(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象の気道と流体連通する呼吸回路内の呼吸性ガスのフローの組成をモニタするガス測定モジュールであって、前記ガス測定モジュールが、前記気道と流体連通する気道アダプタと組み合わさるよう構成され、
赤外線電磁放射を放出する放射体と、
そこに入射する電磁放射の一つ以上のパラメータに関する情報を伝える出力信号を生成する検出器と、
前記放射体によって放出される前記電磁放射を前記気道アダプタのサンプリングチャンバを通り前記検出器へガイドする複数の光学素子とを有し、
前記サンプリングチャンバが第１開口と第２開口を持ち、前記呼吸回路内の前記呼吸性ガスのフローがそこを通過するように前記第１開口と前記第２開口の間に流路を形成し、
前記複数の光学素子は、前記気道アダプタの反対側に形成される第１及び第２の気道アダプタ窓を介して、前記サンプリングチャンバを通るよう前記放射体により放出される電磁放射をガイドする第１の光学素子と、前記第１及び第２の気道アダプタ窓を介して、前記サンプリングチャンバを通り戻るよう、前記サンプリングチャンバの前記第２の気道アダプタ窓からの前記電磁放射を反射する第２の光学素子と、前記サンプリングチャンバの前記第１の気道アダプタ窓から放出される前記電磁放射を前記検出器へと反射する第３の光学素子とを有し、前記検出器によって生成される前記出力信号が、前記サンプリングチャンバとその中の前記呼吸性ガスのフローとを二度横断した前記電磁放射の一つ以上のパラメータに関する情報を伝え、
前記光学素子の少なくとも一つがトーリック素子であり、
前記第２の光学素子が前記サンプリングチャンバの前記第２の気道アダプタ窓に若しくはこれに隣接して配置される傾斜折り畳みミラーを有する、ガス測定モジュール。
【請求項２】
前記折り畳みミラーが前記トーリック素子である、請求項１に記載のガス測定モジュール。
【請求項３】
前記第３の光学素子が、前記第１の気道アダプタ窓からの前記受けとった電磁放射を前記検出器の方へガイドする回転ミラーを有し、前記回転ミラーが前記トーリック素子である、請求項１に記載のガス測定モジュール。
【請求項４】
前記検出器が二つの個別感光センサを有し、前記複数の光学素子が、
前記サンプリングチャンバとその中の前記呼吸性ガスのフローを二度横断した前記電磁放射を受けるビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタから電磁放射を受けとり、前記二つの個別感光センサ上に前記電磁放射を向ける二つの検出器ミラーとをさらに有し、
前記二つの検出器ミラーが両方ともトーリック素子である、請求項１に記載のガス測定モジュール。
【請求項５】
前記放射体、前記検出器、及び前記光学素子が、前記サンプリングチャンバを形成する前記気道アダプタと取り外し可能に結合されるハウジング内に保持され、前記ハウジングは、該ハウジングが前記気道アダプタに結合されるとき、前記第１及び第２の気道アダプタ窓にそれぞれ整列される第１及び第２のモジュールミラーを有する、請求項１に記載のガス測定モジュール。
【請求項６】
対象の気道と流体連通する呼吸回路内の呼吸性ガスのフローの組成を前記呼吸回路の気道アダプタと組み合わされるよう構成されるガス測定モジュールを用いてモニタリングする方法であって、
前記ガス測定モジュールにおける放射体から赤外線電磁放射を放出するステップと、
前記放射体によって放出される前記電磁放射を、前記気道アダプタのサンプリングチャンバの第１の窓を通して前記サンプリングチャンバへ、前記サンプリングチャンバをわたって前記サンプリングチャンバの第２の窓へ、反射させるステップであって、前記第１及び第２の窓が、前記サンプリングチャンバの反対側にある、ステップと、
前記第２の窓から出る前記電磁放射を、前記サンプリングチャンバを横切って戻って前記第２の窓を通り前記サンプリングチャンバの前記第１の窓へ、反射させるステップと、
前記第１の窓から出る前記電磁放射を検出器上へ反射させるステップとを有し、
前記サンプリングチャンバが第１開口と第２開口を持ち、前記電磁放射が流路とその中の前記呼吸性ガスのフローを行き来して通過するよう、前記呼吸回路内の前記呼吸性ガスのフローがそこを通過するように前記第１開口と前記第２開口の間に前記流路を形成し、
前記電磁放射を反射させるステップの少なくとも１つが少なくとも一つのトーリック光学素子によって一部実行され、
前記サンプリングチャンバとその中の前記呼吸性ガスのフローを二度横断した前記電磁放射の一つ以上のパラメータに関する情報を伝える出力信号を生成するステップとを有し、
前記少なくとも一つのトーリック光学素子が前記サンプリングチャンバの前記第２の窓若しくはその付近に配置される傾斜折り畳みミラーを有する、方法。
【請求項７】
前記少なくとも一つのトーリック光学素子が、前記第１の窓に又はこの近くに配置される回転ミラーを有し、前記サンプリングチャンバとその中の前記呼吸性ガスのフローを二度横断した前記電磁放射を受けとり、前記受けとった電磁放射を前記検出器の方へガイドするよう構成される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記方法が、
前記回転ミラーにより反射される前記電磁放射を分割するステップであって、前記検出器が二つの個別感光センサを有する、ステップと、
前記分割された電磁放射をそれぞれ前記二つの個別感光センサ上に向けるため、二つの検出器ミラーを用いて前記分割された電磁放射を反射させるステップとを更に有する、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記サンプリングチャンバにハウジングを取り外し可能に結合するステップをさらに有し、前記ハウジングが前記放射体と、前記検出器と、前記少なくとも一つのトーリック光学素子とを保持する、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
対象の気道と流体連通する呼吸回路内の呼吸性ガスのフローの組成をモニタリングするためのシステムであって、
赤外線電磁放射を放出するための手段と、
そこに入射する電磁放射の一つ以上のパラメータに関する情報を伝える出力信号を生成するための手段と、
前記放出するための手段によって放出される前記電磁放射を、気道アダプタのサンプリングチャンバへと、前記気道アダプタの第１の窓を通して、前記サンプリングチャンバをわたって、前記第１の窓から前記気道アダプタの反対側の前記気道アダプタの第２の窓の外へ、ガイドし、前記第２の窓からの前記電磁放射を、前記サンプリングチャンバを横切って戻って前記第２の窓を通り前記気道アダプタの前記第１の窓の外へ、ガイドし、及び前記第１の窓からの前記電磁放射を、前記生成するための手段へ反射するための手段であって、前記出力信号がサンプリングチャンバと前記呼吸性ガスのフローとを二度横断した前記電磁放射の一つ以上のパラメータに関する情報を伝える、手段とを有し、
前記サンプリングチャンバが第１開口と第２開口を持ち、前記電磁放射が流路とその中の前記呼吸性ガスのフローを前記第１及び第２の窓を介して行き来して通過するよう、前記呼吸回路内の前記呼吸性ガスのフローがそこを通過するように前記第１開口と前記第２開口の間に前記流路を形成し、
前記ガイドするための手段が少なくとも一つのトーリック光学素子を含み、
前記少なくとも一つのトーリック光学素子が、前記第２の窓からの前記電磁放射を前記サンプリングチャンバを横切って戻るよう反射させるため前記気道アダプタの前記第２の窓若しくはその付近に配置される傾斜折り畳みミラーを有する、システム。
【請求項１１】
前記少なくとも一つのトーリック光学素子が、前記気道アダプタに又はこの近くに配置される回転ミラーであって、前記サンプリングチャンバとその中の前記呼吸性ガスのフローとを二度横断した前記電磁放射を受けとり、前記受けとった電磁放射を前記生成するための手段の方へ反射させる回転ミラーを有する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記回転ミラーから反射される前記電磁放射を分割するための手段をさらに有し、前記生成するための手段が二つの個別感光センサと、前記分割された電磁放射を別々に受けとり前記分割された電磁放射をそれぞれ前記二つの個別感光センサ上に向ける二つの検出器ミラーとを有する、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記放出するための手段、前記生成するための手段、及び前記ガイドするための手段を収納するための手段と、
前記サンプリングチャンバに前記収納するための手段を取り外し可能に結合するための手段とをさらに有する、請求項１０に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は呼吸性ガスのフローの同じ側に位置する放射体と検出器を用いて呼吸性ガスのフローの組成をモニタリングするための方法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
対象に供給されている呼吸性ガスのフローの組成をモニタするように構成される既存のシステムがある。一部のこうしたシステムは組成の光学的検出に依存する。典型的には、当該呼吸性ガスのフローのサンプルを通して電磁放射のビームが透過され、反対側の光学検出器が、呼吸性ガスのフローを通過した後の電磁放射の一つ以上のパラメータを測定する。一つ以上のパラメータは例えば光学バンド端、バンド透過、若しくはバンド吸収を含み得る。こうした装置は非分散型（ＮＤ）システムとして知られる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、本開示の一つ以上の態様は対象の気道と流体連通する呼吸回路内の呼吸性ガスのフローの組成をモニタするように構成されるガス測定モジュールに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一部の実施形態において、ガス測定モジュールは放射体、検出器、及び光学素子を有する。放射体は赤外線電磁放射を放出するように構成される。検出器はそこに入射する電磁放射の一つ以上のパラメータに関する情報を伝える出力信号を生成するように構成される。光学素子は放射体によって放出される電磁放射を第１側面を通してサンプリングチャンバへガイドするように構成される。サンプリングチャンバは第１開口と第２開口を持ち、呼吸回路内の呼吸性ガスのフローがそこを通過するように第１開口と第２開口の間に流路を形成するように構成される。光学素子は、検出器によって生成される出力信号が、サンプリングチャンバとその中の呼吸性ガスのフローを二度横断した放出された電磁放射の一つ以上のパラメータに関する情報を伝えるように、放出された電磁放射を、サンプリングチャンバの第１側面を通して、サンプリングチャンバをわたってサンプリングチャンバの第１側面と反対のサンプリングチャンバの第２側面へ、サンプリングチャンバを戻ってサンプリングチャンバの第１側面へ、及び検出器上へガイドするように構成される。光学素子の少なくとも一つはトーリック素子である。
【０００５】
本開示のさらに別の態様は対象の気道と流体連通する呼吸回路内の呼吸性ガスのフローの組成をモニタリングする方法に関する。一部の実施形態において、方法は赤外線電磁放射を放出するステップと、放射体によって放出される電磁放射を、第１側面を通してサンプリングチャンバへ、サンプリングチャンバをわたってサンプリングチャンバの第１側面と反対のサンプリングチャンバの第２側面へ、サンプリングを戻ってサンプリグチャンバの第１側面へ、及び検出器上へガイドするステップとを有し、サンプリグチャンバは第１開口と第２開口を持ち、電磁放射が流路とその中の呼吸性ガスのフローを行き来して通過するよう、呼吸回路内の呼吸性ガスのフローがそこを通過するように第１開口と第２開口の間に流路を形成するように構成され、並びにガイドするステップは少なくとも一つのトーリック光学素子によって一部実行され、並びにサンプリングチャンバとその中の呼吸性ガスのフローを二度横断した電磁放射の一つ以上のパラメータに関する情報を伝える出力信号を生成するステップを有する。
【０００６】
本開示のなお別の態様は対象の気道と流体連通する呼吸回路内の呼吸性ガスのフローの組成をモニタリングするためのシステムに関する。一部の実施形態において、システムは赤外線電磁放射を放出するための手段と、そこに入射する電磁放射の一つ以上のパラメータに関する情報を伝える出力信号を生成するための手段と、サンプリングチャンバと呼吸性ガスのフローを二度横断した電磁放射の一つ以上のパラメータに関する情報を出力信号が伝えるように、放射体によって放出される電磁放射を、サンプリングチャンバの第１側面を通してサンプリングチャンバへ、サンプリングチャンバをわたってサンプリグチャンバの第１側面と反対のサンプリングチャンバの第２側面へ、サンプリングチャンバを戻ってサンプリングチャンバの第１側面へ、及び生成するための手段上へとガイドするための手段とを有し、サンプリングチャンバは第１開口と第２開口を持ち、電磁放射が流路とその中の呼吸性ガスのフローを行き来して通過するよう、呼吸回路内の呼吸性ガスのフローがそこを通過するように第１開口と第２開口の間に流路を形成するように構成され、ガイドするための手段は少なくとも一つのトーリック光学素子を含む。
【０００７】
本開示のこれらの及び他の目的、特徴、及び特性、並びに操作の方法及び構造の関連要素の機能及び製造の部品と経済性の組み合わせは、その全てが本明細書の一部を成す添付の図面を参照して以下の記載と添付のクレームを考慮してより明らかになり、同様の参照番号は様々な図面において対応する部分を指す。しかしながら、図面は例示と説明の目的に過ぎず本開示の限定の定義のつもりではないことが明確に理解されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】対象に供給されている呼吸性ガスのフローの組成をモニタするように構成されるシステムである。
【図２】気道アダプタとガス測定モジュールである。
【図３】気道アダプタとガス測定モジュールである。
【図４】ガス測定モジュールの光学系を図示する。
【図５】ガス測定モジュールの光学系を図示する。
【図６】ガス測定モジュールの光学系を図示する。
【図７】対象に供給されている呼吸性ガスのフローの組成をモニタリングする方法を図示する。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書で使用される通り、"ａ"、"ａｎ"及び"ｔｈｅ"の単数形は文脈が他に明確に指示しない限り複数の参照を含む。本明細書で使用される通り、二つ以上の部品若しくは構成要素が"結合する"という記述は部品が直接的に若しくは間接的に、すなわちリンクが生じる限り一つ以上の中間部品若しくは構成要素を通じて、結合するか若しくは一緒に動作することを意味するものとする。本明細書で使用される通り、"直接結合する"とは二つの要素が互いに直接接触していることを意味する。本明細書で使用される通り、"固定して結合する"若しくは"固定した"とは二つの構成要素が互いに対して一定の配向を維持しながら一体となって動くように結合することを意味する。
【００１０】
本明細書で使用される通り、"単一"という語はある構成要素が単体若しくはユニットとして作られることを意味する。つまり、別々に作られてから１ユニットとして一緒に結合される部品を含む構成要素は"単一"部品若しくは単一体ではない。本明細書で採用される通り、二つ以上の部品若しくは構成要素が互いに"係合する"という記述は部品が直接又は一つ以上の中間部品若しくは構成要素を通じて互いに対して力を及ぼすことを意味するものとする。本明細書で採用される通り、"複数"という語は１若しくは１よりも大きい整数（すなわち複数）を意味するものとする。
【００１１】
例えば、限定されないが、頂上、底、左、右、上、下、前、後、及びそれらの派生語など、本明細書で使用される方向の句は、図面に示される要素の配向に関し、その中に明示的に列挙されない限りクレームを限定していない。
【００１２】
図１は対象１４がそこから換気治療を受け得る呼吸回路１２内のガスの組成を分析するように構成されるシステム１０を図示する。一実施形態において、呼吸回路１２は呼吸回路１２を通じた対象１４の気道への供給のために加圧された呼吸性ガスのフローを生成するように構成される圧力発生器に一方の端において接続される。しかしながら、これは限定する意図ではない。一実施形態において、システム１０はガス測定モジュール１６を含む。
【００１３】
呼吸回路１２は回路導管１８と対象インターフェース装置２０を含む。複数の異なる治療シナリオにおいて、対象１４の気道は呼吸回路１２を対象１４の気道と流体連通させるように係合される。対象１４の気道は対象インターフェース装置２０によって係合され、呼吸回路１２と流体連通する。対象インターフェース装置２０は密封若しくは非密封の方法で対象１４の気道の一つ以上の開口部と係合し得る。対象インターフェース装置２０の一部の実施例は、例えば気管内チューブ、鼻カニューレ、気管切開チューブ、鼻マスク、鼻／口マスク、フルフェイスマスク、トータルフェイスマスク、部分的再呼吸マスク、又は対象の気道とガスのフローを連通させる他のインターフェース装置を含み得る。本発明はこれらの実施例に限定されず、任意の対象インターフェースの実施を考慮する。
【００１４】
回路導管１８は対象インターフェース装置２０の方へ及びそこからガスを伝えるように構成される。限定しない実施例として、回路導管１８は柔軟な導管を含み得る。この開示の目的で、回路導管１８は対象インターフェース装置２０へ及び／又はそこから加圧ガスフローを伝える管状部材に必ずしも限定されない。回路導管１８は対象インターフェース装置２０によって対象１４の気道と流体連通される任意の中空体、コンテナ、及び／又はチャンバを含み得る。
【００１５】
回路導管１８はドックを含み、そこにガス測定モジュール１６が取り外し可能に結合され得る。ドックは一部の実施形態において回路導管１８に含まれる気道アダプタ２２によって形成される。例示として、図２は気道アダプタ２２とガス測定モジュール１６の分解図である。気道アダプタ２２は第１開口２４と第２開口２６を含み、呼吸回路１２内の呼吸性ガスのフローが気道アダプタ２２を通じて伝えられるようにその間に流路を形成するように構成される。気道アダプタ２２はＶａｌｏｘ（登録商標）ポリエステル及び／又は他のポリマーから成形される一体ユニットであり得る。気道アダプタ２２は一般に平行六面体中心部３２と、第１開口２４と第２開口２６をそれぞれ形成する二つの円筒端部２８及び３０を持つ。端部３６及び３８は中心部３２と軸方向に整列している。
【００１６】
気道アダプタ２２の中心部３２はガス測定モジュール１６を密封する。一体Ｕ字形ケーシング部材３４は気道アダプタ２２の端を先に向けて、また図１に矢印３６で示すその横方向にガス測定モジュール１６をプラスに位置付ける。矢印３６は気道アダプタ２２をガス測定モジュール１６に組み立てるように気道アダプタ２２が動かされる方向も示す。気道アダプタ２２の第１側面４０と第２側面４２に、気道アダプタ２２の中心部３２に窓３８が形成される。窓３８は赤外線電磁放射を光学的に透過する一つ以上の材料から形成される。ガス測定モジュール１６を気道アダプタ２２に組み立てると、これらの窓３８は本明細書でさらに論じられる光路に沿って整列する。その光路は気道アダプタ２２とそこを通って流れるガスによって形成される流路を横切って第１側面４０から第２側面４２へのびる。
【００１７】
ガス測定モジュール１６は呼吸回路１２内のガスの組成を分析するように構成される。ガス測定モジュール１６はガス測定モジュール１６によって形成されるサンプリングチャンバ内のガスの組成の分析を容易にする光学及び／又は電子部品を収納及び／又は保持するハウジング４４を含む。具体的に、ガス測定モジュール１６は赤外線電磁放射を気道アダプタ２２のサンプリングチャンバをわたって窓３８を通過させ、赤外線電磁放射を受けとり、受けとった電磁放射の一つ以上のパラメータに関する情報を伝える出力信号を生成するように構成される。一つ以上のパラメータは強度、位相、流束、波長、及び／又は他のパラメータの一つ以上を含み得る。これらの出力信号はサンプリングチャンバ内のガスの組成を決定するために使用され得る。
【００１８】
さらなる例示として、図３は動作のために接続されるガス測定モジュール１６と気道アダプタ２２の略断面図を示す。この図は気道アダプタ２２内に形成されるサンプリングチャンバ４６を示す。図２及び３の各々に見られる通り、ハウジング４４は"Ｕ"字形断面を持ち、放射体４８、検出器５０、及び／又は他の構成要素を包囲する。"Ｕ"字形ハウジング４４の二つの相対する脚はそれらの間のギャップの両側を画定する。ギャップの片側の脚に放射体４８と検出器５０が配置される。ガス測定モジュール１６はハウジング４４内に配置される内蔵電子機器も含む（不図示）。
【００１９】
図３に示すようにガス測定モジュール１６が気道アダプタ２２とドッキングされるときに窓３８と整列する窓のペア５１がハウジング４４内に形成される。窓５１は赤外線電磁放射が窓３８及び５１の両方を通る光路に沿って通過しサンプリングチャンバ４６とハウジング４４の内部の間を移動し得るように、赤外線電磁放射を透過する一つ以上の材料から形成される。
【００２０】
放射体４８は"ＭＷＩＲ"（中波長赤外線）域を含む広帯域放射を生じる放射源である。赤外線放射は一般に０．７μｍ乃至３００μｍの光学スペクトル内の波長帯域を占める放射をあらわす。"ＭＷＩＲ"は一般に３μｍ乃至８μｍの赤外線放射帯域の中波長サブセットをあらわす。放射体４８によって放出されるＭＷＩＲ放射は基準波長と二酸化炭素波長（それぞれλＲＥＦとλＣＯ２）を含む。放射体４８はスペクトルの少なくとも一部（例えば０．７μｍ乃至３００μｍ）に対して実質的に黒体として動作し得る。
【００２１】
検出器５０は二つの個別感光センサ５２及び５４を含む。検出器５０を介したカプノメトリ／カプノグラフの背後にある基本動作原理は、信頼性をもって再現可能な関係に従って、約４．２７５μｍの帯域内の赤外線放射が二酸化炭素濃度の増加に伴って吸収の増加を経験する（サンプルガスを通る固定長経路を移動するとき）というものである。比較として、同じ条件下で３．６８１μｍ赤外線放射の吸収は基本的に二酸化炭素濃度に影響を受けない。
【００２２】
放射体４８からのＭＷＩＲ放射がサンプリングチャンバ４６内の呼吸性ガスのフローを通過するとき、λＣＯ２における赤外線放射は呼吸性ガスのフロー内の二酸化炭素濃度に従って減衰する。しかしながらλＲＥＦにおける赤外線放射はガス体中のいかなる二酸化炭素にも影響を受けず、放射体４８からの赤外線放射の強度のみによって変化する。λＲＥＦにおける赤外線放射はセンサ５２へ向けられ、一方λＣＯ２における赤外線放射はセンサ５４へ向けられる。λＲＥＦとλＣＯ２は黒体放射曲線上で互いにかなり近いので、ＩＲ電磁放射に反応するセンサ５２及び５４の出力信号は、ガス体中の二酸化炭素濃度が一定のままである限り放射線源放射強度のわずかな変化について互いにおよそ比例する。検出器５０をＮ２で（若しくは大気中の残留二酸化炭素を適切に補正した後、室内空気で）"出力ゼロ化"することによって、センサ５２及びセンサ５４からの出力信号レベル間の基準比率が設定される。二信号間の比率が基準比率に等しいときはいつでも、サンプリングチャンバ４６内に二酸化炭素がない。センサ５２の出力信号に対するセンサ５４の出力信号の減少は対応するサンプリングチャンバ４６内の二酸化炭素濃度の増加を示す。
【００２３】
図３に見られる通り、ガス測定モジュール１６はさらに放射体４８によって放出される電磁放射をサンプリングチャンバ４６の第１側面４０を通してサンプリングチャンバ４６へガイドするように構成される光学素子５６を含む。電磁放射は第２側面４２へサンプリングチャンバ４６を通過し、光学素子５６によって第１側面４０の方へ戻される。電磁放射をサンプリングチャンバ４６を遡って第１側面４０の方へ戻すことによって、サンプリングチャンバ４６を通る電磁放射のための光路の長さが事実上倍増される。これは所定レベルの二酸化炭素に対するλＣＯ２における吸収を促進する傾向がある。これは放射体４８と検出器５０がサンプリングチャンバ４６の両側に位置するシステムに勝る様々な利点をもたらし得る。例えば、サンプリングチャンバ４６の幅が削減され得る（例えば気道アダプタ２２及び／又はガス測定モジュール１６のフォームファクタを改良するため）、ガス測定モジュール１６の精度が向上され得る、及び／又は他の利点が実現され得る。電磁放射が第１側面４０へ戻ると、光学素子５６はハウジング４４内に再び電磁放射を受け、検出のためにセンサ５２及び５４上へ電磁放射を向ける。
【００２４】
放射体４８とセンサ５２及び５４の両方が"Ｕ字形"ハウジング４４の同じ脚にある、図３に示すガス測定モジュール１６の構成は、放射体４８がハウジング４４の一方の脚に配置され、一方センサ５２及び５４は他方の脚に配置される構成に勝る利点を持ち得る。かかる利点は例えば改良されたフォームファクタ（例えば放射体４８若しくはセンサ５２及び５４のいずれも伴わない脚が小さくなるか及び／又は完全に除去され得る）、センサ５２及び５４との放射体４８の近さに起因する改良された電力若しくは温度管理、及び／又は他の向上を含む。
【００２５】
図４はガス測定モジュール１６の光学系６０を図示する。気道アダプタは図４に図示されていないが、窓５１は気道アダプタ２２の対応する窓３８（図１‐３に図示及び本明細書に記載）と整列し、サンプリングチャンバ４６がその間に配置されている。光学系６０において、光学素子５６はソースミラー６２、折り畳みミラー６４、回転ミラー６６、ビームスプリッタ６８、検出器ミラー７０及び７２、及び／又は他の光学部品を含む。
【００２６】
ソースミラー６２は放射体４８によって放出される電磁放射を気道アダプタの第１側面４０を通して窓５１を通して気道アダプタの第２側面４２における窓５１の方へ向けるように構成される。一部の実施形態において、ソースミラー６２は双曲面ミラーである。
【００２７】
折り畳みミラー６４は電磁放射が気道アダプタの第１側面４０上の窓５１を戻って通過するように、放出された電磁放射を気道アダプタの第２側面４２から気道アダプタの第１側面４０の方へサンプリングチャンバ４６をわたって戻すように構成される。電磁放射のビームサイズを検出器５０にとって扱いやすいサイズに縮小するために、折り畳みミラー６４は集束ミラーである。折り畳みミラー６４から検出器５０へ向かう光路はソースミラー６２から折り畳みミラー６４への光路に対してわずかに直角である。これは放射体４８によって放出される電磁放射の一部を遮る傾向があり得る、検出器５０がソースミラー６２と折り畳みミラー６４の間に配置されないようにするためである。
【００２８】
回転ミラー６６は受けとった電磁放射を折り畳みミラー６４からサンプリングチャンバ４６を戻るように向け、電磁放射をビームスプリッタ６８上へ向けるように構成される。回転ミラー６６は電磁放射がビームスプリッタ６８に入射する前に電磁放射のビームサイズをさらに縮小する集束ミラーであり得る。
【００２９】
ビームスプリッタ６８はセンサ５２及び５４へ向けられ得る二つの個別ビームに電磁放射を分割するように構成される。検出器ミラー７０及び７２はビームスプリッタ６８からの電磁放射の個別ビームを受け、それぞれセンサ５２及び５４上に電磁放射の個別ビームを向けるように構成される。検出器ミラー７０及び７２は電磁放射がセンサ５２及び５４に入射する前にビームサイズを縮小する集束ミラーであり得る。一部の実施形態において、ビームスプリッタ６８はダイクロイックビームスプリッタである。
【００３０】
上述した通り、折り畳みミラー６４が電磁放射をサンプリングチャンバ４６を戻るように向ける角度は、入射及び出射電磁放射間の実質的な重複なしに気道アダプタの第１側面４０において反射光が受けとられることを可能にする。これは回転ミラー６６（若しくは任意の他の光学素子）が出射電磁放射を遮ることなく入射電磁放射が回転ミラー６６によって受けとられることを可能にする。しかしながら、折り畳みミラー６４が球面集束ミラーであることに対応して、折り畳みミラー６４によって作られる放出された電磁放射の像は非点収差となる。かかる像は二つの異なる面内に二つの異なる焦点を持つ。言い換えれば、点源の非点収差像は一つの焦点距離における線焦点、異なる焦点距離における前者に直角な線焦点、及びその中間に焦点外のぼやけを持つことになる。これは傾斜折り畳みミラー６４が二つの見かけの焦点距離を、一方は傾斜軸を含む面内に、他方は前者に直角な面内に持つために生じる。
【００３１】
折り畳みミラー６４の傾斜によって生じる非点収差像を補正するために、光学素子５６は少なくとも一つのトーリック素子を含む。トーリック素子はトロイド断面である光学面を持つ素子である。トーリック素子は、例えば折り畳みミラー６４若しくは回転ミラー６６であり得る。一部の実施形態において、検出器ミラー７０及び検出器ミラー７２は、ビームスプリッタ６８によって別々に作られる電磁放射のビームの各々における非点収差像を補正する各トーリック素子である。当然のことながら少なくとも一つのトーリック素子が反射面であるとの記述は限定する意図ではない。一つ以上のトーリックレンズ素子は放射体４８とセンサ５２及び５４の間の電磁放射の光路に含まれ得る。非点収差像を補正するための他の機構が利用されてもよい。かかる機構は例えば傾斜したＩＲ透過性材料（例えばガラス若しくは他の材料）のブロック、ホログラフィックミラー、カウンタ傾斜球面ミラー及び／又は他の機構を含み得る。しかしながら、かかる機構は提案される少なくとも一つのトーリック素子よりもかさばる及び／又は高価である傾向がある。
【００３２】
図５は図４に図示のものと同様のガス測定モジュール１６の光学系６０の構成の異なる図を図示する。図５において、折り畳みミラー６４はサンプリングチャンバ４６の第２側面４２上の窓５１の代わりに使用される。当然のことながらこの構成は折り畳みミラー６４がガス測定モジュール１６でなく気道アダプタ（例えば図１‐３に示す気道アダプタ２２）によって保持されるようにさらに拡張され得る。窓５１及び／又は３８のいずれかに対する折り畳みミラー６４の代用は、フォームファクタを改良し、製造を単純化し、コストを削減し、及び／又は他の向上をもたらし得る。図４の光学系６０の構成と同様に、図５において光学素子５６の一つ以上は折り畳みミラー６４の傾斜によって生じる非点収差像を補正するトーリック素子である。
【００３３】
図６はガス測定モジュール１６の光学系６０のさらに別の構成を図示する。この構成において、光学素子５６は回転ミラー６６を含まない。代わりに、サンプリングチャンバ４６を行き来した折り畳みミラー６４からの電磁放射は回転されることなくビームスプリッタ６８上で受けとられる。この構成において、少なくとも一つのトーリック素子は折り畳みミラー６４及び／又は検出器ミラー７０と検出ミラー７２を含み得る。
【００３４】
図７は対象の気道と流体連通する呼吸回路内の呼吸性ガスのフローの組成のモニタリング法８０を図示する。下記方法８０の動作は例示を目的とする。一部の実施形態において、方法８０は記載されない一つ以上の追加動作とともに、及び／又は記述した動作の一つ以上を伴わずに達成され得る。付加的に、方法８０の動作が図７に図示される及び以下に記載される順序は限定する意図ではない。
【００３５】
動作８０において、ハウジングがサンプリングチャンバに取り外し可能に結合される。サンプリングチャンバは第１開口と第２開口を持ち、呼吸回路内の呼吸性ガスのフローがそこを通過するように第１開口と第２開口の間に流路を形成するように構成される。ハウジングは放射体、検出器、及び光学素子を保持する及び／又は収納する。一部の実施形態において、サンプリングチャンバはサンプリングチャンバ４６（図１‐６に図示及び本明細書に記載）と同一若しくは同様であり、ハウジングはハウジング４４（図１‐３に図示及び本明細書に記載）と同一若しくは同様である。
【００３６】
動作８２において、赤外線放射が放射体によって放出される。一部の実施形態において、放射体は放射体４８（図１‐６に図示及び本明細書に記載）と同一若しくは同様である。
【００３７】
動作８４において、放出された放射がサンプリングチャンバの第１側面を通して、サンプリングチャンバをわたってサンプリングチャンバの第１側面と反対のサンプリングチャンバの第２側面へ、サンプリングチャンバを戻ってサンプリングチャンバの第１側面へ、及び検出器上へガイドされる。一部の実施形態において、動作８４は光学素子５６（図３‐６に図示及び本明細書に記載）と同一若しくは同様であり得る光学素子によって実行される。
【００３８】
動作８６において、動作８４においてそこにガイドされた電磁放射の一つ以上のパラメータに関する情報を伝える出力信号が検出器によって生成される。電磁放射はサンプリングチャンバ内の呼吸性ガスのフローを行き来して通過しているので、出力信号はサンプリングチャンバ内のガスの組成に関する情報を伝え得る。一部の実施形態において、検出器は検出器５０（図３‐６に図示及び本明細書に記載）と同一若しくは同様である。
【００３９】
クレームにおいて、括弧の間に置かれる任意の参照符号はクレームを限定するものと解釈されてはならない。"有する"若しくは"含む"という語はクレームに列挙される以外の要素若しくはステップの存在を除外しない。複数の手段を列挙する装置クレームにおいて、これら手段の一部はハードウェアの一つの同じ項目によって具体化され得る。ある要素に先行する"ａ"若しくは"ａｎ"という語はかかる要素の複数の存在を除外しない。複数の手段を列挙する任意の装置クレームにおいて、これら手段の一部はハードウェアの一つの同じ項目によって具体化され得る。特定の要素が相互に異なる従属クレームに列挙されるという単なる事実は、これら要素が組み合わせて使用されることができないことを示すものではない。
【００４０】
上記記載は最も実用的及び好適な実施形態と現在考えられるものに基づいて例示の目的で詳細を提供するが、かかる詳細は専らその目的のためであり本開示は明示的に開示された実施形態に限定されず、それどころか、添付のクレームの精神及び範囲内にある変更及び均等な構成をカバーすることを意図することが理解されるものとする。例えば、本開示は可能な限り、任意の実施形態の一つ以上の特徴が任意の他の実施形態の一つ以上の特徴と組み合され得ることを考慮することが理解されるものとする。
【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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