吸入麻酔装置、吸気ガスの流量変更方法及び吸気ガスの麻酔薬濃度変更方法
【課題】 麻酔薬を含有した麻酔ガスや空気などの吸気ガスを必要に応じて大量に送気して、麻酔の導入や麻酔からの覚醒をすばやく行うことができるとともに、吸気ガスの流量や麻酔薬濃度の変更をスムーズに行うことができる吸入麻酔装置を提供する。
【解決手段】 気管接続部２に、吸気経路３と呼気経路４とが設けられ、吸気経路３には、ガスを供給するポンプ５と、ガス流量を調整するマスフローコントローラ６と、ガスに麻酔薬を供給する麻酔薬供給手段７とが設けられ、呼気経路４には、気管接続部２での吸気動作と呼気動作とを切り替える呼気弁１０が設けられ、吸気経路３には、マスフローコントローラ６を通過せずに前記ガスを供給できるバイパス回路１３が設けられるとともに、麻酔薬供給手段７の下流側に切替弁９を介して分岐路１６が形成され、分岐路１６に、大量のガスを供給できる大量ガス供給手段１７が備えられていることを特徴とする。
【解決手段】 気管接続部２に、吸気経路３と呼気経路４とが設けられ、吸気経路３には、ガスを供給するポンプ５と、ガス流量を調整するマスフローコントローラ６と、ガスに麻酔薬を供給する麻酔薬供給手段７とが設けられ、呼気経路４には、気管接続部２での吸気動作と呼気動作とを切り替える呼気弁１０が設けられ、吸気経路３には、マスフローコントローラ６を通過せずに前記ガスを供給できるバイパス回路１３が設けられるとともに、麻酔薬供給手段７の下流側に切替弁９を介して分岐路１６が形成され、分岐路１６に、大量のガスを供給できる大量ガス供給手段１７が備えられていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人または動物に麻酔薬を含む吸気ガスを吸入させて麻酔を施行するための吸入麻酔装置と、この吸入麻酔装置を使用した場合の吸気ガスの流量変更方法及び吸気ガスの麻酔薬濃度変更方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、主に人間に対して麻酔を施行する際に使用される吸入麻酔装置として、酸素ガスや笑気ガス及び空気などのキャリアガスに揮発性麻酔薬を混合して麻酔ガスを供給する麻酔器本体と、該麻酔器本体から供給される麻酔ガスを、患者の呼気から炭酸ガスを吸収除去した後の循環気に混入し吸気ガスとして患者に送る麻酔循環回路とを備えたものが知られている。
【０００３】
一方、マウス等の小動物に対して麻酔を施行する場合には、人間に比べて呼吸時に吸入するガス量が小さく、かつ、呼吸回数が多いため、上記の人間用の吸入麻酔装置をそのまま適用することは困難であった。そのため、従来は、密閉されたボックス内にマウス等を収容しておき、このボックス内に麻酔ガスを供給して麻酔を導入した後、マウス等をボックスの外に出して手術等の処置を行い、麻酔が覚めてきた場合には、麻酔薬をガーゼに浸して鼻の近くにあてがうか、あるいは、マスクにより麻酔ガスを鼻の近くに供給して麻酔を維持していた。また、人工呼吸が必要な場合には、マウス等の吸入ガス量に合わせた人工呼吸器に接続することが行われていた。
【０００４】
マウス等の小動物用の人工呼吸器としては、一定容量の吸気ガスを送気する容量規定式のものや気管内圧力を測定して、この圧力が予め設定された圧力に維持されるようにした圧力規制式のものがあるが、これら従来の人工呼吸器は、吸入麻酔を施行しながら使用できるものではなかった。
そこで、特許文献１では、吸入麻酔を施行しながら人工呼吸を行うことができるものとして、小動物の気管に接続される気管接続部と、この気管接続部に吸気ガスを供給する吸気経路と、気管接続部から排出される呼気ガスが通過する呼気経路とを備えた小動物用人工呼吸器に、揮発性麻酔液の気化ユニットを設けたものが提案されている。
【特許文献１】特開２００５−２３０５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載された人工呼吸装置では、吸気経路に、気管接続部に接続された動物等の呼吸に合わせてガス流量を精度良く調整するためのマスフローコントローラが配置されており、低流量における精度を確保するためには、吸気経路に大量の麻酔ガスを流通させることができず、麻酔を導入するまでに多くの時間を有していた。
また、麻酔を施行した状態から覚醒させる際に、麻酔薬の供給を中止しても吸気ガス中の麻酔薬濃度はすぐには低下せず、覚醒までに時間が掛かってしまうといった問題があった。
【０００６】
また、吸気ガスの流量を変更する場合には、麻酔薬の供給量を合わせて変更する必要があるが、通常、流量調整に比べて麻酔薬の供給量の調整には時間が掛かるため、麻酔量の供給量を調整しても直ちに吸気ガス中の麻酔薬濃度を変更することができない。このため、吸気ガスの流量を減少させた場合には、一時的に吸気ガス中の麻酔薬濃度が過度に高くなってしまい、逆に、吸気ガスの流量を増加させた場合には、一時的に吸気ガス中の麻酔薬濃度が過度に低くなってしまうといった問題があった。
【０００７】
また、吸気ガス中の麻酔薬濃度を変更する場合には、麻酔薬の供給量を調整しても、吸気経路等の内部に変更前の麻酔薬濃度である吸気ガスが貯留されているため、直ちに麻酔薬濃度は変化せず、変更後の麻酔薬濃度になるまでに相当の時間を要してしまうといった問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、麻酔薬を含有した麻酔ガスや空気などの吸気ガスを必要に応じて大量に送気して、麻酔の導入や麻酔からの覚醒をすばやく行うことができるとともに、吸気ガスの流量や麻酔薬濃度の変更をスムーズに行うことができる吸入麻酔装置と、この吸入麻酔装置を用いた吸気ガスの流量変更方法及び吸気ガスの麻酔薬濃度変更方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、この発明に係る吸入麻酔装置は、気管に接続される気管接続部を有し、該気管接続部に吸気ガスを供給する吸気経路と、前記気管接続部から排出される呼気ガスが流通される呼気経路とが設けられ、前記吸気経路には、ガスを供給するポンプと、前記ガスの流量を調整するマスフローコントローラと、前記ガスに麻酔薬を供給する麻酔薬供給手段とが設けられ、前記呼気経路には、気管接続部での吸気動作と呼気動作とを切り替える呼気弁が設けられた人工呼吸機能を備えており、前記吸気経路には、前記マスフローコントローラを通過せずに前記ガスを供給できるバイパス回路が設けられるとともに、前記麻酔薬供給手段の下流側に切替弁を介して分岐路が形成され、該分岐路に、大量のガスを供給できる大量ガス供給手段が備えられていることを特徴としている。
【００１０】
この構成の吸入麻酔装置では、マスフローコントローラを通過せずにガスを供給できるバイパス回路が設けられているので、マスフローコントローラの最大流量を越えた大流量のガスを送気することができる。また、大流量のガスがマスフローコントローラを通過しないので、マスフローコントローラを、気管接続部に接続された動物が呼吸する際に吸入するガス量に合わせた範囲で使用することができ、吸気ガス流量を精度良く調整することができる。
【００１１】
また、麻酔薬供給手段の下流側に切替弁を介して分岐路が形成され、該分岐路に、大量のガスを供給できる大量ガス供給手段が備えられているので、バイパス回路を経由したガスをこの大量ガス供給手段から動物等に供給することができる。例えば、この大量ガス供給手段として麻酔室を設けた場合には、この麻酔室内にマウス等の小動物を収容して麻酔ガスを大量に供給することですばやく麻酔を導入させることができる。
一方、気管接続部に配置された動物等を麻酔から覚醒させる際には、前記バイパス回路を使用して大量の空気等を吸気経路内に流通させることで、吸気経路等の内部に残存している麻酔薬が混入したガスを空気等にすばやく置換して、空気等を麻酔室に送気することができるので、再び麻酔室に収容した動物等を麻酔から短時間で覚醒させることができる。
【００１２】
また、麻酔薬供給手段を、揮発性麻酔液を気化させる気化室と、該気化室に接続された送薬管と、前記揮発性麻酔液を供給する注入ポンプとで構成したものとすることにより、気化室への麻酔液の注入量を注入ポンプで調整することで、吸気ガス中の麻酔薬濃度を調整可能である。
【００１３】
ここで、前記注入ポンプとして、シリンジポンプを採用することが好ましい。揮発性麻酔液には腐食性を有するものがあり、麻酔液と直接接触する部分の耐久性が問題となるが、シリンジポンプであれば、麻酔液が貯留されたシリンジ部分を使い捨てすることができるので、長時間の耐久性を考慮する必要がない。また、品質管理されているシリンジポンプを使用できるため、精度良く麻酔液を注入することができる。
【００１４】
また、前記気化室に接続された前記送薬管に、液体の有無を確認する液体検出手段を配置することにより、この麻酔薬供給手段を稼動させる前に、液体検出手段によって麻酔液が検知されるまで麻薬液を気化室側に短時間で送液して、送薬管内を麻酔液で充填しておくことが可能となる。したがって、麻酔薬供給手段を稼動させた際に、すぐに麻酔液が気化室内に供給され、吸気ガス中にすばやく麻酔薬を供給することができる。
【００１５】
また、前記呼気弁から排出される前記呼気ガスを前記分岐路へと導入するための導入経路を形成し、該導入経路と前記分岐路との接続部分の下流側に、ガス中の麻酔薬濃度を測定するガス濃度センサを配置することにより、分岐路を介して大量ガス供給手段から大量のガスを供給する場合には、このガス濃度センサによってガス中の麻酔薬濃度を測定することができるとともに、気管接続部を介して人工呼吸を行いながら麻酔を施行する際には、気管接続部からの呼気ガス中の麻酔薬濃度をこのガス濃度センサによって測定することができる。
【００１６】
このように呼気ガスの麻酔薬濃度を測定することにより、気管接続部に接続された動物等の状態を確認することができ、麻酔状態を確認するために必要な情報を得ることができる。さらに、上記ガス濃度センサとして赤外線吸収型のものを使用した場合には、炭酸ガス濃度の測定を行うことができるので、呼気ガス中の炭酸ガス濃度をモニタリングして人工呼吸器による換気状態を確認することができる。
【００１７】
上述した構成の吸入麻酔装置を用いて吸気ガスの設定流量を減少させる場合には、変更前流量と変更後流量との流量差に応じて、予め準備されたバイパス使用時間を選択し、前記バイパス回路を用いて設定濃度よりも低い麻酔薬濃度のガスを、前記バイパス使用時間流通した後に、変更後流量に合わせた麻酔薬供給量に変更することが好ましい。このようにして設定流量を減少させることにより、ガス流量を減少した際に麻酔薬濃度が一時的に設定濃度よりも過度に高くなってしまうことを防止できる。
【００１８】
一方、上記の吸入麻酔装置を用いて吸気ガスの設定流量を増加させる場合には、変更前流量と変更後流量との流量差に応じて、予め準備されたバイパス使用時間を選択し、前記バイパス回路を用いて設定濃度よりも高い麻酔薬濃度のガスを、前記バイパス使用時間流通した後に、変更後流量に合わせた麻酔薬供給量に変更することが好ましい。このようにして設定流量を増加させることにより、ガス流量を増加した際に麻酔薬濃度が一時的に設定濃度よりも過度に低くなってしまうことを防止できる
【００１９】
また、上記の吸入麻酔装置を用いて吸気ガス中の麻酔薬濃度を低下させる場合には、変更前濃度と変更後濃度との濃度差に応じて、予め準備されたバイパス使用時間を選択し、前記バイパス回路を用いて前記変更後濃度よりも低い麻酔薬濃度のガスを、前記バイパス使用時間流通した後に、変更後濃度に合わせた麻酔薬供給量に変更することが好ましい。このようにして麻酔薬濃度を変更することにより、吸気経路等の内部に貯留されたガスを置換した上でガス中の麻酔薬濃度を調整できるので、麻酔薬濃度の低下を短時間に行うことができる。
【００２０】
一方、上記の吸入麻酔装置を用いて吸気ガス中の麻酔薬濃度を上昇させる場合には、変更前濃度と変更後濃度との濃度差に応じて、予め準備されたバイパス使用時間を選択し、 前記バイパス回路を用いて前記変更後濃度よりも高い麻酔薬濃度のガスを、前記バイパス使用時間流通した後に、変更後濃度に合わせた麻酔薬供給量に変更することが好ましい。このようにして麻酔薬濃度を変更することにより、吸気経路等の内部に貯留されたガスを置換した上でガス中の麻酔薬濃度を調整できるので、麻酔薬濃度の上昇を短時間に行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、麻酔薬を含有した麻酔ガスや空気などの吸気ガスを必要に応じて大量に送気して、麻酔の導入や麻酔からの覚醒をすばやく行うことができるとともに、吸気ガスの流量や麻酔薬濃度の変更をスムーズに行うことができる吸入麻酔装置と、この吸入麻酔装置を用いた吸気ガスの流量変更方法及び吸気ガスの麻酔薬濃度変更方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施形態について添付した図面を参照して説明する。図１に本発明の実施形態である吸入麻酔装置の回路構成図を示す。
この吸入麻酔装置１は、マウス等の小動物に麻酔を施行するために最適なものであり、小動物の気管に接続される気管接続部２と、この気管接続部２に吸気ガスを供給する吸気経路３と、気管接続部２から排出される呼気ガスを流通する呼気経路４とを有している。
【００２３】
吸気経路３の一端には、空気を吸気経路３内へ送気するポンプ部５が配置され、このポンプ部５よりも気管接続部２側（下流側）に、ポンプ部５から送気される空気の流量を調整するサーマルマスフローコントローラ６が配置されており、吸気経路３内に一定の流量の空気を供給できるように構成されている。
このサーマルマスフローコントローラ６よりも気管接続部２側（下流側）には、送気された空気に麻酔薬を混入するための麻酔薬供給手段７と、吸気経路３内の過剰圧力を逃がすための逃し弁８と、切替弁９とが順次配置されており、吸気経路３の他端側が気管接続部２に接続されている。
【００２４】
一方、呼気経路４は、その一端が気管接続部２に接続され、他端側に呼気弁１０が設けられている。また、呼気経路４には、呼気経路４内の圧力を測定するための圧力計１１が配置されており、この圧力計１１には、圧力計１１のゼロ校正を行う際に使用するための閉止弁１２が備えられている。
【００２５】
そして、前記吸気経路３には、サーマルマスフローコントローラ６を通過せずに空気を流通するためのバイパス回路１３が具備されている。このバイパス回路１３は、ポンプ部５とサーマルマスフローコントローラ６との間に配置された流路切替弁１４と、一端がこの流路切替弁１４に接続され、他端がサーマルマスフローコントローラ６と麻酔薬供給手段７との間に接続されたバイパス経路１５とから構成されている。
【００２６】
また、麻酔薬供給手段７よりも気管接続部２側（下流側）に配置された切替弁９には、分岐路１６を介して、マウス等の小動物を収容可能な麻酔室１７が設けられており、この麻酔室１７の排気部には、排気された麻酔ガスを吸着するための活性炭を備えた吸着カラム１８が配置されている。なお、この麻酔室１７は、内部に収容されたマウス等の様子が目視できるように透明な樹脂で構成されていることが好ましい。
【００２７】
さらに、呼気弁１０の排気側には、導入経路１９が接続され、この導入経路１９の一端が前記分岐路１６に接続されている。この導入経路１９及び分岐路１６の接続部分と前記麻酔室１７との間には、ガス中の麻酔薬濃度を測定するためのガス濃度センサ２０が配置されている。このガス濃度センサ２０は赤外線吸収型のものであり、麻酔ガスの他に炭酸ガス濃度の測定も可能なものである。
【００２８】
次に、麻酔薬供給手段７について説明する。本実施形態における麻酔薬供給手段７は、セボフルラン等の揮発性麻酔液を気化させて空気に混入させるものであり、ポンプ部５から送気された空気が流通される気化室２１と、この気化室２１に麻酔液を供給するための送薬管２２と、麻酔液を注入するための注入ポンプ２３とで構成されている。ここで本実施形態では、注入ポンプ２３としてシリンジポンプを採用しており、シリンジ内に貯留された麻酔液を、パルスモータの回転運動を直線運動に変換して押すことにより注入し、貯留された麻酔液がなくなった時点で他のシリンジに変更するものとした。また、送薬管２２には、液体の有無を検出するために超音波センサ２４が配置されている。
【００２９】
図２及び図３に気化室２１の一例を示す。この気化室２１は、概略円柱状をなす容器であり、上部に蓋部２１ａが形成され、この蓋部２１ａに、空気の取り込み口２１ｂ及び排気口２１ｃと、麻酔液供給口２１ｄが形成されている。麻酔液供給口２１ｄには、針状の吐出部２１ｅが備えられており、吐出部２１ｅの先端がこの気化室２１の底面に略接触するように配置されている。
【００３０】
次に、この構成の吸入麻酔装置１の作用について説明する。ポンプ部５によって空気を吸気経路３内に送気する。ここで流路切替弁１４によって空気をバイパス経路１５へ導入し、サーマルマスフローコントローラ６を通過させずに麻酔薬供給手段７の気化室２１内に空気を取りこむ。気化室２１内には揮発性麻酔液としてセボフルランがシリンジポンプから注入され、気化して、空気に麻酔薬が混合された麻酔ガスが下流側へ送気される。この麻酔ガスは切替弁９によって分岐路１６へと導入され、麻酔室１７内に供給される。この麻酔室１７内にマウスを収容しておき、マウスに対する麻酔の導入を行う。
【００３１】
このように麻酔室１７内で麻酔を導入した後、麻酔室１７の外に出して、マスクにより麻酔ガスを鼻近くに供給して麻酔を維持するか、あるいはマウスの気管に気管接続部２を接続して、人工呼吸を行うととともに麻酔ガスを継続して吸入させる。この場合には、流路切替弁１４によって、ポンプ部５から送気された空気をサーマルマスフローコントローラ６側へ導入し、サーマルマスフローコントローラ６によって空気の流量を、マウスの呼吸時の吸入ガス量に調整した後に麻酔薬供給手段７の気化室２１へと送気する。気化室２１内で麻酔薬が混合された麻酔ガスは、切替弁９によって気管接続部２側及び呼気経路４側へと送気される。
【００３２】
ここで、呼気経路４の他端側に具備された呼気弁１０を閉止することにより、呼気経路４、吸気経路３及び気管接続部２内の圧力が高くなり、気管接続部２を介してマウスへと麻酔ガスが送気されることになる。一方、この呼気弁１０を開放すると、マウスの肺が弾性復帰することで、気管接続部２を介して呼気が排気されることになる。このように、呼気弁１０を開閉することでマウスの人工呼吸を行うことができるのである。
【００３３】
呼気弁１０の開閉動作は、設定された呼吸回数と吸気時間対呼気時間比に基いて行われ、吸気量をサーマルマスフローコントローラ６による流量によって規定（容量規定方式）するか、あるいは、圧力計１１による呼気経路４内の圧力によって規定（圧力規定方式）することになる。容量規定方式のものでは、１回換気量が保証されるものの、不均等換気が起き易い。また、圧力規定方式のものでは、逆に、不均等換気が少ないものの、１回換気量が安定しない。本実施形態では、サーマルマスフローコントローラ６と圧力計１１とを備えているため、容量規定式と圧力規定式のどちらでも対応できる構成とされており、使用目的に応じて適宜選択することができる。
【００３４】
マウスを麻酔から覚醒させる場合には、麻酔薬が混入していない新鮮な空気をマウスに供給すればよい。まず、注入ポンプ２３を停止して気化室２１への麻酔液の注入を停止する。そして、流路切替弁１４によって空気をバイパス経路１５へ導入し、サーマルマスフローコントローラ６を通過させずに吸気経路３に大量の空気を送気して、気化室２１や吸気経路３等の内部に残存している麻酔ガスを空気で一気に置換する。このように空気で置換した後に、麻酔室１７に空気を送気することができるので、再び麻酔室１７に収容したマウスを麻酔から短時間で覚醒させることができる。
【００３５】
次に、本実施形態の吸入麻酔装置１において吸気経路３へ送気する麻酔ガスの流量変更方法及び麻酔薬濃度の変更方法について説明する。
まず、吸気経路３へ送気する麻酔ガス流量を減少させる場合には、変更前流量と変更後流量との流量差に応じて、予め準備されたバイパス使用時間を選択する。ここで、バイパス使用時間は、気化室２１及び吸気経路３内のガスの麻酔薬濃度が変更後流量において設定濃度となるように算出しておく。バイパス回路１３を介して大量の空気を気化室２１内に取り込み、設定濃度よりも低い麻酔薬濃度の麻酔ガスを吸気経路３へと流通し、吸気経路３内に貯留されているガスの置換を行った後に、流路切替弁１４をサーマルマスフローコントローラ６側に切り替えて、空気流量を減少させるとともに注入ポンプ２３からの麻酔薬の注入量を調整する。
【００３６】
一方、吸気経路３へ送気する麻酔ガス流量を増加させる場合には、変更前流量と変更後流量との流量差に応じて、予め準備されたバイパス使用時間を選択し、バイパス回路１３を介して大量の空気を気化室２１内に取り込み、設定濃度よりも高い麻酔薬濃度の麻酔ガスを吸気経路３へと流通し、吸気経路３内に貯留されているガスの置換を行った後に、流路切替弁１４をサーマルマスフローコントローラ６側に切り替えて、空気流量を増加させるとともに注入ポンプ２３からの麻酔薬の注入量を調整する。
【００３７】
また、吸気経路３へ送気する麻酔ガスの麻酔薬濃度を低下させる場合には、変更前濃度と変更後濃度との濃度差に応じて、予め準備されたバイパス使用時間を選択する。ここで、バイパス使用時間は、気化室２１及び吸気経路３内のガスの麻酔薬濃度が変更後濃度になるように算出しておく。バイパス回路１３を介して大量の空気を気化室２１内に取り込み、変更後濃度よりも低い麻酔薬濃度の麻酔ガスを吸気経路３へと流通した後に、変更後濃度に合わせた麻酔液の注入量になるように注入ポンプ２３の調整を行う。
【００３８】
一方、吸気経路３へ送気する麻酔ガスの麻酔薬濃度を上昇させる場合には、変更前濃度と変更後濃度との濃度差に応じて、予め準備されたバイパス使用時間を選択し、バイパス回路１３を介して大量の空気を気化室２１内に取り込み、変更後濃度よりも高い麻酔薬濃度の麻酔ガスを吸気経路３へと流通した後に、変更後濃度に合わせた麻酔液の注入量になるように注入ポンプ２３の調整を行う。
【００３９】
本実施形態である吸入麻酔装置１では、サーマルマスフローコントローラ６を通過せずに空気を供給できるバイパス回路１３が設けられているので、サーマルマスフローコントローラ６の最大流量を越えた大流量の空気を気化室２１に取りこむことができる。また、麻酔薬供給手段７の下流側に切替弁９を介して分岐路１６が形成され、この分岐路１６に、マウスを収容できる麻酔室１７が設けられているので、バイパス回路１３を経由して供給された空気に麻酔薬が混合された麻酔ガスを、この麻酔室１７に大量に供給して、マウスに対する麻酔の導入をすばやく行うことができる。
【００４０】
また、マウスを麻酔から覚醒させる際には、バイパス回路１３を通じて大量の空気を吸気経路３内に導入して、吸気経路３や気化室２１内に残留した麻酔ガスを一気に空気で置換することができるので、短時間で麻酔室１７へ新鮮な空気を送り込むことができ、麻酔室１７に再び収容されたマウスを麻酔から短時間で覚醒させることができる。
【００４１】
また、麻酔薬供給手段７を、揮発性麻酔液を気化させる気化室２１と、この気化室２１に接続された送薬管２２と、揮発性麻酔液を供給する注入ポンプ２３とで構成しており、この注入ポンプ２３としてシリンジポンプを採用しているので、シリンジポンプのピストンの移動速度を調整することで、麻酔液の注入量を調整できる。また、シリンジポンプは、シリンジ内に貯留された麻酔液を使用した後にシリンジを使い捨てできるので、麻酔液に対する長時間の耐久性を考慮する必要がない。また、製品として品質管理されたシリンジポンプを使用するので、精度良く麻酔液を注入することができる。
なお、この気化室２１には、麻酔液の気化熱による温度低下を防止するために、ヒータを備えることが好ましい。
【００４２】
また、気化室２１に接続された送薬管２２に、液体の有無を確認する液体検出手段として超音波センサ２４が配置されているので、この麻酔薬供給手段７を稼動させる前に、注入ポンプ２３を使用して超音波センサ２４が麻酔液を検知するまで麻酔液を短時間で注入しておくことができる。したがって、この麻酔薬供給手段７を稼動させた際に、すぐに麻酔液が気化室２１内に供給され、空気中にすばやく麻酔薬を供給することができる。
【００４３】
また、呼気弁１０から排出される呼気ガスを分岐路１６へ導入する導入経路１９が形成され、導入経路１９と分岐路１６との接続部分の下流側に、赤外線吸収型のガス濃度センサ２０が配置されているので、分岐路１６を介して麻酔室１７内に大量の麻酔ガスを供給する場合には、このガス濃度センサ２０によってガス中の麻酔薬濃度を測定することができるとともに、気管接続部２を介して人工呼吸を行いながら麻酔を施行する場合には、気管接続部２からの呼気ガス中の麻酔薬濃度をこのガス濃度センサ２０によって測定することができる。
【００４４】
このように呼気ガスの麻酔薬濃度を測定することにより、気管接続部２に接続されたマウスの体内状態を確認することができ、麻酔状態を確認するために必要な情報を得ることができる。さらに、ガス濃度センサ２０として赤外線吸収型のものを使用しているので、炭酸ガス濃度の測定を行うことができ、呼気ガス中の炭酸ガス濃度をモニタリングして人工呼吸器による換気状態を確認することもできる。
【００４５】
また、この吸入麻酔装置１を用いて麻酔ガスの設定流量を減少させる場合には、設定濃度よりも低い麻酔薬濃度の麻酔ガスで吸気経路３内を置換した後に、流路切替弁１４をサーマルマスフローコントローラ６側に切り替えて、空気流量を減少させるとともに注入ポンプ２３からの麻酔薬の注入量を調整するので、麻酔ガス中の麻酔薬濃度が一時的に設定濃度よりも過度に高くなることを防止できる。
【００４６】
同様に、麻酔ガスの設定流量を増加させる場合には、設定濃度よりも高い麻酔薬濃度の麻酔ガスで吸気経路３内を置換した後に、流路切替弁１４をサーマルマスフローコントローラ６側に切り替えて、空気流量を増加させるとともに注入ポンプ２３からの麻酔薬の注入量を調整するので、麻酔ガス中の麻酔薬濃度が一時的に設定濃度よりも過度に低くなることを防止できる。
【００４７】
さらに、この吸入麻酔装置１を用いて麻酔ガス中の麻酔薬濃度を低下させる場合には、変更後濃度の麻酔ガスで吸気経路３及び気化室２１内を置換した後に、麻酔薬の注入量を調整できるので、麻酔薬濃度の低下を短時間で行うことができる。
同様に、麻酔ガス中の麻酔薬濃度を上昇させる場合には、変更後濃度の麻酔ガスで吸気経路３及び気化室２１内を置換した後に、麻酔薬の注入量を調整できるので、麻酔薬濃度の上昇を短時間で行うことができる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、マウスを対象とした吸入麻酔装置として説明したが、これに限定されることはなく、他の動物や人間を対象としたものであってもよい。人間や大きな動物を対象とする場合には、大量ガス供給手段として麻酔室の代わりにマスクを設けて、このマスクから麻酔ガスを大量に供給できる構成とすることが好ましい。
【００４９】
また、麻酔液を注入する注入ポンプとしてシリンジポンプを採用したもので説明したが、これに限定されることはなく、ローラポンプやプランジャポンプなどの他の構成のポンプを使用してもよい。
また、赤外線吸収型のガス濃度センサを備えたものとして説明したが、これに限定されることはなく、例えば水晶発振式などの他の方式のガス濃度センサであってもよいし、必ずしもガス濃度センサを備える必要はない。
【００５０】
また、吸気ガスの流量を調整するものとしてサーマルマスフローコントローラを使用したもので説明したが、これに限定されることはなく、他のマスフローコントローラであってもよい。
さらに、液体検出手段として超音波センサを用いたもので説明したが、例えば光学式や静電容量式などの他のセンサを使用してもよいし、必ずしも液体検出手段を備える必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態である吸入麻酔装置の回路構成図である。
【図２】図１に備えられた気化室の上面図である。
【図３】図２の側面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 吸入麻酔装置
２ 気管接続部
３ 吸気経路
４ 呼気経路
５ ポンプ部（ポンプ）
６ サーマルマスフローコントローラ（マスフローコントローラ）
７ 麻酔薬供給手段
９ 切替弁
１０ 呼気弁
１１ 圧力計
１３ バイパス回路
１６ 分岐路
１７ 麻酔室（大量ガス供給手段）
１９ 導入経路
２０ ガス濃度センサ
２１ 気化室
２２ 送薬管
２３ 注入ポンプ
２４ 超音波センサ（液体検出手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人または動物に麻酔薬を含む吸気ガスを吸入させて麻酔を施行するための吸入麻酔装置と、この吸入麻酔装置を使用した場合の吸気ガスの流量変更方法及び吸気ガスの麻酔薬濃度変更方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、主に人間に対して麻酔を施行する際に使用される吸入麻酔装置として、酸素ガスや笑気ガス及び空気などのキャリアガスに揮発性麻酔薬を混合して麻酔ガスを供給する麻酔器本体と、該麻酔器本体から供給される麻酔ガスを、患者の呼気から炭酸ガスを吸収除去した後の循環気に混入し吸気ガスとして患者に送る麻酔循環回路とを備えたものが知られている。
【０００３】
一方、マウス等の小動物に対して麻酔を施行する場合には、人間に比べて呼吸時に吸入するガス量が小さく、かつ、呼吸回数が多いため、上記の人間用の吸入麻酔装置をそのまま適用することは困難であった。そのため、従来は、密閉されたボックス内にマウス等を収容しておき、このボックス内に麻酔ガスを供給して麻酔を導入した後、マウス等をボックスの外に出して手術等の処置を行い、麻酔が覚めてきた場合には、麻酔薬をガーゼに浸して鼻の近くにあてがうか、あるいは、マスクにより麻酔ガスを鼻の近くに供給して麻酔を維持していた。また、人工呼吸が必要な場合には、マウス等の吸入ガス量に合わせた人工呼吸器に接続することが行われていた。
【０００４】
マウス等の小動物用の人工呼吸器としては、一定容量の吸気ガスを送気する容量規定式のものや気管内圧力を測定して、この圧力が予め設定された圧力に維持されるようにした圧力規制式のものがあるが、これら従来の人工呼吸器は、吸入麻酔を施行しながら使用できるものではなかった。
そこで、特許文献１では、吸入麻酔を施行しながら人工呼吸を行うことができるものとして、小動物の気管に接続される気管接続部と、この気管接続部に吸気ガスを供給する吸気経路と、気管接続部から排出される呼気ガスが通過する呼気経路とを備えた小動物用人工呼吸器に、揮発性麻酔液の気化ユニットを設けたものが提案されている。
【特許文献１】特開２００５−２３０５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載された人工呼吸装置では、吸気経路に、気管接続部に接続された動物等の呼吸に合わせてガス流量を精度良く調整するためのマスフローコントローラが配置されており、低流量における精度を確保するためには、吸気経路に大量の麻酔ガスを流通させることができず、麻酔を導入するまでに多くの時間を有していた。
また、麻酔を施行した状態から覚醒させる際に、麻酔薬の供給を中止しても吸気ガス中の麻酔薬濃度はすぐには低下せず、覚醒までに時間が掛かってしまうといった問題があった。
【０００６】
また、吸気ガスの流量を変更する場合には、麻酔薬の供給量を合わせて変更する必要があるが、通常、流量調整に比べて麻酔薬の供給量の調整には時間が掛かるため、麻酔量の供給量を調整しても直ちに吸気ガス中の麻酔薬濃度を変更することができない。このため、吸気ガスの流量を減少させた場合には、一時的に吸気ガス中の麻酔薬濃度が過度に高くなってしまい、逆に、吸気ガスの流量を増加させた場合には、一時的に吸気ガス中の麻酔薬濃度が過度に低くなってしまうといった問題があった。
【０００７】
また、吸気ガス中の麻酔薬濃度を変更する場合には、麻酔薬の供給量を調整しても、吸気経路等の内部に変更前の麻酔薬濃度である吸気ガスが貯留されているため、直ちに麻酔薬濃度は変化せず、変更後の麻酔薬濃度になるまでに相当の時間を要してしまうといった問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、麻酔薬を含有した麻酔ガスや空気などの吸気ガスを必要に応じて大量に送気して、麻酔の導入や麻酔からの覚醒をすばやく行うことができるとともに、吸気ガスの流量や麻酔薬濃度の変更をスムーズに行うことができる吸入麻酔装置と、この吸入麻酔装置を用いた吸気ガスの流量変更方法及び吸気ガスの麻酔薬濃度変更方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、この発明に係る吸入麻酔装置は、気管に接続される気管接続部を有し、該気管接続部に吸気ガスを供給する吸気経路と、前記気管接続部から排出される呼気ガスが流通される呼気経路とが設けられ、前記吸気経路には、ガスを供給するポンプと、前記ガスの流量を調整するマスフローコントローラと、前記ガスに麻酔薬を供給する麻酔薬供給手段とが設けられ、前記呼気経路には、気管接続部での吸気動作と呼気動作とを切り替える呼気弁が設けられた人工呼吸機能を備えており、前記吸気経路には、前記マスフローコントローラを通過せずに前記ガスを供給できるバイパス回路が設けられるとともに、前記麻酔薬供給手段の下流側に切替弁を介して分岐路が形成され、該分岐路に、大量のガスを供給できる大量ガス供給手段が備えられていることを特徴としている。
【００１０】
この構成の吸入麻酔装置では、マスフローコントローラを通過せずにガスを供給できるバイパス回路が設けられているので、マスフローコントローラの最大流量を越えた大流量のガスを送気することができる。また、大流量のガスがマスフローコントローラを通過しないので、マスフローコントローラを、気管接続部に接続された動物が呼吸する際に吸入するガス量に合わせた範囲で使用することができ、吸気ガス流量を精度良く調整することができる。
【００１１】
また、麻酔薬供給手段の下流側に切替弁を介して分岐路が形成され、該分岐路に、大量のガスを供給できる大量ガス供給手段が備えられているので、バイパス回路を経由したガスをこの大量ガス供給手段から動物等に供給することができる。例えば、この大量ガス供給手段として麻酔室を設けた場合には、この麻酔室内にマウス等の小動物を収容して麻酔ガスを大量に供給することですばやく麻酔を導入させることができる。
一方、気管接続部に配置された動物等を麻酔から覚醒させる際には、前記バイパス回路を使用して大量の空気等を吸気経路内に流通させることで、吸気経路等の内部に残存している麻酔薬が混入したガスを空気等にすばやく置換して、空気等を麻酔室に送気することができるので、再び麻酔室に収容した動物等を麻酔から短時間で覚醒させることができる。
【００１２】
また、麻酔薬供給手段を、揮発性麻酔液を気化させる気化室と、該気化室に接続された送薬管と、前記揮発性麻酔液を供給する注入ポンプとで構成したものとすることにより、気化室への麻酔液の注入量を注入ポンプで調整することで、吸気ガス中の麻酔薬濃度を調整可能である。
【００１３】
ここで、前記注入ポンプとして、シリンジポンプを採用することが好ましい。揮発性麻酔液には腐食性を有するものがあり、麻酔液と直接接触する部分の耐久性が問題となるが、シリンジポンプであれば、麻酔液が貯留されたシリンジ部分を使い捨てすることができるので、長時間の耐久性を考慮する必要がない。また、品質管理されているシリンジポンプを使用できるため、精度良く麻酔液を注入することができる。
【００１４】
また、前記気化室に接続された前記送薬管に、液体の有無を確認する液体検出手段を配置することにより、この麻酔薬供給手段を稼動させる前に、液体検出手段によって麻酔液が検知されるまで麻薬液を気化室側に短時間で送液して、送薬管内を麻酔液で充填しておくことが可能となる。したがって、麻酔薬供給手段を稼動させた際に、すぐに麻酔液が気化室内に供給され、吸気ガス中にすばやく麻酔薬を供給することができる。
【００１５】
また、前記呼気弁から排出される前記呼気ガスを前記分岐路へと導入するための導入経路を形成し、該導入経路と前記分岐路との接続部分の下流側に、ガス中の麻酔薬濃度を測定するガス濃度センサを配置することにより、分岐路を介して大量ガス供給手段から大量のガスを供給する場合には、このガス濃度センサによってガス中の麻酔薬濃度を測定することができるとともに、気管接続部を介して人工呼吸を行いながら麻酔を施行する際には、気管接続部からの呼気ガス中の麻酔薬濃度をこのガス濃度センサによって測定することができる。
【００１６】
このように呼気ガスの麻酔薬濃度を測定することにより、気管接続部に接続された動物等の状態を確認することができ、麻酔状態を確認するために必要な情報を得ることができる。さらに、上記ガス濃度センサとして赤外線吸収型のものを使用した場合には、炭酸ガス濃度の測定を行うことができるので、呼気ガス中の炭酸ガス濃度をモニタリングして人工呼吸器による換気状態を確認することができる。
【００１７】
上述した構成の吸入麻酔装置を用いて吸気ガスの設定流量を減少させる場合には、変更前流量と変更後流量との流量差に応じて、予め準備されたバイパス使用時間を選択し、前記バイパス回路を用いて設定濃度よりも低い麻酔薬濃度のガスを、前記バイパス使用時間流通した後に、変更後流量に合わせた麻酔薬供給量に変更することが好ましい。このようにして設定流量を減少させることにより、ガス流量を減少した際に麻酔薬濃度が一時的に設定濃度よりも過度に高くなってしまうことを防止できる。
【００１８】
一方、上記の吸入麻酔装置を用いて吸気ガスの設定流量を増加させる場合には、変更前流量と変更後流量との流量差に応じて、予め準備されたバイパス使用時間を選択し、前記バイパス回路を用いて設定濃度よりも高い麻酔薬濃度のガスを、前記バイパス使用時間流通した後に、変更後流量に合わせた麻酔薬供給量に変更することが好ましい。このようにして設定流量を増加させることにより、ガス流量を増加した際に麻酔薬濃度が一時的に設定濃度よりも過度に低くなってしまうことを防止できる
【００１９】
また、上記の吸入麻酔装置を用いて吸気ガス中の麻酔薬濃度を低下させる場合には、変更前濃度と変更後濃度との濃度差に応じて、予め準備されたバイパス使用時間を選択し、前記バイパス回路を用いて前記変更後濃度よりも低い麻酔薬濃度のガスを、前記バイパス使用時間流通した後に、変更後濃度に合わせた麻酔薬供給量に変更することが好ましい。このようにして麻酔薬濃度を変更することにより、吸気経路等の内部に貯留されたガスを置換した上でガス中の麻酔薬濃度を調整できるので、麻酔薬濃度の低下を短時間に行うことができる。
【００２０】
一方、上記の吸入麻酔装置を用いて吸気ガス中の麻酔薬濃度を上昇させる場合には、変更前濃度と変更後濃度との濃度差に応じて、予め準備されたバイパス使用時間を選択し、 前記バイパス回路を用いて前記変更後濃度よりも高い麻酔薬濃度のガスを、前記バイパス使用時間流通した後に、変更後濃度に合わせた麻酔薬供給量に変更することが好ましい。このようにして麻酔薬濃度を変更することにより、吸気経路等の内部に貯留されたガスを置換した上でガス中の麻酔薬濃度を調整できるので、麻酔薬濃度の上昇を短時間に行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、麻酔薬を含有した麻酔ガスや空気などの吸気ガスを必要に応じて大量に送気して、麻酔の導入や麻酔からの覚醒をすばやく行うことができるとともに、吸気ガスの流量や麻酔薬濃度の変更をスムーズに行うことができる吸入麻酔装置と、この吸入麻酔装置を用いた吸気ガスの流量変更方法及び吸気ガスの麻酔薬濃度変更方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施形態について添付した図面を参照して説明する。図１に本発明の実施形態である吸入麻酔装置の回路構成図を示す。
この吸入麻酔装置１は、マウス等の小動物に麻酔を施行するために最適なものであり、小動物の気管に接続される気管接続部２と、この気管接続部２に吸気ガスを供給する吸気経路３と、気管接続部２から排出される呼気ガスを流通する呼気経路４とを有している。
【００２３】
吸気経路３の一端には、空気を吸気経路３内へ送気するポンプ部５が配置され、このポンプ部５よりも気管接続部２側（下流側）に、ポンプ部５から送気される空気の流量を調整するサーマルマスフローコントローラ６が配置されており、吸気経路３内に一定の流量の空気を供給できるように構成されている。
このサーマルマスフローコントローラ６よりも気管接続部２側（下流側）には、送気された空気に麻酔薬を混入するための麻酔薬供給手段７と、吸気経路３内の過剰圧力を逃がすための逃し弁８と、切替弁９とが順次配置されており、吸気経路３の他端側が気管接続部２に接続されている。
【００２４】
一方、呼気経路４は、その一端が気管接続部２に接続され、他端側に呼気弁１０が設けられている。また、呼気経路４には、呼気経路４内の圧力を測定するための圧力計１１が配置されており、この圧力計１１には、圧力計１１のゼロ校正を行う際に使用するための閉止弁１２が備えられている。
【００２５】
そして、前記吸気経路３には、サーマルマスフローコントローラ６を通過せずに空気を流通するためのバイパス回路１３が具備されている。このバイパス回路１３は、ポンプ部５とサーマルマスフローコントローラ６との間に配置された流路切替弁１４と、一端がこの流路切替弁１４に接続され、他端がサーマルマスフローコントローラ６と麻酔薬供給手段７との間に接続されたバイパス経路１５とから構成されている。
【００２６】
また、麻酔薬供給手段７よりも気管接続部２側（下流側）に配置された切替弁９には、分岐路１６を介して、マウス等の小動物を収容可能な麻酔室１７が設けられており、この麻酔室１７の排気部には、排気された麻酔ガスを吸着するための活性炭を備えた吸着カラム１８が配置されている。なお、この麻酔室１７は、内部に収容されたマウス等の様子が目視できるように透明な樹脂で構成されていることが好ましい。
【００２７】
さらに、呼気弁１０の排気側には、導入経路１９が接続され、この導入経路１９の一端が前記分岐路１６に接続されている。この導入経路１９及び分岐路１６の接続部分と前記麻酔室１７との間には、ガス中の麻酔薬濃度を測定するためのガス濃度センサ２０が配置されている。このガス濃度センサ２０は赤外線吸収型のものであり、麻酔ガスの他に炭酸ガス濃度の測定も可能なものである。
【００２８】
次に、麻酔薬供給手段７について説明する。本実施形態における麻酔薬供給手段７は、セボフルラン等の揮発性麻酔液を気化させて空気に混入させるものであり、ポンプ部５から送気された空気が流通される気化室２１と、この気化室２１に麻酔液を供給するための送薬管２２と、麻酔液を注入するための注入ポンプ２３とで構成されている。ここで本実施形態では、注入ポンプ２３としてシリンジポンプを採用しており、シリンジ内に貯留された麻酔液を、パルスモータの回転運動を直線運動に変換して押すことにより注入し、貯留された麻酔液がなくなった時点で他のシリンジに変更するものとした。また、送薬管２２には、液体の有無を検出するために超音波センサ２４が配置されている。
【００２９】
図２及び図３に気化室２１の一例を示す。この気化室２１は、概略円柱状をなす容器であり、上部に蓋部２１ａが形成され、この蓋部２１ａに、空気の取り込み口２１ｂ及び排気口２１ｃと、麻酔液供給口２１ｄが形成されている。麻酔液供給口２１ｄには、針状の吐出部２１ｅが備えられており、吐出部２１ｅの先端がこの気化室２１の底面に略接触するように配置されている。
【００３０】
次に、この構成の吸入麻酔装置１の作用について説明する。ポンプ部５によって空気を吸気経路３内に送気する。ここで流路切替弁１４によって空気をバイパス経路１５へ導入し、サーマルマスフローコントローラ６を通過させずに麻酔薬供給手段７の気化室２１内に空気を取りこむ。気化室２１内には揮発性麻酔液としてセボフルランがシリンジポンプから注入され、気化して、空気に麻酔薬が混合された麻酔ガスが下流側へ送気される。この麻酔ガスは切替弁９によって分岐路１６へと導入され、麻酔室１７内に供給される。この麻酔室１７内にマウスを収容しておき、マウスに対する麻酔の導入を行う。
【００３１】
このように麻酔室１７内で麻酔を導入した後、麻酔室１７の外に出して、マスクにより麻酔ガスを鼻近くに供給して麻酔を維持するか、あるいはマウスの気管に気管接続部２を接続して、人工呼吸を行うととともに麻酔ガスを継続して吸入させる。この場合には、流路切替弁１４によって、ポンプ部５から送気された空気をサーマルマスフローコントローラ６側へ導入し、サーマルマスフローコントローラ６によって空気の流量を、マウスの呼吸時の吸入ガス量に調整した後に麻酔薬供給手段７の気化室２１へと送気する。気化室２１内で麻酔薬が混合された麻酔ガスは、切替弁９によって気管接続部２側及び呼気経路４側へと送気される。
【００３２】
ここで、呼気経路４の他端側に具備された呼気弁１０を閉止することにより、呼気経路４、吸気経路３及び気管接続部２内の圧力が高くなり、気管接続部２を介してマウスへと麻酔ガスが送気されることになる。一方、この呼気弁１０を開放すると、マウスの肺が弾性復帰することで、気管接続部２を介して呼気が排気されることになる。このように、呼気弁１０を開閉することでマウスの人工呼吸を行うことができるのである。
【００３３】
呼気弁１０の開閉動作は、設定された呼吸回数と吸気時間対呼気時間比に基いて行われ、吸気量をサーマルマスフローコントローラ６による流量によって規定（容量規定方式）するか、あるいは、圧力計１１による呼気経路４内の圧力によって規定（圧力規定方式）することになる。容量規定方式のものでは、１回換気量が保証されるものの、不均等換気が起き易い。また、圧力規定方式のものでは、逆に、不均等換気が少ないものの、１回換気量が安定しない。本実施形態では、サーマルマスフローコントローラ６と圧力計１１とを備えているため、容量規定式と圧力規定式のどちらでも対応できる構成とされており、使用目的に応じて適宜選択することができる。
【００３４】
マウスを麻酔から覚醒させる場合には、麻酔薬が混入していない新鮮な空気をマウスに供給すればよい。まず、注入ポンプ２３を停止して気化室２１への麻酔液の注入を停止する。そして、流路切替弁１４によって空気をバイパス経路１５へ導入し、サーマルマスフローコントローラ６を通過させずに吸気経路３に大量の空気を送気して、気化室２１や吸気経路３等の内部に残存している麻酔ガスを空気で一気に置換する。このように空気で置換した後に、麻酔室１７に空気を送気することができるので、再び麻酔室１７に収容したマウスを麻酔から短時間で覚醒させることができる。
【００３５】
次に、本実施形態の吸入麻酔装置１において吸気経路３へ送気する麻酔ガスの流量変更方法及び麻酔薬濃度の変更方法について説明する。
まず、吸気経路３へ送気する麻酔ガス流量を減少させる場合には、変更前流量と変更後流量との流量差に応じて、予め準備されたバイパス使用時間を選択する。ここで、バイパス使用時間は、気化室２１及び吸気経路３内のガスの麻酔薬濃度が変更後流量において設定濃度となるように算出しておく。バイパス回路１３を介して大量の空気を気化室２１内に取り込み、設定濃度よりも低い麻酔薬濃度の麻酔ガスを吸気経路３へと流通し、吸気経路３内に貯留されているガスの置換を行った後に、流路切替弁１４をサーマルマスフローコントローラ６側に切り替えて、空気流量を減少させるとともに注入ポンプ２３からの麻酔薬の注入量を調整する。
【００３６】
一方、吸気経路３へ送気する麻酔ガス流量を増加させる場合には、変更前流量と変更後流量との流量差に応じて、予め準備されたバイパス使用時間を選択し、バイパス回路１３を介して大量の空気を気化室２１内に取り込み、設定濃度よりも高い麻酔薬濃度の麻酔ガスを吸気経路３へと流通し、吸気経路３内に貯留されているガスの置換を行った後に、流路切替弁１４をサーマルマスフローコントローラ６側に切り替えて、空気流量を増加させるとともに注入ポンプ２３からの麻酔薬の注入量を調整する。
【００３７】
また、吸気経路３へ送気する麻酔ガスの麻酔薬濃度を低下させる場合には、変更前濃度と変更後濃度との濃度差に応じて、予め準備されたバイパス使用時間を選択する。ここで、バイパス使用時間は、気化室２１及び吸気経路３内のガスの麻酔薬濃度が変更後濃度になるように算出しておく。バイパス回路１３を介して大量の空気を気化室２１内に取り込み、変更後濃度よりも低い麻酔薬濃度の麻酔ガスを吸気経路３へと流通した後に、変更後濃度に合わせた麻酔液の注入量になるように注入ポンプ２３の調整を行う。
【００３８】
一方、吸気経路３へ送気する麻酔ガスの麻酔薬濃度を上昇させる場合には、変更前濃度と変更後濃度との濃度差に応じて、予め準備されたバイパス使用時間を選択し、バイパス回路１３を介して大量の空気を気化室２１内に取り込み、変更後濃度よりも高い麻酔薬濃度の麻酔ガスを吸気経路３へと流通した後に、変更後濃度に合わせた麻酔液の注入量になるように注入ポンプ２３の調整を行う。
【００３９】
本実施形態である吸入麻酔装置１では、サーマルマスフローコントローラ６を通過せずに空気を供給できるバイパス回路１３が設けられているので、サーマルマスフローコントローラ６の最大流量を越えた大流量の空気を気化室２１に取りこむことができる。また、麻酔薬供給手段７の下流側に切替弁９を介して分岐路１６が形成され、この分岐路１６に、マウスを収容できる麻酔室１７が設けられているので、バイパス回路１３を経由して供給された空気に麻酔薬が混合された麻酔ガスを、この麻酔室１７に大量に供給して、マウスに対する麻酔の導入をすばやく行うことができる。
【００４０】
また、マウスを麻酔から覚醒させる際には、バイパス回路１３を通じて大量の空気を吸気経路３内に導入して、吸気経路３や気化室２１内に残留した麻酔ガスを一気に空気で置換することができるので、短時間で麻酔室１７へ新鮮な空気を送り込むことができ、麻酔室１７に再び収容されたマウスを麻酔から短時間で覚醒させることができる。
【００４１】
また、麻酔薬供給手段７を、揮発性麻酔液を気化させる気化室２１と、この気化室２１に接続された送薬管２２と、揮発性麻酔液を供給する注入ポンプ２３とで構成しており、この注入ポンプ２３としてシリンジポンプを採用しているので、シリンジポンプのピストンの移動速度を調整することで、麻酔液の注入量を調整できる。また、シリンジポンプは、シリンジ内に貯留された麻酔液を使用した後にシリンジを使い捨てできるので、麻酔液に対する長時間の耐久性を考慮する必要がない。また、製品として品質管理されたシリンジポンプを使用するので、精度良く麻酔液を注入することができる。
なお、この気化室２１には、麻酔液の気化熱による温度低下を防止するために、ヒータを備えることが好ましい。
【００４２】
また、気化室２１に接続された送薬管２２に、液体の有無を確認する液体検出手段として超音波センサ２４が配置されているので、この麻酔薬供給手段７を稼動させる前に、注入ポンプ２３を使用して超音波センサ２４が麻酔液を検知するまで麻酔液を短時間で注入しておくことができる。したがって、この麻酔薬供給手段７を稼動させた際に、すぐに麻酔液が気化室２１内に供給され、空気中にすばやく麻酔薬を供給することができる。
【００４３】
また、呼気弁１０から排出される呼気ガスを分岐路１６へ導入する導入経路１９が形成され、導入経路１９と分岐路１６との接続部分の下流側に、赤外線吸収型のガス濃度センサ２０が配置されているので、分岐路１６を介して麻酔室１７内に大量の麻酔ガスを供給する場合には、このガス濃度センサ２０によってガス中の麻酔薬濃度を測定することができるとともに、気管接続部２を介して人工呼吸を行いながら麻酔を施行する場合には、気管接続部２からの呼気ガス中の麻酔薬濃度をこのガス濃度センサ２０によって測定することができる。
【００４４】
このように呼気ガスの麻酔薬濃度を測定することにより、気管接続部２に接続されたマウスの体内状態を確認することができ、麻酔状態を確認するために必要な情報を得ることができる。さらに、ガス濃度センサ２０として赤外線吸収型のものを使用しているので、炭酸ガス濃度の測定を行うことができ、呼気ガス中の炭酸ガス濃度をモニタリングして人工呼吸器による換気状態を確認することもできる。
【００４５】
また、この吸入麻酔装置１を用いて麻酔ガスの設定流量を減少させる場合には、設定濃度よりも低い麻酔薬濃度の麻酔ガスで吸気経路３内を置換した後に、流路切替弁１４をサーマルマスフローコントローラ６側に切り替えて、空気流量を減少させるとともに注入ポンプ２３からの麻酔薬の注入量を調整するので、麻酔ガス中の麻酔薬濃度が一時的に設定濃度よりも過度に高くなることを防止できる。
【００４６】
同様に、麻酔ガスの設定流量を増加させる場合には、設定濃度よりも高い麻酔薬濃度の麻酔ガスで吸気経路３内を置換した後に、流路切替弁１４をサーマルマスフローコントローラ６側に切り替えて、空気流量を増加させるとともに注入ポンプ２３からの麻酔薬の注入量を調整するので、麻酔ガス中の麻酔薬濃度が一時的に設定濃度よりも過度に低くなることを防止できる。
【００４７】
さらに、この吸入麻酔装置１を用いて麻酔ガス中の麻酔薬濃度を低下させる場合には、変更後濃度の麻酔ガスで吸気経路３及び気化室２１内を置換した後に、麻酔薬の注入量を調整できるので、麻酔薬濃度の低下を短時間で行うことができる。
同様に、麻酔ガス中の麻酔薬濃度を上昇させる場合には、変更後濃度の麻酔ガスで吸気経路３及び気化室２１内を置換した後に、麻酔薬の注入量を調整できるので、麻酔薬濃度の上昇を短時間で行うことができる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、マウスを対象とした吸入麻酔装置として説明したが、これに限定されることはなく、他の動物や人間を対象としたものであってもよい。人間や大きな動物を対象とする場合には、大量ガス供給手段として麻酔室の代わりにマスクを設けて、このマスクから麻酔ガスを大量に供給できる構成とすることが好ましい。
【００４９】
また、麻酔液を注入する注入ポンプとしてシリンジポンプを採用したもので説明したが、これに限定されることはなく、ローラポンプやプランジャポンプなどの他の構成のポンプを使用してもよい。
また、赤外線吸収型のガス濃度センサを備えたものとして説明したが、これに限定されることはなく、例えば水晶発振式などの他の方式のガス濃度センサであってもよいし、必ずしもガス濃度センサを備える必要はない。
【００５０】
また、吸気ガスの流量を調整するものとしてサーマルマスフローコントローラを使用したもので説明したが、これに限定されることはなく、他のマスフローコントローラであってもよい。
さらに、液体検出手段として超音波センサを用いたもので説明したが、例えば光学式や静電容量式などの他のセンサを使用してもよいし、必ずしも液体検出手段を備える必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態である吸入麻酔装置の回路構成図である。
【図２】図１に備えられた気化室の上面図である。
【図３】図２の側面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 吸入麻酔装置
２ 気管接続部
３ 吸気経路
４ 呼気経路
５ ポンプ部（ポンプ）
６ サーマルマスフローコントローラ（マスフローコントローラ）
７ 麻酔薬供給手段
９ 切替弁
１０ 呼気弁
１１ 圧力計
１３ バイパス回路
１６ 分岐路
１７ 麻酔室（大量ガス供給手段）
１９ 導入経路
２０ ガス濃度センサ
２１ 気化室
２２ 送薬管
２３ 注入ポンプ
２４ 超音波センサ（液体検出手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気管に接続される気管接続部を有し、該気管接続部に吸気ガスを供給する吸気経路と、前記気管接続部から排出される呼気ガスが流通される呼気経路とが設けられ、
前記吸気経路には、ガスを供給するポンプと、前記ガスの流量を調整するマスフローコントローラと、前記ガスに麻酔薬を供給する麻酔薬供給手段とが設けられ、前記呼気経路には、気管接続部での吸気動作と呼気動作とを切り替える呼気弁が設けられた人工呼吸機能を備えており、
前記吸気経路には、前記マスフローコントローラを通過せずに前記ガスを供給できるバイパス回路が設けられるとともに、前記麻酔薬供給手段の下流側に切替弁を介して分岐路が形成され、該分岐路に、大量のガスを供給できる大量ガス供給手段が備えられていることを特徴とする吸入麻酔装置。
【請求項２】
前記麻酔薬供給手段は、揮発性麻酔液を気化させる気化室と、該気化室に接続された送薬管と、前記揮発性麻酔液を供給する注入ポンプとで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の吸入麻酔装置。
【請求項３】
前記注入ポンプが、シリンジポンプであることを特徴とする請求項２に記載の吸入麻酔装置。
【請求項４】
前記気化室に接続された前記送薬管に、液体の有無を確認する液体検出手段が配置されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の吸入麻酔装置。
【請求項５】
前記呼気弁から排出される前記呼気ガスを前記分岐路へ導入する導入経路が形成され、該導入経路と前記分岐路との接続部分の下流側に、ガス中の麻酔薬濃度を測定するガス濃度センサが配置されたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の吸入麻酔装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の吸入麻酔装置を用いて、前記吸気ガスの設定流量を減少させる吸気ガスの流量変更方法であって、
変更前流量と変更後流量との流量差に応じて、予め準備されたバイパス使用時間を選択し、
前記バイパス回路を用いて設定濃度よりも低い麻酔薬濃度のガスを、前記バイパス使用時間流通した後に、変更後流量に合わせた麻酔薬供給量に変更することを特徴とする吸気ガスの流量変更方法。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の吸入麻酔装置を用いて、前記吸気ガスの設定流量を増加させる吸気ガスの流量変更方法であって、
変更前流量と変更後流量との流量差に応じて、予め準備されたバイパス使用時間を選択し、
前記バイパス回路を用いて設定濃度よりも高い麻酔薬濃度のガスを、前記バイパス使用時間流通した後に、変更後流量に合わせた麻酔薬供給量に変更することを特徴とする吸気ガスの流量変更方法。
【請求項８】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の吸入麻酔装置を用いて、前記吸気ガス中の麻酔薬濃度を低下させる吸気ガスの麻酔薬濃度変更方法であって、
変更前濃度と変更後濃度との濃度差に応じて、予め準備されたバイパス使用時間を選択し、
前記バイパス回路を用いて前記変更後濃度よりも低い麻酔薬濃度のガスを、前記バイパス使用時間流通した後に、変更後濃度に合わせた麻酔薬供給量に変更することを特徴とする吸気ガスの麻酔薬濃度変更方法
【請求項９】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の吸入麻酔装置を用いて、前記吸気ガス中の麻酔薬濃度を上昇させる吸気ガスの麻酔薬濃度変更方法であって、
変更前濃度と変更後濃度との濃度差に応じて、予め準備されたバイパス使用時間を選択し、
前記バイパス回路を用いて前記変更後濃度よりも高い麻酔薬濃度のガスを、前記バイパス使用時間流通した後に、変更後濃度に合わせた麻酔薬供給量に変更することを特徴とする吸気ガスの麻酔薬濃度変更方法。
【請求項１】
気管に接続される気管接続部を有し、該気管接続部に吸気ガスを供給する吸気経路と、前記気管接続部から排出される呼気ガスが流通される呼気経路とが設けられ、
前記吸気経路には、ガスを供給するポンプと、前記ガスの流量を調整するマスフローコントローラと、前記ガスに麻酔薬を供給する麻酔薬供給手段とが設けられ、前記呼気経路には、気管接続部での吸気動作と呼気動作とを切り替える呼気弁が設けられた人工呼吸機能を備えており、
前記吸気経路には、前記マスフローコントローラを通過せずに前記ガスを供給できるバイパス回路が設けられるとともに、前記麻酔薬供給手段の下流側に切替弁を介して分岐路が形成され、該分岐路に、大量のガスを供給できる大量ガス供給手段が備えられていることを特徴とする吸入麻酔装置。
【請求項２】
前記麻酔薬供給手段は、揮発性麻酔液を気化させる気化室と、該気化室に接続された送薬管と、前記揮発性麻酔液を供給する注入ポンプとで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の吸入麻酔装置。
【請求項３】
前記注入ポンプが、シリンジポンプであることを特徴とする請求項２に記載の吸入麻酔装置。
【請求項４】
前記気化室に接続された前記送薬管に、液体の有無を確認する液体検出手段が配置されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の吸入麻酔装置。
【請求項５】
前記呼気弁から排出される前記呼気ガスを前記分岐路へ導入する導入経路が形成され、該導入経路と前記分岐路との接続部分の下流側に、ガス中の麻酔薬濃度を測定するガス濃度センサが配置されたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の吸入麻酔装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の吸入麻酔装置を用いて、前記吸気ガスの設定流量を減少させる吸気ガスの流量変更方法であって、
変更前流量と変更後流量との流量差に応じて、予め準備されたバイパス使用時間を選択し、
前記バイパス回路を用いて設定濃度よりも低い麻酔薬濃度のガスを、前記バイパス使用時間流通した後に、変更後流量に合わせた麻酔薬供給量に変更することを特徴とする吸気ガスの流量変更方法。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の吸入麻酔装置を用いて、前記吸気ガスの設定流量を増加させる吸気ガスの流量変更方法であって、
変更前流量と変更後流量との流量差に応じて、予め準備されたバイパス使用時間を選択し、
前記バイパス回路を用いて設定濃度よりも高い麻酔薬濃度のガスを、前記バイパス使用時間流通した後に、変更後流量に合わせた麻酔薬供給量に変更することを特徴とする吸気ガスの流量変更方法。
【請求項８】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の吸入麻酔装置を用いて、前記吸気ガス中の麻酔薬濃度を低下させる吸気ガスの麻酔薬濃度変更方法であって、
変更前濃度と変更後濃度との濃度差に応じて、予め準備されたバイパス使用時間を選択し、
前記バイパス回路を用いて前記変更後濃度よりも低い麻酔薬濃度のガスを、前記バイパス使用時間流通した後に、変更後濃度に合わせた麻酔薬供給量に変更することを特徴とする吸気ガスの麻酔薬濃度変更方法
【請求項９】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の吸入麻酔装置を用いて、前記吸気ガス中の麻酔薬濃度を上昇させる吸気ガスの麻酔薬濃度変更方法であって、
変更前濃度と変更後濃度との濃度差に応じて、予め準備されたバイパス使用時間を選択し、
前記バイパス回路を用いて前記変更後濃度よりも高い麻酔薬濃度のガスを、前記バイパス使用時間流通した後に、変更後濃度に合わせた麻酔薬供給量に変更することを特徴とする吸気ガスの麻酔薬濃度変更方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−９７９３１（Ｐ２００７−９７９３１Ａ）
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９３４２８（Ｐ２００５−２９３４２８）
【出願日】平成１７年１０月６日（２００５．１０．６）
【出願人】（０００２００６７７）泉工医科工業株式会社 (56)
【出願人】（５９４１７０９９０）株式会社スカイネット (4)
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月６日（２００５．１０．６）
【出願人】（０００２００６７７）泉工医科工業株式会社 (56)
【出願人】（５９４１７０９９０）株式会社スカイネット (4)
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