JP2786808B2 - 気相系呼吸機能の測定方法および測定結果を用いた気相系呼吸機能の健康管理方法 - Google Patents
気相系呼吸機能の測定方法および測定結果を用いた気相系呼吸機能の健康管理方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気相系呼吸機能の測定
方法およびその結果を用いた気相系呼吸機能の健康管理
方法に関する。
方法およびその結果を用いた気相系呼吸機能の健康管理
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】吸入気ガス分布率、簡易残気率、および
酸素消費要求度指標を用いる気相系呼吸機能の評価方法
は、従来は存在していない。
酸素消費要求度指標を用いる気相系呼吸機能の評価方法
は、従来は存在していない。
【０００３】従来は、一酸化炭素肺拡散能力のみが測定
され、これによって、気相系呼吸機能の疾病管理が行な
われていた。
され、これによって、気相系呼吸機能の疾病管理が行な
われていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような従来技術で
は、肺胞中の酸素ガスが、肺毛細血管にどの程度拡散し
て移動するかが判り、疾病管理はできるが、簡便に肺胞
中で空気がどのように分布するかを目的とする残気率の
程度、また身体末梢組織、臓器における酸素消費要求度
が判断できず、酸素消費を主体とする生活習慣（飲酒、
食事、運動、肥満度、喫煙）の改善による健康者の健康
管理には適さない。
は、肺胞中の酸素ガスが、肺毛細血管にどの程度拡散し
て移動するかが判り、疾病管理はできるが、簡便に肺胞
中で空気がどのように分布するかを目的とする残気率の
程度、また身体末梢組織、臓器における酸素消費要求度
が判断できず、酸素消費を主体とする生活習慣（飲酒、
食事、運動、肥満度、喫煙）の改善による健康者の健康
管理には適さない。
【０００５】本発明の目的は、気相系呼吸機能を全般的
に測定する方法を提供し、これらを用いて、生活習慣の
変化に対応した気相系呼吸機能の健康管理方法を提供す
ることである。
に測定する方法を提供し、これらを用いて、生活習慣の
変化に対応した気相系呼吸機能の健康管理方法を提供す
ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、被験者が行う
最大量の吸入動作とこれに続く１０秒間の呼吸停止とそ
の後の最大量の呼出動作との一連の一回呼吸動作を利用
して気相系呼吸機能の評価データを収集するに際し、
０．３％の既知濃度の一酸化炭素（濃度ＦＩ（ＣＯ））
と約１０％の既知濃度のヘリウム（濃度ＦＩ（Ｈｅ））
とを含む空気をテストガスとして使用し、切換弁の切換
えにより、吸入時にレスピロメータにより前記テストガ
スの吸入分量ＶＩを計測し、吸気が終了すれば１０秒間
呼吸を停止し、その後、切換弁を切換えて最初は、死腔
ガスを計量する装置に、次いで分析用呼出ガスを収集す
る装置により、呼出動作によって得られた呼気から最初
の死腔ガスが混合する可能性のある部分を除いて採取さ
れた採取ガスの中の一酸化炭素の濃度（ＦＥ（ＣＯ））
とヘリウムの濃度（ＦＥ（Ｈｅ））とを計測し、これら
の吸入分量Ｖ１、一酸化炭素の濃度（ＦＥ（ＣＯ））お
よびヘリウムの濃度（ＦＥ（Ｈｅ））を用いて次の数式
によって吸入気ガス分布率ＦＥ（Ｈｅ）／ＦＩ（Ｈｅ）
％、簡易残気率ＲＶ′％、および酸素消費要求度指標Δ
Ｐ（ＣＯ）／ｔおよび一酸化炭素肺拡散能力ＤＬＣＯを
求めることを特徴とする気相系呼吸機能の評価データ収
集方法である。ただし、次式においてＰＢは大気圧（単
位Ｔｏｒｒ）。
最大量の吸入動作とこれに続く１０秒間の呼吸停止とそ
の後の最大量の呼出動作との一連の一回呼吸動作を利用
して気相系呼吸機能の評価データを収集するに際し、
０．３％の既知濃度の一酸化炭素（濃度ＦＩ（ＣＯ））
と約１０％の既知濃度のヘリウム（濃度ＦＩ（Ｈｅ））
とを含む空気をテストガスとして使用し、切換弁の切換
えにより、吸入時にレスピロメータにより前記テストガ
スの吸入分量ＶＩを計測し、吸気が終了すれば１０秒間
呼吸を停止し、その後、切換弁を切換えて最初は、死腔
ガスを計量する装置に、次いで分析用呼出ガスを収集す
る装置により、呼出動作によって得られた呼気から最初
の死腔ガスが混合する可能性のある部分を除いて採取さ
れた採取ガスの中の一酸化炭素の濃度（ＦＥ（ＣＯ））
とヘリウムの濃度（ＦＥ（Ｈｅ））とを計測し、これら
の吸入分量Ｖ１、一酸化炭素の濃度（ＦＥ（ＣＯ））お
よびヘリウムの濃度（ＦＥ（Ｈｅ））を用いて次の数式
によって吸入気ガス分布率ＦＥ（Ｈｅ）／ＦＩ（Ｈｅ）
％、簡易残気率ＲＶ′％、および酸素消費要求度指標Δ
Ｐ（ＣＯ）／ｔおよび一酸化炭素肺拡散能力ＤＬＣＯを
求めることを特徴とする気相系呼吸機能の評価データ収
集方法である。ただし、次式においてＰＢは大気圧（単
位Ｔｏｒｒ）。
【０００７】
【数３】
【０００８】また本発明は、被験者が行う最大量の吸入
動作とこれに続く１０秒間の呼吸停止とその後の最大量
の呼出動作との一連の一回呼吸動作を利用して気相系呼
吸機能の健康管理データを収集するに際し、０．３％の
既知濃度の一酸化炭素（濃度ＦＩ（ＣＯ））と約１０％
の既知濃度のヘリウム（濃度ＦＩ（Ｈｅ））とを含む空
気をテストガスとして使用し、切換弁の切換えにより、
吸入時にレスピロメータにより前記テストガスの吸入分
量ＶＩを計測し、吸気が終了すれば１０秒間呼吸を停止
し、その後、切換弁を切換えて最初は、死腔ガスを計量
する装置に、次いで分析用呼出ガスを収集する装置によ
り、呼出動作によって得られた呼気から最初の死腔ガス
が混合する可能性のある部分を除いて採取された採取ガ
スの中の一酸化炭素の濃度（ＦＥ（ＣＯ））とヘリウム
の濃度（ＦＥ（Ｈｅ））とを計測し、喫煙習性の改善に
資する気道、肺胞の閉塞性変化の評価を行うための吸入
気ガス分布率ＦＥ（Ｈｅ）／ＦＩ（Ｈｅ）％および簡易
残気率ＲＶ′％を次の数式に従い算出して換気機能と関
連づけて肺内の吸入気のガス分布および肺内に残存する
残気量を求めるとともに、生活習慣の改善に資する酸素
消費を主体する飲酒、食事、運動、肥満度、喫煙等の生
活習慣の適正を評価するための一酸化炭素肺拡散能力Ｄ
ＬＣＯおよび酸素消費要求度指標ΔＰ（ＣＯ）／ｔを次
式に従い算出して、さらに時間的経過における算出値を
得てその比較を行うことを特徴とする気相系呼吸機能の
健康管理データの収集方法を提供するものである。
動作とこれに続く１０秒間の呼吸停止とその後の最大量
の呼出動作との一連の一回呼吸動作を利用して気相系呼
吸機能の健康管理データを収集するに際し、０．３％の
既知濃度の一酸化炭素（濃度ＦＩ（ＣＯ））と約１０％
の既知濃度のヘリウム（濃度ＦＩ（Ｈｅ））とを含む空
気をテストガスとして使用し、切換弁の切換えにより、
吸入時にレスピロメータにより前記テストガスの吸入分
量ＶＩを計測し、吸気が終了すれば１０秒間呼吸を停止
し、その後、切換弁を切換えて最初は、死腔ガスを計量
する装置に、次いで分析用呼出ガスを収集する装置によ
り、呼出動作によって得られた呼気から最初の死腔ガス
が混合する可能性のある部分を除いて採取された採取ガ
スの中の一酸化炭素の濃度（ＦＥ（ＣＯ））とヘリウム
の濃度（ＦＥ（Ｈｅ））とを計測し、喫煙習性の改善に
資する気道、肺胞の閉塞性変化の評価を行うための吸入
気ガス分布率ＦＥ（Ｈｅ）／ＦＩ（Ｈｅ）％および簡易
残気率ＲＶ′％を次の数式に従い算出して換気機能と関
連づけて肺内の吸入気のガス分布および肺内に残存する
残気量を求めるとともに、生活習慣の改善に資する酸素
消費を主体する飲酒、食事、運動、肥満度、喫煙等の生
活習慣の適正を評価するための一酸化炭素肺拡散能力Ｄ
ＬＣＯおよび酸素消費要求度指標ΔＰ（ＣＯ）／ｔを次
式に従い算出して、さらに時間的経過における算出値を
得てその比較を行うことを特徴とする気相系呼吸機能の
健康管理データの収集方法を提供するものである。
【数３】
【０００９】
【作用】本発明に従えば、気相系呼吸機能を吸入ガス分
布率と残気率と一酸化炭素肺拡散能力と酸素消費要求度
指標とによって総合的に判断する。
布率と残気率と一酸化炭素肺拡散能力と酸素消費要求度
指標とによって総合的に判断する。
【００１０】肺に外気を吸入したとき、肺が新鮮な空気
で満たされることが好ましい。しかし肺中でのガス分布
が不均等となり、吸入気ガス濃度が低く、また呼吸によ
って呼出されない残気が残る。呼吸機能は、残気の絶対
量（残気量ＲＶ）のみでなく、吸入時の肺中の全気量
（肺胞気量ＶA）と残気量との比（残気率ＲＶ％）に関
係する。そして残気量ＲＶと肺胞気量ＶAとは、普通に
呼吸をしているときの量ではなく、最大の吸気と呼気を
行ったときの量で表わす。
で満たされることが好ましい。しかし肺中でのガス分布
が不均等となり、吸入気ガス濃度が低く、また呼吸によ
って呼出されない残気が残る。呼吸機能は、残気の絶対
量（残気量ＲＶ）のみでなく、吸入時の肺中の全気量
（肺胞気量ＶA）と残気量との比（残気率ＲＶ％）に関
係する。そして残気量ＲＶと肺胞気量ＶAとは、普通に
呼吸をしているときの量ではなく、最大の吸気と呼気を
行ったときの量で表わす。
【００１１】 ＲＶ％ ＝ （ＲＶ／ＶＡ）×１００ …（５） 肺胞気量ＶAや残気量ＲＶを直接求めることは、困難で
あるので、肺中で変化をせず、また肺胞から肺毛細血管
への拡散のほとんどない不活性ガス、たとえばヘリウム
を含んだ空気を用いて簡易肺胞気量ＶA′、簡易残気量
ＲＶ′を求める。すなわち、ヘリウム濃度ＦI（Ｈｅ）
の空気をＶI吸気し、これが肺中でＦA（Ｈｅ）のヘリウ
ム濃度になったとし、死腔気量を０とみなすと、
あるので、肺中で変化をせず、また肺胞から肺毛細血管
への拡散のほとんどない不活性ガス、たとえばヘリウム
を含んだ空気を用いて簡易肺胞気量ＶA′、簡易残気量
ＲＶ′を求める。すなわち、ヘリウム濃度ＦI（Ｈｅ）
の空気をＶI吸気し、これが肺中でＦA（Ｈｅ）のヘリウ
ム濃度になったとし、死腔気量を０とみなすと、
【００１２】
【数４】
【００１３】ヘリウムは、肺胞中で濃度がほとんど変化
しないので、呼気中のヘリウム濃度ＦE（Ｈｅ）は、ＦA
（Ｈｅ）に略等しい。また簡易残気量ＲＶ′は、簡易肺
胞気量ＶA′と吸気量ＶIとの差であるから ＲＶ′＝ＶA′−ＶI …（７） 式５，６，７から次のように式２が導入される。
しないので、呼気中のヘリウム濃度ＦE（Ｈｅ）は、ＦA
（Ｈｅ）に略等しい。また簡易残気量ＲＶ′は、簡易肺
胞気量ＶA′と吸気量ＶIとの差であるから ＲＶ′＝ＶA′−ＶI …（７） 式５，６，７から次のように式２が導入される。
【００１４】
【数５】
【００１５】簡易残気率ＲＶ′％は、肺内ガス分布代用
指標である吸入気ガス分布率ＦE（Ｈｅ）／ＦI（Ｈｅ）
％と関連する。残気率ＲＶ％（簡易残気率ＲＶ′％もほ
とんど同じ）は、呼吸筋の活力に関係し、よく運動する
人では小さくなる。呼吸筋の活力は、加齡とともに衰え
るので老人では、残気率ＲＶ％が４０％を超えることも
ある。
指標である吸入気ガス分布率ＦE（Ｈｅ）／ＦI（Ｈｅ）
％と関連する。残気率ＲＶ％（簡易残気率ＲＶ′％もほ
とんど同じ）は、呼吸筋の活力に関係し、よく運動する
人では小さくなる。呼吸筋の活力は、加齡とともに衰え
るので老人では、残気率ＲＶ％が４０％を超えることも
ある。
【００１６】次に肺におけるガス交換について考える。
気道は、気管から気管支を経て肺に入り、多く枝分れを
して、図１に示すように終末細気管支ＴＢを介して呼吸
細気管支ＲＢ、肺胞道Ｄ、肺胞嚢Ｓに達している。２重
線で表わした終末細気管支ＴＢと呼吸細気管支ＲＢの一
部は、ガス交換を行わないが、呼吸細気管支ＲＢの残部
と、肺胞道Ｄと、肺胞嚢Ｓとは、ガスを透過する肺胞膜
によって構成され、その周囲が肺毛細血管によって包ま
れている。図２は、これらの関係を模式的に示したもの
で、ガス交換を行う呼吸細気管支ＲＢ以下を肺胞１で表
し、この肺胞膜５と肺毛細血管２とが接している。吸気
は、終末細気管支３から肺胞１内に入り、肺胞膜５と肺
毛細血管２の管膜４とを通して、酸素と炭素ガスが交換
され、呼気として終末細気管支３から体外へ排出され
る。ガスが肺胞膜５と血管膜４とを透過する場合、透過
抵抗は、ガスによって定まるが、分子量が大きい程小さ
い。特に炭素ガスは、透過抵抗が酸素の約１／２０と小
さく、問題とならない。なおヘリウムは分子量が小さ
く、透過抵抗は大きくてほとんど透過しないと考えられ
る。
気道は、気管から気管支を経て肺に入り、多く枝分れを
して、図１に示すように終末細気管支ＴＢを介して呼吸
細気管支ＲＢ、肺胞道Ｄ、肺胞嚢Ｓに達している。２重
線で表わした終末細気管支ＴＢと呼吸細気管支ＲＢの一
部は、ガス交換を行わないが、呼吸細気管支ＲＢの残部
と、肺胞道Ｄと、肺胞嚢Ｓとは、ガスを透過する肺胞膜
によって構成され、その周囲が肺毛細血管によって包ま
れている。図２は、これらの関係を模式的に示したもの
で、ガス交換を行う呼吸細気管支ＲＢ以下を肺胞１で表
し、この肺胞膜５と肺毛細血管２とが接している。吸気
は、終末細気管支３から肺胞１内に入り、肺胞膜５と肺
毛細血管２の管膜４とを通して、酸素と炭素ガスが交換
され、呼気として終末細気管支３から体外へ排出され
る。ガスが肺胞膜５と血管膜４とを透過する場合、透過
抵抗は、ガスによって定まるが、分子量が大きい程小さ
い。特に炭素ガスは、透過抵抗が酸素の約１／２０と小
さく、問題とならない。なおヘリウムは分子量が小さ
く、透過抵抗は大きくてほとんど透過しないと考えられ
る。
【００１７】血液中の酸素は、血液中に物理的に溶解し
ている部分と、血液中のヘモグロビンに結合している部
分とがある。そして酸素が、肺胞膜と肺毛細血管膜と
を、単位時間に透過する量ｄＶ／ｄｔは、肺胞中の酸素
の分圧Ｐ1（Ｏ2）と、肺毛細血管中の血液に溶解してい
る酸素の分圧Ｐ2（Ｏ2）との差に比例する。
ている部分と、血液中のヘモグロビンに結合している部
分とがある。そして酸素が、肺胞膜と肺毛細血管膜と
を、単位時間に透過する量ｄＶ／ｄｔは、肺胞中の酸素
の分圧Ｐ1（Ｏ2）と、肺毛細血管中の血液に溶解してい
る酸素の分圧Ｐ2（Ｏ2）との差に比例する。
【００１８】 ｄＶ／ｄｔ＝ＤL（Ｏ2）｛Ｐ1（Ｏ2）−Ｐ2（Ｏ2）｝ …（８） ＤL（Ｏ2）は、酸素肺拡散能力と呼ばれるものである
が、血液中に溶解している酸素の分圧Ｐ2（Ｏ2）の測定
が困難であるので、肺拡散能力が酸素と略等しく、血液
中のヘモグロビンとの結合力が酸素よりも充分に大きい
ので血液中に気体として溶解している分圧がほとんど零
になると考えられる一酸化炭素について肺拡散能力が求
められる。したがって一酸化炭素肺拡散能力ＤLCOを使
うと式８は次の式９のようになる。
が、血液中に溶解している酸素の分圧Ｐ2（Ｏ2）の測定
が困難であるので、肺拡散能力が酸素と略等しく、血液
中のヘモグロビンとの結合力が酸素よりも充分に大きい
ので血液中に気体として溶解している分圧がほとんど零
になると考えられる一酸化炭素について肺拡散能力が求
められる。したがって一酸化炭素肺拡散能力ＤLCOを使
うと式８は次の式９のようになる。
【００１９】 ｄＶ／ｄｔ＝ＤLCO×Ｐ1（ＣＯ） …（９） ここでＶは肺胞中の一酸化炭素の量であるから ｄＶ＝ＶA×ｄＦA（ＣＯ） …（10） また肺胞内の全圧力は大気圧ＰBに等しいが、各ガスの
濃度は乾ガスの濃度で表示されるので（ＰB−４７）が
肺胞内の乾ガスの圧力となる。ここに４７は、３７℃に
おける飽和水蒸気圧（単位Ｔｏｒｒ）である。肺胞内は
水蒸気で飽和していると考えられ、またヒトの平均体温
３７℃を用いる。これによって Ｐ1（ＣＯ）＝（ＰB−４７）×ＦA（ＣＯ） …（11） 式１０，１１を式９に代入すると、
濃度は乾ガスの濃度で表示されるので（ＰB−４７）が
肺胞内の乾ガスの圧力となる。ここに４７は、３７℃に
おける飽和水蒸気圧（単位Ｔｏｒｒ）である。肺胞内は
水蒸気で飽和していると考えられ、またヒトの平均体温
３７℃を用いる。これによって Ｐ1（ＣＯ）＝（ＰB−４７）×ＦA（ＣＯ） …（11） 式１０，１１を式９に代入すると、
【００２０】
【数６】
【００２１】両辺をｔ＝０〜ｔについて積分すると
【００２２】
【数７】
【００２３】ここにＦA（ＣＯ）Oは、初期（ｔ＝０）の
肺胞内の一酸化炭素の濃度であり、ヘリウムと同じ考え
でＦA（ＣＯ）O＝ＦI（ＣＯ）×（ＶI／ＶA）となる。
またＦA（ＣＯ）tは、終期の肺胞内の一酸化炭素の濃度
で、呼気中の一酸化炭素の濃度ＦE（ＣＯ）に等しい。
またＶAに式６を代入すると式１３は次のようになる。
肺胞内の一酸化炭素の濃度であり、ヘリウムと同じ考え
でＦA（ＣＯ）O＝ＦI（ＣＯ）×（ＶI／ＶA）となる。
またＦA（ＣＯ）tは、終期の肺胞内の一酸化炭素の濃度
で、呼気中の一酸化炭素の濃度ＦE（ＣＯ）に等しい。
またＶAに式６を代入すると式１３は次のようになる。
【００２４】
【数８】
【００２５】式３′はＤLCOを秒単位（ｍｌ／ｓｅｃ・
Ｔｏｒｒ）で表示したものであるが、これを分単位（ｍ
ｌ／ｍｉｎ・Ｔｏｒｒ）で表すために６０倍したものが
式３である。
Ｔｏｒｒ）で表示したものであるが、これを分単位（ｍ
ｌ／ｍｉｎ・Ｔｏｒｒ）で表すために６０倍したものが
式３である。
【００２６】総合ガス交換指標として、一酸化炭素肺拡
散能力（ＤLCO）を用いる。これの低下は、換気分布の
不均等や肺胞膜の肥厚が考えられる。
散能力（ＤLCO）を用いる。これの低下は、換気分布の
不均等や肺胞膜の肥厚が考えられる。
【００２７】酸素消費要求度指標（ΔＰ（ＣＯ）／ｔ）
は、次の式４で示される。
は、次の式４で示される。
【００２８】
【数９】
【００２９】これは、肺胞におけるガス交換状態の推移
を表し、単位時間当りの一酸化炭素の分圧差で、単位は
ｍＴｏｒｒ／ｓｅｃである。式４の第１項（０．３０／
ＦI（ＣＯ））は、吸気ガス中の一酸化炭素濃度を０．
３０（％）に補正する項である。第２項（ＰB−４７）
は、先に説明したように肺中における全乾ガスの圧力で
ある。第３項の前半｛ＦI（ＣＯ）×ＦE（Ｈｅ）／ＦI
（Ｈｅ）｝は、先に説明した初期（ｔ＝０）における肺
中の一酸化炭素の濃度であり、後半ＦE（ＣＯ）は、終
期における肺中の一酸化炭素の濃度である。これらに
（ＰB−４７）を掛けたものが肺中の初期と終期との一
酸化炭素の分圧である。第４項の分子１０は、圧力をＴ
ｏｒｒからｍＴｏｒｒ（ミリトール）にするために１０
００倍し、ガス濃度が％表示であるので１００で割った
もの、すなわち１０００／１００＝１０である。吸入気
ガス分布率ＦE（Ｈｅ）／ＦI（Ｈｅ）％および簡易残気
率ＲＶ′％は換気機能と関連づけて、肺内の吸入気のガ
ス分布および肺内に残存する残気量により気道、肺胞の
閉塞性変化を評価することにより、喫煙習慣の変更指導
により未然に肺胞の破壊による肺気腫の進展を予防する
健康管理の指標である。
を表し、単位時間当りの一酸化炭素の分圧差で、単位は
ｍＴｏｒｒ／ｓｅｃである。式４の第１項（０．３０／
ＦI（ＣＯ））は、吸気ガス中の一酸化炭素濃度を０．
３０（％）に補正する項である。第２項（ＰB−４７）
は、先に説明したように肺中における全乾ガスの圧力で
ある。第３項の前半｛ＦI（ＣＯ）×ＦE（Ｈｅ）／ＦI
（Ｈｅ）｝は、先に説明した初期（ｔ＝０）における肺
中の一酸化炭素の濃度であり、後半ＦE（ＣＯ）は、終
期における肺中の一酸化炭素の濃度である。これらに
（ＰB−４７）を掛けたものが肺中の初期と終期との一
酸化炭素の分圧である。第４項の分子１０は、圧力をＴ
ｏｒｒからｍＴｏｒｒ（ミリトール）にするために１０
００倍し、ガス濃度が％表示であるので１００で割った
もの、すなわち１０００／１００＝１０である。吸入気
ガス分布率ＦE（Ｈｅ）／ＦI（Ｈｅ）％および簡易残気
率ＲＶ′％は換気機能と関連づけて、肺内の吸入気のガ
ス分布および肺内に残存する残気量により気道、肺胞の
閉塞性変化を評価することにより、喫煙習慣の変更指導
により未然に肺胞の破壊による肺気腫の進展を予防する
健康管理の指標である。
【００３０】酸素消費要求度指標は、酸素消費を基本と
する生活習慣の相違によって増減する。すなわち肥満度
の高い人、食事量の多い人、運動量の多い人等では高く
なる。また喫煙習慣のある人、臓器障害のある人では低
くなる。飲酒習慣のある人は、通常（１合程度の飲酒習
慣）酸素消費要求度指標は高くなるが、３〜４合以上で
長期間の飲酒習慣のある人または肝臓に障害のある人は
逆に低くなる。
する生活習慣の相違によって増減する。すなわち肥満度
の高い人、食事量の多い人、運動量の多い人等では高く
なる。また喫煙習慣のある人、臓器障害のある人では低
くなる。飲酒習慣のある人は、通常（１合程度の飲酒習
慣）酸素消費要求度指標は高くなるが、３〜４合以上で
長期間の飲酒習慣のある人または肝臓に障害のある人は
逆に低くなる。
【００３１】吸入気ガス分布率、残気率、一酸化炭素肺
拡散能力および酸素消費要求度指標を総合的に判断・評
価することによって、気相系呼吸機能の維持管理の適切
な指導ができ、これを一定期間（たとえば２〜３月）後
に再度測定することによって、ライフスタイル管理から
みた指導ができる。
拡散能力および酸素消費要求度指標を総合的に判断・評
価することによって、気相系呼吸機能の維持管理の適切
な指導ができ、これを一定期間（たとえば２〜３月）後
に再度測定することによって、ライフスタイル管理から
みた指導ができる。
【００３２】また本テストは、通常の呼吸を行いながら
できることを特徴とする。このためテストガスとして用
いる一酸化炭素とヘリウムと空気の混合気体は、一酸化
炭素濃度を約０．３％と低くしている。一酸化炭素が血
液中のヘモグロビンと結合する能力は、酸素の約２００
倍であるので、一酸化炭素によるガス中毒の危険がない
濃度は吸気中の酸素濃度の、１／２００の０．１％程度
であるが短時間の試験では０．３％まで許容される。ま
たテストガスのヘリウム濃度は約１０％としたが、空気
を使った通常の呼吸に支障のない酸素濃度を得るためで
ある。
できることを特徴とする。このためテストガスとして用
いる一酸化炭素とヘリウムと空気の混合気体は、一酸化
炭素濃度を約０．３％と低くしている。一酸化炭素が血
液中のヘモグロビンと結合する能力は、酸素の約２００
倍であるので、一酸化炭素によるガス中毒の危険がない
濃度は吸気中の酸素濃度の、１／２００の０．１％程度
であるが短時間の試験では０．３％まで許容される。ま
たテストガスのヘリウム濃度は約１０％としたが、空気
を使った通常の呼吸に支障のない酸素濃度を得るためで
ある。
【００３３】
【実施例】以下、実施例でもって本発明をより具体的に
説明する。
説明する。
【００３４】図３は、本発明に用いる装置の一例を模式
的に示した図である。本装置は、切換弁１１によって被
験者が口にくわえる管１７と、吸気テストガスを貯える
レスピロメータ１２、死腔ガスを計量排出する装置１
３、分析用吸気ガス収集装置１４または外気呼吸管１５
のいずれかとを切換える。
的に示した図である。本装置は、切換弁１１によって被
験者が口にくわえる管１７と、吸気テストガスを貯える
レスピロメータ１２、死腔ガスを計量排出する装置１
３、分析用吸気ガス収集装置１４または外気呼吸管１５
のいずれかとを切換える。
【００３５】被験者１８は、管１７を口にくわえ鼻をお
さえて管１５から切換弁１１を介して外気を呼吸する。
テストは、最大量の吸入動作とこれら続く１０秒間の呼
吸停止とその後の最大量の呼出動作との一連の一回呼吸
動作を利用して行われる。すなわち、テストを始める前
に肺１９内のガスをできるだけ呼出し、切換弁１１によ
ってレスピロメータ１２と管１７とを接続し、吸気テス
トガスをできるだけ多く吸引し、その量を計量する。吸
気が終了すれば、１０秒間呼吸を止めて、切換弁１１を
切換えて最初は、死腔ガスを計量排出する装置１３に、
次いで分析用呼出ガスを収集する装置１４に呼出を行
う。呼出が終われば切換弁で管１７を管１５と接続し普
通の呼吸を行う。死腔ガスが混合するおそれのあるガス
が全量装置１３に呼出される。分析用呼出ガスは、装置
１４に収集され、一酸化炭素とヘリウムが分析される。
切換弁１１の切換は、マイクロコンピュータなどによっ
て実施される処理装置によって行ってもよいが、被験者
の状態を観察しながら人手で行うことが好ましい。この
テストは、通常３回行ってその平均値を用いる。
さえて管１５から切換弁１１を介して外気を呼吸する。
テストは、最大量の吸入動作とこれら続く１０秒間の呼
吸停止とその後の最大量の呼出動作との一連の一回呼吸
動作を利用して行われる。すなわち、テストを始める前
に肺１９内のガスをできるだけ呼出し、切換弁１１によ
ってレスピロメータ１２と管１７とを接続し、吸気テス
トガスをできるだけ多く吸引し、その量を計量する。吸
気が終了すれば、１０秒間呼吸を止めて、切換弁１１を
切換えて最初は、死腔ガスを計量排出する装置１３に、
次いで分析用呼出ガスを収集する装置１４に呼出を行
う。呼出が終われば切換弁で管１７を管１５と接続し普
通の呼吸を行う。死腔ガスが混合するおそれのあるガス
が全量装置１３に呼出される。分析用呼出ガスは、装置
１４に収集され、一酸化炭素とヘリウムが分析される。
切換弁１１の切換は、マイクロコンピュータなどによっ
て実施される処理装置によって行ってもよいが、被験者
の状態を観察しながら人手で行うことが好ましい。この
テストは、通常３回行ってその平均値を用いる。
【００３６】次に本件発明者の実験結果を述べる。被験
者は健康な成人男性である。吸気テストガスは、一酸化
炭素０．３％、ヘリウム１２％を含む空気であり、テス
トガスの吸気量は３１９８ｍｌであった。また呼気ガス
中の一酸化炭素は０．０８７５％、ヘリウムは７．８％
であった。テストを行ったときの大気圧は７６０Ｔｏｒ
ｒ、温度は２０℃で標準状態換算係数は０．８２６であ
る。
者は健康な成人男性である。吸気テストガスは、一酸化
炭素０．３％、ヘリウム１２％を含む空気であり、テス
トガスの吸気量は３１９８ｍｌであった。また呼気ガス
中の一酸化炭素は０．０８７５％、ヘリウムは７．８％
であった。テストを行ったときの大気圧は７６０Ｔｏｒ
ｒ、温度は２０℃で標準状態換算係数は０．８２６であ
る。
【００３７】式１から吸入気ガス分布率
【００３８】
【数１０】
【００３９】式２から簡易残気率ＲＶ′％は、次のよう
に計算される。
に計算される。
【００４０】
【数１１】
【００４１】式３から一酸化炭素肺拡散能力ＤLCOは、
次のようにして計算される。
次のようにして計算される。
【００４２】ただし吸気量は、７６０Ｔｏｒｒ、２０℃
で測定されているのでこれを７６０Ｔｏｒｒ、０℃に換
算する。
で測定されているのでこれを７６０Ｔｏｒｒ、０℃に換
算する。
【００４３】
【数１２】
【００４４】式４から酸素消費要求度指標ΔＰ（ＣＯ）
／ｔは、次のように計算される。
／ｔは、次のように計算される。
【００４５】
【数１３】
【００４６】さらに被験者の肥満度（ＢＭＩ）、食習慣
（食事の仕方、食事時間）、食事量（全摂取量、緑黄色
野菜摂取量）、飲酒習慣（１回飲酒量、週間飲酒量、飲
酒年数）、運動習慣（運動強度、１回運動時間、週間運
動時間）、喫煙習慣（ＢＩ−ブリックマンインデック
ス）、臓器障害とその受療歴等を考え合わせて、総合的
な健康管理を行う。また２〜３月後に同様の検査を行
い、前回の検査結果と比較することによって有効適切な
保健指導を行う。
（食事の仕方、食事時間）、食事量（全摂取量、緑黄色
野菜摂取量）、飲酒習慣（１回飲酒量、週間飲酒量、飲
酒年数）、運動習慣（運動強度、１回運動時間、週間運
動時間）、喫煙習慣（ＢＩ−ブリックマンインデック
ス）、臓器障害とその受療歴等を考え合わせて、総合的
な健康管理を行う。また２〜３月後に同様の検査を行
い、前回の検査結果と比較することによって有効適切な
保健指導を行う。
【００４７】
【発明の効果】本発明に従えば、テストガスの吸入分
量、呼気からの採取ガスの一酸化炭素の濃度およびヘリ
ウムの濃度を用いて、吸入気ガス分布率と、簡易残気率
と、一酸化炭素肺拡散能力と、酸素消費要求度指標とを
求めて、気相系呼吸機能を総合的に判断するための気相
系呼吸機能の評価データを収集し、さらにこれらの各値
の時間的経過における算出値を得てその比較から、健康
者に対し有効適切な保健指導等の健康管理を行うことが
できる。
量、呼気からの採取ガスの一酸化炭素の濃度およびヘリ
ウムの濃度を用いて、吸入気ガス分布率と、簡易残気率
と、一酸化炭素肺拡散能力と、酸素消費要求度指標とを
求めて、気相系呼吸機能を総合的に判断するための気相
系呼吸機能の評価データを収集し、さらにこれらの各値
の時間的経過における算出値を得てその比較から、健康
者に対し有効適切な保健指導等の健康管理を行うことが
できる。
【図１】気管の末端部と肺胞の構成を示す図である。
【図２】肺胞１と毛細血管２との間のガス交換の状態を
模式的に示した図である。
模式的に示した図である。
【図３】本発明の気相系呼吸機能の測定に用いる装置の
一例を示す図である。
一例を示す図である。
１ 肺胞 ２ 毛細血管 １１ 切換弁 １２ レスピレータ １４ 呼気ガス収集装置 １７ 管 １８ 被験者 １９ 肺
Claims (2)
- 【請求項１】 被験者が行う最大量の吸入動作とこれに
続く１０秒間の呼吸停止とその後の最大量の呼出動作と
の一連の一回呼吸動作を利用して気相系呼吸機能の評価
データを収集するに際し、０．３％の既知濃度の一酸化
炭素（濃度ＦＩ（ＣＯ））と約１０％の既知濃度のヘリ
ウム（濃度ＦＩ（Ｈｅ））とを含む空気をテストガスと
して使用し、切換弁の切換えにより、吸入時にレスピロ
メータにより前記テストガスの吸入分量ＶＩを計測し、
吸気が終了すれば１０秒間呼吸を停止し、その後、切換
弁を切換えて最初は、死腔ガスを計量する装置に、次い
で分析用呼出ガスを収集する装置により、呼出動作によ
って得られた呼気から最初の死腔ガスが混合する可能性
のある部分を除いて採取された採取ガスの中の一酸化炭
素の濃度（ＦＥ（ＣＯ））とヘリウムの濃度（ＦＥ（Ｈ
ｅ））とを計測し、これらの吸入分量Ｖ１、一酸化炭素
の濃度（ＦＥ（ＣＯ））およびヘリウムの濃度（Ｆ
Ｅ（Ｈｅ））を用いて次の数式によって吸入気ガス分布
率ＦＥ（Ｈｅ）／ＦＩ（Ｈｅ）％、簡易残気率ＲＶ′
％、および酸素消費要求度指標ΔＰ（ＣＯ）／ｔおよび
一酸化炭素肺拡散能力ＤＬＣＯを求めることを特徴とす
る気相系呼吸機能の評価データ収集方法。次式において
ＰＢは大気圧（単位Ｔｏｒｒ）。 【数１】 - 【請求項２】被験者が行う最大量の吸入動作とこれに続
く１０秒間の呼吸停止とその後の最大量の呼出動作との
一連の一回呼吸動作を利用して気相系呼吸機能の健康管
理データを収集するに際し、０．３％の既知濃度の一酸
化炭素（濃度ＦＩ（ＣＯ））と約１０％の既知濃度のヘ
リウム（濃度ＦＩ（Ｈｅ））とを含む空気をテストガス
として使用し、切換弁の切換えにより、吸入時にレスピ
ロメータにより前記テストガスの吸入分量ＶＩを計測
し、吸気が終了すれば１０秒間呼吸を停止し、その後、
切換弁を切換えて最初は、死腔ガスを計量する装置に、
次いで分析用呼出ガスを収集する装置により、呼出動作
によって得られた呼気から最初の死腔ガスが混合する可
能性のある部分を除いて採取された採取ガスの中の一酸
化炭素の濃度（ＦＥ（ＣＯ））とヘリウムの濃度（ＦＥ
（Ｈｅ））とを計測し、喫煙習性の改善に資する気道、
肺胞の閉塞性変化の評価を行うための吸入気ガス分布率
ＦＥ（Ｈｅ）／ＦＩ（Ｈｅ）％および簡易残気率ＲＶ′
％を次の数式に従い算出して換気機能と関連づけて肺内
の吸入気のガス分布および肺内に残存する残気量を求め
るとともに、生活習慣の改善に資する酸素消費を主体す
る飲酒、食事、運動、肥満度、喫煙等の生活習慣の適正
を評価するための一酸化炭素肺拡散能力ＤＬＣＯおよび
酸素消費要求度指標ΔＰ（ＣＯ）／ｔを次式に従い算出
して、さらに時間的経過における算出値を得てその比較
を行うことを特徴とする気相系呼吸機能の健康管理デー
タの収集方法。 【数２】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6016785A JP2786808B2 (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | 気相系呼吸機能の測定方法および測定結果を用いた気相系呼吸機能の健康管理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6016785A JP2786808B2 (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | 気相系呼吸機能の測定方法および測定結果を用いた気相系呼吸機能の健康管理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07222733A JPH07222733A (ja) | 1995-08-22 |
| JP2786808B2 true JP2786808B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=11925847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6016785A Expired - Fee Related JP2786808B2 (ja) | 1994-02-10 | 1994-02-10 | 気相系呼吸機能の測定方法および測定結果を用いた気相系呼吸機能の健康管理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2786808B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11276459A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-12 | Fukuda Sangyo:Kk | 肺機能検査装置 |
| US8893717B2 (en) | 2005-09-21 | 2014-11-25 | Ino Therapeutics Llc | Systems and methods of administering a pharmaceutical gas to a patient |
| US7523752B2 (en) | 2005-09-21 | 2009-04-28 | Ino Therapeutics, Llc | System and method of administering a pharmaceutical gas to a patient |
-
1994
- 1994-02-10 JP JP6016785A patent/JP2786808B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07222733A (ja) | 1995-08-22 |
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