(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体に穿刺されて生体内に気体を注入するための気体注入装置と気体供給源とに接続され、上記気体供給源からの気体を減圧しながらその流量を調節して上記気体注入装置に送気する送気装置において、
上記気体供給源からの気体を上記気体注入装置に向けて送気するための送気管路と、
上記送気管路を通じて流れる送気流量及び生体腔内圧力の設定値を設定するための設定手段と、
制御信号を受けて上記送気管路を通じて流れる気体の圧力を所定の圧力まで減圧しつつ上記送気管路を通じて流れる気体の流量を調整する圧力調整手段と、
上記圧力調整手段よりも下流側で上記送気管路を流れる気体の流量を計測する流量計測手段と、
外部気体吸引源に接続され、生体腔内の気体を吸引する吸引手段と、
上記吸引手段の動作状態を判別し、上記吸引手段が動作中の状態の時と吸引手段の動作が休止中の状態の時とで、上記圧力調整手段による送気圧力の設定が異なり、各状態に適切な送気圧力になるように設定を変える制御信号を上記圧力設定手段に供給する制御手段とを具備することを特徴とする送気装置。
【請求項２】
請求項１において、上記吸引手段が動作中の状態での上記圧力調整手段による送気圧力を高く設定し、上記吸引手段の動作中の状態での上記圧力調整手段による送気圧力をそれよりも低く設定するものであることを特徴とする送気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体に穿刺されて生体内に気体を注入するための気体注入装置と気体供給源とに接続され、上記気体供給源からの気体を減圧しながらその流量を調節して上記気体注入装置に送気する送気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、患者への侵襲を少なくするために開腹することなく、内視鏡で処置具と処置部位とを観察しながら治療処置を行う、いわゆる腹腔鏡外科手術と呼ばれる手術が多く行われるようになってきた。
【０００３】
この手術は、観察用の内視鏡を腹腔内に導くトラカールと、処置具を処置部位に導くトラカールとを患者の腹部に穿刺して行われる。その際、腹腔内に内視鏡の観察視野や処置空間を確保するため、腹腔内には送気装置によって炭酸ガスなどのガスが注入される。
【０００４】
腹腔内にガスを注入するための送気装置としては、従来から様々なものが提案されている。この種の送気装置では、腹腔内に送られるガスの流量を正確に測定して適正な流量に制御することが極めて重要である。例えば、ドイツ特許ＤＥ３６１１０１８号において開示された送気装置では一本のガス導管に流量計と圧力計と減圧器とが接続されており、ガス導管を通じてガスが気腹針などの気体注入装置を介して体内に供給するようになっている。また、上記減圧器としては電空比例弁を使用して正確な腹腔圧の測定と流量の制御を行っている。上記電空比例弁はマグネットコイルと磁針とから作られた電磁石によって圧力制御用薄膜に作用する減圧バネの力を変化させて圧力を電気的に調節するように構成されたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記ドイツ特許ＤＥ３６１１０１８号に開示された送気装置では、電空比例弁の出力（圧力）を腹腔圧の設定値に調整して送気を行うものである。そして、流量値がしきい値を超えた時、腹腔圧と設定圧と間に差があると判断して、電空比例弁の出力圧力が５０ｍｍＨｇの値に調整されて送気が行われる。
【０００６】
しかしながら、このような制御形態では、種々使用される、気腹針などの気体注入装置の種類に関わらず、電空比例弁の出力圧力が常に５０ｍｍＨｇに調整されて送気が行われるため、抵抗の大きい気体注入装置を使用した場合と、抵抗の小さい気体注入装置を使用した場合とでは流量に違いが出る。従って、術者が抵抗の小さな気体注入装置を使用する際に得られる流量を想定して抵抗の大きな気体注入装置を使用した場合、本来、制御したい流量よりも小さい流量に制御されて送気されることになる。このため、リークなどから腹腔圧の回復時間が術者の意図した時間より多くの時間がかかることになり、術野の確保ができなくなって手術作業に支障を来す場合がある。
【０００７】
本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、接続される気体注入装置の種類や吸引機能の動作状態に関わらず、正確な流量制御を行って生体の内圧を迅速に所望の圧力に設定できる信頼性の高い送気装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、生体に穿刺されて生体内に気体を注入するための気体注入装置と気体供給源とに接続され、上記気体供給源からの気体を減圧しながらその流量を調節して上記気体注入装置に送気する送気装置において、
上記気体供給源からの気体を上記気体注入装置に向けて送気するための送気管路と、
上記送気管路を通じて流れる送気流量及び生体腔内圧力の設定値を設定するための設定手段と、
制御信号を受けて上記送気管路を通じて流れる気体の圧力を所定の圧力まで減圧しつつ上記送気管路を通じて流れる気体の流量を調整する圧力調整手段と、  上記圧力調整手段よりも下流側で上記送気管路を流れる気体の流量を計測する流量計測手段と、
外部気体吸引源に接続され、生体腔内の気体を吸引する吸引手段と、
上記吸引手段の動作状態を判別し、上記吸引手段が動作中の状態の時と吸引手段の動作が休止中の状態の時とで、上記圧力調整手段による送気圧力の設定が異なり、各状態に適切な送気圧力になるように設定を変える制御信号を上記圧力設定手段に供給する制御手段とを具備したものである。
【０００９】
請求項２の発明は上記請求項１の発明において、上記吸引手段が動作中の状態での上記圧力調整手段による送気圧力を高く設定し、上記吸引手段の動作中の状態での上記圧力調整手段による送気圧力をそれよりも低く設定するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１乃至図５を参照して、本発明の一実施形態に係る送気装置について説明する。
【００１１】
図１は本実施形態に係る送気装置としての気腹装置１の全体構成を概略的に示す。この気腹装置１は装置本体２を有する。装置本体２にはガス供給口金３および送気口金４が設けられている。ガス供給口金３には配管ホース５を介して気体供給源であるガスボンベ６が接続される。また、送気口金４には送気チューブ７を介してトラカールや気腹針などの接続機器（気体注入装置）８が接続される。
【００１２】
気体注入を行う接続機器８としては、例えば図１に示すように、内径がｌ２ｍｍのトラカール８ａ、内径が５ｍｍのトラカール８ｂ、気腹針８ｃ等がある。これらの接続機器８は、患者の腹壁に刺入され、気腹装置１側から送気チューブ７を介して供給されるガスを腹腔内に注入する処置が可能なものである。
【００１３】
ここでは、各トラカール８ａ，８ｂを選んで、それに後述する外部気体吸引源へ通じる吸引チューブ２２を接続して使用する。
【００１４】
上記装置本体２内には上記ガス供給口金３から送気口金４側へ送気を行うための送気管路９が配置されている。そして、この送気管路９には、ガス供給口金３側（上流側）から順に、ガス供給圧センサー（メーター）１１、一次減圧器１２、二次減圧器としての電空比例弁１３、及び流量計測部１４が接続されている。
【００１５】
ガス供給圧センサー１１はガスボンベ６から供給されるガス（気体）の圧力を測定し、これにより、送気可能なガス残量を計測して術者に認知させるものである。また、ガス供給圧センサー１１の測定レンジは、例えば、０〜１００ｋｇｆ／ｃｍ2 である。
【００１６】
一次減圧器１２は上記ガスボンベ６から供給されるガスの圧力を２段階で減圧するようになっている。具体的な例として、第１段目の減圧機構で、１０ｋｇｆ／ｃｍ2 に減圧し、２段目の減圧機構で、４ｋｇｆ／ｃｍ2 に減圧する。
【００１７】
電空比例弁１３は、制御部１５からの制御信号によって（制御電圧が印加されて）その弁の開度が調節されるものであり、０〜２４Ｖの制御電圧では上記一次減圧器１２において４ｋｇｆ／ｃｍ2 まで減圧されたガスの圧力を、０〜１００ｍｍＨｇの範囲に減圧して送気流量を０〜５０Ｌ／ｍｉｎの範囲に調節する。
【００１８】
上記送気管路９において、電空比例弁１３と流量計測部１４との間には上記制御部１５によって開閉制御される第１バルブ１６が設けられ、また、上記流量計測部１４の下流側には同じく上記制御部１５によって開閉制御される第２バルブ１７が設けられている。第１バルブ１６と第２バルブ１７の間における上記送気管路９の途中には測定レンジが０〜１０ｍｍＨｇの第１圧力センサー１８ａ及び第２圧力センサー１８ｂが設けられている。
【００１９】
尚、各バルブ１６，１７は制御部１５に対して電気的に接続されており、それらの開閉動作はその制御部１５によって制御される。また、ガス供給圧センサー１１と電空比例弁１３と流量計測部１４と２つの圧力センサー１８ａ，１８ｂも制御部１５に対して電気的に接続されている。
【００２０】
さらに、気腹装置１には外部気体吸引源に接続され、生体腔内の気体の吸引を行う吸引手段が設けられている。すなわち、ピンチバルブ２１を設け、このピンチバルブ２１は上記制御部１５と電気的に接続されている。そして、上記ピンチバルブ２１により生体腔内の気体の吸引を行う動作を作動させたり休止させたりする操作手段を構成する。
【００２１】
上記ピンチバルブ２１の作動部２１ａは装置本体２の前面外表面から外へ突き出して設けられている。この作動部２１ａは吸引チューブ２２の中途部分を挟み込む。吸引チューブ２２の先端は上記トラカール８ａに接続され、吸引チューブ２２の基端は装置本体２の外部に設置された、外部気体吸引源としての吸引ポンプ２３に接続される。
【００２２】
尚、外部気体吸引源としては吸引ポンプ２３の代わりに図示しない病院の壁吸引設備に接続して使用するようにしても良い。
【００２３】
また、気腹装置１の装置本体２の外部側面には入力スイッチ接続用コネクター２５が設けられている。このコネクター２５には装置本体２の外部に設置されたフットスイッチ２６が接続される。
【００２４】
さらに、気腹装置１の装置本体２における前面パネル部には操作部２７が設けられている。この操作部２７は上記制御部１５に電気的に接続され、かつ各種の入力スイッチや表示部を備えている。操作部２７には送気流量及び患者の腹腔圧等が表示される表示部が設けられている。
【００２５】
図２は、設定流量（Ｑ）と、電空比例弁１３の出力圧力（Ｖ）との相関関係を示す線図である。同図２中、符号Ａで示す線は、管路抵抗の小さい内径が１２ｍｍのトラカール８ａを送気チューブ７に接続して送気した場合において、上記電空比例弁１３の出力圧力に対して実際に流すことができる流量の相関関係のＱ−Ｖ線である。
【００２６】
本実施形態の気腹装置１では、この図２に示されるＱ−Ｖ線のデータが記憶部に予め記憶されており、制御部１５はそのデータに基づき操作部２７から入力される流量設定値によって送気開始時の電空比例弁１３の出力圧力を設定する。
【００２７】
次に、上記構成による気腹装置１の動作について説明する。まず、送気チューブ７に所定の接続機器、例えば気腹針８ｃを接続し、この気腹針８ｃを腹壁に穿刺する。そして、操作部２７に設けられた各種の入力スイッチを操作して患者の腹腔内の設定圧（腹腔圧設定値）及び送気すべきガスの設定流量（流量設定値）を設定し、この後、図示しないスタートボタンを操作する。
【００２８】
これにより、各バルブ１６，１７の開閉状態が制御部１５によってそれぞれ制御され、ガスボンベ６から供給されるガスの、送気管路９を通じて流量が制御された上で、気腹装置１から送気チューブ７を介してガスが腹腔内に注入される。
【００２９】
また、送気管路９を通じて供給されるガスの流量の制御は、例えば送気管路９を通じてガスが流れる状態と、送気管路９を通じてのガスの流れが遮断される状態とが繰り返される。より具体的に述べると、制御部１５は圧力センサー１８ａ，１８ｂによって実際の腹腔内の圧力を検知すると共に、操作部２７で予め設定された患者の腹腔内設定圧と、上記実際の腹腔内圧力との差を常時監視し、腹腔内設定圧と実際の腹腔内圧力との差が大きい場合には流量設定値に応じた制御電圧を電空比例弁１３に印加して、その電空比例弁１３を通じて流れるガスの流量を調節する。
【００３０】
一方、この調節を行う過程で、腹腔内設定圧と、実際の腹腔内圧力との差が小さくなったとき、上記電空比例弁１３に印加する制御電圧を小さくして電空比例弁１３を通じて流れるガスの流量を抑えたり、第２バルブ１７の開状態の時間が短くなるように電気信号を出力して腹腔内に流れ込む送気ガス流量が少なくなるように調節する。
【００３１】
また、フットスイッチ２６を踏むことにより、電気信号が入力スイッチ接続用コネクター２５を介して制御部１５に伝達され、制御部１５は吸引動作を開始させる。吸引動作はピンチバルブ２１を作動させ、吸引チューブ２２の潰れを適宜解除することにより、トラカール８ａから腹腔内のガスを吸引ポンプ２３により吸引する。
【００３２】
ここで、吸引機能を使用しない場合の送気制御についての動作を図３を参照しながら説明する。図３は吸引機能を使用しない場合の腹腔圧と電空比例弁１３の出力圧力のタイミングチャートである。
【００３３】
図３で示す如く、時刻ｔ0 で、制御を開始すると、最初、設定圧力と腹腔内圧力との差が大きいので、電空比例弁１３の出力圧力は１００ｍｍＨｇに設定される。
【００３４】
そして、送気が行われることに伴い、腹腔内の圧力が上昇し、その圧力が設定圧力に近づく。これに従い、電空比例弁１３の出力圧力は徐々に低下する。電空比例弁１３の出力圧力は設定圧と腹腔内圧力との差によって決定される。これは予め制御部１５に記憶されている図４において示すＡの直線に基づく。例えば、設定圧と腹腔内圧力との差が２ｍｍＨｇであった場合、電空比例弁１３の出力圧力は２０ｍｍＨｇに設定される。
【００３５】
次に、フットスイッチ２６を使用して行う吸引動作を連動させた場合の送気制御についての動作を図５を参照しながら説明する。図５は腹腔内圧力、電空比例弁１３の出力、吸引動作、及び腹腔圧測定タイミングのチャートである。
【００３６】
このように送気と吸引動作を連動させた場合、腹腔内圧力のレベルを維持するために送気流量を大きくする必要がある。そこで、吸引動作の作動中は通常時と異なるように、電空比例弁１３の出力圧力の制御を行う。つまり、ｔ1 で、フットスイッチ２６が押されると、制御部１５は吸引と送気の連動した動作を開始させる。つまり、ピンチバルブ２１による吸引の制御と、電空比例弁１３を操作することによる送気の制御を同時に開始する。
【００３７】
まず、開始直後の送気は、ｔ1 の直前のＰ0 で測定した腹腔内圧力に関わらずに最大の１００ｍｍＨｇで送気を行う。
一定時間の送気、吸引の後、Ｐ1 で腹腔内圧力の測定を行い、その結果により次のｔ3 で開始する送気における電空比例弁１３の出力圧力を決定する。
【００３８】
この設定圧力と腹腔内圧力との差による電空比例弁１３の出力圧力の決定は予め記憶しておいた図４におけるＢの曲線に基づき決定される。例えば、設定圧力に対し、腹腔内圧力が２ｍｍＨｇ低下した場合、図４のＢの曲線に基づいて電空比例弁１３の出力圧力は８０ｍｍＨｇに設定される。
【００３９】
このように吸引動作の作動中には通常の送気状態より送気流量を大きくすることにより急激に腹腔内圧力を低下させることなく、腹腔内圧力を設定圧力に維持することができる。
【００４０】
以上の如く、本実施形態では吸引動作中には電空比例弁１３の出力圧力を通常の状態より高く設定することが可能になるので、吸引による圧力低下を迅速に回復することができ、速やかな手術を容易に逐行することができるようになる。
【００４１】
尚、本発明は前述した実施形態のものに限定されるものではない。上記実施形態の説明によれば、少なくとも以下に列記する事項及びそれらを任意に組み合わせた事項のものが得られる。
【００４２】
＜付記＞
１．生体に穿刺されて生体内に気体を注入するための気体注入装置と気体供給源とに接続され、上記気体供給源からの気体を減圧しながらその流量を調節して上記気体注入装置に送気する送気装置において、
上記気体供給源からの気体を上記気体注入装置に向けて送気するための送気管路と、
上記送気管路を通じて流れる送気流量及び生体腔内圧力の設定値を設定するための設定手段と、
制御信号を受けて上記送気管路を通じて流れる気体の圧力を所定の圧力まで減圧しつつ上記送気管路を通じて流れる気体の流量を調整する圧力調整手段と、
上記圧力調整手段よりも下流側で上記送気管路を流れる気体の流量を計測する流量計測手段と、
外部気体吸引源に接続され、生体腔内の気体を吸引する吸引手段と、
上記吸引手段の動作状態を判別し、上記吸引手段が動作中の状態の時と吸引手段の動作が休止中の状態の時とで、上記圧力調整手段による送気圧力の設定が異なり、各状態に適切な送気圧力になるように設定を変える制御信号を上記圧力設定手段に供給する制御手段とを具備することを特徴とする送気装置。
【００４３】
２．第１項において、吸引量制御手段が動作中の状態での上記圧力調整手段による送気圧力を高く設定し、吸引量制御手段の動作中の状態での上記圧力調整手段による送気圧力をそれよりも低く設定するものであることを特徴とする送気装置。
３．第１，２項において、上記外部気体吸引源は手術室に設けられている壁吸引装置であることを特徴とする送気装置。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、吸引動作の有無により異なる設定で送気圧力を調節するため、吸引機能と送気動作の的確な連携動作が可能になると共に手術の進行を妨げる圧力低下等の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る気腹装置を概略的に示す説明図。
【図２】上記気腹装置における設定流量（Ｑ）と電空比例弁の出力圧力（Ｖ）との相関関係を示す線図。
【図３】上記気腹装置において吸引機能を使用しない場合にあっての腹腔圧と電空比例弁の出力圧力のタイミングチャート。
【図４】上記気腹装置において設定圧力と腹腔内圧力との差と、電空比例弁の出力圧力の相関関係を示す線図。
【図５】上記気腹装置においてフットスイッチを使用して行う吸引動作を連動させた場合の腹腔内圧力、電空比例弁の出力、吸引動作、及び腹腔圧測定タイミングを示すチャート。
【符号の説明】
１…送気装置としての気腹装置
２…装置本体
３…ガス供給口金
４…送気口金
６…ガスボンベ
７…送気チューブ
８…接続機器
９…送気管路
１１…ガス供給圧センサー
１２…一次減圧器
１３…電空比例弁
１４…流量計測部
１５…制御部
１６…第１バルブ
１７…第２バルブ
２１…ピンチバルブ
２２…吸引チューブ
２３…吸引ポンプ
２５…入力スイッチ接続用コネクター
２６…フットスイッチ
２７…操作部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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