JPH062130B2 - 嗅覚認識判定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、嗅覚の有無や認識度合などを判定するため
の嗅覚認識判定装置に関し、供試ガスの供給形態を改良
したものである。

〔従来の技術〕

嗅覚の客観的な評価を行うための嗅覚認識判定装置は、
本出願人等の提案に係る特開昭６３−７９６３６号公報
などに公知である。これでは、呼吸動作に同期して供試
ガスを被験者に送給し、このときの脳波の変動を検出
し、その分析を行って嗅覚の有無などを判定する。被験
者の呼吸動作の検出は鼻腔内に装着されたサーミスタで
行っている。

供試ガスは、所定濃度のにおい液中に無臭空気を吹き込
んで生成する。詳しくは、ガラス容器中ににおい液を充
填し、その充填口から引き込んだ管路をにおい液中に浸
漬してバブリングを行い、におい物質を空気中に含ませ
て供試ガスを生成している。この供試ガスは、容器栓に
装着した管路を介して取り出され、その途中に設けた電
磁弁を呼吸動作に対応して開閉することにより、吸気動
作に同期して被験者に供給される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の従来装置では、被験者の呼吸動作が吸気サイクル
に入ったことを検知して、電磁弁を開き操作し供試ガス
を送り出す。このときのガス送給作用は、バブリング時
の吹き込み空気圧により得られる。こうしたガス供給形
態では、電磁弁が開いてから供試ガスが被験者に達する
までの時間遅れを避けられない。しかも、供試ガスの吸
気動作中における到達タイミングにばらつきを生じやす
い。

そのため、例えば吸気動作が終わる直前に供試ガスが鼻
腔内へ達することがあり、この場合は、被験者の殆どが
におい刺激に反応しない。とくに、呼吸サイクルが短い
被験者や、呼吸サイクルの変動幅が大きい被験者におい
て、上記のようなタイムラグによる無感現象を生じやす
い。供試ガスの到達タイミングがばらつくことは、嗅粘
膜に達っするガスの移動速度がばらつくことを意味し、
結果として反応の大きさに変動を生じる。

従来装置では、個々の臭供給系統において、常に一定濃
度の供試ガスしか供給できない。バブリング時の吹き込
み空気量を増減できるようになっているが、吹き込み空
気量を変更したとしても、供試ガスの送給可能な量が増
減するだけで、その濃度を直接変更することにはならな
いからである。

そのため、供試ガスの濃度を変更する場合は、希釈度の
異なるにおい液を複数種用意し、これを独立した送給系
ごとにバブリングし、必要な送給系を選定してノーズコ
ーンと連通しなければならない。因みに、一定濃度の供
試ガスであっても、その送給量が大小に異なると刺激に
対する反応の現われ方に違いが生じる。例えば、大量の
供試ガスが送給されると、被験者はより強い刺激が加え
られたのと同様に反応し、適正な判定結果が得られな
い。

以上のように従来装置は、供試ガスの送給に時間遅れや
到達タイミングにばらつきを生じやすい点、供試ガスの
濃度変更を自由にしかも連続的に行えない点に問題があ
つた。

本発明の目的は、時間遅れを解消し、しかも倒到達タイ
ミングのばらつきを低減して供試ガスを適切に送給で
き、被験者に対してにおい刺激を的確に与えることので
きる嗅覚認識判定装置を得るにある。

本発明の他の目的は、供試ガスの濃度変更を自由にしか
も連続して行うことができ、嗅覚判定のためのテストを
広範にわたって行える対応性に優れた嗅覚認識判定装置
を得るにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の嗅覚認識判定装置は、呼吸用ガスを被験者Ａ
に送給する吸気供給手段１と、供試ガスを生成し被験者
Ａに送給する供試ガス供給手段２と、被験者Ａの顔面に
装着されて呼吸用ガスおよび供試ガスを呼吸器へ導入案
内し、呼気を分離排出するマスク３と、被験者Ａのにお
い刺激に対する反応を測定して解析処理する測定手段４
を備えていること、 供試ガス供給手段２は、供試ガス生成装置１２と、この
装置１２から導出されてマスク３内へ供試ガスを送給案
内する供試ガス通路１３と、供試ガス通路１３の途中に
設けられた自動開閉弁１４とを含んで構成されているこ
と、 前記マスク３に被験者Ａの呼吸動作を検出する呼吸セン
サー３８が設けられていること、 自動開閉弁１４の開閉動作を制御する制御手段１５が、
呼吸センサー３８からの呼吸信号に基づいて、次回の吸
気開始タイミングを予測演算する予測手段１５ａと、こ
の予測手段１５ａで得られた予測結果に基づき自動開閉
弁１４に開き指令信号を付与する弁制御手段１５ｂとを
含んで構成されていることを要件とする。

前記供試ガス生成装置１２はにおいガス生成系と希釈系
とを含む形態で実施することが好ましく、この場合は、
キャリアガスの流量を制御する第１の流量制御器１８
と、キャリアガスをにおい液中に吹き込んでにおいガス
を生成するバブリング器１９とを含んでにおいガス生成
系を構成し、 希釈用のキャリアガスの流量を制御する第２の流量制御
器２６と、これで計量されたキャリアガスと前記におい
ガスを混合して供試ガスを生成する混合器２７とで希釈
系を構成し、 両流量制御器１８・２６の制御状態を変更して、供試ガ
スの濃度を変更するよう供試ガス生成装置１２を構成す
る。

〔作用〕

呼吸センサー３８からの呼吸信号に基づき、予測手段１
５ａで次回の吸気開始タイミングを予測演算するのは、
呼吸動作の変化傾向を知って、高い確率で次回の吸気開
始タイミングを特定するためである。吸気開始タイミン
グが特定されると、供試ガスがマスク３へ達するまでの
遅れ時間を見越して自動開閉弁１４を開き操作でき、し
かも、被験者Ａの呼吸サイクルに対応して供試ガスの送
給タイミングを設定して、吸気動作中における供試ガス
の到達タイミングをほぼ一定に揃えることができる。

第１の流量制御器１８とバブリング器１９とを経てにお
いガスを生成し、これとは別に第２の流量制御器２６で
希釈系のキャリアガスを計量し、両ガスを混合器２７で
混合して供試ガスを生成するのは、供試ガスの濃度変更
を行うためであり、詳しくは第１・第２の両流量制御器
１８・２６の少なくともいずれか一方におけるガス流量
を制御することにより、混合器２７におけるにおいガス
と希釈用キャリアガスとの比率を変更して、濃度を変え
ることができる。多くの場合は、供試ガスの流量を一定
としてその濃度のみを変更する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明では次回の呼吸開始タイ
ミングを予測手段１５ａで予測演算し、この予測結果に
基づき弁制御手段１５ｂから自動開閉弁１４へ開き指令
信号を付与することとしたので、自動開閉弁１４以降の
供試ガス通路１３を原因とするタイムラグはもちろん、
被験者Ａのくせあるいは呼吸動作の変化傾向に合わせ
て、供試ガスをマスク３へ遅滞なく供給でき、同時に、
吸気動作中における供試ガスの到達タイミングをほぼ一
定化できる。これにより、被験者Ａの呼吸サイクルの違
いやその変動差に対応して、さらに供試ガスの供給タイ
ミングを揃えてにおい刺激を常に的確に与えることがで
き、本発明装置で得られる判定結果の信頼性を向上でき
る。

供試ガス生成装置１２をにおいガス生成系と希釈系とを
含んで構成する形態では、各系に設けた流量制御器１８
・２６でキャリアガスの流量を制御することにより、供
試ガスの濃度を自由にしかも連続して変更できるので、
判定すべき事項や個人差に応じて広範に判定試験を行う
ことができる。例えば、一定時間ごとに濃度を段階的に
増加ないし減少し、あるいは濃度を急激に低下ないしは
増加するなどの濃度変更を自由に行える。判定に要する
時間を減少できる点でも有利である。

〔実施例〕

第２図において嗅覚認識判定装置は、被験者Ａに対して
呼吸用ガスを送給する吸気供給手段１と、供試ガスを生
成して送給する供試ガス供給手段２と、被験者Ａの顔面
に装着されて呼吸用ガスおよび供試ガスを導入案内する
マスク３と、被験者Ａのにおい刺激に対する反応を測定
して解析処理する測定手段４などで構成する。

第３図において、吸気供給手段１は、コンプレッサ５と
脱臭器６および除湿器７とを経て無臭空気を生成する空
気源を有し、所定圧力に調整された無臭空気を、呼吸ガ
ス通路８を介してマスク３へと断続的に加圧送給する。
このガス通路８の中途部には流量計と電磁式の三方切換
弁１０が設けられている。

供試ガス供給手段２は、複数個の供試ガス生成装置１２
と、各生成装置１２から導出されて供試ガスをマスク３
へと送給案内する供試ガス通路１３と、各ガス通路１３
の途中に設けられた自動開閉弁１４と、前記ガス生成装
置１２および自動開閉弁１４の動作を制御する制御手段
１５（第１図参照）、および無臭空気を送給する吸気通
路１６などで構成する。１７は流量制御弁である。

第１図において供試ガス生成装置１２はにおいガス生成
系と希釈系とからなり、前記空気源で処理された無臭空
気をキャリアガスに利用してにおいガスを生成し、これ
を希釈して供試ガスを生成する。

においガス生成系は、キャリアガスの流量を制御する第
１の流量制御器１８と、バブリング器１９と、バブリン
グ器１９の前後に設けた逆止弁２０・２１とからなる。
流量制御器１８は、キャリアガスの流量を精密に測定す
る測定部１８ａと、流量を調整する電磁式の制御弁１８
ｂとを内蔵しており、市販されているサーマルマスフロ
ーコントローラ（株式会社小島製作所製）を適用でき
る。バブリング器１９は、ステンレス製の圧力容器２２
内に、例えば蒸溜水（無臭溶媒）で一定濃度に希釈され
たにおい液２３を収容し、このにおい液中に吹き込み管
２４を浸漬し、さらに容器栓からにおいガス通路２５を
導出したものである。吹き込み管２４は逆止弁２０を介
して流量制御器１８に接続し、においガス通路２５は逆
止弁２１を介して混合器２７に接続する。

希釈系は、希釈用のキャリアガスの流量を制御する第２
の流量制御器２６と混合器２７、および両者間に設けた
逆止弁２８などで構成され、上記においガス生成系に対
して並列に接続する。第２の流量制御器２６は前記第１
の流量制御器１８と同一品である。混合器２７は、にお
いガスと希釈用のキャリアガスを混合して、所定濃度の
供試ガスを生成する。このとき、各流量制御器１８・２
６におけるキャリアガスの流量を調整することにより、
例えば常に一定量（２〜３／min）の供試ガスを生成
し供給しながら、その濃度のみを連続して変更できる。
この制御は、各流量制御器１８・２６の測定部１８ａ・
２６ａから出力された流量信号を基にして制御手段１５
が行う。第１図中符号４２はガス放出路である。

生成された供試ガスを、被験者Ａの呼吸動作に対応して
断続供給するために自動開閉弁１４を設け、その開閉動
作を制御手段１５で制御している。自動開閉弁１４は電
磁式の三方切換弁からなり、供試ガス通路１３を高速度
で開閉して供試ガスをパルス状に供給する。このときの
開弁時間は１０〜２００ｍｍ秒である。

各供試ガス生成装置１２は同一構成とされ、圧力容器２
２に装填されるにおい液の種類のみが異なっている。従
って、第３図に示す例では、５種類の異なるにおい物質
を、その濃度を任意値に設定しながら判定試験を行え
る。

第２図において測定手段４は、嗅覚反応によって生じた
脳波変動を測定し、測定された脳波データを呼吸センサ
ー３８からの出力信号に基づき解析し、必要な信号処理
を行うデータ処理回路等を備えている。脳波データは、
被験者Ａの頭部に固定した複数個の脳波センサー３７を
介して誘発電位の変動として取り込まれる。脳波センサ
ー３７としては、一般に多用されている電極板の他に、
超電導材を用いた磁気センサーが用いられる。

第２図および第３図においてマスク３は麻酔用マスクか
らなるマスク本体３０と、その外面に組付けた呼吸バル
ブ３１と、マスク３の装着状態を維持するゴムバンド３
２などからなり、マスク本体３０が鼻および口の外面を
密閉状に覆うよう被験者Ａに装着される。

呼吸バルブ３１は、ケース内にそれぞれゴム膜で形成さ
れた吸気バルブ３１ａと呼吸バルブ３１ｂとを有し、い
ずれも被験者Ａの呼吸動作に連動して交互に開く。

呼吸バルブ３１を設けた場合、被験者Ａは通常の呼吸状
態に比べてより積極的な呼吸動作を行う必要がある。こ
うした被験者Ａの呼吸負担を軽減するために、吸気供給
手段１は呼吸用空気を強制的に送給して、吸気動作を助
ける。また、吸気通路３３に送風ファンからなる掃気手
段３４を設けて呼気動作を助ける。呼吸用空気の送給量
および呼気通路３３の掃気量は、被験者Ａの呼吸量に応
じて調整する。符号３５は呼気を一時貯留する呼気バッ
グである。

被験者Ａの呼吸動作を非接触状に検出するために、呼気
バルブ３１に呼吸センサー３８を取り付けている。呼吸
センサー３８は、吸気バルブ３１ａの近くに配置され
て、その開閉動作を光学的に検出する光学センサー３９
と、光学センサー３９に信号光を出力するとともに、得
られた光学的な検出信号を電気信号に変換して出力する
光電変換器を含むセンサー本体４０と、両者を接続する
光ファイバーケーブル４１とからなる。この呼吸センサ
ー３８によって吸気動作が始まったことと、吸気動作が
継続していることを正確に知ることができる。

先に触れたように、供試ガスは供試ガス通路１３に設け
た自動開閉弁１４を開閉して供給する。このガス供給を
適正に行うために、制御手段１５は呼吸センサー３８か
らの呼吸信号に基づいて、自動開閉弁１４を開閉制御す
る。

制御手段１５は、予測手段１５ａと弁制御手段１５ｂ、
および流量制御器１８・２６用の流量制御部１５ｃとを
備えている。予測手段１５ａは、既に取り込んでいる呼
吸センサー３８からの呼吸信号群をデータにして、これ
から次回の吸気開始タイミングを予測演算する。例え
ば、既に取り込んでいる時系列データから移動平均法に
よって吸気開始タイミングを演算し、この演算結果を弁
制御手段１５ｂへ出力する。弁制御手段１５ｂは、得ら
れた吸気開始タイミングを基準にして、これから吸気動
作が２０％進行したときの時間を呼吸サイクルから算出
し、さらに、自動開閉弁１４が開いてからマスク３へ到
達するまでの時間遅れを補正して、自動開閉弁１４が開
き始めるべき時間を決定し、この時間に達したときに開
き指令信号を出力する。前記時間遅れの補正は、自動開
閉弁１４とマスク３との間の供試ガス通路１３の長さや
通路断面積、および供試ガスの供給圧力等をパラメータ
として予め弁制御手段１５ｂに与えておくことにより、
自動的に行われる。この吸気予測は、予め光・音などの
スタート信号を被験者Ａに与え、その後一定時間内に被
験者Ａの吸気動作に合わせて、供給ガスの供給タイミン
グを決定する場合にも利用できる。

なお、供試ガス通路１３のクリーニングは、この通路１
３に真空圧を作用させて行う。

〔別実施態様例〕

上記実施例は、供試ガス生成装置１２を複数個設けた
が、その必要はない。

流量制御器１８・２６用の制御手段と自動開閉弁１４用
の制御手段は個別に設けてあってもよい。自動開閉弁１
４は、供試ガス通路１３を開閉するものであればその弁
構造は限定されない。

キャリアガスおよび呼吸用ガスは空気である必要はな
く、それぞれ個別の供給源から供給することもできる。

予測手段１５ａによる吸気開始タイミングの予測は、移
動平均法以外に指数平滑法や兆候分析法により、あるい
は、これらの比較によって行うこともできる。

呼吸センサー３８は呼吸バルブ３１の開閉動作を検出で
きるものであれば、必ずしも光学センサー３９を用いる
必要はない。

供試ガス生成装置１２を複数個設ける場合は、そのいず
れか一個のみに空気通路１６が設けてあってもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る嗅覚認識判定装置の実施例を示して
おり、 第１図は供試ガス供給手段の概略構造を示す配置説明
図、 第２図は装置全体の原理説明図、 第３図は呼吸ガスおよび供試ガスの供給系統説明図であ
る。 １・・・・・吸気供給手段、 ２・・・・・供試ガス供給手段、 ３・・・・・マスク、 １２・・・・供試ガス生成装置、 １３・・・・供試ガス通路、 １４・・・・自動開閉弁、 １５・・・・制御手段、 １８・・・・第１の流量制御器、 １９・・・・バブリング器、 ２３・・・・におい液、 ２６・・・・第２の流量制御器、 ２７・・・・混合器、 ３１・・・・呼吸バルブ、 ３８・・・・呼吸センサー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉村 眞一 大阪府大阪市北区天神橋８丁目８番11号 株式会社飛鳥電機製作所内 審査官 國島 明弘 (56)参考文献 特公 平２−57418（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】呼吸用ガスを被験者（Ａ）に送給する吸気
   供給手段(１)と、供試ガスを生成し被験者（Ａ）に送給
   する供試ガス供給手段(２)と、被験者（Ａ）の顔面に装
   着されて呼吸用ガスおよび供試ガスを呼吸器へ導入案内
   し、呼気を分離排出するマスク(３)と、被験者（Ａ）の
   におい刺激に対する反応を測定して解析処理する測定手
   段(４)を備えており、 供試ガス供給手段(２)は、供試ガス生成装置(12)と、こ
   の装置(12)から導出されてマスク(３)内へ供試ガスを送
   給案内する供試ガス通路(13)と、供試ガス通路(13)の途
   中に設けられた自動開閉弁(14)とを含み、 前記マスク(３)に被験者（Ａ）の呼吸動作を検出する呼
   吸センサー(38)が設けられており、 自動開閉弁(14)の開閉動作を制御する制御手段(15)が、
   呼吸センサー(38)からの呼吸信号に基づいて、次回の吸
   気開始タイミングを予測演算する予測手段(15a)と、こ
   の予測手段(15a)で得られた予測結果に基づき自動開閉
   弁(14)に開き指令信号を付与する弁制御手段(15b)とを
   含んで構成されている嗅覚認識判定装置。
2. 【請求項２】供試ガス生成装置(12)はにおいガス生成系
   と希釈系とを有し、 キャリアガスの流量を制御する第１の流量制御器(18)
   と、キャリアガスをにおい液中に吹き込んでにおいガス
   を生成するバプリング器(19)とを含んでにおいガス生成
   系を構成し、 希釈用のキャリアガスの流量を制御する第２の流量制御
   器(26)と、これで計量されたキャリアガスと前記におい
   ガスを混合して供試ガスを生成する混合器(27)とで希釈
   系を構成し、 両流量制御器（18・26）の制御状態を変更して、供試ガ
   スの濃度を変更するよう供試ガス生成装置(12)を構成し
   た請求項１記載の嗅覚認識判定装置。