(57)【要約】【課題】麻酔中、患者の呼気から二酸化炭素および一酸化炭素を除去する。【解決手段】麻酔を受けている患者の呼気を分子ふるいベッドＡ，Ｂ，Ｃの入力端に送り、処理された気体を分子ふるいベッドＡ，Ｂ，Ｃの出力端から麻酔器に送る。分子ふるいベッドＡ，Ｂ，Ｃは二酸化炭素および一酸化炭素を機械的に優先的に捕捉し、麻酔ガスを分解しない物質を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
麻酔中、患者の呼気から二酸化炭素および一酸化炭素を除去するシステムであって、
ａ）入力端および出力端をもち、二酸化炭素および一酸化炭素を機械的に優先的に捕捉し、麻酔ガスを分解しない物質を含む分子ふるいベッドと、
ｂ）麻酔を受けている患者の呼気を前記分子ふるいベッドの入力端に送る手段と、
ｃ）処理された気体を前記分子ふるいベッドの出力端から麻酔器に送る手段とからなるシステム。
【請求項２】
前記分子ふるいベッドの入力端に呼気を送る手段は前記呼気から水蒸気を除去するドライヤを有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記分子ふるいベッドの入力端に呼気を送る手段は前記呼気から粒状物質を除去するフィルタを有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
さらに、前記分子ふるいベッドの入力端に接続され、前記ベッドに熱風パージを与える手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
さらに、前記分子ふるいベッドの出力端に真空源を接続し、前記ベッドを再生する手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記分子ふるいベッドに含まれる物質はハロゲン化エーテル麻酔薬を分解しないことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
さらに、
ａ）入力端および出力端をもち、二酸化炭素および一酸化炭素を機械的に優先的に捕捉し、麻酔ガスを分解しない物質を含む１つまたはそれ以上の付加的分子ふるいベッドと、
ｂ）麻酔を受けている患者の呼気を前記付加的分子ふるいベッドの入力端に送る手段と、
ｃ）処理された気体を前記分子ふるいベッドの出力端から麻酔器に送る手段と、
ｄ）呼気を前記ベッドの入力端に送る手段に接続され、処理された気体を前記各ベッドの出力端から送る手段に接続され、前記各ベッドの循環作用を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記各分子ふるいベッドの入力端に呼気を送る手段は前記呼気から水蒸気を除去するドライヤを有することを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記各分子ふるいベッドの入力端に呼気を送る手段は前記呼気から粒状物質を除去するフィルタを有することを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
さらに、前記制御手段に接続され、前記各分子ふるいベッドの入力端に接続され、前記各ベッドに熱風パージを与える手段を備えたことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
前記制御手段に接続され、前記各分子ふるいベッドの出力端に真空源を接続し、前記ベッドを再生する手段を備えたことを特徴等する請求項７に記載のシステム。
【請求項１２】
前記各分子ふるいベッドに含まれる物質はハロゲン化エーテル麻酔薬を分解しないことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項１３】
麻酔中、患者の呼気から二酸化炭素および一酸化炭素を除去する方法であって、
ａ）入力端および出力端をもち、二酸化炭素および一酸化炭素を機械的に優先的に捕捉し、麻酔ガスを分解しない物質を含む分子ふるいベッドを提供し、
ｂ）麻酔を受けている患者の呼気を分子ふるいベッドの入力端に送り、
ｃ）処理された気体を分子ふるいベッドの出力端から麻酔器に送ることを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記分子ふるいベッドに呼気を送る工程は前記呼気から水蒸気を除去する工程を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記分子ふるいベッドの入力端に呼気を送る工程は前記呼気を濾過し、前記呼気から粒状物質を除去する工程を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
さらに、前記ベッドに熱風パージを与えることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
さらに、前記分子ふるいベッドの出力端に真空源を接続し、前記ベッドを再生することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記分子ふるいベッドに含まれる物質はハロゲン化エーテル麻酔薬を分解しないことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
さらに、
ａ）入力端および出力端をもち、二酸化炭素および一酸化炭素を機械的に優先的に捕捉し、麻酔ガスを分解しない物質を含む１つまたはそれ以上の付加的分子ふるいベッドを提供し、
ｂ）麻酔を受けている患者の呼気を前記付加的分子ふるいベッドの入力端に送り、
ｃ）処理された気体を前記各分子ふるいベッドの出力端から麻酔器に送り、
ｄ）前記各ベッドの循環作用を制御することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記各分子ふるいベッドの入力端に呼気を送る工程は前記気体を乾燥させ、前記呼気から水蒸気を除去する工程を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記各分子ふるいベッドの入力端に呼気を送る工程は前記呼気を濾過し、前記呼気から粒状物質を除去する工程を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
さらに、前記ベッドに熱風パージを与えることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
さらに、前記各分子ふるいベッドの出力端に真空源を選択的に接続し、前記各ベッドを再生することを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記各分子ふるいベッドに含まれる物質はハロゲン化エーテル麻酔薬を分解しないことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
麻酔中、患者の呼気から二酸化炭素および一酸化炭素を除去するシステムであって、
ａ）入力端および出力端をもち、二酸化炭素および一酸化炭素を機械的に優先的に捕捉し、麻酔ガスを分解しない物質を含む複数の分子ふるいベッドと、
ｂ）麻酔を受けている患者の呼気を前記各分子ふるいベッドの入力端に個別に送る手段と、
ｃ）処理された気体を前記各分子ふるいベッドの出力端から麻酔器に個別に送る手段と、
ｄ）呼気を前記各ベッドの入力端に個別に送る手段に接続され、処理された気体を前記各ベッドの出力端から個別に送る手段に接続され、前記各ベッドの循環作用を制御する制御手段とからなるシステム。
【請求項２６】
さらに、前記制御手段に接続され、前記各分子ふるいベッドの入力端に接続され、前記各ベッドに熱風パージを与える手段を備えたことを特徴とする請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
さらに、前記制御手段に接続され、前記各分子ふるいベッドの出力端に真空源を接続し、前記各ベッドを再生する手段を備えたことを特徴とする請求項２５に記載のシステム。
【請求項２８】
麻酔中、患者の呼気から二酸化炭素および一酸化炭素を除去する方法であって、
ａ）入力端および出力端をもち、二酸化炭素および一酸化炭素を機械的に優先的に捕捉し、麻酔ガスを分解しない物質を含む複数の分子ふるいベッドを提供し、
ｂ）麻酔を受けている患者の呼気を前記各分子ふるいベッドの入力端に個別に送り、
ｃ）処理された気体を前記各分子ふるいベッドの出力端から麻酔器に個別に送り、
ｄ）呼気を前記各ベッドの入力端に送ること、および気体を前記各ベッドの出力端から送ることを制御し、前記各ベッドの循環作用を提供することを特徴とする方法。
【請求項２９】
前記各分子ふるいベッドの出力端に真空源を選択的に接続し、前記各ベッドを再生することを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
さらに、前記各ベッドに熱風パージを与えることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は２００４年４月５日付け米国仮出願「麻酔中の患者の呼気からの二酸化炭素および一酸化炭素の除去」に基づく優先権主張出願である。
【背景技術】
【０００２】
セボフルラン、イソフルラン、エンフルラン、デスフルランおよびハロタンなどのハロゲン化エーテルが世界的に吸入麻酔薬として使用されている。これらの薬が閉鎖または半閉鎖麻酔回路に使用され、薬を含む患者の呼気のすべてまたはいくらかが再呼吸されることが多い。これらの麻酔回路では、患者の吐き出した二酸化炭素（ＣＯ２）を除去し、その増加によって患者の低酸素症が生じないようにせねばならない。これらのシステムでＣＯ２を除去する一般的プラクティスは呼気をアルカリ性基材のベッドに通し、ＣＯ２を炭酸に変換し、それをアルカリ炭酸塩として固定させることである。しかしながら、すべてのハロゲン化エーテルは強塩基によってある程度分解され、一酸化炭素、フォーマットなどの望ましくない副生成物を生じさせ、セボラルランの場合、化合物Ａとして知られているふたつのオレフィン化合物、ペンタフルオロイソプロペニルフルオロメチルエーテル、（ＰＩＦＥ，Ｃ４Ｈ２Ｆ６０）および化合物Ｂとして知られているペンタフルオロメソキシ  イソプロピル  フルオロメチルエーテル、（ＰＭＦＥ，Ｃ５Ｈ６Ｆ６０）を生じさせる。化合物Ａはネズミで腎毒性であることが示されている。さらに、現在使用されている塩基性物質は一酸化炭素の除去の効果はなく、いくつかのものは哺乳類の循環系の種々のヘモグロビン化合物の自然分解による内因性をもつ。
【発明の開示】
【０００３】
この発明は分子ふるいを使用し、ＣＯ２およびＣＯを除去するもので、ミクロ細孔構造内でこれらの化合物を機械的に優先的に捕捉し、ハロゲン化エーテルが分解しないようにするものである。ふるいは圧力スイング脱着、真空スイング脱着、両者の組み合わせまたは温度スイング脱着などの周知の技術で現場で再生することができる。この発明の付加的特徴はふるいのベッドを低温殺菌し、マイクロフィルタを通る病原性微生物を除去することができる熱風パージ力を提供することである。
【０００４】
世界的に、およそ８０％の麻酔外科的処置において、ハロゲン化エーテル麻酔薬が単独でまたは他の薬との組み合わせで使用されている。
【０００５】
この発明の利点は次のとおりである。
【０００６】
患者の安全性
ハロゲン化エーテルの分解生成物を除去することによって患者の転帰が改善される。麻酔回路から内因性一酸化炭素を除去することによって患者の安全性が向上する。
【０００７】
経済性
特にセボフルランがそうである。化合物Ａの毒性のリスクが高く、米国では、それを気体の流速が分あたり５〜６リットルの高速麻酔で使用し、アルカリ基吸着剤内のエーテルの接触時間が減少するようにせねばならない。２５０ｍｌあたり３５ドルのイソフルランに対し、セボフルランのコストは２５０ｍｌあたり２００ドルである。低速麻酔、すなわち分あたりおよそ１リットルの流速が小児に望ましく、成人によってそれが望ましいこともあり、使用されるセボフルラン麻酔薬の量をおよそ７０％減少させることができる。
【０００８】
この発明の前述した利点および特徴は次の詳細な説明で明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この発明は分子ふるいを使用し、麻酔中、患者の呼気から二酸化炭素および一酸化炭素を除去する方法およびシステムに関するものである。このシステムおよび方法は特にハロゲン化エーテル吸入麻酔薬を使用する麻酔に有効である。呼気は水を除去する非反応性乾燥剤で乾燥され、０．３ミクロンよりも大きい粒状物質を除去することができるフィルタを通り、二酸化炭素および一酸化炭素を除去することができる天然または合成分子ふるいを含むベッドを通り、呼吸回路に戻り、患者に再循環する。
【００１０】
図１のキー
この発明のシステムが図１に示されており、これは次の要素をもつ。
【００１１】
Ａ，Ｂ，Ｃ  混合気体から二酸化炭素および一酸化炭素を除去するための選択されたタイプの分子ふるい３０，３２，３４を含む適宜の容器である。たとえば、ふるいタイプＡ３，Ａ４，Ｘ１３である。ふるいの粒状物質の例はゼオライトおよび炭素繊維である。好ましい形式のふるいはふるいベッドを通る気体の流動抵抗を最小限にとどめる直径の粒状物質である。しかしながら、ハニカム構造のふるいを使用してもよい。図１に３つのふるいベッドが示されているが、付加的ベッドを使用することもできる。現地再生が要望されるとき、ベッドの最小数は２つであり、一方のベッドが再生され、他方のベッドが患者の呼気に使用される。
【００１２】
１，２，３  常閉ソレノイドバルブによって分子ふるいベッドから麻酔器への気体の流出が許容または停止される。
【００１３】
４，５，６  常閉ソレノイドバルブによって分子ふるいから真空源への気体の流出が許容または停止される。
【００１４】
７，８，９  常閉ソレノイドバルブによって患者から分子ふるいベッドへの呼気の流入が許容または停止される。
【００１５】
１０，１１，１２  常閉ソレノイドバルブによって分子ふるいベッドへの熱風の流れが許容または停止される。
【００１６】
１３  圧力熱風源である（図２参照）。
【００１７】
１４  システムの作用シーケンスをモニタおよび制御する制御システムである（図３参照）。制御システム１４は特にバルブ１〜１２の開閉を制御する。
【００１８】
１５  シリカゲルなどの呼気から水蒸気を除去する乾燥剤を含むインラインエレメントである。
【００１９】
１６  乾燥された呼気から粒状物質（微生物を含む）を除去する高性能マイクロフィルタであるＨＥＰＡフィルタである。
【００２０】
１７  これは停電またはシステム流れ障害のときシステムをバイパスする常開ソレノイドバルブである。
【００２１】
図２のキー
図１のシステムの圧力熱風源１３は次の要素をもつ。
【００２２】
２１  これは作用室に利用することができる典型的圧縮空気ライン圧力（９０ｐｓｉｇ）を吸着システムの圧力定格に一致する低圧に減少させる標準２段レギュレータである。
【００２３】
２２  シリカゲルなどの呼気から水蒸気を除去する乾燥剤を含むインラインエレメントである。
【００２４】
２３  これは制御システム（図１の１４参照）に接続され、制御される抵抗電気素子を含むインライン加熱ユニットである。
【００２５】
２４  これは制御システム（図１の１４参照）に接続され、制御システムにプロセス入力を与え、加熱ユニットを制御することができるようにする温度センサである。
【００２６】
この適用に有効なふるいはＡ３，Ａ４，Ａ５，Ａ７およびＸ１３に分類される。数字はオングストロームの孔径を示す。図１のフィルタはＨＥＰＡフィルタとして知られる。ＨＥＰＡは高性能粒状物質捕捉（Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ａｒｒｅｓｔａｎｃｅ）の略語であり、標準用語である。実際のＨＥＰＡフィルタは０．３ミクロンよりも大きいすべての粒状物質の９９．９７％を除去し、それはバクテリア、胞子、かび、イーストなどよりも小さい。
【００２７】
図１および２のシステムの作用が図３のフローダイヤグラムに示されている。作用４２，４４，４６，４８，５０は図１の要素１０，１１，１２，１３および図１の要素によって与えられる熱風パージの特徴に関連する。作用４４で示されているように、ふるいベッド３０，３２，３４が麻酔回路で作用するとき、熱風パージ作用は生じない。
【００２８】
図３の作用６０，６２，６４は図１のシステムを麻酔回路で作用させる。麻酔回路は患者、図１のシステムおよび麻酔器を含む。作用７０，７２，７４，７６，７８はベッドＡ（３０）に関連し、患者の呼気からＣＯ２およびＣＯを除去し、処理された気体を麻酔器に戻す。作用７０は入口および出口バルブ７，１を開き、麻酔回路のベッドＡを接続する。バルブ４は閉じられる。作用７４はベッドＡが患者の呼気の流量の増加が検出されたときだけ時間調節作用するようセットされることを保証する。ベッドＡの作用のとき、作用８０，８２は入口および出口バルブ９，３を閉じ、バルブ６を開き、ベッドＣを真空源に連通し、知られている方法で真空スイング脱着をなすことによってベッドＣ（３４）の現地再生を生じさせる。
【００２９】
作用７６によって決定される時間だけベッドＡが作用し、作用７８によって検出され、指示される作用サイクルの終端にベッドＢ（３２）が作用する。特に、作用９０，９２，９４，９６がベッドＢに関連し、患者の呼気からＣＯ２およびＣＯが除去され、処理された気体が麻酔器に戻される。作用９０が入口および出口バルブ８，２を開き、麻酔回路のベッドＢを接続する。バルブ５は閉じられる。ベッドＢの作用のとき、作用１００，１０２は入口および出口バルブ７，１を閉じ、バルブ４を開き、ベッドＡを真空源に連通させ、知られている方法で真空スイング脱着をなすことによってベッドＡの現地再生を生じさせる。
【００３０】
作用９４によって決定される時間だけベッドＢが作用し、作用９６によって検出され、指示される作用サイクルの終端にベッドＣ（３４）が作用する。特に、作用１１０，１１２，１１４，１１６がベッドＣに関連し、患者の呼気からＣＯ２およびＣＯが除去され、処理された気体が麻酔器に戻される。作用１１０が入口および出口バルブ９，３を開き、麻酔回路のベッドＣを接続する。バルブ６は閉じられる。ベッドＣの作用のとき、作用１２０，１２２は入口および出口バルブ８，２を閉じ、バルブ５を開き、ベッドＢを真空源に連通させ、知られている方法で真空脱着をなすことによってベッドＢの現地再生を生じさせる。
【００３１】
作用１１４によって決定される時間だけベッドＣが作用し、作用１１６によって検出され、指示される作用サイクルの終端にベッドＡが作用する。前述した作用のシーケンスが継続され、シーケンスは麻酔器の作用の間繰り返される。作用７６，９４，１１４によってセットされるベッドＡ，Ｂ，Ｃの作用の時間分は当業者に周知の方法で再生が要求される前各ベッドを作用させることができる時間の長さに従って決定される。
【００３２】
麻酔剤の分解に関連する文献は次のとおりである。
１．モノ  エム  フジ、ケイ  ムカイ  エス、コダマ  ジイ「ソーダライムによるハロタンの分解および呼気のハロタンの代謝産物」エクサプタ／インターナショナル  コングレス  シリーズ（Ｅｘｅｒｐｔａ／Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｇｒｅｓｓ  Ｓｅｒｉｅｓ）１９７６；３８７：２１４−５
【００３３】
２．モノ  エム、フジイ  ケイ、サトウ  エヌ、イマイ  エム、カワカミ  ユー、ミズノ  ティ、カワイ  ワイ、オガサワラ  ワイ、タムラ  ティ、ネギシ  エー、クマギ  ワイ、カワイ  ティ「ソーダライムに対するセボフルランの反応およびその分解産物  副産物の毒性」麻酔学（Ａｎｅｓｔｈｅｓｉｏｌｏｇｙ）  １９９２；７７：１１５５−６７
【００３４】
３．モリタ  エス、ラッタ  ダブリュ、ハンブロ  ケイ、スナイダ  エム  ティ「閉鎖回路麻酔の呼気のメタン、アセトンおよびニトロゲンの蓄積」麻酔および無痛覚症（Ａｎｅｓｔｈｅｓｉａ  ａｎｄ  Ａｎａｌｇｅｓｉａ）１９８５；６４：５４５−７
【００３５】
４．ローリ  ジイ、ヴァシチェレン  エル  エフ、モーティエア  イー「閉鎖回路麻酔のメタンの蓄積」麻酔および無痛覚症（Ａｎｅｓｔｈｅｓｉａ  ａｎｄ  Ａｎａｌｇｅｓｉａ）９１９４；９：１３−１４
【００３６】
５．レンツ  アール「麻酔ポーズパズルズの一酸化中毒」麻酔安全基盤公報（Ａｎｅｓｔｈｅｓｉａ  Ｓａｆｅｔｙ  Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ  Ｎｅｗｓｌｅｔｔｅｒ）１９９４；９：１３−１４
【００３７】
６．ムーン  アール、メイヤ  エー、スコット  ディ、フォックス  イー、ミリントン  ディ、ノーウッド  ディ「術中一酸化炭素の毒性」麻酔学（Ａｎｅｓｔｈｅｓｉｏｌｏｇｙ）７３：Ａ１０４９
【００３８】
７．ムーン  アール、イングラム  シー、ブルナー  イー、メイヤー  エー「麻酔回路の一酸化炭素の自然発生」麻酔学（Ａｎｅｓｔｈｅｓｉｏｌｏｇｙ）１９９１：７５：Ａ８７３
【００３９】
８．フリンク  イー  ジェイ、マラン  ティピー、モーガン  エス  イー、ブロウン  イー  エー、マルコンソン  エム、ブロウン  ビイ  アール「外科患者の低流量麻酔時のふたつの吸収剤のセボフルランの分解生成物の定量化」麻酔学（Ａｎｅｓｔｈｅｓｉｏｌｏｇｙ）１９９２：７７：１０６４−９
【００４０】
９．ビトー  エイチ、イケダ  ケイ「人間のセボフルランの閉鎖回路麻酔  腎臓および肝臓機能に対する作用および回路のソーダライムに対する分解産物の濃度」麻酔学（Ａｎｅｓｔｈｅｓｉｏｌｏｇｙ）１９９４：８０：７１−６
【００４１】
１０．ゴンソウスキ  シー  ティ、ラスター  エム  ジェイ、フェレル  エル  ディ、カーシュマン  アール  エル「ネズミの化合物Ａの毒性  ３時間投与の効果」麻酔学（Ａｎｅｓｔｈｅｓｉｏｌｏｇｙ）１９９４：８０：５５６−６５
【００４２】
１１．ゴンソウスキー  シー  ティ、ラスター  エム  ジェイ、フェレル  エル  ディ、カーシュマン  アール  エル「ネズミの化合物Ａの毒性  増加投与時間の効果」麻酔学（Ａｎｅｓｔｈｅｓｉｏｌｏｇｙ）１９９４；８０：５６６−７３
【００４３】
１２．「乾燥ソーダライムに対するデスフルラン、エンフルラン、ハロタン、イソフルランおよびセボフルランからの一酸化炭素生成」ウィッシング  エイチ他  麻酔学（Ａｎｅｓｔｈｅｓｉｏｌｏｇｙ）２００１  １１月；９５（５）：１２０５−１２
【００４４】
この発明の実施例を詳細に説明したが、それは限定の目的のものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明のシステムおよび方法を示す略図である。
【図２】図１のシステムの熱風パージの熱風源の略図である。
【図３】この発明のシステムおよび方法の操作を示す略図である。
【符号の説明】
【００４６】
１〜１２  常閉ソレノイドバルブ
１３  熱風源
１４  制御システム
１５  ドライヤ
１６  フィルタ
１７  常開ソレノイドバルブ
３０，３２，３４  分子ふるい
Ａ，Ｂ，Ｃ  分子ふるいベッド
【図１】
2007531608.tif 000003
【図２】
2007531608.tif 000004
【図３】
2007531608.tif 000005
【国際調査報告】
2007531608.tif 000006