JPH01107736A - 呼吸監視方法および装置 - Google Patents
呼吸監視方法および装置Info
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- JPH01107736A JPH01107736A JP63245830A JP24583088A JPH01107736A JP H01107736 A JPH01107736 A JP H01107736A JP 63245830 A JP63245830 A JP 63245830A JP 24583088 A JP24583088 A JP 24583088A JP H01107736 A JPH01107736 A JP H01107736A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
- A61B5/083—Measuring rate of metabolism by using breath test, e.g. measuring rate of oxygen consumption
- A61B5/0836—Measuring rate of CO2 production
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野]
この発明は、患者の監視、特に集中的な監視のための呼
吸監視方法であって、吸気および呼気された呼吸空気の
質流するサンプリング部を用いて、吸気された呼吸空気
中とは異なる濃度で呼気された呼吸空気のなかに含まれ
ている少なくとも1つの気体の濃度により変化する物理
的量が連続的に測定され、また変動を監視される呼吸監
視方法およびこの方法を実施するための装置に関するも
のである。
吸監視方法であって、吸気および呼気された呼吸空気の
質流するサンプリング部を用いて、吸気された呼吸空気
中とは異なる濃度で呼気された呼吸空気のなかに含まれ
ている少なくとも1つの気体の濃度により変化する物理
的量が連続的に測定され、また変動を監視される呼吸監
視方法およびこの方法を実施するための装置に関するも
のである。
上記の種類の方法は医学、特に人間医学で患者監視の際
に、たとえば手術の際にまた集中ステーションで有意義
である。呼吸数、呼吸体積およびCO!濃度により生命
力診断が行われ得る。
に、たとえば手術の際にまた集中ステーションで有意義
である。呼吸数、呼吸体積およびCO!濃度により生命
力診断が行われ得る。
従来の1つの方法では気体濃度の測定は電気化学的手段
で行われる。その際に小さいポテンシャル差の記録が重
要であるが、これは事情に゛よっては電磁的擾乱基によ
り著しく困難にされる。さらに電気化学的ポテンシャル
の設定は一般に時間的に遅延して行われる。
で行われる。その際に小さいポテンシャル差の記録が重
要であるが、これは事情に゛よっては電磁的擾乱基によ
り著しく困難にされる。さらに電気化学的ポテンシャル
の設定は一般に時間的に遅延して行われる。
co、1度およびその時間的変化は1つのcOt帯の波
長範囲内で、たとえば4.3μmの波長における非常に
強い基本振動帯および2.77および2゜69μmを囲
む中程度に強い複合振動帯のなかで赤外線吸収の測定に
よっても行われ得る(これについては「分子スペクトラ
および分子構造(Molecular 5pectra
and Mo1ecular 5tructure)
J 、第■巻、ヴアン・ノストランド、ニューヨーク
、1945年、第272頁以降を参照)。この場合、呼
吸空気の一部分が1つのチューブを経てスペクトロメー
タの気体セルに圧送されなければならず、このことは時
間的分解能の喪失により購われなければならない、さら
に、この方法は患者付近にかなりの装置費用を必要とす
る。
長範囲内で、たとえば4.3μmの波長における非常に
強い基本振動帯および2.77および2゜69μmを囲
む中程度に強い複合振動帯のなかで赤外線吸収の測定に
よっても行われ得る(これについては「分子スペクトラ
および分子構造(Molecular 5pectra
and Mo1ecular 5tructure)
J 、第■巻、ヴアン・ノストランド、ニューヨーク
、1945年、第272頁以降を参照)。この場合、呼
吸空気の一部分が1つのチューブを経てスペクトロメー
タの気体セルに圧送されなければならず、このことは時
間的分解能の喪失により購われなければならない、さら
に、この方法は患者付近にかなりの装置費用を必要とす
る。
〔発明が解決しようとする課題]
本発明の課題は、精密な時間的に分解された測定を電磁
的干渉を受けずに患者付近の最小の費用で可能にする冒
頭に記載した種類の簡単な方法および装置を提供するこ
とである。
的干渉を受けずに患者付近の最小の費用で可能にする冒
頭に記載した種類の簡単な方法および装置を提供するこ
とである。
[課題を解決するための手段]
この課題は、本発明によれば、吸気および呼気された呼
吸空気の貫流するサンプリング部を用いて、吸気された
呼吸空気中とは異なる濃度で呼気された呼吸空気のなか
に含まれている少なくとも1つの気体の濃度により変化
する物理的量が連続的に測定され、変動を監視される呼
吸監視方法において、吸気および呼気された呼吸空気が
、呼吸空気中へ入射された光の量が呼吸空気流を通過中
に呼吸空気中の気体の濃度に関係して変化する少なくと
も1つの波長を有する光線を貫流し、前記の少なくとも
1つの波長において呼吸空気流を通過する光の量が測定
され、変動を監視されることによって解決される。
吸空気の貫流するサンプリング部を用いて、吸気された
呼吸空気中とは異なる濃度で呼気された呼吸空気のなか
に含まれている少なくとも1つの気体の濃度により変化
する物理的量が連続的に測定され、変動を監視される呼
吸監視方法において、吸気および呼気された呼吸空気が
、呼吸空気中へ入射された光の量が呼吸空気流を通過中
に呼吸空気中の気体の濃度に関係して変化する少なくと
も1つの波長を有する光線を貫流し、前記の少なくとも
1つの波長において呼吸空気流を通過する光の量が測定
され、変動を監視されることによって解決される。
好ましくは、呼吸空気流を通過する光の強度が測定され
るのが有利であり、その際にこの強度を、気体が光を呼
吸空気中の気体の濃度に関係して多かれ少なかれ吸収す
る少なくとも1つの波長において測定することは目的に
かなっている。
るのが有利であり、その際にこの強度を、気体が光を呼
吸空気中の気体の濃度に関係して多かれ少なかれ吸収す
る少なくとも1つの波長において測定することは目的に
かなっている。
その際に、呼吸空気流を通過した光の強度を、気体が光
を絶対的にまたは少な(とも相対的に最大に吸収する1
つの波長において測定することは有利である。この方法
の1つの好ましい実施例では、呼吸空気流を通過する光
の強度が、CO3が光を絶対的にまたは少なくとも相対
的に最大に吸収する赤外線範囲内の1つの波長において
測定される。
を絶対的にまたは少な(とも相対的に最大に吸収する1
つの波長において測定することは有利である。この方法
の1つの好ましい実施例では、呼吸空気流を通過する光
の強度が、CO3が光を絶対的にまたは少なくとも相対
的に最大に吸収する赤外線範囲内の1つの波長において
測定される。
本発明による方法を実施するための、ガラス光ファイバ
光導波路を使用する、後で説明される装置を考慮して、
光の強度が2.69μmまたは2.79μmの波長にお
いて測定されることは特にを利である。4μmよりも長
い波長に位置する基本振動範囲内でも確かに測定され得
ようが、1mよりも長い長さで使用可能である低減衰の
光ファイバは現在まだ意のままにならない、しかし、重
金属フッ化物ガラスファイバ(これについては「ジャー
ナル・オブ・ライトウェーブ・テクノロジー(J。
光導波路を使用する、後で説明される装置を考慮して、
光の強度が2.69μmまたは2.79μmの波長にお
いて測定されることは特にを利である。4μmよりも長
い波長に位置する基本振動範囲内でも確かに測定され得
ようが、1mよりも長い長さで使用可能である低減衰の
光ファイバは現在まだ意のままにならない、しかし、重
金属フッ化物ガラスファイバ(これについては「ジャー
ナル・オブ・ライトウェーブ・テクノロジー(J。
Lightware Tech1) J、LT−2(I
984年)、第566〜586頁を参照)は2.77お
よび2.69μmにおける複合振動帯の付近で1mより
も長い長さにおいて有利に十分に小さい減衰を有する。
984年)、第566〜586頁を参照)は2.77お
よび2.69μmにおける複合振動帯の付近で1mより
も長い長さにおいて有利に十分に小さい減衰を有する。
呼吸空気のなかには、赤外線範囲内で吸収性を有する少
なくとも2つの気体が含まれている。これらはCOzお
よびH,Oであり、場合によってはN!0またはC!
Hs OHのような他の気体であり、それらのスペクト
ルは高調波振動範囲内で部分的に重なっている。1つの
このような場合には、本発明による方法を請求項7に従
って実施するのが目的にかなっており、その際に請求項
6の場合に別の波長2.60μmにおいても測定するの
が目的にかなっている。
なくとも2つの気体が含まれている。これらはCOzお
よびH,Oであり、場合によってはN!0またはC!
Hs OHのような他の気体であり、それらのスペクト
ルは高調波振動範囲内で部分的に重なっている。1つの
このような場合には、本発明による方法を請求項7に従
って実施するのが目的にかなっており、その際に請求項
6の場合に別の波長2.60μmにおいても測定するの
が目的にかなっている。
本発明による方法を実施するための、光ファイバを使用
する1つの有利な装置は、吸気および呼気された呼吸空
気の貫流するサンプリング部を用いて、吸気された呼吸
空気中とは異なる濃度で呼気された呼吸空気のなかに含
まれている少なくとも1つの気体の濃度により変化する
物理的量を連続的に測定し、変動を監視する呼吸監視装
置において、少なくとも一方の波長または少なくとも一
方および他方の波長の光を発生するための光源と、光源
から送り出されて呼吸空気流を通過する光を少なくとも
一方の波長または少なくとも一方および他方の波長にお
けるこの光の量の測定のために呼吸空気流から離されて
配置されている測定装置に導く光ファイバとを含んでい
る。この本発明による装置では測定個所および検知装置
が互いに隔てられている。これに関連して言及すべきこ
ととして、「エレクトロニック・レターズ(Elect
ron。
する1つの有利な装置は、吸気および呼気された呼吸空
気の貫流するサンプリング部を用いて、吸気された呼吸
空気中とは異なる濃度で呼気された呼吸空気のなかに含
まれている少なくとも1つの気体の濃度により変化する
物理的量を連続的に測定し、変動を監視する呼吸監視装
置において、少なくとも一方の波長または少なくとも一
方および他方の波長の光を発生するための光源と、光源
から送り出されて呼吸空気流を通過する光を少なくとも
一方の波長または少なくとも一方および他方の波長にお
けるこの光の量の測定のために呼吸空気流から離されて
配置されている測定装置に導く光ファイバとを含んでい
る。この本発明による装置では測定個所および検知装置
が互いに隔てられている。これに関連して言及すべきこ
ととして、「エレクトロニック・レターズ(Elect
ron。
Lett1)」、15 (I979年)、第749〜7
51真から“遠隔赤外線スペクトロスコピー(Remo
teInfrared 5pectroscopy)”
という名称のもとに、炭化水素およびNOXガスの記録
に使用し、また石英ガラスファイバにより1.6μm前
後の波長範囲内で動作する装置は既に知られている。
51真から“遠隔赤外線スペクトロスコピー(Remo
teInfrared 5pectroscopy)”
という名称のもとに、炭化水素およびNOXガスの記録
に使用し、また石英ガラスファイバにより1.6μm前
後の波長範囲内で動作する装置は既に知られている。
本発明による装置の好ましい構成は請求項10ないし1
3にあげられている。
3にあげられている。
「エレクトロニック・レターズ(Electron、L
ett) J、15 (I979年)、第749〜75
1頁から知られている装置の場合のように、本発明によ
る装置においても、呼吸空気流からの測定装置および光
源の距離が1mよりも大きいことは有利である。
ett) J、15 (I979年)、第749〜75
1頁から知られている装置の場合のように、本発明によ
る装置においても、呼吸空気流からの測定装置および光
源の距離が1mよりも大きいことは有利である。
このことが2.69μm前後の波長におけるCO2の濃
度の測定の場合に可能であるように、本発明による装置
では、請求項15に示すように光ファイバは重金属フッ
化物ガラスファイバから、特に請求項16に示すように
テフロン被覆されたフルオロジルコン酸バリウムから成
っており、その減衰スペクトルは2.69μmにおける
Cot吸収ピークの付近で2.5μm前後にある。それ
によって光源または測定装置と呼吸空気流との間の50
mの間隔が問題なく橋絡され得る。
度の測定の場合に可能であるように、本発明による装置
では、請求項15に示すように光ファイバは重金属フッ
化物ガラスファイバから、特に請求項16に示すように
テフロン被覆されたフルオロジルコン酸バリウムから成
っており、その減衰スペクトルは2.69μmにおける
Cot吸収ピークの付近で2.5μm前後にある。それ
によって光源または測定装置と呼吸空気流との間の50
mの間隔が問題なく橋絡され得る。
複数の患者の呼吸が問題なく監視され得る本発明による
装置の別の構成は請求項17にあげられている。この構
成では、多くのゾンデを多重作動で読出すことが可能で
あり、それにより測定装置、たとえばスペクトロメータ
の顕著に改善された利用度が可能にされている。
装置の別の構成は請求項17にあげられている。この構
成では、多くのゾンデを多重作動で読出すことが可能で
あり、それにより測定装置、たとえばスペクトロメータ
の顕著に改善された利用度が可能にされている。
本発明により、呼吸空気のなかに含まれている気体、特
に吸気された呼吸空気中とは異なる濃度で呼気された呼
吸空気のなかに含まれている気体の濃度を測定するため
の方法において、吸気および(または)呼気された呼吸
空気の呼吸空気流が、光の量が呼吸空気流を通過中に呼
吸空気中の気体の濃度に関係して変化する少なくとも1
つの波長を有する光線により貫かれ、前記の少なくとも
1つの波長において、呼吸空気流を通過する光の量が測
定される新しい方法も与えられている。
に吸気された呼吸空気中とは異なる濃度で呼気された呼
吸空気のなかに含まれている気体の濃度を測定するため
の方法において、吸気および(または)呼気された呼吸
空気の呼吸空気流が、光の量が呼吸空気流を通過中に呼
吸空気中の気体の濃度に関係して変化する少なくとも1
つの波長を有する光線により貫かれ、前記の少なくとも
1つの波長において、呼吸空気流を通過する光の量が測
定される新しい方法も与えられている。
以下、図面により本発明を一層詳細に説明する。
第1図による装置はたとえば呼吸空気中のCO8の濃度
を測定するために用いられ、主として患者Paの開口M
Oの前に配置されているサンプリング部Soと、フルオ
ロジルコン酸バリウムから成るガラスファイバOFによ
りサンプリング部S。
を測定するために用いられ、主として患者Paの開口M
Oの前に配置されているサンプリング部Soと、フルオ
ロジルコン酸バリウムから成るガラスファイバOFによ
りサンプリング部S。
と接続されている測定装置MEとから成っている。
サンプリング部Soは内径りを有するガラス管片Rrか
ら成っており、この管片を通って吸気および呼気された
呼吸空気ealまたはaAlが部分的に流れ、またこの
管片が直径りの吸気および呼気された呼吸空気流eAs
、aASを定める。
ら成っており、この管片を通って吸気および呼気された
呼吸空気ealまたはaAlが部分的に流れ、またこの
管片が直径りの吸気および呼気された呼吸空気流eAs
、aASを定める。
この呼吸空気流eASまたはaASは波長λ。
−2,70lImおよび別の波長λg=2.60μmを
有する光線LStにより呼吸空気流eAs、aASに対
して垂直に貫かれる。
有する光線LStにより呼吸空気流eAs、aASに対
して垂直に貫かれる。
光線LStは測定装置MEのなかの光源LQからサンプ
リング部Soへ通ずるファイバoFの呼吸空気流eAS
またはaASの付近に位置している端FEに出射結合さ
れ、また光学レンズL4によりコリメートされる。コリ
メートされた光線LStは呼吸空気流eAsまたはaA
Sを、この呼吸空気流eASまたはaASの他の側に配
置されている鏡Spの方向に貫く。鏡Spで反射された
コリメートされた光線LStは呼吸空気流eASまたは
aASを2回垂直に貫き、また光学レンズL4によりフ
ァイバoFの一方の端FEの上に焦点を合わされ、また
そこでこのファイバoFのなかに入射結合され、そこか
ら測定装置MEに導かれる。
リング部Soへ通ずるファイバoFの呼吸空気流eAS
またはaASの付近に位置している端FEに出射結合さ
れ、また光学レンズL4によりコリメートされる。コリ
メートされた光線LStは呼吸空気流eAsまたはaA
Sを、この呼吸空気流eASまたはaASの他の側に配
置されている鏡Spの方向に貫く。鏡Spで反射された
コリメートされた光線LStは呼吸空気流eASまたは
aASを2回垂直に貫き、また光学レンズL4によりフ
ァイバoFの一方の端FEの上に焦点を合わされ、また
そこでこのファイバoFのなかに入射結合され、そこか
ら測定装置MEに導かれる。
呼吸空気流eAsまたはaASのなかに入射した波長2
.70μmの光は呼吸空気中のCO8の濃度に関係して
吸収され、従ってこの入射した光の強度■。は多かれ少
なかれ弱められ、またこの光は呼吸空気流eASまたは
aASを通過した後により小さい強度■てこの呼吸空気
流から出る。
.70μmの光は呼吸空気中のCO8の濃度に関係して
吸収され、従ってこの入射した光の強度■。は多かれ少
なかれ弱められ、またこの光は呼吸空気流eASまたは
aASを通過した後により小さい強度■てこの呼吸空気
流から出る。
測定装置MEのなかには光源LQとならんで波長選択性
の記録のための装置PC1例えばポリクロメータが配置
されている。
の記録のための装置PC1例えばポリクロメータが配置
されている。
呼吸空気中には赤外線範囲内で吸収性の少なくとも2つ
の気体CO□およびH,Oおよび場合によってはN、O
またはC2H5OHのような別の気体が存在しており、
それらのスペクトル範囲が高調波範囲内で部分的に重な
るので、少なくとも2つの波長における記録が必要であ
る。
の気体CO□およびH,Oおよび場合によってはN、O
またはC2H5OHのような別の気体が存在しており、
それらのスペクトル範囲が高調波範囲内で部分的に重な
るので、少なくとも2つの波長における記録が必要であ
る。
第2図にはたとえば波長2500nmと2900nmと
の間の横軸にとられている高調波範囲内でCO!および
H,Oの赤外線スペクトルが示されており、縦軸には透
過度がとられている。
の間の横軸にとられている高調波範囲内でCO!および
H,Oの赤外線スペクトルが示されており、縦軸には透
過度がとられている。
それによれば、典型的に4%二酸化炭素および3%水蒸
気を有するλl−2.70μmにおける呼吸空気の減光
E、はほぼ等しい部分COtおよびH,Oに対して惹起
される。従って同時にCO□がより弱く吸収する、また
は吸収しない別の波長λ2、たとえばλ、=2.60μ
mにおける呼吸空気の減光E、が続く。下式によるCO
2分圧P+およびH,O分圧P2が得られる。
気を有するλl−2.70μmにおける呼吸空気の減光
E、はほぼ等しい部分COtおよびH,Oに対して惹起
される。従って同時にCO□がより弱く吸収する、また
は吸収しない別の波長λ2、たとえばλ、=2.60μ
mにおける呼吸空気の減光E、が続く。下式によるCO
2分圧P+およびH,O分圧P2が得られる。
El−(α1 (λ1)・Pg+α8 (λ1)・pg
) ・d E2−[α、(λ2)・p、+α2 (λ2)・pt]
・d ここで αl (2,70μ m) =0. 1 0 8
7 atll−’cm−区αz (2,70μ
m) −0,06atm−’cm−’αI (260
μm)−〇 α* (2,60/In) −0,06atm−
’cm−’少なくとも2つの波長λ1およびλ8におけ
る記録が行われ得るように、波長選択性記録のための装
置PCの出力側に1つの検出器/増−器アレーが配置さ
れており、それにより呼吸空気中のCO意濃度およびH
,O濃度を時間tに関して記録するマルチチャネルx
/ を記録計MKSが駆動される。
) ・d E2−[α、(λ2)・p、+α2 (λ2)・pt]
・d ここで αl (2,70μ m) =0. 1 0 8
7 atll−’cm−区αz (2,70μ
m) −0,06atm−’cm−’αI (260
μm)−〇 α* (2,60/In) −0,06atm−
’cm−’少なくとも2つの波長λ1およびλ8におけ
る記録が行われ得るように、波長選択性記録のための装
置PCの出力側に1つの検出器/増−器アレーが配置さ
れており、それにより呼吸空気中のCO意濃度およびH
,O濃度を時間tに関して記録するマルチチャネルx
/ を記録計MKSが駆動される。
重要なことは、減光または吸収測定が測定個所と検知装
置とを隔てるための赤外線に対して透過性のガラスファ
イバを用いて行われることである。
置とを隔てるための赤外線に対して透過性のガラスファ
イバを用いて行われることである。
有利に使用されるテフロン被覆されたフルオロジルコン
酸バリウム−ガラスファイバの減衰スペクトルは、横軸
に波長λを、また縦軸に減衰をとった第3図に示されて
いる。このスペクトルによれば、このファイバの減衰極
小は2.’5’、crmの前後、従ってまた2、69μ
mにおけるC08の吸収ピーク(第2図参照)の付近に
位置している。
酸バリウム−ガラスファイバの減衰スペクトルは、横軸
に波長λを、また縦軸に減衰をとった第3図に示されて
いる。このスペクトルによれば、このファイバの減衰極
小は2.’5’、crmの前後、従ってまた2、69μ
mにおけるC08の吸収ピーク(第2図参照)の付近に
位置している。
第4図には、2.70μmにおいて測定された被検査者
の呼吸数曲線が示されている。このような呼吸数曲線は
同様にたとえばx / を記録計MKSにより記録され
る。第4図に示されている呼吸数曲線AFKはC08お
よびH2O−消滅変化の和に比例している0期待どおり
に、第4図の縦軸にとられている相対的透過度は呼気相
で低下し、またこの相が終了する頃にその極小に達する
。さらに、被検査者は全く均等にはほぼ17m1n−’
の呼吸数で呼吸していないことがわかる。
の呼吸数曲線が示されている。このような呼吸数曲線は
同様にたとえばx / を記録計MKSにより記録され
る。第4図に示されている呼吸数曲線AFKはC08お
よびH2O−消滅変化の和に比例している0期待どおり
に、第4図の縦軸にとられている相対的透過度は呼気相
で低下し、またこの相が終了する頃にその極小に達する
。さらに、被検査者は全く均等にはほぼ17m1n−’
の呼吸数で呼吸していないことがわかる。
第1図による実施例では、同一のファイバoFが光源L
Qから送り出された光の往復を導く役割有する。測定装
置MEのなかにそのためにビームスプリッタ−3tlが
光源LQから送り出されレンズL、によりコリメートさ
れた光の光路に配置されており、このビームスプリッタ
−が光の一部分を透過させ、また他の一部分をレンズL
、の方向に偏向させ、このレンズがこの他の一部分の光
の焦点をファイバ切換器FSの入力/出力ファイバeF
の端FE、の上に合わせ、この人力/出力ファイバのな
かにこの他の一部分の光が入射結合される。ファイバ切
換器FSには他方においてファイバoFが接続されてお
り、このファイバがこの他の一部分の光を呼吸空気流e
ASまたはaASに導く、呼吸空気流eASまたはaA
Sを通過した光はファイバoFによりファイバ切換器F
Sに導かれ、またその人力/出力ファイバeFの端FB
、から出射結合される。出射結合された光はレンズL、
によりコリメートされ、またビームスプリッタ−3tl
に当たり、このビームスプリッタ−がこの光の一部分を
透過させ、透過した光はレンズLxにより装置PCの上
に焦点を合わされる。
Qから送り出された光の往復を導く役割有する。測定装
置MEのなかにそのためにビームスプリッタ−3tlが
光源LQから送り出されレンズL、によりコリメートさ
れた光の光路に配置されており、このビームスプリッタ
−が光の一部分を透過させ、また他の一部分をレンズL
、の方向に偏向させ、このレンズがこの他の一部分の光
の焦点をファイバ切換器FSの入力/出力ファイバeF
の端FE、の上に合わせ、この人力/出力ファイバのな
かにこの他の一部分の光が入射結合される。ファイバ切
換器FSには他方においてファイバoFが接続されてお
り、このファイバがこの他の一部分の光を呼吸空気流e
ASまたはaASに導く、呼吸空気流eASまたはaA
Sを通過した光はファイバoFによりファイバ切換器F
Sに導かれ、またその人力/出力ファイバeFの端FB
、から出射結合される。出射結合された光はレンズL、
によりコリメートされ、またビームスプリッタ−3tl
に当たり、このビームスプリッタ−がこの光の一部分を
透過させ、透過した光はレンズLxにより装置PCの上
に焦点を合わされる。
ファイバ切換器FSの使用により、複数のサンプリング
部Soを多重作動で読出すことが可能であり、それによ
り測定装置MEの顕著に改善された利用度が可能にされ
ている。
部Soを多重作動で読出すことが可能であり、それによ
り測定装置MEの顕著に改善された利用度が可能にされ
ている。
第5図による実施例が第1図による実施例と相違する点
は、光源LQから送り出された光を呼吸空気流eAsま
たはaASへ導くために、この呼吸空気流を通過した光
をさらに導くためのファイバとは別の他のファイバoF
、が使用されることのみである。この第5図による実施
例では、第1図による実施例のビームスプリッタ−3t
lは使用されていない、光源LQがら送り出された光は
レンズL、によりコリメートされ、また別のレンズL、
によりファイバoF、の端FE、の上に焦点を合わされ
、またこのファイバのなかに入射結合される。第1図に
よる実施例における鏡SPの代わりに第5図による実施
例では、ファイバoF。
は、光源LQから送り出された光を呼吸空気流eAsま
たはaASへ導くために、この呼吸空気流を通過した光
をさらに導くためのファイバとは別の他のファイバoF
、が使用されることのみである。この第5図による実施
例では、第1図による実施例のビームスプリッタ−3t
lは使用されていない、光源LQがら送り出された光は
レンズL、によりコリメートされ、また別のレンズL、
によりファイバoF、の端FE、の上に焦点を合わされ
、またこのファイバのなかに入射結合される。第1図に
よる実施例における鏡SPの代わりに第5図による実施
例では、ファイバoF。
の他の端FE、から出射結合された光をコリメートする
レンズLsが設けられている。
レンズLsが設けられている。
第1図は本発明による方法を実施するための装置の1つ
の実施例の概要図、第2図は波長をnm単位で横軸に、
また透過度を%単位で縦軸にとった高調波範囲内のCO
オおよびH,Oの赤外線スペクトル、第3図は時間を横
軸に、また呼吸空気流を貫いた光の相対的透過度を縦軸
にとって、テフロン被覆されたフン化物ガラスファイバ
の減衰スペクトルを示す図、第4図は第1図による実施
例により記録された1つの呼吸数曲線を示す図、第5図
は第1図による実施例を変形した実施例の概要図である
。 MO・・・開口 Pa・・・患者 So・・・サンプリング部 ME・・・測定装置 oF、、oF+ ・・・ファイバ Rr・・・管 eAi aAl・・・呼吸空気 eAS、aAS・・・呼吸空気流 LSt・・・光線 F E = F E4・・・端 Sp・・・鏡 L1〜L、・・・レンズ PC・・・装置 MKS・・・マルチチャネルx/を記録計Stl・・・
ビームスプリンター FS・・・ファイバ切換器 eF・・・入力/出力ファイバ IGI IG 2 シ8しくシー nm−+ IG 3 濃L μm
の実施例の概要図、第2図は波長をnm単位で横軸に、
また透過度を%単位で縦軸にとった高調波範囲内のCO
オおよびH,Oの赤外線スペクトル、第3図は時間を横
軸に、また呼吸空気流を貫いた光の相対的透過度を縦軸
にとって、テフロン被覆されたフン化物ガラスファイバ
の減衰スペクトルを示す図、第4図は第1図による実施
例により記録された1つの呼吸数曲線を示す図、第5図
は第1図による実施例を変形した実施例の概要図である
。 MO・・・開口 Pa・・・患者 So・・・サンプリング部 ME・・・測定装置 oF、、oF+ ・・・ファイバ Rr・・・管 eAi aAl・・・呼吸空気 eAS、aAS・・・呼吸空気流 LSt・・・光線 F E = F E4・・・端 Sp・・・鏡 L1〜L、・・・レンズ PC・・・装置 MKS・・・マルチチャネルx/を記録計Stl・・・
ビームスプリンター FS・・・ファイバ切換器 eF・・・入力/出力ファイバ IGI IG 2 シ8しくシー nm−+ IG 3 濃L μm
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)患者の監視のための呼吸監視方法であって、吸気お
よび呼気された呼吸空気(eA1、aA1)の貫流する
サンプリング部(S_0)を用いて、吸気された呼吸空
気(eA1)中とは異なる濃度で呼気された呼吸空気(
aA1)のなかに含まれている少なくとも1つの気体の
濃度により変化する物理的量が連続的に測定され、変動
を監視される呼吸監視方法において、 吸気および呼気された呼吸空気(eA1、 aA1)が、呼吸空気(eA1、aA1)中へ入射され
た光の量( I )が呼吸空気流(eAS、aAS)を通
過中に呼吸空気(eA1、aA1)中の気体の濃度に関
係して変化する少なくとも1つの波長(λ_1)を有す
る光線(LSt)を貫流し、前記の少なくとも1つの波
長(λ_1)において呼吸空気流(eAS、aAS)を
通過する光の量( I )が測定され、変動を監視される
ことを特徴とする呼吸監視方法。 2)光の量( I )として呼吸空気流(eAS、aAS
)を通過する光の強度( I )が測定されることを特徴
とする請求項1記載の方法。 3)呼吸空気流(eAS、aAS)を通過した光の強度
( I )が、気体が光を呼吸空気(eA1、aA1)中
の気体の濃度に関係して多かれ少なかれ吸収する少なく
とも1つの波長(λ_1)において測定されることを特
徴とする請求項2記載の方法。 4)呼吸空気流(eAS、aAS)を通過した光の強度
( I )が、気体が光を絶対的にまたは少なくとも相対
的に最大に吸収する1つの波長(λ_1)において測定
されることを特徴とする請求項3記載の方法。 5)呼吸空気流(eAS、aAS)を通過した光の強度
( I )が、CO_2が光を絶対的にまたは少なくとも
相対的に最大に吸収する赤外線範囲内の1つの波長(λ
_1)において測定されることを特徴とする請求項4記
載の方法。 6)光の強度( I )が2.69μmまたは2.70μ
mの波長において測定されることを特徴とする請求項5
記載の方法。 7)光の量( I )が、この量( I )が呼吸空気(eA
1、aA1)中の気体の濃度により相対的に強く変化す
る波長(λ_1)と、光の量が呼吸空気(eA1、aA
1)中の気体の濃度により相対的に弱く変化しまたは変
化しない別の波長(λ_2)とにおいて測定されること
を特徴とする請求項1ないし6の1つに記載の方法。 8)光の強度が前記別の波長2.60μmにおいて測定
されることを特徴とする請求項6または7記載の方法。 9)患者の監視のための呼吸監視装置であって、吸気お
よび呼気された呼吸空気(eA1、aA1)の貫流する
サンプリング部(S_0)を用いて、吸気された呼吸空
気(eA1)中とは異なる濃度で呼気された呼吸空気(
aA1)のなかに含まれている少なくとも1つの気体の
濃度により変化する物理的量を連続的に測定し、変動を
監視する呼吸監視装置において、少なくとも一方の波長
(λ_1)または少なくとも一方および他方の波長(λ
_1、λ_2)の光を発生するための光源(LQ)と、
光源(LQ)から送り出されて呼吸空気流(eAS、a
AS)を通過する光を少なくとも一方の波長(λ_1)
または少なくとも一方および他方の波長(λ_1、λ_
2)におけるこの光の量の測定のために呼吸空気流(e
AS、aAS)から離されて配置されている測定装置(
ME)に導く光ファイバ(oF)とを含んでいることを
特徴とする呼吸監視装置。 10)呼吸空気流(eAS、aAS)を通過した光を測
定装置(ME)に導く光ファイバ(oF)が同時に光源
(LQ)からの光を呼吸空気流に導く光ファイバであり
、呼吸空気流(eAS、aAS)がこの空気流の近くに
配置されているこの光ファイバの1つの端(FE)とこ
の端(FE)から出射された光を呼吸空気流(eAS、
aAS)によりこの端(FE)に復帰反射させる鏡(S
p)との間を流れるようになっていることを特徴とする
請求項9記載の装置。 11)鏡(Sp)から反射された光の焦点を呼吸空気流
の近くに配置されている光ファイバ(oF)の端(FE
)に合わせる焦点合わせ装置(L_4)が設けられてい
ることを特徴とする請求項10記載の装置。 12)呼吸空気流(eAS、aAS)が、呼吸空気流(
eAS、aAS)を通過した光を測定装置(ME)に導
く光ファイバ(oF)のこの空気流の近くに配置されて
いる端(FE)と、光源(LQ)からの光を呼吸空気流
(eAS、aAS)に導く他方の光ファイバ(oF_1
)のこの空気流の近くに配置されている端(FE_1)
との間を流れ、他方の光ファイバ(oF_1)の端(F
E_1)から出射された光の焦点を一方の光ファイバ(
oF)の端(FE)に合わせる焦点合わせ装置(L_5
、L_4)が設けられていることを特徴とする請求項1
1記載の装置。 13)呼吸空気の貫流する管(Rr)が設けられており
、この管が光源(LQ)からの光により貫かれる呼吸空
気流(eAS、aAS)を決定する直径(D)を定める
ことを特徴とする請求項9ないし12の1つに記載の装
置。 14)呼吸空気流(eAS、aAS)からの測定装置(
ME)の距離が1mよりも大きいことを特徴とする請求
項9ないし13の1つに記載の装置。 15)呼吸空気流(eAS、aAS)からの光源(LQ
)の距離が1mよりも大きいことを特徴とする請求項9
ないし14の1つに記載の装置。 16)光ファイバ(oF_1)が重金属フッ化物ガラス
ファイバから成っていることを特徴とする請求項5、6
または8の1つに記載の方法を実施するための請求項1
4または15記載の装置。 17)ガラスファイバがテフロン被覆されたフルオロジ
ルコン酸バリウムから成っていることを特徴とする請求
項16記載の装置。 18)測定装置(ME)が選択的に種々の呼吸空気流に
切換可能である複数個の検出器を有する波長選択性の記
録のための装置(PC)を含んでいることを特徴とする
請求項9ないし17の1つに記載の装置。 19)呼吸空気(eA1、aA1)のなかに含まれてい
る気体、特に吸気された呼吸空気(eA1)中とは異な
る濃度で呼気された呼吸空気(aA1)のなかに含まれ
ている気体の濃度を測定するための方法において、吸気
および(または)呼気された呼吸空気(eA1、aA1
)の呼吸空気流が、光の量が呼吸空気流(eAS、aA
S)を通過中に呼吸空気(eA1、aA1)中の気体の
濃度に関係して変化する少なくとも1つの波長(λ_1
)を有する光線(LSt)により貫かれ、前記の少なく
とも1つの波長(λ_1)において、呼吸空気流(eA
S、aAS)を通過する光の量が測定されることを特徴
とする呼吸空気中に含まれている気体の濃度測定方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3732835 | 1987-09-29 | ||
DE3732835.2 | 1987-09-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01107736A true JPH01107736A (ja) | 1989-04-25 |
Family
ID=6337145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63245830A Pending JPH01107736A (ja) | 1987-09-29 | 1988-09-28 | 呼吸監視方法および装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0309666A1 (ja) |
JP (1) | JPH01107736A (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0536978A1 (en) * | 1991-10-08 | 1993-04-14 | FISHER & PAYKEL LIMITED | Humidity sensors |
SE470564B (sv) * | 1993-01-19 | 1994-08-29 | Hans Pettersson | Förfarande och anordning för avkänning av andningen hos en människa eller ett djur |
US5931161A (en) * | 1998-03-18 | 1999-08-03 | Datex-Ohmeda, Inc. | On-airway respiratory gas monitor employing transformed infrared signals |
US6039697A (en) * | 1998-03-20 | 2000-03-21 | Datex-Ohmeda, Inc. | Fiber optic based multicomponent infrared respiratory gas analyzer |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3243776A1 (de) * | 1982-11-26 | 1984-05-30 | Honeywell and Philips Medical Electronics B.V., 5611 Eindhoven | Einrichtung zur bestimmung von bestandteilen in atemgasen |
US4648396A (en) * | 1985-05-03 | 1987-03-10 | Brigham And Women's Hospital | Respiration detector |
-
1988
- 1988-07-13 EP EP88111253A patent/EP0309666A1/de not_active Withdrawn
- 1988-09-28 JP JP63245830A patent/JPH01107736A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0309666A1 (de) | 1989-04-05 |
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