CN105848713A - 一氧化碳中毒解除装置以及具有该一氧化碳中毒解除装置的一氧化碳中毒治疗用上衣和一氧化碳中毒治疗用导管 - Google Patents

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Abstract

本发明的一氧化碳中毒解除装置具有发射波长为600～750nm范围内的光的光发射部。本发明的上衣在前身或后身的内侧发射波长为600～750nm范围内的光。本发明的导管具有：导管主体，其具有由透光性材料形成的顶端部，并包括多个管腔；光发射部，其在顶端部发射波长为600～750nm的光，使光从第1管腔内透射到导管主体的外部；气球，其配置在顶端部的外周面，与第2管腔连通，用于在扩张的状态下将顶端部导入到血流的下游；以及压力传感器，其配置在顶端部的顶端，与插入到第3管腔中的电缆相连。

Description

一氧化碳中毒解除装置以及具有该一氧化碳中毒解除装置的 一氧化碳中毒治疗用上衣和一氧化碳中毒治疗用导管
技术领域
本发明涉及用于治疗一氧化碳中毒患者的一氧化碳中毒解除装置以及具有该一氧化碳中毒解除装置的上衣和导管。
背景技术
一氧化碳中毒是通过吸入例如因火灾等引起的不完全燃烧时产生的一氧化碳而发生的。如此说来，一氧化碳中毒是无地域特异性的、在全国各地均有可能发生的中毒症。在日本国内每年因一氧化碳中毒而死亡的人有约2000多人。另外，据说在日本国内未观察到中毒症状的潜在性一氧化碳中毒患者达数万人以上。
吸入的一氧化碳与血液中的血红蛋白结合形成一氧化碳结合血红蛋白(CO-Hb)。已知一氧化碳对血红蛋白的亲和性比氧对血红蛋白的亲和性高约250倍。由此，所吸入的一氧化碳阻碍氧和血红蛋白结合形成氧合血红蛋白(O2-Hb)。另外，CO-Hb在末梢组织中阻碍从O2-Hb中释放氧。因此，吸入的一氧化碳使血红蛋白的氧运载能力降低，同时引起组织低氧症(例如参照非专利文献1)。
作为一氧化碳中毒的初期治疗，有效的是通过吸入氧使一氧化碳迅速地排到体外。作为让一氧化碳中毒患者吸入氧的方法，有通过通常的呼吸吸入氧的方法、高浓度氧疗法(例如100%氧、1个气压)、高压氧疗法(例如100%氧、2个气压)。根据血中一氧化碳浓度的半衰期来比较吸氧所产生的一氧化碳的排出效果时，通过普通的呼吸一氧化碳的半衰期为4小时，在高浓度氧疗法中一氧化碳的半衰期为40分钟，在高压氧疗法中一氧化碳的半衰期为23分钟(参照非专利文献2)。由此可知：在一氧化碳中毒的治疗中，高压氧疗法是非常有效的疗法。
可是，作为献血液的代用品，已知有来自血红蛋白的人工氧运载介质(例如参照专利文献1)。该人工氧运载介质以结合有一氧化碳的状态保管。结合有一氧化碳的人工氧运载介质即使在大气中也稳定地存在，因此可以长期保管。结合有一氧化碳的人工氧运载介质通过照射可见光使一氧化碳解离，同时通过结合氧将一氧化碳置换成氧，被用作结合有氧的人工氧运载介质。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-045718号公报；
非专利文献
非专利文献1：成松英智、浅井康文, “2. 一氧化碳中毒”、综合临床 增刊, 2002. 5,第51卷, 第748-751页(E. Narimatsu, Y. Asai, “2. Carbon Monoxide Poisoning”,Clinic All-Round an extra issue, 2002. 5, 第51卷, 第748-751页)；
非专利文献2：伊关宪、田势长一郎, “急性中毒的初期治疗”, ICU和CCU、2002、26(5),第329-333页(K. Iseki, C. Tase, “Treatment of Acute Poisoning”, JapaneseJournal of Intensive Care Medicine, 2002, 26(5), 第329-333页)。
发明内容
发明所要解决的课题
由于高压氧疗法要求在高气压环境下(2个气压)吸入高浓度氧(100%氧)，因此使用大型的高气压氧治疗装置来进行。但高气压氧治疗装置昂贵，并且需要医生、护士、技师等承担治疗，因此即使在全国设置的医疗设施也不过50处左右。因此，对于一氧化碳中毒患者，在全国范围内迅速进行适当的初期治疗是非常困难的。
本发明鉴于所述问题而设，其目的在于提供：可以利用各地的医疗设施使用廉价装置对一氧化碳中毒患者进行有效的初期治疗的一氧化碳中毒解除装置、以及具有该一氧化碳中毒解除装置的上衣和导管。
用于解决课题的手段
如上所述，与来自血红蛋白的人工氧运载介质结合的一氧化碳通过照射可见光而解离。由此认为：通过对一氧化碳中毒患者的CO-Hb也照射光，可以解离出一氧化碳。于是，本发明人使用大鼠对CO-Hb照射光，结果发现了一氧化碳从CO-Hb中解离。而且还认为：通过对一氧化碳中毒患者的血液照射光，一氧化碳可以从CO-Hb中解离。但是，如上所述，由于一氧化碳与血红蛋白的亲和性高，所以认为即使在血液中解离出一氧化碳，在使氧与血红蛋白结合之前，一氧化碳和血红蛋白也会再次结合。
于是，本发明人根据上述认知进一步进行了研究，结果发现：对即将流入肺之前的血液直接或间接地照射光是有效的，从而完成了本发明。
即，本发明涉及下述的一氧化碳中毒解除装置。
[1]一氧化碳中毒解除装置，该装置具有发射波长为600～750nm范围内的光的光发射部。
另外，本发明还涉及下述的上衣。
[2]上衣，其用于对一氧化碳中毒患者照射光以解除一氧化碳中毒，其中，该上衣具有[1]所述的一氧化碳中毒解除装置，上述光发射部在前身的内侧或后身的内侧发射波长为600～750nm范围内的光。
[3][2]所述的上衣，其中，上述光发射部包含多个导光部件，所述导光部件将由配置在上述上衣外部的光源发射的光从一端射入，并将射入的光从位于另一端的光发射区域发射，上述的多个光发射区域配置在上述前身的内侧或后身的内侧。
本发明还涉及下述的导管。
[4]导管，该导管插入到一氧化碳中毒患者的血管内，用于对血液照射光，其中，该导管具有[1]所述的一氧化碳中毒解除装置，上述光发射部在上述导管的顶端发射波长为600～750nm范围内的光。
[5][4]所述的导管，该导管具有：导管主体，其具有由透光性材料形成的顶端部，包括第1管腔、第2管腔和第3管腔；上述光发射部，其在上述顶端部发射波长为600～750nm范围内的光，使光从上述第1管腔内透射到上述导管主体的外部；气球，其配置在上述顶端部的外周面，与上述第2管腔连通，用于在扩张的状态下将上述顶端部导入到血流的下游；压力传感器，其配置在上述顶端部的顶端，与插入到上述第3管腔中的电缆连接，测定心脏或血管的内压。
[6][5]所述的导管，其中，上述顶端部是指从上述导管主体的顶端到10～15cm的区域。
[7][5]或[6]所述的导管，其中，由上述光发射部发射的光从上述顶端部的顶端侧、中央部和基端侧的未配置上述气球的区域透射到上述导管主体的外部。
[8][5]～[7]中任一项所述的导管，其中，上述光发射部包含多个导光部件，所述导光部件将由配置在上述导管主体外部的光源发射的光从一端射入，并将射入的光从位于另一端的光发射区域发射，上述的多个光发射区域配置在上述顶端部的顶端侧、中央部和基端侧。
[9][5]～[7]中任一项所述的导管，其中，上述光发射部包含多个LED，上述多个LED配置在上述顶端部的顶端侧、中央部和基端侧。
[10][4]～[9]中任一项所述的导管，其中，从上述光发射部发射的光的强度为1mW以上。
发明效果
根据本发明，可以无地域特异性地对一氧化碳中毒患者廉价地进行有效的初期治疗。
附图说明
[图1] 图1是实施方式1的导管的模式图。
[图2] 图2A～C是显示实施方式1的导管中的导管主体顶端部的构成的图。
[图3] 图3A～C是显示光的波长与一氧化碳结合血红蛋白的吸收能的关系的座标图。
[图4] 图4A～C是实施方式1的变形例的导管主体顶端部的剖面图。
[图5] 图5A～C是其他变形例的导管主体顶端部的剖面图。
[图6] 图6A～C是显示实施方式2的导管顶端部的构成的图。
[图7] 图7A～C是显示实施方式2的变形例的导管顶端部的构成的图。
[图8] 图8A、B是显示实施方式3的上衣的构成的图。
[图9] 图9A、B是显示实施方式3的变形例的上衣的构成的图。
[图10] 图10是显示光的照射时间与一氧化碳结合血红蛋白的饱和度的关系的座标图。
[图11] 图11是显示光的照射时间与一氧化碳结合血红蛋白的饱和度的关系的座标图。
[图12] 图12是显示光的照射时间与一氧化碳结合血红蛋白的饱和度的关系的座标图。
[图13] 图13是显示光的照射时间与一氧化碳结合血红蛋白的饱和度的关系的座标图。
[图14] 图14是显示光的照射时间与一氧化碳结合血红蛋白的饱和度的关系的座标图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的一氧化碳中毒解除装置进行说明。一氧化碳中毒解除装置具有发射波长为600～750nm范围内的光的光发射部。本发明的一氧化碳中毒解除装置主要用于急性期的一氧化碳中毒患者的治疗，对流经肺动脉的血液照射规定波长的光。在实施方式1、2中对具有一氧化碳中毒解除装置的导管进行说明，在实施方式3中对具有一氧化碳中毒解除装置的上衣进行说明。
[实施方式1]
(导管的构成)
以下，参照附图，对本发明的导管进行详细说明。本发明的导管插入一氧化碳中毒患者的血管内，用于对血液照射光，可以通过与肺动脉导管相同的手法插入。因此，本发明的导管例如将其顶端从右内颈静脉插入，向上腔静脉、右心房、右心室、肺动脉前进。然后，将导管顶端留置在肺动脉近旁，对流经肺动脉的血液照射规定波长的光。
图1、图2是显示本发明的实施方式1的导管100的构成的图。图1是实施方式1的导管100的模式图。图2A是从顶端侧观察导管100的图，图2B是图2A所示的A-A线的剖面图，图2C是图2A所示的B-B线的剖面图。
如图1、图2所示，导管100具有导管主体120、光发射部140、气球160和压力传感器180。
导管主体120是部分地插入到血管内以连接血管内部与血管外部的细长的管。导管主体120具有顶端部121、第1管腔122、第2管腔123和第3管腔124。导管主体120以规定的曲率弯曲(参照图1)。另外，导管主体120优选具有弯曲成可以通过从右内颈静脉到肺动脉的路径的程度的柔软度。由此，可以使导管主体120的顶端顺利地进入上腔静脉、右心房、右心室、肺动脉。在导管主体120的外周面例如可以包被肝素。由此，可以抑制在血管内在导管主体120的外周面发生凝血。导管主体120的外径只要可以将导管100的顶端留置在肺动脉内即可，没有特别限定。导管主体120的外径为5Fr～8Fr(约1.6mm～2.6mm)左右。
顶端部121是导管主体120的顶端区域。在顶端部121配置有发射规定波长的光的光发射部140的光发射区域143。顶端部121是指从导管主体120的顶端起朝向基端的10～15cm范围内的区域。
顶端部121的材料只要可以透射规定波长的光即可，没有特别限定。顶端部121的材料例如是聚氯乙烯或聚氨酯树脂。需要说明的是，在本实施方式中，包括顶端部121在内的导管主体120的整体由透光性的聚氯乙烯或聚氨酯树脂形成。因此，在本实施方式中，包括顶端部121在内的导管主体120的整体优选具有弯曲成可以通过从右内颈静脉到肺动脉的路径的程度的柔软度(柔软性)。
对第1管腔122、第2管腔123和第3管腔124的径方向的剖面大小或剖面形状没有特别限定。在本实施方式中，第1管腔122、第2管腔123和第3管腔124的径方向的剖面大小分别为导管主体120的径方向的剖面大小的1/3左右的大小。另外，在本实施方式中，第1管腔122、第2管腔123和第3管腔124的径方向的剖面形状为将圆三等分这样的扇形。
在第1管腔122内配置有导光部件141。导管主体120中的第1管腔122的顶端封闭。由此，血液不会流入第1管腔122内。
第2管腔123是向气球160供给的气体的流路。第2管腔123的内腔通过设于第2管腔123内壁的贯穿孔126与气球160连通。导管主体120中的第2管腔123的顶端也封闭。由此，血液不会流入第2管腔123内。
第3管腔124内配置有与压力传感器180相连的电缆127。另外，在第3管腔124的顶端埋入有压力传感器180。导管主体120中的第3管腔124的顶端也封闭。由此，血液不会流入第3管腔124内。
在导管主体120的基端，经由连接器130分别连接有导光部件用内腔131、气球用内腔132和压力传感器用内腔133。导光部件用内腔131、气球用内腔132和压力传感器用内腔133是中空的管。
在导光部件用内腔131内配置有导光部件141。导光部件用内腔131的一端在连接器130中与第1管腔122相连、而另一端与光源用连接器134相连。光源用连接器134将导光部件141和光源142进行光学连接。
气球用内腔132是向气球160供给的气体的流路。气球用内腔132的一端在连接器130中与第2管腔123相连、而另一端与气球扩张用阀门135相连。气球扩张用阀门135以可以只连接与进入气球160中的容量适应的容量的注射器136的方式形成。
在压力传感器用内腔133内配置有与压力传感器180连接的电缆127。压力传感器用内腔133的一端在连接器130中与第3管腔124相连、而另一端与连接于未图示的监视器的连接端子137相连。连接端子137将电缆127和监视器进行电连接。
光发射部140在导管主体120的顶端部121(顶端)从导管主体120的内部向外部照射光。如下所述，导管100是将导管主体120的顶端留置在血液中进行使用。此时，若留置在血管内的部分发热，则血液成分发生变性，因此导管100的留置在血管内的区域优选不发热。光发射部140的构成只要是导管100的留置在血管内的区域不发热即可，没有特别限定。在本实施方式中，光发射部140具有导光部件141和光源142。
导光部件141使由光源142发射的光从一端射入，在顶端部121从顶端发射。导光部件141配置遍布于导管主体120的第1管腔122、连接器130和导光部件用内腔131。导光部件141发挥上述功能，并且优选具有在使用时弯曲成可以通过从右内颈静脉到肺动脉的路径的程度的柔软度。导光部件141的例子包括光纤或石英纤维等。在本实施方式中，导光部件141是光纤，导光部件141的光发射区域143配置在导管主体120的顶端(参照图2B)。
本发明人研究了适合从导光部件141的光发射区域143(顶端)发射的光的波长。利用蒙特-卡洛法分析了光在包含CO-Hb、O2-Hb、Hb和水作为吸收体的生物体组织(媒介)中的传播。需要说明的是，关于散射系数，参考Steven L Jacques, “Optical properties ofbiological tissues : a review”, Phys. Med. Biol. 58, 2013, 第R37-R61页.，关于吸收系数，参考W. G. Zijlstra, A. Buursma, O. W. Van Assendelft, Visible andnear infrared absorption spectra of human and animal Haemoglobindetermination and application, 2000, 第58-59页.; W. G. Zijistra, A. Buursms,W. P. Meeuwsen, “Absorption Spectra of Human Fetal and Adult Oxyhemoglobin,De-Oxyhemoglobin, Carboxyhemoglobin, and Methemoglobin”, CLINICAL CHEMISTRY,第37卷, 9, 1991, 第1633-1638页进行了研究。通过蒙特-卡洛法进行分析的结果见图3。
图3A是显示照射的光的波长与未透射组织即被血管内的CO-Hb吸收的光能的关系的座标图，图3B是显示照射的光的波长与透射5mm的组织后被血管内的CO-Hb吸收的光能的关系的座标图，图3C是显示照射的光的波长与透射10mm的组织后被血管内的CO-Hb吸收的光能的关系的座标图。图3A～C的横轴显示照射的光的波长(nm)，纵轴显示被血管内的CO-Hb吸收的光能(a.u.)。需要说明的是，在各座标图中，纵轴的数值大不相同，这取决于所透射的组织的厚度。
如图3A～C所示，可知渗透深度(光强度达到1/e的深度)达到1～2mm以上的光的波长为600nm以上。另外还可知：与血管内或毛细血管床相比可以更多地传播到血液的光是波长为600～1000nm左右的光。另外，当照射波长短而强的光时，由于光能被存在于从照射面到1mm左右的距离的血液集中吸收，因此推测血细胞也有可能受到热损伤。
另一方面，为了使CO-Hb更多地吸收光能，要求光在CO-Hb中的吸收大到某种程度。在CO-Hb中的吸收大到某种程度的光的波长采用了以前通过若干研究而测定的文献值。其结果暗示：波长为750nm以上的光在CO-Hb中的吸收少，无法充分地传递能量。由此可知：光能广泛传播、并且光能被CO-Hb高效率地吸收的波长在600～750nm的范围内适合。作为其一个例子，波长为680nm的光具有1～2mm的渗透深度和0.01/mm左右的吸收系数，还期待着作用达到较深部的血液，因此在后述的实验中使用波长为680nm的光。如上所述，包含600～750nm范围内的波长的光可以有效地使一氧化碳从CO-Hb(一氧化碳血红蛋白)中解离。因此，从导光部件141的光发射区域143(顶端)发射的光优选为包含600～750nm范围内的波长的光。
对光源142的种类没有特别限定。光源142的例子包括LED或冷光灯。由光源142发射的光从导光部件141的基端面射入后导光内部，从光发射区域143发射。由光源142发射的光在所照射的血液中的照度只要可以使一氧化碳从CO-Hb中解离即可，没有特别限定。在本实施方式中，所照射的血液中的照度优选为10万lux以上。光的照度不足10万lux时，一氧化碳有可能不会从CO-Hb中解离。需要说明的是，从光发射区域143发射的光的强度优选为不会对生物体造成影响的程度。具体而言，从光发射区域143发射的光的强度优选为1mW以上。从光发射区域143发射的光的强度不足1mW时，一氧化碳有可能不会从CO-Hb中解离。
气球160将导管主体120的顶端导入到血流的下游。气球160配置成包围导管主体120的顶端部分的一部分外周面。对气球160的容量没有特别限定，通常为0.7mL～1.5mL左右。另外，对气球160的材料没有特别限定，通常为天然橡胶等。推压注射器136的柱塞时，注射器136内的气体通过气球用内腔132、连接器130和第2管腔123流入气球160内，气球160扩张。
压力传感器180配置在顶端部121的顶端，检测心脏或血管的内压，成为显示导管100顶端的位置的标准。压力传感器180与电缆127连接。
本发明人发现了：通过对CO-Hb照射包含特定波长的光，可以有效地使一氧化碳从CO-Hb中脱离。在生物体内来自全身的血液从右心房进入心脏，再从右心室流入肺。在肺中将由心脏输送来的血液中所含的二氧化碳和通过吸入而获得的氧交换。因此，本发明人认为：只要在即将进入肺之前使一氧化碳从CO-Hb中游离出来，即可利用肺的功能，从急性期的一氧化碳中毒患者体内高效率地排出一氧化碳。但是，即使从体外照射强光，也无法对进入肺之前的血液高效率地照射光。因此，需要在体内配置发射光的光发射区域143。于是，通过使用插入至即将进入肺之前的肺动脉的导管100来配置光发射区域143，实现了一氧化碳的有效排放。
(导管的使用方法)
本发明的导管100例如可如下使用。由于本发明的导管100是肺动脉导管，因此例如从右内颈静脉插入。首先，对导管100的穿刺部位进行局部麻醉。之后，将导线插入血管内，然后沿着导线插入导管100。在插入导管100一定距离后使气球160膨胀。然后，一边利用配置在导管主体120顶端的压力传感器180监测血管和心内压，一边进行导管100的插入。在导管100的顶端，气球160搭乘着血流依次进入右心房、右心室、肺动脉。需要说明的是，导管100的顶端优选留置在靠近肺泡的位置。在将导管100的顶端留置在规定位置的状态下，从光发射区域143照射包含600～750nm范围内的波长的光。对光的照射时间没有特别限定。光的照射时间根据患者的症状和血液中的一氧化碳浓度来适当调整。
需要说明的是，在本实施方式中，虽然将光发射区域143配置在导管主体120的顶端侧，但也可以将光发射区域143配置在与气球160的基端相比更靠近导管主体120的基端侧(图4A)，还可以配置在被气球160包围的位置(图4B)。当光发射区域143为从导管主体120的顶端到10～15cm的区域、且为未配置气球160的区域时，由于从光发射部140发射的光不会被气球160遮断，因此可以高效率地对CO-Hb照射光，可以高效率地使一氧化碳从CO-Hb中解离。而且，导光部件141可以具有多个光发射区域143(图4C)。这种情况下，在导光部件141的外周面配置有多个光发射区域143。需要说明的是，在本实施方式中，将光纤的包覆材料部分地剥离，形成多个光发射区域143。
另外，在本实施方式中，对使用光纤和光源142作为光发射部140的例子进行了说明，但如图5A所示，可以将LED配置在导管主体120的顶端作为光发射部140。这种情况下，光发射部140具有LED和电源。LED(导光部件141)的光发射面(光发射区域143)配置在导管主体120的顶端。LED与没有图示的电源进行电连接。而且，这种情况下，也可以将LED配置在与气球160的基端相比更靠近导管主体120的基端侧(图5B)，还可以配置在被气球160包围的位置(图5C)。
[实施方式2]
在实施方式2的导管200中，导管主体220等的构成与实施方式1的导管100不同。因此，对于与实施方式1的导管100相同的构成要素，附上相同的符号，并省略其说明。
(导管的构成)
图6是显示实施方式2的导管200的构成的图。图6A是：从顶端侧观察导管主体220的图，图6B是图6A所示的C-C线的剖面图。图6C显示了导光部件141的其他配置的例子。
如图6A所示，实施方式2的导管200的导管主体220具有第1管腔222、第2管腔223和第3管腔224。在本实施方式中，第1管腔222的径方向的剖面大小为导管主体220的内腔的1/2大小。另外，第2管腔223和第3管腔224的径方向的剖面大小分别为导管主体220的内腔的1/4大小。
在第1管腔222中配置有多个导光部件141。多个导光部件141通过基端部与光源142进行光学连接。如图6B所示，多个导光部件141配置成光发射区域143(端面)遍布于整个顶端部121。此时，从光发射区域143发射的光从顶端部121的顶端侧、中央部和基端侧透光至导管主体的外部。另外，如图6C所示，可以将导光部件141配置成从光发射区域143发射的光从顶端部121的顶端侧、中央部和基端侧的未配置气球的区域透光至导管主体的外部。
图7A～C是显示实施方式2的变形例的导管200的顶端部的构成的图。图7A是从顶端侧观察导管主体220的图，图7B是图7A所示的D-D线的剖面图。图7C显示了导光部件141的其他配置的例子。
另外，如图7所示，可以具有多个LED以代替作为多个导光部件141的多个光纤。这种情况下，多个LED(导光部件141)配置成光发射区域143(发射面)遍布于整个顶端部121。此时，从光发射区域143发射的光从顶端部121的顶端侧、中央部和基端侧透光至导管主体的外部。另外，如图7C所示，可以将LED配置成：从光发射区域143发射的光从顶端部121的顶端侧、中央部和基端侧的未配置气球160的区域透光至导管主体220的外部。在这些情况下，配置在顶端部121的LED串联连接，与没有图示的电源进行电性连接。这样，通过使光从顶端部121的未配置气球160的区域发射，可以对血液高效率地照射规定波长的光，可以使一氧化碳高效率地从CO-Hb中解离。另外，可以减少导光部件141的数目。
[实施方式3]
(上衣的构成)
以下，参照附图，对本发明的上衣进行说明。本发明的上衣是用于对一氧化碳中毒患者照射光以解除一氧化碳中毒的上衣，可以和背心、衬衫、运动衫等衣服一样地穿着。因此，本发明的上衣在穿着状态下对从体外参与换气的肺血管床整体照射规定波长的光。需要说明的是，从使照射的光透射至血管内的血液的角度考虑，上衣优选直接穿着在赤裸的皮肤上。
图8是显示本发明实施方式3的上衣300的构成的图。图8A是上衣300的正面图，图8B是背面图。
如图8所示，上衣300具有前身320、后身340和光发射部360，所述光发射部360包括第1光发射部362、第2光发射部364和第3光发射部366。对上衣300的形态没有特别限定。上衣形态的例子包括前开、前闭、有袖、无袖、或它们的组合的衣服形态等。在本实施方式中，上衣300是前开且无袖的衣服。具体而言，前身320和后身340通过穿着时的右肩部、左肩部、右肋部和左肋部分别连接。另外，在穿着上衣300时，头部插入位于右肩部和左肩部之间的第1开口302中，右腕插入位于右肩部和右肋部之间的第2开口304中，左腕插入位于左肩部和左肋部之间的第3开口306中。另外，对衣服的材料也没有特别限定。衣服材料的例子包括棉、麻、聚酯、丙烯酸树脂、聚氨酯、人造丝等。
前身320在穿衣后从穿衣者的角度看位于腹侧(前方)。前身320配置有第1光发射部362和第2光发射部364。对前身320的形态没有特别限定。前身320可以左右分开，也可以不分开。在本实施方式中，前身320具有左右分割的第1前身322和第2前身324。第1前身322和第2前身324可通过扣件(fastener，拉链或拉锁)380连接而构成。由此，对于穿衣者而言可以简单地穿脱上衣300。第1前身322在穿衣后位于左侧。第1前身322配置有第1光发射部362。另外，第2前身324在穿衣后位于右侧。第2前身324配置有第2光发射部364。
后身340在穿衣后从穿衣者的角度看位于背侧(后方)。后身340配置有第3光发射部366。
光发射部360在上衣300的内侧向整个胸部照射光。光发射部360具有第1光发射部362、第2光发射部364和第3光发射部366。如后所述，虽然上衣300是穿上后使用，但若光发射的部分发热，则穿衣者会烧伤，因此面向穿衣者的区域优选不发热。对第1光发射部362、第2光发射部364和第3光发射部366的构成没有特别限定，只要面向穿衣者的区域不发热即可。在本实施方式中，第1光发射部362具有多个第1导光部件368和第1光源370。另外，第2光发射部364具有多个第2导光部件372和第2光源374。而且，第3光发射部366具有多个第3导光部件376和第3光源378。
第1导光部件368、第2导光部件372和第3导光部件376将分别从配置在前身320和后身340的外部的第1光源370、第2光源374和第3光源378发射的光从一端射入，再于上衣300的内侧从顶端分别发射光。第1导光部件368、第2导光部件372和第3导光部件376配置在上衣300的内侧。第1导光部件368、第2导光部件372和第3导光部件376优选发挥上述功能、并且具有适度的柔软度。第1导光部件368、第2导光部件372和第3导光部件376的例子包括光纤或石英纤维等。在本实施方式中，第1导光部件368、第2导光部件372和第3导光部件376分别为光纤。需要说明的是，第1导光部件368、第2导光部件372和第3导光部件376只要可以确保后述的照射的光的照度即可，可以是单数。第1导光部件368配置在第1前身322的内侧，第2导光部件372配置在第2前身324的内侧，第3导光部件376配置在后身340的内侧。另外，第1导光部件368、第2导光部件372和第3导光部件376可以以只在上衣300的内侧上部(穿衣者的肺动脉所对应的位置的近旁)从顶端分别发射光的方式构成。
对第1光源370、第2光源374和第3光源378的种类没有特别限定。第1光源370、第2光源374和第3光源378的例子包括LED或冷光灯。从第1光源370发射的光从第1导光部件368的基端面射入后导光到内部，再从第1光发射区域382发射。从第2光源374发射的光从第2导光部件372的基端面射入后导光到内部，再从第2光发射区域384发射。从第3光源378发射的光从第3导光部件376的基端面射入后导光到内部，再从第3光发射区域386发射。需要说明的是，光源可以是单数。这种情况下，在1个光源上分别光学连接有多个第1导光部件368、多个第2导光部件372和多个第3导光部件376。
对从第1光源370、第2光源374和第3光源378发射的光的照度没有特别限定，只要可以从CO-Hb中解离出一氧化碳即可。在本实施方式中，从第1光源370、第2光源374和第3光源378发射的光在所照射的血液中的照度优选为10万lux以上。光的照度不足10万lux时，一氧化碳有可能不会从CO-Hb中解离。这种情况下，对血液照射的光在所照射的血液中的照度为50万lux左右。
(上衣的使用方法)
本发明的上衣300例如可以如下使用。本发明的上衣300可以和普通的衣服一样穿在穿衣者身上，从而将第1光发射区域382、第2光发射区域384、第3光发射区域386配置在规定的位置。在此状态下，从第1光发射区域382、第2光发射区域384、第3光发射区域386照射包含600～750nm范围内的波长的光。对光的照射时间没有特别限定。光的照射时间可根据患者的症状和血液中的一氧化碳浓度来适当调整。
图9A、9B是显示实施方式3的变形例的上衣400的构成的图。图9A是上衣400的正面图，图9B是背面图。
另外，如图9A、9B所示，可以具有多个LED来代替作为多个第1导光部件368、多个第2导光部件372和多个第3导光部件376的多个光纤。这种情况下，多个LED(导光部件388)配置成光发射区域390(发射面)遍布于上衣300的整个内部。此时，从第1光发射区域382、第2光发射区域384、第3光发射区域386发射的光照射到穿衣者的整个胸部。另外，多个LED(导光部件388)的光发射区域390(发射面)可以以只在上衣300内侧的上部(穿衣者的肺动脉所对应的位置的近旁)从顶端分别发射光的方式构成。
需要说明的是，虽然没有特别图示，但一氧化碳中毒解除装置的其他例子还包括顶端具有光照射部的Trocar等。
另外，在本实施方式中，虽然对前身320和后身340具有光发射部360的上衣300进行了说明，但可以只在前身320配置光发射部360，也可以只在后身340配置光发射部360。
而且，上衣300、400可以以羽绒茄克衫的方式构成。这种情况下，由于光发射区域紧贴着穿衣者，因此可以高效率地照射光。
如之后的实验中所示，本发明人发现了可用于使一氧化碳从CO-Hb中有效游离、并将其从体内排除的导管100和上衣300。因此，期待着将本发明的导管100和/或上衣300和以一氧化碳中毒为对象的高浓度氧疗法、高压氧疗法、喷射换气等结合使用。
[实验1]
在实验1中，就光照射对一氧化碳与血红蛋白内质网的结合的影响进行了研究。
1. 一氧化碳结合血红蛋白内质网(CO-HbV)的调制
一氧化碳结合血红蛋白内质网(CO-HbV)通过以下的方法来调制。首先，调制了HbV。HbV通过用磷脂双分子膜包覆由过期的人浓稠红细胞制剂纯化的血红蛋白来调制。具体而言，利用下述方法进行调制：在生理盐水中添加混合脂质粉末、血红蛋白，对具有特定孔径的薄膜滤器施加压力，使上述得到的液体透射该滤器(挤压法)。所调制的HbV中的粒径在262～269nm范围内，Hb浓度在10.0～10.6g/mL范围内，脂质浓度为6.9～7.2g/mL，Hb的氧饱和度为23～35Torr。然后，以15mL/分钟向HbV中充入一氧化碳达60分钟，从而调制了CO-HbV。
2. 光照射对一氧化碳与血红蛋白内质网的结合的影响
首先，对一氧化碳是否从CO-HbV中解离进行了研究。准备了10匹出生后7周龄的雄性Sprague Dawley(SD)系大鼠(体重255～282g)。对于各大鼠将相当于循环血液的90%的量换成Salinhes(HES、6%的羟乙基淀粉；杏林制药株式会社)。另外，露出各大鼠前胸部的皮下组织。将10只大鼠随机分成5只的光照射组和5只的光未照射组。然后，通过静脉内注射对大鼠给予通过上述方法得到的CO-HbV使达到25ml/kg。CO-HbV给药后，使用光源装置FLG-2(照度：测定距离100mm下为27000lux、150mm下为12000lux、2150万cd/m2；协和光学工业株式会社)向光照射组的大鼠的前胸部照射波长为400～1000nm范围的光。光照射后，在0分钟、30分钟、60分钟和90分钟后分别从各大鼠采集动脉血。然后，使用所采集的动脉血，根据吸光度研究各时间的CO-HbV的饱和度。
3. 血液中的一氧化碳饱和度的测定
(1) 一氧化碳饱和度测定的原理
已知一氧化碳结合血红蛋白(CO-Hb)和氧结合血红蛋白(O2―Hb)均分别具有2个最大吸收。向O2―Hb中添加连二亚硫酸盐时，O2―Hb被还原，成为具有单一最大吸收的还原血红蛋白(Hb)。另一方面，CO-Hb不会因添加连二亚硫酸盐而还原。因此，添加连二亚硫酸盐后的样品的吸收光谱成为CO-Hb和Hb的合成光谱。而且，若血液中的CO-Hb增加，则单一最大吸收减少，来自CO-Hb的最大吸收增加，因此一氧化碳饱和度可以通过吸光度比与CO-Hb的关系来定量。
(2) 一氧化碳饱和度的计算方法
根据吸光度，以相对于刚刚照射光后的CO-Hb量(100%)的经过规定时间后的CO-Hb量的形式算出一氧化碳饱和度。一氧化碳饱和度的测定通过下述方法来进行。向50μL被测血液中添加10mL 0.1%的碳酸钠水溶液，放置15分钟，准备了被测样品。然后，对于被测样品测定了500～600nm的吸收光谱。被测样品的CO-Hb的最大吸收之一为538nm。然后，向被测样品中添加连二亚硫酸钠，再次测定了吸收光谱。Hb的最大吸收为555nm。然后，测定了被测样品的538nm(CO-Hb的最大吸收之一)和555nm(Hb的最大吸收)的吸光度。最后，以E538/E555作为Ax。
向被测血液中充氧(例如以0.5mL/分钟充入30分钟)，调整了氧浓度已饱和的不含CO-Hb的血液。需要说明的是，充氧量根据被测血液量而不同。向50μL上述CO-Hb的血液中添加10mL 0.1%的碳酸钠水溶液，在得到的血液稀释液1中添加连二亚硫酸钠，放置15分钟准备了标准样品1。对于标准样品1，测定了538nm(CO-Hb的最大吸收之一)和555nm(Hb的最大吸收)的吸光度。然后，以E538/E555作为A0。需要说明的是，A0为0.784。
在刚刚照射了光之后(光照射后0分钟)的50μL血液中添加10mL 0.1%的碳酸钠水溶液，在所得的血液稀释液2中添加连二亚硫酸钠，放置15分钟，准备了标准样品2。测定了标准样品2的538nm(CO-Hb的最大吸收之一)和555nm(Hb的最大吸收)的吸光度。然后，以E538/E555作为A100。需要说明的是，A100为1.17。
最后，通过(Ax-A0)/(A100-A0)×100算出了一氧化碳饱和度(%)。
4. 结果
图10是显示光的照射时间与血液中的一氧化碳饱和度的关系的座标图。图10的横轴显示光的照射时间(分钟)。另外，纵轴显示相对于血红蛋白的一氧化碳饱和度(%)。各照射时间的一氧化碳饱和度是指5只的平均值。图10中的白圆符号显示光未照射组的一氧化碳饱和度，黑圆符号显示光(全波长；2150万cd/m2)照射组的一氧化碳饱和度。
如图10所示，与未照射光的大鼠相比，照射了全波长的光的大鼠的血液中的一氧化碳饱和度下降。即，可知对具有CO-Hb的大鼠的血液照射全波长的光时，血红蛋白和一氧化碳进一步解离。
[实验2]
在实验2中，就照射的光的强度对人血液中的一氧化碳与人血红蛋白的结合的影响进行了研究。
1. 光照射对一氧化碳与人血红蛋白的结合的影响
首先，由一氧化碳中毒患者的成人男性采集血液。对采集的一部分血液分别照射光，使所照射的血液中的照度达到10万lux、20万lux和50万lux。光照射后，在0分钟、2分钟、4分钟、6分钟、8分钟、10分钟、12分钟、14分钟、16分钟、18分钟和20分钟后分别分离收集一部分血液，进行与实验1相同的操作，研究了一氧化碳饱和度。需要说明的是，人CO-Hb的最大吸收在538nm和568nm，人O2-Hb的最大吸收在540nm和576nm。另外，人Hb的最大吸收在555nm。由此算出的A0为0.784，A100为1.171。
2. 结果
图11是显示光的照射时间与血液中的一氧化碳饱和度的关系的座标图。图11的横轴显示光的照射时间(分钟)。另外，纵轴显示相对于血红蛋白的一氧化碳饱和度(%)。图11中的白圆符号显示未照射光时的一氧化碳饱和度，黑圆符号显示以达到10万lux的方式照射光时的一氧化碳饱和度，白正方形符号显示以达到20万lux的方式照射光时的一氧化碳饱和度，黑正方形符号显示以达到50万lux的方式照射光时的一氧化碳饱和度。
如图11所示，对CO-Hb照射的光的强度越强则人血液中的一氧化碳饱和度越低，并且，对CO-Hb照射的时间越长则人血液中的一氧化碳饱和度越低。由此可知：CO-Hb的一氧化碳依赖于所照射的光的强度和照射时间而容易解离。
[实验3]
在实验3中，就所照射的照射光的波长对人血液中的一氧化碳与人血红蛋白的结合的影响进行了研究。
1. 照射的照射光的波长对一氧化碳与人血红蛋白的结合的影响
与实验1一样，由一氧化碳中毒患者的成人男性采集血液。使用发光二极管对所采集的一部分血液照射波长为680nm的光。光照射后，在0分钟、4分钟、8分钟、12分钟、16分钟和20分钟后分别分离收集一部分血液，根据吸光度研究了一氧化碳饱和度(%)。
2. 结果
图12是显示光的照射时间与血液中的一氧化碳饱和度的关系的座标图。图12的横轴显示光的照射时间(分钟)。另外，纵轴显示相对于血红蛋白的一氧化碳饱和度(%)。图12中的白圆符号显示照射全波长的光时的一氧化碳饱和度，黑圆符号显示照射波长为680nm的光时的一氧化碳饱和度。
如图12所示可知：与照射全波长的光时相比，波长为680nm的光有效地使一氧化碳从CO-Hb中解离。需要说明的是，虽然没有特别显示结果，但只要是波长为600～750nm范围内的光，同样能够有效地使一氧化碳从CO-Hb中解离。
[实验4]
在实验4中，在体外研究了光照射对猪血液中的一氧化碳与人血红蛋白的结合的影响。
在猪血液中添加一氧化碳(在填充有4.5L纯一氧化碳气体的袋中加入50mL猪血液，充分搅拌，添加一氧化碳)，调制了一氧化碳浓度已饱和的血液。需要说明的是，一氧化碳的充入量根据猪血液的量而不同。对所调制的一部分血液照射光使达到60万lux的照度，同时充氧(40mL/分钟)。另外，对所调制的另外一部分血液充氧(40mL/分钟)而没有照射光。光照射后，在0分钟、5分钟、10分钟、15分钟和20分钟后分别分离收集一部分血液，进行与实验1相同的操作，研究了一氧化碳饱和度。结果见图13。需要说明的是，A0为0.785，A100为1.155。
图13是显示开始充氧后的血液中的一氧化碳饱和度的变化的座标图。图13的横轴显示经过时间(分钟)。另外，纵轴显示相对于血红蛋白的一氧化碳饱和度(%)。图13中的白圆的符号显示光未照射组的一氧化碳饱和度，黑圆的符号显示光(全波长；以所照射的血液中的照度计为60万lux)照射组的一氧化碳饱和度随时间的变化。
如图13所示，与未照射光时(光未照射组)相比，照射了光时(光照射组)猪血液中的一氧化碳饱和度低。另外还可知：一氧化碳的解离依赖于照射的光的照射时间而进一步解离。
[实验5]
在实验5中，在体外研究了光照射对狗血液中的一氧化碳与人血红蛋白的结合的影响。
在狗血液中添加一氧化碳(在填充有4.5L纯一氧化碳气体的袋中加入50mL的狗血液，充分搅拌来添加一氧化碳)，调制了一氧化碳浓度已饱和的血液。对所调制的一部分血液以60万lux的照度照射光同时充氧(40mL/分钟)。另外，对所调制的另外一部分血液充氧(40mL/分钟)而没有照射光。光的照射后，在0分钟、5分钟、10分钟、15分钟和20分钟后分别分离收集一部分血液，进行与实验1相同的操作，研究了一氧化碳饱和度。结果见图14。需要说明的是，A0为0.813，A100为1.143。
图14是显示开始充氧后狗血液中的一氧化碳饱和度的变化的座标图。图14的横轴显示经过时间(分钟)。另外，纵轴显示相对于血红蛋白的一氧化碳饱和度(%)。图14中的白圆符号显示光未照射组的一氧化碳饱和度，黑圆符号显示光(全波长；以所照射的血液中的照度计为60万lux)照射组的一氧化碳饱和度随时间的变化。
如图14所示，与没有照射光时(光未照射组)相比，照射了光时(光照射组)狗血液中的一氧化碳饱和度低。另外，还可知一氧化碳的解离依赖于照射的光的照射时间而进一步解离。
如上所述，即使在使用了人血液、狗血液和猪血液的体外实验中也观测到了：一氧化碳因照射光而从CO-Hb中解离，由此推测：在生物体内，通过对CO-Hb照射规定波长的光，一氧化碳也会从CO-Hb中解离。另外还推测：通过使用本发明的导管和/或上衣，可以有效地使一氧化碳从CO-Hb中解离。而且，还期待着：通过与高压氧疗法或高浓度氧疗法结合使用，来获得更高的治疗效果。
本申请主张于2013年11月14日申请的日本特愿2013-235804的优先权。该申请说明书和附图中记载的内容均引用到本申请说明书中。
产业实用性
例如，本发明的导管和上衣可用作作为急性期一氧化碳中毒患者的初期治疗中使用的一氧化碳中毒解除装置的导管和上衣。
符号说明
100、200：导管；
120、220：导管主体；
121：顶端部；
122、222：第1管腔；
123、223：第2管腔；
124、224：第3管腔；
126：贯穿孔；
127：电缆；
130：连接器；
131：导光部件用内腔；
132：气球用内腔；
133：压力传感器用内腔；
134：光源用连接器；
135：气球扩张用阀门；
136：注射器；
137：连接端子；
140：光发射部；
141：导光部件；
142：光源；
143：光发射区域；
160：气球；
180：压力传感器；
300、400：上衣；
302：第1开口；
304：第2开口；
306：第3开口；
320：前身；
322：第1前身；
324：第2前身；
340：后身；
360：光发射部；
362：第1光发射部；
364：第2光发射部；
366：第3光发射部；
368：第1导光部件；
370：第1光源；
372：第2导光部件；
374：第2光源；
376：第3导光部件；
378：第3光源；
380：扣件；
382：第1光发射区域；
384：第2光发射区域；
386：第3光发射区域；
388：导光部件；
390：光发射区域。

Claims (10)

1.一氧化碳中毒解除装置，该装置具有发射波长为600～750nm范围内的光的光发射部。
2.上衣，该上衣用于对一氧化碳中毒患者照射光以解除一氧化碳中毒，其中，
该上衣具有权利要求1所述的一氧化碳中毒解除装置，
上述光发射部在前身的内侧或后身的内侧发射波长为600～750nm范围内的光。
3.权利要求2所述的上衣，其中，
上述光发射部包含多个导光部件，所述导光部件将由配置在上述上衣外部的光源发射的光从一端射入，并将射入的光从位于另一端的光发射区域发射，
上述的多个光发射区域配置在上述前身的内侧或后身的内侧。
4.导管，该导管插入到一氧化碳中毒患者的血管内，用于对血液照射光，其中，
该导管具有权利要求1所述的一氧化碳中毒解除装置，
上述光发射部在上述导管的顶端发射波长为600～750nm范围内的光。
5.权利要求4所述的导管，该导管具有：
导管主体，其具有由透光性材料形成的顶端部，包括第1管腔、第2管腔和第3管腔；
上述光发射部，其在上述顶端部发射波长为600～750nm范围内的光，使光从上述第1管腔内透射到上述导管主体的外部；
气球，其配置在上述顶端部的外周面，与上述第2管腔连通，用于在扩张的状态下将上述顶端部导入到血流的下游；以及
压力传感器，其配置在上述顶端部的顶端，与插入到上述第3管腔中的电缆连接，测定心脏或血管的内压。
6.权利要求5所述的导管，其中，上述顶端部是指从上述导管主体的顶端到10～15cm的区域。
7.权利要求5或6所述的导管，其中，从上述光发射部发射的光从上述顶端部的顶端侧、中央部和基端侧的未配置上述气球的区域透射到上述导管主体的外部。
8.权利要求5～7中任一项所述的导管，其中，
上述光发射部包含多个导光部件，所述导光部件将由配置在上述导管主体外部的光源发射的光从一端射入，并将射入的光从位于另一端的光发射区域发射，
上述的多个光发射区域配置在上述顶端部的顶端侧、中央部和基端侧。
9.权利要求5～7中任一项所述的导管，其中，
上述光发射部包含多个LED，
上述的多个LED配置在上述顶端部的顶端侧、中央部和基端侧。
10.权利要求4～9中任一项所述的导管，其中，从上述光发射部发射的光的强度为1mW以上。
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