(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状部材で形成された流路内を流れるガス中に外部から検出光を透過させるための一対の透光窓を、前記管状部材の周壁に気密に設け、前記管状部材の内周面に嵌合し、前記透光窓と整合する位置に貫通孔が形成されたアダプタを設けた呼吸気ガスセンサにおいて、
前記アダプタの外周と前記管状部材との間にスリットを軸方向に貫通して設けて、前記ガス流路を形成し、前記スリットは前記透光窓に近接する位置で前記ガスが前記透光窓全体に沿って流れるように形成されていることを特徴とする呼吸気ガスセンサ。
【請求項２】
前記アダプタは前記透光窓の軸方向の両側に分割されたことを特徴とする請求項１記載の呼吸気ガスセンサ。
【請求項３】
前記分割されたアダプタは、前記管状部材内に固定されたことを特徴とする請求項２記載の呼吸気ガスセンサ。
【請求項４】
前記分割されたアダプタは、前記管状部材内で着脱可能に連結されたことを特徴とする請求項２記載の呼吸気ガスセンサ。
【請求項５】
内部にガスの流路を設けられた管状部材を備え、その流路内を流れるガス中に外部から検出光を透過させるため前記管状部材の周壁に気密に一対の透光窓を設け、
前記管状部材は内部に、前記流路を２つに分ける仕切り部を備え、
前記仕切り部は前記透光窓の一方からの光を他方に通す貫通孔を有し、
前記仕切り部によって分けられた流路は、前記透光窓にそれぞれに沿うようにされ、前記透光窓に接する箇所では前記ガスが前記透光窓全体に沿って流れるように形成されたことを特徴とする呼吸気ガスセンサ。
【請求項６】
前記透光窓の内面に防曇膜を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の呼吸気ガスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体の呼吸気のガス濃度を計測するか、または呼吸の有無を判定するときに用いられる呼吸気ガスセンサに係り、特に比較的換気量の少ない生体を対象とした場合に好適な呼吸気ガスセンサ（以下、単にセンサと称する）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生体の呼気中のＣＯ2 などのガス濃度を測定する装置としては、本出願人が提案し実公平４−４８５３４号公報により開示されたセンサが公知である。このセンサの構成を図１４乃至図１６に示す。図１４は正面図、図１５は平面図、図１６は本センサの作用を示す要部拡大断面図である。
【０００３】
図中センサ１は管状部材であるフロースルーセル２と、フロースルーセル２の軸に対しほぼ直角の方向の外周に設けられた赤外線光源部３と赤外線検出部４とにより構成されている。これらの赤外線光源部３と赤外線検出部４とは同一光軸上に設けられており、フロースルーセル２の外壁に気密に形成された透光窓５，６を介して、赤外線がフロースルーセル２内を軸に対してほぼ直角な方向に通過するようになっている。そしてフロースルーセル２内を流れる呼気中のＣＯ2 などのガスによって吸収された波長の光のみを赤外線検出部４によって検出し、公知の手段によってガス濃度を測定する。
【０００４】
上記のように構成されたセンサ１によってガス濃度を測定する場合、フロースルーセンサの内容積が大きいと特に新生児などのように換気量が少ない生体では死腔量が大きすぎて使用できない。この問題を解決するために前述した提案では図１４乃至図１６に示すように、フロースルーセル２の内周面に嵌合し透光窓５，６と整合する位置に貫通孔７ａが形成された管状のアダプタ７を設けた。この構成によると、センサ１の内容積が大幅に減少し、死腔量が減少する。この結果、換気量の少ない新生児などの呼気中のＣＯ2 などのガス濃度を効率よく計測することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように構成された従来のセンサによると、呼吸ガスはアダプタ７の中心の内径の小さい貫通孔７ｂ内を流れ、赤外線光源部３から発する検出光の中央部分のみしか呼吸ガス中を通過しない。このため赤外線検出部４が検出する検出光の光量が減少し、測定精度が低下する可能性があった。
【０００６】
また、呼吸ガスは通常１００％に近い湿度を有しているため、１０数回測定を繰り返すとアダプタ７の透光窓５，６に対向して形成された貫通孔７ａ内に、図１２に示すように水滴８が溜まって流出しない状態となる。この結果、水滴８が検出光を遮ぎってしまい、測定誤差を生ずるおそれもあった。
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑なみてなされたもので、換気量の少ない生体の呼吸気ガス濃度などを、水滴の影響を受けることなく、効率よく高精度で計測することのできる簡単な構造の呼吸気ガスセンサを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の本発明は、管状部材で形成された流路内を流れるガス中に外部から検出光を透過させるための一対の透光窓を、前記管状部材の周壁に気密に設け、前記管状部材の内周面に嵌合し、前記透光窓と整合する位置に貫通孔が形成されたアダプタを設けた呼吸気ガスセンサにおいて、前記アダプタの外周と前記管状部材との間にスリットを軸方向に貫通して設けて、前記ガス流路を形成し、前記スリットは前記透光窓に近接する位置で前記ガスが前記透光窓全体に沿って流れるように形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の呼吸気ガスセンサは、前記アダプタが前記透光窓の軸方向の両側に分割されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の呼吸気ガスセンサは、前記分割されたアダプタが、前記管状部材内に固定されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の呼吸気ガスセンサは、前記分割されたアダプタが、前記管状部材内で着脱可能に連結されたことを特徴とする。
【００１３】
請求項５に記載の呼吸気ガスセンサは、内部にガスの流路を設けられた管状部材を備え、その流路内を流れるガス中に外部から検出光を透過させるため前記管状部材の周壁に気密に一対の透光窓を設け、前記管状部材は内部に、前記流路を２つに分ける仕切り部を備え、  前記仕切り部は前記透光窓の一方からの光を他方に通す貫通孔を有し、前記仕切り部によって分けられた流路は、前記透光窓にそれぞれに沿うようにされ、前記透光窓に接する箇所では前記ガスが前記透光窓全体に沿って流れるように形成されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項６に記載の呼吸気ガスセンサは、請求項１乃至請求項５のいずれか１つにおけるセンサの前記透光窓の内面に防曇膜を設けたことを特徴とする。
【００１５】
請求項１に記載の本発明によると、前記アダプタの外周と前記管状部材との間にスリットを軸方向に貫通して設けて、前記ガス流路を形成し、前記スリットは前記透光窓に近接する位置で前記ガスが前記透光窓全体に沿って流れるように形成されているので、赤外線光源部から発し透光窓を通過する検出光全体がガス流路を通過する呼吸ガスを照射することができ、ガス濃度を効率よく高精度で計測することができる。また透光窓に近接してガス流路が形成されているので、透光窓内面に水滴が溜ることはない。
【００１６】
請求項２乃至４に記載の本発明によると、アダプタが分割されているので成形が容易となる。この場合、分割されたアダプタを管状部材内で固定しても着脱可能に連結してもよいが、着脱可能とすることにより使用後アダプタを管状部材から取り出し、洗浄滅菌して再利用することができる。
【００１８】
請求項５に記載の本発明によると、請求項１の発明の作用と同様の作用を得られる。
【００１９】
請求項６に記載の本発明によると、透光窓の内面に防曇膜を設けたので、ガス流路内を通過する呼吸ガスの湿気により透光窓の内面が曇ることを防止できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の呼吸気ガスセンサの第１の実施の形態を図面を参照して説明する。図１はフロースルーセルにアダプタを取り付けた状態を示す縦断面図、図２は図１の横断面図、図３は図２の左側面図、図４は図２の右側面図、図５，図６，図７はそれぞれ図１のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線断面図、図８は図１の分解正面図、図９は図２の分解上面図である。
【００２１】
管状部材であるフロースルーセル１１の中央部は縮径されており、軸方向に対して平行にかつ対称の位置に平行面１１ａが形成されている。平行面１１ａの中心には従来例と同様な透光窓１２，１３が気密に設けられている。また透光窓１２，１３の内面にはそれぞれ防曇膜１４，１５が形成されている。なお平行面１１ａの少くとも軸方向片側には、外周側に突出して赤外線光源部と赤外線検出部を保持する保持部１６が一体に形成されている。透光窓１２，１３の外周には図示しないが従来例と同様に赤外線光源部と赤外線検出部とが配置されている。
【００２２】
フロースルーセル１１中には左右一対のアダプタ１７，１８が嵌合されている。図中左側のアダプタ１７の軸方向の中央部には、フロースルーセル１１の内周面に当接し、平行面１１ａの軸方向内面の左側に当接する円筒状の鍔部１７ａが一体に形成されている。鍔部１７ａの図中右側には中心軸に沿って板状部１７ｂが一体に形成されており、板状部１７ｂの両面は所定幅の間隔を介して平行面１１ａに平行に対向している。また板状部１７ｂには透光窓１２，１３と同軸上に貫通孔１７ｃが形成されている。さらに鍔部１７ａには板状部１７ｂの両面に平行にスリット１７ｄが形成されており、板状部１７ｂの両面と平行面１１ａとの間に形成された間隙と連通したガス流路となっている。
【００２３】
図中右側のアダプタ１８はほぼ円柱状に形成されており、外周はフロースルーセル１１の平行面１１ａの右側内周面に当接している。またアダプタ１８の左側端面は平行面１１ａの軸方向内面の右側に当接している。アダプタ１８の外周には軸方向に平行に一対のスリット１８ａが貫通して形成されている。スリット１８ａはアダプタ１７の板状部１７ｂとフロースルーセル１１の平行面１１ａとの間に形成された間隙（スリット１７f）と連通しており、スリット１７ｄとも連通したガス流路となっている。
【００２４】
アダプタ１７の板状部１７ｂの内側の一端には、図８，９に示すように軸方向に平行にロック爪１９が一体に設けられており、ロック爪１９の先端には山型の係止部１９ａが形成されている。一方アダプタ１８には係止孔１８ｂが形成されており、アダプタ１７，１８がフロースルーセル１１内の所定の位置に嵌合装着されたとき、ロック爪１９の係止部１９ａが係止孔１８ｂに係合しロックされるようになっている。なお係止部１９ａは両側が斜面となっている山型に形成されているため、アダプタ１７，１８の外側の端面に突出して設けられたツマミ１７ｅ，１８ｃを把持して強く外側に引張れば、容易にロックを解除できるようになっている。
【００２５】
本実施の形態によれば、透光窓１２，１３全面とアダプタ１７の板状部１７bとの間に形成されたスリット状のガス流路を呼吸気ガスが流れるため、センサの内容積を小さくし死腔量を減らすことができる。この結果、小児などの換気量の少ない呼吸気ガス濃度を簡単な構造で効率よく高精度で計測することができる。またガス流路が透光窓１２，１３とアダプタ１７の板状部１７bとの間でスリット状に形成されるので、呼吸気ガス中の水分が水滴となって透光窓１２，１３の内面に溜まることがなく、ガス濃度計測の精度を向上させることができる。
【００２６】
上記実施の形態ではアダプタ１７，１８を着脱可能とし、計測センサを滅菌して再使用可能としているが、アダプタ１７，１８をフロースルーセル１１内に固定し、使い捨てとしてもよい。また、計測としてはガス濃度計測に適するが、呼吸気ガスの有無により、呼吸の有無を判定することもできる。
【００２７】
次に本発明の第２の実施の形態を説明する。この例は、第１の実施の形態のアダプタがフローセル内に固定されたと同じ形態であって、一体的に形成されたものである。図１０はフロースルーセルの外観を示す斜視図、図１１は図１０の一部切り欠き図、図１２は図１０のＸ−Ｘ線断面図、図１３は図１０のＹ−Ｙ線断面図である。
【００２８】
図１０に示すように管状部材であるフロースルーセル２１の中央部２２は箱型であり、１対の平行面２２ａが形成されている。平行面２２ａの中心には従来例と同様な１対の透光窓２３が設けられている。透光窓２３の内側には防曇膜２４が張られ、これによって透光窓２３は気密にされている。中央部２２の側部の両端には、外周側に突出して赤外線光源部と赤外線検出部を保持する１対の保持部２６が一体に形成されている。１対の透光窓２３の外周には図示しないが従来例と同様に赤外線光源部と赤外線検出部とが配置されている。
【００２９】
図１１乃至図１３に示すように、フロースルーセル２１の内部は板状の仕切り部２７によって流路が２つに分けられている。仕切り部２７には透光窓２３と同じ光軸上に貫通孔２９が形成されている。透光窓２３と仕切り部２７との間にはスリット状の流路３１、３２が形成されている。ここで、流路３１、３２は透光窓２３にそれぞれに沿うようにされ、ガスが透光窓２３全体に沿って流れるように形成されている。
【００３０】
本実施の形態によれば、透光窓２３の全面と仕切り部２７との間に形成されたスリット状の流路３１、３２を呼吸気ガスが流れるため、第１の実施の形態と同様、センサの内容積を小さくし死腔量を減らすことができ、ガス中の水分が水滴となって透光窓２３の内面に溜ることがなくなる。さらに本実施の形態によれば、アダプタが不要であるので、製造が容易であるとともに使用の際の作業が簡単である。また、安価に製造できるので、使い捨てとすることもできる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の呼吸気ガスセンサによれば、計測センサの内容積を小さくして死腔量を減らすことができる。この結果、小児などの換気量の少ない呼吸気ガス濃度を簡単な構造で効率よく高精度で計測することができる。また透光窓全体の表面に沿って呼吸気ガスが通過するので、呼吸気ガス中の水分が水滴となって透光窓内に溜ることがなく、ガス濃度計測の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の呼吸気ガスセンサの一実施の形態のフロースルーセルにアダプタを取り付けた状態を示す縦断面図。
【図２】図１の横断面図。
【図３】図２の左側面図。
【図４】図２の右側面図。
【図５】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図６】図１のＢ−Ｂ線断面図。
【図７】図１のＣ−Ｃ線断面図。
【図８】図１の分解側面図。
【図９】図２の分解上面図。
【図１０】第２の実施の形態におけるフロースルーセルの外観を示す斜視図。
【図１１】図１０の一部切り欠き図。
【図１２】図１０のＸ−Ｘ線断面図。
【図１３】図１０のＹ−Ｙ線断面図。
【図１４】従来の呼吸気ガスセンサの一例の構成を示す表面図。
【図１５】図１４の平面図。
【図１６】図１４の要部拡大断面図。
【符号の説明】
１１、２１  フロースルーセル（管状部材）  １２，１３、２３  透光窓
１４，１５，２４  防曇膜                  １７，１８    アダプタ
１７ｄ，１８ａ  スリット                  １７ｃ、２９  貫通孔
２７  仕切り部
【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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【図１１】
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【図１２】
0004374481.tif 000013
【図１３】
0004374481.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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