JP4489948B2 - 呼出された呼吸気中の二酸化炭素含有量を測定する装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二酸化炭素含有量に比例する測定信号を発生させるために分析通路内で呼気が供給されるセンサと、該センサに接続されかつ表示手段を含む評価装置とを備えた、呼気の二酸化炭素含有量を測定する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
国際特許出願 WO/03523 号公開公報から、呼気中において、特に赤外線分析器として構成されたセンサにより、呼気の二酸化炭素含有量が測定されかつ描出される方法及び装置が公知である。この場合、主流中において全呼気が分析用通路に通されかつセンサにより、分析用通路中にある呼気の二酸化炭素含有量に比例する測定信号が発せられる。センサには表示手段を有する評価装置が接続されていて、該装置が測定信号を評価しかつ表示する。呼気は分析用通路内において空気導管路を介して供給される。分析用通路内における呼気の搬送のためには、真空ポンプが使用され、これは分析用通路に接続されている。
【０００３】
米国特許第 5,474,060 号明細書から、呼気の二酸化炭素含有量を測定する装置であって、マスクが使用されていて、そのマスク内室内に口と鼻が受容されるようになっているものが公知である。マスクの下方へ向けられた突出付加部内にはプローブが配置されており、該プローブを介してマスク内室に酸素が供給可能である。さらに、空気導管路を介して呼気を二酸化炭素含有量測定のための測定装置に供給するため、アダプタによって空気導管路がマスクに接続可能になっている。
【０００４】
米国特許第 5,046,491 号明細書から、呼気中の二酸化炭素含有量を測定する装置であって、空気導管路がそれらの一方の端部で鼻腔内へ挿入可能でありかつ１つの空気導管路を介してガス分析器に接続されているものが公知である。
【０００５】
公知の方法及び公知の装置では、呼気のための比較的長い空気案内路が必要である。これにより、汚れ及び閉塞を生じやすい比較的大きな死室容積が、患者の鼻腔若しくはマスク内室と、ＣＯ ₂ −含有量に関する分析のために呼気が供給されるセンサとの間に生じる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、僅かな経費で正確な測定成果が得られる、冒頭に述べた形式の方法及び装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題は、本発明の方法によれば、測定を行う際に分析用通路を使用し、その一方の端部に呼気を供給する空気導管路を接続し、かつ分析用通路の他方の端部を開口させ、この場合呼気には自己呼息流を生じさせる圧力だけを空気導管路及び分析用通路内において付与することによって解決される。
【０００８】
請求項２及び３には、前記課題を解決するための本発明による装置が記載されている。
【０００９】
請求項２記載の装置では、空気導管路が、口と鼻を被うマスクの内室に接続されている。空気導管路及び分析用通路は小さな死室容積を達成するためにマスクアダプタによってマスクに交換可能に取付けられている。分析用通路はセンサアダプタ内に配置されており、このセンサアダプタは取外し可能な状態でマスクアダプタに結合されている。センサアダプタにはセンサが取外し可能な状態で取付けられている。
【００１０】
マスク内室にはプローブを介して酸素が供給される。プローブ内には過剰酸素のための開口部を設けることができ、その結果測定成果が損なわれることがない。さらにマスク内にはマスク内室と外気とのガス交換のための開口部を設けることができる。
【００１１】
マスクを用いると、鼻の呼気と口の呼気とをそれぞれ個別に又は一緒に測定のために取出すことができる。
【００１２】
請求項３に記載された装置では、呼気が取出される鼻孔とセンサとの間の距離が短く設定される。
【００１３】
このことは、センサと、該センサへ導かれかつ鼻孔内へ挿入可能な空気導管路とが、患者の鼻に固定可能なアダプタに取付け可能であることによって達成される。
【００１４】
有利な形式では、センサはアダプタを介して鼻梁上に固定可能であり、この場合、両空気導管路は、センサによってＣＯ₂−分析を行うための１つの共通の分析用通路へ接続される。分析用通路の横断面は、有利には空気導管路の両横断面の和にほぼ等しく構成されている。有利には、両空気導管路の直径は、空気導管路の導管路端部が挿入される両鼻孔の直径よりも著しく小さく形成される。また、両空気導管路とセンサの分析用通路の容積とから成る全容積は鼻腔の両容積よりも著しく小さく構成される。
【００１５】
このような構成により、副流法において、鼻孔からセンサまでの呼気の伝達区間が極めて短いことに基づき、主流法の場合と同様の高い測定精度が達成される。有利にはセンサの前で集合する空気導管路中の死室容積が小さいことに基づき、この構成は汚れ及び閉塞を生じ難い。空気導管路の掃除のために水フィルタ並びに汚れ及び閉塞物除去のための水の落下及びポンピングを必要としない。従って僅かな経費で故障のない測定が可能である。センサと評価兼表示装置との接続は、センサから送られた信号を伝達する電気ケーブルによって行われる。この伝達区間は任意に選択可能である。このため、簡単でかつ見通しのきく測定過程の実施が、特にカプノグラフにおいて副流法を使用した場合に得られる。
【００１６】
アダプタには、センサを取外し可能に挿入できる受容装置を設けることができる。これにより、主流法に対しても、また副流法に対しても、評価兼表示装置に接続された若しくは接続可能である同一のセンサを使用することができる。
【００１７】
アダプタのためには、互いにヒンジ式に結合されかつ鼻の鼻梁の両サイドに固定可能である２つの固定脚を設けることができる。固定脚には有利には接着面を設けることができ、その結果アダプタは、膏薬（例えばいびき止め膏薬）の形式で鼻の皮膚上に接着することができる。接着された状態で固定脚にはプレロードが付与され、該プレロードが鼻翼若しくは鼻孔壁に拡張させる力を作用させる。これにより呼吸が容易にされている。
【００１８】
さらに両空気導管路の少なくとも一方は次のように構成することができる。すなわち、空気導管路内へプローブ、特にＯ₂−プローブが、それもセンサへの呼気供給が遮断されるように挿入できるように構成することができる。この目的でプローブは、鼻孔内へ挿入されてほぼ直線的に延びている導管路に整列して空気導管路内へ挿入可能である。また、挿入されたプローブが完全に又は部分的に、鼻孔内へ挿入された導管路端部を貫通しているようにすることも可能である。この目的で適宜のパーフォレーションを、特にフレキシブルな材料（チューブ材料）から成る空気導管路に設けることができる。この場合、プローブを介して酸素を両鼻孔の一方の鼻孔内へ導入することができ、これに対して他方の鼻孔を介して呼気のＣＯ₂−測定を引き続き行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施形態を参照しながら本発明をさらに詳細に説明する。
【００２０】
図１から図３に示す実施形態は、電気ケーブル１３を介して評価兼表示装置１２に接続されたセンサ６を有している。このセンサ６は、アダプタ７に取り付けられている受容装置１内に挿入することができる。アダプタ７にはセンサ６のための受容装置１の他に、保持装置内に予め形成することができる分析用通路８への空気供給部が取付けられている。空気供給部は２つの空気導管路５から成り、これらの導管路端部１０は鼻孔内へ挿入可能である。空気導管路５は鼻孔内へ挿入可能な導管路端部１０に保持装置４を有し、該保持装置の形状は鼻孔に適合している。保持装置４は、鼻孔内へほぼ形状接続的に挿入することができる嵌合片の形状を有している。開いた嵌合リングの形の保持装置４により、鼻孔内へ挿入された導管路端部１０は鼻先端に近い範囲内に保持される。これにより、横臥している患者の鼻内に場合により存在している分泌物は、空気導管路端部１０を閉鎖することなく、妨げられずに排出される。保持装置４は弾性の拡開クランプの形に構成することができる。これにより鼻孔を拡開させることができる。導管路端部１０の入口開口部は鼻孔横断面よりも著しく小さいから、呼吸は殆ど妨げられない。
【００２１】
鼻孔内へ導入された導管路端部１０はほぼ直線的に延びている。ここには湾曲した導管路部分１５が接続している。これらは２つの、互いにほぼＶ字−又はＵ字形に収斂して延びている導管路部分へ移行している。保持装置４若しくはセンサ６の分析用通路８へ入る手前で両空気導管路５は、特に図２に示すように、互いに寄せ合わされている。分析用通路８はその他端部２６では開口している。
【００２２】
センサは公知の形式で構成することができ、この場合、小型化した系を使用することができる。空気導管路５は有利にはフレキシブルチューブから成る。
【００２３】
アダプタは、互いにヒンジ式に結合された２つの固定脚９を備えている。固定脚９は、図示の実施形態では接着条片の形に形成された接着面３を有している。アダプタ７はさらに両固定脚９の間にある結合条片１６を有している。この結合条片１６には、挿入可能なセンサ６のための受容装置１を取付けることができる。両固定脚９は、有利にはばね弾性的なヒンジ式結合部２を介して結合条片１６に結合している。アダプタ７が鼻表面上に接着されると、保持装置１は鼻梁上に位置する。両ヒンジ式結合部２のばね作用に基づき両固定脚９は外側へ押され、その結果鼻翼、ひいてはまた鼻腔が拡開され良好な呼吸が行われる。空気導管路５及びアダプタ７のフレキシブルな構成により種々異なる鼻の大きさに対する高い適合性が達成され、その結果、少数の異なる寸法のアダプタを準備するだけでよい。
【００２４】
特に図３から判るように、両空気導管路５の両方又は少なくとも一方の、湾曲した導管路部分１５の端部に設けられたパーフォレーション１４は、プローブ１１によって突き抜かれている。プローブ１１が両空気導管路５の一方内へ挿入される際、プローブ１１は、図３から判るように、鼻孔内へ挿入された各導管路端部１０と互いに軸方向で整列する。この場合センサ６への呼気の供給が遮断される。このような形式で酸素がプローブ１１を通して供給され、この場合同時に、他方の空気導管路５を介してセンサに供給された呼気のＣＯ₂−測定を行うことができる。
【００２５】
図４に示す実施形態では、口と鼻上に装着可能なマスク１９が設けられている。分析用通路８へ導かれている空気導管路１７はマスクアダプタ２１内に設けられている。マスクアダプタ２１は、リング状開孔部を用いてマスク１９の下向きの突出付加部２７上に押し嵌められている。突出付加部２７内には酸素供給のためのプローブ２０が差込み可能とされている。
【００２６】
空気導管路１７は、突出付加部２７を取り囲んでマスクアダプタ２１内に延びており、かつマスク１９内に設けられている２つの入口開口部２４及び２５に接続されている。入口開口部２４及び２５を介してマスク内室１８と空気導管路１７との間に流動接続路が形成されている。入口開口部２４はマスク１９が装着されたときに患者の鼻孔に整列し、入口開口部２５は患者の口にほぼ整列する。入口開口部２４及び２５から別個のチューブ状の接続路が口と鼻へ延びていてもよい。
【００２７】
マスク１９の両側壁にはさらに、マスク内室１８と外気との間のガス交換を可能にする開口部２３が設けられている。
【００２８】
マスクアダプタ２１にはセンサアダプタ７が押し嵌め可能とされており、該センサアダプタの受容装置１にはセンサ６が取外し可能に上側から差し込まれ、その結果、空気導管路１７が分析用通路８内へ開口している。空気導管路１７と分析用通路８との接続は分析用通路８の一方の端部のところで行われている。他方の端部２６では分析用通路８は開いており外気中に開口している。
【００２９】
プローブ２０内にはマスク１９との接続片２８の範囲に開口部２２が設けられている。この開口部２２は外方へ向かって開いており、外気への過剰酸素の流出を保証する。出口開口部２２はこのため、プローブ２０の接続片２８がマスク１９内へ差込まれている突出付加部２７のエッジの下側にある。
【００３０】
呼出時の呼気は自己呼息流を生じさせる圧力を有しており、この圧力によって過剰酸素が開口部２２を通して外部へ押し出される。マスク内室１８内へプローブ２０を介して送られた酸素は、呼気中のＣＯ₂−測定にいかなる障害も与えることのない、相応する圧力を受けることができる。分析用通路８内で行われるべき測定のために、入口開口部２４及び２５を通って十分な呼気が、空気導管路１７内へ達する。鼻及び口とそれぞれ１つの入口開口部２４及び２５との適宜の接続により、鼻からの又は口からの呼気の別個の検出を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 鼻孔内へ向かって見た本発明による装置の一実施形態を示す図である。
【図２】 図１に示す実施形態の平面図である。
【図３】 １つの空気導管路の一方の導管路端部の図１の符号Ａで示された細部の斜示図である。
【図４】 本発明に係る他の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１ 受容装置
２ ヒンジ式結合部
３ 接着面
４ 保持装置
５ 導管路
６ センサ
７ アダプタ
８ 分析用通路
９ 固定脚
１０ 導管路端部
１１ プローブ
１２ 評価兼表示装置
１３ 電気ケーブル
１４ パーフォレーション
１５ 導管路部分
１６ 結合条片
１７ 空気導管路
１８ マスク内室
１９ マスク
２０ プローブ
２１ マスクアダプタ
２２ 開口部
２３ 開口部
２４ 入口開口部
２５ 入口開口部
２６ 開いた端部
２７ 突出付加部
２８ 接続片

Claims (11)

1. 呼気中の二酸化炭素（ＣＯ ₂ ）含有量を測定する装置であって、
   該装置は、二酸化炭素（ＣＯ ₂ ）含有量に比例する測定信号を発生させるために、呼気を空気導管路を介して分析用通路内でセンサに供給し、測定信号を、センサに接続されかつ表示手段を有する評価装置によって評価させかつ表示させる、呼気中の二酸化炭素含有量を測定するものであって、かつ測定を実施する際には、一方の端部を空気導管路に接続されかつ他方の端部が外気に対して開かれた状態に保たれている分析用通路を使用し、かつ前記分析用通路内で測定された呼気に、自己呼息流を生じるだけの圧力のみを付与する、呼気中の二酸化炭素含有量を測定する方法を実施するための装置であり、
   ・マスク（１９）を備え、そのマスク内室（１８）に口及び鼻が受容可能とされ、
   ・空気導管路（１７）を含むリング状のマスクアダプタ（２１）をさらに備え、該マスクアダプタがそのリング状開口部をもって、マスク（１９）にある下向きの突出付加部（２７）上へ押し嵌め可能とされ、この場合、前記空気導管路（１７）が前記マスクアダプタ（２１）内において下向きの突出付加部（２７）の周囲に沿ってリング状に導かれており、
   ・前記マスク内室（１８）内へ開口する入口開口部（２４，２５）をさらに備え、該入口開口部に空気導管路（１７）が、前記突出付加部（２７）上にマスクアダプタ（２１）が押し嵌められる際に接続され、
   ・前記マスクアダプタ（２１）上には押し嵌め可能なセンサアダプタ（７）をさらに備え、該センサアダプタが分析用通路（８）を有し、該分析用通路の一方の端部は、前記マスクアダプタ（２１）上に該センサアダプタ（７）が押し嵌められた際に、前記空気導管路（１７）に接続されかつ他方の端部（２６）が外気に対して開いた状態に保持されており、この場合、
   ・前記分析用通路（８）内で測定された呼気に、自己呼息流を生じるだけの圧力のみが付与され、
   ・表示手段を有する評価装置（１２）に接続されたセンサ（６）をさらに備え、該センサは、前記センサアダプタ（７）上に直接押し嵌め可能であり、該センサは、前記分析用通路（８）を通って外気中へ流出する呼気の二酸化炭素含有量に比例する測定信号を前記評価装置（１２）に向けて発生することを特徴とする装置。
2. 呼気中の二酸化炭素（ＣＯ ₂ ）含有量を測定する装置であって、
   該装置は、二酸化炭素（ＣＯ ₂ ）含有量に比例する測定信号を発生させるために、呼気を空気導管路を介して分析用通路内でセンサに供給し、測定信号を、センサに接続されかつ表示手段を有する評価装置によって評価させかつ表示させる、呼気中の二酸化炭素含有量を測定するものであって、かつ測定を実施する際には、一方の端部を空気導管路に接続されかつ他方の端部が外気に対して開かれた状態に保たれている分析用通路を使用し、かつ前記分析用通路内で測定された呼気に、自己呼息流を生じるだけの圧力のみを付与する、呼気中の二酸化炭素含有量を測定する方法を実施するための装置であり、
   ・鼻に固定可能なセンサアダプタ（７）を備え、該センサアダプタが、鼻の鼻梁の両サイドに接着によって固定可能とされかつヒンジ式に結合された２つの固定脚（９）を有し、該固定脚が鼻孔壁にこれを拡開させるプレロードを作用させ、
   ・前記センサアダプタ（７）内に配置された分析用通路（８）をさらに備え、その一方の端部が鼻腔内へ挿入可能な空気導管路（５）に接続されかつ他方の端部（２６）が測定の際に外気に対して開放され、この場合
   ・前記分析用通路（８）内で測定された呼気に、自己呼息流を生じるだけの圧力のみが付与され、かつ
   ・表示手段を有する評価装置（１２）に接続されたセンサ（６）をさらに備え、該センサは、前記分析用通路（８）内にある呼気中の二酸化炭素含有量に比例する測定信号を発生させ、かつ直接的にセンサアダプタ（７）上に取外し可能状態で押し嵌め可能とされていることを特徴とする装置。
3. マスク内室へ、突出付加部（２７）内に配置されたプローブ（２０）を介して酸素が供給可能とされていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記プローブ（２０）内には、過剰酸素のための開口部（２２）が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記マスク（１９）内には、マスク内室（１８）と外気との間のガス交換のための開口部（２３）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
6. 前記空気導管路（５）は、フレキシブルな材料から形成されていることを特徴とする請求項２に記載の装置。
7. 前記空気導管路（５）の鼻孔内へ挿入された各導管路端部（１０）は、鼻孔に適合した保持装置（４）によって、鼻孔内に固定可能とされていることを特徴とする請求項２または６に記載の装置。
8. 前記各導管路端部（１０）は、該導管路端部が鼻孔の鼻先端に隣接する範囲内に保持されるように、保持装置（４）に取り付けられていることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記空気導管路（５）の少なくとも１つの空気導管路内には、プローブ（１１）が外側から、それもセンサ（６）への呼気の供給が遮断されるように、挿入可能であることを特徴とする請求項３または請求項６から８のいずれか１項に記載の装置。
10. 前記プローブ（１１）は、鼻腔内へ挿入された導管路端部（１０）に整列しており又は該導管路端部内へ少なくとも部分的に挿入されていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
11. 前記プローブ（１１）は酸素プローブであることを特徴とする請求項９または１０に記載の装置。

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