JPS5822033A - 呼気分析装置 - Google Patents
呼気分析装置Info
- Publication number
- JPS5822033A JPS5822033A JP56121392A JP12139281A JPS5822033A JP S5822033 A JPS5822033 A JP S5822033A JP 56121392 A JP56121392 A JP 56121392A JP 12139281 A JP12139281 A JP 12139281A JP S5822033 A JPS5822033 A JP S5822033A
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- JP
- Japan
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- exhalation
- pipe
- oximeter
- flow rate
- oxygen
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- Pending
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は呼気分析装置に関し、さらに詳しくは。
人の肺機能を検査するのに特に好適な装置に関する。
人の肺の第１義的な機能は、呼吸に伴い、外気と血液と
の間で酸素と炭酸ガスの交換を適切に行うこと、すなわ
ち呼吸代謝を行うことにある。したがって、呼気中の酸
素濃度を測定すれば、肺の換気、置換能力、すなわち肺
機能を検査することができ、る。呼気分析装置は、この
ような肺機能の検査に使用するものである。
の間で酸素と炭酸ガスの交換を適切に行うこと、すなわ
ち呼吸代謝を行うことにある。したがって、呼気中の酸
素濃度を測定すれば、肺の換気、置換能力、すなわち肺
機能を検査することができ、る。呼気分析装置は、この
ような肺機能の検査に使用するものである。
従来の呼気分析装置としては、呼気の入口および出口を
備えた固体電解質酸素計（以下酸素計という）と、この
酸素計の呼気入口に接続した吸気ポンプと、この吸気ポ
ンプに接続した呼気吸入部とを備えたようなものがある
。すなわち、この従来の装置は、呼気吸入部と酸素計と
の間に吸気ポンプを設け、呼気吸入部で捕集した呼気を
酸素計に送シ込むようにしている。しかしながら、かか
る従来の装置は応答速度が遅く、また精度も低くて、肺
機能を正確に検査するのが難しいという欠点があった。
備えた固体電解質酸素計（以下酸素計という）と、この
酸素計の呼気入口に接続した吸気ポンプと、この吸気ポ
ンプに接続した呼気吸入部とを備えたようなものがある
。すなわち、この従来の装置は、呼気吸入部と酸素計と
の間に吸気ポンプを設け、呼気吸入部で捕集した呼気を
酸素計に送シ込むようにしている。しかしながら、かか
る従来の装置は応答速度が遅く、また精度も低くて、肺
機能を正確に検査するのが難しいという欠点があった。
すなわち、吸気ポンプはある容積の空間をもっているの
で、その容積をＶ、ガスの流量をＱとすると、呼気の移
動に（Ｖ／Ｑ）なる時間遅れを生ずる。そのため、吸気
ポンプを呼気吸入部と酸素計との間に設けている上記従
来の装置は、呼気吸入部で捕集した呼気を酸素計まで移
動させるのに時間がかかり、応答速度が遅い。また、上
記空間にはデッドスペースがあって、このデッドスペー
スに溜っている呼気がゆつくシ拡散してくるので。
で、その容積をＶ、ガスの流量をＱとすると、呼気の移
動に（Ｖ／Ｑ）なる時間遅れを生ずる。そのため、吸気
ポンプを呼気吸入部と酸素計との間に設けている上記従
来の装置は、呼気吸入部で捕集した呼気を酸素計まで移
動させるのに時間がかかり、応答速度が遅い。また、上
記空間にはデッドスペースがあって、このデッドスペー
スに溜っている呼気がゆつくシ拡散してくるので。
空間内の呼気の濃度勾配の解消に時間がかかる。
そのため、上記従来の装置は、呼気が酸素計まで移動す
る間に混合や拡散を起こし、得られる酸素濃度のピーク
がなだらかなものになってしまうので精度も低い。した
がって、肺機能を正確に検査するのは極めて難しい。
る間に混合や拡散を起こし、得られる酸素濃度のピーク
がなだらかなものになってしまうので精度も低い。した
がって、肺機能を正確に検査するのは極めて難しい。
本発明の目的は、従来の装置の上記欠点を解決し、応答
速度が速く、かつ高精度で、肺機能を正確に検査するこ
とができる呼気分析装置を提供するにある。
速度が速く、かつ高精度で、肺機能を正確に検査するこ
とができる呼気分析装置を提供するにある。
上記目的を達成するだめの本発明は、呼気の入口および
出口を備えた固体電解質酸素計と、前記酸素計の呼気入
口に接続した呼気吸入部と、前記酸素計の呼気出口に接
続した吸気ポンプとを有する呼気分析装置を特徴とする
ものである。
出口を備えた固体電解質酸素計と、前記酸素計の呼気入
口に接続した呼気吸入部と、前記酸素計の呼気出口に接
続した吸気ポンプとを有する呼気分析装置を特徴とする
ものである。
本発明の装置の一実施態様を説明するに、第１図におい
て、１はゴムやプラスチックなどの可とり性材料で作ら
れた呼気マスクである。この呼気マスク１は９人の口と
鼻とを゛同時に覆うことができるほどの大きさを有して
いて、その側面には。
て、１はゴムやプラスチックなどの可とり性材料で作ら
れた呼気マスクである。この呼気マスク１は９人の口と
鼻とを゛同時に覆うことができるほどの大きさを有して
いて、その側面には。
空気の導入口２と呼気の排出口６が設けられている。そ
して、上記呼気マスク１は、呼気導入用の配管４を介し
て酸素計５に直結されている。
して、上記呼気マスク１は、呼気導入用の配管４を介し
て酸素計５に直結されている。
酸素計５は、第２図に示すように、カルシアやイツトリ
アなどで安定化されたジルコニアの如き約４００℃以上
の高温において酸素イオン伝導性を示す固体電解質から
なる円筒状の隔壁５Ａと、この隔壁５Ａの内外両壁面に
形成した。白金などの多孔質電極５Ｃ，５Ｄと、上記隔
壁５ムを囲じようする如く設けた。耐熱性で、かつガス
非透過性の外管５Ｂと、これら隔壁５Ａと外管５Ｂとを
約４００℃以上の温度に加熱する電気炉５Ｅとを有して
いる。このような酸素計は固体電解質酸素計と呼ばれて
いて、その電極５Ｃ，５Ｄにそれぞれ酸素分圧の異るガ
スが接触すると、上記両電極５Ｇ。
アなどで安定化されたジルコニアの如き約４００℃以上
の高温において酸素イオン伝導性を示す固体電解質から
なる円筒状の隔壁５Ａと、この隔壁５Ａの内外両壁面に
形成した。白金などの多孔質電極５Ｃ，５Ｄと、上記隔
壁５ムを囲じようする如く設けた。耐熱性で、かつガス
非透過性の外管５Ｂと、これら隔壁５Ａと外管５Ｂとを
約４００℃以上の温度に加熱する電気炉５Ｅとを有して
いる。このような酸素計は固体電解質酸素計と呼ばれて
いて、その電極５Ｃ，５Ｄにそれぞれ酸素分圧の異るガ
スが接触すると、上記両電極５Ｇ。
５Ｄ間に両ガス中の酸素分圧の差異に対応した。
いわゆるネルンストの式に基づく起電力を発生するもの
である。すなわち。
である。すなわち。
ただし、Ｅｌ：起電力
Ｆ ：ファラデ一定数
Ｒ：気体定数
Ｔ ：隔壁の絶対温度
ＰＭ：隔壁の内側のガス中の酸素
分圧
Ｐｓ：隔壁の外側のガス中の酸素
分圧
したがって、隔壁５Ａの絶対温度Ｔと、隔壁５Ａの外側
のガス中の酸素分圧Ｐｓとがわかれば、上記起電力Ｅ１
の値から隔壁５Ａの内側の酸素分圧ＰＭを知ることがで
きるのである。
のガス中の酸素分圧Ｐｓとがわかれば、上記起電力Ｅ１
の値から隔壁５Ａの内側の酸素分圧ＰＭを知ることがで
きるのである。
第１図および第２図を参照するに、上記電極５Ｇ。
５Ｄにはリード線５Ｆ、５Ｇが接続され、一方り＋ ）
”４９５ Ｆ、 ５ Ｇには、マイクロコンピュータの
如きデータ処理装置１０が接続されていて、電極５Ｇ、
５Ｄ間に発生した起電力をデータ処理装置１０に入力す
ることができるようになっている。
”４９５ Ｆ、 ５ Ｇには、マイクロコンピュータの
如きデータ処理装置１０が接続されていて、電極５Ｇ、
５Ｄ間に発生した起電力をデータ処理装置１０に入力す
ることができるようになっている。
さらに、このデータ処理装置には、指示計１１と記録計
１２が接続されている。
１２が接続されている。
上記配管４は、酸素計５の隔壁５Ａの呼気入口に接続さ
れている。また、隔壁５Ａの呼気出口には、呼気導出用
の配管６が接続されていて、さらにこの配管６にダイア
フラム式吸気ポンプ７、流量調節弁８．流量計９が接続
されている。
れている。また、隔壁５Ａの呼気出口には、呼気導出用
の配管６が接続されていて、さらにこの配管６にダイア
フラム式吸気ポンプ７、流量調節弁８．流量計９が接続
されている。
一方、上記外管５Ｂの基準ガス入口には、一端が呼気マ
スク１の近傍に開口している圧力損失補償用の配管１３
が接続され、また基準ガス出口には、基準ガス導出用の
配管１４が接続され、さらｋこの配管１４に、配管６に
接続されているのと同様のダイアフラム式吸気ポンプ１
５．流量調節弁１６．流量計１７が接続されている。上
記圧力損失補償用の配管１３は、基準ガス導入用の配管
４とほぼ同一長さ、同一直径を有するものである。
スク１の近傍に開口している圧力損失補償用の配管１３
が接続され、また基準ガス出口には、基準ガス導出用の
配管１４が接続され、さらｋこの配管１４に、配管６に
接続されているのと同様のダイアフラム式吸気ポンプ１
５．流量調節弁１６．流量計１７が接続されている。上
記圧力損失補償用の配管１３は、基準ガス導入用の配管
４とほぼ同一長さ、同一直径を有するものである。
この配管１５を設けたのは１次のような理由による。
すなわち、上述したように、酸素計５の隔壁５ムの呼気
出口には配管６が接続されていて、大気に開放されてい
ない。そのため、酸素計５の起電力は、配管４に′よる
圧力損失の影響を受け、実際の値上シも低くなってしま
、う。その理由は、上記酸素計５が酸素分圧を測定する
も゛のであるためで。
出口には配管６が接続されていて、大気に開放されてい
ない。そのため、酸素計５の起電力は、配管４に′よる
圧力損失の影響を受け、実際の値上シも低くなってしま
、う。その理由は、上記酸素計５が酸素分圧を測定する
も゛のであるためで。
配管４による圧力損失をΔとすると、起電力はとなり、
上記（１）式で表される起電力Ｅ１に対し、酸素計５は
（Ｅ＋ Ｋ２）なる誤差を生ずる。この誤差は、配管
４内を流れる呼気の流量が一定であれば、圧力損失も一
定であるから、上記起電力Ｅ２に一定の係数を乗するこ
とにより簡単に補正することができる。しかしながら、
呼気の流量は必ずしも一定ではなく、また被検者が大人
であるか小人であるかといったことによっても相異する
ので。
上記（１）式で表される起電力Ｅ１に対し、酸素計５は
（Ｅ＋ Ｋ２）なる誤差を生ずる。この誤差は、配管
４内を流れる呼気の流量が一定であれば、圧力損失も一
定であるから、上記起電力Ｅ２に一定の係数を乗するこ
とにより簡単に補正することができる。しかしながら、
呼気の流量は必ずしも一定ではなく、また被検者が大人
であるか小人であるかといったことによっても相異する
ので。
本実施例においては、上述したような配管１６を設け、
この配管１６に配管４内を流れる呼気の流量と同一流量
の空気を流すことができるようにし。
この配管１６に配管４内を流れる呼気の流量と同一流量
の空気を流すことができるようにし。
起電力が式
％式％
さて、上述した装置の作用について説明するに。
まず吸気ポンプ７を起動し、流量調節弁８と流量管６で
構成される系を流れる空気の流量を調節する。この流量
は、呼気マスク１内に吐出した呼気を被検者が再び吸い
込むことがないよりな値である必要があシ、それは呼気
マスク１の内容積や。
構成される系を流れる空気の流量を調節する。この流量
は、呼気マスク１内に吐出した呼気を被検者が再び吸い
込むことがないよりな値である必要があシ、それは呼気
マスク１の内容積や。
被検者が大人である艇小人であるがといったようなこと
を考慮して決める。たとえば、被検者が大人である場合
には１００〜３ｏｏ（ｍｔｙ分）程度の流量が適当であ
り、また小人である場合には５０〜２００（ｍＩ！／分
）程度、幼児である場合には５０〜１１００（／／分）
程度の流量がそれぞれ適当である。
を考慮して決める。たとえば、被検者が大人である場合
には１００〜３ｏｏ（ｍｔｙ分）程度の流量が適当であ
り、また小人である場合には５０〜２００（ｍＩ！／分
）程度、幼児である場合には５０〜１１００（／／分）
程度の流量がそれぞれ適当である。
一方、同様に吸気ポンプ１５を起動し、流量調節弁１６
．流量計１７によって配管１６．酸素計５の外管５Ｂ内
、配管１４で構成される系を流れる流量を、上述した配
管４．酸素計５の隔壁５ム内、配管６で構成される系を
流れている空気の流量とほぼ同一になるように調節する
。
．流量計１７によって配管１６．酸素計５の外管５Ｂ内
、配管１４で構成される系を流れる流量を、上述した配
管４．酸素計５の隔壁５ム内、配管６で構成される系を
流れている空気の流量とほぼ同一になるように調節する
。
次に、かかる状態を維持しながら、被検者の口と鼻を呼
気マスク１で覆う。この状態で被検者が呼吸をするので
あるが、このとき呼吸に必要な空気は導入口２から呼気
マスク１内に取り入れられ。
気マスク１で覆う。この状態で被検者が呼吸をするので
あるが、このとき呼吸に必要な空気は導入口２から呼気
マスク１内に取り入れられ。
−実大部分の呼気は、排出口３から呼気マスク１外に放
出される。
出される。
一方、被検者の呼気の一部は、配管４を介して酸素計５
の隔壁５Ａ内に導入されるが、その隔壁５Ａ−の外壁面
には、配管１３を介して外管５Ｂ内に導入されている空
気が接触しているので、結局電極５Ｃ，５Ｄ間には、空
気中の酸素分圧と、呼気中の酸素分圧との差異に対応し
た起電力を生ずることになる。この起電力はデータ処理
装置１０に入力され、処理されて、呼気中の酸素濃度と
して指示計１，１および／または記録計１２上に表され
る。
の隔壁５Ａ内に導入されるが、その隔壁５Ａ−の外壁面
には、配管１３を介して外管５Ｂ内に導入されている空
気が接触しているので、結局電極５Ｃ，５Ｄ間には、空
気中の酸素分圧と、呼気中の酸素分圧との差異に対応し
た起電力を生ずることになる。この起電力はデータ処理
装置１０に入力され、処理されて、呼気中の酸素濃度と
して指示計１，１および／または記録計１２上に表され
る。
上記実施例において、配管４まだは配管６に分岐配管を
設け、この分岐配管に炭酸ガス計、吸気ポンプ、流量調
節弁、流量計を上記順序で取り付け、呼気中の炭酸ガス
濃度を同時に測定すれば。
設け、この分岐配管に炭酸ガス計、吸気ポンプ、流量調
節弁、流量計を上記順序で取り付け、呼気中の炭酸ガス
濃度を同時に測定すれば。
呼吸代謝率、すなわち（炭酸ガスの増加量／酸素の消費
量）をも求めることができるようになる。
量）をも求めることができるようになる。
以上においては９人を対象とする場合について説明した
が１本発明の装置は動物に対しても適用可能である。
が１本発明の装置は動物に対しても適用可能である。
以上説明したように９本発明の呼気分析装置は。
吸気ポンプを酸素計の呼気出口に接続しているので、呼
気吸入部と酸素計との間に吸気ポンプを設けている従来
の装置のように、ポンプがある容積の空間をもっている
ことに起因する呼気の移動の時間遅れや、空間内の呼気
の濃度勾配の解消に時間がかかることに起因して、呼気
が酸素計に到達するまでに混合したシ拡散したりするの
を防止することができるようになった。そのため１本発
明の装置は応答速度が速く、かつ高精度で、肺機能の検
査を極めて正確に行うことができる。
気吸入部と酸素計との間に吸気ポンプを設けている従来
の装置のように、ポンプがある容積の空間をもっている
ことに起因する呼気の移動の時間遅れや、空間内の呼気
の濃度勾配の解消に時間がかかることに起因して、呼気
が酸素計に到達するまでに混合したシ拡散したりするの
を防止することができるようになった。そのため１本発
明の装置は応答速度が速く、かつ高精度で、肺機能の検
査を極めて正確に行うことができる。
第１図は本発明の呼気分析装置の一実施態様を示す概略
ブロック図、第２図は上記第１図に示した酸素計の概略
縦断面図である。 １：呼気マスク（呼気吸入部） ５：酸素計 ７：吸気ポンプ
ブロック図、第２図は上記第１図に示した酸素計の概略
縦断面図である。 １：呼気マスク（呼気吸入部） ５：酸素計 ７：吸気ポンプ
Claims (1)
- 呼気の入口および出口を備えた固体電解質酸素計と、前
記酸素計の呼気入口に接続した呼気吸入部と、前記酸素
計の呼気出口に接続した吸気ポンプとを有することを特
徴とする呼気分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56121392A JPS5822033A (ja) | 1981-08-04 | 1981-08-04 | 呼気分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56121392A JPS5822033A (ja) | 1981-08-04 | 1981-08-04 | 呼気分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5822033A true JPS5822033A (ja) | 1983-02-09 |
Family
ID=14810055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56121392A Pending JPS5822033A (ja) | 1981-08-04 | 1981-08-04 | 呼気分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5822033A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS607832A (ja) * | 1983-06-27 | 1985-01-16 | 財団法人電力中央研究所 | 労働量測定方法並に呼気ガス流量と酸素濃度検出器 |
| US6712623B2 (en) | 2001-03-26 | 2004-03-30 | Sumitomo Wiring Systems, Ltd. | Junction box |
| JP2011512930A (ja) * | 2008-02-28 | 2011-04-28 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 圧電セラミックダイアフラム装置を使用する自動化された非磁性医用モニタ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4325752Y1 (ja) * | 1966-02-28 | 1968-10-28 |
-
1981
- 1981-08-04 JP JP56121392A patent/JPS5822033A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4325752Y1 (ja) * | 1966-02-28 | 1968-10-28 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS607832A (ja) * | 1983-06-27 | 1985-01-16 | 財団法人電力中央研究所 | 労働量測定方法並に呼気ガス流量と酸素濃度検出器 |
| US6712623B2 (en) | 2001-03-26 | 2004-03-30 | Sumitomo Wiring Systems, Ltd. | Junction box |
| JP2011512930A (ja) * | 2008-02-28 | 2011-04-28 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 圧電セラミックダイアフラム装置を使用する自動化された非磁性医用モニタ |
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