JPH0374571B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、呼吸流量計に関し、特にガス分析
技術を用いるだけでそのガス濃度波形から呼吸流
量を計測することが出来る呼吸流量計に関する。

〔発明の概要〕

被検者の呼気、吸気が供給されるアダプタと、
該アダプタ内において、上記呼気、吸気の流れ方
向に対し一定の距離を置いて設けられた複数のサ
ンプリングポートと、これらサンプリングポート
に対応して複数の試料サンプリングチユーブを有
し、上記呼気、吸気に関連したガスの濃度を測定
する分析手段と、該分析手段で測定された上記一
定の距離に伴うガス濃度変化の時間差に基いて、
呼吸流量を算出する算出手段とを具備することに
より、従来の流速センサを用いることなく呼吸流
量が計測できるようにしたものである。

〔従来の技術〕

従来、被検者の酸素濃度、炭酸ガス濃度及び流
量をモニタすると同時に酸素摂取量、炭酸ガス排
出量等の代謝諸項目を演算する装置として第５図
に示すようなものがある。第５図において、１は
被検者のマスク（図示せず）等が接するアダプ
タ、２はサンプリングポート、３は炭酸ガス
（CO₂）分析器、４は酸素（O₂）分析器、５は流
量調整器、６はポンプ、７はCPU、８は表示器、
９は流速センサである。

被検者のマスク等からの呼吸はアダプタ１を介
して行われる。ポンプ６より吸引された吸引ガス
はサンプリングポート２でサンプリングされて
CO₂分析器３及びO₂分析器４に導かれる。この場
合、サンプリングポート２よりサンプリングされ
る量は流量調整器５で調整される。

CO₂分析器３は例えば第６図に示すように標準
サンプリングチユーブ３ａと試料サンプリングチ
ユーブ３ｂを有し、交互に赤外線の吸収量を測定
し、その両者を比較した差よりCO₂濃度を検出し
ている。

CO₂分析器３で検出されたCO₂濃度はCPU７に
供給され、ここで炭酸ガス排出量が算出される。
同時にO₂分析器４で検出されたO₂濃度はCPU７
に供給され、ここで酸素摂取量が算出される。

また、流速センサ９において呼吸ガスの呼吸速
度が検出され、これがCPU７に供給されて呼吸
流量が算出される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、第５図の如き構成の従来装置の場
合、呼吸流量を計測するのに専用の流速センサを
用いているため、構成が複雑になると共に高価に
なる等の欠点があつた。また、その負荷抵抗のた
めに被検者に負荷をかけたり、被測定ガスの種類
による感度のバラツキのため調整や保守点検をし
なければならない等の欠点があつた。

この発明は斯る点に鑑みてなされたもので、上
述の欠点を一掃し得る呼吸流量計を提供するもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

被検者の呼気、吸気が供給されるアダプタ１
と、該アダプタ１内において呼気、吸気の流れ方
向に対し一定の距離ｄを置いて設けられた複数の
サンプリングポート２Ａ，２Ｂと、これらサンプ
リングポート２Ａ，２Ｂに対応して複数の試料サ
ンプリングチユーブ３ｂ，３ｃを有し、呼気、吸
気に関連したガスの濃度を測定する分析手段３
と、該分析手段３で測定された上記一定の距離ｄ
に伴うガス濃度変化の時間差Δt（Δt′）に基いて、
呼吸流量V_E及びV_Iを算出する算出手段７，８と
を具備するように構成している。

〔作用〕

被検者の呼気、吸気の流れ方向に対し一定の距
離ｄを置いて設けられた複数のサンプリングポー
ト２Ａ，２Ｂにおいて、被検者の呼気、吸気に関
連して呼吸ガスをサンプリングし、複数の試料サ
ンプリングチユーブ３ｂ，３ｃを有する分析手段
３でそのガス濃度を測定する。そして算出手段
７，８に供給してここでガス濃度波形より上記一
定の距離ｄに伴う濃度変化の時間差Δt（Δt′）を
割り出し、この時間差Δt（Δt′）に基いて呼吸流
量V_E及びV_Iを算出する。これにより従来使用さ
れていた流速センサが不要となり、構成が簡単と
なると共にコスト的にも安価となる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図〜第４図に
基づいて詳しく説明する。

第１図は本実施例の構成を示すもので、第５図
と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説
明は省略する。

本実施例ではアダプタ１に複数のサンプリング
ポート２Ａ及び２Ｂを設けると共にこれに対応し
てCO₂分析器３内に第２図に示すように標準サン
プリングチユーブ３ａとは別に２つの試料サンプ
リングチユーブ３ｂ及び３ｃを設ける。CO₂分析
器３で標準サンプリングチユーブ３ａ、試料サン
プリングチユーブ３ｂ及び３ｃで交互に赤外線の
吸収量を測定し、標準サンプリングチユーブ３ａ
と試料サンプリングチユーブ３ｂを比較した差と
標準サンプリングチユーブ３ａと試料サンプリン
グチユーブ３ｃを比較した差とよりCO₂濃度を検
出している。この場合、サンプリングポート２Ａ
又は２Ｂよりサンプリングする量は２つの流量調
整器５Ａ及び５Ｂによつて夫々調整される。

CO₂分析器３で検出されたCO₂濃度及びO₂分析
器４で検出されたO₂濃度はCPU７に供給され、
ここで炭酸ガス排出量と酸素摂取量とが算出され
る。また、CPU７より表示器８にCO₂濃度とO₂
濃度の情報を供給してその波形を表示できる。第
３図及び第４図はCO₂濃度とO₂濃度の夫々波形を
示したもので、第３図は呼気の場合、第４図は吸
気の場合である。

ここでCO₂濃度の波形に注目すると、第３図及
び第４図において、t₁はCO₂がサンプリングポー
ト２Ａからサンプリングされてサンプリングチユ
ーブ３ｂで検出されるまでの時間、t₂はCO₂がサ
ンプリングポート２Ｂからサンプリングされてサ
ンプリングチユーブ３ｃで検出されるまでの時
間、δは呼気がサンプリングポート２Ａ及び２Ｂ
間を貫通する時間、δ′は呼気がサンプリングポー
ト２Ｂ及び２Ａ間を貫通する時間、Δtは呼気の
場合のCO₂がサンプリングチユーブ３ｂと３ｃと
で検出されるまでの時間差、Δt′は吸気の場合の
CO₂がサンプリングチユーブ３ｂと３ｃとで検出
されるまでの時間差とする。

いま呼気の場合、第３図より δ＋t₂＝t₁＋Δt ……(1) が成立する。また吸気の場合、第４図より δ′＋t₁＝t₂＋Δt′ ……(2) が成立する。上記(1)及び(2)式より δ＝Δt＋（t₁−t₂） ……(3) δ′＝Δt′−（t₁−t₂） ……(4) が求まる。従つて、（t₁−t₂）を測定し、その呼
吸のΔt，Δt′を求めればδ，δ′を求めることがで
きる。もつともt₁，t₂の測定は流量調整器５Ａ，
５Ｂによりt₁−t₂≒０とできるし、またサンプリ
ングの量が一定なればt₁−t₂は一定となるので、
この場合δ，δ′はΔt，Δt′のみより求めることが
出来る。

そして、サンプリングポート２Ａ及び２Ｂの間
の距離をｄとすれば、ｄ／δ，ｄ／δ′より呼吸速
度を求めることができる。更にアダプタ１の断面
積をｓとすれば、呼気流量V_E及び吸気流量V_Iは
夫々次式より求めることができる。

V_E＝ｄ／δ・ｓ ……(5) V_I＝ｄ／δ′・ｓ ……(6) なお、これ等の演算は全てCPU７内で行う。

このように本実施例では従来の如く流速センサ
を用いないでCO₂濃度波形より呼吸流量を求める
ことができる。

〔発明の効果〕

上述の如くこの発明によれば、被検者の呼気、
吸気に関連して複数のサンプリングポートを設
け、ここでサンプリングした呼吸ガスより複数の
試料サンプリングチユーブを有する分析手段でガ
ス濃度を測定し、このガス濃度の波形を利用して
検出手段で呼吸流量を算出するようにしたので、
従来の如く専用の流速センサを用いる必要がなく
なり、構成が簡略化され、コスト的にも安価とな
り、特に代謝諸項目を演算する装置等に用いて有
用である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成図、第
２図はこの発明の要部の一例を示す構成図、第３
図及び第４図はこの発明の説明に供するための
図、第５図は従来装置の一例を示す構成図、第６
図は従来のCO₂分析器を示す構成図である。 １はアダプタ、２Ａ，２Ｂはサンプリングポー
ト、３は炭酸ガス（CO₂）分析器、５Ａ，５Ｂは
流量調整器、７はCPU、８は表示器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被検者の呼気、吸気が供給されるアダプタ
   と、該アダプタ内において、上記呼気、吸気の流
   れ方向に対し一定の距離を置いて設けられた複数
   のサンプリングポートと、 これらサンプリングポートに対応して複数の試
   料サンプリングチユーブを有し、上記呼気、吸気
   に関連したガスの濃度を測定する分析手段と、 該分析手段で測定された上記一定の距離に伴う
   ガス濃度変化の時間差に基いて、呼吸流量を算出
   する算出手段と を具備してなる呼吸流量計。