JP2000024111A

JP2000024111A - 呼吸回路

Info

Publication number: JP2000024111A
Application number: JP10197870A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Inoue; 政昭井上
Original assignee: Senko Medical Instrument Manufacturing Co Ltd; Japan Science and Technology Corp
Current assignee: Senko Medical Instrument Manufacturing Co Ltd; Japan Science and Technology Agency
Priority date: 1998-07-13
Filing date: 1998-07-13
Publication date: 2000-01-25

Abstract

(57)【要約】【課題】吸気の加湿を可能とし、かつ楽に呼吸できる
ようにするとともに、呼気の残留、戻りが少ない呼吸回
路の提供を課題とする。【解決手段】内管５０は、その壁部に複数の貫通孔５
１を有する内管本体５２を、水蒸気透過膜５３で被覆し
た構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、麻酔ガス供給装置
に代表される呼吸装置の呼吸回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】呼吸回路を備えた呼吸装置としては、従
来から酸素供給装置を含む各種のものが使用されてきた
が、その中でも代表的なものに麻酔ガス供給装置があ
る。以下、呼吸装置を、麻酔ガス供給装置を例にとって
説明する。麻酔ガス供給装置は、麻酔ガスと酸素の混合
ガス（以下、この混合ガスを麻酔ガスと称する）を人体
に供給するものであり、通常、呼吸回路と麻酔ガス供給
部とからなっている。

【０００３】まず、呼吸回路について、図８（特公昭５
７−３５６６８で提供されたもの）を例として参照しな
がら説明する。この図に示す呼吸回路１は、いずれも可
撓性を有する外管２および内管３からなる二重管３４
と、該二重管３４を後述される麻酔ガス供給部２０に接
続する連結管４とから概略構成されている。内管３内に
は吸気を流す流路１１が形成され、内管３と外管２との
間隙には、呼気を流す流路１２が形成されている。

【０００４】連結管４には、外管取付部６、内管取付部
７、呼気側取付部８、吸気側取付部９が設けられてい
る。外管取付部６には、継手１０を介在させて外管２の
一端が接続され、内管取付部７には、内管３の一端が接
続され、呼気側取付部８には、後述される呼気管３０が
接続され、吸気側取付部９には、後述される吸気管２９
が接続されている。二重間３４の、連結管４に接続され
た側と反対側の端部において、外管２の端部には呼吸気
口５が装着され、該呼吸気口５内には内管３の端部が自
由端として配置されている。また、呼吸気口５には、吸
気管２９からの麻酔ガスを洩らさず患者に与えるための
図示されないマスクが取り付けられている。

【０００５】次に、図９を参照しながら麻酔ガス供給部
２０について説明する。この図に示す麻酔ガス供給部２
０には、麻酔ガス発生部２１と炭酸ガス吸収部２２が備
えられており、前記呼吸回路１を接続して使用されるよ
うになっている。麻酔ガス発生部２１には、麻酔ガスの
供給口である吸気口２３が設けられている。炭酸ガス吸
収器２２には、流入口２４と流出口２５とが設けられ、
かつその内部に炭酸ガス吸収剤２６が充填されている。
流出口２５と吸気口２３との間は、連通管２７で連結さ
れている。

【０００６】吸気管２９の一端は呼吸回路１の内管３に
接続され、同他端は連通管２７に接続されている。ま
た、呼気管３０は、その一端が呼吸器回路１の外管２に
接続され、同他端は炭酸ガス吸収器２２の流入口２４に
接続されている。そして、呼気管３０の管路中には、呼
吸補助用バッグ３１が設けられており、ポップオフバル
ブ３２から余剰ガスが排出されるようになっている。ま
た、符号３９は吸気弁、符号３５は呼気弁であり、これ
ら二つの弁の作用により、ガスの流れは図中の矢印の如
く一方向に方向付けられるようになっている。

【０００７】上記構成の麻酔ガス供給装置を図示されな
い患者に使用する方法について、以下に説明する。ま
ず、前記マスクを患者に装着し、麻酔ガス発生部２１か
らの麻酔ガスの供給を開始する。すると、この麻酔ガス
は、連通管２７、吸気管２９、そして内管３を通って前
記患者へと供給される。前記患者から出される呼気は、
前記流路１２、呼気管３０を経た後、呼吸補助用バッグ
３１にためられ、ポップオフバルブ３２よりその一部が
排出され、さらに、炭酸ガス吸収器２２において炭酸ガ
スが吸収される。このような経路を経て得られた麻酔ガ
スは、麻酔ガス発生部２１から前記患者へ供給される麻
酔ガスに混合され、再び前記患者へと送られる。

【０００８】このようにして前記患者は麻酔ガスの供給
を受けるが、麻酔ガス発生部２１から供給される麻酔ガ
スは湿度０％であるため、呼吸に適するように加湿すべ
く、図１０に示す人工鼻４０を、前記マスクと呼吸気口
５との間に取り付けて使用することがある。この人工鼻
４０は、患者側接続部４２ａおよび回路側接続部４２ｂ
と、これらの間に位置して加湿材４３を内蔵する加湿部
４４とからなっている。加湿材４３は、ポリプロピレン
不織紙などによるもので、これを境とした通気を許し、
患者側接続部４２ａから回路側接続部４２ｂに向かう呼
気中に含まれる水蒸気を結露させてここに蓄え、逆に回
路側接続部４２ｂから患者側接続部４２ａに向かう吸気
に対しては、この水蒸気を吸気に加えて加湿する機能を
有している。

【０００９】この人工鼻４０により、前記患者からの呼
気に含まれる水蒸気は、加湿材４３に一時的に蓄えら
れ、この水蒸気は、前記患者が吸気する麻酔ガスを加湿
する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この人工鼻
４０を備えた呼吸回路１は、以下のような問題を有して
いる。すなわち、前記患者の呼気および吸気は、人工鼻
４０内の加湿材４３を通す必要があるので、これが流路
抵抗となって呼吸しにくいという問題を有している。ま
た、人工鼻４０において、加湿部４４は膨らんだ流路形
状を有しているため、この部分の容積はデッドスペース
となり、吸気の際にこの部分に残留した呼気をも吸って
しまい、呼吸効率が悪いという問題も有している。

【００１１】本発明は、上記事情を鑑みてなされたもの
であって、下記をその目的としている。すなわち、患者
が呼吸する際に、吸気の加湿を可能とし、かつ楽に呼吸
できるようにするとともに、呼気の残留、戻りが少ない
呼吸回路の提供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の呼吸回路は、上
記課題を解決するために以下の手段を採用した。すなわ
ち、請求項１記載の呼吸回路は、呼気管と吸気管のいず
れか一方を外管とし他方を内管とする可撓性の二重管を
備えた呼吸回路において、前記内管が、少なくともその
一部が、水蒸気透過膜で構成されていることを特徴とす
る。上記請求項１記載の呼吸回路によれば、呼気中の水
蒸気は、水蒸気透過膜を通過して吸気と混合し、吸気を
加湿する。

【００１３】請求項２記載の呼吸回路は、請求項１記載
の呼吸回路において、前記内管が、その壁部に複数の貫
通孔を有する内管本体を、前記水蒸気透過膜で被覆して
構成されていることを特徴とする。上記請求項２記載の
呼吸回路によれば、呼気中に含まれる水蒸気は、水蒸気
透過膜と貫通孔とを通過して吸気と混合し、吸気を加湿
する。

【００１４】請求項３記載の呼吸回路は、請求項１記載
の呼吸回路において、前記内管が、螺旋状に巻回された
螺旋コイルを、前記水蒸気透過膜で被覆して構成されて
いることを特徴とする。上記請求項３記載の呼吸回路に
よれば、呼気中に含まれる水蒸気は、水蒸気透過膜の全
面において、該水蒸気透過膜を通過して吸気と混合し、
吸気を加湿する。

【００１５】請求項４記載の呼吸回路は、請求項１から
３のいずれかに記載の呼吸回路において、前記内管と前
記外管との間、または前記内管内に、吸気に対して撹拌
効果をもたらす撹拌壁が設けられていることを特徴とす
る。上記請求項４記載の呼吸回路によれば、吸気と水蒸
気とは、撹拌壁に当たることで互いに混合し、吸気が効
率良く加湿される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
について、図１を参照しながら以下に説明する。なお、
本発明は従来品に比較して特に前記内管３の構造が変わ
っているので、これを中心に説明する。図１において、
従来例で説明した図８のものと同一構成要素には同一符
号を付し、その説明を省略する。また、本実施の形態に
おいても従来例と同様に、本発明を麻酔ガス供給装置に
適用した場合を例にとって説明する。図１に示すよう
に、内管５０は、その壁部に複数の貫通孔５１を有する
内管本体５２を、水蒸気透過膜５３で被覆したもので構
成されている。この水蒸気透過膜５３は、図２に示す分
子構造を有するＮａｆｉｏｎ（デュポン社登録商標）の
薄膜フィルムであり、呼気中に含まれる水蒸気の通過は
許すが、その他の気体成分の通過は阻止するという特性
を有している。

【００１７】この内管５０を有する呼吸回路１によれ
ば、患者が呼吸する際に、外管２と内管５０との間の流
路１２を流れる呼気中に含まれる水蒸気は、水蒸気透過
膜５３、そして貫通孔５１を経て内管本体５２内に至
り、該内管本体５２内の流路１１を流れる吸気である麻
酔ガスと混合し、該麻酔ガスを加湿する。したがって、
外管２および内管５０内の各流路１２、１１を塞ぐ加湿
用の部材を使用せずに呼気を加湿できるので、流路抵抗
を抑えて楽な呼吸を可能とする。また、内管５０は、膨
らみのない形状とされているので、呼気の淀みと戻りを
なくすことが可能となる。

【００１８】次に、図３を参照して第２の実施の形態に
ついて説明する。この実施の形態においては、従来例に
比較して、内管の構造が特に変わっているので、この点
について説明する。図３において、従来例の図８で示し
たものと同一構成要素には同一符号を付し、その説明を
省略する。本実施の形態においても、本発明を麻酔ガス
供給装置に適用した場合の例として説明する。図３に示
す内管５４は、螺旋状に巻回された金属製の螺旋コイル
５５を、前記水蒸気透過膜５３で被覆した構成とされて
いる。

【００１９】この内管５４を備えた呼吸回路１によれ
ば、患者が呼吸する際に、呼気中に含まれる水蒸気は、
水蒸気透過膜５３を通過した後、内管５４内の流路１１
を流れる吸気である麻酔ガスと混合し、該麻酔ガスを加
湿する。この実施の形態においても、第１の実施の形態
と同様の効果が得られる上に、前記貫通孔５１を有する
内管本体５２に比較して、水蒸気が通過できる面積が広
いので、より効率よく吸気を加湿することが可能とな
る。

【００２０】次に、図４を参照して第３の実施の形態に
ついて説明する。図４に示すように、この実施の形態
は、第１の実施の形態で説明した内管５０内の流路１１
に、吸気である麻酔ガスに対して撹拌効果をもたらす撹
拌壁５６を設けたものである。図５に示すように、この
撹拌壁５６は、螺旋形状を有する複数の羽根５７を、そ
の螺旋の向きが一定間隔をおいて逆向きとなるように交
互につなげた形状を有する樹脂成型品である。

【００２１】この撹拌壁５６を備えた内管５０を有する
呼吸回路１によれば、流路１１内を流れる水蒸気と麻酔
ガスは、撹拌壁５６に当たることで互いに混合し、麻酔
ガスが効率良く加湿される。このとき、撹拌壁５６を内
蔵したことで流路１１内の流路抵抗は増加するが、この
分の圧力損失は、前記麻酔ガス発生部２１における麻酔
ガスの供給圧を上げることで賄われている。

【００２２】図６に、この撹拌壁５６の有無による、呼
気から吸気への水蒸気移動量に対する効果を実験で確認
したグラフを例示する。このグラフの横軸は時間（分）
を示し、縦軸は呼気から吸気へ移動した水蒸気量を示す
ものである。この実験では、内管５０は内径１２ｍｍ、
全長１２０ｃｍの形状のものを使用し、この中に、全長
１７ｃｍの撹拌壁５６を３本直列に挿入して行った。吸
気流量は７．５リットル／ｍｉｎ、吸気温度は２０℃で
あった。符号６０の線は撹拌壁５６を入れない場合の結
果であり、符号６１の線は撹拌壁５６を入れた場合の結
果を示している。この図から読みとれるように、撹拌壁
５６を入れることで、水蒸気移動量の向上が得られるよ
うになる。この実施の形態においても、第１の実施の形
態と同様の効果が得られる上に、撹拌壁５６を設けたこ
とで、麻酔ガスと水蒸気とが互いによく混合するので、
麻酔ガスをより効率良く加湿することが可能となる。

【００２３】なお、上記第１から第３の実施の形態にお
いて、各内管５０、５４は単管としたが、例えば図７に
示すように、前記Ｎａｆｉｏｎでつくられた細管５７を
複数本設けてこれらの端部５８、５９を束ねて、水蒸気
が通過する面積を広くしてより高い加湿能力が得られる
ようにしても良い。また、上記第１から第３の実施の形
態において、流路１１に吸気を通し、流路１２に呼気を
流す構成としたが、逆に、流路１１に呼気を通し、流路
１２に吸気を流す構成としても良い。また、上記第１か
ら第３の実施の形態において、呼吸回路１は、麻酔ガス
供給装置に使用した場合を例に説明したが、人工呼吸器
等その他の呼吸関連装置に適用しても良い。また、上記
第１から第３の実施の形態において、水蒸気透過膜５３
はＮａｆｉｏｎとしたが、水蒸気のみを通し、その他の
通過を阻止する特性を有する材質のもので有れば良く、
Ｎａｆｉｏｎに限定するものではない。また、上記第２
の実施例において、螺旋コイル５７は金属製としたが、
これに限らず樹脂製としても良い。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、外管および内管内の各
流路を塞ぐ加湿用の部材を使用せずに吸気を加湿できる
ので、流路抵抗を抑えて楽な呼吸を得ることが可能とな
る。また、内管および外管は、膨らみのない形状である
ので、呼気の淀みと戻りをなくすことが可能となる。ま
た、内管として螺旋状に巻回された螺旋コイルを使用す
ることで、水蒸気が通過できる面積を広くして、より効
率よく加湿することも可能となる。また、吸気管流路内
に撹拌壁を設けることで、麻酔ガスと水蒸気とが互いに
良く混合し、吸気をより効率良く加湿することも可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図であっ
て、二重管の断面図である。

【図２】Ｎａｆｉｏｎの分子構造を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態を示す図であっ
て、内管の側面図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態を示す図であっ
て、内管の側面図である。

【図５】同内管内の撹拌壁の斜視図である。

【図６】撹拌壁の有無による効果を示すグラフであ
る。

【図７】複数の内管を設けた場合の例を示す図であ
る。

【図８】従来の呼吸回路を示す図であって断面図であ
る。

【図９】従来の呼吸回路を用いた麻酔装置を示す図で
ある。

【図１０】従来の呼吸回路に装着される人工鼻を示す
図であって、断面図である。

【符号の説明】

１・・・呼吸回路２・・・外管３４・・・二重管５０・・・内管５１・・・貫通孔５２・・・内管本体５３・・・水蒸気透過膜５５・・・螺旋コイル５６・・・撹拌壁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】呼気管と吸気管のいずれか一方を外管と
し他方を内管とする可撓性の二重管を備えた呼吸回路に
おいて、前記内管は、少なくともその一部が、水蒸気透過膜で構
成されていることを特徴とする呼吸回路。
【請求項２】請求項１記載の呼吸回路において、前記内管は、その壁部に複数の貫通孔を有する内管本体
を、前記水蒸気透過膜で被覆して構成されていることを
特徴とする呼吸回路。
【請求項３】請求項１記載の呼吸回路において、前記内管は、螺旋状に巻回された螺旋コイルを、前記水
蒸気透過膜で被覆して構成されていることを特徴とする
呼吸回路。
【請求項４】請求項１から３のいずれかに記載の呼吸
回路において、前記内管と前記外管との間、または前記内管内に、吸気
に対して撹拌効果をもたらす撹拌壁が設けられているこ
とを特徴とする呼吸回路。