JPH0661358B2 - ドレン装置のための気泡測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ドレン装置と共に使用される気泡測定装置に
関する。該装置は、胸膜ドレン装置のアンダーウオータ
シール（水中シール）を通過する気泡の検出、気泡のパ
ッセージ間の経過時間、及び一定時間内に前記シールを
通過する空気の総量を測定することができる。

従来の技術及びその問題点 胸膜ドレン装置にアンダーウオータシールを適用して、
該装置を接続した患者の胸膜キヤビテイに外気が侵入す
るのを確実に防ぐための技術に関し多くの特許出願がな
されている。米国特許第3363626号及び同第3363627号明
細書記載の発明は、コレクシヨンチヤンバ、アンダーウ
オータシールチヤンバ及びマノメータチヤンバを備えた
胸膜ドレン装置の典型的な技術を開示している。開胸管
は、コレクシヨンチヤンバを患者の胸膜キヤビテイに接
続する通路を与え、前記アンダーウオータシールの他方
のサイドには吸引源に接続されたドレン装置への接続の
ための開口が設けられている。作動の際、マノメータチ
ヤンバの水面レベルが吸引源からのサクシヨンを調節し
て、コレクシヨンチヤンバ及び患者の胸膜キヤビテイの
所望の減圧を与える。胸膜キヤビテイからの液体はコレ
クシヨンチヤンバに集められ、胸膜キヤビテイからのガ
スはアンダーウオータシール内を気泡の形で通過する。

このような胸膜ドレン装置は、胸膜キヤビテイに所望度
合の減圧を維持し、アンダーウオータシールは、例えば
装置が吸引源から外れた場合などに、外気が胸膜キヤビ
テイに侵入するのを防止する手段を提供する。アンダー
ウオータシールはまた、更に重要な機能を奏することが
見出された。アンダーウオータシールを監視する医師は
該シールを通過する気泡のパツセージを観察する。そし
てこのパツセージの周期をモニターすることにより、患
者の胸膜キヤビテイにおけるエアリークの程度を判断す
ることができる。アンダーウオータシールをこのように
診断用器具として使用することは重要であり、本発明は
この機能を強調し医師が、限られた診察時間内でも、患
者の状態をより実際的に診断し得るようにするものであ
る。

従来のドレン装置においては、例えば医師が患者と共に
いる時間内にアンダーウオータシールを通過する気泡が
生じないか、あるいは一回しか生じない場合に、前記診
断が困難となる。このような状態では、医師は気泡発生
の時間間隔を測定することはできず、所定時間内に患者
の胸膜キヤビテイから通過する空気の総量を測定するこ
とができない。

発明の概要 本発明は、胸膜ドレン装置のアンダーウオータシールを
通過する気泡を検知し測定するための気泡測定装置を提
供するものである。該装置は、気泡発生の時間間隔を表
示する装置に気泡検知シグナルを送ることができる。該
表示装置はシールを通過する気泡の各パツセージに伴っ
てクロツク又はカウンタを０にリセットする。従って医
師は、表示装置が最後にリセツトされた時からの経過時
間を、該装置により可視化されたデイスプレイを観察す
ることにより、前記シールを気泡が最後に通過した時か
らの経過時間の長さを速やかに決定することができる。
別の気泡測定装置は、デイテクタからの気泡検知シグナ
ルを受取ると共に、選択された一定時間内における気泡
通過の総数をカウントする。この情報により医師は前記
時間内における胸膜キヤビテイからのエアリークの総量
を決定することができ、患者の胸膜がいつ治癒するかを
より有利に決定することができる。

本発明の目的は、コレクシヨンチヤンバを有したドレン
装置と共に使用され、患者の状態をより実際的に診断し
得るための気泡測定装置を提供することにある。

実施例 以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づきより詳細
に説明する。各図において同一番号は同一又は同種の部
分を示すものとする。

第１図は気泡のデイテクタチヤンバ（１）を示してい
る。このチヤンバ（１）は、前述の米国特許第3363626
号明細書に記載のＵ字状アンダーウオータシールチヤン
バの下端部に置換えることができる。あるいは、デイテ
クタチヤンバ（１）は、アンダーウオータシールに代わ
る一方向弁を有し大気が胸膜キヤビテイに通じるのを防
止するドレン装置と共に使用することができる。この種
のドレン装置は、例えば米国特許出願第606968号「外科
用ドレン装置」（1984年５月４日出願）明細書に示され
ている。後者の使用例においては、デイテクタチヤンバ
（１）は、コレクシヨンチヤンバと吸引源との間に延び
るガス通路内に挿入され、米国特許出願第606968号明細
書に示されたエアーリークデイテクシヨンチヤンバ（2
6）に対し置換え可能である。

チヤンバ（１）は、ボトムウオール（２）、エンドウオ
ール（３）及び（４）、サイドウオール（５）及び
（６）、並びにトップウオール（７）を備えている。チ
ヤンバ（１）の内部には、チヤンバをスモールアーム
（９）及びラージアーム（10）の２つのアーム（arm）
（収容部）に分割し垂直方向に延びる隔壁（８）が備え
られている。トツプウオール（７）には、スモールアー
ム（９）と外部との接続部をなすアウトレット（11）、
ラージアーム（10）と外部との接続部をなすアウトレッ
ト（12）が各々設けられている。気泡のデイテクタチヤ
ンバが胸膜ドレン装置のアンダーウオータシールチヤン
バに対し置換えて使用される場合は、アウトレツト（1
1）はアンダーウオータシールチヤンバのスモールアー
ムに結合されてコレクシヨンチヤンバに連通せしめられ
る。アウトレツト（12）は、アンダーウオータシールチ
ヤンバのラージアームに結合されて吸引源に連通せしめ
られる。

ブロツク（13）は、ラージアーム（10）の下端部におい
て該ラージアーム（10）を横切つており、該ブロツク
（13）には比較的狭い通路（14）が設けられている。隔
壁（８）の下端部には、ブロック（13）の通路（14）に
一致して小さな通路（16）が設けられており、該通路に
よりチヤンバ（１）のスモールアーム（９）とラージア
ーム（10）とが連通している。

使用に当たつては、水がチヤンバ（１）内に入れられ、
スモールアーム（９）はドレン装置のコレクシヨンチヤ
ンバと結合され、ラージアーム（10）は吸引源に結合さ
れる。ドレン装置が結合された患者の胸膜キヤビテイ内
の空気は、アウトレツト（11）を経てスモールアーム
（９）へ吸引され、チヤンバ（１）内の下端部に設けら
れた水中シール（連通部）、すなわち通路（16）、及び
ブロツク（13）の通路（14）を気泡となつて通過し、ラ
ージアーム（10）及びアウトレツト（12）を経て吸引源
に到達する。

第２図中には、チヤンバ（１）内の気泡の存在を検出す
るために使用される装置が示されている。チヤンバ
（１）のウオール（６）の、通路（16）及び（14）の近
傍にプリズム（17）が設けられている。赤外線発生装置
又はその他の光源（20）がプリズム（17）の一方の外側
面に配置され、赤外線又は光デイテクタ（22）がプリズ
ムの他方の外側面に配置されている。光源（20）から発
つせられた光はプリズム（17）及び通路（14）内の水の
双方を通過する。通路（14）を通過する気泡が存在しな
い場合は、デイテクタ（22）からのシグナルは発せられ
ない。気泡が通路（14）を通過する場合は、光源（20）
から発せられた光は気泡により反射せしめられプリズム
（17）の他の面を通過してデイテクタ（22）に達し、後
述するセンサ回路を通じて、気泡カウンタデイスプレイ
ユニツト及び表示ユニツトへのアウトプツトとしてのシ
グナルが発せられる。

ラージアーム（10）における気泡の経路に沿つて複数の
光源及びデイテクタを配置し、通過する全ての気泡の検
出を確実にしセンサ回路が誤つた信号を発するのを防止
することができる。

プリズム（17）を省略し、デイテクタ（22）をラージア
ーム（10）に関し光源（20）と対向配置することもでき
る。このように構成した場合、気泡が存在しないときに
シグナルが発せられ、気泡が存在するときには光源（2
0）からの光が気泡により反射されシグナルは発せられ
ない。

この装置はまた、水がなくなり代わりに空気が存在する
場合に応答シグナルを発するように構成することもでき
る。例えば、米国特許第3363626号明細書に示された様
なドレン装置内のＵ字状アンダーウオータシールのスモ
ールアームの一方のサイドにセンサを設け、デイテクタ
を該シールの反対側のサイドに配置する。胸膜キヤビテ
イ内にエアリークが生じた場合は、アンダーウオータシ
ールのスモールアーム内の水は、該シールのラージアー
ム内へ移動せしめられる。スモールアームに沿つて配置
されたデイテクタは水が存在しないことを検出し、胸膜
キヤビテイ内のエアリークを表示するシグナルを発す
る。

第３図は、本発明におけるセンサ回路の好ましい実施態
様を概略的に示している。この回路の特徴は、周囲の光
の影響を電子的に排除する点にある。代表的な回路構成
が図に示されている。第２図において示された光源（2
0）は、発光ダイオード（LED）（50）により構成されて
いる。発光ダイオード（50）は、レジスタ（52）を経て
コントロールトランジスタ（54）に直列に接続されてい
る。第２図において示された光デイテクタ（22）は、LE
D（50）からの光を受けるフオトトランジスタ（56）に
より形成されている。フオトトランジスタ（56）のエミ
ツタは、並列に配置された可変レジスタ（58）及び固定
レジスタ（60）、直列に配置されたキヤパシタ（62）、
各々並列及び直列に配置された一対のスイツチ（64）及
び（66）に接続されている。スイツチ（64）及び（66）
のスイツチングは、第４図に示すコントロール回路（6
8）によりコントロールされる。コントロール回路（6
8）は、LED（50）及びフオトトランジスタ（56）を駆動
するのに使用される発信回路を基本的に備えている。図
示の如く、コントロール回路（68）の１つのアウトプツ
トは、レジスタ（70）を経てトランジスタ（54）のベー
スに接続されている。キヤバシタ（62）に接続され、更
にキヤバシタ（72）及びコントロール回路（68）に並列
に接続されたスイツチ（64）及び（66）は、基本的に、
フオトトランジスタ（56）からのアウトプツトをサンプ
リングし保持するためのサンプル兼保持回路として作用
する。コントロール回路（68）については後に詳述す
る。

スイツチ（66）は、キヤバシタ（72）の並列配置を経て
演算増幅器（74）のインプツトの１つに接続されてい
る。演算増幅器（74）はバツフアリングについてのイン
プツトシグナルを受ける役割を成す。演算増幅器（74）
のアウトプツトは、レジスタ（76）を経てアウトプツト
ターミナル「アナログアウト」に接続さされ、直列配置
のレジスタ（80）を経て次の演算増幅器（78）の１つの
インプツトに接続されている。演算増幅器（78）の他方
のインプツト即ちプラスインプツトは、レジスタ（82）
を経てポテンシヨメータ（84）のタツプに接続されてい
る。ポテンシヨメータ（84）は固定レジスタ（86）に直
列に接続されている。フイードバツクレジスタ（88）
は、演算増幅器（78）のアウトプツトと、レジスタ（8
2）及び演算増幅器（78）のプラスインプツト間の結合
部とを結ぶように接続されている。演算増幅器（78）は
基本的にシユミツトトリガーとして機能し、該演算増幅
器へのインプツトシグナルを二乗（sqare up）する役割
をなす。ポテンシヨメータ（84）はスイツチング限界を
セツトするのに使用される。演算増幅器（78）のアウト
プツトは直列配置のレジスタ（90）を経てインバータ
（92）に接続されている。インバータ（92）はシグナル
を反転し該シグナルのバツフアの役目をなし、センサア
ウトプツトとしてもアウトプツトを発する。

第４図に示すように、コントロール回路（68）は、発振
回路を形成するインバータ（94）及びこれに並列に接続
されたレジスタ（96）を備えている。キヤバシタ（98）
がインバータ（94）及びアースの間に接続されている。
インバータ（94）のアウトプツトは、直列に配置された
レジスタ（100）及び並列に配置されたキヤバシタ（10
2）により形成された移相ネツトワークを経た次のイン
バータ（104）と、第１のNANDゲート（106）の１つのイ
ンプツトと、次のインバータ（108）を経た第２のNAND
ゲート（110）の１つのインプツトとに接続されてい
る。第１のNANDゲート（106）の第２のインプツトは、
インバータ（104）のアウトプツトに接続され、該イン
バータ（104）のアウトプツトは次のインバータ（112）
に接続されている。インバータ（112）のアウトプツト
は第２のNANDゲート（110）の第２のインプツトに接続
され、トランジスタ（54）のインプツト「Ｂ」にも接続
されている。この例においては、コントロール回路（6
8）は1KCの周波数でトランジスタ（54）のスイツチング
を行なう。

NANDゲート（106）及び（110）は、基本的に微分器とし
て機能し、これらのアウトプツトはインバータ（114）
及び（116）により反転されて直列配置のスイツチ（6
6）及び並列配置のスイツチ（64）に各々インプツトさ
れる。コントロール回路（68）の作動について説明する
と、これにより提供されるタイミングコントロールは次
のようである。LED（50）がオンとなる前はスイツチ（6
4）はオンとされ、従つてキヤパシタ（62）はアースさ
れる。LED（50）がオンとなると、フオトトランジスタ
（56）のアウトプツトは上昇又は励起される。LED（5
0）がオフとなる前は、直列配置のスイツチ（66）はオ
ンとされフオトトランジスタ（56）のアウトプツトはキ
ヤパシタ（72）に伝搬されて該アウトプツトの電圧はデ
イテクタ電圧の変化として測定される。この測定は光源
即ちLED（50）がオン及びオフとされる各サイクルの間
行なわれる。コントロール回路（68）の他の目的は、エ
ネルギ節約を成すことにある。これは、特にバツテリ電
源を使用する場合に有効である。尤も必要に応じて、こ
の回路を省略しセンサ回路の連続的動作を行なわせるこ
ともできる。

第５図はシステムアウトプツト回路を示している。第３
図に示したものに対応する３つのセンサ回路が重複的に
使用されている。これらの３つの回路は、多数決（majo
rity）論理回路（118）の３つのインプツトを形成す
る。２つ又は３つのインプツトが気泡の存在を示す場合
は、「気泡検知」のアウトプツトが発せられる。論理回
路（118）のアウトプツトは、気泡カウンタデイスプレ
イユニツト（120）、及び「気泡時間間隔」表示ユニツ
ト（122）のリセツトインプツトに接続されている。気
泡カウンタデイスプレイユニツト（120）は、時間又は
分のようなタイムインプツトを受け、所定時間内に検出
される気泡の数に対応したアウトプツトを発する。ユニ
ツト（122）は、極めて短い時間（例えば0.1秒）のベー
スインプツトを受ける。ユニツト（122）は基本的に
「気泡検知」シグナルによりリセツトされるまでインプ
ツトパルスを計数するためのカウンタを備え、各気泡間
の周期を表示する。

発明の効果 本発明に係るドレン装置のための気泡測定装置は、液体
で封止された連通部を通過する気泡に応答して気泡検知
シグナルを発するためのデイテクタを備えているから、
気泡を確実に検知し測定することができ、患者に対する
医師のより実際的な診断を可能とし得る。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例を示すもので、第１図はドレン装置
のためのデイテクタチヤンバの縦断正面図、第２図は第
１図の２−２線に沿う断面図、第３図は気泡検出又はセ
ンサ回路を一部ブロツク図を伴つて示す回路図、第４図
は第３図におけるコントロール回路の詳細を示す回路
図、第５図はアウトプツト及びデイスプレイユニツトの
ブロツク図である。 （１）……デイテクタチヤンバ、 （14）……通路、 （16）……通路、 （17）……プリズム、 （20）……光源、 （22）……デイテクタ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】患者の体内キヤビテイから流体を収集する
   コレクシヨンチヤンバを有したドレン装置と共に使用さ
   れ、下端の相互間の連通部を液体で封止した１対の収容
   部と、及び各収容部と外部との接続部を有するチヤンバ
   と、前記連通部を通過する気泡に応答して気泡検知シグ
   ナルを発するように、前記連通部に結合されたデイテク
   タとを備えている、ドレン装置のための気泡測定装置。
2. 【請求項２】前記デイテクタに接続され、該デイテクタ
   から発せられる気泡検知シグナルにより、気泡が生じる
   時間間隔の測定を行なう計時装置を更に備えている特許
   請求の範囲第１項に記載の気泡測定装置。
3. 【請求項３】気泡検知シグナルの発信からの経過時間を
   可視的に表示するための、前記計時装置に接続されたイ
   ンジケータを更に備えている特許請求の範囲第２項に記
   載の気泡測定装置。
4. 【請求項４】前記デイテクタに接続され、該デイテクタ
   から発せられる気泡検知シグナルにより、通過する気泡
   を計数するカウンタを更に備えている特許請求の範囲第
   ２項に記載の気泡測定装置。
5. 【請求項５】前記ドレン装置がアンダーウオータシール
   チヤンバを備えているものである場合において、該アン
   ダーウオータシールチヤンバの下端部と置換えられ、前
   記デイテクタが、赤外線光源及び赤外線センサと、前記
   アンダーウオータシールチヤンバ内の液体を通過する気
   泡により反射される前記光源からの赤外線を前記センサ
   に伝搬するためのプリズムとを備えている特許請求の範
   囲第２項に記載の気泡測定装置。
6. 【請求項６】患者の体内キヤビテイから流体を収集する
   コレクシヨンチヤンバを有したドレン装置と共に使用さ
   れ、前記ドレン装置内の液体を通過する空気に応答して
   気泡検知シグナルを発する前記デイテクタと、該デイテ
   クタからの気泡検知シグナルを計数するための、該デイ
   テクタに接続されたカウンタとを備えている特許請求の
   範囲第１項に記載の気泡測定装置。