JP6137823B2 - エアウェイアダプタ、生体情報取得システムおよび酸素マスク - Google Patents
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Description
本発明は、被検者の顔面に装着されて呼吸の情報を収集するエアウェイアダプタ、当該エアウェイアダプタを用いて各種の生体情報を取得する生体情報取得システムおよび酸素マスクに関する。
睡眠時における無呼吸状態の発生を検査する方法としては、脳波、筋電図、血中酸素飽和度、呼吸等をパラメータとし被検者の生体情報を取得することによって検査する方法がある。この中で呼吸に関する生体情報を収集する一例として、例えば、温度センサを使用して、被検者の呼吸気の温度変化に基づき、呼吸に関する生体情報を取得する方法がある。
温度センサとして、例えば、被検者の顔面（鼻の下）に装着し、その呼吸気の温度変化により、睡眠時の呼吸気の状態を検出する温度センサを挙げることができる（非特許文献１参照）。当該センサには、２つの鼻用感熱部と１つの口用感熱部とセンサの両端から延びるリード線が設けられている。鼻用感熱部の先端を鼻孔の下に合わせて配置し、リード線を両耳に掛けた後に、センサをサージカルテープなどで鼻の下に固定し、口用感熱部の先端を口の前方に配置させる。このような構成により呼吸気の温度を測定することができ、呼吸状態を検出することができる。
「睡眠解析用センサ エアフローセンサ（大人用） ＴＲ−１０１Ａ」、２０１１年２月２３日作成の商品カタログ、日本光電工業株式会社、[平成２４年３月２３日検索]、インターネット＜URL：http://www.nihonkohden.co.jp/iryo/documents/pdf/H902599.pdf＞
しかしながら、上記温度センサでは、センサがサージカルテープによって固定されているため、センサの位置が不安定である。このため、センサ位置の変動に伴って鼻孔の下に配置された鼻用感熱部の先端あるいは口の前方に配置された口用感熱部の先端が、皮膚（生体）や鼻汁に接触してしまう虞があり、正確な温度データを安定して測定することができない場合があった。また、生体の口呼吸は、口の開け方などがその生体特有であるため、口からの呼吸気を上記口用感熱部では適切に測定できないケースが多く、特に口呼吸を測定することは困難であった。また、無呼吸状態の発生を正確に検知する観点から、呼吸気の温度変化に基づく生体情報だけではなく他の生体情報を含めた総合的な呼吸情報を取得したいという要請もあった。
そこで、本発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、正確に呼吸気の温度変化に基づく生体情報を取得するとともに、他の生体情報を含めた総合的な呼吸情報を確実に測定することができるエアウェイアダプタ、生体情報取得システムおよび酸素マスクの提供を目的とするものである。
上記課題を解決するために、本発明のエアウェイアダプタは、被検者の呼吸気が流入する通気路と、被検者の鼻又は口からの呼吸気を前記通気路に導く呼吸気導入部と、前記通気路に流入した呼吸気の温度変化を検出する温度センサが装着可能なエアウェイケースと、を備えることを特徴とするものである。
また、上述のエアウェイアダプタにおいて、前記呼吸気導入部は、被検者の鼻孔からの呼吸気を前記通気路に導くネーザルカニューラと、被検者の口からの呼吸気を前記通気路に導くマウスガイドと、から構成されることが好ましい。
また、上述のエアウェイアダプタにおいて、前記温度センサは、温度を感知する感熱部を有し、前記温度センサが前記エアウェイケースに装着される際、前記感熱部は、前記通気路と前記呼吸気導入部の少なくとも一方に配設されることが好ましい。
また、上述のエアウェイアダプタにおいて、前記呼吸気導入部は、呼吸気により発生した圧力を測定する圧センサ部と接続可能な分岐通気路を有することが好ましい。
また、上述のエアウェイアダプタにおいて、前記呼吸気導入部は、被検者の鼻孔からの呼吸気を前記通気路に導くネーザルカニューラであることが好ましい。
また、上述のエアウェイアダプタは、前記通気路に流入した呼吸気の二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素濃度測定センサを更に備え、前記二酸化炭素濃度測定センサは前記エアウェイケースに装着可能であることが好ましい。
また、上述のエアウェイアダプタにおいて、前記二酸化炭素濃度測定センサは、前記エアウェイケースに装着される測光支持部を有し、前記測光支持部は、前記エアウェイケースの通気路を挟むように前記エアウェイケースに装着され、当該通気路を挟んで同一光軸上に対向配置される発光素子と受光素子を具備し、前記感熱部は、前記通気路内において前記光軸を遮断しない位置に配設されていることが好ましい。
また、上述のエアウェイアダプタにおいて、前記温度センサは、前記二酸化炭素濃度測定センサの測光支持部に着脱可能な測温支持部を有することが好ましい。
また、上述のエアウェイアダプタは、前記呼吸気導入部に接続され、前記通気路に流入する呼吸気の一部を吸引するとともに吸引された呼吸気の二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素濃度測定部と接続可能であるサンプリングチューブを有することが好ましい。
また、上述のエアウェイアダプタにおいて、前記呼吸気導入部は、呼吸気により発生した圧力を測定する圧センサ部と接続可能な分岐通気路を有することが好ましい。
また、上述のエアウェイアダプタにおいて、前記呼吸気導入部は、被検者の鼻孔からの呼吸気を前記通気路に導くネーザルカニューラであることが好ましい。
また、上述のエアウェイアダプタにおいて、前記温度センサは、温度を感知する感熱部を有し、前記呼吸気導入部は、前記感熱部が突入可能な穴部を有することが好ましい。
また、上述のエアウェイアダプタにおいて、前記呼吸気導入部は、被検者の口からの呼吸気を前記通気路に導くマウスガイドであることが好ましい。
本発明の生体情報取得システムは、被検者の呼吸気が流入する通気路と、被検者の鼻孔からの呼吸気を前記通気路に導くネーザルカニューラと、被検者の口からの呼吸気を前記通気路に導くマウスガイドと、被検者の呼吸気の温度変化を検出する温度センサと、前記温度センサが装着可能なエアウェイケースと、前記温度センサの動作処理を制御する制御部と、を備えていることを特徴とするものである。
また、上述の生体情報取得システムは、鼻孔からの呼吸気により発生した圧力を導く分岐通気路と、圧センサ部と、呼吸圧取得部とから構成される圧力センサを更に備え、前記分岐通気路は、前記ネーザルカニューラに連結されていることが好ましい。
被検者の呼吸気の二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素濃度測定センサを更に備え、前記エアウェイケースは、前記二酸化炭素濃度測定センサが装着可能であり、前記制御部は、前記二酸化炭素濃度測定センサの動作処理を制御することが好ましい。
また、上述の生体情報取得システムは、前記ネーザルカニューラに接続され、前記通気路に流入する呼吸気の一部を吸引するとともに吸引された呼吸気の二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素濃度測定部と接続可能であるサンプリングチューブを更に有し、前記制御部は、前記二酸化炭素濃度測定部の動作処理を制御することが好ましい。
また、上述の生体情報取得システムにおいて、前記温度センサは、温度を感知する感熱部を有し、前記マウスガイドは、前記感熱部が突入可能な穴部を有することが好ましい。
本発明の酸素マスクは、被検者の呼吸気が流入する通気路と、被検者の鼻又は口からの呼吸気を前記通気路に導く呼吸気導入部と、前記通気路に流入した呼吸気の温度変化を検出する温度センサが装着可能なエアウェイケースと、酸素供給部と、外気と連通する開口部を有し、被検者の鼻又は鼻及び口の外周に装着される患者装着部とを備えていることを特徴とするものである。
また、本発明の酸素マスクにおいて、前記温度センサは、温度を感知する感熱部を有し、前記感熱部は、前記通気路または前記呼吸気導入部に配設されていることが好ましい。
また、本発明の酸素マスクは、更に、被検者の呼吸気を排出する呼吸気排気口を有し、前記温度センサは、温度を感知する感熱部を有し、前記感熱部は、前記呼吸気排気口に配設されていることが好ましい。
本発明のエアウェイアダプタ、生体情報取得システムおよび酸素マスクによれば、温度センサがエアウェイケースに組み込まれ、通気路内部に導入された呼吸気の温度変化を計測することができるため、正確な呼吸情報を安定的に測定することができる。
以下、本発明に係るエアウェイアダプタ、生体情報取得システムおよび酸素マスクの実施形態を添付図面に基づいて説明する。
先ず、図１から図５に基づいて、本発明の第１の実施形態を説明する。
図１は、エアウェイアダプタ１０が、被検者２の顔面３に装着された状態を示している。エアウェイアダプタ１０は、被検者２の呼吸から生体情報を取得収集するためのアダプタである。
図１は、エアウェイアダプタ１０が、被検者２の顔面３に装着された状態を示している。エアウェイアダプタ１０は、被検者２の呼吸から生体情報を取得収集するためのアダプタである。
エアウェイアダプタ１０は、被検者２の排出した呼吸気（呼気とも称する）が流入する通気路を有したエアウェイケース２０と、被検者２の鼻孔４から排出された呼吸気を導くネーザルカニューラ３０（呼吸気導入部の一例）と、被検者２の口５から排出された呼吸気を導くマウスガイド４０（呼吸気導入部の一例）と、エアウェイケース２０に装着可能な二酸化炭素濃度測定センサの測光支持部５０と、当該測光支持部５０に装着可能な温度センサの測温支持部６０と、ネーザルカニューラ３０に形成された分岐通気路７１、７２を備えている。
エアウェイケース２０は、図２に示すように、被検者２の鼻孔４および口５から排出された呼吸気が流入する通気路２１を有している。また、エアウェイケース２０は、エアウェイケース２０に装着された二酸化炭素濃度測定センサの測光支持部５０を支持する支持部２３ａ、２３ｂを有している（図４参照）。
通気路２１の上部はネーザルカニューラ３０と連結されており、下部はマウスガイド４０と連結されている。これにより通気路２１は、鼻孔４から排出される呼吸気と口５から排出される呼吸気とが一緒に流入する共通の呼吸気室として機能している。図３において呼吸気室に導かれる呼吸気の流れを模式的に示すと、鼻孔４から排出される呼吸気の流れが矢印３７のように、口５から排出される呼吸気の流れが矢印４３のようになる。
ネーザルカニューラ３０は、被検者２の鼻孔４内に挿入して用いられる一対の挿入部３１、３２を有している。挿入部３１、３２は、内部が中空の誘導通気路３３、３４になっており、それらの基端部３５において合流部３６を形成している。
基端部３５は、エアウェイケース２０の上端部に連結されており、合流部３６はエアウェイケース２０の上端部に形成された開口を通じて通気路２１に連通している。鼻孔４から排出された呼吸気は、挿入部３１、３２内を通って合流部を経由しエアウェイケース２０の通気路２１に導かれる。
挿入部３１、３２は、シリコンゴム、ポリプロピレン、塩化ビニル、エラストマ等の柔軟性を有する素材から構成されている。なお、通気路２１は生体の鼻孔に挿入されていない部分であればよく、誘導通気路３３、３４や合流部３６を含んでも良い。
ネーザルカニューラ３０の挿入部３１、３２には、誘導通気路３３から３４にまたがる内壁に沿って支持部材３８が設けられている。支持部材３８は、可塑変形可能な素材（例えば、針金）により形成されているため、力を加えることにより変形し加えた力を解除することにより変形後の形状を保持する。これにより支持部材３８は、鼻中壁４ａに対向する挿入部３１、３２の内壁部分を可塑変形可能部として機能させている。
挿入部３１、３２に力を加え、支持部材３８を鼻中壁４ａ表面の形状に沿うように可塑変形させると、力を解除した後も支持部材３８は変形後の形状を保持する。これにより鼻中壁４ａから挿入部３１、３２が離間するのを防ぐことができ、エアウェイアダプタ１０が顔面３に装着された状態を保持することができる。
マウスガイド４０は、被検者２の口５から排出された呼吸気をエアウェイケース２０の通気路２１に導くためのガイド部材であり、エアウェイケース２０の下部に連結して設けられている。マウスガイド４０は、全体がドーム状に形成されており、その内部には空間が形成され、この空間が誘導通気路４１を構成している。
誘導通気路４１は、エアウェイケース２０の下端部に形成された開口を通じて通気路２１に連通している。マウスガイド４０は、エアウェイアダプタ１０が被検者２の顔面３に装着される際に、被検者２の口５の前方に配置される。口５から排出された呼吸気は、誘導通気路４１を経由してエアウェイケース２０の通気路２１に導かれる。
マウスガイド４０は、エアウェイケース２０に対し支軸４２（図４参照）を介して回動可能に支持されている。マウスガイド４０を支軸４２周りに前後方向へ回動させることにより、被検者２の口５に対するマウスガイド４０の位置を調節することができる。適正な量の呼吸気を通気路２１に導くことができるように、マウスガイド４０と口５の間の距離を適宜調節することができる。なお、通気路２１は誘導通気路４１を含んでも良い。
測光支持部５０は、二酸化炭素濃度測定センサの一部を構成する部材であり、図３および図４に示すように、エアウェイケース２０に装着される。測光支持部５０はエアウェイケース２０の通気路２１を挟むようにエアウェイケース２０に装着され、装着された測光支持部５０はエアウェイケース２０の支持部２３ａ、２３ｂによって把持される。測光支持部５０は、エアウェイケース２０に対して着脱可能に設けられている。
測光支持部５０は、図２に示すように、発光素子５１と受光素子５２を具備しており、測光支持部５０がエアウェイケース２０に装着されたとき、この発光素子５１の発光面と受光素子５２の受光面とが、通気路２１の側面に対向する。そして、発光素子５１と受光素子５２は、通気路２１を挟んで同一光軸上に対向配置される。
通気路２１は、このように発光素子５１と受光素子５２の間を横切って延びるように形成されている。本実施形態の発光素子５１は赤外線光源によって、また、受光素子５２はフォトダイオードによって構成することができる。発光素子５１、受光素子５２は、二酸化炭素濃度取得部１０４（図５参照）とリード線５３、５４によって接続されている。
測温支持部６０は、温度センサの一部を構成する部材であり、図３および図４に示すように、二酸化炭素濃度測定センサの測光支持部５０に装着される。測温支持部６０は、測光支持部５０に対して着脱可能に設けられている。測温支持部６０は、呼吸気の温度変化を感知し検出するための感熱部６１、６２を具備している。
感熱部６１、６２は、少なくとも１つ以上、この形態では２つ設けられており、測温支持部６０を測光支持部５０に装着した時に、エアウェイケース２０の通気路２１内に配設されるようになっている。なお、図示しないが、感熱部が複数ある場合、一方（主に鼻からの呼吸気用）が通気路２１（誘導通気路３３、３４、４１及び合流部３６を含んでも良い）内に配設され、他方（主に口からの呼吸気用）がマウスガイド４０内に配設される態様であっても良い。
通気路２１には側面を貫く貫通孔が形成され、測温支持部６０を装着した時に感熱部６１、６２がこの貫通孔を通って通気路２１内に配設される。また、感熱部６１、６２は、通気路２１内のうち、鼻孔から排出される呼吸気と口から排出される呼吸気とが共に導かれて流入する通気路の内部（呼吸気室）に配設されている。さらに、感熱部６１、６２は、図２および図３に示すように、発光素子５１から照射されて受光素子５２で受光される光の光路を遮断しない位置に配設されている。
感熱部は、例えば、熱電対によって構成することができる。感熱部６１、６２は、呼吸温取得部１０３（図５参照）とリード線６３、６４によって接続されている。なお、熱電対は、一つの熱電対で鼻と口とを測定しても良いし、二つの熱電対をそれぞれ鼻用と口用とに分けて測定できるようにしても良い。
なお、測温支持部６０が装着される位置はこの形態で示す位置に限定されるものではなく、感熱部６１、６２を通気路２１内（発光素子から受光素子への光を遮断しない位置）に配設することができる要件を満たす位置であればよい。
したがって、必ずしも測温支持部６０を二酸化炭素濃度測定センサの測光支持部５０に装着する必要はなく、例えば、エアウェイケース２０やネーザルカニューラ３０等に装着するようにしてもよい。また、測光支持部５０に測温支持部６０を装着する場合であっても、この第１の実施形態とは逆に、測光支持部５０をエアウェイケース２０の後ろ（顔面３）側からエアウェイケース２０に装着し、測温支持部６０をエアウェイケース２０の前側から装着する構成としてもよい。また、感熱部は、上記要件を満たすものであれば多数（２つ以上）設けるようにしてもよい。
分岐通気路７１、７２は、鼻孔４から排出される呼吸気により発生した圧力を、圧力センサの圧センサ部７５（図４、図５参照）に導く通気路である。分岐通気路７１、７２は、ネーザルカニューラ３０の挿入部３１、３２内の誘導通気路３３、３４と合流部３６において連通しており、挿入部３１、３２の基端部３５（根元部）から左右方向に延設されている。すなわち、分岐通気路７１、７２は、ネーザルカニューラ３０の一部として形成されている。
分岐通気路７１、７２の先端部には、それぞれチューブ（ビニル樹脂）７３、７４が連結されており、チューブ７３、７４の先端は圧センサ部７５に連結されている。鼻孔４から排出される呼吸気の一部は分岐通気路７１、７２に導かれ、チューブ７３、７４を通じて圧センサ部７５に導かれる。なお、分岐通気路７１、７２は、ネーザルカニューラ３０（挿入部３１、３２）に対して着脱可能に設けられる構成であってもよい。
図５は、第１の実施形態に係る生体情報取得システム１の構成を示すブロック図である。
エアウェイケース２０の通気路２１内に配設される測温支持部６０の感熱部６１、６２は、生体情報を処理するための処理装置１００に設けられた呼吸温取得部１０３と通信可能に接続されている。また、呼吸温取得部１０３は、処理装置１００に設けられた制御部１０１と通信可能に接続されている。
エアウェイケース２０の通気路２１内に配設される測温支持部６０の感熱部６１、６２は、生体情報を処理するための処理装置１００に設けられた呼吸温取得部１０３と通信可能に接続されている。また、呼吸温取得部１０３は、処理装置１００に設けられた制御部１０１と通信可能に接続されている。
ここで、制御部１０１は、生体情報取得システム１の各部を制御するものである。制御部１０１は、図示を省略するが、制御を司るＣＰＵ、ＣＰＵに係る各種処理手順を実行するプログラムが保持されたＲＯＭ、ＣＰＵのワークエリアとして各部（呼吸圧取得部１０２、呼吸温取得部１０３、二酸化炭素濃度取得部１０４等）で取得された各種データを格納するメモリ（ＲＡＭ、フラッシュメモリ等）等を備えている。
呼吸温取得部１０３は、制御部１０１から送信される制御信号に基づいて、感熱部６１、６２が検出した通気路２１内の温度データを取得する。取得した温度データは、制御部１０１に送信されメモリに記憶・保持されるほか、表示装置（図示省略）によって表示される。呼吸温取得部１０３は、感熱部６１、６２から出力される温度データの信号を監視することにより、被検者２の呼吸気の温度変化に基づく生体情報を呼吸情報として取得することができる。
具体的には、通気路２１内には鼻孔４から排出される呼吸気および口５から排出される呼吸気が流入する。鼻孔４と口５の少なくとも一方から排出された呼吸気が通気路２１に導かれると、通気路２１内の温度が変化する。その結果、通気路２１内に配設された感熱部６１、６２によって計測される温度も変化する。
したがって、例えば、就寝中の通気路２１内の温度データを取得することにより被検者２の就寝状態（無呼吸状態の発生等）を判別することができる。感熱部６１、６２と、当該感熱部を具備する測温支持部６０と、呼吸温取得部１０３は、本発明における温度センサとして機能している。
測光支持部５０に具備される発光素子５１と受光素子５２は、処理装置１００に設けられた二酸化炭素濃度取得部１０４と通信可能に接続されている。また、二酸化炭素濃度取得部１０４は、処理装置１００に設けられた制御部１０１と通信可能に接続されている。
二酸化炭素濃度取得部１０４は、制御部１０１から送信される制御信号に基づいて、発光素子５１に対して光を照射すべき旨を示す発光信号を出力する。この発光信号を受けた発光素子５１は、所定の波長を有する光（赤外光）を照射する。発光素子５１から照射された光は、通気路２１を横断して受光素子５２によって受光される。受光素子５２は、受光強度に応じた出力信号を出力する。受光素子５２から出力された出力信号は、二酸化炭素濃度取得部１０４によって取得される。
取得された出力信号（濃度情報（濃度データ））は、制御部１０１に送信されメモリに記憶・保持されるほか、表示装置（図示省略）によって表示される。二酸化炭素濃度取得部１０４は、受光素子５２から出力される出力信号を監視することにより、被検者２の呼吸気に含まれる二酸化炭素濃度に基づく生体情報を呼吸情報として取得することができる。
具体的には、被検者２の鼻孔４と口５の少なくとも一方から排出された呼吸気がエアウェイケース２０の通気路２１に導かれると、通気路２１内の二酸化炭素濃度が増加する。発光素子５１の発光面と受光素子５２の受光面とは、通気路２１を挟んで同一光軸上に対向配置されているので、発光素子５１から照射された赤外線の光は通気路２１内の二酸化炭素によって吸収される。通気路２１内の二酸化炭素濃度が増加すると、二酸化炭素によって吸収される赤外線の割合も多くなるため、受光素子５２による受光強度が低下し、その結果、受光素子５２から出力される出力信号の状態が変化する。
このように、発光素子５１と、受光素子５２と、当該発光素子と受光素子を具備する測光支持部５０と、二酸化炭素濃度取得部１０４は、本発明における二酸化炭素濃度測定センサとして機能する。
ネーザルカニューラ３０の挿入部３１、３２から左右方向に延設される分岐通気路７１、７２は、チューブ７３、７４を介して圧センサ部７５に連結されている。また、圧センサ部７５は、処理装置１００に設けられた呼吸圧取得部１０２と通信可能に接続されている。さらに、呼吸圧取得部１０２は、処理装置１００に設けられた制御部１０１と通信可能に接続されている。
呼吸圧取得部１０２は、制御部１０１から送信される制御信号に基づいて、圧センサ部７５に対して圧力を測定すべき旨を示す圧力信号を出力する。この圧力信号を受けた圧センサ部７５は、分岐通気路７１、７２から送られてくる呼吸気の圧力を検出し、検出した圧力の信号を呼吸圧取得部１０２に出力する。
呼吸圧取得部１０２は、圧センサ部７５から出力された圧力信号のデータを取得する。取得した圧力データは、制御部１０１に送信されメモリに記憶・保持されるほか、表示装置（図示省略）によって表示される。呼吸圧取得部１０２は、圧センサ部７５から出力される圧力データの信号を監視することにより、被検者２の呼吸圧に基づく生体情報を呼吸情報として取得することができる。
具体的には、被検者２の鼻孔４から排出された呼吸気の一部は、分岐通気路７１、７２に導かれチューブ７３、７４を通過して圧センサ部７５に達する。鼻孔からの呼吸気が分岐通気路７１、７２に導かれるとチューブ７３、７４内の圧力が変化する。
圧センサ部７５は、このチューブ７３、７４内の圧力変動を検出し、圧力値に応じた電気信号を出力する。分岐通気路７１、７２と、チューブ７３、７４と、圧センサ部７５と、呼吸圧取得部１０２は、本発明における圧力センサとして機能する。
なお、圧センサ部７５は、必ずしも処理装置１００の外部に別体として設ける必要はなく、処理装置１００の一部として内蔵される構成としてもよい。
本発明の第１の実施形態に係るエアウェイアダプタ、および生体情報取得システムは、以上のような構成を有することにより、以下の作用効果を有する。
感熱部６１、６２は、鼻孔４から排出される呼吸気と口５から排出される呼吸気が共に導かれる通気路の内部（呼吸気室）に設けられているので、共通の感熱部６１、６２を使用して鼻孔４からの呼吸気と口５からの呼吸気を測定することができ、呼吸気の温度変化に基づく生体情報を呼吸情報として確実に取得することができる。
感熱部６１、６２は、鼻孔４から排出される呼吸気と口５から排出される呼吸気が共に導かれる通気路の内部（呼吸気室）に設けられているので、共通の感熱部６１、６２を使用して鼻孔４からの呼吸気と口５からの呼吸気を測定することができ、呼吸気の温度変化に基づく生体情報を呼吸情報として確実に取得することができる。
また、感熱部６１、６２を通気路２１内に格納した状態で配設しているので、生体情報の取得時において感熱部６１、６２を生体（被検者の皮膚）に接触させることなく、安定して呼吸情報を取得することができる。特に感熱部６１、６２は鼻孔に挿入されない位置に配設されるため、被検者が寝返りなどをうったとしても、生体に接触する可能性は極めて低いため、安定して呼吸情報を取得することができる。また生体の鼻汁による影響も軽減する。
また、生体が口呼吸をしている際も、マウスガイド４０が確実に呼吸気を通気路へ誘導するため、生体の開口の状態によらずに口呼吸時の温度変化の計測を精度良く実現する。
また、感熱部を構成する熱電対が一つの場合、コストを削減できる。また、感熱部を構成する熱電対が複数の場合、それぞれ鼻からの呼吸気と口からの呼吸気の温度変化を測定できる態様で用いれば、鼻呼吸と口呼吸を識別することを可能とする。
また、感熱部６１、６２を、発光素子５１から照射して受光素子５２で受光する光を遮断しない位置に配設しているので、二酸化炭素濃度測定センサによる二酸化炭素濃度の測定を感熱部６１、６２によって妨害することなく、呼吸気に含まれる二酸化炭素濃度に基づく生体情報を正確に取得することができる。
圧力センサの分岐通気路７１、７２は、ネーザルカニューラ３０の挿入部３１、３２に連結されているので、被検者２の鼻孔に挿入部３１、３２を挿入するだけで鼻孔から排出される呼吸気を分岐通気路７１、７２を介して圧センサ部７５に導くことができる。すなわち、分岐通気路７１、７２を鼻孔に挿入することなく呼吸圧に基づく生体情報を取得することができる。特に生体の鼻孔にネーザルカニューラ３０を挿入するだけで、呼吸気の温度変化だけでなく、呼吸気の呼吸圧や呼吸気の二酸化炭素濃度をも測定可能とする。
上述のように、本実施形態のエアウェイアダプタ１０および生体情報取得システムによれば、被検者の呼吸気の温度変化や二酸化炭素濃度や呼吸圧の生体情報を含む呼吸情報を同時に安定して取得することができる。
次に、図６に基づいて、本発明の第２の実施形態を説明する。なお、第１の実施形態に係るエアウェイアダプタ１０および生体情報取得システム１と同一または同様の構成部分については、同一または同様の機能および作用効果を有し、同一の参照番号を付すものとする。
図６に示すように、第２の実施形態に係るエアウェイアダプタ１０Ａは、鼻孔４から排出される呼吸気を圧センサ部に導く分岐通気路を備えていない点において、第１の実施形態に係るエアウェイアダプタ１０と相違している。すなわち、第２の実施形態に係るネーザルカニューラ３０Ａには、鼻孔４から排出される呼吸気をエアウェイケース２０の通気路２１に導くための挿入部３１、３２は形成されているが、鼻孔から排出される呼吸気を圧センサ部へ導くための分岐通気路は形成されていない。その他の構成部分については、第１の実施形態に係るエアウェイアダプタ１０と同様である。
また、図示は省略するが、第２の実施形態に係る生体情報取得システムは、図５に示す第１の生体情報取得システム１のブロック図において、呼吸気の呼吸圧に関する生体情報を取得する圧力センサの構成（分岐通気路７１、７２とチューブ７３、７４と圧センサ部７５と呼吸圧取得部１０２）を備えていない点において、生体情報取得システム１と相違している。すなわち、第２の実施形態に係る生体情報取得システムは、二酸化炭素濃度測定センサと温度センサの２つのセンサを備えている。その他の構成部分については、第１の実施形態に係る生体情報取得システム１と同様である。
第２の実施形態の構成によれば、第１の実施形態と同様に、呼吸気の温度変化に基づく生体情報を呼吸情報として安定して取得することができ、また、呼吸気に含まれる二酸化炭素濃度に基づく生体情報を呼吸情報として正確に取得することができる。
次に、図７と図８を参照して、本発明を酸素マスクに適用する第３の実施形態について説明する。なお、温度センサの感熱部を呼吸気が導かれるエアウェイケースの通気路や呼吸気導入部に設けるという基本的な構成は上述の第１及び２の実施形態と同様であり、同様の機能を有する部材については同一の符号を付し説明を省略する。
図７に示すように、酸素マスク２００は、マスク２０１と、呼吸気導入部２０２と、酸素チューブ２０３（酸素供給部の一例）とを有している。マスク２０１は外気と連通する開口部を有し、その開口部の外周縁部に、患者の鼻や口を覆う患者装着部２０４を有している。
マスク２０１の患者装着部２０４との反対面においては、エアウェイケース２０がマスク２０１に取り付けられている。このエアウェイケース２０には、二酸化炭素濃度センサの測光支持部５０と、測光支持部５０に保持された温度センサの測温支持部６０とが取り付けられている。
また、エアウェイケース２０には、酸素チューブ２０３が固定されている。ここで、患者の肌の乾燥を防ぐため、酸素の噴射口（図示しない）は、患者の鼻や口に直接吹き付けることがないように散乱板２０５に対向する位置に備えられるのが望ましい。また、呼吸気導入部２０２は、患者の鼻や口から吐き出された呼吸気をエアウェイケース２０の通気路２１まで案内するものである。
図８は、二酸化炭素センサと温度センサが取り外された状態の酸素マスク２００の縦断面図であり、図８中の符号２６２は、温度センサが酸素マスク２００に取り付けられた際に、温度センサの感熱部６１、６２が配置される領域の一例を示している。
このような構成の酸素マスク２００によれば、第１及び２の実施形態と同様に、通気路２１内や呼吸気導入部２０２の内部に温度センサの感熱部６１、６２が配置されるため、呼吸気の温度変化に基づく生体情報を呼吸情報として安定して取得することができる。また、酸素を供給する酸素チューブ２０３がエアウェイケース２０の通気路２１とは独立して配置されているため、温度センサの感熱部６１、６２による測定対象の呼吸気は、酸素チューブ２０３内を通過する酸素の温度の影響をうけない構成となっている。従って、酸素マスク２００の構成によれば、酸素を供給しつつ、精度よく患者の呼吸気の温度変化を測定することができる。
次に、図９を参照して、第４の実施形態のエアウェイアダプタ１０Ｂについて説明する。なお、第１の実施形態に係るエアウェイアダプタ１０および生体情報取得システム１と同一または同様の構成部分については、同一または同様の機能および作用効果を有し、同一の参照番号を付すものとする。
図９に示すように、第４の実施形態に係るエアウェイアダプタ１０Ｂは、二酸化炭素濃度測定センサの測光支持部５０を有さない点、温度センサの測温支持部６０がエアウェイケース２０に装着されている点、ネーザルカニューラ３０に形成された分岐通気路７１，７２が、圧センサ部７５に連結されるチューブ７３，７４ではなく、エアウェイアダプタ１０Ｂとは別途設置された二酸化炭素濃度測定装置８２（二酸化炭素濃度測定部の一例）と接続するサンプルチューブ８０，８１と接続されている点において、第１の実施形態に係るエアウェイアダプタ１０と相違している。
すなわち、第４の実施形態に係るエアウェイアダプタ１０Ｂにおいて、測温支持部６０は、エアウェイケース２０に設けられた支持部２３ａ、２３ｂ（図４参照）に、被検者の顔の前方から取り付けられて支持されている。また、エアウェイケース２０に測温支持部６０が支持された状態において、呼吸気の温度変化を感知し検出するための感熱部６１，６２（図４参照）は、エアウェイケース２０の通気路２１内に配設されている。
また、上述のように、エアウェイアダプタ１０Ｂのエアウェイケース２０には、二酸化炭素濃度測定センサの測光支持部５０は装着されていない。ネーザルカニューラ３０に形成された分岐通気路７１，７２には、圧センサ部７５に連結されるチューブ７３，７４ではなく、サンプルチューブ８０，８１の一端がそれぞれ接続されている。そして、サンプルチューブ８０，８１の他端がそれぞれ二酸化炭素濃度装置８２に接続されている。
二酸化炭素濃度装置８２は、第１の実施形態の二酸化炭素濃度測定センサと同様の構成（発光素子５１と、受光素子５２と、二酸化炭素濃度取得部１０４と、制御部１０１を含む構成）を有し、呼吸気の二酸化炭素濃度の検出を行う。二酸化炭素濃度装置８２は、サンプルチューブ８１，８２を介して、ネーザルカニューラ３０からエアウェイケース２０の通気路に流入していく呼吸気の一部を吸引し、吸引した呼吸気の二酸化炭素濃度を検出する。
上記のように構成されたエアウェイアダプタ１０Ｂによれば、センサとしては、温度センサを構成する測温支持部６０がエアウェイケース２０に対して装着されるだけの構成であり二酸化炭素濃度測定センサを構成する各部材はエアウェイケース２０には装着されないため、エアウェイアダプタ１０Ｂを簡易な構成とし軽量化することができる。
なお、上記のように構成されたエアウェイアダプタ１０Ｂの変形例として、ネーザルカニューラ３０に、サンプルチューブ８０，８１が連結される分岐通気路７１，７２に加えて別の分岐通気路を形成し、この分岐通気路に圧センサ部７５に連結されるチューブ７３，７４を連結しても良い。この構成であっても、二酸化炭素濃度測定センサを構成する各部材はエアウェイケース２０には装着されないため、エアウェイアダプタ１０Ｂを簡易な構成とし軽量化することができる。
次に、図１０と図１１を参照して、第５の実施形態のエアウェイアダプタ１０Ｃについて説明する。なお、第１の実施形態に係るエアウェイアダプタ１０および生体情報取得システム１と同一または同様の構成部分については、同一または同様の機能および作用効果を有し、同一の参照番号を付すものとする。
図１０と図１１に示すように、第５の実施形態に係るエアウェイアダプタ１０Ｃは、マウスガイド４０Ａに穴４４ａ，４４ｂが形成されている点、測温支持部６０Ａが測光支持部５０に対して被検者の顔の前方から取り付けられる点、測温支持部６０Ａがネーザルカニューラ３０側に突出する棒状の感熱部６５ａ，６５ｂとマウスガイド４０Ａ側に突出する棒状の感熱部６５ｃ，６５ｄを有する点において、第１の実施形態に係るエアウェイアダプタ１０と相違している。
すなわち、第５の実施形態に係るエアウェイアダプタ１０Ｃにおいて、マウスガイド４０Ａには、貫通する２つの穴４４ａ，４４ｂ（穴部の一例）が形成されている。
また、測温支持部６０Ａは、ネーザルカニューラ３０側（図１０の図面上の上方側）に突出する棒状の２本の感熱部６５ａ，６５ｂと、マウスガイド４０Ａ側（図１０の図面上の下方側）に突出する棒状の２本の感熱部６５ｃ，６５ｄを有している。これら感熱部６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄは、第１の実施形態の感熱部６１，６２と同様の機能を有するものであり、呼吸気の温度変化を感知し検出するセンサ部として機能する。測温支持部６０Ａは、エアウェイケース２０に取り付けられた測光支持部５０に対して、被検者の顔の前方から取り付けられる。
エアウェイケース２０に取り付けられた測光支持部５０に対して測温支持部６０Ａが装着された状態において、感熱部６５ａ，６５ｂは、ネーザルカニューラ３０の挿入部３１，３２上に載置されている。この感熱部６５ａ，６５ｂの各先端部は、挿入部３１，３２とともに、それぞれ被検者２の鼻孔４内に挿入されている。また、この状態において、感熱部６５ｃ，６５ｄは、マウスガイド４０Ａに形成された穴４４ａ，４４ｂにそれぞれ挿入（突入）され、感熱部６５ｃ，６５ｄの各先端部は、マウスガイド４０Ａの内側空間（マウスガイドと被検者の口部との間の空間）内に露出している。
上記のように構成されたエアウェイアダプタ１０Ｃによれば、感熱部６５ａ，６５ｂによって鼻孔４からの呼吸気の温度変化を測定し、感熱部６５ｃ，６５ｄによって口５からの呼吸気を測定することができ、呼吸気の温度変化に基づく生体情報を呼吸情報として確実に取得することができる。
また、感熱部６５ａ，６５ｂをネーザルカニューラ３０の挿入部３１，３２上に載置し、感熱部６５ｃ，６５ｄをマウスガイド４０Ａに形成された穴４４ａ，４４ｂに挿入するように構成することで、生体情報の取得時において感熱部６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄを生体（被検者の皮膚）に接触させることなく、安定して呼吸情報を取得することができる。
また、測温支持部６０Ａは、エアウェイケース２０に取り付けられた測光支持部５０に対して、被検者の顔の前方から取り付けることができるため、エアウェイアダプタ１０Ｃを被検者に装着する装着作業が容易となる。
なお、上記例では、マウスガイド４０Ａに穴４４ａ，４４ｂを形成する形態を例示したが、これに限らない。例えば、ネーザルカニューラ３０の挿入部３１，３２に、感熱部６５ａ，６５ｂがそれぞれ挿入される穴を形成し、これらの穴を介して、感熱部６５ａ，６５ｂの各先端部を挿入部３１，３２の中空部分にそれぞれ露出させる構成としても良い。
次に、図１２を参照して、本発明を酸素マスクに適用する第６の実施形態について説明する。なお、酸素マスクの基本的な構成は第３の実施形態と同様であり、また、エアウェイケース、二酸化炭素測定センサおよび温度センサの基本的な構成については第５の実施形態と同様であり、同様の機能を有する部材については同一の符号を付して説明を省略する。
図１２（ａ）〜（ｃ）に示されるように、マスク２０１の患者装着部２０４との反対面において、エアウェイケース２０がマスク２０１に取り付けられている。このエアウェイケース２０は、側光支持部５０を支持する支持部２１２を有し、この支持部２１２の一部に開口部２１０（呼吸気排気口の一例）が形成されている。開口部２１０は、エアウェイケース２０の通気路２１に導通しており、患者の吐いた呼吸気の一部は開口部２１０から排出される。
温度センサの測温支持部６０Ａは、複数の棒状の感熱部２１１を有している。図１２（ｂ）や（ｃ）に示されるように、このエアウェイケース２０に、二酸化炭素濃度センサの測光支持部５０と、測光支持部５０に保持される測温支持部６０Ａとが取り付けられた状態において、感熱部２１１は、開口部２１０の上方に配置される。この構成により、感熱部２１１は、患者の吐いた呼吸気に対して露出され、呼吸気の温度変化に基づく生体情報を呼吸情報として確実に取得することができる。また、この構成により、感熱部２１１を生体（被検者の皮膚）に接触させることなく、安定して呼吸情報を取得することができる。
本発明は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、睡眠時無呼吸検査等の医療分野に利用可能である。
１０：エアウェイアダプタ、２０：エアウェイケース、２１：通気路、３０：ネーザルカニューラ、３１、３２：挿入部、４０：マウスガイド、５０：測光支持部、５１：発光素子、５２：受光素子、６０：測温支持部、６１、６２：感熱部、７１、７２：分岐通気路、７３、７４：チューブ、７５：圧センサ部、１０１：制御部、１０２：呼吸圧取得部、１０３：呼吸温取得部、１０４：二酸化炭素濃度取得部、２００：酸素マスク
Claims (16)
- 被検者の呼吸気が流入する通気路と、
被検者の鼻又は口からの呼吸気を前記通気路に導く呼吸気導入部と、
前記通気路に流入した呼吸気の温度変化を検出する温度センサが着脱可能に装着可能なエアウェイケースと、
を備え、
前記温度センサは、温度を感知する感熱部を有し、
前記温度センサが前記エアウェイケースに装着された状態において、前記感熱部は、前記通気路を構成する側面に設けられた貫通孔を介して前記通気路の内部に突入した状態で配設される、または、前記呼吸気導入部に設けられた貫通孔を介して前記呼吸気導入部の内部に突入した状態で配設される、ことを特徴とするエアウェイアダプタ。 - 前記呼吸気導入部は、
被検者の鼻孔からの呼吸気を前記通気路に導くネーザルカニューラと、
被検者の口からの呼吸気を前記通気路に導くマウスガイドと、
から構成されることを特徴とする請求項１に記載のエアウェイアダプタ。 - 前記呼吸気導入部は、呼吸気により発生した圧力を測定する圧センサ部と接続可能な分岐通気路を有することを特徴とする請求項１に記載のエアウェイアダプタ。
- 前記呼吸気導入部は、被検者の鼻孔からの呼吸気を前記通気路に導くネーザルカニューラであることを特徴とする請求項３に記載のエアウェイアダプタ。
- 前記通気路に流入した呼吸気の二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素濃度測定センサを更に備え、
前記二酸化炭素濃度測定センサは前記エアウェイケースに装着可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のエアウェイアダプタ。 - 前記二酸化炭素濃度測定センサは、前記エアウェイケースに装着される測光支持部を有し、
前記測光支持部は、前記エアウェイケースの通気路を挟むように前記エアウェイケースに装着され、当該通気路を挟んで同一光軸上に対向配置される発光素子と受光素子を具備し、
前記感熱部は、前記通気路内において前記光軸を遮断しない位置に配設されていることを特徴とする請求項５に記載のエアウェイアダプタ。 - 前記温度センサは、前記二酸化炭素濃度測定センサの測光支持部に着脱可能な測温支持部を有することを特徴とする請求項６に記載のエアウェイアダプタ。
- 前記呼吸気導入部に接続され、前記通気路に流入する呼吸気の一部を吸引するとともに吸引された呼吸気の二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素濃度測定部と接続可能であるサンプリングチューブを有することを特徴とする請求項１に記載のエアウェイアダプタ。
- 前記呼吸気導入部は、呼吸気により発生した圧力を測定する圧センサ部と接続可能な分岐通気路を有することを特徴とする請求項８に記載のエアウェイアダプタ。
- 前記呼吸気導入部は、被検者の鼻孔からの呼吸気を前記通気路に導くネーザルカニューラであることを特徴とする請求項９に記載のエアウェイアダプタ。
- 前記呼吸気導入部は、被検者の口からの呼吸気を前記通気路に導くマウスガイドであることを特徴とする請求項１に記載のエアウェイアダプタ。
- 被検者の呼吸気が流入する通気路と、
被検者の鼻孔からの呼吸気を前記通気路に導くネーザルカニューラと、
被検者の口からの呼吸気を前記通気路に導くマウスガイドと、
被検者の呼吸気の温度変化を検出する温度センサと、
前記温度センサが着脱可能に装着可能なエアウェイケースと、
前記温度センサの動作処理を制御する制御部と、
を備え、
前記温度センサは、温度を感知する感熱部を有し、
前記温度センサが前記エアウェイケースに装着された状態において、前記感熱部は、前記通気路を構成する側面に設けられた貫通孔を介して前記通気路の内部に突入した状態で配設される、または、前記マウスガイドに設けられた貫通孔を介して前記マウスガイドの内部に突入した状態で配設される、ことを特徴とする生体情報取得システム。 - 鼻孔からの呼吸気により発生した圧力を導く分岐通気路と、圧センサ部と、呼吸圧取得部とから構成される圧力センサを更に備え、
前記分岐通気路は、前記ネーザルカニューラに連結されていることを特徴とする請求項１２に記載の生体情報取得システム。 - 被検者の呼吸気の二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素濃度測定センサを更に備え、
前記エアウェイケースは、前記二酸化炭素濃度測定センサが装着可能であり、
前記制御部は、前記二酸化炭素濃度測定センサの動作処理を制御することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の生体情報取得システム。 - 前記ネーザルカニューラに接続され、前記通気路に流入する呼吸気の一部を吸引するとともに吸引された呼吸気の二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素濃度測定部と接続可能であるサンプリングチューブを更に有し、
前記制御部は、前記二酸化炭素濃度測定部の動作処理を制御することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の生体情報取得システム。 - 被検者の呼吸気が流入する通気路と、
被検者の鼻又は口からの呼吸気を前記通気路に導く呼吸気導入部と、
前記通気路に流入した呼吸気の温度変化を検出する温度センサが着脱可能に装着可能なエアウェイケースと、
酸素供給部と、
外気と連通する開口部を有し、被検者の鼻又は鼻及び口の外周に装着される患者装着部と、
を備え、
前記温度センサは、温度を感知する感熱部を有し、
前記温度センサが前記エアウェイケースに装着された状態において、前記感熱部は、前記通気路を構成する側面に設けられた貫通孔を介して前記通気路の内部に突入した状態で配設される、または、前記呼吸気導入部に設けられた貫通孔を介して前記呼吸気導入部の内部に突入した状態で配設される、ことを特徴とする酸素マスク。
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