JPWO2002094359A1 - 呼吸回路における吸気温度の測定装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、人工呼吸に用いられる吸気温度を比較的に正確に測定することができる測定装置を提供するものである。この装置は、吸気流路を有する呼吸回路における吸気温度を測定するものである。この装置は、吸気流路内における吸気の温度を検出するセンサと、センサを吸気流路に保持するための保持具とを有している。前記保持具は、吸気流路の外部からセンサへの伝熱を抑止する伝熱抑止部を有している。

Description

技術分野
本発明は、人工呼吸に用いられる吸気の温度、特に呼吸回路中での吸気の温度を測定する装置に関するものである。
背景技術
一般に、人工呼吸器においては、必要な湿度を吸気に与えるため、吸気流路の途中に加湿器を設置している。ところが、吸気は、吸気流路の途中で、室温によって冷却されることがある。すると、吸気自体の温度が低下するだけでなく、飽和水蒸気量が減少して結露となり、患者に提供される時点での吸気湿度が低下するおそれがあるという問題を生じる。この問題は、呼吸機能の脆弱な小児が患者である場合には、無視できないものとなる。
そこで、従来は、呼吸流路内にヒータを配置することにより、吸気を加熱して、吸気温度の低下を防いでいる。この場合には、ヒータの温度を適切に制御するため、流路内の吸気温度を検出する温度センサを配置している。
ところで、小児患者が保育器内に収容されている場合には、保育器内には、内部を加温するためのヒータ、例えば赤外線ヒータが配置されている。そのため、温度センサを保育器内に配置すると、ヒータのために温度センサが加熱され、検出精度が劣化するおそれがある。
そこで、通常は、温度センサを保育器外に配置することで、この問題を回避している。しかし、この手段では、患者から離れた位置における吸気の温度をセンサで検出していることになる。すると、実際に患者に到着する吸気温度や湿度を正確に制御するためには、加熱後の吸気に対する外乱条件（例えば室温による冷却）を予測する必要が生じる。このような制御は煩雑であり、また、予測外の外乱に対応し難いというおそれがあった。すなわち、この点において、従来の技術には、改良の余地があった。
本発明は、前記の事情に基づいてなされたもので、その目的は、人工呼吸に用いられる吸気温度を比較的に正確に測定することができる測定装置を提供することである。
発明の開示
この発明の吸気温度測定装置は、吸気流路内における吸気の温度を検出するセンサと、センサを吸気流路に保持するための保持具とを有している。保持具は、吸気流路の外部からセンサへの伝熱を抑止する伝熱抑止部を有している。
前記保持具は、加熱雰囲気中に配置されてもよい。この加熱雰囲気とは、保育器の内部であってもよい。
本発明の吸気温度測定装置は、前記の装置において、前記保持具は、前記呼吸回路に取り付けられた保持具本体と、前記保持具本体に取り付けられた延出部とを有しており、前記延出部は、前記保持具本体から前記呼吸流路内に向けて延長させられており、前記センサは、前記延出部に取り付けられて前記吸気流路内に配置されており、前記伝熱抑止部は、前記延出部に設けられている構成となっていてもよい。
伝熱抑止部は、延出部の一部をなす湾曲部であってもよい。
伝熱抑止部は、延出部の一部をなす螺旋部であってもよい。
伝熱抑止部は、保持具の表面に形成された光反射コーティングであってもよい。
伝熱抑止部は、保持具の表面の少なくとも一部を覆うカバーであってもよい。
カバーと保持具との間に空気層を形成してもよい。
前記空気層は、外部空間に対して閉鎖されていてもよい。
伝熱抑止部は、延出部に備えられたフィンであってもよい。
前記保持具本体と前記延出部とは一体であってもよい。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の第１実施形態に係る吸気温度の測定装置を、添付の図面に基づいて説明する。
まず、この測定装置が用いられる一例としての小児用人工呼吸器の全体構成を図１に基づいて説明する。この人工呼吸器１は、保育器２に接続されており、呼吸器２内の患者３に対して人工呼吸を施すことができるようになっている。保育器２の内部には、赤外線ヒータなどの加熱手段（図示せず）が配置されている。
人工呼吸器１は、呼吸器本体５と呼吸回路６と加湿器７と温度測定装置（本発明の実施形態に相当）８とヒータ９とを備えている。
呼吸器本体５は、ポンプなどの必要な機構を備えており、呼吸回路６を介して患者３に空気を送受することができるようになっている。
呼吸回路６は、吸気流路６ａと呼気流路６ｂとを備えている。
加湿器７は、吸気流路６ａの途中に設けられている。加湿器７としては、ここでは、加熱水入りのチャンバが用いられている。ここに示す例では、加湿器７と温度測定装置８が同じ筐体を利用して実装されている。
ヒータ９は、吸気流路６ａの内部であって、かつ、センサ３０の上流側に配置されている。ヒータ９は、ジュール発熱によって吸気を加熱できるものである。
以上の構成は、従来の人工呼吸器と実質的に同様である。
本発明の実施形態に相当する温度測定装置８は、測定装置本体１０と保持具２０と温度測定用のセンサ３０（図２参照）と配線４０とを備えている。測定装置本体１０は、配線４０を介して送られたセンサ３０の出力に基づいて、吸気流路６ａ内の吸気温度を測定し、この吸気温度に対応して、ヒータ９の温度を制御できるようになっている。
保持具２０は、図１に示すように、保育器２の内部に配置されている。図２に示すように、保持具２０は、保持具本体２１と、この本体２１に取り付けられた延出部２２とを備えている。保持具本体２１は、呼吸回路６に形成された取付穴に取り付けられている。延出部２２は、保持具本体２１から呼吸流路６ａの内部に向けて延長されている。センサ３０は、延出部２２の先端近傍に取り付けられて、吸気流路６ａ内に配置されている。延出部２２の中間部分は、湾曲されて、湾曲部２３となっている。この実施形態においては、湾曲部２３が、本発明における伝熱抑止部となっている。湾曲部２３の湾曲方向は、正確な温度測定のためには、ヒータ９の方向とされることが望ましいが、それに限定されない。
センサ３０および配線４０は、従来と実質的に同様なので、詳細についての説明を省略する。
本実施形態の温度測定装置８によれば、湾曲部（伝熱防止部）２３を保持部２０に設けたので、保持具本体２１からセンサ３０までの距離を、湾曲部２３が存在しない場合に比較して長くすることができる。これにより、吸気流路６ａ中を流れる吸気による、延出部２２からの放熱量を増加させることができる。すると、例えば保育器２内の加熱手段によって加熱された保持具本体２１からセンサ３０への伝熱量を、従来に比較して減少させることができる。したがって、本実施形態によれば、センサ３０を患者の近く（例えば保育器２内）に配置した場合であっても、センサ３０により、吸気流路中の吸気温度を比較的に正確に測定することが可能となる。したがって、患者に供給される吸気の温度および湿度を正確に制御することが可能になるという利点がある。
つぎに、本発明の第２実施形態に係る温度測定装置を、図３を用いて説明する。この実施形態では、湾曲部２３に代えて、螺旋部１２３が、延出部２２の一部として設けられている。螺旋部１２３は、本発明における伝熱抑止部となっている。本実施形態における他の構成および利点は、前記第１実施形態と同様なので、説明を省略する。
つぎに、本発明の第３実施形態に係る温度測定装置を、図４を用いて説明する。この実施形態では、保持具本体２１の外側の表面に、光反射コーティング２２３が形成されている。光反射コーティング２２３は、光、特に望ましくは赤外線の反射率が高い材質によって構成されている。コーティング２２３は、本発明における伝熱抑止部となっている。なお、図４における延出部２２は、単なる直線状のものとなっている。本実施形態における他の構成は、前記第１実施形態と同様なので、説明を省略する。
本実施形態においては、例えば保育器２内の赤外線ヒータから放射される赤外線をコーティング２２３により効率よく反射することができる。すると、保持具本体２１の加熱を防止し、呼吸回路６の外部からセンサ３０への伝熱量を減少させることができる。他の利点は、前記第１実施形態と同様なので、説明を省略する。
つぎに、本発明の第４実施形態に係る温度測定装置を、図５を用いて説明する。この実施形態では、保持具本体２１の外側に、この保持具本体２１を覆うカバー３２３が取り付けられている。カバー３２３は、本発明における伝熱抑止部となっている。カバー３２３は、この実施形態では、保持具本体２１の上面全てを覆っているが、その一部を覆うものであってもよい。カバー３２３の内部には、空気層３２３ａが形成されている。空気層３２３ａは、カバー３２３の外部空間に対して閉鎖（密閉）されたものとなっている。本実施形態における他の構成は、前記第１実虚形態と同様なので、説明を省略する。
本実施形態においては、カバー３２３によって、保持具本体２１への加熱量を減少させることができる。すると、呼吸回路６の外部からセンサ３０への伝熱量を減少させることができる。
また、本実施形態においては、カバー３２３に空気層３２３ａを設けたので、空気の断熱作用により、外部からセンサ３０への伝熱量をさらに減少させることができる。他の利点は前記第１実施形態と同様なので説明を省略する。
つぎに、本発明の第５実施形態に係る温度測定装置を、図６を用いて説明する。この実施形態では、延出部２２の中間部分に、放熱用のフィン４２３が設けられている。フィン４２３は、本発明における伝熱抑止部となっている。本実施形態における他の構成は、前記第１実施形態と同様なので、説明を省略する。
本実施形態においては、フィン４２３の近傍を通過する吸気によって、呼吸回路６の外部からセンサ３０への伝熱量を減少させることができる。他の利点は前記第１実施形態と同様なので説明を省略する。
つぎに、本発明の第６実施形態に係る温度測定装置を、図７を用いて説明する。この実施形態では、保持具本体２１と延出部２２とが一体のものとなっている。なお、この実施形態では、さらに呼吸回路６までこれらと一体とされている。このような構成は、例えば、樹脂成形や、成形されたものを組み合わせて接着することで実現できる。保持具本体２１と延出部２２と呼吸回路６とを一体成形とした場合には、保持具２０近傍部分の呼吸回路６を、他の呼吸回路部分とは別体として、適宜、他の呼吸回路部分と接続する構成としてもよい。その他の構成および利点は、前記第１実施形態と同様なので、同一符号を付して説明を省略する。
なお、前記実施形態の記載は単なる一例に過ぎず、本発明に必須の構成を示したものではない。各部の構成は、本発明の趣旨を達成できるものであれば、前記に限らない。例えば、前記各実施形態では、保持具２０を加熱雰囲気中に配置しているが、冷却雰囲気（例えば室内）に配置することもできる。この場合も、前記と同様の原理により、比較的に正確な温度測定が可能になる。
産業上の利用可能性
本発明によれば、人工呼吸に用いられる吸気温度を比較的に正確に測定することができる測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１実施形態における吸気温度測定装置の概略的な全体構成を説明するための説明図である。
図２は、本発明の第１実施形態における吸気温度測定装置に用いられる保持具近傍の構成を拡大して示す概略的な断面図である。
図３は、本発明の第２実施形態における吸気温度測定装置に用いられる保持具近傍の構成を拡大して示す概略的な断面図である。
図４は、本発明の第３実施形態における吸気温度測定装置に用いられる保持具近傍の構成を拡大して示す概略的な断面図である。
図５は、本発明の第４実施形態における吸気温度測定装置に用いられる保持具近傍の構成を拡大して示す概略的な断面図である。
図６は、本発明の第５実施形態における吸気温度測定装置に用いられる保持具近傍の構成を拡大して示す概略的な断面図である。
図７は、本発明の第６実施形態における吸気温度測定装置に用いられる保持具近傍の構成を拡大して示す概略的な断面図である。

Claims (12)

1. 吸気流路を有する呼吸回路における吸気温度の測定装置であって、前記吸気流路内における吸気の温度を検出するセンサと、前記センサを前記吸気流路に保持するための保持具とを有しており、前記保持具は、前記吸気流路の外部から前記センサへの伝熱を抑止する伝熱抑止部を有することを特徴とする吸気温度測定装置。
2. 前記保持具は、加熱雰囲気中に配置されていることを特徴とする請求項１記載の吸気温度測定装置。
3. 前記加熱雰囲気は、保育器の内部であることを特徴とする請求項２記載の吸気温度測定装置。
4. 前記保持具は、前記呼吸回路に取り付けられた保持具本体と、前記保持具本体に取り付けられた延出部とを有しており、前記延出部は、前記保持具本体から前記呼吸流路内に向けて延長させられており、前記センサは、前記延出部に取り付けられて前記吸気流路内に配置されており、前記伝熱抑止部は、前記延出部に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の吸気温度測定装置。
5. 前記伝熱抑止部は、前記延出部の一部をなす湾曲部であることを特徴とする請求項４記載の吸気温度測定装置。
6. 前記伝熱抑止部は、前記延出部の一部をなす螺旋部であることを特徴とする請求項４記載の吸気温度測定装置。
7. 前記伝熱抑止部は、前記保持具の表面に形成された光反射コーティングであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の吸気温度測定装置。
8. 前記伝熱抑止部は、前記保持具の表面の少なくとも一部を覆うカバーであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の吸気温度測定装置。
9. 前記カバーと前記保持具との間には、空気層が形成されていることを特徴とする請求項８記載の吸気温度測定装置。
10. 前記空気層は、外部空間に対して閉鎖されていることを特徴とする請求項９記載の吸気温度測定装置。
11. 前記伝熱抑止部は、前記延出部に備えられたフィンであることを特徴とする請求項４記載の吸気温度測定装置。
12. 前記保持具本体と前記延出部とは、一体とされていることを特徴とする請求項４〜６または１１のいずれか１項に記載の吸気温度測定装置。

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