JP5588033B2 - 呼気導入ガイド、呼吸気濃度測定センサ、および呼吸気流量測定センサ - Google Patents

Description

本発明は、呼気導入ガイドおよび呼吸気濃度測定センサ又は呼吸気流量測定センサに関
する。

人の呼吸気中の炭酸ガス濃度を光学的に測定する炭酸ガス測定センサが知られている（
例えば特許文献１を参照）。また炭酸ガス濃度および流量を測定するための呼気情報収集
アダプタが本出願人により出願されている（例えば特許文献２を参照）。このようなセン
サでは、光学センサが取り付けられたエアウェイアダプタ内に呼吸気を通過させて、当該
呼気中の炭酸ガス濃度の経時的な変化を光学的に検出することができる。

特開２００４−３２１７２１号公報 特願２００８−０５７７４２号公報

特許文献１に記載の炭酸ガス測定センサおよび特許文献２に記載の呼気情報収集アダプ
タでは、被測定者の鼻孔にチューブを挿入することにより、鼻孔からの呼気を測定センサ
による炭酸ガス濃度の検出位置まで導入している。したがって、被測定者の鼻を拭う際な
どに、チューブを取り外す必要があった。

本発明は、上記課題を解決するために、呼吸気中における特定成分の濃度又は呼吸気の
流量を測定する呼吸気濃度測定センサ又は流量測定センサに用いられる呼気導入ガイドで
あって、前記測定位置へ被測定者の呼気を通過させる呼吸気通路と、前記被測定者の鼻孔
の周囲に設けられ、前記被測定者の鼻からの呼気を前記呼吸気通路へと導入する鼻呼気導
入部と、を備え、前記鼻呼気導入部は、前記被測定者の鼻孔の周囲を覆う装着位置と、当
該鼻孔が露出する退避位置との間を移動可能であることを特徴とする呼気導入ガイドを提
供する。

これにより、測定部による測定位置へ被測定者の鼻からの呼気をより確実に導入するこ
とができるとともに、被測定者の鼻孔を拭う場合などに、鼻呼気導入部を退避位置へ移動
させることで使用状態のまま容易に鼻孔を露出させることができる。

また、本発明の呼気導入ガイドにおいて、前記鼻呼気導入部は、可撓性を有する材料に
より形成され、変形されることにより前記装着位置から前期退避位置へと移動し、当該退
避位置において保持可能であることが好ましい。

これにより、鼻呼気導入部に回動部等を設けることなく容易に退避位置へと移動させる
ことができる。また、鼻呼気導入部を退避位置で保持することができるので、被測定者の
鼻孔を拭う作業が行い易くなる。

また、本発明の呼気導入ガイドは、前記被測定者の口唇の周囲に設けられ、前記被測定
者の口からの呼気を前記呼吸気通路へと導入する口呼気導入部を更に備え、前記呼吸気通
路および前記口呼気導入部は互いに接続され、前記口呼気導入部は、前記被測定者の口唇
の周囲を覆う装着位置と、当該口唇が露出する退避位置との間を移動可能であることが好
ましい。

これにより、測定部による測定位置へ被測定者の口からの呼気をより確実に導入するこ
とができるとともに、被測定者の口を拭う場合などに、口呼気導入部を退避位置へ移動さ
せることで容易に口唇を露出させることができる。

また、本発明の呼気導入ガイドにおいて、前記口呼気導入部は、可撓性を有する材料に
より形成され、変形されることにより前記装着位置から前期退避位置へと移動し、当該退
避位置において保持可能であることが好ましい。

これにより、口呼気導入部に回動部等を設けることなく容易に退避位置へと移動させる
ことができる。また、口呼気導入部を退避位置で保持することができるので、被測定者の
口を拭う作業が行い易くなる。

また、本発明の呼気導入ガイドは、前記呼吸気通路の外面に設けられ、前記鼻呼気導入
部および前記口呼気導入部の少なくとも一方を前期退避位置に固定する固定部を更に備え
ることが好ましい。

これにより、固定部に鼻呼気導入部あるいは口呼気導入部を固定することで、被測定者
の鼻孔や口を拭う作業がより行い易くなる。

本発明は、更に他の形態として、上記課題を解決する呼吸気濃度測定センサであって、
上記いずれかの構成を有する呼気導入ガイドと、所定の測定位置を通過する気体中におけ
る特定成分の濃度を光学的に測定する測定部と、を備える呼吸気濃度測定センサを提供す
る。更に他の形態として、上記課題を解決する呼吸気流量センサであって、上記いずれか
の構成を有する呼気導入ガイドと、呼吸気の流量を測定する測定部と、を備える呼吸気流
量センサを提供する。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これ
らの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本実施形態に係る炭酸ガス測定センサ１の使用状態を示す外観図である。 炭酸ガス測定センサ１の使用状態における側面図である。 図２に示すＡ−Ａ断面における断面図である。 本実施形態の他の例に係る炭酸ガス測定センサ２の使用状態における側面図 である。 図４に示すＢ−Ｂ断面における断面図である。 炭酸ガス測定センサ１の使用状態において、鼻呼気導入部５０を退避位置に 移動した状態を示す図である。 炭酸ガス測定センサ１の使用状態において、口呼気導入部６０を退避位置に 移動した状態を示す図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範
囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み
合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施形態に係る炭酸ガス測定センサ１の使用状態を示す外観図である。また
、図２は、炭酸ガス測定センサ１の使用状態における側面図である。本実施形態の炭酸ガ
ス測定センサ１は、本発明の呼吸気濃度測定センサの一例である。

炭酸ガス測定センサ１は、例えば、呼吸管理を要する患者などの被測定者５００の呼吸
気中における炭酸ガス濃度の経時的な変化を測定する炭酸ガス測定装置（不図示）などに
用いられるセンサであり、図１および図２に示すように、発光部１０、受光部１１、鼻呼
気導入部５０、口呼気導入部６０、および呼吸気通路７０を備える。

ここで、発光部１０および受光部１１は、所定の測定位置を通過する気体中における特
定成分の濃度を光学的に測定する測定部の一例である。また、鼻呼気導入部５０、口呼気
導入部６０、および呼吸気通路７０は、上記測定位置へ被測定者５００の呼気を導入する
呼気導入ガイドの一例である。

鼻呼気導入部５０は、被測定者５００の鼻孔５１０の下方を含む被測定者５００の鼻の
下側全体を覆うように設けられる。また、口呼気導入部６０は、被測定者５００の口唇５
２０の周囲を含む被測定者５００の口全体を覆うように設けられる。また、呼吸気通路７
０は、鼻呼気導入部５０および口呼気導入部６０の間に設けられる。したがって、呼吸気
通路７０は、炭酸ガス測定センサ１の使用状態（以下、単に「使用状態」と称する）では
、被測定者５００の鼻と口との間に配される。

発光部１０および受光部１１は、呼吸気通路７０を両側から挟むように設けられ、呼吸
気通路７０に固定される。また、発光部１０には、炭酸ガス測定装置（不図示）からの発
光信号を伝送するリード線１６ａの一端が接続され、受光部１１には、炭酸ガス測定装置
（不図示）へ受光信号を伝送するリード線１６ｂの一端が接続される。

鼻呼気導入部５０および口呼気導入部６０は、それぞれの前面に貫通孔５１および貫通
孔６１を有する。また、呼吸気通路７０は、その前面に、外側に向けて突出する固定用突
起８０を有する。固定用突起８０は、鼻呼気導入部５０および口呼気導入部６０の少なく
とも一方を後述の退避位置に固定するために呼吸気通路７０の外面に設けられる固定部の
一例である。鼻呼気導入部５０の貫通孔５１、および口呼気導入部６０の貫通孔６１には
、鼻呼気導入部５０および口呼気導入部６０を後述の装着位置から退避位置へと移動させ
たときに呼吸気通路７０の固定用突起８０が挿入される。また、固定用突起８０は、先端
が貫通孔５１および貫通孔６１の内径よりも僅かに大きくなっており、固定用突起８０に
挿入された貫通孔５１および貫通孔６１が固定用突起８０から抜けにくくなっている。

図３は、図２に示すＡ−Ａ断面における断面図である。鼻呼気導入部５０は、図３に示
すように、使用状態において鼻孔５１０の下方にあたる位置に通気孔５２を有する。また
、通気孔５２の周囲には、係合突起５３が形成される。この係合突起５３は、呼吸気通路
７０の上部に形成された係合溝７１と気密に係合する。したがって、鼻呼気導入部５０は
、呼吸気通路７０に対して固定されるとともに、被測定者５００の鼻からの呼気を呼吸気
通路７０へと導入することができる。

口呼気導入部６０は、図３に示すように、使用状態において口唇５２０の上方にあたる
位置に通気孔６２を有する。また、通気孔６２の周囲には、係合突起６３が形成される。
この係合突起６３は、呼吸気通路７０の下部に形成された係合溝７２と気密に係合する。
したがって、口呼気導入部６０は、呼吸気通路７０に対して固定されるとともに、被測定
者５００の口からの呼気を呼吸気通路７０へと導入することができる。

呼吸気通路７０は、鼻呼気導入部５０の通気孔５２側から口呼気導入部６０の通気孔６
２側へ繋がる空間が内部に形成された中空部材である。また、呼吸気通路７０の内壁には
、透明な部材により形成される一対の透明窓７３が互いに対向して設けられている。また
、これら一対の透明窓７３の一方には、発光部１０の発光面が当接し、他方には受光部１
１の受光面が当接する。かかる構成により、発光部１０から発せられた光は、呼吸気通路
７０を通過する被測定者５００の呼気を透過して受光部１１において受光される。したが
って、呼吸気通路７０における一対の透明窓７３の間が、上記測定位置となる。

本実施形態において、発光部１０は、炭酸ガスの吸収スペクトルを含む帯域の赤外光を
発光する発光素子を有する。また、受光部１１は、発光部１０からの光を受光する受光素
子、および当該受光素子が受光した光のうち炭酸ガスの吸収スペクトルの帯域のみを通過
する光学フィルタを有する。

発光部１０が上記帯域の赤外光を発光すると、当該赤外光は、被測定者５００の呼気に
含まれる炭酸ガスの濃度に応じて減衰されて受光部１１により受光される。そして、受光
部１１は、その受光強度に応じた受光信号を炭酸ガス測定装置（不図示）へ送る。炭酸ガ
ス測定装置（不図示）は、受光部１１からの上記受光信号に基づいて、被測定者５００の
呼気に含まれる炭酸ガスの濃度を測定することができる。

図４は、本実施形態の他の例に係る炭酸ガス測定センサ２の使用状態における側面図で
ある。また、図５は、図４に示すＢ−Ｂ断面における断面図である。本例の炭酸ガス測定
センサ２において、上記の炭酸ガス測定センサ１と同様の構成については同じ符号を付し
てその説明を省略する。

炭酸ガス測定センサ２は、図４および図５に示すように、鼻呼気導入部５０の両側に、
圧チューブ９０，９２の一端が接続されている。また、これらの圧チューブ９０，９２の
他端は、図示しない圧力センサに接続されている。本例の炭酸ガス測定センサ１は、圧チ
ューブ９０，９２を介して被測定者の呼吸気を圧力センサに導入することにより、当該呼
吸気の流量を測定することができる呼吸気流量センサとしての機能も有する。

図６は、炭酸ガス測定センサ１の使用状態において、鼻呼気導入部５０を退避位置に移
動した状態を示す図である。本実施形態において、鼻呼気導入部５０は、可撓性を有する
材料、例えばシリコーンゴムにより形成される。そして、鼻呼気導入部５０は、被測定者
５００の鼻孔５１０の周囲を覆う装着位置（図１および図２に示す位置）にある状態で、
例えば手で上端を摘んで下方へ捲らせ変形することにより、鼻孔５１０が露出する退避位
置（図６に示す位置）へと移動させることができる。また、鼻呼気導入部５０は、退避位
置において、変形した形態を保持することが可能である。

そして、退避位置へと移動された鼻呼気導入部５０の貫通孔５１を、呼吸気通路７０の
外面に設けられた固定用突起８０に挿入することにより、鼻呼気導入部５０が当該退避位
置において固定される。このように、鼻呼気導入部５０を装着位置から退避位置へと移動
させることにより、使用状態でも容易に被測定者５００の鼻孔５１０を露出させることが
できる。

図７は、炭酸ガス測定センサ１の使用状態において、口呼気導入部６０を退避位置に移
動した状態を示す図である。本実施形態において、口呼気導入部６０は、鼻呼気導入部５
０と同じく可撓性を有する材料、例えばシリコーンゴムにより形成される。そして、口呼
気導入部６０は、被測定者５００の口唇５２０の周囲を覆う装着位置（図１および図２に
示す位置）にある状態で、例えば手で下端を摘んで上方へ捲らせ変形することにより、口
唇５２０が露出する退避位置（図７に示す位置）へと移動させることができる。口呼気導
入部６０は、退避位置において、変形した形態を保持することが可能である。

そして、退避位置へと移動された口呼気導入部６０の貫通孔６１を、呼吸気通路７０の
外面に設けられた固定用突起８０に挿入することにより、口呼気導入部６０が当該退避位
置において固定される。このように、口呼気導入部６０を装着位置から退避位置へと移動
させることにより、炭酸ガス測定センサ１の使用中でも容易に被測定者５００の口唇５２
０を露出させることができる。

なお、上記において、鼻呼気導入部５０および口呼気導入部６０の一方のみを装着位置
から退避位置へと移動させた場合について図６および図７を参照して説明したが、鼻呼気
導入部５０および口呼気導入部６０の両方を同時に退避位置へと移動させよもよい。この
場合、使用状態において、被測定者５００の鼻孔５１０および口唇５２０の両方を露出さ
せることができる。

以上のように、本実施形態の炭酸ガス測定センサ１は、鼻呼気導入部５０および口呼気
導入部６０を備えることにより、発光部１０および受光部１１による測定位置へ被測定者
５００の鼻および口からの呼気をより確実に導入することができる。また、炭酸ガス測定
センサ１の使用中に被測定者５００の鼻や口を拭う場合などに、鼻呼気導入部５０および
口呼気導入部６０を退避位置へ移動させることで、容易に鼻孔５１０および口唇５２０を
露出させることができる。

鼻呼気導入部５０および口呼気導入部６０が可撓性材料により形成されているので、こ
れらを変形させるだけで装着位置から退避位置へ（または退避位置から装着位置へ）移動
させることができる。したがって、鼻呼気導入部５０および口呼気導入部６０に回動部等
を設ける必要がないので、構造を簡略化することができる。

また、退避位置へ移動させた鼻呼気導入部５０および口呼気導入部６０を固定用突起８
０により固定することができるので、鼻呼気導入部５０および口呼気導入部６０が装着位
置側へ戻ることがなく、被測定者５００の鼻や口を拭う作業が行い易い。

本実施形態の炭酸ガス測定センサ１は、被測定者５００の呼気中の炭酸ガス濃度を測定
する炭酸ガス測定装置に用いられるセンサであるが、本発明の呼吸気濃度測定センサの適
用範囲はこれに限られない。呼吸気濃度測定センサは、例えば、炭酸ガス以外の成分の吸
収スペクトルを含む帯域の光を発光する発光素子を有する発光部、および当該帯域の光の
みを透過する光学フィルタを有する受光部を備えることにより、被測定者５００の呼気中
における炭酸ガス以外の成分を測定するセンサとして用いることができる。

また、複数の異なる成分の吸収スペクトルを含む帯域の光を発光する構成を発光部に設
けるとともに、各成分の吸収スペクトルの帯域を選択的に透過する構成を受光部に設ける
ことにより、被測定者５００の呼気中における複数の異なる成分を測定するためのセンサ
として用いることができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態
に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えること
ができることは当業者に明らかである。

１、２…炭酸ガス測定センサ
１０…発光部
１１…受光部
１６ａ，１６ｂ…リード線
５０…鼻呼気導入部
５１…貫通孔
５２…通気孔
５３…係合突起
６０…口呼気導入部
６１…貫通孔
６２…通気孔
６３…係合突起
７０…呼吸気通路
７１，７２…係合溝
７３…透光窓
８０…固定用突起
９０，９２…圧チューブ
５００…人
５１０…鼻孔
５２０…口唇

Claims (5)

1. 被測定者の顔面に装着される呼気導入ガイドであって、
   装着時において前記被測定者の鼻の下方を覆うように配置される鼻呼気導入部と、
   一端が前記鼻呼気導入部に接続されているチューブとを備え、
   前記鼻呼気導入部は、前記被測定者の鼻孔が露出する形態に変形可能とされており、か
   つ変形した形態を保持可能とされており、
   前記鼻呼気導入部は、捲れ変形可能な可撓性部材により形成されている、呼気導入ガイド。
2. 前記鼻呼気導入部は、内部に空間が形成された中空部材と係合可能とされており、係合
   時において前記空間と連通する通気孔が形成されている、請求項１に記載の呼気導入ガイド。
3. 前記チューブの他端は、圧力センサに接続可能とされている、請求項１または２に記載の呼気導入ガイド。
4. 被測定者の顔面に装着される呼気導入ガイドであって、
   装着時において前記被測定者の鼻の下方を覆うように配置される鼻呼気導入部と、
   一端が前記鼻呼気導入部の側部に接続されている第１中空部材と、
   一端が前記鼻呼気導入部の下部に接続されている第２中空部材とを備え、
   前記鼻呼気導入部は、前記測定者の鼻孔が露出する形態に変形可能とされており、かつ
   変形した形態を保持可能とされており、
   前記鼻呼気導入部は、捲れ変形可能な可撓性部材により形成されている、呼気導入ガイド。
5. 前記第１中空部材の他端は圧力センサに接続可能とされており、前記第２中空部材は炭
   酸ガス濃度センサに接続可能とされている、請求項４に記載の呼気導入ガイド。

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