(57)【要約】  センサアセンブリ（１３、１１３、２１３）と血管アダプタ（１７、２１７）とを備える圧力測定システム（１１、１１１、２１１）であって、センサアセンブリは、区室（１９、１１９、２１９、２２０）を画定し、区室（１９、１１９、２１９、２２０）は、測定ポート（２９、１２９、２２９、２３０）と、測定ポートにわたる圧力伝達を可能にする、および不可能にするためのアクチュエータ（２１、１２１、２２１、２２２）と、基準圧力に対して区室内の圧力を測定するための少なくとも１つの圧力センサ（２３、１２３、２２３、２２４、２２５）とを備え、前記血管アダプタは、流体チャンバ（４７、２４７、２４８）を画定し、前記チャンバは、前記測定ポートによって、圧力伝達できるように区室と接続している圧力測定システム（１１、１１１、２１１）において、区室と流体チャンバの間に、少なくとも１つのメンブレン（１５、２１５）が位置され、メンブレン（１５、２１５）は、区室内の媒体を流体チャンバ内の媒体から隔離することを特徴とする圧力測定システム（１１、１１１、２１１）を記載する。圧力測定システムは、基準圧力に対して血管アダプタ内の媒体の圧力を測定するために使用される。さらなる実施形態では、圧力測定システムは、流量制限器を用いて、血管アダプタを通って流れる媒体の差圧を測定するように適合される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサアセンブリ（１３、１１３、２１３）と、血管アダプタ（１７、２１７）とを備える圧力測定システム（１１、１１１、２１１）であって、
前記センサアセンブリ（１３、１１３、２１３）は、区室（１９、１１９、２１９、２２０）を画定し、前記区室（１９、１１９、２１９、２２０）は、
測定ポート（２９、１２９、２２９、２３０）と、
前記測定ポートにわたる圧力伝達を可能にする、および不可能にするためのアクチュエータ（２１、１２１、２２１、２２２）と、
基準圧力に対して前記区室内の圧力を測定するための少なくとも１つの圧力センサ（２３、１２３、２２３、２２４、２２５）と
を備え、
前記血管アダプタは、流体チャンバ（４７、２４７、２４８）を画定し、前記チャンバは、前記測定ポートによって、圧力伝達できるように前記区室と接続している圧力測定システム（１１、１１１、２１１）において、
アクチュエータは、機械的に操作可能であり、
前記区室内の媒体を前記流体チャンバ内の媒体から隔離する少なくとも１つのメンブレン（１５、２１５）が、前記区室と前記流体チャンバの間に位置される、
ことを特徴とする、圧力測定システム（１１、１１１、２１１）。
【請求項２】
前記隆起部の表面サイズは、前記測定ポート（２９、１２９、２２９、２３０）の開口の断面のサイズよりも少なくとも１０パーセント大きいことを特徴とし、それによって、膜（１５、２１５）は、突出部（４３，２４３、２４４）を形成する、請求項１に記載の圧力測定システム。
【請求項３】
突出部（４３、２４３、２４４）の表層サイズは、測定ポート（２９、１２９、２２９、２３０）の開口部の横断面のサイズを、最低でも５０パーセント、好ましくは少なくとも１００パーセント上回ることを特徴とする、請求項２に記載の圧力測定システム。
【請求項４】
アクチュエータ（２１、１２１、２２１、２２２）は、突出部（４３、２４３、２４４）から空気を抜くために形成され、配置されることを特徴とする、請求項１から３いずれかに記載の圧力測定システム。
【請求項５】
前記アクチュエータ（２１、１２１、２２１、２２２）は、ピストン、レバー、またはスタンプの形態であり、より好ましくは、シリンダ、円板、バルーン、または柔かいボールとして設計されたプッシャ端部（３７、１３７、２３７、２３８）を備えるピストン、レバー、またはスタンプの形態であることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の圧力測定システム。
【請求項６】
前記血管アダプタ（１７、２１７）は、前記メンブレン（１５、２１５）で覆われた測定対向ポート（４１、２４１、２４２）を備えることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の圧力測定システム。
【請求項７】
区画（１９、１１９、２１９、２２０）の測定ポート（２９、１２９、２２９、２３０）および血管アダプタ（１７、２１７）の測定カウンタ・ポート（４１、２４１、２４２）は、対面して整列配置されることを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の圧力測定システム。
【請求項８】
前記アクチュエータ（２１、１２１、２２１、２２２）は、第１の位置では、前記測定ポート（２９、１２９、２２９、２３０）にわたる圧力伝達を不可能にし、第２の位置では、前記測定ポートにわたる圧力伝達を可能にするように適合されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の圧力測定システム。
【請求項９】
前記区室は、解放ポート（３１、１３１、２３１、２３２）と、前記解放ポートを開閉するための弁手段（３９、１３９、２３９、２４０）とを備えることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の圧力測定システム。
【請求項１０】
前記センサ（２３、１２３、２２３、２２４）は、大気に対する圧力を測定するように構成されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の圧力測定システム。
【請求項１１】
前記センサアセンブリ（１３、１１３、２１３）と、前記血管アダプタ（１７、２１７）とは、互いに解放可能に固定するための固定手段、特に解放可能なクリップシステムを備えることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の圧力測定システム。
【請求項１２】
さらに、
前記センサアセンブリ（２１３）は、２つの区室、すなわち第１および第２の区室（２１９、２２９）を画定し、各区室は、
測定ポート（２２９、２３０）と、
前記それぞれの測定ポートにわたる圧力伝達を可能にする、および不可能にするための機械的アクチュエータ（２２１、２２２）と
を備え、
前記少なくとも１つの圧力センサ（２２５）は、前記２つの区室間の差圧を測定するように構成され、
前記血管アダプタ（２１７）は、２つの流体チャンバ、すなわち第１および第２のチャンバ（２４７、２４８）を画定し、各流体チャンバは、それぞれの測定ポート（２２９、２３０）によって、圧力伝達できるようにそれぞれの区室（２１９、２２０）と接続し、前記第１の流体チャンバと前記第２の流体チャンバは、流量制限器（２１８）によって連絡し、
前記少なくとも１つのメンブレン（２１５）は、前記第１の区室（２１９）と前記第１の流体チャンバ（２４７）の間に位置され、かつ前記第２の区室（２２０）と前記第２の流体チャンバ（２４８）の間に位置され、前記第１の区室内の媒体および前記第２の区室内の媒体を、前記血管アダプタのそれぞれの流体チャンバ内の媒体から隔離し、前記少なくとも１つのメンブレンは、少なくとも２つのそれぞれの隆起部を形成する
ことを特徴とする、請求項１に記載の、センサアセンブリ（２１３）と、血管アダプタ（２１７）と、メンブレン（２１５）とを備える圧力測定システム（２１１）。
【請求項１３】
少なくとも一つの膜（２１５）は少なくとも一つの突出部（２４３、２４４）を形成し、それによって、各突出部の表層サイズは測定ポートの開口部の横断面のサイズを少なくとも１０パーセント上回ることを特徴とする、請求項１２に記載の圧力測定システム。
【請求項１４】
各突出部（２４３、２４４）の表層サイズは、測定ポート（２２９、２３０）の開口部の横断面のサイズを、最低でも５０パーセント、好ましくは少なくとも１００パーセント上回ることを特徴とする、請求項１３に記載の圧力測定システム。
【請求項１５】
アクチュエータは、突出部（２４３、２４４）から空気を抜くために形成され、配列されたことを特徴とする、請求項１２から１４に記載の圧力測定システム。
【請求項１６】
少なくとも前記少なくとも１つの圧力センサ（２２５）は、前記２つの区室間の差圧を測定するために、前記第１および第２の区室（２１９、２２０）と接触することを特徴とする、請求項１２から１５に記載の圧力測定システム。
【請求項１７】
少なくとも一つの更なる圧力センサ（２２３、２２４）は、気圧と関連して圧力を測定するための区画（２１９、２２０）のいずれかに配置されることを特徴とする、請求項１６に記載の圧力測定システム。
【請求項１８】
アクチュエータ（２２１、２２２）は、ピストン、レバーまたはスタンプの形であり、推進器末端（２３７、２３８）を備えたピストン、レバーまたはスタンプの形で、シリンダ、ディスク、バルーンまたは柔らかいボールとして設計されることがさらに好ましいことを特徴とする、請求項１２から１７に記載の圧力測定システム。
【請求項１９】
前記測定ポート（２２９、２３０）の各々は、少なくとも一つの膜（２１５）によって覆われることを特徴とする、請求項１２から１８に記載の圧力測定システム。
【請求項２０】
区画の測定ポート（２２９、２３０）は、血管アダプタ（２１７）の測定カウンタ・ポート（２４１、２４２）と対面して整列配置されることを特徴とする、請求項１２から１９に記載の圧力測定システム。
【請求項２１】
アクチュエータ（２２１、２２２）は、測定ポート（２２９、２３０）全体の第一位置圧伝送を中で抑制して、すぐに測定ポート全体のポジション圧伝送を可能にするために適応することを特徴とする、請求項１２から２０に記載の圧力測定システム。
【請求項２２】
各区画（２１９、２２０）は、解放ポート（２３１、２３２）と、前記解放ポートを開閉するためのバルブ手段（２２９、２３０）から成ることを特徴とする、請求項１２から２１に記載の圧力測定システム。
【請求項２３】
センサアセンブリ（２１３）および血管アダプタ（２１７）は、相互解放可能な固定、特に解放可能な切り抜きシステムのための固定手段から成ることを特徴とする、請求項１２から２２に記載の圧力測定システム。
【請求項２４】
区画（１９、１１９、２１９、２２０）を定める、圧力測定センサアセンブリ（１３、１１３、２１３）は、
−  測定ポート（２９、１２９、２２９、２３０）
−  測定ポートを開閉するためのアクチュエータ（２１、１２１、２２１、２２２）そして、
−  参照と関連して区画の圧力を測定するための少なくとも一つの圧力センサ（２３、１２３、２２３、２２４、２２５）
を具備し、
それによって前記区画は、流体室（４７、２４７、２４８）を定めている血管アダプタに載置するために適応し、
前記測定ポートによって区画との圧力関係においてあることのために設計され、
アクチュエータが機械的に操作可能であるという点を特徴とする、圧力測定センサアセンブリ。
【請求項２５】
アクチュエータ（２１，  １２１，  ２２１，  ２２２））は、ピストン、レバーまたはスタンプの形であり、推進器末端（２３７、２３８）を備えたピストン、レバーまたはスタンプの形で、シリンダ、ディスク、バルーンまたは柔らかいボールとして設計されることがさらに好ましいことを特徴とする、請求項２４に記載の圧力測定センサアセンブリ。
【請求項２６】
アクチュエータ（２１、１２１、２２１、２２２）は、第一位置測定ポート（２９、１２９、２２９、２３０）において閉じ、第二位置測定ポートにおいて開くよう調整されていることを特徴とする、請求項２４および２５に記載の圧力測定センサアセンブリ。
【請求項２７】
区画は、解放ポート（２３１、２３２）と、前記解放ポートを開閉するためのバルブ手段（２２９、２３０）から成ることを特徴とする、請求項２４から２６に記載の圧力測定センサアセンブリ。
【請求項２８】
センサ（２３、１２３、２２３、２２４、２２５）は、気圧と関連して圧力を測定するために配置されることを特徴とする、請求項２４から２７に記載の圧力測定センサアセンブリ。
【請求項２９】
圧力測定センサアセンブリは、二つの区画から成り、前記区画が二つ流体室（２４７、２４８）を定めている血管アダプタ（２１７）に載置するために適応するという点を特徴とする、第一および第二の区画（２１９、２２０）を具備し、
それは、前記測定ポート（２２９、２３０）によって区画との圧力関係においてあることのために設計され、前記少なくとも一つの圧力センサ（２２５）は、前記二つ区画との間に差動の圧力を測定するために配置される、請求項２４に記載の圧力測定センサアセンブリ。
【請求項３０】
圧力センサ（２２３、２２４）は、気圧と関連して圧力を測定するための区画（２１９、２２０）のいずれかに配置されることを特徴とする、請求項２９に記載の圧力測定システム。
【請求項３１】
アクチュエータ（２２１，  ２２２）は、ピストン、レバーまたはスタンプの形であり、推進器末端（２３７、２３８）を備えたピストン、レバーまたはスタンプの形で、シリンダ、ディスク、バルーンまたは柔らかいボールとして設計されることがさらに好ましいことを特徴とする、請求項２９および３０に記載の圧力測定システム。
【請求項３２】
アクチュエータ（２２１、２２２）は、第一位置測定ポート（２２９、２３０）において閉じ、第二位置測定ポートにおいて開くよう調整されていることを特徴とする、請求項２９から３１に記載の圧力測定システム。
【請求項３３】
各区画（２１９、２２０）は、解放ポート（２３１、２３２）と、前記解放ポートを開閉するためのバルブ手段（２２９、２３０）から成ることを特徴とする、請求項２９から３２に記載の圧力測定システム。
【請求項３４】
センサアセンブリは、前記血管アダプタ（２１７）上の解除可能な固定、特に解除可能なクリップシステムから成ることを特徴とする、請求項２９から３３に記載の圧力測定センサアセンブリ。
【請求項３５】
センサアセンブリ（１３、１１３、２１３）を受けるために適応する取付面から成り、血管アダプタ（１７、２１７）に、少なくとも突出部（４３、２４３、２４４）を形成しているしみ通らない膜（１５、２１５）によってカバーされる、少なくとも一つの測定カウンタ・ポート（４１、１４１、２４１、２４２）が設けられている、請求項２４から３４に記載の血管アダプタ（１７、２１７）、特に気道アダプタ。
【請求項３６】
突出部の表層サイズは、少なくとも１０パーセント測定ポートの開口部の横断面のサイズを上回ることを特徴とする、請求項３５に記載の血管アダプタ。
【請求項３７】
突出部（４３、２４３、２４４）の表層サイズは、測定ポート（２９、１２９、２２９、２３０）の開口部の横断面を最低でも５０パーセント、好ましくは少なくとも１００パーセント上回ることを特徴とする、請求項３５から３６に記載の血管アダプタ。
【請求項３８】
請求項１から３４のいずれか一項に記載の圧力測定システム（１１、１１１、２１１）を備える人工呼吸器システム。  
【請求項３９】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の圧力測定システム（１１、１１１、２１１）を備える血圧測定システム。
【請求項４０】
基準圧力に対して血管アダプタ内の媒体の圧力を測定するための方法であって、
前記血管アダプタに取り付けられたセンサアセンブリを使用し、前記血管アダプタは、チャンバを備え、前記センサアセンブリは区室を備え、前記区室は、少なくとも、圧力センサと、測定ポートと、機械的アクチュエータと、任意選択で解放ポートとを有し、前記区室は、前記測定ポートによって、圧力伝達できるように前記チャンバと接続され、メンブレンが、前記区室と前記チャンバの間に挿間され、前記メンブレンは隆起部を形成し、
ａ）任意選択で、前記区室内の圧力を大気圧に設定するために前記解放ポートを開くステップと、
ｂ）前記アクチュエータを第１の位置に設定し、それにより前記隆起部を開始位置に押し、前記測定ポートにわたる圧力伝達を不可能にするステップと、
ｃ）任意選択で、ベースライン圧力データを測定するステップと、
ｄ）開いている場合に、前記解放ポートを閉じるステップと、
ｅ）前記アクチュエータを第２の位置に引き戻し、それにより前記隆起部を解放し、前記測定ポートにわたる圧力伝達を可能にして、前記区室内の圧力を前記血管アダプタチャンバ内の圧力と平衡させるステップと、
ｆ）圧力データを計算し、任意選択でベースライン圧力データと比較するステップと
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項４１】
血管アダプタを通って流れる媒体の差圧を測定するための方法であって、
前記血管アダプタに取り付けられたセンサアセンブリを使用し、前記血管アダプタは、第１および第２の流体チャンバを備え、前記チャンバは、流量制限器を介して相互に接続され、前記センサアセンブリは、第１および第２の区室を備え、前記区室は、差圧センサによって隔離され、前記区室はそれぞれ、さらに、測定ポートと、機械的アクチュエータと、任意選択で解放ポートとを有し、前記区室はそれぞれ、前記測定ポートによって、圧力伝達できるように１つのそれぞれのチャンバと接続し、メンブレンが、前記区室と前記それぞれのチャンバの間に挿間され、前記メンブレンは、少なくとも２つのそれぞれの隆起部を形成する方法において、
ａ）任意選択で、前記区室内の圧力を大気圧に設定するために前記解放ポートを開くステップと、
ｂ）前記アクチュエータを第１の位置に設定し、それにより前記隆起部を開始位置に押し、前記測定ポートにわたる圧力伝達を不可能にするステップと、
ｃ）任意選択で、ベースライン圧力データを測定するステップと、
ｄ）開いている場合に、前記解放ポートを閉じるステップと、
ｅ）前記アクチュエータを第２の位置に引き戻し、それにより前記隆起部を解放し、前記測定ポートにわたる圧力伝達を可能にして、前記区室内の圧力を前記それぞれの血管アダプタチャンバ内の圧力と平衡させるステップと、
ｆ）圧力データを計算し、任意選択でベースライン圧力データと比較するステップと
を含むことを特徴とする、測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力測定システム、圧力測定センサアセンブリ、血管アダプタ、人工呼吸器システム、血圧測定システム、および圧力を測定するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
集中治療用人工呼吸器および麻酔器において、肺内の空気の流量および圧力は重要なデータである。実際、今日では、これらのパラメータの監視は、関連の標準規格によって規定されている。気道開口で直接測定することが最良の測定法であることは、専門家の間で一致した意見である。しかし、気道配管内に水蒸気の凝結、粘液、血液、および場合によっては他の体液、ならびに感染病原体が存在することがあり、これらは、測定の高い信頼性および正確性ならびに患者の安全性に大きな悪影響を及ぼすおそれがある。このため、ほとんどの集中治療用人工呼吸器および麻酔器は、患者の気道開口ではなく、機械内で測定する。気道での感知は、いくつかの集中治療用人工呼吸器でしか利用可能でない。例えば、特許文献１に開示されているように、これらのデバイスは、検知管によって気道を内部センサに接続させ、それにより、気道圧と、例えば流量測定制限器にわたる差圧との「遠隔」感知を可能にする。検知管を使用する理由は２つある。第１に、圧力センサは、定期的にベースラインをリセットする必要があり、また、必要な弁は、気道に取り付けるには重すぎる。したがって、それらは、人工呼吸器または麻酔器の内部に位置される。第２に、比較的長い管が、気道とデバイスをある程度は隔離し、それにより、デバイス内部の圧力センサを水分および細菌やウイルスによる汚染から保護する。しかし、汚染からの保護は完全ではなく、水蒸気が拡散によって検知管内に容易に移動できてしまうこともある。このため、検知管の連続的または散発的なパージが必要である。現況の技術は有効であるが、いくつかの欠点がある。すなわち、検知管は、ねじれおよび切断が生じやすく、パージ流は、測定プロセスを妨害し、測定誤差をもたらし、したがって定期的なチェックを必要とし、検知管の切断は、人工呼吸器または摩擦機械によって監視するのが難しく、安全性の懸案事項となり、さらに、センサの汚染は、パージ流が止まった場合、例えば、配管が依然として取り付けられたままの状態で人工呼吸器または麻酔器が保管される場合には、完全には回避されない。最後に、人工呼吸器または麻酔器の応答時間は、長い検知管によって遅くなり、これは、例えば自動管補償において、患者の呼吸努力に対する迅速な応答を制限する。そのような制限は非常に強いことがあり、患者が非常に弱っている場合には自発的な呼吸が不可能になり、これはさらに、人工呼吸器の使用時間をより長くし、それに関連して感染、合併症、および死亡のリスクを伴う。
【０００３】
特許文献２は、気道アダプタ（「呼吸気流計」）および圧力変換器からなる呼吸圧感知システムを開示する。変換器は、気道アダプタと結合されたときに呼吸試料を受け取るように設計される。このシステムは、２つのシステム構成要素間で長い管を用いずに、直接結合されるように構成される。変換器の圧力ポートは、気体が流れるように気道アダプタ管路と連絡している。それにより、圧力測定中、差圧センサは、気道管路内の呼吸気と直接接触する。微生物、水分、および他の汚染物質が結合ポートを通って、再使用可能な変換器の管路内に進むのを防止するために、例えばフェルトや粒子の形態での疎水性または抗菌性フィルタ材料などのフィルタを使用することが提案されている。しかし、上記の文献で提案されているフィルタは気体透過性であり、実際、採取された呼吸気が圧力ポートを通って流れるのを実質的に制限しないものである。したがって、汚染された患者からの空気は、依然として変換器部分に達して、変換器の再使用性を減少させることがある。したがって、圧力変換器または流量変換器のさらなる保護が望ましい。
【０００４】
上述した理由から、より高い患者の安全性およびより高い測定の信頼性のあるセンサシステムが明らかに必要である。同時に、そのようなシステムのコストを低くすべきである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４，０８３，２４５号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００７／０２６１４９８Ａ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、新規の改良された圧力測定システムを開発することである。さらなる目的は、新規の改良された圧力および流量測定システムを開発することである。新規のシステムは、より高い患者の安全性、より高い測定の信頼性、容易な較正、より高い可撓性を提供し、かつ汚染をなくすものである。そのようなシステムを使用するときの材料消費量およびコストは低くすべきである。さらなる目的は、気道での圧力測定、および差圧測定を改良することである。別のさらなる目的は、代替の血圧測定法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的は、本願請求項に記載される圧力測定システム、圧力測定センサアセンブリ、血管アダプタ、人工呼吸器システム、血圧測定システム、および圧力を測定するための本発明による方法によって解決される。
【０００８】
本発明による圧力測定システムは、圧力を測定する媒体から圧力測定センサアセンブリを隔離することができるようにする媒体隔離メンブレンに基づく。
【０００９】
第１の実施形態では、センサアセンブリおよび血管アダプタを備える本発明による圧力測定システムであって、センサアセンブリは区室を画定し、区室は、
−測定ポートと、
−測定ポートにわたる（すなわち測定ポートを通る）圧力伝達を可能にする、および不可能にするためのアクチュエータと、
−基準に対して区室内の圧力を測定するための少なくとも１つの圧力センサと
を備え、
血管アダプタは流体チャンバを画定し、前記チャンバは、前記測定ポートによって、圧力伝達できるように区室と接続している圧力測定システムは、
−アクチュエータが機械的に動作可能である（すなわちアクチュエータが機械的なアクチュエータである）こと、および
−区室と流体チャンバの間に少なくとも１つのメンブレンが位置され、メンブレンは、区室内の媒体を流体チャンバ内の媒体から隔離すること
を特徴とする。
【００１０】
有利には、取り付けたときのセンサアセンブリと血管アダプタの配置において、媒体隔離メンブレンは前記媒体を隔離する。したがって、測定ポートを通る媒体交換は、メンブレンによって防止される。したがって、メンブレンは、液体および／または気体、特に空気および／または血液に関するシーリング手段である。同時に、メンブレンはまた、固体粒子、および例えば細菌やウイルスなど微生物のためのバリアである。
【００１１】
メンブレンは、媒体不透過性、特に気体および／または液体不透過性である。メンブレンは、接着剤または熱接合によって気道アダプタに取り付けられたポリエステル箔などの箔の形態でのプラスチック材料からなる。メンブレンは、厚さが好ましくは４〜５０マイクロメートル、より好ましくは５〜３０マイクロメートル、最も好ましくは１０〜２５マイクロメートルである。測定対向ポートの位置で、メンブレンは、好ましくは隆起部を形成する。これは、対向ポート開口を覆うのに必要なサイズを超える余剰の材料である。この余剰の材料を例えば隆出部、鼻部、突起部、または膨出部と表すこともある。メンブレン材料は、柔らかく可撓性があり、したがって隆起部は、（加圧気体または加圧液体で充填されない限り）柔軟性がある。したがって、取り付けられた不透過性の媒体隔離メンブレンは柔軟性があるので、柔軟性メンブレンと呼ぶ。好ましくは、柔軟性メンブレンの隆起部（本明細書では、隆出部、鼻部、突起部、または膨出部とも呼ぶ）は、測定ポートの開口の断面のサイズ（すなわち断面サイズ）よりも少なくとも１０パーセント大きい表面積（すなわち表面サイズ）を有し、その一方で、前記隆起部、隆出部、鼻部、突起部、または膨出部の断面（例えば直径）は、測定ポートの断面（例えば直径）とほぼ同じサイズであることが好ましい。有利には、隆起部の表面（すなわち膨出表面または湾曲表面）のサイズは、測定ポートの開口領域の断面のサイズよりも少なくとも５０パーセント、好ましくは少なくとも１００パーセント、より好ましくは２００パーセント、またはさらには５００パーセント以上大きい。メンブレン、より特定的にはメンブレンの隆起部、隆出部、鼻部、突起部、または膨出部は、好ましくは実質的に伸張せずに撓むことができる。本発明による測定システムにおいてそのようなメンブレンを使用することによって、圧力伝播の損失が回避される。
【００１２】
メンブレンは、媒体不透過性であるか、または測定処置にかかる短い時間にわたって媒体不透過性とみなすことができる。この要件は、測定の精度を保証し、血管アダプタ内の媒体中に含まれる細菌やウイルスなどの物質によるセンサアセンブリの汚染を防止する。具体的には、前記メンブレンは、空気、水、および血液に対して不透過性である。本発明においては、測定の時間枠内で気体または水が実質的に全く透過し得ない場合に、特定のメンブレンを不透過性とみなす。これは、圧力測定の時間枠内で、前記メンブレンに関して、有用な測定精度範囲内で気体または液体の浸透を検出し得ない場合に、特定のメンブレンを不透過性とみなすことを意味する。気体または液体の浸透に基づく圧力測定誤差は、１パーセント未満、好ましくは０．１パーセント未満、より好ましくは０．０１パーセント未満、最も好ましくは０．００１％未満であることが好ましい。
【００１３】
例えば、特許文献２で開示されているフィルタなど、呼吸管路で典型的に採用されるフィルタは、水分、微生物、および他の汚染物質を保持する働きをする。しかし、これらのフィルタは、呼吸気の交換を防げない。実際、上記の文献で開示されている材料は、気道アダプタ管路と変換器管路の間での気体交換を可能にする。
【００１４】
好ましくは、血管アダプタは、メンブレンで覆われた測定対向ポートを備える。有利には、メンブレンは、血管アダプタに固定される。血管アダプタと、そこに固定されたメンブレンとの組合せは、使い捨て製品として使用することができる。
【００１５】
好ましくは、センサは、大気に対する圧力を測定するように適合される。
【００１６】
有利には、センサアセンブリと血管アダプタは、互いに解放可能に固定するための固定手段、特に解放可能なクリップシステムを備える。使用中に汚染されないセンサアセンブリは再使用してもよい。解放可能な固定は、血管アダプタからのセンサアセンブリの容易な取外しを可能にする。
【００１７】
好ましくは、アクチュエータは、隆起部を潰すように形成されて構成される。採用されるアクチュエータは、例えば、好ましくはピストン、レバー、またはスタンプの形態での機械的なアクチュエータであり、より好ましくは、チャンバから隆起部を押し出すと同時に測定ポートを閉じるためのシリンダ、円板、バルーン、または柔かいボールとして設計されたプッシャ端部を有するピストン、レバー、またはスタンプの形態での機械的なアクチュエータである。アクチュエータは、機械的に移動可能であり、したがって機械的に動作可能である。好ましくは、アクチュエータは、センサアセンブリの区室内に隆出するメンブレンを押し戻す、または潰すように設計される。有利には、アクチュエータは、隆起部のメンブレン材料に損傷を及ぼす、またはメンブレン材料を貫通することがないように設計され、したがって、例えば尖っていないまたは丸まったプッシャ端部を有する。
【００１８】
好ましくは、区室内の測定ポートと、血管アダプタ内の測定対向ポートとは、真向いに位置合わせされる。あるいは、区室内の測定ポートと、血管アダプタ内の測定対向ポートとは、圧力伝達できるように接続を形成する接続管によって接続される。
【００１９】
アクチュエータは、第１の位置では測定ポートを閉じ、すなわち測定ポートにわたる圧力伝達を不可能にし、第２の位置では測定ポートを開く、すなわち測定ポートにわたる圧力伝達を可能にするように構成される。その際、測定ポートは、不透過性であり、好ましくは柔軟性のメンブレンによって常に封止される。したがって、ポート開口からアクチュエータを引き戻すことによる測定ポートの開放、およびポート開口に対してアクチュエータを押すことによる測定ポートの閉止は、それぞれ、測定ポートにわたる圧力伝達を可能にすること、および不可能にすることと理解され、実際に媒体交換を可能にすることはなく、例えば気体または液体などの媒体を混合させることはない。
【００２０】
好ましくは、アクチュエータは、センサアセンブリの区室の内部に位置される。特に、プッシャ端部は、区室の内部に位置される。
【００２１】
有利には、区室は、解放ポートと、前記解放ポートを開閉するための弁手段とを備える。解放ポートは、区室を基準圧力、例えば大気圧に開く。前記解放ポートを弁機能と統合する有利な効果は、血管アダプタ内の圧力測定開始前に、チャンバ圧力を基準圧力条件にリセットすることができることにある。リセット操作の副次的な効果として、センサおよびアクチュエータの全般的な機能をチェックすることができる。測定ポートとは異なり、解放ポートは封止されていないことが好ましい。
【００２２】
有利には、測定ポートと解放ポートは、同じ作動機構によって開閉することができる。好ましくは、弁手段は、第１の位置で解放ポートを閉じ、第２の位置で解放ポートを開くことができるようにアクチュエータの上に取り付けられる。使用時、測定ポートと解放ポートは、互いに独立して開閉する必要がある。この要件を満たすために、２つの個別のアクチュエータを区室内に配置することができ、各アクチュエータは、２つのポートの一方の開閉を行う。有利には、両方のポートの開閉を行うように適合された代替のアクチュエータ手段が区室内に配置される。両方の機能を備えるそのようなアクチュエータは、好ましくは、プッシャと弁手段を備える。ここで、プッシャは、測定ポートを閉じ、メンブレンを操作するように適合され、弁手段は、解放ポートを開閉するように適合される。有利には、共通のレバーにそれぞれ位置されるプッシャと閉止弁手段は、測定ポートおよび／または解放ポートを開閉するために、互いに独立して軸方向で可動的である。例えば、プッシャは、レバーの一端に位置され、例えば弁ヘッドの形態での閉止弁手段は、プッシャに対して軸方向で距離を取って、前記同じレバーに位置される。その際、弁手段とプッシャの相互距離は制御可能である。
【００２３】
しかし、区室内部のいかなるタイプの作動機構にも共通の要件は、作動機構、特にプッシャのすべての位置で、作動機構またはプッシャが、区室内部で実質的に同じ体積を占めることである。したがって、これにより、測定中、区室内部の圧力変化の大部分が、柔軟性メンブレンの隆起部の撓みに起因するものになることが保証される。
【００２４】
好ましい第２の実施形態では、圧力測定システムは、上述したのと同様に、センサアセンブリと、血管アダプタと、メンブレンとを備え、前記センサアセンブリ、血管アダプタ、およびメンブレンは、以下のことを特徴とする。
−センサアセンブリは、２つの区室、すなわち第１の区室と第２の区室を画定し、各区室は、測定ポートと、それぞれの測定ポートを開閉するためのアクチュエータ、すなわちそれぞれの測定ポートにわたる圧力伝達を可能にする、および不可能にするためのアクチュエータとを備え、その際、少なくとも１つの圧力センサが、前記２つの区室間の差圧を測定するように構成される。
−血管アダプタは、２つの流体チャンバ、すなわち第１のチャンバと第２のチャンバを画定し、各流体チャンバは、それぞれの測定ポートによって、圧力伝達できるようにそれぞれの区室と接続し、前記第１の流体チャンバと前記第２の流体チャンバは、流量制限器によって連絡する。
−少なくとも１つのメンブレンは、第１の区室と第１の流体チャンバの間、および第２の区室と第２の流体チャンバの間に位置され、第１の区室内の媒体および第２の区室内の媒体を、血管アダプタのそれぞれの流体チャンバ内の媒体から隔離する。
【００２５】
第２の区室は、第２の測定ポートと、第２のアクチュエータと、任意選択で第２の解放ポートとを備え、本発明の上述した第１の実施形態に関して上述したのと同じ好ましい特徴および利点を示す。
【００２６】
好ましくは、少なくとも１つのメンブレンは柔軟性があり、すなわち少なくとも１つの隆起部を形成し、その際、各隆起部の表面サイズは、測定ポートの開口の断面のサイズよりも少なくとも１０パーセント大きく、好ましくは、それと同時に、各隆起部の断面（例えば直径）は測定ポートの断面（例えば直径）とほぼ同じサイズである。
【００２７】
有利には、各隆起部の表面サイズは、測定ポートの開口の断面のサイズよりも少なくとも５０パーセントから少なくとも１００パーセント大きい。
【００２８】
また、アクチュエータは、隆起部を潰すように形成されて構成される。
【００２９】
前記圧力センサは、前記２つの区室間の差圧を測定するために、第１および第２の区室と接触する。有利には、少なくとも１つのさらなる圧力センサが、基準圧力、例えば大気圧に対する圧力を測定するために、区室の一方または両方の中に配置される。
【００３０】
機械的なアクチュエータは、ピストン、レバー、またはスタンプの形態であり、また、シリンダ、円板、バルーン、または柔かいボールとして設計されたプッシャ端部を有するピストン、レバー、またはスタンプの形態である。好ましくは、前記測定ポートはそれぞれ、少なくとも１つのメンブレンで覆われる。区室内の測定ポートは、血管アダプタ内の測定対向ポートと真向いに位置合わせされる。アクチュエータは、第１の位置では測定ポートを閉じ、第２の位置では測定ポートを開く。また、各区室は、解放ポートと、前記解放ポートを開閉するための弁手段とを備える。
【００３１】
センサアセンブリと血管アダプタは、互いに解放可能に固定するための固定手段、特に解放可能なクリップシステムを備える。
【００３２】
区室を備える本発明による圧力測定センサアセンブリであって、区室は、少なくとも
−測定ポートと、
−測定ポートを開閉するためのアクチュエータと、
−基準圧力に対して区室内の圧力を測定するための圧力センサと
を備え、
前記区室は、流体チャンバを画定する血管アダプタの上に取り付けられるように適合され、流体チャンバは、前記測定ポートによって、圧力伝達できるように区室と接続するように設計された圧力測定センサアセンブリは、アクチュエータが機械的に動作可能である（すなわちアクチュエータは、機械的なアクチュエータである）ことを特徴とする。
【００３３】
アクチュエータは、ピストン、レバー、またはスタンプの形態であり、より好ましくは、シリンダ、円板、バルーン、または柔かいボールとして設計されたプッシャ端部を有するピストン、レバー、またはスタンプの形態である。
【００３４】
アクチュエータは、第１の位置では測定ポートを閉じ、第２の位置では測定ポートを開くように適合される。
【００３５】
任意選択で、区室は、解放ポートと、前記解放ポートを開閉するための弁手段とを備える。
【００３６】
センサは、基準圧力に対して、好ましくは大気圧に対して圧力を測定するように構成される。
【００３７】
さらなる一実施形態では、本発明による圧力測定センサアセンブリは２つの区室を備え、前記区室は、２つの流体チャンバを画定する血管アダプタに取り付けられるように適合され、流体チャンバは、測定ポートによって、圧力伝達できるように区室と接続するように設計され、少なくとも１つの圧力センサは、前記２つの区室間の差圧を測定するように構成される。
【００３８】
前記少なくとも１つの圧力センサは、前記２つの区室間の差圧を測定するために第１および第２の区室と接触する。
【００３９】
大気圧に対して圧力を測定するために、さらなる圧力センサが区室の一方または両方に配置される。
【００４０】
機械的なアクチュエータは、ピストン、レバー、またはスタンプの形態であり、より好ましくは、シリンダ、円板、バルーン、または柔かいボールとして設計されたプッシャ端部を有するピストン、レバー、またはスタンプの形態である。
【００４１】
アクチュエータは、第１の位置では測定ポートを閉じ、第２の位置では測定ポートを開くように適合される。
【００４２】
任意選択で、各区室は、解放ポートと、前記解放ポートを開閉するための弁手段とを備える。
【００４３】
任意選択で、センサアセンブリは、前記血管アダプタに解放可能に固定するための固定手段、特に解放可能なクリップシステムを備える。
【００４４】
本発明による血管アダプタ、特に本発明による気道アダプタは、上で定義したようなセンサアセンブリを受け取るように適合された取付面を備える。
【００４５】
血管アダプタは、メンブレンで覆われた少なくとも１つの測定対向ポートを備え、メンブレンは、血管アダプタ内部に媒体を保持し、センサに圧力を伝達するのに適している。
【００４６】
メンブレンは柔軟性があり、すなわち隆起部を形成し、その際、隆起部の表面サイズは、測定ポートの開口の断面のサイズよりも少なくとも１０パーセント大きく、好ましくは、それと同時に、隆起部の断面（例えば直径）は測定ポートの断面（例えば直径）とほぼ同じサイズである。
【００４７】
隆起部の表面サイズは、測定ポートの開口の断面のサイズよりも少なくとも５０パーセント、好ましくは少なくとも１００パーセント大きい。
【００４８】
本発明による人工呼吸器システムは、上で定義したような圧力測定システムを備える。
【００４９】
血管アダプタ内の媒体の圧力を測定するための本発明による方法は、前記血管アダプタに取り付けられたセンサアセンブリを使用し、前記血管アダプタはチャンバを有し、前記センサアセンブリは区室を備え、区室は、少なくとも、圧力センサと、測定ポートと、機械的に動作するアクチュエータと、任意選択で解放ポートとを備え、前記区室は、前記測定ポートによって、圧力伝達できるように前記チャンバと接続し、メンブレンは、前記区室と前記チャンバの間に挿間され、前記メンブレンは、隆起部を形成し、方法は、
ａ）任意選択で、区室内の圧力を大気圧に設定するために解放ポートを開くステップと、
ｂ）アクチュエータを第１の位置に設定し、それにより隆起部を開始位置に押し、測定ポートを閉じるステップと、
ｃ）任意選択で、ベースライン圧力データを測定するステップと、
ｄ）開いている場合には、解放ポートを閉じるステップと、
ｅ）アクチュエータを第２の位置に引き戻し、それにより隆起部を解放し、測定ポートを開いて、区室内の圧力を血管アダプタチャンバ内の圧力と平衡させるステップと、
ｆ）圧力データを計算し、任意選択でベースライン圧力データと比較するステップと
を含む。
【００５０】
ここで、測定ポートの開放は、チャンバと区室の圧力平衡を可能にするようにアクチュエータが引き戻されることを意味し、測定ポートの閉止は、測定ポートの開放とは逆に、チャンバと区室の圧力平衡を不可能にするようにアクチュエータが押されることを意味する。
【００５１】
血管アダプタを通って流れる媒体の差圧を測定するための本発明による方法は、前記血管アダプタに取り付けられたセンサアセンブリを使用し、前記血管アダプタは、第１および第２の流体チャンバを画定し、前記チャンバは、流量制限器によって相互に接続され、前記センサアセンブリは、第１および第２の区室を備え、前記区室は、差圧センサによって隔離され、前記区室はそれぞれ、さらに、測定ポートと、機械的に動作するアクチュエータと、任意選択で解放ポートとを有し、前記区室はそれぞれ、前記測定ポートによって、圧力伝達できるように１つのそれぞれのチャンバと接続し、メンブレンが、前記区室と前記それぞれのチャンバの間に挿間され、前記メンブレンは、少なくとも２つのそれぞれの隆起部を形成し、方法は、
ａ）任意選択で、区室内の圧力を大気圧に設定するために解放ポートを開くステップと、
ｂ）アクチュエータを第１の位置に設定し、それにより隆起部を開始位置に押し、測定ポートを閉じるステップと、
ｃ）任意選択で、ベースライン圧力データを測定するステップと、
ｄ）開いている場合には、解放ポートを閉じるステップと、
ｅ）アクチュエータを第２の位置に引き戻し、それにより隆起部を解放し、測定ポートを開いて、区室内の圧力をそれぞれの血管アダプタチャンバ内の圧力と平衡させるステップと、
ｆ）圧力データを計算し、任意選択でベースライン圧力データと比較するステップと
を含む。
【００５２】
測定ポートの開放は、チャンバとそれぞれの区室の圧力平衡を可能にするようにアクチュエータが引き戻されることを意味し、測定ポートの閉止は、測定ポートの開放とは逆に、チャンバと区室の圧力平衡を不可能にするようにアクチュエータが押されることを意味する。
【００５３】
本発明によるシステムを用いて、基準圧力、例えば大気圧に対する血管アダプタ内部の圧力を求めることができる。また、本発明によるシステムを用いて、血管アダプタまたは流路、例えば気道アダプタ内部に位置される流量制限器にわたる圧力差を測定することができる。センサアセンブリを２つの異なる実施形態で説明する。第１に、基本アセンブリは、大気などの基準点に対する圧力の測定を可能にする。この第１のセンサアセンブリは、１つの区室からなる。第２に、より洗練されたアセンブリは、差圧の測定を可能にする。この第２のアセンブリは、２つの空気圧的に隔離された区室からなる。両方のアセンブリの実施形態に共通なのは、各区室が、測定ポートと、任意選択で解放ポートとを設けられていることである。解放ポートは、基準圧力、例えば大気に開き、測定ポートは、血管アダプタに接続するように開く。好ましくは、血管アダプタは、第１のセンサアセンブリ変形形態で使用されるときには１つの測定対向ポートを設けられ、第２のセンサアセンブリ変形形態で使用されるときには２つの測定対向ポートを設けられる。各測定ポートに対して、各区室内に少なくとも１つの機械的アクチュエータを設けることができる。このアクチュエータは、ピストン、レバー、またはスタンプでよい。機械的作動機構は、気道アダプタの柔軟性メンブレンの位置を操作するために、好ましくはシリンダ内部のピストンとして形成される。別の実施形態では、機械的な作動機構は、小さな穴を有する円板でよく、柔軟性メンブレンを所定位置に押し、同時に、センサアセンブリの封止部分の周りで圧力を平衡させることができるようにする。さらに別の実施形態では、機械的な作動機構は、外部ポンプまたは外部気体源によって膨張されるバルーンである。さらに別の実施形態では、機械的な作動機構は、柔軟性メンブレンを優しく所定位置に押す柔かいボールである。各解放ポートは、弁機構によって開閉することができる。好ましくは、弁機構は、大気圧への開放を閉じるシール、例えばレバーに固定された弁ヘッドを有する電動式のピストンである。気道圧を測定するための典型的なシーリング圧力は３０ｈＰａであるが、１２０ｈＰａと高くてもよい。動脈圧を測定する目的では、これらのシーリング圧力は、３００ｍｍＨｇとかなり高い。弁機構とプッシャ機構は個別に制御可能である。
【００５４】
好ましくは、血管アダプタは、柔軟性メンブレンで覆われた１つまたは２つの測定対向ポートを備える。センサアセンブリは、１つまたは複数の測定対向ポートに接続し、測定ポートからその測定対向ポートへの各経路を周囲から封止するためにＯリングまたは他の手段を含む。２つの経路が形成される場合、２つの経路は互いから封止される。センサアセンブリが血管アダプタに接続された後、センサアセンブリ内部の弁および機械的アクチュエータは、以下の作用を行う。
ａ）任意選択で、各区室内部の弁は、それぞれの解放ポートを周囲圧力に対して開くように作動される。
ｂ）各区室の機械的なアクチュエータは、血管アダプタのそれぞれの柔軟性メンブレンを開始位置に押し、それぞれの測定ポートを閉じるように作動される。
ｃ）任意選択で、各区室内部の弁は、それぞれの解放ポートを閉じるように作動される。
ｄ）各区室の機械的なアクチュエータは、それぞれの測定ポートを開くことによって、血管アダプタのそれぞれの柔軟性メンブレンを解放するように作動される。
【００５５】
作用ａおよびｂの目的は、以下のようにして、高い信頼性で、機械的にベースラインのリセットを実現することである。
−ステップａは、各圧力センサを共通の基準点、すなわち周囲圧力に空気圧的に接続させるためのものである。
−ステップｂは、柔軟性メンブレンを潰れた開始位置に機械的に位置決めすることによって、血管アダプタからの圧力の影響をなくすためのものである。
【００５６】
ステップａおよびｂが実行された後、すべての圧力センサのベースラインは、高い信頼性で測定することができ、後の測定で補正することができる。
【００５７】
ステップｃおよびｄの目的は、センサアセンブリを血管アダプタと空気圧的に接続することであり、より正確には、血管アダプタ内部の圧力をセンサアセンブリ内部のセンサに伝達する、または各血管アダプタチャンバ内部の圧力をセンサアセンブリ内部の各センサに伝達することである。
−ステップｃの実行後、各区室が閉じられて、加圧の準備が整う。
−ステップｄの実行後、各区室が、血管アダプタチャンバの対応する圧力と平衡する。
【００５８】
ステップｃおよびｄが行われた後、柔軟性メンブレンは、ある程度、しかし実質的に無理な力を加えることなく膨張され、区室内に隆出する。柔軟性メンブレンの両側での圧力は同一であり、したがって、センサアセンブリ内部の圧力センサが血管アダプタ内部の圧力を測定する、または適用可能であれば、センサアセンブリ内部の複数の圧力センサが血管アダプタの各チャンバ内部の圧力を測定する。
【００５９】
センサアセンブリのすべての測定、読取り、および作用が、センサアセンブリ内部のマイクロプロセッサによって完全に、または一部制御される。結果は、ケーブルを介して、表示用の外部デバイスに伝達され、および／またはセンサアセンブリに取り付けられたディスプレイ上に表示される。任意選択で、センサアセンブリの測定、読取り、および作用は、センサアセンブリ外部のマイクロプロセッサによって完全に、または一部制御される。結果は、ケーブルを介して、表示用の外部デバイスに伝達される。さらに別の実施形態では、データは、例えば無線周波数または赤外光によってワイヤレスで伝送される。
【００６０】
周囲圧力とは、大気圧、または周囲条件が設定される任意の他の基準圧力を意味する。
【００６１】
以下、本発明を、具体的な図面および実施形態を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】センサアセンブリと、メンブレンで覆われた気道アダプタとを備える圧力測定システムであって、センサアセンブリは、アクチュエータと圧力センサとを有する区室を備える圧力測定システムを示す図である。
【図２】メンブレンで覆われた気道アダプタの上にクリップ留めされたセンサアセンブリを備える、取り付けられた圧力測定システムを示す図である。
【図３】図２の圧力測定システムをリセット位置で示す図である。
【図４】図２の圧力測定システムを中間位置で示す図である。
【図５】図２の圧力測定システムを測定位置で示す図である。
【図６】センサアセンブリと、メンブレンで覆われた気道アダプタとを備える圧力測定システムであって、センサアセンブリは、２つのアクチュエータと圧力センサとを有する区室を備える圧力測定システムを示す図である。
【図７】センサアセンブリと、メンブレンで覆われた気道アダプタとを備える圧力測定システムであって、センサアセンブリは２つの区室を形成し、２つの区室は、共通の圧力センサを設けられ、さらに各区室内にアクチュエータおよびさらなる圧力センサを設けられ、さらに位置センサを備える圧力測定システムを示す図である。
【図８】取り付けられた、リセット位置での図７の圧力測定システムを示す図である。
【図９】取り付けられた、中間位置での図７の圧力測定システムを示す図である。
【図１０】取り付けられた、測定位置での図７の圧力測定システムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
所与の周囲圧力に対する圧力の測定
図１乃至図５に、センサアセンブリ１３と、メンブレン１５で覆われた血管アダプタ１７とを備える圧力測定システム１１の第１の実施形態を示す。図１には、センサアセンブリ１３と、メンブレン１５で覆われた血管アダプタ１７とを、接続していない配置で示す。センサアセンブリ１３は、アクチュエータ２１と圧力センサ２３を有する区室１９を備える。圧力センサ２３は、区室の側壁２７に配置されるか、または側壁２７内に組み込まれることが好ましい。このようにすると、センサは、区室外部の所与の周囲圧力に対して区室１９内の圧力を測定することができる。区室１９は、好ましくは２つの開口、すなわち測定ポート２９と解放ポート３１を備える。アクチュエータ２１は、プッシャ３３と柄部３５からなる。プッシャ３３は、プッシャヘッド３７を設けられる。柄部３５は、弁手段３９を設けられる。アクチュエータ２１のプッシャ３３と柄部３５は、互いに可動的に接続される。プッシャ３３と柄部３５、したがってアクチュエータ２１全体は、軸方向で可動的に取り付けられる。その際、プッシャ３３と柄部３５は、互いに独立して可動的である。プッシャ３３、プッシャヘッド３７、弁手段３９、および柄部３５は、区室１９の内部に配置される。第１の位置では、プッシャヘッド３７は、測定ポート２９からわずかに離して位置決めされ、測定ポート２９は開いている（図１、図２、および図５）。プッシャ３３は、軸方向で伸縮可能である。プッシャヘッド３７は、測定ポート２９に向かって移動した後、第２の位置で測定ポート２９を気密に閉じる（例えば図３または図４）。測定ポート２９の周りで、区室１９と血管アダプタ１７の間にＯリング４５などのシールを提供して、区室１９と血管アダプタ１７、特に血管アダプタ１７のチャンバ４７との間の通路を封止する。弁手段３９は、第１の位置では、解放ポート３１を気密に閉じる（図１、図２、図４、および図５）。第２の位置では、区室１９の中に再び位置決めされて、解放ポート３１を開いた状態にする（図３参照）。アクチュエータ２１は、本明細書で述べる運動を可能にするモータ（ここでは図示せず）を備え、適切な固定具（ここでは図示せず）によって区室壁２７に固定される。
【００６４】
血管アダプタ１７は、測定対向ポート４１を備える。このポート４１は、メンブレン１５で覆われている。メンブレン１５と血管アダプタ１７の間に支持体１６を固定してもよい。メンブレン１５は、柔軟性があり、隆起部４３を成し、この隆起部４３は、空気や血液など液体媒体または気体媒体によって容易に撓ませることができる。メンブレン１５は、気密材料からなる。また、任意選択で、メンブレン１５は、ある程度は伸張可能である。
【００６５】
使用に際して、センサアセンブリ１３は、センサアダプタ１３の測定ポート２９とアダプタ１７の測定対向ポート４１とが真向いの位置で位置合わせされるように血管アダプタ１７上に取り付けられる（図２乃至図５参照）。Ｏリング４５は、センサアセンブリ１３と、メンブレン１５で覆われた血管アダプタ１７との間で押し潰され、２つのシステム部品の気密接触を成す。アダプタ１７内部の媒体と区室１９内部の媒体は、メンブレン１５によって媒体どうし隔離されている。しかし、それと同時に、前記柔軟性メンブレン１５を介する圧力の伝達は保証される。Ｏリング４５を押し潰すのに必要な力はクリップ機構（ここでは図示せず）によって加えられ、クリップ機構は、センサアセンブリを血管アダプタ１７に対して動かないように、かつ気密接触で保つ。
【００６６】
センサアセンブリ１３がアダプタ１７上に取り付けられてクリップ留めされる前に、またはその後に、前記アダプタは、好ましくは圧力測定を行うパイプシステム内に組み込まれる。好ましい一例によれば、アダプタ１７は、患者のための肺換気配管内に組み込まれる。別の例では、アダプタ１７は、直接的な血圧測定のために、血管に通じるカテーテルに接続してもよい。２つの用途において、媒体体積は大きく異なる。したがって、アダプタ１７およびセンサアセンブリ１３のサイズおよび体積は、特定の用途に合わせて選択する必要がある。
【００６７】
図２乃至図５を参照しながら、本発明による圧力測定システム１１の動作を説明する。図２において、センサアセンブリ１３は、血管アダプタ１７上に取り付けられて固定されている（血管アダプタ１７は、肺換気配管など検査対象の配管システム内に事前に既に組み込まれている）。メンブレン１５は、血管アダプタ１７とセンサアセンブリ１３の間に圧入されている。メンブレン１５の隆起部４３の底面は、測定ポート２９と測定対向ポート４１の間の経路内に位置されている。
【００６８】
図２に示されるように圧力測定システム１１を設置した後、動作シーケンスを開始してもよい。
【００６９】
図２および図３に示すように、プッシャヘッド３７は、測定ポート２９に突き当たるように移動されて、開口を気密に閉じる。プッシャヘッド３７の移動は、プッシャ３３のみ（プッシャ３３と柄部３５が結合されていないとき）または作動機構２１全体（プッシャ３３と柄部３５が結合されているとき）を作動することによって実現される。プッシャヘッド３７の移動により、隆起部４３は押し潰される、または区室１９から押し出される。同時に、またはその後、弁手段３９を有する柄部３５は、区室１９内に下げられて、解放ポート３１を開く。図３に示した位置では、プッシャヘッド３７は測定ポート２９を閉じており、弁手段３９は解放ポート３１から離れており、測定区室１９内の圧力（Ｐｃ）は、周囲圧力、例えば大気圧（Ｐｂ）と平衡される。
【００７０】
図４に示すように、解放ポート３１は、解放ポート３１に突き当たるように柄部３５と弁手段３９を軸方向で移動させることによって閉じられる。その際、柄部３５および弁手段３９は、プッシャ３３およびプッシャヘッド３７とは結合されていない。したがって、柄部３５および弁手段３９が移動される一方で、プッシャ３３およびプッシャヘッド３７は、それらの閉止位置のままである。図４に示した位置では、プッシャヘッド３７は測定ポート２９を閉じており、弁手段３９は解放ポート３１を閉じており、測定区室１９内の圧力（Ｐｃ）は、周囲圧力、例えば大気圧（Ｐｂ）で維持される。
【００７１】
図５において、解放ポート３１は閉じたままにしながら、プッシャヘッド３７を測定ポート２９から引き戻して前記ポート２９を開放することによって、実際の測定が行われる。測定ポート２９が開くと、隆起部４３は、血管アダプタ１７内の圧力（Ｐｖ）に応じて、区室１９内にある程度撓んで隆出することがある。メンブレン隆起部４３は、血管アダプタ１７内の過圧を区室１９内に完全に伝えることができるように十分に大きなサイズに設計する必要がある。図５に示した位置では、プッシャヘッド３７は測定ポート２９から外されており、弁手段は解放ポート３１を閉じており、測定区室１９内の圧力（Ｐｃ）は、血管アダプタ内の圧力（Ｐｖ）と平衡される。圧力センサ２３に接続されたデータ処理装置が、測定された圧力データを記憶する。
【００７２】
測定ポート２９に突き当たるようにプッシャヘッド３７を移動させて、開口を再び閉じることによって、測定シーケンスを新たに開始してもよい。
【００７３】
要約すると、測定動作は、少なくとも以下のステップを含む。
１．同時に、または順次に、測定ポート２９を閉じ、解放ポート３１を開くステップ。
２．解放ポート３１を閉じるステップ。
３．測定ポート２９を開くステップ。
４．センサ２３の測定圧力データを読み取るステップ。
このシーケンスは、時間依存挙動を測定するために繰り返してもよい。
【００７４】
説明したシステムによって、周囲に対する圧力値を求めてもよい。好ましくは、大気圧に対する圧力値が求められる。したがって、前記測定から、検査される媒体に関する絶対圧力値が得られる。
【００７５】
使用時、血管アダプタ１７は、パイプまたは配管システム内に組み込まれるか、または内圧を測定する容器と接触して連絡するように構成される。前記パイプ、配管システム、または容器は、気体媒体または液体媒体を搬送し得る。媒体には、懸濁物も含める。好ましい一例では、血管アダプタ１７に血液を流す。血圧を測定するために、アダプタは、患者の血液循環系と連絡している配管システム内に組み込まれる。
【００７６】
図６に、代替の圧力測定センサアセンブリ１１３を備える圧力測定システム１１１を示す。上述したのと同様に、このセンサアセンブリ１１３も、メンブレン１５で覆われた血管アダプタ１７上に取り付けることができる。上述したセンサアセンブリ１３と同様に、このセンサアセンブリ１１３は、少なくとも１つの圧力センサ１２３を備え、この圧力センサ１２３は、区室１１９外部の所与の周囲圧力に対して区室１１９内の圧力を測定することができる。これに関し、圧力センサ１２３は、区室１１９の側壁１２７に配置されるか、または側壁１２７内に組み込まれることが好ましい。さらに、区室１１９は、好ましくは２つの開口、すなわち測定ポート１２９と解放ポート１３１を備える。各開口は、それぞれのアクチュエータによって開閉される。第１のアクチュエータ１２１は、測定ポート１２９を開閉するように構成される。このために、第１のアクチュエータ１２１は、第１のモータ１５９に接続されたプッシャ１３３からなる。第１のモータ１５９とプッシャ１３３は、第１の固定具１６１によってチャンバ１１９内部に配置されて固定される。第１のモータ１５９は、例えば作動ケーブル１６３を介して制御され、作動ケーブル１６３は、側壁１２７にあるケーブル用開口部１６５を通って区室１１９に入る。作動ケーブル１６３とケーブル用開口部１６５は気密シールを成し、その際、ケーブル１６３は開口部１６５に対して動かない。他の電気接触構成も考えられる。プッシャ１３３は、好ましくは、上述したのと同様に形成されたプッシャヘッド１３７を備え、前記測定ポート１２９を開閉するために軸方向で可動的に取り付けられる。これは、プッシャヘッドが、前記測定ポートにわたる圧力伝達を可能にする、および不可能にする機能を有することを意味する。第２のアクチュエータ１２２は、解放ポート１３１を開閉するように構成される。このために、第２のアクチュエータ１２２は、第２のモータ１６０に接続された弁部材１３９からなる。第２のモータ１６０と弁部材１３９は、第２の固定具１６２によってチャンバ１１９内部に配置されて固定される。第２のモータ１６０は、例えば作動ケーブル１６４を介して制御され、作動ケーブル１６４は、側壁１２７にあるケーブル用開口部１６６を通って区室１１９に入る。作動ケーブル１６４とケーブル用開口部１６６は気密シールを成し、その際、ケーブル１６４は開口部１６６に対して動かない。他の電気接触構成も考えられる。弁部材１３９は、柄部１３５の上に固定される。柄部１３５は、前記解放ポート１３１を開閉するために軸方向で可動的に取り付けられる。
【００７７】
したがって、上で最初に述べたセンサアセンブリ１３とは異なり、この代替のセンサアセンブリ１１３は、区室１１９の内部に２つのアクチュエータ、すなわち第１のアクチュエータ１２１と第２のアクチュエータ１２２を備える。上で最初に述べたアクチュエータ２１は、測定ポート２９の開閉と解放ポート３１の開閉との２つの機能を兼ね備える（図１乃至図５）。代替のセンサアセンブリ１１３では、これら２つの機能が切り離され、第１の機能と第２の機能は、それぞれ第１のアクチュエータ１２１と第２のアクチュエータ１２２によって実行される（図６）。
【００７８】
差圧測定
第２の実施形態に関し、図７乃至図１０に、センサアセンブリ２１３と、メンブレン２１５で覆われた血管アダプタ２１７とを備える圧力測定システム２１１を示す。血管アダプタ２１７は、流量制限器２１８を備える。図７には、センサアセンブリ２１３と、メンブレン２１５で覆われた血管アダプタ２１７とを、接続していない配置で示す。センサアセンブリ２１３は、アクチュエータ、すなわち第１のアクチュエータ２２１および第２のアクチュエータ２２２をそれぞれ設けられた２つの区室、すなわち第１の区室２１９および第２の区室２２０と、２つの圧力センサ（好ましくはゲージ圧センサ）、すなわち少なくとも第１の圧力センサ２２３および任意選択で第２の圧力センサ２２４とを備える。圧力センサ２２３および２２４は、それぞれ、区室の側壁２２７および２２８内に組み込まれる。２つの区室２１９と２２０は、隔離壁２２６によって隔離される。第３の圧力センサ２２５が、隔離壁２２６内に組み込まれる。好ましくは側壁２２７および２２８に取り付けられたセンサ２２３および２２４は、区室外部の所与の周囲圧力に対して区室２１９および２２０内部の圧力を測定することができる。隔離壁に取り付けられた圧力センサ２２５は、２つの区室２１９と２２０の差圧を測定する。さらに、区室２１９と２２０はそれぞれ、好ましくは２つの開口、すなわち第１の測定ポート２２９と第１の解放ポート２３１、および第２の測定ポート２３０と第２の解放ポート２３２を備える。各アクチュエータ２２１および２２２はそれぞれ、好ましくは、プッシャ２３３および２３４と、柄部２３５および２３６とからなる。プッシャ２３３および２３４は、プッシャヘッド２３７および２３８を設けられる。柄部２３５および２３６は、弁手段２３９および２４０を設けられる。アクチュエータ２２１および２２２のプッシャ２３３および２３４と柄部２３５および２３６は、可動的に接続される。プッシャ２３３および２３４、柄部２３５および２３６、ならびに好ましくはアクチュエータ２２１および２２２全体は、軸方向で可動的に取り付けられる。その際、プッシャ２３３および２３４と、柄部２３５および２３６とは、互いに独立して可動的である。プッシャ２３３および２３４とプッシャヘッド２３７および２３８は、それぞれの区室２１９および２２０内に受け取られ、第１の位置では、プッシャヘッド２３７および２３８は、それぞれの測定ポート２２９および２３０（図１０）から離して位置決めされる。したがって、測定ポート２２９および２３０は開いている。プッシャ２３３および２３４は軸方向で伸縮可能であり、それにより、プッシャヘッド２３７および２３８は、第２の位置では、それぞれの測定ポート２２９および２３０を気密に閉じる（例えば図７、図８、および図９）。弁手段２３９および２４０は、第１の位置では、解放ポート２３１および２３２を気密に閉じる（図９および図１０）。第２の位置では、それぞれの区室２１９および２２０の中に再び位置決めされて、それぞれの解放ポート２３１および２３２を開放状態にする（図７および図８）。測定ポート２２９および２３０の周りに、２つのシーリング、例えばＯリング２４５および２４６が位置される。アクチュエータ２２１および２２２は、本明細書で述べる運動を可能にするモータ（ここでは図示せず）を備え、固定具（ここでは図示せず）によって区室壁（２２７および／または２２８）に固定される。
【００７９】
血管アダプタ２１７は、流量制限器２１８と、２つの測定対向ポート２４１および２４２とを備え、その際、流量制限器２１８は、２つのポート２４１と２４２の間に配置され、血管アダプタを２つのチャンバ２４７と２４８に分ける。流量制限器２１８は、好ましくは、可変オリフィス、特に蝶番式フラップ２４９を設けられる。測定対向ポート２４１および２４２は、メンブレン２１５で覆われる。メンブレン２１５と血管アダプタ２１７の間に支持体２１６を固定してもよい。メンブレン２１５は、柔軟性があり、隆起部２４３および２４４を成し、これらの隆起部２４３および２４４は、空気や血液など液体媒体または気体媒体によって容易に撓ませることができる。撓みは、何ら抵抗なく行われることが好ましい。メンブレン２１５は、気密材料からなる。また、任意選択で、メンブレン２１５は、ある程度は伸張可能である。
【００８０】
使用に際して、センサアセンブリ２１３は、センサアダプタ２１３の第１および第２の測定ポート２２９および２３０と血管アダプタ２１７の第１および第２の測定対向ポート２４１および２４２とが真向いの位置で位置合わせされるように血管アダプタ２１７上に取り付けられる（図８乃至図１０参照）。Ｏリング２４５は、センサアセンブリ２１３と、メンブレン２１５で覆われた血管アダプタ２１７との間で押し潰され、２つのシステム部品の気密接触を成す。Ｏリング２４５を押し潰すのに必要な力はクリップ機構（ここでは図示せず）によって加えられ、クリップ機構は、センサアセンブリを血管アダプタ２１７に対して動かないように、かつ気密接触で保つ。アダプタ２１７内部の媒体と区室２１９および２２０内部の媒体は、メンブレン２１５によって媒体どうし隔離されている。しかし、それと同時に、前記柔軟性メンブレン２１５を介する圧力の伝達は保証される。また、２つの区室２１９と２２０内部の媒体は、互いに隔離される。２つの区室の圧力の比較は、圧力センサ２２５によって実現される。
【００８１】
センサアセンブリ２１３がアダプタ２１７上に取り付けられてクリップ留めされる前に、またはその後に、前記アダプタは、好ましくは圧力測定を行うパイプシステム内に組み込まれる。好ましい一例によれば、アダプタ２１７は、患者のための肺換気配管内に組み込まれる。
【００８２】
図８乃至図１０を参照しながら、本発明による圧力測定システム２１１の動作を説明する。図８において、センサアセンブリ２１３は、血管アダプタ２１７上に取り付けられて固定されている（血管アダプタ２１７は、肺換気配管など検査対象の配管システム内に事前に既に組み込まれている）。メンブレン２１５は、血管アダプタ２１７とセンサアセンブリ２１３の間に圧入されている。メンブレン２１５の隆起部２４３および２４４の底面は、測定ポート２２９および２３０とそれぞれの測定対向ポート２４１および２４２の間の経路内に位置される。
【００８３】
図８に示されるように圧力測定システム２１１を設置した後、動作シーケンスを開始してもよい。
【００８４】
図８に示されるように、プッシャヘッド２３７および２３８は、それぞれの測定ポート２２９および２３０に突き当たるように押圧されて、開口を気密に閉じる。同時に、プッシャヘッド２３７および２３８は、隆起部２４３および２４５をそれぞれの区室２１９から押し出す。同時に、弁手段２３９および２４０を有する柄部２３５および２３６は、解放ポート２３１および２３２からそれぞれの区室２１９および２２０内に下げられる。図８に示した位置では、プッシャヘッド２３７および２３８は測定ポート２２９および２３０を閉じており、弁手段２３９および２４０は解放ポート２３１および２３２から離れており、測定区室２１９および２２０内の圧力（Ｐｃ１およびＰｃ２）は、周囲圧力、例えば大気圧（Ｐｂ）と平衡される。
【００８５】
図９に示すように、解放ポート２３１および２３２は、それぞれの解放ポート２３１および２３２に突き当たるように柄部２３５および２３６と弁手段２３９および２４０を軸方向で移動させることによって閉じられる。その際、柄部２３５および２３６と弁手段２３９および２４０は、それぞれのプッシャ２３３および２３４とプッシャヘッド２３７および２３８とは結合されていない。したがって、柄部２３５および２３６と弁手段２３９および２４０が移動される一方で、プッシャ２３３および２３４とプッシャヘッド２３７および２３８は、それらの閉止位置のままである。図９に示した位置では、プッシャヘッド２３７および２３８は測定ポート２２９および２３０を閉じており、弁手段２３９および２４０は解放ポート２３１および２３２を閉じており、それぞれの第１および第２の測定区室２１９および２２０内の圧力（Ｐｃ１およびＰｃ２）は、周囲圧力、例えば大気圧（Ｐｂ）で維持される。
【００８６】
図１０において、解放ポート２３１および２３２は閉じたままにしながら、プッシャヘッド２３７および２３８を測定ポート２２９および２３０から引き戻して前記ポート２２９および２３０を開放することによって、実際の測定が行われる。測定ポート２２９および２３０が開くと、隆起部２４３および２４４は、血管アダプタ２１７内の圧力（Ｐｖ）に応じて、区室２１９内にある程度撓んで隆出するか、または血管アダプタ２１７内に隆出することがある。メンブレン隆起部２４３および２４４は、血管アダプタ２１７のチャンバ２４７および２４８内の圧力をそれぞれの区室２１９および２２０内に完全に伝えることができるように十分に大きなサイズに設計する必要がある。図１０に示した位置では、プッシャヘッド２３７および２３８は測定ポート２２９および２３０から離れており、弁手段２３９および２４０は解放ポート２３１および２３２を閉じており、測定区室２１９および２２０内の圧力（Ｐｃ１およびＰｃ２）は、それぞれの血管アダプタ内の圧力（Ｐｖ１およびＰｖ２）と平衡される。圧力センサ２２５に接続されたデータ処理装置が、測定された差圧データを記憶し、流量のさらなる計算を可能にする。任意選択で、ゲージ圧センサ２２３および２２４の読取値を比較して、差圧および流量を計算してもよい。この値を差圧センサ２２５の読取値と比較して、センサが適切に機能しているかチェックすることができる。
【００８７】
測定ポート２２９および２３０に突き当たるようにプッシャヘッド２３７および２３８を移動させて、開口を再び閉じることによって、測定シーケンスを新たに開始してもよい。
【００８８】
要約すると、測定動作は、以下のステップを含む。
１．同時に、または順次に、測定ポート２２９および２３０を閉じ、解放ポート２３１および２３２を開くステップ。
２．解放ポート２３１を閉じるステップ。
３．測定ポート２２９を開くステップ。
４．センサ２２５の測定圧力データを読み取るステップ。
このシーケンスは、時間依存挙動を測定するために繰り返してもよい。任意選択で、ステップ２およびステップ４で、センサ２２３および／または２２４の測定データを読み取り、同じセンサの以前の読取値と比較して、センサおよび作動機構が反応しているかどうか、すなわち機能しているかどうか判断してもよい。
【００８９】
説明したシステムによって、差圧値を求めることができる。
【００９０】
使用時、血管アダプタ２１７は、パイプまたは配管システム内に組み込まれる。求められる差圧は、流量に相関させてもよい。前記パイプまたは配管システムは、気体媒体または液体媒体を搬送する。媒体には、懸濁物も含める。好ましい一例では、血管アダプタ２１７は、気道アダプタである。気道アダプタは、換気管の空気の圧力を測定するために患者の換気配管内に組み込まれる。
【００９１】
気道圧を測定するときの使用法の説明
典型的な用途は、集中治療用人工呼吸器または麻酔器での気道圧と気道内の気量の複合測定である。その目的は、患者への、および患者からの気量を監視および制御することである。この用途において、気道アダプタは、人工呼吸器または麻酔器を患者の気管内管と接続させる。気道アダプタは、典型的には、場合によっては透明なプラスチックからなる単一患者用デバイスである。加圧滅菌可能な材料から気道アダプタを作製することを想定することができる。以下に開示するように行われるどの測定の結果も、集中治療用人工呼吸器、麻酔器、または気道アダプタがある場所に表示される。
【００９２】
この用途では、センサアセンブリ２１３は、２つの圧力測定ポート２２９および２３０を含み、各圧力測定ポート２２９および２３０は、それぞれの区室２１９および２２０に通じる（図７参照）。気道アダプタ２１７は、２つの圧力測定対向ポート２４１および２４２と、２つのポート２４１と２４２の間に配置された１つの流量制限器２１８とを含む（図７）。センサアセンブリの目的は、大気に対する圧力（気道圧）および流量制限器にわたる圧力降下を測定することである。流量制限器にわたる圧力降下を測定することで、気道内部の気量が測定されることになる。
【００９３】
気道アダプタ２１７を患者に接続する前に、または接続した後に、センサアセンブリ２１３が、気道アダプタ２１７の上にクリップ留めされる。その後、弁開閉のシーケンスが上述したように実行され、ベースラインがリセットされ、測定を開始することができる。ベースラインのリセットは、手動で行う必要なく、また患者への、および患者からの気流に外乱を及ぼすことなく、定期的に繰り返すことができる。
【００９４】
圧力センサは、気道開口２４１および２４２のすぐ傍で測定を行うので、人工呼吸器または麻酔器による気量および圧力のいかなる制御も、本発明を使用して非常に迅速に行うことができる。さらに、検知管、パージ流量、および管のねじれの監視は必要なくなり、代わりに電気的接続の単純なチェックを行えばよい。さらに、センサアセンブリ２１３の内部で、解放ポート２３１および２３２と、機械的なアクチュエータ２２１および２２２上の弁手段２３９および２４０とからなる弁機構を使用して、センサアセンブリ２１３の適切な動作を定期的にチェックすることができる。これは、解放ポート２３１および２３２を大気に開き、関連する圧力の変化を、説明した圧力センサ２２３および２２４で測定することによって行う。圧力変化がない場合、少なくとも１つのアクチュエータ２２１または２２２、あるいは少なくとも１つのそれぞれの圧力センサ２２３または２２４が機能していない可能性がある。そのような連続的な動作チェックは、集中治療用人工呼吸器および麻酔器の安全性を高め、偽陽性アラームを減少させる。
【００９５】
別の用途では、本発明による圧力測定システムが、集中治療または救急用人工呼吸または麻酔器から独立して使用される。この場合、本発明による圧力測定システムは、ディスプレイユニットに接続され、ディスプレイユニットは、グラフ、波形、数値、またはそれらの組合せとして測定の結果を示す。あるいは、ディスプレイは、センサアセンブリ上に設けてもよい。さらに、ディスプレイユニットは、アラームしきい値を提供し、これらのしきい値の１つまたは複数を超えた場合に使用者に可聴および視覚信号で警告する。呼気の監視を行うことができないので現行の規定を遵守してはいないが、それでも使用されており適切に動作している多数の集中治療用人工呼吸器がある。そのような独立型ユニットの目的は、既に設置されている既存の人工呼吸器および麻酔器に、呼気流量および圧力を監視する機能を追加することである。
【００９６】
センサアセンブリ２１３は、患者の粘液、血液、感染病原体などによる汚染から保護されるが、柔軟性メンブレン２１５上に水、血液、粘液、または唾液が溜まるのを防止するために気道アダプタ２１７の上に載置すべきである。柔軟性メンブレン２１５上に何らかの物質が存在すると、それにより測定帯域幅が減少することがある。そのような好ましくない位置を回避するために、好ましくは、センサアセンブリ２１３内に位置センサ２５１が組み込まれる。その際、位置センサ２５１は、好ましくは、センサアセンブリ２１３の中央隔離壁２２６内に組み込まれる（図７）。しかし、位置センサ２５１は、その存在によってセンサの機能が制約されない位置、特にアクチュエータが移動を制約されない位置であればどこに取り付けてもよく、またはどこに組み込んでもよい。位置は、取り付けられたマイクロプロセッサによって定期的に読み取られ、センサアセンブリが誤った位置にある場合には、医師に警告するためにユーザメッセージが生成される。
【００９７】
測定の精度を高めるため、および気道アダプタ２１７の製造のばらつきをなくすために、気道アダプタ２１７は事前に較正することができ、較正定数を気道アダプタ２１７に刻印してもよい。この較正情報２５３は、センサアセンブリ２１３内部のリーダ２５５によって読み出すことができるように、気道アダプタの表面上に配置される。例えば、較正情報２５３は、気道アダプタの表面上に焼き付けられた２値コードからなることがある。別の実施形態では、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）チップを気道アダプタに接着することができ、センサアセンブリ内部のＲＦＩＤリーダによって読み取ってもよい。さらに別の実施形態では、各気道アダプタはバーコードを付けられ、バーコードリーダがセンサアセンブリ内に組み込まれる。
【００９８】
以下、気道アダプタ、センサアセンブリ、ならびに、より特定的にはメンブレン、アクチュエータ、センサ、事前較正、およびマイクロプロセッサなど、具体的なシステム構成要素に関するさらなる例示的な詳細を提示する。
【００９９】
好ましい一実施形態では、開示する方法は、２つの部分、すなわち気道アダプタとセンサアセンブリからなる。気道アダプタは、流量制限器、好ましくは可変オリフィス、例えばフラップと、２つの圧力測定対向ポートとを含み、ポートは、気体不透過性であり柔軟性があるメンブレンによって、周囲空気に対して封止され、かつ互いに対しても封止される。例えば、接着剤または熱接合によって気道アダプタに取り付けられたポリエステル箔を使用することができる。気道アダプタは、一方の側で気管内管または患者のマスクに接続し、他方の側で、人工呼吸器配管または麻酔器に接続する。直径に関する関連情報は、ＩＳＯ規格に定められており、それに準拠する。
【０１００】
センサアセンブリは、２つの気密封止された区室に分けられる。各区室は、好ましくは電気機械構成要素によって動作される機械的な作動機構またはレバーを有する。この機械的な作動機構またはレバーは、気道アダプタの柔軟性メンブレンの位置を操作するために使用される。機械的なレバーは、シリンダ内部のピストンでよい。別の実施形態では、機械的なレバーは、小さな穴を有する円板でよく、柔軟性メンブレンを所定位置に押し、同時に、センサアセンブリの封止部分の周りで圧力を平衡させることができるようにする。さらに別の実施形態では、機械的なレバーは、外部ポンプまたは外部気体源によって膨張されるバルーンである。さらに別の実施形態では、機械的なレバーは、柔軟性メンブレンを優しく所定位置に押す柔かいボールである。
【０１０１】
各区室は、周囲につながる１つの開口を有し、この開口は、弁で閉じることができる。好ましくは、弁は、周囲につながる開口を閉じるシールを備える単純な電動式のピストンである。気道圧を測定するための典型的なシーリング圧力は３０ｈＰａであるが、１２０ｈＰａと高くてもよい。動脈圧を測定する目的では、これらのシーリング圧力は、３００ｍｍＨｇとかなり高い。弁は、アクチュエータの一構成要素でよい。
【０１０２】
２つの区室間の圧力差が、差圧変換器によって測定される。典型的な圧力範囲は、＋／−３ｈＰａである。周囲に対する少なくとも１つの区室の圧力差が、第２の差圧変換器によって測定される。別の実施形態では、両方の区室が、周囲に対する差圧センサを取り付けられ、一方が他方のためのバックアップとして働く。
【０１０３】
好ましい実施形態では、両方の区室の音響および空気圧インピーダンス（圧力ステップに対する過渡応答）が合致される。これは、主に、両方の区室の気体体積を合致させ、各区室の内部でさらに区分が生じるのを防止することによって行われる。
【０１０４】
センサアセンブリは、例えば患者の粘液、血液、感染病原体などによる汚染から保護されるが、柔軟性メンブレン上に水、血液、粘液、または唾液が溜まるのを防止するために血管アダプタの上に載置すべきである。柔軟性メンブレン上に何らかの物質が存在すると、それにより測定帯域幅が減少することがある。そのような好ましくない位置を回避するために、好ましくは、センサアセンブリ内に位置センサが組み込まれる。位置センサは、センサアセンブリの好都合な位置に組み込まれる。位置は、取り付けられたマイクロプロセッサによって定期的に読み取られ、センサアセンブリが誤った位置にある場合には、医師に警告するためにユーザメッセージが生成される。
【０１０５】
測定の精度を高めるため、および気道アダプタの製造のばらつきをなくすために、気道アダプタは事前に較正してもよい。
【０１０６】
本発明、特に第２の実施形態は、肺機能研究所における肺機能試験のための独立型の呼吸気流計として、または一般的な診療所におけるスクリーニングツールとして使用することができる。また、呼吸補助デバイス、集中治療用人工呼吸器、家庭治療用人工呼吸器、および救急用人工呼吸器において圧力および流量を測定するために使用することもできる。さらなる用途は、麻酔器におけるものである。さらに別の用途は、バイタルサインモニタにおいて、空気の流量、圧力、吸気体積、および呼気体積、ならびに他の呼吸パラメータを監視することである。さらなる別の用途は、呼吸気送達、圧力送達、または一般に呼吸送達を閉ループ制御するための人工呼吸器サポートデバイスにおけるものである。そのような用途は、限定はしないが、集中治療用人工呼吸器または救急用人工呼吸器、家庭治療用人工呼吸器、および麻酔器を含む。
【０１０７】
本発明をかなり詳細に、いくつかの好ましい形態を参照して説明してきたが、他の形態も可能である。したがって、添付の特許請求の範囲の精神および範囲は、本明細書に含まれる好ましい形態または実施形態の説明に限定すべきでない。指定された機能を実施する「ための手段（ｍｅａｎｓ  ｆｏｒ）」または指定された機能を実施する「ためのステップ（ｓｔｅｐ  ｆｏｒ）」を明示的には記載していない特許請求の範囲内の任意の要素は、「手段」または「ステップ」の条項と解釈すべきではない。
【０１０８】
本明細書と同時に出願され、本明細書と共に公衆の縦覧に供されるすべての文献および文書にも注意を向けられたい。すべてのそのような書類および文書の内容を参照により本明細書に組み込む。明示的に特に断りのない限り、本明細書（任意の添付の特許請求の範囲、要約書、および図面を含む）で開示するすべての特徴を、同一、均等、または同様の目的を果たす代替の特徴によって置き換えてもよい。明示的に特に断りのない限り、開示する各特徴は、全般的な一連の均等な特徴または同様の特徴の一例にすぎない。
【符号の説明】
【０１０９】
１１  圧力測定システム
１３  センサアセンブリ
１５  メンブレン
１６  メンブレン支持体
１７  血管アダプタ
１９  区室
２１  アクチュエータ
２３  圧力センサ
２７  側壁
２９  測定ポート
３１  解放ポート
３３  プッシャ
３５  柄部
３７  プッシャヘッド
３９  弁手段
４１  測定対向ポート
４３  隆起部
４５  Ｏリング
４７  チャンバ
１１１  圧力測定システム
１１３  センサアセンブリ
１１９  区室
１２１  第１のアクチュエータ
１２２  第２のアクチュエータ
１２３  圧力センサ
１２７  側壁
１２９  測定ポート
１３１  解放ポート
１３３  プッシャ
１３５  柄部
１３７  プッシャヘッド
１３９  弁手段
１５９  第１のモータ
１６０  第２のモータ
１６１  第１の固定具
１６２  第２の固定具
１６３  第１の作動ケーブル
１６４  第２の作動ケーブル
１６５  第１のケーブル用開口部
１６６  第２のケーブル用開口部
２１１  圧力測定システム
２１３  センサアセンブリ
２１５  メンブレン
２１６  メンブレン支持体
２１７  血管アダプタ
２１８  流量制限器
２１９  第１の区室
２２０  第２の区室
２２１  第１のアクチュエータ
２２２  第２のアクチュエータ
２２３  第１の圧力センサ
２２４  第２の圧力センサ
２２５  第３の圧力センサ、差圧センサ
２２６  隔離壁
２２７  第１の側壁
２２８  第２の側壁
２２９  第１の測定ポート
２３０  第２の測定ポート
２３１  第１の解放ポート
２３２  第２の解放ポート
２３３  第１のプッシャ
２３４  第２のプッシャ
２３５  第１の柄部
２３６  第２の柄部
２３７  第１のプッシャヘッド
２３８  第２のプッシャヘッド
２３９  第１の弁手段
２４０  第２の弁手段
２４１  第１の測定対向ポート
２４２  第２の測定対向ポート
２４３  第１の隆起部
２４４  第２の隆起部
２４５  第１のＯリング
２４６  第２のＯリング
２４７  第１のチャンバ
２４８  第２のチャンバ
２４９  フラップ
２５１  位置センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年7月10日(2012.7.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサアセンブリ（１３、１１３、２１３）と、血管アダプタ（１７、２１７）とを備える圧力測定システム（１１、１１１、２１１）であって、
前記センサアセンブリ（１３、１１３、２１３）は、区室（１９、１１９、２１９、２２０）を画定し、前記区室（１９、１１９、２１９、２２０）は、
測定ポート（２９、１２９、２２９、２３０）と、
前記測定ポートにわたる圧力伝達を可能にする、および不可能にするための機械的アクチュエータ（２１、１２１、２２１、２２２）と、
基準圧力に対して前記区室内の圧力を測定するための少なくとも１つの圧力センサ（２３、１２３、２２３、２２４、２２５）と
を備え、
前記血管アダプタは、流体チャンバ（４７、２４７、２４８）を画定し、前記チャンバは、前記測定ポートによって、圧力伝達できるように前記区室と接続している圧力測定システム（１１、１１１、２１１）において、
前記区室内の媒体を前記流体チャンバ内の媒体から隔離する少なくとも１つのメンブレン（１５、２１５）が、前記区室と前記流体チャンバの間に位置され、
前記少なくとも１つのメンブレン（１５、２１５）は、隆起部（４３、２４３、２４４）を形成し、
前記アクチュエータは、前記隆起部を潰すように構成されて配置される
ことを特徴とする、圧力測定システム（１１、１１１、２１１）。
【請求項２】
前記隆起部の表面サイズは、前記測定ポート（２９、１２９、２２９、２３０）の開口の断面のサイズよりも少なくとも１０パーセント、好ましくは少なくとも５０パーセント、より好ましくは少なくとも１００パーセント大きいことを特徴とする、請求項１に記載の圧力測定システム。
【請求項３】
前記アクチュエータ（２１、１２１、２２１、２２２）は、ピストン、レバー、またはスタンプの形態であり、より好ましくは、シリンダ、円板、バルーン、または柔かいボールとして設計されたプッシャ端部（３７、１３７、２３７、２３８）を備えるピストン、レバー、またはスタンプの形態であることを特徴とする、請求項１または２に記載の圧力測定システム。
【請求項４】
前記血管アダプタ（１７、２１７）は、前記メンブレン（１５、２１５）で覆われた測定対向ポート（４１、２４１、２４２）を備えることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の圧力測定システム。
【請求項５】
前記アクチュエータ（２１、１２１、２２１、２２２）は、第１の位置では、前記測定ポート（２９、１２９、２２９、２３０）にわたる圧力伝達を不可能にし、第２の位置では、前記測定ポートにわたる圧力伝達を可能にするように適合されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の圧力測定システム。
【請求項６】
前記区室は、解放ポート（３１、１３１、２３１、２３２）と、前記解放ポートを開閉するための弁手段（３９、１３９、２３９、２４０）とを備えることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の圧力測定システム。
【請求項７】
前記センサ（２３、１２３、２２３、２２４）は、大気に対する圧力を測定するように構成されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の圧力測定システム。
【請求項８】
前記センサアセンブリ（１３、１１３、２１３）と、前記血管アダプタ（１７、２１７）とは、互いに解放可能に固定するための固定手段、特に解放可能なクリップシステムを備えることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の圧力測定システム。
【請求項９】
さらに、
前記センサアセンブリ（２１３）は、２つの区室、すなわち第１および第２の区室（２１９、２２９）を画定し、各区室は、
測定ポート（２２９、２３０）と、
前記それぞれの測定ポートにわたる圧力伝達を可能にする、および不可能にするための機械的アクチュエータ（２２１、２２２）と
を備え、
前記少なくとも１つの圧力センサ（２２５）は、前記２つの区室間の差圧を測定するように構成され、
前記血管アダプタ（２１７）は、２つの流体チャンバ、すなわち第１および第２のチャンバ（２４７、２４８）を画定し、各流体チャンバは、それぞれの測定ポート（２２９、２３０）によって、圧力伝達できるようにそれぞれの区室（２１９、２２０）と接続し、前記第１の流体チャンバと前記第２の流体チャンバは、流量制限器（２１８）によって連絡し、
前記少なくとも１つのメンブレン（２１５）は、前記第１の区室（２１９）と前記第１の流体チャンバ（２４７）の間に位置され、かつ前記第２の区室（２２０）と前記第２の流体チャンバ（２４８）の間に位置され、前記第１の区室内の媒体および前記第２の区室内の媒体を、前記血管アダプタのそれぞれの流体チャンバ内の媒体から隔離し、前記少なくとも１つのメンブレンは、少なくとも２つのそれぞれの隆起部を形成する
ことを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の、センサアセンブリ（２１３）と、血管アダプタ（２１７）と、メンブレン（２１５）とを備える圧力測定システム（２１１）。
【請求項１０】
少なくとも前記少なくとも１つの圧力センサ（２２５）は、前記２つの区室間の差圧を測定するために、前記第１および第２の区室（２１９、２２０）と接触し、任意選択で、少なくとも１つのさらなる圧力センサ（２２３、２２４）は、大気に対する圧力を測定するために、前記区室（２１９、２２０）の任意の区室内に配置されることを特徴とする、請求項９に記載の圧力測定システム。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の圧力測定システム（１１、１１１、２１１）を備える人工呼吸器システム。
【請求項１２】
請求項１から８のいずれか一項に記載の圧力測定システム（１１、１１１、２１１）を備える血圧測定システム。
【請求項１３】
基準圧力に対して血管アダプタ内の媒体の圧力を測定するための方法であって、
前記血管アダプタに取り付けられたセンサアセンブリを使用し、前記血管アダプタは、チャンバを備え、前記センサアセンブリは区室を備え、前記区室は、少なくとも、圧力センサと、測定ポートと、機械的アクチュエータと、任意選択で解放ポートとを有し、前記区室は、前記測定ポートによって、圧力伝達できるように前記チャンバと接続され、メンブレンが、前記区室と前記チャンバの間に挿間され、前記メンブレンは隆起部を形成し、
ａ）任意選択で、前記区室内の圧力を大気圧に設定するために前記解放ポートを開くステップと、
ｂ）前記アクチュエータを第１の位置に設定し、それにより前記隆起部を開始位置に押し、前記測定ポートにわたる圧力伝達を不可能にするステップと、
ｃ）任意選択で、ベースライン圧力データを測定するステップと、
ｄ）開いている場合に、前記解放ポートを閉じるステップと、
ｅ）前記アクチュエータを第２の位置に引き戻し、それにより前記隆起部を解放し、前記測定ポートにわたる圧力伝達を可能にして、前記区室内の圧力を前記血管アダプタチャンバ内の圧力と平衡させるステップと、
ｆ）圧力データを計算し、任意選択でベースライン圧力データと比較するステップと
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項１４】
血管アダプタを通って流れる媒体の差圧を測定するための方法であって、
前記血管アダプタに取り付けられたセンサアセンブリを使用し、前記血管アダプタは、第１および第２の流体チャンバを備え、前記チャンバは、流量制限器を介して相互に接続され、前記センサアセンブリは、第１および第２の区室を備え、前記区室は、差圧センサによって隔離され、前記区室はそれぞれ、さらに、測定ポートと、機械的アクチュエータと、任意選択で解放ポートとを有し、前記区室はそれぞれ、前記測定ポートによって、圧力伝達できるように１つのそれぞれのチャンバと接続し、メンブレンが、前記区室と前記それぞれのチャンバの間に挿間され、前記メンブレンは、少なくとも２つのそれぞれの隆起部を形成する方法において、
ａ）任意選択で、前記区室内の圧力を大気圧に設定するために前記解放ポートを開くステップと、
ｂ）前記アクチュエータを第１の位置に設定し、それにより前記隆起部を開始位置に押し、前記測定ポートにわたる圧力伝達を不可能にするステップと、
ｃ）任意選択で、ベースライン圧力データを測定するステップと、
ｄ）開いている場合に、前記解放ポートを閉じるステップと、
ｅ）前記アクチュエータを第２の位置に引き戻し、それにより前記隆起部を解放し、前記測定ポートにわたる圧力伝達を可能にして、前記区室内の圧力を前記それぞれの血管アダプタチャンバ内の圧力と平衡させるステップと、
ｆ）圧力データを計算し、任意選択でベースライン圧力データと比較するステップと
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項１５】
区室（１９、１１９、２１９、２２０）を画定する圧力測定センサアセンブリ（１３、１１３、２１３）であって、前記区室（１９、１１９、２１９、２２０）は、
測定ポート（２９、１２９、２２９、２３０）と、
前記測定ポートを開閉するための機械的アクチュエータ（２１、１２１、２２１、２２２）と、
基準圧力に対して前記区室内の圧力を測定するための少なくとも１つの圧力センサ（２３、１２３、２２３、２２４、２２５）と、
圧力が測定される媒体から圧力測定センサアセンブリを隔離できるようにする媒体隔離メンブレン（１５、２１５）と
を備え、
前記区室は、流体チャンバ（４７、２４７、２４８）を画定する血管アダプタ上に取り付けられるように適合され、前記流体チャンバ（４７、２４７、２４８）は、前記測定ポートによって、圧力伝達できるように前記区室と接続するように設計される圧力測定センサアセンブリ（１３、１１３、２１３）において、
前記メンブレン（１５、２１５）は、前記測定ポートを封止し、
前記メンブレン（１５、２１５）は、隆起部（４３、２４３、２４４）を形成し、
前記アクチュエータは、前記隆起部を潰すように形成されて配置される
ことを特徴とする、圧力測定センサアセンブリ（１３、１１３、２１３）。
【国際調査報告】
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