JPH07116145A - 呼気採取装置 - Google Patents
呼気採取装置Info
- Publication number
- JPH07116145A JPH07116145A JP5290133A JP29013393A JPH07116145A JP H07116145 A JPH07116145 A JP H07116145A JP 5290133 A JP5290133 A JP 5290133A JP 29013393 A JP29013393 A JP 29013393A JP H07116145 A JPH07116145 A JP H07116145A
- Authority
- JP
- Japan
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- exhalation
- flow path
- exhaled
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- Pending
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
- A61B5/083—Measuring rate of metabolism by using breath test, e.g. measuring rate of oxygen consumption
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な操作で、呼気を自動的に採取できるよ
うにする。 【構成】 呼気吹込み部２につながる呼気吸入流路２２
は二方オン・オフ電磁弁２０を介してシリンジ２４の先
端面に接続され、シリンジ２４の先端面には試料出口１
２につながる呼気送出流路２８が接続されている。呼気
送出流路２８には二方オン・オフ電磁弁２６が設けら
れ、電磁弁２６と試料出口１２の間には標準ガスセンサ
３０としてＯ2センサが設けられている。シリンジ２４
は数回の呼吸の呼気を捕集できる容量を備え、数回の呼
吸の呼気を捕集する速度で吸引動作が駆動される。呼気
流入流路２２、シリンジ２４、呼気送出流路２８は恒温
槽３６内に収容され、温度が４０〜５０℃で一定になる
ように制御されている。
うにする。 【構成】 呼気吹込み部２につながる呼気吸入流路２２
は二方オン・オフ電磁弁２０を介してシリンジ２４の先
端面に接続され、シリンジ２４の先端面には試料出口１
２につながる呼気送出流路２８が接続されている。呼気
送出流路２８には二方オン・オフ電磁弁２６が設けら
れ、電磁弁２６と試料出口１２の間には標準ガスセンサ
３０としてＯ2センサが設けられている。シリンジ２４
は数回の呼吸の呼気を捕集できる容量を備え、数回の呼
吸の呼気を捕集する速度で吸引動作が駆動される。呼気
流入流路２２、シリンジ２４、呼気送出流路２８は恒温
槽３６内に収容され、温度が４０〜５０℃で一定になる
ように制御されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は被検者が吐出する呼気を
試料としてガスクロマトグラフその他の分析装置で分析
するために、被検者から呼気を採取するための呼気採取
装置に関するものである。
試料としてガスクロマトグラフその他の分析装置で分析
するために、被検者から呼気を採取するための呼気採取
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】疾病の診断、治療又は予防のために行な
われる臨床検査は、その殆どが血液と尿である。血液と
尿以外の臨床生化学検査の検体として、呼気が研究室レ
ベルでは取り上げられ、呼気も疾病に関する情報を含ん
でいることが知られるようになってきている。呼気は苦
痛を伴わずにいつでも採取することができる。これが呼
気検査の有利な面である。
われる臨床検査は、その殆どが血液と尿である。血液と
尿以外の臨床生化学検査の検体として、呼気が研究室レ
ベルでは取り上げられ、呼気も疾病に関する情報を含ん
でいることが知られるようになってきている。呼気は苦
痛を伴わずにいつでも採取することができる。これが呼
気検査の有利な面である。
【０００３】呼気を検体としてその成分をガスクロマト
グラフなどの分析装置で測定する場合、呼気を採取する
方法には大別して次の３種類がある。第１の方法は呼気
を溶媒中に吹き込んで溶解させる化学トラップ法であ
り、第２の方法は例えば−８０℃程度に冷却したコール
ドトラップに大量の呼気を吹き込んで凝縮させるコール
ドトラップ法、第３の方法は活性炭や吸着樹脂を充填し
た吸着トラップに呼気成分を吸着してトラップする吸着
トラップ法（SCIENTIFIC AMERICAN, July 1992,pp.52〜
57参照)である。このうち実用化されているのはコール
ドトラップ法と吸着トラップ法である。
グラフなどの分析装置で測定する場合、呼気を採取する
方法には大別して次の３種類がある。第１の方法は呼気
を溶媒中に吹き込んで溶解させる化学トラップ法であ
り、第２の方法は例えば−８０℃程度に冷却したコール
ドトラップに大量の呼気を吹き込んで凝縮させるコール
ドトラップ法、第３の方法は活性炭や吸着樹脂を充填し
た吸着トラップに呼気成分を吸着してトラップする吸着
トラップ法（SCIENTIFIC AMERICAN, July 1992,pp.52〜
57参照)である。このうち実用化されているのはコール
ドトラップ法と吸着トラップ法である。
【０００４】コールドトラップ法ではトラップした試料
の一部分をマイクロシリンジを用いてガスクロマトグラ
フに注入して分析するのが一般的手法である。しかし、
そのような方法は、例えば病院で被検者である患者のベ
ッドサイドに分析機器を持ち込んで迅速に、かつ容易に
処理できなければならないルーチンの臨床検査手段とし
て実用化するには到底至らない。
の一部分をマイクロシリンジを用いてガスクロマトグラ
フに注入して分析するのが一般的手法である。しかし、
そのような方法は、例えば病院で被検者である患者のベ
ッドサイドに分析機器を持ち込んで迅速に、かつ容易に
処理できなければならないルーチンの臨床検査手段とし
て実用化するには到底至らない。
【０００５】吸着トラップ法の場合はトラップに吸着し
た呼気成分を加熱して脱着させてガスクロマトグラフに
導入するが、吸着トラップは成分によって吸着率に差に
あるという本質的な問題の他に、やはり患者のベッドサ
イドで迅速で容易に処理できなければならないルーチン
の臨床検査を行なうには適さない。
た呼気成分を加熱して脱着させてガスクロマトグラフに
導入するが、吸着トラップは成分によって吸着率に差に
あるという本質的な問題の他に、やはり患者のベッドサ
イドで迅速で容易に処理できなければならないルーチン
の臨床検査を行なうには適さない。
【０００６】呼気を分析装置の試料とする場合、呼息に
より吐き出される呼気のうち、初めに出てくる部分は死
腔からのものを含んでいるので、その部分を除外し、息
を吐き切った時点での終末呼気と呼ばれるものが試料と
して最も適している。終末呼気は肺胞気のみを含み、呼
気成分の濃度が均一となっているので、検体として優れ
ている。したがって、呼気検査では終末呼気を測定する
ことが最も被検者の状態を表わすものとして信頼性が高
いが、終末呼気を採取するには特別な装置が必要にな
る。
より吐き出される呼気のうち、初めに出てくる部分は死
腔からのものを含んでいるので、その部分を除外し、息
を吐き切った時点での終末呼気と呼ばれるものが試料と
して最も適している。終末呼気は肺胞気のみを含み、呼
気成分の濃度が均一となっているので、検体として優れ
ている。したがって、呼気検査では終末呼気を測定する
ことが最も被検者の状態を表わすものとして信頼性が高
いが、終末呼気を採取するには特別な装置が必要にな
る。
【０００７】また、呼気を装置に吹き込むことにより採
取する方法は、被検者の意識が明瞭な場合にのみ可能で
あって、例えば乳児、幼児、昏睡者、意識不明者などの
ようにコミュニケーションができない場合は呼気を正し
く採取することは困難である。例え健常者であっても、
老人の場合など体力的に呼気を吹き込んで供試するのに
困難を伴う場合がある。
取する方法は、被検者の意識が明瞭な場合にのみ可能で
あって、例えば乳児、幼児、昏睡者、意識不明者などの
ようにコミュニケーションができない場合は呼気を正し
く採取することは困難である。例え健常者であっても、
老人の場合など体力的に呼気を吹き込んで供試するのに
困難を伴う場合がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ガスクロマトグラフを
初めとするガス測定装置は、高感度化、小型化及びポー
タブル化技術の進歩により、臨床検査機器として実用化
される段階に入ってきている。そのようなガス測定装置
を呼気の分析装置に用いて迅速な臨床検査を行なおうと
した場合、呼気をコールドトラップや吸着トラップを用
いてトラップした後に分析装置に導入するのではなく、
呼気を気体状態で簡便に採取して分析装置に導き、短時
間のうちに信頼性の高い検査データを得られることが要
求される。臨床検査機器として実用性を高めるには、検
体としての呼気を採取する操作が簡単であることが必要
である。
初めとするガス測定装置は、高感度化、小型化及びポー
タブル化技術の進歩により、臨床検査機器として実用化
される段階に入ってきている。そのようなガス測定装置
を呼気の分析装置に用いて迅速な臨床検査を行なおうと
した場合、呼気をコールドトラップや吸着トラップを用
いてトラップした後に分析装置に導入するのではなく、
呼気を気体状態で簡便に採取して分析装置に導き、短時
間のうちに信頼性の高い検査データを得られることが要
求される。臨床検査機器として実用性を高めるには、検
体としての呼気を採取する操作が簡単であることが必要
である。
【０００９】本発明は呼気を検体とした臨床検査機器を
実現するために、被検者とのコミニュケーションが困難
な場合であっても、簡単な操作で、呼気を自動的に採取
して分析装置へ導くことのできる呼気採取装置を提供す
ることを目的とするものである。
実現するために、被検者とのコミニュケーションが困難
な場合であっても、簡単な操作で、呼気を自動的に採取
して分析装置へ導くことのできる呼気採取装置を提供す
ることを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】実施例を示す図２，４を
参照して説明すると、本発明の呼気採取装置は、呼吸器
にあてるマスクが先端に取りつけられた呼気吹込み部２
と、呼気吹込み部２の基端部につながり、吸入と吐出の
機構を備え、呼気を捕集容器２４，４２ａに蓄えるとと
もに、捕集容器２４，４２ａに蓄えた呼気を呼気測定装
置方向へ送出する捕集機構２４，３２，４０，４２と、
呼気吹込み部２から捕集容器２４，４２ａへの呼気吸入
流路２２，４９ａの開閉と捕集容器２４，４２ａから呼
気測定装置方向への呼気送出流路２８の開閉により流路
を切り換える流路切換え機構２０，２６，４８と、これ
らの呼気吹込み部２、捕集機構２４，３２，４０，４
２、呼気吸入流路２２，４９ａ、呼気送出流路２８及び
流路切換え機構２０，２６，４８を被検者の体温以上に
加温する加温手段３６と、捕集容器２４，４２ａへの呼
気捕集時には呼気吸入流路２２，４９ａを開き呼気送出
流路２８を閉じて複数回の呼吸分の時間にわたって呼気
を捕集容器２４，４２ａへ吸入し、呼気送出時には呼気
吸入流路２２，４９ａを閉じ呼気送出流路２８を開いて
捕集容器２４，４２ａ中の呼気試料を吐出するように流
路切換え機構２０，２６，４８と捕集機構２４，３２，
４０，４２を制御する制御部３４とを備えている。
参照して説明すると、本発明の呼気採取装置は、呼吸器
にあてるマスクが先端に取りつけられた呼気吹込み部２
と、呼気吹込み部２の基端部につながり、吸入と吐出の
機構を備え、呼気を捕集容器２４，４２ａに蓄えるとと
もに、捕集容器２４，４２ａに蓄えた呼気を呼気測定装
置方向へ送出する捕集機構２４，３２，４０，４２と、
呼気吹込み部２から捕集容器２４，４２ａへの呼気吸入
流路２２，４９ａの開閉と捕集容器２４，４２ａから呼
気測定装置方向への呼気送出流路２８の開閉により流路
を切り換える流路切換え機構２０，２６，４８と、これ
らの呼気吹込み部２、捕集機構２４，３２，４０，４
２、呼気吸入流路２２，４９ａ、呼気送出流路２８及び
流路切換え機構２０，２６，４８を被検者の体温以上に
加温する加温手段３６と、捕集容器２４，４２ａへの呼
気捕集時には呼気吸入流路２２，４９ａを開き呼気送出
流路２８を閉じて複数回の呼吸分の時間にわたって呼気
を捕集容器２４，４２ａへ吸入し、呼気送出時には呼気
吸入流路２２，４９ａを閉じ呼気送出流路２８を開いて
捕集容器２４，４２ａ中の呼気試料を吐出するように流
路切換え機構２０，２６，４８と捕集機構２４，３２，
４０，４２を制御する制御部３４とを備えている。
【００１１】呼気吹込み部２の先端のマスク４は被検者
の口や鼻部分に被せて被検者から呼気を吸引するための
ものであり、被検者は通常通り呼吸できるようにするた
めに、マスク４も口や鼻を密閉状態で被うのではなく、
穴や隙間が設けられていたり、通気性のある材料で構成
されているものが望ましい。呼気吹込み部２は先端のマ
スク４から基端部までの間は呼気成分と反応したり吸着
しにくい材質でしかも弾力性のあるもので構成されてい
る。捕集機構２４，３２，４０，４２は呼気吹込み部２
から吸引した呼気をいったん捕集容器２４，４２に蓄
え、捕集容器２４，４２で呼気ガス濃度を均一化した後
に呼気測定装置方向へ送出するためのものである。流路
切換え機構２０，２６，４８は捕集容器２４，４２へ呼
気を吸入して捕集し、捕集容器２４，４２から呼気を送
出する際に流路を切り換えるためのものである。
の口や鼻部分に被せて被検者から呼気を吸引するための
ものであり、被検者は通常通り呼吸できるようにするた
めに、マスク４も口や鼻を密閉状態で被うのではなく、
穴や隙間が設けられていたり、通気性のある材料で構成
されているものが望ましい。呼気吹込み部２は先端のマ
スク４から基端部までの間は呼気成分と反応したり吸着
しにくい材質でしかも弾力性のあるもので構成されてい
る。捕集機構２４，３２，４０，４２は呼気吹込み部２
から吸引した呼気をいったん捕集容器２４，４２に蓄
え、捕集容器２４，４２で呼気ガス濃度を均一化した後
に呼気測定装置方向へ送出するためのものである。流路
切換え機構２０，２６，４８は捕集容器２４，４２へ呼
気を吸入して捕集し、捕集容器２４，４２から呼気を送
出する際に流路を切り換えるためのものである。
【００１２】呼気中には水分が含まれており、その水分
が呼気試料が流れる流路の内壁に凝縮して付着すると、
呼気中の測定対象成分が凝縮した水分に溶解して呼気成
分が減少し、測定結果が不正確になるため、加温手段３
６は呼気試料が接触する流路を被検者の体温以上に加熱
して呼気中の水分が凝縮するのを防いでいる。
が呼気試料が流れる流路の内壁に凝縮して付着すると、
呼気中の測定対象成分が凝縮した水分に溶解して呼気成
分が減少し、測定結果が不正確になるため、加温手段３
６は呼気試料が接触する流路を被検者の体温以上に加熱
して呼気中の水分が凝縮するのを防いでいる。
【００１３】被検者から吸引により呼気を採取するよう
にしているので、呼気以外に空気も一緒に取り込まれ
る。また呼気も息を吐き切った時点の、肺胞気のみを含
む終末呼気と呼ばれる呼気だけではなく、複数回の呼気
分の時間にわたって呼気を吸入するため、終末呼気以外
の呼気も一緒に取り込まれる。終末呼気以外の呼気や空
気も一緒に採取して分析し、終末呼気に対応した分析値
を得ようとすれば、空気で希釈されたことに関し補正を
する必要がある。
にしているので、呼気以外に空気も一緒に取り込まれ
る。また呼気も息を吐き切った時点の、肺胞気のみを含
む終末呼気と呼ばれる呼気だけではなく、複数回の呼気
分の時間にわたって呼気を吸入するため、終末呼気以外
の呼気も一緒に取り込まれる。終末呼気以外の呼気や空
気も一緒に採取して分析し、終末呼気に対応した分析値
を得ようとすれば、空気で希釈されたことに関し補正を
する必要がある。
【００１４】好ましい態様では、その補正を行うことが
できるように、呼気送出流路２８にＯ2ガスとＣＯ2ガス
の少なくとも一方を標準ガスとして検出する標準ガスセ
ンサ３０を設け、終末呼気中の標準ガス濃度を基準とし
て標準ガスセンサで検出した標準ガス濃度からその呼気
試料の希釈率を算出し、それに基づいて呼気成分濃度測
定値を補正する。
できるように、呼気送出流路２８にＯ2ガスとＣＯ2ガス
の少なくとも一方を標準ガスとして検出する標準ガスセ
ンサ３０を設け、終末呼気中の標準ガス濃度を基準とし
て標準ガスセンサで検出した標準ガス濃度からその呼気
試料の希釈率を算出し、それに基づいて呼気成分濃度測
定値を補正する。
【００１５】ここでの補正は、終末呼気中のＯ2濃度及
びＣＯ2濃度が被検者にかかわりなくほぼ一定であると
いう事実を前提にしている。呼気試料が外気や死腔から
の呼気で希釈されている場合であっても、呼気試料中の
Ｏ2濃度又はＣＯ2濃度を標準ガス濃度として測定し、定
数として与えられる終末呼気中のＯ2濃度又はＣＯ2濃度
を基準として、標準ガス濃度測定値から呼気試料の希釈
率を求め、それによって呼気成分測定値を補正するもの
である。
びＣＯ2濃度が被検者にかかわりなくほぼ一定であると
いう事実を前提にしている。呼気試料が外気や死腔から
の呼気で希釈されている場合であっても、呼気試料中の
Ｏ2濃度又はＣＯ2濃度を標準ガス濃度として測定し、定
数として与えられる終末呼気中のＯ2濃度又はＣＯ2濃度
を基準として、標準ガス濃度測定値から呼気試料の希釈
率を求め、それによって呼気成分測定値を補正するもの
である。
【００１６】Ｏ2ガスを標準ガスに用いるときは、呼気
試料の対象成分測定値を〔Ａ〕、その呼気試料中のＯ2
濃度を〔ｂ1〕（体積％：以下では％は全て体積％であ
る）したとき 〔Ａ'〕＝ｆ1・（２１−〔ａ1〕)〔Ａ〕／（２１−〔ｂ1〕) ……（１） として補正を行なう。ここで、〔Ａ'〕は補正された対
象成分測定値、〔ａ1〕は終末呼気中のＯ2濃度（％）で
定数として与えられるもので、例えば１５.３である。
ｆ1は実験的に定められる係数で、例えば１.６７であ
る。数値「２１」は空気中のＯ2濃度（％）である。
試料の対象成分測定値を〔Ａ〕、その呼気試料中のＯ2
濃度を〔ｂ1〕（体積％：以下では％は全て体積％であ
る）したとき 〔Ａ'〕＝ｆ1・（２１−〔ａ1〕)〔Ａ〕／（２１−〔ｂ1〕) ……（１） として補正を行なう。ここで、〔Ａ'〕は補正された対
象成分測定値、〔ａ1〕は終末呼気中のＯ2濃度（％）で
定数として与えられるもので、例えば１５.３である。
ｆ1は実験的に定められる係数で、例えば１.６７であ
る。数値「２１」は空気中のＯ2濃度（％）である。
【００１７】ＣＯ2ガスを標準ガスに用いるときは、呼
気試料中のＣＯ2濃度を〔ｂ2〕（％）としたとき 〔Ａ’〕＝ｆ2・〔ａ2〕〔Ａ〕／〔ｂ2〕 ……（２） として補正を行なう。ここで、〔ａ2〕は終末呼気中の
ＣＯ2濃度で定数として与えられるもので、例えば４.９
である。ｆ2は実験的に定められる係数で、例えば１.２
６である。。
気試料中のＣＯ2濃度を〔ｂ2〕（％）としたとき 〔Ａ’〕＝ｆ2・〔ａ2〕〔Ａ〕／〔ｂ2〕 ……（２） として補正を行なう。ここで、〔ａ2〕は終末呼気中の
ＣＯ2濃度で定数として与えられるもので、例えば４.９
である。ｆ2は実験的に定められる係数で、例えば１.２
６である。。
【００１８】
【実施例】図１は一実施例の外観斜視図を表わしたもの
である。２は呼気吹込み部であり、その先端にマスク４
が取りつけられ、基端部が装置本体５に接続されてい
る。装置本体５内には捕集機構その他の本発明の機構が
収納されている。本体５の前面パネルには電源スイッチ
６、動作モードを吸入モードと送出モードに切り換える
切換えスイッチ８、動作モードを示す表示ランプ１０
ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが設けられている。表示ラ
ンプ１０ａは動作モードが吸入モード(Suction)である
ことを示すランプ、表示ランプ１０ｂは動作モードが送
出モード(Meas.)であることを示すランプ、表示ランプ
１０ｃは次の動作を指示できる状態(Ready)であるか、
できない状態(Wait)であるかを表示の色を異ならせて示
すランプ、表示ランプ１０ｄは呼気中の水分が流路に凝
縮するのを防ぐための加温手段の温度コントロールが行
なわれていることを示すランプである。１４はこの装置
で採取された呼気試料を呼気測定装置へ供給するために
呼気測定装置と配管で接続するためのガス接続口、１４
はその呼気測定装置との間で電気信号の授受を行なうた
めの信号接続口である。
である。２は呼気吹込み部であり、その先端にマスク４
が取りつけられ、基端部が装置本体５に接続されてい
る。装置本体５内には捕集機構その他の本発明の機構が
収納されている。本体５の前面パネルには電源スイッチ
６、動作モードを吸入モードと送出モードに切り換える
切換えスイッチ８、動作モードを示す表示ランプ１０
ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが設けられている。表示ラ
ンプ１０ａは動作モードが吸入モード(Suction)である
ことを示すランプ、表示ランプ１０ｂは動作モードが送
出モード(Meas.)であることを示すランプ、表示ランプ
１０ｃは次の動作を指示できる状態(Ready)であるか、
できない状態(Wait)であるかを表示の色を異ならせて示
すランプ、表示ランプ１０ｄは呼気中の水分が流路に凝
縮するのを防ぐための加温手段の温度コントロールが行
なわれていることを示すランプである。１４はこの装置
で採取された呼気試料を呼気測定装置へ供給するために
呼気測定装置と配管で接続するためのガス接続口、１４
はその呼気測定装置との間で電気信号の授受を行なうた
めの信号接続口である。
【００１９】図２により内部機構のより詳細な説明を行
なう。呼気吹込み部２のチューブは呼気成分に対して反
応や吸着をしない材質で弾力性のあるものとしてポリ四
フッ化エチレン製チューブが用いられ、そのチューブに
内壁温度が４０〜５０℃になるように温度制御されたヒ
ータが巻きつけられている。そのチューブの先端にマス
ク４が取りつけられているが、マスク４とチューブの間
には隙間があり、マスク４を被検者の口と鼻に被せても
被検者は通常通り呼吸を行なうことができる。
なう。呼気吹込み部２のチューブは呼気成分に対して反
応や吸着をしない材質で弾力性のあるものとしてポリ四
フッ化エチレン製チューブが用いられ、そのチューブに
内壁温度が４０〜５０℃になるように温度制御されたヒ
ータが巻きつけられている。そのチューブの先端にマス
ク４が取りつけられているが、マスク４とチューブの間
には隙間があり、マスク４を被検者の口と鼻に被せても
被検者は通常通り呼吸を行なうことができる。
【００２０】呼気吹込み部２の基端部は装置本体内の呼
気吸入流路２２につながり、呼気吸入流路２２は二方オ
ン・オフ電磁弁２０を介してシリンジ２４の先端面に接
続されている。シリンジ２４の先端面には、また試料出
口１２につながる呼気送出流路２８が接続されている。
呼気送出流路２８には二方オン・オフ電磁弁２６が設け
られ、二方オン・オフ電磁弁２６と試料出口１２の間に
は標準ガスセンサ３０としてＯ2センサが設けられてい
る。標準ガスセンサ３０はＣＯ2センサでもよく、又は
Ｏ2とＣＯ2をともに検出できるセンサでもよい。このガ
スセンサ３０は呼気吹込み部から肺胞気以外の呼気や外
気が一緒に取り込まれて呼気成分が希釈されたことを
（１）式又は（２）式により補正するためのものであ
る。
気吸入流路２２につながり、呼気吸入流路２２は二方オ
ン・オフ電磁弁２０を介してシリンジ２４の先端面に接
続されている。シリンジ２４の先端面には、また試料出
口１２につながる呼気送出流路２８が接続されている。
呼気送出流路２８には二方オン・オフ電磁弁２６が設け
られ、二方オン・オフ電磁弁２６と試料出口１２の間に
は標準ガスセンサ３０としてＯ2センサが設けられてい
る。標準ガスセンサ３０はＣＯ2センサでもよく、又は
Ｏ2とＣＯ2をともに検出できるセンサでもよい。このガ
スセンサ３０は呼気吹込み部から肺胞気以外の呼気や外
気が一緒に取り込まれて呼気成分が希釈されたことを
（１）式又は（２）式により補正するためのものであ
る。
【００２１】シリンジ２４は数回の呼吸の呼気を捕集で
きる容量を備えたものであり、例えば１〜３リットル程
度の容量をもっている。シリンジ２４は駆動源としてモ
ータを備えた駆動機構３２によりピストンを押し込む方
向と後退させる方向に駆動される。呼気流入流路２２、
シリンジ２４、呼気送出流路２８は恒温槽３６内に収容
され、温度が４０〜５０℃で一定になるように制御され
ている。
きる容量を備えたものであり、例えば１〜３リットル程
度の容量をもっている。シリンジ２４は駆動源としてモ
ータを備えた駆動機構３２によりピストンを押し込む方
向と後退させる方向に駆動される。呼気流入流路２２、
シリンジ２４、呼気送出流路２８は恒温槽３６内に収容
され、温度が４０〜５０℃で一定になるように制御され
ている。
【００２２】３４はコントローラであり、電磁弁２０，
２６の開閉動作と、シリンジ２４の動作を制御し、表示
ランプ１０ａ〜１０ｄの点灯も制御する。呼気試料をシ
リンジ２４に吸引して捕集するときは、マスク４が被検
者の呼吸器にあてられ、電磁弁２０が開き、電磁弁２６
が閉じた状態で、数回の呼吸を連続して捕集する。採取
する呼気を平均化するために、駆動機構３２はコントロ
ーラ３４からの指示により１分間かけてシリンジ２４の
ピストンを後退させ、その１分間でシリンジ内に呼気試
料が満たされるように動作を行なう。シリンジ２４に捕
集した呼気試料を呼気測定装置側へ送出するときは、電
磁弁２０が閉じ、電磁弁２６が開けられた状態で、シリ
ンジ２４に捕集した呼気試料を６秒間程度で全て送出す
るように駆動機構３２がピストンを駆動する。シリンジ
２４から呼気試料を送出した後、呼気が流れる流路を空
気で洗浄するためにパージモードが用意されており、パ
ージモードでは電磁弁２０が開き、電磁弁２６が閉じた
状態でシリンジ２４のピストンが３〜５回往復運度を繰
り返す。
２６の開閉動作と、シリンジ２４の動作を制御し、表示
ランプ１０ａ〜１０ｄの点灯も制御する。呼気試料をシ
リンジ２４に吸引して捕集するときは、マスク４が被検
者の呼吸器にあてられ、電磁弁２０が開き、電磁弁２６
が閉じた状態で、数回の呼吸を連続して捕集する。採取
する呼気を平均化するために、駆動機構３２はコントロ
ーラ３４からの指示により１分間かけてシリンジ２４の
ピストンを後退させ、その１分間でシリンジ内に呼気試
料が満たされるように動作を行なう。シリンジ２４に捕
集した呼気試料を呼気測定装置側へ送出するときは、電
磁弁２０が閉じ、電磁弁２６が開けられた状態で、シリ
ンジ２４に捕集した呼気試料を６秒間程度で全て送出す
るように駆動機構３２がピストンを駆動する。シリンジ
２４から呼気試料を送出した後、呼気が流れる流路を空
気で洗浄するためにパージモードが用意されており、パ
ージモードでは電磁弁２０が開き、電磁弁２６が閉じた
状態でシリンジ２４のピストンが３〜５回往復運度を繰
り返す。
【００２３】この実施例の動作を図３を参照して詳細に
説明する。呼気を捕集するときは、マスク４を被検者の
口と鼻に被せ、切換えスイッチ８を吸入側にして電源を
入れる。電磁弁２０が開き（オン）、電磁弁２６が閉じ
られて（オフ）、シリンジ２４のピストンが駆動機構３
２により後退させられ、呼気が空気とともにシリンジ２
４内に吸引されていく。シリンジ２４の吸引が１分間に
わたって続けられると、シリンジ２４の動作が停止させ
られ、電磁弁２０が閉じられる。ここでランプ１０ｃが
Wait から Ready に変わる。
説明する。呼気を捕集するときは、マスク４を被検者の
口と鼻に被せ、切換えスイッチ８を吸入側にして電源を
入れる。電磁弁２０が開き（オン）、電磁弁２６が閉じ
られて（オフ）、シリンジ２４のピストンが駆動機構３
２により後退させられ、呼気が空気とともにシリンジ２
４内に吸引されていく。シリンジ２４の吸引が１分間に
わたって続けられると、シリンジ２４の動作が停止させ
られ、電磁弁２０が閉じられる。ここでランプ１０ｃが
Wait から Ready に変わる。
【００２４】操作者が切換えスイッチ８を送出（Mea
s.）側に切り換えると、電磁弁２６が開き、数秒後に駆
動機構３２によってシリンジ２４のピストンが押し込ま
れる方向に駆動される。６秒間でシリンジ内の全ての呼
気試料を送出するようにピストンが押し込まれた後、シ
リンジの駆動が停止させられ、電磁弁２６が閉じられ
る。これで呼気試料の送出が完了する。その数秒後にパ
ージモードの動作が始まる。電磁弁２０が開けられてシ
リンジの２４吸引と送出が３回繰り返される。その後、
初期状態となって次の呼気の採取に備えられる。
s.）側に切り換えると、電磁弁２６が開き、数秒後に駆
動機構３２によってシリンジ２４のピストンが押し込ま
れる方向に駆動される。６秒間でシリンジ内の全ての呼
気試料を送出するようにピストンが押し込まれた後、シ
リンジの駆動が停止させられ、電磁弁２６が閉じられ
る。これで呼気試料の送出が完了する。その数秒後にパ
ージモードの動作が始まる。電磁弁２０が開けられてシ
リンジの２４吸引と送出が３回繰り返される。その後、
初期状態となって次の呼気の採取に備えられる。
【００２５】図２の実施例におけるシリンジ２４を図４
に示されるベロータイプの容器３８に置き換えることも
できる。モータを備えた駆動機構３２により容器３８が
伸縮して呼気の吸引と送出がなされる。動作は図２の実
施例と同じであり、吸引、送出及びパージは図３に示さ
れたタイミングで制御される。このようなベロータイプ
の容器は耐久性が優れている。
に示されるベロータイプの容器３８に置き換えることも
できる。モータを備えた駆動機構３２により容器３８が
伸縮して呼気の吸引と送出がなされる。動作は図２の実
施例と同じであり、吸引、送出及びパージは図３に示さ
れたタイミングで制御される。このようなベロータイプ
の容器は耐久性が優れている。
【００２６】図５は他の実施例を表わす。呼気吹込み部
２から呼気を吸引して採取するために、呼気吹込み部２
につながる呼気流入流路３９に採取ポンプ４０が設けら
れている。採取ポンプ４０としては流量が１〜５リット
ル／分程度のダイヤフラム式ポンプが適している。捕集
容器４２は一辺を共通とする２つの壁面４４ａと４４ｂ
のみが固定され、他の壁面が蛇腹式の壁面となってお
り、その固定壁面４４ａと４４ｂの共通辺で回動可能に
取りつけられた可動板４６によって捕集容器４２が試料
室４２ａと大気室４２ｂに仕切られている。採取ポンプ
４０の下流には三方電磁弁４８が設けられ、三方電磁弁
４８の一方の出口が試料室４２に接続され、他方の出口
が大気室４２ｂに接続されている。試料室４２ａには、
試料出口１２につながり、二方オン・オフ電磁弁２６と
Ｏ2とＣＯ2の少なくとも一方を検出する標準ガスセンサ
３０を備えた呼気送出流路２８が接続されている。大気
室４２ｂには、二方オン・オフ電磁弁５０を備えた排出
流路５２が接続されている。
２から呼気を吸引して採取するために、呼気吹込み部２
につながる呼気流入流路３９に採取ポンプ４０が設けら
れている。採取ポンプ４０としては流量が１〜５リット
ル／分程度のダイヤフラム式ポンプが適している。捕集
容器４２は一辺を共通とする２つの壁面４４ａと４４ｂ
のみが固定され、他の壁面が蛇腹式の壁面となってお
り、その固定壁面４４ａと４４ｂの共通辺で回動可能に
取りつけられた可動板４６によって捕集容器４２が試料
室４２ａと大気室４２ｂに仕切られている。採取ポンプ
４０の下流には三方電磁弁４８が設けられ、三方電磁弁
４８の一方の出口が試料室４２に接続され、他方の出口
が大気室４２ｂに接続されている。試料室４２ａには、
試料出口１２につながり、二方オン・オフ電磁弁２６と
Ｏ2とＣＯ2の少なくとも一方を検出する標準ガスセンサ
３０を備えた呼気送出流路２８が接続されている。大気
室４２ｂには、二方オン・オフ電磁弁５０を備えた排出
流路５２が接続されている。
【００２７】この実施例でも呼気吹込み部２が加温さ
れ、採取ポンプ４０、三方電磁弁４８、捕集容器４２、
呼気送出流路２８が恒温槽３６に収容されて４０〜５０
℃に加温されている。捕集容器４２の容量は試料室４２
ａと大気室４２ｂを合計すると約２リットルである。
れ、採取ポンプ４０、三方電磁弁４８、捕集容器４２、
呼気送出流路２８が恒温槽３６に収容されて４０〜５０
℃に加温されている。捕集容器４２の容量は試料室４２
ａと大気室４２ｂを合計すると約２リットルである。
【００２８】図５の実施例で呼気を採取するときは、三
方電磁弁４８が採取ポンプ４０と試料室４２ａを接続す
る側に切り換えられ、電磁弁２６が閉じられ、電磁弁５
０が開けられて、採取ポンプ４０が作動して、マスク４
から呼気が空気とともに試料室４２ａに送り込まれる。
採取ポンプ４０が１分間程度作動して試料室４２ａを押
し広げながら呼気が採取されていく。このとき大気室４
２ｂは排出流路５２を経て大気室４２ｂに入っていた空
気が放出されて収縮していく。
方電磁弁４８が採取ポンプ４０と試料室４２ａを接続す
る側に切り換えられ、電磁弁２６が閉じられ、電磁弁５
０が開けられて、採取ポンプ４０が作動して、マスク４
から呼気が空気とともに試料室４２ａに送り込まれる。
採取ポンプ４０が１分間程度作動して試料室４２ａを押
し広げながら呼気が採取されていく。このとき大気室４
２ｂは排出流路５２を経て大気室４２ｂに入っていた空
気が放出されて収縮していく。
【００２９】試料室４２ａに呼気試料が捕集された後、
その呼気試料を呼気測定装置へ送出するときは、電磁弁
２６が開けられ、電磁弁５０が閉じられ、三方電磁弁４
８が採取ポンプ４０と大気室４２ｂを接続する側に切り
換えられる。このとき、採取ポンプ４０から送られた呼
気又は空気が大気室４２ｂ側に入り、大気室４２ｂが膨
張することによって試料室４２ａが収縮させられ、試料
室４２ａに蓄えられていた呼気試料が試料出口１２から
呼気測定装置へ送られる。
その呼気試料を呼気測定装置へ送出するときは、電磁弁
２６が開けられ、電磁弁５０が閉じられ、三方電磁弁４
８が採取ポンプ４０と大気室４２ｂを接続する側に切り
換えられる。このとき、採取ポンプ４０から送られた呼
気又は空気が大気室４２ｂ側に入り、大気室４２ｂが膨
張することによって試料室４２ａが収縮させられ、試料
室４２ａに蓄えられていた呼気試料が試料出口１２から
呼気測定装置へ送られる。
【００３０】試料室４２ａの呼気試料を送出した後、パ
ージ動作を行なうときは、マスク４を被検者から離した
状態で、三方電磁弁４８が試料室４２側に切り換えら
れ、電磁弁２６が開けられて、数分間連続して採取ポン
プ４０が作動させられる。このとき、呼気採取部２から
吸入された空気が試料室４２ａを通り、呼気送出流路２
８を経て放出されることによって、呼気試料が接触する
流路が空気で洗浄される。本発明は図２から図５に示さ
れた実施例に限定されるものではなく、種々に変更する
ことができる。
ージ動作を行なうときは、マスク４を被検者から離した
状態で、三方電磁弁４８が試料室４２側に切り換えら
れ、電磁弁２６が開けられて、数分間連続して採取ポン
プ４０が作動させられる。このとき、呼気採取部２から
吸入された空気が試料室４２ａを通り、呼気送出流路２
８を経て放出されることによって、呼気試料が接触する
流路が空気で洗浄される。本発明は図２から図５に示さ
れた実施例に限定されるものではなく、種々に変更する
ことができる。
【００３１】
【発明の効果】本発明では呼気吹込み部のマスクを被検
者の口や鼻にあて、採取動作を開始するだけで、被検者
は通常通りに呼吸をすることができ、数回の呼吸分の呼
気を採取して呼気測定装置へ送出することができるの
で、健常者は勿論のこと、意識不明者や乳幼児などコミ
ニュケーションができない被検者の呼気も自動的に採取
することができる。捕集容器では数回の呼吸分の呼気を
平均化して測定装置へ送るので、再現性のある測定値を
得ることができる。呼気送出流路にＯ2とＣＯ2の少なく
とも一方を標準ガスとして検出するセンサを設けること
によって、空気や肺胞気以外の呼気で希釈された呼気試
料の測定値を補正して信頼性の高い呼気成分濃度を求め
ることができる。本発明の呼気採取装置は呼気分析装置
に接続して使用することによって、複雑な手間や操作を
省いて呼気の分析を行なうことができるようになる。し
かし、本発明の呼気採取装置は独立した呼気自動採取装
置としても使用することができる。
者の口や鼻にあて、採取動作を開始するだけで、被検者
は通常通りに呼吸をすることができ、数回の呼吸分の呼
気を採取して呼気測定装置へ送出することができるの
で、健常者は勿論のこと、意識不明者や乳幼児などコミ
ニュケーションができない被検者の呼気も自動的に採取
することができる。捕集容器では数回の呼吸分の呼気を
平均化して測定装置へ送るので、再現性のある測定値を
得ることができる。呼気送出流路にＯ2とＣＯ2の少なく
とも一方を標準ガスとして検出するセンサを設けること
によって、空気や肺胞気以外の呼気で希釈された呼気試
料の測定値を補正して信頼性の高い呼気成分濃度を求め
ることができる。本発明の呼気採取装置は呼気分析装置
に接続して使用することによって、複雑な手間や操作を
省いて呼気の分析を行なうことができるようになる。し
かし、本発明の呼気採取装置は独立した呼気自動採取装
置としても使用することができる。
【図１】一実施例を示す外観斜視図である。
【図２】一実施例を示す要部断面図である。
【図３】図２の実施例の動作を示すタイムチャートであ
る。
る。
【図４】図２の実施例のシリンジの代りに用いることの
できるベロータイプの容器を示す断面図である。
できるベロータイプの容器を示す断面図である。
【図５】他の実施例を示す要部断面図である。
２ 呼気吹込み部 ４ マスク ２０，２６ 二方オン・オフ電磁弁 ２２，３９ 呼気吸入流路 ２４ シリンジ ２８ 呼気送出流路 ３０ 標準ガスセンサ ３２ シリンジの駆動機構 ３４ コントローラ ３６ 恒温槽 ３８ ベロータイプの容器 ４２ 捕集容器 ４２ａ 試料室 ４２ｂ 大気室 ４０ 採取ポンプ ４８ 三方電磁弁 ５２ 排出流路
Claims (6)
- 【請求項１】 呼吸器にあてるマスクが先端に取りつけ
られた呼気吹込み部と、呼気吹込み部の基端部につなが
り、吸入と吐出の機構を備え、呼気を捕集容器に蓄える
とともに、捕集容器に蓄えた呼気を呼気測定装置方向へ
送出する捕集機構と、 呼気吹込み部から捕集容器への呼気吸入流路の開閉と捕
集容器から呼気測定装置方向への呼気送出流路の開閉に
より流路を切り換える流路切換え機構と、 これらの呼気吹込み部、捕集機構、呼気吸入流路、呼気
送出流路及び流路切換え機構を被検者の体温以上に加温
する加温手段と、 捕集容器への呼気捕集時には呼気吸入流路を開き呼気送
出流路を閉じて複数回の呼吸分の時間にわたって呼気を
捕集容器へ吸入し、呼気送出時には呼気吸入流路を閉じ
呼気送出流路を開いて捕集容器中の呼気試料を吐出する
ように流路切換え機構と捕集機構を制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする呼気採取装置。 - 【請求項２】 前記呼気送出流路にはＯ2ガスとＣＯ2ガ
スの少なくとも一方を標準ガスとして検出する標準ガス
センサを設け、終末呼気中の標準ガス濃度を基準として
標準ガスセンサで検出した標準ガス濃度からその呼気試
料の希釈率を算出し、それに基づいて呼気成分濃度測定
値を補正する請求項１に記載の呼気採取装置。 - 【請求項３】 前記制御部は呼気吹込み部から空気を吸
入して呼気が流れる流路に流してその流路を空気で洗浄
するように流路切換え機構と捕集機構を制御するパージ
モードの動作も行なう請求項１又は２に記載の呼気採取
装置。 - 【請求項４】 前記捕集機構は制御部により制御される
駆動源を備えたシリンジであり、そのシリンジの先端部
に前記呼気吸入流路と前記呼気送出流路が接続され、両
流路に前記流路切換え機構としてそれぞれの開閉弁が設
けられている請求項１，２又は３に記載の呼気採取装
置。 - 【請求項５】 前記捕集機構は制御部により制御される
駆動源を基端部に備えた容積可変のベロータイプの容器
であり、その容器の先端部に前記呼気吸入流路と前記呼
気送出流路が接続され、両流路に前記流路切換え機構と
してそれぞれの開閉弁が設けられている請求項１，２又
は３に記載の呼気採取装置。 - 【請求項６】 前記捕集機構は、その捕集容器として一
定容積の空間が可動板により試料室と大気室とに仕切ら
れ、試料室には前記呼気送出流路が接続されてその呼気
送出流路には前記流路切換え機構の一部を構成する第１
の開閉弁が設けられ、大気室には第２の開閉弁を備えた
排出流路が設けられているものを備え、さらに呼気吹込
み部につながる吸引ポンプと、この吸引ポンプの出口を
試料室と大気室のいずれかに切り換えて接続する流路切
換え機構の一部を構成する切換え弁と、を備え、 前記制御部は、捕集容器への呼気捕集時には前記切換え
弁により吸引ポンプを試料室に導通させ、第１の開閉弁
を閉じて第２の開閉弁を開け、捕集容器からの呼気試料
送出時には前記切換え弁により吸引ポンプを大気室に導
通させ、第１の開閉弁を開けて第２の開閉弁を閉じるよ
うに制御する請求項１，２又は３に記載の呼気採取装
置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5290133A JPH07116145A (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | 呼気採取装置 |
| CA002134136A CA2134136A1 (en) | 1993-10-25 | 1994-10-24 | Expiration collector |
| EP94116729A EP0653185B1 (en) | 1993-10-25 | 1994-10-24 | Expiration collector |
| US08/327,908 US5533513A (en) | 1993-10-25 | 1994-10-24 | Expiration collector |
| DE69423291T DE69423291D1 (de) | 1993-10-25 | 1994-10-24 | Ausatmen-Sammler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5290133A JPH07116145A (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | 呼気採取装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07116145A true JPH07116145A (ja) | 1995-05-09 |
Family
ID=17752223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5290133A Pending JPH07116145A (ja) | 1993-10-25 | 1993-10-25 | 呼気採取装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5533513A (ja) |
| EP (1) | EP0653185B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07116145A (ja) |
| CA (1) | CA2134136A1 (ja) |
| DE (1) | DE69423291D1 (ja) |
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1994
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