フロー計測システム並びに生体情報モニタ
【課題】患者の換気量をガスモニタのサンプリング量の影響を受けることなく、システムの死腔量の増加がなく正確な患者の換気量を計測可能なガスフロー計測システムを提供する。
【解決手段】流路を流れるガスの流量を測定する呼吸モニタと、当該ガスをサンプリングしてガス濃度及び/又はその成分を計測するガスモニタと、を備えたガス計測システムであって、前記呼吸モニタの計測値の出力に際して、前記ガスモニタのサンプリング流量分を補正して出力することを特徴とするフロー計測システム。
【解決手段】流路を流れるガスの流量を測定する呼吸モニタと、当該ガスをサンプリングしてガス濃度及び/又はその成分を計測するガスモニタと、を備えたガス計測システムであって、前記呼吸モニタの計測値の出力に際して、前記ガスモニタのサンプリング流量分を補正して出力することを特徴とするフロー計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、手術時等に使用される人工呼吸器(麻酔器)の使用時の患者の換気量並びに二酸化炭素、酸素、麻酔ガスなどのガス濃度及び/又は成分等の計測に使用されるフロー計測システム並びに生体情報モニタに関する。
【背景技術】
【0002】
従来の手術時等に使用される人工呼吸器(麻酔器)の使用時の患者の換気量及び麻酔ガスの濃度及び/又は成分等の計測に使用されるフロー計測システムについて以下に説明する。
【0003】
先ず、麻酔ガスフロー計測の基本概念を図7に示す。
図7の(a)(b)に示す如く、患者の人工呼吸時には、吸気相と呼気相とがある。
人工呼吸器(麻酔器)には、麻酔成分を含んだガス供給源1があり、蛇管3で患者に送気することによって、患者の肺内にガスを送り込む。(麻酔時には、患者は自発呼吸ができないため図中の呼気弁4を閉鎖した状態で加圧して送気する。)
また、呼気時には、ガスの送気を停止すると共に、呼気弁4を開放することによって、患者の肺が収縮することによって、ガスが呼気弁を介して排気される。
【0004】
この状態における呼吸流量波形及び換気量波形を図7(c)(d)に示す。
図7(c)は、縦軸を吸気時及び呼気時の流量の瞬時値、横軸を時間(sec)としたときの波形図であり、図7(d)は、縦軸を吸気時及び呼気時の流量の積分値、横軸を時間(sec)としたときの波形図である。(なお、図7(c)では吸気時を(+)で、呼気時を(−)で表している。
【0005】
従来の手術時等に使用される人工呼吸器(麻酔器)の使用時の患者の換気量及び麻酔ガスの濃度及び/又は成分等の計測するフロー計測システムの第1の従来例を図8に示す。
図8は、特許文献1で開示されるようなサンプリングポートを有さないフローセンサ単体の場合で、ガスモニタのサンプリングポイントが呼吸モニタと患者の間に存在する例である。
図8において、図示しない麻酔器のガス供給源からの麻酔ガスは、蛇管3からフローセンサ5及び加湿器として機能する人工鼻2を介して患者8に供給されている。
【0006】
フローセンサ5には、オリフィス形成体の両端に形成された1対の測定用細管が呼吸モニタ6の入力に接続されている。
また、人工鼻2に設けられたサンプリングポートから測定用細管がガスモニタ7の入力にチューブを介して接続されている。
【0007】
また、従来の手術時等に使用される人工呼吸器(麻酔器)の使用時の患者の換気量及び麻酔ガスの濃度及び/又は成分等の計測するフロー計測システムの第2の従来例を図9に示す。
図9は、フローセンサ5とガスサンプリングポート5−1が一体の場合で、ガスモニタのサンプリングポイントが呼吸モニタ6と図示しない人工呼吸器(麻酔器)の間に存在する例である。
図9において、麻酔器のガス供給源からの麻酔ガスは、蛇管3からフローセンサ5の人工呼吸器側に一体に形成されたガスサンプリングポート5−1からガスモニタ7に接続されている。
フローセンサ5は加湿器として機能する人工鼻2を介して患者8に供給されている。
【0008】
また、従来の手術時等に使用される人工呼吸器(麻酔器)の使用時の患者の換気量及び麻酔ガスの濃度及び/又は成分等の計測するフロー計測システムの第3の従来例を図10に示す。
図10は、特許文献2で開示されるようにフローセンサ5とガスサンプリングポート5−1が一体の場合で、ガスモニタのサンプリングポートがフローセンサのオリフィス形成体の両端に形成された1対の測定用細管の間に存在する例である。
図10において、麻酔器のガス供給源からの麻酔ガスは、蛇管3からフローセンサ5に一体に形成されたガスサンプリングポート5−1からガスモニタ7に接続されている。
フローセンサ5は加湿器として機能する人工鼻2を介して患者8に供給されている。
【特許文献1】米国特許第5,379,650号明細書
【特許文献2】米国特許第5,088,332号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
図8記載の従来例での問題点を、図11を用いて説明する。
例えば、人工呼吸器(麻酔器)の換気量設定:500mL、呼吸数:10回/min 、I:E(吸気時間:呼気時間)比1:2、ガスモニタのサンプリング量:150mL/minに設定する。
【0010】
図11(a)は、図7(c)に対応する図であって、縦軸を吸気時及び呼気時の流量の瞬時値、横軸を時間(sec)としたときの波形図である。なお、図11(a)では吸気時を(+)で、呼気時を(−)で表している。
図11(a)において、点線は図8のA点、実線はB点のフローの瞬時値を示し、2秒間の吸気と4秒間の呼気を繰り返していて、ガスモニタへのサンプリングによって、患者の実際の換気量であるBの流量が呼吸モニタで計測される流量であるA点の流量より少ないことを示している。
【0011】
また、図11(b)は、図7(d)に対応する図であって、縦軸を吸気時及び呼気時の流量の積分値、横軸を時間(sec)としたときの波形図である。
図11(b)では、実線は図8のB点のフローの積分値(患者が実際に吸気した量及び呼気した量)(吸気相では正の積分、呼気相では負の積分)を示し、2秒間の吸気相と4秒間の呼気相を繰り返すことによって、吸気相の期間である2秒間で、B点の積分流量は点線に示す如く495mLに達する。その後の呼気相である4秒間で、基準点であるゼロに戻る。
【0012】
また、図11(b)の点線は図8のA点のフローの積分値(呼気相では正の積分、呼気相では負の積分値)を示し、2秒間の吸気相と4秒間の呼気相を繰り返すことによって、吸気相の期間である2秒間で、A点の積分流量は点線に示す如く500mLに達する。その後の4秒間の呼気相で、基準点であるゼロよりも15mL多い点に戻る。そして、次の呼吸に際してゼロにリセットされる。
この差である15mLは、1回の呼吸中にサンプリングされるガスの量に相当する。
【0013】
即ち、図8のフロー計測システムでは、呼吸モニタ6で計測された計測値は、実際の患者の換気量よりもサンプリングされた量(図11では15mL)だけ大きい値になって、実際の患者の呼吸に伴う換気量の正確な計測ができないという問題があった。
【0014】
図9の第2の従来例では、ガスモニタへのサンプリングポイントが、ガス流量を計測するためのフローセンサの前段に配置され、サンプリングされた後のガス流量を計測している。よって、呼吸モニタ6で計測された計測値が、実際の患者の換気量よりもサンプリングされた量だけ大きい値になるという問題は生じない。
【0015】
しかし、第2の従来例では、フローセンサの前段からガスモニタのサンプリングポイントを形成するための要素が必要になり、管路長が長くなって死腔量の増加を引き起こすという問題が生じる。
【0016】
図10記載の第3の従来例では、ガスモニタへのサンプリングをフローセンサのオリフィス形成体の両端間で行っているため、オリフィス形成体によるフローvs差圧特性に影響を与えて正確なガスのフローの計測ができないという問題がある。
【0017】
よって、本発明の課題は、患者の換気量をガスモニタのサンプリング量の影響を受けることなく、システムの死腔量の増加がなく正確な患者の換気量を計測可能なフロー計測システムを提供することにある。また、本発明の課題は、患者の換気量をガスモニタのサンプリング量の影響を受けることなく、正確な患者の換気量を計測可能な生体情報モニタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0018】
上記課題を解決するために、本発明に係るフロー計測システムは、流路を流れるガスの流量を測定する呼吸モニタと、当該ガスをサンプリングしてガス濃度及び/又はその成分を計測するガスモニタと、を備えたフロー計測システムであって、 前記呼吸モニタの計測値の出力に際して、前記ガスモニタのサンプリング流量分を補正して出力することを特徴とする。
【0019】
また、流路を流れるガスの流量を測定する呼吸モニタと、当該ガスをサンプリングしてガス濃度及び/又はその成分を計測するガスモニタと、生体情報の測定及び表示が可能な生体情報モニタと、を備えたフロー計測システムであって、 前記呼吸モニタの計測値の出力に際して、前記ガスモニタのサンプリング流量分を補正して、その値を数値または波形として前記生体情報モニタに表示することを特徴とする。
また、前記ガスのサンプリング方法は、サイドストリーム方式であることを特徴とする。
また、前記呼吸モニタと前記ガスモニタがモジュールとして、前記生体情報モニタと一体に形成されていることを特徴とする。
【0020】
また、本発明に係る生体情報モニタは、ガスの流量を測定する呼吸計測モジュールと、当該ガスをサンプリングしてガス濃度及び/又はその成分を計測するガス計測モジュールと、 前記呼吸計測モジュールの計測値の出力に際して、前記ガス計測モジュールのサンプリング流量分を補正した計測値を数値または波形として表示する表示部と、を有することを特徴とする。
また、前記ガス計測モジュールと前記呼吸モジュールは一体型であることを特徴とする。
また、前記呼吸計測モジュールの計測値の出力に際して、前記ガス計測モジュールのサンプリング流量分を補正する補正手段は、呼吸計測モジュールまたは生体情報モニタに有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0021】
請求項1〜4の構成によって、患者の換気量をガスモニタのサンプリング量の影響を受けることなく、システムの死腔量の増加がなく正確な患者の換気量を計測可能なフロー計測システムを実現できる。
【0022】
請求項5〜7の構成によって、患者の換気量をガスモニタのサンプリング量の影響を受けることなく、正確な患者の換気量を計測可能な生体情報モニタを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
本発明の手術時等に使用される人工呼吸器(麻酔器)の使用時の患者の換気量及び麻酔ガスの濃度及び/又は成分等の計測するフロー計測システムの第1の実施の形態を図1に示す。
本実施の形態では、麻酔ガス、二酸化炭素、酸素などを計測可能なガスモニタ7のサンプリングポイントが呼吸モニタ6と患者8の間に存在する人工鼻2に形成されている。
図1において、図示しない麻酔器のガス供給源からの麻酔ガスは、蛇管3からフローセンサ5及び加湿器として機能する人工鼻2を介して患者8に供給されている。
【0024】
フローセンサ5には、差圧を発生させるための抵抗部が形成され、その両端に形成された1対の測定用細管が呼吸モニタ6に接続されている。
また、人工鼻2に設けられたサンプリングポートから測定用細管(サンプリングチューブ)がガスモニタ7に接続されている。
【0025】
また、図1では、ガスモニタ7で得られたサンプリング流量情報を呼吸モニタ6に与え、呼吸モニタにおける流量計測値の補正に利用されている。
なお、図1では、呼吸モニタ6及びガスモニタ7が点線で囲まれて両者が一体に形成された例として示されているが、呼吸モニタ6及びガスモニタ7が、ガスモニタ7におけるサンプリング流量情報が呼吸モニタ6に与えられる構成でもよいことはいうまでもない。
【0026】
図2は、本発明におけるガスモニタ7で得られたサンプリング流量情報に基づいて、呼吸モニタ6の計測値を補正して実際の患者の換気量を計測することを説明するための図である。
図2は、図11(a)に対応する図であって、縦軸を吸気時及び呼気時の流量の瞬時値、横軸を時間(sec)とし、図1のフロー計測システムにおけるA点及びB点で測定したフロー波形図である。ここでは、吸気時を(+)、呼気時を(−)で表している。
本実施の形態では、点線は図1のA点、実線はB点のフローの瞬時値を示し、2秒間の吸気と4秒間の呼気を繰り返す。ガスモニタへのサンプリングによって、患者の実際の換気量であるBの流量が呼吸モニタで計測される流量であるA点の流量より少ない状態であるが、図1に示す如く、ガスモニタ7で得られたサンプリング流量情報を呼吸モニタ6に与え、呼吸モニタによる計測値を図2に矢印で示す如く補正する。この補正により実際の患者の換気量に等しい計測をすることができる。
【0027】
したがって、本発明の第1の実施の形態では、患者の換気量をガスモニタのサンプリング量の影響を受けることなく、システムの死腔量の増加がなく正確な患者の換気量を計測可能なフロー計測システムが実現できる。
【0028】
次に、本発明のフロー計測システムの第2の実施の形態を図3に示す。
本実施の形態は、ガスモニタ7へガスを導くサンプリングポートが、フローセンサ5の患者側に一体的に形成される。また、図示しない麻酔器のガス供給源からの麻酔ガスは、蛇管3からフローセンサ5を介して患者8に供給されている。
【0029】
フローセンサ5には、差圧を発生させるための抵抗部が形成され、その両端に形成された1対の測定用細管が呼吸モニタ6に接続されている。
また、フローセンサ5の患者側に形成されたサンプリングポート5−1から測定用細管(サンプリングチューブ)がガスモニタ7に接続されている。
【0030】
本実施の形態では、ガスモニタ7のサンプリングポートをフローセンサと一体的に形成することによって、死腔量を減少することが可能になる。
【0031】
次に、本発明のフロー計測システムの第3の実施の形態を図4に示す。
本実施の形態では、麻酔ガス、二酸化炭素、酸素などを計測可能なガス計測モジュール7のサンプリングポイントが呼吸計測モジュール6と患者8の間に存在する人工鼻2に形成されている。また、ガス計測モジュール7と呼吸計測モジュール6は、一体型となっており、生体情報モニタに組み込まれている。
図4において、図示しない麻酔器のガス供給源からの麻酔ガスは、蛇管3からフローセンサ5及び加湿器として機能する人工鼻2を介して患者8に供給されている。
【0032】
フローセンサ5には、差圧を発生させるための抵抗部が形成され、その両端に形成された1対の測定用細管が呼吸計測モジュール6に接続されている。
また、人工鼻2に設けられたサンプリングポートから測定用細管(サンプリングチューブ)がガス計測モジュール7に接続されている。この場合、サンプリングチューブはフローセンサ5のサンプリングポートに接続されてもよい。
【0033】
また、図4では、ガス計測モジュール7で得られたサンプリング流量情報を呼吸計測モジュール6に与え、呼吸計測モジュール6における流量計測値の補正に利用されている。そして、補正された計測値を生体情報モニタ10に与え、補正された計測値または波形として生体情報モニタ10の画面に出力する。
【0034】
図2は、本発明におけるガス計測モジュール7で得られたサンプリング流量情報に基づいて、呼吸計測モジュール6の計測値を補正して実際の患者の換気量を計測することを説明するための図であるが、内容は前述の通り第1の実施の形態で説明しているので省略する。
【0035】
次に、本発明のフロー計測システムの第4の実施の形態を図5に示す。
本実施の形態では、麻酔ガス、二酸化炭素、酸素などを計測可能なガスモニタ7のサンプリングポイントが呼吸モニタ6と患者8の間に存在する人工鼻2に形成されている。
図5において、図示しない麻酔器のガス供給源からの麻酔ガスは、蛇管3からフローセンサ5及び加湿器として機能する人工鼻2を介して患者8に供給されている。
【0036】
フローセンサ5には、差圧を発生させるための抵抗部が形成され、その両端に形成された1対の測定用細管が呼吸モニタ6に接続されている。
また、人工鼻2に設けられたサンプリングポートから測定用細管(サンプリングチューブ)がガスモニタ7に接続されている。この場合、サンプリングチューブはフローセンサ5のサンプリングポートに接続されてもよい
【0037】
また、図5では、ガスモニタ7で得られたサンプリング流量情報を生体情報モニタ10を経由して呼吸モニタ6に与え、呼吸モニタ6内の図示しないCPUにおける流量計測値の補正に利用されている。そして、補正された計測値または波形を生体情報モニタ10の画面に出力する。なお、呼吸モニタ6とガスモニタは単体器としているが、モジュールとして、生体情報モニタ10に組み込んでもよい。
【0038】
図2は、本発明におけるガスモニタ7で得られたサンプリング流量情報に基づいて、呼吸モニタ6の計測値を補正して実際の患者の換気量を計測することを説明するための図であるが、内容は前述の通り第1の実施の形態で説明しているので省略する。
【0039】
次に、本発明のフロー計測システムの第5の実施の形態を図6に示す。
本実施の形態では、麻酔ガス、二酸化炭素、酸素などを計測可能なガスモニタ7のサンプリングポイントが呼吸モニタ6と患者8の間に存在する人工鼻2に形成されている。
図6において、図示しない麻酔器のガス供給源からの麻酔ガスは、蛇管3からフローセンサ5及び加湿器として機能する人工鼻2を介して患者8に供給されている。
【0040】
フローセンサ5には、差圧を発生させるための抵抗部が形成され、その両端に形成された1対の測定用細管が呼吸モニタ6に接続されている。
また、人工鼻2に設けられたサンプリングポートから測定用細管(サンプリングチューブ)がガスモニタ7に接続されている。この場合、サンプリングチューブはフローセンサ5のサンプリングポートに接続されてもよい
【0041】
また、図6では、ガスモニタ7で得られたサンプリング流量情報と呼吸モニタ6で得られた流量計測値を、生体情報モニタ10に与え、そのモニタ10内の図示しないCPUにより流量計測値の補正を行う。そして、補正された計測値または波形を生体情報モニタ10の画面に出力する。
【0042】
図2は、本発明におけるガスモニタ7で得られたサンプリング流量情報に基づいて、呼吸モニタ6の計測値を生体情報モニタ10で補正して実際の患者の換気量を計測することを説明するための図であるが、内容は前述の通り第1の実施の形態で説明しているので省略する。
【0043】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前述した実施例に限定されることはない。例えば、流量計測値の補正場所は実施例に限定されず、サンプリング流量情報を、CPUを備えたフローセンサや呼吸モニタ(呼吸計測モジュール)に与え、それぞれにおいて流量計測値の補正を行うことも可能である。また、フローセンサは差圧式だけでなく、熱線式や超音波式などでも可能であること、サンプリングガスとして麻酔ガスを開示したが、二酸化炭素や酸素ガスへの適応等、本発明の精神を逸脱しない範囲内において、多くの設計変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】本発明のフロー計測システムの第1の実施の形態を示す図である。
【図2】本発明におけるガスモニタ7で得られたサンプリング流量情報に基づいて、呼吸モニタの計測値を補正して実際の患者の換気量を計測することを説明するための図である。
【図3】本発明のフロー計測システムの第2の実施の形態を示す図である。
【図4】本発明のフロー計測システムの第3の実施の形態を示す図である。
【図5】本発明のフロー計測システムの第4の実施の形態を示す図である。
【図6】本発明のフロー計測システムの第5の実施の形態を示す図である。
【図7】麻酔ガスフロー計測の基本概念を示す図である。
【図8】フロー計測システムの第1の従来例を示す図である。
【図9】フロー計測システムの第2の従来例を示す図である。
【図10】フロー計測システムの第3の従来例を示す図である。
【図11】図8の第1の従来例の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
【0045】
1:麻酔ガス供給源
2:人工鼻
3:蛇管
4:呼気弁
5:フローセンサ
5−1:サンプリングポート
6:呼吸モニタ(呼吸計測モジュール)
7:ガスモニタ(ガス計測モジュール)
8:患者
10:生体情報モニタ
【技術分野】
【0001】
本発明は、手術時等に使用される人工呼吸器(麻酔器)の使用時の患者の換気量並びに二酸化炭素、酸素、麻酔ガスなどのガス濃度及び/又は成分等の計測に使用されるフロー計測システム並びに生体情報モニタに関する。
【背景技術】
【0002】
従来の手術時等に使用される人工呼吸器(麻酔器)の使用時の患者の換気量及び麻酔ガスの濃度及び/又は成分等の計測に使用されるフロー計測システムについて以下に説明する。
【0003】
先ず、麻酔ガスフロー計測の基本概念を図7に示す。
図7の(a)(b)に示す如く、患者の人工呼吸時には、吸気相と呼気相とがある。
人工呼吸器(麻酔器)には、麻酔成分を含んだガス供給源1があり、蛇管3で患者に送気することによって、患者の肺内にガスを送り込む。(麻酔時には、患者は自発呼吸ができないため図中の呼気弁4を閉鎖した状態で加圧して送気する。)
また、呼気時には、ガスの送気を停止すると共に、呼気弁4を開放することによって、患者の肺が収縮することによって、ガスが呼気弁を介して排気される。
【0004】
この状態における呼吸流量波形及び換気量波形を図7(c)(d)に示す。
図7(c)は、縦軸を吸気時及び呼気時の流量の瞬時値、横軸を時間(sec)としたときの波形図であり、図7(d)は、縦軸を吸気時及び呼気時の流量の積分値、横軸を時間(sec)としたときの波形図である。(なお、図7(c)では吸気時を(+)で、呼気時を(−)で表している。
【0005】
従来の手術時等に使用される人工呼吸器(麻酔器)の使用時の患者の換気量及び麻酔ガスの濃度及び/又は成分等の計測するフロー計測システムの第1の従来例を図8に示す。
図8は、特許文献1で開示されるようなサンプリングポートを有さないフローセンサ単体の場合で、ガスモニタのサンプリングポイントが呼吸モニタと患者の間に存在する例である。
図8において、図示しない麻酔器のガス供給源からの麻酔ガスは、蛇管3からフローセンサ5及び加湿器として機能する人工鼻2を介して患者8に供給されている。
【0006】
フローセンサ5には、オリフィス形成体の両端に形成された1対の測定用細管が呼吸モニタ6の入力に接続されている。
また、人工鼻2に設けられたサンプリングポートから測定用細管がガスモニタ7の入力にチューブを介して接続されている。
【0007】
また、従来の手術時等に使用される人工呼吸器(麻酔器)の使用時の患者の換気量及び麻酔ガスの濃度及び/又は成分等の計測するフロー計測システムの第2の従来例を図9に示す。
図9は、フローセンサ5とガスサンプリングポート5−1が一体の場合で、ガスモニタのサンプリングポイントが呼吸モニタ6と図示しない人工呼吸器(麻酔器)の間に存在する例である。
図9において、麻酔器のガス供給源からの麻酔ガスは、蛇管3からフローセンサ5の人工呼吸器側に一体に形成されたガスサンプリングポート5−1からガスモニタ7に接続されている。
フローセンサ5は加湿器として機能する人工鼻2を介して患者8に供給されている。
【0008】
また、従来の手術時等に使用される人工呼吸器(麻酔器)の使用時の患者の換気量及び麻酔ガスの濃度及び/又は成分等の計測するフロー計測システムの第3の従来例を図10に示す。
図10は、特許文献2で開示されるようにフローセンサ5とガスサンプリングポート5−1が一体の場合で、ガスモニタのサンプリングポートがフローセンサのオリフィス形成体の両端に形成された1対の測定用細管の間に存在する例である。
図10において、麻酔器のガス供給源からの麻酔ガスは、蛇管3からフローセンサ5に一体に形成されたガスサンプリングポート5−1からガスモニタ7に接続されている。
フローセンサ5は加湿器として機能する人工鼻2を介して患者8に供給されている。
【特許文献1】米国特許第5,379,650号明細書
【特許文献2】米国特許第5,088,332号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
図8記載の従来例での問題点を、図11を用いて説明する。
例えば、人工呼吸器(麻酔器)の換気量設定:500mL、呼吸数:10回/min 、I:E(吸気時間:呼気時間)比1:2、ガスモニタのサンプリング量:150mL/minに設定する。
【0010】
図11(a)は、図7(c)に対応する図であって、縦軸を吸気時及び呼気時の流量の瞬時値、横軸を時間(sec)としたときの波形図である。なお、図11(a)では吸気時を(+)で、呼気時を(−)で表している。
図11(a)において、点線は図8のA点、実線はB点のフローの瞬時値を示し、2秒間の吸気と4秒間の呼気を繰り返していて、ガスモニタへのサンプリングによって、患者の実際の換気量であるBの流量が呼吸モニタで計測される流量であるA点の流量より少ないことを示している。
【0011】
また、図11(b)は、図7(d)に対応する図であって、縦軸を吸気時及び呼気時の流量の積分値、横軸を時間(sec)としたときの波形図である。
図11(b)では、実線は図8のB点のフローの積分値(患者が実際に吸気した量及び呼気した量)(吸気相では正の積分、呼気相では負の積分)を示し、2秒間の吸気相と4秒間の呼気相を繰り返すことによって、吸気相の期間である2秒間で、B点の積分流量は点線に示す如く495mLに達する。その後の呼気相である4秒間で、基準点であるゼロに戻る。
【0012】
また、図11(b)の点線は図8のA点のフローの積分値(呼気相では正の積分、呼気相では負の積分値)を示し、2秒間の吸気相と4秒間の呼気相を繰り返すことによって、吸気相の期間である2秒間で、A点の積分流量は点線に示す如く500mLに達する。その後の4秒間の呼気相で、基準点であるゼロよりも15mL多い点に戻る。そして、次の呼吸に際してゼロにリセットされる。
この差である15mLは、1回の呼吸中にサンプリングされるガスの量に相当する。
【0013】
即ち、図8のフロー計測システムでは、呼吸モニタ6で計測された計測値は、実際の患者の換気量よりもサンプリングされた量(図11では15mL)だけ大きい値になって、実際の患者の呼吸に伴う換気量の正確な計測ができないという問題があった。
【0014】
図9の第2の従来例では、ガスモニタへのサンプリングポイントが、ガス流量を計測するためのフローセンサの前段に配置され、サンプリングされた後のガス流量を計測している。よって、呼吸モニタ6で計測された計測値が、実際の患者の換気量よりもサンプリングされた量だけ大きい値になるという問題は生じない。
【0015】
しかし、第2の従来例では、フローセンサの前段からガスモニタのサンプリングポイントを形成するための要素が必要になり、管路長が長くなって死腔量の増加を引き起こすという問題が生じる。
【0016】
図10記載の第3の従来例では、ガスモニタへのサンプリングをフローセンサのオリフィス形成体の両端間で行っているため、オリフィス形成体によるフローvs差圧特性に影響を与えて正確なガスのフローの計測ができないという問題がある。
【0017】
よって、本発明の課題は、患者の換気量をガスモニタのサンプリング量の影響を受けることなく、システムの死腔量の増加がなく正確な患者の換気量を計測可能なフロー計測システムを提供することにある。また、本発明の課題は、患者の換気量をガスモニタのサンプリング量の影響を受けることなく、正確な患者の換気量を計測可能な生体情報モニタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0018】
上記課題を解決するために、本発明に係るフロー計測システムは、流路を流れるガスの流量を測定する呼吸モニタと、当該ガスをサンプリングしてガス濃度及び/又はその成分を計測するガスモニタと、を備えたフロー計測システムであって、 前記呼吸モニタの計測値の出力に際して、前記ガスモニタのサンプリング流量分を補正して出力することを特徴とする。
【0019】
また、流路を流れるガスの流量を測定する呼吸モニタと、当該ガスをサンプリングしてガス濃度及び/又はその成分を計測するガスモニタと、生体情報の測定及び表示が可能な生体情報モニタと、を備えたフロー計測システムであって、 前記呼吸モニタの計測値の出力に際して、前記ガスモニタのサンプリング流量分を補正して、その値を数値または波形として前記生体情報モニタに表示することを特徴とする。
また、前記ガスのサンプリング方法は、サイドストリーム方式であることを特徴とする。
また、前記呼吸モニタと前記ガスモニタがモジュールとして、前記生体情報モニタと一体に形成されていることを特徴とする。
【0020】
また、本発明に係る生体情報モニタは、ガスの流量を測定する呼吸計測モジュールと、当該ガスをサンプリングしてガス濃度及び/又はその成分を計測するガス計測モジュールと、 前記呼吸計測モジュールの計測値の出力に際して、前記ガス計測モジュールのサンプリング流量分を補正した計測値を数値または波形として表示する表示部と、を有することを特徴とする。
また、前記ガス計測モジュールと前記呼吸モジュールは一体型であることを特徴とする。
また、前記呼吸計測モジュールの計測値の出力に際して、前記ガス計測モジュールのサンプリング流量分を補正する補正手段は、呼吸計測モジュールまたは生体情報モニタに有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0021】
請求項1〜4の構成によって、患者の換気量をガスモニタのサンプリング量の影響を受けることなく、システムの死腔量の増加がなく正確な患者の換気量を計測可能なフロー計測システムを実現できる。
【0022】
請求項5〜7の構成によって、患者の換気量をガスモニタのサンプリング量の影響を受けることなく、正確な患者の換気量を計測可能な生体情報モニタを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0023】
本発明の手術時等に使用される人工呼吸器(麻酔器)の使用時の患者の換気量及び麻酔ガスの濃度及び/又は成分等の計測するフロー計測システムの第1の実施の形態を図1に示す。
本実施の形態では、麻酔ガス、二酸化炭素、酸素などを計測可能なガスモニタ7のサンプリングポイントが呼吸モニタ6と患者8の間に存在する人工鼻2に形成されている。
図1において、図示しない麻酔器のガス供給源からの麻酔ガスは、蛇管3からフローセンサ5及び加湿器として機能する人工鼻2を介して患者8に供給されている。
【0024】
フローセンサ5には、差圧を発生させるための抵抗部が形成され、その両端に形成された1対の測定用細管が呼吸モニタ6に接続されている。
また、人工鼻2に設けられたサンプリングポートから測定用細管(サンプリングチューブ)がガスモニタ7に接続されている。
【0025】
また、図1では、ガスモニタ7で得られたサンプリング流量情報を呼吸モニタ6に与え、呼吸モニタにおける流量計測値の補正に利用されている。
なお、図1では、呼吸モニタ6及びガスモニタ7が点線で囲まれて両者が一体に形成された例として示されているが、呼吸モニタ6及びガスモニタ7が、ガスモニタ7におけるサンプリング流量情報が呼吸モニタ6に与えられる構成でもよいことはいうまでもない。
【0026】
図2は、本発明におけるガスモニタ7で得られたサンプリング流量情報に基づいて、呼吸モニタ6の計測値を補正して実際の患者の換気量を計測することを説明するための図である。
図2は、図11(a)に対応する図であって、縦軸を吸気時及び呼気時の流量の瞬時値、横軸を時間(sec)とし、図1のフロー計測システムにおけるA点及びB点で測定したフロー波形図である。ここでは、吸気時を(+)、呼気時を(−)で表している。
本実施の形態では、点線は図1のA点、実線はB点のフローの瞬時値を示し、2秒間の吸気と4秒間の呼気を繰り返す。ガスモニタへのサンプリングによって、患者の実際の換気量であるBの流量が呼吸モニタで計測される流量であるA点の流量より少ない状態であるが、図1に示す如く、ガスモニタ7で得られたサンプリング流量情報を呼吸モニタ6に与え、呼吸モニタによる計測値を図2に矢印で示す如く補正する。この補正により実際の患者の換気量に等しい計測をすることができる。
【0027】
したがって、本発明の第1の実施の形態では、患者の換気量をガスモニタのサンプリング量の影響を受けることなく、システムの死腔量の増加がなく正確な患者の換気量を計測可能なフロー計測システムが実現できる。
【0028】
次に、本発明のフロー計測システムの第2の実施の形態を図3に示す。
本実施の形態は、ガスモニタ7へガスを導くサンプリングポートが、フローセンサ5の患者側に一体的に形成される。また、図示しない麻酔器のガス供給源からの麻酔ガスは、蛇管3からフローセンサ5を介して患者8に供給されている。
【0029】
フローセンサ5には、差圧を発生させるための抵抗部が形成され、その両端に形成された1対の測定用細管が呼吸モニタ6に接続されている。
また、フローセンサ5の患者側に形成されたサンプリングポート5−1から測定用細管(サンプリングチューブ)がガスモニタ7に接続されている。
【0030】
本実施の形態では、ガスモニタ7のサンプリングポートをフローセンサと一体的に形成することによって、死腔量を減少することが可能になる。
【0031】
次に、本発明のフロー計測システムの第3の実施の形態を図4に示す。
本実施の形態では、麻酔ガス、二酸化炭素、酸素などを計測可能なガス計測モジュール7のサンプリングポイントが呼吸計測モジュール6と患者8の間に存在する人工鼻2に形成されている。また、ガス計測モジュール7と呼吸計測モジュール6は、一体型となっており、生体情報モニタに組み込まれている。
図4において、図示しない麻酔器のガス供給源からの麻酔ガスは、蛇管3からフローセンサ5及び加湿器として機能する人工鼻2を介して患者8に供給されている。
【0032】
フローセンサ5には、差圧を発生させるための抵抗部が形成され、その両端に形成された1対の測定用細管が呼吸計測モジュール6に接続されている。
また、人工鼻2に設けられたサンプリングポートから測定用細管(サンプリングチューブ)がガス計測モジュール7に接続されている。この場合、サンプリングチューブはフローセンサ5のサンプリングポートに接続されてもよい。
【0033】
また、図4では、ガス計測モジュール7で得られたサンプリング流量情報を呼吸計測モジュール6に与え、呼吸計測モジュール6における流量計測値の補正に利用されている。そして、補正された計測値を生体情報モニタ10に与え、補正された計測値または波形として生体情報モニタ10の画面に出力する。
【0034】
図2は、本発明におけるガス計測モジュール7で得られたサンプリング流量情報に基づいて、呼吸計測モジュール6の計測値を補正して実際の患者の換気量を計測することを説明するための図であるが、内容は前述の通り第1の実施の形態で説明しているので省略する。
【0035】
次に、本発明のフロー計測システムの第4の実施の形態を図5に示す。
本実施の形態では、麻酔ガス、二酸化炭素、酸素などを計測可能なガスモニタ7のサンプリングポイントが呼吸モニタ6と患者8の間に存在する人工鼻2に形成されている。
図5において、図示しない麻酔器のガス供給源からの麻酔ガスは、蛇管3からフローセンサ5及び加湿器として機能する人工鼻2を介して患者8に供給されている。
【0036】
フローセンサ5には、差圧を発生させるための抵抗部が形成され、その両端に形成された1対の測定用細管が呼吸モニタ6に接続されている。
また、人工鼻2に設けられたサンプリングポートから測定用細管(サンプリングチューブ)がガスモニタ7に接続されている。この場合、サンプリングチューブはフローセンサ5のサンプリングポートに接続されてもよい
【0037】
また、図5では、ガスモニタ7で得られたサンプリング流量情報を生体情報モニタ10を経由して呼吸モニタ6に与え、呼吸モニタ6内の図示しないCPUにおける流量計測値の補正に利用されている。そして、補正された計測値または波形を生体情報モニタ10の画面に出力する。なお、呼吸モニタ6とガスモニタは単体器としているが、モジュールとして、生体情報モニタ10に組み込んでもよい。
【0038】
図2は、本発明におけるガスモニタ7で得られたサンプリング流量情報に基づいて、呼吸モニタ6の計測値を補正して実際の患者の換気量を計測することを説明するための図であるが、内容は前述の通り第1の実施の形態で説明しているので省略する。
【0039】
次に、本発明のフロー計測システムの第5の実施の形態を図6に示す。
本実施の形態では、麻酔ガス、二酸化炭素、酸素などを計測可能なガスモニタ7のサンプリングポイントが呼吸モニタ6と患者8の間に存在する人工鼻2に形成されている。
図6において、図示しない麻酔器のガス供給源からの麻酔ガスは、蛇管3からフローセンサ5及び加湿器として機能する人工鼻2を介して患者8に供給されている。
【0040】
フローセンサ5には、差圧を発生させるための抵抗部が形成され、その両端に形成された1対の測定用細管が呼吸モニタ6に接続されている。
また、人工鼻2に設けられたサンプリングポートから測定用細管(サンプリングチューブ)がガスモニタ7に接続されている。この場合、サンプリングチューブはフローセンサ5のサンプリングポートに接続されてもよい
【0041】
また、図6では、ガスモニタ7で得られたサンプリング流量情報と呼吸モニタ6で得られた流量計測値を、生体情報モニタ10に与え、そのモニタ10内の図示しないCPUにより流量計測値の補正を行う。そして、補正された計測値または波形を生体情報モニタ10の画面に出力する。
【0042】
図2は、本発明におけるガスモニタ7で得られたサンプリング流量情報に基づいて、呼吸モニタ6の計測値を生体情報モニタ10で補正して実際の患者の換気量を計測することを説明するための図であるが、内容は前述の通り第1の実施の形態で説明しているので省略する。
【0043】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は前述した実施例に限定されることはない。例えば、流量計測値の補正場所は実施例に限定されず、サンプリング流量情報を、CPUを備えたフローセンサや呼吸モニタ(呼吸計測モジュール)に与え、それぞれにおいて流量計測値の補正を行うことも可能である。また、フローセンサは差圧式だけでなく、熱線式や超音波式などでも可能であること、サンプリングガスとして麻酔ガスを開示したが、二酸化炭素や酸素ガスへの適応等、本発明の精神を逸脱しない範囲内において、多くの設計変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0044】
【図1】本発明のフロー計測システムの第1の実施の形態を示す図である。
【図2】本発明におけるガスモニタ7で得られたサンプリング流量情報に基づいて、呼吸モニタの計測値を補正して実際の患者の換気量を計測することを説明するための図である。
【図3】本発明のフロー計測システムの第2の実施の形態を示す図である。
【図4】本発明のフロー計測システムの第3の実施の形態を示す図である。
【図5】本発明のフロー計測システムの第4の実施の形態を示す図である。
【図6】本発明のフロー計測システムの第5の実施の形態を示す図である。
【図7】麻酔ガスフロー計測の基本概念を示す図である。
【図8】フロー計測システムの第1の従来例を示す図である。
【図9】フロー計測システムの第2の従来例を示す図である。
【図10】フロー計測システムの第3の従来例を示す図である。
【図11】図8の第1の従来例の問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
【0045】
1:麻酔ガス供給源
2:人工鼻
3:蛇管
4:呼気弁
5:フローセンサ
5−1:サンプリングポート
6:呼吸モニタ(呼吸計測モジュール)
7:ガスモニタ(ガス計測モジュール)
8:患者
10:生体情報モニタ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
流路を流れるガスの流量を測定する呼吸モニタと、当該ガスをサンプリングしてガス濃度及び/又はその成分を計測するガスモニタと、を備えたフロー計測システムであって、
前記呼吸モニタの計測値の出力に際して、前記ガスモニタのサンプリング流量分を補正して出力することを特徴とするフロー計測システム。
【請求項2】
流路を流れるガスの流量を測定する呼吸モニタと、当該ガスをサンプリングしてガス濃度及び/又はその成分を計測するガスモニタと、生体情報の測定及び表示が可能な生体情報モニタと、を備えたフロー計測システムであって、
前記呼吸モニタの計測値の出力に際して、前記ガスモニタのサンプリング流量分を補正して、その値を数値または波形として前記生体情報モニタに表示することを特徴とするフロー計測システム。
【請求項3】
前記ガスのサンプリング方法は、サイドストリーム方式であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のフロー計測システム。
【請求項4】
前記呼吸モニタと前記ガスモニタがモジュールとして、前記生体情報モニタと一体に形成されていることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のフロー計測システム。
【請求項5】
ガスの流量を測定する呼吸計測モジュールと、
当該ガスをサンプリングしてガス濃度及び/又はその成分を計測するガス計測モジュールと、
前記呼吸計測モジュールの計測値の出力に際して、前記ガス計測モジュールのサンプリング流量分を補正した計測値を数値または波形として表示する表示部と、
を有する生体情報モニタ
【請求項6】
前記ガス計測モジュールと前記呼吸モジュールは一体型であることを特徴とする請求項5に記載の生体情報モニタ
【請求項7】
前記呼吸計測モジュールの計測値の出力に際して、前記ガス計測モジュールのサンプリング流量分を補正する補正手段は、呼吸計測モジュールまたは生体情報モニタに有することを特徴とする請求項5に記載の生体情報モニタ
【請求項1】
流路を流れるガスの流量を測定する呼吸モニタと、当該ガスをサンプリングしてガス濃度及び/又はその成分を計測するガスモニタと、を備えたフロー計測システムであって、
前記呼吸モニタの計測値の出力に際して、前記ガスモニタのサンプリング流量分を補正して出力することを特徴とするフロー計測システム。
【請求項2】
流路を流れるガスの流量を測定する呼吸モニタと、当該ガスをサンプリングしてガス濃度及び/又はその成分を計測するガスモニタと、生体情報の測定及び表示が可能な生体情報モニタと、を備えたフロー計測システムであって、
前記呼吸モニタの計測値の出力に際して、前記ガスモニタのサンプリング流量分を補正して、その値を数値または波形として前記生体情報モニタに表示することを特徴とするフロー計測システム。
【請求項3】
前記ガスのサンプリング方法は、サイドストリーム方式であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のフロー計測システム。
【請求項4】
前記呼吸モニタと前記ガスモニタがモジュールとして、前記生体情報モニタと一体に形成されていることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のフロー計測システム。
【請求項5】
ガスの流量を測定する呼吸計測モジュールと、
当該ガスをサンプリングしてガス濃度及び/又はその成分を計測するガス計測モジュールと、
前記呼吸計測モジュールの計測値の出力に際して、前記ガス計測モジュールのサンプリング流量分を補正した計測値を数値または波形として表示する表示部と、
を有する生体情報モニタ
【請求項6】
前記ガス計測モジュールと前記呼吸モジュールは一体型であることを特徴とする請求項5に記載の生体情報モニタ
【請求項7】
前記呼吸計測モジュールの計測値の出力に際して、前記ガス計測モジュールのサンプリング流量分を補正する補正手段は、呼吸計測モジュールまたは生体情報モニタに有することを特徴とする請求項5に記載の生体情報モニタ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2009−291307(P2009−291307A)
【公開日】平成21年12月17日(2009.12.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−145893(P2008−145893)
【出願日】平成20年6月3日(2008.6.3)
【出願人】(000230962)日本光電工業株式会社 (179)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成21年12月17日(2009.12.17)
【国際特許分類】
【出願日】平成20年6月3日(2008.6.3)
【出願人】(000230962)日本光電工業株式会社 (179)
【Fターム(参考)】
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