JPS60219557A - 呼吸ガスをモニタするための装置と方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、代謝ガスモニタ装置とその方法、特と方法に
係る。

（従来技術） 体重の軽い新生児、特に早産の新生児は肺の発育が充分
でないことがよくあシ、呼吸不全を起こすことがある。

様々なタイプの肺の障害に見合うように新生児を機械呼
吸させれば新生児の救命率がかなシ向上することが判明
した。しかし、新生児に機械呼吸させる上で問題となる
のは、呼吸を正確にモニタすることが非常に難しいこと
である。

この問題点があるため、いかに適切に機械的ベンチレー
タをセットし、新生児が呼吸していなくてもまたは新生
児が呼吸していても適切な循環を生じさせるようにする
かを決定することは困難であつた。実際に、機械呼吸の
危険性の１つに、新生児の肺が過剰膨張することがあっ
た。この過剰膨張はそれ自体が肺音損傷する原因となる
。今までは、胸部レントゲン、動脈血中ガス測定および
／または物理的テスト等の新生児にとって負担の重いし
かも不正確な方法を用いて、ベンチレータが適切にセッ
トされているかどうかを推定していた。

呼吸レベルをいかにセットするかを決定することは別に
、その他の理由によシ新生児の呼吸ガスを分析すること
も重要である。吐き出されたガスに含まれる酸素と二酸
化炭素の量を測定し、吸い込まれたガスに含まれる酸素
と二酸化炭素の量とこれらの量を比較することによシ、
計算を用いて代謝率を決定することができる。この計算
法は、間接熱量測定として周知の方法である。この情報
は、新生児の種々の障害を診断したり適切な栄養摂取量
を決めるのに役にたつ。この情報は、新生児が非常な早
産児であったり危篤状態にある場合特に重要である。出
産直後の不適切な栄養摂取が一生続く障害の原因となっ
たり発育不良の原因となることがあるためである。

また、新生児の呼吸ガスを正確に測定して血液の流れを
推定することもできる。今までは、チーソー１図を用い
て概略的に推定しており非常に不正確な方法であった。

呼吸ガスを入念にモニタすることによシ、心臓血管機能
の変化および筋肉組織の発育状態を詳しく把握すること
もできる。これらは、危篤状態になる可能性のある新生
児を臨床的に診断し、治療する上で重要な検討事項でも
ある。

要は、呼吸ガス全正確にモニタすることで多くの情報が
得られることが昔かられかっていた。これら情報は、危
篤状態にある新生児を治療する医者、看護婦および技師
にとって非常に役立つ。しかし、現在の技術レベルでは
、充分に満足のいく装置と方法を提供できない。機械呼
吸を使用しなくても自刃呼吸のできる新生児の場合には
、呼吸ガスをモニタする試みが行なわれてきた。そうし
た場合、新生児の頭部は一般に酸素を多量に象んだガス
の送シ込まれるフードよシ低い位置に置かれている。こ
の形式では、フードがら空気を吸い出す装置を一般に１
吏用して新生児の呼吸ガスをモニタすることを行なって
きた。しかし、新生児がフード室内に吐き出すガスは比
較的少量であり、抜き取る以前に７−ド内に残っている
ガスと混ざってしま５ため、この方法は問題がある。従
って、この方法は非常に不正確である。

さらに、危篤状態の新生児の場合には、これら新生児は
自分自身で呼吸できないため、機械呼吸を利用する必要
がある。特に、機械呼吸させる新生児の場合、新生児か
ら吐き出されるガスの量が非常に少量なため、吐き出さ
れたガスが一旦循環流に合流してしまうとこれを正確に
モニタし且つ測定することが非常に難しくなる。従って
、従来技術では患者から下流側の循環流内にモニタ装置
を設置する数々の試みを行なってはきたが、呼吸ガス全
正確に測定する上で倒れの例も殆んど成功していない。

このため、今までは、新生児、特に機械呼吸を必要とす
る新生児の場合、呼吸ガスを正確にモニタする満足のい
く装置または方法は発明できないでいた。

（発明の要約） 従来技術の現状に鑑み、新生児、特に機械呼吸を必要と
する新生児の呼吸ガスを正Ｇｔｊにモニタするのに使用
できる装置と方法を提供する・二とが、本発明の主要な
目的である。

本発明の他の重要な目的は、新生児の呼吸ガス全モニタ
する装置と方法を提供することにある。

この装置は、使用が簡単で、速やかにデータをとれる。

このデータから、ベンチレータの適切なセツティング、
患者の代謝率、患者の心臓血管機能、および患者を適切
に治療するのに用いる他の重要な臨床データに関する必
要な情報が得られる。

本発明のさらに他の重要な目的は、新生児の呼吸ガスを
モニタするための、比較的コンパクトで安価な装置と方
法を提供することにある。

本発明のこうした目的および他の目的と特徴については
、添付の図面に関連した以下の説明と特許請求の範囲か
ら明らかになる。

本発明の装置と方法において、前述した主要な目的は、
呼吸ガスモニタ回路用に新規な構成を取り入れることに
よシ実現されている。前記呼吸ガスモニタ回路は、とシ
わけ、新生児から吐き出されれたガスを循環流から遮断
する構成になっている。都合のよいことに、この構成に
よって新生児から吐き出されたガスを非常に正確にモニ
タし分析して、データを入手することができる。このデ
ータは、新生児の代謝率、心臓血管機能および他の重要
な臨床データを決定するのに利用できる。

また、本発明の装置と方法は、現状の技術である電子処
理機能ｆｅ（＠えている。これによシ、必要なデータを
極めて速やかに処理しフォーマットにデータをアウトプ
ットすることができる。このアウトプットデータは、デ
ータを評価し且つ利用する医者、看護婦、技師またはそ
の他の者が簡便に利用することができる。また、本発明
は、呼吸ガス流から水蒸気を取シ除くことのできるユニ
ークな方法と装置を組み込んでもいる。

以下添付図面に沿って本発明の装置と方法の好ましい実
施例について更に詳細に説明する。図面全体を通じて、
同一の部分は同一の参照番号で示されている。

（実施例） 第１図は、機械呼吸の必要な新生児に本発明の装置を使
用する場合の状況を概略的に示す斜視図である。従来の
ベンチレータは参照番号１８で示されている。このベン
チレータは、呼吸チューブ１２を備えている。この呼吸
チューブを通じて酸素を多量に含んでいるガスが新生児
に送られる。

”Ｔ　Ｉ＋字形コネクタ１１が呼吸チューブ１２に取り
付けられ、また長さの短かいチューブ１３を備えている
。このチューブ１３は小型の二方向弁１４につながって
いる。前記弁１４は、気管内チューブ１９に取シ付けら
れている。この気管内チューブは新生児の口から気管内
に挿入される。

二方向弁１４によシ、新生児はチューブ１２を経て送ら
れてくる循環流から酸素を多量に含むガス全吸うことが
できる。新生児が呼吸ガスを吐き出した場合、弁１４は
入口を閉じる。従って、吐き出されたガスはチューブ２
８を通じて送り込まれる。このチューブは、電子制量代
謝ガスモニタ１６につながっている。弁１４には、適当
な形式の二方向弁を使える。この二方向弁には、例えば
ミズーリ州カンサスシティのハンス・ルピルフ社（Ｈａ
ｎＢＲｕｄｏｌｐｈ、　Ｉｎｃ、）製のモデル２３００
がある。

弁のサイズは、新生児の身体の大きさに応じて変えるこ
とができる。

直径の小さなチューブ２６が、二方向弁１４の出「］端
に連結されている。前記チューブは、以下にさらに詳し
く説明するように、ガスモニタ１６で呼吸ごとの分析を
行なうためにガスを周期的にサンプル採取するのに使用
できる。第２の直径の小さなチューブ２４が、二方向弁
１４の、入口から上流の位置に連結されている。従って
、吸い込まれるガスをチューブ２４を通じてガスモニタ
１６に送シ込むことができる。

代謝ガスモニタ１６は、デジタル表示器１５とプリンタ
１７を備えている。前記プリンタ１７は、グラフ印刷機
能を備えているため、新生児の代謝率に関するデータあ
るいはその他の臨床的な情報を簡単に表示することがで
きる。頃下に詳しく述べるように、代謝ガスモニタ１６
は電子制御され、データを正確かつ速やかにアウトプッ
トすることができる。呼吸ガスを代謝ガスモニタ１６で
分析を終えた後、この呼吸ガスは排気チューブ３８を通
じて送シ返される。前記排気チューブ３８は、別め°°
Ｔ″字型取シ付は具３７に連結され、呼吸ガスはチュー
ブ２５によって流れている主循環流に戻される。

前述したように、新生児に機械呼吸させる場合、原理に
基づく問題点があって、呼吸ガスの正確なモニタを妨げ
ている。この問題点は、吐き出されたガスの容量が、主
循環流に乗って流れるガスの容量と流速に比べて非常に
少ないことに原因がある。従来技術で使用されてきた装
置と方法では、一般的に新生児は気管内チューブを通じ
て主循環流に直接単純に接続されている。新生児から吐
き出された呼吸ガスは、一般に主循環流に戻されるため
、呼吸ガスを正確にモニタすることが非常に困難になる
。本発明の装置と方法は、新規な呼吸ガスモニタ回路用
の構成を用いてこの問題点全解消している。前記呼吸ガ
スモニタ回路は、主循環流の昔流（ｂａｃｋｒｏｕｎｄ
　ｆｌｏｗ）がら呼吸ガスを遮断している。

第２図に詳しく示すように、吐き出された呼吸ガスは、
全体を参照番号１０で示す回路を通じて流れる。この回
路は、主循環流から分離されている。主循環流は、全体
を参照番号２０で示した回路全通って流れる。前記回路
２ｏは、２種類の長さのチューブ１２と２５から構成さ
れている。これらチューブは、長さの短かい別のチュー
ブ２１により互いに連結されている。チューブ１２と２
１とをつなぐ箇所に、“Ｔ′”字形取ｐ付は具１１が設
けられている。この取り（＝Ｉげ具１１は、長さの短か
い別のチューブ１３を通じて前述したように二方向弁１
４につながっている。回路１ｏは、チューブ１３、二方
向弁１４、流量計３６および攪拌室３２に直列接続され
た長いチューブ２８、別の長いチューブ３８からできて
いる。前記チューブ３８は、攪拌室３２の出口から”Ｔ
”字形取シ付は具３７を経て主循環流に戻るように連絡
されている。

重要なことは、短かい長さのチューブ２１を通じて流れ
る流体の抵抗が、回路１０を通じて流れる流体の抵抗よ
り大幅に少なくなるように構成されていることである。

回路ＩＯの抵抗は、二方向弁１４、流量計３６および攪
拌室３２によって係る抵抗に、全長の長いチューブ１３
．２８および３８の各々のチューブにかかる抵抗を加え
たものがらなっている。好ましくは、回路１０（すなわ
ら、長いチューブ、二方向弁１４、流量計３６および攪
拌室３２）を構成する構成要素は、この回路１０を通っ
て流れる流体に加わる総抵抗が、長さの短かい連結用の
チューブ２１を通り抜ける流体に加わる抵抗よシ１０な
いし１００倍大ぎい。前記チューブ２１を通じて主循環
流が流れている。

回路１０の抵抗が太きいため、新生児が吸い込み呼吸を
しても、主循環流からの昔流が弁１４を完全に通り抜け
、チューブ２８から出てくることがない。従って、吐き
出された呼吸ガスすべてを主循環流から確実に遮断する
ことができる。この」−うにして、主循環流から遮断さ
れた吐き出し呼吸ガスは、チューブ４０またはチューブ
２６の何れか一方を通じてサンプル採取され、ＣＯ２と
０２の検知装置並びに電子マイクロプロセッサにより正
確に分析することができる。前記検知装置と電子マイク
ロプロセッサは、第２図において全体を参照番号２３で
示されている。吸い込まれたガスは、弁１４の入Ｌ１端
に連結された細いチューブ２４を通じてサンプル採取さ
れる。

次に、第３図、第４図および第５図について説明する。

これら図面は、第２図に全体を図示した本発明の装置と
方法を実施するための、好ましい一実施例を非常に詳、
ｔ、ｌＩｌに示している。第３図に関連した詳細な説明
は、本発明の装置と方法を如何に構成しかつ使用するか
の一例を図示したものでしかなく、本発明の範囲を使用
された用語によって制限しようとするものではない。

第３図に示すように、第２図の全体を参照番号２３で示
したＣＯ２と０２の検知装置並びにマイクロプロセッサ
に相当する装置部分が、２３で示した点線で輪郭を現わ
されている。代謝ガスモニタ装置１６には、電子開山１
スイッチ機構３０が備えられている。前記機構３０は、
一連のソレノイド作動弁（図示せず）から構成されてい
る。スイッチ機構３０の箇々のソレノイド弁は、配線８
０で概略的に現わしているようにマイクロプロセッサ６
２によって制御され、入口導管２２．２／１．２６また
は４０の内の１つを通じてガスサンプルの流れを制御し
ている。前述したように、導管２４は弁】４の入）」側
で吹い込みガスをサンプル採取するのに使われている。

他方、導管２６を使用して、呼吸ごとに弁１４の出口側
で吐き出された呼吸ガスをサンプル採取している。導管
４０が攪拌室３２の出ｌコに連結されており、また攪拌
室３２により短い時間間隔にわたって一定量の吐き出さ
れた呼吸ガスをサンプル採取している。導管２２が、基
準ガス（図示せず）の外部供給源に連結されている。

従って、スイッチ機構３０は導管２２．２，１．２６ま
たは４０の何れか１つからガスサンプルを選択的に導入
し、当該スイッチ機構３０を経て導管４２にガスサンプ
ルを送っている。スイッチ機構３０は、電子的に制御で
きる従来からある適当なソレノイド弁システムを使うこ
とができる。この弁システムには、例えばコネチカット
州ウェストプルツクにあるリー社（Ｌｅｅ　Ｃｏｍｐａ
ｎｙ）製のソレノイド弁ＬＩＦシリーズがある。

ガス導管４２は、ガス入口導管２２，２４．２６または
４０のうちの１つから熱電クーラ４４にガスサンプルを
送り込んでいる。クー２４４は、第４図と第５図に詳し
く図示されている。好ましくは、クーラ４４は熱電ブロ
ック７０ｆ：備えている。前記熱電ゾロツク７０は、熱
電エレメント（図示せず）を備えたアルミニウムベース
からできている。ブロック７０の上部には、アクリル樹
脂のような絶縁材料７２のブロックがしっかりと取シ付
けられている。アルミニウムイースフ０と絶縁ブロック
７２とは、ねじ７４のような従来の方法で取シ付けるこ
ともできる。第４図と第５図に示すように長いチューブ
７６が装置内を通シ、コイル全形成している。また、前
１１己チユーブ７６は、ブロックに形成した孔７１全通
じて装置から外に抜は出ている。チューブ７６の入口端
７５は導管４２（第３図を参照）に連結され、またチュ
ーブ７６の出１］端７７は導管４６に接続されている。

チューグア６の長さは、ガスサンプルを充分に冷却して
後述するように水蒸気を取り除くことができるような適
当な距離を持っている。

絶縁ブロックには、７３の位置（第５図参照）にノツチ
が設けられ、室７９を形成している。この室７９は、コ
イル状に巻いたチュースフ６ヲ収容している。まだ、ア
ルミニウムベース７０と絶縁ブロック７２との間に水吸
収ガーゼ芯７８が設けられている。このガーゼ芯は、装
置４４から外に延びている。チューノア６からなるコイ
ルは、アルミニウムベース７０と絶縁層７２との間にあ
って、水吸収ガーゼ芯７８の上に載っている。

チューノア６は、親水性に富む月料から作られている。

従って、ガスがチューブを通り抜ける除冷たいアルミニ
ウムブロックにより水蒸気は凝縮される。次いで、水蒸
気はチューブの壁を通り抜けるが、ガスサンプルはチュ
ーブ内に留っている。

凝縮した水蒸気はガーゼ芯７８で吸収される。冷却ブロ
ック７０と外気との間に温度勾配ができるため、水はガ
ーゼ芯７８に沿って移動する傾向がある。従って、吸収
された水はアルミニウムブロック７０と絶縁ブロック７
２から外部に抜は出し、ガーゼ芯７８の外側部分を移動
している間に蒸発する。

再び第３図について説明する。導管４６が、クーラ４４
のチューブ７６と二酸化炭素センサ４８との間をガス連
絡している。センサ４８は、従来からある適当な二酸化
炭素センサを使用することもできる。このセンサには、
例えばミシガン州セイラインにあるセンサ社（Ｓｅｎｓ
ｏｒｓ　、　’Ｉｎｃ、　）製の”ｖシリーズ″の二酸
化炭素センサがある。このセンナは、本発明を実施する
上で適当であることが判明した。ニードル弁４７が導管
４６に取シ付けられ、導管４６を通シ抜げるガスの流れ
を調節し且つ制御できるようになっている。

別の導管５０が、二酸化炭素センサ４８と酸素センサ５
２とをガス連絡している。導管５４が、酸素センサ５２
とフィルタ６４との間を連絡している。

他方、導管６３が、フィルタ６４とポンプ５６との間を
連絡している。ポンプ５６は、導管５４かもフィルタ６
４と導管６３を通じて分析を終えたガスサンプルを排気
導管５８に送り出している。また、フィルタ６４は不純
物を濾過してポンプ５６を保護する働きをしている。好
ましい実施例では、酸素センサ５２は酸化ジルコニウム
（ＺｒＯ２）の（断面で示すような）チューブ５３から
作られている。

このチューブはディファレンシャル電極として働く。比
較的一定した酸素濃度を持つ基準ガス（代表的には室内
空気）が、導管４９を通じて酸素センサ５２の基準室５
５内に送り込まれる。可変絞シまたはニートゝル弁５１
が、基準室５５内に流れ込む基準ガスを調節している。

ダクト５７が、基準室５５と導管５４とガ哀連絡してい
る。酸化ジルコニウムのチューブ５３内のサンプル室５
９は、酸素センサ５２を通じてガスサンプルを通してい
る。サンプル室５つは、導管５０と５４にガス連絡して
いる。

酸素センサ５２は、導管２２からの基準ガス、導管２４
からの吸い込みガスまたは導管２６もしくは４０からの
吐き出し呼吸ガスのうちの何れかの分析しようとするガ
スサンプルを室５９内に導入すると作用を始める。サン
プルは、室５９から導Ｗ５４に出てゆく。基準ガスは、
導管４９から基準室５５に入り、導管５７を通じて基準
室５５から出てゆく。従って、基準ガスは導管５４でガ
スサンプルに合流する。合流したガスは、ポンプ５６に
よシフイルタロ４と導管６３および５８を経て抜き出さ
れる。基準ガスとサンプルガスとがセンサ５２を通り抜
ける際、酸化ジルコニウムディファレンシャル電極５３
に加わった電圧ディファレンシャルを測定する。このデ
ータは、マイクロプロセッサユニット６２に電子信号と
して送られ、サンプル室５９を通り抜けるガスサンプル
中の酸素濃度を計算している。

サンプル室５９と基準室５５とが、導管５４と５７によ
り互いにガス連絡されているため、室５５と５９内の絶
対圧は常時はぼ等しい。他の酸素センサも本発明に使用
することもできるが、第３図の実施例の酸素センサ５２
と同じような圧力平衡特性を備えた酸素センサが好まし
い。そうした圧力平衡特性金偏え、本発明の用途に適し
ていることが判明した酸素センサの１つに、ミシガン州
セイラインにあるセンナ社製”シリーズ６パ酸化ジルコ
ニウム酸素センサがある。

マイクロプロセッサ６２は、配線８１−８４で表わして
いるように代謝ガスモニタ装置の各構成要素から信号を
受け取シ、呼吸作用全計算するのにこれら信号を利用す
る。例えば、マイクロプロセッサ６２は、それぞれ二酸
化炭素センサ４８と酸素センサ５２とで検知した二酸化
炭素と酸素の濃度に関するデータを配線８３と８４を経
て受け取る。マイクロプロセッサ６２は、攪拌室３２内
の温度センサ３３から配線８２を経て温度データを受け
取り、また流量計３６から配線８１を経て流速データを
受け取る。マイクロプロセッサ６２は、配線８０を通じ
てスイッチ機構３０を制御している。

吸い込まれたガスと吐き出された呼吸ガスのサンプルに
含まれる二酸化炭素と酸素の相対的な濃度を比較した後
、マイクロプロセッサ６２は患者の代謝率を計算し、こ
の情報の出力を配線８４と８７を通じて表示器ユニット
１５とプリンタ１７に送る。マイクロプロセッサ６２は
、従来からあるマイクロプロセッサ処理システムを使用
することができる。このシステムには、例えば、カリフ
ォルニア州アナヘイムにあるロックウェル・インターナ
ショナル社（Ｒｏｃｋｗｅｌｌ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏ
ｎａｌ　）製のマイクロプロセッサが本発明の用途に適
していることが判明した。

まず、二酸化炭素センサ４８と酸素センサ５２を調整す
る必要がある。この調整を行なうために、マイクロプロ
セッサ６２はスイッチ機構３０に信号を送る。この信号
を受けたスイッチ機構３０は、導管２２から導管４２へ
基準ガスを通す。この基準ガスは、クーラ４４、ガス導
管４６を通シ抜け、二酸化炭素センサ４８に入る。次い
で基準ガスは二酸化炭素センサ４８からガス導管５０全
通り抜けて酸素センサ５２に入る。そして、この基準ガ
スはポンプ５６によシガス導管５４と５８を通して排出
される。酸素と二酸化炭素の測定濃度は、マイクロプロ
セッサ６２に信号として送られシステムの調整が行なわ
れる。

センサ４８の調整には、普通、二種類の基糸ガスを必要
とする。例えば、二酸化炭素１０％、酸素２１％および
チッ素６９％を含む市販の基準ガスを用いて、センサ４
８ヲ調整する。しかし、その他の適当な基準ガスも使用
することができる。例　“えば、二酸化炭素１０％、酸
素１５％およびチツ素７５−ヲ含んだ基準ガスを使用す
ることもできる。

第２の基準ガスとして、第１の基準ガスの場合とほぼ同
じようにして、一般に外気が導管２４よシスイッチ機構
３（１通じて導管４２に導入される。

外気により、二酸化炭素センサ４８を調整する第２の基
準点が得られる。

酸素センサ５２の調整には、一種類だけの基準ガス、例
えば、二酸化炭素１０％、酸素２１％およびチッ素６９
％を含有する前述の基準ガスが、酸化ジルコニウムセン
サを使用している位置に送る必要がある。酸化ジルコニ
ウムセンサの電位は、酸素濃度の減少と共に対数的に減
少するため、また対数応答性が長時間にわたって安定し
ているため、酸素センサ５２の調整には１つだけの基準
点すなわち１種類の基準ガスだけで足りる。

装置１０のセンサ４８と５２の調整を終えた後、マイク
ロプロセッサ６２はスイッチ機構３０に信号を送シ、吸
い込まれたガスのサンプルがガス導管２４ヲ通ってガス
導管４２に流入できるように１する。次いで、吸い込ま
れたガスは、クーラ４４、ガス導管４６を通り二酸化炭
素センサ４８に流れ込む。この二酸化炭素センサ４８で
、サンプル中の二酸化炭素の量を測定する。そして吸い
込まれたガスはガス導管５０を通り酸素センサ５２に流
れ込む。この酸素センサ５２で、吸い込まれたガスサン
プル中の酸素の量を測定する。ポンプ５６は、ガスサン
プルを導管５４と５８を通して取シ除く。その後、マイ
クロプロセッサ６２がスイッチ機構３０を作動し、吐き
出された呼吸ガスがガス導管４０を通じて装置２０に進
入できるようにする。

この段階で、短時間当りの平均代謝率が測定される。患
者から吐き出されたガスは、まずガス導管２８に入シ、
そして流量計３６内を流れる。この流量計３６の位置で
、患者の吐き出し率が測定され、配線８１を通じてマイ
クロプロセッサ６２に信号が送られる。流量計３６には
、例えば、ミズーリ州カンザスンテイにあるハンス・ル
ドルフ社製の呼吸流速計モデル８３１１ｆ：使用するこ
ともできる。次いで、ガスは攪拌室３２に流入する。こ
の攪拌室３２は、例えば、２５１）　ｒｎｌの室容積を
備え、患者から吐き出された数呼吸分のガスを平均化す
るようになっている。攪拌室３２内にある吐き出しガス
の温度を温度センサ３３によって測定し、この温度デー
タを配線８２を経てマイクロプロセッサ６２に送る。混
合された呼吸ガスは、ガス導管３８を通じて攪拌室３２
から出ていく。

吐き出された呼吸ガスサンプルは導管４０に入り、スイ
ッチ機構３０を通じて導管４２に流れ込む。吐出された
呼吸ガスは、この地点から基準ガスおよび吸い込みガス
の場合と同じ経路をたどり、クーラ４４並びにセンサ４
８と５２を通り抜は排出導管を通じて出ていく。再度、
吐き出しガスサンプルに含まれる二酸化炭素と酸素の濃
度をセンサ４８と５２で測定し、マイクロプロセッサ６
２により、吸い込みガスサンプルの二酸化炭素と酸素の
濃度に比較される。次いで、マイクロプロセッサ６２は
代謝率を計算し、計算結果は表示ユニット１５で表示さ
れおよび／またはプリンタ１７で印刷される。

呼吸毎の段階では、各呼吸時の二酸化炭素と酸素の濃度
だけを測定し、代謝率は計算されない。

従って、前述のような計算を終えた後、スイッチ機構３
０によシ吐き出された呼吸ガスは、ガス導管２６を通じ
て進入することができる。各呼吸時における二酸化炭素
と酸素の濃度は、それぞれセンサ４８と５２によって測
定される。測定されたデータは、マイクロプロセッサ６
２に記碌され、表示ユニット１５で表示されおよび／ま
たはプリンタ１７で印刷される。

前述したことから、機械呼吸全必要とする新生児のため
に呼吸ガスを正確にモニタすることによシ、本発明の装
置と方法が従来技術の現状に実質的な進歩をもたらすこ
とが明らかである。本発明の装置と方法によれば、呼吸
ガスを主循環流から確実に遮断できるため、現状の′電
子技術を便って呼吸ガスを正確に且つ効率よく分析する
ことができる。この電子技術を利用してデータを速やか
に入手し、このデータからベンチレータの適切なセツテ
ィング、代謝率、心臓血管機能おＪ、び患者を適切に治
療するのに必要な他の重要な臨床データに関する必要な
情報を得ることができる。また、装置はコンパクトで、
比較的安画である。

本発明は、発明の精神と基本的な特徴から逸脱しなけれ
ば他の種々の形態で実施することもできる。また、前述
した好ましい実施例は、すべての　・点において単なる
説明のためのものであシ限定的なものではないことを考
慮に入れる必要がある。

従って、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって
示され、特許請求の範囲が意味すること及びそれと均等
の範囲に層するすべての変更は特許請求の範囲に含むべ
きである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、機械呼吸の必要な新生児に本発明の装置を使
用して呼吸ガスをモニタする場合の状況を概略的に示し
ている、本発明の装置と方法の斜視図である。 第２図は、単純化した概略図にして、吐き出しガスを循
環流から遮断するのに用いる呼吸ガスモニタ回路の全体
を図示している。 第３図は、呼吸ガスの内容物をモニタし分析するのに使
用する装置と方法を詳細に図示した説明図である。 第４図は、二酸化炭素または酸素の濃度を試験する以前
に、ガスサンプルから水蒸気を取り除くのに使用する、
第３図の装置の構成要素の１つを示す説明図である。 第５図は、第７１図に示した構成要素の水平断面図であ
る。 １０・・・・・・回路、１１・・・・・・Ｔ字形コネク
タ、１２・・・・・・呼吸チューブ、１３・・・・・・
長さの短かいチューブ、１４・・・・・・二方向弁、１
５・・・・・・デジタル表示器、１６・・・・・・代謝
ガスモニタ、１７・・パ°°プリン７、１８・−・−ベ
ンチレータ、１９・・・・・・気管内チューブ、２０・
・・・・回路、２１・・・・・・チューブ。 ２２・・・・・・導管、２３・・・・・・ＣＯ２と０２
の検知装置並びにマイクロプロセッサ＋　２４１２５１
２６．２ｓ・・・・・チューブ、３０・・・・・・スイ
ッチ機構、３２・・・・・・攪拌室、３６・・・・・・
流駄計、３７・・・・・・取り付は具。 ３８・・・・・・排気チューブ＋　４０＋４２・・・・
・導管。 ４４・・・・・・クーラ、６２・・・・・・マイクロプ
ロセッサ。 ８１．８２・・・・・・配線。 ＦＩＧ、Ｉ ＦＩＧ、２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　患者書機械呼吸させるだめの装置において、第
   １の流体流通回路全構成し、この回路からの酸素を多量
   に含むガスの流れを用いて前記患者に呼吸させるための
   手段と、 前記第１の回路に並列に連結された第２の流体流通回路
   を構成しておシ、当該第２の回路が、前記患者の吐き出
   した呼吸ガスを前記第１の回路から遮断する手段を備え
   ているような手段と、前記第２の回路に連結され、前記
   流体流通回路を通じて流れるガスサンプルに含まれた１
   種類または１種類以上のガスの濃度を検知するための手
   段と、 １種類または１種類以上のガスの濃度を検知するための
   前記手段から得た情報を電気的に処理するだめの手段と
   を有する装置。 （２、特許請求の範囲第１項に記載の装置において、前
   記第２の回路が、前記第１の回路の第］の地点で並列に
   連結された入口端と、当該第１の回路の第２の地点で並
   列に連結された出口端とを有している装置。 （３）特許請求の範囲第２項に記載の装置において、前
   記第２の回路の入口端から出口端へ流体が流れる際の抵
   抗が、前記第１の回路の前記第１と第２の地点の間を流
   体が流れる際の抵抗よシ１０から１００倍大きいような
   装置。 （４）特許請求の範囲第３項に記載の装置において、前
   記第２の回路が、更に、前記入口端と出口端の間で直列
   に連結された流歇計と攪拌室を有している装置。 （５）特許請求の範囲第３項に記載の装置において、前
   記第２の回路が、さらに、前記第２の回路　４の前記入
   口端に直列に連結された二方向弁を有している装置。 （６）特許請求の範囲第５項に記載の装置においいて、
   さらに、前記弁の入口端に連結され、前記患者が呼い込
   んだ酸素を多量に含んだガスのサンプルを前記検知手段
   に送るだめの手段を有している装置。 （７）特許請求の範囲第５項に記載の装置において、さ
   らに、前記弁の出口端に連結され、前記患者が吐き出し
   た呼吸ごとの呼吸ガスを前記検知手段に送るための手段
   を有している装置。 （８）特許請求の範囲第４項に記載の装置において、さ
   らに、前記攪拌室の出口端に連結され、当該攪拌室を通
   り抜けた吐き出し呼吸ガスのサンプルを前記検知手段に
   送るための手段金有している装置。 （９）特許請求の範囲第３項に記載の装置において、前
   記第２の回路は、さらに、前記呼吸ガスから水蒸気を取
   り除くことのできるクーラを有している装置。 （１０）特許請求の範囲第４項に記載の装置において、
   前記クーラはある長さの現水性チューブを有し、前記吐
   き出し１呼吸ガスが当該クーラによって冷却される際、
   この吐き出し呼吸ガスが前記親水性チューブを通り抜け
   るような装置。 ０υ　特許請求の範囲第１０項に記載の装置において、
   前記クーラは、さらに、前記ガス中の水蒸気が凝縮する
   ように当該ガス全冷却するための手段と、このクーラよ
   シ水を取り除くための手段と金有し、水を取り除くだめ
   の前記手段が前記親水性チューブに接触しているような
   装置。 （１２１特許請求の範囲第９項に記載の装置において、
   前記クーラは、第１０熱電冷却ブロツクと、当該箱１の
   ブロックに載った第２の絶縁ブロックと、前記第１およ
   び第２のブロックの間に配置され水を吸収することので
   きるガーゼ芯と、前記ブロックの間に配置されしかも前
   記カーゼ芯と接触した親水性チューブのある長さ部分と
   を有する装置。 ０３）患者を機械呼吸させるための装置において、第１
   の流体流通回路全構成し、この回路からの酸素を多量に
   含むガスの流れを用いて前記患者に呼吸させるための手
   段と、 第２の流体流通回路を構成するための手段と、前記第２
   の回路に連結され、当該箱２の回路を通じて流れるガス
   サンプルに含まれた１種類または１種類以上のガスの濃
   度を検知するだめの手段と、 １種類または１種類以上の前記ガスの濃度を検知するた
   めの手段から得た情報を電子的に処理するだめの手段と
   を有し、 前記第２の流体流通回路が、第１の地点で前記第１の回
   路に並列に連結された入口端と、第２の地点で当該箱１
   の回路に並列に連結された出１」端とを有し、前記第２
   の回路の持つ当該回路の入口端から出口端へ流体が流れ
   る際の抵抗が、前記第１の回路の前記第１と第２の地点
   を流体が流れる際の抵抗よりも太きいため、前記患者が
   呼吸をしている間、前記第２の回路を通じて前記酸素を
   多量に含むガスが流れるのを阻止しておシ、また、前記
   第２の回路が、さらに、前記第２の回路の前記入口端に
   連結されたバルブ手段を有し、前記患者が酸素を多量に
   含んだガスを前記第１の回路からこのバルブ手段を通じ
   て吸い込むことができ、その後、この患者が当該バルブ
   手段を通じて前記第２の回路に呼吸ガスを吐き出すこと
   ができるような装置。 Ｏａ　特許請求の範囲第１３項に記載の装置において、
   前記第２の回路が、さらに、当該箱２の回路の入口端と
   出口端の間で直列に連結された流量計と攪拌室とを有し
   ている装置。 （１５）特許請求の範囲第１４項に記載の装置において
   、さらに、第１の流体流通導管金有し、この第１の流体
   流通導管が、前記攪拌室の出１コ端に連結された一方の
   端部と、１種類または１種類以上の前記ガスの濃度を検
   知するための前記手段に流体連絡した他方の端部と全備
   えている装置。 （１６１特許請求の範囲第１５項に記載の装置において
   、さらに、第２の流体流通導管を有し、この第２の流体
   流通導管が、前記弁手段と前記攪拌室との間で前記第２
   の回路に連結された一方の端部を備え、またこの第２の
   流体流通導管が、１種類または１種類以上の前記ガスの
   濃度を検知するだめの前記手段に流体連絡された他方の
   端部な備えている装置。 （１７）　特許請求の範囲第１６項に記載の装置におい
   て、さらに、第３の流体流通導管を有し、この第３の流
   体流通導管が、前記弁手段の入口端に連結された一方の
   端部を備え、また、１種類または１種類以上の前記ガス
   の濃度を検知するだめの前記手段に流体連絡された他方
   の端部を備えている装置。 ０８１　特許請求の範囲第１７項に記載の装置において
   、さらに、前記第１、第２および第３の流体流通導管の
   １つを自動的に選択して、この選択した導管を１種類ま
   たは１種類以上の前記ガスの濃度を検知するための前記
   手段に流体連絡させるようになった手段を有し、前記導
   管の１つを自動的に選択するための前記手段が前記情報
   を電子的に処理するための前記手段に電子的に連結され
   且つ当該手段によって制御されるような装置。 （Ｈｊ　特許請求の範囲第１３項に記載の装置において
   、さらに１前記第２の回路と流体連絡されたクーラを有
   し、当該クーラが、このクーラを通シ抜けるガスから水
   蒸気を取り除くだめの手段を有している装置。 （２、特許請求の範囲第１９項に記載の装置において、
   前記クーラは、第１の熱電冷却ブロックと、当該第１の
   ブロックに載った第２の絶縁ブロックと、前記第１およ
   び第２のブロックの間に配置され水を吸収することので
   きるガーゼ芯と、前記ブロックの間に配置されしかも前
   記ガーゼ芯と接触したある長さの親水性チューブとを有
   する装置。 ｅυ　患者を機械呼吸させるための装置におけるこの患
   者が吐き出したガスをモニタするための方法にして、 第１の流体流通回路を通じて供給された酸素全多量に含
   むガスを患者に呼吸させる段階と、前記患者から吐き出
   された呼吸ガスを、前記第１の回路に並列に連結された
   第２の流体流通回路よシ遮断する段階と、 前記第２の回路内で遮断された前記呼吸ガスに含まれる
   １種類または１種類以上のガス濃度を検知する段階と、 前記ガスの検知した濃度から得た情報を電子的に処理す
   る段階とを有する方法。 （２２１特許請求の範囲第２１項に記載の方法において
   、前記第２の流体流通回路は、第１の地点で前記第１の
   回路に並列に連結された入口端と、第２の地点で前記第
   １の回路に並列に連結された流出端と全備え、前記入口
   端と流出端との間を流体が流れる際の抵抗が、前記第１
   の回路の前記第１と第２の地点との間を流体が流れる際
   の抵抗より少なくとも１０倍大きいような方法。 （２、特許請求の範囲第２１項に記載の方法において、
   前記第２の流体流通回路が、さらに、前記第２の回路に
   直列に連結された攪拌室を有し、また、前記方法は、前
   記呼吸ガスが前記攪拌室を通り抜けた後、当該呼吸ガス
   に含まれた］種類または１種類以上のガスの濃度を検知
   する段階を有している方法。 （２４特許請求の範囲第２１項に記載の方法において、
   さらに、前記患者により前記第１の流体流通回路から吸
   い込まれた酸素を多量に含むガスに含まれた、１種類ま
   たは１種類以上のガスの濃度を検知する段階を有してい
   る方法。 （２、特許請求の範囲第２１項に記載の方法において、
   前記第２の流体流通回路は、さらに、前記第２の回路の
   入口端に直列に連結された弁手段を有し、また、前記方
   法は、さらに、前記呼吸ガスが前記患者から吐き出され
   る際、前記弁手段の入口端を閉じて、当該呼吸ガスが前
   記第１の流体流通回路からの前記酸素を多量に含むガス
   と混ざるのを防止する段階を有している方法。 （２６）　特許請求の範囲第２１項に記載の方法におい
   て、更に、 親水性チューブのある長さ部分全熱電ブロックに接触さ
   せて設置する段階と、 前記熱電ブロックの温度を下げる段階と、前記患者から
   吐き出された前記呼吸ガスを親水性チューブの前記長さ
   部分に導入して、前記ガスが当該親水性チューブを通っ
   て流れる際にこの呼吸ガスを冷却し、その結果、水蒸気
   を前記呼吸ガスから外に凝縮し、この呼吸ガスが前記親
   水性チューブ内に留まっている間、水蒸気が当該親永性
   チューブの壁を通り抜けられるようにする段階と、吸収
   材料を前記親水性チューブのある長さ部分の少な（とも
   一部に接触して設置し、この親水性チューブの壁を通り
   抜ける前記水蒸気を前記吸水材料が吸収して蒸発させる
   段階とを有する方法。 （２７）　患者を機械呼吸させるための装置において、
   水蒸気を取シ除くための装置が、第１の熱電冷却ブロッ
   クと、当該第１のブロックに載った第２の絶縁ブロック
   と、親水性チューブのある長さ部分と、当該親水性チュ
   ーブを通り抜けた水蒸気を吸収し且つ蒸発させるための
   手段とを有し、前記第１と第２のブロックが、当該ブロ
   ック間に形成された室を備え、 前記親水性チューブのある長さ部分が、前記第１と第２
   のブロックの間で前記室内に配置され、当該親水性チュ
   ーブが、ガスサンプルをこのチューブ内に導入するため
   の入口端と、水蒸気がこのガスサンプルから取シ除かれ
   た後、当該ガスサンプルを取り除く出口端とを備え、親
   水性チューブの前記長さ部分が当該長さ部分の少々くと
   も一部に沿って前記熱電ブロックに接触していて、前記
   ガスサンプルが前記チューブの入口端から当該チューブ
   の出口端に移動する際、このガスサンプルが冷却され、
   その結果、水蒸気が凝縮され且つ前記親水性チューブを
   通り抜けるようになっている装置。 （２印　特許請求の範囲第２７項に記載の装置において
   、前記水蒸気を吸収し１つ蒸発させるための手段が、前
   記第１と第２のノロツノの間で前記親水性チューブの長
   さ部分の少なくとも一部に接触して配置された薄いシー
   ト材料を有し、当該シート材料の少なくとも一部が、前
   記第１と第２のブロックの周縁部を越えて延びているよ
   うな装置。 ＜２、特許請求の範囲第２７項に記載の装置において、
   親水性チューブの前記長さ部分が、前記第１と第２のブ
   ロックの間に形成された前記室内でコイルに巻かれ、前
   記ガスサンプルが冷却される際に当該ガスサンプルの移
   動する効果的な長い流路を形成しているような装置。 （至）特許請求の範囲第２７項に記載の装置において、
   前記絶縁は、前記第１と第２のブロックの間に設置され
   た親水性チューブの前記長さ部分か・。 目視観察のできる透明であるような装置。 （３１）患者を機械呼吸させる装置における、ガスサン
   プルから水蒸気を取シ除くための方法にして、親水性チ
   ューブのある長さ部分を、当該親水性チューブの長さ部
   分の少なくとも一部に沿い熱電ブロックに接触して設置
   する段階と、 前記熱電ブロックの温度を下げて、当該熱電ブロックに
   接触する親水性チューブの前記長さ部分の一部を冷却す
   る段階と、 前記ガスサンプルを親水性チューブの前記長さ部分に導
   入して、前記ガスサンプルが親水性チューブの前記長さ
   部分の入口から出口端に移動する際、水蒸気を凝縮でき
   るように当該ガスサンプルは冷却され、その結果、この
   ガスサンプルが親水性チューブ内に留まっている間、水
   蒸気が当該親水性チューブの壁を通シ抜けられるように
   する段階と、 前記親水性チューブの少なくとも一部に接触して吸水材
   料を設置し、当該親水性チューブの壁を取シ抜けた前記
   水蒸気を前記吸水材料が吸収して蒸発させる段階とを有
   している方法。