JP6746389B2 - ガスセンサキット、ガス供給ユニット - Google Patents

Description

本発明はガスセンサキット及びガス供給ユニットに関し、特に呼気ガス濃度測定と治療ガス投与を行うガスセンサキット及びガス供給ユニットに関する。

低酸素状態の被験者に対する対処療法として、酸素マスクや酸素カニューラを用いて高濃度酸素ガスを投与する手法が用いられている。低酸素状態の被験者に対して処置を行う場合、高濃度酸素ガスの投与を行うと共に、被験者の呼吸状態（呼気ガス濃度）を測定する必要がある。

特許文献１は、唾液等の分泌物の影響を回避して被験者の呼吸状態を正確に測定できるバイトブロックを開示している。当該バイトブロックは、導管が挿入される穴を有する筒状の第１壁と、第１壁を囲繞して口腔と対向する第２壁と、第１壁と第２壁との間の空隙から構成されるサンプルポートへのガス流路を備える（特許文献１図１、図２）。当該バイトブロックには、呼吸情報収集用アダプタが取り付け可能に構成され、当該呼吸情報収集用アダプタ（ガスセンサ）に対してプロングを取り付けられる構成である（特許文献１図４）。そしてプロングには、酸素供給源から酸素供給がなされる（特許文献１段落００２４）。

特許５３８５５９９号公報

ＣＯ２センサキット、[平成28年5月31日検索]、インターネット＜URL："http://www.nihonkohden.co.jp/iryo/products/monitor/01_bedside/tg970p.html">

医療現場では、治療の目的や容態の変化により、治療途中で鼻孔への酸素投与を行いたい（または中断したい）場合がある。しかしながら特許文献１の構成では細い管であるプロングを介して酸素投与を行っているため、治療の途中で着脱を行うことが難しかった。また、着脱の際にプロングを誤って閉塞させてしまう恐れもある。そのため、呼吸情報収集用アダプタ（ガスセンサ）に対して簡単に着脱できるガス供給ユニットが必要であった。

なお当該課題は、酸素投与を行う場合に限定されるものでは無く、水素ガス等の他の治療用ガスを用いる際に共通する課題である。

そこで本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、ガスセンサに対して簡単に着脱できるガス供給ユニット、及び当該ガス供給ユニットを備えたガスセンサキットを提供することを主たる目的とする。

本発明にかかるガスセンサキットの一態様は、
被験者の呼気のガス濃度を測定するガスセンサと、
チューブを介して供給された治療ガスを前記被験者に供給するガス供給ユニットと、を備え、
前記ガスセンサは、前記ガス供給ユニットと接続する際に係止される凸部を有し、
前記ガス供給ユニットは、前記ガスセンサと接続する際に前記凸部を係止する少なくとも一つの係止爪を有する、ものである。

上述のガスセンサキットの構成により、ガス供給ユニットは係止爪を介してガスセンサと接続する。係止爪と凸部を嵌め合わせる操作により、ガス供給ユニットとガスセンサを容易に着脱することができる。

本発明は、ガスセンサに対して簡単に着脱できるガス供給ユニットを備えたガスセンサキットを提供することができる。

実施の形態１にかかるガスセンサキット１の概略を示す分解斜視図である。 実施の形態１にかかるガスセンサキット１の装着概念図である。 実施の形態１にかかるガスセンサ３０の外観図である。 実施の形態１にかかるガスセンサ３０の外観図である。 実施の形態１にかかるガス供給ユニット４０の外観図である。 実施の形態１にかかるガス供給ユニット４０の外観図である。 実施の形態１にかかるガス供給ユニット４０の外観図である。 実施の形態１にかかるガス供給ユニット４０の外観図である。 実施の形態１にかかるガス供給ユニット４０とガスセンサキット３０の接続形態を示す図である。 実施の形態１にかかるガス供給ユニット４０とガスセンサキット３０の接続形態を示す図である。 実施の形態１にかかるガス供給ユニット４０とガスセンサキット３０の接続形態を示す図である。 実施の形態１にかかるガスセンサ３０の外観図である。 実施の形態１にかかるガス供給ユニット４０の外観図である。

＜実施の形態１＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図において、同一の構成要素には同一符号及び同一名称を付して重複する説明を省略する。また、理解の容易化のため、各構成要素のサイズや形状については適宜調整して記載する。

図１は、本実施の形態にかかるガスセンサキット１の概略を示す分解斜視図である。ガスセンサキット１は、被験者に対して治療ガス（酸素ガスや水素ガスであり、以下の説明では酸素ガスとする。）の送気を行いつつ、呼気のガス濃度を測定する医療ユニットである。ガスセンサキット１は、バイトブロック１０、ネーザルアダプタ２０、ガスセンサ３０、及びガス供給ユニット４０を備える。

なお、以下の説明及び図面において、ガスセンサキット１を被験者が装着した際の各方向を以下のように定める。被験者にガスセンサキット１を装着して被験者顔面を正面視した際の被験者の顔面の左右方向をＸ方向（左側面方向が＋Ｘ方向、右側面方向が−Ｘ方向）とし、被験者の顔面の上下方向をＹ方向（頭頂方向が＋Ｙ方向、顎方向が−Ｙ方向）とし、被験者の口腔内方向を−Ｚ方向、被験者の口腔から離れる方向を＋Ｚ方向とする。

バイトブロック１０は、内視鏡や硬性鏡を用いた検査の際に口腔に挿入される器具である。なおバイトブロック１０は、被験者の口腔付近に配置されてガス供給ユニット４０と共に利用される器具の一例である。そのためガスセンサキット１は、バイトブロック１０に代わってマスク等を備える構成であってもよい。バイトブロック１０は、筒状の形態であると共に、ネーザルアダプタ２０と接続する接続機構を有する。

ネーザルアダプタ２０は、バイトブロック１０と接続すると共に、被験者の鼻孔付近に配置されるアダプタである。ネーザルチューブ２１及び２２は、被験者の両鼻孔に挿入される。またネーザルアダプタ２０は、ガスセンサ３０と接続し、被験者の呼気をガスセンサ３０に導く。ネーザルアダプタ２０は、被験者の呼気をガスセンサ３０に導くガス導入部の一態様である。

ガスセンサ３０は、ネーザルアダプタ２０と着脱可能に構成される。例えばガスセンサ３０は、受光窓を有する凹部３５（後述）をネーザルアダプタ２０に嵌め合わせることによりネーザルアダプタ２０と接続する。ガスセンサ３０は、被験者の呼気の二酸化炭素ガス濃度（なお二酸化炭素ガスは一例であり、この他のガス濃度を検出してもよい）を測定する。ガスセンサ３０は、発光部と受光部を有し、被験者呼気の透過光を基に二酸化炭素濃度を算出する。二酸化炭素は特定の波長の赤外線を強く吸収する性質があるため、呼気中の二酸化炭素濃度が高いほど赤外光が強く吸収され、透過光量が弱まる。ガスセンサ３０は、この性質を利用して呼気の二酸化炭素濃度を検出するものであればどのような形状や構造であってもよい（非特許文献１は実装の一例となる製品である。）。

ガスセンサ３０は、ガス供給ユニット４０と着脱可能に構成される。ガスセンサ３０とガス供給ユニット４０の着脱機構については、図９等を参照して後述する。

ガス供給ユニット４０は、ガスセンサ３０を介してネーザルアダプタ２０と接続するものであり、被験者の鼻孔付近に配置される。チューブ４１には、酸素供給源から酸素ガスが供給される。ガス供給ユニット４０は、ガスセンサ３０の筐体を覆うようなキャップ形状（またはカップ形状）である（換言すると図６を参照して後述する空隙４８がキャップ形状（またはカップ形状）である）。

続いてガスセンサキット１の装着状態について説明する。図２は、本実施の形態にかかるガスセンサキット１の装着状態を示す図（ガスセンサキット１を装着中の被験者の顔面下部の拡大図）である。

バイトブロック１０は、被験者の口腔に挿入される。バイトブロック１０に接続したネーザルアダプタ２０のネーザルチューブ２１（図２には図示せず）及び２２は、被験者の両鼻孔に挿入（または近接位置に配置）される。

ガス供給ユニット４０は、ネーザルアダプタ２０の本体部分及びガスセンサ３０を覆い、被験者の鼻孔と唇の間に配置される。そのためガス供給ユニット４０は、チューブ４１から供給された酸素ガスを被験者の鼻孔付近に供給する。

続いてガスセンサ３０の構造について説明する。図３は、ガスセンサ３０の上面図（＋Ｙ方向からガスセンサ３０を見た図）である。ガスセンサ３０は、長軸３１及び３２と、短軸３３及び３４を有する細長形状である。短軸３３及び短軸３４は、図示するように湾曲形状を有していてもよいが、直線形状を排除するものでは無い。

長軸３２には、ネーザルアダプタ２０等と嵌合する窪みである凹部３５が設けられている。凹部３５の側面３５ａ及び側面３５ｂの一方には赤外光を出射可能な発光素子が設けられ、他方には赤外光を受光可能な受光素子が設けられている。ネーザルアダプタ２０は、この凹部３５に被験者の呼気を導入する。受光素子は検出した赤外光の強度に応じた信号を出力する。呼気ガス濃度に応じて赤外光の吸光率が異なるため、赤外強度を示す信号は呼気ガス濃度を反映したものとなる。この出力信号は、ケーブル３６を介して外部機器に送信される。なおガスセンサ３０は、この出力信号を処理して呼気ガス濃度を検出する機構を内部に有していてもよい。

短軸３３は、外部機器と接続するケーブル３６と接続する。ケーブル３６は、ガスセンサ３０の短軸３３から延伸し、コネクタ等を介して生体情報モニタ等の外部装置と接続する。短軸３４は、ケーブル３６が取り付けられた短軸３３との対向面に位置する。短軸３４には、ガス供給ユニット４０と接続する際に係止される係止用の凸部３７１〜３７３が設けられる。以下の説明では、凸部３７１〜３７３に共通する説明は単に凸部３７と記載する。すなわち凸部３７は、ガスセンサ３０から延伸するケーブル３６の取り付け面（短軸３４）と対向する面（短軸３３）に設けられている。なお凸部３７の個数は任意である。またガスセンサ３０の筐体表面には、ガスセンサ３０を把持する際に指をかける突条３８が複数設けられていてもよい。凸部３７から長軸３１までの奥行ｄ１については、図９を参照しつつ後述する。

ガスセンサ３０の筐体は、例えばプラスティック等により構成される。ガス供給ユニット４０の筐体は、変形しない程度の十分な剛性を有すると共に、ガスセンサ３０を押しつけられた際に若干たわむ構造である。

図４は、ガスセンサ３０の裏面図（−Ｚ方向からガスセンサ３０を見た図）である。上述したように短軸３３はケーブル３６と接続する。短軸３４には、ガス供給ユニット４０と接続する際に係止される係止用の凸部３７が設けられている。図示するように凸部３７は、ガスセンサ３０の本体から離れる方向（−Ｘ方向）に凸となる。なお凹部３５には、ネーザルアダプタ２０との嵌合時に、ネーザルアダプタ２０のボス等を抱え込むようにしてガスセンサ３０の位置を固定する位置規制部３９（３９１〜３９４）が設けられていてもよい。

ガスセンサ３０のサイズ（図４におけるｄ２、ｄ３）は、後述するガス供給ユニット４０の空隙４８に収まる大きさである。これによりガス供給ユニット４０は、ガスセンサ３０を覆うようにして接続することが可能となる（図１参照）。

次にガス供給ユニット４０の構造について説明する。図５は、ガス供給ユニット４０の正面図（＋Ｚ方向からガス供給ユニット４０を見た図）である。ガス供給ユニット４０の形状は略直線形状の長軸４２及び４３、及び湾曲形状の短軸４４及び４５を有し、細長形を有する。短軸４４及び４５には、接続部４６及び４７がそれぞれ設けられている。接続部４６及び４７の形状は図７や図８を参照して後述する。なお短軸４４及び４５は必ずしも湾曲形状でなくてもよく、ガスセンサ３０の細長形に略対応した形状であればよい。

図６は、ガス供給ユニット４０の裏面図（−Ｚ方向からガス供給ユニット４０を見た図）である。ガス供給ユニット４０は、上述のように長軸（４２、４３）及び湾曲形状の短軸（４４、４５）を持つ細長形である。ガス供給ユニット４０は、図１にも示すようにガスセンサ３０を覆うようなキャップ形状を持ち、空隙４８に酸素ガスが流入する。接続部４６は一対構造の係止爪４６１及び４６２を有する。係止爪４６１、４６２は、ガス供給ユニット４０から延伸するチューブ４１の取り付け面と同じ面（短軸４４）に設けられている。同様に接続部４７は一対構造の係止爪４７１及び４７２を有する。係止爪４７１、４７２は、ガス供給ユニット４０から延伸するチューブ４１の取り付け面と対向する面（短軸４５）に設けられている。空隙４８は、キャップ形状（図１に示すようにガスセンサ３０を覆う形状）である。ガス供給ユニット４０の筐体は、例えばプラスティック等の剛性を有する素材により構成される。

空隙４８は、ガスセンサ３０が挿入される空間である。そのため空隙４８のサイズ（図６におけるｄ４、ｄ５）は、ガスセンサ３０と対応する大きさ（例えばガスセンサ３０を挿入した際に緩嵌合する大きさ、ガスセンサ３０を覆うように保持できる大きさ）とする。

図７は、ガス供給ユニット４０の左側面図（−Ｘ方向からガス供給ユニット４０を見た図）である。接続部４７は、−Ｚ側端部に上下方向（上：＋Ｙ方向、下：−Ｙ方向）から挟み込むように凸となっている一対の係止爪４７１及び４７２を有する。また係止爪４７１及び４７２を端部とした窪みである係止穴４７３が設けられている。この係止穴４７３には、ガスセンサ３０の凸部３７が挿入される（詳細は図９を参照して後述し、底面から係止爪４７１、４７２までの奥行ｄ６についても後述する。）。

図８は、ガス供給ユニット４０の右側面図（＋Ｘ方向からガス供給ユニット４０を見た図）である。接続部４６は、−Ｚ側端部に上下方向（上：＋Ｙ方向、下：−Ｙ方向）から挟み込むように凸となっている一対の係止爪４６１及び４６２を有する。また係止爪４６１及び４６２を端部とした窪みである係止穴４６３が設けられている。この係止穴４６３には、ガスセンサ３０の凸部３７が挿入される（詳細は図９を参照して後述し、底面から係止爪４６１、４６２までの奥行ｄ７についても後述する。）。

続いてガスセンサ３０とガス供給ユニット４０の接続構造について説明する。図９は、ガスセンサ３０とガス供給ユニット４０を接続した際の右側面図（＋Ｘ方向からガスセンサ３０及びガス供給ユニット４０を見た図）である。また図１０は、ガスセンサ３０とガス供給ユニット４０を接続した際の上面図（＋Ｙ方向からガスセンサ３０及びガス供給ユニット４０を見た図）である。図９及び図１０の例では、ガスセンサ３０の凸部３７３（図１０では接続部４６に隠れて不図示）を接続部４６に接続する構成を開示している。

図３における奥行ｄ１（ガスセンサ３０の底面（長軸３１）から凸部３７３までの奥行）は、図８における奥行ｄ７（ガス供給ユニット４０の底面（空隙４８の端部）から係止爪４７１、４７２までの高さ）と略同一である。そのため、図９に示すようにガスセンサ３０の凸部３７３は、係止爪４６１及び４６２に挟み込まれるようにして係止される。換言すると係止爪４６１及び４６２は、細長の延伸形状（図４、図９）を持つ凸部３７３の長軸を両端から挟み込むようにして係止する。両端から挟み込むようにして係止することにより、ガス供給ユニット４０は両側から強固にガスセンサ３０を固定することができる。

図１０を参照すると、係止爪４６１及び４６２（図１０では不図示）は、チューブ４１の取り付け面と同面（短軸４４）に配置されている。係止爪４６１及び４６２（図１０では不図示）は、凸部３７３（図１０では不図示）を係止する。これによりチューブ４１とケーブル３６は、略逆方向に延伸するように配置される。

図１１は、ガスセンサ３０の凸部３７３（図１０では接続部４６に隠れて不図示）を接続部４７に接続した際の上面図（＋Ｙ方向からガスセンサ３０及びガス供給ユニット４０を見た図）である。係止爪４７１及び４７２は、チューブ４１の取り付け面（短軸４４）と対向する面（短軸４５）に設けられている。係止爪４７１及び４７２は、凸部３７３（図１０では不図示）を係止する。これによりチューブ４１とケーブル３６は、略同方向に延伸するように配置される。

なお、図３における奥行ｄ１（ガスセンサ３０の底面（長軸３１）から凸部３７３までの奥行）は、図７における奥行ｄ６（ガス供給ユニット４０の底面（空隙４８の端部）から係止爪４６１、４６２までの高さ）と略同一である。そのため、図１１に示すようにチューブ４１とケーブル３６が略同方向に延伸するように両者を接続できる。

続いて本実施の形態にかかるガスセンサキット１の効果について説明する。ガス供給ユニット４０は、係止爪（４６１、４６２または４７１、４７２）を介してガスセンサ３０と接続する。係止爪（４６１、４６２または４７１、４７２）と凸部３７を嵌め合わせる操作により、ガス供給ユニット４０とガスセンサ３０を容易に着脱できる。そのため、何らかの治療途中に酸素投与を行いたくなった場合であっても、ガスセンサ３０を取り外すことなく鼻孔に対して酸素投与を行うことができる。

係止爪（４６１、４６２）は、チューブ４１の取り付け面と同面（短軸４４）に設けられている。この係止爪（４６１、４６２）を用いてガスセンサ３０の凸部３７と接続することにより、図１０に示すようにチューブ４１とケーブル３６が異なる方向に延伸する。これにより、チューブ４１とケーブル３６を被験者の両耳にそれぞれ掛けて固定することができる。またチューブ４１と接続する酸素供給源と、ガスセンサ３０と接続する外部機器と、をベッドの両脇に配置したい場合であっても容易に対応ができる。

係止爪（４７１、４７２）は、チューブ４１の取り付け面との対向面（短軸４５）に設けられている。この係止爪（４７１、４７２）を用いてガスセンサ３０の凸部３７と接続することにより、図１１に示すようにチューブ４１とケーブル３６が概ね同じ方向に延伸する。内視鏡検査を行う場合などでは、このガスセンサキット１を側臥位で利用することが想定される。側臥位で利用する場合であってもチューブ４１とケーブル３６が同方向に延伸するため、チューブ４１とケーブル３６が検査の邪魔になる事が少ない。

またガス供給ユニット４０の係止爪は、図６に示すようにチューブ４１の取り付け面と同じ面（短軸４４）及び対向面（短軸４５）の双方に設けられている（係止爪４６１、４６２、４７１、４７２）。これにより治療途中でチューブ４１の延伸向きを容易に変更することが可能となる。すなわち図１０の接続形態と図１１の接続形態を容易に切り替えることができる。

ガス供給ユニット４０は、図１に示すようにガスセンサ３０を覆うようなキャップ形状である。これによりガス供給ユニット４０とガスセンサ３０を接続した場合であっても、ガスセンサキット１をコンパクトで凹凸の少ない形状にできる。またガスセンサ３０を覆うようなキャップ形状であるため、ガス供給ユニット４０をガスセンサ３０に容易に取り付けることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。

例えば、接続部４６及び接続部４７のいずれか一方のみが設けられている構造とすることも可能である。当該構造であっても、ガスセンサ３０にガス供給ユニット４０を容易に着脱することができる。

また上述の説明ではガス供給ユニット４０の係止爪が一対構造であるものとして説明したが必ずしもこれに限られない。ガス供給ユニット４０に設けられる係止爪は、ガスセンサ３０の凸部３７と係り合って接続するものであれば対形状である必要はなく、一方方向から凸部３７と係り合って固定するような形状であってもよい。

またガス供給ユニット４０とガスセンサ３０は、互いを固定すると共に着脱が可能な着脱機構をそれぞれ有する構成であればよい。例えばガス供給ユニット４０に突起があり、ガスセンサ３０の窪みに当該突起を嵌め合わせることが出来る構成であってもよい。もしくはガス供給ユニット４０に窪みがあり、ガスセンサ３０に突起がある構成であってもよい。またガス供給ユニット４０とガスセンサ３０にそれぞれ磁石を埋め込んでおき、近接した際に互いに引き合うようにして接続するような構成であってもよい。この磁石により固定する形状を図１２及び図１３に示す。ガスセンサ３０は、長軸３２に磁石５０を有する（図１２）。またガス供給ユニット４０は、裏面の空隙４８に磁石４９が設けられている。この磁石４９と磁石５０が互いに引き合うことによりガスセンサ３０とガス供給ユニット４０を接続することができる。

１ ガスセンサユニット
１０ バイトブロック
２０ ネーザルアダプタ
２１、２２ ネーザルチューブ
３０ ガスセンサ
３１、３２ 長軸
３３、３４ 短軸
３５ 凹部
３６ ケーブル
３７ 凸部３８ 突条
３９１〜３９４ 位置規制部
４０ ガス供給ユニット
４１ チューブ
４２、４３ 長軸
４４、４５ 短軸
４６、４７ 接続部
４６１、４６２、４７１、４７２ 係止爪
４８ 空隙
４９ 磁石
５０ 磁石

Claims (10)

1. 被験者の鼻腔付近に配置されて、前記被験者の呼気を導くネーザルアダプタと、
   前記ネーザルアダプタと着脱可能に構成され、前記ネーザルアダプタから導かれた呼気のガス濃度を測定するガスセンサと、
   前記ガスセンサを介して前記ネーザルアダプタと着脱可能に構成され、チューブを介して供給された治療ガスを前記被験者に供給するガス供給ユニットと、を備え、
   前記ガスセンサは、前記ガス供給ユニットと接続する際に係止される凸部を有し、
   前記ガス供給ユニットは、前記ガスセンサと接続する際に前記凸部を係止する少なくとも一つの係止爪を有する、ガスセンサキット。
2. 前記凸部は、前記ガスセンサから延伸するケーブルの取り付け面と対向する面に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載のガスセンサキット。
3. 前記係止爪は、前記ガス供給ユニットから延伸するチューブの取り付け面と対向する面に設けられている、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガスセンサキット。
4. 前記係止爪は、前記ガス供給ユニットから延伸するチューブの取り付け面と同じ面に設けられている、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガスセンサキット。
5. 前記係止爪は、前記ガス供給ユニットから延伸するチューブの取り付け面と対向する面と同じ面の双方に設けられている、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガスセンサキット。
6. 前記凸部は、細長の延伸形状であり、
   前記係止爪は、前記延伸形状の長軸を両端から挟み込むようにして係止する一対構造である、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のガスセンサキット。
7. 前記ガス供給ユニットの筐体は、前記ガスセンサの筐体を覆うキャップ形状である、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のガスセンサキット。
8. 被験者の呼気のガス濃度を測定するガスセンサと接続し、チューブを介して供給された治療ガスを前記被験者に供給するとともに、前記ガスセンサを介して前記被験者の鼻腔付近に配置されたネーザルアダプタと着脱可能に構成されたガス供給ユニットであって、
   前記ガス供給ユニットは、前記ガスセンサに設けられた凸部を係止する少なくとも一つの係止爪を有する、ガス供給ユニット。
9. 被験者の鼻腔付近に配置されて、前記被験者の呼気を導くネーザルアダプタと、
   前記ネーザルアダプタと着脱可能に構成され、前記ネーザルアダプタから導かれた呼気のガス濃度を測定するガスセンサと、
   前記ガスセンサを介して前記ネーザルアダプタと着脱可能に構成され、チューブを介して供給された治療ガスを前記被験者に供給するガス供給ユニットと、を備え、
   前記ガス供給ユニットと前記ガスセンサは、互いを固定すると共に着脱が可能な着脱機構をそれぞれ有する、ガスセンサキット。
10. 前記着脱機構は磁石である、ことを特徴とする請求項９に記載のガスセンサキット。

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