JPS63318953A - 胸壁振動による機能的残気量増加装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産Ｊ［上ヱし秒Ａし東野 この発明は胸壁振動に工ろ機能的残気量増加方法並びに
増加装置に関する。

良木（２）苓！ 手術が呼吸機能に与える影響の要因は、出血。

補液に伴う急激な循環動態の変動、とう痛や局所お工び
全身の固定に伴う呼吸運動の制限などがある。　さらに
直接的な影響として胸部や上腹部臓器に対する手術の場
合の工すに胸部、横隔膜に対する手術侵姉や肺の切除の
工うに手術侵う脹が直接呼吸器系に加わるような場合も
ある。

胸４ネまたは腹胱に直接刃口わる外科的侵愁は横隔膜運
動の制限をも之らし肺気量に影響を及ぼす。

その結果機械的残気量ＰＲＯの減少が招来され末しょう
気道の虚脱および微小無気肺が起こって肺気量全般の低
下とそれに伴う呼気のメカニクスの変動が招来される。

　又全身麻酔や筋弛緩凱の導入により機械的残気＃ＦＲ
Ｃが減少する。　この結果重力依存の肺領域では胸料内
圧が大気圧工りも高くなり、末しよう気道の狭小化や閉
塞を招く。

開心術後は一時期循環系が安定し、麻酔の影響が消退す
る１で呼吸にかかる負荷を機械に肩代りさせ悪循環に呼
吸不全の発生を未然に防りでいる。

′チた手術後患者では手術中から引き続き経口気管内挿
管チューブを留意しておき、これを用いて人工呼吸管理
を行うことが多い。　　しかし、経口気管内挿管は患者
の不快感が強いうえ、チューブが咽頭部で屈曲しやすい
欠点がある。さらに意識があり苦痛を自覚できる状態で
の長期の気管内挿管。

発声不能９食事摂取障害その他四、ｌｌＬの運動抑制な
どは極めて強Ａ苦痛を患者に与えることになる。

他に手術後急性期における呼吸ウイーニング（人工呼吸
管からの離脱］の補助として横隔膜ベーン〉グがある。

　これは換気を駆動する横隔膜を電気刺激する方法の一
つであり、長期陽圧人工呼吸時における感染や圧障害の
予防と社会復帰や家庭復帰にある。　しかし電極の開発
の遅れ、植込み手技の煩雑さなどで安全面にも問題があ
った。

発側−薦扱床ルー千パ冒り工ゑター獣率しかして人の呼
吸運動は呼吸系のさ１ざブな受容器からの情報が中枢に
入り、中枢部よりのコントロールにエリ呼吸のリズムが
生じてｈる。

その他を髄よりの運動神経反射によっても行われている
。　すなわち人の呼吸を工意識、無意識にかかわらず、
各種の呼吸器系の受容器がセンサとなって呼吸運動の適
正化を行っている。　ぜん息発作にみられるＬつに、こ
の受容器は一旦刺激を受けて興奮すると、呼吸のリズム
がくずれ非常に息苦しい感覚を覚え、あえぎ呼吸状態に
なる。

過敏な受容器を工これらの反射でさらに刺激を受は興奮
し続けることになる。　我意を行う肋間筋は第２．第３
肋間にあり、外患を行つ肋間筋は第７〜第９肋間にある
が、この両方の肋間湾内の筋紡錘は共に大きく興奮して
いる。　筋紡錘の興奮は求心性神経を経由してを髄に伝
わり、を髄内のα運動ニューロンにより運動神経に興奮
が伝わり興奮している。　筋紡錘を持つ筋の収縮を高め
る。

すなわち筋紡錘の興Ｗ＆工を髄からの反射にエリ筋収縮
をひき起こすことになり、連続し之筋収縮が起こり呼吸
がしずら（なる。　つ１り息苦しさの原因は中枢での呼
吸リズムに合わない吸外患筋の収縮に伴う興奮が中枢に
伝わり、制御系に従わない反応が起こっていることを検
知した中枢の反応が意識レベルでは息苦しく感じるわけ
である。

筋紡錘は振動受容器といわれ、筋の収縮伸展に伴う動き
に工って興−１ｆする。この特性を利用して胸壁の特定
部位に機械的な振動刺激を吸気及び呼気に連動させると
換気を増加させることが判っている。　この振動刺激に
対する反応は四　の筋で認められた振動反射（Ｔｏｎｉ
ｃ　Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ　Ｒｅｆｌ−ｅｘ：ＴＶＲ）と
同様な反応であると考えられている。

すなわち、振動刺激を受けた部位で一感党性求心線維（
工ａ　）の求心活動が高まり１反射性のを髄゛　　のα
運動ニューロンを興奮させ呼吸筋の筋力を増大させるこ
とにエリ換気が増大すると考えられる。

装置４−１列’、ｊ、、：、へ交乞九メそこで本発明人
を工、この振動刺激を吸気のみに我意筋である第２．第
５肋間筋の筋紡錘に与え。

胸壁振動（Ｃｈｅｓｔ　Ｗｅｌｌ　Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ
　　：　ＣＷＶＩを作動させる実験を行った結果−回換
気ｉ−（Ｖ　Ｔ　）のみでなく機能的残気量（ＦＲＯ）
が増加することが判明した。　また実験の結果振動刺激
の振動周波数は１００Ｈｚ前後が適していることがわか
っ７ｔｏ　　第５図はＢｅｗｅｄｉｃｔ−Ｒｏｔｈ型（
いわゆるベル式］スバイロメータに工ろ胸壁振動ＣＲ２
時の一回換気量ＶＴの増力Ω及び機能的残気量ＦＲＯレ
ベルの上昇を示している。　また−回換気５１　Ｖ　Ｔ
及び機能的残気ｆ１．ＦＲｏレベルの上昇に再現性があ
ることがわかる。　なお、ベースラインの勾配は再呼吸
による酸素の消費のためベル式スバイロメータの内筒の
ボリュームが減少してゆくことを示している。　−回換
気ｆｉｌＶＴ増別のメカニズムは弾性に富み、細かい伸
展に工〈追随する筋紡錘の一次終末部が胸壁振動ａＷＶ
にエフ刺激されその興奮が感覚性求心線維工ａの活動を
高めを髄レベルで反射性にα運動ニューロンを興奮させ
て吸気肋間筋の収縮を起こしたことによると考えられる
。　機能的残気ＫｉＦＲｃの増加の原因を工吸気相に胸
壁振動ａＷＶによる吸気肋間筋の活動増加が起こるだけ
でなく、呼気時忙吸気筋の弛緩が完全に起こらず、吸気
筋の活動増加が呼気相にも延長することによると考えら
れる。　次に胸壁振動ＣＷＶによる横隔神経の興奮が考
えられる。

この理由として安静呼吸をさせ胸壁振動をかけ患者の６
人にＸ線透視下で横隔膜の動きを観察し友。

その結果呼気時の横隔膜の動きが振動前１．５　ｃ　ｍ
Ｖこ対して２．６Ｃｍ　　と著明に増加し之。

これ（工横隔膜の活動も増加しており、これ壕で知られ
ていなかった上位肋間筋エリの興奮性肋間−横隔膜反射
が人で存在することを強く示唆するものと考えられる。

　筐た実験における患者の体位で、坐位と仰臥位でＱ工
仰臥位で一回換気量ＶＴの増加を工少ないが機能的残気
量ＦＲＣの増加が顕著であった、 かくて、この発明は吸気時に第２、第３肋間胸骨両側に
胸壁振動を与えることにエリ機能的残気量を増加させる
方法を提供するものであり、又この発明で患者の呼吸変
化を求める呼吸流量トランスジューサの如き呼吸認識装
置と、該患者の呼吸変化を電気信号に変換する定めの流
量計と刺激用の振動波を発生するための発振器と前記電
気信号に励振用として重畳せる発振器の振動波に与えて
機械的摂動波圧変換する之めの刃口ｉ器とを備え前記加
振器の振動を吸気時に患者の第２．第３肋間胸骨両側に
与える工うにしたことを特徴とする機能的残気量増加装
置を提供するものである。

ｍ但 従来より上腹部手術などのあとで（工横隔膜の機能低下
その他の原因で肺活量の著減に加え機能的残気量ＦＲＣ
の低下が起り、これが無気肺、肺炎などの肺合併症の原
因であると考えられていたがこの発明による方法並びに
装置を用いて一回換気量ＶＴ機能的残気１ＰＲＧを増加
させることができたので１手術後の肺合併症を減小せし
めることができる。

及施渥 第１図はこの発明に工ろ実施例装置の構成ブロック図で
ある、　図で１は呼吸流量トランスジューサで患者の呼
吸変化を求めろもので患者の顔面に装着する。　尚この
場合患者の呼吸を認識できればよいので、患者の鼻疏口
に超小型のサーシスタをつけ呼吸変化を求めろこともで
きる。　その他患者の胸壁の電気インピーダンス変化患
者腹部の呼吸に工ろ動きを求める等積々の認識装置が用
いられる。　次に２＆工流量計で呼吸流量トランスジュ
ーサー１の呼吸流量を電気信号にするためのものであり
、この流量計２内で吸気、呼気の変化を極性の異なる方
形波に変換している。

尚呼気吸気の極性について（工特定する必要がないが、
この発明の実施例で（工呼気な＋、吸気を−の極性とし
、その吸気時に加振器を振動させるのである。　又５は
刺激用の振動波を発生する友めの発振器であり１発振器
５０発振出力に呼吸流量の電気信号をＮ畳して加振器４
に与えるもので、７ＩＯ振器４には小型モータを用い発
振器５による振動波で励振せしめられ、呼吸流量に起因
する電気信号にエリＩＱＯＨｚ前後の機械的振動波に変
換している。　第２１３１１はこの加振器４を２個夫々
患者５の第２、第３肋間胸骨両側にあてる工うにしてと
りつけ定圧面図で、６は患者５に加振器４を取付ける定
めのバンドであるが、バンド６０代りに加振器４に粘着
性乞もたせて直従患者５の皮膚に装Ｍすることもできる
。　第５図は加振器４を示し図Ａは側断面図１図Ｂは斜
面図である。　図で７は小型モータ８の軸にとりつけて
いる振動子であり、９＆エケース、１０は発振器３から
発せられる励振波の信号を小型モータ８に伝えるための
コードである。

２））　（テトランスジューサ１で呼吸の変化、特に吸
気を認識し、ａｔ計２に与えて電気信号とし、発振器５
に与えて小型モータ８を励振する振動波に重畳し一加振
器４に与えて振動子７を振動せしめて患者ｈ　Ｏ）第２
．’ｆ、５肋間胸骨両側に胸壁振動と（−で与えるもの
で、−回換気１（ＶＴ）のみでなく機能的残気量Ｆｋｌ
Ｃを増加させることができる。

第４ＦＡｔ工刀ａ系器４を駆動するタイミングチャート
で、Ａは患者５の呼吸流量変化を示すａ図、Ｂは流量計
２の出力線図で、Ｏｋ工刀σ振器４の動作状態を示す線
図である、　呼気を工＋極性、吸気は一極性で、かくて
患者の吸気時に胸骨両側用２．第３肋間に振動刺激を与
えることができる、尚この発明では機械的振動刺激を与
え九が、筋紡錘につながる求心性神経への電気刺激によ
る方法も考えられる。　又小型モータに振動子をとりつ
け７’Ｃ７ＪＯ振器乞用いたが一極に＋ｏｏａｚ前後の
振動を発するものであれば適宜使用できる。

呼吸に連動させた胸壁振動は正常人及び四月欠麻窃の患
者で換気を増加させることが判明している。

これは筋紡錘にその求心路を発する緊張性振動反射（Ｔ
ｏｍｉｃ　Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ　Ｒｅｆｌｅｘ：ＴＶＲ
）と考えられている。

この発明人Ｑ工健康成人に吸気時にのみ第２、第３肋間
胸骨両側に胸壁振動を与えることに工っ。

振動刺激中−回換気ｉ　（Ｖ　Ｔ　）のみでなく、機能
的残気量（ＦＲＣ！　）も増７１［１することができた
。

機能的残気量ＦＲＣの増加を工胸壁振動による吸気筋の
活動増加が吸気のみでなく、呼気相にも延長することに
Ｌると考えられる。　この方法に工ろ一回換気量ＶＴ、
機能的残気童ＦＲＯの増加（工上腹部手術などの条件下
では工ｎｃｅｎｔｉｖｅ　　Ｓｐｉｒ−ｏｍｅ　ｔ　ｒ
ｙとして利用できる。

灸」Ｕム椛丞 従来では呼吸管理において機能的残気ｆｆｌ　Ｆ　Ｒｃ
を増加させるために呼気終末陽圧（Ｐｏ５ｉｔｉｖｅＥ
ｎｄ　ＫｘｐｆｒａｔｏｒｙＰＶｅＳｓｕｒｅ：ＰＥＥ
Ｐ）　　や持続陽圧呼吸（ｆ：！ｏｎｔｉｎｎｏｕｓ　
Ｐｏ５ｉｔｉｖｅ　Ａｉｒｗ（ｙｐｒｅｓｓｕｖｅ　：
　ＣＰＡＰ）が施行サレテキタカ、ヨリ簡便で患者の負
担の少ない方法並びに装置としてこの発明では胸壁振動
ＣＷＶによる臨床応用が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図）工この発明による実施例装置の構成ブロック図
、第２図は患者の胸壁に刃口振器４を装着した正面図、
第５１ｍは刀０邊器の構造図で％　Ａｔ工側断面図、Ｂ
は斜視図、第４図昏工訓振器駆動のタイミングチャート
、第５図はいわゆるベル式スパイロメータによる胸壁振
動時のＶＴの増加及びＰＲＯレベルの上昇を示す線図で
ある。 図で１は呼吸流量トランスジューサ、２＆工流量計。 ５は発振器、４（１加振器、５は患者、６＆エバンド。 ７は振動子、８＆工小型モータ、９＆エケース＋　　’
０（エコー　ド。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）患者の吸気時にこの患者の第２、第３肋間胸骨両
   側に胸壁振動を与えることにより機能的残気量を増加さ
   せることを特徴とする胸壁振動による機能的残気量増加
   方法。
2. （２）患者の呼吸変化を求める呼吸流量トランスジュー
   サの如き呼吸認識装置と、該患者の呼吸変化を電気信号
   に変換するための流量計と刺激用の振動波を発生するた
   めの発振器と、前記電気信号に励振用として重畳せる発
   振器の振動波を与えて機械的振動波に変換するための加
   振器とを備え前記加振器の振動を吸気時に患者の第２、
   第３肋間胸骨両側に与えるようにしたことを特徴とする
   胸壁振動による機能的残気量増加装置。