JP4919627B2 - 肺機能検査装置 - Google Patents

Description

本発明は肺機能検査装置に関するものであり、特に、正確な測定をおこない、結果を分かり易く表示する技術を提供することを目的とする。

肺機能検査には、肺へのガスの出入りを検査する換気機能検査や、肺におけるガスと血液の間で酸素と炭酸ガスの交換を検査するガス交換機能検査などがあるが、本発明は主に換気機能検査に関する。

換気機能検査は、図2のように、呼吸流量計101に呼吸フィルタ102とマウスピース103を接続し、マウスピース103を口でくわえ、所定の呼吸をおこなわせ、そのときの呼吸流量を測定し、測定した呼吸流量をもとにして換気機能に関する様々なパラメータを求めるもので、肺気量分画検査やフローボリューム検査などがある。

肺気量分画検査は、図3に示すように、安静呼吸と、これに続いてゆっくりと最大の吸気位（最大吸気位）まで吸気し、続けて最大の呼気位（最大呼気位）まで呼気する検査である。

フローボリューム検査は、図4のように、安静呼吸の後、最大吸気位まで吸気した後、一気に、最大努力をして、最大呼気位まで呼出する検査である。図の縦軸はフロー（l/sec）、横軸はボリューム（ｌ）である。

検査結果のパラメータには、実測値の他に、性別や年齢、体格などのＩＤデータ、ＩＤデータから予測される予測値、実測値や予測値から計算される計算値などがある。
例えば、実測値の1秒量と努力性肺活量の比から求められる1秒率（計算値）、1秒量の実測値と予測値の比から求められる％1秒量（計算値）、肺活量の実測値と予測値の比から求められる％肺活量（計算値）などがある。

肺機能検査の大きな目的の一つが閉塞性換気障害と拘束性換気障害の鑑別である。これはフローボリューム検査でおこなうことができる。

閉塞性換気障害は、気道から肺胞にかけての空気の通路が炎症等によって細くなり、空気の出入りが阻害されるもので、気管支喘息や肺気腫等の病気が含まれる。
1秒率が70％以下の場合、閉塞性換気障害と判定される。

拘束性換気障害は肺全体の弾力性が低下して換気機能が低下するもので、間質性肺炎や肺線維症などがある。
％肺活量が80％以下の場合拘束性換気障害と判定される。

換気機能障害は、図5のように、縦軸と横軸に％肺活量と1秒率をとり、これに1秒率が70％と％肺活量が80％の直線を引き、正常、閉塞性、拘束性、混合性の4つのコンパートメントに分けた図で示すことが多い。
この表に実測値をプロットすると、疾患の種類と程度を一目で判断することができる。
検査レポートでは、 この換気機能障害分類表を添付することが多い（特許文献1など）。

肺疾患の中で、最近、特に慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ：Chronic Obstructive Pulmonary Disease）が注目されている。これは気道の慢性の炎症性疾患で、他の脳血管障害や心疾患等代表的な疾患が減少傾向にある中で、本疾患だけが世界的に患者数と死亡者数が増加傾向にあるため、ＧＯＬＤ（Global Initiative For Chronic Obstructive Lung Disease）が診断基準を定め、日本もこれに準拠して、臨床で広く使用されるようになってきている。
ＧＯＬＤは、1秒率と％1秒率を用いて、図6（Ａ）のように、ＣＯＰＤの病期を5つの病期に分類している。これを表にしたものが図6（Ｂ）である。検査結果を図6（B）中の×印のように、この図にプロットしてレポートすることが多くなってきている（非特許文献2）。

このように、換気機能障害では、図5の換気機能障害分類表と、図6のＧＯＬＤの分類表の両方が併用されるようになってきている。
以下に、図で説明をおこなう。
特公昭57-20815 ＣＯＰＤ（慢性閉塞性肺疾患）診断と治療のためのガイドライン 日本呼吸器学会ＣＯＰＤガイドライン第2版作成委員会編

図3は肺気量分画検査の例である。この検査は、図に示すように、安静呼吸と、これに続いてゆっくりと最大の呼出位（最大呼気位）まで呼出し、続けて最大の吸気位（最大吸気位）まで吸気をおこなわせ、再度最大呼気位まで呼出し、このときの呼吸気を測定しておこなう。
この検査では、図3に示すような、1回換気量や肺活量などの肺の容量に関する測定をおこなうことができる。1回換気量は安静呼吸中の1回の呼吸で肺に出入りするガスの量であり、肺活量は最大吸気位と最大呼気位の間に肺に出入りするガス量である。

図4はフローボリューム検査の例である。検査は、安静呼吸の後、最大吸気位まで吸気し、その後最大努力で一気に最大呼気位まで呼出させ、このときの呼吸流量を測定しておこなう。
図の縦軸はフロー（l/sec）、横軸はボリューム（ｌ）である。
この検査では、ピークフローや1秒量、努力性肺活量などが測定できる。ピークフローは最大努力呼出時の流速の最大値、1秒量は呼出開始から1秒間に呼出されるガス量、努力性肺活量は最大吸気位から最大呼気位まで努力呼出したときの全呼気量である。
表示は時間とボリュームの関係にしてもよい。

図5は換気機能障害分類表の例である。図は、縦軸に１秒率、横軸に％肺活量をとり、１秒率が70％、％肺活量が80％の直線を引いて、正常、閉塞性疾患、拘束性疾患、混合性疾患の4つのコンパートメントに分けている。
この中に１秒率と％肺活量の実測値をプロット（×印）して、障害の種類と程度が一目で判るようにして、レポートすることが多い。

図6はＧＯＬＤの病期分類である。ＧＯＬＤは、図6（Ａ）のように、1秒率と1秒量を用いて、ＣＯＰＤの病期を5つの病期に分類している。縦軸と横軸に％1秒量と1秒率をとると、図（Ｂ）のように、病期を5つのコンパートメントに分割して表現することができ、これに実測値をプロットすると、病期とその程度を一目で確認することができる。

フローボリューム検査は、安静呼吸の後、最大吸気位まで吸気した後、一気に、最大努力で最大呼気位まで呼出する検査である。この検査では最大努力をおこなうことが重要で、これがデータの再現性や正確さ等、データの質に直接影響する。

このため、被検者が最大努力をしたかどうかを判定するための医学会で基準が定められている。その内容は、
呼出開始時の努力度が適切であったかどうか
６秒以上呼出を続けたか
複数回の呼出において再現性は確保されているのか
総検査回数と（１）、（２）を両方共に満足させた測定は何回あったのか
などであり、最近の装置は、大部分はこれらの努力度をチェックする機能を有する。

本発明の目的は、検査の終わりころの努力が十分であるかどうかを画面に判りやすく表示することである。

呼吸気の流量を測定する呼吸流量計と、
前記呼吸流量計で測定した流量データを処理して肺機能に関するパラメータを求めるデータ処理部と、
測定中又は測定後のデータ等を表示する表示器
を有し、
被検者に所定の呼吸をおこなわせ、そのときの呼吸流量を前記呼吸流量計で測定して、フローボリューム検査を含む肺機能検査をおこなう肺機能検査装置において、
安静呼吸の後に、最大吸気位まで吸気した後、一気に、最大努力をして、最大呼気位まで呼出するフローボリューム検査をおこなう際、呼出終了間近のフローボリューム曲線の表示レンジを拡大して表示するフローボリューム曲線拡大表示手段を設けた。
つまり、本発明は、最後まで正しく努力呼出がおこなわれるようにするもので、測定の終わりのころ、フロー又はボリュームが小さくなってきた場合もこれをよく確認することができ、最後まで十分な努力呼出をおこなうことができるようにして、正確な検査をおこなうことができるように、フローボリューム検査の終わりのころに、フロー又はボリュームの値が所定値以下になったとき、その値を拡大して表示するようにした。

本発明により、 フローボリューム検査の終わりのころに、フロー又はボリュームの値が所定値以下になると、その値を拡大して表示する。
このため、呼出終了間近の少ないフロー又はボリュームであってもよく確認できるので、最後まで十分な努力呼出をおこなうことができる。
従来は、フロー又はボリュームが小さくなり、検者が十分に呼出をおこなったと判断した時点で検査を打ち切っていたが、実際にはまだ最後まで呼出していなくて、測定結果に誤差が生じるということがあった。本請求項記載の発明により、この誤差は少なくなる。

本発明は、 フローボリューム検査の終わりのころに、フロー又はボリュームの値が所定値以下になると、その値を拡大して表示するものである。
装置は、
呼吸気の流量を測定する呼吸流量計と、
前記呼吸流量計で測定した流量データを処理して肺機能に関するパラメータを求めるデータ処理部と、
測定中又は測定後のデータ等を表示する表示器
を有し、
被検者に所定の呼吸をおこなわせ、そのときの呼吸流量を前記呼吸流量計で測定して、フローボリューム検査を含む肺機能検査をおこなう肺機能検査装置において、
安静呼吸の後、最大吸気位まで吸気した後、一気に、最大努力をして、最大呼気位まで呼出するフローボリューム検査をおこなう際、呼出終了間近のフローボリューム曲線の表示レンジを拡大して表示するフローボリューム曲線拡大表示手段を設けたことを特徴とする肺機能検査装置である。

呼出終了間近になると、フローは小さくなり、ボリュームの変化も小さくなる。このため、検査時に、まだ最後まで呼出していないのに、表示器に表示した検査中のフローボリューム曲線をみて、フロー値が小さくなると、呼出が終了したと誤って判断して、検査を終了することがある。この場合、測定結果に誤差が生じることになる。
本請求項記載の発明により、 呼出終了間近になってフロー又はボリュームが小さくなると、フローレンジを自動的に例えば10倍に拡大して表示する。このため、フローやボリュームの変化が強調されるため、最後まで呼出させることができ、誤差の少ない、正確な測定が可能になる。
実際には、フローボリューム曲線のフローレンジを拡大して、図1のように、フローバーを設け、フローを拡大して表示している。
この図には、フローを拡大している例を示しているが、ボリュームを拡大表示するようにしてもよい。
また、フローバーを設ける必要は無く、曲線画面全体を、または一部を拡大してもよい。

請求項1記載の発明の、フローバーでフローを拡大表示している様子を示す例である。 肺機能検査で使用する流量計、フィルタ、マウスピースの例である。 肺気量分画の図である。 フローボリューム曲線の例である。 換気機能障害の種類と程度を表す表である。 ＧＯＬＤの基準に基づく病期分類（Ａ）とその表（Ｂ）である。

１０１：流量計
１０２：フィルタ
１０３：マウスピース

Claims (1)

1. 呼吸気の流量を測定する呼吸流量計と、
   前記呼吸流量計で測定した流量データを処理して肺機能に関するパラメータを求めるデータ処理部と、
   測定中又は測定後のデータ等を表示する表示器
   を有し、
   被検者に所定の呼吸をおこなわせ、そのときの呼吸流量を前記呼吸流量計で測定して、フローボリューム検査を含む肺機能検査をおこなう肺機能検査装置において、
   安静呼吸の後、最大吸気位まで吸気した後、一気に、最大努力をして、最大呼気位まで呼出するフローボリューム検査時に、呼出終了間近のフロー又はボリュームの表示画面を拡大して表示するフローボリューム曲線拡大表示手段を設けたことを特徴とする肺機能検査装置。