本发明涉及一种用于供应治疗气体的装置(在下文中，这样的装置称作治疗气体供应装置)。
背景技术：
近来，已经报道了诸如一氧化氮(no)、硫化氢(h2s)、一氧化碳(co)、或者氢气(h2)的气体分子具有各种治疗效果(例如，ptl1、npl1以及npl2)。通常，这样的气体分子与空气或者氧气混合，随后被吸入人体。气体分子以相对于空气或者氧气的若干ppm至若干％的比率混合。
通过以与空气等的恒定比率混合治疗气体(诸如上述一氧化碳)获得待施用至人体的混合气体。混合气体被压缩并储存在例如气罐中。相对于自主呼吸的患者，诸如呼吸器的装置适当地调整气罐的压力，并且随后使得混合气体被吸入受试者体内。
在对不能自主呼吸的患者施加治疗的情况下，混合气体供应至人工呼吸机的呼吸机回路。人工呼吸机通过呼吸机回路将混合气体供给到患者体内。可替换地，储存混合气体的气罐可以连接至用于压缩空气(或者压缩氧气)的人工呼吸机的输入口，并且人工呼吸机随后通过供给机构将混合气体供给至患者体内。
上述治疗气体(气体分子)可以储存在气罐中，或者通过特定类型的生成装置生成。例如，电解纯水以产生氢气的发生器可以设置在呼吸器等中。
例如，ptl2公开了一种其中使用这样的治疗气体(气体分子)的技术。ptl2公开了用于通过使用鼻吸入系统将氢气供应至人体中的吸入方法和装置。
[引用列表]
[专利文献]
[ptl1]jp-b-5106110
[ptl2]jp-a-2005-87257
[非专利文献]
[npl1]osawaikuro,"molecularhydrogenmedicine:currentstatusandfuturechallenges,"february8,2011,biomedicalgerontology,35,p.1-8
[npl2]ichinosefumitoetal.,"thefutureofgasmediator,"lisavol.19,no.12,p.1263-1299
技术实现要素：
[技术问题]
在特定种类疾病的治疗中，存在待吸入的混合气体中氧气的浓度根据患者的状态改变(从约20％至约100％)的情形。将考虑上述治疗气体(气体分子)被施以这样的治疗的患者吸入的情形。在此情况下，例如，预期的是，通过使用其中治疗气体以预定的比率混合(例如，具有2％浓度的治疗气体的混合气体)的混合气体的气罐和纯氧(100％氧气)的气罐来构造装置。然而，当待被患者吸入的氧气的浓度改变时，治疗气体的浓度也被改变。例如，当来自包含纯氧的气罐的供应量增加(氧气浓度升高)时，治疗气体的浓度降低。
上面讨论的问题不仅在氧气浓度改变的情况下发生，也在包含治疗气体的混合气体进一步与另一气体混合的情况下下发生。即，在待生成其中治疗气体之外的气体分子的浓度可改变的混合气体的情况下，存在混合气体中治疗气体的浓度难以保持在预定范围中的问题。
[解决上述问题的方法]
根据本发明的一个方面，提供了一种治疗气体供应装置，包括：第一混合气体生成部，该第一混合气体生成部构造为生成其中第一气体与具有治疗效果的治疗气体以第一比率互相混合的第一混合气体；以及第二混合气体生成部，该第二混合气体生成部构造为生成其中第二气体与治疗气体以第二比率互相混合的第二混合气体，所述第二比率与所述第一比率具有恒定差值。
第一比率与第二比率具有固定的差值。因此，第一混合气体和第二混合气体以大致相同的比率包含治疗气体。因此，通过在治疗气体供应装置内部或者外部混合第一混合气体和第二混合气体而生成的混合气体也包含预定比率的治疗气体。因此，即使在除治疗气体以外的其他气体(例如，氧气)的浓度根据疾病治疗的目的改变的情况下，待供应至患者的混合气体也处于治疗气体以期望比率混合的状态。
[本发明的有益效果]
根据该构造，能够提供一种治疗气体供应装置，其中，在待生成其中除治疗气体之外的气体分子的浓度可改变的混合气体的情况下，混合气体中治疗气体的浓度也能够保持在预定范围中。
附图说明
图1是示出实施例1的治疗气体供应装置1的构造的框图。
图2是示出实施例1中治疗气体生成部10的构造的框图。
图3是示出通过实施例1的治疗气体供应装置1生成的混合气体的浓度变化的概念图。
图4是示出实施例1的治疗气体供应装置1修改例的构造的框图。
图5是示出实施例2的治疗气体供应装置1的构造的框图。
具体实施方式
<实施例1>
以下，将参考附图描述本发明的实施例。图1是示出实施例的治疗气体供应装置1的构造的框图。治疗气体供应装置1具有治疗气体生成部10、气体供给口11、气体供给口12、第一混合气体生成部13、第二混合气体生成部14以及混合部15。
作为能够供应至患者体内的吸入气体的第一气体被供给至气体供给口11。例如，第一气体是空气、氧气(o2)、氮气(n2)、二氧化碳(co2)、氩气(ar)以及氦气(he)中的一种或其混合物。在下列描述中，假定第一气体是空气(约78％的氮气、约21％的氧气等)。
作为能够供应至患者体内的吸入气体的第二气体被供给至气体供给口12。第二气体的种类不同于第一气体，并且，是例如，空气、氧气(o2)、氮气(n2)、二氧化碳(co2)、氩气(ar)以及氦气(he)中的一种或其混合物。在下列描述中，假定第二气体是纯氧(100％的氧气)。
治疗气体生成部10在治疗气体供应装置1内部生成治疗气体。治疗气体是对患者有治疗效果的气体。例如，治疗气体是氢气(h2)、一氧化碳(co)、硫化氢(h2s)以及一氧化氮(no)中的一种或其混合物。在下列描述中，假定治疗气体是氢气。
图2是示出治疗气体生成部10的详细构造的示例的框图。在实例中，治疗气体生成部10电解水(h2o)以生成氧气(o2)和氢气(h2)。在治疗气体供应装置1中，纯水从罐102供应至电解池101。纯水以电解池101不充满纯水的方式供应至电解池101。本发明不限于其中纯水储存在罐中的构造。可替换地，自来水等可以储存在罐中，并且可以设置移除自来水的杂质的机构(离子交换树脂等)等。
电解池101分隔为其中布置阳极103的阳极室104，以及其中布置阴极105的阴极室106。
优选地，阳极103和阴极105的每个形成为如图所示的长棒状形状，并且通过使用二氧化钛电极构造。二氧化钛电极可以通过使用例如，钛(ti)、二氧化钛(tio2)、镍(ni)、铁(fe)、铬(cr)、或者铂(pt)的粉末，通过粉末冶金形成。可替换地，二氧化钛电极的每个可以通过粉末冶金，将钛(ti)和二氧化钛(tio2)吸附至不锈钢棒形成的电极芯部件外周而形成。
恒流电源107连接至阳极103和阴极105。恒流电源107将电流供应至阳极103和阴极105。这使治疗气体生成部10生成氢气(h2)和氧气(o2)。
排出氧气的排出口108布置在阳极室104的上部。要求排出口108与装置外部连通。即，要求将氧气排出至外部的构造。当然，可以采用布置了用于内部处理氧气的机构的构造。
排出氢气的排出口109布置在阴极室106的上部。如所示的，排出口109可以构造为联结至气体干燥部110。气体干燥部110干燥从阴极室106排出的氢气，并且随后将干燥的氢气供应至第一混合气体生成部13和第二混合气体生成部14。气体干燥部110可以通过例如硅胶构造。如图2所示的构造是通过电解生成氢气的构造的模式，并且可以采用基于其他技术(例如，使用不同的化合物的电解)的构造，只要该构造能够安全地生成氢气即可。
再参考图1，氢气(治疗气体)从治疗气体生成部10供应至第一混合气体生成部13和第二混合气体生成部14。第一混合气体生成部13生成其中空气(第一气体)与氢气(治疗气体)以第一比率互相混合的第一混合气体。第一比率是空气与氢气的混合比率，并且呈现对患者的大的氢气的治疗效果。例如，第一比率是98:2(即，其中氢气的浓度为2％的比率)。第一比率可以具有一定宽度。即，第一比率可以是在例如97.5～98.5:2.5～1.5的范围内的值。在氢气用作治疗气体的情况下，期望第一比率在99～96:1～4的范围内。
第一混合气体生成部13可以包括质量流量控制器(mfc)131和质量流量控制器(mfc)132。质量流量控制器131根据第一比率调整空气的流速。类似地，质量流量控制器132根据第一比率调整氢气的流速。空气(质量流量控制器131的输出)与氢气(质量流量控制器132的输出)在管133中互相混合。因此，生成其中空气与氢气以第一比率混合的第一混合气体。第一混合气体通过管133供应至混合部15。
质量流量控制器131和质量流量控制器132仅为将空气和氢气互相混合的处理部的示例。因此，可以通过使用基于其他方法的流速控制系统和流速检测系统生成第一混合气体。
第二混合气体生成部14生成其中氧气(第二气体)与氢气(治疗气体)以第二比率互相混合的第二混合气体。第二比率是氧气与氢气的混合比率，并且呈现对患者的大的氢气的治疗效果。第二比率与第一比率具有恒定差值，并且优选为等于第一比率。在第一比率为98:2的情况下，例如，允许作为第二比率的比率为97.5～98.5:2.5～1.5，优选为98:2。在第一比率为97.5～98.5:2.5～1.5的情况下，例如，允许作为第二比率的比率为97～99:3～1，优选为97.5～98.5:2.5～1.5。
第二混合气体生成部14可以包括质量流量控制器(mfc)141和质量流量控制器(mfc)142。质量流量控制器141根据第二比率调整氢气的流速。类似地，质量流量控制器142根据第二比率调整氧气的流速。氢气(质量流量控制器141的输出)与氧气(质量流量控制器142的输出)在管143中互相混合。因此，生成其中氢气与氧气以第二比率混合的第二混合气体。第二混合气体通过管143供应至混合部15。
质量流量控制器141和质量流量控制器142仅为将氧气与氢气互相混合的处理部的示例。因此，可以通过使用基于其他方法的流速控制系统和流速检测系统生成第二混合气体。
第一混合气体生成部13可以构造为具有暂时地储存已经经历气体混合处理的第一混合气体的罐。类似地，第二混合气体生成部14可以构造为具有暂时地储存已经经历气体混合处理的第二混合气体的罐。
第一混合气体和第二混合气体供应至混合部15。此处，第一混合气体是其中氢气与空气以第一比率互相混合的气体，并且第二混合气体是其中氢气与氧气以第二比率(优选地，与第一比率相同的比率)互相混合的气体。混合部15输出其中第一混合气体与第二混合气体互相混合的混合气体。如图所示的，例如，混合部15具有质量流量控制器151和质量流量控制器152，并且输出设定为指定氧气浓度的混合气体。氧气浓度能够设定为约21％～98％。医生等根据患者的疾病和状态操作设置于壳体的界面(未示出的按钮、触摸板等)，从而输入期望的氧气浓度。
在将30％指定为氧气浓度的情况下，例如，混合部15在使第一混合气体的混合比率大于第二混合气体的混合比率的同时生成混合气体。混合部15生成的混合气体将用作待施用至患者的气体。例如，混合部15将由第一混合气体和第二混合气体生成的混合气体通过管供应至固定至患者口鼻附近的面具。
在第一混合气体与第二混合气体混合前，混合部15可以检测第一混合气体和第二混合气体的氢气浓度，并且，当浓度中的至少一个检测到异常时，暂停混合处理。这使得混合气体被更安全地供应，并且能够避免在对患者产生的治疗效果小的状态下进行气体施用的情况。
质量流量控制器151和质量流量控制器152仅为将第一混合气体与第二混合气体互相混合的处理部的示例。因此，可以通过使用基于其他方法的流速控制系统和流速检测系统生成混合气体。
图3是示出通过实施例的治疗气体供应装置1生成的混合气体(从混合部15输出的混合气体)的组成比率的图表。在图3的示例中，假定第一比率和第二比率两者均为98:2。即使在氧气浓度如图所示地改变(通过质量流量控制器151、152控制浓度)的情况下，氢气浓度也保持在约2％不变。即，即使在氧气浓度改变的情况下，混合气体也能够在不改变产生治疗效果的氢气的浓度的情况下供应至患者。因此，具有大的效果的治疗能够一直施加至患者。
然后，将描述实施例的治疗气体供应装置1的效果。如上所述，第一混合气体生成部13生成其中第一气体与治疗气体以第一比率互相混合的第一混合气体，并且第二混合气体生成部14生成其中第二气体与治疗气体以第二比率互相混合的第二混合气体。第一比率与第二比率具有固定的差值(优选地，相等)。因此，第一混合气体和第二混合气体包含大约相等比率的治疗气体。第一比率和第二比率被设定为治疗气体产生大的治疗效果的比率。因此，通过在混合部15中混合第一混合气体和第二混合气体而生成的混合气体也包含期望比率的治疗气体。因此，即使在治疗气体以外的其他气体的浓度根据疾病治疗的目的改变的情况下，待供应至患者的混合气体也处于治疗气体以期望比率混合的状态。
例如，治疗气体是氢气、一氧化碳、硫化氢以及一氧化氮中的一种或其混合物。已经了解所有这些气体对患者产生治疗效果。
第一气体和第二气体是包含氢气、一氧化碳、硫化氢以及一氧化氮中的一种或其混合物的气体。当混合浓度等不被错误地设定时，所有这些气体能够用作患者的吸入气体，并且不太可能不利地影响人体。
(修改例)
图4是示出图1所示的治疗气体供应装置1的修改例的框图。相比于图1的构造，修改例的治疗气体供应装置1具有未设置混合部15的构造。第一混合气体生成部13通过管(或者管道)连接至第一连接口16，并且第二混合气体生成部14通过管(或者管道)连接至第二连接口17。
第一连接口16连接至第一混合气体生成部13，并且也连接至人工呼吸机2的第三连接口21。第二连接口17连接至第二混合气体生成部14，并且也连接至人工呼吸机2的第四连接口22。即，第一混合气体生成部13通过第一连接口16和第三连接口21将第一混合气体供应至人工呼吸机2。类似地，第二混合气体生成部14通过第二连接口17和第四连接口22将第二混合气体供应至人工呼吸机2。
人工呼吸机2混合第一混合气体和第二混合气体以生成待供应至患者的混合气体。同样在此情况下，第一混合气体与第二混合气体具有期望的氢气浓度(例如，2％)。因此，在人工呼吸机2混合第一混合气体和第二混合气体以生成待施用至患者的混合气体的情况下，混合气体的氢气浓度在恒定范围内(约2％)。因此，人工呼吸机2能够将其中治疗气体以产生大的治疗效果的比率混合的混合气体供应至患者。
人工呼吸机2是治疗气体供应装置1向其供应第一混合气体和第二混合气体的外部装置的一种模式，并且可以由其他种类的装置替换。将治疗气体供应装置1连接至人工呼吸机2的构造不限于图4的构造，并且其可以通过其他连接方法互相连接。
<实施例2>
实施例的治疗气体供应装置1特征在于：装置分别地并入已经经历气体混合处理的第一混合气体和第二混合气体。以下，将描述实施例的治疗气体供应装置1的构造。在下列描述中，除非另有说明，用与实施例1中使用的那些相同的名称和附图标记标记的处理部与实施例1的处理部相同。假定第一气体是空气，第二气体是氧气，并且治疗气体是氢气。
图5是示出实施例的治疗气体供应装置1的构造的框图。代替图1的构造中的第一混合气体生成部13和第二混合气体生成部14，实施例的治疗气体供应装置具有第一罐18和第二罐19。
第一罐18是储存上述第一混合气体的罐。即，第一罐18储存通过以第一比率互相混合空气(第一气体)和氢气(治疗气体)而生成的气体。例如，第一罐18可以是储存压缩的医用气体的气罐。
类似地，第二罐19是储存上述第二混合气体的罐。即，第二罐19储存通过以第二比率互相混合氧气(第二气体)和氢气(治疗气体)而生成的气体。例如，第二罐19可以是储存压缩的医用气体的气罐。
与实施例1相似地，混合部15可以生成其中第一混合气体与第二混合气体互相混合的混合气体，并且将混合气体施用至患者。例如，混合部15可以具有并入质量流量控制器(mfc)151和质量流量控制器152的构造。质量流量控制器151调整第一混合气体的流速，并且质量流量控制器152调整第二混合气体的流速。因此，调整了从混合部15输出混合气体的氧气浓度。
同样在上述构造中，从混合部15输出的混合气体的氢气浓度(治疗气体浓度)在恒定范围内(见图3)。因此，即使在氧气浓度根据疾病治疗的目的改变的情况下，待供应至患者的混合气体也处于氢气以期望比率混合的状态。
虽然已经基于实施例特定地发明人完成的发明，但是本发明不限于上述实施例，并且理所当然地，能够不背离本发明的精神地进行各种改变。
最后，将简短地描述治疗气体供应装置1的硬件构造等。诸如质量流量控制器的控制的处理通过各种电路和软件程序实现。即，治疗气体供应装置1构造为使得内部具有储存装置(诸如高速缓冲(cache)存储器的一级存储装置以及诸如硬盘驱动器的次级存储装置)、cpu(中央处理器)等。
本申请基于2015年6月23日提交的日本专利申请no.2015-125195，该专利的全文通过参考并入本文。
[工业实用性]
根据本发明，能够提供一种治疗气体供应装置，其中，在待生成其中除治疗气体之外的气体分子的浓度可改变的混合气体的情况下，混合气体中治疗气体的浓度能够保持在预定范围中。