JP2010142541A - ガス注入器 - Google Patents

Abstract

【課題】ガスを一定圧力により持続的かつ緩やかに消化管へ注入することができ、かつ自動停止することができるガス注入器を提供することを目的とする。
【解決手段】患者の消化管へガスを注入するためのガス注入器であって、入口ポート及び出口ポートを有しそして実質上平坦な上面および下面を有する可撓性のガスバッグと、少なくとも平坦な下面を有しそして上面には圧力調節用のウェイトが着脱自在に取り付けられる、ガスバッグの上面へ略水平をなして載置される荷重分散板と、そしてガスバッグとウェイト付きの荷重分散板とが鉛直方向にのみ昇降するようにそれらを側面から囲い込む案内手段とからなり、そしてウェイトの重量を調節することにより所定の圧力で定圧注入し、かつ患者の消化管内のガス圧が注入圧と等しくなった時などはガスの注入を自動的に停止するガス注入器を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、患者の消化管へガスを注入するためのガス注入器であって、特にＣＴ Colonography（以下「ＣＴＣ」という）検査において、肛門からゾンデを挿入し、炭酸ガスを注入することで大腸を拡張させるために使用され、そして重力を利用して注入開始から注入終了まで一定圧力で炭酸ガスを注入し、かつガスの注入を自動的に終了させることができる簡易構造のガス注入器に関する。

近年、コンピュータ断層撮影（ＣＴ）技術の進歩により、注腸Ｘ線検査や大腸内視鏡検査の進歩した我が国においてもＣＴ画像を利用したＣＴＣ検査の研究が盛んに行われている。

ところで、このＣＴＣ検査において有用なＣＴ画像を得ようとする場合、空気や炭酸ガス（ＣＯ_２）を注入して大腸を拡張する必要がある。

ここで、炭酸ガス（ＣＯ_２）は空気に比べて腸管からの吸収速度が約１３０倍と速く呼気中に速やかに排出されるため、検査中や検査後の患者の腹痛や膨満感が軽減されるなどのメリットがある。また、正常血中ガス濃度に対する影響も少なく、既に内視鏡検査に応用されておりその安全性が確認されている。このため、今後はＣＴＣ検査においても、炭酸ガスを用いた大腸の拡張方法が普及するものと期待されている。

しかしながら、上述のとおり、炭酸ガス（ＣＯ_２）は空気に比べて極めて速い速度で腸管から吸収されるため、ＣＴＣ検査中を通じて大腸を拡張した状態に維持しておくためには、随時大腸内へ炭酸ガスを補充してやる必要がある。また、過大な圧力でのガス注入や一時の大量のガス注入は患者に不快感を与えるばかりでなく、最悪の場合、腸管穿孔を引き起こして患者の安全を脅かすことがあるため、炭酸ガスの注入は一定圧力により持続的かつ緩やかに注入できることが極めて重要となる。

このため、近年では、英国Medicsight社や米国Ｅ-Ｚ-ＥＭ社により炭酸ガスを一定圧力により持続的かつ緩やかに大腸へ注入することができ、かつ腸管内のガス圧が所定の設定圧力を超える場合はガスの注入を速やかに自動停止することができる炭酸ガス自動注入器が開発され販売されている。しかしながら、これらの炭酸ガス自動注入器は高価でありその操作も複雑であるため、この分野において操作が簡単でかつ安価な炭酸ガス注入器に対する強いニーズがある。
Pickhardt,P.J.:Screening CT Colonography:How I do it.AJR 189;290-298,2007 飯沼元，三宅基隆：国立がんセンターにおけるCT Colonography：月刊INNERVISION 第262号付録；3，2008 山崎通尋，平野雄士：空気の注入と体位，撮影条件：月刊INNERVISION 第262号付録；6-7，2008 鈴木雅裕：患者さんにやさしい炭酸ガス注入：月刊INNERVISION 第262号付録；23，2008

そこで、本発明は、構造を簡素化することにより操作が簡単でかつ安価であり、そして、自動的にガスを一定圧力により持続的かつ緩やかに消化管へ注入することができ、それでいて消化管内のガス圧が所定の設定圧力を超えようとする場合はガスの注入を迅速かつ確実に停止することができるガス注入器であって、特にＣＴＣ検査において、人の大腸に炭酸ガスを注入するのに適しているガス注入器を提供することを目的とする。

そこで、本発明者等は、ガスを一定圧力により持続的かつ緩やかに注入するのに適した注入方式について鋭意検討を重ねた結果、従来のように圧力センサーを用いてガスの注入ポンプ等を制御するのではなく、重力を利用してガスの注入圧、注入量を制御する方式の方が、機器の構造及びその操作を簡素化し、かつ設定圧力を超えることなく迅速かつ確実にガスの注入を自動停止するのに適しているとの結論に達し、本発明を完成させるに至った。

具体的には、本発明によれば、患者の消化管へガスを注入するためのガス注入器であって、ガスを充填するための入口ポートおよびガスを排出するための出口ポートを有し、そして実質上平坦な上面および下面を有する可撓性のガスバッグと、少なくとも平坦な下面を有しそして上面には圧力調節用のウェイトが着脱自在に取り付けられる、前記ガスバッグの上面へ略水平をなして載置される荷重分散板と、そして前記ガスバッグと前記ウェイトが取り付けられた荷重分散板とが鉛直方向にのみ昇降するように、別言すればそれらの水平方向の動きを規制するように、前記ガスバッグおよび前記ウェイト付きの荷重分散板を側面から囲い込む案内手段とからなり、そして前記ウェイトの重量を調節することにより、注入開始から注入終了までガスを所定の圧力で定圧注入し、かつ患者の消化管内のガス圧が前記注入圧と等しくなった時又はガスバッグ内の充填ガスがなくなった時は、前記ガスの注入が自動的に停止することを特徴とする前記ガス注入器が提供される。

したがって、本発明のガス注入器は、ガスバッグの上に荷重分散板を介して載置されたウェイトの重量を他の重量のウェイトに交換することにより、ポンプ又は圧力ボンベなどの外部昇圧機器を使用することなく自動的にガスを一定圧力により持続的かつ緩やかに患者の消化管へ注入することができ、それでいて消化管内のガス圧がウェイトの重量により一義的に決まる設定圧力と等しくなった時又はガスバッグ内の充填ガスがなくなった時は、ガスの注入が迅速かつ確実に自動的に停止するので極めて安全でありかつ信頼性も高いという特徴を有する。

このため、本発明によるガス注入器は、ＣＴＣ検査において繊細な注入技術が要求される大腸への炭酸ガス（ＣＯ_２）の自動注入に特に適している。なぜなら、炭酸ガスは空気に比べて極めて速い速度で腸管から吸収されるため、ＣＴＣ検査中、随時大腸内へ炭酸ガスを補充してやる必要があり、かつ過大な圧力でのガス注入や一時の大量のガス注入は患者に不快感を与えるばかりでなく、最悪の場合、腸管穿孔を引き起こして患者の安全を脅かすことがあるため、自動注入では本発明のような一定圧力による持続的かつ緩やかな注入技術が必要とされるからである。

したがって、本発明のガス注入器は、ＣＴＣ検査における炭酸ガスの注入ほど繊細な注入技術が必要とされない空気などの一般のガスに対しても当然に適用することができる。

また、ガスの注入圧のみならず注入流量の調節をも望む場合、ガスバッグの出口ポートに排出ガスの流量を調節するためのクランプ又は弁を設けることもできる。また、ガスバッグには、炭酸ガスなどのガスを注入する際の過誤の充填によるガスバッグの破裂を防止するため、所定の圧力以上で作動する安全弁を取り付けることもできる。

本発明において、圧力調節用のウェイトが着脱自在に取り付けられる荷重分散板には、少なくともその下面に平坦な面が設けられていることが好ましい。荷重分散板はこのような形状を有することにより、ウェイトの形状によらずウェイトの荷重をガスバッグの上面に均等に分散させて伝達することができ、その結果、注入開始から注入終了までガスバッグに一定かつ安定した注入圧を発生させることができるからである。

このため、荷重分散板及びウェイトが載置されるガスバッグも、荷重分散板及びウェイトに対して十分に押し潰されるような可撓性材料から作られていることが好ましく、そのような性質を有する材料であれば特に限定されることなく種々の材料を使用することができる。

また、ガスバッグの形状も特に制限されるものではないが、ガス注入中（バッグ内にガスを貯蔵している時）、その上に載置される荷重分散板及びウェイトをできるだけ水平を保つように支持することができるように、ガスバッグの上面および下面に実質上平坦な面が形成されるような立体形状としておくことが好ましい。例えば、ガス充満時、上面および下面に実質上平坦な面を有する直方体又は円筒形などである。

ガスバッグはこのような形状を有することにより、荷重分散板及びウェイトにより緩やかに押し潰され、そしてその結果、注入終了時にガスバック内から残留ガスが殆んどなくなるまで、一定かつ安定した注入圧でガスを持続的に排出し続けることが可能となる。

なお、より効率良くウェイトの荷重をガスバッグの上面に伝達するためには、荷重分散板の下面の大きさをガスバッグ上面の大きさと略同じとするか若しくはそれより大きくするとよい。

また、本発明において、荷重分散板と圧力調整用のウェイトは必ずしも分離独立して製作されている必要はなく、例えば荷重分散板自体がウェイトを兼ねて所定の注入圧を発生させるのに十分な重量を有する場合は、見掛け上圧力調整用のウェイトが省略された若しくはウェイトと荷重分散板とが一体化された、圧力調節用のウェイトを兼ねた荷重分散板（別言すれば、荷重分散板を兼ねたウェイト）を製作して使用してもよい。ただし、この場合は、ウェイトを兼ねた荷重分散板を予め異なる重量毎に製作して準備しておく必要がある。

案内手段は、ガスバッグとウェイトが取り付けられた荷重分散板とが鉛直方向にのみ昇降するように前記ガスバッグおよびウェイト付きの荷重分散板を側面から囲い込み、そしてその結果、それらの水平方向の動きを規制するように機能する。

したがって、案内手段は、例えば板状の壁面によりガスバッグとウェイト付きの荷重分散板とを側面から取り囲んでいる箱体、又は棒状の格子面によりガスバッグとウェイト付きの荷重分散板とを側面から取り囲んでいる檻状の箱体の形状を呈していることが好ましく、若しくは上記板状の壁面及び棒状の格子面とを適宜組み合わせてガスバッグとウェイト付きの荷重分散板とを取り囲む構造を有する箱体であってもよい。

なお、箱体とは、少なくとも側面及び底面が板状の壁面又は棒状の格子面などで形成されているような立体を意味し、具体的には立方体、直方体、若しくは角柱又は円柱のような底面を有し、側面が鉛直方向に延びている立体がこれに該当する。

案内手段の側面を形成する板状の壁面又は棒状の格子面には、荷重分散板の高さを計測するための目盛りを設置することが好ましい。このような目盛りの設置は、予めガスバッグの寸法（縦、横、高さなど）を把握しておき、ガス注入時の荷重分散板の高さの変化を測定することにより容易に注入したガスの積算量を算出できるようにする。

また、同様の目的で、案内手段の側面を形成する板状の壁面又は棒状の格子面の全部又は一部を透明又は半透明の材料から形成すると、ガスバッグ及び荷重分散板など内部様子を容易に把握できるようになるので便利である。

本発明によれば、重力を利用して注入開始から注入終了まで一定圧力でガスを注入し、かつガスの注入を自動的に終了させることができる簡易構造のガス注入器であって、特にＣＴＣ検査において、炭酸ガスを注入することにより大腸を拡張させるための使用に適した炭酸ガス自動注入器を提供することができる。

また、本発明のガス注入器によれば、ガスバッグの上に荷重分散板を介して載置されたウェイトの重量を他の重量のウェイトに交換することにより、ポンプなどの外部昇圧機器を使用することなく自動的にガスを一定圧力により持続的かつ緩やかに患者の消化管へ注入することができ、それでいて消化管内のガス圧がウェイトの重量により一義的に決まる設定圧力と等しくなった時又はガスバッグ内の充填ガスがなくなった時は、ガスの注入を迅速かつ確実に自動的に停止させることができる。

以下、本発明の一実施形態に係るガス注入器について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示される実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で各種の変更が可能である。

図１には、本発明による実施例１の重力式のガス注入器１の概略的な斜視図が示されている。

図１を参照して理解されるように、本発明による重力式のガス注入器１は実質上平坦な上面および下面を有する可撓性のガスバッグ２と、上面に着脱自在にウェイト３が取り付けられている、ガスバッグ２の上面に略水平をなして載置されている荷重分散板４と、そしてガスバック２およびウェイト３付き荷重分散板４を昇降自在に収容した案内手段５とからなる。

荷重分散板４は、その上面にドーナツ状のウェイト３を着脱自在に固定するための円柱状の突起４０が設けられており、下面にはウェイト３の荷重をガスバック２の上面に均等に分散させて伝達するための平面が設けられている。また、荷重分散板４は、ウェイト３により伝達される荷重が大きくても若しくは局所的であっても変形することがないような剛性を有している。

この結果、ウェイト３が取り付けられた荷重分散板４は、注入開始から注入終了までガスバッグ２に均等な荷重を与えることができ、ガスバッグ２から一定かつ安定した注入圧を発生させることができる。

なお、荷重分散板とウェイトは、実施例１のように必ずしも分離独立して製作されている必要はなく、一体的に製作されていてもよい。ただし、この場合、バッグに加える荷重を調節するため、ウェイト兼ねてこれと一体化されて製作される荷重分散板は異なる重量毎に製作して準備しておく必要がある。

ガスバック２は、ガスを充填するための入口ポート６及びガスを排出するための出口ポート７を含んでおり、ガスを充満させた状態では、図示されるように全体として扁平した直方体のような形を呈する可撓性の材料から製作されている。

したがって、実施例１のガスバッグ２は、患者へガスを注入中（バッグ内にガスを貯蔵している時）、その上面および下面に実質上平坦な面を形成しており、それによりガスバッグ２の上に載置されるウェイト付きの荷重分散板４をできるだけ水平を保つように支持する。その結果、ガスバッグ２は、荷重分散板４及びウェイト３により緩やかに押し潰され、そして、注入終了時にガスバック２内から残留ガスが殆んどなくなるまで、一定かつ安定した注入圧でガスを持続的に排出し続けることが可能となる。

なお、実施例１のガス注入器１では、より効率良くウェイト３の荷重をガスバッグ２の上面に伝達するために、荷重分散板４の下面の大きさをガスバッグ２の上面の大きさと略同じとなるように設計されている（図１参照）。

ガスバッグ２に設けられる入口ポート６及び出口ポート７は、ガスバック２が膨張及び収縮する際の障害となったり若しくは入口及び出口ポート６，７自体が押し潰されたりすることがないようにするため、ガスバック２の側部から外方向へ延びている。

また、ガス注入の際の注入圧のみならず注入流量の調節をも望む場合は、ガスバッグ２の出口ポート７に排出ガスの流量を調節するためのクランプ又は弁（図示せず）を設けてもよい。さらに、ガスバッグ２には、炭酸ガスなどのガスを注入する際の過誤のガス充填によるガスバッグ２の破裂を防止するため、所定の圧力以上で作動する安全弁（図示せず）を取り付けてもよい。

実施例１の案内手段５は、ガスバッグ２とウェイト３が取り付けられた荷重分散板４の水平方向の動きを規制するように、ガスバッグ２及びウェイト付きの荷重分散板３，４を底面及び側面から取り囲む箱体の形状を有しており、箱体の各壁面５０は透明のプラスチック板により形成されている。また、ガスバッグ２の入口及び出口ポート６，７が配設されている面に近接して対抗する案内手段５の壁面には、入口ポート６及び出口ポート７を通過させるためのスロット５１，５２が開口されている。このため、ガスバッグ２及びウェイト付きの荷重分散板３，４は、案内手段５の中で鉛直方向にのみ昇降可能となる。

ただし、本発明で使用される案内手段は必ずしも板状の壁面によりガスバッグ２とウェイト付きの荷重分散板３，４とを側面から取り囲む構造を有するものである必要はなく、図示しないが、例えば棒状の格子面により取り囲む、いわゆる檻状の構造を有するものであってもよい。さらに、案内手段は、板状の壁面と棒状の格子面を適宜組み合わせてガスバッグ２とウェイト付きの荷重分散板３，４とを取り囲む構造を有する箱体であってもよい。

案内手段５の側面を形成するプラスチック製の壁面５０には、荷重分散板４の高さを計測するための目盛り８が配置されている。このため、実施例１のガス注入器１では、予めガスバッグ２の寸法（縦、横、高さなど）を把握しておき、ガス注入時の荷重分散板４の高さの変化を測定することにより容易に注入したガスの積算量を算出することができる。

また、実施例１のガス注入器１では、先述のとおり案内手段５の側面５０を透明のプラスチック板で形成しているため、その中に収容されるガスバッグ２及び荷重分散板４など様子を容易に把握することができる。

次に、実施例１のガス注入器１の使用方法について説明する。

実施例１のガス注入器１では、先ず案内手段５の中にガスバッグ２をセットし、出口ポート７をクランプ等により閉止した後、ガスボンベ又はポンプなどの外部ガス充填機器を用いて炭酸ガス等の注入ガスを入口ポートからガスバッグ２の中へ充填する。この時、注入ガスの充填は、ガスバッグ２の表面に撓み（又は皺）を持たせることによりその内部圧力が大気圧を超えないように充填する。

ガスバッグ２内の内部圧力が大気圧に維持されると、ウェイト３により加圧された後のガスの注入圧は大気圧（一定）とウェイト３の重力により生じる荷重圧（一定）との合計圧力となり、常に一定の圧力が得られるようになるのに対し、ガスバッグ２内の内部圧力が大気圧を超えてしまうと、ガスの注入圧は大気圧にウェイト３の荷重圧のみを加えた一定圧力とならなくなるため、本発明の目的である自動定圧注入を達成することができなくなるからである。

ガスバッグ２の中の充填ガスが（大気圧を超えないように）略満杯となった時又は所定量のガスの充填をし終えた時、ガスバッグ２の入口ポート６をクランプ等により閉止する。そして、ガスバッグ２の上面に荷重分散板４を載置し、さらにその上に所定の圧力（注入圧）を発生させるためのウェイト３を突起４０へ嵌め込んで着脱自在に固定する。

患者の大腸など消化管へのガスの注入準備が整ったら、該注入器具へ本発明のガス注入器１を接続し、ガスバッグ２の出口ポート７を閉止しているクランプを開放して所定の圧力でガスの定圧注入を開始する。この時、ガス注入器１は、注入開始から注入終了までガスを所定の圧力で定圧注入を持続し、かつ患者の消化管内のガス圧が注入圧と等しくなった時又はガスバッグ内の充填ガスがなくなった時、ガスの注入を自動的に停止する。

このように、本発明のガス注入器１は、操作が極めて簡単であるにもかかわらず、ガスバッグ２の上に荷重分散板４を介して載置されたウェイト３の重量を他の重量のウェイトに交換することにより、ポンプなどの外部昇圧機器を使用することなく自動的にガスを一定圧力により持続的かつ緩やかに患者の消化管へ注入することができ、それでいて消化管内のガス圧がウェイト３の重量により一義的に決まる設定圧力と等しくなった時又はガスバッグ２内の充填ガスがなくなった時は、ガスの注入は迅速かつ確実に自動的に停止するので極めて安全でありかつ信頼性も高い。

このため、本発明によるガス注入器１は、特にＣＴＣ検査において繊細な注入技術が要求される大腸への炭酸ガス（ＣＯ_２）の自動注入に特に適している。なぜなら、炭酸ガスは空気に比べて極めて速い速度で腸管から吸収されるため、ＣＴＣ検査中、随時大腸内へ炭酸ガスを補充してやる必要があり、かつ過大な圧力でのガス注入や一時の大量のガス注入は患者に不快感を与えるばかりでなく、最悪の場合、腸管穿孔を引き起こして患者の安全を脅かすことがあるため、自動注入による前処置では本発明のような一定圧力による持続的かつ緩やかな注入技術が必要とされるからである。

本発明による実施例１の重力式ガス注入器１の概略的な斜視図である。

符号の説明

１ ・・・・・・・・・・・ ガス注入器
２ ・・・・・・・・・・・ ガスバッグ
３ ・・・・・・・・・・・ ウェイト
４ ・・・・・・・・・・・ 荷重分散板
５ ・・・・・・・・・・・ 案内手段
６ ・・・・・・・・・・・ 入口ポート
７ ・・・・・・・・・・・ 出口ポート
８ ・・・・・・・・・・・ 目盛り
４０・・・・・・・・・・・ 突起
５０・・・・・・・・・・・ 壁面
５１，５２・・・・・ スロット

Claims (8)

1. 患者の消化管へガスを注入するためのガス注入器であって、
   ガスを充填するための入口ポートおよびガスを排出するための出口ポートを有し、そして実質上平坦な上面および下面を有する可撓性のガスバッグと、
   少なくとも平坦な下面を有しそして上面には圧力調節用のウェイトが着脱自在に取り付けられる、前記ガスバッグの上面へ略水平をなして載置される荷重分散板と、そして
   前記ガスバッグと前記ウェイトが取り付けられた荷重分散板とが鉛直方向にのみ昇降するように、前記ガスバッグおよび前記ウェイト付きの荷重分散板を側面から囲い込む案内手段とからなり、そして
   前記ウェイトの重量を調節することにより、注入開始から注入終了までガスを所定の圧力で定圧注入し、かつ患者の消化管内のガス圧が前記注入圧と等しくなった時又はガスバッグ内の充填ガスがなくなった時は、前記ガスの注入が自動的に停止することを特徴とする前記ガス注入器。
2. 前記ガスは、炭酸ガスであることを特徴とする請求項1に記載のガス注入器。
3. 前記消化管は、大腸を含んでいることを特徴とする請求項１に記載のガス注入器。
4. 前記案内手段は、側面に壁面を有する箱体であることを特徴とする請求項１に記載のガス注入器。
5. 前記案内手段は、前記荷重分散板の高さを計測するための目盛りを備えていることを特徴とする請求項1に記載のガス注入器。
6. 前記案内手段の全部又は一部は、透明又は半透明の材料から形成されていることを特徴とする請求項1に記載のガス注入器。
7. 前記荷重分散板が前記ウェイトを兼ねており、そして前記荷重分散板を他の異なる重量を有する荷重分散板へ交換することにより注入圧を調節することを特徴とする請求項１に記載のガス注入器。
8. 前記排出ポートは、排出ガスの流量を調節するためのクランプ又は弁を備えていることを特徴とする請求項１に記載のガス注入器。

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