JPH0354434A - 検査ガスの未知のパラメータを測定する装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一般的にガスのパラメータの測定、とくにガ
ス圧力の変動から隔離されたガスの未知のパラメータを
測定する方〆去および装置に関する。

〔従来の技術〕

ガスの未知のパラメータをｆｌｌｌＪ定しなければなら
ない多くの場合がある。たとえば医学分野において、し
ばしば患者の呼気または吸気中のガス混合物の酸素また
は一酸化炭素濃度を測定することが必要になる。測定中
のガス江力の食動は４ｐ］定の情度に影響するかａｌｌ
　’Ｍの丈施を不ｎＪ能にさえする。

したがって、ＡＩｌｊ定が実施されている間ガス比力を
比較的一定に保持することはきわめて望ましい。

もしガスが運動していなければ、必要なａｌｌｌ定を実
地するため圧力を一定に維持することは比較的容易であ
る。ガスが運動しているときでさえも、移動するガスの
圧力が比較的一定であるならば、濃度測定は満足に実施
される。しかしながら、もしガス流瓜および圧力が患者
の呼吸マスク空気管の場合のように均一でなければ、正
確なパラメータ測定は困難ないし不可能になる。

〔発明が解決しようとする課題〕

医学的診断および治療的処置における最近の発展のため
呼吸マスクにおいて患者によって呼吸されるガスのパラ
メータを連続的に観察する方法の必要性が生じた。その
ようなパラメータをＤＩ定する種々の方法が堤案された
が、それらのいずれも呼吸マスクの空気管において遭遇
する圧力および流量の変動の状態のもとて正確な測定を
実施するという課通を適切に解決し得なかった。したが
って、圧力および流量の変動から隔離された患者の空気
管におけるガスのようなガスのパラメータを１測定する
ｈ″法の必要性が残っている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、ガスを空気キャパシタに吸い込み、次いて別
のガスを一定圧力でキャパシタ入口に供給するとともに
ρ１定を実施することにより、ガスの圧力および流量の
変動から隔離された検査ガスのパラメータをＡＰＩ定す
る方法および装置を提供す簡単かつ一般的に言って、本
発明は検査ガスの未知のパラメータを，’ＩＩＩＪ定す
るセンサ、前記センサにガスを吸い込むセンサ下流のボ
ンブ、ある量のガスを貯蔵するセンサ上流の空気キャバ
ンタ、定圧力の別のガス源および流体流制御装置を有す
る。

本発明によれば、流体流制御装置は空気キャバンクへの
第１流体流通路をポンプがガスを空気キャパシタを通し
てセンサに吸い込むのに十分な■、シ間角ｑ赦し、それ
により、空気キャパシタを検査ガスによって充満する。

その後、第１流体流通路は閉鎖され、空気キャパシタと
別のガス源との間の第２流体流通路が開放され、それ．
により空気キャパシタおよびセンサは検査ガスの圧力変
動から隔離される。空気キャパシタは別のガスと貯蔵さ
れたガスとの大質的混合を一定の圧力状態で検査ガスの
未知のパラメータをＡｌｌｊ定するのに十分な時間阻止
する。空気キャパシタによる圧力隔離は検査ガスがＡｐ
１定中連続的にセンサを通ることができるようにするが
、辻力変動が，ｉｌｌ定精度に影響することを防止する
。

本発明の好ましい実施例において、流体流制御装置は検
査ガス源と流体的に連通ずる第１人■、別のガス源と流
体的に連通ずる第２人目および空気キャバンタと流体的
に連通ずる出目を備えた電磁弁のような弁をも−する。

弁は出口を第１入口に連通ずることにより第１流通路を
開放し出口を第２入口に連通ずることにまりを第２流通
路を開放する。

流体流制御装置は電磁弁に動力を選択的に供給して空気
キャパシタへのガス流を制御するマイクロプロセッサ等
のようなタイミング制御装置を備えるのが好ましい。マ
イクロプロセッサはまた出力表示等を制御してセンサ出
力が、センサ内の検査ガスの圧力が確失に一定に維持さ
れる間だけ発生されるように制御する。好ましい丈施例
において、検査ガスは患者呼吸マスクの空気管内のガス
を含む。別のガス源は大気を含むのが好ましい。

空気キャパシタは１よりかなり大きい長さ対直径比を有
することを特徴とし、たとえば７５ｃｍの長さおよび０
．５ｃｍの直径を有する室が満足すべき結果を得ること
が分かった。空気キャパシタは、たとえば、長い通路を
形成することによって製造され、前記通路は材料ブロッ
クの二つのキャビティ間の流体流通路を形成するか、ま
たは＋ｌｉに同し長さの直径および同じ長さをＨしかつ
両端に適当なアダプタを白″する菅を備える。

本発明によれば、ガス圧力変動から隔離された検査ガス
の未知のパラメータを測定する方法は、上記種類の装置
の使用を含んでいる。本発明による方法は空気キャパシ
タへの検査ガスの第１流体流通路を開放すること、未知
のパラメータをＡｐｌ定するため検査ガスを空気キャパ
シタを通してセンサに吸い込み、それにより検査ガスに
よって空気キャパシタを充満すること、第１流体流通路
を閉踏すること、一定江力の別のガス源と空気キャパシ
タとの間の第２流体流通路を開放し、それによりセンサ
を検査ガスの圧力変動から隔離すること、および検査ガ
スの未知のパラメータを一定圧力状態で別のガスと空気
キヤバンクに貯蔵された検査ガスとの丈質的混合の前に
７１Ｆ］定することを含んでいる。患者の空気管中の呼
吸ガスの混合物のパラメータをＡｌｌ定するのに使用す
る好ましい実施例において、第１流体流通路を開放する
上記過程は空気路と空気キャパシタとの間の流体流通路
を開叙することを含んでいる。

上記記載から、本発明は患者の空気管中のパラメータの
測定の精度および后頼性を高める装置およびｈ゛法を提
供するものであることが分かるであろう。これらの利点
は、呼吸マスクの基本的機能を損なわない、比較的簡Ｉ
ｌｌかつ頑丈な装置によって失施される。本発明の他の
特色および利点は、本発明を例示する添付図面を参烈し
て、下記の詳細な記載から明らかである。

〔丈施例〕

説明の目的を含む図面に示すように、本発明はガスの圧
力変動から隔離されたガスのパラメータをＡｐｌ定する
新規な方法および装置にある。患者の呼吸するガス中の
酸素または一酸化炭素のようなパラメータを観察するこ
とは医学技術の進歩に伴ってきわめて重要になったがそ
のようなパラメータの測定精度は空気路の圧力変動によ
って悪い影響を受ける。

本発明によれば、検査ガスは検査ガスを貯蔵する空気キ
ャパシタを通してセンサに吸い込まれる。

その後、一定圧力の別のガス源か空気キャパシタに流体
的に連通して設置され、空気キャパシタおよびセンサを
検査ガスの主要部分における圧力変動から隔離する一方
、検査ガスの未知のパラメータが測定される。本発明は
検査ガスの主要部分における圧力変動にかかわらず検査
ガスの未知のパラメータを正確に測定する簡ｌ１１−か
つＨ効な装置を提供する。

特に第１図に略示するように、ガスの圧力変動から隔離
された検査ガスの未知のパラメータを測定する本発明に
よる装置は、未知のパラメータを測定するように作用す
るセンサ１１、センサ１１下流のボンブ１３、センサ１
１上流の空気キャパシタ１５、全体的に１７で示された
一定圧力の別のガス源および全体的に１９て示された流
体流制御装置を６゛する。

ポンブ１３は流体流管７５、７３、キャビティ６３、６
５および通路６７を通ってセンサ〕１と流体的に連通し
ている。ポンブ１３は未知のパラメータのａｐ１定のた
め検査ガスをセンサ１１内に吸い込む。ガスは最後にセ
ンサ１１からポンブ１３に流れ込みたとえば排出通路２
３を通って排出する。

空気キャパンタ１５は、この丈施例において、第２、３
図に示された密閉通路１８を備えたブロック１６を有し
、通路１８は流体流通路２５によって示されたようにセ
ンサ１１と流体的に連通しかつある量のガスを佇蔵する
。空気キャパシタ通路１８は長さχ・１直径の比が１よ
りかなり大きい長い通路または室を備えるのが好ましい
。たとえば、約７５ｃｍの長さおよび約０．　　５ｃｍ
の直径を白゛する通路が満足すべきものであることが分
かった。空気キャパシタ１５は通常第５図に示されたカ
バー２０によってシールされ、密閉通路を形威している
。さもなければ、空気キヤパンクは適当な長さおよび直
径の管から形成することができ、該管は空気キャパシタ
のブロック形と同様に連通されかつ作用する。

流体流制御装置１９はボンプ１３が検査ガスを空気牛ヤ
バシタ１５を通してセンサ１１に吸い込み、それにより
空気キャパシタ］５を前記ガスによって充満させるのに
十分なｎ．ｌｊ間空気キャパシタへの検査ガスの第１流
体流通路を開放する。ついで、流体流制御装置１９は第
１流体流通路を閉鎖し空気キャパシタ１５と別のガス′
ｔｉ．１．７との間の第２流体流通路を開放し、センサ
１１を検査ガスの圧力史動から隔離する。

空気キャパシタ１５はセンサ１１が測定精度を低ドする
ことなく、一定圧力で検査ガスのパラメータをＪｕｌ定
できるのに十分な時間別のガスと貯蔵されたガスとの実
質的な混合を阻止する。空気キャパシタ１５によって得
られる圧力隔離は検査ガスがＭ１定中連続的にセンサ１
１を通って流れうるようにする一方、測定精度を妨害す
る圧力変動を防止する。

流体流制御装置１９は電磁弁２７のような弁を備えるの
が好ましく、該弁２７は流体流通管３３によって示され
たような検査ガスの空気管３１のような空気源と流体的
に連通ずる第１入口２つ、流体流通管３７によって示さ
れたように別のガス源１７と流体的に連通ずる第２人目
３５、および流体流通管４１によって示されたように空
気キャパシタ１５と流体的に連通ずる出ｎ３９を有する
。

弁２７は出ｒｌ３９を第１弁継手４３によって示された
ように第１人目２つに連通ずることによって第１流体流
通路を開放腰また、第２弁継手４５によって示されたよ
うに第２入口３５に連通ずることによって第２流体流通
路を開族する。

流体流制御装置１９はマイクロプロセッサ等のようなタ
イミング制御装置４７を備えるのが好ましく、それらは
制御導線４つによって示されたように選択的に動力を電
磁弁２７に加えて、空気キャパシタ１５へのガス流を制
御する。タイミング制御装置４７は弁２７にセンサ１１
および空気キャパシタ１５を検査ガスによって充満する
のに十分な時間第１流体流通路を開放したま＼にし、つ
いで弁２７に第１流体流通路を閉鎖させ、第２流体流通
路を開放させて空気キャパシタ１５およびセンサ１１を
検査ガスの圧力変動から隔離する。

タイミング制御装置４７ちまた出力インジケタ５１等を
制御導線５３によって示されたように制御する。センサ
１１は制御導線５５によって示されたようにインジケー
タ５１に出力パラメータＡｌｌｌ定信号を仏達し、タイ
ミング制御装置４７は出力値がセンサ１１中の検査ガス
江力が確実に一定に保持される間だけ発生する。出力値
は第２流体流通路か開放された後に空気キャパシタ１５
およびセンサ１１の圧力が安定するのに丁度十分な特開
遅らせるのが好ましい。

検査ガスの未知のパラメータを観察する必要のある用途
において、タイミング制御装置４７は二つの流体通路の
間で前後に切換えられ、第１通路は空気キャパシタ１５
およびセンサ１１が充満し側定かなされる前に圧力が確
丈に安定するまで十分長く開放される。

別のガス源１７は池のガス源も使用しうるが、人気に連
通ずるのが好ましい。弁２７の第２入口３５は流体流通
路３７および通気孔５７を通して大気に流体的に連通し
ている。流通管３７の流れ制御器５９は別のガス′ＮＡ
１　７から一定の江力に維持するため使用されるのが好
ましい。好ましい実施例において、検査ガスは（図示し
ない）患者の空気管３１山の吸入を含む。

第４、５図に示すように、別の実施例において、ボンブ
によって発牛した圧力変動を緩衝するため、センサとポ
ンプとの間の導菅２１の部分は二重空気キャパシタブロ
ック６１を含み、前記ブロックは第１、２キャビティ６
３．．６５および、キャビティ６３、６５間に抵抗流体
流通路を形成する長い制限通路６７をＨし、通路６７も
また１よりかなり人きい長さ対直径比を有する。

たとえば、キャビティ６３、６５および制限通路６７が
ブロック６１の上面に形成される。ブロック６１は空気
キャパシタブロック１６の底部および一緒に接合された
溶剤によってカバーされ、隣接するキャビティ６３、６
５および通路６７に対するガス密シールを形成され、通
路６７を通って流れるキャビティ６３、６５間のガス流
を拘束する。キャビティ６３、６５に出入する流体的連
通はブロック１６およびカバー２０を通って延びるオリ
フィス７３、７５によってそれぞれ形成される。ブロッ
ク１６およびカバー２０は種々の材料から作られる。ア
クリルプラスチック等は満足な桔果が得られることが分
かった。

上記種類の装置によってガス比力変動から陥離された検
査ガスの未知のパラメータを７１ｐｊ定する本発明によ
る方法は、キャパシタ１５のような空気キャパンタへの
検査ガス用第１流体流通路を開ｈｋすること、検査ガス
を未知のパラメータ測定のため空気キャパシタを通して
センサ１１のようなセンサに吸い込み、それにより空気
キャパシタを検査ガスによって充満すること、第１流体
流通路を閉鎖すること、ガス源１７のような一定圧力の
別のガス源と空気キャパシタとの間の第２Ａ体流通路を
開放してセンサを検査ガスの圧力変動から隔離すること
、および別のガスが空気キャパシタに貯蔵された検査ガ
スと失質的に混合する前に一定の圧力状態で検査ガスの
未知のパラメータを測定すること各工程を含んでいる。

一丈施例において、第１流体流通路をＤＦＩ放する工程
は患者の呼吸マスクの空気路３１のような空気路と空気
キャパシタとの間の流体流通路を開放することを含んで
いる。

前記から、本発明の方法および装置は、ガスを空気キャ
パシタに貯蔵しついで空気キャパシタを未知のパラメー
タを測定するのに十分な峙間圧力変動から隔離しするこ
とにより、圧力変動をうけるガスの未知のパラメータを
１「確に測定する方法を堤供することが分かるであろう
。本発明はたとえば患者空気管の呼吸ガスにおける酸素
および一酸化災素の濃度のようなパラメータを正確に測
定するのに使用される。

本発明のある特定の実施例が図示されかつ記載されたが
、本発明は図示されかつ記載された特定の火施例に限定
されるものでなく、種々の女史および変形が本発明の範
囲から逸脱することなくなされる得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧力嚢動から隔離されたガスのパラメータをＡ
ｌｌｌ定する本発明による装置の流体流れ線図、第２図
は第１図の装置のセンサ上流に設けられた空気キャパシ
タブロックの斜視図、第３図は第２凶の上部・Ｖ面図、
第４図は第１囚のセンサとのポンプとの間に連通した圧
力緩衝空気キャパシタブロックの上面図、第５区は第３
図の５−５線、第４図の５−５線に沿う圧力緩衝ブロッ
クおよび空気キャパシタ集合体の断面疋而図である。 ］１・・・センサ、１３・・・ボンブ、１５・・・空気
キャパシタ、１７・・・別のガス源、１９・・・流体流
制御装置、２７・・・電磁弁、２つ・・・第１入口、３
５・・・第２入口、３つ出口、４３・・第１弁継手、４
５・・・第２継手、４７・・・タイミング制御装置、５
１・・・出力インジケータ、５７・・・通気孔、６３、
６５・・・キャビティ。 図面の１＋書（丙容に二更；シ） ゜コ Ｆ／　Ｇ． ２ ＦＩＧ． ４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、未知のパラメータを測定するように作用するセンサ
   および検査ガスを前記センサに吸い込む装置を有する検
   査ガスの未知のパラメータを測定する装置において、セ
   ンサを検査ガスの圧力変動から隔離する装置であって、
   この装置は、センサ上流に流体的に連通しかつある量の
   ガスを貯蔵するように作用する空気キャパシタ、実質的
   に一定圧力の別の圧力源、 空気キャパシタへの検査ガスの第１流体流通路を開放し
   その後前記第１流体流通路を閉鎖して空気キャパシタと
   前記別の圧力源との間の第２流体流通路を開放しそれに
   より空気キャパシタおよびセンサを検査ガスの圧力変動
   から隔離するように作用する流体流制御装置 を有する検査ガスの未知のパラメータを測定する装置。 ２、流体流制御装置は検査ガス源と流体的に連通する第
   １入口、別のガス源と流体的に連通する第２入口および
   空気キャパシタと流体的に連通する出口を有する弁を有
   し、前記弁は出口を前記第１入口に連通することにより
   前記第１流通路を開放し、また出口を前記第２入口に連
   通することにより第２流通路を開放する請求項１に記載
   の装置。 ３、別のガス源は大気を含む請求項１に記載の装置。 ４、検査ガスは患者呼吸マスクの空気管を含む請求項１
   に記載の装置。 ５、空気キャパシタは長さ対直径比が１より大きいこと
   を特徴とする長い室を含む請求項１に記載の装置。 ６、前記室は長さが約７５ｃｍ、直径が約 ０．５ｃｍである請求項１に記載の装置。 ７．空気キャパシタは長さ対直径比が１より大きい流体
   流通路を形成する長い通路を画定する材料のブロックを
   有する請求項１に記載の装置。 ８、前記装置が前記検査ガスを吸い込むポンプ装置およ
   び前記センサに対する前記別のガス源を有し、さらに前
   記ポンプによる圧力変動を緩衝する装置を有する請求項
   １に記載の装置。 ９、ガス圧変動から隔離それた検査ガスの未知のパラメ
   ータを測定する装置において、前記装置は、 未知のパラメータを測定するように作用するセンサ、 センサ下流のかつセンサと流体的に連通して前記パラメ
   ータを測定するセンサに検査ガスを吸い込むように作用
   するポンプ装置、 センサ上流のかつある量のガスを貯蔵するように作用す
   る空気キャパシタ、 実質的に一定圧力を有する別のガス源、 空気キャパシタへの検査ガスの第１流体流通路を開放し
   、その後前記第１流体流通路を閉鎖し空気キャパシタと
   別のガス源との間の第２流体流通路を開放しそれにより
   空気キャパシタおよびセンサを検査ガスの圧力変動から
   隔離し、空気キャパシタはセンサがほゞ一定圧力状態で
   検査ガスのパラメータを測定するのに十分な時間、別の
   ガスと貯蔵されたガスとの実質的な混合を阻止するよう
   に作用する、流体流通路制御装置 を有する検査ガスの未知のパラメータを測定する装置。 １０、前記流体流制御装置は検査ガス源と流体的に連通
   する第１入口、別のガス源と流体的に連通する第２入口
   および空気キャパシタと流体的に連通する出口を備えた
   弁を有し、前記弁は前記出口を前記第１入口に連通する
   ことにより前記第１流体流通路を開放し、出口を前記第
   ２入口に連通することにより前記第２流体流通路を開放
   するものであることを特徴とする請求項９に記載の装置
   。 １１、別のガス源が大気を含むものであることを特徴と
   する請求項９に記載の装置。 １２、検査ガスが患者の呼吸マスク用の空気管中のガス
   を含むものであることを特徴とする請求項９に記載の装
   置。 １３、検査ガスの未知のパラメータが酸素濃度を含むこ
   とを特徴とする請求項９に起債の装置。 １４、空気キャパシタは長さ対直径比が１よりかなり大
   きい長い室を含むことを特徴とする請求項９に記載の装
   置。 １５、前記室は長さが約７５ｃｍであり、直径が約０．
   ５ｃｍであることを特徴とする請求項９に記載の装置。 １６、前記流体流通路の圧力変動を緩衝する装置をさら
   に含むことを特徴とする請求項９に記載の装置。 １７、空気キャパシタは長さ対直径の比が１よりかなり
   大きい流体流通路を形成する長い通路を画定する材料の
   ブロックを有することを特徴とする請求項９に記載の装
   置。 １８、ガス圧変動から隔離された検査ガスの未知のパラ
   メータを測定する方法において、前記方法が、 空気キャパシタへの検査ガスの第１流体流通路を開放し
   、 検査ガスを未知のパラメータを測定するため空気キャパ
   シタを通してセンサに吸い込み、それによりセンサおよ
   び空気キャパシタを検査ガスによつて充満させ、 前記流体流通路を閉鎖し、 一定圧力の別のガス源と空気キャパシタとの間の第２流
   体流通路を開放して、それによりセンサを検査ガスの圧
   力変動から隔離し、および 別のガスと空気キャパシタ内に貯蔵された検査ガスとの
   実質的混合の前に一定圧力状態において検査ガスの未知
   のパラメータを測定することを含む検査ガスの未知のパ
   ラメータを測定する方法。 １９　第１流体流通路の開放工程は患者の呼吸マスクの
   空気管と空気キャパシタとの間の流体流通路を開放して
   ガスを空気管から空気キャパシタに流すことを含む請求
   項１８に記載の方法。