CN112867525A - 一氧化氮投加装置 - Google Patents
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Abstract
一氧化氮投加装置(1)具备:第1流路(101),具备第1吸气口(101a)及氧供给口(101b);氧生成部(100),是配置在第1流路(101)、从经由第1吸气口(101a)流入的空气生成浓缩氧的氧生成部(100),所生成的浓缩氧经由氧供给口(101b)被供给;第2流路(201),从第1流路(101)分支,并且具备NO供给口(201b);以及NO生成部(200),是配置在第2流路(201)、从被从第1流路(101)分配的气体生成NO的NO生成部(200),所生成的NO经由NO供给口(201b)被供给。
Description
技术领域
本发明涉及一氧化氮投加装置(NO投加装置)。
背景技术
肺高血压症是作为从心脏通往肺的血管的肺动脉的血压(肺动脉压)变高的疾病。肺高血压症在尼斯分类[2013年]中被分类为第1组至第5组。在第3组的肺高血压症中,伴随着肺疾病、低氧血症。作为肺高血压症的治疗之一,可以举出在家氧疗法(HOT)。如果对肺高血压症的患者施以在家氧疗法,则虽然通过由血管痉挛的解除带来的血管扩张效果而显现肺高血压症的部分性进展抑制效果,但不能期待肺动脉压的正常化。另一方面,一氧化氮(NO)是血管扩张因子之一,能够选择性地使有换气的肺泡周边的血管扩张。因此,在医院内,在围手术期及新生儿中借助从储气瓶供给的NO进行的NO吸入疗法正在普及。
但是,由于医疗用的NO气体储气瓶昂贵、NO的处置困难等,在家的NO吸入疗法在现状下还没有普及。另一方面,已知通过放电(电晕放电等)而从存在于空气中的氧及氮稳定地生成NO(专利文献1)。此外,作为NO吸入疗法,利用放电的一氧化氮投加装置是公知的(专利文献2)。此外,被报告,对于第3组的肺高血压症的患者并用NO的吸入和浓缩氧的吸入是有效的。因此,在家用的一氧化氮投加装置还有也能够投加浓缩氧的一氧化氮投加装置的需求正在变高。
例如,在专利文献2所记载的一氧化氮投加装置中,作为氧的供给源,氧浓缩器、氧发生器或氧储气瓶配置在一氧化氮投加装置的上游。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表平7-505073号公报
专利文献2:日本特表2016-516488号公报。
发明内容
发明要解决的课题
NO是不稳定的物质,在常温下与氧反应而生成二氧化氮(NO2)。NO及氧的浓度越高、此外温度越低,该反应越容易进展。此外,NO2也通过所生成的NO在到被患者吸入为止的期间中与在放电时未反应的氧反应而生成。进而,NO2还在通过放电生成NO的反应时生成。NO2毒性较高,这样生成的NO2尽管是微量,但被患者吸入。所生成的NO及NO2即使没有被患者吸入,也被向室内排气,室内的NO浓度及NO2浓度上升,也有给人体带来危害的可能性。
在专利文献2所记载的一氧化氮投加装置中,由于在上游配置有氧的供给源,所以在内部流动的气体的氧浓度比空气高。因此,在到被患者吸入为止的期间中有可能生成NO2。
本发明的目的是提供一种构成为抑制NO2的生成的一氧化氮投加装置。
用来解决课题的手段
根据本发明的一方案,提供一种一氧化氮投加装置,其特征在于,具备:第1流路,具备第1吸气口及氧供给口;氧生成部,是配置在前述第1流路、从经由前述第1吸气口流入的空气生成浓缩氧的氧生成部,所生成的浓缩氧经由前述氧供给口被供给;第2流路,从前述第1流路分支,并且具备NO供给口;以及NO生成部,是配置在前述第2流路、从被从前述第1流路分配的气体生成NO的NO生成部,所生成的NO经由前述NO供给口被供给。
也可以,前述氧生成部及前述NO生成部被收容在同一箱体的内部。也可以,还还具备配置在前述第1流路的压缩机。也可以,前述被分配的气体是被前述压缩机压缩后的空气。也可以,前述被分配的气体是在前述氧生成部中伴随着浓缩氧的生成而生成的低氧气体。也可以,前述被分配的气体是由前述氧生成部生成的浓缩氧。也可以,在前述第2流路中,在前述氧生成部中伴随着浓缩氧的生成而生成的低氧气体被相对于所生成的NO混合。也可以,配置有流路切换阀,所述流路切换阀对从前述第1流路通往前述第2流路的前述低氧气体的流路的开闭进行切换。也可以,在前述第1流路的上游或前述第1吸气口的附近,配置有NO或NO2的除去剂。也可以,还具备插管,所述插管相对于前述氧供给口及前述NO供给口连接,并且具有独立的流路。也可以,前述NO生成部具有第2吸气口。
发明效果
根据本发明的方案,起到提供一种构成为抑制NO2的生成的一氧化氮投加装置这一共同的效果。
附图说明
图1是一氧化氮投加装置的概略图。
图2是另一一氧化氮投加装置的概略图。
图3是再另一一氧化氮投加装置的概略图。
图4是再另一一氧化氮投加装置的概略图。
图5是再另一一氧化氮投加装置的概略图。
图6是再另一一氧化氮投加装置的概略图。
图7是再另一一氧化氮投加装置的概略图。
图8是再另一一氧化氮投加装置的概略图。
图9是再另一一氧化氮投加装置的概略图。
图10是再另一一氧化氮投加装置的概略图。
图11是再另一一氧化氮投加装置的概略图。
图12是再另一一氧化氮投加装置的概略图。
图13是再另一一氧化氮投加装置的概略图。
图14是再另一一氧化氮投加装置的概略图。
图15是再另一一氧化氮投加装置的概略图。
图16是再另一一氧化氮投加装置的概略图。
图17是再另一一氧化氮投加装置的概略图。
图18是再另一一氧化氮投加装置的概略图。
图19是再另一一氧化氮投加装置的概略图。
图20是一氧化氮投加装置及中继投加装置的概略图。
图21是另一一氧化氮投加装置及中继投加装置的概略图。
图22是再另一一氧化氮投加装置及中继投加装置的概略图。
图23是再另一一氧化氮投加装置及中继投加装置的概略图。
图24是再另一一氧化氮投加装置及中继投加装置的概略图。
图25是再另一一氧化氮投加装置的概略图。
图26是再另一一氧化氮投加装置的概略图。
图27是再另一一氧化氮投加装置及中继投加装置的概略图。
图28是再另一一氧化氮投加装置及中继投加装置的概略图。
图29是再另一一氧化氮投加装置及中继投加装置的概略图。
具体实施方式
以下,一边参照附图一边详细地说明本发明的实施方式。遍及全部附图,对对应的构成要素赋予共同的参照附图标记。
图1是一氧化氮投加装置1的概略图。一氧化氮投加装置1具有:第1流路101,具备吸气口101a及氧供给口101b;氧生成部100,配置在第1流路101,从经由吸气口101a流入的空气生成浓缩氧;第2流路201,从第1流路101分支且具备NO供给口201b;NO生成部200,配置在第2流路201,从被从第1流路101分配的气体生成NO;控制部300;以及箱体400。氧生成部100、NO生成部200和控制部300被收容在同一箱体400的内部。由氧生成部100生成的浓缩氧经由氧供给口101b及插管410被供给。由NO生成部200生成的NO经由NO供给口201b及插管410被供给。氧生成部100及NO生成部200的各种动作由控制部300控制。一氧化氮投加装置1经由未图示的电源线缆而与电源连接。
一般,氧浓缩装置是能够将空气中的氧从氮分离并浓缩的装置。作为氧浓缩装置的结构,有氧富化膜式、PSA式(例如,日本特开2008-238076号公报)等,所述氧富化膜式通过使用氧比氮多地透过的分离膜将空气中的氧和氮分离,所述PSA式将能够选择性地吸附氮的吸附剂填充于1个或多个吸附床,反复加压和减压,从而将空气中的氧和氮分离。氧生成部100构成为,通过PSA式生成浓缩氧。但是,也可以通过氧富化膜式或其他方法生成浓缩氧。此外,也可以从氧储气瓶经由与第2流路201不同的流路直接供给氧。
氧生成部100具有:作为空气压缩部的压缩机102;气体流路切换部,配置在压缩机102的下游,由加压阀103及减压阀104构成;以及吸附筒105,配置在气体流路切换部的下游。吸附筒105收容有比氧优先地吸附氮的吸附剂。通过气体流路切换部,选择性地切换吸附筒105与排气口101c之间的流路。在压缩机102的下游,第1流路101分支为两个,氧生成部100具有两组气体流路切换部及吸附筒105。氧生成部100也可以具有3组以上的气体流路切换部及吸附筒105。氧生成部100具有:均压阀106,在两个吸附筒105的下游将分支的第1流路101间连结;止回阀107,配置在均压阀106的下游且两个吸附筒105的下游的各自;缓冲罐108,配置于在止回阀107的下游合流的第1流路101;流量控制器109,配置在缓冲罐108的下游;O2浓度计110,配置在流量控制器109的下游;以及流量计111,配置在O2浓度计110的下游。
对由氧生成部100进行的浓缩氧的生成过程进行说明。
经由吸气口101a流入的空气被压缩机102压缩。由压缩机102得到的压缩空气(加压空气)借助气体流路切换部向一方的吸附筒105供给。具体而言,与该一方的吸附筒105对应的加压阀103打开,减压阀104关闭。如果通过压缩空气而吸附筒105的内部被加压,则被供给的压缩空气中的氮被吸附筒105吸附。将这称作吸附工序。压缩空气中的氧不被吸附筒105吸附而从吸附筒105向下游流出,经由止回阀107被储存至缓冲罐108。
此时,与另一方的吸附筒105对应的加压阀103关闭,减压阀104打开,所以该另一方的吸附筒105的上游侧经由排气口101c被向大气开放,吸附筒105的内部被减压。由于吸附剂有如果气体的压力下降则将所吸附的氮放出的性质,所以被从吸附剂放出的氮经由排气口101c被排气。将这称作解吸工序。
接着,在维持两个加压阀103及两个减压阀104的状态的原状下,将均压阀106打开。由此,从处于吸附工序的一方的吸附筒105流出至下游的氧经由均压阀106被向处于解吸工序的另一方的吸附筒105回流。通过进行浓缩氧的回流,该另一方的吸附筒105的内部的氮的分压下降,促进氮从吸附剂的放出。
氧生成部100由气体流路切换部在两个吸附筒105间反复切换吸附工序及解吸工序,从而能够从空气得到浓缩氧。储存于缓冲罐108的浓缩氧一边被流量控制器109基于O2浓度计110及流量计111的值控制其流量,一边经由氧供给口101b被供给。
NO生成部200在从压缩机102的下游的第1流路101分支的第2流路201中,具有流量控制器202、配置在流量控制器202的下游的流量计203、配置在流量计203的下游的止回阀204、配置在止回阀204的下游的放电部205、配置在放电部205的下游的NO2吸附部206、配置在NO2吸附部206的下游的过滤器207、以及配置在过滤器207的下游的NO浓度计208。
由压缩机102带来的压缩空气的一部分被从第1流路101向第2流路201分配。被分配的作为压缩空气的气体一边被流量控制器202基于流量计203的值而控制其流量,一边经由止回阀204被向放电部205供给。在氧生成部100中,基于上述PSA式的浓缩氧的生成伴随着压力变动。因而,被从第1流路101分配给第2流路201的气体也受到其压力变动的影响,但由流量控制器202抑制第2流路201中的压力变动。
放电部205虽然没有图示,但具有高电压发生源和至少一个电极对。放电部205由高电压发生源使电极对间产生放电(电晕放电等),从而能够从存在于在第2流路201流动的气体中的氧(O2)及氮(N 2)生成NO。NO的生成方法例如如日本特开2004-167284号公报、日本特表2017-531539号公报所记载那样是公知的。作为高电压发生源,既可以使用如点火线圈那样利用了感应线圈原理的变压器,也可以使用考-瓦二氏电路(Cockcroft-Waltoncircuit)。
生成的NO与气体中的氧反应,生成毒性较高的NO2。进而,NO2也在通过放电生成NO的反应时生成。因此,在放电部205的下游,用作为NO2除去部的NO2吸附部206将NO2吸附、除去。NO2吸附部206例如含有碱石灰(主要是氢氧化钙)、活性炭、沸石等。NO2除去部也可以构成为,除了吸附以外还通过其他方式将气体中的NO2除去。
配置在NO2吸附部206的下游的过滤器207例如是HEPA(High EfficiencyParticulate Air Filter,高效微粒空气过滤器)过滤器。过滤器207将气体中的垃圾及灰尘除去。所谓气体中的垃圾及灰尘,例如可以举出从放电部205非有意放出的磨损的电极的微粒子、从NO2吸附部206非有意放出的碱石灰等粉体等。
NO浓度计208为了判断是否是在对于患者的投加时没有问题的NO浓度,测量第2流路201的最下游的NO浓度。测量结果被控制部300收集,例如对流量控制器202、放电部205反馈。即,从控制部300对流量控制器202、放电部205传递控制信号,调整NO的生成量或浓度。
控制部300具有一个或多个处理器及其周边电路,统括地控制一氧化氮投加装置1的整体的动作。控制部300基于预先存储于存储部(未图示)的计算机程序进行处理。在该处理时,控制部300从O2浓度计110、流量计111、NO浓度计208等各种传感器接收信号,向压缩机102、加压阀103、放电部205等发送控制信号。控制部300也可以具有输入输出部,例如显示器等显示部、操作按钮或触摸面板等输入接口(interface)。
被报告,对于第3组的肺高血压症的患者并用NO的吸入和浓缩氧的吸入是有效果的。根据一氧化氮投加装置1,能够将由氧生成部100在第1流路101中生成的浓缩氧经由氧供给口101b、此外将由NO生成部200在第2流路201中生成的NO经由NO供给口201b向患者投加。具体而言,能够使用相对于氧供给口101b及NO供给口201b连接且具有独立的流路的插管410向患者投加。因而,在被向患者投加之前,NO和浓缩氧被混合,抑制因NO与浓缩氧的反应带来的NO2的生成。另外,也可以将插管410构成为,将浓缩氧及NO在患者马上要吸入前混合而投加。
由于氧生成部100及NO生成部200被收容在箱体400的内部,所以能够将控制部300、电源共有化,能够构成为小型、轻量、进而省电力的单一的系统。此外,在一氧化氮投加装置1中,由于氧生成部100及NO生成部200共有压缩机102,所以能够同时供给各自的生成所需要的被加压的气体。
顺便说一下,图1所示的一氧化氮投加装置1的动作不与患者的呼吸联动。即,一氧化氮投加装置1在工作状态下以总是供给NO的连续流模式动作。但是,一氧化氮投加装置1也可以构成为,以使一氧化氮投加装置1的动作与患者的呼吸同步的同步流模式动作。在此情况下,例如,如图2所示的一氧化氮投加装置2那样,在NO浓度计208的下游配置微差压传感器209。由微差压传感器209检测由患者的呼吸带来的负压,与此同步对放电部205进行控制,从而能够控制NO的生成或停止,控制NO的投加或停止。即,在患者的吸气时供给NO,在患者的呼气时停止NO的供给。
另外,在采用同步流模式时,也可以由微差压传感器以外的呼吸检测部检测患者的呼吸。作为其他的呼吸检测部,例如可以举出设置在患者的口鼻处而测量由呼吸时的气流带来的温度变化的口鼻热敏电阻、检测患者的胸围及腹围的变动的胸腹带等。另外,呼吸检测部也可以对本说明书所记载的其他的一氧化氮投加装置应用。此外,也可以通过在过滤器207与NO浓度计208之间进一步配置截止阀,来控制NO的投加或停止。通过配置截止阀,能够将比截止阀靠上游的第2流路201内保持为更高压。通过当截止阀关闭时在上游及下游间有压力差,能够使NO的患者的吸气时的NO供给再开始紧接着之后的流量增大,能够在比较短时间完成投加。即,能够在吸气的有效时间内适当地完成投加。
在一氧化氮投加装置1中,也可以代替NO浓度计208而配置能够测量NO及NO2的浓度的单一或分体的NO/NO2浓度计。由此,也能够测量毒性较高的NO2。此外,也可以代替NO浓度计208而配置测量NO的浓度或物质量的NO测量部。此外,NO2浓度计也可以作为测量NO2的浓度或物质量的NO2测量部。此外,也可以代替流量计203或除其以外配置压力计。通过使用压力计进行第2流路201的压力监视,能够掌握一氧化氮投加装置1的运转状态、例如流路的异常的有无等。此外,也可以在流量控制器202的上游的第2流路201配置减压阀。通过配置减压阀,能够将被压缩机102压缩后的气体调整为最适合于NO的生成及供给的压力。此外,也可以在流量控制器202的上游的第2流路201配置缓冲罐。通过配置缓冲罐,能够抑制伴随着基于上述PSA式的浓缩氧的生成的压力变动。
特别在连续流模式下,含有患者没有吸入的NO的气体被从插管410向室内放出。被放出的NO与空气中的氧反应,生成毒性较高的NO2。所以,如图3所示,在一氧化氮投加装置3中,也可以在压缩机102的上游的第1流路101配置能够将NO及NO2的某一方或两者吸附的NO/NO2吸附部112、即NO/NO2除去部。NO/NO2除去部例如可以做成将上述的碱石灰(主要是氢氧化钙)、活性炭、沸石等与粉体过滤器组合的结构。由于在经由吸气口101a流入至一氧化氮投加装置3的空气中含有的NO及NO2被NO/NO2吸附部112除去,所以能够使室内的NO的浓度及NO2的浓度下降。
也可以将NO/NO2吸附部112不是配置在压缩机102的上游的第1流路101,而是如图4所示的一氧化氮投加装置4那样配置在压缩机102的下游的第1流路101。由于NO生成部200具有NO2吸附部206,所以通过将NO/NO2吸附部112配置到氧生成部100,能够避免功能的重复。总之,NO或NO2的除去剂配置在第1流路101的上游或吸气口101a的附近。NO/NO2吸附部112也可以对本说明书所记载的其他的氧生成部100应用。
若对NO或NO2的除去剂更详细地说明,则被向患者投加的NO的量与被向患者投加的浓缩氧的量相比非常少。此外,在浓缩氧及NO各自的生成过程的特性上,在治疗所需的量的浓缩氧的生成中使用的空气量与在治疗所需的量的NO的生成中使用的空气量相比非常多。因而,通过将NO或NO2的除去剂配置在用于浓缩氧的生成的空气经过的流路、即第1流路101的上游或吸气口101a的附近,能够有效率地将NO及NO2除去。
一氧化氮投加装置4也可以还具有将NO氧化为NO2的氧化机构或将NO2还原为NO的还原机构。通过一氧化氮投加装置4具有氧化机构或还原机构,能够更加促进NO/NO2吸附部112的吸附。作为氧化机构,也可以使用含有比空气中高浓度的氧的气体,也可以使用含有比空气中高浓度的臭氧的气体。因此,一氧化氮投加装置4也可以还具有臭氧发生机构。此外,作为还原机构,也可以使用加热装置、紫外线发生装置等。另外,氧化机构及还原机构也可以对本说明书所记载的其他的一氧化氮投加装置应用。
图5是再另一一氧化氮投加装置5的概略图。例如,在图1所示的一氧化氮投加装置1中,第2流路201从压缩机102与气体流路切换部之间的第1流路101分支。在图5所示的一氧化氮投加装置5中,第2流路201从气体流路切换部的减压阀104的下游的第1流路101分支。因而,较多地含有在氧生成部100的解吸工序中从吸附筒105的吸附剂放出的氮的气体(低氧气体)被从第1流路101向第2流路201分配。因而,第2流路201中的气体的氧浓度整体上变低,所以即使由放电部205生成了NO,也能够抑制因NO与氧的反应带来的NO2的生成。
一氧化氮投加装置5的NO生成部200与图1所示的一氧化氮投加装置1的NO生成部200相比,还在具有配置在流量控制器202的上游的缓冲罐210和配置在缓冲罐210的上游的泵211这一点上不同。通过一氧化氮投加装置5的NO生成部200具有泵211,在配置于上游的氧生成部100的解吸工序中,能够将从吸附筒105放出的低氧气体充分地排气。此外,在NO生成部200中,能够将第2流路201中的气体加压至为了NO的生成及供给而适当的压力。通过一氧化氮投加装置5的NO生成部200具有缓冲罐210,能够将被从第1流路101分配的气体储存。
另外,也可以将泵211配置在比放电部205靠下游的第2流路201、例如NO2吸附部206的下游。在此情况下,如上述那样,在配置在更上游的氧生成部100的解吸工序中,能够将从吸附筒105放出的低氧气体充分地排气,并且能够以更低压进行到放电部205的气体的移动。通过以更低压使气体移动,抑制因NO与氧的反应带来的NO2的生成。另外,一氧化氮投加装置5也可以不具有泵211。
图6是再另一一氧化氮投加装置6的概略图。一氧化氮投加装置6与图5所示的一氧化氮投加装置5相比,在不具有泵211这一点以及具有漏泄阀212这一点上不同。漏泄阀212与缓冲罐210连接,能够将储存于缓冲罐210的剩余的气体从排气口201c排气。
图7是再另一一氧化氮投加装置7的概略图。一氧化氮投加装置7与图5所示的一氧化氮投加装置5相比,在不具有泵211这一点以及第2流路201还从压缩机102的下游的第1流路101分支这一点上不同。从压缩机102的下游的第1流路101分支的第2流路201和从气体流路切换部的减压阀104的下游的第1流路101分支的第2流路201在止回阀204的上游合流。在从压缩机102的下游的第1流路101分支的第2流路201,配置有流量控制器202及流量计203。通过第2流路201还从压缩机102的下游的第1流路101分支,能够使上述的低氧气体与作为压缩空气的气体混合,能够调整到达放电部205的氧浓度及NO浓度。
在一氧化氮投加装置7中,也可以在压缩机102与流量控制器202之间的第2流路201配置减压阀。由此,能够使低氧气体与作为压缩空气的气体的混合的比例变化,调整氧浓度及NO浓度,并且调整为为了NO的生成及供给而适当的压力。进而,也可以如图5所示的一氧化氮投加装置5那样,在缓冲罐210的上游的第2流路201配置泵211。
图8是再另一一氧化氮投加装置8的概略图。在一氧化氮投加装置8中,第2流路201从缓冲罐108与流量控制器109之间的第1流路101分支。因而,较多地含有在氧生成部100中生成的浓缩氧的气体(浓缩氧气体)被从第1流路101向第2流路201分配。在一般的成人用途的氧浓缩装置中,供给浓度为90%左右或其以上的浓缩氧,而在小儿用途等一部分的氧浓缩装置中,供给40%左右的浓缩氧。在那样的比较低浓度的氧浓缩装置中,通过浓缩氧与NO的接触而生成的NO2的风险比较低,此外,根据放电部的结构、放电条件,能够提高NO的生成效率。
也可以在流量控制器202的上游的第2流路201配置泵211。此外,也可以将泵211配置在比放电部205靠下游的第2流路201、例如NO2吸附部206的下游。
图9是再另一一氧化氮投加装置9的概略图。一氧化氮投加装置9与图8所示的一氧化氮投加装置5相比,在第2流路201还从压缩机102的下游的第1流路101分支这一点上不同。在从压缩机102的下游的第1流路101分支的第2流路201,配置有流量控制器202及流量计203。通过第2流路201还从压缩机102的下游的第1流路101分支,能够使上述的浓缩氧气体与作为压缩空气的气体混合,能够调整到达放电部205的氧浓度及NO浓度。
在一氧化氮投加装置9中,也可以在压缩机102与流量控制器202之间的第2流路201配置减压阀。此外,也可以在从缓冲罐108与流量控制器109之间的第1流路101分支的第2流路201中的流量控制器202的上游配置泵211。
图10是再另一一氧化氮投加装置10的概略图。在一氧化氮投加装置10中,与图7所示的一氧化氮投加装置7同样,第2流路201从压缩机102与气体流路切换部之间的第1流路101分支,并且从气体流路切换部的减压阀104的下游的第1流路101分支。因而,在氧生成部100的解吸工序中从吸附剂放出的低氧气体被从第1流路101向第2流路201分配。
一氧化氮投加装置10与图7所示的一氧化氮投加装置7相比,在以下这一点上不同:在从气体流路切换部的减压阀104的下游的第1流路101分支的第2流路201中,流量计203经由止回阀204在放电部205与NO2吸附部206之间与另一方的第2流路201合流。因而,使在氧生成部100中随着浓缩氧的生成而生成的低氧气体在放电部205的下游的第2流路201中相对于所生成的NO混合。
通过在放电部205的下游的第2流路201中混合低氧气体,第2流路201中的气体的氧浓度整体上变低。因而,因NO与氧的反应带来的NO2的生成被抑制。在图10所示的一氧化氮投加装置10中,使用由压缩机102带来的含有氧的压缩空气的一部分,在放电部205中生成NO。因此,例如与如图5所示的一氧化氮投加装置5那样在低氧气体下生成NO的情况相比,NO的生成效率也较高。由此,根据一氧化氮投加装置10,能够不使NO的生成效率下降,并且抑制因NO与氧的反应带来的NO2的生成。
在一氧化氮投加装置10中,也可以在压缩机102与流量控制器202之间的第2流路201配置减压阀。也可以在过滤器207与NO浓度计208之间的第2流路201中配置微差压传感器209。进而,也可以如图5所示的一氧化氮投加装置5那样在缓冲罐210的上游的第2流路201配置泵211。
图11是再另一一氧化氮投加装置11的概略图。一氧化氮投加装置11与图10所示的一氧化氮投加装置10相比,在具有漏泄阀212这一点上不同。漏泄阀212与缓冲罐210连接,能够将储存于缓冲罐210的剩余的气体从排气口201c排气。
图12是再另一一氧化氮投加装置12的概略图。一氧化氮投加装置12与图5所示的一氧化氮投加装置5相比,在泵211的上游配置有三通阀213这一点以及从三通阀213分支的第2流路201经由止回阀204延伸至排气口201c这一点上不同。即,在第2流路201中,借助三通阀213选择性地切换通往NO供给口201b的流路和通往排气口201c的流路。由此,三通阀213构成切换从第1流路101向第2流路201的低氧气体的流路的开闭的流路切换阀。
这里,由气体流路切换部向第2流路201分配的气体的氧浓度、即较多地含有在氧生成部100的解吸工序中从吸附筒105的吸附剂放出的氮的气体(低氧气体)的氧浓度不为一定。向第2流路201分配的气体的氧浓度与伴随着PSA式的浓缩氧的生成的压力变动同样,周期性地上下变动。
因而,在氧浓度比较高的时机(timing),通过将三通阀213切换至排气口201c侧,将气体从排气口201c排气。另一方面,在氧浓度比较低的时机,通过将三通阀213切换至NO供给口201b侧,将气体向缓冲罐210储存。结果,第2流路201中的压力变动及氧浓度的变动被抑制。通过在三通阀213的下游配置有泵211,能够促进向第2流路201的气体的分配。泵211只要是三通阀213的下游的第2流路201,能够配置到任意的位置。
图13是再另一一氧化氮投加装置13的概略图。一氧化氮投加装置13与图11所示的一氧化氮投加装置11相比,在代替漏泄阀212而配置有止回阀204这一点、在缓冲罐210的上游配置有三通阀213这一点上不同。即,在从气体流路切换部的下游的第1流路101分支的第2流路201中,借助三通阀213选择性地切换通往NO供给口201b的流路和通往排气口201c的流路。结果,如一边参照图12一边说明那样,第2流路201中的压力变动及氧浓度的变动被抑制。
进而,一氧化氮投加装置13与图11所示的一氧化氮投加装置11相比,在代替从压缩机102与气体流路切换部之间的第1流路101分支的第2流路201、具备吸气口201a的第2流路201经由压缩机214而与流量控制器202连接这一点上较大地不同。即,在一氧化氮投加装置13中,氧生成部100及NO生成部200分别具有独立的压缩机102及压缩机214。
在NO生成部200的NO的生成中使用的气体的压力及流量比在氧生成部100的浓缩氧的生成中使用的气体的压力及流量小。因而,NO生成部200的压缩机214与氧生成部100的压缩机102相比,需要的压力及流量较小,由此能够做成小型。通过将压缩机102及压缩机214分别独立地控制,能够以适合于浓缩氧的生成及NO的生成的压力及流量使空气流入。
一氧化氮投加装置13通过除了作为氧生成部100的第1吸气口的吸气口101a以外还作为第2吸气口而具有吸气口201a,能够从经由吸气口201a流入的空气生成NO。进而,在一氧化氮投加装置13中,通过被从第1流路101分配给第2流路201的低氧气体,能够抑制因NO与氧的反应带来的NO2的生成。
根据上述的图1至图13所示的一氧化氮投加装置,由于NO和浓缩氧分别生成,并向患者投加,所以起到抑制NO2的生成这一共同的效果。
图14是再另一一氧化氮投加装置14的概略图。
一氧化氮投加装置14具有:第2流路201,具备吸气口201a及NO供给口201b;NO生成部200,配置在第2流路201,从经由吸气口201a流入的空气生成NO;控制部300;以及箱体400。NO生成部200和控制部300被收容在箱体400的内部。由NO生成部200生成的NO经由NO供给口201b被供给。NO生成部200的各种动作由控制部300控制。
NO生成部200在第2流路201中具有配置在吸气口201a的下游的三通阀213、配置在三通阀213的下游的作为空气压缩部的压缩机214、配置在压缩机214的下游的流量控制器202、配置在流量控制器202的下游的压力计215、配置在压力计215的下游的上述放电部205、配置在放电部205的下游的上述NO2吸附部206、配置在NO2吸附部206的下游的上述过滤器207、以及配置在过滤器207的下游的三通阀216。
如上述那样,NO2毒性较高,也通过所生成的NO在到被患者吸入为止的期间中与在由放电部205的放电时未反应的氧反应而生成。因此,例如如果在由放电部205生成NO之后NO在第2流路201内滞留,则在此期间生成NO2。在一氧化氮投加装置14中,通过具有三通阀213及三通阀216,在一氧化氮投加装置14的内部使气体回流,抑制气体中含有的NO2的浓度上升。即,优选的是选择性地进行从NO2吸附部206的下游通往NO供给口201b的流路和从NO2吸附部206的下游通往放电部205的上游的流路的切换。
具体而言,含有由放电部205生成的NO的气体被配置在放电部205的下游的NO2吸附部206将气体中的NO2吸附。在NO2吸附部206的下游,含有NO的气体没有立即被向患者投加的情况下,三通阀216被切换,第2流路201的下游与旁通流路217连通。与此同时,三通阀213被切换,旁通流路217与第2流路201的上游连通。因而,含有由放电部205生成的NO的气体在从过滤器207的下游经由旁通流路217流入到第2流路201的上游之后,一边被压缩机214加压,一边在一氧化氮投加装置14的内部回流。另一方面,通过将三通阀216切换到NO供给口201b侧、并将三通阀213切换到吸气口201a侧,能够开始向患者的投加。
另外,在一氧化氮投加装置14中,三通阀213及三通阀216的切换即回流间歇地被以规定的时机进行。但是,一氧化氮投加装置14也可以与患者的呼吸同步而进行。在此情况下,例如如图15所示的一氧化氮投加装置15那样,在三通阀216与NO供给口201b之间配置微差压传感器209。能够由微差压传感器209检测患者的呼吸,进行三通阀213及三通阀216的切换。也可以利用微差压传感器209进行放电部205的控制。
此外,在图14所示的一氧化氮投加装置14中,也可以将流量控制器202配置在三通阀213的上游,将放电部205配置在三通阀213与压缩机214之间的第2流路201。通过将放电部205配置在更上游,含有所生成的NO的气体以低压移动的区间变长,所以因NO与氧的反应带来的NO2的生成被抑制。
也可以如图16所示的一氧化氮投加装置16那样,在过滤器207与三通阀216之间的第2流路201配置NO浓度计208。此外,也可以在三通阀216与NO供给口201b之间配置NO浓度计208。NO浓度计208测量第2流路201的最下游的NO浓度,测量是否是在对于患者的投加时没有问题的NO浓度。其结果例如被反馈给流量控制器202、放电部205,调整NO的生成量或浓度。
图17是再另一一氧化氮投加装置17的概略图。一氧化氮投加装置17与图14所示的一氧化氮投加装置14相比,在压缩机214与流量控制器202之间的第2流路201以及三通阀216的下游分别还配置有两通阀218这一点上不同。在呼吸的频度较高的患者的情况下,在同步流模式下,与呼吸的频度较低的患者的情况相比,含有所生成的NO的气体的滞留时间变短。因此,有不需要在一氧化氮投加装置的内部使气体回流而抑制气体中含有的NO2的浓度上升的情况。所以,图17所示的一氧化氮投加装置17通过还在三通阀216的下游即NO供给口201b的上游配置有两通阀218,在呼吸的频度较高的患者的情况下,通过将三通阀216切换到NO供给口201b侧的流路、并切换NO供给口201b的上游的两通阀218的开闭,能够不使气体回流而将含有NO的气体向患者投加。此外,由于吸气等待的时间每当呼吸时每次仅稍稍变化,所以投加前的流路的最大压力也每当呼吸时每次变化。如图17所示,通过在压缩机214与配置于压缩机214的下游的流量控制器202之间的第2流路201配置两通阀218,能够进行控制以使第2流路201中的投加前的气体的最大压力成为一定。因而,即使不根据流路内的压力的变动控制NO供给口201b的上游的两通阀218或三通阀216的开度及开时间,也能够将向患者的投加量控制为希望的量。另外,也可以不在压缩机214与流量控制器202之间的第2流路201配置两通阀218。另一方面,在本说明书所记载的具有旁通流路的其他的一氧化氮投加装置中,也可以与图17所示的一氧化氮投加装置17同样在压缩机214的下游的流路配置两通阀218。
另外,呼吸的频度是高还是低的判断,用呼吸的频度、例如每1分钟或每单位时间的呼吸次数比预先决定的呼吸次数多还是少来判断。预先决定的呼吸次数根据NO浓度的减小或NO2的浓度的上升的容许值来判断。
图18是再另一一氧化氮投加装置18的概略图。一氧化氮投加装置18与图14所示的一氧化氮投加装置14相比,在将流量控制器202配置在三通阀213的上游、将放电部205配置在三通阀213与压缩机214之间的第2流路201这一点上不同。进而在一氧化氮投加装置18中,在旁通流路217配置三通阀220,从旁通流路217还分支出旁通流路221。
如上述那样,在NO2吸附部206的下游,含有NO的气体没有立即被向患者投加的情况下,三通阀216被切换,第2流路201的下游与旁通流路217连通。此时,在NO及NO2的浓度的变动较小、不需要进一步的NO的生成的情况下,三通阀220被切换,旁通流路217经由旁通流路221而与放电部205的下游的第2流路201连通。通过相对于放电部205的下游回流,能够将回流路径缩短。
图19是再另一一氧化氮投加装置19的概略图。一氧化氮投加装置19与图14所示的一氧化氮投加装置14相比,在在吸气口201a的下游配置有流量控制器202、在压缩机214与压力计215之间配置有放电部205这一点上不同。进而,在一氧化氮投加装置19中,在NO2吸附部206与压力计215之间配置有三通阀213。
如上述那样,在NO2吸附部206的下游,含有NO的气体没有立即被向患者投加的情况下,三通阀216被切换,第2流路201的下游与旁通流路217连通。与此同时,三通阀213被切换,经由泵211,旁通流路217与第2流路201连通。因而,关于含有由放电部205生成的NO的气体,一氧化氮投加装置19与图18所示的一氧化氮投加装置18相比,能够使回流的路径更短。
在NO及NO2的浓度的变动较小、不需要进一步的NO的生成的情况下,通过相对于放电部205的下游回流,能够缩短回流路径,因NO与氧的反应带来的NO2的生成被抑制。特别是,在图18所示的一氧化氮投加装置18中,在回流时,能够对应于需要经由放电部205的情况和不需要经由放电部205的情况的两者。
上述的图14至图19所示的一氧化氮投加装置具有选择性地切换从NO2吸附部206的下游通往NO供给口201b的流路和从NO2吸附部206的下游通往NO2吸附部206的上游的流路的三通阀216。因而,三通阀216构成切换至少从NO2除去部的下游通往前述供给口的流路的开闭的第1流路切换部。例如,借助第1流路切换部,在患者的吸气时,例如以吸气开始为触发,进行向从NO2除去部的下游通往供给口的流路的切换,在患者的呼气时,例如以呼气开始为触发,进行向从NO2除去部的下游通往NO2除去部的上游的流路的切换。也可以在从患者的吸气开始的触发起经过规定时间后进行向从NO2除去部的下游通往NO2除去部的上游的流路的切换。另外,在吸气结束期间之时被吸气的气体由于没有到达肺泡,所以不贡献于治疗效果,进而在呼气时被向室内排气。因而,也可以在比吸气结束靠前,进行向从NO2除去部的下游通往NO2除去部的上游的流路的切换。
此外,也可以将第1流路切换部的开时间或从吸气口201a的空气的取入量在患者的每单位时间的呼吸次数比规定的值少的情况下调整为变多,在患者的每单位时间的呼吸次数比规定的值多的情况下调整为变少。也可以根据NO向患者的投加来进行从吸气口201a的空气的取入。也可以根据NO向患者的投加或从吸气口201a的空气的取入,进行由放电部205的放电。也可以在NO向患者的投加时或从吸气口201a的空气的取入时进行由放电部205的放电以与其以外时相比更多地生成NO。也可以在NO向患者的投加时以外时或从吸气口201a的空气的取入时以外时进行由放电部205的放电以维持NO浓度。也可以在从吸气口201a的空气的取入量比规定的值多时或气体的滞留时间比规定的值长时进行由放电部205的放电以更多地生成NO。也可以根据流路的整体的容积,调整放电部205与NO供给口201b之间的流路的至少一部分的流速。
进而,在图18所示的一氧化氮投加装置18中,具有选择性地切换从NO2吸附部206的下游通往放电部205的上游的流路及通往放电部205的下游的流路的三通阀220。因而,三通阀220构成第2流路切换部。借助第2流路切换部,在患者的呼吸的频度比预先决定的频度低时进行向通往放电部205的上游的流路的切换,在患者的呼吸的频度比预先决定的频度高时进行向通往比放电部205靠下游的流路的切换。
也可以还具备测量流路中的NO2的浓度或物质量的NO2测量部,当由NO2测量部测量出的NO2的浓度或物质量比预先决定的第1值低时借助第1流路切换部进行向从NO2除去部的下游通往NO供给口201b的流路的切换,当由NO2测量部测量出的NO2的浓度或物质量比预先决定的第1值高时借助第1流路切换部进行向从NO2除去部的下游通往NO2除去部的上游的流路的切换。
也可以还具备测量流路中的NO的浓度或物质量的NO测量部,当由NO测量部测量出的NO的浓度或物质量比预先决定的第2值低时借助第2流路切换部进行向通往放电部205的上游的流路的切换,当由NO测量部测量出的NO的浓度或物质量比预先决定的第2值高时借助第2流路切换部进行向通往放电部205的下游的流路的切换。
如图16所示的NO浓度计208那样,NO测量部或NO2测量部优选的是配置在过滤器207与三通阀216之间。结果,能够在即将要向患者投加之前测量NO或NO2的浓度或物质量,能够更适当地调整投加量。另外,也可以在三通阀216与NO供给口201b之间配置NO测量部或NO2测量部。
根据上述的图14至图19所示的一氧化氮投加装置,起到抑制NO2的浓度上升这一共同的效果。图14至图19所示的一氧化氮投加装置不具有氧生成部100,但也可以与图1所示的一氧化氮投加装置1等同样具有氧生成部100。进而,也可以如一边参照图25一边后述的一氧化氮投加装置那样,在比NO供给口201b靠下游的流路配置NO2吸附部。在此情况下,NO2吸附部的上游侧经由延长管而与NO供给口201b连接,NO2吸附部的下游侧与插管410的上游端连接。
图20是一氧化氮投加装置20及中继投加装置50的概略图。中继投加装置50与供给从空气生成的NO的一氧化氮投加装置20连接。
一氧化氮投加装置20具有:第2流路201,具备吸气口201a及NO供给口201b;NO生成部200,配置在第2流路201,从经由吸气口201a流入的空气生成NO;控制部300;以及箱体400。NO生成部200和控制部300被收容在箱体400的内部。由NO生成部200生成的NO经由NO供给口201b被供给。NO生成部200的各种动作由控制部300控制。
NO生成部200在第2流路201中具有配置在吸气口201a的下游的作为空气压缩部的压缩机214、配置在压缩机214的下游的流量控制器202、配置在流量控制器202的下游的流量计203、配置在流量计203的下游的上述放电部205、配置在放电部205的下游的上述NO2吸附部206、以及配置在NO2吸附部206的下游的上述过滤器207。
中继投加装置50的上游侧经由延长管430而与NO供给口201b连接,中继投加装置50的下游侧与插管410的上游端连接。中继投加装置50具有:第3流路501,具备上游侧连接端501a及下游侧连接端501b;投加量调整部500,配置在第3流路501,调整经由上游侧连接端501a流入的气体的投加量;控制部600;以及箱体700。NO生成部200和控制部300被收容在箱体400的内部。
由投加量调整部500调整后的气体经由下游侧连接端501b被供给。投加量调整部500的各种动作由控制部600控制。中继投加装置50经由未图示的电源线缆而与电源连接。但是,中继投加装置50也可以具有能够收纳于箱体700的电池,将其作为电源。另外,也可以代替控制部600而将一氧化氮投加装置20及中继投加装置50电气地连接,投加量调整部500的各种动作由控制部300控制。
投加量调整部500在第3流路501中具有配置在上游侧连接端501a的下游的NO2吸附部502、配置在NO2吸附部502的下游的过滤器503、配置在过滤器503的下游的压力计504、配置在压力计504的下游的作为调整阀的两通阀505、以及配置在两通阀505的下游的NO浓度计506。NO2吸附部502及过滤器503与上述的NO2吸附部206及过滤器207分别相同。
如上述那样,NO2毒性较高,也通过所生成的NO在到被患者吸入为止的期间中与在放电时未反应的氧反应而生成。因此,根据一氧化氮投加装置的使用环境等,插管的长度越长,有NO与氧反应的可能性的时间越长,所以在同一流量下,实际被向患者投加的NO的量减少。所以,通过与一氧化氮投加装置20一起使用中继投加装置50,能够在即将要向患者投加前调整投加量,调整被向患者投加的NO的绝对量。
即,通过在中继投加装置50中配置在最下游的NO浓度计506,测量即将要向患者投加前的NO浓度。在由控制部600判断为投加量较少的情况下,基于压力计504的值调整两通阀505的开度及时间,通过增加流量来提高投加量。另一方面,在由控制部600判断为投加量较多的情况下,基于压力计504的值调整两通阀505的开度及时间,通过减少流量来降低投加量。
通过中继投加装置50具有NO2吸附部502,能够将在由一氧化氮投加装置20的NO2吸附部206将NO2吸附后产生的NO2吸附。此外,通过中继投加装置50具有过滤器503,能够将经由延长管430流入至中继投加装置50的气体中的垃圾及灰尘除去。
在由图2表示那样的具有微差压传感器209的一氧化氮投加装置2中,在没有中继投加装置50而将插管410及延长管430与一氧化氮投加装置2连接的情况下,对应延长管430的长度而到呼吸检测为止的时间及投加的延迟时间变长,有在有效的吸气期间中NO的投加没有完成的情况。因此,也可以在NO浓度计506的下游配置微差压传感器,检测由患者的呼吸带来的负压等,通过与其同步地控制两通阀505来控制NO的经过或停止,控制NO的投加或停止。由此,能够缩短与延长管长对应的呼吸检测及投加的延迟时间。也可以代替微差压传感器而使用口鼻热敏电阻等其他的呼吸检测部。也可以将由呼吸检测部检测到的患者的呼吸作为呼吸信息的信号通过有线或无线向中继投加装置50发送,控制两通阀505。
也可以代替NO浓度计506而配置NO/NO2浓度计。此外,也可以在两通阀505的上游的第3流路501配置泵。通过配置泵,能够加压至为了NO的供给而适当的压力。
图21是另一一氧化氮投加装置21及中继投加装置51的概略图。中继投加装置51与图20所示的中继投加装置50相比,在代替不具有压力计504而在NO浓度计506的下游的第3流路501具有流量计507这一点上不同。通过具有流量计507,能够适当地控制投加量。另外,也可以与流量计507一起具有压力计504。
上述图20及图21所示的中继投加装置具有:NO浓度测量部;流量计或压力计;控制部,基于由NO浓度测量部测量出的NO浓度和流量计或压力计的值,计算向患者投加的NO的投加量;以及调整阀,构成为,当计算出的投加量比预先决定的值少时增加流量,当计算出的投加量比预先决定的值多时减小流量。也可以借助调整阀,在患者的吸气时供给NO,在患者的呼气时停止NO的供给。
根据上述图20及图21所示的中继投加装置,起到能够调整NO的投加量这一共同的效果。通过还具备NO2吸附部,起到减少患者吸入的NO2这一共同的效果。特别是,中继投加装置不仅是上述图20及图21所示的一氧化氮投加装置,还能够与供给从空气生成的NO的任意的一氧化氮投加装置连接而使用。进而,中继投加装置也可以另外具有将含有没有被向患者投加的NO的剩余气体排出的排出口。也可以还具有将剩余气体中的NO或NO2除去的除去部。图20及图21所示的一氧化氮投加装置不具有氧生成部100,但也可以与图1所示的一氧化氮投加装置1等同样具有氧生成部100。
可以将一氧化氮投加装置及中继投加装置作为整体而做成一个一氧化氮投加系统。在此情况下,一氧化氮投加系统具备:一氧化氮投加装置,具有第2流路201和具备放电部205的NO生成部200;中继投加装置,具有第3流路501;延长管430;插管410;以及呼吸检测部即呼吸检测装置,用来检测患者的呼吸。中继投加装置还具有两通阀即调整阀,所述两通阀配置在第3流路501,用来根据由呼吸检测装置检测到的患者的呼吸,控制开度及开时间,调整NO的投加量。
也可以将中继投加装置的NO浓度计不是配置在中继投加装置,而是配置在一氧化氮投加装置的放电部205的下游。在此情况下,也可以根据由配置在一氧化氮投加装置的NO浓度计测量出的NO浓度来控制两通阀505的开度及开时间。此外,也可以根据预先决定的NO浓度或被连接的延长管430的长度来控制两通阀505的开度及开时间。另外,为了一氧化氮投加装置及中继投加装置的各种控制参数的设定或变更,也可以具有对于使用者催促或使其选择延长管430的流路规格的输入那样的上述的输入接口。
图22是再另一一氧化氮投加装置22及中继投加装置52的概略图,图23是再另一一氧化氮投加装置23及中继投加装置53的概略图,图24是再另一一氧化氮投加装置24及中继投加装置54的概略图。图22至图24所示的一氧化氮投加装置及中继投加装置整体上与图20及图21所示的一氧化氮投加装置及中继投加装置相比,在通过具有旁通流路而从中继投加装置将气体向一氧化氮投加装置回流这一点上不同。换言之,图22至图24所示的一氧化氮投加装置与图14至图19所示的一氧化氮投加装置相比,在具有中继投加装置、从中继投加装置将气体经由旁通流路向一氧化氮投加装置回流这一点上不同。因而,图22至图24所示的一氧化氮投加装置及中继投加装置具备上述的中继投加装置的优点及由经由旁通流路的回流带来的优点的两者。
图22所示的一氧化氮投加装置22具有:第2流路201,具备吸气口201a及NO供给口201b;NO生成部200,配置在第2流路201,从经由吸气口201a流入的空气生成NO;控制部300;以及箱体400。NO生成部200和控制部300被收容在箱体400的内部。NO生成部200的各种动作由控制部300控制。
NO生成部200在第2流路201中具有配置在吸气口201a的下游的流量控制器202、配置在流量控制器202的下游的放电部205、配置在放电部205的下游的压缩机214、配置在压缩机214的下游的NO2吸附部206、配置在NO2吸附部206的下游的上述过滤器207、以及在放电部205的上游的第2流路201及放电部205的下游的第2流路201间选择性地切换的三通阀220。
中继投加装置52的上游侧经由延长管430而与NO供给口201b连接,中继投加装置52的下游侧与插管410的上游端连接。中继投加装置52具有:第3流路501,具备上游侧连接端501a及下游侧连接端501b;投加量调整部500,配置在第3流路501,调整经由上游侧连接端501a流入的气体的投加量;控制部600;以及箱体700。
由投加量调整部500调整后的气体经由下游侧连接端501b被供给。投加量调整部500的各种动作由控制部600控制。在一氧化氮投加装置22的控制部300及中继投加装置52的控制部600间,由有线或无线确立了通信路径610。中继投加装置52经由未图示的电源线缆而与电源连接。但是,中继投加装置52也可以具有能够收纳于箱体700的电池,将其作为电源。另外,也可以代替控制部600而将一氧化氮投加装置22及中继投加装置52电气地连接,投加量调整部500的各种动作由控制部300控制。
中继投加装置52在第3流路501中具有配置在上游侧连接端501a的下游的NO2吸附部502、配置在NO2吸附部502的下游的过滤器503、配置在过滤器503的下游的NO/NO2浓度计508、配置在NO/NO2浓度计508的下游的三通阀509、以及配置在三通阀509的下游的微差压传感器510。进而,在第3流路501中,从三通阀509分支的旁通流路511延伸到旁通上游侧连接端501c。在第3流路501中,借助三通阀509选择性地切换通往下游侧连接端501b的流路和通往旁通上游侧连接端501c的流路。中继投加装置52的旁通上游侧连接端501c经由旁通管520而与一氧化氮投加装置22的旁通下游侧连接端201d连接。从旁通下游侧连接端201d延伸的第2流路201与三通阀220连接。三通阀509构成切换至少从NO2除去部的下游通往插管410的流路的开闭的第1流路切换部。此外,三通阀220构成第2流路切换部。
如上述那样,在中继投加装置52的NO2吸附部502的下游,含有NO的气体没有立即被向患者投加的情况下,三通阀509被切换,第3流路501和第2流路201经由旁通管520连通。即,通过切换三通阀509,能够使中继投加装置52的气体向一氧化氮投加装置22回流。此时,在NO及NO2的浓度的变动较少、不需要进一步的NO的生成的情况下,三通阀220被切换,经由旁通流路221而放电部205的下游的第2流路201连通。通过相对于放电部205的下游回流,能够缩短回流路径。另一方面,在需要进一步的NO的生成的情况下,三通阀220被切换,经由旁通流路217而放电部205的上游的第2流路201连通。
一氧化氮投加装置23及中继投加装置53与图22所示的一氧化氮投加装置22及中继投加装置52相比,在代替三通阀220而具有两个两通阀即两通阀222及两通阀223这一点、以及代替三通阀509而具有另两个两通阀即两通阀512及两通阀513这一点上不同。
即,在一氧化氮投加装置23中,从旁通下游侧连接端201d延伸的第2流路201与两通阀222及两通阀223间的流路连通。结果,不仅能够使从旁通下游侧连接端201d延伸的第2流路201在放电部205的上游的第2流路201及放电部205的下游的第2流路201间选择性地连通,还能够不与两者连通或与两者连通。同样,在中继投加装置53中,从上游侧连接端501a延伸的第3流路501与两通阀512及两通阀513间的流路连通。结果,不仅能够使从上游侧连接端501a延伸的第3流路501在通往下游侧连接端501b的流路及通往旁通上游侧连接端501c的流路间选择性地连通,还能够不与两者连通或与两者连通。两通阀512及两通阀513构成切换至少从NO2除去部的下游通往插管410的流路的开闭的第1流路切换部。此外,两通阀222及两通阀223构成第2流路切换部。
一氧化氮投加装置24及中继投加装置54与图23所示的一氧化氮投加装置23及中继投加装置53相比,仅在不具有两通阀513这一点上不同。通过中继投加装置54不具有两通阀513,能够不依赖于两通阀512的开闭,而使中继投加装置52的气体总是向一氧化氮投加装置22回流。两通阀512构成第1流路切换部。此外,两通阀222及两通阀223构成第2流路切换部。通过将第1流路切换部用一个两通阀512构成,能够使经由旁通管520的第3流路501与第2流路201之间的回流用的流路自身作为缓冲罐发挥功能。结果,在将两通阀513打开而将中继投加装置54内的气体向患者投加时,由于处于回流用的流路的气体也同时被放出,所以能够缩短投加时间。
另外,一边参照图23一边说明的将两个三通阀的各自替换为两个两通阀的结构,以及一边参照图24一边说明的将上游侧的三通阀替换为两个两通阀、将下游侧的三通阀替换为一个两通阀并总是向上游侧的流路回流的结构对于图14至图19所示的一氧化氮投加装置也能够应用。换言之,第1流路切换部也可以由一个三通阀或者一个或两个两通阀构成,第2流路切换部也可以由一个三通阀或两个两通阀构成。特别是,在图17所示的一氧化氮投加装置17中,也可以仅将三通阀216省略。由此,能够不依赖于配置在NO供给口201b的上游的两通阀218的开闭,而总是使一氧化氮投加装置17的气体回流。在此情况下,配置在NO供给口201b的上游的两通阀218构成切换从NO2除去部的下游通往供给口的流路的开闭的第1流路切换部。此外,优选的是一氧化氮投加装置及中继投加装置的至少一方具有将NO2除去的NO2除去部。换言之,中继投加装置也可以不具有NO2除去部。
在将一氧化氮投加装置及中继投加装置作为整体做成一个一氧化氮投加系统的情况下,一氧化氮投加系统具备向NO2除去部的上游回流的流路,中继投加装置具有切换从NO2除去部的下游通往插管的流路的开闭的第1流路切换部。第1流路切换部相当于上述调整阀。
如上述那样,第1流路切换部的切换、或者第1流路切换部及第2流路切换部的切换即回流,被间歇地以规定的时机进行。但是,也可以同步于患者的呼吸而进行回流。在此情况下,可以由微差压传感器、例如微差压传感器510检测患者的呼吸,进行第1流路切换部的切换或者第1流路切换部及第2流路切换部的切换。也可以利用微差压传感器进行放电部205的控制。对此一边参照图14一边进行以下说明。
至少在投加时即对应于向患者的投加,使空气从吸气口201a流入,进行空气的取入。具体而言,将三通阀213及三通阀216切换以将旁通流路217封闭,控制压缩机214或流量控制器202以使空气更多流入。由此,能够缓和投加时的流路的压力及流量的下降,缩短投加时间。此外,至少在投加时即对应于向患者的投加,进行由放电部205的放电。通过与空气的流入一起进行放电,能够抑制NO的浓度的变动,能够在短时间投加更稳定的NO浓度的气体。
在投加时或空气的取入时,由控制部300控制放电部205的放电,以相比其以外时更多地生成NO。即,通过提高放电的频度(频率,即每单位时间的放电次数)、提高每1次放电(一个脉冲)的能量(电流及电压)、加长每1次放电的放电时间、增加每1次投加的总放电次数、或增加放电的电极的数量,能够更多地生成NO。另一方面,也可以在投加时以外或空气的取入时以外时,进行用来弥补随着时间经过的NO浓度的下降量、即用来维持NO浓度的放电。当然,与投加时以外或空气的取入时以外时的NO的生成量相比,投加时的NO的生成量较多。此外,在投加时或空气的取入时,通过根据从吸气口201a的空气的取入量决定NO的生成量,NO浓度稳定。
与由微差压传感器检测到的患者的呼吸同步,即与投加同步,控制从吸气口201a的空气的取入量。具体而言,通过在投加时增加空气的取入量,能够缓和流路的压力下降,使投加时间变短。进而,通过在不投加时减少空气的取入量、提高回流量,能够使气体的滞留时间变短。结果,能够抑制NO2浓度的上升。为了提高回流量,切换三通阀213及三通阀216,以将旁通流路217开放。
根据以上,与由微差压传感器检测到的患者的呼吸同步,进行旁通流路217的封闭或开放,对应于此,进行压缩机214或流量控制器202的控制以及放电部205的控制。
根据插管410的长度及中继投加装置的有无等,流路整体的容积增加,结果,在流路内气体滞留的时间增加。结果,通过所生成的NO与氧反应而成为NO2,有NO的浓度减小的可能性。为了弥补这一点,进行控制以增加NO的整体的生成量或减少流路内的气体的滞留时间。特别是,为了减少流路内的气体的滞留时间,进行控制以提高压缩机214的转速或在流量控制器202中减少回流时的空气取入量在非回流时即投加时增加空气的取入量,以至少提高从放电部205到插管410的出口之间的流路的一部分的流速、优选的是提高流路整体的流速而使回流量增加。由此,即使流路整体的容积增加,从放电部205到插管410的出口的气体的滞留时间也被保持为一定,所以有能够使NO的生成量在流路整体的容积增加前后成为一定这一优点。另一方面,在即使使回流量增加、滞留时间也增加的情况下,可以进一步通过增加NO的生成量来弥补。此外,在向患者的投加量增加的情况下,增加每1次的投加量或提高投加时的NO浓度。在此情况下,希望流路内的NO2的浓度不增加,以使向患者投加的NO2的量不增加。因此,如上述那样,至少提高从放电部205到插管410的出口之间的流路的一部分的流速,优选的是提高流路整体的流速而使回流量增加,以减少流路内的气体的滞留时间。
总之,进行由放电部205的放电,以生成与流路整体的容积对应的NO。此外,决定与流路整体的容积对应的气体的滞留时间。此外,决定与向患者的投加量对应的气体的滞留时间。
图25是再另一一氧化氮投加装置25的概略图。
一氧化氮投加装置25具有:第2流路201,具备吸气口201a及NO供给口201b;NO生成部200,配置在第2流路201,从经由吸气口201a流入的空气生成NO;控制部300;以及箱体400。NO生成部200和控制部300被收容在箱体400的内部。由NO生成部200生成的NO经由NO供给口201b被供给。NO生成部200的各种动作由控制部300控制。
NO生成部200在第2流路201中具有配置在吸气口201a的下游的作为空气压缩部的压缩机214、配置在压缩机214的下游的压力计215、配置在压力计215的下游的上述放电部205、配置在放电部205的下游的上述NO2吸附部206、配置在NO2吸附部206的下游的上述过滤器207、配置在过滤器207的下游的两通阀218、配置在两通阀218的下游的NO浓度计208、以及配置在NO浓度计208的下游的微差压传感器209。两通阀也可以替换为其他的能够调整流量等的调整阀。
一氧化氮投加装置25还具有NO2吸附部420。NO2吸附部420的上游侧经由延长管430而与NO供给口201b连接,NO2吸附部420的下游侧与插管410的上游端连接。
在一氧化氮投加装置25的内部流动的气体的流路即第2流路201的长度通常是一定的,但在一氧化氮投加装置25的外部流动的气体的流路的长度、即与一氧化氮投加装置连接的插管即包括延长管430的插管410的长度是能够根据一氧化氮投加装置的使用环境等而变化的。插管的长度越长,有NO与氧反应的可能性的时间越长,所以有NO2的生成量也变多的可能性。因此,以下对也考虑到插管的长度的推定实际的投加点处的NO及NO2的浓度的方法进行说明。
一氧化氮投加装置25的控制部300具有浓度推定部301,所述浓度推定部301基于氧浓度、由作为NO浓度测量部的NO浓度计208测量出的NO浓度和从NO2吸附部206到规定位置之间的气体的滞留时间,来推定规定位置处的NO及NO2的浓度。
为了推定浓度,设定以下的前提条件。首先,假设NO2吸附部206及NO2吸附部420具有将经过的气体中的NO2全部吸附的能力,因而将刚经过后的气体中的NO2的浓度设为零。换言之,设计NO2吸附部206及NO2吸附部420以具有这样的充分的吸附能力或浓度推定部301将气体中的NO2的浓度设为零而进行推定。此时,作为NO2吸附部206及NO2吸附部420的作用,从气体中减少与被吸附的NO2等量的NO。
为了气体的滞留时间的计算,一氧化氮投加装置25的内部的容积等流路规格(特别是,NO2吸附部206及NO浓度计208间、以及NO2吸附部206及NO供给口201b间)设为已知。在连续流模式下,滞留时间通过将流路容积除以流量来求出。在同步流模式下,通过将流路容积除以流量来求出,所述流量是通过对1次的投加量乘以每1分钟或每单位时间的呼吸次数而得到的。另外,在连续流模式及同步流模式下,例如也可以预先制作基于压缩机214的运转状态或者压力计215或微差压传感器209的输出值与流量计的实测值的关系的表格,通过参照它或对其进行修正,来求出滞留时间。
将向患者投加的NO2的容许值(极限值)设为规定的值、例如0.5ppm以下。进而,由放电部205生成的NO是非常微量的,例如是100ppm,作为放电时的主要的副生成物的NO2是NO生成量的10%左右。由此,在通过放电从空气生成NO时减少的氧以及在通过与NO反应而生成NO2时减少的氧是非常微量的。因而,气体中的氧的浓度的变化能够忽视,所以氧的浓度设为一般已知的大气中的氧浓度的值、例如21%。另外,也可以配置氧浓度测量部而在流路的至少1处测量氧浓度,使用该值作为流路的任意的点处的浓度。
在一氧化氮投加装置25的使用时,在连续流模式下,预先保持流量的历史。在一氧化氮投加装置25的使用时,在与患者的呼吸同步的同步流模式下,预先保持1次投加量、投加时间、投加间隔(吸气等待)时间的历史。1次投加量也可以根据两通阀218的开时间、由压力计215测量的压力变动等来计算。此外,一氧化氮投加装置25也可以具有流量计203,在此情况下,1次投加量也可以根据瞬时流量计算。此外,预先保持由NO浓度计208测量出的NO浓度的历史。
根据化学反应的反应速度式,将k设为反应速度常数,经过规定时间后即经过t分钟后的NO的浓度Yppm通过以下的式(1)计算。同样,经过规定时间后即经过t分钟后的NO2的浓度Xppm通过以下的式(2)计算。另外,反应速度常数通过实验等预先求出。
[数式1]
・・・式(1)
[数式2]
・・・式(2)。
对基于以上的条件及式子、推定在时刻t=t5经过插管410的出口的气体Gt5的插管410的出口处的NO及NO2的浓度的步骤进行说明。
首先,根据流路规格及流量的历史,计算气体Gt5从NO2吸附部206流出的时刻t1、气体Gt5从NO浓度计208流出的时刻t2、气体Gt5向NO2吸附部420流入的时刻t3及气体Gt5从NO2吸附部420流出的时刻t4、经过插管410的出口的时刻t5。具体而言,在同步流模式下,在当前时刻t=t5的情况下,计算到时刻t5为止的最近的投加量的和,计算与NO2吸附部206及插管410的出口间的容积相当的投加次数N1。根据投加次数N1及投加时间和投加间隔时间的历史,计算气体Gt5从NO2吸附部206流出的时刻t1。同样,能够求出时刻t2~t4。另一方面,在连续流模式的情况下,能够根据到时刻t为止的最近的流量的累计值和插管410的出口与各点之间的容积一致的时刻来计算时刻t1~t4。
在当前时刻t为没有到达插管410的出口的气体的情况下,即在当前时刻t<t5的情况下,能够计算已经经过的上游的各点及此后经过的各点的时刻。具体而言,在同步流模式下,已经经过的上游的各点的时刻与上述时刻t=t5的情况同样,能够根据到当前时刻t为止的投加量、投加时间、投加间隔时间的历史及当前的位置,基于到上游的各点为止的容积来求出。关于此后经过的下游的各点及在插管410的出口流出的时刻t5,例如可以通过基于规定时间内的投加时间、投加间隔时间及投加量计算平均流量并将从当前的位置到下游的各点的容积除以平均流量来计算。另一方面,在连续流模式下,已经经过的上游的各点的时刻与上述时刻t=t5的情况同样,可以作为到时刻t为止的最近的流量的累计值和当前位置与各点之间的容积一致的时刻来计算。关于此后经过的下游的各点及在插管410的出口流出的时刻t5,例如可以通过计算规定时间内的平均流量并将从当前的位置到下游的各点的容积除以平均流量来计算。另外,当计算上游的各点的时刻时,也可以不根据最近的投加量的和计算实际经过的时间,而是通过基于规定时间内的投加时间、投加间隔时间及投加量计算平均流量并将从当前的位置到上游的各点的容积除以平均流量来计算。
接着,根据氧浓度(例如21%)、所保持的NO浓度的历史、气体Gt5的NO2吸附部206及NO浓度计208间的滞留时间(t2-t1)和式(1),作为逆问题而推定时刻t1的气体Gt5的NO浓度y1。
接着,根据NO2吸附部206及NO2吸附部420间的滞留时间(t3-t1)、氧浓度、推定出的时刻t1的气体Gt5的NO浓度y1和式(1)及式(2),作为顺问题而推定气体Gt5流入到NO2吸附部420的时刻t3的NO浓度y3及NO2浓度x3。另外,关于NO浓度y3,也可以使用NO浓度计208及NO2吸附部420间的滞留时间(t3-t2)及所保持的NO浓度的历史来推定。
接着,推定气体Gt5从NO2吸附部420流出的时刻t4的NO浓度y4及NO2浓度x4。如上述那样,在NO2吸附部420中,气体Gt5中的NO2全部被吸附,并且等量的NO减少。另外,在NO2吸附部420的内部的经过所需要的时间(t4-t3)较大的情况下,例如也可以根据即将经过之前的NO浓度y3、氧浓度、经过所需要的时间(t4-t3)和式(2),来推定在经过中生成的NO2浓度,假设一部分或全部被吸附。同样,也可以假设与在经过中生成且被吸附的NO2等量的NO被吸附。
接着,根据气体Gt5从NO2吸附部420流出的时刻t4的NO浓度y4及NO2浓度x4、氧浓度、NO2吸附部420及插管410的出口间的滞留时间(t-t4)和式(1)及式(2),作为顺问题而推定插管410的出口处的NO浓度y及NO2浓度x。
也可以根据插管410的出口处的推定出的NO浓度y及NO2浓度x,变更放电部205的放电参数以使NO浓度y更大或更小,或进行NO浓度y或NO2浓度x的值发生了异常的情况下的停止等。在连续流模式下,例如也可以调整压缩机214的输出或者两通阀218的开度或开时间,而调整气体的投加量,以匹配于处方量。在同步流模式下,也可以调整气体的1次投加量,以匹配于处方量。
在一氧化氮投加装置25中,也可以将NO2吸附部420省略。此外,一氧化氮投加装置25在连续流模式的情况下,也可以代替压力计215而具有流量计,也可以将两通阀218及微差压传感器209省略。一氧化氮投加装置25在同步流模式的情况下,也可以除了压力计215以外还具有流量计。由此,1次投加量的计算变得容易。
图26是再另一一氧化氮投加装置26的概略图。一氧化氮投加装置26与图25所示的一氧化氮投加装置25相比,仅在代替NO浓度计208而具有NO/NO2浓度计219这一点上不同。如一边参照图25一边说明那样,以下对也考虑到插管的长度的推定实际的投加点处的NO及NO2的浓度的另一方法进行说明。
为了推定浓度,设定以下的前提条件。为了气体的滞留时间的计算,一氧化氮投加装置26的内部的容积等流路规格(特别,NO/NO2浓度计219及NO供给口201b间)设为已知。此外,将向患者投加的NO2的容许值(极限值)设为规定的值、例如0.5ppm以下。进而,由放电部205生成的NO是非常微量的,例如是100ppm,作为放电时的主要的副生成物的NO2是NO生成量的10%左右。由此,在通过放电从空气生成NO时减少的氧以及在通过与NO反应而生成NO2时减少的氧是非常微量的。因而,气体中的氧的浓度的变化能够忽视,所以氧的浓度设为一般已知的大气中的氧浓度的值、例如21%。另外,也可以配置氧浓度测量部而在流路的至少1处测量氧浓度,使用该值作为流路的任意的点处的浓度。关于NO2吸附部206的吸附特性,不需要特别预先规定。但是,NO2吸附部420如上述那样,具有将经过的气体中的NO2全部吸附的能力。
在一氧化氮投加装置26的使用时,在连续流模式下,预先保持流量的历史。在一氧化氮投加装置26的使用时,在与患者的呼吸同步的同步流模式下,预先保持1次投加量、投加时间、投加间隔(吸气等待)时间的历史。1次投加量也可以根据两通阀218的开时间、由压力计215测量的压力变动等来计算。此外,一氧化氮投加装置26也可以具有流量计203,在此情况下,1次投加量也可以根据瞬时流量来计算。此外,预先保持由NO/NO2浓度计219测量出的NO浓度及NO2浓度的历史。
首先,根据流路规格及流量的历史,计算气体Gt5从NO/NO2浓度计219流出的时刻t2、气体Gt5向NO2吸附部420流入的时刻t3以及气体Gt5从NO2吸附部420流出的时刻t4。具体而言,在同步流模式下,在当前时刻t=t5的情况下,计算到时刻t5为止的最近的投加量的和,计算与NO/NO2浓度计219及插管410的出口间的容积相当的投加次数N2。根据投加次数N2及投加时间和投加间隔时间的历史,计算气体Gt5从NO/NO2浓度计219流出的时刻t2。同样,能够求出时刻t3及t4。另一方面,在连续流模式的情况下,能够根据到时刻t为止的最近的流量的累计值和插管410的出口与各点之间的容积一致的时刻来计算时刻t2~t4。
在当前时刻t为没有到达插管410的出口的气体的情况下,即在当前时刻t<t5的情况下,能够计算已经经过的上游的各点及此后经过的各点的时刻。具体而言,在同步流模式下,已经经过的上游的各点的时刻与上述时刻t=t5的情况同样,能够根据到当前时刻t为止的投加量、投加时间、投加间隔时间的历史及当前的位置,基于到上游的各点为止的容积来求出。关于此后经过的下游的各点及在插管410的出口流出的时刻t5,例如可以通过基于规定时间内的投加时间、投加间隔时间及投加量计算平均流量并将从当前的位置到下游的各点的容积除以平均流量来计算。另一方面,在连续流模式下,已经经过的上游的各点的时刻与上述时刻t=t5的情况同样,可以作为到时刻t为止的最近的流量的累计值和当前位置与各点之间的容积一致的时刻来计算。关于此后经过的下游的各点及在插管410的出口流出的时刻t5,例如可以通过计算规定时间内的平均流量并将从当前的位置到下游的各点的容积除以平均流量来计算。另外,在计算上游的各点的时刻时,也可以不根据最近的投加量的和计算实际经过的时间,而通过基于规定时间内的投加时间、投加间隔时间及投加量计算平均流量并将从当前的位置到上游的各点的容积除以平均流量来计算。
接着,根据NO/NO2浓度计219及NO2吸附部420间的滞留时间(t3-t2)、氧浓度(例如21%)、时刻t2的气体Gt5的NO浓度y2及NO2浓度x2和式(1)及式(2),作为顺问题而推定气体Gt5刚流入到NO2吸附部420后的NO浓度y3及NO2浓度x3。
接着,推定气体Gt5从NO2吸附部420流出的时刻t4的NO浓度y4及NO2浓度x4。如上述那样,在NO2吸附部420中,气体Gt5中的NO2全部被吸附,并且等量的NO减少。另外,在NO2吸附部420的内部的经过所需要的时间(t4-t3)较大的情况下,例如也可以根据即将经过之前的NO浓度y3、氧浓度、经过所需要的时间(t4-t3)和式(2),来推定在经过中生成的NO2浓度,假设一部分或全部被吸附。同样,也可以假设与在经过中生成且被吸附的NO2等量的NO被吸附。
接着,根据气体Gt5从NO2吸附部420流出的时刻t4的NO浓度y4及NO2浓度x4、氧浓度、NO2吸附部420及插管410的出口间的滞留时间(t-t4)和式(1)及式(2),作为顺问题而推定插管410的出口处的NO浓度y及NO2浓度x。
也可以根据插管410的出口处的推定出的NO浓度y及NO2浓度x,变更放电部205的放电参数以使NO浓度y更大或更小,或进行NO浓度y或NO2浓度x的值发生了异常的情况下的停止等。在连续流模式下,例如也可以调整压缩机214的输出或两通阀218的开度或开时间,而调整气体的投加量,以匹配于处方量。在同步流模式下,也可以调整气体的1次投加量,以匹配于处方量。
根据上述图25及图26所示的一氧化氮投加装置,起到能够推定NO及NO2的浓度这一共同的效果。此外,在插管410的出口以外的规定位置,也同样能够推定NO及NO2的浓度。此外,例如控制部300的浓度推定部301也可以具有以下这样的输入接口:关于包括连接的插管410、延长管430及配置的NO2吸附部420等构成要素的从NO供给口201b到插管410的出口的流路,对于使用者催促该流路规格的输入或使其进行选择。即,通过浓度推定部301的输入接口,能够根据包括连接的插管410、延长管430及配置的NO2吸附部420等构成要素的、NO供给口201b与插管410的出口之间的流路规格,使气体的滞留时间变化。
另外,在催促从NO供给口201b到插管410的出口的流路的流路规格的输入或使其进行选择的上述方法中,如果没有适当地进行流路规格的输入或选择,则浓度推定的精度下降。因此,当将插管410、延长管430及配置的NO2吸附部420等构成要素连接到NO供给口201b时,也可以将接触传感器、磁传感器、IC标签阅读器或条码阅读器等传感器、开关或阅读器等作为输入接口,自动地将插管410、延长管430及配置的NO2吸附部420等流路信息相对于浓度推定部301发送。此外,也可以通过在连接的插管410、延长管430或NO2吸附部420的上游作为输入接口而配置压力计,根据气体流通时的流路的压力即压力损失来自动地判别连接的插管410、延长管430及配置的NO2吸附部420等构成要素的种类。即,浓度推定部301也可以具有与使用的插管及构成要素的种类等对应的压力损失的表格。
在图25及图26所示的一氧化氮投加装置中,也可以将NO2吸附部206省略。由此,成为维护对象的NO2吸附部仅为NO2吸附部420,维护变得容易。在图25及图26所示的一氧化氮投加装置中,也可以将两通阀218及微差压传感器209省略。此外,也可以将图25所示的一氧化氮投加装置25中的NO浓度计208配置在NO2吸附部206的上游,也可以将图26所示的一氧化氮投加装置26中的NO/NO2浓度计219配置在NO2吸附部206的上游。
也可以基于推定出的NO浓度来控制NO的生成量。此外,也可以将上述的推定实际的投加点处的NO及NO2的浓度的方法对后述的中继投加装置应用。即,也可以在NO供给口201b与插管410的出口之间配置调整阀、例如两通阀,所述调整阀构成为,以当推定出的NO浓度比预先决定的值少时增加流量、当推定出的NO浓度比预先决定的值多时减小流量的方式调整开度及/或开时间。也可以借助调整阀,在患者的吸气时供给NO,在患者的呼气时停止NO的供给。也可以将调整阀的开时间在患者的每单位时间的呼吸次数比规定的值少的情况下调整为变多、在患者的每单位时间的呼吸次数比规定的值多的情况下调整为变少。图25及图26所示的一氧化氮投加装置不具有氧生成部100,但也可以与图1所示的一氧化氮投加装置1等同样具有氧生成部100。
图27是再另一一氧化氮投加装置27及中继投加装置57的概略图。在图25及图26所示的一氧化氮投加装置中,也考虑插管的长度而推定实际的投加点处的NO及NO2的浓度。在图27所示的一氧化氮投加装置27及中继投加装置57中,推定考虑到中继投加装置57的实际的投加点处的NO及NO2的浓度。
一氧化氮投加装置27具有:第2流路201,具备吸气口201a及NO供给口201b;NO生成部200,配置在第2流路201,从经由吸气口201a流入的空气生成NO;控制部300;以及箱体400。NO生成部200和控制部300被收容在箱体400的内部。NO生成部200的各种动作由控制部300控制。
NO生成部200在第2流路201中具有配置在吸气口201a的下游的止回阀204、配置在止回阀204的下游的NO2吸附部206、配置在NO2吸附部206的下游的过滤器207、配置在过滤器207的下游的压缩机214、配置在压缩机214的下游的流量控制器202、配置在流量控制器202的下游的流量计203、配置在流量计203的下游的放电部205、配置在放电部205的下游的缓冲罐210、配置在缓冲罐210的下游的NO2吸附部206、配置在NO2吸附部206的下游的过滤器207、配置在过滤器207的下游的压力计215、以及配置在压力计215的下游的NO/NO2浓度计219。
中继投加装置57的上游侧经由延长管430而与NO供给口201b连接,中继投加装置57的下游侧与插管410的上游端连接。中继投加装置57具有:第3流路501,具备上游侧连接端501a及下游侧连接端501b;投加量调整部500,配置在第3流路501,调整经由上游侧连接端501a流入的气体的投加量;控制部600;以及箱体700。
由投加量调整部500调整后的气体经由下游侧连接端501b被供给。投加量调整部500的各种动作由控制部600控制。在一氧化氮投加装置27的控制部300及中继投加装置57的控制部600间,通过有线或无线确立了通信路径610。中继投加装置57经由未图示的电源线缆而与电源连接。但是,中继投加装置57也可以具有能够收纳于箱体700的电池,将其作为电源。另外,也可以代替控制部600而将一氧化氮投加装置27及中继投加装置57电气地连接,由控制部300控制投加量调整部500的各种动作。
中继投加装置57在第3流路501中具有配置在上游侧连接端501a的下游的NO2吸附部502、配置在NO2吸附部502的下游的过滤器503、配置在过滤器503的下游的下游的两通阀512、以及配置在两通阀512的下游的微差压传感器510。
中继投加装置57的控制部600具有浓度推定部601,所述浓度推定部601基于氧浓度、由作为NO浓度测量部的一氧化氮投加装置27的NO/NO2浓度计219测量出的NO浓度和从NO2吸附部502到规定位置之间的气体的滞留时间,来推定规定位置处的NO及NO2的浓度。
图27的NO/NO2浓度计219及NO2吸附部502分别相当于图26的NO/NO2浓度计219及NO2吸附部420。因而,一边参照图25及图26一边说明的浓度的推定方法在图27所示的一氧化氮投加装置27及中继投加装置57中也能够原样应用。
首先,根据流路规格及流量的历史,计算气体Gt5从NO/NO2浓度计219流出的时刻t2、气体Gt5向NO2吸附部502流入的时刻t3以及气体Gt5从NO2吸附部502流出的时刻t4。具体而言,在同步流模式下,在当前时刻t=t5的情况下,计算到时刻t5为止的最近的投加量的和,计算与NO/NO2浓度计219及插管410的出口间的容积相当的投加次数N3。根据投加次数N3及投加时间和投加间隔时间的历史,计算气体Gt5从NO/NO2浓度计219流出的时刻t2。同样,能够求出时刻t3及t4。另一方面,在连续流模式的情况下,能够根据到时刻t为止的最近的流量的累计值和插管410的出口与各点之间的容积一致的时刻来计算时刻t2~t4。
在当前时刻t为没有到达插管410的出口的气体的情况下,即在当前时刻t<t5的情况下,能够计算已经经过的上游的各点及此后经过的各点的时刻。具体而言,在同步流模式下,已经经过的上游的各点的时刻与上述时刻t=t5的情况同样,能够根据到当前时刻t为止的投加量、投加时间、投加间隔时间的历史及当前的位置,基于到上游的各点为止的容积来求出。关于此后经过的下游的各点及在插管410的出口流出的时刻t5,例如可以通过基于规定时间内的投加时间、投加间隔时间及投加量计算平均流量并将从当前的位置到下游的各点的容积除以平均流量来计算。另一方面,在连续流模式下,已经经过的上游的各点的时刻与上述时刻t=t5的情况同样,可以作为到时刻t为止的最近的流量的累计值和当前位置与各点之间的容积一致的时刻来计算。关于此后经过的下游的各点及在插管410的出口流出的时刻t5,例如可以通过计算规定时间内的平均流量并将从当前的位置到下游的各点的容积除以平均流量来计算。另外,在计算上游的各点的时刻时,也可以不根据最近的投加量的和计算实际经过的时间,而通过基于规定时间内的投加时间、投加间隔时间及投加量计算平均流量并将从当前的位置到上游的各点的容积除以平均流量来计算。
接着,根据NO/NO2浓度计219及NO2吸附部502间的滞留时间(t3-t2)、氧浓度(例如21%)、时刻t2的气体Gt5的NO浓度y2及NO2浓度x2和式(1)及式(2),作为顺问题而推定气体Gt5刚流入NO2吸附部502之后的NO浓度y3及NO2浓度x3。
接着,推定气体Gt5从NO2吸附部502流出的时刻t4的NO浓度y4及NO2浓度x4。如上述那样,在NO2吸附部502中,气体Gt5中的NO2全部被吸附,并且等量的NO减少。另外,在NO2吸附部502的内部的经过所需要的时间(t4-t3)较大的情况下,例如也可以根据即将经过之前的NO浓度y3、氧浓度、经过所需要的时间(t4-t3)和式(2),来推定在经过中生成的NO2浓度,假设一部分或全部被吸附。同样,也可以假设与在经过中生成且被吸附的NO2等量的NO被吸附。
接着,根据气体Gt5从NO2吸附部502流出的时刻t4的NO浓度y4及NO2浓度x4、氧浓度、NO2吸附部502及插管410的出口间的滞留时间(t-t4)和式(1)及式(2),作为顺问题而推定插管410的出口处的NO浓度y及NO2浓度x。
也可以根据插管410的出口处的推定出的NO浓度y及NO2浓度x,变更放电部205的放电参数以使NO浓度y更大或更小,或进行NO浓度y或NO2浓度x的值发生了异常的情况下的停止等。在连续流模式下,也可以调整中继投加装置57的两通阀512的开度或开时间,而调整气体的投加量,以匹配于处方量。
图28是再另一一氧化氮投加装置28及中继投加装置58的概略图。在图27所示的一氧化氮投加装置27中,考虑中继投加装置57来推定实际的投加点处的NO及NO2的浓度。在图28所示的一氧化氮投加装置28及中继投加装置58中,还考虑旁通流路来推定实际的投加点处的NO及NO2的浓度。
一氧化氮投加装置28具有:第2流路201,具备吸气口201a及NO供给口201b;NO生成部200,配置在第2流路201,从经由吸气口201a流入的空气生成NO;控制部300;以及箱体400。NO生成部200和控制部300被收容在箱体400的内部。NO生成部200的各种动作由控制部300控制。
NO生成部200在第2流路201中具有配置在吸气口201a的下游的流量控制器202、配置在流量控制器202的下游的压缩机214、配置在压缩机214的下游的流量控制器202、配置在流量控制器202的下游的流量计203、配置在流量计203的下游的放电部205、配置在放电部205的下游的NO2吸附部206、配置在NO2吸附部206的下游的过滤器207、以及配置在过滤器207的下游的压力计215。
中继投加装置58的上游侧经由延长管430而与NO供给口201b连接,中继投加装置58的下游侧与插管410的上游端连接。中继投加装置58具有:第3流路501,具备上游侧连接端501a及下游侧连接端501b;投加量调整部500,配置在第3流路501,调整经由上游侧连接端501a流入的气体的投加量;控制部600;以及箱体700。
由投加量调整部500调整后的气体经由下游侧连接端501b被供给。投加量调整部500的各种动作由控制部600控制。在一氧化氮投加装置28的控制部300及中继投加装置58的控制部600间,通过有线或无线确立了通信路径610。中继投加装置58经由未图示的电源线缆而与电源连接。但是,中继投加装置58也可以具有能够收纳于箱体700的电池,将其作为电源。另外,也可以代替控制部600而将一氧化氮投加装置28及中继投加装置58电气地连接,由控制部300控制投加量调整部500的各种动作。
中继投加装置58在第3流路501中具有配置在上游侧连接端501a的下游的NO2吸附部502、配置在NO2吸附部502的下游的过滤器503、配置在过滤器503的下游的下游的两通阀512、以及配置在两通阀512的下游的微差压传感器510。过滤器503与两通阀512之间的第3流路501在分支点501d分支而延伸到旁通上游侧连接端501c。中继投加装置58的旁通上游侧连接端501c经由旁通管520而与一氧化氮投加装置28的旁通下游侧连接端201d连接。
在从旁通下游侧连接端201d延伸的旁通流路217中,在旁通下游侧连接端201d的下游配置有压力计215,在压力计215的下游配置有压力控制器224,在压力控制器224的下游配置有压力计215,在压力计215的下游配置有NO/NO2浓度计219,在NO/NO2浓度计219的下游配置有流量计225,在流量计225的下游配置有NO2吸附部206,在NO2吸附部206的下游配置有过滤器207。旁通流路217在过滤器207的下游连通到流量控制器202与压缩机214之间的第2流路201。
由于中继投加装置58在分支的第3流路501中具有一个两通阀512,所以能够不依赖于两通阀512的开闭,而总是使中继投加装置58的气体向一氧化氮投加装置28回流。
一氧化氮投加装置28的控制部300具有浓度推定部301,所述浓度推定部301基于氧浓度、由作为NO浓度测量部的NO/NO2浓度计219测量出的NO及NO2的浓度以及从中继投加装置58的NO2吸附部502到规定位置之间的气体的滞留时间,来推定规定位置处的NO及NO2的浓度。
图28的NO2吸附部502相当于图26的NO2吸附部420。另一方面,图28的NO/NO2浓度计219在配置于旁通流路217这一点上与图26的NO/NO2浓度计219不同。但是,虽然推定的路径不同,但一边参照图25及图26一边说明的浓度的推定方法在图28所示的一氧化氮投加装置28及中继投加装置58中也能够应用。
首先,根据流路规格及流量的历史,计算气体Gt5经过分支点501d的时刻t4’以及气体Gt5经过旁通流路217从NO/NO2浓度计219流出的时刻t6。具体而言,在同步流模式下,在当前时刻t=t5的情况下,计算到时刻t5为止的最近的投加量的和,计算与分支点501d及插管410的出口间的容积相当的投加次数N4。根据投加次数N4及投加时间和投加间隔时间的历史,计算气体Gt5经过分支点501d的时刻t4’。
在当前时刻t为没有到达插管410的出口的气体的情况下,即在当前时刻t<t5的情况下,能够计算已经经过的上游的各点及此后经过的各点的时刻。具体而言,在同步流模式下,已经经过的上游的各点的时刻与上述时刻t=t5的情况同样,能够根据到当前时刻t为止的投加量、投加时间、投加间隔时间的历史及当前的位置,基于到上游的各点为止的容积来求出。关于此后经过的下游的各点及在插管410的出口流出的时刻t5,例如可以通过基于规定时间内的投加时间、投加间隔时间及投加量计算平均流量并将从当前的位置到下游的各点的容积除以平均流量来计算。另一方面,在连续流模式下,已经经过的上游的各点的时刻与上述时刻t=t5的情况同样,可以作为到时刻t为止的最近的流量的累计值和当前位置与各点之间的容积一致的时刻来计算。关于此后经过的下游的各点及在插管410的出口流出的时刻t5,例如可以通过计算规定时间内的平均流量并将从当前的位置到下游的各点的容积除以平均流量来计算。另外,在计算上游的各点的时刻时,也可以不是根据最近的投加量的和计算实际经过的时间,而是通过基于规定时间内的投加时间、投加间隔时间及投加量计算平均流量并将从当前的位置到上游的各点的容积除以平均流量来计算。
接着,求出在时刻t4’处于分支点501d、流到旁通流路217侧的气体Gt4’经过了NO/NO2浓度计219的时刻t6。具体而言,将配置在旁通流路217的流量计255的到时刻t4’为止的流量的累计值和分支点501d及NO/NO2浓度计219之间的容积一致的时刻设为t6。另外,也可以通过从流量计203的流量减去投加量来推定旁通流路217的流量。
接着,根据NO/NO2浓度计219及分支点501d间的滞留时间(t6-t4’)、氧浓度(例如、21%)、时刻t6的气体Gt4’的NO浓度y6及NO2浓度x6和式(1)及式(2),作为逆问题而推定气体Gt4’经过分支点501d时的NO浓度y4’及NO2浓度x4’。
接着,根据气体Gt5从分支点501d流出的时刻t4’的NO浓度y4’及NO2浓度x4’、氧浓度、分支点501d及插管410的出口间的滞留时间(t-t4’)和式(1)及式(2),作为顺问题而推定插管410的出口处的NO浓度y及NO2浓度x。
这里,在时刻t5≥时刻t6的情况下,能够大致实时地推定插管410的出口处的NO浓度y及NO2浓度x。为此,只要对流路容积及回流量进行控制,以使从分支点501d到NO/NO2浓度计219的气体Gt5的滞留时间相对于从分支点501d到插管410的出口的气体Gt5的滞留时间变短就可以。
另一方面,在时刻t5<时刻t6的情况下,插管410的出口处的NO浓度y及NO2浓度x不能推定,直到成为时刻t=t6。此时,例如在由NO/NO2浓度计219测量出的NO及NO2的浓度大致是一定的情况下,通过计算流量计255的规定时间内的平均流量并将从当前的位置到NO/NO2浓度计219的容积除以平均流量来预测时刻t6。接着,也可以通过将在时刻t5由NO/NO2浓度计219测量出的NO及NO2的浓度假定为在时刻t6由NO/NO2浓度计219测量出的NO及NO2的浓度,来推定时刻t5的插管410的出口处的NO浓度y及NO2浓度x。另一方面,在由NO/NO2浓度计219测量出的NO及NO2的浓度变动的情况下,也可以通过对于规定时间内的浓度推移求出近似式并将到预测出的时刻t6为止的时间累计,来假定由时刻t6的NO/NO2浓度计219测量出的NO及NO2的浓度。
关于投加量,预先测量在将第3流路501保持为规定的流量或压力的状态下使两通阀512的开时间变化的情况下的投加量的变动。通过将第3流路501设计为保持为规定的流量或压力,能够根据两通阀512的开时间来推定投加量。此外,也可以通过从在规定时间内经过了流量计203的气体的总流量减去在对应的规定时间内经过了流量计225的气体的总流量,来求出投加量。此外,也可以通过在分支点501d与插管410的出口之间设置流量计来直接测量投加量。
关于旁通流路217中的流量,也可以代替配置在旁通流路217的流量计225,通过从配置在第2流路201的流量计203的流量历史减去投加量来推定。
图29是再另一一氧化氮投加装置29的概略图。在一氧化氮投加装置29中,推定考虑到旁通流路217的实际的投加点处的NO及NO2的浓度。
一氧化氮投加装置29具有:第2流路201,具备吸气口201a及NO供给口201b;NO生成部200,配置在第2流路201,从经由吸气口201a流入的空气生成NO;控制部300;以及箱体400。NO生成部200和控制部300被收容在箱体400的内部。NO生成部200的各种动作由控制部300控制。
NO生成部200在第2流路201中具有配置在吸气口201a的下游的流量控制器202、配置在流量控制器202的下游的压缩机214、配置在压缩机214的下游的流量控制器202、配置在流量控制器202的下游的流量计203、配置在流量计203的下游的放电部205、配置在放电部205的下游的NO2吸附部206、配置在NO2吸附部206的下游的过滤器207、配置在过滤器207的下游的压力计215、配置在压力计215的下游的两通阀218、以及配置在两通阀218的下游的微差压传感器209。
从压力计215与两通阀218之间的第2流路201,旁通流路217在分支点201e分支,与缓冲罐210连接。在旁通流路217中,在缓冲罐210的下游配置有止回阀204,在止回阀204的下游配置有压力计215,在压力计215的下游配置有压力控制器224,在压力控制器224的下游配置有压力计215,在压力计215的下游配置有NO/NO2浓度计219,在NO/NO2浓度计219的下游配置有流量计225,在流量计225的下游配置有NO2吸附部206,在NO2吸附部206的下游配置有过滤器207。旁通流路217在过滤器207的下游连通到流量控制器202与压缩机214之间的第2流路201。
由于一氧化氮投加装置29具有两通阀512,所以不依赖于两通阀512的开闭,而第2流路201和旁通流路217总是连通,气体在一氧化氮投加装置29内回流。
一氧化氮投加装置29的控制部300具有浓度推定部301,所述浓度推定部301基于氧浓度、由作为NO浓度测量部的NO/NO2浓度计219测量出的NO及NO2的浓度和从NO2吸附部206到规定位置之间的气体的滞留时间,来推定规定位置处的NO及NO2的浓度。
图29所示的一氧化氮投加装置29虽然在不具有中继投加装置这一点上与图28所示的一氧化氮投加装置28不同,但在需要考虑旁通流路这一点上是同样的。因而,一边参照图28一边说明的浓度的推定方法在图29所示的一氧化氮投加装置29中也能够应用,所以省略说明。即,只要与一边参照图28一边说明的浓度的推定方法同样将气体Gt5经过分支点201e的时刻设为时刻t4’就可以。
根据图28及图29所记载的推定方法,特别是能够减轻同步流模式那样的供给间歇流的情况下的因流路中的压力变动带来的对NO浓度测量部的影响。即,在图28及图29中,NO浓度测量部配置在从第1NO2除去部的下游向第1NO2除去部的上游回流的流路。此外,由于借助两通阀而气体总是被回流,所以结果压力变动被减小。详细地讲,通过旁通流路217或旁通管520起到缓冲罐的作用,压力变动被减小。此外,通过旁通流路217或旁通管520起到缓冲罐的作用,投加时的压力下降较少,能够缩短投加时间。在供给间歇流的情况下,在停止NO的供给的期间中,两通阀的上游侧的流路内被维持为高压。在图28及图29所示的一氧化氮投加装置及中继投加装置中,由于将NO浓度测量部配置在从分支点201e的下游到压缩机214的上游之间的流路,所以能够使停止NO的供给的期间中的向NO浓度测量部的压力负荷减小。进而,通过在NO浓度测量部的上游的流路配置压力控制器224,能够进一步减小压力负荷。
在上述的一氧化氮投加装置中,特别对于泵、减压阀、缓冲罐、压力计、流量计、漏泄阀、调整阀、截止阀等各种结构及其组合进行了例示,但也可以将这些结构及其组合为了上述的效果及目的而任意地追加或省略。
上述的一氧化氮投加装置也可以具有NO或浓缩氧的供给的异常检测部,在检测到异常时,通过对使用者发出警告音等而通知异常。此外,也可以在NO或浓缩氧的某一方的供给量或浓度有异常的情况下,调整另一方的供给量或浓度。
附图标记说明
1 一氧化氮投加装置
100 氧生成部
101 第1流路
102 压缩机
103 加压阀
104 减压阀
105 吸附筒
106 均压阀
107 止回阀
108 缓冲罐
109 流量控制器
110 O2浓度计
111 流量计
200 NO生成部
201 第2流路
202 流量控制器
203 流量计
204 止回阀
205 放电部
206 NO2吸附部
207 过滤器
208 NO浓度计。
Claims (11)
1.一种一氧化氮投加装置,其特征在于,
具备:
第1流路,具备第1吸气口及氧供给口;
氧生成部,是配置在前述第1流路、从经由前述第1吸气口流入的空气生成浓缩氧的氧生成部,所生成的浓缩氧经由前述氧供给口被供给;
第2流路,从前述第1流路分支,并且具备NO供给口;以及
NO生成部,是配置在前述第2流路、从被从前述第1流路分配的气体生成NO的NO生成部,所生成的NO经由前述NO供给口被供给。
2.如权利要求1所述的一氧化氮投加装置,其特征在于,
前述氧生成部及前述NO生成部被收容在同一箱体的内部。
3.如权利要求1或2所述的一氧化氮投加装置,其特征在于,
还具备配置在前述第1流路的压缩机。
4.如权利要求3所述的一氧化氮投加装置,其特征在于,
前述被分配的气体是被前述压缩机压缩后的空气。
5.如权利要求1~3中任一项所述的一氧化氮投加装置,其特征在于,
前述被分配的气体是在前述氧生成部中伴随着浓缩氧的生成而生成的低氧气体。
6.如权利要求1~3中任一项所述的一氧化氮投加装置,其特征在于,
前述被分配的气体是由前述氧生成部生成的浓缩氧。
7.如权利要求1~4中任一项所述的一氧化氮投加装置,其特征在于,
在前述第2流路中,在前述氧生成部中伴随着浓缩氧的生成而生成的低氧气体被相对于所生成的NO混合。
8.如权利要求7所述的一氧化氮投加装置,其特征在于,
配置有流路切换阀,所述流路切换阀对从前述第1流路通往前述第2流路的前述低氧气体的流路的开闭进行切换。
9.如权利要求1~8中任一项所述的一氧化氮投加装置,其特征在于,
在前述第1流路的上游或前述第1吸气口的附近,配置有NO或NO2的除去剂。
10.如权利要求1~9中任一项所述的一氧化氮投加装置,其特征在于,
还具备插管,所述插管相对于前述氧供给口及前述NO供给口连接,并且具有独立的流路。
11.如权利要求1~10中任一项所述的一氧化氮投加装置,其特征在于,
前述NO生成部具有第2吸气口。
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