人工呼吸

Jpn J Respir Care 2021；38：76-81◉呼吸管理の工夫◉

小児の在宅人工呼吸器使用症例に対する
スピーチバルブ使用の経験と気道内圧測定
松本昇 1）・錦戸知喜 1）・竹内宗之 2）

キーワード：スピーチバルブ，気道内圧測定法，小児，気管切開

要旨

スピーチバルブ（speaking valve：SV）は気管切開チューブに装着することで発声の経験（声量の増加）やコミュニケーション能力の獲得が期待できるだけでなく、成人では唾液の誤嚥防止効果が示されているが、小児では積極的に使用されていない。今回、過去に単純気管切開を行い在宅人工呼吸器装着となり、その後徐々に呼吸器の離脱が可能となった小児 3 例（3 ～ 9 歳）を対象に、離脱中に SV の装着を試みた。また SV 装着中の気道内圧をサンプリングチューブと圧トランスデューサーを用いて評価した。今回調べた 3 症例では、安静呼気時に 2 ～ 10cmH2Oの圧上昇を認めた。また発声量の増加以外にも気道分泌物の減少、吸引回数の低下などの副次的な効果を認め、有害事象は認めなかった。SV 装着は在宅人工呼吸器を使用中の小児においても検討することが可能であり、リスクのある小児で SV 装着を試す場合、気道内圧測定法を併用することでより安全に実施することができる可能性がある。

Ⅰ．は じ め に
小児救急医療や周産期医療の発達により小児の気管切開症例数は増加傾向にある 。気管切開をしている
1）のリスクが上がることが知られているが、成人領域では SV を装着することで嚥下機能が改善し誤嚥が減少したり、気道分泌物が減少するという副次的な効果が報告されている 4, 5）。

乳児は発声や言語発達が遅れるとされ 2）、乳児期に発一方、小児では SV を装着できる可能性があるにも声の経験をさせることは、コミュニケーション能力のかかわらず、とくにリスクの高い基礎疾患をもつ場合獲得の観点からも有用である 。スピーチバルブ（speak-に装着に伴う換気不全や、継続使用の難しさが懸念さ

ing valve：SV）は一方弁構造のバルブで、気管切開れるあまり、介入を得られていないケースが多くみらチューブ（気切チューブ）と接続すると吸気時のみ空れる 6, 7）。また気道内圧を計測することで SV が装着可気を通過することが可能である（図 1）。小児で SV を能かどうかを予測する試みは海外を中心に広くなされ使用する場合、成人でよく使用される側孔のついた気ている 2, 7, 8）が、アナログ式マノメータを用いる測定方切チューブ（窓付き気切チューブ）を一般的に用いる法が一般的であり、この方法では経時的な評価やデーことはなく、チューブリークを利用して呼気排出を行タの連続的な記録は困難である。

3）う。小児に SV を装着するメリットとして、まず発声

今回、SV 装着が可能であった在宅人工呼吸器を使の経験（声量の増加）やコミュニケーション能力の獲用中の小児 3 例を経験し、装着中に簡便な方法で気道得が挙げられる内圧を計測し評価することができたので、報告する。

。また単純気管切開では唾液誤嚥2, 3）1）大阪母子医療センター 呼吸器・アレルギー科
2）同 集中治療科［受付日：2020 年 3 月 25 日 採択日：2020 年 12 月 24 日］

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なお、本稿の報告に関しては、患者家族から口頭同意を得た。

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呼気の流れスピーチバルブが閉じて、空気が声門を通過し、口に抜けるため発声が出来る。

吸気の流れスピーチバルブが開いて、気管切開孔から空気が入る。
スピーチバルブ

図1

スピーチバルブ発声のメカニズム

Ⅱ．評 価 方 法
全身状態の安定した在宅人工呼吸器を使用中の気管切開児 3 例を対象に、喉頭ファイバーと気管支ファイバーにより気切口より上方の狭窄病変がないことを確形、SpO2 波形、インピーダンス呼吸曲線が表示され、呼吸曲線と気道内圧波形を比較することで呼吸の位相を確認した。

Ⅲ．症

例

認した後、SV（Shiley TM Phonate Speaking Valves、

1．症例 1：3 歳女児、体重 12.4kg

メドトロニック、アイルランド）を短時間から装着し、気管切開チューブ：Bivona ® 3.5mm（スミスメディカ様子を観察した。SV 装着に伴う影響は、①発声量とル、英国）使用。

会話内容の変化、②気道分泌物量の変化（気管吸引の現病歴：在胎 24 週 0 日、出生体重 692g で出生、出生頻度）、③陥没呼吸や多呼吸のような努力呼吸所見が後 NICU にて集学的加療を継続したが慢性肺疾患Ⅲ型みられるか、で評価した。長期入院中の症例 1 に関しによる抜管困難のため、生後 6 カ月で単純気管切開術ては診療録より気管吸引回数と気道感染の頻度を確認

を受け在宅人工呼吸器を装着、2 歳になって日中の呼し、SV 導入前後で比較した。それ以外の症例 2 と症吸器離脱を徐々に進めた。評価時は夜間を中心に呼吸例 3 に関しては保護者にアンケートを行い、評価した。

器（Astral TM 150、レスメド、米国、モード：S/T、

また SV 装着中の気道内圧を以下に示す方法で計測し吸気圧〈inspiratory positive airway pressure：IPAP〉た。SV と気切チューブの間に接続コネクタ（Straight

8cmH2O、呼気圧〈expiratory positive airway pressure：T-adapter、22mm/15mm、dead space：7.5mL、シンEPAP〉4cmH2O）を使用し、最長 10 時間の離脱が可能

セン ミンドレー バイオメディカル エレクトロニクス、であった。経口摂取は可能であるが日中気道分泌物が中国）を挟んでサンプリングチューブ（エキステンショ

多く頻回の吸引を要し、気道感染を反復していた。家ンチューブ、長さ 100cm、内径 1.0mm、内容量 0.8mL、族の受け入れが困難であり在宅移行が難しく長期入院JMS、日本）を接続し、サンプリングチューブを圧トとなっていたが、コミュニケーション能力の獲得と気ランスデューサー（TruWave ディスポーザル圧トラ

道分泌物の減少を期待し 3 歳時に SV を導入した。

ンスデューサー、エドワーズライフサイエンス、米国）

介入結果：SV 装着中の気道内圧は、呼気時に 2 ～ 4に接続したうえで経時的にモニタリングした（図 2）。

cmH2O を示した（図 3）。①装着中は有意語こそ認め

気道内圧（mmHg）は生体情報モニター（ベッドサイないものの発声量が増加した。② SV 導入前後の 1 カドモニタ BSM-1700、日本光電工業、日本）に表示さ月間で 1 日あたりの気管吸引回数を診療録より比較しれ、後ほど圧波形データを Excel ファイルの形式で抽たところ、導入前が平均 15.0 回 / 日であったのに対し出し、単位を cmH2O に変換（1mmHg＝1.36cmH2O）て導入後が平均 8.4 回 / 日と有意な減少を認め、抗生した。生体情報モニターには気道内圧の他に心電図波

薬加療を要する気道感染の頻度も導入前後の 3 カ月間

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コネクター

サンプリングチューブ

スピーチバルブb）

サンプリングチューブ

コネクター圧トランスデューサー

図2

気道内圧測定中の様子（a）と、測定時に使用した計測器具（b）【cmH2O】

で 2 回から 1 回に減少した。③ SV 装着当初は努力呼4吸所見を認め啼泣することが多かったが、連日装着は可能であり、次第に慣れて日中連続 4 時間、1 日合計38 時間の SV 装着が可能となった。

22．症例 2：4 歳女児、体重 14.5kg

1

気管切開チューブ：Bivona ® 4.0mm 使用。
現病歴：在胎 40 週 5 日、出生体重 2,912g で出生、出0

生直後から原因不明の間質性肺疾患のため重度呼吸障−1

害があり酸素化を維持できず体外式膜型人工肺（extra0吸気

図378

呼気

吸気
2

呼気

吸気

呼気
4【秒】

スピーチバルブ装着時の気道内圧（症例 1）

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corporeal membrane oxygenation：ECMO）管理を要した。集学的治療により ECMO は離脱できたが人工呼吸器の離脱は困難であり、生後 2 カ月に単純気管切人工呼吸

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【cmH2O】を発症、呼吸器離脱が困難となった。5 歳で単純気管10切開術を施行し、夜間と適宜日中に在宅人工呼吸器

8（Astral TM 150、 モ ー ド：PSV、PS above PEEP 10
cmH2O、PEEP 4cmH2O）を使用しており、6 歳時に6SV を導入した。その後Ⅱ型慢性呼吸不全が進行したため、リークを減らすことで PEEP が不足することを4防ぎ、換気効率や加湿効果を上げる目的で気切チュー

2ブをカフありに変更し、呼吸器使用時にはカフエアを0入れて管理しているが、離脱し SV を装着する際には必ずカフエアを抜く指導を徹底している。

−2吸気0

図4呼気

1吸気呼気
2吸気呼気
3吸気
【秒】

スピーチバルブ装着時の気道内圧（症例 2）

介入結果：症例 1、症例 2 と同様、SV 装着時には呼気時に 3 ～ 9cmH2O の気道内圧上昇を認めた。① SV 装着にて発声量は明らかに増え、滞りない会話が可能となった。②気道分泌物量に関しては、SV 装着時は（呼吸器装着時と比較して）変わらないかやや増える印象開術を施行し生後 8 カ月で退院した。後に実施した気であるとのことであった。③ SV 装着による努力呼吸管支鏡検査では気管支軟化症が判明した。在宅人工呼所見は認めず、現在は外出時などを中心に連続 3 ～ 4吸器（Astral

時間の SV 装着をしている。

TM

150、モード：S/T、IPAP 10cmH2O、EPAP 4cmH2O）を当初終日使用していたが、徐々に呼吸器の離脱時間を増やし、最長 4 時間離脱が可能となった。人工鼻装着時に発声を認めるようになり、4Ⅳ．考察

今回 SV が装着可能であった在宅人工呼吸器を使用

歳時に SV を導入した。

中の 3 小児例において SV 装着中の気道内圧を計測し介入結果：SV 装着時の気道内圧波形を示す（図 4）。

た結果、呼気時に 2 ～ 10cmH2O 程度の圧上昇を認め

SV 装着時には呼気時の気道内圧が呼吸ごとに徐々にた。また SV を装着することで、全例で発声量が増加上昇し、8 ～ 10cmH2O 程度となったがそれ以上は上し症例 2 は会話が可能となった。症例 1 では気道分泌がらなかった。①もともと人工鼻で単語レベルの発声物量が減少し気管吸引回数が減った。3 例中 2 例ではであったが装着により声量が大きくなり、2 語文を話装着当初、努力呼吸所見を認め不機嫌となったが、全すことが可能になった。②気管吸引の頻度はもともと例で連日装着が可能となった。

それほど多くない症例であったため、SV 装着前後で明らかな変化は見られなかった。③当初は SV 装着に

1．小児におけるスピーチバルブの適応て努力呼吸所見を認め装着を嫌がり、外そうとする素小児における SV 装着の適応基準に関して、米国胸振りが見られたが、連日練習することで徐々に連続装部学会から以下のように提言されている。
「気切チュー

着できるようになり、装着開始 1 カ月程度で連続 3 時

ブと気管内腔の断面積の比が 2/3 未満であること、全間の装着が可能となった。

身状態が安定していること、カフエアを抜いても誤嚥をしないこと、気切口より上方の狭窄病変がないこと、

3．症例 3：9 歳男児、体重 18kg

分泌物過多でないこと」9）。

気管切開チューブ：Shiley TM 5.0mm（カフあり）使用。

今回、小児の 3 症例で SV を装着して気道内圧を測

既往歴：慢性呼吸不全、慢性肉芽腫症、同種骨髄移植

定した結果、呼気時に 2 ～ 10cmH2O 程度の圧上昇を認後、移植後閉塞性細気管支炎。

めた。呼気時の気道内圧が 10cmH2O を超えた症例は

現病歴：周産期歴に特記事項なし。生後 2 カ月より慢声門下狭窄または気切チューブによる気道閉塞を示唆性肉芽腫症を発症し 4 歳時に同種骨髄移植後、寛解維しており換気不全に至るリスクがあり、SV 装着を困持となったが、移植後の合併症にて閉塞性細気管支炎

難にすると過去に報告されている 2, 7, 10）。通常の SV 装

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Matsumoto N, et al

着時に気道内圧が 10cmH2O を超え装着困難な症例に答は 1 名のみであった。

対しては、SV の側面に 1.6mm 程度の小さな穴をあけSV を装着できる可能性があるにもかかわらず、装着て使用したところ装着が可能となり、発声量が増えコに伴う換気不全や、継続使用の難しさが懸念されるあミュニケーション能力が向上したとの報告もある。

まり介入を得られていないケースが多くみられる 6, 7）。

小児で SV が装着可能かどうか後方視的に検討した報小児の気管切開症例は疾患背景がさまざまであり、ま告

では、気道内圧が低いこと、2 歳以上であること、た SV を使用した場合の効果の客観的な評価方法や定SV 装着時に発声できること、人工呼吸器使用例では量化が困難であるとの指摘もある 7, 11）が、保護者が有呼吸回数の設定が低いこと、以上が装着可能であるこ益性を実感しているという意見は重要であると思われとと関連していた。また、気道内圧が呼吸ごとに高また。

7, 10）

6）ってしまうことが SV 装着を困難にする因子であると今回の症例 1 では気管吸引回数を比較することで、する報告もある 8）。ただ、今回の症例 2 において呼気SV 導入前と比べて、SV 装着後に分泌物貯留が軽減し時の気道内圧が呼吸ごとに上昇する所見（図 4）を認たことが確認できた。成人領域ではすでに報告されてめたが、最高でも 10cmH2O 程度までの上昇に止まっいるように 5）、小児でも導入時の評価を行い SV を適たため、少しずつ装着時間を増やしていくことが可能

切に導入することによって、分泌物処理の改善や誤嚥であった。

防止効果が得られる可能性があり、今後も検討を重ねていく必要があると思われた。

2．スピーチバルブのメリット
成人、小児を対象とした SV を使用した場合のメリ

3．スピーチバルブの注意点と限界ットに関する systematic review が最近報告された 。

SV の使用に際して、患者をモニタリングすること、その中では SV を使用した場合、有意に誤嚥の頻度がカフなしまたは（側孔のついた）窓付き気切チューブ低いこと（オッズ比 0.122；95％信頼区間、0.031 ～と併用することが添付文書に明記されている。しかし0.479；p＝0.003）、分泌物処理が改善すること（分泌物

小児ではサイズの問題や肉芽を形成しやすいという観量の減少や気管吸引頻度の減少）、呼気終末肺気量や換点から、窓付き気切チューブの使用が困難な場合が多気分布の改善（EIT：electrical impedance tomography

く、当院でも使用していない。またやむを得ずカフ付を用いた計測）が示されたが、いずれも成人領域からき気切チューブを用いる場合は、必ずカフを完全に脱の報告を対象とした解析であった。SV を装着するこ気させていることを確認する必要がある。

5）とで唾液誤嚥を防止する効果については、嚥下時の声SV を導入する際、なかには強い呼吸困難感を訴え、門下圧（気道内圧）を測定した報告があり 、SV を装装着して間もなく SV を咳嗽で吹き飛ばしてしまう症

着した状態で嚥下すると声門下圧が上昇し、誤嚥を防例を経験する。上気道閉鎖 / 狭窄がある、上気道を介止している可能性が示唆された。

した呼気に慣れていない、といった問題がある場合、

4）

11）

うまく息を吐き出せず（痰を喀出できず）、呼吸困難

では、SV を使用した場合のコミュニケーション能力に至る可能性がある 8）ため、気道内圧を計測し評価すの向上はもちろん、咳や分泌物処理、嚥下機能の改善、ることは重要である。

小児に限定した SV の使用に関する scoping review

誤嚥頻度の低下といった副次的な効果に関する肯定的

SV 装着による最大の欠点は加湿不良である。冬場な報告もみられるが、十分なエビデンスが小児領域での乾燥時期や、感染などで分泌物が増えるタイミングは不足しており、さらなる介入研究が期待される、とや、睡眠時においては、SV 装着により分泌物が粘稠結論づけられている。一方単施設からの報告ではある化して喀出困難となり、致命的な呼吸不全に至る可能が、SV を継続使用中の 45 名（生後 1 カ月～ 8 歳で SV性がある。当院では事前に保護者にこれらの内容につ装着開始）の保護者を対象にアンケート調査を行い集いて文書を用いて説明、同意を得た後に SV を導入し計した報告では、回答者の 70％以上が発声やコミュている。また覚醒時に限り使用し睡眠中は人工鼻もしニケーション能力、分泌物処理、といった各項目で好くは呼吸器を装着することとし、体調をみながら装着意的な印象を持っており、有益性が全くないとした回時間の調整をするよう指導している。

807）

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人工呼吸4．今回の測定方法について
過去にも小児の SV 装着時にアナログ式マノメータを用いて気道内圧を計測する試みはあった 2, 7, 8）が、こJpn J Respir Care Vol.38 No.1

参考文献
1） Lawrason A, Kavanagh K：Pediatric tracheotomy：arethe indications changing? Int J Pediatr Otorhinolaryngol.
2013；77：922-5.の測定方法ではデータの記録が困難なため客観性に乏

2） Gereau SA, Navarro GC, Cluterio B, et al：Selection of

しく、再現性の評価が困難であった。本検討で用いた

pediatric patients for use of the Passy-Muir valve for

気道内圧測定法では、SV 装着中の気道内圧を経時的に測定でき、呼吸の位相による圧変化を客観的かつ経speech production. Int J Pediatr Otorhinolaryngol. 1996；
35：11-7.
3） Baker BM, Blackwell PB：Adult and infant vocalization：

時的にデジタルデータで記録できた。波形を確認する

speaking valves used in individuals with tracheostomy

ことで圧上昇の持続時間や経時的変化も捉えやすい。

and ventilator dependency. J Ky Med Assoc. 2001；99：

今回の方法を用いることで今後は呼気時の最高気道内圧だけではなく、圧波形の形状や吸気・呼気時間の比なども評価の対象となり得る。SV 装着を考慮する単純気管切開児において、これらの項目が病状の変化や成長に伴ってどのように変化するかも今後検討する余地がある。

193-203.
4） Eibling DE, Gross RD：Subglottic air pressure：a key
component of swallowing efficiency. Ann Otol RhinolLaryngol. 1996；105：253-8.
5） O’Connor LR, Morris NR, Paratz J：Physiological andclinical outcomes associated with use of one-way speaking
valves on tracheostomised patients：A systematicreview. Heart Lung. 2019；48：356-64.

Ⅴ．お わ り にSV は在宅人工呼吸器を使用中の小児においても症
例によっては安全に使用可能であり、コミュニケーシ
ョン支援のほかにも、気道分泌物量の減少など副次的な効果が期待できる可能性がある。安全に SV を導入し、SV が装着可能かどうか判断するためには気道内圧測定が有用である。今回報告した測定方法は簡便にベッドサイドで検査可能であり、経時的なデータの記録が可能であった。

6） Brooks L, Figueroa J, Edwards T, et al：Passy muir
valve tolerance in medically complex infants andchildren：Are these predictors for success?
Laryngoscope. 2020；130：E632-9.
7） G r e e n e Z M , D a v e n p o r t J , F i t z g e r a l d S , e t a l ：Tracheostomy speaking valve modification in children：
A standardized approach leads to widespread use.
Pediatr Pulmonol. 2019；54：428-35.
8） 神原孝子：気管切開児のスピーキングバルブ使用を困難にする因子の検討．埼玉理学療法．2005；12：15-9．
9） Sherman JM, Davis S, Albamonte-Petrick S, et al：Careof the child with a chronic tracheostomy. This official
statement of the American Thoracic Society was adopted
by the ATS Board of Directors, July 1999. Am J Respir

謝辞：本稿図 1「スピーチバルブ発声のメカニズム」のイラス
ト作成にご協力いただいた、井坂華奈子先生（大阪母子医療センター集中治療科）に深謝いたします。

Crit Care Med. 2000；161：297-308.
10） Brigger MT, Hartnick CJ：Drilling speaking valves：A
modification to improve vocalization in tracheostomy
dependent children. Laryngoscope. 2009；119：176-9.

本稿の要旨は、第 41 回日本呼吸療法医学会学術集会（2019 年、大阪）において発表した。

11） Zabih W, Holler T, Syed F, et al：The use of speaking
valves in children with tracheostomy tubes. Respir Care.
2017；62：1594-1601.

本稿の全ての著者には規定された COI はない。

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