JPH0628652B2 - 代謝量計測装置 - Google Patents

代謝量計測装置

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JPH0628652B2
JPH0628652B2 JP60259641A JP25964185A JPH0628652B2 JP H0628652 B2 JPH0628652 B2 JP H0628652B2 JP 60259641 A JP60259641 A JP 60259641A JP 25964185 A JP25964185 A JP 25964185A JP H0628652 B2 JPH0628652 B2 JP H0628652B2
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gas
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measuring
carbon dioxide
oxygen
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    • A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、患者の代謝量計測装置に関する。
通常、病院の集約的な治療室において処置を受ける重症
患者は、栄養物を非経口的に即ち直接静脈内に液体形態
で受入れる。病状および傷害は、通常栄養の必要の評価
の基準として用いられる身長、体重、年令および性によ
り示される標準的な摂取量からかなり患者の代謝および
エネルギ消費に変化を及ぼすことがあるため、重症患者
の栄養の定量的および定性的な必要度を見出するための
計測方法の採用に強い関心があつた。これは、呼吸気交
換の測定により、ある平衡状態における酸素の消費量に
基づくエネルギ消費を計算すること、および酸素消費に
対する炭酸ガスの排出量の比率に基づいて消化された栄
養物の量を決定することが可能である所謂間接熱量測定
法によつて可能である。
人工呼吸装置の製造メーカに関しては、少なくともスウ
エーデンの会社であるEngstroem MedicalＡＢおよびSie
mens-ElemaがEngstroem FricaおよびSiemens社のサーボ
換気装置９００シリーズと接続可能な代謝量計測器を開
発しているが、この計測器は人工呼吸装置自体のセンサ
から得られた情報を部分的に利用するもので、このため
このような計測器は前記装置に対するアクセサリとして
使用することができるに過ぎない。
計測法に関しては、ある特定の問題は酸素の消費量およ
び炭酸ガスの排出量の計算においてガス成分の測定に加
えて必要となる流量測定方法であつた。流量センサによ
る検査は、特に湿気および患者から生じる分泌物の汚染
の影響がある臨床的条件下で行われなければならないこ
とから、高精度、高信頼性を得ることが困難である。本
発明においては、炭酸ガスの生成および酸素の消費量
が、呼吸気の流量の直接的な測定を全く必要としない方
法で測定される。装置の概略図が第１図に示される。本
装置は、大きな直径のガス・ホース２を呼気チユーブ３
とガス・センサのサンプリング・ホース４に対して接続
することによつて人工呼吸装置１に対して接続される。
なお、人口呼吸装置１から患者へ吸気チューブ（即ち、
入口導管）５を介してガスが供給され、逆に排出チュー
ブ（即ち、出口導管）を介して患者からのガスが人口呼
吸装置１に導かれる。前記装置に流入する呼気は最初に
一般に５の容積、従つて略々１０回の呼吸サイクルに
相当する一様の炭酸ガスと酸素の成分を有する混合室６
内に流入する。呼気サイクル毎に１回の呼吸量と等しい
ガス量が混合室から流出するが、前記呼気は炭酸ガス量 と酸素量 を含む。この呼気はＴ字管部７内で空気供給のための送
風手段であるファン８により生じる一般的に２０／分
である一定の流量の気流（空気）Ｋと混合する。このた
め、気流により生じる希釈の結果、ホース（即ち、導
管）９において測定される瞬間的な炭酸ガスの量F*ECo2
(t)は、 但し、VE(t)は時点ｔにおける混合室から流出する呼気
の流量である。このため、時間間隔（t0→t0＋Ｔ）にお
ける炭酸ガスの排出量co2は下式となる。即ち、 但し、時間Ｔは非常に短いため、混合室内の炭酸ガスの
平均量 はこの時間内では顕著には変化しない。
式(1)から下式が得られる。即ち、 式(2)にこの式を代入することにより、時間間隔（t0→t
0＋Ｔ）における炭酸ガスの排出量は次の如く計算され
る。即ち、 炭酸ガスの排出量は、このように流量計算法によらず、
適当な比率あるいは２つの炭酸ガス・センサを同時に用
いることにより混合室６および流出ホース９内の炭酸ガ
ス成分を測定することにより計算することができるが、
これは実用的な解決法ではない。
一方、酸素の消費量ｏ２は、これもまた吸気の酸素量
FIO2および混合した呼気の酸素量 を測定することによつて決定することができる。これに
よれば窒素の消費量が零である公知の仮定を用いて、呼
吸比ＲＱは公知の結果となろう。即ち、 この後、酸素消費量O2が簡単に求められる。即ち、 種々の測定点における呼気成分の測定は、マイクロプロ
セツサ１６により制御される磁気作用弁１０〜１３によ
つて間欠的に行なわれる。典型的な測定シーケンスは付
表１において示される。
炭酸ガス・センサ１４は炭酸ガスの赤外線の吸収に基づ
く分析装置からなり、酸素センサ１５は、必要に応じて
例示したものよりもかなり迅速な測定シーケンスの使用
を可能にする高速の常磁性差動酸素センサからなる。定
常流発生装置は、遠心フアンおよびこれと一体に構成さ
れた流動抵抗とからなり、この抵抗は出口に対する前記
のＴ字形管部７の交差からの流動抵抗よりも遥かに大き
く、このため混合室からの流出速度は気流Ｋに対して実
質的な影響を及ぼすことはない。
混合室とフアンは、湿気を帯びた呼気から凝縮する水滴
が混合室から滴下して本装置の流出ホースを通つて排出
するように構成されている。
第２図は、別の測定形態を示している。
本構造においては、フアン８が定常混合気流Ｋを維持す
るが、この場合流量Ｋは１００／分以上にもなる呼気
の最大流量よりも大きくなければならないが、これは、
ホース９が十分に太くない限り流れの方向が該ホース９
内で反対となり、呼気の一部が測定点を回避することが
あるためである。別の欠点は、凝縮した湿気をフアンに
よつて排出しなければならないことである。しかし、炭
酸ガスの排出量は最初に述べた別の方法におけるよりも
更に簡単な計算法により算出可能であることが利点であ
ろう。この場合、時間間隔（t0→t0＋Ｔ）における炭酸
ガスの排出量は次のようになる。即ち、 呼吸比ＲＱおよび酸素消費量はO2は上記と同じように
得られる。本装置はまた、自分で呼吸している患者ある
いは患者が一方向弁を備えた気密マスクを装着すること
を前提としてストレス・テスト中の人間に対して酸素消
費量および炭酸ガス排出量を測定するこもできる。
希釈法はまた、酸素が空気の定常流と混合する時混合室
から流出する酸素の希釈度を測定することによつて行な
うこともできる。このため、ホース９内の瞬間的な酸素
成分は下式の如くとなる。
即ち、 上式から瞬間流量VE(t)の解は下式を得る。即ち、 これから微小呼吸量が積分により得られ、またこれによ
り公知の方法において、もし上記の他に混合室内の呼気
の炭酸ガス成分とその酸素量および呼気の酸素量との差
を知るならば、更に酸素消費量および炭酸ガス排出量を
計算することができる。
しかし、酸素を３つの点において測定しなければならな
いため、酸素の希釈度に基づく測定シーケンスの実施は
実際には更に困難である。加えて、酸素濃度が僅かに高
い呼気の場合には、混合室内の呼気の酸素成分が室内の
空気と非常に近似するため、式(9)により得られる結果
は非常に精度の低いものとなる。
本計測装置は、例えば、前記混合室６内にその酸素また
は炭酸ガス成分が室内の空気と明らかに異なる気体を圧
入する１の容積を有する較正注入器を使用することに
よつて較正が可能である。病院条件において容易に入手
可能な気体は、前記Ｔ字管部と一方向弁を含む装置によ
り注入器内に取出して一般に毎分１０回の頻度で混合室
内に圧入することができる純酸素である。このように、
本装置のプログラムは、ガス・センサが適正ガスを用い
て個々に較正されたことを前提として、式(9)に基づい
て定常流量因数Ｋの較正を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の測定装置の一実施例を示す概略図、お
よび第２図は別の実施例を示す図である。 １……人工呼吸装置、２……ガス・ホース、３……呼気
チューブ、４……ガス・センサのサンプリング・ホー
ス、５……吸気チューブ、６……混合室、７……Ｔ字管
部、８……フアン装置、９……ホース、１０〜１３……
磁気作用弁、１４……炭酸ガス・センサ、１５……酸素
センサ、１６……マイクロプロセツサ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】患者の炭酸ガスの排出量と酸素の消費量と
    を監視するための代謝計測装置において、 患者にガスを供給するための入口導管（５）と、患者か
    らのガスを排出するための出口導管を有する人口呼吸装
    置（１）と、 前記出口導管に接続された混合室であって、該混合室か
    らガスを排出するための出口手段（７）を有する混合室
    （６）と、 前記出口手段に空気を供給して前記混合室からのガスと
    空気とを混合し、一定流速の希釈ガスを生じるための希
    釈ガス提供手段（８、９）と、 前記希釈ガス中の炭酸ガスの含有量を測定するための第
    １の測定手段（１２〜１４、１６）と 前記混合室中の前記排出ガス中の炭酸ガスの含有量を測
    定するための第２の測定手段（１２〜１４、１６）と、 前記混合室中の前記排出ガス中の酸素の含有量を測定す
    るための第３の測定手段（１１、１５、１６）と、 前記入口導管を介して患者に供給されるガス中の酸素の
    含有量を測定するための第４の測定手段（１０、１５、
    １６）と、 前記第１〜４の測定手段によって測定された含有量から
    直接的に計算することによって、炭酸ガスの排出量及び
    酸素消費量を決定するための決定手段（１６）と を備えていることを特徴とする代謝量測定装置。
  2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の代謝量測定装
    置において、前記希釈ガス提供手段は、送風手段（８）
    と、該送風手段の下流または上流に配置された導管
    （９）で構成されていることを特徴とする代謝量測定装
    置。
  3. 【請求項３】特許請求の範囲第２項記載の代謝量測定装
    置において、 前記混合室は底部を含み、 前記出口手段は前記混合室の前記底部に配設されてお
    り、 前記出口手段は、混合室と結合されるステムと直線上に
    配列された一対のアームとを有する、前記混合室の下流
    側に配置されたＴ字管部を有しており、 前記一対のアームの一方が前記送風手段と結合され、他
    方が前記希釈ガス提供手段の前記導管を介して外気と接
    続されており、前記混合室内で凝縮した水分が重力の作
    用により自動的に前記Ｔ字管部を介して排出されるよう
    に構成されている ことを特徴とする代謝量計測装置。
JP60259641A 1984-11-21 1985-11-19 代謝量計測装置 Expired - Lifetime JPH0628652B2 (ja)

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FI844562 1984-11-21
FI844562A FI78231C (fi) 1984-11-21 1984-11-21 Maetanordning foer metaboliska storheter anslutbar till en respirator.

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JPS61128981A JPS61128981A (ja) 1986-06-17
JPH0628652B2 true JPH0628652B2 (ja) 1994-04-20

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FI (1) FI78231C (ja)
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