JP6368486B2

JP6368486B2 - 斜流式空気清浄装置、及び開口型手術室用照明器具を備えた手術室

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Publication number: JP6368486B2
Application number: JP2013266696A
Authority: JP
Inventors: 鈴木　良延; 良延鈴木; 佐藤　等; 等佐藤
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2013-12-25
Filing date: 2013-12-25
Publication date: 2018-08-01
Anticipated expiration: 2033-12-25
Also published as: WO2015098478A1; JP2015121383A

Description

本発明は、斜流式空気清浄装置、及び手術室用照明器具（別称無影灯）を備えた手術室に関するものである。

一般に、病院の手術室では、手術を受ける患者に対して空気を媒介とする細菌類の感染を防止するために、バイオクリーン手術室が採用されている。手術に携わる執刀医等からの発塵に含まれる細菌類又はこの細菌類が付着した空気中に浮遊する微粒子が、患者の手術部位に到達して付着することにより、空気を媒介とする感染が起こる。そこで、バイオクリーン手術室では、天井に設置した空気清浄装置の吹出口から、空気中に細菌類や微粒子を含まない清浄な空気を手術室に供給することが行われている。

このようなバイオクリーン手術室の一例として、天井面に設けられた層流ユニットと、この層流ユニットの下方に設けられた無開口型無影灯と、この無影灯の下方に設けられた手術台とを備えるブース型クリーンユニットが提案されている（下記特許文献１参照）。このブース型クリーンユニットは、層流ユニットに設けられた多孔のパンチング板で形成された層流発生板を通過した清浄空気を、垂直下方に向かって供給する。

特開２００４−２４５５６２

しかしながら、上記の特許文献１に記載のブース型クリーンユニットでは、層流ユニットから垂直下方に向かって供給された清浄空気が、術野上方において手術中の執刀医等に当るため、執刀医から発生した細菌類が、下方の術野へ直接移送され手術部位へ沈着し感染源となる（課題１）。更に特許文献１に記載の無開口型無影灯の下側で手術した場合、無影灯の下方は負圧状態になり、これによって無影灯の下方では、周囲の細菌類を含んだ汚染空気が引き寄せられ、無影灯下方は汚染空気で充満される。この無影灯下側の汚染空気に含まれる細菌類は、下方へ再放出され、無影灯の下側に設けられた手術台の上に横たわる患者の手術部位に沈着し感染源となる（課題２）、更に、手術室の循環空気の搬送に係る省エネ化、低コスト化を図るために、より少ない吹出風量で、術野を清浄に保つ技術が必要である（課題３）という問題点がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、細菌類の空気感染を、少風量で効率的に防止することができる斜流式空気清浄装置、及び開口型手術室用照明器具を備えた手術室を提供する。

前記課題を解決するために、第１の発明は、手術台の天井面に吹出口を有する空気清浄装置であって、前記吹出口は、前記手術台に対してその長手方向にシフトして設けられると共に、その吹出口には、前記手術台に向けて斜めに清浄空気を流すルーバーを有することを特徴とする空気清浄装置である。このような構成によれば、吹出口から吹き出された清浄空気が執刀医や手術用照明器具に遮られることなく、手術台上の術野に対して斜流となって直接流れるため、その術野の細菌汚染を回避できる。

第２の発明は、第１の発明において、前記吹出口は、前記手術台上に横臥している患者の足下側にシフトして設けられる空気清浄装置である。このような構成によれば、吹出口から吹き出された清浄空気が執刀医や手術用照明器具に遮られることなく、手術台上の横臥している患者の足下側からその術野に対して直接流れるため、その術野の細菌汚染を回避できる。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記吹出口は、前記手術台とほぼ相似形をしていると共に、その面積は、前記手術台の面積よりも大きくなっている空気清浄装置である。このような構成によれば、手術台全体が一様に清浄空気で覆われるため、より効果的にその術野の細菌汚染を回避できる。

第４の発明は、第１乃至第３のいずれかの発明において、前記吹出口のルーバーを構成する複数の羽根の角度は、前記手術台の手前側に亘って徐々に垂直状態に近づいている空気清浄装置である。このような構成によれば、手術台の長手方向端部近傍における、細菌汚染源の１つである渦流の発生を抑制できる。

第５の発明は、第１乃至第３のいずれかの発明において、前記吹出口に、前記手術台の中央部から幅方向外方に清浄空気を案内する第２の羽根を備えた空気清浄装置である。このような構成によれば、手術台の中央部から幅方向外方にも清浄空気の流れが発生するため、より効果的にその術野の細菌汚染を回避できる。

第６の発明は、第１乃至第５のいずれかの発明において、フィルターと、当該フィルターの出口側に空間をおいて位置する風速調節用抵抗体とを有し、前記ルーバーは、前記風速調節用抵抗体のさらに空間をおいて設けられると共に、前後が重なり合うように一定の方向に曲げられた複数の羽根により清浄空気を斜めに案内するようになっている空気清浄装置である。このような構成によれば吹き出し気流を乱れの少ない一様流とすることができ、この一様流は周囲の汚染空気を取り込みにくく、気流内部に入っても拡散しにくいので術野を清浄に保つことができる。

第７の発明は、第１乃至第６のいずれかの空気清浄装置と、前記手術台上方の天井面に取り付けられると共に５０％以上の開口率を有する手術用照明器具とを備えた手術室である。このような構成によれば、その術野の細菌汚染をより効果的に抑制できるため、従来以上に安全・高度な手術が行える。

第８の発明は、第７の発明において、前記手術用照明器具は、環状のフレームに、直径１０〜１００ｍｍ範囲の照明器具ユニットを分散配置することにより前記フレーム内に５０％以上の開口率を有する手術室である。このような構成によれば、手術用照明器具が要因となる清浄空気の乱流による細菌汚染を回避できる。

すなわち、課題１の解決手段は、天井に設置された空気清浄装置からの吹出気流の方向を手術台長辺（長手）方向に対し、斜めの乱れの少ない一様気流とし、課題２の解決手段は多数の小型照明ユニットを手術用照明器具としての照明性能を確保しつつ、独立させ、分散配置することで、無影灯内部に５０％以上の空隙を付与した開口型無影灯とし、無影灯に当る気流を通過させる構造としている。課題３の解決手段は、天井面に斜流式空気清浄装置を設置し、合せて開口型手術室用照明器具を備えることによって術野を少ない吹出風量で効率的に清浄化できることによって解決している。

天井に設置された空気清浄装置の吹出口に付けられた多数の羽根により、手術台方向に一定角度の斜流として吹出された清浄空気は、風速ベクトルが一様な乱れの少ない気流であり、執刀医の頭部から腕の位置においても斜流を保ちつつ流れる。これにより、執刀医が術野直上に頭部を置き、術野を覗き込んでも頭部・首周りから発生した細菌類は術野に落下することはなく、斜め方向に押し流される。これにより、術野は、術野直上からの細菌類の発生があっても常に清浄に保持される。

天井からの清浄な吹出気流は、手術台を清浄空気で十分に覆うことができるような気流の面積を有している。これにより手術台上のいかなる手術部位をも清浄空気で覆うことができ、術野を清浄に保持することができる。

手術室には、吹出された清浄空気が細菌類や一般微粒子を取り込んだ後に排出させる排出口が手術室壁下に設けられている。この排出口は、吹出空気の温湿度を調整し、送風するための空調機の吸込口である場合もある。

手術台を通過した吹出気流は、対向する手術室の壁に当り、流れは左右に分かれ手術室の側壁に沿って流れる。手術室内では温湿度調整し、清浄化後の外気が導入されるために、手術室内気圧は外側より高く、この室圧及び手術室内気流により効率よく、壁下の排出口から汚染空気となった空気が排出される。

手術室循環空気の搬送動力の低減によって図られる省エネ化、空気清浄装置の縮小によって図られる低コスト化のためには、清浄化の必要な術野を中心とした術域を対象に、局所化して清浄化する必要がある。本発明では、患者の横たわる手術台上を清浄化の対象としここを局所的に効率的に清浄化する。

吹出口から手術台上までは、斜めの一様流（一定幅の気流が同一の角度、速度で流れる気流）であるが、手術室全体では、気流は乱流となっている。即ち、手術台短辺両側には循環流が存在する。この循環流中には手術台周囲で発生した細菌類、微粒子が含まれている。しかしながら、斜流一様流として吹出された気流は、対向壁から側壁に至り、更に後壁に向かう流れであり、手術台側面に形成される循環流流れの方向が一致しており、更に循環流と接する面積が広いために、循環流内の細菌類、微粒子の排出が効率的に行われる。これにより手術台周囲の乱流部の清浄度が向上し、従って天井から吹出された斜流一様流へ周辺汚染空気から混入する細菌類、微粒子が減少するために、術野の清浄度が向上する。

手術室の後壁と手術台の間の空間内には手術台側面と同様に循環流が形成される。この循環流中には手術台周囲で発生した細菌類、微粒子が取り込まれている。しかしながら天井吹出口の後側の羽根を斜流の角度から順次、角度を後側へ変えていくことで、この後壁循環流に清浄空気を送って、循環流を縮小させ、清浄化することができる。更に、後壁下の排出口へ向けた気流を形成させることで、後壁循環流内の細菌類、微粒子を効率よく排出できる。これにより手術台背後の乱流部の清浄度が向上し、従って天井から吹出された斜流一様流へ背後汚染空気から混入する細菌類、微粒子が減少するために、術野の清浄度が向上する。

手術台上に吹出された一様な気流（２次元気流）を手術台短辺方向に気流角度を漸次拡大させることによって３次元的に変化させた気流とすることができる。この気流は斜流を保ちつつ、手術台から短辺方向の両側へ拡がる気流を形成し、これによって、手術台側面の循環流からの汚染空気の侵入を防止することができる。更に、執刀医からの発生する細菌類を斜めに排出すると同時に、手術台側面方向へも押し流すこととなり、術野を更に清浄にすることができる。

また、本発明による開口型手術用照明器具（開口型無影灯）は照明ユニットを分散配置することで、手術用照明器具としての照明性能を確保しつつ、内部の開口率を５０％以上としたものである。これによって、無影灯に当る気流をそのまま通過させ、無影灯の下流に負圧域を生じさせない。

本発明による開口型無影灯は気流を通過させることにより、執刀医の頭上の上流側に無影灯が設置されていても、無影灯を通過した気流は斜流を保っている。これにより執刀医が術野直上から細菌類を発生させても、細菌類は手術部位に落下することはなく、手術部位の外側へ押し流され、これにより術野は清浄に保たれる。

本発明による開口型無影灯は気流を通過させることにより、無影灯の下側に負圧域を作らず、従って周囲の細菌類を含んだ汚染空気を誘引せず、無影灯の下側を清浄に保持できる。その結果、無影灯の下側の細菌類を含んだ汚染空気を、術野に再放出することも無く、術野を清浄に保持できる。

本発明の斜流式空気清浄装置と開口型無影灯を合せて使えば、吹出し口幅５５０×長さ２６００ｍｍ（面積１．４８ｍ^２）の小吹出面積で清浄度クラス１０００を達成できる。従来のクラス１００〜１０００対応の吹出面積は、約４，０００×３，０００ｍｍ（１２ｍ^２）である。斜流型手術室では、吹出風速０．３５ｍ／ｓ、換気回数１５回／ｈで清浄度クラス１０００を達成でき、従来の垂直一様流手術室では、吹出風速０．３５ｍ／ｓ、吹出面積１２ｍ^２（換気回数１１０回／ｈ）であっても、ここで行った清浄度評価方法では、清浄度クラス１０００を達成できない。即ち、本発明の斜流式空気清浄装置と開口型無影灯を合せて使えば、従来の１／７の動力で同等以上の清浄化性能を発揮し、大幅な省エネ化、低コスト化を達成する。

本発明による斜流式空気清浄装置、及び開口型手術室用照明器具を備えた手術室によれば、細菌類の空気感染を防止でき、かつ、循環空気の換気回数を低減できることにより省エネ化、低コスト化ができる。

本発明の一実施形態に係る手術室の（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。本発明の一実施形態に係る空気清浄装置で（ａ）は断面図（ｂ）は羽根の詳細図である。本発明の一実施形態に係る手術室の断面図である。本発明の一実施形態に係る空気清浄装置で（ａ）はＸ方向断面図、（ｂ）はＹ方向断面図、（ｃ）はＸ、Ｙ方向を示す図、（ｄ）はＸ方向羽根とＹ方向羽根の組立部分図である。本発明の一実施形態に係る開口型手術室用照明器具で（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。本発明の一実施形態の実施例（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。比較例の垂直一様流クリーンルーム実験室の断面図手術着着衣者の運動固定発塵源による各実験組合せ条件と術野粒子濃度の関係を示すグラフ固定発生源の発塵位置と術野粒子濃度の関係を示すグラフ固定発生源による無影灯の数・傾きと術野粒子濃度の関係を示すグラフ手術着着衣者の運動発塵による術野粒子濃度を示すグラフ

本発明の一実施形態に係る手術室について説明する。図１に示すように手術室１は、平面視略長方形に形成され、床部１１と、対向壁１２Ａ、側壁１２Ｂ、１２Ｂ、後壁１２Ｃ、及び天井１３より構成される。床部１１上には手術台１４が設置されている。この手術台１４は床１１の中央より右側にシフトして位置し、天井１３に設置された空気清浄装置２から吹出される清浄気流で覆われるように設置されている。

天井１３の略中央には空気清浄装置２が設置されている。図２（ａ）に示すように空気清浄装置２の内部には、空気中の細菌類、微粒子を除去するためのフィルタ２１が内臓され、次にフィルタ２１の出口空気を均一風速にするための風速調整用抵抗体２２Ｃがあり、次に気流、圧力を安定化させる空間２２Ｄがあり、次に斜流を形成するための羽根２２が多数、Ｙ方向に平行に取付けられ、次に吹出面に羽根２２を保護するためのＳＵＳメッシュ等２４が設置されている。これらの部材の構成により空気清浄装置２から清浄で、斜流の均一風速で乱れの少ない一様流が得られる。フィルタ２１出口空気の風速は、フィルタ２１周辺部は遅く、中央部は速い。天井吹出口２３より一様な風速の空気を吹出すためには、フィルタ２１の出口側に風速調整用抵抗体２２Ｃが必要である。風速調整用抵抗体２２Ｃはアルミパンチング板、或いは各種メッシュが全体、又は一部に、単独或いは複層して用いられる。なお、空気清浄装置２を天井１３の中央より左側にシフトして設置し、これにより手術台１４を中央に設置してもよい。

ルーバーの羽根２２は、図２（ｂ）に示すように、羽根間隔２２Ａは一定Ｄｍｍであり、前後の羽根２２は流れ方向から見て、重なり合うように設置される。即ち、羽根間隔２２Ａは、具体的には、傾斜羽根長さをＬｍｍとすると、Ｄ＜Ｌ×ｓｉｎ（θ）の条件を満たすように設定される。この条件は、図４のＸ方向の羽根２２Ｘにも適用するが、図３の吹出口後側羽根２９には適用しない。

天井１３には、開口型無影灯３が手術台１４を挟んで両側に設置されている。開口型無影灯３は位置、角度が任意に設定できるもので、術野０１へ向けて光が照射される。

天井吹出口２３から吹出された清浄気流は手術台１４を通過した後、左右に分岐し、対向壁１２Ａに当りここでＵターンし、側壁１２Ｂ、１２Ｂに沿って流れ、後壁１２Ｃに到達する。対向壁１２Ａ及び後壁１２Ｃの角部の壁下側に、循環空気の排出口４１が設置されている。この排出口４１は、対向壁１２Ａ及び後壁１２Ｃの角部に設置が限定されるものではない。側壁１２Ｂの角部に設置してもよい。

排出口４１は、手術室１の外側に設置された、温湿度調整用のファンコイルユニット４Ｃ、又は空気送風用のファンを内臓したファンユニット４Ｆの入口部に接続されている。更に、ファンコイルユニット４Ｃ、及びファンユニット４Ｆの空気出口側は、ダクト４２を介して天井面の空気清浄装置に接続されている。外気の導入は、単独で手術室の後壁１２Ｃと吹出口２３の間の天井面で供給してもよく、或いは、ファンコイルユニット４Ｃ、ファンユニット４Ｆのファンの手前側で導入してもよい。ファンコイルユニット４Ｃ、及びファンユニット４Ｆは台数に制限されない。少なくとも、ファンコイルユニット１台を設置し、残りの排出口４１は排出口チャンバを設け、ここよりダクト（図示せず）を用いてファンコイルユニット４Ｃ等に接続してもよい。

空気清浄装置２から吹出された斜流一様流２５は、開口型無影灯３を通過しても流れのベクトルは変化せず、斜流一様流２６として執刀医、患者へ降り注ぐ。この斜流の水平からの角度２７は、４５〜８０°が望ましい。図１は角度２７を６０°に設定した場合を示している。術野０１から高さ６００ｍｍの位置で細菌類が放出されても、術野サイズ１００ｍｍの内部には細菌類を沈着させない角度である。
この斜流一様流２６は手術台１４上では、長辺Ｘ方向の長さ２８を有しており、手術台１４の長さより長い。この方向と直角Ｙ方向の気流は、手術台１４の幅より広い天井吹出口２３の幅より吹出された後、斜流一様流は下降につれ流れ幅を拡げるので、手術台１４上面では、手術台１４を十分に覆う気流となっている。

手術室１全体の気流は乱流である。手術室１内部の気流を煙により可視化して調べると、斜流一様流２６が手術台１４より下降した時点で分岐し、流れ２８Ａとなり、一部は排出口４１へ気流２８Ｂとして流れ、他は側壁１２Ｂ、１２Ｂに沿った流れ２８Ｃとなり後壁１２Ｃの排出口４１へ向かう。手術台１４と流れ２８Ｃの間には、渦流２８Ｄが形成される。この渦域内の細菌類、微粒子は、渦流れ２８Ｄの方向と流れ２８Ｃと同一方向なので、汚染物質は容易に流れ２８Ｃに同伴されて排出口４１より排出される。吹出口２３の後方には渦流２８Ｅが形成される。

天井吹出口２３の後方に形成される渦流２８Ｅにも細菌類、微粒子が滞留する。これに対しては、図３に示すように天井吹出口２３後部の羽根２９を、斜流進行方向から漸次、後方（垂直方向）へ向くように変化させた羽根２９を設置する。この羽根２９により、吹出口後方の気流は、斜流進行方向から漸次、後方へ変化する気流２９Ａを形成する。この気流２９Ａは下降して２９Ｂの流れとなり、渦域２８Ｅの汚染物を同伴し排出口４１から排出させる。

図４に示すように、空気清浄装置２のＹ方向の羽根２２Ｙに対し、更に、第二の羽根としてＸ方向の羽根２２Ｘを付加することにより、手術台１４の短辺方向にも流れを拡げることができる。図４（ｄ）に示すように、Ｘ方向の羽根２２Ｘに切込開口部２２Ｓが加工されており、ここにＹ方向の羽根２２Ｙを挿入することでルーバーを形成することができる。Ｘ方向の羽根２２Ｘは短辺外側へ角度２７Ｋとなるように折曲げられている。Ｘ方向羽根曲げ角度は、手術台短辺方向（Ｙ方向）外側へ向かって、漸次角度を拡げて設置される。これにより、渦域２８Ｄに滞留した細菌類、微粒子を手術台１４から外側へ押し出すことができ、最終的には流れ２８Ｃに同伴させて汚染物を排出させることができる。外側へ拡げる気流の角度２７Ｋは、６０〜９０°が好適である。

図５は開口型無影灯３である。構造体はアルミパイプリング３０及び中心部３４を６本の放射状支持フレーム３１で溶接したものである。照明体はＬＥＤを内臓し反射型として照射できる照明ユニット３２を複数個、無影灯構造体に接続したものである。中心部の照明ユニット３２Ａは、放射状支持フレーム３１及び中心軸３４に接続し、周囲の照明ユニット３２Ｂは、５個を一組として、集合継手３５に接続されている。開口型無影灯３の移動、角度調整は、側部ハンドル３８、及び中心ハンドル３７を把握し、移動・回転させて調整される。

照明ユニット３２の大きさは、直径１０〜１００ｍｍの範囲が好適である。図５の照明ユニットは直径５５ｍｍである。この開口型無影灯３の空隙部３６が無影灯上側からの清浄気流を通過させる開口部である。空隙率は５０％以上が適当である。図５の開口型無影灯３の開口率は６６％である。

（実施例）
実施例の実験は、図６に示す手術室１の模擬実験室（幅５．９ｍ、奥行７．３ｍ、高さ３ｍ）で行った。天井面１３に斜流を形成させるための空気清浄装置２を設置し、空気の排出口４１は各角部に２個設けた。空気清浄装置２には外気処理空調機（図示せず）により温湿度調整した空気をダクト４２を経由させて導入した。吹出風量は、排出口４１で測定し、外気処理空調機のインバータで設定した。

（比較例）
比較例の実験は、図７に示す垂直一様流クリーンルーム１ＤＣ（幅４．８ｍ、奥行７．８ｍ、高さ３．４ｍ）で行った。天井全面に設置されたファンフィルタユニット４Ｄから吹出された清浄空気はグレーチング床１２を通過した後、ファンコイルユニット４Ｃで温度調節され、再びファンフィルタユニット４Ｄを通過し、循環する。ダウンフローの風速は、天井設置のファンフィルタユニット４Ｄのファンの回転数を設定する方法で行った。

実施例１の吹出口面積は、１．４８ｍ２である。実施例１で吹出風速を０．３５ｍ／ｓとした場合の換気回数は、１４．５回／ｈである。一方、比較例１，２，３の垂直一様流クリーンルームでは、一様風速を０．３５ｍ／ｓとした場合、換気回数は、３７０回／ｈとなる。

手術着着衣者からの発塵量を０．５μｍ以上の粒子が４００，０００個／分、発塵するものと想定した。発塵源としては、外気中に含まれる微粒子を用い、外気導入量を一人当り６Ｌ／分とした。手術室内の在室者は、執刀医２名、麻酔医１名、その他のスタッフ７名の合計１０名とした。

術野０１の中心を手術台１４の中央点、高さ１５０ｍｍとし、この位置で粒子濃度を測定した。

固定発生源による実験で取上げた要因と水準を次に述べる。要因１として、手術室１の気流方式と無影灯３の種類の組合せ（組合せ例）とし、比較例３種類と実施例１の４水準とした。比較例１は直径７００ｍｍの無開口型無影灯３Ａを垂直一様流クリーンルーム１ＤＣに設置した場合、比較例２は直径６００ｍｍの無開口型無影灯３Ａを垂直一様流クリーンルーム１ＤＣに設置した場合、比較例３は砲弾型無影灯を垂直一様流クリーンルーム１ＤＣに設置した場合、実施例１は開口型無影灯３を図６の斜流一様流手術室１に設置した場合である。

要因２（無影灯の灯数・傾き）については、水準を、１灯・水平と２灯・傾斜（照射角度２０度）とした。要因３（吹出風速）については、風速０．３ｍ／ｓと風速０．３５ｍ／ｓの２水準とした。要因４（発塵位置）については、術野直上２名（執刀医２名）発塵＋麻酔医１名（定位置発塵）、手術台直近発塵２名（執刀医２名）＋麻酔医１名、手術台１４より２００ｍｍ離れて発塵２名（執刀医２名）＋麻酔医１名の３水準とした。図６において執刀医発塵は５１を麻酔医発塵を５２に示し、高さ１５０ｍｍに置いた多数孔を開けた筒体より発塵させた。要因５（気流阻害物）は実際に執刀医２名及び麻酔医１名が手術台１４回りに立った時、術野０１は壁で覆われた状態になり、吹出気流の流れを阻害する可能性があるので、３人立位の場合と、人なしの場合の２水準とした。

手術台１４の周囲発塵について述べる。手術台１４の周囲のスタッフ７名による発塵は、斜流一様流手術室１では図６に示す周囲発塵源５（チューブに多数細孔を開け、ここから７人分の発塵を行った）により行った。垂直一様流クリーンルーム１ＤＣでは、周囲発塵源５が術野０１へ影響しないことを確認したので、周囲発塵を行っていない。

図９に各実験組合せ条件１〜２４に対する、術野粒子濃度を示す。実施例１では、粒子濃度は１４１〜４６４個／ｃｆであり、術野粒子濃度は実験の組合せ条件に依存せず、変動幅は小さかった。比較例１，２，３の術野粒子濃度は、ほとんどが実施例１より粒子濃度が高い。特に、比較例３の砲弾型無影灯の場合、術野粒子濃度が最大１３，０００個／ｃｆと高濃度になっている。

本実験は、実験計画法に従ったので、有意な要因を抽出するために分散分析（分散分析表は示さず）を行った。結果は、有意水準１％で有意となった要因は、要因１（組合せ例）、要因２（無影灯の灯数・傾き）、要因４（発塵位置）及びこれらの交互作用であった。効果が最大となった要因は、要因１（組合せ例）であり、次いで要因４（発塵位置）であった。

図１０に要因１（組合せ例）と要因４（発塵位置）による術野粒子濃度を示す。実施例１は発塵位置に無関係であり、粒子濃度は一定（約２５０個／ｃｆ）で低濃度である。比較例と比較すると、術野直上発塵において、最も差が大きく、実施例１の粒子濃度の倍率で示すと、比較例１は８倍、比較例２は１４倍、比較例３は２５倍である。執刀医から発生した細菌類が手術部位０に沈着する危険性は、術野直上の位置が最大であり、実験結果図１０はこの位置で、実施例１が感染防止の効果を最も有効に発揮することを示している。発塵源位置が術野０１より離れると、術野の粒子濃度は低下する。しかし、手術台１４より２００ｍｍ離れた位置においても、比較例１、２では粒子濃度は１，０００個／ｃｆ以上である。これは無開口型無影灯３Ａは、手術台１４より離れても、周囲汚染空気を誘引する現象を示した結果である。

図１１に無影灯の（灯数・傾き）と術野粒子濃度の関係を示す。この場合も、実施例１では、無影灯の灯数に関係なく、低い術野粒子濃度を示すが、比較例では、実施例１の６〜１５倍の術野粒子濃度を示す。この事実は、実施例１は比較例１，２，３において感染症を起こすリスクを１／６〜１／１５に低減できることを示している。

手術着着衣者に図８に示す運動をさせた場合の術野粒子濃度について述べる。手術着着衣者運動は、腰をかがめて頭を下げるお辞儀の動作（運動６Ａ、６Ｂ）と両腕を肘を中心にした回転運動（運動６Ｃ）を同時に行う動作である。この動作を、３５回／分の頻度で行った。手術着着衣者は手術台１４の直近に立ち運動した。測定粒子濃度が安定してから、２回測定し、その平均を求めた。

図１２に手術着着衣者動作時の術野粒子濃度を示す。実施例１は、比較例に比べ、１／３〜１／１６の範囲の低濃度となった。着衣者動作時の術野０１へ対する影響は、固定発生源の場合と同様であり、実施例１の感染リスク低減効果は確実であることを証明している。換気回数については、実施例１の換気回数は１４．５回／ｈ、一方比較例１，２，３の換気回数は３７０回／ｈであり、比較例の換気回数は実施例の２５倍である。即ち、比較例では、実施例の２５倍のエネルギを消費しているにもかかわらず、術野粒子濃度は、３〜１６倍高い。この過大な差異を出現させた源は、手術室の吹出気流を斜流としたことと合せて開口型無影灯３を備えたためである。

０‥‥手術部位
０１‥‥術野
１‥‥手術室
１ＤＣ‥‥垂直一様流クリーンルーム
２‥‥空気清浄装置
３‥‥開口型手術用照明器具（開口型無影灯）
３Ａ‥‥無開口型手術用照明器具（無開口型無影灯）
４Ｆ‥‥ファンユニット
４Ｃ‥‥ファンコイルユニット
４Ｄ‥‥ファンフィルタユニット
５‥‥周囲発塵源
６‥‥手術着着衣者
６Ａ‥‥首曲げ運動
６Ｂ‥‥腰曲げ運動
６Ｃ‥‥腕曲げ運動
１１‥‥床
１２‥‥グレーチング床
１２Ａ‥‥対向壁
１２Ｂ‥‥側壁
１２Ｃ‥‥後壁
１２Ａ‥‥対向壁
１３‥‥天井
１４‥‥手術台
２１‥‥フィルタ
２２‥‥羽根
２２Ａ‥‥羽根間隔
２２Ｂ‥‥傾斜羽根
２２Ｃ‥‥風速調整用抵抗体
２２Ｘ‥‥Ｘ方向羽根
２２Ｙ‥‥Ｙ方向羽根
２２Ｋ‥‥Ｘ方向羽根角度
２２Ｓ‥‥Ｘ方向羽根の切込開口部
２３‥‥吹出口
２４‥‥ＳＵＳメッシュ
２５‥‥吹出面気流分布
２６‥‥開口型手術用照明器具通過後気流分布
２７‥‥斜流羽根角度（Ｙ方向羽根の曲げ角度）
２７Ｋ‥‥斜流羽根角度（Ｘ方向羽根の曲げ角度）
２８‥‥斜流一様流幅
２８Ａ‥‥斜流分岐流
２８Ｂ‥‥対向面ファンユニット吸込気流
２８Ｃ‥‥側壁面気流
２８Ｄ‥‥手術台側面渦域
２８Ｅ‥‥手術台後部渦域
２９‥‥吹出口後側羽根
２９Ａ‥‥吹出口後側羽根吹出気流分布
２９Ｂ‥‥吹出口後側気流分布
３０‥‥パイプリング
３１‥‥支持フレーム
３２‥‥照明ユニット
３２Ａ‥‥中心部照明ユニット
３２Ｂ‥‥周辺照明ユニット
３３‥‥ユニット継手
３４‥‥中心軸
３５‥‥集合継手
３６‥‥空隙部
３７‥‥中心ハンドル
３８‥‥側部ハンドル
４１‥‥排気口（ファンコイル、ファンコイルユニット吸込口）
４２‥‥ダクト
５１‥‥執刀医発塵源
５２‥‥麻酔医発塵源
Ｘ‥‥手術台長辺（長手）方向
Ｙ‥‥手術台短辺（幅）方向

Claims

手術台の天井面に吹出口を有する空気清浄装置であって、
前記手術台上を流れる清浄空気を供給する前記吹出口は、前記手術台に対してその長手方向において患者足下側方向にシフトして設けられると共に、その吹出口には、前記手術台の患者の頭部方向に向けて前記長手方向に沿って斜めに清浄空気を流すルーバーを有することを特徴とする空気清浄装置。
前記吹出口のルーバーを構成する複数の羽根の角度は、前記手術台の手前側に亘って徐々に垂直状態に近づいている請求項１に記載の空気清浄装置。
フィルターと、当該フィルターの出口側に空間をおいて位置する風速調節用抵抗体を有し、前記ルーバーは、前記風速調節用抵抗体のさらに空間をおいて設けられると共に、前後が重なり合うように一定の方向に曲げられた複数の羽根により清浄空気を案内することを特徴とする請求項１または２に記載の空気清浄装置。
前記請求項１乃至３のいずれかに記載の空気清浄装置と、前記手術台上方の天井面に取り付けられると共に５０％以上の開口率を有する手術用照明器具とを備えた手術室。
前記手術用照明器具は、環状のフレームに、直径１０〜１００ｍｍ範囲の照明器具ユニットを分散配置することにより前記フレーム内に５０％以上の開口率を有する請求項４に記載の手術室。