JP2021186345A - 肺機能検査装置の較正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】オペレータがバルブ切り替えに係る操作をすることなく１個の較正ポンプの押し／引き操作のみでヒトの拡散機能をシミュレートすることができる肺機能検査装置の較正装置を提供する。【解決手段】オペレータが押し／引きする較正ポンプ１０は、大気、ＤＬco測定装置、及び検査ガス用バッグ２０にそれぞれ独立に接続可能に構成する。各系統は気圧作動弁３１,３２,３３によって独立に開閉可能に構成すると共に、各気圧作動弁３１,３２,３３は第１から第３電磁弁４１,４２,４３によって別個独立に制御可能に構成する。一方、検査ガス用バッグ２０は、電磁ポンプ６０とガスボンベ９０に対し選択的に接続可能に、第４及び第５電磁弁４４,４５によって構成する。較正ポンプ１０の動作の各フェーズにおける各電磁弁４１,４２,４３,４４,４５及び電磁ポンプ６０の開閉状態及び動作状態は、コントローラ７０によって制御可能に構成する。【選択図】図１

Description

本発明は、肺機能検査装置の較正装置に関し、更に詳細には、オペレータがバルブ切り替えに係る操作をすることなく１個の較正ポンプの押し／引き操作のみでヒトの拡散機能をシミュレートすることができる肺機能検査装置の較正装置に関する。

ヒトの肺は無数の肺胞から構成されている。肺胞では肺毛細血管を通して、呼吸による酸素と二酸化炭素の交換(ガス交換)が行われている。ヒトが息を吸うと、酸素が肺胞から肺毛細血管（動脈血）を通じて体内に運ばれる一方、ヒトが息を吐くと、二酸化炭素が肺毛細血管（静脈血）から肺胞を通じて体外に排気される。

このように呼吸による酸素と二酸化炭素のガス交換は、濃度の高低によって物質が移動する「拡散」と呼ばれる物理現象によってなされている。つまり、酸素は、濃度の高い肺胞から濃度の低い肺毛細血管（動脈血）へ移動し、二酸化炭素は濃度の高い肺毛細血管（静脈血）から濃度の低い肺胞へと自然に移動している。ヒトの肺の酸素と二酸化炭素のガス交換能力については、肺拡散能力（ＤＬco）と呼ばれ、一酸化炭素（ＣＯ）を用いた測定方法が広く用いられている。

肺拡散能力（ＤＬco）は、「１分間に肺毛細血管膜を通って拡散するＣＯ量（ｍｌ／分）」／平均肺胞気ＣＯ分圧」として規定される。導出過程については省略するが、０℃、７６０ｍｍＨｇの標準状態（ＳＴＰＤ）での肺拡散能力（ＤＬco’）は下記式１で示される算出式で定量的に求められる。
（式１）：ＤＬco’＝Ｖ_Ａ’・１０００・６０／｛（ＰＢ−４７）・ＢＨＴ｝×ｌｎ（ＦＡＣＯ(0)／ＦＡＣＯ）
なお、上記「Ｖ_Ａ’」は標準状態（ＳＴＰＤ）での肺胞容量であり、Ｈｅガス希釈法によって下記式２で示される算出式で求められる。
（式２）：Ｖ_Ａ’＝ＶＩ×（ＦＩＨｅ／ＦＡＨｅ）×（ＢＴＰＳ→ＳＴＰＤ変換係数）
ここで、「ＶＩ」は、被検者が吸った４種混合ガスの、体内状態（ＢＴＰＳ）におけるガス容量のことを意味している。なお、４種混合ガスとは各濃度が既知の４種類のガスから成る混合ガス（例えば一酸化炭素：０.３％未満、ヘリウム：約１０％、酸素：約２１％、窒素：残り）（以下、「検査ガス」という。）のことを意味している。「体内状態（ＢＴＰＳ）」とは、３７℃、７１３ｍｍＨｇの環境状態を意味している。

また、式２中の「ＦＩＨｅ」は、被検者が吸った上記検査ガス中のＨｅガス濃度（約１０％）を意味している。さらに、式２中の「ＦＡＨｅ」は、被検者が吐いたガス中のＨｅガス濃度を意味している。また、式２中の「ＢＴＰＳ→ＳＴＰＤ変換係数」とは標準状態（ＳＴＰＤ）におけるガス容積を体内状態（ＢＴＰＳ）におけるガス容量に変換するための係数を意味しており、定量的には「０.８２６」の値に等しい。

再び式１に戻って、式１中の「ＰＢ」は、大気圧を意味している。同「４７」は、体温（３７℃）での飽和水蒸気圧（ｍｍＨｇ）を意味している。同「ＢＨＴ」は、被検者が呼吸を停止する時間（秒）のことを意味している。同「ＦＡＣＯ」は、血液に摂取された後の肺胞でのＣＯ濃度を意味している。同「ＦＡＣＯ(0)」は、血液に摂取される前の肺胞でのＣＯ濃度を意味しており、下記式３で示される算出式で求められる。
（式３）：ＦＡＣＯ(0)＝ＦＡＨｅ／ＦＩＨｅ×ＦＩＣＯ
なお、「ＦＩＣＯ」は、被検者が吸う上記検査ガス中のＣＯガス濃度（０.３％未満）を意味している。繰り返しとなるが「ＦＩＨｅ」は、被検者が吸った上記検査ガス中のＨｅガス濃度（約１０％）を意味している。同じく繰り返しとなるが「ＦＡＨｅ」は、被検者が吐いたガス中のＨｅガス濃度のことを意味している。

図１７から図２１は、従来のＤＬco測定装置を用いた肺拡散能力（ＤＬco）の検査手順の概要を示す説明図である。ＤＬco測定装置は、被検者が吸い込む検査ガスを取り込む「吸気バッグ」被検者が検査ガスを吸い込んで吐き出した息を取り込む「呼気バッグ」とを備えたチャンバと、「吸気バッグ」又は「呼気バッグ」に取り込まれた検査ガスの容積、或いは「吸気バッグ」又は「呼気バッグ」から取り出された検査ガスの容積を測定するローリングシール型スパイロメータと、「呼気バッグ」に検査ガスを供給し、又は「呼気バッグ」から呼気ガスを取り出して呼気ガス中のヘリウムの濃度および一酸化炭の濃度を測定するガス供給・検査部とから構成される。上記チャンバについては例えば下記特許文献１に記載されている。また上記ローリングシール型スパイロメータについては例えば下記特許文献２に記載されている。また上記ガス供給・検査部については例えば下記特許文献１に記載されている。

先ず、図１７に示されるように、各濃度が既知の上記検査ガスをＤＬco測定装置の吸気バッグに溜める。

次に、図１８に示されるように、被検者は息を可能な限り目一杯体外に吐き出す。吐き出した息はローリングシール型スパイロメータのシリンダ内に取り込まれ、その容積が測定される。詳細については省略するがピストンにはピストンの位置を測定するポテンションメーター（図示せず）が接続されている。ポテンションメーターの測定値からピストンの移動量が算出され、算出されたピストンの移動量に基づいてシリンダ増加容積が算出される。このシリンダ増加容積は、被験者が吐いた息の容積に相当する。

次に、図１９に示されるように、被検者は息をこれ以上吐き出すことが出来なくなった状態（最大呼気位）に達したときに、吸気バッグに予め溜めておいた上記検査ガスをこれ以上吸うことができない状態（最大吸気位）まで目一杯吸い込む。この場合、吸気バックから減った検査ガスの容量により、チャンバー内は陰圧になる。チャンバー内が陰圧になることにより、ローリングシール型スパイロメータのシリンダ内の空気がチャンバー内に移動する。チャンバー内に移動した空気の容量は被検者が吸気バッグから吸った検査ガスの容量（ＶＩ）に相当する。チャンバー内に移動した空気の容量は、ローリングシール型スパイロメータによって測定される。

被検者が吸い込んだ検査ガス中の一酸化炭素ＣＯは肺胞を介して肺毛細血管内に取り込まれる（これを「拡散」と言う。）。なお、検査ガス中のヘリウムＨｅは肺毛細血管内に取り込まれない。

次に、被検者は最大吸気位に達したときに、約１０秒間呼吸を停止する。この呼吸停止時間に一酸化炭素ＣＯは被検者の血液中に取り込まれる一方、ヘリウムＨｅは被検者の血液中に取り込まれない。

次に、図２０に示されるように、被検者は息を呼気バックに一気に吐き出す。呼気バックが膨らむことでチャンバー内は陽圧になる。チャンバー内が陽圧になることにより、空気がチャンバー内からローリングシール型スパイロメータに移動する。

なお、被検者が吐き出す呼気ガスについて、サンプリングされる（呼気バックに入る）のは７５０ｍｌ〜１７５０ｍｌの呼気ガスである。従って、吐き出しから７５０ｍｌの呼気ガス、１７５０ｍｌ以上の呼気ガスについては廃棄される。サンプリング又は廃棄の切り換えについては、バルブが自動的に切り替わることによって行われる。バルブの切り換えについては、コントローラが被検者の吐き出す量をチェックしながらバルブを切り換えている。

次に、図２１に示されるように、サンプリングした呼気ガスはポンプＰ１によって呼気バックから取り出されて分析される。取り出された呼気ガスは、乾燥剤を通され水分を除去された後、ＣＯ_２センサによって二酸化炭素濃度が測定される。水分を除去された呼気ガスは吸収剤（ソーダライム）を通され二酸化炭素ＣＯ_２を除去される。水分と二酸化炭素を除去された呼気ガスは、Ｈｅセンサによってヘリウム濃度が測定される。

この測定されたヘリウム濃度は、上記式２及び上記式３において「ＦＡＨｅ」として使用される。その後呼気ガスはＣＯセンサを通され一酸化炭素濃度が測定される。この一酸化炭素濃度は、上記式１において「ＦＡＣＯ」として使用される。なお、「ＦＩＣＯ」及び「ＦＩＨｅ」は既知より、上記式３より血液に摂取される前の肺胞でのＣＯ濃度「ＦＡＣＯ（0）」が求まる。さらに上記式２より被検者の標準状態（ＳＴＰＤ）での肺胞容量「Ｖ_Ａ’」が求まる。これにより、上記式１より、標準状態（ＳＴＰＤ）での被検者の肺拡散能力（ＤＬco’）が求まる。

なお、被検者が吸気バッグから吸った検査ガスの容量（ＶＩ）については、チャンバのバルブヘッドに残留する空気の容量（バルブヘッド死腔量）が含まれる。そのため、上記式２に示される体内状態における肺胞容量（ＢＴＰＳ）の算出において、上記”ＶＩ×（ＦＩＨｅ／ＦＡＨｅ）”から上記バルブヘッド死腔量を控除する必要がある。

ところで、上記肺拡散能力（ＤＬco）測定装置の較正装置として、第１ポンプと第２ポンプからなる２組の往復式のポンプと、これら２組のポンプとＤＬco測定装置とを連結する三つ叉マニフォールドとを備えたＤＬco測定装置の較正装置が知られている（例えば、特許文献３を参照。）。三つ叉マニフォールドには、ＤＬco測定装置に対し第１ポンプ又は第２ポンプの何れか一方を選択的に接続するマルチ位置切替弁が設けられている。更に、三つ叉マニフォールド内の第２ポンプに通じる流路には、標準試験ガスを供給するための流量調整弁、ガスを逃がすためのベント弁及び圧を逃すためのリリーフ弁がそれぞれ設けられている。

特開２０００−３７３６８号公報 特開２０１７−８６７０４号公報 米国特許明細書第６４１５６４２号

上記特許文献３に記載されたＤＬco測定装置の較正装置は、ＤＬco測定装置からの検査ガスを取り込むための第１ポンプと、標準試験ガスを取り込むための第２ポンプという２つのポンプが必要になるため、較正装置全体のサイズが大型化ひいては重量増加するという問題がある。

また、操作者は、第１ポンプ及び第２ポンプという２つのポンプの手動操作に加えて、マルチ位置切換弁、流量調整弁およびベント弁という３つのバルブ切り替えに係る手動操作が別途必要となる。その結果、較正装置の操作が複雑になり、複数の操作者が必要になると共に、上記３つのバルブ切り替えを記した作業手順書が別途必要になる。その結果、ＤＬco測定装置の較正作業に要する作業コストが増大するという問題がある。

そこで本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであり、その目的は、オペレータがバルブ切り替えに係る操作をすることなく１個の較正ポンプの押し／引き操作のみでヒトの拡散機能をシミュレートすることができる肺機能検査装置の較正装置を提供することである。

上記目的を達成するための本発明に係る肺機能検査装置の較正装置は、１個のポンプ（１０）によってヒトの肺の吸気動作および呼気動作を模擬可能な肺機能検査装置の較正装置（１００）であって、前記ポンプ（１０）の吐出／吸込部（３０）は独立した系統（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）によって、ヒトの息を模した検査ガス（ＩＧ２）を貯めるガス貯蔵部（２０）、前記肺機能検査装置（５０）又は大気に対し接続可能に構成され、各系統（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）は独立した第１バルブ（３１）、第２バルブ（３２）又は第３バルブ（３３）によって自動的に開閉可能に構成されていることを特徴とする。

上記構成では、第１バルブ（３１）から第３バルブ（３３）を自動的に操作することにより、ヒトの吸気動作の模擬においては、較正ポンプ（１０）を肺機能検査装置（５０）のみに連通させ肺機能検査装置（５０）からヒトの吸気を模した第１検査ガス（ＩＧ１）を較正ポンプ（１０）内に取り込むことが可能となる。一方、呼気動作においては、始め較正ポンプ（１０）を大気にのみに連通させ、取り込んだ第１検査ガス（ＩＧ１）を排気し、続いてガス貯蔵部（２０）のみに連通させることにより、ヒトの呼気を模した第２検査ガス（ＩＧ２）を較正ポンプ（１０）内に取り込むことができる。そして、較正ポンプ（１０）を肺機能検査装置（５０）のみに連通させることにより、取り込んだ第２検査ガス（ＩＧ２）を肺機能検査装置（５０）に吐き出すことが可能となる。これにより、１個の較正ポンプ（１０）の押し／引き操作のみでヒトの拡散機能をシミュレートすることができるようになる。

本発明に係る肺機能検査装置の較正装置の第２の特徴は、前記第１から第３バルブ（３１、３２、３３）はガスの圧力によって開閉される気圧作動弁であることである。

上記構成では、第１から第３バルブ（３１、３２、３３）はガスの圧力によって開閉されるため、オペレータが直接にバルブ操作をする必要がなくなる。

本発明に係る肺機能検査装置の較正装置の第３の特徴は、前記ガスは、制御装置（７０）からの指令によって開閉制御される電子制御弁（４１、４２、４３）を介して供給されることである。

上記構成では、第１から第３バルブ（３１、３２、３３）は上記電子制御弁（４１、４２、４３）を介して制御装置（７０）によって制御されることになるため、バルブ切り替えが制御装置（７０）によって自動的に行われるようになる。その結果、少なくとも前記第１から第３バルブ（３１、３２、３３）については、前記肺機能検査装置（５０）の較正作業における各フェーズに応じて制御装置（７０）によって自動的に開閉されることになる。

本発明に係る肺機能検査装置の較正作業の第４の特徴は、前記ガスは前記検査ガス（ＩＧ２）と同じ組成であることである。

上記構成では、第１から第３バルブ（３１、３２、３３）を通して駆動用ガスがポンプ（１０）内に漏洩することが発生したとしても、駆動用ガスは検査ガス（ＩＧ２）と同じ組成であるため、肺機能検査値（ＤＬＣＯ’測定値）の測定に対し何ら影響を及ぼすことはない。

本発明に係る肺機能検査装置の較正装置の第５の特徴は、前記ガス貯蔵部（２０）は並列した系統（Ｌ４、Ｌ５）によって、吸引ポンプ（６０）又は前記検査ガス（ＩＧ２）のガス源（９０）に対し選択的に接続可能に構成され、各系統（Ｌ４、Ｌ５）は独立した第４バルブ（４４）又は第５バルブ（４５）によって自動的に開閉可能に構成されていることである。

上記構成では、肺機能検査装置に対する較正の準備段階として、ガス貯蔵部（２０）に対する検査ガス（ＩＧ２）の洗い出し、又は検査ガス（ＩＧ２）の供給を自動的に実施することができる。

本発明に係る肺機能検査装置の較正装置の第６の特徴は、前記第４バルブ（４４）及び前記第５バルブ（４５）は、制御装置（７０）からの指令によって開閉制御されることである。

上記構成では、ガス貯蔵部（２０）に対する検査ガス（ＩＧ２）の供給については、制御装置（７０）によって自動的に行われるようになる。

本発明に係る肺機能検査装置の較正装置の第７の特徴は、前記吸引ポンプ（６０）は、制御装置（７０）からの指令によってオン／オフ制御されることである。

上記構成では、ガス貯蔵部（２０）に対する検査ガス（ＩＧ２）の洗い出しについては、制御装置（７０）によって自動的に行われるようになる。

本発明に係る肺機能検査装置の較正装置の第８の特徴は、少なくとも前記第１から第３バルブ（３１、３２、３３）については、前記肺機能検査装置（５０）に対する較正作業の各フェーズにおける開閉ステータス（図３）が予め決定されていることである。

上記構成では、肺機能検査装置に対する較正作業の全フェーズを通して、オペレータは第１から第３バルブ（３１、３２、３３）の操作に何ら関与することなく１個のポンプ（１０）の押し／引き操作のみに専念することができるようになる。

本発明に係る肺機能検査装置の較正装置の第９の特徴は、前記第４バルブ（４４）、前記第５バルブ（４５）及び前記吸引ポンプ（６０）については、前記肺機能検査装置（５０）に対する較正作業の各フェーズにおける開閉又はオン／オフステータス（図３）が予め決定されていることである。

本発明に係る肺機能検査装置の較正装置の第１０の特徴は、前記第１から第３バルブ（３１、３２、３３）はボディ及び弁体が高分子素材から成る気圧作動弁であることである。

上記構成では、例えばバルブのボディをプラスチック樹脂で、弁体（バルーン）をシリコン樹脂で作ることにより、ポンプ（１０）の吐出／吸込部（３０）を軽量かつ小型化にすることが可能となる。従って、単一のポンプ（１０）と相俟って較正装置全体を軽量かつ小型化にすることが可能となる。

本発明の肺機能検査装置の較正装置によれば、オペレータがバルブ切り替えに係る操作をすることなく１つの較正ポンプの押し／引き操作のみでヒトの拡散機能をシミュレートすることができるようになる。また、装置全体を軽量かつ小型化にすることが可能となる。

本発明の一実施形態に係る肺機能検査装置の較正装置を示す説明図である。 本較正装置のコントローラの構成を示すブロック図である。 本較正装置の動作フェーズのマトリックスを示す説明図である。 本較正装置を肺拡散機能測定装置に接続した状態を示す説明図である。 本較正装置のフェーズ１に係る”呼び洗い出し”の工程を示す説明図である。 本較正装置のフェーズ２に係る”検査ガス用バッグの洗い出し”の工程を示す説明図である。 本較正装置のフェーズ３に係る”検査ガス用バッグに対するガス供給”の工程を示す説明図である。 本較正装置のフェーズ４に係る”最大吸気”の工程を示す説明図である。 本較正装置のフェーズ４に係る”最大呼出”の工程を示す説明図である。 本較正装置のフェーズ４に係る”最大吸気”の工程を示す説明図である。 本較正装置のフェーズ５に係る”較正ポンプの洗い出し”の工程を示す説明図である。 本較正装置のフェーズ６に係る”第２検査ガスの取り込み”の工程を示す説明図である。 本較正装置のフェーズ７に係る”洗い出し”の工程を示す説明図である。 本較正装置のフェーズ７に係る”サンプル”の工程を示す説明図である。 呼気バッグに取り込まれた第２検査ガスのサンプル経路を示す説明図である。 ＤＬco測定装置の較正結果の適合性判定を示す説明図である。 従来のＤＬco測定装置を用いた肺拡散能力（ＤＬco）の検査手順の概要を示す説明図である。 従来のＤＬco測定装置を用いた肺拡散能力（ＤＬco）の検査手順の概要を示す説明図である。 従来のＤＬco測定装置を用いた肺拡散能力（ＤＬco）の検査手順の概要を示す説明図である。 従来のＤＬco測定装置を用いた肺拡散能力（ＤＬco）の検査手順の概要を示す説明図である。 従来のＤＬco測定装置を用いた肺拡散能力（ＤＬco）の検査手順の概要を示す説明図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る肺機能検査装置の較正装置１００を示す説明図である。

この肺機能検査装置の較正装置（以下、「本較正装置」という。）１００は、肺拡散機能を測定する装置（以下、「ＤＬco測定装置」という。）５０（図４）の測定精度を管理するための、ヒトの肺の吸気動作および呼気動作を模擬することができるシミュレート装置である。構成としては、ヒトが吸う息（以下、「吸気ガス」という。）を模擬した第１検査ガスＩＧ１（図４）並びにヒトが吐く息（以下、「呼気ガス」という。）を模擬した第２検査ガスＩＧ２を別々に吸引し、別々に吐出するための較正ポンプ１０と、第２検査ガスＩＧ２を溜める検査ガス用バッグ２０と、第１検査ガスＩＧ１と第２検査ガスＩＧ２を混合させずに較正ポンプ１０に取り込むためのバルブ部３０と、バルブ部３０を駆動するための駆動用ガスを供給するバルブ駆動部４０と、検査ガス用バッグ２０内部から残留ガスを吸引する電磁ポンプ６０と、バルブ駆動部４０及び電磁ポンプ６０を制御するコントローラ７０と、第２検査ガスＩＧ２を貯蔵するガスボンベ９０とを具備して本較正装置１００は構成されている。以下、各構成について更に説明する。

較正ポンプ１０は、円盤形状のピストン２が中空円筒形状のシリンダ１内周面を往復摺動することにより、ガスを吸い込み／吐出する、いわゆる往復式のポンプである。ピストン２には長軸のロッド３がピストン２と同心に取り付けられている。ロッド３のピストン２と反対側の端部にはオペレータがロッド３を押したり引いたりするための操作ノブ４が取り付けられている。操作ノブ４は、オペレータが握り易いように球形を成している。

ロッド３には０．５Ｌ（５００ｃｃ）間隔で目盛が付されている。各目盛は、シリンダ１の先端１ａとピストン２との間に形成される内容積（以下、「シリンダ吸引スペース１２」という。）を示している。従って、較正ポンプ１０が吸引する最大容量は約３．０Ｌに設定されている。従って、ピストン２がシリンダ１の先端１ａに接合した状態から図上左側に移動する場合、シリンダ吸引スペース１２は、０.０Ｌから３.０Ｌとの範囲で変化する。因みにピストン２がシリンダ１の先端１ａに当接するとき（ロッド３のストッパ３ａがシリンダ１の後端１ｂに当接するとき）に、シリンダ吸引スペース１２は０．０Ｌに等しくなる。一方、ピストン２がシリンダ１の後端１ｂに当接するときに、シリンダ吸引スペース１２は３.０Ｌに等しくなる。

検査ガス用バッグ２０は、気密性を有する材質から作られている。その内部には第２検査ガスＩＧ２が充填される。第２検査ガスＩＧ２は、第４電磁弁４４を介してガスボンベ９０から検査ガス用バッグ２０に供給される。

第２検査ガスＩＧ２は、各濃度が既知の４種類の混合ガス（例えば一酸化炭素：０.１％、ヘリウム：７.０％、酸素：２１％、窒素：残り（バランス））から構成されている。因みに、ＤＬco測定装置５０の吸気バッグ５１ａに貯蔵される第１検査ガスＩＧ１（図４）は、各濃度が既知の４種類の混合ガス（例えば一酸化炭素：０.２７％、ヘリウム：１０％、酸素：２１％、窒素：残り（バランス））から構成されている。

バルブ部３０は、ガス圧で駆動される第１弁３１、第２弁３２、及び第３弁３３によって構成されている。本実施形態では、バルーンタイプの流体作動弁を使用している。バルーンタイプの流体作動弁は、流路に設けられたバルーン（図示せず）がガス圧で膨張することにより、流れを遮る状態（ＯＦＦ状態）を形成する一方、バルーンからガス圧を除去することによりバルーンが収縮し、流れを通過させる状態（ＯＮ状態）となる。従って、第１弁３１、第２弁３２、及び第３弁３３は通常開状態弁（ノーマルオープンバルブ）である。因みに、バルーンを加圧するための駆動ガスは、ガスボンベ９０から供給される第２検査ガスＩＧ２である。そのため、駆動ガスがバルーンから漏洩しても、後述のヘリウム濃度ＦＡＨｅ測定又は一酸化炭素濃度ＦＡＣＯ測定に影響を及ぼすことはない。なお、バルーンの加圧に使用された駆動ガスはバルブ駆動部４０を介して大気に排気される。

第１弁３１は、シリンダ吸引スペース１２と大気との間の連通を切断／接続するバルブである。第２弁３２は、シリンダ吸引スペース１２とＤＬco測定装置（図４）との間の連通を切断／接続するバルブである。第３弁３３は、検査ガス用バッグ２０とシリンダ吸引スペース１２との間の連通を切断／接続するバルブである。

バルブ駆動部４０は、第１電磁弁４１、第２電磁弁４２、第３電磁弁４３、第４電磁弁４４、第５電磁弁４５及び調圧弁４６から構成されている。第１電磁弁４１から第３電磁弁４３は、いわゆる３ポート電磁弁であり、非励磁状態（ＯＦＦ状態）では”ＩＮ”ポートと”ＮＯ”ポートが連通し、励磁状態（ＯＮ状態）では”ＩＮ”ポートと”ＮＣ”ポートが連通するようになる。励磁状態にするには、コントローラ７０が所定の電圧を各電磁弁に印加する必要がある。

第１電磁弁４１、第２電磁弁４２、及び第３電磁弁４３において、”ＩＮ”ポートは、第１弁３１、第２弁３２、及び第３弁３３の各バルーンにそれぞれ連通し、”ＮＯ”ポートは全て大気に開放されている。また、”ＮＣ”ポートは調圧弁４６の各出口ＯＵＴ１,ＯＵＴ２,ＯＵＴ３にそれぞれ連通している。

従って、第１電磁弁４１、第２電磁弁４２、及び第３電磁弁４３が非励磁状態（ＯＦＦ状態）では、第１弁３１、第２弁３２、及び第３弁３３の各バルーンは加圧されないため、第１弁３１、第２弁３２、及び第３弁３３の全ての弁は開いた状態である。一方、第１電磁弁４１、第２電磁弁４２、及び第３電磁弁４３が励磁状態（ＯＮ状態）では、第１弁３１、第２弁３２、及び第３弁３３の各バルーンは調圧弁４６の各出口ＯＵＴ１,ＯＵＴ２,ＯＵＴ３から流出する第２検査ガスＩＧ２（作動ガス）によって個別に加圧されることになる。従って、第１弁３１、第２弁３２、及び第３弁３３の全ての弁は、閉じた状態になる。なお、調圧弁４６の各出口ＯＵＴ１,ＯＵＴ２,ＯＵＴ３から流出する第２検査ガスＩＧ２（駆動ガス）の圧力は、例えば６ＰＳＩに調圧されている。

第４電磁弁４４及び第５電磁弁４５は、いわゆる２ポート電磁弁であり、非励磁状態（ＯＦＦ状態）では、”ＩＮ”ポートと”ＮＣ”ポートは非連通状態であるが、励磁状態（ＯＮ状態）では、”ＩＮ”ポートと”ＮＣ”ポートは連通状態になる。なお、以降において電磁弁の励磁状態（ＯＮ状態）のことを開（ＯＰＥＮ）状態ともいう場合があり、非励磁状態（ＯＦＦ状態）のことを閉（ＣＬＯＳＥ）状態ともいう場合がある。

第４電磁弁４４において、”ＩＮ”ポートはガスボンベ９０に連通し、”ＮＣ”ポートは検査ガス用バッグ２０に連通している。従って、第４電磁弁４４がＯＦＦ状態では、”ＩＮ”ポートと”ＮＣ”ポートは非連通状態であり、第２検査ガスＩＧ２は検査ガス用バッグ２０に供給されない。一方、第４電磁弁４４がＯＮ状態では、”ＩＮ”ポートと”ＮＣ”ポートは連通状態になり、第２検査ガスＩＧ２は検査ガス用バッグ２０に供給されることになる。なお、第４電磁弁４４のＯＮ時間（第２検査ガスＩＧ２が供給される時間）については、コントローラ７０によって所定の値に予め設定されている。

第５電磁弁４５において、”ＩＮ”ポートは、検査ガス用バッグ２０に連通し、”ＮＣ”ポートは電磁ポンプ６０に連通している。従って、第５電磁弁４５がＯＦＦ状態では、”ＩＮ”ポートと”ＮＣ”ポートは非連通状態であり、検査ガス用バッグ２０の第２検査ガスＩＧ２は電磁ポンプ６０によって吸引されない。一方、第５電磁弁４５がＯＮ状態では、”ＩＮ”ポートと”ＮＣ”ポートは連通状態になり、検査ガス用バッグ２０の第２検査ガスＩＧ２は電磁ポンプ６０によって吸引されることになる。

ガスボンベ９０は、耐圧性を有する圧力容器である。第２検査ガスＩＧ２が加圧された状態で貯蔵されている。

電磁ポンプ６０は、ダイヤフラム（図示せず）と、そのダイヤフラムを加振する振動板（図示せず）と、流れ方向が互いに逆向きになる２つの一方向弁（図示せず）とによって構成される。振動板には磁石（図示せず）が取り付けられ、磁石の回りにコイルが配置されている。そのコイルに正弦波を印加することにより、磁力線の向きが周期的に変化し、振動板が振動するようになる。ダイヤフラムが膨らむときに一方向弁を介して流体（残留ガス）を内部に吸引し、ダイヤフラムが収縮するときにもう一方の一方向弁を介して吸引した流体（残留ガス）を外部に吐出する。

コントローラ７０は、オペレータの要求に基づいて第１から第５電磁弁４１,・・・,４５と電磁ポンプ６０に対するＯＮ／ＯＦＦを制御する。詳細については図３を参照しながら後述するが、オペレータがステージスイッチ７６Ａ（図２）を押してフェーズ番号を入力することにより、第１から第５電磁弁４１,・・・,４５と電磁ポンプ６０の各開閉・作動ステータスが、入力したフェーズ番号に対応した開閉・作動ステータスに自動的に設定されることになる。従って、較正作業において、オペレータは第１弁３１、第２弁３２、第３弁３３及び電磁ポンプ６０に対する操作（ＯＮ／ＯＦＦの切り替え操作）は不要となる。従って、オペレータは較正ポンプ１０の押し／引きのみに専念することができる。

図２は、本較正装置１００のコントローラ７０の構成を示すブロック図である。

コントローラ７０は、商用電源を受電する電源プラグ７１と、交流電力を切断／接続するスイッチ部７２と、電磁ノイズを除去する絶縁トランス部７３と、演算処理部７５を駆動する定電圧を生成する直流安定化電源部７４と、ロム（ＲＯＭ）に格納された所定のプログラムを実行する演算処理部７５と、オペレータが作業要求を入力するオペレータＩ／Ｆ部７６と、現在のフェーズ番号を表示する表示部７７と、演算処理部７５からの指令に基づいて対応する第１から第５電磁弁４１,・・・,４５又は電磁ポンプ６０に通電するバルブ制御部７８と、外部機器と通信するための外部機器Ｉ／Ｆ部７９と、過電流から構成機器を保護するブレーカー８０と、構成機器を冷却し過加熱を防止するファン８１とから構成される。

電源プラグ７１は、３個のタブ端子を有する３端子電源プラグであり、本実施形態では例えば電圧１００Ｖ及び周波数５０Ｈｚ／６０Ｈｚの商用電源（交流電源）を受電する。３個のタブ端子のうち、２個は受電用であり、１個は接地用である。

スイッチ部７２は、通常はボタン（ロッカー）によって接点が開く方向に付勢されたノーマルオープンの電力スイッチである。ボタン（ロッカー）を押すことによって接点が閉じる方向に付勢されるようになる。接点が閉じると同時にランプが点灯する。

絶縁トランス部７３は、変圧比が１の変圧器によって構成されている。これにより低周波のノイズがカットされ２次側に伝播しないようになっている。また、１次側と２次側との間には静電シールドが設けられ、高周波のノイズについてもカットされ２次側に伝播しないようになっている。

直流安定化電源部７４は、例えば電圧１００Ｖ及び周波数５０Ｈｚ／６０Ｈｚの交流電源を入力して５Ｖの直流電圧を出力する。この５Ｖの直流電圧は演算処理部７５及び後述の表示部７７の電源となる。

演算処理部７５は、読み出し専用の記録媒体であるロム（ＲＯＭ）及び読み出し／書き込み可能な記録媒体であるラム（ＲＡＭ）を有し、ロム（ＲＯＭ）に格納された所定のプログラムを実行する。このロムには後述の動作フェーズ（図３）が保存されている。本実施形態ではオペレータが入力したフェーズ番号に従って、演算処理部７５は対応する電磁弁４１，・・・，４５又は電磁ポンプ６０をＯＮにする。

オペレータ入出力部７６は、オペレータが所望のフェーズ番号を入力するステージスイッチ７６Ａと、入力したフェーズ番号がバッグガス供給（図７のフェーズ３）に相当するときに発光するガス供給ランプ７６Ｂと、入力したフェーズ番号がバッグ洗い出し（図８のフェーズ２）に相当するときに発光する洗い出しランプ７６Ｃと、を備えている。なお、ステージスイッチ７６Ａをオペレータが１回押す毎に、表示部７７においてフェーズ番号が１つ増える。

表示部７７は、いわゆる７セグメントディスプレイであり、０〜９のフェーズ番号によってフェーズ番号を表示する。ガス供給時には少数点（ドット）が点滅するようになっている。

バルブ制御部７８は、第１電磁弁４１から第５電磁弁４５及び電磁ポンプ６０に対し定格電圧を印加するモータードライバー回路（図示せず）から成る。モータードライバー回路は、電源としてＡＣ１００Ｖの電圧を受電して、演算処理部７５から送信される指令に基づいて第１から第５電磁弁４１,・・・,４５又は電磁ポンプ６０に定格電圧（例えばＤＣ１２Ｖ又はＤＣ２４Ｖ或いはＡＣ１００Ｖ）を印加する。

入出力部７９は、演算処理部７５からの信号、或いは演算処理部７５に対する信号を出力する。

図３は、本較正装置１００の動作フェーズのマトリックスを示す説明図である。図中の丸印”○”は、弁が開（ＯＰＥＮ）状態であること、電磁弁が励磁（ＯＮ）状態であること又はポンプが動作（ＯＮ）状態であることを意味している。一方、図中のハイフン”−”は、弁が閉（ＣＬＯＳＥ）状態であること、電磁弁が非励磁（ＯＦＦ）状態であること又はポンプが停止（ＯＦＦ）状態であることを意味している。

オペレータがステージスイッチ７６Ａ（図２）を押してフェーズ番号”０”に設定すると、第１電磁弁４１、第２電磁弁４２及び第３電磁弁４３は全て励磁（ＯＦＦ）状態になり、その結果、第１弁３１、第２弁３２及び第３弁３３は供に閉（ＯＰＥＮ）状態になる。第４電磁弁４４及び第５電磁弁４５は非励磁（ＯＦＦ）状態になり、その結果、バッグ給気及びバッグ排気は行われない。本較正装置１００は停止状態になる。なお、上記第１から第５電磁弁４１,・・・,４５及び電磁ポンプ６０の制御は、コントローラ７０によって行われる。以降において同じ。

オペレータがステージスイッチ７６Ａを更に押してフェーズ番号”１”に設定すると、第１電磁弁４１及び第２電磁弁４２は励磁（ＯＮ）状態になり、第３電磁弁４３は非励磁（ＯＦＦ）状態になる。その結果、第１弁３１及び第２弁３２は供に閉（ＣＬＯＳＥ）状態になるが、第３弁３３は開（ＯＰＥＮ）状態になる。第４電磁弁４４及び第５電磁弁４５は非励磁（ＯＦＦ）状態になり、その結果、バッグ給気及びバッグ排気は行われない。この場合、オペレータは、操作ノブ４を引いて検査ガス用バッグ２０の中身をシリンダ吸引スペース１２に吸い上げることになる（呼び洗い出し）。この呼び洗い出しの工程については図５を参照しながら後述する。

オペレータがステージスイッチ７６Ａを更に押してフェーズ番号”２”に設定すると、第１電磁弁４１及び第２電磁弁４２は非励磁（ＯＦＦ）状態になり、第３電磁弁４３は励磁（ＯＮ）状態になる。その結果、第１弁３１及び第２弁３２は供に開（ＯＰＥＮ）状態になるが、第３弁３３は閉（ＣＬＯＳＥ）状態になる。第４電磁弁４４は非励磁（ＯＦＦ）状態であるが、第５電磁弁４５は励磁（ＯＮ）状態で電磁ポンプ６０が動作（ＯＮ）状態になる。その結果、検査ガス用バッグ２０の内部が電磁ポンプ６０によって吸引されることになる（バッグ洗い出し）。このバッグ洗い出しの工程については図６を参照しながら後述する。

オペレータがステージスイッチ７６Ａを更に押してフェーズ番号”３”に設定すると、第１電磁弁４１及び第２電磁弁４２は非励磁（ＯＦＦ）状態になり、第３電磁弁４３は励磁（ＯＮ）状態になる。その結果、第１弁３１及び第２弁３２は供に開（ＯＰＥＮ）状態になるが、第３弁３３は閉（ＣＬＯＳＥ）状態になる。第５電磁弁４５は非励磁（ＯＦＦ）状態で電磁ポンプ６０が停止（ＯＦＦ）状態であるが、第４電磁弁４４は励磁（ＯＮ）状態になる。その結果、第２検査ガスＩＧ２が第４電磁弁４４を通って検査ガス用バッグ１２に供給されることになる（バッグガス供給）。なお、ガス供給は例えば２０秒で自動的に止まるように設定されている。第２検査ガスＩＧ２が足りない場合は、オペレータが手動にて第４電磁弁４４をＯＮ／ＯＦＦして検査ガス用バッグ２０に第２検査ガスＩＧ２を供給することになる。このバッグガス供給の工程については図７を参照しながら後述する。

オペレータがステージスイッチ７６Ａを更に押してフェーズ番号”４”に設定すると、第２電磁弁４２は非励磁（ＯＦＦ）状態になり、第１電磁弁４１及び第３電磁弁４３は全て励磁（ＯＮ）状態になる。その結果、第２弁３２は開（ＯＰＥＮ）状態であるが、第１弁３１及び第３弁３３は閉（ＣＬＯＳＥ）状態になる。第４電磁弁４４および第５電磁弁４５は供に非励磁（ＯＦＦ）状態であり、電磁ポンプ６０も停止（ＯＦＦ）状態になる。この場合、オペレータは、安静換気から最大吸気までを実行することになる。なお、この安静換気、最大呼気、及び最大吸気の各工程については図８、図９、図１０を参考にしながらそれぞれ後述する。

オペレータがステージスイッチ７６Ａを更に押してフェーズ番号”５”に設定すると、第１電磁弁４１は非励磁（ＯＦＦ）状態になり、第２電磁弁４２及び第３電磁弁４３は供に励磁（ＯＮ）状態になる。その結果、第１弁３１は開（ＯＰＥＮ）状態になるが、第２弁３２及び第３弁３３は供に閉（ＣＬＯＳＥ）状態になる。第４電磁弁４４および第５電磁弁４５は供に非励磁（ＯＦＦ）状態であり、電磁ポンプ６０も停止（ＯＦＦ）状態になる。この場合、オペレータは、操作ノブ４を最大限まで押し込んでシリンダ吸引スペース１２内の第１検査ガスＩＧ１を大気に吐き出すことになる（較正ポンプ１０の洗い出し）。なお、この較正ポンプ１０の洗い出し工程については図１１を参考にしながら後述する。

オペレータがステージスイッチ７６Ａを更に押してフェーズ番号”６”に設定すると、第１電磁弁４１及び第２電磁弁４２は供に励磁（ＯＮ）状態になり、第３電磁弁４３は非励磁（ＯＦＦ）状態になる。その結果、第１弁３１及び第２弁３２は閉（ＣＬＯＳＥ）状態であるが、第３弁３３は開（ＯＰＥＮ）状態になる。第４電磁弁４４及び第５電磁弁４５は供に非励磁（ＯＦＦ）状態であり、電磁ポンプ６０も停止（ＯＦＦ）状態になる。この場合、オペレータは、操作ノブ４を最大限まで引いて検査ガス用バッグ２０内の第２検査ガスＩＧ２をシリンダ吸引スペース１２内に取り込むことになる（第２検査ガスＩＧ２の取り込み）。なお、この第２検査ガスＩＧ２の取り込み工程については図１２を参照しながら後述する。

オペレータがステージスイッチ７６Ａを更に押してフェーズ番号”７”に設定すると、第１電磁弁４１及び第３電磁弁４３は励磁（ＯＮ）状態になり、第２電磁弁４２は非励磁（ＯＦＦ）状態になる。その結果、第１弁３１及び第３弁３３は閉（ＣＬＯＳＥ）状態になり、第２弁３２は開（ＯＰＥＮ）状態になる。第４電磁弁４４、第５電磁弁４５及び電磁ポンプ６０は供に非励磁（ＯＦＦ）状態になる。この場合、オペレータは、操作ノブ４を押し込んでシリンダ吸引スペース１２内の第２検査ガスＩＧ２を、ＤＬco測定装置５０のチャンバ５１に吐き出すことになる（洗い出し、サンプル）。なお、これら洗い出し工程及びサンプル工程については図１３及び図１４を参照しながらそれぞれ後述する。

図４は、本較正装置１００をＤＬco測定装置５０に接続した状態を示す説明図である。なお、説明の都合上、較正装置１００のバルブ駆動部４０、ガスボンベ９０及びコントローラ７０については図示されていない。

ここで、本較正装置１００の較正対象であるＤＬco測定装置５０の構成について簡単に説明する。ＤＬco測定装置５０は、第１検査ガスＩＧ１又は第２検査ガスＩＧ２を貯蔵するチャンバ５１と、チャンバ５１から流入した／チャンバ５１へ流出したガスを計測するローリングシール型スパイロメータ５２と、吸気バッグ５１ａに第１検査ガスＩＧ１を供給すると共に、呼気バッグ５１ｂから流出する第２検査ガスＩＧ２の濃度を測定する検査ガス供給・検査部５３と、を具備して構成されている。

チャンバ５１は、ガスが漏洩しない密封性箱（ボックス）から成る。チャンバ５１内部には、第１検査ガスＩＧ１を貯蔵する収縮性袋（バッグ）から成る吸気バッグ５１ａと、第２検査ガスＩＧ２を貯蔵する同じく収縮性袋（バッグ）から成る呼気バッグ５１ｂとを有している。なお、吸気バッグ５１ａ及び呼気バッグ５１ｂを除くチャンバ５１内部は、空気が充填され、配管５３ｉを介してローリングシール型スパイロメータ５２のシリンダ５２ａに連通している。

吸気バッグ５１ａには、較正ポンプ１０側からのガス流入を禁止する逆止弁Ｖ６が接続されている。逆止弁Ｖ６に弁Ｖ２が直列に接続されている。一方、呼気バッグ５１ｂには、弁Ｖ１が接続されている。吸気バッグ５１ａ及び呼気バッグ５１ｂを除くチャンバ５１内部には、弁Ｖ３,Ｖ７,Ｖ８が接続されている。弁Ｖ１,Ｖ２,Ｖ３,Ｖ４はマニフォールド化され、較正ポンプ１０に接続されている。また、マニフォールド化された弁Ｖ１,Ｖ２,Ｖ３,Ｖ４に、較正ポンプ１０側へのガス流入を禁止する逆止弁Ｖ５が接続されている。

本較正装置１００は、第２弁３２を介してＤＬco測定装置５０のチャンバ５１の弁Ｖ１,Ｖ２,Ｖ３,Ｖ４に連通している。

ＤＬco測定装置５０のチャンバ５１の吸気バッグ５１ａには、第１検査ガスＩＧ１が充填されている。一方、呼気バッグ５１ｂには始め検査ガスは何も充填されていない。呼気バッグ５１ｂには、較正ポンプ１０によって検査ガス用バッグから吸引された第２検査ガスＩＧ２が、充填されることになる。

因みに較正装置１００の較正ポンプ１０が第１検査ガスＩＧ１を吸気バッグ５１ａから吸引する動作が被検者の息を吸う動作に対応し、較正ポンプ１０が第２検査ガスＩＧ２を呼気バッグ５１ｂに吐出する動作が被検者の息を吐く動作に対応している。

また、較正ポンプ１０が吸引し又は吐出した第１検査ガスＩＧ１又は第２検査ガスＩＧ２の体積については、ローリングシール型スパイロメータ５２によって測定される。ローリングシール型スパイロメータ５２は、円筒形状のシリンダ５２ａと、シリンダ５２ａの内部を軸方向に沿って移動するピストン５２ｂと、シリンダ５２ａの内周面とピストン５２ｂとの側面との間の気密性を保持するローリングシール５２ｃと、を具備して構成される。

ピストン５２ｂを駆動するロッド５２ｄには、ポテンションメーター（図示せず）が取り付けられている。ピストン５２ｂの断面積は一定より、ピストン５２ｂの断面積にピストン５２ｂの変位量（移動量）を乗じた値は、吸気バッグ５１ａに充填された又は吸気バッグ５１ａから吐出された第１検査ガスＩＧ１或いは、呼気バッグ５１ｂに充填された又は呼気バッグ５１ｂから吐出された第２検査ガスＩＧ２の各容積と１対１に対応する。従って、そのポテンションメータによってピストン５２ｂの移動量が算出されると、吸気バッグ５１ａに充填された又は吸気バッグ５１ａから吐出された第１検査ガスＩＧ１或いは、呼気バッグ５１ｂに充填された又は呼気バッグ５１ｂから吐出された第２検査ガスＩＧ２の各容積（ボリューム）が測定されることになる。

ガス供給・検査部５３は、一酸化炭素（ＣＯ）濃度センサ５３ａと、ヘリウム（Ｈｅ）濃度センサ５３ｂと、二酸化炭素（ＣＯ_２）濃度計５３ｃとを具備して構成されている。ガス供給・検査部５３は、複数のガス源（３種ガス、４種ガス、酸素ガス、ヘリウムガス）を接続することが可能な外部接続ポート５３ｄ,５３ｅ,５３ｆ,５３ｇを有している。３種ガスとは、所定の組成比の一酸化炭素（ＣＯ）、酸素（Ｏ_２）および窒素（Ｎ_２）から成る混合ガスを意味している。４種ガスとは、上記第１検査ガスＩＧ１を意味している。

また、ガス供給・検査部５３は、４種ガスの供給先を吸気バッグ５１ａ又は呼気バッグ５１ｂの何れかに切り替える三方弁５３ｈを有している。以下に、本較正装置１００を使用したＤＬco測定装置５０に対する較正方法について説明する。

図５は、本較正装置１００のフェーズ１に係る”呼び洗い出し”の工程を示す説明図である。なお、説明の都合上、吸気バッグ５１ａには第１検査ガスＩＧ１が予め充填されているものとする。以降において同じ。
フェーズ１は、検査ガス用バッグ２０の中身を較正ポンプ１０に吸い上げる工程である。オペレータはステージスイッチ７６Ａ（図２）を押して表示部７７（図２）に”１”を表示させる。これにより、第３弁３３は自動的に開（ＯＰＥＮ）状態となり、第１弁３１及び第２弁３２は自動的に閉（ＣＬＯＳＥ）状態になる。また、第４電磁弁４４及び第５電磁弁４５が自動的に閉（ＣＬＯＳＥ）状態になると共に電磁ポンプ６０が自動的に停止（ＯＦＦ）状態になる。この状態で、オペレータはピストン２が後端１ｂに当接するまで操作ノブ４を引いて、検査ガス用バッグ２０の中身をシリンダ吸引スペース１２に吸い上げる。

この場合、第３弁３３を通って第２検査ガスＩＧ２がシリンダ吸引スペース１２に取り込まれる。

図６は、本較正装置１００のフェーズ２に係る”検査ガス用バッグ２０の洗い出し”の工程を示す説明図である。
フェーズ２は、検査ガス用バッグ２０を洗い出す工程である。オペレータはステージスイッチ７６Ａ（図２）を押して表示部７７（図２）に”２”を表示させる。これにより、第３弁３３は自動的に閉（ＣＬＯＳＥ）状態になり、第１弁３１及び第２弁３２は自動的に開（ＯＰＥＮ）状態となる。更に、第４電磁弁４４が自動的に閉（ＣＬＯＳＥ）状態になり、第５電磁弁４５が自動的に開（ＯＰＥＮ）状態になると共に電磁ポンプ６０が作動（ＯＮ）状態になる。これにより、検査ガス用バッグ２０の内部が電磁ポンプ６０によって吸引されることになる。電磁ポンプ６０が所定の時間作動した後、第５電磁弁４５が自動的に停止（ＯＦＦ）状態になる。これにより、検査ガス用バッグ２０が真空状態（陰圧状態）で保持されることになる。

図７は、本較正装置１００のフェーズ３に係る”検査ガス用バッグ２０に対するガス供給”の工程を示す説明図である。
フェーズ３は、検査ガス用バッグ２０に第２検査ガスＩＧ２を供給する工程である。オペレータはステージスイッチ７６Ａ（図２）を押して表示部７７（図２）に”３”を表示させる。これにより、第３弁３３は自動的に閉（ＣＬＯＳＥ）状態になり、第１弁３１及び第２弁３２は自動的に開（ＯＰＥＮ）状態となる。更に、第４電磁弁４４が所定時間だけ自動的に開（ＯＰＥＮ）状態になり、第５電磁弁４５が自動的に閉（ＣＬＯＳＥ）状態になる。第４電磁弁４４が開（ＯＰＥＮ）状態になることにより、第２検査ガスＩＧ２がガスボンベ９０から検査ガス用バッグ２０に供給される。第４電磁弁４４が所定の時間開（ＯＰＥＮ）状態になった後、第４電磁弁４４は自動的に閉（ＣＬＯＳＥ）状態になる。

図８は、本較正装置１００のフェーズ４に係る”安静換気”の工程を示す説明図である。なお、説明の都合上、本較正装置１００についてはバルブ駆動部４０及びガスボンベ９０等が図示されていない。以降において同じ。

フェーズ４は、安静換気（Ｔｉｄａｌ Ｖｏｌｕｍｅ測定）から最大吸気を実行する工程である。「安静換気」とは、ヒトが安静時に吸ったり吐いたりする呼吸動作を意味している。オペレータはステージスイッチ７６Ａ（図２）を押して表示部７７（図２）に”４”を表示させる。これにより、第２弁３２が自動的に開（ＯＰＥＮ）状態になる。第１弁３１及び第３弁３３は自動的に閉（ＣＬＯＳＥ）状態になる。図８（ａ）は、較正ポンプ１０の動作及びガスの流れを表し、図８（ｂ）は、ローリングシール型スパイロメータ５２のシリンダ５２ａ内の体積（以下、「ボリューム」という。）の時系列変化を表している。

チャンバ５１内のガス（斜線部分）がローリングシール型スパイロメータ５２（シリンダ５２ａ）に取り込まれる場合、ボリュームは下方に変位する。一方、シリンダ５２ａ内のガスがチャンバ５１内に取り込まれる場合、ボリュームは上方に変位する。また、フェーズ４におけるチャンバ５１側のバルブステータスは、バルブＶ３及びバルブＶ７が開（ＯＰＥＮ）状態であり、バルブＶ１、バルブＶ２、バルブＶ４及びバルブＶ８は全て閉（ＣＬＯＳＥ）状態である。

図８（ｂ）に示されるように、オペレータは、チャンバの１周期当たりの容積変化が±５００ｍｌとなるように、操作ノブ４を押し・引きしながらピストン２を所定の振幅で往復運動させる。操作ノブ４を図上左方向に引く場合、シリンダ吸引スペース１２内が負圧になり、チャンバ５１内のガス（空気）がシリンダ吸引スペース１２内に取り込まれる。その結果、チャンバ５１内が負圧になり、ローリングシール型スパイロメータ５２内のガスが、バルブＶ７を介してチャンバ５１内に取り込まれる。その結果、ローリングシール型スパイロメータ５２のシリンダ５２ａ内が負圧になり、ピストン５２ｂが大気圧に押されて図上左方向に移動し、その移動量からボリュームの容積変化が計測されることになる。

他方、操作ノブ４を図上右方向に押す場合、シリンダ吸引スペース１２内が正圧になり、シリンダ吸引スペース１２内のガス（空気）がチャンバ５１内に取り込まれる。その結果、チャンバ５１内が正圧になり、チャンバ５１内のガスが、バルブＶ７を介してローリングシール型スパイロメータ５２内に取り込まれる。その結果、ローリングシール型スパイロメータ５２のシリンダ５２が正圧になり、ピストン５２ｂ（図示しないポテンションメーター）がガス圧に押されて図上右方向に移動し、その移動量からボリュームの容積変化が計測されることになる。

図９は、本較正装置１００のフェーズ４に係る”最大呼出”の工程を示す説明図である。
「最大呼出」とは、安静換気状態から息を最大限に吐き出す動作を意味している。なお、フェーズ番号はフェーズ４のままであるため、オペレータはステージスイッチ７６Ａ（図２）を操作する必要はない。図９（ａ）は、較正ポンプ１０の動作及びガスの流れを表し、図９（ｂ）はボリュームの時系列変化を表している。チャンバ５１側のバルブステータスは、バルブＶ３及びバルブＶ７が開（ＯＰＥＮ）状態であり、バルブＶ１、バルブＶ２、バルブＶ４及びバルブＶ８は全て閉（ＣＬＯＳＥ）状態である。

図９（ｂ）に示されるように、オペレータは、ピストン２がシリンダ先端１ａに当接するまで操作ノブ４を図上右方向に押し込んで、シリンダ吸引スペース１２内のガスを排気する。図９（ａ）に示されるように、シリンダ吸引スペース１２から排気されたガスは、チャンバ５１内に取り込まれる。その結果、チャンバ５１内が正圧になり、チャンバ５１内のガスが、バルブＶ７を介してローリングシール型スパイロメータ５２に取り込まれる。その結果、ローリングシール型スパイロメータ５２のシリンダ５２ａ内が正圧になり、ピストン５２ｂ（図示しないポテンションメーター）がガス圧に押されて図上右方向に移動し、その移動量からボリュームの容積変化が計測されることになる。

図１０は、本較正装置１００のフェーズ４に係る”最大吸気”の工程を示す説明図である。
「最大吸気」とは、息を最大限に吐いた状態から息を最大限に吸い込む動作を意味している。なお、フェーズ番号はフェーズ４のままであるため、オペレータはステージスイッチ７６Ａ（図２）を操作する必要はない。図９（ａ）は、較正ポンプ１０の動作及びガスの流れを表し、図９（ｂ）はボリュームの時系列変化を表している。チャンバ５１側のバルブステータスは、バルブＶ２及びバルブＶ７が開（ＯＰＥＮ）状態であり、バルブＶ１、バルブＶ３、バルブＶ４及びバルブＶ８は全て閉（ＣＬＯＳＥ）状態である。

図１０（ｂ）に示されるように、オペレータは操作ノブ４を図上左方向に引いて、チャンバ５１の吸気バッグ５１ｂから第１検査ガスＩＧ１を吸い込む。その結果、吸気バッグ５１ａが収縮しチャンバ５１内が負圧になる。これにより、ローリングシール型スパイロメータ５２のシリンダ５２ａ内のガスが、バルブＶ７を介してチャンバ５１内に取り込まれる。その結果、ローリングシール型スパイロメータ５２のシリンダ５２ａ内が負圧になり、ピストン５２ｂ（図示しないポテンションメーター）が大気圧に押されて図上左方向に移動し、その移動量からボリュームの容積変化量ＶＩが計測されることになる。この計測された容積変化量ＶＩは、較正ポンプ１０のシリンダ吸引スペース１２の最大容積に相当する量である。

図１１は、本較正装置１００のフェーズ５に係る”較正ポンプ１０の洗い出し”の工程を示す説明図である。
「較正ポンプ１０の洗い出し」とは、最大限に吸い込んだ第１検査ガスＩＧ１を大気に吐き出す動作を意味している。オペレータはステージスイッチ７６Ａ（図２）を押して表示部７７（図２）に”５”を表示させる。これにより、第１弁３１が自動的に開（ＯＰＥＮ）状態になり、第２弁３２及び第３弁３３が自動的に閉（ＣＬＯＳＥ）状態になる。図１１（ａ）は較正ポンプ１０の動作及びガスの流れを表し、図１１（ｂ）はボリュームの時系列変化を表している。チャンバ５１側のバルブステータスは、バルブＶ７が開（ＯＰＥＮ）状態であり、バルブＶ１、バルブＶ２、バルブＶ３、バルブＶ４及びバルブＶ８は全て閉（ＣＬＯＳＥ）状態である。

図１１（ａ）に示されるように、シリンダ吸引スペース１２内の第１検査ガスＩＧ１は、バルブＶ１からバルブＶ４が全て閉（ＣＬＯＳＥ）状態であるため、チャンバ５１側に流入することなく、全て第１弁３１を通って大気に排気されることになる。この場合、図１１（ｂ）に示されるように、第１検査ガスＩＧ１はローリングシール型スパイロメータ５２（シリンダ５２ａ）に取り込まれることはないため、チャンバは一定値を示すことになる。従って、オペレータが較正ポンプ１０を押している時間Ｔ５は、患者（被験者）の呼吸停止時間の一部を模擬していることになる。

図１２は、本較正装置１００のフェーズ６に係る”第２検査ガスＩＧ２の取り込み”の工程を示す説明図である。
「第２検査ガスＩＧ２の取り込み」とは、検査ガス用バッグ２０から第２検査ガスＩＧ２をシリンダ吸引スペース１２に最大限取り込む動作を意味している。オペレータはステージスイッチ７６Ａ（図２）を押して表示部７７（図２）に”６”を表示させる。これにより、第１弁３１及び第２弁３２が自動的に閉（ＣＬＯＳＥ）状態になり、第３弁３３が自動的に開（ＯＰＥＮ）状態になる。図１２（ａ）は較正ポンプ１０の動作及びガスの流れを表し、図１２（ｂ）はボリュームの時系列変化を表している。チャンバ５１側のバルブステータスは、バルブＶ７が開（ＯＰＥＮ）状態であり、バルブＶ１、バルブＶ２、バルブＶ３、バルブＶ４及びバルブＶ８は全て閉（ＣＬＯＳＥ）状態である。

図１２（ａ）に示されるように、オペレータは操作ノブ４を図上左方向に引いて、検査ガス用バッグ２０から第２検査ガスＩＧ２を、ピストン２がシリンダ１の後端１ｂに当接するまで吸い込む。この場合、第２弁３２が閉（ＣＬＯＳＥ）状態にあるため、較正ポンプ１０とチャンバ５１は非連通状態になる。従って、チャンバ５１側のデッドスペースに残留する第１検査ガスＩＧ１がシリンダ吸引スペース１２に取り込まれることはない。シリンダ吸引スペース１２には第２検査ガスＩＧ２のみが取り込まれることになる。

また、図１２（ｂ）に示されるように、第２弁３２が閉（ＣＬＯＳＥ）状態にあるため、第２検査ガスＩＧ２がローリングシール型スパイロメータ５２に取り込まれないため、チャンバは一定値を示すことになる。従って、オペレータが較正ポンプ１０を引いている時間Ｔ６は、患者（被験者）の呼吸停止時間の一部を模擬していることになる。なお、この時間Ｔ６と上記時間Ｔ５（図１１）とを加えた時間が、図１６のＢＨＴ（呼吸停止時間）に相当する。

図１３は、本較正装置１００のフェーズ７に係る”洗い出し”の工程を示す説明図である。
「洗い出し」とは、シリンダ吸引スペース１２に取り込まれた第２検査ガスＩＧ２の一部を廃棄する工程を意味している。オペレータはステージスイッチ７６Ａ（図２）を押して表示部７７（図２）に”７”を表示させる。これにより、第１弁３１及び第３弁３３が自動的に閉（ＣＬＯＳＥ）状態になり、第２弁３２が自動的に開（ＯＰＥＮ）状態になる。図１３（ａ）は較正ポンプ１０の動作及びガスの流れを表し、図１３（ｂ）はボリュームの時系列変化を表している。チャンバ５１側のバルブステータスは、バルブＶ３およびバルブＶ７が開（ＯＰＥＮ）状態であり、バルブＶ１、バルブＶ２、バルブＶ４及びバルブＶ８は全て閉（ＣＬＯＳＥ）状態である。

図１３（ａ）に示されるように、オペレータは操作ノブ４を図上右方向に押し込んで、シリンダ吸引スペース１２内の第２検査ガスＩＧ２を、所定量（本実施形態では７５０ｍｌ）だけチャンバ５１内に吐き出す。これにより、チャンバ５１内のガス（空気）が、バルブＶ７を介してローリングシール型スパイロメータ５２に取り込まれる。その結果、ローリングシール型スパイロメータ５２のシリンダ５２ａ内が正圧になり、ピストン５２ｂ（図示しないポテンションメーター）がガス圧に押されて図上右方向に移動し、その移動量からボリュームの容積変化が計測されることになる。

図１３（ｂ）に示されるように、第２検査ガスＩＧ２がチャンバ５１内に吐き出される間、チャンバ５１内のガス（空気）が、バルブＶ７を介してローリングシール型スパイロメータ５２に取り込まれるため、ボリュームは下降する。

図１４は、本較正装置１００のフェーズ７に係る”サンプル”の工程を示す説明図である。
「サンプル」とは、較正ポンプ１０から吐出された第２検査ガスＩＧ２をチャンバ５１の呼気バッグ５１ｂに所定量だけ取り込み、取り込んだ第２検査ガスＩＧ２をＤＬco測定装置５０において所定の分析を行う工程である。フェーズ番号はフェーズ７のままであるため、オペレータはステージスイッチ７６Ａ（図２）を操作する必要はない。図１４（ａ）は較正ポンプ１０の動作及びガスの流れを表し、図１４（ｂ）はボリュームの時系列変化を表している。チャンバ５１側のバルブステータスは、バルブＶ１及びバルブＶ７が開（ＯＰＥＮ）状態であり、バルブＶ２、バルブＶ３、バルブＶ４及びバルブＶ８は全て閉（ＣＬＯＳＥ）状態である。

図１４（ｂ）に示されるように、７５０ｍｌの第２検査ガスＩＧ２がバルブＶ３を介してチャンバ５１内に吐出された直後に、チャンバ５１のバルブＶ３が自動的に閉（ＣＬＯＳＥ）状態になると同時にバルブＶ１が自動的に開（ＯＰＥＮ）状態になる。その結果、図１４（ａ）に示されるように、第２検査ガスＩＧ２がバルブＶ１を介して呼気バッグ５１ｂに取り込まれる。そして、図１４（ｂ）に示されるように、第２検査ガスＩＧ２は呼気バッグ５１ｂにサンプル用として１０００ｍｌ取り込まれる。

呼気バッグ５１ｂに１０００ｍｌの第２検査ガスＩＧ２が取り込まれた直後に、チャンバ５１のバルブＶ３が自動的に開（ＯＰＥＮ）状態になると同時にバルブＶ１が自動的に閉（ＣＬＯＳＥ）状態になる。その結果、シリンダ吸引スペース１２内に残った第２検査ガスＩＧ２が、バルブＶ３を介してチャンバ５１内に吐出される。その結果、ローリングシール型スパイロメータ５２のシリンダ５２ａ内が正圧になり、ピストン５２ｂ（図示しないポテンションメーター）がガス圧に押されて図上右方向に移動し、その移動量からボリュームの容積変化が計測されることになる。

図１５は、呼気バッグ５１ｂに取り込まれた第２検査ガスＩＧ２のサンプル経路を示す説明図である。先ず、第２検査ガスＩＧ２は呼気バッグ５１ｂに１０００ｍｌ取り込まれたときに、ガス供給・検査部５３のバルブＶ９は、開（ＯＰＥＮ）状態となると共に、三方弁Ｖ１０は、バルブＶ９とＨｅ濃度センサ５３ｂが連通する方向に切り替わる。その結果、呼気バッグ５１ｂに取り込まれた第２検査ガスＩＧ２は、太線で示された経路を通ってヘリウム（Ｈｅ）濃度センサ５３ｂ、一酸化炭素（ＣＯ）濃度センサ５３ａを通過して大気に排気される。

呼気バッグ５１ｂの第２検査ガスＩＧ２は、乾燥剤を通過する際に水分が除去され、更に吸収剤を通過する際に二酸化炭素（ＣＯ_２）が除去される。従って、第２検査ガスＩＧ２は水分と二酸化炭素を除去された後に、ヘリウム（Ｈｅ）濃度と一酸化炭素（ＣＯ）濃度が測定されることになる。なお、Ｈｅ濃度センサ５３ｂ及びＣＯ濃度センサ５３ａによって計測されたＣＯ濃度値、Ｈｅ濃度値は、ＦＡＨｅ、ＦＡＣＯとして後述の肺拡散能力値ＤＬＣＯ’を算出するために使用されることになる。以下に、ＣＯ濃度センサ５３ａとＨｅ濃度センサ５３ｂとによって計測されたＣＯ濃度値ＦＡＣＯとＨｅ濃度値ＦＡＨｅに基づいて、ＤＬco測定装置５０の較正結果の適合性判定について説明する。

図１６は、ＤＬco測定装置５０の較正結果の適合性判定を示す説明図である。ここでは、患者の呼気を模した第２検査ガスＩＧ２の測定値であるヘリウムのＦＡＨｅ測定値と一酸化炭素のＦＡＣＯ測定値とに基づいて算出されたＤＬＣＯ’測定値について、第２検査ガスＩＧ２の実濃度値であるヘリウムのＦＡＨｅ真値と一酸化炭素のＦＡＣＯ真値とに基づいて算出されたＤＬＣＯ’真値の適合範囲内（ＤＬＣＯ’真値±許容測定誤差）に存在するか否かによって行われる。

なお、図１６中の各項目の意味は以下の通りである。気温は体内状態（ＢＴＰＳ）における温度であり、本実施形態では３７℃である。圧力は大気圧であり、本実施形態では１気圧＝７６０ｍｍＨｇである。

ＶＩ（ＢＴＰＳ）は、フェーズ４の”最大吸気”の工程（図１０）において、較正ポンプ１０が吸気バッグ５１ａから最大限に吸引した第１検査ガスＩＧ１の体積（ＢＴＰＳ）である。本実施形態では較正ポンプ１０のシリンダ吸引スペース１２の最大容積に等しい。従って、ＶＩ（ＢＴＰＳ）の真値は３．００Ｌである。なお、本実施形態におけるＤＬＣＯ’測定値の算出過程では、フェーズ４においてローリングシール型スパイロメータ５２によって測定された測定値（＝２．９４Ｌ）を、ＶＩ（ＢＴＰＳ）の真値として使用している。勿論、ＶＩ（ＢＴＰＳ）の真値としてシリンダ吸引スペース１２の最大容積（＝３．００Ｌ）を使用してＤＬＣＯ’測定値を算出してもよい。

ＦＩＨｅは、患者の吸気を模した第１検査ガスＩＧ１中のヘリウム（Ｈｅ）濃度である。本実施形態では実濃度（９．５２％）をそのまま使用している。
ＦＡＨｅは、患者の呼気を模した第２検査ガスＩＧ２中のヘリウム（Ｈｅ）濃度である。本実施形態では、ＦＡＨｅ測定値はフェーズ７のサンプル工程においてＤＬco測定装置５０のＨｅ濃度センサ５３ｂによって測定される。フェーズ７においてＨｅ濃度センサ５３ｂによって測定されたＦＡＨｅ測定値は、７．１６％である。なお、ＦＡＨｅ真値（実濃度）は７．０２％であり、測定誤差は約２．０％（＝（７．１６−７．０２）／７．０２×１００）である。

ＦＩＣＯは、患者の吸気を模した第１検査ガスＩＧ１中の一酸化炭素（ＣＯ）濃度である。本実施形態では実濃度（０.２６４％）をそのまま使用している。
ＦＡＣＯは、患者の呼気を模した第２検査ガスＩＧ２中の一酸化炭素（ＣＯ）濃度である。本実施形態では、ＦＡＣＯ測定値はフェーズ７のサンプル工程においてＤＬco測定装置５０のＣＯ濃度センサ５３ａによって測定される。フェーズ７においてＣＯ濃度センサ５３ａによって測定されたＦＡＣＯ測定値は、０．１０１４％である。なお、ＦＡＣＯ真値は０．１０１％であり、測定誤差は約０．４％（＝（０．１０１４−０．１０１）／０．１０１×１００）である。

ＢＨＴは、呼吸停止時間であり、フェーズ５の”較正ポンプの洗い出し”の工程に要した時間Ｔ５とフェーズ６の”第２検査ガスの取り込み”の工程に要した時間Ｔ６との合算値である。ＢＨＴ測定値は１０．１７秒であり、ＢＨＴ真値は１０．００秒である。

ＶＡ’（ＢＴＰＳ）は、第１検査ガスＩＧ１と第２検査ガスＩＧ２との間のＨｅの希釈率によって算出した、死腔量（デッドスペース）ＶＤを考慮した体内状態における肺胞容量（ＢＴＰＳ）であり、下記式４によって算出される。
（式４）：ＶＡ’（ＢＴＰＳ）＝ＶＩ（ＢＴＰＳ）×（ＦＩＨｅ／ＦＡＨｅ）−ＶＤ
本実施形態でのＶＡ’（ＢＴＰＳ）測定値は、ＶＡ’（ＢＴＰＳ）測定値＝２．９４×（９．５２／７．１６）−０．１２＝３．７９Ｌである。なお、ＶＡ’（ＢＴＰＳ）真値は、３．８７Ｌ（＝２．９４×（９．５２／７．０２）−０．１２）である。

ＶＡ’（ＳＴＰＤ）は、第１検査ガスＩＧ１と第２検査ガスＩＧ２との間のＨｅの希釈率によって算出した、死腔量（デッドスペース）ＶＤを考慮した標準状態における肺胞容量（ＳＴＰＤ）であり、下記式５によって算出される。
（式５）：ＶＡ’（ＳＴＰＤ）＝ＶＡ’（ＢＴＰＳ）×０．８２６
本実施形態でのＶＡ’（ＳＴＰＤ）測定値は、ＶＡ’（ＳＴＰＤ）測定値＝３．７９×０．８２６＝３．１３Ｌである。なお、ＶＡ’（ＳＴＰＤ）真値は、３．１９Ｌ（＝３．８７×０．８２６）である。

ＲＶ’（ＢＴＰＳ）は、第１検査ガスＩＧ１と第２検査ガスＩＧ２との間のＨｅの希釈率によって算出した体内状態における残気量（ＢＴＰＳ）で、死腔量（デッドスペース）ＶＤを考慮して下記式６によって算出される。
（式６）：ＲＶ’（ＢＴＰＳ）＝ＶＩ×（ＦＩＨｅ−ＦＡＨｅ）／ＦＡＨｅ−ＶＤ＝ＶＡ’（ＢＴＰＳ）−ＶＩ（ＢＴＰＳ）
本実施形態でのＲＶ’（ＢＴＰＳ）測定値は、ＲＶ’（ＢＴＰＳ）測定値＝３．７９−２．９４＝０．８５Ｌである。なお、ＲＶ’（ＢＴＰＳ）真値は、０．９３Ｌ（＝３．８７−２．９４）である。

ＶＡ’（ＢＴＰＳ）（ＶＤなし）は、第１検査ガスＩＧ１と第２検査ガスＩＧ２との間のＨｅの希釈率によって算出した、死腔量（デッドスペース）ＶＤを考慮しない体内状態における肺胞容量（ＢＴＰＳ）であり、下記式４’によって算出される。
（式４’）：ＶＡ’（ＢＴＰＳ）（ＶＤなし）＝ＶＩ（ＢＴＰＳ）×ＦＩＨｅ／ＦＡＨｅ）
本実施形態での測定値は、ＶＡ’（ＢＴＰＳ）（ＶＤなし）測定値＝２．９４×（９．５２／７．１６）＝３．９１Ｌである。なお、ＶＡ’（ＢＴＰＳ）（ＶＤなし）真値は、３．９９Ｌ（＝２．９４×（９．５２／７．０２））である。

ＶＡ’（ＳＴＰＤ）（ＶＤなし）は、第１検査ガスＩＧ１と第２検査ガスＩＧ２との間のＨｅの希釈率によって算出した、死腔量（デッドスペース）ＶＤを考慮しない標準状態における肺胞容量（ＳＴＰＤ）であり、下記式５’によって算出される。
（式５’）：ＶＡ’（ＳＴＰＤ）（ＶＤなし）＝ＶＡ’（ＢＴＰＳ）（ＶＤなし）×０．８２６
本実施形態での測定値は、ＶＡ’（ＳＴＰＤ）（ＶＤなし）測定値＝３．９１×０．８２６＝３．２３Ｌである。なお、ＶＡ’（ＳＴＰＤ）（ＶＤなし）真値は、３．２９Ｌ（＝３．９９×０．８２６）である。

ＶＤは、死腔量（デッドスペース）であり、１２０ｍｌである。

ＤＬＣＯ’は、肺拡散能力値であり、下記式７によって算出される。
（式７）：ＤＬＣＯ’＝ＶＡ’（ＳＴＰＤ）×１０００×６０／｛（ＰＢ−４７）×ＢＨＴ｝×ｌｏｇ｛（ＦＡＨｅ／ＦＩＨｅ）×（ＦＩＣＯ／ＦＡＣＯ）｝
本実施形態でのＤＬＣＯ’測定値は、ＤＬＣＯ’測定値＝３．１３×１０００×６０／｛（７６０−４７）×１０．１７｝×ｌｏｇ｛（７．１６／９．５２）×（０．２６４／０．１０１）｝＝１７．５１である。なお、ＢＨＴを１０．１７秒から１０秒に補正した時の、ＢＨＴ補正後のＤＬＣＯ’測定値は、１７．８１となる。なお、ＤＬＣＯ’真値は１７．７５である。従って、測定誤差は約０．３％（＝（１７．８１−１７．７５）／１７．７５×１００）である。

本実施形態では、許容測定誤差は、例えば真値の５％に設定することが可能である。従って、ＤＬＣＯ’測定値についての許容測定誤差は、１７．７５×０．０５＝０．８９である。従って、適合範囲内の上限値は、１７．７５＋０．８９＝１８．６４となる。一方、下限値は、１７．７５−０．８９＝１６．８６となる。ＢＨＴ補正後のＢＬＣＯ’測定値は、１７．８１であり、［１６．８６、１８．６４］の範囲内に存在する。これにより、ＤＬＣＯ’測定値は適合範囲内であることが確認される。その結果、ＤＬco測定装置５０の較正結果は適正であることが確認される。

なお、上記式４と式５より、第１検査ガスＩＧ１と第２検査ガスＩＧ２との間のＨｅの希釈率（ＦＩＨｅ／ＦＡＨｅ）と死腔量（デッドスペース）ＶＤが分かれば、標準状態における肺胞容量ＶＡ’（ＳＴＰＤ）が測定値として求められる。その結果、式７より、第１検査ガスＩＧ１中のＣＯ濃度ＦＩＣＯと、第２検査ガスＩＧ２中のＣＯ濃度ＦＡＣＯが分かれば、肺拡散能力値ＤＬＣＯ’が測定値として求められることになる。つまり、第２検査ガスＩＧ２中のヘリウム濃度ＦＡＨｅ測定値と、一酸化炭素濃度ＦＡＣＯ測定値を取得することにより、ＤＬco測定装置５０の測定精度を好適に管理することができることになる。

以上の通り、本較正装置１００によれば、較正ポンプ１０の吐出／吸込に係るバルブ部３０が独立した系統Ｌ１,Ｌ２,Ｌ３によって、ヒトの呼気を模した第２検査ガスＩＧ２を貯める検査ガス用バッグ２０、ＤＬｃｏ測定装置５０又は大気に対し接続可能に構成されており、各系統Ｌ１,Ｌ２,Ｌ３は独立した第１弁３１、第２弁３２又は第３弁３３によって開閉可能に構成されている。

上記構成では、第１弁３１から第３弁３３を自動的に操作することにより、ヒトの吸気動作の模擬においては、較正ポンプ１０をＤＬco測定装置５０のみに連通させＤＬco測定装置５０からヒトの吸気を模した第１検査ガスＩＧ１を較正ポンプ１０内に取り込むことが可能となる。一方、呼気動作においては、始め較正ポンプ１０を大気にのみに連通させ、第１検査ガスＩＧ１を排気し、続いて検査ガス用バッグ２０のみに連通させることにより、ヒトの呼気を模した第２検査ガスＩＧ２を較正ポンプ１０内に取り込むことができる。そして、較正ポンプ１０をＤＬco測定装置５０のみに連通させることにより、取り込んだ第２検査ガスＩＧ２をＤＬco測定装置５０に吐き出すことが可能となる。これにより、１個の較正ポンプ１０の押し／引き操作のみでヒトの拡散機能をシミュレートすることができるようになる。

また、第１弁３１から第３弁３３は、第２検査ガスＩＧ２の圧力によって開閉される気圧作動弁である。この第２検査ガスＩＧ２は、コントローラ７０からの指令によって開閉制御される第１電磁弁４１から第３電磁弁４３を介して供給されるように構成されている。

上記構成では、第１弁３１から第３弁３３はガスの圧力によって開閉されるため、オペレータが直接にバルブ操作をする必要がなくなる。

更に、第１弁３１から第３弁３３は、上記第１電磁弁４１から第３電磁弁４３を介してコントローラ７０によって制御されることになるため、第１弁３１から第３弁３３の切り替えがコントローラ７０によって自動的に行われるようになる。その結果、少なくとも第１弁３１から第３弁３３については、ＤＬco測定装置５０の較正作業における各フェーズに応じてコントローラ７０によって自動的に開閉されることになる。

また、第１弁３１から第３弁３３は第２検査ガスＩＧ２によって駆動されるように構成されている。そのため、第１弁３１から第３弁３３を通して駆動用ガスが較正ポンプ１０内に漏洩することが発生したとしても、駆動用ガスは第２検査ガスＩＧ２そのものであるため、ＤＬＣＯ’測定値の測定に対し何ら影響を及ぼすことはない。

また、検査ガス用バッグ２０は並列した系統Ｌ４,Ｌ５によって、電磁ポンプ６０と第２検査ガスＩＧ２のガス源であるガスボンベ９０に対し選択的に接続可能に構成されており、各系統Ｌ４,Ｌ５は独立した第４電磁弁４４又は第５電磁弁４５によって自動的に開閉可能に構成されている。更に、第４電磁弁４４、第５電磁弁４５及び電磁ポンプ６０は、コントローラ７０からの指令によって開閉制御されるように構成されている。

上記構成では、ＤＬco測定装置５０に対する較正の準備段階として、検査ガス用バッグ２０に対する第２検査ガスＩＧ２の洗い出し、又は第２検査ガスＩＧ２の供給については、コントローラ７０によって自動的に行われるようになる。

また、第１弁３１（第１電磁弁４１）から第３弁３３（第３電磁弁４３）、第４電磁弁４４、第５電磁弁４５、及び電磁ポンプ６０の開閉又はオン／オフステータスについては、ＤＬco測定装置５０の較正作業の各フェーズ毎に予め決定され、プログラミングされている。

そのため、オペレータはコントローラ７０のステージスイッチ７６Ａを押して所望のフェーズ番号を表示部７７に表示させることにより、第１弁３１（第１電磁弁４１）から第３弁３３（第３電磁弁４３）、第４電磁弁４４、第５電磁弁４５、及び電磁ポンプ６０の開／閉状態又はオン／オフ状態については、自動的に設定されることになる。これにより、ＤＬco測定装置５０に対する較正作業の全フェーズを通して、オペレータは上記弁等の操作に何ら関与することなく、１個のポンプ（１０）の押し／引き操作のみに専念することができるようになる。

また、第１弁３１から第３弁３３については、例えばバルブのボディがプラスチック樹脂で、弁体（バルーン）はシリコン樹脂でそれぞれ作られている。そのため、較正ポンプ１０の吐出／吸込に係るバルブ部３０を軽量かつ小型化にすることが可能となる。従って、単一の較正ポンプ１０と相俟って較正装置全体を軽量かつ小型化にすることが可能となる。

また、第１弁３１から第３弁３３を開閉する駆動ガスについては、第２検査ガスＩＧ２と同じ組成のガスを用いている。そのため、仮に第１弁３１から第３弁３３の何れかから駆動ガスが漏れることが起きる場合であっても、ＤＬＣＯ’測定は何ら影響を受けることがない。

以上の通り、本較正装置１００によれば、オペレータがバルブ切り替えに係る操作をすることなく１つの較正ポンプ１０の押し／引き操作のみでヒトの拡散機能をシミュレートすることができるようになる。また、装置全体を軽量かつ小型化にすることが可能となる。

以上、図面を参照しながら、本発明に係る肺機能検査装置の較正装置の一実施形態について説明してきたが、本発明は上記実施形態だけに限定されるものではない。すなわち、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲内において種々の変更・修正を加えることが可能である。例えば、患者の呼気を模した第２検査ガスＩＧ２中のヘリウム濃度ＦＡＨｅ測定値及び一酸化炭素濃度ＦＡＣＯ測定値に代えて、患者の吸気を模した第１検査ガスＩＧ１中のＦＩＨｅ測定値とＦＩＣＯ測定値に基づいてＤＬＣＯ’測定値を算出し、そのＤＬＣＯ’測定値がＤＬＣＯ’真値の適合範囲内（ＤＬＣＯ’真値±許容測定誤差）に存在するか否かを判定するようにしても良い。なお、この場合、第２検査ガスＩＧ２中のヘリウム濃度、一酸化炭素濃度についてはＦＡＨｅ真値、ＦＡＣＯ真値がそれぞれ使用される。また、第２検査ガスＩＧ２中に二酸化炭素（ＣＯ_２）や水分（Ｈ_２Ｏ）を加えても良い。

また、第１弁３１、第２弁３２及び第３弁３３は、ガスによって開閉される流体作動弁であればよく、上記バルーンタイプだけに限らない。同様に、第１電磁弁４１、第２電磁弁４２、第３電磁弁４３、第４電磁弁４４及び第５電磁弁４５についても、コントローラ７０からの指令によって開閉制御される電子制御弁であればよく、上記３ポート電磁弁または２ポート電磁弁だけに限らない。

また、電磁ポンプ６０に代えてその他の吸引ポンプ、例えば遠心式、軸流式、ねじ式、または往復式のポンプを使用することが可能である。

１ シリンダ
１ａ 先端
１ｂ 後端
２ ピストン
３ ロッド
３ａ ストッパ
４ 操作ノブ
１２ シリンダ吸引スペース
２０ 検査ガス用バッグ
３０ バルブ部（吐出部）
３１ 第１弁
３２ 第２弁
３３ 第３弁
４０ バルブ駆動部
４１ 第１電磁弁
４２ 第２電磁弁
４３ 第３電磁弁
４４ 第４電磁弁
４５ 第５電磁弁
４６ 調圧弁
５０ ＤＬｃｏ測定装置
５１ チャンバ
５２ ローリングシール型スパイロメータ
５２ａ シリンダ
５２ｂ ピストン
５２ｃ ローリングシール
５２ｄ ロッド
５３ ガス供給・検査部
６０ 電磁ポンプ
７０ コントローラ
８０ ブレーカー
９０ ガスボンベ
ＩＧ１ 第１検査ガス
ＩＧ２ 第２検査ガス
１００ 肺機能検査装置の較正装置

Claims (10)

1. １個のポンプ（１０）によってヒトの肺の吸気動作および呼気動作を模擬可能な肺機能検査装置の較正装置（１００）であって、
   前記ポンプ（１０）の吐出／吸込部（３０）は独立した系統（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）によって、ヒトの息を模した検査ガス（ＩＧ２）を貯めるガス貯蔵部（２０）、前記肺機能検査装置（５０）又は大気に対し接続可能に構成されており、
   各系統（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）は独立した第１バルブ（３１）、第２バルブ（３２）又は第３バルブ（３３）によって自動的に開閉可能に構成されている
   ことを特徴とする肺機能検査装置の較正装置。
2. 請求項１に記載の肺機能検査装置の較正装置（１００）において、
   前記第１から第３バルブ（３１、３２、３３）はガスの圧力によって開閉される流体作動弁である
   ことを特徴とする肺機能検査装置の較正装置。
3. 請求項２に記載の肺機能検査装置の較正装置（１００）において、
   前記ガスは、制御装置（７０）からの指令によって開閉制御される電子制御弁（４１、４２、４３）を介して供給される
   ことを特徴とする肺機能検査装置の較正装置。
4. 請求項１から３の何れか１項に記載の肺機能検査装置の較正装置（１００）において、
   前記ガスは前記検査ガス（ＩＧ２）と同じ組成である
   ことを特徴とする肺機能検査装置の較正装置。
5. 請求項１から４の何れか１項に記載の肺機能検査装置の較正装置（１００）において、
   前記ガス貯蔵部（２０）は並列した系統（Ｌ４、Ｌ５）によって、吸引ポンプ（６０）と前記検査ガス（ＩＧ２）のガス源（９０）に対し選択的に接続可能に構成されており、
   各系統（Ｌ４、Ｌ５）は独立した第４バルブ（４４）又は第５バルブ（４５）によって自動的に開閉可能に構成されている
   ことを特徴とする肺機能検査装置の較正装置。
6. 請求項５に記載の肺機能検査装置の較正装置（１００）において、
   前記第４バルブ（４４）及び前記第５バルブ（４５）は、制御装置（７０）からの指令によって開閉制御される
   ことを特徴とする肺機能検査装置の較正装置。
7. 請求項５に記載の肺機能検査装置の較正装置（１００）において、
   前記吸引ポンプ（６０）は、制御装置（７０）からの指令によって開閉制御される
   ことを特徴とする肺機能検査装置の較正装置。
8. 請求項１から７の何れか１項に記載の肺機能検査装置の較正装置（１００）において、
   少なくとも前記第１から第３バルブ（３１、３２、３３）については、前記肺機能検査装置（５０）に対する較正作業の各フェーズにおける開閉ステータス（図３）が予め決定されている
   ことを特徴とする肺機能検査装置の較正装置。
9. 請求項５から８の何れか１項に記載の肺機能検査装置の較正装置（１００）において、
   前記第４バルブ（４４）、前記第５バルブ（４５）及び前記吸引ポンプ（６０）については、前記肺機能検査装置（５０）に対する較正作業の各フェーズにおける開閉ステータス（図３）が予め決定されている
   ことを特徴とする肺機能検査装置の較正装置。
10. 請求項１から９の何れか１項に記載の排気の検査装置の較正装置（１００）において、
    前記第１から第３バルブ（３１、３２、３３）はボディ及び弁体が高分子素材から成る気圧作動弁である
    ことを特徴とする肺機能検査装置の較正装置。

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