JP2000501306A - 閉回路換気治療の方法および装置 - Google Patents

閉回路換気治療の方法および装置

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Abstract

(57)【要約】 閉回路換気で疾患の治療もしくは診断を行う方法および装置が提供される。本発明の閉回路換気装置(200、300、400、500、600)は、気体流路を換気装置から隔離する閉回路呼吸装置を提供する。これはフッ素化合物のような高価な材料を蒸発により過剰に損失することなく、延長して投与することを可能とする。提供される方法および装置は特に、部分液体換気および全液体換気を含む液体換気に適用できる。

Description

【発明の詳細な説明】 閉回路換気治療の方法および装置 発明の分野 本発明は、呼吸換気の方法および装置に関し、より詳しくは様々な疾患の治療 または診断のための閉回路換気法に関する。 発明の背景 呼吸は、吸息の際新鮮な気体特に酸素を肺へ導入すること、呼息の際消耗気体 特に二酸化炭素を除去することを意味する。健常なヒトでは呼吸は通常必須気体 の導入をもたらす自発的換気、もしくは呼吸に影響される。不幸にも、生理学的 処理、および病理学的処理の多くは、正常な肺機能を損ない、効果的呼吸の阻害 、もしくは全体的な呼吸不全につながる可能性がある。そのような場合、ある程 度の人工呼吸をしばしば含む呼吸治療が必要となる。例えば呼吸治療は、手術し た患者や肺気道の障害、疾患を有する患者にしばしば必要とされる。特に、肺挫 傷、潜水夫肺炎、外傷後呼吸障害、手術後肺拡張不全、刺激性障害、敗血性ショ ック、多臓器不全、メンデルゾーン病、閉塞性肺疾患、肺炎、肺水腫、もしくは その他肺の界面活性物質欠損や呼吸障害を来たす病状の患者は、呼吸治療の対象 となる可能性が高い。そのような呼吸治療には通常、機械的な換気装置が使用さ れる。機械的な換気装置は、換気(ventilation)に影響する、言い換えれば、肺 への気流を起こす単純な臨床機器である。また特に、このような装置は通常、呼 吸循環の吸気相に肺へ空気を強制的に送り、自発性呼気時には環境圧へ戻す。機 械的換気による新鮮な空気の強制的流入は、ほ乳類の呼吸を含む肺媒介処置を促 進する。これらの処置の一つである消耗気体の除去は、体から二酸化炭素を排除 するという重要なメカニズムである。正常な気体を介した二酸化炭素除去では、 新鮮な空気が肺胞と接触し(肺胞換気)、それにより気体交換が促進され、二酸 化炭素が 体を通って排出される。他の重要な生体処理てある酸素付加は、肺から血液への 酸素吸収を含む。これは主に、肺毛細管血液の酸素(PO2)分圧を、膨張した 肺胞の酸素分圧と等しくするというメカニズムによる機能である。(自発的、も しくは補助により)換気を通して新鮮な酸素を繰り返し吸入することで毛細管P O2よりも高濃度の肺胞PO2が維持されるため、肺胞と毛細管の間の酸素濃度の 勾配は、血液への酸素輸送を助ける。最近の機械的換気装置は、一回換気量(呼 吸気)、流速、輸送状態、呼吸流量を調整することで二酸化炭素排出を制御し、 換気を提供するよう設計されている。それらは、気道圧や吸入酸素の濃度も調整 できるため、酸素付加をも制御している。 今日、機械的換気装置として、少なくとも20種の製品およびモデルが北アメ リカで使用されている。手術室、回復室、集中治療室で使用される換気装置のほ とんど全てが、容量制御型の換気装置である。この種の装置では、オペレータは 換気装置が気道圧に関わらず気体設定量を輸送するよう、一回換気量、呼吸率、 吸入率を設定してもよい。このような装置は通常、肺の障害を防ぐために圧力カ ットオフを有する。これに反し、圧力制御型換気装置は新生児集中治療室や、長 期的な換気装置管理において、および患者移動時に標準的に使用される。圧力制 御型換気装置では、通常オペレータが呼吸率、吸気流量、気道最大圧力を選択で きる。こうして換気装置が望ましい圧力に達するまで一回換気量を監視しながら 吸気を輸送する。この種の機械的排気装置はそれぞれ、肺への気体輸送において 緻密な制御を可能とする複雑な性能を数多く組み込む。たとえば、典型的な機械 的換気装置は、異なる条件下での患者の身体状態、治療上の必要条件、患者の呼 吸パターンを考慮しながら、肺への気体導入を最適化することを意図した複雑な 輸送プロフィールを数多く提供する。換気治療を必要とする患者の多様な必要条 件を満たすよう、一般の機械的換気装置は様々なプログラム可能なパラメータを 有し、可変性にもほとんど制限がない複数の換気モードを提供する。共通換気モ ードの中には、モードの組み合わせの他に、制御された機械的換気、補助制御、 断続的強制的換気、同調化した断続的強制的換気、連続的な正の気道圧、圧力制 御型の換気、圧力制御型の逆比率換気、圧力支持を含むものもある。不幸にも、 市販の換気装置は両種とも、吸気や病原物質排出の際導入されるあらゆる生物活 性剤を含有する排出気体が通常、使用中に環境に放出される。 標準の機械的換気装置に反して液体換気は、消耗気体交換や酸素付加を目的と して、酸素付加可能な液体媒体を肺気道へ導入することを含む技術である。液体 換気、全液体換気、および部分液体換気を実施するために、主に二種類の異なる 技術が存在する。全液体換気すなわち「TLV」は、加温され体外で酸素付加さ れる液体呼吸促進物質(通常はフッ素化合物)を患者の機能的残気量より多く肺 導入する。その後患者は液体呼吸システムに接続され、一回換気液体量が呼吸の 必要条件に従って一定周期で輸送され、一方排出された液体は呼吸の間に体外で 二酸化炭素を浄化して酸素付加される。これに対し、部分液体換気法すなわち「 PLV」は、酸素付加可能な呼吸促進物質の肺注入と組み合わせながら、従来の 機械的換気を利用することを含む。TLVの場合と同様に、呼吸促進物質は普通 、導入に先立ち体外で酸素付加させるフッ素化合物を含む。本出願においては、 一般には「液体換気法」という言葉が用いられ、部分液体換気法と全液体換気法 の両方を含む、いくらかの量の呼吸促進物質の肺への導入として定義されるもの とする。 液体換気法の概念が生まれたのは30年以上前で、酸素を過剰付加した呼吸促 進物質(生理食塩水)に浸された動物が、この液を呼吸でき再び気体呼吸も再行 できるという結果が示された。フッ素化合物が呼吸促進物質として使用可能なこ とが分かってからは、液体換気法は実用的目的のために実施可能な技術となった 。酸素付加フッ素化合物を使った液体呼吸法が、複数の例で実証されている。例 えば、酸素付加したフッ素化合物の液体に浸された動物は、肺をこのフッ素化合 物で満たしたのち正常に酸素と二酸化炭素の交換を行うことができる。呼吸回数 はすべての浸水実験で増加するが、動物は酸素付加フッ素化合物溶液を吸い込む ことにより生存に適度な酸素を得ることができる。特に、従来の気体呼吸に戻す 前に期間を延長しても、全液体換気法は動物を生存させ続けることが立証されて いる。 液体換気法の使用は、呼吸可能な気体を使用する従来の機械的換気装置の使用 では得られない重要な医療上の長所を提供できる。例えば、呼吸促進物質の重量 が、気体で可能な量よりもかなり低い換気圧で肺胞を開く。加えて、呼吸促進物 質としてフッ素化合物を利用した液体換気法は、呼吸障害症候群に関連する充血 性物質の洗浄に効果的であることが示されている。さらに液体換気法は、界面活 性物質の欠損もしくは機能不全に関与する呼吸障害症候群の処置として、見込み のある治療であることも示されている。張力が上昇した肺胞表面は、未熟児の呼 吸障害症候群(RDS)の病理生理学において中心的作用を担い、小児や成人の 機能不全に寄与すると考えられている。液体換気法、特にフッ素化合物を使用し た方法は、肺での空気/液体の干渉を減少させ、これにより肺表面張力を大幅に 減少させるため、界面活性物質欠損性疾患に効果的である。さらに液体換気法は 肺胞圧を過度に高めたり心拍量を減じることなく成就でき、未熟児でも優れた気 体交換を提供できる。液体換気法に関する他の利点は、肺の薬物輸送を促進し、 肺癌療法による高熱を軽減させることを含む。 液体換気法には否定できない長所があるが、治療として全液体換気法を適用す るには重大な問題がある。TLVには、呼吸促進物質による呼吸が肺の内外へ機 械的に循環される必要がある。上述したような従来の未改良の機械的換気装置は 、全液体換気法の工程では作用しない。医療施設における全液体呼吸法には、現 在市販されていないが、液体の取扱いが可能な専用の換気装置が必要である。ま た、呼吸促進物質は酸素付加され、二酸化炭素を体外で浄化されなければならず 、特殊な設備と高容量の酸素を必要とする困難な方法である。さらに、呼吸促進 物質、特にフッ素化合物の体外洗浄は、処理中に媒体の一部が蒸発するため、現 行のままでは大幅な損失を来たす。加えて呼吸促進物質は、肺へ周期的に輸送さ れながら体外での酸素付加と二酸化炭素浄化を行うため、液体呼吸装置を満たす ためには呼吸促進物質は多量かつ高価となりうる開始容量が必要となる。したが って、液体呼吸に関わる資本投資が相当なものとなる。 このような問題の多くを未然に防ぎ、液体換気法の本来の利点をなお残すため 、部分液体換気法の技術が開発された。Fuhrmanの米国特許第5,437 ,272号と、公開されたPCT出願WO 92/19232号に記載された部 分液体換気法は酸素付加したフッ素化合物を使った安全で便利な液体呼吸法の臨 床適用法である。PLVでは液体、蒸気、もしくは気体状の呼吸促進物質(ここ でも通常はフッ素化合物)は、肺の表面部分と干渉するのに十分な量から患者の 機能的 残気量まで様々な範囲で肺気道に導入される。呼吸促進物質は、気体交換と呼吸 効率を改善するために全身、もしくは肺で機能するあらゆる化合物である。従来 の開放型回路気体換気装置を使い、呼吸性気体交換が、連続的陽圧換気法による 工程で持続的に維持される。全液体換気法のように、呼吸促進物質の肺導入は、 界面活性物質欠損や他の肺障害で肺機能や気体交換を改善するだけでなく、肺で の空気/液体の干渉による表面張力を解消する。PLVは、体外酸素付加や呼吸 促進物質の浄化、肺への循環導入を必要としないため、特別に高価な設備を使用 する必要はない。むしろ確固不動で在庫がある従来の換気装置は、必須の酸素付 加や二酸化炭素浄化を体内で提供するために使用されるかもしれない。さらに、 各呼吸での換気の流れに移行するのは、液体よりむしろ気体が優勢であるため、 この方法に必要な気道圧はTLVでのそれよりずっと低いであろう。つまり、圧 力障害の可能性はかなり減少される。結局、この方法が終了した後、導入された 液体、気体もしくは蒸気性の呼吸促進物質は、TLVのような物理的除去よりも むしろ簡単に蒸発される。 これまで示したように、フッ素化合物はTLVとPLV両方に好適な呼吸促進 物質である。概して、液体換気法に互換性のあるフッ素化合物は、透明、無臭、 不燃性で、水にはほとんど溶解しない。加えて、好適なフッ素化合物は水や軟組 織より高密で、表面張力が低く、大部分は粘性が低い。特に、臭素化フッ素化合 物は医療用に適切に使用されれば、安全で生物学的適合性があることが知られて いる。加えて、酸素、一般に気体は数種のフッ素化合物に対し溶解性が高いこと が知られている。例えばフッ素化合物溶液のなかには、同量の水と比べ酸素は2 0倍、二酸化炭素は30倍以上溶解するものもある。酸素付加可能なフッ素化合 物は、酸素の溶媒として作用する。これらは高い張力で酸素を溶解し、分圧減少 によりこの酸素を遊離する。二酸化炭素も同様に反応する。気体の輸送や排気物 質の除去に加え、フッ素化合物のような呼吸促進物質は、液体換気法と併用する か独立した治療法として、肺の薬物輸送媒体として使用されても良い。例えば、 エアロゾル輸送システムは、生物活性剤の分散、効率、安定性を増加させるため に、一つ以上の呼吸促進物質と治療に有効な薬剤との混合物に依存するであろう 。また、特にフッ素化合物などの選択的呼吸促進物質は、肺や全身で抗炎症作用 を 有することが示されている。したがって、比較的費用がかかるものの、現行の液 体換気法や肺の薬物輸送で選択される呼吸促進物質としてフッ素化合物を使用す ることが望ましい。 液体換気法は従来の換気法を著しく改良したものであるが、呼吸促進物質、特 にフッ素化合物を蒸気の形で環境に放出すれば、TLVやPLV療法の有効性が 損なわれる。通常のフッ素化合物の換気法では、このような蒸気の発生と放出は かなりの量であろう。例えば、現行のPLV療法では、従来の機械的換気装置は フッ素化合物の蒸気などの排出気体を環境に放出するか、もしくは将来処理する ために蓄積している。成人のPLV治療では、蒸発性フッ素化合物の損失は、一 時間あたりの機能的残気量の約10〜20%、フッ素化合物では一時間あたり約 400〜800グラムに相当する。フッ素化合物の著しい損失は、TLV治療の 際にも起きる。この場合、循環する液体媒体を体外での酸素付加や二酸化炭素浄 化に使用するため相当量の損失がある。特に、体へ呼吸促進物質を再導入する前 に、蓄積された二酸化炭素を解離、浄化するために、大量の気体酸素が呼吸促進 物質へ導入されなければならない。酸素のほとんどが呼吸促進物質を透過して排 出されるが、二酸化炭素や、不幸にもフッ素化合物の蒸気もこれと共に運ばれる 。もちろん、この治療法を継続すべき場合には、別の呼吸促進物質が効果的残余 量を維持するために付加されなければならない。液体換気法に適したフッ素化合 物溶液や他の呼吸促進物質は比較的高価であり、このような損失によりこの治療 にかかる費用はかなり引き上げられる。さらに、どちらの治療法でも、呼吸促進 物質の損失は投薬方法や肺に存在する物質の監視を複雑にする。 高価な物質を損失する他に、フッ素化合物を基剤とする呼吸促進物質の使用で 、互換性のない物質を組み込むと、従来の換気装置が損傷を受ける可能性がある 。例えば現行の換気装置に使用される工学プラスチックの多くは、フッ素化合物 の存在により膨張する傾向がある。現在使われるその他の材料では、フッ素化合 物にさらされると可塑剤が抽出されるため材料がもろくなり、わずかのストレス で故障を起こすであろう。さらに、最近使用される換気装置は、吸気および呼吸 気体両方の量や状態を監視するための繊細なセンサーを数多く含む。換気装置自 身と同様に、これらのセンサーの多くはフッ素化合物もしくは潜在的呼吸促進物 質 と全く適合しない物質を組み込んでいる。したがって、装置が適切に監視、維持 されなければ、従来システムでフッ素化合物を使用すると知覚データが低下し、 不正確な読取り値となる可能性がある。このような材料の問題は、治療方法に正 式な認可を得る場合や、予め認可された治療法に特別な装置を組み入れる場合に 、致命的ではないが重大なハンディキャップとなり得る。材料の問題は別として も、市販の機械など液体換気法で使用されるそれぞれ異なる換気装置は、このよ うな治療での使用に先立ち、食品薬品局により個別に検証されるべきであろう。 もし可能であっても、そのような証明を得ることは、費用も時間も費やす作業で あり、他で証明された効果的治療を広範に利用する場合の制限ともなり得る。 不幸にも、このような問題を解決し、閉回路換気治療法(closed-circult vent ilation therapy)を提供する効果的手段は、現在のところ存在しない。例えば、 上に示したように市販の機械的換気装置はもちろん、消耗気体により肺気道に存 在する有益な気体や蒸気も排出する。一方で密閉式輸送システムを採用した肺投 薬装置は、効果的換気治療に必要な多様性や高性能の輸送能力を欠く。例えば、 米国特許第4,928,683号は、コンパートメントを流れる複合式定量液を 利用した閉送路麻酔吸入装置について記述している。正確な容量を輸送するが、 この複雑な定量輸送システムは、換気治療の延長に必要な高度なプロフィールや 多様性は提供しない。また、この開示された装置は、モジュール型ではなく、在 庫のある設備とは互換性がない。同様に米国特許第5,119,810号は、機 械的動力ピストンにより運転される換気システムを提供する。しかしこのシステ ムも、既存の換気装置の使用が不可能で、呼吸気体から機械の成分を分離できな い。このように、開示された装置はいずれも上述した問題を解決していない。つ まり、呼吸材料の分離と保持が可能な閉回路換気システムの必要性はなおも大き い。 したがって、閉回路肺換気の方法と装置を提供することが、本発明の目的であ る。 また、部分液体換気の際呼吸促進物質を効率よく保持する方法と装置を提供す ることが、本発明の別の目的である。 さらに、全液体換気法の際呼吸促進物質を効率よく保持する方法と装置を提供 することも、本発明の別の目的てある。発明の概要 これらおよびこの他の目的は、幅広い見地で閉回路換気の方法や装置に関連す る本発明により達成される。さらに本発明は、フッ素化合物などの価値の高い材 料が環境中へ意図的に反して損失してしまうのを防ぐモジュール型閉回路換気シ ステムを使用して換気を実施する新規の方法と装置を提供する。ここで使用され るように、「換気」という言葉は肺の中の空気流を意味すると解することができ る。したがって、「換気治療」とは、あらゆる治療薬もしくは診断薬投与など、 肺の空気流を含むあらゆる方法を広く意味する。換気治療自体は全身および肺の 局在化状態に関連して使用されて良い。 本発明の方法および装置は、制限はないが、従来の気体換気法、部分液体換気 法および全液体換気法などあらゆる種類の換気法と共に使用されてもよい。同様 に、本発明の方法および装置は制限はないが、呼吸気体、液体呼吸剤のような呼 吸促進物質(特にフッ素化合物)および薬剤を含む非麻酔気体および蒸気、生物 活性剤など、換気治療を効果的にするあらゆる気体、蒸気、もしくは液体と共に 使用されてもよい。端的に述べると、本発明は、生物活性剤を選択的に含むあら ゆる気体、液体、蒸気と共に実施されても良い。さらに、一つ以上の呼吸促進物 質と併用して薬剤を使用するなど、物質の組み合わせは本発明に適合する。 さらに、重要な利点は、本発明の閉回路換気システムが、換気治療の延長に望 ましい高性能の制御とセンサーを提供する従来の開回路換気装置と、動作可能に 連結できることである。さらに、繊細で比較的高価な機械的換気装置を、液体換 気法でしばしば利用されるが損傷を与える可能性のある化学薬品から分離するた めに、本発明の閉回路装置は利用されても良い。成分の分離により、既存の換気 治療での新しい換気装置使用に対する認可取得において、調整的工程がかなり容 易になる。さらに本発明の装置はモジュール型で総合的な構造であり従来装置と 連結するため、特に換気装置、噴霧器、センサーなどが、治療上の要求もしくは 医師の選択に従って容易に代用もしくは変換されてもよい。加えて、本発明の閉 回路換気システムは、信頼性があり対費用効果のある材料から製造されるため、 人件費や維持にかかる操作費用を大幅に減少させて使い捨てとして設計されても 良い。好適な実施例において、本発明は、 a)呼吸している患者の肺気道へ少なくとも一つの非麻酔気体もしくは蒸気を 導入する段階と、 b)前記肺気道へ流体導通的に連通する閉回路呼吸装置に、二酸化炭素および 前記導入気体もしくは蒸気を少なくとも一部含む、前記患者からの呼気を獲得す る段階と、 c)前記閉回路呼吸装置により画定される気体流路を通して前記呼気を循環さ せる(ここにおいて前記二酸化炭素の少なくとも一部は除去される)段階と、お よび、 d)患者の肺気道へ前記誘導気体もしくは蒸気を含む循環呼気の少なくとも一 部をこの後再誘導させる段階とを、含む閉回路換気治療の方法を提供する。好適 には非麻酔気体もしくは蒸気は、酸素もしくは空気以外では生物活性剤である。 このほかの好適な実施例において、導入気体もしくは蒸気は、呼吸促進物質で、 特に好適な実施例においては、酸素を輸送でき、既に導入されている液体呼吸剤 (例えばフッ素化合物)の蒸気である。この他の実施例において、好適には機械 的換気装置により与えられる圧力で患者の陽圧換気を行うために、気体流路の少 なくとも一部を加圧しても良い。またこの方法の他の実施例において、閉回路呼 吸装置が、陽圧換気を提供するために、外部より加圧される可変量貯蔵庫を含ん でも良い。可変量貯蔵庫は、分離室を、肺気道と流体導通的に連通する可変量貯 蔵庫と、従来の開回路換気装置と流体導通的に連通する圧縮貯蔵庫とに分ける気 体不透過性コンプライアンス膜により二つに分かれる分離室を含んでも良い。こ のような実施例において、開回路換気装置は循環式呼吸促進物質から分離されて も良い。 本発明のもうひとつの広い見地では、閉回路換気治療のためのモジュール型装 置が提供される。好適な実施例では、装置は、 a)患者の肺気道と流体導通的に連通することが可能な患者連結器と、 b)可変量貯蔵庫と、 c)前記患者連結器と前記可変量貯蔵庫へ密閉的に固定される換気管(ここで 該患者連結器は、気体流路を画定する閉回路呼吸装置を提供するため、該可変量 貯蔵庫と流体導通的に連通して設置される)と、および d)前記気体流路と流体導通的に連通する二酸化炭素分離器と、 を含む。 本発明の選択的模範実施例では、さらに、気体不透過性コンプライアンス膜に より二つに分けられる分離室を含む可変量貯蔵庫を含み、該可変量貯蔵庫は肺気 道へ流体導通的に連通し、該コンプライアンス膜は部屋を圧縮貯蔵庫と該可変量 貯蔵庫へ分ける。このような実施例において、従来の機械的換気装置は分離室の 圧縮貯蔵庫と動作可能に連結しても良く、それにより換気装置の正常な操作は、 コンプライアンス膜を作用させるための圧力波を伝達させるであろう。直接換気 システム(換気装置が患者と流体導通的に連通される)のように、伝達される圧 力波は陽圧換気を提供するために使われても良い。しかしこれらの実施例は、先 行技術のシステムと異なり、換気装置からの波を伝達する気体が肺気道とは決し て接触しない。 もう一つの好適な実施例では、閉回路換気装置は、 a)患者の肺気道と流体導通的に連通することが可能な患者連結器と、 b)気体流路を画定する閉回路呼吸装置を提供するために、前記患者連結器へ 密閉的に固定される換気管(該閉回路呼吸装置は動作可能に機械的換気装置と連 結される)と、および c)前記気体流路と流体導通的に連通する二酸化炭素分離器と、 を含んで提供される。 この他の本発明の実施例において、閉回路部分液体換気を提供する方法を提供 する。これらの方法は概して、 a)呼吸している患者の肺気道へ、気体流路を画定する外来性閉回路呼吸装置 が連結する段階と、 b)呼吸促進物質を前記肺気道へ導入する段階と、 c)二酸化炭素と前記導入された呼吸促進物質の少なくとも一部を含む、前記 患者からの呼気を前記閉回路呼吸装置へ獲得する段階と、 d)前記呼吸促進物質を含む処理された気体を提供するために、前記二酸化炭 素の少なくとも一部を分離する段階と、および e)患者の肺気道への前記処理気体を再導入する段階とを含む。 好適には、呼吸促進物質は、酸素の輸送が可能なフッ素化合物のような液体呼 吸剤である。さらに、本方法の実施例において、本発明と肺気道とを流体導通的 に連通させる前に、さらに患者の肺気道へ呼吸促進物質を投与するという段階を 含んでも良い。開示された部分液体換気法は、患者の陽圧換気を効果的に行うた めに、好適には機械的換気装置により提供される圧力を利用して、さらに気体流 路の一部に圧力を加えることを含んでもよいことが理解されるであろう。本方法 のその他の模範的実施例は、閉回路呼吸装置に連結する可変量貯蔵庫を含む。こ のような貯蔵物のいずれも、陽圧換気を提供するために外部(閉回路呼吸装置の 外側)から加圧しても良い。 本発明は、閉回路全液体換気の方法と装置をも提供する。一つの実施例では、 この方法は一般に a)患者の肺気道と閉回路液体呼吸装置により画定される液体流路とを流体導 通的に連通させる段階(該液体流路と該肺気道は多量の循環式液体呼吸促進物質 でほぼ満たされる)と、 b)酸素付加した液体呼吸促進物質を提供するために、閉回路液体呼吸装置へ 酸素を導入することにより、循環する液体呼吸促進物質を酸素付加する段階と、 c)二酸化炭素を含む呼気液体を提供するために、液体流路と前記肺気道を通 って酸素付加された液体呼吸促進物質を循環させる段階と、 d)吸気液を提供するために、前記二酸化炭素の少なくとも一部を循環呼気液 から分離する段階とを含む。 好適な実施例において、この方法は、患者へ再導入される循環液体呼吸促進物 質へ処理された蒸気を戻し導入する前に、気体状の蒸気から二酸化炭素を取り除 くように設計される第二の閉回路蒸気分離器を使用する。この他の好適な実施例 において、液体浄化手段は、患者の肺気道へ再導入する前に、循環する液体呼吸 促進物質から直接二酸化炭素を除去するために、液体流路に設置される。ここに 開示される独特な全液体換気工程を実施するために、新規の装置も提供される。 さらに別の実施例において、本発明は陽圧換気を有効にするため、患者の肺気 道と流体導通的に連通する閉回路呼吸装置を加圧することにより、閉回路換気装 置を運転する方法を含んでもよい。好適な実施例において、加圧段階は、肺気道 から分離される際に閉回路呼吸装置と動作可能に連結する従来の機械的換気装置 を操作して成就させても良い。 本発明のその他の実施例は、消耗気体を除去する際および酸素導入するを際に 、閉回路呼吸装置を通して物質を循環させることで、患者の肺から排出する液体 、気体状もしくは蒸気状の物質の処理を含む。好適には、陽圧換気を行うことに より、物質は肺から除去される。 たとえば好適な実施例において、本発明は、部分液体換気システムを操作する 方法、もしくは代替的に、患者の肺から得られる液体、気体状、もしくは蒸気状 の呼吸促進物質を処理する方法であって、 a)患者の肺気道と気体流路を画定する呼吸装置を流体導通的に連通させ段階 と、 b)二酸化炭素や液体、気体状もしくは蒸気状の呼吸促進物質を含む前記患者 から出る呼気を前記気体流路へ導入する段階と、および c)前記液体、気体状および蒸気状の呼吸促進物質の少なくとも一部を前記呼 気から取り除くべく前記呼気を処理する段階と、 を含む方法である。 前述した実施例は、前記呼気から前記二酸化炭素の少なくとも一部を分離する ために、該呼気を処理する段階をさらに含んでも良い。呼吸促進物質もしくは二 酸化炭素などの消耗気体の分離は、ろ過、化学的分離、濃縮、吸着、吸収など当 業者に知られる手段により成就されても良い。 本発明の他の実施例は、閉回路呼吸装置の中で呼吸可能な気体を処理する方法 であって、 a)閉回路呼吸装置により画定される気体流路へ呼吸気体を導入する段階(該 気体流路は患者の肺気道と流体導通的に連通する)と、および、 b)薬理学的に有効な量の液体、蒸気状および気体状の呼吸促進物質を、前記 気体流路の前記呼吸気体と混合する段階とを含む、方法を含む。 好適には、呼吸気体は酸素もしくは空気であり、呼吸促進物質はフッ素化合物 である。一つの実施例において、呼吸促進物質は呼吸気と混合して、後に水蒸気 化もしくは噴霧を行っても良い。 本発明のもうひとつの実施例は、患者の肺気道と流体導通的に連通する気体流 路を画定する閉回路呼吸装置へ圧力を加える段階を含む部分液体換気システムを 運転する方法に関し、該気体流路はその中に少なくとも一つの呼吸促進物質を有 し、該圧力は、換気装置が気体流路から分離されるという条件で該閉回路呼吸装 置と動作可能に連結した機械的換気装置により与えられる。 好適には、呼吸促進物質は、呼気と混合して循環される。この方法は、さらに 濃縮器や蒸発器など、循環する呼吸促進物質を分離もしくは補充するための段階 を含んでも良い。 さらにこの他の実施例は、閉回路全液体換気システムを操作する方法であって 、 a)患者の肺気道と閉回路液体呼吸装置により画定される液体流路を流体導通 的に連通させる段階(該液体流路および該肺気道が液体呼吸促進物質でほぼ満た されている)と、 b)肺気道から液体流路までの液体呼吸促進物質の少なくとも一部を除去する 段階(該除去された液体呼吸促進物質は結合する二酸化炭素を含む)と、および 、 c)周囲の環境へ蒸気の状態で前記液体呼吸促進物質を多量に排出することな く、前記除去された液体呼吸促進物質から前記結合する二酸化炭素の少なくとも 一部を分離する段階と、 を含む方法に関する。 本発明におけるこの他の目的、特徴、利点は、次に示す好適な模範実施例の詳 細な説明を、最初に簡単に説明される図面と併せて判断することにより、当業者 には明らかとなるであろう。 図面の簡単な説明 図1は従来の開放式回路を持つ機械的換気システムの概略図である。 図2は本発明の教示に従って形成される模範的閉回路換気システムの概略図で ある。 図3は選択的噴霧器を組み込んだ模範的な閉回路受動的換気システムの概略図 である。 図4はここにおける教示に従って形成される機械的換気装置を含む模範的な閉 回路陽圧換気システムの概略図である。 図5は閉回路呼吸装置に関して外側に位置する閉回路蒸気分離器を有する閉回 路全液体換気システムの概略図である。 図6は閉回路呼吸装置と直列の液体浄化装置を有する模範的閉回路全液体換気 システムの概略図である。 好適な実施例の詳細な説明 本発明は多くの異なる形態で実施できるが、ここに開示されるのは本発明の原 理を例証するために図解した特定の実施例である。本発明は、図示された特定の 実施例に限定されないことが強調されなければならない。 部分的液体換気および従来からの気体換気の両方で使用される従来技術の機械 的換気装置は、二酸化炭素のような消耗気体が環境へ排出される開回路型の換気 装置である。今日使用される全液体換気装置も、肺での気体交換を改善するのに 使用される液体呼吸促進物質から消耗気体(ここでも主に二酸化炭素)を分離し た後、環境へ排出される開回路型装置である。このような従来技術の「開放型回 路」の設計とは全く逆に、本発明は「閉回路」換気法として使用される方法と装 置に関し、この場合気体は概して周囲環境へ排出されず、ある程度処理されて患 者へ戻される。ここで使用されるように、閉回路という言葉は、ここを循環する 組み込まれた物質の大部分が保持されるという実質的に閉鎖されたシステムのい かなるものも意味するものと解される。この定義が、呼吸促進物質のような貴重 な化合物を除去、もしくは分離した後、選択された消耗気体が大気へ排出される ようなシステムを含むことを、当業者は理解するであろう。 特に、患者から排出された気体もしくは蒸気(もしくは全液体換気法では液体 )が、二酸化炭素のような廃産物を除去するために処理された後、患者へ戻され る。液体換気を含む工程において、消耗気体、蒸気、もしくは液体の処理、再循 環が、 効果的換気法を提供するのに必要な呼吸促進物質の量を実質的に減少させる。従 来からの気体換気法において、本発明の閉回路法や装置は、治療薬もしくは診断 薬など薬理的効果を有するものなどを含む混合された気体、蒸気もしくは生物活 性剤のいかなるものもその損失を減少できる。この開示に従えば、呼吸気体の交 換は、従来の換気装置を使って連続陽圧換気法により維持されても良い。「連続 陽圧換気法」とは、しばしば正の呼気終端圧力を伴う陽圧の機械的換気法を意味 し、いかなる標準陽圧換気装置により成就されても良い。容量調整型呼吸装置、 時間周期型呼吸装置もしくは圧力を制限する時間周期呼吸装置のいずれかが適す る。本発明に適した市販の換気装置の例としては、サーボ900C(Servo900C)( Seimens Elema,Shaumburg,Ill.)、インファントスター(Infant Star)(Star Pr oducts,San Diego,CA)、ベアー1、2、3(Bear1、2、3)(Bear Medical,Bro wns,CA)、ピューリトンベネット7200(Puriton Bennett7200)(Puriton-Benn ett Corp.,Carlsbad,CA)、べビーバード2(Baby Bird 2)(Bird Corp.,CA)お よびヘルスダインインファントベンチレータを含むが、これらに限定されない。 前に示したように、これらのような従来の換気装置は、従来の気体換気法もしく は部分液体換気法と併用しなから本発明と共に利用しても良い。 図1は、主要な特徴を表す従来の「開放型回路」機械的換気システム10の概 略図である。この図では、機械的換気システム10は患者連結器14を通して患 者12へ接続される。通常、患者連結器14は、患者の肺へ気体、蒸気、もしく 体を投与できる気管内チューブもしくはマスクを含む。図示される装置において 、患者連結器14の遠位末端が、2つの異なる遠位接続孔を提供しながら、枝別 れしてY型連結器を形成する。遠位接続部は、吸気換気管16と呼気換気管18 の近位末端にそれぞれに取り付けられる。本出願の主旨として、「管」もしくは 「換気管」という言葉は、ホース、チューブ、穿孔、管腔、シャフト、もしくは 液体もしくは気体流路の画定可能な構造を含むその他の空間のいずれも意味する と解される。当業者は理解するであろうが、模範的な吸気換気管16と呼気換気 管18は通常、ねじれや封鎖を防ぐために環状の補強部を有する生物学的適合性 のある柔軟な管で形成される。さらに、そのような換気管は特異的な呼吸促 進物質と互換性のある物質で形成されても良い。吸気換気管16は、気体を肺気 道へ送るための患者連結器14へ気体を輸送できる穿孔を含む気体流路を画定し ている。同様に呼気換気管18は、呼息において、前記患者から呼気を輸送する ために使用できる気体流路を画定する。矢印58は、システムを通した気体の流 れを示している。 市販されている全ての機械的換気装置と同様に、機械的換気システム10は、 空気圧動力として加圧された気体供給源40に依存する。従来の機械的換気装置 では、加圧した気体供給源40は、周囲の環境からの空気を加圧する外部の膨張 気体輸送システム(すなわち加圧したタンク)もしくは内部圧縮機(図示せず) に提供される。各例において、加圧空気は、入口管38や圧力調整器36を通っ て機械的換気システムに入る。加圧した気体供給源からの空気は通常、およそ5 0lb/in2、すなわち3.52 kg/cm2であるが、圧力調整器36は、 機械的換気システム10でそれを使用する前に約1.5 lb/in2すなわち 、0.11 kg/cm2という作業圧まで減少させる。圧力の減少に続いて、 気体を吸気換気管16の遠位もしくは上流末端へ入れる。換気管16および18 は、従来の機械的換気装置20と動作可能に連結する。「動作可能に連結する」 とは、導管16および18を使った気体の流れや換気操作が、換気装置20によ り監視、影響されながら制御することができる、という事を意味している。この 目的のため、換気装置20は吸気換気管ライン16と呼気換気管ライン18それ ぞれを通して気体の流れおよび/または気体の組成を監視および制御する吸気セ ンサーアッセンブリ28と呼気センサーアッセンブリ32を含む。他のデータの 中でも、センサーアッセンブリ28と32は、気体の組成、温度、圧力、および 流速に関してリアルタイムの情報を提供する。したがって、吸気換気管18は吸 気センサーアッセンブリ28により監視される。この読取り値に基づき、気体注 入器30は、吸気換気管18に画定される気体流路へ、酸素やその他の気体を導 入するよう信号を送るかもしくは手動で設定する。輸送ライン52、54、56 は、酸素、窒素、その他選択される気体の外部供給源へつながる一方で気体注入 器30を提供する。当業者は理解するであろうが、気体注入器30が予めプログ ラムされた指示を使って運転しても良いこと、もしくはセンサーアッセンブリ2 8および3 2からの情報に基づき、もしくは予め設定された値を使って換気装置20により 制御されても良い。 導管16および18を通した気体の流れや圧力は、予めプログラムされた導入 方法とセンサーアッセンブリ28および32から受ける情報に基づいて開閉され る吸気流量弁48および選択的な呼気流量弁46を通して物理的に制御される。 当業者は理解するであろうが、流量弁46および48はソレノイド弁、デジタル ソレノイド弁、およびフルレンジ均等弁を含む数多くの異種の弁のいずれをも含 んでもよい。以下に示すように、流量弁46および48は換気にとって望ましい 波形や圧力を提供するよう操作される。吸気流量弁48を通って下流へ通過しな がら、吸気は気体流路へ蒸気を誘導する加湿器26により修飾されてもよい。気 体注入器30と同様に、加湿器26は予めプログラムされた指示の手動設定、も しくは換気装置20により制御されてもよい。吸気はその時適切な酸素や水蒸気 を含んでおり、患者連結器14の一方のアームを通る気体流路に沿って輸送され 、患者12の中へ入る。選択的な吸気検査弁22を、吸気の進行方向を確実にす るために設けても良い。 好適には、吸気流動パターンは、患者に対する選択的換気を提供するために操 作される。すなわち、輸送される気体の波形や圧力は、肺の抵抗を最小にし、肺 のコンプライアンスを最大にするよう最適化されても良い。これまで示されたよ うに、換気装置20は圧力、容量、流量、時間のいずれかを制御する装置として 分類されても良い。圧力の波形が患者の抵抗やコンプライアンスの変化により変 わることかなければ、換気装置は圧力制御タイプと考えられる。これとは逆に、 輸送容量が直接測られれば、換気装置は容量制御タイプと考えられる。輸送容量 が流量トランスデューサにより測定される場合には、換気装置は流量制御タイプ と考えられる。最後に、圧力と容量両方の波形が患者の抵抗やコンプライアンス の変化により変わる場合には、換気装置は時間制御タイプと考えられる。市販さ れるほとんどの機械的換気装置は、圧力、容量、もしくは流量制御タイプのいず れかである。換気装置が麻酔機のようなその他の気体輸送装置と異なる最大のポ イントは、変動条件に対する高度な輸送パターン、変化する条件の監視および反 応を提供する能力である。 陽圧下で患者12の肺気道(図示しない)へ吸気を導入するために、いかなる 輸送モードが使用されていても、換気法は気体交換や酸素付加を促進するよう肺 の気体分布に影響を受ける。当業者は理解するであろうが、消耗気体(二酸化炭 素など)が体から排出されるとき、導入された吸気の新鮮な酸素が肺胞を通って 血液に入る。Fuhrmanの米国特許第5,437,272号、公開されたP CT出願WO92/19232号、同時係属の米国出願出願第08/180,70 0号は全て参考文献として本明細書に組み込まれているが、これらに記述される ように、呼吸促進物質(好適にはフッ素化合物を含む)が、酸素の取り込みや消 耗気体の排出を促すために、患者12の肺気道に存在しても良い。酸素が血流を 通る時に、同時に消耗気体は肺へ集められる。図1に示されるように従来の機械 的換気装置を使用するとき、吸気の導入は、通常脈動的にもしくは周期的に行わ れる。この導入期は、呼吸周期の吸気相として知られる。気体導入の間の小康状 態では、肺は周囲の圧力へ戻り、周りの組織から受ける肺気道の張力により収縮 する。この肺収縮やこれに伴う肺容量の減少が、集合的に呼気として知られる蓄 積された気体や蒸気を肺から押し出す。呼気のこのような形式は自発性呼息と呼 ばれる。従来の気体換気法の場合、呼気は未使用の酸素、および二酸化炭素など の消耗気体を含むであろう。PLVなどの実施において、呼吸促進物質が患者の 肺へ導入されると、呼気は未呼吸の酸素および消耗気体に加えて呼吸促進物質も 含むであろう。 肺の自発性収縮は、好適には密閉されて患者12へ連結される患者連結器14 へ呼気を送り込む。単一方向吸気検査弁22は、呼気が吸気換気管16へ多量に 入ることを防ぐ。その代わり呼気は単一方向呼気検査弁24を通って呼気換気管 18へ向かう。ここから呼気は、呼気換気管18に画定される気体流路に沿って 、選択的な流量制御弁46を通り、換気装置20へ流れる。選択的には呼気は呼 気換気管18に沿ったいずれかに位置しながらフィルター50を通過しても良く 、ここで病原細菌やその他の望ましくない物質が呼気から除去されても良い。換 気装置20に入った後、気体流路はセンサーアッセンブリ32を通過し、ここで データは呼吸周期だけでなく呼気の成分や流量に関して収集されても良い。当業 者は理解するであろうが、図1のセンサーの概略図はあくまでも模範であって、 本 発明に適合するものを含む、換気装置20において使用されるいかなるセンサー も、あらゆる効果的手段を使って望ましい情報を集めても良い。呼気換気管18 に画定される気体流路の中で換気装置20を通過しながら、呼気排出導管42を 通って進行し、排出開口部44を通って周囲の環境へ排出される。このようなシ ステムを「開放型」と分類するのは、周囲の環境へ未処理の気体を排出するため である。 当業者は理解するであろうが、本発明の選択的実施例は、選択された化合物を 呼気から分離し、気体流路の適当な場所でそれらを再導入するための手段に動作 可能に連結する従来の「開放型回路」換気システムを含んでも良い。例えば、図 1の呼気換気管18に沿って位置する分離手段(図示せず)は、呼気から蒸気状 もしくは気体状の呼吸促進物質を隔離するために使用されても良い。分離手段は 、例えば、入ってくる呼吸促進物質の少なくとも一部を分離できる圧縮機、化学 吸着剤、フィルターその他の機構を含んでも良い。導入を継続せずに徐々に隔離 することにより呼吸促進物質から患者を分離するためにこの分離手段が使用され ても良い。呼吸促進物質からの分離に続いて、消耗された呼気は環境へ排出され てもよい。 もちろん理解されるであろうが、分離された呼吸促進物質は、安全に排気され るか患者の肺へ再導入されても良い。例えば、呼吸促進物質は浮遊液の状態で分 離されたり、吸気換気管16と流体導通的に連通する導入手段(図示しない)へ 移動されることも可能である。液体の呼吸促進物質は吸気換気管16もしくは患 者連結器14へ滴り落ちるが、ほとんどの場合導入手段が噴霧器や蒸気化装置を 含む。いずれの場合でも呼吸促進物質は、過去の排出気体または新鮮な気体のい ずれに由来しようとも、肺へ向かう気体流路へ導入される。好適には、呼吸促進 物質は飽和蒸気の浮遊物として吸気に混入し、正常な呼吸周期の際に肺気道へ運 ばれる。開放回路換気システムをこのように閉回路に適応させることで、肺環境 の促進物質飽和を確実にしながら、呼吸促進物質の損失を大幅に減少できる。理 解されるであろうか、前述の実施例の特徴は、以下の実施例と組み合わせて使用 されても良い。 さらに精巧な閉回路システムの使用も予測される。例えば、図1に示された 「開放型回路」換気システムとは逆に、図2には本発明の「閉回路」陽圧換気シ ステムが概略的に示されている。特に図2は、処理された呼気を患者に戻すこと かできる閉回路換気システムを示している。上に説明したように、「閉回路」と いう言葉は、システムを通して循環する選択的物質の保持が可能で実質的に閉鎖 されたいかなるシステムをも意味すると解される。つまり、処理された呼気を排 出するが呼吸促進物質など選択された物質の保持が可能なシステムが、本開示の 目的である「閉回路」であると判断され、本発明の範囲に入る。 図1に示した従来の装置とは異なり、加圧した空気の外部供給源は本発明の閉 回路システムには必要ない。上に論じたように、処理した気体(その中の蒸気を 含む)を患者へ戻すことで、生物活性剤もしくはフッ素化合物などの呼吸促進物 質を含む貴重な気体もしくは蒸気を環境へ排出するという損失を避け、病原の伝 播を最小にする。好適には、この閉回路換気システムには、図1に示されたもの と実質的に同様の機械的換気装置を使用する。実際には組み込まれた換気装置は 、従来の機械的換気装置を適切に改良してもよいし、もしくは特別に閉回路設計 を具体化すべく組み立てられたものでもよい。いずれの場合でも、新規の閉回路 システムの制御や運転は、オペレータの親しみやすさや理解を促すよう、従来の 開放型回路換気システムに十分類似させることも可能である。 特に、図2の気体流路(矢印101で示される)は、患者連結器64、換気管 70、86、90、94、80、二酸化炭素分離器72を含む閉回路呼吸装置に より画定される。ここで使用されるように、「閉回路呼吸装置」は、蒸気、気体 、もしくは液体いずれかの主たる流路を両定する閉回路換気システムの一部が、 換気工程のために使用されているということを意味すると解される。すなわち、 選択された物質もしくは化合物が、肺の気道の内外へ再循環されるため、閉回路 へ多量に閉じ込められる。選択的には閉回路呼吸装置は可変量貯蔵庫88を含ん でも良く、また気体注入器82や噴霧器98と流体導通的に連通しても良い。換 気法に使用される気体は、処理されて二酸化炭素を除去され、酸素を定期的に補 充されながら、呼吸治療の間気体流路を通って繰り返し循環される。これは、換 気用の気体が一度だけしか使用されず処理は何ら行われずに排気されるという図 1の開放型換気システムとは全く異なる。本発明では、二酸化炭素や酸素以外の 換 気気体成分が、閉回路呼吸装置や肺気道全体で急速に平衡状態に至る。この平衡 は、持続が極めて容易で、循環されるこれらの要素(酸素以外)の添加がわずか しか必要ない。酸素の添加にしても、従来のシステムで廃棄される量ではなく、 体が実際に使用した量までに減少される。したがって、本発明の閉回路換気シス テムは、特にフッ素化合物もしくは薬剤のような高価な物質が治療措置に組み込 まれた場合に、運転にかかる費用がかなり低く押えられ効率も良くなる。 図1に示す従来の換気システムのように、図2には患者連結器64を通して閉 回路換気システム60へ連結される患者62を示している。好適には、患者連結 器64(通常は気管内チューブもしくはマスク)は、閉回路換気システム60と 患者62の肺気道(図示しない)の間に流体導通的な接続を密閉して提供する。 上に論じたように、吸気は派動的(pulsed)もしくは周期的な陽圧を使い、患者6 2の肺へ放出される。呼吸の後、呼気は自発性呼気の間圧力により肺から放出さ れ、枝別れした患者連結器64を通過する。単一方向吸気検査弁66は、放出さ れた呼気が吸気換気管80により画定される気体流路へ入るのを防ぐ。代わりに 呼気は、単一方向呼気検査弁68を通って呼気換気管70により画定される気体 流路へ向かう。2つの異なる換気管がこの実施例には使用されているが、管が必 要材料を輸送する能力にのみ制限され、多くの異なる管の配置が認められること を当業者は理解するであろう。呼気は、呼息の圧力、気体移動装置92が提供す る陰圧(吸引)、もしくはその両方により気体流路に沿って移動しても良い。い ずれの場合でも、呼気は、呼気換気管70を通って移動し、画定された気体流路 と密閉して流体導通的に接続される二酸化炭素分離器72へ入る。 好適には、閉回路呼吸装置に使用される材料は、あらゆる呼吸促進物質と互換 性がある。特に好適な構成材料は、概してフッ素化合物と互換性がある。特に、 そのような材料は、セルロースアセテート陽イオン、ポリプロピレン、ポリウレ タン、ポリエチレン、HDPE、ポリビニリデンジフロライド、ステンレススチ ール、テフロンFEP、テフロンPTFE、テフロン、ビトン(Viton)、ビトン A(Viton A)、アクリル、黄銅、クロムめっき素材、シコラックABS(Cycolac ABS)、ポリビニルクロライド、ポリビニリデンジフロライド陽イオン、ゴム、 ポリカーボネート、ポリエステル、および高密度ポリエチレンを含むが、 この限りではない。 二酸化炭素分離器72は、呼気から少なくとも一部の二酸化炭素を除去するた めに使用される。主に、二酸化炭素と化学的もしくは物理的に結合し、気体流路 からそれを除去する装置である。好適な実施例において、二酸化炭素分離器72 は、固体のソーダ石灰、水酸化ナトリウム、もしくは水酸化リチウムのような物 質を含む一つ以上のキャニスタを含む。呼気は、未呼吸の酸素、二酸化炭素、お よびあらゆる呼吸促進物質を含みながら、キャニスタを通過するため、二酸化炭 素は、塩基と反応して露出表面で炭酸塩および水を形成する。この反応は気体相 から二酸化炭素を除去する。当業者は理解するであろうが、このような二酸化炭 素分離器は一般に再使用可能で、様々な形態で市販されている。二酸化炭素分離 器については様々な構成、形、様式が本発明と互換性があり、ここに示す教示に 従って使用されても良い。 図2において、処理された呼気(低濃度の二酸化炭素を伴う)は二酸化炭素分 離器72を出た後、呼気換気管70を経て選択的な蒸気分析器74へ向かう。示 された実施例は単に模範であり、二酸化炭素分離器72や蒸気分析器74は閉回 路呼吸装置により画定される気体流路に沿ったいかなる位置に設置されても良い といことが強調されなければならない。いずれに設置されても、選択的蒸気分析 器74は、換気装置84のなかに設けられるセンサーを補足するために使用され ても良い。特に、蒸気分析器74は、部分液体換気法での気体流路に存在するい かなる蒸気化呼吸促進物質の量および組成を測定する手段を含んでも良い。もち ろん蒸気分析器74は、気体の一般のパラメータだけでなく、気体中のその他の 蒸気、即ち水蒸気に関する情報も提供するために使用されても良い。したがって 、他のセンサーと共に、もしくは他のセンサーの代わりに使用されても良い。好 適な実施例において、蒸気分析器74のデータは、気体流路で循環する蒸気化呼 吸促進物質の量を管理するために、換気装置84もしくは選択的噴霧器98へ送 信されても良い。好適には、循環する蒸気化呼吸促進物質は、望ましい温度では 飽和状態を保つ。図示した実施例において、処理され、分析された呼気は換気装 置84において連続して呼気換気管70やいずれかの呼気センサーアセンブリ7 6を通って排出導管86の中へ入る。上記のように、選択的呼気流量制御弁10 0 は気体の流量や圧力を制御するために使用されても良い。 従来の開放型機械的換気装置とはっきりと異なるのは、気体が排出導管86を 通過して周囲の環境へ排出されるのではなく、可変量貯蔵庫88へ向かうことで ある。可変量貯蔵庫88は、閉回路呼吸装置により画定される気体流路全体の気 体の流れを滑らかにするために、パルス減衰のメカニズムおよび気体貯蔵物とし て作用する。好適な実施例において、可変量貯蔵庫は風船状の装置もしくはベロ ーを含んでも良い。その他の実施例において、貯蔵物は、画定された流路内の気 体圧力で多様に延伸、収縮するコンプライアンスのある気体不透過性膜でも良い 。処理された呼気は、輸送換気管90を通って、気体流路と流体導通的に連通す る気体移動装置92により、可変量貯蔵庫88から吸引される。好適には、気体 移動装置92は、気体流動パイプを通って気体を循環できる低圧(およそ1.5 lb/in2以下すなわち0.11kg/cm2以下)ポンプもしくはブロアであ る。呼気換気管70に発生する陰圧の効果は、呼気制御弁100に調整されても 良い。高圧(およそ60 lb/in2以上すなわち4.23kg/cm2以上) ポンプが、気体移動装置92として使用されるとき、圧力の上昇により、気体流 路に存在する蒸気化呼吸促進物質を圧縮しても良い。したがって換気気体の位相 平衡を維持する低圧ポンプもしくはブロアが望ましい。 気体移動装置92は、入口の導管94や換気装置84のなかへ処理された呼気 を送り込む。示された実施例において、換気装置84は本発明にしたがって改良 された市販の開放型回路機械的換気装置の代表的なものである。したがって、高 圧の外部気体供給源を使った開放型回路構造に必要な圧力調整器96は、示され た実施例において迂回(bypassed)される。このシステムの他の模範的改良は、気 体流路に沿ってフッ素化合物と互換性のある物質の組合わせを含むことができる 。図2は改良した従来の機械的換気装置の代表的なものであるが、示されたもの に類似する換気装置が、特別に閉回路換気治療用に設計されても良いことが強調 されるべきである。そのような装置において、高圧調整器は完全に除外されるで あろう。 換気装置84の導入においては、気体が吸気換気管80へ入る。上で論じたよ うに、気体注入器82は吸気換気管80により画定される気体流路と流体導通的 に連通しており、送路104、106、108を通って気体流路へ補充される酸 素、窒素、その他の気体を導入しても良い。未呼吸の酸素が循環気体に存在する ため、本発明の閉回路構造はわずかな酸素その他の補充気体で効果的呼吸治療を 実現する。本来、換気気体のなかで置換されなければならないのは、実際に体で 使用される気体だけで良い。これが、外部の空気が一貫して補充されなければな らない開放型換気システムとの明確に異なる点である。気体の流れは、上で論じ たように、続いて気流、圧力、組成が測定される吸気センサーアッセンブリ78 を通過した後、吸気換気管80を通る。吸気センサーアセンブリ78のデータは 、好適には気流を改良できる気体注入器82や吸気流量制御弁102を制御する ために使用される。気体移動装置92に加圧されながら、吸気は吸気換気管80 により画定される気体流路を横断し、選択的噴霧器98を通って、陽圧換気を行 う単一方向吸気検査弁66と患者連結器14により患者12の肺気道へ入る。吸 気と共に再導入されるのは、肺気道にそれまで存在したあらゆる呼吸促進物質の 少なくとも一部である。すなわち、呼吸剤もしくは液体媒体は再循環されている 。 選択的噴霧器98は、吸気換気管80により画定される気体流路と流体導通的 に連通する。ここで使用されるように、「噴霧器」とは気体流路へ微粒子もしく は蒸気性物質を輸送するために使用されても良いあらゆる種類の噴霧器、加湿器 、もしくは蒸発器を意味する。噴霧器98は、図2の吸気換気管80に沿って設 置されるが、気体流路を画定する閉回路に沿ったいずれの場所に設定されても良 い。当業者は理解するであろうが、こうして換気気体の組成平衡を維持し、呼吸 剤を添加しながら、噴霧器98はエアロゾル、霧、スプレー、蒸気、粉末もしく はそれらの混合物を気体流路へ導入し、換気気体あるいは添加される呼吸促進剤 の組成の平衡を維持するために使用されても良い。噴霧器98は正常には、輸送 される呼吸量もしくは吸気中の酸素に影響を与えることなく吸息の間だけ作用す る。特に噴霧器98は、部分液体換気法で液体媒体、好適にはフッ素化合物を気 体流路へ輸送するため使用されても良い。特に好適な実施例において、噴霧器9 8は蒸気状態の換気気体へ、体温より高温に加熱されたフッ素化合物を提供する ために使用される。これは、水滴を形成するために湿った表面もしくは灯心に気 体をスプレーもしくは接触させて成就されても良い。この状態では、フッ素化合 物の 液体媒体は、特に好適に肺へ分散される。フッ素化合物の蒸気は体内で冷却され 、気体交換や酸素付加を援助するように肺表面に沈着する。噴霧器98に加えて 、気体流路はさらに、呼吸促進物質や水の濃縮を防ぐために換気管にある灯心も しくは電気的要素などの加熱手段を含んでも良い。 当業者は理解するであろうが、分離手段(図示しない)は、気体流路と動作可 能に連結されてもよく、また循環気体の呼吸促進物質濃度を調整するために使用 されても良い。上に論じたように、適切な分離手段は、濃縮器、化学吸着剤、処 理表面、もしくは気相から呼吸促進物質を分離するために提供されるあらゆるメ カニズムを含んでも良い。選択された実施例において、このようなメカニズムは 、置換を後続させることなく循環する気体から呼吸促進物質を取り除くことで、 これを患者から徐々に除去するよう使用されても良い。すなわち、呼吸促進物質 は肺から自然に蒸発するため、気体流路から除去され、好ましくは液体状態で保 存されても良い。これにより、貴重もしくは環境に影響のある物質を排出するこ となく部分液体換気法から従来の換気法への移行を患者にとって穏やかに行うこ ともできる。 本発明が液体換気法、特に部分液体換気法と併用されるとき、特に有用となる ことが強調されるべきである。部分液体換気法は従来の気体換気法を超える数多 くの利点を有する。肺は生物学的適合性のある液体に浸される。肺の外傷は最小 にとどまり肺の熟成や回復が可能となる。部分液体換気法は空気もしくは気体を 吸入、排出できるため全液体換気法よりも柔軟に対応する。部分液体換気法は、 本発明による自発的、受動的、もしくは機械的な換気法と併せて使用でき、より 自然であるため、呼吸筋の深い沈静および/もしくは麻酔の必要性を除外する。 加えて、肺や全身疾患の治療を促すために、薬理学的物質をフッ素化合物へ添加 することもできる。 好適には、本発明によるPLVの実施は、望ましいフッ素化合物もしくはフッ 素化合物の混合物の極めて低溶量の投与(およそ0.011ml/kg以下)を 含んでも良い。本来、治療上有効な量は、肺の一部に薄い皮膜を形成できる量で ある。逆に、肺のフッ素化合物の量は、患者の機能的残気量を実際に超えていて も良い。つまり、部分液体換気法に使用されるフッ素化合物の量は、呼息後の同 サ イズの健常な肺における残気量、代替的にはその容量と気管支管の量の和に近似 しても良い。実際の量は、肺容量だけでなく患者の診療方針、体重、体の大きさ に依存するであろう。本発明の範囲をいずれか一つのメカニズムにも限定するこ とはないが、部分液体換気法では、生物学的適合性のあるフッ素化合物の表面張 力が著しく低いと、呼吸システムの機械的作用が変わると考えられている。呼吸 のメカニズムの変化を観察したところ、少量のフッ素化合物の肺導入に続いて、 蒸発により低表面張力のFC被膜が形成し、肺の内部を覆うことが示された。こ のフッ素化合物の被膜は、肺胞の空気−液体間の表面張力を減少させ、それによ り肺の膨張を容易にし、酸素の利用性を高める。 つまり本発明による部分液体換気法では、肺は正常な呼吸を続ける吸入ができ るよう、十分な空気容量を(肺におけるフッ素化合物の量よりも多い)保持する 。吸入時に肺に入る空気量は、フッ素化合物を十分酸素付加できる。さらに、フ ッ素化合物と最初に接触する際即座に肺の肺胞表面に酸素を提供するために、使 用に先立ちフッ素化合物の液体を酸素付加しても良い。 本発明の特に好適な実施例において、フッ素化合物の望ましい量が肺に投与さ れ、閉回路換気装置が装着される。呼吸治療は、フッ素化合物で急速に飽和され る気体流路を画定する肺気圧と閉回路呼吸装置を利用して、好ましくは陽圧換気 で開始される。再循環される換気気体が二酸化炭素を除去するために処置される 時、望ましい環境を維持するために酸素および少量のフッ素化合物が加えられる 。好適には、この工程は呼吸装置のセンサーに監視され、蒸気分析器は閉回路シ ステムへ加えられるフッ素化合物の量を制御するために使用される。治療の終了 に続いて、このシステムは取り外され、フッ素化合物を蒸発させる。 その他の好適な実施例において、肺へのフッ素化合物の予備投与を行うことな く、前述の工程は実行される。むしろ液体媒体は、閉回路システムへ、好適には 霧状もしくは蒸気状で加えられる。再び、環境は二酸化炭素や酸素ではなく換気 気体成分で実質的な平衡状態に急速に達する。その後、この濃度は噴霧器や気体 注入器からの物質を少量付加することで容易に維持される。この方法は特に、患 者の機能的残気量より少ない呼吸促進物質を肺へ導入するPLV法で好適とされ る。 上に論じたように、PLVは望ましい肺治療反応を提供するいかなる液体媒体 も使用して実施しても良い。例えば、幾つかの適用において、酸素を過剰付加し た生理食塩水は本発明にしたがって使用されても良い。しかし、好適には、PL Vはフッ素化合物を使用して実施される。特に好適な実施例では、体温の液体フ ッ素化合物を使用する。 「フッ素化合物」とは、生物学的適合性に関して適当な物性を有するあらゆる フッ化炭素化合物を意味する。これらの特性は一般に、肺の気体交換を促進しや すくするように、低粘度、低表面張力、低蒸気圧、および酸素および二酸化炭素 が肺において容易に気体交換できるよう高溶解性を有するフッ素化合物により満 たされる。例えば、フッ素化合物が少なくとも3もしくは4個の炭素原子を有し 、および/もしくは37℃での蒸気圧か760Torr未満であることが好適で ある。フッ素化合物は、炭素およびフッ素原子で構成されて良く、もしくは炭素 やフッ素原子以外の原子、例えば臭素や他の非フッ素置換基を有するフッ素化合 物でもよい。当業者は理解するであろうが、互換性のあるフッ素化合物の範囲は 、本発明により大幅に拡大する。 特に、本発明の主要な利点の一つは、閉回路換気法により、これまでは揮発性 が強すぎるために効果的に使用できなかったフッ素化合物を、拡大的に治療適用 できるようにしたことである。これまで、揮発性フッ素化合物の中には、肺での 保持時間が問題とならないような短期間の薬物治療に使用されたものもある。本 発明により、蒸気圧の高いフッ素化合物は、外部の大気へ放出されないため、効 果的に使用されるであろう。すなわち、本発明の閉回路システムは、揮発性フッ 素化合物を含むほとんどの換気気体成分の実質的平衡状態を促す。したがって、 これらフッ素化合物の肺での安定濃度は、ここに記載した新規の閉回路システム を使用することで急速に達せられ、容易に維持される。 好適には、選択されたフッ素化合物は、比較的低容量で肺組織のかなりの量を 覆うことができる。測定される表面積をカバーするために与えられる物質の能力 は、拡張係数により示される。フッ素化合物の拡張係数は、次式により表わされ る。 S(o on w)=gw/a−(gw/o+go/a) ここで、S(o on w)は、拡張係数を表し、gは界面張力、w/aは水 /空気、w/oは水/油、およびo/aは油/空気である。 正の拡張係数を呈するフッ素化合物は、呼吸膜の上で自発的に拡張する傾向が ある。1以上の換算係数を有するフッ素化合物は、特に好適である。もし、拡張 係数が負数であれば、化合物は膜表面にレンズとして残存する傾向がある。酸素 や二酸化炭素輸送を再開するために、および更に生じる肺の外傷を最小にするよ う肺表面を滑らかにするために、肺表面を適度に覆うことが望ましい。 本発明に有用な代表的フッ素化合物は、C49CH=CHC49(時に「F− 44E」とされる)、i−C39CH=CHC613(「F−i36E」)およ びC613CH=CHC613(「F−66E」)などのビス(フッ化アルキル) エタン、C1018(「F−デカリン」、「過フルオロデカリン」、もしくは「F DC」)、F−アダマンタン(「FA」)、F−メチルアダマンタン、(「FM A」)、F−1,3−ジメチルアダマンタン(「FDMA」)、F−ジもしくは F−トリメチルビシクロ[3,3,1]ノナン(「ノナン」)などの環状フッ素 化合物、F−トリプロピルアミン(「FTPA」)、F−tri−ブチルアミン (「FTBA」)、F−4−メチルオクタヒドロキノリジン(「FMOQ」)、 F−n−メチルデカヒドロイソキノリン(「FMIQ」)、F−n−メチルデカ ヒドロキノリン(「FHQ」)、F−n−シクロヘキシルプロリジン(「FCH P」)、およびF−2−ブチルテトラヒドロフラン(「FC−75」もしくは「 RM101」)のような過フルオロアミンを含む。臭素化フッ素化合物は、1− ブロモヘプタデカフルオロオクタン(C817Br、時に、過フルオロオクチル ブロミドもしくは「PFOB」と呼ばれる)、1−ブロモペンタデカフルオロヘ プタン(C715Br)および1−ブロモトリデカフルオロヘキサン(C613B r、時に過フルオロヘキシルブロミドもしくは「PFHB」として知られる)を 含む。他の臭素化フッ素化合物は、Longへの米国特許第3,975,512 号に開示される。 また、予測されるものは、過フルオロオクチルクロライド、過フルオロオクチ ルヒドライドおよび異なる数の炭素原子を有する同様の化合物など、非フッ素置 換基を有するフッ素化合物である。 本発明で予測される別のフッ素化合物は、(CF32CFO(CF2CF22 OCF(CF32、(CF32CFO(CF2CF23OCF(CF3)、(CF3 )CFO(CF2CF2)F、(CF32CFO(CF2CF22F、(C613 2Oなどの過フルオロアルキル化エーテルもしくはポリエーテルを含む。さら に、例えばCn2+1n2n+1n2n+1OCn2n+1もしくはCn2n+1CF=C HCn2+1の一般式を有し、nおよびn’が同じもしくは異なり、約1から約1 0までである(化合物が室温で液体である限り)ようなフッ素化炭化水素化合物 である。そのような化合物は例えばC81725およびC613CH=CHC6 13を含む。エステル、チオエーテル、その他様々に改良されたフッ素化炭化水 素化合物もまた、本発明での使用に適した「フッ素化合物」溶液の広範な定義に 包含されることが理解されよう。フッ素化合物の混合物は、ここで使用される「 フッ素化合物溶液」の意味に含まれると判断される。考えられるこれ以外の「フ ッ素化合物」は、FC−75、FC−77、RM−101、ホスチナート130 (Host1nert130)、APF−145、APF−140、APF−125、過フルオ ロデカリン、過フルオロオクチルブロミド、過フルオロブチルテトラヒドロフラ ン、過フルオロプロピルテトラヒドロピラン、ジメチルアダマンタン、トリメチ ルビシクロノナン、およびそれらの混合物を含む肺気体交換に適する特性を有す る物質である。特に、好適なフッ素化合物は、(a)平均分子量が約350から 570までで、(b)25℃での粘度が約5センチポイズ未満であり、(c)沸 点が約55℃を超え、(d)25℃での蒸気圧が約5から約75Torr、好適 には約5から約50Torrであり、(e)比重が約1.6から約2g/cm3 、さらに(f)(空気での)表面張力が約12から約20dyne/cmである ことを特徴とする。 これまで示したように、肺気道へ導入されるフッ素化合物溶液の量は、好適に は患者の正常な肺の機能的残気容量(FRC)の0.01%から100%に実質 的に等しくされるべきである。「肺の機能的残気量」とは、呼息終了時における 肺気道の空間容量を意味する。異なる適用では、フッ素化合物の量を変えること が好適である。一つの実施例において、フッ素化合物溶液の容量は、患者の肺F RCの少なくとも1%、2%、3%、もしくは5%である。好適には、フッ素化 合物溶液の容量は、患者の肺FRCの少なくとも10%である。別の実施例にお いては、フッ素化合物溶液の容量は、患者の肺FRCの少なくとも20%である 。さらに別の好適な実施例において、フッ素化合物溶液の容量は、患者の肺FR Cの30%、50%、もしくは75%以下である。代替的には、フッ素化合物溶 液の容量は、患者の肺FRCの20%以下である。患者の正常肺FRCは、この 技術で周知の方法で計算される。当業者は理解するであろうが、フッ素化合物で 肺を満たす場合の好適な容量は、個々のパーセンテージではなくある範囲に含ま れてもよい。つまり本発明の好適な実施例は、この技術で知られる標準法で計算 すると、患者の肺FRCの0.01〜1%、0.01〜10%、1〜10%、1 〜20%、5〜50%、10〜70%、50〜75%、50〜100%、および 75〜100%のフッ素化合物投与を含む。フッ素化合物を一つの葉(片側)も しくは局所的に(肺葉、部分)投与することも考えられる。 本発明での閉回路換気システムの代替的な実施例が、図3に概略的に示される 。示された実施例において、患者の自発的呼吸で発生する以外には閉回路呼吸装 置に対して外部圧力を加えないような受動的換気法を患者は受けている。従って 、本実施例は、好適には呼吸治療が必要とされ、生命を維持できる程度の強い自 然呼吸ができる患者に使用される。すなわち、陽圧換気法が必要ない患者である 。この実施例は、呼吸剤の投与を含む従来の気体換気法と、部分液体換気法の両 方で使用されても良い。 例えば本実施例は緊急状態、もしくは精密機械の装備が不可能な自宅で使用さ れても良い。示された実施例での他の好適な使用は、補助剤として液体媒体を用 いるもしくは用いない場合の結核症例での抗生物質投与など肺の薬物治療用であ ろう。そのような閉回路システムの使用は、介護者や患者間で感染機会を大きく 減らすであろう。その上、図3に示される閉回路換気装置は、信頼性があり使い 捨てにできるような安価な材料により少なくとも一部を製造することができる。 特に、気体流路を画定する閉回路呼吸装置は、監視目的で使用される高価で再使 用可能な装備を分解した後、使い捨て可能で対費用効果のある材料で製造するこ とができる。逆に、システム全てを再使用することもできる。 図の詳細に注目すると、閉回路換気システム110は、肺気道(図示しない) と閉回路呼吸装置の間に流体導通的な連通を確立する患者連結器114を通して 患者112へ密閉して連結される。本実施例では、患者連結器114は、患者1 12の口や鼻および遠位のY型連結器116を覆う近位のマスクを含む。患者連 結器114の遠位のY型連結器116は、吸気換気管118や呼気換気管120 へ密閉的に固定される。上に論じたように、患者112は、吸気相と呼気相を含 む呼吸を行っている。しかし、上述した本発明の実施例と異なり、この呼吸は自 発的であり、継続的な陽圧換気を必要としない。閉回路呼吸装置により画定され る気体流路を通して気体を押し出すためには、むしろ肺腔の自然な圧迫が、必要 な圧力を提供する。 自発性呼息の圧力下で、呼気は患者連結器を通して、呼気換気管120の中へ 押し出される。再び、呼気は二酸化炭素、未使用の酸素、および選択的には液体 媒体もしくは呼吸剤を含む。吸気換気管118の中にすでに存在する周囲の気体 や、単一方向吸気検査弁126により閉じ込められた気体は、呼気の大量な侵入 を防ぐ。矢印152は、閉回路呼吸装置を通る気流の方向を示している。呼気は 、呼気換気管120の近位末端に入った後、呼気換気管120により画定される 気体流路と流体導通的に連通する二酸化炭素分離器122を通過する。二酸化炭 素分離器122で作用を受けると、呼気中の二酸化炭素の少なくとも一部はこれ まで説明したように除去される。二酸化炭素の除去に続いて、処理された呼気は 、単一方向呼気検査弁124と環状連結器148を通して押し出され、呼気換気 管120の遠位末端を出て可変量貯蔵庫154へ入る。 図示された実施例において、可変量貯蔵庫154は、コンプライアンス膜12 8と硬質な部材130により画定される。環状連結器148と150は、それぞ れ呼気換気管120および吸気換気管118を頑丈な部材130に密閉的に連結 する。換気管120および118は、それらの遠位末端に隣接する頑丈な部材1 30へ取り付けられる。換気管120および118の遠位末端は、可変量貯蔵庫 154へ延伸し、それにより各換気管118、120、および可変量貯蔵庫15 4の間の流体導通的な連通を確立する。もちろん当業者は理解するであろうが、 図の連結器はあくまでも模範であって、換気管および可変貯蔵物の間に望ましい 流体導通的な連通を確立するいかなる密閉的連結器もしくは構造が、本発明に適 合可能である。したがって、図3に示す閉回路呼吸装置は、患者連結器114、 換気管118、120、および可変量貯蔵庫154を含む。 この模範的実施例において、可変量貯蔵庫154は、コンプライアンス膜12 8に密閉的に取り付けられる硬質な部材130により画定される。処理された呼 気は、呼気中の圧力を増加する可変量貯蔵庫154へ押し出されるため、コンプ ライアンス膜128は頑丈な部材130とコンプライアンス膜128により画定 される容量を増加させるために延伸する。すなわち、可変量貯蔵庫154の容量 は、内部圧力と外部圧力を等しくするために増加される。可変量貯蔵庫の内部圧 力は、閉鎖された位置にある吸気検査弁126を偏向させることにより調整され ても良い。偏向量は、吸気換気管118により画定される気体流路の圧力と可変 量貯蔵庫154の圧力との間で許される圧力格差を決定する。この偏向は、吸気 検査弁126へ加えられる単純な機械的抵抗により調整されても良いし、もしく はセンサー手段から受けるデータに基づき調整されても良い。いずれにしろ、陰 圧か吸気換気管118により画定される気体流路に付加される場合のように、圧 力格差が偏向力を超える場合には、検査弁126が開き、換気気体が可変量貯蔵 庫154から換気管118へ向けて通過し、同時に容量を減少させる。 当業者は理解するであろうが、可変量貯蔵庫の図示した構造はあくまでも模範 であって、望ましい膨張もしくは収縮の特性を呈する多くのデザインが本発明に 使用されても良い。例えば可変量貯蔵庫は、風船状構造、ベローもしくは浮動ピ ストンの形状を取っても良い。いずれの形状が選択されようとも、陽圧換気を行 えるよう可変量貯蔵庫を手動もしくは機械的に扱うことは、本発明の範囲に明ら かに含まれる。この技術は、従来の開放型換気装置を使って「患者を膨張させる (bagging)」ようなもので、緊急処置には特に有用かもしれない。この方法を利 用するとき、センサーや電気機械的装置は全くなくとも、図3に示された閉回路 システムは使用されても良い。たとえば、呼吸が自発的にもしくは可変量貯蔵庫 の操作により行われる場合、酸素は閉回路呼吸装置により画定される気体流路へ 緩やかに供給されてもよい。このような方法は、より高性能な機器が入手される まで、患者を安定化させ、生存させるために使用されても良い。もちろん同技術 は、非緊急状態で使用されても良い。 自宅治療など、より管理された状態では、センサーや気体導入装置は、好適に は閉回路換気システムと併用されても良い。図3において、酸素や他の気体を吸 気に導入するために、吸気コントローラー132が使用されても良い。センサー アッセンブリ134は、好適には酸素センサーを含み、その上圧力、温度、流量 、蒸気、および気体センサーを組み込んでも良い。換気気体は吸気換気管118 を通過するため、データはセンサーアッセンブリ134から得られ、吸気コント ローラ132へ、さらに選択的には噴霧器144へ供給される。吸気コントロー ラ132は、酸素を含む外部気体供給源へ、気体移動送路136、138、14 0を介して連結され、それらを予めプログラムされた指示と組み合わせたセンサ ーアッセンブリ134からのデータに基づき気体流路へ導入する。好適には、こ れらの気体は、圧力変動を最小にして混合を確実にするために、気体導入送路1 42を通って、可変量貯蔵庫へ導入される。しかし、それらは気体流路のいかな る位置で導入されても良い。同様に、上に述べたように液体媒体もしくは呼吸剤 を気体流路へ導入するために噴霧器144が使用されても良い。選択的な噴霧器 検査流量弁146は、呼相での望ましくない逆流の機会を減らす。最後に、循環 するいずれかの呼吸剤もしくは液体媒体を含む、吸気は患者連結器114を通り 、新しい循環を開始する肺気道へ導入される。 図4は、図3に示されるものに類似するが陽圧換気の実施可能なもので、本発 明の実施例を示す概略図である。特に、図4に示される閉回路換気システムは、 改良のなされていない開回路機械的換気装置と動作可能に連結される気体流路を 画定する閉回路呼吸装置を含む。「動作可能に連結される」とは、気体流量や他 の換気操作が連結される換気装置により制御、監視され、行われても良いという ことを意味している。本発明のこれまでの実施例のように、閉回路呼吸装置は、 処理されて二酸化炭素を除去した換気気体を、組み込まれたあらゆる蒸気、気体 、もしくは呼吸促進物質と共に患者の内外へ循環させることを可能にする。この 閉回路換気法は、換気する気体成分や病原物質含有量の監視を改善しながら、高 価な材料の保持などこれまで論じた利点の全てを提供する。しかも、図4に示さ れ る実施例は、在庫のある開回路機械的換気装置を全ての高性能呼吸制御で使用し て、閉回路陽圧換気法、特に部分液体換気法を可能にするという更なる利点を提 供する。同時に、換気装置からの気体流路の分離は、モジュール構造に適合性を 与え、材料の互換性に関する問題を減少させ、調整の複雑さを解消し、さらに滅 菌が困難な換気装置を反復使用する場合のコンタミネーションの問題を解決する 。その上、図4に示すように、本発明は、簡単で直接的で対費用効果のある方法 を取ることにより、これらの問題全てを独自に解決する。 示したように、図4に示す閉回路換気システム160は、図3に示す実施例と 同じ要素を多く含む。図3の実施例のように、気体流路(矢印198で表す)を 画定する閉回路呼吸装置は、患者連結器164、換気管168、170、および 可変量貯蔵庫180を含んでおり、コンプライアンス膜218が部屋178を流 体導通的な連通のない2つの貯蔵庫へ分けるという例外を持つが、この可変量貯 蔵庫180は図3の可変量貯蔵庫154と実質的に類似する。患者連結器164 、この場合気管内チューブは、肺気道と呼気換気管170の間に液体伝達的な連 通を確立するよう位置される。自発的呼気相の間、呼気は呼気通過間170によ り画定される気体流路を通り、さらに上に述べたように呼気が処理される二酸化 炭素分離器172を通過する。二酸化炭素分離器172を出るた処理された気体 は、単一方向検査弁174、および環状連結器176を通過し、向けて呼気換気 管170の遠位末端から分離室216の可変量貯蔵庫180へ入る。 以下に詳細に論じるが、換気気体(導入された呼吸剤その他を組み込む処理さ れた呼気を含む)は、環状連結器194および単一方向検査弁192を通って吸 気換気管168の中へ押し出されてもよい。吸気換気管168への導入に先立ち 、換気気体は上に述べたように気体輸送路186、188、190から吸気コン トローラ200により可変量貯蔵庫180へ導入された酸素その他の気体を補充 されても良い。好適には陽圧下で補充された気体は、その後吸気換気管168を 通りセンサーアッセンブリ196を通過して患者連結器164へ進む。図3の実 施例のように、センサーアッセンブリ196は、好適には吸気コントローラ20 0および噴霧器202の両方へデータを送り込む。噴霧器202はその後、吸気 に存在するこれまで導入され再循環された物質を補充するために、蒸気化呼吸剤 も しくは液体媒体を噴入してもよい。再循環している呼吸剤もしくは液体媒体を含 む吸気は、その後陽圧換気を行うために、患者162の肺気道へ押し出される。 図3に示した実施例とは異なり、図4の閉回路換気システム160はモジュー ル構造で未改良の開回路換気装置214を好適に組み込む。特に、機械的換気装 置214は、気体流路を画定する閉回路呼吸装置と動作可能に連結する。機械的 換気装置214は、市販されるいかなる換気装置でもよく、換気気体が外部供給 源から補給され、本質的には換気気体が外部供給源より供給され、呼気が周囲の 環境へ排出されるという図1に示す開放型換気システムに相当する。図4の概略 図において、換気装置内部の作用は、簡素化のために省略されている。圧力管2 10および排出管208は、機械的換気装置214から加圧された気体を輸送し 消耗気体を排出する気体流路(矢印212で表す)を画定する。当業者は理解す るであろうが、機械的換気装置214は、従来の機械的換気装置に見られる高性 能制御および輸送機能をすべて含み、それにより選択される気体投与モードを広 範囲にする。図4に示される本発明の好適な実施例において、機械的換気装置2 14は、分離室216を通って、上のように画定される閉回路呼吸装置の中へ圧 力波を伝えることにより患者162における陽圧換気を行うために使用されても 良い。図示されるように、分離室216は、可変量貯蔵庫180および圧縮貯蔵 庫182を画定するコンプライアンス膜により二つに分けられる部屋178を含 む。部屋178の小さな矢印は、様々な表面の気圧を示す。可変量貯蔵庫180 および圧縮貯蔵庫182は、コンプライアンス膜218を通して直接圧力を伝達 するが、流体導通的に連通していない。好適には部屋178は、硬質もしくはや や硬質な素材で製造される。吸気換気管168および呼気換気管170は、部屋 178に密閉的に固定され、それにより呼気流路と可変量貯蔵庫180の間だけ でなく、吸気流路と可変量貯蔵庫180の間に流体導通的な連通を確立する。図 4はまた、圧力管210および排出管208が環状連結器206により部屋17 8と密閉的に取り付けられ、それにより機械的換気装置214と圧縮貯蔵庫18 2の間に流体導通的な連通を確立することを示す。当業者は理解するであろうが 、描かれた配置はあくまでも模範であって、他の配置が同様にうまく作用する場 合もある。たとえば、部屋178が球形であり、もしくは可変量貯蔵庫180と 圧 縮貯蔵庫182が異なった形で適応されていても良い。 いかなる場合でも、分離室216は、ひとつの制御方法として閉回路呼吸装置 により画定される気体流路を加圧するために使用されてもよい。上に論じたよう に、処理された呼気は、自発的呼息により、呼気換気管170により画定される 気体流路を通って可変量貯蔵庫180の中へ押し出される。単一方向呼気検査弁 174は望ましくない逆流を防ぐ。処理された呼気の導入は、可変量貯蔵庫18 0の圧力を増加させる。コンプライアンス膜218は、可変量貯蔵庫の容量を増 加させるよう移動して圧力変動に適応し、可変量貯蔵庫180と圧縮貯蔵庫18 2の間の圧力を正常化する。 同時に、機械的換気装置214は、陽圧化で圧力管210を通り圧縮貯蔵庫1 82へ向け気体を輸送している。近年の換気装置で利用できる数多くの高性能輸 送プロフィールのいずれかを利用して気体を輸送しても良いことが理解されよう 。好適には、輸送プロフィールは、患者162の呼吸労作と調和させる。気体は 圧縮貯蔵庫182へ圧力下で導入されるため、コンプライアンス膜218は、可 変量貯蔵庫180の容量を減少させ、閉回路呼吸装置により画定される気体流路 を加圧しながら、同時に、圧縮貯蔵庫182の容量を増加させるよう反応する。 患者162の陽圧換気を行うため、この増加した圧力は吸気換気管168を通し て換気気体を押し出す。言い換えれば、機械的換気装置214により発生する圧 力変動は、分離室216を通って気体流路へ伝わる。都合の良いことに、分離室 216を通って輸送されるため、機械的換気装置214の生成する輸送プロフィ ールは一定に保たれる。したがって、輸送プロフィールは、コンプライアンスを 最大にし、抵抗を最小にするよう選択されても良い。 上に示すように、本発明の閉回路換気システムの独特なモジュラー型構造は、 医師の特異的要求による異なる換気成分の置換もしくは交換を可能にする。例え ば、図4の実施例において、市販されるいかなる機械的換気装置も、選択された 閉回路呼吸装置を動作可能に即座に、そして容易に連結されてもよい。同様に、 治療要求に基づき換気システムの構成を改良するために、センサーや蒸発器のよ うな選択的機器が即座に変更されてもよい。このモジュール構造は、治療措置を 無理に中断することなく、例えば細菌の繁殖を避けるために、本発明の閉回路シ ステムを定期的に短時間で変更することを可能にする。この場合、閉回路呼吸装 置は患者およびいかなる連結される換気装置からも即座に取り外し、あらかじめ 包装された新しい滅菌済み製品と取り替えることが可能である。さらに、本明細 書の教示にしたがって、使用される閉回路呼吸装置は、滅菌され再使用される、 もしくは廃棄されることも可能である。本発明のモジューラ構造はまた、メンテ ナンスやシステムの洗浄を容易にする。 これまで説明したように、本発明は薬剤の独立輸送、もしくは呼吸促進物質な どの他の蒸気もしくは気体と併用して使用するために提供する。その上、本発明 の装置と方法は、あらゆる種類の換気法と併用して薬剤の治療的投与に使用して も良い。特に、液体換気治療と薬剤投与法の併用は、薬物輸送の他の方式を超え る数多くの利点を有する。フッ素化合物に増強される輸送は、他の方法では全身 的輸送で無効となるもしくは破壊される薬剤投与に使用できる。例えば、蛋白質 は通常、消化管で分解されるため経口投与はなされない。筋肉投与や静注投与な ど全身的な投与では、患者の重篤なアレルギー反応およびショックを引き起こす 蛋白質もある。 例えば、抗生物質や抗ウイルス剤は、部分液体換気もしくは全液体換気中にフ ッ素化合物溶液を併用して提供されても良い。特異的な病原物質のひとつ、サイ トメガロウイルスは、免疫的に感染しやすい患者の肺炎を生命を脅かす状態にす る場合がある。これらの患者は、しばしば換気治療が必要となる。グアノシンヌ クレオシドに類似する9−(1,3−ジヒドロキシ−2−プロポキシメチル)グ アニン、別名ガンシクロビル(Ganciclovir)もしくはDHPGと呼ばれる物質と併用 したフッ素化合物投与で、ウイルス複製を阻害し、問題となる肺への酸素輸送を 容易にする効果的治療を行うことができる。 本発明の方法および装置と組み合わせて投与する薬剤の正確な量は、選択する 薬剤、必要な用量、実際に導入される薬物の形状に依存する。当業者は理解する であろうが、そのような条件は、周知の技術と本発明の教示とを組み合わせて利 用し決定されても良い。 より好適な薬剤は、呼吸剤、抗生物質、抗ウイルス剤、散瞳剤、抗緑内障剤、 抗炎症剤、抗ヒスタミン剤、抗腫瘍剤、麻酔薬、目薬、心臓血管剤、有効成分、 核酸、遺伝子物質、免疫活性剤、画像診断薬、免疫抑制剤、胃腸薬、およびこれ らの混合物を含む。さらに本発明の模範的な実施例は、グルココルチコステロイ ド(すなわちコルチゾン、プレドニゾン、プレドニゾロン、デキサメタゾン、ベ タメタゾン、ベクロメタゾン(Beclomethasone)、ジプロプリオネート、トリアム キノロン(Triamcinolone)アセトニド、フルニソリド(F1unisolide))、キサンチ ン(すなわちテオフィリン、カフェイン)、化学療法薬(すなわちシクロフォス ファミド、ロムスチン、メトトレキサート、シスプラチン、タキサン誘導体)、 抗生物質(すなわちアミノグリコシド、ペニシリン、セファロスポリン、マコラ イド、キノロン、テトラサイクリン、クロラムフェニコール)などの抗炎症剤、 B2アゴニスト(すなわちアドレナリン、イソプレナリン、サルメテロール、ア ルブテロール、サルブタモール、テルブタリン、フォルモテロール)などの気管 支拡張剤、および界面活性剤を含む。その他の模範的実施例としては、a/Bアド レナリン作動性ブロッカー(すなわちノルモダイン(NormodyneR)、トランデイト (TrandateR))、酵素阻害剤(すなわちバソテック(VasotecR))をコンバートし たアンギオテンシン、抗不整脈剤、ベータブロッカー、カルシウムチャネルブロ ッカー、抗変力剤、血管拡張剤、昇圧剤、麻酔薬(すなわちモルヒネ)および目 薬(ポリミキシンB(Polymyxin B)、ネオマイシン、グラミシジン)を含む。 薬物輸送の強化に加え、フッ素化合物のような液体媒体は、閉回路換気治療の 間に、肺の内部から内因性もしくは外来性物質を除去するために使用出来る。フ ッ素化合物溶液は、従来洗浄用に使われる生理食塩水の代用として、ここに記述 したように導入しても良い。フッ素化合物は酸素付加が可能であるため、治療中 、長時間に渡りさらに危険性の少ない洗浄を可能にしながら酸素を患者へ提供す る。加えて、フッ素化合物の中には肺界面活性作用を有するものもあるため、自 然な肺界面活性物質の除去が最小限にとどまる。フッ素化合物溶液の比重は一般 に水や体組織の2倍であり、フッ素化合物を沈降させて、除去すべき物質と置換 することを可能にする。さらに、フッ素化合物が洗浄方法として周知の機械的手 段で除去されるとき、置換される物質は浮遊し、同時に除去される。例えば肺に 過剰の粘液性分泌物が蓄積される嚢胞性線維症の患者の完璧な処置として、洗浄 が液体換気増強薬物輸送と併用される時、これらの特性は特に重要となる。 上に論じたように、効果的呼吸治療および薬剤の肺輸送は、全液体換気法を利 用して成就されても良い。TLVでは、呼吸を遂げるためにその後肺気道の内外 で循環される酸素付加した液体呼吸促進物質で、肺と換気システムの両方が実質 的に満たされる。気体もしくは蒸気で飽和された気体媒体よりむしろ液体呼吸促 進物質が使用されるため、従来の機械的換気装置はこの方法では使用されない。 さらに、専用の液体換気装置を使用してTLVを実施する際、患者から排出され る二酸化炭素の除去で使用される技術により、液体呼吸促進物質のかなりの量が 、周囲の環境へ放出される。不幸にも、今日の財政状況においては、高価となり 得る液体呼吸促進物質の損失は、有望な治療法をあまり魅力のないものにしてし まう。 図5と6の実施例で示される本発明の方法と装置は、この問題を未然に防ぎ、 治療の対費用効果を大幅に増大させ、同時に効率も高める。図5は、患者302 に装着する閉回路TLVシステム300の概略図である。図を吟味すれは分かる であろうが、全液体換気法に循環する液体呼吸促進物質の効果的保持時間を提供 するために、、実際には2つの実質的閉回路の改良装置を組み合わせることによ って、閉回路TLVシステム300により本発明の目的は達せられる。特に、本 発明の図示された実施例は、動作可能に液体換気装置と連結した閉回路液体呼吸 装置に、TLV治療の独特な装置を提供する閉回路気体状二酸化炭素除去システ ムを組み込む。動作可能に連結とは、液体流量および換気方法が液体換気装置に 制御、監視されている、ということを意味する。手短に言うと、好適には気体交 換ユニットの中で、肺からの二酸化炭素が、気体酸素の導入により循環する液体 呼吸促進物質から解離する。処理気体が循環する液体呼吸促進物質へ戻される前 に、蒸気分離器を含む第二の閉回路システムを通して循環するため、その時点で 気体状態である解離した二酸化炭素は、その後閉回路TLVシステム300から 分離される。 特に、図5では、閉回路TLVシステム300は、この実施例では気管内チュ ーブである患者連結器304を通して流体導通的に連通する。呼吸周期の吸気相 では、酸素の豊富な液体呼吸促進物質が、陽圧下で肺気道へ導入される。呼息の 際、二酸化炭素など肺の消耗物質を含むこの液体呼吸促進物質の一部は、自発的 な呼気により、もしくは閉回路液体呼吸装置により与えられる陰圧により、肺か ら押し出される。液体呼吸促進物質と結合する二酸化炭素は、必ずではないが解 離する。いずれの場合でも、この呼息液は、患者連結器304を通り、Y型連結 器306を通過して、これまで実施例で説明したように呼気換気管314で画定 される液体流路の中へ入る。他の実施例に従うと、呼気の単一方向検査弁308 および吸気の単一方向検査弁310は、確実に呼息液のみが呼気換気管314へ 入るようにする。矢印316は、本実施例の閉回路液体呼吸装置により画定され る液体流路を表している。呼息液は、呼気換気管314を通って、液体流路と流 体導通的に連通する選択的呼息液ポンプ322により運転される液体換気装置3 18へ入る。当業者は理解するであろうが、液体換気装置318は、これまで説 明した機械的換気装置と同じ監視機能および処置の制御機能の多くを実施する。 特に、液体換気装置318は、媒体温度、組成、流速、圧力、酸素濃度、二酸化 炭素濃度など、システムのパラメータをリアルタイムのデータとして提供する数 多くのセンサー(図示しない)を含む。さらに、受け取った情報およびあらかじ めプログラムされた指示に基づき、液体換気装置318は、液体ポンプ318お よび322や一連の流量制御弁(図示しない)を通って循環する液体呼吸促進物 質の流速、肺輸送プロフィール、および圧力を制御する。そのような制御により 、換気装置318は、伝統的気体換気法と同様に複雑な輸送プロフィール、およ び特異的媒体組成を提供しても良い。 選択的な呼息液ポンプ322は、呼気換気管314の遠位末端から気体交換器 326へ二酸化炭素を含む呼息液を送り込む。当業者は理解するであろうが、気 体交換器326は、いかなる構造や操作方法にも限定されず、むしろ呼息液から 二酸化炭素を解離できるいかなる装置でもよい。示された実施例において、気体 交換器326は液体貯蔵物340(fluid reservoir)を含み、ここで結合した二 酸化炭素を含む回収された液体呼吸促進物質を通して酸素や他の気体が気泡化す る。ここで、後に詳細に説明するように、気体酸素は、液体貯蔵物340と流体 導通的に連通する蒸気入口管342から気体交換器326へ導入される。この技 術で知られるように、結合二酸化炭素を含む液体呼吸促進物質へ酸素を導入する ことで、媒体から二酸化炭素の解離が進み、これを気体相へ送る。同時に酸素は 、 好適には解離状態で液体呼吸促進物質と結合する。もちろん、他の解離気体のよ うに、二酸化炭素は循環する液体呼吸促進物質の表面で気泡化するであろう。本 発明の目的として、液体呼吸促進物質に含まれる二酸化炭素の少なくとも一部を 解離させるために、十分な気体酸素が液体貯蔵物340へ導入される。気泡33 6は液体呼吸促進物質を通って液体表面338へ運ばれる気体酸素、および結果 生じる解離した二酸化炭素を表す。正常には液体呼吸促進物質の気体組成を監視 し、システム制御のリアルタイムでのデータを提供するために適切なセンサー( 図示しない)が具備されるであろう。 二酸化炭素の解離に続いて、酸素付加された液体呼吸促進物質は、入口換気管 344により画定される液体流路を通過して、好適には呼息液ポンプ320によ り吸気換気管312へ進められる。図示した実施例において、遊離気体の液体流 路への意図しない導入を防ぐために、入口換気管は、液体表面338以下の液体 貯蔵物340との流体導通的な連通を維持する。肺気道への侵入に先立ち、吸気 換気管312により画定される液体流路、Y型連結器306、および患者連結器 304を通って、単一方向吸気検査弁306を通過させ、既に肺へ導入された物 質を含む、酸素付加された液体呼吸促進物質を、吸息液ポンプ320が押し出す 。すなわち、液体呼吸促進物質は、患者連結器304、呼気換気管314、気体 交換器336、入口換気管344、および吸気換気管316により画定される気 体流路を通って循環され、肺気道へ再循環されることにより全液体換気法を行う 。液体呼吸促進物質はこの方法により、無期限に肺内外へ再循環されても良い。 これまで説明したように、呼吸でこれまで使用された液体媒体から二酸化炭素 を解離させるために、酸素は液体貯蔵物340を通り、好適には圧力により気泡 化される。さらに、循環する液体呼吸促進物質からの二酸化炭素解離および液体 表面338の通過が続く。通常は、すべての導入酸素が処理された液体呼吸促進 物質と結合するわけではなく、あるものは気体交換器326を通過し、液体表面 338を通る。さらに、液体促進物質のかなりの量が、システムの熱力学により 液体表面338の上部で蒸気状態となる。従来の開放型回路TLVシステムにお いては、酸素、二酸化炭素、および蒸気化された液体媒体を含む蒸気混合物は、 周囲の媒体へ排出され、喪失される。これとは異なり、図5に示す本発明の実施 例において、この蒸気混合物は、蒸気流路を画定する閉回路蒸気分離器350へ 入る。蒸気流路を通る蒸気の動きは、矢印355で表される。液体呼吸促進物質 や酸素を含む処理蒸気が液体貯蔵物340へ循環および再導入される時、二酸化 炭素はこの蒸気流路を通過しながら化学的に結合され、気体状態から取り除かれ る。これにより、換気治療時の液体呼吸促進物質の損失は最小化される。 さらに詳しくは、蒸気は、気体交換器326からの陽圧により蒸気入口管34 8により画定される蒸気流路の中へ押し出される。ここから、蒸気は選択的な気 圧コントローラ346を通って、蒸気輸送管328へ入る。気圧コントローラは 、蒸気の圧力や流量を調整するために使用されてもよく、それにより、液体貯蔵 物340の熱力学的平衡や一定の液体濃度を維持し、必要に応じてシステムから 過剰な気圧を排出して周囲の圧力を維持しても良い。この蒸気は、蒸気輸送管3 28と流体導通的に連通する蒸気移動装置330によって蒸気流路に沿って通過 する。当業者は理解するだろうが、蒸気移動装置330は蒸気流路に沿ったいず れの場所に設置しても良く、ブロアもしくはポンプを含んでも良い。それから蒸 気は、蒸気流路と流体導通的に連通する二酸化炭素分離器332へ送られる。こ こで、少なくとも一部の二酸化炭素が気相から除去され、これまで述べたように 固体表面に沈着する。ここから、処理された蒸気は、液体貯蔵物340の中へ再 導入される前に、蒸気輸送管328および蒸気入口管342により画定される蒸 気流路を通過する。選択的なコントローラ324は、酸素その他の気体を蒸気流 路へ、もしくは直接気体交換器へ導入するために使用されても良い。好適には、 コントローラ324は液体換気装置318から、もしくは流速、蒸気組成、酸素 付加量などに関する独立したセンサーからデータを受けている。もちろん、当業 者は理解するであろうが、酸素その他の気体は液体流路もしくは蒸気流路に沿っ たいかなる位置に導入されても良い。 本発明の閉回路TLV治療に使用できる別の実施例を、図6に概略的に示す。 先の実施例と同様に、この図は、液体換気装置と動作可能に連結する閉回路呼吸 装置を含む閉回路TLVシステムを図示している。しかし、図5の詳細な実施例 とは異なり、図6は閉回路蒸気分離器ではなくむしろ液体浄化装置を含む閉回路 TLVシステムを示している。この液体浄化装置は閉回路呼吸装置と流体導通的 に連通し、気体蒸気からではなくむしろ循環する呼吸促進物質から直接二酸化炭 素を分離する。二酸化炭素の少なくとも一部の除去に続いて、液体呼吸促進物質 は酸素付加され、患者の肺へ再循環されるようにシステムの残り部分を通って循 環される。 特に、閉回路TLVシステム400は、肺気道と、閉回路呼吸装置により画定 される液体流路(矢印416で表される)との間に、流体導通的連通を確立する 患者連結器404を通って、患者402へ連結される。患者402は、これまで 記述したように全液体換気を受ける。呼息では、肺気道からの呼息液は、患者連 結器404を通り、単一方向吸気検査弁408を通過して吸気換気管414へ押 し出される。選択的液体ポンプ422は、閉回路液体呼吸装置により画定される 液体流路と流体導通的に連通する液体換気装置418および液体浄化装置424 へ、呼息液を送り込む。上述のように、好適には閉回路液体呼吸装置は、治療工 程のパラメータを監視、制御する液体換気装置418と動作可能に連結する。 液体浄化装置424は、好適には、二酸化炭素と結合可能な物質を含む液体不 透過性シェルを含み、循環する呼吸促進物質からそれを分離するモジューラユニ ットである。前に示した二酸化炭素分離器のように、液体浄化装置424は、物 質および水表面に析出される炭酸塩を形成するために、循環する液体呼吸促進物 質中の二酸化炭素と反応する塩基物質を含む。本発明の液体浄化装置に適した模 範的物質は、水酸化リチウム、ソーダ石灰を含むが、この限りではない。好適に は、モジューラユニットは、実施中の治療をほとんど中断することなく交換もし くは再付加が容易に行う。さらに、好適な実施例において、分離される二酸化炭 素の量としてリアルタイムのデータを提供するために、液体浄化装置424から 放出される液体流量は液体換気装置418と連結するセンサーを使って監視され る。 呼息液と結合する二酸化炭素の少なくとも一部を分離するのに続いて、処理さ れた液体呼吸促進物質は、呼気換気管414の残り部分を進み気体交換器440 へ送られる。示した実施例において、気体交換器440は液体表面338を有す る液体呼吸促進物質で満たされる液体貯蔵庫442を含む。気体注入器426に より発生し、気体入口送路448から送られる気泡432は、好適には撹拌中の 液体呼吸促進物質を通して上昇していく。好適には、気体放出率および組成は、 気体交換器440に関連する物理的パラメータについてのデータ、および液体換 気装置430からのデータを受ける気体コントローラ428により調整される。 他の気体については、酸素は液体呼吸促進物質を酸素付加するために、気体交換 器440へ導入されても良い。当業者は理解するであろうが、酸素は酸素付加さ れた液体呼吸促進物質を提供するために液体流路に沿ったいかなる位置へ導入さ れても良く、また気体交換器440の構造や包含はあくまでも模範である。 多量の酸素が液体呼吸促進物質から二酸化炭素を分離するために導入される図 5の実施例とは異なり、この実施例で導入される酸素は、患者402の呼吸中に 使用される酸素を単に置換するためのものである。したがって、望ましい酸素量 を提供するために、循環する液体呼吸促進物質への導入に必要な酸素は比較的少 量である。その上、導入された酸素のほとんどを液中に溶解でき、液体表面43 8に実際に生じる気泡が極少量となるよう、気体導入は極めて緩やかに行われて も良い。緩やかな導入および少量の酸素導入は、極少量の呼吸促進物質が液体表 面438の上部で蒸気化される、ということを意味している。さらに、酸素の緩 やかな導入および循環する液体呼吸促進物質への溶解により、気体交換器440 にかかる圧力は比較的低い。しかし、気体交換器440の安定した平衡状態を維 持するよう、液体貯蔵庫442と流体導通的に連通する選択的気体出口管444 が気体排出のために提供されても良い。低濃度の呼吸促進物質を含む少量の気体 酸素が、このようにして排出孔446から放出されても良い。放出される促進物 質の量は、従来のTLVシステムを利用した処理で放出される呼吸促進物質の実 質的量に比べ、かなり少ない。選択的な気体出口管444の圧力調整器もしくは 弁(図示しない)は、液体呼吸促進物質の損失量をさらに減らすために使用され ても良い。 当業者は理解するであろうが、ここに開示されたTLVシステムは全て、従来 技術のシステムのように呼吸促進物質を大量に失うことなく、患者の効果的治療 を提供する。本開示の目的として、「大量」とは、治療過程で使用される促進物 質の50% v/vを超える損失に相当する。本発明では、治療過程において周囲 の環境へ放出され損失する呼吸促進物質の量は、使用総量の40%未満、好適に は30%v/v、20%v/v、10%v/v、5%v/v、もしくは1%v/v未満であろう 。 酸素付加に続いて、酸素付加された液体呼吸促進物質は、患者402へ運ばれ 、実質的には上記のように肺気道へ再導入される。特に、液体呼吸促進物質は、 吸気換気管412へ押し出され、選択的な吸気貯蔵庫434へ運ばれ、さらに吸 息液ポンプ420を通過する。ここから、酸素付加された呼吸促進物質は、吸気 換気管412により画定される液体流路に沿って通過し、単一方向吸気検査弁4 10およびY型連結器406を通過して、患者連結器404をから肺気道へ送り 込まれることにより、全液体換気装置法が行われる。 さらに、当業者は理解するであろうが、本発明はその意図や中心的特性から逸 脱することなく他の特異的形態で実施されても良い。本発明の前述の記載が、あ くまでも模範的実施例のみを開示することにおいて、本発明の範囲内で他の変形 が考えられることは理解されるはずである。したがって、本発明はここに詳細に 説明されてきた特殊な実施例に限定されない。むしろ、本発明の範囲および内容 を表す添付された請求の範囲を参照すべきである。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1997年11月5日(1997.11.5) 【補正内容】 請求の範囲(補正後) 1.閉回路換気治療のモジューラ装置であって、 患者の肺気道と流体導通的な連通を確立することが可能な患者連結器(64) と、 可変量貯蔵庫(88)と、 前記患者連結器および前記可変量貯蔵庫に密閉的に固定される換気管(ここで 、前記患者連結器は、気体流路(101)を画定する閉回路呼吸装置(60)を 提供するために、前記可変量貯蔵庫と流体導通的に連通して設置される)と、お よび、 前記気体流路と流体導通的に連通する二酸化炭素分離器(72)とを含む装置 。 2.前記換気管が、呼気流路を画定する呼気換気管(70)と吸気流路を画定す る吸気換気管(80)を含む(該吸気換気管および該呼気換気管は近位末端と遠 位末端を有する)、請求の範囲第1項に記載の装置。 3.前記吸気換気管および前記呼気換気管の近位末端が、前記患者連結器に密閉 的に取り付けられ、前記吸気換気管および前記呼気換気管の遠位末端が、前記可 変量貯蔵庫に密閉的に取り付けられる、請求の範囲第2項に記載の装置。 4.前記気体流路に含まれる呼吸促進物質をさらに含む、請求の範囲第1項に記 載の装置。 5.前記呼吸促進物質が気体、液体および蒸気からなる群から選択される、請求 の範囲第4項に記載の装置。 6.前記呼吸促進物質が液体呼吸剤である、請求の範囲第4項に記載の装置。 7.前記可変量貯蔵庫が、気体不透過性コンプライアンス膜(218)により二 つに分けられる部屋(178)を含む(該コンプライアンス膜は該部屋を互いに 隔離される圧縮貯蔵庫(182)と可変量貯蔵庫へ分け、該可変量貯蔵庫は前記 換気管と流体導通的に連通する)、請求の範囲第1項に記載の装置。 8.陽圧換気の提供が可能な機械的換気装置(214)をさらに含む(該機械的 換気装置は前記部屋の前記圧縮貯蔵庫と動作可能に連結し、これにより換気装置 の動作が前記コンプライアンス膜を通して前記可変量貯蔵庫へ圧力波を伝達する )、 請求の範囲第7項に記載の装置。 9.前記気体流路と流体導通的に連通する噴霧器(98)をさらに含む、請求の 範囲第1項に記載の装置。 10.前記気体流路と流体導通的に連通する気体注入器(82)をさらに含む、 請求の範囲第1項に記載の装置。 11.閉回路換気治療のモジューラ装置であって、 患者の肺気道と流体導通的な連通を確立することが可能な患者連結器(64) と、 気体流路(101)を画定し、閉回路呼吸装置(60)を提供するために前記 患者連結器に密閉的に固定される換気管(前記閉回路呼吸装置は機械的換気装置 (84)と動作可能に連結する)と、および、 前記気体流路と流体導通的に連通する二酸化炭素分離器(72)とを含む装置 。 12.前記換気管が、呼気流路を画定する呼気換気管(70)、吸気流路を画定 する吸気換気管(80)および再生気体流路を画定する第一の末端と第二の末端 を有する再生換気管を含む(前記吸気換気管および前記呼気換気管は近位末端と 遠位末端を有する)、請求の範囲第11項に記載の装置。 13.前記吸気換気管と前記呼気換気管の近位末端が、前記患者連結器に密閉的 に取り付けられ、前記吸気換気管と前記呼気換気管の遠位末端が、前記再生換気 管の前記第一および第二末端とそれぞれ密閉的に取り付けられる(前記吸気換気 管の前記遠位末端と呼気換気管の前記遠位末端の間に流体導通的な連通が確立さ れている)、請求の範囲第12項に記載の装置。 14.前記閉回路呼吸装置と流体導通的に連通する可変量貯蔵庫をさらに含む、 請求の範囲第13項に記載の装置。 15.前記閉回路呼吸装置と流体導通的に連通する気体移動装置をさらに含む、 請求の範囲第11項に記載の装置。 16.前記気体流路に含まれる呼吸促進物質をさらに含む、請求の範囲第11項 に記載の装置。 17.前記呼吸促進物質が気体、液体および蒸気からなる群から選択される、請 求の範囲第16項に記載の装置。 18.前記呼吸促進物質が液体呼吸剤である、請求の範囲第16項に記載の装置 。 19.前記気体流路と流体導通的に連通する噴霧器をさらに含む、請求の範囲第 11項に記載の装置。 20.前記気体流路と流体導通的に連通する気体注入器をさらに含む、請求の範 囲第11項に記載の装置。 21 閉回路部分液体換気の方法であって、 呼吸する患者の肺気道へ気体流路(198)を画定する外部閉回路呼吸装置( 160)を接続する段階と、 前記肺気道へ呼吸促進物質を導入する段階と、 前記閉回路呼吸装置に、前記患者からの呼気を獲得する段階(前記呼気は二酸 化炭素および前記導入された呼吸促進物質の少なくとも一部を含む)と、 前記呼吸促進物質を含む処理気体を提供するために前記二酸化炭素の少なくと も一部を分離する段階と、および、 患者の肺気道へ前記処理気体を再導入する段階とを含む方法。 22.前記接続段階に先立ち、前記呼吸する患者の前記肺気道へ呼吸促進物質を 投与する段階をさらに含む、請求の範囲第21項に記載の方法。 23.前記促進物質が液体呼吸剤である、請求の範囲第21項に記載の方法。 24.前記呼吸促進物質がフッ素化合物である、請求の範囲第21項に記載の方 法。 25.前記フッ素化合物が体温の液体である、請求の範囲第24項に記載の方法 。 26.前記患者の陽圧換気を行うために前記気体流路の少なくとも一部を加圧す る段階をさらに含む、請求の範囲第21項に記載の方法。 27.前記閉回路呼吸装置と動作可能に連結する機械的換気装置(214)から 、前記気体流路へ圧力を加えることにより患者の陽圧換気を行う段階をさらに含 む、請求の範囲第26項に記載の方法。 28.患者の肺気道と可変量貯蔵庫(180)との間に流体導通的な連通を確立 することが可能な患者連結器(164)へ換気管を固定することにより前記閉回 路呼吸装置を提供する段階をさらに含む(ここで、前記患者連結器は前記可変量 貯蔵庫と流体導通的に連通して設置される)、請求の範囲第21項に記載の方法 。 29.前記患者の陽圧換気を行うために、前記可変量貯蔵庫を加圧する段階をさ らに含む、請求の範囲第28項に記載の方法。 30.前記閉回路呼吸装置と動作可能に連結する機械的換気装置を利用して前記 可変量貯蔵庫へ圧力を加えることにより患者の陽圧換気を行う段階をさらに含む 、請求の範囲第29項に記載の方法。 31.前記可変量貯蔵庫が気体不透過コンプライアンス膜(218)により二つ に分かれる部屋を含む(ここで、該部屋は互いに隔離する前記可変量貯蔵庫と圧 縮貯蔵庫(182)に分離される)、請求の範囲第28項に記載の方法。 32.前記肺気道と前記可変量貯蔵庫の間に流体導通的な連通を確立する段階と 、および、 前記機械的換気装置と前記圧縮貯蔵庫の間に流体導通的な連通を確立すること により機械的換気装置(214)を前記閉回路呼吸器と動作可能に連結する段階 とを含む、請求の範囲第31項に記載の方法。 33.前記気体不透過性膜を作動させる圧力波を発生させるために前記機械的換 気装置を利用して、患者の陽圧換気を行う段階(ここで、圧力は前記気体流路へ 加えられる)をさらに含む、請求の範囲第32項に記載の方法。 34.患者の肺から得られる液体、気体、もしくは蒸気状の呼吸促進物質を含む 呼気を処理する方法であって、 a)患者の肺気道および気体流路を画定する呼吸装置の間に流体導通的な連通 を確立する段階と、 b)前記気体流路へ、二酸化炭素と液体、気体、もしくは蒸気状の呼吸促進物 質を含む前記患者からの呼気を導入する段階と、および、 c)前記二酸化炭素の少なくとも一部を前記呼気から分離するために該呼気を 処理する段階とを含む方法。 35.閉回路呼吸装置における呼吸可能な気体の処理方法であって、 a)閉回路呼吸装置により画定され、患者の肺気道と流体導通的に連通する気 体流路へ呼吸気体を導入する段階と、および、 b)前記気体流路の中の前記呼吸気体と液体、蒸気、もしくは気体状の呼吸促 進物質の薬学的有効量を混合する段階とを含む方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD ,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ ,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,HU,I S,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LK,LR ,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN, MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,S D,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TR,TT ,UA,UG,UZ,VN (72)発明者 シュット,アーネスト,ジー. アメリカ合衆国,92129 カリフォルニア, サンディエゴ,ラグウィード ストリート 12139番地,

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.閉回路換気治療の方法であって、 呼吸する患者の肺気道へ非麻酔気体もしくは蒸気の少なくともひとつを導入す る段階と、 前記肺気道と流体導通的に連通する閉回路呼吸装置(160)に、二酸化炭素 および前記導入された気体もしくは蒸気の少なくとも一部を含む、前記患者から の呼気を獲得する段階と、 前記閉回路呼吸装置(160)により画定される気体流路(198)を通して 前期呼気を循環させる段階(ここにおいて前記二酸化炭素の少なくとも一部は除 去される)と、および、 その後、患者の肺気道へ前記導入された気体もしくは蒸気を含む循環された呼 気の少なくとも一部を再導入する段階とを含む方法。 2.前記非麻酔気体もしくは蒸気が肺気道中に流体で存在する気相を含む、請求 の範囲第1項に記載の方法。 3.前記気体もしくは蒸気が生物活性剤である、請求の範囲第1項に記載の方法 。 4.前記気体もしくは蒸気が呼吸促進物質である、請求の範囲第1項に記載の方 法。 5.前記呼吸促進物質がフッ素化合物である、請求の範囲第4項に記載の方法。 6.前記フッ素化合物が体温の液体である、請求の範囲第5項に記載の方法。 7.前記患者の陽圧換気を行うために前記気体流路(198)の少なくとも一部 を加圧する段階をさらに含む、請求の範囲第1項に記載の方法。 8.前記閉回路呼吸装置(160)と動作可能に連結する機械的換気装置(21 4)から、前記気体流路(198)へ圧力を加えることにより患者の陽圧換気を 行う段階をさらに含む、請求の範囲第7項に記載の方法。 9.患者の肺気道と可変量貯蔵庫(180)の間に流体導通的な連通を確立する ことが可能な患者連結器(164)へ換気管を固定することにより前記閉回路呼 吸装置(160)を提供する段階をさらに含む(ここで、前記患者連結器(16 4)は前記可変量貯蔵庫(180)と流体導通的に連通して設置される)、請求 の範囲第1項に記載の方法。 10.前記患者の陽圧換気を行うために、前記可変量貯蔵庫(180)を加圧す る段階をさらに含む、請求の範囲第9項に記載の方法。 11.前記閉回路呼吸装置と動作可能に連結する機械的換気装置(214)を利 用して前記可変量貯蔵庫へ圧力を加えることにより患者の陽圧換気を行う段階を さらに含む、請求の範囲第10項に記載の方法。 12.前記可変量貯蔵庫(180)が気体不透過コンプライアンス膜(218) により二つに分かれる部屋(178)を含む(ここで、該部屋が互いに隔離する 前記可変量貯蔵庫と圧縮貯蔵庫(182)に分離される)、請求の範囲第9項に 記載の方法であって、 前記肺気道と可変量貯蔵庫の間に流体導通的な連通を確立する段階と、および 、 前記機械的換気装置と前記圧縮貯蔵庫の間に流体導通的な連通を確立すること により機械的換気装置(214)を前記閉回路呼吸装置(160)と動作可能に 連結する段階とを含む方法。 13.前記気体不透過性膜を作動させる圧力波を発生させるために前記機械的換 気装置を利用して、患者の陽圧換気を行い、それにより圧力が前記気体流路に加 えられる段階をさらに含む、請求の範囲第12項に記載の方法。 14.閉回路換気治療のモジューラ装置であって、 患者の肺気道と流体導通的な連通を確立することが可能な患者連結器(64) と、 可変量貯蔵庫(88)と、 前記患者連結器および前記可変量貯蔵庫と密閉的に固定される換気管(ここで 、前記患者連結器は、気体流路を画定する閉回路呼吸装置(60)を提供するた めに、前記可変量貯蔵庫と流体導通的に設置される)と、および、 前記気体流路と流体導通的に連通する二酸化炭素分離器(72)とを含む装置 。 15.前記換気管が、呼気流路を画定する呼気換気管(70)と吸気流路を画定 する吸気換気管(80)を含む(該吸気換気管および該呼気換気管は近位末端と 遠位末端を有する)、請求の範囲第14項に記載の装置。 16.前記吸気換気管および前記呼気換気管の近位末端が、前記患者連結器に密 閉的に取り付けられ、前記吸気換気管および前記呼気換気管の遠位末端が、前記 可変量貯蔵庫に密閉的に取り付けられる、請求の範囲第15項に記載の装置。 17.前記気体流路に含まれる呼吸促進物質をさらに含む、請求の範囲第15項 に記載の装置。 18.前記呼吸促進物質が気体、液体、および蒸気からなる群から選択される、 請求の範囲第17項に記載の装置。 19.前記呼吸促進物質が液体呼吸剤である、請求の範囲第17項に記載の装置 。 20.前記可変量貯蔵庫が、気体不透過性コンプライアンス膜(218)により 二つに分けられる部屋(178)を含む(該コンプライアンス膜は該部屋を互い に隔離される圧縮貯蔵庫(182)と前記可変量貯蔵庫へ分け、該可変量貯蔵庫 は前記換気管と流体導通的に連通する)、請求の範囲第14項に記載の装置。 21.陽圧換気の提供が可能な機械的換気装置(214)をさらに含む(該機械 的換気装置が前記部屋の前記圧縮貯蔵庫と動作可能に連結し、これにより前記換 気装置の動作が前記コンプライアンス膜を通して前記可変量貯蔵庫へ圧力波を伝 達する)、請求の範囲第20項に記載の装置。 22.前記気体流路と流体導通的に連通する噴霧器(98)をさらに含む、請求 の範囲第14項に記載の装置。 23.前記気体流路と流体導通的に連通する気体注入器(82)をさらに含む、 請求の範囲第14項に記載の装置。 24.閉回路換気治療のモジューラ装置であって、 患者の肺気道と流体導通的な連通を確立することが可能な患者連結器(64) と、 気体流路(101)を画定する閉回路呼吸装置(60)を提供するために前記 患者連結器と密閉的に固定される換気管(閉回路呼吸装置は機械的換気装置(8 4)と動作可能に連結する)と、および、 前記気体流路と流体導通的に連通する二酸化炭素分離器(72)とを含む装置 。 25.前記換気管が、呼気流路を画定する呼気換気管(70)、吸気流路を画定 する吸気換気管(80)および再生気体流路を画定する第一の末端と第二の末端 を有する再生換気管を含む(前記吸気換気管および呼気換気管は近位末端と遠位 末端を有する)、請求の範囲第24項に記載の装置。 26.前記吸気換気管と前記呼気換気管の近位末端が、前記患者連結器に密閉的 に取り付けられ、前記吸気換気管と前記呼気換気管の遠位末端が、前記再生換気 管の前記第一および第二末端とそれぞれ密閉的に取り付けらる(ここで、前記吸 気換気管の前記遠位末端と呼気換気管の前記遠位末端の間に流体導通的な連通が 確立されている)、請求の範囲第25項に記載の装置。 27.前記閉回路呼吸装置と流体導通的に連通する可変量貯蔵庫(88)をさら に含む、請求の範囲第26項に記載の装置。 28.前記閉回路呼吸装置と流体導通的に連通する気体移動装置(92)をさら に含む、請求の範囲第26項に記載の装置。 29.前記気体流路に含まれる呼吸促進物質をさらに含む、請求の範囲第24項 に記載の装置。 30.前記呼吸促進物質が気体、液体および蒸気からなる群から選択される、請 求の範囲第29項に記載の装置。 31.前記呼吸促進物質が液体呼吸剤である、請求の範囲第29項に記載の装置 。 32.前記気体流路と流体導通的に連通する噴霧器(98)をさらに含む、請求 の範囲第24項に記載の装置。 33.前記気体流路と流体導通的に連通する気体注入器(82)をさらに含む、 請求の範囲第24項に記載の装置。 34.閉回路部分液体換気治療の方法であって、 呼吸する患者の肺気道へ、気体流路(198)を画定する外部閉回路呼吸装置 (160)を接続する段階と、 前記肺気道へ呼吸促進物質を導入する段階と、 前記閉回路呼吸装置に、二酸化炭素および前記導入された呼吸促進物質の少な くとも一部を含む、前記患者からの呼気を獲得する段階と、 前記呼吸促進物質を含む処理気体を提供するために前記二酸化炭素の少なくと も一部を分離する段階と、および、 患者の肺気道へ前記処理気体を再導入する段階とを含む方法。 35.前記接続段階に先立ち、前記呼吸する患者の前記肺気道へ呼吸促進物質を 投与する段階をさらに含む、請求の範囲第34項に記載の方法。 36.前記呼吸促進物質が液体呼吸剤である、請求の範囲第34項に記載の方法 。 37.前記呼吸促進物質がフッ素化合物である、請求の範囲第34項に記載の方 法。 38.前記フッ素化合物が体温の液体である、請求の範囲第37項に記載の方法 。 39.前記患者の陽圧換気を行うために前記気体流路の少なくとも一部を加圧す る段階をさらに含む、請求の範囲第34項に記載の方法。 40.前記閉回路呼吸装置と動作可能に連結する機械的換気装置(214)から 、前記気体流路へ圧力を加えることにより患者の陽圧換気を行う段階をさらに含 む、請求の範囲第39項に記載の方法。 41.患者の肺気道と可変量貯蔵庫(180)との間に流体導通的な連通を確立 することが可能な患者連結器(164)へ換気管を固定することにより前記閉回 路呼吸装置を提供する段階をさらに含む(前記患者連結器は前記可変量貯蔵庫と 流体導通的に連通して設置される)、請求の範囲第34項に記載の方法。 42.前記患者の陽圧換気を行うために、前記可変量貯蔵庫を加圧する段階をさ らに含む、請求の範囲第41項に記載の方法。 43.前記閉回路呼吸装置と動作可能に連結する機械的換気装置を利用して前記 可変量貯蔵庫へ圧力を加えることにより患者の陽圧換気を行う段階をさらに含む 、請求の範囲第42項に記載の方法。 44.前記可変量貯蔵庫が気体不透過コンプライアンス膜(218)により二つ に分かれる部屋(178)を含む(ここで、該部屋は互いに隔離する前記可変量 貯蔵庫と圧縮貯蔵庫(182)に分離される)、請求の範囲第41項に記載の方 法であって、 前記肺気道と前記可変量貯蔵庫の間に流体導通的な連通を確立する段階と、 前記機械的換気装置と前記圧縮貯蔵庫の間に流体導通的な連通を確立すること により機械的換気装置(214)を前記閉回路呼吸器と動作可能に連結する段階 とを含む方法。 45.前記気体不透過性膜を作動させる圧力波を発生させるために前記機械的換 気装置を利用して、患者の陽圧換気を行い、それにより圧力が前記気体流路へ加 えられる段階をさらに含む、請求の範囲第44項に記載の方法。 46.閉回路全液体換気の方法であって、 患者の肺気道と、閉回路呼吸装置(300)により画定される液体流路との間 に流体導通的な連通を確立する段階(前記液体流路および前記肺気道は循環する 液体呼吸促進物質で実質的に満たされる)と、 酸素付加された液体呼吸促進物質を提供するために、閉回路液体呼吸装置の中 に酸素を導入することにより循環する液体呼吸促進物質を酸素付加する段階と、 二酸化炭素を含む呼息液を提供するために液体流路および前記肺気道を通って 、前記酸素付加された液体呼吸促進物質を循環させる段階と、 吸息液を提供するために循環する呼息液から前記二酸化炭素の少なくとも一部 を分離する段階とを含む方法。 47.前記吸息液をその後、肺気道へ再導入する段階をさらに含む、請求の範囲 46項に記載の方法。 48.二酸化炭素分離の段階がさらに、 二酸化炭素を含む気体蒸気を形成するために、酸素を分解する有効量の二酸化 炭素を前記呼息液へ導入する段階と、 前記液体流路と流体導通的に連通する閉回路蒸気分離器(350)に二酸化炭 素を含む前記気体蒸気を獲得する段階(前記閉回路蒸気分離器は二酸化炭素分離 器(332)を含む蒸気流路を画定する)と、および、 前記二酸化炭素分離器を前記気体状蒸気と接触させる段階(ここで、前記二酸 化炭素の少なくとも一部は分離されて改良された蒸気を提供する)とをさらに含 む、請求の範囲第46項に記載の方法。 49.前記液体流路へ前記改良された蒸気を再導入する段階をさらに含む、請求 の範囲第48項に記載の方法。 50.前記二酸化炭素分離段階がさらに、 前記液体流路と流体導通的に連通する液体浄化装置(424)へ二酸化炭素を 含む前記循環する呼息液を通過させる段階(ここで、前記二酸化炭素は液体呼吸 促進物質を提供するために大量に分離される)とを含む、請求の範囲第46項に 記載の方法。 51.閉回路全液体換気治療の装置であって、 液体換気装置(318)と動作可能に連結した閉回路液体呼吸装置(300) (前記液体呼吸装置は、患者の肺気道と流体導通的な連通を確立することが可能 な患者連結器(304)および該患者連結器に密閉的に固定された換気管を含み 、前記換気管は液体流路を画定する)と、 蒸気流路と流体導通的に連通する二酸化炭素分離器(332)を含む前記蒸気 流路を画定する閉回路蒸気分離器(350)と、および 前記蒸気流路および前記液体流路と流体導通的に連通する気体交換器(326 )とを含む装置。 52.前期閉回路液体呼吸装置が前記気体流路と流体導通的に連通するポンプを 含む、請求の範囲第51項に記載の装置。 53.閉回路液体換気治療の装置であって、 液体換気装置(418)と動作可能に連結した閉回路液体呼吸装置(400) (前記液体換気装置は、患者の肺気道と流体導通的な連通を確立することが可能 な患者連結器(404)および該患者連結器に密閉的に固定された換気管を含み 、前記換気管は液体流路を画定する)と、および、 前記液体流路と流体導通的に連通する液体浄化装置(424)とを含む装置。 54.前記液体浄化装置がモジュール型である、請求の範囲第53項に記載の装 置。 55.患者の肺から得られる液体、気体、もしくは蒸気の呼吸促進物質を処理す る方法であって、 a)患者の肺気道と気体流路を画定する呼吸装置の間に流体導通的な連通を確 立する段階と、 b)前記気体流路へ、二酸化炭素と液体、気体、もしくは蒸気状の呼吸促進物 質を含む前記患者からの呼気を導入する段階と、および、 c)前記液体、気体もしくは蒸気状の呼吸促進物質の少なくとも一部を前記呼 気から分離するために前記呼気を処理する段階とを含む方法。 56.閉回路呼吸装置における呼吸可能な気体の処理方法であって、 a)閉回路呼吸装置により画定され、患者の肺気道と流体導通的に連通する気 体流路へ呼吸気体を導入する段階と、および、 b)前記気体流路の中の前記呼吸気体と液体、蒸気、もしくは気体状の呼吸促 進物質の薬学的有効量を混合する段階とを含む方法。 57.患者の肺気道と流体導通的に連通する気体流路を画定する閉回路呼吸装置 へ圧力を加える段階を含む、(前記気体流路は、その中に少なくともひとつの呼 吸促進物質を有し、換気装置が気体流路から分離されるという条件で、前記圧力 は前記閉回路呼吸装置と動作可能に連結する機械的換気装置により加えられる) 部分液体換気システムの操作方法。 58.閉回路全液体換気システムの操作方法であって、 患者の肺気道と、閉回路呼吸装置により画定される液体流路との間に流体導通 的な連通を確立する段階(前記液体流路および前記肺気道は循環する液体呼吸促 進物質で実質的に満たされる)と、 肺気道から液体流路へ液体呼吸促進物質の少なくとも一部を除去する段階(該 除去された液体呼吸促進物質は結合された二酸化炭素を含む)と、および、 前記液体呼吸促進物質のかなりの量を蒸気の状態で周囲環境へ排出することな く、前記除去された液体呼吸促進物質から前記結合された二酸化炭素の少なくと も一部を分離する段階とを含む方法。
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