JP3945480B2 - 三方活栓及び当該三方活栓を用いた輸液回路又は輸血回路 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、３つの分岐開口部を有する本体部に備えられた流路切換部を回転操作することにより、前記３つの分岐開口部のうち、所定の分岐開口部同士を連通させて流体流路のルート切り換えが可能な三方活栓及びそれを用いた輸液回路又は輸血回路に関する。
背景技術
医療機関において輸液あるいは輸血療法を行う場合、異なる薬液を混注したり、流体流路を流れる流体を採取するために、三方活栓が使用されている。第９図は従来の三方活栓の全体斜視図を示しており、従来の三方活栓は、３つの分岐開口部に接続された流体が流通可能な分岐管を備えた本体部１と流路切換部５とで構成されており、流路切換部５と一体的に構成されたハンドル７の回転操作により、薬液が流入する分岐管と連通する薬液が流出する分岐管の組み合わせの選択が可能となるように構成されている。
従来の三方活栓における３つの分岐管のうち、第１の分岐管３１、第２の分岐管３２は、連通した際に直線状の流路形態となるよう配置されており、この流路をメインラインとする。また、メインラインに垂直に位置するように配置される分岐管を第３の分岐管３３としており、第３の分岐管３３より薬液を混注したり、流体の採取を行ったりする。
一方、第１０図は従来の三方活栓の横断面図を示している。第１０図に示すように、第１の分岐管３１、第２の分岐管３２、第３の分岐管３３を選択的に組み合わせることができるように、本体部１には３つの分岐開口部２１、２２、２３が設けられている。
第１１図は従来の三方活栓の流路切換部における流路の方向性を示す模式図である。第１１図に示すように、流路切換部５には３つの流路口６１、６２、６３が設けられている。また、流路切換部５に設けられた流体流路８は、第１の流路口６１及び第２の流路口６２を直線的に連通する流路と、この流路の中心より垂直に分岐するよう配置され、第３の流路口６３へと連通する流路により構成、つまりＴ字状に構成されている。
しかしながら、第３の分岐管３３は混注時に外部に対して開放系となることがあり、細菌が混入するおそれがあった。すなわち第３の分岐管３３は、中空で長尺の管状構造をなしており、長尺の管内腔を消毒するのが困難であるために、第３の分岐管３３における内腔が細菌の温床となる危険性があった。
また、第１０図に示すように、流路切換部５が途中で分岐したＴ字状に構成されているため、第３の流路口６３へと連通する流路の部分Ｘにはメインラインの流れが及ばず、滞留部となるおそれがあった。滞留部が存在することによって、投薬すべき薬液が残存したりして、正確な薬剤投与が困難となるという問題点が生じる。
一方、最近の医療現場において、混注する際に使用される注射器等の混注用具の挿入部材としては、鋭利な金属針ではなく専用の鈍針が使用されることが多い。
このため、特開平１１−３４２２０９号公報に開示されているような、鈍針が穿刺可能なスリットを有する弾性体で構成された隔壁を第３の分岐管に相当する位置に備え、第３の分岐管３３における滞留部の解消を図った三方活栓が多々開発されてきている。特開平１１−３４２２０９号公報に開示されている三方活栓は、流路の切換部に円周面に沿う円弧溝状の切換路を形成したことを特徴とする医療用活栓であり、第３の分岐管３３に相当する位置に、スリットを有する弾性体で構成された隔壁を配置することによって外部と隔離し、閉鎖系を確保すると同時に、従来よりも流路長を短尺化している。さらに、流路の切換部に円周面に沿う円弧溝状の切換路を形成することで、従来滞留部となっていた部分にも流体の流れを生じさせ、滞留部の消失を図っている。
しかしながら、これらの三方活栓では、全流路を閉塞する方法において、従来の三方活栓では一般的な方法であった流体流路の位相をわずかにずらして流路を閉塞する方法が採用できないといった欠点があった。すなわち、従来のように流路切換部５が第１０図の状態から、第３の分岐管３３に相当する位置と第１の分岐管３１あるいは第２の分岐管３２とでなす角度の中間地点（４５度あるいは３１５度）に回転させて、全流路を閉塞することができないという問題点である。
例えば、特開平１１−３４２２０９号公報に開示されている三方活栓では、全流路を閉塞する際、流体切換部５を約１３５度から２２５度回転させる必要がある。これは従来の三方活栓においては流路切換部５の開口部が３箇所であったのに対し、流路切換部５が円周面に沿う円弧溝状となっているため、開口部分が大きく開口していることに起因する。実際の医療現場においては、特に煩雑な操作を短時間で確実に行う必要があるために、かかる構成を有する三方活栓では使用中に誤操作を生じる可能性が残されていた。
発明の開示
本発明は、上記事情に鑑み、流体流路における流体の滞留部を低減しつつ、従来の操作方法と同じ開閉操作が可能な三方活栓を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明にかかる三方活栓は、３つの分岐開口部を外周上に有する略円筒形状である本体部と、前記本体部に対して回転可能で、液密になるように装着され、前記各分岐開口部のうち、所定の前記分岐開口部同士を連通可能なように流体流路を形成する３つの流路口を有する流路切換部とを備え、前記流路切換部を前記本体部に対して回動することで、流体流路の切換えを行うようにした三方活栓であって、前記分岐開口部のうち、第１の分岐開口部と第２の分岐開口部とが直線上に形成され、第３の分岐開口部が前記第１の分岐開口部及び前記第２の分岐開口部とを結ぶ直線と直角をなす方向に形成されており、前記流路切換部には直線上に形成される第１の流路口と第２の流路口、及び前記第１の流路口と第２の流路口を結ぶ直線と直角をなす方向に第３の流路口が設けられ、前記第１の流路口と前記第３の流路口、前記第３の流路口と前記第２の流路口を連絡する２つの流体経路が設けられ、前記第３の流路口近傍において前記２つの流体経路が連通可能となるよう形成されることを特徴とする。
かかる構成により、流路切換部に開口する３つの流路口が備えられ、各流路口を連結する２つの流体経路が連通可能となるように形成されることから、分岐開口部の空間にも流体の流れが及ぶことになり、プライミング等を行うことによって流体の滞留部を消失させることが可能となる。
さらに、流路切換部の開口する箇所が３つの流路口のみとなり、流路切換部の３つの流路口が存在しない部分を本体部における各分岐開口部の位置に合わせることで、各々の流路口が本体部における各分岐開口部と連通しないようにすることができることから、従来の三方活栓における操作方法と同じ操作方法を実現することが可能となる。
また、本発明にかかる三方活栓は、前記第３の流路口が２つの流路口で形成され、一方が第１の流路口と、他方が第２の流路口と連絡され、前記第３の流路口における２つの流路口を形成する側壁部に前記２つの流体流路が連通可能となるような溝部が設けられていることが好ましい。混注口の形態の相違によって分岐開口部に空間が形成されない場合においても流体の流れが及ぶことになり、プライミング等を行うことによって流体の滞留部を消失させることができるからである。
また、本発明にかかる三方活栓は、前記第３の流路口における２つの流路口が、前記本体部の上下方向において、上下の位置関係をなすよう設けられていることが好ましい。流路切換部の３つの流路口が存在しない部分を本体部における各分岐開口部の位置に合わせるよう位相をずらす範囲がより少なくて済むからである。
また、本発明にかかる三方活栓は、混注口が前記第３の分岐開口部を形成する側壁部に設けられていることが好ましい。さらに、前記混注口が、先の鈍い挿入体を挿入可能であり、かつ液密を維持することができることが好ましい。
また、本発明にかかる三方活栓は、前記流体流路の断面積と前記第３の分岐開口部の断面積との比が１：４９以上であることが好ましい。さらに、前記流体流路の断面積と前記第３の分岐開口部の断面積との比が１：１２．２５以上であることが好ましい。１：４９よりも小さければ、流体流路の径が血液等の流体粘度の比較的高い流体を流すには小さすぎ、実用に耐えないからである。また、１：１２．２５以上である場合には、プライミングにより滞留部が生じないことが実験的に確認されている。
上述したような三方活栓を用いて輸液回路や輸血回路を構成することによって、かかる輸液回路や輸血回路についても同様の効果が期待できる。
なお、本明細書において記載された三方活栓において用いられる「上下方向」とは、流路切換部に設けられたハンドルを最上部とし、その他端部を最下部とした三方活栓の状態での位置関係、すなわち流路切換部の回転軸方向を「上下方向」と定義している。また、「水平方向」とは前記「上下方向」に対する垂直な方向での位置関係と定義している。
発明を実施するための最良の形態
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態にかかる三方活栓の詳細について説明する。
まず、第１図は本発明の実施の形態にかかる三方活栓の斜視図を示している。本発明の実施の形態にかかる三方活栓は、３つの分岐開口部をその周囲上に有する略円筒形の本体部１１と、本体部１１に対して回転可能で、液密になるように装着されており、本体部１１における各分岐開口部のうち、所定の分岐開口部同士を連通可能なように流体流路を形成する３つの流路口を有し、かつハンドル１７と一体的に構成されている流路切換部から構成されている。
第２図は本発明の実施の形態にかかる三方活栓の横断面図である。第２図に示すように、本体部１１には、３つの分岐開口部１２１、１２２、１２３が形成されている。第１の分岐開口部１２１、第２の分岐開口部１２２は本体部１１の外周上の対向する位置となるように形成されており、第３の分岐開口部１２３は本体部１１の外周上であり、かつ第１の分岐開口部１２１と第２の分岐開口部１２２の位置を９０度等配する位置に形成されている。また、第１の分岐開口部１２１、第２の分岐開口部１２２には、流体を導入あるいは導出するよう第１の分岐管１３１、第２の分岐管１３２がそれぞれ接続されている。
一方、第３の分岐開口部１２３には混注口１４が接続されている。混注口１４は、針などが穿刺可能な隔膜１４１を備え、三方活栓内の流体流路１８が外部に対して遮断されるよう設けられており、カバー１４２が隔膜１４１を固定し、挿入部分のみを露出させるような構成となっている。これにより、三方活栓内の流体流路１８における外部との閉鎖系を形成することが確保可能となる。
なお、本発明にかかる三方活栓に用いられる混注口１４は、公知であるいずれの方式の混注口であっても構わない。隔膜１４１が針等で穿刺可能で、針を抜去した後、流体流路の閉鎖系を保てるような構成であってもよい。また、隔膜１４１に予めスリットを設け、針などの穿刺が容易で、液密確保可能な構成であっても良い。さらには、ルアー等の先端の鈍い挿入体を挿入可能であり、かつ液密確保可能な構成であっても良い。
また、流路切換部１５は本体部１１内において回転可能であり、かつ液密になるように装着されている。第３図は、本発明の実施の形態にかかる三方活栓の流路切換部１５における流路の方向性を示す模式図である。第３図において、矢印は流体の流れの方向を示している。
流路切換部１５には、３つの流路口１６１、１６２、１６３が形成されている。第１の流路口１６１、第２の流路口１６２は流路切換部１５の外周上の対向する位置に形成され、第３の流路口１６３は流路切換部１５の外周上であり、第１の流路口１６１と第２の流路口１６２の位置を９０度等配する位置に形成されている。
また、流路切換部１５に設けられた流体流路１８は、第１の流路口１６１と第３の流路口１６３とを連絡する第１の流体流路１８１と、第２の流路口１６２と第３の流路口１６３とを連絡する第２の流体流路１８２とで構成されている。さらに、第１の流体流路１８１と第２の流体流路１８２は第３の流路口１６３の近傍において連通できるよう設けられている。
第３の流路口１６３の近傍において、第１の流体流路１８１と第２の流体流路１８２が連通できるようにする手段としては様々な手段が考えられる。例えば第３図に示すように、第３の流路口１６３内部において、第１の流体流路１８１の基端部１９１と第２の流体流路１８２の基端部１９２との間に溝部１９３（第３図における斜線部）を設けることも効果的であると考えられる。
また、第１の流体流路１８１及び第２の流体流路１８２の第３の流体口１６３における基端部１９１及び１９２は、三方活栓の本体部１１の上下方向において、第１の流路口１６１と第３の流路口１６３とを連絡する第１の流体流路１８１の基端部１９１が下側に、第２の流路口１６２と第３の流路口１６３とを連絡する第２の流体流路１８２の基端部１９２が上側に位置するよう、それぞれ設けられている。
この第３の流路口１６３が、隔膜１４１を有する混注口１４を設けた第３の分岐開口部１２３と同じ位置になるよう流路切換部１５を回転させた状態における縦断面図を第４図に示す。
第４図に示すように、第１の流体流路１８１から導入された流体は、第３分岐開口部１２３において溝部１９３及び第３の分岐開口部１２３内の空間を通過することによって方向を転換し、上側に位置する第２の流体流路１８２へと流れることになる。その際、流体は本体部１１における第３の分岐開口部１２３内に形成された空間を経て環流するため、その空間が流体の滞留部となることはない。
この時、第３の分岐開口部１２３内の空間へ流体を環流させるようにするには、第１の流体流路１８１及び第２の流体流路１８２の断面積が大きい方がより効率良く環流する。ただし、第１の流体流路１８１及び第２の流体流路１８２は第３の分岐開口部１２３内に存在することから、第１の流体流路１８１及び第２の流体流路１８２の断面積Ａは、第３の分岐開口部１２３内の断面積Ｂに対して、１：２より小さくなることはない。
一方、第１の流体流路１８１及び第２の流体流路１８２の断面積Ａを小さくすると、三方活栓としての流量確保が難しくなるとともに、粘度の高い流体については流体流路としての機能を果たすことが困難になる。
そこで第５図に示すような構成で第３の分岐開口部１２３内に第１の流体流路１８１及び第２の流体流路１８２を形成し、第３の分岐開口部１２３内の空間に不純物を注入しておき、プライミングを行った後の不純物残留濃度を測定することによって、第３の分岐開口部１２３内に形成された空間が流体の滞留部となっているか否かを判定する実験を行った。
その結果、第５図に示す構成においては、不純物が全く残留しておらず、少なくとも第１の流体流路１８１及び第２の流体流路１８２の断面積Ａは、第３の分岐開口部１２３内の断面積Ｂに対して、その面積比が１：１２．２５以上の比率であれば、第３の分岐開口部１２３内の空間へ流体を環流させることができ、流体の滞留部が生じることがない。
一方、第１の流体流路１８１及び第２の流体流路１８２の径は、製造工程の観点から１ｍｍよりも小さくすることは困難である。また、第１の流体流路１８１及び第２の流体流路１８２の径が１ｍｍよりも小さくなった場合には、血液等の流体粘度の比較的高い液体については、目詰まり等が生じやすく、円滑に流れにくいという事実が経験的に明らかである。したがって、第１の流体流路１８１及び第２の流体流路１８２の断面積Ａは、第３の分岐開口部１２３内の断面積Ｂに対して、その面積比が１：４９以上の比率であることが望ましい。
また、混注口１４の構成によっては、第３の分岐開口部１２３内の空間自体が存在しないことも考えられるが、この場合であっても、第１の流体流路１８１から導入された流体は、第３の分岐開口部１２３において溝部１９３を通過することによって方向を転換し、上側に位置する第２の流体流路１８２へと流れることになる。
一方、第３の流路口１６３に基端部１９１及び１９２をそれぞれ有する第１の流体流路１８１及び第２の流体流路１８２は、その上下の位置関係を保ちながら、流路切換部１５の中心に向かって延出し、その中心にて屈曲し、それぞれ第１の流路口１６１及び第３の流路口１６３へと延出している。
これにより、流路切換部１５における流体流路は、第１の流路口１６１から第３の流路口１６３へ、及び第３の流路口１６３から第２の流路口１６２へと連通し、開口する箇所も、第１の流路口１６１、第２の流路口１６２、第３の流路口１６３の３箇所のみとなり、従来の三方活栓の流路切換部における開口箇所と同じとなる。
したがって、各々の流路口が本体部１１における各分岐開口部と連通しないようにするには、流路切換部１５の外周上であって、流路口が存在しない部分を本体部１１における各分岐開口部の位置に合わせることで可能となる。
なお、第３の流路口１６３において、第１の流路口１６１へと連絡する第１の流体流路１８１の基端部１９１と、第２の流路口１６２へと連絡する第２の流体流路１８２の基端部１９２が、本体部１１の上下方向において、上下の位置関係をなすよう設けられていることから、２つの流体流路が第３の流路口１６３において、上下方向で連通していることになる。
基端部１９１と基端部１９２が配置される位置としては、特にこれに限定されるものではなく、例えば本体部１１の左右方向において、水平に設けられているものであっても良い。
ただし、２つの流体流路が第３の流路口１６３において、上下方向で連通していることによって、流路切換部１５外周上における第３の流路口１６３の長さ（水平方向の長さ）が、２つの流体流路を水平方向にて連通させた場合と比較して、より短くて済むことになる。したがって、流路切換部１５外周上における開口する部分をより小さくできることから、流路切換部１５外周上に開口する箇所が存在しない部分をより多く確保でき、各々の流路口が本体部１１における各分岐開口部と連通しないようにする場合において、流路切換部１５を本体部１１に対して大きく回転させることなく全流路を閉塞することが可能となる。すなわち、流路切換部１５における３つの流路口が存在しない箇所を本体部１１における各分岐開口部の位置に合わせることで、全ての分岐開口部を閉塞することが可能となる。
この時、連通状態から非連通状態（閉塞状態）へと切り換えるためには、流路切換部１５の回転操作が必要になり、水平方向の開口部分が多い場合には、より多くの位相のずれが必要になる。しかしながら、水平方向の開口部分が少なければ、ごく僅かな位相のずれのみで、非連通状態（閉塞状態）へと切り換えることが可能となる。
また、本実施の形態においては、第３の流路口１６３において、第１の流路口１６１へと連絡する第１の流体流路１８１の基端部１９１と、第２の流路口１６２へと連絡する第２の流体流路１８２の基端部１９２との位置関係については、第１の流体流路１８１の基端部１９１が下側、第２の流体流路１８２の基端部１９２が上側に設けられる場合について説明しているが、両者の上下方向の位置関係が逆であっても、同様の効果が期待できる。
さらに、流路切換部１５における流体流路の構成は、上述した構成に限定されるものではない。例えば第６図に示すように、第３の流路口１６３に基端部１９１及び１９２を有する第１の流体流路１８１及び第２の流体流路１８２が、第３の流路口１６３から、それぞれ第１の流路口１６１、第２の流路口１６２へと直線的に延出している構成も考えられる。
もちろん、第１の流体流路１８１と第２の流体流路１８２は第３の流路口１６３の近傍において連通できるよう設けられており、第１の流体流路１８１と第２の流体流路１８２が連通できるようにする手段としては、第３図と同様に、第３の流路口１６３内部において、第１の流体流路１８１の基端部１９１と第２の流体流路１８２の基端部１９２との間に溝部１９３（第６図における斜線部）を設けることも考えられる。
そして、第７図は、第６図に示す流路切換部１５の横断面図を示しているが、流路切換部１５の内部に形成される流体流路は、第１の流路口１６１から第３の流路口１６３を通って、第２の流路口１６２へと流出するように１本の流体流路を形成している。
このような構成においても、上述した実施の形態と同様に、流路切換部１５の開口部は、第１の流路口１６１、第２の流路口１６２、第３の流路口１６３の３箇所のみとすることができ、従来の三方活栓の流路切換部における開口部と同じ構成とすることができ、同様の効果が期待できる。
あるいは、第８図に示すように、第３の開口部１６３の大きさを第１の開口部１６１及び第２の開口部１６２と同一にし、第１の流体流路１８１及び第２の流体流路１８２は、第３の流路口１６３から、それぞれ第１の流路口１６１、第２の流路口１６２へと直線的に延出している構成も考えられる。
もちろん、第１の流体流路１８１と第２の流体流路１８２は第３の流路口１６３の近傍において連通できるよう設けられており、第１の流体流路１８１と第２の流体流路１８２が連通できるようにする手段としては、第３図と同様に、第３の流路口１６３内部において、第１の流体流路１８１の基端部１９１と第２の流体流路１８２の基端部１９２との間に溝部１９３（第８図における斜線部）を設けることも考えられる。
このような構成によっても、上述した実施の形態と同様に、流路切換部１５の開口部は、第１の流路口１６１、第２の流路口１６２、第３の流路口１６３の３箇所のみとすることができ、従来の三方活栓の流路切換部における開口部と同じ構成とすることができ、同様の効果が期待できる。
また、２つの流体流路が、第３の流路口１６３において連通していることによって、流体経路の基端部が上下方向に位置するのか、水平方向に位置するのか等につき考慮する必要が無くなる。したがって、流路切換部１５外周上における開口する部分を必要最小限に止めることができることから、各々の流路口が本体部１１における各分岐開口部と連通しないようにする場合において、流路切換部１５を本体部１１に対して大きく回転させることなく全流路を閉塞することが可能となる。
なお、三方活栓本体の材質としては、通常はポリカーボネートやポリプロピレン、ポリアセタール、アクリル系樹脂、あるいはポリカーボネイトアロイ等が用いられる。
産業上の利用可能性
以上のように本発明にかかる三方活栓によれば、三方活栓の流路切換部に設けられた流体流路が、混注口において連通できるよう設けられていることから、流体の流れは本体部の分岐開口部内に形成された空間を経て環流するため、本体部内の空間にも滞留部が発生しない。これにより、三方活栓内において流体の滞留部を消失させることが可能となる。
また、本発明にかかる三方活栓によれば、従来の三方活栓と同様の位置に各開口部を設けることができることから、従来と同様の開閉操作を行うことができ、医療業務従事者による誤操作を未然に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施の形態にかかる三方活栓の全体斜視図である。
第２図は、本発明の実施の形態にかかる三方活栓の横断面図である。
第３図は、本発明の実施の形態にかかる三方活栓の流路切換部における流路の方向性を示す模式図である。
第４図は、本発明の実施の形態にかかる三方活栓の流路切換部における縦断面図である。
第５図は、本発明の実施の形態にかかる三方活栓における第３の分岐開口部の正面図である。
第６図は、本発明の実施の形態にかかる三方活栓の別の実施例における流路切換部における流路の方向性を示す模式図である。
第７図は、本発明の実施の形態にかかる三方活栓の別の実施例における横断面図である。
第８図は、本発明の実施の形態にかかる三方活栓の別の実施例における流路切換部における流路の方向性を示す模式図である。
第９図は、従来の三方活栓の全体斜視図である。
第１０図は、従来の三方活栓の横断面図である。
第１１図は、従来の三方活栓の流路切換部における流路の方向性を示す模式図である。

Claims (7)

1. 第１〜第３の分岐開口部を外周上に有する略円筒形状である本体部と、
   前記本体部に対して回転可能で、液密になるように前記本体部の円筒内腔に装着され、前記各分岐開口部のうち、所定の前記分岐開口部同士を連通可能なように流体流路を形成する流路孔を有する流路切換部とを備え、
   前記流路切換部を前記本体部に対して回動させることで、流体流路の切換えを行うようにした三方活栓であって、
   前記流路孔は、前記第１の分岐開口部から前記第３の分岐開口部に至る第１の流体流路を形成するための第１の流路孔と、前記第３の分岐開口部から前記第２の分岐開口部に至る第２の流体流路を形成するための第２の流路孔とを含み、
   前記流路切換部の外周面に、前記第１の流路孔の一方の端部と前記第２の流路孔の一方の端部により形成された各開口部が、前記本体部の軸方向に整列しており、
   前記本体部と前記流路切換部の相対的な回動位置を所定の状態に設定したときに、前記第１および第２の流路孔が各々、前記第１および第２の流体流路を同時に形成するように配置されることを特徴とする三方活栓。
2. 前記流路切換部の外周面に、前記第１の流路孔の一方の端部と前記第２の流路孔の一方の端部により形成された各開口部が、前記流路切換部の外周部に形成された連通溝によって連通している請求項１に記載の三方活栓。
3. 混注口が前記第３の分岐開口部を形成する側壁部に設けられている請求項１または２に記載の三方活栓。
4. 前記混注口が、先の鈍い挿入体を挿入可能であり、かつ液密を維持することができる請求項３に記載の三方活栓。
5. 前記流体流路の断面積に対する前記第３の分岐開口部の断面積の比が（１：１２．２５）以上である請求項３又は４に記載の三方活栓。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の三方活栓を用いることを特徴とする輸液回路。
7. 請求項１から５のいずれか一項に記載の三方活栓を用いることを特徴とする輸血回路。

Images