JPH11276459A

JPH11276459A - 肺機能検査装置

Info

Publication number: JPH11276459A
Application number: JP10101815A
Authority: JP
Inventors: Akira Kudo; 晃工藤; Hiroshi Tomii; 博史富井
Original assignee: Fukuda Sangyo Co Ltd
Current assignee: Fukuda Sangyo Co Ltd
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1999-10-12

Abstract

(57)【要約】【課題】安全性が高くかつ経済性に優れた肺機能検査
装置を提供する。【解決手段】肺機能を検査する肺機能検査装置におい
て、前記肺機能検査装置が、(i).少なくともＣＯガス及
び／又はＨｅガスを使用して肺機能を測定する部位を含
む肺機能測定部、(ii).肺機能の測定のために使用され
るガスを供給する測定用ガス供給部、(iii).肺機能の測
定項目が変わる毎に、少なくとも測定準備段階におい
て、測定系に供給される測定用ガスの成分濃度を分析す
るガス濃度分析部、及び、(iv).前記ガス濃度分析部の
分析結果に基づき、(iv)-1.前記測定用ガス供給部のガ
ス供給と測定開始を指示する機能、及び、(iv)-2.前記
測定用ガス供給部のガス供給の停止と測定中止を指示す
る機能、を有する制御部（コントロール部）、とから成
ることを特徴とする肺機能検査装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、呼吸器疾患の診断
や治療において、不可欠な肺機能の測定や検査をするた
めの装置（以下、肺機能検査装置という。）に関するも
のである。

【０００２】詳しくは、本発明は、ガスボンベ等のガス
供給源からの低濃度ＣＯ（一酸化炭素）ガスをテストガ
スとして利用して肺の拡散能力を検査する検査機能を少
なくとも有する肺機能検査装置において、前記ＣＯガス
に起因する危険性を防止するように構成した安全性の高
い肺機能検査装置に関するものである。

【０００３】更に詳しくは、本発明は、前記したＣＯガ
スを利用して肺の拡散能力を検査する機能を少なくとも
有する肺機能検査装置において、肺の拡散能力の検査時
はもとより、他の残気量などの検査時において患者等に
よる高濃度のＣＯガスの吸引、あるいは長時間の低濃度
ＣＯガスの吸引などに基づく危険性を十全に防止するよ
うに構成した安全性の高い肺機能検査装置に関するもの
である。

【０００４】

【従来の技術】今日、呼吸器疾患の診断や治療におい
て、肺機能検査装置は不可欠なものである。例えば、肺
機能検査装置の臨床的意義を次のようにまとめることが
できる（岡安大仁著、「肺機能検査入門書」、１９７８
年１０月１日発行、株式会社医学書院）。 (1).気道、肺、胸膜の機能障害の発見。 (2).呼吸機能障害の治療効果の指標。 (3).手術の適用、術後効果の判定。 (4).労作能力（じん肺、身体障害）の法律、法規上の判
定。例えば、じん肺には肺機能検査の実施が義務づけら
れている。

【０００５】周知のように、肺機能の検査項目として
は、種々のものがある。以下、本発明の理解を助けるた
めに、代表的な検査項目ついて、その原理や測定法など
について説明する。

【０００６】(1).肺の拡散能力の測定：これは、肺胞内
ガスと肺毛細管血（血液）との物理的な拡散現象に基づ
くガス交換の効率の良さを測定するものであり、肺拡散
能力（diffusing capacity）（以下、ＤＬと略記す
る。）検査ともいわれている。

【０００７】前記肺拡散能力（ＤＬ）は、一般にＣＯガ
スを指標として測定されている。（ＤＬｃｏ）。これ
は、ＣＯのヘモグロビン（Ｈb）に対する親和性がＯ₂の
２１０倍と大きく、かつ低濃度（例えば０．１〜０．３
％）でも精度よく測定することが可能なためである。

【０００８】前記肺拡散能力（ＤＬ）は、理論上、(i).
肺胞毛細管膜サイドの拡散能力（Ｄ_M）と、(ii).肺毛細
管血サイドの拡散能力（Ｄ_B）（＝θ・Ｖ_C）とに区分さ
れ、かつこれら拡散能力の間には、以下の関係式（１）
が成立するとされている。（１／ＤＬ）＝（１／Ｄ_M）＋（１／Ｄ_B）＝（１／Ｄ_M）＋（１／θ・Ｖ_C） ………………………（１）前記関係式（１）において、各記号は次のことを意味す
る；Ｄ_M＝膜拡散能力（membrane diffusing capacity）。Ｖ_C＝肺毛細管血量（pulmonary capillary blood volum
e）。 θ ＝血漿から赤血球へのＣＯ（またはＯ₂）の移行速
度。

【０００９】前記したように、肺拡散能力（ＤＬ）は、
肺胞毛細管膜の拡散機能のみならず、ガス交換にあずか
る肺毛細管血量（Ｖ_C）、つまり有効な肺毛細管床の機
能をも反映しているものである。別言すれば、肺拡散能
力（ＤＬ）は、ガス拡散機能を有する肺胞群と肺毛細管
床との間での全体的なガス移行量を表現する指標となる
ものである。

【００１０】前記肺拡散能力（ＤＬ）の測定には、前記
したように、一般にはヘモグロビン（Ｈb）に対する親
和性がＯ₂に比較して約２１０倍も大きいこと、また毛
細管内のＣＯガスの平均分圧（Ｐｃ・ｃｏ）を無視する
ことができること、などの理由によりテストガス（参照
ガス）としてＣＯ（一酸化炭素）ガスが使用されてい
る。測定法には、一回呼吸法（single breath method）
と恒常法（steady state method）がある。なお、前者
はＤＬｃｏ（Ｓ／Ｂ）測定法、後者はＤＬｃｏ（Ｓ／
Ｓ）測定法ともいわれている。

【００１１】前記一回呼吸法、即ちＤＬｃｏ（Ｓ／Ｂ）
測定法は、例えば以下のようにして実施されるものであ
る。 (i).テストガスとして濃度が０．３％のＣＯガス、指標
ガス（参照ガス）として１０％Ｈｅ、及び２０％Ｏ₂、
残余（バランス）Ｎ₂を含む混合ガスを最大呼気位（最
大肺活量ＶＣの最大呼気位、ＶＣ＝Vital capacity）か
ら最大吸気位まで吸わせる。 (ii).約１０秒間呼吸停止させたあと、決められた量を
捨て、その後の呼気ガスをサンプルバック（呼気バッ
ク）に採取し、分析する。 (iii).ＤＬｃｏ（Ｓ／Ｂ）測定値は、息をこられた前後
の肺胞気中のＣＯ濃度を測定することにより、以下の関
係式（２）により求めることができる。ＤＬｃｏ＝［１分間に肺毛細管膜を通って拡散するＣＯ量（ml／min）］／［平均肺胞気ＣＯ分圧（mmHg）］ …………………（２）

【００１２】前記ＤＬｃｏ（Ｓ／Ｂ）測定法において、
指標ガス（参照ガス）として１０％Ｈｅを利用するの
は、１０秒間呼吸停止させた間のＨｅに対するＣＯ濃度
の減少を１０秒後の呼吸ガスの分析により測定し、ＣＯ
の移動量を求めて拡散能力を算出するためである。前記
ＤＬｃｏ（Ｓ／Ｂ）測定法において、呼気ガスの分析に
は、一般に赤外線ＣＯアナライザー（ＣＯ分析計）、Ｈ
ｅメータ（Ｈｅ分析計）などが使用されている。

【００１３】前記ＤＬｃｏ（Ｓ／Ｂ）測定法の測定装置
の原理図を図６に示す。測定装置は図６に示されるよう
に、スパイロメータ（spirometer）、バルーンボックス
（balloon box）、５方活栓（5 way valve）、吸気側と
呼気側のそれぞれの一方弁（J valve）、呼気採取用サ
ンプリングバック（Sampling bag）、マウスピース（mo
uth piece）、測定回路の連結用ゴム管などで構成され
る。図中、吸入気のＣＯ濃度とＨｅ濃度は、それぞれ
（ＦＩｃｏ）、（ＦＩ_He）で示されている。また、呼出
肺胞気のＣＯ濃度とＨｅ濃度は、それぞれ（ＦＡｃ
ｏ）、（ＦＡ_He）で示されている。なお、呼吸停止時間
（ｔ）は、吸気開始から呼気開始までの時間として、ス
パイログラムから正確に測定される。

【００１４】(2).肺の残気量の測定：肺の残気量（resi
dual volume,RV）の測定は、肺の換気機能を評価する上
で重要な検査項目である。前記残気量（ＲＶ）とは、最
大呼出してもなお、肺の中に残っている気量であり、こ
れを規定する因子は、肺や胸膜の弾性吸収力、気道閉塞
などであり、これら障害に基づく肺機能の診断・治療に
とって重要な検査項目である。

【００１５】前記残気量（ＲＶ）は、以下の定義式によ
り決められる物理量である。（ＲＶ）＝（ＦＲＣ）−［スパイロメータで測定した呼
気予備量（expiratoryreverse volume,ERV）］前記定義式において、（ＦＲＣ）は機能的残気量（func
tional residual capacity）といわれるものであり、安
静呼気位において気道、肺内に残存する空気量を意味す
るものである。

【００１６】前記機能的残気量（ＦＲＣ）は、一般的に
は、以下に説明する「Ｈｅガス希釈・恒量式閉鎖回路
法」により測定されるものである。即ち、前記機能的残
気量（ＦＲＣ）測定法には、以下のようにして実施され
るものである。 (i).肺により吸収されない不活性ガスであるＨｅを既知
の容量の容器（例えば、スパイロメータ）の中に吸引
し、Ｈｅメータ（Ｈｅ分析計）でＨｅ濃度を測定する。 (ii).前記容器と被検者を閉塞回路とし、安静呼気位に
数分間（例えば、５分間）呼吸を継続させる。 (iii).回路中のＨｅ濃度が平衡になった時点で、Ｈｅ濃
度を測定する。そして、Ｈｅの平衡前後の濃度からまず
被検者の機能的残気量（ＦＲＣ）を算出し、次いで関係
式（ＦＲＣ）−予備呼気量（ＥＲＶ）から残気量（Ｒ
Ｖ）を求める。なお、前記測定プロセスにおいて、呼吸
中、排出されるＣＯ₂は吸収剤（ソーダライム）などで
除去し、かつ消費されるＯ₂は追加供給し、ガス量の増
減がないように維持されることはいうまでもないことで
ある。

【００１７】前記被検者の機能的残気量（ＦＲＣ）は、
以下の関係式（３）により求めることができる。Ｖ_He＝Ｖ₁×Ｆ_He1＝Ｖ₂×Ｆ_He2＝（Ｖ₁＋ＦＲＣ）×Ｆ_He2 ……（３）前記関係式（３）において、各記号は以下のことを意味
する。Ｖ_He：一定量のＨｅの体積。Ｖ₁ ：測定開始前の測定器の体積。Ｆ_He1 ：測定開始前のＨｅ濃度。Ｖ₂ ：平衡時の測定回路の全体積。Ｆ_He2 ：平衡時のＨｅ濃度。ＦＲＣ：被検者の機能的残気量

【００１８】(3).肺活量の測定：肺機能測定において、
肺活量（vital capacity,ＶＣ）の測定は、次に説明す
るフローボリュームカーブ（ＦＶＣ）とともにスクリー
ニング検査としてよく行なわれる最も基本的な検査項目
のうちの１つである。これは、被検者に、安静状態から
最大の呼気・吸気をさせることにより測定されるもので
ある。なお、前記肺活量（ＶＣ）測定において、空気中
の酸素濃度（２１％、Ｏ₂）のもとで息苦しさを訴える
被検者の場合、測定回路内にＯ₂を供給すると測定回路
は高濃度酸素（４０％Ｏ₂）となり、被検者は楽に測定
することができる。しかしながら、このような測定法に
おいて、Ｏ₂ガスボンベとＣＯ含有ガスボンベを間違っ
て取り付けた場合、逆に被検者に危険が及ぶことにな
る。

【００１９】(4).フローボリュームカーブ（ＦＶＣ）の
測定：フローボリュームカーブ（ＦＶＣ）の測定は、肺
機能測定において、前記ＶＣ測定とならんで最も基本的
な検査項目の１つである。このＦＶＣは、気量（volum
e,リットル）をＸ軸に、流速（ｌ／ｓ）をＹ軸にとって
描かれる曲線を示す。なお、ＦＶＣ測定において、吸気
及び呼出の努力度のチェックが容易であり、かつ被検者
特有の曲線パターンを示すため、パターン認識により、
正常、閉塞性障害、拘束性障害などを容易に診断するこ
とができる。前記ＦＶＣ測定においても、前記したＶＣ
測定と同様に測定回路を高濃度酸素にするとき、ガスボ
ンベの取り付けの間違いにより被検者に危険が及ぶこと
がある。

【００２０】(5).クロージングボリュームの測定：この
クロージングボリューム（closing volume,ＣＶ）の測
定は、抹消気道の病変、肺内での不均等分布などを検査
する上で重要なものである。ＣＶ測定の原理は、次の通
りである。 (i).吸気したＯ₂が肺内に均等にゆきわたり、肺内にも
ともと存在しているＮ₂を均等に希釈したと仮定する
と、呼気のＮ₂濃度は一定になる。 (ii).しかしながら、例えば、抹消気道が肺内で不均等
に分布している場合、その不均等の程度に応じて肺内の
Ｎ₂に濃度差が生じ、この結果、呼気のＮ₂濃度に変化が
あらわれる。

【００２１】前記測定原理を利用したＣＶ測定は、例え
ばＯ₂ボンベから供給される１００％Ｏ₂を０．５ｌ／ｓ
以下の流速でゆっくり胸いっぱいに吸わせた後、０．５
ｌ／ｓ以下の流速でゆっくり呼出させ、Ｘ軸に気量（vo
lume）、Ｙ軸にＮ₂濃度を示す呼出曲線を作成し、前記
呼出曲線を解析することにより行なわれる。前記ＣＶ測
定により、例えば高度の閉塞性換気障害をもつ患者を容
易に発見することができる。

【００２２】肺機能測定においては、そのほか、最大換
気量（ＭＶＶ）測定、分時換気量（ＭＶ）測定、基礎代
謝（ＢＭＲ）測定、肺拡散能力恒常状態法（ＤＬｃｏ
Ｓ／Ｓ）、Ｎ₂洗い出し（Ｎ₂ Ｗ／Ｏ）測定、アイソフ
ローボリューム（Ｖ1ｓｏ）測定、呼吸抵抗（Ｒｒｓ）
測定などがあるが、詳細な説明は省略する。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】前記したように、肺機
能測定には各種の測定項目があり、従来の肺機能検査装
置は、これら測定項目の１つあるいは複数項目を処理で
きるように構成されている。また前記したことから明ら
かのように、従来の肺機能検査装置は、各種の測定のた
めにテストガス（例えばＣＯガス）あるいは指標ガス
（参照ガス、referncegas）（例えば、Ｈｅガス、Ｎ₂ガ
ス）を使用しており、また、酸素療法を受けている被検
者などに対しては酸素ガスを供給している。なお、以
下、前記した各種のガスを測定用ガスと総称する。

【００２４】前記した従来の肺機能検査装置において、
前記ＣＯガスを含む測定用ガスは、取替え自在のガスボ
ンベの形態で肺機能検査装置に提供されている。なお、
前記ガスボンベとして、例えば４種混合ガスボンベ
（０．３％ＣＯ、１０％Ｈｅ、２０％Ｏ₂、バランス
Ｎ₂）、３種混合ガスボンベ（０．１％ＣＯ、２０％
Ｏ₂、バランスＮ₂）、２種混合ガスボンベ（８０％Ｈ
ｅ、２０％Ｏ₂）、酸素ボンベ（Ｏ₂）、ヘリウムガスボ
ンベ（Ｈｅ）などが使用されている。

【００２５】前記した従来の肺機能検査装置において最
大の問題点は、肺機能検査装置に提供される各種の測定
用ガスが、取替え自在のガスボンベの形態であるという
点にある。これに帰因して、例えば各ガスボンベが肺機
能検査装置に対して所定の取り付け位置に取り付け（配
設）されなかったり、あるいはＣＯ濃度が指定以上（例
えば、４種ガスボンベにおいて、０．３％ＣＯが間違っ
て０．８％ＣＯの場合など）のガスボンベを取り付ける
ことにより、測定系に正常なガスが供給されない危険性
が起こる。この点は、例えば、被検者に対し低濃度のＣ
Ｏガスを長時間吸気させることの危険性を考えれば明ら
かなことである。

【００２６】更に、従来の肺機能検査装置においては、
ガスボンベの成分と濃度、例えば４種混合ガスボンベに
おけるＣＯ濃度が予め設定された値（安全基準値）の範
囲内にあることを前提にして測定用ガスを使用してい
る。しかしながら、測定用ガスのＣＯ濃度に異常がある
場合、前記異常値を検出する手段がないために、従来の
肺機能検査装置は十分に安全性を確保したものというこ
とはできない。

【００２７】本発明者らは、前記した従来の肺機能検査
装置の限界に鑑み、創案されたものである。本発明者ら
は、肺機能検査装置の安全性を向上させるべく検討した
結果、肺機能の各種の測定項目において、所定の測定項
目の測定準備中において、あるいは測定準備中ならびに
測定中において、測定系に存在するＣＯ濃度（あるいは
ＣＯ濃度とＨｅ濃度）を常時監視し、これらガスの濃度
が安全基準値を超えた時点で、測定を中止させる制御系
を肺機能検査装置に組込むことが有効であることを見い
出した。

【００２８】本発明者らの前記肺機能検査装置に少なく
ともＣＯ濃度の監視機構と連携した制御系を組込むとい
う着想は、装置の安全性を向上させることを第一義的に
重視して生まれたものであるが、この種の肺機能装置に
おいてはＤＬｃｏ測定などのためにＣＯ分析計、Ｈｅ分
析計、及びＮ₂分析計を有していることから、これらの
有効利用を図るという経済的側面を第二義的に重視して
生まれたものである。

【００２９】本発明は、前記知見をベースして完成され
たものである。本発明により、各種の肺機能を高い安全
性のもとで測定、検査することができる肺機能検査が提
供される。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、本
発明は、肺機能を検査する肺機能検査装置において、前
記肺機能検査装置が、(i).少なくともＣＯガス及び／又
はＨｅガスを使用して肺機能を測定する部位を含む肺機
能測定部、(ii).肺機能の測定のために使用されるガス
を供給する測定用ガス供給部、(iii).肺機能の測定項目
が変わる毎に、少なくとも測定準備段階において、測定
系に供給される測定用ガスの成分濃度を分析するガス濃
度分析部、及び、(iv).前記ガス濃度分析部の分析結果
に基づき、(iv)-1.前記測定用ガス供給部のガス供給と
測定開始を指示する機能、及び、(iv)-2.前記測定用ガ
ス供給部のガス供給の停止と測定中止を指示する機能、
を有する制御部（コントロール部）、とから成ることを
特徴とする肺機能検査装置に関するものである。

【００３１】以下、本発明の肺機能検査装置の技術的構
成及び実施態様について、図面を参照して詳しく説明す
る。なお、本発明の肺機能検査装置は、図示のものに限
定されないことはいうまでもないことである。

【００３２】図１は、本発明の肺機能検査装置の構成を
示すブロック図である。図示されるように、本発明の肺
機能検査装置（Ａ）は、肺拡散能力（ＤＬｃｏ）や肺の
残気量（ＲＶ）あるいは機能的残気量（ＦＲＣ）など各
種の測定を行なう肺機能測定部（１）、ＣＯガスなどの
測定用ガスを装置（Ａ）に供給するガス供給部（２）、
ガス濃度分析部（３）、前記ガス濃度分析部（３）の分
析結果に基づいてガス供給部（２）及び肺機能測定部
（１）の開閉バルブをコントロールする制御部（４）、
及び前記制御部（４）の指令内容を装置（Ａ）のオペレ
ータ等に知らせるためのＣＲＴなどで構成される表示出
力部（５）、を主要な構成要素として構成されるもので
ある。

【００３３】本発明の肺機能検査装置（Ａ）の前記肺機
能測定部（１）は、(i).肺の拡散能力の測定（ＤＬｃｏ
（Ｓ／Ｂ）、ＤＬｃｏ（Ｓ／Ｓ））、(ii).肺の残気
量、機能的残気量の測定（ＲＶ、ＦＲＣ）、(iii).肺気
量の測定（ＶＣ、ＦＶＣ）、など所望の肺機能が検査、
測定できるように構成されるものである。

【００３４】図１に示されるように、肺機能測定部
（１）は、肺の拡散能力の測定系（１１）、肺の残気
量、機能的残気量の測定系（１２）、及び肺気量の測定
系（１３）の三つの測定系を有するもので構成されてい
る。なお、本発明は前記したように、これらの測定系の
ものに限定されるものでなく、所望の測定系により構成
されてもよいものである。前記各種の測定系において、
（１１）、（１２）、（１３）は、被検者用のマウスピ
ースを表していると解釈されるべきである。また、前記
肺機能測定部（１）において、（１１ａ）はバルーンボ
ックス（balloon box）、（１１ｂ）は吸気バック、
（１１ｃ）は呼気バック、及び（１４）は、ローリング
シール型のボックススパイロを示す。

【００３５】図１に示されるように、ガス供給部（２）
は、取替え自在の各種のガスボンベ（２１〜２５）を有
するもので構成されている。（２１）は、４種混合ガス
ボンベであり、そのガス組成は、ＣＯ（０．３％）、Ｈ
ｅ（１０％）、Ｏ₂（２０％）、Ｎ₂（バランス）であ
る。（２２）は、３種混合ガスボンベであり、そのガス
組成は、ＣＯ（０．１％）、Ｏ₂（２０％）、Ｎ₂（バラ
ンス）である。（２３）は、２種混合ガスボンベであ
り、そのガス組成は、Ｈｅ（８０％）、Ｏ₂（２０％）
である。（２４）は、Ｏ₂ガスボンベである。（２５）
は、Ｈｅガスボンベである。

【００３６】図１に示されるように、ガス濃度分析部
（３）は、ＣＯ分析計（３１）、Ｈｅ分析計（３２）、
Ｎ₂分析計（３３）などで構成されるものである。前記
各分析計は、既知のものを使用することができ、例えば
ＣＯ分析計（３１）として赤外線ＣＯアナライザー、Ｈ
ｅ分析計（３２）として熱伝導方式、Ｎ₂分析計（３
３）としてガス放電式、などを使用することができる。

【００３７】図１に示されるよう、制御部（４）は、ガ
ス濃度分析部（３）からの各ガス濃度の分析結果を安全
基準値レベルと比較し、測定準備の中止（ストップ）を
指令する信号、あるいは測定開始を指令する信号を取り
出すガス安全信号検出機構（４１）、及び前記指令信号
によりガス供給部（２）と肺機能測定部（１）にあるバ
ルブ、例えば、電磁弁を電気的に開閉コントロールする
制御機構（４２）、などにより構成すればよく、特段に
制約を受けるものではない。

【００３８】本発明の肺機能検査装置（Ａ）において、
ＣＲＴなどの表示出力部（５）は、前記制御部（４）の
出力信号の内容、具体的には、(i).測定準備中であれ
ば、測定準備の中止（ストップ）の指示、あるいは測定
開始の指示、(ii).測定中であれば、測定の中止（スト
ップ）の指示、などを表示させるものである。表示出力
部（５）の制御部の指令内容の表示により、オペレータ
等は、安全に肺機能検査装置（Ａ）をオペレートするこ
とができる。本発明において、前記表示出力部（５）
は、ＣＲＴ画面（モニター画面）の表示に加えて、警告
音や音声等がでるようにして構成してもよいことはいう
までもないことである。

【００３９】図２は、本発明の肺機能検査装置（Ａ）に
より肺の拡散能力測定、即ち、ＤＬｃｏ（Ｓ／Ｂ）測定
を行なうときの構成図である。

【００４０】以下、図２に従って、装置の構成要素及び
ＤＬｃｏ（Ｓ／Ｂ）測定の手順について説明する。（１
１ａ）は、バルーンボックス（balloon box）であり、
被検者が吸気バッグ（１１ｂ）から吸気した吸気量や呼
気バック（１１ｃ）に呼出した呼気量を漏れないように
する装置である。（１１ｂ）は、被検者に吸気させるガ
スを蓄えるバックであり、測定項目により四種ガス（Ｃ
Ｏ、Ｈｅ、Ｏ₂、Ｎ₂）、三種ガス（ＣＯ、Ｏ₂、Ｎ₂）、
二種ガス（Ｈｅ、Ｏ₂）及びＯ₂ガスが吸入される。（１
１ｃ）は、被検者が呼出した呼気ガスを蓄えるバックで
ある。

【００４１】各種の電磁バルブ（Ｖ1〜Ｖ7）の構成は、
以下の通りである。Ｖ1：４種ボンベ（２１）を開閉する電磁弁であり、測
定準備時に開閉する。Ｖ2：通常は、Ｖ3側に切替っているが、測定準備の４種
ガス供給時に４種ボンベ（２１）側に切替り、吸気バッ
ク（１１ｂ）に４種ガスを規定量供給するための電磁弁
である。Ｖ3：通常は、吸気バック（１１ｂ）側に切替っている
が、吸気バック（１１ｂ）のガス分析（ＣＯ、Ｈｅ）時
にガス分析部（３）と接続されたり、あるいは呼気バッ
ク（１１ｃ）のガス分析（ＣＯ、Ｈｅ）時にガス分析部
（３）と接続される電磁弁である。Ｖ4：通常は閉じているが、測定開始と同時に開いて呼
吸口（マウスピース）（１１）とバルーンボックス（１
１ａ）内を接続する電磁弁である。Ｖ5：通常は閉じているが、被検者の呼気ガスを呼気バ
ック（１１ｃ）に規定量採取する時に開く電磁弁であ
る。Ｖ6：通常は閉じているが、被検者に吸気バック（１１
ｂ）から吸気させるときに開く電磁弁である。Ｖ7：通常は開いていて、測定開始前に呼吸口（１１）
が大気と接続されているが、測定開始と同時に閉じる電
磁弁である。また、この電磁弁（Ｖ7）は、制御部
（４）で異常と判定された時、強制的にＯＦＦとなり呼
吸口（１１）が大気と接続される。

【００４２】次に、図２を参照して、肺の拡散能力測
定、即ちＤＬｃｏ（Ｓ／Ｂ）測定のための準備作業（安
全性の確認作業）ついて説明する。 <1>.制御部（４）からの指示により、Ｖ4及びＶ7をＯＮ
にし、呼吸口（１１）とバルーンボックス（１１ａ）内
を大気で洗出す。これにより、呼吸口（１１）とバルー
ンボックス（１１ａ）内のＣＯ及びＨｅ濃度はゼロにな
る。 <2>.制御部（４）からの指示により、Ｖ4、Ｖ5、Ｖ6及
びＶ7を開閉しながら、吸気バック（１１ｂ）及び吸気
バック（１１ｃ）内を陰圧し、両バック（１１ｂ、１１
ｃ）内を真空状態にする。 <3>.制御部（４）からの指示により、Ｖ1、Ｖ2及びＶ７
をＯＮにして、吸気バック（１１ｂ）に規定量の４種ガ
スを供給する。 <4>.制御部（４）からの指示により、Ｖ2及びＶ3を経由
して吸気バック（１１ｂ）とガス分析部（３）を接続
し、ＣＯ分析計（３１）とＨｅ分析計（３２）を通して
制御部（４）のガス安全信号検出機構（４１）に濃度出
力値を送る。 <5>.制御部（４）のガス安全信号検出機構（４１）は、
吸気バック（１１ｂ）内のガス濃度を監視し、正常及び
異常信号を表示出力部（ＣＲＴ）（５）に送る。一方、
前記信号にもとづいて、制御部（４）のバルブ開閉の制
御機構（４２）は、次の動作を行なう。 (i).正常の時は、測定開始可能の状態とする。このと
き、呼吸口（１１）は、Ｖ7を経由して大気と接続して
いる。なお、表示出力部（５）は、測定準備終了の表示
をする。 (ii).異常の時は、全ての電磁弁及びファン（図示せ
ず）を強制的にＯＦＦとする。なお、表示出力部（５）
は、測定中止の表示をする。

【００４３】図２において、４Ａ、４Ｂ、４Ｃは、バル
ブ開閉の制御機構（４２）の出力信号のうち、ガス供給
部との接続に関連するバルブ群、ガス分析部との接続に
関連するバルブ群、被検者の吸気・呼気に関連するバル
ブ群、などの制御の役割分担を示すものである。

【００４４】図３は、前記したＤＬｃｏ（Ｓ／Ｂ）測定
のおける準備作業のフロー図を示す。前記準備作業にお
いて、ＣＯ濃度のほかにＨｅ濃度も測定するようにして
いるのは、例えば、４種ボンベのかわりに誤ってＨｅボ
ンベ（１００％Ｈｅ）が取付けられた時、被検者が１０
０％Ｈｅを吸気することを防止しようとするものであ
る。

【００４５】図４は、本発明の肺機能検査装置（Ａ）に
より、肺の残気量（ＲＶ）測定、機能的残気量（ＦＲ
Ｃ）測定、を行なう時の構成図である。図４において、
バルブ（Ｖ8〜Ｖ9）は、次の動作を行なうものである。
即ち、Ｖ8はＯ₂ボンベ（２４）を開閉させる電磁弁であ
り、測定準備時及び測定中に開閉する。また、Ｖ9は、
Ｈｅボンベ（２５）を開閉させる電磁弁であり、測定準
備時に開閉する。図４において、（１２１）は、測定回
路中に呼出される被検者からのＣＯ₂ガス（二酸化炭素
ガス）を吸収する吸収剤（ソーダライム）を示す。

【００４６】次に、図４を参照して肺のＦＲＣ測定のた
めの安全性を確認しながらの準備作業と測定作業につい
て説明する。

【００４７】(i).（測定準備） <1>.測定回路内、即ち、ローリングシール型のボックス
スパイロ（１４）内とＦＲＣ測定系（１２）内を、洗出
しファン（１２３）及びマイクロファン（１２２）によ
り大気で洗出す。これにより、測定回路内のＣＯ及びＨ
ｅ濃度はゼロになる。 <2>.洗い出しファン（１２３）により大気、電磁弁Ｖ8
を開いてＯ₂、電磁弁Ｖ9を開いてＨｅ、をそれぞれに測
定回路内に規定量供給する。 <3>.測定回路内のガスをマイクロファン（１２２）で循
環させさながらガス分析部（３）に送り、ＣＯ分析計
（３１）とＨｅ分析計（３２）を通して制御部（４）の
ガス安全信号検出機構（４１）に濃度出力値を送る。 <4>.制御部（４）のガス安全信号検出機構（４１）は、
測定回路内のガス濃度を監視し、正常及び異常信号を表
示出力部（ＣＲＴ）（５）に送る。一方、前記信号にも
とづいて、制御部（４）のバルブ開閉の制御機構（４
２、４Ｄ）は、次の動作を行なう。 (i).正常のときは、測定開始可能状態とする。なお、表
示出力部（５）は、測定準備の表示を示す。 (ii).異常のときは、全ての電磁弁、及びファンを強制
的にＯＦＦとする。なお、表示出力部（５）は、測定中
止の表示をする。

【００４８】(ii).（測定作業）前記(i).（測定準備）において、正常のときは下記の動
作を継続する。 <1>.測定開始と同時に被検者は、呼吸口（１２）を通し
て測定回路に接続される。 <2>.測定中は、測定回路内のガスをマイクロファン（１
２２）で循環させながらガス分析部（３）へ送り、ガス
濃度のチェックを行なう。 <3>.制御部（４）のガス安全信号検出機構（４１）は、
常時測定回路内のガス濃度を監視し、表示出力部（５）
へ正常及び異常信号を送る。前記ガス安全信号検出機構
（４１）が表示出力部（５）へ送る信号としては、前記
のもの以外に測定中のＨｅ濃度の変化量、ＦＲＣ換算
値、呼吸波形などの信号が送られ、これらが表示出力部
（５）で表示されることになる。 <4>.前記ガス安全信号検出機構（４１）で異常値が検出
された場合、バルプ開閉の制御機構（４２、４Ｄ）を介
して全ての電磁弁及びファンを強制的にＯＦＦにし、被
検者は呼吸口（１２）を通じて大気と接続される。な
お、ガス安全信号検出機構（４１）から異常信号が送ら
れない限り、測定は、Ｈｅ濃度が平衡状態に達した時点
（安定した時点）で終了する。

【００４９】図５は、前記したＦＲＣ測定における準備
作業及び測定作業のフロー図を示す。

【００５０】

【発明の効果】本発明により、ＣＯ（一酸化炭素）ガス
をテストガスとして使用しながら肺の拡散能力を検査す
る検査機能を少なくとも有する肺機能検査装置におい
て、前記ＣＯガスに起因する危険性を防止した安全性が
高くかつ経済性に優れた肺機能検査装置が提供される。

【００５１】更にまた、本発明により、前記ＣＯガスに
起因する危険性のみならず、テストガスとしてＣＯガス
やＨｅガスを使用する肺機能検査装置において、これら
テストガスの誤った使い方による危険性、酸欠、不快性
などの欠点を完全に排除することができる安全性が高く
かつ経済性に優れた肺機能検査装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の肺機能検査装置（Ａ）の構成を示す
ブロック図である。

【図２】本発明の肺機能検査装置（Ａ）の肺の拡散能
力測定時の構成を示す図である。

【図３】肺の拡散測定における準備作業のフロー図で
ある。

【図４】本発明の肺機能検査装置（Ａ）の機能的残気
量（ＦＲＣ）測定時の構成を示す図である。

【図５】機能的残気量（ＦＲＣ）測定における準備作
業及び測定作業のフロー図である。

【図６】肺の拡散能力測定法に使用される測定装置の
原理図である。

【符号の説明】

Ａ ……………… 肺機能検査装置１ ……………… 肺機能測定部１１ …………… 肺の拡散能力の測定系１１ａ ………… バルーンボックス１１ｂ ………… 吸気バック１１ｃ ………… 呼気バック１２ …………… 肺の機能的残気量の測定系１２１ ………… ＣＯ₂吸収剤（ソーダライム）１２２ ………… マイクロファン１２３ ………… 洗出しファン１３ …………… 肺気量の測定系１４ …………… ローリングシール型ボックススパイ
ロ２ ……………… ガス供給部２１ …………… ４種混合ガスボンベ２２ …………… ３種混合ガスボンベ２３ …………… ２種混合ガスボンベ２４ …………… Ｏ₂ガスボンベ２５ …………… Ｈｅガスボンベ３ ……………… ガス濃度分析部４ ……………… 制御部４１ …………… ガス安全信号検出機構４２ …………… 制御機構５ ……………… 表示出力部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】肺機能を検査する肺機能検査装置におい
て、前記肺機能検査装置が、 (i).少なくともＣＯガス及び／又はＨｅガスを使用して
肺機能を測定する部位を含む肺機能測定部、(ii).肺機
能の測定のために使用されるガスを供給する測定用ガス
供給部、(iii).肺機能の測定項目が変わる毎に、少なく
とも測定準備段階において、測定系に供給される測定用
ガスの成分濃度を分析するガス濃度分析部、及び、(i
v).前記ガス濃度分析部の分析結果に基づき、(iv)-1.前
記測定用ガス供給部のガス供給と測定開始を指示する機
能、及び、(iv)-2.前記測定用ガス供給部のガス供給の
停止と測定中止を指示する機能、を有する制御部（コン
トロール部）、とから成ることを特徴とする肺機能検査
装置。
【請求項２】測定用ガス供給部が、４種混合ガス（Ｃ
Ｏ、Ｏ₂、Ｈｅ、Ｎ₂）ボンベ、３種混合ガス（ＣＯ、Ｏ
₂、Ｎ₂）ボンベ、２種混合ガス（Ｈｅ、Ｏ₂）ボンベ、
酸素ガス（Ｏ₂）ボンベ、及びヘリウムガス（Ｈｅ）ボ
ンベで構成されるものである請求項１に記載の肺機能検
査装置。
【請求項３】ガス濃度分析部が、少なくとも一酸化炭
素（ＣＯ）を分析するＣＯ分析計を有するもので構成さ
れる請求項１に記載の肺機能検査装置。
【請求項４】ガス濃度分析部が、少なくともＣＯ分析
計及びＨｅ分析計を有するもので構成される請求項１に
記載の肺機能検査装置。
【請求項５】制御部（コントロール部）が、電磁弁の
切替え操作により測定用ガス供給部のガスの供給又は停
止を行なうものである請求項１に記載の肺機能検査装
置。
【請求項６】制御部（コントロール部）が、測定開始
及び／又は測定中止に関する情報をＣＲＴ画面（モニタ
ー画面）に表示する機能を有するものである請求項１に
記載の肺機能検査装置。