JP3945480B2 - 三方活栓及び当該三方活栓を用いた輸液回路又は輸血回路 - Google Patents
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Description
本発明は、3つの分岐開口部を有する本体部に備えられた流路切換部を回転操作することにより、前記3つの分岐開口部のうち、所定の分岐開口部同士を連通させて流体流路のルート切り換えが可能な三方活栓及びそれを用いた輸液回路又は輸血回路に関する。
背景技術
医療機関において輸液あるいは輸血療法を行う場合、異なる薬液を混注したり、流体流路を流れる流体を採取するために、三方活栓が使用されている。第9図は従来の三方活栓の全体斜視図を示しており、従来の三方活栓は、3つの分岐開口部に接続された流体が流通可能な分岐管を備えた本体部1と流路切換部5とで構成されており、流路切換部5と一体的に構成されたハンドル7の回転操作により、薬液が流入する分岐管と連通する薬液が流出する分岐管の組み合わせの選択が可能となるように構成されている。
従来の三方活栓における3つの分岐管のうち、第1の分岐管31、第2の分岐管32は、連通した際に直線状の流路形態となるよう配置されており、この流路をメインラインとする。また、メインラインに垂直に位置するように配置される分岐管を第3の分岐管33としており、第3の分岐管33より薬液を混注したり、流体の採取を行ったりする。
一方、第10図は従来の三方活栓の横断面図を示している。第10図に示すように、第1の分岐管31、第2の分岐管32、第3の分岐管33を選択的に組み合わせることができるように、本体部1には3つの分岐開口部21、22、23が設けられている。
第11図は従来の三方活栓の流路切換部における流路の方向性を示す模式図である。第11図に示すように、流路切換部5には3つの流路口61、62、63が設けられている。また、流路切換部5に設けられた流体流路8は、第1の流路口61及び第2の流路口62を直線的に連通する流路と、この流路の中心より垂直に分岐するよう配置され、第3の流路口63へと連通する流路により構成、つまりT字状に構成されている。
しかしながら、第3の分岐管33は混注時に外部に対して開放系となることがあり、細菌が混入するおそれがあった。すなわち第3の分岐管33は、中空で長尺の管状構造をなしており、長尺の管内腔を消毒するのが困難であるために、第3の分岐管33における内腔が細菌の温床となる危険性があった。
また、第10図に示すように、流路切換部5が途中で分岐したT字状に構成されているため、第3の流路口63へと連通する流路の部分Xにはメインラインの流れが及ばず、滞留部となるおそれがあった。滞留部が存在することによって、投薬すべき薬液が残存したりして、正確な薬剤投与が困難となるという問題点が生じる。
一方、最近の医療現場において、混注する際に使用される注射器等の混注用具の挿入部材としては、鋭利な金属針ではなく専用の鈍針が使用されることが多い。
このため、特開平11−342209号公報に開示されているような、鈍針が穿刺可能なスリットを有する弾性体で構成された隔壁を第3の分岐管に相当する位置に備え、第3の分岐管33における滞留部の解消を図った三方活栓が多々開発されてきている。特開平11−342209号公報に開示されている三方活栓は、流路の切換部に円周面に沿う円弧溝状の切換路を形成したことを特徴とする医療用活栓であり、第3の分岐管33に相当する位置に、スリットを有する弾性体で構成された隔壁を配置することによって外部と隔離し、閉鎖系を確保すると同時に、従来よりも流路長を短尺化している。さらに、流路の切換部に円周面に沿う円弧溝状の切換路を形成することで、従来滞留部となっていた部分にも流体の流れを生じさせ、滞留部の消失を図っている。
しかしながら、これらの三方活栓では、全流路を閉塞する方法において、従来の三方活栓では一般的な方法であった流体流路の位相をわずかにずらして流路を閉塞する方法が採用できないといった欠点があった。すなわち、従来のように流路切換部5が第10図の状態から、第3の分岐管33に相当する位置と第1の分岐管31あるいは第2の分岐管32とでなす角度の中間地点(45度あるいは315度)に回転させて、全流路を閉塞することができないという問題点である。
例えば、特開平11−342209号公報に開示されている三方活栓では、全流路を閉塞する際、流体切換部5を約135度から225度回転させる必要がある。これは従来の三方活栓においては流路切換部5の開口部が3箇所であったのに対し、流路切換部5が円周面に沿う円弧溝状となっているため、開口部分が大きく開口していることに起因する。実際の医療現場においては、特に煩雑な操作を短時間で確実に行う必要があるために、かかる構成を有する三方活栓では使用中に誤操作を生じる可能性が残されていた。
発明の開示
本発明は、上記事情に鑑み、流体流路における流体の滞留部を低減しつつ、従来の操作方法と同じ開閉操作が可能な三方活栓を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明にかかる三方活栓は、3つの分岐開口部を外周上に有する略円筒形状である本体部と、前記本体部に対して回転可能で、液密になるように装着され、前記各分岐開口部のうち、所定の前記分岐開口部同士を連通可能なように流体流路を形成する3つの流路口を有する流路切換部とを備え、前記流路切換部を前記本体部に対して回動することで、流体流路の切換えを行うようにした三方活栓であって、前記分岐開口部のうち、第1の分岐開口部と第2の分岐開口部とが直線上に形成され、第3の分岐開口部が前記第1の分岐開口部及び前記第2の分岐開口部とを結ぶ直線と直角をなす方向に形成されており、前記流路切換部には直線上に形成される第1の流路口と第2の流路口、及び前記第1の流路口と第2の流路口を結ぶ直線と直角をなす方向に第3の流路口が設けられ、前記第1の流路口と前記第3の流路口、前記第3の流路口と前記第2の流路口を連絡する2つの流体経路が設けられ、前記第3の流路口近傍において前記2つの流体経路が連通可能となるよう形成されることを特徴とする。
かかる構成により、流路切換部に開口する3つの流路口が備えられ、各流路口を連結する2つの流体経路が連通可能となるように形成されることから、分岐開口部の空間にも流体の流れが及ぶことになり、プライミング等を行うことによって流体の滞留部を消失させることが可能となる。
さらに、流路切換部の開口する箇所が3つの流路口のみとなり、流路切換部の3つの流路口が存在しない部分を本体部における各分岐開口部の位置に合わせることで、各々の流路口が本体部における各分岐開口部と連通しないようにすることができることから、従来の三方活栓における操作方法と同じ操作方法を実現することが可能となる。
また、本発明にかかる三方活栓は、前記第3の流路口が2つの流路口で形成され、一方が第1の流路口と、他方が第2の流路口と連絡され、前記第3の流路口における2つの流路口を形成する側壁部に前記2つの流体流路が連通可能となるような溝部が設けられていることが好ましい。混注口の形態の相違によって分岐開口部に空間が形成されない場合においても流体の流れが及ぶことになり、プライミング等を行うことによって流体の滞留部を消失させることができるからである。
また、本発明にかかる三方活栓は、前記第3の流路口における2つの流路口が、前記本体部の上下方向において、上下の位置関係をなすよう設けられていることが好ましい。流路切換部の3つの流路口が存在しない部分を本体部における各分岐開口部の位置に合わせるよう位相をずらす範囲がより少なくて済むからである。
また、本発明にかかる三方活栓は、混注口が前記第3の分岐開口部を形成する側壁部に設けられていることが好ましい。さらに、前記混注口が、先の鈍い挿入体を挿入可能であり、かつ液密を維持することができることが好ましい。
また、本発明にかかる三方活栓は、前記流体流路の断面積と前記第3の分岐開口部の断面積との比が1:49以上であることが好ましい。さらに、前記流体流路の断面積と前記第3の分岐開口部の断面積との比が1:12.25以上であることが好ましい。1:49よりも小さければ、流体流路の径が血液等の流体粘度の比較的高い流体を流すには小さすぎ、実用に耐えないからである。また、1:12.25以上である場合には、プライミングにより滞留部が生じないことが実験的に確認されている。
上述したような三方活栓を用いて輸液回路や輸血回路を構成することによって、かかる輸液回路や輸血回路についても同様の効果が期待できる。
なお、本明細書において記載された三方活栓において用いられる「上下方向」とは、流路切換部に設けられたハンドルを最上部とし、その他端部を最下部とした三方活栓の状態での位置関係、すなわち流路切換部の回転軸方向を「上下方向」と定義している。また、「水平方向」とは前記「上下方向」に対する垂直な方向での位置関係と定義している。
発明を実施するための最良の形態
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態にかかる三方活栓の詳細について説明する。
まず、第1図は本発明の実施の形態にかかる三方活栓の斜視図を示している。本発明の実施の形態にかかる三方活栓は、3つの分岐開口部をその周囲上に有する略円筒形の本体部11と、本体部11に対して回転可能で、液密になるように装着されており、本体部11における各分岐開口部のうち、所定の分岐開口部同士を連通可能なように流体流路を形成する3つの流路口を有し、かつハンドル17と一体的に構成されている流路切換部から構成されている。
第2図は本発明の実施の形態にかかる三方活栓の横断面図である。第2図に示すように、本体部11には、3つの分岐開口部121、122、123が形成されている。第1の分岐開口部121、第2の分岐開口部122は本体部11の外周上の対向する位置となるように形成されており、第3の分岐開口部123は本体部11の外周上であり、かつ第1の分岐開口部121と第2の分岐開口部122の位置を90度等配する位置に形成されている。また、第1の分岐開口部121、第2の分岐開口部122には、流体を導入あるいは導出するよう第1の分岐管131、第2の分岐管132がそれぞれ接続されている。
一方、第3の分岐開口部123には混注口14が接続されている。混注口14は、針などが穿刺可能な隔膜141を備え、三方活栓内の流体流路18が外部に対して遮断されるよう設けられており、カバー142が隔膜141を固定し、挿入部分のみを露出させるような構成となっている。これにより、三方活栓内の流体流路18における外部との閉鎖系を形成することが確保可能となる。
なお、本発明にかかる三方活栓に用いられる混注口14は、公知であるいずれの方式の混注口であっても構わない。隔膜141が針等で穿刺可能で、針を抜去した後、流体流路の閉鎖系を保てるような構成であってもよい。また、隔膜141に予めスリットを設け、針などの穿刺が容易で、液密確保可能な構成であっても良い。さらには、ルアー等の先端の鈍い挿入体を挿入可能であり、かつ液密確保可能な構成であっても良い。
また、流路切換部15は本体部11内において回転可能であり、かつ液密になるように装着されている。第3図は、本発明の実施の形態にかかる三方活栓の流路切換部15における流路の方向性を示す模式図である。第3図において、矢印は流体の流れの方向を示している。
流路切換部15には、3つの流路口161、162、163が形成されている。第1の流路口161、第2の流路口162は流路切換部15の外周上の対向する位置に形成され、第3の流路口163は流路切換部15の外周上であり、第1の流路口161と第2の流路口162の位置を90度等配する位置に形成されている。
また、流路切換部15に設けられた流体流路18は、第1の流路口161と第3の流路口163とを連絡する第1の流体流路181と、第2の流路口162と第3の流路口163とを連絡する第2の流体流路182とで構成されている。さらに、第1の流体流路181と第2の流体流路182は第3の流路口163の近傍において連通できるよう設けられている。
第3の流路口163の近傍において、第1の流体流路181と第2の流体流路182が連通できるようにする手段としては様々な手段が考えられる。例えば第3図に示すように、第3の流路口163内部において、第1の流体流路181の基端部191と第2の流体流路182の基端部192との間に溝部193(第3図における斜線部)を設けることも効果的であると考えられる。
また、第1の流体流路181及び第2の流体流路182の第3の流体口163における基端部191及び192は、三方活栓の本体部11の上下方向において、第1の流路口161と第3の流路口163とを連絡する第1の流体流路181の基端部191が下側に、第2の流路口162と第3の流路口163とを連絡する第2の流体流路182の基端部192が上側に位置するよう、それぞれ設けられている。
この第3の流路口163が、隔膜141を有する混注口14を設けた第3の分岐開口部123と同じ位置になるよう流路切換部15を回転させた状態における縦断面図を第4図に示す。
第4図に示すように、第1の流体流路181から導入された流体は、第3分岐開口部123において溝部193及び第3の分岐開口部123内の空間を通過することによって方向を転換し、上側に位置する第2の流体流路182へと流れることになる。その際、流体は本体部11における第3の分岐開口部123内に形成された空間を経て環流するため、その空間が流体の滞留部となることはない。
この時、第3の分岐開口部123内の空間へ流体を環流させるようにするには、第1の流体流路181及び第2の流体流路182の断面積が大きい方がより効率良く環流する。ただし、第1の流体流路181及び第2の流体流路182は第3の分岐開口部123内に存在することから、第1の流体流路181及び第2の流体流路182の断面積Aは、第3の分岐開口部123内の断面積Bに対して、1:2より小さくなることはない。
一方、第1の流体流路181及び第2の流体流路182の断面積Aを小さくすると、三方活栓としての流量確保が難しくなるとともに、粘度の高い流体については流体流路としての機能を果たすことが困難になる。
そこで第5図に示すような構成で第3の分岐開口部123内に第1の流体流路181及び第2の流体流路182を形成し、第3の分岐開口部123内の空間に不純物を注入しておき、プライミングを行った後の不純物残留濃度を測定することによって、第3の分岐開口部123内に形成された空間が流体の滞留部となっているか否かを判定する実験を行った。
その結果、第5図に示す構成においては、不純物が全く残留しておらず、少なくとも第1の流体流路181及び第2の流体流路182の断面積Aは、第3の分岐開口部123内の断面積Bに対して、その面積比が1:12.25以上の比率であれば、第3の分岐開口部123内の空間へ流体を環流させることができ、流体の滞留部が生じることがない。
一方、第1の流体流路181及び第2の流体流路182の径は、製造工程の観点から1mmよりも小さくすることは困難である。また、第1の流体流路181及び第2の流体流路182の径が1mmよりも小さくなった場合には、血液等の流体粘度の比較的高い液体については、目詰まり等が生じやすく、円滑に流れにくいという事実が経験的に明らかである。したがって、第1の流体流路181及び第2の流体流路182の断面積Aは、第3の分岐開口部123内の断面積Bに対して、その面積比が1:49以上の比率であることが望ましい。
また、混注口14の構成によっては、第3の分岐開口部123内の空間自体が存在しないことも考えられるが、この場合であっても、第1の流体流路181から導入された流体は、第3の分岐開口部123において溝部193を通過することによって方向を転換し、上側に位置する第2の流体流路182へと流れることになる。
一方、第3の流路口163に基端部191及び192をそれぞれ有する第1の流体流路181及び第2の流体流路182は、その上下の位置関係を保ちながら、流路切換部15の中心に向かって延出し、その中心にて屈曲し、それぞれ第1の流路口161及び第3の流路口163へと延出している。
これにより、流路切換部15における流体流路は、第1の流路口161から第3の流路口163へ、及び第3の流路口163から第2の流路口162へと連通し、開口する箇所も、第1の流路口161、第2の流路口162、第3の流路口163の3箇所のみとなり、従来の三方活栓の流路切換部における開口箇所と同じとなる。
したがって、各々の流路口が本体部11における各分岐開口部と連通しないようにするには、流路切換部15の外周上であって、流路口が存在しない部分を本体部11における各分岐開口部の位置に合わせることで可能となる。
なお、第3の流路口163において、第1の流路口161へと連絡する第1の流体流路181の基端部191と、第2の流路口162へと連絡する第2の流体流路182の基端部192が、本体部11の上下方向において、上下の位置関係をなすよう設けられていることから、2つの流体流路が第3の流路口163において、上下方向で連通していることになる。
基端部191と基端部192が配置される位置としては、特にこれに限定されるものではなく、例えば本体部11の左右方向において、水平に設けられているものであっても良い。
ただし、2つの流体流路が第3の流路口163において、上下方向で連通していることによって、流路切換部15外周上における第3の流路口163の長さ(水平方向の長さ)が、2つの流体流路を水平方向にて連通させた場合と比較して、より短くて済むことになる。したがって、流路切換部15外周上における開口する部分をより小さくできることから、流路切換部15外周上に開口する箇所が存在しない部分をより多く確保でき、各々の流路口が本体部11における各分岐開口部と連通しないようにする場合において、流路切換部15を本体部11に対して大きく回転させることなく全流路を閉塞することが可能となる。すなわち、流路切換部15における3つの流路口が存在しない箇所を本体部11における各分岐開口部の位置に合わせることで、全ての分岐開口部を閉塞することが可能となる。
この時、連通状態から非連通状態(閉塞状態)へと切り換えるためには、流路切換部15の回転操作が必要になり、水平方向の開口部分が多い場合には、より多くの位相のずれが必要になる。しかしながら、水平方向の開口部分が少なければ、ごく僅かな位相のずれのみで、非連通状態(閉塞状態)へと切り換えることが可能となる。
また、本実施の形態においては、第3の流路口163において、第1の流路口161へと連絡する第1の流体流路181の基端部191と、第2の流路口162へと連絡する第2の流体流路182の基端部192との位置関係については、第1の流体流路181の基端部191が下側、第2の流体流路182の基端部192が上側に設けられる場合について説明しているが、両者の上下方向の位置関係が逆であっても、同様の効果が期待できる。
さらに、流路切換部15における流体流路の構成は、上述した構成に限定されるものではない。例えば第6図に示すように、第3の流路口163に基端部191及び192を有する第1の流体流路181及び第2の流体流路182が、第3の流路口163から、それぞれ第1の流路口161、第2の流路口162へと直線的に延出している構成も考えられる。
もちろん、第1の流体流路181と第2の流体流路182は第3の流路口163の近傍において連通できるよう設けられており、第1の流体流路181と第2の流体流路182が連通できるようにする手段としては、第3図と同様に、第3の流路口163内部において、第1の流体流路181の基端部191と第2の流体流路182の基端部192との間に溝部193(第6図における斜線部)を設けることも考えられる。
そして、第7図は、第6図に示す流路切換部15の横断面図を示しているが、流路切換部15の内部に形成される流体流路は、第1の流路口161から第3の流路口163を通って、第2の流路口162へと流出するように1本の流体流路を形成している。
このような構成においても、上述した実施の形態と同様に、流路切換部15の開口部は、第1の流路口161、第2の流路口162、第3の流路口163の3箇所のみとすることができ、従来の三方活栓の流路切換部における開口部と同じ構成とすることができ、同様の効果が期待できる。
あるいは、第8図に示すように、第3の開口部163の大きさを第1の開口部161及び第2の開口部162と同一にし、第1の流体流路181及び第2の流体流路182は、第3の流路口163から、それぞれ第1の流路口161、第2の流路口162へと直線的に延出している構成も考えられる。
もちろん、第1の流体流路181と第2の流体流路182は第3の流路口163の近傍において連通できるよう設けられており、第1の流体流路181と第2の流体流路182が連通できるようにする手段としては、第3図と同様に、第3の流路口163内部において、第1の流体流路181の基端部191と第2の流体流路182の基端部192との間に溝部193(第8図における斜線部)を設けることも考えられる。
このような構成によっても、上述した実施の形態と同様に、流路切換部15の開口部は、第1の流路口161、第2の流路口162、第3の流路口163の3箇所のみとすることができ、従来の三方活栓の流路切換部における開口部と同じ構成とすることができ、同様の効果が期待できる。
また、2つの流体流路が、第3の流路口163において連通していることによって、流体経路の基端部が上下方向に位置するのか、水平方向に位置するのか等につき考慮する必要が無くなる。したがって、流路切換部15外周上における開口する部分を必要最小限に止めることができることから、各々の流路口が本体部11における各分岐開口部と連通しないようにする場合において、流路切換部15を本体部11に対して大きく回転させることなく全流路を閉塞することが可能となる。
なお、三方活栓本体の材質としては、通常はポリカーボネートやポリプロピレン、ポリアセタール、アクリル系樹脂、あるいはポリカーボネイトアロイ等が用いられる。
産業上の利用可能性
以上のように本発明にかかる三方活栓によれば、三方活栓の流路切換部に設けられた流体流路が、混注口において連通できるよう設けられていることから、流体の流れは本体部の分岐開口部内に形成された空間を経て環流するため、本体部内の空間にも滞留部が発生しない。これにより、三方活栓内において流体の滞留部を消失させることが可能となる。
また、本発明にかかる三方活栓によれば、従来の三方活栓と同様の位置に各開口部を設けることができることから、従来と同様の開閉操作を行うことができ、医療業務従事者による誤操作を未然に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施の形態にかかる三方活栓の全体斜視図である。
第2図は、本発明の実施の形態にかかる三方活栓の横断面図である。
第3図は、本発明の実施の形態にかかる三方活栓の流路切換部における流路の方向性を示す模式図である。
第4図は、本発明の実施の形態にかかる三方活栓の流路切換部における縦断面図である。
第5図は、本発明の実施の形態にかかる三方活栓における第3の分岐開口部の正面図である。
第6図は、本発明の実施の形態にかかる三方活栓の別の実施例における流路切換部における流路の方向性を示す模式図である。
第7図は、本発明の実施の形態にかかる三方活栓の別の実施例における横断面図である。
第8図は、本発明の実施の形態にかかる三方活栓の別の実施例における流路切換部における流路の方向性を示す模式図である。
第9図は、従来の三方活栓の全体斜視図である。
第10図は、従来の三方活栓の横断面図である。
第11図は、従来の三方活栓の流路切換部における流路の方向性を示す模式図である。
Claims (7)
- 第1〜第3の分岐開口部を外周上に有する略円筒形状である本体部と、
前記本体部に対して回転可能で、液密になるように前記本体部の円筒内腔に装着され、前記各分岐開口部のうち、所定の前記分岐開口部同士を連通可能なように流体流路を形成する流路孔を有する流路切換部とを備え、
前記流路切換部を前記本体部に対して回動させることで、流体流路の切換えを行うようにした三方活栓であって、
前記流路孔は、前記第1の分岐開口部から前記第3の分岐開口部に至る第1の流体流路を形成するための第1の流路孔と、前記第3の分岐開口部から前記第2の分岐開口部に至る第2の流体流路を形成するための第2の流路孔とを含み、
前記流路切換部の外周面に、前記第1の流路孔の一方の端部と前記第2の流路孔の一方の端部により形成された各開口部が、前記本体部の軸方向に整列しており、
前記本体部と前記流路切換部の相対的な回動位置を所定の状態に設定したときに、前記第1および第2の流路孔が各々、前記第1および第2の流体流路を同時に形成するように配置されることを特徴とする三方活栓。 - 前記流路切換部の外周面に、前記第1の流路孔の一方の端部と前記第2の流路孔の一方の端部により形成された各開口部が、前記流路切換部の外周部に形成された連通溝によって連通している請求項1に記載の三方活栓。
- 混注口が前記第3の分岐開口部を形成する側壁部に設けられている請求項1または2に記載の三方活栓。
- 前記混注口が、先の鈍い挿入体を挿入可能であり、かつ液密を維持することができる請求項3に記載の三方活栓。
- 前記流体流路の断面積に対する前記第3の分岐開口部の断面積の比が(1:12.25)以上である請求項3又は4に記載の三方活栓。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載の三方活栓を用いることを特徴とする輸液回路。
- 請求項1から5のいずれか一項に記載の三方活栓を用いることを特徴とする輸血回路。
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