人工呼吸管理中にしゃべれる気管切開チューブの開発

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昨年度の研究実績より直径3cm、厚み0.15mm、形状は円形であることが呼気時に最もカフが縮み、発声をできる可能性が高いこと判明した。そこで今年度はそのカフの形状とサイズにおいて至適なシリコン材質を検討した。シリコンの硬さをJIS K6301(A型)で20、40、60に調整、シリコンの伸び率をJIS K6301〔3号型〕で300、600、1000、1500%で調整した。すなわち3X4=12通りのカブを具備したボイストラックを作製した。試作したボイストラックをモデル肺と人工呼吸器の間にセットしたモデル気管に装着し基礎実験を行った。吸気時)にカフの隙間から空気漏れがなく、呼気時カフが充分に縮む、至適なカブの形状、サイズ、厚さ、を検討した。モデル肺のcomplianceは10ml/cmH_2Oから50ml/cmH_2Oの間で5ml/cmH_2Oずつ区切り、9段階のcomplianceで設定した。PEEPを0、3、5、7cmH_2Oの4段階に設定した。それぞれの肺のcompliance、PEEPの条件の組み合わせ、すなわち9x4=36通りの条件下で12種類のカフを有する気管切開チューブでモデル肺の人工呼吸を行った。集積したデータはモデル肺の換気量、吸気時に気管切開チューブとモデル気管の隙間から漏れる空気量(人工呼吸器の送気量-モデル肺の換気量)、呼気時に気管切開チューブとモデル気管の隙間から漏れる空気量(モデル肺の換気量-人工呼吸器に戻る空気の量)である。この実験より、カフの硬さはJIS K6301(A型)で40、カフの伸び率はJIS K6301(3号型)で600%において、吸気時の漏れが最も少なく〔5%以下〕、呼気時の漏れる空気量が40%と最も大きい結果を得た。すなわち、同条件のシリコン材質が最も有効換気が多く、最も大きな発声を可能とすることが判明した。