JP3295462B2 - 除湿装置 - Google Patents

除湿装置

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JP3295462B2
JP3295462B2 JP27940692A JP27940692A JP3295462B2 JP 3295462 B2 JP3295462 B2 JP 3295462B2 JP 27940692 A JP27940692 A JP 27940692A JP 27940692 A JP27940692 A JP 27940692A JP 3295462 B2 JP3295462 B2 JP 3295462B2
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    • A61M16/0087—Environmental safety or protection means, e.g. preventing explosion
    • A61M16/009—Removing used or expired gases or anaesthetic vapours
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    • A61M16/08—Bellows; Connecting tubes ; Water traps; Patient circuits
    • A61M16/0808—Condensation traps

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、呼気流量計の手前で呼
吸器の呼気ラインに接続される除湿装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】呼吸器あるいは人工呼吸装置の役目は、
患者に呼吸ガス又は麻酔ガスを供給することであり、集
中治療や患者に麻酔を施すときの外科的処置等で、自発
呼吸を補助したり、自発呼吸が不能な患者の呼吸量を確
保するために用いられる。呼気ガス流は、呼吸器の呼気
部で呼吸器のコントロール機能の一部として計測され
る。
【０００３】患者のバクテリアやウィルスが外気中に漏
れるのを防ぐため、呼気部にバクテリアフィルタを取り
付けることがある。患者からのガスは呼気であるので、
その温度は約３０〜３５℃と比較的高温で、又ガスは水
分で飽和されており、即ちその相対的湿度は１００％で
ある。
【０００４】この高湿度が流量計とバクテリアフィルタ
中に、水分凝縮による主要な問題を生じさせる。バクテ
リアフィルタ中の水分凝縮は、凝縮物が呼気部内の抵抗
を増大させるので、患者が呼吸しにくくする。流量計の
先行技術例が、公告番号ＡＧ０８８８ １２ (１９８８
年８月) 、ｐｐ．１０：２〜１０：６、（Ｓｉｅｍｅｎ
ｓ−Ｅｌｅｍａ ＡＢ）のサーボベンチレーター９００
Ｃの取扱説明書中に記されており、これによると流量計
にはメッシュがついていて、患者の呼気がここを通る様
になっている。メッシュ通過時に、患者の呼気の相対的
湿度が高すぎるとメッシュ上で凝縮が生じて、流量計機
能をかなり損ない、流量計測に狂いを生じたり、全呼吸
器機能に悪影響を及ぼすことになる。
【０００５】別のタイプの流量計が公報ＰＰ１０１のＧ
ｏｕｌｄ Ｇｏｄａｒｔ Ｆｌｅｉｓｈ Ｆｌｏｗ Ｔ
ｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ、 Ｇｏｕｌｄ Ｉｎｃ．で示さ
れている。この流量計にはガスが通過するチャネル系が
ある。チャネル系の両端で圧力測定し、その圧力勾配か
ら流量を測定する。相対湿度が高いとチャネル内で水が
凝縮して障害となり、チャネル系内で圧力勾配の増加と
なり、流量計測値に誤差を生じることになる。
【０００６】この様な欠陥が生じたときは、流量計を呼
吸器から取り外して、洗浄、乾燥、再取付及び再調整を
しなければならない。調整は特に重要で、患者を呼吸器
に接続した状態では行えないので、単純に１つの流量計
を他と交換するという訳にはいかない。そこで呼吸器全
体を交換することになるが、これはスタッフにとって当
然無用でいらだたしい余分な手間を課す。従ってこの種
の難点を除くことが特に望まれている。
【０００７】約２０％の減少でも流量計操作は十分に保
証される。これは簡単なことの様に思われ、多年にわた
り種々の方法や手段が問題解決を試みて提案されてき
た。この様な手段の一つに前述のサーボベンチレーター
９００Ｃ取扱説明書のｐ．１：３の記載があり、そこで
は相対的湿度を減少させるために、流量計を約６０℃に
加熱することを基にしている。周知の如く大気の水分含
有能はその温度に直接比例する。
【０００８】他の解決法がＳｉｅｍｅｎｓ版Ｉｎｆｒａ
ｓｏｎｉｃ Ｉｎｃ．書式番号９９１００５３ (１９８
８年４月) のスター蒸散物単離システム操作手順のパン
フレットに記載されている。ここでは、その中を通過す
る呼気を加熱するために、呼吸器の呼気取り入れ口にあ
る装置を取り付け、この装置に凝縮した水分を集める水
トラップを取り付けている。
【０００９】更に別の解決法としては、呼気が呼吸器の
流量計に流入する前に、呼気中の水蒸気を凝縮する冷却
装置を用いるものもある。この装置は、米国のアトウッ
ド（Ｊ．Ａｔｔｗｏｏｄ）とバルテル（Ｌ．Ｂａｒｔｅ
ｌ）による論文「呼気ガス冷却装置」に説明されてい
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしこれ等の方法や
手段には、相対湿度の減少が十分に行われず不適当であ
ったり、呼吸器に接続すべき装置ユニットが大きくて使
いにくかったり、又は電源に依存する型であったり等の
欠点があった。これは停電時や、ポータブル呼吸器を使
用するときには、より大きな電源やバッテリー確保が必
要となることを意味する。装置の追加は患者に取り付け
る際スタッフの仕こと負担を増やし、装置が患者に取り
付けられている間中モニターしなければならない。
【００１１】装置が大きくなると、特に患者をどこかに
移送せねばならないときには、問題となる。
【００１２】従って簡単でコンパクトかつ効率的で、エ
ネルギーを余り要しない除湿装置が特に望まれている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この様な要望に添って、
本発明の除湿装置を完成した。この装置は水分が透過可
能な好ましくはフルオルスルホニルポリマー製の複数の
チューブから成り、それ等が呼気ラインの一部を構成す
る様に取り付けられて、呼気ガスがチューブ中を通過す
る際に、その相対湿度を流量計が湿度の影響を受けない
レベル、好ましくは８０％未満に減少することで目的を
達成する。
【００１４】
【作用効果】水分が透過可能な材質は多数先行技術があ
り、ガス乾燥にも使用されている。例えばある装置は
(公報１０４、Ｐｅｒｍａ Ｐｕｒｅ Ｐｒｏｄｕｃｔ
ｓ Ｉｎｃ．) 、吸湿性材質から作られた多数の分離チ
ューブを含む導管で構成されている。このチューブは導
管の各末端で結合されているので、ガスはチューブを通
って導管を通過する。この導管は又どちらか一方の末端
に開口があり、ここから乾燥ガスが流れるので水蒸気は
この乾燥ガスへと移る。この様にして、完全な乾燥ガス
を得て、湿度に敏感な装置へ送って分析する。
【００１５】これ等の材質は、呼吸器／人工呼吸装置分
野にも使用されてきた。スウェーデン特許出願公告第４
２８３４５号では、患者の吸気又は呼気ガスの一部を乾
燥し、組成の異なるガスの濃度測定を行う手順を説明し
ている。患者の吸気又は呼気ガス体積の少量を、フルオ
ルスルホニルポリマー製あるいはこれに相当する性質の
その他材質製のチューブを通して分割採集する。このチ
ューブを大気に完全にさらす。十分に長いチューブを使
用すれば、分割ガスの温度と湿度とは、外気の温度と相
対湿度とに平衡するであろう。計測器は外気の温度と相
対湿度とに対して調整されるので、良好な計測結果を得
るにはこれで十分である。
【００１６】しかし後者の装置の欠点は、例えば集中治
療に於ける様に長期間呼吸器／人工呼吸装置を接続せね
ばならない場合、患者の居る部屋を空調して、信頼し得
る計測結果が得られる様にしなければならないことであ
る。更には、呼吸器／人工呼吸装置を付けた患者を移送
せねばならない場合、外気温度と相対湿度はかなり変化
するので、このシステムでは適切であるとは言えない。
【００１７】呼吸器／人工呼吸装置分野でさえ、これ等
の器具がかなり前から知られていたにもかかわらず、又
かなり以前から流量計内の凝縮が問題となっていたこと
実にもかかわらず、本発明による様な解決法がこれまで
提示も提案もされなかった。
【００１８】これとは逆に、この分野の専門家達は上述
の如く呼気ガスを加熱する外部装置の製作に多大な労力
を費やしたり、あるいは呼気ガスを冷却後、凝縮水を集
めるための水トラップを種々設計したりした。
【００１９】技術的見地からしても、この分野でこれ程
長期間、懸案だった問題をすっきりと解決するには相当
の洞察力と創造力が必要である。
【００２０】各チューブの内径は呼気ラインの内径より
も小さいので、ガスと外気との接触面が一層効果的に確
保される。そこで乾燥がより急速に行われ、結果に悪影
響を与えずにチューブの長さを短くすることが出来る。
【００２１】本発明によれば、各々のチューブと呼気ラ
イン取付部分間でチューブを束にして揃えることで、除
湿装置の有用な改良が計られている。
【００２２】これによりコンパクトな除湿装置の設計が
容易となり、ひいてはこれ等のチューブが全く別々とな
っている場合よりもはるかに保護されることになる。こ
れ等のチューブは束にして揃えられて一番外側のチュー
ブのみが直接外気にさらされるにしても、実験によると
束の一番内側のチューブでさえ外気による乾燥がかなり
生じていることが分かった。
【００２３】外力によるチューブ損傷の恐れを更に減ら
すために、外気がチューブに到達可能な保護材でチュー
ブを取り囲むと良い。
【００２４】チューブと呼気ライン取付部分間で、チュ
ーブに巻きつく螺旋形のハーネスをゆるく巻く形の保護
材が好ましい。この方法だとチューブは、周縁部チュー
ブを外気にさらしながらも保護される。チューブにメッ
シュを巻く、あるいはチューブにリングを縫いつける等
も、保護材の形態として考えられる。
【００２５】丈夫で漏れにくく、トラブルの少ないチュ
ーブと呼気ライン取付部分を形成するために、各取付部
分に複数の孔の開いたディスク、複数の孔が開いた固定
部材、及びディスクと固定部材の間に位置する複数の孔
の開いたガスケットがあり、チューブがこれ等の孔の中
を通り、固定部材がガスケットを圧迫する位置に固定さ
れ、ガスケットはこのために半径方向に膨張してチュー
ブの金属ソケットに押しつけられる様な構造であれば一
層有利である。
【００２６】圧迫されたガスケットは、チューブを定位
置に固定する。又半径方向へのガスケットの膨張は各チ
ューブ周囲を密封することになり、これによりガス漏れ
の危険が無くなる。
【００２７】各チューブは、ガスケット位置に好ましく
は金属性のさびないソケットを有すると良い。ソケット
があると、ガスケットがチューブに押しつけられても変
形しにくくなる。
【００２８】金属性ソケットの内径はチューブの内径と
同一であるので、ガス流に影響する狭窄は無い。
【００２９】各孔の断面径が、ガスケットの中間方向へ
傾く様にガスケットを設計すると、円形化によりガスケ
ットの半径方向の膨張に更に少しのスペースが生じるの
で、各チューブとのガスケットの接触が一層効率的とな
り、力がより均一に分布する様になる。
【００３０】この除湿装置が呼吸器システム内で狭窄を
起こさない様にするため、チューブの総断面積が少なく
とも呼気部分の残りの最小断面積と同じになる様に設計
されている。
【００３１】本発明による除湿装置の別の工夫は、この
除湿装置を呼気ラインに取り外し可能な様に取り付けた
ことで、各取付域は第１コネクタと第２コネクタとから
成っている。これにより本除湿装置はコンパクトで交換
しやすくなり、装置の清掃も容易となった。
【００３２】この意味で、除湿装置の全構成物が高圧に
耐えられる材質製であれば、有利であろう。
【００３３】
【実施例】本発明による除湿装置の実施例を、以下図面
により説明する。
【００３４】特殊な呼吸ガス混合物を要するあるいは機
械的補助の人工呼吸器を必要とする患者１は通常呼吸器
２に接続され、図１にはこの一部のみを示す。呼吸ガス
は呼吸器２から吸気ライン３を通って患者１に供給さ
れ、次いで呼吸チューブ４を通って肺へと達する。
【００３５】呼気ライン５は、呼気ガスを患者１から呼
吸器２へと送る。例えば呼気ガスの流れは、呼吸器２の
中で測定される。
【００３６】吸気ライン３には、第１の水トラップ６が
あり、これは吸気ライン３内で生成する凝縮水を集める
作用をする。呼気ライン５内に位置する第２の水トラッ
プ７も同じ作用をする。呼気ガスは飽和状態なので、即
ち相対湿度１００％で、約３３℃と比較的温かいので、
呼気ライン５内では、水凝縮の危険性がはるかに高い。
より低温の外気により呼気ガスが呼気ライン５内で冷却
されると、水が凝縮して第２水トラップ７へと流れ落ち
る。しかし呼気ガスの相対湿度が変わらないままだった
り、呼気ガスが呼吸器２内の流量計へと流されると、流
量計の作動の中断の恐れは非常に強くなる。
【００３７】そこで呼気ライン５の一部は、呼気ガスの
相対湿度を流量計に無害のレベル、即ち最高相対湿度約
７５〜８０％に減少させる除湿装置８から成っている。
【００３８】図２及び図３に、除湿装置８が、フルオル
スルホニルポリマー等の水分透過性材質の複数例えば３
７本のチューブ９でどの様に設計されているかを示す。
チューブ９は第１コネクタ１０と第２コネクタ１１との
間に取り付けられている。チューブ９は約３００ｍｍの
長さであるが、呼気ガスの相対湿度の減少をどの程度大
きく又は小さくしたいかにより、その長さは変えても良
い。呼気ガスを外気と同温度・同湿度とするには、３０
０ｍｍの長さで十分である。
【００３９】チューブ９は、第１コネクタ１０と第２コ
ネクタ１１の間で螺旋形ハーネス１２でゆるく巻かれて
束となって揃えられる。
【００４０】チューブ９をどの様に束ねるかを示すた
め、図２ではハーネス１２を各々のコネクタ１０と１１
の部分のみに図示した。螺旋形ハーネス１２はチューブ
９を外力から保護する。しかし外気が周縁チューブ９に
接触できる様に、チューブは十分にゆるく巻かれてい
る。
【００４１】図３に示す様に、第１接続器部１０には、
コネクタ１０内の突起 (ボス) １４に当たるディスク１
３がある。ディスク１３には孔１５が開けられ、その中
をチューブ９が通る。チューブ９用の孔１７が開いてい
るガスケット１６が、ディスク１３に隣接し、ガスケッ
ト１６の隣には、やはり孔１９のある固定部材１８があ
る。
【００４２】チューブ９を孔１５、１７、１９に通して
から、固定部材１８をディスク１３に押しつけてこの位
置で固定し、このとき固定部材１８の直径内の隆起２１
を第１コネクタ１０の内側の隆起２０に押しつけて、そ
こにはめこむ。
【００４３】固定部材１８には螺旋溝２２があるので、
螺旋形ハーネス１２は特に別の取付具が無くても、第１
コネクタ１０の所定位置に固定される。
【００４４】第２コネクタ１１も同様の構造となってい
る。
【００４５】ガスケット１６を圧迫すると半径方向に膨
張することになり、ガスケット１６の孔１７の大きさを
減少させることになる。そしてガスケット１６はチュー
ブ９の外側に押しつけられ、これによりチューブを所定
位置に固定すると同時に、チューブの導入個所で第１コ
ネクタ１０を密封する。
【００４６】ガスケット１８の圧迫によるチューブ９の
変形を防ぐために、耐食製金属ソケット２３を各チュー
ブ９の一部として、ガスケット１６の位置に組み込んで
おく。金属ソケット２３はチューブ９を支持し密封性を
高める。金属ソケット２３の内径はチューブ９の内径と
同一であるので、空気流を妨害する狭窄の問題は無い。
【００４７】ガスケット１６が圧迫されない状態を示す
図４で分かる様に、ガスケット１６内の孔１７は、ガス
ケット１６の断面方向で丸みを帯びているので、孔１７
の直径はガスケットのそれぞれ上側２４と下側２５か
ら、ガスケットの中間に向けて傾斜している。この設計
により、孔１７が直線的断面を有するときよりも、ガス
ケット１６の圧迫並びにチューブ９にかかる力が一層均
一で、よりコントロールされたものになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の除湿装置付きの呼吸器が患者に接続さ
れている状態を示す概略図である。
【図２】本発明の除湿器を示す斜視図である。
【図３】本発明の除湿度器の断面を一部拡大した図であ
る。
【図４】本発明の除湿器のガスケットの断面図である。
【符号の説明】
１ 患者 ２ 呼吸器 ３ 吸気ライン ４ 呼吸チューブ ５ 吸気ライン ６、７ 水トラップ ８ 除湿器装置 ９ チューブ １０、１１ コネクタ １２ ハーネス １３ ディスク １４ ボス １５、１７、１９ 孔 １６ ガスケット １８ 固定部材 ２３ ソケット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−116340（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−1589（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−134384（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 5/087 B01D 53/22 B01D 53/26 B01D 71/68

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 呼吸流量計の手前で呼吸器 (２) の呼気
    ライン (５) に接続される除湿装置において、除湿装置
    （８）が呼気ライン (５) の一部を構成する様に取り付
    けられた好ましくはフルオルスルホニルポリマー製の複
    数の水分透過性チューブ (９) から成り、これ等のチュ
    ーブ (９) 内を呼気ガスが通過して、その相対湿度を流
    量計が水分により影響されない程度に好ましくは８０％
    未満に減少させることを特徴とする除湿装置。
  2. 【請求項２】 個々のチューブ (９) すべての内径が呼
    気ライン (５) の内径より小さいことを特徴とする請求
    項１記載の除湿装置。
  3. 【請求項３】 チューブ (９) が呼気ライン (５) との
    それぞれの取付部分間(１０、１１) で束に揃えられる
    ことを特徴とする請求項１記載の除湿装置。
  4. 【請求項４】 外気がチューブ (９) に到達可能な保護
    材によりチューブ (９) を取り囲むことを特徴とする上
    記請求項１ないし３ののいずれか１つに記載の除湿装
    置。
  5. 【請求項５】 チューブ (９) と呼気ライン (５) との
    それぞれの取付部分 (１０、１１) における保護材がチ
    ューブ (９) をゆるく巻く螺旋形ハーネス (１２) から
    成ることを特徴とする請求項４記載の除湿装置。
  6. 【請求項６】 各々の取付部分（１０、１１）が、複数
    の孔を有するディスク(１３) 、複数の孔を有する固定
    部材 (１８) 、及びこのディスク (１３) と固定部材
    (１８) 間に位置する複数の孔を有するガスケット (１
    ６) から成り、又前記チューブ (９) がこれ等の孔 (１
    ５、１７、１９) を通り、前記固定部材 (１８) がガス
    ケット (１６) を圧迫する位置に固定されて、ガスケッ
    ト (１６)が半径方向に膨張して、チューブ (９) の金
    属性ソケット (２３) に押しつけられることを特徴とす
    る請求項１ないし５のいずれか１つに記載の除湿装置。
  7. 【請求項７】 各チューブ (９) がガスケット (１６)
    位置に、主として耐食性の金属のソケット (２３) を取
    り付けたことを特徴とする請求項６記載の除湿装置。
  8. 【請求項８】 上記ソケット (２３) の内径がチューブ
    (９) の内径と同一であることを特徴とする請求項７記
    載の除湿装置。
  9. 【請求項９】 ガスケット (１６) は、その孔 (１７)
    の断面径がガスケット(１６) 中間部に傾斜する様に設
    計されていることを特徴とする請求項６ないし８のいず
    れか１つに記載の除湿装置。
  10. 【請求項１０】 上記チューブ (９) の全断面積が、残
    りの呼気部の最小断面積と少なくとも同じであることを
    特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の除
    湿装置。
  11. 【請求項１１】 上記除湿装置が呼気ライン (５) に取
    り外し可能に取り付けられ、各々の取付部分（１０、１
    １) が第１コネクタ (１０) と第２コネクタ (１１) と
    から成ることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれ
    か１つに記載の除湿装置 (１８) 。
  12. 【請求項１２】 上記除湿装置のすべての構成物が耐高
    圧性材質であることを特徴とする請求項１１記載の除湿
    装置。
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