JP2001504021A

JP2001504021A - 精製システム

Info

Publication number: JP2001504021A
Application number: JP52357298A
Authority: JP
Inventors: ランベルト，ハンス
Original assignee: ルイス・ギベック・アクチボラゲット
Priority date: 1996-11-18
Filing date: 1997-11-18
Publication date: 2001-03-27
Also published as: SE9604218L; WO1998022173A1; EP0952861B1; ATE261327T1; SE509580C2; US6279576B1; DE69728061T2; SE9604218D0; EP0952861A1; AU5077898A; DE69728061D1; AU745192B2

Abstract

(57)【要約】本発明は、麻酔時に呼気ガスからCO₂を除去するための再生用吸収器デバイス（20）に関する。本発明のデバイスは、呼気ガスのための入口(39)とアウトプットガスのための出口（41）とを有する容器（38）を含み、このときアウトプットガスは、呼気ガス中に含有されていたCO₂が実質的に除去されている。本発明のデバイスには、CO₂を吸収する能力を有するイオン交換体（42）が組み込まれていて、ガスが前記イオン交換体を通って前記入口（39）から前記出口（41）へと流れるよう、前記容器（38）中に配置されている。本発明の新規麻酔法は、本発明によるCO₂吸収器デバイスを使用することを含む。

Description

【発明の詳細な説明】精製システム本発明は、一般には麻酔の分野に関する。さらに詳細には、本発明は、麻酔処置時の呼気ガスの精製に関する。１つの態様においては、本発明は、このような呼気ガスからCO₂を除去するための再生用デバイス（a regenerative device）、およびデバイスが多数回使用できるようこうしたデバイスを再生する方法に関する。他の態様においては、本発明は、麻酔システムおよび麻酔の方法に関する。Ａ．発明の背景本特許出願の目的に沿うよう、吸収および吸収剤（absorbent）という用語は、吸収プロセスと吸着プロセスの両方を含むものとする。水酸化物の混合物〔たとえばソーダ石灰（水酸化ナトリウムと水酸化カルシウムとの混合物の、一般的に受け入れられている名称）〕を使用する吸収によって麻酔時に呼気ガスからCO₂を除去することは、完全に確立された技術である。ソーダ石灰をキャニスター中に配置し、呼気ガスをキャニスターに通し、これによりCO₂が反応して炭酸塩を形成し、したがって吐き出された空気からCO₂が除去される。CO₂を除去しようとする理由は、使用する麻酔用ガスが高価であること、および患者によって消費されなかった部分を再使用するのが望ましいということにある。D.E.Jacksonが麻酔用の閉鎖系において使用する最初のマシンを設計してから80年以上にわたって水酸化物が実用されており、それ以来多くの改良が文献や特許において説明されている。留意しておかなければならないことは、このタイプのデバイスを使用して行われるプロセスは大体が不可逆の化学反応であって、このときCO₂と水酸化物が反応して炭酸塩が形成される、という点である。これらの炭酸塩は、水酸化物が回収できるほど容易には再生されない。関連技術の説明種々の水酸化物の使用をベースとしたCO₂吸収器（CO₂ absorber）が、Adriani による「"The Chemistry and Physics of Anesthesia"，第１版，1979，pp151-1 84，Charles C．Thomas出版社，米国イリノイ州スプリングフィールド」により広範囲に概説されている。最近では、A.M.Hollowayによる「"Anaesth．Intens．Care"，1994；22；pp359 -362」が、CO₂の除去に対してソーダ石灰に代わる有望な代替物質を説明している。とりわけ、モノエタノールアミンを湿潤CO₂再生用スクラバー（a regenerat ivewet CO₂ scrubber）として使用することが説明されている（こうしたスクラバーは潜水艦において使用されている）。このようなシステムは、大気がモノエタノールアミンとアンモニアで汚染されることがあるという欠点を有しており、現在ではより安全なシステムに置き換えられている。モレキュラーシーブによる CO₂の吸収が、麻酔の実施に際して導入することのできるおそらく最も有望なシステムであろう、とHollowayは結論を下している。 J.P.H.Feeらによる「"Anesthesia’"，1995，vol.50，pp841-845」は、CO₂を除去するための、モレキュラーシーブをベースとした効率的なシステムを説明している。特に、セボフルランの化合物Ａ（CF₂=C(CF₃)OCH₂F）への分解を説明しており、ソーダ石灰を使用すると顕著な分解が起こること、またモレキュラーシーブを使用した場合も検出可能な分解が起こることが報告されている。 "Anesthesia and Analgesia，1995，p82，Abstract S425"においては、モレキュラーシーブの使用が説明されており、モレキュラーシーブは麻酔ガスも吸収する（当然ながら、これは望ましい作用ではない）ということが述べられている。上記のように、現時点においては、完全に確立された形で使用されるソーダ石灰に代わる物質として、モレキュラーシーブが、呼気からCO₂を除去するための最も有望な物質である、というのが一般的な見方のようである。この点において、麻酔の分野で従事するいずれもが、イオン交換樹脂による吸収を有望な方法として取り扱っている従来技術を認識していない。ソーダ石灰または他の強アルカリ性成分という形態の吸収剤を使用する場合は、多くの欠点がある。ソーダ石灰を使用し終わったら、廃棄しなければならず、またこうした使用後の吸収剤（おそらく、バクテリアまたは他の有害な微生物を含有している）は有害廃棄物とみなすべきであり、したがってそれに応じて処理しなければならない。さらに、キャニスターへの再充填は、強アルカリ性である粒状物質が、皮膚や肺に対して炎症を引き起こす恐れのあるダストを多く生成する、という点において危険な作業である。再充填されない１回使用のキャニスターは、処分すべき廃棄物のトータル量が増大する。他の欠点は、CO₂とソーダ石灰との反応が発熱反応であること、および吸収剤床を通る流量に応じてかなり高い温度に達する場合があるということである。この結果、麻酔薬と吸収剤との間に反応が起こり、それに伴って麻酔薬が分解することがある。特に、化合物Ａ〔フルオロメチル−２，２−ジフルオロ−１−（トリフルオロメチル）ビニルエーテル；CF₂=C(CF₃)OCH₂F〕の形成は重大な危険因子である。化合物Ａの形成はさらに、吸収剤バラライム(Baralyme)(登録商標)(A nesth．Analg．1995；81:564-8を参照)を使用した場合にも観察される。他の毒性の高い副生物は一酸化炭素であり、これは麻酔薬（たとえばデスフルラン、エンフルラン、およびイソフルラン等）と従来技術の乾燥二酸化炭素吸収剤との反応により形成されると考えられている。したがって、乾燥しているのではないかと思われる場合は常に、二酸化炭素吸収剤をフレッシュな吸収剤に交換するのが望ましい。乾燥は、かなりの流量のフレッシュガスが、週末の間ずっと二酸化炭素吸収器キャニスター（carbon dioxide absorber canister）を通るためであろうと考えられる。本発明では、このような反応の起こらないイオン交換タイプの吸収剤物質（absorber material）を使用することによって、これらの問題点が解消される。本発明の吸収器（absorber）を使用すると、上記のような問題が生じない。 CO₂の吸収にモレキュラーシーブを使用する際に付きもののさらなる欠点は、モレキュラーシーブが実質的な量の麻酔ガスも吸収するという点である。さらに、当然のことながら、ソーダ石灰をベースとするデバイスの不可逆性も大きな欠点であるが、本発明によってこの点も解消される。Ｂ．発明の総括したがって本発明の目的は、麻酔を受ける患者の呼気からCO₂を除去するための方法とデバイスを提供することにあり、このときCO₂を除去するための活性物質はイオン交換樹脂である。本発明のデバイスは、使用済みの汚染物質と強アルカリソーダ石灰の危険な取り扱いがなくなるよう、再生使用できるものでなければならない。本発明のデバイスは、その活性の90％を保持しつつ20回（好ましくは、90％の活性を保持しつつ95回、そしてさらには50％以上の活性を保持しつつ200回）再生できる能力を有する。本発明者らは、驚くべきことに、吸収剤としてのイオン交換物質の能力を利用して、従来技術の欠点をもつことのない、麻酔用途向けの再生用CO₂除去システム（a regenerative CO₂ removal system）を設計できることを見いだした。これは、ソーダ石灰をベースとする技術に代わるものとしてモレキュラーシーブの使用が最も有望な技術であるという、この分野での一般的な考え方とは対照的である。本発明の極めて重要な利点は、アニオン交換樹脂が、モレキュラーシーブの上記のような挙動（すなわち、このような物質に通される麻酔ガスの実質的な量を吸収する）を示さないということである。したがって上記の目的は、請求項１記載の再生可能なCO₂吸収デバイス、請求項９記載の麻酔のためのシステム、および請求項24記載の麻酔方法を使用すると達成される。 CO₂吸収剤（CO₂ absorber）の再生方法と再生装置が、それぞれ請求項12、13 〜14、15、16と17に規定されている。本発明の異なった局面の種々の実施態様が従属した請求項に規定されている。本発明の応用可能性のさらなる範囲は、下記の詳細な説明から明らかとなろう。しかしながら、理解しておかなければならないことは、詳細な説明と特定の実施例は、本発明の好ましい実施態様を示しているが、これらは例示のためにのみ記載されているということである。なぜなら、当業者にとっては詳細な説明から、本発明の精神と範囲内での種々の変形と改良形が明らかとなるからである。以下に記載の詳細な説明と例示のためにのみ与えられている添付図面（これによって本発明が限定されることはない）を参照すれば、本発明の理解がより一層深まるであろう。図１は、一般的な麻酔システムの全体図である。図２は、本発明のCO₂吸収器ユニット（CO₂ absorber unit）を導入した麻酔システムの全体図である。図３は、本発明の吸収器ユニットを詳細に示している。図４は、吸収器ユニットのためのキャニスター、およびイオン交換体を収容している交換可能なカセットを示している。図５は、アニオン交換体ユニットと並んで繋がっている別個のカチオン交換体ユニットを有する吸収ユニットを示している。図６は、３つの吸収器ユニットを含んだ、本発明のインライン再生構成の全体図である。図７は、２つの吸収器ユニットを含んだ、本発明のインライン再生構成の全体図である。図８は、個々の吸収剤カセット（absorber cassette）を再生するための独立型再生器の全体図である。好ましい実施態様の詳細な説明図１を参照すると、麻酔システムの一般的な設計が記載されている。このようなシステム（参照番号２で示す）は、ガス（通常は、酸素、亜酸化窒素、および／または空気）のための供給源４、ここからガスが、ガスミキサー10 を含んだ麻酔ガス吸入器を介し、そして管系を介して患者に送られる。麻酔時に患者の呼吸を容易にするために、麻酔システムはさらにポンプ12を含む。これは、複雑なベンチレーターから単純なゴム製ブラッダーまでのいかなるものでもよく、後者の場合は手操作で圧縮する。患者からの呼気が、いわゆるＹピース(Y-p iece)を介し、そして管系16を通ってガス出口18に進む。このようなシステムは開放麻酔システム（a open anesthetic system）と呼ばれる。開放システムのもつ欠点は高価なガスが多量に消費されることであり、したがっていわゆる再循環麻酔システム（概略を図２に示す）が使用されることが多い。図１の開放システムと共通の成分の他に（同じ部品は同じ番号で示してある）、再循環システムはいわゆるCO₂吸収器20を含み、このときこの吸収器の機能は、呼気からのCO₂を吸収することにある。吸収器20は、呼気がその進路を変えられて吸収器に通されるよう、そしてCO₂が除去された後に患者に戻されるよう、呼気作用側の管16と吸気作用側の管６とを相互連結するように配置される。本システムはさらに、多くの弁を含む。PEEP弁22が呼気作用側の管16中に設けられており、肺内部の圧力を制限するために使用されている。弁22の後に設けられている一方向弁24、およびCO₂吸収器のすぐあとにて吸気管６中に設けられている別の一方向弁23は、基本的には循環ガスを方向づけるために設けられている。少量のガスが排気ガスとしてシステムから排出されている。さらに、多くのモニター（たとえば、吸い口に配置された検知手段を有していてガスの濃度を示すガスモニター26、酸素モニター32、およびCO₂モニター34）が設けられており、それぞれの検知手段36と37が、CO₂吸収器20の後にて吸気管中に配置されている。図２に示されている種類の従来技術のシステムには、ソーダ石灰を活性剤として収容しているCO₂吸収器ユニットが組み込まれている。このタイプの従来技術システムについてさらなる詳細を調べるには、Adriani による著書を参照のこと。図３を参照すると、本発明による再生用CO2吸収器デバイス（a regenerative CO₂ absorber device）が示されている。本発明の吸収器は、システムに大幅な変化ももたらすことなく、図２のシステムにおいて使用することができる。吸収器ユニット20は、金属もしくはプラスチック材料で造られた容器またはキャニスター38を含み、蓋40が設けられている。容器38には、入口部材39（麻酔システムの呼気管16に連結可能）と出口部材41（前記システムの吸気管６に連結可能）が組み込まれている。第１の実施態様では、キャニスターに単にイオン交換樹脂42が、実質的に均一なサイズの小さな球状ビーズまたは粒体の形態で充填されている。 CO₂吸収の化学を考慮すると、アニオン型のイオン交換体が好ましい。好ましい組成物は、架橋アクリルポリマー支持体上に第三級アミンを含んだ弱アニオン交換体である。このようなイオン交換体はよく知られていて市販されており、したがって本発明の一部を形成しない。第２の実施態様においては、カセットまたはカートリッジ44の内部にイオン交換体ビーズが配置されていて、図４に示すように、このカセットが前記キャニスター38の内部に取り外し可能な仕方で取り付けられている。カセット44は、金属製または適切な物質（たとえばポリプロピレン）で造られたシリンダー45で構成されていてもよい。このような物質の求められる重要な性質は、少なくとも120 〜130℃の温度〔再生工程時にこのような温度に達する（後述）〕に耐えることができなければならない、ということである。イオン交換体の粒子またはビーズ 42をカセット44の内部に収容するために、たとえば焼結したポリプロピレンもしくは金属で造られたメッシュ46の形態のカバーが取り付けられている。スチームや他のガスの透過を可能にする他の物質も使用することができる。図４に示すように、キャニスターには、キャニスターの一部に対して蝶番式に動かすことのできる蓋40が取り付けられている。当然のことながら、蓋は他の手段（たとえば、ねじ山やクランプなど）によって固定することができる。さらに、キャニスターと蓋との間に適切なシール手段が設けられなければならない（たとえば、キャニスターの周縁に沿ってはめ込んだＯリング）。好ましい実施態様においては、キャニスター38は比較的幅が広く、したがって流れ抵抗が低い。キャニスターは、約２kgのイオン交換体を収容できる容量を有していなければならない。当然のことながら、この容量に制約はないが、特定の用途にも適用できるものでなければならない。理解しておかなければならないことは、イオン交換体ビーズのサイズが吸収器ユニット中の流れ抵抗に影響を及ぼすということである。しかしながら、当業者が、特定のビーズサイズに対しての寸法およびイオン交換体の量を考慮してキャニスターを設計することは通常のやり方である。適切なイオン交換体に関しては、一般には、弱塩基性のアニオン交換樹脂が、本発明における吸収剤（absorber agent）として適切である。このような樹脂では、第一級、第二級、および／または第三級の官能性活性アミン基がポリマーマトリックスに結合している。ポリマーマトリックスは一般には、ポリスチレン、ポリスチレン−ジビニルベンゼンコポリマー、フェノール−ホルムアルデヒド、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸−ジビニルベンセンコポリマー、またはエポキシタイプのポリマーであってよい。これらの樹脂の多くは市販されていて、本発明において使用できるが、応用可能性の程度は異なる。特に、マクロ孔質イオン交換体樹脂が適切である。なぜなら、これらの樹脂は活性表面が大きく、良好な流れ特性を示すからである。こうしたマクロ孔質は、ポリマーマトリックスによってもたらされる。活性基がポリアミン官能価を示し、少なくとも１つの第二級アミン窒素原子を有する樹脂を含めて、二酸化炭素に対する極めて高い親和性と二酸化炭素を吸収する能力を有する好ましい弱塩基性のアニオン交換樹脂は、吸収特性を実質的に低下させることなく繰り返し再生することができる。このような物質は、それぞれ付加ポリマー（addition polymer）及び縮合ポリマー（condensation polymer ）と１つの第二級アミン窒素原子を有する多官能アミン（たとえば、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、およびテトラエチレンペンタミンなど）との反応によって製造される。このような好ましい樹脂はポリアクリル酸−ポリアミン樹脂を含み、これらの樹脂は米国特許第2,582,194号の開示内容にしたがって製造され、またエポキシ−ポリアミン樹脂は通常、キシレン等の溶媒中にてエポキシ樹脂とポリアミンとの反応により製造される。ゲル樹脂タイプ（gel resin type）のポリスチレン−ジビニルベンゼンコポリマーはポリアミン官能基を有しており、吸収剤として特に有用である。このタイプの樹脂は、クロロメチレン(クロロメチル化)−スチレンジビニルベンゼンコポリマーとアミン（たとえばジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、および他の多官能アミン）との反応により製造することができる。各クロロメチレン基に対してそれぞれ等モル量および過剰量のアミンにより、たとえばジエチレントリアミンを使用する下記の反応のように、クロロメチレン基とアミン基との縮合が引き起こされる。アミンの割合が等モル比の約１/２であるときは、下記の式で示されているような縮合により、１つのさらなる架橋が生成し、本質的に１つの第二級アミン官能価が残存する。このタイプの樹脂の二酸化炭素容量はイオン交換容量に関連しており、イオン交換容量を改良するための通常の方法により、動的な二酸化炭素容量も改良される。適切な多孔性を得るためには、約10％未満（好ましくは３〜５％）のジビニルベンゼンを含有するコポリマーを使用するのが好ましい。アンバーライト（Am berlite）IR-45〔クロロメチレン−ポリスチレン−ジビニルベンゼンコポリマー（クロロメチル化ポリスチレン−ジビニルベンゼンコポリマー）〕（これにジエチレントリアミンを加える）が、このタイプの代表的な市販樹脂である。バイエル社から市販の他の適切な弱塩基性アニオン交換物質の例としては、レワチット（Lewatit）イオン交換物質であるS3428、S4328、S5428、及びS6328がある。レワチット系のイオン交換体は第三級アミンであり、第三級アミンは、より容易に分解を起こす第一級アミンおよび第二級アミンとは対照的に安定である。市販の他の適切な製品は、ローム＆ハース社から市販のアンバーライトIRA67 である。しかしながら、実際にはいかなるアニオン交換体も本発明に使用することができ、ある交換体は、CO₂を吸収する能力、使用時の安定性、および再生を受けることのできる能力という点において、他の交換体より優れた性能を有する。アニオン交換体の使用に関連して起こりうる１つの危険因子は、アニオン交換体が微量の遊離アミンを放出するということであり、このことは健康面で危険性があることを意味している。放出されたアミンを吸気ガスの流れから取り除くために、流路中にカチオン交換体を組み込むことができる。別の容器にカチオン交換体が組み込まれている吸収器ユニットの１つの実施態様を図８に示す。２つのタイプのイオン交換体をこのように分けることによって、実際に使用済みとなった物質だけを交換することができるようになる。図５においては、１つのキャニスター38中に収容されたアニオン交換体42と、別のキャニスター50中に収容されたカチオン交換体48とを含む吸収器ユニットの実施態様が開示されており、このときキャニスター38とキャニスター50は、管52 を介して直列に連結されている。前述したようにアニオン交換体から放出される微量の遊離アミンを取り除くことができるように、カチオンユニットがアニオンユニットの下流に連結されている。しかしながら、カチオン交換体とアニオン交換体を同じ容器内に配置することも可能である。このような場合においては、２つのタイプのイオン交換体を、セパレーター手段43（図４において点線で示されている）（たとえば、前述のようなメッシュ、あるいは他のガス透過性物質で造られたメッシュ）で隔離された別々の層中に配置することができる。さらに、アニオン交換体とカチオン交換体をキャニスター中に均一に混合することも考えられる。当然ながら、図５に示されている実施態様は、構成が複雑であるためによりコストがかかるが、カチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂を別々に再生できるという利点を有する。カチオン交換体の量は、アニオン交換体の量の1/10〜両方のタイプの等量までであってよい。イオン交換体はさらに、指示薬（たとえば、色をPHの関数として変化させる染料）を含有してもよい。メチルオレンジ、フェノールフタレイン、およびエチルバイオレットが指示薬の例であり、これらの指示薬は、イオン交換体が実質的に使用し尽くされた時点を明示する（Adriani p176および米国特許第5,005,572号を参照）。当業者であれば、他の適切な指示薬を容易に見いだすことができ、本発明のシステムがどのような成分で構成されているかがわかる。さて、吸収器ユニットの再生を、図６と図７（インライン再生システムの２つの実施態様が示されている）および図８（再生のための“独立型”装置が示されている）を参照しつつ説明する。再生は、イオン交換樹脂上に吸収された二酸化炭素を除去することによって行われ、種々の方法にしたがって実施することができる。湿潤再生は塩基（例えば水酸化ナトリウム水溶液）を吸収剤床に通すことを含み、これによって二酸化炭素が、水中に溶解した重炭酸ナトリウムの形で除去される。他の塩基もおそらく、イオン交換物質の湿潤再生用に使用することができるであろう。さらに加熱による再生も考えられ、この場合は、イオン交換物質が内部もしくは外部の加熱源によって加熱され、供給されたガスがイオン交換体床を通る。再生はさらに、低下した圧力すなわち減圧をイオン交換体物質に施すことによっても達成することができ、このとき前記イオン交換体を加熱する場合も、加熱しない場合もある。現時点での好ましい方法は、吸収剤にスチームを通すという方法である。図６を参照すると、３つの吸収器ユニット20a、20b、および20cを含む、麻酔システムと直列状態にある再生用のセットアップが示されている。これらのユニットは、管を介して２つの弁（それぞれ54と56）に並列状態にて連結されている。弁54は各吸収器ユニットの下流側に、そして弁56は上流側に連結されている。スチーム発生装置58が組み込まれていて、弁56に連結されている。弁54の箇所64 と、弁56の箇所66に、それぞれ管60と62が取り付けられており、このセットアップがさらに麻酔システム（たとえば図２に示すシステム）に連結されている（この場合、セットアップが吸収器ユニット20に置き換わっている）。弁54と56は、２つの別個の流れが同時に起こる２つの類似した５ポート弁であり、スチームの第１の再生用流れが、スチーム発生器58から生じて、ベント68にて排出され、そして麻酔ガスの第２の流れが入口70から流入し、出口72から出ていく。弁54と56 は、麻酔実施時の同時的な再生と使用に必要とされる、流路のあらゆる可能な組合せが得られるように調節が可能である。図６のシステムの吸収器ユニットはそれぞれ、３つの異なったモード（すなわち使用モード、再生モード、および待機モード）で操作することができる。図６においては、スチーム発生器58からの再生用スチームを入口74に通して、入口74に連結されている吸収器ユニット20a中のイオン交換体樹脂を再生させるようなポジションに弁をスイッチングする。別の吸収器ユニット20bは、それぞれ弁出口76と弁入口78を介して前記吸収剤が使用されている麻酔システムに連結されており、このとき麻酔ガスは箇所80において吸収器ユニット20bに流入する。箇所82にて弁54に、そして箇所84にて弁56に連結されているユニット20c（既にイオン交換樹脂が再生されている）は、両方の流れから閉じられていて、待機モードにて予備状態にある。したがって、弁54と56 を適切にセットすることによって、吸収器ユニットを、再生モード、使用モード、および待機モードに相互交換可能な形で連結することができる。図７は、使用モードと再生モードに交互に連結できる２つだけの吸収器ユニットを含むこと以外は、上記と類似の再生用セットアップを示している。このセットアップは、図６のセットアップと同じような高い安全性は得られないものの、複雑さが軽減し、しかもより小型化される。同様に、１つ以上の機能を並列にて、あるいは同じ又は異なったモードで逐次的に有する４つ以上のユニットを上記のように構成することもできる。図８aと８bにおいては、分離型の再生デバイス86が、クローズド状態（図８a ）およびイオン交換体カセットが取り外された形のオープン状態（図８b）にて示されている。このデバイスは、加熱デバイス90を装備した水89用の第１の容器 88を含み、このとき前記88は、その頂部にてイオン交換物質42が再生のために配置される第２の容器38に連結されている。第２の容器の頂部に、排出管94を備えた出口92が設けられている。容器38は、吸収器ユニット20のキャニスターと実質的に同様に設計することができる。加熱は加熱制御手段96によって調節され、この加熱制御手段は、吸収剤容器の頂部に配置された温度センサー98と、容器88中の水89と接触した状態で組み込まれている第２の温度センサーとに連結されている。再生処理時においては、容器88の頭隙から進んでくるスチームが、入口100 にて吸収剤容器中に入り、イオン交換物質中を移動する。入口100を介して吸収剤容器中に流入したスチームは、イオン交換体物質を加熱し、イオン交換体物質中に温度フロントを形成し、このとき前記温度フロントは、イオン交換体物質中を徐々に上方に移動する。この温度フロントがイオン交換体物質の上表面に達すると、温度センサー98がフロントを検知して温度上昇を示し、したがって再生処理が完了したことがわかる。必要に応じて、排出管94を介して、再生デバイス86に減圧を施してもよい。減圧にすることによって水の沸点を低下させることができ、また沸点を20℃低下させることによって、イオン交換体物質の性能持続時間を４倍に延ばすことができると推定される。次に、本発明による麻酔方法について説明する。麻酔を行おうとする患者に麻酔のための標準的な準備処置を施すが、実際のところ、患者という観点からは、こうした処置に対する経験の差はないものと思われる。したがって、麻酔を実施しようとする患者に、麻酔薬を含有する適切な吸気ガス混合物を制御された速度にて供給する。プロセス中、患者への吸気ガスの制御された流れを保持するのに適した速度にて呼気ガスをポンプ送りする。呼気作用側から、患者からの呼気ガスの少なくとも一部を採り、これをイオン交換体に通してCO₂を実質的に除去する。次いで、この実質的にCO₂が除去されたガスを吸気ガスの流れに再循環させる。イオン交換体はアニオン交換体であるのが好ましい。前記呼気ガスはさらに、カチオン交換体に通すのが適切である。本発明の方法の好ましい実施態様においては、前記呼気ガスを、アニオン交換体から始めて、アニオン交換体とカチオン交換体に順次通す。本発明の方法は、請求項１〜８のいずれかに記載のデバイスを使用することによって行うのが最も好ましい。このように本発明を説明してきたが、本発明は多くの態様にて変えることができることは明らかであろう。このような変形が本発明の精神と範囲から逸脱しているとみなすべきではなく、当業者にとっては明らかであるようなこうした全ての変形や改良形は、請求の範囲に記載の範囲内に含まれる。

Claims

【特許請求の範囲】１．呼気ガスのための入口（39）とアウトプットガスのための出口（41）とを有する容器（38）、このときアウトプットガスは、呼気ガス中に含有されていたCO₂が実質的に除去されている；および CO₂を吸収する能力を有していて、ガスが前記イオン交換体を、前記入口（39）から前記出口（41）へと流れるように前記容器（38）中に配置されている弱塩基性アニオン交換体（42）；を含む、麻酔処置時に呼気ガスからCO₂を除去するための再生用吸収器デバイス（20）。２．イオン交換体が樹脂の床の形態で供給され、このとき前記樹脂が、好ましくは均一で球状のビーズとして供給される、請求項１記載のデバイス。３．イオン交換体が本質的に使用し尽くされた時点を視認できるように示すためのpH指示薬手段を含む、請求項１または２に記載のデバイス。４．カチオン交換体を含んださらなる床を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載のデバイス。５．床を隔離する仕切り（43）、たとえばフィルターまたはメッシュを含む、請求項４記載のデバイス。６．カチオン交換体（48）を収容していて、アニオン交換体を収容している前記容器の出口（41）に連結されている第２の容器を含む、請求項１記載のデバイス。７．前記イオン交換体が、取り外しできるように前記容器（38；38，50）中に配置されたカセット（45，46）の形で供給される、請求項１〜６のいずれか一項に記載のデバイス。８．前記カセット（45，46）が、少なくとも120〜130℃の範囲の温度に耐えることのできる物質で造られている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のデバイス。９．麻酔ガス供給手段（4，8）；患者に前記麻酔ガスを通すための、システムの吸気側に組み込まれた管手段（6）と、前記患者から呼気ガスを取り除くための、システムの呼気側に組み込まれた管手段（16）、このとき前記管手段（6，16）は、患者の口に挿入するための吸い口に連結されている；および呼気が前記吸収器を通って進路を変えることができるよう、またCO₂が除去された後に患者に戻されるよう、呼気側の管手段（16）と吸気側の管手段（6 ）とを相互連結するように配置されている、請求項１記載の少なくとも１つの CO₂吸収器（20）；を含む、麻酔のための再循環システム。 10．１つのCO₂吸収器ユニットがシステムにおいて作動状態にあるときに、少なくとも１つの他のCO₂吸収器ユニットが再生されつつあり、そして残りのCO₂ 吸収器ユニットが待機状態になっているように、多流路弁手段（54，56）によってシステムに並列に連結されている２つ以上のCO₂吸収器ユニット（20）を含む、請求項９記載のシステム。 11．多くのモニター、たとえば、前記吸い口（30）に配置された検知手段（ 28）を有するガスモニター（26）、酸素モニター（32）、およびCO₂モニター（3 4）をさらに含み、このとき前記検知手段が、CO₂吸収器（20）の後にて吸気管中に配置されている、請求項９または10のいずれかに記載のシステム。 12．必要に応じて減圧下にて、イオン交換体にスチームを通す工程を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の吸収器デバイスを再生する方法。 13．まだ容器中に存在しているか、あるいは容器から取り出されて別の再生器容器中に配置されているイオン交換体にアルカリ性媒質を通す工程を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の吸収器デバイスを再生する方法。 14．前記塩基が水酸化物、たとえば水酸化ナトリウムの水溶液である、請求項13記載の方法。 15．イオン交換体を加熱し、前記イオン交換体にガス状媒質を通し、そして遊離したCO₂を前記ガス状媒質と共に移送する工程を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の吸収器デバイスを再生する方法。 16． CO₂が遊離するよう、必要に応じて加熱して、イオン交換体を減圧条件にて処理する工程を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の吸収器デバイスを再生する方法。 17．請求項１〜８のいずれか一項に記載のCO₂吸収器ユニットの活性媒質を角生するための装置（86）であって、スチーム発生器手段（88，90，96，99）；前記スチーム発生器手段（88，90，96，99）からのスチームを前記活性媒質（42）に通すための手段（38，92，100；38，45，46，100）；および前記活性媒質が前記スチーム発生器からのスチームによって完全に浸透された時点を検知するための手段（98）；を含む前記装置。 18．再生処理時に前記活性媒質を容器中に密閉するための手段（38）を含み、このとき前記容器が、再生用スチームのための入口（100）と排出のための出口（92，94）を有する、請求項17記載の装置。 19．吸収器ユニット（18，30，32）の入口を前記スチーム発生器手段に直接連結し、そして前記ユニットの出口を排出手段に連結するための手段を含む、請求項17記載の装置。 20．前記検知手段（98）が、前記容器（20，28，40）中に密閉された前記活性媒質の上表面に組み込まれた温度センサーを含み、このとき前記温度センサー（98）は、前記活性媒質（42）の上表面での温度上昇を検知するように配置される、請求項17〜19のいずれか一項に記載の装置。 21．前記スチーム発生器が、水（89）用の容器、加熱手段（90）、および温度制御手段（96）を含む、請求項17〜20のいずれか一項に記載の装置。 22．装置中に減圧をもたらすための手段が組み込まれており、このとき前記減圧手段が排出手段（94）に連結されている、請求項17〜21のいずれか一項に記載の装置。 23．請求項17記載の再生のための装置と、選定された吸収器ユニット（20）を前記選定ユニットを再生するための前記装置に選択的に連結するための多流路弁手段（54，56）とを含む、請求項9〜11のいずれか一項に記載のシステム。 24．麻酔を行おうとする患者に、麻酔薬を含有する適切な吸気ガス混合物を制御された割合で供給する工程；患者への制御された吸気ガス流量を保持するために、呼気ガスを適切な割合でポンプ移送する工程；前記呼気ガスからCO₂を実質的に除去するために、前記呼気ガスの少なくとも一部をイオン交換体に通す工程；および CO₂が除去された呼気ガスを吸気ガスの流れに再循環させる工程；を含む麻酔法。 25．イオン交換体がアニオン交換体である、請求項24記載の麻酔法 26．前記呼気ガスをさらにカチオン交換体に通す、請求項25記載の麻酔法。 27．前記呼気ガスを、アニオン交換体から始めて、前記アニオン交換体と前記カチオン交換体とに順次通す、請求項28記載の麻酔法。 28．前記イオン交換体を請求項１〜８のいずれか一項に記載のデバイス中に配置する、請求項24〜27のいずれか一項に記載の麻酔法。