JP2004313795A - ガス濃度を監視するための装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ガス濃度を監視するための装置を提供する。
【解決手段】 患者監視システムが患者モニタ（１０）を備えており、患者モニタ（１０）は画面（４０）を有していると共に、メインストリーム・ガス分析器（１２）からメインストリーム・ガス濃度信号を受け取るように構成されているメインストリーム・ガス入力コネクタ（１６）を有している。サイドストリーム・ガス分析器（３０）が、出力コネクタ（５２）を有していて、該出力コネクタ（５２）を介してサイドストリーム・ガス濃度信号を送出するように構成されている。患者モニタ（１０）は、画面（４０）上に表示するために、前記メインストリーム・ガス入力コネクタ（１６）を介してサイドストリーム・ガス濃度信号を受け取る。
【選択図】 図５

Description

本発明はガス濃度を監視するために使用される患者モニタに関する。具体的に述べると、患者モニタはメインストリーム・ガス濃度測定からサイドストリーム・ガス濃度測定への変更を容易にするモジュールを含む。

患者モニタは、典型的には医学的環境において、患者データを監視し表示するために使用される。測定されるパラメータの例としては、心電図データ、非侵襲血圧、インピーダンス呼吸データ、ＳｐＯ２及び体温を挙げることができる。更に、患者モニタを使用して、呼吸サイクルにおける患者の呼気中の二酸化炭素（ＣＯ２）を監視することができる。時間の経過につれてのこのような二酸化炭素濃度の測定はカプノグラフィ(capnography) と称されており、これを使用して、患者の換気の適切さ、患者の心臓機能及びその他の関連する患者機能が評価される。

一般的に云えば、カプノグラフィ・データは波形又は数値データとして患者モニタ上に表現され、患者モニタは、ｋＰａ、ｍｍＨｇ、パーセント又は等価な次元で測定された患者の呼気中の二酸化炭素レベルを表示する。特に有用である一つのカプノグラフィ・パラメータは、呼吸終期二酸化炭素（ＥｔＣＯ２）として知られている、各呼気の終期における二酸化炭素の量である。ＥｔＣＯ２を使用して動脈血液中の二酸化炭素圧力の近似値を計算することができ、この値は患者の心臓血管及び呼吸器系の機能に関する情報を提供する。

呼気の二酸化炭素の濃度を測定することのできる７つの異なる方法がある。これらの方法には、光音響分光法、質量分析法、ラマン散乱測定法、及び赤外吸収分光法（ＩＲ分光法）が含まれ得る。ＩＲ分光法は、ガス・サンプルに光ビームを送出する光源を利用する普通の方法である。この光ビームは、ＣＯ２によって優先的に吸収される波長を有している。送出された光線は、光検出器によって測定される。吸収された光線の量がサンプル容積内のＣＯ２の濃度を表す。二酸化炭素濃度を測定するために使用されるときにＩＲ分光法用の普通に使用される波長は、４．３ミクロンである。

二酸化炭素のようなガス濃度を測定するために２種類のガス分析器を使用することができる。メインストリーム・ガス分析器は、典型的には、挿管された患者の気道(airway)に直接結合されるアダプタの一部として患者の気道に配置される。アダプタは典型的には気管内挿入管に近似する。呼吸ガスが患者の気道及びメインストリーム・ガス分析器アダプタを通って移動するとき、ＣＯ２のような所望のガスを監視することができる。他方、サイドストリーム・ガス分析器は患者の吸い込んで吐き出した呼吸ガスの一部を患者の気道から分流して、測定のために該サイドストリーム・ガス分析器に運ばれるようにする。分析されたガス・サンプルは患者の回路に戻すか、又は廃棄することができる。

メインストリーム・ガス分析器は、典型的には、挿管された患者に対して利用され、患者は完全に落ち着かせる必要がある。サイドストリーム側の分析器では、医師が鼻用カニューレ・アクセサリを患者に取り付けて、挿管の必要性を無くすようにすることができる。更に、サイドストリーム・ガス分析器は、典型的には、患者が小さい場合に起こり得るような、低い流量を測定する能力を有している。その他の状況では、例えば、サイドストリーム・ガス分析器でサンプル移動時間に伴って応答が遅延するのと異なり、ガス濃度の即時の読みが望ましいときのような場合には、メインストリーム・ガス分析器の使用が望ましいことがある。

或る特定の従来の患者モニタによっては、メインストリームＣＯ２分析器からの入力信号を受け入れるためにポート又はインターフェースが設けられることがあるが、サイドストリームＣＯ２分析器からのデータの監視及び表示を可能にするために別個のモジュールを補助ラック内に設けることが要求されることがある。サイドストリームＣＯ２分析のために患者モニタに別個のインターフェース又はポートを設けることが要求されることがある。従って、メインストリーム・ガス分析器及びサイドストリーム・ガス分析器からの信号を容易に受け取って表示するように構成された患者モニタがあれば、有利であろう。更に、付加的な装置を必要とすることなく患者モニタの使用者がメインストリーム・ガス分析器からサイドストリーム・ガス分析器へ容易に変更することを可能にするように構成された変更モジュールがあれば、有利であろう。

これらの又は他の有利な特徴のうちの１つ又は複数を提供するシステム及び／又は方法を設けることが望ましい。他の特徴及び利点は本明細書から明になろう。本書での教示内容は、上述の要求の１つ又は複数を達成するか否かに拘わらず、特許請求の範囲内に入る実施形態に拡張される。

本発明の一実施形態は患者監視システムに関する。患者監視システムは、画面を有していると共に、メインストリーム・ガス分析器からメインストリーム・ガス濃度信号を受け取るように構成されているメインストリーム・ガス入力コネクタを有している患者モニタを備えている。患者監視システムは更に、出力コネクタを有するサイドストリーム・ガス分析器を含んでいる。サイドストリーム・ガス分析器は出力コネクタを介してサイドストリーム・ガス濃度信号を送出するように構成されている。患者モニタは、画面上に表示するために、前記メインストリーム・ガス入力コネクタを介してサイドストリーム・ガス濃度信号を受け取る。

本発明は他の実施形態も可能であり、また様々な方法で実施又は履行することができる。代替の模範的な実施形態は、他の特徴、並びに特許請求の範囲に一般的に列挙されているような特徴の様々な組合せに関している。

本発明は、添付の図面を参照した以下の詳細な説明からより完全に理解されよう。図面においては、同様な要素には同じ参照数字を付してある。

図１を参照して説明すると、メインストリーム・ガス分析器システムにおいて、患者モニタ１０は、メインストリーム・ガス分析器１２を利用することによる呼吸ガスのガス成分の濃度を表示するために使用することができる。メインストリーム・ガス分析器１２は、ポート又はコネクタ１６ようなインターフェースで患者モニタ１０に接続されているセンサ・ケーブル１４を介して、ガス濃度データを患者モニタ１０に供給する。メインストリーム・ガス分析器１２は、気道アダプタ２０を介して外部呼吸システムの患者端部の近くで患者２２の気道１８に結合される。典型的には、メインストリーム・ガス分析が用いられるとき、患者２２は気管内挿管を介して機械的換気状態にされている。

模範的な一実施形態では、メインストリーム・ガス分析器１２は呼気の二酸化炭素（ＣＯ２）、特に呼吸終期ＣＯ２（ＥｔＣＯ２）の濃度を測定する。メインストリーム・ガス分析器１２は、ＩＲ分光法を利用することにより、気道内のＣＯ２による光の吸収量を測定して、特定の時点におけるＣＯ２濃度を決定することができる。患者モニタ１０が次いでメインストリーム・ガス分析器１２からの信号（例えば、アナログ又はディジタル信号）を処理して、メインストリーム・ガス分析器の測定に伴う波形及び他のデータを患者モニタ１０の可視表示装置上に表示する。

図２を参照して説明すると、サイドストリーム・ガス分析器３０を使用して、患者３２の空気流から引き出したサンプル内のガス成分の濃度を測定することができる。サンプルは、患者が挿管されている場合は患者の気道内挿入管から引き出すことができ、また鼻用カニューレ・アクセサリなどを介して患者の気管近くのカニューレ又はマスクから引き出すこともできる。ガス・サンプルはサンプル管３４によってサイドストリーム・ガス分析器３０へ運ばれ、サンプル管３４は長さが数メータであって、５０〜１５０ミリリットル／分の範囲内の流量を利用するものとすることができる。サイドストリーム・ガス分析器３０は、ＩＲ分光法の様な既知の測定法を利用してＣＯ２濃度のようなガス濃度を測定し、センサ・ケーブル３６を介して患者モニタ１０へ信号を供給する。センサ・ケーブル３６はポート又はコネクタ３８を介して患者モニタ１０に接続することができる。

図３を参照して説明すると、模範的な一実施形態では、患者モニタ１０はＧＥメディカル・システムズ・インフォメーション・テクノロジーズ社から入手できるマルチパラメータ患者モニタであるが、用語「患者モニタ」とは、特定の商標又は種類の患者モニタに限定されるものではない。患者モニタ１０は画面４０のような可視表示装置を含んでおり、ＣＯ２濃度を含む一組のパラメータを監視するように設計されている。一組の制御部４２がユーザ・インターフェースを提供し、患者パラメータに関するデータについての入力として作用する多数の入力データ・コネクタ４４が設けられている。ＣＯ２コネクタ１６はこれらの入力データ・コネクタ４４の一つである。当該分野で知られているように、患者モニタ１０は、可視出力を供給し且つコネクタ４４を介して供給された信号についての他の計算を実行するのに必要な、ソフトウエア、ファームウエア、ハードワイヤード回路、特定用途向け集積回路、又はその他のコンピュータ化命令のような論理手段を含んでいる。具体的に述べると、患者モニタ１０は、ＥｔＣＯ２データを含むＣＯ２センサの読みに基づいたカプノグラフィ・データを表示することができる。患者モニタ１０は、所望の出力を供給するために様々な計算、較正及び補償機能を実行することができる。図１のシステムに示されているように、一実施形態では、メインストリーム・ガス分析器１２がカプノグラフィ・データを患者モニタ１０に供給する。

図４を参照して説明すると、好ましい一実施形態では、サイドストリーム変更モジュール５０として示されているモジュールをサンプル管３４に接続することができる。モジュール５０は、ガス濃度を測定するために使用されるサイドストリーム・ガス分析器３０を含んでいる。一実施形態では、サイドストリーム・ガス分析器３０は光検出器を利用して、ＩＲ吸収分光法によりサンプル内のＣＯ２濃度を決定する。サイドストリーム・ガス分析器３０からのデータ出力は出力プラグ５２のようなコネクタを介して信号（例えば、ディジタル又はアナログ信号）として送出される。

図２を参照して説明すると、或る従来のシステムでは、サイドストリーム・ガス分析器３０からの信号はセンサ・ケーブル３６を介して患者モニタ１０上の（メインストリーム入力コネクタ１６とは別個の）コネクタ３８へ送ることができる。他の従来の態様では、センサ・ケーブル３６は、患者モニタ１０にデータを別個に供給する補助カード・ラック内の別個の論理カード又はモジュールに接続することができる。しかしながら、図５を参照して説明すると、好ましい一実施形態では、サイドストリーム変更モジュール５０は患者モニタ１０に直接接続される。この接続は、出力プラグ５２をＣＯ２コネクタ１６に差し込むことによって達成することができる。従って、サイドストリーム変更モジュール５０は、患者モニタ１０上の同じコネクタ１６を使用して、メインストリーム・ガス分析からサイドストリーム・ガス分析への変更を容易にすることができる。更に、サイドストリーム変更モジュール５０は、図２のシステムに示されているようなセンサ・ケーブル３６を必要とすることなく、患者モニタ１０に直接差し込まれる。

模範的な一実施形態では、サイドストリーム変更モジュール５０は、メインストリーム・ガス分析器１２によって供給される信号をエミュレート(emulate) することにより、そのデータ信号をメインストリームＣＯ２コネクタ１６に直接に供給することができる。例えば、アナログ式二酸化炭素測定装置では、様々なＣＯ２濃度に対応する出力電圧がサイドストリーム・ガス分析器３０についてメインストリーム・ガス分析器１２と同じになる。従って、患者モニタ１０はメインストリーム・ガス分析器１２又はサイドストリーム・ガス分析器３０のいずれかによって供給された入力信号を互いに区別する必要はなく、また信号コネクタを介して、好ましい実施形態ではメインストリーム二酸化炭素コネクタ１６を介して、データ分析及び表示のためにいずれの入力も受け取ることができる。

別の模範的な一実施形態では、患者モニタ１０は、コネクタ１６を介しての信号入力を分析して、該信号を送信する装置の種類を区別する論理手段を含むことができる。患者モニタ１０の論理手段は、次いで、信号を送信する装置の種類に応じて適切な一組の命令を使用することによって適切に入力ガス濃度データを分析し表示する。このようにして、メインストリーム・ガス分析器１２又はサイドストリーム・ガス分析器３０からの信号は、たとえサイドストリーム・ガス分析器３０からの信号がメインストリーム・ガス分析器１２からの信号をエミュレートしていない場合でも、同じコネクタ１６を介して受け取ることができる。

サイドストリーム変更モジュール５０は、患者モニタ１０のユーザの選択に応じてメインストリーム・ガス監視からサイドストリーム・ガス監視への変更をもたらすように使用することができる。ここで、患者モニタ１０上の単一のコネクタを使用してサイドストリーム監視とメインストリーム監視との間の変更を行うためにサイドストリーム変更モジュール５０をどのように使用することができるかを示す２つの例の各々において、メインストリーム二酸化炭素コネクタ１６がいずれの信号をも受け取るために使用される単一のコネクタとして示されていることに注意されたい。しかしながら、本発明の範囲内で別の種類のコネクタを使用して各々の信号を受け取ることができる。

更に図４及び図５を参照して説明すると、サイドストリーム変更モジュール５０は患者モニタ１０に直接取り付けられて、何ら付加的なハードウエアを必要とすることなく、メインストリームＣＯ２監視からサイドストリームＣＯ２監視への変更を行う。模範的な一実施形態では、モジュール５０は単一のＣＯ２コネクタを有する多数の同様に構成された患者モニタに対して機能することを目的としている。好ましい実施形態では、患者モニタ１０は、サイドストリーム変更モジュール５０によって供給されるデータについて監視、計算又は表示を行うために、ソフトウエア、ファームウエア、又は他の命令のような論理手段の付加を何ら必要としない。その代わりに、サイドストリーム変更モジュール５０が出力プラグ５２を介して電子データ・シグネチャを供給し、これはメインストリームＣＯ２コネクタ１６を介してメインストリーム・ガス分析器１２によって使用するために構成されている。

患者が挿管されていないときのように、メインストリーム・ガス分析の代わりにサイドストリーム・ガス分析を利用することが望ましいことのある環境において、医療提供者は、変更モジュール５０に加えて同じ患者モニタ・ハードウエアを利用して、メインストリーム・ガス分析（特に、メインストリームＣＯ２ガス濃度分析）からサイドストリーム・ガス分析（特に、サイドストリームＣＯ２濃度分析）へ容易に変更することができる。

詳細な図面及び特定の例によって様々な模範的な実施形態を記述したが、それらは例示を目的としているだけである。本発明がその用途において上記の説明又は図面に示されている構成の細部及び構成要素の配置に限定されないことを理解されたい。例えば、変更モジュールは当該分野で知られている様々な方法を使用してＣＯ２濃度を測定するようにしてもよい。その上、メインストリーム又はサイドストリーム技術を利用する他のガス濃度測定のために同じやり方を使用することができる。更に、上記のモジュールは患者モニタの形状構成に応じて様々な形状及び寸法で構成することができる。また更に、模範的な実施形態の設計、動作条件及び配置構成において、特許請求の範囲に表される本発明の範囲から逸脱することなく、その他の置換、修正、変更及び省略を行うことができる。

メインストリーム・ガス分析器システムの略図である。 サイドストリーム・ガス分析器を含むシステムの略図である。 患者モニタの斜視図である。 サイドストリーム変更モジュールの斜視図である。 サイドストリーム変更モジュールを取り付けた患者モニタの斜視図である。

符号の説明

１２ メインストリーム・ガス分析器
１４ センサ・ケーブル
１６ メインストリーム二酸化炭素入力コネクタ
１８ 患者の気道
２０ 気道アダプタ
３０ サイドストリーム・ガス分析器
３４ サンプル管
３６ センサ・ケーブル
３８ コネクタ
４０ 画面
４２ 制御部
４４ 入力データ・コネクタ
５０ サイドストリーム変更モジュール
５２ 出力プラグ

Claims (10)

1. 画面（４０）を有していると共に、メインストリーム・ガス分析器（１２）からのメインストリーム二酸化炭素濃度信号を受け取るように構成されているメインストリーム二酸化炭素入力コネクタ（１６）を有している患者モニタ（１０）と、
   出力コネクタ（５２）を有していて、該出力コネクタ（５２）を介してサイドストリーム二酸化炭素濃度信号を送出するように構成されているサイドストリーム・ガス分析器（３０）とを備えており、
   前記患者モニタ（１０）は、画面（４０）上に表示するために、前記メインストリーム二酸化炭素入力コネクタ（１６）を介してサイドストリーム二酸化炭素濃度信号を受け取ること、
   を特徴とする患者監視システム。
2. 前記患者モニタ（１０）は、サイドストリーム二酸化炭素濃度信号を前記画面（４０）上に表示するのに適したフォーマットに変換するために使用される論理手段を含んでいる、請求項１記載の患者監視システム。
3. 前記論理手段は、前記メインストリーム二酸化炭素入力コネクタ（１６）を介して受け取った信号が前記メインストリーム・ガス分析器（１２）から又は前記サイドストリーム・ガス分析器（３０）からのものであるか否か識別して、それに応じて該信号を前記画面（４０）上に表示するためのデータ値に変換する、請求項２記載の患者監視システム。
4. サイドストリーム二酸化炭素濃度信号は呼吸終期二酸化炭素ガス濃度値を含んでいる、請求項１記載の患者監視システム。
5. 前記患者モニタ（１０）は呼吸終期二酸化炭素値を前記画面（４０）上に表示する、請求項４記載の患者監視システム。
6. サイドストリーム二酸化炭素濃度信号はカプノグラムとして前記画面（４０）上に表示される、請求項１記載の患者監視システム。
7. 前記サイドストリーム二酸化炭素分析器（３０）は更に、該サイドストリーム・ガス分析器（３０）へガス・サンプルを運ぶように構成されているサンプル管（３４）と、光源と、ガス・サンプルにおける光源の減衰度を測定するために使用される光検出器とを含んでいる、請求項１記載の患者監視システム。
8. 前記サイドストリーム二酸化炭素分析器（３０）は更に、サイドストリーム二酸化炭素濃度信号をサイドストリーム信号フォーマットで生成する論理手段を含んでおり、該サイドストリーム信号フォーマットはメインストリーム二酸化炭素濃度信号の信号フォーマットをエミュレートしている、請求項７記載の患者監視システム。
9. サイドストリーム二酸化炭素濃度信号はディジタル信号である、請求項１記載の患者監視システム。
10. 前記出力コネクタ（５２）はケーブルを介在させることなく前記メインストリーム二酸化炭素入力コネクタ（１６）に直接に差し込まれている、請求項１記載の患者監視システム。

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