JPH10170410A - Exhalation collecting device and portable exhalation seal-in vessel - Google Patents
Exhalation collecting device and portable exhalation seal-in vesselInfo
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- JPH10170410A JPH10170410A JP8333487A JP33348796A JPH10170410A JP H10170410 A JPH10170410 A JP H10170410A JP 8333487 A JP8333487 A JP 8333487A JP 33348796 A JP33348796 A JP 33348796A JP H10170410 A JPH10170410 A JP H10170410A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、呼気採集装置およ
び可搬型呼気封入容器、特に、呼気中の炭酸ガスを分析
する臨床生化学検査において用いられ、被検者の吐出し
た呼気を採集するための呼気採集装置および可搬型呼気
封入容器に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a breath collection apparatus and a portable breath-filled container, and more particularly to a clinical biochemical test for analyzing carbon dioxide in breath to collect breath discharged from a subject. The present invention relates to a breath collection apparatus and a portable breath enclosure.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、臨床生化学検査の被検体として
は、血液や尿が代表的であった。これに対し、近年、被
検体として呼気を使用することが提案され、注目されて
いる。被検体としての呼気は、人間から常に放出されて
いるので容易に採集可能であるという利点を有する。呼
気中には、肺胞細胞血管を流れる混合静脈血中の微量の
揮発成分が含まれている。そこで、呼気中の成分が分析
され、分析結果を用いて疾病の診断が行われる。2. Description of the Related Art Conventionally, blood and urine have been representative as subjects for clinical biochemical tests. On the other hand, in recent years, the use of breath as a subject has been proposed and attracted attention. Exhaled breath as a subject has the advantage that it can be easily collected because it is constantly emitted from humans. Exhaled air contains a trace amount of volatile components in mixed venous blood flowing through alveolar cell blood vessels. Therefore, the components in the breath are analyzed, and the disease is diagnosed using the analysis results.
【0003】呼気を使用する臨床生化学検査の一つに、
胃の中のヘリコバクター・ピロリ(Helicobacter pilor
i、以下ピロリ菌という)の存在を検知するための13C
尿素呼気分析がある。ピロリ菌は、胃炎、胃潰瘍、十二
指腸潰瘍などの原因菌であると考えられている。このピ
ロリ菌は、尿素分解酵素を有し、強い酸性の中で生きる
ために、胃中の尿素からアンモニアを作り出して胃酸を
中和している。ピロリ菌による尿素の分解時に二酸化炭
素が発生し、胃の血管内に吸収されて肺に運ばれる。こ
の二酸化炭素は、肺胞細胞におけるガス交換を通じて呼
気中に含まれて、呼気とともに吐き出される。そこで、
13C尿素呼気分析では、13Cにて標識された尿素を人体
に経口投与する。そして、呼気を採集し、呼気中の13C
O2、12CO2の同位体比を分析する。ここでは、質量分
析やレーザー分光を用いた分析が行われる。13CO2の
増分を検出して尿素分解酵素の活性値を調べることによ
り、ピロリ菌の存在が検知される。One of the clinical biochemical tests using breath is
Helicobacter pilor in the stomach
13C for detecting the presence of i.
There is urea breath analysis. H. pylori is thought to be the causative agent of gastritis, gastric ulcer, duodenal ulcer and the like. This H. pylori has a urea-degrading enzyme and neutralizes stomach acid by producing ammonia from urea in the stomach to live in strong acidity. During the decomposition of urea by H. pylori, carbon dioxide is generated and is absorbed into the blood vessels of the stomach and carried to the lungs. This carbon dioxide is contained in exhaled gas through gas exchange in alveolar cells, and is exhaled with the exhaled air. Therefore,
In the 13 C urea breath analysis, urea labeled with 13 C is orally administered to the human body. Then, the exhaled breath is collected and the 13 C
The isotope ratio of O 2 , 12 CO 2 is analyzed. Here, analysis using mass spectrometry or laser spectroscopy is performed. The presence of H. pylori can be detected by detecting the activity of ureolytic enzyme by detecting the increment of 13 CO 2 .
【0004】図8は、呼気採集から呼気分析までの過程
を示している。呼気サンプルの採集は、公共施設や民間
施設などにて行われる。呼気採集では、合成樹脂膜製の
呼気採集バッグが用いられ、被検者は、呼気採集バッグ
に対して呼気サンプルを吹き込む。そして、必要量の呼
気サンプルが吹き込まれた状態で、吹込み口が密閉され
る。呼気サンプルを封入した呼気採集バッグは、分析を
行う検査場へ輸送される。検査場では、呼気採集バッグ
が開封され、呼気サンプルが取り出されて分析される。
なお、上記の呼気採集バッグの他に、いわゆるゴム風船
が使われることもある。FIG. 8 shows a process from breath collection to breath analysis. Collection of breath samples is performed at public facilities or private facilities. In the breath collection, a breath collection bag made of a synthetic resin film is used, and the subject blows a breath sample into the breath collection bag. Then, in a state where the required amount of the breath sample has been blown, the blowing port is sealed. The breath collection bag enclosing the breath sample is transported to a laboratory for analysis. At the test site, the breath collection bag is opened and a breath sample is removed and analyzed.
In addition, what is called a rubber balloon may be used besides the above-mentioned breath collection bag.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来、
呼気サンプルは、呼気採集バッグ(あるいはゴム風船)
を用いて採集される。呼気採集バッグは、検査場への輸
送の際、内部に呼気サンプルを封入して膨らました状態
に置かれる。そのため、呼気採集バッグが大型でかさば
ってしまい、輸送の際のバッグの取扱いが不便であり、
輸送可能なサンプル数が限られる。例えば、上述の13C
尿素呼気分析では、0.2〜2.5リットルの呼気サン
プルが採集され、この採集量に応じた大きさに呼気採集
バッグが膨らむ。従って、血液検査に用いる試験管など
と比べると、呼気採集バッグは大幅にかさばる。As described above, conventionally,
The breath sample is a breath collection bag (or rubber balloon)
Collected using The breath collection bag is placed in an inflated state with a breath sample enclosed therein when transported to the inspection site. Therefore, the breath collection bag is large and bulky, and handling of the bag during transportation is inconvenient.
The number of samples that can be transported is limited. For example, the above 13 C
In the urea breath analysis, a breath sample of 0.2 to 2.5 liters is collected, and the breath collection bag expands to a size corresponding to the collected amount. Therefore, the breath collection bag is significantly bulkier than a test tube or the like used for a blood test.
【0006】また、従来の呼気採集バッグには、合成樹
脂膜などの素材が用いられている。呼気サンプルが吹き
込まれた時にバッグが膨らむようにするためである。し
かし、このような素材は脆弱であり、鋭利な突起に触れ
た場合に孔が開きやすい。従って、呼気採集バッグの取
扱い中や輸送中に呼気サンプルが漏れやすいという問題
がある。この問題は、ゴム風船を用いて呼気サンプルを
採集する場合にも同様に発生する。In addition, a material such as a synthetic resin film is used in a conventional breath collection bag. This is to make the bag expand when the breath sample is blown. However, such materials are fragile, and holes tend to open when touching sharp projections. Therefore, there is a problem that the breath sample easily leaks during handling or transportation of the breath collection bag. This problem similarly occurs when collecting a breath sample using a rubber balloon.
【0007】その他、呼気採集バッグではなく、小型ガ
ラス容器を用いて呼気サンプルが採集されることもあ
る。この場合、ガラス容器内にストローが差し込まれ、
被検者がストローから呼気サンプルを吹き込んだ後に、
容器のキャップが閉められる。しかし、この方法では、
外部の空気の混入が避けられず、サンプル中の呼気の濃
度が低くなり、正確な濃度測定を損なうおそれがあると
いう欠点がある。[0007] In addition, a breath sample may be collected using a small glass container instead of a breath collection bag. In this case, a straw is inserted into the glass container,
After the subject inhales a breath sample from a straw,
The container cap is closed. But with this method,
There is a drawback that mixing of external air is unavoidable, the concentration of exhaled breath in the sample is reduced, and accurate concentration measurement may be impaired.
【0008】また、特開平7−31607号公報には、
硬質材料からなる容器に呼気サンプルを封入することが
提案されている。この容器を用いれば、呼気採集バッグ
の脆弱さという問題が解消される。しかし、依然とし
て、呼気採集量に応じた大型の容器が必要である点には
変わりがない。Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-31607 discloses that
It has been proposed to enclose a breath sample in a container made of a hard material. The use of this container eliminates the problem of the vulnerability of the breath collection bag. However, there is still a need for a large container corresponding to the amount of breath collected.
【0009】以上のような問題は、呼気サンプルが気体
であり、必要とされるサンプル量が多いことに起因して
いる。被検体が血液や尿である場合には、少量の被検体
が試験管やカプセルなどに入れられて輸送されるので、
容器の大きさや脆弱さが問題とならない。これに対し、
被検体が呼気である場合には、大量の気体を採集するた
めに容器が大きくなり、かつ、容器の膨らみを利用する
ために脆弱な材料が用いられる。[0009] The above problems are caused by the fact that the breath sample is a gas and the required sample amount is large. When the subject is blood or urine, a small amount of the subject is transported in a test tube or capsule,
The size and fragility of the container does not matter. In contrast,
When the subject is exhaled, the container becomes large to collect a large amount of gas, and a fragile material is used to utilize the bulge of the container.
【0010】本発明の目的は、上記の課題に対応し、小
型で、取扱いが容易であり、外部の空気の混入を確実に
防止できる可搬型呼気封入容器、およびこのような可搬
型呼気封入容器に対応した呼気採集装置を提供すること
にある。なお、本発明は、例えば13C尿素呼気分析のよ
うに、呼気中の炭酸ガスが分析対象となるような臨床生
化学検査に適して用いられる呼気採集装置および可搬型
呼気封入容器を提供する。[0010] An object of the present invention is to address the above-mentioned problems, to be compact, easy to handle, and capable of reliably preventing external air from being mixed therein. An object of the present invention is to provide a breath collection device corresponding to the above. In addition, the present invention provides a breath collection apparatus and a portable breath enclosing container which are suitably used for a clinical biochemical test in which carbon dioxide in breath is an analysis target such as 13 C urea breath analysis.
【0011】[0011]
(1)本発明の呼気採集装置は、被検者が呼気を吹き込
むための呼気採集口と、装置から取外し可能に設けら
れ、呼気が導入される密閉可能な可搬型呼気封入容器
と、前記可搬型呼気封入容器の内部を炭酸ガスの固化温
度以下に冷却し、呼気に含まれる炭酸ガスを前記可搬型
呼気封入容器内で固化させる冷却装置とを有する。(1) A breath collection apparatus of the present invention includes a breath collection port through which a subject blows breath, a removable breathable sealed container that is detachably provided from the apparatus and into which breath is introduced, and A cooling device that cools the inside of the portable expiratory enclosure to a temperature equal to or lower than the solidification temperature of carbon dioxide and solidifies the carbon dioxide contained in the exhaled breath in the portable expiratory enclosure.
【0012】上記の構成の装置では、呼気は、呼気採集
口から吹き込まれて可搬型呼気封入容器に導入され、容
器内で炭酸ガスの固化温度以下に冷却される。これによ
り、呼気に含まれる炭酸ガスが容器内で固化する。この
状態で、可搬型呼気封入容器が密閉され、装置から取り
外される。In the apparatus having the above-described structure, the exhaled breath is blown from the exhalation collection port, introduced into the portable exhaled breathing container, and cooled in the container to a temperature lower than the solidification temperature of carbon dioxide gas. Thereby, the carbon dioxide gas contained in the exhaled air solidifies in the container. In this state, the portable expiratory enclosure is sealed and removed from the device.
【0013】本発明によれば、呼気中の炭酸ガスの体積
が、固化により約1000分の1になる。固化状態にお
ける炭酸ガスの必要量に応じて可搬型呼気封入容器の容
積が設定されればよいので、容器を大幅に小型化するこ
とができる。また、本発明の容器では、従来の呼気採集
バッグのように呼気導入時に容器を膨らませる構造を採
用する必要がない。従って、合成樹脂膜などの脆弱な材
料を用いることなく、容器を構成することができる。以
上より、輸送時における呼気の取扱いが容易になり、か
つ一度に輸送できるサンプル数が増加する。According to the present invention, the volume of carbon dioxide gas in exhaled air is reduced to about one thousandth by solidification. Since the volume of the portable expiratory sealed container may be set according to the required amount of carbon dioxide in the solidified state, the container can be significantly reduced in size. Further, in the container of the present invention, it is not necessary to adopt a structure for inflating the container at the time of exhalation introduction unlike the conventional exhalation collection bag. Therefore, the container can be configured without using a fragile material such as a synthetic resin film. As described above, the handling of exhaled breath during transportation is facilitated, and the number of samples that can be transported at one time is increased.
【0014】本発明の一態様において、前記可搬型呼気
封入容器には、容器内の呼気に触れるように冷却フィン
が内設され、前記冷却装置は、前記可搬型呼気封入容器
に接触し、熱伝導によって前記冷却フィンを冷却する。
この構成によれば、呼気が冷却フィンに触れることによ
り冷却され、呼気中の炭酸ガスが固化する。固化した炭
酸ガスは、主として冷却フィンの表面に付着する。好ま
しくは、冷却フィンの表面積が大きくなるように、複数
の冷却フィンを設けたり、後述の如く冷却フィンを波状
やメッシュ状に形成する。In one embodiment of the present invention, cooling fins are provided in the portable expiratory enclosure so as to touch the expiration in the container, and the cooling device contacts the portable expiratory enclosure and generates heat. The cooling fins are cooled by conduction.
According to this configuration, the exhaled air is cooled by touching the cooling fins, and the carbon dioxide in the exhaled air is solidified. The solidified carbon dioxide mainly adheres to the surface of the cooling fin. Preferably, a plurality of cooling fins are provided so as to increase the surface area of the cooling fins, or the cooling fins are formed in a wave shape or a mesh shape as described later.
【0015】本発明の一態様では、前記可搬型呼気封入
容器に内設され、呼気から水蒸気を除去する乾燥部材を
含む。呼気中には、酸素、窒素、炭酸ガスなどの他に水
蒸気も含まれる。上記構成では、水蒸気を除去してから
呼気が冷却される。従って、冷却部にて炭酸ガスととも
に水蒸気が固化することがなく、炭酸ガスを選択的に固
化させることができる。そして、冷却部(上記の冷却フ
ィンなど)の設定において、水蒸気の量を考慮せずとも
よくなる。また、検査場での分析時に水蒸気を除去する
手間が省ける。なお、この態様と異なり、呼気が可搬型
呼気封入容器に導入される前に水蒸気の除去が行われて
もよい。According to one aspect of the present invention, the portable device includes a drying member which is provided in the portable expiratory enclosure and removes water vapor from exhaled air. Exhaled air contains water vapor in addition to oxygen, nitrogen, carbon dioxide, and the like. In the above configuration, the exhalation is cooled after removing the water vapor. Therefore, the water vapor is not solidified together with the carbon dioxide gas in the cooling section, and the carbon dioxide gas can be selectively solidified. Further, in setting the cooling unit (such as the cooling fins), it is not necessary to consider the amount of water vapor. Further, the labor for removing water vapor at the time of analysis at the inspection site can be omitted. Note that, unlike this embodiment, the removal of water vapor may be performed before the exhalation is introduced into the portable exhalation enclosure.
【0016】(2)一方、本発明の可搬型呼気封入容器
は、呼気を密封して保持する容器であって、呼気を導入
する呼気導入口と、容器内の呼気流路に設けられ、呼気
の冷却によって炭酸ガスを固化させる冷却部と、前記冷
却部を通過した呼気を容器外へ排出する呼気排出口と、
前記呼気導入口および前記呼気排出口を密閉する密閉手
段とを有する。(2) On the other hand, the portable expiratory sealed container of the present invention is a container for sealing and holding expiration, which is provided in an exhalation introduction port for introducing exhaled air and an exhalation flow path in the container, and A cooling unit that solidifies carbon dioxide gas by cooling, and a breath outlet that discharges the breath that has passed through the cooling unit to the outside of the container,
Sealing means for sealing the breath introduction port and the breath discharge port.
【0017】上記構成によれば、呼気が呼気導入口から
容器内に導入される。呼気が冷却部にて冷却されると炭
酸ガスが固化し、冷却部を通過した呼気は呼気排出口か
ら排出される。そして、呼気導入口および呼気排出口が
密閉される。なお、被検者の吐出した呼気は、直接に容
器内に導入されてもよい。また、一旦、呼気採集バッグ
などの他の容器に呼気を採集し、この他の容器から本発
明の可搬型呼気封入容器へ呼気が導入されてもよい。さ
らに、呼気採集バッグなどの他の容器に採集された呼気
に対し、可搬型呼気封入容器への導入前に、濃縮などの
前処理を行うように構成してもよい。According to the above configuration, exhaled air is introduced into the container from the exhalation inlet. When the exhaled air is cooled in the cooling unit, the carbon dioxide gas solidifies, and the exhaled air that has passed through the cooling unit is discharged from the exhalation outlet. Then, the exhalation inlet and the exhalation outlet are sealed. In addition, the exhaled breath discharged from the subject may be directly introduced into the container. Alternatively, the exhaled air may be once collected in another container such as an exhalation collection bag, and the exhaled air may be introduced from the other container into the portable expiratory sealed container of the present invention. Furthermore, the pre-treatment such as concentration may be performed on the exhaled air collected in another container such as an exhaled air collection bag before the exhaled air is introduced into the portable exhalation-sealed container.
【0018】本発明によれば、呼気中の炭酸ガスは、呼
気流路上で固化して捕捉され、固化しなかった呼気成分
は排出される。例えば、呼気を、炭酸ガスの固化温度
と、酸素、窒素の固化温度との中間温度に冷却する。こ
れにより、炭酸ガスは冷却部にて捕捉され、酸素、窒素
は排出される。このようにして、呼気中の炭酸ガスが濃
縮されて封入され、かつ、封入時の炭酸ガスの体積が約
1000分の1になる。従って、可搬型呼気封入容器を
小型化することができる。また、前述のように、本発明
では、合成樹脂膜などの脆弱な材料を用いることなく、
容器を構成することができる。以上より、輸送時におけ
る呼気の取扱いが容易になり、かつ一度に輸送できるサ
ンプル数が増加する。According to the present invention, the carbon dioxide gas in the exhaled air is solidified and captured on the exhalation flow path, and the exhaled air component that is not solidified is discharged. For example, the exhaled air is cooled to an intermediate temperature between the solidification temperature of carbon dioxide and the solidification temperatures of oxygen and nitrogen. Thereby, carbon dioxide gas is captured in the cooling unit, and oxygen and nitrogen are discharged. In this way, the carbon dioxide gas in the exhaled air is concentrated and sealed, and the volume of the carbon dioxide gas at the time of sealing is reduced to about 1/1000. Therefore, the size of the portable expiratory sealed container can be reduced. Further, as described above, in the present invention, without using a fragile material such as a synthetic resin film,
A container can be configured. As described above, the handling of exhaled breath during transportation is facilitated, and the number of samples that can be transported at one time is increased.
【0019】本発明の一態様において、前記冷却部に
は、容器内を流れる呼気に触れるように冷却フィンが設
けられ、冷却フィンは、容器外部から熱伝導により冷却
される。この構成によれば、呼気が冷却フィンに触れる
ことにより冷却され、呼気中の炭酸ガスが固化する。固
化した炭酸ガスは、主として冷却フィンの表面に付着す
る。In one embodiment of the present invention, the cooling unit is provided with cooling fins so as to come into contact with exhaled air flowing in the container, and the cooling fins are cooled by heat conduction from outside the container. According to this configuration, the exhaled air is cooled by touching the cooling fins, and the carbon dioxide in the exhaled air is solidified. The solidified carbon dioxide mainly adheres to the surface of the cooling fin.
【0020】また、本発明の一態様において、前記密閉
手段は、前記呼気導入口および前記呼気排出口の少なく
とも一方を容器内部から塞ぐように設けられ、固化状態
の炭酸ガスが再びガス化した時の容器内圧力上昇によ
り、前記密閉手段の密閉力が増強される。冷却部による
冷却が終了すると、固化状態の炭酸ガスが再びガス化す
るので、容器内の圧力が上昇する。上記構成では、密閉
手段が呼気導入口や呼気排出口を内側から塞いでいるの
で、容器内の圧力が上昇した時に密閉手段の密閉力が増
強される。従って、より確実に呼気を容器内に封入して
輸送することができる。In one embodiment of the present invention, the sealing means is provided so as to close at least one of the exhalation introduction port and the exhalation discharge port from the inside of the container, and when the solidified carbon dioxide gas is gasified again. , The sealing force of the sealing means is increased. When the cooling by the cooling unit is completed, the solidified carbon dioxide gas is gasified again, so that the pressure in the container increases. In the above configuration, since the sealing means closes the exhalation introduction port and the exhalation discharge port from the inside, the sealing force of the sealing means is increased when the pressure in the container increases. Therefore, the expiration can be more reliably sealed in the container and transported.
【0021】また、本発明の一態様の可搬型呼気封入容
器は、容器内の呼気流路における前記冷却部の上流側に
設けられ、呼気から水蒸気を除去する乾燥手段を含む。
上記構成によれば、冷却部の上流側で乾燥手段により水
蒸気が除去される。従って、冷却部にて炭酸ガスととも
に水蒸気が固化することがなく、炭酸ガスを選択的に固
化させることができる。なお、この態様と異なり、容器
外の乾燥手段によって脱水された呼気を容器内に導入す
るように構成してもよい。[0021] The portable expiratory breathing container according to one aspect of the present invention includes a drying means provided on the expiration flow path in the container, upstream of the cooling unit, for removing water vapor from the breath.
According to the above configuration, the steam is removed by the drying unit on the upstream side of the cooling unit. Therefore, the water vapor is not solidified together with the carbon dioxide gas in the cooling section, and the carbon dioxide gas can be selectively solidified. It should be noted that, unlike this embodiment, the expired air dehydrated by the drying means outside the container may be introduced into the container.
【0022】なお、本発明では、容器に導入される呼気
中の全ての炭酸ガスが固化される必要はなく、後述する
実施形態のように、炭酸ガスの一部が固化されればよ
い。また、本発明では、容器内で固化した炭酸ガスと、
固化されないが容器内に密閉された炭酸ガスとの総量
が、分析に必要な量であればよい。In the present invention, it is not necessary to solidify all the carbon dioxide in the exhaled gas introduced into the container, and it is sufficient that a part of the carbon dioxide is solidified as in the embodiment described later. Further, in the present invention, carbon dioxide solidified in the container,
It is sufficient that the total amount of carbon dioxide not solidified but sealed in the container is an amount necessary for analysis.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態(以
下、実施形態という)の呼気採集装置について、図面を
参照し説明する。この呼気採集装置は、例えば13C尿素
呼気分析のように、呼気中の炭酸ガスが分析対象となる
臨床生化学検査に適して用いられる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a breath collecting apparatus according to an embodiment of the present invention (hereinafter, referred to as an embodiment) will be described with reference to the drawings. This breath collecting apparatus is suitable for use in a clinical biochemical test in which carbon dioxide in breath is to be analyzed, such as 13 C urea breath analysis.
【0024】「実施形態1」図1は、本実施形態の呼気
採集装置に備えられる可搬型呼気封入容器1(以下、単
に呼気サンプル容器1という)の断面図である。この呼
気サンプル容器1の形状は、中央のくびれた円筒型であ
り、外径は20mm程度である。そして、呼気サンプル
容器1の構成は、くびれ部分を中心として、円筒軸方向
に対称である。[Embodiment 1] FIG. 1 is a cross-sectional view of a portable breath enclosing container 1 (hereinafter simply referred to as a breath sample container 1) provided in a breath collecting apparatus of the present embodiment. The shape of the breath sample container 1 is a constricted cylindrical shape at the center, and the outer diameter is about 20 mm. The configuration of the breath sample container 1 is symmetric about the constricted portion in the cylindrical axis direction.
【0025】呼気サンプル容器1の容器本体は、中央の
冷却部円筒3と、その軸方向両側の乾燥部円筒5と、さ
らに両側に設けられたシール部円筒7からなる。冷却部
円筒3は、熱伝導性のよいアルミニウム製であり、ま
た、乾燥部円筒5とシール部円筒7は、軽量な合成樹脂
製である。これらの円筒部材は、互いに嵌合されて連結
され、一体となって容器本体を構成している。すなわ
ち、冷却部円筒3の嵌合部3aと乾燥部円筒5の嵌合部
5aとが嵌合され、嵌合部3aの外周面と嵌合部5aの
内周面が密着し、この状態で両円筒部材が互いに固定さ
れている。同様に、乾燥部円筒5の嵌合部5bとシール
部円筒7の嵌合部7aとが嵌合され、嵌合部5bの外周
面と嵌合部7aの内周面とが密着し、この状態で両円筒
部材が互いに固定されている。その他、外気の混入防止
のために、円筒部材間の密着部にシール剤を塗布しても
よい。The container body of the breath sample container 1 includes a cooling unit cylinder 3 at the center, a drying unit cylinder 5 on both sides in the axial direction, and a sealing unit cylinder 7 provided on both sides. The cooling unit cylinder 3 is made of aluminum having good heat conductivity, and the drying unit cylinder 5 and the sealing unit cylinder 7 are made of lightweight synthetic resin. These cylindrical members are fitted and connected to each other, and integrally constitute a container body. That is, the fitting part 3a of the cooling part cylinder 3 and the fitting part 5a of the drying part cylinder 5 are fitted, and the outer peripheral surface of the fitting part 3a and the inner peripheral surface of the fitting part 5a are in close contact with each other. The two cylindrical members are fixed to each other. Similarly, the fitting portion 5b of the drying portion cylinder 5 and the fitting portion 7a of the sealing portion cylinder 7 are fitted, and the outer peripheral surface of the fitting portion 5b and the inner peripheral surface of the fitting portion 7a are in close contact with each other. In this state, the two cylindrical members are fixed to each other. In addition, a sealant may be applied to the contact portion between the cylindrical members to prevent the outside air from being mixed.
【0026】シール部円筒7の底板9の中央には、円形
の開口部11が設けられている。開口部11は、呼気サ
ンプルを容器内に導入する呼気導入口として機能し、ま
たは、呼気サンプルを容器外へ排出する呼気排出口とし
て機能する。シール部円筒7の内部には、開口部11を
塞ぐようにして、円板形のシール蓋13が内挿されてい
る。シール蓋13は、螺旋状のシールばね15により底
板9に対して押しつけられている。シールばね15の端
部は、乾燥部円筒5の端面5cに接しており、端面5c
がシールばね15を支える座面として機能している。ま
た、シール蓋13と底板9の間にはシールリング17が
挟まれている。シールリング17は、シール蓋13に押
されて変形しており、このシールリング17とシール蓋
13によって開口部11が密閉されている。また、シー
ル蓋13の容器内部側には、先端の尖った突起部13a
が突設されている。At the center of the bottom plate 9 of the seal cylinder 7, a circular opening 11 is provided. The opening 11 functions as a breath inlet for introducing a breath sample into the container or as a breath outlet for discharging the breath sample to the outside of the container. A disk-shaped sealing lid 13 is inserted inside the sealing portion cylinder 7 so as to close the opening 11. The seal lid 13 is pressed against the bottom plate 9 by a spiral seal spring 15. The end of the seal spring 15 is in contact with the end face 5c of the drying section cylinder 5, and the end face 5c
Functions as a bearing surface for supporting the seal spring 15. Further, a seal ring 17 is sandwiched between the seal lid 13 and the bottom plate 9. The seal ring 17 is deformed by being pushed by the seal lid 13, and the opening 11 is sealed by the seal ring 17 and the seal lid 13. A protruding portion 13a having a sharp tip is provided on the seal lid 13 inside the container.
Is protruding.
【0027】乾燥部円筒5の内部の乾燥ポート5dに
は、乾燥パック19が内挿されている。乾燥パック19
は円筒形のケース19aを有し、ケース19a内にシリ
カゲルなどの乾燥剤が充填されている。ケース19aと
乾燥ポート5dの壁面の間には、乾燥パックシールリン
グ20が設けられている。乾燥パックシールリング20
を設けたことにより、乾燥ポート5dを通過するすべて
の呼気サンプルが、乾燥パック19の内部を通過する。
また、円筒ケース19aの開口部11側の端部19bに
は、ビニル膜が張られている。このビニル膜は、呼気サ
ンプル容器1の使用前に乾燥パック19が外気に触れる
ことを防止している。また、前述のシール蓋13の突起
部13aは、先端部が乾燥パック19の端部19bに近
接するように設けられている。A drying pack 19 is inserted into a drying port 5d inside the drying section cylinder 5. Dry pack 19
Has a cylindrical case 19a in which a desiccant such as silica gel is filled. A dry pack seal ring 20 is provided between the case 19a and the wall surface of the drying port 5d. Dry pack seal ring 20
Is provided, all the breath samples passing through the drying port 5d pass through the inside of the drying pack 19.
A vinyl film is provided on an end 19b of the cylindrical case 19a on the opening 11 side. This vinyl film prevents the dry pack 19 from contacting the outside air before using the breath sample container 1. Further, the protrusion 13 a of the seal lid 13 is provided such that the tip is close to the end 19 b of the drying pack 19.
【0028】冷却部円筒3は、中央部3bと、両端の円
筒部3cと、中央部3bおよび円筒部3cをつなぐテー
パ部3dとを有し、中央部3bには、冷却部21が内設
されている。図2は、中央部3bにおける呼気サンプル
容器1の断面図である。図示のように、中央部3bの断
面形状は略長方形であり、中央部3bは、円筒の一部分
と冷却壁23a、23bにより構成されていて、冷却壁
23a、23bは平行である。中央部3bに内設された
冷却部21は、多数のコールドフィン25を備えてい
る。コールドフィン25は、冷却部円筒3と同様に熱伝
導のよいアルミニウム製であり、波状に配列されてい
て、各フィンの両端は冷却壁23a、23bの内面に接
している。The cooling part cylinder 3 has a central part 3b, cylindrical parts 3c at both ends, and a tapered part 3d connecting the central part 3b and the cylindrical part 3c. The cooling part 21 is provided inside the central part 3b. Have been. FIG. 2 is a cross-sectional view of the breath sample container 1 in the central portion 3b. As shown, the cross-sectional shape of the central portion 3b is substantially rectangular, and the central portion 3b is constituted by a part of a cylinder and cooling walls 23a and 23b, and the cooling walls 23a and 23b are parallel. The cooling unit 21 provided in the central portion 3b has a large number of cold fins 25. The cold fins 25 are made of aluminum having good heat conductivity similarly to the cooling unit cylinder 3, and are arranged in a wave shape, and both ends of each fin are in contact with the inner surfaces of the cooling walls 23a and 23b.
【0029】図1に示すように、冷却部円筒3の内部で
あって、冷却部21と乾燥パック19の間には、両者の
隙間の空洞を狭めるために挿入部材27が内挿されてい
る。挿入部材27は、冷却部円筒3の円筒部3cとテー
パ部3dに隙間なくはまり込んでおり、軸方向に設けら
れた多数の呼気通路27aを有している。As shown in FIG. 1, an insertion member 27 is inserted inside the cooling unit cylinder 3 and between the cooling unit 21 and the drying pack 19 in order to narrow the gap between them. . The insertion member 27 fits into the cylindrical portion 3c and the tapered portion 3d of the cooling unit cylinder 3 without any gap, and has a large number of exhalation passages 27a provided in the axial direction.
【0030】以上に呼気サンプル容器1の構成を説明し
た。この容器は、下記のようにして組み立てられる。冷
却部21を備えた冷却部円筒3に対して挿入部材27を
内挿する。そして、乾燥部円筒5を冷却部円筒3に嵌め
込み、乾燥部円筒5に乾燥パック19を内挿する。一
方、シール部円筒7に、シールリング17、シール蓋1
3およびシールばね15を順次内挿しておき、このシー
ル部円筒7を乾燥部円筒5にはめ込む。以上により、呼
気サンプル容器1が組み立てられる。図3に、呼気サン
プル容器1の外観を示す。また、呼気採集に使用する前
の状態において、呼気サンプル容器1の内部には不活性
ガスが充填されている。これにより、呼気採集の際に
は、主として被検者の呼気サンプルが封入され、その他
の空気の封入が抑制される。The configuration of the breath sample container 1 has been described above. This container is assembled as follows. The insertion member 27 is inserted into the cooling unit cylinder 3 having the cooling unit 21. Then, the drying unit cylinder 5 is fitted into the cooling unit cylinder 3, and the drying pack 19 is inserted into the drying unit cylinder 5. On the other hand, a seal ring 17 and a seal lid 1
3 and the seal spring 15 are sequentially inserted, and the sealing portion cylinder 7 is fitted into the drying portion cylinder 5. Thus, the breath sample container 1 is assembled. FIG. 3 shows the appearance of the breath sample container 1. In addition, in a state before being used for breath collection, the inside of the breath sample container 1 is filled with an inert gas. Thereby, at the time of breath collection, the breath sample of the subject is mainly enclosed, and the inclusion of other air is suppressed.
【0031】次に、図4を参照して、呼気サンプル容器
1を備える呼気採集装置の構成を説明する。呼気サンプ
ル容器1は、その冷却部円筒3を断熱ケース30によっ
て覆われている。断熱ケース30は、冷却部円筒3を周
囲の空気から隔てる機能を有しており、さらに断熱ケー
ス30は、呼気サンプル容器1を図示の呼気採集位置に
脱着可能に保持する機能をも有している。断熱ケース3
0は、断熱材からなり、呼気サンプル容器1と同軸の円
筒形状を有する。断熱ケース30は、上ケース30aと
下ケース30bに二分割されており、上下から呼気サン
プル容器1を挟み込んでいる。断熱ケース30の両端面
には開口部31が設けられており、この開口部31の内
径は、呼気サンプル容器1の外径と同じに設定されてい
る。従って、開口部31の内周面は、呼気サンプル容器
1の外周面と隙間なく接している。また、上ケース30
aおよび下ケース30bの円筒面には、四角形の冷却装
置挿入口32が設けられており、冷却装置挿入口32
は、後述する冷却装置を挿入するために用いられる。Next, with reference to FIG. 4, the configuration of a breath collection apparatus including the breath sample container 1 will be described. The breath sample container 1 has its cooling unit cylinder 3 covered with a heat insulating case 30. The heat insulating case 30 has a function of separating the cooling unit cylinder 3 from the surrounding air, and further has a function of detachably holding the breath sample container 1 at the illustrated breath collecting position. I have. Heat insulation case 3
Numeral 0 is made of a heat insulating material and has a cylindrical shape coaxial with the breath sample container 1. The heat insulation case 30 is divided into an upper case 30a and a lower case 30b, and sandwiches the breath sample container 1 from above and below. Openings 31 are provided on both end surfaces of the heat insulating case 30, and the inner diameter of the opening 31 is set to be the same as the outer diameter of the breath sample container 1. Therefore, the inner peripheral surface of the opening 31 is in contact with the outer peripheral surface of the breath sample container 1 without any gap. Also, the upper case 30
a and a rectangular cooling device insertion port 32 are provided on the cylindrical surface of the lower case 30b.
Is used to insert a cooling device described later.
【0032】呼気サンプル容器1の一端には、マウスピ
ース33が嵌合されている。マウスピース33は円筒形
であり、その内周面が、呼気サンプル容器1の外周面と
密着している。マウスピース33は、被検者によってく
わえられる。マウスピース33は、被検者が呼気サンプ
ルを吹き込むための呼気採集口であり、呼気サンプル容
器1の開口部11と連通している。A mouthpiece 33 is fitted to one end of the breath sample container 1. The mouthpiece 33 has a cylindrical shape, and its inner peripheral surface is in close contact with the outer peripheral surface of the breath sample container 1. The mouthpiece 33 is held by the subject. The mouthpiece 33 is a breath collection port through which the subject blows a breath sample, and communicates with the opening 11 of the breath sample container 1.
【0033】また、呼気サンプル容器1の両端のシール
蓋13に容器外側から当接するようにして、アーム37
が設けられている。アーム37は、図示しないアクチュ
エータに取り付けられていて、このアクチュエータは、
アーム37を容器長手方向に移動させる。上記のマウス
ピース33にはスリット33aが設けられている。そし
て、マウスピース33側のアーム37は、このスリット
33aの中を移動する。また、マウスピース33側のア
ーム37には、プレート37aが固定されている。プレ
ート37aは、マウスピース33の外周面に隙間なく接
触するように設けられており、呼気採集時におけるスリ
ット33aからの外気混入を防止している。Also, the arms 37 are brought into contact with the seal lids 13 at both ends of the breath sample container 1 from outside the container.
Is provided. The arm 37 is attached to an actuator (not shown).
The arm 37 is moved in the container longitudinal direction. The mouthpiece 33 is provided with a slit 33a. Then, the arm 37 on the mouthpiece 33 side moves in the slit 33a. A plate 37a is fixed to the arm 37 on the mouthpiece 33 side. The plate 37a is provided so as to be in contact with the outer peripheral surface of the mouthpiece 33 without any gap, and prevents outside air from entering through the slit 33a at the time of breath collection.
【0034】断熱ケース30の各冷却装置挿入口32に
は、柱状の冷却装置41が挿入されいる。冷却装置41
は、図中の矢印X方向に移動可能に設けられており、冷
却装置挿入口32に対して出し入れされる。冷却装置4
1の断面形状は四角形であり、また、前述の冷却装置挿
入口32も同様の四角形である。そして、冷却装置41
と断熱ケース30は隙間なく接している。また、冷却装
置41の先端面43は平面に設定されており、冷却装置
41は、先端面43にて、前述した呼気サンプル容器1
の冷却壁23a、23bと密接する。A columnar cooling device 41 is inserted into each cooling device insertion port 32 of the heat insulating case 30. Cooling device 41
Is provided so as to be movable in the direction of the arrow X in the figure, and is inserted into and removed from the cooling device insertion port 32. Cooling device 4
The cross-sectional shape of 1 is a quadrangle, and the above-mentioned cooling device insertion port 32 is also a quadrangle. And the cooling device 41
And the heat insulating case 30 are in contact with each other without a gap. Further, the distal end surface 43 of the cooling device 41 is set to be flat, and the cooling device 41
And the cooling walls 23a and 23b.
【0035】冷却装置41には周知の原理の装置が適用
可能である。従来、呼気分析の際に呼気サンプル中の炭
酸ガスのみを取り出すために深冷分離法が用いられてお
り、この深冷分離法に使用する冷却装置を本実施形態に
応用することができる。本実施形態では、冷却装置41
にペルチェ素子が備えられており、このペルチェ素子に
通電することにより冷却装置41の表面温度が低下す
る。また、冷却装置41には、温度センサ45が設けら
れている。この温度センサ45は、冷却装置41の先端
面43の温度を監視するために用いられる。本実施形態
では、先端面43の温度を零下80〜90程度に低下さ
せることができるように、冷却装置が設定されている。
上記の温度は、炭酸ガスの固化温度たる零下68度に対
して、十分に低く設定された温度である。As the cooling device 41, a device having a well-known principle can be applied. Conventionally, a cryogenic separation method has been used to extract only carbon dioxide gas from a breath sample at the time of breath analysis, and a cooling device used for the cryogenic separation method can be applied to the present embodiment. In the present embodiment, the cooling device 41
Is provided with a Peltier element, and when the Peltier element is energized, the surface temperature of the cooling device 41 decreases. The cooling device 41 is provided with a temperature sensor 45. The temperature sensor 45 is used to monitor the temperature of the tip surface 43 of the cooling device 41. In the present embodiment, the cooling device is set so that the temperature of the distal end surface 43 can be reduced to about 80 to 90 below zero.
The above temperature is a temperature set sufficiently lower than 68 degrees below zero which is the solidification temperature of carbon dioxide gas.
【0036】以上に本実施形態の呼気サンプル容器1を
備えた呼気採集装置の構成を説明した。次に、この呼気
採集装置の動作を説明する。The configuration of the breath collection apparatus including the breath sample container 1 of the present embodiment has been described above. Next, the operation of the breath collection apparatus will be described.
【0037】まず、呼気サンプル容器1が、断熱ケース
30に上下から挟み込まれ、図4の位置に保持される。
呼気サンプル容器1は、長手方向に対称な構成を有する
ので、左右どちらの向きに保持されてもよい。そして、
マウスピース33が呼気サンプル容器1の端部に嵌めら
れ、さらに、アーム37がアクチュエータにより移動さ
れて、シール蓋13に当接する位置(図4の位置)で停
止する。一方、断熱ケース30の冷却装置挿入口32か
ら冷却装置41が挿入され、冷却装置41は、先端面4
3が呼気サンプル容器1の冷却壁23a、23bに接す
る位置で保持される。First, the breath sample container 1 is sandwiched between the heat insulating cases 30 from above and below, and is held at the position shown in FIG.
Since the breath sample container 1 has a configuration symmetrical in the longitudinal direction, it may be held in either the left or right direction. And
The mouthpiece 33 is fitted to the end of the breath sample container 1, and the arm 37 is moved by the actuator to stop at the position where it comes into contact with the seal lid 13 (the position in FIG. 4). On the other hand, the cooling device 41 is inserted from the cooling device insertion port 32 of the heat insulating case 30, and the cooling device 41
3 is held at a position in contact with the cooling walls 23a and 23b of the breath sample container 1.
【0038】次に、冷却装置41が冷却を開始し、先端
面43の温度を零下80〜90度に低下させる。この温
度低下に伴って、熱伝導作用により、呼気サンプル容器
1の冷却壁23a、23b、冷却部21(コールドフィ
ン25)の温度も同様に低下する。先端面43の温度は
温度センサ45によって検出され、先端面43の温度が
上記の値で安定するまで冷却が行われる。Next, the cooling device 41 starts cooling, and lowers the temperature of the front end surface 43 to 80 to 90 degrees below zero. As the temperature decreases, the temperatures of the cooling walls 23a and 23b of the breath sample container 1 and the cooling unit 21 (cold fin 25) also decrease due to the heat conduction. The temperature of the distal end surface 43 is detected by the temperature sensor 45, and cooling is performed until the temperature of the distal end surface 43 is stabilized at the above value.
【0039】そして、アーム37がアクチュエータによ
り駆動され、呼気サンプル容器1の中央方向へ移動す
る。図5は、アーム37の移動後の状態を示している。
シール蓋13がアーム37に押されて移動し、シール蓋
13による開口部11の密閉が解除されている。シール
ばね15は、シール蓋13の移動量に応じて圧縮されて
いる。また、シール蓋13の突起部13aが、乾燥パッ
ク19の端部19bに張られたビニル膜を突き破り、パ
ック内部に侵入している。なお、図5には、呼気サンプ
ル容器1のマウスピース33側が示されているが、反対
側についても同様である。Then, the arm 37 is driven by the actuator and moves toward the center of the breath sample container 1. FIG. 5 shows a state after the movement of the arm 37.
The seal lid 13 is moved by being pushed by the arm 37, and the sealing of the opening 11 by the seal lid 13 is released. The seal spring 15 is compressed according to the amount of movement of the seal lid 13. Further, the protrusion 13a of the seal lid 13 breaks through the vinyl film stretched on the end 19b of the dry pack 19 and enters the inside of the pack. Although FIG. 5 shows the mouthpiece 33 side of the breath sample container 1, the same applies to the opposite side.
【0040】アーム37によりシール蓋13を移動させ
た直後に、マウスピース33をくわえた被検者が、呼気
を吹き込む。なお、本装置を13C尿素呼気分析に用いる
場合、被検者には、あらかじめ、13Cにて標識された尿
素が経口投与されている。Immediately after the seal lid 13 is moved by the arm 37, the subject holding the mouthpiece 33 blows out exhalation. When the present apparatus is used for 13 C urea breath analysis, urea labeled with 13 C is orally administered to a subject in advance.
【0041】呼気サンプルは、マウスピース33から、
開口部11を経て呼気サンプル容器1の中へ入る。そし
て、呼気サンプルは、乾燥パック19を通過し、通過時
に、呼気サンプルに含まれる水蒸気が、乾燥剤によって
捕捉され除去される。なお、前述のように、乾燥パック
19の外周側は、乾燥パックシールリング20により塞
がれており、この部分を呼気サンプルが通過することは
ない。乾燥パック19にて脱水された呼気サンプルは、
挿入部材27の呼気通路27aを通って冷却部21に到
る。The breath sample was taken from the mouthpiece 33,
It enters into the breath sample container 1 through the opening 11. Then, the breath sample passes through the drying pack 19, and at the time of passing, the water vapor contained in the breath sample is captured and removed by the desiccant. Note that, as described above, the outer peripheral side of the dry pack 19 is closed by the dry pack seal ring 20, and the breath sample does not pass through this portion. The breath sample dehydrated in the drying pack 19 is
It reaches the cooling part 21 through the exhalation passage 27a of the insertion member 27.
【0042】冷却部21では、呼気サンプルがコールド
フィン25に触れることにより冷却される。そして、呼
気サンプルに含まれる炭酸ガスが、固化温度以下に冷却
され、いわゆるドライアイスとなってコールドフィン2
5の表面に付着する。一方、呼気サンプル中の酸素や窒
素は、固化することなく冷却部21を通過する。コール
ドフィン25の温度が酸素や窒素の固化温度よりも高い
からである。なお、本実施形態では、複数枚のコールド
フィン25を設け、フィン間隔を狭く設定したことによ
り、冷却部21を通る炭酸ガスの98%程度が捕捉され
ると考えられる。また、気体状態の炭酸ガスの体積は、
固化により1000分の1程度となる。In the cooling unit 21, the breath sample is cooled by touching the cold fin 25. Then, the carbon dioxide gas contained in the breath sample is cooled to a temperature lower than the solidification temperature, and becomes so-called dry ice.
5 adheres to the surface. On the other hand, oxygen and nitrogen in the breath sample pass through the cooling unit 21 without being solidified. This is because the temperature of the cold fin 25 is higher than the solidification temperature of oxygen or nitrogen. In the present embodiment, it is considered that about 98% of the carbon dioxide gas passing through the cooling unit 21 is captured by providing a plurality of cold fins 25 and setting the fin interval narrow. Also, the volume of gaseous carbon dioxide is
It becomes about 1/1000 by solidification.
【0043】冷却部21を通過した呼気サンプルは、後
段の挿入部材27および乾燥パック19を通過して開口
部11から排出される。このとき、すでに呼気サンプル
からは水蒸気が除去されているので、乾燥パック19で
は、呼気サンプルの乾燥はほとんど行われない。また、
マウスピース33側の開口部11が呼気導入口として機
能するのに対し、ここでは、開口部11が呼気排出口と
して機能する。The breath sample that has passed through the cooling unit 21 passes through the insertion member 27 and the drying pack 19 at the subsequent stage and is discharged from the opening 11. At this time, since the water vapor has already been removed from the breath sample, the dry pack 19 hardly dries the breath sample. Also,
While the opening 11 on the mouthpiece 33 side functions as an exhalation introduction port, here, the opening 11 functions as an exhalation discharge port.
【0044】被検者による呼気サンプルの吹き込みが一
定時間行われ、所定量の呼気サンプルが呼気サンプル容
器1に通気されると、被検者は吹き込みを止めて、マウ
スピース33から口を離す。なお、呼気サンプルの吹き
込み量は、従来の呼気採集バッグを用いる場合とほぼ同
様か、少し多めに設定されている。前述のように、冷却
部21では、大部分の炭酸ガスが捕捉されるからであ
る。そして、この時点で、冷却部21には数mgの炭酸
ガスが捕捉されている。この程度の量の炭酸ガスが得ら
れれば、13C尿素呼気分析などの呼気分析を十分に行う
ことができる。When the breath sample is blown by the subject for a certain period of time and a predetermined amount of breath sample is ventilated into the breath sample container 1, the subject stops blowing and releases the mouthpiece 33. The amount of the breath sample to be blown is set to be almost the same as that in the case of using the conventional breath collection bag, or set slightly larger. As described above, most of the carbon dioxide gas is captured in the cooling unit 21. At this point, several mg of carbon dioxide is captured in the cooling unit 21. If this amount of carbon dioxide gas is obtained, breath analysis such as 13 C urea breath analysis can be sufficiently performed.
【0045】被検者が吹き込みを止めるのと同時に、ア
ーム37が、図4に示す元の位置へ戻される。シール蓋
13はシールばね15により開口部11の方向へ押しつ
けられ、開口部11が密閉される。次に、冷却装置41
による冷却が終了され、冷却装置41が断熱ケース30
から引き抜かれる。そして、アーム37が呼気サンプル
容器1から離され、マウスピース33が呼気サンプル容
器1から引き抜かれ、さらに、断熱ケース30が上ケー
ス30aと下ケース30bに分解されて、呼気サンプル
容器1が取り出される。At the same time as the subject stops blowing, the arm 37 is returned to the original position shown in FIG. The seal lid 13 is pressed in the direction of the opening 11 by the seal spring 15 to seal the opening 11. Next, the cooling device 41
The cooling by the cooling device 41 is terminated.
Pulled out of. Then, the arm 37 is separated from the breath sample container 1, the mouthpiece 33 is pulled out of the breath sample container 1, the heat insulating case 30 is disassembled into an upper case 30a and a lower case 30b, and the breath sample container 1 is taken out. .
【0046】以上により呼気サンプルの採集が終了す
る。冷却装置41の先端面43が、呼気サンプル容器1
の冷却壁23a、23bから離れると、冷却部21の温
度が上昇し、固化状態の炭酸ガスが、再びガス化(昇
華)する。これにより、呼気サンプル容器1内の圧力が
上昇し、上昇分の圧力は、シール蓋13を開口部11の
方向へ押しつける圧力として作用する。従って、シール
蓋13が開口部11を密閉する密閉力が増強される。ま
た、この状態では、容器内部の圧力が高いので、容器内
への外気の拡散侵入が防止される。Thus, the collection of the breath sample is completed. The distal end surface 43 of the cooling device 41 is
, The temperature of the cooling unit 21 rises, and the solidified carbon dioxide gasifies (sublimates) again. As a result, the pressure in the breath sample container 1 increases, and the increased pressure acts as a pressure for pressing the seal lid 13 toward the opening 11. Therefore, the sealing force with which the sealing lid 13 seals the opening 11 is enhanced. Further, in this state, since the pressure inside the container is high, diffusion and invasion of outside air into the container is prevented.
【0047】呼気サンプルを採集した呼気サンプル容器
1は、検査場へ輸送される。検査場では、呼気サンプル
取出し装置を用いて、呼気サンプル容器1から呼気サン
プルが取り出される。呼気サンプル容器1は取出し装置
にセットされ、呼気サンプル容器1の開口部11にチュ
ーブなどが接続される。そして、呼気採集装置と同様の
アームによりシール蓋13が押し込まれ、呼気サンプル
が呼気サンプル容器1から吐き出され、チューブを経て
取り出される。なお、取出し装置に、呼気サンプル容器
1の冷却部21を加熱する加熱装置を設けてもよい。加
熱装置の構成は、前述の冷却装置41と同様に設定すれ
ばよい。冷却部21を加熱することにより、ドライアイ
スの昇華が促進され、炭酸ガスをより早く取り出すこと
ができる。The breath sample container 1 that has collected the breath sample is transported to the inspection site. At the test site, a breath sample is taken out of the breath sample container 1 using a breath sample taking device. The breath sample container 1 is set in a removal device, and a tube or the like is connected to the opening 11 of the breath sample container 1. Then, the seal lid 13 is pushed in by the same arm as the breath collection device, and the breath sample is discharged from the breath sample container 1 and taken out through the tube. In addition, a heating device that heats the cooling unit 21 of the breath sample container 1 may be provided in the removal device. What is necessary is just to set the structure of a heating device similarly to the cooling device 41 mentioned above. By heating the cooling unit 21, the sublimation of dry ice is promoted, and carbon dioxide can be taken out more quickly.
【0048】以上、本実施形態の可搬型呼気封入容器
(呼気サンプル容器1)、および、この容器を備えた呼
気採集装置について説明した。本実施形態では、乾燥パ
ック19を用いて呼気サンプルを脱水し、そして、冷却
部21にて呼気サンプルを冷却する。呼気サンプル中の
炭酸ガスは、ドライアイスとなって冷却部21に捕捉さ
れ、酸素や窒素は容器から排出される。すなわち、容器
内では、呼気サンプル中の炭酸ガスが濃縮され、かつ、
固化により炭酸ガスの体積が約1000分の1になる。As described above, the portable expiratory sealed container (expired sample container 1) of the present embodiment and the expired gas collecting apparatus provided with this container have been described. In the present embodiment, the breath sample is dehydrated using the drying pack 19, and the breath sample is cooled by the cooling unit 21. The carbon dioxide gas in the breath sample becomes dry ice and is captured by the cooling unit 21, and oxygen and nitrogen are discharged from the container. That is, in the container, the carbon dioxide in the breath sample is concentrated, and
The solidification reduces the volume of carbon dioxide gas to about one thousandth.
【0049】ここで、呼気分析には、通常、数百ミリリ
ットルから数リットル分の呼気サンプルが必要とされ
る。これに対し、本実施形態では、上記のような濃縮と
固化が行われるので、呼気サンプル容器1の容積が非常
に小さくてよい。従って、従来の呼気採集バッグなどと
比較して、呼気サンプル容器1を大幅に小型に構成する
ことができる。例えば、本実施形態の呼気サンプル容器
1の外径は、前述のように、約20mmである。従っ
て、この呼気サンプル容器1を、血液検査に用いる試験
管のように取り扱い、輸送することができる。また、呼
気サンプル容器1を封筒に納めて郵送することも可能で
ある。Here, breath analysis usually requires a breath sample of several hundred milliliters to several liters. On the other hand, in the present embodiment, since the concentration and solidification as described above are performed, the volume of the breath sample container 1 may be very small. Therefore, the breath sample container 1 can be configured to be significantly smaller than a conventional breath collection bag or the like. For example, the outer diameter of the breath sample container 1 of the present embodiment is about 20 mm as described above. Therefore, the breath sample container 1 can be handled and transported like a test tube used for a blood test. It is also possible to put the breath sample container 1 in an envelope and mail it.
【0050】また、呼気採集バッグの場合、バッグが膨
らむことにより内部に呼気サンプルが導入される。その
ため、バッグに合成樹脂膜などの脆弱な材料が使用され
ていた。これに対し、本実施形態の呼気サンプル容器1
は、容器本体の形状が変化する構造を持たず、強固に構
成されている。従って、輸送時の呼気サンプルの取扱い
が容易になり、容器破損による漏れ等の発生が少なくな
る。In the case of a breath collection bag, a breath sample is introduced into the bag by inflating the bag. Therefore, a fragile material such as a synthetic resin film is used for the bag. In contrast, the breath sample container 1 of the present embodiment
Has a strong structure without having a structure in which the shape of the container body changes. Therefore, handling of the breath sample at the time of transportation is facilitated, and occurrence of leakage or the like due to damage to the container is reduced.
【0051】なお、本実施形態において、断熱ケース3
0は、冷却装置41をケース外の空気から隔離してい
る。これにより、冷却装置41の冷却効率が高められて
いる。また、断熱ケース30は、呼気サンプル容器1が
全体的に冷却されるのを抑制する機能を有している。こ
れにより、呼気サンプル容器1の低温部分に対する作業
者などの接触が回避される。In this embodiment, the heat insulating case 3
0 isolates the cooling device 41 from the air outside the case. Thereby, the cooling efficiency of the cooling device 41 is enhanced. Further, the heat insulating case 30 has a function of suppressing the whole of the breath sample container 1 from being cooled. Thereby, contact of an operator or the like with the low-temperature portion of the breath sample container 1 is avoided.
【0052】また、呼気サンプル容器1の冷却部円筒3
に内挿された挿入部材27は、容器内部のデッドボリュ
ームを極力少なくする機能を有している。冷却部21に
て捕捉されるのは、主として炭酸ガスである。一方、呼
気採集終了時、冷却部21と乾燥パック19の間の空間
に残留する呼気サンプルは、酸素や窒素も含んでいる。
このような残留呼気サンプルが少ない方が、炭酸ガスを
より濃縮した状態で封入することができる。そこで、本
実施形態では、挿入部材27を内挿することにより、炭
酸ガス以外の成分を含んだ呼気サンプルが残留する空間
を狭めている。The cooling unit cylinder 3 of the breath sample container 1
Has a function of minimizing the dead volume inside the container. What is trapped in the cooling unit 21 is mainly carbon dioxide gas. On the other hand, at the end of the breath collection, the breath sample remaining in the space between the cooling unit 21 and the drying pack 19 also contains oxygen and nitrogen.
The smaller the number of such residual breath samples, the more the carbon dioxide gas can be encapsulated in a more concentrated state. Therefore, in the present embodiment, by inserting the insertion member 27, the space in which the breath sample containing components other than carbon dioxide gas remains is narrowed.
【0053】その他、呼気サンプル容器1の冷却部21
では、前述の図2に示したように、コールドフィン25
が波状に設けられていた。これに対し、図6に示すよう
に、コールドフィン25をメッシュ状に設けてもよい。
この場合も、コールドフィン25の表面積を大きくとる
ことができるので、炭酸ガスが効率よく捕捉される。In addition, the cooling unit 21 of the breath sample container 1
Then, as shown in FIG.
Was provided in a wavy shape. On the other hand, as shown in FIG. 6, the cold fins 25 may be provided in a mesh shape.
Also in this case, the surface area of the cold fin 25 can be increased, so that the carbon dioxide gas is efficiently captured.
【0054】「実施形態2」次に、本発明の実施形態2
の呼気採集装置について説明する。この実施形態は、実
施形態1の呼気採集装置を変形したものであり、ここで
は、変形点を中心に説明する。図7には、本実施形態の
呼気採集装置の構成の概要が示されている。Embodiment 2 Next, Embodiment 2 of the present invention
Will be described. This embodiment is a modification of the breath collection apparatus of the first embodiment, and the description here will focus on the points of modification. FIG. 7 shows an outline of the configuration of the breath collection apparatus of the present embodiment.
【0055】実施形態2の呼気サンプル容器50では、
冷却部円筒52の外側に、直接、シール部円筒54が連
結されている。そして、冷却部円筒52には、実施形態
1と同様の冷却部21が設けられている。また、シール
部円筒54には、シール蓋56、シールリング58、シ
ールばね60が内挿されている。冷却部円筒52の端面
はシールばね60を支える座面として機能している。こ
の呼気サンプル容器50からは、実施形態1に示した乾
燥パックや挿入部材が削除されており、その分、容器全
長が短縮されている。In the breath sample container 50 of the second embodiment,
A sealing part cylinder 54 is directly connected to the outside of the cooling part cylinder 52. The cooling unit cylinder 52 is provided with the same cooling unit 21 as in the first embodiment. A seal lid 56, a seal ring 58, and a seal spring 60 are inserted into the seal portion cylinder 54. The end surface of the cooling unit cylinder 52 functions as a seat surface for supporting the seal spring 60. From the breath sample container 50, the dry pack and the insertion member shown in the first embodiment are omitted, and the entire length of the container is shortened accordingly.
【0056】呼気サンプル容器50の一方の開口部11
には、チューブ62を介して乾燥部64が接続され、乾
燥部64には、実施形態1と同様の乾燥パックが内設さ
れている。乾燥部64には、さらに、チューブ66を介
してマウスピース68が接続されている。One opening 11 of the breath sample container 50
Is connected to a drying unit 64 via a tube 62. In the drying unit 64, a drying pack similar to that of the first embodiment is provided. A mouthpiece 68 is further connected to the drying section 64 via a tube 66.
【0057】その他、図7には示されていないが、本装
置には、実施形態1と同様に、断熱ケースおよび冷却装
置が設けられ、また、呼気サンプル容器の密閉を解除す
るアームが設けられている。Although not shown in FIG. 7, this apparatus is provided with a heat insulating case and a cooling device as in the first embodiment, and is provided with an arm for releasing the seal of the breath sample container. ing.
【0058】本実施形態の呼気採集装置の動作について
説明する。呼気サンプル容器50や冷却装置は、実施形
態1と同様にセットされ、また、呼気サンプル容器50
にチューブ62が接続される。そして、冷却部21が冷
却された状態で、被検者がマウスピース68から呼気サ
ンプルを吹き込む。呼気サンプルは、チューブ66を経
て乾燥部64に至り、乾燥部64にて脱水される。そし
て、乾燥部64を通過後、チューブ62を経て開口部1
1に至り、呼気サンプル容器50の内部に流れ込む。呼
気サンプル中の炭酸ガスは、冷却部21で固化し捕捉さ
れ、固化しなかった酸素や窒素などの成分は冷却部21
を通過して排出される。呼気採集が終了すると、呼気サ
ンプル容器50の開口部11がシール蓋56により密閉
され、呼気サンプル容器50が取り外される。なお、本
装置の詳細な動作は、前述の実施形態1と同様である。The operation of the breath collection apparatus according to this embodiment will be described. The breath sample container 50 and the cooling device are set in the same manner as in the first embodiment.
Is connected to the tube 62. Then, while the cooling unit 21 is cooled, the subject blows a breath sample from the mouthpiece 68. The breath sample reaches the drying unit 64 via the tube 66, and is dehydrated in the drying unit 64. After passing through the drying section 64, the opening 1 is passed through the tube 62.
1 and flows into the breath sample container 50. Carbon dioxide gas in the breath sample is solidified and captured in the cooling unit 21, and components such as oxygen and nitrogen that are not solidified are collected in the cooling unit 21.
Is discharged through. When the breath collection is completed, the opening 11 of the breath sample container 50 is sealed by the seal lid 56, and the breath sample container 50 is removed. The detailed operation of this apparatus is the same as that of the first embodiment.
【0059】本実施形態によれば、乾燥パック19を呼
気サンプル容器50の外部に設けたことにより、呼気サ
ンプル容器50をさらに小型化することができる。な
お、本実施形態の装置に真空ポンプを設け、呼気採集前
にチューブ62などの内部の空気を抜き取ってもよい。
これにより、呼気サンプル容器50内に封入される呼気
サンプルの濃度を高めることができる。According to the present embodiment, since the dry pack 19 is provided outside the breath sample container 50, the size of the breath sample container 50 can be further reduced. Note that a vacuum pump may be provided in the apparatus of the present embodiment, and air inside the tube 62 or the like may be extracted before breath collection.
Thereby, the concentration of the breath sample enclosed in the breath sample container 50 can be increased.
【0060】[0060]
【発明の効果】本発明では、呼気サンプルの採集時に可
搬型呼気封入容器内で炭酸ガスを固化させたことによ
り、可搬型呼気封入容器を小型にすることができる。ま
た、従来の呼気採集バッグなどと異なり、本発明の可搬
型呼気封入容器は強固に構成可能である。以上より、呼
気サンプルの輸送時の取扱いが容易となり、かつ一度に
多数のサンプルを輸送することが可能となる。According to the present invention, since the carbon dioxide gas is solidified in the portable breath-sealing container at the time of collecting the breath sample, the size of the portable breath-sealing container can be reduced. Further, unlike a conventional breath collection bag or the like, the portable breathable sealing container of the present invention can be firmly configured. As described above, handling of the breath sample during transportation becomes easy, and a large number of samples can be transported at one time.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】 本発明の実施形態1の可搬型呼気封入容器の
断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a portable expiratory enclosure container according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 図1の可搬型呼気封入容器を、中央部にて、
長手方向に直角に切断した断面図である。FIG. 2 shows the portable expiratory enclosure of FIG.
It is sectional drawing cut | disconnected at right angles to the longitudinal direction.
【図3】 図1の可搬型呼気封入容器の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the portable expiratory enclosure of FIG. 1;
【図4】 図1の可搬型呼気封入容器を備えた呼気採集
装置の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a breath collection device including the portable breath-filled container of FIG. 1;
【図5】 呼気採集時における図4の装置の状態を示す
断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state of the apparatus shown in FIG. 4 at the time of breath collection.
【図6】 可搬型呼気封入容器の冷却部にメッシュ状の
コールドフィンを採用した場合における容器の断面図で
ある。FIG. 6 is a cross-sectional view of a portable expiratory sealed container in which mesh cooling fins are employed in a cooling section of the container.
【図7】 本発明の実施形態2の呼気採集装置の構成を
示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a breath collection device according to a second embodiment of the present invention.
【図8】 呼気を使用する臨床生化学検査における呼気
採集から呼気分析までの流れを示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a flow from a breath collection to a breath analysis in a clinical biochemical test using breath.
1 可搬型呼気封入容器(呼気サンプル容器)、11
開口部、13 シール蓋、15 シールばね、17 シ
ールリング、19 乾燥パック、21 冷却部、25
コールドフィン、27 挿入部材、30 断熱ケース、
33 マウスピース、37 アーム、41 冷却装置、
45 温度センサ。1 Portable expiratory sealed container (expired sample container), 11
Opening, 13 Seal lid, 15 Seal spring, 17 Seal ring, 19 Dry pack, 21 Cooling unit, 25
Cold fins, 27 insertion members, 30 heat-insulating cases,
33 mouthpiece, 37 arm, 41 cooling device,
45 Temperature sensor.
Claims (7)
口と、 装置から取外し可能に設けられ、呼気が導入される密閉
可能な可搬型呼気封入容器と、 前記可搬型呼気封入容器の内部を炭酸ガスの固化温度以
下に冷却し、呼気に含まれる炭酸ガスを前記可搬型呼気
封入容器内で固化させる冷却装置と、 を有することを特徴とする呼気採集装置。1. A breath collection port through which a subject inhales breath, a removable breathable enclosure that is detachably provided from a device and into which breath is introduced, and an inside of the portable breathable enclosure. A cooling device that cools the carbon dioxide gas to a temperature equal to or lower than the solidification temperature of carbon dioxide gas and solidifies carbon dioxide gas contained in exhaled breath in the portable expiratory sealed container.
うに冷却フィンが内設され、 前記冷却装置は、前記可搬型呼気封入容器に接触し、熱
伝導によって前記冷却フィンを冷却することを特徴とす
る呼気採集装置。2. The device according to claim 1, wherein a cooling fin is provided in the portable expiratory enclosure so as to touch expiration in the container, and the cooling device is provided in the portable expiratory enclosure. A breath collection apparatus, wherein said cooling fins are cooled by contact and heat conduction.
おいて、 前記可搬型呼気封入容器に内設され、呼気から水蒸気を
除去する乾燥部材を含むことを特徴とする呼気採集装
置。3. The breath collection apparatus according to claim 1, further comprising a drying member provided in the portable breathable enclosure to remove water vapor from the breath.
容器であって、 呼気を導入する呼気導入口と、 容器内の呼気流路に設けられ、呼気の冷却によって炭酸
ガスを固化させる冷却部と、 前記冷却部を通過した呼気を容器外へ排出する呼気排出
口と、 前記呼気導入口および前記呼気排出口を密閉する密閉手
段と、 を有することを特徴とする可搬型呼気封入容器。4. A portable exhalation-sealing container for sealing and holding expiration, wherein a breath introduction port for introducing expiration and a cooling passage provided in an exhalation flow path in the container, wherein carbon dioxide gas is solidified by cooling the exhalation. A portable expiratory enclosure, comprising: a unit; an exhalation outlet for discharging exhaled air passing through the cooling unit to the outside of the container; and a sealing means for sealing the exhalation inlet and the exhaled air outlet.
却フィンが設けられ、冷却フィンは、容器外部から熱伝
導により冷却されることを特徴とする可搬型呼気封入容
器。5. The container according to claim 4, wherein the cooling unit is provided with cooling fins so as to touch expiration flowing in the container, and the cooling fins are cooled by heat conduction from outside the container. Characterized portable expiratory enclosure.
おいて、 前記密閉手段は、前記呼気導入口および前記呼気排出口
の少なくとも一方を容器内部から塞ぐように設けられ、
固化状態の炭酸ガスが再びガス化した時の容器内圧力上
昇により、前記密閉手段の密閉力が増強されることを特
徴とする可搬型呼気封入容器。6. The container according to claim 4, wherein the sealing means is provided so as to close at least one of the exhalation introduction port and the exhalation discharge port from inside the container.
A portable expiratory sealed container characterized in that the sealing force of the sealing means is increased by an increase in the pressure in the container when the solidified carbon dioxide gas is gasified again.
おいて、 容器内の呼気流路における前記冷却部の上流側に設けら
れ、呼気から水蒸気を除去する乾燥手段を含むことを特
徴とする可搬型呼気封入容器。7. The container according to claim 4, further comprising a drying unit provided upstream of the cooling unit in an exhalation flow path in the container and configured to remove water vapor from exhaled air. A portable expiratory enclosure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8333487A JPH10170410A (en) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | Exhalation collecting device and portable exhalation seal-in vessel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8333487A JPH10170410A (en) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | Exhalation collecting device and portable exhalation seal-in vessel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10170410A true JPH10170410A (en) | 1998-06-26 |
Family
ID=18266619
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8333487A Pending JPH10170410A (en) | 1996-12-13 | 1996-12-13 | Exhalation collecting device and portable exhalation seal-in vessel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10170410A (en) |
-
1996
- 1996-12-13 JP JP8333487A patent/JPH10170410A/en active Pending
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