JP2003511143A - 呼気中酸化窒素の計量装置 - Google Patents

呼気中酸化窒素の計量装置

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Abstract

(57)【要約】 呼気中酸化窒素の計量装置（１０）は、被験者と接触状態で支持され、かつ、被験者が呼吸をすると呼気を通すように設計された呼吸コネクタ（１４）を備えている。流れ通路（２０）は呼気を受けて通す。通路（２０）の一方端は呼吸コネクタ（１４）と流体連通状態にあり、他方端は呼気のリザーバと流体連通状態にある。酸化窒素濃度センサー（２４）は、呼気が流れ通路（２０）を通過すると酸化窒素の瞬間的部分の関数として電気信号を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般に、気体混合物中の酸化窒素の検出に関するものであり、特に、
流れ通路中の酸化窒素の検出に関連する。
【０００２】
【従来の技術】酸化窒素の定義 酸化窒素ＮＯは、喘息のような多様な医学症状の検出および治療に有用な無色
気体である。酸化窒素ＮＯは一酸化二窒素Ｎ2Ｏまたは二酸化窒素ＮＯ2と混同す
るべきではない。窒素と酸素は、とりわけ燃焼過程で、上記以外の化合物も形成
する。これらは、通例、ＮＯX（Ｘは整数を表す）の形式を取る。これらの形式
は一般にＮＯＸ（エヌオーエックス）と称する。酸化窒素ＮＯの検出は、本発明
の応用例の主たる着目事項である。酸化窒素には多様な有益な用途があり、酸化
窒素の検出は、特に低濃度では、酸化窒素の適切な投与と病気の診断とで必要で
ある。
【０００３】生理学的症状の治療における酸化窒素の使用 酸化窒素は喘息ならびに他の形態の肺疾患の治療と診断の両方に有益である。
喘息は、正常な肺には影響を及ぼさない多様な刺激のいずれかに反応する、灰の
気道の間欠的で可逆的かつ広範囲に渡る収縮を特徴とする慢性疾病である。喘息
治療には多様な薬物が広く使用されている。出典を明示して本件の一部に援用さ
せた、ザポル（Zapol）らに付与された米国特許第5,873,359号で論じられている
ような、喘息発作、それ以外の形態の気管支収縮、急性呼吸障害、または、可逆
性肺血管狭窄症の防止と治療には、酸化窒素（ＮＯ）の吸入が治療上有益である
。米国特許第5,904,938号と第6,063,407号は、両特許ともザポルらに付与された
ものであり、出典を明示して本件の一部に援用されているが、血管血栓症と網膜
症の治療における吸入式の酸化窒素の使用を開示している。通例、酸化窒素を利
用した治療は、患者が吸い込んだ呼気の一部として酸化窒素を導入する処理を含
んでいる。酸化窒素の濃度は、普通は、百万分率にして１ppmないし180ppmの範
囲である。制御量の酸化窒素の投与で起こる難点は、導入中の濃度の判定である
。特に、酸化窒素の濃度が非常に低い場合には、ガス混合物中の酸化窒素の濃度
を迅速かつ正確に判定するのが従来から非常に困難であった。 ハイゲンボータム（Higenbottam）に付与された米国特許第5,839,433号は、出
典を明示して本件に援用されているが、或る肺疾患と諸症状の治療における酸化
窒素の使用を記載している。本件明細書中で論じてゆくが、気体酸化窒素の投与
の欠陥は、酸化窒素が急速に二酸化窒素に変換する、すなわち、潜在的に有害な
物質に変換する点である。この結果、患者に挿管して、酸化窒素が肺に直接投与
されるようにするのが好ましいことが多い。挿管する、挿管しないに関わらず、
肺に導入されている酸化窒素の量を正確に監視することは非常に重要である。ハ
イゲンボッタムの引例は、酸化窒素を、息を吸い込む期間に継続的に導入するよ
りはむしろ、その分かっている量を短い一拍分として導入する改良例を提案して
いる。 クレブスに付与された米国特許第5,531,218号は、出典を明示して本件に援用
されているが、成人呼吸窮迫症候群（ARDS）などの多様な疾患の治療における酸
化窒素吸入の恩恵を論じている。本件明細書は、酸化窒素源、酸化窒素濃度を分
析する解析装置、制御装置を備えていると同時に、解析装置と制御装置が協働し
て適切な酸化窒素濃度を維持する、酸化窒素を投与するシステムを開示している
。しかしながら、このシステムは、赤外線吸収測定、電気化学センサー、または
、化学ルミネセンス検出装置を利用した酸化窒素センサーの使用に頼っている。
これらの解析装置は各々が欠陥を持っており、酸化窒素濃度の瞬間的測定を供与
することができない。
【０００４】診断における酸化窒素の使用 酸化窒素は多様な生理学的症状の診断で使用することもできる。例えば、慢性
肺血管狭窄症の可逆性は、ザポルらに付与された米国特許第5,873,359号に記載
されているように、酸化窒素の分かっている定量を投与してから肺動脈圧（PAP
）と心搏出量の変化を監視することにより診断することができる。 人体気道における酸化窒素の内因性生成は、喘息およびその他の炎症性肺疾患
に罹病している患者で増大しているのが分かってきた。呼気中の酸化窒素濃度も
、反応性気道疾病を患っている患者では上昇している。それゆえに、酸化窒素の
検出は上述の諸症状を診断する際に有用である。しかし、適切な診断は、気相酸
化窒素の十億分率（ppb）単位で酸化窒素を正確に測定することが必要である。 酸化窒素のレベルの判定は、人間の呼吸器系感染症やカルタゲナー症候群では
、アレルギー性喘息やアレルギー性鼻炎のような気道の炎症性諸症状の診断で有
用である。喫煙者の呼気中の酸化窒素のレベルを低下させることにも注目するべ
きである。アルビング（Alving）らに付与された米国特許第5,922,610号は、出
典を挙げて本件に援用されているが、上述の諸症状は元より胃の障害の診断で酸
化窒素を検出することを論じている。
【０００５】 上述の事柄に加え、酸化窒素は肺機能の判定にも利用することができる。例え
ば、グスタフソン（Gustafsson）に付与された米国特許第5,447,165号は、出典
を明示して本件に援用されているが、吐出空気中の酸化窒素が肺の状態を示して
いることを説明している。肺機能の一種の試験として、被験者が酸化窒素のよう
な追跡ガスを呼吸してもよい。次いで、吐出空気中のこのガスの濃度と経時分散
率が測定される。吐出空気中の時間依存型ガス濃度を表す曲線の形状は、肺機能
または肺の状態を示す。明らかに、濃度と濃度の経時分散率との両方の正確な判
定を得て、最も正確な診断を可能にすることが必要である。 息を吐いている間でも、その一息分の間にガス混合物は変動する。吐く息の最
初の部分は、肺に入っていない「死腔」空気である。これは、肺より上方の口お
よび呼吸経路の中の呼気を含んでいる。また、解析機具により測定される、呼気
の幾らかの部分は装置のマスクおよび流動路の中の死腔空気に属しているかもし
れない。呼吸を継続するうちに、肺の中からの呼気が吐き出される。吐き出され
た呼気の最後の部分は肺胞内の空気である。肺胞内空気中のガス濃度を測定して
多様な肺のパラメータを測定することは有益であることが多い。例えば、多様な
病状のインジケータとして、酸化窒素は肺胞内空気中に濃縮されているのかもし
れない。しかし、酸化窒素は多様な粘膜組織によっても生成されており、よって
、酸化窒素は死腔空気中と肺胞内の両方に存在していることもある。息を吐いて
いる間、死腔空気は、酸化窒素が粘膜組織から吸収される口腔や鼻腔に駐留して
る酸化窒素のせいで、酸化窒素で過剰に汚染されていることがある。それゆえに
、診断を目的として、吐く息の多様な部分を識別することが必要である。グスタ
フソンらに付与された米国特許第6,038,913号は、出典を明示して本件に援用さ
れているが、吐く息の最初の「死腔」段階の間は非常にわずかな抵抗しか伴わず
に吐く息を発生させてから、吐く息の残りの部分に対しては抵抗を生じることを
論じている。
【０００６】酸化窒素測定法 ガス混合物中の酸化窒素の濃度を監視するのに、多数のアプローチが利用され
、提案されている。これらの中には、質量分光線検査法、電気化学解析法、熱量
計解析法、化学発光解析法、圧電共鳴技術などがある。これらのアプローチは各
々が、各種疾病の診断および治療で広く流布した用途におよそ好適とは言わせな
い欠点がある。 質量分光線検査法は質量分光計を用いて物質中に存在している粒子を識別する
。粒子は電磁場によりイオン化され、発光させられる。粒子が偏波される態様は
粒子の質量を示しており、従って、粒子の同一性を示している。質量分光線検査
法は精度が高いが、非常に高額で複雑な機具の使用を必要とする。また、解析は
比較的遅いため、呼気の実時間解析には不適である。好ましくは、一息ずつ酸化
窒素を解析する際には、流路を通ってガス混合物が流動するにつれて、流路内の
酸化窒素を迅速かつ正確に測定するのが望ましい。質量分光線検査法は、流動路
自体の中の酸化窒素濃度を解析するよりはむしろ、ガス混合物の一部分のサンプ
リングを必要とする。質量分光線検査法は瞬間解析または継続解析のアプローチ
であると見ることはできない。呼気を多数の非連続サンプルに分割し、各サンプ
ルごとに個別に解析することが必要である。これは酸化窒素濃度の曲線は生じな
いが、数個の非連続点を生じる。サンプリングに基づくシステムは、大量のサン
プルが必要なので、非常に低濃度のガスを検出する場合には特に欠陥がある。
【０００７】 電気化学に基づく解析システムは電気化学ガスセンサーを利用し、この場合は
、サンプルからのガスが膜などの半透過性バリア内へ、または、このバリアを通
して拡散し、それから更に電解溶液を通ってから、通例は３本の電極のうちの１
つに到達する。３本の電極のうちの１本では、検知用の酸化還元反応が起こる。
第２の対極電極では、相補的な正反対の酸化還元反応が発生する。第３の電極は
、通例は、基準電極として設けられている。検知電極における酸化窒素の酸化時
または還元時には、検知電極面で反応する酸化窒素の量に比例する電流が、検知
電極とその対極電極の間に流れる。基準電極は、検知電極を一定電圧に維持する
ために使用される。酸化窒素を検出するための、典型的な電気化学に基づくガス
解析装置がデイビス（Davis）らに付与された米国特許第5,565,075号に示されて
おり、この特許は出典を明示して本件に援用されている。電気化学に基づく装置
は高感度で高精度であるが、通例は、反応時間が30秒を越える。これではあまり
に遅すぎて、一息ずつ、または、継続的に呼気の解析を行うことができない。 熱量計解析法は、pHの変化に対応して供与されるためインジケータの色変化を
誘発するガスによる化学反応に依存している。このアプローチは使い捨てできる
化学物質を必要とする。また、このアプローチは、別なガスの存在により阻害さ
れ、とりわけ、存在している適量の湿気により阻害される。反応時間は、一息の
間に解析を行うには遅すぎる。
【０００８】 化学発光に基づく装置は、酸化窒素をオゾンO3と混合して二酸化窒素と酸素を
生成することによる酸化窒素の酸化に頼っている。二酸化窒素はこの反応の直後
に励起状態になり、減衰して非励起状態に逆行するにつれて、光子を放出する。
この反応の間の発光量を検知することにより、酸化窒素の濃度が判定される。化
学発光に基づく装置の一例がグスタフソンに付与された米国特許第6,099,480号
に示されており、この特許は引例に挙げて本件で援用されている。化学発光装置
は約200ミリ秒程度の速度の反応時間を有しており、高感度、反復性、高精度を
特徴とする。しかし、質量発光線検査法や電気化学解析法を利用した場合と同様
に、化学発光解析法は、流路自体のガス濃度の継続的解析よりはむしろ、ガス混
合物のサンプリングを必要とする。また、化学発光装置は、通例は、非常に大型
で高額である。 圧電共鳴技術はMEMS（マイクロ電気機械システム）センサー装置と呼ばれるこ
とがある。基本的には、マイクロエッチング加工された片持ち梁は、解析される
ガスに固有である「捕獲」分子で被膜されている。理論的には、捕獲分子は、分
析されているガスを雰囲気濃度に比例して捕獲することになる。これにより、マ
イクロエッチング加工された片持ち梁の質量は変動する。梁の質量の変動は理論
上はその共鳴周波数の変動に基づいて検出することができる。共鳴周波数の変動
は、研究されているガスの濃度に直接比例しているべきである。空気汚染物を検
出するシステムがフレチェット（Frechette）らに付与された米国特許第4,111,0
36号に開示されているが、同特許は出典を明示して本件に援用されている。圧電
共鳴技術を裏打ちする理論はむしろ簡明であるが、酸化窒素濃度の解析において
成功例は今日まで知られていない。 ガストン４世（Gaston IV）に付与された米国特許第6,033,368号は、非常に低
い濃度の呼気中の酸化窒素、亜硝酸塩、硝酸塩を測定する解析装置を開示してい
る。解析装置は、肺分泌液の蒸気を集合させる、冷却された呼気通路を備えてい
る。次いで、この結果として生じた液体を、標準熱量計測生検法を利用して解析
する。他の方法よりも幾分かはより簡明であるが、ガストンの装置は依然として
複雑であり、冷却用の装置の再冷凍処理とこれに後続する収集液の解析とを必要
とする。
【０００９】
【発明が解決するべき課題】
酸化窒素の使用と検出を目的とした上述のアプローチは各々が、ガス混合物を
サンプリングする必要無しに流れ通路内の呼気の流れの酸化窒素濃度を継続して
判定する能力がある酸化窒素計の恩恵を得ている。このような計量器は反応時間
がほぼ瞬間的であり、そのため、一息の間に、または、一息ごとに解析を行うこ
とができるようにするのが最も好ましい。
【００１０】
【課題を解決する手段】
本発明は、継続的な分析または一息ずつの解析を実施するように設計された酸
化窒素の計量器を提供することにより、先行技術の欠点の大半を克服している。
酸化窒素の計量器は、被験者と接触状態で支持されて、被験者が呼吸すると呼気
を通すように設計された呼吸コネクタを備えている。流れ通路は呼気を受け取っ
て通す機能を果たす。流れ通路の一方端は呼吸コネクタと流体連通状態にあり、
他方端は呼気源および呼気槽と流体連通状態にある。酸化窒素濃度センサーは、
流れ通路をガスが通過すると、呼気中の酸化窒素の瞬間的部分の関数として、電
気信号を生成する。本発明の幾つかの実施形態で、流量計も呼気中酸化窒素計量
器に設けられている。流量計は、１対の互いに間隔を設けた超音波トランスデュ
ーサーを備えている超音波流量計であってもよい。本発明の他の実施形態では、
呼気中酸化窒素の計量器は、被験者に酸化窒素を制御下で投与するためのシステ
ムの一部を形成している。このシステムは、通路内の吸入呼気に酸化窒素を選択
的に導入するように設計されている酸化窒素調節器を備えている。このシステム
は、酸化窒素濃度センサーから受信した信号に基づいて調節器を制御する制御装
置も備えており、吸入呼気中の酸化窒素の瞬間的部分を所定の限界値内に維持す
るようにしてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、ガス混合物が流れ通路を通って流れると、ガス混合物中の酸化窒素
の瞬間濃度を測定することができるようにする、呼気中酸化窒素の計量器を提供
する。先行技術とは異なり、本発明はサンプリングに基づく分析装置ではないが
、その代わり、流れ通路自体で酸化窒素の濃度を測定し、一息ずつの解析を行え
るようにするために、また、一呼吸の間に酸化窒素濃度の変動を監視できるよう
にするために、反応時間が十分に迅速である。本発明の上述の目的のために、酸
化窒素の計量器として使用される酸化窒素センサーは瞬間的となるように思量さ
れているが、この場合、「瞬間的」という語は、一呼吸の間に酸化窒素濃度の変
化を監視することができるようにするのに充分なだけ高速であると定義される。
調査の示すところでは、酸化窒素濃度の変化を追跡するために、約200ミリ秒（m
s）またはそれより短い反応時間が好ましく、100msまたはそれより短い時間であ
っても更に好ましい。先行技術のセンサーおよび解析装置の大半の反応時間が約
数秒であり、吸い込んだガスであれ、吐き出したガスであれ、いずれの酸化窒素
濃度の一息ずつの解析にも不適とされていた。また、これらの多くがサンプリン
グに基づく解析装置であり、よって、非連続サンプルを解析する。本発明はまた
、酸化窒素の測定と流れの測定との間の緊密な相関関係付けを可能にするが、こ
れは、先行技術のシステムでは容易に達成されなかった偉業である。
【００１２】 図１および図２を参照すると、呼気中酸化窒素の計量器の第１の実施形態は全
体的に参照番号１０で示している。計量器１０は本体１２と、本体１２から延在
しているマスク１４のような呼吸コネクタとを備えている。計量器１０は軽量で
、手の平サイズの装置、または、着用可能な装置である。使用にあたり、ユーザ
は本体１２を把持し、マスク１４を自らの顔面と接触状態にして、呼気に計量器
１０を通過させるようにするのが好ましい。図示されていないが、計量器１０を
ユーザの顔面と手に相互接続するのに、手を用いて計量器を支持する必要がない
ように、ストラップが設けられていてもよい。 マスク１４をユーザの顔面と接触状態にした場合、ユーザの吸う息および／ま
たは吐く息は本体１２を通過して酸化窒素濃度の解析に付される。計量器１０は
表示装置１６は元より、計量器１０の動作を制御する制御ボタン１８も備えてい
るのが好ましい。 応用例次第では、計量器１０を用いて吸入呼気または吐出呼気のどちらか一方
、或いは、その両方を通過させることもできる。両方を通過させずに吸入呼気ま
たは吐出呼気の一方のみを通過させるのが好ましい状況では、弁２０がマスク上
に設けられて、解析されるべきではないガスが通過できないようにすることもで
きる。例えば、弁２０は逆止弁であって、吸入時にはマスク１４内に新鮮な空気
が通るようにすることができるが、吐く息の通過は阻止して、吐出呼気には計量
器１０の本体１２を通過させるようにすることもできる。弁２０を反転させるこ
とにより、吐く息は弁を通過することができるが、吸う息は本体１２を通して中
に入る。第２の逆止弁が本体１２に設けられて、ガスの方向付けを更に行うよう
にしてもよい。弁２０が無ければ、或いは、弁が使用不能状態になっている場合
は、吸入呼気と吐出呼気の両方が本体１２を通過する。
【００１３】 ここで図２を参照すると、計量器１０は、内部構造を例示するように断面図で
示されている。流れ通路は概ね真直ぐな流れ管２０により本体１２を通して形成
されている。流れ管２０は一方端がマスク１４に相互接続されており、他方端は
周囲空気に向けて開放されている。代替例として、流れ管の第２端は呼気源およ
び／または呼気槽と相互接続されていてもよく、この呼気槽は呼気のリザーバと
呼んでもかまわない。「リザーバ」という語で周囲空気について言及しているこ
ともある。本体１２は外郭部２２を備えており、これが流れ管２０の大半を包囲
して、美的外観を向上させるとともに、多様な付加的構成要素を支持している。
図示のように、流れ管２０は一般に円筒状の管であり、その長さ全般にわたって
概ね一定の断面を有している。この結果、吸入呼気と吐出呼気は非常に自由に流
動してマスク１４に出入りし、それにより、自然な呼吸に対してほとんど抵抗を
生じることがない。酸化窒素センサー２４は流れ管２０の側面に配置されている
ため、流れ管を通過する呼気と接触状態になる。センサー２４は、管の側面の窓
すなわち開口部に位置決めされた検知面２５を有している。 本発明の実施形態によっては、流量計も設けられて、流れ管２０を通る呼気の
流れを測定するようにしている。多くのタイプの流量計を使用することができる
。しかし、好ましい実施形態では、超音波に基づく流量計が使用される。超音波
流量計は流れ管内のガスの瞬間流速を測定することにより、流量の判定を行うこ
とができるようにしている。図２に例示された実施形態では、１対の互いに間隔
が設けられた超音波トランスデューサー２６、２８が１対の側部通路３０、３２
の端部に配置されており、これらの通路は流れ管２０から外へ分岐している。超
音波を透過するカバー２７が設けられて、これらの部位で側部通路２６、２８が
流れ管２０と交差し、交差部における流れの乱れを低減または防止するようにし
てもよい。超音波トランスデューサー２６、２８および側部分岐部３０、３２は
、トランスデューサー２６とトランスデューサー２８の間を移動する超音波パル
スが流れ管２０を通ってその中心軸線に対して或る角度で伝播するように配置さ
れている。すなわち、トランスデューサー２６とトランスデューサー２８の間を
移動する超音波パルスは、流れ管２０を通る呼気の流れの経路に対して角度付け
された経路に沿って移動する。図示のように、側部通路３０、３２は、或る角度
で流れ管２０と交差する、一本の間抜き管を本質的に形成している。当業者には
自明であるが、トランスデューサー２６とトランスデューサー２８の間を移動す
る超音波パルスは、流れ管２０を通る呼気の流れの方向に平行である、それぞれ
の移動の方向の成分を有している。
【００１４】 超音波パルスを利用した流速の測定は米国特許第5,419,326号、第5,503,151号
、第5,645,071号、第5,647,370号に記載されており、これら特許は全てハーノン
コート（Harnoncourt）らに付与されており、出典を明示して本件に援用されて
いる。ハーノンコートらの特許では、超音波トランスデューサーは、流動する流
体を貫いてパルスを伝達するのに、流れの方向の成分を有している方向に伝達す
るように位置決めされている。特に、流体が管を通って流れている場合、トラン
スデューサーは管の側壁に或る角度で位置決めされて、超音波パルスが或る角度
で流体流に伝達されるようにしている。流速は、流れと一緒に移動する超音波パ
ルスはより高速で移動するが、流れに逆らって移動するパルスはより低速で移動
するという事実に基づいて算出することができる。超音波パルスが流れに対して
或る角度で移動するという事実については、数学的補正が行われる。パルスは流
れと一致する方向と流れに逆らう方向とに交互に伝達されて、時間差を算出する
ことができるようにするのが好ましい。本発明は、金属化ポリマーフィルムと穿
孔が設けられた金属シートとから構成された超音波トランスデューサーを利用す
ることができる。好ましい実施形態の一例では、超音波流れ測定システムはスイ
ス連邦チューリッヒおよび米国マサチューセッツ州ケルムスフォードのエヌディ
ーディー（NDD)から配給されている。 超音波パルスは流れの方向と一致して伝達され、また、流れの方向に逆らって
伝達され、結果として上流方向への通過時間と下流方向への通過時間の測定を行
う。ガスの流速がゼロである場合には、ガスを通るいずれの方向への通過時間も
同一であり、音速および移動距離に関連している。しかし、ガス流が存在してい
る場合は、上流側への通過時間は下流側への通過時間とは異なっている。一定の
流れに対しては、連続する上流方向への通過時間および下流方向への通過時間の
間の差はガスの流速と直接関係がある。超音波流れ検知へのこの取り組みの更な
る詳細は、本件出願人の同時係属特許出願番号第09/630,398号を参照すれば得ら
れるが、同出願は引例として本件に援用されている。処理回路および別なセンサ
ーがハウジング１２内に設けられて、上述の本件出願人の同時係属出願にも記載
されているように、超音波センサー２６、２８からの信号を処理するようにして
もよい。また、内部回路の或る部分を越えて新鮮な空気を強制的に送るために、
ファン２９を設けてもよい。図示のように、酸化窒素センサー２４は、超音波ト
ランスデューサー２６、２８の概ね中間位置で流れ管２０の壁に設置される。そ
れ故、流れの同一部分の流速と酸化窒素濃度とが同時に測定されて、データの調
整を可能にしている。
【００１５】 ここで図３および図４を参照すると、酸化窒素センサー２４の一実施形態が例
示されている。酸化窒素の瞬間濃度は、流れが測定されるのと同時に測定される
のが好ましい。本発明のここで好ましい実施形態では、蛍光に基づく酸化窒素セ
ンサーを用いて、流れ管２０を通過する呼気中の酸化窒素の部分圧を判定する。 蛍光に基づく酸素センサーは、例えばコルビン（Colvin）により説明されてい
るように、当該技術で公知である（米国特許第5,517,313号、第5,894,351号、第
5,910,661号、第5,917,605号、PCT国際公開WO 00/13003号が挙げられるが、これ
らは全て、引例として本件で援用されている）。通例、センサーは酸素透過性フ
ィルムを備えており、このフィルムには酸素の存在を示す蛍光分子が埋設されて
いる。米国特許第5,517,313号および第5,894,351号では、コルビンは、シリコー
ンポリマーフィルムを利用したセンサーを記載しており、酸素指示薬の蛍光体分
子としてリテニウム錯体、すなわち、過塩素酸トリス(4,7-ジフェニル‐1,10-フ
ェナントロリン)ルテニウム(II)（tris[4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline]rut
henium(II)perchlorate）を利用することを提案している。このルテニウム錯体
の橙色から赤色の蛍光は酸素が局所的に存在していれば消滅する。酸素は、消滅
しつつある蛍光を含んでいる酸素透過性フィルムを越えて流動しているガスから
、この酸素透過性フィルム内へと拡散する。消滅効果の時間反応は、フィルムの
外部のガス中酸素の濃度変化と相対的であるが、フィルムの厚さにも関連してい
る。第5,517,313号特許にも記載されているように、迅速な反応を得るには薄い
フィルムが好ましい。
【００１６】 ここで図３および図４を参照すると、この実施形態で使用される、蛍光に基づ
く酸化窒素センサーは一般に参照番号２４で示されている。図３は分解図であり
、図４は断面図である。本件の好ましいセンサーはコルビン特許に記載されてい
る技術に基づいてはいるが、酸化窒素の検出に適合する化学的性質を備えている
。回路基盤４０は、下方向に延びてセンサーを他の構成要素と相互接続する複数
のピン４２を有している。発光ダイオード（LED）４４は回路基盤の頂面の概ね
中央に搭載されている。１対の光ダイオード４６、４８も回路基盤の頂面に搭載
されている。光ダイオードはLED４４の両側に左右対称かつLEDから単距離に搭載
されている。光フィルタは各光ダイオードの頂部に搭載されており、具体的には
、フィルタ５０が光ダイオード４６に搭載され、フィルタ５２が光ダイオード４
８に搭載されている。光フィルタは、光学的に透明な粘着剤で光ダイオードに接
着されている。 熱伝播装置５４は、下向き端縁を備えている薄い銅製シートであるのが好まし
いが、回路基盤の頂部に取り付けられている。熱伝播装置はその４隅の各々に下
方向に延びる脚部５６を供えており、その各々が回路基盤４０の穴５８と係合し
ている。熱伝播装置５４の脚部と下向き端縁は、回路基盤の上方へわずかな距離
を設けて両者の間に空隙を残した状態で、熱伝播装置の中央部を支持している。
LED４４、光ダイオード４６、４８、フィルタ５０、５２は、回路基盤と熱伝播
装置の間のこの空隙に配置されている。熱伝播装置では２つの丸い穴６０が切り
抜かれ、穴は１個ずつ、光ダイオード４６、４８の各々の真上に位置している。
２枚のガラス基板６２、６４が熱伝播装置の頂部に搭載されており、基板は１枚
ずつ、穴６０の各々の真上に取り付けられている。図示されているとおり、これ
ら２枚の基板６２、６４は矩形である。円形の蛍光フィルムが基板の各々の頂部
に形成されているが、フィルム円形体６６は基板６２上に形成され、フィルム円
形体６８は基板６４上に形成されている。気体不透過性のガラスカバー７０がフ
ィルム円形体６６を覆って配置され、エポキシ７２でガラス基板に接着されてい
る。それゆえに、フィルム円形体６６は、上に置いたカバー７０とその各端縁の
位置にあるエポキシ７２とにより、封入される。この結果、一方のフィルム円形
体である円形体６８が周囲の大気に晒されると同時に、他方のフィルム円形体６
６は封入されたままで大気に晒されない。それゆえ、フィルム円形体６６は酸化
窒素濃度の変化には反応しないが、フィルム円形体６８は反応する。フィルム円
形体６８を検知領域と呼び、フィルム円形体６６を基準領域と呼ぶことにする。
基板６２、６４およびこれら基板に付与される材料がセンサーの検知面を形成し
ている。
【００１７】 図４を再度参照すると、回路基盤４０と熱伝播装置５４の間の空隙ばかりか穴
６０も同様に、光学的に透明な導波路材料７４で充満される。導波路材料７４は
、任意でLED４４をガラス基板６２、６４に結合するように作用し、両基板を導
波路の一体部分にしている。導波路材料はまた任意で、検知領域６８と基準領域
６６をフィルタ５０、５２および光ダイオード４６、４８に結合させる。この結
果生じるのが、任意でこれら構成要素を互いに結合している単体の切れ目の無い
光導波路である。好適な導波路材料は、米国ニュージャージー州ニューブランス
ウイックのノーランドプロダクツ（Norland Products）とマサチューセッツ州ビ
レリカのエポキシテクノロジー（Epoxy Technology）により製造されており、後
者はエポテック（EPOTEK）の登録商標名で製造している。 検知領域６８と基準領域６６上の凝縮（曇り）形成の問題を回避するために、
両領域は熱伝播装置５４を用いて暖められるのが好ましい。このためには、抵抗
を備えている小型加熱器７６が脚部取り付け穴５８の各々に隣接した位置で回路
基盤４０に搭載される。熱伝播装置の脚部５６は穴に入れられてから加熱器７６
にはんだ付けされているため、熱が伝播装置に伝達されるようになっている。サ
ーミスタ７８は、センサーの組立て時には熱伝播装置５４の下向き端縁の１つに
接触するように、回路基盤４０の適所に搭載される。サーミスタは熱伝達を向上
させるように、上述の端縁にはんだ付けされてもよい。これで、サーミスタを用
いて熱伝播装置の温度を監視するが、加熱器は概ね一定温度を保つように制御さ
れている。センサー用の較正データを備えているEEPROMが回路基盤の下側に取り
付けられてもよい。
【００１８】 蛍光フィルム６６、６８は、蛍光特性または吸光度特性が酸化窒素濃度の関数
として変動する材料から形成されている。一具体例として、チオールまたはスル
フヒドリルを、スルフヒドリルピレンとなるようなピレンなどの蛍光体に結合さ
せてもよい。この点について、「蛍光分光線検査法による酸化窒素レベルの判定
（Determination of Nitric Oxide Levels by Fluorescence Spectroscopy）」
と題する、ジー・ゲイバー（G. Gabor）およびエヌ・アロン（N. Allon）著、酸
化窒素の生化学的・薬理学的・臨床的観点という雑誌（ビー・エー・バイスマン
（B.A. Weissman）ほか編纂、ニューヨークのプレナムプレス（Plenum Press）
より1995年刊行）に掲載された論文はその全体が、本件に援用されている。 LEDからの放射線は、光導波路材料７４により検知領域６８および基準領域６
６に伝達される。LED４４の波長発射は、蛍光フィルム領域６６、６８からの蛍
光を誘発するように選択される。検知領域および基準領域からの蛍光発光は、LE
D放射線に匹敵する波長で移相されるのが好ましいが、２つの光ダイオードによ
り検出される。光フィルタ５０、５２は光ダイオード上に置かれて、蛍光放射を
透過させる一方で他の波長を拒絶し、特に、LEDからの励起放射線を拒む。光フ
ィルタ５０、５２はエポキシ被膜、ガラスフィルタ、または、ポリマーを基礎に
持つシート材であってもよい。予備形成されたポリマーを基礎としたシート材が
使用されるのが好ましい。LED４４からの発光とフィルム６６、６８からの蛍光
発光はプレート５４の穴６０を通過する。フィルム円形体６６、６８と、穴６０
と、光ダイオード４６、４８の活性領域とは、全部が同一直径の円形状である。
【００１９】 酸化窒素検知測定の間、基板６２、６４と、検知領域６８および基準領域６６
とは、水分凝縮に付随する問題を低減するのに十分な温度に維持されるのが好ま
しい。基板の加熱は、４つの表層搭載型の抵抗７６に電流を通すことにより達成
される。銅板５４の温度はサーミスタ７８により監視され、抵抗を通る加熱電流
と温度とを調節できるようにしている。化学乾燥処理、水吸収処理、水吸収物質
、膜、フィルタ、発泡シートなどの何らかの手段によりガスの流れから水分が除
去され、或いは、何らかの表面処理（酸化窒素透過性疎水性フィルムまたはその
他のアプローチ）等により、蛍光フィルム上で凝縮するのが防止されていた場合
には、センサーは加熱されなくてもよい。 酸化窒素センサーで使用される薄い蛍光フィルムは酸化窒素濃度の変動に非常
に迅速に反応するため、センサーが瞬間的反応を備えており、瞬間的反応は本件
前段で定義したとおりである。センサーの反応時間は200ミリ秒（ms）かそれよ
り短いのが好ましく、100msかそれより短いのが最も好ましい。或る応用例につ
いては、これより速い反応時間でも好ましいことがある。 成分ガス濃度検知について本事例のアプローチに関連する別な詳細を得るには
、本件出願人の同時係属特許出願番号第09/630,398号の類似する酸素センサーの
説明を参照すればよいが、同出願は出典を明示してその全体が本件に援用されて
いる。当業者には自明のことであるが、別なタイプの酸化窒素濃度センサーも、
瞬間的反応を備えている限りは、また、サンプリングに基づいたセンサーでなけ
れば、採用されてもよい。また、本発明で例示された計量器に類似している計量
器を利用して、他の成分ガスの濃度を監視することができる。例えば、酸化窒素
センサーのほかにも酸素センサーを加えてもよいし、或いは、酸素センサーを酸
化窒素センサーの代用として、本件出願人の同時係属特許出願番号第09/630,398
号に従って熱量計を構築してもよい。
【００２０】 本発明の最も簡単な実施形態では、酸化窒素濃度センサーは流れ管の側面に設
けられるが、流れセンサーは設けられない。この実施形態では、酸化窒素の瞬間
濃度を呼吸期間中に監視して、酸化窒素濃度の曲線を示すようにしてもよい。こ
のデータは、流れのデータを獲得しなくても、多様な疾病の診断および治療に有
用となり得る。本発明の複雑だが好ましい実施形態では、前述したような流れセ
ンサーも備えられる。流れセンサーは、流速、体積流量、肺の容量などのような
多くの呼吸パラメータを含む、多くのまた別なパラメータの判定を可能にする。
例えば、流れセンサーを備えることで、スパイロメータのような計量器を使用す
ることができる。最初の１秒（FEV１）の間のピーク値の流れ、強制肺活量（FVC
）、強制呼気量は収集されたデータから得られる。時間によって決まる濃度など
の酸化窒素のデータをこれらのパラメータと組み合わせてもよい。本発明の改正
版を採用して、ラーソン（Larsson）らに付与された米国特許第5,540,233号およ
びヘッカー（Hecker）らに付与された第5,957,128号で説明されているような機
能的残留容量の判定を行うこともできるが、これら両特許は出典を明示して本件
に援用されている。
【００２１】 ここで図５を参照すると、本発明による酸化窒素計量器の第１の他の実施形態
は、一般に参照番号９０で示されている。本発明のこの実施形態は、流れ管９２
の流れ通路の断面が概ね矩形であるという点で、前段までの実施形態とは異なっ
ている。これは、流れ管の断面が必ずしも円形である必要は無いということを例
示している。 ここで図６および図７を参照すると、本発明による酸化窒素計量器の第２の他
の実施形態は、一般に参照番号１００で示されている。この実施形態は、本件出
願人の同時係属特許出願番号第09/630,398号に記載されている熱量計の構成に類
似している構成を有している。この実施形態の詳細は、同時係属出願を参照すれ
ば分かる。基本的には、計量器１００は本体１２を備えており、本体からはマス
ク１４が延びている。表示装置１０６は本体１０２の側面に配備されており、組
合せ制御ボタンとインジケータ点灯部１０８が本体１０２の別な側面に配置され
ている。図７を参照すると、この実施形態の断面が例示されている。先の実施形
態を利用した場合とは異なり、流れ通路は整然と分かり易い設計ではない。その
代わり、呼気は計量器１００の本体１０２とマスク１０４を通り、概ね矢印Aか
ら矢印Gで示された経路を辿る。流れ管１１０はマスク１０４に出入りする呼気
の流れに直交して配備されている。入口導管１１２はマスク１０４を流れ管ハウ
ジング１１４と相互接続する。超音波流れセンサー１１６、１１８は流れ管１１
０の両端部の上下位置に配備されて、流れを同軸方向に測定する。図１および図
２の実施形態とは異なり、流速の算出には、流れに対して或る角度で配備されて
いる流れセンサーの補正は必要ではない。この実施形態は、酸化窒素センサー１
２０が流れ通路に隣接していながらも、流れ管１１０の底面端部より下方に位置
決めされているという点でも、先の各実施形態とは異なっている。本発明による
酸化窒素計量器は、熱量計と併用される酸素センサーの代用として前述のような
酸化窒素センサーを使用することにより、本件出願人の同時係属出願番号第09/6
30,398号で論じられている熱量計の別な実施形態に従って構成することができる
。本発明に従って修正することができる別な熱量計設計が米国特許第4,917,108
号、第5,038,792号、第5,178,155号、第5,179,958号、第5,836,300号に開示され
ているが、これら特許は全て、本願の共同発明者であるモールト（Mault）に付
与されたものであり、引例に挙げて本件で援用されている。 当業者には自明となることであるが、黴菌の伝搬の著しい危険無しに、多数の
ユーザにより衛生的に使用される酸化窒素計量器を提供することが有益であるか
もしれない。図２を再度参照すると、マスク１４は、内部に生物学的フィルタ１
５を備えており、マスク１４から計量器１０の本体１２内に生物学的物質が伝搬
されるのを防止することができる。生物学的フィルタ材料１５の一例として、ス
リーエム（３M）から購入できるフィルトレート（Filtrete（登録商標））があ
る。生理学的フィルター材料の使用により、マスク１４および／またはフィルタ
材料１５は複数ユーザ間でも衛生に備えて交替で使用することができるようにな
る。衛生的な呼吸装置を提供する別なアプローチは、本件出願人の同時係属特許
出願番号第09/630,398号に記載されている。
【００２２】 ここで図８を参照すると、本発明による酸化窒素計量器の第３の他の実施形態
は、一般に参照番号１３０で示されている。この実施形態はまた、衛生に備えな
がら多数ユーザによる使用を目的とした設計にされている。これは、使い捨て可
能な部分１３２と再利用可能な部分１３４を備えている。使い捨て可能な部分は
流れ管１３６を備えており、同管は概ね円筒状で断面が一定であり、マスク１３
８のような呼吸コネクタから垂直方向に延びている。１対の開口１４０は、流れ
管１３６の上面で流れ管の両端部附近に配置されている。超音波を透過させる衛
生的な障壁ソックス１４２が流れ管の内部で開口１４０から下方向に延びている
。これに代えて、ソックスをもっと堅固な構造に置き換えて、そこに超音波を透
過させる窓を設けてもよい。第３の開口１４４が流れ管の上面に配置され、そこ
に1枚の衛生障壁材１４６が配置される。 再利用可能な部分１３４は流れ管１３６の上面と嵌合するように構成されてい
る。再利用可能な部分は細長い弧状の本体１３５を有しており、１対の超音波ト
ランスデューサー１４８が本体１３５から下方向に延びたポスト１５０に取付け
られている。超音波トランスデューサー１４８、１５０は、再利用可能な部分１
３４を使い捨て可能な部分と嵌合状態にする時に使い捨て可能な部分の開口１４
０に入るような寸法および位置に設定されている。2種の部分が結合状態になる
と、超音波トランスデューサー１４８は、流れ管１３６の概ね中心の、衛生障壁
ソックス１４２内部に位置決めされる。超音波トランスデューサー１４８は小型
のマイクロ機械加工されたタイプのものであり、前述のように働くのが好ましい
。しかし、トランスデューサーが流れ管自体の内部に設置されているせいで、両
超音波トランスデューサー間を移動するパルスが流れと同軸となり、流れに対し
て或る角度で移動する超音波に基づいた補正を必要としない。酸化窒素センサー
は、上述のように、再利用可能な部分１３４の本体１３５上で支持されており、
一般に参照番号１５２で示されている。このセンサーは、流れ管の上面の第３の
開口１４４に適合するような寸法および位置に設定されているため、流れ管の内
部の流れと接触状態になるが、フィルタ材料１４６により生物学的汚染からは保
護されている。表示装置１５４が再利用可能な部分１３４上に設けられてもよい
。この実施形態では、再利用可能な部分１３４は多数回使用のためと多数ユーザ
のために維持されるが、使い捨て可能な部分は個々のユーザ別に特定されている
。本件出願人の同時係属特許出願番号第09/630,398号で説明されているように、
図６および図７の計量器も、使い捨て可能な部分と再利用可能な部分を備えてい
てもよい。
【００２３】 ここで図９を参照すると、本発明による酸化窒素計量器の別な実施形態は、一
般に参照番号１６０で示されている。この実施形態は、計量器１６０が略円筒状
の流れ管１６２を備えていると同時に、超音波流れセンサーが流れ管に対して角
度付けされた側部通路に配置されているという点で、本発明の第１の実施形態に
類似している。しかしながら、この実施形態では、使い捨て可能な挿入体１６４
はマウスピース１６６と衛生スリーブ１６８を有している。挿入体１６４のスリ
ーブ部１６８は流れ管１６２に滑り込み、流れ管に沿って一本化する。スリーブ
は超音波を透過させるため、超音波流れセンサーはスリーブ１６８を通る流れを
監視することができる。酸化窒素センサー１７０は流れ管１６２の下側に配置さ
れ、スリーブ１６８を通る流れと接触状態になる。スリーブは酸化窒素に対して
通気性があるか、或いは、酸化窒素が通過できるようにする材料を有して、窓を
備えているか、いずれかである。本発明のまた別な局面として、データ処理記憶
と解析とが、個人向けディジタル介助装置（PDA）１７２のような遠隔計算装置
により実施される。PDA１７２は、センサー本体に配線で接続されたインターフ
ェイス１７４内に連結される。代替例として、本件出願人の同時係属特許出願番
号第09/669,125号に記載されているように、無線手段により、或いは、データを
記憶するメモリモジュールの移動により、センサーとPDAの間でデータを転送す
ることができるが、上述の特許出願は引例として挙げてその全体が本件に援用さ
れている。また、酸化窒素計量器は事務用コンピュータまたは携帯可能コンピュ
ータのようなまた別な遠隔装置や、同じ同時係属出願で説明されているような、
インターネットを介在させたサーバーまたはPDAとの連結装置もしくは相互接続
装置のような遠隔装置と通信することもできる。これら代替例は、本発明の全て
の実施形態に当てはまる。
【００２４】 ここで図１０を参照しながら、本発明のまた別な局面を論じてゆく。従来技術
の項で説明したように、患者の呼吸システムに酸化窒素を投与することは、或る
種の疾患の治療には有益である。患者に酸化窒素を制御下で投与するためのシス
テムは、図１０では一般に参照番号２００で示されている。このシステムは、導
管２０６により呼吸コネクタ２０４と相互接続されている呼気源２０２を備えて
いる。呼吸コネクタは、患者に挿管するためのマスクまたはコネクタなど、どの
ようなタイプのものであってもよい。酸化窒素源２０８も設けられ、制御弁２１
０により導管２０６と相互接続されている。本発明による酸化窒素計量器２１２
は導管２０６に配置されているため、導管２０６を通って流動する酸化窒素と混
ざった呼気が計量器２１２を通過する。制御システム２１４は計量器２１２およ
び制御弁２１０と相互接続され、酸化窒素投与システムのフィードバック制御を
設けている。計量器２１２は本発明の実施形態のいずれに従って構成されてもよ
く、計量器を通って流れる呼気中の酸化窒素の瞬間濃度を判定するように作動す
る酸化窒素センサーを備えている。計量器２１２の出力は制御システム２１４に
送られる。次いで、制御システム２１４が制御弁２１０を制御し、導管２０６を
通って流動する酸化窒素の所望の濃度を維持する。当業者には自明であるように
、システム２００は、先行技術文献に記載されているように、酸化窒素の制御量
を投与するどのようなアプローチと併用してもよい。例えば、酸化窒素は、継続
した流れを有しているよりもむしろ、多数回拍動的に患者に投与されてもよい。
計量器２１２は、そのような投与処置手順の間に酸化窒素の変動量を判定するの
に有用である。当業者には自明となることであるが、システム２００はまた、呼
吸の補助を必要とする患者のための、または、麻酔システムの一部としての、強
制呼吸システムとしても構成することができる。代替例として、酸化窒素計量器
２１２は、吸う息と吐く息の両方を監視することができる。この事例では、計量
器はコネクタ２０４に非常に近似していて、死腔空気を最小限に抑えるようにす
るのが好ましい。これに代えて、２つの計量器を使用することもできる。
【００２５】 当業者には自明のことであるが、本発明の範囲または教示内容から逸脱
せずに、本発明の上述の実施形態に多様な変更を施すことができる。例えば、酸
化窒素計量器は、一呼吸分または一分といった期間の酸化窒素のプロファイル、
呼気の流れ、または、これら以外のパラメータを示すための、グラフィック表示
装置を備えていることも可能である。データは多数回の呼吸にわたって平均を求
められ、平均化されたプロファイルを提供することができる。この計量器、また
は、計量器と併用されるそれ以外の装置はメモリやプロセッサを備えており、健
康で正常な状態を含む多様な生理学的症状や多様な生理学的疾患を示す流れのプ
ロファイルまたは酸化窒素のプロファイルを記憶するようにしてもよい。ついで
、予備的診断を下すために、計量器、または、それと関与する計算装置が患者の
データを記憶済みのプロファイルと比較することができる。PDAは酸化窒素計量
器と相互接続して、必要な表示や処理は勿論のこと、診断も同様に提供すること
もできる。当業者には、これら以外の代替例も自明となるであろう。本発明の範
囲を限定するのは前掲の特許請求の範囲の各請求項であり、それらの均等物は全
部、発明の範囲に含まれている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による呼気中酸化窒素の計量器の第１の実施形態の斜視
図である。
【図２】 線２−２に沿って破断された図１の計量器の断面図である。
【図３】 酸化窒素の計量器と併用するための酸化窒素センサーの実施形
態の分解斜視図である。
【図４】 線４−４に沿って破断された図３のセンサーの断面側面図であ
る。
【図５】 本発明による呼気中酸化窒素の計量器の第１の他の実施形態の
斜視図である。
【図６】 本発明による酸化窒素の計量器の第２の他の実施形態の斜視図
である。
【図７】 線７−７に沿って破断された図６の計量器の断面図である。
【図８】 本発明による酸化窒素の計量器の第３の他の実施形態の部分的
な分解斜視図である。
【図９】 計量器の一部が断面図で示された、本発明による酸化窒素計量
システムの図である。
【図１０】 本発明による酸化窒素の計量器を利用している酸化窒素投与
システムの概略図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｆ 1/66 １０１ Ｇ０１Ｆ 1/66 １０１ ４Ｃ０３８ Ｇ０１Ｎ 21/64 Ｇ０１Ｎ 21/64 Ｚ 21/77 21/77 Ａ 21/78 21/78 Ｃ 33/497 33/497 Ｂ (31)優先権主張番号 ６０／２３６，８２９ (32)優先日 平成12年９月29日(2000．9．29) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ０９／６８５，４３９ (32)優先日 平成12年10月11日(2000．10．11) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｕ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ， ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，Ｌ Ｓ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ， ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，Ｔ Ｔ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 2F030 CC20 2F035 AA06 DA14 2G043 AA01 AA03 BA12 CA01 EA01 GA07 GB01 GB09 HA05 JA02 LA01 NA01 2G045 CB22 DB30 FA34 GC15 2G054 AA06 AB05 CA06 EA03 4C038 SS00 ST00 SU01 SU17 SX01

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被験者の呼気の酸化窒素含有量を測定する、呼気中酸化窒
    素の計量装置であって、計量装置は、 被験者の呼吸器系と流体連通状態に配置されるように構成されて、被験者が呼
    吸をすると、呼気を通すようにした呼吸コネクタと、 呼気を受け且つ通すように作動可能な流れ通路とを備えており、通路はその第
    １端が呼吸コネクタと流体連通状態にあり、その第２端が呼気のリザーバと流体
    連通状態にあり、 呼気が流れ通路を通過すると、呼気中の酸化窒素の瞬間的部分の関数として電
    気信号を生成するように作動可能な酸化窒素濃度センサーを更に備えている、計
    量装置。
  2. 【請求項２】 前記呼気は吐出呼気である、請求項１に記載の呼気中酸化
    窒素の計量装置。
  3. 【請求項３】 前記呼気は吸入呼気である、請求項１に記載の呼気中酸化
    窒素の計量装置。
  4. 【請求項４】 前記呼気は吸入呼気と吐出呼気である、請求項１に記載の
    呼気中酸化窒素の計量装置。
  5. 【請求項５】 前記流れの通路は略円筒状の流れ管を備えており、前記酸
    化窒素濃度センサーは流れ管上に支持されている、請求項１に記載の呼気中酸化
    窒素の計量装置。
  6. 【請求項６】 前記流れ管は開口部が形成された側壁を有しており、前記
    酸化窒素濃度センサーは開口部に少なくとも部分的に配置されている、請求項５
    に記載の呼気中酸化窒素の計量装置。
  7. 【請求項７】 前記酸化窒素濃度センサーは蛍光に基づくセンサーである
    、請求項１に記載の呼気中酸化窒素の計量装置。
  8. 【請求項８】 被験者の呼気の酸化窒素含有量を測定するための、呼気中
    酸化窒素の計量装置であって、計量装置は、 被験者の呼吸器系と流体連通状態に配置されるように構成され、被験者が呼吸
    をすると呼気を通すようにした呼吸コネクタと、 呼気を受け且つ通すように作動可能な流れ通路とを備えており、通路はその第
    １端が呼吸コネクタと流体連通状態にあり、その第２端が呼気のリザーバと流体
    連通状態にあり、 流れ通路を通過している呼気の瞬間的流れの関数として電気信号を生成するよ
    うに構成された流量計と、 呼気が流れ通路を通過すると呼気中の酸化窒素の瞬間的部分の関数として電気
    信号を生成するよう作動可能な酸化窒素濃度センサーとを更に備えている、計量
    装置。
  9. 【請求項９】 前記呼気は吐出呼気である、請求項８に記載の呼気中酸化
    窒素の計量装置。
  10. 【請求項１０】 前記呼気は吸入呼気である、請求項８に記載の呼気中酸
    化窒素の計量装置。
  11. 【請求項１１】 前記呼気は吸入呼気および吐出呼気である、請求項８に
    記載の呼気中酸化窒素の計量装置。
  12. 【請求項１２】 前記流量計は、１対の互いに間隔を置いて離した超音波
    トランスデューサーを有している超音波流量計を備えている、請求項８に記載の
    呼気中酸化窒素の計量装置。
  13. 【請求項１３】 前記流れ通路と交差する１対の側部通路を更に備えてお
    り、側部通路は互いに整列状態にあり、或る角度で流れ通路から延びており、前
    記超音波トランスデューサーは側部通路に配置されている、請求項１２に記載の
    呼気中酸化窒素の計量装置。
  14. 【請求項１４】 前記流れ通路は、中心軸線を有している略円筒状の流れ
    管を備えており、前記超音波トランスデューサーは中心軸線と概ね整列状態にあ
    って、２つのトランスデューサーの間を移動するパルスが流れ管と同軸の経路に
    沿って移動するようにした、請求項１２に記載の呼気中酸化窒素の計量装置。
  15. 【請求項１５】 前記計量装置は、前記呼吸コネクタおよび前記流れ通路
    を有している使い捨て可能な部分と、前記流量計および前記酸化窒素濃度センサ
    ーを有している再利用可能な部分とを備えている、請求項８に記載の呼気中酸化
    窒素の計量装置。
  16. 【請求項１６】 前記流れ通路は、前記流量計および前記酸化窒素濃度セ
    ンサーを受容する開口部を有している略円筒状の流れ管を備えている、請求項１
    ５に記載の呼気中酸化窒素の計量装置。
  17. 【請求項１７】 前記流れ通路は、開口部が形成された側壁を有している
    流れ管を備えており、前記酸化窒素濃度センサーは開口部に少なくとも部分的に
    配置されている、請求項８に記載の呼気中酸化窒素の計量装置。
  18. 【請求項１８】 前記酸化窒素濃度センサーは蛍光に基づくセンサーであ
    る、請求項８に記載の呼気中酸化窒素の計量装置。
  19. 【請求項１９】 被験者に酸化窒素を制御下で投与するシステムであって
    、該システムは、 被験者の呼吸器系と流体連通状態に配置されるように構成され、被験者が呼吸
    すると吸入呼気を通すようにした呼吸コネクタと、 吸入呼気を受けて通すよう作動可能な流れ通路とを備えており、通路はその第
    １端が呼吸コネクタと流体連通状態にあり、第２端が呼気源と流体連通状態にあ
    り、 流れ通路の吸入呼気に酸化窒素を選択的に導入するよう作動可能な酸化窒素調
    節装置を更に備えており、調節装置は酸化窒素源と流体連通状態にあり、 吸入呼気が流れ通路を通過すると吸入呼気中の酸化窒素の瞬間的部分の関数と
    して電気信号を生成するよう作動可能な酸化窒素濃度センサーを更に備えている
    、システム。
  20. 【請求項２０】 前記酸化窒素濃度センサーから前記電気信号を受信する
    よう作動可能であり、かつ、前記酸化窒素調節装置を制御するよう作動可能であ
    り、前記流れ通路の吸入呼気中の酸化窒素の瞬間的部分が所定限界値の範囲内に
    留まるようにする制御装置を更に備えている、請求項１９に記載のシステム。
  21. 【請求項２１】 前記流れ通路を通る吸入呼気の瞬間的流れの関数として
    電気信号を生成するよう作動可能な流量計を更に備えている、請求項１９に記載
    のシステム。
  22. 【請求項２２】 前記流れ通路は略円筒状の流れ管を有しており、前記酸
    化窒素濃度センサーは流れ管に少なくとも部分的に配置されており、酸化窒素濃
    度センサーが流れ管を通過している吸入呼気と接触するようにした、請求項２１
    に記載のシステム。
  23. 【請求項２３】 前記流量計は前記流れ管により支持されており、流れ管
    内の流速を測定するよう作動可能である、請求項２２に記載のシステム。
  24. 【請求項２４】 前記流量計は、１対の互いに間隔を置いて離した超音波
    トランスデューサーを有している超音波流量計を備えている、請求項２１に記載
    のシステム。
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