JP3131597U - Respiratory test equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】本考案は、呼吸時の吸入、排出息によって変化する呼気の熱量及び呼吸音を測定する呼吸検査装置を提供する。
【解決手段】呼気の温度測定はヘッドセット1により受感部2を鼻孔下に取り付け、呼吸に伴って変わる呼気の熱量変化を電圧として測定し、呼吸音はマイクロマイク3を介して鼻孔付近又は咽喉付近に貼り付けて測定する。呼吸時の吸排息の熱量を感知する受感部2と、この受感部2から延びている取り外し・交換可能な構造にしたコネクター4と、このコネクター4からの熱電対線を通過させる所定の温度雰囲気を持った温度補償器5と、受感部2の信号及びマイクロマイク38の呼吸音信号を増幅及び成形させるアンプ回路部6と、信号を所定のタイミングで受信可能な信号に変換する為のデータロガー7と、この信号を任意のタイミングで解析・表示するノートパソコン又は専用表示装置8とから構成される。
【選択図】図1The present invention provides a breathing test apparatus for measuring the calorific value and breathing sound of exhaled air that changes according to inhalation and exhalation during breathing.
A breathing temperature is measured by attaching a sensing part 2 under the nostril by a headset 1 and measuring a change in the calorific value of the breath that changes with breathing as a voltage. Affix to the throat and measure. A sensing part 2 that senses the amount of heat of breathing during breathing, a removable connector 4 that extends from the sensing part 2, and a predetermined thermocouple wire that passes through the connector 4. A temperature compensator 5 having a temperature atmosphere, an amplifier circuit unit 6 for amplifying and shaping the signal of the sensing unit 2 and the respiratory sound signal of the micro microphone 38, and for converting the signal into a signal that can be received at a predetermined timing. Data logger 7 and a notebook personal computer or dedicated display device 8 that analyzes and displays this signal at an arbitrary timing.
[Selection] Figure 1
Description
本考案は、呼吸時の吸入、排出息によって変化する呼気の熱量及び呼吸音を測定する呼吸検査装置に関する。 The present invention relates to a respiratory examination apparatus that measures the amount of exhaled heat and breathing sound that change due to inhalation and exhalation during breathing.
呼吸は、肺機能、喉気管支構造の個体差により各個人で異なる。
呼吸器疾患及び無呼吸症候群の有無を判断するのに、個人個人の呼吸のリズム、呼吸気圧の時間的変動、吸排息の熱量のデータ及び呼吸音のデータが活用できる(特許文献1,2を参照)。
これらのデータは、肺、気管支疾患の検出に極めて有効、且つ意義あるものである。
しかし、現状では呼吸のリズム、呼吸気圧の時間的変動、吸排息の熱量のデータ及び呼吸音により、呼吸状態や呼吸器疾患の有無及び無呼吸症候群の有無を計測する特別な装置は開発されていない(特許文献3,4,5を参照)。
従来の呼吸器科の診断に加えて、呼吸のリズム、呼吸気圧の時間的変動、吸排息の熱量のデータ及び呼吸音を元にした肺機能、咽頭、呼吸能力の解析など更なるデータを簡便、安価な装置によっていつでも誰でも容易に取得可能にすることによって、呼吸器疾患の診断の精度を高めること、及び受感部の容易な交換により経時変化による受感部の性能劣化に対処でき、且つ安全で衛生的に複数の被験者が健康管理や予防診断に役立てることが課題である。
To determine the presence or absence of respiratory disease and apnea syndrome, the individual's breathing rhythm, breathing pressure temporal variation, intake / exhaust calorie data, and breathing sound data can be utilized (see Patent Documents 1 and 2). reference).
These data are extremely effective and meaningful for detecting lung and bronchial diseases.
However, at present, special devices have been developed to measure respiratory status, respiratory disease, and apnea syndrome based on respiratory rhythm, temporal fluctuations in respiratory pressure, intake / exhaust calorie data, and respiratory sounds. No (see Patent Documents 3, 4 and 5).
In addition to conventional respiratory diagnosis, further data such as breathing rhythm, temporal variation of breathing pressure, heat data of breathing and breathing, lung function based on breathing sound, analysis of pharynx, breathing ability, etc. , By making it easy for anyone to acquire anytime with an inexpensive device, it is possible to increase the accuracy of diagnosis of respiratory diseases, and to cope with performance deterioration of the sensitive part due to changes over time by easy replacement of the sensitive part, Moreover, it is a problem that a plurality of subjects can use it for health management and preventive diagnosis in a safe and hygienic manner.
本考案は、携帯可能に小型化し、呼吸時の吸入、排出息によって変化する呼気の熱量及び呼吸音を測定する呼吸検査装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a breathing test apparatus that is portable and is small in size, and measures the calorific value and breathing sound of an exhalation that changes due to inhalation and exhalation during breathing.
本考案の呼吸検査装置は、鼻孔パイプを鼻孔下に取り付けるために頭部に固定するヘッドセットと、呼吸時の吸排息の熱量を感知する、熱電対又は熱電対と同等の機能・大きさを有する温度測定可能なセンサーと鼻孔パイプにより構成される受感部と、該受感部から延びている熱電対線を取り外し・交換可能な構造にしたコネクターと、該コネクターからの熱電対線を通過させる所定の温度雰囲気を持った温度補償器と、鼻孔付近又は咽喉付近に取り付けて呼吸音を測定するマイクロマイクと、前記受感部の呼気信号及び前記マイクロマイクの呼吸音信号を増幅及び成形させるアンプ回路部と、前記両信号を所定のタイミングでノートパソコン又は専用表示装置にて受信可能な信号に変換するためのデータロガーと、この信号を任意のタイミングで解析・表示するノートパソコン又は専用表示装置を有するものである。
前記受感部は、一呼吸の間の呼気に加熱され、次いで放熱することができる直径0.025mm〜1.0mm太さの熱電対、又は熱電対と同等の機能と大きさを有する温度測定可能なセンサーと鼻孔パイプとから構成される。
前記熱電対を使用する場合、熱電対素線の間に熱電対材料とは異なる金属を介在させた。
熱電対の接合部箇所を複数に分岐させた温度測定部を形成し、鼻孔にセットする鼻孔パイプに取り付けた。
熱電対の接合部箇所の金属露出箇所をメタライズ又は樹脂コーティングして耐腐食性を施した。
The breathing examination apparatus of the present invention has a headset that is fixed to the head for attaching a nostril pipe under the nostril, and a thermocouple or a thermocouple that has the same function and size as the thermocouple that senses the amount of heat of breathing during breathing. Sensitive part composed of a sensor capable of measuring temperature and a nostril pipe, a connector having a structure in which a thermocouple wire extending from the sensitive part can be removed and replaced, and a thermocouple wire from the connector A temperature compensator having a predetermined temperature atmosphere, a micro microphone attached near the nostril or near the throat, and measuring a breathing sound, and an expiration signal and a breathing sound signal of the micro microphone are amplified and shaped. An amplifier circuit unit, a data logger for converting the signals into signals that can be received by a notebook computer or a dedicated display device at a predetermined timing, and an arbitrary timing of the signals. Those with a laptop or a dedicated display device will be analyzed and displayed in grayed.
The sensor is a thermocouple having a diameter of 0.025 mm to 1.0 mm that can be heated to exhaled breath during one breath and then dissipated, or a temperature measurement having the same function and size as a thermocouple. Consists of possible sensors and nostril pipes.
When the thermocouple was used, a metal different from the thermocouple material was interposed between the thermocouple wires.
A temperature measuring part was formed by branching the thermocouple junction part into a plurality of parts, and attached to a nostril pipe set in the nostril.
Corrosion resistance was applied by metallizing or resin coating the exposed metal part of the thermocouple junction.
本考案の呼吸検査装置は、呼吸のリズム、呼気の温度変化及び呼吸音を測定することによって、患者の肺機能、気管支の健康状態など無呼吸症候群を初めとして呼吸器疾患のデータが容易に収録でき、その情報を的確な診断を行うための資料にすることができる。
また,得られたデータと疾患との対応性が確立されることにより的確な診断医療の推進に寄与する。
また、疾患まで至らなくても睡眠中の呼気及び呼吸音を記録することによって鼾(イビキ)のデータが収録でき、無呼吸症候群の前兆を捉えることが可能となり健康管理、予防医療に役立つことが出来る。
特に、この検出システムを携帯可能な小型化装置にすることで必要時にいつでもどこでも一般者が容易に自己モニタできる高信頼性装置を安価に提供することが可能となる。
また、受感部から延びるリード線途中にコネクターを設けることにより、前記受感部の交換が容易に出来、経時変化による受感部の性能劣化時の対処や、複数の被験者が一台の装置を使用して測定する際に簡便で安全且つ衛生的に使用することが可能となる。
The respiratory test device of the present invention easily records respiratory disease data such as apnea syndrome such as patient lung function and bronchial health status by measuring respiratory rhythm, exhalation temperature change and respiratory sound. This information can be used as a material for accurate diagnosis.
In addition, the establishment of the correspondence between the obtained data and the disease will contribute to the promotion of accurate diagnostic medicine.
In addition, even if the disease does not occur, it is possible to record snoring data by recording exhalation and breathing sounds during sleep, so that it is possible to capture a sign of apnea syndrome, which is useful for health management and preventive medicine. I can do it.
In particular, by making this detection system a portable miniaturized device, it is possible to provide a low-reliability device that can be easily self-monitored by the general public whenever and wherever necessary.
In addition, by providing a connector in the middle of the lead wire extending from the sensitive part, the sensitive part can be easily replaced, and when the performance of the sensitive part is deteriorated due to changes over time, a plurality of subjects can use one device. It is possible to use it simply, safely and hygienically when measuring using the.
本考案の呼吸検査装置の一実施例を添付図面に基づいて、以下に説明する。
図1(a)は、呼吸検査装置全体の構成を示し、被験者の頭部に密着装着できるようにU字状に形成した弾力性樹脂バンドのヘッドセット1と、該ヘッドセット1の開放先端の一方端から延び鼻孔付近に設けた受感部2及び同じ一方端から延び咽喉付近に設けたマイクロマイク3がそれぞれ固定される。
なお、呼吸データは、樹脂製の鼻孔パイプ(カニューラ)に熱電対を取り付けた受感部2及び粘着性テープで咽喉付近の肌に直接貼り付けている直径5mm程度のマイクロマイク3により測定される。
An embodiment of the respiratory examination apparatus according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 (a) shows the overall configuration of the respiratory examination apparatus, which is a headset 1 of an elastic resin band formed in a U shape so that it can be closely attached to the head of a subject, and an open tip of the headset 1 A sensing
The respiratory data is measured by a
前記受感部2からは熱電対線が延びており、前記受感部2が取り外し・交換可能な様に熱電対の素線と同じ材質で内部コンタクト部がメッキされているコネクター4と、該コネクター4からの熱電対線を通過させる所定の温度雰囲気を持った温度補償器5と、前記受感部2の呼気信号及び前記マイクロマイク3の呼吸音信号としての電圧を増幅・成形するアンプ回路部6と、増幅された信号を解析可能なデータに変化し蓄えるデータロガー7と、該データロガー7から送られてきた信号を任意のタイミングで解析・表示することが出来るノートパソコン又は専用表示装置8から全体が構成されている。
前記温度補償器5は、基準温度を0℃か室温付近,あるいは50〜100℃など任意の基準温度の発生を、氷を混入させた保水容器、又はペルチエ素子やヒータを用いて一定温度にさせる。
さらに、これらの装置は全て個々の構成部品に分離でき、携帯が可能なように専用のケースに収納し持ち運びが可能となっている。
前記ノートパソコン又は専用表示装置8は治験データとして、健常者と無呼吸症候群を含む呼吸器疾患を有する被験者のデータを比較し、有意差を検出することが可能なように、専用のプログラムが内蔵されている。
図1(b)に、被験者9がヘッドセット1を使用して受感部2を鼻孔下に、マイクロマイク3を咽喉付近に取り付けた状態を一例として示す。
A thermocouple wire extends from the
The
Further, all of these devices can be separated into individual components, and can be carried in a special case so that they can be carried.
The notebook personal computer or the dedicated display device 8 has a dedicated program as clinical trial data so that it can compare the data of healthy subjects and subjects with respiratory diseases including apnea syndrome and detect a significant difference. Has been.
FIG. 1B shows an example in which the subject 9 uses the headset 1 to attach the
図2は、前記受感部2を構成する熱電対線の先端構造を示す。
前記受感部2は、一呼吸の間の呼気に加熱され、次いで放熱することができる直径0.025mm〜1.0mm太さの熱電対、又は熱電対と同等の機能と大きさを有する温度測定可能なセンサーと鼻孔パイプとから構成される。
直接呼気の温度を測定する為の熱電対先端は、一例として使用されるT型熱電対Cu線10とNiCu線11の接合部に熱起電力を高める為、熱電対素線間に異種金属12を介在させ、溶接されている。
先端構造は、分岐、円環、サンドイッチ構造などがある。
FIG. 2 shows a tip structure of a thermocouple wire constituting the
The
The tip of the thermocouple for directly measuring the temperature of the exhalation is a
The tip structure includes a branch, a ring, and a sandwich structure.
図3は、前記受感部2を構成する熱電対線の先端から素線の被覆されている部分までの構造を示す。
熱電対線を保護する被覆部13から先端の溶接部を含め被覆がない部分14は腐食を防止する為全て金属(Ni又はAu)でメッキ又は樹脂で被覆されている。
FIG. 3 shows a structure from the tip of the thermocouple wire constituting the
The
図4は、一例として受感部2を構成する熱電対先端部を、起電力を高め測定精度を向上する為、三ツ股に分岐させた構造を示す。
使用される直径0.025mm〜1.0mm のT型熱電対線Cu(銅)線と直径0.025mm〜1.0mmの NiCu線(コンスタンタン線)の組み合わせからなる熱電対素線に、Cu線の分岐3カ所15とNiCu線の分岐3カ所16を作り、3カ所の熱電対先端部17を作り、起電力を高め測定精度を向上させる為の構造を表す。
なお、前記分岐カ所は3カ所と限らず複数の分岐でも構わないし、また前記熱電対先端部は3カ所と限らず、分岐された数だけの先端部でよい。
FIG. 4 shows, as an example, a structure in which the tip of the thermocouple constituting the
Cu wire is used as a thermocouple wire composed of a combination of a T-type thermocouple wire Cu (copper) wire having a diameter of 0.025 mm to 1.0 mm and a NiCu wire (constantan wire) having a diameter of 0.025 mm to 1.0 mm. The three
Note that the number of branching points is not limited to three, and a plurality of branches may be provided. The thermocouple tip is not limited to three, and may be as many as the number of branches.
図5は、熱電対先端部を鼻孔パイプ(カニューラ)に固定させた受感部18と、熱電対素線をコネクター19に接続することにより、受感部18を取り外し・交換可能な構造を示す。
熱電対の接合部箇所を複数に分岐させた温度測定部を形成し、鼻孔にセットする鼻孔パイプ(カニューラ)18に取り付けた受感部を有する。
先端を3カ所設けた熱電対線を、樹脂製の鼻孔パイプ(カニューラ)18の外周を3等分(それぞれ120°の位置関係)した位置から鼻孔パイプ(カニューラ)18の内側へ熱電対先端を数ミリ突き出させた状態とし、他端の熱電対素線はコネクター19につながっている。
前記鼻孔パイプ(カニューラ)18を交換可能にする為のコネクター19は、熱電対の起電力特性を損なうことの無いように、内部コンタクト部20に熱電対の素材と同じ材質のメッキが施されている。
上記ではT型熱電対Cu(銅)/CuNi(コンスタンタン)線を組み合わせた場合の実施例を示した。
Cu(銅)/CuNi(コンスタンタン)線の他にアルメル線/クロメル線の組み合わせや、電気電導を有する種々な金属線を用いてもよい。
FIG. 5 shows a structure in which the
A temperature measuring part is formed by branching a thermocouple junction part into a plurality of parts, and a sensing part attached to a nostril pipe (cannula) 18 set in the nostril is provided.
The thermocouple wire with three tips is moved from the position where the outer periphery of the resin nostril pipe (cannula) 18 is divided into three equal parts (each 120 ° positional relationship) to the inside of the nostril pipe (cannula) 18. The thermocouple element wire at the other end is connected to the
The
In the above, an example in which a T-type thermocouple Cu (copper) / CuNi (constantan) wire is combined has been shown.
In addition to the Cu (copper) / CuNi (constantan) wire, a combination of an alumel wire / chromel wire or various metal wires having electrical conductivity may be used.
次に、本考案の呼吸検査装置の操作動作を図面に基づいて、以下に説明する。
本考案の呼吸検査装置は、図1(b)に示すように、ヘッドセット1を頭部に固定し、呼吸時の吸排息の熱量を感知する、熱電対又は熱電対と同等の機能・大きさを有する温度測定可能なセンサーと鼻孔パイプ(カニューラ)により構成される受感部2を鼻孔下に位置させる。
受感部2から延びている熱電対線のコネクター4と温度補償器5から延びている熱電対線のコネクター4とを接続して前記受感部2と温度補償器5を接続し、鼻孔付近又は咽喉付近に取り付けて呼吸音を測定するマイクロマイク3をアンプ回路15に接続する。
なお、すでに前記コネクター4からの熱電対線を通過させる、基準温度を0℃か室温付近,あるいは50〜100℃など任意に設定した温度補償器5は、前記受感部2の信号及びマイクロマイク3の呼吸音信号を増幅及び成形させるアンプ回路部6と、信号を所定のタイミングでノートパソコン又は専用表示装置8にて受信可能な信号に変換する為のデータロガー7と、信号を任意のタイミングで解析・表示するノートパソコン又は専用表示装置8に順次接続されている。
Next, the operation of the breathing examination apparatus of the present invention will be described below based on the drawings.
As shown in FIG. 1 (b), the breathing test apparatus of the present invention has the same function and size as a thermocouple or thermocouple that detects the amount of heat of breathing in and out while fixing the headset 1 to the head. A
A thermocouple wire connector 4 extending from the
The
呼気の温度測定は、ヘッドセット1により受感部2を鼻孔下に取り付け、呼吸に伴って変わる呼気の熱量変化を電圧として測定する。
呼吸音は、マイクロマイク3を介して粘着性テープを使用して鼻孔付近に固定するか、又は咽喉付近に貼り付けて測定する。
基準温度を0℃か室温付近,あるいは50〜100℃など任意に設定して、測定した起電力を増幅し、呼吸の速度や振幅に応じてリアルタイムに処理してノートパソコン又は専用表示装置8に表示する。
測定した呼気の繰り返しパターン、形状、変化を分類して呼吸器疾患や無呼吸症候群の呼気パターンと対応させて解析、診断を行う。
測定中に無呼吸症候群や呼吸器疾患の症状が検出された場合時に、被験者に知らせる為の警告音が出力される。
前記ノートパソコン又は専用表示装置8は、測定したデータを専用に開発したプログラムを用いて、表示・解析する処理方法を備える。
For measuring the temperature of exhalation, the
The breathing sound is measured by fixing it in the vicinity of the nostril using an adhesive tape through the micro microphone 3 or by attaching it to the vicinity of the throat.
The reference temperature is set to 0 ° C., near room temperature, or 50 to 100 ° C., and the measured electromotive force is amplified and processed in real time according to the breathing speed and amplitude to the notebook computer or the dedicated display device 8. indicate.
The measured repetitive patterns, shapes and changes of exhaled breath are classified and analyzed and diagnosed in correspondence with the expiratory patterns of respiratory diseases and apnea syndrome.
When a symptom of apnea syndrome or respiratory disease is detected during the measurement, a warning sound for informing the subject is output.
The notebook personal computer or the dedicated display device 8 includes a processing method for displaying and analyzing the measured data using a program specially developed.
前記受感部2に熱電対を使用する場合、図2に示すように2つの異なる電導体、例えばT型熱電対Cu線10及びNiCu線11を接続して回路を形成し、この電導体の接合部を口、鼻などの呼吸口に設置して呼吸に伴う空気の流れに晒し、空気の流れに伴う温度変化を電圧として測定すること、及びマイクロマイク3を鼻孔付近又は咽喉部付近に固定して呼吸音を測定することにより呼吸の状態を知るものである。
これにより呼吸器疾患に特有な呼吸リズム、パターンを検出できる。
また、意識して強く(最大に)呼吸を1回、あるいは数回繰り返してデータを採ることにより、得られたデータを個体基礎機能評価データとして使用しノートパソコン又は専用表示装置8に記録、諸処の解析処理を行うことによって診断システムとすることができる。
特に、この検出システムを携帯可能な小型化装置にすることで必要時にいつでもどこでも一般者が容易に自己モニタできる高信頼性装置を安価に提供することが可能となる。
前記受感部2、18から延びるリード線途中にコネクター4、19を設けることにより、前記受感部2の交換が容易に出来、経時変化による受感部2の性能劣化時の対処や、複数の被験者9が一台の装置を使用して測定する際に簡便で安全且つ衛生的に使用することが可能となる。
When a thermocouple is used for the
Thereby, a respiratory rhythm and a pattern peculiar to respiratory diseases can be detected.
In addition, consciously strongly (maximally) breathing once or several times to collect data, the obtained data is used as individual basic function evaluation data and recorded on a notebook computer or a dedicated display device 8, and various processing is performed. By performing the analysis process, a diagnostic system can be obtained.
In particular, by making this detection system a portable miniaturized device, it is possible to provide a low-reliability device that can be easily self-monitored by the general public whenever and wherever necessary.
By providing the
1 ヘッドセット
2 受感部
3 マイクロマイク
4 コネクター
5 温度補償器
6 アンプ回路部
7 データロガー
8 ノートパソコン又は専用表示装置
9 被験者
10T型熱電対Cu線
11NiCu線
12異種金属
13被覆部
14被覆のない部分
15Cu線の分岐点
16NiCu線の分岐点
17先端部
18受感部
19コネクター
20内部コンタクト部
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