JP7214242B2 - 鼻腔通気度検査装置 - Google Patents
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Description
本願は、2018年2月27日に、日本に出願された特願2018-033096号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
図1は第1実施形態の鼻腔通気度検査装置1の構成の一例を示す図である。
図1に示す例では、鼻腔通気度検査装置1が、左鼻腔用圧力センサ11Lと、右鼻腔用圧力センサ11Rと、左鼻腔用チューブ12Lと、右鼻腔用チューブ12Rと、左鼻腔用チューブコネクタ14Lと、右鼻腔用チューブコネクタ14Rと、鼻腔通気度検査装置用回路CTとを備えている。左鼻腔用圧力センサ11Lおよび右鼻腔用圧力センサ11Rは、鼻腔通気度検査装置用回路CTに実装されている。鼻腔通気度検査装置用回路CTの大きさは、被験者などが鼻腔通気度検査装置1を携帯できるように設定されている。つまり、鼻腔通気度検査装置1は、ポータブル鼻腔通気度検査装置である。
右鼻腔用チューブ12Rは、被験者側端部12R1と、センサ側端部12R2とを備えている。被験者側端部12R1は、被験者の右鼻腔内に挿入される。
図2は左鼻腔用チューブ12Lの被験者側端部12L1が被験者の左鼻腔内に挿入され、右鼻腔用チューブ12Rの被験者側端部12R1が被験者の右鼻腔内に挿入されている状態を示す図である。
図2に示す例では、左鼻腔用チューブ12Lの被験者側端部12L1の直径が、被験者の左鼻腔のすべてを占拠しない直径である。また、右鼻腔用チューブ12Rの被験者側端部12R1の直径は、被験者の右鼻腔のすべてを占拠しない直径である。
右鼻腔用チューブ12Rのセンサ側端部12R2は、右鼻腔用チューブコネクタ14Rに接続されている。右鼻腔用チューブコネクタ14Rは、右鼻腔用チューブ12Rと右鼻腔用圧力センサ11Rとの間に配置されている。
図3および図4に示す例では、左鼻腔用チューブコネクタ14Lおよび右鼻腔用チューブコネクタ14Rが筒状である。
図4に示す例では、左鼻腔用チューブコネクタ14Lが、被験者側端部14L1と、センサ側端部14L2とを備えている。被験者側端部14L1は、左鼻腔用チューブ12Lのセンサ側端部12L2に接続されている。
右鼻腔用チューブコネクタ14Rは、被験者側端部14R1と、センサ側端部14R2とを備えている。被験者側端部14R1は、右鼻腔用チューブ12Rのセンサ側端部12R2に接続されている。
右鼻腔用圧力センサ11Rは、右鼻腔用チューブ12R内の圧力を検出する。右鼻腔用圧力センサ11Rの一部は、右鼻腔用チューブコネクタ14R内に挿入されている。
図4に示す例では、左鼻腔用圧力センサ11Lおよび右鼻腔用圧力センサ11Rとして同一の部品が用いられている。
図5A、図5Bおよび図6Bに示す例では、左鼻腔用圧力センサ11Lとして、エレクトレットコンデンサマイクが用いられている。左鼻腔用圧力センサ11Lは、一方の側の端面11L1と、他方の側の端面11L2と、それらを橋絡する円筒状の側面11L3とを備えている。感圧部11L1Aは、端面11L1に配置されている。端面11L2に配置された端子は、鼻腔通気度検査装置用回路CTに実装される。
図4および図6Bに示す例では、左鼻腔用チューブコネクタ14Lのセンサ側端部14L2の内径が、左鼻腔用圧力センサ11Lの直径(詳細には、側面11L3の直径)よりも大きい。感圧部11L1Aは、左鼻腔用チューブコネクタ14L内に挿入されている。
図4および図6Aに示す例では、右鼻腔用チューブコネクタ14Rのセンサ側端部14R2の内径が、右鼻腔用圧力センサ11Rの直径(詳細には、側面11R3の直径)よりも大きい。感圧部11R1Aは、右鼻腔用チューブコネクタ14R内に挿入されている。
他の例では、微圧センサ、サーミスタ(抵抗素子)、サーモカップル(熱電対)、圧電フィルム(PVDF(polyvinylidene fluoride film)フィルム)、歪ゲージ、エレクトレットコンデンサマイクではないマイクセンサなどのような、エレクトレットコンデンサマイク以外のものを、左鼻腔用圧力センサ11Lおよび右鼻腔用圧力センサ11Rとして用いてもよい。
演算部13は、左鼻腔用圧力センサ11Lと右鼻腔用圧力センサ11Rとに電気的に接続されている。電源15は、左鼻腔用圧力センサ11Lと右鼻腔用圧力センサ11Rとに電力を供給する。
左鼻腔用圧力センサ11Lおよび右鼻腔用圧力センサ11Rと、電源15とは、定電圧回路16Aを介して接続される。
他の例では、左鼻腔用圧力センサ11Lおよび右鼻腔用圧力センサ11Rと、電源15とが、カレントミラー回路を介して接続されてもよい。
トランスインピーダンスアンプ13Aは、左鼻腔用圧力センサ11Lからの出力電流信号と、右鼻腔用圧力センサ11Rからの出力電流信号とを処理する。また、トランスインピーダンスアンプ13Aは、オペアンプ13A1を備えている。オペアンプ13A1の利得帯域幅積(GB積)は、1MHz以下に設定されている。
フィルタ13Bは、左鼻腔用圧力センサ11Lからの出力電流信号および右鼻腔用圧力センサ11Rからの出力電流信号に含まれる0.07Hz以上3.4Hz以下の信号を抽出する。
図7は左鼻腔用圧力センサ11Lによって検出された圧力および右鼻腔用圧力センサ11Rによって検出された圧力の一例を示す図である。図7の縦軸は圧力を示しており、図7の横軸は時間を示している。
図7に示す例では、時間の変化に応じて、左鼻腔用圧力センサ11Lによって検出された圧力の値が変動している。詳細には、被験者が息を吐く時に、左鼻腔用圧力センサ11Lによって検出された圧力の値が大きくなる。被験者が息を吸う時には、左鼻腔用圧力センサ11Lによって検出された圧力の値が小さくなる。
右鼻腔用圧力センサ11Rによって検出された圧力の値の時間の変化に応じた変動量は、左鼻腔用圧力センサ11Lによって検出された圧力の値の時間の変化に応じた変動量よりも小さい。
つまり、図1に示す例では、被験者の左鼻腔の通気度が、左鼻腔用チューブ12L内の圧力に基づいて得られ、被験者の右鼻腔の通気度が、右鼻腔用チューブ12R内の圧力に基づいて得られる。
詳細には、図1に示す例では、左鼻腔用圧力センサ11Lによる左鼻腔用チューブ12L内の圧力の検出と、右鼻腔用圧力センサ11Rによる右鼻腔用チューブ12R内の圧力の検出とが、同時に実行され、かつ、睡眠時無呼吸を評価可能な時間にわたって継続的に実行可能である。
第1実施形態の鼻腔通気度検査装置1では、上述したように、左鼻腔用圧力センサ11Lによる左鼻腔用チューブ12L内の圧力の検出と、右鼻腔用圧力センサ11Rによる右鼻腔用チューブ12R内の圧力の検出とが、同時に実行され、かつ、睡眠時無呼吸を評価可能な時間にわたって継続的に実行可能である。
また、第1実施形態の鼻腔通気度検査装置1では、上述したように、被験者の左鼻腔内に挿入される左鼻腔用チューブ12Lの被験者側端部12L1の直径が、被験者の左鼻腔のすべてを占拠しない直径であり、被験者の右鼻腔内に挿入される右鼻腔用チューブ12Rの被験者側端部12R1の直径が、被験者の右鼻腔のすべてを占拠しない直径である。
そのため、第1実施形態の鼻腔通気度検査装置1によれば、睡眠時における左鼻腔通気度および右鼻腔通気度の両方を得ることができる。つまり、長時間にわたって連続して左鼻腔通気度および右鼻腔通気度を得ることができる。
そのため、第1実施形態の鼻腔通気度検査装置1によれば、高価なセンサが用いられる場合よりも、鼻腔通気度検査装置1のコストを抑制することができる。
そのため、第1実施形態の鼻腔通気度検査装置1によれば、左鼻腔用圧力センサ11Lおよび右鼻腔用圧力センサ11Rと電源15とが定電圧回路16Aまたはカレントミラー回路を介して接続されない場合よりも、左鼻腔用圧力センサ11Lの信号と右鼻腔用圧力センサ11Rの信号とが相互に悪影響をおよぼしてしまうおそれを抑制することができる。
また、第1実施形態の鼻腔通気度検査装置1では、上述したように、左鼻腔用圧力センサ11Lからの出力電流信号および右鼻腔用圧力センサ11Rからの出力電流信号に含まれる0.07Hz以上3.4Hz以下の信号が、フィルタ13Bによって抽出される。
そのため、第1実施形態の鼻腔通気度検査装置1によれば、左鼻腔用圧力センサ11Lおよび右鼻腔用圧力センサ11Rからの出力電流信号に含まれる、鼻腔通気度の検出に不要なノイズを、適切に除去することができる。
そのため、第1実施形態の鼻腔通気度検査装置1によれば、左鼻腔用圧力センサ11Lの感圧部11L1Aが左鼻腔用チューブコネクタ14L内に挿入されておらず、右鼻腔用圧力センサ11Rの感圧部11R1Aが右鼻腔用チューブコネクタ14R内に挿入されていない場合よりも、右鼻腔の気流によって左鼻腔用圧力センサ11Lによる圧力の検出精度が低下してしまうおそれを抑制することができ、左鼻腔の気流によって右鼻腔用圧力センサ11Rによる圧力の検出精度が低下してしまうおそれを抑制することができる。
換言すれば、第1実施形態の鼻腔通気度検査装置1によれば、両側の鼻腔通気度を安価に非侵襲的に24時間継続して計測することができる。また、非常に安価に入手可能なエレクトレットコンデンサマイクを回路の工夫などにより鼻腔の圧力センサとして利用することで、精度良く、非常に安価に計測することができる。また、睡眠時無呼吸を始め、アレルギー性鼻炎・副鼻腔炎・ストレス等による鼻閉の状態を継続して計測することで、それぞれの疾患の状態を詳細に評価し、より適切な治療や症状の改善につなげることができる。
以下、本発明の鼻腔通気度検査装置の第2実施形態について、図面を参照して説明する。
第2実施形態の鼻腔通気度検査装置1は、後述する点を除き、上述した第1実施形態の鼻腔通気度検査装置1と同様である。従って、第2実施形態の鼻腔通気度検査装置1によれば、後述する点を除き、上述した第1実施形態の鼻腔通気度検査装置1と同様の効果を奏することができる。
上述したように、図1に示す例では、鼻腔通気度検査装置1が、記録部17を備えている。
一方、図8に示す例では、鼻腔通気度検査装置1が、記録部17を備えておらず、無線通信、有線通信などを行う通信部18を備えている。
図8に示す例では、左鼻腔用圧力センサ11Lによって検出された圧力のデータと、右鼻腔用圧力センサ11Rによって検出された圧力のデータとが、鼻腔通気度検査装置1内に記録されるのではなく、通信部18を介して鼻腔通気度検査装置1外のパソコン、スマートフォンなどの端末装置に送信され、その端末装置において記録され、データ解析などに用いられる。
以下、本発明の鼻腔通気度検査装置の第3実施形態について、図面を参照して説明する。
第3実施形態の鼻腔通気度検査装置1は、後述する点を除き、上述した第1実施形態の鼻腔通気度検査装置1と同様である。従って、第3実施形態の鼻腔通気度検査装置1によれば、後述する点を除き、上述した第1実施形態の鼻腔通気度検査装置1と同様の効果を奏することができる。
上述したように、図1に示す例では、鼻腔通気度検査装置1が、左鼻腔用チューブ12Lと、右鼻腔用チューブ12Rと、左鼻腔用チューブコネクタ14Lと、右鼻腔用チューブコネクタ14Rとを備えている。
一方、図9に示す例では、鼻腔通気度検査装置1が、左鼻腔用チューブ12Lと、右鼻腔用チューブ12Rと、左鼻腔用チューブコネクタ14Lと、右鼻腔用チューブコネクタ14Rとを備えていない。
図9に示す例では、鼻腔通気度検査装置1の使用時に、左鼻腔用圧力センサ11Lの感圧部11L1Aが被験者の左鼻腔内に挿入され、右鼻腔用圧力センサ11Rの感圧部11R1Aが被験者の右鼻腔内に挿入される。つまり、左鼻腔用圧力センサ11Lは、被験者の左鼻腔内の圧力を検出する。右鼻腔用圧力センサ11Rは、被験者の右鼻腔内の圧力を検出する。
つまり、図9に示す例では、被験者の左鼻腔の通気度が、左鼻腔用圧力センサ11Lによって検出される被験者の左鼻腔内の圧力に基づいて得られる。被験者の右鼻腔の通気度は、右鼻腔用圧力センサ11Rによって検出される被験者の右鼻腔内の圧力に基づいて得られる。
詳細には、図9に示す例では、左鼻腔用圧力センサ11Lによる被験者の左鼻腔内の圧力の検出と、右鼻腔用圧力センサ11Rによる被験者の右鼻腔内の圧力の検出とが、同時に実行され、かつ、睡眠時無呼吸を評価可能な時間にわたって継続的に実行可能である。
第3実施形態の鼻腔通気度検査装置1では、上述したように、左鼻腔用圧力センサ11Lによる被験者の左鼻腔内の圧力の検出と、右鼻腔用圧力センサ11Rによる被験者の右鼻腔内の圧力の検出とが、同時に実行され、かつ、睡眠時無呼吸を評価可能な時間にわたって継続的に実行可能である。
また、第3実施形態の鼻腔通気度検査装置1では、上述したように、被験者の左鼻腔内に挿入される左鼻腔用圧力センサ11Lの直径が、被験者の左鼻腔のすべてを占拠しない直径であり、被験者の右鼻腔内に挿入される右鼻腔用圧力センサ11Rの直径が、被験者の右鼻腔のすべてを占拠しない直径である。
そのため、第3実施形態の鼻腔通気度検査装置1によれば、睡眠時における左鼻腔通気度および右鼻腔通気度の両方を得ることができる。つまり、長時間にわたって連続して左鼻腔通気度および右鼻腔通気度を得ることができる。
そのため、第3実施形態の鼻腔通気度検査装置1によれば、鼻腔通気度検査装置1の使用時に、左鼻腔用圧力センサ11Lの感圧部11L1Aが被験者の左鼻腔内に挿入されず、右鼻腔用圧力センサ11Rの感圧部11R1Aが被験者の右鼻腔内に挿入されない場合よりも、右鼻腔の気流によって左鼻腔用圧力センサ11Lによる圧力の検出精度が低下してしまうおそれを抑制することができ、左鼻腔の気流によって右鼻腔用圧力センサ11Rによる圧力の検出精度が低下してしまうおそれを抑制することができる。
以下、本発明の鼻腔通気度検査装置の第4実施形態について、図面を参照して説明する。
第4実施形態の鼻腔通気度検査装置1は、後述する点を除き、上述した第3実施形態の鼻腔通気度検査装置1と同様である。従って、第4実施形態の鼻腔通気度検査装置1によれば、後述する点を除き、上述した第3実施形態の鼻腔通気度検査装置1と同様の効果を奏することができる。
上述したように、図9に示す例では、鼻腔通気度検査装置1が、記録部17を備えている。
一方、図10に示す例では、鼻腔通気度検査装置1が、記録部17を備えておらず、無線通信、有線通信などを行う通信部18を備えている。
図10に示す例では、左鼻腔用圧力センサ11Lによって検出された圧力のデータと、右鼻腔用圧力センサ11Rによって検出された圧力のデータとが、鼻腔通気度検査装置1内に記録されるのではなく、通信部18を介して鼻腔通気度検査装置1外のパソコン、スマートフォンなどの端末装置に送信され、その端末装置において記録され、データ解析などに用いられる。
Claims (9)
- 被験者側端部とセンサ側端部とを有する左鼻腔用チューブと、
被験者側端部とセンサ側端部とを有する右鼻腔用チューブと、
前記左鼻腔用チューブのセンサ側端部に接続され、前記左鼻腔用チューブ内の圧力を検出する左鼻腔用圧力センサと、
前記右鼻腔用チューブのセンサ側端部に接続され、前記右鼻腔用チューブ内の圧力を検出する右鼻腔用圧力センサと、
前記左鼻腔用圧力センサと前記右鼻腔用圧力センサとに電気的に接続される演算部とを備え、
前記左鼻腔用チューブの被験者側端部は被験者の左鼻腔内に挿入され、かつ、前記左鼻腔用チューブの被験者側端部の直径は、被験者の左鼻腔のすべてを占拠しない直径であり、
前記右鼻腔用チューブの被験者側端部は被験者の右鼻腔内に挿入され、かつ、前記右鼻腔用チューブの被験者側端部の直径は、被験者の右鼻腔のすべてを占拠しない直径であり、
前記左鼻腔用圧力センサによる前記左鼻腔用チューブ内の圧力の検出と、前記右鼻腔用圧力センサによる前記右鼻腔用チューブ内の圧力の検出とは、同時に実行され、かつ、睡眠時無呼吸を評価可能な時間にわたって継続的に実行可能であり、
被験者の左鼻腔通気度は、前記左鼻腔用チューブ内の圧力に基づいて得られ、
被験者の右鼻腔通気度は、前記右鼻腔用チューブ内の圧力に基づいて得られる、
鼻腔通気度検査装置。 - 前記左鼻腔用圧力センサは、左鼻腔用エレクトレットコンデンサマイクであり、
前記右鼻腔用圧力センサは、右鼻腔用エレクトレットコンデンサマイクである、
請求項1に記載の鼻腔通気度検査装置。 - 前記左鼻腔用圧力センサと前記右鼻腔用圧力センサとに電力を供給する電源を更に備え、
前記左鼻腔用圧力センサおよび前記右鼻腔用圧力センサと、前記電源とは、定電圧回路またはカレントミラー回路を介して接続される、
請求項1に記載の鼻腔通気度検査装置。 - 前記演算部は、前記左鼻腔用圧力センサからの出力電流信号と、前記右鼻腔用圧力センサからの出力電流信号とを処理するトランスインピーダンスアンプを備え、
前記トランスインピーダンスアンプは、オペアンプを備え、
前記オペアンプの利得帯域幅積は、1MHz以下である、
請求項1に記載の鼻腔通気度検査装置。 - 前記演算部は、前記左鼻腔用圧力センサからの出力電流信号および前記右鼻腔用圧力センサからの出力電流信号に含まれる0.07Hz以上3.4Hz以下の信号を抽出するフィルタを備える、
請求項1に記載の鼻腔通気度検査装置。 - 前記左鼻腔用圧力センサによって検出された圧力と、前記右鼻腔用圧力センサによって検出された圧力とを記録する記録部を更に備える、
請求項1に記載の鼻腔通気度検査装置。 - 前記左鼻腔用チューブと前記左鼻腔用圧力センサとの間に配置される筒状の左鼻腔用チューブコネクタと、
前記右鼻腔用チューブと前記右鼻腔用圧力センサとの間に配置される筒状の右鼻腔用チューブコネクタとを更に備え、
前記左鼻腔用チューブコネクタのセンサ側端部の内径は、前記左鼻腔用圧力センサの直径よりも大きく、
前記右鼻腔用チューブコネクタのセンサ側端部の内径は、前記右鼻腔用圧力センサの直径よりも大きく、
前記左鼻腔用圧力センサの感圧部は、前記左鼻腔用チューブコネクタ内に挿入されており、
前記右鼻腔用圧力センサの感圧部は、前記右鼻腔用チューブコネクタ内に挿入されている、
請求項1に記載の鼻腔通気度検査装置。 - 被験者の左鼻腔に挿入される左鼻腔用チューブが接続される左鼻腔用チューブコネクタと、
被験者の右鼻腔に挿入される左鼻腔用チューブが接続される右鼻腔用チューブコネクタと、
前記左鼻腔用チューブコネクタに接続され、被験者の左鼻腔内の圧力を検出する左鼻腔用圧力センサと、
前記右鼻腔用チューブコネクタに接続され、被験者の右鼻腔内の圧力を検出する右鼻腔用圧力センサと、
前記左鼻腔用圧力センサと前記右鼻腔用圧力センサとに電気的に接続される演算部とを備え、
前記左鼻腔用圧力センサによる被験者の左鼻腔内の圧力の検出と、前記右鼻腔用圧力センサによる被験者の右鼻腔内の圧力の検出とは、同時に実行され、かつ、睡眠時無呼吸を評価可能な時間にわたって継続的に実行可能であり、
被験者の左鼻腔通気度は、前記左鼻腔用圧力センサによって検出される圧力に基づいて得られ、
被験者の右鼻腔通気度は、前記右鼻腔用圧力センサによって検出される圧力に基づいて得られる、
鼻腔通気度検査装置。 - 前記左鼻腔用圧力センサの直径は、被験者の左鼻腔の入口部分の内径よりも小さく、
前記右鼻腔用圧力センサの直径は、被験者の右鼻腔の入口部分の内径よりも小さく、
前記鼻腔通気度検査装置の使用時に、前記左鼻腔用圧力センサの感圧部は被験者の左鼻腔内に挿入され、前記右鼻腔用圧力センサの感圧部は被験者の右鼻腔内に挿入される、
請求項8に記載の鼻腔通気度検査装置。
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