JP5057133B2 - 注入回路及びそれに用いられる通水制御用具 - Google Patents

Description

本発明は、患者への輸液の注入や薬剤投与において有効なアンチフリーフロー機構を備えた注入回路、及びそれに用いられる通水制御用具に関する。

従来から、患者に注入する輸液の流量を規定するため、輸液ポンプが利用されている。輸液ポンプは、輸液バックと穿刺針とを結ぶ輸液回路に取り付けられ、輸液回路を構成する輸液チューブに蠕動運動を付与することよって、設定された流量で輸液を送り出す。一般に、輸液ポンプとしては、フィンガ式輸液ポンプとローラ式輸液ポンプとが知られている。

フィンガ式輸液ポンプは、輸液チューブに沿って一列に配置された複数のフィンガを備え、複数のフィンガを別々に往復運動させることによって、輸液チューブに蠕動運動を付与している。また、ローラ式輸液ポンプは、一対の回転ローラを備え、これらを円運動させることよって、輸液チューブに蠕動運動を付与している。

但し、このような輸液ポンプを利用して輸液の注入を行った場合は、フリーフローが問題となることがある。フリーフローとは、輸液の終了後に、輸液チューブの穿刺針近くに設けられたクランプを閉め忘れた状態で輸液ポンプを取り外したことによって、輸液が必要量以上に患者の体内に注入されてしまうことをいう。

また、フリーフローの問題は、シリンジポンプによる薬剤投与の場合においても生じることがある。例えば、患者が薬剤チューブを引っ張る等してシリンジがポンプ本体から外れた場合に、規定量以上の薬剤が患者に注入されてしまうことがある。更に、薬剤投与において、必要以上の薬剤が投与されてしまうと、患者の生命に関わる場合がある。よって、薬剤投与におけるフリーフローの防止は、輸液の場合よりも重要である。

このようなフリーフローの問題を解決するため、例えば、設定圧力以上とならないと流体を通過させない弁装置（例えば、特許文献１参照）を注入回路に組み込む方法が考えられる。この弁装置を組み込んだ注入回路においては、フリーフロー発生時の低い圧力（落差圧）では弁が開かず、輸液等は流れないため、フリーフローの防止を図ることができると考えられる。
特表２００４−５０１６８６号公報

ところで、輸液ポンプを使用して輸液を送り出す場合は、輸液ポンプを稼動する前に、予めプライミングを行ってチューブ内の空気を押し出しておく必要がある。プライミングにおいては、少なくとも、輸液回路における、輸液バッグから輸液ポンプの取り付け箇所までが輸液で充填される。

しかしながら、プライミングは自然落下による落差圧を利用して行われ、また弁は落差圧では開かないため、弁装置を輸液回路に組み込んでいると、チューブ内の空気を押し出すことは困難である。この場合、輸液は輸液バックの直下にある点滴筒のところまでしか流れることができず、プライミングできないという問題が発生する。更に、輸液ポンプは、構造上、吸引機能を備えていないため、輸液ポンプを稼動しても輸液は流れず、プライミングは不可能である。

一方、弁装置が、プライミング後に、輸液回路に組み込まれるようにすれば、上記の問題を解決できると考えられるが、この場合は、プライミング作業が煩雑化し、医師や看護士の負担を大きくしてしまう。

本発明の目的は、上記問題を解消し、プライミング作業を煩雑化させることなく、フリーフローの発生を抑制し得る通水制御用具、及びそれを用いた注入回路を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明における注入回路は、流体の通水を制御する通水制御用具と、前記通水制御用具から流れ出た前記流体を通過させる可撓性のチューブとを備え、前記通水制御用具は、内部に流路が設けられた本体と、疎水性及び通気性を有する膜部材とを備え、前記本体は、前記流路の全部又は一部を構成する筒状部分を備え、前記筒状部分は、その側壁を貫通する貫通孔を備え、前記貫通孔が前記チューブで塞がれるようにして前記チューブに挿入され、前記膜部材は、前記貫通孔の下流側において前記筒状部分の内部が形成する流路を塞ぐように配置され、前記貫通孔が前記チューブで塞がれた遮蔽状態を解除するために要する圧力は、輸液の自然落下による落差圧よりも高く、輸液ポンプによる供給圧力よりも低い値に設定されていることを特徴とする。

本発明の注入回路では、通水制御用具を構成する本体の筒状部分が、疎水性及び通気性を有する膜部材で塞がれている。よって、貫通孔がチューブで塞がれている場合、即ち、流体の供給圧力が低い場合は、液体は膜部材でせき止められるが、気体は通水制御用具を通過できる。一方、流体の供給圧力が高くなり、チューブが流体に押圧されて弾性変形すると、チューブと本体との間に隙間が形成される。この隙間は、膜部材を介さない流路となるため、この場合は、気体に加え、液体も通水制御用具を通過できる。

このように、本発明の注入回路では、気体は、供給圧力に関係無く、常に通水制御用具を通過できる。また、本発明の注入回路では、本体の貫通孔とそれを覆う排出側のチューブとによって、設定圧力以上となると、液体に対して流路を開く弁が構成されている。よって、本発明における注入回路を輸液回路に用いれば、通水制御用具を回路に取り付けた状態でプライミングでき、プライミング作業の煩雑化が抑制される。また、排出側のチューブを利用した弁によりフリーフローの発生も抑制される。

本発明における注入回路は、流体の通水を制御する通水制御用具と、前記通水制御用具から流れ出た前記流体を通過させる可撓性のチューブとを備え、前記通水制御用具は、内部に流路が設けられた本体と、疎水性及び通気性を有する膜部材とを備え、前記本体は、前記流路の全部又は一部を構成する筒状部分を備え、前記筒状部分は、その側壁を貫通する貫通孔を備え、前記貫通孔が前記チューブで塞がれるようにして前記チューブに挿入され、前記膜部材は、前記貫通孔の下流側において前記筒状部分の内部が形成する流路を塞ぐように配置され、前記貫通孔が前記チューブで塞がれた遮蔽状態を解除するために要する圧力は、輸液の自然落下による落差圧よりも高く、輸液ポンプによる供給圧力よりも低い値に設定されていることを特徴とする。

上記本発明における注入回路においては、前記本体が、両端部に開口が設けられた筒状を呈し、前記本体の一方の端部が、前記チューブに挿入され、前記膜部材が、前記一方の端部に設けられた開口を覆うように配置されていても良い。また、上記本発明における注入回路においては、前記本体の他方の端部に、前記チューブとは別の第２のチューブが接続されていても良い。

（実施の形態）
以下、本発明の実施の形態における通水制御用具及び注入回路について、図１〜図４を参照しながら説明する。最初に、本実施の形態における通水制御用具及び注入回路の構成を図１〜図３を用いて説明する。

図１は、本発明の実施の形態における通水制御用具及び注入回路の外観構成を示す平面図である。図２は、図１に示す通水制御用具の外観を示す斜視図である。図３（ａ）は、図１に示す通水制御用具を流体の流れ方向に沿って切断して得られた断面図であり、図３（ｂ）は、図１に示す通水制御用具を図３（ａ）に示す切断面に垂直な面で切断して得られた断面図である。

図１に示すように、注入回路は、流体の通水を制御するための通水制御用具１と、それから流れ出た流体を通過させる可撓性のチューブ（排出チューブ）３とを備えている。本実施の形態では、注入回路は、更に、通水制御用具１に流体を供給するためのチューブ（供給チューブ）２も備えている。また、供給チューブ２も、チューブ３と同様に可撓性を備えている。なお、図１において矢印は、流体の流れ方向を示している。本明細書において「流体」には、液体及び気体の両方が含まれる。

また、図２及び図３に示すように、通水制御用具１は、内部に流路４ｃが設けられた本体４と、疎水性及び通気性を有する膜部材８とを備えている。本実施の形態においては、本体４は、筒状の端部５ａ及び５ｂを備えており、全体的に筒状を呈している。筒状の端部５ａ及び５ｂは、それぞれ流路４ｂの一部を構成している。また、端部５ａ及び５ｂそれぞれには開口４ａ及び４ｂが設けられている。

更に、本体４の下流側（排出側）の端部５ｂは、排出チューブ３に挿入されており、これによって、本体４と排出チューブ３とが接続されている（図１参照）。同様に、本体４の上流側（供給側）の端部５ａは、供給チューブ２に挿入されており、これによって、本体４と供給チューブ２も接続されている（図１参照）。また、本体４の中央には、本体４の外周に沿って、環状の突起６が設けられている。突起６は、供給チューブ２及び排出チューブ３を各端部に接続する際において、各チューブの位置決めに利用される。

また、図２及び図３に示すように、本実施の形態では、排出チューブ３に挿入される下流側の端部５ｂは、側壁を貫通する貫通孔７を有している。貫通孔７は、端部５ｂにおいて、流路４ｃに対して垂直に形成されている。更に、端部５ｂの排出チューブ３への挿入は、貫通孔７が排出チューブ３で塞がれるように行なわれている。

また、膜部材８は、貫通孔７の下流側において、端部４ｂの内部、即ち、流路４ｃを塞ぐように配置されている。本実施の形態では、膜部材８は、下流側の端部５ｂに設けられた開口４ｂを覆うように、開口４ｂの周辺領域に貼り付けられている。

本実施の形態において、膜部材８は、疎水性と通気性とを兼ね備えたものであれば良く、特に限定されるものではない。具体的には、膜部材８は、ＪＩＳ Ｌ １０９２のＢ法に規定の耐水圧試験によって測定される耐水圧が０．０１ＭＰａ以上、好ましくは０．１ＭＰａ以上であるのが好ましい。膜部材８の形成材料としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリオレフィン（ポリプロピレン、ポリエチレン他）、ポリフッ化ビニリデン等が挙げられる。膜部材８は、これらの材料によって多孔質層や不織布を形成することによって得ることができる。

次に、本実施の形態における注入回路の動作について図４を用いて説明する。図４は、図１に示した注入回路の動作を示す断面図であり、図４（ａ）は流体の圧力が設定圧力に満たない状態を示し、図４（ｂ）は流体の圧力が設定圧力以上となっている状態を示している。なお、図４（ａ）及び（ｂ）において破線で描かれた矢印は、気体の流れを示している。

図４（ａ）に示すように、供給チューブ２を介して通水制御用具１に供給された流体の圧力が、設定圧力未満である場合、又は流体が供給されていない場合は、貫通孔７は供給チューブ２によって塞がれている。よって、この場合は、供給された流体のうち、気体のみが膜部材８を通過し、液体は膜部材８によってせき止められる。

一方、図４（ｂ）に示すように、供給された流体の圧力が設定圧力以上となると、排出チューブ３は、流体に押圧されて弾性変形する。そして、本体４の端部５ｂにおける外面と排出チューブ３の内面との間に隙間が形成され、貫通孔７の遮蔽が解除される。この隙間は、膜部材８によって塞がれておらず、液体も通過できる流路であるから、通水制御用具１から排出チューブ３へと液体が流れ出ることとなる。このように、貫通孔７と排出チューブ３とは、流体の供給圧力が設定圧力以上となったときに流路を開く弁として機能している。

このように、本実施の形態における注入回路を用いれば、供給圧力が設定圧力より低いときは気体のみが流れ、供給圧力が設定圧力以上となって初めて液体が流れるようにすることができる。よって、本実施の形態における注入回路を輸液回路（図５参照）に適用すれば、通水制御用具を取り付けた状態でのプライミングの実施と、フリーフローの抑制とを両立できる。

本実施の形態において、貫通孔７の遮蔽が解除される圧力（設定圧力）の設定は、注入回路の用途に応じて、排出チューブ３の形成材料を適宜選択したり、貫通孔７や本体４の内径を適宜設定したりすることによって、行うことができる。具体的には、注入回路が後述の図５に示すように輸液回路として用いられるのであれば、貫通孔７の遮蔽が解除される圧力は、１０ｋＰａ〜６０ｋＰａ、好ましくは２０ｋＰａ〜５０ｋＰａに設定する。

また、排出チューブ３の形成材料は、排出チューブ３に可撓性を付与できる材料であれば、特に限定されるものではない。具体的には、ポリブタジエン、軟質ＰＶＣ、イソプレンゴム、ブチルゴム、シリコーンゴム、水添スチレン−ブタジエンラバー（ＨＳＢＲ）等や、これらの組合せが挙げられる。

なお、本実施の形態では、上述したように供給チューブ２にも可撓性が付与されているが、これに限定されるものではない。供給チューブ２は、排出チューブ３のように弁として機能しないことから、可撓性を有さない金属材料やガラス材料によって形成されていても良い。また、供給チューブ２と本体４の上流側の端部５ａとの接続は、図１及び図４に示した態様以外の態様によって行われていても良い。

また、本実施の形態において、通水制御用具１を構成する本体４の形状は、特に限定されるものではない。本体４は、排出チューブ３に挿入される筒状部分を備えたものであれば良い。よって、例えば、端部５ａに相当する部分の形状が立方体状や直方体状等であっても良い。

ここで、本実施の形態における注入回路を輸液回路に用いた例について図５を用いて説明する。図５は、本発明の実施の形態における注入回路が輸液回路である場合の例を示す構成図である。なお、本発明において、注入回路は輸液回路に限定されるものではなく、その他、薬剤注入回路、観血式血圧測定法で使用される採血回路（Ａライン）等であっても良い。また、図５の例においては、設定圧力は、輸液の自然落下による落差圧よりも高いが、輸液ポンプ１６の供給圧力よりは低い値に設定されている。

図５に示すように、輸液回路は、図１に示した注入回路に加え、輸液バック１１、点滴筒１２、クランプ１３、及び穿刺針１４を備えている。通水制御用具１に接続された供給チューブ２は、点滴筒１２に接続されている。更に、供給チューブ２には、輸液の流れ方向に沿って、順に、輸液ポンプ１６とクランプ１３とが取り付けられている。また、通水制御用具１に接続された排出チューブ３は、穿刺針１４に接続されている。なお、チューブ１５は点滴筒１２と輸液バック１１とを接続している。

この構成により、クランプ１３を閉め忘れた状態（開いた状態）で輸液ポンプ１６を取り外してしまっても、通水制御用具１の膜部材８（図２及び図３参照）により、輸液がそれ以上先に流れることはなく、フリーフローの発生は抑制される。

また、膜部材８は通気性を有するため、落差圧により、チューブ１５の内部と、チューブ２の内部における点滴筒１２から通水制御用具１までの部分とに、輸液を充填することができる。更に、落差圧のみでは、穿刺針１４と通水制御用具１との間の部分に輸液を充填することはできないが、この部分への輸液の充填は、通水制御用具１まで輸液を充填した後に輸液ポンプ１６を稼動することによって行うことができる。このように、本実施の形態によれば、通水制御用具を輸液回路に取り付けた状態でプライミングを行うことができ、医師や看護士の作業の煩雑化が抑制される。

以上のように、本発明における通水制御用具及び注入回路は、輸液回路や薬液注入回路の構成部品として適用でき、産業上の利用可能性を有するものである。

図１は、本発明の実施の形態における通水制御用具及び注入回路の外観構成を示す平面図である。 図２は、図１に示す通水制御用具の外観を示す斜視図である。 図３（ａ）は、図１に示す通水制御用具を流体の流れ方向に沿って切断して得られた断面図であり、図３（ｂ）は、図１に示す通水制御用具を図３（ａ）に示す切断面に垂直な面で切断して得られた断面図である。 図４は、図１に示した注入回路の動作を示す断面図であり、図４（ａ）は流体の圧力が設定圧力に満たない状態を示し、図４（ｂ）は流体の圧力が設定圧力以上となっている状態を示している。 図５は、本発明の実施の形態における注入回路が輸液回路である場合の例を示す構成図である。

符号の説明

１ 通水制御用具
２ 供給チューブ
３ 排出チューブ
４ 本体
４ａ、４ｂ 開口
４ｃ 流路
５ａ 上流側の端部
５ｂ 下流側の端部
６ 環状の突起
７ 貫通孔
８ 膜部材
１１ 輸液バック
１２ 点滴筒
２３ クランプ
２４ 穿刺針
１５ チューブ
１６ 輸液ポンプ

Claims (3)

1. 流体の通水を制御する通水制御用具と、前記通水制御用具から流れ出た前記流体を通過させる可撓性のチューブとを備え、
   前記通水制御用具は、内部に流路が設けられた本体と、疎水性及び通気性を有する膜部材とを備え、
   前記本体は、前記流路の全部又は一部を構成する筒状部分を備え、
   前記筒状部分は、その側壁を貫通する貫通孔を備え、前記貫通孔が前記チューブで塞がれるようにして前記チューブに挿入され、
   前記膜部材は、前記貫通孔の下流側において前記筒状部分の内部が形成する流路を塞ぐように配置され、
   前記貫通孔が前記チューブで塞がれた遮蔽状態を解除するために要する圧力は、輸液の自然落下による落差圧よりも高く、輸液ポンプによる供給圧力よりも低い値に設定されていることを特徴とする注入回路。
2. 前記本体が、両端部に開口が設けられた筒状を呈し、前記本体の一方の端部が、前記チューブに挿入され、
   前記膜部材が、前記一方の端部に設けられた開口を覆うように配置されている請求項１に記載の注入回路。
3. 前記本体の他方の端部に、前記チューブとは別の第２のチューブが接続されている請求項１に記載の注入回路。

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