JPH0119930Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は呼吸モニタ装置に関し、特に極めて
安全かつ高感度に呼吸の異常状態を検出してモニ
タできるような、呼吸モニタ装置に関する。

一般に、患者（被測定者）に麻酔をかける場合
または手術をする場合もしくは手術後の患者の監
視をする場合は、患者の異常を素早く知るため
に、患者の呼吸状態をモニタしておく必要があ
る。従来、患者の呼吸状態をモニタするめの検出
方法としては２つの方法が知られている。

第１の方法は、患者の腹部に電極を付着してお
き、呼吸による腹部の変位によつて電極間のイン
ピーダンスが変化することに基づいて検出する方
法である。ところが、この検出方法は、電極を人
体に直接付着しなければならないので、危険性を
伴うという問題点があつた。特に衰弱の激しい患
者や新生児に用いる場合は、インピーダンスを検
知するための微小電流にも敏感に感じやすく、悪
影響を与えやすい。また、装置の故障などによ
り、過電流が流れると感電の危険性もある。

第２の方法としては、特開昭51−52695号公報
で開示されているように、温度変化に基づいて呼
吸状態を検出する方法である。この方法は、マス
クの中に温度センサを設けておき、マスクを患者
の咽喉部に当て、患者が呼吸するときの排気温度
の変化によつて検出する方法である。ところが、
この方法は、麻酔用マスクをかけた状態では併用
できず、また季節により周囲温度と排気による温
度との差が激しいとき検出誤差を生じやすいとい
う問題点があつた。さらに、温度センサを用いた
ものは、温度センサを収納するマスクが大人用に
作られているので、新生児に使用できないか、た
とえ使用したとしても新生児が頭を動かしたとき
にマスクの位置がずれたり窒息の原因となる問題
点があつた。さらに、温度検出のための電極が人
体に触れる場合もある。

ところで、患者の呼吸状態を監視する場合にお
いて、刻々の呼吸状態を監視する必要性のみなら
ず、或る寺間周期で呼吸されているかを否かを検
出したいという要望がある。

それゆえに、この考案の目的は、新生児などの
体力の弱い人でも使用でき、極めて安全に呼吸状
態をモニタでき、麻酔用マスクを使用した状態で
あつても併用して使用でき、周囲温度に影響され
ることなく高精度に検出でき、しかも或る周期で
呼吸状態の有無をモニタできるような、呼吸モニ
タ装置を提供することである。

この考案は要約すれば、患者の鼻や口から呼吸
に起因する微小圧力を取出して微圧センサへ与
え、微圧センサの検出出力が設定された一定周期
以上ないとき異常状態を検出し、異常状態の検出
に基づいて報知するようにしたものである。

以下に、図面を参照してこの考案の具体的な実
施例を説明する。

第１図はこの考案の一実施例の呼吸モニタ装置
１０の外観およびその使用状態を表わす図解図で
ある。図において、呼吸モニタ装置１０は、本体
の前面パネル１１上に電源スイツチ１２、発光ダ
イオード（またはランプ）１３および１４、選択
スイツチ１５、音量調節つまみ１６ならびにノズ
ル１７を形成している。電源スイツチ１２は、電
源をオンまたはオフさせるものである。発光ダイ
オード１３は、１回の呼吸状態を検出するごと
に、発光表示して、正常呼吸状態であることを表
示する。発光ダイオード１４は、報知手段の一例
であつて、呼吸状態が異常であることを視覚的に
認識可能な態様で表示するものである。選択スイ
ツチ１５は、たとえばオフ位置で１回の呼吸があ
ることを検出したとき発光ダイオード１３を表示
させたり正常な呼吸状態を表わす間欠発信音を発
生させるモードを選択し、その他の複数の選択位
置（図示では１５，３０，６０）で予め定める単
位時間（たとえば15秒、30秒、60秒）の間に１度
も呼吸されないときに異常呼吸状態であることを
検出するモードを選択するものである。したがつ
て、選択スイツチ１５が周期設定手段として用い
られる。

ノズル１７には、ゴム管などの管１８が接続さ
れる。管１８の先端部は呼吸状態をモニタすべき
患者の鼻または口へ挿入されるか、もしくは麻酔
用マスクの中へ挿入される。管１８は比較的細い
ものが用いられるが、より好ましくはノズル１７
に接続されている管よりも患者の鼻または口など
へ挿入される部分の管を細くしたものとつなぎ合
わせて用いられる。

第２図は呼吸モニタ装置に内蔵される微圧セン
サの一例の図解図であり、特に第２図ａは検出手
段としてスイツチを用いた微圧センサ２１を示
し、第２図ｂは光電センサを用いた微圧センサ２
２を示す。

まず、第２図ａを参照して、微圧センサ２１の
構成を述べる。微圧センサ２１は、筐体２１１を
含む。筐体２１１の両面には、筐体内の気体を出
入自在にするために、ノズル２１２，２１２′が
形成さる。筐体２１１の内側には、ダイヤフラム
２１３と可動接点２１５とが或る間隔を隔てて対
峙して設けられ、可動接点２１５に相対して固定
接点２１４が設けられる。なお、ダイヤフラム２
１３と可動接点２１５とを当接して設けてもよ
い。ダイヤフラム２１３としては、薄いシート状
であり、微圧によつて変形しやすくかつ圧力が加
えられない状態で元の状態に復元しやすいような
材質のもの、たとえばポリウレタンなどが用いら
れる。可動接点２１５および固定接点２１４によ
つて、検出手段の一例のスイツチが構成される。
また、ノズル２１２は、管１８′によつてノズル
１７に連結される。

前述のごとく構成された微圧センサ２１は、呼
吸による排気または吸気の両方を検出できる。排
気を検出する場合は、管１８′を介してノズル２
１２へ導かれた排気による空気圧によつて、ダイ
ヤフラム２１３が可動接点２１５側へふくらむよ
うに変形する。これによつて、可動接点２１５が
ダイヤフラム２１３で押圧されて、固定接点２１
４に圧接される。このため、可動接点２１５と固
定接点２１４とが電気的にスイツチング動作し
て、呼吸による排気圧を検出する。一方、吸気を
検出する場合は、ノズル２１２′から吸気により、
ノズル２１２側から空気が吸い込まれ、この吸気
圧によつてダイヤフラム２１３が可動接点２１５
側へ変形して可動接点２１５を押圧する。このた
め、可動接点２１５と固定接点２１４とが電気的
にスイツチング動作し、それによつて吸気圧を検
出する。

なお、筐体２１１は、ノズル２１２′を設ける
ことなく、比較的小さな吸排気孔のみを設けても
よい。

次に、第２図ｂを参照して微圧センサ２２の構
成を説明する。微圧センサ２２は、筐体２２１を
含む。筐体２２１の左右両側には、ノズル２２
２，２２２′が形成され、その中が室となり、室
の中にダイヤフラム２２３を両側の壁面に沿つて
平行に設ける。ダイヤフラム２２３のほぼ中心部
には、発光部２２４と受光部２２５とからなる光
電センサが設けられる。発光部２２４は、常時ダ
イヤフラム２２３の一方面を照射する。受光部２
２５は、発光部２２４から照射された光がダイヤ
フラム２２３で反射したときそれを受光する。

ノズル２２２から排気圧が流入しない状態で
は、ダイヤフラム２２３が変形せず、かつしたが
つて受光部２２５が反射光に基づく一定の出力電
圧を導出する。ところが、ノズル２２２から排気
圧が流入すると、ダイヤフラム２２３が点線で示
すごとく変形するため、発光部２２４から発せら
れた光ビームの反射角が偏位する。応じて、受光
部２２５で受光される光量が変化するため、受光
部２２５の出力はダイヤフラム２２３の変形に相
関して変化する。これによつて、ダイヤフラム２
２３の変形に基づく排気状態が光学的に検出され
る。なお、微圧センサ２２は、吸気の場合におい
てもダイヤフラム２２３の変形方向が逆になるの
で、受光部２２５によつてダイヤフラム２２３の
変形状態を検出し得る。

なお、発光部２２４と受光部２２５の具体例と
しては、発光ダイオードとフオトダイオード（ま
たはフオトトランジスタ）を用いたり、発光部と
受光部とを一体的に構成したフオトカプラを用い
てもよい。

微圧センサのさらに他の例としては、検出手段
として超音波検知器を設け、ダイヤフラム２２３
の吸排気による変形に基づく超音波検知器とダイ
ヤフラム２２３との間隔の変化を検出するように
してもよい。

前述のように構成された微圧センサは、管１
８′でノズル１７の裏面接続部分に連結されるか、
またはノズル２１２，２２２を前面パネル１１の
孔に挿入して前面側に露出させることによりノズ
ル１７に代替させるように配設される。

第３図はこの考案の一実施例の回路図である。
構成において、この実施例の回路は、時間相関信
号発生手段の一例の時定数回路３１、異常検出手
段の一例のレベル弁別回路３３、報知手段の一例
の発光ダイオード１４またはスピーカ３４４、駆
動手段の一例のトランジスタ３６１またはリレー
３６２、接点３６３および音発生手段３４、およ
びリセツト回路３５を含む。

第４図は第３図の動作を説明するための波形図
であるる。

次に、第１図ないし第４図を参照して、この実
施例の動作を説明する。まず、患者が呼吸するご
とに発光ダイオード１３で表示し、またはスピー
カ３４４で発信音を発生する場合の動作を述べ
る。この場合は、選択スイツチ１５がオフ位置に
切換えられるので、コンデンサ３１４の充電が不
能動化される。また、管１８の一方端が患者の鼻
または口などへ挿入される。患者が呼吸をするご
とに、吸気または排気に応じて前記微圧センサ２
１または２２はスイツチング動作する。今、固定
接点２１４と可動接点２１５とが電気的に接触し
た場合を想定すると、電源（＋Ｖ）からの電流が
抵抗３２１−発光ダイオード１３−微圧センサ２
１の接点２１５，２１４（スイツチと称する）を
介して流れ、発光ダイオード１３が発光表示す
る。このとき、リレーコイル３６２が励磁されて
いないので、リレースイツチ３６２がｂ接点に切
換えられている。このため、低周波発振回路３４
１の入力端が微圧センサ２１のスイツチを介して
接地され、かつしたがつて低周波発振回路３４１
は微圧センサ２１のスイツチの閉成期間中発振動
作を行なう。この発振出力が抵抗３４２を介して
増幅トランジスタ３４３のベース入力として与え
られるので、発振出力が増幅されてスピーカ３４
４から発信音として発生される。なお、音量を調
節する必要があれば、抵抗３４２として可変抵抗
器が用いられ、音量調節つまみ１６によつて抵抗
値が可変される。

一方、微圧センサ２１のスイツチが開成する
と、バイアス抵抗３２２を介して発光ダイオード
１３のカソードおよび低周波発振回路３４１の入
力端に比較的高い電圧が与えられる。このため、
発光ダイオード１３が発光表示を停止し、低周波
発振回路３４１が発振動作を停止する。

以後同様にして、患者が呼吸するごとに、吸気
または排気による圧力で微圧センサ２１のスイツ
チが開閉され、それによつと発光ダイオード１３
が間欠的に発光表示し、低周波発振回路３４１が
間欠的に発振動作してスピーカ３４３から発信音
を発生させる。

次に、この考案の特徴となる動作、すなわち或
単位時間内に１度も呼吸がされなくて異常状態で
あることを検出する場合の動作を述べる。或る単
位時間における呼吸の有無によつて異常状態を検
出する場合は、選択スイツチ１５を操作して所望
の単位時間（15秒、30秒、60秒のいずれか）が選
択され、所望の単位時間に対応する抵抗３１１〜
３１３のいずれかが選択スイツチ１５を介して発
光ダイオード１３のカソードに接続される。ここ
で、抵抗３１１〜３１５は、それぞれ所望の単位
時間に相関する時定数の信号（アナログ信号）を
得るために、異なる抵抗値に選ばれる。すなわ
ち、抵抗３１１〜３１３の抵抗値は、コンデンサ
３１４の容量とそれぞれの抵抗値とに基づく時定
数が所望の単位時間となるような値に選ばれる。
たとえば、単位時間を15秒に選ぶ場合は、選択ス
イツチ１５が抵抗３１１に切換えられる。そし
て、微圧センサ２１のスイツチが閉成されたタイ
ミングにおいて、発光ダイオード１３のカソード
電圧が接地電位となる。このため、リセツト回路
３５に含まれるトランジスタ３５２が非導通にな
る。応じて、トランジスタ３５２のコレクタ端が
バイアス抵抗３５３を介して与えられる電源電圧
によつて相対的に高い電位となるので、トランジ
スタ３５４が導通する。これによつて、コンデン
サ３１４の充電電荷がトランジスタ３５４を介し
て放電される。

一方、微圧センサ２１のスイツチが開成される
と、電源からの電流がバイアス抵抗３２２−選択
スイツチ１５−抵抗３１１−コンデンサ３１４を
介して流れ、コンデンサ３１４を充電する。この
とき、トランジスタ３５２には、比較的高い電圧
が与えられるので、トランジスタ３５２が導通
し、かつしたがつてトランジスタ３５４が非導通
となる。この結果、コンデンサ３１４の放電が停
止され、コンデンサ３１４が充電される。

前述のごとく、コンデンサ３１４が充電されて
いる状態において、抵抗３１１の抵抗値とコンデ
ンサ３１４の容量とで定まる時定数に相関する単
位時間Ｔが経過する前に、患者が呼吸をすると、
微圧センサ２１のスイツチが再び閉成する。応じ
て、発光ダイオード１３のカソード端が接地さ
れ、発光ダイオード１３が発光表示する。これと
同時に、低周波発振回路３４１が発振動作して、
間欠的に発信音を発生させる。また、微圧センサ
２１のスイツチの閉成に応じて、トランジスタ３
５２が非導通となり、トランジスタ３５４が導通
するため、コンデンサ３１４の充電電荷が放電さ
れる。したがつて、コンデンサ３１４の端子電圧
がレベル弁別回路３３で予め設定されている弁別
レベルに達せず、レベル弁別回路３３は異常検出
出力を導出しない。

一方、コンデンサ３１４の充電電荷が放電され
たときから単位時間Ｔが経過するまでに、患者が
１度も呼吸しなければ、コンデンサ３１４は連続
的に充電される。このため、コンデンサ３１４の
端子電圧が次第に上昇して、やがて弁別レベルを
越える。応じて、レベル弁別回路３３は、異常検
出信号（ハイレベル）を導出し、抵抗３２３を介
してトランジスタ３６１を導通させる。したがつ
て、電源からの電流がリレーコイル３６２−トラ
ンジスタ３６１−発光ダイオード１４を介して流
れる。応じて、発光ダイオード１４が発光表示し
て異常状態を知らせる。これと同時に、リレーコ
イル３６２が励磁されて、リレースイツチ３６３
をａ接点側に切換える。すなわち、リレースイツ
チ３６３は低周波発振回路３４１の入力端を連続
的に接地する。応じて、低周波発振回路３４１は
連続的に発振動作し、その発振出力を抵抗３４２
を介して増幅トランジスタ３４３に与えて、スピ
ーカ３４４から異常状態を表わす連続発信音を発
生させる。このようにして、患者が単位時間内に
１度も呼吸しない場合は、異常状態を表わす報知
が表示または発信音により知らされる。

以上のように、この考案によれば、患者の呼吸
による吸気または排気を微圧センサへ導き、微圧
センサのダイヤフラムの変形によつて呼吸状態を
検出しているため、極めて安全かつ高感度で呼吸
状態を検出でき、周囲温度の影響を受けることな
く、麻酔用マスクと併用して検出できる効果があ
る。さらに、この考案によれば、単位時間中に１
度も呼吸しないような異常状態を確実に検出でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例の呼吸モニタ装置
の図解図である。第２図はこの考案の呼吸モニタ
装置に用いられる微圧センサの詳細な図解図であ
る。第３図はこの考案の一実施例の回路図であ
る。第４図は第３図の動作を説明するための波形
図である。 図において、１０は呼吸モニタ装置、１３は発
光ダイオード、１４は発光ダイオード（表示手
段）、１５は選択スイツチ（周期設定手段）、１
８，１８′は管、２１，２２は微圧センサ、３１
は時定数回路（時間相関信号発生手段）、３３は
レベル弁別回路（異常検出手段）、３４は音発生
手段、３５はリセツト回路を示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 本体、 前記本体に関連的に設けられ、かつ気体を前
   記本体へ出入させるためのノズル、および 前記本体の中に収納される微圧センサを備
   え、 前記微圧センサは、 呼吸による微小圧力で変形し、かつ微小圧力
   が加えられないとき復元するシート状のダイヤ
   フラムと、 前記ダイヤフラムを納納する室を含み、前記
   室が前記ノズルに連通された筐体と、 前記筐体内に設けられかつ、前記ダイヤフラ
   ムの変形を検出してスイツチング信号を導出す
   る検出手段とからなり、さらに 一方端が前記ノズルに結合され、かつ他方端
   が被測定者の吸排気を感じる部位におかれる
   管、 被測定者の吸気または排気がある時間以上生
   じないとき、異常状態であることを検出すべき
   周期を設定する周期設定手段、 経過時間に相関する信号を発生し、かつ前記
   検出手段出力のスイツチング信号に応答してリ
   セツトされる時間相関信号発生手段、 前記時間相関信号発生手段の出力信号が前記
   周期設定手段で設定された異常状態検出周期に
   相当する時間を越えたことを検出したとき、異
   常検出信号を出力する異常検出手段、 被測定者の呼吸状態が異常であることを報知
   する報知手段、ならびに 前記異常検出手段の異常検出信号に応答して
   前記報知手段を駆動する駆動手段を備えた、呼
   吸モニタ装置。 (2) 前記報知手段は、視覚的に認識可能な態様で
   異常状態を報知する表示手段である、実用新案
   登録請求の範囲第１項記載の呼吸モニタ装置。 (3) 前記報知手段は、聴覚的に認識可能な態様で
   異常状態を報知する手段である、実用新案登録
   請求の範囲第１項記載の呼吸モニタ装置。