JP3193835U - 発声補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的小さい圧力の上下によっても、呼気時における発声用気体の通気と、吸気時における発声用気体の遮断とを、正確に切り替えることにより、人の自然な発声に近い状態での会話ができる発声補助装置を提供する。【解決手段】発声補助装置は、本体４４において、発声用気体導入管４１の他端が接続された第１室４４１と、発声用導管４２の他端が接続された第２室４４２と、作動用管４３の他端が接続された第３室４４３と、第１室と第２室とを連通する開口部４４４ａを残し、第１室と第２室とを遮る隔壁４４４と、弾性変形可能であり、第３室を第１室及び第２室から隔離し、開口部４４４ａを開閉可能に形成された膜体４４５と、を有する。発声用気体の通気と遮断との切り替えを、弁体のような構造物でなく、膜体により行うので、気管内チューブ内の圧力の上下が小さい場合でも、正確に行うことができる。【選択図】図２

Description

本考案は、発声補助装置に関し、詳しくは、吸気用気体導入管と気管内チューブの他端が接続され、患者の呼気のタイミングで大気と連通させ、患者の吸気のタイミングで大気から遮断する圧力開閉弁を備える人工呼吸装置と共に使用される発声補助装置に関する。

従来、声帯より下方において、気管切開をし、人工呼吸器を使用する患者は、気管切開口から気管内チューブが挿入され、その気管内チューブに接続された人工呼吸装置を介して呼吸を行う。
この場合、呼気時に肺から放出される呼気流が気管内チューブに流れ、声帯に流れる呼気流が少なくなり、声帯を十分に振動させることができなくなる。このため、人工呼吸器を使用する患者は、発声が困難となる。

そこで、患者の吸気用気体を供給する気体供給部と、気管切開口から気管内に挿入される気管内チューブと、気体供給部と気管内チューブとを連通させる呼吸用導管と、呼吸用導管を大気に分岐連通させる開閉弁とを備える人工呼吸装置と、一端側を気管切開口から気管内に挿入される発声用導管と、発声用気体の供給源にその一端側を連通させる導入管と、導入管と発声用導管とを連通させるバルブであって、そのバルブに連結される管内の圧力によって作動する開閉バルブと、開閉バルブに連結され、開閉バルブを作動させるための作動用管とを備える発声用装置とからなり、作動用管が呼吸用導管の中途に連通し、開閉バルブは、作動用管内の圧力によって弁体が作動し、導入管と発声用導管とを連通する開口端を開閉する発声補助装置が提案されている（特許文献１）。

この特許文献１の発声補助装置によれば、患者の呼気時において、吸気用の気体は、気体供給部から呼吸用導管を介して患者の気管内に送気されるが、この気管内に進入した吸気用気体は患者の肺内に充満して呼吸用導管内も加圧する。呼吸用導管内が加圧されると、呼吸用導管に連通する作動用管内の圧力も上昇して開閉バルブの弁体が作動し、導入管と発声用導管とを連通す開口端を閉鎖する。
一方、患者の呼気時において、呼吸用導管内も略大気圧まで減圧され、呼吸用導管に連通する作動用管内の圧力も下降する。作動用管内の圧力が下降すると、作動用管に接続する開閉バルブの弁体が作動し、導入管と発声用導管とを連通する開口端を開放する。
そして、導入管から進入した発声用気体は、発声用導管へと導かれ、発声用導管を通って気管内に流入し声帯に向けて送気され、声帯を振動させ発声させる。
このように、特許文献１の発声補助装置は、患者の吸気時においては、呼吸用導管内が加圧されることにより作動用管を介して開閉バルブが閉塞し、患者の呼気時においては、呼吸用導管内が大気に連通して管内圧力が低下することにより作動用管を介して開閉バルブが開放して発声用気体を患者の気管内に送気し、声帯を振動させ発声させる。
したがって、患者は呼吸の度に煩雑な操作をする必要もなく呼気時に発声することができ、人の自然な発声に近い状態での会話が可能となる。

特開２００９−１５３７７５号公報

しかしながら、特許文献１の発声用装置は、作動用管内の圧力の上下により、導入管と発声用導管とを連通す開口端を開閉する開閉バルブの弁体を動作させる。このため、作動用管内の圧力の上下が比較的小さい場合、開閉バルブの弁体が正確に動作せず、人の自然な発声に近い状態での会話ができない虞がある。

本考案は、比較的小さい圧力の上下によっても、呼気時における発声用気体の通気と、吸気時における発声用気体の遮断とを、正確に切り替えることにより、人の自然な発声に近い状態での会話ができる発声用装置を提供することを目的とする。

（１） 一端が吸気用気体の供給源に接続された吸気用気体導入管、
一端が患者の気管切開口から気管内に挿入される気管内チューブ、及び、
前記吸気用気体導入管と前記気管内チューブの他端が接続され、患者の呼気のタイミングで大気と連通させ、患者の吸気のタイミングで大気から遮断する開閉弁、を備える人工呼吸装置と共に使用される発声補助装置であって、
一端が発声用気体の供給源に接続された発声用気体導入管と、
一端が患者の気管切開口から気管内に挿入される発声用導管と、
一端が前記開閉弁に接続され、前記気管内チューブと連通する作動用管と、
前記発声用気体導入管、前記発声用導管及び前記作動用管の他端が接続された本体と、を備え、
前記本体は、
前記発声用気体導入管の他端が接続された第１室と、
前記発声用導管の他端が接続された第２室と、
前記作動用管の他端が接続された第３室と、
前記第１室と前記第２室とを連通する開口部を残し、前記第１室と前記第２室とを遮る隔壁と、
弾性変形可能であり、前記第３室を前記第１室及び前記第２室から隔離し、前記開口部を開閉可能に形成された膜体と、を有する発声補助装置。

（１）の構成によれば、発声補助装置は、吸気用気体導入管、気管内チューブ、及び、吸気用気体導入管と気管内チューブの他端が接続され、患者の呼気のタイミングで大気と連通させ、患者の吸気のタイミングで大気から遮断する開閉弁を備える人工呼吸装置と共に使用される。
発声補助装置は、発声用気体導入管と、発声用導管と、作動用管と、本体と、を備える。
発声用気体導入管は、一端が発声用気体の供給源に接続されている。
発声用導管は、一端が患者の気管切開口から気管内に挿入されている。
作動用管は、一端が開閉弁に接続され、気管内チューブと連通する。
本体は、発声用気体導入管、発声用導管及び作動用管の他端が接続されている。
そして、本体は、第１室と、第２室と、第３室と、隔壁と、膜体と、を有する。
第１室は、発声用気体導入管の他端が接続されている。
第２室は、発声用導管の他端が接続されている。
第３室は、作動用管の他端が接続されている。
隔壁は、第１室と第２室とを連通する開口部を残し、第１室と第２室とを遮る。
膜体は、弾性変形可能であり、第３室を第１室及び第２室から隔離し、開口部を開閉可能に形成されている。

これにより、人工呼吸装置は、開閉弁により、患者の呼気のタイミングで大気と連通させ、患者の吸気のタイミングで大気から遮断する。即ち、人工呼吸装置における気管内チューブ内の圧力は、患者の呼気のタイミングで下がり、患者の吸気のタイミングで上がる。
このような人工呼吸装置と共に使用される発声補助装置は、患者の呼気のタイミングにおいては、気管内チューブと連通する作動用管及び作動用管が接続された第３室内の圧力が下がるため、弾性変形可能な膜体が隔壁から離れる方向に膨出し、開口部を開放する。この状態において、発声用気体は、発声用気体導入管から第１室に流入し、開口部を通って、第２室に流入し、発声用導管から患者の気管内に流入し、患者の声帯を振動させ、音声を発声させる。

一方、発声補助装置は、患者の吸気のタイミングにおいては、気管内チューブと連通する作動用管及び作動用管が接続された第３室内の圧力が上がるため、弾性変形可能な膜体が隔壁に接する方向に膨出し、開口部を閉鎖する。この状態において、発声用気体は、発声用気体導入管から第１室に流入するものの、膜体により遮られ、第２室及び発声用導管から患者の気管内に流入できないので、患者の声帯を振動させることができず、音声を発声させることはできない。

このように、呼気時における発声用気体の通気と、吸気時における発声用気体の遮断との切り替えを、弁体のような構造物でなく、膜体を膨張させる方向の切り替えにより行うので、気管内チューブ内の圧力の上下が小さい場合でも、正確に行うことができる。
したがって、比較的小さい圧力の上下によっても、呼気時における発声用気体の通気と、吸気時における発声用気体の遮断とを、正確に切り替えることにより、人の自然な発声に近い状態での会話ができる発声用装置を提供できる。

（２） 前記隔壁は、前記膜体が前記開口部を閉鎖した時に、前記膜体と接する縁部を有し、
前記本体は、前記膜体の中心に対して、前記縁部と対称に配置された補助縁部を有する補助壁を、更に有する（１）に記載の発声補助装置。

（２）の構成によれば、隔壁は、膜体が開口部を閉鎖した時に、膜体と接する縁部を有する。
そして、本体は、膜体の中心に対して、縁部と対称に配置された補助縁部を有する補助壁を、更に有する。

これにより、膜体が膨張し、開口部を閉鎖するように隔壁の縁部に接した時に、膜体の中心に対して、縁部と対称に配置された補助縁部にも膜体が接する。このため、膜体が隔壁の縁部に接した後も、バランスよく膜体が膨張するので、確実に開口部を閉鎖できる。
したがって、比較的小さい圧力の上下によっても、呼気時における発声用気体の通気と、吸気時における発声用気体の遮断とを、より正確に切り替えることが可能となり、より人の自然な発声に近い状態での会話ができる発声用装置を提供できる。

本考案によれば、比較的小さい圧力の上下によっても、呼気時における発声用気体の通気と、吸気時における発声用気体の遮断とを、正確に切り替えることにより、人の自然な発声に近い状態での会話ができる発声用装置を提供できる。

本考案の一実施形態に係る発声補助装置４０が使用された人工呼吸器連動式発声補助装置１の全体概要を説明する図である。 前記実施形態に係る本体４４の断面図である。 前記実施形態に係る本体４４の断面図である。

本考案の実施形態に係る発声補助装置４０の構成を図面に基づいて説明する。
図１は、本考案の一実施形態に係る発声補助装置４０が使用された人工呼吸器連動式発声補助装置１の全体概要を説明する図である。
発声補助装置４０は、人工呼吸装置２０と共に使用される。具体的には、発声補助装置４０は、人工呼吸器連動式発声補助装置１において、使用される。

人工呼吸器連動式発声補助装置１は、声帯１１０より下方において、気管１２０が切開され、この気管切開口１３０を介して、人工呼吸装置２０より呼吸を行う患者１００に使用され、発声補助装置４０により人工的に声帯１１０を震わせる気体を流すことで、人間の自然な発声方法を再現するものである。
人工呼吸器連動式発声補助装置１は、吸気用気体の供給源としての人工呼吸器１０と、人工呼吸装置２０と、発声用気体の供給源としての発声用気体供給器３０と、発声補助装置４０と、を備える。

人工呼吸器１０は、ＣＰＵ、メモリ等を備える制御部の制御により、患者１００の一回の呼吸に必要な所定の体積量の吸気用気体（空気又は酸素等）を所定の時間をかけて、人工呼吸装置２０に供給する。

人工呼吸装置２０は、吸気用気体導入管２１と、気管内チューブ２２と、開閉弁２３と、を備える。

吸気用気体導入管２１は、一端が人工呼吸器１０に接続され、他端が開閉弁２３に接続されている。
気管内チューブ２２は、一端が患者１００の気管切開口１３０から気管１２０内に挿入され、他端が開閉弁２３に接続されている。気管内チューブ２２の一端側には、患者１００の気管１２０内において、肺から排出される気体が口の方に流出することを防止するカフ２２１が設けられている。

開閉弁２３は、吸気用気体導入管２１と気管内チューブ２２の他端が接続され、人工呼吸器１０の制御により、患者１００の呼気のタイミングで大気と連通させ、患者の吸気のタイミングで大気から遮断する。これにより、人工呼吸装置２０の内部の圧力は、患者１００の呼気のタイミングで下がり、吸気のタイミングで上がる。
開閉弁２３は、人工呼吸器１０の制御により、吸気用気体が供給されることにより、弁が開閉されるエアバルブで構成してもよいし、人工呼吸器１０の制御により、電気信号によって弁が開閉される電磁弁で構成してもよい。

発声用気体供給器３０は、発声用気体を発声補助装置４０に供給する。
発声用気体供給器３０は、発声用気体を供給できれば、任意の構成とすることが可能であり、例えば、空気等を供給可能なエアポンプで構成してもよい。

発声補助装置４０は、発声用気体導入管４１と、発声用導管４２と、作動用管４３と、本体４４と、を備える。
発声用気体導入管４１は、一端が発声用気体供給器３０に接続され、他端が本体４４に接続されている。
発声用導管４２は、一端が患者１００の気管切開口１３０から気管１２０内に挿入され、他端が本体４４に接続されている。
作動用管４３は、一端が開閉弁２３に接続され、気管内チューブ２２と連通し、他端が本体４４に接続されている。

本体４４は、発声用気体導入管４１、発声用導管４２及び作動用管４３の他端が接続されている。
図２は、前記実施形態に係る本体４４の断面図である。
本体４４は、第１室４４１と、第２室４４２と、第３室４４３と、隔壁４４４と、膜体４４５と、補助壁４４６と、リリーフバルブ４４７と、を有する。

第１室４４１は、発声用気体導入管４１の他端が接続されている。
第２室４４２は、発声用導管４２の他端が接続されている。
第３室４４３は、作動用管４３の他端が接続されている。

隔壁４４４は、第１室４４１と第２室４４２とを連通する開口部４４４ａを残し、第１室４４１と第２室４４２とを遮る。
また、隔壁４４４は、膜体４４５が開口部４４４ａを閉鎖した時に、膜体４４５と接する縁部４４４ｂを有する。

膜体４４５は、弾性変形可能な部材（例えば、ゴム部材）で形成され、第３室４４３を第１室４４１及び第２室４４２から隔離し、開口部４４４ａを開閉可能に形成されている。
膜体４４５は、第３室４４３内部の圧力、即ち、第３室４４３に連通する作動用管４３、作動用管４３と連通する気管内チューブ２２（図１参照）の内部の圧力低下に伴い、第１室４４１と第２室４４２とを遮る隔壁４４４から離間する方向に膨出し、縁部４４４ｂから離間し、開口部４４４ａを開放し、図２に示す状態となる。

図３は、前記実施形態に係る本体４４の断面図である。図３は、膜体４４５が隔壁４４４の縁部４４４ｂに接し、開口部４４４ａを閉鎖した状態を示している。
膜体４４５は、第３室４４３内部の圧力、即ち、第３室４４３に連通する作動用管４３、作動用管４３と連通する気管内チューブ２２（図１参照）の内部の圧力上昇に伴い、第１室４４１と第２室４４２とを遮る隔壁４４４側に膨出し、縁部４４４ｂに接し、開口部４４４ａを閉鎖し、図３に示す状態となる。

図２に戻って、補助壁４４６は、膜体４４５の中心に対して、隔壁４４４の縁部４４４ｂと対称に配置された補助縁部４４６ａを有する。

リリーフバルブ４４７は、第１室４４１と大気とを遮る可動弁で構成され、第１室４４１内の圧力が所定値（膜体４４５を弾性変形させない範囲の圧力）以上となった場合に、可動弁が作動し、第１室４４１と大気とを連通させる。

以上の構成により、発声用気体供給器３０（図１参照）から供給された発声用気体は、発声用気体導入管４１を介して第１室４４１に流入する。
第１室４４１に流入した発声用気体は、膜体４４５が隔壁４４４から離間する方向に膨出し、開口部４４４ａが開放されている状態では、開口部４４４ａを通って、第２室４４２に流入し、発声用導管４２を介して、患者１００の気管１２０（図１参照）内に流入し、声帯１１０（図１参照）を振動させる。
一方、第１室４４１に流入した発声用気体は、膜体４４５が隔壁４４４側に膨出し、開口部４４４ａが閉鎖されている状態では、第２室４４２に流入せず、第１室４４１内の圧力が所定値以上となると、リリーフバルブ４４７を介して、本体４４の外部に流出する。

次に、人工呼吸器連動式発声補助装置１の動作について説明する。
人工呼吸装置２０は、人工呼吸器１０の制御により、開閉弁２３において、患者１００の呼気のタイミングで、大気と連通させ、患者１００の吸気のタイミングで大気から遮断する。即ち、人工呼吸装置における気管内チューブ２２内の圧力は、患者１００の呼気のタイミングで下がり、患者１００の吸気のタイミングで上がる。

そして、発声補助装置４０は、患者１００の呼気のタイミングにおいては、気管内チューブ２２と連通する作動用管４３及び作動用管４３が接続された、本体４４の第３室４４３内の圧力が下がるため、弾性変形可能な膜体４４５が隔壁４４４から離れる方向に膨出し、開口部４４４ａを開放し、図２に示す状態となる。この状態において、発声用気体は、発声用気体供給器３０から発声用気体導入管４１を介して第１室４４１に流入し、開口部４４４ａを通って、第２室４４２に流入し、発声用導管４２から患者１００の気管１２０内に流入し、患者１００の声帯１１０を振動させ、音声を発声させる。

一方、発声補助装置４０は、患者１００の吸気のタイミングにおいては、気管内チューブ２２と連通する作動用管４３及び作動用管４３が接続された第３室４４３内の圧力が上がるため、弾性変形可能な膜体４４５が隔壁４４４に接する方向に膨出し、開口部４４４ａを閉鎖し、図３に示す状態となる。この状態において、発声用気体は、発声用気体供給器３０から発声用気体導入管４１を介して第１室４４１に流入するものの、膜体４４５により遮られ、第２室４４２及び発声用導管４２から患者１００の気管１２０内に流入できないので、患者１００の声帯１１０を振動させることができず、音声を発声させることはできない。

本実施形態の発声補助装置４０によれば、呼気時における発声用気体の通気と、吸気時における発声用気体の遮断との切り替えを、弁体のような構造物でなく、膜体４４５を膨張させる方向の切り替えにより行うので、気管内チューブ２２内の圧力の上下が小さい場合でも、正確に行うことができる。
したがって、比較的小さい圧力の上下によっても、呼気時における発声用気体の通気と、吸気時における発声用気体の遮断とを、正確に切り替えることにより、人の自然な発声に近い状態での会話ができる発声用装置を提供できる。

また、本実施形態の発声補助装置４０によれば、膜体４４５が膨張し、開口部４４４ａを閉鎖するように隔壁４４４の縁部４４４ｂに接した時に、膜体４４５の中心に対して、縁部４４４ｂと対称に配置された補助縁部４４６ａにも膜体４４５が接する。このため、膜体４４５が隔壁４４４の縁部４４４ｂに接した後も、バランスよく膜体４４５が膨張するので、確実に開口部４４４ａを閉鎖できる。
したがって、比較的小さい圧力の上下によっても、呼気時における発声用気体の通気と、吸気時における発声用気体の遮断とを、より正確に切り替えることが可能となり、より人の自然な発声に近い状態での会話ができる発声用装置を提供できる。

なお、本考案は前記実施形態に限定されるものではなく、本考案の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本考案に含まれるものである。

１ 人工呼吸器連動式発声補助装置
１０ 人工呼吸器
２０ 人工呼吸装置
２１ 吸気用気体導入管
２２ 気管内チューブ
２３ 開閉弁
３０ 発声用気体供給器
４０ 発声補助装置
４１ 発声用気体導入管
４２ 発声用導管
４３ 作動用管
４４ 本体
１００ 患者
１１０ 声帯
１２０ 気管
１３０ 気管切開口
２２１ カフ
４４１ 第１室
４４２ 第２室
４４３ 第３室
４４４ 隔壁
４４４ａ 開口部
４４４ｂ 縁部
４４５ 膜体
４４６ 補助壁
４４６ａ 補助縁部
４４７ リリーフバルブ

Claims (2)

1. 一端が吸気用気体の供給源に接続された吸気用気体導入管、
   一端が患者の気管切開口から気管内に挿入される気管内チューブ、及び、
   前記吸気用気体導入管と前記気管内チューブの他端が接続され、患者の呼気のタイミングで大気と連通させ、患者の吸気のタイミングで大気から遮断する開閉弁、を備える人工呼吸装置と共に使用される発声補助装置であって、
   一端が発声用気体の供給源に接続された発声用気体導入管と、
   一端が患者の気管切開口から気管内に挿入される発声用導管と、
   一端が前記開閉弁に接続され、前記気管内チューブと連通する作動用管と、
   前記発声用気体導入管、前記発声用導管及び前記作動用管の他端が接続された本体と、を備え、
   前記本体は、
   前記発声用気体導入管の他端が接続された第１室と、
   前記発声用導管の他端が接続された第２室と、
   前記作動用管の他端が接続された第３室と、
   前記第１室と前記第２室とを連通する開口部を残し、前記第１室と前記第２室とを遮る隔壁と、
   弾性変形可能であり、前記第３室を前記第１室及び前記第２室から隔離し、前記開口部を開閉可能に形成された膜体と、を有する発声補助装置。
2. 前記隔壁は、前記膜体が前記開口部を閉鎖した時に、前記膜体と接する縁部を有し、
   前記本体は、前記膜体の中心に対して、前記縁部と対称に配置された補助縁部を有する補助壁を、更に有する請求項１に記載の発声補助装置。