JP2021107829A - 生体ガス検知装置、方法、及びプログラム - Google Patents

生体ガス検知装置、方法、及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】干渉ガスの影響下においても所望ガスを精度良く検知することができる生体ガス検知装置、方法、及びプログラムを提供する。【解決手段】生体ガス検知装置１２は、干渉ガス及び生体ガスに含まれる所望ガスに感度を有する半導体式ガスセンサ２６の基準大気中における出力値を基準出力値として取得し、生体ガスの測定中における半導体式ガスセンサ２６の第１の出力値に基づいて、所望ガスの濃度を取得し、生体ガスの測定前における大気中での半導体式ガスセンサ２６の第２の出力値と、基準出力値と、に基づいて、所望ガスの濃度を補正し、補正された補正所望ガス濃度に応じた情報を出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、生体ガス検知装置、方法、及びプログラムに関する。
従来から、半導体式ガスセンサを用いて生体ガス成分を検知し、検知した生体ガス成分中の所望ガス成分の濃度を算出することで生体の健康状態に関する情報を取得する技術が提案されている。
しかしながら、半導体式ガスセンサは、所望ガス成分だけでなく、干渉ガス成分に対しても感度を有する。干渉ガス成分は、例えば大気中に含まれており、周囲環境によって大気中に含まれる干渉ガス成分の濃度が異なる。そのため、周囲環境によって半導体式ガスセンサの干渉ガス成分に反応する度合いが変化し、所望ガスのみを精度良く計測するのが困難であった。
生体ガス成分中の所望ガス成分の濃度を正しく求めるために、例えば特許文献１には、呼気測定の前後で周囲の大気を測定する技術が開示されている。
特表２０１６−５０２０７７号公報
しかしながら、上記特許文献１には、どのようにして周囲の大気の測定結果を用いて生体ガス成分中の所望ガス成分の濃度を正しく求めるのかについては具体的に開示されていない。
本発明は、大気中に含まれる干渉ガスの影響を軽減可能な生体ガス検知装置、方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明に従う第１の態様の生体ガス検知装置は、干渉ガス及び生体ガスに含まれる所望ガスに感度を有する半導体式ガスセンサの基準大気中における出力値を基準出力値として取得する基準出力値取得部と、前記生体ガスの測定中における前記半導体式ガスセンサの第１の出力値に基づいて、前記所望ガスの濃度を取得する所望ガス濃度取得部と、前記生体ガスの測定前における大気中での前記半導体式ガスセンサの第２の出力値と、前記基準出力値と、に基づいて、前記所望ガス濃度取得部により取得された前記所望ガスの濃度を補正する補正部と、前記補正部により補正された補正所望ガス濃度に応じた情報を出力する出力部と、を備える。
本発明に従う第２の態様では、第１の態様において、前記第２の出力値と、前記基準出力値と、に基づいて、前記生体ガスの測定環境の換気推奨レベルを判定する第１の判定部を備え、前記出力部は、前記第１の判定部による判定結果に応じた情報を出力してもよい。
本発明に従う第３の態様では、第１又は第２の態様において、今回の前記第２の出力値と、前回の前記第２の出力値と、で定まる判定値が閾値以上であるか否かを判定する第２の判定部を備え、前記補正部は、前記第２の判定部による判定が前記閾値未満である場合は、今回の前記第２の出力値を用いて前記所望ガスの濃度を補正し、前記第２の判定部による判定が前記閾値以上である場合は、前回の前記第２の出力値を用いて前記所望ガスの濃度を補正してもよい。
本発明に従う第４の態様では、第３の態様において、前記所望ガス濃度取得部は、前記判定値が前記閾値未満である場合は、今回の前記第１の出力値と、今回の前記第２の出力値と、に基づいて、前記所望ガスの濃度を取得し、前記判定値が前記閾値以上である場合は、今回の前記第１の出力値と、前回の前記第２の出力値と、に基づいて、前記所望ガスの濃度を取得してもよい。
本発明に従う第５の態様では、第３又は第４の態様において、前記第２の判定部は、前回の測定から前記半導体式ガスセンサの出力値が安定していない場合に、前記判定値が閾値以上か否かを判定してもよい。
本発明に従う第６の態様の生体ガス検知方法は、干渉ガス及び生体ガスに含まれる所望ガスに感度を有する半導体式ガスセンサの基準大気中における出力値を基準出力値として取得し、測定環境における測定中の前記半導体式ガスセンサの出力値に基づいて、前記所望ガスの濃度を取得し、測定環境における測定前の大気中での前記半導体式ガスセンサの出力値と、前記基準出力値と、に基づいて、取得された前記所望ガスの濃度を補正し、補正された所望ガス濃度に応じた情報を出力する。
本発明に従う第７の態様の生体ガス検知プログラムは、コンピュータに、干渉ガス及び生体ガスに含まれる所望ガスに感度を有する半導体式ガスセンサの基準大気中における出力値を基準出力値として取得し、測定環境における測定中の前記半導体式ガスセンサの出力値に基づいて、前記所望ガスの濃度を取得し、測定環境における測定前の大気中での前記半導体式ガスセンサの出力値と、前記基準出力値と、に基づいて、取得された前記所望ガスの濃度を補正し、補正された所望ガス濃度に応じた情報を出力することを含む処理を実行させるための生体ガス検知プログラムである。
本発明によれば、大気中に含まれる干渉ガスの影響を軽減可能にすることができる、という効果を有する。
生体ガス検知ユニットのブロック図である。 センサ装置の外観図である。 生体ガス検知装置の機能ブロック図である。 生体ガス検知プログラムによる処理のフローチャートである。 換気推奨レベルと換気必要度との対応関係を示す図である。 半導体式ガスセンサの出力値の変化の一例を示す線図である。 異なる環境条件で測定したアセトン濃度を補正しない場合の測定結果を示す図である。 異なる環境条件で測定したアセトン濃度を補正した場合の測定結果を示す図である。
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る生体ガス検知ユニット１０の構成図である。図１に示すように、生体ガス検知ユニット１０は、生体ガス検知装置１２及びセンサ装置１４を備える。生体ガス検知装置１２は、コントローラ１６、表示部１８、操作部２０、計時部２２、及び通信部２４を備えている。センサ装置１４は、半導体式ガスセンサ２６及び圧力センサ２８を備える。
コントローラ１６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１６Ａ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２Ｂ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１６Ｃ、不揮発性メモリ１６Ｄ、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）１６Ｅがバス１６Ｆを介して各々接続された構成となっている。この場合、後述する生体ガス検知処理をコントローラ１６のＣＰＵ１６Ａに実行させる生体ガス検知プログラムを、例えば不揮発性メモリ１６Ｄに書き込んでおき、これをＣＰＵ１６Ａが読み込んで実行する。なお、生体ガス検知プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリーカード等の記録媒体により提供するようにしてもよく、図示しないサーバからダウンロードするようにしてもよい。
Ｉ／Ｏ１６Ｅには、表示部１８、操作部２０、計時部２２、通信部２４、半導体式ガスセンサ２６、及び圧力センサ２８が接続されている。
表示部１８は、例えば液晶パネル等で構成される。表示部１８には、例えば各種設定画面、検知結果等の各種結果表示画面が表示される。
操作部２０は、ユーザーが各種操作を行うための操作部である。
なお、表示部１８及び操作部２０をタッチパネルを用いて一体に構成し、このタッチパネルに直接タッチすることで操作が可能な構成としてもよい。
計時部２２は、現在時刻を取得する機能及び時間を計時する計時機能を有する。
通信部２４は、外部装置と無線通信又は有線通信により情報の送受信を行う機能を有する。
生体ガス検知装置１２は、例えば専用の装置としてもよいし、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、携帯電話、及びタブレット端末等の汎用の情報処理装置としてもよい。
半導体式ガスセンサ２６は、ユーザーにより吹きかけられた呼気等の生体ガスに含まれる所望ガスと、この生体ガス及び／又は大気中に含まれる干渉ガスに感度を有するガスセンサである。半導体式ガスセンサ２６は、所望ガス及び干渉ガスを含む生体ガスを検知し、検知した生体ガスを構成する各種ガスの混合比に応じた電圧値で出力する。呼気中の生体ガスには、例えばケトン体、エタノール、アセトアルデヒド、水素、水蒸気、メタン、その他口臭を構成する各種ガス等の様々な種類のガスが含まれる。ここで、ケトン体とは、アセト酢酸、３−ヒドロキシ酪酸（β−ヒドロキシ酪酸）、アセトンの総称であり、これらのうちの少なくとも一つを表す。
具体的には、半導体式ガスセンサ２６は、ＳｎＯ２等の金属酸化物半導体とヒータ及び電極を備えている。金属酸化物半導体は、所望ガス及び／又は干渉ガスが吸着すると、抵抗値が変化する。すなわち、半導体式ガスセンサ２６に採用される金属酸化物半導体は、微量のアセトン等に高感度である一方で、干渉ガスに対しても感度を有するものである。
なお、本実施形態では、所望ガスがアセトンである場合について説明する。アセトンは、脂質代謝の副産物であり、アセトンの濃度は脂肪の燃焼量に相当する。体内に糖質エネルギーが余っている場合には脂肪が燃焼されないためアセトンの濃度は低くなり、体内に糖質エネルギーが足りなくなった場合には脂肪が燃焼されるためアセトンの濃度は高くなる。従って、アセトンの濃度により脂肪の燃焼量を知ることができる。
圧力センサ２８は、ユーザーから吹きかけられた呼気の圧力を検知する。圧力センサ２８は、検知した圧力の大きさを電圧値で出力する。
図２には、センサ装置１４の外観図を示した。図２に示すように、センサ装置１４は、ユーザーが呼気を吹き込むための吹き込み口３０を備えている。ユーザーが吹き込み口３０に呼気を吹き込むと、その生体ガスに含まれる所望ガス及び干渉ガスが半導体式ガスセンサ２６によって検知される。なお、図２に示したセンサ装置１４は、有線により生体ガス検知装置１２と接続されるが、これに限らず、無線で生体ガス検知装置１２と接続されてもよい。また、センサ装置１４と生体ガス検知装置１２とが一体に形成されていてもよい。
コントローラ１６のＣＰＵ１６Ａは、機能的には図３に示すように、基準出力値取得部４０と、所望ガス濃度取得部４２と、補正部４４と、出力部４６と、を備える。また、コントローラ１６のＣＰＵ１６Ａは、第１の判定部４８と、第２の判定部５０と、を更に備えてもよい。基準出力値取得部４０は、半導体式ガスセンサ２６の基準大気中における出力値を基準出力値として取得する。なお、基準大気とは、一例として、生体ガス検知ユニット１０の工場等での製造環境の大気、生体ガス検知ユニット１０の校正を行う環境の大気、又は、清浄大気である。所望ガス濃度取得部４２は、生体ガスの測定中における半導体式ガスセンサ２６の第１の出力値に基づいて、所望ガスの濃度を取得する。補正部４４は、生体ガスの測定前における大気中での半導体式ガスセンサ２６の第２の出力値と、基準出力値と、に基づいて、所望ガス濃度取得部４２により取得された所望ガスの濃度を補正する。出力部４６は、補正部４４により補正された補正所望ガス濃度に応じた情報を出力する。第１の判定部４８は、第２の出力値と、基準出力値と、に基づいて、生体ガスの測定環境の換気推奨レベルを判定する。第２の判定部５０は、今回の第２の出力値と、前回の第２の出力値と、で定まる判定値が閾値以上であるか否かを判定する。なお、これに限らず、基準出力値取得部４０、所望ガス濃度取得部４２、補正部４４、出力部４６、第１の判定部４８、及び第２の判定部５０の少なくとも１つが、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等によって個別のハードウェアによって構成されていてもよい。
次に、本実施形態の作用として、コントローラ１６のＣＰＵ１６Ａにおいて実行される生体ガス検知プログラムによる処理について、図４に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図４に示す処理は、ユーザーが生体ガス検知装置１２の操作部２０を操作して、生体ガス検知プログラムの実行を指示した場合に実行される。なお、ユーザーによる吹きかけを検知することによって図４に示す処理が実行されてもよい。
ステップＳ１００では、基準出力値取得部４０が、半導体式ガスセンサ２６の基準出力値ＭＡＸＲを不揮発性メモリ１６Ｄから読み出して取得する。半導体式ガスセンサ２６の基準出力値ＭＡＸＲは、例えば基準大気中で取得した半導体式ガスセンサ２６の出力値であり、予め不揮発性メモリ１６Ｄに記憶される。
ステップＳ１０２では、所望ガス濃度取得部４２が、生体ガスの測定前における大気中での半導体式ガスセンサ２６の出力値Ｒａｉｒ（第２の出力値）を取得し、不揮発性メモリ１６Ｄに記憶させる。すなわち、ユーザーが生体ガス検知ユニット１０を使用する環境において、ユーザーがセンサ装置１４に呼気を吹き掛ける前の半導体式ガスセンサ２６の出力値Ｒａｉｒを取得する。これにより、測定環境の大気中の半導体式ガスセンサ２６の出力値が得られる。
ステップＳ１０４では、所望ガス濃度取得部４２が、呼気を吹き込み口３０に吹きかけるようユーザーに促すメッセージを表示部１８に表示し、吹き込み口３０に呼気を吹きかけさせる。
ステップＳ１０６では、所望ガス濃度取得部４２が、半導体式ガスセンサ２６の出力値Ｒｓ（第１の出力値）を取得する。なお、吹き掛け開始直後の呼気には、大気中のガス成分が多く含まれている。そのため、脂肪の燃焼量に関連する所望ガスの濃度を算出するときには、大気中のガス成分を排出し切った終末呼気を利用することが好ましい。すなわち、終末呼気が得られるタイミングの半導体式ガスセンサ２６の出力値を第１の出力値として採用することが好ましい。従って、呼気の吹き掛けが検出された時点で計時部２２による計時を開始させ、予め定めた時間（例えば４秒）経過した時点の半導体式ガスセンサ２６の出力値を第１の出力値として採用することが好ましい。
なお、呼気が吹き掛けられたか否かの判定は、例えば圧力センサ２８の出力値を取得し、取得した圧力センサ２８の出力値が予め定めた閾値以上であるか否かを判定すればよい。
ステップＳ１０８では、所望ガス濃度取得部４２が、前回の測定時から所定時間経過したか否かを判定することにより、半導体式ガスセンサ２６の出力値（すなわち第２の出力値）の時間当たりの変化量が安定しているか否かを判定する。前回の測定時から十分な待ち時間を設けずに連続して大気中で半導体式ガスセンサ２６の出力値を取得した場合、前回の測定時における生体ガスが半導体式ガスセンサ２６付近に残存していることの影響を受け、生体ガスを含んだ状態の出力値Ｒａｉｒが取得されてしまうためである。
なお、測定時とは、ステップＳ１０６で半導体式ガスセンサ２６の出力値Ｒｓ（第１の出力値）を取得した時点をいう。また、前回とは、過去に図４の処理を実行した回のうち、ステップＳ１０２で時間当たりの変化量が安定した半導体式ガスセンサ２６の出力値（第２の出力値）が得られた回で且つ直近の回をいう。
また、所定時間は、半導体式ガスセンサ２６の出力値の時間当たりの変化量が安定した場合に相当する時間、すなわち前回の測定時の生体ガスが半導体式ガスセンサ２６付近に残存していないと判定できる時間に設定される。なお、半導体式ガスセンサ２６の出力値の時間当たりの変化量を算出し、算出した変化量が予め定めた閾値以下であるか否かを判定することにより、半導体式ガスセンサ２６の出力値の時間当たりの変化量が安定しているか否かを判定するようにしてもよい。
ステップＳ１０８の判定が肯定判定となった場合、すなわち、半導体式ガスセンサ２６の出力値の時間当たりの変化量が安定していると判定された場合は、ステップＳ１１２へ移行する。一方、ステップＳ１０８の判定が否定判定となった場合、すなわち、半導体式ガスセンサ２６の出力値の時間当たりの変化量が安定していないと判定された場合は、ステップＳ１１０へ移行する
ステップＳ１１２では、所望ガス濃度取得部４２が、ステップＳ１０２で取得した今回の出力値Ｒａｉｒと、ステップＳ１０６で取得した今回の出力値Ｒｓと、に基づいて、生体ガス中に含まれる所望ガス濃度Ｄ１を次式により算出する。
Ｄ１＝ｆ１（Ｒａｉｒ、Ｒｓ） ・・・（１）
上記（１）式の関数ｆ１は、出力値Ｒａｉｒ及び出力値Ｒｓを変数として含む演算式である。演算式は一次式に限らず二次式以上の多項式でもよい。また、逆数、指数、対数等の演算を含む演算式でもよい。なお、演算式の係数は、例えば生体ガス検知ユニット１０の工場出荷時に出力値のキャリブレーションを実行した結果に基づいて設定され、基準出力値ＭＡＸＲを用いて定まる係数である。
ステップＳ１１４では、補正部４４が、ステップＳ１００で取得した出力値ＭＡＸＲと、ステップＳ１０２で取得した今回の出力値Ｒａｉｒと、に基づいて、ステップＳ１１２で算出した所望ガス濃度Ｄ１を次式により補正し、補正所望ガス濃度Ｄ２を取得する。
Ｄ２＝ｆ２（Ｄ１、Ｒａｉｒ） ・・・（２）
なお、上記（２）式の関数ｆ２は、所望ガス濃度Ｄ１及び出力値Ｒａｉｒを変数として含む演算式である。演算式は一次式に限らず二次式以上の多項式でもよい。また、逆数、指数、対数等の演算を含む演算式でもよい。なお、演算式の係数は、例えば基準出力値ＭＡＸＲを用いて定まる係数である。
そして、上記（２）式により算出した補正所望ガス濃度Ｄ２を表示部１８に出力し、表示させる。
ステップＳ１１６では、第１の判定部４８が、ステップＳ１００で取得した基準出力値ＭＡＸＲと、ステップＳ１０２で取得した今回の出力値Ｒａｉｒと、に基づいて、換気推奨レベルを判定し、出力部４６が、第１の判定部４８が判定した換気推奨レベルを表示部１８に出力することにより表示させる。ここで、換気推奨レベルとは、大気中の干渉ガスの量を表す指標である。
具体的には、例えば換気推奨レベルを判定するための判定値Ｌｖを次式により算出する。
Ｌｖ＝ｆ（ＭＡＸＲ、Ｒａｉｒ） ・・・（３）
ここで、ｆ（ＭＡＸＲ、Ｒａｉｒ）は、基準出力値ＭＡＸＲ、ステップＳ１０２で取得した今回の出力値Ｒａｉｒをパラメータとして判定値Ｌｖを算出する演算式である。
そして、例えば図５に示すように、判定値Ｌｖと換気推奨レベルとの対応関係に基づいて、判定値Ｌｖに対応する換気推奨レベルを求める。図５の例では、判定値Ｌｖが閾値ＴＨ１以上の場合に換気推奨レベルを「０」としている。また、判定値レベルＬｖが閾値ＴＨ２以上で且つ閾値ＴＨ１未満の場合に換気推奨レベルを「１」としている。また、判定値Ｌｖが閾値ＴＨ３以上で且つ閾値ＴＨ２未満の場合に換気推奨レベルを「２」としている。また、判定値Ｌｖが閾値ＴＨ３未満の場合に換気必要度を「３」としている。すなわち、判定値Ｌｖの値が大きくなるに従って（出力値Ｒａｉｒが基準出力値ＭＡＸＲに近づくに従って）、換気推奨レベルが低くなり（換気の必要度が低くなり）、判定値レベルＬｖの値が小さくなるに従って（出力値Ｒａｉｒが基準出力値ＭＡＸＲから遠ざかるに従って）、換気推奨レベルが高くなる（換気の必要度が高くなる）。
ステップＳ１１０では、第２の判定部５０が、不揮発性メモリ１６Ｄから前回の測定においてステップＳ１０２で取得した出力値Ｒａｉｒ０を読み出し、読み出した前回の出力値Ｒａｉｒと、今回の測定においてステップＳ１０２で取得した出力値Ｒａｉｒと、で定まる判定値Ａが予め定めた閾値以上か否かを判定する。このように、ステップＳ１０８の判定をしてからステップＳ１１０の判定を行うため、必ずステップＳ１１０の判定を行う場合と比較して処理負荷が軽減される。
判定値Ａは、前回の出力値をＲａｉｒＡ、今回の出力値をＲａｉｒＢとして例えば次式で算出することができる。
Ａ＝ｆ（ＲａｉｒＡ、ＲａｉｒＢ） ・・・（５）
ここで、ｆ（ＲａｉｒＡ、ＲａｉｒＢ）は、前回の出力値ＲａｉｒＡ、今回の出力値ＲａｉｒＢをパラメータとして判定値Ａを算出する演算式である。この演算式は、前回の出力値ＲａｉｒＡと今回の出力値ＲａｉｒＢとの違いが大きくなるほど、判定値Ａの値が大きくなる演算式である。
そして、判定値Ａが予め定めた閾値以上の場合、すなわち今回の出力値ＲａｉｒＢを用いて所望ガス濃度Ｄを算出するのに適さない場合はステップＳ１１８へ移行する。一方、判定値Ａが予め定めた閾値未満の場合、すなわち今回の出力値ＲａｉｒＢを用いて所望ガス濃度Ｄを算出してもよい場合はステップＳ１１２へ移行する。
ステップＳ１１８では、所望ガス濃度取得部４２が、前回の測定時にステップＳ１０２で取得した出力値Ｒａｉｒと、ステップＳ１０６で取得した今回の出力値Ｒｓと、に基づいて、生体ガス中に含まれる所望ガスの濃度Ｄ１を上記（１）式により算出する。
すなわち、ステップＳ１１０で肯定判定された場合は十分な待ち時間を設けずに連続して測定したと考えられるため、今回の測定時の出力値Ｒａｉｒは用いずに前回の測定時の出力値Ｒａｉｒを用いて所望ガスの濃度Ｄ１を算出する。
図６には、十分な待ち時間を設けずに連続して測定した場合の半導体式ガスセンサ２６の出力値（Ｖ）の変化の一例を示した。図６に示すように、生体ガス検知ユニット１０に電源が投入されてｔ１の時点で１回目の半導体式ガスセンサ２６の出力値Ｒａｉｒ１を取得した場合、出力値Ｒａｉｒ１は、生体ガスが半導体式ガスセンサ２６付近に存在しないと判定できる時点で取得された大気中の出力値である。そして、ユーザーにより呼気が吹き掛けられて半導体式ガスセンサ２６の出力値が上昇し、１回目の出力値Ｒｓ１を取得した時点ｔ２の後、ユーザーによる呼気の吹き掛けが停止されると、その後は徐々に半導体式ガスセンサ２６の出力値が低下する。そして、半導体式ガスセンサ２６の出力値がＲａｉｒ１まで低下する前のｔ３の時点で２回目の出力値Ｒａｉｒ２を取得してしまうと、前回の測定時の生体ガスが半導体式ガスセンサ２６付近に残存している影響により、出力値Ｒａｉｒ２が大気中での半導体式ガスセンサ２６の出力値である第２の出力値として不正確な値となってしまう。このため、図６に示すように、ｔ４の時点で取得した２回目の出力値Ｒｓ２と１回目の出力値Ｒｓ１とが仮に同じ値であっても、大気中の出力値Ｒａｉｒ１と出力値Ｒａｉｒ２の値が大きく異なるため、精度良く所望ガスを算出することができなくなってしまう。
このため、ｔ３の時点で取得した出力値Ｒａｉｒ２を用いるのではなく、ｔ１の時点で取得した出力値Ｒａｉｒ１とｔ４の時点で取得した２回目の出力値Ｒｓ２とに基づいて所望ガスの濃度Ｄ１を算出する。
ステップＳ１２０では、補正部４４が、ステップＳ１００で取得した基準出力値ＭＡＸＲと、前回の測定時にステップＳ１０２で取得した前回の出力値Ｒａｉｒと、に基づいて、ステップＳ１１８で算出した所望ガス濃度Ｄ１を上記（２）式により補正する。
そして、上記（２）式により算出した補正所望ガス濃度Ｄ２を表示部１８に出力し、表示させる。
ステップＳ１２２では、第１の判定部４８が、ステップＳ１００で取得した基準出力値ＭＡＸＲと、前回の測定時にステップＳ１０２で取得した出力値Ｒａｉｒと、に基づいて、判定値Ｌｖを上記（３）式により算出する。そして、ステップＳ１１６と同様に、判定値Ｌｖに応じた換気推奨レベルを求める。そして、出力部４６が、第１の判定部４８が求めた換気推奨レベルを表示部１８に出力することにより表示させる。このように、今回の出力値ＲａｉｒＢではなく、前回の出力値ＲａｉｒＡを用いて、環境推奨レベルを判定することによって、前回の測定時の生体ガスが半導体式ガスセンサ２６の付近に残存していることの影響を軽減して、環境推奨レベルの判定が可能となる。
なお、本来は十分な待ち時間を設けて測定すべきところ、ステップＳ１２０、Ｓ１２２では、十分な待ち時間が設けられずに連続測定された場合でも前回の測定時の出力値Ｒａｉｒを用いて所望ガスの濃度及び換気推奨レベルを算出して表示するものである。すなわち、表示された所望ガスの濃度及び換気推奨レベルはステップＳ１１４、Ｓ１１６で算出した所望ガスの濃度及び換気推奨レベルと比べて簡易的なものといえる。そこで、ステップＳ１２２の処理の後で、例えば「これは簡易モードでの計測結果です。」といったメッセージを表示部１８に表示するようにしてもよい。これにより、ユーザーは、表示された所望ガスの濃度及び換気推奨レベルが簡易的に算出されたものであることを容易に認識することができる。
このように、本実施形態では、工場出荷時に清浄大気中で取得した半導体式ガスセンサ２６の基準出力値ＭＡＸＲと、測定環境において呼気を吹き掛ける前の出力値Ｒａｉｒと、に基づいて所望ガス濃度を補正するので、干渉ガスの影響下においても所望ガスを精度良く検知することができる。
また、前回の測定時から十分な待ち時間を持たずに連続して測定した場合でも、前回の出力値Ｒａｉｒを用いて所望ガス濃度Ｄを算出、補正するので、精度良く所望ガス濃度Ｄを算出できると共に、連続測定時の待ち時間を短縮することができる。
さらに、基準出力値ＭＡＸＲと、今回又は前回の出力値Ｒａｉｒと、に基づいて換気推奨レベルを求めて表示するので、ユーザーは、現在の環境が測定に適した環境であるか否かを容易に把握することができる。このように、今回の出力値ＲａｉｒＢではなく、前回の出力値ＲａｉｒＡを用いて所望ガス濃度を取得することによって、前回の測定時の生体ガスが半導体式ガスセンサ２６の付近に残存していることの影響を軽減して、所望ガス濃度の取得が可能となる。
（実施例）
次に、本発明の実施例について説明する。
図７には、大気の状態が異なる６パターン（＊、◆、■、×、▲、●）の環境条件の各々について、含有するアセトンの量が異なるアセトン含有ガスを用いてアセトン濃度を測定し、アセトン濃度の補正を行わなかった場合の結果を示した。なお、アセトン含有ガスは、含有するアセトン濃度（設定アセトン濃度）がｄ１、ｄ２、ｄ３の３種類を用いた。なお、この３種類の設定アセトン濃度ｄ１〜ｄ３のうちｄ１が最も濃度が低く、ｄ３が最も濃度が高い。また、測定は、６パターンの環境条件の各々について、３種類の設定アセトン濃度のアセトン含有ガスの各々に対する、アセトン濃度の測定を実施した。なお、この測定は、繰り返し複数回行った。図７に示されるグラフ中の実線は、繰り返し行なった測定結果の近似値を通る直線である。縦軸が設定アセトン濃度、横軸が補正無しのアセトン濃度の測定値（実測アセトン濃度）を示す。
また、図８には、図７の場合と同様に、６パターンの環境条件の各々について、上記３種類の設定アセトン濃度のアセトン含有ガスの各々に対する、アセトン濃度の測定を実施し、本実施形態のようにアセトン濃度を補正した場合の結果を示した。縦軸が設定アセトン濃度、横軸が補正有りの実測アセトン濃度を示す。
図７の設定アセトン濃度がｄ３の場合の実測アセトン濃度を見れば明らかな通り、１０ｐｐｍの場合を見れば明らかなように、アセトン濃度の補正を行わなかった場合は、測定されたアセトン濃度のばらつきが大きいのに対して、図８に示すように、アセトン濃度の補正を行った場合は、ばらつきが小さいのが判る。すなわち、本実施形態のようにアセトン濃度の補正を行うことにより、環境条件が異なる場合でも精度良くアセトン濃度を測定できることが判った。
なお、本実施形態では、所望ガスがアセトンの場合について説明したが、例えば健常者であれば生体ガスに含まれるアセトアルデヒドの濃度は低いが、肝臓が悪い場合はアセトアルデヒドの濃度が高くなる。そこで、所望ガスとしてアセトアルデヒドの濃度を求めるようにしてもよい。これにより、肝臓の状態を精度良く把握することが可能となる。また、検知対象の生体ガスは、呼気に含まれる生体ガスに限らず、例えば皮膚から発生する生体ガスでもよい。
１０ 生体ガス検知ユニット
１２ 生体ガス検知装置
１４ センサ装置
１６ コントローラ
１８ 表示部
２０ 操作部
２２ 計時部
２４ 通信部
２６ 半導体式ガスセンサ
２８ 圧力センサ
４０ 基準出力値取得部
４２ 所望ガス濃度取得部
４４ 補正部
４６ 出力部

Claims (7)

  1. 干渉ガス及び生体ガスに含まれる所望ガスに感度を有する半導体式ガスセンサの基準大気中における出力値を基準出力値として取得する基準出力値取得部と、
    前記生体ガスの測定中における前記半導体式ガスセンサの第１の出力値に基づいて、前記所望ガスの濃度を取得する所望ガス濃度取得部と、
    前記生体ガスの測定前における大気中での前記半導体式ガスセンサの第２の出力値と、前記基準出力値と、に基づいて、前記所望ガス濃度取得部により取得された前記所望ガスの濃度を補正する補正部と、
    前記補正部により補正された補正所望ガス濃度に応じた情報を出力する出力部と、
    を備えた生体ガス検知装置。
  2. 前記第２の出力値と、前記基準出力値と、に基づいて、前記生体ガスの測定環境の換気推奨レベルを判定する第１の判定部を備え、
    前記出力部は、前記第１の判定部による判定結果に応じた情報を出力する
    請求項１記載の生体ガス検知装置。
  3. 今回の前記第２の出力値と、前回の前記第２の出力値と、で定まる判定値が閾値以上であるか否かを判定する第２の判定部を備え、
    前記補正部は、前記第２の判定部による判定が前記閾値未満である場合は、今回の前記第２の出力値を用いて前記所望ガスの濃度を補正し、前記第２の判定部による判定が前記閾値以上である場合は、前回の前記第２の出力値を用いて前記所望ガスの濃度を補正する
    請求項１又は請求項２記載の生体ガス検知装置。
  4. 前記所望ガス濃度取得部は、
    前記判定値が前記閾値未満である場合は、今回の前記第１の出力値と、今回の前記第２の出力値と、に基づいて、前記所望ガスの濃度を取得し、
    前記判定値が前記閾値以上である場合は、今回の前記第１の出力値と、前回の前記第２の出力値と、に基づいて、前記所望ガスの濃度を取得する
    請求項３記載の生体ガス検知装置。
  5. 前記第２の判定部は、前回の測定から前記半導体式ガスセンサの出力値が安定していない場合に、前記判定値が閾値以上か否かを判定する
    請求項３又は請求項４記載の生体ガス検知装置。
  6. 干渉ガス及び生体ガスに含まれる所望ガスに感度を有する半導体式ガスセンサの基準大気中における出力値を基準出力値として取得し、
    測定環境における測定中の前記半導体式ガスセンサの出力値に基づいて、前記所望ガスの濃度を取得し、
    測定環境における測定前の大気中での前記半導体式ガスセンサの出力値と、前記基準出力値と、に基づいて、取得された前記所望ガスの濃度を補正し、
    補正された所望ガス濃度に応じた情報を出力する
    生体ガス検知方法。
  7. コンピュータに、
    干渉ガス及び生体ガスに含まれる所望ガスに感度を有する半導体式ガスセンサの基準大気中における出力値を基準出力値として取得し、
    測定環境における測定中の前記半導体式ガスセンサの出力値に基づいて、前記所望ガスの濃度を取得し、
    測定環境における測定前の大気中での前記半導体式ガスセンサの出力値と、前記基準出力値と、に基づいて、取得された前記所望ガスの濃度を補正し、
    補正された所望ガス濃度に応じた情報を出力する
    ことを含む処理を実行させるための生体ガス検知プログラム。
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