JPH1076011A - 流動ガスを混合するための方法及び装置 - Google Patents

流動ガスを混合するための方法及び装置

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JPH1076011A
JPH1076011A JP9214384A JP21438497A JPH1076011A JP H1076011 A JPH1076011 A JP H1076011A JP 9214384 A JP9214384 A JP 9214384A JP 21438497 A JP21438497 A JP 21438497A JP H1076011 A JPH1076011 A JP H1076011A
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gas
mixing
flow
points
concentration
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JP9214384A
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Goeran Rydgren
リイドグレン ジェラン
Lars Lindberg
リンドベリ ラルス
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Siemens Elema AB
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    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/12—Preparation of respiratory gases or vapours by mixing different gases
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2202/00—Special media to be introduced, removed or treated
    • A61M2202/02—Gases
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 患者へのＮＯの投与中に、ＮＯは呼吸ガス中
の酸素と反応してＮＯ２を形成する。ＮＯ２は有毒ガス
なので、このガスの生成を最小限にすることが重要であ
る。ＮＯとＯ２とを混合した場合にＮＯ２の初期量が生
成されるということを意味するＮＯのこれまでに知られ
ていなかった性質が見出された。しかし、ＮＯを複数の
混合点で添加した場合には、生成されたＮＯの全初期量
を減少させることができる。本発明は、この新規方法及
び混合方法を実施するための装置（４）に向けられる。 【解決手段】 この装置（４）は、供給されべきＮＯ含
有ガスを調節するための流量調節器（２０）、流量を分
配しかつ種々の混合点（２６Ａ〜２６Ｄ）に二次流を送
るための流量分配器（２４）を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＮＯの予め決定さ
れた濃度が最終的なガス混合物中のＮＯ２の最小限の生
成で達成されるように、ＮＯを含有している第１ガスと
Ｏ２を含有している第２ガスとの混合を包含する流動ガ
スを混合するための方法に関するものである。
【０００２】また、本発明は、ＮＯを含有している第１
ガスを供給する第１ガス供給源（６）及びＯ２を含有し
ている第２ガスを供給する第２ガス供給源（１２）に接
続可能である流動ガスを混合するための装置に関するも
のである。
【０００３】
【従来の技術】近年、ＮＯガスは、いろいろな種類の治
療法において幅広い関心を引き付けている。多数の肯定
的な効果は、僅かな量のＮＯが患者に気道を通して投与
される場合に見出されている。例えば、ＮＯは、平滑筋
の弛緩効果を有し、それによって酸素付加を改善させ、
かつ重症の肺疾患をもつ患者の場合に肺全体にわたって
血圧を低下させる。ＮＯによって示唆される効果のより
詳細な記述は、例えば国際特許出願公表第９２／１０２
２８号明細書及び米国特許第５４２７７９７号明細書に
提供されている。
【０００４】最終混合物が患者に引渡される前に、普
通、Ｎ２で希釈されるＮＯは、ボンベに供給され、引き
続いて呼吸ガス、普通、空気と酸素（Ｏ２）の混合物と
混合される。先行技術の体系の例は、欧州特許出願公開
第０６５９４４５号明細書及びスウェーデン特許第５０
２７２４号明細書に記載されている。
【０００５】ＮＯの最大の問題は、ＮＯが著しく反応性
のガスであり、僅かな濃度でさえもＯ２と反応してＮＯ
２ − 著しく有毒なガスを生成することである。呼吸
ガスはしばしばＯ２の高い濃度、典型的にＯ２ ５０〜
８０％を含有しているので、患者に引渡されるＮＯ２の
量を最少限にするために特別な方法が必要であることを
理解されるであろう。
【０００６】ＮＯを含有しているガスは、患者にできる
だけ接近して、まさに患者内部に供給されることが必要
である。しかしながら、このことは、２つのガスが完全
に混合されるための時間をもつことができず、不均質な
ガス混合物が肺の中へ運搬されうるという欠点を示唆し
ている。
【０００７】別の選択は、２つのガスが一定の速度で吸
気系統を通り過ぎて流れるように、連続的に２つのガス
を混合することであり、更に患者は、呼吸の度に、彼／
彼女の肺の中へ新鮮な混合物を吸込む。しかしながら、
この選択を実行することは、患者が十分な容量で自発的
な呼吸ができない場合には困難である。更に、多量のガ
スは消費され、かつＮＯを含有しているガスは、室内の
ＮＯ２の水準の上昇を回避するために排気されなくては
ならない。
【０００８】別の可能性は、常法でガスを混合すること
であり、患者の前方にＮＯ２吸収体又はＮＯ２フィルタ
ーを装備させることである。しかし、この場合の欠点
は、ＮＯの供給される濃度を決定することが困難である
ことである。吸収体は、飽和になり、それによってＮＯ
２を吸収するその能力が失われることを抑えるために監
視されなければならず、かつフィルターは、室内にＮＯ
２が漏れることを抑えるために配置されなければならな
い。
【０００９】今まで、ＮＯのＮＯ２への変換は、ＮＯ濃
度の２乗掛けるＯ２の水準掛ける時間（ｋ２＊（ＮＯ）
２＊Ｏ２＊ｔ）の割合で生じるものと考えられていた。
更に、少量のＮＯ２は、Ｏ２−ＮＯ混合物に存在しう
る。この量はＮＯ濃度（ｋ０＊ＮＯ）に比例する。
【００１０】しかしながら、最近、行われた実験によれ
ば、付加的な因子が開示されている。その際、ＮＯは、
ＮＯ濃度の２乗とＯ２濃度（ｋ１＊（ＮＯ）２＊Ｏ２）
にのみ比例する酸素との混合の瞬間に、ＮＯ２の初期生
成を生じる性質を有することが見出された。
【００１１】従って、ＮＯ２濃度を示す最終的な変換式
は、次のものである： ＮＯ２＝ｋ０＊ＮＯ＋ｋ１＊（ＮＯ）２＊Ｏ２＋ｋ２＊
（ＮＯ）２＊Ｏ２＊ｔ
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の１つの目的
は、それぞれＮＯ及びＯ２を含有している２つのガスが
混合される場合に、ＮＯ２の生成を最小限にする方法を
達成するために、最近、見出されたこのＮＯ２の生成の
現象を利用することである。
【００１３】本発明の別の目的は、それぞれＮＯ及びＯ
２を含有している２つのガスが混合される場合に、ＮＯ
２の生成を最小限にするように設計される装置を達成す
ることである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】１つのかかる方法は、本
発明によれば、第１ガスが少なくとも１つ、又は有利に
それ以上の互いに特定の距離で配置された混合点で第２
ガスに添加されることによって達成される。
【００１５】本発明による方法の実施態様は、請求項２
又は３の記載から明らかである。
【００１６】ＮＯを含有しているガスがＯ２を含有して
いるガスに添加される場合、新規に見出された特性によ
れば、ＮＯ２の生成への貢献は、減少させることができ
る。例えば、第１ガスがＮ２中にＮＯ １０００ｐｐｍ
を含有していると仮定する。この第１ガスは希釈されて
１００ｐｐｍの濃度を有する第２ガスが生成される場
合、ＮＯ２ ｋ１＊１００２ｐｐｍが初期に生成され
る。２つの混合点が使用される場合には、（それぞれの
点での）初期生成は、ＮＯ２ ｋ１＊５０２ｐｐｍとな
る。その後、全初期生成は、２＊（Ｋ１＊５０２）ｐｐ
ｍ、即ち、二分の一に初期ＮＯ２は減少される。
【００１７】装置は、本発明によれば、互いに特定の距
離で配置された少なくとも２つ、又はそれ以上の混合点
を介して、第１ガスが第２ガスに添加され、こうしてガ
スが混合されるように、設計されていることによって達
成される。
【００１８】本発明による装置の実施態様は、請求項５
から８までのいずれか１項に記載されている。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明による装置及び方法の１つ
の実施態様は、以下に著しく詳細に記載され、かつ図１
及び図２が参照される。
【００２０】患者１４にＮＯを投与するための系２は、
図１に示されている。この系２は、ガス供給源６から吸
気系統１０へ投与系統８を介して、ＮＯを含有している
ガスを投与するための装置４を有している。
【００２１】吸気系統１０は、ベンチレータ１２に接続
されており、このベンチレータから患者１４に呼吸ガス
を運搬する。このベンチレータ１２は、市場に存在して
いるベンチレータ、例えばスウェーデンのSolnaに在
る、シーメンス・エレマ社(Siemens-Elema)のセルボベ
ンチレータ(Servo Ventilator)３００であることができ
る。
【００２２】患者によって吐息された空気は、呼気系統
１６中のベンチレータ１２に返送される。
【００２３】図２が示すように、装置４は、ガス供給源
６と結合されたガスコネクタ１８、及び患者１４に供給
される最終混合物中の予め定義されたＮＯ濃度を達成す
るのに必要とされる流量を調節するための流量調節器２
０を有している。流量調節器２０は、制御装置２２によ
って制御される。図中の矢印によって示されているよう
に、この制御装置２２は、吸気系統１０中の呼吸ガスの
流量の情報を受け取り、その後受け取った流量値及び予
め定義された濃度の参照値に従って流量調節器２０を制
御する。公知の方法で、呼吸ガスの流量は、ベンチレー
タ１２又は別個の流量計（図では示されていない）から
得られることができる。
【００２４】投与される流れは、吸気系統１０へ第１の
混合点２６Ａ、第２の混合点２６Ｂ、第３の混合点２６
Ｃ及び第４の混合点２６Ｄを介して、この流れを分配す
る流量分配器２４に運搬される。均質なガス混合物がそ
れぞれ新しい混合点２６Ｂ〜２６Ｄの前方で呼吸ガスの
流れの方向に達成されるように、混合点２６Ａ〜２６Ｄ
間の距離は選択される。混合点の数は変化させることが
できるが、しかし２〜１０個の混合点が適当である。多
すぎる混合点２６Ａ〜２６Ｄは、不必要に長い混合距離
となりうる。
【００２５】ＮＯは、等式 ＮＯ２＝ｋ０＊ＮＯ＋ｋ１＊（ＮＯ）２＊Ｏ２＋ｋ２＊
（ＮＯ）２＊Ｏ２＊ｔ ［式中、ｋ０〜ｋ２は定数であり、かつ第１の項は、ガ
ス供給源中のＮＯ２濃度を示すものであり、第２の項
は、ガスの混合物中のＮＯ２の初期生成を示すものであ
り、かつ第３の項はガスが混合されている場合に、時間
に依存したＮＯ２の生成を示すものである］に従ってＯ
２と反応し、ＮＯ２を生成するので、複数の混合点への
再分により、第２の項、即ち、ＮＯ２の初期生成が縮小
されることが実現されうる。
【００２６】ＮＯが、乳児、例えば呼吸の問題をもつ早
産の新生児に１．５ｍの長い吸気管を通して供給される
と仮定する。この場合、典型的な流量は、９０％の酸素
含量を有する１ｌ／ｍｉｎであり、かつＮＯ １００ｐ
ｐｍの投与量である。
【００２７】図２の場合のように、それぞれの混合点で
１０ｃｍずつ離れ、かつ同一の投与流量の４つの混合点
を用いた場合には、ＮＯ濃度は、最初の混合点２６Ａの
後で２５ｐｐｍ、第２の混合点２６Ｂの後で５０ｐｐ
ｍ、第３の混合点２６Ｃの後で７５ｐｐｍ、かつ第４の
混合点２６Ｄの後で１００ｐｐｍになる。最初の混合点
は、患者から１．５ｍ（及び他は、１．４ｍ、１．３ｍ
及び１．２ｍ）であり、ＮＯ２ ０．４３ｐｐｍ、０．
４２ｐｐｍ、０．４０ｐｐｍ及び０．３９ｐｐｍは、そ
れぞれの混合点で生成される。これは全体で１．６３ｐ
ｐｍの量になる。
【００２８】１．２ｍ、即ち最も短い距離で１つの混合
点でＮＯ １００ｐｐｍの導入は、ＮＯ２ ４．６９ｐ
ｐｍの生成となる。ＮＯ２の毒性を考慮して、この違い
は、特に重要である。
【００２９】導入は、吸気管中へ行う必要はなく、特殊
な混合室又はこれに類するもの中に行ってもよい。最も
重要なことは、混合が複数の混合点で起こり、かつ著し
く良好な結果が達成されるそれぞれの新しい混合点の前
に均質な混合が行われることである。
【００３０】混合点２６Ａ〜２６Ｄ間の距離は、一定で
ある必要はないが、変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】患者にＮＯを投与するためのベンチレータに接
続された装置を示す略図。
【図２】著しく詳細に装置自体を示す略図。
【符号の説明】
２ ＮＯを投与するための系、 ４ ＮＯを含有してい
るガスを投与するための装置、 ６ ガス供給源、 ８
投与系統、 １０ 吸気系統、 １２ ベンチレー
タ、 １４ 患者、 １６ 呼気系統、 １８ ガスコ
ネクタ、 ２０流量調節器、 ２２ 制御装置、 ２４
流量分配器、 ２６Ａ〜２６Ｄ 混合点

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＮＯの予め決定された濃度が最終的なガ
    ス混合物中のＮＯ２の最小限の生成で達成されるよう
    に、ＮＯを含有している第１ガスとＯ２を含有している
    第２ガスとの混合を包含する流動ガスを混合するための
    方法において、第１ガスが少なくとも１つ、又は有利に
    それ以上の互いに特定の距離で配置された混合点で、第
    ２ガスに添加されることを特徴とする、流動ガスを混合
    するための方法。
  2. 【請求項２】 第１ガスをそれぞれの混合点で同一の流
    速で添加する、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 第１ガスと第２ガスとの均質混合がガス
    の流れ方向でそれぞれの新しい混合点の前に達成される
    ように特定の距離を選択する、請求項１又は２に記載の
    方法。
  4. 【請求項４】 ＮＯを含有している第１ガスを供給する
    第１ガス供給源（６）及びＯ２を含有している第２ガス
    を供給する第２ガス供給源（１２）に接続可能である流
    動ガスを混合するための装置（４）において、互いに特
    定の距離で配置された少なくとも２つ、又はそれ以上の
    混合点を介して、第１ガスが第２ガスに添加され、こう
    してガスが混合されるように設計されていることを特徴
    とする、流動ガスを混合するための装置。
  5. 【請求項５】 装置（４）が、第１ガス供給源（６）か
    らの第１ガスの全流量を調節するための流量調節器（２
    ０）及び混合点（２６Ａ〜２６Ｄ）へ第１ガスの全流量
    を分配するための流量分配器（２４）を有している、請
    求項４に記載の装置。
  6. 【請求項６】 流量分配器（２４）が、第１ガスの同一
    の流量がそれぞれの混合点（２６Ａ〜２６Ｄ）に供給さ
    れるように、第１ガスの全流量を分配する、請求項５に
    記載の装置。
  7. 【請求項７】 第２ガスが少なくとも周期的に混合点を
    通り過ぎて流れ、かつ流量調節器が第２ガスの流量に従
    って、第１ガスの全流量を調節するように設計されてい
    る、請求項５又は６に記載の装置。
  8. 【請求項８】 装置（４）が、呼吸ガスへのＮＯの制御
    される添加のためのベンチレータ系（１２）と接続され
    るように設計されている、請求項４から７までのいずれ
    か１項に記載の装置。
JP9214384A 1996-08-12 1997-08-08 流動ガスを混合するための方法及び装置 Pending JPH1076011A (ja)

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