JPH10328156A - 塵肺検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 塵肺検査を直接方式で実施して的確な検査結
果を得るようにする。 【解決手段】 この発明の塵肺検査装置では、被検者の
胸部表面にフラックスゲート型の磁気検出素子４を当て
がい、磁気検出素子４の励振コイルに励振電流供給回路
５からリングコア励振用電流を供給し、肺中の金属類の
粉塵（および元々磁気を帯びた粉塵）により生じる磁界
の乱れを磁気検出素子４の受信コイルで受信するととも
に、受信コイルの受信磁気の強度に相応した電気信号を
信号出力部６から出力するよう構成されている。受信コ
イルで受信する磁気強度は肺中の塵粉量と相応の関係に
あるので、信号出力部６の電気信号に基づいて、肺中の
塵粉量が実測でき、的確な塵肺検査結果を得ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、労働安全衛生関
連法規等で定められた特殊健康診断のひとつである塵肺
検査の実施に用いられる塵肺検査装置に係り、特に的確
な検査結果を得るための技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】労働安全衛生関連法規に定められた作業
の従事者の或る者については、数ケ月ないし半年程度の
間隔で塵肺検査を定期的に実施することが義務づけられ
ている。塵肺検査の具体的な対象者としては、例えば、
じん肺法の場合の粉じん作業者、四アルキル鉛中毒予防
規則の場合の四アルキル鉛等の業務者、鉛中毒予防規則
の場合の鉛業務者、特定化学物質等障害予防規則の場合
の特定物質取扱者などが挙げられる。

【０００３】従来の塵肺検査は、被検者の時間肺活量や
呼出空気量などの肺機能に関するデータに基づいて行わ
れている。被検者にマウスピースをくわえさせた状態で
呼気・吸気をおこなわせることにより時間肺活量や呼出
空気量を計量し必要なデータを得る。そして、得られた
測定データと予め設定してある標準データを照らし合わ
せる等して、肺中の粉塵（蓄積）量を推定算出し、検査
結果の合否判定を行っている。このように、従来の塵肺
検査は、肺機能データに基づいて肺中の粉塵量を推測す
るのであるから、間接検査であるということができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
塵肺検査では、的確な検査結果はなかなか得られず、粉
塵による肺障害の早期発見が困難であるという問題があ
る。肺機能データは粉塵量以外に個人差や他の要因によ
っても大きく変動するから、肺機能データが必ずしも肺
中の粉塵量を正確に示すとは限らないのである。

【０００５】この発明は、上記事情に鑑み、塵肺検査を
直接方式で実施することのできる塵肺検査装置を提供す
ることを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明に係る塵肺検査装置は、強磁性体磁
心に励振コイルおよび受信コイルが施されており、塵肺
検査対象である被検者の胸部表面に当てがわれるフラッ
クスゲート型の磁気検出素子と、前記磁気検出素子の励
振コイルに磁心励振用の電流を供給する励振電流供給手
段と、前記被検者の胸部表面に当てがわれた磁気検出素
子の受信コイルにより検出される磁気の強度に相応する
電気信号を出力する信号出力手段とを備えている。

【０００７】また、請求項２の発明は、請求項１に記載
の塵肺検査装置において、フラックスゲート型の磁気検
出素子が複数個設けられていて、これら磁気検出素子は
一次元アレイ配列であるとともに胸部表面へ同時に当て
がわれるよう配設されており、かつ信号出力手段から出
力される各磁気検出素子についての電気信号を加算する
信号加算手段が設けられている。

【０００８】また、請求項３の発明は、請求項１に記載
の塵肺検査装置において、フラックスゲート型の磁気検
出素子が複数個設けられていて、これら磁気検出素子は
二次元アレイ配列であるとともに胸部表面に同時に当て
がわれるよう配設されており、かつ信号出力手段から出
力される各磁気検出素子についての電気信号を加算する
信号加算手段が設けられている。

【０００９】〔作用〕次に、この発明の塵肺検査装置に
よって塵肺検査を実施する際の作用を説明する。請求項
１の発明の塵肺検査装置によりおこなう塵肺検査は、検
査にとって障害となる地磁気などの外部磁界を遮断した
磁気シールド室（磁気遮蔽室）において、障害磁界を発
生するような電子機器や磁石等なども室内に存在しない
状態で実施される。したがって、塵肺検査の実施にあた
っては、先ず検査対象の被検者を磁気シールド室に入室
させた後、被検者の胸部表面にフラックスゲート型の磁
気検出素子を当てがう。そして、励振電流供給手段によ
り、磁気検出素子の励振コイルに磁心（磁性体コア）励
振用の電流を供給する。被検者の肺中に金属類等の粉塵
が蓄積されていると、検出される磁気に乱れが生じる。
この検出磁気の乱れを磁気検出素子の受信コイルにより
受信することにより、被検体者の肺中に金属類の粉塵が
蓄積されているかを知ることができる。

【００１０】肺中の粉塵で生じる磁界の乱れは非常に微
弱ではあるが、フラックスゲート型の磁気検出素子は極
微弱磁界の検出が可能な超高感度磁気センサであるの
で、受信コイルにより十分に検出できる。磁気検出素子
の受信コイルにより受信される磁気は、信号出力手段に
よって、磁気の強度に相応する電気信号として出力され
る。そして、肺中の塵粉量と粉塵によって生じる磁界の
強度とは相応の関係があるので、この磁気の強度に相応
する電気信号は肺中の塵粉量と相応の関係にあることに
なる。つまり、粉塵の量が多いほど電気信号は高くなる
という比例関係にあるので、請求項１の塵肺検査装置の
信号出力手段から出力される電気信号に基づいて、肺中
の塵粉量を的確に知ることができるのである。

【００１１】請求項２の塵肺検査装置では、被検者の胸
部表面へ一次元アレイ配列で線状に並ぶ複数のフラック
スゲート型の磁気検出素子が同時に当てがわれるととも
に、各磁気検出素子の磁気検出信号が信号出力手段から
電気信号として信号加算手段へ出力されて加算される。
この電気信号の加算結果は、磁気検出素子が当てがわれ
た線状領域における肺中粉塵の合計量を的確に示すもの
である。

【００１２】請求項３の塵肺検査装置では、被検者の胸
部表面へ二次元アレイ配列で面状に並ぶ複数のフラック
スゲート型の磁気検出素子が同時に当てがわれるととも
に、各磁気検出素子の磁気検出信号が信号出力手段から
電気信号として信号加算手段へ出力されて加算される。
この電気信号の加算結果は、磁気検出素子が当てがわれ
た面状領域における肺中粉塵の合計量を的確に示すもの
である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の塵肺検査装置の
一実施例を図面を参照しながら説明する。図１は実施例
に係る塵肺検査装置の全体構成を示すブロック図、図２
は実施例装置の磁気センサ部（ピックアップ部）となっ
ているセンサユニットを示す斜視図、図３は実施例装置
の磁気検出素子および電気回路部の一部構成を示すブロ
ック図である。

【００１４】実施例の塵肺検査装置は、図１に示すよう
に、センサユニット１と励振・受信ユニット２、およ
び、センサユニット１と励振・受信ユニット２の間を電
気的に接続するケーブル３とを備えている。センサユニ
ット１には、図２に示すように、一次元アレイ配列で長
手方向に沿って等間隔に並べて設置されたｎ個のフラッ
クスゲート型の磁気検出素子４が、塵肺検査実施の際に
被検者の胸部表面へ同時に当てがうことができるかたち
で設けられている。

【００１５】また、励振・受信ユニット２には、磁気検
出素子４へ励振用の電流を供給する励振電流供給回路５
が各磁気検出素子４で共用されるようにして設けられて
いるとともに、被検者の肺中の粉塵により生じる磁気の
強度に相応する電気信号を出力する信号出力部６が各磁
気検出素子４ごとに１個づつ設けられている。さらに、
励振・受信ユニット２には、信号出力部６からの電気信
号を加算する信号加算部７、および、信号加算部７によ
る加算結果により検査結果の合否判定を行う判定部８を
備えている他、信号加算部７の加算結果や判定部８の判
定結果を表示する表示部９を備えている。表示部９とし
て具体的には、例えば液晶表示器やプリンタが挙げられ
る。なお、実施例の場合、ｎ個の磁気検出素子４および
信号出力部６は、いずれも同一構成のものである。以
下、各部の構成をより具体的に説明する。

【００１６】センサユニット１における各磁気検出素子
４は、図３に示すように、パーマロイ製リングコア（強
磁性体磁心）１０に１個の励振コイル１１および２個の
受信コイル１２ａ，１２ｂが巻設された構成の素子であ
る。受信コイル１２ａ，１２ｂの方は、起電力が逆向き
となって互いに打ち消し合うように差動接続の巻回形態
となっている。また、これらリングコア１０や励振コイ
ル１１および受信コイル１２ａ，１２ｂは、いずれも薄
膜で形成されていて、絶縁基板１３の表面に対し薄膜蒸
着およびフォトリソグラフィ技術によるパターン化を繰
り返し実施することにより作成されており、磁気検出素
子４は薄膜素子である。ひとつの磁気検出素子４はチッ
プサイズが例えば２．５ｍｍ角程度の超小型素子のもの
が十分に可能であり、極めて多数個の磁気検出素子をパ
ッケージしたとしても、コンパクトなセンサユニット１
が十分に可能である。

【００１７】一方、磁気検出素子４の励振コイル１１へ
は、励振・受信ユニット２の励振電流供給回路５からケ
ーブル３を介して数ｋＨｚ〜数百ｋＨｚ程度の交流電流
が励振用の電流として供給される。この励振電流供給回
路５は、周波数発振回路（図示省略）や電流増幅回路
（図示省略）等で構成される。他方、各磁気検出素子４
の受信コイル１２ａ，１２ｂの両端間に生じる誘起電圧
が磁気検出信号として、励振・受信ユニット２の各信号
出力部６へケーブル３を介して送り込まれる。受信コイ
ル１２ａ，１２ｂの誘起電圧は、（詳しくは後述する
が）通常の公知のフラックスゲート型の磁気センサと同
様、励振周波数の倍の周波数の交流電圧信号である。

【００１８】信号出力部６は、図３に示すように、受信
コイル１２ａ，１２ｂからの磁気検出信号に増幅・整流
等の必要な処理を行うため、信号増幅回路１４、共振回
路１５、同期整流回路１６、積分回路１７、低域フィル
タ１８、および、帰還回路１９を備えている他、同期整
流回路１６を励振周波数の倍の周期で作動させるため
に、倍周波発生回路２０を備えている。この倍周波発生
回路２０は、励振電流供給回路５の周波数発振回路から
励振周波数信号を入力して倍の周波数の信号を得て、同
期整流回路１６へ送出する構成のものである。又、信号
出力部６は、信号増幅回路１４に可変抵抗器などを利用
した増幅度調節用の回路を付設するなどして増幅度（ス
パン）が調整できる構成になっている。なお、帰還回路
１９は積分回路１７の出力の一部を信号増幅回路１４の
入力へフィードバックさせることで入力・出力の間の直
線性を改善するなどの働きをさせるためものである。

【００１９】励振・受信ユニット２の信号加算部７は、
ｎ個の信号出力部６からの電気信号を加算する処理を行
うよう構成されている。信号加算部７による加算結果は
判定部８および表示部９へ送出される。この判定部８
は、被検者がいない状態、あるいは正常な被験者に対し
ておこなう測定（ブランク測定）による加算結果に基づ
いて決定した基準値を記憶するとともに、実際に被検者
がいる状態でおこなって得た実測加算結果を基準値と比
較して合否を判定するよう構成されている。判定部８に
よる判定結果は表示部９へ送出される。ブランク測定に
よる加算結果に基づいて決定した基準値としては、ブラ
ンク測定による加算結果（いわゆるベースラインであ
る）そのもの、あるいは、このブランク測定における加
算結果に一定の値を加えたもの等が挙げられる。

【００２０】続いて、以上に説明した構成を有する実施
例装置を、塵肺検査実施の際の装置動作と共に、より具
体的に説明する。

【００２１】実施例装置による塵肺検査は、図４に示す
ように、検査室Ｒの中で実施される。センサユニット１
は、図４および図５に示すように、長手方向寸法が被検
者Ｍの胸幅程度の長さに設定されており、検査に際し
て、センサユニット１は、被検者Ｍの胸部表面にプレー
ト２１を介して水平に当てがわれる。一方、図４に示す
ように、センサユニット１は、検査室Ｒの天井に固定さ
れた滑車２２とワイヤ２３による吊設構造を利用した通
常のスキャン機構（詳細図示省略）により、矢印Ｓａで
示すように上から下へゆっくりスキャンするようにセッ
トされている。

【００２２】塵肺検査では、先ずセンサユニット１が最
高位置のスキャン位置において、各磁気検出素子４の励
振コイルに、励振電流供給回路５から図６（ａ）に示す
励振用の高周波電流Ｉａを周期Ｔで励振コイル１１に供
給する。励振コイル１１に高周波電流Ｉａが流れると、
もし検出すべき磁界がゼロ（無い）場合、リングコア１
０には図６（ｂ）に示すように台形状の磁束φｏが生じ
ると同時に、受信コイル１２ａには図６（ｃ）に示すよ
うに誘起電圧Ｖａが生じ、受信コイル１２ｂには図６
（ｄ）に示すように、誘起電圧Ｖａとは極性だけが逆で
ある他は全く同一の誘起電圧Ｖｂが生じる。ただ、受信
コイル１２ａ，１２ｂは差動接続されているので、図６
（ｅ）に示すように、各磁気検出素子４の受信コイル１
２ａ，１２ｂの合計誘起電圧Ｖｃは０となり、各信号出
力部６は磁気信号入力ゼロのままの状態が続くことにな
る。

【００２３】しかし、図７（ａ）に示すように、励振コ
イル１１へ、高周波電流Ｉａが供給されている状態で、
検出すべき磁界が存在する場合、リングコア１０におけ
る受信コイル１２ａのところは、図７（ｂ）に点線で示
すように磁束φａが生じると同時に、リングコア１０に
おける受信コイル１２ｂのところは、図７（ｂ）に一点
鎖線で示すように磁束φｂが生じる。そのため、受信コ
イル１２ａには図７（ｃ）に示すように誘起電圧ＶＡが
生じ、受信コイル１２ｂには図７（ｄ）に示すように、
誘起電圧Ｖａとは極性が逆で位相も検出すべき磁界の強
度に応じてずれている誘起電圧ＶＢが生じる。そして、
受信コイル１２ａ，１２ｂは差動接続されているので、
各磁気検出素子４の受信コイル１２ａ，１２ｂの合計誘
起電圧ＶＣが、図７（ｅ）に示すように、励振用の高周
波電流Ｉａの半分の周期のＴ／２（倍の周波数）の磁気
検出信号として、各信号出力部６へ送出される。

【００２４】図７（ｅ）に示す磁気検出素子４の受信コ
イル１２ａ，１２ｂからの磁気検出信号は、信号増幅回
路１４および共振回路１５で適当なレベルに整えられ、
同期整流回路１６で整流された後、積分回路１７で積分
処理されてから、低域フィルタ１８で余分な高周波分が
除かれ、各信号出力部６から肺Ｍａの中の粉塵量に対応
する電気信号として信号加算部７へ出力される。信号加
算部７では送り込まれてくる電気信号を全て加算する。

【００２５】センサユニット１が最高位置のスキャン位
置から下方へ移動しながら、上と同じ測定・加算動作が
繰り返されて、全ての電気信号が加算されてゆく。セン
サユニット１が最低位置のスキャン位置に来て、上と同
じ測定・加算動作が繰り返されて、全電気信号の加算が
終われば、信号加算部７による加算結果が判定部８およ
び表示部９に送られる。このようにセンサユニット１を
被検者Ｍの胸部表面をスキャンさせながら信号加算部７
で得られた加算結果は、被験者Ｍの肺Ｍａの全領域に含
まれる粉塵量を示すデータとなっている。

【００２６】判定部８においては、予め実施しておいた
ブランク測定における加算結果に基づき決定・記憶させ
てある基準値と、信号加算部７から送られてきた被検者
Ｍの加算結果が比較される。判定部８では、加算結果が
基準値未満であれば合格と判定され、加算結果が基準値
以上であれば不合格と判定される。この判定結果は直ち
に表示部９へ送られる。表示部９では、粉塵量を示す指
標としての加算結果と一緒に、検査の合否を示す判定結
果が表示される。これらの加算結果や判定結果は、必要
に応じてプリンタ（図示省略）により検査シートへ印刷
表示される。

【００２７】すなわち、本実施例では、被験者Ｍの肺Ｍ
ａに金属粉塵が含まれていなければ、センサユニット１
で検出された磁気（本実施例では地磁気）は一定レベル
である。一方、被験者Ｍの肺Ｍａに金属粉塵が含まれて
いると、その金属粉塵に起因して磁気に乱れが生じる。
判定部８は、この磁気の乱れの程度に応じて、合否を判
定しているのである。

【００２８】この発明は、上記の実施例に限られるもの
ではなく、以下のように変形実施することもできる。 （１）上記の実施例では被験者の肺Ｍａに蓄積された金
属粉塵による地磁気の乱れを検出して、金属粉塵の存否
を判定するようにした。これに代えて、図４に示した検
査室Ｒを磁気シールドで覆う一方、検査室Ｒ内に微弱で
均一な磁気を発生する磁気発生器２５を設ける。この磁
気発生器２５で発生させた磁気に乱れが生じたか否かに
よって、被験者内の金属粉塵の有無を検出してもよい。
この例によれば、検査室Ｒが磁気シールドされているの
で、外部の磁気ノイズの影響を受けずに検査することが
できる。

【００２９】（２）上記の実施例の場合、センサユニッ
ト１にｎ個の磁気検出素子４が一次元アレイ配列で設け
られている構成であったが、図８に示すように、水平方
向へｎ個の磁気検出素子４が等間隔で設けられていて、
垂直方向へｍ個の磁気検出素子４が等間隔で設けられて
おり、被験者Ｍの胸部面積と同程度の面積サイズの二次
元アレイ配列構成となっているセンサユニット１を備え
るとともに、各磁気検出素子４と同数の信号出力部６が
設けられた励振・受信ユニット２を備えた装置が、変形
例として挙げられる。この場合、センサユニット１をス
キャンしなくても、被験者Ｍの肺Ｍａの全領域に含まれ
る粉塵量の測定できる。なお、この発明の塵肺検査装置
では、センサユニット１に磁気検出素子４を必ず複数個
設ける必要はなく、センサユニット１に磁気検出素子４
が１個だけという構成であってもよい。

【００３０】（３）上記の実施例では、フラックスゲー
ト型の磁気検出素子４の２個の受信コイル１２ａ，１２
ｂが作動接続されている構成であったが、磁気検出素子
４の受信コイルが１個だけの構成のものも、変形例とし
て挙げることができる。

【００３１】（４）上記の実施例では、フラックスゲー
ト型の磁気検出素子４が薄膜素子であったが、この発明
では、必ずしも、フラックスゲート型の磁気検出素子４
が薄膜素子である必要はない。

【００３２】（５）上記の実施例では、各磁気検出素子
４のそれぞれに信号出力部６が設けられていたが、切り
換えスイッチを使用して各磁気検出素子４の磁気検出信
号をひとつの信号出力部６に順次切替え入力させるよう
にして共用化し、信号出力部６の個数を減らすように構
成してもよい。

【００３３】（６）上記の実施例では、センサユニット
１に磁気検出素子４がプレート２１を介して被検者Ｍの
胸部表面に当てがわれていたが、磁気検出素子４が被検
者Ｍの胸部表面に直接当てがわれるようであってもよ
い。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１の発明の塵肺検査装置によれば、従来のように肺機能
データに基づき間接的に肺中の粉塵量を推測するのでは
なく、フラックスゲート型の磁気検出素子によって被検
者の肺中の粉塵量そのものを測定することができ、塵肺
検査が直接検査で実施できるので、検査結果が的確なも
のとなる。

【００３５】また、請求項２の発明の塵肺検査装置によ
れば、線状にアレイ配列された複数個の磁気検出素子を
同時に作動させて粉塵量の測定を行う構成であるので、
被検者の肺における線状領域の粉塵の合計量を迅速かつ
的確に測ることができる。

【００３６】また、請求項３の発明の塵肺検査装置によ
れば、面状にアレイ配列された複数個の磁気検出素子を
同時に作動させて粉塵量の測定を行う構成であるので、
被検者の肺における面状領域の粉塵の合計量を迅速かつ
的確に測ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の塵肺検査装置の全体構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】実施例装置のセンサユニットの外観を示す斜視
図である。

【図３】実施例装置の磁気検出素子と信号出力回路の構
成を示すブロック図である。

【図４】実施例装置により塵肺検査を実施する時の様子
を示す模式図である。

【図５】塵肺検査時のセンサユニットと被検者の関係を
示す模式図である。

【図６】検出磁界が無い時の磁気検出素子における各部
の電流・電圧等の波形を示すグラフである。

【図７】検出磁界が有る時の磁気検出素子における各部
の電流・電圧等の波形を示すグラフである。

【図８】変形例のセンサユニットの磁気検出素子の配列
を示す説明図である。

【符号の説明】

４…フラックスゲート型の磁気検出素子 ５…励起電流供給回路 ６…信号出力部 ７…信号加算部 １０…リングコア １１…励振コイル １２ａ，１２ｂ…受信コイル Ｍ…被検者 Ｍａ…肺

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 強磁性体磁心に励振コイルおよび受信コ
   イルが施されており、塵肺検査対象である被検者の胸部
   表面に当てがわれるフラックスゲート型の磁気検出素子
   と、前記磁気検出素子の励振コイルに磁心励振用の電流
   を供給する励振電流供給手段と、前記被検者の胸部表面
   に当てがわれた磁気検出素子の受信コイルにより検出さ
   れる磁気の強度に相応する電気信号を出力する信号出力
   手段とを備えていることを特徴とする塵肺検査装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の塵肺検査装置におい
   て、フラックスゲート型の磁気検出素子が複数個設けら
   れていて、これら磁気検出素子は一次元アレイ配列であ
   るとともに胸部表面へ同時に当てがわれるよう配設され
   ており、かつ信号出力手段から出力される各磁気検出素
   子についての電気信号を加算する信号加算手段が設けら
   れている塵肺検査装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の塵肺検査装置におい
   て、フラックスゲート型の磁気検出素子が複数個設けら
   れていて、これら磁気検出素子は二次元アレイ配列であ
   るとともに胸部表面に同時に当てがわれるよう配設され
   ており、かつ信号出力手段から出力される各磁気検出素
   子についての電気信号を加算する信号加算手段が設けら
   れている塵肺検査装置。