JPH08233805A - 炭酸ガス濃度測定装置 - Google Patents

炭酸ガス濃度測定装置

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JPH08233805A
JPH08233805A JP7034967A JP3496795A JPH08233805A JP H08233805 A JPH08233805 A JP H08233805A JP 7034967 A JP7034967 A JP 7034967A JP 3496795 A JP3496795 A JP 3496795A JP H08233805 A JPH08233805 A JP H08233805A
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博光 粕谷
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 呼気の炭酸ガス濃度を濃度に応じた音により
報知する。 【構成】 本発明の炭酸ガス濃度測定装置は、呼吸ガス
から経時的に炭酸ガス濃度に応じて変化する信号を検出
して炭酸ガス濃度を算定する炭酸ガス濃度測定装置にお
いて、算定された炭酸ガス濃度に対応する濃度信号から
呼気毎に最大値を検出し、各最大値と予め定めた複数の
濃度範囲に対応する濃度信号とを比較し、各濃度範囲毎
に異なる制御信号を出力する炭酸ガス濃度演算手段と、
制御信号に基づき炭酸ガス濃度に応じた音を報知する報
知手段とにより構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炭酸ガス測定の際、炭
酸ガス濃度に応じた音を報知する炭酸ガス濃度測定装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、交通事故等の医療救急現場で
は、患者の呼吸ガスの濃度を測定するため炭酸ガス濃度
測定装置が使用されている。救急現場では電源の都合か
ら電池を使用した携帯用の測定装置が要求される。従来
の炭酸ガス濃度測定装置は、濃度表示手段としてＬＥＤ
等の発光素子を使用したバーグラフ表示装置を使用し、
患者の呼気時の炭酸ガス濃度に応じてバーの長さが変化
するように構成されている。このバーグラフ表示装置の
側部には炭酸ガス濃度を表す数値が付記され、呼気時の
炭酸ガス濃度を判読できるようになっている
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、緊急を
要する事故現場は昼夜或いは場所を問わず発生する。バ
ーグラフ表示装置では、例えば明るい昼間時ではバーグ
ラフの表示が見にくく、夜間ではバーグラフの表示は鮮
明になるが、側部に付記された数値を読み取ることがで
きないため、バーグラフ表示のみでは患者の呼気時の炭
酸ガス濃度が正確に把握できない不都合があった。従っ
て、本発明は上記課題に鑑み、炭酸ガス濃度に応じた音
を報知させることができる炭酸ガス濃度測定装置を提供
することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明の炭
酸ガス濃度測定装置は、呼吸ガスから経時的に炭酸ガス
濃度に応じて変化する信号を検出して炭酸ガス濃度を算
定する炭酸ガス濃度測定装置において、吸気毎の炭酸ガ
ス濃度に対応する濃度信号を検出し、該濃度信号と予め
定めた複数の濃度範囲に対応する濃度値とを比較し、各
濃度範囲毎に異なる制御信号を出力する炭酸ガス濃度演
算手段と、制御信号に基づき炭酸ガス濃度に応じた音を
報知する報知手段とを具える。
【０００５】請求項２に係る発明は、請求項１記載の炭
酸ガス濃度測定装置において、報知手段が制御信号によ
り、各濃度範囲に応じて予め設定した呼気毎に異なる回
数の断続音を報知する。
【０００６】請求項３に係る発明は、請求項１記載の炭
酸ガス濃度測定装置において、報知手段が、濃度信号の
大きさに応じた周波数に変換する手段を有し、制御信号
により各濃度範囲に応じて予め設定した異なる周波数の
音を呼気毎に報知するようにした。
【０００７】請求項４に係る発明は、請求項１記載の炭
酸ガス濃度測定装置において、報知手段が、濃度信号の
大きさに応じた周波数に変換する手段を有し、濃度信号
の変化に応じた音を呼気毎に報知するようにした。
【０００８】
【作用】請求項１に係る発明では、炭酸ガス濃度演算手
段において、吸気毎の炭酸ガス濃度に対応する濃度信号
から呼気毎に最大値を検出し、該値と予め定めた複数の
濃度範囲に対応する濃度値とを比較し、各濃度範囲毎に
異なる制御信号を出力し、報知手段から制御信号に応じ
た音を報知する。
【０００９】請求項２に係る発明では、制御信号によ
り、報知手段から各濃度範囲に応じて予め設定した呼気
毎に異なる回数の断続音を報知させる。
【００１０】請求項３に係る発明では、報知手段に濃度
信号の大きさに応じた周波数に変換する手段を設け、制
御信号により各濃度範囲に応じて予め設定した異なる周
波数の音を呼気毎に報知させる。
【００１１】請求項４に係る発明では、報知手段に、濃
度信号の大きさに応じた周波数に変換する手段を設け、
濃度信号の変化に応じた音を呼気毎に報知させる。
【００１２】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の炭酸ガス濃度
測定装置の実施例について説明する。図１は、本発明の
一実施例の構成を示すブロック図である。図２は、図１
の実施例の処理を示すフローチャートである。図３は、
炭酸ガス濃度波形図で、呼気毎に検出されるピーク点を
示している。図４は、図１の実施例による４種の報知例
を示す。図５は、図１の他の実施例の要部を示す概略ブ
ロック図である。図６は、図５の他の実施例の４種の報
知例を示す。図７は、図５の他の実施例による他の報知
例を示す。図８は、図７の報知例における無呼吸検出時
の処理を示すフローチャートである。
【００１３】図１において、１は濃度信号検出部で、赤
外線を発光する光源２、及び通気管Ｔ及び通気管Ｔを介
して光源２に対向する、例えばサーモパイルから成る赤
外線センサ３から構成されている。赤外線センサ２の受
光面には、呼気ガス中の炭酸ガスにより吸収される波長
（およそ４．３μｍ）のフィルタＦが配置されている。
通気管Ｔには、光源２に対応する部分及び赤外線センサ
３に対応する部分に、サファイア等の光透過部材で構成
され且つ防曇加工が施された窓Ｗ１及びＷ２が形成さ
れ、光源２から赤外線センサ３へ赤外線が透過できるよ
うになっている。また、通気管Ｔの一方の端部（図の左
側）は被検者の口に挿入される挿入端、他方の端部（図
の右側）が大気中への開放端となる。
【００１４】４は、例えば定電流回路から成る光源駆動
部で、スイッチＳＷによりオン／オフされる。スイッチ
ＳＷは、例えばトランジスタ等の半導体スイッチで構成
され、後述する制御部８から出力される制御信号により
所定周期でオン／オフされる。このスイッチＳＷは、赤
外線センサ３をサーモパイルで構成した場合、周囲温度
の変動や窓Ｗ１及びＷ２の曇り等に起因する出力電圧の
ドリフトや感度変化を補正するために設けられ、例えば
１呼吸（吸気及び呼気）毎、或いは１分毎にオン／オフ
される。
【００１５】５は、赤外線センサ３の検出電圧を増幅す
る増幅器、６は、増幅器５の出力をデジタル信号に変換
するアナログ−デジタル変換器である。
【００１６】７は炭酸ガス濃度演算部で、ＣＰＵから成
る制御部８、ＲＡＭ９及びＲＯＭ１０から構成され、Ｒ
ＯＭ１０に予め記憶された制御プログラムに基づき、赤
外線センサ３の出力電圧のドリフト補正及び感度補正を
して炭酸ガス濃度の演算を行い、算定された炭酸ガス濃
度に対応した濃度信号のピーク値を呼気毎に検出する。
ＲＡＭ９は、設定データや処理データ等を一時的に記憶
する。また、炭酸ガス濃度演算部７は、ＲＯＭ１０の制
御プログラムに予め定められた炭酸ガス濃度の複数の範
囲と算定された炭酸ガス濃度との比較結果に基づいて、
後述する音表示部１２に制御信号を送出する。
【００１７】１１は、例えば複数のボタンより成る操作
部で、光源２のオン／オフの周期等のパラメータの設
定、所要データの設定等を行う。
【００１８】１２は、例えばブザー或いはスピーカ等の
音響素子から成る音表示部で、炭酸ガス濃度演算部７か
ら出力される炭酸ガス濃度に応じた制御信号により呼気
毎に音を報知する。
【００１９】１３は、例えば複数のＬＥＤ（発光ダイオ
ード）を直線状に配置してバーグラフを表示する光表示
部で、側部に炭酸ガス濃度に応じた数値が印刷等により
付されている。バーグラフ表示を行う光表示部１３は、
従来公知のものが使用できる。
【００２０】図２に示すフローチャート及び図４に示す
報知例に基づき、上記構成の報知処理について説明す
る。最初に電源をオンにして装置の初期化を行う（ステ
ップＳ１）。
【００２１】濃度信号検出部１は、通気管Ｔを流通する
呼吸ガスに光源２から赤外線を透過させ、含まれる炭酸
ガスの濃度に応じた光を赤外線センサ３により検出して
濃度信号を出力する（ステップＳ２）。濃度信号は、増
幅器５及びアナログ−デジタル変換器６を介して炭酸ガ
ス濃度演算部７に取り込まれ、炭酸ガス濃度の算定が行
われる（ステップＳ３）。
【００２２】呼気時の炭酸ガス濃度を算定する際に、炭
酸ガス濃度のピーク点を各呼気毎に検出する（ステップ
Ｓ４）。この場合、図３に示すように、制御部８により
算定された炭酸ガス濃度からピーク点Ｐ１及びＰ２が夫
々呼気毎に検出される。
【００２３】制御部８は、炭酸ガス濃度が２０mmＨｇを
越えた場合（ステップＳ５）、報知１の制御信号を音表
示部１２に出力し、図４Ａに示す断続音を発生させる。
この報知１では、例えば持続期間及び間隔が夫々５０ｍ
ｓの３回の断続音を呼気毎に発生する。
【００２４】炭酸ガス濃度が１０mmＨｇを越え２０mmＨ
ｇ以下の場合（ステップＳ６）、制御部６は報知２の制
御信号を音表示部１２に出力し、図４Ｂに示す断続音を
発生させる。この報知２の断続音は、例えば持続期間及
び間隔が夫々５０ｍｓの２回の断続音を呼気毎に発生す
る。
【００２５】炭酸ガス濃度が５mmＨｇを越え１０mmＨｇ
以下の場合（ステップＳ７）、制御部６は報知３の制御
信号を音表示部１２に出力し、図４Ｃに示す音を発生さ
せる。この報知３の音は、呼気毎に、例えば持続期間が
５０ｍｓの単音を１回、呼気毎に発生する。
【００２６】上記ステップＳＳ５〜Ｓ７の各濃度判定に
おいて、それらの範囲にないと判定された場合、下位の
ステップに夫々移行する。
【００２７】炭酸ガス濃度が５mmＨｇ以下に低下した危
険な状態の場合（ステップＳ８）、その継続時間例えば
３０秒を越えたか否か判定し（ステップＳ９）、３０秒
以上続いた場合、無呼吸状態として、制御部８は報知４
の制御信号を音表示部１２に出力し、図４Ｄに示す音を
発生させる。この報知４では、８００ｍｓの周期で持続
期間及び間隔が５０ｍｓの音を２回ずつ発生させ、緊急
状態であることを報知する。
【００２８】ステップＳ８において、炭酸ガス濃度が５
mmＨｇ以下でないと判定された場合、ステップＳ２に戻
り上記処理を繰り返す。また、ステップＳ９において、
炭酸ガス濃度が５mmＨｇ以下の状態が３０秒に満たない
場合、ステップＳ２に戻り上記処理を繰り返す。
【００２９】また、ステップＳ３において算定された炭
酸ガス濃度データは、光表示部１３に出力され、呼吸時
の炭酸ガス濃度を、従来と同様に、濃度に応じて伸縮す
るバーグラフとして常時表示する。
【００３０】従って、本例では、炭酸ガス濃度の変動に
応じて呼気時の断続音の回数も変化するので、炭酸ガス
濃度の判別が可能となる。
【００３１】図５は、他の実施例の要部を示す概略図で
ある。図１の実施例に対応する部分には同一の符号を付
した。図５において、音表示部１２は、デジタル−アナ
ログ変換器１２ａ、濃度信号を周波数に変換する電圧周
波数発振器（ＶＣＯ）１２ｂ及び音を報知する、例えば
ブザー又は小形スピーカから成る音響素子１２ｃから成
る。
【００３２】上記構成において、制御部８から炭酸ガス
濃度に応じた濃度信号が出力され、デジタル−アナログ
変換器１２ａによりアナログ信号に変換され、ＶＣＯ１
２ｂに送られる。ＶＣＯ１２ｂは、濃度信号を入力して
周波数に変換して音響素子１２ｃに出力する。音響素子
１２ｃは、濃度信号に応じた周波数の音を発生する。例
えば、炭酸ガス濃度が高い場合には周波数の高い音を発
生し、濃度が低い場合には周波数の低い音を発生するよ
うになっている。炭酸ガス濃度の判定処理は、図２のフ
ローチャートで前述したステップＳ５〜Ｓ９と同一のた
め、説明を省略する。
【００３３】図６は、音響素子１２ｃ（図５）から発生
する音の４種の報知例を示す。即ち、炭酸ガス濃度が２
０mmＨｇを越えた場合は報知１として、例えば３ＫＨｚ
の単音を呼気毎に２００ｍｓ間発生する（図６Ａ）。炭
酸ガス濃度が１０mmＨｇを越え２０mmＨｇ以下の場合は
報知２として、例えば１ＫＨｚの単音を２００ｍｓ間発
生する（図６Ｂ）。また、炭酸ガス濃度が５mmＨｇを越
え１０mmＨｇ以下の場合は報知３として、例えば７５０
Ｈｚの単音を２００ｍｓ間発生する（図６Ｃ）。更に、
炭酸ガス濃度が５mmＨｇ以下で、その期間が３０秒以上
継続した場合は無呼吸状態であるから、報知４として、
例えば１０ＫＨｚで５０ｍｓ間隔の２回の断続音を８０
０ｍｓの周期で発生する（図６Ｄ）。このように、患者
の呼気時の炭酸ガス濃度が低下すると、周波数の低い音
が報知され且つ緊急性の高い無呼吸状態ではその状態を
速やかに認識できるように発生回数を変えてあるので、
炭酸ガス濃度の状態が音の高低により容易に判別可能と
なる。
【００３４】図７は、図５の第２の実施例による他の報
知例を示す。この例は、呼気時に変化する炭酸ガス濃度
に応じて周波数の異なる音を連続して発生させるように
したものである。即ち、呼気時に炭酸ガス濃度が高くな
るにつれて周波数も高くなる連続音が発生される。炭酸
ガス濃度が低下する場合はこの逆である。
【００３５】図８は、図５の第３の実施例における報知
４の処理を示すフローチャートである。この場合、図２
に示したフローチャートにおいて、炭酸ガス濃度のピー
ク値検出のステップＳ４から、炭酸ガス濃度が５mmＨｇ
以下の判定のステップＳ８に移行する。処理について
は、前述した図２のフローチャートの説明と同様でる。
なお、図８の例では、炭酸ガス濃度の変化に応じて連続
音を発生するため、炭酸ガス濃度演算部７の制御部８
は、ステップＳ５〜Ｓ７に対応する報知１〜報知３の判
定処理は行わない。
【００３６】この例では、呼気毎に炭酸ガス濃度の変化
に応じて、周波数の異なる音が連続して発生されるの
で、患者の呼吸状態が把握し易い。また、第１及び第２
の実施例において、図３に示すように炭酸ガス濃度のピ
ーク点を各吸気毎に検出したが、ピーク点の代わりに終
末吸気値を用いても良い。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように請求項１〜３記載の
発明によれば、予め炭酸ガス濃度の範囲を定め、その濃
度範囲に応じた音を発生させることにより、聴覚により
患者の呼吸時の炭酸ガス濃度の状態を把握することがで
きるので、夜間或いは照明のない場所での患者の炭酸ガ
ス濃度の判定に有効である。
【００３８】また、請求項４記載の発明によれば、炭酸
ガス濃度の変化に応じ音が呼気毎に報知されるので、呼
吸の有無の把握が容易となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の炭酸ガス濃度測定装置の構成を示すブ
ロック図である。
【図２】図１の実施例の報知処理動作を説明するフロー
チャートである。
【図３】図１の実施例における検出されるピーク点を説
明する炭酸ガス濃度波形図である。
【図４】図１の実施例による報知例を示す図である。
【図５】他の実施例の要部を示すブロック図である。
【図６】図５の他の実施例による報知例を示す図であ
る。
【図７】図５の他の実施例における他の報知例を示す図
である。
【図８】図７の報知例における無呼吸を検出する場合の
フローチャートである。
【符号の説明】
１ 濃度信号検出部 ２ 光源 ３ 赤外線センサ ４ 光源駆動部 ５ 増幅器 ６ アナログ−デジタル変換器 ７ 炭酸ガス濃度演算部 ８ 制御部 ９ ＲＡＭ １０ ＲＯＭ １１ 操作部 １２ 音表示部 １２ａ デジタル−アナログ変換器 １２ｂ 電圧周波数発振器 １２ｃ 音響素子 １３ 光表示部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 粕谷 博光 東京都新宿区西落合１丁目31番４号 日本 光電工業株式会社内 (72)発明者 井上 正行 東京都新宿区西落合１丁目31番４号 日本 光電工業株式会社内 (72)発明者 杉浦 正規 東京都新宿区西落合１丁目31番４号 日本 光電工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 呼吸ガスから経時的に炭酸ガス濃度に応
    じて変化する信号を検出して炭酸ガス濃度を算定する炭
    酸ガス濃度測定装置において、 吸気毎の炭酸ガス濃度に対応する濃度信号を検出し、該
    濃度信号と予め定めた複数の濃度範囲に対応する濃度値
    とを比較し、上記各濃度範囲毎に異なる制御信号を出力
    する炭酸ガス濃度演算手段と、 上記制御信号に基づき上記炭酸ガス濃度に応じた音を報
    知する報知手段とを具えることを特徴とする炭酸ガス濃
    度測定装置。
  2. 【請求項２】 報知手段が上記制御信号により、上記各
    濃度範囲に応じて予め設定した呼気毎に異なる回数の断
    続音を報知する請求項１記載の炭酸ガス濃度測定装置。
  3. 【請求項３】 報知手段が、上記濃度信号の大きさに応
    じた周波数に変換する手段を有し、上記制御信号により
    上記各濃度範囲に応じて呼気毎に予め定めた異なる周波
    数の音を報知する請求項１記載の炭酸ガス濃度測定装
    置。
  4. 【請求項４】 報知手段が、上記濃度信号の大きさに応
    じた周波数に変換する手段を有し、上記濃度信号の変化
    に応じた音を呼気毎に報知する請求項１記載の炭酸ガス
    濃度測定装置。
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