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皮膚ガスを用いた飲用したアルコールのセンシング方法及び装置
説明

皮膚ガスを用いた飲用したアルコールのセンシング方法及び装置

【課題】皮膚ガスの捕集とアルコールセンサーによる測定を一体化した方法及び装置について、簡便に使用でき、かつ容易に持ち運びが出来る小型の装置を提供することができるものであり、信頼性の高い非侵襲的なアルコール測定方法を提供するものである。
【解決手段】本発明は、手全体、または指、その他の人皮膚表面2を覆い、その皮膚ガスを捕集するテトラフロロポリエチレン製バッグ3と、捕集した皮膚ガスを吸入するガス吸引部4を有し、アルコールセンサー5、湿度センサー6が配置された構成からなり、ポンプ7により吸引された皮膚ガスはアルコールセンサー5、湿度センサー6を経て外部に放出されるようにして測定する皮膚ガスを用いた飲用したアルコールのセンシング方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、人体の手や指は非常に多くの血管があり、その密度は高い。従って、この手や指からの皮膚ガスのサンプリングは、血中のアルコールの測定に優れている。このことを利用した皮膚ガスを用いた飲用したアルコールのセンシング方法及び装置に関するものであり、皮膚ガスの捕集とアルコールセンサーによる測定を一体化した装置に関するものである。
これにより簡便に使用でき、かつ容易に持ち運びが出来る小型の装置を提供するものである。
【背景技術】
【0002】
現在、呼気を対象としたアルコールチェッカー、アルコール呼気センサーは市販されている。他の方法として、汗からのアルコール成分を検知する方法が開示されているが、この方法は特許公開平10−239309号に示されているようにガスクロマトグラフ及び発汗計を接続して用いる方法であり、容易には実施できない。(特許文献1)
また特許公開2002−195919号に示されているように皮膚ガスを用いて皮膚からのアセトンを採集する方法が開示されている。(特許文献2)
これによれば簡便な測定法については発色方法を提案しているが、アルコールの発色剤による方法はなく、該方法は未だ開発されていない。他の手段による測定について、ガスクロマトグラフが挙げられているが、これは簡便な測定方法を提供するものではない。
さらに、皮膚放出成分測定方法として特許公開2006−343258号に示されているように、皮膚から放出した皮膚放出成分を測定する方法であって、極微量の皮膚放出成分であっても、短時間のサンプリングで、次いで据え置き型の大型装置を用いて分析することのできる皮膚放出成分測定方法がある。これによれば皮膚表面より放出した皮膚ガスを測定する方法として、皮膚から放出した皮膚放出成分を捕集容器で捕集し、該補修容器内及び皮膚表面を、親水性溶媒で洗浄し、これにより得られた洗浄液を固相抽出し、これにより得られた固相をガスクロマトグラフ質量分析する方法である。これにより極微量の皮膚放出成分であっても、短時間のサンプリングと前処理を行い据え置き型の大型装置を用いて測定することができるものであるが、ハンディタイプで持ち運びの点で課題がある。(特許文献3)
【0003】
【特許文献1】特開平10−239309号公報
【特許文献2】特開2002−195919号公報
【特許文献3】特開2006−343258号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、手や指は非常に多くの血管があり、その密度は高い。従い手や指からの皮膚ガスのサンプリングは、血中のアルコールの測定に優れている。このことに着目し、皮膚ガスの捕集とアルコールセンサーによる測定を一体化した測定を可能とする方法と装置を提供することである。さらには簡便に使用でき、かつ容易に持ち運びが出来る小型の装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
皮膚ガス中のアルコールを、アルコールセンサーを用いて測定するものであり、手からの採取又は指からの採取を行い、皮膚ガス中のアルコールと水蒸気をアルコールセンサーおよび湿度センサーを用いて測定するものである。この時、水蒸気を検知する湿度センサーは皮膚組織の活性を反映している。
【0006】
水蒸気成分は汗腺の活動、皮膚組織の直接の水分の蒸散がある。汗腺からの水分と皮膚組織からの水分(皮膚から出て水蒸気となる)とは1:1程度の割合で起こっている。
【0007】
アルコールセンサーの出力に皮膚活性度を水蒸気量で補正したものが、より正確にアルコールの活動を反映していると捉えることができる。これにより皮膚アルコールの補正を実施することができ、年齢による差を補正することができる。
【0008】
本発明は、かかる従来の課題を解決するものであり、以下の通りである。
▲1▼皮膚ガスサンプリングを手全体、または指、または腕の一部やその他の人皮膚表面で行いその皮膚ガスを捕集する。捕集については、特許公開 2002−195919に開示されているが、手及び指をテトラフロロポリエチレン製バッグで覆い実施した。センサーキットは、このようにして捕集した皮膚ガスを吸入するガス吸引部を有する。
▲2▼アルコールセンサー、湿度センサーが直列または並列に配置された構成になっている。ポンプにより吸引された皮膚ガスはアルコールセンサー、湿度センサーを得て外部に放出される。または再びサンプリングバッグに戻し、再度皮膚ガスをアルコールセンサー、湿度センサーに導き、循環させて平衡の測定値を得る。
▲3▼キットの内部に循環するガスは室内空気を使用し、あらかじめ乾燥剤・空気清浄剤を得て、室内空気を清浄な乾燥状態にして用いる。このようにすることによりセンサーの正常な作動が確保される。
▲4▼センサーキットは持ち運び可能な可搬型のサイズに作られており、用意に手で下げて持ち運びができ、皮膚ガスの採集する場所にて作動できるようになっている。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、手や指は非常に多くの血管があり、その密度は高い。従い手や指からの皮膚ガスのサンプリングは、血中のアルコールの測定に優れている。このことに着目し、皮膚ガスの捕集とアルコールセンサーによる測定を一体化した測定を可能とする方法と装置を提供することである。さらには簡便に使用でき、かつ容易に持ち運びが出来る小型の装置を提供することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【00010】
以下、本発明の実施態様について、図面に従って説明する。
図1は、センサーキット1の構成図であり、皮膚ガスサンプリングを手全体、または指、その他の人皮膚表面2を覆い、その皮膚ガスを捕集する。捕集については、既に公知の方法である手及び指をテトラフロロポリエチレン製バッグ3で覆うものである。センサーキット1は、このようにして捕集した皮膚ガスを吸入するガス吸引部4を有する。
アルコールセンサー5、湿度センサー6が直列(図面では直列であるが並列に配置されてもよい)の構成になっている。ポンプ7により吸引された皮膚ガスはアルコールセンサー5、湿度センサー6を経て外部に放出される。または再びサンプリングバッグに戻し、再度皮膚ガスをアルコールセンサー5、湿度センサー6に導き、循環させて平衡の測定値を得る。
センサーキット1の内部に循環するガスは室内空気を使用し、あらかじめ乾燥剤・空気清浄剤入り管8を得て、室内空気を清浄な乾燥状態にして用いる。三方弁9及び三方弁10により皮膚ガスの流れを制御する。このようにすることによりセンサーの正常な作動が確保される。
センサーキット1は、このような構成であることから持ち運び可能な可搬型のサイズに作られており、容易に手で下げて、皮膚ガスの採集する場所にて作動できるようになっている。
【0011】
次に本発明の操作手順を図面に従って説明する。
▲1▼ ポンプON、三方弁9と三方弁10を操作することによりガスの流れを図の番号8,9,5,6,7,10,3の方向として、サンプルバッグ内に清浄空気を満たす。
▲2▼ ポンプON、三方弁9と三方弁10を操作することによりガスの流れを図の番号3,9,5,6,7の方向として、サンプルバッグ内の清浄空気を吸引する。
▲3▼ ▲1▼及び▲2▼を2〜3回繰り返えす。
▲4▼ 再度▲1▼の操作によりサンプルバッグ中に清浄空気を送入してから、三方弁10を閉じて、手からの皮膚ガスを3分間捕集する。
▲5▼ 三方弁10を閉じたまま、すなわち三方弁10の直線ラインに沿ったガスの流れをとめて、再度▲2▼の操作によりサンプルバッグ内の捕集された皮膚ガスをアルコールセンサー及び湿度センサーに導き、測定を実施する。測定値は表示手段にて表示され、直ちに値を得ることが出来る。
▲6▼ 操作▲5▼の際に、三方弁10を開き図10の直線ラインに沿ってガスを流通させ、皮膚ガスを全経路に循環させセンサー感度を平衡にさせるよう実施することも出来る。
【0012】
本発明をさらに具体化した実施例について説明すると、アルコール摂取条件として350mlのビールを5分以内に摂取する。次に皮膚ガスサンプリングを行なうが、手をポリフロロエチレンシートで作成したバッグで3分間覆う。次いでバッグの中を正常な空気で洗浄したのちに、100mlの正常な空気をバッグの中に送入し、3分間保つ。三分後に中の皮膚ガスを含んだガスサンプルをアルコールセンサーキット1で測定する。
【0013】
【表1】

【0014】
【表2】

【0015】
表1と表2は被験者Aと被験者Bの実験結果を示す表であり、表1と表2は連続しているものを二つの表にあらわしたものである。アルコール摂取後の被験者A(男性、体重80kg〉、被験者B〈男性、体重63kg〉のビール350mlの摂取後15分からのアルコールセンサーによる出力を示している。最後のところで、標準試料を用いて、センサーの応答を確認している。
【0016】
【表3】

【0017】
表3からわかるように、アルコール摂取後の皮膚ガス中のアルコールセンサーの出力、すなわちアルコール濃度の経時変化を示している。縦軸のセンサー出力は5.26Vが1ppm、9.67Vが5ppmを示している。
皮膚ガスの採集により摂取されたアルコールが検知されていることを示している。
【0018】
皮膚活動の因子として、皮膚から蒸散してくる水蒸気量でもって表す。この水蒸気量が皮膚活動の尺度として有効である。皮膚ガス中のアルコール濃度を水蒸気量で割って皮膚ガス中の相対アルコール濃度を求める。この変化を被験者について調べたところ、指標になりうることが明らかになった。
【0019】
表4の縦軸は、アルコール摂取後の皮膚ガス中の アルコールセンサー5の出力を皮膚の活性で補正するために皮膚からの水蒸気量、すなわち湿度センサー6の出力で割って値で表示している。この値を相対皮膚ガスアルコール濃度とする。この表示により、皮膚の活性で補正された皮膚ガスアルコールの濃度の経時変化が認められる。すなわち、被験者Aにおいては80分に相対皮膚ガスアルコール濃度が高くなり、このときアルコール相対濃度が高いことを示している。
同様に被験者Aにおいてはアルコール摂取後、40分において相対皮膚ガスアルコール濃度が高くなることが、表3との比較からより認められる。
【0020】
【表4】

【0021】
次にアルコール摂取後の皮膚ガス中アルコール濃度の経時変化について説明する。
表5に示すように、皮膚ガスをサンプリングし、これをいったんサンプル保存バッグに保ち、サンプル保存バッグ中のアルコール濃度を確かめた。
その結果、被験者B〈男性〉の場合のグラフである表5に示されているように、T−B1ビール摂取前,T−A1測定後にビール50ml摂取、T−A2測定後にビール295ml摂取、T−A3 295mlビール摂取後21分経過、T−A4 295mlビール摂取後84分経過、皮膚ガスを用いて皮膚ガス中からアルコール成分が放出されることが確かめられた。
【0022】
【表5】

【0023】
アルコール摂取量と皮膚ガス中のアルコール濃度のセンサーによる確認を行なった。その結果が表6である。
皮膚ガス中のアルコール濃度と飲酒量との関係を表6に示した。アルコールの摂取量が増すことにより、皮膚ガス中のアルコール濃度が増すことが認められた。ヒトにより個人差があるが、有意に皮膚ガス中のアルコール量が増加している。
【0024】
【表6】

【0025】
また、さらに指による実験を行なったが、同様の結果を得ることが出来た。
【0026】
また、腕の5cm平方をバッグで多い、皮膚ガスを採集し、センサーキットで測定したところ、腕を用いても皮膚ガスのアルコールを同様に測定することができた。皮膚g酢中のアルコール濃度は手にバッグをかぶせたときよりも低い値であった。
【0027】
これら結果からわかるように、本発明はガスのサンプリングによる血中のアルコールの測定に優れていることを利用して、皮膚ガスの捕集とアルコールセンサーによる測定を一体化した方法及び装置について、簡便に使用でき、かつ容易に持ち運びが出来る小型の装置を提供することができるものであり、信頼性の高い非侵襲的なアルコール測定方法を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】 本発明のセンサーキット1の構成図である。
【符号の説明】
【0029】
1 センサーキット
2 人皮膚表面
3 テトラフロロポリエチレン製バッグ
4 吸引部
5 アルコールセンサー
6 湿度センサー
7 ポンプ
8 乾燥剤・空気清浄剤入り管
9 三方弁
10 三方弁

【特許請求の範囲】
【請求項1】
手全体、または指、その他の人皮膚表面2を覆い、その皮膚ガスを捕集するバッグ3と、捕集した皮膚ガスを吸入するガス吸引部4を有し、アルコールセンサー5、湿度センサー6が配置された構成からなり、ポンプ7により吸引された皮膚ガスはアルコールセンサー5、湿度センサー6を経て外部に放出されるようにして測定することを特徴とする皮膚ガスを用いた飲用したアルコールのセンシング方法。
【請求項2】
ポンプ7により吸引された皮膚ガスはアルコールセンサー5、湿度センサー6を経て外部に放出された後、再びサンプリングバッグに戻し、再度皮膚ガスをアルコールセンサー5、湿度センサー6に導き、循環させて平衡の測定値を得るようにした請求項1記載の皮膚ガスを用いた飲用したアルコールのセンシング方法。
【請求項3】
手全体、または指、その他の人皮膚表面2を覆い、その皮膚ガスを捕集するバッグ3と、捕集した皮膚ガスを吸入するガス吸引部4を有し、アルコールセンサー5、湿度センサー6が配置された構成からなり、ポンプ7により吸引された皮膚ガスはアルコールセンサー5、湿度センサー6を経て外部に放出されるようにして測定することを特徴とする皮膚ガスを用いた飲用したアルコールのセンシング装置。

【図1】
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【公開番号】特開2009−175111(P2009−175111A)
【公開日】平成21年8月6日(2009.8.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−42147(P2008−42147)
【出願日】平成20年1月25日(2008.1.25)
【出願人】(504253980)有限会社ピコデバイス (11)
【出願人】(000112439)フィガロ技研株式会社 (58)
【Fターム(参考)】