(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス流の非侵襲性モニタを可能にする入口側窓（１１０）および出口側窓（１１０）含む気道アダプタ（１００）と、
前記気道アダプタ（１００）に結合され、前記入口側窓（１１０）、前記ガス流、および前記出口側窓（１１０）を通るように分析ビームを導くリフレクタ（１５６）を備え、第１の測定信号を出力する、主流ガス分析器（１５０）と、
第２の測定信号を出力する側流ガス分析器（５４）と、
前記主流ガス分析器（１５０）と前記側流ガス分析器（５４）からの前記第１及び第２の測定信号を使用して、該第１及び第２の測定信号の相関パターンを決定するプロセッサ（４２）と、
を含み、
前記相関パターンが前記主流ガス分析器（１５０）の後続の第１の測定信号の調整に使用される、ガス分析器システム（２２）。
【請求項２】
前記主流ガス分析器（１５０）が、別のリフレクタ（１５８）を含み、該別のリフレクタ（１５８）が、前記出口側窓（１１０）からの分析ビーム（２０２）を検出器（１６２）に導く、請求項１に記載のシステム（２２）。
【請求項３】
前記主流ガス分析器（１５０）が、前記リフレクタ（１５６）に近接して結合されて前記分析ビーム（２００）を発生するように構成された赤外線ソース（１５４）を含む請求項２に記載のシステム（２２）。
【請求項４】
前記主流ガス分析器（１５０）が、前記別のリフレクタ（１５８）に近接して結合されて前記分析ビーム（２０２）を感知するようにかつそれに比例する電気信号を出力するように構成された前記検出器（１６２）を含む請求項２に記載のシステム（２２）。
【請求項５】
前記分析ビーム（２０２）が、前記検出器（１６２）に入射する前に、前記主流ガス分析器（１５０）に含まれる干渉フィルタ（１６０）によってフィルタリングされる請求項４に記載のシステム（２２）。
【請求項６】
前記干渉フィルタ（１６０）が、４．２５マイクロメートル付近に中心がある請求項５に記載のシステム（２２）。
【請求項７】
前記リフレクタ（１５６）と前記別のリフレクタ（１５８）が、共に反射被覆が付加された曲面を有し、モールド成型されたプラスチックを有している請求項２に記載のシステム（２２）。
【請求項８】
気道チューブ（１４）を更に備え、前記気道アダプタ（１００）が前記気道チューブ（１４）に結合され、前記主流ガス分析器（１５０）が、ヒータを備えていない請求項２に記載のシステム（２２）。
【請求項９】
前記主流入口側および出口側窓（１１０）が、４．２６マイクロメートル付近の波長で透過率特性を有している、請求項１に記載のシステム（２２）。
【請求項１０】
感知された信号を使用して、ガスの干渉、圧力変化、温度変化、製造公差、構成要素の欠陥、および主流システム（２２）に関する任意のその他の誤差原因のいずれか１つの補正を含む較正済みの感知された信号を発生させる請求項１に記載のシステム（１０）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、ガス分析器システムとその製造方法に関する。より詳細には、本発明は、低コストの構成要素を使用して二酸化炭素の濃度を決定することができる、主流ガス分析器システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
数多くの適用分野では、ガス流中の成分濃度を確認し、モニタすることが望ましい。例えば麻酔学の分野では、亜酸化窒素やハロタン、エンフルラン、デスフルラン、セボフルラン、イソフルランなど、患者に吸入されるように調剤され、かつ／または患者から吐き出される様々な気状の麻酔薬または治療薬の濃度をモニタすることが望ましいことが多い。さらに、患者に関係する二酸化炭素（ＣＯ2）濃度を連続的にモニタし表示することは一般的であるが、これはＣＯ2濃度が患者の呼吸の有用な指標となるからである。血流中のＣＯ2は肺の中のＣＯ2と速やかに平衡になり、そのため肺の中のＣＯ2の分圧は、血液中のＣＯ2レベル、特に一呼吸ごとの終わりでのＣＯ2含有量、すなわち呼気終末炭酸ガス濃度に相当に近似している。したがって、呼気終末炭酸ガス濃度が異常なレベルであるのは、組織への血流が不足しており、肺の内部を移送されるＣＯ2が不十分であり、または呼吸が過剰な状態を示している。逆に、呼気終末炭酸ガス濃度が異常に高レベルであるのは、肺を通して血流から運び去られるＣＯ2の量が不十分であり、すなわち呼吸が不十分であることを示している。
【０００３】
現在、ガス濃度を決定するための２つのタイプの非分散赤外（ＩＲ）ガス分析器、すなわち（１）側流ガス分析器と（２）主流ガス分析器がある。側流ガス分析器システムは、患者循環路の患者の気道から、患者が吸い込んで吐き出した呼吸ガスの一部の進路を逸らし、または引き出す。次いでこの部分、またはガス試料を、側流ガス分析器によって分析するために遠位に移送する。分析したガス試料は、患者の循環路に戻すか、または完全に処分する。
【０００４】
それとは対照的に、主流ガス分析器システムは、患者の気道の一部をサンプリング・セルとして使用するように構成されている。このため、患者の方に向かい、患者から出て来るどのようなガスも、その進路をそらすことは無い。主流ガス分析器システムは、サンプリング・セルとして働くように、長さの短い特別に構成されたチューブ、すなわち気道アダプタを、患者の気道の所に含んでいる。主流ガス分析器は、この分析器を構成する光学的および電子的な構成要素が患者の気道をモニタすることができるように、この気道アダプタに結合している。患者の呼吸ガスが気道アダプタ内を移動するときに、ＣＯ2などの所望のガスをモニタする。
【０００５】
側流装置は、ガス試料を含む複数のガスを同時に分析することができ、装置の重量が少なく、サイズの制約が無いこと、ガス圧の変化および妨害ガスの存在に対して補正できること、自己較正できることなど、いくつかの魅力的な特徴を有する。一方、ガス試料として使用するため患者の呼吸ガスの一部の進路を逸らし、また実際の分析を行うために遠位にこのガス試料を移送すると（一般には移送管を経て１０フィート（約３ｍ）以上）、ガス試料中および患者の循環路内に歪みが生じる。
【０００６】
例えばガス試料中の水蒸気は、周囲温度が体温（約３７℃）から室温（約２３℃）まで変化するので移送管内で凝縮される。これは、大規模な水取扱いシステムを必要とし、したがってガス試料にさらに歪みを引き起こす。その他の問題とは、ガス試料が側流分析器に向かって移動するとき、それらの連続的なガス試料が混合されることである。吸気試料と呼気試料とが混合されると、吸気−呼気への移行など、患者の気道の実際の状態に関する情報が失われ、または歪められる可能性がある。さらに他の問題とは、ガス試料を分析した後のそれらの取扱いである。「使用済み」ガス試料を患者の循環路に戻す場合、それらの試料は前の患者によって汚染された可能性のある共通の装置を通過することになる。したがって、戻されるガス試料を確実に濾過してそのような汚染物質を全て除去するように、注意を払わなければならない。あるいは「使用済み」ガス試料を完全に処分する場合、患者向けとして意図的に調剤された麻酔薬など一部のガスが失われることになる。これらのガスのいくつかは非常に高価であるばかりでなく、患者が実際に適正な量の麻酔薬を受け取ることができるように、除去されたガスをモニタして患者の循環路内で補わなければならない。
【０００７】
同様に主流装置は、この装置特有の利点および欠点を有する。利点には、（１）患者の循環路から進路をそらすことが無くしかも患者の循環路に干渉が無いのでガス試料に歪みが無く、（２）連続的にモニタが行われ、（３）素早い応答であり、（４）サンプリングから測定値表示までの遅延時間が無視し得るものであることが含まれる。一方、分析用に分離した量のガスを決して使用しないので、正確な絶対測定を行うことが困難である。一般に、各主流装置によって、１種のガスのみモニタすることが可能である。したがって側流装置とは異なり、存在する場合はその他のガスの濃度およびこれらのガスからの干渉に対して補正することができない。その他の欠点とは、圧力変化を補正できないことである。患者の気道内の全圧を測定することができず、したがって、圧縮器のサイクルによって引き起こされた圧力変化を考慮することができない。さらに別の欠点とは、患者の気道に不快感を生じさせずに、または患者の気道に引きつりを生じさずに主流装置を気道アダプタ上に取り付けることができるように、この装置は小さく軽量でなければならないということである。自立型の主流装置を提供するために補償および較正の構成要素も含まなければならない場合、必要な寸法の制約を維持することが非常に複雑になり、かつ費用のかかるものになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
両方のタイプのガス分析器を使用することが好ましいと考えられるが、これらのタイプのガス分析器はどちらも値段が非常に高いため、両方を使用することはめったに行われない。その代わりに開業医または手術者は、最も望ましい特徴に応じてどちらか一方を購入することになる。したがって小型で軽量の、しかも費用のかからない主流ガス分析器システムが求められている。さらに、側流装置と共にすぐに使用するのに十分安価な主流ガス分析器システムが求められている。さらに、側流装置を単独で使用する場合に一般に行われているように、較正を目的として患者の循環路からガス試料を連続的に引き出す必要性を少なくする主流ガス分析器システムが求められている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の一実施態様は、低コストの主流ガス分析器システムに関する。このシステムは、ガス流の非侵襲性のモニタを可能にする入口側プラスチック窓および出口側プラスチック窓を含んだ気道アダプタを含む。このシステムは、気道アダプタに結合されてリフレクタを含んだガス分析器をさらに含む。このリフレクタは、反射被覆を有するプラスチック構成要素を含む。
【００１０】
本発明の別の実施態様は低コストの主流ガス分析器システムに関する。このシステムは、ガス流とのインターフェース手段を含む。このインターフェース手段は、ガス流の非侵襲性のモニタを可能にする入口側プラスチック窓と出口側プラスチック窓を含む。このインターフェース手段には分析手段が結合されている。この分析手段は、反射手段を含む。この反射手段は、反射被覆を有するプラスチック構成要素を含む。
【００１１】
本発明の別の実施態様はガス分析システムに関する。このシステムは、問題とされるガス流と、当該ガス流に結合された側流システムとを含む。このシステムは、当該ガス流に結合された主流システムをさらに含む。主流システムは、待機モードで側流システムを配置することができる費用のかからない分析器となるように構成されている。側流システムは、主流システムから出力され感知された信号の較正を行うため、当該ガス流の一部の進路をそらすよう、必要に応じてアクティブ・モードになるように構成されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下の詳細な説明を添付図面と共に説明することによって、好ましい実施形態がより十分に理解されよう。この添付図面で、同様の符号は同様の要素を示す。
【００１３】
図１を参照すると、患者呼吸モニタ・システム１０の主要な構成要素が示されている。患者呼吸モニタ・システム１０は、患者１２に吸気用ガスを与えてモニタするように、かつ呼吸ガスのガス濃度をモニタするように構成されており、それによって患者１２の状態に関する情報が提供される。システム１０は、患者呼吸循環路１６、側流循環路５４、ガス濃度発生ユニット５６、および主流ガス分析器システム２２を含む。
【００１４】
所望の吸気混合物を患者１２に与える患者呼吸循環路１６には、患者１２、気道チューブ１４、レスピレータ／ガス・サプライ１８、およびフィルタ／リサイクラ２０が含まれる。患者１２に気道チューブ１４が接続され、気道チューブ１４はフィルタ／リサイクラ２０に結合する。フィルタ／リサイクラ２０はレスピレータ／ガス・サプライ１８に結合し、レスピレータ／ガス・サプライ１８は気道チューブ１４に結合し、それによってループが完成する。
【００１５】
患者１２には、マウスピース、気管内チューブ、または麻酔用マスク（図示せず）を介して気道チューブ１４が接続されている。気道チューブ１４は、入口４６、出口４８、およびポート５０を含む。気道チューブ１４は、吸気が入口４６およびポート５０を介してレスピレータ／ガス・サプライ１８から患者１２に向かって一方向に流れるのを可能にし、かつ呼気がポート５０および出口４８を介して患者１２からフィルタ／リサイクラ２０に向かって一方向に流れるのを可能にする、逆止め弁などの適切な一方向弁を含む。気道チューブ１４は、Ｙ字形のものが示されている。しかしその代わりに、本明細書で記述する機能を果たすことができる限り、Ｔ字形などその他の形状および構成のものにすることができる。
【００１６】
レスピレータ／ガス・サプライ１８は、気道チューブ１４の入口４６に吸気用ガスを供給する。吸気用ガスは、治療薬、麻酔薬、亜酸化窒素、酸素、二酸化炭素（ＣＯ2）、放射性物質により標識された粒子、および／または様々なその他の気状の薬剤を含むことができる。レスピレータ／ガス・サプライ１８は、ガス・キャニスタ、ゲージ、弁、制御器、および患者１２に所望のガス混合物を提供するためのその他の構成要素を含む。
【００１７】
フィルタ／リサイクラ２０は、気道チューブ１４の出口４８から呼気を受け取る。呼気は、患者１２が吐き出したガス（ＣＯ2など）、回収された吸気、および有害な材料（マイクロプローブやその他の汚染物質など）の混合物でよい。フィルタ／リサイクラ２０は、有害な材料などの望ましくない成分を呼気から除去し、残りの成分、特に回収された吸気を、再使用のためレスピレータ／ガス・サプライ１８に戻す。患者呼吸循環路１６は、この患者呼吸循環路１６内でガス流の圧力および流量を調節するために、圧縮器などの追加の構成要素をさらに含んでよいことが企図される。
【００１８】
側流循環路５４は、側流切換え管５２、第１の弁２４、側流移送管２６、側流ガス分析器２８、第２の弁３０、ベント３２、ポンプ３４、および第３の弁３６を含む。気道チューブ１４は、ポート５０の所に側流切換え管５２を受容するアパーチャを含む。あるいは側流切換え管５２は、気道管１４と一体的な部分を含むことができる。側流切換え管５２は第１の弁２４に結合され、第１の弁２４は側流移送管２６に結合される。側流移送管２６は側流ガス分析器２８に結合され、側流ガス分析器２８は第２の弁３０に結合する。第２の弁３０はポンプ３４およびベント３２に結合され、ポンプ３４は第３の弁３６に結合される。第３の弁３６はフィルタ／リサイクラ２０に結合される。あるいは第３の弁３６は、フィルタ／リサイクラ２０および出口４８に結合することができる。
【００１９】
第１の弁２４は、ポート５０内の呼吸ガスの一部を患者呼吸循環路１６から側流循環路５４へと逸らしまたは引き出して側流ガス分析器２８で分析することができるように構成された一方向弁である。第１の弁２４は、コンピュータ制御されたソレノイドで動作する球形弁または仕切り弁でよく、その結果、呼吸ガスの一部は、側流ガス分析器２８によって分析を行うためにガス試料が必要とされるときのみ患者呼吸循環路１６から逸らせばよい。進路が逸れたガス試料のそれぞれは、吸気および／または呼気を含んでよい。
【００２０】
進路が逸らされたガス試料は、第１の弁２４から側流移送管２６を経て側流ガス分析器２８に移動する。側流移送管２６は、１０フィート（約３ｍ）またはそれ以上になる可能性があり、したがって、進路が逸らされたガス試料中の水蒸気は、側流移送管２６の内部で凝縮する可能性がある。図示しないが、側流循環路５４は、水取扱いシステムを含むことができる。
【００２１】
進路が逸らされたガス試料を側流ガス分析器２８で分析した後、この試料を、ベント３２を介して処分することができ、または第３の弁３６を介して患者呼吸循環路１６に戻すことができる。第２の弁３０は、進路が逸らされたガス試料をベント３２または第３の弁３６に向けるように構成されている。第２の弁３０は、当技術分野で周知の３ポート、二方弁でよい。
【００２２】
ポンプ３４は、進路が逸らされたガス試料が側流循環路５４内を移動するように構成されている。第２の弁３０およびポンプ３４の作動および／または位置は、望ましくないガス流および圧力の問題が側流循環路５４内に生じないように、互いに協働させることができる。例えば、進路が逸らされたガス試料を処分するように第２の弁３０を位置決めするとき、ポンプ３４の回転を停止させる必要がある。さらにポンプ３４は、図１に示すように側流循環路５４内の異なるポイントに位置決めすることができる。
【００２３】
側流ガス分析器２８は、以下により詳細に述べるようにガス濃度発生循環路５６に結合され、とりわけ進路が逸らされたガス試料のそれぞれを含む１種または複数の成分ガスのガス濃度を測定し、測定されたガス濃度を圧力変化に対して補正し、測定されたガス濃度を妨害ガスの影響に対して補正し、室温の変化など条件の変化を補償するために必要に応じて自己較正するように構成される。
【００２４】
ガス濃度発生ユニット５６は、信号増幅器３８、アナログ−デジタル（Ａ−Ｄ）変換器４０、プロセッサ４２、およびオペレータ・コンソール４４を含む。信号増幅器３８はＡ−Ｄ変換器４０に結合され、Ａ−Ｄ変換器４０はプロセッサ４２に結合され、プロセッサ４２はオペレータ・コンソール４４に結合される。主流ガス分析器システム２２または側流ガス分析器２８の出力は、信号増幅器３８への入力になる。
【００２５】
シグナル・バッファとも呼ばれる信号増幅器３８は、システム２２、５４の双方からのアナログ信号を増幅し、それによってＡ−Ｄ変換器４０でデジタル信号に変換できるようにする。Ａ−Ｄ変換器４０から出力されたデジタル信号は、プロセッサ４２への入力になる。
【００２６】
プロセッサ４２はデジタル信号を使用して、相関させたガス濃度信号を出力する。ガス濃度信号の計算は、正確なガス濃度信号を発生させるため、較正の調整およびその他の必要な調整も考慮に入れる。ガス濃度信号は、最後にオペレータ・コンソール４４に出力され、ユーザはそれを実時間または準実時間で見ることができる。オペレータ・コンソール４４は、ある期間にわたってガス濃度信号を記憶するための記憶装置と、表示された情報を操作しかつ／または主流ガス分析器システム２２または側流循環路５４の機能を実行するための操作ツールを含むこともできる。
【００２７】
図２〜５を参照すると、気道アダプタ１００および主流装置１５０を含む主流ガス分析器システム２２が示されている。主流装置１５０は、以下により詳細に述べるように気道アダプタ１００に結合され、主流装置１５０は保護ハウジング（図示せず）で包封されていることが好ましい。
【００２８】
気道アダプタ１００は、第１の端部１０２、第２の端部１０４、接続部１０６、および１対のアパーチャ１０８を含んだ長さの短い特別に形作られたチューブを含む。第１および第２の端部１０２、１０４は、気道アダプタ１００の、反対側にある２つの端部を構成し、両方とも気道アダプタ１００内を走る中心軸に沿って位置している。第１および第２の端部１０２、１０４は、患者の気道への接続点である。気道アダプタ１００は、患者１２と気道チューブ１４の間に結合されることが好ましく、マウスピース、挿管用チューブ、またはマスクと気道チューブ１４との間に結合されることがより好ましい。
【００２９】
第１の端部１０２と第２の端部１０４の間に位置付けられている接続部１０６は、アパーチャ１０８を含んだカットアウト状の部分を含み、それによって、主流装置１５０で患者の呼吸を妨げることなくサンプリングを行うことが可能になる。アパーチャ１０８は、気道アダプタ１００内を走る中心軸に対して対称的であり、この中心軸に直角に向けられた平面に沿って位置している。
【００３０】
全体寸法（例えば第１および第２の端部１０２、１０４の直径）、製作技法（例えばモールドされたワン・ピース構造）、および気道アダプタ１００を構成する材料（例えばプラスチック）は、当技術分野で周知である。しかし一実施形態では、アパーチャ１０８は窓１１０で覆われる。窓１１０のそれぞれは、ガスが気道アダプタ１００から漏れないようにアパーチャ１０８を封止する。窓１１０は、ある波長で光子エネルギーを透過させることが可能な透光性材料である。窓１１０を構成する材料は、そのような波長で１００％の透過率とする必要がなく、また、そのような波長で光子エネルギーのみを伝える必要もない。上記条件を満足させる様々な材料、特に低コストのどの材料も、窓１１０に適している。
【００３１】
例えば、システム２２を使用して二酸化炭素（ＣＯ2）濃度をモニタするため、窓１１０はＣＯ2吸収波長点である４．２６マイクロメートルで透過性を有すべきである。窓１１０は、ポリカーボネートなどのプラスチック・フィルムにすることができる。ポリカーボネートは、非常に安価で容易に入手できる材料であり、さらにポリカーボネートは、４．２６マイクロメートルのＣＯ2吸収点でかなりの透過率である。（その他の波長での透過率特性はほとんど重要ではない。）実際、窓１１０は、プラスチック・タイプのステッカでもよいと考えられる。あるいはシステム２２を使用してその他のガスをモニタするとき、窓１１０は、そのような他のガスの吸収波長で望ましい透過率特性を有するように、それ相応に選択されるべきである。
【００３２】
アパーチャ１０８および窓１１０は、円形、長方形などの任意の形状のものでよく、約０．５インチ（約１．３ｃｍ）に近い直径を有することが好ましい。比較的大きい窓であると、主流装置１５０の集束要件は少なくなる。窓１１０の厚さは各アパーチャ１０８の直径に一部依存する。気道アダプタ１００内の圧力は、大気圧よりも１平方インチ（約６．５ｃｍ2）あたり１ｃｍ分の水圧だけ高い。したがって各アパーチャ１０８の直径が大きくなると、窓１１０に対する全圧が大きくなる。窓１１０のどちらかが非常に薄い場合、過大な圧力が生じてその窓を風船のように膨らませ（すなわち変形させ）、または破裂させる可能性さえある。しかし窓１１０では、材料がより厚くなると、透過する光子エネルギーの減衰量が大きくなる。したがって窓１１０の厚さは、材料のタイプ、アパーチャ１０８の直径、および透過率の要件に応じて変えてよい。
【００３３】
主流装置１５０は、ベース１５２、赤外線（ＩＲ）ソース１５４、第１のリフレクタ１５６、第２のリフレクタ１５８、干渉フィルタ１６０、および検出器１６２を含む。ＩＲソース１５４および検出器１６２は、ベース１５２の上部に取り付けられる。第１のリフレクタ１５６はＩＲソース１５４の上方で結合されており、第２のリフレクタ１５８は同様に検出器１６２の上方で結合されており、干渉フィルタ１６０は、第２のリフレクタ１５８と検出器１６２の間に挟まれている。したがって光路は、ＩＲソース１５４から第１のリフレクタ１５６、第２のリフレクタ１５８、干渉フィルタ１６０、そして最後に検出器１６２に達するように示すことができる。
【００３４】
ベース１５２は、主流装置１５０に電力を供給するように構成されたプリント回路板が好ましい。ベース１５２は、信号処理回路、およびその他のタイプの回路を含むことができる。ＩＲソース１５４は、患者の呼吸ガスの分析を開始するため、約０．６ワットのＩＲエネルギー・ビーム２００（図５）を供給するように構成される。ＩＲソース１５４は、ＩＲソース超小型ランプが好ましく、あるいはＩＲソース１５４は、白熱電球やＩＲ光を出力することが可能なダイオードなどのその他のＩＲソースにすることができる。
【００３５】
第１および第２のリフレクタ１５６、１５８はそれぞれ、ＩＲソース１５４からのＩＲエネルギー・ビーム２００を窓１１０を通して集束させ反射させ、次いで窓１１０から出た変更されたＩＲエネルギー・ビーム２０２を検出器１６２に反射するように構成されている（図５参照）。したがって第１および第２のリフレクタ１５６、１５８は、ビーム２００、２０２に対して集束および反射の機能を実行することができる限り、どのような形状でもよい。例えば、第１および第２のリフレクタ１５６、１５８は放物線状の形（または放物線の一部）であり、互いに図３〜４に示すように向き合せることができる。さらに、リフレクタ１５６、１５８は、少なくとも内方に向かって対面している曲面に反射被覆が付加された、モールド成型されたプラスチックで作製することができる。反射被覆は、蒸着またはその他の被覆プロセスを使用して付着されたアルミニウム被覆にすることができる。その他のタイプの反射被覆を代わりに使用できることも理解されるべきである。上述の材料によれば、リフレクタ１５６、１５８を非常に安価にすることができ、かつ製造の精度およびアセンブリの位置合せを高度にすることなく使用でき、高いパーセンテージの反射率がもたらされる。
【００３６】
干渉フィルタ１６０は、周辺光および変更されたＩＲエネルギー・ビーム２０２からのその他の望ましくない波長（すなわちモニタされるガスの吸収帯の外の波長）をカットするように構成されている。例えば干渉フィルタ１６０は、ＣＯ2濃度をモニタするために使用するとき、４．２６マイクロメートルに中心がある。しかし干渉フィルタ１６０は、非常に狭い帯域のフィルタなどの、非常に精密なフィルタである必要はない。当技術分野で周知であるように、患者の呼吸ガスを含むガスは、ＣＯ2とは十分に異なる吸収波長帯を有し、そのため、４．２６マイクロメートルに中心がある干渉フィルタ１６０は、その他のガスに対応する可能な吸収波長を著しく通さないと考えられる。
【００３７】
検出器１６２は、フィルタにかけられたビーム、すなわち干渉フィルタ１６０から出力されてその上に入射したビームを感知するように、かつフィルタにかけられて入射したそのビームをそれに比例する電気信号（すなわちアナログ信号）に変換してガス濃度発生ユニット５６に送り、信号処理をするように構成されている。検出器１２は、セレン化鉛（ＰｂＳｅ）タイプの検出器、焦電タイプの検出器、および熱電対列タイプの検出器を含む、種々のＩＲ検出装置のいずれか１つにすることができる。
【００３８】
図５に示すように、主流装置１５０を気道アダプタ１００に「留める（ｓｎａｐ）」。気道アダプタ１００の接続部１０６は、患者の呼吸ガスを患者呼吸循環路１６からそらすことなく、かつ患者の呼吸ガスと直接接触するようなことがない状態で（したがってそれによって汚染されまたは別の方法で変更されることがない状態で）、ＩＲソース１５４から患者の呼吸ガスを通して検出器１６２までの光路が得られるように、第１および第２のリフレクタ１５６、１５８と接触する。
【００３９】
ＩＲソース１５４から出力されたＩＲエネルギー・ビーム２００は上方に移動し、内側に面する第１のリフレクタ１５６の曲面に入射する。第１のリフレクタ１５６の曲率および反射性に起因して、ＩＲエネルギー・ビーム２００は反射されて第１の窓１１０、患者の呼吸ガス、次いで第２の窓１１０内を移動し、その後、気道アダプタ１００の他方の側に出る。気道アダプタ１００内を移動する間、ＩＲエネルギー・ビーム２００の一部は患者の呼吸ガスに吸収される（ＣＯ2をモニタする場合は４．２６マイクロメートル波長またはその付近のビーム２００を吸収することを含む）。ＩＲエネルギー・ビーム２００の残りは第２の窓１１０を通過し続け（すなわち変更されたＩＲエネルギー・ビーム２００）、第２のリフレクタ１５８で反射されて下方の干渉フィルタ１６０に向かい、最後に検出器１６２に到達する。
【００４０】
主流分析器システム２２をできる限り安価に保つため、参照フィルタまたは自己較正要素を含まないことが好ましい。その代わり、主流分析器システム２２、好ましくは検出器１６２から出力された電気信号またはアナログ信号（すなわち主流信号）であって信号処理用のユニット５６に伝達された信号は、分析器２８から出力された電気信号またはアナログ信号（すなわち側流信号）を使用して較正される。プロセッサ４２は、複数の主流信号を、対応する複数の側流信号に相関させて、この２組の信号の相関パターンを決定する。この相関パターンを使用して、次の較正が生じるまで後続の主流信号を適宜調整する。較正プロセスは、患者１２が２呼吸する時間（すなわち約２０秒）内に完了させることができる。
【００４１】
オペレータ・コンソール４４に出力された較正済みの主流信号は、評価される側流装置の全ての補正、例えばガスの干渉、圧力変化、温度変化、製造公差、構成要素の制限の補正や、任意のその他の誤差原因の補正などを含み、したがってシステム２２について工場出荷時の較正も行う必要がない。較正が行われると、側流循環路５４は待機モードになり、それによって患者呼吸循環路１６の乱れが減少する（すなわち患者の呼吸ガスの一部を循環路１６からそらす）。
【００４２】
システム１０は、再度相関を行うように、かつ新しい較正パラメータを提供するようにさらに構成されており、それによって、主流装置１５０から発生したガス濃度の正確さが維持される。再較正は、システム１０または周囲の変化（圧力や温度の変化など）が感知されるとき、較正された主流信号が不可能な値であるとき（ガス濃度の値が負であるなど）、かつ／または任意のその他の理由で、ユーザの要求に応じて周期的かつ自動的に行われる。
【００４３】
したがって、従来の側流システムに低コストの主流ガス分析器システム２２を付加することによって、ユーザは、費用の増加をごくわずかに抑えた状態で両方のタイプの装置の利益を得る。主流ガス分析器システム２２は、金属構成要素またはヒータの使用が最小限に抑えられるので、システム２２を室温と平衡名状態に保つことができ、したがって、その後に生じる室温の変化だけが再較正する理由と考えられる。さらに、システム２２を構成する要素の材料および寸法は、製造公差が大きくなるように、かつ組立て後の位置合せが無視できるように選択される。
【００４４】
図および上記の記述に示される本発明の実施形態および適用例が現時点で好ましいが、これらの実施形態は単なる例示を目的として提供されることが理解されよう。例えば、患者に対する医療上の適用例について示したが、代わりに任意のガス流中のガスを分析するためにも使用できる。別の実施形態では、システム１０内で複数の主流システムを利用することができ、この主流システムのそれぞれは異なるガスを分析するように構成されるものである。したがって、本発明は特定の実施形態に限定されず、それでもやはり上述の特許請求の範囲内に含まれる様々な変形例にも適用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】患者呼吸モニタ・システムのブロック図である。
【図２】図１の患者呼吸モニタ・システムの一部を形成する、主流ガス分析器システムの斜視図である。
【図３】図２の主流ガス分析器システムの一部を形成する、気道アダプタの斜視図である。
【図４】図２の主流ガス分析器システムの一部を形成する、主流装置の斜視図である。
【図５】図２の主流ガス分析器システムの断面図である。
【符号の説明】
１０  モニタ・システム
１２  患者
１４  気道チューブ
１６  間者呼吸循環路
２２  主流ガス分析器システム
２６  移送管
３２  ベント
５０  ポート
５４  側流循環路
５６  ガス濃度発生ユニット
１００  気道アダプタ
１１０  プラスチック窓
１５０  主流装置
１５４  ＩＲソース
１６０  干渉フィルタ
１６２  検出器
【図１】
0004469491.tif 000002
【図２】
0004469491.tif 000003
【図３】
0004469491.tif 000004
【図４】
0004469491.tif 000005
【図５】
0004469491.tif 000006