JP6875797B2 - ガスセンサキット及び顔面装着具 - Google Patents

Description

本発明はガスセンサキット及び顔面装着具に関する。

低酸素状態の被験者に対する対処療法として、酸素マスクや酸素カニューラを用いて高濃度酸素ガスを投与する手法が用いられている。低酸素状態の被験者に対して処置を行う場合、高濃度酸素ガスの投与を行うと共に、被験者の呼吸状態（呼気ガス濃度）を測定する必要がある。

特許文献１は、唾液等の分泌物の影響を回避して被験者の呼吸状態を正確に測定できるバイトブロックを開示している。当該バイトブロックは、導管が挿入される穴を有する筒状の第１壁と、第１壁を囲繞して口腔と対向する第２壁と、第１壁と第２壁との間の空隙から構成されるサンプルポートへのガス流路を備える（特許文献１図１、図２）。当該バイトブロックには、呼吸情報収集用アダプタが取り付け可能に構成され、当該呼吸情報収集用アダプタに対してプロングを取り付ける構成である（特許文献１図４）。そしてプロングには、酸素供給源から酸素供給がなされる（特許文献１段落００２４）。

すなわち特許文献１に記載のバイトブロックは、酸素投与を行うと共に、被験者の呼気ガス濃度を測定可能な構成である。この他にも、治療ガスの送気と呼気ガス測定を同時に行う構成（マスク等）が広く用いられている。

特許５３８５５９９号公報

ＣＯ２センサキット、[平成28年5月31日検索]、インターネット＜URL："http://www.nihonkohden.co.jp/iryo/products/monitor/01_bedside/tg970p.html">

しかしながら、治療ガス（好適には酸素ガス）の送気と呼気ガス濃度の測定を同時に行う構成の場合、送気した治療ガスにより被験者の呼気が希釈され、正確な呼気ガス濃度の測定が難しいという問題があった。

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、送気した治療ガスの影響を低減した上で呼気ガス濃度の測定ができるガスセンサキット及び顔面装着具を提供することを主たる目的とする。

本発明にかかるガスセンサセンサキットの一態様は、
被験者の呼気のガス濃度を測定するガスセンサと、
前記被験者の呼気を前記ガスセンサに導くガス導入部と、
前記被験者に治療ガスを供給するガス供給ユニットと、を備え、
前記ガス供給ユニットは、前記治療ガスの流速を調整する流速調整部を有する、ものである。

上述のガスセンサキットは、ガスセンサによって呼気ガス濃度（好適には呼気の二酸化炭素濃度）の測定を行うと共に治療ガスの送気を行う構成である。ガス供給ユニットは、流入される治療ガスの流速が遅くなるように調節する流速調整部を有する。治療ガスの流速が遅くなるように制御することにより、治療ガスが勢いよく被験者の鼻孔に吹き付けられることがなくなる。これにより、呼気ガス濃度を測定しつつ治療ガスの送気を行う構成であっても、治療ガスが呼気に与える影響を低減することができる。

本発明は、送気した治療ガスの影響を低減した上で呼気ガス濃度の測定ができるガスセンサキット及び顔面装着具を提供することができる。

実施の形態１にかかるガスセンサキット１の概略を示す分解斜視図である。 実施の形態１にかかるガスセンサキット１の装着概念図である。 実施の形態１にかかるガス供給ユニット４０の裏面図である。 実施の形態１にかかるガス供給ユニット４０の裏面図である。 実施の形態１にかかるガス供給ユニット４０の断面図である。 実施の形態１にかかるガス供給ユニット４０の裏面図である。 実施の形態１にかかるガス供給ユニット４０の断面図である。 実施の形態１にかかるガス供給ユニット４０の裏面図である。 実施の形態１にかかるカヌーラ５０を示すである。

＜実施の形態１＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。各図において、同一の構成要素には同一符号及び同一名称を付して重複する説明を省略する。また、理解の容易化のため、各構成要素のサイズや形状については適宜調整して記載する。

図１は、本実施の形態にかかるガスセンサキット１の概略を示す分解斜視図である。ガスセンサキット１は、被験者に対して治療ガス（酸素ガスや水素ガスであり、以下の説明では酸素ガスであるものとする。）の送気を行いつつ、呼気のガス濃度を測定する医療ユニットである。ガスセンサキット１は、バイトブロック１０、ネーザルアダプタ２０、ガスセンサ３０、及びガス供給ユニット４０を備える。

なお、以下の説明及び図面において、ガスセンサキット１を被験者が装着した際の各方向を以下のように定める。被験者にガスセンサキット１を装着して正面視した際の被験者の顔面の左右方向をＸ方向（左側面方向が＋Ｘ方向、右側面方向が−Ｘ方向）とし、被験者の顔面の上下方向をＹ方向（頭頂方向が＋Ｙ方向、顎方向が−Ｙ方向）とし、被験者の口腔内方向を−Ｚ方向、被験者の口腔から離れる方向を＋Ｚ方向とする。

バイトブロック１０は、内視鏡や硬性鏡を用いた検査の際に口腔に挿入される器具である。なおバイトブロック１０は、被験者の口腔付近に配置されてガス供給ユニット４０と共に利用される器具の一例である。そのためガスセンサキット１は、バイトブロック１０に代わってマスク等を備える構成であってもよい。バイトブロック１０は、筒状の形態であると共に、ネーザルアダプタ２０と接続する接続機構を有する。

ネーザルアダプタ２０は、バイトブロック１０と接続すると共に、被験者の鼻孔付近に配置されるアダプタである。ネーザルチューブ２１及び２２は、被験者の両鼻孔に挿入される。またネーザルアダプタ２０は、ガスセンサ３０と接続し、被験者の呼気をガスセンサ３０に導く。すなわちネーザルアダプタ２０は、被験者の呼気をガスセンサ３０に導くガス導入部の一態様である。

ガスセンサ３０は、ネーザルアダプタ２０と着脱可能に構成される。例えばガスセンサ３０は、受光窓を有する凹部をネーザルアダプタ２０に嵌め合わせることによりネーザルアダプタ２０と接続する。ガスセンサ３０は、被験者の呼気ガス濃度（以下の説明では二酸化炭素ガスの濃度とするが、この他のガス濃度を検出してもよい）を測定する。ガスセンサ３０は、発光部と受光部を有し、被験者呼気の透過光を基に二酸化炭素濃度を算出する。二酸化炭素は特定の波長の赤外線を強く吸収する性質があるため、呼気中の二酸化炭素濃度が高いほど赤外光が強く吸収され、透過光量が弱まる。ガスセンサ３０は、この性質を利用して呼気の二酸化炭素濃度を検出するものであればどのような形状や構造であってもよい（非特許文献１は実装の一例となる製品である。）。

ガスセンサ３０は、ガス供給ユニット４０と着脱可能に構成される。例えばガスセンサ３０から延伸するチューブやガスセンサ３０の筐体と、ガス供給ユニット４０の筐体と、を嵌合させるようにして接続すればよい。またはガス供給ユニット４０に切込孔や爪を設けておき、ガスセンサ３０に設けられたボス等と嵌合することによって両者を接続してもよい。なおガス供給ユニット４０は、ネーザルアダプタ２０と接続する構造であってもよい。この場合であっても、ボスや切込孔を用いて両者を接続すればよい。すなわちガス供給ユニット４０は、ガスセンサ３０またはネーザルアダプタ２０と着脱可能に構成されれば良い。

ガス供給ユニット４０は、被験者の鼻孔に対して治療ガスを供給する。ガス供給ユニット４０は、ガスセンサ３０を介してネーザルアダプタ２０と接続するものであり、被験者の鼻孔付近に配置される。チューブ４１には、酸素供給源から酸素ガスが供給される。ガス供給ユニット４０は、ガスセンサ３０の筐体を覆うようなキャップ形状の本体４３を持つ。ガスセンサ４０の筐体をキャップ形状とすることにより、送気した酸素ガスが被験者の鼻孔付近に滞留し、効率よく酸素投与を行うことができる。本体４３は、酸素ガスが流入する空室である。チューブ４１から供給された酸素ガスは、多孔性部材４２を通過した後にキャップ形状の本体４３に流入する。

続いてガスセンサキット１の装着状態について説明する。図２は、本実施の形態にかかるガスセンサキット１の装着状態を示す図（ガスセンサキット１を装着中の被験者の顔面下部の拡大図）である。

バイトブロック１０は、被験者の口腔に挿入される。バイトブロック１０に接続したネーザルアダプタ２０のネーザルチューブ２１（図２には図示せず）及び２２は、被験者の両鼻孔に挿入（または近接位置に配置）される。

ガス供給ユニット４０は、ネーザルアダプタ２０の本体部分及びガスセンサ３０を覆い、被験者の鼻孔と唇の間に配置される。そのためガス供給ユニット４０は、チューブ４１から供給された酸素ガスを被験者の鼻孔付近に供給する。ここでガス供給ユニット４０は、供給する酸素ガスがガスセンサ３０による呼気ガス濃度検出に影響を与えないよう、酸素ガスの流速を調整する。以下、この調整機構について説明する。

図３は、ガス供給ユニット４０の裏面図（−Ｚ方向からガス供給ユニット４０を見た図）である。上述のようにチューブ４１は、酸素ガスを導入する。チューブ４１から流れ込んだ酸素ガスは、本体４３とチューブ４１の間にあるガス流路にあたるガス流入口４４に流入する。ガス流入口４４には、酸素ガスの流速を調節する（換言すると流速を遅くする）流速調整部の一態様である多孔性部材４２が設けられている。なお流速調整部は、流速を遅くすると共に、ガスの流入方向を拡散するように調整することが望ましい。多孔性部材４２は、例えばスポンジであり、チューブ４１から流れ込んだ酸素ガスを緩衝し、流速を遅くした状態でキャップ状の本体４３に供給する。

また多孔性部材４２は、流れ込んだ酸素ガスの流入方向が拡散するように調節する。多孔性部材４２は、無数の開口を有する構成であるが、一般的にその開口方向が一定ではない。例えば多孔性部材４２がスポンジである場合、スポンジを構成する無数の開口の開口方向は一定ではない。そのため多孔性部材４２から供給された酸素ガスの流入方向は、図３の点線矢印で示すように拡散した状態となる。

本体４３は、図２に示すように被験者の鼻孔から唇の間に配置される。本体４３には、多孔性部材４２によって流速が十分に遅くなった酸素ガスが流れ込む。また酸素ガスは、流入方向が拡散した状態で本体４３に流れ込む。

続いて本実施の形態にかかるガスセンサキット１の効果について説明する。ガスセンサキット１は、ガスセンサ３０によって呼気ガス濃度（好適には呼気の二酸化炭素濃度）の測定を行うと共に酸素ガス（治療ガスの一態様）の送気を行う構成である。ガス供給ユニット４０は、チューブ４１から流入される酸素ガスの流速が遅くなるように調節する多孔性部材４２（流速調整部の一態様）を有する。酸素ガスの流速が遅くなるように制御することにより、酸素ガスが勢いよく被験者の鼻孔に吹き付けられることがなくなる。これにより、呼気ガス濃度を測定しつつ酸素ガスの送気を行う構成であっても、酸素ガスが呼気に与える影響を低減することができる。

多孔性部材４２は無数の微細孔を有する構成であるため、通気性を確保すると共に流入する酸素ガスに対する緩衝材として作用する。そのため、酸素ガスを被験者の鼻孔付近に取り込むことができるとともに、酸素ガスが呼気に与える影響を低減することができる。また多孔性部材４２は、スポンジ等の一般的な材質であるため、コストアップを伴うことなく上述の効果を奏することができる。更にスポンジを使用する場合、重量が軽い素材であるために被験者の装着負荷が小さい。

多孔性部材４２を構成する微細孔の開口方向は一定ではないため、図３に示すように酸素ガスの流入方向が拡散する。これにより一点に酸素ガスが収束することが無くなり、酸素ガスが呼気に与える影響を低減することができる。

なお多孔性部材４２は、酸素ガスの流速を調節する流速調整部の一態様であり、この他の態様であってもよい。以下、変形例について説明する。

（変形例１）
第１の変形例は、流速調整部が柱状体４５及びスリット４６により構成されているものである。以下、当該構成を図４及び図５を参照して説明する。図４は、当該変形例にかかるガス供給ユニット４０の裏面図（−Ｚ方向からガス供給ユニット４０を見た図）である。図５は、図４におけるガス供給ユニット４０のＡ−Ａ断面図である。

本体４３には、スリット４６を有する柱状体４５が設けられている。すなわちチューブ４１と対向する位置に柱状体４５とスリット４６が設けられている。図５に示すように柱状体４５は、高さ（Ｚ軸方向に長さ）を有する形状である。本例では、柱状体４５に対して２つのスリット４６が設けられているが、スリット４６の個数は任意の個数でよい。

チューブ４１から流入した酸素ガスは、スリット４６を通過して流れ込む。柱状体４５は、チューブ４１から流入した酸素ガスに対する壁のように作用する。そのため、柱状体４５に吹き付けられた酸素ガスは、押し戻されるようにして本体４３内を滞留する。この滞留した酸素ガスは、新たにチューブ４１から流入する酸素ガスと対向するように移動するため、酸素ガスの流速は遅くなる。

なお本例（図４、図５）では、柱状体４５及びスリット４６が本体４３の略中心部（Ｘ軸方向の中心付近）に設けられている例を示したが、必ずしもこれに限られず、略中心部（Ｘ軸方向の中心付近）よりもチューブ４１側に設けられていてもよい。

本変形例においても柱状体４５及びスリット４６がチューブ４１から流入した酸素ガスの流速を遅くするように調節する。これにより、チューブ４１から流入した酸素ガスの影響をキャンセルした状態で被験者の呼気ガス濃度の検出を行うことができる。

（変形例２）
第２の変形例は、流速調整部が複数の柱状体４７により構成されているものである。以下、当該構成を図６及び図７を参照して説明する。図６は、当該変形例にかかるガス供給ユニット４０の裏面図（−Ｚ方向からガス供給ユニット４０を見た図）である。図７は、図６におけるガス供給ユニット４０のＡ−Ａ断面図である。

本体４３（酸素ガスが流入するキャップ形状の空室）には、複数の柱状体４７が設けられている。なお図６の例では、８つの柱状体４７が設けられているものとしたが、柱状体４７の個数は任意でよい。すなわち柱状体４７は、本体４３に少なくとも一つ設けられていてもよい。また柱状体４７の形状は、円柱形であってもよく、角柱形であってもよい。また柱状体４７の大きさも任意のものであれば良い。

柱状体４７の各々は、チューブ４１から流入する酸素ガスに対して、壁のように作用する。すなわち柱状体４７に吹き付けられた酸素ガスは、流入方向を変えて本体４３内部を滞留する。これにより、チューブ４１から流入した酸素ガスの流入方向は拡散的になると共に、流速が遅くなる。

また流速調整部は、図８に示すように蛇行して酸素ガスを導く流線型の流路４８であってもよい。また図８の説明では流路４８が蛇行した例を示したが、必ずしももこれに限られず、チューブ４１から流入する酸素ガスの流入方向と異なる方向に酸素ガスを導くようなものであれば良い。これにより、流入した酸素ガスが蛇行して進むため、流速が遅くなるように制御される。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。

上述の説明においてガスセンサキット１は、被験者が咬合するバイトブロックとガスセンサ等が接続する構成であったが必ずしもこれに限られない。すなわちガスセンサキット１は、ガス送気と呼気ガス濃度の測定を行える構成であればよく、図１の構成（バイトブロック）以外に酸素マスクや酸素カニューラのような構成であってもよい。

またチューブ４１に多孔性部材４２のような流速調整部が設けられた形状も理論上可能である。すなわちガスセンサキット１は、治療ガスの供給源から被験者の鼻孔周辺へのガス流路に治療ガスの流速を調節する流速調整部を有する構成であればよい。

上述の図１等の説明では、メインストリーム式のガス測定を行うものとして説明したが、必ずしもこれに限られず上述の技術をサイドストリーム式のガス測定に応用してもよい。すなわち被験者の呼気をチューブ等（ガス導入部の一態様）で外部のガス測定機（上述のガスセンサ３０）に導くと共に、上述のガス供給ユニット４０を用いる構成であってもよい。当該構成であっても、送気した酸素ガスの影響を低減した呼気ガス濃度の測定ができる。

図９は、ガス導入部の他の一例であるカヌーラ５０を示す図である。図９（Ａ）はカヌーラ５０の斜視図であり、図９（Ｂ）はカヌーラ５０の上面図（＋Ｙ方向から見た図）である。図示するように鼻孔に挿入する二つのネーザルチューブ５１、５２が設けられている。またネーザルチューブ５１と５２の間に配置され、＋Ｙ方向に酸素を供給する酸素供給口５３が設けられている。このカヌーラ５０を上述のネーザルアダプタ２０の代わりに利用し、カヌーラ５０にガス供給ユニット４０を取り付けて酸素ガスを患者に供給する。またガスセンサ３０は、ネーザルチューブ５１及び５２からチューブ５４、５５を介して吸引した呼気ガスを用いて呼気ガス濃度測定を行えばよい。

なおガスセンサキット１は、被験者の顔面に装着して呼吸状態や口腔の状態を管理する顔面装着具（バイトブロック１０、ネーザルアダプタ２０、ガス供給ユニット４０）と、呼気ガス濃度を測定するガスセンサ３０と、を備える構成と解釈することができる。顔面装着具の構成は、任意のものであれば良く、例えばバイトブロック１０が存在しない構成や、バイトブロック１０の代わりに酸素センサを設ける構成も可能である。

１ ガスセンサキット
１０ バイトブロック
２０ ネーザルアダプタ
２１、２２ ネーザルチューブ
３０ ガスセンサ
４０ ガス供給ユニット
４１ チューブ
４２ 多孔性部材
４３ 本体
４４ ガス流入口
４５ 柱状体
４６ スリット
４７ 柱状体
４８ 流路
５０ カヌーラ

Claims (9)

1. 被験者の呼気のガス濃度を測定するガスセンサと、
   前記被験者の呼気を前記ガスセンサに導くガス導入部と、
   前記被験者に治療ガスを供給するガス供給ユニットと、を備え、
   前記ガス供給ユニットは、前記治療ガスの流速を遅くするように調整する流速調整部を有し、
   前記流速調整部は、チューブから前記ガス供給ユニットに対して前記治療ガスが流れ込むガス流入口に配置され、前記チューブと前記ガス供給ユニットの中央とを隔てる多孔性部材である、ガスセンサキット。
2. 被験者の呼気のガス濃度を測定するガスセンサと、
   前記被験者の呼気を前記ガスセンサに導くガス導入部と、
   前記被験者に治療ガスを供給するガス供給ユニットと、を備え、
   前記ガス供給ユニットは、前記治療ガスの流速を遅くするように調整する流速調整部を有し、
   前記流速調整部は、前記ガス供給ユニットに対して前記治療ガスが流れ込むガス流入口に配置された長細形状を有する多孔性部材である、ガスセンサキット。
3. 前記ガス供給ユニットは、前記ガスセンサの筐体を覆うキャップ形状である、ことを特徴とする請求項１または２に記載のガスセンサキット。
4. 前記流速調整部は、前記治療ガスの流入方向が拡散するように調整する、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガスセンサキット。
5. 被験者の呼気のガス濃度を測定するガスセンサと、
   前記被験者の呼気を前記ガスセンサに導くガス導入部と、
   前記被験者に治療ガスを供給するガス供給ユニットと、を備え、
   前記ガス供給ユニットは、前記治療ガスの流速を遅くするように調整する流速調整部を有し、
   前記流速調整部は、前記治療ガスを供給するチューブと対向する位置に設けられた柱状体とスリットである、ガスセンサキット。
6. 被験者の呼気のガス濃度を測定するガスセンサと、
   前記被験者の呼気を前記ガスセンサに導くガス導入部と、
   前記被験者に治療ガスを供給するガス供給ユニットと、を備え、
   前記ガス供給ユニットは、前記治療ガスの流速を遅くするように調整する流速調整部を有し、
   前記流速調整部は、前記ガス供給ユニット内の前記治療ガスが流入する空室に設けられた少なくとも一つの柱状体である、ガスセンサキット。
7. 被験者の呼気のガス濃度を測定するガスセンサと、
   前記被験者の呼気を前記ガスセンサに導くガス導入部と、
   前記被験者に治療ガスを供給するガス供給ユニットと、を備え、
   前記ガス供給ユニットは、前記治療ガスの流速を遅くするように調整する流速調整部を有し、
   前記流速調整部は、前記ガス供給ユニット内の前記治療ガスが流入する空室に設けられ、流入する前記治療ガスの流入方向と異なる方向に前記治療ガスを導く流路である、ガスセンサキット。
8. 被験者の呼気のガス濃度を測定するガスセンサに前記被験者の呼気を導くガス導入部と、
   前記ガスセンサまたは前記ガス導入部に着脱可能に構成され、前記被験者に治療ガスを供給するガス供給ユニットと、を備え、
   前記ガス供給ユニットは、前記治療ガスの流速を調整する流速調整部を有し、
   前記流速調整部は、チューブから前記ガス供給ユニットに対して前記治療ガスが流れ込むガス流入口に配置され、前記チューブと前記ガス供給ユニットの中央とを隔てる多孔性部材である、顔面装着具。
9. 被験者に治療ガスの送気を行いつつ、前記被験者の呼気ガス濃度を測定するガスセンサキットであって、
   前記被験者の鼻と口の間に配置されて前記治療ガスを前記被験者に供給するキャップ形状のガス供給ユニットを備え、
   前記ガス供給ユニットは、チューブから前記キャップ形状の内部に前記治療ガスが流れ込むガス流入口に配置されて前記治療ガスの流速を調整するとともに前記チューブと前記キャップ形状の中央とを隔てる多孔性部材を有する、
   ガスセンサキット。

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