(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の口と鼻を覆うように顔面に装着して呼吸気を捕集するマスク本体と、前記マスク本体に接続し呼吸流量と呼吸気ガスの一方又は両方を測定する呼吸測定センサを有する呼吸測定用マスクにおいて、
前記マスク本体と前記呼吸測定センサを前記呼吸気が漏れないバヨネット構造の接続部で接続するようにし、
前記マスク本体と前記呼吸測定センサの接続部を、前記呼吸測定センサに設けた流量信号線とサンプリング回路の質量によって前記呼吸測定センサに回転トルクが発生しにくい方向に接続可能にしたバヨネット構造にし、
前記マスク本体と前記呼吸測定センサの前記接続部に、前記呼吸気に含まれる異物を捕集するフィルタを介在させ、
前記呼吸測定センサのセンサ内蔵部の筒状の外径より大きい外径を有するフィルタであって、且つフィルタと被験者の間にオリフィスを設けない
ことを特徴とする呼吸測定用マスク。
【請求項２】
前記フィルタは、ＡＴＳ規格を満たした
ことを特徴とする請求項１記載の呼吸測定用マスク。
【請求項３】
前記フィルタの濾材はシート状である
ことを特徴とする、請求項１乃至２記載の呼吸測定用マスク。
【請求項４】
前記フィルタは、濾材支持体に前記シート状濾材を固定して構成した
ことを特徴とする、請求項１乃至３記載の呼吸測定用マスク。
【請求項５】
前記濾材は帯電性濾材である
ことを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載した呼吸測定用マスク。
【請求項６】
前記フィルタは、ＡＴＳ規格を満たした上で、粒径が０．３μｍ以上の異物を９０％以上、捕集できるようにした
ことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載した呼吸測定用マスク。
【請求項７】
前記マスク本体の前記被検者の顔面との接触部に、前記マスク本体と前記被検者の顔面の接触部から呼吸気が漏れないようにするクッションカバーを設けた
ことを特徴とする、請求項１乃至６のいずれかに記載した呼吸測定用マスク。
【請求項８】
前記呼吸測定用マスクを使用することで追加される死腔量は１５０ｍＬ以下である
ことを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載した呼吸測定用マスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は呼吸測定、特に呼気ガス分析に使用す  る呼吸測定用マスクの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
呼吸測定用マスクは、呼吸流量や呼気ガス濃度などのモニタをおこなう呼吸モニタや、肺拡散能などの測定をおこなう肺機能検査、呼吸代謝測定やピロリ菌検査などをおこなう呼気ガス分析等の呼吸測定に用いられる。ここでは呼吸代謝測定の呼気ガス分析を例に述べる。
【０００３】
従来の呼気ガス分析装置の例を図５に示す。
装置は、図５（Ｄ）のブロック図に示すように、呼吸測定用マスク５Ａと呼吸測定装置本体部５Ｂから構成される。
【０００４】
呼吸測定用マスク５Ａは、図５（Ａ）に示すようなマスク本体５１と、図５（Ｂ）に示すようなセンサ部５５で構成される。
マスク本体５１は、図５（Ａ）に示すように、開口部Ａと開口部Ｂを有し、開口部Ａにセンサ部５５を接続し、開口部Ｂを顔面に当接し、全ての呼吸気を捕集してセンサ部５５に導入する。
【０００５】
センサ部５５は、図５（Ｂ）に示すように、呼吸流量センサ５６を内蔵するセンサ内蔵部５５Ｃと、センサ内蔵部５５Ｃに呼気を導入する呼気筒部５５Ａと、センサ内蔵部５５Ｃに吸気を導入する吸気筒部５５Ｂで構成される。
呼気筒部５５Ａは所定の外径寸法Φ‘（通常は５５ｍｍ）の円筒が使用されている。
このため、マスク本体５１の開口部Ａにゴム等の柔軟な素材を用い、開口部Ａの直径Φを５５ｍｍよりも少し小さくして、図５（Ｃ）のように、マスク本体５１の開口部Ａにセンサ部５５の呼気筒部５５Ａを挿入して接続する。
【０００６】
マスク本体５１にはマスクバンド５２が設けられており、図５（Ｄ）のように、マスク本体５１にセンサ部５５を接続し、鼻と口を覆うようにマスク本体５１の開口部Ｂを被検者の顔面に当接して、マスクバンド５２を被検者の頭部に掛けると、呼吸測定用マスク５Ａを顔面に装着することができる。
【０００７】
呼吸測定装置本体部５Ｂはガス分析計６０と制御部５８を有する。
呼吸流量センサ５６と制御部５８は流量信号線５７で電気的に接続されている。
センサ部５５内とガス分析計６０はサンプリング回路５９で接続されている。
【０００８】
センサ部５５を通過する呼吸気の流量は呼吸流量センサ５６で測定して電気信号に変換し、流量信号線５７を介して、制御部５８に転送する。
また、センサ部５５を通過する呼吸気の一部をサンプルガスとして、サンプリング回路５９を介してガス分析計６０に導入する。
ガス分析計６０はサンプルガスに含まれる所定の測定対象ガスの濃度を測定して制御部５８に伝送する。
【０００９】
制御部５８は、呼吸流量センサ５６で測定した流量データから、所望の各種流量データを求める。流量データを所定の時間に積分すると、１回呼出量や１回吸気量その他の気量に関する各種データを求めることができる。また、ガス分析計６０で測定したガス濃度のデータから所定期間の平均ガス濃度などのガス濃度に関する各種データを求める。さらに、流量データとガス濃度データを組み合わせて、呼吸気ガスに含まれる測定ガスのガス量その他のデータを求めることができる。
【００１０】
呼吸代謝を測定するガス分析では、測定対象ガスは酸素ガスと炭酸ガスであり、ガス分析計６０として酸素ガス分析計と炭酸ガス分析計を用い、呼吸気の流量に関するデータや、ガス濃度データを測定し、ガス量に関するデータや酸素摂取量や炭酸ガス排泄量等の呼吸代謝データを求める。
ガス分析計は、目的によって、所望のガスの濃度を測定するものを使用し、以上と同様に測定する。
【００１１】
呼吸測定装置本体部５Ｂは、図には記載していないが、測定に必要なデータを入力したり装置の操作を行う操作部と、測定データや操作部から入力したデータ等を表示する表示部を有する。
【００１２】
使用前に、図５（Ｃ）のように、マスク本体５１にセンサ部５５を接続し、図５（Ｄ）のように、マスク本体５１の開口部Ｂで口と鼻を覆うように顔面に当接し、マスクバンド５５を頭部に掛けて被検者の顔面に装着する。
また、被検者のＩＤデータや身長、体重などの患者情報や、気温や気圧、湿度などの測定環境状態等の必要事項を操作部から入力する。
【００１３】
測定を開始すると、呼吸気は全てマスク本体５１で捕集されてセンサ部５５を通過し、呼吸気の流量は呼吸流量センサ５６で測定され、電気信号に変換されて、制御部５８に伝送される。
【００１４】
一方、センサ部５５を通過する呼吸気の一部をサンプルガスとして採取し、サンプリング回路５９を経由して、ガス分析計６０に導入し、ガス濃度を測定し、その結果は制御部５８に伝送される。
【００１５】
制御部５８で、呼吸流量センサ５６で測定された流量データから、流量と気量に関する諸々のデータが求められる。また、ガス分析計３０の出力からガス濃度に関する諸々のデータが求められる。さらに、流量と気量に関するデータとガス濃度に関するデータから、呼吸気に含まれる測定ガスの量や各種の呼吸代謝に関するデータ等が求められる。
これらの測定結果は、必要に応じて、表示器に表示し、内・外部の記憶部に記憶され、プリンタ等に出力する。
【００１６】
しかし、マスク本体５１に呼吸センサ５５を十分に挿入していなかったり、接続部の部材が劣化生じたりして、接続が甘いと、接続部から呼吸気が漏れるという問題があった。
【００１７】
また、呼吸代謝測定では、運動をおこないながら測定をおこなうことがあるため、呼吸センサ５５が質量で、マスク本体５１と呼吸センサ５５の結合が甘くなって結合部から呼吸気が漏れたり、マスク本体５１から呼吸センサ５５が脱落することがあった。
【００１８】
さらに、マスク本体５１の装着位置がずれて顔面との接触部に隙間が生じて呼吸気が漏れるという問題があった。
【００１９】
また、呼吸センサ５５には図５（Ｂ）〜図５（Ｄ）のように、流量信号線５７やサンプリング回路５９の一方又は両方が接続されているため、これらの質量で呼吸センサ５５に回転トルクが作用し、マスク本体５１と呼吸センサ５５の接続に緩みが生じたり、呼吸センサ５５が脱落する、ということがより発生しやすくなるという問題もあった。
呼吸気が漏れると、流量の測定が不正確になり、呼吸センサ５５が脱落すると測定ができなくなるという問題があった。また、このような事象が生じると検者の余分な手間を要するという問題もあった。
【００２０】
また、呼吸測定では、最大努力で呼出したり、運動負荷時には激しい呼吸をおこなうため、唾や痰などの異物が呼吸流量センサ５６に付着して正確な測定ができなくなったり、不潔になり、異物に細菌やウイルスが含まれていると相互感染を引き起こす危険性があった。
相互感染とは、感染者が検査した後、感染者から出た細菌やウイルスがセンサ部に付着し、このセンサ部を次の検者が使用し、感染することである。
【００２１】
異物がセンサ内に入るのを防止するために、呼吸流量センサと被検者の間にフィルタを介在させる方法がとられる。
フィルタで異物を濾過するには、濾材の目のサイズを異物のサイズ以下しなければならない。
しかし、濾材の目が細かくなるほど空気抵抗が高くなる。また、濾材の目が一定のとき、呼吸流量が大きくなるほど空気抵抗は大きくなる。つまり、呼吸器能検査や運動時の検査では空気抵抗が大きくなる。
空気抵抗が大きくなると呼吸（生体）に影響を与えて、呼吸流量が変化し、正確な呼吸測定ができなくなり、しかも、被検者に肉体的な負担を与えることにもなる。
このため、医学会では、所定の流量範囲で空気抵抗は所定値以下にしなければならないという規準を設けている。すなわち、ＡＴＳ（アメリカ胸部疾患学会）では、気流量が０〜１４Ｌ／Ｓの範囲で、空気抵抗は１５ｍｍＨ５Ｏ／Ｌ／Ｓ以下であることと規定しており、日本でもこれに準じている。
このため、呼吸測定では、どの程度のサイズの異物を濾過するかという点と、空気抵抗をどの程度にするかという点を勘案して、フィルタを設計しなければならない。
しかし、従来の呼吸測定では、どの程度の異物を濾過し、どの程度の空気抵抗にするかという点を設計したフィルタは提示されていない。
【００２２】
さらに、呼吸測定では死腔を勘案しなければならない。死腔とは気道や肺胞でガス交換されない量であり、生理学的に１５０ｍＬ程度（生理学的死腔）とされ、呼吸をおこなうには死腔量以上の換気を行う必要がある。安静呼吸時の１回換気量は５００ｍＬ程度であり、これを満たしている。
マスク本体５１と呼吸センサ５５を用いると、その合計した容積の分、死腔が大きくなる。このため、生理学的死腔とマスク部の死腔を合計した死腔量が１回換気量よりも小さくなるように、マスク部を設計しなければならない。
呼吸測定用マスクで、死腔を設計したものは提示されていない。
【００２３】
以上のような点を勘案し、呼吸用マスクは、マスク本体と呼吸センサ部の接続部から呼吸気の漏れがなく、呼吸センサ部の脱落が無いようにしなければならない。また、呼吸センサ部への異物が入り込まないようにしなければならない。さらに、呼吸マスク装着時に激しい運動をおこなっても空気抵抗を所定値以下に低くしなければならない。さらに、呼吸マスクの清掃などのメンテナンスが容易にできるようにしなければならない。
しかし、呼吸測定装置では、これらの問題を十分に解決する技術は開示されていない。
【００２４】
ただし、他の分野では類似の技術が用いられている。
人工呼吸器は、患者に吸気を送り込む人工呼吸器本体と、その吸気を患者の口元に導入する配管と、配管から患者に吸気を送り込むマスクを有し、配管とマスクの間には呼吸用のフィルタを介在させ、呼吸を補助するものであるが、このフィルタとマスクの結合をネジ結合にしてフィルタをマスクの接続を確実にする技術が開示されている（例えば特許文献１など）。
このため、引用文献１のマスクとフィルタの接続部から呼吸気は漏れにくく、フィルタが脱落することも防止できる。
【００２５】
しかし、引用文献１のフィルタと呼吸用マスクの接続はねじ結合方式であるため、マスクにフィルタを着脱するには、フィルタを何回も回転させる必要があり、簡単に着脱できるものではない。
また、マスクに対してフィルタを回転させながらねじ込むが、フィルタを最後までねじ込んで継止したとき、回転方向のどの位置で継止されるかは分らない。
さらに、引用文献１では、呼吸測定の範囲内における空気抵抗と異物の捕集効率について、また、死腔について、記載がない。
【００２６】
カメラで、カメラ本体とレンズの接続部にバヨネット式の結合方式を用い技術が開示されている（例えば引用文献２など）。
引用文献２は、カメラ本体部にバヨネット溝を、レンズユニットにバヨネット爪をそれぞれ設け、バヨネット爪をバヨネット溝のバヨネットガイド部に当接してレンズユニットを回転させると、バヨネット爪がバヨネット溝に沿って滑動して、レンズを接続するようにしたものである。
しかし、レンズを回転させてバヨネット構造で継止するが、継止の位置による不都合は無いため、バヨネット溝の位置の指定も無く、レンズは接続時にどの角度にして回転させて継止してもよい。
また、接続部から空気が漏れてはいけないという制限も無く、当然、呼吸フィルタに関する言及は無く異物による感染の問題も無い。
【００２７】
呼吸保護装置は塵埃や有毒ガスから人を保護するもので、呼吸保護マスクに呼吸補助デバイス（フィルタユニット）を接続して安全な空気を供給する。呼吸保護装置において、呼吸保護マスクと呼吸補助デバイスの接続部にバヨネット式の結合方式を用いたものが開示されている（例えば引用文献３など）。
しかし、引用文献３のフィルタユニットは、引用文献１や２と同様、接続時の方向性は規定されておらず、このため、本発明のバヨネット構造と構成が異なる。また、呼吸測定の範囲内における空気抵抗と異物の捕集効率について、また、死腔について、記載が無い。
【００２８】
呼吸気能検査は、呼吸流量センサに接続したマウスピースを銜えて所定の呼吸をおこなって呼吸気流量を測定し、呼吸器能に関するパラメータを求める。この分野では、医学会で規定する呼吸流量範囲で、空気抵抗を医学会で規定する値以下にし、しかも、細かい異物を濾過する呼吸気能検査用のフィルタに関する技術が開示されている（例えば引用文献４など）。
しかし、引用文献４のフィルタは、呼吸測定センサに接続し、これを被検者が銜えて使用するするように設計されている。このため、本発明にそのまま流用すると、死腔が大きくなり、測定結果に影響与える。また、マスク本体との接続については言及が無い。このため、引用文献４のフィルタを呼吸センサとマスクの間に介在させて使用することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２９】
【特許文献１】米国特許第５５５５４８８号
【特許文献５】特開平５−１８１１８７
【特許文献３】特表５００８−５１７７１０
【特許文献４】特開平１１−３３０１５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
本発明は、以上のような問題点を解決し、マスク本体と呼吸センサの接続から呼吸気が漏れない、マスク本体と呼吸センサの着脱が容易な、異物濾過効果の高い、激しい運動時に使用しても空気抵抗を低く維持できる、死腔の小さい呼吸測定用マスクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
この課題を解決するために、請求項１記載の発明では、口と鼻を覆うように顔面に装着して呼吸気を捕集するマスク本体と、前記マスク本体に接続し呼吸流量と呼吸気ガスの一方又は両方を測定する呼吸測定センサとを有する呼吸測定用マスクにおいて、前記マスク本体と前記呼吸測定センサを呼吸気が漏れないバヨネット構造の接続部で接続するようにした。
【００３２】
本請求項記載の発明では、前記発明において、マスク本体と呼吸測定センサを接続したとき、呼吸測定センサに設けた流量信号線やサンプリング回路等の質量によって呼吸測定センサ部に回転トルクが発生しにくい方向に接続可能にしたバヨネット構造にした。
【００３３】
また、本請求項記載の発明では、前記マスク本体と前記呼吸センサの間に、呼吸気に含まれる異物を捕集するフィルタを介在させるようにした。
【００３４】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記フィルタは、学会で定めた呼吸気量の範囲で、学会で定めた空気抵抗に関する基準を満たすようにした。
【００３５】
請求項３記載の発明では、請求項１乃至２記載の発明において、前記フィルタの濾材はシート状のものにした。
【００３６】
請求項４記載の発明では、請求項１乃至３記載の発明に置いて、前記フィルタは、濾材支持体に前記濾材を固定して構成した。
【００３７】
請求項５記載の発明では、請求項１乃至４のいずれかに記載した発明において、前記濾材は帯電性濾材とした。
【００３８】
請求項６記載の発明では、請求項１乃至５のいずれかに記載した発明において、前記フィルタは、学会で定めた呼吸気量の範囲で、粒径が０．３μｍの微細物質を捕集効率９５％以上、捕集できるようにした。
【００３９】
請求項７記載の発明では、請求項１乃至６のいずれかに記載した発明において、前記マスク本体の被検者の顔面との接触部に、前記マスク本体と被検者の顔面の接触部から呼吸気が漏れないようにするクッションカバーを設けた。
【００４０】
請求項８記載の発明では、請求項１乃至７のいずれかに記載した発明において、前記マスク本体に前記呼吸センサを接続した呼吸測定用マスクの死腔量を１５０ｍＬ以下した。
【発明の効果】
【００４１】
請求項１記載の発明により、マスク本体と呼吸測定センサを、呼吸気が漏れないように、確実に接続ができる。このため、正確な呼吸器測定が可能になる。
また、マスク本体と呼吸測定センサを、容易に着脱できる。このため、マスク本体と呼吸測定センサの着脱や、呼吸測定用マスク内部の清掃などのメンテナンス、呼吸の測定等、検者の手間を省力化することができる。
【００４２】
本請求項記載の発明により、前記記載のバヨネット構造を、使用中に激しい運動をおこなっても、マスク本体に接続した呼吸測定センサに回転トルクが発生しないように防止する。
このため、マスク本体と呼吸測定センサの接続が緩んで呼吸気が漏れることを、また、呼吸測定センサが脱落することを、より確実に防止できる。
このため、より正確な呼吸器測定が可能になる。また、マスク本体と呼吸測定センサの着脱や、呼吸の測定時に、検者の手間をより省力化することができる。
【００４３】
本請求項記載の発明により、唾や痰などの異物が呼吸測定センサ内に入ることを防止する。
呼吸器測定時や激しい運動時には唾や痰などの異物が多く出るが、フィルタを有するため、異物が呼吸測定センサ内に入ることを防止し、呼吸測定センサ内を常に清潔に保つことができ、相互感染を防止し、異物混入による測定誤差の増大を防止することができる。
また、本請求項記載の発明により、フィルタの交換が容易であるため、フィルタを含めて呼吸測定用マスク内部を常に清潔に維持することができ、相互感染の危険性を低減させることができる。また、常に正確な測定をおこなうことができる。
【００４４】
請求項２記載の発明により、運動時等の呼吸流量が高いときにも、所定値以下の空気抵抗で呼吸の測定ができる。
空気抵抗が高くなると、生体に影響を与えて、呼吸流量が変化し、正確な測定ができなくなるが、本請求項記載の発明により、激しい運動時等にも、正確な呼吸測定が可能になる。
また、呼吸器測定時や激しい運動時にも、フィつたで異物が呼吸測定センサ内に入ることを防止するため、呼吸測定センサ内を常に清潔に保つことができ、相互感染を防止し、常に正確な呼吸測定をおこなうことができる。
さらに、請求項１の発明と組み合わせると、フィルタの交換が容易であり、呼吸測定用マスク内部の清掃やメンテナンスも容易であるため、フィルタを含めて呼吸測定用マスク内部を常に清潔に維持することができ、相互感染の危険性を低減させることができ、正確な呼吸測定ができる。
【００４５】
請求項３記載の発明により、シート状の濾材を用いているため、フィルタの体積は小さく、フィルタ収納部の死腔量を小さくすることができる。このため、死腔による測定への影響と生体の換気機能への影響を小さくすることができる。
【００４６】
請求項４記載の発明により、濾材支持体に前記シート状濾材を固定して構成するようにした。このため、強い呼吸器の圧力にも耐えることができる。また、この固定は圧着や溶着などの技術を用いることができるため、フィルタの価格を安価にすることができる。
【００４７】
請求項５記載の発明により、シート状の濾材に帯電性濾材を用いたため、異物をより効率よく捕集できる。このため、呼吸センサの内部をより清潔に維持することができ、より効果的に相互感染を防止でき、測定誤差の発生を防止できる。
【００４８】
請求項６記載の発明により、粒径が０．３μｍ以上の異物を９０％以上、捕集することができるため、細菌と、大きさが０．３μｍ以上のウイルスを、はほぼ１００％、捕集することができる。
０．３μｍ以下のウイルスはそのままでは捕集できないが、実際には、人体から放出されるウイルスは痰や唾などの異物に付着して排泄されることが多いため、本請求項記載の発明により、大部分は捕集できる。
このため、より清潔でより、相互感染の少ない検査をおこなうことができる。しかも、請求項１や３と組み合わせると、フィルタの交換も容易であるため、より清潔で、より相互感染の少ない検査をおこなうことができる。
【００４９】
請求項７記載の発明により、前記マスク本体と被検者の顔面の接触部から呼吸気が漏れないようにするクッションカバーを設けた。
このため、体動の激しい運動時にも、正確な呼吸測定をおこなうことができる。
【００５０】
請求項８記載の発明により、呼吸測定用マスクのデッドスペースは１００ｍＬ以下にした。このため、測定誤差は少なく、被検者への影響も少ない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下に、実施例により、本発明を詳しく説明する。
【実施例１】
【００５２】
本発明の呼吸測定用マスクの実施例を図１に示す。図１（Ａ）はマスク本体１と呼吸測定センサ２を接続したときの図で、図１（Ｂ）はその接続を切り離したときの図である。
図１の１はマスク本体、２は呼吸測定センサ、３はマスク本体１と呼吸測定センサ２を接続する接続部、３Ａはマスクキャップ、３Ｂはフィルタアダプタ、４はフィルタ、５はクッションカバー、７は流量信号線、９はサンプリング回路、Ａはマスク本体１の呼吸測定センサ２を接続する開口部、Ｂはマスク本体１を顔面に当接するための開口部、Ｏはマスク本体１と呼吸測定センサ２を接続する方向の中心軸である。
【００５３】
呼吸測定用マスクの分解図を図２に示す。呼吸測定用マスクは、マスク本体１と、フィルタアダプタ３Ｂと、フィルタ４と、パッキンゴム５と、マスクキャップ３Ａと、呼吸測定センサ２と、マスクキャップ固定部２Ａで構成される。
マスクキャップ３Ａとフィルタアダプタ３Ｂは、図３のように、それぞれ、バヨネット爪３Ａａとバヨネット溝３Ｂｂを、対の位置に設けている。また、バヨネット爪３Ａａをバヨネット溝３Ｂｂにそって移動させてマスクキャップ３Ａとフィルタアダプタ３Ｂを結合させたとき強く結合するように、図３（Ｃ）のように、通常のバヨネット溝３Ｂｂ１よりも、マスクキャップ３Ａとフィルタアダプタ３Ｂの接合面から遠くにバヨネット爪３Ａａを誘導する固定部３Ｂｂｒを設けている。
【００５４】
マスク本体１の開口部Ａの開口端１Ｂに、図３（Ｂ）に示すようなフィルタアダプタ３Ｂを、空気が漏れないように固着する。
一方、呼吸測定センサ２の呼気筒部（口元側）に設けたマスクキャップ固定部２Ａにマスクキャップ３Ａを、空気が漏れないように固着する。
マスクキャップ３Ａにフィルタアダプタ３Ｂを当接し、バヨネット爪３Ａａをバヨネットガイド３Ｂｂに挿入して回転させると、バヨネット爪３Ａａがバヨネットガイド３Ｂｂに沿って滑動し、固定部３Ｂｂｒまで滑動させると、マスク本体１と呼吸測定センサ２を強く接続できる。
【００５５】
このとき、図２のように、パッキンゴム５を介在させると、空気の漏れが無く、より強く、緩み難いように、マスク本体１と呼吸測定センサ２をより強く接続できる。
空気の漏れが無いため正確な呼吸測定が可能になる。また、呼吸測定センサ２の脱落が無いため、検者の余分な手間を要せず、呼吸測定用マスク内部の清掃などのメンテナンスが簡単になり、その結果、検者の労力を省力化でき、呼吸測定用マスク部を清潔に維持でき、相互感染の危険性を減らすことができる。
このようにして、請求項１記載の発明を実現できる。
【００５６】
ただし、前記記載の発明では、バヨネットガイド３Ｂｂの取り付け位置とバヨネットガイド３Ｂｂの長さを規定していない。また、バヨネット爪３Ａａと、流量信号線７やサンプリング回路９を設けた位置の関係は任意である。このため、前記記載の発明によってマスク本体１と呼吸測定センサ２を接続すると、流量信号線７やサンプリング回路９を設けた位置の関係から、呼吸測定センサ２に回転トルクが発生し、これが運動時にはより強くなり、マスク本体１と呼吸測定センサ２のバヨネット結合が緩み、空気が漏れたり呼吸測定センサ２が脱落することもありうる。
そこで請求項１記載の発明では、マスク本体１と呼吸測定センサ２をバヨネット結合したとき、流量信号線７やサンプリング回路９が下方になるように、バヨネットガイド３Ｂｂを取り付けるようにした。
【００５７】
このため、請求項１記載の発明によってマスク本体１と呼吸測定センサ２を結合させると、図１（Ａ）のように、流量信号線７やサンプリング回路９の呼吸測定センサ２への取り付け位置は下方になり、呼吸測定センサ２に流量信号線７やサンプリング回路９の質量による回転トルクは発生せず、激しい運動時に使用しても、呼吸測定センサ２の接続は緩まず、空気の漏れや呼吸測定センサ２の脱落は発生しない。
【００５８】
以上のようにバヨネットガイド３Ｂｂの取り付け位置を設計しても、マスク本体１とフィルタアダプタ３Ｂ、又は呼吸測定センサ２とマスクキャップ３Ａの取り付け部が回転して、流量信号線７やサンプリング回路９の呼吸測定センサ２への取り付け位置は下方にならなず、呼吸測定センサ２に回転トルクが発生し、空気の漏れや呼吸測定センサ２の脱落が発生することも考えられる。このため、実施例の図には１対のバヨネット爪３Ａａに対応して１対のバヨネットガイド３Ｂｂを設けているが、バヨネットガイド３Ｂｂを複数対設けて、この問題に対応するようにしている。
本請求項記載の発明により、マスク本体１と呼吸測定センサ２の接続の緩みや脱落をさらに確実に防止できる。このため、より正確な呼吸測定が可能になり、呼吸測定用マスク内部の清掃などのメンテナンスがより簡単になり、その労力をより省力化でき、呼吸測定用マスク部をより清潔に維持でき、相互感染の危険性をより減らすことができる。
【００５９】
前述のように、呼吸の測定は、強い努力呼出をおこなったり激しい運動時におこなうため、咳き込んだりして、唾や端などの異物が出て、呼吸測定センサに入り、不潔になり、相互感染の危険性もある。これらの異物が呼吸測定センサ内に入ると、呼吸測定センサ内の呼吸気の流れのパターンが変化したり、呼吸流量センサの感度が変化して、正確な呼吸測定ができなくなる。また、異物に細菌やウイルスが混入していると、相互感染の危険もある。
【００６０】
これを解決するために、請求項１記載の発明では、図１（Ｂ）に示すように、呼吸気に含まれる異物を捕集するフィルタ４を介在させた。例えば図２のように、フィルタアダプタ３Ｂに収納するようにすれば良い。
本請求項記載の発明により、唾や端などの異物が呼吸測定センサ２に入り込むことを防止しるため、呼吸測定センサ２内を常に清潔に維持することができ、正確な測定をおこなうことができ、相互感染の危険性も低くすることができる。
本請求項記載の発明では、フィルタの交換や呼吸測定センサ内の清掃を容易におこなうことができるため、呼吸測定センサをより清潔に維持することができ、より正確な測定をおこなうことができ、相互感染の危険性もより低く抑えることができる。
【００６１】
請求項１記載の発明により、呼吸測定用マスクにフィルタ４を設けたため、前述のように、呼吸測定センサをより清潔に維持することができ、より正確な測定をおこなうことができ、相互感染の危険性もより低く抑えることができる。
しかし、前述のように、フィルタで異物を濾過するには、濾材の目のサイズを異物のサイズ以下しなければならないが、濾材の目が細かくなるほど空気抵抗が高くなる。また、濾材の目が一定のとき、呼吸流量が大きくなるほど空気抵抗は大きくなる。
空気抵抗が大きくなると呼吸（生体）に影響を与えて、呼吸流量が変化し、正確な呼吸測定ができなくなり、しかも、被検者に肉体的な負担を与えることにもなる。
このため、医学会では、所定の流量範囲で空気抵抗は所定値以下にしなければならないという規準を設けている。すなわち、ＡＴＳ（アメリカ胸部疾患学会）では、気流量が０〜１４Ｌ／Ｓの範囲で、空気抵抗は１５ｍｍＨ２Ｏ／Ｌ／Ｓ以下であることと規定（ＡＴＳ規格）しており、日本でもこれに準じている。
【００６２】
そこで、請求項１乃至２に記載の発明では、激しい運動時を含む所定の呼吸流量の範囲内で、フィルタと被験者間にオリフィスを設けないこととし、上記空気抵抗を満足するようにした。
このため、空気抵抗が呼吸に与える影響は無視でき、正確な呼吸測定ができ、被検者に肉体的な負担を与えることは無い。
【００６３】
呼吸測定では、前述のように、死腔量が問題になる。本発明のように、マスクに呼吸流量計を接続して測定をおこなう場合、マスクの分、死腔が大きくなり、呼吸（肺ガス交換）に影響を与え呼吸が変化することがある。また、呼吸器に死腔のガスが混入して測定されるため、呼吸測定が不正確になる。
そこで請求項３記載の発明では、フィルタにシート状の濾材を用いて、フィルタ部の体積を小さくし、死腔を小さくした。
本請求項記載の発明により、死腔が生体に与える影響は小さくなり、呼吸の測定も正確になる。
【００６４】
しかし、シート状の濾材を用いると、強い呼吸気に対して強度が低下し、濾材が変形して、呼吸気流が乱れて正確な呼吸測定ができなくなることもある。また、破損してフィルタの用を足さなくなるｋともある。
そこで請求項４記載の発明では、呼吸測定センサ内部の気流のパターンに影響を与えない細い濾材支持体に前記シート状濾材を固定して構成した。濾材の濾材支持体への固定は、圧着や接着などの手段を用いると安価に実現でき、経済的なメリットも出せる。
本請求項記載の発明により、強度の高い安価なフィルタを実現できる。濾材の変形や破損が生じにくいため、呼吸測定が正確になる。また、破損時のフィルタ交換の手間も省力化できる。
【００６５】
フィルタについては、以上のように、空気抵抗と死腔については解決したが、相互感染を勘案すると、細かい異物を効率よく濾過する設計が必要である。
濾材の目が一定の大きさである場合、目のサイズ以上の異物で無いと濾過できないが、帯電性濾材を用いると、目のサイズよりも小さな異物も濾過できることが知られている。
そこで請求項５記載の発明では、濾材に帯電性濾材を用いてこの問題を解決するようにした。
出願人は、肺機能検査用のフィルタとして、所定の流量範囲で、所定の空気抵抗で、粒径が０．３μｍ以上の異物を９０％以上、捕集できるフィルタを実現している（特許文献４）。
本請求項記載の発明は、この技術を応用し、マスクと呼吸流量センサを組み合わせて、激しい運動時にも使用できるフィルタを新たに設計した。これが請求項６記載の発明である。
【００６６】
本請求項記載の発明の実施例を図４に示す。フィルタ４は、フィルタアダプタ３Ｂに収納できるサイズの円環４ａと支持バー４ｂで構成する濾材支持体にシート状の帯電性濾材４ｆを超音波圧着して成形している。
濾材に住友スリーエム社のＦｉｌｔｅｒｅｔｅＴＭタイプＧ−３００を選定した。これは常時帯電性であり、医学会で定めた呼吸流量の範囲内で、粒径０．３μｍの捕集効率は９８％である。
この濾材は、流速５０ｃｍ／Ｓにおける圧力損失は２０ｍｍＨ２Ｏであり、これを用いて、医学会で定めた呼吸流量の範囲内で、所定値以下の空気抵抗になるように、濾材の面積を求め、この値から円環４ａと支持バー４ｂを勘案して、フィルタ４のサイズを設計している。
【００６７】
この実施例が図４であり、これを図１（Ｂ）や図２のように、マスク本体１と呼吸測定センサ２の間に介在させている。
本請求項記載の発明により、粒径が０．３μｍ以上の異物を９０％以上、捕集することができるため、ほぼ全ての細菌と、大きさが０．３μｍ以上のウイルスを、はほぼ１００％、捕集することができる。０．３μｍ以下のウイルスは単体ではそのままでは捕集できないが、実際には、人体から放出されるウイルスは痰や唾などの異物に付着して排泄されることが多いため、本請求項記載の発明により、大部分は捕集できる。
このため、より清潔でより、相互感染の少ない検査をおこなうことができる。しかも、請求項１や２と組み合わせると、フィルタの交換も容易であるため、より清潔で、より相互感染の少ない検査をおこなうことができる。
【００６８】
前述のように、本発明の呼吸測定用マスクは、激しい運動時にも使用するが、この場合、呼吸測定用マスクの質量により、顔面装着位置がずれ、顔面とマスク本体１の開口部との境界から呼吸気が漏れて、呼吸気の測定が不正確になることがある。
そこで請求項７記載の発明では、図１に染め素用に、前記マスク本体の被検者の顔面との接触部に、前記マスク本体と被検者の顔面の接触部から呼吸気が漏れないようにするクッションカバー５を設けた。
クッションカバー５は柔軟なゴム製等であり、装着部がすれても顔面との間に間隙は生じにくく、空気漏れは発生しにくい。
このため、呼吸気の測定を正確に維持することができる。
【００６９】
死腔が大きいと、前述のように、生体に影響を与え、血中酸素濃度にも影響を及ぼすため、呼吸の大きさと速さを変化させ、正確な呼吸測定ができなくなる。
そこで請求項８記載の発明では、請求項１から７までの発明を組み合わせ、呼吸測定用マスク全体の容積を、生体への影響が小さい、１５０ｍＬ以下にした。
本請求項記載の発明により、生体への影響は少なく、正確な呼吸測定ができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の呼吸測定用マスクの実施例であり、（Ａ）はマスク本体１と呼吸測定センサ２を接続した図、（Ｂ）はマスク本体１と呼吸測定センサ２を切り離した図である。
【図２】本発明の呼吸測定用マスクの分解図である。
【図３】（Ａ）は本発明の呼吸測定用マスクのマスク本体１と呼吸測定センサ２を接続する接続部を構成するマスクキャップ３Ａの正面図と側面図、（Ｂ）はフィルタアダプタ３Ｂの正面図と側面図、（Ｃ）はバヨネットガイド３Ｂｂの構造を示す図である。
【図４】請求項４〜６に記載したフィルタの正面図と側面図である。
【図５】従来の呼吸測定用マスクの例で、（Ａ）はマスク本体の、（Ｂ）は呼吸測定センサの、（Ｃ）は顔面に装着した状態の、（Ｄ）は呼気ガス分析装置の構成図である。
【符号の説明】
【００７１】
１、５１・・・マスク本体          ２、５５・・・呼吸測定センサ
３・・・・・  接続部              ４・・・・・フィルタ
５・・・・・  クッションカバー    ７・・・・・流量信号線
９・・・・・サンプリング回路      Ａ・・・・・マスク本体の開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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