JPH04115057U - 呼気モニタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 呼気中の炭酸ガス濃度をリアルタイムで高感
度にモニタすることが可能であり、しかも小型かつハン
ディタイプの呼気モニタを提供する。 【構成】 一端側に被検者の鼻と口を覆う拡径部１１
を、また他端側に呼気出口としての縮径部１２を有する
略漏斗状のマスク部１０と、このマスク部１０の前記縮
径部１２に配置した炭酸ガス検知センサ２０と、この炭
酸ガス検知センサ２０の駆動回路部４０と、この駆動回
路部４０と前記炭酸ガス検知センサ２０とを電気的に接
続するリード線３０とから構成したことを特徴とする。
重症患者や新生児の呼吸状態を把握する医療用および運
動する者の運動量を把握するスポーツ用などの用途です
ぐれた機能を発揮する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、生体の呼吸状態をモニタする呼気モニタに関するものであり、さ らに詳しくは呼気中の炭酸ガス濃度をリアルタイムで高感度にモニタすることが 可能であり、しかも小型かつハンディタイプの呼気モニタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、生体の呼気中に含まれる炭酸ガス濃度は、脈搏数などと共に、その生 体の病状や運動量などを把握するための重要な因子となっており、特に重病患者 や新生児などについては、呼気中の炭酸ガス濃度を測定することによって呼吸状 態の判断がなされている。

【０００３】 従来、生体中の炭酸ガス濃度を測定するための装置としては、呼気流量計と分 光フィルタとからなるモニタ機構で炭酸ガス濃度を分析し、これを光量制御用フ ィードバック回路の出力により炭酸ガス濃度として測定する装置（実開昭５７− ３１６５１号公報）および新生児などの保育室と、炭酸ガス吸収剤および感熱素 子などを備えたモニタ機構とをパイプで連結し、前記保育室内の空気を吸引ポン プで前記モニタ機構へ送り、炭酸ガス濃度を測定する装置（特開昭６２−２８６ ５３号公報）などが提案されている。

【０００４】 しかしながら、上述した従来の測定装置では、装置自体が大型化してコストア ップとなり、また被検者の口元で測定することができず、実際にモニタ機構で測 定される炭酸ガス量が少なくなるため、被検者の呼気を吸引ポンプを用いて前記 モニタ機構へ送る必要があるなどの問題を有していた。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

この考案は、上述した従来の炭酸ガス濃度測定装置が有する問題点を解決する ために検討した結果、達成されたものである。

【０００６】 したがって、この考案の目的は、呼気中の炭酸ガス濃度をリアルタイムで高感 度にモニタすることが可能であり、しかも小型かつハンディタイプの呼気モニタ を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成するために、この考案の呼気モニタは、一端側に被検者の鼻 と口を覆う拡径部を、また他端側に呼気出口としての縮径部を有する略漏斗状の マスク部と、このマスク部の前記縮径部に配置した炭酸ガス検知センサと、この 炭酸ガス検知センサの駆動回路部と、この駆動回路部と前記炭酸ガス検知センサ とを電気的に接続するリード線とから構成したことを特徴とする。

【０００８】

【作用】

この考案の呼気モニタは、マスク部と、このマスク部の縮径部に配置した炭酸 ガス検知センサと、この炭酸ガス検知センサの駆動回路部と、この駆動回路部と 前記炭酸ガス検知センサとを電気的に接続するリード線とから構成したため、小 型かつハンディタイプであり、前記マスクを被検者の口元に配置するのみで、吸 引ポンプなどの他部品を必要とすること無く、呼気中の炭酸ガス濃度をリアルタ イムで高感度にモニタすることができる。

【０００９】 また、この考案の呼気モニタによれば、炭酸ガスセンサとしてイオン伝導体を 挟んで検知電極と基準電極とを対設してなり、前記検知電極にアルカリ土類金属 炭酸塩とアルカリ金属炭酸塩との固溶体からなる検知材料層が被覆されたものを 用いることによって、炭酸ガスに対する起電力特性が被検者の呼気中の水分の影 響を受けにくくなり、呼気中の炭酸ガス濃度を高レスポンスでかつ高感度にモニ タすることが可能である。

【００１０】

【実施例】

以下、図面を参照しつつ、この考案の呼気モニタの実施例について詳細に説明 する。

【００１１】 図１はこの考案の呼気モニタの一実施例を示す一部切欠き側面図、図２は図１ におけるマスク部の裏面図、図３はこの考案の呼気モニタで用いる炭酸ガス検知 センサの断面図、図４はこの考案の呼気モニタの他の実施例を示す一部切欠き側 面図、図５はこの考案の呼気モニタで用いる出力信号処理回路の説明図、図６は この考案の呼気モニタを用いての測定例を示す図である。

【００１２】 図１および図２に示したように、この考案の呼気モニタは、一端側に被検者の 鼻と口を覆う拡径部１１を、また他端側に呼気出口としての縮径部１２を有する 略漏斗状のマスク部１０と、このマスク部１０の前記縮径部１２に配置した炭酸 ガス検知センサ２０と、この炭酸ガス検知センサ２０の駆動回路部４０と、この 駆動回路部と前記炭酸ガス検知センサとを電気的に接続するリード線３０とから 構成されている。

【００１３】 マスク部１０は、軽量で弾力性のあるゴムまたはプラスチックの成形により作 られたものであることが好ましく、その拡径部１１の直径は被検者の鼻と口を覆 い、この被検者の呼気を縮径部１２へと送気するに十分な大きさに設計されてい ることが望ましい。

【００１４】 また、マスク部１０には例えば被検者の耳に引っ掛けてマスク部１０を安定に 固定するためのベルト状ホルダー１３が設けられている。このホルダー１３は図 示した以外にも、被検者の口元にマスク部１０を固定して載置できるスタンド状 のものであっても良い。

【００１５】 マスク部１０の縮径部１２には、炭酸ガス検知センサ２０が金具などの固定具 ２１により取付けられている。

【００１６】 炭酸ガス検知センサ２０に連結されたリード線３０は、センサ駆動回路部４０ と電気的に接続されており、炭酸ガス検知センサ２０に発熱のための電力を供給 すると共に、炭酸ガス検知センサ２０で検出した電気信号をセンサ駆動回路部４ ０および必要に応じて設けられる出力信号処理回路５０へ伝達する役目を兼ねて いる。

【００１７】 図３にこの考案で用いる炭酸ガス検知センサ２０の構造の一例を示す。

【００１８】 図３において、２０は炭酸ガス検知センサ、２１は検知電極である。この検知 電極２１は、例えば白金黒を付着した白金網上にアルカリ土類金属炭酸塩とアル カリ金属炭酸塩との固溶体からなる検知材料層２２を被覆したものである。

【００１９】 ２３は固体電解質であり、また２４は基準電極であって、例えば白金黒を付着 した白金網で形成され、被検ガス（排気ガス）から遮蔽するためにガラスなどか らなるカバー２７で覆って封印してある。なお、２５はセラミック基板であり、 ２６は基板の裏面に設けられた白金膜からなるヒーターである。

【００２０】 検知電極２１における固溶体からなる検知材料層２２を形成するアルカリ土類 金属炭酸塩としては、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウムおよび炭酸バリウム などが好ましく用いられ、これらは一種のみならず二種以上を用いても良い。さ らに、アルカリ金属炭酸塩としては、炭酸リチウム、炭酸ナトリウムおよび炭酸 カリウムなどが好ましく用いられ、これらは一種のみならず二種以上を用いても 良い。しかして、検知電極２１として上記したようなアルカリ土類金属炭酸塩と アルカリ金属炭酸塩との固溶体、特にアルカリ金属炭酸塩の結晶を含まない固溶 体からなる検知材料層２２が被覆されたものを用いることによって、炭酸ガスに 対する起電力特性が被検者の呼気中の水分の影響を受けにくくなり、呼気中の炭 酸ガス濃度を高レスポンスでかつ高感度にモニタすることが可能となる。

【００２１】 固体電解質２３としては、例えばβ−アルミナ、NASICON の焼結体などの他、 適宜のナトリウムイオン伝導体を用いることができる。また基準電極２４には、 たとえば白金黒を付着した白金網等で形成したものが用いられ、場合によっては 検知電極２１と同様にアルカリ土類金属炭酸塩とアルカリ金属炭酸塩との固溶体 で被覆されていてもよい。このような基準電極２４は、カバーで覆って被検ガス 中の炭酸ガスの濃度の影響を受ないようにすることが好ましい。

【００２２】 以上のように構成された炭酸ガス検知センサ２０は、４００℃から６００℃に 加温され、検知電極２１と接触する被検ガス中の炭酸ガスの分圧に対応して検知 電極２１と基準電極２４との間に発生する起電力を測定することにより、被検ガ ス中の炭酸ガス濃度を正確に検出することができる。

【００２３】 また、図４はこの考案の呼気モニタの他の実施例を示し、マスク部１０の縮径 部１２における炭酸ガス検知センサ２０よりも拡径部１１側に、被検者の呼気に 応じて開放する逆止弁１４を設けると共に、マスク部１０の一部に吸気口１５を 設けた点が上記図１および図２に示した実施例と相違している。

【００２４】 本実施例によれば、被検者の呼気に応じて開放する逆止弁１４を配置すること によって、被検者の呼気を正確に炭酸ガス検知センサ２０へと送ることができ、 また給気口１５から吸入される新鮮な外気により被検者に呼吸困難などを生ずる 心配がなくなる。なお、逆止弁１４と給気口１５は必ずしも両者共設ける必要は なく、いずれか一方のみを設けてそれぞれの性能を期待することも可能である。

【００２５】 さらに、とくに酸素吸入などを必要とする重症患者を被検者とする場合には、 給気口１５に酸素ボンベを連結することによって、吸入される酸素と呼気中の炭 酸ガス濃度から、被検者の病状を把握することができる。

【００２６】 図５はこの考案の呼気モニタが連結される出力信号処理回路５０を示し、炭酸 ガス検知センサ２０で検知され、センサ駆動回路部４０から出力信号処理回路５ ０に入力された出力信号は、まずパルス整形され、次いで周波数−電圧変換され た後、例えば異常判断の判定がなされ、異常がある場合には警報器が発信するよ うに設定されているため、例えば夜間などにおける重症患者の看護および病状把 握を有効に実施することができる。

【００２７】 また、この考案の呼気モニタは、上記したような重症患者、寝たきり老人およ び新生児などの病状把握のような医療用に有効に利用できるばかりでなく、スポ ーツをする者にとって、運動中または運動後の運動量をモニタするための簡易測 定具としても有効に利用することができる。

【００２８】 すなわち、従来運動量をモニタする手段としては、運動器具からの運動量の検 出および心泊数からの検出などが行われていたが、この考案の呼気モニタにより 、運動中および運動後の呼気中の炭酸ガス濃度を測定し、この測定結果を即座に 表示できるようにすれば、他の心泊数などのモニタ結果と併せて、被検者にとっ て最適の運動量を把握したり、また測定までの正確な運動量を把握することが可 能である。

【００２９】 したがって、この考案の呼気モニタは上記したように小型でハンディタイプで あることも加えて、近年の健康ブームに十分答える機能を発揮するものであると いえる。

【００３０】

【考案の効果】

以上説明したように、この考案の呼気モニタは、小型かつハンディタイプで、 吸引ポンプなどの他部品を必要とすること無く、呼気中の炭酸ガス濃度をリアル タイムで高感度にモニタすることができる。

【００３１】 したがって、この考案の呼気モニタは、そのすぐれた機能を生かして、医療用 およびスポーツ用などの用途に広く活用が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの考案の呼気モニタの一実施例を示す
一部切欠き側面図である。

【図２】図２は図１におけるマスク部の裏面図である。

【図３】図３はこの考案の呼気モニタで用いる炭酸ガス
検知センサの断面図である。

【図４】図４はこの考案の呼気モニタの他の実施例を示
す一部切欠き側面図である。

【図５】図５はこの考案の呼気モニタで用いる出力信号
処理回路の説明図である。

【図６】図６はこの考案の呼気モニタを用いての測定例
を示す図である。

【符号の説明】

１０ マスク部 １１ 拡径部 １２ 縮径部 ２０ 炭酸ガス検知センサ ３０ リード線 ４０ センサ駆動回路部

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端側に被検者の鼻と口を覆う拡径部
   を、また他端側に呼気出口としての縮径部を有する略漏
   斗状のマスク部と、このマスク部の前記縮径部に配置し
   た炭酸ガス検知センサと、この炭酸ガス検知センサの駆
   動回路部と、この駆動回路部と前記炭酸ガス検知センサ
   とを電気的に接続するリード線とから構成したことを特
   徴とする呼気モニタ。
2. 【請求項２】 炭酸ガス検知センサがイオン伝導体を挟
   んで検知電極と基準電極とを対設してなり、前記検知電
   極にアルカリ土類金属炭酸塩とアルカリ金属炭酸塩との
   固溶体からなる検知材料層が被覆されたものであること
   を特徴とする請求項１に記載の呼気モニタ。
3. 【請求項３】 マスク部の縮径部における炭酸ガス検知
   センサよりも拡径部側に、被検者の呼気に応じて開放す
   る逆止弁を設けたことを特徴とする請求項１、２に記載
   の呼気モニタ。
4. 【請求項４】 マスク部の一部に吸気口を設けたことを
   特徴とする請求項１、２、３に記載の呼気モニタ。