熱水分交換器

熱水分交換器（HME）は、人工呼吸器を装着した患者に使用される装置で、「粘液栓塞や気管内チューブ（ETT）閉塞などの呼吸粘膜の乾燥による合併症」の予防を目的としています。^[1] HMEは市販の加湿システムの一種で、非加熱線加湿器や加熱線加湿器も含まれます。^[1]

HMEは30年以上臨床的に使用されています。^[2]

HME カセットは、喉頭全摘出後の肺リハビリテーションにおいて中心的な役割を果たします。^[要出典]

加湿と吸引は、人工呼吸器を装着している患者の分泌物を管理するのに必要です。ブランソン（2007）によると、最適な加湿レベルは「明確に定義されていませんが、粘稠で多量の分泌物がある患者の場合、HMEよりも加熱加湿器の方が好ましいことは明らかです」。^[3]

急性肺損傷および急性呼吸窮迫症候群の患者では、二酸化炭素の除去を改善するためにHMEよりも従来の加湿器が好まれます。^[4]

気管切開または喉頭摘出を受けた患者に対する HME の目的は 3 つあります。

1. 熱と水分の交換能力、
2. 抵抗、そして
3. 粒子をフィルタリングします。

肺では、37℃の温度と100%の相対湿度（RH）が繊毛活動にとって理想的な条件です。条件が暑すぎたり寒すぎたりすると、繊毛の動きが遅くなり、ある時点ではまったく動きません。通常の鼻からの吸気中、22℃、40%RHの空気は気管レベルで32℃、99%RHの空気に調整されます。^[5]

喉頭摘出患者における抵抗増加の影響（ HME なしのストーマ呼吸と比較して）は十分に理解されていないが、研究結果に一貫性はないものの、HME は流量に応じて気流抵抗にさまざまな抵抗を追加します。^{[引用が必要]}

静電フィルター付きの HME カセットは、空気中の微生物に対する保護を強化し、ウイルスや細菌の感染を減らすように設計されています。HME カセットを着用しても、細菌やウイルスなどの小さな粒子の上気道濾過の損失を補うことはできません。HME フィルターの細孔は感染性粒子の直径よりも大きいためです。HME によって濾過されるのは、より大きな粒子のみです。^{[引用が必要]}

熱水分交換器の基本コンポーネントは、フォーム、紙、または凝縮および吸収面として機能する物質です。この材料には、水分保持能力を高めるために、塩化カルシウムなどの吸湿性塩が染み込ませられることがよくあります。喉摘出患者用に使用される HME は、ほとんどが吸湿性です。HME のサイズはさまざまですが、特定の製品ライン内のすべての接着剤またはその他の取り付けデバイスに適合するように設計されています。気管切開患者用の HME カセットはサイズがさまざまで、通常は喉摘出患者用よりも少し大きめです。空気開口部は HME の側面または前面にあります。一部のデザインでは、衣服が詰まるのを防ぐためにクロスバーを使用しています。通常、蓋の縁は、閉塞のための正しい指の位置を見つけるのに役立ちます。

ハンズフリー HME により、喉頭摘出患者は気管食道音声人工器官を装着しても指を塞ぐことなく話すことができます。この装置は HME と自動発声弁の組み合わせで構成されています。この弁は、発声のために息を吐くときに自動的に閉じ、肺の空気を気管食道音声人工器官を通して食道に流すことができます。呼気が減ると、弁は自動的に再び開きます。さらに、ハンズフリー HME は咳をするときに簡単に取り外すことができ、咳をするときに溜まった空気を逃がすための調節可能な咳止め弁も備えています。装置によっては、異なる強度の発声膜がさまざまな発声圧力に対応できます。

気流抵抗が低い HME デバイスは、運動時や、これまでストーマ保護具を使用したことがなく HME の使用を開始する患者、または長期間 HME を使用していなかった患者が呼吸抵抗に適応する場合に適しています。

抗菌フィルターとしての HME は、細菌濾過能力が比較的低いため、微生物に対する効率的なバリアとは見なされません。一部の HME は、小さな粒子や空気中の微生物からある程度保護するための静電フィルターを備えています。