ventilator 人工呼吸器

人工呼吸器の構造・回路

投稿日:4月 12, 2020 更新日:

人工呼吸器の構造

配管から酸素と空気をミキサーでブレンドし、混合ガスを作ります。

人工呼吸器には吸気弁と呼気弁がついていて、

吸気時は
吸気弁→開く 呼気弁→閉じる

呼気時は
吸気弁→閉じる 呼気弁→開く

という仕組みです。





呼吸器回路の種類

本来、吸気時は体温によって加温され絶対湿度が上がり、気道内の水分で相対湿度も上がります。呼気時は口腔外に排出されるまで、相対湿度は100%に保たれたまま排出されます。

絶対湿度は1Lの空気に溶け込んでいる水分の量を表します。

40℃では最大52mg/Lの水分が溶け込むことができます。

温度が上がるにつれて、溶け込むことができる水分の量も増加します。

相対湿度は、ある温度で最大の絶対湿度に対して水分量の割合(%)を表します。

40℃では最大52mg/Lの水分が溶け込めるのに対し、絶対湿度が26mg/Lであれば相対湿度は50%となります。



人工呼吸器では乾燥されている配管のガスを用いるため加湿する必要があります。

加湿方法の違いで「加温加湿回路」と「人工鼻回路」の2種類があります。





加温加湿回路

滅菌蒸留水を加温加湿器で温めて吸気を加湿します。

加温加湿器上のプレートと吸気側回路のヒーターワイヤー(赤いぐるぐる)の2ポイントで加温加湿します。温度プローブをつけることで加温加湿器出口と患者の吸気直前の温度を把握することができます。

呼気側にウォータートラップをつけることで加湿された呼気の結露を除去することができます。現在ではウォータートラップではなく呼気側も加温し結露を発生させないデュアル回路が推奨されています。

人工鼻と併用すると人工鼻が水分で目詰まりを起こし換気ができなくなるため、禁忌です。





人工鼻回路

加湿されている患者の呼気を温存して吸気に使う仕組みです。

加温加湿回路に比べて回路がシンプルで分かりやすいです。

加湿能力は加温加湿器に比べて劣ると言われています。

加湿不足で痰が気道で粘着することもあるので、その場合は加湿回路に切り替えます。

人工鼻が呼吸する時の抵抗になり呼吸仕事量が増加することがあります。

人工鼻で二酸化炭素が貯留するしやすいため、COPDやARDS高二酸化炭素血症のある患者は向いていません。

加温加湿器と併用すると人工鼻が水分で目詰まりを起こし換気ができなくなるため、禁忌です。

ネブライザーも同様に人工鼻との併用は禁忌です。





呼吸器回路にひと工夫

人工呼吸器の回路にはETCO2を測定するためにカプノメーターを組み込んだりします。

他にもネブライザーやNO吸入療法などを組み込んでちょっと複雑に見えることがありますが、1つずつ解説しています。





回路の交換時期

「呼吸器の回路はいつ交換すればいいの?」

このような質問をよくいただきます。

結論を言えば

「できるだけ交換しない」

が答えになります。

呼吸器回路は1週間以内に交換するほうが人工呼吸器関連肺炎のリスクは高いと言われています。

意外かもしれませんが呼吸器回路は頻回に交換するほうが危険なのです。

1週間以上に関してはとくに人工呼吸器関連肺炎が増加するというデータは特にありません。

なので、ルーチン(日常的)の回路交換は推奨されていませんが、回路に汚染があったり、リークが起きていれば交換した方が良いです。

また、回路の添付文書にも交換時期が記載されています。「1週間以内に交換すること」と書いてある添付文書もあるため、ガイドラインと矛盾していますね、悩まされます。

実際に当院では2週間で交換を行う部署もあります。

[指針]人工呼吸器安全使用のための指針(日本呼吸療法医学会,2011)





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参考にした資料

[参考書]人工呼吸ケアのすべてがわかる本(2014)

[雑誌]人工呼吸器(INTENSIVIST,2018)

[指針]人工呼吸器安全使用のための指針(日本呼吸療法医学会,2011)

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