JP7019158B1 - 模擬肺 - Google Patents

Abstract

【課題】環境に配慮した安価なディスポーザブルの模擬肺を提供することを目的とする。【解決手段】模擬肺１は、ノズル２１と、当該ノズル２１を介した空気の流入によって膨張する一方で当該ノズル２１を介した空気の流出によって収縮するバッグ本体２０と、を有しているバッグ２と、バッグ本体２０の略全体を挟み込むように折部３０で二つ折りにされていることで当該バッグ本体２０を収容している紙ケース３と、伸縮性を有し、ケース３の外側から当該ケース３ごとバッグ本体２０に巻き付けられているバンド４と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、模擬肺に関する。

人工呼吸器や麻酔器等の附属品である模擬肺（テスト肺）は、肺に見立てたゴム製のバッグと、肺の柔らかさや膨らみやすさ（肺コンプライアンス）を再現するためのプラスチック製のケースと、等を備えている（例えば、特許文献１参照）。このような模擬肺は、通常、人工呼吸器や麻酔器等に接続され、当該機器の点検やトレーニング等に使用される。

また、模擬肺は、人工呼吸器を使用している患者の診察を行う際に、次のように使用されることがある。まず初めに、人工呼吸器から、患者に挿管されたチューブを一時的に切り離す。この際、患者の診察後直ちに復帰させるために人工呼吸器を停止させず動作させたままにしながら、人工呼吸器に模擬肺のバッグを接続する。これにより、模擬肺は、患者の診察中、人工呼吸器に対して肺と同じように作用することで、人工呼吸器の正常な動作を維持する。

患者の診察時に人工呼吸器に接続された模擬肺のバッグは、人工呼吸器の内部に残っていた患者の呼気に触れることとなり、呼気に含まれているウイルスや細菌に汚染される。このようなウイルスや細菌に汚染された模擬肺のバッグは、洗浄及び滅菌等の処理が施されることで、再利用が可能になる。

特許第４８５０１８２号公報

模擬肺は単価が１５，０００円～３０，０００円程度であり比較的高価であるが、感染対策を強化する観点から、感染病棟等では再利用せずに患者毎に交換し廃棄している実態がある。このような模擬肺は、医療廃棄物（感染性廃棄物）として焼却廃棄する必要があるが、ゴム製のバッグと、プラスチック製のケースと、等で形成されていることから環境への配慮が不足している。

医療廃棄物として扱う必要のないケースをバッグから分離して別に廃棄することで、医療廃棄物の量を削減するにしても、プラスチックごみの問題が別途生じることになる。このため、環境に配慮した安価に購入できるディスポーザブル（使い捨て）の模擬肺の製品化を望む声がある。特に、２０１９年に発生した新型コロナウイルス感染症（ＣＯＶＩＤ－１９）の影響もあって、ディスポーザブルの模擬肺の製品化が強く求められるようになっている。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、環境に配慮した安価なディスポーザブルの模擬肺を提供することを目的とする。

（１）本発明は、通気孔と、該通気孔を介した空気の流入によって膨張する一方で該通気孔を介した空気の流出によって収縮するバッグ本体と、を有しているバッグと、前記バッグ本体の略全体を挟み込むように折部で二つ折りにされていることで該バッグ本体を収容している紙製のケースと、伸縮性を有し、前記ケースの外側から該ケースごと前記バッグ本体に巻き付けられているバンドと、を備えていることを特徴とする模擬肺である。

本発明に係る模擬肺によれば、撓みによる反発力が期待できない紙製のケースを利用するにあたって、伸縮性を有しているバンドを併用しているので、バッグ本体の膨張過程及び収縮過程で、伸縮性を有しているバンドが、紙製のケースを介してバッグ本体の略全体に均一な圧力を付与することとなり、結果として、適切な肺コンプライアンスを再現することができる。なお、紙製のケースを備えず、バッグ本体に直接バンドが巻き付けられたものを想定した場合、バッグ本体に均一な圧力を付与することができず、結果として、適切な肺コンプライアンスを再現することができない。

また、本発明に係る模擬肺によれば、従来品のようなプラスチック製のケースを用いることに代えて、伸縮性を有しているバンドを併用しつつ自然由来の材料である紙からなるケースを用いているので、当該ケースをバッグから分離して別に廃棄する場合に、当該ケースを可燃物として廃棄することができ、プラスチックごみの問題は生じない。このように、本発明によれば、環境に配慮した安価なディスポーザブルの模擬肺を提供することができる。

（２）本発明はまた、前記ケースは、前記折部にミシン目を有し、該ミシン目で二つ折にされていることを特徴とする上記（１）に記載の模擬肺である。

本発明に係る模擬肺によれば、ケースのミシン目を利用することで、弱い力であってもケースを容易に切断することができ、結果として、ケースをバッグから容易に分離することができる。

（３）本発明はまた、前記ケースは、前記バッグ本体における前記通気孔を有している側の反対の側に前記折部が位置していると共に、前記バッグ本体における前記通気孔を有している側で、二つ折りにされている双方の少なくとも一方がさらに折り返されていて、また、前記通気孔を露出させる切欠部を有していることを特徴とする上記（２）に記載の模擬肺である。

本発明に係る模擬肺によれば、製造時に、バッグ本体における通気孔を有している側の反対の側から紙製のケースを二つ折りにするので、バッグ本体における通気孔を有している側から紙製のケースを二つ折りにする場合と比較して、製造が容易である。

（４）本発明はまた、前記通気孔を封止するキャップを備えていることを特徴とする上記（１）～（３）のいずれかに記載の模擬肺である。

本発明に係る模擬肺によれば、使用後直ちに通気孔をキャップで封止することができ、バッグの中にウイルスや細菌を閉じ込めることができる。結果として、ウイルスや細菌の拡散を防止することができる。

（５）本発明はまた、前記通気孔に取り付けられ、人工呼吸器又は麻酔器に繋がるチューブが接続される接続部を有しているアダプターと、前記アダプターに前記キャップを連結して該キャップの紛失を防止する連結部と、を備え、前記キャップは、前記接続部に装着されることで前記通気孔を封止することを特徴とする上記（４）に記載の模擬肺である。

本発明に係る模擬肺によれば、キャップがアダプターに連結されているので、キャップの紛失を防止することができる。

上記（１）～（５）の本発明によれば、環境に配慮した安価なディスポーザブルの模擬肺を提供することができる。

本発明の実施形態に係る模擬肺の外観斜視図である。 図１に示す模擬肺の正面図である。 バッグの外観斜視図である。 紙ケースの展開図である。 キャップ一体型アダプターの正面図である。 キャップ一体型アダプターの断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る模擬肺１について詳細に説明する。

まず、図１、図２、図３、図４、図５Ａ及び図５Ｂを用いて、模擬肺１の構成について説明する。図１は、模擬肺１の外観斜視図である。図２は、模擬肺１の正面図である。図３は、バッグ２の外観斜視図である。図４は、紙ケース３の展開図である。図５Ａは、キャップ一体型アダプター５の正面図である。図５Ｂは、キャップ一体型アダプター５の断面図である。

図１及び図２に示す模擬肺１は、人工呼吸器や麻酔器等の附属品として取り扱われる。この模擬肺１は、患者が使用している人工呼吸器や麻酔器等から、当該患者に挿管されたチューブを一時的に切り離した際、患者の代わりに接続され、当該機器の正常な動作を維持する。具体的に、模擬肺１は、バッグ２と、紙ケース（ケース）３と、バンド４と、キャップ一体型アダプター５と、を備えている。

図３に示すように、バッグ２は、バッグ本体２０と、ノズル（通気孔）２１と、を備えている。バッグ本体２０は、伸縮性を有している略楕円球形状（いわゆるラグビーボール形状）の袋であり、畳まれた状態で、二つ折りにされている紙ケース３（図１参照）の間に収容されている。このバッグ本体２０は、長手方向の一端にノズル２１が取り付けられていて、ノズル２１を介した空気の流入によって膨張する一方でノズル２１を介した空気の流出によって収縮する。ノズル２１は、バッグ本体２０における長手方向の一端に取り付けられていて、バッグ本体２０への空気の流入と、バッグ本体２０からの空気の流出と、を可能にする。

図４に示すように、紙ケース３は、略長尺形状のケース用紙からなり、展開時の長手方向（図４における左右方向）の中間部分において短手方向（図４における上下方向）に延びている折部３０に、切断用のミシン目３０ａを有している。この紙ケース３は、展開時の長手方向（図４における左右方向）の一端（図４における左端）に位置する短辺、及び展開時の長手方向（図４における左右方向）の他端（図４における右端）に位置する部分に、それぞれ、略Ｕ字形状の切欠部３１を有している。これら切欠部３１は、紙ケース３がバッグ本体２０を収容している場合に、ノズル２１を露出させる。紙ケース３は、展開時の長手方向（図４における左右方向）の他端（図４における右端）に位置する部分であって切欠部３１の両脇に、一対の係止片３２を有し、また、展開時の長手方向（図４における左右方向）の一端（図４における左端）寄りの部分に、一対の係止片３２に対応する一対の係止孔３３を有している。また、紙ケース３は、適宜、ミシン目（符号省略、破線で図示）及び折曲線（符号省略、細線で図示）を有している。

図１及び図２に戻って説明する。紙ケース３は、バッグ本体２０の略全体を挟み込むように折部３０（ミシン目３０ａ）で二つ折りにされていることで当該バッグ本体２０を収容している。この紙ケース３は、バッグ本体２０におけるノズル２１を有している側（図２における左側）の反対の側（図２における右側）に折部３０が位置していると共に、バッグ本体２０におけるノズル２１を有している側（図２における左側）で、二つ折りにされている双方の一方にある一対の係止片３２（図４参照）がさらに折り返されている。これら一対の係止片３２（図４参照）は、対応する一対の係止孔３３（図４参照）に差し込まれている。

バンド４は、エラストマー（例えば、熱可塑性樹脂ゴム弾性体（ＴＰＥ））製の帯状の部材を接着又は溶着により環状にしたものであり、あるいは、エラストマー製の環状に成形された部材であり、伸縮性を有している。このバンド４は、紙ケース３の長手方向（図２における左右方向）の略中央の位置において、紙ケース３の外側から当該紙ケース３ごとバッグ本体２０に巻き付けられ、接着剤で固定されている。

図５Ａ及び図５Ｂに示すように、キャップ一体型アダプター５は、アダプター５０と、キャップ５１と、連結部５２と、を備えている。これらアダプター５０、キャップ５１及び連結部５２は、プラスチック（例えば、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ））によって互いに一体に成型されている。

アダプター５０は、ノズル２１（図３参照）に対して、人工呼吸器又は麻酔器に繋がるチューブ（図示省略）を接合するための管状の補助器具である。具体的に、アダプター５０は、挿入部５００と、接続部５０１と、縮径部５０２と、を有している。

挿入部５００は、アダプター５０の一端の側（図５Ａ及び図５Ｂにおける右側）を構成する。この挿入部５００は、ノズル２１（図３参照）に挿入されることで、当該ノズル２１（図３参照）に取り付けられる。

接続部５０１は、アダプター５０の他端の側（図５Ａ及び図５Ｂにおける左側）を構成する。この接続部５０１には、人工呼吸器又は麻酔器に繋がるチューブ（図示省略）が接続される。具体的に、接続部５０１は、直径１５ｍｍの小児口径（小児用チューブの口径）のチューブ（図示省略）と、直径２２ｍｍの成人口径（成人用チューブの口径）のチューブ（図示省略）と、に対応した段差構造を有している。すなわち、接続部５０１には、小児用チューブ（図示省略）及び成人用チューブ（図示省略）が選択的に接続される。また、接続部５０１には、キャップ５１が装着される。

縮径部５０２は、アダプター５０の一部分の内径を小さくした部分であり、適切な気道抵抗（例えば、気道抵抗５ｃｍＨ_２Ｏ／Ｌ／Ｓｅｃｏｎｄ）を再現する。

キャップ５１は、接続部５０１に装着されることで、間接的にノズル２１（図３参照）を封止する。接続部５０１及びキャップ５１の嵌め合いは、ＪＩＳ Ｔ７２０１－２－１：２０１７に規格されたφ１５ｍｍ１／４０テーパー接続であり、容易に封止でき、かつ、ガスリークを抑えるコネクタ形状となっている。なお、人工呼吸器に使用する回路はすべて、ガスリーク及び脱落を防止するために、当該規格に適合する形状となっている。

連結部５２は、アダプター５０にキャップ５１を連結して当該キャップ５１の紛失を防止する紐状の部分である。

このように、模擬肺１は、ノズル２１と、当該ノズル２１を介した空気の流入によって膨張する一方で当該ノズル２１を介した空気の流出によって収縮するバッグ本体２０と、を有しているバッグ２と、バッグ本体２０の略全体を挟み込むように折部３０で二つ折りにされていることで当該バッグ本体２０を収容している紙ケース３と、伸縮性を有し、ケース３の外側から当該ケース３ごとバッグ本体２０に巻き付けられているバンド４と、を備えている。

このような模擬肺１によれば、撓みによる反発力が期待できない紙ケース３を利用するにあたって、伸縮性を有しているバンド４を併用しているので、バッグ２の膨張過程及び収縮過程で、伸縮性を有しているバンド４が、紙ケース３を介してバッグ本体２０の略全体に均一な圧力を付与することとなり、結果として、適切な肺コンプライアンス（例えば、一回換気量Ｖｔ＝５００ｍＬの場合、肺コンプライアンス２０～２５ｍＬ／ｃｍＨ_２Ｏ）を再現することができる。なお、紙ケース３を備えず、バッグ本体２０に直接バンド４が巻き付けられたものを想定した場合、バッグ本体２０に均一な圧力を付与することができず、結果として、適切な肺コンプライアンスを再現することができない。

また、模擬肺１によれば、従来品のようなプラスチック製のケースを用いることに代えて、伸縮性を有しているバンド４を併用しつつ自然由来の材料である紙からなる紙ケース３を用いているので、当該紙ケース３をバッグ２から分離して別に廃棄する場合に、当該紙ケース３を可燃物として廃棄することができ、プラスチックごみの問題は生じない。このように、本実施形態によれば、環境に配慮した安価なディスポーザブルの模擬肺１を提供することができる。

また、模擬肺１が備えている紙ケース３は、折部３０にミシン目３０ａを有し、当該ミシン目３０ａで二つ折りにされている。

このような模擬肺１によれば、紙ケース３のミシン目３０ａを利用することで、弱い力であっても紙ケース３を容易に切断することができ、結果として、紙ケース３をバッグ２から容易に分離することができる。

また、模擬肺１が備えている紙ケース３は、バッグ本体２０におけるノズル２１を有している側の反対の側に折部３０が位置していると共に、バッグ本体２０におけるノズル２１を有している側で、二つ折りにされている双方のうちの一方がさらに折り返されていて、また、ノズル２１を露出させる切欠部３１を有している。

このような模擬肺１によれば、製造時に、バッグ本体２０におけるノズル２１を有している側の反対の側から紙ケース３を二つ折りにするので、バッグ本体２０におけるノズル２１を有している側から紙ケース３を二つ折りにする場合と比較して、製造が容易である。

また、模擬肺１は、ノズル２１を封止するキャップ５１を備えている。

このような模擬肺１によれば、使用後直ちにノズル２１をキャップ５１で封止することができ、バッグ２の中にウイルスや細菌を閉じ込めることができる。結果として、ウイルスや細菌の拡散を防止することができる。

また、模擬肺１は、ノズル２１に取り付けられ、人工呼吸器又は麻酔器に繋がるチューブが接続される接続部５０１を有しているアダプター５０と、アダプター５０にキャップ５１を連結して当該キャップ５１の紛失を防止する連結部５２と、を備え、キャップ５１は、接続部５０１に装着されることでノズル２１を封止する。

このような模擬肺１によれば、キャップ５１がアダプター５０に連結されているので、キャップ５１の紛失を防止することができる。

本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。すなわち、各構成の位置、大きさ、長さ、数量、形状、材質などは適宜変更できる。

例えば、上記実施形態では、紙ケース３は、バッグ本体２０におけるノズル２１を有している側で、二つ折りにされている双方のうちの一方がさらに折り返されている場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。紙ケース３は、バッグ本体２０におけるノズル２１を有している側で、二つ折りにされている双方の少なくとも一方がさらに折り返されていればよく、二つ折りにされている双方のいずれもがさらに折り返されていてもよい。

１ 模擬肺
２ バッグ
２０ バッグ本体
２１ ノズル（通気孔）
３ 紙ケース（ケース）
３０ 折部
３０ａ ミシン目
３１ 切欠部
３２ 係止片
３３ 係止孔
４ バンド
５ キャップ一体型アダプター
５０ アダプター
５００ 挿入部
５０１ 接続部
５０２ 縮径部
５１ キャップ
５２ 連結部

Claims (5)

1. 通気孔と、該通気孔を介した空気の流入によって膨張する一方で該通気孔を介した空気の流出によって収縮するバッグ本体と、を有しているバッグと、
   前記バッグ本体の略全体を挟み込むように折部で二つ折りにされていることで該バッグ本体を収容している紙製のケースと、
   伸縮性を有し、前記ケースの外側から該ケースごと前記バッグ本体に巻き付けられているバンドと、を備えていることを特徴とする
   模擬肺。
2. 前記ケースは、前記折部にミシン目を有し、該ミシン目で二つ折りにされていることを特徴とする
   請求項１に記載の模擬肺。
3. 前記ケースは、前記バッグ本体における前記通気孔を有している側の反対の側に前記折部が位置していると共に、前記バッグ本体における前記通気孔を有している側で、二つ折りにされている双方の少なくとも一方がさらに折り返されていて、また、前記通気孔を露出させる切欠部を有していることを特徴とする
   請求項２に記載の模擬肺。
4. 前記通気孔を封止するキャップを備えていることを特徴とする
   請求項１～３のいずれかに記載の模擬肺。
5. 前記通気孔に取り付けられ、人工呼吸器又は麻酔器に繋がるチューブが接続される接続部を有しているアダプターと、
   前記アダプターに前記キャップを連結して該キャップの紛失を防止する連結部と、を備え、
   前記キャップは、前記接続部に装着されることで前記通気孔を封止することを特徴とする
   請求項４に記載の模擬肺。
   
   

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