(57)【要約】  一酸化窒素投与装置１が、第１吸気口１０１ａ及び酸素供給口１０１ｂを備えた第１流路１０１と、第１流路１０１に配置され、第１吸気口１０１ａを介して流入した空気から濃縮酸素を生成する酸素生成部１００であって、生成された濃縮酸素が酸素供給口１０１ｂを介して供給される酸素生成部１００と、第１流路１０１から分岐し且つＮＯ供給口２０１ｂを備えた第２流路２０１と、第２流路２０１に配置され、第１流路１０１から分配されたガスからＮＯを生成するＮＯ生成部２００であって、生成されたＮＯがＮＯ供給口２０１ｂを介して供給されるＮＯ生成部２００と、を具備する。
2020084992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１吸気口及び酸素供給口を備えた第１流路と、
前記第１流路に配置され、前記第１吸気口を介して流入した空気から濃縮酸素を生成する酸素生成部であって、生成された濃縮酸素が前記酸素供給口を介して供給される酸素生成部と、
前記第１流路から分岐し且つＮＯ供給口を備えた第２流路と、
前記第２流路に配置され、前記第１流路から分配されたガスからＮＯを生成するＮＯ生成部であって、生成されたＮＯが前記ＮＯ供給口を介して供給されるＮＯ生成部と、を具備することを特徴とする一酸化窒素投与装置。
【請求項２】
前記酸素生成部及び前記ＮＯ生成部が、同一の筐体の内部に収容されている請求項１に記載の一酸化窒素投与装置。
【請求項３】
前記第１流路に配置されたコンプレッサをさらに具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の一酸化窒素投与装置。
【請求項４】
前記分配されたガスが、前記コンプレッサによって圧縮された空気である請求項３に記載の一酸化窒素投与装置。
【請求項５】
前記分配されたガスが、前記酸素生成部において濃縮酸素の生成に伴い生成された低酸素ガスである請求項１乃至３のいずれか一項に記載の一酸化窒素投与装置。
【請求項６】
前記分配されたガスが、前記酸素生成部によって生成された濃縮酸素である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の一酸化窒素投与装置。
【請求項７】
前記第２流路において、前記酸素生成部において濃縮酸素の生成に伴い生成された低酸素ガスが、生成されたＮＯに対して混合される請求項１乃至４のいずれか一項に記載の一酸化窒素投与装置。
【請求項８】
前記第１流路から前記第２流路への前記低酸素ガスの流路の開閉を切り替える流路切替弁が配置されている請求項７に記載の一酸化窒素投与装置。
【請求項９】
前記第１流路の上流又は前記第１吸気口の近傍において、ＮＯ又はＮＯ2の除去剤が配置されている請求項１乃至８のいずれか一項に記載の一酸化窒素投与装置。
【請求項１０】
前記酸素供給口及び前記ＮＯ供給口に対して接続され且つ独立の流路を有するカニューラをさらに具備する請求項１乃至９のいずれか一項に記載の一酸化窒素投与装置。
【請求項１１】
前記ＮＯ生成部が、第２吸気口を有する請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の一酸化窒素投与装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一酸化窒素投与装置（ＮＯ投与装置）に関する。
【背景技術】
【０００２】
肺高血圧症は、心臓から肺へ向かう血管である肺動脈の血圧（肺動脈圧）が高くなる疾患である。肺高血圧症は、ニース分類［２０１３年］では第１群から第５群に分類される。第３群の肺高血圧症では、肺疾患や低酸素血症が伴う。肺高血圧症の治療の１つに在宅酸素療法（ＨＯＴ）が挙げられる。肺高血圧症の患者に対して在宅酸素療法を施すと、血管攣縮の解除による血管拡張効果により、肺高血圧症の部分的進展抑制効果が示されるものの、肺動脈圧の正常化は期待できない。一方、一酸化窒素（ＮＯ）は、血管拡張因子の１つであり、換気のある肺胞周辺の血管を選択的に拡張させることができる。そのため、院内では、周術期及び新生児において、ボンベから供給されるＮＯによるＮＯ吸入療法が普及している。【０００３】
ところが、医療用のＮＯガスボンベは高価であること、ＮＯの取り扱いが難しいことなどから、在宅でのＮＯ吸入療法は現状では普及していない。他方、ＮＯは、放電（コロナ放電等）によって、空気中に存在する酸素及び窒素から安定的に生成することが知られている（特許文献１）。また、ＮＯ吸入療法として、放電を利用した一酸化窒素投与装置が公知である（特許文献２）。また、第３群の肺高血圧症の患者に対して、ＮＯの吸入と、濃縮酸素の吸入とを併用することに効果があることが報告されている。そのため、在宅用の一酸化窒素投与装置、さらには、濃縮酸素も投与可能な一酸化窒素投与装置のニーズが高まっている。【０００４】
例えば、特許文献２に記載の一酸化窒素投与装置では、酸素の供給源として、酸素濃縮器、酸素発生器又は酸素ボンベが、一酸化窒素投与装置の上流に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表平７−５０５０７３号公報
【特許文献２】特表２０１６−５１６４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＮＯは、不安定な物質であり、常温で酸素と反応し、二酸化窒素（ＮＯ2）を生成する。この反応は、ＮＯ及び酸素の濃度が高いほど、また温度が低いほど進みやすい。また、ＮＯ2は、生成されたＮＯが、患者によって吸入されるまでの間に放電時に未反応の酸素と反応することによっても生成される。さらに、ＮＯ2は放電によってＮＯを生成する反応の際にも生成される。ＮＯ2は毒性が高く、こうして生成されたＮＯ2は微量ながら、患者に吸入されてしまう。生成されたＮＯ及びＮＯ2は、患者に吸入されなかったとしても、室内に排気され、室内のＮＯ濃度及びＮＯ2濃度が上昇し、人体に害を及ぼす可能性もある。【０００７】
特許文献２に記載の一酸化窒素投与装置では、上流に酸素の供給源が配置されていることから、内部を流れるガスの酸素濃度が空気よりも高い。そのため、患者に吸入されるまでの間にＮＯ2が生成されている虞がある。【０００８】
本発明は、ＮＯ2の生成を抑制するように構成された一酸化窒素投与装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様によれば、第１吸気口及び酸素供給口を備えた第１流路と、前記第１流路に配置され、前記第１吸気口を介して流入した空気から濃縮酸素を生成する酸素生成部であって、生成された濃縮酸素が前記酸素供給口を介して供給される酸素生成部と、前記第１流路から分岐し且つＮＯ供給口を備えた第２流路と、前記第２流路に配置され、前記第１流路から分配されたガスからＮＯを生成するＮＯ生成部であって、生成されたＮＯが前記ＮＯ供給口を介して供給されるＮＯ生成部と、を具備することを特徴とする一酸化窒素投与装置が提供される。【００１０】
前記酸素生成部及び前記ＮＯ生成部が、同一の筐体の内部に収容されていてもよい。前記第１流路に配置されたコンプレッサをさらに具備してもよい。前記分配されたガスが、前記コンプレッサによって圧縮された空気であってもよい。前記分配されたガスが、前記酸素生成部において濃縮酸素の生成に伴い生成された低酸素ガスであってもよい。前記分配されたガスが、前記酸素生成部によって生成された濃縮酸素であってもよい。前記第２流路において、前記酸素生成部において濃縮酸素の生成に伴い生成された低酸素ガスが、生成されたＮＯに対して混合されるようにしてもよい。前記第１流路から前記第２流路への前記低酸素ガスの流路の開閉を切り替える流路切替弁が配置されていてもよい。前記第１流路の上流又は前記第１吸気口の近傍において、ＮＯ又はＮＯ2の除去剤が配置されていてもよい。前記酸素供給口及び前記ＮＯ供給口に対して接続され且つ独立の流路を有するカニューラをさらに具備してもよい。前記ＮＯ生成部が、第２吸気口を有してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の態様によれば、ＮＯ2の生成を抑制するように構成された一酸化窒素投与装置を提供するという共通の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、一酸化窒素投与装置の概略図である。
【図２】図２は、別の一酸化窒素投与装置の概略図である。
【図３】図３は、さらに別の一酸化窒素投与装置の概略図である。
【図４】図４は、さらに別の一酸化窒素投与装置の概略図である。
【図５】図５は、さらに別の一酸化窒素投与装置の概略図である。
【図６】図６は、さらに別の一酸化窒素投与装置の概略図である。
【図７】図７は、さらに別の一酸化窒素投与装置の概略図である。
【図８】図８は、さらに別の一酸化窒素投与装置の概略図である。
【図９】図９は、さらに別の一酸化窒素投与装置の概略図である。
【図１０】図１０は、さらに別の一酸化窒素投与装置の概略図である。
【図１１】図１１は、さらに別の一酸化窒素投与装置の概略図である。
【図１２】図１２は、さらに別の一酸化窒素投与装置の概略図である。
【図１３】図１３は、さらに別の一酸化窒素投与装置の概略図である。
【図１４】図１４は、さらに別の一酸化窒素投与装置の概略図である。
【図１５】図１５は、さらに別の一酸化窒素投与装置の概略図である。
【図１６】図１６は、さらに別の一酸化窒素投与装置の概略図である。
【図１７】図１７は、さらに別の一酸化窒素投与装置の概略図である。
【図１８】図１８は、さらに別の一酸化窒素投与装置の概略図である。
【図１９】図１９は、さらに別の一酸化窒素投与装置の概略図である。
【図２０】図２０は、一酸化窒素投与装置及び中継投与装置の概略図である。
【図２１】図２１は、別の一酸化窒素投与装置及び中継投与装置の概略図である。
【図２２】図２２は、さらに別の一酸化窒素投与装置及び中継投与装置の概略図である。
【図２３】図２３は、さらに別の一酸化窒素投与装置及び中継投与装置の概略図である。
【図２４】図２４は、さらに別の一酸化窒素投与装置及び中継投与装置の概略図である。
【図２５】図２５は、さらに別の一酸化窒素投与装置の概略図である。
【図２６】図２６は、さらに別の一酸化窒素投与装置の概略図である。
【図２７】図２７は、さらに別の一酸化窒素投与装置及び中継投与装置の概略図である。
【図２８】図２８は、さらに別の一酸化窒素投与装置及び中継投与装置の概略図である。
【図２９】図２９は、さらに別の一酸化窒素投与装置及び中継投与装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。全図面に渡り、対応する構成要素には共通の参照符号を付す。
【００１４】
図１は、一酸化窒素投与装置１の概略図である。一酸化窒素投与装置１は、吸気口１０１ａ及び酸素供給口１０１ｂを備えた第１流路１０１と、第１流路１０１に配置され、吸気口１０１ａを介して流入した空気から濃縮酸素を生成する酸素生成部１００と、第１流路１０１から分岐し且つＮＯ供給口２０１ｂを備えた第２流路２０１と、第２流路２０１に配置され、第１流路１０１から分配されたガスからＮＯを生成するＮＯ生成部２００と、制御部３００と、筐体４００とを有している。酸素生成部１００とＮＯ生成部２００と制御部３００とは、同一の筐体４００の内部に収容される。酸素生成部１００で生成された濃縮酸素は、酸素供給口１０１ｂ及びカニューラ４１０を介して供給される。ＮＯ生成部２００で生成されたＮＯは、ＮＯ供給口２０１ｂ及びカニューラ４１０を介して供給される。酸素生成部１００及びＮＯ生成部２００の各種動作は、制御部３００によって制御される。一酸化窒素投与装置１は、図示しない電源ケーブルを介して電源に接続される。
【００１５】
一般に、酸素濃縮装置は、空気中の酸素を、窒素から分離して濃縮することを可能にした装置である。酸素濃縮装置の構成としては、窒素よりも酸素が多く透過する分離膜を用いることによって空気中の酸素と窒素とを分離する酸素富化膜式や、窒素を選択的に吸着し得る吸着剤を１個又は複数の吸着床に充填して加圧と減圧を繰り返すことによって空気中の酸素と窒素とを分離するＰＳＡ式（例えば、特開２００８−２３８０７６号公報）等がある。酸素生成部１００は、ＰＳＡ式によって濃縮酸素を生成するように構成されている。しかしながら、酸素富化膜式やその他の方法で濃縮酸素を生成してもよい。また、酸素ボンベから、第２流路２０１とは異なる流路を介して、直接的に酸素を供給するようにしてもよい。
【００１６】
酸素生成部１００は、空気圧縮部としてのコンプレッサ１０２と、コンプレッサ１０２の下流に配置された加圧弁１０３及び減圧弁１０４からなるガス流路切替部と、ガス流路切替部の下流に配置された吸着筒１０５とを有している。吸着筒１０５は、窒素を酸素よりも優先的に吸着する吸着剤を収容している。ガス流路切替部によって、吸着筒１０５と排気口１０１ｃとの間の流路が選択的に切り替えられる。コンプレッサ１０２の下流において、第１流路１０１は２つに分岐し、酸素生成部１００は、２組のガス流路切替部及び吸着筒１０５を有している。酸素生成部１００は、３組以上のガス流路切替部及び吸着筒１０５を有していてもよい。酸素生成部１００は、２つの吸着筒１０５の下流において、分岐した第１流路１０１間を連結する均圧弁１０６と、均圧弁１０６の下流であって２つの吸着筒１０５の下流の各々に配置された逆止弁１０７と、逆止弁１０７の下流において合流した第１流路１０１に配置されたバッファタンク１０８と、バッファタンク１０８の下流に配置された流量制御器１０９と、流量制御器１０９の下流に配置されたＯ2濃度計１１０と、Ｏ2濃度計１１０の下流に配置された流量計１１１とを有している。
【００１７】
酸素生成部１００による濃縮酸素の生成プロセスについて説明する。
【００１８】
吸気口１０１ａを介して流入した空気は、コンプレッサ１０２によって圧縮される。コンプレッサ１０２による圧縮空気（加圧空気）は、ガス流路切替部によって一方の吸着筒１０５へ供給される。具体的には、当該一方の吸着筒１０５に対応する加圧弁１０３は開き、減圧弁１０４は閉じている。圧縮空気によって吸着筒１０５の内部が加圧されると、供給された圧縮空気中の窒素が吸着筒１０５に吸着される。これを吸着工程と称する。圧縮空気中の酸素は、吸着筒１０５に吸着されることなく吸着筒１０５から下流に流出し、逆止弁１０７を介してバッファタンク１０８に蓄えられる。
【００１９】
このとき、他方の吸着筒１０５に対応する加圧弁１０３は閉じ、減圧弁１０４は開いていることから、当該他方の吸着筒１０５の上流側は、排気口１０１ｃを介して大気に開放され、吸着筒１０５の内部は減圧される。吸着剤は、ガスの圧力が低下すると吸着した窒素を放出する性質があるため、吸着剤から放出された窒素は、排気口１０１ｃを介して排気される。これを脱着工程と称する。
【００２０】
次いで、２つの加圧弁１０３及び２つの減圧弁１０４の状態を維持したまま、均圧弁１０６を開く。それによって、吸着工程にある一方の吸着筒１０５から下流に流出された酸素が、均圧弁１０６を介して、脱着工程にある他方の吸着筒１０５へ還流される。濃縮酸素の還流が行われることによって、当該他方の吸着筒１０５の内部における窒素の分圧が低下し、吸着剤からの窒素の放出が促進される。
【００２１】
酸素生成部１００は、ガス流路切替部によって、２つの吸着筒１０５間で吸着工程及び脱着工程を繰り返し切り替えることによって、空気から濃縮酸素を得ることができる。バッファタンク１０８に蓄えられた濃縮酸素は、Ｏ2濃度計１１０及び流量計１１１の値に基づき、流量制御器１０９によってその流量が制御されながら、酸素供給口１０１ｂを介して供給される。
【００２２】
ＮＯ生成部２００は、コンプレッサ１０２の下流の第１流路１０１から分岐した第２流路２０１において、流量制御器２０２と、流量制御器２０２の下流に配置された流量計２０３と、流量計２０３の下流に配置された逆止弁２０４と、逆止弁２０４の下流に配置された放電部２０５と、放電部２０５の下流に配置されたＮＯ2吸着部２０６と、ＮＯ2吸着部２０６の下流に配置されたフィルタ２０７と、フィルタ２０７の下流に配置されたＮＯ濃度計２０８とを有している。
【００２３】
コンプレッサ１０２による圧縮空気の一部が、第１流路１０１から第２流路２０１に分配される。分配された圧縮空気としてのガスは、流量計２０３の値に基づき、流量制御器２０２によってその流量が制御されながら、逆止弁２０４を介して放電部２０５に供給される。酸素生成部１００において、上述したＰＳＡ式による濃縮酸素の生成は、圧力変動を伴う。したがって、第１流路１０１から第２流路２０１に分配されたガスも、その圧力変動の影響を受けるが、流量制御器２０２によって、第２流路２０１における圧力変動が抑制される。
【００２４】
放電部２０５は、図示しないが、高電圧発生源と少なくとも１つの電極対を有している。放電部２０５は、高電圧発生源によって電極対間に放電（コロナ放電等）を生じさせることによって、第２流路２０１を流れるガス中に存在する酸素（Ｏ2）及び窒素（Ｎ2）から、ＮＯを生成することができる。ＮＯの生成方法は、例えば特開２００４−１６７２８４号公報や特表２０１７−５３１５３９号公報に記載されているように公知である。高電圧発生源として、イグニッションコイルのように誘導コイルの原理を利用した変圧器を用いても良いし、コッククロフト・ウォルトン回路を用いてもよい。
【００２５】
生成したＮＯは、ガス中の酸素と反応し、毒性の高いＮＯ2を生成する。さらに、ＮＯ2は放電によってＮＯを生成する反応の際にも生成される。そのため、放電部２０５の下流において、ＮＯ2除去部であるＮＯ2吸着部２０６によって、ＮＯ2を吸着し、除去する。ＮＯ2吸着部２０６は、例えば、ソーダ石灰（主として水酸化カルシウム）、活性炭、ゼオライト等を含んでいる。ＮＯ2除去部は、吸着以外、その他の態様によって、ガス中のＮＯ2を除去するように構成してもよい。
【００２６】
ＮＯ2吸着部２０６の下流に配置されたフィルタ２０７は、例えば、ＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ａｉｒ  Ｆｉｌｔｅｒ）フィルタである。フィルタ２０７は、ガス中のゴミ及び塵埃を除去する。ガス中のゴミ及び塵埃とは、例えば、放電部２０５から意図せず放出される摩耗した電極の微粒子や、ＮＯ2吸着部２０６から意図せず放出されるソーダ石灰等の粉体等が挙げられる。
【００２７】
ＮＯ濃度計２０８は、患者に対する投与に際して問題のないＮＯ濃度であるか否かを判断するため、第２流路２０１の最下流におけるＮＯ濃度を測定する。測定結果は、制御部３００に収集され、例えば流量制御器２０２や放電部２０５に対してフィードバックされる。すなわち、制御部３００から流量制御器２０２や放電部２０５に対して制御信号が伝達され、ＮＯの生成量又は濃度が調整される。
【００２８】
制御部３００は、１つ又は複数のプロセッサ及びその周辺回路を有し、一酸化窒素投与装置１の全体的な動作を統括的に制御する。制御部３００は、予め記憶部（図示せず）に記憶されているコンピュータプログラムに基づいて処理を行う。その処理の際に、制御部３００は、Ｏ2濃度計１１０や流量計１１１、ＮＯ濃度計２０８等の各種センサから信号を受信し、コンプレッサ１０２や加圧弁１０３、放電部２０５等へ制御信号を送信する。制御部３００は、入出力部、例えば、ディスプレイ等の表示部や、操作ボタンやタッチパネル等の入力インターフェースを有していてもよい。
【００２９】
第３群の肺高血圧症の患者に対して、ＮＯの吸入と、濃縮酸素の吸入とを併用することに効果があることが報告されている。一酸化窒素投与装置１によれば、酸素生成部１００によって第１流路１０１において生成された濃縮酸素は、酸素供給口１０１ｂを介して、また、ＮＯ生成部２００によって第２流路２０１において生成されたＮＯは、ＮＯ供給口２０１ｂを介して、患者に投与することができる。具体的には、酸素供給口１０１ｂ及びＮＯ供給口２０１ｂに対して接続され且つ独立の流路を有するカニューラ４１０を用いて、患者に投与することができる。したがって、患者に投与される前に、ＮＯと濃縮酸素とが混合され、ＮＯと濃縮酸素との反応によるＮＯ2の生成が抑制される。なお、濃縮酸素及びＮＯを、患者の吸入の直前に混合して投与するように、カニューラ４１０を構成してもよい。
【００３０】
酸素生成部１００及びＮＯ生成部２００が、筐体４００の内部に収容されていることから、制御部３００や電源を共有化することができ、小型で軽量、さらには省電力な単一のシステムとして構成することができる。また、一酸化窒素投与装置１では、酸素生成部１００及びＮＯ生成部２００が、コンプレッサ１０２を共有していることから、各々の生成に必要な加圧されたガスを同時に供給することができる。
【００３１】
ところで、図１に示された一酸化窒素投与装置１の動作は患者の呼吸とは連動していない。すなわち、一酸化窒素投与装置１は、稼働状態において、常にＮＯが供給される連続流モードで動作する。しかしながら、一酸化窒素投与装置１は、一酸化窒素投与装置１の動作を患者の呼吸と同調させる同調流モードで動作するように構成することもできる。この場合、例えば、図２に示される一酸化窒素投与装置２のように、ＮＯ濃度計２０８の下流に微差圧センサ２０９を配置する。微差圧センサ２０９によって患者の呼吸による陰圧を検出し、これに同調して放電部２０５を制御することによってＮＯの生成又は停止を制御し、ＮＯの投与又は停止を制御することができる。すなわち、患者の吸気のときにＮＯが供給され、患者の呼気のときにＮＯの供給が停止される。
【００３２】
なお、同調流モードを採用するに際し、微差圧センサ以外の呼吸検出部によって患者の呼吸を検出するようにしてもよい。他の呼吸検出部として、例えば、患者の口鼻に設置して呼吸時の気流による温度変化を測定する口鼻サーミスタ、患者の胸囲や腹囲の変動を検出する胸腹バンド、などが挙げられる。なお、呼吸検出部は、本明細書に記載の他の一酸化窒素投与装置に適用してもよい。また、フィルタ２０７とＮＯ濃度計２０８との間に、遮断弁をさらに配置することによって、ＮＯの投与又は停止を制御するようにしてもよい。遮断弁を配置することによって、遮断弁よりも上流の第２流路２０１内をより高圧に保つことができる。遮断弁が閉じているとき上流及び下流間に圧力差があることによって、ＮＯの患者の吸気のときのＮＯ供給再開直後の流量を増大させることができ、比較的短時間で投与を完了することができる。すなわち、吸気の有効時間内に適切に投与を完了することができる。
【００３３】
一酸化窒素投与装置１において、ＮＯ濃度計２０８に代えて、ＮＯ及びＮＯ2の濃度を測定可能な単一の又は別体のＮＯ／ＮＯ2濃度計を配置してもよい。それによって、毒性の高いＮＯ2を測定することもできる。また、ＮＯ濃度計２０８に代えて、ＮＯの濃度又は物質量を測定するＮＯ測定部を配置してもよい。また、ＮＯ2濃度計は、ＮＯ2の濃度又は物質量を測定するＮＯ2測定部としてもよい。また、流量計２０３に代えて又はこれに加えて、圧力計を配置してもよい。圧力計を用いて第２流路２０１の圧力監視を行うことによって、一酸化窒素投与装置１の運転状態、例えば流路の異常の有無等を把握することができる。また、流量制御器２０２の上流の第２流路２０１に、減圧弁を配置してもよい。減圧弁を配置することによって、コンプレッサ１０２によって圧縮されたガスを、ＮＯの生成及び供給に最適な圧力に調整することができる。また、流量制御器２０２の上流の第２流路２０１に、バッファタンクを配置してもよい。バッファタンクを配置することによって、上述したＰＳＡ式による濃縮酸素の生成に伴う圧力変動を抑制することができる。
【００３４】
特に連続流モードにおいて、患者が吸入しなかったＮＯを含むガスは、カニューラ４１０から室内に放出される。放出されたＮＯは、空気中の酸素と反応し、毒性の高いＮＯ2を生成する。そこで、図３に示されるように、一酸化窒素投与装置３において、コンプレッサ１０２の上流の第１流路１０１に、ＮＯ及びＮＯ2のいずれか一方又は両方を吸着可能なＮＯ／ＮＯ2吸着部１１２、すなわちＮＯ／ＮＯ2除去部を配置してもよい。ＮＯ／ＮＯ2除去部は、例えば、上述のソーダ石灰（主として水酸化カルシウム）、活性炭、ゼオライト等と粉体フィルタを組み合わせた構成とすることができる。吸気口１０１ａを介して一酸化窒素投与装置３に流入した空気に含まれるＮＯ及びＮＯ2は、ＮＯ／ＮＯ2吸着部１１２によって除去されることから、室内のＮＯの濃度及びＮＯ2の濃度を低下させることができる。
【００３５】
ＮＯ／ＮＯ2吸着部１１２を、コンプレッサ１０２の上流の第１流路１０１ではなく、図４に示される一酸化窒素投与装置４のように、コンプレッサ１０２の下流の第１流路１０１に配置してもよい。ＮＯ生成部２００は、ＮＯ2吸着部２０６を有していることから、ＮＯ／ＮＯ2吸着部１１２を、酸素生成部１００に配置することによって、機能的重複を避けることができる。要するに、ＮＯ又はＮＯ2の除去剤が、第１流路１０１の上流又は吸気口１０１ａの近傍において配置されている。ＮＯ／ＮＯ2吸着部１１２は、本明細書に記載の他の酸素生成部１００に適用してもよい。
【００３６】
ＮＯ又はＮＯ2の除去剤について、さらに詳細に説明すると、患者に投与されるＮＯの量は、患者に投与される濃縮酸素の量に比べて非常に少ない。また、濃縮酸素及びＮＯそれぞれの生成プロセスの特性上、治療に必要な量の濃縮酸素の生成に使用される空気量は、治療に必要な量のＮＯの生成に使用される空気量に比べて非常に多い。したがって、ＮＯ又はＮＯ2の除去剤を、濃縮酸素の生成のための空気が通過する流路、すなわち第１流路１０１の上流又は吸気口１０１ａの近傍に配置することによって、効率的にＮＯ及びＮＯ2を除去することができる。
【００３７】
一酸化窒素投与装置４は、ＮＯをＮＯ2に酸化する酸化手段又はＮＯ2をＮＯに還元する還元手段をさらに有していてもよい。一酸化窒素投与装置４が酸化手段又は還元手段を有することによって、ＮＯ／ＮＯ2吸着部１１２における吸着をより促進させることができる。酸化手段としては、空気中よりも高濃度の酸素を含むガスを使用してもよく、空気中よりも高濃度のオゾンを含むガスを使用してもよい。そのため、一酸化窒素投与装置４は、オゾン発生手段をさらに有していてもよい。また、還元手段としては、加熱装置や紫外線発生装置などを使用してもよい。なお、酸化手段及び還元手段は、本明細書に記載の他の一酸化窒素投与装置に適用してもよい。
【００３８】
図５は、さらに別の一酸化窒素投与装置５の概略図である。例えば、図１に示された一酸化窒素投与装置１では、第２流路２０１は、コンプレッサ１０２とガス流路切替部との間の第１流路１０１から分岐していた。図５に示された一酸化窒素投与装置５では、第２流路２０１は、ガス流路切替部の減圧弁１０４の下流の第１流路１０１から分岐している。したがって、酸素生成部１００における脱着工程で、吸着筒１０５の吸着剤から放出された窒素を多く含むガス（低酸素ガス）が、第１流路１０１から第２流路２０１に分配される。したがって、第２流路２０１中のガスの酸素濃度が、全体として低くなることから、放電部２０５によってＮＯが生成されたとしても、ＮＯと酸素との反応によるＮＯ2の生成を抑制することができる。
【００３９】
一酸化窒素投与装置５のＮＯ生成部２００は、図１に示された一酸化窒素投与装置１のＮＯ生成部２００と比較して、流量制御器２０２の上流に配置されたバッファタンク２１０と、バッファタンク２１０の上流に配置されたポンプ２１１とを有する点において、さらに異なる。一酸化窒素投与装置５のＮＯ生成部２００がポンプ２１１を有することによって、上流に配置された酸素生成部１００の脱着工程において、吸着筒１０５から放出された低酸素ガスを十分に排気することができる。また、ＮＯ生成部２００において、第２流路２０１中のガスを、ＮＯの生成及び供給のために適切な圧力に加圧することができる。一酸化窒素投与装置５のＮＯ生成部２００がバッファタンク２１０を有することによって、第１流路１０１から分配されたガスを蓄えることができる。
【００４０】
なお、ポンプ２１１を、放電部２０５よりも下流の第２流路２０１、例えばＮＯ2吸着部２０６の下流に配置してもよい。この場合、上述したように、より上流に配置された酸素生成部１００の脱着工程において、吸着筒１０５から放出された低酸素ガスを十分に排気することができると共に、放電部２０５までのガスの移動をより低圧で行うことができる。より低圧でガスを移動させることによって、ＮＯと酸素との反応によるＮＯ2の生成が抑制される。なお、一酸化窒素投与装置５は、ポンプ２１１を有していなくてもよい。
【００４１】
図６は、さらに別の一酸化窒素投与装置６の概略図である。一酸化窒素投与装置６は、図５に示された一酸化窒素投与装置５と比較して、ポンプ２１１を有していない点、及び、リーク弁２１２を有している点において異なる。リーク弁２１２は、バッファタンク２１０に接続されており、バッファタンク２１０に蓄えられた余剰のガスを排気口２０１ｃから排気することができる。
【００４２】
図７は、さらに別の一酸化窒素投与装置７の概略図である。一酸化窒素投与装置７は、図５に示された一酸化窒素投与装置５と比較して、ポンプ２１１を有していない点、及び、第２流路２０１がコンプレッサ１０２の下流の第１流路１０１からも分岐している点において異なる。コンプレッサ１０２の下流の第１流路１０１から分岐した第２流路２０１と、ガス流路切替部の減圧弁１０４の下流の第１流路１０１から分岐した第２流路２０１とは、逆止弁２０４の上流で合流している。コンプレッサ１０２の下流の第１流路１０１から分岐した第２流路２０１には、流量制御器２０２及び流量計２０３が配置されている。第２流路２０１がコンプレッサ１０２の下流の第１流路１０１からも分岐していることによって、上述した低酸素ガスと圧縮空気としてのガスとを混合させることができ、放電部２０５に到達させる酸素濃度及びＮＯ濃度を調整することができる。
【００４３】
一酸化窒素投与装置７において、コンプレッサ１０２と流量制御器２０２との間の第２流路２０１に減圧弁を配置してもよい。それによって、低酸素ガスと圧縮空気としてのガスとの混合の割合を変化させ、酸素濃度及びＮＯ濃度を調整することができると共に、ＮＯの生成及び供給のために適切な圧力に調整することができる。さらに、図５に示された一酸化窒素投与装置５のように、バッファタンク２１０の上流の第２流路２０１にポンプ２１１を配置してもよい。
【００４４】
図８は、さらに別の一酸化窒素投与装置８の概略図である。一酸化窒素投与装置８では、第２流路２０１は、バッファタンク１０８と流量制御器１０９との間の第１流路１０１から分岐している。したがって、酸素生成部１００において生成された濃縮酸素を多く含むガス（濃縮酸素ガス）が、第１流路１０１から第２流路２０１に分配される。一般的な成人用途の酸素濃縮装置では、濃度が９０％程度かそれ以上の濃縮酸素が供給されるが、小児用途など一部の酸素濃縮装置では、４０％程度の濃縮酸素が供給される。そのような比較的低濃度の酸素濃縮装置においては、濃縮酸素とＮＯとの接触により生成するＮＯ2のリスクが比較的低く、また、放電部の構成や放電条件によってはＮＯの生成効率を高めることができる。
【００４５】
流量制御器２０２の上流の第２流路２０１に、ポンプ２１１を配置してもよい。また、ポンプ２１１を、放電部２０５よりも下流の第２流路２０１、例えばＮＯ2吸着部２０６の下流に配置してもよい。
【００４６】
図９は、さらに別の一酸化窒素投与装置９の概略図である。一酸化窒素投与装置９は、図８に示された一酸化窒素投与装置５と比較して、第２流路２０１がコンプレッサ１０２の下流の第１流路１０１からも分岐している点において異なる。コンプレッサ１０２の下流の第１流路１０１から分岐した第２流路２０１には、流量制御器２０２及び流量計２０３が配置されている。第２流路２０１がコンプレッサ１０２の下流の第１流路１０１からも分岐していることによって、上述した濃縮酸素ガスと圧縮空気としてのガスとを混合させることができ、放電部２０５に到達させる酸素濃度及びＮＯ濃度を調整することができる。
【００４７】
一酸化窒素投与装置９において、コンプレッサ１０２と流量制御器２０２との間の第２流路２０１に減圧弁を配置してもよい。また、バッファタンク１０８と流量制御器１０９との間の第１流路１０１から分岐した第２流路２０１における流量制御器２０２の上流において、ポンプ２１１を配置してもよい。
【００４８】
図１０は、さらに別の一酸化窒素投与装置１０の概略図である。一酸化窒素投与装置１０では、図７に示された一酸化窒素投与装置７と同様に、第２流路２０１は、コンプレッサ１０２とガス流路切替部との間の第１流路１０１から分岐すると共に、ガス流路切替部の減圧弁１０４の下流の第１流路１０１から分岐している。したがって、酸素生成部１００における脱着工程で吸着剤から放出された低酸素ガスが、第１流路１０１から第２流路２０１に分配される。
【００４９】
一酸化窒素投与装置１０は、図７に示された一酸化窒素投与装置７と比較して、ガス流路切替部の減圧弁１０４の下流の第１流路１０１から分岐した第２流路２０１において、流量計２０３が逆止弁２０４を介して放電部２０５とＮＯ2吸着部２０６との間で他方の第２流路２０１と合流している点において異なる。したがって、酸素生成部１００において濃縮酸素の生成に伴い生成された低酸素ガスは、放電部２０５の下流の第２流路２０１において、生成されたＮＯに対して混合される。
【００５０】
放電部２０５の下流の第２流路２０１において、低酸素ガスが混合されることによって、第２流路２０１中のガスの酸素濃度が、全体として低くなる。したがって、ＮＯと酸素との反応によるＮＯ2の生成が抑制される。図１０に示された一酸化窒素投与装置１０では、コンプレッサ１０２による酸素を含んだ圧縮空気の一部を使用して、放電部２０５においてＮＯが生成される。そのため、例えば図５に示された一酸化窒素投与装置５のように、低酸素ガス下でＮＯを生成する場合に比べて、ＮＯの生成効率も高い。よって、一酸化窒素投与装置１０によれば、ＮＯの生成効率を低下させることなく、且つ、ＮＯと酸素との反応によるＮＯ2の生成を抑制することができる。
【００５１】
一酸化窒素投与装置１０において、コンプレッサ１０２と流量制御器２０２との間の第２流路２０１に減圧弁を配置してもよい。フィルタ２０７とＮＯ濃度計２０８との間の第２流路２０１において、微差圧センサ２０９を配置してもよい。さらに、図５に示された一酸化窒素投与装置５のように、バッファタンク２１０の上流の第２流路２０１にポンプ２１１を配置してもよい。
【００５２】
図１１は、さらに別の一酸化窒素投与装置１１の概略図である。一酸化窒素投与装置１１は、図１０に示された一酸化窒素投与装置１０と比較して、リーク弁２１２を有している点において異なる。リーク弁２１２は、バッファタンク２１０に接続されており、バッファタンク２１０に蓄えられた余剰のガスを排気口２０１ｃから排気することができる。
【００５３】
図１２は、さらに別の一酸化窒素投与装置１２の概略図である。一酸化窒素投与装置１２は、図５に示された一酸化窒素投与装置５と比較して、ポンプ２１１の上流に三方弁２１３が配置されている点、及び、三方弁２１３から分岐した第２流路２０１が逆止弁２０４を介して排気口２０１ｃに延びている点において異なる。すなわち、第２流路２０１において、三方弁２１３によって、ＮＯ供給口２０１ｂへの流路と排気口２０１ｃへの流路とが選択的に切り替えられる。よって、三方弁２１３は、第１流路１０１から第２流路２０１への低酸素ガスの流路の開閉を切り替える流路切替弁を構成する。
【００５４】
ここで、ガス流路切替部によって第２流路２０１に分配されるガスの酸素濃度、すなわち酸素生成部１００における脱着工程で、吸着筒１０５の吸着剤から放出された窒素を多く含むガス（低酸素ガス）の酸素濃度は、一定ではない。第２流路２０１に分配されるガスの酸素濃度は、ＰＳＡ式の濃縮酸素の生成に伴う圧力変動と同様に、周期的に上下に変動する。
【００５５】
したがって、酸素濃度が比較的に高いタイミングでは、三方弁２１３を排気口２０１ｃ側に切り替えることによってガスを排気口２０１ｃから排気する。他方、酸素濃度が比較的に低いタイミングでは、三方弁２１３をＮＯ供給口２０１ｂ側に切り替えることによって、ガスをバッファタンク２１０に蓄える。その結果、第２流路２０１における圧力変動及び酸素濃度の変動が抑制される。三方弁２１３の下流にポンプ２１１が配置されていることによって、第２流路２０１へのガスの分配を促進することができる。ポンプ２１１は、三方弁２１３の下流の第２流路２０１であれば、任意の位置に配置することができる。
【００５６】
図１３は、さらに別の一酸化窒素投与装置１３の概略図である。一酸化窒素投与装置１３は、図１１に示された一酸化窒素投与装置１１と比較して、リーク弁２１２に代えて逆止弁２０４が配置されている点、バッファタンク２１０の上流に三方弁２１３が配置されている点において異なる。すなわち、ガス流路切替部の下流の第１流路１０１から分岐した第２流路２０１において、三方弁２１３によって、ＮＯ供給口２０１ｂへの流路と排気口２０１ｃへの流路とが選択的に切り替えられる。その結果、図１２を参照しながら説明したように、第２流路２０１における圧力変動及び酸素濃度の変動が抑制される。
【００５７】
さらに、一酸化窒素投与装置１３は、図１１に示された一酸化窒素投与装置１１と比較して、コンプレッサ１０２とガス流路切替部との間の第１流路１０１から分岐する第２流路２０１に代えて、吸気口２０１ａを備えた第２流路２０１がコンプレッサ２１４を介して流量制御器２０２に接続されている点において、大きく異なる。すなわち、一酸化窒素投与装置１３では、酸素生成部１００及びＮＯ生成部２００が、それぞれ独立したコンプレッサ１０２及びコンプレッサ２１４を有している。
【００５８】
ＮＯ生成部２００におけるＮＯの生成に用いられるガスの圧力及び流量は、酸素生成部１００における濃縮酸素の生成に用いられるガスの圧力及び流量よりも小さい。したがって、ＮＯ生成部２００のコンプレッサ２１４の方が、酸素生成部１００のコンプレッサ１０２よりも、必要とされる圧力及び流量が少なく、よって小型にすることができる。コンプレッサ１０２及びコンプレッサ２１４を、それぞれ独立して制御することによって、濃縮酸素の生成及びＮＯの生成に適した圧力及び流量で以て空気を流入させることができる。
【００５９】
一酸化窒素投与装置１３は、酸素生成部１００における第１吸気口としての吸気口１０１ａに加え、第２吸気口として吸気口２０１ａを有することによって、吸気口２０１ａを介して流入した空気からＮＯを生成することができる。さらに、一酸化窒素投与装置１３において、第１流路１０１から第２流路２０１に分配された低酸素ガスによって、ＮＯと酸素との反応によるＮＯ2の生成を抑制することができる。
【００６０】
上述した図１乃至図１３に示された一酸化窒素投与装置によれば、ＮＯと濃縮酸素とが別々に生成され、患者に投与されることから、ＮＯ2の生成が抑制されるという共通の効果を奏する。
【００６１】
図１４は、さらに別の一酸化窒素投与装置１４の概略図である。
【００６２】
一酸化窒素投与装置１４は、吸気口２０１ａ及びＮＯ供給口２０１ｂを備えた第２流路２０１と、第２流路２０１に配置され、吸気口２０１ａを介して流入した空気からＮＯを生成するＮＯ生成部２００と、制御部３００と、筐体４００とを有している。ＮＯ生成部２００と制御部３００とは、筐体４００の内部に収容される。ＮＯ生成部２００で生成されたＮＯは、ＮＯ供給口２０１ｂを介して供給される。ＮＯ生成部２００の各種動作は、制御部３００によって制御される。
【００６３】
ＮＯ生成部２００は、第２流路２０１において、吸気口２０１ａの下流に配置された三方弁２１３と、三方弁２１３の下流に配置された空気圧縮部としてのコンプレッサ２１４と、コンプレッサ２１４の下流に配置された流量制御器２０２と、流量制御器２０２の下流に配置された圧力計２１５と、圧力計２１５の下流に配置された上述した放電部２０５と、放電部２０５の下流に配置された上述したＮＯ2吸着部２０６と、ＮＯ2吸着部２０６の下流に配置された上述したフィルタ２０７と、フィルタ２０７の下流に配置された三方弁２１６とを有している。
【００６４】
上述したように、ＮＯ2は、毒性が高く、生成されたＮＯが、患者によって吸入されるまでの間に、放電部２０５での放電時に未反応の酸素と反応することによっても生成される。そのため、例えば、放電部２０５でＮＯが生成された後、第２流路２０１内で滞留してしまうと、その間にＮＯ2が生成されてしまう。一酸化窒素投与装置１４では、三方弁２１３及び三方弁２１６を有することによって、一酸化窒素投与装置１４の内部においてガスを還流させ、ガスに含有するＮＯ2の濃度上昇を抑制している。すなわち、ＮＯ2吸着部２０６の下流からＮＯ供給口２０１ｂへの流路とＮＯ2吸着部２０６の下流から放電部２０５の上流への流路との切り替えが、好ましくは選択的に、行われる。
【００６５】
具体的には、放電部２０５で生成されたＮＯを含有するガスは、放電部２０５の下流に配置されたＮＯ2吸着部２０６によって、ガス中のＮＯ2が吸着される。ＮＯ2吸着部２０６の下流において、ＮＯを含有するガスがすぐに患者に投与されない場合には、三方弁２１６が切り替えられ、第２流路２０１の下流とバイパス流路２１７とが連通する。これと同時に、三方弁２１３が切り替えられ、バイパス流路２１７と第２流路２０１の上流とが連通する。したがって、放電部２０５で生成されたＮＯを含有するガスは、フィルタ２０７の下流からバイパス流路２１７を経由して第２流路２０１の上流に流入した後、コンプレッサ２１４によって加圧されながら、一酸化窒素投与装置１４の内部を還流する。他方、三方弁２１６をＮＯ供給口２０１ｂ側に切り替え、且つ、三方弁２１３を吸気口２０１ａ側に切り替えることで、患者への投与を開始することができる。
【００６６】
なお、一酸化窒素投与装置１４において、三方弁２１３及び三方弁２１６の切り替え、すなわち還流は、間欠的に、所定のタイミングで行われる。しかしながら、一酸化窒素投与装置１４は、患者の呼吸に同調して行われるようにしてもよい。この場合、例えば、図１５に示される一酸化窒素投与装置１５のように、三方弁２１６とＮＯ供給口２０１ｂとの間に微差圧センサ２０９を配置する。微差圧センサ２０９によって患者の呼吸を検出し、三方弁２１３及び三方弁２１６の切り替えを行うことができる。微差圧センサ２０９を利用して、放電部２０５の制御を行ってもよい。
【００６７】
また、図１４に示された一酸化窒素投与装置１４において、流量制御器２０２を三方弁２１３の上流に配置し、放電部２０５を三方弁２１３とコンプレッサ２１４との間の第２流路２０１に配置してもよい。放電部２０５がより上流に配置されることによって、生成されたＮＯを含むガスが低圧で移動する区間が長くなるため、ＮＯと酸素との反応によるＮＯ2の生成が抑制される。
【００６８】
図１６に示される一酸化窒素投与装置１６のように、フィルタ２０７と三方弁２１６との間の第２流路２０１にＮＯ濃度計２０８を配置してもよい。また、三方弁２１６とＮＯ供給口２０１ｂとの間に、ＮＯ濃度計２０８を配置してもよい。ＮＯ濃度計２０８は、第２流路２０１の最下流におけるＮＯ濃度を測定し、患者に対する投与に際して問題のないＮＯ濃度であるか否かを測定する。その結果は、例えば流量制御器２０２や放電部２０５にフィードバックされ、ＮＯの生成量又は濃度が調整される。
【００６９】
図１７は、さらに別の一酸化窒素投与装置１７の概略図である。一酸化窒素投与装置１７は、図１４に示された一酸化窒素投与装置１４と比較して、コンプレッサ２１４と流量制御器２０２との間の第２流路２０１、及び、三方弁２１６の下流に、それぞれ二方弁２１８がさらに配置されている点において異なる。呼吸の頻度が高い患者の場合、同調流モードでは、呼吸の頻度が低い患者の場合と比較して、生成されたＮＯを含むガスの滞留時間は低くなる。そのため、一酸化窒素投与装置の内部においてガスを還流させ、ガスに含有するＮＯ2の濃度上昇を抑制する必要がない場合がある。そこで、図１７に示された一酸化窒素投与装置１７は、三方弁２１６の下流、すなわちＮＯ供給口２０１ｂの上流に二方弁２１８がさらに配置されていることによって、呼吸の頻度が高い患者の場合には、三方弁２１６をＮＯ供給口２０１ｂ側の流路に切り替え、且つ、ＮＯ供給口２０１ｂの上流の二方弁２１８の開閉を切り替えることによって、ガスを還流させることなく、ＮＯを含むガスを患者に投与することができる。また、吸気待ちの時間は、呼吸毎に毎回僅かばかり変化するため、投与前の流路の最大圧力も呼吸毎に毎回変化する。図１７に示されるように、コンプレッサ２１４とコンプレッサ２１４の下流に配置された流量制御器２０２との間の第２流路２０１に二方弁２１８を配置することによって、第２流路２０１における投与前のガスの最大圧力が一定となるように制御することができる。したがって、流路内の圧力の変動に応じてＮＯ供給口２０１ｂの上流の二方弁２１８又は三方弁２１６の開度及び開時間を制御しなくても、患者への投与量を所望の量に制御することができる。なお、コンプレッサ２１４と流量制御器２０２との間の第２流路２０１に二方弁２１８を配置しなくてもよい。他方、本明細書に記載のバイパス流路を有する他の一酸化窒素投与装置において、図１７に示された一酸化窒素投与装置１７と同様に、コンプレッサ２１４の下流の流路に二方弁２１８を配置してもよい。
【００７０】
なお、呼吸の頻度が高いか低いかの判断は、呼吸の頻度、例えば１分間又は単位時間当たりの呼吸数が、予め定められた呼吸数より多いか少ないかで判断される。予め定められた呼吸数は、ＮＯ濃度の減少又はＮＯ2の濃度の上昇における許容値から判断される。
【００７１】
図１８は、さらに別の一酸化窒素投与装置１８の概略図である。一酸化窒素投与装置１８は、図１４に示された一酸化窒素投与装置１４と比較して、流量制御器２０２を三方弁２１３の上流に配置し、放電部２０５を三方弁２１３とコンプレッサ２１４との間の第２流路２０１に配置している点において異なる。さらに一酸化窒素投与装置１８では、バイパス流路２１７に三方弁２２０が配置され、バイパス流路２１７からさらにバイパス流路２２１が分岐している。
【００７２】
上述したように、ＮＯ2吸着部２０６の下流において、ＮＯを含有するガスがすぐに患者に投与されない場合には、三方弁２１６が切り替えられ、第２流路２０１の下流とバイパス流路２１７とが連通する。このとき、ＮＯ及びＮＯ2の濃度の変動が少なく、さらなるＮＯの生成が不要な場合は、三方弁２２０が切り替えられ、バイパス流路２１７と、バイパス流路２２１を介して放電部２０５の下流の第２流路２０１とが連通する。放電部２０５の下流に対して還流させることによって、還流経路を短縮することができる。
【００７３】
図１９は、さらに別の一酸化窒素投与装置１９の概略図である。一酸化窒素投与装置１９は、図１４に示された一酸化窒素投与装置１４と比較して、吸気口２０１ａの下流に流量制御器２０２を配置し、コンプレッサ２１４と圧力計２１５との間に放電部２０５を配置している点において異なる。さらに、一酸化窒素投与装置１９では、ＮＯ2吸着部２０６と圧力計２１５との間に三方弁２１３が配置されている。
【００７４】
上述したように、ＮＯ2吸着部２０６の下流において、ＮＯを含有するガスがすぐに患者に投与されない場合には、三方弁２１６が切り替えられ、第２流路２０１の下流とバイパス流路２１７とが連通する。これと同時に、三方弁２１３が切り替えられ、ポンプ２１１を介して、バイパス流路２１７と第２流路２０１とが連通する。したがって、放電部２０５で生成されたＮＯを含有するガスは、一酸化窒素投与装置１９は、図１８に示された一酸化窒素投与装置１８と比較して、還流の経路をより短くすることができる。
【００７５】
ＮＯ及びＮＯ2の濃度の変動が少なく、さらなるＮＯの生成が不要な場合に、放電部２０５の下流に対して還流させることによって、還流経路を短縮することができ、ＮＯと酸素との反応によるＮＯ2の生成が抑制される。特に、図１８に示された一酸化窒素投与装置１８では、還流する際に、放電部２０５を介す必要がある場合と放電部２０５を介す必要がない場合の両方に対応することが可能となる。
【００７６】
上述した図１４乃至図１９に示された一酸化窒素投与装置は、ＮＯ2吸着部２０６の下流からＮＯ供給口２０１ｂへの流路と、ＮＯ2吸着部２０６の下流からＮＯ2吸着部２０６の上流への流路とを選択的に切り替える三方弁２１６を有している。したがって、三方弁２１６は、少なくともＮＯ2除去部の下流から前記供給口への流路の開閉を切り替える第１流路切替部を構成する。例えば、第１流路切替部によって、患者の吸気のときに、例えば吸気開始をトリガとして、ＮＯ2除去部の下流から供給口への流路への切り替えが行われ、患者の呼気のときに、例えば呼気開始をトリガとして、ＮＯ2除去部の下流からＮＯ2除去部の上流への流路への切り替えが行われる。患者の吸気開始のトリガから、所定時間経過後にＮＯ2除去部の下流からＮＯ2除去部の上流への流路への切り替えが行われるようにしてもよい。なお、吸気終了間際に吸気されたガスは、肺胞まで到達しないことから治療効果に寄与せず、さらには呼気時に室内に排気されてしまう。したがって、吸気が終了するよりも前に、ＮＯ2除去部の下流からＮＯ2除去部の上流への流路への切り替えが行われるようにしてもよい。
【００７７】
また、第１流路切替部の開時間又は吸気口２０１ａからの空気の取り込み量が、患者の単位時間当たりの呼吸数が所定の値よりも少ない場合には多くなるように調整され、患者の単位時間当たりの呼吸数が所定の値よりも多い場合には少なくなるように調整されるようにしてもよい。ＮＯの患者への投与に応じて、吸気口２０１ａからの空気の取り込みが行われるようにしてもよい。ＮＯの患者への投与又は吸気口２０１ａからの空気の取り込みに応じて、放電部２０５による放電が行われるようにしてもよい。ＮＯの患者への投与時又は吸気口２０１ａからの空気の取り込み時に、それ以外の時に比べて、より多くＮＯを生成するように放電部２０５による放電が行われるようにしてもよい。ＮＯの患者への投与時以外の時又は吸気口２０１ａからの空気の取り込み時以外の時に、ＮＯ濃度を維持するように放電部２０５による放電が行われるようにしてもよい。吸気口２０１ａからの空気の取り込み量が所定の値よりも多いときに、又は、ガスの滞留時間が所定の値よりも長いときに、より多くＮＯを生成するように、放電部２０５による放電が行われるようにしてもよい。流路の全体の容積に応じて、放電部２０５ＮＯ供給口２０１ｂとの間の流路の少なくとも一部の流速が調整されるようにしてもよい。
【００７８】
さらに、図１８に示された一酸化窒素投与装置１８では、ＮＯ2吸着部２０６の下流から、放電部２０５の上流への流路及び放電部２０５の下流への流路を選択的に切り替える三方弁２２０を有している。したがって、三方弁２２０は、第２流路切替部を構成する。第２流路切替部によって、患者の呼吸の頻度が予め定められた頻度よりも低いときに放電部２０５の上流への流路への切り替えが行われ、患者の呼吸の頻度が予め定められた頻度よりも高いときに放電部２０５より下流への流路への切り替えが行われる。
【００７９】
流路中のＮＯ2の濃度又は物質量を測定するＮＯ2測定部をさらに具備し、ＮＯ2測定部によって測定されたＮＯ2の濃度又は物質量が予め定められた第１値よりも低いときにＮＯ2除去部の下流からＮＯ供給口２０１ｂへの流路への切り替えが第１流路切替部によって行われ、ＮＯ2測定部によって測定されたＮＯ2の濃度又は物質量が予め定められた第１値よりも高いときにＮＯ2除去部の下流からＮＯ2除去部の上流への流路への切り替えが第１流路切替部によって行われるようにしてもよい。
【００８０】
流路中のＮＯの濃度又は物質量を測定するＮＯ測定部をさらに具備し、ＮＯ測定部によって測定されたＮＯの濃度又は物質量が予め定められた第２値よりも低いときに放電部２０５の上流への流路への切り替えが第２流路切替部によって行われ、ＮＯ測定部によって測定されたＮＯの濃度又は物質量が予め定められた第２値よりも高いときに放電部２０５の下流への流路への切り替えが第２流路切替部によって行われるようにしてもよい。
【００８１】
図１６に示されたＮＯ濃度計２０８のように、ＮＯ測定部又はＮＯ2測定部は、フィルタ２０７と三方弁２１６との間に配置されていることが好ましい。その結果、患者に投与される直前に、ＮＯ又はＮＯ2の濃度又は物質量を測定することができ、より適切に投与量を調整することができる。なお、三方弁２１６とＮＯ供給口２０１ｂとの間にＮＯ測定部又はＮＯ2測定部を配置してもよい。
【００８２】
上述した図１４乃至図１９に示された一酸化窒素投与装置によれば、ＮＯ2の濃度上昇を抑制するという共通の効果を奏する。図１４乃至図１９に示された一酸化窒素投与装置は、酸素生成部１００を有していないが、図１に示された一酸化窒素投与装置１等と同様に、酸素生成部１００を有していてもよい。さらに、図２５を参照しながら後述する一酸化窒素投与装置のように、ＮＯ供給口２０１ｂよりも下流の流路にＮＯ2吸着部を配置してもよい。この場合、ＮＯ2吸着部の上流側は、延長チューブを介してＮＯ供給口２０１ｂと接続され、ＮＯ2吸着部の下流側は、カニューラ４１０の上流端に接続されている。
【００８３】
図２０は、一酸化窒素投与装置２０及び中継投与装置５０の概略図である。中継投与装置５０は、空気から生成されたＮＯを供給する一酸化窒素投与装置２０に接続される。
【００８４】
一酸化窒素投与装置２０は、吸気口２０１ａ及びＮＯ供給口２０１ｂを備えた第２流路２０１と、第２流路２０１に配置され、吸気口２０１ａを介して流入した空気からＮＯを生成するＮＯ生成部２００と、制御部３００と、筐体４００とを有している。ＮＯ生成部２００と制御部３００とは、筐体４００の内部に収容される。ＮＯ生成部２００で生成されたＮＯは、ＮＯ供給口２０１ｂを介して供給される。ＮＯ生成部２００の各種動作は、制御部３００によって制御される。
【００８５】
ＮＯ生成部２００は、第２流路２０１において、吸気口２０１ａの下流に配置された空気圧縮部としてのコンプレッサ２１４と、コンプレッサ２１４の下流に配置された流量制御器２０２と、流量制御器２０２の下流に配置された流量計２０３と、流量計２０３の下流に配置された上述した放電部２０５と、放電部２０５の下流に配置された上述したＮＯ2吸着部２０６と、ＮＯ2吸着部２０６の下流に配置された上述したフィルタ２０７と、を有している。
【００８６】
中継投与装置５０の上流側は、延長チューブ４３０を介してＮＯ供給口２０１ｂと接続され、中継投与装置５０の下流側は、カニューラ４１０の上流端に接続されている。中継投与装置５０は、上流側接続端５０１ａ及び下流側接続端５０１ｂを備えた第３流路５０１と、第３流路５０１に配置され、上流側接続端５０１ａを介して流入したガスの投与量を調整する投与量調整部５００と、制御部６００と、筐体７００とを有している。ＮＯ生成部２００と制御部３００とは、筐体４００の内部に収容される。
【００８７】
投与量調整部５００で調整されたガスは、下流側接続端５０１ｂを介して供給される。投与量調整部５００の各種動作は、制御部６００によって制御される。中継投与装置５０は、図示しない電源ケーブルを介して電源に接続される。しかしながら、中継投与装置５０が、筐体７００に収納可能な電池を有し、それを電源としてもよい。なお、制御部６００に代えて、一酸化窒素投与装置２０及び中継投与装置５０を電気的に接続し、投与量調整部５００の各種動作が、制御部３００によって制御されるようにしてもよい。
【００８８】
投与量調整部５００は、第３流路５０１において、上流側接続端５０１ａの下流に配置されたＮＯ2吸着部５０２と、ＮＯ2吸着部５０２の下流に配置されたフィルタ５０３と、フィルタ５０３の下流に配置された圧力計５０４と、圧力計５０４の下流に配置された調整弁である二方弁５０５と、二方弁５０５の下流に配置されたＮＯ濃度計５０６とを有している。ＮＯ2吸着部５０２及びフィルタ５０３は、上述したＮＯ2吸着部２０６及びフィルタ２０７とそれぞれ同一である。
【００８９】
上述したように、ＮＯ2は、毒性が高く、生成されたＮＯが、患者によって吸入されるまでの間に放電時に未反応の酸素と反応することによっても生成される。そのため、一酸化窒素投与装置の使用環境等によって、カニューラの長さが長ければ長いほど、ＮＯと酸素とが反応する可能性のある時間が長くなることから、同一流量下では、実際に患者に投与されるＮＯの量が減少してしまう。そこで、一酸化窒素投与装置２０と共に、中継投与装置５０を使用されることによって、患者への投与の直前に投与量を調整し、患者に投与されるＮＯの絶対量を調整することができる。
【００９０】
すなわち、中継投与装置５０において最も下流に配置されたＮＯ濃度計５０６によって、患者への投与直前のＮＯ濃度が測定される。制御部６００によって、投与量が少ないと判断された場合には、圧力計５０４の値に基づき二方弁５０５の開度及び時間を調整し、流量を増やすことによって投与量を上げる。他方、制御部６００によって、投与量が多いと判断された場合には、圧力計５０４の値に基づき二方弁５０５の開度及び時間を調整し、流量を減らすことによって投与量を下げる。
【００９１】
中継投与装置５０が、ＮＯ2吸着部５０２を有することによって、一酸化窒素投与装置２０のＮＯ2吸着部２０６でＮＯ2が吸着された後に発生したＮＯ2を吸着することができる。また、中継投与装置５０が、フィルタ５０３を有することによって、延長チューブ４３０を介して中継投与装置５０に流入したガス中のゴミ及び塵埃を除去することができる。
【００９２】
図２で示したような、微差圧センサ２０９を有する一酸化窒素投与装置２において、中継投与装置５０なしで、カニューラ４１０及び延長チューブ４３０を一酸化窒素投与装置２に接続した場合、延長チューブ４３０の長さ応じて呼吸検出までの時間及び投与の遅れ時間が長くなり、有効な吸気期間中にＮＯの投与が完了しない場合がある。そのため、ＮＯ濃度計５０６の下流に微差圧センサを配置して、患者の呼吸による陰圧等を検出し、これに同調して二方弁５０５を制御することによってＮＯの通過又は停止を制御し、ＮＯの投与又は停止を制御してもよい。それにより、延長チューブ長に応じた呼吸検出及び投与の遅れ時間を短縮することができる。微差圧センサに代えて、口鼻サーミスタ等の他の呼吸検出部を使用してもよい。呼吸検出部によって検出された患者の呼吸を、呼吸情報の信号として有線又は無線によって中継投与装置５０に送信し、二方弁５０５を制御してもよい。
【００９３】
ＮＯ濃度計５０６に代えて、ＮＯ／ＮＯ2濃度計を配置してもよい。また、二方弁５０５の上流の第３流路５０１に、ポンプを配置してもよい。ポンプを配置することによって、ＮＯの供給のために適切な圧力に加圧することができる。
【００９４】
図２１は、別の一酸化窒素投与装置２１及び中継投与装置５１の概略図である。中継投与装置５１は、図２０に示された中継投与装置５０と比較して、圧力計５０４を有していない代わりに、ＮＯ濃度計５０６の下流の第３流路５０１に、流量計５０７を有している点において異なる。流量計５０７を有することによって、投与量を適切に制御することができる。なお、流量計５０７と共に、圧力計５０４を有していてもよい。
【００９５】
上述した図２０及び図２１に示された中継投与装置は、ＮＯ濃度測定部と、流量計又は圧力計と、ＮＯ濃度測定部によって測定されたＮＯ濃度と、流量計又は圧力計の値とに基づき、患者へ投与されるＮＯの投与量を算出する制御部と、算出された投与量が予め定められた値よりも少ないとき流量を増やし、算出された投与量が予め定められた値よりも多いとき流量が減らすように構成された調整弁と、を有している。調整弁によって、患者の吸気のときにＮＯが供給され、患者の呼気のときにＮＯの供給が停止されるようにしてもよい。
【００９６】
上述した図２０及び図２１に示された中継投与装置によれば、ＮＯの投与量が調整可能となるという共通の効果を奏する。ＮＯ2吸着部をさらに備えることにより、患者が吸入するＮＯ2を低減するという共通の効果を奏する。特に、中継投与装置は、上述した図２０及び図２１に示された一酸化窒素投与装置のみならず、空気から生成されたＮＯを供給する任意の一酸化窒素投与装置に接続して使用することができる。さらに、中継投与装置は、患者へ投与されなかったＮＯを含む余剰ガスを排出する排出口を別途有していてもよい。余剰ガス中のＮＯ又はＮＯ2を除去する除去部をさらに有していてもよい。図２０及び図２１に示された一酸化窒素投与装置は、酸素生成部１００を有していないが、図１に示された一酸化窒素投与装置１等と同様に、酸素生成部１００を有していてもよい。
【００９７】
一酸化窒素投与装置及び中継投与装置を、全体として１つの一酸化窒素投与システムとすることができる。この場合、一酸化窒素投与システムは、第２流路２０１と、放電部２０５とを備えたＮＯ生成部２００とを有する一酸化窒素投与装置と、第３流路５０１を有する中継投与装置と、延長チューブ４３０と、カニューラ４１０と、患者の呼吸を検出するための呼吸検出部、すなわち呼吸検出装置とを具備する。中継投与装置は、第３流路５０１に配置され、呼吸検出装置で検出された患者の呼吸に応じて、開度及び開時間が制御されて、ＮＯの投与量を調整するための二方弁、すなわち調整弁をさらに有する。
【００９８】
中継投与装置のＮＯ濃度計を、中継投与装置ではなく、一酸化窒素投与装置の放電部２０５の下流に配置してもよい。この場合、二方弁５０５の開度及び開時間を、一酸化窒素投与装置に配置されたＮＯ濃度計によって測定されたＮＯ濃度に応じて制御してもよい。また、二方弁５０５の開度及び開時間を、予め定められたＮＯ濃度又は接続されている延長チューブ４３０の長さに応じて制御してもよい。なお、一酸化窒素投与装置及び中継投与装置の各種制御パラメータの設定又は変更のために、使用者に対して延長チューブ４３０の流路仕様の入力を促し又は選択させるような、上述した入力インターフェースを有していてもよい。
【００９９】
図２２は、さらに別の一酸化窒素投与装置２２及び中継投与装置５２の概略図であり、図２３は、さらに別の一酸化窒素投与装置２３及び中継投与装置５３の概略図であり、図２４は、さらに別の一酸化窒素投与装置２４及び中継投与装置５４の概略図である。図２２乃至図２４に示された一酸化窒素投与装置及び中継投与装置は、全体として、図２０及び図２１に示された一酸化窒素投与装置及び中継投与装置と比較して、バイパス流路を有していることによって中継投与装置からガスを一酸化窒素投与装置に還流している点において異なる。言い換えると、図２２乃至図２４に示された一酸化窒素投与装置は、図１４乃至図１９に示された一酸化窒素投与装置と比較して、中継投与装置を有しており、中継投与装置からガスを、バイパス流路を介して一酸化窒素投与装置に還流している点において異なる。したがって、図２２乃至図２４に示された一酸化窒素投与装置及び中継投与装置は、上述した、中継投与装置の利点、及び、バイパス流路を介した還流による利点の両方を備えている。
【０１００】
図２２に示された一酸化窒素投与装置２２は、吸気口２０１ａ及びＮＯ供給口２０１ｂを備えた第２流路２０１と、第２流路２０１に配置され、吸気口２０１ａを介して流入した空気からＮＯを生成するＮＯ生成部２００と、制御部３００と、筐体４００とを有している。ＮＯ生成部２００と制御部３００とは、筐体４００の内部に収容される。ＮＯ生成部２００の各種動作は、制御部３００によって制御される。
【０１０１】
ＮＯ生成部２００は、第２流路２０１において、吸気口２０１ａの下流に配置された流量制御器２０２と、流量制御器２０２の下流に配置された放電部２０５と、放電部２０５の下流に配置されたコンプレッサ２１４と、コンプレッサ２１４の下流に配置されたＮＯ2吸着部２０６と、ＮＯ2吸着部２０６の下流に配置された上述したフィルタ２０７と、放電部２０５の上流の第２流路２０１及び放電部２０５の下流の第２流路２０１間を選択的に切り替える三方弁２２０とを有している。
【０１０２】
中継投与装置５２の上流側は、延長チューブ４３０を介してＮＯ供給口２０１ｂと接続され、中継投与装置５２の下流側は、カニューラ４１０の上流端に接続されている。中継投与装置５２は、上流側接続端５０１ａ及び下流側接続端５０１ｂを備えた第３流路５０１と、第３流路５０１に配置され、上流側接続端５０１ａを介して流入したガスの投与量を調整する投与量調整部５００と、制御部６００と、筐体７００とを有している。
【０１０３】
投与量調整部５００で調整されたガスは、下流側接続端５０１ｂを介して供給される。投与量調整部５００の各種動作は、制御部６００によって制御される。一酸化窒素投与装置２２の制御部３００及び中継投与装置５２の制御部６００間には、有線又は無線によって通信経路６１０が確立されている。中継投与装置５２は、図示しない電源ケーブルを介して電源に接続される。しかしながら、中継投与装置５２が、筐体７００に収納可能な電池を有し、それを電源としてもよい。なお、制御部６００に代えて、一酸化窒素投与装置２２及び中継投与装置５２を電気的に接続し、投与量調整部５００の各種動作が、制御部３００によって制御されるようにしてもよい。
【０１０４】
中継投与装置５２は、第３流路５０１において、上流側接続端５０１ａの下流に配置されたＮＯ2吸着部５０２と、ＮＯ2吸着部５０２の下流に配置されたフィルタ５０３と、フィルタ５０３の下流に配置されたＮＯ／ＮＯ2濃度計５０８と、ＮＯ／ＮＯ2濃度計５０８の下流に配置された三方弁５０９と、三方弁５０９の下流に配置された微差圧センサ５１０とを有している。さらに、第３流路５０１において、三方弁５０９から分岐したバイパス流路５１１は、バイパス上流側接続端５０１ｃまで延びている。第３流路５０１において、三方弁５０９によって、下流側接続端５０１ｂへの流路とバイパス上流側接続端５０１ｃへの流路とが選択的に切り替えられる。中継投与装置５２のバイパス上流側接続端５０１ｃは、バイパスチューブ５２０を介して、一酸化窒素投与装置２２のバイパス下流側接続端２０１ｄに接続されている。バイパス下流側接続端２０１ｄから延びる第２流路２０１は、三方弁２２０に接続されている。三方弁５０９は、少なくともＮＯ2除去部の下流からカニューラ４１０への流路の開閉を切り替える第１流路切替部を構成する。また、三方弁２２０は、第２流路切替部を構成する。
【０１０５】
上述したように、中継投与装置５２のＮＯ2吸着部５０２の下流において、ＮＯを含有するガスがすぐに患者に投与されない場合には、三方弁５０９が切り替えられ、第３流路５０１と第２流路２０１とが、バイパスチューブ５２０を介して連通する。すなわち、三方弁５０９を切り替えることによって、中継投与装置５２のガスを一酸化窒素投与装置２２に還流させることができる。このとき、ＮＯ及びＮＯ2の濃度の変動が少なく、さらなるＮＯの生成が不要な場合は、三方弁２２０が切り替えられ、バイパス流路２２１を介して放電部２０５の下流の第２流路２０１が連通する。放電部２０５の下流に対して還流させることによって、還流経路を短縮することができる。他方、さらなるＮＯの生成が必要な場合には、三方弁２２０が切り替えられ、バイパス流路２１７を介して放電部２０５の上流の第２流路２０１が連通する。
【０１０６】
一酸化窒素投与装置２３及び中継投与装置５３は、図２２に示された一酸化窒素投与装置２２及び中継投与装置５２と比較して、三方弁２２０に代えて２つの二方弁、すなわち二方弁２２２及び二方弁２２３を有する点、及び、三方弁５０９に代えて別の２つの二方弁、すなわち二方弁５１２及び二方弁５１３を有する点において異なる。
【０１０７】
すなわち、一酸化窒素投与装置２３において、バイパス下流側接続端２０１ｄから延びる第２流路２０１は、二方弁２２２及び二方弁２２３間の流路に連通する。その結果、バイパス下流側接続端２０１ｄから延びる第２流路２０１を、放電部２０５の上流の第２流路２０１及び放電部２０５の下流の第２流路２０１間を選択的に連通させるのみならず、両方に連通させない又は両方に連通させることが可能となる。同様に、中継投与装置５３において、上流側接続端５０１ａから延びる第３流路５０１は、二方弁５１２及び二方弁５１３間の流路に連通する。その結果、上流側接続端５０１ａから延びる第３流路５０１を、下流側接続端５０１ｂへの流路及びバイパス上流側接続端５０１ｃへの流路間を選択的に連通させるのみならず、両方に連通させない又は両方に連通させることが可能となる。二方弁５１２及び二方弁５１３は、少なくともＮＯ2除去部の下流からカニューラ４１０への流路の開閉を切り替える第１流路切替部を構成する。また、二方弁２２２及び二方弁２２３は、第２流路切替部を構成する。
【０１０８】
一酸化窒素投与装置２４及び中継投与装置５４は、図２３に示された一酸化窒素投与装置２３及び中継投与装置５３と比較して、二方弁５１３を有さない点においてのみ異なる。中継投与装置５４が二方弁５１３を有さないことによって、二方弁５１２の開閉に依らず、中継投与装置５２のガスを一酸化窒素投与装置２２に常に還流させることができる。二方弁５１２は、第１流路切替部を構成する。また、二方弁２２２及び二方弁２２３は、第２流路切替部を構成する。第１流路切替部を１つの二方弁５１２で構成することによって、バイパスチューブ５２０を介した第３流路５０１と第２流路２０１との間の還流用の流路自体がバッファタンクとして機能させることができる。その結果、二方弁５１３を開いて中継投与装置５４内のガスを患者に投与する際に、還流用の流路にあるガスも同時に放出されるため、投与時間を短縮することができる。
【０１０９】
なお、図２３を参照しながら説明した、２つの三方弁の各々を２つの二方弁に置き換える構成、及び、図２４を参照しながら説明した、上流側の三方弁を２つの二方弁に置き換え、下流側の三方弁を１つの二方弁に置き換えて且つ上流側の流路に常に還流させる構成は、図１４乃至図１９に示された一酸化窒素投与装置に対しても適用可能である。言い換えると、第１流路切替部は、１つの三方弁又は１つ若しくは２つの二方弁で構成してもよく、第２流路切替部は、１つの三方弁又は２つの二方弁で構成してもよい。特に、図１７に示された一酸化窒素投与装置１７において、三方弁２１６のみを省略してもよい。それによって、ＮＯ供給口２０１ｂの上流に配置された二方弁２１８の開閉に依らず、一酸化窒素投与装置１７のガスを常に還流させることができる。この場合、ＮＯ供給口２０１ｂの上流に配置された二方弁２１８が、ＮＯ2除去部の下流から供給口への流路の開閉を切り替える第１流路切替部を構成する。また、一酸化窒素投与装置及び中継投与装置の少なくとも一方が、ＮＯ2を除去するＮＯ2除去部を有していることが好ましい。言い換えると、中継投与装置がＮＯ2除去部を有していなくてもよい。
【０１１０】
一酸化窒素投与装置及び中継投与装置を、全体として１つの一酸化窒素投与システムとした場合、一酸化窒素投与システムは、ＮＯ2除去部の上流へと還流する流路を具備し、中継投与装置が、ＮＯ2除去部の下流からカニューラへの流路の開閉を切り替える第１流路切替部と、を有している。第１流路切替部が、上述した調整弁に相当する。
【０１１１】
上述したように、第１流路切替部の切り替え、又は、第１流路切替部及び第２流路切替部の切り替え、すなわち還流は、間欠的に、所定のタイミングで行われる。しかしながら、還流を、患者の呼吸に同調して行うようにしてもよい。この場合、微差圧センサ、例えば微差圧センサ５１０によって患者の呼吸を検出し、第１流路切替部の切り替え、又は、第１流路切替部及び第２流路切替部の切り替えを行うことができる。微差圧センサを利用して、放電部２０５の制御を行ってもよい。これに関して、図１４を参照しながら以下説明する。
【０１１２】
少なくとも投与時に、すなわち患者への投与に応じて、吸気口２０１ａから空気が流入され、空気の取り込みが行われる。具体的には、バイパス流路２１７を閉鎖するように、三方弁２１３及び三方弁２１６が切り替えられ、より空気が流入されるようにコンプレッサ２１４又は流量制御器２０２が制御される。それによって、投与時の流路の圧力及び流量の低下を緩和し、投与時間を短縮することができる。また、少なくとも投与時に、すなわち患者への投与に応じて、放電部２０５による放電が行われる。空気の流入と併せて放電を行うことによって、ＮＯの濃度の変動を抑制することができ、より安定したＮＯ濃度のガスを短時間で投与することができる。
【０１１３】
投与時又は空気の取り込み時には、それ以外の時に比べて、ＮＯがより多く生成されるように、制御部３００によって放電部２０５の放電が制御される。すなわち、放電の頻度（周波数、すなわち単位時間当たりの放電回数）を上げるか、１放電（１パルス）当たりのエネルギー（電流及び電圧）を上げるか、１放電当たりの放電時間を長くするか、投与１回あたりの総放電回数を増やすか、放電させる電極の数を増やすことによって、ＮＯをより多く生成することができる。他方、投与時以外又は空気の取り込み時以外の時には、経時的なＮＯ濃度の低下分を補うため、すなわちＮＯ濃度を維持するための放電を行ってもよい。当然のことながら、投与時以外又は空気の取り込み時以外の時のＮＯの生成量よりも、投与時のＮＯの生成量の方が多い。また、投与時又は空気の取り込み時において、吸気口２０１ａからの空気の取り込み量に応じて、ＮＯの生成量を決定することによって、ＮＯ濃度は安定する。
【０１１４】
微差圧センサによって検出された患者の呼吸と同調して、すなわち投与に同調して、吸気口２０１ａからの空気の取り込み量が制御される。具体的には、投与時に空気の取り込み量を増やすことで、流路の圧力低下を緩和し、投与時間を短くすることができる。さらに、投与しないときは空気の取り込み量を減らし、還流量を上げることで、ガスの滞留時間を短くすることができる。その結果、ＮＯ2濃度の上昇を抑制することができる。還流量を上げるためには、バイパス流路２１７を開放するように、三方弁２１３及び三方弁２１６が切り替えられる。
【０１１５】
以上より、微差圧センサによって検出された患者の呼吸と同調して、バイパス流路２１７の閉鎖又は開放が行われ、それに応じて、コンプレッサ２１４又は流量制御器２０２の制御、並びに、放電部２０５の制御が行われる。
【０１１６】
カニューラ４１０の長さや中継投与装置の有無等に応じて、流路全体の容積が増加し、結果として、流路内でガスが滞留する時間が増加する。その結果、生成されたＮＯと酸素とが反応してＮＯ2となることによって、ＮＯの濃度が減少する可能性がある。これを補うために、ＮＯの全体の生成量を増やすか、又は、流路内のガスの滞留時間を減らすように、制御される。特に、流路内のガスの滞留時間を減らすために、少なくとも放電部２０５からカニューラ４１０の出口までの間の流路の一部の流速を上げるか、好ましくは、流路全体の流速を上げて還流量が増加するように、コンプレッサ２１４の回転数を上げるか、又は、流量制御器２０２において還流時の空気取り込み量を減らし、非還流時すなわち投与時に空気の取り込み量を増やすように制御が行われる。これによって、流路全体の容積が増加しても、放電部２０５からカニューラ４１０の出口までのガスの滞留時間が一定に保たれるので、ＮＯの生成量は、流路全体の容積増加前後で一定とすることができるというメリットがある。一方、還流量を増加させても滞留時間が増加する場合には、さらにＮＯの生成量を増やすことによって補うことができる。また、患者への投与量が増えた場合には、１回当たりの投与量を増やすか又は投与時のＮＯ濃度を上げる。この場合、患者に投与されるＮＯ2の量が増えないように、流路内のＮＯ2の濃度が増加しないことが望ましい。そのため、流路内のガスの滞留時間を減らすように、上述したとおり、少なくとも放電部２０５からカニューラ４１０の出口までの間の流路の一部の流速を上げるか、好ましくは流路全体の流速を上げて還流量を増加させる。
【０１１７】
要するに、流路全体の容積に応じたＮＯを生成するように放電部２０５による放電が行われる。また、流路全体の容積に応じたガスの滞留時間が決定される。また、患者への投与量に応じたガスの滞留時間が決定される。
【０１１８】
図２５は、さらに別の一酸化窒素投与装置２５の概略図である。
【０１１９】
一酸化窒素投与装置２５は、吸気口２０１ａ及びＮＯ供給口２０１ｂを備えた第２流路２０１と、第２流路２０１に配置され、吸気口２０１ａを介して流入した空気からＮＯを生成するＮＯ生成部２００と、制御部３００と、筐体４００とを有している。ＮＯ生成部２００と制御部３００とは、筐体４００の内部に収容される。ＮＯ生成部２００で生成されたＮＯは、ＮＯ供給口２０１ｂを介して供給される。ＮＯ生成部２００の各種動作は、制御部３００によって制御される。
【０１２０】
ＮＯ生成部２００は、第２流路２０１において、吸気口２０１ａの下流に配置された空気圧縮部としてのコンプレッサ２１４と、コンプレッサ２１４の下流に配置された圧力計２１５と、圧力計２１５の下流に配置された上述した放電部２０５と、放電部２０５の下流に配置された上述したＮＯ2吸着部２０６と、ＮＯ2吸着部２０６の下流に配置された上述したフィルタ２０７と、フィルタ２０７の下流に配置された二方弁２１８と、二方弁２１８の下流に配置されたＮＯ濃度計２０８と、ＮＯ濃度計２０８の下流に配置された微差圧センサ２０９と、を有している。二方弁は、その他の流量等が調整可能な調整弁に置き換えてもよい。
【０１２１】
一酸化窒素投与装置２５は、さらにＮＯ2吸着部４２０を有している。ＮＯ2吸着部４２０の上流側は、延長チューブ４３０を介してＮＯ供給口２０１ｂと接続され、ＮＯ2吸着部４２０の下流側は、カニューラ４１０の上流端に接続されている。
【０１２２】
一酸化窒素投与装置２５の内部において流れるガスの流路、すなわち第２流路２０１の長さは通常一定であるが、一酸化窒素投与装置２５の外部において流れるガスの流路の長さ、すなわち一酸化窒素投与装置に接続されたカニューラ、すなわち延長チューブ４３０を含むカニューラ４１０の長さは、一酸化窒素投与装置の使用環境等によって可変である。カニューラの長さが長ければ長いほど、ＮＯと酸素とが反応する可能性のある時間が長くなることから、ＮＯ2の生成量も多くなる可能性がある。そのため、カニューラの長さも考慮した、実際の投与点におけるＮＯ及びＮＯ2の濃度を推定する方法について、以下説明する。
【０１２３】
一酸化窒素投与装置２５の制御部３００は、酸素濃度と、ＮＯ濃度測定部であるＮＯ濃度計２０８によって測定されたＮＯ濃度と、ＮＯ2吸着部２０６から所定位置までの間のガスの滞留時間とに基づき、所定位置におけるＮＯ及びＮＯ2の濃度を推定する濃度推定部３０１を有している。
【０１２４】
濃度を推定するために、以下の前提条件を設定する。まず、ＮＯ2吸着部２０６及びＮＯ2吸着部４２０は、通過するガス中のＮＯ2をすべて吸着する能力を有することとし、したがって通過直後のガス中のＮＯ2の濃度をゼロとする。言い換えると、こうした十分な吸着能力を有するように、ＮＯ2吸着部２０６及びＮＯ2吸着部４２０が設計されるか、又は、濃度推定部３０１がガス中のＮＯ2の濃度をゼロとして推定を行う。このとき、ＮＯ2吸着部２０６及びＮＯ2吸着部４２０の作用として、吸着されたＮＯ2と等量のＮＯが、ガス中より減少する。
【０１２５】
ガスの滞留時間の算出のため、一酸化窒素投与装置２５の内部の容積等の流路仕様（特に、ＮＯ2吸着部２０６及びＮＯ濃度計２０８間、並びに、ＮＯ2吸着部２０６及びＮＯ供給口２０１ｂ間）は、既知とする。連続流モードでは、滞留時間は、流路容積を流量で割ることによって求められる。同調流モードでは、流路容積を、１回の投与量に１分間又は単位時間当たりの呼吸数を掛けることによって得られる流量で割ることによって求められる。なお、連続流モード及び同調流モードにおいて、例えば、コンプレッサ２１４の運転状態、又は、圧力計２１５若しくは微差圧センサ２０９の出力値と、流量計の実測値との関係に基づくテーブルを予め作成し、それを参照し又は補正することによって、滞留時間を求めてもよい。
【０１２６】
患者に投与されるＮＯ2の許容値（限界値）を所定の値、例えば０．５ｐｐｍ以下とする。さらに、放電部２０５によって生成されるＮＯは、非常に微量、例えば１００ｐｐｍであり、放電時の主な副生成物であるＮＯ2はＮＯ生成量の１０％程度である。よって、放電により空気からＮＯを生成する際に減少する酸素、及び、ＮＯと反応することによってＮＯ2を生成する際に減少する酸素は、非常に微量である。したがって、ガス中の酸素の濃度の変化は無視することができることから、酸素の濃度は、一般的に知られている大気中の酸素濃度の値、例えば２１％とする。なお、酸素濃度測定部を配置して流路の少なくとも１か所で酸素濃度を測定し、その値を流路の任意の点における濃度として用いてもよい。
【０１２７】
一酸化窒素投与装置２５の使用時において、連続流モードでは、流量の履歴を保持しておく。一酸化窒素投与装置２５の使用時において、患者の呼吸と同調させる同調流モードでは、１回投与量、投与時間、投与間隔（吸気待ち）時間の履歴を保持しておく。１回投与量は、二方弁２１８の開時間や圧力計２１５によって測定される圧力変動等から算出してもよい。また、一酸化窒素投与装置２５は、流量計２０３を有していてもよく、この場合、１回投与量は、瞬時流量から算出してもよい。また、ＮＯ濃度計２０８にて測定されたＮＯ濃度の履歴を保持しておく。
【０１２８】
化学反応の反応速度式から、ｋを反応速度定数として、所定時間経過後、すなわちｔ分経過後のＮＯの濃度Ｙｐｐｍは、以下の式（１）によって算出される。同様に、所定時間経過後、すなわちｔ分経過後のＮＯ2の濃度Ｘｐｐｍは、以下の式（２）によって算出される。なお、反応速度定数は、実験等によって予め求められる。
【０１２９】
【数１】
2020084992.tif 000003
・・・式（１）
【０１３０】
【数２】
2020084992.tif 000004
・・・式（２）
【０１３１】
以上の条件及び式に基づき、時刻ｔ＝ｔ５において、カニューラ４１０の出口を通過するガスＧｔ５の、カニューラ４１０の出口におけるＮＯ及びＮＯ2の濃度を推定するステップについて説明する。
【０１３２】
まず、流路仕様及び流量の履歴から、ガスＧｔ５がＮＯ2吸着部２０６から流出する時刻ｔ１、ガスＧｔ５がＮＯ濃度計２０８から流出する時刻ｔ２、ガスＧｔ５がＮＯ2吸着部４２０に流入する時刻ｔ３、及び、ガスＧｔ５がＮＯ2吸着部４２０から流出する時刻ｔ４、カニューラ４１０の出口を通過する時刻ｔ５を算出する。具体的には、同調流モードで、現在時刻ｔ＝ｔ５の場合、時刻ｔ５までの直近の投与量の和を計算し、ＮＯ2吸着部２０６及びカニューラ４１０の出口間の容積に相当する投与回数Ｎ１を算出する。投与回数Ｎ１及び投与時間と投与間隔時間の履歴から、ガスＧｔ５がＮＯ2吸着部２０６から流出した時刻ｔ１を算出する。同様にして、時刻ｔ２〜ｔ４を求めることができる。他方、連続流モードの場合は、時刻ｔまでの直近の流量の積算値と、カニューラ４１０の出口と各点との間の容積とが一致する時刻から、時刻ｔ１〜ｔ４を算出することができる。
【０１３３】
現在時刻ｔにおいて、カニューラ４１０の出口に到達していないガスの場合、すなわち、現在時刻ｔ＜ｔ５の場合、すでに通過した上流の各点及びこれから通過する各点の時刻を算出することができる。具体的には、同調流モードでは、すでに通過した上流の各点の時刻は、上記時刻ｔ＝ｔ５の場合と同様に、現在時刻ｔまでの投与量、投与時間、投与間隔時間の履歴及び現在の位置から、上流の各点までの容積に基づき求めることができる。これから通過する下流の各点及びカニューラ４１０の出口を流出する時刻ｔ５については、例えば、所定時間内の投与時間、投与間隔時間及び投与量に基づき平均流量を計算し、現在の位置から下流の各点までの容積を平均流量で除すことによって算出することができる。他方、連続流モードでは、すでに通過した上流の各点の時刻は、上記時刻ｔ＝ｔ５の場合と同様に、時刻ｔまでの直近の流量の積算値と、現在位置と各点との間の容積とが一致する時刻として算出することができる。これから通過する下流の各点及びカニューラ４１０の出口を流出する時刻ｔ５については、例えば、所定時間内の平均流量を計算し、現在の位置から下流の各点までの容積を平均流量で除すことによって算出することができる。なお、上流の各点の時刻を計算する際、直近の投与量の和から実際に経過した時間を算出せず、所定時間内の投与時間、投与間隔時間及び投与量に基づき平均流量を計算し、現在の位置から上流の各点までの容積を平均流量で除すことによって算出してもよい。
【０１３４】
次いで、酸素濃度（例えば、２１％）と、保持されたＮＯ濃度の履歴と、ガスＧｔ５のＮＯ2吸着部２０６及びＮＯ濃度計２０８間の滞留時間（ｔ２−ｔ１）と、式（１）とから、時刻ｔ１におけるガスＧｔ５のＮＯ濃度ｙ１を、逆問題として推定する。
【０１３５】
次いで、ＮＯ2吸着部２０６及びＮＯ2吸着部４２０間の滞留時間（ｔ３−ｔ１）と、酸素濃度と、推定された時刻ｔ１におけるガスＧｔ５のＮＯ濃度ｙ１と、式（１）及び式（２）から、ガスＧｔ５がＮＯ2吸着部４２０に流入した時刻ｔ３におけるＮＯ濃度ｙ３及びＮＯ2濃度ｘ３を、順問題として推定する。なお、ＮＯ濃度ｙ３については、ＮＯ濃度計２０８及びＮＯ2吸着部４２０間の滞留時間（ｔ３−ｔ２）、及び、保持されたＮＯ濃度の履歴を用いて推定してもよい。
【０１３６】
次いで、ガスＧｔ５がＮＯ2吸着部４２０から流出した時刻ｔ４におけるＮＯ濃度ｙ４及びＮＯ2濃度ｘ４を推定する。上述したように、ＮＯ2吸着部４２０では、ガスＧｔ５中のＮＯ2はすべて吸着されると共に、等量のＮＯが減少する。なお、ＮＯ2吸着部４２０の内部の通過に要する時間（ｔ４−ｔ３）が大きい場合には、例えば、通過直前のＮＯ濃度ｙ３と、酸素濃度と、通過に要する時間（ｔ４−ｔ３）と、式（２）とから通過中に生成されるＮＯ2濃度を推定し、一部又は全部が吸着されるとしてもよい。同様に、通過中に生成し且つ吸着されたＮＯ2と等量のＮＯが吸着されるとしてもよい。
【０１３７】
次いで、ガスＧｔ５がＮＯ2吸着部４２０から流出した時刻ｔ４におけるＮＯ濃度ｙ４及びＮＯ2濃度ｘ４と、酸素濃度と、ＮＯ2吸着部４２０及びカニューラ４１０の出口間の滞留時間（ｔ−ｔ４）と、式（１）及び式（２）とから、カニューラ４１０の出口におけるＮＯ濃度ｙ及びＮＯ2濃度ｘを、順問題として推定する。
【０１３８】
カニューラ４１０の出口での推定されたＮＯ濃度ｙ及びＮＯ2濃度ｘに応じて、よりＮＯ濃度ｙを大きくするか又は小さくするように放電部２０５における放電パラメータを変更したり、ＮＯ濃度ｙ又はＮＯ2濃度ｘの値に異常が生じた場合の停止など行うようにしたりしてもよい。連続流モードにおいては、処方量に合うように、例えば、コンプレッサ２１４の出力又は二方弁２１８の開度若しくは開時間を調整して、ガスの投与量を調整してもよい。同調流モードにおいては、処方量に合うように、ガスの１回投与量を調整してもよい。
【０１３９】
一酸化窒素投与装置２５において、ＮＯ2吸着部４２０を省略してもよい。また、一酸化窒素投与装置２５は、連続流モードの場合には、圧力計２１５に代えて流量計を有していてもよく、二方弁２１８及び微差圧センサ２０９を省略してもよい。一酸化窒素投与装置２５は、同調流モードの場合には、圧力計２１５に加えて流量計を有していてもよい。それによって、１回投与量の算出が容易となる。
【０１４０】
図２６は、さらに別の一酸化窒素投与装置２６の概略図である。一酸化窒素投与装置２６は、図２５に示された一酸化窒素投与装置２５と比較して、ＮＯ濃度計２０８に代えて、ＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９を有している点においてのみ異なる。図２５を参照しながら説明したように、カニューラの長さも考慮した、実際の投与点におけるＮＯ及びＮＯ2の濃度を推定する別の方法について、以下説明する。
【０１４１】
濃度を推定するために、以下の前提条件を設定する。ガスの滞留時間の算出のため、一酸化窒素投与装置２６の内部の容積等の流路仕様（特に、ＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９及びＮＯ供給口２０１ｂ間）は、既知とする。また、患者に投与されるＮＯ2の許容値（限界値）を所定の値、例えば０．５ｐｐｍ以下とする。さらに、放電部２０５によって生成されるＮＯは、非常に微量、例えば１００ｐｐｍであり、放電時の主な副生成物であるＮＯ2はＮＯ生成量の１０％程度である。よって、放電により空気からＮＯを生成する際に減少する酸素、及び、ＮＯと反応することによってＮＯ2を生成する際に減少する酸素は、非常に微量である。したがって、ガス中の酸素の濃度の変化は無視することができることから、酸素の濃度は、一般的に知られている大気中の酸素濃度の値、例えば２１％とする。なお、酸素濃度測定部を配置して流路の少なくとも１か所で酸素濃度を測定し、その値を流路の任意の点における濃度として用いてもよい。ＮＯ2吸着部２０６の吸着特性については、特に予め規定する必要はない。ただし、ＮＯ2吸着部４２０は、上述したように、通過するガス中のＮＯ2をすべて吸着する能力を有する。
【０１４２】
一酸化窒素投与装置２６の使用時において、連続流モードでは、流量の履歴を保持しておく。一酸化窒素投与装置２６の使用時において、患者の呼吸と同調させる同調流モードでは、１回投与量、投与時間、投与間隔（吸気待ち）時間の履歴を保持しておく。１回投与量は、二方弁２１８の開時間や圧力計２１５によって測定される圧力変動等から算出してもよい。また、一酸化窒素投与装置２６は、流量計２０３を有していてもよく、この場合、１回投与量は、瞬時流量から算出してもよい。また、ＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９にて測定されたＮＯ濃度及びＮＯ2濃度の履歴を保持しておく。
【０１４３】
まず、流路仕様及び流量の履歴から、ガスＧｔ５がＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９から流出する時刻ｔ２、ガスＧｔ５がＮＯ2吸着部４２０に流入する時刻ｔ３、及び、ガスＧｔ５がＮＯ2吸着部４２０から流出する時刻ｔ４を算出する。具体的には、同調流モードで、現在時刻ｔ＝ｔ５の場合、時刻ｔ５までの直近の投与量の和を計算し、ＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９及びカニューラ４１０の出口間の容積に相当する投与回数Ｎ２を算出する。投与回数Ｎ２及び投与時間と投与間隔時間の履歴から、ガスＧｔ５がＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９から流出した時刻ｔ２を算出する。同様にして、時刻ｔ３及びｔ４を求めることができる。他方、連続流モードの場合は、時刻ｔまでの直近の流量の積算値と、カニューラ４１０の出口と各点との間の容積とが一致する時刻から、時刻ｔ２〜ｔ４を算出することができる。
【０１４４】
現在時刻ｔにおいて、カニューラ４１０の出口に到達していないガスの場合、すなわち、現在時刻ｔ＜ｔ５の場合、すでに通過した上流の各点及びこれから通過する各点の時刻を算出することができる。具体的には、同調流モードでは、すでに通過した上流の各点の時刻は、上記時刻ｔ＝ｔ５の場合と同様に、現在時刻ｔまでの投与量、投与時間、投与間隔時間の履歴及び現在の位置から、上流の各点までの容積に基づき求めることができる。これから通過する下流の各点及びカニューラ４１０の出口を流出する時刻ｔ５については、例えば、所定時間内の投与時間、投与間隔時間及び投与量に基づき平均流量を計算し、現在の位置から下流の各点までの容積を平均流量で除すことによって算出することができる。他方、連続流モードでは、すでに通過した上流の各点の時刻は、上記時刻ｔ＝ｔ５の場合と同様に、時刻ｔまでの直近の流量の積算値と、現在位置と各点との間の容積とが一致する時刻として算出することができる。これから通過する下流の各点及びカニューラ４１０の出口を流出する時刻ｔ５については、例えば、所定時間内の平均流量を計算し、現在の位置から下流の各点までの容積を平均流量で除すことによって算出することができる。なお、上流の各点の時刻を計算する際、直近の投与量の和から実際に経過した時間を算出せず、所定時間内の投与時間、投与間隔時間及び投与量に基づき平均流量を計算し、現在の位置から上流の各点までの容積を平均流量で除すことによって算出してもよい。
【０１４５】
次いで、ＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９及びＮＯ2吸着部４２０間の滞留時間（ｔ３−ｔ２）と、酸素濃度（例えば、２１％）と、時刻ｔ２におけるガスＧｔ５のＮＯ濃度ｙ２及びＮＯ2濃度ｘ２と、式（１）及び式（２）とから、ガスＧｔ５がＮＯ2吸着部４２０に流入する直後のＮＯ濃度ｙ３及びＮＯ2濃度ｘ３を、順問題として推定する。
【０１４６】
次いで、ガスＧｔ５がＮＯ2吸着部４２０から流出した時刻ｔ４におけるＮＯ濃度ｙ４及びＮＯ2濃度ｘ４を推定する。上述したように、ＮＯ2吸着部４２０では、ガスＧｔ５中のＮＯ2はすべて吸着されると共に、等量のＮＯが減少する。なお、ＮＯ2吸着部４２０の内部の通過に要する時間（ｔ４−ｔ３）が大きい場合には、例えば、通過直前のＮＯ濃度ｙ３と、酸素濃度と、通過に要する時間（ｔ４−ｔ３）と、式（２）とから通過中に生成されるＮＯ2濃度を推定し、一部又は全部が吸着されるとしてもよい。同様に、通過中に生成し且つ吸着されたＮＯ2と等量のＮＯが吸着されるとしてもよい。
【０１４７】
次いで、ガスＧｔ５がＮＯ2吸着部４２０から流出した時刻ｔ４におけるＮＯ濃度ｙ４及びＮＯ2濃度ｘ４と、酸素濃度と、ＮＯ2吸着部４２０及びカニューラ４１０の出口間の滞留時間（ｔ−ｔ４）と、式（１）及び式（２）とから、カニューラ４１０の出口におけるＮＯ濃度ｙ及びＮＯ2濃度ｘを、順問題として推定する。
【０１４８】
カニューラ４１０の出口での推定されたＮＯ濃度ｙ及びＮＯ2濃度ｘに応じて、よりＮＯ濃度ｙを大きくするか又は小さくするように放電部２０５における放電パラメータを変更したり、ＮＯ濃度ｙ又はＮＯ2濃度ｘの値に異常が生じた場合の停止など行うようにしたりしてもよい。連続流モードにおいては、処方量に合うように、例えば、コンプレッサ２１４の出力又は二方弁２１８の開度若しくは開時間を調整して、ガスの投与量を調整してもよい。同調流モードにおいては、処方量に合うように、ガスの１回投与量を調整してもよい。
【０１４９】
上述した図２５及び図２６に示された一酸化窒素投与装置によれば、ＮＯ及びＮＯ2の濃度を推定することができるという共通の効果を奏する。また、カニューラ４１０の出口以外の所定位置においても、同様にＮＯ及びＮＯ2の濃度を推定することができる。また、例えば、制御部３００の濃度推定部３０１は、接続されるカニューラ４１０、延長チューブ４３０及び配置されるＮＯ2吸着部４２０等の構成要素を含む、ＮＯ供給口２０１ｂからカニューラ４１０の出口までの流路について、使用者に対してその流路仕様の入力を促し又は選択させるような入力インターフェースを有していてもよい。すなわち、濃度推定部３０１の入力インターフェースによれば、接続されるカニューラ４１０、延長チューブ４３０及び配置されるＮＯ2吸着部４２０等の構成要素を含む、ＮＯ供給口２０１ｂとカニューラ４１０の出口との間の流路仕様に応じてガスの滞留時間を変化させることができる。
【０１５０】
なお、ＮＯ供給口２０１ｂからカニューラ４１０の出口までの流路の流路仕様の入力を促し又は選択させる上記方法では、流路仕様の入力又は選択が適切になされないと濃度推定の精度が低下する。そのため、カニューラ４１０、延長チューブ４３０及び配置されるＮＯ2吸着部４２０等の構成要素をＮＯ供給口２０１ｂに接続した際に、接触センサ、磁気センサ、ＩＣタグリーダー又はバーコードリーダー等のセンサ、スイッチ又はリーダー等を入力インターフェースとして、カニューラ４１０、延長チューブ４３０及び配置されるＮＯ2吸着部４２０等の流路情報を、濃度推定部３０１に対して自動的に送信するようにしてもよい。また、接続されるカニューラ４１０、延長チューブ４３０又はＮＯ2吸着部４２０の上流に、入力インターフェースとして圧力計を配置することにより、ガス流通時の流路の圧力、すなわち圧力損失から、接続されたカニューラ４１０、延長チューブ４３０及び配置されたＮＯ2吸着部４２０等の構成要素の種類を自動で判別するようにしてもよい。すなわち、濃度推定部３０１は、使用されるカニューラ及び構成要素の種類等に応じた圧力損失のテーブルを有していてもよい。
【０１５１】
図２５及び図２６に示された一酸化窒素投与装置において、ＮＯ2吸着部２０６を省略してもよい。それによって、メンテナンス対象となるＮＯ2吸着部は、ＮＯ2吸着部４２０のみとなり、メンテナンスが容易となる。図２５及び図２６に示された一酸化窒素投与装置において、二方弁２１８及び微差圧センサ２０９を省略してもよい。また、図２５に示された一酸化窒素投与装置２５におけるＮＯ濃度計２０８をＮＯ2吸着部２０６の上流に配置してもよく、図２６に示された一酸化窒素投与装置２６におけるＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９をＮＯ2吸着部２０６の上流に配置してもよい。
【０１５２】
推定されたＮＯ濃度に基づき、ＮＯの生成量を制御してもよい。また、上述した実際の投与点におけるＮＯ及びＮＯ2の濃度を推定する方法を、後述する中継投与装置に適用してもよい。すなわち、ＮＯ供給口２０１ｂとカニューラ４１０の出口との間に、推定されたＮＯ濃度が予め定められた値よりも少ないとき流量を増やし、推定されたＮＯ濃度が予め定められた値よりも多いとき流量が減らすように開度及び／又は開時間が調整されるように構成された調整弁、例えば二方弁を配置してもよい。調整弁によって、患者の吸気のときにＮＯが供給され、患者の呼気のときにＮＯの供給が停止されるようにしてもよい。調整弁の開時間が、患者の単位時間当たりの呼吸数が所定の値よりも少ない場合には多くなるように調整され、患者の単位時間当たりの呼吸数が所定の値よりも多い場合には少なくなるように調整されるようにしてもよい。図２５及び図２６に示された一酸化窒素投与装置は、酸素生成部１００を有していないが、図１に示された一酸化窒素投与装置１等と同様に、酸素生成部１００を有していてもよい。
【０１５３】
図２７は、さらに別の一酸化窒素投与装置２７及び中継投与装置５７の概略図である。図２５及び図２６に示された一酸化窒素投与装置では、カニューラの長さも考慮して、実際の投与点におけるＮＯ及びＮＯ2の濃度を推定した。図２７に示された一酸化窒素投与装置２７及び中継投与装置５７では、中継投与装置５７を考慮した、実際の投与点におけるＮＯ及びＮＯ2の濃度を推定する。
【０１５４】
一酸化窒素投与装置２７は、吸気口２０１ａ及びＮＯ供給口２０１ｂを備えた第２流路２０１と、第２流路２０１に配置され、吸気口２０１ａを介して流入した空気からＮＯを生成するＮＯ生成部２００と、制御部３００と、筐体４００とを有している。ＮＯ生成部２００と制御部３００とは、筐体４００の内部に収容される。ＮＯ生成部２００の各種動作は、制御部３００によって制御される。
【０１５５】
ＮＯ生成部２００は、第２流路２０１において、吸気口２０１ａの下流に配置された逆止弁２０４と、逆止弁２０４の下流に配置されたＮＯ2吸着部２０６と、ＮＯ2吸着部２０６の下流に配置されたフィルタ２０７と、フィルタ２０７の下流に配置されたコンプレッサ２１４と、コンプレッサ２１４の下流に配置された流量制御器２０２と、流量制御器２０２の下流に配置された流量計２０３と、流量計２０３の下流に配置された放電部２０５と、放電部２０５の下流に配置されたバッファタンク２１０と、バッファタンク２１０の下流に配置されたＮＯ2吸着部２０６と、ＮＯ2吸着部２０６の下流に配置されたフィルタ２０７と、フィルタ２０７の下流に配置された圧力計２１５と、圧力計２１５の下流に配置されたＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９とを有している。
【０１５６】
中継投与装置５７の上流側は、延長チューブ４３０を介してＮＯ供給口２０１ｂと接続され、中継投与装置５７の下流側は、カニューラ４１０の上流端に接続されている。中継投与装置５７は、上流側接続端５０１ａ及び下流側接続端５０１ｂを備えた第３流路５０１と、第３流路５０１に配置され、上流側接続端５０１ａを介して流入したガスの投与量を調整する投与量調整部５００と、制御部６００と、筐体７００とを有している。
【０１５７】
投与量調整部５００で調整されたガスは、下流側接続端５０１ｂを介して供給される。投与量調整部５００の各種動作は、制御部６００によって制御される。一酸化窒素投与装置２７の制御部３００及び中継投与装置５７の制御部６００間には、有線又は無線によって通信経路６１０が確立されている。中継投与装置５７は、図示しない電源ケーブルを介して電源に接続される。しかしながら、中継投与装置５７が、筐体７００に収納可能な電池を有し、それを電源としてもよい。なお、制御部６００に代えて、一酸化窒素投与装置２７及び中継投与装置５７を電気的に接続し、投与量調整部５００の各種動作が、制御部３００によって制御されるようにしてもよい。
【０１５８】
中継投与装置５７は、第３流路５０１において、上流側接続端５０１ａの下流に配置されたＮＯ2吸着部５０２と、ＮＯ2吸着部５０２の下流に配置されたフィルタ５０３と、フィルタ５０３の下流の下流に配置された二方弁５１２と、二方弁５１２の下流に配置された微差圧センサ５１０とを有している。
【０１５９】
中継投与装置５７の制御部６００は、酸素濃度と、ＮＯ濃度測定部である一酸化窒素投与装置２７のＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９によって測定されたＮＯ濃度と、ＮＯ2吸着部５０２から所定位置までの間のガスの滞留時間とに基づき、所定位置におけるＮＯ及びＮＯ2の濃度を推定する濃度推定部６０１を有している。
【０１６０】
図２７のＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９及びＮＯ2吸着部５０２は、図２６のＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９及びＮＯ2吸着部４２０にそれぞれ相当する。したがって、図２５及び図２６を参照しながら説明した濃度の推定方法は、図２７に示された一酸化窒素投与装置２７及び中継投与装置５７においてもそのまま適用できる。
【０１６１】
まず、流路仕様及び流量の履歴から、ガスＧｔ５がＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９から流出する時刻ｔ２、ガスＧｔ５がＮＯ2吸着部５０２に流入する時刻ｔ３、及び、ガスＧｔ５がＮＯ2吸着部５０２から流出する時刻ｔ４を算出する。具体的には、同調流モードで、現在時刻ｔ＝ｔ５の場合、時刻ｔ５までの直近の投与量の和を計算し、ＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９及びカニューラ４１０の出口間の容積に相当する投与回数Ｎ３を算出する。投与回数Ｎ３及び投与時間と投与間隔時間の履歴から、ガスＧｔ５がＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９から流出した時刻ｔ２を算出する。同様にして、時刻ｔ３及びｔ４を求めることができる。他方、連続流モードの場合は、時刻ｔまでの直近の流量の積算値と、カニューラ４１０の出口と各点との間の容積とが一致する時刻から、時刻ｔ２〜ｔ４を算出することができる。
【０１６２】
現在時刻ｔにおいて、カニューラ４１０の出口に到達していないガスの場合、すなわち、現在時刻ｔ＜ｔ５の場合、すでに通過した上流の各点及びこれから通過する各点の時刻を算出することができる。具体的には、同調流モードでは、すでに通過した上流の各点の時刻は、上記時刻ｔ＝ｔ５の場合と同様に、現在時刻ｔまでの投与量、投与時間、投与間隔時間の履歴及び現在の位置から、上流の各点までの容積に基づき求めることができる。これから通過する下流の各点及びカニューラ４１０の出口を流出する時刻ｔ５については、例えば、所定時間内の投与時間、投与間隔時間及び投与量に基づき平均流量を計算し、現在の位置から下流の各点までの容積を平均流量で除すことによって算出することができる。他方、連続流モードでは、すでに通過した上流の各点の時刻は、上記時刻ｔ＝ｔ５の場合と同様に、時刻ｔまでの直近の流量の積算値と、現在位置と各点との間の容積とが一致する時刻として算出することができる。これから通過する下流の各点及びカニューラ４１０の出口を流出する時刻ｔ５については、例えば、所定時間内の平均流量を計算し、現在の位置から下流の各点までの容積を平均流量で除すことによって算出することができる。なお、上流の各点の時刻を計算する際、直近の投与量の和から実際に経過した時間を算出せず、所定時間内の投与時間、投与間隔時間及び投与量に基づき平均流量を計算し、現在の位置から上流の各点までの容積を平均流量で除すことによって算出してもよい。
【０１６３】
次いで、ＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９及びＮＯ2吸着部５０２間の滞留時間（ｔ３−ｔ２）と、酸素濃度（例えば、２１％）と、時刻ｔ２におけるガスＧｔ５のＮＯ濃度ｙ２及びＮＯ2濃度ｘ２と、式（１）及び式（２）とから、ガスＧｔ５がＮＯ2吸着部５０２に流入する直後のＮＯ濃度ｙ３及びＮＯ2濃度ｘ３を、順問題として推定する。
【０１６４】
次いで、ガスＧｔ５がＮＯ2吸着部５０２から流出した時刻ｔ４におけるＮＯ濃度ｙ４及びＮＯ2濃度ｘ４を推定する。上述したように、ＮＯ2吸着部５０２では、ガスＧｔ５中のＮＯ2はすべて吸着されると共に、等量のＮＯが減少する。なお、ＮＯ2吸着部５０２の内部の通過に要する時間（ｔ４−ｔ３）が大きい場合には、例えば、通過直前のＮＯ濃度ｙ３と、酸素濃度と、通過に要する時間（ｔ４−ｔ３）と、式（２）とから通過中に生成されるＮＯ2濃度を推定し、一部又は全部が吸着されるとしてもよい。同様に、通過中に生成し且つ吸着されたＮＯ2と等量のＮＯが吸着されるとしてもよい。
【０１６５】
次いで、ガスＧｔ５がＮＯ2吸着部５０２から流出した時刻ｔ４におけるＮＯ濃度ｙ４及びＮＯ2濃度ｘ４と、酸素濃度と、ＮＯ2吸着部５０２及びカニューラ４１０の出口間の滞留時間（ｔ−ｔ４）と、式（１）及び式（２）とから、カニューラ４１０の出口におけるＮＯ濃度ｙ及びＮＯ2濃度ｘを、順問題として推定する。
【０１６６】
カニューラ４１０の出口での推定されたＮＯ濃度ｙ及びＮＯ2濃度ｘに応じて、よりＮＯ濃度ｙを大きくするか又は小さくするように放電部２０５における放電パラメータを変更したり、ＮＯ濃度ｙ又はＮＯ2濃度ｘの値に異常が生じた場合の停止など行うようにしたりしてもよい。連続流モードにおいては、処方量に合うように、中継投与装置５７の二方弁５１２の開度若しくは開時間を調整して、ガスの投与量を調整してもよい。
【０１６７】
図２８は、さらに別の一酸化窒素投与装置２８及び中継投与装置５８の概略図である。図２７に示された一酸化窒素投与装置２７では、中継投与装置５７を考慮して、実際の投与点におけるＮＯ及びＮＯ2の濃度を推定した。図２８に示された一酸化窒素投与装置２８及び中継投与装置５８では、さらにバイパス流路を考慮して、実際の投与点におけるＮＯ及びＮＯ2の濃度を推定する。
【０１６８】
一酸化窒素投与装置２８は、吸気口２０１ａ及びＮＯ供給口２０１ｂを備えた第２流路２０１と、第２流路２０１に配置され、吸気口２０１ａを介して流入した空気からＮＯを生成するＮＯ生成部２００と、制御部３００と、筐体４００とを有している。ＮＯ生成部２００と制御部３００とは、筐体４００の内部に収容される。ＮＯ生成部２００の各種動作は、制御部３００によって制御される。
【０１６９】
ＮＯ生成部２００は、第２流路２０１において、吸気口２０１ａの下流に配置された流量制御器２０２と、流量制御器２０２の下流に配置されたコンプレッサ２１４と、コンプレッサ２１４の下流に配置された流量制御器２０２と、流量制御器２０２の下流に配置された流量計２０３と、流量計２０３の下流に配置された放電部２０５と、放電部２０５の下流に配置されたＮＯ2吸着部２０６と、ＮＯ2吸着部２０６の下流に配置されたフィルタ２０７と、フィルタ２０７の下流に配置された圧力計２１５とを有している。
【０１７０】
中継投与装置５８の上流側は、延長チューブ４３０を介してＮＯ供給口２０１ｂと接続され、中継投与装置５８の下流側は、カニューラ４１０の上流端に接続されている。中継投与装置５８は、上流側接続端５０１ａ及び下流側接続端５０１ｂを備えた第３流路５０１と、第３流路５０１に配置され、上流側接続端５０１ａを介して流入したガスの投与量を調整する投与量調整部５００と、制御部６００と、筐体７００とを有している。
【０１７１】
投与量調整部５００で調整されたガスは、下流側接続端５０１ｂを介して供給される。投与量調整部５００の各種動作は、制御部６００によって制御される。一酸化窒素投与装置２８の制御部３００及び中継投与装置５８の制御部６００間には、有線又は無線によって通信経路６１０が確立されている。中継投与装置５８は、図示しない電源ケーブルを介して電源に接続される。しかしながら、中継投与装置５８が、筐体７００に収納可能な電池を有し、それを電源としてもよい。なお、制御部６００に代えて、一酸化窒素投与装置２８及び中継投与装置５８を電気的に接続し、投与量調整部５００の各種動作が、制御部３００によって制御されるようにしてもよい。
【０１７２】
中継投与装置５８は、第３流路５０１において、上流側接続端５０１ａの下流に配置されたＮＯ2吸着部５０２と、ＮＯ2吸着部５０２の下流に配置されたフィルタ５０３と、フィルタ５０３の下流の下流に配置された二方弁５１２と、二方弁５１２の下流に配置された微差圧センサ５１０とを有している。フィルタ５０３と二方弁５１２との間の第３流路５０１は、分岐点５０１ｄで分岐してバイパス上流側接続端５０１ｃまで延びている。中継投与装置５８のバイパス上流側接続端５０１ｃは、バイパスチューブ５２０を介して、一酸化窒素投与装置２８のバイパス下流側接続端２０１ｄに接続されている。
【０１７３】
バイパス下流側接続端２０１ｄから延びるバイパス流路２１７において、バイパス下流側接続端２０１ｄの下流には圧力計２１５が配置され、圧力計２１５の下流には圧力制御器２２４が配置され、圧力制御器２２４の下流には圧力計２１５が配置され、圧力計２１５の下流にはＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９が配置され、ＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９の下流には流量計２２５が配置され、流量計２２５の下流にはＮＯ2吸着部２０６が配置され、ＮＯ2吸着部２０６の下流にはフィルタ２０７が配置されている。バイパス流路２１７は、フィルタ２０７の下流において、流量制御器２０２とコンプレッサ２１４との間の第２流路２０１に連通する。
【０１７４】
中継投与装置５８が、分岐した第３流路５０１において１つの二方弁５１２を有していることから、二方弁５１２の開閉に依らず、中継投与装置５８のガスを一酸化窒素投与装置２８に常に還流させることができる。
【０１７５】
一酸化窒素投与装置２８の制御部３００は、酸素濃度と、ＮＯ濃度測定部であるＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９によって測定されたＮＯ及びＮＯ2の濃度と、中継投与装置５８のＮＯ2吸着部５０２から所定位置までの間のガスの滞留時間とに基づき、所定位置におけるＮＯ及びＮＯ2の濃度を推定する濃度推定部３０１を有している。
【０１７６】
図２８のＮＯ2吸着部５０２は、図２６のＮＯ2吸着部４２０に相当する。一方、図２８のＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９は、バイパス流路２１７に配置されている点において、図２６のＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９とは異なる。しかしながら、推定の経路が異なるものの、図２５及び図２６を参照しながら説明した濃度の推定方法は、図２８に示された一酸化窒素投与装置２８及び中継投与装置５８においても適用できる。
【０１７７】
まず、流路仕様及び流量の履歴から、ガスＧｔ５が分岐点５０１ｄを通過する時刻ｔ４’、及び、ガスＧｔ５がバイパス流路２１７を通ってＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９から流出する時刻ｔ６を算出する。具体的には、同調流モードで、現在時刻ｔ＝ｔ５の場合、時刻ｔ５までの直近の投与量の和を計算し、分岐点５０１ｄ及びカニューラ４１０の出口間の容積に相当する投与回数Ｎ４を算出する。投与回数Ｎ４及び投与時間と投与間隔時間の履歴から、ガスＧｔ５が分岐点５０１ｄを通過する時刻ｔ４’を算出する。
【０１７８】
現在時刻ｔにおいて、カニューラ４１０の出口に到達していないガスの場合、すなわち、現在時刻ｔ＜ｔ５の場合、すでに通過した上流の各点及びこれから通過する各点の時刻を算出することができる。具体的には、同調流モードでは、すでに通過した上流の各点の時刻は、上記時刻ｔ＝ｔ５の場合と同様に、現在時刻ｔまでの投与量、投与時間、投与間隔時間の履歴及び現在の位置から、上流の各点までの容積に基づき求めることができる。これから通過する下流の各点及びカニューラ４１０の出口を流出する時刻ｔ５については、例えば、所定時間内の投与時間、投与間隔時間及び投与量に基づき平均流量を計算し、現在の位置から下流の各点までの容積を平均流量で除すことによって算出することができる。他方、連続流モードでは、すでに通過した上流の各点の時刻は、上記時刻ｔ＝ｔ５の場合と同様に、時刻ｔまでの直近の流量の積算値と、現在位置と各点との間の容積とが一致する時刻として算出することができる。これから通過する下流の各点及びカニューラ４１０の出口を流出する時刻ｔ５については、例えば、所定時間内の平均流量を計算し、現在の位置から下流の各点までの容積を平均流量で除すことによって算出することができる。なお、上流の各点の時刻を計算する際、直近の投与量の和から実際に経過した時間を算出せず、所定時間内の投与時間、投与間隔時間及び投与量に基づき平均流量を計算し、現在の位置から上流の各点までの容積を平均流量で除すことによって算出してもよい。
【０１７９】
次いで、時刻ｔ４’において分岐点５０１ｄにあり、バイパス流路２１７側に流れたガスＧｔ４’が、ＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９を通過した時刻ｔ６を求める。具体的には、バイパス流路２１７に配置された流量計２５５の時刻ｔ４’までの流量の積算値と、分岐点５０１ｄ及びＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９との間の容積とが一致する時刻をｔ６とする。なお、バイパス流路２１７の流量を、流量計２０３の流量から投与量を差し引くことによって推定してもよい。
【０１８０】
次いで、ＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９及び分岐点５０１ｄ間の滞留時間（ｔ６−ｔ４’）と、酸素濃度（例えば、２１％）と、時刻ｔ６におけるガスＧｔ４’のＮＯ濃度ｙ６及びＮＯ2濃度ｘ６と、式（１）及び式（２）とから、ガスＧｔ４’が分岐点５０１ｄを通過する際のＮＯ濃度ｙ４’及びＮＯ2濃度ｘ４’を、逆問題として推定する。
【０１８１】
次いで、ガスＧｔ５が分岐点５０１ｄから流出した時刻ｔ４’におけるＮＯ濃度ｙ４’及びＮＯ2濃度ｘ４’と、酸素濃度と、分岐点５０１ｄ及びカニューラ４１０の出口間の滞留時間（ｔ−ｔ４’）と、式（１）及び式（２）とから、カニューラ４１０の出口におけるＮＯ濃度ｙ及びＮＯ2濃度ｘを、順問題として推定する。
【０１８２】
ここで、時刻ｔ５≧時刻ｔ６の場合には、カニューラ４１０の出口におけるＮＯ濃度ｙ及びＮＯ2濃度ｘはほぼリアタイムで推定可能である。そのためには、分岐点５０１ｄからカニューラ４１０の出口までのガスＧｔ５の滞留時間に対し、分岐点５０１ｄからＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９までのガスＧｔ５の滞留時間が短くなるように、流路容積及び還流量を制御すればよい。
【０１８３】
一方、時刻ｔ５＜時刻ｔ６の場合には、カニューラ４１０の出口におけるＮＯ濃度ｙ及びＮＯ2濃度ｘは、時刻ｔ＝ｔ６となるまで推定できない。このとき、例えばＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９によって測定されたＮＯ及びＮＯ2の濃度がほぼ一定である場合には、流量計２５５の所定時間内の平均流量を計算し、現在の位置からＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９までの容積を平均流量で除すことによって、時刻ｔ６を予測する。次いで、時刻ｔ５においてＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９によって測定されたＮＯ及びＮＯ2の濃度を、時刻ｔ６においてＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９によって測定されたＮＯ及びＮＯ2の濃度と仮定することによって、時刻ｔ５のカニューラ４１０の出口におけるＮＯ濃度ｙ及びＮＯ2濃度ｘを推定してもよい。他方、ＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９によって測定されたＮＯ及びＮＯ2の濃度が変動している場合、所定時間内の濃度推移に対して近似式を求め、予測した時刻ｔ６までの時間を積算することにより、時刻ｔ６のＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９によって測定されたＮＯ及びＮＯ2の濃度を仮定してもよい。
【０１８４】
投与量については、第３流路５０１を所定の流量又は圧力に保った状態で、二方弁５１２の開時間を変化させた場合の投与量の変動を予め測定する。第３流路５０１を所定の流量又は圧力に保つように設計することで、二方弁５１２の開時間から投与量を推定することができる。また、所定時間内に流量計２０３を通過したガスの総流量から、対応する所定時間内に流量計２２５を通過したガスの総流量を差し引くことによって、投与量を求めてもよい。また、分岐点５０１ｄとカニューラ４１０の出口との間に流量計を設置することによって、投与量を直接的に測定してもよい。
【０１８５】
バイパス流路２１７における流量については、バイパス流路２１７に配置された流量計２２５代えて、第２流路２０１に配置された流量計２０３の流量履歴から、投与量を差し引くことによって推定してもよい。
【０１８６】
図２９は、さらに別の一酸化窒素投与装置２９の概略図である。一酸化窒素投与装置２９では、バイパス流路２１７を考慮した、実際の投与点におけるＮＯ及びＮＯ2の濃度を推定する。
【０１８７】
一酸化窒素投与装置２９は、吸気口２０１ａ及びＮＯ供給口２０１ｂを備えた第２流路２０１と、第２流路２０１に配置され、吸気口２０１ａを介して流入した空気からＮＯを生成するＮＯ生成部２００と、制御部３００と、筐体４００とを有している。ＮＯ生成部２００と制御部３００とは、筐体４００の内部に収容される。ＮＯ生成部２００の各種動作は、制御部３００によって制御される。
【０１８８】
ＮＯ生成部２００は、第２流路２０１において、吸気口２０１ａの下流に配置された流量制御器２０２と、流量制御器２０２の下流に配置されたコンプレッサ２１４と、コンプレッサ２１４の下流に配置された流量制御器２０２と、流量制御器２０２の下流に配置された流量計２０３と、流量計２０３の下流に配置された放電部２０５と、放電部２０５の下流に配置されたＮＯ2吸着部２０６と、ＮＯ2吸着部２０６の下流に配置されたフィルタ２０７と、フィルタ２０７の下流に配置された圧力計２１５と、圧力計２１５の下流に配置された二方弁２１８と、二方弁２１８の下流に配置された微差圧センサ２０９とを有している。
【０１８９】
圧力計２１５と二方弁２１８との間の第２流路２０１からは、バイパス流路２１７が分岐点２０１ｅで分岐し、バッファタンク２１０に接続されている。バイパス流路２１７において、バッファタンク２１０の下流には逆止弁２０４が配置され、逆止弁２０４の下流には圧力計２１５が配置され、圧力計２１５の下流には圧力制御器２２４が配置され、圧力制御器２２４の下流には圧力計２１５が配置され、圧力計２１５の下流にはＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９が配置され、ＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９の下流には流量計２２５が配置され、流量計２２５の下流にはＮＯ2吸着部２０６が配置され、ＮＯ2吸着部２０６の下流にはフィルタ２０７が配置されている。バイパス流路２１７は、フィルタ２０７の下流において、流量制御器２０２とコンプレッサ２１４との間の第２流路２０１に連通する。
【０１９０】
一酸化窒素投与装置２９が、二方弁５１２を有していることから、二方弁５１２の開閉に依らず、第２流路２０１とバイパス流路２１７とが常に連通し、一酸化窒素投与装置２９内においてガスが還流する。
【０１９１】
一酸化窒素投与装置２９の制御部３００は、酸素濃度と、ＮＯ濃度測定部であるＮＯ／ＮＯ2濃度計２１９によって測定されたＮＯ及びＮＯ2の濃度と、ＮＯ2吸着部２０６から所定位置までの間のガスの滞留時間とに基づき、所定位置におけるＮＯ及びＮＯ2の濃度を推定する濃度推定部３０１を有している。
【０１９２】
図２９に示された一酸化窒素投与装置２９は、中継投与装置を有さない点で図２８に示された一酸化窒素投与装置２８と異なるものの、パイパス流路を考慮する必要があるという点では同様である。したがって、図２８を参照しながら説明した濃度の推定方法は、図２９に示された一酸化窒素投与装置２９においても適用できることから、説明を省略する。すなわち、ガスＧｔ５が分岐点２０１ｅを通過する時刻を、図２８を参照しながら説明した濃度の推定方法と同様に、時刻ｔ４’とすればよい。
【０１９３】
図２８及び図２９に記載の推定方法によれば、特に、同調流モードのような間欠流を供給する場合における流路中の圧力変動によるＮＯ濃度測定部への影響を低減することができる。すなわち、図２８及び図２９では、ＮＯ濃度測定部が、第１ＮＯ2除去部の下流から第１ＮＯ2除去部の上流へと還流する流路に配置されている。また、二方弁によって、ガスは常に還流されていることから、結果として圧力変動が低減される。詳細には、バイパス流路２１７又はバイパスチューブ５２０がバッファタンクの役割を果たすことによって圧力変動が低減される。また、バイパス流路２１７又はバイパスチューブ５２０がバッファタンクの役割を果たすことによって、投与時の圧力低下が少なく、投与時間を短縮することができる。間欠流を供給する場合、ＮＯの供給を停止している間、二方弁の上流側の流路内は高圧に維持される。図２８及び図２９に示された一酸化窒素投与装置及び中継投与装置では、ＮＯ濃度測定部を、分岐点２０１ｅの下流からコンプレッサ２１４の上流に至る間の流路に配置していることから、ＮＯの供給を停止している間における、ＮＯ濃度測定部への圧力負荷を低減させることができる。さらに、ＮＯ濃度測定部の上流の流路に圧力制御器２２４を配置することによって、圧力負荷をさらに減らすことができる。
【０１９４】
上述した一酸化窒素投与装置では、特に、ポンプ、減圧弁、バッファタンク、圧力計、流量計、リーク弁、調整弁、遮断弁等の各種構成及びその組み合わせについて例示したが、これら構成及びその組み合わせを、上述した効果及び目的のために、任意に追加又は省略してもよい。
【０１９５】
上述した一酸化窒素投与装置は、ＮＯ又は濃縮酸素の供給における異常検知部を有し、異常を検知した際に、使用者に対して警告音等を発することによって異常を知らせるようにしてもよい。また、ＮＯ又は濃縮酸素のいずれか一方の供給量又は濃度に異常があった場合、他方の供給量又は濃度を調整するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１９６】
１    一酸化窒素投与装置
１００    酸素生成部
１０１    第１流路
１０２    コンプレッサ
１０３    加圧弁
１０４    減圧弁
１０５    吸着筒
１０６    均圧弁
１０７    逆止弁
１０８    バッファタンク
１０９    流量制御器
１１０    Ｏ2濃度計
１１１    流量計
２００    ＮＯ生成部
２０１    第２流路
２０２    流量制御器
２０３    流量計
２０４    逆止弁
２０５    放電部
２０６    ＮＯ2吸着部
２０７    フィルタ
２０８    ＮＯ濃度計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【国際調査報告】
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