呼気検査装置
【課題】呼気分析には、専用の分析装置が使用されるが、その分析に際して、前回の試料が測定装置内に存在していると、当然ながら正しい分析値は得られない。例えば、呼気を装置内に吹き込むためのマウスピースから装置までの配管やチューブは洗浄が困難である。そこで簡単に洗浄できる呼気検査装置を提供する。
【解決手段】人間の呼気を検査する装置であって、試料呼気導入口、気体を吸引するためのポンプ、該試料呼気導入口から該ポンプまでの吸引ライン、該試料が通過する測定部、該ポンプから該測定部までの内部ライン、該測定部から気体を大気解放する解放ラインを有するものにおいて該吸引ラインに洗浄用気体導入ラインを連結し、更に、該解放ラインから該吸引ラインの該洗浄用気体導入ライン連結部より該ポンプから遠い位置に洗浄ラインを連結するもの。
【解決手段】人間の呼気を検査する装置であって、試料呼気導入口、気体を吸引するためのポンプ、該試料呼気導入口から該ポンプまでの吸引ライン、該試料が通過する測定部、該ポンプから該測定部までの内部ライン、該測定部から気体を大気解放する解放ラインを有するものにおいて該吸引ラインに洗浄用気体導入ラインを連結し、更に、該解放ラインから該吸引ラインの該洗浄用気体導入ライン連結部より該ポンプから遠い位置に洗浄ラインを連結するもの。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、呼気検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、呼気中に含まれる微量成分を測定することによって、その人間の健康状態や遺伝的特性が分かるようになってきている。例えば、呼気中の水素ガス濃度を測定することによって、腸内細菌叢の作用と基質を利用して、糖質吸収不全（乳糖、蔗糖、果糖等）の診断、口−盲腸（小腸）通過時間の測定、腸内細菌の異常増殖、小腸粘膜障害の診断等に使用できる。
【０００３】
このような呼気分析には、専用の分析装置が使用されるが、その分析に際して、前回の試料が測定装置内に存在していると、当然ながら正しい分析値は得られない。
【０００４】
このため、測定が終了すると、空気等で装置内を洗浄することが行われている。
【０００５】
しかしながら、呼気を装置内に吹き込むためのマウスピースから装置までの配管やチューブはこの洗浄工程には含まれていないため、この部分は洗浄されない。よって、この部分に残っている前回の試料が汚染物質（コンタミ）として次回の試料に含まれてしまう。
【０００６】
これを防止するためには、その都度チューブを取り替える等のことをしなければならない。これは手間もかかり費用もかかるものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、自動的に上記した試料導入管部分も洗浄できる呼気検査装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような現状に鑑み、本発明者は鋭意研究の結果本発明呼気検査装置を完成したものであり、その特徴とするところは、人間の呼気を検査する装置であって、試料呼気導入口、気体を吸引するためのポンプ、該試料呼気導入口から該ポンプまでの吸引ライン、該試料が通過する測定部、該ポンプから該測定部までの内部ライン、該測定部から気体を大気解放する解放ラインを有するものにおいて、該吸引ラインに洗浄用気体導入ラインを連結し、更に、該解放ラインから該吸引ラインの該洗浄用気体導入ライン連結部より該ポンプから遠い位置に洗浄ラインを連結した点にある。
【０００９】
本出願でいう呼気は、広い意味で使用する。口から出る気体をすべて呼気といい、肺胞から出たものか否かは問わない。
【００１０】
ここでいう呼気検査とは、呼気中に含まれる物質の濃度を測定することをいい、その物質は問わない。例えば、水素、アンモニア、メタンその他である。
【００１１】
試料呼気は、被検者がその装置に直接呼気を吹き込むか、ポンプで吸引されるか、または一旦他の容器（バッグ等）にとったものを導入するかは自由である。よって、試料呼気導入口とは、前記した呼気を採取した容器の接続口やマウスピースをいう。
【００１２】
ポンプは通常のポンプでよく、呼気程度の量をゆっくり吸引できる程度の能力があれば十分である。
【００１３】
吸引ラインとは、前記試料呼気導入口から前記ポンプまでの経路であり、金属配管やプラスチックチューブその他どのようなものでもよい。この吸引ラインには第１弁を設けてポンプに吸引される気体を切り替える。この第１弁は単なる電磁弁等でよい。
【００１４】
測定部とは、分離カラムとセンサー部からなる。分離カラムは通常のガス分析用のものでよく、分析する気体によって適当なものを選べばよい。要するに通常の分離カラム等でよい。また、センサー部は、分離された気体を定性又は定量的に測定するもので、測定値を電気信号として発すものである。
【００１５】
内部ラインとは、前記ポンプから測定部までの通路であり、前記吸引ラインと同様どのようなものでもよい。このラインには、測定部に入る試料の脱水用に乾燥器を設けてもよい。これは、吸着剤を充填したもので十分である。
【００１６】
解放ラインとは、測定部から大気解放する開口までの通路であり前記したものと同様でよい。この解放ラインには第３弁を設けておく。これも測定部からの気体を大気解放するかしないかを決めるものである。弁はすべて前記した電磁弁等でよい。
【００１７】
洗浄用気体とは、通常は大気の空気でよいが、空気が汚染されている場合等は他の気体を用いてもよい。洗浄用気体導入ラインは、洗浄用気体を吸引ラインに導入するもので、吸引ラインの適当な位置に連結すればよい。洗浄用気体導入ラインには第２弁を設けて切り替えるようにする。また、このラインには前記した乾燥器を設けてもよい。これは前記した内部ラインの乾燥器の負荷を下げるためである。
【００１８】
洗浄ラインとは、解放ラインから試料導入口に連結された通路であり、これが本発明の大きな特徴のラインである。このラインにも第４弁を設けて通路を切り替える。
【００１９】
また、第１弁と第２弁は、三方弁を用いて１つにすることもできる。また、洗浄ラインの連結部分も含めて四方弁にしてもよい。
【００２０】
更に、第３弁と第４弁も三方弁を用いて１つにしてもよい。
【００２１】
また、各弁の開閉やポンプの稼働は、手動で行うこともできるが、コンピューター等によって自動制御するのがよい。その場合、各弁とポンプは制御装置に電気的に接続する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の呼気検査装置では次のような効果がある。
バルブの切り替えにより、呼気導入通路についても洗浄できるため、前回の測定による汚染物質の混入等がない。よって、より正確な測定ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下図面に示す実施例に基づき本発明をより詳細に説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は、本発明呼気検査装置１の原理と気体の流れを示す概略フロー図である。図１（ａ）は、洗浄工程を行っているところである。洗浄用空気が第２弁２を通過し、ポンプ３、測定部４を通過して、第４弁５を通過して、試料呼気導入口６から排出されている。これによって、試料呼気導入ラインのほとんどが洗浄できる。このとき、第１弁７と第３弁８は閉止されている。
【００２５】
次に図１（ｂ）は、各弁が切り替わり、測定工程を行っているところを示す。試料呼気が、試料呼気導入口６から第１弁７を通り、ポンプ３、測定部４を通過し、第３弁８を介して大気解放されている。これで、試料の測定、即ち呼気中の特定成分の分析を行うのである。
【００２６】
図２は、より具体的な図を示す。
まず洗浄用の室内空気の導入口１１から、空気乾燥器１２を通り、空気導入ライン１３から第１三方弁１４の第１ポート１５に接続されている。また第１三方弁１４の第２ポート１６から吸引ポンプ１７を通り、試料乾燥器１８を通過して分離カラム１９に連絡されている。該カラム１９からセンサー２０を通り、第２三方弁２１の第１ポート２２に接続されている。第２三方弁２１の第２ポート２３は大気解放である。
【００２７】
第２三方弁２１の第３ポート２４は、第１三方弁の第３ポート２５に配管で連絡している。そして、試料導入ライン２６が上記した第１三方弁の第３ポート２５に接続する。ここでは、別のポート２７に接続しているが、中では第３ポート２５と連結されているので実際には第３ポートそのものである。試料導入ライン２６の先端部はこの例では呼気採取バッグが取り付けられる接続口２８である。
【００２８】
第１三方弁１４、第２三方弁２１及びポンプ１７は、タイマー（コンピューターでも可）２９と接続されその信号によって稼働する。
また、センサー２０からの分析値は、他のコンピューター３０に送りだすことができる。
【００２９】
この例において、動作の説明を行う。
まず、電源スイッチを入れるときは、各弁の開閉の状態は、図１（ａ）の状態である。電源を入れると、ポンプが稼働し、室内空気がカラム及びセンサーに送られながら、センサー部が昇温されるまで待つ。所定温度まで昇温されれば、表示ランプ等で表示するようにする。そして、試料導入口（接続口２８）に呼気採取バッグを取り付ける。勿論、予め取り付けておいてもよい。
【００３０】
そして、吸引開始のボタンを押す。このボタンを押すと、種々の弁が切り替わり、図１（ｂ）の状態になる。そして、一定時間（通常は１０〜２０秒程度）この状態で、試料呼気が測定される。そして、測定値はコンピューターに送られるか、プリンター等でプリントアウトされる。
【００３１】
上記した一定時間経過すると、タイマー２９からの信号により、再び各弁が最初の状態に切り替わる。
これで測定は完了である。
【００３２】
また、この例のポンプ１７と乾燥器１８の間に流量調整弁を設けてもよい。カラムの充填量その他によって、カラムに導入する量が変わるため、その導入量を調整するためのものである。
【００３３】
また、試料呼気は、通常肺胞内の呼気のみが必要であり、口腔内等（死腔）の気体を含まないもの（終末呼気という）が望ましい。よって、呼気採取容器には終末呼気のみを採取するのが好ましい。
本発明の試料導入口がマウスピースであり、被検者から呼気を直接吸引するものでは、最初の数秒の呼気は廃棄し、終末呼気のみをカラムに導入するようにするのがよい。
【００３４】
これは、ポンプ１７の下流側に三方弁を設けて、死腔（通常は大人で１５０ｃｃ程度と言われている）の容量を廃棄するため、例えば、５秒間（ポンプの能力によって異なる）はその三方弁から大気に放出し、５秒すると、その三方弁が切り替わり測定カラムに導入するようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明呼気検査装置１の原理と気体の流れを示す概略フロー図である。
【図２】本発明呼気採取装置１の１例を示す概略フロー図である。
【符号の説明】
【００３６】
１ 本発明呼気検査装置
２ 第２弁
３ ポンプ
４ 測定部
５ 第４弁
６ 試料呼気導入口
７ 第１弁
１１ 室内空気導入口
１２ 空気乾燥器
１３ 空気導入ライン
１４ 第１三方弁
１５ 第１ポート流量計
１６ 第２ポート
１７ 吸引ポンプ
１８ 試料乾燥器
１９ カラム
２０ センサー
２１ 第２三方弁
２２ 第１ポート
２３ 第２ポート
２４ 第３ポート
２５ 第１三方弁の第３ポート
２６ 試料導入ライン
２７ 別のポート
２８ 試料導入接続口
２９ タイマー
３０ コンピューター
【技術分野】
【０００１】
本発明は、呼気検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、呼気中に含まれる微量成分を測定することによって、その人間の健康状態や遺伝的特性が分かるようになってきている。例えば、呼気中の水素ガス濃度を測定することによって、腸内細菌叢の作用と基質を利用して、糖質吸収不全（乳糖、蔗糖、果糖等）の診断、口−盲腸（小腸）通過時間の測定、腸内細菌の異常増殖、小腸粘膜障害の診断等に使用できる。
【０００３】
このような呼気分析には、専用の分析装置が使用されるが、その分析に際して、前回の試料が測定装置内に存在していると、当然ながら正しい分析値は得られない。
【０００４】
このため、測定が終了すると、空気等で装置内を洗浄することが行われている。
【０００５】
しかしながら、呼気を装置内に吹き込むためのマウスピースから装置までの配管やチューブはこの洗浄工程には含まれていないため、この部分は洗浄されない。よって、この部分に残っている前回の試料が汚染物質（コンタミ）として次回の試料に含まれてしまう。
【０００６】
これを防止するためには、その都度チューブを取り替える等のことをしなければならない。これは手間もかかり費用もかかるものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、自動的に上記した試料導入管部分も洗浄できる呼気検査装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような現状に鑑み、本発明者は鋭意研究の結果本発明呼気検査装置を完成したものであり、その特徴とするところは、人間の呼気を検査する装置であって、試料呼気導入口、気体を吸引するためのポンプ、該試料呼気導入口から該ポンプまでの吸引ライン、該試料が通過する測定部、該ポンプから該測定部までの内部ライン、該測定部から気体を大気解放する解放ラインを有するものにおいて、該吸引ラインに洗浄用気体導入ラインを連結し、更に、該解放ラインから該吸引ラインの該洗浄用気体導入ライン連結部より該ポンプから遠い位置に洗浄ラインを連結した点にある。
【０００９】
本出願でいう呼気は、広い意味で使用する。口から出る気体をすべて呼気といい、肺胞から出たものか否かは問わない。
【００１０】
ここでいう呼気検査とは、呼気中に含まれる物質の濃度を測定することをいい、その物質は問わない。例えば、水素、アンモニア、メタンその他である。
【００１１】
試料呼気は、被検者がその装置に直接呼気を吹き込むか、ポンプで吸引されるか、または一旦他の容器（バッグ等）にとったものを導入するかは自由である。よって、試料呼気導入口とは、前記した呼気を採取した容器の接続口やマウスピースをいう。
【００１２】
ポンプは通常のポンプでよく、呼気程度の量をゆっくり吸引できる程度の能力があれば十分である。
【００１３】
吸引ラインとは、前記試料呼気導入口から前記ポンプまでの経路であり、金属配管やプラスチックチューブその他どのようなものでもよい。この吸引ラインには第１弁を設けてポンプに吸引される気体を切り替える。この第１弁は単なる電磁弁等でよい。
【００１４】
測定部とは、分離カラムとセンサー部からなる。分離カラムは通常のガス分析用のものでよく、分析する気体によって適当なものを選べばよい。要するに通常の分離カラム等でよい。また、センサー部は、分離された気体を定性又は定量的に測定するもので、測定値を電気信号として発すものである。
【００１５】
内部ラインとは、前記ポンプから測定部までの通路であり、前記吸引ラインと同様どのようなものでもよい。このラインには、測定部に入る試料の脱水用に乾燥器を設けてもよい。これは、吸着剤を充填したもので十分である。
【００１６】
解放ラインとは、測定部から大気解放する開口までの通路であり前記したものと同様でよい。この解放ラインには第３弁を設けておく。これも測定部からの気体を大気解放するかしないかを決めるものである。弁はすべて前記した電磁弁等でよい。
【００１７】
洗浄用気体とは、通常は大気の空気でよいが、空気が汚染されている場合等は他の気体を用いてもよい。洗浄用気体導入ラインは、洗浄用気体を吸引ラインに導入するもので、吸引ラインの適当な位置に連結すればよい。洗浄用気体導入ラインには第２弁を設けて切り替えるようにする。また、このラインには前記した乾燥器を設けてもよい。これは前記した内部ラインの乾燥器の負荷を下げるためである。
【００１８】
洗浄ラインとは、解放ラインから試料導入口に連結された通路であり、これが本発明の大きな特徴のラインである。このラインにも第４弁を設けて通路を切り替える。
【００１９】
また、第１弁と第２弁は、三方弁を用いて１つにすることもできる。また、洗浄ラインの連結部分も含めて四方弁にしてもよい。
【００２０】
更に、第３弁と第４弁も三方弁を用いて１つにしてもよい。
【００２１】
また、各弁の開閉やポンプの稼働は、手動で行うこともできるが、コンピューター等によって自動制御するのがよい。その場合、各弁とポンプは制御装置に電気的に接続する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の呼気検査装置では次のような効果がある。
バルブの切り替えにより、呼気導入通路についても洗浄できるため、前回の測定による汚染物質の混入等がない。よって、より正確な測定ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下図面に示す実施例に基づき本発明をより詳細に説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１は、本発明呼気検査装置１の原理と気体の流れを示す概略フロー図である。図１（ａ）は、洗浄工程を行っているところである。洗浄用空気が第２弁２を通過し、ポンプ３、測定部４を通過して、第４弁５を通過して、試料呼気導入口６から排出されている。これによって、試料呼気導入ラインのほとんどが洗浄できる。このとき、第１弁７と第３弁８は閉止されている。
【００２５】
次に図１（ｂ）は、各弁が切り替わり、測定工程を行っているところを示す。試料呼気が、試料呼気導入口６から第１弁７を通り、ポンプ３、測定部４を通過し、第３弁８を介して大気解放されている。これで、試料の測定、即ち呼気中の特定成分の分析を行うのである。
【００２６】
図２は、より具体的な図を示す。
まず洗浄用の室内空気の導入口１１から、空気乾燥器１２を通り、空気導入ライン１３から第１三方弁１４の第１ポート１５に接続されている。また第１三方弁１４の第２ポート１６から吸引ポンプ１７を通り、試料乾燥器１８を通過して分離カラム１９に連絡されている。該カラム１９からセンサー２０を通り、第２三方弁２１の第１ポート２２に接続されている。第２三方弁２１の第２ポート２３は大気解放である。
【００２７】
第２三方弁２１の第３ポート２４は、第１三方弁の第３ポート２５に配管で連絡している。そして、試料導入ライン２６が上記した第１三方弁の第３ポート２５に接続する。ここでは、別のポート２７に接続しているが、中では第３ポート２５と連結されているので実際には第３ポートそのものである。試料導入ライン２６の先端部はこの例では呼気採取バッグが取り付けられる接続口２８である。
【００２８】
第１三方弁１４、第２三方弁２１及びポンプ１７は、タイマー（コンピューターでも可）２９と接続されその信号によって稼働する。
また、センサー２０からの分析値は、他のコンピューター３０に送りだすことができる。
【００２９】
この例において、動作の説明を行う。
まず、電源スイッチを入れるときは、各弁の開閉の状態は、図１（ａ）の状態である。電源を入れると、ポンプが稼働し、室内空気がカラム及びセンサーに送られながら、センサー部が昇温されるまで待つ。所定温度まで昇温されれば、表示ランプ等で表示するようにする。そして、試料導入口（接続口２８）に呼気採取バッグを取り付ける。勿論、予め取り付けておいてもよい。
【００３０】
そして、吸引開始のボタンを押す。このボタンを押すと、種々の弁が切り替わり、図１（ｂ）の状態になる。そして、一定時間（通常は１０〜２０秒程度）この状態で、試料呼気が測定される。そして、測定値はコンピューターに送られるか、プリンター等でプリントアウトされる。
【００３１】
上記した一定時間経過すると、タイマー２９からの信号により、再び各弁が最初の状態に切り替わる。
これで測定は完了である。
【００３２】
また、この例のポンプ１７と乾燥器１８の間に流量調整弁を設けてもよい。カラムの充填量その他によって、カラムに導入する量が変わるため、その導入量を調整するためのものである。
【００３３】
また、試料呼気は、通常肺胞内の呼気のみが必要であり、口腔内等（死腔）の気体を含まないもの（終末呼気という）が望ましい。よって、呼気採取容器には終末呼気のみを採取するのが好ましい。
本発明の試料導入口がマウスピースであり、被検者から呼気を直接吸引するものでは、最初の数秒の呼気は廃棄し、終末呼気のみをカラムに導入するようにするのがよい。
【００３４】
これは、ポンプ１７の下流側に三方弁を設けて、死腔（通常は大人で１５０ｃｃ程度と言われている）の容量を廃棄するため、例えば、５秒間（ポンプの能力によって異なる）はその三方弁から大気に放出し、５秒すると、その三方弁が切り替わり測定カラムに導入するようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明呼気検査装置１の原理と気体の流れを示す概略フロー図である。
【図２】本発明呼気採取装置１の１例を示す概略フロー図である。
【符号の説明】
【００３６】
１ 本発明呼気検査装置
２ 第２弁
３ ポンプ
４ 測定部
５ 第４弁
６ 試料呼気導入口
７ 第１弁
１１ 室内空気導入口
１２ 空気乾燥器
１３ 空気導入ライン
１４ 第１三方弁
１５ 第１ポート流量計
１６ 第２ポート
１７ 吸引ポンプ
１８ 試料乾燥器
１９ カラム
２０ センサー
２１ 第２三方弁
２２ 第１ポート
２３ 第２ポート
２４ 第３ポート
２５ 第１三方弁の第３ポート
２６ 試料導入ライン
２７ 別のポート
２８ 試料導入接続口
２９ タイマー
３０ コンピューター
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人間の呼気を検査する装置であって、
試料呼気導入口、気体を吸引するためのポンプ、該試料呼気導入口から該ポンプまでの吸引ライン、該試料が通過する測定部、該ポンプから該測定部までの内部ライン、該測定部から気体を大気解放する解放ラインを有するものにおいて、
該吸引ラインに洗浄用気体導入ラインを連結し、更に、該解放ラインから該吸引ラインの該洗浄用気体導入ライン連結部より該ポンプから遠い位置に洗浄ラインを連結し、
該試料呼気導入口と、該洗浄用気体導入ライン連結部との間に第１弁、該洗浄用気体導入ラインに第２弁、該解放ラインの該洗浄ライン連結部より大気解放側に第３弁、該洗浄ラインに第４弁を設けたことを特徴とする呼気検査装置。
【請求項１】
人間の呼気を検査する装置であって、
試料呼気導入口、気体を吸引するためのポンプ、該試料呼気導入口から該ポンプまでの吸引ライン、該試料が通過する測定部、該ポンプから該測定部までの内部ライン、該測定部から気体を大気解放する解放ラインを有するものにおいて、
該吸引ラインに洗浄用気体導入ラインを連結し、更に、該解放ラインから該吸引ラインの該洗浄用気体導入ライン連結部より該ポンプから遠い位置に洗浄ラインを連結し、
該試料呼気導入口と、該洗浄用気体導入ライン連結部との間に第１弁、該洗浄用気体導入ラインに第２弁、該解放ラインの該洗浄ライン連結部より大気解放側に第３弁、該洗浄ラインに第４弁を設けたことを特徴とする呼気検査装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２９４９７（Ｐ２０１０−２９４９７Ａ）
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９５７９９（Ｐ２００８−１９５７９９）
【出願日】平成２０年７月３０日（２００８．７．３０）
【出願人】（５０７３２７７０７）株式会社呼気生化学栄養代謝研究所 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月３０日（２００８．７．３０）
【出願人】（５０７３２７７０７）株式会社呼気生化学栄養代謝研究所 (2)
【Ｆターム（参考）】
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