JP3608784B2

JP3608784B2 - 気道炎症診断装置

Info

Publication number: JP3608784B2
Application number: JP2001279672A
Authority: JP
Inventors: 順一茆原
Original assignee: 株式会社エーティーラボ; 順一茆原
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2021-09-14
Also published as: JP2003079630A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、気管支喘息をはじめ、アレルギー性炎症の発熱現象を測定し、診断する気道炎症診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アレルギー性炎症は、アレルギー性炎症疾患としてとらえられている。
しかし、炎症にとっての一つの特徴である発熱という現象の計測に関しての検討は未だなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、気道炎症の発熱現象を呼気熱流束の変化量にて測定し、診断する気道炎症診断装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の気道炎症診断装置は、温度センサーを搭載した呼気温度測定装置を用いて、一定呼出量に対する呼気熱流束を測定する測定手段と、前記測定手段の一定呼出量に対する呼気熱流束の変化量と健常者から得られた基準値とを比較する比較手段と、前記比較手段の変化量の大小を判定する判定手段とにより気道炎症を診断するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
本発明の気道炎症診断装置は、図１に示すように、呼気温度、呼気熱流束の波形等を画面表示するモニター１と、呼気温度及び呼気熱流束測定の制御プログラムを実行するパーソナルコンピュータ２と、その操作に必要な入力キーを備えるキーボード３と、内部に温度センサー（図示せず）を備えたセンサーユニット７と、センサーユニット７内の温度を設定するサーモコントローラ５と、温度センサーの測定値を入力演算する測定部コンピュータ４と、上下の歯の間に入れる２枚のゴム突起及び唇と歯の間にくわえる鍔状部分からなるマウスピース６と、温度測定結果を印刷するプリンタ８とからなる。
なお、「熱流束」とは、単位面積を流れるエネルギー量を示すもので、温度が熱エネルギー運動の結果とすれば熱流束はその過程を示し、W／cm²を単位とする。
【０００６】
次に、気道炎症診断装置の操作について、図１に基づいて説明する。
まず、キーボード３のスペースキーを操作してパーソナルコンピュータ２の呼気温度及び呼気熱流束測定の制御プログラムを動作させる。
被検者にノーズピース（図示せず）を装着し鼻からの呼気の漏れを防ぎ、マウスピース６を装着して呼気温度及び呼気熱流束測定の準備を行い、スペースキーを操作して測定を開始する。
そして、被検者に通常の呼吸状態から十分に呼出後、深呼吸による最大吸気位へ、さらに最大吸気位から呼出させ、センサーユニット７内の温度センサー（図示せず）にて一定呼出量に対する呼気温度及び呼気熱流束を測定する。
なお、マウスピース６の呼気排気口に抵抗をつけ一定の速度、すなわち一定呼出量での呼出を可能とし、測定値はモニター１に一定呼出量に対する呼気温度及び呼気熱流束を時間経過の波形グラフで表示される。
【０００７】
次に、実際のモニター１画面から得られる波形グラフに関して、図２、図３に基づいて説明する。
図２のグラフは、健常者による測定例のグラフを示し、上段のグラフＡは、最上位の曲線が呼気温度（℃）、最下位の曲線が呼気温度の熱流計をはさんだ対側の温度（℃）、そして中位下の曲線が呼気熱流束（ W ／ cm ² ）である。
上段のグラフＡの中位上の曲線は、呼気熱流束（ W ／ cm ² ）を呼出流速（ l/sec ）で割った呼気熱流束／呼出流速である。
下段のグラフＢは呼出流速（ l/sec ）を表していて、呼出排気口に抵抗を加えることで一定のフロー（流速）とすることができ、一応０．５リットル／秒（ l/sec ）に設定する。
横軸は、呼出量（ l ）で曲線終点での横軸の値が肺活量（ l ）となる。
図２の左表Ｃに示すVCは肺活量（ l ）、T peakは呼気温度の最高値（℃）、そしてVT peakは最高呼気温度時の呼出量を肺活量に対する比で割った％肺活量である。
この画面では、３回測定したものを示しており、同じ被検者で３回行ったものであるが、高い再現性がある。
【０００８】
図３のグラフは、同じ被検者を用いて一回の測定についてさらに詳しく解析するために拡大した図２の右グラフに相当する画面である。
右に示している数値は、T1が呼気温度（℃）、T2が呼気温度の熱流束計の対側の温度（℃）、TFが熱流束値（ W ／ cm ² ）となる。
通常は、縦軸の直線Ｔ部分でのそれぞれの最大呼気温度時の値が示される。
また、この縦軸の直線Ｔを左右に動かし、任意の呼出量（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）の部分でのそれぞれの値が測定できる。
それぞれの呼気温度曲線及び呼気熱流束曲線をみると、呼出量ａでは理論通りに熱流束（TF）の方が呼気温度（T1）に比べタチアガリガ早く、瞬時の温度変化を捉えやすい。
さらには呼出がｂ，ｃ，ｄと進むにつれて呼気温度（T1）、呼気熱流束（TF）とも上昇し、より末梢気道の呼気温度を捉えている可能性を示している。
【０００９】
次に、最高呼気温度の体温補正値（T peak／体温）、最高呼気温度時の％肺活量（VT peak）、熱流束（TF）と性別(Male and Female)、喫煙の有無(Smoker and Non-smoker)、冷水負荷との関係(The Effects of Cold water)について、図４に基づいて説明する。
測定対象は健常者の男性（male）１７名、女性（female）９名で平均年齢３４歳、喫煙者（smoker）１２名、非喫煙者（non-smoker）１４名で行った。
測定環境は、気圧７５２mmHg、室温２７℃とし、同時に体温（BT）を測定した。
図４に示すように、左から最高呼気温度の体温補正値（T peak／BT）、最高呼気温度時の％肺活量（VT peak）および熱流束（TF）をそれぞれ性別(Male and Female)、喫煙の有無(Smoker and Non-smoker)、冷水負荷との関係(The Effects of Cold water)について比較した。
性別による違いの検討では、最高呼気温度の体温補正値（T peak／BT）は有意差はないが、女性（female）の方が高値で、最高呼気温度時の％肺活量（VT peak）は女性（female）の方が有意に低値で、熱流束（TF）は有意な差はなかった。
喫煙者（smoker）と非喫煙者（non-smoker）の違いでは、最高呼気温度の体温補正値（T peak／BT）は有意に非喫煙者（non-smoker）が高値で、最高呼気温度時の％肺活量（VT peak）は非喫煙者（non-smoker）の方が有意に低値で、熱流束（TF）は有意な差はなかった。
さらに外気温の影響などを見るモデルとして、氷水(Cold water)を口腔内に１分間含んでもらい、その前後での検討をした。
冷水負荷が最高呼気温度の体温補正値（T peak／BT）では有意な低下を認めたが、熱流束（TF）は負荷前後で変化がなかった。
【００１０】
上記の結果から、呼気温度は性別や喫煙の有無、冷水負荷で示すように外気や口腔温度に左右される可能性がある。
それに対して、熱流束はより瞬時の変化を反映することから、これらの影響に左右され難いことが示唆された。
このことから、呼気熱流束が気道、特に下気道の温度変化を捉えるのに適している。
【００１１】
この結果に基づいて、気管支喘息患者と健常者での呼気熱流束の違いを検討した。
図５は、健常者(Healthy control)、気管支喘息患者(Asthma Patient)の典型的な一例ずつを示している。
図５ (a)のグラフが健常者(Healthy control)、図５ (b)のグラフが気管支喘息患者(Asthma Patient)で、直線Ｓで示しているのがそれぞれの熱流束曲線の傾き、すなわち変化量である。
対象が気管支喘息であることから気管支部位の呼気を反映する目的で２０％呼出と５０％呼出の２点間での傾き、すなわち変化量を検討した。
呼気熱流束曲線の傾き、すなわち変化量は、図５の直線Ｓで示すように、健常者と比較して気管支喘息患者が大きくなることが明らかになった。
以上のことから、気道炎症診断装置を用いて、呼気熱流束を測定し、呼気熱流束曲線の傾きと健常者から得られた基準値とを比較することにより、気管支喘息をはじめとした気道炎症の診断が可能である。
【００１２】
【効果】
このように、本発明の気道炎症診断装置は、被検者に単に呼出してもらうだけで、呼気熱流束の測定により、気道炎症の診断ができることから、被検者の身障を大幅に軽減し、また早期診断を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の呼気温度測定装置の斜視図である。
【図２】本発明の測定時の測定値のグラフ図である。
【図３】本発明の測定時の測定値のグラフ図である。
【図４】本発明の最高呼気温度の体温補正値、最高呼気温度時の呼出量、熱流束と性別、喫煙の有無、冷水負荷との関係のグラフ図である。
【図５】本発明の健常者と気管支喘息患者の熱流束のグラフ図である。
【符号の説明】
１モニター
２パーソナルコンピュータ
３キーボード
４測定部コンピュータ
５サーモコントローラ
６マウスピース
７センサーユニット
８プリンタ

Claims

温度センサーを搭載した呼気温度測定装置を用いて、一定呼出量に対する呼気熱流束を測定する測定手段と、前記測定手段の一定呼出量に対する呼気熱流束の変化量と健常者から得られた基準値とを比較する比較手段と、前記比較手段の変化量の大小を判定する判定手段により気道炎症を診断することを特徴とする気道炎症診断装置。