JP5208935B2 - モジュラー・サイドストリーム・ガス・サンプリング・アセンブリ - Google Patents

Description

本出願は、２００６年７月２７日に出願された米国暫定特許出願整理番号６０／８３３６７８に対して３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１９（ｅ）の下の優先権を主張する。

本発明は、サイドストリームガスサンプリングシステムに関し、特に、ガス運搬要素の一部がディスポーザブルであり、前記ガス運搬要素の他の部分が再使用可能であり、これにより実用性を最大化しながら前記サイドストリームガスサンプリングシステムに対する構成のフレキシビリティを提供するようにこのようなシステムのガス運搬要素を構成及び使用することに関する。

治療の間、呼息の気体組成を決定するように患者の呼息をモニタ及び解析することがしばしば望ましい。例えば、患者の呼息の二酸化炭素（ＣＯ₂）含有量をモニタすることは、しばしば望ましい。典型的には、患者の呼息の二酸化炭素（又は他の気体の）含有量は、前記患者の呼気の一部又はサンプルを適切な感知機構及びモニタリングシステムに移送することによりモニタされる。

呼気ガスをモニタすることは、メインストリーム又はサイドストリームモニタリングシステムのいずれかを使用して達成されることができる。メインストリームモニタリングシステムにおいて、前記患者の呼息の気体含有量は、患者回路又は前記患者の気道に結合された導管において原位置で測定される。サイドストリームモニタリングシステムにおいて、対照的に、ガスサンプルは、前記患者回路からガスサンプリングラインを通ってモニタリングのために前記患者回路から幾らか離れて配置された感知機構まで移送される。患者の呼気ガスは、典型的には、約３５℃において水蒸気で飽和しているので、ガス移送の当然の結果は、温かい湿った呼気ガスに存在する湿気の凝縮である。

図１は、従来のサイドストリームガスサンプリングシステム１０の概略図である。このようなシステムは、ガスセンサ２０及びサンプルサイトから前記ガスセンサにガスの流れを伝達するガスサンプリングアセンブリ２２を含む。ガスサンプリングアセンブリ２２は、前記サイドストリームガスサンプリングシステムのディスポーザブル部分であり、これは、新しいガスサンプリングアセンブリが典型的には各患者に提供されることを意味する。前記ガスサンプリングアセンブリ内のフィルタ又は脱湿素子が詰まるようになるので同じ患者に対してガスサンプリングアセンブリ２２を定期的に取り換えることも必要である。ガスセンサ２２は、しかしながら、異なるガスサンプリングアセンブリとともに再使用される。

ガスサンプリングアセンブリ２２は、典型的には、患者インタフェース部分２４と、ガスセンサ２０に接続するコネクタ部分２６と、前記患者インタフェースと前記コネクタとの間に延在する長い中空の可とう管２８とを含む。典型的には、前記管は、４ないし８フィートの長さを持ち、管２８、患者インタフェース部分２４及びコネクタ部分２６が一体ユニットであるように前記患者インタフェース及び前記コネクタに取り外せないように結合される。結果として、一度ガスサンプリングアセンブリ２２が寿命末期に到達すると、これは、前記管、コネクタ及び患者インタフェースを含む全体として捨てられる。

患者の呼息の気体組成の正確な解析は、解析結果を歪めうる液体凝縮が実質的に無い気体サンプルの収集を含む複数の因子に依存する。呼気ガスサンプルが前記ガスサンプリングラインを通るサイドストリームモニタリングシステム内の感知機構までの移送中に冷えるので、前記サンプルに含まれる水蒸気は、液体又は凝縮物に凝縮しうる。前記液体又は凝縮物は、前記感知機構に到達することが可能にされる場合、前記感知機構の機能に有害な影響を持つことができ、不正確なモニタリング結果をもたらしうる。前記ガスサンプリングライン内の凝縮液も、後の呼気ガスサンプルに再び同伴されることによりこのような後のサンプルを汚染しうる。

前記凝縮物に加えて、前記呼気ガスサンプルに含まれる血液、粘液及び薬物等のような他の不所望な物質を持つことは珍しくない。これらのアイテムの各々は、モニタされるべきガスサンプル内に存在する場合、前記患者の医学的状態を正確に反映しない解析結果を与えうる。

前記感知機構を保護するために前記患者の呼気ガスストリームから不所望な物質及び／又は液体を分離する多くの方法が存在する。例えば、前記感知機構に入る前に呼息ガスから湿気を分離するように前記患者と前記感知機構との間に湿気トラップを配置することが既知である。図１を参照すると、これは、コネクタ部分２６と管２８との間の接合部のような、ガスサンプリングアセンブリ２２に沿ったどこかに湿気トラップを配置することに対応する。課題は、しかしながら、測定されるパラメータの特性、例えばモニタされるべきガスの波形に影響を与えることなく分離を達成することである。

一例として、ＣＯ₂は、前記患者の呼気ガス内にのみ有効に存在する。したがって、ガスサンプリングラインを通って前記感知機構まで移送される呼気ガスサンプル内のＣＯ₂は、前記サンプルが取られる点に存在するＣＯ₂により変動する。もちろんＣＯ₂レベルは、患者の呼吸サイクルによっても変化する。この変動に対する妨害、すなわちＣＯ₂波形の忠実度の減少は、このような妨害がＣＯ₂測定の精度及びＣＯ₂波形のグラフィック表示に影響を与えることができるので、望ましくない。この理由から、前記呼気ガスサンプルからの液体及び他の物質の除去は、望ましくは、ＣＯ₂波形の忠実度を実質的に劣化しないような形で達成される。不幸なことに、従来の湿気トラップは、しばしば前記波形を実質的に妨害する。

様々な技術が、前記波形が平静に移送されることを可能にしようと試みると同時に前記呼気ガスストリームから不所望な凝縮物をフィルタ除去するのに使用されている。このような技術は、吸湿物質、遠心フィルタ、乾燥剤、疎水性膜及び親水性膜を含む。１つのこのような技術は、例えばＮＡＦＩＯＮ（登録商標）ブランドの管のような脱湿管を使用することによりサンプリング管の一部を水蒸気を透過するようにすることを含む。

前記サンプリング管の長さに沿ったある点に位置する水トラップ、前記サンプリング管に沿った位置に水フィルタ、又は脱湿管、水トラップ及び水フィルタの如何なる組み合わせを提供することも既知である。水トラップ及び水フィルタの有効性は、製造者間で異なるが、水トラップ又は水フィルタが、特に予防管理が不十分である場合に、結果として生じる詰まり及びカプノグラフ波形の歪みに影響されないことはない。サイドストリームガスサンプリングに適した模範的なフィルタの実施例は、両方とも"Liquid absorbing filter assembly and system"と題され、ここで参照により内容が全体としてここに組み込まれる、米国特許出願番号１１／０３９７４９及び１１／２６６８６４（米国特許公開番号２００５／０１６１０４２Ａ１及び２００６／００８６２５４Ａ１）において見つかる。

呼吸回路の十分な管理をしたとしても、フィルタを使用する既存のサイドストリームガスサンプリングディスポーザブルの"寿命"は、当該フィルタの水保持容量により制限され、このように、一体化されたサイドストリームガスサンプリングを持つ既存の患者インタフェースのコストは、一部の応用に対する広範囲に及ぶ採用を制限する。この問題は、比較的高価な構成要素であるＮＡＦＩＯＮのような脱湿管の使用により更に悪化する。上で述べたように、前記フィルタは、一個のディスポーザブルとして前記ガスサンプリングアセンブリの他の構成要素と一体化されるので、一度前記フィルタの"寿命"が終わると、前記ガスサンプリングアセンブリ全体が、捨てられ、新しいアセンブリと取り替えられなければならない。

サイドストリームカプノグラフシステムに対するこれらの問題を鑑みると、（ａ）モニタリング期間全体にわたる凝縮物及び患者分泌物の蓄積にもかかわらずロバスト性能を維持し、（ｂ）測定された呼気ガスの波形の忠実度を更に劣化しない、費用効率の高い患者インタフェース解決策を提供することが望ましい。

したがって、本発明の目的は、従来のサイドストリームガスサンプリングシステムの欠点を克服するサイドストリームガスサンプリングシステムを提供することである。

この目的は、患者インタフェースアセンブリ及びガスセンサコネクタアセンブリを含むガスサンプリングアセンブリを提供することにより本発明の一実施例によって達成される。前記患者インタフェースアセンブリは、患者の気道及び第１のガスサンプリング管と連通するように構成される患者インタフェース部分を含む。前記第１のガスサンプリング管は、第１の端部、前記第１の端部の反対側の第２の端部及び第１の長さを持つ。前記第１の端部は、前記患者インタフェース部分に結合される。前記ガスセンサコネクタアセンブリは、第１の端部、前記第１の端部の反対側の第２の端部及び第２の長さを持つ第２のガスサンプリング管を含む。前記第２のガスサンプリング管の前記第１の端部は、実質的に円滑で平静な流体の流れが前記第１のガスサンプリング管と前記第２のガスサンプリング管との間で維持されるように前記第１のガスサンプリングの前記第２の端部と解放可能なように係合可能である。

本発明の他の目的は、従来のガスモニタリング技術に関連した不利点を被らないガスサンプルをガスモニタリングする方法を提供することである。この目的は、（ａ）（１）第１の患者インタフェース部分及び（２）前記第１の患者インタフェース部分に結合された第１の端部を持つ第１のガスサンプリング管を含む第１の患者インタフェースアセンブリを設けるステップと、（ｂ）（１）第１の端部及び前記第１の端部の反対側の第２の端部を持つ第２のガスサンプリング管及び（２）前記第２のガスサンプリング管の前記第２の端部に配置された水処理要素、サンプル解析部分又は両方を有するガスセンサコネクタアセンブリを設けるステップと、（ｃ）実質的に円滑で平静な流体の流れが前記第１のガスサンプリング管と前記第２のガスサンプリング管との間で維持されるように前記第１のガスサンプリング管を前記第２のガスサンプリング管に接続することにより前記第１の患者インタフェースアセンブリを前記ガスセンサコネクタアセンブリに接続するステップと、（ｄ）前記第１のガスサンプリング管及び前記第２のガスサンプリング管を通して前記サンプル解析部分にガスの流れを伝達するステップとを含むガスモニタリング方法を提供することにより達成される。

本発明のこれら及び他の目的、フィーチャ及び特徴、並びに動作の方法、構成の関連した要素の機能、部分の組み合わせ及び製造の節約は、全てがこの明細書の一部を形成し、同様な参照番号が様々な図の対応する部分を示す添付の図面を参照して以下の記載及び添付の請求項を検討するとより明らかになる。しかしながら、図面は説明及び記述の目的のみであり、本発明の限定の規定を目的としないことは、明確に理解されるべきである。明細書及び請求項において使用される場合に、"１つの"及び"前記"の単数形は、文脈が他の形で明確に決定づけない限り複数の対象を含む。

図２は、ガスセンサ２０を含むサイドストリームガスサンプリングシステム３０において使用するのに適した本発明の原理によるガス運搬アセンブリ４０を概略的に示す。ガス運搬アセンブリ４０は、ガスの流れ、すなわちガスのサイドストリーム流れを患者の気道又は患者回路からガスセンサ２０に伝達し、これにより前記ガスの流れが前記ガスセンサにより測定されることができる。

図示された模範的実施例において、ガス運搬アセンブリ４０は、前記ガス運搬アセンブリを規定するように選択的に及び解放可能に結合される患者インタフェースアセンブリ４２及びガスセンサコネクタアセンブリ４４を含む。使用中に、患者インタフェースアセンブリ４２は、ガスサンプルサイトにも結合され、ガスセンサコネクタアセンブリ４４は、前記ガスセンサに結合される。

患者インタフェースアセンブリ４２は、前記ガスサンプルサイトと流体連通する患者インタフェース部分４６を含む。一実施例において、前記ガスサンプルサイトは、ユーザの気道である。したがって、前記患者インタフェース部分は、例えば鼻カニューレ、口カニューレ又は両方を提供することにより、前記ユーザの気道と流体連通する。他の実施例において、前記ガスサンプルサイトは、呼吸回路又は人工呼吸器回路とも称される患者回路である。したがって、前記患者インタフェース部分は、前記患者回路に結合された気道アダプタの形式を取る。例えば、図６を参照する。したがって、本発明は、例えばマスク、気道アダプタ（図６）、鼻カニューレ（図４）、鼻口カニューレ（図５）又は口カニューレを含む多岐にわたる装置が前記患者インタフェースアセンブリの前記患者インタフェース部分として使用されることができることを意図すると理解されることができる。

患者インタフェースアセンブリ４２は、ガスサンプリング管４８及びコネクタ部分５０をも含む。管４８は、典型的には４８ないし１４４インチ（４ないし１２フィート）である長さＬ１を持つ可とう管である。

ガスセンサコネクタアセンブリ４４は、長さＬ２を持つガスサンプリング管５２を含む。コネクタ部分５４は、管５２の一方の端部に設けられ、ガスセンサコネクタ部分５７は、他方の端部に設けられる。本発明は、ガスセンサコネクタ部分５６が、管５２をガスセンサ２０に接続するのに適した如何なる構成も持つことができることを意図する。図示された模範的実施例において、ガスセンサ２０は、ガスセンサコネクタ部分５６の少なくとも一部を受けるようにサイジング及び構成されるレセプタクル２３を含む。管５２は、可とう性、剛体、半剛体又はこれらの組み合わせであることができる。本発明は、管５２全体を取り除くことも検討し、これによりガスセンサコネクタ部分５６及びコネクタ部分５４は、ガスセンサ２０と患者インタフェースアセンブリ４２との間に配置される単一素子により規定される。

コネクタ部分５４及びコネクタ部分５０は、一緒に結合し、ガスサンプリング管４８とガスサンプリング管５２との間に実質的に円滑で平静な流体の流れを提供するように構成及び配置される。コネクタ５０及び５４の接続部を通るこの円滑で平静なガスの流れは、例えば、一緒に接合される場合に前記コネクタを通って規定されるガス流れ経路の内部形状又は直径に実質的な変化が存在しないように前記コネクタを構成することにより、達成される。

ガスセンサ２０を使用してガスモニタリングを実行するために、前記ユーザは、例えば鼻カニューレ又はマスクを患者又は前記ガスサンプリング管が接続される呼吸回路内の気道アダプタに取り付けることにより、前記患者の気道と流体連通するように患者インタフェースアセンブリ４２を結合する。ガスセンサコネクタアセンブリ４４は、ガスセンサコネクタ部分５６を前記ガスセンサに取り付けることにより前記ガスセンサとアセンブルされる。患者インタフェースアセンブリ４２は、コネクタ５０及び５４を結合することによりガスセンサコネクタアセンブリ４４ともアセンブルされる。前記ガスセンサに関連したポンプは、前記サンプルサイトにおいて始まるガスの流れが前記ガスセンサによる解析のためにガス運搬アセンブリ４０に引き込まれるように作動されることができる。

本発明は、フィルタ及び１以上の水処理構成要素、例えば除湿器及び水トラップ等のような追加の要素を患者インタフェースアセンブリ４２、ガスセンサコネクタアセンブリ４４又は両方に提供することを意図する。模範的な実施例において、脱湿要素は、ガスセンサコネクタアセンブリ４４内に設けられる。

ガス運搬アセンブリ４０を別個の要素、すなわち患者インタフェースアセンブリ４２及びガスセンサコネクタアセンブリ４４として構成することは、複数の利益を達成する。前記ガスセンサコネクタアセンブリは、前記ガス運搬アセンブリの再使用可能な構成要素になり、患者インタフェースアセンブリ４２は、ディスポーザブルな構成要素になる。これは、フィルタ及び水処理要素のような高価な構成要素が、複数の患者インタフェースアセンブリとともに使用されることができるガスセンサコネクタアセンブリ４４内に配置されることを可能にする。これは、一人の患者による短い使用のみの後でさえ前記アセンブリ全体を捨てなければならないのと対照的に、（前記関連したフィルタ及び／又は水処理構成要素を持つ）共通のガスセンサコネクタアセンブリが、寿命が果てるまで使用されることを可能にする。例えば、水保持部分は、各患者が独自の患者インタフェースアセンブリ４２を持つことを条件に複数の患者に対してここで使用されることができるガスセンサコネクタアセンブリ４４内に設けられることができる。

図３に示されるように、この構成は、異なる患者インタフェース部分４６ａ、４６ｂ及び４６ｃを各々持つ異なる患者インタフェースアセンブリ４２ａ、４２ｂ及び４２ｃが、同じガスセンサコネクタアセンブリ４４とともに使用されることをも可能にする。これは、同じ患者が、圧支持療法及び／又は酸素療法において使用されるマスクから酸素療法又はＣＯ₂モニタリングにおいてのみ使用される鼻カニューレのように、１つのタイプの患者インタフェース装置から次のものに移り変わる場合に、１つのフィルタ及び／又は水処理構成要素の使用が、前記同じ患者に対して使用されることを可能にする。

加えて、前記患者が病院中を移動され、固定のモニタリングステーション（ガスセンサ２０から分離される場合に、前記患者インタフェースアセンブリは、前記患者上に維持されることができる。この場合、これは、異なるモニタリングステーション、すなわち異なるガスセンサコネクタアセンブリを使用する異なるガスセンサに接続されることができる。これら２つのガスセンサコネクタアセンブリ（４４）は、前記ガスセンサコネクタアセンブリが前記患者の患者インタフェースアセンブリ内のコネクタ部分５０とマッチする接続部分５４を持つ限り、同じ接続部分５６を持つ必要がない。したがって、前記ガスセンサコネクタアセンブリは、前記ユーザが、使用している患者インタフェースのタイプを変更する必要なく異なるモニタに移動することを可能にするアダプタとして機能する。

加えて、（高い価格を与えられた）脱湿管を特定の応用に対して最も再使用されることができる前記ガス運搬アセンブリの部分に配置することが好ましい。例えば、（前記水処理部分が変更されなければならない）同じ患者の長期モニタリングに対して、前記脱湿管を前記患者インタフェース部分に配置することは、より費用効果が高い。（前記患者インタフェース部分が頻繁に捨てられる）短期モニタリングに対して、前記脱湿管を前記水処理部分に配置することが、より費用効果が高い。

ここで図４ないし６を参照すると、本発明の原理によるガス運搬アセンブリ４０の様々なより特定的な実施例が論じられる。これらの実施例の各々において、ガスセンサコネクタ部分５６は、Respironics社のLoFlo^TMサイドストリームＣＯ₂システムにおいて使用されるサンプルセルに対応する。このサンプルセルは、内容が参照によりここに組み込まれる米国特許出願番号１０／３８４３２９（米国特許公開番号２００３／０１９１４０５Ａ１）に開示されている。ガスセンサ２０は、前記ガスセンサに対して前記サンプルセルを固定するために前記サンプルセルの少なくとも一部を受けるようにサイジング及び構成されるレセプタクル２３を含む。サンプルセル５６が、レセプタクル２３内への少なくとも部分的な前記サンプルセルの挿入により前記ガスセンサとアセンブルされる場合、前記サンプルセルに設けられた１以上の窓が、前記ガスモニタのガスモニタリング構成要素と光学的に位置合わせされる。サンプルセル５６は、前記サンプルセルを通過するガスの成分が測定されることができるようにエネルギが前記サンプルセルを通過するガスの流れを通って送られることを可能にする光学経路及び光学窓を含む。

図４は、患者インタフェース部分４６としてループタイプの鼻カニューレを含む患者インタフェースアセンブリ４２を持つガス運搬アセンブリ４０を示す。より具体的には、患者インタフェースアセンブリ４２は、鼻部分５８と、可とう管部分６０及び６２と、ガスサンプリング管４８と、スリップループ６４と、アダプタ６６と、コネクタ部分５０とを含む。鼻部分５８は、中空の管状体６８を含み、２つの鼻突起部７０を持ち、鼻突起部７０の各々は、外向きに延在し、患者の鼻の対応する鼻孔内にフィットするように構成される。前記鼻突起部は、管状体６８の内部へのアクセスを提供する。前記ユーザからのガスは、管６０に沿って、管４８及び６２を通って、サンプルセル５６まで移動する。可とう管６２の端部は、アダプタ６６において閉鎖される。しかしながら、本発明は、前記患者からのガスが両方の管６０及び６２を流れるように、例えばＹ字コネクタを使用して、可とう管６２の端部を管４８に接続することをも意図する。この構成は、管６０又は６２の一方が閉鎖される場合でさえも、ガスが前記サンプルセルまで流れることができるので、より高い信頼性がありうる。

鼻部分５８は、前記患者の鼻唇領域にわたり置かれ、耳の上及び後ろ、顎領域の下及び前記患者の顎の下で可とう管部分６０及び６２を輪にすることにより患者の顔に保持される。前記鼻部分を前記鼻唇領域に維持し、前記患者の顔における前記患者インタフェースに対する支持を提供する他の既知の手段が、使用されることができる。スリップループ６４は、典型的には、両方の可とう管部分６０及び６２を包囲するのに十分な直径を持ち、前記管が過度に張りつめずに前記鼻部分がしっかりと前記患者の変わらぬ位置にあるように調節される、すなわち前記可とう管部分の長さに沿って移動されることができる。

ガスセンサコネクタアセンブリ４４は、サンプルセル５６と、水処理構成要素７４と、第２のガスサンプリング管５２と、接続部分５４とを含む。前記水処理構成要素は、水保持部分及び脱湿部分の１つ以上を有しうる。図示された実施例において、前記水処理構成要素は、フィルタ７４として示される水保持部分のみを有する。フィルタ７４は、典型的には、第１のアップストリーム端部及び第２のダウンストリーム端部を持つＰＶＣのような適切なポリマから形成されるハウジングを含む。この実施例において、前記ハウジングは、形状が円柱状である。しかしながら、前記ハウジングが他の適切な形状又は長さを持つことができることが意図される。

サンプルセル５６は、本体セクションを含み、前記本体部分の内部体積の一部がサンプルチェンバを形成し、ここでフィルタリングされた呼気ガスが、下記において更に記載されるように、行われるべき測定のために収集される。模範的実施例において、前記サンプルセル本体セクションは、ポリカーボネートから形成される。サンプルセル５６は、第１の側面部分を更に含み、前記第１の側面部分の外側表面の一部は、流体密封及びガス密封でフィルタ７４の第２のダウンストリーム端部と結合される。

接続部分５４が、矢印７６により示されるように、コネクタ部分５０に結合された場合、管接続が形成される。管接続は、当業者に既知であるように、流体密封及びガス密封構成である。コネクタ部分５０及５４を接続するモードは、オス／メス接続及び同様に他の既知の解放可能に締結可能な接続モードを含み、片手操作及び可聴"クリック"を提供するラッチとの空気圧結合を含むが、これに限定されない。コネクタ部分５０及び５４は、管４８及び５２の端部を解放可能に締結する機能が、ガスサンプリング管４８と５２との間に実質的に円滑で平静な流体の流れをも提供しながら達成される限り、如何なる形状、サイズ又は構成をも持ちうる。

限定としてではなく、一例として、可とう管部分６０及び６２は、約１５ないし約３０インチ、好ましくは約２４インチの全長を持つことができるが、如何なる長さも適切である。第１のガスサンプリング管４８及び第２のガスサンプリング管５２の合計長さ、すなわちＬ１＋Ｌ２は、約７５インチないし約１００インチ、より好ましくは約９６インチであることができるが、前記長さは、応用に依存して変化することができる。

図５は、図４に示されるのと実質的に同様であるガス運搬アセンブリ４０の一実施例を示す。しかしながら、図５の実施例において、患者インタフェース部分４６は、鼻／口インタフェースである。すなわち、鼻部分５８は、前記患者の口に存在するガスの流れを受けるように構成される口サンプリング部分７８を更に含む。また、ガスセンサコネクタアセンブリ４４は、脱湿部分８０をも含む。図示された模範的実施例において、脱湿部分８０は、脱湿管の長さであり、典型的には２ないし３インチである。しかしながら、前記脱湿管に対する他の長さは、本発明により意図される。このような脱湿管の一例は、水蒸気の除去において高度に選択的であるデュポン社の共重合体であるＮＡＦＩＯＮである。水は、膜壁を通って移動し、パーベーパレイションと称されるプロセスにおいて周囲の空気又はガス内に蒸発する。このプロセスは、前記管の内側と外側との間の湿度勾配により駆動される。

図６に示されるガス運搬アセンブリ４０の実施例も、患者インタフェース部分４６が患者回路８２内に配置された気道アダプタ８１であることを除き、図４及び５のものと同様である。図示された実施例において、気道アダプタ８１は、新生児／幼児患者とともに使用する低死腔気道アダプタである。しかしながら、ガスがサンプリングされることができる患者呼吸回路とインタフェースする如何なる気道アダプタも、別個の患者インタフェースとともに使用することが意図される。適切な気道アダプタの例は、内容が参照によりここに組み込まれる米国特許番号７０５９３２２及び６９３５３３８に開示されている。

ユーザにより吐き出されたガスをモニタするのに加えて、本発明は、酸素、ヘリウム、窒素又はこれらの組み合わせ（例えばヘリオックス）のような補助ガスを前記ユーザに提供することを意図する。図７ないし９は、この機能を達成するために補助ガス供給システム９０を含む本発明の原理によるサイドストリームガスサンプリングシステム３０及びその構成要素を示す。図７に示されるように、補助ガス供給システム９０は、ガス源９２及び前記補助ガスを運搬する補助ガス供給管９４を含む。図示された実施例において、前記補助ガスの流れは、ガス運搬アセンブリ４０の患者インタフェース部分４６に伝達される。

前記ガス源は、如何なるタイプのガス供給であることもできる。例えば、酸素供給システムにおいて、酸素源は、（ａ）タンク内のガスとして記憶された圧縮酸素、（ｂ）家庭に留まる又は家庭で生成される大きな静止タンクに蓄えられた液体酸素、及び（ｃ）典型的には酸素濃縮器により提供される圧力スイング吸着法のような従来のガス分離技術を使用して室内空気から抽出された酸素を含みうるが、これらに限定されない。要求吸気流システム又はパルス投与ガス供給システムのようなガス保存装置は、前記ユーザに供給されるガスの流れを制御するのに使用されることもできる。

図８は、ガスモニタリング能力及びガス供給能力を含むガス運搬アセンブリ４０を示す。ガス運搬アセンブリ４０は、補助ガス供給管９４の追加を除き、以前の実施例のものと概して同様である。この実施例において、補助ガス供給管の一方の端部は、アダプタ９６を介して可とう管６２に結合される。補助ガス供給管の他方の端部は、前記補助ガス供給管が前記酸素源の出口に選択的に結合されることを可能にする接続部分９８を含む。本発明は、このガス運搬アセンブリがモニタリング専用アセンブリとして又はモニタリング及びガス運搬の両方のアセンブリとして使用されるフレキシビリティを持つように、前記補助ガス供給管の端部をアダプタ９６に選択的に接続し、前記アダプタのガス供給部分に対するキャップを提供することも意図する。加えて、コネクタ部分５０及び５４と同様のコネクタ部分が、補助ガス供給管９４の長さに沿ったどこにでも設けられることができ、これによりこの管は複数のセクションに分離されることができる。

鼻突起部１００は、前記補助ガスを前記患者の鼻孔の一方に伝達させる可とう管６２に結合される。他方の鼻突起部１０２は、前記ユーザからのガスを受ける。鼻突起部は、ガスモニタリング及びガス供給が一対の鼻突起部により提供されることができるように、互いに物理的に分離される。例えば、壁、ダイヤフラム又は他の閉鎖が、鼻インタフェース部分のガスサンプリング部分１０２、７８をガス供給部分１００から分離するバリヤとして機能するように、（ａ）鼻突起部１００と（ｂ）鼻突起部１０２及び口サンプリング部分１０２との間の管６０、６２に設けられることができる。この実施例において、鼻突起部１００のみが、ガス供給部分として機能する。他方の鼻突起部１０２及び口サンプリング部分７８は、鼻ガスサンプリング部分として機能し、両方ともガス供給鼻突起部１００から物理的に分離される。

図９は、患者インタフェース部分５６が患者の顔の上に配置されたマスク１０４を含むガス運搬アセンブリ４０に対する他の実施例を示す。マスク１０４は、典型的には、前記ユーザの鼻及び口を覆い、ガスが環境空気に逃げることを可能にするようにマスクシェルに規定された排気ポート１０６を含む。圧支持療法を提供するのに使用されるマスクを含む従来のマスクがこの実施例において使用されることができると理解されるべきである。光学ヘッドギアストラップ１０８は、前記マスクを前記ユーザ上に維持するために設けられる。

ガスサンプリング管４８は、ガスサンプリング接続部分１１０を介してマスク１０４に接続される。これは、前記ガスサンプリング管が前記マスクに選択的に接続されることを可能にする。しかしながら、本発明は、ガスサンプリング管４８の端部を前記マスク内に一体化することをも意図する。補助ガス供給管９４は、ガス供給接続部分１１２を介して前記マスクに接続される。しかしながら、本発明は、補助ガス供給管９４の端部を前記マスク内に一体化することをも意図する。

模範的実施例において、マスク１０４は、顔の鼻部分及び口部分の両方にわたり配置された低死腔酸素供給／ガスサンプリングマスクである。しかしながら、ガスサンプリングに対して適合されることができる如何なるマスクも、別個の患者インタフェースとともに使用することが意図される。鼻マスク、顔マスク、フルフェイスマスク及び前記患者にインタフェースする他の手段が意図される。これらのマスクは、酸素、エアロゾル及び非侵襲的陽圧換気療法のような治療並びにモニタリングに対して使用されることができる。

本発明は、コネクタ部分５０及び５４が、電気的又は光学的接触が患者インタフェースアセンブリ４２とガスセンサコネクタアセンブリ４４との間に作成されることができるように、電気的又は光学的接続部を含む。これは、温度センサ、湿度センサ、マイクロフォン、酸素測定センサ、プレチスモグラフィセンサ、動きセンサ等のような１以上の電気的構成要素が、患者インタフェースアセンブリ４２においてガスセンサコネクタアセンブリ４４を介して前記ガスセンサと配線連通して設けられることを可能にする。

模範的実施例において、本発明のガス運搬アセンブリは、共通パッケージに含まれるキットの形式で提供される。前記キットは、患者インタフェースアセンブリ４２及びガスセンサコネクタアセンブリ４４を含む。前記患者インタフェースアセンブリ及びガスセンサコネクタアセンブリのいずれかに選択的に結合される脱湿管も、提供されることができる。他の実施例において、前記キットは、１つのガスセンサコネクタアセンブリ４４及び複数の患者インタフェースアセンブリを含み、前記患者インタフェースアセンブリの各々は異なる患者インタフェース部分を持ち、これによりユーザは、いずれの患者インタフェースアセンブリを使用するか選択することができる。他のキットは、一度前記ガスセンサコネクタアセンブリが設置されると、同じ又は異なる患者インタフェース部分を持つ他の患者インタフェースアセンブリが前記ユーザに利用可能にされることができるように、１以上の患者インタフェースアセンブリを含むことができる。

本発明が、現在最も実際的かつ好適な実施例と見なされるものに基づいて説明の目的で詳細に記載されているが、このような細部が単に当該目的のためであり、本発明が開示された実施例に限定されないが、逆に、添付の請求項の精神及び範囲内にある修正例及び同等の構成をカバーすることを意図されると理解されるべきである。例えば、本発明が、可能な範囲で、実施例の１以上のフィーチャが他の実施例の１以上のフィーチャと組み合わされることができることを意図すると理解されるべきである。

従来のサイドストリームガスサンプリングシステムの概略図である。 本発明の原理によるサイドストリームガスサンプリングシステムの概略図である。 ガスサンプリングアセンブリの構成要素の選択のフレキシビリティを図示する本発明のサイドストリームガスサンプリングシステムの概略図である。 本発明の原理によるガスサンプリングアセンブリの第１の実施例の側面図である。 本発明の原理によるガスサンプリングアセンブリの第２の実施例の側面図である。 本発明の原理によるガスサンプリングアセンブリの第３の実施例の側面図である。 補助ガス供給システムを含む本発明の原理によるサイドストリームガスサンプリングシステムの他の実施例の概略図である。 本発明の原理によるガスサンプリングアセンブリの第４の実施例の側面図である。 本発明の原理によるガスサンプリングアセンブリの第５の実施例の側面図である。

Claims (20)

1. ガスモニタリングの方法において、
   （ａ）（１）第１の患者インタフェース部分、並びに（２）第１の端部、前記第１の端部の反対側の第２の端部及び第１の長さを持つ第１のガスサンプリング管であって、前記第１の端部が前記第１の患者インタフェース部分に結合される当該第１のガスサンプリング管を有する第１の患者インタフェースアセンブリを設けるステップと、
   （ｂ）（１）第１の端部、前記第１の端部の反対側の第２の端部及び第２の長さを持つ第２のガスサンプリング管、並びに（２）前記第２のガスサンプリング管の前記第２の端部に配置された水処理構成要素、サンプル解析部分又は前記水処理構成要素及び前記サンプル解析部分の両方を有するガスセンサコネクタアセンブリを設けるステップと、
   （ｃ）前記第２のガスサンプリング管の前記第１の端部及び前記第１のガスサンプリング管の前記第２の端部を通って規定されるガス流れ経路の内部形状又は直径に実質的な変化が存在しないように前記第１のガスサンプリング管を前記第２のガスサンプリング管に解放可能に接続することにより前記第１の患者インタフェースアセンブリを前記ガスセンサコネクタアセンブリに接続するステップと、
   （ｄ）ガスの流れを前記第１のガスサンプリング管及び前記第２のガスサンプリング管を通して前記水処理構成要素、前記サンプル解析部分又は前記水処理構成要素及び前記サンプル解析部分の両方に伝達するステップと、
   前記患者インタフェースアセンブリが前記ガスセンサコネクタアセンブリより長く使用される長期モニタリングの場合に脱湿部分を前記第１のガスサンプリング管に結合し、前記患者インタフェースアセンブリが前記ガスセンサコネクタアセンブリより短く使用される短期モニタリングの場合に脱湿部分を前記第２のガスサンプリング管に結合するステップと、
   を有する方法。
2. （ｅ）前記第２のガスサンプリング管から前記第１のガスサンプリング管を分離することにより前記ガスセンサコネクタアセンブリから前記第１の患者インタフェースアセンブリを分離するステップと、
   （ｆ）（１）第２の患者インタフェース部分、並びに（２）第１の端部、前記第１の端部の反対側の第２の端部及び第３の長さを持つ第３のガスサンプリング管であって、前記第１の端部が前記第２の患者インタフェース部分に結合される当該第３のガスサンプリング管を有する第２の患者インタフェースアセンブリを設けるステップと、
   （ｇ）実質的に円滑で平静な流体の流れが前記第３のガスサンプリング管と前記第２のガスサンプリング管との間で維持されるように前記第３のガスサンプリング管を前記第２のガスサンプリング管に接続することにより前記第２の患者インタフェースアセンブリを前記ガスセンサコネクタアセンブリに接続するステップと、
   （ｈ）ガスの流れを前記第３のガスサンプリング管及び前記第２のガスサンプリング管を通して前記サンプル解析部分に伝達するステップと、
   （ｉ）前記サンプル解析部分においてガスの流れの特性を測定するステップと、
   を更に有する、請求項１に記載の方法。
3. （ｅ）前記第１のガスサンプリング管、前記第２のガスサンプリング管又は前記第１のサンプリング管及び前記第２のガスサンプリング管の両方から湿気を除去するステップ、
   （ｆ）前記第１のガスサンプリング管のガスの流れ、前記第２のガスサンプリング管のガスの流れ又は前記第１のサンプリング管のガスの流れ及び前記第２のガスサンプリング管のガスの流れの両方をフィルタリングするステップ、又は
   （ｇ）前記ステップ（ｅ）及び前記ステップ（ｆ）の両方、
   を更に有する、請求項１に記載の方法。
4. 前記患者インタフェース部分が、マスク、気道アダプタ、鼻カニューレ、鼻／口カニューレ又は口カニューレを有する、請求項１に記載の方法。
5. 補助ガスを前記患者インタフェース部分に供給するステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
6. （ｅ）前記第１のガスサンプリング管から前記第１の患者インタフェース部分を分離するステップと、
   （ｆ）第２の患者インタフェース部分を前記第１のガスサンプリング管に接続するステップと、
   を更に有する、請求項１に記載の方法。
7. 前記第１の患者インタフェースアセンブリが、前記第１のガスサンプリング管の前記第２の端部に結合された第１のコネクタを含み、前記ガスセンサコネクタアセンブリが、前記第２のガスサンプリング管の前記第１の端部に結合された第２のコネクタを含み、前記第１の患者インタフェースアセンブリを前記ガスセンサコネクタアセンブリに接続するステップが、前記第１のコネクタを前記第２のコネクタに係合するステップを含む、請求項１に記載の方法。
8. ガスサンプリングアセンブリにおいて、
   （ａ）患者インタフェースアセンブリであって、
   （１）ガスサンプルサイトと連通するように構成された患者インタフェース部分、及び
   （２）第１の端部、前記第１の端部の反対側の第２の端部及び第１の長さを持つ第１のガスサンプリング管であって、前記第１の端部が前記患者インタフェース部分に結合される当該第１のガスサンプリング管、
   を有する当該患者インタフェースアセンブリと、
   （ｂ）ガスセンサコネクタアセンブリであって、
   （１）第１の端部、前記第１の端部の反対側の第２の端部及び第２の長さを持つ第２のガスサンプリング管であって、前記第２のガスサンプリング管の前記第１の端部は、前記第２のガスサンプリング管の前記第１の端部及び前記第１のガスサンプリング管の前記第２の端部を通って規定されるガス流れ経路の内部形状又は直径に実質的な変化が存在しないように前記第１のガスサンプリング管の前記第２の端部と解放可能に係合可能である、当該第２のガスサンプリング管、及び
   （２）前記ガスセンサコネクタアセンブリをガスセンサに結合するように構成され、前記第２のガスサンプリング管の前記第２の端部に配置されたガスセンサコネクタ部分、
   を有する当該ガスセンサコネクタアセンブリと、
   前記第１のガスサンプリング管又は前記第２のガスサンプリング管に動作可能に結合される脱湿部分と、
   を有し、
   前記脱湿部分が、前記患者インタフェースアセンブリが前記ガスセンサコネクタアセンブリより長く使用される長期モニタリングの場合に前記第１のガスサンプリング管に動作可能に結合され、前記患者インタフェースアセンブリが前記ガスセンサコネクタアセンブリより短く使用される短期モニタリングの場合に前記第２のガスサンプリング管に結合される、
   ガスサンプリングアセンブリ。
9. 前記患者インタフェース部分が、マスク、気道アダプタ、鼻カニューレ、鼻／口カニューレ又は口カニューレを有する、請求項８に記載のアセンブリ。
10. 前記第１のガスサンプリング管、前記第２のガスサンプリング管又は両方に動作可能に結合される水処理構成要素を更に有する、請求項８に記載のアセンブリ。
11. 前記水処理構成要素が、水保持部分、脱湿部分、又はこれらの組み合わせを有する、請求項１０に記載のアセンブリ。
12. 前記水保持部分が、フィルタ、トラップ又はこれらの組み合わせを有する、請求項１１に記載のアセンブリ。
13. 前記フィルタが、親水性構成要素又は疎水性構成要素の１つ以上を有する、請求項１２に記載のアセンブリ。
14. 前記脱湿部分が、水蒸気を透過する管を有する、請求項１２に記載のアセンブリ。
15. 前記患者インタフェース部分と流体連通する第１の端部と、ガス供給システムにインタフェースされるように構成される第２の端部とを持つガス供給管を更に有する、請求項８に記載のアセンブリ。
16. 前記第１のガスサンプリング管の前記第２の端部に結合される第１のコネクタと、前記第２のガスサンプリング管の前記第１の端部と結合される第２のコネクタとを更に有し、前記第１のコネクタ及び前記第２のコネクタが互いに係合するように構成される、請求項８に記載のアセンブリ。
17. 前記第２のガスサンプリング管の前記第２の端部に配置されたサンプル解析部分を更に有する、請求項８に記載のアセンブリ。
18. 前記サンプル解析部分が、サンプルセルを有し、
    前記サンプルセル内のガスの特性を示す信号を出力するように前記サンプルセルに動作可能に結合されたガスセンサと、
    前記信号を受信し、前記信号に基づいて呼吸ガス変数を決定するように構成された処理要素と、
    を更に有する、請求項１７に記載のアセンブリ。
19. 前記第１の長さが、前記第２の長さより少なくとも５倍大きい、請求項８に記載のアセンブリ。
20. 前記第１の長さが４８ないし１４４インチであり、前記第２の長さが１ないし７インチである、請求項８に記載のアセンブリ。

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