JP2010281698A - Skin gas detection device - Google Patents

Skin gas detection device Download PDF

Info

Publication number
JP2010281698A
JP2010281698A JP2009135512A JP2009135512A JP2010281698A JP 2010281698 A JP2010281698 A JP 2010281698A JP 2009135512 A JP2009135512 A JP 2009135512A JP 2009135512 A JP2009135512 A JP 2009135512A JP 2010281698 A JP2010281698 A JP 2010281698A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
concentration
gas
skin
blood
ethanol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2009135512A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5143088B2 (en
Inventor
Toshiyuki Taguchi
敏行 田口
Bunji Atsumi
文治 渥美
Shohei Yofu
昌平 養父
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp, Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2009135512A priority Critical patent/JP5143088B2/en
Publication of JP2010281698A publication Critical patent/JP2010281698A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5143088B2 publication Critical patent/JP5143088B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect accurately a concentration of a detection object material in blood from skin gas. <P>SOLUTION: A base value and a saturated value of a concentration of ethanol gas is obtained based on a detection signal from an alcohol sensor 24A by a first sensor output acquisition part 32. A base value and a saturated value of a concentration of carbon dioxide is obtained based on a detection signal from a carbon dioxide sensor 24B by a second sensor output acquisition part 34. The ethanol concentration in blood is calculated based on a variation of the concentration of ethanol gas and a variation of the concentration of carbon dioxide by an in-blood concentration calculation part 36, and displayed on a display 40. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、皮膚ガス検出装置に係り、特に、検出対象者の皮膚から拡散したガスを検出し、血中の検出対象物質の濃度を検出する皮膚ガス検出装置に関する。   The present invention relates to a skin gas detection device, and more particularly to a skin gas detection device that detects gas diffused from the skin of a detection target person and detects the concentration of a detection target substance in blood.

従来より、血中の特定物質を皮膚ガス濃度から推定する検出装置が知られている。例えば、皮膚ガス透過ガスを貯留するとともに開口を有する容器と、皮膚透過ガスを循環させる送風ファンと、ガス循環路にガス測定装置を有する皮膚透過ガス測定装置が知られている(特許文献1)。この特許文献1では、皮膚から透過するガスを集め貯留するとともに、その濃度をガスクロマトグラフ等により定量する方法が示され、血中濃度と皮膚ガス濃度が相関することが示されている。   Conventionally, a detection device that estimates a specific substance in blood from skin gas concentration is known. For example, a skin permeation gas measuring device having a container that stores skin gas permeating gas and has an opening, a blower fan that circulates the skin permeating gas, and a gas measuring device in a gas circulation path is known (Patent Document 1). . In this Patent Document 1, a method of collecting and storing gas that permeates from the skin and quantifying the concentration by gas chromatography or the like is shown, and it is shown that the blood concentration correlates with the skin gas concentration.

特開2006−234845号公報JP 2006-234845 A

しかしながら、上記の特許文献1に記載の技術では、血中から皮膚組織への拡散において、個人差及び環境による影響(気温などによる皮下温度の変化など)が大きいため、皮膚ガス濃度から血中濃度を精度よく検出することができない、という問題がある。   However, in the technique described in Patent Document 1 described above, in the diffusion from the blood to the skin tissue, there is a great influence by individual differences and the environment (such as a change in subcutaneous temperature due to the air temperature). Cannot be detected accurately.

本発明は、上記問題点を解消するためになされたもので、皮膚ガスから、血中の検出対象物質の濃度を精度よく検出することができる皮膚ガス検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a skin gas detection device that can accurately detect the concentration of a detection target substance in blood from skin gas.

上記目的を達成するために、本発明の皮膚ガス検出装置は、検出対象者の血中の検出対象物質が皮膚からガスとして拡散した検出対象ガスの濃度を検出する対象ガス検出手段と、血中濃度が安定し、かつ、水溶性を有し、皮膚から拡散される参照ガスの濃度を検出する参照ガス検出手段と、前記対象ガス検出手段によって検出された前記検出対象ガスの濃度、及び前記参照ガス検出手段によって検出された前記参照ガスの濃度に基づいて、血中の前記検出対象物質の濃度を算出する血中濃度算出手段とを含んで構成されている。   In order to achieve the above object, a skin gas detection device of the present invention comprises a target gas detection means for detecting the concentration of a detection target gas in which a detection target substance in the blood of the detection target diffuses as a gas from the skin, Reference gas detection means for detecting the concentration of a reference gas having a stable concentration and water solubility and diffused from the skin, the concentration of the detection target gas detected by the target gas detection means, and the reference Blood concentration calculation means for calculating the concentration of the detection target substance in the blood based on the concentration of the reference gas detected by the gas detection means.

本発明に係る皮膚ガス検出装置によれば、対象ガス検出手段によって、検出対象者の血中の検出対象物質が皮膚からガスとして拡散した検出対象ガスの濃度を検出する。また、参照ガス検出手段によって、血中濃度が安定し、かつ、水溶性を有し、皮膚から拡散される参照ガスの濃度を検出する。   According to the skin gas detection device of the present invention, the target gas detection means detects the concentration of the detection target gas in which the detection target substance in the blood of the detection target diffuses as gas from the skin. Further, the reference gas detection means detects the concentration of the reference gas that has a stable blood concentration and is water-soluble and diffuses from the skin.

そして、血中濃度算出手段によって、対象ガス検出手段によって検出された検出対象ガスの濃度、及び参照ガス検出手段によって検出された参照ガスの濃度に基づいて、血中の検出対象物質の濃度を算出する。   Then, the concentration of the detection target substance in the blood is calculated by the blood concentration calculation means based on the concentration of the detection target gas detected by the target gas detection means and the concentration of the reference gas detected by the reference gas detection means. To do.

このように、皮膚から拡散した検出対象ガスの濃度及び参照ガスの濃度を検出することにより、皮膚ガスから、血中の検出対象物質の濃度を精度よく検出することができる。   Thus, by detecting the concentration of the detection target gas diffused from the skin and the concentration of the reference gas, the concentration of the detection target substance in the blood can be accurately detected from the skin gas.

本発明の参照ガスの、血中から皮膚に拡散される程度を示す拡散係数が、検出対象物質の拡散係数と相関関係にある。これによって、拡散係数の変化による影響を低減して、血中の検出対象物質の濃度を精度よく検出することができる。   The diffusion coefficient indicating the degree of diffusion of the reference gas of the present invention from the blood into the skin is correlated with the diffusion coefficient of the detection target substance. As a result, the influence of changes in the diffusion coefficient can be reduced, and the concentration of the detection target substance in the blood can be detected with high accuracy.

本発明に係る皮膚ガス検出装置は、検出対象者の所定部位を載置するための載置部、及び所定部位の皮膚から拡散されるガスを貯める貯留室を備えた筐体を更に含み、対象ガス検出手段は、貯留室内の検出対象ガスの濃度を検出し、参照ガス検出手段は、貯留室内の参照ガスの濃度を検出することができる。   The skin gas detection device according to the present invention further includes a housing having a placement portion for placing a predetermined part of the detection target person and a storage chamber for storing gas diffused from the skin of the predetermined part. The gas detection means can detect the concentration of the detection target gas in the storage chamber, and the reference gas detection means can detect the concentration of the reference gas in the storage chamber.

本発明に係る血中濃度算出手段は、以下の式に従って、血中の検出対象物質の濃度を算出するようにすることができる。   The blood concentration calculation means according to the present invention can calculate the concentration of the detection target substance in the blood according to the following equation.

血中の検出対象物質の濃度=a×(ΔGas)/(ΔRef)   Concentration of detection target substance in blood = a × (ΔGas) / (ΔRef)

ただし、ΔGasは対象ガス検出手段によって検出された検出対象ガスの濃度の変化量、ΔRefは参照ガス検出手段によって検出された参照ガスの濃度の変化量、aは係数である。   However, ΔGas is the amount of change in the concentration of the detection target gas detected by the target gas detection means, ΔRef is the amount of change in the concentration of the reference gas detected by the reference gas detection means, and a is a coefficient.

上記の検出対象物質を、エタノール及びアセトンの何れか一方とすることができる。   The substance to be detected can be either ethanol or acetone.

以上説明したように本発明によれば、皮膚から拡散した検出対象ガスの濃度及び参照ガスの濃度を検出することにより、皮膚ガスから、血中の検出対象物質の濃度を精度よく検出することができる、という効果が得られる。   As described above, according to the present invention, the concentration of the detection target substance in the blood can be accurately detected from the skin gas by detecting the concentration of the detection target gas diffused from the skin and the concentration of the reference gas. The effect of being able to be obtained is obtained.

本発明の第1の実施の形態のエタノール濃度検出装置の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the ethanol concentration detection apparatus of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態のエタノール濃度検出装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the ethanol concentration detection apparatus of the 1st Embodiment of this invention. (A)アルコールセンサのセンサ出力の変化を示すグラフ、及び(B)二酸化炭素センサのセンサ出力の変化を示すグラフである。(A) The graph which shows the change of the sensor output of an alcohol sensor, (B) The graph which shows the change of the sensor output of a carbon dioxide sensor. 本発明の第1の実施の形態のエタノール濃度検出装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the ethanol concentration detection apparatus of the 1st Embodiment of this invention. 血中から皮下組織を介して皮膚から外部へ拡散する様子を示すイメージ図である。It is an image figure which shows a mode that it diffuses from the skin through the subcutaneous tissue from the skin to the exterior. 皮膚ガス測定値と血中濃度との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a skin gas measured value and blood concentration. 本発明の第1の実施の形態のエタノール濃度検出装置のコンピュータにおけるエタノール濃度検出処理ルーチンの内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the ethanol concentration detection processing routine in the computer of the ethanol concentration detection apparatus of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態のエタノール濃度検出装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the ethanol concentration detection apparatus of the 2nd Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本実施の形態では、検出対象者の手掌の皮膚から拡散されるガスを検出して、検出対象物質としてのアルコールの一種であるエタノールの血中の濃度を検出するエタノール濃度検出装置に、本発明を適用した場合を例に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, an ethanol concentration detection device that detects the gas diffused from the skin of the palm of the detection subject and detects the blood concentration of ethanol, which is a kind of alcohol as the detection target substance, A case where the present invention is applied will be described as an example.

図1、図2に示すように、第1の実施の形態に係るエタノール濃度検出装置10は、上面中央部が開口している筐体12を備え、筐体12には、開口部によって開口した凹部であって、ガスを貯留するための貯留室14が形成されている。筐体12の開口部の周辺部分は、検出対象者の手掌を載置するための載置部として用いられる。   As shown in FIGS. 1 and 2, the ethanol concentration detection device 10 according to the first embodiment includes a housing 12 that is open at the center of the upper surface, and the housing 12 is opened by the opening. A storage chamber 14 for storing gas is formed in the recess. The peripheral portion of the opening of the housing 12 is used as a placement portion for placing the palm of the person to be detected.

筐体12の貯留室14の底部には、センサ群24が取り付けられている。センサ群24は、貯留室14内のガスを検出するように取り付けられた、アルコールセンサ24Aと二酸化炭素センサ24Bとで構成されている。   A sensor group 24 is attached to the bottom of the storage chamber 14 of the housing 12. The sensor group 24 includes an alcohol sensor 24A and a carbon dioxide sensor 24B attached so as to detect the gas in the storage chamber 14.

アルコールセンサ24Aは、貯留室14内の気体中に含まれるエタノールガスを検出するセンサであり、エタノールガスに対して高い感度を有する。アルコールセンサ24Aとして、例えば、電気化学式アルコールセンサを使用することができる。   The alcohol sensor 24A is a sensor that detects ethanol gas contained in the gas in the storage chamber 14, and has high sensitivity to ethanol gas. For example, an electrochemical alcohol sensor can be used as the alcohol sensor 24A.

二酸化炭素センサ24Bは、貯留室14内の気体中に含まれる二酸化炭素を検出するセンサであり、二酸化炭素に感度を有する。二酸化炭素センサ24Bとして、例えば、固体電解質式二酸化炭素センサを使用することができる。   The carbon dioxide sensor 24B is a sensor that detects carbon dioxide contained in the gas in the storage chamber 14, and has sensitivity to carbon dioxide. As the carbon dioxide sensor 24B, for example, a solid electrolyte carbon dioxide sensor can be used.

この実施の形態によれば、筐体12の上面(載置部)に検出対象者が手掌を載置することにより、手掌の皮膚から拡散されるガスが貯留室14に貯留される。このとき、アルコールセンサ24Aは、貯留室14内の気体中のエタノールガス成分の濃度に応じた検出信号を出力し、センサ応答として、図3(A)に示すような出力が得られる。また、二酸化炭素センサ24Bは、貯留室14内の気体中の二酸化炭素の濃度に応じた検出信号を出力し、センサ応答として、図3(B)に示すようなセンサ出力が得られる。   According to this embodiment, when the person to be detected places the palm on the upper surface (mounting portion) of the housing 12, the gas diffused from the skin of the palm is stored in the storage chamber 14. At this time, the alcohol sensor 24A outputs a detection signal corresponding to the concentration of the ethanol gas component in the gas in the storage chamber 14, and an output as shown in FIG. 3A is obtained as a sensor response. The carbon dioxide sensor 24B outputs a detection signal corresponding to the concentration of carbon dioxide in the gas in the storage chamber 14, and a sensor output as shown in FIG. 3B is obtained as a sensor response.

アルコールセンサ24A及び二酸化炭素センサ24Bから出力された検出信号は、後述するコンピュータ26に入力され、入力された検出信号に基づいて、検出対象者の血中のエタノール濃度が検出される。なお、アルコールセンサ24A及び二酸化炭素センサ24Bから出力された検出信号は、コンピュータ26によって、一定間隔で同時に取り込まれる。   Detection signals output from the alcohol sensor 24A and the carbon dioxide sensor 24B are input to a computer 26 described later, and the ethanol concentration in the blood of the detection target person is detected based on the input detection signals. Note that the detection signals output from the alcohol sensor 24A and the carbon dioxide sensor 24B are simultaneously captured by the computer 26 at regular intervals.

図4に示すように、エタノール濃度検出装置10は、アルコールセンサ24A及び二酸化炭素センサ24Bに接続され、かつ、検出対象者の血中のエタノール濃度を検出して、表示装置40に表示させるコンピュータ26を備えている。   As shown in FIG. 4, the ethanol concentration detection device 10 is connected to the alcohol sensor 24A and the carbon dioxide sensor 24B, and detects the ethanol concentration in the blood of the detection subject and displays it on the display device 40. It has.

コンピュータ26は、CPU、後述するエタノール濃度検出処理ルーチンを実現するためのプログラムを記憶したROM、データを一時的に記憶するRAM、及びHDD等の記憶装置を備えて構成されている。コンピュータ26を以下で説明するエタノール濃度検出処理ルーチンに従って機能ブロックで表すと、図4に示すように、アルコールセンサ24Aからの検出信号に基づいて、エタノールガスの濃度のベース値及び飽和値を取得する第1センサ出力取得部32と、二酸化炭素センサ24Bからの検出信号に基づいて、二酸化炭素の濃度のベース値及び飽和値を取得する第2センサ出力取得部34と、エタノールガスの濃度の変化量、及び二酸化炭素の濃度の変化量に基づいて、血中のエタノール濃度を算出して、表示装置40に出力する血中濃度算出部36とを備えている。   The computer 26 includes a CPU, a ROM that stores a program for realizing an ethanol concentration detection processing routine that will be described later, a RAM that temporarily stores data, and a storage device such as an HDD. When the computer 26 is represented by functional blocks according to the ethanol concentration detection processing routine described below, the base value and saturation value of the concentration of ethanol gas are acquired based on the detection signal from the alcohol sensor 24A as shown in FIG. Based on the detection signal from the first sensor output acquisition unit 32 and the carbon dioxide sensor 24B, the second sensor output acquisition unit 34 that acquires the base value and saturation value of the concentration of carbon dioxide, and the amount of change in the concentration of ethanol gas And a blood concentration calculation unit 36 that calculates the ethanol concentration in the blood based on the amount of change in the concentration of carbon dioxide and outputs it to the display device 40.

次に、本実施の形態における血中のエタノール濃度を算出する原理について説明する。   Next, the principle of calculating blood ethanol concentration in the present embodiment will be described.

まず、図5に示すように、エタノールなどの揮発性物質は、血中から皮下組織(組織液)へ拡散し、さらに皮膚ガスとして一部が皮膚から体外へ放出される。血中から皮下組織を介して皮膚に拡散する程度は、拡散係数αで表わされ、拡散係数は、分子量の大きさに応じて決定される。血中のエタノール濃度がX%である場合、皮下組織を介して皮膚に拡散されるガス中のエタノールガス濃度は、αX%となる。   First, as shown in FIG. 5, a volatile substance such as ethanol diffuses from the blood to the subcutaneous tissue (tissue fluid), and a part thereof is released from the skin to the outside of the body. The degree of diffusion from the blood into the skin through the subcutaneous tissue is represented by a diffusion coefficient α, which is determined according to the molecular weight. When the ethanol concentration in the blood is X%, the ethanol gas concentration in the gas diffused into the skin through the subcutaneous tissue is αX%.

また、図6に示すように、血中濃度と皮膚ガスとして放出されるガス濃度とには、個人を特定すれば比例関係が認められるが、その比率は個人差が大きいため、皮膚ガス濃度だけでは血中濃度を精度よく推定することができない。この要因は、個人により皮下脂肪や皮膚角質層が異なることや、環境温度により皮膚温度が変化することから、血中から皮下組織及び皮膚を介して拡散する程度が変化するためである。   In addition, as shown in FIG. 6, there is a proportional relationship between the blood concentration and the gas concentration released as skin gas if an individual is specified. Thus, the blood concentration cannot be accurately estimated. This is because the degree of diffusion from the blood through the subcutaneous tissue and skin changes because the subcutaneous fat and skin stratum corneum differ from person to person and the skin temperature changes depending on the environmental temperature.

そこで、本実施の形態では、血中及び皮下組織中の二酸化炭素及び酸素が安定した濃度で存在することに着目し、また、これらは、水溶性を有し、皮膚から拡散されると共に、皮下脂肪や皮膚温度による影響をエタノールと同様に受ける(エタノールに対して拡散係数が近い)ため、これを参照ガスとして検出対象物質のガス濃度との比を取る。これにより、上記に述べた個人差及び環境温度の変化による影響や、拡散係数の変化による影響を大きく低減することができる。   Therefore, in the present embodiment, attention is paid to the fact that carbon dioxide and oxygen in blood and subcutaneous tissue exist at a stable concentration, and these are water-soluble and diffuse from the skin, and are subcutaneously applied. Since it is affected by fat and skin temperature in the same manner as ethanol (diffusion coefficient is close to that of ethanol), this is used as a reference gas to take a ratio with the gas concentration of the detection target substance. Thereby, the influence by the above-mentioned individual difference and the change of environmental temperature, and the influence by the change of a diffusion coefficient can be reduced significantly.

血中のエタノール濃度を算出するための一般式は、以下の(1)式で表される。
f(EtOH)blood=a×f(EtOH)skin/(COskin
・・・(1)
The general formula for calculating the ethanol concentration in blood is represented by the following formula (1).
f (EtOH) blood = a × f (EtOH) skin / (CO 2 ) skin
... (1)

ただし、(EtOH)bloodは、血中のエタノール濃度であり、(EtOH)skinは、皮膚ガス中のエタノールガスの濃度であり、(COskinは、皮膚ガス中の二酸化炭素濃度であり、aは、予め求められた係数である。 However, (EtOH) blood is the ethanol concentration in blood, (EtOH) skin is the concentration of ethanol gas in skin gas, and (CO 2 ) skin is the carbon dioxide concentration in skin gas, a is a coefficient determined in advance.

血中濃度算出部36は、上記(1)式を用いた算出例として、以下の(2)式に示す式に従って、血中のエタノール濃度を算出する。
(EtOH)blood=a×(△EtOH)skin/(△COskin
=a×{(EtOH)sat−(EtOH)base
/{(COsat−(CObase
・・・(2)
The blood concentration calculation unit 36 calculates the blood ethanol concentration according to the following equation (2) as a calculation example using the equation (1).
(EtOH) blood = a × (ΔEtOH) skin / (ΔCO 2 ) skin
= A x {(EtOH) sat- (EtOH) base }
/ {(CO 2 ) sat − (CO 2 ) base }
... (2)

ただし、(EtOH)satは、エタノールガス濃度の飽和値(皮膚ガス貯留時のアルコール濃度)であり、(EtOH)baseは、エタノールガス濃度のベース値(大気中のエタノールガス濃度)である。また、(COsatは、二酸化炭素濃度の飽和値(皮膚ガス貯留時の二酸化炭素濃度)であり、(CObaseは、二酸化炭素濃度のベース値(大気中の二酸化炭素濃度)であり、aは、予め求められた係数である。なお、エタノールガス濃度及び二酸化炭素濃度の各々のベース値として、例えば、皮膚ガス入力前の任意区間の平均値又は最小値を用いればよい。 However, (EtOH) sat is a saturated value of ethanol gas concentration (alcohol concentration when storing skin gas), and (EtOH) base is a base value of ethanol gas concentration (ethanol gas concentration in the atmosphere). Further, (CO 2 ) sat is a saturation value of carbon dioxide concentration (carbon dioxide concentration at the time of storing skin gas), and (CO 2 ) base is a base value of carbon dioxide concentration (carbon dioxide concentration in the atmosphere). Yes, a is a coefficient obtained in advance. In addition, what is necessary is just to use the average value or the minimum value of the arbitrary sections before skin gas input as each base value of ethanol gas concentration and carbon dioxide concentration, for example.

上記(2)式に示すように、 エタノールガスの濃度の変化量と、二酸化炭素の濃度の変化量との比と、予め定められた係数とを乗算することにより、血中のエタノール濃度が算出される。   As shown in the above equation (2), the ethanol concentration in the blood is calculated by multiplying the ratio between the change in the concentration of ethanol gas and the change in the concentration of carbon dioxide by a predetermined coefficient. Is done.

次に、第1の実施の形態に係るエタノール濃度検出装置10の作用について説明する。
エタノール濃度検出装置10のメインスイッチ(図示省略)がオンされると、エタノール濃度検出装置10のコンピュータ26において、図7に示すエタノール濃度検出処理ルーチンが実行される。
Next, the operation of the ethanol concentration detection apparatus 10 according to the first embodiment will be described.
When the main switch (not shown) of the ethanol concentration detection device 10 is turned on, the ethanol concentration detection processing routine shown in FIG. 7 is executed in the computer 26 of the ethanol concentration detection device 10.

まず、ステップ100において、アルコールセンサ24A及び二酸化炭素センサ24Bの各々から検出信号を取得して、メモリ(図示省略)に記憶する、ステップ102において、二酸化炭素センサ24Bからの検出信号の変化から、皮膚ガスが貯留室14内に入力されたか否かを判定する。二酸化炭素センサ24Bの検出信号から得られる二酸化炭素濃度が閾値未満であると、手掌が筐体12上面に載置されておらず、皮膚ガスが入力されていないと判断し、上記ステップ100へ戻る。一方、二酸化炭素センサ24Bの検出信号から得られる二酸化炭素濃度が閾値以上になると、手掌が筐体12上面に載置され、皮膚ガスが入力されたと判断し、ステップ104へ進む。   First, in step 100, a detection signal is acquired from each of the alcohol sensor 24A and the carbon dioxide sensor 24B and stored in a memory (not shown). In step 102, from the change in the detection signal from the carbon dioxide sensor 24B, the skin is detected. It is determined whether or not gas has been input into the storage chamber 14. If the carbon dioxide concentration obtained from the detection signal of the carbon dioxide sensor 24B is less than the threshold value, it is determined that the palm is not placed on the top surface of the housing 12 and skin gas is not input, and the process returns to step 100 above. . On the other hand, when the carbon dioxide concentration obtained from the detection signal of the carbon dioxide sensor 24B is equal to or higher than the threshold value, it is determined that the palm is placed on the upper surface of the housing 12 and skin gas is input, and the process proceeds to step 104.

ステップ104では、上記ステップ100で取得したアルコールセンサ24A及び二酸化炭素センサ24Bの各々の検出信号に基づいて、双方のセンサ出力が飽和値に到達したか否かを判定する。アルコールセンサ24A及び二酸化炭素センサ24Bの少なくとも一方のセンサ出力が飽和値に到達していない場合には、上記ステップ100へ戻るが、一方、アルコールセンサ24A及び二酸化炭素センサ24Bの双方のセンサ出力が飽和値に到達した場合には、ステップ106へ進む。   In step 104, based on the detection signals of the alcohol sensor 24A and the carbon dioxide sensor 24B acquired in step 100, it is determined whether or not both sensor outputs have reached saturation values. If at least one sensor output of the alcohol sensor 24A and the carbon dioxide sensor 24B has not reached the saturation value, the process returns to step 100. On the other hand, the sensor outputs of both the alcohol sensor 24A and the carbon dioxide sensor 24B are saturated. If the value is reached, go to step 106.

ステップ106では、上記ステップ100で記憶されたアルコールセンサ24A及び二酸化炭素センサ24Bの各々の検出信号の時系列データに基づいて、皮膚ガスが入力されたと判断される時刻より前の検出信号から、エタノールガス濃度のベース値及び二酸化炭素濃度のベース値を取得する。また、センサ出力が飽和したときの検出信号から、エタノールガス濃度の飽和値及び二酸化炭素濃度の飽和値を取得する。   In step 106, based on the time-series data of the detection signals of the alcohol sensor 24A and the carbon dioxide sensor 24B stored in step 100, ethanol is detected from the detection signal before the time when it is determined that skin gas is input. The base value of the gas concentration and the base value of the carbon dioxide concentration are acquired. Further, the saturation value of the ethanol gas concentration and the saturation value of the carbon dioxide concentration are acquired from the detection signal when the sensor output is saturated.

次のステップ108では、上記ステップ106で取得したエタノール濃度のベース値及び飽和値と、二酸化炭素濃度のベース値及び飽和値とに基づいて、上記(2)式に従って、検出対象者の血中のエタノール濃度を算出する。   In the next step 108, based on the base value and saturation value of the ethanol concentration and the base value and saturation value of the carbon dioxide concentration obtained in step 106, according to the above equation (2), Calculate the ethanol concentration.

そして、ステップ110では、上記ステップ108で算出された血中のエタノール濃度を表示装置40に表示させて、エタノール濃度検出処理ルーチンを終了する。   In step 110, the ethanol concentration in blood calculated in step 108 is displayed on the display device 40, and the ethanol concentration detection processing routine is terminated.

以上説明したように、第1の実施の形態に係るエタノール濃度検出装置によれば、皮膚から拡散したエタノールガスの濃度の変化量及び二酸化炭素の濃度の変化量の比率に基づいて、個人差等による影響を低減して、皮膚ガスから、血中のエタノールの濃度を精度よく検出することができる。   As described above, according to the ethanol concentration detection apparatus according to the first embodiment, individual differences, etc., based on the ratio of the change in the concentration of ethanol gas diffused from the skin and the change in the concentration of carbon dioxide. The concentration of ethanol in blood can be accurately detected from skin gas.

また、参照ガスとして、エタノールと拡散係数が近い二酸化炭素を採用することにより、拡散係数の変化による影響を低減して、血中のエタノールの濃度を精度よく検出することができる。   In addition, by adopting carbon dioxide having a diffusion coefficient close to that of ethanol as a reference gas, the influence of changes in the diffusion coefficient can be reduced and the concentration of ethanol in blood can be detected with high accuracy.

また、検出対象者は、手掌の皮膚を筐体の貯留室上に置くことにより、貯留室内のアルコールセンサ及び二酸化炭素センサによって同時計測が実施され、アルコールセンサによる検出値を二酸化炭素センサによる検出値で補正して、個人差による影響を低減し、血中のエタノール濃度を正確に検出することができる。また、簡便な操作で飲酒状態を判断することが可能となる。   In addition, the person to be detected puts the skin of the palm on the storage chamber of the housing so that simultaneous measurement is performed by the alcohol sensor and the carbon dioxide sensor in the storage chamber, and the detection value by the alcohol sensor is detected by the carbon dioxide sensor. In this way, the influence of individual differences can be reduced and the ethanol concentration in the blood can be accurately detected. In addition, it is possible to determine the drinking level by a simple operation.

なお、上記の実施の形態では、電気化学式アルコールセンサを用いて、エタノールガスの濃度を検出する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、酸化物半導体方式のアルコールセンサを用いてもよい。   In the above embodiment, the case where the concentration of ethanol gas is detected using an electrochemical alcohol sensor is described as an example. However, the present invention is not limited to this, and an oxide semiconductor alcohol sensor is used. May be.

次に、第2の実施の形態に係るエタノール濃度検出装置について説明する。なお、第1の実施の形態と同様の構成となっている部分については、同一符号を付して説明を省略する。   Next, an ethanol concentration detection apparatus according to the second embodiment will be described. In addition, about the part which becomes the structure similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

第2の実施の形態では、光吸収方式のセンサを用いて、エタノールガスの濃度及び二酸化炭素の濃度を検出している点が、第1の実施の形態と主に異なっている。   The second embodiment is mainly different from the first embodiment in that the concentration of ethanol gas and the concentration of carbon dioxide are detected using a light absorption type sensor.

図8に示すように、第1の実施の形態のエタノール濃度検出装置210は、筐体12の貯留室14の底部に、エタノールのC−O伸縮振動による吸収スペクトル(波長9.5μm)を含む所定波長帯域(例えば、エタノールのC−O伸縮振動による吸収スペクトルを中心波長とする9μm〜10μmの波長帯域)の赤外線を透過するバンドパスフィルタで構成された光学フィルタ222Aと、光学フィルタ222Aを透過した赤外線を電気信号に変換し、透過光量に応じた電気信号を出力するボロメータ、SOIダイオード、またはサーモパイル等で構成されたエタノール用光電変換素子224Aとを備えている。また、筐体12の貯留室14の底部に、二酸化炭素のC−O伸縮振動による吸収スペクトルを含む所定波長帯域(例えば、15μmを中心波長とする14μm〜16μmの所定波長帯域)の赤外線を透過する二酸化炭素用光学フィルタ222B、及び光学フィルタ222Bを透過した赤外線を電気信号に変換するボロメータ、SOIダイオード、またはサーモパイル等で構成された二酸化炭素用光電変換素子224Bが設けられている。なお、光学フィルタ222A及びエタノール用光電変換素子224Aが、対象ガス検出手段の一例である。また、光学フィルタ222B及び二酸化炭素用光電変換素子224Bが、参照ガス検出手段の一例である。   As shown in FIG. 8, the ethanol concentration detection apparatus 210 according to the first embodiment includes an absorption spectrum (wavelength 9.5 μm) due to ethanol CO stretching vibration at the bottom of the storage chamber 14 of the housing 12. An optical filter 222A composed of a band-pass filter that transmits infrared rays in a predetermined wavelength band (for example, a wavelength band of 9 μm to 10 μm having an absorption spectrum due to CO stretching vibration of ethanol as a center wavelength) and the optical filter 222A are transmitted. And an ethanol photoelectric conversion element 224A configured by a bolometer, an SOI diode, a thermopile, or the like that converts the infrared ray into an electrical signal and outputs an electrical signal corresponding to the amount of transmitted light. Further, infrared rays in a predetermined wavelength band (for example, a predetermined wavelength band of 14 μm to 16 μm having a central wavelength of 15 μm) including an absorption spectrum due to CO stretching vibration of carbon dioxide are transmitted to the bottom of the storage chamber 14 of the housing 12. An optical filter 222B for carbon dioxide and a photoelectric conversion element 224B for carbon dioxide configured by a bolometer, an SOI diode, a thermopile, or the like that converts infrared light transmitted through the optical filter 222B into an electrical signal are provided. The optical filter 222A and the ethanol photoelectric conversion element 224A are examples of target gas detection means. The optical filter 222B and the carbon dioxide photoelectric conversion element 224B are examples of the reference gas detection unit.

エタノール用光電変換素子224A及び二酸化炭素用光電変換素子224Bには、コンピュータ26が接続されている。   A computer 26 is connected to the ethanol photoelectric conversion element 224A and the carbon dioxide photoelectric conversion element 224B.

人間の皮膚から放射される赤外線の波長帯域は、300°Kの温度で約2μm〜100μmである。また、筐体12の上面に載置された手掌の皮膚から放射される赤外線の方向と、皮膚から拡散されるガスの拡散方向とが同じであるので、貯留室14内のエタノールガスと皮膚から放射された赤外線とが、手掌の皮膚とエタノール濃度検出装置210との間で相互作用する。   The wavelength band of infrared rays emitted from human skin is about 2 μm to 100 μm at a temperature of 300 ° K. Moreover, since the direction of the infrared rays emitted from the skin of the palm placed on the upper surface of the housing 12 is the same as the diffusion direction of the gas diffused from the skin, the ethanol gas in the storage chamber 14 and the skin The emitted infrared rays interact between the palm skin and the ethanol concentration detection device 210.

したがって、本実施の形態のエタノール濃度検出装置210によれば、検出対象者の手掌の皮膚から放射された赤外線と貯留室14内のエタノールガスとの相互作用によって、エタノールのC−O伸縮振動による吸収スペクトル生じ、吸収スペクトルを含む所定波長帯域の赤外線の強度が低下する。   Therefore, according to the ethanol concentration detection device 210 of the present embodiment, due to the interaction of the infrared rays emitted from the skin of the palm of the detection subject and the ethanol gas in the storage chamber 14, due to the C—O stretching vibration of ethanol. An absorption spectrum is generated, and the intensity of infrared rays in a predetermined wavelength band including the absorption spectrum is reduced.

エタノール用光電変換素子224Aから出力される電気信号の強度Te、すなわち光学フィルタ222Aを透過した赤外線の透過光量は以下の(3)式で表わされる。   The intensity Te of the electrical signal output from the ethanol photoelectric conversion element 224A, that is, the amount of transmitted infrared light transmitted through the optical filter 222A is expressed by the following equation (3).

Te=ToEXP(−ne・ke・L) ・・・(3)     Te = ToEXP (−ne · ke · L) (3)

ただし、Toは光源である手掌の光量、neはエタノールガスの濃度、keはエタノールガスの吸収係数、Lはガスと光の相互作用長(光学フィルタ222Aから載置された手掌までの距離で表わされる光路長)であり、EXPは指数関数を表わす。 Where To is the light amount of the palm as a light source, ne is the concentration of ethanol gas, ke is the absorption coefficient of ethanol gas, and L is the interaction length between the gas and light (the distance from the optical filter 222A to the palm placed) EXP represents an exponential function.

上記(3)式より、貯留室14内のエタノールガスの濃度(EtOH)は、以下の(4)式で表わされる。   From the above equation (3), the concentration of ethanol gas (EtOH) in the storage chamber 14 is expressed by the following equation (4).

(EtOH)=ne=−ln(Te/To)/ke・L ・・・(4)
ただし、lnは、自然対数を表わす。
(EtOH) = ne = −ln (Te / To) / ke · L (4)
Here, ln represents a natural logarithm.

したがって、コンピュータ26の第1センサ出力取得部32は、上記(4)式に従って貯留室14内のエタノールガスの濃度(EtOH)を演算し、エタノールガスの濃度のベース値及び飽和値を取得する。   Therefore, the first sensor output acquisition unit 32 of the computer 26 calculates the ethanol gas concentration (EtOH) in the storage chamber 14 according to the above equation (4), and acquires the base value and saturation value of the ethanol gas concentration.

また、貯留室14内の二酸化炭素の濃度(CO2)は、以下の(5)式で表わされる。   Further, the concentration of carbon dioxide (CO2) in the storage chamber 14 is expressed by the following equation (5).

(CO2)=−ln(Tc/To)/kc・L ・・・(5)     (CO2) = − ln (Tc / To) / kc · L (5)

ただし、Tcは二酸化炭素用光電変換素子224Bから出力された電気信号より得られる透過光量、kcは二酸化炭素の吸収係数である。 However, Tc is the amount of transmitted light obtained from the electrical signal output from the carbon dioxide photoelectric conversion element 224B, and kc is the absorption coefficient of carbon dioxide.

コンピュータ26の第2センサ出力取得部34は、上記(5)式に従って貯留室14内の二酸化炭素の濃度(CO2)を演算し、二酸化炭素の濃度のベース値及び飽和値を取得する。   The second sensor output acquisition unit 34 of the computer 26 calculates the concentration (CO2) of carbon dioxide in the storage chamber 14 according to the above equation (5), and acquires the base value and saturation value of the concentration of carbon dioxide.

なお、第2の実施の形態に係るエタノール濃度検出装置210の他の構成及び作用につては、第1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。   In addition, about the other structure and effect | action of the ethanol concentration detection apparatus 210 which concern on 2nd Embodiment, since it is the same as that of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.

次に、第3の実施の形態に係るエタノール濃度検出装置について説明する。   Next, an ethanol concentration detection apparatus according to a third embodiment will be described.

第3の実施の形態に係るエタノール濃度検出装置では、先端部に手掌を載置するための載置部が形成された細長円筒状の皮膚ガス導入管を備えており、皮膚ガス導入管の中間部の内部には、センサ群24が取り付けられている。センサ群24のアルコールセンサ24A及び二酸化炭素センサ24Bは、皮膚ガス導入管の中間部の内部に対向するように取り付けられている。   The ethanol concentration detection apparatus according to the third embodiment includes an elongated cylindrical skin gas introduction tube having a placement portion for placing the palm on the tip, and is provided in the middle of the skin gas introduction tube. A sensor group 24 is attached inside the unit. The alcohol sensor 24A and the carbon dioxide sensor 24B of the sensor group 24 are attached so as to face the inside of the intermediate part of the skin gas introduction pipe.

アルコールセンサ24Aは、皮膚ガス導入管内を流れる気体中に含まれるエタノールガスを検出する。二酸化炭素センサ24Bは、皮膚ガス導入管内を流れる気体中に含まれる二酸化炭素を検出する。   The alcohol sensor 24A detects ethanol gas contained in the gas flowing through the skin gas introduction tube. The carbon dioxide sensor 24B detects carbon dioxide contained in the gas flowing through the skin gas introduction pipe.

また、皮膚ガス導入管の内部であって、アルコールセンサ24A及び二酸化炭素センサ24Bより吸い込み口側には、皮膚ガスを吸い込み口から吸い込むために駆動される吸い込みファンが設けられている。   Further, a suction fan that is driven to suck skin gas from the suction port is provided inside the skin gas introduction pipe and closer to the suction port than the alcohol sensor 24A and the carbon dioxide sensor 24B.

なお、第3の実施の形態に係るエタノール濃度検出装置210の他の構成及び作用につては、第1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。   In addition, since it is the same as that of 1st Embodiment about the other structure and effect | action of the ethanol concentration detection apparatus 210 which concern on 3rd Embodiment, description is abbreviate | omitted.

なお、上記の第1の実施の形態〜第3の実施の形態では、検出された血中のエタノール濃度を表示する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、検出した血中のエタノール濃度と予め定めた閾値とを比較し、検出した血中のエタノール濃度が閾値以上の場合にエタノール濃度が高いと判定し、エンジンが始動できないようにする等の不正ができないように制御するようにしてもよい。   In the first to third embodiments, the case where the detected ethanol concentration in blood is displayed has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. Compare the ethanol concentration in the blood with a predetermined threshold value, and if the detected ethanol concentration in the blood is equal to or greater than the threshold value, determine that the ethanol concentration is high and prevent the engine from starting up. You may make it control to.

次に、第4の実施の形態について説明する。第4の実施の形態では、血中の検出対象物質としてのアセトンの濃度を検出するアセトン濃度検出装置に、本発明を適用した場合を例に説明する。なお、第1の実施の形態と同様の構成となる部分については、同一符号を付して説明を省略する。   Next, a fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, a case where the present invention is applied to an acetone concentration detection device that detects the concentration of acetone as a detection target substance in blood will be described as an example. In addition, about the part which becomes the structure similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

第4の実施の形態に係るアセトン濃度検出装置は、貯留室14が形成された筐体12を備え、貯留室14の底部には、貯留室14内のガスを検出するように取り付けられた、アセトンセンサと二酸化炭素センサ24Bとで構成されている。   The acetone concentration detection apparatus according to the fourth embodiment includes a housing 12 in which a storage chamber 14 is formed, and is attached to the bottom of the storage chamber 14 so as to detect gas in the storage chamber 14. It consists of an acetone sensor and a carbon dioxide sensor 24B.

アセトンセンサは、貯留室14内の気体中に含まれるアセトンガスを検出するセンサであり、アセトンガスに対して高い感度を有する。   The acetone sensor is a sensor that detects acetone gas contained in the gas in the storage chamber 14, and has high sensitivity to the acetone gas.

アセトンセンサ及び二酸化炭素センサ24Bに接続されたコンピュータ26では、第1センサ出力取得部32によって、アセトンセンサからの検出信号に基づいて、アセトンガスの濃度のベース値及び飽和値を取得する。   In the computer 26 connected to the acetone sensor and the carbon dioxide sensor 24B, the first sensor output acquisition unit 32 acquires the base value and saturation value of the concentration of acetone gas based on the detection signal from the acetone sensor.

また、本実施の形態では、血中及び皮下組織中の二酸化炭素及び酸素が安定した濃度で存在することに着目し、また、これらは、水溶性を有し、皮膚から拡散されると共に、皮下脂肪や皮膚温度による影響をアセトンと同様に受ける(アセトンに対して拡散係数が近い)ため、これを参照ガスとして、アセトンガス濃度との比を取ることにより、個人差及び環境温度の変化による影響や、拡散係数の変化による影響を大きく低減する。   Further, in the present embodiment, attention is paid to the fact that carbon dioxide and oxygen in blood and subcutaneous tissue are present at a stable concentration, and these are water-soluble, diffuse from the skin, and subcutaneously. As it is affected by fat and skin temperature in the same way as acetone (diffusion coefficient is close to acetone), taking this as a reference gas and taking a ratio with the concentration of acetone gas, the effect of individual differences and changes in environmental temperature In addition, the influence of changes in the diffusion coefficient is greatly reduced.

血中濃度算出部36は、以下の(6)式に示す式に従って、血中のアセトン濃度を算出する。
(CO)blood=a×(△CO)skin/(△COskin
=a×{(CO)sat−(CO)base
/{(COsat−(CObase
・・・(6)
The blood concentration calculation unit 36 calculates the blood acetone concentration according to the following equation (6).
(C 3 H 6 O) blood = a × (ΔC 3 H 6 O) skin / (ΔCO 2 ) skin
= A × {(C 3 H 6 O) sat - (C 3 H 6 O) base}
/ {(CO 2 ) sat − (CO 2 ) base }
... (6)

ただし、(CO)satは、アセトンガス濃度の飽和値(皮膚ガス貯留時のアセトンガス濃度)であり、(CO)baseは、アセトンガス濃度のベース値(大気中のアセトンガス濃度)であり、aは、予め求められた係数である。 However, (C 3 H 6 O) sat is a saturated value of acetone gas concentration (acetone gas concentration during skin gas storage), and (C 3 H 6 O) base is a base value of acetone gas concentration (in the atmosphere) A) is a coefficient determined in advance.

上記(6)式に示すように、アセトンガスの濃度の変化量と二酸化炭素の濃度の変化量との比率に基づいて、血中のアセトン濃度が算出される。   As shown in the above equation (6), the acetone concentration in the blood is calculated based on the ratio between the change amount of the acetone gas concentration and the change amount of the carbon dioxide concentration.

なお、第4の実施の形態に係るアセトン濃度検出装置の他の構成及び作用については第1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。   In addition, about the other structure and effect | action of an acetone concentration detection apparatus based on 4th Embodiment, since it is the same as that of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.

以上説明したように、第4の実施の形態に係るアセトン濃度検出装置によれば、皮膚から拡散したアセトンガスの濃度の変化量及び二酸化炭素の濃度の変化量の比率に基づいて、個人差等による影響を低減して、皮膚ガスから、血中のアセトン濃度を精度よく検出することができる。また、簡便な操作で体調状態を判断することが可能となる。   As described above, according to the acetone concentration detection device according to the fourth embodiment, based on the ratio of the change in the concentration of acetone gas diffused from the skin and the change in the concentration of carbon dioxide, individual differences, etc. The concentration of acetone in blood can be accurately detected from skin gas. In addition, the physical condition can be determined by a simple operation.

なお、上記の実施の形態において、上記の第2の実施の形態で説明した内容や、上記の第3の実施の形態で説明した内容を適用してもよい。   In the above embodiment, the contents described in the second embodiment and the contents described in the third embodiment may be applied.

また、上記の第1の実施の形態〜第4の実施の形態では、参照ガスとして、二酸化炭素の濃度を検出する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、血中濃度が安定し、エタノールやアセトンと拡散係数が近く、かつ、水溶性を有し、皮膚から拡散される酸素の濃度を検出するようにすればよい。この場合には、固体電解質式やクラーク電極式の酸素センサを用いて構成し、エタノールガスやアセトンガスの濃度の変化量と、酸素の濃度の変化量との比率を用いて、血中のエタノール濃度やアセトン濃度を算出すればよい。   Moreover, in said 1st Embodiment-4th Embodiment, although the case where the density | concentration of a carbon dioxide was detected as a reference gas was demonstrated to the example, it is not limited to this, The blood concentration The concentration of oxygen that is stable, has a diffusion coefficient close to that of ethanol or acetone, has water solubility, and is diffused from the skin may be detected. In this case, it is configured using a solid electrolyte type or Clark electrode type oxygen sensor, and using the ratio of the change in the concentration of ethanol gas or acetone gas to the change in the concentration of oxygen, ethanol in the blood is used. What is necessary is just to calculate a density | concentration and acetone density | concentration.

また、エタノールガス濃度又はアセトンガス濃度のベース値と共に飽和値を取得して、エタノールガス濃度又はアセトンガス濃度の変化量を用いて、血中のエタノール濃度又はアセトン濃度を算出する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、エタノールガス濃度又はアセトンガス濃度のピーク値を取得して、エタノールガス濃度又はアセトンガス濃度の変化量を求めるようにしてもよい。この場合には、二酸化炭素濃度のピーク値を取得し、二酸化炭素濃度の変化量を求め、これらの変化量の比率から、血中のエタノール濃度又はアセトン濃度を算出するようにすればよい。また、エタノールガス濃度又はアセトンガス濃度の変化速度を取得し、エタノールガス濃度又はアセトンガス濃度の変化速度と、二酸化炭素濃度の変化速度との比率から、血中のエタノール濃度又はアセトン濃度を算出するようにしてもよい。   In addition, a case where the saturation value is obtained together with the base value of the ethanol gas concentration or the acetone gas concentration, and the blood ethanol concentration or the acetone concentration is calculated using the change amount of the ethanol gas concentration or the acetone gas concentration is described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the peak value of the ethanol gas concentration or the acetone gas concentration may be acquired to obtain the change amount of the ethanol gas concentration or the acetone gas concentration. In this case, the peak value of the carbon dioxide concentration is obtained, the amount of change in the carbon dioxide concentration is obtained, and the ethanol concentration or acetone concentration in the blood may be calculated from the ratio of these changes. Also, the ethanol gas concentration or acetone gas concentration change rate is obtained, and the blood ethanol concentration or acetone concentration is calculated from the ratio of the ethanol gas concentration or acetone gas concentration change rate and the carbon dioxide concentration change rate. You may do it.

また、検出対象者の手掌の皮膚から拡散される皮膚ガスを検出する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、検出対象者のその他の部位の皮膚から拡散される皮膚ガスを検出するようにしてもよい。例えば、検出対象者の指の皮膚から拡散される皮膚ガスを検出するようにしてもよい。   Moreover, although the case where the skin gas diffused from the skin of the palm of the detection target is detected has been described as an example, the present invention is not limited to this, and the skin gas diffused from the skin of other parts of the detection target May be detected. For example, you may make it detect the skin gas diffused from the skin of a finger | toe of a detection subject.

10 エタノール濃度検出装置
12 筐体
14 貯留室
24A アルコールセンサ
24B 二酸化炭素センサ
26 コンピュータ
32 第1センサ出力取得部
34 第2センサ出力取得部
36 血中濃度算出部
210 エタノール濃度検出装置
222A 光学フィルタ
222B 二酸化炭素用光学フィルタ
224A エタノール用光電変換素子
224B 二酸化炭素用光電変換素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ethanol concentration detection apparatus 12 Case 14 Storage chamber 24A Alcohol sensor 24B Carbon dioxide sensor 26 Computer 32 1st sensor output acquisition part 34 2nd sensor output acquisition part 36 Blood concentration calculation part 210 Ethanol concentration detection apparatus 222A Optical filter 222B Carbon dioxide Optical filter for carbon 224A Photoelectric conversion element for ethanol 224B Photoelectric conversion element for carbon dioxide

Claims (5)

検出対象者の血中の検出対象物質が皮膚からガスとして拡散した検出対象ガスの濃度を検出する対象ガス検出手段と、
血中濃度が安定し、かつ、水溶性を有し、皮膚から拡散される参照ガスの濃度を検出する参照ガス検出手段と、
前記対象ガス検出手段によって検出された前記検出対象ガスの濃度、及び前記参照ガス検出手段によって検出された前記参照ガスの濃度に基づいて、血中の前記検出対象物質の濃度を算出する血中濃度算出手段と、
を含む皮膚ガス検出装置。
Target gas detection means for detecting the concentration of the detection target gas in which the detection target substance in the blood of the detection target diffuses as a gas from the skin; and
A reference gas detection means for detecting a concentration of a reference gas having a stable blood concentration and having water solubility and diffusing from the skin;
Based on the concentration of the detection target gas detected by the target gas detection means and the concentration of the reference gas detected by the reference gas detection means, the blood concentration for calculating the concentration of the detection target substance in the blood A calculation means;
A skin gas detection device including:
前記参照ガスの、血中から皮膚に拡散される程度を示す拡散係数が、前記検出対象物質の拡散係数と相関関係にある請求項1記載の皮膚ガス検出装置。   The skin gas detection device according to claim 1, wherein a diffusion coefficient indicating a degree of diffusion of the reference gas from blood into skin is correlated with a diffusion coefficient of the detection target substance. 前記検出対象者の所定部位を載置するための載置部、及び前記所定部位の皮膚から拡散されるガスを貯める貯留室を備えた筐体を更に含み、
前記対象ガス検出手段は、前記貯留室内の前記検出対象ガスの濃度を検出し、
前記参照ガス検出手段は、前記貯留室内の前記参照ガスの濃度を検出する請求項1又は2記載の皮膚ガス検出装置。
It further includes a housing part for placing a predetermined part of the detection subject and a storage chamber for storing gas diffused from the skin of the predetermined part,
The target gas detection means detects the concentration of the detection target gas in the storage chamber,
The skin gas detection device according to claim 1 or 2, wherein the reference gas detection means detects a concentration of the reference gas in the storage chamber.
前記血中濃度算出手段は、以下の式に従って、血中の前記検出対象物質の濃度を算出するようにした請求項1〜請求項3の何れか1項記載の皮膚ガス検出装置。
血中の前記検出対象物質の濃度=a×(ΔGas)/(ΔRef)
ただし、ΔGasは前記対象ガス検出手段によって検出された前記検出対象ガスの濃度の変化量、ΔRefは前記参照ガス検出手段によって検出された前記参照ガスの濃度の変化量、aは係数である。
The skin gas detection device according to any one of claims 1 to 3, wherein the blood concentration calculation means calculates the concentration of the detection target substance in blood according to the following equation.
Concentration of the detection target substance in blood = a × (ΔGas) / (ΔRef)
Where ΔGas is the amount of change in the concentration of the detection target gas detected by the target gas detection means, ΔRef is the amount of change in the concentration of the reference gas detected by the reference gas detection means, and a is a coefficient.
前記検出対象物質を、エタノール及びアセトンの何れか一方とした請求項1〜請求項4の何れか1項記載の皮膚ガス検出装置。   The skin gas detection device according to any one of claims 1 to 4, wherein the detection target substance is one of ethanol and acetone.
JP2009135512A 2009-06-04 2009-06-04 Skin gas detection device Expired - Fee Related JP5143088B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009135512A JP5143088B2 (en) 2009-06-04 2009-06-04 Skin gas detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009135512A JP5143088B2 (en) 2009-06-04 2009-06-04 Skin gas detection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010281698A true JP2010281698A (en) 2010-12-16
JP5143088B2 JP5143088B2 (en) 2013-02-13

Family

ID=43538563

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009135512A Expired - Fee Related JP5143088B2 (en) 2009-06-04 2009-06-04 Skin gas detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5143088B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102680449A (en) * 2011-03-18 2012-09-19 精工爱普生株式会社 Substance component detection device
WO2016031585A1 (en) * 2014-08-26 2016-03-03 シャープ株式会社 Inspection device
JP2016533476A (en) * 2013-09-26 2016-10-27 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Vapor sensor suitable for detecting residual alcohol in skin areas
US11717216B2 (en) * 2017-05-08 2023-08-08 Sentech Korea Corp. Wearable body fat combustion measurement device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0347855B2 (en) * 1982-11-12 1991-07-22 Hitachi Ltd
JP2005214855A (en) * 2004-01-30 2005-08-11 Akito Shimouchi Surface gas sampler and surface gas sampling method
JP2006234845A (en) * 2006-06-07 2006-09-07 Japan Science & Technology Agency Measuring instrument of skin permeating gas
JP2007147592A (en) * 2005-10-05 2007-06-14 Delphi Technologies Inc Tracer for compensating environmental variations affecting chemical vapor sensor measurement
JP2009058398A (en) * 2007-08-31 2009-03-19 Toyota Central R&D Labs Inc Gas concentration detection device
JP2009512494A (en) * 2005-10-21 2009-03-26 オートリブ ディベロップメント エービー Method and apparatus for evaluating blood concentration of volatile components
JP2009097960A (en) * 2007-10-16 2009-05-07 Toyota Industries Corp Skin-permeating gas detector

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0347855B2 (en) * 1982-11-12 1991-07-22 Hitachi Ltd
JP2005214855A (en) * 2004-01-30 2005-08-11 Akito Shimouchi Surface gas sampler and surface gas sampling method
JP2007147592A (en) * 2005-10-05 2007-06-14 Delphi Technologies Inc Tracer for compensating environmental variations affecting chemical vapor sensor measurement
JP2009512494A (en) * 2005-10-21 2009-03-26 オートリブ ディベロップメント エービー Method and apparatus for evaluating blood concentration of volatile components
JP2006234845A (en) * 2006-06-07 2006-09-07 Japan Science & Technology Agency Measuring instrument of skin permeating gas
JP2009058398A (en) * 2007-08-31 2009-03-19 Toyota Central R&D Labs Inc Gas concentration detection device
JP2009097960A (en) * 2007-10-16 2009-05-07 Toyota Industries Corp Skin-permeating gas detector

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102680449A (en) * 2011-03-18 2012-09-19 精工爱普生株式会社 Substance component detection device
JP2012198060A (en) * 2011-03-18 2012-10-18 Seiko Epson Corp Substance component detection device
US8855733B2 (en) 2011-03-18 2014-10-07 Seiko Epson Corporation Substance component detection device
JP2016533476A (en) * 2013-09-26 2016-10-27 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Vapor sensor suitable for detecting residual alcohol in skin areas
US10041920B2 (en) 2013-09-26 2018-08-07 3M Innovative Properties Company Vapor sensor suitable for detecting alcoholic residue at a skin site
US10466219B2 (en) 2013-09-26 2019-11-05 3M Innovative Properties Company Vapor sensor suitable for detecting alcoholic residue at a skin site
WO2016031585A1 (en) * 2014-08-26 2016-03-03 シャープ株式会社 Inspection device
US11717216B2 (en) * 2017-05-08 2023-08-08 Sentech Korea Corp. Wearable body fat combustion measurement device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5143088B2 (en) 2013-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4240154B1 (en) Gas detection method and gas detection apparatus
EP2816352B1 (en) Concentration measurements with a mobile device
JP5143088B2 (en) Skin gas detection device
RU2015146366A (en) DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING PARTIAL PRESSURE OF CARBON DIOXIDE IN A SUBJECT OF INTEREST
JP2007105329A5 (en)
JP2008167818A (en) Biological information measuring apparatus and biometric information measuring system
ATE393964T1 (en) COMPONENT FOR DETECTING SPECIALLY INFRARED ELECTROMAGNETIC RADIATION
CN203365324U (en) Diabetes detection device based on CRDS (cavity ring-down spectroscopy)
US5496740A (en) Method and apparatus for determining the concentration of components of liquid systems
WO2014190331A3 (en) Nanophotonic raman spectroscopy biosensors
JP6116692B2 (en) Method and apparatus for determining sample application
MX2021008203A (en) Breath alcohol content device security and sensing.
JP2009175111A (en) Sensing method and device of alcohol drunk using skin gas
JP6171768B2 (en) Dehydration state determination device
JP6268484B2 (en) Biogas detection apparatus, method, and program
JPWO2017122485A1 (en) Component measuring device, component measuring method and component measuring program
JP6477792B2 (en) Dehydration state determination device
JP3273299B2 (en) Carbon dioxide concentration measurement device
KR101031763B1 (en) Light detecting apparatus for luminescent creatures
CN109922730B (en) Method for determining an analyte concentration in a body fluid and analyte concentration measuring device
JP6004535B2 (en) Gas detector
JP2010175321A (en) Gas detector
JP3273297B2 (en) Carbon dioxide concentration measurement device
EP1790283A1 (en) Method and system of measuring blood circulation velocity
JP3488971B2 (en) Carbon dioxide concentration measurement device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120106

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20121113

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121114

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20121120

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151130

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees