JPH03504206A - Patient interface systems and methods to prevent water contamination - Google Patents

Patient interface systems and methods to prevent water contamination

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JPH03504206A
JPH03504206A JP1506001A JP50600189A JPH03504206A JP H03504206 A JPH03504206 A JP H03504206A JP 1506001 A JP1506001 A JP 1506001A JP 50600189 A JP50600189 A JP 50600189A JP H03504206 A JPH03504206 A JP H03504206A
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JP1506001A
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コールマン,デニス・エル
オーウェン,チャールズ・ブイ
ネバーズ,ノエル・デ
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アルビオン・インスツルメンツ
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B5/08Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/06Radiation therapy using light

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。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 水質汚染を防ぐための患者のインターフェースこの発明は吸気されかつ呼吸され る気体をモニタするモニタ装置と患者をインターフェースするシステムおよび方 法に関し、かつより特定的には、凝結水または他の液体がモニタ装置の検知部分 に侵入することを防ぐためのシステムおよび方法に関する。[Detailed description of the invention] Patient Interface to Prevent Water Contamination This invention systems and methods for interfacing patients with monitoring devices that monitor law, and more specifically, if condensed water or other liquid Relating to a system and method for preventing intrusion into.

発明の背景 呼吸および麻酔の気体のモニタリングはモニタ技術の発達とともに高水準の技術 的進歩を遂げ、患者の状態における好ましくない傾向の素早い診断および治療を 可能にし、生存率を改善し、術後早い時期での抜管を可能にし、かつ集中治療室 での期間を短縮することを可能にする。呼吸気体および麻酔剤のモニタリングの 適用は、酸素消費量、二酸化炭素の産出量、麻酔剤の吸収の測定と、麻酔器の回 路の断線および空気塞栓の血液中への導入を検知することを含む。患者の呼吸お よび麻酔の気体を継続的に分析することは治療の過程での患者の安全を改善する 上でますます重要になってきている。たとえば、患者の呼吸気体内にある麻酔剤 の濃度とアイデンティティについて一息ごとにモニタすることにより麻酔剤の投 与および制御についてのより科学的な基礎が得られる。Background of the invention Monitoring of respiratory and anesthesia gases has advanced to a high level with the development of monitoring technology. advances in the rapid diagnosis and treatment of unfavorable trends in a patient's condition. improve survival rates, enable early postoperative extubation, and improve survival in the intensive care unit. This makes it possible to shorten the period of time. Monitoring of respiratory gases and anesthetics Applications include measuring oxygen consumption, carbon dioxide production, absorption of anesthetics, and anesthesia machine rotation. This includes detecting line breaks and the introduction of air emboli into the blood. patient's breathing Continuous analysis of anesthetic and anesthesia gases improves patient safety during the treatment process. is becoming increasingly important. For example, anesthetic agents in the patient's respiratory gases administration of anesthetics by monitoring breath-by-breath for concentration and identity. A more scientific basis for control and control is obtained.

患者の呼吸気体に関する継続的で、−息ごとのモニタリングおよび患者のシステ ムにおける多重の特定の呼吸気体および麻酔剤について同時に測定することによ りしばしば診断と治療とが容易になり、接近する問題が進むのを予測しかつこれ を防ぐことができ、がっ他の態様では治療現場にいる医者および他の健康管理関 係者に対して瞬時にデータを提供することができる。患者の呼吸における興味の いかなる気体の測定も継続的にサンプルされかつ適切な形式の気体分析装置によ りモニタされ得る。たとえば、患者の二酸化炭素のレベルをモニタしているとき 、呼吸において二酸化炭素の量が鋭く減少すればこれが切迫した呼吸に関する不 全を示すかもしれない。同様に二酸化炭素のレベルにおける鋭い増加は注意を要 する他の状態を示しているかもしれない。Continuous, breath-by-breath monitoring of the patient's respiratory gases and patient systems By simultaneously measuring multiple specific respiratory gases and anesthetics in a This often makes diagnosis and treatment easier, allowing us to predict and treat approaching problems. In other aspects, physicians and other health care personnel at the point of care Data can be instantly provided to the person in charge. interest in patient's breathing Measurements of any gas must be continuously sampled and carried out using an appropriate type of gas analyzer. can be monitored. For example, when monitoring a patient's carbon dioxide levels. , if the amount of carbon dioxide decreases sharply during respiration, this may indicate an impending respiratory problem. It may show everything. Similarly, a sharp increase in carbon dioxide levels warrants attention. may indicate other conditions.

患者の呼吸をモニタすることは、赤外線(IR)、ポーラログラフ(polar agraph)、vススペクトロメータ(MS)、ラマンスペクトロメータその 他を含む多くの形式の商業的に入手可能な気体分析器を使用して現在入手可能で ある。モニタ装置のいくつかの高価格により、単一のモニタが数人の患者に同時 に接続されるかもしれない。これらの状況の多くにおいて、気体分析装置が遠隔 位置におかれかつ長い毛細管が患者を分析装置のユニットに接続するために使用 される。吸気を湿らせることは通常行なわれており、かつ患者からの呼気がしば しばほとんど100%の相対湿度でありかつ37℃になるので、患者と分析装置 とをインターフェースする管内で水分が室温で容易に凝結し得る。だいたいにお いてすべての商業的に入手可能な気体分析装置(たとえばIR,ポーラログラフ 、MS。Monitoring a patient's breathing can be done using infrared (IR), polarographic (polar) graph), vs spectrometer (MS), Raman spectrometer, etc. Currently available with many forms of commercially available gas analyzers including other be. Due to the high price of some of the monitoring devices, a single monitor may not be able to serve several patients simultaneously. may be connected to. In many of these situations, the gas analyzer is position and a long capillary tube is used to connect the patient to the analyzer unit. be done. Moistening the inspired air is common practice, and exhaled air from the patient is often Often near 100% relative humidity and temperatures of 37°C, the patient and analyzer Moisture can easily condense at room temperature in the tubing that interfaces the roughly All commercially available gas analysis equipment (e.g. IR, polarographic , M.S.

ラマンスペクトロメータその他)は、凝結した水または他の液体が分析装置の検 知器部分に侵入する場合、悪影響を受ける。加えて、呼気のサンプル内に水蒸気 が存在すると、呼気の濃度を測定するときのエラーの原因になり得る。(Raman spectrometers, etc.) that condensed water or other liquids may be detected by the analyzer. If it invades the detector part, it will have an adverse effect. In addition, water vapor in the exhaled breath sample The presence of such substances can cause errors when measuring exhaled breath concentrations.

分析に先立ち呼気から水蒸気を取り除くための1つの先行技術の方法は、たとえ ば呼気を乾燥器内に導入することにより呼気を物理的に乾燥させる。1つのこの ようなシステムは乾燥剤としての硫酸カルシウム(CaSo4)で満たした乾燥 器を使用して開発されてきた。このような乾燥器のシステムは少なくとも2つの 重大な問題を経験している。第1に、乾燥剤は注意深くモニタされかつ消耗した ときに規則的に取替えられなければならない。第2に、気体の乾燥を達成するた めに必要とされる大きな乾燥器の体積によりシステム内に増大された無駄な空間 が作り出されかつしたがって気体の組成における変化を測定するためにより長い 「ウォッシュアウト時間」が生じる結果となる。ここでの無駄な空間と言う用語 はサンプルが患者の口から出された時点とそのサンプルがガス分析装置内へ入る 時点との間のシステム内におけるいかなる空間をも意味する。これは接続管、フ ィルタ、乾燥剤、バルブ、トラップその他の内の空間を含むと考えられる。用語 「ウォッシュアウト時間」は1単位の気体のサンプルが洗い出されるかまたはシ ステム内にすでにある気体を変位するために必要とされる時間の量を意味する。One prior art method for removing water vapor from exhaled breath prior to analysis is For example, exhaled air is physically dried by introducing it into a dryer. this one Such a system is a drying system filled with calcium sulfate (CaSo4) as a desiccant. It has been developed using equipment. Such a dryer system consists of at least two Experiencing serious problems. First, the desiccant must be carefully monitored and depleted. Sometimes they must be replaced regularly. Second, to achieve drying of the gas, Increased wasted space in the system due to the large dryer volume required for is produced and therefore longer to measure changes in the composition of the gas. This results in a "washout period". The term wasted space here is the point at which the sample leaves the patient's mouth and the point at which the sample enters the gas analyzer. Any space within a system between points in time. This is a connecting pipe, This may include spaces within filters, desiccants, valves, traps, etc. term “Washout time” is the time at which one unit of gas sample is washed out or Refers to the amount of time required to displace the gas already in the stem.

ウォッシュアウト時間は酸素、二酸化酸素、麻酔剤および患者の吸気と呼吸とを 構成する他のものの濃度における変化をモニタする上で重要な要素である。大き な全体的体積又は無駄な体積が代謝気体内に存在する場合、それに対応する大き いウォッシュアウト時間が作り出され、結果として吸気および呼気の組成におけ る時間に依存する変化を素早くかつ正確に測定するための能力が減じられること になる。乾燥器のシステムに関連する長いウォッシュアウト時間により呼気の一 部ごとの分析において酸素および二酸化炭素の濃度における時間に依存する変化 を測定するために必要な動的な応答ができなくなる。乾燥器めシステムの大きい 全体的な体積と無駄な体積とが結果として分析される気体の組成における変化に より劣った感応性をもたらしかつ気体の酸素、二酸化炭素および麻酔剤の組成の 測定はより不正確になる。したがって、水蒸気を取り除くために乾燥剤を使用す るシステムではしばしば頻繁に乾燥剤を取替える必要がありかつ一部ごとのデー タの入手を妨げるサンプルラインにおける長い遅延時間がしばしばもたらされる 。加えて、いくつかの適用においては、乾燥剤がモニタされている気体を吸収し かつ不正確な測定をもたらすかもしれない。The washout time is a It is an important element in monitoring changes in the concentration of other constituents. big If there is a large overall volume or wasted volume in the metabolizing gas, the corresponding large This creates a faster washout time, resulting in an increase in the composition of inhaled and exhaled air. reduced ability to quickly and accurately measure time-dependent changes in become. Long washout times associated with dryer systems reduce exhalation Time-dependent changes in oxygen and carbon dioxide concentrations in part-by-part analysis The dynamic response needed to measure Large dryer system The overall volume and wasted volume result from changes in the composition of the gas being analyzed. of the composition of gaseous oxygen, carbon dioxide and anesthetics resulting in inferior sensitivity and Measurements become more inaccurate. Therefore, use a desiccant to remove water vapor. systems often require frequent desiccant changes and often result in long delays in the sample line that prevent data from being obtained. . Additionally, in some applications, the desiccant absorbs the gas being monitored. and may result in inaccurate measurements.

気体サンプルからの湿気、患者の分泌物および他の液体を取り除くためのもう1 つの一般的な技術では、湿気を凝結させるために気体の線において冷トラップ( coldtrap)を採用する。凝結技術は、一般的にいって一部には冷トラッ プにより気体運搬システムに付加される過剰に大きい無駄な空間により完全に上 首尾なものとはいえなかった。大きい無駄な空間と長いウォッシュアウト時間の 問題はすでに乾燥器のシステムに関して述べられたがこれはまた冷トラップのシ ステムについても当てはまる。Another for removing moisture, patient secretions and other liquids from gas samples One common technique involves cold traps ( coldtrap). Condensation technology is generally partly based on cold trucks. The excessive amount of wasted space added to the gas conveyance system by It wasn't a success. Large wasted space and long washout times The problem was already mentioned with respect to dryer systems, but this also applies to cold trap systems. The same applies to stems.

1つのこのような冷トラップのシステムは、N、S、デノ(N、S、Deno) およびE、カモン(E、Kam。One such cold trap system is the N,S,Deno and E, Kam.

n)による迅速応答オンライン呼気測定のための乾燥機」(A  DRYERF ORRAPID  RESPONSE  0N−L I NE  EXP I  RED  GAS)と題する論文に記載される。この論文では呼気のサンプルを 分析装置に達する前に乾燥させるための水凝結法が開示される。Dryer for rapid response online exhalation measurement by n) ORRAPID RESPONSE 0N-L I NE EXP I It is described in a paper entitled RED GAS). In this paper, exhaled breath samples were A water condensation method is disclosed for drying the water before it reaches an analytical device.

この開示された方法は凝結水を取り除くために氷のバス(ice  bath) コンデンサとセパレータとからなる乾燥器を使用する。他の冷トラップコンデン サ装置と同様、この方法は一部ごとの分析測定目的でその装置を使用する機会を 低減させる長い応答時間を有する。The disclosed method uses an ice bath to remove condensed water. A dryer consisting of a capacitor and a separator is used. Other cold trap condensers Similar to the sensor equipment, this method provides the opportunity to use the equipment for part-by-part analytical measurement purposes. It has long response time which reduces.

ラリー−G、ウォン(Larry  G、Wong)およびドゥエイン・R,ウ エステンスコー(Dwayne  R。Larry G, Wong and Dwayne R, Wong Estenscoe (Dwayne R.

Westenskow)による「呼吸気体分析における水蒸気の影響の除去J   (ELIMINATING  THEEFFECT  OF  WATERV APORIN  RESPIRATORY  GAS  ANALYSIS)と Jiする論文によれば既知温度まで気体のサンプルを冷却することにより呼気の サンプルからの水蒸気を部分的に取り除くための方法が述べられる。この方法は 実質的には0゜測定に関する水蒸気の圧力の影響を最小限にする。ドールトンの 分圧の法則に基づき、所与の温度および圧力での水の蒸気圧は一定でありかつ他 の気体の濃度とは関係がない。``Removal of the effects of water vapor in respiratory gas analysis'' by J. (ELIMINATION THEEFFECT OF WATERV APORIN RESPIRATORY GAS ANALYSIS) According to a paper by Ji, cooling a gas sample to a known temperature can reduce the temperature of exhaled air. A method for partially removing water vapor from a sample is described. This method is Minimizes the effect of water vapor pressure on substantially 0° measurements. Dalton's Based on the law of partial pressures, the vapor pressure of water at a given temperature and pressure is constant and is unrelated to the concentration of the gas.

呼気分析における水蒸気の影響はすべてのサンプルされた気体を特定の低くされ た温度にもたらすことにより低減される。飽和気体のサンプルを既知の温度まで 下げることにより、水蒸気の分圧が決定され得る。したがって、気体が適切な装 置内で温度で十分つりあいを取られている場合、水蒸気圧は一定である。しかし ながら、上記のシステムは一息ごとの測定には適していない、というのは大きい 無駄な空間により応答時間を含むいくつかの所望の性能特性が損なわれるからで ある。そのうえ、このシステムは、サンプルからの少ない量の湿気を取り除くが 、基本的には水分除去システムではなくかつ気体のサンプル内に含まれる水蒸気 のほとんどが気体分析装置内に侵入することを可能にする。The effect of water vapor on breath analysis is low and specific for all sampled gases. temperature. Bringing a sample of saturated gas to a known temperature By lowering, the partial pressure of water vapor can be determined. Therefore, if the gas If the temperature within the plant is well balanced, the water vapor pressure is constant. but However, the above system is not suitable for measuring every breath. This is because wasted space compromises several desirable performance characteristics, including response time. be. Moreover, this system removes a small amount of moisture from the sample but , basically water vapor contained within the gaseous sample rather than a water removal system. allows most of the gas to enter the gas analyzer.

「呼吸のための熱および湿気交換装置J  (HEAT  AND  MOIS TURE  EXCHANGING  DEVICE  FORRESPIRA TION)という名称の米国特許第4.090.513号には、呼吸空気を運ぶ 管から湿気を取り除くための装置が開示される。湿気が交換層上に蓄積しかつド レナージ管を介して装置から流れ出る。"Heat and moisture exchange device for breathing J (HEAT AND MOIS) TURE EXCHANGING DEVICE FORRESPIRA US Pat. No. 4,090,513 titled An apparatus for removing moisture from pipes is disclosed. Moisture builds up on the exchange layer and Flows out of the device via a drainage tube.

他の凝結湿気除去システムに関しては、低減された応答時間および水分の除去を 考慮するためにこのシステムが適する適用を制限している。For other condensate moisture removal systems, reduced response time and moisture removal There are limitations to the applications for which this system is suitable for consideration.

液体がモニタ装置に到達することを防ぐためのもう1つの方法が、「多層インタ ーフェースシステムおよび方法」という名称の米国特許第4.485.822号 に開示される。この特許は流体が分析装置内に侵入することを防ぐためにディス ク型の疎水性のフィルタに依存する患者のインターフェースを開示する。このシ ステムは低い無駄な空間の体積のディ°スクフィルタを使用することによりほと んどの冷トラップおよび乾燥器のシステムの劣った応答時間の問題を克服する。Another way to prevent liquid from reaching the monitoring device is to use a multi-layer interface. U.S. Pat. No. 4,485,822 entitled ``Face System and Method'' will be disclosed. This patent requires a disc to prevent fluid from entering the analyzer. A patient interface that relies on a block-type hydrophobic filter is disclosed. This The stem has a low wasted space volume by using a disc filter. Overcomes the problem of poor response time of most cold trap and dryer systems.

しかしながら、このようなインターフェースでは、患者が加湿器を必要とする場 合、フィルタを通る気体の流れを遮るのに十分な水分がフィルタ内で凝結し得る 。いくつかの場合においては、分析装置への気体の流量および周囲温度に依存し て、これは30分以内に発生し得る。フィルタが頻繁に取替えられなければなら ないので、これは医療スタッフおよび患者にとって不都合なばかりか、フィルタ が取替えられている期間重要な医療情報を失う結果にもなり得る。However, such an interface does not allow for situations where the patient requires a humidifier. If so, enough moisture can condense within the filter to block the flow of gas through the filter. . In some cases, it depends on the gas flow rate to the analyzer and the ambient temperature. This can occur within 30 minutes. Filters must be replaced frequently Not only is this inconvenient for medical staff and patients, but the filter This can also result in the loss of important medical information during the period that the medical information is being replaced.

「医療気体サンプルシステムにおいて使用するための装置および方法J  (A PPARATUS  AND  METH○D  FORUSE  IN  A   MEDICAL  GAS  SAMPLING  SYSTEM)という 名称の米国特許第4,549.553号には、自動換気を行なっている患者への 気体管からのサンプルの気体の流れを提供するための方法が開示される。その気 体管は気体管の壁面に配置された気体拡散膜を含む。気体拡散膜は、余分な水が 蓄積しかつ気体のサンプルが流れるのを遮蔽することをなくすために水吸収性ま たは水通過性の材料で製作されてよい。“Apparatus and Methods for Use in Medical Gas Sample Systems J (A PPARATUS AND METH○D FORUSE IN A MEDICAL GAS SAMPLING SYSTEM) U.S. Patent No. 4,549.553 entitled: A method for providing a sample gas flow from a gas tube is disclosed. That spirit The body tube includes a gas diffusion membrane disposed on the wall of the gas tube. The gas diffusion membrane prevents excess water from Water-absorbing or or may be made of water-permeable material.

好ましい実施例では非ぬれ性の(non−wettable)気体拡散膜が、水 のサンプル気体の流れへの侵入を防ぐまたは低減するために使用され、さもなけ れば、水は膜を飽和させかつ最終的に膜を通って気体のサンプルの流れに侵入す る。非ぬれ性というのは、ここでは膜が抵抗するまたは液体で飽和され得ないこ とを意味しかつその表面が抵抗するかまたは液体で覆われ得ないことを意味する 。テフロン(Teflon)(登録商標)メツシュの膜がこの適用に関しては適 当な非ぬれ性の膜である。テフロン(登録商標)は、プラウエア州つィルミント ンのE、1.デュ・ボン・ド・ナムール・アンド・カンパニー・インコーホレー テッドの登録商標である。この方法では、サンプルの流れの遮蔽の回数を恐らく は低減するが、システムからの湿気を取り除くことはまったくなくかつなお長期 間の使用では閉塞を受けやすい。加えて、第1A図に示される実施例では、大き な体積の漏斗を組入れこれが気体運搬システムにおける無駄な空間の体積を増大 させかつ結果として劣った応答時間特性をもたらす。In a preferred embodiment, the non-wettable gas diffusion membrane is used to prevent or reduce the ingress of sample gases into the flow of If the water saturates the membrane and eventually enters the gaseous sample flow through the membrane, Ru. Non-wetting means that the membrane resists or cannot be saturated with liquid. and that its surface cannot be resisted or covered with liquid. . Teflon® mesh membranes are suitable for this application. It is a non-wetting film. Teflon (registered trademark) is manufactured by Tilmint, Prauea. E, 1. Du Bonn de Namur & Company Inc. It is a registered trademark of Ted. This method probably reduces the number of occlusions in the sample flow. reduces humidity, but does not remove any moisture from the system and still It is susceptible to blockage during intermittent use. In addition, in the embodiment shown in FIG. Incorporates a funnel with a large volume, which increases the volume of wasted space in the gas conveying system. and result in poor response time characteristics.

気体運搬回路内での水の凝結を防ぐためのより最近の方法では、水蒸気に対しは 高い透過性を有するが同時に分析されている呼吸および麻酔気体に関しては大変 低い浸透性を有するポリマを含むインターフェースの管が使用される。More recent methods for preventing water condensation in gas conveying circuits include For respiratory and anesthesia gases that have high permeability but are being analyzed at the same time, An interface tube containing a polymer with low permeability is used.

1つのこのようなポリマはデュポン社の研究者により開発されたものでナフィオ ン(登録商標)管という管の形式で市場に出され−Cいる。ナフィオン(登録商 標)はプラウエア州、ウイルミントンの、E、I・デュ・ポンφド・ナムール・ アンド・カンパニー・インコーホレーテッドの登録商標である。ナフィオン(登 録商標)の管を患者への接続部分に近い患者の呼吸回路に直接取付けることで、 サンプルの気体内での水蒸気の大部分が、フィルタの障壁に到達する前に消散し てしまう。この方法の不利な点はナフィオン(登録商標)の管の高いコストにあ る。所望の量の水蒸気を取り除くために十分な長さのナフィオン(登録商標)の 管の部分は患者のインターフェースを含む他のコンポーネントのコストに対して 大変高価格である。したがって、使い捨て可能な気体サンプルラインというより はむしろ再使用可能なものがそれ自体使用の間にクリーニングされかつ滅菌され ることが必要であると一般的には考えられていこれまでの患者のインターフェー スから液体を取り除(ための多くの試みがインターフェースシステムに無駄な空 間のレベルを持ち込みこれがモニタシステムにより得られる結果の精度に悪影響 を与えている。無駄な空間の問題を克服しようとする他の試みは、1)高価な材 料を使用し、使い捨て可能な患者のインターフェースに組込まれるとき、そのイ ンターフェースを1回使用のアイテムとしては大変高価格なものにするか、また は2)短期間のうちに遮蔽を受けるものである。One such polymer was developed by DuPont researchers and is being sold by Nafio. It is marketed in the form of a tube called ``C-C'' (registered trademark) tube. Nafion (registered trademark) Mark) is E. I. du Pont φ de Namur of Wilmington, Praue. is a registered trademark of & Company Incorporated. Nafion (Noboru) By attaching the tube (registered trademark) directly to the patient's breathing circuit near the connection to the patient, Most of the water vapor in the sample gas dissipates before reaching the filter barrier. It ends up. The disadvantage of this method is the high cost of the Nafion® tube. Ru. of Nafion® of sufficient length to remove the desired amount of water vapor. The tubing section is relative to the cost of other components including the patient interface. It is very expensive. Therefore, rather than a disposable gas sample line Rather, reusables are themselves cleaned and sterilized between uses. It is generally believed that it is necessary to Many attempts to remove liquid from the interface system waste This can adversely affect the accuracy of the results obtained by the monitoring system. is giving. Other attempts to overcome the problem of wasted space include: 1) expensive materials; When integrated into a disposable patient interface using Either make the interface very expensive for a one-time use item, or 2) is shielded in a short period of time.

呼吸気体モニタ技術の向上および一息ごとの呼吸気体モニタリングへの増大した 需要が、気体分析システムの検知部分に水蒸気が到達することを防ぐ患者のイン ターフェースシステムへの必要性を際立たせている。このような患者のインター フェースシステムは気体の移送システムおよび気体分析装置の検知部分の閉塞ま たは汚染の頻度を低減しまたはこれを取り除く筈である。このようなシステムは 内部で水蒸気が凝結しかつインライフィルタまたは分析装置の気体のセル等のシ ステムのコンポーネントを目づまりさせる危険を除去または低減するはずである 。加えて、患者のインターフェースシステムは望ましくは分泌物、凝結水、およ び微粒子物の形式の汚染物質が気体分析装置内へ侵入することを防ぐための障壁 を提供するであろう。衛生上の理由でこのようなインターフェース装置は1回使 用のアイテムであることが好ましい。しかしながら、経済的な理由で、1回使用 のアイテムは、単一の使用の後に廃棄されるのであれば、手が出せないほど高価 格であってはならない。Improvements in respiratory gas monitoring technology and increased emphasis on breath-by-breath respiratory gas monitoring The demand is to prevent water vapor from reaching the sensing part of the gas analysis system. This highlights the need for an interface system. Such patient interface The face system is designed to prevent blockages or occlusions in gas transfer systems and sensing parts of gas analyzers. or reduce the frequency of contamination or eliminate it. Such a system If water vapor condenses inside the system, such as an inline filter or gas cell of an analyzer, Should eliminate or reduce the risk of clogging stem components . In addition, the patient interface system is desirably free of secretions, condensation, and Barriers to prevent contaminants in the form of particulate matter from entering the gas analyzer will provide. For hygiene reasons, such interface devices should only be used once. It is preferable that the item be for. However, due to economic reasons, it may be used only once. items are prohibitively expensive if they are to be discarded after a single use. It must not be a high rank.

本件発明の装置はこれらすべての要件を満たすものである。The device of the present invention satisfies all these requirements.

発明の要約 本件発明は、患者の吸気および呼気をモニタする気体分析装置に患者をインター フェースするための方法および装置である。この発明は気化技術を使用して吸気 および呼気内に含まれる湿気がサンプルラインを遮るまたは気体の分析装置の検 知器部分に到達することを禁じるかまたは防ぐ。Summary of the invention The present invention interfaces a patient with a gas analyzer that monitors the patient's inhalation and exhalation. A method and apparatus for face-to-face. This invention uses vaporization technology to inhale and moisture in the exhaled breath may block the sample line or detect the gas analyzer. Forbid or prevent access to the intelligence part.

より詳細には、この発明は、患者の呼吸気体の分析のための気体モニタ装置と患 者をインターフェースするための方法およびシステムに関する。この発明の1つ の実施例は、患者の気道から吐出された気体のサンプルを受ける患者のリンクを 含む。患者のリンクは、気化部分に取付けられた管部分を備える。好ましい実施 例では、気化部分は複数の近位の(p rox ima t e)回転で円筒状 のスプールのまわりに管を巻くことによって形成された管のコイルを備える。気 化部分は呼吸気体内に典型的に含まれるいかなる凝結した湿気の蒸発をも有利に 容易にする加熱されたエレメントによりケース化される。気化部分の出力に取付 けられるのは気化した湿気荷は透過性があるが微粒子物および液体は通過させな い疎水性のフィルタである。フィルタを通ったのち、気体は水蒸気には高い透過 性を有するが、呼吸気体、麻酔剤の気体および他の分析されている気体に対して は大変低い透過性を有する管の材料を含むセパレータ部分に入る。フィルタを通 る気化した湿気が、気体の分析装置の検知器部分に入る湿気の量を実質的に低減 する水蒸気透過性の管のセパレータ部分を介してシステムから発散して外へ出る 。More specifically, the invention provides a gas monitoring device for analysis of respiratory gases of a patient and a patient. The present invention relates to a method and system for interfacing users. one of this invention Example of linking a patient to receive a sample of gas exhaled from the patient's airway include. The patient link includes a tube section attached to the vaporization section. preferred practice In the example, the vaporized portion is cylindrical with multiple proximal (prox ima te) rotations. comprising a coil of tubing formed by winding the tubing around a spool of. air The oxidation portion favors the evaporation of any condensed moisture typically contained within the breathing gas. Encased by a heated element that facilitates. Attached to the output of the vaporization part What is excluded is that vaporized moisture loads are permeable, but particulate matter and liquids are not. It is a very hydrophobic filter. After passing through the filter, the gas has a high permeability to water vapor. but for respiratory gases, anesthetic gases and other gases being analyzed. enters the separator section, which contains a tube material with very low permeability. through the filter Vaporized moisture substantially reduces the amount of moisture that enters the detector section of the gas analyzer wicks out of the system through a separator section of water vapor permeable tubing. .

この発明の1つの実施例では、この発明は気道回路を介して患者の呼吸気体をサ ンプルしかつその気体のサンプルを気体分析セルへ送出するための装置を備える 。第1の長さの管を含む患者のリンクは気道回路に接続し、呼吸気体のサンプル を受けかつそのサンプルを気体の分析セルの方へ移送する。気化部分は患者のリ ンクからサンプルを受けかつそのサンプル内に含まれる湿気を蒸発させる。気化 部分は円筒状の本体部分を有するスプールを含む気化コイルを含む。本体部分は 第1の端部および第2の端部を有する。In one embodiment of the invention, the invention supports a patient's respiratory gases through an airway circuit. and a device for delivering a sample of the gas to a gas analysis cell. . A patient link containing a first length of tubing connects to the airway circuit and samples a respiratory gas. and transfer the sample to a gas analysis cell. The vaporized part is attached to the patient's the sample from the tank and evaporate the moisture contained within the sample. vaporization The portion includes a vaporizing coil that includes a spool having a cylindrical body portion. The main body part It has a first end and a second end.

第2の長さの管は本体部分のまわりに巻付いて複数の近位的回転とコイルの出力 を有するコイルを形成する。ディスク型のフィルタは入力と出力を有し、フィル タへの入力がコイルからの出力に接続する円筒状本体の第2の端部におかれる。A second length of tubing is wrapped around the body portion to provide multiple proximal rotations and coil outputs. form a coil with A disk-shaped filter has an input and an output, and the filter The input to the coil is placed at the second end of the cylindrical body where it connects to the output from the coil.

気化部分はブロックを予め定められた温度まで加熱するための手段と、ブロック 内に気化コイルを受は入れるためのチャンバとを有する加熱ブロックにより囲ま れる。The vaporization section includes a means for heating the block to a predetermined temperature and a means for heating the block to a predetermined temperature. surrounded by a heating block having a chamber for receiving the vaporizing coil therein; It will be done.

入力および出力を有するセパレータ部分はディスクフィルタの出力に接続され、 セパレータがフィルタからのサンプルを受けかつ前記気体のサンプルから水蒸気 部分を取去り乾燥した気体のサンプルを形成する。セパレータ部分はそこで乾燥 した気体のサンプルを気体分析セルへ送る。a separator part with an input and an output is connected to the output of the disc filter; A separator receives the sample from the filter and extracts water vapor from the gaseous sample. A portion is removed to form a dry gas sample. The separator part dries there. A sample of the gas is sent to a gas analysis cell.

1つの実施例では、セパレータ部分は水蒸気透過性部分を含む。たとえば、水蒸 気透過性の部分はナフィオン(登録商標)の管の部分でもよい。In one embodiment, the separator portion includes a water vapor permeable portion. For example, water vapor The air permeable portion may be a portion of Nafion® tubing.

この発明のもう1つの実施例は、患者の気道内の気体をサンプルしかつそのサン プルを気体のモニタに送るための装置を含み、その装置は、患者の気道から気体 のサンプルを得る患者のリンクおよび患者のリンクから気体のサンプルを受ける 気化部分とを含み、かつそのサンプルを気体のモニタに送る前にサンプル内に含 まれた凝結した湿気を蒸発させる。Another embodiment of the invention is to sample gas within a patient's airway and to including a device for directing the gas to a gas monitor, the device Get Samples of Patient Links and Receive Gas Samples from Patient Links vaporized portion and contained within the sample before sending the sample to the gas monitor. Allow condensed moisture to evaporate.

この発明はさらに、1)患者からの気体のサンプル部分を抽出するステップ、2 )そのサンプル部分に含まれた湿気を蒸発させるステップ、3)そのサンプルか ら気化された湿気を取り除(ステップ、および4)モニタ装置へサンプルを送る ステップとを含む患者の気体をモニタする方法を含む。The invention further provides the steps of: 1) extracting a sample portion of the gas from the patient; ) step of evaporating the moisture contained in the sample part; 3) step of evaporating the moisture contained in the sample part; Remove vaporized moisture from the sample (steps and 4) and send the sample to a monitoring device. and a method of monitoring gas in a patient.

本件発明のインターフェースシステムは代替のシステムおよび方法に対しいくつ かの重大な利点を有する。これによれば、気化技術を利用することによる凝結水 の結果としてフィルタの閉塞が低減される。また分析装置の内部に水蒸気が凝結 しかつ装置内の気体分析セルを汚染する危険を除去または低減する。したがって 本件発明は、コスト効果的な態様で、優れた性能を提供する装置で、先行技術の 装置の制限の多くを克服する。The interface system of the present invention has several advantages over alternative systems and methods. It has some significant advantages. According to this, condensed water by using vaporization technology Filter blockage is reduced as a result of this. Also, water vapor condenses inside the analyzer. and eliminate or reduce the risk of contaminating gas analysis cells within the device. therefore The present invention is a device that provides superior performance in a cost effective manner and that is superior to the prior art. Overcome many of the limitations of the device.

図面の簡単な説明 本件発明の好ましい実施例が、以下の図面においておよび図面により示され、同 様の参照数字は同様の部分を示す。Brief description of the drawing Preferred embodiments of the invention are shown in and by the following drawings, and the same Similar reference numbers indicate similar parts.

第1図は本件発明に従う患者のインターフェースシステムを示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a patient interface system according to the present invention.

第2図はこの発明の気化部分の詳細を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing details of the vaporizing portion of the present invention.

第3図は第2図の線3−3に沿って破断した断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG.

第4図はこの発明の患者のリンクおよび気化コイルを示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the patient link and vaporization coil of the present invention.

第5図は第1図の患者のインターフェースシステムの平面図である。5 is a plan view of the patient interface system of FIG. 1; FIG.

好ましい実施例の詳細な説明 第1図、第4図および第5図は、本件発明の好ましい実施例の特徴を組み込む患 者のインターフェースシステム10を示す。インターフェースシステム10は患 者の回路11を経由して、患者の吸気および呼気をサンプルしかつモニタする気 体モニタ装置12に患者を接続するための装置である。患者のインターフェース システム10はこれらに制限されているわけではないが赤外線(IR)、ポーラ ログラフ、マススペクトロメータ(MS)ラマンスペクトロメータその他を含む 多くの商業的に入手が可能な気体分析装置とともに使用され得る。本件発明と両 立する1つの特定的な気体分析装置は、本件発明の同一譲受人に譲渡された「レ ーザ起動のラマン光による多重チャネルの気体分子分析J  (MULTI−C HANNEL  MOLECULARGAS  ANALYSIS  BY   LASERACTIVATED  RAMAN  LIGHT)とイウ名称の係 属出願連続番号第106.791号に開示され、ここに引用により援用する。DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS FIGS. 1, 4, and 5 illustrate a patient that incorporates features of the preferred embodiment of the present invention. 1 shows an interface system 10 for a user. The interface system 10 11 to sample and monitor the patient's inhaled and exhaled air. This is a device for connecting a patient to a body monitoring device 12. patient interface System 10 includes, but is not limited to, infrared (IR), polar Including loggraph, mass spectrometer (MS), Raman spectrometer, etc. It can be used with many commercially available gas analyzers. This invention and both One specific gas analyzer that stands for Multichannel gas molecule analysis using laser-activated Raman light J (MULTI-C HANNEL MOLECULARGAS ANALYSIS BY LASERACTIVATED RAMAN LIGHT) and Iu name person No. 106.791, herein incorporated by reference.

インターフェースシステム10は、第1図および第5図に見られるように、患者 のリンク20、気化部分30およびセパレータ部分40を含む。患者のリンク2 0は入力端部44および出力端部46を有する1本の可撓性の管またはホース4 2を備える。入力端部44は患者の気道通路に接続されかつ出力端部46は気化 部分30の入力に接続される。気化部分30の出力は、出力47が気体モニタ1 2の気体入力に接続されたセパレータ部分40の入力に接続される。Interface system 10, as seen in FIGS. 1 and 5, link 20 , vaporizing section 30 and separator section 40 . patient link 2 0 is a single flexible tube or hose 4 having an input end 44 and an output end 46 2. Input end 44 is connected to the patient's airway passageway and output end 46 is connected to the patient's airway passageway. It is connected to the input of section 30. The output of the vaporizing section 30 is the output 47 of the gas monitor 1. It is connected to the input of the separator section 40 which is connected to the gas input of No.2.

動作において、患者のリンク20は患者の気道通路内へ入口をつけかつ患者の吸 気および呼気のサンプルを受ける。In operation, the patient link 20 provides entry into the patient's airway passageway and Obtain breath and exhaled breath samples.

管42がサンプルを気化部分30へ送る。気体のサンプルはかなり湿気を含んだ ものかもしれないので、湿気の(1くらかが気化部分30に到達する前に凝結す る可能性がある。A tube 42 delivers the sample to vaporization section 30. the gas sample is quite humid Since some of the moisture may condense before reaching the vaporized part 30. There is a possibility that

この発明の1つの実施例に従えば、気化部分30は気体のサンプルを加熱してサ ンプル内に含まれたいかなる凝結した湿気をも蒸発させる。したがって、気化部 分に到達するいかなる凝結水も、気体の移送システムのこの部分を通る間に蒸発 する。気体のサンプルはそこでセパレータ部分へ運搬されそこでサンプルの水蒸 気部分はサンプルを含む残りの気体から分離される。この態様で、実質的に乾燥 した気体のサンプルだけが気体分析装置内へ入ることができる。According to one embodiment of the invention, vaporization section 30 heats the gas sample to Evaporate any condensed moisture contained within the sample. Therefore, the vaporization section Any condensed water that reaches the minute will evaporate while passing through this part of the gas transfer system. do. The gaseous sample is then transported to the separator section where water evaporates from the sample. The gas portion is separated from the remaining gas containing the sample. In this manner, substantially dry Only a sample of the gas that has been removed can enter the gas analyzer.

典型的には、気体分析装置のコンポーネントである気体または真空ポンプが、患 者の気道からインターフェースシステム10を介して気体分析装置へ空気をポン プ動作しまたは引き込む。Typically, a gas or vacuum pump that is a component of a gas analyzer is pumping air from the person's airway through the interface system 10 to the gas analyzer. move or pull in.

患者のリンク20は入力端部44でコネクタ48を含む。Patient link 20 includes a connector 48 at input end 44 .

1つの実施例では、コネクタ48は管50を有し、この管はそこから伸びて患者 の顔面のオリフィスに入りかつ患者の気道内での、呼吸または麻酔の気体のサン プルが抽出されるべき地点で終端となる。コネクタ48は気管内の導管、鼻のカ ニユーレ、または顔面のマスク装置に取付けられ、気管の切開部、鼻および/ま たは口それぞれを経由して患者の気道内への侵入を容易にし得る。患者の気道に 侵入するための様々な手段のより詳細な記載が米国特許第4,485.822号 に見られる。In one embodiment, connector 48 has a tube 50 extending therefrom that connects the patient. sample of respiratory or anesthetic gases entering the patient's facial orifice and within the patient's airway. It ends at the point where the pull should be extracted. Connector 48 is connected to the endotracheal conduit, nasal cap. Attached to a nucleation or facial mask device, it is attached to the tracheal incision, nose and/or or through the mouth, respectively, into the patient's respiratory tract. in the patient's airway A more detailed description of various means of entry is provided in U.S. Pat. No. 4,485,822. seen in

可撓性の管42が、インターフェース10の気化部分30へ吸気および呼気のサ ンプルを送る。管42は、好ましくは弾性および可撓性の材料から製作される円 筒状の形の管である。管は、モニタ装置への吸気および呼気のサンプルの継続的 かつ急速な運搬を容易にするために小さい直径を有することが好ましい。小さい 直径によりインターフェース10の無駄な空間の体積が低減され、すでに述べた とおり、−息ごとの分析の過程では特に有利である速い応答時間をシステムにも たらす。管42の内径(ID)は約0゜020インチないし約0.060インチ の範囲内で選択されることが望ましくかつ管の壁厚は約0.010インチないし 約0.040インチの範囲内であることが望ましい。A flexible tube 42 provides inspiratory and expiratory support to the vaporizing portion 30 of the interface 10. send a sample. Tube 42 is preferably a circular tube made of an elastic and flexible material. It is a tube with a cylindrical shape. The tube continuously draws inhaled and exhaled samples into the monitoring device. and preferably have a small diameter to facilitate rapid transportation. small The diameter reduces the volume of wasted space in the interface 10, as already mentioned. - The system also has a fast response time, which is particularly advantageous in the process of breath-by-breath analysis. Tarasu. The inner diameter (ID) of tube 42 is approximately 0.020 inches to approximately 0.060 inches. and the wall thickness of the tube is preferably from about 0.010 inches to Preferably, it is within about 0.040 inches.

この範囲の管の寸法では、約30m1/minないし約400m1/minの範 囲内での気体の流量が容易になる。For pipe sizes in this range, the range of about 30 m1/min to about 400 m1/min This facilitates the flow of gas within the enclosure.

1つの実施例では、管部分42のIDは約0.040インチでありかつ壁厚は約 0.032インチである。この実施例では、管部分42の長さは入力端部44と 出力端部46との間に含まれおよそ10フイートである。しかしながら、これら の寸法は例示目的のみのためのものでありかつ他の寸法も本件発明を実施するた めに選択され得る点を理解されたい。In one embodiment, tube section 42 has an ID of approximately 0.040 inches and a wall thickness of approximately It is 0.032 inch. In this embodiment, the length of the tube section 42 is the same as that of the input end 44. Approximately 10 feet are included between the output end 46 and the output end 46. However, these The dimensions are for illustrative purposes only and other dimensions may be used to practice the invention. It should be understood that this may be selected to

1つの実施例では、気化部分30は加熱ブロック54内に位置決めされた可撓性 の管52のコイルを含む。コイル52および管42は、管42の長さの末端に形 成されたコイルを有する単一の長さの管を含んでよい。コイルを含む管の長さは 、所望の程度のコイルを通る湿気の蒸発を実行するために選択される。いくつか の要素がこの長さ選択に影響を与え、それらは加熱ブロックの温度、コイルの表 面を加熱器の内壁から分離する距離、サンプル内の湿気の量、コイルを通る気体 の流量、管の壁厚およびコイルの全体の露出された表面積を含む。コイルセグメ ントを含む管の長さは特定の適用に依存して2インチから50インチまで変化し てもよい。この実施例では、コイル52を含む管の部分の長さは約2フイートで ある。In one embodiment, the vaporizing portion 30 is a flexible tube positioned within the heating block 54. The tube 52 includes a coil. Coil 52 and tube 42 are shaped at the end of the length of tube 42. The tube may include a single length of tube having a coil formed therein. The length of the tube including the coil is , selected to effect the desired degree of moisture evaporation through the coil. some Factors that influence this length selection are the temperature of the heating block, the table of the coil the distance separating the surface from the inner wall of the heater, the amount of moisture in the sample, and the gas passing through the coil. flow rate, tube wall thickness and total exposed surface area of the coil. coil segment The length of the tube containing the components varies from 2 inches to 50 inches depending on the specific application. It's okay. In this embodiment, the section of tubing that includes coil 52 is approximately 2 feet long. be.

コイル52はヘッド部分58を有するスプール56のまわりに管42を巻き付け ることにより形成される。第2図に示されるように、ヘッド58は管42がそこ を通って挿入される中心部分に形成された開口60を有する。第3図に最もよく 見られるように、スプール56は2つの半円形の壁面部分62.64を含む。ス プール56の半円形の壁面部分62.64はスプール56の長さに沿って縦方向 にのびる2つのスロット66.68を規定する。管42はヘッド58内の開口6 0を介してスプール56の内側領域へ入る。管42はそこでスロット66.68 の1つを介してスプールの内部を出てかつスプールの外部のまわりに巻かれてコ イル52を形成する。管の端部はそこでスロット66.68の1つを介して再び スプールの内側に入りかつディスクフィルタ70の入力に取付けられる。第2図 、第4図および第5図に示される実施例では、ディスクフィルタ70もまたヘッ ド部分58に対向してスプール56のベースを形成する。1つの実施例では、気 化コイル52の直径は約1.15インチである。Coil 52 wraps tube 42 around a spool 56 having a head portion 58. It is formed by As shown in FIG. 2, head 58 has tube 42 thereon. It has an opening 60 formed in the central portion through which it is inserted. Best shown in Figure 3 As can be seen, spool 56 includes two semi-circular wall portions 62,64. vinegar The semicircular wall portions 62, 64 of the pool 56 extend longitudinally along the length of the spool 56. Defining two slots 66, 68 extending into. Tube 42 is connected to opening 6 in head 58. 0 to the inner region of the spool 56. Tube 42 is then slotted 66,68 The coil exits the inside of the spool through one of the spools and wraps around the outside of the spool. 52 is formed. The end of the tube is then inserted again through one of the slots 66.68. It goes inside the spool and is attached to the input of the disc filter 70. Figure 2 , 4 and 5, the disk filter 70 is also attached to the header. The base of the spool 56 is formed opposite the closed portion 58. In one embodiment, the air The diameter of the coil 52 is approximately 1.15 inches.

第2図、第3図および第5図に示される加熱ブロック54は主要部分72と、そ こから突き出す延長部分74とを含む。主要部分62は、気化コイル52を収容 するべく適当に形作られかつ大きさ決めされた円筒状のオープニング76を含む 。延長部分74はそこを通って加熱器80を受は入れるチャネル78を有する。The heating block 54 shown in FIGS. 2, 3, and 5 includes a main portion 72 and and an extension portion 74 projecting therefrom. Main portion 62 houses vaporizing coil 52 includes a cylindrical opening 76 suitably shaped and sized to . Extension portion 74 has a channel 78 through which heater 80 is received.

加熱ブロック54はアルミニウムまたは銅等のいずれかの適当な熱導電性材料か ら製作されてもよい。Heating block 54 is any suitable thermally conductive material such as aluminum or copper. It may be manufactured from

円筒状のオープニング76は気化コイル52を完全に囲む内側の壁面77を含む 。これにより加熱ブロック54からコイル52への均一な熱の伝達が容易になる 。コイル52がオープニング76内に挿入されるとき、コイル52は内側の壁面 77にごく近くにおかれ、それによりコイルを介して流れる気体を加熱しかつそ こに含まれる湿気を蒸発させるようにブロック54からコイル52へ効果的に熱 が伝送されることを可能にする。典型的には、コイル52の外側の露出された部 分は、コイルの露出された表面と加熱器の壁面77との間の距離が約0.010 インチから約0゜100インチの範囲内にあるように位置決めされる。Cylindrical opening 76 includes an inner wall 77 that completely surrounds vaporizer coil 52. . This facilitates uniform heat transfer from heating block 54 to coil 52. . When the coil 52 is inserted into the opening 76, the coil 52 is inserted into the inner wall. 77, which heats the gas flowing through the coil and Heat is effectively transferred from the block 54 to the coil 52 to evaporate the moisture contained therein. to be transmitted. Typically, the outer exposed portion of the coil 52 minutes, the distance between the exposed surface of the coil and the heater wall 77 is approximately 0.010 It is positioned within a range of approximately 0.100 inches from 0.15 inches.

加熱器80は電気抵抗性の加熱ロッドまたは他の熱をブロック54に供給する能 力がある装置を含んでよい。加熱器80はブロック54の温度を、コイル52を 介して移動する湿気を蒸発させるために十分な予め定められた温度まで上昇させ る。加熱器80はブロック温度を検知する加熱器ブロック54上に装着されたサ ーモスタット82により調整される。サーモスタットはブロック54の温度を予 め定められた温度に維持するために選択される。使用されてよい1つのこのよう なサーモスタットはブロックの温度が下限のしきb℃値を下回って落下するとき 加熱器をオンにしかつブロック温度が上限のしきい値を上回る場合加熱器をオフ にするバイメタルのスイッチである。ブロック54の予め定められた温度は典型 的には約37℃から約75℃の範囲内にある。1つの実施例ではサーモスタット 82は約50℃の制御温度を有する。Heater 80 may be an electrically resistive heating rod or other capable of providing heat to block 54. May include powerful devices. The heater 80 controls the temperature of the block 54 and the coil 52. raised to a predetermined temperature sufficient to evaporate the moisture that moves through the Ru. The heater 80 is a sensor mounted on the heater block 54 that detects the block temperature. - Adjusted by mostat 82. The thermostat predicts the temperature of block 54. selected to maintain a specified temperature. 1 like this which may be used When the temperature of the block falls below the lower limit threshold b℃ value, the thermostat Turn on heater and turn off heater if block temperature is above upper threshold It is a bimetallic switch. The predetermined temperature of block 54 is typically Typically, the temperature range is from about 37°C to about 75°C. In one embodiment, a thermostat 82 has a controlled temperature of approximately 50°C.

加熱器ブロック78の円筒状のオープニング76は2ピースの管のコネクタの雌 部分85が位置決めされるより小さい、同心のオープニング84内で終端となる 。2ピースのコネクタの雄部分86が気化コイル52の出力部分に接続されるフ ィルタ70の出力を形成しかつまた気化コイルのベースを形成する。コイル52 がオープニング76内に位置決めされかつ雄および雌コネクタ部分85.86が ともに結合されると、コイル52は自動的に加熱器ブロック54のオープニング 76内に整列される。The cylindrical opening 76 of the heater block 78 has a female two-piece tube connector. Terminates within a smaller, concentric opening 84 in which portion 85 is positioned. . The male portion 86 of the two-piece connector connects to the output portion of the vaporizing coil 52. It forms the output of filter 70 and also forms the base of the vaporizing coil. coil 52 is positioned within the opening 76 and the male and female connector portions 85,86 are When coupled together, the coils 52 automatically open the heater block 54. 76.

フィルタ70はディスク型でありかつ約4mmから約50mmの範囲の直径を有 する。フィルタ70はその体積に比較して広い表面積を有しかつ小さい気孔の大 きさを有する。たとえば、気孔の大きさは約0.2ミクロンから約1.2ミクロ ンまで変化してよい。この形状は微粒子物または液体等の、サンプル内に存在す る非気体成分によるフィルタの浸透を制限する。これら非気体成分はフィルタの 表面で捕らえられる。したがって、フィルタ70は患者からの分泌物および他の 液体がモニタ装置へ送られることを防ぎかつ気体のサンプルが自由に気体モニタ へ通過することを可能にする。その機能に鑑みて、フィルタ70はPTFE(ボ アテックス)および疎水性グレードアクリルコポリマ膜(ベルサボール)等の疎 水性フィルタ材料から組立てられることが有利である。ディスクフィルタ70は セパレータ部分40の入力に接続された出力を有する。Filter 70 is disc-shaped and has a diameter ranging from about 4 mm to about 50 mm. do. The filter 70 has a large surface area compared to its volume and a small pore size. It has sharpness. For example, the pore size ranges from about 0.2 microns to about 1.2 microns. It may vary up to the point. This shape may be present in the sample, such as particulate matter or liquid. filter penetration by non-gaseous components. These non-gas components are removed from the filter. captured on the surface. The filter 70 therefore collects secretions and other secretions from the patient. Prevents liquid from being sent to the monitoring device and allows gas samples to be freely monitored allow passage to. In view of its function, the filter 70 is made of PTFE (Bottom). Atex) and hydrophobic grade acrylic copolymer membranes (Versabol), etc. Advantageously, it is constructed from aqueous filter material. The disk filter 70 It has an output connected to an input of separator portion 40 .

セパレータ部分40は水蒸気透過性の管88の部分を含む。典型的には、管88 は約6インチから約48インチの範囲内の長さを有し、約0.020インチから 約0.085インチの範囲内での内径(ID)を有しかつ壁厚が約0゜004イ ンチから約o、oosインチの範囲内である。本件発明の1つの実施例では、管 88が水蒸気に対しては高い透過性を有するが、分析されている呼吸および麻酔 気体に管しては大変低い透過性を有するポリマを含む。したがって、サンプルが セパレータ部分40を通るとき水蒸気を急速に気体のサンプルから発散してしま う。これらの特徴を有する1つの商業的に入手可能な製品は、デュポンの研究者 により開発されたものでかつナフィオン(登録商標)の管として管形式で市場に 出されているポリマである。1つの実施例では、約24インチの長さ、約0.0 40インチのIDおよび約0.006インチの壁厚を有するナフィオン(登録商 標)の管の部分が使用される。ナフィオン(登録商標)の管88はディスク膜フ ィルタ70の流出側に直接取付けられ、したがってサンプル内に含まれかつ気化 コイル52内で気化される水蒸気の大部分が、サンプルが気体の分析セルに到達 する前にナフィオン(登録商標)の管を介して気体運搬システムから発散して外 へ出る。管88の出力端部は気体分析セルに接続するコネクタ47に取付けられ る。図示された形状では、ナフィオン(登録商標)管88は気体運搬システムの 端部付近にありかつしたがってその入力で気体分析装置に永久に取付けられ得る 。Separator section 40 includes a section of water vapor permeable tubing 88. Typically, tube 88 has a length in the range of about 6 inches to about 48 inches, and from about 0.020 inches to having an internal diameter (ID) in the range of approximately 0.085 inches and a wall thickness of approximately 0.004 inches; in the range of about 0,000 inches to about 0,000 inches. In one embodiment of the invention, the tube 88 has high permeability to water vapor, but has been analyzed for respiratory and anesthesia Contains a polymer that has very low permeability to gases. Therefore, if the sample Water vapor rapidly emanates from the gaseous sample as it passes through the separator section 40. cormorant. One commercially available product with these characteristics was developed by researchers at DuPont It was developed by Nafion (registered trademark) and is now available on the market in tube form. This is a polymer that has been released. In one embodiment, about 24 inches long, about 0.0 Nafion® with an ID of 40 inches and a wall thickness of approximately 0.006 inches. The section of pipe shown in Figure 1) is used. The Nafion® tube 88 has a disc membrane Attached directly to the outlet side of the filter 70 and thus contained within the sample and vaporized Most of the water vapor vaporized in the coil 52 reaches the analysis cell where the sample is a gas. The gas is evacuated from the gas delivery system through the Nafion® tubing prior to Go out. The output end of tube 88 is attached to connector 47 which connects to the gas analysis cell. Ru. In the configuration shown, the Nafion® tubing 88 is part of the gas delivery system. near the end and thus can be permanently attached to the gas analyzer at its input .

この位置では、ナフィオン(登録商標)の管88は(患者の使用の後クリーニン グしかつ消毒をする必要がない。In this position, the Nafion® tube 88 (cleaned after patient use) There is no need for cleaning and disinfection.

ここに記載されるシステムおよび方法は、呼吸気体の分析の管の水質汚染を防ぐ 上で主に使用されるために開発されたものである。しかしながら、この発明はま た他の装置および適用に関しても有益である。上記の記載は呼吸気体の分析に適 用される発明の実施例を含むが、当業者に自明である他の適用も存在する。The system and method described herein prevents water contamination of respiratory gas analysis tubes. It was developed primarily for use on. However, this invention It is also useful for other devices and applications. The above description is suitable for the analysis of respiratory gases. There are other applications that will be obvious to those skilled in the art, including embodiments of the invention used herein.

この発明はその精神または本質的特性から逸脱することなく他の特定の形式で実 施され得る。上記の実施例はいずれの点においても例示的なものとしてのみ考慮 されかつ制限するものとしては考慮されていない。本件発明の範囲は、したがっ て先行の記載によるよりはむしろ添付の請求項により示される。請求項の均等な 意味および範囲内にあるすべての変更はその範囲内に包含されるものとする。The invention may be carried out in other specific forms without departing from its spirit or essential characteristics. can be administered. The above embodiments are considered in all respects only as illustrative. and is not considered as limiting. The scope of the invention is therefore is indicated by the appended claims rather than by the preceding description. Equivalents of Claims All changes within meaning and scope are to be embraced within that scope.

国際調査報告international search report

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.気道回路を介して患者の呼吸気体をサンプルしかつこれを気体分析セルへ送 るための装置であって、前記気道回路に接続し、前記呼吸気体の前記サンプルを 受けかつ前記サンプルを前記気体分析セルへ運搬する第1の長さの管を含む患者 のリンクと、 前記患者のリンクからの前記サンプルを受けかつ前記サンプル内に含まれる湿気 を蒸発させる気化部分とを含み、前記気化部分が、 円筒状の本体部分を有するスプールを含む気化コイルを含み、前記本体部分が第 1の端部と第2の端部とを有し、第2の長さの管が前記本体部分のまわりに巻付 いて複数の近位的回転およびコイルの出力を有するコイルを形成し、入力と出力 とを有する膜フィルタをさらに含み、前記フィルタが前記円筒状の本体の前記第 2の端部に配置され、前記フィルタヘの前記入力が前記コイルからの前記出力に 接続し、かつ 予め定められた温度までセグメントを加熱する手段と、前記セグメント内に前記 気化コイルを受け入れるためのチャンバとを有する加熱されたセグメントとをさ らに含み、前記装置が、 入力および出力を有するセパレータ部分とをさらに含み、前記セパレータの入力 が前記膜フィルタの前記出力に接続され、前記セパレータが前記フィルタからの 前記気体のサンプルを受け、前記気体のサンプルから前記水蒸気部分を除去して 乾燥した気体のサンプルを形成しかつ前記乾燥した気体のサンプルを前記気体分 析セルへ送る、装置。1. Samples the patient's respiratory gas through the airway circuit and sends it to the gas analysis cell. an apparatus for connecting to said airway circuit and for supplying said sample of said respiratory gas; a first length of tubing for receiving and transporting the sample to the gas analysis cell; and the link of receiving said sample from said patient link and containing moisture within said sample; a vaporizing portion that evaporates the vaporizing portion, the vaporizing portion comprising: a vaporizing coil including a spool having a cylindrical body portion; a second length of tubing having one end and a second end wrapped around the body portion; form a coil with multiple proximal rotations and an output of the coil, input and output further comprising a membrane filter having a membrane filter, the filter having the second membrane filter of the cylindrical body 2, the input to the filter being the output from the coil. connect and means for heating the segment to a predetermined temperature; a heated segment having a chamber for receiving a vaporizing coil; and further comprising: a separator portion having an input and an output, an input of the separator; is connected to the output of the membrane filter, and the separator is connected to the output of the membrane filter. receiving the sample of gas and removing the water vapor portion from the sample of gas; forming a sample of dry gas and converting said sample of dry gas to said gas component; A device that sends data to an analysis cell. 2.加熱のための前記手段が電気抵抗性加熱エレメントと、前記加熱ブロックの 温度を制御するためのサーモスタットとを含む請求項1に記載の装置。2. Said means for heating comprises an electrically resistive heating element and said heating block. and a thermostat for controlling temperature. 3.前記セパレータ部分が水蒸気透過性の部分を含む、請求項1に記載の装置。3. 2. The apparatus of claim 1, wherein the separator portion includes a water vapor permeable portion. 4.前記水蒸気透過性の部分がナフィオン(登録商標)の管の部分を含む、請求 項3に記載の装置。4. Claim wherein the water vapor permeable portion comprises a portion of Nafion® tubing. The device according to item 3. 5.患者の気道内で気体をサンプルしかつそれを気体モニタへ送るための装置で あって、 前記患者の気道から前記気体のサンプルを入手するための患者のリンクと、 前記患者のリンクから前記気体のサンプルを受け、前記気体サンプルに含まれた 湿気が蒸発する気化部分とを含む、装置。5. A device that samples gas in a patient's airway and sends it to a gas monitor. There it is, a patient link for obtaining a sample of the gas from the patient's airway; receiving a sample of the gas from the patient link; and receiving a sample of the gas from the patient link; an evaporation section in which moisture evaporates; 6.前記サンプルの気体成分を通しかつ前記サンプルの微粒子物および液体成分 を遮断するフィルタをさらに含む、請求項5に記載の装置。6. through the gaseous components of the sample and the particulate matter and liquid components of the sample; 6. The apparatus of claim 5, further comprising a filter that blocks . 7.水蒸気透過性の部分をさらに含む、請求項5に記載の装置。7. 6. The device of claim 5, further comprising a water vapor permeable portion. 8.前記水蒸気透過性の部分がナフィオン(登録商標)の管の部分を含む、請求 項7に記載の装置。8. Claim wherein the water vapor permeable portion comprises a portion of Nafion® tubing. The device according to item 7. 9.前記気化部分内の凝結した湿気を蒸発させるための加熱器をさらに含む、請 求項5に記載の装置。9. The claim further includes a heater for evaporating condensed moisture within the vaporizing section. The apparatus according to claim 5. 10.患者の気体をモニタする方法であって、前記患者からの前記気体のサンプ ル部分を抽出するステップと、 前記サンプル部分内に含まれる湿気を蒸発させるステップと、 前記サンプルから前記蒸発した湿気を取除くステップと、前記サンプルをモニタ 装置へ送るステップとを含む、方法。10. A method of monitoring a gas in a patient, the method comprising: collecting a sample of the gas from the patient; a step of extracting the file portion; evaporating moisture contained within the sample portion; removing the evaporated moisture from the sample; and monitoring the sample. and sending the device to the device. 11.蒸発させる前記ステップが前記サンプル部分内の前記湿気を蒸発させるた めに前記サンプルを予め定められた温度まで加熱するステップを含む、請求項1 0に記載の方法。11. The evaporating step evaporates the moisture within the sample portion. 2. The method of claim 1, further comprising the step of heating the sample to a predetermined temperature in order to The method described in 0. 12.前記蒸発した湿気を取り除く前記ステップが水蒸気透過性部分を介して前 記サンプル部分を通すステップを含み、前記水蒸気透過性部分が前記蒸発した湿 気を追い出す、請求項10に記載の方法。12. said step of removing said evaporated moisture is carried out through a water vapor permeable part; passing the sample portion through the sample portion, wherein the water vapor permeable portion absorbs the evaporated moisture. 11. The method of claim 10, wherein Qi is expelled. 13.前記水蒸気透過性部分がナフィオン(登録商標)の管の部分を含む、請求 項12に記載の方法。13. Claim wherein the water vapor permeable portion comprises a portion of Nafion® tubing. The method according to item 12. 14.前記サンプルをフィルタ処理するステップをさらに含む、請求項10に記 載の方法。14. 11. The method of claim 10, further comprising filtering the samples. How to put it on. 15.患者の気道内の気体をサンプルしかつ気体のサンプルをモニタ装置に送る ための装置であって、第1の部分を含み、 前記第1の部分が、 前記患者の気道から前記気体のサンプルを受ける患者のリンクと、 前記患者のリンクから受けとられた前記サンプル内に含まれる湿気が蒸発させら れる気化部分と、前記サンプルの非気体成分を取り除くフィルタとを含み、 その装置がさらに、 第2の部分を含み、 前記第2の部分が、 前記気化部分を囲む加熱部分と、 蒸発した湿気を選択的に送るための水蒸気透過性部分とを含む装置。15. Sample the gas in the patient's airway and send the gas sample to a monitoring device an apparatus for, comprising a first part; The first part is a patient link that receives a sample of the gas from the patient's airway; Moisture contained within the sample received from the patient link is not allowed to evaporate. and a filter for removing non-gaseous components of the sample, The device further including a second part; The second part is a heating portion surrounding the vaporizing portion; a water vapor permeable portion for selectively conveying evaporated moisture. 16.前記水蒸気透過性部分がナフィオン(登録商標)の管の部分を含む、請求 項15に記載の装置。16. Claim wherein the water vapor permeable portion comprises a portion of Nafion® tubing. The device according to item 15. 17.前記第1の部分が、前記第1の部分を単一の患者に対しての使用専用にし かつ各使用の後に前記第1の部分を廃棄することを経済的にする材料を含む、請 求項15に記載の装置。17. The first portion dedicates the first portion for use on a single patient. and comprising materials that make it economical to dispose of said first part after each use. The apparatus according to claim 15. 18.前記加熱部分が熱導電性ブロックと電気加熱エレメントとを含み、前記加 熱エレメントが前記ブロックの温度を予め定められた温度に維持するための手段 を有する、請求項15に記載の装置。18. the heating portion includes a thermally conductive block and an electric heating element; means for a thermal element to maintain the temperature of said block at a predetermined temperature; 16. The device according to claim 15, having: 19.患者の吸気および呼気をモニタする方法であって、前記患者から前記気体 のサンプル部分を抽出するステップと、 前記サンプル部分内に含まれる凝結した湿気を蒸発させるステップと、 前記サンプル部分をフィルタ処理するステップと、前記サンプルから前記蒸発し た湿気を取除くステップと、前記サンプルをモニタ装置へ送るステップとを含む 、方法。19. A method for monitoring inhalation and exhalation of a patient, the method comprising: extracting a sample portion of evaporating condensed moisture contained within the sample portion; filtering the sample portion; and removing the evaporated material from the sample. and sending the sample to a monitoring device. ,Method. 20.蒸発させる前記ステップが、前記湿気を蒸発させるために前記サンプルを 予め定められた温度まで加熱するステップを含む、請求項19に記載の方法。20. the step of evaporating the sample to evaporate the moisture; 20. The method of claim 19, comprising heating to a predetermined temperature. 21.前記蒸発した湿気を取除く前記ステップが水蒸気透過性部分を介して前記 サンプル部分を通過させるステップを含み、前記水蒸気透過性の部分が前記蒸発 した湿気を追い出す、請求項19に記載の方法。21. The step of removing the evaporated moisture is carried out through the water vapor permeable portion. passing the sample portion, the water vapor permeable portion being exposed to the evaporation. 20. The method of claim 19, wherein the moisture is expelled. 22.前記水蒸気透過性の部分がナフィオン(登録商標)の管の部分を含む、請 求項21に記載の方法。22. The water vapor permeable portion comprises a portion of Nafion® tubing. The method according to claim 21.
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