JP6973993B2 - ガス分析システム、液体分離装置、およびガス分析装置 - Google Patents

Description

本発明は、生体から取得したガスを分析するガス分析装置に関する。本発明は、そのようなガス分析装置に対して取外し可能に装着され、当該ガスから液体成分を分離する液体分離装置に関する。本発明は、そのようなガス分析装置とそのような液体分離装置を備えているガス分析システムに関する。

この種のガス分析装置の一例として、手術中の患者の呼吸気を取得し、当該呼吸気中に含まれる麻酔ガス濃度を測定する装置が知られている。当該呼吸気中に含まれる水蒸気が結露してガス分析装置内に浸入することを防ぐために、ウォータートラップとも称される液体分離装置がガス分析装置に装着される。液体分離装置は、疎水性のフィルタを備えている。患者の呼吸気に含まれる水分は、当該フィルタによって捕捉され、ガス分析装置への浸入が阻止される。このような液体分離装置は、例えば特許文献１に記載されている。

米国特許第６８９６７１３号公報

特許文献１に記載された液体分離装置とガス分析装置は、それぞれ電気的接点を備えている。両電気的接点が接触することにより、ガス分析装置に対する液体分離装置の装着がなされたことが検出される。電気的接触に依存するこのような構成においては、接触不良による装着状態の検出の誤りが生じうる。

本発明は、ガス分析装置に対する液体分離装置の装着状態の検出精度を向上することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明がとりうる第一の態様は、ガス分析システムであって、
生体から取得したガスを分析するガス分析装置と、
前記ガス分析装置に対して取外し可能に装着され、前記ガスから液体成分を分離する液体分離装置と、
を備えており、
前記液体分離装置は、磁石を備えており、
前記ガス分析装置は、
前記磁石より生じる磁気を検出する磁気センサと、
前記磁気センサにより検出された磁気に基づいて、前記液体分離装置が前記ガス分析装置に装着されたことを判定する判定部と、
を備えている。

このような構成によれば、ガス分析装置に対する液体分離装置の装着状態を非接触で検出できる。したがって、電気的接触に依存する手法のように接触不良を原因とする検出の誤りが生じるおそれがない。よって、ガス分析装置に対する液体分離装置の装着状態の検出精度を向上できる。

したがって、上記の目的を達成するために本発明がとりうる第二の態様は、生体から取得したガスを分析するガス分析装置に対して取外し可能に装着され、当該ガスから液体成分を分離する液体分離装置であって、
前記ガス分析装置が備える磁気センサによって検出される磁気を発生する磁石を備えている。

さらに、上記の目的を達成するために本発明がとりうる第三の態様は、生体から取得したガスから液体成分を分離する液体分離装置が取外し可能に装着されるガス分析装置であって、
前記液体分離装置が備える磁石から生じる磁気を検出する磁気センサと、
前記磁気センサにより検出された磁気に基づいて、前記液体分離装置が装着されたことを判定する判定部と、
を備えている。

一実施形態に係るガス分析システムの機能構成を示す図である。 上記のガス分析システムの動作を説明するための図である。

添付の図面を参照しつつ、実施形態の例を以下詳細に説明する。図１は、一実施形態に係るガス分析システム１の機能構成を示している。ガス分析システム１は、ガス分析装置２と液体分離装置３を備えている。

ガス分析装置２は、分析部２１とインターフェース２２を備えている。液体分離装置３は、ガス分析装置２のインターフェース２２に対して着脱可能に構成されている。液体分離装置３は、生体から取得したガスから液体成分を分離するように構成されている。

液体分離装置３は、導入口３１を備えている。導入口３１は、患者（生体の一例）の呼吸気（ガスの一例）を導くためのサンプリングチューブ４が着脱可能に接続される。

液体分離装置３は、貯留部３２、疎水性フィルタ３３、およびガス通路３４を備えている。導入口３１は、貯留部３２内に開口している。疎水性フィルタ３３は、貯留部３２とガス通路３４を仕切っている。

液体分離装置３は、導出口３５を備えている。導出口３５は、ガス通路３４と連通している。導出口３５は、ガス分析装置２のインターフェース２２に対して接続可能に構成されている。

ガス分析装置２は、ガス流路２３を備えている。ガス流路２３は、分析部２１とインターフェース２２を連通している。液体分離装置３の導出口３５がインターフェース２２に接続されることにより、患者に接続されたサンプリングチューブ４から液体分離装置３を経て分析部２１に至る流路が形成される。

ガス分析装置２は、不図示のポンプと吸引インターフェースを備えている。ポンプと吸引インターフェースは連通している。他方、液体分離装置３は、不図示の吸引口を備えている。吸引口とガス通路３４は連通している。液体分離装置３がガス分析装置２に装着されると、吸引口が吸引インターフェースと接続される。これにより、ガス通路３４からポンプに至る通気路が形成される。

ポンプが作動すると、導入口３１から貯留部３２とガス通路３４を介して導出口３５に至るガス流が生じる。導入口３１を通じて液体分離装置３内に導入された患者の呼吸気に含まれる水分（液体成分の一例）は、疎水性フィルタ３３によって通過を阻止され、貯留部３２に貯留される。

水分が除去された患者の呼吸気は、インターフェース２２に接続された導出口３５からガス分析装置２内に引き込まれる。当該呼吸気は、ガス流路２３を通過して分析部２１に至る。分析部２１は、当該呼吸気に含まれる二酸化炭素、酸素、亜酸化窒素、揮発性麻酔薬などの濃度を分析するように構成されている。

液体分離装置３は、磁石３６を備えている。他方、ガス分析装置２は、磁気センサ２４と判定部２５を備えている。磁気センサ２４は、磁石３６により生じる磁気を検出するように構成されている。判定部２５は、磁気センサ２４により検出された磁気に基づいて、液体分離装置３がガス分析装置２に装着されたことを判定するように構成されている。

液体分離装置３がガス分析装置２に装着されると、磁石３６が磁気センサ２４に接近する。これにより、磁気センサ２４によって検出される磁気の大きさが増す。例えば、判定部２５は、磁気センサ２４によって検出される磁気の大きさが閾値を上回った場合に、液体分離装置３がガス分析装置２に装着されたと判定するように構成されうる。

分析部２１は、判定部２５によって液体分離装置３が装着されていると判定された場合にのみ所定の分析を実行するように構成されうる。

このような構成によれば、ガス分析装置２に対する液体分離装置３の装着状態を非接触で検出できる。したがって、電気的接触に依存する手法のように接触不良を原因とする検出の誤りが生じるおそれがない。よって、ガス分析装置２に対する液体分離装置３の装着状態の検出精度を向上できる。

図２に示されるように、本実施形態に係るガス分析システム１においては、複数種類の液体分離装置がガス分析装置２に対して装着可能に構成されうる。例えば、成人用の液体分離装置３Ａと新生児用の液体分離装置３Ｂがガス分析装置２に装着可能とされうる。

液体分離装置３Ａは、磁石３６Ａを備えている。磁石３６Ａは、例えばＮ極を呈するように設けられている。液体分離装置３Ｂは、磁石３６Ｂを備えている。磁石３６Ｂは、例えばＳ極を呈するように設けられている。

この場合、ガス分析装置２の磁気センサ２４は、磁石が呈する極性を検出するように構成される。ガス分析装置２の判定部２５は、磁気センサ２４に検出された磁石の極性に基づいて、装着された液体分離装置の種別を判定するように構成される。本例の場合、磁気センサ２４によってＮ極が検出されると、判定部２５は、成人用の液体分離装置３Ａが装着されたと判定する。磁気センサ２４によってＳ極が検出されると、判定部２５は、小児用の液体分離装置３Ｂが装着されたと判定する。換言すると、磁石３６Ａと磁石３６Ｂの極性は、自身が設けられている液体分離装置の種別を示している。

電気的接触により液体分離装置の装着状態を検出する方式において、液体分離装置の種別も検出しようとする場合、装着状態を検出するための電気接点に加え、種別を検出するための電気接点が少なくとも一つ必要になる。他方、本実施形態の構成によれば、磁石と磁気センサを一つずつ設けるだけで、ガス分析装置２に対する液体分離装置３の装着状態と種別の双方を検出できる。検出に関与する部品点数が減ることにより、検出機能に故障等が生じる確率を低減できる。

また、磁石の極性のみを検出すればよいのであれば、安価なホール素子を磁気センサ２４として利用できる。したがって、ガス分析装置２と液体分離装置３の双方についてコストを抑制でき、結果としてガス分析システム１の構築にかかるコストを抑制できる。

図１に示されるように、ガス分析装置２は、圧力センサ２６と確認部２７を備えうる。圧力センサ２６は、ガス流路２３の圧力を検出するように構成されている。確認部２７は、圧力センサ２６によって検出された圧力の変化に基づいて、液体分離装置３が正常に装着されていることを確認するように構成されている。

例えば液体分離装置３の導出口３５がガス分析装置２のインターフェース２２に正常に接続されていない場合、ポンプを動作させてもガス流路２３の圧力が所定の変化を呈しない。確認部２７は、このような場合に液体分離装置３の装着異常を検出するように構成されうる。

このような構成によれば、非接触の検出方式を採用しつつ、ガス分析装置２に液体分離装置３が正常に装着されたことをより確実に検出できる。すなわち、ガス分析装置２に対する液体分離装置３の装着状態の検出精度をより向上できる。

例えば、分析部２１は、判定部２５によって液体分離装置３が装着されていると判定され、かつ確認部２７によって液体分離装置３の正常装着が確認された場合にのみ所定の分析を実行するように構成されうる。液体分離装置３の装着異常が検出された場合には、視覚的報知、聴覚的報知、および外部機器（生体情報モニタなど）への通信による報知の少なくとも一つが行なわれうる。

上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための例示にすぎない。上記の実施形態に係る構成は、本発明の趣旨を逸脱しなければ、適宜に変更・改良されうる。また、等価物が本発明の技術的範囲に含まれることは明らかである。

上記の実施形態においては、液体分離装置３が備えている磁石３６の極性により、当該液体分離装置３の種別が成人用であるか新生児用であるかが示されている。しかしながら、磁石３６の極性により示される液体分離装置３の種別は、ガス分析システム１において使用される液体分離装置３の仕様に応じて適宜に定められうる。

上記の実施形態においては、液体分離装置３が備えている磁石３６により示される当該液体分離装置３の種別は、当該磁石３６の極性に対応する二種類である。しかしながら、極性に加えてあるいは代えて複数種類の磁力の大きさを区別できるように磁気センサ２４を構成できるのであれば、磁石３６により示される液体分離装置３の種別は、三種類以上でもよい。この場合においても、磁石と磁気センサを一つずつ設けるだけで、ガス分析装置２に対する液体分離装置３の装着状態と種別の双方を検出できる。

上記の実施形態においては、液体分離装置３によって患者の呼吸気に含まれる水分が分離されている。しかしながら、液体分離装置３の疎水性フィルタ３３によって分離されるのであれば、取得されるガスは呼吸気に限られず、分離される液体成分は水分に限られない。

上記の実施形態においては、人体から取得したガスが分析部２１による分析に供されている。しかしながら、人間以外の動物から取得したガスが分析部２１による分析に供されてもよい。

１：ガス分析システム、２：ガス分析装置、２１：分析部、２２：インターフェース、２３：ガス流路、２４：磁気センサ、２５：判定部、２６：圧力センサ、２７：確認部、３、３Ａ、３Ｂ：液体分離装置、３１：導入口、３２：貯留部、３３：疎水性フィルタ、３４：ガス通路、３５：導出口、３６、３６Ａ、３６Ｂ：磁石

Claims (14)

1. 生体から取得した呼吸ガスの分析を行なうガス分析装置と、
   前記ガス分析装置に対して取外し可能に装着され、前記呼吸ガスから液体成分を分離する液体分離装置と、
   を備えているガス分析システムであって、
   前記液体分離装置は、磁石を備えており、
   前記ガス分析装置は、
   前記磁石より生じる磁気を検出する磁気センサと、
   前記磁気センサにより検出された磁気に基づいて、前記液体分離装置が前記ガス分析装置に装着されたことを判定する判定部と、
   を備えている、
   ガス分析システム。
2. 前記磁石は、前記液体分離装置の種別を示すように構成されており、
   前記判定部は、前記磁気センサにより検出された磁気に基づいて前記種別を判定する、請求項１に記載のガス分析システム。
3. 前記磁気センサは、前記磁石が呈する極性を検出するホール素子である、
   請求項２に記載のガス分析システム。
4. 前記種別は、成人用と新生児用を含んでいる、
   請求項２または３に記載のガス分析システム。
5. 前記ガス分析装置は、
   前記呼吸ガスが流れる流路の圧力を検出する圧力センサと、
   前記圧力センサにより検出された前記圧力の変化に基づいて、前記液体分離装置が正常に装着されていることを確認する確認部と、
   を備えており、
   前記ガス分析装置は、前記判定部により前記液体分離装置が正常に装着されていると判断され、かつ前記確認部により前記液体分離装置が正常に装着されていると確認された場合に、前記分析を実行するように構成されている、
   請求項１から４のいずれか一項に記載のガス分析システム。
6. 生体から取得した呼吸ガスを分析するガス分析装置に対して取外し可能に装着され、当該呼吸ガスから液体成分を分離する液体分離装置であって、
   前記ガス分析装置が備える磁気センサによって検出されることにより当該ガス分析装置に前記液体分離装置が装着されたことを判定させるための磁気を発生する磁石を備えている、
   液体分離装置。
7. 前記磁気が前記液体分離装置の種別を示すように設定されている、
   請求項６に記載の液体分離装置。
8. 前記磁石の極性が前記種別を示すように設定されている、
   請求項７に記載の液体分離装置。
9. 前記種別は、成人用と新生児用を含んでいる、
   請求項７または８に記載の液体分離装置。
10. 生体から取得した呼吸ガスの分析を行なうように構成されており、当該呼吸ガスから液体成分を分離する液体分離装置が取外し可能に装着されるガス分析装置であって、
    前記液体分離装置が備える磁石から生じる磁気を検出する磁気センサと、
    前記磁気センサにより検出された磁気に基づいて、前記液体分離装置が装着されたことを判定する判定部と、
    を備えている、
    ガス分析装置。
11. 前記判定部は、前記磁気センサにより検出された磁気に基づいて前記液体分離装置の種別を判定する、
    請求項１０に記載のガス分析装置。
12. 前記磁気センサは、前記磁石が呈する極性を検出するホール素子である、
    請求項１１に記載のガス分析装置。
13. 前記種別は、成人用と新生児用を含んでいる、
    請求項１１または１２に記載のガス分析装置。
14. 前記呼吸ガスが流れる流路の圧力を検出する圧力センサと、
    前記圧力センサにより検出された前記圧力の変化に基づいて、前記液体分離装置が正常に装着されていることを確認する確認部と、
    を備えており、
    前記ガス分析装置は、前記判定部により前記液体分離装置が正常に装着されていると判断され、かつ前記確認部により前記液体分離装置が正常に装着されていると確認された場合に、前記分析を実行するように構成されている、
    請求項１０から１３のいずれか一項に記載のガス分析装置。

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