JPH10509891A - ピークフローメータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 エアーフローバルブ(1)は、付近のエアーフローを検出する少なくとも１つの可動ブレード(13)手段をエアーフローバルブ(1)と関連するように有する。バルブ(1)は少なくとも１つの空気案内穴(5)を含み、穴はバルブ(1)に入るエアーフローの方向を第１の方向から接線方向に第２の方向へ変更するように適合されており、変更された第２の方向は、ブレード(13)手段の平面に垂直であるか、もしくは少なくともブレード手段の平面に向かっている。このことにより、方向を変更されたエアーフローは、ブレード手段(13)を動かす力を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 ピークフローメータ 産業上の利用分野 本発明は、肺機能を測定する装置の分野に関する。発明の背景 通常の成人の呼吸において、吸い込まれたりもしくは吐き出されたりする空気 の量（一回呼吸量）は１呼吸当たり約500mlである。 通常の吐き出しの後、さらなる量の空気（補気量）が吐き出され得る。その量 は成人で約750-1000mlである。 肺活量は、可能な範囲で最大量のゆっくりした吸入に続いて、強制的な努力に よって肺から吐き出され得る空気の最大量である。肺活量は、通常、男性で約4. 8リットルであり、女性で約3.2リットルであるが、喘息患者および他の気管支の 問題を有する人の場合は実質的に減少し得る。このように、肺活量および／また は息を吐き出す能力は、被験者の肺機能の良い指標を提供する。 被験者の息を吐き出す能力をモニタし、それにより肺機能の指標を提供するい くつかの装置が存在する。これらの装置は、直接的または間接的に一回呼吸量、 補気量、またはより好ましくは肺活量の測定を提供する多数の異なる方法を用い る。例えば、被験者は、較正された管の中に息を吐くように依頼され得る。較正 された管は、例えばピストンのようなばね付勢型装置を含む。ばね付勢型装置は 、吐き出される空気によって与えられる力に応じて較正された目盛りに沿って動 かされる。ばね付勢型装置の慣性は装置の感度に影響を与え、有効な測定のため には、重い喘息、またはそれ以外では呼吸障害を有する個人が提供することがで きない度合いの力を必要とすることがあり得る。 別の方法は、ホットワイヤを含む装置の使用を含む。吐き出された空気はホッ トワイヤ上を通過し、ホットワイヤを冷却する。これにより、冷却の度合いの測 定値は肺機能の指標を提供する。この装置もまたある種の被験者にとっては感度 が十分でないかもしれない。これに加えて、冷却の度合いを正確に測定すること の困難さが、さらに感度に影響を与える。 さらに別の方法は、回転ブレードまたはタービンの使用を含む。吐き出された 空気はブレードを回転させ、この運動が検出されて肺機能の指標に変換される。 この装置は概して、吐き出された空気がブレードの端部に当たるように（すなわ ちマウンティングに垂直に）配置される。そしてここでも、装置の慣性が、特に 肺機能が悪い被験者の場合、感度に影響を与える。 従って、本発明の目的は、従来の技術よりもより感度が良好で、信頼性が高く 且つ容易に適合される、肺機能測定装置を提供することにある。発明の要旨 本発明は、最も広い局面において、エアーフローの好適な操作または方向転換 に関する。 従って、本発明の第１の局面によると、付近のエアーフローを検出する少なく とも１つの可動ブレード(13)手段をエアーフローバルブ(1)と関連するように有 し、該バルブ(1)は少なくとも１つの空気案内穴(5)を含み、該穴は該バルブ(1) に入るエアーフローの方向を第１の方向から接線方向に第２の変更された方向へ 変更するように適合されており、このことにより、該方向を変更されたエアーフ ローは、該ブレード手段(13)を動かす力を提供する、エアーフローバルブ(1)で あって、該第１の方向は該バルブ(1)の長手方向軸に実質的に平行であり、該第 ２の方向は、該第１の方向に実質的に垂直な平面内にあり、該第２の変更された 方向は、該ブレード手段(13)の平面に対して垂直であるかもしくは少なくとも該 平面に向かっていることを特徴とする、エアーフローバルブ(1)が提供される。 好適には、前記ブレード手段の領域内にある前記エアーフローバルブの少なく とも一部は実質的に透明である。赤外線ビームまたは光ビームの移動および検出 に依存する動き検出手段がバルブと共に用いられ得るため、このことは好適であ る。 好適な実施形態において、前記ブレード手段は、理想的には回転形式で移動し 、少なくとも所定の弧を通って移動し、該弧は少なくとも部分的に、前記ビーム の 経路上にある。 好適には、複数の空気案内穴は、前記バルブの周囲に設けられている。さらに 好適には、前記穴は等間隔で配置されている。 好適には、前記バルブは、細長いか、もしくは管状である。 好適な形態において、前記バルブは、前記空気案内穴のそれぞれに実質的に隣 接する複数のフィンをさらに有する。 さらなる好適な形態において、前記バルブは、前記空気案内穴のそれぞれに実 質的に隣接する複数のエアーフローガイドをさらに有しており、該エアーフロー ガイドは前記第１の方向から前記第２の方向へのエアーフローの方向の変化を容 易にするように適合される。 本発明のエアーフローバルブは、理想的にはエアーフロー測定装置内で用いら れ、該装置は、多数の着脱され得る構成要素を含む。同様に、該バルブは、多数 の着脱可能な構成要素により構成され得、それにより洗浄が容易になる。 本発明の第２の局面によると、エアーフローを測定する装置であって、 空気流入孔(7)と、 ブレード手段(13)の動きをモニタするように適合された１以上の光学式トラン スデューサ(14,15)と、 該光学式トランスデューサ(14,15)の出力からの必要パラメータを決定する処 理手段（ＩＣ1）と、 該必要パラメータを視覚的に表現する表示手段と、 を含むエアーフロー測定装置であって、さらに、実質的に上述したようなエアー フローバルブ(1)を含み、該エアーフローバルブ(1)上に該空気流入孔(7)からの 空気が当たることを特徴とする装置が提供される。 好適には、前記装置は、前記バルブの前記ブレード手段の動きが、前記トラン スデューサに影響を与え、理想的には赤外ビームもしくは光ビームを妨害もしく は遮断するように配置されている。 さらに好適には、前記空気流入孔は、理想的には、可変のマウスピースが取り 付けられ得るように、エラストマー手段を含むマウスピースを含む。別の形態に おいては、該孔は取り外し可能なマウスピースを含む。図面の簡単な説明 実施例および添付の図面を参照しながら、本発明の特定の実施形態を説明する 。 図１は、空気案内バルブの２つの斜視図を示す。 図２は、空気案内バルブの上面図を示す。 図３は、空気案内バルブの平面図を示す。 図４は、空気案内バルブの側断面図を示す。 図５は、マウスピースの断面図、側面図、および底面図を示す。 図６は、マウスピース延長部分の２つの斜視図を示す。 図７は、エアーフローを測定する装置の斜視図を示す。 図８は、装置の側断面図を示す。 図９は、装置の上面図を示す。 図10は、光学式トランスデューサ、処理手段、および表示手段を模式的に表す 図である。 図11は、フィン16を有する空気案内バルブの上面図を示す。 図12は、図11に示す空気案内バルブの側断面図を示す。 図13は、インサート18の斜視図である。 図14は、ガイド19の断面図である。 図15は、インサート18を組み込んだピークフローメータの横方向斜視図である 。好適な実施態様の説明 図１を参照すると、エアーフローバルブ1は、その中心に、より半径の小さい 直立部分3を有する平円盤形状（もしくは樽形状）の本体2から構成される。直立 部分の外側部分は円錐形のキャップ4を有する。 図１〜図３は、直立部分3の内側部分もしくは周囲回りに等間隔に配置された 一連の穴5の位置を示す。穴5は、図２および図３に示されるように、細長い断面 を有しており、理想的にはエアーフローを効率的に方向づけるようにある角度に 曲げられてもいる。好ましい形態（図11および図12）において、穴5は、適所に 接着された、または各穴5のエッジに沿って一体的に形成された直立フィンもし くはフラップ16によって拡張される。フィンは、本体2の縁17に至るまで延びて いてもよい。 図４は、円錐形のキャップ4の頂点の内側から内部にぶら下がっているブレー ドサポート6を設けることを示している。 図５は、狭い部分9と一体的な漏斗形状部8からなるマウスピース7を示し、マ ウスピース7の断面形状は、図５の底面図において見ることができる。 図６はマウスピース延長部分10を示す。 図７〜図９は、エアーフローを測定するための組み立てられた装置を示す。エ アーフローバルブ1はマウスピース7の内側に取り外し可能にはめ込まれており、 このアセンブリがコネクタ9によってケーシング8に取り外し可能に摩擦によって 取り付けられている。コネクタ9は中空であり、管状部分9aおよび平円盤形状の 係合部分9bを含む。部分9aは、ケーシング8の上面の半円形状の凹部に摩擦によ ってはめ込まれるようなサイズおよび形状を有する。部分9bの途中に、部分9bを 横断するブレードマウンティング手段21が設けられる。ケーシング8は２つの成 型部分、すなわち上部成型部分10および下部成型部分11からなり、部分10および 11は取り外し可能にはめ込まれて中空のケーシングを規定し、中空のケーシング 内には、取り替え可能なバッテリー20および電子部品が収容されている。図９に 示すように、透明な表示パネル12が、ケーシング8の上部成型部分10上に設けら れる。 ブレードサポート6とコネクタ9のブレードマウンティング手段21との間に、矩 形ブレード13が取り付けられている。ブレード13はまた、シャフトと一体的に形 成されて自己潤滑ベアリングを有していてもよい。ブレードは、例えば矩形など のいずれの好適な形状でもよく、エアーフローバルブ1内で自在に回転するよう にマウントされている。しかし、ブレードは、バルブ1とマウスピース7とがコネ クタ9を介してケーシング8上にマウントされているときは、エミッタ14と検出器 15との間にあるように位置づけられる。 上記装置を使用する場合、被験者はマウスピース7に息を吹き込み、吹き込ま れた空気は図９に示す矢印の方向に進む。穴5の方向のために、空気は直立部分3 によって囲まれる領域方向に方向転換され、ブレード13に当たり、ブレードを回 転させる。従って、エアーフローは本質的に90°方向転換され、ブレード13の直 立した、もしくは平坦な表面方向に沿って進む。 赤外発光ダイオード14はケーシング8の中に配置され、そのため、その赤外ビ ームは赤外線感知器15によって受け取られる。ビームの経路はブレード13によっ て遮断され（これを可能にするために、バルブ1およびコネクタ9の十分な部分が 透明であることが必要であるか、またはバルブ1とコネクタ9との間に適切に配置 された穴が設けられている）、赤外ビームの定期的な中断が、ブレード13の単位 時間当たりの回転数を決定するために用いられる。 被験者が吐き出した空気量を表示するＬＣＤを駆動する目的で赤外線感知器15 の出力を処理するために、マイクロプロセッサＩＣ1（図10に示す）が用いられ る。Appendix 1は、推薦される構成要素の値および使用されるべき構成要素のさ らなる詳細を提供する。 本発明のさらなる実施形態を図13、図14、および図15に示す。この実施形態に おいて、直立部分3とバルブ本体2の縁17との間にインサート18が設けられている （取り付けられているか、もしくは一体形成されている）。 インサート18は、エアーフローガイド19を備えており、エアーフローガイド19 はエアーフローバルブの穴5に対応する。これらのガイド19は、第１の（流入側 の）方向から第２の方向（ブレード13の平坦な表面方向）への90°の円滑なエア ーフローを補助する役割を果たす。 本実施形態において、ガイド19の曲線形状（図14の断面図参照）は、流入エア ーフローを、インサート18が用いられない場合同様、第１の方向から第２の方向 へ鋭く変化させるために好適である。本実施形態（インサート18が適所に取り付 けられている）は、流入エアーフロー速度が遅いときに特に効果的である。 このように、本発明のエアーフローバルブは、単に吐き出された空気を最大限 に利用することによって、呼吸装置の感度を向上させる手段を提供する。現存の システムの非能率性を減少させるために、エアーフローの方向転換が用いられる 。Appendix 1 典型的な値が与えられる。正確な値は使用されるＬＥＤ、ＰＥＣおよび共振器 に依存する。 Ｒ1 56Ｋ 5％ 正確な値はＬＥＤ/光電管特性に依存する。 Ｒ2 10Ｋ 5％ 正確な値はＬＥＤ/光電管特性に依存する。 Ｒ3 100Ｋ 5％ Ｒ4 100Ｋ 5％ Ｒ5 100Ｋ 5％ Ｒ6 100Ｋ 5％ Ｒ7 100Ｋ 5％ Ｃ1 0.1ＭＦＤ セラミック Ｃ2 33ＰＦＤ セラミック 正確な値は使用される共振器に適した値であるべきである 。 Ｃ3 33ＰＦＤ セラミック 正確な値は使用される共振器に適した値であるべきである 。 Ｘ1 ＭＨｚ 共振器 ＩＣ1 ＰＩＣ16Ｃ54 512バイトＯＴＰマイクロプロセッサ ＬＥＤ1 赤外発光ダイオード ＰＥＣ1 赤外線感知器 ディスプレイ ３重カスタムディスプレイ ＳＷ1 構成要素の技術的事項 1. ＬＥＤ 赤外発光ダイオード。特別な特徴はないが、電流の消費を低く維持するために 狭角度高効率タイプが好ましい。 2. ＰＥＣ 特別な特徴はないがＬＥＤにより発光される波長に適合すべきである。 3. ディスプレイ ・ 表示文字の高さ：6mm ・ 温度範囲：−5℃〜＋40℃ ・ 接続方法は全体的に最も経済的であるべきである。 ・ 数字は３つのバックプレーンで多重化される。 ・ 視角(viewing angle)：ディスプレイ面に対して垂直 ・ 偏光子：ディスプレイ組込み型 ・ 全セグメント「a」が共通化するか、もしくは全セグメント「b」が共通化 するなど。ディスプレイ内では共通化され得ないこれらの部分が、ＰＣＢ上で外 部機器と相互連結される。 ・ セグメントがオンである場合とオフである場合との間のrms電圧比は、1.7 3である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，Ｂ Ｙ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．エアーフロー装置において用いられるエアーフローバルブであって、該バル ブは、該バルブの長手方向軸に実質的に平行な第１の方向から該バルブに空気が 入るように該装置内に配置され、該エアーフローバルブ(1)は、付近のエアーフ ローを検出する少なくとも１つの可動ブレード手段(13)を該エアーフローバルブ と関連するように有し、該バルブ(1)は該ブレード手段(13)の外縁もしくはその 近傍、または該ブレード手段(13)が移動する経路の最も外側の部分に位置する少 なくとも１つの空気案内穴(5)を含み、該穴(5)は該第１の方向から該バルブに入 る空気を第２の方向に案内する空気案内手段を含むようになっており、該第２の 方向は該第１の方向に実質的に垂直な平面内にあり且つ該ブレード手段(13)を移 動させるために、該ブレード手段(13)の平坦な表面に対して垂直である、エアー フローバルブ。 ２．前記ブレード手段(13)の領域内にある前記エアーフローバルブ(1)の少なく とも一部は、実質的に透明であることを特徴とする、請求項１に記載のエアーフ ローバルブ(1)。 ３．前記ブレード手段(13)は、少なくとも所定の弧を通って移動し、該弧は少な くとも部分的に赤外ビームもしくは光ビームの経路上にあることを特徴とする、 請求項２に記載のエアーフローバルブ(1)。 ４．前記ブレード手段(13)は、回転形式で移動することを特徴とする、上記請求 項のいずれかに記載のエアーフローバルブ(1)。 ５．複数の空気案内穴(5)は、前記バルブ(1)の周囲に設けられていることを特徴 とする、上記請求項のいずれかに記載のエアーフローバルブ(1)。 ６．前記穴(5)は、等間隔で配置されていることを特徴とする、請求項５に記載 のエアーフローバルブ(1)。 ７．前記バルブ(1)は、細長いか、もしくは管状であることを特徴とする、上記 請求項のいずれかに記載のエアーフローバルブ(1)。 ８．前記バルブ(1)は、前記空気案内穴(5)のそれぞれに実質的に隣接する複数の フィン(16)をさらに有することを特徴とする、請求項５から７のいずれかに記載 のエアーフローバルブ。 ９．前記バルブ(1)は、前記空気案内穴(5)のそれぞれに実質的に隣接する複数の エアーフローガイド(19)をさらに有しており、該エアーフローガイド(19)は前記 第１の方向から前記第２の方向へのエアーフローの方向の変化を容易にするよう に適合されることを特徴とする、請求項５から７のいずれかに記載のエアーフロ ーバルブ(1)。 10．前記バルブ(1)は、多数の着脱可能な構成要素を含み、これにより洗浄が容 易になることを特徴とする、上記請求項のいずれかに記載のエアーフローバルブ (1)。 11．前記バルブ(1)は、エアーフロー測定装置における使用に適合されており、 該装置は多数の着脱され得る構成要素を含むことを特徴とする、上記請求項のい ずれかに記載のエアーフローバルブ(1)。 12．空気流入孔(7)と、 ブレード手段(13)の動きをモニタするように適合された１以上の光学式トラン スデューサ(14,15)と、 該光学式トランスデューサ(14,15)の出力からの必要パラメータを決定する処 理手段（ＩＣ1）と、 該必要パラメータを視覚的に表現する表示手段と、 を含むエアーフロー測定装置であって、さらに、実質的に上述したようなエアー フローバルブ(1)を含み、該エアーフローバルブ(1)上に該空気流入孔(7)からの 空気が当たることを特徴とするエアーフロー測定装置。 13．前記バルブ(1)の前記ブレード手段(13)の動きが、前記トランスデューサ(14 ,15)に影響を与え、理想的には赤外ビームもしくは光ビームを妨害もしくは遮断 するように配置されていることを特徴とする、請求項12に記載の装置。 14．前記空気流入孔は、理想的には、可変のマウスピース(7)が取り付けられ得 るように、エラストマー手段を含むマウスピース(7)を含むことを特徴とする、 請求項12または13に記載の装置。 15．前記空気流入孔が取り外し可能なマウスピース(7)を含むことを特徴とする 、請求項12または13に記載の装置。