JP7466111B2

JP7466111B2 - 捕集器具

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Publication number: JP7466111B2
Application number: JP2021537640A
Authority: JP
Inventors: 良樹佐々木
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2019-08-07
Filing date: 2020-07-10
Publication date: 2024-04-12
Anticipated expiration: 2040-07-10
Also published as: WO2021024699A1; JPWO2021024699A1; CN113710345A; CN113710345B; US20220074824A1

Description

本開示は、病原体等の対象物を含む気体を導入し、気体中の対象物を液体中に捕集する捕集器具に関する。

インフルエンザウイルス等の感染性ウイルスに感染した患者の呼気には、感染性ウイルスが含まれると考えられている。そして、患者の呼気中の感染性ウイルスは、空気中で粒子状（飛沫又は飛沫核）となって拡散し、飛沫感染や空気感染の原因になると考えられる。

こうした呼気中あるいは空気中のウイルスを採取することができれば、感染経路等を明確にすることが可能になる。また、呼気中あるいは空気中のウイルスの有無を迅速に判断することで、２次感染を予防することも可能となる。

従来、人体の呼気中の成分を捕集するための装置が開発されている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１の装置は、螺旋状に形成された捕集管と、この捕集管の滴下口に連結された回収びんと、これらを冷却する冷却容器とを備えている。

患者の呼気中に含まれるウイルスを採取し、これを診断又は研究用の検体として供することが可能なウイルス採取具も考案されている（例えば、特許文献２を参照）。特許文献２のウイルス採取具は、本体と、患者の呼気を導入する呼気導入部と、患者の呼気に含まれるウイルスを捕捉するトラップ部と、患者の呼気を含む気体成分を吸引する吸引部とを備えている。

特開平７－１０３９７４号公報特開２００８－１１９５５２号公報

上記特許文献１の装置では、人が捕集管の端部から呼気を吹き込むと、呼気が捕集管を通過する最中に冷却され、呼気中の成分が捕集管の内壁に付着する。そして、捕集管を冷却装置から取り出して温めると、内壁に付着した成分を含んだ液体が、回収びんに溜まるようになっている。しかしながら、特許文献１では、捕集管を冷却したり温めたりしなければならず、呼気中の成分を捕集することが簡便ではない。

上記特許文献２のウイルス採取具では、患者の呼気をくびれ部を有する呼気導入部に導入し、呼気がくびれ部の開口部から放出される際の減圧状態を利用して、呼気中の水蒸気を凝縮して液化し、その液中に含まれるウイルスをトラップ部に配置された分離培地に導入する。しかしながら、ウイルスを確実にトラップ部に取り込むことは困難である。さらに、特許文献２には、くびれ部の開口部とトラップ部との間に円筒状の浸透布なる部材を入れてウイルスを含む液を採取することも開示されている。しかしながら、浸透布を取り外して遠心分離機にかけるなどウイルスを含む液を分離するのに手間がかかる。

本開示は、気体中の対象物を、液体中に簡便に捕集できる捕集器具を提供するものである。

本開示の一態様に係る捕集器具は、導入された気体中の対象物を液体中に捕集する捕集器具であって、前記液体を保持するとともに、保持した前記液体の上方において前記気体が通る流路を有する容器と、前記容器内に設けられ、上下方向と交差する方向に延びる回転軸線周りに回転する回転体とを備え、前記回転体は、前記回転軸線と交差する方向に突出する第１羽根部を有し、前記第１羽根部は、前記気体中の前記対象物を捕捉するフィルタ部を有し、前記フィルタ部は、前記回転体が前記回転軸線周りに回転することによって、前記流路内にある位置から前記液体に浸漬される位置に移動する。

本開示の一態様に係る捕集器具は、気体中の対象物を、液体中に簡便に捕集できる。本開示の一態様における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および／または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、１つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。

図１は、実施の形態１に係る捕集器具を示す斜視図図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線断面図図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図図４は、左方から見た実施の形態２に係る捕集器具を示す断面図図５は、前方から見た実施の形態２に係る捕集器具を示す断面図図６は、左方から見た実施の形態３に係る捕集器具を示す断面図図７は、左方から見た実施の形態４に係る捕集器具を示す側面図図８は、実施の形態５に係る捕集器具を示す側面図

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。

ただし、本開示に係る捕集器具は、以下に説明する実施の形態や図面に記載される構成に限定されることを意図せず、それらと同等な構成も含む。

以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、請求の範囲を限定する主旨ではない。また、各図は、必ずしも厳密に図示したものではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。

以下において、平行及び垂直などの要素間の関係性を示す用語、及び、円筒形状などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味を表すのではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係る捕集器具１０を示す斜視図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。図１から図３を参照して、実施の形態１に係る捕集器具１０について説明する。なお、図１においては、図面が煩雑になることを避けるため、捕集液１６（後述）の図示を省略する。また、図３においては、図面が煩雑になることを避けるため、第１羽根部４４ｂ，４４ｄ（後述）の図示を省略する。また、この実施の形態では、本体１８（後述）の周壁部２４（後述）から見て、気体導入部２０（後述）側を前方とし、排気部２２（後述）側を後方として説明する（図１および図２の矢印参照）。また、この実施の形態では、周壁部２４から見て、左壁部２６（後述）側を左方とし、右壁部２８（後述）側を右方として説明する（図１および図３の矢印参照）。また、この実施の形態では、軸体４２（後述）から見て、流路Ａ側を上方とし、流路Ａとは反対側を下方として説明する（図１～図３の矢印参照）。前後方向、左右方向、および上下方向は、相互に垂直に交わっている。

図１から図３に示すように、捕集器具１０は、導入された気体中の対象物１を液体中に捕集する器具である。たとえば、対象物１は、病原体、ウイルス、花粉、および粒子状の物体等を含む。捕集器具１０は、容器１２と、回転体１４と、捕集液１６とを備えている。以下、各構成について説明する。

容器１２は、容器１２内において捕集液１６を保持するとともに、保持した捕集液１６の上方において気体が通る流路Ａを有している。また、容器１２は、容器１２内において回転体１４を回転軸線Ｘ周りに回転可能に支持している（図２の矢印Ｙ参照）。回転軸線Ｘは、左右方向に延びている。言い換えると、回転軸線Ｘは、上下方向と垂直な方向に延びている。なお、回転軸線Ｘは、上下方向と垂直な方向に延びていなくてもよく、上下方向と交差する方向に延びていればよい。容器１２は、本体１８と、気体導入部２０と、排気部２２とを有している。

本体１８は、捕集液１６を保持する部分であり、回転体１４を回転軸線Ｘ周りに回転可能に支持する部分である。本体１８は、円筒状であり、周壁部２４と、左壁部２６と、右壁部２８とを有する。

周壁部２４は、回転軸線Ｘ周りに沿って形成されており、左右方向に延びかつ円筒状である。周壁部２４は、回転体１４を囲むように設けられている。周壁部２４は、回転軸線Ｘよりも上方において、周壁部２４を前後方向に貫通する穴部３０および穴部３２を有している。穴部３０は、回転軸線Ｘよりも前方に設けられており、穴部３２は、回転軸線Ｘよりも後方に設けられている。穴部３０および穴部３２は、前後方向において、相互に対向している。左壁部２６および右壁部２８はそれぞれ、回転軸線Ｘに垂直な方向に延びかつ略円板状である。左壁部２６および右壁部２８は、左右方向において、相互に対向している。左壁部２６は、左方から回転体１４を覆うように、周壁部２４の左端部に接続されている。左壁部２６は、左壁部２６の中央部を左右方向に貫通しかつ円形状の穴部３４を有している。右壁部２８は、右方から回転体１４を覆うように、周壁部２４の右端部に接続されている。右壁部２８は、右壁部２８の中央部を回転軸線Ｘ方向に貫通しかつ円形状の穴部３６を有している。

気体導入部２０は、捕集器具１０を使用する使用者の呼気、または捕集器具１０の周辺の空気等の気体を導入する部分であり、本体１８に接続されている。使用者とは、たとえば、病原体を持つ患者等である。気体導入部２０は、筒状であり、円筒部３８と、円錐筒部４０とを有している。円筒部３８は、前後方向に延びかつ円筒状である。円筒部３８は、穴部３０と連通するように周壁部２４に接続されている。円錐筒部４０は、前方に向かって漸次幅広となっており、円錐状かつ筒状である。円錐筒部４０は、円筒部３８の周壁部２４とは反対側の端部に接続されている。

排気部２２は、気体導入部２０から導入された気体を排出する部分であり、気体導入部２０とは反対側において、本体１８に接続されている。排気部２２は、前後方向に延びかつ円筒状である。排気部２２は、穴部３２と連通するように周壁部２４に接続されている。

容器１２は、気体導入部２０、本体１８、および排気部２２によって構成される流路Ａを有している。容器１２内に導入された気体は、流路Ａを流れる。気体導入部２０に導入された気体は、円錐筒部４０および円筒部３８を通り（図２の矢印Ｂ１参照）、穴部３０から本体１８内に流入する。本体１８内に流入した気体は、捕集液１６の上方を通り、穴部３２から排気部２２へと流入する（図２の矢印Ｂ２参照）。そして、気体は、排気部２２から排気される。このように、容器１２は、前後方向に気体が流れるように、捕集液１６の上方において流路Ａを有している。言い換えると、容器１２は、上下方向から見たとき、回転軸線Ｘと垂直な方向に気体が流れるように、捕集液１６の上方において流路Ａを有している。なお、容器１２は、上下方向から見たときに回転軸線Ｘと垂直な方向に気体が流れるように、流路Ａを有していなくてもよく、たとえば、上下方向から見たときに回転軸線Ｘと交差する方向に気体が流れるように、流路Ａを有していてもよい。

回転体１４は、容器１２内に設けられ、回転軸線Ｘ周りに回転可能となるように容器１２に支持されている。回転体１４は、軸体４２と、複数の第１羽根部４４ａ～４４ｈとを有している。

軸体４２は、左右方向に延びかつ円柱状である。軸体４２の軸心は、回転軸線Ｘと一致している。軸体４２は、本体１８の円筒中心部に設けられる。具体的には、軸体４２の左端部は、左壁部２６の穴部３４に回転可能に嵌まっており、軸体４２の右端部は、右壁部２８の穴部３６に回転可能に嵌まっている。これによって、軸体４２は、回転軸線Ｘ周りに回転可能となるように、本体１８に支持される。

複数の第１羽根部４４ａ～４４ｈは、回転軸線Ｘと交差する方向に突出し、回転軸線Ｘ周りに等間隔を空けて軸体４２の外周面に取り付けられている。言い換えると、複数の第１羽根部４４ａ～４４ｈは、軸体４２の外周面から軸体４２の径方向の外方に突出しており、軸体４２の周方向に等間隔を空けて配置されている。複数の第１羽根部４４ａ～４４ｈは、軸体４２とともに、回転軸線Ｘ周りに回転可能である。第１羽根部４４ａは、フィルタ部４６と、枠部４８とを有している。

フィルタ部４６は、左右方向に延びかつ回転軸線Ｘと交差する方向に延び、四角形の板状である。なお、フィルタ部４６は、四角形の板状でなくてもよい。フィルタ部４６は、回転軸線Ｘと交差する方向に突出しており、軸体４２の外周面に接続されている。フィルタ部４６は、回転体１４が回転軸線Ｘ周りに回転すると、回転軸線Ｘ周りに回転する。たとえば、フィルタ部４６は、気体と接触することによって、気体中の対象物１を捕捉する。また、たとえば、フィルタ部４６は、気体を透過させ、透過させた気体中の対象物１を捕捉する。フィルタ部４６は、たとえば、網状に形成されている。フィルタ部４６としては、気体中の対象物１を捕捉できる公知の種々のフィルタを用いることができる。たとえば、フィルタ部４６として、不織布を用いたフィルタを用いることができる。また、たとえば、フィルタ部４６として、流路Ａに気体を流したとき、当該気体を透過させるともに、当該気体を受けて回転体１４が回転軸線Ｘ周りに回転するような空隙率を持つフィルタを用いることができる。フィルタ部４６は、回転軸線Ｘの真上（図２の第１羽根部４４ａの位置）に位置しているとき、捕集液１６の液面１７よりも上方に突出しており、流路Ａ内に位置している。具体的には、フィルタ部４６が回転軸線Ｘの真上に位置しているとき、当該フィルタ部４６の一部は、流路Ａ内にあり、当該フィルタ部４６の他の一部は、捕集液１６に浸漬されている。また、フィルタ部４６は、回転軸線Ｘの真上に位置しているとき、前後方向において穴部３０および穴部３２と重なっている。一方、フィルタ部４６は、回転軸線Ｘの真下（図２の第１羽根部４４ｅの位置）に位置しているとき、および回転軸線Ｘの真横（図２の第１羽根部４４ｃの位置および第１羽根部４４ｇの位置）に位置しているとき、捕集液１６の液面１７よりも下方に位置しており、捕集液１６に浸漬されている。具体的には、フィルタ部４６が回転軸線Ｘの真下に位置しているとき、および回転軸線Ｘの真横に位置しているとき、当該フィルタ部４６の全体は、捕集液１６に浸漬されている。フィルタ部４６は、回転体１４が回転軸線Ｘ周りに回転することによって、流路Ａ内にある位置から捕集液１６に浸漬される位置に移動可能に構成されている。具体的には、フィルタ部４６は、回転体１４が回転軸線Ｘ周りに回転することで回転軸線Ｘ周りに回転し、流路Ａ内にある位置から捕集液１６に浸漬される位置に移動可能に構成されている。さらに具体的には、回転体１４が回転軸線Ｘ周りに回転することによって、フィルタ部４６のうち流路Ａ内に存在していた部分が、捕集液１６に浸漬される。

枠部４８は、軸体４２側に開口しかつ略Ｕ字状であり、フィルタ部４６の縁部に沿って設けられている。枠部４８は、軸体４２の外周面に取り付けられている。枠部４８は、フィルタ部４６の縁部を挟むように設けられている。枠部４８は、本体１８の内面と隙間を空けて設けられている。具体的には、回転軸線Ｘと垂直な方向において、枠部４８は、周壁部２４の内面と隙間を空けて設けられている。また、左右方向において、枠部４８は、左壁部２６の内面と隙間を空けて設けられているとともに、右壁部２８の内面と隙間を空けて設けられている。

第１羽根部４４ｂ～４４ｈは、第１羽根部４４ａと同様の構成であるため、上述した第１羽根部４４ａの説明を参照することによって、第１羽根部４４ｂ～４４ｈの詳細な説明は省略する。

捕集液１６は、対象物１を捕集するための液体であって、本体１８の内部に充填される。具体的には、捕集液１６は、回転軸線Ｘよりも上方であって、軸体４２よりも上方に捕集液１６の液面１７が形成されるように、本体１８の内部に充填されている。また、捕集液１６は、穴部３０および穴部３２よりも下方に捕集液１６の液面１７が形成されるように、本体１８の内部に充填されている。このように、捕集液１６は、気体導入部２０および排気部２２からこぼれない高さまで入れてもよい。

次に、実施の形態１に係る捕集器具１０を用いて、気体中の対象物１を捕集する方法について説明する。ここでは、患者の呼気中の対象物１を捕集する方法について説明する。

まず、捕集器具１０を患者に装着する。具体的には、患者の口を気体導入部２０の円錐筒部４０で覆うようにして、捕集器具１０を患者に装着する。捕集器具１０を患者に装着したとき、円錐筒部４０と患者の口の周辺との間に隙間がある場合には、患者の呼気が外部に漏れ、少量の患者の呼気中に存在する病原体を十分に捕集できないおそれがある。したがって、円錐筒部４０の前方側の開口部４１に、ポリウレタン性のシートをテープ状に加工して貼付することによって、円錐筒部４０と患者の口の周辺との間の隙間を埋めてもよい。また、患者が捕集器具１０を容易に装着できるようにするために、円錐筒部４０と本体１８とを連結する部分、たとえば、円筒部３８は柔軟性のあるゴム製のチューブであってもよい。こうすることで、円錐筒部４０の向きを容易に変えることができるので、患者は、無理な姿勢をとることなく、呼気をより確実に捕集器具１０の本体１８内に送ることができる。

患者は、捕集器具１０を装着した後、鼻で肺に空気を取り込み、引き続き口から息を吐き、気体導入部２０を介して本体１８に呼気を吹き込む。ここでは詳細を記さないが、必要な呼気量を容器１２内に取り込んだか否かを、流量計等の手段で確認し、必要量に達しない場合には再度呼気を吹き込むように患者に促すことも有効である。検査に必要な呼気量をあらかじめ算出し、その結果に応じて検査に必要な呼気をより確実に容器１２に導入することができる。

本体１８の内部には、上述したように、捕集液１６が予め充填されている。捕集液１６としては、たとえば生理食塩水を用いることによって、捕集される病原体にダメージを与え難くできる。捕集液１６の液量は、たとえば５ｍＬ程度とする。また、本体１８を気体導入部２０側もしくは排気部２２側に大きく傾けると捕集液１６が本体１８から漏れ出る恐れがあるため、本体１８を傾かないように固定しておいてもよい。捕集液１６には、界面活性剤が含有されていてもよい。

患者が呼気を吹き込むと、患者の吹き込んだ呼気の風圧により、回転体１４は回転軸線Ｘ周りに回転するとともに、回転体１４のフィルタ部４６を呼気が通過する。フィルタ部４６としては、呼気などを吹き付けた時に、呼気の風圧によって抵抗を感じる程度以下の空隙率を持つものを選択することによって、呼気によって回転体１４を容易に回転させることができる。

なお、後述する実施の形態２で説明するように、より確実に呼気によって回転体が回転するように、回転体１４ａ（後述）の第１羽根部５０ａ～５０ｈ（後述）において、流路Ａを構成する本体１８ａの内面と接する部分（接触部５１（後述））にシリコーン性の軟質部材を用いてもよい。軟質部材は、回転体１４ａの回転を停止させることなく、かつ呼気が回転体１４ａと本体１８ａとの隙間から漏れて回転体１４ａの回転の推進力を失うことを抑制できるような位置に調整して設置する。

また、後述する実施の形態３で説明するように、回転体の回転の推進力をより確実に得るために、第１羽根部４４ａ～４４ｈのいずれかを、フィルタ部４６よりも気体を通しにくいテフロン（登録商標）性の板材（第２羽根部５２ａ，５２ｃ，５２ｅ，５２ｇ（後述））に変更してもよい。

患者が呼気を吹き込むことで回転体１４が回転し、呼気は順次フィルタ部４６と接触しながら排気部２２へと流れる。また、回転体１４が回転すると、複数の第１羽根部４４ａ～４４ｈが順番に流路Ａ内に移動してくるので、呼気が第１羽根部４４ａ～４４ｈに当たりやすく、回転体１４を回転させやすい。呼気中に含まれた病原体等の対象物１はフィルタ部４６の表面に付着しており、回転体１４が回転することによってフィルタ部４６が捕集液１６に浸漬されると、その際に病原体等の対象物１が捕集液１６に分離捕集される。

このように、導入する気体が患者の呼気である場合、患者が呼気を吹き込むことで本体１８の内部に設置した回転体１４が回転する。この時、患者の呼気に病原体等の対象物１が含まれていると、呼気が回転体１４のフィルタ部４６を透過もしくは触れる際に、フィルタ部４６の表面に病原体等の対象物１が捕捉される。捕捉された病原体等の対象物１は、回転体１４が回転することで、捕集液１６に触れてフィルタ部４６を離れ、捕集液１６に分離捕集される。

以上のようにして、気体中の対象物１を液体中に捕集できる。

最後に、対象物１が捕集された捕集液１６を回収し、病原体検出装置で病原体の有無を検査する。回収した捕集液１６中に病原体が含まれていれば、病原体検出装置によって、病原体を採取できる。なお、捕集器具１０を病原体検出装置に接続しておき、患者の呼気の導入から病原体の有無の検査までの一連の動作を自動で行うことも可能である。

以上のように、本実施の形態に係る捕集器具１０は、導入された気体中の対象物１を捕集液１６中に捕集する捕集器具であって、捕集液１６を保持するとともに、保持した捕集液１６の上方において気体が通る流路Ａを有する容器１２と、容器１２内に設けられ、上下方向と交差する方向に延びる回転軸線Ｘ周りに回転する回転体１４とを備え、回転体１４は、回転軸線Ｘと交差する方向に突出する第１羽根部４４ａ～４４ｈを有し、第１羽根部４４ａ～４４ｈは、気体中の対象物１を捕捉するフィルタ部４６を有し、フィルタ部４６は、回転体１４が回転軸線Ｘ周りに回転することによって、流路Ａ内にある位置から捕集液１６に浸漬される位置に移動する。

これによれば、第１羽根部４４ａ～４４ｈは、気体中の対象物１を捕捉するフィルタ部４６を有しており、フィルタ部４６は、回転体１４が回転軸線Ｘ周りに回転することによって流路Ａ内にある位置から捕集液１６に浸漬される位置に移動する。したがって、フィルタ部４６を流路Ａ内に配置した状態から、回転体１４を回転軸線Ｘ周りに回転させ、フィルタ部４６を捕集液１６に浸漬させることによって、流路Ａ内の気体中の対象物１を捕捉できるとともに、捕捉した対象物１を捕集液１６中に捕集できる。このように、フィルタ部４６を回転軸線Ｘ周りに回転させると、気体中の対象物１を簡便に捕集できる。

［実施の形態２］
次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２では、第１羽根部５０ａ（５０ｂ～５０ｈ）の端部が流路Ａを構成する容器１２ａの内面と接触した状態で、回転体１４ａが回転軸線Ｘ周りに回転する点において、実施の形態１と主に異なっている。

図４は、左方から見た実施の形態２に係る捕集器具１０ａを示す断面図である。図５は、前方から見た実施の形態２に係る捕集器具１０ａを示す断面図である。図４および図５を参照して、実施の形態２に係る捕集器具１０ａについて説明する。なお、以下の説明においては、実施の形態１に係る捕集器具１０との相違点を中心に説明する。

捕集器具１０ａは、本体１８とは異なる本体１８ａと、第１羽根部４４ａ～４４ｈとは異なる第１羽根部５０ａ～５０ｈとを有している点において、捕集器具１０とは異なっている。本体１８ａは、本体１８ａの下部が下方に凹んでいる点において、本体１８とは異なっている。これによって、捕集液１６中の対象物１を本体１８ａの下部に集めやすくなる。第１羽根部５０ａは、枠部４８とは異なる枠部４８ａを有している点において、第１羽根部４４ａ～４４ｈとは異なっている。枠部４８ａは、流路Ａを構成する容器１２ａの本体１８ａの内面と接する接触部５１を有している。流路Ａを構成する本体１８ａの内面とは、本体１８ａの内面のうち液面１７よりも上方に位置している部分をいう。接触部５１は、枠部４８ａの外端部に設けられている。接触部５１は、外方に向かって漸次幅広となっており、本体１８ａの内面と接する。具体的には、回転軸線Ｘと垂直な方向において、接触部５１は、外方に向かって漸次幅広となり、流路Ａを構成する周壁部２４ａの内面と接する。また、左右方向において、接触部５１は、左方に向かって漸次幅広となり、流路Ａを構成する左壁部２６ａの内面と接する。また、左右方向において、接触部５１は右方に向かって漸次幅広となり、流路Ａを構成する右壁部２８ａの内面と接する。接触部５１としては、たとえば、シリコーン性の軟質部材を用いることができる。実施の形態２に係る回転体１４ａは、第１羽根部５０ａの端部（接触部５１）が流路Ａを構成する本体１８ａの内面に接した状態で、回転軸線Ｘ周りに回転する。第１羽根部５０ｂ～５０ｈは、第１羽根部５０ａと同様の構成であるため、上述した第１羽根部５０ａの説明を参照することによって、第１羽根部５０ｂ～５０ｈの詳細な説明は省略する。

以上のように、本実施の形態に係る捕集器具１０ａにおいて、回転体１４ａは、第１羽根部５０ａ（５０ｂ～５０ｈ）の端部（接触部５１）が流路Ａを構成する容器１２ａの内面に接した状態で、回転軸線Ｘ周りに回転する。

これによれば、第１羽根部５０ａ（５０ｂ～５０ｈ）の端部（接触部５１）が流路Ａを構成する容器１２ａの本体１８ａの内面と接した状態で、回転体１４ａは回転軸線Ｘ周りに回転する。このように、第１羽根部５０ａ～５０ｈの端部に接触部５１を設けることによって、流路Ａ内を流れる気体が本体１８ａと回転体１４ａとの間の隙間を流れることを抑制できる。これによって、流路Ａを流れる気体がフィルタ部４６を透過しやすくなり、気体中の対象物１をより確実に捕捉できる。言い換えると、流路Ａを流れる気体がフィルタ部４６を透過することなく排気されることを抑制できる。なお、図４および図５に示す実施の形態２では、回転軸線Ｘに垂直な方向および左右方向における枠部４８ａの端部に接触部５１を設けているが、回転軸線Ｘに垂直な方向における枠部４８ａの端部に接触部５１を設けてもよいし、左右方向における枠部４８ａの端部に接触部５１を設けてもよいし、回転体１４ａの回転を阻害することのないように接触部５１を設ければよい。また、接触部５１は、外方に向かって漸次幅広となっていなくてもよい。

［実施の形態３］
次に、実施の形態３について説明する。実施の形態３では、第１羽根部４４ａ，４４ｃ，４４ｅ，４４ｇに代えて、第２羽根部５２ａ，５２ｃ，５２ｅ，５２ｇを有している点において、実施の形態１と主に異なっている。

図６は、左方から見た実施の形態３に係る捕集器具１０ｂを示す断面図である。図６を参照して、実施の形態３に係る捕集器具１０ｂについて説明する。なお、以下の説明においては、実施の形態１に係る捕集器具１０との相違点を中心に説明する。

捕集器具１０ｂは、容器１２の代わりに容器１２ａを有している点において、実施の形態１に係る捕集器具１０と異なる。また、捕集器具１０ｂは、回転体１４の代わりに回転体１４ｂを有している点において、実施の形態１に係る捕集器具１０と異なる。容器１２ａについては、上述した実施の形態２の説明を参照することによって、詳細な説明を省略する。回転体１４ｂは、第１羽根部４４ａの代わりに第２羽根部５２ａ、第１羽根部４４ｃの代わりに第２羽根部５２ｃ、第１羽根部４４ｅの代わりに第２羽根部５２ｅ、および第１羽根部４４ｇの代わりに第２羽根部５２ｇを有している点において、回転体１４と異なる。第２羽根部５２ａ，５２ｃ，５２ｅ，５２ｇは、回転軸線Ｘと交差する方向に突出しており、回転軸線Ｘ周りに等間隔を空けて設けられている。言い換えると、第２羽根部５２ａ，５２ｃ，５２ｅ，５２ｇは、軸体４２の外周面から軸体４２の径方向の外方に突出しており、軸体４２の外周面に取り付けられている。第２羽根部５２ａは、左右方向に延びかつ回転軸線Ｘと垂直な方向に延び、略四角形の板状である。第２羽根部５２ａは、流路Ａを構成する容器１２ａの本体１８ａの内面と接している。具体的には、回転軸線Ｘと垂直な方向において、第２羽根部５２ａの端部は、流路Ａを構成する周壁部２４ａの内面と接する。また、左右方向において、第２羽根部５２ａの端部は、流路Ａを構成する左壁部２６ａ（図５参照）の内面と接する。また、左右方向において、第２羽根部５２ａの端部は、流路Ａを構成する右壁部２８ａの内面と接する。第２羽根部５２ａは、回転軸線Ｘ周りにおいて、第１羽根部４４ｂ，４４ｄ，４４ｆ，４４ｈと並んで配置されている。第２羽根部５２ａは、回転体１４ｂが回転軸線Ｘ周りに回転すると、回転軸線Ｘ周りに回転する。回転体１４ｂは、第２羽根部５２ａの端部が流路Ａを構成する本体１８ａの内面に接した状態で、回転軸線Ｘ周りに回転する。第２羽根部５２ａの材料としては、たとえば、テフロン（登録商標）等の樹脂を用いることができ、第２羽根部５２ａは、フィルタ部４６よりも気体を透過しにくい。なお、第２羽根部５２ａは、気体を透過しないように構成されていてもよい。第２羽根部５２ｃ，５２ｅ，５２ｇは、第２羽根部５２ａと同様の構成であるため、上述した第２羽根部５２ａの説明を参照することによって、第２羽根部５２ｃ，５２ｅ，５２ｇの詳細な説明は省略する。

なお、第１羽根部４４ｂ（４４ｄ，４４ｆ，４４ｈ）は、流路Ａを構成する容器１２ａの本体１８ａの内面と接していてもよい。この場合、回転体１４ｂは、第１羽根部４４ｂ（４４ｄ，４４ｆ，４４ｈ）が流路Ａを構成する容器１２ａの本体１８ａの内面と接した状態で、回転軸線Ｘ周りに回転する。

以上のように、本実施の形態に係る捕集器具１０ｂにおいて、回転体１４ｂは、回転軸線Ｘと交差する方向に突出しかつフィルタ部４６よりも気体を透過しにくい第２羽根部５２ａ，５２ｃ，５２ｅ，５２ｇをさらに有する。

これによれば、回転体１４ｂは、フィルタ部４６よりも気体を透過しにくい第２羽根部５２ａ，５２ｃ，５２ｅ，５２ｇを有している。たとえば、導入する気体が患者の呼気である場合、フィルタ部４６よりも気体を透過しにくい第２羽根部５２ａ，５２ｃ，５２ｅ，５２ｇを設けることによって、回転体１４ｂは導入された呼気からの力を受けやすくなり、回転体１４ｂを簡便に回転させることができる。したがって、気体中の対象物１を捕集液１６中にさらに簡便に捕集できる。なお、第２羽根部の枚数は、呼気で回転体１４ｂが回転し、呼気中の病原体をフィルタ部４６で捕捉できれば、何枚でもかまわない。

［実施の形態４］
次に、実施の形態４について説明する。実施の形態４では、駆動装置５４をさらに備えている点において、実施の形態１と主に異なっている。

図７は、左方から見た実施の形態４に係る捕集器具１０ｃを示す側面図である。図７を参照して、実施の形態４に係る捕集器具１０ｃについて説明する。なお、以下の説明においては、実施の形態１に係る捕集器具１０との相違点を中心に説明する。

捕集器具１０ｃは、駆動装置５４をさらに備えている点において、捕集器具１０と異なる。また、捕集器具１０ｃは、左右方向において、軸体４２ｃが左壁部２６よりも外方に突出している点において、捕集器具１０と異なる。駆動装置５４は、回転体１４ｃに回転力を付加する装置であって、回転体１４ｃを回転軸線Ｘ周りに回転させる装置である。駆動装置５４は、モータ５６と、ベルト５８とを有している。ベルト５８は、軸体４２ｃとモータ５６の回転軸６０とに掛け回される。モータ５６が駆動されると、ベルト５８を介して軸体４２ｃが回転され、回転体１４ｃが回転する。なお、回転体１４ｃは、複数の第１羽根部４４ａ～４４ｈを有しているが、回転体は、１個の第１羽根部を有していてもよい。

以上のように、本実施の形態に係る捕集器具１０ｃは、回転体１４ｃを回転軸線Ｘ周りに回転させる駆動装置５４をさらに備える。

これによれば、たとえば、導入する気体が室内の空気である場合、回転体１４ｃの軸体４２ｃにモータ５６を連結し、モータ５６の回転を、回転体１４ｃの軸体４２ｃに伝達することで、回転体１４ｃを簡便に回転させることができる。したがって、周辺の空気を流路Ａ内に簡便に導入でき、その中に含まれる病原体等の対象物１を簡便に捕集液１６に分離捕集することができる。また、駆動装置５４によって回転体１４ｃを回転させ続けることによって、効率よく気体を導入でき、気体中の対象物１を効率よく捕集できる。

なお、これまで図１から図７を用いて実施の形態を説明してきたが、いずれの場合においても気体を導入して回転体のフィルタ部に病原体等の対象物を捕捉し、回転体の回転とともに病原体等の対象物を捕集液に分離捕集した後、捕集液を取り出して、病原体の検査に使用してもかまわない。また、図には記載していないが、本体の下部に捕集液を取り出す配管を設置し、ポンプ等で送液を行い、捕集器具と併設された病原体検査機器に捕集液を導入し、病原体の量や種類を測定することで迅速に病原体の２次感染を防ぐなどの効果が期待できる。

［実施の形態５］
次に、実施の形態５について説明する。

図８は、実施の形態５に係る捕集器具１０ｄを示す側面図である。図８を参照して、実施の形態５に係る捕集器具１０ｄについて説明する。なお、この実施の形態では、本体１８ｄ（後述）から見て、気体導入部２０ｄ（後述）が接続されている側を下方とし、排気部２２ｄ（後述）が接続されている側を上方として説明する（図８の矢印参照）。

図８に示すように、捕集器具１０ｄは、導入された気体中の対象物１を液体中に捕集する器具である。捕集器具１０ｄは、容器１２ｄと、３つの回転体１４と、捕集液１６とを備えている。以下、各構成について説明する。

容器１２ｄは、容器１２ｄ内において、捕集液１６を保持している。また、容器１２ｄは、上下方向と垂直な方向に延びる回転軸線Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３周りに回転可能となるように、３つの回転体１４を支持している。回転軸線Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３は、相互に同方向に延び、上下方向に間隔を空けて並んでいる。なお、回転軸線Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３は、上下方向と垂直な方向に延びていなくてもよく、上下方向と交差する方向に延びていればよい。容器１２ｄは、本体１８ｄと、気体導入部２０ｄと、排気部２２ｄとを有している。

本体１８ｄは、捕集液１６を保持する部分であり、３つの回転体１４を回転軸線Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３周りに回転可能に支持する部分である。本体１８ｄは、略直方体状であり、回転体１４よりも下方から捕集液１６中に気体を流入させる流入口６２を有している。流入口６２は、本体１８ｄの下部に設けられている。流入口６２は、たとえば、逆止弁のように構成されており、気体導入部２０ｄから気体を捕集液１６中に流入させるが、捕集液１６を気体導入部２０ｄに流入させない。

気体導入部２０ｄは、捕集器具１０ｄを使用する使用者の呼気、または捕集器具１０ｄの周辺の空気を導入する部分であり、本体１８ｄの流入口６２に接続されている。排気部２２ｄは、気体導入部２０ｄから導入された気体を排出する部分であり、本体１８ｄの上部に接続されている。排気部２２ｄは、本体１８ｄ内における捕集液１６の上方の空間と連通している。

３つの回転体１４は、容器１２ｄ内の捕集液１６に浸漬されており、上下方向に並んで配置されている。一番上の回転体１４は回転軸線Ｘ１周りに回転可能となるように本体１８ｄに支持されており、真ん中の回転体１４は回転軸線Ｘ２周りに回転可能となるように本体１８ｄに支持されており、一番下の回転体１４は回転軸線Ｘ３周りに回転可能となるように本体１８ｄに支持されている。上述した実施の形態１における説明を参照することによって、回転体１４の詳細な説明を省略する。回転体１４の第１羽根部４４ａ～４４ｈのフィルタ部４６（図１～図３参照）は、流入口６２から捕集液１６中に流入されかつ捕集液１６中を上方に向かって移動する気体２に接触することによって、気体２中の対象物１を捕捉する。回転体１４は、捕集液１６中を移動する気体２が第１羽根部４４ａ（４４ｂ～４４ｈ）に接触することによって、回転軸線Ｘ１（Ｘ２，Ｘ３）周りに回転する。回転体１４が回転軸線Ｘ１（Ｘ２，Ｘ３）周りに回転することによって、フィルタ部４６に捕捉された対象物１が捕集液１６中に捕集される。捕集液１６中に流入された気体２は、たとえば、泡状である。

捕集液１６は、対象物１を捕集するための液体であって、本体１８ｄの内部に充填される。具体的には、捕集液１６は、一番上の回転体１４よりも上方に捕集液１６の液面１７が形成されるように、本体１８ｄの内部に充填されている。

なお、捕集器具１０ｄの本体１８ｄには、回転体１４を３個設置しているが、少量の病原体を効率よく捕集するために複数の回転体１４を設置しているのであって、必ずしも回転体１４を３個設置する必要はない。

また、本体１８ｄに、所定の濃度に調整したリン酸緩衝液を捕集液１６として注入してもよい。リン酸緩衝液は本体１８ｄに設置した回転体１４の全てが浸漬する量を注入してもよく、気体導入部２０ｄと本体１８ｄとの接続個所は、本体１８ｄの最下部の側面もしくは底部であってもよい。気体導入部２０ｄから入る気体が効率よく本体１８ｄ内部に設置された複数の回転体１４の第１羽根部４４ａ（４４ｂ～４４ｈ）に当たるように配置してもよい。

さらに、気体中の病原体の量が極微量の場合、図８に示すように回転体１４を複数設置してもよい。この時、流入口６２は捕集液１６を保持する本体１８ｄの最下部に設置することで、病原体を含む気体は複数設置された回転体１４のフィルタ部４６に複数回にわたって接し、その間に病原体はフィルタ部４６に捕捉され、回転体１４の回転により、捕集液１６中に分離捕集される。この時、本体１８ｄの上部の排気部２２ｄに設けられたポンプ６４によって排気を行うことで、気体導入部２０ｄから効率よく気体を本体１８ｄ内に導入することができる。

次に、実施の形態５に係る捕集器具１０ｄを用いて、気体中の対象物１を捕集する方法について説明する。

患者の呼気中の対象物１を捕集する場合には、患者が気体導入部２０ｄに呼気を吹き込むことで下部から順番に回転体１４の第１羽根部４４ａ（４４ｂ～４４ｈ）に気体を順次接触させながらフィルタ部４６で病原体等の対象物１を捕捉し、回転体１４の回転とともにリン酸緩衝液中に病原体等の対象物１を分離捕集する。また、呼気中の対象物１の捕集ではなく、一般の大気中の病原体等の対象物１を捕集する場合には、たとえば、捕集器具１０ｄの気体導入部２０ｄにポンプ６６を設置し、ポンプ６６を稼動させて捕集液１６中に気体を流入させればよい。ここでポンプ６６の種類、型式に制約はなく、対象となる気体を捕集液１６に取り込むことができればよい。こうして、病原体等の対象物１を捕集したリン酸緩衝液（捕集液１６）を回収し、病原体検出装置で分析を行う。回収したリン酸緩衝液に病原体が含まれていれば、病原体検出装置によって、病原体を採取できる。

以上のように、本実施の形態に係る捕集器具１０ｄは、導入された気体中の対象物１を捕集液１６中に捕集する捕集器具であって、捕集液１６を保持する容器１２ｄと、容器１２ｄ内の捕集液１６に浸漬され、上下方向と交差する方向に延びる回転軸線Ｘ１（Ｘ２，Ｘ３）周りに回転可能となるように容器１２ｄに支持される回転体１４とを備え、容器１２ｄは、回転体１４よりも下方から捕集液１６内に気体を流入させる流入口６２を有し、回転体１４は、回転軸線Ｘ１（Ｘ２，Ｘ３）と交差する方向に突出する第１羽根部４４ａ～４４ｈを有し、第１羽根部４４ａ～４４ｈは、流入口６２から捕集液１６中に流入されかつ捕集液１６中を上方に向かって移動する気体に接触することによって、気体中の対象物１を捕捉するフィルタ部４６を有する。

これによれば、回転体１４よりも下方に設けられた流入口６２から捕集液１６中に流入された気体は、上方に向かって移動する。そして、回転体１４のフィルタ部４６は、上方に向かって移動する気体に接触することによって、気体中の対象物１を捕捉する。また、回転体１４は、捕集液１６中を移動する気体が第１羽根部４４ａ（４４ｂ～４４ｈ）に接触することによって、回転軸線Ｘ１（Ｘ２，Ｘ３）周りに回転する。このように、回転体１４が回転軸線Ｘ１（Ｘ２，Ｘ３）周りに回転することによって、フィルタ部４６に捕捉された対象物１は捕集液１６中に捕集される。このように、流入口６２から捕集液１６中に気体を流入させると、気体中の対象物１を捕集液１６中に簡便に捕集できる。また、捕集液１６中の気体は、回転軸線Ｘ１（Ｘ２，Ｘ３）周りに回転する回転体１４に接触することによって、細かい泡状となるので、フィルタ部４６に捕捉されやすくなる。これによって、気体中の対象物１をより確実に捕集できる。

以上、本開示の１つまたは複数の態様に係る捕集器具について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の１つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

上述した実施の形態では、円筒部３８および排気部２２が、前後方向に延びている場合について説明したが、たとえば、円筒部３８は、上斜め前方に向かって延びていてもよいし、排気部２２は、上斜め後方に向かって延びていてもよい。

上述した実施の形態では、捕集液１６の液面１７が、回転軸線Ｘよりも上方に形成される場合について説明したが、これに限定されない。たとえば、捕集液１６の液面１７は、回転軸線Ｘよりも下方に形成されていてもよい。

本開示は、気体中の対象物を液体中に捕集する装置に広く利用可能である。

１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ捕集器具
１２，１２ａ，１２ｄ容器
１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ回転体
１６捕集液
１７液面
１８，１８ａ，１８ｄ本体
２０，２０ｄ気体導入部
２２，２２ｄ排気部
２４，２４ａ周壁部
２６，２６ａ左壁部
２８，２８ａ右壁部
３０，３２，３４，３６穴部
３８円筒部
４０円錐筒部
４２，４２ｃ軸体
４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄ，４４ｅ，４４ｆ，４４ｇ，４４ｈ，５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ，５０ｅ，５０ｆ，５０ｇ，５０ｈ第１羽根部
４６フィルタ部
４８，４８ａ枠部
５１接触部
５２ａ，５２ｃ，５２ｅ，５２ｇ第２羽根部
５４駆動装置
５６モータ
５８ベルト
６０回転軸
６２流入口
６４，６６ポンプ

Claims

導入された気体中の対象物を液体中に捕集する捕集器具であって、
前記液体を保持するとともに、保持した前記液体の上方において前記気体が通る流路を有する容器と、
前記容器内に設けられ、上下方向と交差する方向に延びる回転軸線周りに回転する回転体とを備え、
前記回転体は、前記回転軸線と交差する方向に突出する第１羽根部を有し、
前記第１羽根部は、前記気体中の前記対象物を捕捉するフィルタ部を有し、
前記フィルタ部は、前記回転体が前記回転軸線周りに回転することによって、前記流路内にある位置から前記液体に浸漬される位置に移動し、
前記回転体は、前記第１羽根部の端部が前記流路を構成する前記容器の内面に接した状態で、前記回転軸線周りに回転する、
捕集器具。
導入された気体中の対象物を液体中に捕集する捕集器具であって、
前記液体を保持するとともに、保持した前記液体の上方において前記気体が通る流路を有する容器と、
前記容器内に設けられ、上下方向と交差する方向に延びる回転軸線周りに回転する回転体とを備え、
前記回転体は、前記回転軸線と交差する方向に突出する第１羽根部を有し、
前記第１羽根部は、前記気体中の前記対象物を捕捉するフィルタ部を有し、
前記フィルタ部は、前記回転体が前記回転軸線周りに回転することによって、前記流路内にある位置から前記液体に浸漬される位置に移動し、
前記回転体は、前記回転軸線と交差する方向に突出しかつ前記フィルタ部よりも前記気体を透過しにくい第２羽根部をさらに有する、
捕集器具。
前記回転体を前記回転軸線周りに回転させる駆動装置をさらに備える、
請求項１または２に記載の捕集器具。
導入された気体中の対象物を液体中に捕集する捕集器具であって、
前記液体を保持する容器と、
前記容器内の前記液体に浸漬され、上下方向と交差する方向に延びる回転軸線周りに回転する回転体とを備え、
前記容器は、前記回転体よりも下方から前記液体中に前記気体を流入させる流入口を有し、
前記回転体は、前記回転軸線と交差する方向に突出する第１羽根部を有し、
前記第１羽根部は、前記流入口から前記液体中に流入されかつ前記液体中を上方に向かって移動する前記気体に接触することによって、前記気体中の前記対象物を捕捉するフィルタ部を有する、
捕集器具。
対象物を含む呼気が与えられる導入部と、
フィルタを有する第１羽根を含む複数の羽根を有する回転体と、
前記回転体を収容し、気体で満たされる第１領域と液体で満たされる第２領域を有する容器を含み、
前記複数の羽根の各々は、軸の回りを回転し、かつ、前記容器と接し、
前記呼気は前記第１羽根を回転させ、前記フィルタを前記第１領域から前記第２領域に移動させ、これにより、前記第１領域で前記フィルタが捕捉した前記対象物は、第２領域で離脱される、
捕集容器。
前記フィルタは前記第１羽根上に設けられた不織布であり、
前記液体は生理食塩水である、
請求項５記載の捕集容器。