JPS5819235A - 肺機能検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は肺機能検査装置に関し、特にクロージング−リ
ウム（以下ＣＶと称す）、機能的残気量（以下ＦＯＲと
称す）、肺拡散能力（以下ｎｔ、ｏ。

と称す）等を同一の装置で順次測定を可能にした肺機能
検査装置を得るにあろう ＣＶの測定は喫煙勢による細気道病変の早期検出を調べ
るのに役立つ。

ＣＶの異常は、換気−血流不均等を伴い、低酸素血症や
Ａ−ａＤＯ！の量大の原因となる。ＣＶの測定ＫＦｉレ
ジデントガス法がある。Ｎ２洗い出し曲線は深呼気に続
いて１００％Ｏｓを１回深吸気させ引き続いてゆっくり
呼出させた際の呼気中のＮ！濃度の変化をＵｔ分析計で
測定して呼出量と′の関係を記録させる。

ＣＶの評価ＦｉＣＶ／Ｖ　０％等を指標として行う（Ｖ
Ｃ：肺活ｉ）。上記方法によりＩリー−ムを横軸に取り
Ｎｘ％を縦軸に取った場合のＳＸ濃度曲線は初めＦｉ１
００％０２で置き換えられた死腔からのガスでＮ、濃度
０％を示し、次いて呼出量の増大とともに肺胞気ガスの
混合によりＮｓ濃度が急上昇してくる。その後は肺胞気
？みが呼出されるため平坦なＮ意向線部となる。但し心
拍動に伴　。

い°小さな波がみられる。又、ＦＲＣの測定はヘリウム
による閉鎖回路法が用いられている。これけス／ぞイロ
メータの中にＨｅを含んだガスを入れ、その濃度を測定
しておき、次に患者を接続し安静換気をさせこれにより
Ｈｅの濃度が減少しＨ，ガス濃度が一定値を示し九とき
の値を読み最初のＲｅ１１度と測定された値とを演算し
てＦＲＣを求める方法である。又、ＤＬＯＯの測定は換
気機能、肺循環が正常でも肺胞ガスと原毛細血管とのガ
ス交換が拡散過程でおかされていがいか否かを調べるも
のである。ｂｒｅａｔｈ　−ｈｏ１４１ｎｇによるＤＬ
ｏｏの測定法によればスノクイロメータ、Ｊ−バルブ、
これらを結合する♂ム管、１〜２１Ｊのサンプルバッグ
、バッグの端をクランプする桿子、マウスピース、ガス
測定用の赤外線−酸化炭素分析装置、Ｈ，分析のための
ｋａｔｈａｒｏｍｅｔｅｒ１又使用の混合ガＸＦ１０．
５％Ｃ０，１０％Ｈｅ、２０％０！、７０％Ｎｓ′ｔ−
使用している。

しかるに上記ＣＶ、　Ｆ　ＲＣ，Ｄ’ＬＯＯの測定は各
装置で各別に行なわなければならず不便であるばかりか
、各装置にフローセンサを各別に備えなければならず装
置の構成に無駄があった。

本発明は上記欠点に鑑みなされたものでＣＶ。

ＦＲＣ，Ｄｘ、ｏｏの測定を同一の装置で順次測定可能
とした肺機能検査装置を得るにある。

以下、図面を参照して本発明の一実施例について述べる
。

第１図は本発明の回路ブロック図であり、第２図は本発
明５に用いる四／−トパルブの斜視図、第６図は第２図
の一部組立分解図である。図中ＩＶｉ被検者、２は肺機
能検査装置である。肺機能検査装置２け被検者１が口で
くわえる為のマウスピース６、このマウスピース６に後
置接続され、呼吸気の流速を差圧として抽出するフロー
センサ４、フローセンｔ４に後置接続された気導管５内
に開口され採取するガス量を調節するニードルバルブ６
と、このニードルバルブ乙に接続され信号ライン７の中
途に設けられたＮ３ディテクタ８、ニードルバルブ６か
ら離間した気導管５に設けられた西ポートノマルブ９を
備えている。

四ポートパルプ９＃′ｉ第２図の斜視図、及び第６図に
示される如く円筒状の弁ハウジング９１周壁に第２の流
通孔９２人、第３の流通孔９２Ｂ、第４の流通孔９２Ｃ
（第１の流通孔１０６ｔ；を後述する）が形成されてい
る。図示のものけ弁ハウジング９１の下部中央に直径の
やや大きい第２の流通孔９２Ｂを下部両側にＦｉ直径の
やや小さい第２及び第４の流通孔を６０度ずつの間隔を
おいて３個形成されている。また弁ハウジング９１の一
側向は開口されているとともに、他側面には端板９３が
固着されて閉塞されている。さらに弁へウジン、／９１
の一側の開口両側に係着具９４が堆り付けられている。

上記弁ハウジング９１内に、縮径力を与える割りを★す
る円環状のシール体９５が嵌合収容され、このシール体
９５に上記弁ハウジング９１の各流通孔９２Ａ、９２Ｂ
、９２Ｃに対応する複数個の流通孔９６に、９６Ｂ、９
６Ｃが形成されている。尚、弁ハウジング９１の取付孔
９７から位置決めねじ９８がシール体９５０割に挿入さ
れている。

上記弄ハウジング９１のシール体９５内に円筒状の弁体
９９が回転自在に嵌合され、この弁体９９の周壁に少な
くとも１個の弁孔１００及び絞り弁孔１０１　が形成さ
れている。絞り弁孔１０１がやや径小に形成されている
のけＣｖの測定の場合に呼気、吸気が一定のフロ二にな
るように調整するためである。また弁体９９の一側面は
開口されているとともに、他側面には端板１０２が設け
られて閉塞され、この泡板１０２の中央外側部に上記弁
ハウジング９１の端板９５を貫通突出する軸部１０３が
突設され、この軸部１０３の端部に割り＄１０４が形成
されている。

上記弁ハウジング９１の一側開口端面に円形状の蓋体１
０５が暢着され、この蓋体１０５の中央部に流通孔１０
６が形成されている。又、量体１０５０両側に上記弁ハ
ウジング９１の係着具９４に係脱自在に係合する係着具
１０７が堆り付けられ、弁ハウジング９１と蓋体１０５
の係着Ａ９４．１０７を係合することにより弁ハウジン
グ９１の一側開口面は蓋体１０５により開閉可能に密封
されている。

尚、上記弁ハウジング９１の下部両側の第２流通孔９２
人、第４の流通孔９２Ｃにニップル１０８Ａ、１０８Ｂ
がねじ着などにより取り付けられているとともに、弁ハ
ウジング９１の下部中央の第３の流通孔？２ＢＫｌ１１
ｉ助弁１０９が接続されている。

この補助弁１０９Ｆｉ本体１１０の上部に上記弁ハウジ
ング９１に接続する連通部１１１が設けられているとと
もに、本体１１０の下部および一側部に連通弁部１１２
．１１３が設けられている。この下部の連通弁部１１２
にけ、逆止弁が弁固定具（図示せず）により組込み固定
されている。又、−側部の連通弁部１１５にはバネ受、
弁バネ、弁受其および逆止弁が弁＠定具により岨込み固
定されている。ＩＬ４ｊ−ｊ駆動装置で、パルスモータ
１１５を有し、このモータ１１４に減速機１１６が一体
に結合され、この減速機１１６の端面に駆動軸（図示せ
ず）が突出され、この駆動軸の先端部忙上配弁体９９の
軸部１０！Ｉの割り溝１０４に係脱自在に結合する連結
ピン（図示せず）が取り付けられノルメモ−２１１５０
回転力を弁体９９に伝える。、１１’７は位置センサー
用プリント基板で減速機１１６の端面に対して配設され
、このプリント基板９５の外面に複数個の光電位置セン
サ（図示せず）が配設されているとともに軸周切欠部（
モータの駆動軸を通すための切欠部）を有している。

このため四ポートバルブ９ｉｄ弁体９９にやや径大の弁
孔１００と、径小の絞り弁孔１０１を有しているため肺
機能測定の項目によっ七、Ｒシスモータ１１５を回転し
弁ハウジング９１に設けられた第２の流通孔９２Ａ１第
６の流通孔９２Ｂ１第４の流通孔９２Ｃを開いたり閉じ
たりする。したがって、ＦＲＣ，ＤＬＯＯを測定する場
合は弁孔１００′ｔｌ−用いる。

四ポートバルブ９の第１の流通孔１０６側にけ気導管５
が接続され・る、又、ニップル１０８Ｂ及び連通弁部１
１２け大気への開放口としておく。ニップル１０８Ａに
はサンプルバッグ（後述する１０）を接続し、連通弁部
１１３に！ディマントバルブ（後述する１４）を介して
Ｏ富ガス２ンペ（後述する２１）混合ガスゼンペ（後述
する２２）が接続される。

父、気導管１１及び蛇腹管１３け四ボートバルブ９とデ
ィマントバルブ１４間を連結し気導管１１にけ大気との
開放口１２を設けである。ディマン「バルブ１４Ｋｔｊ
ガス管１５及びフラツシエ用ソＶ／イド１６が接続され
ている。このディマント／ バルブ１４Ｆｉガス管１５又はフラツシエ用ソレノイＩ
’１６側からのガスの供給のみを蛇腹管１Ｓ側に導くよ
うにしである。１７は１体である。１体１７の一部には
取り付は栓１８．１９を介してホース２０で各々連結さ
れた０１ガスダ／べ２１、混合ガスａｙべ（Ｈｅガス、
ＣＯガス、Ｏｚガス、Ｎ禽ガスの混合ガス内臓のもの）
２２が設けられてｉる。匡体゛１７丙には前記取り付は
栓１８に接続された。ｅイブ２３と後続の／Ｒイブ２５
との間を断続する遣断弁２４、又、取り付は栓１９に接
続されたパイプ２７と後続のパイプ２９の間を断続゛す
る遮断弁２８、史には連日のパイプ２５又はパイプ２９
を選択する切換弁２６が順次接続されている。切換弁２
６にはバイブロ０が接続され中途の圧カレギーレータ′
５１を秋分してた切換弁３２と結ばれる。切換弁β２は
一方に前記パイプ１５との接続をし、他方にはパイプ′
５６が接続され中途のスピードコントローラ３４をコム
、−介して切換弁３５へ接続されている。切換弁３５は
！−ソイプロ６を！りを介、して切換弁３７、Ｈｅアナ
ライザ３８及びＣＯアナライザ６９が各々パイプ接続さ
れている。

父、Ｈｅアナライザ６８及びＣＯアナライザ３９の出力
側に記憶装置を内蔵した演算回路４０に導かれる。切換
弁６７の一方は開放口を有し他方はＴ型のパイプ結手４
１を介して／ぞイブ４２接続された前記す／プルバッグ
１０と接続され、又、／ンイプ継手４１の他方にパイプ
４３接続された切換弁４４を有する。切換弁４４はノぞ
イブ４３とイグゾーストボンプ４５との間を断続する。

前記Ｎｌディテクタ８に後置接続されたＮ３アナライザ
妬及びＮＳディテクタ８から分流したチ為−ブ４７に後
置接続された真空ポンプ４８を有する。５０け信号処理
回路で乗算器５１、積分器５２、加算器５３、演算器５
４から成りＣＶ、　ＦＲＣ，ＤＬＯＯの測定結果を演算
処理するものでありコンビーータを用いて演算処理をさ
せてもよい０乗算器５１は一方の入力が前記Ｎｓアナラ
イザ４６ＯＮ意濃度に相当する電気信号を入力とし、他
方の入力には前記７０−センサ４からの差圧出力を電気
信号としてライン４９を介して供給し、これらの値を乗
算する。乗算器５１の出力側には積分器５２を接続しこ
の積分器５２の出力側には加算器５３、又、この加算器
５６の出力側にけ演算器５４を有している。′ 次に本発明の詳細な説明する。

（１）ｅＶを測定する場合 ■　ｆｆ！／−）バルブ９の弁体９９＃ｉ、当初弁孔１
００を利用するため第２の流通孔９２Ａに位置させ大気
の呼吸を行うようにパルスモータ１１５を駆動して制御
しておく（以下この状態をＬＯ状態と称す）。

■　Ｃｖの測定Ｆｉ１００％Ｏｘ吸入によるレジデント
ガス法によるため、まず０：で肺機能装置系をクリーン
にする必要がある。このため弁体９９の弁孔１００を第
３の流通孔９２Ｂに合せるようにパルスモータ１１５を
駆動する（以下、この状態をＬ１状態と称す）。０３ガ
スによるフラッシュはソレノイ・１６をＯＮにすること
によりディマントＡルｆ１４を開放にし０黛ガスぎンべ
のガス圧ヲ四／−）９．フローセンサ４に導くことによ
り行なわれる。０３ガスは切換弁２４．２６、圧カレギ
為レータ５１、切換弁３２を経てデマンドバルブ１４に
導かれ、さらにデマンドバルブ１４がら蛇腹管１６、気
導管１１、四ボートバルブ９の連通弁部１１３、第３の
九通孔９２Ｂ１弁孔１００．第１の流通孔１０６を経て
気導管５に導かれる。又、フルーセンサ４及びマウスピ
ース３も同時にフラッシュされる。

■　次に７０−センｆ４００レベルを調整する。

■　次に四ポートバルブ９を再びＬＯ状態にし被検者１
ｔｊマウスピース３を口にくわえて安静換気を行う。

■　被検者１は引き続き安静換気をしてから最大吸入→
最大呼出を行ない測定１の状態を終了する。

■　次Ｋｎ４！−）バルブ９の弁体９９の絞り弁１０１
を第３の流通孔９２Ｂ側に接続（以下、この状態を８１
状態と称す）するように切り換えてから被検者は一定フ
ローで最大吸入→最大呼出を序々に行う、このとき呼出
ガスは絞り弁１０１から第３の流通孔９２Ｂを経て連通
弁部１１２に導かれ気導管１１に設けられた開放弁１２
から外部に放出される。このときＮ倉笥デクター８は呼
気ガス中のａｍガス成分を検出しＮＸアナライザ４６に
て分析する。かくして、ヂリウムに対応したＭ意濃度曲
線を求め得る。この曲線からＣｖｔ求め演算処理回路５
０　テＦｉＣｖ／ｖｃ％塚何債算をする。

（２）ｙｕｃを測定する場合 一定方法は肺内のＮＳを酸素による換気で洗い出すこと
によりその排出量からＦＲＣを求めム■　当初四−−ト
パルブ９はＬＯ状態で大気に開放しておく。

■　次に０雪ガ２により装置系を７ラツシ島する必要が
ある。このためにはまず四／−トパルブ９をＬ１状態と
する。これによりＯ鵞ガスＩンペ２１内の０雪ガスＦｉ
ｃｖ測定の場合の準備と同じように四−一トバルブ９、
フローセンサ４内を各々クリーンにする。

■　しかる後、四ポートバルブ９をＬＯ状態に再び戻す
。又、フローセンサの０レベルも調ｆｉしておく。

■　被検者ＩＦｉマウスピース３を口にくわえ安静換気
を行う。

■“次に、測定１の状態でけ２！１／−ト弁９をＬ１状
態にし０寓ガス−ンベ２１からの０鵞ガスを切換弁２．
４．２６、圧カレギル−タ３１、切換弁５２を経てダマ
ンーパルブ１４に導き被検者１の肺内に吸入させる。こ
のＯ雪ガスの吸入は安静換気を７分間行わせることによ
りなされる。かくして呼吸回数の増加とともＫ　Ｎ　ｓ
濃度が下りやがて２％以下の値を示すことが認識できる
。

■　次の測定２の状態で被検者は最大呼出→最大吸入を
行う、このと・きの純酸素で肺内Ｎｔを完全に洗い出し
て得られたＮ３排出量からＦＲＣ’を計算する方法は Ｎ３排出量（ＶＮ＊）は Ｖ　Ｎ　＊　＝ＦＲＣ（Ｆ　５−Ｆｘ　）＝＝ｔσＦＮ
＊−Ｖｄｔ）と表わされる。

ここで２１＝洗い出し前の肺内Ｎ１濃度（８１弊とする
） Ｆ意：洗い出し終了時の肺内Ｎｔ濃度 である。従って Ｖ　ｉｉ　Ｅ（ｆＦＮＰＶ４ｔ） 　ＲＣ− Ｆ、−Ｆ意 実際Ｋ　ｔｒｉ　Ｎ　ｇ洗い出し中に体内から肺内にＮ
意が排出されるからＣｏｕｒｎａｎｄらに従いこの値（
ｖ＊ｇｂ）を下式により補正する。

ＶＮｌｂ＝（Ｂ８Ａ　　ｘ　　９６．５）　　＋　　３
５（ｍｌ）Ｑ）ＤＬｏｏを測定する場合 Ｂｒｅａｔｈ　−ｋｌｏｌ（１１１１ｇ法による方法で
は使用する混合ガスけ０．！Ｉ％Ｃ０１１０％Ｈ２２０
％Ｏｘ、７０％ＮＸを使用している。

■　西ポート／ソルブ９けＬＯ状態としておく。

■　次にこの状態で可換弁５７をＡｉｒに勇り換えＨ・
アナライザ３８、Ｃｏアナライザ５９Ｆｉ空気を吸入し
各々のアナライザの０レベルを調べる。

■　混合ガスｌンペ２２内の混合ガスは）ぞイブ２７、
切換弁２８．２６、圧カレギ為レータ３１、切換弁３２
．３５、パイプ３６、切換弁６７、／ぞイブ４３を経て
押し出される。この時、Ｈｅアナライザ５Ｂ、Ｃｏアナ
ライザ６９けΔイブ晃の混合ガスを吸引しゲインを調整
しておく。

この状態で前記西ボートバルブ９を再びＬＯ状態に切り
換える。

■　次に被検者１ｔｌｉマウスピース６を口に当て安静
換気を行なう。

■　測定１の状態でＶま引き続き安静換気を行ない最後
に最大呼出をする。

の　次に測定２の状態で四ポートバルブ９をＬ１状態に
切り変え合図とともに混合ガスダンべη内の混合ガスを
一挙に最大級気位まで吸わせる。

尚、混合ガスは切換弁２８，２６．圧カレギ具レータ３
１、切換弁′５２、ディマントバルブ１瓜フローセンサ
４を経て被検者１の肺内に導かれる。そしてその位置で
吸気の初めから１０秒間呼吸停止をする。このとき混合
ガス中のＣＯけ肺胞から吸収されるにつれＣＯ濃度が低
くなってゆく。

■　次に合図とともに急速に最大呼出を行なわせる。こ
の際死腔を洗い流すために、最初の呼気部分の７５０ｍ
１　を棄てる。

■　残りの呼気ガスを呼吸停止の鍾後の時点の肺胞気と
して採取するため四ポートバルブ９をサンプルバッグ１
０側に切り換える。これは四ポートバルブ９内の弁体９
９をパルスモータ１１５で回動し弁孔１００を第４の流
通孔９２Ｃ１ｌｌｌに位置させＬ２状態と１°ることＫ
より完Ｔする。かくしてニップル１０８人を経て連結さ
れたサンプルバッグ１０＠に溜る。該サンプルバッグ１
０内に少定量のガスが入れられた所で四ポートノ５ルブ
９ＦｉＬ１状態へ切り換えられる。

ＣＧ　かくして、前記■にてゲイン調整したときのガス
の濃度と、採取したサンプルバッグ１０内のガス濃度と
を求めて１ 、　　これを式 但し　Ｖム；肺胞気量（８’ｌ’Ｐｐ、あらかじめ測定
しておいたもの） ｐＢ：大気圧 ｔ″：　ｂｒｅａｔｈ　−ｆｉｏｌｄｉｎｇ　ｔｉｍｅ
（秒）ｘｎ：自然対数　２．８Ｏ５Ｘ　ｌｏｇＦｌｅｅ
、　Ｆ１’ＪＩ＠：＠入された混合ガス中のＣＯおよび
Ｈ・濃度 Ｆｉｔｃｃ（ＦＡｔＨｅ：　ｈｅａｔｈ　−ｈｏｌｄｉ
ｎｇ後に呼出されたガス中のＣＯ およびＨ，濃度 に代入し信号処理向゛路５ｉで演算処理しのＬＯＯを求
め得る。

このように本発明を用いれば西ポートバルブを用いてＣ
Ｖ、ＦＲＣ，Ｄ　ＬＯＯの測定を順次切り換え測定出来
るので極めて便利である。

尚、これらの電磁バルブ、ディマントバルブ、ｆｆｌ／
−）弁等の制御はコンビ為−夕を用いプログラムでソフ
ト的外処理をすれば簡単に行なえることは当然である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の肺機能測定装置のブロック図。 第２図は本発明に用いる四−一トバルブの斜視図。 第３図ｔ［２、図の一部組立図。 ３−・・マウスピース ４・・・７０−センサ ６・・・ニードルバルブ ９　・−四一電一乙１ダノ櫂ルプＰ １０・・・サンプルバッグ １０６−ＩＥｌの流通孔 ３８・・・Ｈ０アナライザ ３９・−ＣＯアナライザ ４６−・Ｎ８アナライザ ５０・・・信号処理回路 ９２Ａ・−第２の流通孔 ９２Ｂ・−第３の流通孔 １４・・・ディマントバルブ ９２Ｃ・・・第４の流通孔 特許出願人　　日本光電工業株式会社 （７４１４） 代理人　弁理士　本　１）崇

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｆｆ！／−）バルブの第１の流通孔側にフローセンサを
   備えた気導管を設け、第２の流通孔側は大気との連通弁
   部とし、第３の流通孔側Ｋ　ｉｊ　Ｏ！ガス又ＦｉＨｏ
   ％Ｃｏ、Ｏｘ、Ｎ重ガスから成る混合ガスの送入を切換
   えて供給可能としたデマンドバルブを接続し、第４の流
   通孔側にはサンプル、−１ツグを接続し、該サンプルバ
   ッグに後置接続してＨｅアナライザ及びＣＯアナライザ
   を備え、前記０２ガス又Ｖｉ混合ガスの供給によるフラ
   ッジ瓢を可能とし、四Ｉ−トパルブの第１の流通孔とフ
   ローセンサとの閾の気導管からガスを分流抽出しＮ重ガ
   ス濃度を分析するＷＸアナライザを設け、他方、フロー
   センサからのフロー出力を積分してぎリウ五を求めるよ
   うにした信号処理回路とを備え、四／−）バルブの第１
   の流通孔〜第４の流通孔の流路の組み合せを変えて肺機
   能を測定可能とした肺機能検査装置。