JP4925073B2 - 肺機能検査装置 - Google Patents

Description

本発明は肺機能検査装置に関するものであり、特に、正確な測定をおこない、結果を分かり易く表示する技術を提供することを目的とする。

肺機能検査には、肺へのガスの出入りを検査する換気機能検査や、肺におけるガスと血液の間で酸素と炭酸ガスの交換を検査するガス交換機能検査などがあるが、本発明は主に換気機能検査に関する。

換気機能検査は、図８のように、呼吸流量計１０１に呼吸フィルタ１０２とマウスピース１０３を接続し、マウスピース１０３を口でくわえ、所定の呼吸をおこなわせ、そのときの呼吸流量を測定して様々なパラメータを求めるもので、肺気量分画検査やフローボリューム検査などがある。

肺気量分画検査は、図９に示すように、安静呼吸と、これに続いてゆっくりと最大の呼出位（最大呼気位）まで呼出し、続けて最大の吸気位（最大吸気位）まで吸気する検査である。

フローボリューム検査は、図１０のように、安静呼吸の後、最大吸気位まで吸気した後、一気に、最大努力をして、最大呼気位まで呼出する検査である。図の縦軸はフロー（Ｉ／ｓｅｃ）、横軸はボリューム（Ｉ）である。

検査結果のパラメータには、実測値の他に、性別や年齢、体格などのＩＤデータ、ＩＤデータから予測される予測値、実測値や予測値から計算される計算値などがある。
例えば、実測値の１秒量と努力性肺活量の比から求められる１秒率（計算値）、１秒量の実測値と予測値の比から求められる％１秒量（計算値）、肺活量の実測値と予測値の比から求められる％肺活量（計算値）などがある。

肺機能検査の主な目的に閉塞性換気障害と拘束性換気障害の鑑別である。これはフローボリューム検査でおこなうことができる。

閉塞性換気障害は、気道から肺胞にかけての空気の通路が炎症等によって細くなり、空気の出入りが阻害されるもので、気管支喘息や肺気腫等の病気が含まれる。
１秒率が７０％以下の場合、閉塞性換気障害と判定される。

拘束性換気障害は肺全体の弾力性が低下して換気機能が低下するもので、間質性肺炎や肺線維症などがある。
％肺活量が８０％以下の場合拘束性換気障害と判定される。

換気機能障害は、図１２のように、縦軸と横軸に％肺活量と１秒率をとり、これに１秒率が７０％と％肺活量が８０％の直線を引き、正常、閉塞性、拘束性、混合性の４つのコンパートメントに分けた図で示すことが多い。
この表に実測値をプロットすると、疾患の種類と程度を一目で判断することができる。
検査レポートでは、 この換気機能障害分類表を添付することが多い（特許文献１など）。

肺疾患の中で、最近、特に慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ：Ｃｈｒｏｎｉｃ Ｏｂｓｔｒｕｃｔｉｖｅ Ｐｕｌｍｏｎａｒｙ Ｄｉｓｅａｓｅ）が注目されている。これは気道の慢性の炎症性疾患で、他の脳血管障害や心疾患等代表的な疾患が減少傾向にある中で、本疾患だけが世界的に患者数と死亡者数が増加傾向にあるため、ＧＯＬＤ（Ｇｌｏｂａｌ Ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅ Ｆｏｒ ＣｈｒｏｎｉｃＯｂｓｔｒｕｃｔｉｖｅ Ｌｕｎｇ Ｄｉｓｅａｓｅ）が診断基準を定め、日本もこれに準拠して、臨床で広く使用されるようになってきている。
ＧＯＬＤは、１秒率と％１秒率を用いて、図１１（Ａ）のように、ＣＯＰＤの病期を５つの病期に分類している。これを表にしたものが図１１（Ｂ）である。検査結果をこの図にプロットしてレポートすることが多くなってきている（非特許文献２）。

このように、換気機能障害では、図１２の換気機能障害分類表と、図１１のＧＯＬＤの分類表の両方が併用されるようになってきている。
以下に、図で説明をおこなう。
特公昭５７−２０８１５ ＣＯＰＤ（慢性閉塞性肺疾患）診断と治療のためのガイドライン 日本呼吸器学会ＣＯＰＤガイドライン第２版作成委員会編

図９は肺気量分画検査の例である。この検査は、図に示すように、安静呼吸と、これに続いてゆっくりと最大の呼出位（最大呼気位）まで呼出し、続けて最大の吸気位（最大吸気位）まで吸気をおこなわせ、再度最大呼気位まで呼出し、このときの呼吸気を測定しておこなう。
この検査では、図９に示すような、１回換気量や肺活量などの肺の容量に関する測定をおこなうことができる。１回換気量は安静呼吸中の１回の呼吸で肺に出入りするガスの量であり、肺活量は最大吸気位と最大呼気位の間に肺に出入りするガス量である。

図１０はフローボリューム検査の例である。検査は、安静呼吸の後、最大吸気位まで吸気し、その後最大努力で一気に最大呼気位まで呼出させ、このときの呼吸流量を測定しておこなう。
図の縦軸はフロー（Ｉ／ｓｅｃ）、横軸はボリューム（Ｉ）である。
この検査では、ピークフローや１秒量、努力性肺活量などが測定できる。ピークフローは最大努力呼出時の流速の最大値、１秒量は呼出開始から１秒間に呼出されるガス量、努力性肺活置は最大吸気位から最大呼気位まで努力呼出したときの全呼気量である。
表示は時間とボリュームの関係にしてもよい。

図１２は換気機能障害分類表の例である。図は、縦軸に１秒率、横軸に％肺活量をとり、１秒率が７０％、％肺活量が８０％の直線を引いて、正常、閉塞性疾患、拘束性疾患、混合性疾患の４つのコンパートメントに分けている。
この中に１秒率と％肺活量の実測値をプロット（×印）して、障害の種類と程度が一目で判るようにして、レポートすることが多い。

図１１はＧＯＬＤの病期分類である。ＧＯＬＤは、図１１（Ａ）のように、１秒率と１秒量を用いて、ＣＯＰＤの病期を５つの病期に分類している。縦軸と横軸に％１秒量と１秒率をとると、図（Ｂ）のように、病期を５つのコンパートメントに分割して表現することができ、これに実測値をプロットすると、病期とその程度を一目で確認することができる。

フローボリューム検査は、安静呼吸の後、最大吸気位まで吸気した後、一気に、最大努力で最大呼気位まで呼出する検査である。この検査では最大努力をおこなうことが重要で、これがデータの再現性や正確さ等、データの質に直接影響する。

このため、被検者が最大努力をしたかどうかを判定するための医学会で基準が定められている。その内容は、
呼出開始時の努力度が適切であったかどうか
６秒以上呼出を続けたか
複数回の呼出において再現性は確保されているのか
総検査回数と（１）、（２）を両方共に満足させた測定は何回あったのか
などであり、最近の装置は、大部分はこれらの努力度をチェックする機能を有する。

しかし、フローボリューム検査で得られる測定データは膨大な量である。これに対して、努力度のチェック結果は補助的なものと考えられる傾向にあった。このため、努力度のチェック結果は、画面に表示しなかったり、表示しても隅に小さく表示したりしていた。
このような場合、努力度のチェック結果を見たい場合、表示を画面上で探したり、表示しない場合はキー操作をして呼び出したりする必要があった。
つまり、検査結果が信頼性のあるものかどうかを一目で判断することはできないか、又はこれを探して確認するという面倒な確認作業が必要であった。
本発明の第二の目的は、検査時の努力度が十分であったかどうかを判断し、これを判りやすく表示するようにすることである。

このように、フローボリューム検査では膨大な量のデータを何ページもの画面に表示するが、検査の結論を一目で判るように表示するものは無かった。
本発明の第三の目的は、スクリーニングされた病気の判定結果を一目で判るように表示することである。

請求項１の発明では、
呼吸気の流量を測定する呼吸流量計と、
前記呼吸流量計で測定した流量データを処理して肺機能に関するパラメータを求めるデータ処理部と、
測定中又は測定後のデータ表示する表示器と
を有する、フローボリューム検査が可能な肺機能検査装置において、
前記表示器のフローボリューム検査の検査結果画面に、フローボリューム検査の測定データを表示するとともに、判定バー表示領域を設け、
前記判定バー表示領域に、
努力呼出開始時の流量データから、努力呼出開始時の努力度が十分か不十分かを、医学会で定めた基準によって判定した呼出開始時努力度判定結果と、
努力呼出時間を測定し、努力呼出時間が十分か不十分かを、医学会で定めた基準によって判定した努力呼出時間判定結果と、
複数回おこなったフローボリューム検査のデータの再現性が良好か否かを、医学会で定めた基準によって判定した再現性判定結果
を表示するようにした。

請求項２記載の発明では、請求項１記載の肺機能検査装置において、
複数回おこなったフローボリューム検査のうち、前記呼出開始時努力度判定結果と前記努力呼出時間判定結果がともに良好と判定された検査の回数を正常検査回数判定結果として前記判定バー表示領域に表示するようにした。

請求項３記載の発明では、請求項１又は請求項２記載の肺機能検査装置において、
さらに、フローボリューム検査の測定データから、ＧＯＬＤの基準に基づいてＣＯＰＤの病期を判定し、当該ＣＯＰＤ病期判定結果を前記判定バー表示領域に表示するようにした。

請求項４記載の発明では、請求項１から請求項３のいずれかに記載した肺機能検査装置において、
フローボリューム検査の測定データから、医学会で定めた判定基準に基づいて換気機能障害の病期を判定し、当該換気機能障害病期判定結果を前記判定バー表示領域に表示するようにした。

請求項１記載の発明により、測定結果の画面の一部に判定バーを表示する表示領域を設け、呼出開始時努力度判定結果と、努力呼出時間判定結果と、再現性判定結果をまとめて表示する。この判定結果が全て良好と判断された場合、呼出の努力が十分と判断され、測定結果データは信頼性があると判断される。
つまり、本請求項記載の発明により、１つの画面を見ただけで、検査結果データとともに、検査結果は信頼性のあるかどうかも判断できる。

請求項２記載の発明により、呼出開始時努力度判定結果と努力呼出時間判定結果がともに良好と判定された検査の回数を正常検査回数として前記判定バー表示領域に表示する。
呼出開始時努力度判定結果と努力呼出時間判定結果の両方とも良好なデータは信頼性があるとみなされるが、本請求項記載の発明により、呼出開始時努力度判定結果と努力呼出時間判定結果の両方とも良好な検査回数を知ることができる。

請求項３記載の発明により、請求項１又は請求項２記載の肺機能検査装置において、フローボリューム検査の測定データから、ＧＯＬＤの基準に基づいてＣＯＰＤの病期を判定し、当該ＣＯＰＤ病期判定結果を前記判定バー表示領域に表示する。
このため、表示器の表示された測定結果のデータは信頼できるかどうかが請求項１又は請求項２記載の発明により一目で判断できる。しかも、本請求項記載の発明により、ＧＯＬＤの基準に基づくＣＯＰＤの病期の判定結果を一目で見ることができる。
つまり、本請求項記載の発明により、測定データを表示するとともに、そのデータは信頼できるかどうか、測定結果か得られるＣＯＰＤの病期を、１つの画面で一目で確認することができる。

請求項４記載の発明により、請求項１から請求項３のいずれかに記載した肺機能検査装置において、
フローボリューム検査によって得られたデータから、換気機能障害の種類を判定し、表示器に設けた判定バーにこの判定結果を表示する。
このため、表示された測定データは信頼できるかどうか、測定結果から得られるＣＯＰＤの病期はどの程度か、換気機能障害の種類と程度はどの程度かを、一目で確認することができる。

請求項１の発明は、フローボリューム検査時に、努力呼出開始時の努力度の良否を判定し、検査結果の画面に、表示器に設けた判定バーに判定結果を表示する。

努力呼出開始時の努力度の判定は、前述のように、信頼性の高いデータを得るために、ＡＴＳや日本呼吸器学会によって定められてる。この努力度の良否の判定は従来からおこなわれている。これは、フローボリューム曲線の立ち上がりの程度を評価すればよい。従来も、この判定結果を知ることはできた。
しかし、キー操作をして、判定結果を呼び出して表示させる必要があった。又は、他の情報に埋もれて表示されていたため、画面で探す必要があり、表示自体が見難いという問題があった。つまり、検査終了時に、努力呼出開始時の努力度の良否を一目で確認することができなかった。このため、検査結果を見、努力呼出開始時の努力度の良否の判定結果を確認するという、手間をかける必要があった。

本請求項記載の発明によると、検査結果とともに、努力呼出開始時の努力度の良否を、所定の位置に表示する。つまり、検査をしてその結果の画面になると、ＦＶＣ曲線データ、数値データと共に、所定の判定バーの表示位置に、呼出開始時の努力度の良否が表示される。
このため、測定データを一目で確認でき、データが信頼できるものであるか否かの判断もすぐにできる。精度管理にも有効で、検者の手間を省力化し、正しい診断にも有効である。

また、フローボリューム検査時に、努力呼出開始以降の時間を測定し、この呼出時間が十分であったか否かを判定して、表示器に設けた判定バーに判定結果を表示する。

この努力度判定も、ＡＴＳや日本呼吸器学会によって定められている。
このため、従来もこの機能は使用されていた。
しかし、その判定結果は測定結果画面に表示されていなかったり、多くの情報の中に埋もれて表示されていた。このため、請求項１の発明の実施例で記載したように、この指標も見難い、又は見るのにキー操作が必要などの不都合があり、検査結果とその信頼性を一目で確認するというわけにはいかなかった。

本請求項記載の発明によると、検査結果と共に、呼出時間の努力の程度を表示し、呼出時間が十分であったかどうかを判断し、この判断結果を例えば良又は否のように、所定の位置に、表示される。
このため、検査データを一目で確認でき、データが信頼できるものであるか否かの判断も同時にできる。精度管理にも有効で、検者の手間を省力化し、正しい診断にも有効である。

さらに、複数回おこなったフローボリューム検査の再現性の良否を判定し、表示器に設けた判定バーにその判定結果を表示するものである。
この判定についても、ＡＴＳや日本呼吸器学会によって定められている。
このため、従来もこの機能は使用されていた。
しかし、その判定結果は測定結果画面に表示されていなかったり、多くの情報の中に埋もれて表示されていた。このため、請求項１の発明の実施例で記載したように、この指標も見難い、又は見るのにキー操作が必要などの不都合があり、検査結果とその信頼性を一目で確認するというわけには行かなかった。

本請求項記載の発明によると、検査結果と共に、複数回の検査の再現性の良否を判定し、この判断結果を例えば良又は否のように、所定の位置の判定バーに表示する。
このため、検査データを一目で確認できるとともに、再現性の良否を一目で確認することができ、データが信頼できるものであるか否かの判断も同時にできる。精度管理にも有効で、検者の手間を省力化し、正しい診断にも有効である。

表示器に、測定結果のデータを表示するとともに、判定バー表示領域を設けて、以上の３つの判定結果を表示する。
このため、請求項１記載の発明により、測定データと、努力呼出に関する３つの判定結果を表示するため、１つの測定結果の画面を見るだけで、測定データと、その測定データが信頼できるものであるかどうかを判断することができる。
このため、検者の手間を省力化し、正しい診断にも有効である。

請求項２記載の発明は、フローボリューム検査時に、努力呼出開始時の努力度と努力呼出時間から見た努力度の両方を見て、両方とも十分な努力が行なわれている検査の回数をカウントし、この回数を、検査結果の画面に、表示器に設けた判定バーに表示する。
努力呼出開始時の努力度の判定は、前述のように、信頼性の高いデータを得るために、ＡＴＳなどの医学会で定められている。
努力呼出開始時の努力度と努力呼出時間から見た努力度の両方が良好な検査は信頼できるが、本請求項記載の発明により、信頼性の高い検査が何回行なわれたかを、判定バーを見るだけで、一目で確認することができる。
この結果をみて、検査を続行する必要があるかどうかが判断される。

請求項３記載の発明は、フローボリューム検査によって得られたデータから、ＧＯＬＤの基準に基づいて病期を判定し、表示器に設けた判定バーにこの判定結果を表示する。
ＧＯＬＤの基準は公知であり、図１１（Ａ）に示すような病期の表や同図（Ｂ）の病期の表も使用されている。
しかし、その判定結果は測定結果画面に表示されていなかったり、多くの情報の中に埋もれて表示されていた。このため、請求項１の発明の実施例で記載したように、この指標も見難い、又は見るのにキー操作が必要などの不都合があり、検査結果とその信頼性を一目で確認するというわけにはいかなかった。

本請求項記載の発明によると、検査結果と共に、ＧＯＬＤの基準に基づく病期を判定し、この判断結果を例えば病期２のように、所定の位置の判定バーに表示する。判定バーには病期０から４までの、又は正常の、いずれかを表示すればよい。
このため、検査データを一目で確認できるとともに、患者がどの病期かが同時にわかる。
検者の手間を省力化し、正しい診断にも有効である。

請求項４記載の発明では、フローボリューム検査によって得られたデータから、換気機能障害の種類を判定し、表示器に設けた判定バーにこの判定結果を表示する。
検査結果から、換気機能障害の種類と程度を表す図１２の表は従来から用いられている。
しかし、その判定結果は測定結果画面に表示されていなかったり、多くの情報の中に埋もれて表示されていた。このため、請求項１の発明の実施例で記載したように、この指標も見難い、又は見るのにキー操作が必要などの不都合があり、検査結果とその信頼性を一目で確認するというわけにはいかなかった。

本請求項記載の発明によると、検査結果と共に、換気機能障害の種類と程度を求め、この結果から例えば閉塞性障害であるという判定をし、これを所定の位置の判定バーに表示する。
判定バーには、閉塞性、拘束性、混合性、正常のいずれかを識別できるように表示すればよい。例えば、閉、拘、混、正のように、またはこれに対応する数値や記号で表示してもよい。
このため、検査データを一目で確認できるとともに、患者はどのような種類の換気障害であるのかを一目で確認することができる。検者の手間を省力化し、正しい診断にも有効である。
このため、検者の手間を省力化し、正しい診断にも有効である。

請求項１記載の測定開始時の努力度の判定バーの例である。 請求項１記載の呼出時間から見た努力度の判定バーの例である。 請求項１記載の再現性の判定バーの例である。 請求項３記載のＧＯＬＤに基づく病期判定バーの例である。 請求項４記載の換気機能障害の判定バーの例である。 請求項１〜４記載の判定バー表示を示す領域の例である。 本発明の測定結果表示画面の例である。 肺機能検査で使用する流量計、フィルタ、マウスピースの例である。 肺気量分画の図である。 フローボリューム曲線の例である。 ＧＯＬＤの基準に基づく病期分類（Ａ）とその表（Ｂ）である。 換気機能障害の種類と程度を表す表である。 請求項２の発明の、呼出開始時と努力呼出の両方とも十分な努力が行われた検査回数の判定バーの例である。

ＴＶＩ：吸気量 ＴＩ：吸気時間
ＴＶＥ：呼気量 ＴＥ：呼気時間
４１：努力呼出開始時努力度判定バー ３２ 判定バー表示領域
５１：呼出時間努力度判定バー
６１：再現性判定バー
７１：ＧＯＬＤによる病期判定バー
８１：換気機能障害判定バー
８１’：判定バー表示領域 ８２’：表示画面
９１：測定モード選択タブ
９２：判定バー
９３：測定曲線表示領域
９４：測定数値データ表示領域 ９５：表示画面
１０１：流量計 １０２：フィルタ
１０３：マウスピース

Claims (4)

1. 呼吸気の流量を測定する呼吸流量計と、
   前記呼吸流量計で測定した流量データを処理して肺機能に関するパラメータを求めるデータ処理部と、
   測定中又は測定後のデータ表示する表示器と
   を有する、フローボリューム検査が可能な肺機能検査装置において、
   前記表示器のフローボリューム検査の検査結果画面に、フローボリューム検査の測定データを表示するとともに、判定バー表示領域を設け、
   前記判定バー表示領域に、
   努力呼出開始時の流量データから、努力呼出開始時の努力度が十分か不十分かを、医学会で定めた基準によって判定した呼出開始時努力度判定結果と、
   努力呼出時間を測定し、努力呼出時間が十分か不十分かを、医学会で定めた基準によって判定した努力呼出時間判定結果と、
   複数回おこなったフローボリューム検査のデータの再現性が良好か否かを、医学会で定めた基準によって判定した再現性判定結果
   を表示するようにしたことを特徴とする肺機能検査装置。
2. さらに、複数回おこなったフローボリューム検査のうち、前記呼出開始時努力度判定結果と前記努力呼出時間判定結果がともに良好と判定された検査の回数を正常検査回数として前記判定バー表示領域に表示するようにしたことを特徴とする、請求項１記載の肺機能検査装置。
3. さらに、フローボリューム検査の測定データから、ＧＯＬＤの基準に基づいてＣＯＰＤの病期を判定し、当該ＣＯＰＤ病期判定結果を前記判定バー表示領域に表示するようにしたことを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の肺機能検査装置。
4. さらに、フローボリューム検査の測定データから、医学会で定めた判定基準に基づいて換気機能障害の病期を判定し、当該換気機能障害病期判定結果を前記判定バー表示領域に表示するようにしたことを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれかに記載した肺機能検査装置。