JP4503322B2 - 呼吸回路用の蛇管 - Google Patents

Description

本発明は、呼吸回路用の蛇管に関するものである。

従来の呼吸回路（人工呼吸器）の一例を図１に示す。この呼吸回路は、ポンプ装置１と、呼吸管２と、マウスピース（いわゆるＹピース）３とから構成されている。呼吸管２は、吸気管２ａと、呼気管２ｂとから構成されている。

この装置によれば、ポンプ装置１から送られた吸気を、吸気管２ａとマウスピース３とを介して、対象者に供給することができる。一方、対象者から送り出された呼気は、マウスピース３と呼気管２ｂとを介して、ポンプ装置１に回収される。吸気管２ａまたは呼気管２ｂとして、各種の蛇管が用いられている。

この装置においては、ポンプ装置１から送られる吸気について、通常、温度３５℃で湿度１００％に調整している。また、対象者から送り出された呼気は、通常は、温度３７℃、湿度１００％となっている。このため、呼吸回路が室温中にあると、吸気または呼気の温度低下により、吸気管２ａや呼気管２ｂの内部で結露を発生する。結露で発生した水が対象者に入ることは避ける必要がある。そこで、従来は、吸気管２ａの途中と呼気管２ｂの途中とに、それぞれ、ウォータートラップ４を取り付けている。このウォータートラップ４は、管中の水を外部に排出する流路を有している。

しかしながら、従来の呼吸回路では、呼吸管２の内部と外部とが、ウォータートラップ４を介してつながってしまうことになる。したがって、従来の呼吸回路では、外気による吸気の汚染を防ぐ配慮が必要となる。

この問題を避けるため、例えば下記特許文献１に記載されているように、呼吸管２に沿ってヒータ（電熱線）を取り付ける装置が提案されている。この装置によれば、呼吸管２をジュール熱により加熱して、管内温度の低下を防止し、結露を防いでいる。このようにすれば、ウォータートラップの設置を省略できる。

しかしながら、こうした技術においては、加熱手段として電熱線を用いているので、過剰な電流が電熱線を流れると、呼吸管が過熱されて溶解してしまうおそれがある。そこで、従来は、センサや制御装置を用いて、加熱温度を制御しようとしている。この制御が不正確であると、電熱線が過熱される可能性もあるため、この制御は、正確かつ確実に行う必要がある。このため、従来の装置は、高価となってしまう欠点を有している。
特開平６−２３０５１号公報

本発明は、前記の事情に基づいてなされたもので、その目的は、安全性を保持しつつ低コストを実現可能な、呼吸回路用の蛇管（呼吸管）を提供することである。

本発明に係る蛇管は、内管と、外管と、第１リブと、第２リブとを備えている。前記内管は、前記外管の内側に挿入され、かつ、前記外管と実質的に同一方向に延長されている。前記第１リブおよび第２リブは、前記内管と外管との間に配置されており、かつ、２条の螺旋を形成するように周回されている。前記周回された第１リブおよび第２リブにより、前記内管と外管との間には、第１流路と第２流路とが形成されている。前記第１流路と第２流路とは、これらの一方を流れた流体が、他方から戻ってくるように連通されている。

前記第１リブまたは第２リブには、加熱用の電線を配置してもよい。

前記加熱用の電線は、第１電線体と第２電線体とを備えていてもよい。前記第１電線体を、前記第１リブおよび第２リブの一方に配置し、前記第２電線体を、他方に配置してもよい。前記第１電線体と第２電線体とを、前記内筒または外筒の端部近傍において電気的に接続してもよい。

前記第１リブまたは第２リブの一方に、加熱用の電線を配置し、他方には、熱電対を配置してもよい。

前記第１リブまたは第２リブに、熱電対を配置してもよい。

前記電線を、前記第１リブまたは第２リブの内部に配置してもよい。

前記熱電対を、前記第１リブまたは第２リブの内部に配置してもよい。

本発明に係る呼吸回路は、前記したいずれかの蛇管を備えている。

本発明によれば、安全性を保持しつつ低コストを実現しうる、呼吸回路用の蛇管を提供することができる。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る、呼吸回路用の蛇管を、図２〜図４に基づいて説明する。この実施形態の説明においては、前記した従来の呼吸回路と共通する構成については、同一符号を用いて説明を簡略化する。

本実施形態の蛇管は、内管１０と、外管２０と、第１リブ３０と、第２リブ４０と、第１流路５０と、第２流路６０と、電線７０とを主な構成要素として備えている。内管１０と外管２０と第１リブ３０と第２リブ４０の材質としては、例えばポリエチレンであるが、これに限らない。

内管１０および外管２０は、共に円筒状に形成されている。内管１０は、外管２０よりも小さい径とされており、外管２０の内側に挿入されている。この状態では、内管１０は、外管２０とほぼ同軸となっている。また、内管１０は、外管２０と実質的に同一方向に延長されている。内管１０と外管２０との間には、空隙が形成されている。

第１リブ３０および第２リブ４０は、内管１０と外管２０との間に配置されており、かつ、２条の螺旋を形成するように周回されている。図２においては、第１リブ３０を白丸で示し、第２リブ４０を黒丸で示し、それらの延長状態を破線でそれぞれ示している。この実施形態では、第１リブ３０と第２リブ４０とは平行となっている。つまり、両者の間隔は一定となっている。第１リブ３０と第２リブ４０は、この実施形態では、横断面が略円形状となっている。

このように周回された第１リブ３０および第２リブ４０により、内管１０と外管２０との間に、第１流路５０と第２流路６０とが形成されている。したがって、第１流路５０と第２流路６０も、２条の螺旋を形成するように、内管１０と外管２０の間を周回している。

第１流路５０と第２流路６０とは、これらの一方を流れた流体が、他方から戻ってくるように連通されている。例えば、図２に示されるように、第１流路５０の終端（図２中右端）が、第２流路６０の終端（図２中右端）につながっており、送り出された流体が戻るように構成されている。もちろん、内筒１０と外筒２０の端面（図２中右側の端面）は閉鎖されており、温水が外部に漏れ出すことのないように構成されている。

電線７０は、第１電線体７１と第２電線体７２とを備えている（図３および図４参照）。これらの電線体７１および７２は、いずれも、抵抗加熱に利用可能な導体（例えばニクロム線）により構成されている。第１電線体７１は、第１リブ３０の内部（ほぼ軸心位置）に配置されている（図３参照）。同様に、第２電線体７２は、第２リブ４０の内部（ほぼ軸心位置）に配置されている（図４参照）。これにより、本実施形態では、各リブ３０および４０に、加熱用の電線７０が配置されたものとなっている。

第１電線体７１と第２電線体７２とは、内筒１０の端部近傍において電気的に接続されている。そのための具体的な手段は任意であるが、例えば、内筒１０の端部（図１中右端部）において、第１リブ３０と第２リブ４０とを連結し、この連結部分において、第１電線体７１と第２電線体７２とを接続することができる。

このように構成された蛇管１は、従来と同様に、呼吸回路用の呼吸管として使用することができる。本実施形態１の蛇管を用いる場合は、図５に示すような制御部８を用いることが好適である。この制御部８は、図１に示したポンプ１の他に、送水部８１と通電部８２とを備えている。

送水部８１は、第１流路５０および第２流路６０に接続されて、これらの一方に温水を送り、他方から戻る温水を回収するものである。このような送水部８１の具体的な設計は当業者には容易なので、詳細な説明は省略する。

通電部８２は、第１電線体７１および第２電線体７２に電気的に接続されて、これらに通電するものである。

（第１実施形態の動作）
つぎに、本実施形態にかかる蛇管の動作の一例を説明する。まず、第１流路５０の端部から、その内部に温水を送り込む。温水の温度は、蛇管内部における結露を防止できる程度の高さであることが好ましい。温水の温度は、体温と同等以上（例えば４０℃以上）が好ましいと考えられる。温水温度の上限は、対象者のやけどを生じない程度であればよいと考えられる。例えば、６０℃以下であることが好ましいと考えられる。

第１流路５０に送り込まれた温水は、第１流路５０の下流側における端部（図２中右端部）に達し、ここで第２流路６０に入り込み、第２流路６０を介して送水部８１に戻る。その間、温水は、内管１０と外管２０との間を螺旋状に移動しながら、内管１０の壁面を加温する。

本実施形態の蛇管では、この加温により、蛇管内部の呼気または吸気の温度低下を防止することができる。これにより、蛇管内での結露を防止することが可能となる。

さらに、本実施形態の蛇管では、送り出された温水が、経路中で温度低下して、元に戻る。このとき、行きの温水と戻りの温水とが隣接しているので、両者間で温度交換が生じる。このため、本実施形態の蛇管では、蛇管全体として、温度勾配をなだらかにすることができる。温度勾配が急であると、もっとも低い温度を想定して湿度の管理をする必要があり、高い温度では低湿度となって、実際上の制御が極めて難しくなる。本実施形態では、蛇管全体の温度勾配をなだらかとすることにより、蛇管内の湿度制御が容易となり、結露を一層有効に防止することが可能となる。

また、この実施形態の蛇管では、電線７０への通電を行う。通電を行う時期は、温水を送り込んだ後であることが好ましいが、これには限定されない。電線７０への通電により、電線７０は抵抗加熱されて発熱する。本実施形態では、この発熱によっても、蛇管内部の呼気または吸気の温度低下を防止し、蛇管内での結露を防止することが可能である。

さらに、本実施形態では、第１流路５０および第２流路６０と第１リブ３０および第２リブ４０とを隣接させているので、電線７０が過熱されてしまったとしても、その熱の一部を、流路内の温水により吸収することができる。

しかも、本実施形態では、第１リブ３０及び第２リブ４０のほぼ全面に温水が接触しているので、温水による吸熱量はかなり大きい。したがって、この蛇管では、電線７０が過熱しても蛇管が損傷しにくく、安全性が一層向上するという利点がある。

また、本実施形態では、電線７０が第１および第２リブ３０および４０の内部に配置されているので、電線７０のショートを生じにくく、この点からも安全性が高いという利点もある。

さらに、本実施形態では、第１流路５０に送り込まれた温水が、第２流路６０から戻ってくるので、仮に蛇管が破損したときは、第２流路６０から戻る温水の量が減少する。第２流路６０により戻ってくる温水の量を検出すれば、蛇管の破損の有無を検出することも可能になる。

なお、第１実施形態では、第１流路５０から温水を送り込むこととしたが、第２流路６０から温水を送り込み、第１流路５０により温水を戻す使用方法でもよい。

さらに、第１実施形態では、リブを二つとして、２条の螺旋を形成したが、３以上のリブを用いて３条以上の螺旋を形成し、それらに形成された流路を用いて温水を供給または回収しても良い。

（第２実施形態）
つぎに、本発明に係る蛇管の第２実施形態を図６に基づいて説明する。この実施形態では、第１リブ３０または第２リブ４０の一方（図示例では第１リブ３０）のみに、電線７０の第１電熱体７１及び第２電熱体７２とがほぼ平行に配置されている。また、この実施形態では、他方のリブには、電熱体は配置されていない（図示省略）。

第２実施形態の構成においても、第１実施形態と同様の利点を得ることが可能である。他の構成および利点は、第１実施形態と同様なので、詳細な説明を省略する。

（第３実施形態）
つぎに、本発明に係る蛇管の第３実施形態を図７に基づいて説明する。この実施形態では、第２実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略し、相違する部分のみ説明する。

第３実施形態では、第１リブ３０または第２リブ４０の他方（図示例では第２リブ４０）に、熱電対８０が配置されている。熱電対８０は、２本の金属線により構成されている。熱電対８０の先端（２本の金属線の接続点）は、蛇管の先端近傍とされている。

第３実施形態によれば、熱電対８０により、蛇管の温度（例えば蛇管先端の温度）を、比較的正確に計測することができる。これにより、蛇管の過熱や温度低下を検出し、安全性をさらに向上させることができるという利点がある。他の構成および利点は、第２実施形態と同様なので、説明を省略する。

なお、前記各実施形態の記載は単なる一例に過ぎず、本発明に必須の構成を示したものではない。各部の構成は、本発明の趣旨を達成できるものであれば、前記に限らない。

本発明によれば、呼吸回路（人工呼吸器）用の呼吸管として使用可能な蛇管を提供することができる。

従来の呼吸回路の説明図である。 本発明の第１実施形態における蛇管の軸線方向に沿う、要部の断面図である。 図２の要部拡大図である。 図２の要部拡大図である。 図２の蛇管を使用するための制御部の一例を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態の説明図であって、図３に相当する部分の図である。 本発明の第３実施形態の説明図であって、図４に相当する部分の図である。

符号の説明

１０ 内管
２０ 外管
３０ 第１リブ
４０ 第２リブ
５０ 第１流路
６０ 第２流路
７０ 電線
７１ 第１電線体
７２ 第２電線体
８０ 熱電対
９ 制御部
９１ 送水部
９２ 通電部

Claims (8)

1. 呼吸回路における呼気または吸気を通過させるための蛇管であって、
   内管と、外管と、第１リブと、第２リブとを備え、
   前記内管は、前記外管の内側に挿入され、かつ、前記外管と実質的に同一方向に延長されており、
   前記内管の内側において、前記呼気又は吸気が通過する構成となっており、
   前記第１リブおよび第２リブは、前記内管と外管との間に配置されており、かつ、２条の螺旋を形成するように周回されており、
   前記周回された第１リブおよび第２リブにより、前記内管と外管との間に、第１流路と第２流路とが形成されており、
   前記第１流路と第２流路とは、これらの一方を流れた流体が、他方から戻ってくるように連通されており、
   前記流体として、前記内管の壁面を加温するための温水が用いられている
   ことを特徴とする蛇管。
2. 前記第１リブまたは第２リブには、加熱用の電線が配置されていることを特徴とする請求項１記載の蛇管。
3. 前記加熱用の電線は、第１電線体と第２電線体とを備えており、
   前記第１電線体は、前記第１リブおよび第２リブの一方に配置され、前記第２電線体は、他方に配置されており、
   前記第１電線体と第２電線体とは、前記内筒または外筒の端部近傍において電気的に接続されている
   ことを特徴とする請求項２記載の蛇管。
4. 前記第１リブまたは第２リブの一方には、加熱用の電線が配置されており、他方には、熱電対が配置されていることを特徴とする請求項１記載の蛇管。
5. 前記第１リブまたは第２リブには、熱電対が配置されていることを特徴とする請求項１記載の蛇管。
6. 前記電線は、前記第１リブまたは第２リブの内部に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の蛇管。
7. 前記熱電対は、前記第１リブまたは第２リブの内部に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の蛇管。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の蛇管を備えた呼吸回路。
   

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