(57)【要約】【課題】本考案は、呼吸時の吸入、排出息によって変化する呼気の熱量及び呼吸音を測定する呼吸検査装置を提供する。【解決手段】呼気の温度測定はヘッドセット１により受感部２を鼻孔下に取り付け、呼吸に伴って変わる呼気の熱量変化を電圧として測定し、呼吸音はマイクロマイク３を介して鼻孔付近又は咽喉付近に貼り付けて測定する。呼吸時の吸排息の熱量を感知する受感部２と、この受感部２から延びている取り外し・交換可能な構造にしたコネクター４と、このコネクター４からの熱電対線を通過させる所定の温度雰囲気を持った温度補償器５と、受感部２の信号及びマイクロマイク３８の呼吸音信号を増幅及び成形させるアンプ回路部６と、信号を所定のタイミングで受信可能な信号に変換する為のデータロガー７と、この信号を任意のタイミングで解析・表示するノートパソコン又は専用表示装置８とから構成される。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
鼻孔パイプを鼻孔下に取り付けるために頭部に固定するヘッドセットと、呼吸時の吸排息の熱量を感知する熱電対又は温度センサーと鼻孔パイプにより構成される受感部と、該受感部から延びている熱電対線を取り外し・交換可能な構造にしたコネクターと、該コネクターからの熱電対線を通過させる所定の温度雰囲気を持った温度補償器と、鼻孔付近又は咽喉付近に取り付けて呼吸音を測定するマイクロマイクと、前記受感部の呼気信号及び前記マイクロマイクの呼吸音信号を増幅及び成形させるアンプ回路と、前記両信号を所定のタイミングでノートパソコン又は専用表示装置にて受信可能な信号に変換するためのデータロガーと、この信号を任意のタイミングで解析・表示するノートパソコン又は専用表示装置とを有することを特徴とする呼吸検査装置。
【請求項２】
前記受感部は、一呼吸の間の呼気に加熱され、次いで放熱することができる直径０．０２５ｍｍ〜１．０ｍｍ太さの熱電対、又は熱電対と同等の機能と大きさを有する温度測定可能なセンサーと鼻孔パイプとから構成されることを特徴とする請求項１記載の呼吸検査装置。
【請求項３】
前記熱電対を使用する場合、熱電対素線の間に熱電対材料とは異なる金属を介在させたことを特徴とする請求項１又は２記載の呼吸検査装置。
【請求項４】
熱電対の接合部箇所を複数に分岐させた温度測定部を形成し、鼻孔にセットする鼻孔パイプに取り付けたことを特徴とする請求項１，２又は３記載の呼吸検査装置。
【請求項５】
熱電対の接合部箇所の金属露出箇所をメタライズ又は樹脂コーティングして耐腐食性を施したことを特徴とする請求項１又は２記載の呼吸検査装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、呼吸時の吸入、排出息によって変化する呼気の熱量及び呼吸音を測定する呼吸検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
呼吸は、肺機能、喉気管支構造の個体差により各個人で異なる。
呼吸器疾患及び無呼吸症候群の有無を判断するのに、個人個人の呼吸のリズム、呼吸気圧の時間的変動、吸排息の熱量のデータ及び呼吸音のデータが活用できる（特許文献１，２を参照）。
これらのデータは、肺、気管支疾患の検出に極めて有効、且つ意義あるものである。
しかし、現状では呼吸のリズム、呼吸気圧の時間的変動、吸排息の熱量のデータ及び呼吸音により、呼吸状態や呼吸器疾患の有無及び無呼吸症候群の有無を計測する特別な装置は開発されていない（特許文献３，４，５を参照）。
従来の呼吸器科の診断に加えて、呼吸のリズム、呼吸気圧の時間的変動、吸排息の熱量のデータ及び呼吸音を元にした肺機能、咽頭、呼吸能力の解析など更なるデータを簡便、安価な装置によっていつでも誰でも容易に取得可能にすることによって、呼吸器疾患の診断の精度を高めること、及び受感部の容易な交換により経時変化による受感部の性能劣化に対処でき、且つ安全で衛生的に複数の被験者が健康管理や予防診断に役立てることが課題である。
【特許文献１】特開昭６３−１７７８３６号公報
【特許文献２】特開昭６３−１１１３３号公報
【特許文献３】特開２００２−２７２８４７号公報
【特許文献４】特開２００１８１９３２８号公報
【特許文献５】特開２００６−１６７２１１号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
本考案は、携帯可能に小型化し、呼吸時の吸入、排出息によって変化する呼気の熱量及び呼吸音を測定する呼吸検査装置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】
【０００４】
本考案の呼吸検査装置は、鼻孔パイプを鼻孔下に取り付けるために頭部に固定するヘッドセットと、呼吸時の吸排息の熱量を感知する、熱電対又は熱電対と同等の機能・大きさを有する温度測定可能なセンサーと鼻孔パイプにより構成される受感部と、該受感部から延びている熱電対線を取り外し・交換可能な構造にしたコネクターと、該コネクターからの熱電対線を通過させる所定の温度雰囲気を持った温度補償器と、鼻孔付近又は咽喉付近に取り付けて呼吸音を測定するマイクロマイクと、前記受感部の呼気信号及び前記マイクロマイクの呼吸音信号を増幅及び成形させるアンプ回路部と、前記両信号を所定のタイミングでノートパソコン又は専用表示装置にて受信可能な信号に変換するためのデータロガーと、この信号を任意のタイミングで解析・表示するノートパソコン又は専用表示装置を有するものである。
前記受感部は、一呼吸の間の呼気に加熱され、次いで放熱することができる直径０．０２５ｍｍ〜１．０ｍｍ太さの熱電対、又は熱電対と同等の機能と大きさを有する温度測定可能なセンサーと鼻孔パイプとから構成される。
前記熱電対を使用する場合、熱電対素線の間に熱電対材料とは異なる金属を介在させた。
熱電対の接合部箇所を複数に分岐させた温度測定部を形成し、鼻孔にセットする鼻孔パイプに取り付けた。
熱電対の接合部箇所の金属露出箇所をメタライズ又は樹脂コーティングして耐腐食性を施した。
【考案の効果】
【０００５】
本考案の呼吸検査装置は、呼吸のリズム、呼気の温度変化及び呼吸音を測定することによって、患者の肺機能、気管支の健康状態など無呼吸症候群を初めとして呼吸器疾患のデータが容易に収録でき、その情報を的確な診断を行うための資料にすることができる。
また，得られたデータと疾患との対応性が確立されることにより的確な診断医療の推進に寄与する。
また、疾患まで至らなくても睡眠中の呼気及び呼吸音を記録することによって鼾（イビキ）のデータが収録でき、無呼吸症候群の前兆を捉えることが可能となり健康管理、予防医療に役立つことが出来る。
特に、この検出システムを携帯可能な小型化装置にすることで必要時にいつでもどこでも一般者が容易に自己モニタできる高信頼性装置を安価に提供することが可能となる。
また、受感部から延びるリード線途中にコネクターを設けることにより、前記受感部の交換が容易に出来、経時変化による受感部の性能劣化時の対処や、複数の被験者が一台の装置を使用して測定する際に簡便で安全且つ衛生的に使用することが可能となる。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００６】
本考案の呼吸検査装置の一実施例を添付図面に基づいて、以下に説明する。
図１（ａ）は、呼吸検査装置全体の構成を示し、被験者の頭部に密着装着できるようにＵ字状に形成した弾力性樹脂バンドのヘッドセット１と、該ヘッドセット１の開放先端の一方端から延び鼻孔付近に設けた受感部２及び同じ一方端から延び咽喉付近に設けたマイクロマイク３がそれぞれ固定される。
なお、呼吸データは、樹脂製の鼻孔パイプ（カニューラ）に熱電対を取り付けた受感部２及び粘着性テープで咽喉付近の肌に直接貼り付けている直径５ｍｍ程度のマイクロマイク３により測定される。
【０００７】
前記受感部２からは熱電対線が延びており、前記受感部２が取り外し・交換可能な様に熱電対の素線と同じ材質で内部コンタクト部がメッキされているコネクター４と、該コネクター４からの熱電対線を通過させる所定の温度雰囲気を持った温度補償器５と、前記受感部２の呼気信号及び前記マイクロマイク３の呼吸音信号としての電圧を増幅・成形するアンプ回路部６と、増幅された信号を解析可能なデータに変化し蓄えるデータロガー７と、該データロガー７から送られてきた信号を任意のタイミングで解析・表示することが出来るノートパソコン又は専用表示装置８から全体が構成されている。
前記温度補償器５は、基準温度を０℃か室温付近，あるいは５０〜１００℃など任意の基準温度の発生を、氷を混入させた保水容器、又はペルチエ素子やヒータを用いて一定温度にさせる。
さらに、これらの装置は全て個々の構成部品に分離でき、携帯が可能なように専用のケースに収納し持ち運びが可能となっている。
前記ノートパソコン又は専用表示装置８は治験データとして、健常者と無呼吸症候群を含む呼吸器疾患を有する被験者のデータを比較し、有意差を検出することが可能なように、専用のプログラムが内蔵されている。
図１（ｂ）に、被験者９がヘッドセット１を使用して受感部２を鼻孔下に、マイクロマイク３を咽喉付近に取り付けた状態を一例として示す。
【０００８】
図２は、前記受感部２を構成する熱電対線の先端構造を示す。
前記受感部２は、一呼吸の間の呼気に加熱され、次いで放熱することができる直径０．０２５ｍｍ〜１．０ｍｍ太さの熱電対、又は熱電対と同等の機能と大きさを有する温度測定可能なセンサーと鼻孔パイプとから構成される。
直接呼気の温度を測定する為の熱電対先端は、一例として使用されるＴ型熱電対Ｃｕ線１０とＮｉＣｕ線１１の接合部に熱起電力を高める為、熱電対素線間に異種金属１２を介在させ、溶接されている。
先端構造は、分岐、円環、サンドイッチ構造などがある。
【０００９】
図３は、前記受感部２を構成する熱電対線の先端から素線の被覆されている部分までの構造を示す。
熱電対線を保護する被覆部１３から先端の溶接部を含め被覆がない部分１４は腐食を防止する為全て金属（Ｎｉ又はＡｕ）でメッキ又は樹脂で被覆されている。
【００１０】
図４は、一例として受感部２を構成する熱電対先端部を、起電力を高め測定精度を向上する為、三ツ股に分岐させた構造を示す。
使用される直径０．０２５ｍｍ〜１．０ｍｍ のＴ型熱電対線Ｃｕ（銅）線と直径０．０２５ｍｍ〜１．０ｍｍの ＮｉＣｕ線（コンスタンタン線）の組み合わせからなる熱電対素線に、Ｃｕ線の分岐３カ所１５とＮｉＣｕ線の分岐３カ所１６を作り、３カ所の熱電対先端部１７を作り、起電力を高め測定精度を向上させる為の構造を表す。
なお、前記分岐カ所は３カ所と限らず複数の分岐でも構わないし、また前記熱電対先端部は３カ所と限らず、分岐された数だけの先端部でよい。
【００１１】
図５は、熱電対先端部を鼻孔パイプ（カニューラ）に固定させた受感部１８と、熱電対素線をコネクター１９に接続することにより、受感部１８を取り外し・交換可能な構造を示す。
熱電対の接合部箇所を複数に分岐させた温度測定部を形成し、鼻孔にセットする鼻孔パイプ（カニューラ）１８に取り付けた受感部を有する。
先端を３カ所設けた熱電対線を、樹脂製の鼻孔パイプ（カニューラ）１８の外周を３等分（それぞれ１２０°の位置関係）した位置から鼻孔パイプ（カニューラ）１８の内側へ熱電対先端を数ミリ突き出させた状態とし、他端の熱電対素線はコネクター１９につながっている。
前記鼻孔パイプ（カニューラ）１８を交換可能にする為のコネクター１９は、熱電対の起電力特性を損なうことの無いように、内部コンタクト部２０に熱電対の素材と同じ材質のメッキが施されている。
上記ではＴ型熱電対Ｃｕ（銅）／ＣｕＮｉ（コンスタンタン）線を組み合わせた場合の実施例を示した。
Ｃｕ（銅）／ＣｕＮｉ（コンスタンタン）線の他にアルメル線／クロメル線の組み合わせや、電気電導を有する種々な金属線を用いてもよい。
【００１２】
次に、本考案の呼吸検査装置の操作動作を図面に基づいて、以下に説明する。
本考案の呼吸検査装置は、図１（ｂ）に示すように、ヘッドセット１を頭部に固定し、呼吸時の吸排息の熱量を感知する、熱電対又は熱電対と同等の機能・大きさを有する温度測定可能なセンサーと鼻孔パイプ（カニューラ）により構成される受感部２を鼻孔下に位置させる。
受感部２から延びている熱電対線のコネクター４と温度補償器５から延びている熱電対線のコネクター４とを接続して前記受感部２と温度補償器５を接続し、鼻孔付近又は咽喉付近に取り付けて呼吸音を測定するマイクロマイク３をアンプ回路１５に接続する。
なお、すでに前記コネクター４からの熱電対線を通過させる、基準温度を０℃か室温付近，あるいは５０〜１００℃など任意に設定した温度補償器５は、前記受感部２の信号及びマイクロマイク３の呼吸音信号を増幅及び成形させるアンプ回路部６と、信号を所定のタイミングでノートパソコン又は専用表示装置８にて受信可能な信号に変換する為のデータロガー７と、信号を任意のタイミングで解析・表示するノートパソコン又は専用表示装置８に順次接続されている。
【００１３】
呼気の温度測定は、ヘッドセット１により受感部２を鼻孔下に取り付け、呼吸に伴って変わる呼気の熱量変化を電圧として測定する。
呼吸音は、マイクロマイク３を介して粘着性テープを使用して鼻孔付近に固定するか、又は咽喉付近に貼り付けて測定する。
基準温度を０℃か室温付近，あるいは５０〜１００℃など任意に設定して、測定した起電力を増幅し、呼吸の速度や振幅に応じてリアルタイムに処理してノートパソコン又は専用表示装置８に表示する。
測定した呼気の繰り返しパターン、形状、変化を分類して呼吸器疾患や無呼吸症候群の呼気パターンと対応させて解析、診断を行う。
測定中に無呼吸症候群や呼吸器疾患の症状が検出された場合時に、被験者に知らせる為の警告音が出力される。
前記ノートパソコン又は専用表示装置８は、測定したデータを専用に開発したプログラムを用いて、表示・解析する処理方法を備える。
【００１４】
前記受感部２に熱電対を使用する場合、図２に示すように２つの異なる電導体、例えばＴ型熱電対Ｃｕ線１０及びＮｉＣｕ線１１を接続して回路を形成し、この電導体の接合部を口、鼻などの呼吸口に設置して呼吸に伴う空気の流れに晒し、空気の流れに伴う温度変化を電圧として測定すること、及びマイクロマイク３を鼻孔付近又は咽喉部付近に固定して呼吸音を測定することにより呼吸の状態を知るものである。
これにより呼吸器疾患に特有な呼吸リズム、パターンを検出できる。
また、意識して強く（最大に）呼吸を１回、あるいは数回繰り返してデータを採ることにより、得られたデータを個体基礎機能評価データとして使用しノートパソコン又は専用表示装置８に記録、諸処の解析処理を行うことによって診断システムとすることができる。
特に、この検出システムを携帯可能な小型化装置にすることで必要時にいつでもどこでも一般者が容易に自己モニタできる高信頼性装置を安価に提供することが可能となる。
前記受感部２、１８から延びるリード線途中にコネクター４、１９を設けることにより、前記受感部２の交換が容易に出来、経時変化による受感部２の性能劣化時の対処や、複数の被験者９が一台の装置を使用して測定する際に簡便で安全且つ衛生的に使用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本考案の呼吸検査装置の全体概要図である。
【図２】受感部を構成する熱電対先端部に、異種金属を介在させて溶接した構造図である。
【図３】受感部の先端を含めて、被覆のない部分を腐食から防止する為にコーティングを施す部分の構造図である。
【図４】受感部を構成する熱電対先端部を、起電力を高め測定精度を向上する為、三ツ股に分岐させた構造図である。
【図５】熱電対先端部をカニューラに固定させた受感部と、熱電対素線をコネクターに接続することにより、受感部を取り外し・交換可能な構造とした構造図である。
【符号の説明】
【００１６】
１  ヘッドセット
２  受感部
３  マイクロマイク
４  コネクター
５  温度補償器
６  アンプ回路部
７  データロガー
８  ノートパソコン又は専用表示装置
９  被験者
１０Ｔ型熱電対Ｃｕ線
１１ＮｉＣｕ線
１２異種金属
１３被覆部
１４被覆のない部分
１５Ｃｕ線の分岐点
１６ＮｉＣｕ線の分岐点
１７先端部
１８受感部
１９コネクター
２０内部コンタクト部
【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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