JPWO2015072152A1 - 一酸化炭素中毒解消装置ならびに当該一酸化炭素中毒解消装置を有する一酸化炭素中毒治療用上着および一酸化炭素中毒治療用カテーテル - Google Patents

一酸化炭素中毒解消装置ならびに当該一酸化炭素中毒解消装置を有する一酸化炭素中毒治療用上着および一酸化炭素中毒治療用カテーテル Download PDF

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Abstract

一酸化炭素中毒解消装置は、波長が６００〜７５０ｎｍの範囲内の光を出射する光出射部を有する。本発明の上着は、前身頃または後身頃の内側において、波長が６００〜７５０ｎｍの範囲内の光を出射する。本発明のカテーテルは、透光性の素材で形成された先端部を有し、複数の管腔を含むカテーテル本体と、先端部において、第１管腔内からカテーテル本体の外部に透過するように、波長が６００〜７５０ｎｍの光を出射する光出射部と、先端部の外周面に配置され、第２管腔と連通しており、拡張した状態で先端部を血流の下流に導くためのバルーンと、先端部の先端に配置され、第３管腔に挿通されたケーブルと接続した圧力センサーとを有する。

Description

本発明は、一酸化炭素中毒患者の治療に使用される一酸化炭素中毒解消装置ならびに当該一酸化炭素中毒解消装置を有する上着およびカテーテルに関する。
一酸化炭素中毒は、例えば火災などによる不完全燃焼時に発生する一酸化炭素を吸入することにより発症する。このように一酸化炭素中毒は、地域特異性がなく、全国各地で発症する可能性のある中毒症である。一酸化炭素中毒による死亡者は、国内で年間約２０００人あまりである。また、中毒症状が観察されない、潜在的な一酸化炭素中毒患者は、国内で数万人以上いるといわれている。
吸入された一酸化炭素は、血液中のヘモグロビンと結合して一酸化炭素結合ヘモグロビン（ＣＯ−Ｈｂ）となる。一酸化炭素のヘモグロビンに対する親和性は、酸素のヘモグロビンに対する親和性より、約２５０倍高いことが知られている。これにより、吸入された一酸化炭素は、酸素およびヘモグロビンが結合して酸素ヘモグロビン（Ｏ２−Ｈｂ）となるのを阻害する。また、ＣＯ−Ｈｂは、末梢組織においてＯ２−Ｈｂから酸素を放出することを阻害する。したがって、吸入した一酸化炭素は、ヘモグロビンの酸素運搬能力を低下させるとともに、組織低酸素症を発症させる（例えば、非特許文献１参照）。
一酸化炭素中毒の初期治療としては、酸素を吸入することによって一酸化炭素を速やかに体外に排出することが有効である。一酸化炭素中毒患者に酸素を吸入させる方法として、通常の呼吸により酸素を吸入する方法、高濃度酸素療法（例えば１００％酸素、１気圧）、高気圧酸素療法（例えば１００％酸素、２気圧）がある。酸素吸入による一酸化炭素の排出効果を血中の一酸化炭素濃度の半減期で比較すると、通常の呼吸では一酸化炭素の半減期は４時間であり、高濃度酸素療法では一酸化炭素の半減期は４０分であり、高気圧酸素療法では一酸化炭素の半減期は２３分である（非特許文献２参照）。このように、高気圧酸素療法は、一酸化炭素中毒の治療において、非常に有効な治療法であることがわかる。
ところで、献血液の代用品として、ヘモグロビン由来の人工酸素運搬媒体が知られている（例えば、特許文献１参照）。この人工酸素運搬媒体は、一酸化炭素を結合させた状態で保管する。一酸化炭素が結合した人工酸素運搬媒体は、大気下でも安定に存在するため、長期間保管することができる。一酸化炭素が結合した人工酸素運搬媒体は、可視光を照射することで一酸化炭素を解離させるとともに、酸素を結合させることで、一酸化炭素を酸素に置換して、酸素が結合した人工酸素運搬媒体として使用される。
特開２００７−０４５７１８号公報
高気圧酸素療法は、高気圧環境下（２気圧）で高濃度酸素（１００％酸素）を吸入させる必要があるため、大型の高気圧酸素治療装置を用いて行われる。しかしながら、高気圧酸素治療装置は、高価であり、かつ医師、看護師、技師らが治療に当たる必要があるため、全国でも設置されている医療施設が５０箇所程度に限られている。よって、一酸化炭素中毒患者に対して、全国的に適切な初期治療を迅速に行うことが非常に困難であった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、一酸化炭素中毒患者に対する効果的な初期治療を、各地の医療施設で安価な装置を用いて行うことができるようにする一酸化炭素中毒解消装置ならびに当該一酸化炭素中毒解消装置を有する上着およびカテーテルを提供することを目的とする。
上述したように、ヘモグロビン由来の人工酸素運搬媒体に結合させた一酸化炭素は、可視光を照射することで解離する。このことより、一酸化炭素中毒患者のＣＯ−Ｈｂに対しても光を照射することで、一酸化炭素を解離することができると考えられる。そこで、本発明者らは、ラットを用いてＣＯ−Ｈｂに光を照射した結果、ＣＯ−Ｈｂから一酸化炭素が解離することを見出した。さらに、一酸化炭素中毒患者の血液に対して、光を照射することで、ＣＯ−Ｈｂから一酸化炭素が解離することができると考えられる。しかしながら、上記したように、一酸化炭素とヘモグロビンは、親和性が高いため血液中で一酸化炭素を解離したとしても、酸素とヘモグロビンを結合させる前に、再び一酸化炭素とヘモグロビンが結合してしまうと考えられる。
そして、本発明者らは、上記知見に基づきさらに検討した結果、肺に流れ込む直前の血液に対して直接的または間接的に光を照射することが有用であることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の一酸化炭素中毒解消装置に関する。
［１］波長が６００〜７５０ｎｍの範囲内の光を出射する光出射部を有する、一酸化炭素中毒解消装置。
また、本発明は、以下の上着に関する。
［２］一酸化炭素中毒を解消するために一酸化炭素中毒の患者に光を照射するための上着であって、［１］に記載の一酸化炭素中毒解消装置を有し、前記光出射部は、前身頃の内側または後身頃の内側において、波長が６００〜７５０ｎｍの範囲内の光を出射する、上着。
［３］前記光出射部は、前記上着の外部に配置された光源から出射された光を一端から入射させ、入射した光を他端にある光出射領域から出射する複数の導光部材を含み、複数の前記光出射領域は、前記前身頃の内側または後身頃の内側に配置されている、［２］に記載の上着。
さらに、本発明は、以下のカテーテルに関する。
［４］一酸化炭素中毒の患者の血管内に挿入され、血液に対して光を照射するためのカテーテルであって、［１］に記載の一酸化炭素中毒解消装置を有し、前記光出射部は、前記カテーテルの先端において、波長が６００〜７５０ｎｍの範囲内の光を出射する、カテーテル。
［５］透光性の素材で形成された先端部を有し、第１管腔、第２管腔および第３管腔を含むカテーテル本体と、前記先端部において、前記第１管腔内から前記カテーテル本体の外部に透過するように、波長が６００〜７５０ｎｍの範囲内の光を出射する前記光出射部と、前記先端部の外周面に配置され、前記第２管腔と連通しており、拡張した状態で前記先端部を血流の下流に導くためのバルーンと、前記先端部の先端に配置され、前記第３管腔に挿通されたケーブルと接続しており、心臓または血管の内圧を測定する圧力センサーとを有する、［４］に記載のカテーテル。
［６］前記先端部は、前記カテーテル本体の先端から１０〜１５ｃｍまでの領域である、［５］に記載のカテーテル。
［７］前記光出射部から出射される光は、前記先端部の先端側、中央部および基端側の前記バルーンが配置されていない領域から前記カテーテル本体の外部に透過される、［５］または［６］に記載のカテーテル。
［８］前記光出射部は、前記カテーテル本体の外部に配置された光源から出射された光を一端から入射させ、入射した光を他端にある光出射領域から出射する複数の導光部材を含み、複数の前記光出射領域は、前記先端部の先端側、中央部および基端側に配置されている、［５］〜［７］のいずれかに記載のカテーテル。
［９］前記光出射部は、複数のＬＥＤを含み、前記複数のＬＥＤは、前記先端部の先端側、中央部および基端側に配置されている、［５］〜［７］のいずれかに記載のカテーテル。
［１０］前記光出射部から出射される光の強さは、１ｍＷ以上である、［４］〜［９］のいずれかに記載のカテーテル。
本発明によれば、地域特異性なく、一酸化炭素中毒患者に対する効果的な初期治療を安価に行うことができる。
図１は、実施の形態１に係るカテーテルの模式図である。 図２Ａ〜Ｃは、実施の形態１に係るカテーテルにおけるカテーテル本体の先端部の構成を示す図である。 図３Ａ〜Ｃは、光の波長と、一酸化炭素結合ヘモグロビンによる吸収エネルギーとの関係を示すグラフである。 図４Ａ〜Ｃは、実施の形態１の変形例に係るカテーテル本体の先端部の断面図である。 図５Ａ〜Ｃは、他の変形例に係るカテーテル本体の先端部の断面図である。 図６Ａ〜Ｃは、実施の形態２に係るカテーテルの先端部の構成を示す図である。 図７Ａ〜Ｃは、実施の形態２の変形例に係るカテーテルの先端部の構成を示す図である。 図８Ａ、Ｂは、実施の形態３に係る上着の構成を示す図である。 図９Ａ、Ｂは、実施の形態３の変形例に係る上着の構成を示す図である。 図１０は、光の照射時間と、一酸化炭素結合ヘモグロビンの飽和度との関係を示すグラフである。 図１１は、光の照射時間と、一酸化炭素結合ヘモグロビンの飽和度との関係を示すグラフである。 図１２は、光の照射時間と、一酸化炭素結合ヘモグロビンの飽和度との関係を示すグラフである。 図１３は、光の照射時間と、一酸化炭素結合ヘモグロビンの飽和度との関係を示すグラフである。 図１４は、光の照射時間と、一酸化炭素結合ヘモグロビンの飽和度との関係を示すグラフである。
以下、添付した図面を参照して、本発明に係る一酸化炭素中毒解消装置について説明する。一酸化炭素中毒解消装置は、波長が６００〜７５０ｎｍの範囲内の光を出射する光出射部を有する。本発明に係る一酸化炭素中毒解消装置は、主に、急性期の一酸化炭素中毒患者の治療に用いられ、肺動脈を流れる血液に対して所定の波長の光を照射するものである。実施の形態１，２では、一酸化炭素中毒解消装置を有するカテーテルについて説明し、実施の形態３では、一酸化炭素中毒解消装置を有する上着について説明する。
［実施の形態１］
（カテーテルの構成）
以下、添付した図面を参照して、本発明に係るカテーテルについて詳細に説明する。本発明に係るカテーテルは、一酸化炭素中毒の患者の血管内に挿入され、血液に対して光を照射するためのカテーテルであって、肺動脈カテーテルと同様の手技で挿入することができる。よって、本発明に係るカテーテルは、例えば先端を右内頚静脈から挿入し、上大静脈、右心房、右心室、肺動脈と進行させる。そして、カテーテルの先端を肺動脈近傍に留置して、肺動脈を流れる血液に対して所定の波長の光を照射するものである。
図１，２は、本発明の実施の形態１に係るカテーテル１００の構成を示した図である。図１は、実施の形態１に係るカテーテル１００の模式図である。図２Ａは、カテーテル１００を先端側から見た図であり、図２Ｂは、図２Ａに示されるＡ−Ａ線の断面図であり、図２Ｃは、図２Ａに示されるＢ−Ｂ線の断面図である。
図１，２に示されるように、カテーテル１００は、カテーテル本体１２０、光出射部１４０、バルーン１６０および圧力センサー１８０を有する。
カテーテル本体１２０は、部分的に血管内に挿入され、血管の内部と血管の外部とを繋ぐ細長いチューブである。カテーテル本体１２０は、先端部１２１、第１管腔１２２、第２管腔１２３および第３管腔１２４を有する。カテーテル本体１２０は、所定の曲率で湾曲している（図１参照）。また、カテーテル本体１２０は、右内頚静脈から肺動脈までの経路を通ることができる程度に曲がる柔らかさを有していることが好ましい。これにより、カテーテル本体１２０の先端を、上大静脈、右心房、右心室、肺動脈と円滑に進行させることができる。カテーテル本体１２０の外周面は、例えばヘパリンコーティングが施されていてもよい。これにより、血管内において、カテーテル本体１２０の外周面に対する凝血の発生を抑制することができる。カテーテル本体１２０の外径は、カテーテル１００の先端を肺動脈に留置することができれば特に限定されない。カテーテル本体１２０の外径は、５Ｆｒ〜８Ｆｒ（約１．６ｍｍ〜２．６ｍｍ）程度である。
先端部１２１は、カテーテル本体１２０の先端領域である。先端部１２１には、所定の波長の光を出射する光出射部１４０の光出射領域１４３が配置される。先端部１２１は、カテーテル本体１２０の先端から基端に向かって１０〜１５ｃｍの範囲内の領域である。
先端部１２１の材料は、所定の波長の光を透過させることができれば、特に限定されない。先端部１２１の材料は、例えばポリ塩化ビニルやポリウレタン樹脂である。なお、本実施の形態では、先端部１２１を含むカテーテル本体１２０の全体が透光性のポリ塩化ビニルやポリウレタン樹脂で形成されている。よって、本実施の形態では、先端部１２１を含むカテーテル本体１２０の全体は、右内頚静脈から肺動脈までの経路を通ることができる程度に曲がる柔らかさ（しなやかさ）を有していることが好ましい。
第１管腔１２２、第２管腔１２３および第３管腔１２４の径方向の断面の大きさや断面形状は、特に限定されない。本実施の形態では、第１管腔１２２、第２管腔１２３および第３管腔１２４の径方向の断面の大きさは、それぞれカテーテル本体１２０の径方向の断面の大きさの１／３程度の大きさである。また、本実施の形態では、第１管腔１２２、第２管腔１２３および第３管腔１２４の径方向の断面形状は、円を３等分したような扇形状である。
第１管腔１２２には、導光部材１４１が配置される。カテーテル本体１２０における第１管腔１２２の先端は閉塞している。これにより、血液が第１管腔１２２内に流入することがない。
第２管腔１２３は、バルーン１６０へ供給される気体の流路である。第２管腔１２３の内腔は、第２管腔１２３の内壁に設けられた貫通孔１２６によりバルーン１６０と連通している。カテーテル本体１２０における第２管腔１２３の先端も閉塞している。これにより、血液が第２管腔１２３内に流入することがない。
第３管腔１２４には、圧力センサー１８０に接続されたケーブル１２７が配置される。また、第３管腔１２４の先端には、圧力センサー１８０が埋め込まれている。カテーテル本体１２０における第３管腔１２４の先端も閉塞している。これにより、血液が第３管腔１２４内に流入することがない。
カテーテル本体１２０の基端には、コネクター１３０を介して導光部材用ルーメン１３１、バルーン用ルーメン１３２および圧力センサー用ルーメン１３３がそれぞれ接続されている。導光部材用ルーメン１３１、バルーン用ルーメン１３２および圧力センサー用ルーメン１３３は、中空のチューブである。
導光部材用ルーメン１３１には、導光部材１４１が配置される。導光部材用ルーメン１３１の一端はコネクター１３０において第１管腔１２２と接続されており、他端は光源用コネクター１３４に接続されている。光源用コネクター１３４は、導光部材１４１および光源１４２を光学的に接続する。
バルーン用ルーメン１３２は、バルーン１６０へ供給される気体の流路である。バルーン用ルーメン１３２の一端はコネクター１３０において第２管腔１２３と接続されており、他端はバルーン拡張用バルブ１３５に接続されている。バルーン拡張用バルブ１３５には、バルーン１６０に入る容量に適した容量のシリンジ１３６のみを接続することができるようになっている。
圧力センサー用ルーメン１３３には、圧力センサー１８０に接続されたケーブル１２７が配置される。圧力センサー用ルーメン１３３の一端はコネクター１３０において第３管腔１２４と接続されており、他端は図示しないモニターに接続する接続コネクター１３７に接続されている。接続コネクター１３７は、ケーブル１２７とモニターを電気的に接続する。
光出射部１４０は、カテーテル本体１２０の先端部１２１（先端）においてカテーテル本体１２０の内部から外部に向かって光を照射する。後述するように、カテーテル１００は、カテーテル本体１２０の先端が血液中に留置して使用される。このとき、血管内に留置された部分が発熱すると、血液の成分が変性してしまうため、カテーテル１００の血管内に留置される領域は、発熱しないことが好ましい。光出射部１４０の構成は、カテーテル１００の血管内に留置される領域が発熱しなければ特に限定されない。本実施の形態では、光出射部１４０は、導光部材１４１および光源１４２を有する。
導光部材１４１は、光源１４２から出射された光を一端から入射させ、先端部１２１において先端から出射する。導光部材１４１は、カテーテル本体１２０の第１管腔１２２、コネクター１３０および導光部材用ルーメン１３１にわたって配置されている。導光部材１４１は、上記の機能を発揮し、かつ使用時において、右内頚静脈から肺動脈までの経路を通ることができる程度に曲がる柔らかさを有していることが好ましい。導光部材１４１の例には、光ファイバーや石英ファイバーなどが含まれる。本実施の形態では、導光部材１４１は光ファイバーであり、導光部材１４１の光出射領域１４３は、カテーテル本体１２０の先端に配置されている（図２Ｂ参照）。
本発明者らは、導光部材１４１の光出射領域１４３（先端）から出射すべき光の波長を検討した。吸収体としてＣＯ−Ｈｂ、Ｏ２−Ｈｂ、Ｈｂおよび水を含む生体組織（媒質）中における光の伝播をモンテカルロ法により解析した。なお、散乱係数に関しては、Steven L Jacques, "Optical properties of biological tissues : a review", Phys. Med. Biol. 58, 2013, pp.R37-R61.を参考にし、吸収係数に関しては、W. G. Zijlstra, A. Buursma, O. W. Van Assendelft, Visible and near infrared absorption spectra of human and animal Haemoglobin determination and application, 2000, pp.58-59.、W. G. Zijistra, A. Buursms, W. P. Meeuwsen, “Absorption Spectra of Human Fetal and Adult Oxyhemoglobin, De-Oxyhemoglobin, Carboxyhemoglobin, and Methemoglobin”, CLINICAL CHEMISTRY, Vol. 37, 9, 1991, pp.1633-1638.を参考に検討した。モンテカルロ法により解析した結果を図３に示す。
図３Ａは、照射した光の波長と、組織を透過させずに血管内のＣＯ−Ｈｂにより吸収された光エネルギーとの関係を示すグラフであり、図３Ｂは、照射した光の波長と、５ｍｍの組織を透過した後に血管内のＣＯ−Ｈｂにより吸収された光エネルギーとの関係を示すグラフであり、図３Ｃは、照射した光の波長と、１０ｍｍの組織を透過した後に血管内のＣＯ−Ｈｂにより吸収された光エネルギーとの関係を示すグラフである。図３Ａ〜Ｃの横軸は、照射した光の波長（ｎｍ）を示しており、縦軸は、血管内のＣＯ−Ｈｂにより吸収された光エネルギー（ａ.ｕ.）を示している。なお、各グラフにおいて、縦軸の数値が大きく異なるのは、透過した組織の厚さに依存している。
図３Ａ〜Ｃに示されるように、浸透深さ（光強度が１／ｅになる深さ）が１〜２ｍｍ以上となる光の波長は、６００ｎｍ以上であることが明らかになった。また、血管内や毛細血管床のより多くの血液に伝播できる光は、６００〜１０００ｎｍ程度の波長の光であることが明らかになった。また、波長が短く強い光を照射した場合、照射面から１ｍｍ程度までの距離に存在する血液に光エネルギーが集中して吸収されるため、血球が熱損傷を受ける可能性も推察された。
一方、ＣＯ−Ｈｂに光エネルギーをより多く吸収させるためには、ＣＯ−Ｈｂへの吸収がある程度大きい必要がある。ＣＯ−Ｈｂへの吸収がある程度大きい光の波長は、以前よりいくつかの研究によって測定されている文献値を利用した。その結果、７５０ｎｍ以上の波長の光は、ＣＯ−Ｈｂへの吸収が少なく、十分にエネルギーが伝達されないことが示唆された。これらにより、広範囲に光エネルギーが伝播し、かつ光エネルギーがＣＯ−Ｈｂに効率よく吸収される波長は、６００〜７５０ｎｍの範囲内が適していることがわかった。その一例として、６８０ｎｍの波長の光は、１〜２ｍｍの浸透深さと、０．０１／ｍｍ程度の吸収係数とを有し、比較的深部の血液まで作用させることも期待されるため、後述の実験に使用した。以上のように、６００〜７５０ｎｍの範囲内の波長を含む光は、ＣＯ−Ｈｂ（一酸化炭素ヘモグロビン）から一酸化炭素を有効に解離させることができる。よって、導光部材１４１の光出射領域１４３（先端）から出射される光は、６００〜７５０ｎｍの範囲内の波長を含む光であることが好ましい。
光源１４２の種類は、特に限定されない。光源１４２の例には、ＬＥＤやコールドランプが含まれる。光源１４２から出射した光は、導光部材１４１の基端面から入射した後、内部を導光され、光出射領域１４３から出射される。光源１４２から出射される光の照射される血液における照度は、ＣＯ−Ｈｂから一酸化炭素を解離することができれば特に限定されない。本実施の形態では、照射される血液における照度が１０万ｌｕｘ以上であることが好ましい。光の照度が１０万ｌｕｘ未満の場合、ＣＯ−Ｈｂから一酸化炭素が解離しないおそれがある。なお、光出射領域１４３から出射される光の強さは、生体に影響を与えない程度であることが好ましい。具体的には、光出射領域１４３から出射される光の強さは、１ｍＷ以上であることが好ましい。光出射領域１４３から出射される光の強さが１ｍＷ未満の場合、ＣＯ−Ｈｂから一酸化炭素が解離しないおそれがある。
バルーン１６０は、カテーテル本体１２０の先端を血流の下流に導く。バルーン１６０は、カテーテル本体１２０の先端部分の外周面の一部を囲うように配置されている。バルーン１６０の容量は、特に限定されないが、通常０．７ｍＬ〜１．５ｍＬ程度である。また、バルーン１６０の素材は、特に限定されないが、通常天然ゴムなどである。シリンジ１３６のプランジャを押し出すと、シリンジ１３６内の気体がバルーン用ルーメン１３２、コネクター１３０および第２管腔１２３を通って、バルーン１６０内に流入しバルーン１６０が拡張する。
圧力センサー１８０は、先端部１２１の先端に配置されており、心臓または血管の内圧を検知して、カテーテル１００の先端の位置を示す目安となる。圧力センサー１８０は、ケーブル１２７と接続されている。
本発明者らは、ＣＯ−Ｈｂに対して特定の波長を含む光を照射することで、ＣＯ−Ｈｂから一酸化炭素を有効に脱離することができることを見出した。生体内における全身からの血液は、右心房から心臓に入って、右心室から肺に流入する。肺では、心臓から送られてきた血液に含まれる二酸化炭素と、吸入によって得られた酸素とを交換する。よって、本発明者らは、肺に入る直前にＣＯ−Ｈｂから一酸化炭素を遊離させることができれば、肺の機能を利用して急性期の一酸化炭素中毒患者の体内から一酸化炭素を効率よく排出することができると考えた。しかしながら、体外から強い光を当てても肺に入る前の血液に効率よく光を照射することができない。したがって、光を出射する光出射領域１４３を体の内部に配置することが必要である。そこで、光出射領域１４３を、肺に入る直前の肺動脈まで挿入するカテーテル１００を用いることで、有効な一酸化炭素の排出を実現した。
（カテーテルの使用方法）
本発明に係るカテーテル１００は、例えば以下のように使用しうる。本発明のカテーテル１００は、肺動脈カテーテルであるため、例えば右内頚静脈から挿入する。まず、カテーテル１００の穿刺部位に局所麻酔を行う。その後、血管内にガイドワイヤーを挿入した後、ガイドワイヤーに沿わせてカテーテル１００を挿入する。一定距離カテーテル１００を挿入したら、バルーン１６０を膨らませる。そして、カテーテル１００の挿入は、カテーテル本体１２０の先端に配置した圧力センサー１８０による血管および心内圧をモニタリングしながら行う。カテーテル１００の先端は、バルーン１６０が血流に乗って、右心房、右心室、肺動脈の順番に進入する。なお、カテーテル１００の先端は、肺胞に近い位置に留置されることが好ましい。カテーテル１００の先端を所定の位置に留置した状態で、光出射領域１４３から６００〜７５０ｎｍの範囲内の波長を含む光を照射する。光の照射時間は、特に限定されない。光の照射時間は、患者の症状および血液中の一酸化炭素濃度により適宜調整する。
なお、本実施の形態では、光出射領域１４３をカテーテル本体１２０の先端側に配置したが、光出射領域１４３をバルーン１６０の基端よりカテーテル本体１２０の基端側に配置してもよいし（図４Ａ）、バルーン１６０に囲まれた位置に配置してもよい（図４Ｂ）。光出射領域１４３がカテーテル本体１２０の先端から１０〜１５ｃｍまでの領域であって、かつバルーン１６０が配置されていない領域である場合、光出射部１４０から出射された光がバルーン１６０に遮断されることがないため、ＣＯ−Ｈｂに効率よく光を照射することができ、ＣＯ−Ｈｂから効率よく一酸化炭素を解離することができる。さらに、導光部材１４１は、光出射領域１４３を複数有していてもよい（図４Ｃ）。この場合、光出射領域１４３は、導光部材１４１の外周面に複数配置されている。なお、本実施の形態では、光ファイバーの被覆材を部分的に剥離して、複数の光出射領域１４３を形成している。
また、本実施の形態では、光出射部１４０として光ファイバーおよび光源１４２を使用する例について説明したが、図５Ａに示されるように、光出射部１４０としてＬＥＤをカテーテル本体１２０の先端に配置してもよい。この場合、光出射部１４０は、ＬＥＤおよび電源を有する。ＬＥＤ（導光部材１４１）の光出射面（光出射領域１４３）は、カテーテル本体１２０の先端に配置されている。ＬＥＤは、図示しない電源と電気的に接続される。さらに、この場合もＬＥＤをバルーン１６０の基端よりカテーテル本体１２０の基端側に配置してもよいし（図５Ｂ）、バルーン１６０に囲まれた位置に配置してもよい（図５Ｃ）。
［実施の形態２］
実施の形態２に係るカテーテル２００は、カテーテル本体２２０などの構成が実施の形態１に係るカテーテル１００と異なる。そこで、実施の形態１に係るカテーテル１００と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
（カテーテルの構成）
図６は、実施の形態２に係るカテーテル２００の構成を示す図である。図６Ａは、カテーテル本体２２０を先端側から見た図であり、図６Ｂは、図６Ａに示されるＣ−Ｃ線の断面図である。図６Ｃは、導光部材１４１の他の配置の例を示している。
図６Ａに示されるように、実施の形態２に係るカテーテル２００のカテーテル本体２２０は、第１管腔２２２、第２管腔２２３および第３管腔２２４を有する。本実施の形態では、第１管腔２２２の径方向の断面の大きさは、カテーテル本体２２０の内腔の１／２の大きさである。また、第２管腔２２３および第３管腔２２４の径方向の断面の大きさは、それぞれカテーテル本体２２０の内腔の１／４の大きさである。
第１管腔２２２には、複数の導光部材１４１が配置されている。複数の導光部材１４１は、基端部で光源１４２と光学的に接続されている。図６Ｂに示されるように、複数の導光部材１４１は、先端部１２１の全体にわたって光出射領域１４３（端面）が位置するように配置されている。このとき、光出射領域１４３から出射される光は、先端部１２１の先端側、中央部および基端側からカテーテル本体の外部に透光される。また、図６Ｃに示されるように、光出射領域１４３から出射される光が先端部１２１の先端側、中央部および基端側のバルーンが配置されていない領域からカテーテル本体の外部に透光されるように、導光部材１４１を配置してもよい。
図７Ａ〜Ｃは、実施の形態２の変形例に係るカテーテル２００の先端部の構成を示す図である。図７Ａは、カテーテル本体２２０を先端側から見た図であり、図７Ｂは、図７Ａに示されるＤ−Ｄ線の断面図である。図７Ｃは、導光部材１４１の他の配置の例を示している。
また、図７に示されるように、複数の導光部材１４１とした複数の光ファイバーに変えて、複数のＬＥＤを有していてもよい。この場合、複数のＬＥＤ（導光部材１４１）は、先端部１２１の全体にわたって光出射領域１４３（出射面）が位置するように配置されている。このとき、光出射領域１４３から出射される光は、先端部１２１の先端側、中央部および基端側からカテーテル本体の外部に透光される。また、図７Ｃに示されるように、光出射領域１４３から出射される光が先端部１２１の先端側、中央部および基端側のバルーン１６０が配置されていない領域からカテーテル本体２２０の外部に透光されるように、ＬＥＤを配置してもよい。これらの場合、先端部１２１に配置されたＬＥＤは、直列に接続されており、図示しない電源と電気的に接続されている。このように、先端部１２１におけるバルーン１６０が配置されていない領域から光を出射させるようにすることで、血液に対して効率よく所定の波長の光を照射することができ、ＣＯ−Ｈｂから効率よく一酸化炭素を解離させることができる。また、導光部材１４１の数を削減することができる。
［実施の形態３］
（上着の構成）
以下、添付した図面を参照して、本発明に係る上着について説明する。本発明に係る上着は、一酸化炭素中毒を解消するために一酸化炭素中毒の患者に光を照射するための上着であって、ベスト、ワイシャツ、セーターなどの衣服と同様に着衣することができる。よって、本発明に係る上着は、着衣した状態で、体外から換気にあずかる肺血管床全体に対して所定の波長の光を照射するものである。なお、上着は、照射する光を血管内の血液にまで透過させる観点から、素肌の上に直接着ることが好ましい。
図８は、本発明の実施の形態３に係る上着３００の構成を示す図である。図８Ａは、上着３００の正面図であり、図８Ｂは、背面図である。
図８に示されるように、上着３００は、前身頃３２０と、後身頃３４０と、第１光出射部３６２、第２光出射部３６４および第３光出射部３６６を含む光出射部３６０とを有する。上着３００の形態は、特に限定されない。上着の形態の例には、前開き、前閉じ、袖あり、袖無し、またはこれらを組み合わせた衣服の形態などが含まれる。本実施の形態では、上着３００は、前開きで袖無しの衣服である。具体的には、前身頃３２０および後身頃３４０は、着衣したときの、右肩部、左肩部、右脇部および左脇部でそれぞれ接続されている。また、上着３００を着衣する場合には、右肩部および左肩部の間に位置する第１開口３０２に頭部を挿入し、右肩部と右脇部の間に位置する第２開口３０４に右腕を挿入し、左肩部と左脇部の間に位置する第３開口３０６に左腕を挿入する。また、衣服の素材も特に限定されない。衣服の素材の例には、綿、麻、ポリエステル、アクリル樹脂、ポリウレタン、レーヨンなどが含まれる。
前身頃３２０は、着衣したときに、着衣者からみて腹側（前方）に位置する。前身頃３２０には、第１光出射部３６２および第２光出射部３６４が配置されている。前身頃３２０の形態は、特に限定されない。前身頃３２０は、左右に分割されていてもよいし、分割されていなくてもよい。本実施の形態では、前身頃３２０は、左右に分割された第１前身頃３２２および第２前身頃３２４を有する。第１前身頃３２２および第２前身頃３２４は、ファスナー３８０により接続可能に構成されている。これにより、着衣者に対して簡単に上着３００を着脱させることができる。第１前身頃３２２は、着衣したときに左側に位置する。第１前身頃３２２には、第１光出射部３６２が配置されている。また、第２前身頃３２４は、着衣したときに右側に位置する。第２前身頃３２４には、第２光出射部３６４が配置されている。
後身頃３４０は、着衣したときに、着衣者からみて背側（後方）に位置する。後身頃３４０には、第３光出射部３６６が配置されている。
光出射部３６０は、上着３００の内側において胸部全体に向かって光を照射する。光出射部３６０は、第１光出射部３６２、第２光出射部３６４および第３光出射部３６６を有する。後述するように、上着３００は、着衣して使用されるが、光が出射する部分が発熱すると、着衣者が火傷してしまうため、着衣者に対向する領域は、発熱しないことが好ましい。第１光出射部３６２、第２光出射部３６４および第３光出射部３６６の構成は、着衣者に対向する領域が発熱しなければ特に限定されない。本実施の形態では、第１光出射部３６２は、複数の第１導光部材３６８と、第１光源３７０とを有する。また、第２光出射部３６４は、複数の第２導光部材３７２と、第２光源３７４とを有する。さらに、第３光出射部３６６は、複数の第３導光部材３７６と、第３光源３７８とを有する。
第１導光部材３６８、第２導光部材３７２および第３導光部材３７６は、前身頃３２０および後身頃３４０の外部に配置された第１光源３７０、第２光源３７４および第３光源３７８からそれぞれ出射された光を一端から入射させ、上着３００の内側において先端から光をそれぞれ出射する。第１導光部材３６８、第２導光部材３７２および第３導光部材３７６は、上着３００の内側に配置されている。第１導光部材３６８、第２導光部材３７２および第３導光部材３７６は、上記の機能を発揮し、かつ適度な柔らかさを有していることが好ましい。第１導光部材３６８、第２導光部材３７２および第３導光部材３７６の例には、光ファイバーや石英ファイバーなどが含まれる。本実施の形態では、第１導光部材３６８、第２導光部材３７２および第３導光部材３７６はそれぞれ光ファイバーである。なお、第１導光部材３６８、第２導光部材３７２および第３導光部材３７６は、後述の照射する光の照度を確保することができれば単数であってもよい。第１導光部材３６８は、第１前身頃３２２の内側に配置されており、第２導光部材３７２は、第２前身頃３２４の内側に配置されており、第３導光部材３７６は、後身頃３４０の内側にそれぞれ配置されている。また、第１導光部材３６８、第２導光部材３７２および第３導光部材３７６は、上着３００の内側の上部（着衣者の肺動脈に対応する位置の近傍）においてのみ先端から光をそれぞれ出射するように構成されていてもよい。
第１光源３７０、第２光源３７４および第３光源３７８の種類は、特に限定されない。第１光源３７０、第２光源３７４および第３光源３７８の例には、ＬＥＤやコールドランプが含まれる。第１光源３７０から出射した光は、第１導光部材３６８の基端面から入射した後、内部を導光され、第１光出射領域３８２から出射される。第２光源３７４から出射した光は、第２導光部材３７２の基端面から入射した後、内部を導光され、第２光出射領域３８４から出射される。第３光源３７８から出射した光は、第３導光部材３７６の基端面から入射した後、内部を導光され、第３光出射領域３８６から出射される。なお、光源は、単数であってもよい。この場合、１つの光源に、複数の第１導光部材３６８、複数の第２導光部材３７２および複数の第３導光部材３７６が光学的にそれぞれ接続される。
第１光源３７０、第２光源３７４および第３光源３７８から出射される光の照度は、ＣＯ−Ｈｂから一酸化炭素を解離することができれば特に限定されない。本実施の形態では、第１光源３７０、第２光源３７４および第３光源３７８から出射される光の照射される血液における照度は、１０万ｌｕｘ以上であることが好ましい。光の照度が１０万ｌｕｘ未満の場合、ＣＯ−Ｈｂから一酸化炭素が解離しないおそれがある。この場合、血液に照射される光の照射される血液における照度は、５０万ｌｕｘ程度である。
（上着の使用方法）
本発明に係る上着３００は、例えば以下のように使用しうる。本発明の上着３００は、通常の衣服と同様に、着衣者に着衣させることで、第１光出射領域３８２、第２光出射領域３８４、第３光出射領域３８６が所定の位置に配置される。この状態で第１光出射領域３８２、第２光出射領域３８４、第３光出射領域３８６から６００〜７５０ｎｍの範囲内の波長を含む光を照射する。光の照射時間は、特に限定されない。光の照射時間は、患者の症状および血液中の一酸化炭素濃度により適宜調整する。
図９Ａ，Ｂは、実施の形態３の変形例に係る上着４００の構成を示す図である。図９Ａは、上着４００の正面図であり、図９Ｂは、背面図である。
また、図９Ａ，Ｂに示されるように、複数の第１導光部材３６８、複数の第２導光部材３７２および複数の第３導光部材３７６とした複数の光ファイバーに変えて、複数のＬＥＤを有していてもよい。この場合、複数のＬＥＤ（導光部材３８８）は、上着３００の内部の全体にわたって光出射領域３９０（出射面）が位置するように配置されている。このとき、第１光出射領域３８２、第２光出射領域３８４、第３光出射領域３８６から出射される光は、着衣者の胸部全体に照射される。また、複数のＬＥＤ（導光部材３８８）の光出射領域３９０（出射面）は、上着３００の内側の上部（着衣者の肺動脈に対応する位置の近傍）においてのみ先端から光をそれぞれ出射するように構成されていてもよい。
なお、特に図示しないが、一酸化炭素中毒解消装置の他の例には、先端に光照射部を有するトロッカーなども含まれる。
また、本実施の形態では、前身頃３２０および後身頃３４０に光出射部３６０を有する上着３００について説明したが、前身頃３２０のみに光出射部３６０が配置されていてもよく、後身頃３４０のみに光出射部３６０が配置されていてもよい。
さらに、上着３００，４００は、ダウンジャケット様に構成されていてもよい。この場合、光出射領域が着衣者に密着するため、光を効率よく照射することができる。
この後の実験において示すように、本発明者は、ＣＯ−Ｈｂから一酸化炭素を有効に遊離させ、体内から排除することに利用できるカテーテル１００および上着３００を見出した。このため、本発明のカテーテル１００および／または上着３００は、一酸化炭素中毒を対象とする高濃度酸素療法、高気圧酸素療法、ジェットベンチレーションなどと併用して利用されることが期待される。
［実験１］
実験１では、一酸化炭素とヘモグロビン小胞体との結合に対する光照射の影響について調べた。
１．一酸化炭素結合ヘモグロビン小胞体（ＣＯ−ＨｂＶ）の調製
一酸化炭素結合ヘモグロビン小胞体（ＣＯ−ＨｂＶ）は、以下の方法により調製した。まず、ＨｂＶを調製した。ＨｂＶは、期限切れヒト濃厚赤血球製剤から精製したヘモグロビンをリン脂質二分子膜で被覆することで調製した。具体的には、生理食塩水に混合脂質粉末、ヘモグロビンを添加した液体を、特定の孔径を有するメンブレンフィルターに圧力をかけて透過させる方法（エクストルージョン法）により調製した。調製したＨｂＶにおける粒子径は２６２〜２６９ｎｍの範囲内であり、Ｈｂ濃度は１０．０〜１０．６ｇ／ｍＬの範囲内であり、脂質濃度は６．９〜７．２ｇ／ｍＬであり、Ｈｂの酸素飽和度は２３〜３５Ｔｏｒｒであった。次いで、ＨｂＶに対して一酸化炭素を１５ｍＬ／ｍｉｎで６０分間バブリングすることでＣＯ−ＨｂＶを調製した。
２．一酸化炭素とヘモグロビン小胞体との結合に対する光照射の影響
まず、ＣＯ−ＨｂＶから一酸化炭素が解離するかについて調べた。生後７周齢の雄性Sprague Dawley（ＳＤ）系ラット（体重２５５〜２８２ｇ）を１０匹準備した。各ラットに対して、循環血液の９０％相当量をサリンヘス（ＨＥＳ、６％ヒドロキシルエチルデンプン；杏林製薬株式会社）に置換した。また、各ラットの前胸部の皮下組織を露出させた。１０匹のラットを、５匹の光照射群と、５匹の非光照射群とに無作為に群分けした。次いで、上記の方法によって得られたＣＯ−ＨｂＶを２５ｍｌ／ｋｇとなるように、ラットに静脈内注射により投与した。ＣＯ−ＨｂＶの投与後、光源装置ＦＬＧ−２（照度：測定距離１００ｍｍで２７０００ｌｕｘ、１５０ｍｍで１２０００ｌｕｘ、２１５０万ｃｄ／ｍ２；協和光学工業株式会社）を用いて、光照射群のラットの前胸部に向かって４００〜１０００ｎｍの範囲の波長の光を照射した。光を照射後、０分、３０分、６０分および９０分後に、各ラットからそれぞれ動脈血を採血した。そして、採血した動脈血を用いて、各時間におけるＣＯ−ＨｂＶの飽和度を吸光度により調べた。
３．血液中の一酸化炭素飽和度の測定
（１）一酸化炭素飽和度測定の原理
一酸化炭素結合ヘモグロビン（ＣＯ−Ｈｂ）と、酸素結合ヘモグロビン（Ｏ２―Ｈｂ）とは、いずれも吸収極大を２つずつ有することが知られている。Ｏ２―Ｈｂは、ハイドロサルファイトを添加すると還元されて、単一の吸収極大を有する還元ヘモグロビン（Ｈｂ）となる。一方、ＣＯ−Ｈｂは、ハイドロサルファイトの添加により還元されない。よって、ハイドロサルファイトの添加後の試料の吸収スペクトルは、ＣＯ−ＨｂとＨｂとの合成スペクトルとなる。そして、血液中のＣＯ−Ｈｂが増加すると単一の吸収極大が減り、ＣＯ−Ｈｂ由来の吸収極大が増加するため、一酸化炭素飽和度は、吸光度比とＣＯ−Ｈｂの関係から定量することができる。
（２）一酸化炭素飽和度の算出方法
一酸化炭素飽和度は、光照射直後のＣＯ−Ｈｂ量（１００％）に対する、所定の時間経過後のＣＯ−Ｈｂ量として、吸光度により算出した。一酸化炭素飽和度の測定は、以下の方法により測定した。被検血液５０μＬに０．１％炭酸ナトリウム水溶液１０ｍＬを添加して、１５分放置して被検試料を準備した。次いで、被検試料について５００〜６００ｎｍの吸収スペクトルを測定した。被検試料のＣＯ−Ｈｂの吸収極大の一つは、５３８ｎｍであった。次いで、被検試料に対してハイドロサルファイナトリウムを添加して、再度、吸収スペクトルを測定した。Ｈｂの吸収極大は、５５５ｎｍであった。そして、被検試料の５３８ｎｍ（ＣＯ−Ｈｂの吸収極大の一つ）と、５５５ｎｍ（Ｈｂの吸収極大）の吸光度を測定した。最後に、Ｅ５３８／Ｅ５５５をＡｘとした。
被検血液に酸素をバブリング（例えば、０．５ｍＬ／分で３０分間）して酸素濃度が飽和したＣＯ−Ｈｂを含まない血液を調整した。なお、酸素のバブリング量は、被検血液の量により異なる。５０μＬに０．１％炭酸ナトリウム水溶液１０ｍＬを添加した血液希釈液１に、ハイドロサルファイナトリウムを添加して１５分放置して基準試料１を準備した。基準試料１について、５３８ｎｍ（ＣＯ−Ｈｂの吸収極大の一つ）および５５５ｎｍ（Ｈｂの吸収極大）の吸光度を測定した。次いで、Ｅ５３８／Ｅ５５５をＡ０とした。なお、Ａ０は、０．７８４であった。
光を照射した直後（光照射後０分）の血液５０μＬに０．１％炭酸ナトリウム水溶液１０ｍＬを添加した血液希釈液２に、ハイドロサルファイナトリウムを添加して１５分放置して基準試料２を準備した。基準試料２の５３８ｎｍ（ＣＯ−Ｈｂの吸収極大の一つ）と、５５５ｎｍ（Ｈｂの吸収極大）の吸光度を測定した。次いで、Ｅ５３８／Ｅ５５５をＡ１００とした。なお、Ａ１００は、１．１７であった。
最後に、（Ａｘ−Ａ０）／（Ａ１００−Ａ０）×１００により一酸化炭素飽和度（％）を算出した。
４．結果
図１０は、光の照射時間と血液中の一酸化炭素飽和度の関係を示したグラフである。図１０の横軸は、光の照射時間（分）を示している。また、縦軸は、ヘモグロビンに対する一酸化炭素飽和度（％）を示している。各照射時間における一酸化炭素飽和度は、５匹の平均値である。図１０における白丸のシンボルは、非光照射群の一酸化炭素飽和度を示しており、黒丸のシンボルは光（全波長；２１５０万ｃｄ／ｍ２）照射群の一酸化炭素飽和度を示している。
図１０に示されるように、全波長の光を照射したラットでは、光を照射しなかったラットと比較して、血液中の一酸化炭素飽和度が下がっていた。すなわち、ＣＯ−Ｈｂを有するラットの血液に全波長の光を照射すると、ヘモグロビンと一酸化炭素がより解離することがわかった。
［実験２］
実験２では、ヒト血液中における一酸化炭素とヒトヘモグロビンとの結合に対する照射する光の強さの影響について調べた。
１．一酸化炭素とヒトヘモグロビンとの結合に対する光照射の影響
まず、一酸化炭素中毒患者の成人男性から血液を採取した。採血した血液の一部に対して、照射される血液における照度が１０万ｌｕｘ、２０万ｌｕｘおよび５０万ｌｕｘとなるように光をそれぞれ照射した。光の照射後、０分、２分、４分、６分、８分、１０分、１２分、１４分、１６分、１８分および２０分後に血液の一部をそれぞれ分取して一酸化炭素飽和度を実験１と同様に調べた。なお、ヒトＣＯ−Ｈｂの吸収極大は５３８ｎｍおよび５６８ｎｍであり、ヒトＯ２−Ｈｂの吸収極大は５４０ｎｍおよび５７６ｎｍである。また、ヒトＨｂの吸収極大は、５５５ｎｍである。これらから算出したＡ０は、０．７８４であり、Ａ１００は、１．１７１であった。
２．結果
図１１は、光の照射時間と血液中の一酸化炭素飽和度の関係を示したグラフである。図１１の横軸は、光の照射時間（分）を示している。また、縦軸は、ヘモグロビンに対する一酸化炭素飽和度（％）を示している。図１１における白丸のシンボルは非光照射時の一酸化炭素飽和度を示しており、黒丸のシンボルは１０万ｌｕｘとなるように光を照射したときの一酸化炭素飽和度を示しており、白四角のシンボルは２０万ｌｕｘとなるように光を照射したときの一酸化炭素飽和度を示しており、黒四角のシンボルは５０万ｌｕｘとなるように光を照射したときの一酸化炭素飽和度を示している。
図１１に示されるように、ヒト血液中の一酸化炭素飽和度は、ＣＯ−Ｈｂに照射する光の強さが強くなるほど低く、かつＣＯ−Ｈｂへの照射時間が長くなるほど低かった。これにより、ＣＯ−Ｈｂの一酸化炭素は、照射する光の強さおよび照射時間に依存して、解離しやすいことがわかる。
［実験３］
実験３では、ヒト血液中における一酸化炭素とヒトヘモグロビンとの結合に対する照射する照射光の波長の影響について調べた。
１．一酸化炭素とヒトヘモグロビンとの結合に対する照射する照射光の波長の影響
実験１と同様に、一酸化炭素中毒患者の成人男性から血液を採取した。採血した血液の一部に対して、発光ダイオードを用いて波長が６８０ｎｍの光を照射した。光の照射後、０分、４分、８分、１２分、１６分、および２０分後に血液の一部をそれぞれ分取して一酸化炭素飽和度（％）を吸光度により調べた。
２．結果
図１２は、光の照射時間と血液中の一酸化炭素飽和度の関係を示したグラフである。図１２の横軸は、光の照射時間（分）を示している。また、縦軸は、ヘモグロビンに対する一酸化炭素飽和度（％）を示している。図１２における白丸のシンボルは全波長の光を照射したときの一酸化炭素飽和度を示しており、黒丸のシンボルは波長が６８０ｎｍの光を照射したときの一酸化炭素飽和度を示している。
図１２に示されるように、波長が６８０ｎｍの光は、全波長の光を照射した場合と比較して、ＣＯ−Ｈｂから一酸化炭素を効果的に解離させうることがわかる。なお、特に結果を示さないが、波長が６００〜７５０ｎｍの範囲内の光であれば、同様にＣＯ−Ｈｂから一酸化炭素を効果的に解離させうることもわかっている。
［実験４］
実験４では、ブタ血液中における一酸化炭素とヒトヘモグロビンとの結合に対する光照射の影響をin vitroで調べた。
ブタ血液に一酸化炭素を付加（純一酸化炭素ガス４．５Ｌを充填した袋に５０ｍＬのブタ血液を入れ十分撹拌し一酸化炭素を付加）して一酸化炭素濃度が飽和した血液を調整した。なお、一酸化炭素のバブリング量は、ブタ血液の量により異なる。調整した血液の一部に対して６０万ｌｕｘの照度となるように光を照射しながら酸素をバブリング（４０ｍＬ／分）した。また、調整した血液の他の一部に対して光を照射せずに酸素をバブリング（４０ｍＬ／分）した。光の照射後、０分、５分、１０分、１５分および２０分後に血液の一部をそれぞれ分取して一酸化炭素飽和度を実験１と同様に調べた。結果を図１３に示す。なお、Ａ０は、０．７８５であり、Ａ１００は、１．１５５であった。
図１３は、酸素のバブリングを開始してからの血液中の一酸化炭素飽和度の経過を示したグラフである。図１３の横軸は、経過時間（分）を示している。また、縦軸は、ヘモグロビンに対する一酸化炭素飽和度（％）を示している。図１３における白丸のシンボルは非光照射群の一酸化炭素飽和度を示しており、黒丸のシンボルは光（全波長；照射される血液における照度として６０万ｌｕｘ）照射群の一酸化炭素飽和度の経時的変化を示している。
図１３に示されるように、ブタ血液中における一酸化炭素飽和度は、光を照射しない場合（非光照射群）と比較して照射した方（光照射群）が低かった。また一酸化炭素の解離は、照射する光の照射時間に依存して、より解離することがわかった。
［実験５］
実験５では、イヌ血液中における一酸化炭素とヒトヘモグロビンとの結合に対する光照射の影響をin vitroで調べた。
イヌ血液に一酸化炭素を付加（純一酸化炭素ガス４．５Ｌを充填した袋に５０ｍＬのイヌ血液を入れ十分撹拌し一酸化炭素を付加）して一酸化炭素濃度が飽和した血液を調整した。調整した血液の一部に対して６０万ｌｕｘの照度で光を照射しながら酸素をバブリング（４０ｍＬ／分）した。また、調整した血液の他の一部に対して光を照射せずに酸素をバブリング（４０ｍＬ／分）した。光の照射後、０分、５分、１０分、１５分および２０分後に血液の一部をそれぞれ分取して一酸化炭素飽和度を実験１と同様に調べた。結果を図１４に示す。なお、Ａ０は、０．８１３であり、Ａ１００は、１．１４３であった。
図１４は、酸素のバブリングを開始してからのイヌ血液中の一酸化炭素飽和度の経過を示したグラフである。図１４の横軸は、経過時間（分）を示している。また、縦軸は、ヘモグロビンに対する一酸化炭素飽和度（％）を示している。図１４における白丸のシンボルは非光照射群の一酸化炭素飽和度を示しており、黒丸のシンボルは光（全波長；照射される血液における照度として６０万ｌｕｘ）照射群の一酸化炭素飽和度の経時的変化を示している。
図１４に示されるように、イヌ血液中における一酸化炭素飽和度は、光を照射しない場合（非光照射群）と比較して照射した方（光照射群）が低かった。また一酸化炭素の解離は、照射する光の照射時間に依存して、より解離することがわかった。
以上のように、ヒト血液、イヌ血液およびブタ血液を用いたin vitroの実験でも光を照射することでＣＯ−Ｈｂから一酸化炭素が解離することが観測されたことから、生体内においても、ＣＯ−Ｈｂに対して所定の波長の光を照射することで、ＣＯ−Ｈｂから一酸化炭素が解離することが推測される。また、本発明に係るカテーテルおよび／または上着を用いることで、ＣＯ−Ｈｂから一酸化炭素を有効に解離させることができることが推測される。さらに、高圧酸素療法や高濃度酸素療法と併用することで、さらに高い治療効果が得られることが期待される。
本出願は、２０１３年１１月１４日出願の特願２０１３−２３５８０４に基づく優先権を主張する。当該出願明細書および図面に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。
たとえば、本発明のカテーテルおよび上着は、急性期の一酸化炭素中毒患者の初期治療に用いられる一酸化炭素中毒解消装置としてのカテーテルおよび上着として有用である。
１００，２００ カテーテル
１２０，２２０ カテーテル本体
１２１ 先端部
１２２，２２２ 第１管腔
１２３，２２３ 第２管腔
１２４，２２４ 第３管腔
１２６ 貫通孔
１２７ ケーブル
１３０ コネクター
１３１ 導光部材用ルーメン
１３２ バルーン用ルーメン
１３３ 圧力センサー用ルーメン
１３４ 光源用コネクター
１３５ バルーン拡張用バルブ
１３６ シリンジ
１３７ 接続コネクター
１４０ 光出射部
１４１ 導光部材
１４２ 光源
１４３ 光出射領域
１６０ バルーン
１８０ 圧力センサー
３００，４００ 上着
３０２ 第１開口
３０４ 第２開口
３０６ 第３開口
３２０ 前身頃
３２２ 第１前身頃
３２４ 第２前身頃
３４０ 後身頃
３６０ 光出射部
３６２ 第１光出射部
３６４ 第２光出射部
３６６ 第３光出射部
３６８ 第１導光部材
３７０ 第１光源
３７２ 第２導光部材
３７４ 第２光源
３７６ 第３導光部材
３７８ 第３光源
３８０ ファスナー
３８２ 第１光出射領域
３８４ 第２光出射領域
３８６ 第３光出射領域
３８８ 導光部材
３９０ 光出射領域

Claims (10)

  1. 波長が６００〜７５０ｎｍの範囲内の光を出射する光出射部を有する、一酸化炭素中毒解消装置。
  2. 一酸化炭素中毒を解消するために一酸化炭素中毒の患者に光を照射するための上着であって、
    請求項１に記載の一酸化炭素中毒解消装置を有し、
    前記光出射部は、前身頃の内側または後身頃の内側において、波長が６００〜７５０ｎｍの範囲内の光を出射する、
    上着。
  3. 前記光出射部は、前記上着の外部に配置された光源から出射された光を一端から入射させ、入射した光を他端にある光出射領域から出射する複数の導光部材を含み、
    複数の前記光出射領域は、前記前身頃の内側または後身頃の内側に配置されている、
    請求項２に記載の上着。
  4. 一酸化炭素中毒の患者の血管内に挿入され、血液に対して光を照射するためのカテーテルであって、
    請求項１に記載の一酸化炭素中毒解消装置を有し、
    前記光出射部は、前記カテーテルの先端において、波長が６００〜７５０ｎｍの範囲内の光を出射する、
    カテーテル。
  5. 透光性の素材で形成された先端部を有し、第１管腔、第２管腔および第３管腔を含むカテーテル本体と、
    前記先端部において、前記第１管腔内から前記カテーテル本体の外部に透過するように、波長が６００〜７５０ｎｍの範囲内の光を出射する前記光出射部と、
    前記先端部の外周面に配置され、前記第２管腔と連通しており、拡張した状態で前記先端部を血流の下流に導くためのバルーンと、
    前記先端部の先端に配置され、前記第３管腔に挿通されたケーブルと接続しており、心臓または血管の内圧を測定する圧力センサーとを有する、
    請求項４に記載のカテーテル。
  6. 前記先端部は、前記カテーテル本体の先端から１０〜１５ｃｍまでの領域である、請求項５に記載のカテーテル。
  7. 前記光出射部から出射される光は、前記先端部の先端側、中央部および基端側の前記バルーンが配置されていない領域から前記カテーテル本体の外部に透過される、請求項５または請求項６に記載のカテーテル。
  8. 前記光出射部は、前記カテーテル本体の外部に配置された光源から出射された光を一端から入射させ、入射した光を他端にある光出射領域から出射する複数の導光部材を含み、
    複数の前記光出射領域は、前記先端部の先端側、中央部および基端側に配置されている、
    請求項５〜７のいずれか一項に記載のカテーテル。
  9. 前記光出射部は、複数のＬＥＤを含み、
    前記複数のＬＥＤは、前記先端部の先端側、中央部および基端側に配置されている、
    請求項５〜７のいずれか一項に記載のカテーテル。
  10. 前記光出射部から出射される光の強さは、１ｍＷ以上である、請求項４〜９のいずれか一項に記載のカテーテル。
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