JP4998895B2 - Carbon dioxide gas sensor - Google Patents
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Description
本発明は、生体の鼻孔または口から排出される呼吸気中の炭酸ガスの濃度または分圧あるいは炭酸ガスの有無を測定する呼吸気中の炭酸ガス測定センサに関する。 The present invention relates to a sensor for measuring carbon dioxide in breathing air, which measures the concentration or partial pressure of carbon dioxide in breathing air discharged from the nostril or mouth of a living body or the presence or absence of carbon dioxide.
一般に、生体の呼吸ガス中の炭酸ガス濃度を光学的に測定する場合、円筒状に形成されたエアウェイアダプタ内に呼吸ガスを通過させ、発光素子から呼吸ガスに赤外光を照射して、呼吸気中の炭酸ガスによる光の吸収量に応じて減じられた光量を受光素子により検出して、炭酸ガス濃度を測定している。 In general, when optically measuring the concentration of carbon dioxide in the respiratory gas of a living body, the respiratory gas is passed through a cylindrical airway adapter, and the respiratory gas is irradiated with infrared light from the light emitting element. The light quantity reduced according to the amount of light absorbed by carbon dioxide in the air is detected by the light receiving element, and the carbon dioxide concentration is measured.
このような従来の炭酸ガス測定センサの一例の概略構成を図16に示す。図16において、略円筒状に形成され呼吸ガスが通過するエアウェイアダプタ101の一端101aは、患者の気管に挿管されたチューブに接続され、他端101bは人口呼吸器等の呼吸回路のYピースに接続される。エアウェイアダプタ101の中間部は断面が矩形状に形成され、中間部の対向する2面にはそれぞれ同心上に円形の窓101c,101dが形成されている。
FIG. 16 shows a schematic configuration of an example of such a conventional carbon dioxide gas measurement sensor. In FIG. 16, one
センサ本体102は略角筒状に形成され、中間部にはエアウェイアダプタ101の中間部が嵌合装着されるU字状の切欠部が形成されている。そして、切欠部の対向する2面はそれぞれエアウェイアダプタ101の窓部101c、101dに接している。センサ本体102内の切欠部に対して一方の側には赤外光を発光する発光素子103が配置されている。
The
センサ本体102内の切欠部に対して発光素子103の反対側には、炭酸ガスにより吸収される波長の光のみを吸収する光学フィルタ104及び受光素子105が配置されている。また発光素子103及び受光素子105はリード線106を介してモニタ本体107に接続されている。なおエアウェイアダプタ101の中間部はセンサ本体102に対して着脱可能に構成されている。
An
上記のように構成された従来の炭酸ガス濃度測定センサにおいて、発光素子103から照射された光は、窓部101c、エアウェイアダプタ101内の呼吸ガス、窓部101d、光学フィルタ104を透過して受光素子105に入射する。そして、炭酸ガス濃度に応じて減じられた光量が受光素子105で検出され、受光素子105の出カ信号はモニタ本体107に入力され、炭酸ガス濃度として表示される。
In the conventional carbon dioxide concentration measurement sensor configured as described above, light emitted from the
上記の従来例では、呼吸ガスが通過するエアウェイアダプタ101をセンサ本体102に取り付ける構造となっているが、他の従来例としてサンプリングチューブをモニタ本体内に設置されたセンサ本体に接続する構造のものも知られている。
In the above conventional example, the
上記他の従来例は、呼吸ガスが通過するエアウェイアダプタに呼吸ガスの一部を吸引するサンプリングチューブの一端が接統され、他端はモニタ本体に接統されている。モニタ本体内にはポンプが設けられており、吸引した呼吸ガスをモニタ本体内のセンサ本体に導いている。 In the other conventional example, one end of the sampling tube for sucking a part of the breathing gas is connected to the airway adapter through which the breathing gas passes, and the other end is connected to the monitor body. A pump is provided in the monitor body, and the sucked respiratory gas is guided to the sensor body in the monitor body.
さらに、図17に示すように、鼻呼吸気に加え口呼吸気中の炭酸ガス濃度も測定できる装置も提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 Furthermore, as shown in FIG. 17, an apparatus that can measure the concentration of carbon dioxide in mouth respiratory air in addition to nasal respiratory air has also been proposed (see, for example, Patent Document 1).
この提案されている装置は、呼吸ガス収集装置110を備え、該呼吸ガス収集装置110は、鼻呼吸ガスを収集する鼻カニューレ111と、口呼吸ガスを収集するために外側に凸のマウスガイド113と、該マウスガイド113の内側に配置され口呼吸ガスを捕集する口ガス捕集部材114と、一端が前記マウスガイド113の外側上部に接合され他端が前記鼻カニューレ111に取り付けられた柔軟で調節可能な連結ステム112とを有している。
The proposed device comprises a respiratory
しかしながら、従来の呼吸ガス収集装置110(図17参照)は、連結ステム112が別部材で構成されているため部品点数が多く、また、連結ステム112をマウスガイド113及び鼻カニューレ111の2箇所に取り付ける必要があるため、工数もかかり、ひいてはコストがかなりかかる。
However, the conventional respiratory gas collection device 110 (see FIG. 17) has a large number of parts because the
また、酸素供給も合わせて行う場合、酸素供給チューブを装着することになるが、従来の酸素供給チューブではプロングが鼻孔に挿入されたものや、あるいはプロングが鼻孔に挿入されないものであってもプロングから供給される酸素が鼻孔に直接射出するように向けられていたため、鼻孔の急激な乾燥が患者に不快を与えるという問題があった。 In addition, when oxygen supply is also performed, an oxygen supply tube is attached. However, in the conventional oxygen supply tube, even if the prong is inserted into the nostril, or the prong is not inserted into the nostril. Since the oxygen supplied from the nasal cavity was directed directly to the nostrils, there was a problem that the rapid drying of the nostrils made the patient uncomfortable.
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、鼻孔の急激な乾燥を防ぐため、プロングから供給される酸素が鼻孔に直接射出されないようにし、さらにまた、部品点数、工数を最小限に抑えて安価に作ることができる炭酸ガス測定センサを提供することを技術的課題とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to prevent oxygen supplied from the prongs from being directly injected into the nostrils in order to prevent rapid drying of the nostrils. An object of the present invention is to provide a carbon dioxide measuring sensor that can be manufactured at low cost while minimizing the number of steps.
本発明の一の形態は、生体の呼吸気中の炭酸ガス濃度または分圧あるいは炭酸ガスの有無を測定する炭酸ガス測定センサにおいて、光軸上に対向配置された発光手段および受光手段と、前記生体の鼻孔の下部であって前記生体の口の上部に装着可能に設けられ、前記発光手段および受光手段を支持する支持部材と、前記支持部材内に設けられ、該支持部材を前記生体の鼻孔の下部であって前記口の上部に装着したときに前記呼吸気が前記光軸を横切って通過可能な呼吸気通路と、酸素を供給するための酸素供給チューブと、前記酸素供給チューブを前記支持部材の背面に着脱自在に係止するための係止部材とを具備し、前記酸素供給チューブが前記係止部材に係止された状態において、前記酸素供給チューブのプロングは生体の鼻孔には挿入されない長さであり、前記プロングから供給される酸素が前記生体の鼻孔内に直接射出されないように前記プロングが配置されていることを特徴とする。 One aspect of the present invention is a carbon dioxide gas measurement sensor that measures the concentration or partial pressure of carbon dioxide in the breathing air of a living body or the presence or absence of carbon dioxide gas. A lower part of the nostril of the living body and provided on the upper part of the mouth of the living body so as to be attachable, and a support member that supports the light emitting means and the light receiving means, and a support member that is provided in the support member. said breathing air can pass across the optical axis respiratory passages when a lower mounted on top of the mouth of the oxygen supply tube for supplying oxygen, the support the oxygen supply tube comprising a locking member for freely engaging removably on the back of the member, in a state in which the oxygen supply tube is engaged with the locking member, the prongs of the oxygen supply tube inserted into the nostrils of the living body A length not, characterized in that the oxygen supplied from the prongs wherein the prongs so as not emitted directly into the nostrils of the living body is placed.
また、本発明の他の形態は、生体の呼吸気中の炭酸ガス濃度または分圧あるいは炭酸ガスの有無を測定する炭酸ガス測定センサにおいて、光軸上に対向配置された発光手段および受光手段と、前記生体の鼻孔の下部であって前記生体の口の上部に装着可能に設けられ、前記発光手段および受光手段を支持する支持部材と、前記支持部材内に設けられ、該支持部材を前記生体の鼻孔の下部であって前記口の上部に装着したときに前記呼吸気が前記光軸を横切って通過可能な呼吸気通路と、酸素を供給するための酸素供給チューブと、前記酸素供給チューブを前記支持部材の背面に着脱自在に係止するための係止部材とを具備し、前記係止部材は、前記酸素供給チューブが前記係止部材に係止されたときに前記酸素供給チューブのプロングから供給される酸素が前記生体の鼻孔内に直接射出されないように構成されていることを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, there is provided a carbon dioxide gas measuring sensor that measures the concentration or partial pressure of carbon dioxide in the breathing air of a living body or the presence or absence of carbon dioxide gas. A support member provided in the lower part of the nostril of the living body and in an upper part of the mouth of the living body to support the light emitting means and the light receiving means, and provided in the support member, said breathing air can pass across the optical axis respiratory passages when a lower mounted on an upper portion of the opening of the nostril, and the oxygen supply tube for supplying oxygen, the oxygen supply tube A locking member for detachably locking the back surface of the support member , and the locking member includes a prong of the oxygen supply tube when the oxygen supply tube is locked to the locking member. From Oxygen being is characterized by being configured so as not emitted directly into the nostrils of the living body.
上記本発明の一の形態によれば、生体の呼吸気中の炭酸ガス濃度または分圧あるいは炭酸ガスの有無を測定することができるとともに、酸素供給にあっては酸素供給チューブのプロングから供給される酸素が生体の鼻孔内に直接射出されず鼻孔の急激な乾燥を防ぐことができる。 According to one aspect of the present invention, the concentration or partial pressure of carbon dioxide in the breathing air of a living body or the presence or absence of carbon dioxide can be measured, and oxygen is supplied from a prong of an oxygen supply tube. Oxygen is not injected directly into the nostril of the living body, and a rapid drying of the nostril can be prevented.
また、上記本発明の他の形態によれば、生体の呼吸気中の炭酸ガス濃度または分圧あるいは炭酸ガスの有無を測定することができるとともに、酸素供給にあっては、酸素供給チューブを係止部材に係止させ、酸素供給チューブのプロングから供給される酸素が生体の鼻孔内に直接射出されず鼻孔の急激な乾燥を防ぐことができる。 According to another aspect of the present invention, it is possible to measure the concentration or partial pressure of carbon dioxide in the respiratory air of a living body or the presence or absence of carbon dioxide, and for oxygen supply, an oxygen supply tube is used. The oxygen supplied from the prong of the oxygen supply tube is not directly injected into the nostril of the living body and can be prevented from being rapidly dried.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本実施形態に係る炭酸ガス測定センサ1を人3に装着した状態を示す斜視図である。この炭酸ガス測定センサ1は、生体の一例である人3の呼吸気中の炭酸ガスの濃度または分圧あるいは炭酸ガスの有無を測定するべく、光軸上に対向配置された発光手段としての発光素子10及び受光手段としての受光素子11と、これらの発光素子10及び受光素子11を支持する支持部材としてのエアウェイケース12と、このエアウェイケース12を人3の鼻孔31の下部に装着したとき、人3の呼吸気が光軸を横切って通過可能な呼吸気通路13(図2参照)とを備えている。
FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a carbon dioxide gas measuring sensor 1 according to this embodiment is attached to a
また、この炭酸ガス測定センサ1は、上記エアウェイケース12の下部側に延びる突出壁19に配置され人3の顔面に沿って平行方向に延びた水平軸14と、この水平軸14を中心として適度な回動抵抗を持って人3の口32に接近または離間するべく、前後方向に回動可能なマウスガイド15と、図示しない炭酸ガス測定装置から発光素子10へ発光信号を送るリード線16aと、受光素子11から前記図示しない炭酸ガス測定装置へ受光信号を送るリード線16bとを備えている。
Further, the carbon dioxide measuring sensor 1 is disposed on a
次に、上記の各構成要素について説明する。エアウェイケース12は、柔軟でない樹脂によって成形されている。発光素子10及び受光素子11は、前記エアウェイケース12内で、図2に示すように、対向面側が光を透過し、かつ、呼吸気による曇りを生じない防曇膜17,17によって気密に密閉されている。
Next, each component described above will be described. The
呼吸気通路13は、前記エアウェイケースの内壁12a,12b、及び前記防曇膜17,17により画成されている。
The
また、受光素子11側には、炭酸ガスにより吸収される波長を有する光のみを透過する光学フイルタ(図示せず)が設けられている。なお、図2中の符号18は防曇膜ケースである。
Further, an optical filter (not shown) that transmits only light having a wavelength absorbed by carbon dioxide gas is provided on the
発光素子10及び受光素子11には、上記のリード線16a,16bが取り付けられている。
The
上記の呼吸気通路13には、図3に示すように、柔軟チューブ(ネーザルチューブ)21が接続されている。この柔軟チューブ21は、シリコーンゴム等で成形されているが、塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、エラストマー等でも成形できる。
A flexible tube (nasal tube) 21 is connected to the
この柔軟チューブ21は、Y字状に形成された一対の挿入部分21a,21bを有している。これらの挿入部分21a,21bを人3(図1参照)の鼻孔31に挿入することによって、鼻呼吸気が柔軟チューブ21を介して呼吸気通路13に導かれる。
The
また、呼吸気通路13に連通されている柔軟チューブ21の反対側のエアウェイケース12には、上記のマウスガイド15が呼吸気通路13に呼吸気が流れるように取り付けられている。このマウスガイド15は柔軟な材料で舌片状に形成され、その幅bが適宜な寸法、本例では20mm以内に形成されている。
Further, the
この幅bは、人3に炭酸ガス測定センサ1を装着したままで、吸引チューブ23(図1参照)を口腔に挿入できる程度に狭く、かつ口腔からの呼吸気を十分受けることができる程度に広くするのが好ましい。そのためには、マウスガイド15の幅bを5mm〜20mm程度にするのがよい。
This width b is narrow enough to allow the
このマウスガイド15の両側には、呼吸気をできるだけ逃がさないようにするため、口32の側が凹状になるように側壁22(図4参照)が設けられている。
Side walls 22 (see FIG. 4) are provided on both sides of the
更に、このマウスガイド15は、図4に示すように、エアウェイケース12の下側に延びた突出壁19に係止された水平軸14を中心として、人3(図1参照)の口32に対して接近または離間する方向X、すなわち前後方向に回動自在に構成されている。なお、矢印Fの方向が顔面側となるように本センサ1が装着される。
Further, as shown in FIG. 4, the
マウスガイド15の材質は、塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、シリコーンゴム、エラストマー等柔軟な材料から、適宜選択できる。
The material of the
前記突出壁19は、図3、図4に示すように、エアウェイケース12の下側の、人3の顔面側を除いた3方に延びた壁19a,19b,19cからなり、それぞれの壁は隙間なく連続している。壁19a,19bは、人3の顔面に平行かつ水平方向にあけられた同軸の孔20,20を備えている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the protruding
前記水平軸14は、図3に示すように、マウスガイド15と一体に成形され、同じ大きさで同軸のきのこ状の軸14a,14bからなる。該軸14a,14bの小径部の外径は、該軸14a,14bを前記孔20,20に挿入して組み立てる前の状態において、前記壁19a,19bの孔20,20の内径よりわずかに大きく成形されており、前記軸14a,14bはそれぞれ、壁19a,19bの孔20,20に締まり嵌めされている。したがって、マウスガイド15は、孔20,20(軸14a,14b)を中心として適度な抵抗を持って回動が可能である。
As shown in FIG. 3, the
なお、前記軸14a,14bのきのこ状頭部にすり割を入れてもよい。こうすることにより、軸14a,14bをそれぞれ孔20,20に、より簡単に挿入することができる。
A slit may be inserted into the mushroom-shaped heads of the
前記突出壁19の壁19cは、図4に示すように、マウスガイド15が人3の顔面に近づいた位置(破線で示す位置)にあるときも、マウスガイド15の、水平軸14に近い端部15aを覆うように構成され、口腔から呼吸気通賂13に流れる呼吸気の流通抵抗を少なくしている。
As shown in FIG. 4, the
前記マウスガイド15を、図1に示すように、人3の口元に配置することにより、口呼吸気がマウスガイド15に沿って呼吸気通路13に確実に導かれる。
By arranging the
マウスガイド15は、水平軸14を中心として前後方向に適度な抵抗を持って回動自在なので、人3の顔の形状や大きさが変わった場合でも、マウスガイド15を顔の形状に沿って位置調整し、人3の口32に接近させることができる。
Since the
従って、人3の口呼吸気の大半をマウスガイド15から逃がすことなく、確実にエアウェイケース12の呼吸気通路13に導くことができる。これにより、口呼吸気の炭酸ガス濃度を確実にかつ精度良く測定できる。
Accordingly, most of the mouth breathing air of the
また、水平軸14をマウスガイド15に一体成形したので、部品点数、工数を最小限に抑えて安価に作ることが可能になる。
Further, since the
上記実施例では、マウスガイド15の回動に抵抗を付与させるため、軸14a,14bと孔20,20とをそれぞれ締まり嵌めとして嵌合したが、軸14a,14bを孔20,20に組み付ける前の状態で、図3に示すマウスガイド15の寸法c(軸14a,14bの根元間の距離)を壁19a,19bの内側の距離より大きくしてもよい。こうすることにより、組み付けた状態でマウスガイド15と壁19a,19bとの水平方向の接触部で反発力が発生し、マウスガイド15の回動に適度な抵抗が付与できる。
In the above embodiment, the
この場合、軸14a,14bの小径を孔20,20の内径より小さくしてそれぞれ隙間嵌めとしてもよい。こうすることにより、組み付けが簡単になる。
In this case, the small diameters of the
さらに、マウスガイド15の寸法cを壁19a,19bの内側の距離より大きくし、軸14a,14bを円柱状に形成して、それぞれ孔20,20と隙間嵌めとしてもよい。こうすることにより、さらにより組み付けが簡単になる。
Furthermore, the dimension c of the
なお、上記の、軸14a,14bの小径を孔20,20の内径より小さくしてそれぞれ隙間嵌めとした場合、マウスガイド15の材料は、マウスガイド15が生体へ触れた場合を考慮すると柔軟な材料が望ましいが、マウスガイド15の外周縁を生体に触れても痛みを伴うほどのことがないような形状等にした場合、柔軟でない樹脂等でもよい。
When the small diameters of the
上記いずれの実施例も、水平軸14をマウスガイド15と一体に成形し、孔20をエアウェイケース12の突出壁19に設けたが、水平軸14を突出壁19と一体に成形し、孔20をマウスガイド15に設けてもよい。
In any of the above embodiments, the
この場合、マウスガイド15を柔軟な材料で形成してあれば、柔軟でない樹脂で成形されている水平軸14を孔20に、より容易に挿入することが可能である。
In this case, if the
さらに、上記いずれの実施例も、突出壁19を3つの壁19a,19b,19cで構成したが、人3の顔面側を除いて壁があればよく、例えば、突出壁19の水平断面が半円状、半楕円状等でもよい。
Furthermore, in any of the above-described embodiments, the protruding
また、本実施形態の炭酸ガス測定センサ1は、図5に示すように、エアウェイケース12の背面(装着されたときに顔面に向く側面とは反対の側面)側に取付フック33を設けて酸素供給チューブ34(汎用のものであってもよい)を取り付けることにより酸素供給をすることもできる。
Further, as shown in FIG. 5, the carbon dioxide gas measurement sensor 1 of the present embodiment is provided with an
取付フック33は、例えば図6に示すように、酸素供給チューブ34を取り付けられるように開口部33cを有する管状フック部33aを有する。酸素供給チューブ34の2つのプロング35間チューブ部分を開口部33cから取付けることになる。プロング35に外力が加わることによる変形を防ぐために、管状フック部33aの幅は2つのプロング35間の距離と同じにするのが好ましい。管状フック部33aは弾性材料を用いることにより酸素供給チューブ34の直径が異なるものであっても適応することができるようになる。このような取付フック33をエアウェイケース12の背面に接着しておく。あるいは図7(b)に示すようにエアウェイケース12と取付フック33を一体成形してもよい。
For example, as shown in FIG. 6, the
図7(a)は、取付フック33に酸素供給チューブ34を取り付けて使用する状態を示した図である。なお、34aは、酸素供給チューブ34の酸素供給ポートである。また、16cは発光素子10を駆動する電流と受光素子11により検出された信号を測定装置と電気的に接続するコネクタである。
このとき、プロング35は鼻孔には挿入されないようにし、さらに、プロングから供給される酸素が鼻孔内に直接射出されないように配置する。このようにすることで、鼻孔の急激な乾燥を防ぐことができる。
このような配置とするために、図7(a)に示す例では、プロング35がエアウェイケース12の上面に配置されるように取付フック33を設ける。この場合、プロング35から供給される酸素は鼻孔に直接射出されるのではなく、酸素は鼻下の皮膚に一旦当たり漂って鼻孔に吸引されることになる。
FIG. 7A is a view showing a state in which the
At this time, the
In order to achieve such an arrangement, in the example shown in FIG. 7A, the
図8(a)は、取付フック33の配置が異なる別の例である。図8(a)に示すように、プロング35がエアウェイケース12の背面に沿うように取付フック33を設ける。この場合、プロング35から供給される酸素はエアウェイケース12の背面に平行で柔軟チューブ21側方向に向けられて、漂い鼻孔に吸引される。
取付フック33は図8(b)に示すようにエアウェイケース12と取付フック33を一体成形してもよい。
FIG. 8A is another example in which the arrangement of the attachment hooks 33 is different. As shown in FIG. 8A, the
As shown in FIG. 8B, the mounting
図9(a)は、取付フック33の配置が異なるさらに別の例である。図9(a)に示すように、プロング35がエアウェイケース12の底面に沿うように取付フック33を設ける。この場合も図7(a)と同様、プロング35から供給される酸素は鼻孔内に直接射出されずに吸引されることになる。
取付フック33は図9(b)に示すようにエアウェイケース12と取付フック33を一体成形してもよい。
FIG. 9A shows still another example in which the arrangement of the attachment hooks 33 is different. As shown in FIG. 9A, the
As shown in FIG. 9B, the
図10(a)は、取付フック33の配置が異なるさらに別の例である。図10(a)に示すように、プロング35の先端がエアウェイケース12の背面に向けられるように、取付フックの柄33bを十分長くして取付フック33をエアウェイケース12の背面に設置する。このような構成にすることで、酸素供給チューブ34を管状フック部33aに取付け、顔面に向けて酸素を供給することができる。プロング35から供給される酸素は一旦エアウェイケース12に当たり漂って鼻孔および口腔に吸引されることになる。プロング35の先端が顔面に対して向く方向は、酸素供給チューブ34を取付フック33の管状フック33aに取り付ける角度によって調整できる。
取付フック33は図10(b)に示すようにエアウェイケース12と取付フック33を一体成形してもよい。
FIG. 10A shows still another example in which the arrangement of the attachment hooks 33 is different. As shown in FIG. 10A, the
As shown in FIG. 10B, the mounting
さらに、取付フック33はエアウェイケース12の別の側面に設けてもよく、取付フック33はプロング35を係止するようにしてもよい。
本発明ではさらにまた、呼吸量が少ないときでも、炭酸ガスの濃度または分圧あるいは炭酸ガスの有無を正確に測定することができるようにするために、口呼吸のときに呼吸気通路内に滞留している気体を速やかに外部に排出する通気孔を備えることができる。
Further, the
Furthermore, in the present invention, in order to accurately measure the concentration or partial pressure of carbon dioxide gas or the presence or absence of carbon dioxide gas even when the respiration rate is low, it is retained in the respiratory air passage during mouth breathing. It is possible to provide a vent for quickly discharging the gas being discharged to the outside.
続いて、本実施形態の他の例に係る炭酸ガス測定センサ51について図11乃至図14を参照して説明する。なお、炭酸ガス測定センサ51は、図1乃至図4を参照して説明した炭酸ガス測定センサ1とは通気孔を備えた点が異なるが、他の構成については同様である。したがって、炭酸ガス測定センサ51において、炭酸ガス測定センサ1と対応する構成については同一の符号を付しその説明を省略する。
Subsequently, a carbon dioxide
図11は、本実施形態の他の例に係る炭酸ガス測定センサ51の平面図を示す。また、図12は、図11のC−C断面図を示し、図13は炭酸ガス測定センサ51を人3に装着したときの口呼気の流れを示す図である。
FIG. 11 is a plan view of a carbon dioxide
支持部材としてのエアウェイケース12の上部側において、通路断面積の小さい柔軟チューブ21の鼻孔31への一対の挿入部分21a,21bは反挿入側が延長され、呼吸気通路13の近傍で合流して通路断面積の大きい合流部40を画成している。該合流部40は、さらにより通路断面積の大きい前記呼吸気通路13へ隣接して連通している。前記柔軟チューブ21と前記合流部40とで鼻呼吸気導入部材42を構成している。前記合流部40の外壁には、口から息を吐いたときに前記呼吸気通路13に滞留している気体を速やかに外部に排出するため、前記合流部40の内部と外部とを連通する通気孔41が形成されている。
On the upper side of the
前記通気孔41は、前述のように、口から息を吐いたときに前記呼吸気通路13に滞留している気体を速やかに外部に排出するため口呼気の流れ方向に対して前記呼吸気通路13の下流側に、また、鼻からの呼気が当該通気孔41を通って外部に流出しにくいようにするため鼻呼気の流れ方向に対向しないように、さらに、当該通気孔41を通る気体の流通が顔面によって妨げられないように、その設置場所、形状が定められている。
したがって、図11乃至図13に示すように、前記通気孔41は、円形(例えば、直径2mm)で、顔面と反対側の対向しない側の中心に位置するように前記合流部40の外壁に形成されている。なお、図11において、矢印Fの方向が顔面側になるように炭酸ガス測定センサ51が装着される。
As described above, the
Therefore, as shown in FIGS. 11 to 13, the
このような構成において、次にその作用を説明する。
図13に矢印で示すように、口32から息を吐くと、口呼気がマウスガイド15を通って前記呼吸気通路13に導入され、該呼吸気通路13内に滞留している気体が前記合流部40に押し出される。押し出された該気体は、前記通気孔41を通って外部に流出すると同時に、前記柔軟チューブ21を通って鼻孔31内に入り、その後外部に流出する。前記柔軟チューブ21は細長く通路断面積も小さいために前記気体に対する流通抵抗が大きく、また、前記通気孔41は前記呼吸気通路13に隣接した前記合流部40に設けられている。したがって、前記気体は前記通気孔41から外部に流出しやすい。
Next, the operation of such a configuration will be described.
As shown by an arrow in FIG. 13, when exhaling from the
また、鼻汁などで柔軟チューブ21が詰まったとしても、口呼気が前記呼吸気通路13に流入すると、前記気体は前記通気孔41から外部に流出することができる。
Further, even if the
このように、前記通気孔41を備えているために、前記呼吸気通路13内の気体の抜けが良い。したがって、口から息を吐くと、前記呼吸気通路13内には、そこに滞留していた気体が外部に排出され、口呼気が速やかに流入する。その結果、呼吸量が少ないときでも、口呼気中の炭酸ガスの濃度または分圧あるいは炭酸ガスの有無の測定を正確に行うことができる。
Thus, since the
次に、通気孔を備えた炭酸ガス測定センサと通気孔がない炭酸ガス測定センサとを用いて、口呼気の炭酸ガス濃度を測定評価した例を示す。 Next, an example is shown in which the carbon dioxide concentration in the breath is measured and evaluated using a carbon dioxide measuring sensor having a vent and a carbon dioxide measuring sensor having no vent.
本測定評価は、図11乃至図13を参照して説明した炭酸ガス測定センサ51、および通気孔41がない炭酸ガス測定センサ1で炭酸ガス濃度を測定して比較したもので、次に述べるようにして測定した。
人の顔面および鼻腔の模型を使用し、図13に示されている様にそれぞれのセンサを取り付けて、弱い呼気に相当する量の被測定気体を通常人が息を吐く時間に相当する所定時間送出ポンプで送って口から吐出し、その後通常人が息を吸う時間に相当する所定時間前記送出ポンプに代えて真空ポンプで弱い吸気に相当する量を吸引し、それらを交互に連続して行った。前記被測定気体は、空気に炭酸ガスを混ぜて人の呼気中の炭酸ガス濃度に近い濃度にした気体を用いた。
This measurement evaluation was made by measuring and comparing the carbon dioxide concentration with the carbon
Using a model of a human face and nasal cavity, each sensor is attached as shown in FIG. 13, and a predetermined time corresponding to the time when a person normally exhales an amount of gas to be measured corresponding to weak exhalation Sent by a delivery pump, discharged from the mouth, and then sucked in an amount equivalent to weak suction by a vacuum pump instead of the delivery pump for a predetermined time corresponding to the time that a normal person inhales, and performed them alternately and continuously. It was. As the gas to be measured, a gas in which carbon dioxide gas was mixed with air to have a concentration close to the concentration of carbon dioxide gas in human breath was used.
図14は、本測定評価による測定結果を示す。図14において、実線は通気孔41がある炭酸ガス測定センサ51による測定結果を、破線は通気孔41がない炭酸ガス測定センサ1による測定結果を示す。
FIG. 14 shows the measurement results of this measurement evaluation. In FIG. 14, the solid line indicates the measurement result by the carbon
図14からわかるように、通気孔41がある場合、炭酸ガス濃度は被測定気体の吐出開始後すぐに立ち上がって飽和している。これは、前記被測定気体が呼吸気通路13に速やかに流入していることを示しており、通気孔41の効果が良く現れている。
As can be seen from FIG. 14, when there is a
これに対して通気孔がない場合、被測定気体を吐出しても炭酸ガス濃度はすぐには立ち上がらずに遅れて立ち上がり、徐々に増加している。増加は吸引開始まで続き、その後炭酸ガス濃度は飽和せずに下降を始める。これは、前記被測定気体の前記呼吸気通路13への流入が徐々にしか行われないことを示している。
On the other hand, when there is no vent hole, the carbon dioxide concentration does not rise immediately even if the gas to be measured is discharged, but rises with a delay and gradually increases. The increase continues until the start of suction, and then the carbon dioxide concentration does not saturate and begins to decrease. This indicates that the gas to be measured flows into the
このように、通気孔41により、呼吸量が少ないときでも正確に口呼気中の炭酸ガス濃度を測定できる。
As described above, the
なお、吸引開始後において、通気孔41がある場合、炭酸ガス濃度が速やかに立ち下がっているが、これは通気孔41を介して外部の気体が呼吸気通路13に流入し、被測定気体が速やかに外部に排出されたことを示している。
In addition, when the
なお、炭酸ガス測定センサ51において、前記鼻呼吸気導入部材42を、一対のチューブ(柔軟チューブ21の鼻孔31への一対の挿入部分21a,21b)と該チューブのそれぞれの一端が合流する合流部40とで構成したが、鼻呼吸気導入部材42の構成はこれに限られない。例えば鼻呼吸導入部材を1本のチューブで構成してもよく、その場合は該チューブと前記呼吸気通路13との接続部近傍の前記チューブに通気孔を形成する。
In the carbon
また、前記通気孔41の形状は、例えば直径2mmの円形であり、生体と対向しない側の中心に位置するように合流部40の外壁に設けられる。なお、通気孔41の形状、設置場所はこれに限られず、柔軟チューブ21、合流部40、呼吸気通路13などの構造により、前述の条件を満足するように設定することができる。図15は、通気孔を形成する場所の変形例を示す。なお、図15は、図13に示されている合流部40近辺を拡大して示したものであり、前記通気孔は、図15に想像線で示されている41a,41b,41c,41dの位置などに形成することができる。通気孔41cなどは、生体に塞がれる可能性のある位置に形成されることから、その開口形状を顔面に平行な方向が長手となる長円形としてもよい。
The shape of the
1,51 炭酸ガス測定センサ
3 人(生体)
10 発光素子(発光手段)
11 受光素子(受光手段)
12 エアウェイケース(支持部材)
12a,12b 内壁
13 呼吸気通路
14 水平軸
14a,14b きのこ状軸
15 マウスガイド
16a,16b リード線
17 防曇膜
18 防曇膜ケース
19 突出部
19a,19b,19c 壁
20 孔
21 柔軟チューブ
21a,21b 挿入部分
22 側壁
23 吸引チューブ
31 鼻孔
32 口
33 取付フック(係止部材)
34 酸素供給チューブ
35 プロング
40 合流部
41 通気孔
42 鼻呼吸気導入部材
101 エアウェイアダプタ
101a 一端
101b 他端
101c 窓部
101d 窓部
102 センサ本体
103 発光素子
104 光学フィルタ
105 受光素子
106 リード線
107 モニタ本体
110 呼吸ガス収集装置
111 鼻カニューレ
112 連結ステム
113 マウスガイド
114 口ガス捕集部材
1,51
10 Light emitting element (light emitting means)
11 Light receiving element (light receiving means)
12 Airway case (supporting member)
12a,
34
Claims (2)
光軸上に対向配置された発光手段および受光手段と、
前記生体の鼻孔の下部であって前記生体の口の上部に装着可能に設けられ、前記発光手段および受光手段を支持する支持部材と、
前記支持部材内に設けられ、該支持部材を前記生体の鼻孔の下部であって前記口の上部に装着したときに前記呼吸気が前記光軸を横切って通過可能な呼吸気通路と、
酸素を供給するための酸素供給チューブと、
前記酸素供給チューブを前記支持部材の背面に着脱自在に係止するための係止部材とを具備し、
前記酸素供給チューブが前記係止部材に係止された状態において、前記酸素供給チューブのプロングは生体の鼻孔には挿入されない長さであり、前記プロングから供給される酸素が前記生体の鼻孔内に直接射出されないように前記プロングが配置されていることを特徴とする炭酸ガス測定センサ。 In a carbon dioxide gas measurement sensor that measures the concentration or partial pressure of carbon dioxide in the breathing air of a living body or the presence or absence of carbon dioxide,
A light emitting means and a light receiving means arranged opposite to each other on the optical axis;
A support member that is provided at the lower part of the nostril of the living body and can be mounted on the upper part of the mouth of the living body, and supports the light emitting means and the light receiving means;
A respiratory passage that is provided in the support member and through which the respiratory air can pass across the optical axis when the support member is attached to the lower part of the nostril of the living body and the upper part of the mouth ;
An oxygen supply tube for supplying oxygen;
A locking member for detachably locking the oxygen supply tube to the back surface of the support member;
In the state in which the oxygen supply tube is locked to the locking member, the prongs of the oxygen supply tube have a length that is not inserted into the nostril of the living body, and oxygen supplied from the prongs enters the nostrils of the living body. A carbon dioxide gas measuring sensor, wherein the prongs are arranged so as not to be directly injected.
光軸上に対向配置された発光手段および受光手段と、
前記生体の鼻孔の下部であって前記生体の口の上部に装着可能に設けられ、前記発光手段および受光手段を支持する支持部材と、
前記支持部材内に設けられ、該支持部材を前記生体の鼻孔の下部であって前記口の上部に装着したときに前記呼吸気が前記光軸を横切って通過可能な呼吸気通路と、
酸素を供給するための酸素供給チューブと、
前記酸素供給チューブを前記支持部材の背面に着脱自在に係止するための係止部材とを具備し、
前記係止部材は、前記酸素供給チューブが前記係止部材に係止されたときに前記酸素供給チューブのプロングから供給される酸素が前記生体の鼻孔内に直接射出されないように構成されていることを特徴とする炭酸ガス測定センサ。 In a carbon dioxide gas measurement sensor that measures the concentration or partial pressure of carbon dioxide in the breathing air of a living body or the presence or absence of carbon dioxide,
A light emitting means and a light receiving means arranged opposite to each other on the optical axis;
A support member that is provided at the lower part of the nostril of the living body and can be mounted on the upper part of the mouth of the living body, and supports the light emitting means and the light receiving means;
A respiratory passage that is provided in the support member and through which the respiratory air can pass across the optical axis when the support member is attached to the lower part of the nostril of the living body and the upper part of the mouth ;
An oxygen supply tube for supplying oxygen;
Comprising a locking member for freely engaging removably said oxygen supply tube on the back of the support member,
The locking member is configured such that oxygen supplied from a prong of the oxygen supply tube is not directly injected into the nostril of the living body when the oxygen supply tube is locked to the locking member. Carbon dioxide gas measurement sensor.
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