JP2001252358A - キセノンを使用した麻酔方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 循環経路内の窒素を除去することによってキ
セノンを効果的に使用できる麻酔方法及び装置を提供す
る。 【解決手段】 麻酔剤としてキセノンを使用した麻酔方
法であって、キセノンと酸素とを含む麻酔用ガスを閉鎖
循環経路に供給して患者に供給するとともに、呼気中に
混入する窒素を閉鎖循環経路内から除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、麻酔剤としてキセ
ノンを使用した麻酔方法及び装置に関し、詳しくは、患
者の呼気中に放出される窒素を除去することによってキ
セノンの消費量を低減することができる麻酔方法及び装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】手術時に患者に麻酔を施すための麻酔器
として、図１４の系統図に示すような循環回路を有する
半閉鎖式の麻酔器が広く使用されている。この半閉鎖式
の麻酔器は、亜酸化窒素等の麻酔剤を供給する麻酔剤供
給容器１１、酸素を供給する酸素供給容器１２、麻酔剤
及び酸素の流量を調節するニードル弁１３、流量を表示
する流量計１４、揮発性麻酔薬を気化させるための気化
器１５等を備えたガス供給部１０と、患者に装着される
マスク２１に蛇管２２ａ，２２ｂを介して接続した吸気
弁２３及び呼気弁２４、呼気中に含まれる炭酸ガスを除
去するための炭酸ガス吸収器２５、呼吸バッグ２６等を
備えた麻酔回路２０とにより形成されている。

【０００３】患者に麻酔を施す際には、麻酔剤及び酸素
を所定の割合で混合した新たな麻酔ガス（フレッシュガ
ス）がガス供給部１０から麻酔回路２０に供給され、呼
気弁２４から炭酸ガス吸収器２５を通って循環する呼気
ガスと共に吸気弁２３を通過してマスク２１から患者に
供給される。麻酔回路２０内の麻酔ガスの循環は呼吸バ
ッグ２６により行われており、麻酔回路２０内の余剰の
ガスは半閉鎖弁２７から排出されている。

【０００４】このような半閉鎖式の麻酔器では、毎分５
〜１０リットルのフレッシュガスを常時供給し、麻酔回
路２０から余剰ガスを排出することによって麻酔回路２
０内の麻酔ガスの組成を維持するようにしている。

【０００５】一方、近年は、従来から麻酔剤として用い
られてきた亜酸化窒素が、環境汚染の懸念等を有してい
るため、亜酸化窒素に代わる麻酔剤としてキセノンが注
目されている。キセノンが麻酔作用を有していることは
古くから知られており、キセノンは、血液／ガス溶解係
数が低いので麻酔からの回復が早いという利点も有して
いる。このキセノンを麻酔剤として用いる場合の必要濃
度は、６０〜７０％以上であり、患者の呼吸に必要な酸
素分２５〜３５％を確保したキセノン・酸素混合状態で
麻酔ガスとして供給される。

【０００６】しかしながら、キセノンは、その希少さ故
に高価であり、従来の亜酸化窒素のように半閉鎖式の麻
酔器で使用するにはコスト的な問題があった。このた
め、排出された余剰ガス中のキセノンを回収、精製して
再利用する方法や、麻酔回路を完全閉鎖循環式として麻
酔ガスを経路外に排出せずに循環使用する方法等、キセ
ノンの消費量を低く抑えるための方式が種々検討されて
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、余剰ガス中
のキセノンを回収、精製する方法としては、低温蒸留を
利用したものや、冷却面にキセノンを固化させるもの
や、シリカゲルのようにキセノンを選択的に吸着する吸
着剤を使用したものなどが知られているが、これらの方
法は、いずれも−１７０℃程度の極低温を必要とするた
め、キセノンを回収、精製するために特別の低温設備が
必要となる。

【０００８】一方、麻酔器を完全閉鎖循環式にした場
合、呼気中に含まれる炭酸ガスは、従来と同様に、ソー
ダライムを使用した炭酸ガス吸収器によって容易に麻酔
ガス中から分離除去することができるが、呼気中に含ま
れている窒素の除去は行われていなかった。すなわち、
麻酔を行う患者の体組織中には、麻酔前に、大気中の窒
素分圧に見合った窒素が溶解しており、この窒素が麻酔
中の呼気に放出されるため、また、開腹手術では、麻酔
中も腹膜を通して体内に空気中の窒素が侵入してこれが
呼気に放出されるため、完全閉鎖循環式の麻酔器では、
循環する麻酔ガス中の窒素濃度が次第に上昇することに
なる。

【０００９】麻酔ガス中の窒素濃度は、数％未満の場合
はほとんど問題にならないが、例えば５％を超えると、
麻酔剤としてのキセノンの濃度や、呼吸用の酸素の濃度
を維持することが困難になってしまう。このため、循環
経路に大容量のバッファタンクを設けて窒素濃度の上昇
を相対的に小さくすることも考えられるが、麻酔時にお
ける全体的なキセノンの使用量が増大するという問題が
ある。

【００１０】そこで本発明は、キセノンを使用した完全
閉鎖循環式麻酔器における循環経路内の窒素濃度の上昇
を防止してキセノン消費量の低減を図り、また、麻酔終
了後に経路内に残存するキセノンや患者の呼気中に含ま
れるキセノンの回収も行うことができるキセノンを使用
した麻酔方法及び装置を提供することを目的としてい
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のキセノンを使用した麻酔方法は、麻酔剤と
してキセノンを使用した麻酔方法であって、キセノンと
酸素とを含む麻酔用ガスを閉鎖循環経路に供給して患者
に供給するとともに、呼気中に混入する窒素を閉鎖循環
経路内から除去することを特徴とし、窒素の除去を、分
子ふるい炭素，ゼオライト等の吸着剤又はゲッター又は
ガス分離膜により行うことを特徴としている。

【００１２】また、本発明のキセノンを使用した麻酔装
置は、キセノンと酸素とを含む麻酔用ガスを患者に循環
供給するための閉鎖循環経路内に、呼気中に混入した窒
素を除去するための窒素除去手段を設けたことを特徴と
している。

【００１３】さらに、本発明の麻酔装置は、前記窒素除
去手段が、キセノンを吸着せず、窒素を吸着する分子ふ
るい炭素を充填した吸着器であることを特徴とし、この
ような窒素除去手段が、前記閉鎖循環経路の呼気側経路
から分岐し、窒素除去手段を介して吸気側経路に合流す
る窒素除去経路に設けられていることを特徴としてい
る。また、この窒素除去経路に、閉鎖循環経路内のガス
を窒素除去経路に導くための圧縮機又は送風機を設けた
こと、閉鎖循環経路から窒素除去経路に流入したガス中
の水分を除去する乾燥器を設けたこと、窒素除去後に閉
鎖循環経路に戻されるガスを加湿する加湿器を設けたこ
とを特徴としている。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明のキセノンを使用し
た麻酔装置の第１形態例を示す概略系統図である。な
お、以下の説明において、各形態例における同一の構成
要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

【００１５】この麻酔装置は、吸気弁２３、マスク２
１，呼気弁２４等を備えた閉鎖循環経路３１の途中に窒
素を除去するための窒素除去手段３２を設けたものであ
る。キセノン及び酸素を所定量含む麻酔ガスは、この閉
鎖循環経路３１を循環して患者に供給され、患者から麻
酔ガス中に放出された窒素は、閉鎖循環経路３１を循環
する途中で窒素除去手段３２を通過する際に除去され
る。これにより、麻酔ガス中に窒素が蓄積することを防
止でき、キセノン及び酸素を所定濃度に維持することが
できる。

【００１６】前記窒素除去手段３２としては、キセノン
を吸着せずに窒素を吸着する吸着剤や、キセノンと窒素
とを分離できる分離膜や、窒素を吸収するゲッター等を
単独であるいは適宜に組合わせて使用することが可能で
ある。

【００１７】例えば吸着剤の場合、キセノンの分子径が
４．３４Ａ（オングストローム）、酸素が２．８×３．
９Ａ、窒素が３．０×４．１Ａであるから、細孔径を調
整した分子ふるい炭素（ＭＳＣ）を用いることにより、
窒素及び酸素を吸着してキセノンから分離することが可
能となる。この場合、窒素と同時に酸素も麻酔ガス中か
ら除去されてしまうが、キセノンに比べて酸素は低価格
で入手も容易であるから、窒素と共に酸素も閉鎖循環経
路３１から除去して新たな酸素を閉鎖循環経路３１に補
給するようにしてもよい。また、酸素も有効利用しよう
とする場合は、ＭＳＣから脱着したガスを、酸素と窒素
とを分離可能な吸着剤や分離膜により処理して酸素を回
収し、回収した酸素を閉鎖循環経路３１に戻すようにす
ればよい。逆に、酸素を優先的に吸着する吸着剤を使用
して麻酔ガスから酸素を分離した後、キセノンと窒素と
を吸着剤で分離するようにしてもよい。これは、ＭＳＣ
以外の吸着剤、例えばゼオライトを用いた場合も同様で
ある。

【００１８】また、分離膜の場合、例えばポリテトラフ
ルオロエチレン系の分離膜のガス透過係数比は、キセノ
ン：窒素：酸素：炭酸ガス＝０．３０：１．０：３．
２：７．５であるからキセノン以外を透過させて分離す
ることが可能である。さらに、ポリシロキサン系の分離
膜のガス透過係数比は、炭酸ガス：キセノン：酸素：窒
素＝２４３０：１９１０：３６７：１７０であるから、
窒素を分離除去することが可能であり、キセノンより透
過しやすい炭酸ガスは、ソーダライム等で別途に除去す
ればよい。

【００１９】ゲッターの場合は、チタン系やジルコニア
系の合金をベースとした、例えばモノトールＰＳ４−Ｍ
Ｔ３−Ｒ（サエス・ゲッターズ社製）を使用することに
より、麻酔ガス中の窒素を除去することが可能である。
なお、ゲッターを使用する場合、麻酔ガス中に含まれる
炭酸ガス、酸素、水分がゲッターの寿命に悪影響を及ぼ
すことがあるため、ゲッターの前段に適宜な除去手段を
設けてこれらを％オーダー未満まで除去しておくことが
望ましい。

【００２０】このような窒素除去手段３２における窒素
の除去は、窒素を完全に分離除去する必要はなく、麻酔
ガス中のキセノン濃度と酸素濃度とを所定濃度に維持で
きるようにすればよい。すなわち、通常の麻酔ガスにお
けるキセノンは６０〜７０％、酸素は２５〜３５％であ
るから、窒素濃度として最大５％程度まで許容できるの
で、窒素濃度が５％以下になるように窒素を除去できれ
ばよいことになる。すなわち、窒素の除去は不完全であ
っても、キセノンの放出を最小限に抑えることができる
分離手段を選択することが好ましい。

【００２１】また、炭酸ガスについては、窒素除去手段
３２で窒素と共に除去することができれば、従来の炭酸
ガス吸収器を省略することができるが、窒素除去手段３
２で炭酸ガスを除去できない場合や、窒素除去手段３２
での窒素の分離除去効率や寿命に悪影響を与える場合
は、窒素除去手段３２の前段に、従来と同様のソーダラ
イムを使用した炭酸ガス吸収器を設けておけばよい。さ
らに、水分が窒素除去手段３２に悪影響を与える場合
は、窒素除去手段３２の前段にシリカゲル等を用いた乾
燥器を設け、後段に加湿器を設けておけばよい。

【００２２】図２は、麻酔装置の第２形態例を示す概略
系統図である。この麻酔装置は、閉鎖循環経路３１に複
数の窒素除去手段３２を並列に設けたものである。この
ように形成することにより、各窒素除去手段３２を通過
する麻酔ガスの流速を低くすることができるので、前記
吸着剤や分離膜等における窒素除去を効果的に行うこと
ができる。例えば、吸着剤を充填した吸着器の場合、ガ
スの流速を低くするために吸着器の断面積を大きくする
と、充填した吸着剤の全体に均一にガスを流すことが困
難になり、処理性能が損なわれることがあるが、適度な
大きさの吸着器をこのように複数個並列に設けておくこ
とにより、吸着剤の性能を有効に利用することができ
る。また、窒素除去手段３２の前後に弁を設けておくこ
とにより、一方で除去処理を行っている間に他方の交換
や再生を行うことができる。

【００２３】図３は、麻酔装置の第３形態例を示す概略
系統図である。この麻酔装置は、閉鎖循環経路３１に複
数の窒素除去手段３２を直列に設けたものである。この
ように形成することにより、各窒素除去手段３２におけ
る窒素除去能力が低い場合でも、全体として十分な窒素
除去を行うことができる。

【００２４】図４は、麻酔装置の第４形態例を示す概略
系統図である。この麻酔装置は、閉鎖循環経路３１に、
窒素除去手段３２を設置した窒素除去経路３３を加えた
ものである。このように閉鎖循環経路３１の呼気側経路
から分岐し、窒素除去手段３２を介して吸気側経路に合
流する窒素除去経路３３を設けることにより、閉鎖循環
経路３１を循環する麻酔ガスの内の適当量を窒素除去手
段３２で処理することができる。

【００２５】図５は、麻酔装置の第５形態例を示す概略
系統図である。この麻酔装置は、前記第４形態例の窒素
除去経路３３における窒素除去手段３２の前後に弁３４
ａ，３４ｂを設け、窒素除去が必要となったときに、窒
素除去手段３２に麻酔ガスの一部を流すことができるよ
うにしたものである。なお、想像線で示すように、弁３
４ａ，３４ｂと同時に、窒素除去経路３３の両接続部間
の閉鎖循環経路３１にも弁３５を設け、必要に応じてこ
れらの弁を切換開閉して麻酔ガスの全量を窒素除去手段
３２に流すようにしたり、開度を調節して窒素除去手段
３２に流すガス量を調節したりすることもできる。

【００２６】さらに、閉鎖循環経路３１に、想像線で示
すようなバッファ３６を設けておくことにより、弁の切
換開閉等により発生する圧力変動を緩和することがで
き、また、弁３４ａ，３４ｂを閉じて窒素除去手段３２
内に所定量の麻酔ガスを所定時間封じ込めておくことが
できるので、窒素の除去処理を流通処理ではなくバッチ
処理で行うことができる。

【００２７】図６は、麻酔装置の第６形態例を示す概略
系統図である。この麻酔装置は、閉鎖循環経路３１に、
窒素除去手段３２とバッファ３６とを並列に設けるとと
もに、窒素除去手段３２の流入側（閉鎖循環経路３１の
呼気側）に麻酔ガスを窒素除去手段３２に導くための圧
縮機３７又は送風機を、流出側（閉鎖循環経路３１の吸
気側）に逆止弁３８を、それぞれ設けて窒素除去経路３
３を形成したものである。

【００２８】このように形成した麻酔装置は、循環する
麻酔ガス中の窒素濃度が上昇したときに圧縮機３７を作
動させることにより、窒素除去手段３２とバッファ３６
との間で麻酔ガスを循環させて窒素を除去することがで
きる。これにより、閉鎖循環経路３１内を循環するガス
量に比べて大量の麻酔ガスを窒素除去手段３２で処理す
ることが可能となる。また、圧縮機３７を間欠的に作動
させることにより、バッチ処理で窒素を除去することも
できる。

【００２９】なお、バッファ３６には、ベローやガスバ
ッグのように略大気圧で圧力緩衝を行えるものを用いる
ことが好ましい。また、バッファ３６は、閉鎖循環経路
３１内の圧力緩衝を行うことができれば任意の位置に設
置することが可能であり、例えば、想像線で示すよう
に、窒素除去経路３３よりも上流側の閉鎖循環経路３１
にバッファ３６を設けるようにしてもよい。

【００３０】図７は、麻酔装置の第７形態例を示す概略
系統図である。この麻酔装置は、窒素除去手段３２とし
て前記ＭＳＣのような物理的吸着剤を使用するのに適し
た構造を有するものであって、窒素除去手段３２の吸着
剤に吸着した窒素を、酸素ガスによって系外に排出（パ
ージ）する経路を設けたものである。

【００３１】すなわち、窒素除去経路３３に設置された
窒素除去手段３２は、窒素を物理的に吸着する吸着剤を
充填した吸着器４０と、該吸着器４０の前後にそれぞれ
設けられた吸着器入口弁４１及び吸着器出口弁４２と、
吸着器４０にパージガスとしての酸素を導入するための
パージガス導入弁４３を有するパージガス導入経路４４
及び吸着剤から脱着した窒素をパージガスに同伴させて
吸着器４０から導出するためのパージガス導出弁４５を
有するパージガス導出経路４６とにより形成されてお
り、この窒素除去手段３２の上流側で、閉鎖循環経路３
１の呼気側から分岐した部分には、麻酔ガスを窒素除去
経路３３に導くための圧縮機３７が設けられ、窒素除去
手段３２の下流側には、処理ガス用のバッファ４７、窒
素除去経路出口弁４８及び逆止弁３８が設けられてお
り、窒素除去経路３３は、逆止弁３８の下流で閉鎖循環
経路３１の吸気側に合流している。また、閉鎖循環経路
３１には、圧力変動を緩和するためのバッファ３６が設
けられている。

【００３２】この麻酔装置では、窒素の除去を連続方式
で行うこともでき、バッチ方式で行うこともできる。例
えば、連続方式で窒素の除去処理を行う場合には、吸着
器入口弁４１、吸着器出口弁４２及び窒素除去経路出口
弁４８を開き、パージガス導入弁４３及びパージガス導
出弁４５を閉じた状態で、圧縮機３７を作動させればよ
い。これにより、閉鎖循環経路３１を循環する麻酔ガス
の一部が圧縮機３７の作用で窒素除去経路３３に導か
れ、吸着器４０内の吸着剤に窒素を吸着させて麻酔ガス
中から分離除去した後、逆止弁３８を経て閉鎖循環経路
３１に合流する。このとき、吸着器出口弁４２を適当に
絞り、あるいは、吸着器出口弁４２と保圧弁を併用し、
吸着器４０内の圧力を高めて処理することにより、窒素
の除去効果を向上させることができる。この窒素除去操
作は、吸着器入口弁４１を閉じるとともに圧縮機３７を
停止させることにより終了する。

【００３３】窒素除去をバッチ方式で行う場合は、最初
に、吸着器入口弁４１のみを開いた状態で圧縮機３７を
作動させ、所定量の麻酔ガスが吸着器４０内に流入した
時点で、吸着器入口弁４１を閉じて圧縮機３７を停止さ
せる。これにより、閉鎖循環経路３１を循環する麻酔ガ
スの一部が吸着器４０内に所定圧力で保持された状態に
なり、麻酔ガス中に存在する窒素が吸着剤に吸着されて
麻酔ガス中から取り除かれる。このとき、吸着器４０内
の圧力を、圧縮機３７での圧縮で閉鎖循環経路３１の圧
力より高い圧力にすることにより、吸着剤への窒素の吸
着を効果的に行うことができる。また、吸着器４０内で
ガスを保持することにより、分圧の低い窒素を吸着剤に
十分に吸着させることができる。

【００３４】吸着器４０内に麻酔ガスを所定時間保持し
てから吸着器出口弁４２を開くと、吸着器４０内の吸着
剤に吸着しないキセノンは、吸着器４０から流出して処
理ガス用のバッファ４７に一時貯留された状態になる。
このとき、吸着剤に対して窒素よりも酸素が吸脱着しや
すい場合は、吸着器４０内の圧力低下に伴って酸素が先
に脱着するので、この酸素によって吸着器４０内に残存
するキセノンをバッファ４７に向けて押し出すことがで
きる。また、パージガス導入弁４３を開いてパージガス
を吸着器４０内に供給し、このパージガスによってキセ
ノンを押し出すこともできる。

【００３５】このとき、バッファ４７に貯留するガスの
圧力は、バッファ３６と同様に略大気圧としておくこと
が好ましい。窒素を除去したバッファ４７内のガスは、
窒素除去経路出口弁４８を開くことにより、逆止弁３８
を通って閉鎖循環経路３１を循環する麻酔ガスに合す
る。なお、バッファ４７内のガスを閉鎖循環経路３１に
導入するための送風機を設けておいてもよい。

【００３６】上述のバッチ処理において、閉鎖循環経路
３１から吸着器４０への麻酔ガスの導入や、バッファ４
７から閉鎖循環経路３１への処理ガスの合流の際の閉鎖
循環経路３１内のガス量の変化（圧力変動）は、前記バ
ッファ３６の圧力緩衝作用によって緩和される。

【００３７】一方、吸着器４０内の吸着剤に吸着した窒
素は、吸着器４０内の圧力低下により徐々に吸着剤から
脱着し、吸着器４０から流出する。したがって、吸着器
４０から窒素が流出する前に吸着器出口弁４２を閉じ、
パージガス導出弁４５を開くことにより、吸着剤から脱
着した窒素をパージガス導出経路４６から系外に排出す
ることができる。さらに、吸着器４０のパージ処理（吸
着剤の再生）を行うことにより、次回の窒素吸着を効果
的に行うことができる。このパージ処理は、吸着器入口
弁４１及び吸着器出口弁４２を閉じた状態でパージガス
導入弁４３及び吸着器出口弁４２を開き、パージガス導
入経路４４からパージガス、通常は酸素を吸着器４０に
導入し、吸着器４０内の吸着剤から窒素を積極的に脱着
する。

【００３８】さらに、パージガス導出経路４６に真空ポ
ンプを接続し、吸着器４０内のガスを吸引排気して吸着
器４０内を減圧することにより、吸着剤に吸着している
窒素をより効率よく脱着させることができ、この減圧状
態でパージガス導入経路４４からパージガスを導入して
吸着器４０内を流通させることにより、吸着剤から脱着
した窒素をパージガスに同伴させて吸着器４０から効果
的に排出することができる。

【００３９】吸着剤がＭＳＣで窒素除去がバッチ処理の
場合、前記窒素除去操作で窒素と共に酸素もＭＳＣに吸
着して麻酔ガス中から取除かれてしまうが、吸着器４０
内のガスをバッファ４７に流出させるための圧力低下の
際に、窒素よりも酸素が先にＭＳＣから脱着するので、
ＭＳＣに吸着された酸素を再び麻酔ガスの一部として利
用することができる。また、パージガスとして酸素を使
用することにより、ＭＳＣに吸着されて窒素と共に排出
される酸素分をこの経路から補給することもでき、バッ
ファ４７に回収したガスの組成を所定濃度に調整するこ
ともできる。

【００４０】図８は、麻酔装置の第８形態例を示す概略
系統図である。この麻酔装置は、窒素除去経路３３に循
環処理用のバッファ５０を設けたものである。このバッ
ファ５０は、閉鎖循環経路３１に対して分岐弁５１と合
流弁５２とを介して接続しており、また、閉鎖循環経路
３１には、分岐弁５１と合流弁５２との接続部間に弁５
３を設けている。

【００４１】この麻酔装置での窒素除去は、最初に、分
岐弁５１及び合流弁５２を開くとともに、弁５３を閉じ
状態、あるいは絞った状態とし、閉鎖循環経路３１を流
れる麻酔ガスをバッファ５０内に流入させ、前回の処理
で窒素を除去した麻酔ガスをバッファ５０から押し出し
て合流弁５２から閉鎖循環経路３１に送り出す。なお、
この状態を定常状態として、閉鎖循環経路３１を循環す
る麻酔ガスが常時バッファ５０を流れるようにしておい
てもよい。

【００４２】窒素除去は、弁５３を開いて分岐弁５１及
び合流弁５２を閉じ、閉鎖循環経路３１と窒素除去経路
３３とを切り離した状態で行い、圧縮機３７を運転して
バッファ５０内のガスを吸着器４０内に送り込み、窒素
の除去処理及び吸着器４０からの窒素の排出（パージ）
を行う。この窒素の除去処理及び吸着器４０からの窒素
の排出は、連続方式で行うこともでき、バッチ方式で行
うこともできる。窒素が除去されたバッファ５０内のガ
スは、次の処理開始時に閉鎖循環経路３１からバッファ
５０に流入するガスによりバッファ５０から押し出され
て閉鎖循環経路３１に戻される。

【００４３】図９は、麻酔装置の第９形態例を示す概略
系統図である。この麻酔装置は、閉鎖循環経路３１と窒
素除去経路３３とを一体の循環経路として形成するとと
もに、窒素除去手段３２の前後に比較的大容量のバッフ
ァ３６，４７をそれぞれ設けることにより、窒素の除去
処理を吸着剤によるバッチ方式で行えるようにしたもの
である。

【００４４】すなわち、患者からの呼気をバッファ３６
に貯留し、この貯留したガスを圧縮機３７によって間欠
的に吸着器４０に送り込み、前記同様のバッチ方式によ
る窒素除去を行う。そして、吸着器４０から間欠的に流
出する窒素除去後のガスは、バッファ４７に貯留した
後、所定流量で窒素除去経路出口弁４８及び逆止弁３８
を経て閉鎖循環経路３１の吸気側に供給するようにして
いる。

【００４５】図１０は、窒素除去手段３２に２個の吸着
器４０ａ，４０ｂを並列に設けるとともに、各吸着器４
０ａ，４０ｂに、前記同様の吸着器入口弁４１ａ，４１
ｂ、吸着器出口弁４２ａ，４２ｂ、パージガス導入弁４
３ａ，４３ｂ、パージガス導入経路４４ａ，４４ｂ、パ
ージガス導出弁４５ａ，４５ｂ、パージガス導出経路４
６ａ，４６ｂをそれぞれ設けて吸着器４０ａ，４０ｂを
切換運転可能に形成したものである。

【００４６】吸着剤の量が同じ場合、一つの吸着器に吸
着剤全量を充填したものに比べて、このように複数の吸
着器に分割充填して切換え使用することにより、吸着器
に導入する一回のガス量を少なくすることができるの
で、窒素除去を行う際に閉鎖循環経路３１から分岐させ
て抜き取るガス量が少なくなり、閉鎖循環経路３１内を
循環するガス量の変動を小さくすることができ、安定し
た状態で麻酔ガスを循環させることができるとともに、
バッファの小型化も図ることができる。

【００４７】さらに、一方の吸着器で窒素除去を行って
いる間に他方の吸着器の再生操作を行うことができる。
このとき、再生開始前の吸着器内に存在するキセノンを
回収するため、出口弁４２ａ，４２ｂを同時に開く均圧
操作を行って他方の吸着器内に回収することもできる。
また、吸着器に代えて化学吸着剤やゲッター等を使用し
た場合でも、他方を運転中にこれらの交換を行うことも
できる。

【００４８】図１１は、麻酔装置の第１０形態例を示す
系統図である。この麻酔装置は、前記第７形態例で示し
た麻酔装置を基本とした具体的装置構成を示すものであ
って、閉鎖循環経路３１は、従来と同様の、マスク２
１、吸気弁２３、呼気弁２４、炭酸ガス吸収器２５、呼
吸バッグ２６を有するとともに、バッファ３６，逆止弁
６１を有する麻酔ガス補給経路６２、循環ガスと補給ガ
スとを混合する混合器６３、循環ガスの組成を分析する
分析計６４が設けられ、さらに、必要に応じて、湿度を
調節するための加湿器６５、呼気中の水分を除去する乾
燥器６６、再使用のためにガスを消毒する消毒器６７を
設けることができる。

【００４９】一方、窒素除去経路３３には、前記同様の
圧縮機３７、窒素除去手段３２を構成する吸着器４０及
び該吸着器前後の弁４１，４２，４３，４５及び経路４
４，４６、バッファ４７、窒素除去経路出口弁４８、逆
止弁３８を有するとともに、窒素除去経路３３に流入す
るガスの除湿を行う乾燥器７１、バッファ４７内の窒素
除去ガスを閉鎖循環経路３１に送り込むための送風機７
２、窒素除去ガスを加湿する加湿器７３、窒素除去ガス
の消毒・除菌を行う消毒器７４が設けられている。さら
に、バッファ４７には、バッファ４７内のガス量を検出
する検出器７５が設けられており、必要に応じて弁７６
を介して外部タンク（図示せず）を接続しておくことが
できる。また、窒素除去経路３３の入口部及び出口部に
は、経路を遮断するための弁７７，７８がそれぞれ設け
られている。

【００５０】この麻酔装置は、以下のように運転して患
者に麻酔を施し、麻酔中の麻酔ガスから窒素を除去し、
また、麻酔後にキセノンの回収を行う。

【００５１】まず、系内の空気（窒素）を除去して麻酔
ガスに置換する操作を行う。すなわち、弁７６，７７，
７８を閉じた状態で弁４３を開き、パージガス導入経路
４４から酸素を供給し、窒素除去経路３３内にガスを適
当な圧力で充満させた後、弁７６を開いて略大気圧まで
経路内のガスを系外に放出する操作を数回、例えば３回
繰り返して経路内から窒素を追い出す操作を行い、次
に、弁４３を閉じて弁７６，７７を開いた状態で、麻酔
ガス補給経路６２から酸素を系内に供給し、圧縮機３７
を作動させて閉鎖循環経路３１内の空気及び患者の肺内
の空気をパージする。

【００５２】そして、系内の窒素濃度が所定量以下、例
えば０．２％以下になったことを確認してから、各弁を
定常状態の開閉位置とし、キセノンの供給を開始する。
麻酔中は、系内の酸素濃度が所定濃度以上、例えば２５
％以上であること、及び、循環するガス中のキセノン濃
度が所定濃度以上、例えば６０％以上であることを確認
しながら閉鎖循環経路３１内を循環させ、呼吸によって
失われた分は、麻酔ガス補給経路６２から適宜供給す
る。

【００５３】麻酔中の窒素の除去は、炭酸ガス吸収器２
５を通過した麻酔ガスの一部を、連続方式あるいはバッ
チ方式で閉鎖循環経路３１から窒素除去経路３３に抜き
取り、前述のように、吸着器４０に充填したＭＳＣ等の
吸着剤に窒素を吸着させて麻酔ガス中から除去する。こ
の窒素除去操作は、閉鎖循環経路３１内を循環する麻酔
ガス中の窒素濃度が５％以下を維持するように行う。例
えば、閉鎖循環経路３１内の窒素濃度が５％になったと
きに、吸着器出口弁４２を閉じたままで吸着器入口弁４
１を開くとともに圧縮機３７を作動させ、閉鎖循環経路
３１内の麻酔ガスを所定量所定圧力で吸着器４０に送り
込んで一定時間吸着処理を行った後、窒素除去経路出口
弁４８を閉じたままで吸着器出口弁４２を開き、窒素除
去を行ったガスをバッファ４７に回収する。バッファ４
７内のガスは、窒素除去経路出口弁４８を開き、送風機
７２を作動させることによって閉鎖循環経路３１内に戻
すことができる。また、閉鎖循環経路３１内の窒素濃度
が所定時間以上、所定濃度以下、例えば、１％を１０秒
間下回ったときには、閉鎖循環経路３１内のみで麻酔ガ
スを循環させるようにする。

【００５４】なお、窒素除去手段３２の能力が小さい場
合は、麻酔ガスの一部を窒素除去経路３３へ連続的に抜
出し、窒素除去を連続して行うようにしてもよい。ま
た、窒素の除去と共に酸素が失われてしまう場合は、麻
酔ガス補給経路６２や、別途設けた酸素補給経路から必
要量の酸素を補給すればよい。

【００５５】麻酔終了後は、系内に酸素を供給し、系内
の麻酔ガス（キセノン）をバッファ４７を経由して弁７
６から外部タンクに抜き取りる。さらに、キセノン濃度
が低くなった麻酔ガスを閉鎖循環経路３１内で１０分程
度循環させてから外部タンクに抜き取れば、患者の体内
から呼気中に放出されるキセノンも回収することができ
る。外部タンクに回収されたガスは、キセノンと酸素と
を主成分とするものであるから、適宜な消毒処理や精製
処理を施すことにより、ガス源として再利用することが
できる。

【００５６】なお、本形態例も含めて、前記各形態例に
用いられている前記逆止弁３８は、必要に応じて設けれ
ばよく、省略することもできる。また、窒素の除去操作
は、窒素除去手段の種類や能力、麻酔ガスの全量や麻酔
時間に応じて適宜な操作を選択することができる。

【００５７】

【実験例】図１２に示す実験装置を使用して麻酔ガス中
の窒素を除去する実験を行った。この実験装置は、窒素
が蓄積した循環ガスを想定したキセノン６５％、酸素３
０％、窒素５％の混合ガスを０．９ＭＰａで充填した混
合ガス容器８１と、ＭＳＣを充填した吸着器８２と、吸
着器８２で窒素除去を行ったガスを回収する回収容器８
３と、パージガスの酸素を供給する酸素供給経路８４
と、吸着器８２からの脱着ガス及びパージガスを回収す
る脱着ガス容器８５とを有しており、これらを接続する
配管に、手動弁８６〜９３、流量調節弁９４、圧力調節
弁９５〜９７、流量計９８及び圧力計９９をそれぞれ設
けたものである。

【００５８】吸着器８２は、内径７６．３ｍｍ、筒長２
５０ｍｍ、容量１リットルの円筒体を使用し、この中に
ＭＳＣを７００ｇ充填した。吸着器８２に充填したＭＳ
Ｃは、キセノンを平衡吸着せず、窒素を吸着するように
細孔調整したものであり、空隙率は０．５６Ｌ／Ｌであ
る。このＭＳＣの大気圧、１５℃における吸着曲線を測
定した結果を図１３に示す。また、容器８３，８５は、
ガスバリア性フィルム（アルミ蒸着フィルム）からなる
バッグであり、このバッグは、手で絞ることによって内
部のガスを放出できるように形成されている。

【００５９】まず、系内の空気を排出するため、弁８
６，８９，９０を閉じ、その他の弁を開いた状態として
酸素供給経路８４から酸素を供給し、流路内の窒素の洗
い出しを十分に行った。次に、弁９２を閉じた後、回収
容器８３のバッグを絞ることにより内部のガスを十分に
排出してから弁９３を閉じた。また、弁９０を開いて脱
着ガス容器８５内の空気も十分にパージした後、弁８７
を閉じて吸着器８２内が略大気圧になってから弁９０を
閉じ、バッグを絞って脱着ガス容器８５内のガスを十分
に排出して弁９１を閉じた。

【００６０】弁８８を閉じてから弁８６を開き、混合ガ
ス容器８１内の混合ガスを弁８８の手前まで供給した。
圧力調節弁９５の調整圧力は、締切り圧が吸着処理を行
う０．７ＭＰａになるように調整した。この状態で弁８
８をゆっくりと開き、混合ガスを吸着器８２内に０．７
ＭＰａで充填してから弁８８を閉じ、１２０秒放置して
吸着処理を行った。

【００６１】次に、弁９２をゆっくりと開き、吸着器８
２内の非吸着ガス（キセノン）を回収容器８３に回収し
た。２秒後に吸着器８２内の圧力が略大気圧となった
が、ＭＳＣから脱着する酸素も回収するため、１５秒経
過後に弁９２を閉じた。その後、弁９０を１０５秒間開
き、ＭＳＣから脱着するガスを脱着ガス容器８５に回収
する脱着処理を行った。続いて、ＭＳＣの再生処理を行
うため、弁８９を開いて吸着器８２に酸素を毎分２リッ
トルで３０秒流し、吸着器８２から流出するガスを脱着
ガス容器８５に回収した。

【００６２】弁９０を閉じた後、回収容器８３及び脱着
ガス容器８５内のガスの回収量を測定し、四重極質量分
析計（バルザス社製ＱＭＥ２００）で組成分析を行っ
た。さらに、容器８３，８５内のガスを全て排気後、混
合ガス容器８１内の混合ガスを吸着器８２に導入し、上
記同様にして吸着処理、脱着処理及び再生処理を行い、
容器８３，８５内に回収したガスの回収量測定と組成分
析とを行った。

【００６３】結果を表１に示す。なお、括弧内は、回収
容器８３に回収したガスに酸素を補給し、ガス量を混合
ガス処理量（３．３６リットル）と同量にした場合の組
成である。この結果から明らかなように、キセノンの全
量を回収しながら窒素濃度を１％程度までに低減するこ
とができ、酸素を補給するだけで麻酔ガスとして循環再
利用できることがわかる。

【００６４】

【表１】

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
患者の呼気から麻酔ガス中に混入する窒素を除去して麻
酔ガスを循環させるので、キセノンの所要量を最小に抑
えたキセノン麻酔を実施することができる。また、窒素
の除去も、吸着剤等で行うことにより、低温や高温を使
用せずに常温付近で行えるので、窒素の除去処理も低コ
ストで行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のキセノンを使用した麻酔装置の第１
形態例を示す概略系統図である。

【図２】 本発明の麻酔装置の第２形態例を示す概略系
統図である。

【図３】 本発明の麻酔装置の第３形態例を示す概略系
統図である。

【図４】 本発明の麻酔装置の第４形態例を示す概略系
統図である。

【図５】 本発明の麻酔装置の第５形態例を示す概略系
統図である。

【図６】 本発明の麻酔装置の第６形態例を示す概略系
統図である。

【図７】 本発明の麻酔装置の第７形態例を示す概略系
統図である。

【図８】 本発明の麻酔装置の第８形態例を示す概略系
統図である。

【図９】 本発明の麻酔装置の第９形態例を示す概略系
統図である。

【図１０】 窒素除去手段の他の形態例を示す系統図で
ある。

【図１１】 本発明の麻酔装置の第１０形態例を示す系
統図である。

【図１２】 実験装置の系統図である。

【図１３】 実験で使用したＭＳＣの大気圧、１５℃に
おける吸着曲線を示す図である。

【図１４】 従来の麻酔器の一例を示す系統図である。

【符号の説明】

２１…マスク、２３…吸気弁、２４…呼気弁、２５…炭
酸ガス吸収器、２６…呼吸バッグ、３１…閉鎖循環経
路、３２…窒素除去手段、３３…窒素除去経路、３４
ａ，３４ｂ、３５…弁、３６…バッファ、３７…圧縮
機、３８…逆止弁、４０，４０ａ，４０ｂ…吸着器、４
１，４１ａ，４１ｂ…吸着器入口弁、４２，４２ａ，４
２ｂ…吸着器出口弁、４３，４３ａ，４３ｂ…パージガ
ス導入弁、４４，４４ａ，４４ｂ…パージガス導入経
路、４５，４５ａ，４５ｂ…パージガス導出弁、４６，
４６ａ，４６ｂ…パージガス導出経路、４７…バッフ
ァ、４８…窒素除去経路出口弁、５０…バッファ、５１
…分岐弁、５２…合流弁、５３…弁、６１…逆止弁、６
２…麻酔ガス補給経路、６３…混合器、６４…分析計、
６５…加湿器、６６…乾燥器、６７…消毒器、７１…乾
燥器、７２…送風機、７３…加湿器、７４…消毒器、７
５…検出器、７６…弁、８１…混合ガス容器、８２…吸
着器、８３…回収容器、８４…酸素供給経路、８５…脱
着ガス容器、８６〜９３…手動弁、９４…流量調節弁、
９５〜９７…圧力調節弁、９８…流量計、９９…圧力計

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 麻酔剤としてキセノンを使用した麻酔方
   法であって、キセノンと酸素とを含む麻酔用ガスを閉鎖
   循環経路に供給して患者に供給するとともに、呼気中に
   混入する窒素を閉鎖循環経路内から除去することを特徴
   とするキセノンを使用した麻酔方法。
2. 【請求項２】 前記窒素の除去は、分子ふるい炭素，ゼ
   オライト等の吸着剤又はゲッター又はガス分離膜により
   行うことを特徴とする請求項１記載のキセノンを使用し
   た麻酔方法。
3. 【請求項３】 キセノンと酸素とを含む麻酔用ガスを患
   者に循環供給するための閉鎖循環経路内に、呼気中に混
   入した窒素を除去するための窒素除去手段を設けたこと
   を特徴とするキセノンを使用した麻酔装置。
4. 【請求項４】 前記窒素除去手段は、キセノンを吸着せ
   ず、窒素を吸着する分子ふるい炭素を充填した吸着器で
   あることを特徴とする請求項３記載のキセノンを使用し
   た麻酔装置。
5. 【請求項５】 前記窒素除去手段は、前記閉鎖循環経路
   の呼気側経路から分岐し、窒素除去手段を介して吸気側
   経路に合流する窒素除去経路に設けられていることを特
   徴とする請求項３記載のキセノンを使用した麻酔装置。
6. 【請求項６】 前記窒素除去経路は、閉鎖循環経路内の
   ガスを窒素除去経路に導くための圧縮機又は送風機を備
   えていることを特徴とする請求項５記載のキセノンを使
   用した麻酔装置。
7. 【請求項７】 前記窒素除去経路は、閉鎖循環経路から
   窒素除去経路に流入したガス中の水分を除去する乾燥器
   を備えていることを特徴とする請求項５記載のキセノン
   を使用した麻酔装置。
8. 【請求項８】 前記窒素除去経路は、窒素除去後に前記
   閉鎖循環経路に戻されるガスを加湿する加湿器を備えて
   いることを特徴とする請求項７記載のキセノンを使用し
   た麻酔装置。