JP6836045B2 - 手術室の空調システム - Google Patents

Description

本発明は、医療施設における手術室の空調システムに関する。

従来、医療施設における治療室として、必要に応じてその場で患者の手術（オぺ）を行える機能を備えた手術室が知られている。この種の手術室の空調設備としては、手術中の感染を防ぐ必要があることからクリーンルームとなっており、吹出口は清浄空気を手術台周りに吹き出すようにして配置されている（例えば、特許文献１参照）。
そして、一般的なクリーンルームでは、吹出口に高性能フィルタを設け、吹出口から清浄空気を低速で真下に向けて落とすようにして吹き出すことで、手術台周りを中心とした清浄化が行われている。そのため、吹出口は、手術台の真上に設けられている。さらに、このような従来の病院におけるクリーンルームの空調設備では、手術台上部の吹出口より空調空気の全風量を吹き出して外周部の壁面下部に設けられた還気口より還気を吸い込むことで循環させる空調システムが一般的である。

特開２００６−１１２７５５号公報

しかしながら、従来の手術室における空調設備では、下記のような問題があった。
すなわち、手術室では、手術台上部に設けられた吹出口からの送風温度を変化させることにより手術室内温度を設定範囲内に保っているため、手術台周りの温度は変動し、快適性が不十分になる欠点があった。
また、手術台周りの執刀医や患者を優先した温度設定により空調運転が行われている。そのため、手術室の外周部で作業する医療スタッフのエリアでは、さらに快適性が不十分となる欠点があった。
加えて、吹出口から吹き出される冷風の風速は０．３ｍ／ｓ程度であり、床面まで下降した後、還気口へ向かうショートサーキット流れとなるため、手術室における外周部の空気が淀み易く、その点で改善の余地があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、手術室における手術台周り及びその外周部に位置する外周エリアにおける快適性を向上させることができる手術室の空調システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る手術室の空調システムは、医療施設における手術台を有する手術室に適用される空調システムであって、前記手術室の天井における中央部分で前記手術台及び該手術台周りの上方に設けられる第１吹出口と、前記手術室における前記手術台周りよりも外側の外周部に位置する外周エリアの上方の天井に設けられる第２吹出口と、を有し、前記手術室からの還気を吸引する第１空調機を備え、該第１空調機によって吸引した前記還気を温度調整した給気を前記第１吹出口から前記手術台に向けて吹き出す第１系統と、前記手術室からの還気を吸引する第２空調機を備え、該第２空調機によって吸引した前記還気を温度調整した給気を前記第２吹出口から前記外周エリアに向けて吹き出す第２系統と、を有し、前記手術室のうち前記第１空調機及び前記第２空調機に設けられる第１吸込口よりも上方で、少なくとも前記外周エリアに面する天井に、前記手術室の還気を吸引する第２吸込口が設けられていることを特徴としている。

本発明では、第１系統において第１吸込口で吸引した手術室の還気を第１空調機で適温に温度調整し、その温度調整された給気を第１吹出口から手術台に向けて吹き出すことができる。これにより、手術台及び手術台周りの執刀医などは快適な温度で作業を行うことができる。一方、第１系統とは別で設けられる第２系統により第１吸込口で吸引した手術室の還気を第２空調機で適温に温度調整し、その温度調整された給気を、第２吹出口から手術台の外側に位置する外周エリアに向けて吹き出すことができる。このように手術台への吹き出しをメインとする第１系統とは別系統となる第２系統を設けることで、手術台周りと外周エリアの両エリアの空調を対象とした温度制御を行うことができ、執刀医及び外周エリアで作業する医療スタッフの温度環境を向上させることができる。
しかも、第２吹出口から給気が吹き出されることで、外周エリアにおいて空気が滞留する淀みを抑えることができる。つまり、外周エリアの空気に流れを生じさせることができることから、外周エリアの清浄度環境を改善することができる。

この場合には、外周エリアに面する天井に設けられる第２吸込口から外周エリアの還気が吸引されるので、この外周エリアにおける空気の淀みを防ぐことができ、外周エリアの清浄度環境をより向上させることができる。

また、本発明に係る手術室の空調システムは、前記第２吸込口は、循環ファンを介して前記第１吹出口に接続されていてもよい。

この場合には、第２吸込口によって吸引された還気を、循環ファンを介して第１吹出口から手術台に向けて吹き出すことによる循環を効率よく行うことができる。そして、循環ファンにより第１吹出口からの風量を増加することが可能となる。

また、本発明に係る手術室の空調システムは、前記手術台の周囲又は前記第１吹出口の周囲に吹き出し温度を検出するための第１温度センサーが設けられ、前記外周エリアに還気の温度を検出するための第２温度センサーが設けられ、前記第１空調機において、前記第１温度センサーの検出値に基づいて執刀医の要求する温度に調整され、前記第２空調機において、前記第２温度センサーの検出値に基づいて医療スタッフの要求する温度に調整されることを特徴としている。

本発明では、手術台周りの手術台エリアの執刀医の要求する温度を第１温度センサーの検出値に基づいて調整することができ、外周エリアの医療スタッフの要求する温度を第２温度センサーの検出値に基づいて調整することができ、第１空調機と第２空調機のそれぞれを別々に制御することが可能となる。つまり、手術台エリアの温度を第１空調機でほぼ一定に維持するように調整しつつ、外周エリアの温度も第２空調機で適宜な温度となるように調整することができる。

本発明の手術室の空調システムによれば、手術室における手術台周り及びその外周部に位置する外周エリアにおける快適性を向上させることができる。

本発明の実施の形態による手術室の空調システムの概略構成を示す側面図である。 図１に示す空調システムの系統図である。 図１に示す空調システムを備えた手術室の配置図である。

以下、本発明の実施の形態による手術室の空調システムについて、図面に基づいて説明する。

図１に示すように、本実施の形態による手術室の空調システムは、病院等の医療施設における手術室、例えば平面形状が略矩形状をなす手術室１を対象として適用されるものであって、１台の第１空調機２（２Ａ）と、複数台の第２空調機２（２Ｂ）を手術室１に面して配置することにより、これら空調機２Ａ、２Ｂによって手術室１に対する空調を行うことを基本とするものである。手術室１の中央には、手術台１０が設置されている。
特に、この手術室１においてはその運用状況に応じて厳密な温湿度制御を刻々と行う必要があり、本実施形態の空調システムでは、そのような高度の温湿度制御を比較的簡易な構成で確実に実施し得るものとして構成されている。

本実施の形態の空調システムは、手術室１の天井１１における中央部分で手術台１０の上方に設けられる第１吹出口３２及び外周部壁面に設けられる下部吸込口２３（第１吸込口）と、手術室１における手術台１０の外周部に位置する外周エリアＮの上方の天井１１に設けられる上部吸込口４と、を有している。さらに空調システムは、手術室１からの還気ＲＡを吸引する第１空調機２Ａを備え、第１空調機２Ａによって吸引した還気ＲＡを温度調整した給気ＳＡを第１吹出口３２から手術台１０に向けて吹き出す第１系統Ｐ１と、手術室１からの還気ＲＡを吸引する第２空調機２Ｂを備え、第２空調機２Ｂによって吸引した還気ＲＡを温度調整した給気ＳＡを第２吹出口３４から外周エリアＮに向けて吹き出す第２系統Ｐ２と、を有する構成となっている。

第１吹出口３２及び第２吹出口３４には、それぞれ高性能フィルタを備えた第１フィルターユニット３１、第２フィルターユニット３３が設けられている。

図２および図３は、図１に示す空調システムを具体化した系統図である。すなわち、本実施の形態による空調システムでは、上述したように、第１空調機２Ａから第１吹出口３２までの空調系統をなす第１系統Ｐ１と、第２空調機２Ｂから第２吹出口３４までの空調系統をなす第２系統Ｐ２と、を有している。

本実施の形態の空調システムは、図２及び図３に示すように、空調機２Ａ、２Ｂを手術室１に面する位置に配置して手術室１からの還気ＲＡを空調機２Ａ、２Ｂのそれぞれに吸引する。
第１系統Ｐ１では、第１空調機２Ａにより温度調整した給気ＳＡを給気ダクト３５により手術室１の天井１１の中央部に設置した第１吹出口３２に向けて送風し、さらに第１フィルターユニット３１を通過させて第１吹出口３２から下方の手術台１０に向けて吹き出す構成となっている。
また、第２系統Ｐ２では、２台の第２空調機２Ｂ、２Ｂのそれぞれにより温度調整した給気ＳＡを給気ダクト３６により手術室１の天井１１に設置した第１吹出口３２の外周部に配置される２箇所の第２吹出口３４、３４のそれぞれに送風し、さらに第２フィルターユニット３３に通過させて第２吹出口３４から下方の外周エリアＮに向けて吹き出す構成となっている。

第１空調機２Ａは、冷熱源装置（図示省略）から冷却・減湿用の冷水あるいは冷媒が供給される冷却コイル２１と、温熱源装置（図示省略）から加熱・再熱用の温水が供給される加熱コイル（あるいは電気ヒーター）２２と、をそれぞれ独立で自立縦型のケーシング２０内に組み込んだ構成となっている。さらに、ケーシング２０には、底部側面に配設された還気ＲＡの下部吸込口２３と、頂部に配設された給気ＳＡの吹出部２４と、冷却コイル２１及び加熱コイル２２の上方に送風機２５と、を備えている。なお、後述する外調機５を設けない場合には、加湿器（図示省略）を備えることも可能である。

このように構成される第１空調機２Ａは、送風機２５により下部吸込口２３からケーシング２０内に吸い込んだ還気ＲＡに対して冷却コイル２１による冷却処理と、加熱コイル２２による加熱・再熱処理とを、手術室１のその時点での温度に応じて同時にあるいは選択的に行うことにより、所望の温度の給気ＳＡを効率的かつ精度良く調整可能なものである。なお、外調機５を設けない場合には、第１空調機２Ａに除湿・加熱機能をもたせることも可能である。

そして、このような処理を自動的かつ精度良く迅速に行うために、第１吹出口３２の内側で吹き出し温度を検出するための吹出し温度センサーＴ１（第１温度センサー）が設置されている。本空調システムでは、吹出し温度センサーＴ１の検出結果に基づいて冷却制御、加熱制御を公知の比例制御（ＰＩＤ制御）によるアルゴリズムによって制御することにより、手術室１の温度を精度良く刻々と制御し、手術台１０周りの執刀医の要求する温度で送風できる構成となっている。
なお、吹出し温度センサーＴ１の取り付け位置は、第１吹出口３２内に限定されることはなく、手術台１０周りの温度を検出できるようにこの手術台１０周りに設置されていてもよい。この場合、吹出し温度センサーＴ１は、有線であることに限らず、無線で通信可能とすることで、手術台１０周りに配線されないようにすることができる。

第２空調機２Ｂは、上述した第１空調機２Ａの冷却コイル２１と加熱コイル２２を一体で設けた冷却・加熱コイル２６を用いる構成であり、この冷却・加熱コイル２６以外の構成は第１空調機２Ａとほぼ同様である。すなわち、第２空調機２Ｂのケーシング２０には、上述した冷却・加熱コイル２６と、底部側面に配設された還気ＲＡの下部吸込口２３と、頂部に配設された給気ＳＡの吹出部２４と、冷却・加熱コイル２６の上方に送風機２５と、を備えている。

そして、手術室１の壁面には、還気ＲＡの温度を検出するための壁面温度センサーＴ２（第２温度センサー）が設置されている。第２空調機２Ｂにおいて、壁面温度センサーＴ２の検出値に対応する温度に調整される。

このように構成される第２空調機２Ｂは、送風機２５により下部吸込口２３からケーシング２０内に吸い込んだ還気ＲＡに対して冷却・加熱コイル２６による冷却と加熱を、手術室１のその時点での温度に応じて選択的に行うことにより、所望の室温に効率的かつ精度良く調整可能なものである。

図２及び図３に示すように、本実施の形態では、外周エリアＮに面する天井１１において、手術室１の還気ＲＡを吸引する上部吸込口４（第２吸込口）が設けられている。上部吸込口４は、ダクト４２によって第１吹出口３２に接続されている。また、このダクト４２には循環ファン４１が設けられており、上部吸込口４で吸引された還気ＲＡが第１吹出口３２から吹き出すように循環させる構成となっている。
なお、上部吸込口４は、第１空調機２Ａ及び第２空調機２Ｂのそれぞれに設けられる下部吸込口２３よりも上方であって、外周エリアＮに面する天井１１及び側壁１２のうち少なくとも一部に設けられていれば良く、本実施の形態のように天井１１であることに限定されることはない。

また、本実施の形態の空調システムでは、手術室１に供給するべき外気ＯＡを処理するための外調機５を備えており、この外調機５により処理した外気ＳＯＡを外気ダクト５１により第１フィルターユニット３１及び第１吹出口３２に供給する構成とされている。すなわち、第１空調機２Ａからの給気ＳＡと外調機５からの外気ＳＯＡとが第１フィルターユニット３１において混合されて手術室１に吹き出されるようになっている。
なお、以上の各要素に加えて、必要であれば手術室１に供給する外気ＯＡの導入量に応じて手術室１から排気を行うための排気設備を設置しても良く、以上の各構成要素の全てを制御盤（図示省略）により相互に関連づけて制御するように構成すると良い。
また、外調機５を設けず、送風機のみで外気ＯＡを第１空調機２Ａに供給し、第１空調機２Ａで除湿、加湿を行うことも可能である。

次に、上述した手術室の空調システムの作用について、詳細に説明する。
本実施の形態では、図２に示すように、第１系統Ｐ１において下部吸込口２３で吸引した手術室１の還気ＲＡを第１空調機２Ａで適温に温度調整し、その温度調整された給気ＳＡを第１吹出口３２から手術台１０に向けて吹き出すことができる。これにより、手術台１０及び手術台１０周りの執刀医などは快適な温度で作業を行うことができる。一方、第１系統Ｐ１とは別で設けられる第２系統Ｐ２により下部吸込口２３で吸引した手術室１の還気ＲＡを第２空調機２Ｂで適温に温度調整し、その温度調整された給気ＳＡを、第２吹出口３４から手術台１０の外側に位置する外周エリアＮに向けて吹き出すことができる。

このように手術台１０への吹き出しをメインとする第１系統Ｐ１とは別系統となる第２系統Ｐ２を設けることで、手術台１０周りと外周エリアＮの両エリアの空調を対象とした温度制御を行うことができ、執刀医及び外周エリアＮで作業する医療スタッフの清浄度環境を向上させることができる。
しかも、第２吹出口３４から給気ＳＡが吹き出されることで、外周エリアＮにおいて空気が滞留する淀みを抑えることができる。つまり、外周エリアＮの空気に流れを生じさせることができることから、外周エリアＮの清浄度環境を改善することができる。

また、本実施の形態では、外周エリアＮに面する天井１１に設けられる上部吸込口４から外周エリアＮの還気ＲＡが吸引されるので、この外周エリアＮにおける空気の淀みを防ぐことができ、外周エリアＮの清浄度環境をより向上させることができる。

さらに、本実施の形態による空調システムでは、上部吸込口４が循環ファン４１を介して第１吹出口３２に接続されているので、上部吸込口４によって吸引された還気ＲＡを、循環ファン４１を介して第１吹出口３２から手術台１０に向けて吹き出すことによる循環を効率よく行うことができる。そして、循環ファン４１により第１吹出口３２からの風量を増加することが可能となる。

また、本実施の形態では、手術台１０周りの手術台エリアの執刀医などの温度制御を吹き出し温度センサーＴ１の検出値に対応して行うことができ、外周エリアＮの医療スタッフの温度制御を壁面温度センサーＴ２の検出値に対応して行うことができ、第１空調機２Ａと第２空調機２Ｂのそれぞれを別々に制御することが可能となる。つまり、手術台エリアの温度を第１空調機２Ａでほぼ一定に維持するように調整しつつ、外周エリアＮの温度も第２空調機２Ｂで適宜な温度となるように調整することができる。

以上、本発明による手術室の空調システムの実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、本実施の形態では、手術室１の天井１１に上部吸込口４を設けた構成としているが、この上部吸込口４や循環ファン４１を省略することも可能である。
また、第２空調機２Ｂの第２吹出口３４は、外周壁面上部に設けることも可能である。

また、本実施の形態では、第１空調機２Ａより第１吹出口３２に接続される第１系統Ｐ１と、第２空調機２Ｂより第２吹出口３４に接続される第２系統Ｐ２と、の２系統からなる空調システムとしているが、第２系統Ｐ２を省略し、第１系統Ｐ１のみにするとともに、手術室１のうち下部吸込口２３よりも上方で、手術台１０の外周部に位置する外周エリアＮに面する手術室１の天井１１及び側壁１２のうち少なくとも一部において、手術室１の還気ＲＡを吸引する上部吸込口４（第２吸込口）が設けられた構成としてもよい。
この場合、下部吸込口２３で吸引した手術室１の還気ＲＡを第１空調機２Ａで適温に温度調整し、その温度調整された給気ＳＡを第１吹出口３２から手術台１０に向けて吹き出すことができる。そして、上部吸込口４から外周エリアＮの還気が吸引されるので、この外周エリアＮにおける空気の淀みを防ぐことができる。つまり、外周エリアＮの空気に流れを生じさせることができることから、外周エリアＮの清浄度環境を向上させることができる。

また、第１吹出口３２及び第２吹出口３４の大きさ（面積）、第２空調機２Ｂの台数、第２吹出口３４の設置数、位置などの構成は、手術室１の広さ、面積、手術台１０の位置などの条件に応じて適宜設定することができる。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

１ 手術室
２ 空調機
２Ａ 第１空調機
２Ｂ 第２空調機
４ 上部吸込口（第２吸込口）
５ 外調機
１０ 手術台
１１ 天井
１２ 側壁
２０ ケーシング
２３ 下部吸込口（第１吸込口）
２４ 吹出部
２５ 送風機
３１ 第１フィルターユニット
３２ 第１吹出口
３３ 第２フィルターユニット
３４ 第２吹出口
Ｐ１ 第１系統
Ｐ２ 第２系統
Ｎ 外周エリア
Ｔ１ 吹出し温度センサー（第１温度センサー）
Ｔ２ 壁面温度センサー（第２温度センサー）
ＲＡ 還気
ＳＡ 給気

Claims (3)

1. 医療施設における手術台を有する手術室に適用される空調システムであって、
   前記手術室の天井における中央部分で前記手術台及び該手術台周りの上方に設けられる第１吹出口と、前記手術室における前記手術台周りよりも外側の外周部に位置する外周エリアの上方の天井に設けられる第２吹出口と、を有し、
   前記手術室からの還気を吸引する第１空調機を備え、該第１空調機によって吸引した前記還気を温度調整した給気を前記第１吹出口から前記手術台に向けて吹き出す第１系統と、
   前記手術室からの還気を吸引する第２空調機を備え、該第２空調機によって吸引した前記還気を温度調整した給気を前記第２吹出口から前記外周エリアに向けて吹き出す第２系統と、
   を有し、
   前記手術室のうち前記第１空調機及び前記第２空調機に設けられる第１吸込口よりも上方で、少なくとも前記外周エリアに面する天井に、前記手術室の還気を吸引する第２吸込口が設けられていることを特徴とする手術室の空調システム。
2. 前記第２吸込口は、循環ファンを介して前記第１吹出口に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の手術室の空調システム。
3. 前記手術台の周囲又は前記第１吹出口の周囲に吹き出し温度を検出するための第１温度センサーが設けられ、
   前記外周エリアに還気の温度を検出するための第２温度センサーが設けられ、
   前記第１空調機において、前記第１温度センサーの検出値に基づいて執刀医の要求する温度に調整され、
   前記第２空調機において、前記第２温度センサーの検出値に基づいて医療スタッフの要求する温度に調整されることを特徴とする請求項１又は２に記載の手術室の空調システム。

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