(57)【要約】【課題】簡易な装置でＤＬＢ患者を選別することができる換気応答測定システムを提供すること。【解決手段】換気応答測定システムは、呼吸管と、呼吸管に接続可能且つ呼吸管よりも大きな貯留容器と、貯留容器に酸素を供給する酸素供給装置と、呼気の流量を測定する流量センサと、血中酸素飽和度を測定する血中酸素飽和度センサと、流量センサの情報、体表面積の情報、及びしきい値を記憶する情報処理装置と、情報処理装置からの信号に応じて異なる判定結果を出力する出力装置と、を備える。情報処理装置は、貯留容器がない状態において流量センサの情報に基づいて第１の分時換気量を演算し、貯留容器がある状態において流量センサの情報に基づいて第２の分時換気量を演算し、第１の分時換気量、第２の分時換気量及び体表面積に基づいて演算した診断指標としきい値とに基づいて出力装置の判定結果を変化させる。【選択図】図１
2017159039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の呼吸器に接続される呼吸管と、
前記呼吸管に接続可能であって且つ前記呼吸管の容積よりも大きな容積を有する貯留容器と、
前記貯留容器に酸素を供給する酸素供給装置と、
前記被験者の呼気の流量を測定する流量センサと、
前記被験者の血中酸素飽和度を測定する血中酸素飽和度センサと、
前記流量センサの情報、前記被験者の体表面積の情報、及び所定のしきい値を記憶する情報処理装置と、
前記情報処理装置からの信号に応じて異なる判定結果を出力する出力装置と、
を備え、
前記情報処理装置は、
前記貯留容器が前記呼吸管に接続されていない状態において、前記流量センサから受け取った情報に基づいて第１の分時換気量を演算し、
前記貯留容器が前記呼吸管に接続された状態において、前記流量センサから受け取った情報に基づいて第２の分時換気量を演算し、
前記第１の分時換気量、前記第２の分時換気量及び前記体表面積に基づいて診断指標を演算し、
前記診断指標及び前記しきい値に基づいて前記出力装置に出力させる判定結果を変化させる
換気応答測定システム。
【請求項２】
被験者の呼吸器に接続される呼吸管と、
前記呼吸管に接続可能であって且つ前記呼吸管の容積よりも大きな容積を有する貯留容器と、
前記貯留容器に酸素を供給する酸素供給装置と、
前記被験者の呼気の流量を測定する流量センサと、
前記被験者の呼気に含まれる二酸化炭素分圧を測定する二酸化炭素分圧センサと、
前記被験者の血中酸素飽和度を測定する血中酸素飽和度センサと、
前記流量センサの情報、前記二酸化炭素分圧センサの情報、前記被験者の体表面積の情報、及び所定のしきい値を記憶する情報処理装置と、
前記情報処理装置からの信号に応じて異なる判定結果を出力する出力装置と、
を備え、
前記情報処理装置は、
前記貯留容器が前記呼吸管に接続されていない状態において、前記流量センサから受け取った情報に基づいて第１の分時換気量を演算し、且つ前記二酸化炭素分圧センサから受け取った情報に基づいて第１の呼気終末二酸化炭素分圧を演算し、
前記貯留容器が前記呼吸管に接続された状態において、前記流量センサから受け取った情報に基づいて第２の分時換気量を演算し、且つ前記二酸化炭素分圧センサから受け取った情報に基づいて第２の呼気終末二酸化炭素分圧を演算し、
前記第１の分時換気量、前記第２の分時換気量、前記第１の呼気終末二酸化炭素分圧、前記第２の呼気終末二酸化炭素分圧及び前記体表面積に基づいて前記診断指標を演算し、
前記診断指標及び前記しきい値に基づいて前記出力装置に出力させる判定結果を変化させる
換気応答測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、換気応答測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
三大認知症として、アルツハイマー型認知症、血管性認知症、及びレビー小体型認知症（Dementia  with  Lewy  Bodies（以下、ＤＬＢという））が知られている。ＤＬＢの患者においては、呼吸調節機能障害の１つとして高炭酸ガス換気応答（Hypercapnic  Ventilatory  Response（以下ＨＣＶＲという））での異常が認められる。例えば非特許文献１に記載されているように、高炭酸ガス換気応答の測定がＤＬＢの診断において有用であることが知られている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】水上勝義、「ＤＬＢとうつ状態」、精神神経学雑誌、公益社団法人日本精神神経学会、平成２４年３月、第１１４巻、第３号、ｐ．２８９−２９６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術において高炭酸ガス換気応答を測定するためには、例えば非特許文献１の図２に示されているような大型の装置が必要であった。しかしながら、大型の装置を設置できる場所は一部の医療機関に限られる。このため、ＤＬＢの診断率を向上させるために、従来よりも簡易な装置によるＤＬＢの診断が求められている。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、簡易な装置でＤＬＢ患者を選別することができる換気応答測定システム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】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明に係る換気応答測定システムは、被験者の呼吸器に接続される呼吸管と、前記呼吸管に接続可能であって且つ前記呼吸管の容積よりも大きな容積を有する貯留容器と、前記貯留容器に酸素を供給する酸素供給装置と、前記被験者の呼気の流量を測定する流量センサと、前記被験者の血中酸素飽和度を測定する血中酸素飽和度センサと、前記流量センサの情報、前記被験者の体表面積の情報、及び所定のしきい値を記憶する情報処理装置と、前記情報処理装置からの信号に応じて異なる判定結果を出力する出力装置と、を備え、前記情報処理装置は、前記貯留容器が前記呼吸管に接続されていない状態において、前記流量センサから受け取った情報に基づいて第１の分時換気量を演算し、前記貯留容器が前記呼吸管に接続された状態において、前記流量センサから受け取った情報に基づいて第２の分時換気量を演算し、前記第１の分時換気量、前記第２の分時換気量及び前記体表面積に基づいて診断指標を演算し、前記診断指標及び前記しきい値に基づいて前記出力装置に出力させる判定結果を変化させる。
【０００７】
ＤＬＢ患者においては、第１の分時換気量に対する第２の分時換気量の比率が健常者に比べて大きくなりにくい。このため、ＤＬＢ患者に対して演算される診断指標の値は、健常者に対して演算される診断指標の値とは異なる値になりやすい。したがって、ＤＬＢ患者に対して出力装置に出力される判定結果は、健常者に対して出力装置に出力される判定結果とは異なる可能性が高い。よって、換気応答測定システムは、簡易な装置でＤＬＢ患者を選別することができる。
【０００８】
また、本発明の第２の態様として、換気応答測定システムは、被験者の呼吸器に接続される呼吸管と、前記呼吸管に接続可能であって且つ前記呼吸管の容積よりも大きな容積を有する貯留容器と、前記貯留容器に酸素を供給する酸素供給装置と、前記被験者の呼気の流量を測定する流量センサと、前記被験者の呼気に含まれる二酸化炭素分圧を測定する二酸化炭素分圧センサと、前記被験者の血中酸素飽和度を測定する血中酸素飽和度センサと、前記流量センサの情報、前記二酸化炭素分圧センサの情報、前記被験者の体表面積の情報、及び所定のしきい値を記憶する情報処理装置と、前記情報処理装置からの信号に応じて異なる判定結果を出力する出力装置と、を備え、前記情報処理装置は、前記貯留容器が前記呼吸管に接続されていない状態において、前記流量センサから受け取った情報に基づいて第１の分時換気量を演算し、且つ前記二酸化炭素分圧センサから受け取った情報に基づいて第１の呼気終末二酸化炭素分圧を演算し、前記貯留容器が前記呼吸管に接続された状態において、前記流量センサから受け取った情報に基づいて第２の分時換気量を演算し、且つ前記二酸化炭素分圧センサから受け取った情報に基づいて第２の呼気終末二酸化炭素分圧を演算し、前記第１の分時換気量、前記第２の分時換気量、前記第１の呼気終末二酸化炭素分圧、前記第２の呼気終末二酸化炭素分圧及び前記体表面積に基づいて前記診断指標を演算し、前記診断指標及び前記しきい値に基づいて前記出力装置に出力させる判定結果を変化させる。
【０００９】
ＤＬＢ患者においては、第１の分時換気量に対する第２の分時換気量の比率が健常者に比べて大きくなりにくい。このため、ＤＬＢ患者に対して演算される診断指標の値は、健常者に対して演算される診断指標の値とは異なる値になりやすい。したがって、ＤＬＢ患者に対して出力装置に出力される判定結果は、健常者に対して出力装置に出力される判定結果とは異なる可能性が高い。さらに、診断指標の演算において呼気終末二酸化炭素分圧が導入されることで、換気応答測定システムはＤＬＢ患者の選別精度を向上させることができる。よって、換気応答測定システムは、簡易な装置でＤＬＢ患者を選別することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡易な装置でＤＬＢ患者を選別することができる換気応答測定システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態１に係る換気応答測定システムの模式図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る換気応答測定システムのブロック図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る情報処理装置が行う処理を示すフローチャートである。
【図４】図４は、実施形態１に係る換気応答測定システムによって測定した健常者の分時換気量を示すグラフである。
【図５】図５は、実施形態１に係る換気応答測定システムによって測定したＤＬＢ患者の分時換気量を示すグラフである。
【図６】図６は、実施形態２に係る換気応答測定システムの模式図である。
【図７】図７は、実施形態２に係る換気応答測定システムのブロック図である。
【図８】図８は、実施形態２に係る情報処理装置が行う処理を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施形態２に係る換気応答測定システムによって測定した健常者の分時換気量及び呼気終末二酸化炭素分圧を示すグラフである。
【図１０】図１０は、実施形態２に係る換気応答測定システムによって測定したＤＬＢ患者の分時換気量及び呼気終末二酸化炭素分圧を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００１３】
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る換気応答測定システムの模式図である。換気応答測定システム１は、ＤＬＢ患者を選別するために用いられるシステムである。図１に示すように、換気応答測定システム１は、呼吸管２と、貯留容器３と、流量センサ４と、酸素供給装置６と、血中酸素飽和度センサ７と、入力装置８と、出力装置１０と、情報処理装置９と、を備える。
【００１４】
呼吸管２は、被験者の呼吸器に接続される部材である。例えば、呼吸管２の一端が被験者の鼻及び口に接続される。呼吸管２の一端は、被験者の鼻及び口を覆うことができる大きさを有しており、且つ被験者の顔の表面に密着することができる。すなわち、呼吸管２の一端はマスク形状に形成されている。呼吸管２の他端は、例えば略円筒状であって、被験者とは反対側に向かって開口している。
【００１５】
貯留容器３は、呼吸管２に接続することができる筒状の部材である。貯留容器３は、呼吸管２に対して着脱可能である。具体的には、貯留容器３の一端に設けられたコネクタ３１を介して、貯留容器３が呼吸管２に接続される。貯留容器３は、例えば、合成樹脂等で形成された可撓性部材であって透明である。貯留容器３の容積は、呼吸管２の容積よりも大きい。貯留容器３が呼吸管２に接続された状態で被験者が呼吸すると、貯留容器３の内部に二酸化炭素が溜まっていく。
【００１６】
流量センサ４は、被験者の呼気の流量を測定するためのセンサである。流量センサ４は、呼吸管２の内部に配置される。流量センサ４は、情報処理装置９と電気的に接続されている。流量センサ４は、計測した情報を電気信号として情報処理装置９に送信することができる。
【００１７】
酸素供給装置６は、貯留容器３に酸素を供給するための装置である。例えば、酸素供給装置６は、酸素タンク６１と、チューブ６２と、を備える。チューブ６２は、酸素タンク６１と貯留容器３とに接続されており、酸素タンク６１に貯留された酸素を貯留容器３に送ることができる。例えば、酸素タンク６１に設けられたバルブの開閉によって、貯留容器３に送られる酸素の量が調節される。
【００１８】
血中酸素飽和度センサ７は、被験者の血中酸素飽和度（ＳｐＯ２）を測定するためのセンサである。血中酸素飽和度センサ７は、例えば被験者の指先に取り付けられる。血中酸素飽和度センサ７は、情報処理装置９と電気的に接続されている。血中酸素飽和度センサ７は、計測した情報を電気信号として情報処理装置９に送信することができる。血中酸素飽和度センサ７が測定した血中酸素飽和度は、情報処理装置９を介して、出力装置１０に随時表示される。これにより、医師等は、被験者の血中酸素飽和度を監視することができる。
【００１９】
情報処理装置９は、流量センサ４及び入力装置８からの入力に応じた処理を実行し、出力装置１０へ出力する装置である。情報処理装置９は、いわゆるコンピュータであって、例えばＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、及び補助記憶装置を備える。
【００２０】
入力装置８は、情報処理装置９に情報を入力するための装置である。入力装置８は、情報処理装置９と電気的に接続されている。入力装置８は、例えばマウス及びキーボード等である。入力装置８は、第１ボタン８１及び第２ボタン８２を備える。第１ボタン８１及び第２ボタン８２は、キーボード上に配置された物理的なボタンであってもよいし、タッチパネル付表示装置等に表示されるボタンであってもよい。
【００２１】
出力装置１０は、情報処理装置９から受け取った情報に応じて出力を変化させることができる装置である。出力装置１０は、情報処理装置９と電気的に接続されている。出力装置１０は、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置である。
【００２２】
図２は、実施形態１に係る換気応答測定システムのブロック図である。図３は、実施形態１に係る情報処理装置が行う処理を示すフローチャートである。図２においてブロックで示される情報処理装置９の各機能は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び補助記憶装置により実現される。
【００２３】
図３に示すように、第１ボタン８１が押された場合（ステップＳ１、Ｙｅｓ）、情報処理装置９は図２に示すタイマー９２をスタートさせる（ステップＳ２）。例えば、貯留容器３が外された状態の呼吸管２が被験者に装着された後、第１ボタン８１が押される。一方、第１ボタン８１が押されていない場合（ステップＳ１、Ｎｏ）、情報処理装置９の処理はステップＳ４に進む。
【００２４】
ステップＳ２の後、図２に示す分時換気量演算部９１が第１の分時換気量を演算し、分時換気量記憶部９３が第１の分時換気量を記憶する（ステップＳ３）。分時換気量とは、被験者の呼吸による１分間当たり換気量である。分時換気量演算部９１は、流量センサ４から受け取った情報及びタイマー９２から受け取った情報に基づいて第１の分時換気量を演算する。例えば、分時換気量演算部９１は、タイマー９２がスタートしてから２分経過後の１分間において、流量センサ４が計測した流量を積算することで第１の分時換気量を演算する。また、ステップＳ３の後、タイマー９２はリセットされる。
【００２５】
ステップＳ３の後、第２ボタン８２が押された場合（ステップＳ４、Ｙｅｓ）、情報処理装置９はタイマー９２をスタートさせる（ステップＳ５）。例えば、貯留容器３が接続された状態の呼吸管２が被験者に装着された後、第２ボタン８２が押される。この時、酸素供給装置６から貯留容器３に対して、例えば０．５（Ｌ／ｍｉｎ）の流量で酸素が送られる。これにより、被験者の血中酸素飽和度の低下が抑制される。一方、第２ボタン８２が押されていない場合（ステップＳ４、Ｎｏ）、情報処理装置９の処理はステップＳ１に戻る。すなわち、第１ボタン８１及び第２ボタン８２のいずれも押されていない時、情報処理装置９は待ち状態となる。
【００２６】
ステップＳ５の後、分時換気量演算部９１が第２の分時換気量を演算し、分時換気量記憶部９３が第２の分時換気量を記憶する（ステップＳ６）。分時換気量演算部９１は、流量センサ４から受け取った情報及びタイマー９２から受け取った情報に基づいて第２の分時換気量を演算する。例えば、分時換気量演算部９１は、タイマー９２がスタートしてから２分経過後の１分間において、流量センサ４が計測した流量を積算することで第２の分時換気量を演算する。また、ステップＳ６の後、タイマー９２はリセットされる。
【００２７】
ステップＳ６の後、分時換気量記憶部９３に第１の分時換気量及び第２の分時換気量が記憶されている場合（ステップＳ７、Ｙｅｓ）、図２に示す診断指標演算部９４が診断指標を演算する（ステップＳ８）。診断指標演算部９４は、第１の分時換気量、第２の分時換気量及び体表面積記憶部９５に予め記憶された被験者の体表面積に基づいて診断指標を演算する。体表面積は、入力装置８を介して体表面積記憶部９５に入力されることで適宜変更される。具体的には、第１の分時換気量をＶ１（Ｌ／ｍｉｎ）、第２の分時換気量をＶ２（Ｌ／ｍｉｎ）、体表面積をＢＳＡ（ｍ２）、診断指標をＢ（１／ｍ２）とすると、診断指標は下記の数式（１）で表される。
【００２８】
【数１】
2017159039.tif 000003
【００２９】
分時換気量記憶部９３に第１の分時換気量又は第２の分時換気量が記憶されていない場合（ステップＳ７、Ｎｏ）、情報処理装置９の処理はステップＳ１に戻る。すなわち、診断指標演算部９４は、第１の分時換気量及び第２の分時換気量の記憶が完了するまでは、診断指標の演算を開始しない。
【００３０】
ステップＳ８の後、図２に示す判定部９６が診断指標としきい値記憶部９７に予め記憶されたしきい値とを比較する（ステップＳ９）。しきい値は、入力装置８を介してしきい値記憶部９７に入力されることで適宜変更される。しきい値の一例は、例えば１．１５である。判定部９６は、診断指標がしきい値より大きいときに第１信号を出力装置１０に出力し、診断指標がしきい値以下であるときに第１信号とは異なる第２信号を出力装置１０に出力する。より具体的には、判定部９６は、例えばしきい値に対する診断指標の差分（診断指標−しきい値）を演算する。判定部９６は、差分の値が正の値（０より大きい）ときに第１信号を出力装置１０に出力し、差分の値が０以下のときに第２信号を出力装置１０に出力する。すなわち、判定部９６は、診断指標としきい値との差に基づいて異なる信号を出力する。
【００３１】
ステップＳ８の後、出力装置１０は、判定部９６から受け取った信号に応じて判定結果を画面上に表示する（ステップＳ１０）。具体的には、出力装置１０は、第１信号を受け取った場合には被験者がＤＬＢ患者である可能性が比較的低い旨の判定結果（第１判定結果）を出力し、第２信号を受け取った場合には被験者がＤＬＢ患者である可能性が比較的高い旨の判定結果（第２判定結果）を出力する。
【００３２】
なお、ステップＳ９において、判定部９６は、診断指標がしきい値以上であるときに第１信号を出力装置１０に出力し、診断指標がしきい値より小さいときに第２信号を出力装置１０に出力してもよい。
【００３３】
なお、しきい値は、必ずしも１．１５でなくてもよく、被験者の属性等に応じて適宜変更されてもよい。また、しきい値記憶部９７が記憶するしきい値は、必ずしも１つでなくてもよく、複数であってもよい。例えば、しきい値記憶部９７が第１しきい値と、第１しきい値よりも大きい第２しきい値とを記憶していてもよい。このような場合、ステップＳ９において、判定部９６は、診断指標が第２しきい値より大きいときに第１信号を出力装置１０に出力し、診断指標が第２しきい値以下であり第１しきい値より大きいときに第２信号を出力装置１０に出力し、診断指標が第１しきい値以下であるときに第３信号を出力装置１０に出力すればよい。
【００３４】
なお、必ずしも第１の分時換気量が記憶された後に第２の分時換気量が記憶されなくてもよく、第２の分時換気量が第１の分時換気量よりも先に記憶されてもよい。すなわち、上述したステップＳ６の後にステップＳ３が実行されてもよい。
【００３５】
なお、情報処理装置９は、必ずしもタイマー９２を備えていなくてもよい。例えば、分時換気量演算部９１は、第１ボタン８１（第２ボタン８２）が押されてから所定時間経過するまで流量センサ４から情報を取得し続け、所定時間経過後に最後の１分間の流量を積算することで第１の分時換気量（第２の分時換気量）を演算してもよい。または、分時換気量演算部９１は、第１ボタン８１（第２ボタン８２）が押されてから第１ボタン８１（第２ボタン８２）が再び押されるまで流量センサ４から情報を取得し続け、第１ボタン８１（第２ボタン８２）が再び押された後に最後の１分間の流量を積算することで第１の分時換気量（第２の分時換気量）を演算してもよい。
【００３６】
なお、第１ボタン８１及び第２ボタン８２は、必ずしもそれぞれ別のボタンでなくてもよく、同じボタンであってもよい。すなわち、入力装置８が、第１ボタン８１の機能及び第２ボタン８２の機能の両方を果たす１つのボタンを有していてもよい。
【００３７】
なお、出力装置１０は、必ずしも表示装置でなくてもよい。例えば、出力装置１０は、判定結果を紙で出力する印刷装置であってもよいし、判定結果を音で出力する警報装置であってもよい。出力装置１０は、情報処理装置９の処理結果を人間に認識させることができる装置であればよい。また、入力装置８及び出力装置１０は、必ずしも情報処理装置９に対して別個の装置でなくてもよく、情報処理装置９と一体となっていてもよい。
【００３８】
図４は、実施形態１に係る換気応答測定システムによって測定した健常者の分時換気量を示すグラフである。図５は、実施形態１に係る換気応答測定システムによって測定したＤＬＢ患者の分時換気量を示すグラフである。図４は、１０人の健常者（健常者グループ）について第１の分時換気量及び第２の分時換気量を示している。図５は、１５人のＤＬＢ患者（ＤＬＢ患者グループ）について第１の分時換気量及び第２の分時換気量を示している。
【００３９】
貯留容器３が呼吸管２に接続された状態で被験者が呼吸すると、貯留容器３に二酸化炭素が溜まる。これにより、被験者の吸気の二酸化炭素分圧が増大する。健常者は、二酸化炭素分圧の増大を正常に検知できる。このため、健常者においては、貯留容器３が呼吸管２に接続されている時には呼吸回数及び１回呼吸量が大きくなりやすい。このため、図４に示すように、健常者においては、第１の分時換気量に対する第２の分時換気量の比率が大きくなりやすい。
【００４０】
一方、ＤＬＢ患者は、二酸化炭素分圧の増大を健常者のように検知できない。このため、貯留容器３が呼吸管２に接続されている時でも呼吸回数及び１回呼吸量が大きくなりにくい。このため、図５に示すように、ＤＬＢ患者においては、第１の分時換気量に対する第２の分時換気量の比率が大きくなりにくい。
【００４１】
しきい値を１．１５として、上述した健常者グループ及びＤＬＢ患者グループに対して換気応答測定システム１を適用した場合、ＤＬＢ患者グループにおいて第２判定結果（ＤＬＢ患者である可能性が比較的高い旨の判定結果）が出力される確率（約６６．７％）は、健常者グループにおいて第２判定結果が出力される確率（約４０％）よりも大きい。このため、医師等は、ＤＬＢ患者を選別するための手段の１つとして換気応答測定システム１を使用することができる。
【００４２】
以上で説明したように、換気応答測定システム１は、被験者の呼吸器に接続される呼吸管２と、呼吸管２に接続可能であって且つ呼吸管２の容積よりも大きな容積を有する貯留容器３と、貯留容器３に酸素を供給する酸素供給装置６と、被験者の呼気の流量を測定する流量センサ４と、被験者の血中酸素飽和度を測定する血中酸素飽和度センサ７と、流量センサ４の情報、被験者の体表面積の情報、及び所定のしきい値を記憶する情報処理装置９と、情報処理装置９からの信号に応じて異なる判定結果を出力する出力装置１０と、を備える。情報処理装置９は、貯留容器３が呼吸管２に接続されていない状態において、流量センサ４から受け取った情報に基づいて第１の分時換気量を演算する。情報処理装置９は、貯留容器３が呼吸管２に接続された状態において、流量センサ４から受け取った情報に基づいて第２の分時換気量を演算する。情報処理装置９は、第１の分時換気量、第２の分時換気量及び体表面積に基づいて診断指標を演算する。情報処理装置９は、診断指標及びしきい値に基づいて出力装置１０に出力させる判定結果を変化させる。
【００４３】
ＤＬＢ患者においては、第１の分時換気量に対する第２の分時換気量の比率が健常者に比べて大きくなりにくい。このため、ＤＬＢ患者に対して演算される診断指標の値は、健常者に対して演算される診断指標の値とは異なる値になりやすい。したがって、ＤＬＢ患者に対して出力装置１０に出力される判定結果は、健常者に対して出力装置１０に出力される判定結果とは異なる可能性が高い。よって、換気応答測定システム１は、簡易な装置でＤＬＢ患者を選別することができる。
【００４４】
（実施形態２）
図６は、実施形態２に係る換気応答測定システムの模式図である。なお、上述した実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図６に示すように、換気応答測定システム１Ａは、二酸化炭素分圧センサ５と、情報処理装置９Ａと、を備える。
【００４５】
二酸化炭素分圧センサ５は、被験者の呼気に含まれる二酸化炭素分圧を測定するためのセンサである。二酸化炭素分圧センサ５は、呼吸管２の内部に配置される。二酸化炭素分圧センサ５は、情報処理装置９Ａと電気的に接続されている。二酸化炭素分圧センサ５は、計測した情報を電気信号として情報処理装置９Ａに送信することができる。
【００４６】
情報処理装置９Ａは、流量センサ４、二酸化炭素分圧センサ５及び入力装置８からの入力に応じた処理を実行し、出力装置１０への出力へする装置である。情報処理装置９Ａは、いわゆるコンピュータであって、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び補助記憶装置を備える。
【００４７】
図７は、実施形態２に係る換気応答測定システムのブロック図である。図８は、実施形態２に係る情報処理装置が行う処理を示すフローチャートである。図７においてブロックで示される情報処理装置９Ａの各機能は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び補助記憶装置により実現される。
【００４８】
図８に示すように、第１ボタン８１が押された場合（ステップＳ１１、Ｙｅｓ）、情報処理装置９Ａは図７に示すタイマー９２をスタートさせる（ステップＳ１２）。例えば、貯留容器３が外された状態の呼吸管２が被験者に装着された後、第１ボタン８１が押される。一方、第１ボタン８１が押されていない場合（ステップＳ１１、Ｎｏ）、情報処理装置９Ａの処理はステップＳ１４に進む。
【００４９】
ステップＳ１２の後、図７に示す分時換気量演算部９１が第１の分時換気量を演算し、分時換気量記憶部９３が第１の分時換気量を記憶し、呼気終末二酸化炭素分圧演算部９８が第１の呼気終末二酸化炭素分圧（以下、第１ＥＴＣＯ２）を演算し、呼気終末二酸化炭素分圧記憶部９９が第１ＥＴＣＯ２を記憶する（ステップＳ１３）。呼気終末二酸化炭素分圧（以下、ＥＴＣＯ２）とは、被験者の呼気に含まれる二酸化炭素分圧の最大値である。被験者の呼気に含まれる二酸化炭素分圧は、吸気が開始される直前に最大となる。呼気終末二酸化炭素分圧演算部９８は、二酸化炭素分圧センサ５から受け取った情報及びタイマー９２から受け取った情報に基づいて第１ＥＴＣＯ２を演算する。例えば、呼気終末二酸化炭素分圧演算部９８は、タイマー９２がスタートしてから３分経過する前に二酸化炭素分圧センサ５が計測した最後の値を第１ＥＴＣＯ２として演算する。また、ステップＳ１３の後、タイマー９２はリセットされる。
【００５０】
ステップＳ１３の後、第２ボタン８２が押された場合（ステップＳ１４、Ｙｅｓ）、情報処理装置９Ａはタイマー９２をスタートさせる（ステップＳ１５）。例えば、貯留容器３が接続された状態の呼吸管２が被験者に装着された後、第２ボタン８２が押される。この時、酸素供給装置６から貯留容器３に対して、例えば０．５（Ｌ／ｍｉｎ）の流量で酸素が送られる。これにより、被験者の血中酸素飽和度の低下が抑制される。一方、第２ボタン８２が押されていない場合（ステップＳ１４、Ｎｏ）、情報処理装置９Ａの処理はステップＳ１１に戻る。すなわち、第１ボタン８１及び第２ボタン８２のいずれも押されていない時、情報処理装置９Ａは待ち状態となる。
【００５１】
ステップＳ１５の後、分時換気量演算部９１が第２の分時換気量を演算し、分時換気量記憶部９３が第２の分時換気量を記憶し、呼気終末二酸化炭素分圧演算部９８が第２の呼気終末二酸化炭素分圧（以下、第２ＥＴＣＯ２）を演算し、呼気終末二酸化炭素分圧記憶部９９が第２ＥＴＣＯ２を記憶する（ステップＳ１６）。呼気終末二酸化炭素分圧演算部９８は、二酸化炭素分圧センサ５から受け取った情報及びタイマー９２から受け取った情報に基づいて第２ＥＴＣＯ２を演算する。例えば、呼気終末二酸化炭素分圧演算部９８は、タイマー９２がスタートしてから３分経過する前に二酸化炭素分圧センサ５が計測した最後の値を第２ＥＴＣＯ２として演算する。また、ステップＳ１６の後、タイマー９２はリセットされる。
【００５２】
ステップＳ１６の後、分時換気量記憶部９３に第１の分時換気量、第１ＥＴＣＯ２、第２の分時換気量、及び第２ＥＴＣＯ２が記憶されている場合（ステップＳ１７、Ｙｅｓ）、図７に示す診断指標演算部９４が診断指標を演算する（ステップＳ１８）。診断指標演算部９４は、第１の分時換気量、第１ＥＴＣＯ２、第２の分時換気量、第２ＥＴＣＯ２、及び体表面積記憶部９５に予め記憶された被験者の体表面積に基づいて診断指標を演算する。具体的には、第１の分時換気量をＶ１（Ｌ／ｍｉｎ）、第１ＥＴＣＯ２をＰ１（ｔｏｒｒ）、第２の分時換気量をＶ２（Ｌ／ｍｉｎ）、第２ＥＴＣＯ２をＰ２（ｔｏｒｒ）、体表面積をＢＳＡ（ｍ２）、診断指標をＢ（Ｌ／ｍｉｎ／ｔｏｒｒ／ｍ２）とすると、診断指標は下記の数式（２）で表される。
【００５３】
【数２】
2017159039.tif 000004
【００５４】
分時換気量記憶部９３に第１の分時換気量、第１ＥＴＣＯ２、第２の分時換気量又は第２ＥＴＣＯ２が記憶されていない場合（ステップＳ１７、Ｎｏ）、情報処理装置９Ａの処理はステップＳ１１に戻る。すなわち、診断指標演算部９４は、第１の分時換気量、第１ＥＴＣＯ２、第２の分時換気量及び第２ＥＴＣＯ２の記憶が完了するまでは、診断指標の演算を開始しない。
【００５５】
ステップＳ１８の後、図７に示す判定部９６が診断指標としきい値記憶部９７に予め記憶されたしきい値とを比較する（ステップＳ１９）。しきい値の一例は、例えば０．３４である。判定部９６は、診断指標がしきい値より大きいときに第１信号を出力装置１０に出力し、診断指標がしきい値以下であるときに第１信号とは異なる第２信号を出力装置１０に出力する。より具体的には、判定部９６は、例えばしきい値に対する診断指標の差分（診断指標−しきい値）を演算する。判定部９６は、差分の値が正の値（０より大きい）ときに第１信号を出力装置１０に出力し、差分の値が０以下のときに第２信号を出力装置１０に出力する。すなわち、判定部９６は、診断指標としきい値との差に基づいて異なる信号を出力する。
【００５６】
ステップＳ１９の後、出力装置１０は、判定部９６から受け取った信号に応じて判定結果を画面上に表示する（ステップＳ２０）。具体的には、出力装置１０は、第１信号を受け取った場合には被験者がＤＬＢ患者である可能性が比較的低い旨の判定結果（第１判定結果）を出力し、第２信号を受け取った場合には被験者がＤＬＢ患者である可能性が比較的高い旨の判定結果（第２判定結果）を出力する。
【００５７】
なお、ステップＳ１９において、判定部９６は、診断指標がしきい値以上であるときに第１信号を出力装置１０に出力し、診断指標がしきい値より小さいときに第２信号を出力装置１０に出力してもよい。
【００５８】
なお、しきい値は、必ずしも０．３４でなくてもよく、被験者の属性等に応じて適宜変更されてもよい。また、しきい値記憶部９７が記憶するしきい値は、必ずしも１つでなくてもよく、複数であってもよい。例えば、しきい値記憶部９７が第１しきい値と、第１しきい値よりも大きい第２しきい値とを記憶していてもよい。このような場合、ステップＳ１９において、判定部９６は、診断指標が第２しきい値より大きいときに第１信号を出力装置１０に出力し、診断指標が第２しきい値以下であり第１しきい値より大きいときに第２信号を出力装置１０に出力し、診断指標が第１しきい値以下であるときに第３信号を出力装置１０に出力すればよい。
【００５９】
なお、必ずしも第１の分時換気量が記憶された後に第２の分時換気量が記憶されなくてもよく、第２の分時換気量が第１の分時換気量よりも先に記憶されてもよい。すなわち、上述したステップＳ１６の後にステップＳ１３が実行されてもよい。
【００６０】
なお、情報処理装置９Ａは、必ずしもタイマー９２を備えていなくてもよい。例えば、呼気終末二酸化炭素分圧演算部９８は、第１ボタン８１（第２ボタン８２）が押されてから所定時間経過するまで二酸化炭素分圧センサ５から情報を取得し続け、所定時間経過する前に二酸化炭素分圧センサ５が計測した最後の値を第１ＥＴＣＯ２（第２ＥＴＣＯ２）として演算してもよい。または、呼気終末二酸化炭素分圧演算部９８は、第１ボタン８１（第２ボタン８２）が押されてから第１ボタン８１（第２ボタン８２）が再び押されるまで二酸化炭素分圧センサ５から情報を取得し続け、第１ボタン８１（第２ボタン８２）が再び押される前に二酸化炭素分圧センサ５が計測した最後の値を第１ＥＴＣＯ２（第２ＥＴＣＯ２）として演算してもよい。
【００６１】
なお、第１ボタン８１及び第２ボタン８２は、必ずしもそれぞれ別のボタンでなくてもよく、同じボタンであってもよい。すなわち、入力装置８が、第１ボタン８１の機能及び第２ボタン８２の機能の両方を果たす１つのボタンを有していてもよい。
【００６２】
なお、出力装置１０は、必ずしも表示装置でなくてもよい。例えば、出力装置１０は、判定結果を紙で出力する印刷装置であってもよいし、判定結果を音で出力する警報装置であってもよい。出力装置１０は、情報処理装置９Ａの処理結果を人間に認識させることができる装置であればよい。また、入力装置８及び出力装置１０は、必ずしも情報処理装置９Ａに対して別個の装置でなくてもよく、情報処理装置９Ａと一体となっていてもよい。
【００６３】
図９は、実施形態２に係る換気応答測定システムによって測定した健常者の分時換気量及び呼気終末二酸化炭素分圧を示すグラフである。図１０は、実施形態２に係る換気応答測定システムによって測定したＤＬＢ患者の分時換気量及び呼気終末二酸化炭素分圧を示すグラフである。図９は、１０人の健常者（健常者グループ）について第１の分時換気量及び第１ＥＴＣＯ２によるプロットと、第２の分時換気量及び第２ＥＴＣＯ２によるプロットとを示している。図１０は、１５人のＤＬＢ患者（ＤＬＢ患者グループ）について第１の分時換気量及び第１ＥＴＣＯ２によるプロットと、第２の分時換気量及び第２ＥＴＣＯ２によるプロットとを示している。
【００６４】
図９に示すように、健常者においては、２つのプロットを通る直線の傾きが大きくなりやすい。２つのプロットを通る直線の傾きは、上述した数式（２）で表される診断指標の値に等しい。一方、図１０に示すように、ＤＬＢ患者においては、２つのプロットを通る直線の傾きが大きくなりにくい。
【００６５】
しきい値を０．３４として、上述した健常者グループ及びＤＬＢ患者グループに対して換気応答測定システム１Ａを適用した場合、ＤＬＢ患者グループにおいて第２判定結果（ＤＬＢ患者である可能性が比較的高い旨の判定結果）が出力される確率（約６０％）は、健常者グループにおいて第２判定結果が出力される確率（約１０％）よりも大きい。また、両グループ間での第２判定結果が出力される確率の隔たり（約５０％の隔たり）は、上述した実施形態１に係る換気応答測定システム１を適用した場合の両グループ間での第２判定結果が出力される確率の隔たり（約２６．７％の隔たり）よりも大きい。すなわち、実施形態２に係る換気応答測定システム１Ａは、実施形態１に係る換気応答測定システム１に比べて、選別精度を向上させることができる。このため、医師等は、ＤＬＢ患者を選別するための手段の１つとして換気応答測定システム１Ａを使用することができる。
【００６６】
以上で説明したように、換気応答測定システム１は、被験者の呼吸器に接続される呼吸管２と、呼吸管２に接続可能であって且つ呼吸管２の容積よりも大きな容積を有する貯留容器３と、貯留容器３に酸素を供給する酸素供給装置６と、被験者の呼気の流量を測定する流量センサ４と、被験者の呼気に含まれる二酸化炭素分圧を測定する二酸化炭素分圧センサ５と、被験者の血中酸素飽和度を測定する血中酸素飽和度センサ７と、流量センサ４の情報、二酸化炭素分圧センサ５の情報、被験者の体表面積の情報、及び所定のしきい値を記憶する情報処理装置９Ａと、情報処理装置９Ａからの信号に応じて異なる判定結果を出力する出力装置１０と、を備える。情報処理装置９Ａは、貯留容器３が呼吸管２に接続されていない状態において、流量センサ４から受け取った情報に基づいて第１の分時換気量を演算し、且つ二酸化炭素分圧センサ５から受け取った情報に基づいて第１ＥＴＣＯ２を演算する。情報処理装置９Ａは、貯留容器３が呼吸管２に接続された状態において、流量センサ４から受け取った情報に基づいて第２の分時換気量を演算し、且つ二酸化炭素分圧センサ５から受け取った情報に基づいて第２ＥＴＣＯ２を演算する。情報処理装置９Ａは、第１の分時換気量、第２の分時換気量、第１ＥＴＣＯ２、第２ＥＴＣＯ２及び体表面積に基づいて診断指標を演算する。情報処理装置９Ａは、診断指標及びしきい値に基づいて出力装置１０に出力させる判定結果を変化させる。
【００６７】
ＤＬＢ患者においては、第１の分時換気量に対する第２の分時換気量の比率が健常者に比べて大きくなりにくい。このため、ＤＬＢ患者に対して演算される診断指標の値は、健常者に対して演算される診断指標の値とは異なる値になりやすい。したがって、ＤＬＢ患者に対して出力装置１０に出力される判定結果は、健常者に対して出力装置１０に出力される判定結果とは異なる可能性が高い。さらに、診断指標の演算においてＥＴＣＯ２が導入されることで、換気応答測定システム１ＡはＤＬＢ患者の選別精度を向上させることができる。よって、換気応答測定システム１Ａは、簡易な装置でＤＬＢ患者を選別することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１、１Ａ  換気応答測定システム
１０  出力装置
２  呼吸管
３  貯留容器
３１  コネクタ
４  流量センサ
５  二酸化炭素分圧センサ
６  酸素供給装置
６１  酸素タンク
６２  チューブ
７  血中酸素飽和度センサ
８  入力装置
９、９Ａ  情報処理装置
【図１】
2017159039.tif 000005
【図２】
2017159039.tif 000006
【図３】
2017159039.tif 000007
【図４】
2017159039.tif 000008
【図５】
2017159039.tif 000009
【図６】
2017159039.tif 000010
【図７】
2017159039.tif 000011
【図８】
2017159039.tif 000012
【図９】
2017159039.tif 000013
【図１０】
2017159039.tif 000014