JPH07507943A - エンド−タイドル一酸化炭素濃度の生体内測定装置及び方法,並びにそのフィルター - Google Patents

エンド−タイドル一酸化炭素濃度の生体内測定装置及び方法,並びにそのフィルター

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JPH07507943A JP6501791A JP50179194A JPH07507943A JP H07507943 A JPH07507943 A JP H07507943A JP 6501791 A JP6501791 A JP 6501791A JP 50179194 A JP50179194 A JP 50179194A JP H07507943 A JPH07507943 A JP H07507943A
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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】 エンド−タイドルー酸化炭素1度の生体内測定装置及び方法、並びにそのフィル ター 発明の利用分野 本発明は、吐き出された意中のエンド−クイドル(end−tidal)−酸化 炭素濃度を生体内での実時間測定の方法と装置、特に生まれたての幼児の呼吸中 のエンド−タイドルー酸化炭素濃度を決めること、およびその決定用のフ(ルク ーに関する。
i−〇放置 大概の動物系では、−酸化炭素は血液中のフリー・ヘモグロビンの化学分解で生 成される廃物である0通常ヘモグロビンは赤い血液細胞内にあり、そして安定で ある。しかしながら赤い血液細胞の老化と、ある変質の進行がヘモリシス、すな わち細胞壁の化学分解を生ずる。このことが血液内で化学分解するフリー・ヘモ グロビンを作る。フリー・ヘモグロビンの化学分解によって得られた一酸化炭素 は、普通には呼吸で排出される。
平衡状態にあるときは、呼吸中の一酸化炭素濃度は血液中の一酸化炭素濃度と室 内空気の一酸化炭素濃度との差に比例する。この濃度差は、血液でのへg−ンス の割合に比例する。
エンド−クイドル呼吸での一酸化炭素の濃度、すなわち個々の呼吸で最後に排出 されるガスの濃度は、血液での濃度と平衡していると推定される。この理由はエ ンド−タイトル呼吸が主として、しかり限定されはしないが、肺の肺胞から排出 されるガス、そのガスは一般に血液と平衡するだけの時間肺胞内にあったのだが 、を含んでいるからである。
ヘモリシス及びその副産物、そしてヘモリシスの影響はエンド−タイトル呼吸中 の一酸化炭素の濃度の値から評価又は予知することができるということが知られ ている。 D、W、スミス等による次の文献を参照されたい、′エンドータイド ルー酸化炭票濃度から評価される新生児ビリルビンの産出0、ジャーナル・オブ ・ペディアトリック・ガストロエントロジー・エンド・ヌウトリッション、39 .77−80頁、1984 (Journal of Pediatric G aatroenter−ology ancl Nutrition、3ニア7 −80. 1984)。
既に報告されている一つの解析方法には、エンド−タイトル呼吸のサンプルを適 量的に得。
そして得られたサンプルをマス・スペクトロスコピー又はガス・クロマトグラフ ィーで分析してエンド−タイドルー酸化炭素の濃度を決定するということが含ま れている。サンプルは幾つかの連続した呼吸の各々、明らかなエンド−タイトル の部分から、ポンプを用いて入手される。呼吸のエンド−タイトル部分は、幼児 の胸の運動をし察によって決められる1例えば1次の特許を!照されたい、ブレ マン等、米国特許4.831,024号。
この技術についての一つの問題は、胸壁の動きを観測して、連続した。且つ適量 のエンド−タイトル・サンプルを得るために熟練した、そして訓練された利用者 を必要とするということである。また、得られたサンプルを分析するための分析 室の襠雑な禰器を操作するためには、訓練され且つ熟練された人間を必要とする 。さらに、この技術はサンプルを病人から分析の行われる分析室(又は橢fli t)へ運び、それから、もし行っているならば話断及び処方のために団話をして いる医師/開業医へ、戻す時間と人員をゼ・要とする。
この技術についての他の問題は、−酸化炭素の濃度差の正確な評価には病人のエ ンド−タイトル呼吸の(りれたサンプルを得ることが必要であるということであ る。このことは、lPt人が規則的な予知できる呼吸周期を有しているのを必然 的に要求する。このように、胸壁の運動を観察することで良好なサンプルを、殊 に新生児および不規則な呼吸サイクルの患部に対して、得るということは困難で ある。
問題の範囲内の一酸化炭素濃度、100万分のO乃至500 (ppml、の測 定を可能とする化学電電化学センサー 例えば、モデル ドラゲルセンサーCO 1はドイツ国ルーベックのドラゲルセンサーから商業的に入手可能である。しか しながら、このようなセンサーは一酸化炭素と同時に多数の他のガスにも鋭敏で あり、それで誤差を受【ブ易い、このようなセンサーについての別の問題は、ガ ス渣透性膜を経るサンプル・ガスの輸送、及び電気化学セルでの酸化−還元とい う測定のダイナミックスが、エンド−タイトル呼吸の離散サンプルが得られ、そ して分析されてエンド−タイドルー酸化炭素1lII!lを決定するという、比 較的遅い応答時間に帰着するということである。
及咀Ω!む 本発明の目的は、したがって、エンド−タイトル呼吸中の一酸化炭素1度を測定 するための改良された非漬透的装置と方法を提供することにある0本発明の他の 目的は、実時間で作動する装置と方法を提供することである0本発明の他の目的 は、エンド−タイドルー酸化炭素の濃度からへモリシスの割合の決定に使用する 装置と方法を提供することである。
本発明の他の目的は、tm定を行い、且つ決定するのζこ高度に熟練し、そして 訓練された個人を必要としないでエンド−タイドルー酸化炭素を測定するための 装置と方法を提供することにある0本発明の他の目的は、連続した呼吸サイクル の間でエンド−クイドル呼吸ののサンプルを段階的に得ることを必要としない装 置と方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、育児室、医者の鈴察室、病院1診−所、及び移動診療所で 、実時間でエントークイドルー酸化炭素を測定し、そしてへモリシスのレベルの 止釘の見込みを評価して病歴に即座に記載するとともに、i!l切な治療の処方 のため使用されることができる。持ち運びが可能で、且つ容易に使用できる装置 を提供することにある、本発明の他の目的は、各病人毎に使用するためと、消耗 されるガス・フィルター成分の取り賛えのためとに、取り替え可能なフィルター ・ユニットを何するエンド−タイドルー酸化炭素モニターを提供することにある 。他の目的は、費用のかがらない使い捨て可能なフィルター・ユニットを提供す ることにある。
本発明の他の目的は、フィルターを正しい方向で収納するためにモニターに鍵付 きの仕切り接合部品を設けること、そしてモニター内で相互に連結した妥当な流 動路を設けることとと、使い捨て可能なフィルターを動作させることとである。
本発明に従へば、呼吸内の、特に新生児及び早産の幼児における呼吸内の、エン ド−タイドルー酸化炭素の濃度を測定するための装置、サンプリング方法、及び 分析技術が与えられる。本発明は、だいたい、室内空気の一酸化炭素1llIt の量と、成る時間にわたっての呼吸サンプルにお1ブる平均の一酸化炭素濃度の 量と、そしてサンプルされた部分での吸い込まれた空気に対するエンド−タイト ル呼吸の定められた比とに基づいてエンド−タイドルー酸化炭素の濃度を決定す ることに関する。
本発明は1部分的には、エンド−タイドルー酸化炭素濃度の正確な評価は、ガス ・サンプルのエンド−クイドル・ガス部分の知識に基づいて得る二とができると いう発見に基づいている。
かくして、本発明は、充分に大きいエンド−タイトル呼吸のサンプルを得るため に連続した呼吸サイクルにわたってエンド−タイトル呼吸の小さいサンプルを選 択的にサンプリングする。すなわち、不確かな段階的なサンプリングをするのを 避ける二とができる。さらに1本発明は好っごうにも普通の、エンド−タイトル 呼吸内の一酸化炭素を吸い込まれた空気中の一酸化炭素と区別するだけ早くない 応答時間を有する一酸化炭素検知器を使用していて、実時間でエンド−タイドル ー酸化炭素濃度を得る。その上に、普通の一酸化炭素検知器は呼吸中の平均の一 酸化炭素濃度レベルを得るのに使うことができる。その平均の価は吸い込まれた 呼吸に対するエンド−クイドルの決定された比に基づいたエンド−クイドルの価 と関係させられる。できれば、サンプルされた呼吸からの最も一般的な干渉物質 が、測定に影響を与えないように、サンプルから使い捨てフィルターの媒質によ って除去されるのが好ましい1本発明は、−酸化炭素以外の吐き出された息のガ ス成分にら又応用される。そのガス成分は利用できるガス検知器の遅い応答時間 によって直接にモニターすることができない。
本発明の一側面は、その濃度がモニターされているIllのガス成分以外に、呼 吸の第2成分を、エンド−タイトル呼吸の吸い込まれた空気に対する比を決定す るために使用することに関わる。呼吸中の第2ガスの相対的な濃度レベルがモニ ターされ、そして吸い込まれた生変に関して感知された濃度波形のエンド−タイ トル部分の比、又はデユーティ・サイクルが決定される。*2ガスのレベル(又 は濃度)を検知するのには、エンド−タイトル呼吸の濃度を吸ひ込んだ空気から 区別するだけの早さの応答時間をもったセンサーが使用されるのが望ましい、一 つの適当なガス成分は呼吸とともに濃度が大きく、且つ明瞭に変化する二酸化炭 素である。他のガス、例えば、水素、a1素、又はガス、例えば、二酸化炭素と 水素、のある組み合わせを使用することができる。
決定されたエンド−タイドルー酸化炭素濃度は、医者又は他の適当な健康監督者 によって幼児に起こっているへモリシスの割合又は相対的なレベルを1を価する のに使用される。評価は、典型的なものとして、決定されたエンド−タイドルー 酸化炭素濃度を既知の又は予め選ばれた標準と比較することでなされる0例えば 、誕生直後に測定されたとき、エンド−タイドルー酸化炭素が0・6−1.9  μl/lの範囲にあるときは正常と考えられ、そして約2 ul/1以上の範囲 では危険と考えられる。早産の幼児には、新生児M%への高度の危険も、そして より高いエンド−タイドルー酸化炭素の正常範囲もある。
本発明の他の一面は、44耗されるフィルター剤を有する使い捨て可能なフィル ターに関する9発明のこの面での一実施例は、二つの興なった流動路を有するモ ニターを経てガスを流れさす装置を与えている。第1の流動路はモニターへ病人 でサンプルされがf吸の流れを、より具体的には、鼻カニエールから二酸化炭素 検知器へとサンプルされた呼吸の流れを受儀フるために用意されたものである。
第2の流動路は消耗されるフィルター剤を含み、且つ二酸化炭素感知器と一酸化 炭素検知器との間の流動路を与える。
成る実施例では、装置は一端から他端へ延長している3@の流動路(又はルーメ ンと呼ばれる)を何するボディと、1本の部分管とからできている。その1本の 部分管は2個の流動路を。
ボディの一端で連結するのに使用される。消耗されるフィルター剤はlit・部 分管によって連結された2個のルーメンの一つに置かれている。このように、1 本の部分管は二酸化炭素検知器から消耗されるフィルター剤を経て一酸化炭素検 知器へのガス流動路を用意・5る。3個のルーメンは真っ直ぐで、長手方向の軸 が同一平面にあることが望ましい、さらに1,3個のルーメンの内部の大きさは 異なって、そしてモニターの対応する異なったサイズの仕切りI?&部品にそれ ぞれ係合するのが望ましい、このことは、フィルターが正しい方向で、【、っが りど連結されることを保証する。
その実施例では、ボディ及びそのルーメンが一片のプラスチック材、1f1えば 、軟質性塩化ポリビニールの一体の押し出しによって形成される。さらに、消耗 されるフィルター剤は第2流動路のルーメンの一つに挿入される。そのルーメン の遠端へ 全体を延長する流通路があって、そして部分管を受け入れるためのプ ラグが挿入される。
管状の部分品は2Nの選ばれたルーメンを連結するために、U形形状に曲げられ ている。この点に関して管部分は、それがプラグの流通路及び第2流動路のもう 一つのルーメンに挿入されるときに、%富な摩擦嵌合を与える外径を有すること が望ましい、Wは、できれば、それが挿入されるときに、管が破壊されること及 び締めつ1ノられて畜閉されるという可能性を最小にするため、その長さに沿っ て内部にうねを有することが望ましい。部分管は、凡そ内側の大きさく径)が同 じであるプラグの流通路及びもう一つのルーメンに、普通の溶媒への浸液及び接 着操作によって固定されるのが望ましい。
この発明の他の面は、第1の流動路を形成するフィルター・ユニットのルーメン の遠端へ押し込まれるハイドロフオビソク・フィルターを用意することに向けら れている。ハイドロフォビック・フィルターを受器ブ入れるための普通の接合が 、病人から呼吸サンプルを採るために使用されるカニューラ管とフィルター・ユ ニットとの間に挿入される。この横道は、フィルター及び接合エレメントが使用 者によって迅速に、そして容易く組み立てられ、そして代わりが清潔な、だがゼ ・ずしも120されていない容器の予め組み立てられた構造で用意できるので、 特に有利である。さらに、−組の普通の部品を使用しているので、コストが極め て低い・本発明はへモリシスの決定されたレベルが、数日の間は出現しないもの とされている黄痘及びハイバービリルビネミア等の不幸な結果を生ずる可能性を 予測するための道具を与えている。
かくして、本発明の装置と方法は信頼ある検知と、適切な治療による早目の処置 条件を与え、そして処置の効果をモニターする。
1置0飼艶望晟呵 本発明の上文の及び他の目的並び長所は、付随する図面とともになされる以下の 詳細な説明の考察から明らかである。なお同図面においては、同一の9−文字は 同一の部品に関し、そして各図面は次の通りである。
図1は1本発明によるエンド−タイドルー酸化炭素濃度を測定するための装置の ブロック結線概要図。
区2は1図1のデバイスを制御するための多目的マイクロコントローラのダイア ゲラ。
図2A −2Dは、図1の装置の総体、呼吸測定、較正、及びデータ通信操作の マクロなフロー結a図; 図2E及び2Fは5図1の一酸化炭素センサーと図2のマイクロコントローラ回 路板の共通化するための、信号調節増幅器及び電源それぞれの回路の概略の配線 図:図3A及び3Bは1図1のデバイスを使用して得られた一酸化炭素及び二酸 化炭素濃度の測定のグラフ表示図。
図4A及び4Bは1代表的な呼吸流における一酸化炭素及び二酸化炭素濃度のグ ラフ表示図。
図5は1本発明の実施例にお1ブるフィルター・ユニットの正面からの斜視図: 図6は9図5のフィルターの等長の展開図。
図7は、図5の7〜7線に沿って切断された横断面図;図8は9図5の8−84 1に沿って切断された端面図:そして図9は1図1の鼻カニユーラの別の実施例 の上面図。
及咀9W凱r晟唄 図1を参照して、本発明の一実施例を成る時間にわたっての病人の呼吸流をモニ ターするため、および呼吸中の一酸化炭素のエンド−タイトル濃度を測定するた めの方法と装置に関係づ客ブで説明する。装置は鼻カニユーラ10.二酸化炭素 検知Ws30.有櫟蒸気フィルター45、流量調節器50.ポンプ60.−酸化 炭素検知器70.そしてマイクロコントロラー80を備えている。ハイドロフォ ビソク・フィルター15が呼吸サンプルから水分を除去するためにカニューラ1 0とガス検知器との間に備えられるのが望ましい。殊に、フィルター15が使用 されるので、水分が二酸化炭素の検知にじゃまをしない、フィルター15は、図 1において、カニューラlOを備えた管14aとコネクター16aとの間に挿入 されたものとして示されている。ここでコネクター16aは、ガス検知器30及 び70、ポンプ60、そして流151節器50を保持、できれば収納しているベ ース30に固着されている.ハイドロフオビック・フィルター15に適した一つ は,フィルテルテック会社から入手できる、部品番号51190である.カニュ ーラIOは管+4aの一部分で、その一端11は通常の呼吸をしている病人、例 えば,幼児の鼻孔(後部鼻咽tillへの挿入に適している.端+1は少なくと も、以下説明されるように吐き出された忍のサンプルを取り出すための1個の孔 を宵する.できれば.端11は病人の鼻孔への挿入に適した長さ、及び内径と外 径を有し、例えば、1.0乃至1・5mmオーダーの内径と 2 −3 mmオ ーダーの外径をもった長さが3.0 amの管,そして呼吸サンプルを受け入れ るために管の周辺にあ番ブられた十分な数の孔+2とを有しているのが望ましい .大きさは病人のサイズに対して調節される.カニューラ10の長さはベース5 から病人へ延ばすのに十分な、代表的なもどしては 75乃至100 cmのオ ーダーである。
管を作る部分14a.14b.14c.14d.+4e.14f.および14g は,図1の装置の嫌々の要1間に流路を形成するのに使用される。その部分管は 、例えば、医療品位のカテーテル・チューブのポリエチレン、ボリプロビレン又 はビニールで作られる.部分管の端は、t2!llに示されているように,コネ クター16及び種々の慎成要素の突起と典型的な摩擦係合されて,そしてより確 実な結合のため締めつけられる.コネクター16a、16b,及び+6cは、カ ニューラ及びフィルターの取り替えのために容易に近づけることを考慶して、で きればベース5の同一の領域に取付けられるのが望ましい.カニエーラ10はそ の他端で、フィルター15、コネクター168.第2本目の部分管14b及び二 酸化炭素検知器30の入口用ボート20と直列に結合されている.検知器30は ガス・サンプル用セルを有し,そしてガス中の二酸化炭禦の感知された濃度に対 応した信号を与えるのに使用される.検知器30は、エンドークイドル部分のl II度レベルを他の呼吸部分から区別するだけの十分早い応答時間をもっている 。信号は,かくして.病人が息づかいするときの呼吸中の二酸化炭素の濃度の変 化に応じて変化する。得られた信号波形は.以下に説明されるように,吸い込ま れた空寛全体に対する呼吸のエンドークイドル部分の割合を決定するのに使用さ れる。この比はデューティ・サイクル(”dc”lと呼ばれて.以下に説明され るように,検出された一酸化炭素濃度(”co勺をエンドータイドル一酸化炭素 濃度(”co,,”)へ変換するのに使用される. 二酸化炭素ガス分析器に適した一つは商業的に利用可能な、サーボメツクス,モ デル 1505遼応答二酸化炭素赤外変換器である.これは,マサチューセノツ  02062,ノーウッド,ケリー・プレース90,サーボメックス会社から購 入できる.このデバイスは温度保証され,そして富刺された変換器で、そして単 一ビーム.*一波長による吸収技術に基づいて二酸化炭素のS+定をする.それ は完全な光学ベンチをもっていて,そしてガス中の二酸化炭素の赤外吸収で減衰 される、速い赤外のI!!送波を使用している。本デバイスは減衰の速い度化を 電寛的出力信号へ変換する検出回路を備えている。
サーボメックス、モデル1505変換器は製作書の使用説明書及び仕様明細書に 従って使用される.それは,一定の条件下で0から lO%の二酸化炭素に対応 して、0から 1.Ovの線形の出力電圧,そしてそれは 15%の二酸化炭素 に対応して 1.5 Vまで拡大可能な,を与える.応答時間は 100 ml /minの流れで 120 msの才−ダーであり、流速は 50から200  ml/minの範囲にある.他の二酸化炭素測定装置も又使用されるだろう.或 る時間にわたっての、吸い込まれた空気に対するエンドータイドル呼吸のデュー ティ・サイクルの決定を可能とするどんなデバイスも、二酸化炭素検知器の代わ りに用いられるということは言う間でもない.ただし、決定されたデューティ・ サイクルは,一酸化炭素濃度の決定が基づいているサンプルが得られた時間と, 同一の時間についてである.このようなデバイスは流速又は流量を測定するため の肺活量計、呼吸をモニターするための非呼吸流デバイス,例えば、インピーダ ンス・ブノイモグラフ,マイクロフォン・センサーなどである.また、二酸化炭 素以外の呼吸ガスをモニターするために呼吸ガス検知器も使用される。
二酸化炭素検知器は、エンドータイドルの流れと関係させられるco,濃度の変 化が比較的大きく,そして二酸化炭素の閾値を使用して容易に検出されるので好 まれる。さらに呼吸の同一サンプルは、サンプルに影響を及ぼすことなしに,一 酸化炭票及び二酸化炭素の濃度を定めるのに、殊にサンプルの流れが電気化字セ ル型一酸化炭衆横知器に先んじて,赤外吸収型二酸化炭T検知器を経て流される ときは,用いられる.また、吐き出されたガス(二酸化炭素又はその他)の使用 は,デエーティ・サイクルdCの決定をするための非侵入的及び非漫透的技術を 用意する.それは病人に又はその近1F+に,追加の又は交替のセンサー又は変 換器を必要としないし,さらなる病人の協力,また病人を不快にもしない.さら に,エンドータイドル呼吸のデエーティ・サイクルを決定するために一回の呼吸 サンプルを使用することは,或る呼吸期間にわたっての胸壁の動き又は呼吸活動 を視認でモニターすることや,または予定された呼吸速度、それは変化を受けや すいが,に頼ること、そしてエンドータイドル部分でのみ吐き出された息のサン プルを得ようとすることよりはるかに正確である。
他のガス、例えば、エンドークイドルの間では比較的に減少したレベルを何する 酸聚,又はエンドークイドルの間では比較的に増大したレベルを有する水素,の センサーも使用される.2個の異なったガス、例えば二酸化炭素と水素,の検知 器がエンドークイドル部分を知るのに使用される.ここで濃度の変化にχ1して ,二酸化炭素は速い応答を、そして水素は遅い応答を与える. ガスの濃度レベルの変化に頼ることに間する発明の別な長所は、測定は呼吸ガス の濃度レベルをリズミノクな呼吸活動と結びつけていないということである.換 言すると,ボンブ60はカニューラ亀0及び流路を経る流速を,病人の呼吸の流 れより大きいものとするのに使用されることができる.これは,順番に,ガス濃 度の評価及び呼吸のエンドータイドル部分の呼吸ガスに基づく決定を向上させる エンドータイドルの“波形0の伸長を用意する.それは、また.二酸化炭素に基 づいたエンドータイドル部分に対応する呼吸活動と、同じ呼吸サンプルの流れに お1フる一酸化炭素濃度の検出との間に同期性を与える.結論として一酸化炭素 濃度は,最後に得られたサンプルのポスト・データ取得処理分析に基づいて計算 され得る.結果として,エンドータイドル一酸化炭素の決定は実時間で,既に報 告された技術では起こる遅れも無しに,有効に与えられる。さらに,本発明はW N壁の動きがエンドータイドル流と一致する時を予知するために,前以て確立さ れた呼吸サイクル又は速さに依伴するのを避ける.代わりに,発明はサンプルが 得られる時の病人の志づかいの速さ及び量の変化に完全に応じている.従来の知 られた技術では、そうではない. 検知器30のガス流出口40は,順番に,管14cの部分に連結され、そしてコ ネクク16bを経て部分管14dへ渡される.部分管14dは有機Mfi用フィ ルター45を収納している。
フィルター45は有磯尊員,及び一酸化炭素検知器10の一酸化炭素レベルの検 出に干渉する恐れのある還元性ガスを吸収するどんな媒体を含んでもよい。
フィルター45は活性化された木炭を含んでいるのが望ましい.それは’Igl 4dの流路の内部に挿入されることのできるカニスターとしてか,又は分析され るガノ、がカニスターを経て通過するように管の2l[!Iの部分の間に挿入さ れるカニスターとして作られるのが望ましい.図1に示されているフィルター4 5は2個のフネククー16bと16cとの間に連結されていて,それでそれはベ ース5の外側にある.このことで,フィルター45が相当に消費されたとき、簡 単に且つ迅速に交換される.フィルター45は装置の安価で処分可能な部分であ ろう.フィルター45を利用することの一つの長所は、フィルター45の容積内 の流れを完全に混合することで分析流内のガスの濃度を平均化するという傾向が あるということである.フィルター45の望ましい構成は長さ 20鴫で周囲2 4−4 mmの1個の木炭捧を使用することである.この木炭帰は同じ周囲艮を もった3.0Mの白いアセテート断片群の間に差し込まれている.木炭梓は、バ ージニア、リッチモンド、アメリカ・フィルトラーナ会社から入手されるフィル トラーナMのチャコール・フィルター・ロツドから切断されるのが望ましい.望 まれる場合は,1個以上の炭素棒断片が使用されてよい。ただし、ボンブ60は 分析用ガス流をそこを通すだけのパワーもっていることである.流量調9755 0とボンブ60は,できれば1111二示されているように、分析流を望ましい 一定の流速に維持するために管14の部分管へ,又はその間に挿入される。流量 調節器50はコネクタ+6cへ連結されている管14eと,ボンブ60へ連結さ れている管14fとの間におかれる.ボンプ60は,順番に管14fと,一酸化 炭素検知器70へ連結されている管14gとの間におかれる. ボンブ60と流II調整器50は流れが40から60 ml/win,より望ま しくは50ml4akinで維持されるように調節されるのが望ましい.これで ,カニューラlOの位置に依存して、室内空員か、又は一分間当り lOかも9 0呼吸の呼吸速さで吐き出される病人のエンドータイドル呼吸を含んだ病人の後 部鼻咽頭かからガス・サンプルが連続して回収される.流量調型器50で分析用 ガスの流速を制限し,そしてボンプ60でガス・サンプル(室内空気又は呼吸) をサンプリングするので,ボンブ60が流量11!i器50によって設けられた 流速制限に向かって駆動される.これで分析流は一定の流速を維持し,そして病 人の吸入又は吐き出しによるどんな流れの激動も避けられる.流量調整器に適し た一つとして,ウイスコンシン、ラシン,エアー・ロジックから入手可能なオリ フィス/ニ一ドル弁,モデルF−2822−41−880−55がある.これは 4Q−5Q ml/m1nの範囲内で希望のガス流速を得るように調節すること ができる.適当なボンブの1つとしては、二二一・ジャージー、プリンストン. KNFノイバーガー会社から入手可能なモデルNMP 02 ダイアフラム・マ イクロ・ボンブがある.それは0.22乃至0・55L/lIlinの自由な流 量容量を有している.ボンプ60及び流量調yll器50はガス流の中では何処 にでも置かれる。望ましのは,ベース5の容器の内側の二酸化炭素検知130と 一酸化炭素捗知N70との間である.ポンプ60は、また,分析流を装置のガス 検知器30及び70の下流にある排員装置75へ排出する. 一酸化炭素検知器70は電気化学的センサーであるのが望ましい.それは,検知 器70のガス浸透性fit膜(図示されていない)でのガス中に存在する一酸化 炭素のような還元性ガスの濃度に比例しtli流を発生する.一酸化炭素検知器 70の応答時間及びフィルター45の平均化の働きで,できれば.1膜での還元 性ガスの平均濃度に比例した出力信号が検知器70から得られるのが望ましい. 適当な一酸化炭素センサーの一つに、ドイツ国,ルーベツクのドラガーウエルケ から入手可能なモデル,ドラガーセンサーCOがある。それはプラスチックのガ ス浸透性薄膜、液体電解質、 電解實内のセンシング,レファレンス,そしてカウンター用電極、並びにセンシ ングとレファレンス電極との間に一定の電圧を維持する静電位回路を備えている .ガス中の一酸化炭素はセンシング電極で電気化学的に変換されて、一酸化炭稟 分圧に比例する電流を生成する.デバイスは温度補償されている。それは500  ppmまでの範囲内の濃度感度をもち, 0.13 ±0.4 μA/ppm の出力iiiaを与え,そしてモニターされるガス・サンプルと完全に平衡する まで約20秒必要とする。それは lO秒の反応半減期をもっている.マイクロ コントローラ80は装置の働きを制御するのに使用される.マイクロコントロラ ー80は感知された二酸化炭素の瞬時値及び一酸化炭素の感知された平均値にそ れぞれ対応した,二酸化炭素検知器30及び一酸化炭素検知器70からの出力信 号に間する信号を受ける.これらの受信信号は、以下に述べられるように,病人 の呼吸中のエンドータイドル一酸化炭素濃度に応じた価を計算するために処理さ れる。それから、計算された値は液晶装置のような表示器90に表示される。
できれば,脩通のディジクル・マイクロコントローラ装置が,適当なソフトウエ アーで制御されるマイクロプロセッサー,メモリ、アナログのディジクル変換, 及び信号調節情能を備えて使用されるのが望ましい。勿論、技術に訝通に熟練し た人々にとって明らかであるように,@別アナログ回路素子及びソリッド・ステ ートのファイナイト・ステート器械を横成要素の働きを制御すること,および濃 度洞定を行うことに使用することができる.要求に適したマイクロコントローラ の1つに,カリフォルニア.デービス,Zワールド・エンジニャリングから入手 可能な.モデル、リットル・ジャイアント LG−X小型マイクロコントローラ がある.マイクロコントローラ80は二酸化炭素検知!i30.一酸化炭素検知 器70.ポンプ60,そして流量mgi器50(若し利用されるならば)に,動 作させたり及びl又はこれらのデバイスから信号を受墨ブるために,連結される .アンプリファイアー・インター7エース回路82は,一酸化炭素検知器70に よって与えられる信号の電流・電圧変換を与えるために使用される. 図2Eを参解すると,インターフェース回路82は3個の増幅器υIB,υ2B 、そしてυ3Bを備えている。それ等は,カリフォルニア,サンタ・クララ,プ レシツション・モノリシ・ノクス会社から人手できるOF−290低雑音デエア ル・オペレシジナル増幅器であるのが望ましい.増幅W U2Bは、帰還路に  50kΩの抵抗RR+ と並列に0.1ufの容量器C1 を有する電流・電圧 変換器として横成されている.抵抗R1 によって利得は定められる。
増幅器UIBは,約0.5秒の時定数をもった2次の低域濾波器で,図示されて いるように構成された2個の470kΩ抵抗器鴨及び馬と 2個の1 uf容量 器q及びC,を用いている。
増幅器03Bは,10kΩの抵抗器へ と直列になっている利得調節ボテンショ メータR, (100 kΩ)と、その変換増幅器の入力に lokΩの入力抵 抗R,を有する簡単な増幅器として横成されている。ここで,Rl と 町は帰 還路の0.1 μf容量器C,と並列である。
ボテンショメータ へは初期の較正でガス検知器の感度変化を補償するのに使用 される。増幅器u3Bは,また,増幅i1ii ULAからの2番目の人力を有 している.ここで増幅器υIAは検知器70の零ガス出力を補償するのに使用さ れる調節用電源として配置されている.増幅器U3Aは,先行段を後続の回路に 課される任意の負荷効果から隔離するために設計された単一1り得バッファ−と して構成されている。
増幅器υ2Aは、500 kΩのボテンンヨメー夕である抵抗器R+1の設定で 決められる、検知器70の反対の電極に対する調節可能なバイアス源として、示 されているように構成されている.10 kQ 抵抗器R+1 はガス検知器の 連結部と直接に接続をしないで,バイアス電圧を読み取る手段を与える.CO検 知器用増幅器回路82は、低電力供給電圧として動作して、過剰なリーク電流が 望んでいないバイアス電流を、検知器70へ加わえるのを予防し,そして安定し た動作をさせるために、接知器70に連続して低電力のパイアシングを行う.増 幅器υ2A及びU3Aも又,クイブOP−290増幅器であることが望ましい. 図2E及び2Fに図示されている回路では総てのグランド接続は,co増幅器電 源回路83によって供給される仮想グランドへである。
図2F?!−整昭すると.CO増幅器電源及びインターフェース回路83が示さ れている。電源は正規の電源Bl とバソクアノブ電fiB2 よりなっている .正規の電源阻は公称十/−12VDCの任意の電源であってよい。或る実施例 では、正規の電源B1は主電源のACから得られた整流された電源である。代わ りに,2個の 12V電池、例えば,充電可能な電池が使用されてもよい. デバイスQ,及びQ,は,インターフェース増幅gii BLIIAに電力を供 給するために、ソレfJt +/−5 V ヲ与エルIC電圧yAw器<タイブ LM78LO5 及(/ LM79LO5) テアル,ダイオードD,及びD,  (IN4148 タイプ・ダイオード)は, co増幅gi BtllAに, 正規の12 V DC電@i Bla.およびアルカリ 9Vli池のバノクア ップ電池B2のより大きいのを供給するために自動的にスイノチする。
デバイス01 は,供給電圧を÷5vへ!lllツする.デバイスQ1 は,テ キサス、ダラス、テキサス・インスツルーメントから入手できる XC 仮’J グランド電源,モデル、TI,E2425である.その出力は,5vの入力を、 2.5 V DCの 5実際の”電位差に仮セグランドを有する±2、5vの電 圧源に 6分ける1。
回路83の増幅器BUIは、カリフォルニア,サンタクララ,ナシシナル・セマ イコンダクターから入手される、2個のタイプ1458デュアル・オペレイショ ナル増幅器, BUIA及びBUIB.を備えている.増幅器BIJIBは,利 得1の差動増幅器として構成され,そしてCO増幅器回路82からの仮想グラン ドの入力及びCO増幅器回路82の出力を有している.抵抗器BR3 (120  kΩ)及び容量器BC3 (10 uf)は,更に,時定数1.2秒の低域フ ィルターを与える.増幅器BUIAは,リトツル・ジャイアント・マイクロコン ピューター・ボード80上でアナログ入力を駆動するために、低出力インピーダ ンスのボルテージ・フオロワーとして横成されている. 図2に言及すると,リトッル・ジャイアント LG−Xマイクロコントローラ8 0は、Z−ワールド・ダイナミックC言關を使ってプログラムされる。それは約 200 mA消費し、9.216 MHzのクロック周波数、及び十分なメモリ ーを有するマイクロプロセッサー2180を備えている6そのメモリーには,読 み出し専用メモリーROM、任意出入り用メモリーえ田、及び消去可能,プログ ラム可能な読み出し専用メモリーEPROMが含まれ,そしてソフトウエアー, データ、そして装置を動作させるための,得られたデータを処理するための、及 びここに記述されている本発明に従ったデータの操作及び後の取得処理の働きを するための、メモリー・アドレス位置とが全体として入っている.デバイスは, また、決められていない動作又は一時的な電力の喪失のときに,マイクロプロセ ッサーを自動的に設定し直すための2Hzの監視用タイマーを有するカウンター ・タイマー,直列の入力ロ/出力口、並列の入力ロ/出力口、日・時クロツ九多 テヤンネルのアナログ・ディジイクル変換器,ディジイタル・アナログ変換器, 入力信号をシングル・エンデッド又はダブル・エンデッドの状態に整えるための オペレーション増幅器,調節可能な利得及び入力電圧範囲,ボンブ60を駆動す るのに遇した高電流の駆動器出力、および本特許にとって関係はないけれども普 通の方法で使用されるか、又は使用されないかの,製遣書によって供給された他 の特別なエレメントとを備えている.マイクロコントロラーは、別に注意されて いるのをを除いては,製造者の使用説明書及び設計明細書と,マイクロコンピュ ータの横成と使用することに間する知識としてデバイスの使用音手引書に作られ た,製造者から入手できる1リットル・ジャイアント・シングル・ボード・コン ピュータ技術手引書バージョンE” と名づけられた参考文とに従って使用され る.表示装置90は、エンドータイドル呼吸中の決定された一酸化炭素濃度レベ ルCO, ,に対応した表示を行うことができる.表示器90は,決定されたc o,, m度を含んだ文字と数字からなるテキストのための表示スクリーンを有 するのが望ましく,そしてできれば,適切なガス・サンプルを得るのためにデバ イスを操作する操作者への指図を備えていればより望ましい.さらに,表示装置 90は使用者に作用するのが望ましく,それで操作者のための入力キーボードと 操作台に実行を促すための目に見える表示を備えている。また,表示装置90は 決定された、及び/又は測定されたバラメーターの印刷コピーを文字テキスト又 はグラフの形式で与えるために、紙への印刷櫟を備えていてもよいし、又は関連 した印刷機(示されてない)を有していてもよい.代わりに、又はつけ加えて, 可聴の音声、目に見える樟識又は光が操作者に適切な行為を実行させるために用 いられてよい. 表示装置として適した一つは.Zワールド・エンジニアーリングからの、モデル , LG−LCDキーバノド液晶装置である.この装置は、キーボード上に定義 可能な機能キー、及び目に見える文字表示を備えている.視認表示には2行掛け る16文字が用意されている。キーボードは4x4 キーパッド,及びキーパッ ド・フィードバックのためのビーバーを備えている.それは,リットル・ジャイ アント LG−X小型マイクロコントロラーと適合するとともに,直接に共通v Ah&をつくる, 図2をツーすると,Zワールド・リットル・ジャイアント・マイクロコントロラ ー回路板の印刷回路板のレイアウトが図示されていて、そしてエレメントの相互 連結が製造者の通常のビン結合(別な方法での言明を除いて)を用いて説明され る。ターミナル板TBI を?!すると、1個又はそれ以上のAC−DCの整流 された電源(示されてない》がターミナルTBIの4個の番号付けられた入力ビ ンへ 以下の信号を供給するのに使用される− ビンlへ−12v,ビン2へ接 地電位、ビン3へ+5V,そしてビン4へ+12 V, TBI−X“ と指示 されているターミナルlli TBI の対応する41[!lのビンは、TBI の入力ビンと直列にそれぞれ結合される。ここで”XI′ は出力ビンに関する ものである。装置のビンは、次のように図1に示される.マイクロコントロラー 80に関して,高1!流出力配線コネクター31は、選択された速度でボンブ6 0を駆動するための1i流を供給するため,ボンブ60の負のターミナルへ連結 されたビンJ1−8 を有している。配線用コ才クター31 には,他に結合は ない。電力配線コネクター32は,J2−4へつながれたビンJ2−1、J2− 3へつながれたピンJ2−2, T阻−ν(litlfil ヘツt!カレタヒ ンJ2−6,TBI−4’ (12 V) ヘツtth’tLタヒンJ2−7.  ソシテソf)他のJ2 ビンはつながれない@RS485 フィールド配線コ ネクター33は,この実施例では使用されない。
アナログ人力のフィールド配線コネクターJ4は,増幅器インタフェース・ボー ドのビンJ2−1及びJ2−2へそれぞれ連結されたビンJ4−1及びJ4−2 .サーボメツクス 1505ボード上のビンPL4−1へ連結されたビンJ4− 3.そしてサーボメツクス,モデル. 1505ボード上のピン PL4−2へ 連結されたビンJ4−4 を有してレ一る.アナログ入力ピンJ5. RS23 2ボート・ビン J7、そしてRS485プログラム・ビンJ9は使用されない 。キーボード・インターフェースのビンJ6は平坦なリボン・ケーブルを表示器 90、すなわち液晶表示装置,モデル. LG−LCDの背後のパネルへつなぐ のに使用される, RS232ボートのためのビンJ8は,背後のパネル上で通 常の9個のビンの D−サブ・コネクターへ連結される.表示器90のインター フェース・ビンJIOは以下のようにつながれる.ビンJIO−10は共通の前 面パネル・ボタンであって,ビンJ10−12はボクン#lに,ビンJIO−1 4はボタン#2に.ビンJ10−16はボタン#3に,そしてビンJIO−18 はボクン#4に対している.サーボメックス,モデル、1505回路ボードに間 しては、それは次のようにつながれる。デバイスノ電力テハ,ビ7 PLI−1  ハTBI−1’ (−12 Vl ヘ連結され、ビンPLI−2 +i連結さ れず,ビンPL1−:IはTBI−2゜ (接地)へ連結され、そしてビンPL I−4はTBI−3’(今5Vlへ連結される.デバイスのサーミスクー・ステ イタスでは,ビンPL2は連結されない.デバイスの亜酸化窒素の補償では,ビ ンPLI−1及びPL3−2はジャンパーされ、そしてその他のビンはつながれ ない.デバイスのイ8号出力では、ビンPL4−1はリットル・ジャイアント  J4−3へ連結され、そしてビンPL4−2はリットル・ジャイアント・ボード J4−4へ連結される.デバイスのリモート較正調節では,ビンの連結はない。
発明の実施例において、図5−9を参解すると、ハイドロフォビソク・フィルタ ー15と管取付け部品16aとの間の部分管、及び管取付け部品+6bと+6c との間の部分管《因lのl4dとして図示されている部分)は、使い捨てフィル ター・ユニット5り0の一部として形成されている。フィルター・ユニット50 0は,できれば3i!]のルーメン(three lumens) 5Q2.5 04、及び506,そして下により詳しく記されているようにルーメン504と 506とを互いにつなぐのに使用される、部分管508とを備えた1個のハウジ ングとして作られるのが望ましい。フィルター−ユニット500は,軟質のポリ ビニール・クロライド(pvc)で作られるのが望まし《,できれば軟質のPV Cで作られた3個のルーメンを一体としてもつものが望ましい。フィルター・ユ ニットの外表面はうねのある表面、例えば,明瞭な外観をした長平方向のうね、 把提しやすくするだめの水平のうね,又は双方をもつのがよい.31i!Iのル ーメンは,図8に示されているように、共通の平面内に横たわる長平方向の軸に ついて押し出されるのが望まし代わりの構造では,フィルター・ユニット500 は38の分離した押し出しで作られ,そして接着されたか,又は互いに結びつけ られるとともに、3個のルーメンがフィルター・ユニットの内部で垂直及びl又 は水平に分れている各自の軸に関して間隔をあ1ブていてよい。
フィルター・ユニット500は,ユニットの前方4501.末端503,ブラグ 5lO,キャップ512.そしてフィルター45を有している。フィルター45 はキャップ512へ挿入され、そして共にそれ等はルーメン504の内部へ移さ れる。フィルター45は、一本の活性炭素フィルター45aと,炭素45aの各 々の側に1つあての2本のセルローズ・アセテート45bかうなる。炭素45a は,例えば,米国,バーンニア,リッチモンドのアメリカン・フィルトローナ会 社から入手できる @R−15243 として知られている商業用製品から切り 取られた1本の活性炭票フィルターでよい。これは周囲が約24.7■である. セルローズ・アセテート46bは,喫煙用タバコの製造において用いられている ような通常のセルローズ・アセテートでよい。炭素フィルター45aは20mm の長さをもつのがよい。セルロズ・アセテート46bの各々は,5mmの長さと  24.7 mmの周囲をもっているのがよキャップ512は,ルーメン504 の内壁に関して低摩擦係数の材料,すなわちポリエチレン材料で作られた円筒形 の容器である。それはフィルター45を,フィルター45の慎造的な完全さに損 害を与えることなくルーメン504へ挿入するため,およびキャップ512,フ ィルター45とルーメン504の内壁との間に圧縮性のシールに適した圧迫を形 成するためとに用いられる.キャップ512は,0.75 mmのオーダーの厚 さを有し,そしてフィルター45の形を歪めることなくそれを保持している。キ ャップ512は末端503に向いて開いた,フィルター45の成分を収納するた めにフィルター45とほぼ同じ直径である開放端513を備えている.キャップ 512は,また、ルーメン506の内径又は外径とほぼ同一の直1呈である穴5 15を前方#I501に有する.後者の直径は,穴515のあるキャップ512 の一端が,組み立てられたものがルーメン504へ挿入されるときにフィルター 45を保持すること、そして受lフいれ可能な圧力差でフィルター45を経る流 通路を与えるという二とを除いては、決定的ではない.二の点に関し,キャップ 512はフィルターとルーメン504との間に寛密的におかれているので,ルー メン504を経る分析流の流れはフィルター45を通とともにキャップ512の 内側を通り,フィルター45又はキャップ512を回らない。
フィルター45は,少なくともアセテートの一部46bと炭素の一部46aがキ ャップ512へ挿入されるように,アセテート46b,炭素45a,そしてアセ テー1− 4 6 bのサンドイッチとして組み立てられるのが望ましい.組み 立てられたキャップ512とフィルター45は.それからルーメン504へ適当 な深さまで圧力によるで嵌台挿入される。フィルター45は,できれば究極的に ルーメン504の中声を中・シ・どなるようおかれるのが望ましい.キャップ5 12をルーメン504へ挿入するのに有機性潤滑剤を使用しないことは重要であ り.必要があれば,水はfl渭剤として使用されてよい. プラグ510は,フィルター45の端面503IJllIでルーメン504へ腫 入されるPVCで作られた円筒形のプラグである。ブラグ510は、約1.0c mの長さ ’I1 そしてその長手軸を延長する約0.3 amの内径の空気流 の通路511を有している.長さは決定的ではないが,部分管508を保持する のに十分でな1すればならない。プラク510は.そJしを泪媒に漬け,そして 漬(すられた部分を端面503からルーメン504へ、それ等が互いに接右する よう挿入することによってルーメン50へ固定される。実施例では,完全に密封 されたと亡は,キャップ512はブラグ510の内側の端から約0.3cmの距 離’I+ 開けられている、二のことは,分析漬の流れをフィルター45の全断 面へ完全に近づ屯ブる.部分管508は内面に沿って縦に延長するうねをもった 1本のビニール管であることが望ましい(示されていない)。うねは,管508 が曲げられ、そしてユニット500の遇所に固定された後で,それが切り取られ ることのないよう保謹している.この点については,部分管508の両端が[に 11ブられ.それからルーメン506とブラグ510の内側通路511へ.6I 実に管508を保持するになる深さまで挿入される.適当な深さはは約1.0c mである.従って,管508は全長の長さが約6 cm.外径が約0.3cm、 そして内径が約0.15cmである.管508は交互にルーメン506と通路5 11へ摩擦によって嵌合される.実施例にあいては,ルーメン502は杓0.1 5cmの内径を,ルーメン504は約0.83cmの内径を,そしてルーメン5 06は約0.3cmの内径を有している.コネクター1(3aは約0.19 c mの最大外径d1,コネクター1(3bは約0.87 amの最大外径d1、そ してコネクター+6cは約0.34cmの最大外径d,を何している。呂ルーメ ンの壁の厚さは,図7に示されているように ユニット500の中間面で隣接す るルーメン間に約2倍の厚さがあるように0.15 cmのオーダーでよい.こ れ等の典型的な、決定的ではない、大きさを使用することで.違ったルーメンの 直径が対応する大きさのバルク・ヘッド・コネクター16a.+6b、及び+6 cにのみIilF実に摩擦嵌合される(図7を見よ)。このことは,ユニット5 00が正しくモニター5へ連結されることを保証する.3個のルーメンと,j′ 1応ずるハルク・ヘッド・コネクターの代わりの間隔又は方向性は,同一のII 能を達成するために用いられるだろう.また.パルク・ヘッド・コネクターにく ぼみをっ1ブることかできるので.フィルター500はくぼみとコネクターとの 双方によって支持される。
図6及び9を参詔すると.発明の実施例はガス・サンプルをカニエーラ10、接 合部品6o5、そしてハイドロフ才ビノク・フィルター15を使用して得るとい うことを用いている.接合部品605は,できれば一体化されたロノク用リング と 1716” (.159 cm)の内径の管に対するかかり606をもった ,雄型のテーパーのついたルアーであるのが望ましい.それはフィルター・ユニ ット500のルーメン502へ通されるように作られて,摩擦嵌合で確実に連結 されている。接合部品605はナイロン.できれば白ナイロンで作られるのが望 ましい.これに適した接合部品の一つは,米国,コロラド,フォートコリンズ, バリュー・プラスチックス会社がら入手できる,部品番号MTLL210−1  である.フィルター15は、米国 イリノイ、ヘブロン、フィルターテックから 入手できる,部品番号3.0MフィルターFlt57L20でよい.それは接合 部品605の病人側へ直接ねじ締めされる. カニエーラlOは,できれば端I1の約1センチメータの距離’II 内に位置 している,差し込み用マーク601と2ll!]の穴602及び603を設1ブ るために手を加えられた末端にティップのある幼児の給食管のような一本のブラ スチノク管であるのが望ましい.端目は開放しているのが望ましい。カニコーラ 1oは,また.フィルター15のテーパーのついた突起!5’f図6を見よ)と 普通の方法で確実に係合するように構成されているテーバけきの受もブロ610 を備えている. 差し込み用マーク601は挿入端1lを病人の鼻孔へ挿入するために すなわち 差し込み用マークが鼻孔に入るまでの 使用者のための深さゲージとなっている .穴602及び603は,マーク601と端1!との間で同一距離離れていて、 管の反対側に位置している.穴+302及び603は管10の片側のみに延びて いる。多くの又は違った穴、そして違った穴の位置もまた利用することができる .,適当な管の一つは,米国、ウィスコンシン,ミルウォーキー1メドベイシオ ンズ会社から入手できる,モデル,No.1219−15 5FRx36” フ ィーデインク・チューブである。それは、注J!!書きされているように注文で 作られ.そしてそれはフィルター15のテーパーのついた突起へ直接に係合する 。
カニエーラ10は.できれば使用の直前に開封される殺菌したパヶージに分けて 包まれているのが望ましい.この点について,フィルター15及び接合部品60 5が殺菌包装のカニエーラ10と一緒に,清潔な包装のカニューラ1oとフィル ター・ユニット500とは分けて、または清潔な包装のフィルター・ユニット( 及び選択的にそれ等と完全にか,又は部分的に予め組み立てられている)と共に 供給されてよい.若し望まれるならば,完全なカニューラ10.フィルター15 及びフィルター・ユニット500が予め組み立てられ、そして殺菌済みの包みに 包装されるだろう。
本発明の実施例によれば,病人のエンドータイドルー酸化炭素濃度は以下の方法 で測定される。一酸化炭素の初期の値が分析の目的のために得られる.それで, ボンブ6oが始動され,そして室内空気のサンプルが選択された流速、例えば5 0 ml/minで,モニター5を経,二酸化炭素検知器30及び一酸化炭素検 知器70を通って吸引される.第1の時間期,例えば45秒,?終わりで、二酸 化炭素センサー30及び一酸化炭素センサー70のサンプル・セル内の二酸化炭 禦及び一酸化炭素の濃度の測定がそれぞれ行はれる.測定の結果は,検知器70 及び30からのアナログ信号6例えば条件づtフられた電圧vto及びV,., へ変換されたセンサー電流、として与えられる。それ等は、選択されたサンプリ ング・レートでnビット語(できればnは8である)へそれぞれディノタイズさ れ,データー・パノフ7−及び/又はメモリへ移される.その値はco,,,, 及びCO,,,,, として蓄積される。
ボンブ60は,それから、止められて,カニλ−ラlOが病人の鼻孔,できれば 後部鼻咽頭におかれる.次いで,ボンブ60が再び動かされ、そして呼吸の分析 用流れがそれぞれのガス挟知器70及び30を通って吸引される.一酸化炭素及 び二酸化炭素の濃度が第2の時間期,例えば45秒,の開にセンサーされると共 に、サンプリングされる.1’!2時間期にわたって得られた二酸化炭素濃度の 量がめられる.先ず,二酸化炭素濃度の相対的な変化が病人の呼吸のエンドータ イドル部分に対応したデューティ・サイクルを決めるためにめられる.!P均の CO,に対するエンドークイドルCO, 濃度じCO,,■′)の平均がデエー ティ・サイクルdCを与えることで閂られる。
エンドータイドルCo fi度(”co,,”) は,それて次の関係によって 決定される.CO++ =[COl+++ − COu+j/dC(1)ここて CO,,,,は第2期間の終わりでの平均又は中間の一酸化炭素濃度、そしてd C!i C”mに対して決められたデューティ・サイクルである.図1,及び図 2△乃至図2Dのマクロ・フロー・グイアグラムとを1p5して本発明の動作に ついての実施例を述べる.この実施例においては表示装置90は,装置の操作を 制御するのに使用される4tllのボタンを使うように構成されている。ボタン #lは,装置の運転をリセットするために装置による或る働きを起こすための起 動ボタンで,ボタン#2はリセノト・ボタン,ボクン#3はメニューから或るオ ブシジンを選ぶための選択ボタン,そしてボタン#4はl又は以上の指図及び/ 又は操作のメニエーを表示するためのメニエー・ボタンである。各ボタンは,ボ タンを圧しそして放つことで活性化される.勿論,相互作用のデバイスで使用者 のインプットを与える他の代わりがII用されてよい。
図2八を容解すると,デバイスはパワー・オン又はリセット(ボタン#2を押す こと)で活動し,そしてステップ100で初動場面(initializati on sequence)に入る.初動の間にマイクロコントロラー80の操作 コードが用意され,そして各種のシステムの検査が行われると共に,デバイスが 初動される.初動化に続いて、 (慣峰的な)手順(the routinel がステノブ+10で使用者のインプットをまつアイドル状9 (idle st atelへ移る.アイドル状態の間,できればシステムは表示器90に適当なメ ッセージ,例えば”準備ができた、lを押して始めよ(Rea+iy, pre ss l to start)’ を生成する.かくして,アイドル・ステップ l10の間に使用者は,測定場面(measuring sequence)を 開始するために.ボタン1を押してインブノトを与えることができる.このこと は,操作手@ (operating routinelをステップ+20ヘギ 多す. アイドル状!+10の間では、また、操作者は表示装W190に表示されたメニ ューがら場面?選ぶためボタン#3押しても,そして種々の操作場面を表示させ るためにボタン#4を押してもよい。このような場面の一つは,ステップ130 で一酸化炭素検知器70及び二酸化炭素検知器30を較正するための較正手順で ある。操作者は、また、実行している任意の手順を出るために,装置をリセット するために,そして手順をステップ100へ戻すために、任意な時にボタン#2 を押してもよい。
図2A及び2Bを参照すると,アイドル状態110でボクン#lを押すことに応 じて手順はアイドル・ステノブ110から、エンドータイドルー酸化炭素濃度C O■ を決定するため場面のステップ+20へ移動する。二の決定には3つの段 階がある。第1の時間期の間での背景の一酸化炭素CO,,,,を測定するため のステップ+21の場面,ステップ122の休止(pause).又は遅延(d elay)期間,そして第2時間期の間での呼吸の二酸化炭素CO,及び一酸化 炭累COを測定するためのステソブ123の場面である。
本発明においては,各サンプルが得られる前,ボンブ60は遅延時間期は止めら れている。
このことは、サンプル・セル内にはCOは実際に無いので,CO検知器を零状態 に戻らせる。
望まれれば,不活性ガスが供給されてボンブ60は動かされ,CO(及びCO,  ) ガスのサンプル・セルが清掃される。三方弁及び作動器(actuato r)がこのセル清掃活動を行うために備えられてよい(図示されていない》。遅 延時間期は少な《とら約1分,出きれば3分であればより好ましい。
背景測定の場面ステップ121では、使用者はカニエーラ【0の端11を病人の 近くの何処か,だが鼻孔の内部ではない、に置くよう、それからボタン#1を押 すように促せられる.ボタン#lを押しに応じて,ボンブ60は時刻1,で動か されて背景の室内空気が管l4を経て,約45秒の第1時開明の間吸引される. 二の間表示器90は、できれば背景の測定テストの期間に応した適当なメッセー ジ.例えば子ストを終えるまでどの《らいの時間残っているかを秒か,又はバー セントか、で表示するのが望ましい。
第1時間期の終わりの時刻t.でボンブ60は止められる。次いで、一酸化炭素 検知器70のサンプル・セル内の一酸化炭素濃度は決定され,そしてCO,,, ,としてメモリーに記録される。注意したように、一酸化炭素ガス検知器は平均 の一酸化炭素濃度を生ずる分析流体に対する時間応答を有している。それから一 酸化炭素濃度に対応したゲイジタイズド・サンプル(dig−itized s amples)は,出力信号が5つのIFii&に得られたサンプルの平均であ るように処理される.決定された濃度の{直は,例えば百万当りの個数(par ts per milHon, ppm)で表示されるのが望ましい。表示され た,挟知n70からの平均化された感知一酸化炭素濃度(sensed car bon monoxide concentration) Co,,,,に対 応する電圧fε号v,.の振幅も又,診断上の目的のために表示されてよい。
検知器信号出力に対応するサンプルされた電圧信号を、ガス濃度へ変換するのに 用いられるCO及びCO,のガス等式は Co ppm = m, v,, + c, (21co, % =IT1+  vn+ ” C+.(3)である、ここで乃 及びC5はppmについての、サ ンプル中の一酸化炭素の濃度に応答するCO横検知70の出力から導かれる電圧 v(I に間する勾配及びインタセプト較正常数で、Ill。
及びC2はパーセントでの、サンプル中の二酸化炭素の濃度に応答するCO2検 知器30の出力から導かれる電圧μ、1 に関する勾配及びインタセプト較正常 数である。
この結果、上に!等式を用いてCO= Oの時刻t、では。
0 = = m、 v、、 + c、 (2,1)及び cl =−ITIIvu、+ (2,21ここでv+lIは時刻し、でCO検知 器70によって得られる信号に対応する1時刻t1 では。
Co ppm = m、 v、、 + c、 (2,3)” o′1vu1−  ”S ’+e・に141=I111(vol、1−V、11.)(2,5)ここ でv3.1 は時刻t、でCO挟知器70によって得られる信号にχを応する。
ポンプ60が背景のステップ121の終結の時刻t1 で止められると、COが 測定され。
そして手lll11122の休止ステップへ入る。休止ステップ122の間に、 操作者が鼻カニユーラlOを病人の鼻孔内におき、それからボタン#lを押して 測定手順を再び始めるよう促される。
システムは、できれば表示板90に適当なメツセージ、例えば ″鼻カニユ−ラ をおくよう(place nasal cannulal” を表示して、使用 者がカニューラ10をお(ことを促すのが望ましい、休止ステップ122には約 10秒の最大遅延期間の中休み(71m@out)と、約5分の最大遅延期間の 中休みがあるのが望ましい。かくして、もし操作者が開始ボタン#lを中休み期 間の間に押さないときは、システムはアイドル状態110へ戻る。中休み期間は 、室内空気の濃度水率が大きな変化を起こす可能性が無いと思われる時間内で、 室内空気濃度及び病人の一酸化炭素濃度をサンプリングするのに備えて利用され る。中休み期間は又、操作者が十分な時間で鼻カニユーラ10を、完了するまで 幾らかの時間を必要とする新生児のような病人に挿入できるよう選ばれている。
いったんカニエーラlOが配置されると、操作者はボタン#lを押して測定場面 +23を再び始める1時刻t1 でポンプ60は、1711時間朋、すなわも4 5秒、とできれば同一であるのが望ましい、vg2時間期へ動き始める。CO及 びCOlの初期サンプルは分析の目的のために選ばれる。この第2時間期の間、 表示1iii90は測定テストの継続期間に対応した適当なメツセージ。
例えばテストの終わるまでどのくらいの時間残っているかを秒で、又はパーセン トで、表示するのが望ましい、第2時間期の終わりの時刻t、で、ポンプ60は 止められる。
第2時間期の間、C01検知!1t30から得られるC01濃度に対応した信号 が得られる。それからC01濃度の時間についての相対的変化が、病人のエンド −タイトル呼吸のデユーティ・サイクルdcを計算するのに用いられる。二酸化 炭素に対応した信号は間欠的にサンプルされる0例えばアナログ信号が、第2時 間期の間第4のサンプリング・レート、例えば30 Hzでディジタイズされる 。これ等のサンプルは後のデータ取得処理及び分析のためデータ・バッファ(d ata bufferl L:蓄積される。
検知器70かものCOa度に対応した信号が、また、第2時間期の間に得られる 。−酸化炭素濃度が間欠的にサンプルされる0例えばアナログ信号が第2時間期 のIWll、0 Hzのサンプリング・レートでディジタイズされるのが望まし い、これ等のサンプルも又、分析のためにデーター・バッファに蓄積される。
図38及び3bは、第2時間期の間にCO及びCO2検知器70及び30によっ てそれぞれ与えられる信号v(1及びV3.、のサンプルされた代表的な波形を 示している。波形は、このように、較正されたCO及びCO,レベルに対応して 感知された濃度レベルを表示する。これ等の代表的な図面において、較正関数は 以下であった・Co ppm = 1111 v、、 + 0.95 ;及び CO,% = 11.96 v、、、 + O。
計算されたデエーティー・サイクJL、 daは42.30 %で、co、、は 2.10 ppmで、C010,。
は2.01 ppmで”+14は−0,78vで、そしてVlo、−よ0.88  vであった。Vl、の最小は一〇、55 vで、v(1の最大は0.17v( 開始(t、)及び停止(t、)の測定電圧に又対応している)であった。R大の v+@l は約 、42ボルトであった。
CO2の30 Hzサンプリング・レートは次の理由から選ばれた。それは、全 空気に対するエンド−クイドル部分の割合を導くことのできる呼吸の解−1学的 波形に対応するということである。CO,センサーの 120 msの時間応答 は、過料なデータを取得することなく必要なな分解度を与える。CO検知器電圧 v+e にり1する l Hzのサンプリング・レートは、CO検知器がエンド −タイトル部分と室内空気を識別することができない、もつと遅い応答時間(C Oの応答のハーフ・タイム(half timelは約10秒である)を有して いるという理由で選ばれた。より高いレートでサンプリングすることはデーター の分解度を大きく改善しない1選択されたレートは、センサーの応答時間の点で t要な分解度をもった十分なデーターを集めることと、使用されるセンサー及び その使用条件に従って変更できるということとの妥協として選ばれた。
データー取得に続いて、データーはマイクロコントロラー80のマイクロプロセ ッサ−2180によってデエーティ・サイクル及びエンド−タイトルCO濃度C O0をめるために処理される。電圧v3.のディジタイズされたサンプルは適当 なソフトウェアによって動かされる低域通過ディジタル・フィルターへ通される 。それは、最後の5個のサンプルの平均をとる。このフィルターは雑音をなくす る(gupprass)のに使用される。それは、また、都合にも離散した値を 更に平均すること、又は蓄積もなしにディジタル・フィルターの出力を使用する ことを可能にする。かくして1時刻t1 での対応する平均の、又は中間のCO 濃度、CO,、、、、は次のように与えられる。
C0on = @lv+ ” CI(4)ここでV、は最後の5個の電圧サンプ ルv(I の平均である。
デエーティ・サイクルdaは、時刻t1 及びt、との間でサンプルされた電圧 V3..の解析に基づいて以下のように計算される。
[CO、サンプルの全個数] ここでV、は1例えば1.5 % Co、 +71度にχ4応する選択された閾 電圧値で、そしてCO,ガス等式(3)から以下のように得られる。
1.5 % = m、 v、 + c、。
v、= (1,5−C))/rn1− 理ご的なco、検知器70では、 v、 = 0.15ボルトであるように、  m、= 10そしてC,=0である。勿論、他の値及び閾電圧値を特有な状況に おいては適切なものとして用いることは可能である。
そこで、病人のエンド−タイトルCO濃度CO,,は。
”H= (0% −”o+nj/d” (1)これは、取得されたデークーから 簡単な方法で計算される。
前述の等式は、CO及びCO2の物理的な挙動が1例えば拡散、流速及び病人の 心肺システムにお1ブる他の挙動特性に関して非常に似たものであるという現実 に基づいている。したがってエンド−タイトルCO1の全COI にたいする比 は、エンド−タイ1゛ルCoの全COの比と同一であると仮定できる。この二と 1lci!14a及び4bに示されている。さらに、室内空電のCO1′!l4 rxはほぼ0であると仮定でき そしてエンド−タイトルCO2濃度は呼吸波形 のデエーティ・サイクルとco、 fA度の中間の値とに間係していると仮定で きる。すなわち。
co++t ” dc= ”lau+ (s)かくして、これ等の仮定に基づい てCOとCOl との比は次式で与えられる。
co、、、、、 −co、、、、、 co、、、、、 −o co、、、、 − co、、、。
したがって そして全エンド−タイトルCO,,は COI+ =(COu+l −CRu+”dC” CO+s*+ (’)となる 。それ故に、生成された病人の実際のエンド−タイトルCOレベルを得るために は、CO嘗・11 濃度(すなわち病人によって吸入されたCOレベル)からの 病人の呼吸の部分が、上記の式 (11を生ずる全体から減ぜられねばならない 。
決定された値は、そこで、表示器90に表示されそして、望まれるならば、取得 データーの任意の希望されたプリントアウトが作られるか、或いは後の分析のた めメモリ・デバイス又は媒体へ蓄積される。それから手順は、測定場面120を 出、そして110でアイドル状態へ戻る。
表示は決定されたCO,、を1例えばppmで含み、そして又エンド−タイトル 部分に対応する二酸化炭素のデエーティ・サイクル、及びl又は検知器30及び 70からのCO及びCO,に対応する最小及び最大の電圧のような種々な電圧、 並びに!2時間期の間でのCo、、、、及び/又はCO5に対する171期及び m終の電圧を与え得るのが望ましい、ここで次のことを注意する。病人の呼吸を モニターするための第2時間期に関連して、参考時刻t、及び1.はそれぞれ参 考時刻1、及びtlの代わりに使用できるということである。
1度完了した測定周期からのデーターは、操作者にデーターを手で配録させる時 間の間表示され続lブられるのが望ましい。表示器90はボタン#I (又はリ セット#2)を押すことによって解除される。サンプルの測定に続いて、前記の 約1分く又は3分)の遅延時間は、CO及びCOI 検知器70及び30を次の 背景測定の周期が始まる前に 1零1状態に減衰させるために与えられている。
遅延期間の終わる簡に別の測定を行うという試みはその時間の終わるまでただも う延期されて、それから自動的に始まるというのが望ましい。
図2A及び2Cを参照すると、CO及びCO,検知器70及び30は、既知の濃 度のCO及びCO□ ガスを利用して定期的に較正される。較正場面130を始 めるためにはシステムはアイドル状態+10にいなければならない、そこで、操 作者はメニューを表示1ii90へ呼び出すためにボタン#4を押す、メニュー は ”メニュー1゜Co/Co、センサーを較正するよう、ボタン#lを働かせ て開始するよう、 (menu 1. Ca1ibrate Co/Co、5e nsor、 ACtiVatabutton #l to 5tart、 )”  のような遇切なメツセージを表示する。それで、操作者は較正場面130を開 始するボタン#【を押す、較正場面は既知濃度のテスト・ガスの選択を伴ってい る。すなわちシステムへ、COに対するセット−アップ場面131及びCOlに 対するセット−アップ場面133の間に、既知の濃度の値を人力し、ポンプ60 を操作して既知ガスをシステムへ吸入してCOの測定場面132及びCO,の測 定場面134の間に、既知のガス濃度に応答して検知11i(ガスによって30 又は70.一時にはただ一つの検知器が較正される)によって得られる信号レベ ルを決定する。
実施例においては表示器90は操作者に、どのガス検知器が較正されるのか、そ して使用されるテスト・ガスの濃度のようなデーターを入力するように、一連の 指示を提供するのに用いられる(場面131及び+33)、これに続いて、その テスト・ガスのサンプルを与えられ、それからそのガスはサンプルされ、そして 測定される(場面132及びI 341 、望ましいのは、違った既知濃度の少 なくとも2つのガス・サンプルがCO及びco、の各々に対して使用されること である。これ等の2つのサンプルから、与えられた電圧からガス濃度へ変換する ための前述のガス較正式(2)及び(3)が決定される。較正式は関心のある濃 度範囲にわたって相当に正確2例えば 10 %以内の正確である。
成る1つの実施例では、場面131及び+33にjコいて表示器90と関連した キイボードがテスト・ガスのクイブ及び濃度データーを1文字及び数字を表わす 表す記号(alphanumericcharacters )を押すことによ って入力するのに用いられる。リットル・ジャイアント LCD表示装置を使用 している実施例に従えば1選択ボタン#3が既知のガス濃度の値を表示するため 1表示スクリーン・メニュー上の数値間で下線をつ4ブられた数字を固定するた め使用される。
メニュー・ボタン#4は変える記号(characters l を選ぶために 1表示された記号に沿って下線を動かすのに用いられる。始動ボタン#1は今表 示されている記号は正しい数値であるということを指示するのに用いられる。そ れで、そのf![(l!!は較正されるガス検知器に対して較正を行わせるため に蓄積される。かくして、較正が既知の仕方で行われ、そしてできれば線形の較 正間数を作る。
各ガスについて、既知濃度の2サンプルが11扛1られるのが望ましい、この結 果、2種類の点(vl、pI) 及び(vlr PH3が得られる、ここでvl  及びV、は測定された電圧で、p、及UpI は対応するガスの既知濃度であ る。これ等の2個のテスト・ポイントを使用して、較正常数が以下のように慣例 通りに1番られる・m = (p、 −p、)バvr −v+1 (8)c g  (p、 v、 −p、 v、l/(v、 −v、)、 (9+図2Dをす明す ると、本装置のデーター通信機能のマクロのフロー・グイアゲラムが示されてい る。初動ステップ100は通18チャンネルの初動を与える。このチャンネルは ノリアルR8−232通信を、工業11dlX−モデム・プロト=I−ル(x− modem protocol ) ノ下で、ポータプル計算機のような外部装 置で確立する。それはガス分析器の操作をモニターするとともに。
システムの失敗(failures)の発生及び診断のために用いられる。BI TCOM、又はPROCOMのような適当な通信プログラムを備えたポータプル 計算機のような端末装置の何れもが、検査及び評価のため9600ボード(96 00baud)でデーター・ファイルを自動的に受信することができる。
前述の手順は、説明されたエレメントを技術について普通の技能をもった人の能 力以内にある普通の仕方で制御するために、ソフトウェア−に備えられてよい。
代わりのマイクロプロセッサ制御デバイス1.アナログ回路制御デバイス、そし て適切な制御ソフトウェア−、集積及び/又は個別回路エレメント及び論理回路 を備えた有隈状態櫟器 (finite 5tate machines)にお ける本発明の遂行は、技術について普通の技能をもった人の能力の範囲以内にあ るしのとイ8しる。
本発明の一つの長所は、病人のエンド−タイドルー酸化炭素濃度の量を正確に且 つ比較的速やかに得るという、簡単で使用の容易な装置を提供しているというこ とである。その決定は呼吸サンプルの入手に続いて直ちに行われ、それで実時間 でなされる。それは従来技術の上記した諸問題を克服する1発明の他の長所は、 使い捨て可能なカニューラ及び消耗性の有情フィルター媒質を有する使い捨て可 能のフィルターを備えた。再利用可能な装置を提供しているということである。
このことは、fり用寿命の終わりで取り替えの必要である部品の速やかで且つ容 易い取り替えを容易にし、一方耐久性の測定装置は元のままにしておく、この使 い捨てフィルター・ユニットは特に優れている。何故ならば、それは非常に低コ ストのユニットを得るため、低いコストで大量を生産する工程において実行でき る通常の材料処理を取り入れ、そして込み入った製造技術より寧ろ簡単な費用の かからない組立の方法を使用しているからである。同様に、広く使われている接 合部品及びハイドロフォピック・フィルターの使用は、専有の製造品に対して一 層のコストの節約をすることになる。本発明は、初期のハイバービリルビネミア (hyperbilirubi −nemta)、高レベルのビリルビン(bi lirubin)、 fil痘初期の見込みを検知する二と、及びこれ等の状態 の時間をかけての解決と同様に、新生児及び早産の幼児でのへモリシスの異常レ ベルを検知するのに特に有用である。大切なことは、新生児及び早産の新生児に 関して、それは新生児が病院からでる前に出花的な諸問題についての高い検知能 力を備えているという二とである。
技術に熟練した人は1本発明が述べられている実施例の他4こよって実行され得 るということを真に知るであろう、実施例は例証する目的のためで、制限する目 的で提出されてはいない。
委− Hθ4A F/θ4B フロントページの続き (81)指定国 EP(AT、BE、、CH,DE。
DK、ES、FR,GB、GR,IE、IT、LU、MC,NL、PT、SE) 、JP (72)発明者 シーハン、ニール ジェイアメリカ合衆国、カリフォルニア  94306、パロ アルド、ミドル フィールドロード2850、アパートメン ト 231 (72)発明者 ルー、スコツト アールアメリカ合衆国、カリフォルニア 9 4587、ユニオン シティ−、ペリカン ドライブ

Claims (59)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.ガス・サンプル中の第1の選択されたガスの濃度をモニターし、該モニータ ーされた第1の選択されたガス濃度に対応する出力を出す第1ガス検知器と;病 人の呼吸をモニターし、そして病人のエンド−タイドル呼吸部分の吸入された空 気に対する比をデューティ・サイクルとして決定し、該決定されたデューティ・ サイクルに対応する出力を出す第1の手段と; 室内空気のサンプルを、第1ガスの背景の濃度を測定するために第1ガス検知器 へ供給するための第1の手段と; 病人の呼吸のサンプルを、病人の呼吸中の第1ガスについての呼吸サンプルの濃 度を測定するために第1ガス検知器へ供給するための第2の手段と;そして第1 ガス検知器の出力を受け入れるための第1の手段、及び第1ガスのエンド−タイ ドル濃度を決定されたデューティ・サイクル、決定された室内空気中の第1ガス の背景濃度、そして決定された病人の呼吸中の第1ガスについての呼吸サンプル の濃度に応じて決定するための第1のモニター手段 とからなることを特徴とする病人の呼吸中でのエンド−タイドル・ガス流をモニ ターするための装置。
  2. 2.前記第1ガスが一酸化炭素で、前記第1ガス検知器が一酸化炭素濃度を測定 し、そして前記第1の受け入れ及び決定する手段が一酸化炭素のエンド−タイド ル濃度を決定するということを特徴とする請求項1記載の装置。
  3. 3.前記第1の受け入れ及び決定手段が更に病人の呼吸中における第1の選択さ れたガス以外の第2の選択されたガスの濃度をモニターし、該第2の選択された ガス濃度に対応する出力を出す第2ガス検知器と;そして第2ガス検知器の出力 を受け入れ、そしてデューティ・サイクルを第2ガスの感知された濃度のモニタ ーされた相対的な変化に基づいて、病人の呼吸における第2のガスのエンド−タ イドル部分の病人の呼吸に対する比として決定する第2の手段とからなることを 特徴とする請求項1又は2記載の装置。
  4. 4.前記第2ガス検知器が更に二酸化炭素ガス分析器であることを特徴とする請 求項3記載の装置。
  5. 5.前記第2供給手段が更に 第1及び第2ガス検知器をガスが流通するように連結する流動路と、そして第2 ガス検知器が病人の呼吸中の第2ガスの濃度の変化をずっとモニターしている間 ガス・サンプルを通すポンプとからなることを特徴とする請求項3又は4記載の 装置。
  6. 6.前記第1の供給手段は第1の選択された時間期、できれば45秒、ポンプを 動かし、そして第1ガス検知器は第1ガスの室内濃度を検知し、さらに第2供給 手段はポンプを第1時間期の終わりに続いて第2の時間期、できれば45秒、動 かすということを特徴とする請求項5記載の装置。
  7. 7.前記第2の受け入れ及び決定する手段が更に第1の選択された時間期の間の 第2ガス検知器の感知濃度に対応する第2ガス検知器の出力を、周期的にサンプ リングするための第1の手段と;そしてサンプルされた信号を選択された閾値と 比較するための比較器、とからなることを特徴とし、そして 第2の受け入れ及び決定手段がデューティ・サイクルを、前記選択された閾値の 上及び下にあるサンプルされた信号に基づいて、できれば選択された閾値以上の サンプルされた信号の数及びサンプルの数に基づいて決めることを特徴とする請 求項3−6のいずれかに記載の装置。
  8. 8.更に第1の選択された時間期の間で、第1ガスの感知された濃度に対応する 第1ガス検知器の出力を周期的にサンプリングするための第2の手段と;そして 第1期間の終わりの近傍で選択された数個のサンプルされた第2信号の平均に対 応する第1信号を供給するための手段 とからなることを特徴とする請求項1−7のいずれかに記載の装置。
  9. 9.前記第1ガス検知器が一酸化炭素ガス分析器で、前記第2ガス検知器が二酸 化炭素ガス分析器であるということを特徴とする請求項3、5、6、7、8、及 び9のいずれかに記載の装置。
  10. 10.前記第1ガス検知器が室内空気の一酸化炭素濃度を第1供給手段に応答し て、そして病人の呼吸内の一酸化炭素の平均濃度を第2供給手段に応答して検知 し、さらに第1の受け入れ及び決定手段がエンド−タイドル一酸化炭素濃度を、 室内空気の濃度、平均濃度、及びデューティ・サイクルに基づいて決定すること を特徴とする請求項2又は9記載の装置。
  11. 11.呼吸をモニターするための前記第1手段が更に、病人の呼吸活動の変化を 感知するために病人につながれた、インピーダンス・ニューモグラフ・センサー 又は肺活量計のようなセンサーからなることを特徴とする請求項1記載の装置。
  12. 12.ガス・サンプルを受け入れるためのガス・インプットと、ガス・サンプル 内の一酸化炭素の測定された濃度のCO標本信号のアウトプットとを備えた一酸 化炭素ガス分析器と;前記一酸化炭素ガス分析器は、病人の呼吸流であるガス・ サンプルのエンド−タイドル部分の一酸化炭素濃度を他の部分から区別するのに 十分な速い応答時間をもたず;ガス・サンプルを受け入れるためのインプットと 、ガス・サンプル内の二酸化炭素の測定された濃度のCO2標本信号のアウトプ ットとを備えた二酸化炭素ガス分析器と;前記二酸化炭素ガス分析器は病人の呼 吸流であるガス・サンプルのエンド−タイドル部分の二酸化炭素濃度を他の部分 から区別するのに十分な速い応答時間を有し;与えられた時間期にわたって前記 CO2信号のアウトプットを解析し、そして予め選択されたパラメーターに関し て該信号のアウトプットに対するデューティー・サイクルを決定するための手段 と; 一酸化炭素ガス分所器のCO信号のアウトプットが背景の一酸化炭素濃度に対応 するように、第1の期間に室内空気のガス・サンプル流を一酸化炭素ガス分析器 へ供給するための第1の手段と; 一酸化炭素ガス分析器のCO信号のアウトプットが第2期間の終わりの近傍の平 均の一酸化炭素濃度に対応し、予め選択された信号パラメーターは病人のエンド −タイドル二酸化炭素濃度に対応し、そして解析手段が呼吸流サンプルのエンド −タイドル部分のデューティ・サイクルを決定するという一酸化炭素ガス分析器 及び二酸化炭素ガス分析器へ、第2期間の病人の呼吸流のガス・サンプル流を供 給するための第2手段と;そして背景の一酸化炭素濃度、平均の一酸化炭素濃度 、及び決定きれたデューティ・サイクルを受け入れ、そして前記からエンド−タ イドル一酸化炭素濃度を計算するための計算手段とからなることを特徴とする病 人の吐き出した息流のエンド−タイドル部分中の一酸化炭素濃度を決定するため の装置。
  13. 13.前記解析手段が更に、CO2信号のアウトプットを第1の閾値と比較し、 そして与えられた時間の期間で閾値以上の該CO2信号の関連部分のデューティ ・サイクルを決定するための第1段からなることを特徴とする請求項12記載の 装置。
  14. 14.前記第1及び第2の供給手段が更に一酸化炭素及び二酸化炭素ガス分析器 とを連結する、ガス・サンプルを受け入れるためのガス引き込み口を備えた流動 路; 前記流動路に連結されたポンプと;そしてポンプを働かせて、ガス引き込み口の ガス・サンプルを流動路に沿って一酸化炭素及び二酸化炭素分析器へ流すための スイッチ とからなることを特徴とする請求項12又は13記載の装置。
  15. 15.前記第1及び第2の供給手段が更に表示器と; 流動路の引き入れ口が室内空気をサンプルするように配置されていることを表示 器に指示するための第1手段、および第1時間期に室内空気のサンプルを一酸化 炭素検知器へ通すためにスイッチを働かすための第1手段と;そして流動路の引 き入れ口が病人の呼吸をサンプルするように配置されていることを指示するため の第2手段、および第2時間期に病人の呼吸サンプルを一酸化炭素及び二酸化炭 素ガス分析器へ通すためにスイッチを働かすための第2手段、該第2時間期の終 わりに続いて、計算手段が一酸化炭素濃度を計算する ということからなることを特徴とする請求項12、13又は14記載の装置。
  16. 16.前記計算手段が、エンド−タイドル一酸化炭素濃度を、平均の一酸化炭素 濃度から背景の一酸化炭素濃度を減じ、そしてそれを病人の呼吸流のガス・サン プルのエンド−タイドル部分に対応するデューティ・サイクルで除した量に、等 しいとして計算するということを特徴とする請求項12−15のいずれかに記載 の装置。
  17. 17.(a)まわりの室内空気中の一酸化炭素濃度(COroom)を測定し; (b)第1時間期にわたって病人の呼吸をサンプルし;(c)第1時間期の間、 サンプルされた病人の呼吸中の一酸化炭素濃度(CO)を測定し;(d)第1時 間期の間、病人の呼吸のエンド−タイドル部分のデューティ・サイクルを決定し ;そして (e)決定されたデューティ・サイクル、測定されたCOroom、及び測定さ れたCOに基づいてエンド−タイドル一酸化炭素レベルを決定することからなる ことを特徴とする吐き出された意中のエンド−タイドル一酸化炭素濃度を測定す る方法。
  18. 18.前記工程(e)が更に、測定されたCOから測定されたCOroomを減 じ、そしてその差を決定されたデューティ・サイクルで除することからなること を特徴とする請求項17記載の方法。
  19. 19.前記工程(a)が、更に室内空気の流れを第2時間期の間一酸化炭素検知 器を経て通し、そして室内の一酸化炭素濃度に対応するCOroomを、できれ はCO濃度の平均として測定することからなることを特徴とする請求項17記載 の方法。
  20. 20.前記工程(d)が更に、デューティ・サイクルを第1時間期の間でのサン プルされた呼吸に基づいて決定することからなるのを特徴とする請求項17−1 9記載の方法。
  21. 21.前記工程(d)が更に (i)第1ガス以外のサンプルされた呼吸中の第2ガスのエンド−タイドル部分 を検知し;そして (ii)デューティ・サイクルを、第1時間期の間の第2ガスのサンプルされた 呼吸部分に対するエンド−タイドル部分の比として決定するということからなる ことを特徴とする請求項20記載の方法。
  22. 22.前記第2ガスが二酸化炭素であることを特徴とする請求項21記載の装置 。
  23. 23.前記工程(e)が更に、測定されたCOから測定されたCOroomを減 じ、そしてその差を決定されたデューティ・サイクルで除することからなること を特徴とする請求項21又は22記載の装置。
  24. 24.前記工程(a)が更に、第2時間期の間室内空気の流れを一酸化炭素検知 器を経て流し、そして室内の一酸化炭素濃度に対応するCOroomを、できれ は平均濃度として測定することからなることを特徴とする請求項23記載の方法 。
  25. 25.前記工程(c)が更に、COを第1時間期の終わりで得られる離散した平 均のサンプルの第1の数個の平均として測定することを特徴とする請求項19、 21又は24記載の方法。
  26. 26.前記工程(d)(ii)が更に、第1の時間期の間第1のレートで二酸化 炭素の感知された濃度を周期的にサンプルすることからなり、そして工程(c) が更に、第1の時間期の間第2のレートで一酸化炭素の感知された濃度を周期的 にサンプルすることからなり、さらにできれば、前記第1レートが30Hzのオ ーダーで、第2レートが1.0Hzのオーダーで、そして平均のサンプルの個数 はできれば5のオーダーであることを特徴とする請求項22記載の方法。
  27. 27.前記工程(c)が更に、第1時間期の間感知される一酸化炭素のサンプル の低域通過フィルターであることからなるのを特徴とする請求項26記載の方法 。
  28. 28.工程(b)の実行前に工程(a)を実行するために第1のガス分析器を備 えているデバイスを制御すること、および工程(a)と(b)との実行の間に第 1の遅延期間を与えることを更に特徴とする請求項17−26記載の方法。
  29. 29.前記工程(b)が実行されるたびに工程(b)に続いて、そして工程(a )が次に実行される以前に、第2の遅延期を与え、前記第1の遅延期は1から3 分のオーダーで、そして第2の遅延期が1から3分のオーダーであることを更に 特徴とする請求項17−26記載の方法。
  30. 30.ガス・サンプルの第1ガス成分の量を検知するための第1センサーと、ガ ス・サンプルの第2ガス成分の量を検知するための第2センサーとを収納してい るハウジングと;ガス・サンプルから選ばれた望ましくない成分を除去するため の、消耗可能なフィルター媒体からなる第1フィルターと; 内壁を有する第1及び第2ガスの流動路を有するフィルター・ユニットと、該第 2ガス流動路は第1フィルターを備え;そして 第1ガス流動路がガス・サンプルを病人から第1センサーへ通し、そして第2ガ ス流動路がガス・サンプルを第1センサーから第2センサーへ通すためにフィル ター・ユニットをハウジングへ連結するための手段 とからなることを特徴とする呼吸中の病人のエンド−タイドル・ガス流をモニタ ーするシステム。
  31. 31.前記第1フィルターが活性化された炭素であることを特徴とする請求項3 0記載のシステム。
  32. 32.前記第1フィルターが、第1の1本のセルロース・アセテート、第1の1 本の活性化炭素、そして第2の1本のセルロース・アセテートとからなることを 特徴とする請求項30記載のシステム。
  33. 33.前記活性化炭素と前記第2ガスの流動路の内壁との間に、更にガスの流動 路を与えるために炭素の各端において孔を有する薄いキャップが気密状におかれ ていることを特徴とする請求項31又は32記載のシステム。
  34. 34.フィルター・ユニットをハウジングへ連結するための前記手段が更に、第 1ガス流動路を病人と第1センサーとの間のハウジングへ連結するために、ハウ ジングに取り付けられた第1の仕切り連結器と、第2ガスの流動路を第1と第2 センサーとの間のハウジングへ連結するために、ハウジングに取り付けられた第 2及び第3の仕切り連結器とからなることを特徴とする請求項32又は33記載 のシステム。
  35. 35.前記フィルター・ユニットが更に第1の端及び第2の端と、該第1と第2 の端の間を延長する第1、第2、及び第3のルーメンをもったボディと;そして 第2と第3ルーメンを第1及び第2の端の一つで連結して、第2ガス流動路を第 2ルーメンと第3ルーメンとともに形成する部分管とからなることを特徴とする 請求項30−34のいずれかに記載のシステム。
  36. 36.更にフィルター・ユニットの第1ガス流動路へ結合するための係り用かぎ のついた端をもった接合部品と; ハイドロフォビック・フィルターと; ハイドロフォビック・フィルターを接合部品へ連結するための手段と;そしてガ ス・サンプルを病人から受け入れるための第1及び第2の孔を有する第1の端と 、病人から第1ルーメンヘの流動路を形成し、ハイドロフォビック・フィルター と結合のための孔を有する第2の端と、第1の端から1.0センチメーターのオ ーダーの距離の間隔をあけている挿入用のマークとをもったカニューラ とからなることを特徴とする請求項30−35のいずれかに記載の任意のシステ ム。
  37. 37.ガス・サンプル中の第1ガス成分の量を検知するための第1センサーと、 病人から採られたガス・サンプル中の第2ガス成分の量を検知するための第2セ ンサーと、第1のセンサーと連絡している第1のコネクターと、第1のセンサー と連絡している第2のコネクターと、そして第2のセンサーと連絡している第3 のコネクターを備えている非浸透性エンド−タイドル・ガス流量モニター用のフ ィルター・ユニットにおいて、前記フィルター・ユニットが第1の端及び第2の 端と、該第1と第2の端の間を延長する第1、第2、及び第3のルーメンをもっ たボディと; 消耗性の濾過媒体からなり、そして第2及び第3ルーメンの一つにおかれている 、選ばれた望ましくない成分をガス・サンプルから取り除くための第1のフィル ターと;そして前記第1ルーメンがボディの第1及び第2の端の間に第1の流動 路を形成し、第2及び第3ルーメンが第1及び第2の端の一つで連結して、第2 ガス流動路を第2ルーメンと第3ルーメンとともに形成する部分管とからなるこ とを特徴とするフィルター・ユニット。
  38. 38.前記ボディが単一の押し出し3ルーメン・ボディであることを特徴とする 請求項37記載のフィルター・ユニット。
  39. 39.前記第1、第2、及び第3ルーメンが、一般的にほぼ同一の厚さの壁と、 そして共通平面にあるそれぞれの第1、第2、及び第3の長手方向の軸を有して いることを特徴とする請求項37記載のフィルター・ユニット。
  40. 40.前記第1、第2、及び第3ルーメンの内部の大きさが違っていることを特 徴とする請求項37、38又は39記載のフィルター・ユニット。
  41. 41.更に部分管を受け入れる一端で、第2及び第3ルーメンの一つに挿入され るプラグ、該プラグは第2及び第3ルーメンのもう一つの内側の大きさに対応す る大きさを内側にもつ内部流通路を有しているので、部分管がプラグの流通路及 び一つのルーメンへ挿入されることを特徴とする請求項40記載のフィルター・ ユニット。
  42. 42.前記第1、第2、及び第3ルーメンが、第1、第2及び第3コネクターと 堅い摩擦係合をするような寸法を有することを特徴とする請求項40又は41記 載のフィルター・ユニット。
  43. 43.前記第1フィルターが更に 第1の1本のセルロース・アセテートと;外周をもった第1の1本の活性炭素と ;そして第2の1本のセルロース・アセテートとからなることを特徴とする請求 項37−42のいずれかに記載のフィルター・ユニット。
  44. 44.更に活性炭素の外周と第2ガス流動路の内壁との間に気密的にさしはさま れた、ガス流路を与えるために炭素の各端において孔を有する薄いキャップから なることを特徴とする請求項43記載のフィルター・ユニット。
  45. 45.更に係り用かぎのついた端を、第1ルーメンの一端へ結合するための接合 部品と;ハイドロフォビック・フィルターと: ハイドロフォビック・フィルターを接合部品へ連結するための手段と、そして病 人から採られたガス・サンプルを与えるカニューラを受け入れるための手段とか らなることを特徴とする請求項37−44のいずれかに記載のフィルター・ユニ ット。
  46. 46.ガス・サンプル中の第1ガス成分の量を検知するための第1センサーと、 病人から採られたガス・サンプル中の第2ガス成分の量を検知するための第2セ ンサーと、第1のセンサーと連絡している第1のコネクターと、第1のセンサー と連絡している第2のコネクターと、第2のセンサーと連絡している第3のコネ クターとを備えている非浸透性エンド−タイドル・ガス流モニターで使用のため にガスを濾過する方法において、前記方法が第1の端及び第2の端と、該第1と 第2の端の間を延長する第1、第2、及び第3のルーメンをもったボディを設け ; 選ばれた望ましくない成分をガス・サンプルから取り除くための第1の消耗性の 濾過媒体を設け; 前記第1の消耗性の濾過媒体を第2及び第3ルーメンの一つに配置し;そして前 記第2及び第3ルーメンを、第1及び第2の端の一つにおいて部分管で連結し、 そしてボディの第1及び第2の端の間に第1の流動路として第1ルーメンを設け 、且つ第2ガス流動路として互いに結合された第2ルーメン、管部分、及び第3 ルーメンを設けることを特徴とするガス・サンプルを濾過する方法。
  47. 47.前記ボディを、同時に且つ一緒に押し出された第1、第2、及び第3ルー メンを有する押し出し3ルーメン・ボディとして形成することを特徴とする請求 項46記載のガス・サンプルを濾過する方法。
  48. 48.内部の大きさが違った第1、第2、及び第3ルーメンを設け、プラグを第 2及び第3ルーメンの一つへ管部分を受け入れる一端で挿入し、そして内側に第 2及び第3ルーメンのもう一つの内側の大きさに対応する大きさをもつ、該プラ グを経る内側の流れの通路を設け、ここにおいて更に挿入工程が、部分管をプラ グの流れの通路ともう一つのルーメンへ挿入することを特徴とする請求項46又 は47記載のガス・サンプルを濾過する方法。
  49. 49.前記第1、第2、及び第3ルーメンを、第1、第2及び第■コネクターと 堅固な摩擦係合を作って相互に結合するための大きさで形成することを特徴とす る請求項48記載のガス・サンプルを濾過する方法。
  50. 50.前記濾過媒体を設けることが更に第1の1本のセルロース・アセテートを 設け;第2の1本のセルロース・アセテートを設け、外周をもった第1の1本の 活性炭素を設け;そして第1の活性炭素を、第1と第2のセルロース・アセテー トとの間の位置に置くことを特徴とする請求項46−49のいずれかに記載のガ ス・サンプルを濾過する方法。
  51. 51.更に活性炭素の外周と第2ガス流動路の内壁との間に薄いキャップを気密 的にさしはさみ、そして該キャップにガス流路を与えるために炭素の各端に孔を 設けることを特徴とする請求項50記載のガス・サンプルを濾過する方法。
  52. 52.第1ルーメンの一端へ結合するための、係り用かぎのついた端をもった接 合部品を設け; ハイドロフォビック・フィルターを設け;そしてハイドロフォビック・フィルタ ーを接合部品へ連結するということからなることを更に特徴とする請求項47− 51のいずれかに記載のガス・サンプルを濾過する方法。
  53. 53.ガス・サンプル中の第1ガス成分の量を検知するための第1センサーと、 病人から採られたガス・サンプル中の第2ガス成分の量を検知するための第2セ ンサーと、第1のセンサーと連絡している第1のコネクターと、第1のセンサー と連絡している第2のコネクターと、第2のセンサーと連絡している第3のコネ クターとを備えている、非浸透性エンド−タイドル・ガス流モニターで使用のた めのフィルター・ユニットを組み立てる方法において、前記方法がa)第1の端 及び第2の端と、該第1と第2の端の間を延長し、そして内側にそれぞれの大き さの3個の流動路をもったボディを形成し:b)開放された第1の端と孔のある 第2の端をもった薄いキャップを設け;c)或る長さの1本の活性炭素棒をキャ ップへ挿入し;d)活性炭素棒を内包しているキャップを流動路の一つ挿入して 、それが気密的に活性炭素と該一流動路の内側との間にはさまれるようにすると ともに、ボディの第1及び第2の端から間隔をあけるようにし; e)内側に或る大きさをもった内部流通路をもったプラグを用意し、そして該プ ラグをフィルターを内包している前記一流動路へ挿入し;そしてf)部分管をプ ラグの流れ通路と流動路の第2とへ挿入して、前記一流動路、部分管、そして前 記第2流動路からなる、ガス濾過用流動路を形成することからなることを特徴と するフィルター・ユニットの組立方法。
  54. 54.前記工程(f)が更に、管の切り取られるのを最小にするための長手方向 に延長するリブを管の内側に備えた部分管を用意することを特徴とする請求項5 3記載のフィルター・ユニットの組立方法。
  55. 55.前記工程(a)が更に、ボディを第1及び第2の端の間に3個のルーメン を有するヴィニール材料の単一体として押し出すこと、及びこの場合工程(b) は更に、ボディへ押圧嵌合で挿入されるためにポリエチレン材料の薄いキャップ を用意することからなることを特徴とする請求項53又は54記載のフィルター ・ユニットの組立方法。
  56. 56.前記工程(c)が更に、セルロース・アセテートの第1の断片を炭素と孔 をもったキャップ端との間に挿入し、そしてセルロース・アセテートの第2の断 片を該キャップの開放端に与えることを特徴とする請求項53−55のいずれか に記載のフィルター・ユニットの組立方法。
  57. 57.前記工程(e)が更に、プラグを1つの流動路へ接着すること、そしてこ の場合工程(f)は更に、部分管の第1部分をプラグの流通路へ、部分管の第2 部分を第2の流動路へ接着することを特徴とする請求項53−55のいずれかに 記載のフィルター・ユニットの組立方法。
  58. 58.ルーメン、サンプル端、ガス放出端を有する1木の柔軟なプラスチックの 中空の管を備えた、幼児から呼吸サンプルを得るための鼻カニューラで、前記鼻 カニューラが、ガスを受け入れて、ガス放出端へ転送するためのサンプル端に隣 接した一対の孔と、サンプル端の挿入マークとからなり、そして該挿入マークは サンプル端から1.0cmに置かれ、且つ該孔が挿入マークとサンプル端との間 に間隔をあけてあることを特徴とする鼻カニューラ。
  59. 59.前記サンプル端が解放していることを特徴とする請求項58記載の鼻カニ ューラ。
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