JPS6257945B2 - - Google Patents
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- JPS6257945B2 JPS6257945B2 JP54043121A JP4312179A JPS6257945B2 JP S6257945 B2 JPS6257945 B2 JP S6257945B2 JP 54043121 A JP54043121 A JP 54043121A JP 4312179 A JP4312179 A JP 4312179A JP S6257945 B2 JPS6257945 B2 JP S6257945B2
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- respiratory
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
- A61B5/097—Devices for facilitating collection of breath or for directing breath into or through measuring devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
- G01N33/483—Physical analysis of biological material
- G01N33/497—Physical analysis of biological material of gaseous biological material, e.g. breath
- G01N33/4972—Determining alcohol content
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
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- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は呼吸気から肺胞空気分を識別し、分離
するための方法及び装置に関する。
するための方法及び装置に関する。
呼吸気中のガス成分の実際の濃度の測定は、呼
気の１部のみを問題になるガス、例えばCO2、O2
及びアルコールに関して試験し、その際この部分
は肺中の肺胞でこれらのガスと平衡になつている
ことを前提とする。従つて、口腔及び咽頭腔から
の振子運動空気及び混合空気を肺胞空気から測定
技術で分離しなければならない。
気の１部のみを問題になるガス、例えばCO2、O2
及びアルコールに関して試験し、その際この部分
は肺中の肺胞でこれらのガスと平衡になつている
ことを前提とする。従つて、口腔及び咽頭腔から
の振子運動空気及び混合空気を肺胞空気から測定
技術で分離しなければならない。
公知の測定法によれば、測定の開始時から継続
的に追跡される所望以外のガス成分の濃度がある
一定の値になつた時、呼気の所望のガス成分の測
定に必要な、肺胞空気の混合空気及び振子運動空
気からの分離が行なわれたものである。特に、ア
ルコール含有量の測定前に測定されるCO2含有量
があげられる。CO2含有量が肺中でのO2の交換の
尺度であるという考え方から出発すれば、比較的
高いCO2含有量は肺からの呼気、すなわち肺胞空
気であることを示す。先ず測定器は実験のため吐
き出された空気のCO2含有量を継続的に測定し、
所定の閾価（該実施例によればこれはCO24.5％
である）になつた後、アルコール測定部に接続
し、次に呼吸アルコール含有量が測定される。こ
の方法の不正確さは広い範囲で変動する個人的
CO2―値に起因する。従つて、一般に通用する閾
価は確定できない。１人の被験者は閾価を上回つ
ているにもかかわらずまだ純粋な肺胞空気が存在
しないけれど、他の被験者は閾価にまつたく達し
ないであろう。更に、二種の異なつたガスの濃度
を測定しなければならない装置は非常に費用がか
かりかつ故障しやすい（米国特許第3830630号明
細書）。
的に追跡される所望以外のガス成分の濃度がある
一定の値になつた時、呼気の所望のガス成分の測
定に必要な、肺胞空気の混合空気及び振子運動空
気からの分離が行なわれたものである。特に、ア
ルコール含有量の測定前に測定されるCO2含有量
があげられる。CO2含有量が肺中でのO2の交換の
尺度であるという考え方から出発すれば、比較的
高いCO2含有量は肺からの呼気、すなわち肺胞空
気であることを示す。先ず測定器は実験のため吐
き出された空気のCO2含有量を継続的に測定し、
所定の閾価（該実施例によればこれはCO24.5％
である）になつた後、アルコール測定部に接続
し、次に呼吸アルコール含有量が測定される。こ
の方法の不正確さは広い範囲で変動する個人的
CO2―値に起因する。従つて、一般に通用する閾
価は確定できない。１人の被験者は閾価を上回つ
ているにもかかわらずまだ純粋な肺胞空気が存在
しないけれど、他の被験者は閾価にまつたく達し
ないであろう。更に、二種の異なつたガスの濃度
を測定しなければならない装置は非常に費用がか
かりかつ故障しやすい（米国特許第3830630号明
細書）。
呼吸気中のガス成分、つまりアルコールの測定
のためのもう一つの装置は、時間調整により確定
した時点でこれを測定する。この時点は呼気時間
以内で始まるあらかじめ指定可能な時間間隔のお
わりに決定される。この際、呼吸気通過量はこの
時間間隔内で所定の最低通過量以下になつてはな
らず、かつこの際、常に呼気方向に流れなければ
ならない。この両条件が満たされていない時、誤
測定検出器が測定の無効を決定する。前記時間間
隔は、被験者が測定時点ですでに口腔及び気管か
ら空気を吐きだしたということを確実にすべきで
あり、次いで測定器が肺胞空気の呼吸アルコール
濃度を測定する。前記時間間隔の終りは、有利に
少なくとも総呼吸気量の80％の最少呼吸量を吐き
出す時点により決められる。積分計は呼吸気通過
量を吸気及び呼気の際時間的に積分し、これから
最少呼吸気量によりこの時間間隔の終わりをはつ
きりさせることができる。この実施形は被験者の
体格と無関係であろう。この装置の欠点は非常に
複雑な構成である、というのはこれはとりわけ容
量測定装置を衛生的理由から２重に、すなわち吸
気通路および呼気通路中に有さなければならな
い。被験者に彼の前に試験された者がすでに呼気
をした管を通し吸入することを要求することはで
きない。両方の容量測定装置の測定値の一致は簡
単な構成部品では達成されないし、同様様なこと
は絶対に必要な調整にもいえる。この方法は意志
のない被検者による測定誤差に対し安全ではな
い。意識した浅い吸気により非常に僅かな呼吸容
量を見せかけることができる。自動的に例えば総
呼吸容量の80％に調節した最少呼吸容量は試験の
際、実際には口腔及び咽頭からのものである。こ
うして、正確な測定値に決定的な肺胞空気を完全
に把握することはできない（西ドイツ国特許出願
公開第2428352号公報）。
のためのもう一つの装置は、時間調整により確定
した時点でこれを測定する。この時点は呼気時間
以内で始まるあらかじめ指定可能な時間間隔のお
わりに決定される。この際、呼吸気通過量はこの
時間間隔内で所定の最低通過量以下になつてはな
らず、かつこの際、常に呼気方向に流れなければ
ならない。この両条件が満たされていない時、誤
測定検出器が測定の無効を決定する。前記時間間
隔は、被験者が測定時点ですでに口腔及び気管か
ら空気を吐きだしたということを確実にすべきで
あり、次いで測定器が肺胞空気の呼吸アルコール
濃度を測定する。前記時間間隔の終りは、有利に
少なくとも総呼吸気量の80％の最少呼吸量を吐き
出す時点により決められる。積分計は呼吸気通過
量を吸気及び呼気の際時間的に積分し、これから
最少呼吸気量によりこの時間間隔の終わりをはつ
きりさせることができる。この実施形は被験者の
体格と無関係であろう。この装置の欠点は非常に
複雑な構成である、というのはこれはとりわけ容
量測定装置を衛生的理由から２重に、すなわち吸
気通路および呼気通路中に有さなければならな
い。被験者に彼の前に試験された者がすでに呼気
をした管を通し吸入することを要求することはで
きない。両方の容量測定装置の測定値の一致は簡
単な構成部品では達成されないし、同様様なこと
は絶対に必要な調整にもいえる。この方法は意志
のない被検者による測定誤差に対し安全ではな
い。意識した浅い吸気により非常に僅かな呼吸容
量を見せかけることができる。自動的に例えば総
呼吸容量の80％に調節した最少呼吸容量は試験の
際、実際には口腔及び咽頭からのものである。こ
うして、正確な測定値に決定的な肺胞空気を完全
に把握することはできない（西ドイツ国特許出願
公開第2428352号公報）。
更に、他の公知の方法及び装置も呼吸気中の被
測定ガスの割合の正確な測定のために混合及び振
子運動空気からの肺胞空気の分離を必要とする。
これも呼吸気中のアルコール含有量の決定のため
の装置である。更に、これに付属する赤外線測定
器が試料採取の間継続的に瞬間のアルコール濃度
を測定する。閾価コンパレータ中で、アルコール
濃度の上昇速度の度合いを表わす測定値の時間的
変化が測定される。
測定ガスの割合の正確な測定のために混合及び振
子運動空気からの肺胞空気の分離を必要とする。
これも呼吸気中のアルコール含有量の決定のため
の装置である。更に、これに付属する赤外線測定
器が試料採取の間継続的に瞬間のアルコール濃度
を測定する。閾価コンパレータ中で、アルコール
濃度の上昇速度の度合いを表わす測定値の時間的
変化が測定される。
上昇速度が所定の閾価を下回るとき、はじめて
指示のための測定値の伝達が行なわれる。この最
初の条件は上昇速度の低下と共に口腔及び咽頭腔
からの振子運動空気分が次第に減少し、閾価を下
回る際、測定管中には肺胞空気のみが存在するこ
とから明らかである。測定値の伝達のためのその
他の条件として、流速計により調べた呼気の流速
は測定値の伝達まで、所定の時間の間、所定の値
より高くなければならない。このもう一つの条件
は前記測定法の経過を信頼できるものとする。ア
ルコール濃度の測定は呼吸気流中に接続した応答
時間の早い赤外線測定装置により行なわれる。欠
点として測定値の精密な分析（例えば、これは上
昇速度の測定のために必要であるのだが）のため
に、費用のかかる赤外線測定装置が必要である。
肺胞空気成分の信頼できる把握は簡単で、値ごろ
ではあるが遅いアルコール測定装置では実施不可
能である（西ドイツ国特許出願公開第2610578号
公報）。
指示のための測定値の伝達が行なわれる。この最
初の条件は上昇速度の低下と共に口腔及び咽頭腔
からの振子運動空気分が次第に減少し、閾価を下
回る際、測定管中には肺胞空気のみが存在するこ
とから明らかである。測定値の伝達のためのその
他の条件として、流速計により調べた呼気の流速
は測定値の伝達まで、所定の時間の間、所定の値
より高くなければならない。このもう一つの条件
は前記測定法の経過を信頼できるものとする。ア
ルコール濃度の測定は呼吸気流中に接続した応答
時間の早い赤外線測定装置により行なわれる。欠
点として測定値の精密な分析（例えば、これは上
昇速度の測定のために必要であるのだが）のため
に、費用のかかる赤外線測定装置が必要である。
肺胞空気成分の信頼できる把握は簡単で、値ごろ
ではあるが遅いアルコール測定装置では実施不可
能である（西ドイツ国特許出願公開第2610578号
公報）。
本発明の課題は、呼吸気の肺胞空気分のみを測
定に供給することを確実とする簡単で信頼性のあ
る方法および装置を得ることである。
定に供給することを確実とする簡単で信頼性のあ
る方法および装置を得ることである。
この課題は、導入した呼気の温度を連続的に測
定し、この温度の時間的変化が所定の閾価を下回
る際、この呼気を測定室８に通じ、次いでこの中
でセンサ９で所望の呼吸気成分を測定する、呼吸
気から肺胞空気を識別および分離するための方法
により解決する。この方法の有利な実施方式は特
許請求の範囲第２項に記載される。
定し、この温度の時間的変化が所定の閾価を下回
る際、この呼気を測定室８に通じ、次いでこの中
でセンサ９で所望の呼吸気成分を測定する、呼吸
気から肺胞空気を識別および分離するための方法
により解決する。この方法の有利な実施方式は特
許請求の範囲第２項に記載される。
本発明方法は、呼気の温度が呼気量の関数であ
るという事実を利用している。この温度は肺胞空
気分の吐出しの開始と同時に一定の水準に達す
る。この際、この温度の上昇速度はほとんどゼロ
となる。測定時点の間の温度差の測定は、小型温
度感知器により連続的に測定するとき、簡単な公
知技術である。肺胞空気から混合及び振子運動空
気をこの方法により単純にかつ正確に分離するこ
とは、単純でかつゆつくりで要求に添つた値ごろ
なガス測定装置の有利な使用を可能とする。
るという事実を利用している。この温度は肺胞空
気分の吐出しの開始と同時に一定の水準に達す
る。この際、この温度の上昇速度はほとんどゼロ
となる。測定時点の間の温度差の測定は、小型温
度感知器により連続的に測定するとき、簡単な公
知技術である。肺胞空気から混合及び振子運動空
気をこの方法により単純にかつ正確に分離するこ
とは、単純でかつゆつくりで要求に添つた値ごろ
なガス測定装置の有利な使用を可能とする。
測定室を通る肺胞空気分の通過の遅延の可能性
により、特別な使用、例えば特に鋭敏な測定のた
めに、肺胞空気部分すなわち測定試料と混合空気
部分とのより大きな間隔によつて分離はさらに明
らかとなる。
により、特別な使用、例えば特に鋭敏な測定のた
めに、肺胞空気部分すなわち測定試料と混合空気
部分とのより大きな間隔によつて分離はさらに明
らかとなる。
本発明方法を実施するための装置の特徴は、呼
吸気管に流速計を備え、呼吸気管１は制御される
止め弁７を介して、排気口を介し外界に開いてい
る測定室８と連結可能であり、かつもう一つの制
御される止め弁６を介して直接外界と連結可能で
あり、該呼吸気管１は呼吸気用温度感知器２を有
しており、該感知器２は閾価コンパレータ３に接
続しており、この出力は流速計４の出力と共に
AND―ゲート１１に印加され、このゲートは同
時的制御の際、クロツクスイツチ１３を介し止め
弁６，７を制御することである。本発明の装置の
有利な形成は特許請求の範囲第４項および第５項
に記載される。
吸気管に流速計を備え、呼吸気管１は制御される
止め弁７を介して、排気口を介し外界に開いてい
る測定室８と連結可能であり、かつもう一つの制
御される止め弁６を介して直接外界と連結可能で
あり、該呼吸気管１は呼吸気用温度感知器２を有
しており、該感知器２は閾価コンパレータ３に接
続しており、この出力は流速計４の出力と共に
AND―ゲート１１に印加され、このゲートは同
時的制御の際、クロツクスイツチ１３を介し止め
弁６，７を制御することである。本発明の装置の
有利な形成は特許請求の範囲第４項および第５項
に記載される。
この装置は装置の単純で、有利な構造を保証
し、それにもかかわらず、呼吸気の肺胞空気のみ
が測定に供されることをも確実とする。混合及び
振子運動空気部分はあらかじめ確実に分離される
のである。
し、それにもかかわらず、呼吸気の肺胞空気のみ
が測定に供されることをも確実とする。混合及び
振子運動空気部分はあらかじめ確実に分離される
のである。
次に本発明を図面に略示した実施例につき詳述
する。
する。
呼吸検査を行なわれる人は凝縮の回避のために
例えば40℃に加熱した呼吸気管１中に息を吹きこ
む。この管は１つの入口と２つの排気口を有す
る。これら排気口は制御される止め弁６，７によ
り開閉することができる。呼吸気管１中に入ると
同時に、呼気の温度を十分小さい時間定数を有す
る小型温度感知器により連続的に測定する。肺胞
の呼吸気温度は約34.5±２℃にあるので、この個
人的変動の故に、一定の温度値の達成は、呼吸気
管１中への肺胞空気進入の判断基準とはならず、
閾価コンパレータ３中の電子的微分により知られ
る呼気の温度の変化を追跡するのである。これが
０に近い値を達成した時（条件ａ）、小型温度感
知器２に沿つて純粋な肺胞空気が流れていること
は明らかである。
例えば40℃に加熱した呼吸気管１中に息を吹きこ
む。この管は１つの入口と２つの排気口を有す
る。これら排気口は制御される止め弁６，７によ
り開閉することができる。呼吸気管１中に入ると
同時に、呼気の温度を十分小さい時間定数を有す
る小型温度感知器により連続的に測定する。肺胞
の呼吸気温度は約34.5±２℃にあるので、この個
人的変動の故に、一定の温度値の達成は、呼吸気
管１中への肺胞空気進入の判断基準とはならず、
閾価コンパレータ３中の電子的微分により知られ
る呼気の温度の変化を追跡するのである。これが
０に近い値を達成した時（条件ａ）、小型温度感
知器２に沿つて純粋な肺胞空気が流れていること
は明らかである。
AND―ゲート１１を介して閾価コンパレータ
３が接続しているクロツクスイツチ１３によつ
て、止め弁６はしまり、同時に止め弁７は開く。
すると肺胞空気は測定室８中に流れこむ。次い
で、測定室８中に配置された呼吸ガス測定装置の
センサ９で肺胞空気分から所望のガス成分の濃度
を測定する。この際、呼吸ガス測定装置自体は不
連続的に作動することもできる。呼吸気管１が止
め弁７の開放の際、すでに完全に肺胞空気で満た
されているように、遅延スイツチ１０を域価コン
パレータ３とAND―ゲート１１との接続導線に
接続することができる。
３が接続しているクロツクスイツチ１３によつ
て、止め弁６はしまり、同時に止め弁７は開く。
すると肺胞空気は測定室８中に流れこむ。次い
で、測定室８中に配置された呼吸ガス測定装置の
センサ９で肺胞空気分から所望のガス成分の濃度
を測定する。この際、呼吸ガス測定装置自体は不
連続的に作動することもできる。呼吸気管１が止
め弁７の開放の際、すでに完全に肺胞空気で満た
されているように、遅延スイツチ１０を域価コン
パレータ３とAND―ゲート１１との接続導線に
接続することができる。
AND―ゲート１１からのシグナルによりクロ
ツクスイツチ１３は作動され、これを介し止め弁
５，６，７は制御される。
ツクスイツチ１３は作動され、これを介し止め弁
５，６，７は制御される。
測定の実施に十分長い時間止め弁７が開いてい
たか、またはもう一つの止め弁５が存在する際、
測定室８がパージされて肺胞空気でのみ満たされ
ている時、測定室８への肺胞空気の導入は自動的
に止め弁７の閉鎖により終了する。この場合、ク
ロツクスイツチ１３により止め弁５も閉鎖され
る。肺胞空気での測定室８の充満は指示器１４，
１５によつて視覚的にも聴覚的にも示される。
たか、またはもう一つの止め弁５が存在する際、
測定室８がパージされて肺胞空気でのみ満たされ
ている時、測定室８への肺胞空気の導入は自動的
に止め弁７の閉鎖により終了する。この場合、ク
ロツクスイツチ１３により止め弁５も閉鎖され
る。肺胞空気での測定室８の充満は指示器１４，
１５によつて視覚的にも聴覚的にも示される。
故意でなく又は例えば呼吸アルコール測定の際
故意に起される非連続的呼気もしくは吸い戻しに
よる測定値の偽造に対する防御のため“条件ｂ”
として呼吸気流を監視する。“条件ａ”が満たさ
れた際、止め弁７は、鋭敏な差圧スイツチ１２に
より作動する流速計４により、呼吸気管１中に十
分な流速及び外気に対しわずかな過圧が存在する
時にのみ開くことが保証される。
故意に起される非連続的呼気もしくは吸い戻しに
よる測定値の偽造に対する防御のため“条件ｂ”
として呼吸気流を監視する。“条件ａ”が満たさ
れた際、止め弁７は、鋭敏な差圧スイツチ１２に
より作動する流速計４により、呼吸気管１中に十
分な流速及び外気に対しわずかな過圧が存在する
時にのみ開くことが保証される。
更に差圧スイツチ１２からの測定値はAND―
ゲート１１に印加される。有効な濃度測定は、
AND―ゲート１１に総測定経過の間“条件ａ”
及び“条件ｂ”が常に同時に満たされる時にのみ
得られる。そうでない場合には、指示器１４，１
５により聴覚的又は視覚的な警告が行なわれる。
ゲート１１に印加される。有効な濃度測定は、
AND―ゲート１１に総測定経過の間“条件ａ”
及び“条件ｂ”が常に同時に満たされる時にのみ
得られる。そうでない場合には、指示器１４，１
５により聴覚的又は視覚的な警告が行なわれる。
その場合には呼吸検査を行なわれる人は新たに
装置中に息を吹き込まなければならない。
装置中に息を吹き込まなければならない。
図面は本発明による装置の１実施例を示す略図
である。 １…呼吸気管、２…温度感知器、３…閾価コン
パレーター、４…流速計、５，６，７…止め弁、
８…測定室、９…センサ、１０…遅延スイツチ、
１１…AND―ゲート、１３…クロツクスイツ
チ。
である。 １…呼吸気管、２…温度感知器、３…閾価コン
パレーター、４…流速計、５，６，７…止め弁、
８…測定室、９…センサ、１０…遅延スイツチ、
１１…AND―ゲート、１３…クロツクスイツ
チ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 呼吸気を、流速計を介して連続的に監視し
て、呼吸気温度測定用温度知器を備える呼吸気管
を介して中断することなく供給することにより呼
吸気から肺胞空気分を識別および分離するための
方法において、呼吸気温度の時間的変化を測定
し、この変化が所定の閾価を下回る際、この呼吸
気を測定室８に通じ、次いでこの中でセンサ９で
所望の呼吸気成分を測定することを特徴とする呼
吸気から肺胞空気分を識別および分離するための
方法。 ２ 所定の遅延をもつて通過が行なわれる、特許
請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 呼吸気から肺胞空気分を識別および分離する
ための呼吸気管中の流速計を有する装置におい
て、呼吸気管１は制御される止め弁７を介して、
排気口を介して外界に開いている測定室８と連結
可能であり、かつもう一つの制御される止め弁６
を介して直接外界と連結可能であり、該呼吸気管
１は呼吸気用温度感知器２を有しており、該感知
器２は閾価コンパレータ３に接続しており、この
出力は流速計４の出力と共にAND―ゲート１１
に印加され、このゲートは同時的制御の際、クロ
ツクスイツチ１３を介し止め弁６，７を制御する
ことを特徴とする呼吸気から肺胞空気分を識別お
よび分離するための装置。 ４ 測定室８が排気口に、クロツクスイツチ１３
により制御される止め弁５を有する、特許請求の
範囲第３項記載の装置。 ５ 閾価コンパレータ３とAND―ゲート１１と
の連結の間に遅延スイツチ１０を接続している、
特許請求の範囲第３項又は４項記載の装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2816499A DE2816499C2 (de) | 1978-04-15 | 1978-04-15 | Verfahren und Anordnung zur Erkennung und Abtrennung des Alveolarluftanteiles aus der Atemluft |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5516289A JPS5516289A (en) | 1980-02-04 |
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