JP2009066431A - 炭酸ガス測定センサ - Google Patents

Abstract

【課題】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。
【解決手段】炭酸ガス測定センサ１は、光軸上に対向配置された発光素子１０及び受光素子１１と、発光素子１０及び受光素子１１を支持するエアウェイケース１２と、エアウェイケース１２内に設けられ、該エアウェイケース１２を人３の鼻孔３１の下部に装着したときに呼吸気が光軸を横切って通過可能な呼吸気通路１３と、酸素を供給するための酸素供給チューブ３４と、酸素供給チューブ３４をエアウェイケース１２に係止するための取付フック３３とを具備し、酸素供給チューブ３４が取付フック３３に係止された状態において、酸素供給チューブ３４のプロング３５は生体の鼻孔には挿入されない長さであり、プロング３５から供給される酸素が人３の鼻孔内に直接射出されないようにプロング３５が配置されている。
【選択図】図５

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。）。

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。

米国特許第５，０４６，４９１号明細書

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。

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。

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。

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。

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、酸素供給チューブを前記支持部材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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 エアウェイケース１２を示す断面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図３のＢ矢印の方向から見た図である。 本実施形態の変形例に係る炭酸ガス測定センサ１に酸素供給チューブ３４を取り付ける様子を示す図である。 取付フック３３の斜視図である。 （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す斜視図であり、（ｂ）は本例の取付フック３３の斜視図である。 （ａ）は本実施形態の他の変形例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り、（ｂ）は本例の取付フック３３の斜視図である。 （ａ）は本実施形態の更に他の変形例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り、（ｂ）は本例の取付フック３３の斜視図である。 （ａ）は本実施形態の更に他の変形例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り、（ｂ）は本例の取付フック３３の斜視図である。 本実施形態の更に他の変形例に係る炭酸ガス測定センサ５１を示す平面図である。 図１１のＣ−Ｃ断面図である。 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。 通気孔を備えた炭酸ガス測定センサ５１と通気孔がない炭酸ガス測定センサ１とを用いて、口呼気の炭酸ガス濃度を測定評価した結果を示す。 通気孔を形成する場所の変形例を示す図である。 従来例を示す図である。 別の従来例を示す図である。

符号の説明

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

Claims (2)

1. 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。
2. 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、
   酸素供給チューブを前記支持部材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。
   

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