JP2001516255A - 呼吸熱量計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 被験者の酸素消費量を単位時間毎に測定するための間接熱量計がマウスピース(１２)を採用し、これを通して、被験者が一定時間呼吸する。導管がマウスピース(１２)を流量計(１４)及びカプノメーター(２６)に連結し、その結果、被験者の吸入及び呼気は流量計(１４)を通り、呼気はカプノメーター(２６)も通る。流量計(１４)及びカプノメーター(２６)からの電気信号を計算機(２２)に供給し、計算機(２２)は、検査中、カプノメーター(２６)によって測定されるような呼気の瞬間ＣＯ₂含有量と流量計(１４)によって測定されるような容積とを掛け算したものを積算し、その量を呼気容積から減算し、その差を吸入容積から減算することによって、被験者が吐き出したＣＯ₂量を計算する。変形の実施形態では、装置は被験者の心拍出量及び酸素送出量を測定することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】 呼吸熱量計発明の分野 本発明は、被験者の代謝率を、一定時間にわたる呼吸中、被験者の酸素消費量 を測定することによって決定するための間接熱量計に関し、更に詳細には、流量 計及びカプノメーターを採用して、吸入ガス容積と、呼気ＣＯ₂容積を差し引い た呼気ガス容積との差を計算するそのような熱量計に関する。発明の背景 人間のエネルギー消費量の測定は、代謝作用が正常値から外れた入院患者の給 食に適したカロリー含量の決定、カロリー摂取の調整が目標減量を達成させる減 量ダイエットの進行の監視、及び運動中のエネルギー消費量の決定を含む多数の 理由で重要である。 呼吸中、酸素消費量を測定するための種々の間接熱量計が発明されている。出 願人の米国特許第4,917,108号、同第5,038,792号、同第5,179,985号及び同第5,1 78,155号に開示されている呼吸熱量計の１つの形態が、被験者の吸入容積と、呼 気中の炭酸ガスを吸収スクラバーによって取除いた後の被験者の呼気容積とを一 定時間にわたって測定する。これらの測定値は測定時間にわたって積算され、２ つの合計された容積の差は被験者の酸素消費量の測定値になる。これは、吸入酸 素は被験者の肺の血液中に吸収されるか、或いは呼気中、放出されるかのいずれ かである事実による。血液に吸収された酸素のある部分はＣＯ₂に取って代わる 。ＣＯ₂量を呼気容積から取り去るとき、一定時間にわたる吸入容積と呼気容積 との合計された差は吸収された酸素量と等しい。 これらの従来の熱量計の或る変形例では、カプノメーターも一回の呼吸中の呼 気ＣＯ₂量の瞬間値を測定するのに使用され、ＣＯ₂生産量、安静エネルギー消費 量(ＲＥＥ)及び呼吸商(RＱ)の計算を可能にする。 ＣＯ₂と反応して水と塩になる水酸化ナトリウム又は水酸化カルシウムのよう な、これらの前述の装置に使用される吸収スクラバーは、ＣＯ₂を吸収する限界 能力を有し、一定使用期間後、それらを再補充しなければならない。スクラバー はまた、熱量計の他の構成要素と比較して大きくて重い。本発明の概要 本発明は、測定時間にわたって、呼気炭酸ガス容積を測定し、その容積を総呼 気容積から減算したものの合計を計算し、次いで、その合計を吸入容積から減算 してＶＯ₂に到達することによって、出願人の前述の装置に使用されている炭酸 ガススクラバーの必要をなくす。呼気炭酸ガス容積を、好ましくは、カプノメー ターによって測定されるような呼気の瞬間炭酸ガスパーセントと、流量計によっ て測定されるような呼気容積とを掛け算したものを積算することによって測定す る、ＶＣＯ₂＝Ｖ_e（％ＣＯ₂）。 流量計は電気信号を瞬間流量容積の関数として発生させ、この信号を、好まし くは、カプノメーターセンサーの電気出力と一緒にマイクロプロセッサーベース の計算機に送信する。本発明の好ましい実施形態が、吸入及び呼気流量容積の両 方を測定する双方向流量計を使用する。温度及び／又は湿度調整装置を、流入空 気の温度及び／又は湿度と呼気の温度及び／又は湿度とを等しくするのに使用し 、その結果、均一流を測定するのが良い。変形例として、装置は温度、湿度及び ／又は大気圧を表す信号を、熱量計又は外部に配置されたセンサーから受信して も良いし、或いは、前記信号に基づいた流量測定のための補正ファクターを入力 し、計算するキーボードから受信しても良い。この形態では、吸入と呼気との違 いを、カプノメーターによって測定された流れているガス中のＣＯ₂の有無によ って、或いは流量計の出力に適用されるゼロ交叉アルゴリズムによって決定する 。 変形例として、本発明は、吸入流量容積及び呼気流量容積が両方とも流量計を 同じ方向に通過するように配列した一方向流量センサー、導管、一方向弁を採用 しても良く、多分、好ましい実施形態の双方向流量センサーよりも精密な流量測 定値を得る。 マイクロプロセッサーは、ＶＯ₂を計算し且つ表示することに加えて、ＲＥＥ 、 ＲＱ及び炭酸ガス生産率を計算し且つ表示しても良い。 1988年発行の「米国電気電子工学会(ＩＥＥＥ)会報及び生体医用工学」第35巻 653乃至661ページのカペック(Capek)とロイ(Roy)による論文に記載されている部 分ＣＯ₂再呼吸を使用する心拍出量測定の非回避的(nonevasive)方法を実行して 、被験者の心拍出量を計算するのに、本発明の別の変形実施形態を使用するのが 良い。本発明のこの実施例は２段階測定を採用する。第１段階では、装置を、本 発明の他の実施形態と本質的に同じ仕方で構成して酸素消費量を測定する。使用 時間にわたって、例えば３分間、マイクロプロセッサーはＶＯ₂、ＶＣＯ₂及び呼 気終末の呼吸の炭酸ガス含有量である呼気終末炭酸ガス濃度(etＣＯ₂)を測定す る。これらの値を記憶し、次いで、装置を、各呼気の終末部分が装置から放出さ れないで捕捉される形態に切換え、その結果、次の吸入中、各呼気の終末部分が 被験者に供給されるガスの最初の部分を形成する。これは、呼気通路にデッドス ペース室を作ることにより達成される。被験者は、３０秒のような短い時間、こ の仕方で呼吸する。この時間中、呼吸から呼吸までのetＣＯ₂及び総ＶＣＯ₂を記 録する。次いで、計算機は次の計算を実行する。 ここで、ΔＶＣＯ₂は、前記２つの記録中の一回の呼吸あたりの呼気ＣＯ₂の総容 積の差に等しく、ΔetＣＯ₂は、前記２つの記録間の呼気終末炭酸ガス濃度の差 である。図面の簡単な説明 本発明の他の利点及び応用が、本発明の種々の実施形態の次の詳細な説明によ って明らかになろう。説明は以下の添付図面を参照する。 図１は、電気出力を計算機に供給する双方向流量センサー及びカプノメーター を採用する呼吸熱量計からなる、本発明の好ましい実施形態の図式的な線図であ る。 図２は、被験者の吸入及び呼気を流量計から同方向に差し向ける一方向流量セ ンサー、導管及び弁を使用する、本発明の変形の実施形態を表す呼吸熱量計の図 式的な線図である。 図３は、２つの一方向流量センサーを採用する間接熱量計の実施形態である。 図４は、酸素消費量装置及び心拍出量測定装置からなる、本発明の別の実施形 態の図式的な線図である。発明の詳細な説明 現在の酸素消費量計の好ましい実施形態を図式的に示した図１を参照すれば、 周囲空気でも良いし、或いはある形態の正圧の換気装置でも良い呼吸ガス供給源 が１０で図式的に図示される。呼吸機能を測定すべき被験者又は患者が、口の中 を通る吸入及び呼気空気用の単独通路を形成するために使用者の口の内面に係合 するようになっているマウスピース１２の形態をとる呼吸コネクターを通して呼 吸する。在来の構成のノーズクランプ(図示せず)を採用して、すべての呼吸空気 がマウスピース１２の中を通るようにする。変形形態では、鼻並びに口に係合す るマスクを採用しても良い。 装置は、好ましくは商標「MEDGRAPHICS」でミネソタ州セントポールのメディカ ルグラフィックス社によって製造されているような差圧型の双方向流量計１４を 採用する。変形例として、示差温度型のような他の形態の流量変換器を使用して も良い。流量センサー１４は、装置からいずれの方向にも流れるガスを正確に測 定するように設計される。流量計は２本の別々の管状の線２０を、マイクロプロ セッサーベースの計算及び表示ユニット２２内に配置された一対の圧力変換器に 供給する。 流量計１４の一端はカプノメーター２６に連結される。カプノメーターは、そ れを通過するガス容積中のＣＯ₂濃度のパーセントの関数である電気信号を発生 させるように作動する。カプノメーターは、米国特許第4,589,858号、同第4,859 ,859号、同第4,914,720号又は同第4,958,075号に記載されているカプノメーター のような在来の型式のものが良い。カプノメーターからの電気信号は線２８でマ イクロプロセッサーベースのユニット２２に供給される。 コネチカット州ウォーリングフォードのノバメトリックスメディカルシステム 社が、組合せたカプノメーター及び流量計を採用する呼吸プロファイルモニター を製造しており、それを本発明に使用するのが良い。流量計１４の他端は温度及 び／又は湿度調整装置３２に連結される。このユニットは、水分又は温度のいず れか、又はそれらの両方を呼気と厳密に整合させてセンサー１４によって測定さ れる流量の正確さを改善するために、吸入呼吸ガスに働くように作用する。湿度 調整機能を、繊維気泡材料又はスポンジで形成したフィルターのような「人工ノ ーズ」と称する型式の水分吸収フィルターによって得ても良い。このユニットは 、ガスの水蒸気成分がフィルターに含有する水分レベルよりも高いと、フィルタ ーを通過する水蒸気を吸収するように作用し、フィルターの水蒸気レベルがガス の水蒸気レベルよりも高いと、水蒸気をガスに加えるように作用する。ユニット ３２には吸入ガスと呼気ガスの両方が通るので、吸入ガスと呼気ガスとを等しく する傾向がある。ユニットは又、冷却ガスを呼吸ガス供給源から呼気の体温まで 引き上げる活性加熱要素を有する。 変形例として、装置は大気圧、室温、及び湿度を表す信号をセンサーから受信 しても良いし、或いは、これらの信号に基づいた流量測定のための補正ファクタ ーを入力し、計算するキーボードから受信しても良い。吸入と呼気の違いを、カ プノメーター単独で測定された流れているガス中のＣＯ₂の有無によって決定し ても良いし、或いは、それとゼロ公差アルゴリズムによる流量計信号の分析とを 組合せて決定しても良い。 調整装置３２の他端は呼吸ガス供給源１０に連結される。従って、被験者の吸 入時、ガスは呼吸ガス供給源１０から一連の温度／湿度補償器３２、カプノメー ター２６、流量センサー１４を通って吸込まれる。呼気は、一連の要素３２、２ ６及び１４の中を逆方向に通る。 マイクロプロセッサーベースの計算及び表示ユニット２２は、線２０を介した 流量計からと、線２８を介したカプノメーターからの２つの圧力信号を受信する 。検査中、典型的には最後の３乃至５分、ユニット２２は、吸入中、流量計１４ からの信号を積算し、同様に、呼気中、流量計の読みを積算する。ユニットは又 、線２８のパーセントＣＯ₂信号と線２０の容積信号とを掛け算し、その値を、 検査中、積算することによって、検査時間中、呼気ＣＯ₂の総容積を表す信号を 発生させる。次いで、ユニット２２は、呼気ＣＯ₂容積を総呼気容積から減算し 、 その差を吸入容積から減算することによって、単位時間毎の酸素消費量ＶＯ₂を 計算し且つ表示する。ユニット２２は呼気ＣＯ₂容積も表示する。ユニット２２ は、好ましくは、デジタルベースで動作し、もし線２０及び２８の信号がアナロ グ信号であるならば、本発明の好ましい実施形態にあるように、ユニットはそれ らの信号をデジタル化する。ユニット２２と関連したキーボード４２が、種々の ファクターの記憶及び表示を出願人の前述の特許装置と同じ仕方で可能にする。 被験者の酸素消費量ＶＯ₂及び安静エネルギー消費量を単位時間毎のキロカロ リーで計算することに加えて、計算機２２は、好ましくは、単位時間毎の呼気Ｃ Ｏ₂容積、ＶＣＯ₂／ＶＯ₂と等しいＲＱＮ及びウィアー(Weir)の式ＲＥＥ(ＫＣ／ 24時)＝1440(ＶＯ₂Ｘ3.341)＋(ＶＣＯ₂Ｘ1.11)から計算したＲＥＥの表示を生じ させ、ここでのＶＯ₂及びＶＣＯ₂は両方ともミリリットル毎分で測定される。 図２に示した熱量計の変形の実施形態が、カプノメーターセンサー６２と温度 及び／又は湿度調整装置６４との間の導管によって連結された一方向流量センサ ー６０を採用する。流量センサー６０は一対の圧力信号を、キーボード４２を有 するマイクロプロセッサーベースの計算及び表示ユニット２２内に配置された適 当な変換器に線６６で供給する。カプノメーター６２は電気出力信号を線６８で ユニット２２に供給する。マウスピース７０のような患者接続部が、吸入ガスを 流量計６０の出口から一方向弁７２を経て受入れる。マウスピース７０からの呼 気を一方向弁７４によって調整装置６４の入口に通す。周囲空気又は換気装置か ら装置への呼吸ガスの入口は一方向弁７６を通り、前記供給源に戻る装置の出口 は第４一方向弁を通る。 被験者がコネクター７０から吸入するとき、呼吸ガスは弁７６から吸込まれ、 一連の調整装置６４、カプノメーター６２、流量計６０を通って、弁７２によっ てマウスピース７０に差し向けられる。呼気時、弁７２は流れを遮断し、その結 果、ガスは弁７４を通り、連鎖部６４、６２、６０を吸入と同じ方向に通り、弁 ７２の出口側の呼気圧力がその方向の流れを妨げるので、弁７８を通って呼吸ガ ス供給源に至る。 これら両方の実施形態では、温度及び／又は湿度調整の使用は自由選択であり 、 もし使用すれば、その使用は測定精度を改善するものであることを理解すべきで ある。 図３に図示する別の実施形態では、２つの一方向流量計６０a、６０bを採用し 、該流量計は両方とも計算機２２に接続される。流量計６０aの出口は一方向弁 ６１を介してマウスピース１２に連結され、マウスピース１２の出口は第２一方 向弁６３を経て第２流量計６１bの入口に連結される。流量計６１bの出口はカプ ノメーター２６を介して供給源１０に通じる。カプノメーターも計算機に接続さ れる。 この実施形態は簡単で、一方向流量計の正確さを与える。 図４に図示する本発明の変形の実施形態が、被験者の心拍出量(ＣＯ)並びに酸 素消費量及び本発明の前述の実施形態によって測定されるその他のパラメーター の測定を可能にする。図１の実施形態のように、図４の装置は、圧力信号を、入 力キーボード３４を有するマイクロプロセッサーベースの計算及び表示ユニット ２２の一部分を形成する変換器に瞬間ガス流量容積の関数として線８２で送信す るように作用する双方向容積流量センサー８０を採用する。装置は、カプノメー ターを通るガスのＣＯ₂の瞬間パーセントを表す電気出力を線８６でマイクロプ ロセッサーユニット２２に供給するカプノメーターセンサー８４も採用する。 カプノメーターの一方の側は呼吸コネクターマウスピース８８に連結される。 双方向容積流量センサー８０の一方の側は、好ましくは周囲空気である呼吸ガス 供給源９０に連結される。ユニットは、他の実施形態のように、湿度及び／又は 温度センサーを有しても良いし、マイクロプロセッサーは周囲温度、大気圧及び 湿度に基づいて計算して、流量センサーの読みを補償しても良い。 流量センサー８０とカプノメーター８４とを相互連結する通路は、流量センサ ー８２の一端の近くからカプノメーターセンサー８４の一端の近くまで延びる仕 切り壁９２を含む。短い仕切り９４がカプノメーターセンサーに隣接して仕切り ９２と平行に延びる。切換え可能な仕切り９６をマイクロプロセッサー２２から の線９８の信号によって制御して、仕切り９６が仕切り９２、９４の２つの端の 間に延び且つ該端の間の流れを遮断する図示位置と、仕切り９２と９４との間の 空間を遮断せず、その代わりに仕切り９２の一端と、流量センサー８０及びカプ ノメーター８４を相互連結する導管の壁１００との間の空間を遮断する、９６ａ のような仮想線で図示した交互位置との間で移動させる。 酸素消費量を測定するために、仕切り９６を、それが仕切り９２及び９４の端 の問に延び、その間のガスの流れを遮断する図４に図示する位置に切換える。被 験者がマウスピース８８から吸入するとき、呼吸ガスが供給源９０から双方向流 量センサー８０、及び仕切り９４と導管壁１０４の間に延びる一方向弁１０２を 通して吸い込まれる。マウスピース８８からの呼気はカプノメーター８４通り、 次いで、カプノメーターの近くの仕切り９２の端と導管の壁１００との間に延び る一方向弁１０６を通る。次いで、呼気は双方向流量センサー８０から出て、呼 吸ガス供給源９０に至る。 図１及び２の実施形態のように、計算機２２は流量センサー及びカプノメータ ーらの信号を受信して、カプノメーター８４からの瞬間ＣＯ₂信号と流量センサ ー８０からの呼気流量信号とを掛け算したものを積算することによって計算され るような呼気中のＣＯ₂容積を差し引いた呼気流量容積を、流量センサー８０に よって測定されるような吸入容積から減算することによって信号ＶＯ₂を発生さ せる。ＲＥＥ及びＲＱを前述の実施形態と同じ仕方で計算しても良い。 心拍出量を1997年３月11日に出願した本出願人の米国特許出願に開示されてい る組合せた酸素及び心拍出量分析器と同じ仕方で計算するのに、本ユニットを使 用するのが良い。これは、1988年発行の「生体医用工学部会の米国電気電子工学 会会報」第35巻653乃至661ページのカペックとロイによる論文に記載されている ＣＯ₂再呼吸を使用する心拍出量測定の非回避的方法を実行する。本質的には、 仕切り９６を図４に図示した位置にして、ＶＯ₂、ＶＣＯ₂、及び呼吸終末炭酸ガ ス濃度(etＣＯ₂)を３分間記録する。呼吸終期時間の存在を、流量センサー又は カプノメーターのいずれかの出力を調べることによって検出する。次いで、仕切 り９６を切換え、その結果、弁１０６への入口を遮断する。呼気中、呼気呼吸の 一部分を仕切り９２と壁１０４との間の容積に蓄積する。使用者が吸入するとき 、吸入の最初の部分はこの前に呼吸したガスからなり、残りは呼吸ガス供給源か ら双方向容積流量センサー８０を通して吸い込まれる。この時間中、呼吸から呼 吸までのetＣＯ₂及び総ＶＣＯ₂を記録する。次いで、計算機２２は 次の計算を行う。 ここで、ΔＶＣＯ₂は、前記２つの記録中の一回の呼吸あたりの呼気ＣＯ₂の総容 積の差に等しく、ΔetＣＯ₂は、マイクロプロセッサーのゼロ交叉アルゴリズム によって検出されるような第１記録と第２記録の間の呼気のＣＯ₂含有量の変化 である。 図４は、線１０８が、好ましくは被験者の指に取付ける型式の、連続パルス酸 素濃度計１１０からの出力信号を供給して、酸素送出量(ＤＯ₂)の測定を可能に する変形の実施形態を図示する。被験者の測定した又は推定したヘモグロビン値 を、操作者がキーボード２４を介して入力する。次いで、計算機は次式を実行す る。 ＤＯ₂＝(Ｃ.Ｏ.)(Ｓ_pＯ₂)(Ｈ_gｂ)(１.３６) ここで、Ｓ_pＯ₂は酸素濃度計１１０によって測定されるような血液酸素付加と等 しい。 かくして本発明を開示した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ０９／００８，４３５ (32)優先日 平成10年１月16日(1998．1．16) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＪＰ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．被験者の単位時間毎の呼吸酸素消費量を測定するように作動する間接熱量計 であって、 被験者が息を吹込むとき、呼吸ガスを通すために被験者と接触して支持され るように作動する呼吸コネクターと、 信号を、通過するガス容積の関数として発生させるように作動する流量計と 、 信号を、通過するガスの瞬間炭酸ガス含有量の関数として発生させるように 作動するカプノメーターと、 前記流量計及び前記カプノメーターからの信号を受信するように作動する電 子計算器と、 被験者の吸入及び呼気が前記流量計を通り且つ被験者の呼気が前記カプノメ ーターを通るように、前記呼吸コネクター、前記流量計、及び前記カプノメー ターを相互連結する導管と、を有し、前記計算機は、被験者の酸素消費量を検 査時間にわたって計算するために、前記カプノメーター及び前記流量計からの 信号を受信するように作動する、前記間接熱量計。 ２．Ｖ_iは吸入容積と、Ｖ_eは呼気容積と、ＶＣＯ₂は、前記カプノメーターの瞬 間ＣＯ₂測定値及び前記流量計の瞬間出力から計算した呼気ＣＯ₂容積と等しく 、前記計算機は、検査時間にわたる被験者の酸素消費量(ＶＯ₂)を次式 ＶＯ₂＝Ｖ_i-(Ｖ_e-ＶＣＯ₂) を実行することによって計算する、請求項１に記載の間接熱量計。 ３．前記流量計は一方向型であり、前記熱量計は、吸入と呼気の両方を流量計に 同じ方向に通過させるために、前記導管と相互連結された方向弁を含む、請求 項１に記載の間接熱量計。 ４．前記流量計は双方向性である、請求項１に記載の間接熱量計。 ５．前記流量計は、被験者の吸入が一方の流量計を通り、被験者の呼気が他方の 流量計を通るように相互連結された２つの一方向流量計からなる、請求項１に 記載の間接熱量計。 ６．流量計を通る吸入及び呼気の温度をほぼ等しくするために、流れる呼吸ガス の温度を変えるように前記導管に連結した温度調整手段を更に含む、請求項１ に記載の間接熱量計。 ７．流量計を通過する吸入及び呼気の湿度をほぼ等しくするために、呼吸ガスを 通すように前記導管に連結した湿度調整手段を更に含む、請求項１に記載の間 接熱量計。 ８．呼吸ガス供給源及び、吸入が実質的に前記呼吸ガス供給源からくるガスを前 記呼吸コネクターから吸い込む第１位置と、吸入が、前の呼気中に吐き出され たガスを表す初期量のガスを呼吸コネクターに供給し且つ前記吸入中のガスの 残りは呼吸コネクターからのガスからなる第２位置との間を移動可能な切換え 手段、を更に含み、前記流量計及び前記カプノメーターからの信号を受信する ための前記手段は、前記切換え手段が、最初、第１位置あり、次いで、続いて 第２位置にあった間に発生した信号に基づいた被験者の心拍出量を計算するよ うに作動する、請求項１に記載の間接熱量計。 ９．前記流量計及び前記カプノメーターからの信号を受信するための前記手段は 、前記切換え手段が第１位置にある間、被験者の酸素消費量、ＣＯ₂呼気量及 び呼気終末炭酸ガス濃度を計算し且つ記憶し、前記切換え手段が第２位置にあ る間、呼気終末炭酸ガス濃度及び総呼気ＣＯ₂量を計算し且つ心拍出量を次式 で計算し、ここで、ΔＶＣＯ₂は、前記２つの時間中の一回の呼吸あたりの呼 気ＣＯ₂の総容積の差に等しく、△etＣＯ₂は、前記２つの時間中の一回の呼吸 あたりの呼気終末炭酸ガス濃度の差からなる、請求項８に記載の間接熱量計。 10．呼気終末炭酸ガス濃度はゼロ交叉アルゴリズムを使用して検出される、請求 項９に記載の間接熱量計。 11．被験者の単位時間毎の呼吸酸素消費量を測定するように作動する間接熱量計 であって、 呼吸ガス供給源と、 被験者が息を吹き込むとき、呼吸ガスを通すように被験者と接触して支持さ れるように作動する呼吸コネクターと、 信号を、通過するガス容積の関数として発生させるように作動する流量計と 、 信号を、通過するガスの瞬間ＣＯ₂含有量の関数として発生させるように作 動するカプノメーターと、 前記呼吸ガス供給源に相互連結する導管と、を有し、前記呼吸コネクター、 前記流量計及び前記カプノメーターは、被験者の吸入時、前記供給源からの呼 吸ガスを前記流量計から呼吸連結部に通過させるように作動し、且つ被験者の 呼気時、呼気を前記カプノメーター及び前記流量計に通過させるように作動し 、前記間接熱量計は、前記流量計及び前記カプノメーターから生じた信号を受 信し、被験者が吐き出したＣＯ₂容積を、瞬間流量計信号とカプノメーター信 号とを一定時間にわたって掛け算したものの積算として前記時間にわたって計 算し、前記時間にわたって吐き出された計算済みのＣＯ₂容積を差し引いた前 記時間にわたる呼気呼吸ガス容積を、前記時間中に吸い込んだ容積から減算す ることによって前記時間にわたる酸素消費量を計算するための手段を更に有す る、前記間接熱量計。 12．前記流量計手段は一方向性であり、吸入及び呼気の両方を前記流量計に同じ 方向に通過させるように前記導管に相互連結された弁を更に含む、請求項１１ に記載の間接熱量計。 13．前記流量計手段は２つの一方向流量計からなり、一方は被験者の吸入を通す ように連結され、他方は被験者の呼気を通すように連結される、請求項１１に 記載の間接熱量計。 14．前記弁手段は４つの一方向弁からなり、第１弁は、前記呼吸ガス供給源から のガスを前記呼吸ガス供給源から前記流量計を通過させるように、前記呼吸ガ ス供給源と前記流量計への入口との間に連結され、第２弁は、前記呼吸ガス供 給源からの吸入ガスを、前記流量計を通過した後に前記呼吸コネクターに通す ように、前記呼吸ガス供給源の出口から前記呼吸コネクターまで延びる導管に 連結され、第３弁は、前記呼吸コネクターから吐き出されたガスを前記流量計 を通過させるように作動する、前記呼吸コネクターから前記流量計の入口まで 延びる導管に連結され、第４弁は、前記流量計からの呼気ガスを前記呼吸ガス 供給源に戻すように、前記流量計の出口から前記呼吸ガス供給源まで延びる導 管に配置される、請求項１２に記載の間接熱量計。 15．被験者の呼吸酸素消費量を単位時間毎に測定する方法であって、被験者が一 定期間にわたって吸い込んだり吐き出したりした呼吸ガス容積を流量計を使用 して測定し、カプノメーターによって測定されるような呼気の瞬間炭酸ガスパ ーセントと流量計を通過する呼気容積とを同時に掛け算したものを積算するこ とによって計算されるような呼気中の炭酸ガス容量を測定期間にわたって測定 し、計算ＶＯ₂＝Ｖ_i-(Ｖ_e-ＶＣＯ₂)を実行することからなり、ここで、ＶＯ₂ は酸素消費量と、Ｖ_iは吸入容積と、Ｖ_eは呼気容積と、ＶＣＯ₂は呼気ＣＯ₂量 と等しい、前記方法。 16．更に、測定時間中、吸入ガスを前記流量計に通す前に吸入ガスの温度を修正 して、吸入及び呼気ガスの温度を実質的に等しくすることからなる、請求項１ ５に記載の方法。 17．更に、前記カプノメーターの出力に基づいた呼気終末炭酸ガス濃度を、前記 流量計の出力に適用されるゼロ交叉アルゴリズムによって決定される時点で測 定することによって、被験者の心拍出量を計算し、呼吸ガス気供給源、前記流 量計及び呼吸コネクター間の連結を、第１時間中、前記呼吸コネクターに付与 される吸入ガスが、本質的には、前記呼吸ガス供給源から吸い込まれるように 構成し、第２時間中、吸入中、最初に前記呼吸コネクターに付与されるガスが 前の呼気ガスからなり、吸入の残りは前記呼吸ガス供給源からのガスからなる ように構成し、計算 を実行することからなり、ここで、ΔＶＣＯ₂は、装置が前記２つの形態にあ る時間中の一回の呼吸あたりの呼気ＣＯ₂の総容積の差に等しく、△etＣＯ₂は 、装置が前記２つの形態にある間に測定されるような呼気終末炭酸ガス濃度の 差からなる、請求項１５に記載の方法。 18．更に、被験者の血液酸素付加(Ｓ_pＯ₂)を測定し、被験者のヘモグロビン値( Ｈ_gｂ)を測定又推定し、且つ次式 ＤＯ₂＝(Ｃ.Ｏ.)(Ｓ_pＯ₂)(Ｈ_gｂ)(１．３６) を実行することによって、被験者の酸素送出量(ＤＯ₂)を測定することからな る、請求項１５に記載の方法。