(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体採取組立体であって、
第１の上流端部及び第２の下流端部を有するハウジングを含む濾過部であって、前記ハウジングを貫通する、前記第１の端部から前記第２の端部までの気体流路が定められる濾過部と、
内部に検体室を有する本体部を有する検体捕集部であって、
前記本体部は、前記濾過部のハウジングの前記第２の下流端部に結合され、前記濾過部のハウジング及び前記検体捕集部の本体部は、一体型組立体を形成し、
前記検体室は、前記ハウジング内の前記気体流路と連通され、
前記本体部の前記検体室は、該検体室のガス成分が光学式検知法を用いて監視されるように適合される、検体捕集部と、
前記本体部内に配置され、前記検体捕集部の上流端部領域に密封構造を形成する終端ブロックと、
前記ハウジング内に配置され、上流閉鎖端部及び下流開放端部を有する少なくとも１つのフィルタ要素であって、前記上流閉鎖端部は、前記ハウジングの前記第１の上流端部付近に配置され、前記下流開放端部は、前記終端ブロックに連結される、少なくとも１つのフィルタ要素と、
を有することを特徴とする気体採取組立体。
【請求項２】
前記フィルタ要素の前記上流閉鎖端部は、前記フィルタ要素の折返しによって形成された環状端部である、請求項１に記載の気体採取組立体。
【請求項３】
前記ハウジングの第１の上流端部に連結される気体採取路を備える、請求項１に記載の気体採取組立体。
【請求項４】
前記検体室に流体接続されて、前記検体室の外部に気体を送出できる導管を備える、請求項３に記載の気体採取組立体。
【請求項５】
前記ハウジングと前記本体部とは、単一材料により一体形成される、請求項１に記載の気体採取組立体。
【請求項６】
前記本体部は、
該本体部内において、前記検体室の上流かつ前記終端ブロックの下流に形成された気体検体捕集室であって、濾過された気体を収集するように構成された気体検体捕集室と、
前記本体部内において、前記検体室の上流でかつ前記気体検体捕集室の下流に形成された導管であって、前記気体検体捕集室を前記検体室に連通する導管と、
を備える、請求項１に記載の気体採取組立体。
【請求項７】
前記少なくとも１つのフィルタ要素は、前記終端ブロックに連結され、前記下流開放端部は、前記終端ブロックの表面から前記検体室方向に向かって突出している、請求項１に記載の気体採取組立体。
【請求項８】
前記少なくとも１つのフィルタ要素は、前記終端ブロックに連結され、前記下流開放端部は、前記終端ブロックの表面から突出していない、請求項１に記載の気体採取組立体。
【請求項９】
前記ハウジングは、内部に濾過室を有し、
該濾過室には、少なくとも前記フィルタ要素の前記上流閉鎖端部が配置され、
前記本体部は、前記検体室を前記終端ブロックの下流端部に連通する導管を備え、
前記濾過室の直径と前記導管の直径とは、実質的に同一である、請求項１に記載の気体採取組立体。
【請求項１０】
前記フィルタ要素の複数は、前記終端ブロックに連結され、前記フィルタ要素の下流開放端部は、直線状配列に配置される、請求項１に記載の気体採取組立体。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのフィルタ要素は、中空の疎水性繊維要素を有する、請求項１に記載の気体採取組立体。
【請求項１２】
副流式気体監視装置であって、
患者管路に連結される第１の端部及び患者管路から気体流を搬送する第２の端部を有する採取路と、
気体採取組立体であって、
第１の上流端部及び第２の下流端部を有するほぼ管状のハウジングを有する濾過部であって、前記第１の上流端部は、前記採取路の前記第２の端部に連結される、濾過部と、
内部に形成された検体室を有する本体部を有する検体捕集部であって、前記本体部は、前記ハウジングの第２の下流端部に連結され、前記ハウジングと前記本体部は、一体型組立体を形成する検体捕集部と、
前記本体部内に配置され、前記検体捕集部の上流端部領域に密封構造を形成する終端ブロックと、
前記ハウジング内に配置され、上流閉鎖端部及び下流開放端部を有する、少なくとも１つのフィルタ要素であって、前記上流閉鎖端部は、前記ハウジングの第１の上流端部付近に配置され、前記下流開放端部は、前記終端ブロックに連結された、少なくとも１つのフィルタ要素と、
を有する気体採取組立体と、
前記検体室内に含まれる気体の成分を測定するように適合された検出装置と、
を備えることを特徴とする副流式気体監視装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのフィルタ要素の上流閉鎖端部は、前記少なくとも１つのフィルタ要素の折返しにより形成された環状端部である請求項１２に記載の副流式気体監視装置。
【請求項１４】
更に、前記検体室に流体接続されて、前記検体室の外部に気体を送出できる導管を備える、請求項１２に記載の副流式気体監視装置。
【請求項１５】
前記ハウジングと前記本体部とは、単一材料により一体形成される、請求項１２に記載の副流式気体監視装置。
【請求項１６】
前記本体部は、
前記本体部において、前記検体室の上流でかつ前記終端ブロックの下流に形成された気体検体捕集室であって、濾過された気体を収集するように構成された気体検体捕集室と、
前記本体部において、前記検体室の上流でかつ前記気体検体捕集室の下流に形成された導管であって、前記気体検体捕集室を前記検体室に連通する導管と、
を備える、請求項１２に記載の副流式気体監視装置。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのフィルタ要素は、前記終端ブロックに連結され、前記下流開放端部は、前記終端ブロックの表面から前記検体室方向に向かって突出している、請求項１２に記載の副流式気体監視装置。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのフィルタ要素は、前記終端ブロックに連結され、前記下流開放端部は、前記終端ブロックの表面から突出していない、請求項１２に記載の副流式気体監視装置。
【請求項１９】
前記ハウジングは、内部に形成された濾過室を有し、
該濾過室内には、少なくとも前記少なくとも１つのフィルタ要素の前記上流閉鎖端部が配置され、
前記本体部は、前記検体室を前記終端ブロックの下流端部に連通する導管を備え、
前記濾過室の直径と前記導管の直径とは、実質的に同一である、請求項１２に記載の副流式気体監視装置。
【請求項２０】
前記複数のフィルタ要素は、前記終端ブロックに連結され、前記フィルタ要素の下流開放端部は、直線状配列で配置される、請求項１２に記載の副流式気体監視装置。
【請求項２１】
前記少なくとも１つのフィルタ要素は、中空の疎水性繊維要素を有する、請求項１２に記載の副流式気体監視装置。
【請求項２２】
前記ハウジングの第１の端部及び第２の端部は、前記ハウジングの長手軸に沿った、前記ハウジングの対向する端部である、請求項１に記載の気体採取組立体。
【発明の詳細な説明】
【優先権主張】
【０００１】
米国特許法第１１９条（ｅ）の規定により、本願は、２００２年１０月８日に出願された米国仮特許出願第６０／４１６,８７４号の利益を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、一般に気体監視装置、特に、副流式気体監視装置に使用し、検体セル内の監視すべき呼吸気体から不要な液体成分を分離するフィルタを含む一体型検体セル−フィルタに関する。
【背景技術】
【０００３】
医療処置の際に、患者の呼気を監視しかつ分析して、呼気の気体組成を決定することが要求される。例えば、患者呼気中の二酸化炭素（CO2）含有量の監視が要求される場合がある。通常、患者の呼気の一部又は検体（サンプル）を適切な検知装置及び監視装置に移送して、患者の呼気中の二酸化炭素（又は他の気体）含有量が監視される。
【０００４】
主流式又は副流式の何れかの監視装置を利用して、呼気を監視できる。主流式監視装置では、患者の気道に接続される患者管路内又は導管内に存在する患者の呼気の気体含有量が現場で測定される。他方、副流式監視装置では、患者管路から気体採取路を通じて主患者管路から幾分離間する検知装置に気体検体を供給し、気体検体が監視される。患者の呼気が約３５℃の水蒸気により通常十分に飽和されるので、気体搬送の自然現象によって、温かく湿った呼気に含まれる水分は凝縮する。
【０００５】
患者の呼気の気体組成の正確な分析は、分析結果に悪影響を与えるおそれのある液状凝縮物を実質的に除去した気体検体を捕集する等の多くの要因に依存する。気体採取路を通り副流式監視装置内の検知装置に搬送される間に呼気検体が冷却すると、検体中に含まれる水蒸気は、液体又は凝縮物に凝結する可能性がある。検知装置に到達する液体又は凝縮物は、検知装置の機能に悪影響を与え、不正確な監視結果を招来するおそれがある。また、気体採取路内に凝縮する液体は、後続の呼気検体内に再混入してこれを汚染することもある。
【０００６】
凝縮物に加えて、血液、粘液、医薬品等の他の有害な液体が呼気検体中に含有することは珍しくない。監視すべき気体検体中に前記各液体が存在すれば、分析結果が患者の医療状態を正確に反映しないおそれがある。
【０００７】
患者の呼気流から有害な液体を分離して、検知装置を保護する多くの方法がある。例えば、患者と検知装置との間に水分捕集装置を配置して、検知装置に流入前の呼気から水分を分離することは公知である。しかしながら、その試みは、監視すべき気体の波形等の測定すべき要因の特性に影響を与えずに水分を分離しなければならない。
【０００８】
例えば、二酸化炭素（CO2）は、患者の呼気中にのみ有効に存在する。従って、気体採取路を通じて検知装置に搬送される呼気気体検体中の二酸化炭素含有量は、検体抽出位置に存在する二酸化炭素量によって変動する。勿論、二酸化炭素濃度は、患者呼吸周期によっても変動する。この変動に対する弊害、即ち二酸化炭素波形の正確性の低下は、有害であり、二酸化炭素測定値及び波形の画像表示の精度に影響を及ぼすおそれがある。このため、二酸化炭素波形の精度が実質的に低下しない方法により、呼気検体から液体を除去することが望ましい。残念なことに、従来の水分捕集装置は、波形をかなり撹乱することがある。
【０００９】
種々の他の手段を使用して、呼気流中の有害な凝縮物を濾過しながら、波形を撹乱させずに呼気流を搬送する方法が試みられている。前記方法は、吸収材、延伸濾過器、乾燥剤、疎水性膜及び親水性膜を使用する。幾分成功した一適用確立例では、流体分離用フィルタとして疎水性中空繊維を使用するものである。しかしながら、この適用例では、中空繊維と検知装置との接合面の物理的条件のため、依然として波形の精度がある程度低下する。
【００１０】
更に、フィルタとして疎水性中空繊維を使用する既知の適用例は、再利用可能な検知装置に連結される使い捨て気体検体捕集装置を提供するものである。前記従来のフィルタ装置では、気体検体捕集装置、即ち検体セルは、フィルタから物理的に幾分離間して配置される。フィルタを通過する気体は、比較的長い管を介して検体セルに搬送される。
【００１１】
本発明者は、濾過された気体検体を離間した検知装置に捕集しかつ搬送する従来法では、検体セルで計測される二酸化炭素波形の精度が低下すると認識する。更に、本発明者は、検体セルから幾分離間させて濾過部材を配置し、フィルタから検体セルまで比較的長い導管に気体を通過させる前記の方法は、例えば波形の立ち上がり及び立ち下がりエッジが鈍化し、二酸化炭素波形の精度を著しく低下させると認識する。従って、効果的かつ効率的に気体検体から水分を分離し、検体セルで計測する呼気の波形が実質的に劣化しない気体採取組立体が望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明は、従来の気体採取組立体の欠点を解決する気体採取組立体を提供することを目的とする。監視すべき呼吸気体から有害な液状凝縮物及び他の汚濁物を分離しながら、呼気の波形が実質的に劣化しない気体採取組立体を提供する本発明の一実施の形態によって、本目的を達成する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
第１の実施の形態では、本発明の気体採取組立体は、ハウジングを有する濾過部と、本体部を含みかつ本体部の内部に形成される検体室を有する検体捕集部とを備える。監視すべき気体検体を受けて通過させる気体採取路にハウジングの第１の上流端部を気密で液密の構造により接続する。検体捕集部の本体部にハウジングの第２の下流端部を気密で液密の構造により接続する。本体部の第１の側部に終端ブロックが設けられる。本体部の第２の側部の内部は、濾過された気体検体が検体室から排気される導管を備える。実質的に１又は２以上の疎水性繊維要素が濾過部のハウジング内に配置される。疎水性繊維要素である各中空繊維部材は、上流閉鎖端部と、下流開口端部とを備え、各上流閉鎖端部は、濾過部の第１の上流端部付近に配置される。好適な実施の形態では、繊維要素は、繊維要素の壁を通過する気体を下流開口端部に容易に導く中空である。
【００１４】
本発明の一実施の形態では、中空繊維部材の下流部、即ち開口端部は、終端ブロックに埋設されて、終端ブロックを越えて直接検体室内に延伸する。他の実施の形態では、繊維要素の端部は、終端ブロックを越えて延伸しない。
【００１５】
使用の際に、気体検体は、気体採取路を通り気体採取組立体の濾過部のハウジング内に流入する。気体検体は、濾過部に流入すると、中空繊維部材の閉鎖端に衝突する。疎水性材料により中空繊維部材を形成するため、気体は、中空繊維部材中を通過できるが、液体は、繊維要素中を通過できない。好適な実施の形態では、中空繊維は、微小孔構造により濾過特性を有する。また、終端ブロックは、検体捕集部の第１の側部の内周辺長さに気密及び液密封止構造を形成すると共に、濾過部の第２の下流端部と検体捕集部との間にも液密で気密の封止構造を形成するため、実質的に液状凝縮物を含まない気体は、中空繊維部材を通過してのみ検体室内に流入できる。他方、呼気中に含まれる液体は、気体採取組立体の濾過部からの排出が実質的に防止される。その代わり、液体は、濾過部のハウジング内の繊維室内に捕集される。
【００１６】
実質的に液状凝縮物及び汚濁物を含まない気体は、中空繊維部材を通過し、検体室内に捕集されて、例えば光学式検知法等を用い所望の測定値を得ることができる。その後、検体捕集部の第２の側部に形成される導管によって、気体が排出される。このように、検体室への液体の到達を実質的に防止する。従って、検体室内の気体から得られる測定値は、気体検体の水分又は他の汚濁物により、悪影響を受ける可能性は小さい。
【００１７】
本発明の一実施の形態では、繊維要素の内部に存在する気体が検体室内に直接流入するように、中空繊維部材の開口端部が配置される。この結果、呼気検体の波形は、検体を捕集する位置から測定値を得る位置まで継続的に実質的に撹乱されない。
【００１８】
また、本発明は、前記気体採取組立体の実施の形態を含む副流式気体監視装置に関する。
【００１９】
種々の図で同一の部分に同様の参照符号を付し、全て本明細書の一部を構成する添付図面、下記の詳細な説明及び特許請求の範囲を考慮すれば、本発明の前記目的及び他の目的、特徴並びに特性に加えて、操作法、構造の関連要素及び組合せ部品の機能並びに製造の経済性は、明らかとなろう。しかしながら、図面は、例示及び図示の目的に過ぎず、本発明の限界を定義する意味ではないことを明瞭に理解すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
全図及び最初に説明する図１は、特に、本発明によるフィルタ組立体10を含む例示的な実施の形態による副流式気体監視装置を示す。気体監視装置は、患者の気道（図示せず）に接続される患者管路2に接続される採取路26を備え、患者管路2内の気体の一部は、採取路26に分流される。図示の実施の形態では、通常、気道アダプタを使用して患者管路2に連結される採取路26を示す。しかしながら、鼻カニューレ等を使用する如何なる従来法でも採取路26を患者の気道に連結できることは理解できよう。
【００２１】
フィルタ組立体10は、患者管路2から離間する位置で符号3により全体を示す気体監視装置に近接して採取路26の端部に接続される。本発明で企図する気体監視装置3は、通常、発光部5と受光部6とを備え、発光部5に光学的に整合して配置される検体セルの内部の気体成分を検出し、周知の放射線吸収法を使用して受光する如何なる従来の副流気体監視装置も気体監視装置3に使用できる。
【００２２】
本発明の原理による気体採取組立体10の第１の例示的な実施の形態を図１及び図２について以下説明する。気体採取組立体10は、濾過部12と、検体捕集部14とを備える。通常、濾過部12は、ポリ塩化ビニル等の適切なポリマーにより形成されかつ第１の上流端部18及び第２の下流端部20を有するハウジング16を備える。本実施の形態では、ハウジング16は円筒形状である。しかしながら、本発明は、如何なる適切な形状又は長さを有するハウジング16も企図する。
【００２３】
ハウジング16の第１の上流端部18は、内壁22により形成される内周辺長さを含む。第１の上流端部18の内壁22は、監視すべき呼気検体を受ける気体採取路26の外壁24に接続できる形状を有する。気体採取路26の外壁24は、内壁22により形成される内周辺長さとほぼ同一の寸法を有する周辺長さを形成し、気体採取路26の外壁24と第１の上流端部18の内壁22とは、液密で気密の構造により互いに連結される。当業者に公知な液密で気密の連結構造の説明を本明細書では以下省略する。
【００２４】
検体捕集部14は、後述の通り、測定値を得るべき濾過した呼気を捕集する検体室30を一部に形成する主本体部28を備える。検体捕集部30をポリカーボネートにより形成することが現在好適である。更に、検体捕集部14は、第１の側部32を備え、第１の側部32の外面34の一部は、濾過部12の第２の下流部20に液密で気密の構造により接続される。気体採取路26の外壁24とハウジング16の第１の上流端部18の内壁22との接続構造と同様に、第１の側部32の外面34は、ハウジング16の第２の下流端部20の内壁36により形成される内周辺長さとほぼ同一の寸法を有する周辺長さを形成する。従って、外面34と内壁36とは、当業者に公知の液密で気密の構造により連結される。
【００２５】
図２に示すように、ハウジング16の第２の下流端部20の内周辺長さは、第１の上流端部18の内周辺長さより大きい。しかしながら、図示の関係に加えて、第１の端部18と第２の端部20の各内周辺長さは、互いに近似し又は第１の上流端部18の内周辺長さは、第２の下流端部20の内周辺長さより大きくできることは当業者に理解され認識されよう。内周辺長さの前記関係は、所望の用途に依存し、その変形例は、本発明の範囲内であろう。
【００２６】
検体捕集部14の第１の側部32の上流の領域内に終端ブロック38が配置される。終端ブロック38は、第１の側部32の内周辺長さを横断して延伸し、液密で気密の封止構造を形成する第１の側部32の内面40により内周辺長さが形成される。
【００２７】
更に、検体捕集部14は、第１の側部32と長さ方向にほぼ同軸上に配置される第２の側部42を備える。第２の側部42は、検体室30の内周辺長さよりも小さい寸法を有する内面44により形成される内周辺長さを備え、検体室30の内周辺長さは、その内壁45により形成される。使用の際に、濾過した呼気は、一旦検体室30内に捕集されると、第２の側部42を通過し、検体室30から排出される。
【００２８】
ハウジング16の繊維室47内に１又は２以上の疎水性繊維要素46が配置される。現在好適な実施の形態では、繊維要素46は、５ミクロン以下の気孔径を有する疎水性濾過材により形成される。好適な一例は、ポリプロピレンである。他の好適な実施の形態では、繊維要素46は、中空である。図示の実施の形態では、繊維要素46は、それ自体折返されて環状に形成され、繊維要素46の全開口端部48は、ハウジング16の第２の下流端部20付近に配置され、かつ環状の端部50は、ハウジング16の第１の上流端部18に近接して配置される。また、繊維要素46は、ハウジング16内に収容され、繊維の長さ方向軸は、ハウジングの長さ方向軸にほぼ整合する。
【００２９】
図示の実施の形態では、開口端部48付近の繊維要素46の下流部は、終端ブロック38に埋設され、繊維要素46の開口端部は、終端ブロック38を越えて検体室30内に延伸する。このように、気体は、後述の通り、繊維要素46を通じてのみハウジング16の繊維室47から直接検体室30に連絡される。
【００３０】
折返して環状に形成される図２に示す繊維要素46とは異なり、ハウジング16の第１の上流端部18付近に配置した閉鎖封止端部を備える中空繊維部材でもよいことは当業者に理解され認識されよう。更に後述するが、このように、繊維要素46を通過してのみ、ハウジング16の繊維室47から検体室30まで気体が連絡される。この構造の代替例は、本発明の範囲内である。
【００３１】
図３は、終端ブロック38の下流端部に配置されるハウジング16の出口52を示す。特に、図３は、終端ブロック38の下流端部と、繊維要素46の出口の構成とを示す。明らかなように、繊維要素46の気孔又は開口端部48は、出口52の外縁の内側にほぼ均一に離間する配列で配置される。本構成では、更に後述するが、濾過部12の出口52は、検体室30の内部容積を濾過した気体で最適に満たしかつ気体を流出させる。
【００３２】
動作の際に、患者は、水、血液、粘液、医薬品等の液体を含む気体を鼻カニューレ（図示せず）、ガスマスク（図示せず）等に放出する。鼻カニューレ（又は他の呼吸気体捕集装置）の下流では、呼気は、主流導管から排気され気体採取路26に流入して、少なくとも呼気の一部は、副流式気体採取組立体10に導入される。気体採取路26は、気体採取組立体10の濾過部12に呼気を導入する導管を形成する。濾過部12に流入すると、呼気は、水、血液、粘液、医薬品等の液体を未だ含み、呼気が検体室30に流入する前に実質的に呼気から液体を濾過することが望ましい。
【００３３】
濾過部12に流入する呼気は、繊維要素46の環状端部50（又は閉鎖封止端部）に衝突する。ポリプロピレン等の疎水性材料により繊維要素46を形成するため、気体は、繊維要素46を通過できるが、液体の通過は、実質的に阻止される。このように、実質的に液状凝縮物を含まない呼気のみが繊維要素46を通過できるが、呼気中に存在する如何なる液体も繊維要素内に流入し又は通過することを実質的に阻止される。
【００３４】
終端ブロック38は、検体捕集部14の第１の側部の内周辺長さを横切って気密で液密の封止構造を形成すると共に、検体捕集部14の第１の側部32の外面34と、濾過部12の第２の下流部20の内壁36との間に液密で気密の封止構造が形成されるため、ハウジング16の繊維室47から検体室30に物質が送出される唯一の方法は、繊維要素46を通過することである。従って、繊維部材を通過して実質的に液状凝縮物を含まない気体を直接検体室に流入させながら、呼気中に存在する如何なる液体も気体採取組立体10の濾過部12を通過することが実質的に防止される。その代わりに、液体は、ハウジング16の繊維室47内に捕集される。
【００３５】
液状凝縮物を含まない気体は、繊維要素46と出口52に配置される開口端部48とを通過して、例えば、光学式検知法等を使用して測定値を得る検体室30内に流入する。繊維要素46の複数の開口端部48は、出口52の外周縁部の内側にほぼ均一に離間して配置されるので、気体は、出口52からほぼ均一に検体室30内に流入する。このため、検体室30の一領域又は他の領域に気体が偏在して蓄積することを防止して、より矛盾のない正確な測定値が得られる。実質的に液体のない気体は、第２の側部42の内面44により形成される導管を通り検体室30から排気される。出口52の周辺長さの内側に中空繊維部材46の開口端部48をほぼ均一に離間して配置する構成により、検体室30内の濾過された気体を検体室30から第２の側部42の内面44により形成される導管内にほぼ均一に流出させることができる。
【００３６】
このように、検体室30への液体の到達を実質的に防止できるため、検体室内の気体から得られる測定値は、気体検体の水分により悪影響を受ける可能性は小さい。また、繊維要素46の開口端部48を検体室30内に直接配置するため、呼気検体の波形は、検体を捕集する位置から測定値を得る位置まで継続的に実質的に撹乱されず又は劣化されない。即ち、前記の通り、本発明は、呼気の波形を実質的に撹乱せず又は劣化しない気体採取組立体を提供するものである。更に、気体採取組立体は、監視すべき呼吸気体から有害な液状凝縮物及び他の汚濁物を分離する濾過部と一体化される。
【００３７】
参照符号54により全体を示す本発明の気体採取組立体の第２の実施の形態を図４について以下説明する。図２の気体採取組立体10と同様に、気体採取組立体54は、濾過部12'と、検体捕集部14'とを備える。濾過部12'は、通常、塩化ビニル樹脂等の適当なポリマーにより形成されかつ第１の上流端部18'及び第２の端部20'を有するハウジング16を備える。ハウジング16'の第１の上流端部18'は、内壁22'により形成される内周辺長さを備え、内壁22'は、監視すべき呼気検体を受ける気体採取路26'の外壁24'に接続される形状を有する。外壁24'と内壁22'は、液密で気密の構造により互いに連結される。
【００３８】
気体採取組立体54の検体捕集部14'は、測定値を得るべき濾過した呼気を捕集する検体室30'を一部に形成する主本体部28'を備える。ポリカーボネートにより主本体部28'を形成することが現在のところ好ましい。更に、検体捕集部14'は、第１の側部32'を備え、第１の側部32'の外面34'の一部は、濾過部12'の第２の下流端部20'に液密で気密な構造により接続される。ハウジング16の第１の上流端部18'の内壁22'に気体採取路26'の外壁24'を接続する構造と同様に、第１の側部32'の外面34'は、ハウジング16'の第２の下流端部20'の内周辺長さとほぼ同一の寸法を有する周辺長さを有し、内周辺長さは、第２の下流端部20'の内壁36'により形成される。従って、第１の側部32'の外面34'と、ハウジング16'の第２の下流端部20'の内壁36'とは、液密で気密の構造により連結される。
【００３９】
また、図示の通り、第１の上流端部18'の内周辺長さは、第２の下流端部20'の内周辺長さより小さく、各内周辺長さは、互いに近似し、又は第１の上流端部18'の内周辺長さは、第２の下流端部20'の内周辺長さより大きくてもよいことは当業者に理解され認められよう。内周辺長さの前記関係は、所望の用途に依存し、全変形例は、本発明の範囲内にあろう。
【００４０】
第１の側部32'の一部の内周辺長さを横断して延伸する終端ブロック38'を検体捕集部14'の第１の側部32'の一部内に配置して、第１の側部32'の内周辺長さは、第１の側部32'の内面40'により形成される。このように、液密で気密の封止構造は、終端ブロック38'により形成される。
【００４１】
また、主本体部28'の第１の側部32'の上流領域内に気体検体捕集室56と導管58とが設けられる。気体検体捕集室56は、終端ブロック38'より下流に配置され、導管58は、気体検体収集室56の下流に配置される。気体検体捕集室56は、終端ブロック38'の周辺長さとほぼ同一の長さで内面60により形成される周辺長さを有し、導管58は、気体検体捕集室56の内周辺長さよりも小さく内面62により形成される内周辺長さを有する。これにより、濾過される気体は、ハウジング16'の繊維室47'から気体検体捕集室56、導管58、更に検体室30'に送出される。前記動作を詳細に後述する。
【００４２】
更に、検体捕集部14'は、第１の側部32'と同軸方向に延伸する第２の側部42'を備える。第２の側部42'は、導管58の内周辺長さとほぼ同一の寸法で内面44'により形成される内周辺長さを備え、導管58の内周辺長さは、内面62により形成される。図２の実施の形態について説明した通り、濾過された呼気は、一旦、検体室30内に捕集されて、第２の側部42'を通過して検体室から排出される。
【００４３】
図２の実施の形態と同様に、ほぼ軸方向に配置された１又は２以上の疎水性中空繊維要素46'は、ハウジング16'の繊維室47'内に配置される。現在のところ好適な実施の形態では、疎水性繊維要素46'は、５ミクロン以下の気孔径を有する疎水性濾過媒体により形成される。好適な一例は、ポリプロピレンである。疎水性繊維要素46'は、それ自体を折返されて環状に形成され、疎水性繊維要素46'の全開口端部（図示せず）は、ハウジング16'の第２の下流端部20'付近に配置され、環状端部50'は、第１の上流端部18に近接して配置される。開口端部48'付近の繊維要素46'の下流部は、終端ブロック38'内に埋設される。本実施の形態では、繊維要素46'の開口端部48'は、終端ブロック38'の下流端部と同一面まで延伸する。しかしながら、繊維要素46'の開口端部48'は、終端ブロック38'を越えて気体検体捕集室56内に延伸してもよいと理解すべきである。これにより、気体は、ハウジング16'の繊維室47'から繊維要素46を通過してのみ気体捕集室56内に送出される。
【００４４】
また、折返して環状に形成する図４に示す繊維要素46'とは異なり、ハウジング16'の第１の上流端部18'付近に配置した閉鎖密封端を備える繊維要素46'でもよいと当業者に理解され認識されよう。
【００４５】
図１及び図２について説明した通り、動作の際に患者の呼気は、気体採取路26'と、気体採取組立体54の濾過部12'とに流入する。呼気が気体採取組立体54の濾過部12'に流入するとき、気体は、繊維要素46'の環状端部50'に衝突する。疎水性材料により繊維要素46'を形成するので、気体は、繊維要素46'を通過できるが、液体の通過は、実質的に阻止される。従って、実質的に液状凝縮物を含まない気体は、繊維要素46'を通過してのみ気体検体捕集室56内に流入し、検体室30'内に向かって送出される前に気体は最初に気体検体捕集室56に捕集される。その後、気体は、気体検体捕集室56から導管58を通り検体室30'内に導入され、検体室30'内で例えば光学式検知法等を使用して測定値が得られる。図１及び図２について説明した通り、実質的に液体を含まない気体は、検体室30'から排気される。
【００４６】
図４の実施の形態では、図２の実施の形態と同様に、検体室30'への液体の到達を実質的に防止するので、検体室30'内の気体から得られる測定値は、気体検体中の水分より悪影響を受ける可能性が小さい。更に、濾過部12'と検体室30'との間の距離が比較的短いために、呼気検体の波形は、検体を捕集する位置から測定値を得る位置まで継続的に実質的に撹乱されない。この結果、比較的長い連結管又は導管を接続した成分濃度を測定する検体セルから比較的遠い位置に濾過要素を配置しても、従来のように、検体セル内の監視気体の濃度を示す波形は、実質的に劣化しない。
【００４７】
以下、参照符号70により全体を示す本発明の気体採取組立体の第３の実施の形態を図５について以下説明する。図２の気体採取組立体10と同様に、気体採取組立体70は、濾過部12''と、検体捕集部14''とを有する。濾過部12''は、通常、塩化ビニル樹脂等の適当なポリマーにより形成されかつ第１の上流端部18''及び第２の端部20''を有するハウジング16''を備える。第１の上流端部18''は、内壁22''により形成される内周辺長さを備え、内壁22''は、監視すべき呼気検体を受ける気体採取路26''の外壁24'に連結される形状を有する。外壁24''と内壁22''は、液密で気密の構造により互いに連結される。
【００４８】
検体捕集部14''は、測定値を得るべき濾過した呼気を捕集する検体室30''を一部に形成する主本体部28''を備える。現在のところ、主本体部28''をポリカーボネートにより形成することが好ましい。更に、検体捕集部14''は、第１の側部32''を備え、第１の側部32''の内面72''の一部は、液密で気密な構造によりハウジング16''の第２の下流端部20'に連結される。ハウジング16''の第１の上流端部18''の内壁22''に気体採取路26''の外壁24''を接続する構造と同様に、第１の側部32''の内面72''は、ハウジング16''の第２の下流端部20''の外周縁部とほぼ同一の寸法を有する周辺長さを形成する。従って、第１の側部32''の内面72''と、ハウジング16''の第２の下流端部20''の外壁とは、液密で気密の構造により互いに連結される。
【００４９】
また、図示の通り、第１の上流端部18''の内周辺長さは、第２の下流端部20''の内周辺長さより小さく、各内周辺長さは、互いに近似する寸法を有し、又は第１の上流端部18''の内周辺長さは、第２の下流端部20''の内周辺長さより大きくてもよいことは当業者に理解されかつ認識されよう。内周辺長さの前記関係は、所望の用途に依存し、全ての変形例は、本発明の範囲内であろう。
【００５０】
図５に示す実施の形態では、終端ブロック38''は、第２の下流端部20''に配置されるため、液密で気密の封止構造が終端ブロック38に形成される。導管74は、主本体部28''の第１の側部32''の上流領域内に形成され、終端ブロック38''の下流端部に存在する気体は、検体室30''に送出される。図示の例示的な実施の形態では、導管74の直径は、ハウジング16''の第２の下流端部20''の内径とほぼ同一であり、繊維室47''の内径に一致する。繊維室47''と導管74''とに整合する直径が付与されるので、気体採取組立体を通過する気体流の撹乱又は乱流が低減される。
【００５１】
図２及び図４の実施の形態と同様に、１又は２以上の疎水性中空繊維要素46''がハウジング16''の繊維室47''内でほぼ軸方向に配置される。現在のところ好適な実施の形態では、疎水性繊維要素46''は、５ミクロン以下の気孔径を有する疎水性濾過媒体により形成される。好適な一例は、ポリプロピレンである。疎水性繊維要素46''は、それ自体折返されて環状に形成され、疎水性繊維要素46''の全開口端部（図示せず）は、ハウジング16''の第２の下流端部20''付近に配置され、環状端部50''は、第１の上流端部18''の近くに配置される。繊維要素46''の下流部は、終端ブロック38''に埋設される。
【００５２】
本実施の形態では、繊維要素46''の下流端部、即ち開口端部48''は、終端ブロック38''の下流端部まで又は終端ブロック38''内まで延伸するため、開口端部48''は、終端ブロック38''の表面を越えて延伸しない。しかしながら、終端ブロック38''を越えて導管74内に繊維要素の開口端部が延伸してもよいことは理解されよう。このように、気体は、ハウジング16''の繊維室47''から繊維要素46''を通過して導管74を通り検体室30''内に送出される。
【００５３】
また、折返して環状に形成される図５に示す繊維要素46''とは異なり、ハウジング16''の第１の上流端部18''付近に繊維要素46''の閉鎖密封端を配置してもよいことは当業者に理解されかつ認識されよう。
【００５４】
気体採取組立体70の動作は、図１〜図４について説明した動作に類似する。従って、簡略化のため詳細な説明を省略する。図５の実施の形態では、図２及び図４の実施の形態と同様に、検体室30''への液体の到達を実質的に防止するので、検体室30''内の気体から得られる測定値は、気体検体中の水分により悪影響を受ける可能性が小さい。更に、濾過部12''と検体室30''との間の距離が比較的短いために、呼気検体の波形は、検体を捕集する位置から測定値を得る位置まで継続的に実質的に撹乱されない。
【００５５】
図１〜図５の各実施の形態では、気体採取組立体の種々の部分（例えば濾過部、検体捕集部等）を個別の構成要素とし又は一体に形成してもよいことは当業者に理解されかつ認められよう。例えば、本発明は、個別の構造として図５の検体捕集部14''と濾過部12''とを形成し、製造時に組み立てて気体採取組立体70の一体型組立体を形成することも企図する。更に、終端ブロック、検体室、繊維要素及び終端ブロックの配置並びに終端ブロック及び／又は検体室に付随する導管は、種々の形態の何れか１つでよいことを理解できよう。全変形例は、本発明の範囲内にあると企図され、本発明は、図示する具体的な構造に限定されることを意図しない。また、本発明の趣旨及び範囲から逸脱せずに、光学フィルタ及び窓等の部材を検体室に設けることができる。
【００５６】
例えば、図６は、終端ブロック80の第２の実施の形態を示し、更に、終端ブロック80に接続される繊維要素の開口端部82の構成を示す。即ち、図６では、終端ブロック及び繊維要素の代替構造を示す以外は、図３に類似する。図６の実施の形態では、終端ブロック80は、ほぼ矩形構造を有し、繊維要素の開口端部は、直線配列に配置される。開口端部の直線配列を検体室に相対的に整合させて、照射光が検体室を通る方向にほぼ直角な面に繊維要素の開口端部を配置することが好ましい。これは、気体の均一な壁を検体室内に直接導入して気体監視装置により測定することを示す配置である。
【００５７】
図７は、図５に示す気体採取組立体70に類似し、濾過部12''と検体捕集部14'''とを備える気体採取組立体90を示す。本実施の形態では、図５の実施の形態とは異なり、主本体部28'''の通路は、矢印92及び94に示すように、検体室30'''を通過する「Ｚ」字状の経路を有する。検体室30は、照射光96が検体室を通過できる各々窓部を有する各開口端部を備えている。通路の入口部98は、濾過部12''の出口を検体室に連絡する。検体捕集部の光採取部が形成する「Ｚ」字状構造は、本願明細書を構成する内容を開示する出願係属中の米国特許出願第６０／４１６,８７５号に記載される。本発明は、検体捕集部の他の形態及び検体捕集部中の通路の他の形態も企図すると理解すべきである。
【００５８】
最も実施に適しかつ好適な実施の形態であると現在認められる例について図示の目的で本発明を詳細に説明したが、詳細な説明は、単に説明の目的に過ぎず、本発明は開示した実施の形態に限定されないのみならず、発明の精神及び特許請求の範囲に包含される修正及び均等の構成を含むものと理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の原理による気体採取組立体を含む気体監視装置を示す概略図
【図２】本発明の原理による気体採取組立体の第１の実施の形態を示す断面図
【図３】図２の気体採取組立体の濾過部の出口に対する第１の実施の形態を示す側面図
【図４】本発明の気体採取組立体の第２の実施の形態を示す断面図
【図５】本発明の気体採取組立体の第３の実施の形態を示す断面図
【図６】気体採取組立体の濾過部の出口に対する第２の実施の形態を示す側面図
【図７】本発明の他の実施の形態による気体採取組立体の第３の実施の形態を示す断面図
【符号の説明】
【００６０】
(5,6)・・検出装置、  (10,54,70)・・気体採取組立体、  (12,12',12'')・・濾過部、  (14,14',14'',14''')・・検体捕集部、  (16,16',16'')・・ハウジング、  (26,26',26'')・・採取路、  (28,28',28'',28''')・・本体部、  (30,30',30'',30''')・・検体室、  (38,38',38'')・・終端ブロック、  (42,58,74,98)・・導管、  (46,46',46'')・・疎水性繊維要素、  (48)・・下流開口端部、  (50,50',50'')・・環状端部、  (56,74)・・気体検体捕集室、
【図１】
0004613067.tif 000002
【図２】
0004613067.tif 000003
【図３】
0004613067.tif 000004
【図４】
0004613067.tif 000005
【図５】
0004613067.tif 000006
【図６】
0004613067.tif 000007
【図７】
0004613067.tif 000008