JP2002195919A - 皮膚透過ガス収集装置及び皮膚透過ガス測定装置 - Google Patents
皮膚透過ガス収集装置及び皮膚透過ガス測定装置Info
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Abstract
在宅医療や健康管理に寄与することができる皮膚透過ガ
ス測定装置を提供する。 【解決手段】 皮膚透過ガス収集装置において、皮膚透
過ガスを貯溜する容器1と、この容器1内の下部に配置
され、中央部に開口2Aを有する仕切板2と、この仕切
板2の開口2Aを開閉可能な操作部材3とを具備する。
Description
康状態を測定する皮膚透過ガス収集装置及び皮膚透過ガ
ス測定装置に関するものである。
目としては、血液と人の代謝物(尿、便)が主に用いら
れてきたが、近年、唾液や呼気ガスも対象になりつつあ
り、また汗も将来臨床項目として含まれるだろう。これ
らの呼気ガス、唾液、汗中の成分は、血液の成分に依存
しており、その両者の間には量的な相関が認められる。
将来これら非侵襲の代謝物が在宅医療や健康管理の方面
に利用されるようになるものと思われる。
測定や人の健康状態を調べる測定器は、これまで全く存
在していない。これは、皮膚透過ガスの存在自体が想定
されていなかったことによる。
明者らは皮膚透過ガスが、抹消血管の血中成分に依存す
ることを見出した。また、新種の病態を知る上で、皮膚
透過ガスが非常に重要であることを見出した。
観血による臨床的な情報を得て、在宅医療や健康管理に
寄与することができる皮膚透過ガス測定装置を提供する
ことを目的とする。
成するために、 〔1〕皮膚透過ガス収集装置において、開口部を有する
容器であって、この開口部を皮膚に密着することで、こ
の開口部の皮膚により放出される皮膚透過ガスを貯留す
る貯留手段と、前記容器に貯留された皮膚ガスの導出手
段を備えたことを特徴とする。
膚透過ガスを貯溜するとともに開口を有する容器と、こ
の容器内の下部に配置され、中央部に開口を有する仕切
板と、この仕切板の開口を開閉可能な操作部材とを具備
することを特徴とする。
膚透過ガスを貯溜するとともに開口を有する第1の容器
と、この第1の容器を囲むとともに、空気除去により減
圧し皮膚への密着をもたらす第2の容器と、前記第1の
容器に貯溜する皮膚透過ガスの導出装置を具備すること
を特徴とする。
続具を有する指サックと、前記接続具に接続可能であっ
て、ストップコックを備えた接続部を1つ以上有するこ
とを特徴とする。
パイラル形状の溝を有する円筒部材と、この円筒部材の
上面に設けられる蓋体と、この蓋体に連結されるガス導
入部と、前記蓋体に連結されるガス導出部と、前記円筒
部材の溝の空気を密封し、所定の温度に設定する前記円
筒部材の封止部材とを備え、前記所定の温度に設定され
た空気の成分を計測した後に、前記円筒部材の封止部材
を外して、前記封止部材を外した円筒部材を被験者の皮
膚の表面に密封状態でセットし、皮膚透過ガスを収集す
ることを特徴とする。
膚透過ガスを貯溜するとともに開口を有する第1の容器
と、前記貯溜する皮膚透過ガスを循環させる送風ファン
と、この送風ファンによるガス循環路に設置する発色試
薬を有する測定装置とを具備することを特徴とする。
て図を参照しながら詳細に説明する。
ガス収集装置の構成図であり、図1(a)はその外観斜
視図、図1(b)はその皮膚透過ガスを皮膚透過ガス収
集装置の下部槽へ充満させている状態を示す図、図1
(c)はその皮膚透過ガスを下部槽から上部槽へ流通さ
せている状態を示す図、図1(d)はその上部槽へ充満
された皮膚透過ガスを封じた状態を示す図である。
集装置の容器、1Aはその容器1内の下部槽、1Bはそ
の容器1内の上部槽、2はその容器1内の下部に配置さ
れ、中央部に開口2Aを有する仕切板、3はその仕切板
2の開口2Aを開閉可能な操作部材、4はその操作部材
3の上端に設けられる摘まみ、5はその操作部材3のロ
ッド、6はそのロッド5の下端に設けられる弁部材、7
は容器1とロッド5間を封止するOリング、8は容器1
に設けられる皮膚透過ガスを排気するための送風口、9
は容器1に設けられる皮膚透過ガスの導出口、10は被
験者の皮膚である。
3を押し下げて、仕切板2の開口2Aが弁部材6によっ
て閉じられた状態で、皮膚透過ガス収集装置の容器1を
被験者の皮膚10に押し当て固定する。その状態で被験
者の皮膚10からの皮膚透過ガスを下部槽1Aに収集す
る。なお、ここでは、容器1に設けられる皮膚透過ガス
を排気するための送風口及び皮膚透過ガスの導出口9は
閉じておく。
1(c)に示すように、操作部材3を引き上げて、仕切
板2の開口2Aを開く。すると、下部槽1Aに収集され
た皮膚透過ガスが上部槽1Bへ流通する。
3を再び押し下げることによって、仕切板2の開口2A
を閉じ、上部槽1B内に皮膚透過ガスを閉じ込め貯え
る。
口9を開き、送風口8も開いて、送風口8からの通気に
より、皮膚透過ガスを追い出してその皮膚透過ガスを測
定に供する。図2は本発明の第2実施例を示す皮膚透過
ガス収集装置の構成図である。
溜する第1の容器、12はその容器11を囲むととも
に、空気除去により減圧し皮膚への密着をもたらす第2
の容器、13は第2の容器12に接続される排気のため
の排気装置、14はコック、15は第1の容器11に接
続されるガス導入装置、16は第1の容器11に接続さ
れる皮膚透過ガスの導出装置、17は被験者の皮膚であ
る。
ス導入装置15を開口してガス(乾燥空気)を第1の容
器11に導入した後、ガス導入装置15を閉じて、被験
者の皮膚17から皮膚透過ガスを採集する。皮膚透過ガ
スが採集されたら導出装置16を開口して皮膚透過ガス
を試験用容器(図示なし)に回収する。
16への密着を図るため、容器部分を二重構造にした。
具体的には、第1の容器11の外側に配置した第2の容
器12内を排気装置13を用いて減圧することにより皮
膚への密着を図ることができる。
ガス収集装置の構成図であり、図3(a)は指サックと
それに接続される注射器を示す図、図3(b)は指サッ
クを指に装着した状態を示す図、図3(c)はその指サ
ックに注射器により空気を充満した状態を示す図、図3
(d)はその空気と皮膚透過ガスを吸入した状態を示す
図である。
ン(登録商標)製のフクロ)、22は接続具(例えば、
コック)、23は注射器(100ml)、24はストッ
プコック、25は指サック22の根本に外側から装着さ
れるゴムまたはクリップ、26は被験者の指、27はガ
ス導入装置、28は空気が充満されて膨らんだ状態の指
サックである。
より、皮膚透過ガスを回収することができる。
サック21と、コック22に接続可能な、ストップコッ
ク24をもった注射器23を用意し、図3(b)に示す
ように、指サック21を指26に装着する。次に、図3
(c)に示すように、ストップコック24を開口して、
コック22を開口して注射器23からガス(乾燥空気)
を導入し、指サック21が膨らんだ状態にした後密封し
ストップコック24を閉じる。そこで、被験者の指26
から皮膚透過ガスを採集する。皮膚透過ガスを採集でき
たら、その皮膚透過ガスをストップコック24を開口し
て、コック22を介して注射器23へ回収する。
サック21と、コック22に接続可能な、ストップコッ
ク24をもった注射器23を用意し、図3(b)に示す
ように、指サック21を指26に装着する。次いで図3
(c)に示すように、ストップコック24を閉じて、ガ
ス導入装置27を開いてガス(乾燥空気)を導入し、指
サック21が膨らんだ状態にした後密封し、皮膚透過ガ
スを採集する。皮膚透過ガスを採集できたら、その皮膚
透過ガスを、ストップコック24を開口してコック22
を介して注射器23へ回収する。
サック21と、コック22に接続可能な、ストップコッ
ク24をもった注射器23を用意し、図3(b)に示す
ように、指サック21を指26に装着する。次いで図3
(c)に示すように、ストップコック24を開口して、
ガス導入装置27を開いてガス(乾燥空気)を導入しな
がら、皮膚透過ガスを注射器23へ回収する。
2からガスを導入して、皮膚透過ガスを収集し、注射器
23へ皮膚透過ガスを回収するようにしたり、ガス導入
装置27からガスを導入して、皮膚透過ガスを収集し、
コック22から回収するなど種々の変形が可能である。
表面、ここでは単に指回りの皮膚表面から発散ガスを容
易に採集し、回収することができる。
説明する。
人差指より発生するアセトンを比較した図である。
る際に、アセトンサンプリング開始時刻と同時に呼気も
採取し、それぞれのアセトン濃度を比較した結果が図4
に示されている。この図を見ると、呼気及び左手人差指
より発するアセトンには、正の相関がある。
セトンの採取及び定量において、今回は外気を用いた。
これはサンプル採取時指サックに指を入れるときに周囲
の空気は必ず指サックに入るということを考慮したもの
である。
(30分以内)で外気中のアセトン量は変化しない」と
いうことを前提としている。実際には必ずしも一定値を
示すわけではないので、そのアセトン量の変化が誤差範
囲を越えるようであれば、この方法でアセトンの定量が
疑わしくなる。そこで、この問題を改善するには、指の
出し入れ時に周囲の空気が中に入り込まない指サック及
びサンプル採取方法を採ることが必要である。
ガス収集装置(サンプリングプローブ)の構成図であ
る。
溝32を有する円筒部材、33はその円筒部材31の上
面に設けられる蓋体、34は蓋体33に連結されるガス
導入部、35は蓋体33に連結されるガス導出部、40
は円筒部材31の溝32の空気を密封し、所定の温度に
設定する円筒部材の封止部材、41はヒートシンク、4
2は密封される空気の温度を設定するペルチェ素子、4
3はシリコンシート、44はテフロンシートであり、そ
の溝32内の空気を封止する。
内の空気を導入して円筒部材31内に封じ込め、ペルチ
ェ素子42によって導入した空気を所定の温度にした後
に、その空気をガス導出部35から導出してその空気
(プローブブランク)の測定を行う。次いで、その状態
で円筒部材の封止部材40に代えて、被験者の皮膚45
に円筒部材31の底面を接触させて、密封して皮膚透過
ガスを円筒部材31の溝32内に収集する。その収集さ
れた皮膚透過ガスを空気とともにガス導出部35から導
出してその測定を行う。
らの空気量は1.8ng、被験者の皮膚透過ガスである
アセトンを加えた量が4.4ngであり、被験者の皮膚
透過表面から放出されたアセトンガスは2.6ngであ
ることが分かる。皮膚のサンプリングはプローブブラン
クよりいずれの被験者においても高値であった。
室内空気中のアセトン量はそれぞれ5.8,2.8,
1.3ngであった。サンプリングプローブ容積は3.
8mlであるため、環境中からのコンタミは0.5ng
以下であった。また、実験室内空気中のアセトン濃度は
鉄筋コンクリート建物の室内空気中のアセトン量とほぼ
等しかった。
からのアセトン放出量の測定が可能といえる。
であるBMI{body massindex,体重
(kg)/〔身長(m)〕2 )}とアセトン放出量の関
係を示す図である。
I)とアセトン放出量に正の相関の傾向が見受けられ
た。
えばクロマトグラフにより定量する。
内側にて1分間サンプリングした場合のクロマトグラフ
の分析結果を示す図である。ここで、図7の上段は本発
明の皮膚透過ガス収集装置を用い、左前腕内側にて10
分間のサンプリングを行った場合のクロマトグラフの分
析結果を示す図である。図7の下段はプローブブランク
のクロマトグラフの分析結果を示す図である。この図か
ら明らかなように、皮膚透過ガス収集装置によるとヒト
皮膚表面の皮膚透過ガスの放出は、環境中やプローブの
ブランクとして存在するよりも多いことがわかる。
装置を用いて牛乳の摂取と水素ガスの放出との関係を示
す図であり、被験者Aの呼気・左手(牛乳を飲む前、飲
んで約4時間後)、被験者Bの呼気・左手(牛乳を飲む
前、飲んで約4時間後)に関して測定した水素のクロマ
トグラムを示している。
す。クロマトグラムaとbは被験者Aが牛乳を飲む前と
後である。図8における(a)(c)は感度5mV、ま
た、(b)(d)は感度100mVである。
集し分析した結果を示す。被験者が牛乳を飲んで約4時
間後であり、図9においては感度2mVである。
膚表面からは水素を放出しており、本発明の装置によれ
ば、この水素の検出が可能である。特に、牛乳の摂取と
その相関はそれを明確化できることがわかった。
で水素濃度を比較すると、呼気に関しては、被験者Aで
2から7ppm、被験者Bで1から91ppmまで上昇
し、左手から発する水素に関しては、被験者Aで0.0
03から0.08ppm、被験者Bで0.07から0.
41ppmまで上昇しており、呼気だけでなく左手より
発する水素においても牛乳を飲むことによってその発生
が促進されることがわかった。さらに、この測定例から
呼気中の水素濃度と皮膚より放出される水素濃度には大
変良好な相関関係が得られている。
間の相関を示した。水素ガスについて明らかな相関が見
られ、皮膚透過ガスによる診断が可能であることを示し
ている。
過ガス測定装置の構成図である。
装置、51は皮膚透過ガス収集槽、52は循環槽、53
は送風ファン、54は各種の発色試薬A,B,C、55
は被験者の皮膚である。
透過ガスの採集と同時に、送風ファン53でその皮膚透
過ガスを循環させ、各種の発色試薬54を通すことによ
り、特定ガスの検出が可能である。 これにより、被験
者がその場で結果を知ることができる。
知システムの情報処理を、図示しないが、組み込んだ演
算子により行うようにしても良い。
けるため、十分なガスの置換を行う。つまり、サンプリ
ング後のガスの通気による追い出しと、サンプリング中
のガスの連続的な追い出しを行いながら補集していくこ
とが重要である。
スがアセトンガスの場合は、糖尿病、肥満、自家中毒と
関連があり、皮膚透過ガスが水素の場合は、乳糖を分解
するための腸内細菌の有無と量的な関係がある。また、
皮膚透過ガスがアンモンニアの場合は、尿毒症、肝不
全、腹部膿瘍、ピロリ菌と関連がある。このように、本
発明による皮膚透過ガスの測定は様々な病態の診断に貢
献することができる。
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。
よれば、次のような効果を奏することができる。
を得て、在宅医療や健康管理に寄与することができる。
スを簡便に収集し、ガスの種類や量を分析することがで
きる。
き、測定装置への運搬が容易である。
る。
ミネーションをあらかじめ測定することができ、より正
確に皮膚透過ガスの測定が可能である。
より、皮膚の単位面積あたりの回収ガスの流量を増し、
効果的に皮膚透過ガスの回収が可能である。
置の構成図である。
置の構成図である。
置の構成図である。
発生するアセトンを比較した図である。
置(サンプリングプローブ)の構成図である。
MIとアセトン放出量の関係を示す図である。
分間サンプリングした場合のクロマトグラムを示す図で
ある。
摂取と水素ガスの放出との関係を示す図(その1)であ
る。
摂取と水素ガスの放出との関係を示す図(その2)であ
る。
の摂取と水素ガスの放出との関係を示す図(その3)で
ある。
の摂取と水素ガスの放出との関係を示す図(その4)で
ある。
装置の構成図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 開口部を有する容器であって、該開口部
を皮膚に密着することで、該開口部の皮膚により放出さ
れる皮膚透過ガスを貯留する貯留手段と、前記容器に貯
留された皮膚ガスの導出手段を備えたことを特徴とする
皮膚透過ガス収集装置。 - 【請求項2】(a)皮膚透過ガスを貯溜するとともに開
口を有する容器と、(b)該容器内の下部に配置され、
中央部に開口を有する仕切板と、(c)該仕切板の開口
を開閉可能な操作部材とを具備することを特徴とする皮
膚透過ガス収集装置。 - 【請求項3】(a)皮膚透過ガスを貯溜するとともに開
口を有する第1の容器と、(b)該第1の容器を囲むと
ともに、空気除去により減圧し皮膚への密着をもたらす
第2の容器と、(c)前記第1の容器に貯溜する皮膚透
過ガスの導出装置を具備することを特徴とする皮膚透過
ガス収集装置。 - 【請求項4】(a)接続具を有する指サックと、(b)
前記接続具に接続可能であって、ストップコックを備え
た接続部を1つ以上有することを特徴とする皮膚透過ガ
ス収集装置。 - 【請求項5】(a)スパイラル形状の溝を有する円筒部
材と、(b)該円筒部材の上面に設けられる蓋体と、
(c)該蓋体に連結されるガス導入部と、(d)前記蓋
体に連結されるガス導出部と、(e)前記円筒部材の溝
の空気を密封し、所定の温度に設定する前記円筒部材の
封止部材とを備え、(f)前記所定の温度に設定された
空気の成分を計測した後に、前記円筒部材の封止部材を
外して、前記封止部材を外した円筒部材を被験者の皮膚
の表面に密封状態でセットし、皮膚透過ガスを収集する
ことを特徴とする皮膚透過ガス収集装置。 - 【請求項6】(a)皮膚透過ガスを貯溜するとともに開
口を有する第1の容器と、(b)前記貯溜する皮膚透過
ガスを循環させる送風ファンと、(c)該送風ファンに
よるガス循環路に設置する発色試薬を有する測定装置と
を具備することを特徴とする皮膚透過ガス測定装置。
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