JP5877721B2

JP5877721B2 - 手術室空調システム

Info

Publication number: JP5877721B2
Application number: JP2012007306A
Authority: JP
Inventors: 田村　健; 健田村; 邦彦井上; 睦己横井; 英夫龍; 小林　光; 光小林; 潔樋渡
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2012-01-17
Publication date: 2016-03-08
Anticipated expiration: 2032-01-17
Also published as: JP2013148241A

Description

本発明は、手術室空調システムに関する。詳しくは、手術室を空調する手術室空調システムに関する。

従来より、手術室において、患者の体温の低下を防止しつつ術者の暑熱感を低減するため、以下のような手術室空調システム提案されている。すなわち、手術台の直上に吹出口を設け、この吹出口から手術台に向かって室温と等温（２４℃）の空気を吹き出す。また、この吹出口の周囲の吹出口から手術台の周囲に向かって室温より低温（１８．６℃）の空気を吹き出す（非特許文献１参照）。
これにより、手術台上の患者には、室温と等温の空気が供給されるので、患者の体温の低下を防止できる。また、手術台の周囲の術者には、低温の空気が供給されるので、術者の暑熱感を低減できる。

「感染防止と温熱環境改善を目的とした手術室空調方式に関する研究（第１報）ＣＦＤによる空調吹出方式の比較」、空気調和・衛生工学会大会学術講演論文集、２０１１年９月１４日〜１６日、名古屋、Ｐ４８１

ところで、腹腔鏡を患者の腹腔に挿入して手術を行う腹腔鏡手術が知られている。この腹腔鏡手術に上述の手術室空調システムを適用すると、腹腔鏡を腹腔内に挿入する際に、腹腔鏡のレンズが結露して曇ってしまい、レンズ表面の結露を拭き取ったり、レンズにヒータを取り付けたりする必要があり、手術に手間がかかるという問題があった。

本発明は、腹腔鏡手術の際に、腹腔鏡のレンズの結露を防止できる手術室空調システムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の手術室空調システムは、手術室を空調する手術室空調システムであって、
手術台の直上に設けられた第１吹出口と、
当該第１吹出口の周囲に設けられた第２吹出口と、を備え、
前記第１吹出口は、室温よりも高い２６℃以上の空気を、前記手術台に向かって吹き出し、
前記第２吹出口は、室温よりも低温の空気を、前記手術台の周囲に向かって吹き出し、
前記第２吹出口は、直下に向かって空気を吹き出すとともに、前記第２吹出口の内側部分から吹き出す空気の風速は、
外側部分から吹き出す空気の風速よりも低いことを特徴とする。

この発明によれば、室温よりも高温の空気を、第１吹出口から手術台に向かって吹き出したので、手術台上の患者の体温の低下を抑制して、低侵襲治療を実現できる。
また、室温よりも低温の空気を、第２吹出口から手術台の周囲に向かって吹き出したので、術者の作業環境を改善して、ストレスを軽減できる。
ここで、第１吹出口から吹き出す空気の温度を室温よりも高温としたので、腹腔鏡手術の際に患者の腹腔に腹腔鏡を挿入しても、腹腔鏡のレンズが結露して曇るのを防止できる。
この発明によれば、第２吹出口から吹き出す空気の風速プロファイルに傾斜をつけて、第２吹出口の内側部分から吹き出す空気の風速を、この第２吹出口の外側部分から吹き出す空気の風速よりも低くした。
よって、暖気の近傍を流れる冷気の量が少なくなるので、暖気の縮流現象を抑えて、暖気と冷気との混合を防ぎ、暖気をより確実に手術台上に供給できる。

請求項２に記載の手術室システムは、手術室を空調する手術室空調システムであって、
手術台の直上に設けられた第１吹出口と、
当該第１吹出口の周囲に設けられた第２吹出口と、を備え、
前記第１吹出口は、室温よりも高い２６℃以上の空気を、前記手術台に向かって吹き出し、
前記第２吹出口は、室温よりも低温の空気を、前記手術台の周囲に向かって吹き出し、
前記第１吹出口は、中央部分から直下に向かって空気を吹き出すとともに、外側部分から下方外側に向かって空気を吹き出し、
前記第２吹出口は、直下に向かって空気を吹き出すことを特徴とする。

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、腹腔鏡のレンズ周囲の温度を２６℃以上とすることにより、このレンズの結露を確実に防止できることを見出した。
よって、この発明によれば、第１吹出口から吹き出す空気の温度を２６℃以上としたので、腹腔鏡手術の際に患者の腹腔に腹腔鏡を挿入しても、腹腔鏡のレンズが結露して曇るのを確実に防止できる。
この発明によれば、第１吹出口の外側部分から下方外側に向かって空気を吹き出したので、暖気の一部が冷気に向かって吹き付けられるため、冷気が暖気側に浸入するのを防止できる。よって、暖気の縮流現象を抑えて、暖気をより確実
に手術台上に供給できる。

第１吹出口から室温よりも高温の空気（以降、暖気と呼ぶ）を吹き出し、第２吹出口から室温よりも低温の空気（以降、冷気と呼ぶ）を吹き出す。第１吹出口から吹き出される暖気は、この暖気の周囲の第２吹出口から吹き出される冷気よりも軽いため、風速が低下し、手術台上に到達しにくくなる。
そこで、この発明はさらに、第１吹出口から吹き出す空気の風速を第２吹出口から吹き出す空気の風速よりも大きくしたので、暖気が手術台上に確実に到達する。

第１吹出口から吹き出す暖気は、第２吹出口から吹き出す冷気よりも軽いため、暖気の流れが細くなる縮流現象が発生し、冷気が暖気側に引き寄せられて、暖気と冷気とが混合してしまう。その結果、暖気が手術台上の患者の腹腔に到達しにくくなる。
そこで、この発明はさらに、第２吹出口を第１吹出口から所定間隔離した。このように冷気の流れを暖気の流れから離すことで、暖気の縮流現象を抑えて、暖気と冷気との混合を防ぎ、暖気をより確実に手術台上に供給できる。

暖気が乱流状態となり、第２吹出口付近では、吹き出した冷気が乱流状態となって、暖気と冷気とが混合しやすくなっている。
そこで、この発明はさらに、第１吹出口と第２吹出口との間に整流板を設けたので、この整流板により第１吹出口から吹き出した暖気および第２吹出口から吹き出した冷気が層流状態に近づく。よって、暖気の縮流現象を抑えて、暖気と冷気との混合を防ぎ、暖気をより確実に手術台上に供給できる。

この発明はさらに、方外側に向かって空気を吹き出したので、冷気が暖気から離れる方向に流れるから、暖気の縮流現象を抑えて、暖気と冷気との混合を防ぎ、暖気をより確実に手術台上に供給できる。

本発明によれば、室温よりも高温の空気を、第１吹出口から手術台に向かって吹き出したので、手術台上の患者の体温の低下を抑制して、低侵襲治療を実現できる。また、室温よりも低温の空気を、第２吹出口から手術台の周囲に向かって吹き出したので、術者の作業環境を改善して、ストレスを軽減できる。ここで、第１吹出口から吹き出す空気の温度を室温よりも高温としたので、腹腔鏡手術の際に患者の腹腔に腹腔鏡を挿入しても、腹腔鏡のレンズが結露して曇るのを防止できる。

本発明の第１実施形態に係る手術室空調システムが適用された手術室の断面図である。前記実施形態に係る手術室空調システムの模式図である。本発明の実施例および比較例である。本発明の第２実施形態に係る手術室空調システムの模式図である。本発明の第３実施形態に係る手術室空調システムの模式図である。本発明の第４実施形態に係る手術室空調システムの模式図である。本発明の第５実施形態に係る手術室空調システムの模式図である。本発明の第６実施形態に係る手術室空調システムの模式図である。本発明の変形例に係る手術室の断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る手術室空調システム１０が適用された手術室１の断面図である。

手術室空調システム１０は、手術室１を空調して、この手術室１を周囲の空間に対して陽圧に保つものである。手術室１は、床面２、天井面３、壁面４で囲まれた空間であり、床面２の略中央には、手術台５が設けられている。
手術台５上には、患者Ａが仰向けに配置されており、手術台５の周囲には、術者Ｂ〜Ｄが配置されている。この手術台５では、術者Ｂ〜Ｄにより、腹腔鏡を用いて患者Ａの腹腔内で手術が行われている。

手術室空調システム１０は、天井面３から手術台５に向かって空気を吹き出す第１空調系統２０と、天井面３から手術台５の周囲に向かって空気を吹き出す２つの第２空調系統３０と、を備える。

第１空調系統２０は、天井面３の略中央に設けられて第１吹出口２１を有する第１フィルタボックス２２と、天井面３の第１吹出口２１から離れた位置に設けられた第１吸込口２３と、この第１吸込口２３から第１フィルタボックス２２に至るダクト２４と、このダクト２４の途中に設けられた循環ファン２５、電熱ヒータ（あるいは温水コイル）２６、可変定風量装置２７と、を備える。

第１フィルタボックス２２の第１吹出口２１側には、空気浄化フィルタ２２１が設けられている。また、第１吹出口２１は、例えばパンチングメタルで構成されている。

この第１空調系統２０では、循環ファン２５を駆動して、第１吸込口２３から空気を吸い込み、この吸い込んだ空気の温度を電熱ヒータ２６で上昇させて、第１吹出口２１から吹き出す。
このとき、可変定風量装置２７内のダンパを制御することにより、第１吹出口２１からの吹出し空気の風量を調整する。なお、これに限らず、循環ファン２５をインバータ制御やサイリスタ制御することにより、第１吹出口２１からの吹出し空気の風量を調整してもよい。

第２空調系統３０は、天井面３の第１吹出口２１の周囲に設けられて第２吹出口３１を有する第２フィルタボックス３２と、壁面４の下部に設けられて第２吸込口３３を有する空調機３４と、この空調機３４から第２フィルタボックス３２に至るダクト３５と、を備える。

ここで、第２吹出口３１を、第１吹出口２１の全周に亘って囲むように配置してもよい。つまり、第２吹出口３１で囲まれた中心に第１吹出口２１を配置してもよい。
あるいは、第２吹出口３１を一対とし、この一対の第２吹出口３１を、第１吹出口２１を挟んで配置してもよい。

第２フィルタボックス３２の第２吹出口３１側には、空気浄化フィルタ３２１が設けられている。また、第２吹出口３１は、例えばパンチングメタルで構成されている。
２つの空調機３４のうち、図１中左側に位置する空調機３４は、送風機３４１、冷却コイル３４２、および加熱コイル３４３を備えている。一方、図１中右側の空調機３４は、送風機３４１および冷却コイル３４２を備えているが、加熱コイルを備えていない。

なお、これに限らず、図１中右側の空調機３４にも加熱コイルを設けて、図１中左右両方の空調機に加熱コイルを設けてもよい。また、図１中左側の空調機３４から加熱コイルを除いて、図１中左右両方の空調機に加熱コイルを設けなくてもよい。

この第２空調系統３０では、空調機３４の送風機３４１を駆動して第２吸込口３３から空気を吸い込み、この吸い込んだ空気を冷却コイル３４２で冷却し、冷却後に加熱コイル３４３で加熱（再熱）して、第２吹出口３１から吹き出す。

図２は、手術室空調システム１０の模式図である。
以上の手術室空調システム１０では、図２に示すように、第１吹出口２１から手術台５に向かって直下に空気（暖気）を吹き出す。第１吹出口２１から吹き出す暖気の温度は、室温よりも高く患者の体温よりも低い温度、ここでは、２６℃以上である。
また、第２吹出口３１から手術台５の周囲に向かって直下に冷気を吹き出す。この第２吹出口３１から吹き出す冷気の温度は、室温よりも低温であり、例えば１６℃以上２６℃未満である。
第１吹出口２１から吹き出す暖気の風速は、第２吹出口３１から吹き出す冷気の風速よりも大きくなっている。

以下、本発明の実施例および比較例について説明する。
図３（ａ）は、本発明の実施例である。具体的には、図３（ａ）は、上述の手術室空調システム１０の構成で空調シミュレーションを行った結果であり、手術室１の温度分布を示すものである。
この図３（ａ）では、第１吹出口２１から２６℃、第２吹出口３１から１８℃の空気を吹き出しており、手術台５上の気温は２６℃になっていることが判る。

図３（ｂ）本発明の比較例である。具体的には、図３（ｂ）は、上述の手術室空調システム１０から第１吹出口２１を除いた構成で空調シミュレーションを行った結果であり、手術室１の温度分布を示すものである。
この図３（ｂ）では、第２吹出口３１から１８℃の空気を吹き出しており、手術台５上の気温は１８℃になっていることが判る。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）室温よりも高温の暖気を、第１吹出口２１から手術台５に向かって吹き出したので、手術台５上の患者の体温の低下を抑制して、低侵襲治療を実現できる。
また、室温よりも低温の冷気を、第２吹出口３１から手術台５の周囲に向かって吹き出したので、術者の作業環境を改善して、ストレスを軽減できる。
ここで、第１吹出口２１から吹き出す暖気の温度を２６℃以上としたので、手術台上の気温が２６℃以上となり、腹腔鏡手術の際に患者の腹腔に腹腔鏡を挿入しても、腹腔鏡のレンズが結露して曇るのを確実に防止できる。

（２）第１吹出口２１から吹き出す暖気の風速を、第２吹出口３１から吹き出す冷気の風速よりも大きくしたので、暖気が手術台５上に確実に到達する。

〔第２実施形態〕
図３は、本発明の第２実施形態に係る手術室空調システム１０Ａの模式図である。
本実施形態では、第２吹出口３１が第１吹出口２１から所定間隔離した点が、第１実施形態と異なる。
具体的には、第２吹出口３１を構成するパンチングメタルの第１吹出口２１側の部分を塞いで空気が吹き出さないようにすることで、実質的に第２吹出口３１を第１吹出口２１から離しておく。

本実施形態によれば、上述の（１）、（２）の効果に加えて、以下のような効果がある。
（３）第２吹出口３１を第１吹出口２１から所定間隔離して配置した。このように冷気の流れを暖気の流れから離すことで、暖気の縮流現象を抑えて、暖気と冷気との混合を防ぎ、暖気をより確実に手術台５上に供給できる。

〔第３実施形態〕
図５は、本発明の第３実施形態に係る手術室空調システム１０Ｂの模式図である。
本実施形態では、第１吹出口２１と第２吹出口３１との間には、直下に向かって延びる整流板４０が設けられている点が、第１実施形態と異なる。

本実施形態によれば、上述の（１）、（２）の効果に加えて、以下のような効果がある。
（４）第１吹出口２１と第２吹出口３１との間に整流板４０を設けたので、この整流板４０により第１吹出口２１から吹き出した暖気および第２吹出口３１から吹き出した冷気が層流状態に近づく。よって、暖気の縮流現象を抑えて、暖気と冷気との混合を防ぎ、暖気をより確実に手術台５上に供給できる。

〔第４実施形態〕
図６は、本発明の第４実施形態に係る手術室空調システム１０Ｃの模式図である。
本実施形態では、第２吹出口３１が下方外側に向かって傾斜しており、この第２吹出口３１から下方外側に向かって冷気を吹き出す点が、第１実施形態と異なる。

本実施形態によれば、上述の（１）、（２）の効果に加えて、以下のような効果がある。
（５）第２吹出口３１から下方外側に向かって冷気を吹き出したので、冷気が暖気から離れる方向に流れるから、暖気の縮流現象を抑えて、暖気と冷気との混合を防ぎ、暖気をより確実に手術台５上に供給できる。

〔第５実施形態〕
図７は、本発明の第５実施形態に係る手術室空調システム１０Ｄの模式図である。
本実施形態では、第２吹出口３１から吹き出す冷気の風速プロファイルに傾斜がつけられており、第２吹出口３１の内側部分から吹き出す冷気の平均風速は、外側部分から吹き出す冷気の平均風速よりも低い点が、第１実施形態と異なる。

具体的には、例えば第２吹出口３１を構成するパンチングメタルの孔の大きさを、外側から内側に向かうに従って小さくすることで、第２吹出口３１の内側部分から吹き出す冷気の平均風速は、外側部分から吹き出す冷気の平均風速よりも低くなっている。
なお、本実施形態では、第２吹出口３１を構成するパンチングメタルの孔の大きさ変化させることで、第２吹出口３１から吹き出す冷気の風速プロファイルに傾斜をつけたが、これに限らず、空気浄化フィルタ３２１の圧力損失を変化させることにより、第２吹出口３１から吹き出す冷気の風速プロファイルに傾斜をつけてもよい。

本実施形態によれば、上述の（１）、（２）の効果に加えて、以下のような効果がある。
（６）第２吹出口３１の内側部分から吹き出す冷気の風速を、この第２吹出口３１の外側部分から吹き出す冷気の風速よりも低くした。よって、暖気の近傍を流れる冷気の量が少なくなるので、暖気の縮流現象を抑えて、暖気と冷気との混合を防ぎ、暖気をより確実に手術台５上に供給できる。

〔第６実施形態〕
図８は、本発明の第６実施形態に係る手術室空調システム１０Ｅの模式図である。
本実施形態では、第１吹出口２１の外側部分は下方外側に向かって傾斜しており、第１吹出口２１の中央部分から直下に向かって暖気を吹き出すとともに、第１吹出口２１の外側部分から下方外側に向かって暖気を吹き出す点が、第１実施形態と異なる。

本実施形態によれば、上述の（１）、（２）の効果に加えて、以下のような効果がある。
（７）第１吹出口２１の外側部分から下方外側に向かって暖気を吹き出したので、暖気の一部が冷気に向かって吹き付けられるから、冷気が暖気側に浸入するのを防止でき、暖気の縮流現象を抑えて、暖気をより確実に手術台５上に供給できる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
なお、上述の各実施形態では、天井面３に第１吸込口２３を設けたが、これに限らず、壁面４の下部に設けてもよい。

また、上述の各実施形態では、可変定風量装置２７を設けたが、この可変定風量装置２７を設けなくてもよい。
また、上述の各実施形態では、第１吸込口２３側から、循環ファン２５、電熱ヒータ２６の順に設けたが、これに限らず、第１吸込口２３側から、電熱ヒータ２６、循環ファン２５の順に設けてもよいし、循環ファン２５と電熱ヒータ２６とを一体化して空調機としたり、第１フィルタボックス２２に循環ファン２５および電熱ヒータ２６の機能を組み込んだりしてもよい。

また、上述の各実施形態では、第２空調系統３０の第２フィルタボックス３２と空調機３４とを別体としたが、これに限らず、第２フィルタボックス３２に空調機３４の機能を組み込んでもよい。
また、上述の各実施形態では、空調機３４を壁面４の下部に組み込んだが、空調機３４は必ずしも手術室の室内に面している必要はなく、空調機３４を他の部屋に設けてもよい。
また、空調機３４に加湿器を組み込んでもよい。

また、上述の各実施形態では、空調機３４を２台設けたが、これに限らず、空調機３４を１台とてもよい。すなわち、図９に示すように、第２空調系統３０Ａでは、図９中左側の第２吸込口３３は、ダクト３６で図９中左側の空調機３４に接続されており、図９中右側の第２吸込口３３は、このダクト３６に接続されている。また、この図９中左側の空調機３４から延びるダクト３５は、途中で分岐して、図９中右側の第２フィルタボックス３２に接続されている。
また、空調機３４の台数は特に限定されず、３台以上設けてもよい。

１…手術室
２…床面
３…天井面
４…壁面
５…手術台
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅ…手術室空調システム
２０…第１空調系統
２１…第１吹出口
２２…第１フィルタボックス
２３…第１吸込口
２４…ダクト
２５…循環ファン
２６…電熱ヒータ
２７…可変定風量装置
３０、３０Ａ…第２空調系統
３１…第２吹出口
３２…第２フィルタボックス
３３…第２吸込口
３４…空調機
３５、３６…ダクト
４０…整流板
２２１、３２１…空気浄化フィルタ
３４１…送風機
３４２…冷却コイル
３４３…加熱コイル
Ａ…患者
Ｂ〜Ｄ…術者

Claims

手術室を空調する手術室空調システムであって、
手術台の直上に設けられた第１吹出口と、
当該第１吹出口の周囲に設けられた第２吹出口と、を備え、
前記第１吹出口は、室温よりも高い２６℃以上の空気を、前記手術台に向かって吹き出し、
前記第２吹出口は、室温よりも低温の空気を、前記手術台の周囲に向かって吹き出し、
前記第２吹出口は、直下に向かって空気を吹き出すとともに、
前記第２吹出口の内側部分から吹き出す空気の風速は、外側部分から吹き出す空気の風速よりも低いことを特徴とする手術室空調システム。
手術室を空調する手術室空調システムであって、
手術台の直上に設けられた第１吹出口と、
当該第１吹出口の周囲に設けられた第２吹出口と、を備え、
前記第１吹出口は、室温よりも高い２６℃以上の空気を、前記手術台に向かって吹き出し、
前記第２吹出口は、室温よりも低温の空気を、前記手術台の周囲に向かって吹き出し、
前記第１吹出口は、中央部分から直下に向かって空気を吹き出すとともに、外側部分から下方外側に向かって空気を吹き出し、
前記第２吹出口は、直下に向かって空気を吹き出すことを特徴とする手術室空調システム。