JPH09253071A - 呼吸の測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被測定者から離れて影響を与えずに測定でき
る呼吸の測定方法を提供する。 【解決手段】 被測定者Ｍの顔面における鼻腔や顎の部
分の温度の時間変化を熱画像装置１０で測定することに
より呼吸を測定する。呼吸に対応して鼻腔や顎の温度が
変化するので、その部分の温度変化を熱画像装置で測定
することで呼吸の回数、強弱等を測定できる。或いは、
鼻腔から吐かれる息の温度変化を熱画像装置で測定した
り、鼻腔から吐かれる息の温度分布を時間経過による変
化も含めて熱画像装置で測定したりしてもよい。被測定
者Ｍから離れた状態で心的な影響や違和感を与えること
なく、平常状態での正確な呼吸を測定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、医療や生理学の分
野において利用するのに好適な呼吸の測定方法に関する
ものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】呼吸は人間の体の状態
や精神状態を反映している。例えば、運動をしたり緊張
したりすると呼吸が強くなったり回数が多くなったりす
るものである。したがって、その人の呼吸の状態が分か
れば、その結果を医療や生理学などの分野で有効に利用
することが可能である。その呼吸の測定方法であるが、
従来はコイルを胸に当てて呼吸による胸の移動を電気的
に取り出す方法や吐いた息を直に温度計で計測する方法
が採られている。このような測定方法は被測定者に心的
な影響や違和感を与えるので、正確な測定結果が得られ
ないという問題点がある。

【０００３】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、被測定者か
ら離れて心的な影響を与えずに測定することができる呼
吸の測定方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る呼吸の測定方法は、顔面における鼻腔
や顎の部分の温度の時間変化を熱画像装置で測定するこ
とにより呼吸を測定するようにしたものである。或い
は、鼻腔から吐かれる息の温度の時間変化を熱画像装置
で測定することにより呼吸を測定するようにしたもので
ある。或いは、鼻腔から吐かれる息の温度分布を時間経
過による変化も含めて熱画像装置で測定することにより
呼吸を測定するようにしたものである。

【０００５】上述した本発明の方法では、測定光路での
吸収のない波長に感度を有する熱画像装置を用いて、被
測定者の顔面の温度を非接触で測定し、その鼻腔や顎の
部分の温度の時間変化を調べることにより呼吸の回数、
呼吸の強弱等を測定できる。すなわち、呼吸に対応して
鼻腔や顎の温度が変化するので、その部分の温度変化を
測定することにより、呼吸の状態を知ることができる。

【０００６】また、炭酸ガス或いは水蒸気により吸収さ
れる波長に感度を有する熱画像装置を用いて、被測定者
の鼻腔から吐かれる息の温度を非接触で測定し、その時
間変化を調べたり、さらには温度分布を経過時間による
変化を含めて調べることにより呼気の状態、例えば息の
出方を直接観察しながら測定できる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。

【０００８】図１は熱画像装置を用いて呼吸を測定する
様子を示す概略図であり、同図において１０で示される
熱画像装置は、赤外線熱画像センサ１１と、この赤外線
熱画像センサ１１に一体に取り付けられたフィルタ１２
と、赤外線熱画像センサ１１に接続されたモニタ１３及
びパソコン本体１４とで構成されている。この他に必要
に応じてプリンター等を接続してもよい。

【０００９】測定時には、被測定者Ｍの顔面或いは吐か
れた息から放出される熱放射を、フィルタ１２を通して
赤外線熱画像センサ１１によりデータとして取り込み、
パソコン本体１４で処理して温度の時間変化をモニタ１
３に表示する。この場合、フィルタ１２は異なる波長の
ものを２種類設けておき、測定対象が顔面か息かにより
これを切り換えるようにするとよい。そして、赤外線熱
画像センサ１１が被測定者Ｍを正面やや下方から見上げ
るようにして測定するのが好ましい。

【００１０】

【実施例】以下、実際に行った呼吸の測定例を挙げる。
ここでは、高温度・時間分解能を有する２次元アレイの
熱画像装置を用い、鼻腔や顎の温度、さらには呼気の温
度を測定することにより、呼吸を測定することを試み
た。

【００１１】使用した熱画像装置は、ＡＭＢＥＲ社のＩ
ｎＳｂの１２８素子×１２８素子からなる２次元アレイ
センサで、液体窒素冷却で使用した。温度分解能は３０
℃で０．０１℃より良く、１秒間に２００フレームのデ
ータが取得可能である。測定日に常温約２３℃及び３５
℃に設定した２台の黒体炉により校正を行った。

【００１２】測定は次のようにして行った。即ち、顔面
から約７０〜８０ｃｍの距離で、鼻腔を測定しやすいよ
うに熱画像装置がやや下から見上げる形で測定した。た
だし、この装置では液体窒素を用いているので角度には
限界がある。スターリング式クーラーを用いればもっと
自由度がある。０．２秒毎に１００フレームのデータを
取り込み、２０秒間の測定を行った。この間、被験者に
動かずにいてもらう必要があった。

【００１３】（測定例１）図２は３０代の男性の鼻腔温
度による呼吸測定例である。呼吸数は１８回／分であ
り、呼吸による温度低下は１℃程度であった。

【００１４】（測定例２）図３は別の３０代の男性の鼻
腔温度による呼吸測定例である。呼吸数は７．５回／分
であり、温度低下は０．５℃程度であった。したがっ
て、息の強さは測定例１の場合よりも小さい。

【００１５】（測定例３）図４は４０代の男性の鼻腔温
度による呼吸測定例である。呼吸数は１７回／分であ
り、温度低下は０．５℃程度で左右とも同じであった。

【００１６】（測定例４）図５は２０代の女性の鼻腔温
度による呼吸測定例である。呼吸数は７回／分であり、
温度低下は０．３℃程度で左右とも同じであった。

【００１７】（測定例５）図６は３０代の女性の鼻腔温
度による呼吸測定例である。呼吸数は１４回／分であ
り、温度低下は左が０．５℃、右が０．３℃程度であ
る。右の息の強さが大きいので、左の鼻腔が詰まり気味
であることが分かる。

【００１８】（測定例６）図７は測定例５の女性の鼻腔
と顎の温度変化の位相差を示す。鼻腔では息を吸うとき
の温度低下が観測され、顎では息を吐くときの変化が観
測されることが分かる。顎の温度変化は鼻の穴の向き、
吐き具合により鼻腔に比べ個人差が更に大きく、必ずし
も綺麗に観測されるとは限らない。息を吸い終わったら
すぐに吐いているが、吐いた後吸うまでの時間は多少ば
らつきが観測された。

【００１９】（測定例７）図８は２０代の女性の鼻腔か
ら吐かれる息を横から測定し、その特定位置における温
度変化を見たものである。息がされていない時に比べて
呼気により温度が０．３℃程度上昇していることが分か
る。この例では３〜５μｍの波長で測定したが、波長の
選択を上手く行えばさらに正確に測定することが可能で
ある。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の呼吸の測
定方法は、熱画像装置を使用して呼吸を測定するように
したことにより、被測定者から離れた非接触状態で呼吸
の状態を知ることができることから、被測定者に心的な
影響や違和感を与えることなく、正確に呼吸を測定する
ことができる。したがって、医療や生理学の分野にて有
効に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱画像装置を用いて呼吸を測定する様子を示す
説明図である。

【図２】本発明による測定例を示すグラフである。

【図３】本発明による測定例を示すグラフである。

【図４】本発明による測定例を示すグラフである。

【図５】本発明による測定例を示すグラフである。

【図６】本発明による測定例を示すグラフである。

【図７】本発明による測定例を示すグラフである。

【図８】本発明による測定例を示すグラフである。

【符号の説明】

１０ 熱画像装置 １１ 赤外線熱画像センサ １２ フィルタ １３ モニタ １４ パソコン本体

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 顔面における鼻腔の部分の温度の時間変
   化を熱画像装置で測定することにより呼吸を測定するこ
   とを特徴とする呼吸の測定方法。
2. 【請求項２】 顔面における顎の部分の温度の時間変化
   を熱画像装置で測定することにより呼吸を測定すること
   を特徴とする呼吸の測定方法。
3. 【請求項３】 鼻腔から吐かれる息の温度の時間変化を
   熱画像装置で測定することにより呼吸を測定することを
   特徴とする呼吸の測定方法。
4. 【請求項４】 鼻腔から吐かれる息の温度分布を時間経
   過による変化も含めて熱画像装置で測定することにより
   呼吸を測定することを特徴とする呼吸の測定方法。