(57)【要約】  呼吸ガスセンサ用のサンプルセル１０は、光学サンプリングボア４２、光学サンプリングボアの流入端４４に接続されるガス流入ルーメン５０及び光学サンプリングボアの流出端４６に接続されるガス流出ルーメン５２を含むガス流路を画定する一体成形の射出成形本体４０を有する。ガス流路は、少なくとも２つの曲面壁１００、１０２、１０４、１０６を含む。サンプルセルは、ガス流路を画定するためにモールドピン１２０、１２２、１２４、１２６、１２８を組み立て、一体成形の射出成形本体を射出成形することによって製造され、少なくとも２つのモールドピン１２２、１２４が、ガス流路の少なくとも２つの曲面壁を画定する曲面を有し、射出成形は、少なくとも２つの曲面壁を含むガス流路を画定した後に、モールドピンを取り外すことを含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）流入端及び流出端の両端を有する光学サンプリングボア、（ｉｉ）前記光学サンプリングボアの前記流入端に接続されるガス流入ルーメン及び（ｉｉｉ）前記光学サンプリングボアの前記流出端に接続されるガス流出ルーメンを含むガス流路を画定する一体成形の射出成形本体と、
前記一体成形の射出成形本体に取り付けられ、前記光学サンプリングボアの前記流入端を覆う流入光学ウィンドウと、
前記一体成形の射出成形本体に取り付けられ、前記光学サンプリングボアの前記流出端を覆う流出光学ウィンドウと、
を含む、呼吸ガスセンサ用のサンプルセル。
【請求項２】
前記流入光学ウィンドウは、前記光学サンプリングボアの前記流入端を密閉し、
前記流出光学ウィンドウは、前記光学サンプリングボアの前記流出端を密閉する、請求項１に記載のサンプルセル。
【請求項３】
前記光学サンプリングボアは、光軸を画定し、
前記流入光学ウィンドウは、前記光軸を横断するように向けられ、
前記流出光学ウィンドウは、前記光軸を横断するように向けられる、請求項１又は２に記載のサンプルセル。
【請求項４】
前記ガス流入ルーメン及び前記ガス流出ルーメンは、平行であり、
前記ガス流入ルーメンは、前記光軸に直交し、
前記ガス流出ルーメンは、前記光軸に直交する、請求項３に記載のサンプルセル。
【請求項５】
前記ガス流入ルーメンと前記光学サンプリングボアの前記流入端との接続部は、少なくとも１つの曲面壁を含む、請求項１乃至４の何れか一項に記載のサンプルセル。
【請求項６】
前記少なくとも１つの曲面壁は、
前記ガス流入ルーメンから出て、前記ガス流入ルーメンと前記光学サンプリングボアの前記流入端との間に配置される流入プレナムに入るガス流を方向転換する凹面状の曲面壁と、
前記流入プレナムと前記光学サンプリングボアの前記流入端との間に配置される凸面状の曲面壁と、
を含む、請求項５に記載のサンプルセル。
【請求項７】
前記ガス流出ルーメンと前記光学サンプリングボアの前記流出端との接続部は、少なくとも１つの曲面壁を含む、請求項６に記載のサンプルセル。
【請求項８】
前記ガス流出ルーメンと前記光学サンプリングボアの前記流出端との接続部の前記少なくとも１つの曲面壁は、
前記光学サンプリングボアの前記流出端と、前記ガス流出ルーメンと接続する流出プレナムとの間に配置される凸面状の曲面壁と、
前記流出プレナムから出て前記ガス流出ルーメンに入るガス流を方向転換する凹面状の曲面壁と、
を含む、請求項７に記載のサンプルセル。
【請求項９】
前記光学サンプリングボアは、前記光学サンプリングボアの前記流出端が、前記光学サンプリングボアの前記流入端よりも大きい直径を有するように向けられるテーパを持つテーパ円筒である、請求項１乃至８の何れか一項に記載のサンプルセル。
【請求項１０】
前記一体成形の射出成形本体は更に、前記一体成形の射出成形本体の両側にフィンガグリップを含む、請求項１乃至９の何れか一項に記載のサンプルセル。
【請求項１１】
前記フィンガグリップの少なくとも１つは、（ｉ）前記一体成形の射出成形本体に対する角度と、（ｉｉ）前記一体成形の射出成形本体から離れるように弧を描く湾曲とのうちの少なくとも１つを有する前記一体成形の射出成形本体の突起部を含む、請求項１０に記載のサンプルセル。
【請求項１２】
前記フィンガグリップは、前記フィンガグリップに印加される対向する力の印加によって、サンプリングベンチからの前記サンプルセルの取り外しを容易にするように構造化される、請求項１０又は１１に記載のサンプルセル。
【請求項１３】
前記フィンガグリップの少なくとも１つは更に、前記フィンガグリップに印加される対向する力の前記印加によって、サンプリングベンチからの前記サンプルセルの取り外しを容易にするように、（ｉ）ロック機構を無効にすること、又は、（ｉｉ）解放機構を作動させることの少なくとも１つを行うように構造化される、請求項１２に記載のサンプルセル。
【請求項１４】
前記一体成形の射出成形本体は更に、前記ガス流入ルーメンを画定し且つニブを有する管状ガス流入口を含み、前記サンプルセルは更に、
接着剤を使用することなく、前記ニブを介して前記管状ガス流入口に取り付けられる排水フィルタを含む、請求項１乃至１３の何れか一項に記載のサンプルセル。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れか一項に記載のサンプルセルと、
前記サンプルセルの前記光学サンプリングボアの前記流入端内に光を入れる光源と、
前記サンプリングセルの前記光学サンプリングボアの前記流出端に配置され、前記光源からの光を、前記サンプルセルの前記光学サンプリングボアを通過した後に検出する光検出器と、
を含む、呼吸ガス二酸化炭素センサ。
【請求項１６】
前記サンプルセルの前記光学サンプリングボアを通る呼吸ガスを引き入れるように、前記サンプルセルの前記ガス流出ルーメンに接続されるポンプを更に含む、請求項１５に記載の呼吸ガス二酸化炭素センサ。
【請求項１７】
前記光源及び前記光検出器を含み、また、前記サンプルセルを取り外し可能なサンプルセルとして受け入れるサンプルセルレセプタクルを更に含むサンプリングベンチを更に含む、請求項１５又は１６に記載の呼吸ガス二酸化炭素センサ。
【請求項１８】
（ｉ）流入端及び流出端の両端を有する光学サンプリングボア、（ｉｉ）前記光学サンプリングボアの前記流入端に接続されるガス流入ルーメン及び（ｉｉｉ）前記光学サンプリングボアの前記流出端に接続されるガス流出ルーメンを含むガス流路を画定する本体と、
前記本体に取り付けられ、前記光学サンプリングボアの前記流入端を覆う流入光学ウィンドウと、
前記本体に取り付けられ、前記光学サンプリングボアの前記流出端を覆う流出光学ウィンドウと、
を含み、
前記ガス流入ルーメンと前記光学サンプリングボアの前記流入端との接続部は、少なくとも１つの曲面壁を含む、呼吸ガスセンサ用のサンプルセル。
【請求項１９】
前記ガス流入ルーメンと前記光学サンプリングボアの前記流入端との接続部の前記少なくとも１つの曲面壁は、
前記ガス流入ルーメンから出て、前記ガス流入ルーメンと前記光学サンプリングボアの前記流入端との間に配置される流入プレナムに入るガス流を方向転換する凹面状の曲面壁を含む、請求項１８に記載のサンプルセル。
【請求項２０】
前記ガス流入ルーメンと前記光学サンプリングボアの前記流入端との接続部の前記少なくとも１つの曲面壁は、
前記光学サンプリングボアの前記流入端と、（ｉ）前記ガス流入ルーメン及び（ｉｉ）前記ガス流入ルーメンと前記光学サンプリングボアの前記流入端との間に配置される流入プレナムのうちの１つとの間に配置される凸面状の曲面壁を含む、請求項１８又は１９に記載のサンプルセル。
【請求項２１】
前記ガス流出ルーメンと前記光学サンプリングボアの前記流出端との接続部は、少なくとも１つの曲面壁を含む、請求項１８乃至２０の何れか一項に記載のサンプルセル。
【請求項２２】
前記ガス流出ルーメンと前記光学サンプリングボアの前記流出端との接続部の前記少なくとも１つの曲面壁は、
前記光学サンプリングボアの前記流出端と、（ｉ）前記ガス流出ルーメン及び（ｉｉ）前記ガス流出ルーメンと前記光学サンプリングボアの前記流出端との間に配置される流出プレナムのうちの１つとの間に配置される凸面状の曲面壁を含む、請求項２１に記載のサンプルセル。
【請求項２３】
前記ガス流出ルーメンと前記光学サンプリングボアの前記流出端との接続部の前記少なくとも１つの曲面壁は、
前記ガス流出ルーメンに接続する流出プレナムから出るガス流を方向転換する凹面状の曲面壁を含む、請求項２１又は２２に記載のサンプルセル。
【請求項２４】
前記光学サンプリングボアは、前記光学サンプリングボアの前記流出端が、前記光学サンプリングボアの前記流入端よりも大きい直径を有するように向けられるテーパを持つテーパ円筒である、請求項１８乃至２３の何れか一項に記載のサンプルセル。
【請求項２５】
前記ガス流出ルーメンは、前記ガス流出ルーメンの直径が前記光学サンプリングボアの前記流出端から離れる距離が増加するのに伴って拡大してテーパ状にされる、請求項１８乃至２４の何れか一項に記載のサンプルセル。
【請求項２６】
前記ガス流入ルーメンは、前記光軸に直交し、
前記ガス流出ルーメンは、前記光軸に直交する、請求項１８乃至２５の何れか一項に記載のサンプルセル。
【請求項２７】
前記ガス流入ルーメン及び前記ガス流出ルーメンは、共通軸を共有する、請求項２６に記載のサンプルセル。
【請求項２８】
（ｉ）流入端及び流出端の両端を有する光学サンプリングボア、（ｉｉ）前記光学サンプリングボアの前記流入端に接続されるガス流入ルーメン及び（ｉｉｉ）前記光学サンプリングボアの前記流出端に接続されるガス流出ルーメンを含み、少なくとも２つの曲面壁を含むガス流路を画定する一体成形の射出成形本体を有する呼吸ガスセンサ用のサンプルセルを製造する方法であって、
前記ガス流路を画定するためにモールドピンを組み立てるステップと、
前記一体成形の射出成形本体を射出成形するステップと、
を含み、
少なくとも２つのモールドピンが、前記ガス流路の前記少なくとも２つの曲面壁を画定する曲面を有し、
前記射出成形するステップは、前記モールドピンが前記少なくとも２つの曲面壁を含む前記ガス流路を画定した後に、前記モールドピンを取り外すステップを含む、製造方法。
【請求項２９】
前記光学サンプリングボアの前記流入端及び前記流出端を覆う光学ウィンドウを付着するステップを更に含む、請求項２８に記載の製造方法。
【請求項３０】
前記付着ステップは、付着された前記光学ウィンドウで、前記光学サンプリングボアの前記流入端及び前記流出端を密閉するステップを含む、請求項２９に記載の製造方法。
【請求項３１】
前記一体成形の射出成形本体は更に、前記ガス流入ルーメンを画定し且つニブを有する管状ガス流入口を含み、前記方法は更に、
接着剤を使用することなく、前記ニブを介して排水フィルタを前記管状ガス流入口に取り付けるステップを含む、請求項２８乃至３０の何れか一項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
下記は、概して、カプノグラフィ技術、呼吸ガスサンプリング技術、当該デバイスにおける使用のためのサンプルセル、当該サンプルセルの製造方法及び関連技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
カプノグラフィは、呼吸ガスにおける二酸化炭素（ＣＯ２）の濃度又は分圧のモニタリングである。既知のカプノグラフデバイスは、コーニンクレッカ・フィリップス社（アイントホーヘン、オランダ）から入手できるレスピロニクス（登録商標）ＬｏＦｌｏ（登録商標）サイドストリームＣＯ２センサであり、非分散型赤外線（ＮＤＩＲ）単一ビーム光学測定技術を使用して、鼻カニューレ又は他の患者付属品を介した呼吸ガスサンプル内のＣＯ２を測定する。ＬｏＦｌｏ（登録商標）ＣＯ２センサは、呼吸ガスをサンプルセル内に引き入れるポンプを含む。ＬｏＦｌｏ（商標）ＣＯ２センサの特徴は、各患者について交換されることが好適である使い捨てサンプルセルの使用である。これは、例えばサンプルセルが再利用される場合に時間の経過に伴う光学ウィンドウ及び流路の汚染を回避するという利点がある。他のカプノグラフデバイスでは、サンプルセルは、使い捨てコンポーネントではない。したがって、光学ウィンドウ及び／又は呼吸ガス流路に汚染物質が蓄積する傾向がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
下記は、上記問題等に対処する新規且つ改良されたシステム及び方法を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
１つの開示態様において、呼吸ガスセンサ用のサンプルセルが開示される。サンプルセルは、（ｉ）流入端及び流出端の両端を有する光学サンプリングボア、（ｉｉ）光学サンプリングボアの流入端に接続されるガス流入ルーメン及び（ｉｉｉ）光学サンプリングボアの流出端に接続されるガス流出ルーメンを含むガス流路を画定する一体成形の射出成形本体と、一体成形の射出成形本体に取り付けられ、光学サンプリングボアの流入端を覆う流入光学ウィンドウと、一体成形の射出成形本体に取り付けられ、光学サンプリングボアの流出端を覆う流出光学ウィンドウとを含む。
【０００５】
別の開示態様において、呼吸ガスセンサ用のサンプルセルが開示される。サンプルセルは、（ｉ）流入端及び流出端の両端を有する光学サンプリングボア、（ｉｉ）光学サンプリングボアの流入端に接続されるガス流入ルーメン及び（ｉｉｉ）光学サンプリングボアの流出端に接続されるガス流出ルーメンを含むガス流路を画定する本体と、本体に取り付けられ、光学サンプリングボアの流入端を覆う流入光学ウィンドウと、本体に取り付けられ、光学サンプリングボアの流出端を覆う流出光学ウィンドウとを含み、ガス流入ルーメンと光学サンプリングボアの流入端との接続部は、少なくとも１つの曲面壁を含む。幾つかの実施形態では、ガス流出ルーメンと光学サンプリングボアの流出端との接続部は、少なくとも１つの曲面壁を含む。
【０００６】
別の開示態様において、（ｉ）流入端及び流出端の両端を有する光学サンプリングボア、（ｉｉ）光学サンプリングボアの流入端に接続されるガス流入ルーメン及び（ｉｉｉ）光学サンプリングボアの流出端に接続されるガス流出ルーメンを含み、少なくとも２つの曲面壁を含むガス流路を画定する一体成形の射出成形本体を有する呼吸ガスセンサ用のサンプルセルを製造する方法が開示される。方法は、ガス流路を画定するためにモールドピンを組み立てるステップと、一体成形の射出成形本体を射出成形するステップとを含み、少なくとも２つのモールドピンが、ガス流路の少なくとも２つの曲面壁を画定する曲面を有し、射出成形するステップは、モールドピンが少なくとも２つの曲面壁を含むガス流路を画定した後に、モールドピンを取り外すステップを含む。
【０００７】
１つの利点は、サンプルセルを通る呼吸ガス流が改善されることにより、より正確なＣＯ２測定値が提供される点にある。
【０００８】
別の利点は、サンプルセルを通る呼吸ガス流が改善されることにより、待ち時間及び／又はメモリ効果が低減されてＣＯ２測定値が提供される点にある。
【０００９】
別の利点は、製造費が削減され、組立てが単純化された使い捨て又は非使い捨て呼吸ガスサンプルセルが提供される点にある。
【００１０】
別の利点は、ハンドリング特徴が向上された使い捨て呼吸ガスサンプルセルが提供される点にある。
【００１１】
本開示を読み、理解した当業者には明らかであるように、所与の実施形態が、上記利点のいずれも提供しない、若しくは、上記利点の１つ、２つ、それ以上若しくはすべてを提供するか、並びに／又は、他の利点を提供してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本発明は、様々なコンポーネント及びコンポーネントの構成、また、様々なステップ及びステップの構成の形を取ってよい。図面は、好適な実施形態を例示することのみを目的とし、本発明を限定するものと解釈されるべきではない。
【００１３】
【図１】図１は、カプノグラフィデバイスと、カプノグラフデバイスに挿入する前の使い捨てサンプルセルとを示す。
【図２】図２は、カプノグラフィデバイスと、カプノグラフデバイスに挿入した後の使い捨てサンプルセルとを示す。
【図３】図３（ａ）乃至図３（ｇ）は、図１及び図２のサンプルセルの一体成形の射出成形本体の図を示す。
【図４】図４は、切断線Ｓ−Ｓが示された図１及び図２のサンプルセルの側面図を示す。
【図５】図５は、図４に示される切断線に沿った断面Ｓ−Ｓを示す。
【図６】図６は、サンプリングボアを中心とした図５の断面Ｓ−Ｓの一部の拡大図を示す。
【図７】図７は、図６の断面図Ｓ−Ｓを介して見る図１乃至図６のサンプルセルを通る呼吸ガス流のコンピュータシミュレーションを示す。
【図８】図８は、クロスハッチングが内部特徴を画定するように射出成形モールドの工具鋼を引き抜くためのピンを示す図５の断面Ｓ−Ｓを示す。
【図９】図９は、図１乃至図８のサンプルセルを製造する適切な方法の製造フローチャートを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本明細書には、カプノグラフィデバイス又は他の呼吸ガスサンプリングデバイスの改良されたサンプルセルが開示される。
【００１５】
図１及び図２を参照するに、カプノグラフィデバイスが示される。カプノグラフィデバイスは、呼吸ガス内の二酸化炭素（ＣＯ２）濃度又は分圧をサンプリングするデバイスであり、ＣＯ２センサデバイスとも呼ばれる。図２に模式的に示されるように、カプノグラフィデバイスは、サンプリングベンチ８と、サンプリングベンチ８内のレセプタクル１２に挿入する取り外し可能なサンプルセル１０とを含む。図１は、サンプリングベンチ８のレセプタクル１２に挿入する前の使い捨てサンプルセル１０を示し、図２は、サンプルセル１０がサンプリングベンチ８に挿入された後の組立てを示す。サンプルセル１０は、中間排水フィルタ１６を介して流入空気ホース１４に接続される。サンプリングセル１０とのその接続から遠位の流入空気ホース１４の端は、人工呼吸器ラインへと結合される鼻カニューレ又はインライン患者付属品といった患者付属品（図示せず）に適切に接続される。患者付属品からサンプリング用の呼吸ガスがサイドストリーム構成で引き入られる。例示的なサンプルセル１０は、有利には取り外し可能であり、好適には少なくとも連続患者間で交換されることで、汚染物質の蓄積が低減される。例示的なサンプルセル１０は取り外し可能であるが、他の実施形態では、サンプルセルが、サンプリングベンチに常設のコンポーネントであることも想定される。
【００１６】
図２を特に参照するに、差込図１８は、排水フィルタ１６のすぐ下流からのサンプルセル１０の断面図を、サンプリングベンチ８の選択された内部コンポーネントと共に示す。差込図１８に示されるように、サンプリングベンチ８は、レーザ又は他の光源２０と光検出器２２とを含む光学ＣＯ２検知アセンブリを収容する。例示的なサンプリングベンチ８は、内部空気管２６を介してサンプルセル１０の流出端と接続するポンプ２４を使用して、流入空気ホース１４からサンプルセル１０を通る呼吸ガス流を引き入れる（即ち、「サンプリングする」）サイドストリームサンプリングベンチである。空気流路は更に、例示的な気圧センサ２８、空気流量センサ（図示せず）又は他の診断センサを含んでもよい。
【００１７】
例示的なサンプリングベンチ８は更に、例えばマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラであるオンボード電子データ処理コンポーネント３０を含む。処理コンポーネント３０は、例えば圧力センサ２８によって出力される圧力測定値及び／又は空気流量センサによって測定される空気流量測定値に基づいて、ユニットが患者に接続されていないかどうかを検出するために、１つ以上の自己診断アルゴリズムを行うようにプログラミングされる。処理コンポーネント３０は更に又は或いは、例示的なカプノグラフィデバイスに関して適切であるように、例えばＣＯ２分圧又は濃度である呼吸空気成分情報を出力するようにプログラミングされる。この処理は、赤外線放射デバイス２０からセンサ２２への測定された光学伝送を、任意選択的に、気圧、（酸素補給を受けている患者について）既知のＦｉＯ２レベル等は相殺して［ＣＯ２］濃度に変換することを含む。呼吸二酸化炭素データは、波形（例えばサンプリングレートで取得される［ＣＯ２］サンプル）として出力されるか、及び／又は、取得後に処理された形で出力される。例えば（１）センサ２８によって取得される気圧及び／又は流量対時間のデータから及び／又は［ＣＯ２］波形から呼吸サイクルを検出すること、（２）各呼吸について、通常、呼気終末期に生じるピークＣＯ２レベルを検出すること、及び、（３）１呼吸当たりの呼気終末ＣＯ２（ｅｔＣＯ２）値を光学フィルタリングする又は他の処理を行う（例えばノイズを抑制するためにＮ個の呼吸に亘って平均化する）ことを含むｅｔＣＯ２計算アルゴリズムを行う。当然ながら、様々な実施形態において、オフボードと対比してオンボード（つまり、サンプリングベンチ８の電子プロセッサ３０によって）行われる処理は異なってよい。例えば幾つかの実施形態では、オンボード電子プロセッサ３０は、［ＣＯ２］波形のみを出力し、ベッドサイド患者モニタ（図示せず）は、この波形を受信し、ｅｔＣＯ２を計算する。例えば光学検出器２２によって取得され、後にベッドサイドモニタ又は他の外部デバイスによって［ＣＯ２］波形に変換される光学伝送測定サンプルを出力する電子プロセッサ３０を完全に省略することも想定される。
【００１８】
ポンプ２４から出力される呼吸ガス流は、周囲雰囲気へと直接放出される。或いは、患者又は他のモニタリング対象が、周囲雰囲気へと放出されるべきではない吸入療法を受けている場合は、ポンプ２４から出力されるガス流は、適切な流出空気ホース連結器３２を介して、放出空気ホース（図示せず）に出力される。例示的なサイドストリームサンプリングベンチ８は更に、例えば光源２０及び電子プロセッサ３０といったコンポーネントを駆動するための電力を運ぶ電気ケーブル３４と、ＣＯ２データ、自己診断データ等といった情報を運ぶ１つ以上のデータ回線とを含む。幾つかの実施形態では、ＣＯ２データ及び／又は自己診断データが、例えばブルートゥース（登録商標）又はジグビー（登録商標）ワイヤレス通信リンク（図示せず）を介してワイヤレスに出力されることも想定される。
【００１９】
非限定的な具体例として、幾つかの実施形態では、サンプリングベンチ８は、レスピロニクス（登録商標）ＬｏＦｌｏ（登録商標）サイドストリームＣＯ２センサ（コーニンクレッカ・フィリップス社（アイントホーヘン、オランダ）から入手可能である）のサンプリングベンチコンポーネントであると想定される。このサンプリングベンチは、非分散型赤外線（ＮＤＩＲ）単一ビーム光学測定技術を使用してＣＯ２を測定し、また、呼吸ガスをサンプルセルに引き入れるためのポンプを含む。レスピロニクス（登録商標）ＬｏＦｌｏ（登録商標）サイドストリームＣＯ２センサは、取り外し可能なサンプルセルを受け入れるレセプタクルを含む。本明細書に開示される例示的な取り外し可能なサンプルセル１０の様々な実施形態が、市販される上記サンプリングベンチと共に使用されてよい。
【００２０】
更に当然ながら、開示されるサンプリングセル実施形態は、酸素分圧又は濃度といった他の呼吸ガス成分を検知し、また、有利に、（説明されるような）使い捨てのサンプルセル１０又は非使い捨てサンプルセル１０を使用する他のタイプの呼吸ガスセンサと併せて使用されてもよい。
【００２１】
図３（ａ）乃至図３（ｇ）及び図４乃至図６を参照するに、例示的なサンプルセル１０は、例えば射出成形プラスチックで作られている一体成形の射出成形本体４０を含む。図３（ａ）乃至図３（ｇ）において、この一体成形の射出成形本体４０が複数の図に示されている。図４は、本体４０及び光学ウィンドウ７０、７２を含み、切断線Ｓ−Ｓが示されているサンプルセル１０の側面図を示す。図５は、図４に示される線に沿った断面Ｓ−Ｓを示す。図６は、断面Ｓ−Ｓの拡大図を示す。
【００２２】
図５及び図６の断面図に見られるように、一体成形の射出成形本体４０は、（ｉ）流入端４４及び流出端４６を有する光学サンプリングボア４２と、（ｉｉ）光学サンプリングボア４２の流入端４４に接続されるガス流入ルーメン５０と、（ｉｉｉ）光学サンプリングボア４２の流出端４６に接続されるガス流出ルーメン５２とを含むガス流路を画定する。光学サンプリングボア４２は光軸５４を画定する。光源２０（図２参照）は、光軸５４に沿って、赤外プローブ光を向ける。例示的な本体４０では、ガス流入ルーメン５０及びガス流出ルーメン５２は平行であり、ガス流入ルーメン５０は光軸５４に直交し、ガス流出ルーメン５２も光軸５４に直交する。より具体的には、具体的な実施形態では、ガス流入ルーメン５０及びガス流出ルーメン５２は、図５に示されるように、共通軸５５を共有するので同軸である。このような同軸構成は、コンパクトさの実現に有利であり、更に、コンポーネントを接続する際にサンプルセル１０に印加されるバランスを崩す力を低減することができる。この例示的な構成を容易にするために、ガス流入ルーメン５０と光学サンプリングボア４２の流入端４４との間に流入プレナム６０が配置され、同様に、ガス流出ルーメン５２と光学サンプリングボア４２の流出端４６との間に流出プレナム６２が配置される。
【００２３】
図５及び図６から更に分かるように、流入光学ウィンドウ７０が一体成形の射出成形本体４０に取り付けられ、光学サンプリングボア４２の流入端４４を覆う。同様に、流出光学ウィンドウ７２が一体成形の射出成形本体４０に取り付けられ、光学サンプリングボア４２の流出端４６を覆う。幾つかの実施形態では、これらの光学ウィンドウ７０、７２は、光学サンプリングボア４２の各端４４、４６を密閉する。光学ウィンドウ７０、７２は、例えば二軸延伸ポリプロピレンフィルムであってよいが、光源２０によって出力される光を光学的に透過させ、（光学サンプリングボア４２を密閉するために使用される場合には）十分な密閉能力を提供する任意のウィンドウ材料を使用してよい。光学ウィンドウ７０、７２は、超音波溶接、熱かしめ、レーザ溶接等といった任意の適切な接着機構によって、光学サンプリングボア４２の各端４４、４６において本体４０に固定される。例示的なサンプルセル１０では、流入光学ウィンドウ７０は光軸５４を横断するように向けられ、流出光学ウィンドウ７２も光軸５４を横断するように向けられる。
【００２４】
図３（ａ）乃至図３（ｇ）を特に参照するに、一体成形の射出成形本体４０が、図３（ａ）乃至図３（ｆ）では６つの直交図で示され、図３（ｇ）では斜視図で示される。例示的な本体４０は、ガス流入ルーメン５０を画定する管状ガス流入口８０と、ガス流出ルーメン５２を画定する管状ガス流出口８２とを支持する長方形フレーム７８を含む。管状ガス流入口８０と管状ガス流出口８２との間のボアセクション８４が、開口サンプリングボア４２及びプレナム６０、６２を画定する。円筒水濾過フード８６が、管状ガス流入口８０を同軸上で取り囲み、排水フィルタ１６の追加の支持を提供する。任意選択的に（又は適用規制によって要求されるのであれば）、この水濾過フード８６には、図３（ａ）、図３（ｄ）及び図３（ｇ）に示されるように、ガス流入口用の標準ＩＳＯ記号が示される。例示的な実施形態では、管状ガス流入口８０はニブ８８を有し、排水フィルタ１６は、ニブ８８を介して管状ガス流入口８０に取り付けられ、好適には、排水フィルタ１６を管状ガス流入口８０に固定するのに接着剤は使用されない。管状ガス流出口８２は、例えばサンプルセル１０がサンプリングベンチ８の合わせレセプタクル１２に挿入される（図１及び図２参照）と、サンプリングベンチ８の内部空気管２６に嵌合するようなサイズ及び形状にされる（例えば例示的な円錐先端部を有する）。例示的な本体４０は更に、取り付け及び取り外しを容易にするために一体成形の射出成形本体４０の両面上にフィンガグリップ９０、９２を、また、サンプルセル１０をレセプタクル１２内に固定するために（図示されるように）１つのクリップ９０上に留め金、クリップ又はディテント９４（或いは両方のクリップにあってもよい）を含む。当然ながら、サンプルセルが、図示されるように取り外し可能であるのではなく、サンプリングベンチの常設コンポーネントである場合、フィンガグリップ９０、９２は適切に省略され、また、クリップ９０は、常設の取り付け機構に交換される。
【００２５】
図６を特に参照するに、例示的なサンプルセル１０は、ガス流路５０、６０、４２、６２、５２を通る呼吸ガス流を改善する特徴を含む。改善点は、高い背景二酸化炭素測定値、待ち時間及び／又はメモリ効果につながりうる移行部における流れ乱流及び循環を低減する。例えば呼吸ガスが、比較的急な方向変更部において、循環的流れパターンを形成する傾向がある場合、この循環的流れパターンは、二酸化炭素を留めてしまうことがある。この影響は、それが呼吸ガスを光学サンプリングボア４２に入る前に捕捉又は遅延させる場合に、最も深刻である。この影響を抑えるために、本明細書では、少なくとも１つの曲面壁をガス流入ルーメン５０と光学サンプリングボア４２の流入端４４との接続部に組み込むことが開示される。図６において最も良く見えるように、凹面状の曲面壁１００が、ガス流入ルーメン５０から出て、ガス流入ルーメン５０と光学サンプリングボア４２の流入端４４との間に配置される流入プレナム６０へと入るガス流を方向転換するように配置される。凹面状の曲面壁１００は、〜９０°の流れ方向変化部における流れを改善する。凸面状の曲面壁１０２が、流入プレナム６０と光学サンプリングボア４２の流入端４４との間に配置され、この〜１８０°の流れ方向変化部における再循環を抑制する。
【００２６】
光学サンプリングボア４２から出る滑らかな流れも、二酸化炭素背景、メモリ効果等を低減することが期待される。このために、凸面状の曲面壁１０４が、光学サンプリングボア４２の流出端４６と流出プレナム６２との間に配置され、この〜１８０°の流れ方向変化部における再循環を抑制する。凹面状の曲面壁１０６が、流出プレナム６２からガス流出ルーメン５２への流れの方向転換をするように配置され、この〜９０°の流れ方向変化部における流れを改善する。
【００２７】
流れの均一性を改善すると予想される更なる改善点は、光学サンプリングボア４２をテーパ円筒として構成することであり、テーパは、光学サンプリングボアの流出端４６が、光学サンプリングボア４２の流入端４４よりも大きい直径を有するように向けられる。幾つかの実施形態ではテーパは約３°である。図６に見られるように、ガス流出ルーメン５２の同様の拡大が、呼吸ガスの流量が多いときに、ガス流出ルーメン５２における流れ抵抗の可能性を低減することによって、流れを更に改善する。
【００２８】
図７を参照するに、上記乱流抑制曲面壁１００、１０２、１０４、１０６と、光学サンプリングボア４２及びガス流出ルーメン５２の流れ抵抗低減テーパとを有するガス流路５０、６０、４２、６２、５２を通る流れがシミュレートされ、図７にシミュレーション結果が示される。曲面壁１００、１０２は、光学サンプリングボア４２内への呼吸ガス流入について観察可能な乱流をもたらさず、最小限の再循環のみをもたらしたことが分かった。同様に、曲面壁１０４、１０６は、乱流をもたらさず、光学サンプリングボア４２の流出端４６において見られるように、ガス流出について小さい流れのない隅部１１０のみをもたらした。過渡シミュレーションにおいて、二酸化炭素信号立ち上がり時間が、曲面壁１００、１０２、１０４、１０６及び流れ抵抗低減テーパを含まない従前デザインと比べて２０％だけ向上したことが分かった。
【００２９】
開示されるサンプルセル１０は、利点の相乗的な組み合わせを提供する。光学ウィンドウ７０、７２及び排水フィルタ１６のみが別箇のコンポーネントである一体成形の射出成形本体４０としての構成は、本体を形成するために複数の部品を組み立てることを必要とする既存のアプローチと比べて組立ての複雑さ及び費用を実質的に低減し、更に、呼吸ガスの漏れ経路となる可能性のある接合部を取り除く。排水フィルタ１６を取り付けるためにニブ８８を使用することは、水濾過器を取り付けるために接着剤を使用する既存のアプローチと比べて組立てを更に単純にする。開示される流れ乱流低減特徴１００、１０２、１０４、１０６は、開示されるサンプルセル１０の性能を更に向上させる。
【００３０】
次に、図８を参照する。一体成形の射出成形本体４０は、ガス流路５０、６０、４２、６２、５２が約９０°又は更には１８０°の鋭角を多く含み、また、曲面壁１００、１０２、１０４、１０６及び流れ抵抗低減テーパを更に含むため、製造が難しい。図８は、射出成形に使用するモールドピンの適切な組み合わせを示す。モールドピンの例示的な組み合わせは、ガス流入ルーメン５０を画定する真っすぐな円筒ピンである流入ルーメン画定モールドピン１２０を含む。第１の複合モールドピン１２２が２つの突起部を有し、流入プレナム６０と光学サンプリングボア４２の流入端４４とを画定する。第１の複合モールドピン１２２は、ガス流路の凹面状の曲面壁１００及び凸面状の曲面壁１０２を画定する曲面を含む。第２の複合モールドピン１２４が２つの突起部を有し、流出プレナム６２及び光学サンプリングボア４２の流出端４６の小さい一部を画定する。第２の複合モールドピン１２４は、凸面状の曲面壁１０４及び凹面状の曲面壁１０６を画定する曲面を含む。ボア画定ピン１２６が、その流出端４６の大部分を含むテーパ状の光学サンプリングボア４２の大部分を画定する。最後に、流出ルーメン画定ピン１２８がテーパ状のガス流出ルーメン５２を画定する。
【００３１】
モールドピン１２０、１２２、１２４、１２６、１２８の組み合わせは、硬化中又は硬化後に、画定されたルーメンを残すように、モールドピンが引き抜かれることを可能にする。流入ルーメン画定モールドピン１２０は、硬化中又は硬化後に、当該ピンを取り外すように、矢印１３０によって示される方向に引き抜かれる。第１の複合モールドピン１２２は、硬化中又は硬化後に、当該ピンを取り外すように、矢印１３２によって示される方向に引き抜かれる。第２の複合モールドピン１２４は、硬化中又は硬化後に、当該ピンを取り外すように、矢印１３４によって示される方向に引き抜かれる。次に、ボア画定ピン１２６は、矢印１３６によって示される同じ方向に引き抜かれる。第２の複合モールドピン１２４は、ボア画定ピン１２６と「重なる」ので、これらのモールドピンを引き抜く順番には制約がある。つまり、第２の複合モールドピン１２４が最初に方向１３４において引き抜かれ、その次に、ボア画定ピン１２６が、同じ方向１３６に引き抜かれる。更に、ボア画定ピン１２６は、ボア画定ピン１２６のテーパリングにより、方向１３６にしか（また、例えば反対の方向１３２には）引き抜くことができない。流出ルーメン画定ピン１２８は、ここでもこのモールドピンのテーパリングに適合する矢印１３８によって示される方向に引き抜かれる。
【００３２】
モールドピン１２０、１２２、１２４、１２６、１２８は鋼で作られることが適切ではあるが、射出成形温度及び化学作用に耐えられる他の材料も想定される。図８には図示されないが、当然ながら、様々なモールドピン間の接合部は、これらの接合部におけるバリの可能性を最小限に抑えるために嵌合特徴を含んでもよい。更に、複合モールドピン１２２、１２４といった一部のモールドピンを射出成形モールドの一部として固定し、これらのピンが射出成形モールドを開いたときに取り除かれるようにすることも想定される。
【００３３】
図９を参照するに、サンプルセル１０を製造する適切な処理について説明される。ステップ１５０において、一体成形の射出成形本体４０が、例えば図８を参照して説明されたモールドピンを使用して射出成形によって形成される。有利には、この単一のステップで、排水フィルタ１６を取り付けるためのニブ８８を有する管状ガス流入口８０、管状ガス流出口８２、光学サンプリングボア４２、好適には乱流低減曲面壁１００、１０２、１０４、１０６及びテーパを含む流入及び流出ガス流路５０、５２、６０、６２並びに鋸歯状の縁又は他のグリップ支援部を有するハンドリング延長部９０、９２を含む本体４０が生成される。ステップ１５２において、超音波溶接、熱かしめ、レーザ溶接又は他の適切な取り付け方法を使用して、流入光学ウィンドウ７０及び流出光学ウィンドウ７２が本体４０に取り付けられる。ステップ１５４において、ニブ８８を使用して、排水フィルタ１６が管状ガス流入口８０に取り付けられ、これによりフィルタはガス流入口に保持される。ステップ１５４は、排水フィルタ１６を固定する際に糊又は任意の他の接着剤を使用しないことが好適である。ステップ１５６において、鼻カニューレの空気ホース１４（又はより一般的には、患者付属品の空気ホース）が排水フィルタ１６に取り付けられる。（ステップ１５４、１５６の順番は交換されてもよい）。これにより、患者付属品、空気ホース１４、排水フィルタ１６及び使い捨てサンプリング付属品１０を含むサイドストリームサンプリング消耗品が完成する。
【００３４】
具体的な実施形態では、一体成形の射出成形本体４０が使用される。当業者であれば、このコンポーネントは、少なくとも、一体成形部品として射出成形されることにより継ぎ目又は接合部を含まないため、また、全体的に単一の材料で作られるため、更にまた、例えば図８を参照して説明されたように、ガス流路がモールドピンによって画定されるセグメントを含むため、構造上、特定可能であることはすぐに理解できるであろう。一体成形の射出成形本体４０のこれらの構造上の特徴は、部品間の継ぎ目又は接合部におけるガス漏れの可能性を排除し、また、製造費用／複雑さを低減するといった実際の結果がある。
【００３５】
上記されたように、例示的な呼吸ガスセンサは二酸化炭素（ＣＯ２）センサ、即ち、カプノグラフィセンサであるが、開示されるサンプルセル１０は、開示される実施形態の向上された製造可能性及び／又は低減した流れ乱流が容易に利点としてみなされる呼吸酸素センサといった他のタイプの呼吸ガスセンサのコンテキストにおいても容易に使用される。なお、例示的な実施形態では、光源２０から光検出器２２への光伝搬は、流入端４４から流出端４６へと光学サンプリングボア４２を通るガス流と平行であるが、他の想定実施形態では、ガス流は、光伝搬とは反対の方向でもよい。更に、光伝搬と光学サンプリングボア軸５４との非平行角度も想定される。更に、流入プレナム６０及び流出プレナム６２は、例示的な実施形態のものとは異なる形状を有してもよい。例えば凹面状の曲面壁１００、１０６における比較的鋭い９０°の転換及び／又は凸面状の曲面壁１０２、１０４における比較的鋭い１８０°の転換は、サンプルセルの全長が長くなっても、また、より多くのモールドピン及び／又はより複雑なモールドピンの引き抜き構造がプレナムを画定するのに必要にはなるが、これらのプレナムを傾斜させて湾曲をより長いガス流距離に亘って分散させることによって低減される。別の想定変形態様（図示せず）では、ガス流入ルーメン５０及びガス流出ルーメン５２が非同軸であることが許容されるならば、ガス流入ルーメンを光学サンプリングボア４２の流入端４４に直接接続し、また、ガス流出ルーメンについても同様にすることができ、したがって、２つのルーメン６０、６２を完全に省略することができ、各接続部に置かれる単一の〜９０°の凸面壁が乱流を低減する。
【００３６】
本発明は、好適な実施形態を参照して説明された。修正態様及び変更態様は、上記詳細な説明を読み、理解する者によって想到可能である。本発明は、このような修正態様及び変更態様をすべて、添付の請求項又はその等価物の範囲内である限り包お含するものとして解釈されることを意図している。
【図１】
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【図２】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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【図３（ｃ）】
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【図３（ｄ）】
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【図３（ｅ）】
2019505817.tif 000008
【図３（ｆ）】
2019505817.tif 000009
【図３（ｇ）】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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