JP7131898B2 - ガス計測用アダプタ - Google Patents

Description

本発明は、ガスを計測するために用いられるガス計測用アダプタに関する。

生体の呼吸を人工的に行う人工呼吸器の流路には、呼吸気等のガスの特定成分を測定するために、透明窓を有するエアウエイアダプタが取り付けられる。このエアウエイアダプタを流れる呼吸気中には水分が含まれており、この水分から発生する水滴はエアウエイアダプタの内壁に沿って流れることが知られている。この水滴が透明窓を通過すると、水滴が測定用の赤外線を遮ることとなって測定誤差が生じる。そのため、例えば特許文献１のエアウエイアダプタでは、流管の内周面から突出して透過窓を囲むフレームを備えて、水滴がこのフレームの外側を通過する構成としている。

特開２０００－７４８２２号公報

しかしながら、特許文献１のエアウエイアダプタは、窓部とフレームとの間に段差部を有する構成であった。この段差部を有することにより、水滴が段差部の重力方向にたまって、透明窓を透過する赤外光の光量を減少させて、測定誤差を生じさせるおそれがあり、改善の余地があった。

そこで、本発明は、水滴による測定誤差の発生を抑制することができるガス計測用アダプタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のガス計測用アダプタは、
ガスを通過させる流管部と、
前記流管部を通過する前記ガスの成分を測定するための測定光を透過させる窓部と、を備え、
前記窓部は、
前記流管部より薄肉であって前記流管部と一体的に成形されており、
前記測定光を透過させる有効部と、前記有効部の外周に位置する外周部とを有し、
前記窓部の内面は、前記有効部の外縁が前記外周部と連続した同一面状に形成されている。

上記構成によれば、窓部における有効部の外縁が外周部と連続した同一面状に形成されるので、有効部の外縁と外周部との間に段差が無い。このため、流管部で発生する水滴は、有効部の外縁と外周部との間に留まりにくく、窓部の有効部を透過する測定光を遮ることが抑制される。したがって、上記構成のガス計測用アダプタは、水滴による測定誤差の発生を抑制することができる。

また、本発明のガス計測用アダプタは、
ガスを通過させる流管部と、
前記流管部を通過する前記ガスの成分を測定するための測定光を透過させる窓部と、を備え、
前記窓部は、
前記流管部より薄肉であって前記流管部と一体的に成形されており、
前記窓部の内面における外縁は、前記流管部における前記外縁と接する部位と、連続した同一面状に形成されている。

上記構成によれば、窓部の外縁は、窓部の外縁と接する流管部の部位と、連続した同一面状に形成されるので、窓部の外縁と流管部との間に段差が無い。このため、流管部で発生する水滴は、窓部の外縁と流管部との間に留まりにくく、窓部を透過する測定光を遮ることが抑制される。したがって、上記構成のガス計測用アダプタは、水滴による測定誤差の発生を抑制することができる。

本発明によれば、水滴による測定誤差の発生を抑制することができるガス計測用アダプタを提供することができる。

一実施形態に係るガス計測用アダプタの左側面図である。 図１のセンサ取付部を拡大した部分拡大図である。 図１のＡ－Ａ線断面図である。 図３のセンサ取付部を拡大した図である。 センサ取付部における窓部および流管部の変形例を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書中および図面中で使用される「上」「下」「左」「右」「前」「後」は、部材同士の位置関係を示すために便宜上用いるものであり、実際の使用状態における方向を限定するものではない。

図１は、一実施形態に係るガス計測用アダプタ１の左側面図である。ガス計測用アダプタ１は、例えば、呼吸管理を要する患者など（以下、被検者と称する）の呼吸気に含まれる特定成分（例えば、二酸化炭素）の濃度を光学的に測定する際に用いられるアダプタである。

図１に示すように、ガス計測用アダプタ１は、前側の端部に設けられる第一接続アダプタ１１と、後側の端部に設けられる第二接続アダプタ１２と、第一接続アダプタ１１と第二接続アダプタ１２との間に設けられるセンサ取付部２０と、を備えている。なお、ガス計測用アダプタ１の左側面と右側面とは対称な構成を有している。

第一接続アダプタ１１は、円筒形状に形成されており、例えばＹ字管等の接続部材を介して、人工呼吸器のエア供給源と呼気排出口とに接続される。第二接続アダプタ１２は、第一接続アダプタ１１よりも大径の円筒形状に形成されており、気管チューブやマスクといった被検者側の機器に接続される。

図２は、ガス計測用アダプタ１のセンサ取付部２０を拡大して示した部分拡大図である。センサ取付部２０には、被検者の呼吸気に含まれる特定のガスの濃度を光学的に測定する例えば呼吸気濃度センサ（図示省略）が取り付けられる。図２に示すように、センサ取付部２０は、被検者の呼吸気を通過させる流管部２１と、流管部２１の中央部に設けられた窓部３１と、を有している。

流管部２１は、第二接続アダプタ１２から流れてくる被検者の呼吸気を第一接続アダプタ１１に接続された呼気排出口（不図示）へと通過させる管部である。
窓部３１は、流管部２１を通過する呼吸気の成分を測定するための光（例えば、赤外線）を透過させる窓である。窓部３１は、センサ取付部２０の左側面と右側面とに対向して設けられている。

一対の窓部３１には、センサ取付部２０に呼吸気濃度センサが取り付けられた際に、呼吸気濃度センサに設けられている発光部と受光部とがそれぞれ対向して配置される。センサ取付部２０に取り付けられた呼吸気濃度センサは、センサ取付部２０の上部に対向して設けられている一対の係止部材２２ａ，２２ｂによって係止され、所定の位置に位置決めされる。

窓部３１は、呼吸気の成分を測定するための測定光を透過させる有効部３２と、有効部３２の外周に位置する外周部３３と、を有している。図２において、有効部３２の外縁３４を破線で示す。呼吸気濃度センサから放射された光は、対向して配置されている窓部３１を透過する。窓部３１のうち呼吸気の成分を測定するために有効な光（測定光）が透過する部分が有効部３２である。

窓部３１は、流管部２１より薄肉であって、流管部２１と一体的に成形されている。「一体的に成形される」とは、窓部３１と流管部２１とが、各種の成形法により、一体の部品として成形されている状態であることを意味する。成形法は、例えば、射出成形を含む樹脂成形法を用いることができる。窓部３１および流管部２１は、金型での流動性が高く、かつ、測定光の吸収率が適切な材質で形成されることが好ましい。

図３は、図１のＡ－Ａ線断面図であり、ガス計測用アダプタ１の内部の構成を示す断面図である。図３に示すように、ガス計測用アダプタ１の内部には、被検者の呼吸気を通気させるための通気路４１（４１ａ，４１ｂ，４１ｃ）が形成されている。通気路４１は、第一接続アダプタ１１内の通気路４１ａと、センサ取付部２０内の通気路４１ｂと、第二接続アダプタ１２内の通気路４１ｃと、が連通された例えば一本の通気路として形成されている。

第一接続アダプタ１１の通気路４１ａと第二接続アダプタ１２の通気路４１ｃとは、円筒形状に形成されている。センサ取付部２０の通気路４１ｂは、左右方向の幅Ｗ２が上下方向の幅よりも狭い矩形状に形成されている。通気路４１ｂの左右方向の幅Ｗ２は、通気路４１ａの左右方向の幅Ｗ１（通気路４１ａの径）および通気路４１ｃの左右方向の幅Ｗ３（通気路４１ｃの径）よりも狭く形成されている。一方、通気路４１ｂの上下方向の幅は、図１に示すように、通気路４１ａの上下方向の幅（通気路４１ａの径）と同じ広さ（長さ）に形成されている。

なお、左右方向に幅が狭い通気路４１ｂは、センサ取付部２０の上下方向において少なくとも窓部３１の下端の位置まで形成されている。例えば、本実施形態では、通気路４１ｂは、図１に示す破線Ｂの位置まで形成されている。そして、破線Ｂよりも下側部分の通気路４１ｂ（通気路４１ｂの底部）は、第一接続アダプタ１１の通気路４１ａの底部の形状と同じ形状に形成されている。

センサ取付部２０には、左側と右側とに凹部２３ａ，２３ｂがそれぞれ形成されている。これらの凹部２３ａ，２３ｂは、呼吸気濃度センサが嵌合される凹部であり、その中央部には窓部３１が形成されている。凹部２３ａ，２３ｂは、窓部３１の外面と窓部３１の周囲に設けられている流管部２１の外面とで構成されている。

図４は、センサ取付部２０の内部を拡大して示した部分拡大図である。図４に示すように、有効部３２と外周部３３とを有する窓部３１の厚さは、一定の厚さに形成されている。流管部２１の厚さは、凹部２３ａ，２３ｂの形状に応じて、部位ごとに異なる厚さに形成されている。窓部３１の厚さは、流管部２１の厚さよりも薄く形成されている。

窓部３１の内面５０は、流管部２１の内面５１と、段差や凹凸の無い連続した同一面状に形成されている。窓部３１の内面５０および流管部２１の内面５１は、センサ取付部２０の通気路４１ｂを構成する面、すなわち被検者の呼吸気と接する面を意味する。本実施形態では、窓部３１の内面５０および流管部２１の内面５１は、平面状に形成されている。これらの内面５０および内面５１は、段差のない同一の曲面状に形成されてもよい。なお、有効部３２の内面には、親水性のコーティングを施すようにしてもよい。

このような構成のガス計測用アダプタ１によれば、センサ取付部２０に設けられている窓部３１の内面５０と流管部２１の内面５１とを段差のない連続した同一面状にすることができる。このため、例えば、センサ取付部２０の通気路４１ｂ内を通過する呼吸気から水滴が発生し、その水滴が流管部２１の内面５１を伝って窓部３１の内面５０上に流れたとしても、窓部３１の内面５０に水滴が留まることを防止することができる。これにより、窓部３１を透過する測定光が水滴によって遮られることが抑制され、測定光の光量を減じさせることが抑制される。よって、水滴による測定誤差を抑制して、被検者の呼吸気のガス濃度を適切に測定することができる。

また、センサ取付部２０における通気路４１ｂは、底部において第一接続アダプタ１１の通気路４１ａの底部と同じ形状に形成され、底部よりも上方側において窓部３１の内面５０と流管部２１の内面５１とで構成される幅の狭い形状に形成されている。このため、通気路４１ｂ内で発生した水滴は、窓部３１と流管部２１とで形成される段差のない内面を伝って重力方向の底部へと流れた後、窓部３１に留まることなく、通気路４１ａ方向または通気路４１ｃ方向のいずれかへと流れる。

窓部３１が有効部３２と外周部３３を備えた上記構成において、窓部３１の内面５０は、少なくとも有効部３２の外縁３４が外周部３３と段差のない連続した同一面状に形成されている。
なお、外周部３３において、有効部３２の外縁３４から遠い部位の内面は、有効部３２の外縁３４の内面５０と同一面状に形成されていない構成（段差を有している構成）であってもよい。具体的には、例えば、呼吸気から発生する水滴を流すように、外周部３３における外縁３４から遠い部位を通って、第二接続アダプタ１２側から第一接続アダプタ１１側へつながる溝（段差部）を形成してもよい。窓部３１の内面５０は、有効部３２と連続するような部位（有効部３２に近接する部位）に段差が設けられていない構成であればよい。
また、流管部２１において、窓部３１から遠い部位の内面５１は、有効部３２の外縁３４の内面５０と同一面状に形成されていない構成（段差を有している構成）であってもよい。

このような構成のガス計測用アダプタ１によれば、センサ取付部２０の通気路４１ｂ内で水滴が発生しても、その水滴が有効部３２の外縁３４と外周部３３との間に留まることを防ぐことができる。これにより、上記同様に、窓部３１を透過する測定光が水滴によって遮られることが抑制され、測定光の光量を減じさせることが抑制される。よって、水滴による測定誤差を抑制して、被検者の呼吸気のガス濃度を適切に測定することができる。

図５は、センサ取付部における窓部および流管部の変形例を示す図であり、図１におけるＡ－Ａ線断面図に対応する断面図である。なお、上記実施形態と同様の構成については同じ符号を付し、その説明を適宜省略する。

図５に示すように、本例のセンサ取付部２０Ａは、窓部３１Ａがすべて有効部３２Ａとして形成されており、外周部を設けていない点で、センサ取付部２０の窓部３１と相違している。そして、センサ取付部２０Ａにおいて、窓部３１Ａの内面５２は、窓部３１Ａの外縁３４Ａの内面が、窓部３１Ａの外周に位置する流管部２１の内面５１と段差のない連続した同一面状に形成されている。すなわち、窓部３１Ａの内面における外縁３４Ａは、流管部２１における窓部３１Ａの外縁３４Ａと接する部位と、連続した同一面状に形成されている。

このような構成のセンサ取付部２０Ａによれば、窓部３１Ａの外縁３４Ａの内面５２と窓部３１Ａの外周に位置する流管部２１の内面５１とを、段差のない連続した同一面状にすることができる。このため、センサ取付部２０Ａの通気路４１ｂ（図３参照）内で水滴が発生しても、その水滴が窓部３１Ａの外縁３４Ａの内面５２と流管部２１の内面５１との間に留まることを防ぐことができる。これにより、上記同様に、窓部３１Ａを透過する測定光が水滴によって遮られることが抑制され、測定光の光量を減じさせることが抑制される。よって、水滴による測定誤差を抑制して、被検者の呼吸気のガス濃度を適切に測定することができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

１ ガス計測用アダプタ、 １１ 第一接続アダプタ、 １２ 第二接続アダプタ、 ２０，２０Ａ センサ取付部、 ２１ 流管部、 ２２ａ，２２ｂ 係止部材、 ２３ａ，２３ｂ 凹部、 ３１、３１Ａ 窓部、 ３２、３２Ａ 有効部、 ３３ 外周部、 ３４、３４Ａ 外縁、 ４１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ 通気路、 ５０ （窓部３１の）内面、 ５１ （流管部２１の）内面、 ５２ （窓部３１Ａの）内面

Claims (8)

1. ガスを通過させる流管部と、
   前記流管部を通過する前記ガスの成分を測定するための測定光を透過させる窓部と、を備え、
   前記窓部は、
   前記流管部より薄肉であって前記流管部と一体的に成形されており、
   前記測定光を透過させる有効部と、前記有効部の外周に位置する外周部とを有し、
   前記窓部の内面は、前記有効部の外縁が前記外周部と連続した同一面状に形成され、
   前記窓部の内面は、前記流管部の内面と連続した同一平面状に形成されている、ガス計測用アダプタ。
2. 前記窓部の内面および前記流管部の内面は、前記ガスが通過する通気路の一部を形成している、請求項１に記載のガス計測用アダプタ。
3. 第一接続アダプタと、第二接続アダプタと、前記第一接続アダプタと前記第二接続アダプタの間に設けられるとともに前記流管部と前記窓部とを有するセンサ取付部と、を備え、
   前記流管部は、前記第二接続アダプタから流れてくる前記ガスを前記第一接続アダプタに向けて通過させる管部である、請求項１または請求項２に記載のガス計測用アダプタ。
4. 前記ガスが通過する通気路は、前記第一接続アダプタ内に形成される第一通気路と、前記センサ取付部内に形成される第二通気路と、前記第二接続アダプタ内に形成される第三通気路とを備え、
   前記第一通気路、前記第二通気路および前記第三通気路は、前記第一接続アダプタ、前記センサ取付部および前記第二接続アダプタとを通って延在する一本の通気路である、請求項３に記載のガス計測用アダプタ。
5. 前記センサ取付部における前記窓部が設けられた側面に対して直交する方向における前記第二通気路の幅は、前記側面に沿う方向における前記第二通気路の幅よりも狭い、請求項４に記載のガス計測用アダプタ。
6. 前記有効部の内面は、前記外周部の内面と段差のない連続した同一平面状に形成されている、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のガス計測用アダプタ。
7. ガスを通過させる流管部と、
   前記流管部を通過する前記ガスの成分を測定するための測定光を透過させる窓部と、を備え、
   前記窓部は、
   前記流管部より薄肉であって前記流管部と一体的に成形されており、
   前記窓部の内面における外縁は、前記流管部における前記外縁と接する部位と、連続した同一平面状に形成され、
   前記窓部の内面は、前記流管部の内面と段差のない連続した同一平面状に形成されている、ガス計測用アダプタ。
8. 前記窓部の内面は、親水性のコーティングが施されている、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のガス計測用アダプタ。

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