JPH0994251A - 気腹装置 - Google Patents

気腹装置

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Publication number
JPH0994251A
JPH0994251A JP7250742A JP25074295A JPH0994251A JP H0994251 A JPH0994251 A JP H0994251A JP 7250742 A JP7250742 A JP 7250742A JP 25074295 A JP25074295 A JP 25074295A JP H0994251 A JPH0994251 A JP H0994251A
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JP
Japan
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flow rate
pressure
gas
abdominal cavity
flow
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Pending
Application number
JP7250742A
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English (en)
Inventor
Shoichi Abe
正一 阿部
Katsumi Shimizu
勝見 清水
Toru Yamakawa
透 山川
Toshiaki Kobayashi
俊明 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nagano Keiki Seisakusho KK
Original Assignee
Nagano Keiki Seisakusho KK
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Publication date
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Publication of JPH0994251A publication Critical patent/JPH0994251A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構造でありながら、所定流量を維持しな
がら気体を腹腔内に供給する気腹装置の提供。 【解決手段】気体供給源からの気体を腹腔内に注入する
気腹装置に備えられた管路1に、前記気体の流路を絞る
絞り部3を設ける。絞り部3としては、その上流側の圧
力に対する下流側の圧力の比を所定値以下とした際に、
当該絞り部3の内部を流れる前記気体の流速が音速とな
るような断面形状のものを採用しておく。これにより、
下流側の圧力P2 が変動しても、絞り部3を通る気体の
流速は、音速を維持するので、絞り部3で気体の流量が
所定の値に維持されるようになり、サーボバルブのよう
な複雑・大型の流量制御手段が不要となって、気腹装置
は、構造が簡単となり、全体のサイズが小型となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、人体や動物の腹腔
に気体を供給して当該腹腔を拡張する気腹装置に関す
る。
【0002】
【背景技術】近年、人体等の腹腔内に気体を供給して拡
張し、拡張した腹腔内を内視鏡で観察しながら施術する
手術が行われている。このような手術は、腹腔内に連通
するトラカールと呼ばれるパイプ状の通気器を腹部に穿
刺し、体外で操作可能な鉗子や電気メス等を前述の通気
器に通して行われる。このような手術によれば、腹部を
大きく切開する必要がないため、創を極めて小さくで
き、術後の回復が早い等のメリットが得られる。このよ
うな手術を行うにあたっては、気体を供給して腹腔を膨
らませることにより人工気腹を形成する気腹装置が利用
されている。このような気腹装置は、腹部に穿刺される
通気器に気体を供給するための気体供給源と、腹腔内の
圧力を検出する圧力センサと、腹腔内圧力を調節する圧
力調節手段と、腹腔内に供給される気体の流量を検出す
る流量センサと、腹腔内に供給される気体の流量を調節
する流量調節手段とを含んで構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の気腹
装置では、流量調節手段として構造が複雑なサーボバル
ブを採用しているため、気腹装置全体の構造が複雑とな
るうえ、装置全体が大型化してしまうという問題があ
る。
【0004】本発明の目的は、簡単な構造でありなが
ら、所定流量を維持しながら気体を腹腔内に供給する気
腹装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、気体供給源か
らの気体をパイプ状の通気器を介して腹腔内に注入する
気腹装置であって、一端が前記通気器に接続されるとと
もに、他端が前記気体供給源に接続される管路と、この
管路の内部を流れる気体の流量を所定の流量に制御する
流量制御部とを備え、前記流量制御部は、前記気体の流
路を絞る絞り部を有し、かつ、この絞り部は、その上流
側の圧力に対する下流側の圧力の比を所定値以下とした
際に、当該絞り部の内部を流れる前記気体の流速が音速
となる断面形状を有していることを特徴とする。以上に
おいて、前記絞り部としては、内部を流れる前記気体の
流速が音速となる範囲で前記流路断面が可変となったも
のが採用できる。また、前記管路は、中間部分に複数の
枝管路を有し、これらの枝管路の各々に前記絞り部が設
けられていることが望ましい。
【0006】このような本発明では、流量制御部の絞り
部を通る気体の流速は、音速を超えることができず、音
速を維持するので、当該気体の流量も音速で流れる際の
流量を超えない。このため、絞り部の上流側の圧力と下
流側の圧力との比率を所定の値以下にすれば、絞り部を
通る気体の流速が音速に定まり、絞り部を通る気体の流
量が所定の値に維持されるようになる。すなわち、図1
に示されるように、腹腔に連通する管路1には、上流側
から気体供給源からの気体の圧力を減圧する減圧弁2
と、絞り部として直径dのオリフィス3と、腹腔に注入
される気体の流量を検出する流量センサ4とが設けられ
ている。そして、腹腔内に気体を注入するにあたり、オ
リフィス3の上流側の圧力をP1 、下流側の圧力を
2 、重力加速度をg、圧力P1 における気体の比重を
1 、断熱係数をκとすると、オリフィス3を流れる気
体の流量Qは、次の数1で表される。
【0007】
【数1】
【0008】数1から、流量Qが最大となるP2 /P1
の値を求めるには、数1の{ }内を微分した式が
「0」となるP2 /P1 の値を求めればよい。具体的に
は、次の数2を解けばよく、この数2の解は、数3のよ
うになる。
【0009】
【数2】
【数3】
【0010】一方、圧力P1 で静止していた気体が加速
されて音速となった時のオリフィス3の出口側圧力をP
C とすると、PC /P1 は、次の数4のように表され
る。
【0011】
【数4】
【0012】P1 を定数とすれば、数3および数4か
ら、流量Qを最大とするP2 は、PCに等しいことがわ
かり、P2 <PC の範囲では、P2 が変動しても、オリ
フィス3を流れる流量は、音速で流れる時の最大流量か
ら変動しない。この最大流量は、次の数5のように表さ
れる。
【0013】
【数5】
【0014】従って、上流側の圧力P1 、および、オリ
フィス3を流れる気体の流量Qを適宜設定しておき、こ
れらの圧力P1 および流量Qを数5に代入してオリフィ
ス3の直径d、すなわち、オリフィス3の流路断面の大
きさを決めれば、オリフィス3内部を流れる気体の流速
を音速に設定できる。また、このようなオリフィス3の
上流側の圧力P1 を所定値に保持しておけば、下流側の
圧力P2 が変動しても、腹腔内に注入される気体の流量
が所定量に維持され、複雑な制御手段が不要となり、こ
れにより前記目的が達成される。なお、腹腔内に注入さ
れる気体の流量が所定量に維持されることから、管路を
流れる流体の、当該気腹装置から腹腔までの圧力損失を
計測し、気体を腹腔内に注入している間にも、計測した
圧力損失に基づいて腹腔の内圧を演算し、その演算結果
を用いて腹腔の内圧を容易に検知できるようになるの
で、本発明は、ガスの供給中においても、腹腔内圧を検
知しながら当該内圧を制御する方式の気腹装置にも適用
できる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。図2には、本実施形態に係る気
腹装置10が示され、この気腹装置10は、気体供給源であ
る炭酸ガスボンベ11の高圧ガスを減圧するとともに、所
定の圧力および流量に維持しながら炭酸ガスを腹腔5に
注入するものである。なお、腹腔5内は、ゲージ圧で8
〜12mmHg程度の圧力に維持される。この気腹装置10に
は、炭酸ガスボンベ11と腹腔5に穿刺された通気器6と
を連結する管路1が設けられている。この管路1には、
上流側から順に、炭酸ガスボンベ11からの高圧ガスを清
浄するためのフィルタ12と、ボンベ11の高圧ガスを減圧
する減圧弁13と、腹腔5に注入する炭酸ガスの流量を所
定量に調節する流量制御部20とが備えられている。ま
た、管路1には、流量制御部20の上流側の圧力P1 を検
出する圧力センサ14と、流量制御部20の下流側の圧力P
2 を検出する圧力センサ15と、腹腔5に供給される炭酸
ガスの流量を検出する流量センサ16とが設けられてい
る。上流側圧力P1 は、オリフィス27〜29を通る炭酸ガ
スの流速が音速となるように設定されている。
【0016】流量制御部20は、管路1中間部分に設けら
れた複数の枝管路21〜23の各々に、電磁弁24〜26と、絞
り部としてのオリフィス27〜29とを設けたものである。
電磁弁24〜26の各々は、枝管路21〜23の下流側の圧力を
制御する圧力制御装置30からの電気信号で動作するもの
であり、通常は閉鎖状態にあり、圧力制御装置30からの
電気信号が入力された時のみ開くようになっている。圧
力制御装置30は、腹腔5の圧力を所定値に維持するため
に、圧力センサ15で検出した圧力P2 に応じて、予め設
定しておいた流量に対応して電磁弁24〜26を開閉させる
ものである。より具体的に説明すると、圧力制御装置30
は、流量制御部20の下流側の圧力P 2 が予め設定してお
いた下限値を下回ると、予め設定していおいた流量に応
じて電磁弁24〜26を開き、圧力P2 が予め設定しておい
た上限値を上回ると、電磁弁24〜26を閉じるように設定
されている。オリフィス27〜29の各々は、図3に示され
るように、枝管路21〜23の各々の内部に設けられた円盤
31に枝管路21〜23よりも小さい直径dの孔32が開けられ
たものである。オリフィス27〜29の孔32の直径d、すな
わち、オリフィス27〜29の流路断面の大きさは、各々所
定の流量となるように設定されている。なお、枝管路21
〜23の内径Dならびにオリフィス27〜29の孔32の直径d
および円盤31の肉厚tは、例えば、D=5.0 mm、d=0.
5 mm、t=0.2 mmに設定することができる。
【0017】このような本実施形態では、手術を開始す
るにあたり、気腹装置10を起動し、腹腔5に対して炭酸
ガスの供給を開始する。炭酸ガスの供給開始には、腹腔
5にガスが全く溜まってなく、圧力制御装置30の下流側
の圧力P2 が下限値よりも低いことから、圧力制御装置
30は、所定の流量となるように電磁弁24〜26を開き、炭
酸ガスの供給を開始する。そして、圧力P2 が、前述の
所定流量の圧力損失値と下限値との和となる値まで上昇
すると、電磁弁24〜26を閉じる。この際、オリフィス27
〜29の各々を流れる気体の流速が音速となり、枝管路21
〜23を流れる気体の流量が所定の値に維持されるので、
供給中の炭酸ガスは、全開状態、中間開度状態、およ
び、最低開度状態の各段階に応じて所定の流量が維持さ
れる。このため、腹腔5内のガスの容積および圧力が所
定の範囲内に維持され、腹腔5に形成される気腹の状態
が安定する。なお、全開状態、中間開度状態、および、
最低開度状態の各段階で供給されるガスの流量は、それ
ぞれ所定の量に維持されることから、管路1を流れるガ
スの圧力センサ15から腹腔5までの圧力損失を予め計測
することが可能となり、ガスを腹腔5内に注入している
間にも、計測した圧力損失に基づいて腹腔5の内圧を正
確に算出できるようになる。
【0018】前述のような本実施形態によれば、次のよ
うな効果がある。すなわち、オリフィス27〜29の各々を
流れる気体の流速を音速とし、枝管路21〜23を流れるガ
スの流量が所定の量を維持するようにしたので、全開状
態、中間開度状態、および、最低開度状態の各段階おけ
る炭酸ガスは、所定の流量を維持するようになり、腹腔
5内のガスの容積および圧力を所定の範囲内に維持で
き、腹腔5に形成される気腹の状態を安定させることが
できる。
【0019】また、オリフィス27〜29を流れるガスの流
速が音速となるように、オリフィス27〜29の各流路断面
を決定し、これにより、気腹装置10が供給する炭酸ガス
の流量を所定の値に維持するようにしたので、気体流量
を所定の値に維持するための可動部分が不要となり、気
腹装置10の構造を簡単ものとできるうえ、気腹装置10を
小型化できる。
【0020】さらに、全開状態、中間開度状態、およ
び、最低開度状態の各段階で供給されるガスの流量がそ
れぞれ所定の量に維持されるようにしたので、管路1を
流れるガスの圧力センサ15から腹腔5までの圧力損失を
予め計測することが可能となり、ガスを腹腔5内に注入
している間にも、計測した圧力損失に基づいて腹腔5の
内圧を正確に演算でき、このことから、腹腔5内の圧力
が正確に所定値を維持するように制御することができ
る。
【0021】以上、本発明について好適な実施形態を挙
げて説明したが、本発明は、この実施形態に限られるも
のでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々
の改良並びに設計の変更が可能である。例えば、絞り部
は、円盤に孔を開けたオリフィスに限らず、下流側に向
かって次第に縮径したいわゆる先細ノズル状のものでも
よい。また、絞り部は、オリフィス等の流路断面が固定
されたものに限らず、ニードル弁等の可変絞り機構を有
するものでもよい。このような可変絞り機構を有するも
のを採用すれば、腹腔に供給する流量や圧力に応じて流
路断面を変更できるので、手術の方式等に応じてガス流
量やガス圧力等の条件が著しく変更されても、絞り部を
交換せずに気腹装置を運用できるという効果が得られ
る。
【0022】さらに、管路としては、中間部分が三系統
に分岐したものに限らず、一系統、二系統、および、四
系統以上に分岐したものでもよく、必要となる流量の切
替段数に応じて適宜分岐すればよい。また、枝管路の各
々に設けられるオリフィスの孔の直径は、同一にする必
要はなく、相互に異ならせてもよい。このようにすれ
ば、組合せを変えることにより、分岐した枝管路の数以
上に多段階の流量切替を行うことができる。
【0023】
【発明の効果】前述のように本発明によれば、簡単な構
造でありながら、腔内に注入される気体の流量を所定量
に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の作用を説明するための模式図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る気腹装置を示す模式
図である。
【図3】前記実施形態の絞り部であるオリフィスを示す
断面図である。
【符号の説明】
1 管路 5 腹腔 6 通気器 10 気腹装置 11 気体供給源としての炭酸ガスボンベ 20 流量制御部 21〜23 枝管路 27〜29 絞り部としてのオリフィス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 俊明 東京都大田区東馬込1−30−4 株式会社 長野計器製作所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】気体供給源からの気体をパイプ状の通気器
    を介して腹腔内に注入する気腹装置であって、 一端が前記通気器に接続されるとともに、他端が前記気
    体供給源に接続される管路と、この管路の内部を流れる
    気体の流量を所定の流量に制御する流量制御部とを備
    え、 前記流量制御部は、前記気体の流路を絞る絞り部を有
    し、かつ、この絞り部は、その上流側の圧力に対する下
    流側の圧力の比を所定値以下とした際に、当該絞り部の
    内部を流れる前記気体の流速が音速となる断面形状を有
    していることを特徴とする気腹装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の気腹装置において、前記
    絞り部は、内部を流れる前記気体の流速が音速となる範
    囲で前記流路断面が可変となったものであることを特徴
    とする気腹装置。
  3. 【請求項3】請求項1または請求項2に記載の気腹装置
    において、前記管路は、中間部分に複数の枝管路を有
    し、これらの枝管路の各々に前記絞り部が設けられてい
    ることを特徴とする気腹装置。
JP7250742A 1995-09-28 1995-09-28 気腹装置 Pending JPH0994251A (ja)

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JP7250742A JPH0994251A (ja) 1995-09-28 1995-09-28 気腹装置

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JP7250742A JPH0994251A (ja) 1995-09-28 1995-09-28 気腹装置

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JPH0994251A true JPH0994251A (ja) 1997-04-08

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015061617A (ja) * 2006-04-20 2015-04-02 アイ.シー. メディカル, インコーポレイテッド 外科的手技のための自動煙排出器および送気システム

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61176609U (ja) * 1985-04-17 1986-11-04
JPH05208016A (ja) * 1991-12-05 1993-08-20 Olympus Optical Co Ltd 気腹装置
JPH06178780A (ja) * 1992-10-16 1994-06-28 Olympus Optical Co Ltd 気腹装置の煙除去システム

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