JPH1176202A - Stable isotope exhalation gas collecting method, and device to be used for the same - Google Patents
Stable isotope exhalation gas collecting method, and device to be used for the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、安定同位体呼気ガ
ス採取方法およびそれに使用するための装置に関するも
のであり、さらに詳しくは本発明は、第３相の肺胞気の
みを採取することができるために、正確な安定同位体比
の測定が可能になる安定同位体呼気ガス採取方法および
それに使用するための装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for collecting stable isotope expiratory gas and an apparatus for use in the method, and more particularly, the present invention can collect only phase 3 alveolar air. Therefore, the present invention relates to a stable isotope exhaled gas sampling method capable of accurately measuring a stable isotope ratio, and an apparatus used for the method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、呼気の安定同位体比の測定方法
は、安定同位体である13Ｃをラベルとして使用し、これ
を経口投与する前後において、それぞれの呼気を呼出さ
せ呼気ガスをインビボから直接、質量分析システムで分
析し、呼気ガスの同位体比（13ＣＯ2／12ＣＯ2）を算出
していた。2. Description of the Related Art Conventionally, a method for measuring the stable isotope ratio of exhaled breath uses a stable isotope, 13 C, as a label, and exhales each exhaled gas before and after oral administration of the exhaled gas to in vivo. directly analyzed by mass spectrometry system, was calculated isotope exhaled gas (13 CO 2/12 CO 2 ).
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の測定方法では、
安定同位体である13Ｃラベルを経口投与する前後におい
て、それぞれの呼気を呼出させ呼気ガスをインビボから
直接、質量分析システムで分析し、呼気ガスの同位体比
（13ＣＯ2／12ＣＯ2）を算出していたため、質量分析シ
ステムを有していない病院や検査機関では検査や測定が
できなかった。In the conventional measuring method,
Before and after oral administration of 13 C label is a stable isotope, directly exhaled gas from in vivo was called each breath, and analyzed by mass spectrometry system, isotope expired gas (13 CO 2/12 CO 2 ) Therefore, examinations and measurements could not be performed at hospitals and laboratories that do not have mass spectrometry systems.
【０００４】また、バッグに呼気を採取する場合、息を
吐出する初期の段階では肺胞でガス交換を行った肺胞気
ではなく、空気そのものが吐出されるため、呼気中に含
まれる空気と炭酸ガスとが混合されてバッグに呼気ガス
が採取されるため測定に誤差を生じていた。In addition, when exhalation is collected in a bag, in the initial stage of exhalation, the air itself is exhaled instead of the alveolar air that has undergone gas exchange in the alveoli. Since the gas and the gas were mixed and the exhaled gas was collected in the bag, an error occurred in the measurement.
【０００５】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、とくに、呼気中に含まれる空気と
炭酸ガスとが混合されて呼気ガスが採取されないよう
に、肺胞気のみを採取し、その呼気ガス採取バッグを質
量分析システムを有している機関に持ち込むことで、質
量分析システムを有していない病院や検査機関でも検査
や測定結果を得ることができるようにした安定同位体呼
気ガス採取方法およびそのための装置を提供することを
目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. In particular, only the alveolar air is collected so that the air contained in the exhaled air and the carbon dioxide gas are mixed and the exhaled gas is not collected. Stable isotope that allows sampling and measurement results to be obtained at hospitals and laboratories that do not have a mass spectrometry system by collecting and bringing the exhaled gas collection bag to an organization that has a mass spectrometry system An object of the present invention is to provide a method for collecting body expiration gas and a device therefor.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明者は鋭意検討の結
果、上記のような従来の課題を解決することができた。
すなわち本発明は、安定同位体を投与した被験者からの
呼気ガスを、マウスピースを通じて閉鎖系で密封可能な
フレキシブルバッグに直接的に採取し、前記フレキシブ
ルバッグに設定量の呼気が採取された後に、前記被験者
からの呼気ガスを、さらに閉鎖系で密封可能な呼気ガス
採取バッグに採取し、前記呼気ガス採取バッグに設定量
の呼気が採取された後に、前記呼気ガス採取バッグ中の
呼気ガスを呼気ガス採取容器に採取することを特徴とす
る安定同位体呼気ガス採取方法を提供するものである。As a result of intensive studies, the present inventor was able to solve the above-mentioned conventional problems.
That is, the present invention, breath gas from a subject to which a stable isotope is administered, is directly collected through a mouthpiece into a flexible bag that can be sealed in a closed system, and after a set amount of breath is collected in the flexible bag, The exhaled gas from the subject is further collected in a closed system-closable exhaled gas collection bag, and after a set amount of exhaled gas is collected in the exhaled gas collection bag, the exhaled gas in the exhaled gas collection bag is exhaled. The present invention provides a method for collecting stable isotope exhaled gas, which is collected in a gas collection container.
【０００７】また本発明は、マウスピースを取り付ける
ためのマウスピース取り付け口と、前記マウスピース取
り付け口に接続されるとともに密閉ボックス内に載置さ
れたフレキシブルバッグと、前記密閉ボックス内の気圧
を調節することのできる手段と、前記マウスピース取り
付け口およびフレキシブルバッグ間の接続ラインから分
岐し圧力バルブを介して設けられるとともに密閉ボック
ス内に載置された呼気ガス採取バッグと、前記密閉ボッ
クス内の気圧を調節することのできる手段と、前記呼気
ガス採取バッグ内の呼気を排気することのできる採取ガ
ス吐出バルブと、を備えてなる安定同位体呼気ガス採取
装置を提供するものである。[0007] The present invention also provides a mouthpiece mounting port for mounting a mouthpiece, a flexible bag connected to the mouthpiece mounting port and placed in a closed box, and adjusting the air pressure in the closed box. A breathing gas collection bag that is provided via a pressure valve and branches from a connection line between the mouthpiece attachment port and the flexible bag, and is placed in a closed box; and the air pressure in the closed box. To provide a stable isotope exhaled gas collecting apparatus comprising: means for adjusting the air flow; and a collected gas discharge valve capable of exhausting the exhaled gas in the exhaled gas collecting bag.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
による安定同位体呼気ガス採取方法およびそのための装
置の好適な実施の形態について説明する。図１は本発明
に係る安定同位体呼気ガス採取装置の一例を示す構成図
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of a method for collecting stable isotope breath gas and an apparatus therefor according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a stable isotope expiratory gas sampling device according to the present invention.
【０００９】図１において、符号１で示されるものは、
マウスピース取り付け口であり、２はフレキシブルバッ
グ、３および７は密閉ボックス、４および８はピスト
ン、５および９は圧力バルブ、６は呼気ガス採取バッ
グ、１０はチェックバルブ、１１は採取ガス吐出バル
ブ、１２は採取ガス吐出針、１３は呼気ガス採取容器、
１４は吐出バルブである。In FIG. 1, what is indicated by reference numeral 1 is
Mouthpiece attachment port, 2 is a flexible bag, 3 and 7 are closed boxes, 4 and 8 are pistons, 5 and 9 are pressure valves, 6 is an exhalation gas collection bag, 10 is a check valve, and 11 is a collection gas discharge valve. , 12 is a collection gas discharge needle, 13 is a breath gas collection container,
14 is a discharge valve.
【００１０】図１に示すように、マウスピース取り付け
口１は、密閉ボックス３に閉じ込められているフレキシ
ブルバッグ２に接続されている。フレキシブルバッグ２
の他方には、吐出バルブ１４が設けられており、前記フ
レキシブルバッグ２中に貯留しているガスを抜くときな
どに開放する。フレキシブルバッグ２は密閉ボックス３
に取り付けられているピストン４によって密閉ボックス
３内の気圧を可変することができるようにしてあるの
で、フレキシブルバッグ２の容量を可変することが可能
となっている。As shown in FIG. 1, the mouthpiece mounting opening 1 is connected to a flexible bag 2 enclosed in a closed box 3. Flexible bag 2
On the other side, a discharge valve 14 is provided, and is opened when the gas stored in the flexible bag 2 is discharged. Flexible bag 2 is closed box 3
Since the air pressure in the closed box 3 can be changed by the piston 4 attached to the flexible bag 2, the capacity of the flexible bag 2 can be changed.
【００１１】マウスピース取り付け口１より分岐した一
方の配管には、圧力バルブ５が設けられている。この圧
力バルブ５は、フレキシブルバッグ２に設定容量の呼気
ガスが充満して圧力が上昇し、設定されている圧力にな
った時点で開放することができる。A pressure valve 5 is provided on one of the pipes branched from the mouthpiece mounting port 1. The pressure valve 5 can be opened when the flexible bag 2 is filled with the set volume of exhaled gas and the pressure increases to reach the set pressure.
【００１２】また、マウスピース取り付け口１より分岐
した他方の配管には、圧力バルブ９が設けられている。
この圧力バルブ９は、フレキシブルバッグ２および呼気
ガス採取バッグ６に設定容量の呼気ガスが充満して圧力
が上昇し、設定されている圧力になった時点で開放する
ことができる。A pressure valve 9 is provided in the other pipe branched from the mouthpiece mounting port 1.
The pressure valve 9 can be opened when the flexible bag 2 and the exhaled gas collection bag 6 are filled with the set volume of exhaled gas and the pressure rises to the set pressure.
【００１３】圧力バルブ５の後段には、呼気ガスを一定
方向にのみ流すためのチェックバルブ１０が設けられて
いる。さらにチェックバルブ１０の後段には、密閉ボッ
クス７に閉じ込められている呼気ガス採取バッグ６が接
続されている。呼気ガス採取バッグ６は、密閉ボックス
７に取り付けられているピストン８によって密閉ボック
ス７内の気圧を可変することができるようにしてあるの
で、呼気ガス採取バッグ６の容量を可変することが可能
となっている。A check valve 10 is provided downstream of the pressure valve 5 to allow the exhaled gas to flow only in a certain direction. Further, at the subsequent stage of the check valve 10, an expired gas collection bag 6 enclosed in a closed box 7 is connected. Since the expiration gas collection bag 6 can change the air pressure in the closed box 7 by the piston 8 attached to the closed box 7, the capacity of the expiration gas collection bag 6 can be changed. Has become.
【００１４】呼気ガス採取バッグ６の後段には採取ガス
吐出バルブ１１および採取ガス吐出針１２が設けられて
いる。採取ガス吐出バルブ１１は、所望のときに開放・
閉鎖することができる。また採取ガス吐出針１２は、呼
気ガス採取容器１３の密封された口へ穿刺して呼気ガス
採取バッグ６に充満している呼気ガスを呼気ガス採取容
器１３に吐出することができる。A collection gas discharge valve 11 and a collection gas discharge needle 12 are provided at a stage subsequent to the expiration gas collection bag 6. The sampling gas discharge valve 11 is opened when desired.
Can be closed. Further, the collected gas discharge needle 12 can puncture a sealed mouth of the expired gas collection container 13 to discharge the expired gas filled in the expired gas collection bag 6 to the expired gas collection container 13.
【００１５】次に安定同位体呼気ガス採取方法について
説明する。安定同位体13Ｃ投与後において被験者にマウ
スピース取り付け口に取り付けたマウスピースをくわえ
させ、次のように１回換気を行わせる。ピストン４によ
って密閉ボックス３内の気圧によって定められたフレキ
シブルバッグ２の容量が呼気で満たされた時点で圧力バ
ルブ５を開く。呼気は、チェックバルブ１０を通過し、
ピストン８によって密閉ボックス７内の気圧によって定
められた呼気ガス採取バッグ６の容量を満たす。フレキ
シブルバッグ２と呼気ガス採取バッグ６の設定容量に呼
気ガスが充満して圧力が上昇すると、圧力バルブ９が開
き、呼気の余剰ガスを大気中に排気する。一回換気が終
了するとすべてのバルブ５、９、１１を閉じた状態にす
る。呼気ガス採取バッグ６には、図２で示す第３相のみ
の呼気ガスが充満している。次に採取ガス吐出バルブ１
１を開き、呼気ガス採取容器１３の密封された口に穿刺
された採取ガス吐出針１２を通じて、呼気ガス採取バッ
グ６に充満している呼気ガスを呼気ガス採取容器１３に
吐出する。Next, a method of collecting stable isotope breath gas will be described. After the administration of the stable isotope 13 C, the subject holds the mouthpiece attached to the mouthpiece attachment opening and ventilates once as follows. When the volume of the flexible bag 2 determined by the air pressure in the closed box 3 by the piston 4 is filled with exhalation, the pressure valve 5 is opened. Exhaled air passes through check valve 10,
The capacity of the expiration gas collection bag 6 determined by the air pressure in the closed box 7 is filled by the piston 8. When the set volume of the flexible bag 2 and the exhaled gas collection bag 6 is filled with exhaled gas and the pressure rises, the pressure valve 9 is opened, and excess gas of exhaled gas is exhausted to the atmosphere. When the single ventilation is completed, all valves 5, 9, 11 are closed. The expiration gas collection bag 6 is filled with the expiration gas of only the third phase shown in FIG. Next, the sampling gas discharge valve 1
1 is opened, and the expiration gas filled in the expiration gas collection bag 6 is discharged to the expiration gas collection container 13 through the collection gas discharge needle 12 pierced in the sealed mouth of the expiration gas collection container 13.
【００１６】なお、密閉ボックス３および７内の気圧の
設定に用いられるピストン４および８は、電動ポンプで
もよい。また圧力バルブ５および９、採取ガス吐出バル
ブ１１および吐出バルブ１４は電磁バルブでもよく、フ
レキシブルバッグ２や呼気ガス採取バッグ６に設けられ
た圧力センサーの電気信号により圧力バルブ５や９を開
閉するようにしてもよい。さらに採取ガス吐出バルブ１
１は、採取ガス吐出針１２の穿刺した電気信号によって
開閉するようにしてもよい。The pistons 4 and 8 used for setting the air pressure in the closed boxes 3 and 7 may be electric pumps. The pressure valves 5 and 9, the sampling gas discharge valve 11 and the discharge valve 14 may be electromagnetic valves, and the pressure valves 5 and 9 are opened and closed by an electric signal of a pressure sensor provided in the flexible bag 2 or the expiration gas collection bag 6. It may be. Furthermore, sampling gas discharge valve 1
1 may be opened and closed by an electric signal punctured by the collected gas discharge needle 12.
【００１７】この呼気ガス採取容器１３に採取した呼気
ガスは、例えば質量分析システムを有する病院や検査機
関等によって同位体比の検査や測定が行われる。The exhaled gas collected in the exhaled gas collection container 13 is subjected to isotope ratio inspection and measurement by, for example, a hospital or an inspection organization having a mass spectrometry system.
【００１８】なお図２において、第１相は息を呼出する
前に吸い込んだ最後の空気が口腔、気管かでしか吸い込
まれず、肺にてガス交換に寄与せずに呼出により再び排
出される相で、炭酸ガスに変化は認められず、空気と同
等の濃度で推移する。第２相は、肺にてガス交換に寄与
したガスと、口腔、気管にてガス交換に寄与していない
ガスとの混合相である。第３相は、肺においてガス交換
に寄与したガスが吐き出された相である。In FIG. 2, the first phase is a phase in which the last air inhaled before exhalation is inhaled only in the oral cavity or trachea, and is exhausted again by exhalation without contributing to gas exchange in the lungs. No change was observed in carbon dioxide gas, and the concentration remained at the same level as air. The second phase is a mixed phase of a gas that has contributed to gas exchange in the lungs and a gas that has not contributed to gas exchange in the oral cavity and trachea. The third phase is a phase in which gas that has contributed to gas exchange in the lungs is exhaled.
【００１９】[0019]
【発明の効果】本発明によれば、呼気ガス採取バッグ６
に第３相の肺胞気のみが採取されるので、正確な同位体
比が測定可能となる。また、質量分析システムを有して
いない病院や検査機関でも、呼気ガス採取容器１３の中
に第３相の肺胞気のみが採取されるため、前記システム
を有する機関にこれを持ち込むことができる。According to the present invention, the expired gas collection bag 6
Since only the third phase of alveolar air is collected, an accurate isotope ratio can be measured. Further, even in a hospital or a laboratory that does not have a mass spectrometry system, since only the third phase alveolar air is collected in the expired gas collection container 13, it can be brought to an institution having the system.
【図１】本発明の一実施態様の安定同位体呼気ガス採取
装置を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a stable isotope exhalation gas sampling apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】測定により得られる炭酸ガス濃度変化の態様を
示す特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram showing an aspect of a carbon dioxide gas concentration change obtained by measurement.
１ マウスピース取り付け口 ２ フレキシブルバッグ ３，７ 密閉ボックス ４，８ ピストン ５，９ 圧力バルブ ６ 呼気ガス採取バッグ １０ チェックバルブ １１ 採取ガス吐出バルブ １２ 採取ガス吐出針 １３ 呼気ガス採取容器 １４ 吐出バルブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mouthpiece attachment opening 2 Flexible bag 3,7 Sealing box 4,8 Piston 5,9 Pressure valve 6 Expiration gas collection bag 10 Check valve 11 Collection gas discharge valve 12 Collection gas discharge needle 13 Expiration gas collection container 14 Discharge valve
Claims (5)
ガスを、マウスピースを通じて閉鎖系で密封可能なフレ
キシブルバッグに直接的に採取し、前記フレキシブルバ
ッグに設定量の呼気が採取された後に、前記被験者から
の呼気ガスを、さらに閉鎖系で密封可能な呼気ガス採取
バッグに採取し、前記呼気ガス採取バッグに設定量の呼
気が採取された後に、前記呼気ガス採取バッグ中の呼気
ガスを呼気ガス採取容器に採取することを特徴とする安
定同位体呼気ガス採取方法。1. An exhaled gas from a subject to which a stable isotope has been administered is directly collected through a mouthpiece into a flexible bag that can be sealed in a closed system, and after a set amount of exhaled gas is collected in the flexible bag, The exhaled gas from the subject is further collected in a closed system-closable exhaled gas collection bag, and after a set amount of exhaled gas is collected in the exhaled gas collection bag, the exhaled gas in the exhaled gas collection bag is exhaled. A method for collecting stable isotope exhaled gas, wherein the gas is collected in a gas collection container.
ピース取り付け口１と、前記マウスピース取り付け口１
に接続されるとともに密閉ボックス３内に載置されたフ
レキシブルバッグ２と、前記密閉ボックス３内の気圧を
調節することのできる手段４と、前記マウスピース取り
付け口１およびフレキシブルバッグ２間の接続ラインか
ら分岐し圧力バルブ５を介して設けられるとともに密閉
ボックス７内に載置された呼気ガス採取バッグ６と、前
記密閉ボックス７内の気圧を調節することのできる手段
８と、前記呼気ガス採取バッグ６内の呼気を排気するこ
とのできる採取ガス吐出バルブ１１と、を備えてなる安
定同位体呼気ガス採取装置。2. A mouthpiece mounting port 1 for mounting a mouthpiece, and said mouthpiece mounting port 1
, A flexible bag 2 placed in a closed box 3, means 4 for adjusting the air pressure in the closed box 3, and a connection line between the mouthpiece mounting opening 1 and the flexible bag 2 A breathing gas collection bag 6 that is provided through a pressure valve 5 and is placed in a closed box 7, a unit 8 that can adjust the atmospheric pressure in the closed box 7, A stable isotope exhaled gas collecting device, comprising: a sampled gas discharge valve 11 capable of exhausting the exhaled gas in the gas.
の間に、呼気ガスを一定方向にのみ流すことのできるチ
ェックバルブ１０が設けられている請求項２に記載の安
定同位体呼気ガス採取装置。3. The stable isotope breath gas collection according to claim 2, wherein a check valve is provided between the pressure valve and the breath gas collection bag to allow the flow of the breath gas only in a certain direction. apparatus.
きる吐出バルブ１４がさらに設けられている請求項２ま
たは３に記載の安定同位体呼気ガス採取装置。4. The stable isotope exhaled breath gas sampling apparatus according to claim 2, further comprising a discharge valve configured to exhaust the exhaled breath in the flexible bag.
ガス吐出針１２が設けられ、これが呼気ガス採取容器１
３の入口部に穿刺される請求項２ないし４のいずれか１
項に記載の安定同位体呼気ガス採取装置。5. A collection gas discharge needle 12 is provided at a stage subsequent to the collection gas discharge valve 11, and is provided in the expiration gas collection container 1.
5. The puncture device according to claim 2, wherein the puncture portion is punctured at the entrance portion of the third device.
Item 10. The stable isotope breath gas sampling device according to item 8.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9245241A JPH1176202A (en) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | Stable isotope exhalation gas collecting method, and device to be used for the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9245241A JPH1176202A (en) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | Stable isotope exhalation gas collecting method, and device to be used for the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1176202A true JPH1176202A (en) | 1999-03-23 |
Family
ID=17130766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9245241A Pending JPH1176202A (en) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | Stable isotope exhalation gas collecting method, and device to be used for the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
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