(57)【要約】      （修正有）【課題】吸気の際にバルーンが確実に膨らみ、空気が漏れないで肺に送り込まれること、患者が発声を望む場合に呼気が声帯に至り、かつ、発声を望まない呼気の際に唾液が気管内に進入しないようにした気管切開チューブを提供する。【解決手段】バルーン２２は常圧で膨張形状を保っており、内側管部分に設けられた孔２４を介して、人工呼吸器１６がバルーン２２に空気を送出した際、バルーンは気管１０に密着する状態をほぼ維持するとともに、発声を目的としない呼気の圧力では前記膨張形状を維持するとともに、発声を目的とした呼気の圧力では膨張形状が縮小され、縮小された形状のバルーン２２と気管壁との間の隙間を介して呼気が声帯に向けて送出されるように構成し、前記バルーン２２の膜厚は０．０１〜０．７ｍｍとする。【選択図】図１
2007185481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気管内に配置される内側管部分と、人工呼吸器に連結される外側管部分と、内側管部分
の外側の全周に配置されたバルーンとを具備し、該バルーンが、該バルーンの内側と外側
とが連通できないように、該内側管部分の外側に取り付けられており、該内側管部分が、
該内側管部分の内側と該バルーンの内側とを連通せしめる孔を有する気管切開チューブに
おいて、
当該バルーンは常圧で膨張形状を保っており、前記内側管部分に設けられた前記孔を介して、前記人工呼吸器が前記バルーンに空気を送出した際、当該バルーンは気管に密着する状態をほぼ維持するとともに、発声を目的としない呼気の圧力では前記膨張形状を維持するとともに、発声を目的とした呼気の圧力では前記膨張形状が縮小され、縮小された形状のバルーンと気管壁との間の隙間を介して呼気が声帯に向けて送出されるように構成し、前記バルーンの膜厚は０．０１〜０．７ｍｍであることを特徴とする気管切開チューブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気管切開チューブに関し、詳しくは、気管切開チューブを気管切開して体内
に挿入しても、空気を肺から排出する呼気の際、更に詳細には、発声可能な気管切開チュ
ーブに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の気管切開チューブによる人工呼吸は、頸部の気管を切開し、気管の中にバルーン
付きのチューブを入れて人工呼吸器につなげて、バルーン内に連通したチューブによって
、バルーン内に空気等を送り込み、バルーンを気管の内壁と圧着せしめ、口の方へ酸素又
は空気が流れないようにして、人工呼吸器で肺に酸素又は空気を送り込むようにして使用
される。
【０００３】
この方法の場合、バルーンを常に膨らませることにより、気管とチューブの隙間をブロ
ックして、呼吸させる空気が人工呼吸器と肺の間だけを行き来する様になっている。そう
しないと空気を送り込んだときに、多くの空気が肺には到達しないで、口の方から外部に
漏れ出し、実効ある人工呼吸ができなくなる。
【０００４】
一方、声帯は気管と口との間に位置するから、従来の気管切開チューブを使用すると、
声帯に空気を送ることができず、患者は、声を出すことができない。そこで、本願出願人
は、この問題を解決するために、バルーン付き気管切開チューブを気管内挿入しても、発
生可能な気管切開チューブを提案した（特開２００３−２１０５８５号公報）。この気管
切開チューブは、気管内に配置される内側管部分と、人工呼吸器に連結される外側管部分
と、内側管部分の外側の全周に配置されたバルーンとを具備し、該バルーンが、該バルー
ンの内側と外側とが連通できないように、該内側管部分の外側に取り付けられており、該
内側管部分が、該内側管部分の内側と該バルーンの内側とを連通せしめる孔を有すること
を特徴とするものである。
【０００５】
この気管切開チューブによれば、吸気、すなわち人工呼吸器が空気を送り込んだときに
は、バルーンの内側に、内側管部分に設けられた孔を介して人工呼吸器からの空気が送ら
れ、バルーンが膨らみ気管とチューブの隙間をブロックして人工呼吸器が送り込んだ空気
が漏れないようにして肺に流れ込むようにできる。呼気、すなわち息を吐くときにはバル
ーンの内側の空気は内側管部分に設けられた孔を通して内側管部分の内側に戻り、バルー
ンは内側管部分の外壁に接触するように、元の大きさ縮むので、チューブと気管の間に隙
間ができて、吐いた息の一部が声帯を通して体外に流れ出ることになる。それにより患者
はしゃべることができる。
【特許文献１】特開２００３−２１０５８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記従来の気管切開チューブでは、吸気の際にバルーンが完全に膨らまないと人工呼吸
器から送られた空気がバルーンと気管壁の隙間から漏れて有効な換気ができなくなること
、呼気が発生する都度、患者の声帯に空気が及び、患者に負担を掛けるおそれがあること
、呼気が発生した際、気管と縮んだバルーンとの間を介して、唾液がバルーンから先の領
域に及んでしまうおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は、このような課題を解決するために、吸気の際にバルーンが確実に膨
らみ、空気が漏れないで肺に送り込まれること、患者が発声を望む場合に呼気が声帯に至
り、かつ、発声を望まない呼気の際に唾液が気管内に進入しないようにした気管切開チュ
ーブを提供する事を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、気管内に配置される内側管部分と、人工呼吸器
に連結される外側管部分と、内側管部分の外側の全周に配置されたバルーンとを具備し、
該バルーンが、該バルーンの内側と外側とが連通できないように、該内側管部分の外側に
取り付けられており、該内側管部分が、該内側管部分の内側と該バルーンの内側とを連通
せしめる孔を有する気管切開チューブにおいて、当該バルーンは常圧で膨張形状を保って
おり、前記内側管部分に設けられた前記孔を介して、前記人工呼吸器が前記バルーンに空
気を送出した際、当該バルーンは気管に密着する状態をほぼ維持する上にさらにバルーン
の圧が高まるためにバルーンが気管壁に強く密着することにより空気は漏れなく肺に送り
込まれるとともに、発声を目的としない呼気の圧力では前記膨張形状を維持するとともに
、発声を目的とした呼気の圧力では前記膨張形状が縮小され、縮小された形状のバルーン
と気管壁との間の隙間を介して呼気が声帯に向けて送出されるように構成し、前記バルーンの膜厚は０．０１〜０．７ｍｍであることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の好適な形態では、吸気時および発声を目的としない呼気の圧力では前記膨張形
状を維持するとともに、発声を目的とした呼気の圧力では前記膨張形状が縮小されるよう
に、バルーンの材質、サイズ、形状、及び、バルーンの膜厚の少なくとも一つが調整され
る。
【００１０】
本発明に係る気管切開チューブの好適な製造方法は、球状あるいは楕円形あるいは台形
状の型をシリコンゴムあるいはウレタン等の形状を自由にできる材質の液に何回か漬ける
ディッピング法により、球状の型の周囲にシリコン等の膜を形成し、次いでそれを取り出
してバルーンとし、このバルーンの両端に形成されている開口から型を取り出し、この開
口に内側管を挿入して、内側管とバルーンとの接合部をシールする。従来は、円筒状の型
を用いたが、それでは常圧で縮んでいるバルーンとなってしまう。そこで、球状、あるい
は楕円状の型を用いることが望ましい。
【００１１】
バルーンの好適な材料はシリコンゴムやウレタン等の形状を自由に作れる材質があり、
好適な膜厚は、0.01〜0.7mmで、好ましくは0.05〜0.35mm、さらに好ましくは0.15〜0.3mm
である。これにより、常圧においてバルーンが球状に成っている状態を維持できる。しか
しながら、シリコン製の薄い膜でもあるので、少しの圧で縮む。
【００１２】
バルーンの形状はほぼ球であるが、気管支が伸びる方向と直角方向にやや径が大きい(
気管支が伸びる方向に対して最大１/３)形状の楕円状であることが好ましい。この形状で
あると、常圧や発声を伴わない呼気の圧力では、バルーンが球状を維持できる同時に、気
管壁との接着面積が狭く出来るので、発声を伴う呼気の圧力によってバルーンが縮むこと
ができ、それにより空気が気管とバルーンとの間を通り易くなる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明者は気管切開チューブを装着した患者の、発声を目的とす
る呼気の圧と、発声も目的としない呼気の圧との差に着目し、前者の圧で縮むものの、後
者の圧では膨張形状を維持するバルーン付気管切開チューブを提供することにより、患者
が発声を望む場合に呼気が声帯に至り、かつ、発声を望まない呼気の際に唾液が気管内に
進入しないようにしたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、患者の気管１０内に配置された気管切開チューブ１２を示す。図１は吸気の状
態を示している。この気管切開チューブ１２は、連通管１４を介して、人工呼吸器１６に
連結されている。気管切開チューブ１２は、気管内に配置される内側管部分１８と、人工
呼吸器１６に連結される外側管部分２０と、内側管部分の外側の全周に配置されたバルー
ン２２とを具備する。
【００１５】
バルーン２２が、バルーン２２の内側と外側とが連通できないように、例えば、バルー
ン２２の上下部分において内側管部分１８の全周にわたり、内側管部分１８の外壁に接着
剤等により、取り付けられている。内側管部分１８が、内側管部分１８の内側とバルーン
２２の内側とを連通せしめる孔２４を有する。この孔２４は、種々の形状の穴、スリット
、メッシュ、柱状構造の開口部分等で構成されている。
【００１６】
人工呼吸器１６は、所定の周期で、吸気と呼気とを繰り返し、吸気のときは、所定量の
酸素又は空気を所定の圧力では排出し、呼気のときは、気管切開チューブ１２の内部と大
気とを連通せしめる。気管切開チューブを装着した患者は自力で息を吐く際、発声を目的
とする場合にはやや強く息を吐き、発声を目的としない場合には弱く息を吐く。前者の場
合の呼気圧は、通常５−１０ｃｍＨｇであり、後者の場合の呼気圧は通常２−３ｃｍＨｇ
である。
【００１７】
図２はバルーン２２を備えた内側管部分１８の一部拡大斜視図である。バルーンは既述
のとおりシリコンゴムの薄膜から形成され、常圧状態でほぼ球状を保っている。気管内に
このバルーンを挿入して、人工呼吸器から空気を５−１００ｍｍＨｇの圧力でバルーンに
供給すると、バルーン２２は一層膨張して図１のように気管壁に密着する。すなわち、吸
気のときに、人工呼吸器１６によって、酸素又は空気が、気管切開チューブ１２内に送り
込まれると、内側管部分１８の孔２４を介して、バルーン２２の内側に空気が送り込まれ
、常圧で膨張形状にあるバルーン２２がさらに膨張して、バルーン２２の外面が気管１０
の側面に強く密着し、気管の肺側と気管の口側との間の連通を妨げる。これによって、空
気の漏れがなく効果的に、酸素又は空気を患者の肺に送り込むことができる。
【００１８】
図３は発声を目的としない呼気の状態を示している。このときは、呼気の圧力が比較的
弱いために、バルーン２２の膨張形状は、呼気圧によって縮小されることなく、ほぼもと
の形状を保っている。バルーンは気管１０の内壁に接していることから、バルーンと気管
内壁との間に隙間が形成されずに、呼気３００は内側管１８に入る。バルーン２２は気管
内壁に接しているために、唾液３０２は気管の肺側に進入することはない。
【００１９】
図４は、一方、発声を目的とする呼気の状態を示している。このときは、呼気の圧力は
比較的高くなるために、呼気によってバルーンの膨張形状は縮小されて、バルーン２２と
気管１０との間に呼気が通過可能な隙間が出来る。この隙間を呼気４００が通過して声帯
に至ると、発声が可能となる。さらに発声の際にはその時に発生する高い圧によりバルー
ンの口側に貯留していた唾液は口側に排出される。
【００２０】
バルーンが発声を目的とする呼気によって、常圧における円形形状が縮小され、発声を
目的としない呼気では、この形状が縮小されることなく円形形状を維持することは、バル
ーンの材質、形状、膜厚、サイズの少なくとも一つを適宜調整することによって実現可能
である。
【００２１】
バルーンの材質の一例として、シリコンゴムがある。シリコンゴムは、硬さがJIS K630
1（Ａ形）で20〜60のものが好ましく、またその伸びはJIS K6301（３号形）で200〜1500
％のものが好ましい。さらにシリコンゴムは引裂強さが強く、且つ自己接着性があれば好
ましい。
【００２２】
市販の帯状シリコンゴムを60g秤量し、500ccのビーカーに入れて少しずつトルエンを加
えながらゆっくり撹拌してトルエン分散液とし、これに、予め離型剤を塗布風乾した100m
mΦのアルミ製丸棒金型を数回上、下に浸漬して均一な塗膜を作成した。この塗膜を充分
風乾させた後、オーブンにて150℃で10分〜15分加熱硬化させる。次いで、金型よりバル
ーンを剥がして水洗する。シリコンゴム製気管内チューブ（外径10.4mm）に、バルーンを
貼り付けて本発明の気管切開チューブを形成した。バルーンの厚さは、0.2mmであった。
【００２３】
次いで、この気管切開チューブを人工呼吸が必要な症例に適用した。症例は３例で、そ
れぞれ80歳男性(COPD)、71歳男性（結核後遺症）、83歳男性(COPD)で全員、在宅で人工呼
吸管理を受けていた。
【００２４】
人工呼吸器のモードは２例がpressure controlであり１例がvolume controlで行った。
以前は、従来の気管切開チューブにより管理を受けていたので３人とも会話ができなかっ
たが、本発明の気管切開チューブに交換したところ、３例とも呼気時に会話が可能となっ
た。本発明の気管切開チューブに交換してから３人とも会話が可能となりQOLが飛躍的に
改善した。３例とも約１ヶ月間の経過観察中に誤嚥性肺炎等生じることがなかった。
【００２５】
以上説明した実施形態によれば、バルーンの材料として、シリコンゴムを用いたが、ウ
レタン、塩化ビニル等の材質を使用することもできる。また、バルーンを内側管に一体に
成形する事も可能である。さらに、前記実施形態では、バルーンをディッピング方法によ
って製造したが、バルーンを金属の割型を用いて成型し、これをチューブに接着して本発
明に係わる気管切開チューブを得ることも可能である。さらに、バルーンとチューブとを
一体に成型することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】患者の気管内に配置された気管切開チューブの模式図を示している。
【図２】図２はバルーンを備えた内側管部分の一部拡大斜視図である。
【図３】図３は発声を目的としない呼気の状態を示した気管切開チューブの模式図である。
【図４】図４は、発声を目的とする呼気の状態を示した気管切開チューブの模式図である。
【符号の説明】
【００２７】
患者の気管：１０、気管切開チューブ：１２、連通管：１４、人工呼吸器：１６、気管
内に配置される内側管部分：１８、外側管部分：２０と、バルーン：２２。
【図１】
2007185481.tif 000003
【図２】
2007185481.tif 000004
【図３】
2007185481.tif 000005
【図４】
2007185481.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月26日(2006.7.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気管内に配置される内側管部分と、人工呼吸器に連結される外側管部分と、内側管部分の外側の全周に配置されたバルーンとを具備し、該バルーンが、該バルーンの内側と外側とが連通できないように、該内側管部分の外側に取り付けられており、該内側管部分が、該内側管部分の内側と該バルーンの内側とを連通せしめる孔を有する気管切開チューブにおいて、
当該バルーンは膜厚が０．０１〜０．７ｍｍであり、常圧で膨張形状を保つように成型されており、かつ、前記内側管部分に設けられた前記孔を介して、前記人工呼吸器が前記バルーンに空気を送出した際、当該バルーンは気管に密着する状態をほぼ維持するとともに、発声を目的としない呼気の圧力２〜３ｃｍＨｇでは前記膨張形状を維持するとともに、発声を目的とした呼気の圧力５〜１０ｃｍＨｇでは前記膨張形状が縮小され、縮小された形状のバルーンと気管壁との間の隙間を介して呼気が声帯に向けて送出されるように成型されていることを特徴とする気管切開チューブ。
【手続補正書】
【提出日】平成18年10月16日(2006.10.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気管内に配置される内側管部分と、人工呼吸器に連結される外側管部分と、内側管部分の外側の全周に配置されたバルーンとを具備し、該バルーンが、該バルーンの内側と外側とが連通できないように、該内側管部分の外側に取り付けられており、該内側管部分が、該内側管部分の内側と該バルーンの内側とを連通せしめる孔を有する気管切開チューブにおいて、
当該バルーンは膜厚が０．０１〜０．７ｍｍであり、常圧でほぼ球状を保つように成型されており、かつ、前記内側管部分に設けられた前記孔を介して、前記人工呼吸器が前記バルーンに空気を送出した際、当該バルーンは気管に密着する状態をほぼ維持するとともに、発声を目的としない呼気の圧力２〜３ｃｍＨｇでは前記ほぼ球状の形状が維持され、発声を目的とした呼気の圧力５〜１０ｃｍＨｇでは前記ほぼ球状の形状が縮小され、縮小された形状のバルーンと気管壁との間の隙間を介して呼気が声帯に向けて送出されるように成型されていることを特徴とする気管切開チューブ。