JPH07174758A - 呼吸ガスのパラメータ測定装置 - Google Patents

呼吸ガスのパラメータ測定装置

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JPH07174758A
JPH07174758A JP6229121A JP22912194A JPH07174758A JP H07174758 A JPH07174758 A JP H07174758A JP 6229121 A JP6229121 A JP 6229121A JP 22912194 A JP22912194 A JP 22912194A JP H07174758 A JPH07174758 A JP H07174758A
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respiratory
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JP6229121A
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Karl Harnoncourt
ハルノンコールト カルル
Walter Guggenbuhl
グッゲンビュール ヴァルター
Rolf M Schlegelmilch
エム シュレーゲルミルヒ ロルフ
Christian Buess
ブエッス クリスチャン
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NDD Medizintechnik GmbH
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NDD Medizintechnik GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、呼吸ガスパラメータを同時
測定するための測定装置を提供することにある。 【構成】 本発明は、呼吸チューブと、超音波センサ
と、別のハウジング内に配置されたプリアンプ電子回路
とを備えた呼吸ガスのパラメータ測定装置に関する。こ
のような測定装置の反復利用後の患者間の交差感染の危
険を防止するため、超音波センサが呼吸チューブとの単
一部品を構成するように呼吸チューブ内に永久的に一体
化されており、且つ一体化された超音波センサと一緒
に、少なくとも呼吸チューブが、１回だけ使用するため
の互換可能部品の形態に設計されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、呼吸チューブと、超音
波センサと、別のハウジングに配置されたプリアンプ電
子回路とからなる呼吸ガスのパラメータ測定装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】呼吸ガスの計測流量及び組成、更には、
他の量、例えば特に集中治療及び麻酔時や、一般的な医
学的診断時における圧力等の測定に、現在では個別のセ
ンサが慣用的に使用されている。呼吸ガスの流量は、例
えば呼吸チューブ又は人工呼吸器（レスピレータ）に設
けた呼吸タコグラフ又は風速測定（anemometry）等の種
々の技術を用いて測定される。呼吸ガスの種々のガス濃
度は、これらの技術とは独立した方法で、例えば赤外線
分光学、常磁性又は質量分光学等の種々の原理を用い
て、主として分流路内（又は一部は主流路内）で測定さ
れる。呼吸通路内のガス圧力は、口又は人工呼吸器にお
いて再び別個に測定される。種々の測定装置を用いるた
め、測定値についての個々の信号間に時間の遅延が生じ
る。殆どの場合、信号は、口で直に測定されるのではな
く、他の位置で測定されるので、患者の呼吸に関連して
口のタイミングを確認することは困難である。分流路内
でのガス測定の場合には、測定精度の誤差をもたらす原
因となる過渡の問題が別にある。更に、これらの方法
は、組み合わせて使用する場合には、しばしば複雑で且
つ高価なものとなる。
【０００３】病院で使用されるとき、このような測定機
器は、毎日数人の患者の治療に供され、従って患者間の
交差感染の危険がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、呼吸チューブと、超音波センサと、別のハウジング
内に配置されたプリアンプ電子回路とを備えた呼吸ガス
のパラメータ測定装置において、複数の呼吸ガスパラメ
ータを同時に測定する場合に、呼吸ガスパラメータを測
定する装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するため、本発明は、呼吸チューブと、超音波センサ
と、別体のハウジングに配置されたプリアンプ電子回路
とを備えた呼吸ガスのパラメータ測定装置において、特
許請求の範囲第１項に記載された特徴に基づく測定手段
を用いることを意図している。本発明によれば、呼吸チ
ューブと、超音波センサと、別のハウジング内に配置さ
れたプリアンプ電子回路とを備えた測定装置において、
超音波センサは、呼吸チューブとの単一エレメント部品
を構成するように呼吸チューブに恒久的に一体化されて
いる。この観点において、超音波センサは、呼吸チュー
ブの対応するヘッド内に鋳込む(cast in) ことができ
る。一体化された超音波センサと一緒に、呼吸チューブ
は、マスク又は呼吸チューブを用いて患者の口内に挿入
できる、１回だけ使用するための互換可能な部品を構成
する。特別な場合には、呼吸チューブは、ガス殺菌して
再使用できるように構成することもできる。また、呼吸
チューブには、好ましくは鋳込み(casting) により圧力
センサを一体化することができる。
【０００６】この場合には、検出した圧力値をも処理す
るようにそれぞれの電子モジュールを設計する。また、
赤外光源を呼吸チューブに恒久的に一体化し且つ光セン
サに対向させて配置することができる。このような検出
装置では、赤外線吸収法を用いて、麻酔に使用されるＣ
Ｏ2 、Ｎ2 Ｏ及び他のガスを測定できる。呼吸チューブ
のセンサに対向する壁が鏡面仕上げされている場合に
は、赤外光源を光センサに隣接して配置することもでき
る。このような構成では、光源から出た光が壁で反射さ
れ且つピックアップにより受光される。本発明のこの実
施例の場合には、光センサを電子回路ハウジングに恒久
的に取り付けることもできる。これにより、特別にコン
パクトな設計が可能になる。呼吸チューブは、透明材
料、より詳しくは光を伝達する医用ポリマーで作るのが
好ましい。この場合には、放射光が壁を通ることができ
るので、光源及び光センサを呼吸チューブの壁内に一体
的に鋳込むことができる。また、光源及びセンサの両者
は、一方ではこれらに電力を供給し且つ他方では更に処
理するための信号を供給するように電子回路に接続され
る。
【０００７】赤外光源及びこれに関連する光センサは、
超音波センサ間を結ぶ線と、赤外光源とこれに関連する
超音波センサとを結ぶ線とが互いに交差するように、超
音波センサに隣接して呼吸チューブの方向に対して横方
向に配置するのが特に有効である。この構成は、デッド
スペースのない特にコンパクトな設計を可能にする。ま
た、赤外光源及びこれに関連する光センサは、差込み
（プラグオン）ホルダを用いて呼吸チューブの所定位置
に取り付け且つ該ホルダに接続できるようにしても良
い。従って、呼吸チューブを取り替える場合に、赤外光
源及びこれに関連する光センサを一回以上用いることが
できる。赤外光源及び光センサのいずれも、呼吸チュー
ブを通って流れる呼吸ガスとは接触しない。電子回路の
ハウジング内には光源を取り付けることができる。この
光源は、呼吸チューブの壁を通り且つ該壁上に塗布され
た適当な蛍光色素上に衝突する光を発光する。ルミネッ
センス又は蛍光測定により酸素濃度を測定する光学ピッ
クアップを、電子回路のハウジング内に光源に隣接して
配置することができる。これに関連して、光の伝導又は
案内を改善するために、呼吸チューブの壁を適当な形態
に形作ることができる。
【０００８】本発明の或る実施例によれば、プリアンプ
電子装置のハウジングは、呼吸チューブ上にフランジに
より取付けることができ、ハウジングに一体化されたセ
ンサに対する電源及び信号の伝導が、エンコード形差込
み（プラグイン）ボードを介して行われる。フランジ取
付け形電子回路ハウジングは患者の呼吸ガス流と接触す
ることがなく、従って再使用できる。プリアンプ電子装
置用のハウジングには、例えば、別個に接続されたＯ2
分析器からのデータのためのデータライン用に接続部を
更に設けることができる。信号出力部を備えたＯ2 分析
器を設ければ、Ｏ2 成分の信号を呼吸チューブの電子回
路に供給することができる。また、ＣＯ 2 濃度は、モル
質量（mol mass）及びＯ2 濃度により正確に判定するこ
とができる。本発明の更に別の改良によれば、プリアン
プ電子装置を呼吸チューブの床部に直に鋳込むこと(cas
t)もできる。最後に、呼吸チューブを、全体として、乳
児用機器に用いられるマスク及び呼吸チューブの連結部
に適合する寸法にすることもできる。従って、呼吸チュ
ーブは、小児及び新生児に対しても使用できる。
【０００９】従って本発明は、患者の口の直前のマスク
又はチューブに差込み嵌合される呼吸チューブであっ
て、単一回の使用又はガス殺菌後の複数回の使用を可能
にする呼吸チューブを提供することを意図している。呼
吸チューブは、呼吸ガスの流量、モル質量、１種類以上
のガスの濃度及び手元側呼吸通路の測定を可能にする。
測定はチューブの自由断面部分で行われるため、患者の
自然呼吸又は人工呼吸が測定構造によって妨げられ又は
干渉されることがない。センサ装置の部品、より詳しく
は、超音波センサ及び圧力変換器は、呼吸チューブの一
部として呼吸チューブに直接に組み込まれる。光学ピッ
クアップの形態に設計されたセンサ装置の他の部品も呼
吸チューブに組み込まれるか、呼吸チューブにフランジ
取付けされる。本発明による装置を用いて測定した主要
パラメータから、例えば酸素摂取量、ＣＯ2 排出量、呼
吸商、肺活量、呼吸体積流量、呼吸活動（respiratory
work）等の派生量を計算することができる。
【００１０】
【実施例】本発明の他の長所及び便利な形態は、添付図
面に示された実施例から理解されよう。測定装置１０
は、その主要部品として、光を伝達する医療用ポリマー
からなる呼吸チューブ１２を有する。呼吸チューブ１２
には標準連結部１６、１８が成形（モールド）されてお
り、該連結部１６、１８は、一方ではマスク又はチュー
ブへの簡単な差込み(plugging)を可能にし、他方ではホ
ース連結部への簡単な差込みを可能にする。呼吸チュー
ブ１２は、プリアンプ電子装置（図示せず）を収容する
ハウジング１４に差込み連結することができる。呼吸チ
ューブ１２をプリアンプ電子装置１４のハウジング上に
差し込むと、エンコード形差込みボードにより、必要な
給電線及びデータラインが一緒に接続される。図１に更
に詳細に示すように、呼吸チューブ１２には、対向する
管状ヘッド２０が、呼吸チューブの中心軸線に対して傾
斜するようにして形成されている。これらのヘッド２０
は、該管状ヘッド、すなわちハンプ(humps) ２０の端部
に配置される超音波センサ２２のための測定体積を画成
している。従って、超音波センサ２２は呼吸チューブ１
２内に鋳込まれる(cast into) 。これらのセンサ２２は
同じものと交替可能である。互いに対向するようにして
呼吸チューブ１２の中心軸線に対して傾斜して配置され
た別のハンプ、すなわちヘッド２４（これらのヘッドも
管状である）が、赤外光源２６及びこれに関連する光セ
ンサ２８のための測定体積を画成している。図１に示す
ように、超音波センサ２２の測定体積と、赤外光源２６
及び光センサ２８の測定体積とは互いに交差している。
センサのこの配列又は構成により、特にコンパクトな配
置又は構成が可能となる。
【００１１】また、呼吸チューブ１２の壁には圧力変換
器３０が一体化されている。更に、ハウジングには光源
３２が配置されている。該光源３２と対向して、呼吸チ
ューブの内壁には、蛍光層が（図示しない態様で）塗布
されている。測定装置により生成される信号は、同時に
且つ遅延なく主流路にて読み取られる結果（読み取り
値）である。これは、呼吸と同期した患者の換気（vent
ilation)及びガス交換の特に簡単な評価を可能にする。
より詳しくは、呼吸体積、呼吸周波数、酸素摂取、ＣＯ
2 排出及び麻酔ガス濃度を測定又は判定することが可能
である。他の留意点は、洗浄方法（washout method）を
用いて患者の機能的予備容量（functional reserve cap
acity (FRC))を決定できることである。得られる読取り
値及びこれらの値に基づいて計算された値は、高精度の
ものであり、前述の測定機器での測定に比べて、技術的
問題がなく、しかも、コストがかなり低減する。デッド
スペース（これは、上記機器で実行される測定において
重要な役割を有する）は最小限になる。本装置は、一人
の患者に使用した後に廃棄されるため、患者間の危険な
クロス感染を有効に防止できる。特別な使用の場合に
は、呼吸チューブをガス殺菌することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による呼吸チューブの一断面
を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例による呼吸チューブの他の断
面を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施例による呼吸チューブの更に他
の断面を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ 測定装置 １２ 呼吸チューブ １４ ハウジング １６ 連結部 １８ 連結部 ２０ 管状ヘッド（ハンプ） ２２ 超音波センサ ２４ ヘッド（ハンプ） ２６ 赤外光源 ２８ 光センサ ３０ 圧力変換器 ３２ 光源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロルフ エム シュレーゲルミルヒ ドイツ連邦共和国 97074 ヴュルツブル ク ヘンデルシュトラーセ 23アー (72)発明者 クリスチャン ブエッス スイス ツェーハー8003 チューリッヒ マインラート リーネルト シュトラーセ 10

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 呼吸チューブと、超音波センサと、別の
    ハウジング内に配置されたプリアンプ電子回路とを備え
    た呼吸ガスのパラメータ測定装置において、 超音波センサが呼吸チューブとの単一部品を構成するよ
    うに呼吸チューブに恒久的に一体化され、少なくとも前
    記呼吸チューブが、一体化された超音波センサと一緒
    に、１回だけ使用可能な互換可能な部品の形態に設計さ
    れていることを特徴とする呼吸ガスのパラメータ測定装
    置。
  2. 【請求項２】 前記呼吸チューブには、圧力センサが更
    に一体化され、鋳込まれていることを特徴とする請求項
    １に記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記呼吸チューブには、赤外光源と、該
    赤外光源に対向する光センサとが恒久的に更に一体化さ
    れていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装
    置。
  4. 【請求項４】 前記呼吸チューブは、透光性材料、好ま
    しくは光を伝達する医用ポリマーで作られていることを
    特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記赤外光源及びセンサは、呼吸チュー
    ブの壁に鋳込まれていることを特徴とする請求項１及び
    ４に記載の装置。
  6. 【請求項６】 超音波センサ同士の間を結ぶ線と、赤外
    光源とこれに関連する光センサとを結ぶ線とが互いに交
    差するように、前記赤外光源及びこれに関連する光セン
    サは、超音波センサに隣接して、呼吸チューブの経路方
    向に対して横方向に配置されていることを特徴とする請
    求項３〜５のいずれか１項に記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記赤外光源及びこれに関連する光セン
    サは、差込みホルダを用いて呼吸チューブの所定位置に
    取り付けられるようになっていることを特徴とする請求
    項３、４又は６のいずれか１項に記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記赤外光源及びこれに関連する光セン
    サが互いに隣接して配置され、該センサに対向する壁
    が、鏡面仕上げされており且つ前記光源から出た光が反
    射して前記センサにより受光されるように形作られてい
    ることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載
    の装置。
  9. 【請求項９】 前記電子回路のハウジングに取り付けら
    れた光源は、光が呼吸チューブの壁を通り且つ該壁上に
    塗布された適当な蛍光色素上に衝突するように発光し、
    ルミネッセンス又は蛍光測定により酸素濃度を測定でき
    る光学ピックアップが、光源に隣接して前記電子回路の
    ハウジングに配置されていることを特徴とする請求項１
    〜８のいずれか１項に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記プリアンプ電子回路のハウジング
    は、呼吸チューブ上にフランジにより取付けられるよう
    になっており、前記呼吸チューブに一体化された前記セ
    ンサへの方向及び該方向と逆の方向への電源及び信号の
    伝導が、エンコード形差込みボードを介してなされるこ
    とを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の装
    置。
  11. 【請求項１１】 例えば、別個に接続されたＯ2 分析器
    からの読取り値を表すデータのためのデータラインの接
    続部が、前記プリアンプ電子回路のハウジングに更に設
    けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれ
    か１項に記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記プリアンプ電子回路は、呼吸チュ
    ーブの床部に直に鋳込まれていることを特徴とする請求
    項１〜８又は１０のいずれか１項に記載の装置。
JP6229121A 1993-09-30 1994-09-26 呼吸ガスのパラメータ測定装置 Pending JPH07174758A (ja)

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DE4409589A DE4409589A1 (de) 1993-09-30 1994-03-21 Vorrichtung zur Messung von Atemgasparametern
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