JP2002513296A - Resistance element and calibration air tube for spirometer - Google Patents

Resistance element and calibration air tube for spirometer

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Abstract

(57)【要約】 本発明の空気チューブ、好ましくは較正空気チューブは、管状部分（１２）の中空空間内に配置される抵抗要素（２２）を有している。この抵抗要素（２２）は、リニアな抵抗対圧力応答を得ることができかつこの抵抗要素を横切って中空空間内を空気が流れるときに圧力差すなわち差圧を生じさせることができる。好ましく較正された空気チューブは、圧力応答を有し、肺活量計に有効でありかつ管状部材からなる。較正情報は、空気チューブとほぼ同じ寸法および形状をもつモデル空気チューブのモデル圧力応答に関連している。 Summary The air tube, preferably a calibration air tube, of the present invention has a resistance element (22) located within the hollow space of the tubular portion (12). The resistive element (22) can provide a linear resistance-to-pressure response and can create a pressure differential or differential as air flows across the resistive element in the hollow space. A preferably calibrated air tube has a pressure response, is effective in a spirometer, and consists of a tubular member. The calibration information relates to a model pressure response of a model air tube having approximately the same size and shape as the air tube.

Description

【発明の詳細な説明】 肺活量計用抵抗要素および較正空気チューブ 発明の背景 本発明は、肺活量計に使用する抵抗要素および空気チューブ、およびこれらの 抵抗要素および空気チューブを使用する肺活量計に関する。より詳しくは、本発 明は、使い捨て可能で少なくとも一部が生分解性を有する抵抗要素および空気チ ューブと、このような要素およびチューブを使用する肺活量計、好ましくは差圧 肺活量計と、この使い捨て可能な空気チューブを肺活量計に使用するときに高レ ベルの精度を確保できる較正技術とに関する。 肺活量計は、使用者例えば患者の呼気および吸気の体積および流量の測定に使 用される装置である。一般的な２つの形式の肺活量計として、それぞれ、体積お よび流量を測定するものがある。流量を測定する形式では、流量の測定に使用さ れる肺活量計の実際のポートは、フライシュ型がその一形式である呼吸流量計（ pneumotach）である。これらの測定は、肺活量計使用者の肺機能の生理学的研究 および診断分析にとって重要である。例えば、肺または喘息に問題のある患者の 治療に使用される種々の薬剤の効果は、薬剤の投与前または投与後に呼気の体積 および流量をモニタリングすることにより分析される。呼吸流量計として知られ ているフライシュ呼吸気流計のような幾つかの装置が市販されている。これらの 装置は、抵抗要素を通る層状空気流に基づいている。他の肺活量計として、より 複雑な電子部品を使用し、層状空気流を必要としないものがある。 圧力差を発生させる即ち引き起こす要素を通る呼気の圧力差すなわち差圧の測 定は、差圧肺活量計に基づいて行なわれる。このような差圧肺活量計では、空気 チューブ（呼吸流量計）が、例えば肺活量計の圧力検出システムおよび電子シス テムに対して正確に構成および配置され、測定が信頼性をもってかつ反復して行 なえることが重要である。このような正確に構成された呼吸流量計は使い捨て可 能であるどころか、多数回の使用後でも構造的に劣化することなく長期間有効に 使用できるように、金属または耐久性プラスチックで作られている。例えば、 Wat-erson等の米国特許第5,137,026号（該米国特許の全開示を本願に援用する） を参照されたい。 殆どの肺活量計は、呼気を、使用者の呼吸器系から測定機器に直接導くもので あるため、このような装置を使用することの１つの重要な問題は、同一肺活量計 を使用する場合に、或る患者から他の患者に感染する虞があることである。この 感染問題を解決するための種々のアプローチが示唆されている。特に良く知られ たアプローチは、肺活量計への入口に使い捨て可能なマウスピースおよび／また はバクテリアフィルタを使用することである。肺活量計を使用する患者が接触す るのはマウスピースおよび／またはバクテリアフィルタのみであり、少なくとも 理論的には装置の残部を汚染することを回避できる。このアプローチの欠点は、 このようなマウスピースおよびフィルタが比較的高価で、かつこのようなシステ ムを比較的非効率的にすることである。 この汚染問題を解決するための他のアプローチは、使用者および／または呼気 と接触する肺活量計の単一または複数の部分を、患者が使用する度毎に殺菌する ことである。このアプローチの欠点は、殺菌機器および供給品のための付加的な 費用を要すること、殺菌機器の作動および効能をモニタリングする必要があるこ と、および殺菌処置に耐え得る比較的耐久性がありかつ高価な肺活量計を購入し なければならないことである。 示唆されている第３のアプローチは使い捨て可能な肺活量計部品を使用するこ とである。例えば、Norlien等の米国特許第5,038,773号、Acorn等の米国特許第5 ,305,762号、Karpowiczの米国特許（意匠）第272,184号、Boehringer等の米国特 許第4,807,641号、およびBieganski等の米国特許第4,905,709号を参照されたい 。これらの従来の使い捨て可能な肺活量計部品は、一般に耐久性プラスチックま たは医用金属で作られているため、これらの部品が使い捨て可能であっても、製 造コストは比較的高い。また、これらの使い捨て可能部品は、例えば耐久性があ る長期存在材料で作られているので、使い捨てが比較的困難である。 しかしながら、例えば品質管理の点から、低コストおよび／または生分解性の 材料から比較的安価な肺活量計部品を経済的に製造することが妨げられてきた。 一般的な工業的仕様は高品質の肺活量計部品を必要とするが、これらの部品の品 質は、部品が生分解性材料で作られると低下し、例えばこれらの部品を肺活量計 内に配置することにも問題がある。例えば、各空気チューブ内に抵抗要素を配置 すると、肺活量計全体の性能に影響を与える。抵抗要素は、しばしば、空気チュ ーブの内壁に対して垂直すなわち直角な形態で配置されるが、空気チューブの両 端部から正確な所定距離に配置すべきである。従来技術の抵抗要素は、リニアな 抵抗対流量応答を示さないことがしばしばある。より詳しくは、高流量で良好な 抵抗を呈するように構成された抵抗要素が低流量では充分な性能を発揮せず、一 方、低流量で良い性能を発揮するように構成された抵抗要素は高流量では理想的 な抵抗が得られない。かくして、従来技術による既存の耐久性プラスチックまた は金属からなる非生分解性部品の代替として比較的安価な肺活量計を製造するあ らゆる可能性は、製造上および性能上の問題により低くなる。これらの製造上の 問題として、組立てライン上で製造される種々の使い捨て可能な生分解性肺活量 計部品間の不整合(inconsistencies)、およびこれらの不整合から生じる肺活量 計部品間のその後の性能差がある。 これらの部品の不整合は、これらの部品が肺活量計として一体に組み立てられ るか配置されると増大する。例えば、空気チューブの挿通ポートが正確に形成さ れず、この挿通ポートをその後に肺活量計に取り付けると、圧力ポートの回りの 空気漏洩のため、異常に低い圧力の読みをもたらすであろう。別の例としての空 気チューブ内での抵抗要素の均一配置は種々の組立体間で正確にならず、従って 、精度の問題は、既存の耐久性プラスチックまたは金属の非生分解性部品間では 一層顕著になるであろう。従って、肺活量計部品が金属、プラスチックまたは生 分解性材料であるか否かに係わらず、組立てラインからの種々の肺活量計部品間 に高性能な品質および整合性を確保する手段を提供することは有効である。 肺活量計用の一般的な抵抗要素として、中心を通る大きい孔を備えたディスク 形部材がある。従来技術の他の抵抗要素として、メッシュ材料で形成されたディ スク形要素がある。ディスク形要素の一部には、ダイヤモンド型窓が固定され、 該窓は、空気流量に基づいて種々の度合いに開閉できるようになっている。 メッシュで形成された従来技術の抵抗要素は、一般に、メッシュを詰まらせる 患者の呼吸からの水分および痰によって作動しなくなったり、不正確になる。ダ イヤモンド型窓からなる従来技術の抵抗要素は、低空気流量には或る程度有効で あるが、低流量および高流量の両方について完全に有効な抵抗対圧力応答は得ら れない。 リニア特性を呈しかつ経済的に、便利にかつ有効に製造および使用できる肺活 量計および肺活量計部品を提供することは有効である。発明の要約 新しい抵抗要素および空気チューブ、好ましくは、このような抵抗要素および 空気チューブを備えた肺活量計に使用する較正形空気チューブを見出した。本発 明の抵抗要素および空気チューブは使い捨て可能であり、このため、患者により 使用された後に肺活量計から取り外されて、廃棄される。抵抗要素および空気チ ューブはほぼ完全に生分解性を有し、比較的経済的に製造でき、かつ高く一定し た性能特性を発揮できる。 本願明細書で使用する「生分解性(biodegradable)」とは、例えば、一般的な 埋立式ごみ処理地の条件に曝されたときに、部品または材料が、５年以内、好ま しくは３年以内、更に好ましくは１年以内に、より環境的に許容される成分例え ば、二酸化炭素、水、メタン等に分解されることを意味する。 抵抗要素および空気チューブが生分解性であると、大きな利益が得られる。第 １に、抵抗要素および空気チューブが廃棄されたとき、このような廃棄環境の負 担が、例えば慣用的なプラスチックまたは金属で作られた非生分解性空気チュー ブに比べ低減される。また、抵抗要素および空気チューブが生分解性であるため 、これらは安価で豊富な（容易に入手できる）材料で作ることができる。従って 、本発明の抵抗要素および空気チューブは比較的安価で、容易かつ簡単に製造で きる。その後に行なう空気チューブの較正は、空気チューブのサイズ、形状およ び性能上のあらゆる問題を解決する。 本発明の抵抗要素および空気チューブは経済的に作ることができるので、大き な経済的影響を与えることなく、使用済み空気チューブを新しい空気チューブに 交換できる。また、本発明の抵抗要素および空気チューブは、非常に容易に肺活 量計に取り付けることができる。これらの長所は、肺活量計オペレータ（例えば 、 看護人または肺活量計を使用する患者）が、治療の度毎に本発明の抵抗要素およ び空気チューブを交換し易いという点で、オペレータに受け入れられ易く、従っ て、例えば結核その他の呼吸器系疾患、ＡＩＤＳおよび他の全身性疾患の感染お よひ拡散の危険が低減される。 本発明の空気チューブ、好ましくは較正空気チューブを用いる肺活量計は、汚 染の危険性がなく、コスト有効性に優れ、信頼性がありかつ空気チューブから空 気チューブへと再現可能な肺機能の測定値を得ることができる。すなわち、本発 明の使い捨て可能で、生分解性のある抵抗要素および空気チューブ（好ましくは 較正空気チューブ）は、再現可能な性能についての許容できる正確な仕様をもつ ものを安価かつ容易に製造でき、かつ肺活量計の使用により引き起こされる汚染 の危険を低減できかつ環境的に受け入れられる安全な態様で便利かつ有効に廃棄 できる。 本発明は、１つの広い態様として、肺活量計に使用される空気チューブに関す る。本発明の空気チューブは、開放入口と、好ましくは対向する開放出口と、こ れらの間の中空空間とを形成する管状部分を有している。管状部分は、肺活量計 のハウジングに着脱可能に連結できるサイズを有する。空気チューブは使い捨て 可能である。すなわち、空気チューブを、肺活量計のハウジングから取り外し、 ハウジングを廃棄することなく廃棄できる。管状部分のほぼすべてが生分解性を 有することが好ましい。開放入口は、肺活量計の使用者の口内に受け入れられる サイズを有している。かくして、この開放入口および該開放入口の近くの管状部 分の領域は肺活量計のマウスピースとして機能し、これにより、肺活量計を使用 する使用者すなわち患者は、開放入口を介して直接空気チューブ内に呼息できる 。本発明の空気チューブを使用する場合には、特別に構成された別体の（比較的 高価な）マウスピースおよびフィルタは全く不要である。 本発明の空気チューブは、管状部分の中空空間内に配置される抵抗要素を有し ている。この抵抗要素は、空気が該要素を横切って中空空間内を流れるときに圧 力差すなわち差圧を発生させ、リニアな流量対圧力応答を与える。この応答は、 ソフトウエアを用いて後でリニア化される。抵抗要素は、第１面および第２面を 有する平坦部と第１面を第２面に連結するパラメータとを有している。平坦部の 中央には、第１面を第２面に連結するための孔が形成されている。この孔からは 、複数のスロットが平坦部で半径方向に延びており、平坦部に複数のヒンジ留め 型窓を形成している。各スロットは、中央端および遠位端を有している。抵抗要 素は更に、複数のヒンジスロットを有している。各ヒンジスロットはスロットの 遠位端に連結されかつスロットの軸線に対してほぼ垂直に延びている。ヒンジス ロットの全数は、スロットの全数に等しい。 本発明の一態様によれば、スロットおよびヒンジスロットは、矢じり形のヒン ジ窓を形成する。各ヒンジ窓は、平坦部材の中心を向いた尖点と、窓の可撓性を 調節するネックとを有している。大きなネックは、ヒンジ窓の可撓性を低下させ 、小さなネックはヒンジ窓の可撓性を増大させる。抵抗要素は、０〜１５ｌ／秒 の流量範囲に亘ってほぼリニアな圧力応答を有している。 本発明の他の態様によれば、空気チューブは、第１チューブと、第２チューブ と、カラーチューブとにより形成される。第１チューブは、近位端と、遠位端と 、第１直径とを有している。同様に第２チューブは、近位端と、遠位端と、第１ 直径にほぼ等しい第２直径とを有している。抵抗要素は、第１チューブの近位端 および第２チューブの遠位端と接触し、かつ第１直径にほぼ等しい第３直径を有 している。カラーチューブは、第１チューブの近位端および第２チューブの遠位 端の両者の上に嵌合される。カラーチューブは、第１直径にほぼ等しい内径と、 第１直径より大きい外径とを有する。第２チューブには貫通ポートが形成されて いる。貫通ポートは、チューブ組立体により形成された中空空間内に直接開口し 、かつ抵抗要素から間隔を隔てている。貫通ポートは管状組立体の中空空間と、 肺活量計の圧力検出組立体との間の連通を形成する。肺活量計の圧力検出組立体 は、中空空間からの圧力と、大気圧とを比較する。 本発明の空気チューブの管状部分および抵抗要素は、好ましくは生分解性材料 からなり、かつ９９％生分解性であるのがより好ましい。好ましい生分解性構造 材料として、厚紙、紙、生分解性ポリマー材料等およびこれらの混合物がある。 特に有効な一実施形態では、管状部分は、厚紙または紙、或いはこれらの混合物 で作られ、より好ましくは、周囲にトイレットペーパが巻回されるチューブの製 造に慣用的に使用されているのと同じ方法で作られる。このような製造方法とし て、マンドレル等の器具上に厚紙または紙のチューブを形成し、次に、形成され たチューフを所望の長さに切断する方法がある。管状部分が生分解性ポリマー材 料で作られる場合には、慣用的なポリマー成形技術によりこのチューブを形成す ることができる。 抵抗要素は、該抵抗要素を横切って通る空気の任意の所与の流量についての圧 力差がいずれの空気チューブについても同じになるように、管状部分に対して配 置される。抵抗要素は、管状部分の長手方向軸線を横切るように配置するのが好 ましい。抵抗要素は、例えば生分解性接着剤を用いて、抵抗要素を管状部分の内 壁に接着するか、管状部分の２つの別々のセグメントをこれらの間に抵抗要素を 挟んで一体に接合することにより、管状部分内に配置できる。管状部分内に抵抗 要素を配置する他の方法または技術を用いることもできる。同じ肺活量計に使用 すべく設計された本発明の空気チューブの抵抗要素は、構造および形状を本質的 に同一に設計し、或るチューブを他のチューブに交換する場合でも肺活量計に対 する較正または他の調節を全く不要にするのが好ましい。 好ましい実施形態では、本発明の空気チューブは更に、肺活量計のハウジング に対して空気チューブを適正に位置決めすべく肺活量計のハウジングと協働する 位置決め手段すなわちサブシステムを有している。肺活量計のハウジングに対し て空気チューブを適正に配向すべく、空気チューブの貫通ポートと肺活量計の圧 力検出組立体とを適正に整合させる任意の適当な位置決め手段を用いることがで きる。 １つの特定実施形態では、位置決め手段は、肺活量計のハウジングの突出部と 協働するサイズをもつノッチを有している。他の特定実施形態では、位置決め手 段は、肺活量計のハウジングの位置決め突出部と協働するサイズをもつ、管状部 分の位置決めポートを有している。位置決めポートは空気チューブの管状部分内 に容易に設けることができるため、これは特に有効な実施形態である。また、肺 活量計のハウジングはしばしばポリマー材料で成形されるため、位置決め突出部 は肺活量計のハウジングに容易に形成できる。 本発明による空気チューブは、肺活量計のハウジングにより形成された中空開 放空間内にぴったりと嵌合されるため、管状部分の貫通ポートは肺活量計の圧力 検出組立体と適正に整合される。この適正整合を確保するため、ハウジングの突 出部は管状部分のノッチ内に配置され、これにより、管状部分の貫通ポートが肺 活量計の圧力検出組立体と適正に整合される。 圧力検出組立体の吸引カップ状界面は、貫通ポートの周囲にぴったりと嵌合す る。空気チューブと肺活量計のハウジングチューブとのぴったりした嵌合は、貫 通ポートと圧力検出組立体との整合を損なうことなく、空気チューブを肺活量計 と組み合わせて使用できることを確実にする。使用後に、空気チューブは、肺活 量計のハウジングチューブから比較的容易に取り外され、新しい空気チューブと 交換できる。 本発明の空気チューブは、改造された既存の肺活量計または空気チューブを使 用するように特別に作られた肺活量計に使用できるように設計しかつ構造を定め ることができる。管状部分を肺活量計のハウジングより長くして、使用時に、管 状部分が肺活量計のハウジングの構成部品（管状部分が着脱可能に連結される部 品）の少なくとも１つの端部から突出するようにするのが特に有効である。この 特徴は、肺活量計の使用者による肺活量計ハウジングの汚染を防止する上で非常 に魅力的である。これにより、患者の呼息は管状部分を通り、肺活量計のハウジ ングと大きくまたは緊密に接触しなくなる。 本発明の他の広い態様では、新しい肺活量計が提供される。本発明の肺活量計 は、ハウジングと、本願に開示する空気チューブと、貫通ポートの圧力を検出す べく空気チューブの貫通ポートに対して配置された圧力検出組立体と、貫通ポー トで検出した圧力と大気圧との差圧を表示する信号（好ましくは電気信号）を発 生させるための、圧力検出組立体に接続された電子組立体とを有している。電子 組立体は、ハウジング内に配置するか、ハウジングから離れて配置することがで きる。例えば、ハウジングは、例えばワイヤ、ケーブルまたは無線により、本発 明の肺活量計の電子組立体の主要部を含む電子処理システムに接続される手持ち 形部品で構成できる。或いは、電子組立体は肺活量計ハウジング内に完全に収容 でき、これにより完全内蔵形のユニットが得られる。 以上、本発明の多くの特徴を別々に説明したが、これらの１つ以上または全て の特徴は、相互に矛盾することがないように種々に組み合わせて使用できる。ま た、これらのあらゆる組合せも本発明の範囲内に包含される。本発明のこれらの および他の特徴および長所は、添付図面（同類の部品は同じ参照番号で示されて いる）に関連して述べる以下の詳細な説明および請求の範囲の記載において明ら かになるであろう。図面の簡単な説明 第１図は、本発明による肺活量計の側面図であり、手持ち型ユニットとは別個 に配置される電子装置の一部を示すものである。 第１Ａ図は、第１図の肺活量計の正面図である。 第２図は、本発明の空気チューブを示す分解図である。 第３図は、本発明の空気チューブを示す断面図である。 第４図は、本発明の抵抗要素を示す平面図である。 第５図は、第１図の肺活量計に使用される空気チューブの一部を破断して前方 上方から見た斜視図である。 第６図は、本発明による肺活量計を示す概略構成図である。 第６Ａ図は、第６図の６Ａ−６Ａ線に沿う断面図である。 第７図は、第１図の７−７線に沿う断面図である。 第８図は、本発明による肺活量計の別の実施形態を示す側面図である。 第９図は、第８図の肺活量計の背面図である。 第１０図は、本発明の好ましい実施形態による肺活量計のバーコード読取り組 立体を示す斜視図である。 第１１図は、第１０図のバーコード読取り組立体の特定実施形態を示す回路図 である。 第１２図は、本発明の好ましい実施形態による、バーコードラベルからの光を 受けるリニアアレイ（線形配列）のフォトダイオードを示す概略図である。 第１３図は、本発明の好ましい実施形態による、光をリニアアレイのフォトダ イオード上に合焦させるのに使用される自動合焦レンズアレイを示す斜視図であ る。 第１４図および第１５図は、本発明の好ましい実施形態による肺活量計設計を 示す斜視図である。図面の詳細な説明 第１図および第１Ａ図に示すように、全体を参照番号１０で示す本発明による 肺活量計は、使い捨て可能な生分解性空気チューブ１２と、ハウジング１４と、 電子制御装置１６とを有している。肺活量計１０は差圧肺活量計として一般的に 知られているものであり、前述のWaterson等の米国特許第5,137,026号に開示さ れた肺活量計とほぼ同様な態様で作動する。 第２図および第３図を参照して、空気チューブ１２を説明する。空気チューブ １２は、第１管状セグメント１８と、第２管状セグメント２０と、カラーチュー ブ２１とからなる。第１管状セグメント１８と第２管状セグメント２０との間に は抵抗要素２２が配置されている。空気チューブ１２および抵抗要素２２は、約 ９９％生分解性であるのが好ましい。管状セグメント１８、２０、２１は、例え ば化粧室用ティッシュペーパ（トイレットペーパー）等の製品のような厚紙チュ ーブを便利に作る方法と同様な方法で、生分解性厚紙または板紙から作られる。 これらのセグメント１８、２０、２１には、光沢層をコーティングするのが好ま しい。抵抗要素２２は、良好な記憶特性をもつ生分解性材料で作るのが好ましい 。この実施形態では、抵抗要素２２はノーメックス(Nomex)材料からなる。或い は、抵抗要素２２の材料は、水分に対する或る程度の抵抗性を有するナイロンそ の他の任意の材料で作ることもできる。好ましい実施形態では、抵抗要素２２は 約0.003インチ（約0.07mm）の厚さを有するが、設計パラメータに従って他の厚 さにすることもできる。 抵抗要素２２は、最初に、第１管状セグメント１８または第２管状セグメント ２０に固定され、次に、管状セグメント１８または２０の他方が抵抗要素２２に 固定される。好ましくは、生分解性接着剤が使用される。この実施形態では、第 １管状セグメント１８の外径は第２管状セグメント２０の外径に等しく、抵抗要 素２２の外径は第１管状セグメント１８の外径に等しい。 カラーチューブ２１の内径は、第１管状セグメント１８の外径にほぼ等しい。 カラーチューブ２１は、第１管状セグメント１８および第２管状セグメント２０ の両方の上に嵌合されるように構成されている。抵抗要素２２を第１管状セグメ ント１８と第２管状セグメント２０との間に固定するのに接着剤を使用するのが 好ましいが、第１管状セグメント１８および第２管状セグメント２０上にカラー チューブ２１をぴったり摩擦嵌めするだけで、抵抗要素２２を第１管状セグメン ト１８と第２管状セグメント２０との間に固定することができる。 カラーチューブ２１が第１管状セグメント１８および第２管状セグメント２０ の上に適正に固定されるとき、カラーチューブ２１の遠位端２３は、第１管状セ グメント１８の遠位端２５と同一面を形成する。また、カラーチューブ２１の遠 位端２３にパンチング形成された半円形からなるのが好ましいノッチ２７が、第 ２管状セグメント２０のポート２４と整列することが好ましい。第２管状セグメ ント２０のポート２４は、第２管状セグメント２０にパンチング形成された円形 からなるのが好ましい。ノッチ２７および／またはポート２４は、３つの部片１ ８、２０、２１の組立て前または組立て後に、カラーチューブ２１および／また は第２管状セグメント２０に形成できる。３つの要素１８、２０、２１を組み立 てると、ポート２４は空気チューブ１２の中空空間（第３図）内に直接開口する 。 第３図は、組み立てられた状態の空気チューブ１２を示す。この実施形態では 空気チューブ１２はスリーピース構造であるのが好ましいが、これらの３つの部 片１８、２０、２１は例えば単一チューブで置換でき、および／または抵抗要素 ２２を、単一チューブ内に挿入された環状リング（図示せず）に固定してもよい 。 第４図は、本発明の好ましい実施形態による抵抗要素２２を示す平面図である 。抵抗要素２２は、中央孔３２と、該中央孔３２から半径方向に延びた複数のス ロット３４とを有する。互いに隣接する各対のスロット３４はヒンジ止め型窓３ ６を形成し、該窓３６は、この実施形態では矢じり形をなしている。矢じり形の 各ヒンジ止め型窓３６は、中央孔３２の近くに位置する尖点と、中央孔３２から 遠くに位置するネック３８とを有している。この実施形態では、抵抗要素２２は ８つのヒンジ止め型窓３６からなるが、設計パラメータに従って、これより多数 または少数のヒンジ止め型窓３６を使用できる。各ネック３８の幅は、対応する ヒンジ留め型窓３６の可撓性を調節する。ネック３８が大きければ大きいほど、 対応するヒンジ留め型窓３６の可撓性が小さくなり、ネック３８が小さいほど、 対 応するヒンジ留め型窓３６の可撓性は大きくなる。 空気チューブ１２の端部に息を吹き込む患者は、抵抗要素２２を通る空気流を 発生させ、この空気流は、一般に、０〜１６ｌ／秒の空気流量を有する。抵抗要 素２２により与えられる抵抗は、これらの種々の空気流量に対してほぼリニアで あるのが理想的である。例えば、単一の孔を備えたディスクからなる従来技術の 抵抗要素では、リニアな圧力対流量関係は得られない。例えば約１２ｌ／秒で１ ．５cm水柱／ｌ／秒以下の良い抵抗をもつ従来技術のディスク形抵抗要素は、低 流量では良い抵抗が得られない。より詳しくは、このような慣用的なディスク形 抵抗要素は、低流量では非常に小さい抵抗になってしまい、これは受け入れるこ とができない。 本発明の抵抗要素２２はネック３８を備えたユニークなヒンジ留め型窓３６を 利用しており、これは、種々の流量での抵抗要素２２の抵抗を調節するように工 夫されている。本発明の抵抗要素２２は、慣用的なディスク形抵抗要素とは異な り、約１２ｌ／秒の流量で1.5cm水柱／ｌ／秒以下の理想的な抵抗が得られるよ うになっており、また、低流量でも良好な抵抗が得られる。概略的にいえば、抵 抗要素２２は、０〜１６ｌ／秒の間の流量に対し、非常に優れたほぼリニアな流 量対抵抗応答が得られる。高流量では、ヒンジ留め型窓３６が大きく開き、大き 過ぎない良い抵抗を与える。低流量では、ヒンジ留め型窓３６が極く僅かに開き 、これにより、小さ過ぎない良い抵抗を与える。 本発明の好ましい実施形態によれば、２つのスロット３４間の角度は約４５° であり、各スロット３４は約0.02インチ（約0.5mm)の幅を有する。ネック３８の 幅を調節するための各垂直ヒンジ止め部分３７の幅は、約0.04インチ（約1.0mm ）であるのが好ましい。抵抗要素２２の直径は1.09±0.0005インチ（約27mm±0. 01mm）が好ましく、また、１つのヒンジ留め型窓３６の二等分線３９とスロット ３４を通る他の線４１との間の幅は、約0.0625±0.005インチ（約1.58mm±0.1mm ）が好ましい。 本発明の抵抗要素２２の１つの重要な特徴は、低流量でも抵抗が得られること である。なぜならば、一般に、健康を喪失した患者は高流量を発生できないから である。この抵抗要素２２は、高流量でも良く機能する。抵抗要素２２は、患者 が呼息するか吸息するかとは無関係に、種々の流量で良い抵抗が得られる。 第５図に示すように、空気チューブ１２は、開放入口４６および開放出口４８ を有している。開放入口４６を包囲する領域は、人の口に入り得るサイズを有し ている。このマウスピース領域は、患者の口内に領域４６を入れて、空気チュー ブ１２の中空空間３０内に呼息することにより、肺活量計１０（第１図）を使用 する患者により使用される。 再び第１図に戻って説明すると、空気チューブ１２を使用したい場合には、空 気チューブ１２をパッケージから取り出してハウジング１４に連結する。より詳 しくは、空気チューブ１２をハウジングチューブ５１に連結する。ハウジングチ ューブ５１は、空気チューブ１２のノッチ２７（第２図）内に嵌合されるタブ５ ２を有している。空気チューブ１２をハウジングチューブ５１内に配置する前に 、ノッチ２７とポート２４（第２図）とを整合させる。この実施形態では、ハウ ジングチューブ５１内に空気チューブ１２を挿入する直前に使用者が手で整合さ せる。ノッチ２７がポート２４と整合されると、ポート２４は、第６図に示すよ うに、圧力検出脚７６と整合する。より詳しくは、圧力検出脚７６のフィッティ ング（吸引カップ状フィッティング７７が好ましい）が、ポート２４の回りに気 密嵌めにより取り付けられる。好ましくは、吸引カップ状フィッティング７７は シリコーンゴムまたはビニルからなり、ポート２４の回りに良く取り付けられる ように構成され、これにより、この界面での空気のあらゆる漏洩が低減される。 従って、患者からの息が圧力検出脚７６内に導入されることがなく、圧力検出脚 ７６の汚染が防止される。 空気チューブ１２のノッチ２７がハウジングチューブ５１内に配置されたとき 、より詳しくは、整合タブ５２上に置かれたとき、カラーチューブ２１の遠位端 ２３と、ハウジングチューブ５１の遠位端とは同一面上になくてはならない。こ の時点で、肺活量計１０を使用できる準備が整ったことになる。空気チューブ１ ２は、ハウジングチューブ５１より長いため、ハウジングチューブ５１に適正に 連結されたとき、ハウジングチューブ５１の一端から突出することに留意された い。比較的長い空気チューブ１２は、肺活量計の使用者からの呼気がハウジング と接触してこれを汚染する危険性を低減させる。 第６図には、全体を参照番号１０で示す肺活量計の全体的作動が示されている 。以下は、空気チューブ１２が圧力検出脚７６に対して適正に配置されかつ位置 決めされた後の肺活量計１０の作動についての全体的説明である。本発明の較正 方法および装置は、ここで全体的作動を説明した後に、より詳細に説明する。こ の全体的説明は、本発明による肺活量計１０のような任意の肺活量計を用いて適 用できる。貫通ポート２４（第２図）は、圧力検出脚７６と連通している。汚染 から更に保護するため、必須ではないが、圧力検出脚７６にフィルタを設けるこ ともできる。圧力検出脚７６は、差圧形すなわち「ゲージ」型圧力変換器８０に 連通しており、該圧力変換器８０として、例えば、MotorolaからMPX 2020Dの商 標で市販されているものがある。圧力変換器８０は、圧力検出脚７６と検出され た大気圧との間の差圧に比例する電気信号を、１対の出力ワイヤ８２、８４に発 生する。この信号は、差動増幅器段８６により増幅され、かつ増幅器出力をデジ タル信号に変換するＡ／Ｄ変換器８８に供給される。 変換器８８からの出力は、電子制御装置１６の一部であるマイクロプロセッサ ９０に供給される。マイクロプロセッサ９０は、ＲＯＭ９２に記憶されたアルゴ リズムと組み合わされた、空気チューブ１２の符号化された情報により供給され る較正データを使用して、変換器８８からの信号についての幾つかの計算を行い かつ較正された最終結果、例えば、体積および流量、をディスプレイ９４、例え ば、慣用的なモニタまたは液晶ディスプレイモジュール、上に表示する。マイク ロプロセッサ９０には電源９１、例えば、バッテリ、または慣用の電力線電源に 連結すなわち接続できるコネクタ、から給電される。スイッチ９６を付勢すると 、マイクロプロセッサ９０を介して肺活量計の作動を開始させることができる。 各測定中の結果は、将来の参考のためにＲＡＭ９８に記憶することができる。マ イクロプロセッサ９０のプログラミングを変更できるようにするため、Ｉ／Ｏポ ート１００を設けることもできる。また、マイクロプロセッサ９０は、命令によ り、ＲＡＭ９８に蓄積された結果をＩ／Ｏポート１００を介してプリンタまたは コンピュータにダウンロードできるようにプログラムすることができる。Waters on等の米国特許第5,137,026号は、慣用的な肺活量計の作動に関し更に詳細に説 明している。患者が、肺活量計１０を使用した１つの治療または診断を終了した なら ば、生分解性空気チューブ１２をハウジングチューブ５１から取り外して、環境 的に安全な態様で廃棄する。 第１図および第１Ａ図に示すように、ハウジング１４は、使用者が片手で把持 できるように構成されている。例えば、ハウジング１４のシャフト１０２は、手 で容易に掴むことができる形状を有している。また、手による装置の保持を一層 容易にするため、指掛け１０４が設けられている。 第１図および第１Ａ図に示す実施形態は、手持ち型ハウジング１４内に配置さ れる電子制御装置１６を有している。外部コンピュータまたはプリンタとの通信 は、ハウジング１４に設けられた慣用的なRJ-11クイックコネクタジャックのよ うなジャック１０５を使用して変換器に接続できるケーブル１０６を介して行な うことができる。この好ましい実施形態では、通信は、ハウジング１４と外部コ ンピュータまたはプリンタとの間で作動できる慣用的な別の赤外線データ関連（ infrared data association:ＩＲＤＡ）リンクを介して行なうこともできる。ハ ウジング１４内の電子装置には、慣用的なニッケル−カドミウム電池のようなバ ッテリパックから給電するのが好ましい。このようなバッテリパックを使用する 場合には、ハウジング１４には、バッテリパックの充電に使用されるポートが設 けられる。 第１図および第１Ａ図に示す実施形態では、マイクロプロセッサ９０は、特に 肺活量計の作動を制御するように構成された透明体上張りキーパッドを備えた専 用マイクロプロセッサで構成できる。或いは、マイクロプロセッサ９０は、フル サイズキーボード、ビデオモニタ、ハードディスクドライブおよびプリンタを備 えた汎用パーソナルコンピュータの部品で構成することもできる。専用マイクロ プロセッサは、比較的簡単であり、コストが安くかつ使用が容易であるため特に 有効である。また、ハウジング１０４のシャフト１０２は、第１Ａ図に示すよう にテーパ状部分１０７を有しており、該テーパ状部分１０７は、例えば使用と使 用との間に、ハウジングを平らな面上に置きかつ維持することを容易にする。 第１図および第１Ａ図に示す実施形態は全く新しい肺活量計として有効であり 、又は、空気チューブ１２およびハウジング１４は既存の肺活量計の改造に使用 できる。例えば、既存の肺活量計は、永久的な呼吸チューブ、圧力検出脚、圧力 変 換器、増幅器およびＡ／Ｄ変換器を備えた手持ち型ユニットであり、かつ電子制 御装置１６とほぼ同様に機能する専用制御システムに連結される。単に、既存の 手持ち型ユニットを、ハウジング１４および該ハウジングに連結されまたはハウ ジング内に配置される部品に置換するだけで、本発明の多くの長所を備えた改造 型肺活量計を作ることができる。第７図は、第１図の肺活量計１０をその７−７ 線に沿って切断した断面図である。 第８図および第９図には、他の実施形態が示されている。全体を参照番号２１ ０で示す肺活量計は、ここで特別に説明する点を除き、肺活量計１０と同様に構 成されている。肺活量計１０の構成部品に相当する肺活量計210の構成部品は、 肺活量計１０に使用した参照番号に２００を加えた参照番号で示されている。 肺活量計２１０と肺活量計１０との主な相違点として、空気チューブ２１２の 形状およびハウジングチューブ２５１の形状について説明する。空気チューブ２ １２は、開放出口２４８の近くの領域に２つの位置決めポート１０７、１０８が 設けられている点を除き空気チューブ１２とほぼ同様に構成されている。 ハウジングチューブ２５１は、ハウジングチューブ５１のように空気チューブ １２を包囲するのではなく、空気チューブ２１２の受け台として機能するように 構成されている。また、ハウジングチューブ２５１は、上方に延びた２つの突出 部１０９、１１０を有し、これらの突出部１０９、１１０は、空気チューブ212 がハウジングチューブ２５１に連結されるとき、それぞれ位置決めポート１０７ 、１０８内に受け入れられるように配置されている。突出部１０９、１１０が位 置決めポート１０７、１０８に係合すなわち受け入れられると、ポート２２４（ 図示せず）が圧力検出脚２７６（図示せず）と適正に整合される。 第８図および第９図に示すように、ハウジング２１４のシャフト３０２には、 マイクロプロセッサ９０の透明体上張りコントロール１１２が配置されている。 また、この実施形態は、より大きなＲＯＭを設けるのが好ましく、透明体上張り キーパッド１１２の下のハウジング２１４には、ディスプレイ９４が配置されて いる。肺活量計２１０では、電源９１は慣用的な充電可能なニッケル−カドミウ ム電池のようなバッテリパックであり、ハウジング２１４内に配置されている。 ハウジング２１４のポート１１４は、必要なときにバッテリパックを充電すべく 、 バッテリパック９１と慣用的なバッテリ充電器との接続を行なうことができる。 ハウジング２１４にはＩ／Ｏポート１００も支持されており、該Ｉ／Ｏポート１ ００は、電子回路１１１からコンピュータまたはプリンタに情報をダウンロード したい場合に、マイクロプロセッサ９０とこれらの機器とを便利に接続すること ができる。第１図の実施形態と同様に、シャフト３０２には、ＩＲＤＡ光学ポー トも配置されている。肺活量計２１０は、１人の患者により操作される内蔵型ユ ニットである。 肺活量計２１０を作動させるには、空気チューブ２１２をハウジングチューブ ２５１に連結し、突出部１０９、１１０を、それぞれ位置決めポート１０７、１ ０８と係合させる。次に、患者は、透明体上張りキーパッド１１２のスイッチを 入れ、任意の治療および／または所望の診断処置に肺活量計２１０を使用する。 空気チューブ２１２をハウジングチューブ２５１から取り外したい場合には、単 に、生分解性空気チューブ２１２をハウジングチューブ２１２から持ち上げて、 環境的に許容できる態様で廃棄することができる。 再び第６図を参照すると、肺活量計１０のハウジング１４内には、キャラクタ 認識ユニット３０４が配置されている。キャラクタ認識ユニット３０４は、バー コード状ストライプを認識できる装置で構成するのが好ましい。キャラクタ認識 ユニット３０４はハウジング１４内に配置されており、空気チューブ１２がハウ ジング１４内に配置されたときに、空気チューブ１２上のキャラクタシーケンス ３０６（バーコード状ストライプが好ましい）と整合する。本発明によれば、空 気チューブ１２に関する較正情報がキャラクタシーケンス３０６内で符号化され る。この符号化された情報はキャラクタ認識ユニット３０４により読み取られ、 かつライン３０８を介して変換器８８に搬送され、次にマイクロプロセッサ９０ に搬送される。変換器８８は、８つの入力部を有するのが好ましい。８つの入力 部のうち、２つは圧力変換器８０の信号を受け、１つは流れチューブ圧力を受け 、１つは鼻気圧測定を行なう場合のものである。この実施形態では、キャラクタ 認識ユニット３０４は、キャラクタシーケンス３０６を自動的に読み取るために 肺活量計のハウジング１４内に配置されるが、キャラクタシーケンス３０６から の情報のこの読取りは手動で行なうこともできる。キャラクタシーケンス３０６ の 横には、例えば人が判読できる文字を配置することもできる。また、キャラクタ シーケンス３０６からの情報の読取りは、好みの設計に従って、肺活量計１０に よる各読取りの前、読取り中、または読取り後に行なうことができる。 キャラクタ認識ユニット３０４はバーコード状キャラクタシーケンス３０６を 読み取ることができる光学式キャラクタ認識ユニットが好ましいが、他の情報搬 送技術を考えることもできる。空気チューブ１２に関する較正情報がマイクロプ ロセッサ９０に変換される限り、例えば、磁気キャラクタ認識、光学式英数字キ ャラクタ認識、光学式記号認識等を使用できる。キャラクタ認識ユニット３０４ は、バー型コードを認識できるリニアアレイが好ましい。 第６Ａ図は、第６図の６Ａ−６Ａ線に沿う断面図である。本発明の実施形態で は、光源３１０が、空気チューブ１２の表面上に配置されたキャラクタシーケン ス306に向かって矢印Ａ１の方向に光を放射する。この実施形態では、キャラク タシーケンス３０６は、バーコードラベルまたは空気チューブ１２上に直接印刷 されるバーコードからなる。光源３１０からの光は、キャラクタシーケンス３０ ６から矢印Ａ２の方向に反射され、自動合焦レンズアレイ３１３に入る。自動合 焦レンズアレイ３１３からの光は、次に、リニアアレイのフォトダイオード３１ ５上に合焦される。リニアアレイのフォトダイオード３１５は電気信号を発生し 、その後、この信号は、変換器８８により、次にマイクロプロセッサ９０（第６ 図）により翻訳処理され、キャラクタシーケンス３０６内に含まれた較正情報を 識別する。本発明の好ましい実施形態によれば、光源３１０と、自動合焦レンズ アレイ３１３と、リニアアレイのフォトダイオード３１５との間に、クサビ型の 黒色プラスチックホルダ３１８が配置されている。クサビ型黒色プラスチックホ ルダ３１８は、これらの３つの要素３１０、３１３、３１５を該プラスチックホ ルダに固定して、肺活量計１０のハウジング１４内で適正に整合させる。 第１０図は、本発明の好ましい実施形態のキャラクタ認識ユニット３０４の斜 視図である。光源３１０からの光は、空気チューブ１２上に配置されたキャラク タシーケンス３０６上に合焦される。反射光は自動合焦レンズアレイ３１３によ り受けられ、自動合焦レンズアレイ３１３は、この実施形態では、光源３１０か ら約４５°の角度３２１に配置されている。光源３１０および自動合焦レンズア レイ３１３は、キャラクタシーケンス３０６を通る中心線スキャン３２３に対し てほぼ平行な長さを有する。 リニアアレイのフォトダイオード３１５は自動合焦レンズアレイ３１３に対し てほぼ平行に配置されていて、自動合焦レンズアレイ３１３からの合焦光を受け る。自動合焦レンズアレイ３１３の一部の上に、外来光線ストッパ３２５が配置 されており、リニアアレイのフォトダイオード３１５上には、他の外来光線スト ッパ３２７が配置されている。 第１３図は、本発明の好ましい実施形態に従って、自動合焦レンズアレイ３１ ３を収容することができるクリップオン光線ストッパ３２５を示す。光線ストッ パ３２５は黒色プラスチックで形成されているのが好ましく、自動合焦レンズア レイ３１３の周囲に摩擦嵌めされおよび／または接着剤を用いて自動合焦レンズ アレイ３１３に固定される。或いは、好みの設計に従って、より安価な光線スト ッパ技術を用いることができる。第６Ａ図に関連して前述したように、好ましく は光源３１０および自動合焦レンズアレイ３１３の両者、より好ましくはこれら 以外に更にリニアアレイのフォトダイオード３１５は、クサビ形黒色プラスチッ クホルダ３１８上に配置される。クサビ型黒色プラスチックホルダ３１８は、光 源３１０と、自動合焦レンズアレイ３１３と、リニアアレイのフォトダイオード ３１５との間に正しい角度を与える。クサビ型黒色プラスチックホルダ３１８は 、光源３１０と、自動合焦レンズアレイ３１３と、リニアアレイのフォトダイオ ード３１５との間の相互間隔および空気チューブ１２からの間隔の適正設定を一 層容易にする。クサビ型黒色プラスチックホルダ３１８は、光の反射を抑制する ため黒色にするのが好ましい。自動合焦レンズアレイ３１３の総共役焦点距離(t otal conjugate focal len-gth)3３３は、リニアアレイのフォトダイオード３１ ５の内部感光面からキャラクタシーケンス３０６の目標表面まで測定して、約9. 4mmが好ましい。好ましい実施形態では、自動合焦レンズアレイ３１３は、Nippo n Sheet Glass Co.，Ltd.の製造に係るSelfoc（登録商標）レンズアレイからな る。この自動合焦レンズアレイ３１３は、リニアアレイのフォトダイオード３１ ５およびキャラクタシーケンス３０６の両者が自動合焦レンズアレイ３１３の焦 点に位置するように、リニアアレイのフォトダイオード３１５とキャラクタ シーケンス３０６との間に配置される。この実施形態では、自動合焦レンズアレ イ３１３は、キャラクタシーケンス３０６から2.5mmで、かつリニアアレイのフ ォトダイオード３１５から2.5mmの位置に配置されている。 キャラクタシーケンス３０６が光源３１０により照射されると、キャラクタシ ーケンスの中心線３２３に沿うキャラクタシーケンス３０６の像の幅約１mmの部 分は、自動合焦レンズアレイ３１３によりリニアアレイのフォトダイオード３１ ５に搬送される。この実施形態では、自動合焦レンズアレイ３１３は、約１８〜 ２０mmの長さを有し、かつ単一列のレンズ３３６からなる。フォトダイオードの 全リニアアレイ３１５が像を確実に受けるようにして、自動合焦レンズアレイ３ １３に±１mmの不整合および／または端レンズダメージ(end lens damage)を許 容するためには、自動合焦レンズアレイ３１３は、リニアアレイのフォトダイオ ード３１５の長さ（約１６mm）より僅かに長いのが好ましい。自動合焦レンズア レイ３１３の例示の個々のレンズ336の２つの焦点が参照番号３３９、３４０で 示されている（縮尺は正確ではない）。 リニアアレイのフォトダイオード３１５は、Texas Instrumentsにより製造さ れかつ１２８×１リニアアレイ内に１２８個の電荷モード画素（charge-modepix els）の配列を有する知的光学センサ（モデル番号TSL215）が好ましい。数ある 理由のうち、容易に使用できるという理由から、リニアアレイのフォトダイオー ド３１５は電荷結合素子（ＣＣＤ）が好ましい。リニアアレイのフォトダイオー ド３１５は、一体型クロック発生器、アナログ出力バッファ、およびＣＣＤ回路 に必要なサンプル／保持回路からなる。焦点３４０は、例えば、リニアアレイの フォトダイオード３１５の表面から約１mm下の位置に合焦される。 本発明の実施形態では、第１２図に示すように、感光面３４６上には、外来光 線ストッパ３２７に加えて透明なプラスチックパッケージング３４４が配置され る。感光面３４６上には、線３４８で示すように、中心走査線３２３が投影され る。この実施形態では、焦点３４０（第１０図）は透明プラスチックパッケージ ング３４４の表面から約１mm下方にあり、配列の感光面３４６上に投影される。 光源３１０がマイクロプロセッサ９０（第６図）により付勢されると、光が、 リニアアレイのフォトダイオード３１５の感光面３４６上に投影される。第１１ 図に示すように、マイクロプロセッサ９０は、マイクロプロセッサ９０の並列ポ ートピン３５２に接続された「照射−オン」信号ライン３５０を用いて光源３１ ０を付勢する。この実施形態では、光源３１０は約４５ミリカンデラ（ルーメン ／ステール）の４要素発光ダイオード配列からなり、約635nmの波長をもつほぼ 均等拡散光源(lambertian source)である。光源３１０は、本発明により、中央 の２つのランプが２０mAの電流で付勢されかつ両端のランプが２５mAの電流で付 勢されて、キャラクタシーケンス３０６に沿う均一照射を与える。光源３１０は 約２３μW／cm2の照度を与えかつ参照番号３５４で示すように目標バーコードか ら約７mmの位置に配置される。光源３１０と自動合焦レンズアレイ３１３との間 の光線ストッパ３２５は、迷光を抑制する。本発明は、約７５０nmの波長である リニアアレイのフォトダイオード３１５のセンサピーク応答にほぼ一致する６３ ５nmの波長を使用する。リニアアレイのフォトダイオード３１５で得られる感度 は、７５０nmの波長で、１００％最大リニアアレイ感度の約８０％である。光源 ３１０は約１６mmの長さを有する。光源３１０の付勢は電力消費量が大きいため 、この実施形態では、光源３１０はバーコード読取り中にマイクロプロセッサ９ ０によって付勢されるだけである。光源３１０およびリニアアレイのフォトダイ オード３１５の両者は、好ましくは、フレキシブルＰＣボードに取り付けられた 集積回路であり、互いに約４５％の二面角３２１を形成する。 第１１図に示すように、リニアアレイのフォトダイオード３１５の像集合時点 （image integration time）は、マイクロプロセッサ９０によりリニアアレイの フォトダイオード３１５の直列入カピン３６２に入力されるライン３６０での短 パルスでスタートする。約１〜１０ミリ秒後に、第２直列入力パルスがライン36 0でリニアアレイのフォトダイオード３１５に入力される。この第２直列入力パ ルスの後に、像が、１２９以上のクロックパルスを用いて、クロックピン３６６ を１０〜１００kHでクロッキングすることにより、ビデオ出力ピン３６４で読み 取られる。この結果として得られる信号は、直列ビデオ出力ライン３６８に載せ られる。上記クロッキング作業中、アナログ電圧からなる直列ビデオ出力が、Ａ ／Ｄ変換器３７０（１２ビット精度を有しかつ０〜５Ｖの入力範囲をもつものが 好ましい）により読み取られる。Ａ／Ｄ変換器３７０はデータバス３７３にデ ジタルデータを出力し、該デジタルデータは、各ビデオパルスの増幅度、従って フォトダイオード３１５のリニアアレイの各センサ画素の暗さを反映する。デー タバス３７３のこのデジタルデータは、次にマイクロプロセッサ９０により読み 取られる。Ａ／Ｄ変換器３７０はマイクロプロセッサ９０により制御されかつ約 １０マイクロ秒の変換時間を有する。従って、リニアアレイのフォトダイオード ３１５は、１０マイクロ秒（１００kH）までの時点でクロッキングされる。 リニアアレイのフォトダイオード３１５は、給電ノイズおよびビデオ配列ノイ ズを最小に維持するため、３ターミナル電圧調整器３７５により給電される。現 段階ではTexas Instruments TSL215が好ましいが、新製品であるTSL1402を使用 することもできる。この後者のモデルは、同じ１６mmの長さ中に２倍の画素を有 している。このモデルは２倍の解像度を有し、デジット数および信頼性をより高 めることができる。この後者のモデルはピン互換性を有し、クロックサイクルの 数を１２９から２５７に簡単に変更できかつ光学的飽和は殆ど受けない。また、 TSL1402は４０ミリ秒の初期画素荷電時間を必要とせず、速度および精度を２倍 にする。 キャラクタシーケンス３０６は、約３つの十進数の較正データにチェックサム デジットを加えたものを与える、２／５挿間ＩＴＦシーケンス（Interleaved 2 of 5 ITF sequence）をもつバーコードで構成するか、ストレートバイナリコー ドで構成できる。本発明の実施形態ではストレートバイナリバーコードが好まし いが、このコードは、約５・1/2デジットに約６ビットのバイナリチェックサム を加えたものを与えるように構成される。バイナリコードは、一定幅のバーおよ び間隔をもつＮＲＺ（non-return-to-zero）にスターティングマークを加えたも ので構成できる。この構成は、コードの全幅が一定であることを確保しかつ両側 に１１nmのコード位置決めエラーを許容する。バーコードの最小白黒バー幅は、 リニアアレイのフォトダイオード３１５上で少なくとも２〜３個の画素になるよ うに選択される。リニアアレイのフォトダイオードはフォトダイオード間に0.12 5mmの間隔を有するので、最小バー幅は、この幅の約２倍になる。この構成は、 リニアアレイのフォトダイオード３１５のビデオ出力３６８での少なくとも１つ の画素位置が完全低位置または完全高位置に移動することを確保する。なぜなら ば、 配列３１５中の１つの画素が完全な黒色または白色であって、黒色バーと白色領 域との間には位置しないからである。リニアアレイのフォトダイオード３１５の ビデオ出力３６８での他の電圧に対し非常に高いまたは低い電圧がソフトウェア により復号されバー位置を確実に表示する。 光源３１０は一定強度のものが好ましく、ユニット間のおよび時間経過による 光源強度の変化は本発明により補償される。このことから、センサ効率を補償す るため、リニアアレイのフォトダイオード３１５の光集合（light integration ）が調節される。リニアアレイのフォトダイオード３１５から読み取られた像ビ デオのレベルは、ライン３６０の直列入力パルス間の時間すなわち光集合間隔の 時間を増大させることにより増大できる。各バーコードが読み取られた後、バー コード増幅データが小さ過ぎると、増幅度が白色対黒色差異を検出するのに充分 なものとなるまで、集合時間が調節される。各読取り作業からの全直列ビデオデ ータ流の全増幅度は、光源に沿う光強度の変化により、非リニア曲線を形成する 。本発明によるソフトウェアでは、連続する微分平均または他の指標が、全ビデ オデータ長さに沿うおおよその白色対黒色閾値を表示する。この平均は、ソフト ウェア比較による黒色データから白色を検出するのに使用される。ソフトウェア により高周波ノイズが濾過され、結果としてのデータ流はバーコードの像を形成 する。この実施形態では、この結果得られるデータ流が、使用されるコードに基 づいて、ＮＲＺ二進法または２／５挿間法(interleaved 2 of 5 method)により 復号される。このＮＲＺフォーマットは、ビットが変化するときにデータビット が変化せずかつバーコード色を変化させない場合に、バーコード色を変化させる 。この結果得られるデータ流は、ＮＲＺ二進法または２／５積分法（integrated 2 of 5 method）により復号された後、空気チューブ１２に元来復号されていた もとの二進数または十進数からなる。この数は、次に、この肺活量計流量センサ の較正に使用される。 リニアアレイのフォトダイオード３１５は、各バーコード読取りの前に、最初 に４０ミリ秒の作業時間だけ予調整し、１２８画素の各々が白色から黒色に（ま たはこの逆）正しく変化できるようにしなければならない。この予調整時間中、 光源はオンの状態に維持され、バーコードからのデータは無視される。バーコー ドに埋め込まれたチェックサムにより判断して、正しいデータが得られるまで、 幾つかのバーコード走査が連続的に遂行される。従って、全読取り作業は、バー コード走査当たり、約４０ミリ秒プラス５ミリ秒、または約１００ミリ秒である 。各バー走査は、１０マイクロ秒の最短時間の１２０倍、または１００マイクロ 秒の最長時間の１２８倍を必要とする。この時間は、前述のように、必要な積分 時間により決定される。 光源３１０は、全てのバーコード走査中（１００ミリ秒まで）連続してスイッ チオンされており、個々の５ミリ秒走査の間スイッチオフされる。なぜならば、 積分時間の間中、画素を照射しなければならないからである。マイクロプロセッ サの埋め込まれた１６ビットタイマは、１０〜１００ミリ秒の反復期間（各期間 は中断を生じさせる）を発生するようにプログラムされる。時間中断は、必要な らば積分スタートパルスを出力し、次に１２９個のクロックパルスを出力するル ーチンを始動させる。各クロックパルスにおいて、Ａ／Ｄ変換器３７０は、マイ クロプロセッサ９０によりデータバス３７３を介して読み取られ、後での分析の ために記憶される。１２９クロックパルスの完了後、タイマが停止されかつデー タがマイクロプロセッサ９０により分析され、かつ連続濾過および平均化を用い て各画素についての移動白色−黒色閾値レベルを見出す。次に、ソフトウェアに おいてデータが濾過され、バーコードに変換される前に、移動する閾値レベルと 比較される。本発明の好ましい実施形態では、約８回のバーコード走査が行なわ れかつ一度に記憶され、４０ミリ秒の初期画素変化が反復しないようにするには 、８倍の12.5ミリ秒すなわち１００ミリ秒の最長時間を必要とする。 自動合焦レンズアレイ３１３に関しては、この組立体は、キャラクタシーケン ス３０６上に±0.3mm以内に正確に合焦することが製造工程で保証されていない 場合には、こうなるように調節されなくてはならない。診断プログラムがマイク ロプロセッサ９０で遂行されかつキャラクタシーケンス３０６を連続的に走査し て、該キャラクタシーケンス３０６の読取りからエラーの割合（％）を出力する 間に、焦点距離を、低光環境で調節しなくてはならない。この焦点距離は、エラ ーが最小になるまで調節するのが好ましい。この手順には、最悪ケースのバーコ ード例すなわちランダムバーコード例を使用するのが好ましい。 患者が空気チューブ１２を較正しかつ較正情報をキャラクタシーケンス３０６ の形態で空気チューブ１２に与える方法により、製造ラインからの空気チューブ １２の大きな初期サンプルロットが試験される。本発明の実施形態では、試験手 順は、１秒当たり7.5ｌの呼息方向の空気流を、各流れチューブ１２に生じさせ ることからなる。検出脚（第６図に参照番号７６で示したものと同じもの）が、 空気チューブ１２の貫通孔２４（第２図）上に置かれ、この検出脚は高精度圧力 センサに連結される。チューブには機械的共鳴フィルタを設けることができる。 測定される圧力は、１秒当たり7.5ｌの呼息方向の空気流に応答して各チューブ に認められ、引き続き、呼息方向の同じ空気流量についての同様な測定圧力が各 空気チューブ１２について得られる。 本発明は、各空気チューブ１２に製造誤差があっても、各空気チューブ１２に ついての圧力出力対空気流入力曲線は非常に良く似ていることを認識させる。よ り詳しくは、各流れチューブ１２についてのこの圧力出力対空気流入力曲線は、 一定係数をもつ三次多項式により数学的にモデル化できる。各空気チューブ１２ についての多項式は、単一の利得係数によってのみ変化する。従って、本発明の 好ましい実施形態によれば、任意の主題空気チューブ（subject air tube）の応 答は、当該空気チューブの応答に単に定数を掛けるだけで、理想的な応答すなわ ちモデル応答が複製されるように較正される。 各空気チューブ１２についての圧力出力対空気流入力曲線は定数のみによって 変化するので、主題空気チューブ１２の測定圧力は、０〜１６ｌ／秒の間の任意 の所与の空気流量について、理想的な圧力出力を達成すべく補償される。本発明 は、各主題空気チューブの較正が、各空気流方向（呼息方向および吸息方向）に ついて単一の較正定数を発生させるだけで遂行できる特定実施形態について説明 したが、本発明はこの例示実施形態に限定されるものではない。 本発明の好ましい実施形態によれば、吸息方向および呼息方向の空気流量につ いての圧力測定値が主題空気チューブ１２について得られた後、これらの２つの 測定値は対応する２つのモデル圧力測定値と比較される。モデル圧力測定値は、 前述のように、製造ラインからの流れチューブ１２の多数の初期サンプルロット の圧力測定値を平均化することにより得られる。利得係数は、主題空気チューブ １２のチューブ圧力測定値および該チューブのモデル圧力測定値に基づいて決定 される。例えば、吸息方向についてのモデル圧力測定値が、呼息方向についての 主題チューブの圧力測定値より僅かに高い場合には、補正係数が創成され、主題 チューブ１２の圧力測定値をモデル圧力測定値まで増大させる。この補正係数は 、本発明の好ましい実施形態における定数からなる。一例として、主題空気チュ ーブ１２の多数の測定値および対応する補正係数を有するルックアップテーブル を使用できる。好ましい実施形態では、このようなルックアップテーブルには、 所望の精度による多数の主題空気チューブの圧力測定値および対応する補正係数 を含めることができる。この実施形態では、補正係数が、各主題チューブを所望 の精度レベルに較正する。更に、本発明の好ましい実施形態によれば、任意の主 題空気チューブ１２についての両補正係数を表すのに使用される。主題空気チュ ーブ１２は吸息方向および呼息方向の両方向の測定圧力について試験されるので 、主題空気チューブ１２の２つの測定圧力割合に対応して、２つの異なる補正係 数が創成される。単一の二進数は、圧縮形態をなすこれらの２つの補正係数を表 すものであり、ルックアップテーブルから得ることもできる。 第１４図および第１５図は、本発明の好ましい実施形態による肺活量計設計を 示す斜視図である。空気チューブ２１２はハウジングにより殆ど覆われており、 ディスプレイ９４および透明体上張りキーパッド１１２は前述の実施形態におけ るものより大きい。 以上、本発明を種々の特定例および実施形態について説明したが、本発明はこ れらに限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の実施が可能であること を理解すべきである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION                 Resistance element and calibration air tube for spirometer Background of the Invention   The present invention relates to resistance elements and air tubes used in spirometers, It relates to a spirometer using a resistance element and an air tube. For more details, Ming is a disposable, at least partially biodegradable resistive element and air switch. And a spirometer using such elements and tubes, preferably a differential pressure The spirometer and this disposable air tube can be used at high levels when used in a spirometer. The present invention relates to a calibration technique that can ensure the accuracy of a bell.   Spirometers are used to measure the volume and flow of expiration and inspiration of a user, for example a patient. The device used. The two general types of spirometers are volume and volume, respectively. And those that measure flow. In the form of measuring flow rate, it is used for measuring flow rate. The actual port of the spirometer is a respiratory flowmeter, a type of pneumotach). These measurements are used for physiological studies of lung function in spirometer users. And is important for diagnostic analysis. For example, for patients with lung or asthma problems The effect of various drugs used in treatment is the volume of exhaled air before or after administration of the drug. And by monitoring the flow rate. Also known as a respiratory flow meter Several devices are commercially available, such as some Fleisch respirometers. these The device is based on laminar air flow through the resistance element. More as another spirometer Some use complex electronic components and do not require a layered airflow.   Measurement of the expiratory pressure differential or differential pressure through the element that creates or causes the pressure differential The determination is based on a differential pressure spirometer. In such a differential pressure spirometer, air Tubes (respiratory flow meters) can be used, for example, in spirometer pressure sensing systems and electronic systems System is accurately configured and positioned so that measurements are reliable and repeated It is important to lick. Such a precisely configured respiratory flow meter is disposable On the contrary, it is effective for a long time without structural deterioration even after many uses. Made of metal or durable plastic for use. For example, U.S. Patent No. 5,137,026 to Wat-erson et al., The entire disclosure of which is incorporated herein by reference. Please refer to.   Most spirometers direct exhaled air from the user's respiratory system directly to the measuring device. Because of this, one important problem of using such devices is the same spirometer. Is to be transmitted from one patient to another. this Various approaches have been suggested to solve the infection problem. Especially well-known An alternative approach is to use a disposable mouthpiece and / or at the entrance to the spirometer. Is to use a bacterial filter. Patients using spirometer contact Only the mouthpiece and / or bacterial filter, at least In theory, contamination of the rest of the device can be avoided. The disadvantage of this approach is that Such mouthpieces and filters are relatively expensive, and Making the system relatively inefficient.   Another approach to solving this contamination problem is user and / or exhalation Sterilize one or more parts of the spirometer in contact with That is. The drawback of this approach is that additional sterilization equipment and supplies The cost and the need to monitor the operation and effectiveness of the sterilizer And purchase a relatively durable and expensive spirometer that can withstand sterilization procedures. That is something that must be done.   A third approach suggested is to use disposable spirometer components. And For example, U.S. Pat.No. 5,038,773 to Norlien et al., U.S. Pat. No. 305,762; Karpowicz U.S. Patent No. 272,184; Boehringer et al. See U.S. Patent No. 4,807,641 and U.S. Patent No. 4,905,709 to Bieganski et al. . These conventional disposable spirometer components are typically made of durable plastic or Or made of medical metal, these parts are disposable The construction cost is relatively high. Also, these disposable parts are, for example, durable. It is relatively difficult to disposable because it is made of long-lasting materials.   However, low cost and / or biodegradable, for example, in terms of quality control The economical manufacture of relatively inexpensive spirometer components from materials has been hindered. Typical industrial specifications require high quality spirometer components, but these components Quality degrades when parts are made of biodegradable materials, such as when these parts are There is also a problem with the arrangement inside. For example, placing a resistance element in each air tube This affects the performance of the entire spirometer. Resistance elements are often air tubes. Vertical or perpendicular to the inner wall of the It should be located at a precise predetermined distance from the edge. Prior art resistive elements are linear Often they do not show a resistance versus flow response. More specifically, high flow rates and good Resistance elements configured to exhibit resistance may not perform well at low flow rates, On the other hand, a resistive element configured to perform well at low flow rates is ideal at high flow rates Resistance cannot be obtained. Thus, existing durable plastics or Manufactures relatively inexpensive spirometers as an alternative to non-biodegradable components made of metal. The likelihood is reduced due to manufacturing and performance issues. These on production The problem is that various disposable biodegradable vital capacities produced on the assembly line Inconsistencies between the components and the vital capacity arising from these inconsistencies There is a subsequent performance difference between the meter components.   Misalignment of these parts may result in the parts being assembled together as a spirometer. Or increase when placed. For example, the insertion port of the air tube is If the insertion port is subsequently attached to the spirometer, An air leak would result in an unusually low pressure reading. Sky as another example Uniform placement of the resistive element in the air tube is not accurate between the various assemblies and therefore The problem of accuracy is that existing non-biodegradable parts of durable plastic or metal Will be even more noticeable. Therefore, if the spirometer component is metal, plastic or Between various spirometer components from the assembly line, whether or not degradable It is effective to provide a means for ensuring high quality and consistency.   Disc with a large hole through the center as a common resistance element for spirometers There are shaped members. Another resistive element of the prior art is a diode formed of a mesh material. There is a disc-shaped element. A diamond-shaped window is fixed to a part of the disc-shaped element, The window can be opened and closed to various degrees based on the air flow.   Prior art resistive elements formed of mesh generally clog the mesh Moisture and sputum from the patient's breath will render it inoperable or inaccurate. Da Prior art resistive elements consisting of diamond-shaped windows are somewhat effective at low airflows. However, a fully effective resistance vs. pressure response for both low and high flow rates is not available. Not.   A lung active that exhibits linear characteristics and can be manufactured and used economically, conveniently and effectively. Providing weighing and spirometer components is advantageous.Summary of the Invention   New resistance elements and air tubes, preferably such resistance elements and A calibrated air tube for use in a spirometer equipped with an air tube was found. Departure The light resistance element and air tubing are disposable, which After use, it is removed from the spirometer and discarded. Resistance element and air switch The tube is almost completely biodegradable, can be manufactured relatively economically, and is highly consistent. Performance characteristics.   As used herein, "biodegradable" refers to, for example, general When exposed to landfill landfill conditions, parts or materials are Or more preferably within 3 years, more preferably within 1 year. For example, it means that it is decomposed into carbon dioxide, water, methane and the like.   Significant benefits are obtained if the resistance element and air tube are biodegradable. No. First, when the resistance element and the air tube are discarded, the load on The carrier is a non-biodegradable air tube made of, for example, conventional plastic or metal. Reduced compared to Also, because the resistance element and air tube are biodegradable , These can be made of inexpensive and abundant (easily available) materials. Therefore The resistance element and air tube of the present invention are relatively inexpensive, easy and easy to manufacture. Wear. Subsequent calibration of the air tube is based on the size, shape and And solve any performance problems.   The resistance element and air tube of the present invention can be made economically, so Used air tubes to new air tubes without any significant economic impact Can be exchanged. In addition, the resistance element and the air tube of the present invention are very easily used for lung activation. Can be attached to a meter. These advantages include spirometer operators (eg, , Nurses or patients using spirometers) are required to provide the resistance element and It is easy for operators to replace the air and air tubes, For example, infection and infection of tuberculosis and other respiratory diseases, AIDS and other systemic diseases The risk of spreading is reduced.   A spirometer using the air tube of the present invention, preferably a calibrated air tube, is No risk of dyeing, cost-effective, reliable and empty from air tube A reproducible measurement of lung function can be obtained in the air tube. That is, Light disposable, biodegradable resistance element and air tubing (preferably Calibration air tubing has acceptable and accurate specifications for reproducible performance Is cheap and easy to manufacture and contamination caused by the use of spirometers Convenient and effective disposal in a safe manner that can reduce the risk of waste and is environmentally acceptable it can.   The present invention relates, in one broad aspect, to an air tube used in a spirometer. You. The air tube of the present invention comprises an open inlet, and preferably an opposing open outlet. It has a tubular portion forming a hollow space between them. Tubular part, spirometer The size is such that it can be detachably connected to the housing. Air tube is disposable It is possible. That is, remove the air tube from the spirometer housing, The housing can be discarded without discarding. Almost all tubular parts are biodegradable It is preferred to have. Open entrance is accepted in the mouth of the spirometer user Have a size. Thus, the open inlet and the tubular portion near the open inlet The minute area functions as a spirometer mouthpiece, which allows the spirometer to be used User or patient can exhale into the air tube directly through the open inlet . When using the air tube of the present invention, a specially constructed separate (relatively No (expensive) mouthpieces and filters are required.   The air tube of the present invention has a resistance element disposed in the hollow space of the tubular portion. ing. This resistive element compresses when air flows across the element and through the hollow space. A force differential or differential pressure is generated to provide a linear flow versus pressure response. This response is It is later linearized using software. The resistance element connects the first surface and the second surface And a parameter for connecting the first surface to the second surface. Flat A hole is formed in the center for connecting the first surface to the second surface. From this hole , Multiple slots extend radially in the flats and multiple hinges in the flats A mold window is formed. Each slot has a central end and a distal end. Resistance required The element further has a plurality of hinge slots. Each hinge slot is a slot It is connected to the distal end and extends substantially perpendicular to the axis of the slot. Hinges The total number of lots is equal to the total number of slots.   According to one aspect of the invention, the slot and the hinge slot are arrow-shaped hinges. Form a window. Each hinged window has a cusp pointed toward the center of the flat member and the flexibility of the window. And an adjustable neck. Large neck reduces the flexibility of the hinge window The small neck increases the flexibility of the hinge window. The resistance element is 0 to 15 l / sec Has a substantially linear pressure response over the flow rate range of   According to another aspect of the invention, the air tube comprises a first tube and a second tube. And a color tube. The first tube has a proximal end and a distal end , A first diameter. Similarly, the second tube has a proximal end, a distal end, and a first tube. A second diameter substantially equal to the diameter. The resistance element is located at the proximal end of the first tube. And a third diameter in contact with the distal end of the second tube and substantially equal to the first diameter. are doing. The collar tube has a proximal end of the first tube and a distal end of the second tube. Fitted on both ends. The color tube has an inner diameter substantially equal to the first diameter, An outer diameter greater than the first diameter. The second tube has a through port I have. The through port opens directly into the hollow space formed by the tube assembly , And spaced apart from the resistance element. The through port is a hollow space of the tubular assembly, Form communication with the spirometer pressure sensing assembly. Spirometer pressure sensing assembly Compares the pressure from the hollow space with the atmospheric pressure.   The tubular portion and the resistance element of the air tube of the present invention are preferably made of a biodegradable material. And more preferably 99% biodegradable. Preferred biodegradable structure Materials include cardboard, paper, biodegradable polymer materials, and the like, and mixtures thereof. In one particularly advantageous embodiment, the tubular portion is cardboard or paper, or a mixture thereof. And, more preferably, a tube around which toilet paper is wound. It is made in the same manner as is conventionally used in construction. With such a manufacturing method To form a cardboard or paper tube on an instrument such as a mandrel, and then There is a method of cutting the cut tuf to a desired length. The tubular part is a biodegradable polymer material If it is made of a material, the tube is formed by conventional polymer molding techniques. Can be   The resistive element is the pressure for any given flow of air passing across the resistive element. Distribute to the tubular section so that the force difference is the same for all air tubes Is placed. The resistance element is preferably arranged transversely to the longitudinal axis of the tubular section. Good. The resistive element is attached to the inside of the tubular portion, for example, using a biodegradable adhesive. Glued to the wall or two separate segments of the tubular section with a resistive element between them By sandwiching and joining together, it can be arranged in the tubular part. Resistance in tubular section Other methods or techniques for arranging the elements can be used. Used for the same spirometer The resistance element of the air tube of the present invention designed to Spirometer, even if one tube is replaced with another tube Preferably, no calibration or other adjustment is required.   In a preferred embodiment, the air tube of the present invention further comprises a spirometer housing. Works with spirometer housing to properly position air tube relative to It has positioning means or subsystems. For spirometer housing The air tube through port and the spirometer pressure to properly orient the air tube. Any suitable positioning means can be used to properly align the force sensing assembly. Wear.   In one particular embodiment, the positioning means comprises a protrusion on the housing of the spirometer. It has a notch of cooperating size. In other specific embodiments, the positioning hand The step is a tubular section sized to cooperate with a positioning projection on the housing of the spirometer. It has a minute positioning port. Positioning port in tubular section of air tube This is a particularly advantageous embodiment because it can be easily provided. Also the lungs Since the housing of the activity meter is often molded from a polymer material, the positioning protrusions Can be easily formed in the housing of the spirometer.   The air tube according to the present invention is a hollow tube formed by the spirometer housing. Due to the tight fit within the discharge space, the through port in the tubular section Properly aligned with the detection assembly. To ensure this proper alignment, The outlet is located in the notch of the tubular portion, which allows the penetration port of the tubular portion Properly matched with the pressure sensing assembly of the activity meter.   The suction cup-shaped interface of the pressure sensing assembly fits snugly around the through port You. The tight fit between the air tube and the spirometer housing tube The air tube can be connected to the spirometer without compromising the alignment of the flow port and the pressure sensing assembly. Ensure that it can be used in combination with. After use, the air tube is It is relatively easy to remove from the housing tube of the Can be exchanged.   The air tube of the present invention uses a modified existing spirometer or air tube. Designed and designed for use with spirometers specially designed for use Can be Make the tubular section longer than the spirometer housing, Part is the component of the housing of the spirometer (the part to which the tubular part is detachably connected) It is particularly advantageous to project from at least one end of the article). this Features are very important in preventing spirometer users from contaminating the spirometer housing. Attractive. This allows the patient's exhalation to pass through the tubular section and to reach the spirometer housing. Large or close contact with the ring.   In another broad aspect of the invention, a new spirometer is provided. Spirometer of the present invention Detects the pressure in the housing, the air tube disclosed herein, and the through port. A pressure sensing assembly positioned relative to the through port of the air tube to A signal (preferably an electric signal) indicating the pressure difference between the pressure detected by the And an electronic assembly connected to the pressure sensing assembly for generating. Electronic The assembly can be located within the housing or remote from the housing. Wear. For example, the housing may be a wire, cable or wireless Handheld connected to an electronic processing system including the main part of the Ming spirometer electronic assembly Can be composed of shaped parts. Alternatively, the electronics assembly is completely contained within the spirometer housing This results in a fully self-contained unit.   While many of the features of the invention have been described separately, one or more or all of these may be included. Can be used in various combinations so as not to contradict each other. Ma In addition, all combinations of these are also included in the scope of the present invention. These of the present invention And other features and advantages are described in the accompanying drawings (similar parts are designated by the same reference numerals). The following detailed description and claims that follow. It will be.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES   FIG. 1 is a side view of a spirometer according to the present invention, separate from a hand-held unit. 1 shows a part of the electronic device arranged in the first embodiment.   FIG. 1A is a front view of the spirometer of FIG.   FIG. 2 is an exploded view showing the air tube of the present invention.   FIG. 3 is a sectional view showing an air tube of the present invention.   FIG. 4 is a plan view showing the resistance element of the present invention.   FIG. 5 is a front view obtained by cutting a part of an air tube used in the spirometer of FIG. It is the perspective view seen from the upper part.   FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a spirometer according to the present invention.   FIG. 6A is a sectional view taken along the line 6A-6A in FIG.   FIG. 7 is a sectional view taken along the line 7-7 in FIG.   FIG. 8 is a side view showing another embodiment of the spirometer according to the present invention.   FIG. 9 is a rear view of the spirometer of FIG.   FIG. 10 is a bar code reading set of a spirometer according to a preferred embodiment of the present invention. It is a perspective view showing a solid.   FIG. 11 is a circuit diagram illustrating a specific embodiment of the bar code reading assembly of FIG. It is.   FIG. 12 illustrates light from a bar code label according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram showing a linear array (linear array) of photodiodes to be received.   FIG. 13 shows a linear array of photodetectors according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 3 is a perspective view showing an autofocus lens array used to focus on an iod. You.   14 and 15 illustrate a spirometer design according to a preferred embodiment of the present invention. FIG.Detailed description of the drawings   As shown in FIGS. 1 and 1A, the present invention is generally designated by the reference numeral 10. The spirometer comprises a disposable biodegradable air tube 12, a housing 14, And an electronic control unit 16. The spirometer 10 is generally used as a differential pressure spirometer. No. 5,137,026 to Waterson et al., Supra. It operates in much the same way as a spirometer that was used.   The air tube 12 will be described with reference to FIG. 2 and FIG. Air tube Reference numeral 12 denotes a first tubular segment 18, a second tubular segment 20, and a color tube. 21. Between the first tubular segment 18 and the second tubular segment 20 Is provided with a resistance element 22. The air tube 12 and the resistance element 22 are approximately Preferably it is 99% biodegradable. The tubular segments 18, 20, 21 For example, cardboard tubes such as toilet paper and toilet paper It is made from biodegradable cardboard or paperboard in a manner similar to the way in which a probe is conveniently made. These segments 18, 20, 21 are preferably coated with a gloss layer. New Resistive element 22 is preferably made of a biodegradable material with good memory properties . In this embodiment, the resistive element 22 comprises a Nomex material. Some In other words, the material of the resistance element 22 is nylon or the like having a certain resistance to moisture. Can be made of any other material. In a preferred embodiment, the resistance element 22 is About 0. 003 inches (approx. 07mm), but other thicknesses according to design parameters It can also be.   The resistive element 22 is first connected to the first tubular segment 18 or the second tubular segment. 20 and then the other of the tubular segments 18 or 20 is connected to the resistance element 22. Fixed. Preferably, a biodegradable adhesive is used. In this embodiment, The outer diameter of the first tubular segment 18 is equal to the outer diameter of the second tubular segment 20, The outer diameter of the element 22 is equal to the outer diameter of the first tubular segment 18.   The inner diameter of the collar tube 21 is substantially equal to the outer diameter of the first tubular segment 18. The collar tube 21 includes a first tubular segment 18 and a second tubular segment 20. Are configured to be fitted over both. Connect the resistance element 22 to the first tubular segment The use of an adhesive to secure between the point 18 and the second tubular segment 20 Preferably, a collar is provided on the first tubular segment 18 and the second tubular segment 20. A simple friction fit of the tube 21 allows the resistance element 22 to be connected to the first tubular segment. Can be fixed between the first tubular member 18 and the second tubular segment 20.   The collar tube 21 includes a first tubular segment 18 and a second tubular segment 20. When properly secured over the collar, the distal end 23 of the collar tube 21 is Segment 18 forms the same plane as the distal end 25 of the segment 18. In addition, the far end of the color tube 21 The notch 27, which preferably comprises a semicircle punched at the position end 23, Preferably, it is aligned with the port 24 of the two tubular segments 20. 2nd tubular segment Port 20 of the second tubular segment 20 has a circular shape punched into the second tubular segment 20. It preferably comprises The notch 27 and / or the port 24 are Before or after assembly of 8, 20, 21 the collar tube 21 and / or Can be formed in the second tubular segment 20. Assemble three elements 18, 20, 21 Port 24 opens directly into the hollow space of the air tube 12 (FIG. 3). .   FIG. 3 shows the air tube 12 in an assembled state. In this embodiment The air tube 12 is preferably of a three-piece construction, but these three parts Pieces 18, 20, 21 can be replaced, for example, by a single tube and / or a resistance element 22 may be secured to an annular ring (not shown) inserted into a single tube. .   FIG. 4 is a plan view showing a resistive element 22 according to a preferred embodiment of the present invention. . The resistance element 22 has a central hole 32 and a plurality of slots extending radially from the central hole 32. Lot 34. Each pair of adjacent slots 34 is hinged window 3 6, the window 36 is bar-shaped in this embodiment. Arrowhead Each hinged window 36 has a cusp located near the central hole 32 and a And a neck 38 located at a distance. In this embodiment, the resistance element 22 Consists of eight hinged windows 36, but more depending on design parameters Alternatively, a small number of hinged windows 36 can be used. The width of each neck 38 corresponds The flexibility of the hinged window 36 is adjusted. The larger the neck 38, the more The less flexible the corresponding hinged window 36 is, the smaller the neck 38 is, versus The flexibility of the corresponding hinged window 36 is increased.   A patient breathing into the end of the air tube 12 may be forced to flow air through the resistance element 22. This air flow generally has an air flow rate of 0 to 16 l / sec. Resistance required The resistance provided by element 22 is approximately linear for these various air flows. Ideally there is. For example, the prior art consisting of a disc with a single hole With a resistive element, a linear pressure versus flow relationship cannot be obtained. For example, 1 at about 12 l / sec . Prior art disc-shaped resistive elements with good resistance of less than 5 cm water column / l / sec have low resistance. Good resistance cannot be obtained at the flow rate. More specifically, such a conventional disk shape The resistance element will have a very low resistance at low flow rates, which is acceptable. I can't do that.   The resistive element 22 of the present invention provides a unique hinged window 36 with a neck 38. This is done by adjusting the resistance of the resistance element 22 at various flow rates. My husband has been. The resistive element 22 of the present invention differs from a conventional disk-shaped resistive element. At a flow rate of about 12 l / sec. Ideal resistance of less than 5cm water column / l / sec can be obtained And good resistance can be obtained even at low flow rates. Generally speaking, The resistive element 22 has a very good substantially linear flow for flow rates between 0 and 16 l / s. A volume versus resistance response is obtained. At high flow rates, the hinged window 36 opens wide, Gives good resistance, not too much. At low flow rates, the hinged window 36 opens very slightly This gives a good resistance which is not too small.   According to a preferred embodiment of the present invention, the angle between the two slots 34 is about 45 ° And each slot 34 is approximately 0,0. 02 inches (approx. 5mm). Of the neck 38 The width of each vertical hinged part 37 for adjusting the width is about 0,0. 04 inches (about 1. 0mm ) Is preferred. The diameter of the resistance element 22 is 1. 09 ± 0. 0005 inches (approx. 01 mm), and the bisector 39 and slot of one hinged window 36 The width between other lines 41 passing through 34 is about 0. 0625 ± 0. 005 inches (about 1. 58mm ± 0. 1mm Is preferred.   One important feature of the resistance element 22 of the present invention is that resistance can be obtained even at low flow rates. It is. Because, in general, patients who lose their health cannot develop high flow rates It is. This resistance element 22 works well at high flow rates. The resistance element 22 depends on the patient Good resistance is obtained at various flow rates, regardless of whether the person is exhaling or inhaling.   As shown in FIG. 5, the air tube 12 has an open inlet 46 and an open outlet 48. have. The area surrounding the open entrance 46 is sized to enter the human mouth. ing. This mouthpiece area contains an area 46 in the patient's mouth and an air tube. The spirometer 10 (FIG. 1) is used by exhaling into the hollow space 30 of the valve 12. Used by patients who do.   Referring back to FIG. 1, if it is desired to use the air tube 12, The air tube 12 is taken out of the package and connected to the housing 14. More details Alternatively, the air tube 12 is connected to the housing tube 51. Housing The tube 51 fits into the notch 27 of the air tube 12 (FIG. 2). Two. Before placing the air tube 12 in the housing tube 51 , Notch 27 and port 24 (FIG. 2). In this embodiment, the how Immediately before inserting the air tube 12 into the jing tube 51, Let When the notch 27 is aligned with the port 24, the port 24 is positioned as shown in FIG. Thus, it is aligned with the pressure detecting leg 76. More specifically, the fitting of the pressure detecting leg 76 (Preferably a suction cup fitting 77) Attached by close fitting. Preferably, the suction cup fitting 77 is Made of silicone rubber or vinyl, well mounted around port 24 Thus, any leakage of air at this interface is reduced. Therefore, the breath from the patient is not introduced into the pressure detection leg 76, and the pressure detection leg 76 is prevented.   When the notch 27 of the air tube 12 is disposed in the housing tube 51 More specifically, the distal end of the collar tube 21 when placed on the alignment tab 52 23 and the distal end of the housing tube 51 must be flush. This At this point, the spirometer 10 is ready for use. Air tube 1 2 is longer than the housing tube 51, It was noted that when connected, it protrudes from one end of the housing tube 51. No. The relatively long air tubing 12 provides a housing for exhaled air from the spirometer user. And reduce the risk of contaminating it.   FIG. 6 shows the overall operation of the spirometer, generally designated by reference numeral 10. . In the following, the air tube 12 is properly positioned and positioned relative to the pressure sensing leg 76. It is a general description of the operation of the spirometer 10 after it is determined. Calibration of the present invention The method and apparatus will now be described in more detail after describing the overall operation. This The general description of the invention will be made using any spirometer, such as spirometer 10 according to the present invention. Can be used. The through port 24 (FIG. 2) communicates with the pressure sensing leg 76. pollution Although not required, a filter should be provided on the pressure detection leg 76 to further protect the Can also be. Pressure sensing leg 76 is connected to a differential or “gauge” type pressure transducer 80. The pressure transducer 80 is, for example, a trade name of MPX 2020D from Motorola. Some are commercially available. The pressure transducer 80 is detected as the pressure detecting leg 76. An electrical signal proportional to the pressure difference between the atmospheric pressure and the atmospheric pressure is output to a pair of output wires 82 and 84. Live. This signal is amplified by the differential amplifier stage 86 and the output of the amplifier is digitized. The signal is supplied to an A / D converter 88 which converts the signal into a total signal.   The output from converter 88 is a microprocessor which is part of electronic control unit 16. 90. The microprocessor 90 has an algorithm stored in the ROM 92. Supplied by the encoded information of the air tube 12 combined with the rhythm Performing some calculations on the signal from transducer 88 using the calibration data And display the calibrated end result, e.g., volume and flow rate, on display 94, e.g. For example, display on a conventional monitor or liquid crystal display module. Microphone The processor 90 includes a power supply 91, for example, a battery or a conventional power line power supply. Power is supplied from a connector that can be connected or connected. When the switch 96 is activated The operation of the spirometer can be started via the microprocessor 90. The results during each measurement can be stored in RAM 98 for future reference. Ma In order to be able to change the programming of the microprocessor 90, I / O ports A seat 100 can also be provided. Further, the microprocessor 90 executes the The result stored in the RAM 98 is transferred to the printer or the printer via the I / O port 100. It can be programmed to be downloaded to a computer. Waters U.S. Pat. No. 5,137,026 to on et al. describes in more detail the operation of a conventional spirometer. Clear. Patient has completed one treatment or diagnosis using spirometer 10 If For example, by removing the biodegradable air tube 12 from the housing tube 51, Dispose in a safe manner.   As shown in FIGS. 1 and 1A, the user holds the housing 14 with one hand. It is configured to be able to. For example, the shaft 102 of the housing 14 And has a shape that can be easily grasped. Also, the holding of the device by hand is further improved. A finger rest 104 is provided for ease.   The embodiment shown in FIGS. 1 and 1A is located within a handheld housing 14. And an electronic control unit 16. Communication with an external computer or printer Is a conventional RJ-11 quick connector jack provided on the housing 14. Through a cable 106 that can be connected to the converter using I can. In this preferred embodiment, the communication is between the housing 14 and an external core. Another conventional infrared data connection that can work with your computer or printer ( It can also be done via an infrared data association (IRDA) link. C The electronics within the housing 14 include a battery such as a conventional nickel-cadmium battery. Preferably, power is supplied from the battery pack. Use such a battery pack In some cases, the housing 14 is provided with a port used for charging the battery pack. Be killed.   In the embodiment shown in FIGS. 1 and 1A, the microprocessor 90 Specialized with a transparent lining keypad configured to control the operation of the spirometer It can be configured with a microprocessor. Alternatively, the microprocessor 90 has a full Includes size keyboard, video monitor, hard drive and printer It can also be composed of the parts of the general-purpose personal computer obtained above. Dedicated micro Processors are particularly simple because of their relative simplicity, low cost, and ease of use. It is valid. In addition, the shaft 102 of the housing 104 is provided as shown in FIG. 1A. The tapered portion 107 has, for example, a use and a use. Facilitates placing and maintaining the housing on a flat surface during use.   The embodiment shown in FIGS. 1 and 1A is effective as a completely new spirometer. Or air tube 12 and housing 14 can be used to retrofit existing spirometers it can. For example, existing spirometers have permanent breathing tubes, pressure sensing legs, Strange A hand-held unit equipped with a converter, an amplifier and an A / D converter. It is connected to a dedicated control system that functions in much the same way as the control device 16. Simply existing The hand-held unit is connected to the housing 14 and the housing Modification with many advantages of the present invention, simply by replacing the parts located in the jing Type spirometer can be made. FIG. 7 shows the spirometer 10 of FIG. It is sectional drawing cut | disconnected along the line.   8 and 9 show another embodiment. Reference number 21 in its entirety The spirometer denoted by 0 is similar in construction to the spirometer 10 except as specifically described herein. Has been established. The components of the spirometer 210 corresponding to the components of the spirometer 10 include: It is indicated by the reference number obtained by adding 200 to the reference number used for the spirometer 10.   The main difference between the spirometer 210 and the spirometer 10 is that the air tube 212 The shape and the shape of the housing tube 251 will be described. Air tube 2 12 has two positioning ports 107, 108 in the area near the open outlet 248. The configuration is almost the same as that of the air tube 12 except that it is provided.   The housing tube 251 is an air tube like the housing tube 51. 12 to function as a cradle for the air tube 212 instead of surrounding it It is configured. Further, the housing tube 251 has two protrusions extending upward. Parts 109, 110, and these projections 109, 110 Are connected to the housing tube 251, respectively. , 108 to be received. Protruding parts 109, 110 When engaged or received in positioning ports 107, 108, port 224 ( (Not shown) is properly aligned with pressure sensing leg 276 (not shown).   As shown in FIGS. 8 and 9, the shaft 302 of the housing 214 A transparent overlay control 112 of the microprocessor 90 is located. Also, in this embodiment, it is preferable to provide a larger ROM, The display 94 is arranged in the housing 214 below the keypad 112. I have. In spirometer 210, power supply 91 is a conventional rechargeable nickel-cadmium The battery pack is a battery pack such as a battery, and is disposed in the housing 214. Port 114 of housing 214 is used to charge the battery pack when needed. , The connection between the battery pack 91 and a conventional battery charger can be made. The housing 214 also supports the I / O port 100, and the I / O port 1 00 downloads information from electronic circuit 111 to computer or printer Conveniently connect microprocessor 90 to these devices if you want to Can be. As in the embodiment of FIG. 1, the shaft 302 has an IRDA optical port. Are also arranged. The spirometer 210 is a self-contained unit operated by one patient. It is a knit.   To operate the spirometer 210, connect the air tube 212 to the housing tube. 251 and the projections 109 and 110 are positioned at the positioning ports 107 and 1 respectively. 08. Next, the patient switches the transparent padding keypad 112. The spirometer 210 is used for any therapy and / or desired diagnostic treatment. If you want to remove the air tube 212 from the housing tube 251, Then, lift the biodegradable air tube 212 from the housing tube 212, It can be disposed of in an environmentally acceptable manner.   Referring again to FIG. 6, the housing 14 of the spirometer 10 contains a character. A recognition unit 304 is arranged. The character recognition unit 304 It is preferable to use a device capable of recognizing a coded stripe. Character recognition The unit 304 is disposed in the housing 14 and the air tube 12 Character sequence on the air tube 12 when placed in the wing 14 306 (preferably a barcode-like stripe). According to the invention, the sky Calibration information for the air tube 12 is encoded in the character sequence 306. You. This encoded information is read by the character recognition unit 304, And via line 308 to the converter 88 and then to the microprocessor 90 Transported to Transducer 88 preferably has eight inputs. 8 inputs Two receive the signal of the pressure transducer 80 and one receives the flow tube pressure. One is a case where a nasal pressure is measured. In this embodiment, the character The recognition unit 304 is used to automatically read the character sequence 306 Located within the spirometer housing 14, from the character sequence 306 This reading of the information can be done manually. Character sequence 306 of For example, a human-readable character may be arranged on the side. Also character Reading of information from sequence 306 is performed by the spirometer 10 according to the preferred design. Before, during, or after each read.   The character recognition unit 304 converts the bar-code character sequence 306 A readable optical character recognition unit is preferred, but other information You can also consider the transmission technology. Calibration information for air tube 12 is For example, magnetic character recognition, optical alphanumeric keys, Character recognition, optical symbol recognition, etc. can be used. Character recognition unit 304 Is preferably a linear array that can recognize bar-shaped codes.   FIG. 6A is a sectional view taken along the line 6A-6A in FIG. In the embodiment of the present invention Is a character sequence in which the light source 310 is arranged on the surface of the air tube 12. The light is emitted in the direction of arrow A1 toward the light source 306. In this embodiment, the character Sequence 306 prints directly on barcode label or air tube 12 Consists of a bar code. The light from the light source 310 is 6 is reflected in the direction of arrow A2 and enters the autofocus lens array 313. Automatic joining The light from the focal lens array 313 is then transmitted to the photodiode 31 of the linear array. Focus on 5 The photodiode 315 of the linear array generates an electric signal. This signal is then converted by the converter 88 to the microprocessor 90 (6th The calibration information translated in accordance with FIG. Identify. According to a preferred embodiment of the present invention, a light source 310 and an autofocus lens Between the array 313 and the photodiode 315 of the linear array, a wedge-shaped A black plastic holder 318 is arranged. Wedge-shaped black plastic The solder 318 attaches these three elements 310, 313, 315 to the plastic Secured to the rudder and properly aligned within the housing 14 of the spirometer 10.   FIG. 10 is an oblique view of the character recognition unit 304 of the preferred embodiment of the present invention. FIG. The light from the light source 310 is transmitted to a character arranged on the air tube 12. Focus on the sequence 306. The reflected light is reflected by the auto-focus lens array 313. The self-focusing lens array 313 is received by the light source 310 in this embodiment. At an angle 321 of about 45 °. Light source 310 and autofocus lens Ray 313 moves relative to centerline scan 323 through character sequence 306. And have substantially parallel lengths.   The photodiode 315 of the linear array is Are arranged substantially parallel to each other, and receive focus light from the auto-focus lens array 313. You. An extraneous ray stopper 325 is arranged on a part of the autofocus lens array 313. And other extraneous light strikes on the photodiodes 315 of the linear array. The upper 327 is arranged.   FIG. 13 shows an autofocus lens array 31 according to a preferred embodiment of the present invention. 3 shows a clip-on beam stopper 325 that can accommodate the same. Ray stock The lens 325 is preferably made of black plastic, and has an auto-focus lens unit. Self Focusing Lens Friction Fitted around Ray 313 and / or Using Adhesive Fixed to array 313. Alternatively, a cheaper light strike can be Zipper technology can be used. As described above in connection with FIG. 6A, preferably Are both the light source 310 and the autofocus lens array 313, more preferably In addition, the photodiode 315 of the linear array has a wedge-shaped black plastic chip. On the holder 318. The wedge-shaped black plastic holder 318 is Source 310, autofocus lens array 313, and linear array photodiode 315 and the correct angle. Wedge-shaped black plastic holder 318 , Light source 310, autofocus lens array 313, and linear array photodiode Between the air tube 315 and the air tube 12. Make layers easier. The wedge-shaped black plastic holder 318 suppresses light reflection. Therefore, it is preferable to use black. The total conjugate focal length of the autofocus lens array 313 (t otal conjugate focal len-gth) 333 is a linear array photodiode 31 Measured from the internal photosensitive surface of No. 5 to the target surface of the character sequence 306, about 9. 4 mm is preferred. In a preferred embodiment, the autofocus lens array 313 is a Nippo n Sheet Glass Co. , Ltd. From the Selfoc® lens array You. This autofocus lens array 313 is a photodiode of a linear array. 5 and the character sequence 306 are the focuses of the auto-focus lens array 313. The photodiode 315 of the linear array and the character It is arranged between the sequence 306. In this embodiment, the automatic focusing lens array is used. A 313 is a sequence from character sequence 306 to 2. 5mm and linear array Photodiode 315 to 2. It is located at a position of 5mm.   When the character sequence 306 is illuminated by the light source 310, the character sequence Part of the image of the character sequence 306 along the center line 323 of the sequence with a width of about 1 mm The linear focus of the photodiode 31 of the linear array is determined by the automatic focusing lens array 313. 5. In this embodiment, the auto-focus lens array 313 has between about 18 and It has a length of 20 mm and consists of a single row of lenses 336. Photodiode To ensure that all linear arrays 315 receive the image, the autofocus lens array 3 13 allows ± 1mm misalignment and / or end lens damage To accommodate this, the autofocus lens array 313 is a linear array photodiode. Preferably, it is slightly longer than the length of the cord 315 (about 16 mm). Auto focus lens The two focal points of the example individual lens 336 of the ray 313 are designated by reference numerals 339, 340. Shown (scale not accurate).   Linear array photodiodes 315 are manufactured by Texas Instruments. And 128 charge-mode pixels in a 128 × 1 linear array els) is preferred (model number TSL215). Number One of the reasons is that the linear array photodiode Node 315 is preferably a charge coupled device (CCD). Linear array photo diode 315 includes an integrated clock generator, an analog output buffer, and a CCD circuit. From the sample / hold circuit required for The focal point 340 is, for example, a linear array. It is focused to a position about 1 mm below the surface of the photodiode 315.   In the embodiment of the present invention, as shown in FIG. In addition to the line stopper 327, a transparent plastic packaging 344 is disposed. You. On the photosensitive surface 346, a central scanning line 323 is projected as indicated by a line 348. You. In this embodiment, the focus 340 (FIG. 10) is a transparent plastic package. Approximately 1 mm below the surface of the ring 344 and projected onto the photosensitive surface 346 of the array.   When the light source 310 is energized by the microprocessor 90 (FIG. 6), the light The light is projected onto the photosensitive surface 346 of the photodiode 315 in the linear array. Eleventh As shown in the figure, the microprocessor 90 is a parallel port of the microprocessor 90. Light source 31 using an “irradiation-on” signal line 350 connected to Energize 0. In this embodiment, light source 310 is about 45 millicandelas (lumen). / Stell) four-element light-emitting diode array with a wavelength of about 635 nm. It is a lambertian source. The light source 310 is centered according to the invention. Lamps are activated with a current of 20 mA and the lamps at both ends are activated with a current of 25 mA Energized to provide uniform illumination along the character sequence 306. Light source 310 About 23μW / cmTwoAnd the target barcode as indicated by reference numeral 354. It is located at a position about 7 mm from the center. Between the light source 310 and the autofocus lens array 313 Ray stopper 325 suppresses stray light. The present invention is at a wavelength of about 750 nm 63 which substantially matches the sensor peak response of the photodiode 315 of the linear array A wavelength of 5 nm is used. Sensitivity obtained with linear array photodiode 315 Is about 80% of the 100% maximum linear array sensitivity at a wavelength of 750 nm. light source 310 has a length of about 16 mm. The activation of the light source 310 consumes a large amount of power, In this embodiment, the light source 310 causes the microprocessor 9 to read during bar code reading. It is only activated by zero. Light source 310 and linear array photo die Both of the arms 315 are preferably mounted on a flexible PC board It is an integrated circuit and forms a dihedral angle 321 of about 45% with each other.   As shown in FIG. 11, the image collection time of the photodiode 315 of the linear array (Image integration time) The short-circuit at the line 360 input to the serial input pin 362 of the photodiode 315 Start with a pulse. After about 1-10 milliseconds, a second serial input pulse is applied to line 36. At 0, it is input to the photodiode 315 of the linear array. This second serial input path After the pulse, the image is clocked at clock pin 366 using 129 or more clock pulses. Clock at 10 to 100 kHz to read at video output pin 364. Taken. The resulting signal is placed on the serial video output line 368. Can be During the clocking operation, the serial video output consisting of analog voltage / D converter 370 (which has 12-bit precision and an input range of 0 to 5 V (Preferred). A / D converter 370 is connected to data bus 373. Output digital data, the digital data being the amplification of each video pulse and thus the It reflects the darkness of each sensor pixel in the linear array of photodiodes 315. Day This digital data on tabus 373 is then read by microprocessor 90. Taken. A / D converter 370 is controlled by microprocessor 90 and It has a conversion time of 10 microseconds. Therefore, the photodiode of the linear array 315 is clocked up to 10 microseconds (100 kHz).   The linear array photodiodes 315 provide feed noise and video array noise. Power is supplied by a three-terminal voltage regulator 375 to minimize noise. Present Texas Instruments TSL215 preferred, but new TSL1402 used You can also. This latter model has twice as many pixels in the same 16mm length. are doing. This model has twice the resolution and has more digits and reliability Can be This latter model is pin compatible and allows for clock cycle The number can be easily changed from 129 to 257 and suffers little optical saturation. Also, TSL1402 does not require 40ms initial pixel charging time, doubles speed and accuracy To   The character sequence 306 checksums about three decimal calibration data. Give the digit plus 2/5 interpolated ITF sequence (Interleaved 2 of 5 ITF sequence) or a straight binary code Can be configured with In embodiments of the present invention, straight binary barcodes are preferred. However, this code has a binary checksum of about 6 bits for about 51/2 digits. Is configured to give the sum of Binary code consists of fixed width bars and Starting mark added to NRZ (non-return-to-zero) Can be configured. This configuration ensures that the overall width of the cord is constant and both sides Allow a code positioning error of 11 nm. The minimum black and white bar width of the barcode is At least 2-3 pixels on the photodiode 315 of the linear array Selected. The photodiodes in the linear array have 0.12 With a spacing of 5 mm, the minimum bar width is about twice this width. This configuration, At least one of the video outputs 368 of the photodiodes 315 of the linear array Is moved to a completely low position or a completely high position. Because If One pixel in array 315 is completely black or white, with a black bar and white area. This is because they are not located between them. Of the linear array photodiode 315 Very high or low voltage with respect to other voltage at video output 368 And the bar position is reliably displayed.   Light source 310 is preferably of constant intensity, between units and over time. Variations in light source intensity are compensated by the present invention. This compensates for sensor efficiency. Therefore, light integration (light integration) of the photodiode 315 of the linear array ) Is adjusted. The image camera read from the photodiode 315 of the linear array The level of the video is determined by the time between the serial input pulses on line 360, ie, the light set interval. It can be increased by increasing the time. After each barcode is read, the bar If the code amplification data is too small, the amplification is not enough to detect the white vs. black difference The meeting time is adjusted until it is correct. All serial video data from each reading operation The total amplification of the data stream forms a non-linear curve due to changes in light intensity along the light source . With the software according to the invention, a continuous differential average or other indicator is used for all video Displays the approximate white vs. black threshold along the ode length. This average is soft Used to detect white from black data by wear comparison. software Filters high frequency noise and the resulting data stream forms a barcode image I do. In this embodiment, the resulting data stream is based on the code used. Then, by NRZ binary method or 2/5 interleaved method (interleaved 2 of 5 method) Decrypted. This NRZ format uses data bits when bits change. Change the barcode color when does not change and the barcode color does not change . The resulting data stream is either NRZ binary or 2/5 integrated.  2 of 5 method) and then originally decrypted in air tube 12 Consists of the original binary or decimal number. This number, in turn, this spirometer flow sensor Used for calibration.   The photodiode 315 of the linear array is first activated before each bar code read. Pre-adjust for a working time of 40 milliseconds, and each of the 128 pixels changes from white to black Or vice versa) must be able to change correctly. During this pre-adjustment time, The light source remains on and the data from the barcode is ignored. Barco Judging by the checksum embedded in the code, until the correct data is obtained, Several barcode scans are performed sequentially. Therefore, the entire reading operation is About 40 ms plus 5 ms or about 100 ms per code scan . Each bar scan is 120 times the minimum time of 10 microseconds, or 100 microseconds. It requires 128 times the maximum time in seconds. This time depends on the required integral Determined by time.   The light source 310 is switched continuously during all barcode scanning (up to 100 ms). Turned on and switched off during each 5 ms scan. because, This is because the pixels must be illuminated during the integration time. Microprocessor The embedded 16-bit timer has a repetition period of 10 to 100 milliseconds (each period). Causes an interruption). Time interruption required Output an integration start pulse, and then output 129 clock pulses. Start the routine. At each clock pulse, the A / D converter 370 Read by data processor 373 via data bus 373 for later analysis. To be stored. After the completion of the 129 clock pulse, the timer is stopped and the data Data is analyzed by microprocessor 90 and using continuous filtration and averaging. To find the moving white-black threshold level for each pixel. Next, the software Before the data is filtered and converted to a barcode, Be compared. In a preferred embodiment of the present invention, approximately eight bar code scans are performed. To ensure that the initial pixel change of 40 ms is not repeated , Which requires a maximum time of 12.5 ms, or 100 ms.   For the autofocus lens array 313, this assembly is a character sequence. It is not guaranteed in the manufacturing process that the focus is accurately within ± 0.3 mm on the surface 306 If so, it must be adjusted to do this. Diagnostic program with microphone The character sequence 306 is continuously scanned by the And outputs the error rate (%) from the reading of the character sequence 306. In the meantime, the focal length must be adjusted in low light environments. This focal length is It is preferred to adjust until the minimum is reached. This procedure involves the worst case Barco It is preferable to use code examples, ie, random barcode examples.   The patient calibrates the air tube 12 and transmits the calibration information to the character sequence 306. The air tube 12 from the production line Twelve large initial sample lots are tested. In an embodiment of the present invention, The sequence produces 7.5 l of expiratory airflow per second in each flow tube 12. Consisting of The detection leg (same as that shown by reference numeral 76 in FIG. 6) It is placed on the through-hole 24 (FIG. 2) of the air tube 12, and the detection leg Connected to the sensor. The tube can be provided with a mechanical resonance filter. The measured pressure is measured in response to 7.5 l / sec of airflow in the direction of expiration. The same measured pressure for the same airflow in the Obtained for air tube 12.   The present invention is applied to each air tube 12 even if there is a manufacturing error in each air tube 12. Recognize that the pressure output versus airflow input curves are very similar. Yo More specifically, this pressure output versus air flow input curve for each flow tube 12 is: It can be mathematically modeled by a cubic polynomial with constant coefficients. Each air tube 12 The polynomial for varies only with a single gain factor. Therefore, the present invention According to a preferred embodiment, the response of any subject air tube is The answer is an ideal response by simply multiplying the response of the air tube by a constant. That is, the model response is calibrated to be duplicated.   The pressure output versus airflow input curve for each air tube 12 is given by constants only. As it varies, the measured pressure of the subject air tube 12 can be any value between 0 and 16 l / sec. For a given air flow rate, is compensated to achieve an ideal pressure output. The present invention Means that the calibration of each subject air tube is different for each airflow direction (expiration direction and inspiration direction). Describes a specific embodiment that can be accomplished by simply generating a single calibration constant However, the present invention is not limited to this exemplary embodiment.   According to a preferred embodiment of the present invention, the air flow in the inhalation direction and the After these pressure measurements have been obtained for the subject air tube 12, these two The measurements are compared to the corresponding two model pressure measurements. The model pressure reading is As described above, a number of initial sample lots of flow tubes 12 from the production line. By averaging the pressure measurements of Gain factor is the subject air tube Determined based on 12 tube pressure measurements and model tube pressure measurements Is done. For example, a model pressure measurement for the inspiration direction If it is slightly higher than the subject tube pressure measurement, a correction factor is created and the subject tube The pressure measurement of tube 12 is increased to the model pressure measurement. This correction factor is , In the preferred embodiment of the present invention. As an example, the subject air tube Look-up table with multiple measurements of the probe 12 and corresponding correction factors Can be used. In a preferred embodiment, such a lookup table contains: Pressure measurements of multiple subject air tubes with the desired accuracy and corresponding correction factors Can be included. In this embodiment, the correction factor determines if each subject tube is desired. Calibrate to an accuracy level of. Further, according to a preferred embodiment of the present invention, any primary Used to represent both correction factors for the title air tube 12. Theme air chu Since the probe 12 is tested for measured pressure in both the inhalation direction and the expiration direction, Corresponding to the two measured pressure ratios of the subject air tube 12, Numbers are created. A single binary number represents these two correction factors in compressed form. And can also be obtained from a lookup table.   14 and 15 illustrate a spirometer design according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. The air tube 212 is almost covered by the housing, The display 94 and the transparent keypad 112 are the same as those in the above-described embodiment. Greater than anything.   As described above, the present invention has been described with respect to various specific examples and embodiments. The present invention is not limited to these, and various implementations are possible within the scope of the present invention. You should understand.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ， ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，Ｇ Ｂ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ， ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ (72)発明者 バーク ジョン ダブリュー ジュニア アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 02176 メルローズ イースト ワイオミ ング アベニュー 36 (72)発明者 ジョンソン マイケル オー アメリカ合衆国 ニューハンプシャー州 03038―4360 デリー デリーフィールド 35アール────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, L U, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF) , CG, CI, CM, GA, GN, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, KE, LS, MW, S D, SZ, UG), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ , MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU , AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, G B, GE, GH, HU, IL, IS, JP, KE, KG , KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, N O, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG , SI, SK, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, UZ, VN, YU (72) Inventor Burke John W. Jr.             United States Massachusetts             02176 Melrose East Wyoomi             Ning Avenue 36 (72) Inventor Johnson Michael Oh             United States New Hampshire             03038-4360 Delhi Delhi Field               35 ares

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １．空気チューブの圧力応答に関する圧力応答および較正情報を有する空気チュ ーブを着脱可能に保持できるフレームと、 フレームにより保持された空気チューブ内の圧力を検出しかつ少なくとも一 部が空気チューブ内の圧力に基づいた圧力データを供給することができる圧力 検出組立体と、 較正情報を読み取ることができるキャラクタ認識ユニットと、 該キャラクタ認識ユニットにより読み取られた較正情報を処理できる回路と を有し、該回路は、読み取られた較正情報を使用して、フレームにより保持さ れた空気チューブの圧力応答を、該空気チューブとほぼ同じ寸法および形状お よび寸法をもつモデル空気チューブの圧力応答に補正できることを特徴とする 、空気チューブを保持できる肺活量計。 ２．前記キャラクタ認識ユニットはバーコード読取り器からなることを特徴とす る請求の範囲第１項に記載の肺活量計。 ３．管状部材と、 空気チューブの圧力応答を、該空気チューブとほぼ同じ寸法および形状をも つモデル空気チューブのモデル圧力応答に関連付ける較正情報とを有すること を特徴とする、圧力応答を有しかつ肺活量計に使用できる空気チューブ。 ４．前記較正情報はバーコードフォーマットからなることを特徴とする請求の範 囲第３項に記載の空気チューブ。 ５．前記空気チューブは使い捨て可能であり、較正情報は管状部材上に与えられ ることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の空気チューブ。 ６．前記較正情報は空気チューブの補正された圧力応答の創成を行なうことがで き、補正された圧力応答はモデル空気チューブのモデル圧力応答を考慮に入れ ることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の空気チューブ。 ７．前記較正情報は機械読取りが可能であることを特徴とする請求の範囲第３項 に記載の空気チューブ。 ８．圧力ポートおよび較正情報の両方を有する空気チューブを着脱可能に保持で きるフレームと、 フレームにより保持された空気チューブの圧力ポート内の圧力を検出しかつ 少なくとも一部が圧力ポート内の圧力に基づいた圧力データを供給することが できる圧力検出組立体と、 空気チューブの較正情報を使用して、圧力データを、フレームにより保持さ れた空気チューブとほぼ同じ寸法および形状をもつモデル空気チューブの圧力 を検出する圧力検出組立体により創成されているであろう圧力データに調節で きる回路とを有することを特徴とする肺活量計。 ９．管状部材と、 少なくとも一部が、空気チューブとほぼ同じ寸法および形状をもつモデル空 気チューブのモデル圧力応答に基づいて、空気チューブの圧力応答の調節を行 なうことができる調節情報とを有する、肺活量計に使用できる圧力応答を有す る空気チューブ。 10．前記空気チューブは使い捨て可能であり、較正情報は管状部材上に与えられ ることを特徴とする請求の範囲第９項に記載の空気チューブ。 11．前記較正情報は空気チューブの補正された圧力応答を与えるのに有効であり 、補正された圧力応答はモデル空気チューブのモデル圧力応答を考慮に入れる ことを特徴とする請求の範囲第９項に記載の空気チューブ。 12．ほぼ平らな第１面および反対側のほぼ平らな第２面を有する部材と、 該部材に設けられた複数の貫通スロットとを有し、各貫通スロットが、或る 長さと、内端部と、反対側の外端部とを有し、 複数のヒンジスロットを更に有し、各ヒンジスロットは、貫通スロットの１ つの外端部に配置されかつ該外端部を通って延びかつ１つの貫通スロットの長 さに対して全体的に異なる方向に配向された長さを有し、複数の貫通スロット および複数のヒンジスロットは、協働して、複数のヒンジ留め型窓を前記部材 に形成することを特徴とする、肺活量計に使用する抵抗要素。 13．前記複数の貫通スロットおよび複数のヒンジスロットが、前記部材に少なく とも４つのヒンジ留め型窓を形成することを特徴とする請求の範囲第１２項に 記載の抵抗要素。 14．前記ヒンジスロットの数と、スロットの数とが等しいことを特徴とする請求 の範囲第１２項に記載の抵抗要素。 15．前記各ヒンジ留め型窓は、尖点と、２つのヒンジスロットの間に配置された 全体として対向するネックとを備えた矢じり形の形状を有し、ネックは、２つ のヒンジスロットから遠い方のヒンジ留め型窓の同じ寸法より小さい２つのヒ ンジスロット間の寸法を有することを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の 抵抗要素。 16．前記各ヒンジ留め型窓は可撓性を有し、各ネックの寸法が、対応するヒンジ 留め型窓の可撓性を調節することを特徴とする請求の範囲第６項に記載の抵抗 要素。 17．前記抵抗要素は、ほぼ大気圧で、約１５ｌ／秒までの空気流量の範囲に亘っ てほぼリニアな圧力応答を有することを特徴とする請求の範囲第１５項に記載 の抵抗要素。 18．近位端および遠位端を備えた第１チューブを有し、該第１チューブは第１外 径を有し、 近位端および遠位端を備えた第２チューブを有し、該第２チューブは、第１ 外径にほぼ等しい第２外径を有し、 第１チューブの近位端および第２チューブの遠位端に近接して配置された抵 抗要素と、 第１外径および第２外径より大きい第３外径を有するカラーチューブとを更 に有し、該カラーチューブは第１および第２チューブの両方に連結されかつ第 １チューブの近位端および第２チューブの遠位端の上に配置されることを特徴 とする、肺活量計に使用する３ピースチューブ組立体。 19．前記第２チューブに形成されたポートを更に有することを特徴とする請求の 範囲第１８項に記載の３ピースチューブ組立体。 20．前記カラーチューブに形成されたノッチを更に有することを特徴とする請求 の範囲第１９項に記載の３ピースチューブ組立体。 21．前記ポートは肺活量計の圧力検出脚を収容することができ、 前記ノッチは肺活量計の整合タブを収容できることを特徴とする請求の範囲 第２０項に記載の３ピースチューブ組立体。 22．前記ノッチはポートと整合されることを特徴とする請求の範囲第２０項に記 載の３ピースチューブ組立体。 23．薄いディスク形弾性膜と、 該膜の複数の貫通スロットとを有し、該貫通スロットが、互いに間隔を隔て た複数のヒンジ留め型窓を膜に形成し、 ほぼ大気圧で、約１５ｌ／秒までの空気流量の範囲に亘ってほぼリニアな圧 力応答を有する抵抗要素を更に有することを特徴とする、肺活量計に使用する 抵抗要素。 24．前記複数の貫通スロットは、抵抗要素を通る低空気流量に対する第１所定抵 抗を与え、前記互いに間隔を隔てた複数のヒンジ留め型窓は、抵抗要素を通る 高空気流量に対する第２所定抵抗を与えることを特徴とする請求の範囲第２３ 項に記載の抵抗要素。 25．前記抵抗要素は、ほぼ大気圧でかつ１２ｌ／秒の空気流量で、約1.5cm水柱 ／ｌ／秒より小さい抵抗を与えることを特徴とする請求の範囲第２３項に記載 の抵抗要素。 26．ほぼ大気圧でかつ３ｌ／秒の空気流量で抵抗要素により与えられる抵抗は、 ディスクおよび大きい孔のみからなる同じサイズの抵抗要素の抵抗よりかなり 大きいことを特徴とする請求の範囲第２３項に記載の抵抗要素。 27．前記互いに間隔を隔てた複数のヒンジ留め型窓は、低流量で僅かに開きかつ 高流量でかなり大きく開くことを特徴とする請求の範囲第２３項に記載の抵抗 要素。 28．前記複数の貫通スロットの少なくとも一部が、互いに間隔を隔てた少なくと も４つのヒンジ留め型窓を膜に形成することを特徴とする請求の範囲第２３項 に記載の抵抗要素。 29．（ａ）空気チューブに所定の空気流量を与え、 （ｂ）所定の空気流量の下で主題空気チューブが受ける圧力を測定し、 （ｃ）測定された主題圧力および基準圧力として使用されるモデル圧力の両 方に基づいて、空気チューブの主題利得を決定する段階からなることを特徴と する、肺活量計に使用するための空気チューブを較正する方法。 30．（ｄ）肺活量計内に空気チューブを配置し、 （ｅ）空気チューブの利得を読み取り、 （ｆ）空気チューブを用いて患者の圧力測定値を発生させ、 （ｇ）利得を患者の測定値に適用して、連結された患者の圧力測定値を創出 する段階を更に有することを特徴とする請求の範囲第２９項に記載の空気チュ ーブの較正方法。 31．複数の較正形空気チューブに所定の空気流量を与え、 所定の空気流量下での各較正空気チューブの較正圧力を測定し、 測定された較正圧力に基づいてモデル圧力を決定する段階を更に有すること を特徴とする請求の範囲第３０項に記載の空気チューブの較正方法。 32．前記空気チューブの主題利得を与える段階を更に有することを特徴とする請 求の範囲第３０項に記載の空気チューブの較正方法。 33．（ａ）複数の較正空気チューブに、吸息方向の所定の吸気流量を与え、 （ｂ）所定の吸気流量の下での複数の較正空気チューブの各々の吸息較正圧 力を測定し、 （ｃ）較正空気チューブからの吸息較正圧力を平均化して、吸息モデル圧力 を発生させ、 （ｄ）複数の較正空気チューブに、呼息方向の所定の呼気流量を与え、 （ｅ）所定の呼気流量の下での複数の較正空気チューブの各々の呼息較正圧 力を測定し、 （ｆ）全ての較正空気チューブからの呼息較正圧力を平均化して、呼息モデ ル圧力を発生させ、 （ｇ）所定の吸気流量の下での主題空気チューブの吸息主題圧力を測定し、 （ｈ）測定された吸息主題圧力および吸息モデル圧力の両者に基づいて、吸 息主題利得を主題空気チューブに割り当て、 （ｉ）所定の呼気流量の下での主題空気チューブの呼息主題圧力を測定し、 （ｊ）測定された呼息主題圧力および呼息モデル圧力の両者に基づいて、呼 息主題利得を主題空気チューブに割り当て、 （ｋ）吸息主題利得および呼息主題利得の両者を主題空気チューブに与える 段階を有することを特徴とする、肺活量計に使用するための空気チューブを較 正する方法。 34．前記吸息主題利得および呼息主題利得が、呼息主題利得および吸息主題利得 の両者を圧縮形態で表すコードの形態で主題空気チューブに与えられることを 特徴とする請求の範囲第３３項に記載の主題空気チューブの較正方法。 35．基準圧力対流量曲線を用意し、該基準圧力対流量曲線は、種々の空気流量の 下でのモデル空気チューブの圧力応答に対応し、 所定の空気流量での主題空気チューブの圧力出力を測定して、測定された圧 力対流量曲線を確立し、 測定された圧力対流量曲線に適用されると、基準圧力対流量曲線を生じる補 正を生成する段階からなることを特徴とする肺活量計に使用するための主題空 気チューブを較正する方法。 36．肺活量計に主題空気チューブを配置し、 補正をアクセスし、 空気チューブ内への患者の呼吸に応答して実際の圧力対流量曲線を生成し、 実際の圧力対流量曲線に補正を適用して、実際の圧力対流量曲線を生成する のに主題空気チューブの代わりにモデル空気チューブが使用された場合の圧力 対流量曲線を生成し、実際の圧力対流量曲線への補正の適用により、主題空気 チューブのモデル空気チューブに対する正確な応答を行なわせる段階を更に有 することを特徴とする請求の範囲第３５項に記載の主題空気チューブの較正方 法。 37．空気チューブのポート上に配置される圧力ポートと、 所定の流量をもつ空気流を、空気チューブを通して導くための空気流発生器 と、 前記圧力ポートに連結されかつ空気流に応答して空気チューブ内の圧力を測 定できる圧力センサと、 測定圧力および基準圧力に基づいて空気チューブに利得を与えることができ る比較器組立体と、 空気チューブに利得を与えることができるアプリケーション組立体とを有す ることを特徴とする較正された空気チューブの製造装置。[Claims] 1. Air tube with pressure response and calibration information on air tube pressure response   And a frame that can hold the     Detecting the pressure in the air tube held by the frame and at least one   Pressure at which the unit can supply pressure data based on the pressure in the air tube   A detection assembly;     A character recognition unit capable of reading calibration information,     A circuit capable of processing calibration information read by the character recognition unit;   The circuit uses the read calibration information and is held by the frame.   The pressure response of the air tube is approximately the same size, shape and shape as the air tube.   It is characterized by being able to compensate for the pressure response of model air tubes with different dimensions   A spirometer that can hold an air tube. 2. The character recognition unit comprises a bar code reader.   The spirometer according to claim 1. 3. A tubular member;     The pressure response of the air tube is approximately the same size and shape as the air tube.   Having calibration information associated with the model pressure response of one model air tube   An air tube having a pressure response and usable for a spirometer. 4. The claim wherein the calibration information comprises a bar code format.   An air tube according to item 3. 5. The air tube is disposable and calibration information is provided on the tubular member   4. The air tube according to claim 3, wherein: 6. The calibration information can create a corrected pressure response for the air tube.   The corrected pressure response takes into account the model pressure response of the model air tube.   4. The air tube according to claim 3, wherein: 7. 4. The apparatus according to claim 3, wherein the calibration information is machine-readable.   An air tube as described in. 8. Removably holds air tube with both pressure port and calibration information   With a frame that can be cut,     Detecting the pressure in the pressure port of the air tube held by the frame and   Providing pressure data based at least in part on the pressure in the pressure port;   A pressure sensing assembly capable of     Pressure data is held by the frame using the air tube calibration information.   Pressure of a model air tube of approximately the same size and shape as a closed air tube   Adjusting to the pressure data that would have been created by the pressure sensing assembly to detect   A spirometer characterized by having a circuit capable of cutting. 9. A tubular member;     At least part of the model air has the same dimensions and shape as the air tube   Adjusts the air tube pressure response based on the air tube model pressure response.   Having a pressure response that can be used for a spirometer with adjustment information that can be   Air tube. Ten. The air tube is disposable and calibration information is provided on the tubular member   The air tube according to claim 9, wherein: 11． The calibration information is useful for providing a corrected pressure response of the air tube.   , The corrected pressure response takes into account the model pressure response of the model air tube   The air tube according to claim 9, wherein: 12． A member having a substantially flat first surface and an opposing substantially flat second surface;     A plurality of through slots provided in the member, wherein each through slot has   A length, an inner end, and an opposite outer end,     There is further provided a plurality of hinge slots, each hinge slot being one of the through slots.   At one of the outer ends and extending through the outer ends and the length of one through slot   A plurality of through slots having lengths oriented in generally different directions with respect to   And a plurality of hinge slots cooperate to define a plurality of hinged windows in the member.   A resistance element for use in a spirometer, characterized in that the resistance element is formed in a spirometer. 13. The plurality of through slots and the plurality of hinge slots are lessened in the member.   13. The method according to claim 12, wherein four hinged windows are formed.   The described resistance element. 14. The number of hinge slots is equal to the number of slots.   Item 13. The resistance element according to Item 12. 15． Each said hinged window is located between a cusp and two hinge slots.   A generally barbed shape with opposing necks, two necks   Two smaller windows of the same size in the hinged window remote from the hinge slot   13. The method according to claim 12, wherein the dimension has a dimension between the flange slots.   Resistance element. 16． Each of the hinged windows is flexible, and the dimensions of each of the necks correspond to the corresponding hinges.   7. The resistance according to claim 6, wherein the flexibility of the fastening window is adjusted.   element. 17． The resistive element is capable of operating at approximately atmospheric pressure over a range of air flows up to about 15 l / sec.   16. The method according to claim 15, wherein the pressure response is substantially linear.   Resistance element. 18． A first tube having a proximal end and a distal end, wherein the first tube is a first outer tube;   Has a diameter,     A second tube having a proximal end and a distal end, wherein the second tube comprises a first tube;   A second outer diameter substantially equal to the outer diameter,     A resistor located proximate the proximal end of the first tube and the distal end of the second tube.   Anti-element,     A color tube having a third outer diameter larger than the first outer diameter and the second outer diameter.   The color tube is connected to both the first and second tubes and   Characterized in that it is disposed over a proximal end of one tube and a distal end of a second tube.   A three-piece tube assembly for use in a spirometer. 19. The method of claim 1, further comprising a port formed in the second tube.   19. The three-piece tube assembly according to claim 18, wherein: 20. The color tube may further include a notch formed in the color tube.   20. The three-piece tube assembly according to claim 19, wherein twenty one. The port can accommodate a pressure sensing leg of a spirometer;     The notch can accommodate a spirometer alignment tab.   21. The three-piece tube assembly according to claim 20, wherein: twenty two. 21. The notch of claim 20, wherein the notch is aligned with a port.   3-piece tube assembly. twenty three. A thin disk-shaped elastic membrane,     A plurality of through slots in the membrane, wherein the through slots are spaced apart from each other.   Formed multiple hinged windows in the membrane,     At near atmospheric pressure, a substantially linear pressure over a range of air flows up to about 15 l / s   Use in a spirometer, further comprising a resistance element having a force response   Resistance element. twenty four. The plurality of through slots provide a first predetermined resistance to low airflow through the resistance element.   The plurality of hinged windows spaced apart from each other provide resistance and pass through a resistive element   23. The method according to claim 23, wherein a second predetermined resistance to a high air flow rate is provided.   Resistance element according to item. twenty five. The resistance element is approximately 1.5 cm water column at approximately atmospheric pressure and an air flow of 12 l / s.   24. The method according to claim 23, wherein a resistance of less than / l / sec is provided.   Resistance element. 26. At approximately atmospheric pressure and at an air flow rate of 3 l / s, the resistance provided by the resistance element is:   Significantly higher than the resistance of a resistive element of the same size consisting only of discs and large holes   The resistance element according to claim 23, wherein the resistance element is large. 27. The plurality of spaced apart hinged windows are slightly open at low flow rates and   24. A resistor as claimed in claim 23, characterized in that it opens considerably at high flow rates.   element. 28. At least some of the plurality of through slots are at least spaced apart from each other.   24. The method according to claim 23, further comprising forming four hinged windows in the membrane.   The resistance element according to the above. 29. (A) giving a predetermined air flow rate to the air tube,     (B) measuring the pressure experienced by the subject air tube under a predetermined air flow;     (C) both the measured subject pressure and the model pressure used as the reference pressure   Determining the subject gain of the air tube based on the   To calibrate air tubes for use in spirometers. 30. (D) placing an air tube in the spirometer;     (E) reading the gain of the air tube,     (F) generating a patient pressure measurement using an air tube;     (G) applying the gain to the patient measurement to create a connected patient pressure measurement   30. The air tube of claim 29, further comprising the step of:   How to calibrate the probe. 31. Give a predetermined air flow rate to a plurality of calibration type air tubes,     Measuring the calibration pressure of each calibration air tube under a predetermined air flow rate,     Determining a model pressure based on the measured calibration pressure;   The method for calibrating an air tube according to claim 30, wherein: 32. Providing a thematic gain of the air tube.   31. The method for calibrating an air tube according to claim 30, wherein 33. (A) providing a plurality of calibration air tubes with a predetermined inspiratory flow in the inspiration direction;     (B) the inspiratory calibration pressure of each of the plurality of calibration air tubes under a predetermined inspiratory flow rate;   Measure the force,     (C) Inspiratory model pressure by averaging the inspiratory calibration pressure from the calibration air tube   Causes     (D) providing a plurality of calibration air tubes with a predetermined expiratory flow in the direction of expiration;     (E) the exhalation calibration pressure of each of the plurality of calibration air tubes under a predetermined exhalation flow rate   Measure the force,     (F) The expiration calibration pressure from all calibration air tubes is averaged to obtain the expiration model.   To generate pressure     (G) measuring the inspiratory subject pressure of the subject air tube under a predetermined inspiratory flow rate;     (H) based on both the measured inspiratory subject pressure and the inspiratory model pressure,   Assign a breath subject gain to the subject air tube,     (I) measuring the exhalation subject pressure of the subject air tube under a predetermined exhalation flow rate;     (J) call based on both the measured exhalation subject pressure and the exhalation model pressure;   Assign a breath subject gain to the subject air tube,     (K) providing both inspiratory and expiratory subject gains to the subject air tube   Compare air tubes for use in spirometers, characterized by having a step   How to correct. 34. The inspiratory subject gain and the inspiratory subject gain are an inspiratory subject gain and an inspiratory subject gain.   To the subject air tube in the form of a code representing both in compressed form.   34. A method for calibrating a subject air tube according to claim 33. 35. A reference pressure versus flow curve is prepared, and the reference pressure versus flow curve is different for various air flows.   Corresponding to the pressure response of the model air tube below,     Measure the pressure output of the subject air tube at a given air flow rate and determine the measured pressure   Establish a force versus flow curve,     When applied to a measured pressure versus flow curve, a complement that produces a reference pressure versus flow curve   Subject matter for use in a spirometer, comprising the step of generating a positive   How to calibrate the air tube. 36. Place the subject air tube in the spirometer,     Access the correction,     Generating an actual pressure versus flow curve in response to the patient breathing into the air tube;     Apply corrections to the actual pressure versus flow curve to generate the actual pressure versus flow curve   Pressure when a model air tube is used instead of the subject air tube   Generate a flow curve and apply corrections to the actual pressure versus flow curve to create the subject air   Further providing an accurate response of the tube to the model air tube   36. A method for calibrating a subject air tube according to claim 35, wherein   Law. 37. A pressure port located on a port of the air tube;     An airflow generator for guiding an airflow having a predetermined flow rate through an air tube   When,     Measuring the pressure in the air tube connected to the pressure port and responsive to the air flow.   Pressure sensor,     Can give gain to air tube based on measured pressure and reference pressure   A comparator assembly;     With an application assembly that can provide gain to the air tube   An apparatus for producing a calibrated air tube.
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