JPH0426703B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0426703B2 JPH0426703B2 JP60166914A JP16691485A JPH0426703B2 JP H0426703 B2 JPH0426703 B2 JP H0426703B2 JP 60166914 A JP60166914 A JP 60166914A JP 16691485 A JP16691485 A JP 16691485A JP H0426703 B2 JPH0426703 B2 JP H0426703B2
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- JP
- Japan
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- heat
- air
- airway
- exhaled
- platinum
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
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Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、生体、特に新生児、未熟児の呼気を
CO2を基に検出する呼気ガスモニタ用CO2センサ
に関するものである。
CO2を基に検出する呼気ガスモニタ用CO2センサ
に関するものである。
一般的には呼気を検出する簡単な方法として感
熱式のサーミスタ法があるが、サーミスタを鼻に
直接取付けるために、大人に対しては適している
にしても新生児に対しては使用が難しく、また保
育器中の未熟児のアプニア（無呼吸）モニタとし
ては、器内が加温されているために呼気の吸気に
対する温度弁別が難しく使用できなかつた。そこ
で、新生児に適したアプニアモニタとしては、胸
部に貼着した２個の電極間のインピーダンスが呼
吸による肺内ガス量の変化に対して変動するのを
検出するインピーダンス法がある。しかしなが
ら、この場合体動によつてもインピーダンスが変
動するために両者の弁別度が低く、実際には無呼
吸であつても変動が検出される場合があり、信頼
性に欠ける問題がある。
熱式のサーミスタ法があるが、サーミスタを鼻に
直接取付けるために、大人に対しては適している
にしても新生児に対しては使用が難しく、また保
育器中の未熟児のアプニア（無呼吸）モニタとし
ては、器内が加温されているために呼気の吸気に
対する温度弁別が難しく使用できなかつた。そこ
で、新生児に適したアプニアモニタとしては、胸
部に貼着した２個の電極間のインピーダンスが呼
吸による肺内ガス量の変化に対して変動するのを
検出するインピーダンス法がある。しかしなが
ら、この場合体動によつてもインピーダンスが変
動するために両者の弁別度が低く、実際には無呼
吸であつても変動が検出される場合があり、信頼
性に欠ける問題がある。
このため、第３図に示すように、白金等の感熱
する熱線でブリツジを構成し、対向する対をそれ
ぞれサンプルガス及びリフアレンスガスの供給さ
れる別系統の気路に配置することにより、両ガス
の熱伝導度の相異によりHeガス等を不平衡出力
として検出するカサロメータもある。しかしなが
ら、この場合熱線、即ち感熱素子が気路側部の大
きな容積部分に配置されているために、未熟児、
新生児の２〜３Hzの呼吸には応答し得ず、またリ
フアレンスガスが別系統であるために互の流量関
係が変動して不平衡出力が生じる場合があり、少
量の呼気を高信頼度下で測定するのは難しい。そ
の外、チユーブで吸引した呼吸気中のCO2を赤外
線式のCO2センサで検出することも考えられる
が、当然高価になる。
する熱線でブリツジを構成し、対向する対をそれ
ぞれサンプルガス及びリフアレンスガスの供給さ
れる別系統の気路に配置することにより、両ガス
の熱伝導度の相異によりHeガス等を不平衡出力
として検出するカサロメータもある。しかしなが
ら、この場合熱線、即ち感熱素子が気路側部の大
きな容積部分に配置されているために、未熟児、
新生児の２〜３Hzの呼吸には応答し得ず、またリ
フアレンスガスが別系統であるために互の流量関
係が変動して不平衡出力が生じる場合があり、少
量の呼気を高信頼度下で測定するのは難しい。そ
の外、チユーブで吸引した呼吸気中のCO2を赤外
線式のCO2センサで検出することも考えられる
が、当然高価になる。
よつて、本発明は、新生児等の速い呼吸に追従
して呼気CO2を確実に検出できる熱線式の呼気ガ
スモニタ用CO2センサを提供することを目的とす
る。
して呼気CO2を確実に検出できる熱線式の呼気ガ
スモニタ用CO2センサを提供することを目的とす
る。
本発明は、この目的を達成するために、第１図
に示すように、一方側から吸引ポンプ５で吸気さ
れ、かつ途中にCO2吸収剤２を配置された気路４
の両側に、定電圧又は定電流電源６で給電されて
熱線となり、かつ抵抗値変化で感熱する感熱素子
１，３を直接配置し、両側の感熱素子１，３間の
抵抗値の不平衡を不平衡検出回路７で電圧又は電
流的に検出するようにした。感熱素子１，３とし
ては白金、ニクロム線、サーミスタ、シリコンチ
ツプ上の半導体素子等が考えられる。
に示すように、一方側から吸引ポンプ５で吸気さ
れ、かつ途中にCO2吸収剤２を配置された気路４
の両側に、定電圧又は定電流電源６で給電されて
熱線となり、かつ抵抗値変化で感熱する感熱素子
１，３を直接配置し、両側の感熱素子１，３間の
抵抗値の不平衡を不平衡検出回路７で電圧又は電
流的に検出するようにした。感熱素子１，３とし
ては白金、ニクロム線、サーミスタ、シリコンチ
ツプ上の半導体素子等が考えられる。
ポンプ５は、気路４の他方側からCO2吸収剤２
を通して呼吸気を吸引している。CO2の熱伝導率
は0゜、１気圧で1.45×104J／cmSK゜そして空気は
2.41×104J／cmSK゜であるために、感熱素子１の
周囲に呼吸気流中の呼気部分が流入すると感熱素
子１では収奪される発熱量が減少し、一方感熱素
子３ではCO2の不存在により発熱収奪量の減少は
生じない。したがつて、通常は両感熱素子１，３
の検出電圧又は電流は平衡しているが、呼気が感
熱素子１を通過するとその抵抗値を変化させるた
めに両感熱素子１，３間の検出電圧又は電流に不
平衡が生じ、この不平衡を不平衡検出回路７が呼
気信号として検出する。
を通して呼吸気を吸引している。CO2の熱伝導率
は0゜、１気圧で1.45×104J／cmSK゜そして空気は
2.41×104J／cmSK゜であるために、感熱素子１の
周囲に呼吸気流中の呼気部分が流入すると感熱素
子１では収奪される発熱量が減少し、一方感熱素
子３ではCO2の不存在により発熱収奪量の減少は
生じない。したがつて、通常は両感熱素子１，３
の検出電圧又は電流は平衡しているが、呼気が感
熱素子１を通過するとその抵抗値を変化させるた
めに両感熱素子１，３間の検出電圧又は電流に不
平衡が生じ、この不平衡を不平衡検出回路７が呼
気信号として検出する。
呼吸気をサンプルする流量が変動しても両感熱
素子１，３には等しく作用し、したがつて不平衡
は生じない。
素子１，３には等しく作用し、したがつて不平衡
は生じない。
１０は、内部を例えば30℃の定温に保持された
閉鎖式の保育器８中の未熟児の鼻中に挿入された
チユーブ９から呼吸気を供給される気路である。
この気路は、白金１１，１１ａの配置されるブロ
ツク１０ａと、粒状のCO2吸収剤１９の収納され
るより大きな径のブロツク１０ｂと、白金１１
ｂ，１１ｃの配置されたブロツク１０ｃとより構
成されている。白金１１，１１ａ，１１ｂ，１１
ｃは、径及び長さ、即ち抵抗値がそれぞれ同一で
あり、直径が10μオーダの熱線及び感熱素子とし
て機能し、４辺のブリツジ回路を構成している。
閉鎖式の保育器８中の未熟児の鼻中に挿入された
チユーブ９から呼吸気を供給される気路である。
この気路は、白金１１，１１ａの配置されるブロ
ツク１０ａと、粒状のCO2吸収剤１９の収納され
るより大きな径のブロツク１０ｂと、白金１１
ｂ，１１ｃの配置されたブロツク１０ｃとより構
成されている。白金１１，１１ａ，１１ｂ，１１
ｃは、径及び長さ、即ち抵抗値がそれぞれ同一で
あり、直径が10μオーダの熱線及び感熱素子とし
て機能し、４辺のブリツジ回路を構成している。
１２は一定の低流量例えば10c.c.／minで吸引す
る吸引ポンプであり、この状態でブロツク１０ａ
の容積は応答特性を良くするために0.1c.c.以下に
してある。１３は前述のブリツジ回路の定電圧
源、１４は不平衡検出回路として機能する差動増
幅器、１５はその差動出力を計数し、かつ例えば
10秒でリセツトされるカウンタ、１６は単位時間
当りに換算した計数値を呼吸数として表示する数
値表示器、１７はその計数値が所定値を下廻ると
警報音を発する警報器、１８はCO2レベルをモニ
タするためのブラウン管表示器である。
る吸引ポンプであり、この状態でブロツク１０ａ
の容積は応答特性を良くするために0.1c.c.以下に
してある。１３は前述のブリツジ回路の定電圧
源、１４は不平衡検出回路として機能する差動増
幅器、１５はその差動出力を計数し、かつ例えば
10秒でリセツトされるカウンタ、１６は単位時間
当りに換算した計数値を呼吸数として表示する数
値表示器、１７はその計数値が所定値を下廻ると
警報音を発する警報器、１８はCO2レベルをモニ
タするためのブラウン管表示器である。
動作は次の通りである。
白金１１〜１１ｃは定電圧源１３により給電さ
れ、例えば100℃程度に加熱されている。保育器
８中の未熟児の呼吸気は、チユーブ９及び気路１
０を通してポンプ１２により吸引され、CO2を含
む呼気が呼吸周期に応じて吸気に代つて気路１０
に流入する。したがつて、呼気が白金１１，１１
ａの領域に流入している間これらの温度が上昇し
て正の温度係数により抵抗値が高くなる。一方、
白金１１ｂ，１１ｃの領域には、CO2吸収剤１９
ｂでCO2を吸収され、かつその大きな容積を拡散
した呼吸気が流入し、したがつてほとんどCO2を
含まず、しかも呼気及び吸気間に生じる可能性の
ある流入量の変動も平滑されている。これによ
り、白金１１ｂ，１１ｃの温度は常に一定であ
り、呼気が白金１１，１１ａの周囲を通過中には
これらの抵抗値の変動に相当する不平衡電圧が差
動増幅器１４に入力する。したがつて、その差動
出力として呼気波が検出されてブラウン管表示器
１８で波形表示され、カウンタ１５ではその計数
が行なわれ、数値表示器１６には単位時間に換算
した呼吸数が表示される。計数した単位時間当り
の呼気数が、予め設定した数を下廻ると警報器１
７は警報音を発する。
れ、例えば100℃程度に加熱されている。保育器
８中の未熟児の呼吸気は、チユーブ９及び気路１
０を通してポンプ１２により吸引され、CO2を含
む呼気が呼吸周期に応じて吸気に代つて気路１０
に流入する。したがつて、呼気が白金１１，１１
ａの領域に流入している間これらの温度が上昇し
て正の温度係数により抵抗値が高くなる。一方、
白金１１ｂ，１１ｃの領域には、CO2吸収剤１９
ｂでCO2を吸収され、かつその大きな容積を拡散
した呼吸気が流入し、したがつてほとんどCO2を
含まず、しかも呼気及び吸気間に生じる可能性の
ある流入量の変動も平滑されている。これによ
り、白金１１ｂ，１１ｃの温度は常に一定であ
り、呼気が白金１１，１１ａの周囲を通過中には
これらの抵抗値の変動に相当する不平衡電圧が差
動増幅器１４に入力する。したがつて、その差動
出力として呼気波が検出されてブラウン管表示器
１８で波形表示され、カウンタ１５ではその計数
が行なわれ、数値表示器１６には単位時間に換算
した呼吸数が表示される。計数した単位時間当り
の呼気数が、予め設定した数を下廻ると警報器１
７は警報音を発する。
以上、本発明によれば、赤外線分析器等に因る
ことなく、１系統の気路でリフアレンスガスが得
られる安価で簡便な熱線式の呼吸気用CO2センサ
が実現可能となる。１系統の気路で得られたリフ
アレンスガスを基に不平衡検出回路で呼気信号を
検出するために、サンプリング流量の変動の影響
を蒙ることなく、僅かなCO2ガスでも高精度に測
定できる。感熱素子が気路自体に配置されるため
に形状的に呼吸気の拡散を少なくして応答速度を
高めることができる。つまり僅かな呼気をチユー
ブで導出して高信頼度でCO2を高速で検出できる
ために、未熟児、新生児用のアプニアモニタとし
て効果的である。
ことなく、１系統の気路でリフアレンスガスが得
られる安価で簡便な熱線式の呼吸気用CO2センサ
が実現可能となる。１系統の気路で得られたリフ
アレンスガスを基に不平衡検出回路で呼気信号を
検出するために、サンプリング流量の変動の影響
を蒙ることなく、僅かなCO2ガスでも高精度に測
定できる。感熱素子が気路自体に配置されるため
に形状的に呼吸気の拡散を少なくして応答速度を
高めることができる。つまり僅かな呼気をチユー
ブで導出して高信頼度でCO2を高速で検出できる
ために、未熟児、新生児用のアプニアモニタとし
て効果的である。
第１図は本発明の呼気ガスモニタ用CO2センサ
の構成図、第２図は本発明の実施例による呼気ガ
スモニタ用CO2センサの構成図及び第３図は従来
のカサロメータの要部を示す図である。 １，３…感熱素子、２，１９…CO2吸収剤、
４，１０…気路、１１〜１１ｃ…白金、５，１２
…吸引ポンプ、１４…差動増幅器。
の構成図、第２図は本発明の実施例による呼気ガ
スモニタ用CO2センサの構成図及び第３図は従来
のカサロメータの要部を示す図である。 １，３…感熱素子、２，１９…CO2吸収剤、
４，１０…気路、１１〜１１ｃ…白金、５，１２
…吸引ポンプ、１４…差動増幅器。
Claims (1)
- １ 一方側の端部から吸気するように他方側の端
部に吸引ポンプが取付けられた気路の途中にCO2
吸収剤を配置すると共に、前記CO2吸収剤の両側
に電源で給電されて発熱し、かつ抵抗値変化とし
て感熱する感熱素子を配置し、これら両側の発熱
素子間の抵抗値の不平衡を呼気ガス信号として不
平衡検出回路で検出するようにして成る呼気ガス
モニタ用CO2センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60166914A JPS6228653A (ja) | 1985-07-30 | 1985-07-30 | 呼気ガスモニタ用ｃｏ↓２センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60166914A JPS6228653A (ja) | 1985-07-30 | 1985-07-30 | 呼気ガスモニタ用ｃｏ↓２センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6228653A JPS6228653A (ja) | 1987-02-06 |
| JPH0426703B2 true JPH0426703B2 (ja) | 1992-05-08 |
Family
ID=15839982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60166914A Granted JPS6228653A (ja) | 1985-07-30 | 1985-07-30 | 呼気ガスモニタ用ｃｏ↓２センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6228653A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150005657A1 (en) * | 2012-02-09 | 2015-01-01 | Koninklijke Philips N.V. | Gas sampling device and method |
| EP3349710B1 (en) * | 2015-09-15 | 2025-07-02 | Koninklijke Philips N.V. | Neonatal incubator |
| JP7162315B1 (ja) * | 2022-05-20 | 2022-10-28 | 新コスモス電機株式会社 | 揮発性物質モニタリングシステムおよび揮発性物質モニタリング方法 |
-
1985
- 1985-07-30 JP JP60166914A patent/JPS6228653A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6228653A (ja) | 1987-02-06 |
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