全身麻酔器呼吸回路部の構成

2021.08.23

治療用機器

手術など、患者さんに甚大なダメージを与え得る医療行為を実施する際、苦痛を除去するために用いられる全身麻酔器。これにより麻酔ガスが、機器の一部である呼吸回路部を介して患者さんの体内に送り込まれます。その呼吸回路部を構成する各部品はそれぞれそのような働きを担っているのでしょうか

全身麻酔器とは

麻酔の効果について、患者さんの意識と感覚を一時的に失わせるものであると広く知られています。全身麻酔ではそれら以外にも、筋肉を弛緩させ、手術など麻酔下の措置に伴う反射を抑制するという効果も認められます。これらのような麻酔の働きにより、手術に伴うリスクが軽減され、患者さんの安全性が保たれるわけです。

全身麻酔では、患者さんに麻酔ガスを吸入させることでその効果が現れます。その際に、麻酔状態をコントロールしつつ、患者さんの生命を維持する目的で使用されるのが、全身麻酔器です。

全身麻酔器は、ガス供給部と呼吸回路部の2装置に大別される構造となっています。

ガス供給部は、麻酔ガスを生成する装置です。医療施設内の配管設備などから送られる空気・酸素・亜酸化窒素を装置内に取り入れ、その流量を調節することでそれぞれの気体の濃度を調整します。こうして生成された混成ガスに、気化器によって揮発された吸入麻酔薬を混ぜ合わせ、麻酔ガスが作り出されるわけです。

手術の状況や患者さんの容態に併せて、呼吸に不可欠な酸素や、麻酔作用をもたらす成分などの配合量が調整されることになります。そうして生成された麻酔ガスは、次なる呼吸回路部へと送られます。

呼吸回路部を構成する装置の役割

ガス供給部から麻酔ガスを取り込み、それを患者さんの呼吸器官から体内へ送り込むのが、呼吸回路部の役割です。麻酔ガスを吸入している患者さんが吐く息には、麻酔をもたらす成分が残存します。そういった呼気の麻酔成分を再活用するべく、呼吸回路部のガス配管は循環構造になっています。

安全な麻酔状態を確保するには、様々な問題点をクリアしていなければなりません。そのための機能が呼吸回路部に求められることとなります。クリアすべき条件としては、主に以下のものが挙げられます。

まず、麻酔の影響下にある患者さんは、呼吸機能が低下することになります。衰えた呼吸を保持するため、呼吸回路部は人工呼吸器としての役割も兼ね備えていなければなりません。

また、呼気に含まれる麻酔も利用することから、回路内の麻酔ガスには呼気の主成分である二酸化炭素も混合されることとなります。その対応策を講じておかねば、時間が経過するにつれ二酸化炭素の割合が増加し、麻酔ガスの濃度に影響を及ぼすことになります。

次に、循環する回路内が閉鎖された密閉状態のままでは、時間の経過につれて余剰ガスが増加します。そうなると、回路内および患者さんの呼吸器官への負荷となるガス圧が高まってしまうことにも繋がります。

加えて、呼吸回路部内の循環を一定方向に保つことも重要です。患者さんの呼吸器官に対して、酸素を含むガスを吸い、二酸化炭素を含む呼気を排出するという流れが確保されていなければなりません。それを踏まえることが、呼吸維持や回路内の成分調節を図る上で不可欠な前提となります。

これらのような、必要となる条件を満たすべく、それぞれの役割を果たす諸々の部品が呼吸回路部に取り付けられています。

患者さんの呼吸補助の目的で備えられているのは、人工呼吸器としての機能です。本来、肺を膨張・収縮させ息の入出を促す際には横隔膜など肺周辺の筋肉が働きます。しかし麻酔時には筋肉の働きが衰えます。その代用として、呼吸回路部に設置された人工呼吸バックが機能することになるわけです。

回路内の二酸化炭素を除去すべく用いられる部品は、炭酸ガス吸着装置です。ソーダライムなど、二酸化炭素を吸収する物質が内蔵されています。これによって回路内の二酸化炭素濃度上昇を抑止するわけです。設置箇所は主に、患者さんの呼気がガス供給部からの新鮮ガスと合流する手前の部分となります。

余剰ガス対策に用いられるのは、APLバルブです。呼吸回路内の気体を外部に排出する弁としての役割を担います。また、回路外への開放度合いを調節することにより、回路内のガス圧を調整する働きも併せ持っています。これにより、患者さんの肺や気道などに掛かる内圧を適切に保つことができます。主な設置箇所は、炭酸ガス吸着装置の前に当たる部分です。

回路内の逆流を防ぐための機構として、患者さんの体内へ麻酔ガスを送り込む箇所に吸気弁および呼気弁が用いられます。患者さんが息を吸う際には吸気弁開放・呼気弁閉鎖、息を吐く際には逆に吸気弁閉鎖・呼気弁開放という働きをなします。これによって、吸気と呼気が混合されることなく管理され、状況に併せて濃度調整された通りの麻酔ガスが患者さんに作用することになるわけです。