KR20160086384A

KR20160086384A - 일산화탄소 중독 해소 장치 및 상기 일산화탄소 중독 해소 장치를 갖는 일산화탄소 중독 치료용 상의 및 일산화탄소 중독 치료용 카테터

Info

Publication number: KR20160086384A
Application number: KR1020167015649A
Authority: KR
Inventors: 타케시 카시무라; 야스히코 타이라; 마사츠구 니와야마
Original assignee: 가코우호우진 세이마리안나 이카다이가쿠
Priority date: 2013-11-14
Filing date: 2014-11-14
Publication date: 2016-07-19
Also published as: CA2930090A1; EP3069761A4; JP6448037B2; WO2015072152A1; EP3069761A1; CN105848713A; JPWO2015072152A1; US20160271417A1

Abstract

일산화탄소 중독 해소 장치는 파장이 600~750㎚의 범위 내인 광을 출사하는 광 출사부를 갖는다. 본 발명의 상의는 옷의 앞면 또는 옷의 뒷면의 내측에 있어서, 파장이 600~750㎚의 범위 내인 광을 출사한다. 본 발명의 카테터는 투광성의 소재로 형성된 선단부를 갖고, 복수의 관강을 포함하는 카테터 본체와, 선단부에 있어서 제 1 관강 내로부터 카테터 본체의 외부로 투과되도록 파장이 600~750㎚인 광을 출사하는 광 출사부와, 선단부의 외주면에 배치되어 제 2 관강과 연통하고 있고, 확장된 상태에서 선단부를 혈류의 하류로 인도하기 위한 벌룬과, 선단부의 선단에 배치되어 제 3 관강에 삽통된 케이블과 접속된 압력 센서를 갖는다.

Description

일산화탄소 중독 해소 장치 및 상기 일산화탄소 중독 해소 장치를 갖는 일산화탄소 중독 치료용 상의 및 일산화탄소 중독 치료용 카테터{CARBON MONOXIDE POISONING RESOLVING DEVICE, JACKET FOR CARBON MONOXIDE POISONING TREATMENT HAVING SAID DEVICE, AND CATHETER FOR CARBON MONOXIDE POISONING TREATMENT}

본 발명은 일산화탄소 중독 환자의 치료에 사용되는 일산화탄소 중독 해소 장치 및 상기 일산화탄소 중독 해소 장치를 갖는 상의 및 카테터에 관한 것이다.

일산화탄소 중독은, 예를 들면 화재 등에 의한 불완전 연소시에 발생하는 일산화탄소를 흡입함으로써 발증한다. 이와 같이 일산화탄소 중독은 지역 특이성이 없고, 전국 각지에서 발증할 가능성이 있는 중독증이다. 일산화탄소 중독에 의한 사망자는 국내에서 연간 약 2000여명이다. 또한, 중독 증상이 관찰되지 않는 잠재적인 일산화탄소 중독 환자는 국내에서 수만명 이상 있다고 말하고 있다.

흡입된 일산화탄소는 혈액 중의 헤모글로빈과 결합해서 일산화탄소 결합 헤모글로빈(CO-Hb)이 된다. 일산화탄소의 헤모글로빈에 대한 친화성은 산소의 헤모글로빈에 대한 친화성보다 약 250배 높은 것이 알려져 있다. 이것에 의해, 흡입된 일산화탄소는 산소 및 헤모글로빈이 결합해서 산소헤모글로빈(O₂-Hb)이 되는 것을 저해한다. 또한, CO-Hb는 말초조직에 있어서 O₂-Hb로부터 산소를 방출하는 것을 저해한다. 따라서, 흡입된 일산화탄소는 헤모글로빈의 산소 운반 능력을 저하시킴과 아울러, 조직 저산소증을 발증시킨다(예를 들면, 비특허문헌 1 참조).

일산화탄소 중독의 초기 치료로서는, 산소를 흡입함으로써 일산화탄소를 신속히 체외로 배출하는 것이 유효하다. 일산화탄소 중독 환자에게 산소를 흡입시키는 방법으로서 통상의 호흡에 의해 산소를 흡입하는 방법, 고농도 산소 요법(예를 들면, 100% 산소, 1기압), 고기압 산소 요법(예를 들면, 100% 산소, 2기압)이 있다. 산소 흡입에 의한 일산화탄소의 배출 효과를 혈중 일산화탄소 농도의 반감기로 비교하면 통상의 호흡에서는 일산화탄소의 반감기는 4시간이고, 고농도 산소 요법에서는 일산화탄소의 반감기는 40분이며, 고기압 산소 요법에서는 일산화탄소의 반감기는 23분이다(비특허문헌 2 참조). 이와 같이, 고기압 산소 요법은 일산화탄소 중독의 치료에 있어서 매우 유효한 치료법인 것을 알 수 있다.

그런데, 헌혈액의 대용품으로서 헤모글로빈 유래의 인공 산소 운반 매체가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 이 인공 산소 운반 매체는 일산화탄소를 결합시킨 상태로 보관한다. 일산화탄소가 결합된 인공 산소 운반 매체는 대기 하에서도 안정되게 존재하기 때문에, 장기간 보관할 수 있다. 일산화탄소가 결합된 인공 산소 운반 매체는 가시광을 조사함으로써 일산화탄소를 해리시킴과 아울러, 산소를 결합시킴으로써 일산화탄소를 산소로 치환하여 산소가 결합된 인공 산소 운반 매체로서 사용된다.

일본 특허공개 2007-045718호 공보

나리마츠 에이치, 아사이 야스후미, "2. 일산화탄소 중독", 종합 임상 증간호, 2002.5, Vol.51, p.748-751(E. Narimatsu, Y. Asai, "2. Carbon Monoxide Poisoning", Clinic All-Round an extra issue, 2002.5, Vol.51, p.748-751) 이세키 켄, 타세 쵸이치로, "급성 중독의 초기 치료", ICU와 CCU, 2002, 26(5), p.329-333[K. Iseki, C. Tase, "Treatment of Acute Poisoning", Japanese Journal of Intensive Care Medicine, 2002, 26(5), p.329-333]

고기압 산소 요법은 고기압 환경 하(2기압)에서 고농도 산소(100% 산소)를 흡입시킬 필요가 있기 때문에, 대형의 고기압 산소 치료 장치를 이용하여 행하여진다. 그러나, 고기압 산소 치료 장치는 고가이고, 또한 의사, 간호사, 기사 등이 치료에 임할 필요가 있기 때문에 전국에서도 설치되어 있는 의료 시설이 50개소 정도로 한정되어 있다. 따라서, 일산화탄소 중독 환자에 대하여 전국적으로 적절한 초기 치료를 신속하게 행하는 것이 매우 곤란했다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 일산화탄소 중독 환자에 대한 효과적인 초기 치료를 각지의 의료시설에서 저렴한 장치를 이용하여 행할 수 있게 하는 일산화탄소 중독 해소 장치 및 상기 일산화탄소 중독 해소 장치를 갖는 상의 및 카테터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 바와 같이, 헤모글로빈 유래의 인공 산소 운반 매체에 결합시킨 일산화탄소는 가시광을 조사함으로써 해리된다. 이것으로부터, 일산화탄소 중독 환자의 CO-Hb에 대해서도 광을 조사함으로써 일산화탄소를 해리할 수 있다고 생각된다. 그래서, 본 발명자들은 래트를 이용하여 CO-Hb에 광을 조사한 결과, CO-Hb로부터 일산화탄소가 해리되는 것을 발견했다. 또한, 일산화탄소 중독 환자의 혈액에 대하여 광을 조사함으로써, CO-Hb로부터 일산화탄소가 해리될 수 있다고 생각된다. 그러나, 상기한 바와 같이 일산화탄소와 헤모글로빈은 친화성이 높기 때문에 혈액 중에서 일산화탄소를 해리했다고 해도, 산소와 헤모글로빈을 결합시키기 전에 다시 일산화탄소와 헤모글로빈이 결합되어 버린다고 생각된다.

그리고, 본 발명자들은 상기 지견에 의거하여 더욱 검토한 결과, 폐에 흘러 들어 오기 직전의 혈액에 대하여 직접적 또는 간접적으로 광을 조사하는 것이 유용한 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.

즉, 본 발명은 이하의 일산화탄소 중독 해소 장치에 관한 것이다.

[1] 파장이 600~750㎚의 범위 내인 광을 출사하는 광 출사부를 갖는, 일산화탄소 중독 해소 장치.

또한, 본 발명은 이하의 상의에 관한 것이다.

[2] 일산화탄소 중독을 해소하기 위해서 일산화탄소 중독 환자에게 광을 조사하기 위한 상의로서, [1]에 기재된 일산화탄소 중독 해소 장치를 갖고, 상기 광 출사부는 옷의 앞면의 내측 또는 옷의 뒷면의 내측에 있어서, 파장이 600~750nm의 범위 내인 광을 출사하는, 상의.

[3] 상기 광 출사부는 상기 상의의 외부에 배치된 광원으로부터 출사된 광을 일단으로부터 입사시키고, 입사된 광을 타단에 있는 광 출사 영역으로부터 출사하는 복수의 도광 부재를 포함하며, 복수의 상기 광 출사 영역은 상기 옷의 앞면의 내측 또는 옷의 뒷면의 내측에 배치되어 있는, [2]에 기재된 상의.

또한, 본 발명은 이하의 카테터에 관한 것이다.

[4] 일산화탄소 중독 환자의 혈관 내에 삽입되어, 혈액에 대하여 광을 조사하기 위한 카테터로서, [1]에 기재된 일산화탄소 중독 해소 장치를 갖고, 상기 광 출사부는 상기 카테터의 선단에 있어서 파장이 600~750nm의 범위 내인 광을 출사하는, 카테터.

[5] 투광성의 소재로 형성된 선단부를 갖고, 제 1 관강, 제 2 관강 및 제 3 관강을 포함하는 카테터 본체와, 상기 선단부에 있어서 상기 제 1 관강 내로부터 상기 카테터 본체의 외부로 투과되도록 파장이 600~750nm의 범위 내인 광을 출사하는 상기 광 출사부와, 상기 선단부의 외주면에 배치되어 상기 제 2 관강과 연통하고 있고, 확장된 상태에서 상기 선단부를 혈류의 하류로 안내하기 위한 벌룬과, 상기 선단부의 선단에 배치되어 상기 제 3 관강에 삽통된 케이블과 접속하고 있고, 심장 또는 혈관의 내압을 측정하는 압력 센서를 갖는, [4]에 기재된 카테터.

[6] 상기 선단부는 상기 카테터 본체의 선단으로부터 10~15㎝까지의 영역인, [5]에 기재된 카테터.

[7] 상기 광 출사부로부터 출사되는 광은 상기 선단부의 선단측, 중앙부 및 기단측의 상기 벌룬이 배치되어 있지 않은 영역으로부터 상기 카테터 본체의 외부로 투과되는, [5] 또는 [6]에 기재된 카테터.

[8] 상기 광 출사부는 상기 카테터 본체의 외부에 배치된 광원으로부터 출사된 광을 일단으로부터 입사시키고, 입사된 광을 타단에 있는 광 출사 영역으로부터 출사하는 복수의 도광 부재를 포함하며, 복수의 상기 광 출사 영역은 상기 선단부의 선단측, 중앙부 및 기단측에 배치되어 있는, [5]~[7] 중 어느 하나에 기재된 카테터.

[9] 상기 광 출사부는 복수의 LED를 포함하고, 상기 복수의 LED는 상기 선단부의 선단측, 중앙부 및 기단측에 배치되어 있는, [5]~[7] 중 어느 하나에 기재된 카테터.

[10] 상기 광 출사부로부터 출사되는 광의 강도는 1㎽ 이상인, [4]~[9] 중 어느 하나에 기재된 카테터.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면, 지역 특이성 없이 일산화탄소 중독 환자에 대한 효과적인 초기 치료를 저렴하게 행할 수 있다.

도 1은 실시형태 1에 의한 카테터의 모식도이다.
도 2의 A~C는 실시형태 1에 의한 카테터에 있어서의 카테터 본체의 선단부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3의 A~C는 광의 파장과, 일산화탄소 결합 헤모글로빈에 의한 흡수 에너지의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4의 A~C는 실시형태 1의 변형예에 의한 카테터 본체의 선단부의 단면도이다.
도 5의 A~C는 다른 변형예에 의한 카테터 본체의 선단부의 단면도이다.
도 6의 A~C는 실시형태 2에 의한 카테터의 선단부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7의 A~C는 실시형태 2의 변형예에 의한 카테터의 선단부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 8의 A, B는 실시형태 3에 의한 상의의 구성을 나타내는 도면이다.
도 9의 A, B는 실시형태 3의 변형예에 의한 상의의 구성을 나타내는 도면이다.
도 10은 광의 조사 시간과, 일산화탄소 결합 헤모글로빈의 포화도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 11은 광의 조사 시간과, 일산화탄소 결합 헤모글로빈의 포화도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 12는 광의 조사 시간과, 일산화탄소 결합 헤모글로빈의 포화도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 13은 광의 조사 시간과, 일산화탄소 결합 헤모글로빈의 포화도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 14는 광의 조사 시간과, 일산화탄소 결합 헤모글로빈의 포화도의 관계를 나타내는 그래프이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 일산화탄소 중독 해소 장치 에 대해서 설명한다. 일산화탄소 중독 해소 장치는 파장이 600~750㎚의 범위 내인 광을 출사하는 광 출사부를 갖는다. 본 발명에 의한 일산화탄소 중독 해소 장치는 주로 급성기의 일산화탄소 중독 환자의 치료에 사용되며, 폐동맥을 흐르는 혈액에 대하여 소정 파장의 광을 조사하는 것이다. 실시형태 1, 2에서는 일산화탄소 중독 해소 장치를 갖는 카테터에 대하여 설명하고, 실시형태 3에서는 일산화탄소 중독 해소 장치를 갖는 상의에 대하여 설명한다.

[실시형태 1]

(카테터의 구성)

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 카테터에 대해서 상세하게 설명한다. 본 발명에 의한 카테터는 일산화탄소 중독 환자의 혈관 내에 삽입되어 혈액에 대하여 광을 조사하기 위한 카테터로서, 폐동맥 카테터와 마찬가지의 수기(手技)로 삽입할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 카테터는 예를 들면 선단을 우내경정맥으로부터 삽입하여, 상대정맥, 우심방, 우심실, 폐동맥으로 진행시킨다. 그리고, 카테터의 선단을 폐동맥 근방에 유치(留置)하여, 폐동맥을 흐르는 혈액에 대하여 소정 파장의 광을 조사하는 것이다.

도 1, 2는 본 발명의 실시형태 1에 의한 카테터(100)의 구성을 나타낸 도면이다. 도 1은 실시형태 1에 의한 카테터(100)의 모식도이다. 도 2의 A는 카테터(100)를 선단측에서 본 도면이고, 도 2의 B는 도 2의 A에 나타내어지는 A-A선의 단면도이며, 도 2의 C는 도 2의 A에 나타내어지는 B-B선의 단면도이다.

도 1, 2에 나타내어지는 바와 같이, 카테터(100)는 카테터 본체(120), 광 출사부(140), 벌룬(160) 및 압력 센서(180)를 갖는다.

카테터 본체(120)는 부분적으로 혈관 내에 삽입되어, 혈관의 내부와 혈관의 외부를 연결하는 가늘고 긴 튜브이다. 카테터 본체(120)는 선단부(121), 제 1 관강(122), 제 2 관강(123) 및 제 3 관강(124)을 갖는다. 카테터 본체(120)는 소정의 곡률로 만곡되어 있다(도 1 참조). 또한, 카테터 본체(120)는 우내경정맥으로부터 폐동맥까지의 경로를 통과할 수 있을 정도로 구부러지는 유연성을 갖고 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 카테터 본체(120)의 선단을 상대정맥, 우심방, 우심실, 폐동맥으로 원활하게 진행시킬 수 있다. 카테터 본체(120)의 외주면은, 예를 들면 헤파린 코팅이 실시되어 있어도 좋다. 이것에 의해, 혈관 내에 있어서 카테터 본체(120)의 외주면에 대한 응혈의 발생을 억제할 수 있다. 카테터 본체(120)의 외경은 카테터(100)의 선단을 폐동맥에 유치할 수 있으면 특별히 한정되지 않는다. 카테터 본체(120)의 외경은 5Fr~8Fr(약 1.6㎜~2.6㎜) 정도이다.

선단부(121)는 카테터 본체(120)의 선단 영역이다. 선단부(121)에는 소정 파장의 광을 출사하는 광 출사부(140)의 광 출사 영역(143)이 배치된다. 선단부(121)는 카테터 본체(120)의 선단으로부터 기단을 향해서 10~15㎝의 범위 내의 영역이다.

선단부(121)의 재료는 소정 파장의 광을 투과시킬 수 있으면 특별히 한정되지 않는다. 선단부(121)의 재료는, 예를 들면 폴리염화비닐이나 폴리우레탄 수지이다. 또한, 본 실시형태에서는 선단부(121)를 포함하는 카테터 본체(120)의 전체가 투광성의 폴리염화비닐이나 폴리우레탄 수지로 형성되어 있다. 따라서, 본 실시형태에서는 선단부(121)를 포함하는 카테터 본체(120)의 전체는 우내경정맥으로부터 폐동맥까지의 경로를 통과할 수 있을 정도로 구부러지는 유연성(부드러움)을 갖고 있는 것이 바람직하다.

제 1 관강(122), 제 2 관강(123) 및 제 3 관강(124)의 지름 방향의 단면의 크기나 단면 형상은 특별히 한정되지 않는다. 본 실시형태에서는 제 1 관강(122), 제 2 관강(123) 및 제 3 관강(124)의 지름 방향의 단면의 크기는, 각각 카테터 본체(120)의 지름 방향의 단면의 크기의 1/3 정도의 크기이다. 또한, 본 실시형태에서는 제 1 관강(122), 제 2 관강(123) 및 제 3 관강(124)의 지름 방향의 단면 형상은 원을 3등분한 것 같은 부채꼴 형상이다.

제 1 관강(122)에는 도광 부재(141)가 배치된다. 카테터 본체(120)에 있어서의 제 1 관강(122)의 선단은 폐색되어 있다. 이것에 의해, 혈액이 제 1 관강(122) 내에 유입될 일이 없다.

제 2 관강(123)은 벌룬(160)에 공급되는 기체의 유로이다. 제 2 관강(123)의 내강은 제 2 관강(123)의 내벽에 형성된 관통 구멍(126)에 의해 벌룬(160)과 연통되어 있다. 카테터 본체(120)에 있어서의 제 2 관강(123)의 선단도 폐색되어 있다. 이것에 의해, 혈액이 제 2 관강(123) 내에 유입될 일이 없다.

제 3 관강(124)에는 압력 센서(180)에 접속된 케이블(127)이 배치된다. 또한, 제 3 관강(124)의 선단에는 압력 센서(180)가 매입되어 있다. 카테터 본체(120)에 있어서의 제 3 관강(124)의 선단도 폐색되어 있다. 이것에 의해, 혈액이 제 3 관강(124) 내에 유입될 일이 없다.

카테터 본체(120)의 기단에는 커넥터(130)를 통해서 도광 부재용 루멘(131), 벌룬용 루멘(132) 및 압력 센서용 루멘(133)이 각각 접속되어 있다. 도광 부재용 루멘(131), 벌룬용 루멘(132) 및 압력 센서용 루멘(133)은 중공의 튜브이다.

도광 부재용 루멘(131)에는 도광 부재(141)가 배치된다. 도광 부재용 루멘(131)의 일단은 커넥터(130)에 있어서 제 1 관강(122)과 접속되어 있고, 타단은 광원용 커넥터(134)에 접속되어 있다. 광원용 커넥터(134)는 도광 부재(141) 및 광원(142)을 광학적으로 접속한다.

벌룬용 루멘(132)은 벌룬(160)에 공급되는 기체의 유로이다. 벌룬용 루멘(132)의 일단은 커넥터(130)에 있어서 제 2 관강(123)과 접속되어 있고, 타단은 벌룬 확장용 밸브(135)에 접속되어 있다. 벌룬 확장용 밸브(135)에는 벌룬(160)에 들어가는 용량에 적합한 용량의 시린지(136)만을 접속할 수 있도록 되어 있다.

압력 센서용 루멘(133)에는 압력 센서(180)에 접속된 케이블(127)이 배치된다. 압력 센서용 루멘(133)의 일단은 커넥터(130)에 있어서 제 3 관강(124)과 접속되어 있고, 타단은 도시하지 않은 모니터에 접속되는 접속 커넥터(137)에 접속되어 있다. 접속 커넥터(137)는 케이블(127)과 모니터를 전기적으로 접속한다.

광 출사부(140)는 카테터 본체(120)의 선단부(121)(선단)에 있어서 카테터 본체(120)의 내부로부터 외부를 향해서 광을 조사한다. 후술하는 바와 같이, 카테터(100)는 카테터 본체(120)의 선단이 혈액 중에 유치되어 사용된다. 이때, 혈관 내에 유치된 부분이 발열하면 혈액의 성분이 변성되어 버리기 때문에, 카테터(100)의 혈관 내에 유치되는 영역은 발열하지 않는 것이 바람직하다. 광 출사부(140)의 구성은 카테터(100)의 혈관 내에 유치되는 영역이 발열하지 않으면 특별히 한정되지 않는다. 본 실시형태에서는 광 출사부(140)는 도광 부재(141) 및 광원(142)을 갖는다.

도광 부재(141)는 광원(142)으로부터 출사된 광을 일단으로부터 입사시키고, 선단부(121)에 있어서 선단으로부터 출사한다. 도광 부재(141)는 카테터 본체(120)의 제 1 관강(122), 커넥터(130) 및 도광 부재용 루멘(131)에 걸쳐 배치되어 있다. 도광 부재(141)는 상기 기능을 발휘하고, 또한 사용시에 있어서 우내경정맥으로부터 폐동맥까지의 경로를 통과할 수 있을 정도로 구부러지는 유연성을 갖고 있는 것이 바람직하다. 도광 부재(141)의 예에는, 광 파이버나 석영 파이버 등이 포함된다. 본 실시형태에서는 도광 부재(141)는 광 파이버이며, 도광 부재(141)의 광 출사 영역(143)은 카테터 본체(120)의 선단에 배치되어 있다(도 2의 B 참조).

본 발명자들은 도광 부재(141)의 광 출사 영역(143)(선단)으로부터 출사해야 할 광의 파장을 검토했다. 흡수체로서 CO-Hb, O₂-Hb, Hb 및 물을 포함하는 생체 조직(매질) 중에 있어서의 광의 전파를 몬테카를로법에 의해 해석했다. 또한, 산란 계수에 관해서는 Steven L Jacques, "Optical properties of biological tissues: a review", Phys. Med. Biol.58, 2013, pp.R37-R61.을 참고로 하고, 흡수 계수에 관해서는 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.을 참고로 검토했다. 몬테카를로법에 의해 해석한 결과를 도 3에 나타낸다.

도 3의 A는 조사한 광의 파장과, 조직을 투과시키지 않고 혈관 내의 CO-Hb에 의해 흡수된 광 에너지의 관계를 나타내는 그래프이고, 도 3의 B는 조사한 광의 파장과, 5㎜의 조직을 투과한 후에 혈관 내의 CO-Hb에 의해 흡수된 광 에너지의 관계를 나타내는 그래프이며, 도 3의 C는 조사한 광의 파장과, 10㎜의 조직을 투과한 후에 혈관 내의 CO-Hb에 의해 흡수된 광 에너지의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 3의 A~C의 가로축은 조사한 광의 파장(㎚)을 나타내고 있고, 세로축은 혈관 내의 CO-Hb에 의해 흡수된 광 에너지(a.u.)를 나타내고 있다. 또한, 각 그래프에 있어서 세로축의 수치가 크게 다른 것은 투과한 조직의 두께에 의존하고 있다.

도 3의 A~C에 나타내어지는 바와 같이, 침투 깊이(광 강도가 1/e가 되는 깊이)가 1~2㎜ 이상이 되는 광의 파장은 600㎚ 이상인 것이 밝혀졌다. 또한, 혈관 내나 모세혈관상의 보다 많은 혈액에 전파할 수 있는 광은 600~1000㎚ 정도의 파장의 광인 것이 밝혀졌다. 또한, 파장이 짧고 강한 광을 조사했을 경우, 조사면으로부터 1㎜ 정도까지의 거리에 존재하는 혈액에 광 에너지가 집중해서 흡수되기 때문에, 혈구가 열 손상을 받을 가능성도 추찰되었다.

한편, CO-Hb에 광 에너지를 보다 많이 흡수시키기 위해서는, CO-Hb로의 흡수가 어느 정도 클 필요가 있다. CO-Hb로의 흡수가 어느 정도 큰 광의 파장은 이전부터 몇 가지의 연구에 의해 측정되어 있는 문헌값을 이용했다. 그 결과, 750㎚ 이상의 파장의 광은 CO-Hb로의 흡수가 적고, 충분히 에너지가 전달되지 않는 것이 시사되었다. 이것들에 의해, 광범위하게 광 에너지가 전파되고, 또한 광 에너지가 CO-Hb에 효율적으로 흡수되는 파장은 600~750㎚의 범위 내가 적합한 것을 알 수 있었다. 그 일례로서, 680㎚의 파장의 광은 1~2㎜의 침투 깊이와 0.01/㎜ 정도의 흡수 계수를 갖고, 비교적 심부의 혈액까지 작용시키는 것도 기대되기 때문에 후술의 실험에 사용했다. 이상과 같이, 600~750㎚의 범위 내의 파장을 포함하는 광은 CO-Hb(일산화탄소헤모글로빈)로부터 일산화탄소를 유효하게 해리시킬 수 있다. 따라서, 도광 부재(141)의 광 출사 영역(143)(선단)으로부터 출사되는 광은 600~750㎚의 범위 내의 파장을 포함하는 광인 것이 바람직하다.

광원(142)의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 광원(142)의 예에는, LED나 콜드 램프가 포함된다. 광원(142)으로부터 출사된 광은 도광 부재(141)의 기단면으로부터 입사된 후, 내부를 도광하고 광 출사 영역(143)으로부터 출사된다. 광원(142)으로부터 출사되는 광이 조사되는 혈액에 있어서의 조도는, CO-Hb로부터 일산화탄소를 해리할 수 있으면 특별히 한정되지 않는다. 본 실시형태에서는 조사되는 혈액에 있어서의 조도가 10만lux 이상인 것이 바람직하다. 광의 조도가 10만lux 미만인 경우, CO-Hb로부터 일산화탄소가 해리되지 않을 우려가 있다. 또한, 광 출사 영역(143)으로부터 출사되는 광의 강도는 생체에 영향을 주지 않는 정도인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 광 출사 영역(143)으로부터 출사되는 광의 강도는 1㎽ 이상인 것이 바람직하다. 광 출사 영역(143)으로부터 출사되는 광의 강도가 1㎽ 미만인 경우, CO-Hb로부터 일산화탄소가 해리되지 않을 우려가 있다.

벌룬(160)은 카테터 본체(120)의 선단을 혈류의 하류로 안내한다. 벌룬(160)은 카테터 본체(120)의 선단 부분의 외주면의 일부를 둘러싸도록 배치되어 있다. 벌룬(160)의 용량은 특별히 한정되지 않지만, 통상 0.7㎖~1.5㎖ 정도이다. 또한, 벌룬(160)의 소재는 특별히 한정되지 않지만, 통상 천연 고무 등이다. 시린지(136)의 플런저를 압출하면, 시린지(136) 내의 기체가 벌룬용 루멘(132), 커넥터(130) 및 제 2 관강(123)을 통과하여 벌룬(160) 내에 유입되어 벌룬(160)이 확장된다.

압력 센서(180)는 선단부(121)의 선단에 배치되어 있고, 심장 또는 혈관의 내압을 검지하여 카테터(100)의 선단의 위치를 나타내는 기준이 된다. 압력 센서(180)는 케이블(127)과 접속되어 있다.

본 발명자들은 CO-Hb에 대하여 특정 파장을 포함하는 광을 조사함으로써, CO-Hb로부터 일산화탄소를 유효하게 탈리할 수 있는 것을 발견했다. 생체 내에 있어서의 전신으로부터의 혈액은 우심방으로부터 심장으로 들어가고, 우심실로부터 폐로 유입된다. 폐에서는 심장으로부터 이송되어 온 혈액에 포함되는 이산화탄소와, 흡입에 의해 얻어진 산소를 교환한다. 따라서, 본 발명자들은 폐에 들어가기 직전에 CO-Hb로부터 일산화탄소를 유리시킬 수 있으면, 폐의 기능을 이용해서 급성기의 일산화탄소 중독 환자의 체내로부터 일산화탄소를 효율적으로 배출할 수 있다고 생각했다. 그러나, 체외로부터 강한 광을 쬐어도 폐에 들어가기 전의 혈액에 효율적으로 광을 조사할 수 없다. 따라서, 광을 출사하는 광 출사 영역(143)을 신체 내부에 배치하는 것이 필요하다. 그래서, 광 출사 영역(143)을 폐에 들어가기 직전의 폐동맥까지 삽입하는 카테터(100)를 사용함으로써, 유효한 일산화탄소의 배출을 실현했다.

(카테터의 사용 방법)

본 발명에 의한 카테터(100)는, 예를 들면 이하와 같이 사용할 수 있다. 본 발명의 카테터(100)는 폐동맥 카테터이기 때문에, 예를 들면 우내경정맥으로부터 삽입한다. 우선, 카테터(100)의 천자 부위에 국소 마취를 행한다. 그 후, 혈관 내에 가이드 와이어를 삽입한 후, 가이드 와이어를 따라서 카테터(100)를 삽입한다. 일정 거리 카테터(100)를 삽입하면, 벌룬(160)을 팽창시킨다. 그리고, 카테터(100)의 삽입은 카테터 본체(120)의 선단에 배치된 압력 센서(180)에 의한 혈관 및 심내압을 모니터링하면서 행한다. 카테터(100)의 선단은 벌룬(160)이 혈류를 타고 우심방, 우심실, 폐동맥의 순서로 진입한다. 또한, 카테터(100)의 선단은 폐포에 가까운 위치에 유치되는 것이 바람직하다. 카테터(100)의 선단을 소정의 위치에 유치한 상태로, 광 출사 영역(143)으로부터 600~750㎚의 범위 내의 파장을 포함하는 광을 조사한다. 광의 조사 시간은 특별히 한정되지 않는다. 광의 조사 시간은 환자의 증상 및 혈액 중의 일산화탄소 농도에 따라 적당하게 조정한다.

또한, 본 실시형태에서는 광 출사 영역(143)을 카테터 본체(120)의 선단측에 배치했지만, 광 출사 영역(143)을 벌룬(160)의 기단보다 카테터 본체(120)의 기단측에 배치해도 좋고(도 4의 A), 벌룬(160)에 둘러싸인 위치에 배치해도 좋다(도 4의 B). 광 출사 영역(143)이 카테터 본체(120)의 선단으로부터 10~15㎝까지의 영역이고, 또한 벌룬(160)이 배치되어 있지 않은 영역일 경우, 광 출사부(140)로부터 출사된 광이 벌룬(160)에 차단될 일이 없기 때문에 CO-Hb에 효율적으로 광을 조사할 수 있고, CO-Hb로부터 효율적으로 일산화탄소를 해리할 수 있다. 또한, 도광 부재(141)는 광 출사 영역(143)을 복수 갖고 있어도 좋다(도 4의 C). 이 경우, 광 출사 영역(143)은 도광 부재(141)의 외주면에 복수 배치되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는 광 파이버의 피복재를 부분적으로 박리하여, 복수의 광 출사 영역(143)을 형성하고 있다.

또한, 본 실시형태에서는 광 출사부(140)로서 광 파이버 및 광원(142)을 사용하는 예에 대하여 설명했지만, 도 5의 A에 나타내어지는 바와 같이 광 출사부(140)로서 LED를 카테터 본체(120)의 선단에 배치해도 좋다. 이 경우, 광 출사부(140)는 LED 및 전원을 갖는다. LED[도광 부재(141)]의 광 출사면[광 출사 영역(143)]은 카테터 본체(120)의 선단에 배치되어 있다. LED는 도시하지 않은 전원과 전기적으로 접속된다. 또한, 이 경우에도 LED를 벌룬(160)의 기단보다 카테터 본체(120)의 기단측에 배치해도 좋고(도 5의 B), 벌룬(160)에 둘러싸인 위치에 배치해도 좋다(도 5의 C).

[실시형태 2]

실시형태 2에 의한 카테터(200)는 카테터 본체(220) 등의 구성이 실시형태 1에 의한 카테터(100)와 다르다. 그래서, 실시형태 1에 의한 카테터(100)와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.

(카테터의 구성)

도 6은 실시형태 2에 의한 카테터(200)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 6의 A는 카테터 본체(220)를 선단측에서 본 도면이고, 도 6의 B는 도 6의 A에 나타내어지는 C-C선의 단면도이다. 도 6의 C는 도광 부재(141)의 다른 배치의 예를 나타내고 있다.

도 6의 A에 나타내어지는 바와 같이, 실시형태 2에 의한 카테터(200)의 카테터 본체(220)는 제 1 관강(222), 제 2 관강(223) 및 제 3 관강(224)을 갖는다. 본 실시형태에서는, 제 1 관강(222)의 지름 방향의 단면의 크기는 카테터 본체(220)의 내강의 1/2 크기이다. 또한, 제 2 관강(223) 및 제 3 관강(224)의 지름 방향의 단면의 크기는 각각 카테터 본체(220)의 내강의 1/4 크기이다.

제 1 관강(222)에는 복수의 도광 부재(141)가 배치되어 있다. 복수의 도광 부재(141)는 기단부에서 광원(142)과 광학적으로 접속되어 있다. 도 6의 B에 나타내어지는 바와 같이, 복수의 도광 부재(141)는 선단부(121)의 전체에 걸쳐 광 출사 영역(143)(끝면)이 위치하도록 배치되어 있다. 이때, 광 출사 영역(143)으로부터 출사되는 광은 선단부(121)의 선단측, 중앙부 및 기단측으로부터 카테터 본체의 외부로 투광된다. 또한, 도 6의 C에 나타내어지는 바와 같이, 광 출사 영역(143)으로부터 출사되는 광이 선단부(121)의 선단측, 중앙부 및 기단측의 벌룬이 배치되어 있지 않은 영역으로부터 카테터 본체의 외부로 투광되도록 도광 부재(141)를 배치해도 좋다.

도 7의 A~C는 실시형태 2의 변형예에 의한 카테터(200)의 선단부의 구성을 나타내는 도면이다. 도 7의 A는 카테터 본체(220)를 선단측에서 본 도면이며, 도 7의 B는 도 7의 A에 나타내어지는 D-D선의 단면도이다. 도 7의 C는 도광 부재(141)의 다른 배치의 예를 나타내고 있다.

또한, 도 7에 나타내어지는 바와 같이 복수의 도광 부재(141)로 한 복수의 광 파이버 대신에, 복수의 LED를 갖고 있어도 좋다. 이 경우, 복수의 LED[도광 부재(141)]는 선단부(121)의 전체에 걸쳐 광 출사 영역(143)(출사면)이 위치하도록 배치되어 있다. 이때, 광 출사 영역(143)으로부터 출사되는 광은 선단부(121)의 선단측, 중앙부 및 기단측으로부터 카테터 본체의 외부로 투광된다. 또한, 도 7의 C에 나타내어지는 바와 같이, 광 출사 영역(143)으로부터 출사되는 광이 선단부(121)의 선단측, 중앙부 및 기단측의 벌룬(160)이 배치되어 있지 않은 영역으로부터 카테터 본체(220)의 외부에 투광되도록 LED를 배치해도 좋다. 이것들의 경우, 선단부(121)에 배치된 LED는 직렬로 접속되어 있고, 도시하지 않은 전원과 전기적으로 접속되어 있다. 이와 같이, 선단부(121)에 있어서의 벌룬(160)이 배치되어 있지 않은 영역으로부터 광을 출사시키도록 함으로써 혈액에 대하여 효율적으로 소정 파장의 광을 조사할 수 있고, CO-Hb로부터 효율적으로 일산화탄소를 해리시킬 수 있다. 또한, 도광 부재(141)의 수를 삭감할 수 있다.

[실시형태 3]

(상의의 구성)

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 상의에 대해서 설명한다. 본 발명에 의한 상의는 일산화탄소 중독을 해소하기 위해서 일산화탄소 중독 환자에게 광을 조사하기 위한 상의로서, 조끼, 와이셔츠, 스웨터 등의 의복과 마찬가지로 착의할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의한 상의는 착의한 상태에서 체외로부터 환기에 관여하는 폐혈관상 전체에 대하여 소정 파장의 광을 조사하는 것이다. 또한, 상의는 조사하는 광을 혈관 내의 혈액에까지 투과시키는 관점으로부터, 맨몸 위에 직접 입는 것이 바람직하다.

도 8은 본 발명의 실시형태 3에 의한 상의(300)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 8의 A는 상의(300)의 정면도이며, 도 8의 B는 배면도이다.

도 8에 나타내어지는 바와 같이, 상의(300)는 옷의 앞면(320)과, 옷의 뒷면(340)과, 제 1 광 출사부(362), 제 2 광 출사부(364) 및 제 3 광 출사부(366)를 포함하는 광 출사부(360)를 갖는다. 상의(300)의 형태는 특별히 한정되지 않는다. 상의의 형태의 예에는 앞여밈, 앞이 막힌 것, 소매가 있는 것, 민소매, 또는 이것들을 조합시킨 의복의 형태 등이 포함된다. 본 실시형태에서는 상의(300)는 앞여밈이며, 민소매인 의복이다. 구체적으로는, 옷의 앞면(320) 및 옷의 뒷면(340)은 착의했을 때의 오른쪽 어깨부, 왼쪽 어깨부, 오른쪽 옆구리부 및 왼쪽 옆구리부에 각각 접속되어 있다. 또한, 상의(300)를 착의할 경우에는 오른쪽 어깨부 및 왼쪽 어깨부의 사이에 위치하는 제 1 개구(302)에 두부를 삽입하고, 오른쪽 어깨부와 오른쪽 옆구리부의 사이에 위치하는 제 2 개구(304)에 오른팔을 삽입하고, 왼쪽 어깨부와 왼쪽 옆구리부의 사이에 위치하는 제 3 개구(306)에 왼팔을 삽입한다. 또한, 의복의 소재도 특별히 한정되지 않는다. 의복의 소재의 예에는, 면, 마, 폴리에스테르, 아크릴 수지, 폴리우레탄, 레이온 등이 포함된다.

옷의 앞면(320)은 착의했을 때에, 착의자로부터 보았을 때 복부측(전방)에 위치한다. 옷의 앞면(320)에는 제 1 광 출사부(362) 및 제 2 광 출사부(364)가 배치되어 있다. 옷의 앞면(320)의 형태는 특별히 한정되지 않는다. 옷의 앞면(320)은 좌우로 분할되어 있어도 좋고, 분할되어 있지 않아도 좋다. 본 실시형태에서는, 옷의 앞면(320)은 좌우로 분할된 제 1 옷의 앞면(322) 및 제 2 옷의 앞면(324)을 갖는다. 제 1 옷의 앞면(322) 및 제 2 옷의 앞면(324)은 파스너(380)에 의해 접속 가능하게 구성되어 있다. 이것에 의해, 착의자에 대하여 간단하게 상의(300)를 착탈시킬 수 있다. 제 1 옷의 앞면(322)은 착의했을 때에 좌측에 위치한다. 제 1 옷의 앞면(322)에는 제 1 광 출사부(362)가 배치되어 있다. 또한, 제 2 옷의 앞면(324)은 착의했을 때에 우측에 위치한다. 제 2 옷의 앞면(324)에는 제 2 광 출사부(364)가 배치되어 있다.

옷의 뒷면(340)은 착의했을 때에, 착의자로부터 보았을 때 배측(후방)에 위치한다. 옷의 뒷면(340)에는 제 3 광 출사부(366)가 배치되어 있다.

광 출사부(360)는 상의(300)의 내측에 있어서 흉부 전체를 향해서 광을 조사한다. 광 출사부(360)는 제 1 광 출사부(362), 제 2 광 출사부(364) 및 제 3 광 출사부(366)를 갖는다. 후술하는 바와 같이, 상의(300)는 착의해서 사용되지만 광이 출사되는 부분이 발열하면 착의자가 화상을 입어 버리기 때문에, 착의자에게 대향하는 영역은 발열하지 않는 것이 바람직하다. 제 1 광 출사부(362), 제 2 광 출사부(364) 및 제 3 광 출사부(366)의 구성은 착의자에게 대향하는 영역이 발열하지 않으면 특별히 한정되지 않는다. 본 실시형태에서는, 제 1 광 출사부(362)는 복수의 제 1 도광 부재(368)와 제 1 광원(370)을 갖는다. 또한, 제 2 광 출사부(364)는 복수의 제 2 도광 부재(372)와 제 2 광원(374)을 갖는다. 또한, 제 3 광 출사부(366)는 복수의 제 3 도광 부재(376)와 제 3 광원(378)을 갖는다.

제 1 도광 부재(368), 제 2 도광 부재(372) 및 제 3 도광 부재(376)는 옷의 앞면(320) 및 옷의 뒷면(340)의 외부에 배치된 제 1 광원(370), 제 2 광원(374) 및 제 3 광원(378)으로부터 각각 출사된 광을 일단으로부터 입사시켜서, 상의(300)의 내측에 있어서 선단으로부터 광을 각각 출사한다. 제 1 도광 부재(368), 제 2 도광 부재(372) 및 제 3 도광 부재(376)는 상의(300)의 내측에 배치되어 있다. 제 1 도광 부재(368), 제 2 도광 부재(372) 및 제 3 도광 부재(376)는 상기 기능을 발휘하고, 또한 적당한 유연성을 갖고 있는 것이 바람직하다. 제 1 도광 부재(368), 제 2 도광 부재(372) 및 제 3 도광 부재(376)의 예에는, 광 파이버나 석영 파이버 등이 포함된다. 본 실시형태에서는 제 1 도광 부재(368), 제 2 도광 부재(372) 및 제 3 도광 부재(376)는 각각 광 파이버이다. 또한, 제 1 도광 부재(368), 제 2 도광 부재(372) 및 제 3 도광 부재(376)는 후술의 조사하는 광의 조도를 확보할 수 있으면 단수여도 좋다. 제 1 도광 부재(368)는 제 1 옷의 앞면(322)의 내측에 배치되어 있고, 제 2 도광 부재(372)는 제 2 옷의 앞면(324)의 내측에 배치되어 있으며, 제 3 도광 부재(376)는 옷의 뒷면(340)의 내측에 각각 배치되어 있다. 또한, 제 1 도광 부재(368), 제 2 도광 부재(372) 및 제 3 도광 부재(376)는 상의(300)의 내측의 상부(착의자의 폐동맥에 대응하는 위치의 근방)에 있어서만 선단으로부터 광을 각각 출사하도록 구성되어 있어도 좋다.

제 1 광원(370), 제 2 광원(374) 및 제 3 광원(378)의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 제 1 광원(370), 제 2 광원(374) 및 제 3 광원(378)의 예에는 LED나 콜드 램프가 포함된다. 제 1 광원(370)으로부터 출사된 광은 제 1 도광 부재(368)의 기단면으로부터 입사된 후, 내부를 도광하고 제 1 광 출사 영역(382)으로부터 출사된다. 제 2 광원(374)으로부터 출사된 광은 제 2 도광 부재(372)의 기단면으로부터 입사된 후, 내부를 도광하고 제 2 광 출사 영역(384)으로부터 출사된다. 제 3 광원(378)으로부터 출사된 광은 제 3 도광 부재(376)의 기단면으로부터 입사된 후, 내부를 도광하고 제 3 광 출사 영역(386)으로부터 출사된다. 또한, 광원은 단수라도 좋다. 이 경우, 1개의 광원에 복수의 제 1 도광 부재(368), 복수의 제 2 도광 부재(372) 및 복수의 제 3 도광 부재(376)가 광학적으로 각각 접속된다.

제 1 광원(370), 제 2 광원(374) 및 제 3 광원(378)으로부터 출사되는 광의 조도는 CO-Hb로부터 일산화탄소를 해리할 수 있으면 특별히 한정되지 않는다. 본 실시형태에서는 제 1 광원(370), 제 2 광원(374) 및 제 3 광원(378)으로부터 출사되는 광이 조사되는 혈액에 있어서의 조도는 10만lux 이상인 것이 바람직하다. 광의 조도가 10만lux 미만인 경우, CO-Hb로부터 일산화탄소가 해리되지 않을 우려가 있다. 이 경우, 혈액에 조사되는 광이 조사되는 혈액에 있어서의 조도는 50만lux 정도이다.

(상의의 사용 방법)

본 발명에 의한 상의(300)는, 예를 들면 이하와 같이 사용할 수 있다. 본 발명의 상의(300)는 통상의 의복과 마찬가지로, 착의자에게 착의시킴으로써 제 1 광 출사 영역(382), 제 2 광 출사 영역(384), 제 3 광 출사 영역(386)이 소정의 위치에 배치된다. 이 상태에서 제 1 광 출사 영역(382), 제 2 광 출사 영역(384), 제 3 광 출사 영역(386)으로부터 600~750㎚의 범위 내의 파장을 포함하는 광을 조사한다. 광의 조사 시간은 특별히 한정되지 않는다. 광의 조사 시간은 환자의 증상 및 혈액 중의 일산화탄소 농도에 따라 적당하게 조정한다.

도 9의 A, B는 실시형태 3의 변형예에 의한 상의(400)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 9의 A는 상의(400)의 정면도이며, 도 9의 B는 배면도이다.

또한, 도 9의 A, B에 나타내어지는 바와 같이, 복수의 제 1 도광 부재(368), 복수의 제 2 도광 부재(372) 및 복수의 제 3 도광 부재(376)로 한 복수의 광 파이버 대신에, 복수의 LED를 갖고 있어도 좋다. 이 경우, 복수의 LED[도광 부재(388)]는 상의(300)의 내부 전체에 걸쳐 광 출사 영역(390)(출사면)이 위치하도록 배치되어 있다. 이때, 제 1 광 출사 영역(382), 제 2 광 출사 영역(384), 제 3 광 출사 영역(386)으로부터 출사되는 광은 착의자의 흉부 전체에 조사된다. 또한, 복수의 LED[도광 부재(388)]의 광 출사 영역(390)(출사면)은 상의(300)의 내측 상부(착의자의 폐동맥에 대응하는 위치의 근방)에 있어서만 선단으로부터 광을 각각 출사하도록 구성되어 있어도 좋다.

또한, 특별히 도시하지 않지만, 일산화탄소 중독 해소 장치의 다른 예에는 선단에 광조사부를 갖는 트로카 등도 포함된다.

또한, 본 실시형태에서는 옷의 앞면(320) 및 옷의 뒷면(340)에 광 출사부(360)를 갖는 상의(300)에 대하여 설명했지만 옷의 앞면(320)에만 광 출사부(360)가 배치되어 있어도 좋고, 옷의 뒷면(340)에만 광 출사부(360)가 배치되어 있어도 좋다.

또한, 상의(300, 400)는 다운 자켓 모양으로 구성되어 있어도 좋다. 이 경우, 광 출사 영역이 착의자에게 밀착되기 때문에 광을 효율적으로 조사할 수 있다.

이후의 실험에 있어서 나타내는 바와 같이, 본 발명자는 CO-Hb로부터 일산화탄소를 유효하게 유리시켜 체내로부터 배제하는 것에 이용할 수 있는 카테터(100) 및 상의(300)를 발견했다. 이 때문에, 본 발명의 카테터(100) 및/또는 상의(300)는 일산화탄소 중독을 대상으로 하는 고농도 산소 요법, 고기압 산소 요법, 제트 벤틸레이션 등과 병용해서 이용되는 것이 기대된다.

[실험 1]

실험 1에서는 일산화탄소와 헤모글로빈 소포체의 결합에 대한 광조사의 영향에 대해서 조사했다.

1. 일산화탄소 결합 헤모글로빈 소포체(CO-HbV)의 조제

일산화탄소 결합 헤모글로빈 소포체(CO-HbV)는 이하의 방법에 의해 조제했다. 우선, HbV를 조제했다. HbV는 기한이 지난 인간 농후 적혈구 제제로부터 정제한 헤모글로빈을 인지질 이분자막으로 피복함으로써 조제했다. 구체적으로는, 생리식염수에 혼합 지질 분말, 헤모글로빈을 첨가한 액체를 특정 구멍 지름을 갖는 멤브레인 필터에 압력을 가해서 투과시키는 방법(익스트루젼법)에 의해 조제했다. 조제한 HbV에 있어서의 입자 지름은 262~269㎚의 범위 내이고, Hb 농도는 10.0~10.6g/㎖의 범위 내이고, 지질 농도는 6.9~7.2g/㎖이며, Hb의 산소 포화도는 23~35Torr였다. 이어서, HbV에 대하여 일산화탄소를 15㎖/min으로 60분간 버블링함으로써 CO-HbV를 조제했다.

2. 일산화탄소와 헤모글로빈 소포체의 결합에 대한 광조사의 영향

우선, CO-HbV로부터 일산화탄소가 해리될지에 대해서 조사했다. 생후 7주령의 수컷 Sprague Dawley(SD)계 래트(체중 255~282g)를 10마리 준비했다. 각 래트에 대하여, 순환 혈액의 90% 상당량을 살린헤스(HES, 6% 히드록실에틸전분; 쿄린세이야쿠 가부시키가이샤)로 치환했다. 또한, 각 래트 전흉부의 피하조직을 노출시켰다. 10마리의 래트를 5마리의 광조사군과, 5마리의 비광조사군으로 무작위로 군을 나누었다. 이어서, 상기 방법에 의해 얻어진 CO-HbV를 25㎖/㎏이 되도록 래트에 정맥내 주사에 의해 투여했다. CO-HbV의 투여 후, 광원 장치 FLG-2(조도: 측정 거리 100㎜에서 27000lux, 150㎜에서 12000lux, 2150만cd/㎡; 쿄와코우가쿠코교 가부시키가이샤)를 이용하여 광조사군 래트의 전흉부를 향해서 400~1000㎚ 범위의 파장의 광을 조사했다. 광을 조사 후, 0분, 30분, 60분 및 90분 후에 각 래트로부터 각각 동맥혈을 채혈했다. 그리고, 채혈한 동맥혈을 이용하여 각 시간에 있어서의 CO-HbV의 포화도를 흡광도에 의해 조사했다.

3. 혈액 중의 일산화탄소 포화도의 측정

(1) 일산화탄소 포화도 측정의 원리

일산화탄소 결합 헤모글로빈(CO-Hb)과, 산소 결합 헤모글로빈(O₂-Hb)은 모두 흡수 극대를 2개씩 갖는 것이 알려져 있다. O₂-Hb는 히드로설파이트를 첨가하면 환원되어서, 단일의 흡수 극대를 갖는 환원 헤모글로빈(Hb)이 된다. 한편, CO-Hb는 히드로설파이트의 첨가에 의해 환원되지 않는다. 따라서, 히드로설파이트의 첨가 후의 시료의 흡수 스펙트럼은 CO-Hb와 Hb의 합성 스펙트럼으로 된다. 그리고, 혈액 중의 CO-Hb가 증가하면 단일의 흡수 극대가 줄어들고 CO-Hb 유래의 흡수 극대가 증가하기 때문에, 일산화탄소 포화도는 흡광도비와 CO-Hb의 관계로부터 정량할 수 있다.

(2) 일산화탄소 포화도의 산출 방법

일산화탄소 포화도는 광조사 직후의 CO-Hb양(100%)에 대한 소정 시간 경과 후의 CO-Hb양으로서, 흡광도에 의해 산출했다. 일산화탄소 포화도의 측정은 이하의 방법에 의해 측정했다. 피검 혈액 50㎕에 0.1% 탄산 나트륨 수용액 10㎖를 첨가하고, 15분 방치해서 피검 시료를 준비했다. 이어서, 피검 시료에 대해서 500~600㎚의 흡수 스펙트럼을 측정했다. 피검 시료의 CO-Hb의 흡수 극대 중 하나는 538㎚였다. 이어서, 피검 시료에 대하여 히드로설파이나트륨을 첨가하고, 다시 흡수 스펙트럼을 측정했다. Hb의 흡수 극대는 555㎚였다. 그리고, 피검 시료의 538㎚(CO-Hb의 흡수 극대 중 하나)와, 555㎚(Hb의 흡수 극대)의 흡광도를 측정했다. 마지막으로, E₅₃₈/E₅₅₅를 A_x로 했다.

피검 혈액에 산소를 버블링(예를 들면, 0.5㎖/분으로 30분간)해서 산소 농도가 포화된 CO-Hb를 포함하지 않는 혈액을 조정했다. 또한, 산소의 버블링양은 피검 혈액의 양에 따라 다르다. 50㎕에 0.1% 탄산 나트륨 수용액 10㎖를 첨가한 혈액 희석액 1에, 히드로설파이나트륨을 첨가해서 15분 방치하여 기준 시료 1을 준비했다. 기준 시료 1에 대해서, 538㎚(CO-Hb의 흡수 극대 중 하나) 및 555㎚(Hb의 흡수 극대)의 흡광도를 측정했다. 이어서, E₅₃₈/E₅₅₅를 A₀으로 했다. 또한, A₀은 0.784였다.

광을 조사한 직후(광조사 후 0분)의 혈액 50㎕에 0.1% 탄산 나트륨 수용액 10㎖를 첨가한 혈액 희석액 2에, 하이드로술파이나트륨을 첨가해서 15분 방치하여 기준 시료 2를 준비했다. 기준 시료 2의 538㎚(CO-Hb의 흡수 극대 중 하나)와, 555㎚(Hb의 흡수 극대)의 흡광도를 측정했다. 이어서, E₅₃₈/E₅₅₅를 A₁₀₀으로 했다. 또한, A₁₀₀은 1.17이었다.

마지막으로, (A_x-A₀)/(A₁₀₀-A₀)×100에 의해 일산화탄소 포화도(%)를 산출했다.

4. 결과

도 10은 광의 조사 시간과 혈액 중의 일산화탄소 포화도의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 10의 가로축은 광의 조사 시간(분)을 나타내고 있다. 또한, 세로축은 헤모글로빈에 대한 일산화탄소 포화도(%)를 나타내고 있다. 각 조사 시간에 있어서의 일산화탄소 포화도는 5마리의 평균값이다. 도 10에 있어서의 흰 원형의 심볼은 비광조사군의 일산화탄소 포화도를 나타내고 있고, 검은 원형의 심볼은 광(전체 파장; 2150만cd/㎡)조사군의 일산화탄소 포화도를 나타내고 있다.

도 10에 나타내어지는 바와 같이, 전체 파장의 광을 조사한 래트에서는 광을 조사하지 않은 래트와 비교해서 혈액 중의 일산화탄소 포화도가 저하되어 있었다. 즉, CO-Hb를 갖는 래트의 혈액에 전체 파장의 광을 조사하면, 헤모글로빈과 일산화탄소가 보다 해리되는 것을 알 수 있었다.

[실험 2]

실험 2에서는 인간 혈액 중에 있어서의 일산화탄소와 인간 헤모글로빈의 결합에 대한 조사하는 광의 강도의 영향에 대해서 조사했다.

1. 일산화탄소와 인간 헤모글로빈의 결합에 대한 광조사의 영향

우선, 일산화탄소 중독 환자인 성인 남성으로부터 혈액을 채취했다. 채혈한 혈액의 일부에 대하여, 조사되는 혈액에 있어서의 조도가 10만lux, 20만lux 및 50만lux가 되도록 광을 각각 조사했다. 광의 조사 후, 0분, 2분, 4분, 6분, 8분, 10분, 12분, 14분, 16분, 18분 및 20분 후에 혈액의 일부를 각각 분취해서 일산화탄소 포화도를 실험 1과 마찬가지로 조사했다. 또한, 인간 CO-Hb의 흡수 극대는 538㎚ 및 568㎚이며, 인간 O₂-Hb의 흡수 극대는 540㎚ 및 576㎚이다. 또한, 인간 Hb의 흡수 극대는 555㎚이다. 이것들로부터 산출한 A₀은 0.784이고, A₁₀₀은 1.171이었다.

2. 결과

도 11은 광의 조사 시간과 혈액 중의 일산화탄소 포화도의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 11의 가로축은 광의 조사 시간(분)을 나타내고 있다. 또한, 세로축은 헤모글로빈에 대한 일산화탄소 포화도(%)를 나타내고 있다. 도 11에 있어서의 흰 원형의 심볼은 비광조사시의 일산화탄소 포화도를 나타내고 있고, 검은 원형의 심볼은 10만lux가 되도록 광을 조사했을 때의 일산화탄소 포화도를 나타내고 있으며, 흰 사각형의 심볼은 20만lux가 되도록 광을 조사했을 때의 일산화탄소 포화도를 나타내고 있고, 검은 사각형의 심볼은 50만lux가 되도록 광을 조사했을 때의 일산화탄소 포화도를 나타내고 있다.

도 11에 나타내어지는 바와 같이, 인간 혈액 중의 일산화탄소 포화도는 CO-Hb에 조사되는 광의 강도가 강해질수록 낮고, 또한 CO-Hb로의 조사 시간이 길어질수록 낮았다. 이것에 의해, CO-Hb의 일산화탄소는 조사되는 광의 강도 및 조사 시간에 의존하여 해리되기 쉬운 것을 알 수 있다.

[실험 3]

실험 3에서는 인간 혈액 중에 있어서의 일산화탄소와 인간 헤모글로빈의 결합에 대한 조사하는 조사광의 파장의 영향에 대해서 조사했다.

1. 일산화탄소와 인간 헤모글로빈의 결합에 대한 조사하는 조사광의 파장의 영향

실험 1과 마찬가지로, 일산화탄소 중독 환자인 성인 남성으로부터 혈액을 채취했다. 채혈한 혈액의 일부에 대하여, 발광 다이오드를 이용하여 파장이 680㎚인 광을 조사했다. 광의 조사 후, 0분, 4분, 8분, 12분, 16분, 및 20분 후에 혈액의 일부를 각각 분취해서 일산화탄소 포화도(%)를 흡광도에 의해 조사했다.

2. 결과

도 12는 광의 조사 시간과 혈액 중의 일산화탄소 포화도의 관계를 나타낸 그래프이다. 도 12의 가로축은 광의 조사 시간(분)을 나타내고 있다. 또한, 세로축은 헤모글로빈에 대한 일산화탄소 포화도(%)를 나타내고 있다. 도 12에 있어서의 흰 원형의 심볼은 전체 파장의 광을 조사했을 때의 일산화탄소 포화도를 나타내고 있고, 검은 원형의 심볼은 파장이 680㎚인 광을 조사했을 때의 일산화탄소 포화도를 나타내고 있다.

도 12에 나타내어지는 바와 같이, 파장이 680㎚인 광은 전체 파장의 광을 조사했을 경우와 비교하여, CO-Hb로부터 일산화탄소를 효과적으로 해리시킬 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 특별히 결과를 나타내지 않지만, 파장이 600~750㎚의 범위 내인 광이면 마찬가지로 CO-Hb로부터 일산화탄소를 효과적으로 해리시킬 수 있는 것도 알 수 있다.

[실험 4]

실험 4에서는 돼지 혈액 중에 있어서의 일산화탄소와 인간 헤모글로빈의 결합에 대한 광조사의 영향을 in vitro로 조사했다.

돼지 혈액에 일산화탄소를 부가(순일산화탄소 가스 4.5L를 충전한 주머니에 50㎖의 돼지 혈액을 넣고 충분히 교반하여 일산화탄소를 부가)해서 일산화탄소 농도가 포화된 혈액을 조정했다. 또한, 일산화탄소의 버블링양은 돼지 혈액의 양에 따라 다르다. 조정된 혈액의 일부에 대하여 60만lux의 조도가 되도록 광을 조사하면서 산소를 버블링(40㎖/분)했다. 또한, 조정한 혈액의 다른 일부에 대하여 광을 조사하지 않고 산소를 버블링(40㎖/분)했다. 광의 조사 후, 0분, 5분, 10분, 15분 및 20분 후에 혈액의 일부를 각각 분취해서 일산화탄소 포화도를 실험 1과 마찬가지로 조사했다. 결과를 도 13에 나타낸다. 또한, A₀은 0.785이고, A₁₀₀은 1.155였다.

도 13은 산소의 버블링을 개시하고나서의 혈액 중의 일산화탄소 포화도의 경과를 나타낸 그래프이다. 도 13의 가로축은 경과 시간(분)을 나타내고 있다. 또한, 세로축은 헤모글로빈에 대한 일산화탄소 포화도(%)를 나타내고 있다. 도 13에 있어서의 흰 원형의 심볼은 비광조사군의 일산화탄소 포화도를 나타내고 있고, 검은 원형의 심볼은 광(전체 파장; 조사되는 혈액에 있어서의 조도로서 60만lux)조사군의 일산화탄소 포화도의 경시적 변화를 나타내고 있다.

도 13에 나타내어지는 바와 같이, 돼지 혈액 중에 있어서의 일산화탄소 포화도는 광을 조사하지 않은 경우(비광조사군)와 비교해서 조사한 쪽(광조사군)이 낮았다. 또한, 일산화탄소의 해리는 조사하는 광의 조사 시간에 의존하여, 보다 해리되는 것을 알 수 있었다.

[실험 5]

실험 5에서는 개 혈액 중에 있어서의 일산화탄소와 인간 헤모글로빈의 결합에 대한 광조사의 영향을 in vitro로 조사했다.

개 혈액에 일산화탄소를 부가(순일산화탄소 가스 4.5L를 충전한 주머니에 50㎖의 개 혈액을 넣어 충분히 교반하여 일산화탄소를 부가)해서 일산화탄소 농도가 포화된 혈액을 조정했다. 조정한 혈액의 일부에 대하여 60만lux의 조도로 광을 조사하면서 산소를 버블링(40㎖/분)했다. 또한, 조정된 혈액의 다른 일부에 대하여 광을 조사하지 않고 산소를 버블링(40㎖/분)했다. 광의 조사 후, 0분, 5분, 10분, 15분 및 20분 후에 혈액의 일부를 각각 분취해서 일산화탄소 포화도를 실험 1과 마찬가지로 조사했다. 결과를 도 14에 나타낸다. 또한, A₀은 0.813이고, A₁₀₀은 1.143이었다.

도 14는 산소의 버블링을 개시하고나서의 개 혈액 중의 일산화탄소 포화도의 경과를 나타낸 그래프이다. 도 14의 가로축은 경과 시간(분)을 나타내고 있다. 또한, 세로축은 헤모글로빈에 대한 일산화탄소 포화도(%)를 나타내고 있다. 도 14에 있어서의 흰 원형의 심볼은 비광조사군의 일산화탄소 포화도를 나타내고 있고, 검은 원형의 심볼은 광(전체 파장; 조사되는 혈액에 있어서의 조도로서 60만lux)조사군의 일산화탄소 포화도의 경시적 변화를 나타내고 있다.

도 14에 나타내는 바와 같이, 개 혈액 중에 있어서의 일산화탄소 포화도는 광을 조사하지 않은 경우(비광조사군)와 비교해서 조사한 쪽(광조사군)이 낮았다. 또한, 일산화탄소의 해리는 조사하는 광의 조사 시간에 의존하여, 보다 해리되는 것을 알 수 있었다.

이상과 같이, 인간 혈액, 개 혈액 및 돼지 혈액을 사용한 in vitro의 실험에서도 광을 조사함으로써 CO-Hb로부터 일산화탄소가 해리되는 것이 관측되었기 때문에, 생체 내에 있어서도 CO-Hb에 대하여 소정 파장의 광을 조사함으로써 CO-Hb로부터 일산화탄소가 해리되는 것이 추측된다. 또한, 본 발명에 의한 카테터 및/또는 상의를 사용함으로써 CO-Hb로부터 일산화탄소를 유효하게 해리시킬 수 있는 것이 추측된다. 또한, 고압 산소 요법이나 고농도 산소 요법과 병용함으로써, 더욱 높은 치료 효과가 얻어지는 것이 기대된다.

본 출원은 2013년 11월 14일 출원의 일본 특허출원 2013-235804에 의거하는 우선권을 주장한다. 상기 출원 명세서 및 도면에 기재된 내용은 전부 본원 명세서에 원용된다.

<산업상의 이용 가능성>

예를 들면, 본 발명의 카테터 및 상의는 급성기의 일산화탄소 중독 환자의 초기 치료에 사용되는 일산화탄소 중독 해소 장치로서의 카테터 및 상의로서 유용하다.

100, 200 : 카테터 120, 220 : 카테터 본체
121 : 선단부 122, 222 : 제 1 관강
123, 223 : 제 2 관강 124, 224 : 제 3 관강
126 : 관통 구멍 127 : 케이블
130 : 커넥터 131 : 도광 부재용 루멘
132 : 벌룬용 루멘 133 : 압력 센서용 루멘
134 : 광원용 커넥터 135 : 벌룬 확장용 밸브
136 : 시린지 137 : 접속 커넥터
140 : 광 출사부 141 : 도광 부재
142 : 광원 143 : 광 출사 영역
160 : 벌룬 180 : 압력 센서
300, 400 : 상의 302 : 제 1 개구
304 : 제 2 개구 306 : 제 3 개구
320 : 옷의 앞면 322 : 제 1 옷의 앞면
324 : 제 2 옷의 앞면 340 : 옷의 뒷면
360 : 광 출사부 362 : 제 1 광 출사부
364 : 제 2 광 출사부 366 : 제 3 광 출사부
368 : 제 1 도광 부재 370 : 제 1 광원
372 : 제 2 도광 부재 374 : 제 2 광원
376 : 제 3 도광 부재 378 : 제 3 광원
380 : 파스너 382 : 제 1 광 출사 영역
384 : 제 2 광 출사 영역 386 : 제 3 광 출사 영역
388 : 도광 부재 390 : 광 출사 영역

Claims

파장이 600~750㎚의 범위 내인 광을 출사하는 광 출사부를 갖는, 일산화탄소 중독 해소 장치.
일산화탄소 중독을 해소하기 위해서 일산화탄소 중독 환자에게 광을 조사하기 위한 상의로서,
제 1 항에 기재된 일산화탄소 중독 해소 장치를 갖고,
상기 광 출사부는 옷의 앞면의 내측 또는 옷의 뒷면의 내측에 있어서, 파장이 600~750㎚의 범위 내인 광을 출사하는, 상의.
제 2 항에 있어서,
상기 광 출사부는 상기 상의의 외부에 배치된 광원으로부터 출사된 광을 일단으로부터 입사시키고, 입사된 광을 타단에 있는 광 출사 영역으로부터 출사하는 복수의 도광 부재를 포함하고,
복수의 상기 광 출사 영역은 상기 옷의 앞면의 내측 또는 옷의 뒷면의 내측에 배치되어 있는, 상의.
일산화탄소 중독 환자의 혈관 내에 삽입되어 혈액에 대하여 광을 조사하기 위한 카테터로서,
제 1 항에 기재된 일산화탄소 중독 해소 장치를 갖고,
상기 광 출사부는 상기 카테터의 선단에 있어서, 파장이 600~750㎚의 범위 내인 광을 출사하는, 카테터.
제 4 항에 있어서,
투광성의 소재로 형성된 선단부를 갖고, 제 1 관강, 제 2 관강 및 제 3 관강을 포함하는 카테터 본체와,
상기 선단부에 있어서, 상기 제 1 관강 내로부터 상기 카테터 본체의 외부로 투과되도록 파장이 600~750㎚의 범위 내인 광을 출사하는 상기 광 출사부와,
상기 선단부의 외주면에 배치되어 상기 제 2 관강과 연통하고 있고, 확장된 상태에서 상기 선단부를 혈류의 하류로 안내하기 위한 벌룬과,
상기 선단부의 선단에 배치되어 상기 제 3 관강에 삽통된 케이블과 접속하고 있고, 심장 또는 혈관의 내압을 측정하는 압력 센서를 갖는, 카테터.
제 5 항에 있어서,
상기 선단부는 상기 카테터 본체의 선단으로부터 10~15㎝까지의 영역인, 카테터.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 광 출사부로부터 출사되는 광은 상기 선단부의 선단측, 중앙부 및 기단측의 상기 벌룬이 배치되어 있지 않은 영역으로부터 상기 카테터 본체의 외부로 투과되는, 카테터.
제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광 출사부는 상기 카테터 본체의 외부에 배치된 광원으로부터 출사된 광을 일단으로부터 입사시키고, 입사된 광을 타단에 있는 광 출사 영역으로부터 출사하는 복수의 도광 부재를 포함하며,
복수의 상기 광 출사 영역은 상기 선단부의 선단측, 중앙부 및 기단측에 배치되어 있는, 카테터.
제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광 출사부는 복수의 LED를 포함하고,
상기 복수의 LED는 상기 선단부의 선단측, 중앙부 및 기단측에 배치되어 있는, 카테터.
제 4 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광 출사부로부터 출사되는 광의 강도는 1mW 이상인, 카테터.