(57)【要約】医療ガス混合体に二酸化炭素を導入する医療装置を介して循環している、活性成分としてのキセノンと、既知の組成物である酸素、選択的に窒素及び／又はヘリウムとの医療ガス混合体におけるキセノン濃度は、医療装置の下流側で二酸化炭素を除去し、続いて二酸化炭素が除去されたガスを医療装置の上流側で、超音波ガス分析器（１４３）を通過させることにより測定される。ガス分析器は、内部が反射式の円筒状のサンプルチャンバにおける端部の一方の位置から、該サンプルチャンバ内の二酸化炭素の含まれていない医療ガス混合体を軸方向に通過する少なくとも約１００kHzの極超音波パルスの発信と、サンプルチャンバにおける端部の他方から、軸方向に位置へもどるパルスの反射との間の時間遅れを測定する。新規な構造の分析器が開示されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性成分としてのキセノンと、既知の組成物である酸素、選択的に窒素及び／又はヘリウムとの医療ガス混合体におけるキセノン濃度のモニタリング方法であって；該医療ガス混合体は、該医療ガス混合体に二酸化炭素を導入する医療装置を介して循環しているモニタリング方法において；該モニタリング方法が：
該医療装置の下流側で二酸化炭素を除去する段階と；
続いて該医療装置の上流側で、内部が反射式の円筒状のサンプルチャンバにおける端部の一方の位置から、該サンプルチャンバ内の二酸化炭素を除去された該医療ガス混合体を軸方向に通過する少なくとも約１００kHzの極超音波パルスの発信と、該サンプルチャンバにおける端部の他方から、軸方向に該位置へもどる該パルスの反射との間の時間遅れを測定する段階と；
を含んでいるモニタリング方法。
【請求項２】
該医療ガス混合体が、キセノンと酸素との二成分ガス混合体である、請求項１に記載のモニタリング方法。
【請求項３】
該医療ガス混合体が、キセノンと酸素と窒素との三成分ガス混合体である、請求項１に記載のモニタリング方法。
【請求項４】
該医療装置が心肺バイパス酸素供給器である、請求項１−３のいずれか一項に記載のモニタリング方法。
【請求項５】
該医療装置が人工ベンチレータである、請求項１−３のいずれか一項に記載のモニタリング方法。
【請求項６】
該超音波が約２５０kHzより高い周波数である、請求項１−５のいずれか一項に記載のモニタリング方法。
【請求項７】
該超音波が約４５０kHzより低い周波数である、請求項１−６のいずれか一項に記載のモニタリング方法。
【請求項８】
該超音波が約３８０kHzである、請求項１−７のいずれか一項に記載のモニタリング方法。
【請求項９】
医療装置を介して医療ガス混合体を循環する装置であって、該医療ガス混合体は、キセノンと既知の組成物である酸素、選択的に窒素及び／又はヘリウムとの混合体であり、該医療装置において二酸化炭素が導入されている循環装置において、該循環装置が：
該医療装置への及び該医療装置からの該医療ガス混合体の再循環流れのための回路と；
二酸化炭素で汚染された該医療ガス混合体から二酸化炭素を除去するための、該医療装置の下流側の二酸化炭素アブゾーバと；
該回路内を循環している二酸化炭素を除去された該医療ガス混合体におけるキセノン濃度をモニタリングするための、該医療装置の上流側の分析器であって；該分析器が：
ガス入口を有している内部が反射式の円筒状のサンプルチャンバと；
少なくとも約１００kHzの超音波パルスを該サンプルチャンバ軸方向に通過させ      て発信するための、該サンプルチャンバにおける一方の端部に設置された超高周波      数の超音波発信器と；
該サンプルチャンバにおける他方の端部から軸方向に反射された超音波を受信す      るための、該サンプルチャンバにおける一方の端部に設置された受信器と；
該発信器による超音波パルスの発信と、該受信器による該超音波パルスの受信と      の間の時間遅れを決定し、かつ該サンプルチャンバ内の該医療ガス混合体における      該キセノン濃度を表示するべく、該時間遅れと、基準データとを関連させる、プロ      セス手段と；
を具備している分析器と；
該医療ガス混合体の組成を制御するためにガス成分を補充するためのガス補給手段と；
を具備する循環装置。
【請求項１０】
該分析器のサンプルチャンバの該ガス入口とガス出口とが、該サンプルチャンバの側壁面において軸方向及び周方向に離間した位置に設置されていて、該ガス入口が発信器の発信面の後方にあり、従って、該サンプルチャンバを通過するガス流れが軸方向成分を有している、請求項９に記載の循環装置。
【請求項１１】
該サンプルチャンバが約２００cm3未満の体積である、請求項９又は１０に記載の循環装置。
【請求項１２】
該発信器が約４００kHz未満の周波数の超音波を発信する、請求項９−１１のいずれか一項に記載の循環装置。
【請求項１３】
該発信器が約２５０kHzより高い周波数の超音波を発信する、請求項９−１２のいずれか一項に記載の循環装置。
【請求項１４】
該発信器が約３８０kHzの周波数の超音波を発信する、請求項１３に記載の循環装置。
【請求項１５】
該ガス補給手段が、再循環回路へのそれぞれ独立した酸素用入口とキセノン／酸素混合体用入口とを備えている、請求項９−１４のいずれか一項に記載の循環装置。
【請求項１６】
該ガス補給手段が、再循環回路への独立した空気用入口をさらに備えている、請求項１５に記載の循環装置。
【請求項１７】
該再循環回路における該二酸化炭素を除去された医療ガス混合体の容積をモニタリングするための容積測定手段をさらに具備する、請求項９−１６のいずれか一項に記載の循環装置。
【請求項１８】
該再循環回路における該二酸化炭素を除去された医療ガス混合体の酸素濃度をモニタリングするための分析器をさらに具備する、請求項９−１７のいずれか一項に記載の循環装置。
【請求項１９】
請求項１に記載のモニタリング方法に使用するための分析器であって、該分析器が：
ガス入口とガス出口とを有している内部が反射式の円筒状のサンプルチャンバであって、該ガス入口とガス出口とが、該サンプルチャンバの側壁面において軸方向及び周方向に離間した位置に設置されていて、そして該ガス入口が発信器の発信面の後方にあり、従って、該サンプルチャンバを通過するガス流れが軸方向成分を有している、サンプルチャンバと；
少なくとも約１００kHzの超音波パルスを該サンプルチャンバ軸方向に通過させて発信するための、該サンプルチャンバにおける一方の端部に設置された超高周波超音波発信器と；
該サンプルチャンバにおける他方の端部から軸方向に反射された超音波を受信するための、該サンプルチャンバにおける一方の端部に設置された受信器と；
該発信器による超音波パルスの発信と、該受信器による該超音波パルスの受信との間の時間遅れを決定し、そして該サンプルチャンバ内の該医療ガス混合体における該キセノン濃度を表示するべく、該時間遅れと、基準データとを関連させる、プロセス手段と；
を具備している分析器。
【請求項２０】
該サンプルチャンバが約２００cm3未満の容積である、請求項１９に記載の分析器。
【請求項２１】
該発信器が、約４００kHz未満の周波数の超音波を発信する、請求項１９又は２０に記載の分析器。
【請求項２２】
該発信器が、約２５０kHzより高い周波数の超音波を発信する、請求項１９−２１に記載の分析器。
【請求項２３】
該発信器が、約３８０kHzの周波数の超音波を発信する、請求項２２に記載の分析器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療ガス混合体におけるキセノン濃度をモニタリングするための、ガス特有の音速を用いた方法と装置とに関するものであって、ガス混合体は、酸素と選択的に窒素との混合体であって、ガス混合体に二酸化炭素を導入する医療装置を介して再循環している。
【背景技術】
【０００２】
音波あるいは超音波発信器／検出器を用いて、ガス混合体中の成分濃度を測定する装置と方法とは公知なものである。濃度は位相あるいはパルス測定により測定することができて（例えば特許文献１参照）、そしてパルスが、ハウジングの同一あるいは異なる端部に設置された発信器及び受信器を備えた内部が反射式のハウジングを一回以上横切って反射する間の時間を使用することは公知である。
【０００３】
例えば、特許文献２が、ハウジングの対向する端部壁面に備えられた発信手段及び受信手段を有する円筒状ハウジングを備えた、超音波ガス測定装置を開示している。ガスは、発信器を備えた端部壁面における入口から、対向している端部壁面における出口へ向けてハウジング内で流れている。少なくともハウジングを通過して流れる間に、ガス流れはガス流れの乱れを低減するように分流されている。装置における電子回路は、ガスサンプルを通過して検出された超音波に対応する信号を発生するようになっていて、その信号は、発信器に備えられた標準信号及びガス濃度を計算するために使用された位相のずれと比較される。装置は、特に呼吸性患者により使用された医療装置における酸素濃度の分析に適用可能なものである。
【０００４】
他の例において、特許文献３は、空気サンプル中の微量のガスを測定するためにガス分析用の高周波超音波特に約０．５MHzを用いた装置と方法を開示している。装置におけるアコースティックチャンバは小さくて、一対の発信器／受信器間の距離は通常０．６４cmであるが、音波はチャンバ内で反射され往復し数回、例えば五回反射される。音速及び１１．４cmの飛行時間（ＴＯＦ）はキセノンも含めて数種がガスにつき、空気だけの場合と比較したＴＯＦにおける差と共に表記されている。
【０００５】
キセノンは酸素及び選択的にヘリウムと混合して使用される麻酔ガスとして長い間知られてきた。最近、キセノンを他の治療に使用することに興味がもたれてきた。特に特許文献４において、卆中、ドラッグ乱用、出産中の酸欠、パーキンソン病、分裂症、Giulles de la Touretteシンドローム、頭蓋脳損傷又は片頭痛により生じる神経性中毒を処置するためにキセノンの使用が開示されていて、そして心肺バイパス器におけるキセノンの使用が説明されている。さらに、特許文献５は、例えば神経防護を提供するために、神経側錯の苦痛を軽減し又はシナプシスプラスティシテー（synaptic plasticity）を軽減するために、ＮＭＤＡ拮抗薬としてキセノンの使用を開示している。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６１９２７３９号明細書
【特許文献２】米国特許第５０６０５１４号明細書
【特許文献３】米国特許第６２７９３７８号明細書
【特許文献４】国際公開第００５３１９２号パンフレット
【特許文献５】国際公開第０１０８６９２号パンフレット
【特許文献６】英国特許出願公開第０２１００２２．０明細書
【特許文献７】国際公開第Ｐ８９４３パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
キセノンの入手の可能性は限定されたものであって、通常空気から抽出されていて、空気中において重量率で０．００００３９％（体積率で０．０００００８７％）である。従って、いずれの用途においてもキセノンを回収あるいは再使用することは望ましいことであり、従ってそのような回収あるいは再使用へのニーズは、キセノンの需要の増加に応じて増大するであろう。特に、医療装置を介してキセノンを循環することは望ましいことである。しかしながら、循環している医療ガス中のキセノン濃度を注意深くモニターし調節することが必要であって、従って、循環している医療ガス中のキセノン濃度を迅速でかつ正確なモニタリングを提供するための簡単で比較的安価な手段の必要性がある。超音波的方法が汚染物質としてのキセノン濃度を測定するために提案されてきたけれど、医療ガス中の活性キセノン濃度は汚染物質レベルよりはるかに高くて、医療装置により導入される二酸化炭素の存在は超音波式測定器を用いたキセノン濃度測定を妨げている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明における第一実施形態として、活性成分としてのキセノンと、既知の組成物である酸素、選択的に窒素及び／又はヘリウムとの医療ガス混合体におけるキセノン濃度のモニタリング方法が提供されていて；該医療ガス混合体は、該医療ガス混合体に二酸化炭素を導入する医療装置を介して循環しているモニタリング方法において；該モニタリング方法が：
該医療装置の下流側で二酸化炭素を除去する段階と；
続いて該医療装置の上流側で、内部が反射式の円筒状のサンプルチャンバにおける端部の一方の位置から、該サンプルチャンバ内の二酸化炭素の含まれていない該医療ガス混合体を軸方向に通過する少なくとも約１００kHzの極超音波パルスの発信と、該サンプルチャンバにおける端部の他方から、軸方向に該位置へもどる該パルスの反射との間の時間遅れを測定する段階と；
を含んでいる。
【０００９】
第二実施形態において、本発明は、医療装置を介して医療ガス混合体を循環する装置を提供していて；該医療ガス混合体は、キセノンと既知の組成物である酸素、選択的に窒素及び／又はヘリウムとの混合体であり、該医療装置において二酸化炭素が導入されている循環装置において、該循環装置が：
該医療装置への及び該医療装置からの該医療ガス混合体の再循環流れのための回路と；
二酸化炭素で汚染された該医療ガス混合体から二酸化炭素を除去するための、該医療装置の下流側の二酸化炭素アブゾーバと；
該回路内を循環している二酸化炭素を除去された該医療ガス混合体におけるキセノン濃度をモニタリングするための、該医療装置の上流側の分析器であって；該分析器が：
ガス入口を有している内部が反射式の円筒状のサンプルチャンバと；
少なくとも約１００kHzの超音波パルスを該サンプルチャンバ軸方向に通過させ      て発信するための、該サンプルチャンバにおける一方の端部に設置された超高周波      超音波発信器と；
該サンプルチャンバにおける他方の端部から軸方向に反射された超音波を受信す      るための、該サンプルチャンバにおける一方の端部に設置された受信器と；
該発信器による超音波パルスの発信と、該受信器による該超音波パルスの受信と      の間の時間遅れを決定し、そして該サンプルチャンバ内の該医療ガス混合体におけ      る該キセノン濃度を表示するべく、該時間遅れと、基準データとの関連性を示めす      、プロセス手段と；
を具備している分析器と；
該医療ガス混合体の組成を制御するためにガス成分を補充するためのガス補給手段と；を具備している。
【００１０】
通常、ガス補給手段は、循環回路への、個々に独立した酸素用入口とキセノン／酸素混合体用入口とを備えていて、そして選択的に循環回路への独立した空気用入口を備えている。
容積測定手段が循環回路における二酸化炭素を除去された医療ガス混合体の容積をモニターするために備えられていて及び／又は循環回路における二酸化炭素を除去された医療ガス混合体における酸素濃度をモニタリングするための分析器が備えられている。循環ガスに窒素及び／又はヘリウムが含まれている場合、それらの濃度をモニタリングするために通常追加手段が備えられている。
【００１１】
第三実施形態において、本発明のモニタリング方法に使用する分析器が提供されていて、該分析器が：
ガス入口とガス出口とを有している内部が反射式の円筒状のサンプルチャンバであって、該ガス入口とガス出口とが、該サンプルチャンバの側壁面において軸方向及び周方向に離間した位置に設置されていて、そして該ガス入口が発信器の発信面の背後にあり、従って、該サンプルチャンバを通過するガス流れが軸方向成分を有している、サンプルチャンバと；
少なくとも約１００kHzの超音波パルスを該サンプルチャンバ軸方向に通過させて発信するための、該サンプルチャンバにおける一方の端部に設置された超高周波超音波発信器と；
該サンプルチャンバにおける他方の端部から軸方向に反射された超音波を受信するための、該サンプルチャンバにおける一方の端部に設置された受信器と；
該発信器による超音波パルスの発信と、該受信器による該超音波パルスの受信との間の時間遅れを決定し、そして該サンプルチャンバ内の該医療ガス混合体における該キセノン濃度を表示するべく、該時間遅れと、基準データとの関連性を示めす、プロセス手段と；
を具備している。
【００１２】
分析器は、好ましくは約２５０mbarg（１２５kPa）までの、より好ましくは約１５０mbarg（１１５kPa）までの圧力で作動するようになっていて、かつ分析器はガスを約１００mbarg（１１０kPa）までの、好ましくは約３０mbarg（１０３kPa）の圧力で医療装置に供給することができる。
【００１３】
発信器及び受信器は独立であってもよいし、好ましくは単一の組合わされた発信器／受信器が使用される。
【００１４】
本方法に使用される極超音波の周波数は約１００kHzより、より好ましくは約２５０kHzより高い。周波数は、好ましくは約４００kHz未満で、より好ましくは約３８０kHzである。極超音波の使用が、非常に細いパルスビームの発信を可能にしていて、その細いパルスビームは多重反射を最小化し、従って測定精度を高めている。また、サンプルチャンバのサイズを最小化することも可能にしていて、一方測定における所望する精度レベルを維持している。
【００１５】
サンプルチャンバは、好ましくは、研磨した低膨脹率の材料で作られていて、かつ円形断面である。サンプルチャンバは好ましくは約５００cm3未満の容積、より好ましくは約２００mc3未満の容積である。
【００１６】
ガス含有率の測定精度は、約±５０％未満、より好ましくは約±２％未満、さらにより好ましくは約±１％未満、最も好ましくは約±０．５％未満である。
【００１７】
測定精度は、中でもパルスの行路長、サンプルチャンバの全容積及び極超音波の周波数に依存している。しかしながら、循環している医療ガス混合体における組成の変化に関する情報を迅速に提供するような、分析器の使用において、サンプルチャンバのサイズの最小化が重要なら、組成の迅速な分析を可能にするために、精度レベルは下がるかも知れない。
【００１８】
好ましくは、もしガス入口からのガスジェットが発信器の発信面に向けて直接に導入されると発生するかも知れないような、ビームの屈折曲げによる測定への悪影響のリスクを低減するために、サンプルチャンバへのガス入口は発信面の後方にある。より好ましくは、サンプルチャンバのガス入口及びガス出口は、側壁面において軸方向及び周方向に離間した位置に設置されていて、従ってチャンバを通過するガス流れは軸方向成分を有している。
【００１９】
本発明の方法と装置により提供される測定精度は、温度の小さな変動により僅かに影響を受けるだけであって、温度検出電子部品からもたらされる較正信号により概略補正することが容易にできる。同様に、本発明は、適切なガスフローパターンを達成することを提供していて、測定は流量の変動により著しい影響を受けないと思われる。しかしながら、測定精度を最も上げるために、装置は、使用前に純粋キセノンをほぼ使用する流量でサンプルチャンバに流すことにより較正することができる。
【００２０】
本発明における方法と装置は、特に心肺バイパス酸素供給器又は人工ベンチレータに使用するガス混合体の測定に適用可能なものである。
【００２１】
使用済医療ガスの場合度度あるように、ガス混合体が、二酸化炭素に加えて、水蒸気及び／又は高周波数の超音波においてエネルギを吸収する他の成分を含んでいる場合、分析への影響を防止するために、分析に先立って前記成分を除去あるいは少なくとも低減する必要がある。
【００２２】
本発明の好適な実施形態の添付図面を参照して例示用としての説明を以下に行なう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１において、ガス混合体の成分を測定するためのガス分析器（全体として符号１で示めす）は、内部が滑らかなステンレス鋼製中空シリンダ１７を備えていて、そのシリンダ１７は、分析するガスサンプル用のサンプルスペース２を形成していて、かつガス入口３、ガス出口５及び穴７を有している。超高周波超音波ゲージ１１がリングシール９により穴７に保持されていて、そしてシリンダ１７の対向壁面１５がゲージから発信された超音波パルスを反射している。ゲージ１１は、超音波を発信するための発信器１３をゲージ１１の最下面１９に備えている。発信器は、超音波受信器としても作用し、そして分析器により発生されたデータを線形化するためのマイクロプロセッサ（図示されていない）と接続されている。
【００２４】
使用にあたって、分析器は、発信器１３からサンプルチャンバ２の中に３８０kHzの超音波を発信することにより、かつ対向側面から反射された超音波を受信器１９を用いて受信することにより、混合体におけるガス、好ましくは酸素及びキセノンの割合を測定するために使用されていて、そのサンプルチャンバ２はガス入口３及びガス出口５を介して装置を通過するガス混合体を含んでいる。データはマイクロプロセッサへ送られ、混合体におけるガスの相対的割合を表示すべく処理される。
【００２５】
図２において、８０％のキセノン対２０％の酸素の割合のキセノン／酸素混合体が、コンテナ１２１のフレッシュガススペース１１９におけるキセノン／酸素供給源からキセノン質量流量コントローラ（ＭＦＣ）１２３を介して、装置（全体として符号１０１で図示されている）の主回路１０２へ供給されている。
【００２６】
主回路１０２の酸素そのものは、酸素シリンダ１２５からレギュレータ１２７と酸素質量流量コントローラ（ＭＦＣ）１２９を介して充填される。
【００２７】
一台以上（好ましくは４台）のダイヤフラム・ポンプ１１７が、キセノン／酸素混合体を、毎分２０ｌ／min迄の流量でかつ１５０mbarg（１１５kPa）までの圧力で回路１０２を循環させている。
【００２８】
ガス組成物は、医療装置供給導管１０５を介して心肺バイパス（ＣＰＢ）酸素供給器１０３へ供給されていて、流量調節弁１３９により制御されており、操作員により所定のレベルに設定できる。
【００２９】
一般にメンブレン式酸素供給器であるＣＰＢ酸素供給器１０３は、酸素付加されていない血液導管１０９を介して患者１０７から酸素付加されていない血液を供給され、酸素供給血液導管１１１を介して患者１０７へ戻している。ＣＰＢ酸素供給器１０３からの使用済ガスは、使用済ガス戻り導管１１３を通過しさらに水分トラップ１４７及び二酸化炭素アブゾーバ１３５を通過して、主回路１０２のポンプ（一台以上）１１７の上流側へ戻どっている。
【００３０】
患者１０７が装置１０１により汚染することを、及びその逆を防止するために、使用済ガス戻り導管１１３及び医療装置供給導管１０５を通過するガスはそれぞれのバクテリア用フィルタ１１５を通過する。
【００３１】
設定圧力におけるガスの一定流量が、酸素供給器１０３に供給され、従って患者の血液に利用できることを保証するために、ガスは、医療装置供給導管１０５への出口から下流側の圧力保持弁１４１を介して主回路１０２を循環する。圧力保持弁１４１は、圧力が所定レベル、例えば３０mbarg（１０３kPa）を上廻った場合にのみ、ガスの流れを可能とする弁であり、従ってポンプ１７と弁１４１との間の圧力を一定圧力に保持している。
【００３２】
圧力保持弁１４１から下流側で、ガス組成物は、図１における超音波式ガス分析器１４３を用いてキセノン含有率を分析させる。別の配置において（図示されていない）キセノン分析器は圧力保持弁１４１の上流側に設置されている。
【００３３】
ガスは、続いてベローズ１４５を介して流れ、ポンプ（一台以上）１１７の上流で使用済ガスを受け取る。なおベローズ１４５は、装置におけるいずれの余剰ガス量をも吸収するために膨脹し、又は装置におけるガス損失量を補償するために収縮する。
【００３４】
主回路１０２における酸素濃度は、酸素燃料電池センサ１３１によりモニターされていて、その酸素燃料電池センサ１３１は、主回路１０２におけるポンプ（一台以上）１１７の下流側に設置されて図示されているが、圧力保持弁１４１の下流側に設置されていてもよい。続いてガスは、循環ガスから二酸化炭素を除去するバックアップ二酸化炭素アブゾーバ１３３を介して流れる。アブゾーバ１３３及び１３５により除去された二酸化炭素は、患者の血液からフラッシュされた後に酸素供給器１０３を介して流入したものである。少なくともアブゾーバ１３５は装置を使用するごとに交換されるべきである。
【００３５】
バックアップ二酸化炭素アブゾーバ１３３の下流側で、少量のガスサンプルが、主回路１０２から抽出され分析ユニットに供給されていて；赤外線ガス分析器を用いて二酸化炭素が分析され、二酸化炭素アブゾーバが効率良く作動されることが保証されており；さらに酸素燃料電池センサ１３１のバックアップとしての磁気酸素計を用いて酸素が分析されている。サンプルはポンプ（一台以上）１１７の上流側で主回路１０２へもどされている。
【００３６】
回収ガス導管１４９は、少なくとも主回路１０２からのガスの一部分を、バックアップ二酸化炭素アブゾーバ１３３の下流側でコンテナ１２１のアレージスペース１５１に回収弁１５３及びコンプレッサ１５５を介して供給している。このコンテナ１２１は、２００２年５月１日付に共同出願した特許文献６及び本出願と同一日付で出願した対応するＰＣＴ出願（特許文献７）に開示されている。
【００３７】
ベローズ１４５からの大気ベント１５７は、装置内のガスを必要に応じてベントすることを可能にしている。
【００３８】
Ｕチューブ式逃し装置１５９が使用ガスもどり導管１１３に設置されていて、装置１０１からのいずれの背圧に対しても酸素供給器１０３及び患者１０７を保護するようになっている。
【００３９】
新しいガスの装置への追加は、酸素燃料電池センサ１３１と、新しい酸素供給用の酸素ＭＦＣ１２９との間のアナログ電子回路により、及びベローズの位置を測定する超音波レレベルセンサ１４６と、新しいキセノン／酸素混合体供給用のキセノンＭＦＣ１２３との間のアナログ電子回路により制御されている。
【００４０】
主回路１０２における酸素濃度をモニターするのと同じく、酸素燃料電池センサ１３１は酸素濃度を制御できるようになっている。操作員は、所望する酸素濃度に一致したセンサ１３１における設定値を選択することができる。センサ１３１により測定された酸素濃度が設定値より下がった場合、酸素ＭＦＣ１２９は、酸素レベル設定値と、酸素センサ１３１との間の差に比例した流量で新しい酸素を主回路１０２に供給するべく、酸素ＭＦＣ１２９をセンサ１３１に接続している高ゲイン回路を介してトリガされる。
【００４１】
通常、高ゲイン酸素制御回路（図示されていない）はゲイン１であって、そのゲイン１は、酸素ＭＦＣ１２９を介して主回路１０２へ流れる、酸素の設定値と測定された酸素レベルとの間の１％の差ごとに１ｌ／minの酸素流量に一致している。
【００４２】
主回路におけるキセノン濃度は超音波ベローズレベルセンサ１４６により制御されている。操作員は、センサ１４６と接続されたポテンショメータ（図示されていない）を用いて、ベローズ１４５の膨脹レベルと一致する所望するレベルを設定することができる。このレベルは、装置における体積と一致するものであって、酸素濃度が既知である場合、キセノンの所望する濃度に一致している。センサ１４６がベローズ１４５の所望するレベルを下廻わっての下降を検知した場合、キセノンＭＦＣ１２３は、新しい酸素／キセノン混合体を、ポテンショメータ設定値と、ベローズセンサ１４６により測定されたレベルとの間の差に比例した流量で主回路１０２に供給するべくセンサ１４６をキセノンＭＦＣ１２３と接続する低ゲイン回路（図示されていない）を介してトリガされる。
【００４３】
通常、キセノンの低ゲイン回路はゲイン０．１であって、そのゲイン０．１は、主回路１０２へ流れる、ポテンショメータ設定値とベローズセンサ１４６により測定されたレベルとの間の１％の差ごとに０．１ｌ／minの新しいキセノン／酸素混合体流量に一致している。
【００４４】
種々のセンサの読取り値及び流量がモニターユニット（図示されていない）上に表示される。
【００４５】
使用にあたって、酸素はＣＰＢ酸素供給器１０３を介しての二酸化炭素により消費され交換されてもよい。操作員は、流量調節弁１３９を用いることにより酸素供給器１０３への流量を選択することができる。このことは、二酸化炭素が患者の血液から装置にフラッシュされる流量を効果的に制御していて、従って患者１０７相対的酸度又はアルカリ度に関して多少の制御を提供している。
【００４６】
二酸化炭素は、主二酸化炭素アブゾーバ１３５により吸収され、そして酸素レベルの低下は燃料電池センサ１３１のトリガリングにより検出され、その燃料電池センサ１３１は高ゲイン回路を介して、酸素ＭＦＣ１２９の制御にもとずいて酸素レベルの補給をトリガーする。
【００４７】
キセノンセンサ１４３は主回路におけるキセノン濃度を測定する。この読取り値は種々の結論を得るべく他の読み取り値と比較することができる。例えば、もし酸素燃料電池センサ１３１により測定された酸素濃度が、１００引くキセノンセンサ１４３により測定されたキセノン濃度に等しくないなら、それは例えば二酸化炭素又は窒素による汚染を示めしていて、操作員は装置を大気へベントすること、又は使用したガスを回収することを警告されていることになる。代りに、このことはプリセットレベルにおいて自動的に行なわれてもよい。キセノンセンサ１４３は、ベローズのレベルにより予知されたキセノン濃度をモニタするべく使用される。同じく、もしこれら二つの読み取り値が一致しない場合、このことは、非常に多量の二酸化炭素、窒素又は酸素を表示している。結果として、操作員は再度大気へベントすること又は使用したガスの回収を選択する。
【００４８】
もし装置におけるガス量が増加した場合、ベローズ１４５のレベルは増加する。もしベローズ１４５のレベルがプリセットレベルを越えた場合、ガスは手動あるいは自動的に装置から大気ベント１５７及び／又はキセノン回収弁１５３を介してベントされる。選択的に、センサ１４６は超音波分析器１４３と接続することができるので、ベローズ１４５のレベル高を越えると、ベント１５７又は弁１５３が、分析器１４３により測定されたガスのキセノン含有率に応じて選択的に開かれる。
【００４９】
特定の実施形態を参照して説明したけれども、本発明は前述の詳細に限定することを意図しているものではない。むしろ、特許請求の範囲における精神と範囲内において、多くの修正を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、本発明における分析器の縦断面図である。
【図２】図２は、心肺バイパス酸素供給器へガスを提供するためのガス循環装置に図１におけるアナライザを使用していることを示めす線図である。
【図１】
2005524085.tif 000003
【図２】
2005524085.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成16年6月15日(2004.6.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性成分としてのキセノンと、既知の組成物である酸素、選択的に窒素及び／又はヘリウムとの医療ガス混合体におけるキセノン濃度のモニタリング方法であって；該医療ガス混合体は、医療装置を介して循環し、該医療装置において二酸化炭素が導入され、二酸化炭素で汚染されたガス混合体となっている；モニタリング方法において、該モニタリング方法が：
二酸化炭素の含まれていないガス混合体を提供するために、該医療装置の下流側で該二酸化炭素で汚染されたガス混合体から二酸化炭素を除去する段階と；
続いて該医療装置の上流側で、内部が反射式の円筒状のサンプルチャンバにおける端部の一方の位置から、該サンプルチャンバ内の該二酸化炭素の含まれていない医療ガス混合体を軸方向に通過する少なくとも約１００kHzの極超音波パルスの発信と、該サンプルチャンバにおける端部の他方から、軸方向に該位置へもどる該パルスの反射との間の時間遅れを測定することにより該キセノン濃度をモニターする段階と；
を含んでいるモニタリング方法。
【請求項２】
該医療ガス混合体が、キセノンと酸素との二成分ガス混合体である、請求項１に記載のモニタリング方法。
【請求項３】
該医療ガス混合体が、キセノンと酸素と窒素との三成分ガス混合体である、請求項１に記載のモニタリング方法。
【請求項４】
該医療装置が心肺バイパス酸素供給器である、請求項１−３のいずれか一項に記載のモニタリング方法。
【請求項５】
該医療装置が人工ベンチレータである、請求項１−３のいずれか一項に記載のモニタリング方法。
【請求項６】
該超音波が約２５０kHzより高い周波数である、請求項１−５のいずれか一項に記載のモニタリング方法。
【請求項７】
該超音波が約４５０kHzより低い周波数である、請求項１−６のいずれか一項に記載のモニタリング方法。
【請求項８】
該超音波が約３８０kHzである、請求項１−７のいずれか一項に記載のモニタリング方法。
【請求項９】
医療装置を介して医療ガス混合体を循環する装置であって、該医療ガス混合体は、キセノンと既知の組成物である酸素、選択的に窒素及び／又はヘリウムとの混合体であり、該医療装置において二酸化炭素が導入されている循環装置において、該循環装置が：
該医療装置への及び該医療装置からの該医療ガス混合体の再循環流れのための回路と；
二酸化炭素で汚染された該医療ガス混合体から二酸化炭素を除去するための、該医療装置の下流側の二酸化炭素アブゾーバと；
該回路内を循環している二酸化炭素を除去された該医療ガス混合体におけるキセノン濃度をモニタリングするための、該医療装置の上流側の分析器であって；該分析器が：
ガス入口を有している内部が反射式の円筒状のサンプルチャンバと；
少なくとも約１００kHzの超音波パルスを該サンプルチャンバ軸方向に通過させ      て発信するための、該サンプルチャンバにおける一方の端部に設置された超高周波      数の超音波発信器と；
該サンプルチャンバにおける他方の端部から軸方向に反射された超音波を受信す      るための、該サンプルチャンバにおける一方の端部に設置された受信器と；
該発信器による超音波パルスの発信と、該受信器による該超音波パルスの受信と      の間の時間遅れを決定し、かつ該サンプルチャンバ内の該医療ガス混合体における      該キセノン濃度を表示するべく、該時間遅れと、基準データとを関連させる、プロ      セス手段と；
を具備している分析器と；
該医療ガス混合体の組成を制御するためにガス成分を補充するためのガス補給手段と；
を具備する循環装置。
【請求項１０】
該分析器のサンプルチャンバの該ガス入口とガス出口とが、該サンプルチャンバの側壁面において軸方向及び周方向に離間した位置に設置されていて、該ガス入口が発信器の発信面の後方にあり、従って、該サンプルチャンバを通過するガス流れが軸方向成分を有している、請求項９に記載の循環装置。
【請求項１１】
該サンプルチャンバが約２００cm3未満の体積である、請求項９又は１０に記載の循環装置。
【請求項１２】
該発信器が約４００kHz未満の周波数の超音波を発信する、請求項９−１１のいずれか一項に記載の循環装置。
【請求項１３】
該発信器が約２５０kHzより高い周波数の超音波を発信する、請求項９−１２のいずれか一項に記載の循環装置。
【請求項１４】
該発信器が約３８０kHzの周波数の超音波を発信する、請求項１３に記載の循環装置。
【請求項１５】
該ガス補給手段が、再循環回路へのそれぞれ独立した酸素用入口とキセノン／酸素混合体用入口とを備えている、請求項９−１４のいずれか一項に記載の循環装置。
【請求項１６】
該ガス補給手段が、再循環回路への独立した空気用入口をさらに備えている、請求項１５に記載の循環装置。
【請求項１７】
該再循環回路における該二酸化炭素を除去された医療ガス混合体の容積をモニタリングするための容積測定手段をさらに具備する、請求項９−１６のいずれか一項に記載の循環装置。
【請求項１８】
該再循環回路における該二酸化炭素を除去された医療ガス混合体の酸素濃度をモニタリングするための分析器をさらに具備する、請求項９−１７のいずれか一項に記載の循環装置。
【請求項１９】
請求項１に記載のモニタリング方法に使用するための分析器であって、該分析器が：
ガス入口とガス出口とを有している内部が反射式の円筒状のサンプルチャンバであって、該ガス入口とガス出口とが、該サンプルチャンバの側壁面において軸方向及び周方向に離間した位置に設置されていて、そして該ガス入口が発信器の発信面の後方にあり、従って、該サンプルチャンバを通過するガス流れが軸方向成分を有している、サンプルチャンバと；
少なくとも約１００kHzの超音波パルスを該サンプルチャンバ軸方向に通過させて発信するための、該サンプルチャンバにおける一方の端部に設置された超高周波超音波発信器と；
該サンプルチャンバにおける他方の端部から軸方向に反射された超音波を受信するための、該サンプルチャンバにおける一方の端部に設置された受信器と；
該発信器による超音波パルスの発信と、該受信器による該超音波パルスの受信との間の時間遅れを決定し、そして該サンプルチャンバ内の該医療ガス混合体における該キセノン濃度を表示するべく、該時間遅れと、基準データとを関連させる、プロセス手段と；
を具備している分析器。
【請求項２０】
該サンプルチャンバが約２００cm3未満の容積である、請求項１９に記載の分析器。
【請求項２１】
該発信器が、約４００kHz未満の周波数の超音波を発信する、請求項１９又は２０に記載の分析器。
【請求項２２】
該発信器が、約２５０kHzより高い周波数の超音波を発信する、請求項１９−２１に記載の分析器。
【請求項２３】
該発信器が、約３８０kHzの周波数の超音波を発信する、請求項２２に記載の分析器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明における第一実施形態として、活性成分としてのキセノンと、既知の組成物である酸素、選択的に窒素及び／又はヘリウムとの医療ガス混合体におけるキセノン濃度のモニタリング方法が提供されていて；該医療ガス混合体は、医療装置を介して循環し、該医療装置において二酸化炭素が導入され、二酸化炭素で汚染されたガス混合体となっている；モニタリング方法において、該モニタリング方法が：
二酸化炭素の入っていないガス混合体を提供するために、該医療装置の下流側で該二酸化炭素で汚染されたガス混合体から二酸化炭素を除去する段階と；
続いて該医療装置の上流側で、内部が反射式の円筒状のサンプルチャンバにおける端部の一方の位置から、該サンプルチャンバ内の該二酸化炭素の含まれていない医療ガス混合体を軸方向に通過する少なくとも約１００kHzの極超音波パルスの発信と、該サンプルチャンバにおける端部の他方から、軸方向に該位置へもどる該パルスの反射との間の時間遅れを測定することにより該キセノン濃度をモニターする段階と；
を含んでいる。


【国際調査報告】
2005524085.tif 000005
2005524085.tif 000006
2005524085.tif 000007