WO2019187189A1

WO2019187189A1 - 気腹装置

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Publication number: WO2019187189A1
Application number: PCT/JP2018/028911
Authority: WO
Inventors: 侑磨糟谷; 上杉　武文; 弘治山岡; 都敏平賀; 真也鳥居; 敬太木村
Original assignee: オリンパス株式会社
Priority date: 2018-03-26
Filing date: 2018-08-01
Publication date: 2019-10-03
Also published as: JPWO2019187189A1; US20210001059A1; US11534561B2; JP6930024B2

Abstract

間欠的に送気を行う気腹装置２は、気体供給源ＧＢから送気される所定の気体を体腔内へ送気するための送気管路３と、設定圧に応じて所定量の気体が送出されるまでの送気時間を測定する送気時間測定部と、送気管路３に設けられ体腔内の圧力を測定する圧力センサ１５と、設定圧と圧力センサ１５において測定された圧力の測定結果とから排気時間を算出する排気時間算出部と、送気時間測定部で測定された送気時間と排気時間算出部で算出された排気時間との差分に応じて気体の送気流量を調整する制御部１１と、を有する。

Description

気腹装置

　本発明は、気腹装置に関し、特に、間欠送気を行う気腹装置に関する。　

　近年、患者への侵襲を小さくする目的で、開腹することなく、治療処置を行う腹腔鏡下外科手術が行われている。この腹腔鏡下外科手術においては、患者の腹部に、例えば観察用の内視鏡を体腔内に導く第１のトラカールと、処置具を処置部位に導く第２のトラカールとが穿刺される。この腹腔鏡下外科手術では、第１のトラカールの挿通孔を介して腹腔内に挿入された内視鏡を用いて、処置部位と第２のトラカールの挿通孔を介して挿入された処置具とを観察しながら処置等が行われる。

　このような腹腔鏡下外科手術においては、内視鏡の視野を確保する目的及び処置具を操作するための領域を確保する目的で、気腹装置が用いられている。気腹装置は、体腔内に気腹用気体として例えば二酸化炭素ガスなどを注入して体腔内の圧力を一定の圧力にして体腔を拡張し、内視鏡の視野や処置具の操作領域を確保する。

　一般的に、気腹装置は、体腔への送気を行う送気チューブを用いて体腔内の圧力測定も行う。このため、体腔内への送気を一定時間行った後に、送気を一旦停止させて体腔内の圧力を測定する。そして、体腔内の圧力が設定圧力に到達するまでこのような間欠送気を行う。

　また、腹腔鏡下外科手術では、処置具等の使用により発生した煙あるいはミストを体外に排出する排気も行われる。そのため、気腹装置は、病院などの施設が有する吸引設備を利用した排気モードも有している。

　例えば、日本国特開平５－３２９１６４号公報には、このような排気モードを有する気腹装置が開示されている。　
　例えば、ユーザがフットスイッチを押すと、気腹装置は、排気モードになる。排気モードになると、体腔内への送気と体外への排気を同時に行うことによって、体腔内を所定の圧力に保っている。排気は、送気の開始と同時に開始され、排気は送気中に終了し、その後送気が終了する。排気が、送気と同時に行われることにより、体腔内の圧力の変動を小さくしている。

　気腹装置からの送気量は、ユーザにより設定される。送気量は、単位時間当たりの流量と、送気時間とにより決定される。間欠送気における送気時の送気量は、ユーザにより設定された流量と時間により設定される。

　一方、排気量は病院の有する吸引設備等の能力によって異なるので、ユーザにより設定することができない。そこで、ユーザは、排気時間を設定することにより、送気量と排気量のバランスの調整を行う。

　しかし、排気は、送気の開始と同時に開始され、送気中に終了するため、送気期間内において、体腔内の圧力の変動が発生する。体腔内の圧力の変動は、術野の変動に繋がり、術者は、処置をし難くなるという問題がある。

　そこで、本発明は、送気と排気が同時に行われるときの体腔内の圧力の変動を抑制する気腹装置を提供することを目的とする。

　本発明の一態様の気腹装置は、間欠的に送気を行う気腹装置において、気体供給源から送気される所定の気体を体腔内へ送気するための送気管路と、設定圧に応じて所定量の気体が送出されるまでの送気時間を測定する送気時間測定部と、前記送気管路に設けられ前記体腔内の圧力を測定する圧力測定部と、前記設定圧と前記圧力測定部において測定された前記圧力の測定結果とから排気時間を算出する排気時間算出部と、前記送気時間測定部で測定された前記送気時間と前記排気時間算出部で算出された前記排気時間との差分に応じて前記気体の送気流量を調整する制御部と、を有する。

本発明の第１の実施の形態に係わる気腹装置を備えた腹腔鏡下外科手術システムの全体構成の一例を説明する図である。本発明の第１の実施の形態に係わる、術中において、フットスイッチが踏まれて排気モードになったときに実行される処理の流れの例を示すフローチャートである。本発明の第１の実施の形態に係わる、術中において、フットスイッチが踏まれて排気モードになったときに実行される処理の流れの例を示すフローチャートである。本発明の第１の実施の形態に係わる、排気モードが開始された後における、体腔内の圧力の変化と、送気及び排気のタイミングを示すグラフである。本発明の第１の実施の形態に係わる、本実施の形態の処理を行わない場合における、排気モードが開始された後における、体腔内の圧力の変化と、送気及び排気のタイミングを示すグラフである。本発明の第２の実施の形態に係わる、術中において、フットスイッチが踏まれて排気モードになったときに実行される処理の流れの例を示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態に係わる、術中において、フットスイッチが踏まれて排気モードになったときに実行される処理の流れの例を示すフローチャートである。本発明の第２の実施の形態に係わる、送気圧が上限値を超えたため、排気がディレイ時間だけ遅れて開始された場合における、体腔内の圧力の変化と、送気及び排気のタイミングを示すグラフである。排気チューブの接続確認のときの体腔内の圧力の変化を示すグラフである。

　以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係わる気腹装置を備えた腹腔鏡下外科手術システムの全体構成の一例を説明する図である。図１に示す腹腔鏡下外科手術システム１は、気腹装置２を含む。気腹装置２は、間欠的に送気を行う。間欠的な送気は、送気を行った後、送気を停止させて体腔内の圧力を測定する測定期間と、送気を行う送気期間とを交互に行うことにより行われる。

　気腹装置２は、患者Ｋの腹腔内の圧力（以下、腔内圧力という）が所定の圧力になるように気体の送気量と排気量を調整する。気腹装置２内には、制御部１１と、減圧器１２と、電空レギュレータ１３と、電磁弁１４と、圧力センサ１５と、流量センサ１６と、電磁弁１７を有している。

　また、気腹装置２には、フットスイッチ１８が接続されている。フットスイッチ１８は、術者が排気を行う指示をするための装置である。フットスイッチ１８は、気腹装置２の制御部１１に接続されている。

　制御部１１は、気腹装置２の各種機能のための処理を実行するプロセッサである。制御部１１は、中央処理装置（以下、ＣＰＵという）、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含み、各機能のためのプログラムがＲＯＭに格納されている。

　ＣＰＵがＲＯＭからプログラムを読み出して実行されることにより、各機能が実現される。　
　なお、制御部１１は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）などのハードウエア回路で構成したプロセッサでもよい。

　制御部１１は、気腹装置２内の各装置と電気的に接続されている。制御部１１は、気腹装置２内の各装置を制御する。具体的には、制御部１１は、圧力センサ１５等のセンサからの信号を受信して各種演算を行って、電空レギュレータ１３等の制御を行う。

　気腹装置２には、高圧ガス用チューブ２１を介して、気体供給源ＧＢ、例えば炭酸ガスボンベ、が接続されている。また、気腹装置２には、患者Ｋの腹腔に挿入されたトラカールＴ１を介して体腔内に炭酸ガスなどの気腹用気体を送気するための送気チューブ２２が接続されている。

　送気管路３には、気体供給源ＧＢから送気される所定の気体を体腔内へ送気するための送気チューブ２２が接続される。

　一方、気腹装置２には、送気管路３のほかに、排気管路４も設けられている。電磁弁１７は、排気管路４に設けられている。気腹装置２には、排気チューブ２３が接続されている。排気チューブ２３は、排気管路４に接続され、患者Ｋの腹腔に挿入されたトラカールＴ２を介して体腔内の煙などを排出するための管路である。

　減圧器１２は、気体供給源ＧＢから供給される高圧の気体を、所定の圧力に減圧する。例えば、気体供給源ＧＢから６ＭＰａ程度の高圧で供給される気体を、０．４ＭＰａ程度にまで減圧する。

　電空レギュレータ１３は、送気管路３内を流れる気体の流量を調整する電空比例弁である。電空レギュレータ１３は、電気駆動弁の一種で、弁部に作用する減圧ばねの力を変化させることにより弁部の開度を電気的に多段階調整する。電空レギュレータ１３は、弁部の開度を電気的に多段階調整することにより減圧率を可変に制御可能して、送気圧を所定の圧力値に調整することができる。制御部１１から入力される制御信号に基づいて、減圧器１２で減圧された炭酸ガスの圧力を、３～１０ｋＰａ程度の範囲内の送気圧に変化させる。

　電磁弁１４は、送気管路３の開閉を行う切替部である。第１の電磁弁としての電磁弁１４は、制御部１１から入力される制御信号に基づいて開閉動作を行う。

　圧力測定部としての圧力センサ１５は、送気管路３内の圧力すなわち腔内圧力を測定する。電磁弁１４が開の状態の場合、すなわち送気中の場合は、電空レギュレータ１３から出力される気体の圧力を計測する。電磁弁１４が閉の状態の場合（送気停止中）は、送気チューブ２２を介して患者Ｋの腔内圧力を測定する。圧力センサ１５での測定結果は、制御部１１へ出力される。

　流量センサ１６は、送気される気体の流量を測定する。ここでは、流量センサ１６は、体腔内に供給される単位時間当たりの炭酸ガスの流量を測定し、測定結果を制御部１１へ出力する。

　送気チューブ２２は、気腹装置２から送出された気体をトラカールＴ１へと導くチューブである。一般的に、柔軟性を有する材質で形成されており、約３ｍ程度の長さを有する。

　排気チューブ２３は、排気管路４に接続され、患者Ｋの腔内の煙などを排出するためのチューブである。排気チューブ２３は、送気チューブ２２と同様のチューブである。

　排気管路４には、電磁弁１７が設けられている。第２の電磁弁としての電磁弁１７は、制御部１１により制御される。

　排気管路４は、吸引チューブ２４により病院の有する吸引設備ＳＦに接続されている。

　電磁弁１７は、排気管路４の開閉を行う切替部である。電磁弁１７は、制御部１１から入力される制御信号に基づいて開閉動作を行う。電磁弁１７が開になると、体腔内の煙などが吸引される。

　トラカールＴ１には、内視鏡３１の挿入部３１ａが挿通可能となっている。内視鏡３１には、ビデオプロセッサ３２と光源装置３３が接続されている。ビデオプロセッサ３２には、モニタ３４が接続されている。内視鏡３１により得られた内視鏡画像は、モニタ３４に表示される。

　トラカールＴ２には、腔内の生体組織の切除などを行う処置具３５が挿通可能となっている。

　よって、腹腔鏡下外科手術は、モニタ３４に表示される内視鏡画像を見ながら、術者は、処置を行うと共に、必要に応じてフットスイッチ１８を踏むことによって気腹装置２を排気モードにして腔内の煙などを排気することができる。

（作用）
　気腹装置２は、術中は、患者Ｋの腔内圧力が所定の圧力になるように気体の送気量を調整する。送気は間欠的に実行され、連続する２つ送気期間の間には、腔内圧力の測定が圧力センサ１５により行われる。制御部１１は、測定された腔内圧力に基づいて、腔内圧力が所定の圧力になる送気量を算出して、電空レギュレータ１３に制御信号を出力する。

　その結果、術中における腔内圧力を一定して、内視鏡の視野及び処置具の操作領域が確保される。

　処置具等の使用により体腔内に煙等が発生すると、術者は、フットスイッチ１８を操作して気腹装置２を排気モードにすることができる。

　次に、その排気モードにおける気腹装置２の動作について説明する。

　図２及び図３は、術中において、フットスイッチ１８が踏まれて排気モードになったときに実行される処理の流れの例を示すフローチャートである。図２及び図３の処理は、制御部１１により実行される。

　なお、排気モードにおける送気量ＱＳ１及び排気量ＱＤ１は、予め設定されている。

　制御部１１は、排気モードになると、圧力センサ１５の出力から腔内圧力を測定する（ステップ（以下、Ｓと略す）１）。

　制御部１１は、排気時間ＴＥを計算する（Ｓ２）。排気時間ＴＥは、術者などのユーザにより予め設定された腔内圧力の設定値と、Ｓ１で得られた腔内圧力値との差に応じて、算出される。例えば、Ｓ１で得られた腔内圧力値が設定値よりも高いときは、排気時間ＴＥを、デフォルトで設定された排気時間よりも長くし、Ｓ１で得られた腔内圧力値が設定値よりも低いときは、排気時間ＴＥを、デフォルトで設定された排気時間よりも短くするように、排気時間ＴＥは調整されて算出される。

　例えば、ｓｐが設定値で、ｐｖが腔内圧力値で、ｘ１が初期値であり、αが係数とすると、排気時間ＴＥは、次の式（１）により算出される。　
　ＴＥ＝α×（ｓｐ－ｐｖ）＋ｘ１　　　・・・（１）
　Ｓ２の後、制御部１１は、送気圧が初期値ｘ２になるように、電空レギュレータ１３の出力を設定する（Ｓ３）。すなわち、排気モードの最初のサイクルＣ１では、電空レギュレータ１３の出力は、送気圧が初期値ｘ２になるように設定される。その結果、電空レギュレータ１３は、設定された初期値ｘ２の送気圧で気体を送気管路３に供給する。　
　なお、排気モードにおける各サイクルにおける送気量の目標値ＱＤは、ユーザによって予め設定される。

　Ｓ３の後、制御部１１は、電磁弁１４と１７に制御信号を送信し、第１の電磁弁である電磁弁１４と、第２の電磁弁である電磁弁１７を開にする（Ｓ４）。　
　Ｓ４の後、制御部１１は、Ｓ２で算出された排気時間ＴＥが経過したかを判定する（Ｓ５）。

　排気時間ＴＥが経過すると（Ｓ５：ＹＥＳ）、制御部１１は、第２の電磁弁である電磁弁１７を閉にする（Ｓ６）。　
　排気時間ＴＥが経過していなければ（Ｓ５：ＮＯ）、制御部１１は、カウンタのインクリメントにより送気時間ＴＳをカウントする（Ｓ７）。よって、Ｓ７の処理は、設定圧である設定値ｓｐに応じて所定量の気体が送出されるまでの送気時間を測定する送気時間測定部を構成する。

　Ｓ７の後、制御部１１は、流量センサ１６の出力から送気流量を算出する（Ｓ８）。

　Ｓ８の後、制御部１１は、送気流量の積算値、すなわち積算流量を計算する（Ｓ９）。積算流量は、時刻ｔ０から積算値である。積算流量は、Ｓ７のカウント値で得られた送気時間ＴＳと、Ｓ８で検出された単位時間当たりの送気流量との乗算により算出される。　
　制御部１１は、Ｓ９で計算された積算流量が目標値ＱＤになったかを判定する（Ｓ１０）。

　Ｓ１０において、積算流量が目標値ＱＤになると（Ｓ１０：ＹＥＳ）、制御部１１は、第１の電磁弁である電磁弁１４を閉じる（Ｓ１１）。　
　Ｓ１１の後、制御部１１は、第１と第２の電磁弁の両方が閉じているかを判定する（Ｓ１２）。

　電磁弁１４と１７の両方が閉じているときは、圧力センサで腔内圧力を測定し（Ｓ１３）、最初のサイクルは終了する。　
　なお、送気時間ＴＳより排気時間ＴＥが長いとき、電磁弁１４は閉じているが、電磁弁１７が開となる状態になる場合がある。その場合、電磁弁１４と１７が閉じていないため、Ｓ１２でＮＯとなり、処理は、Ｓ５へ戻り、排気時間ＴＥが経過すると、電磁弁１７が閉じられる。その結果、Ｓ１２でＹＥＳとなる。

　積算流量が目標値ＱＤになっていないとき（Ｓ１０：ＹＥＳ）、及び第１と第２の電磁弁の両方が閉じていないとき（Ｓ１２：ＮＯ）、処理は、Ｓ５に戻る。　
　ここで、最初のサイクルにおける腔内圧力と、送気及び排気のタイミングを説明する。

　図４は、排気モードが開始された後における、腔内圧力の変化と、送気及び排気のタイミングを示すグラフである。

　排気モードになると、図４において時刻ｔ０のタイミングで、電磁弁１４と１７が開く（Ｓ４）。　
　電磁弁１７が開くことにより、腔内圧力は下がり始める。排気時間ＴＥ１が経過して時刻ｔ１のタイミングで、電磁弁１７が閉じる（Ｓ６）。

　送気流量の積算値が目標値ＱＤになるまで、送気が行われるので、腔内圧力は上がり始める。送気流量の積算値が目標値になると、電磁弁１４が閉じて、最初のサイクルＣ１における送気時間ＴＳ１は終了する。

　図４では、時刻ｔ２のタイミングで電磁弁１４が閉じている。時刻ｔ１とｔ２の時間差は、ΔＴである。すなわち、ΔＴは、送気時間ＴＳ１と排気時間ＴＥ１の差分である。　
　図３に示すように、制御部１１は、Ｓ１３において測定された腔内圧力に基づいて、排気時間ＴＥを計算する（Ｓ１４）。Ｓ１４における排気時間ＴＥの計算方法は、Ｓ２と同じである。

　よって、Ｓ１４の処理は、設定圧の設定値ｓｐと圧力センサ１５において測定された圧力の測定結果とから排気時間ＴＥを算出する排気時間算出部を構成する。

　Ｓ１４の後、制御部１１は、Ｓ７でカウントした送気時間ＴＳと、Ｓ１４で計算した排気時間ＴＥとの差分に応じて、送気圧を計算する（Ｓ１５）。すなわち、Ｓ１５の処理は、送気管路３に設けられ体腔内の圧力を測定する圧力測定部を構成する。　
　例えば、ｘ２が初期値で、βを係数とすると、送気圧Ｐｓは、次の式（２）により計算される。

　Ｐｓ＝β×ΔＴ＋ｘ２　　　　・・・（２）
　制御部１１は、Ｓ１５で計算された送気圧になるように、電空レギュレータ１３の出力を設定する（Ｓ１６）。

　すなわち、制御部１１は、気腹装置２が排気を行う排気モードになると、最初の測定期間における排気時間と送気時間に基づいて気体の送気流量を調整する。

　以上のように、制御部１１は、Ｓ１４からＳ１６の処理により、Ｓ７で測定された送気時間ＴＳとＳ１４で算出された排気時間ＴＥとの差分に応じて気体の送気流量を調整する。

　制御部１１は、送気時間ＴＳが排気時間ＴＥよりも長いときは送気流量を増加し、送気時間ＴＳが排気時間ＴＥよりも短いときは送気流量を減少するように、前記気体の送気流量を調整する。

　図４では、サイクルＣ２における送気流量は、サイクルＣ１における送気流量よりもΔｐｓだけ多い。

　Ｓ１６の後、制御部１１は、図３に示すＳ１７からＳ２６の処理を実行する。図３のＳ１７からＳ２６の処理は、それぞれ図２のＳ４からＳ１３の処理と同じであるので、説明は省略する。

　サイクルＣ２においても、送気時間ＴＳ２と排気時間ＴＥ２の差分Δｔが出る場合がある。よって、図３のＳ２６の後、処理は、Ｓ１４に戻り、３サイクル以降も、Δｔが０になるまで、あるいは所定の値以下になるまで、２サイクル目と同様の動作が行われる。

　図４に示すように、２サイクル目Ｃ２では、Ｓ１５で計算された送気圧になるように、電空レギュレータ１３の出力が設定されるので（Ｓ１６）、送気量は、Δｐｓだけ増加する。

　排気モードにおける送気量の目標値は、予め設定されているので、２サイクル目においてもＳ１０において送気量が目標値になると、送気が停止される。送気量がΔｐｓだけ増加したため、２サイクル目における送気時間ＴＳ２は、前のサイクルＣ１における送気時間ＴＳ１よりも短くなる。

　その結果、図４に示すように、サイクルＣ２において送気が開始された後の腔内圧力の下がり方ｄｓは緩やかになり、サイクルＣ２における腔内圧力の低下量Δｐ２は、前のサイクルＣ１における腔内圧力の低下量Δｐ１よりも小さくなる。

　よって、間欠送気において排気モードにおいて、腔内圧力の変動が抑制される。　
　なお、図５は、本実施の形態の処理を行わない場合における、排気モードが開始された後における、腔内圧力の変化と、送気及び排気のタイミングを示すグラフである。

　図５に示すように、２回目以降のサイクルにおいて、送気圧は変わらないため、腔内圧力の変動は、抑制されていない。　
　以上のように、上述した実施の形態によれば、送気と排気が同時に行われるときの腔内圧力の変動を抑制する気腹装置を提供することができる。

（第２の実施の形態）
　第１の実施の形態では、送気時間と排気時間の差分に応じて、次のサイクルにおける送気圧を上げ、単位時間当たりの送気流量を増加させることによって、排気期間における腔内圧力の変動を抑制している。しかし、送気圧には上限及び下限があるため、腔内圧力の変動が抑制できない場合がある。

　本実施の形態は、このような送気圧には上限及び下限があっても、腔内圧力の変動を抑制できる気腹装置に関する。　
　本実施の形態の気腹装置の構成は、図１に示すような第１の実施の形態と気腹装置の構成と同じであるので、説明は省略する。以下、第２の実施の形態の気腹装置について、第１の実施の形態と異なる排気モード時の処理の流れについて説明する。

　最初のサイクルにおける処理は、第１の実施の形態の図２に示す処理と同じである。本実施の形態の２回目以降のサイクルにおける処理が、第１の実施の形態の図３とは異なる。

　なお、図６及び図７において、第１の実施の形態の図２及び図３中のステップと同じ処理については、図２及び図３中のステップ番号を付して説明は省略する。　
　図６及び図７は、術中において、フットスイッチ１８が踏まれて排気モードになったときに実行される処理の流れの例を示すフローチャートである。図６及び図７の処理は、制御部１１により実行される。

　次に、その排気モードにおける気腹装置２の動作について説明する。　
　本実施の形態においても、術中において、フットスイッチ１８が踏まれて排気モードになると、第１の実施の形態で説明した図２の処理が最初に実行される。よって、最初のサイクルＣ１における処理は、第１の実施の形態と同じなので、説明は省略する。

　２回目のサイクルＣ２の処理が開始されると、制御部１１は、図６及び図７の処理を実行する。　
　図６及び図７は、２回目以降のサイクルにおける処理の流れの例を示すフローチャートである。図６及び図７の処理は、制御部１１により実行される。

　図６の処理は、図３の処理と略同じであるが、処理Ｓ３１が追加されている点で図３とは異なる。図６において、図３と同じ処理Ｓ１４からＳ２６については、説明は省略する。

　Ｓ２６において、腔内圧力が測定された後、制御部１１は、送気圧が上又は下限値を超えたかを判定する（Ｓ３１）。送気圧が上限値あるいは下限値を超えているとき（Ｓ３１：ＹＥＳ）、図７の処理が実行される。

　図７において、制御部１１は、Ｓ２６において測定された腔内圧力に基づいて、排気時間を計算する（Ｓ４１）。　
　続いて、制御部１１は、Ｓ２０でカウントした送気時間と、Ｓ４１で計算した排気時間との差分に応じて、送気圧を計算する（Ｓ４２）。

　制御部１１は、送気圧が上又は下限値を超えたかを判定する（Ｓ４３）。すなわち、電空レギュレータ１３により設定された送気圧が上限値を上回ったあるいは下限値を下回ったかが判定される。

　送気圧が上又は下限値を超えた場合（Ｓ４３：ＹＥＳ）、制御部１１は、排気の開始のタイミングのディレイ時間ｄｘを計算する（Ｓ４４）。

　排気の開始のタイミングのディレイ時間ｄｘは、例えば、次の式（３）により算出される。　
　ｄｘ＝ΔＴ／２　　　・・・（３）
　すなわち、送気時間ＴＳと排気時間ＴＥの差分の半分が、ディレイ時間ｄｘとなる。

　ディレイ時間ｄｘが正値であるときは、送気圧が上限値に達していて、それ以上送気量を増加できない状況であることを意味する。　
　ディレイ時間ｄｘが負値であるときは、送気圧が下限値に達していて、それ以上送気量を減少できない状況であることを意味する。

　ディレイ時間ｄｘは、ディレイ時間ｄｘに対応するディレイカウント値として所定のカウンタに設定され、その後、当該サイクル中、時間経過と共に減算される。送気開始の時刻からディレイ時間ｄｘが経過していなければ、ディレイカウント値は、０よりも大きい。送気開始の時刻からディレイ時間ｄｘが経過していれば、ディレイカウント値は、０以下となる。

　次に、制御部１１は、電空レギュレータ１３の出力の設定を行う（Ｓ４５）。送気圧が上限値を上回っているときは、電空レギュレータ１３の出力は、送気圧が送気の上限値と一致する出力に設定される。送気圧が下限値を下回っているときは、電空レギュレータ１３の出力は、送気圧が送気の下限値と一致する出力に設定される。

　次に、制御部１１は、ディレイ時間ｄｘが０を超えているかを判定する（Ｓ４６）。　
　ディレイ時間ｄｘが０を超えているとき（Ｓ４６：ＹＥＳ）、制御部１１は、第１の電磁弁である電磁弁１４を開く（Ｓ４７）。すなわちディレイ時間ｄｘが正値であるとき（Ｓ４６：ＹＥＳ）、電磁弁１４が開かれ、送気が排気よりも先に行われる。

　ディレイカウント値が０を超えていないとき（Ｓ４６：ＮＯ）、制御部１１は、第２の電磁弁である電磁弁１７を開く（Ｓ４８）。すなわちディレイカウント値が負値であるとき（Ｓ４６：ＮＯ）、電磁弁１７が開かれ、排気が送気よりも先に行われる。

　Ｓ４７の後、制御部１１は、排気の開始のディレイ時間ｄｘが経過したかを判定する（Ｓ４９）。排気の開始のディレイ時間ｄｘが経過すると（Ｓ４９：ＹＥＳ）、制御部１１は、電磁弁１７を開き（Ｓ５１）、排気を開始する。

　Ｓ４８の後、制御部１１は、排気の開始のディレイ時間ｄｘが経過したかを判定する（Ｓ５０）。排気の開始のディレイ時間ｄｘが経過すると（Ｓ５０：ＹＥＳ）、制御部１１は、電磁弁１４を開き（Ｓ５２）、送気を開始する。　
　排気の開始のディレイ時間ｄｘが経過するまで、電磁弁１７あるいは１４は開かれない。

　以上のように、Ｓ４４からＳ５２の処理は、送気時間と排気時間の開始のタイミングを調整する開始タイミング調整部を構成する。制御部１１は、その調整されたタイミングだけ、送気時間又は排気時間の開始タイミングをずらす。

　Ｓ５１及びＳ５２の後は、Ｓ５３からＳ６１の処理が実行される。図７のＳ５３からＳ６１の処理は、第１の実施の形態の図３のＳ１８からＳ２６の処理と同じである。すなわち、排気時間ＴＥが経過するまで電磁弁１７は開いた状態で、排気時間ＴＥが経過すると電磁弁１７は閉じる（Ｓ５４）。

　また、送気量が目標値になるまで、電磁弁１４は開いた状態で、送気量が目標値になると電磁弁１４は閉じる（Ｓ５９）。　
　電磁弁１４と１７の両方が閉じると（Ｓ６０：ＹＥＳ）、制御部１１は、圧力センサ１５の出力から腔内圧力を測定し、処理は、Ｓ４１に戻る。

　３回目以降のサイクルにおいて、送気圧が上又は下限値を超えているとき（Ｓ４３：ＹＥＳ）、制御部１１は、Ｓ４４以降の処理を実行する。　
　３回目以降のサイクルにおいて、送気圧が上又は下限値を超えないとき（Ｓ４３：ＮＯ）、処理は、図６のＳ１４に戻る。

　図８は、送気圧が上限値を超えたため、排気がディレイ時間ｄｘだけ遅れて開始された場合における、腔内圧力の変化と、送気及び排気のタイミングを示すグラフである。

　図８に示すように、３回目以降のサイクルにおいて、送気圧は変わらないため、腔内圧力の変動は、抑制されていない。送気圧は上限値に達しているため、送気流量は、最大値ｐｍである。

　しかし、ディレイ時間ｄｘが設定されたため、排気の開始がディレイ時間ｄｘだけ遅れている。　
　さらに、ディレイ時間ｄｘは、上記の式（３）から、排気が、送気期間のちょうど中央で行われるように算出されている。

　よって、腔内圧力Ｐは、送気の開始直後は上昇して、設定値ｓｐよりも大きくなり、排気が始まると低下する。排気は送気期間の途中で行われるため、腔内圧力Ｐの変動は、設定値ｓｐを中心に上下するため、設定値ｓｐからの腔内圧力Ｐのずれ量Δｐが、小さい。

　特に、式（３）により、排気期間の半分のタイミングは、送気期間の中央の時刻ｔｃのタイミングと一致しているので、設定値ｓｐからの腔内圧力Ｐのずれ量Δｐが、最も小さくなる。

　すなわち、制御部１１は、送気時間ＴＳと排気時間ＴＥが一致しないとき、排気時間ＴＥの半分のタイミングが、送気時間ＴＳの半分のタイミングと一致するように、送気時間ＴＳ又は排気時間ＴＥの開始タイミングを調整する。

　図８は、送気圧が上限値を上回った場合を示すが、送気圧が下限値を下回ったときは、送気は排気期間の途中で行われるため、腔内圧力Ｐの変動は、設定値ｓｐを中心に上下するため、設定値ｓｐからの腔内圧力Ｐのずれ量Δｐが、小さい。

　以上のように、上述した実施の形態によれば、送気と排気が同時に行われるときの腔内圧力の変動を抑制する気腹装置を提供することができる。

　なお、第１及び第２の実施の形態において、排気チューブ２３が適切に気腹装置２に接続されていなければ、腔内の気体の排気が適切に行われないため、排気チューブ２３の接続状態の確認処理が行われる。

　そこで、処置の開始前に、制御部１１は、次のような排気チューブ２３の接続確認処理を実行する。　
　制御部１１は、電磁弁１７を開き、所定のタイミングで腔内圧力を測定し、その腔内圧力の低下の傾きを算出する。

　図９は、排気チューブ２３の接続確認のときの腔内圧力の変化を示すグラフである。　
　制御部１１は、電磁弁１４を開にして腔内圧力Ｐを所定の圧力ｐ０にした後、時刻ｔ０において電磁弁１７を開にすると、図９に示すように腔内圧力Ｐは低下し始める。

　制御部１１は、圧力センサ１５の信号から所定の周期で腔内圧力Ｐを測定する。所定の周期は、ここでは１０ｍｓ（ミリ秒）である。　
　排気チューブ２３が気腹装置２に正しく接続されていれば、電磁弁１７を開にした後、所定の期間経過後に所定の圧力値になる。しかし、排気チューブ２３が気腹装置２に正しく接続されていなければ、電磁弁１７を開にした後、所定の期間経過前に所定の圧力値以下になる。

　よって、制御部１１は、電磁弁１７を開にした後の経過時間と腔内圧力Ｐに基づいて、排気チューブ２３が気腹装置２に正しく接続されているかを判定することができる。

　しかし、制御部１１は、腔内圧力Ｐが所定の圧力になったときに電磁弁１７を閉にするが、電磁弁１７には、閉の制御信号を受信してから電磁弁１７が完全に閉になるまでの遅れ、すなわち閉ディレイがある。

　そのため、腔内圧力Ｐが所定の圧力ＰＥになった後に制御部１１が電磁弁１７を閉の制御信号を出力しても、腔内圧力Ｐは、閉ディレイにより所定の圧力ＰＥよりも低くなってしまう。腔内圧力Ｐが不必要に低下すると、術野の変化も大きくなってしまう。

　そこで、ここでは、制御部１１は、腔内圧力Ｐの時間的変化から、閉ディレイを考慮して腔内圧力Ｐが所定の圧力ＰＥになるまでの時間を推定し、腔内圧力Ｐが所定の圧力になる前に閉の制御信号を電磁弁１７へ出力する。　
　その結果、腔内圧力Ｐが不必要に低下することがない。

　図９に示すように、制御部１１は、所定の周期で腔内圧力Ｐを測定し、次の式（４）に基づき、腔内圧力Ｐの低下量ｐｅｓｔを推測する。　
　ここでは、電磁弁１７の閉ディレイが３０ｍｓであるとする。そのため、式（４）により、閉ディレイを考慮して推測した腔内圧力Ｐの低下量ｐｅｓｔが算出される。

　ｐｅｓｔ＝（ｐ（ｉ－３）－ｐ（ｉ－２））＋（（ｐ（ｉ－３）－ｐ（ｉ－１））／２）＋（（ｐ（ｉ－３）－ｐｉ））／３）　　　・・・（４）
　ここで、ｐｉは、現時点で測定された腔内圧力であり、ｐ（ｉ－１）は、現時点よりの１つ前に測定された腔内圧力であり、ｐ（ｉ－２）は、現時点よりの２つ前に測定された腔内圧力であり、ｐ（ｉ－３）は、現時点よりの３つ前に測定された腔内圧力である。

　所定の圧力Ｐｅｓｔは、排気チューブ２３の接続確認のために電磁弁１７を開にして、所定期間経過後に達するとされる圧力であり、予め決められた値である。　
　制御部１１は、所定の周期ここでは１０ｍｓ毎に、上記式（４）により、低下量ｐｅｓｔを推測する。

　そして、制御部１１は、次の式（５）が満たされるか否かを判定する。　
　Ｐｅｓｔ＝ｐｅｓｔ＋（ｐ０－ｐｉ）　　　・・・（５）
　Ｐｅｓｔは、所定の圧力ＰＥと、電磁弁１７を開く前の腔内圧力ｐ０との差分である。

　式（５）を満たすとき、図９に示すように、閉ディレイ、ここでは３０ｍｓ後に所定の圧力ＰＥになるので、制御部１１は、電磁弁１７の閉ディレイＤ１を考慮して、時刻ｔ１２において電磁弁１７に閉の制御信号を出力する。その結果、時刻ｔ１２から閉ディレイＤ１後の時刻ｔ１３に、腔内圧力Ｐは所定の圧力ＰＥになり、腔内圧力Ｐが所定の圧力ＰＥよりも低下しない。

　なお、図９において、Ｄ２は、電磁弁１７の開ディレイを示す。　
　よって、以上のような処理を行うことにより、排気チューブ２３の接続状態の確認のために、腔内圧力Ｐが不必要に低下せず、術野が大きく変化することを回避することができる。

　本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

　本出願は、２０１８年３月２６日に日本国に出願された特願２０１８－５８７９７号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものとする。

Claims

　間欠的に送気を行う気腹装置において、
　気体供給源から送気される所定の気体を体腔内へ送気するための送気管路と、
　設定圧に応じて所定量の前記気体が送出されるまでの送気時間を測定する送気時間測定部と、
　前記送気管路に設けられ前記体腔内の圧力を測定する圧力測定部と、
　前記設定圧と前記圧力測定部において測定された前記圧力の測定結果とから排気時間を算出する排気時間算出部と、
　前記送気時間測定部で測定された前記送気時間と前記排気時間算出部で算出された前記排気時間との差分に応じて前記気体の送気流量を調整する制御部と、
を有する気腹装置。
　前記制御部は、前記送気時間が前記排気時間よりも長いときは前記送気流量を増加し、前記送気時間が前記排気時間よりも短いときは前記送気流量を減少するように、前記気体の前記送気流量を調整する、請求項１に記載の気腹装置。
　前記間欠的な送気は、前記送気を行った後、前記送気を停止させて前記体腔内の前記圧力を測定する測定期間と、前記送気を行う送気期間とを交互に行うことにより行われ、
　前記制御部は、前記気腹装置が前記排気を行う排気モードになると、最初の前記測定期間における前記排気時間と前記送気時間に基づいて前記気体の前記送気流量を調整する、請求項２に記載の気腹装置。
　前記制御部は、前記送気時間と前記排気時間の開始のタイミングを調整する開始タイミング調整部を有し、
　前記制御部は、前記開始タイミング調整部において調整されたタイミングだけ、前記送気時間又は前記排気時間の開始タイミングをずらす、請求項１に記載の気腹装置。
　前記制御部は、前記送気時間と前記排気時間が一致しないとき、前記排気時間の半分のタイミングが、前記送気時間の半分のタイミングと一致するように、前記送気時間又は前記排気時間の開始タイミングを調整する、請求項４に記載の気腹装置。
　前記制御部は、前記送気時間と前記排気時間の開始のタイミングを調整する開始タイミング調整部を有し、
　前記制御部は、前記送気流量が上限値又は下限値に達しており、前記送気時間と前記排気時間が一致しないとき、前記排気時間の半分のタイミングが、前記送気時間の半分のタイミングと一致するように、前記送気時間又は前記排気時間の開始タイミングを調整する、請求項２に記載の気腹装置。