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JP7189011B2 - Exhaled gas detection device - Google Patents

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JP7189011B2 JP2018243257A JP2018243257A JP7189011B2 JP 7189011 B2 JP7189011 B2 JP 7189011B2 JP 2018243257 A JP2018243257 A JP 2018243257A JP 2018243257 A JP2018243257 A JP 2018243257A JP 7189011 B2 JP7189011 B2 JP 7189011B2
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gas detection
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  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Description

本開示は、呼気ガス検知装置に関する。 The present disclosure relates to an exhaled gas detection device.

被験者の呼気に含まれる特定ガス(特定成分)を検知する呼気ガス検知装置として、種々の装置が提案されている。
例えば、診断用ガス分析装置(特許文献1)では、ガス流路を変更するための弁(三方向弁9など)を備えている。呼気分析システム(特許文献2)では、周囲空気を分析器(215)に取り込むガス流路と、被験者(人体)の呼気(240)を分析器(215)に取り込むガス流路(250)と、が別々に設けられている。
Various devices have been proposed as breath gas detection devices for detecting a specific gas (specific component) contained in the breath of a subject.
For example, a diagnostic gas analyzer (Patent Document 1) includes a valve (three-way valve 9 or the like) for changing the gas flow path. In the breath analysis system (Patent Document 2), a gas channel (250) for taking ambient air into an analyzer (215), a gas channel (250) for taking exhaled breath (240) of a subject (human body) into the analyzer (215), are provided separately.

特許第4472533号公報Japanese Patent No. 4472533 特許第5848608号公報Japanese Patent No. 5848608

しかし、上記従来の装置のように、弁を備える構成や、複数のガス流路を備える構成では、構成部材が増えるため、コストの増加や装置構成の複雑化という問題が生じる可能性がある。 However, as in the above-described conventional apparatus, a configuration including a valve or a configuration including a plurality of gas flow paths increases the number of constituent members, which may cause problems such as an increase in cost and a complication of the configuration of the apparatus.

そこで、本開示の一局面においては、被験者の呼気における特定ガスを検知するにあたり、コスト低減および装置構成の簡素化を実現できる呼気ガス検知装置を提供することが望ましい。 Therefore, in one aspect of the present disclosure, it is desirable to provide an exhaled gas detection device capable of realizing cost reduction and simplification of device configuration in detecting a specific gas in exhalation of a subject.

本開示の一局面は、被験者の呼気に含まれる特定ガスを検知する呼気ガス検知装置であって、本体部と、マウスピースと、ガス検知部と、異物除去部と、を備えている。
本体部は、ガス流路を備える。ガス流路は、第1開口部から第2開口部まで繋がる1本のガス流路で構成され、呼気が通過するように構成されている。マウスピースは、第1開口部でガス流路に繋がるように設けられる。マウスピースは、被験者による呼気の吹き込み動作および被験者による吸気動作が可能に構成されている。ガス検知部は、ガス流路に設けられ、特定ガスを検知するように構成されている。異物除去部は、ガス流路のうち、ガス検知部よりも第2開口部に近い領域に設けられ、少なくとも特定ガスを除去するように構成されている。
One aspect of the present disclosure is an exhalation gas detection device that detects a specific gas contained in exhalation of a subject, and includes a main body, a mouthpiece, a gas detection section, and a foreign object removal section.
The main body has a gas flow path. The gas flow path is composed of a single gas flow path that extends from the first opening to the second opening, and is configured to allow exhaled air to pass therethrough. A mouthpiece is provided so as to be connected to the gas flow path at the first opening. The mouthpiece is configured to allow the subject to blow air in and the subject to inhale. The gas detection unit is provided in the gas flow path and configured to detect a specific gas. The foreign matter removal section is provided in a region of the gas flow path closer to the second opening than the gas detection section, and is configured to remove at least the specific gas.

ガス流路は、第1開口部および第2開口部を介して本体部の外部と繋がるように構成されている。
このように構成された呼気ガス検知装置は、マウスピースでの被験者による吸気動作時には、ガス流路内のガスが第1開口部からガス流路の外部に排出され、第2開口部から外気(大気)をガス流路の内部に取り込むように構成されている。また、この呼気ガス検知装置は、マウスピースでの被験者による呼気吹き込み動作時には、呼気が第1開口部からガス流路の内部に導入され、ガス流路内のガス(呼気)が第2開口部から外部に排出されるように構成されている。
The gas flow path is configured to communicate with the outside of the main body through the first opening and the second opening.
In the expiratory gas detection device configured in this way, when the subject inhales through the mouthpiece, the gas in the gas flow path is discharged from the first opening to the outside of the gas flow path, and the outside air ( atmosphere) into the interior of the gas flow path. In addition, in this expired gas detection device, when the subject blows into the mouthpiece, the expired gas is introduced into the gas channel through the first opening, and the gas (exhaled breath) in the gas channel is introduced into the second opening. It is configured to be discharged to the outside from the

このような構成の呼気ガス検知装置は、ガス(呼気)を移動させるポンプやガス流路の開閉動作を行うバルブなどを設けることなく、被験者の呼吸動作が呼気吹き込み動作および吸気動作のいずれかに切り替わることによって、ガス検知部への呼気の導入、およびガス検知部への基準ガス(大気)の導入、をそれぞれ実現できる。 The expiratory gas detection device having such a configuration does not require a pump for moving gas (exhaled breath) or a valve for opening and closing the gas flow path, and the breathing action of the subject can be either an exhalation action or an inhalation action. By switching, introduction of exhaled breath into the gas detection unit and introduction of the reference gas (atmosphere) into the gas detection unit can be achieved.

よって、この呼気ガス検知装置によれば、被験者の呼気における特定ガスを検知するにあたり、ポンプやバルブなどの部材が不要となるため、装置構成が簡略化できるとともに、製造コストを低減できる。 Therefore, according to this exhaled gas detection device, members such as pumps and valves are not required to detect the specific gas in the exhaled breath of the subject, so that the configuration of the device can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.

なお、呼気ガス検知装置の利用者(被験者、医師、看護師など)は、例えば、基準ガス値と、検知ガス値と、を用いて、呼気に含まれる特定ガスの存在の程度を判定してもよい。具体的には、利用者は、基準ガス値と検知ガス値との比較結果に基づいて、呼気に含まれる特定ガスの存在の程度を判定してもよい。なお、基準ガス値は、被験者による吸気動作によってガス検知部に基準ガスを導入したときのガス検知部による検知結果に対応した状態量である。検知ガス値は、被験者による呼気吹き込み操作によってガス検知部に呼気を導入したときのガス検知部による検知結果に対応した状態量である。 A user (a subject, a doctor, a nurse, etc.) of the breath gas detection device determines the degree of existence of a specific gas contained in breath using, for example, the reference gas value and the detected gas value. good too. Specifically, the user may determine the degree of presence of the specific gas contained in exhaled air based on the result of comparison between the reference gas value and the sensed gas value. Note that the reference gas value is a state quantity corresponding to the detection result by the gas detection unit when the reference gas is introduced into the gas detection unit by an inhalation action by the subject. The detected gas value is a state quantity corresponding to the result of detection by the gas detection unit when breath is introduced into the gas detection unit by the patient's breath blowing operation.

この場合、例えば、基準ガス値の検知タイミングおよび検知ガス値の検知タイミングを予め定めておき、各タイミングに応じて、被験者が吸気動作および呼気吹き込み動作を実行することで、基準ガス値および検知ガス値を得ることができる。なお、「呼気に含まれる特定ガスの存在の程度」に関する指標としては、特定ガスの濃度であってもよいし、特定ガスの存在量を数段階のレベルで評価する態様の段階指標(例えば、存在量が大、中、小といったレベルで評価)でもよいし、特定ガスの有り・無しの結果であってもよい。 In this case, for example, the detection timing of the reference gas value and the detection timing of the detected gas value are determined in advance, and the subject performs an inhalation operation and an exhalation operation according to each timing, thereby obtaining the reference gas value and the detected gas value. value can be obtained. As an index related to "the degree of presence of a specific gas contained in exhaled air", the concentration of the specific gas may be used, or a step index that evaluates the amount of the specific gas in several levels (e.g., It may be evaluated by levels such as large, medium, and small abundance), or it may be the result of the presence/absence of a specific gas.

次に、上述の呼気ガス検知装置においては、移動方向判定部を備えてもよい。移動方向判定部は、ガス流路に設けられる。移動方向判定部は、ガス流路の内部を流れるガスの移動方向が、第1開口部から第2開口部に向かう第1方向であるか、第2開口部から第1開口部に向かう第2方向であるかを判定する。 Next, the above-described breath gas detection device may include a movement direction determination section. The movement direction determination section is provided in the gas flow path. The movement direction determination unit determines whether the movement direction of the gas flowing inside the gas flow path is a first direction from the first opening to the second opening or a second direction from the second opening to the first opening. direction.

呼気ガス検知装置は、このような移動方向判定部を備えることで、被験者が任意のタイミングで吸気動作および呼気吹き込み動作を行う場合でも、移動方向判定部の判定結果を用いて、基準ガス値の検知タイミングおよび検知ガス値の検知タイミングを判定できる。これにより、呼気ガス検知装置は、移動方向判定部の判定結果を用いることで、基準ガス値の検知タイミングおよび検知ガス値の検知タイミングを予め定めることなく、移動方向判定部での判定結果に基づいて基準ガス値および検知ガス値を取得できる。 By including such a movement direction determination unit, the expiration gas detection device can determine the reference gas value using the determination result of the movement direction determination unit even when the subject inhales and blows air at arbitrary timing. The detection timing and the detection timing of the detected gas value can be determined. As a result, by using the determination result of the moving direction determination unit, the expired gas detection device can detect the detection timing of the reference gas value and the detected gas value based on the determination result of the movement direction determination unit without predetermining the detection timing of the reference gas value and the detection timing of the detected gas value. can be used to obtain the reference gas value and the detected gas value.

なお、呼気ガス検知装置は、移動方向判定部の判定結果を利用者に報知する報知部を備えてもよい。報知部は、例えば、ランプなどを用いた表示形態でもよいし、音を用いた音声通知形態でもよいし、外部機器に対して信号形式で出力する形態でもよい。 The breath gas detection device may include a notification unit that notifies the user of the determination result of the movement direction determination unit. The notification unit may be, for example, a display form using a lamp or the like, a voice notification form using sound, or a form of outputting to an external device in the form of a signal.

次に、移動方向判定部を備える上述の呼気ガス検知装置においては、移動方向判定部は、流体の流量および流体の移動方向を測定可能に構成された流量センサを備えてもよい。
このような構成の移動方向判定部は、流量センサでの検知結果に基づいて、ガス流路の内部を流れるガスの移動方向が第1方向であるか第2方向であるかを判定できる。
Next, in the above-described exhaled gas detection device including the moving direction determining section, the moving direction determining section may include a flow rate sensor capable of measuring the flow rate of the fluid and the moving direction of the fluid.
The moving direction determination unit having such a configuration can determine whether the moving direction of the gas flowing inside the gas flow path is the first direction or the second direction based on the detection result of the flow sensor.

次に、上述の呼気ガス検知装置においては、ガス検知部の検知結果に基づいて呼気に含まれる特定ガスの存在の程度を判定する検知判定部を備えてもよい。検知判定部は、基準ガス値と検知ガス値とを用いて、呼気に含まれる特定ガスの存在の程度を判定するように構成されている。基準ガス値は、被験者による吸気動作によってガス検知部に大気(基準ガス)を導入したときのガス検知部による検知結果に対応した状態量である。検知ガス値は、被験者による呼気吹き込み操作によってガス検知部に呼気を導入したときのガス検知部による検知結果に対応した状態量である。 Next, the above-described breath gas detection device may include a detection determination section that determines the degree of presence of the specific gas contained in the breath based on the detection result of the gas detection section. The detection determination unit is configured to determine the degree of presence of the specific gas contained in exhaled air using the reference gas value and the detected gas value. The reference gas value is a state quantity corresponding to the detection result by the gas detection unit when the atmosphere (reference gas) is introduced into the gas detection unit by the subject's inhalation. The detected gas value is a state quantity corresponding to the result of detection by the gas detection unit when breath is introduced into the gas detection unit by the patient's breath blowing operation.

このような呼気ガス検知装置は、検知判定部を備えることで、利用者自身が基準ガス値と検知ガス値との比較やそれらの値の分析を行うことなく、検知判定部による判定結果に基づいて、呼気に含まれる特定ガスの存在の程度を容易に判定できる。呼気に含まれる特定ガスの存在の程度に関する指標としては、特定ガスの濃度であってもよいし、特定ガスの存在量を数段階のレベルで評価する態様の段階指標(例えば、存在量が大、中、小といったレベルで評価)でもよいし、特定ガスの有り・無しの結果であってもよい。 Such an exhaled gas detection device is provided with a detection determination unit, so that the user does not have to compare the reference gas value and the detected gas value or analyze the values, and can detect the gas based on the determination result of the detection determination unit. , the degree of presence of the specific gas contained in exhalation can be easily determined. The index for the degree of presence of the specific gas contained in exhaled air may be the concentration of the specific gas, or a graded index that evaluates the amount of the specific gas in several stages (for example, the amount of presence is large). , medium, and small), or the result of presence/absence of a specific gas.

なお、検知判定部は、本体部の内部に備えられる構成であってもよいし、本体部の外側に備えられる構成であってもよい。
次に、上述の呼気ガス検知装置においては、ガス検知部は、混成電位式センサを用いて構成されてもよい。このような混成電位式センサを用いることで、呼気に含まれる特定ガス(例えば、窒素酸化物など)を検出することができる。なお、混成電位式センサは、例えば、固体電解質体と、固体電解質体の表面に配置された一対の電極を用いて構成してもよい。
Note that the detection determination unit may be provided inside the main body, or may be provided outside the main body.
Next, in the above-described exhaled gas detection device, the gas detection section may be configured using a mixed potential type sensor. By using such a mixed potential sensor, it is possible to detect a specific gas (for example, nitrogen oxides, etc.) contained in exhaled air. Note that the mixed potential sensor may be configured using, for example, a solid electrolyte body and a pair of electrodes arranged on the surface of the solid electrolyte body.

次に、上述の呼気ガス検知装置においては、特定ガスは一酸化窒素であってもよい。このような呼気ガス検知装置は、被験者の呼気に含まれる一酸化窒素の存在の程度を判定でき、被験者の健康状態(喘息であるか否かなど)を判定できる。 Next, in the breath gas detection device described above, the specific gas may be nitric oxide. Such an exhaled gas detection device can determine the degree of presence of nitric oxide contained in exhaled air of a subject, and can determine the health condition of the subject (whether or not the subject has asthma, etc.).

次に、特定ガスが一酸化窒素である上述の呼気ガス検知装置においては、マウスピースは、湿度成分、NO、アセトニトリルのうち少なくとも1つを吸着する吸着部を備えてもよい。 Next, in the above-described breath gas detection device in which the specific gas is nitric oxide, the mouthpiece may include an adsorption portion that adsorbs at least one of the humidity component, NO 2 and acetonitrile.

このような呼気ガス検知装置は、ガス検知部への呼気の導入時に、呼気から湿度成分、NO、アセトニトリルのうち少なくとも1つを低減でき、特定ガスとして一酸化窒素(NO)を検知するにあたり、検知ガス値の検知時における湿度成分、NO、アセトニトリルの影響による誤差を低減できる。 Such an exhaled gas detection device can reduce at least one of the humidity component, NO 2 , and acetonitrile from the exhaled air when exhaled air is introduced into the gas detection unit. , the error due to the influence of the humidity component, NO 2 , and acetonitrile at the time of detection of the detected gas value can be reduced.

次に、上述の呼気ガス検知装置においては、異物除去部は、少なくとも過マンガン酸カリウムを備えてもよい。このような呼気ガス検知装置は、ガス検知部への基準ガス(大気)の導入時に大気から雑ガス成分を除去でき、特定ガスの検知精度を向上することができる。特に、特定ガスが一酸化窒素のときに、上記異物除去部を使用することにより、効果的にガス検知精度を高められる。 Next, in the exhaled gas detection device described above, the foreign matter removing section may include at least potassium permanganate. Such an exhaled gas detection device can remove miscellaneous gas components from the atmosphere when the reference gas (atmosphere) is introduced into the gas detection unit, and can improve the detection accuracy of the specific gas. Especially when the specific gas is nitric oxide, the gas detection accuracy can be effectively improved by using the foreign matter removing section.

次に、上述の呼気ガス検知装置においては、マウスピースは、呼気の流速を調整するための絞り構造を備えてもよい。このようなマウスピースを用いることで、呼気ガス検知装置は、被験者の呼気から特定ガスの存在の程度を検知して、被験者の健康状態(例えば、喘息の症状の度合)を判定するにあたり、判定基準に適した呼気圧力を確保することができる。 Next, in the expired gas detection device described above, the mouthpiece may have a throttle structure for adjusting the flow rate of expired air. By using such a mouthpiece, the exhaled gas detection device detects the degree of existence of the specific gas from the exhaled breath of the subject, and determines the health condition of the subject (for example, the degree of asthma symptoms). Expiratory pressure suitable for criteria can be ensured.

次に、呼気ガス検知装置においては、マウスピースは本体部に対して着脱自在に構成されてもよい。このような構成の呼気ガス検知装置は、被験者ごとにマウスピースを交換することができるため、複数の被験者間におけるマウスピースを介したウイルス感染の拡大を抑制しつつ、多数の被験者に対する検査が可能となる。 Next, in the breath gas detection device, the mouthpiece may be detachably attached to the main body. A breath gas detection device with such a configuration can replace the mouthpiece for each subject, so it is possible to test a large number of subjects while suppressing the spread of virus infection through the mouthpiece among multiple subjects. becomes.

呼気ガス検知装置の内部構成を表した説明図である。It is an explanatory view showing the internal configuration of the breath gas detection device. 被験者による呼気の吹き込み動作時におけるガス流路でのガスの移動状態を模式的に表した説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram schematically showing the state of movement of gas in the gas flow path during the subject's exhalation blowing action; 被験者による吸気動作時におけるガス流路でのガスの移動状態を模式的に表した説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing the state of movement of gas in a gas flow path during inhalation by a subject. ガス検知処理の処理内容を表したフローチャートである。4 is a flow chart showing the processing contents of gas detection processing. 第2実施形態の呼気ガス検知装置におけるガス流路の内部構成を模式的に表した説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram schematically showing the internal configuration of the gas flow path in the breath gas detection device of the second embodiment; 第3実施形態の呼気ガス検知装置におけるガス流路の内部構成を模式的に表した説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram schematically showing the internal configuration of a gas flow path in the breath gas detection device of the third embodiment;

以下、本開示が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
尚、本開示は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
Embodiments to which the present disclosure is applied will be described below with reference to the drawings.
It goes without saying that the present disclosure is not limited to the following embodiments, and various forms can be adopted as long as they fall within the technical scope of the present disclosure.

[1.第1実施形態]
[1-1.全体構成]
本実施形態の呼気ガス検知装置1は、被験者の呼気に含まれる特定ガス(特定成分)を検知するための装置である。
[1. First Embodiment]
[1-1. overall structure]
The breath gas detection device 1 of this embodiment is a device for detecting a specific gas (specific component) contained in the breath of a subject.

呼気ガス検知装置1は、医療等の分野に使用してもよい。呼気ガス検知装置1は、特に数ppbから数百ppbレベルの極低濃度の一酸化窒素(NO)を含むガスの測定、具体的には喘息診断に好適に使用できる。 The breath gas detection device 1 may be used in fields such as medicine. The exhaled gas detection device 1 can be suitably used for measurement of gas containing extremely low concentrations of nitric oxide (NO) at several ppb to several hundred ppb levels, specifically for asthma diagnosis.

呼気ガス検知装置1は、図1に示すように、マウスピース11と、本体部13と、キャップ15と、流量センサ21と、ガス検知部23と、異物除去部25と、第1制御部31と、第2制御部33と、を備える。 As shown in FIG. 1, the exhaled gas detection device 1 includes a mouthpiece 11, a body portion 13, a cap 15, a flow rate sensor 21, a gas detection portion 23, a foreign matter removal portion 25, and a first control portion 31. and a second control unit 33 .

なお、図1では、呼気ガス検知装置1の内部構造を表すために、マウスピース11および本体部13を半分に切断した状態での内部構造を表している。本明細書などでは、呼気ガス検知装置1の長手方向における両端部のうち、マウスピース11が設けられる端部を先端とし、キャップ15が設けられる端部を後端とする。 In order to show the internal structure of the expired gas detection device 1, FIG. 1 shows the internal structure in a state where the mouthpiece 11 and the body portion 13 are cut in half. In this specification and the like, of the longitudinal ends of the respiratory gas detection device 1, the end provided with the mouthpiece 11 is defined as the leading end, and the end provided with the cap 15 is defined as the rear end.

[1-2.各部の構成]
マウスピース11は、被験者による呼気の吹き込み動作および被験者による吸気動作が可能となるように、被験者が口をあてること可能な形状に構成されている。マウスピース11は、開口部11aと、内部空間11bと、連結部11cと、を備える。マウスピース11は、開口部11aから内部空間11bを介して連結部11cに至るガス経路を内部に備えている。連結部11cは、本体部13の先端側端部に対して着脱自在に嵌合できるように構成されている。
[1-2. Configuration of each part]
The mouthpiece 11 is configured in a shape that the subject can put his or her mouth on so that the subject can perform an exhalation operation and an inhalation operation by the subject. The mouthpiece 11 includes an opening 11a, an internal space 11b, and a connecting portion 11c. Mouthpiece 11 internally includes a gas path from opening 11a to connecting portion 11c via internal space 11b. The connecting portion 11 c is configured to be detachably fitted to the tip end portion of the body portion 13 .

マウスピース11は、内部空間11bが呼気の流速を調整するための絞り構造を備えている。このような絞り構造を備えるマウスピース11を用いることで、被験者の呼気から一酸化窒素の存在の程度を検知して、喘息の症状の度合いを判定するにあたり、判定基準に適した呼気圧力を確保することができる。なお、本実施形態では、特定ガスである一酸化窒素の存在の程度の検知として、一酸化窒素の濃度を検知している。 The mouthpiece 11 has an aperture structure for adjusting the flow rate of exhaled air in the internal space 11b. By using the mouthpiece 11 having such an aperture structure, the degree of presence of nitric oxide in exhaled breath of the subject is detected, and an expiratory pressure suitable for the criteria for judging the degree of asthma symptoms is ensured. can do. In this embodiment, the concentration of nitrogen monoxide is detected as the detection of the degree of presence of nitrogen monoxide, which is a specific gas.

マウスピース11は、内部空間11bに吸着剤11dを備えている。吸着剤11dは、内部空間11bに導入されたガス(呼気)の湿度成分の少なくとも一部を吸着するように構成されている。吸着剤11dは、例えば、活性アルミナ、活性炭、ゼオライト、シリカゲルなどを用いて構成してもよい。 Mouthpiece 11 has adsorbent 11d in internal space 11b. The adsorbent 11d is configured to adsorb at least part of the humidity component of the gas (breath) introduced into the internal space 11b. The adsorbent 11d may be configured using activated alumina, activated carbon, zeolite, silica gel, or the like, for example.

本体部13は、先端から後端にかけて延びる長尺形状である。本体部13は、呼気の流路となるガス流路13aを内部に備える。ガス流路13aは、本体部13の先端に設けられた第1開口部13bと、本体部13の後端に設けられた第2開口部13cと、を備えたガス流路である。 The body portion 13 has an elongated shape extending from the front end to the rear end. The body portion 13 includes therein a gas flow path 13a serving as a flow path for exhalation. The gas channel 13 a is a gas channel having a first opening 13 b provided at the tip of the main body 13 and a second opening 13 c provided at the rear end of the main body 13 .

ガス流路13aは、第1開口部13bから第2開口部13cまで繋がる1本のガス流路として形成されている。ガス流路13aは、第1開口部13bおよび第2開口部13cのみを介して本体部13の外部と繋がるように構成されている。 The gas channel 13a is formed as one gas channel that extends from the first opening 13b to the second opening 13c. The gas flow path 13a is configured to be connected to the outside of the main body 13 only through the first opening 13b and the second opening 13c.

本体部13は、流量センサ21、ガス検知部23、異物除去部25、第1制御部31、第2制御部33を収容している。このうち、流量センサ21、ガス検知部23、異物除去部25は、ガス流路13aにおいて、第1開口部13bから第2開口部13cにかけてこの順番で配置されている。 The body portion 13 accommodates the flow rate sensor 21 , the gas detection portion 23 , the foreign matter removal portion 25 , the first control portion 31 and the second control portion 33 . Among them, the flow rate sensor 21, the gas detection section 23, and the foreign matter removal section 25 are arranged in this order from the first opening 13b to the second opening 13c in the gas flow path 13a.

マウスピース11の連結部11cが本体部13の先端側端部と嵌合することで、マウスピース11は、ガス流路13aの第1開口部13bに繋がるように設けられる。
流量センサ21は、流体の流量および流体の移動方向を測定可能に構成されたセンサである。流量センサ21は、ガス流路13aに流れるガス(呼気、大気)の流量および移動方向を測定できる。
By fitting the connection portion 11c of the mouthpiece 11 to the distal end portion of the main body portion 13, the mouthpiece 11 is provided so as to be connected to the first opening portion 13b of the gas flow path 13a.
The flow rate sensor 21 is a sensor configured to be able to measure the flow rate of fluid and the moving direction of the fluid. The flow rate sensor 21 can measure the flow rate and movement direction of the gas (exhalation, air) flowing through the gas flow path 13a.

このため、流量センサ21によるガス流量の測定結果に基づいて、被験者により吹き込まれた呼気の流量を判定できる。また、流量センサ21によるガス流量の測定結果に基づいて、被験者による呼気吹き込み開始時期や、呼気吹き込みの継続時間を判定できる。さらに、流量センサ21によるガス移動方向の測定結果に基づいて、被験者による呼気の吹き込み動作中であるか、被験者による吸気動作中であるかを、判定できる。 Therefore, the flow rate of exhaled breath blown by the subject can be determined based on the measurement result of the gas flow rate by the flow sensor 21 . In addition, based on the measurement result of the gas flow rate by the flow sensor 21, it is possible to determine the start time of exhalation by the subject and the duration of exhalation. Furthermore, based on the measurement result of the direction of gas movement by the flow sensor 21, it can be determined whether the subject is inhaling or inhaling.

なお、被験者による呼気の吹き込み動作中には、図2に模式的に示すように、マウスピース11に吹き込まれた呼気は、ガス流路13aの第1開口部13bから第2開口部13cに向けて移動する。また、被験者による吸気動作中には、ガス流路13aが負圧になるため、図3に模式的に示すように、キャップ15の通気穴15aから取り込まれた大気(基準ガス)は、ガス流路13aの第2開口部13cから第1開口部13bに向けて移動する。 It should be noted that during the exhalation blowing operation by the subject, as schematically shown in FIG. to move. Further, since the gas flow path 13a becomes negative pressure during inhalation by the subject, as schematically shown in FIG. It moves from the second opening 13c of the path 13a toward the first opening 13b.

流量センサ21を備えることで、呼気の吹き込み動作および吸気動作のそれぞれが、適正な流量で適正な時間にわたり実施されたか否かを判定可能となる。
ガス検知部23は、窒素酸化物を検知するガスセンサである。ガス検知部23は、例えば、公知の混成電位式センサを用いて構成されている。なお、本実施形態のガス検知部23は、混成電位式センサに導入されるガス(呼気)の上流側に、NOをNOに変換するための触媒部を備えている。そして、呼気に含まれるNOを触媒部でNOに変換した上で、NOの濃度を混成電位式センサで検知している。混成電位式センサでは検知しているのはNOの濃度ではあるが、触媒によって呼気に含まれるNOをNOに変換して濃度検知していることから、本実施形態の呼気ガス検知装置1は特定ガスとしてNOの濃度を検知するものである。つまり、触媒部によるNOからのNOの変換効率を考慮することにより、混成電位式センサから出力されるNOの濃度に応じたセンサ信号に基づいてNOの濃度を算出することができ、呼気ガス検知装置1は被験者の呼気に含まれる一酸化窒素(NO)を検知するための装置である。
By providing the flow rate sensor 21, it becomes possible to determine whether or not each of the exhalation blowing operation and the inhalation operation is performed at an appropriate flow rate for an appropriate time.
The gas detection unit 23 is a gas sensor that detects nitrogen oxides. The gas detection unit 23 is configured using, for example, a known mixed potential sensor. The gas detection unit 23 of this embodiment includes a catalyst unit for converting NO into NO 2 on the upstream side of the gas (breath) introduced into the mixed potential sensor. Then, NO contained in exhalation is converted to NO 2 by the catalyst unit, and the concentration of NO 2 is detected by the mixed potential type sensor. Although the mixed potential sensor detects the concentration of NO 2 , the concentration is detected by converting the NO contained in the exhaled air into NO 2 by the catalyst. detects the concentration of NO as a specific gas. That is, by considering the conversion efficiency of NO to NO 2 by the catalyst unit, the concentration of NO can be calculated based on the sensor signal corresponding to the concentration of NO 2 output from the mixed potential sensor, and exhalation A gas detection device 1 is a device for detecting nitric oxide (NO) contained in exhalation of a subject.

ここで、被験者による呼気吹き込み動作時には、呼気がマウスピース11を介して第1開口部13bからガス流路13aに導入されてガス検知部23に到達するため、このときのガス検知部23による検知結果は、呼気における特定ガス(NO)の含有状態に対応したものとなる。つまり、このときの検知結果に対応する状態量(検知結果信号)は、被験者の呼気における特定ガスの含有状態に応じた検知ガス値として利用できる。 Here, when the subject performs an exhalation blowing operation, the exhaled air is introduced into the gas flow path 13a from the first opening 13b through the mouthpiece 11 and reaches the gas detection unit 23. Therefore, the detection by the gas detection unit 23 at this time The result corresponds to the specific gas (NO) content in exhaled breath. That is, the state quantity (detection result signal) corresponding to the detection result at this time can be used as a detection gas value corresponding to the state of the specific gas contained in exhalation of the subject.

なお、ガス検知部23は、混成電位式センサを用いる構成に限られることはなく、任意のガスセンサを用いて構成してもよい。例えば、ガス検知部23は、電気化学式センサや、酸化物半導体式センサなどを用いて構成してもよい。また、本実施形態のガス検知部23では、NOをNOに変換する触媒部を設けた構成を採用したが、触媒部を設けることなく、一酸化窒素の濃度を測定できる構成を採ってもよい。 Note that the gas detection unit 23 is not limited to the configuration using the mixed potential type sensor, and may be configured using an arbitrary gas sensor. For example, the gas detection unit 23 may be configured using an electrochemical sensor, an oxide semiconductor sensor, or the like. Further, in the gas detection unit 23 of the present embodiment, a configuration provided with a catalyst unit that converts NO into NO 2 is adopted. good.

異物除去部25は、少なくとも過マンガン酸カリウムを含む吸着剤を内蔵して構成されている。これにより、被験者による吸気動作時に、第2開口部13cからガス流路13aに導入された大気は、異物除去部25を通過する際に、大気に含まれる雑ガス成分(窒素酸化物)が異物除去部25で除去された上で、ガス検知部23に到達する。このときのガス検知部23での検知結果は、窒素酸化物を含まないガスに対する検知結果であり、この検知結果に対応した状態量(検知結果信号)は、一酸化窒素の検知に際して基準ガス値として利用できる。 The foreign matter removing section 25 is configured to incorporate an adsorbent containing at least potassium permanganate. As a result, the air introduced into the gas flow path 13a from the second opening 13c during the subject's inhalation movement passes through the foreign matter removing unit 25, and the miscellaneous gas components (nitrogen oxides) contained in the air pass through the foreign matter. After being removed by the removal unit 25 , it reaches the gas detection unit 23 . The detection result of the gas detection unit 23 at this time is the detection result for a gas that does not contain nitrogen oxides, and the state quantity (detection result signal) corresponding to this detection result is the reference gas value when nitrogen monoxide is detected. available as

キャップ15は、本体部13の後端側端部と嵌合可能に構成されている。キャップ15は、ガス(呼気、大気など)が通過可能な通気穴15aを備えている。キャップ15は、本体部13の後端側端部と嵌合することで、通気穴15aがガス流路13aの第2開口部13cに繋がるように設けられる。 The cap 15 is configured to be fittable with the rear end portion of the body portion 13 . The cap 15 has a vent hole 15a through which gas (exhaled breath, atmospheric air, etc.) can pass. The cap 15 is provided so that the ventilation hole 15a is connected to the second opening 13c of the gas flow path 13a by fitting with the rear end of the main body 13 .

次に、第1制御部31、第2制御部33は、それぞれ、各種演算処理を行うマイクロコンピュータ(以下、マイコンともいう。図示省略。)を備えて構成されている。
マイコンは、CPU、ROM、RAMなどを備える。マイコンの各種機能は、非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムをCPUが実行することにより実現される。この例では、ROMが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、第1制御部31、第2制御部33は、それぞれ、備えるマイコンの数は1つでも複数でもよい。また、マイコンが実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のIC等によりハードウェア的に構成してもよい。
Next, the first control unit 31 and the second control unit 33 are each configured with a microcomputer (hereinafter also referred to as a microcomputer, not shown) that performs various arithmetic processing.
The microcomputer includes a CPU, ROM, RAM, and the like. Various functions of the microcomputer are realized by the CPU executing a program stored in a non-transitional substantive recording medium. In this example, the ROM corresponds to a non-transitional substantive recording medium storing programs. Also, by executing this program, a method corresponding to the program is executed. The number of microcomputers provided in each of the first control unit 31 and the second control unit 33 may be one or more. Also, part or all of the functions executed by the microcomputer may be configured as hardware using one or a plurality of ICs or the like.

[1-3.各種処理]
第1制御部31は、流量センサ21から測定結果信号を受信するように構成されている。第1制御部31は、測定結果信号に基づいて各種判定処理を実行するように構成されている。各種判定処理としては、例えば、ガス移動判定処理、呼気・吸気動作判定処理、呼気流量判定処理、呼気時間判定処理などが挙げられる。
[1-3. Various processing]
The first controller 31 is configured to receive the measurement result signal from the flow sensor 21 . The first control section 31 is configured to execute various determination processes based on the measurement result signal. Various types of determination processing include, for example, gas movement determination processing, expiration/inhalation operation determination processing, expiration flow rate determination processing, and expiration time determination processing.

ガス移動判定処理は、測定結果信号に基づいて、ガス流路13aにおいてガス移動が発生しているか否かを判定する処理である。呼気・吸気動作判定処理は、測定結果信号に基づいて、被験者による呼気の吹き込み動作中であるか、被験者による吸気動作中であるかを判定する処理である。呼気流量判定処理は、測定結果信号に基づいて、被験者により吹き込まれた呼気の流量を判定する処理である。呼気時間判定処理は、測定結果信号に基づいて、被験者による呼気吹き込み開始時期や、呼気吹き込みの継続時間を判定する処理である。 The gas movement determination process is a process of determining whether or not gas movement occurs in the gas flow path 13a based on the measurement result signal. The expiratory/inspiratory motion determination process is a process for determining whether the subject is inhaling or inhaling, based on the measurement result signal. The expiratory flow rate determination process is a process of determining the flow rate of exhaled air blown by the subject based on the measurement result signal. The expiration time determination process is a process of determining the start time of exhalation by the subject and the duration of exhalation by the subject based on the measurement result signal.

第2制御部33は、ガス検知部23から検知結果信号を受信するように構成されている。第2制御部33は、第1制御部31との間で各種情報を送受信するように構成されている。第2制御部33は、第1制御部31から各種判定処理の判定結果を受信するように構成されている。第2制御部33は、検知結果信号および各種判定処理の判定結果に基づいて、ガス検知処理を実行するように構成されている。 The second control section 33 is configured to receive a detection result signal from the gas detection section 23 . The second control section 33 is configured to transmit and receive various information to and from the first control section 31 . The second control unit 33 is configured to receive determination results of various determination processes from the first control unit 31 . The second control unit 33 is configured to execute a gas detection process based on the detection result signal and determination results of various determination processes.

ガス検知処理は、検知結果信号および各種判定処理の判定結果に基づいて、被験者の呼気に含まれる特定ガス(本実施形態では、一酸化窒素)の存在の程度(本実施形態では、特定ガスの濃度)を判定する処理である。第2制御部33は、呼気ガス検知装置1が起動するとガス検知処理を開始する。 The gas detection process determines the degree of presence of a specific gas (nitrogen monoxide in this embodiment) contained in the subject's exhalation (in this embodiment, the amount of the specific gas density). The second control unit 33 starts gas detection processing when the expired gas detection device 1 is activated.

図4のフローチャートに示すように、第2制御部33は、ガス検知処理を開始すると、まず、S110(Sはステップを表す)では、ガス流路13aにおいてガス移動が発生しているか否かを判定し、肯定するとS120に移行し、否定判定すると同ステップを繰り返し実行して待機する。なお、S110での判定は、第1制御部31から受信した判定結果に基づいて判定する。 As shown in the flowchart of FIG. 4, when the second control unit 33 starts the gas detection process, first, in S110 (S represents a step), it is determined whether gas movement is occurring in the gas flow path 13a. If the determination is affirmative, the process proceeds to S120, and if the negative determination is made, the same steps are repeatedly executed and the system waits. It should be noted that the determination in S110 is made based on the determination result received from the first control unit 31 .

S110で肯定判定されてS120に移行すると、第2制御部33は、被験者による吸気動作中であるか否かを判定し、肯定判定するとS130に移行し、否定判定するとS140に移行する。このS120は、被験者による吸気動作中であるか、被験者による呼気の吹き込み動作中であるかを判定する判定ステップである。 When an affirmative determination is made in S110 and the process proceeds to S120, the second control unit 33 determines whether or not the subject is inhaling. This step S120 is a determination step for determining whether the subject is inhaling or exhaling.

S120で肯定判定されてS130に移行すると、第2制御部33は、ガス検知部23から受信した検知結果信号に対応した状態量を基準ガス値G1として記憶する。このときガス検知部23から受信した検知結果に対応する状態量(検知結果信号)は、窒素酸化物を含まないガス(大気)に対する検知結果に対応した状態量である基準ガス値G1として利用できる。 When an affirmative determination is made in S120 and the process proceeds to S130, the second control unit 33 stores the state quantity corresponding to the detection result signal received from the gas detection unit 23 as the reference gas value G1. At this time, the state quantity (detection result signal) corresponding to the detection result received from the gas detection unit 23 can be used as the reference gas value G1, which is the state quantity corresponding to the detection result for the gas (atmosphere) that does not contain nitrogen oxides. .

S120で否定判定されてS140に移行すると、第2制御部33は、ガス検知部23から受信した検知結果信号に対応した状態量を検知ガス値G2として記憶する。このときガス検知部23から受信した検知結果に対応する状態量(検知結果信号)は、被験者の呼気における特定ガスの含有状態に応じた検知ガス値G2として利用できる。 When a negative determination is made in S120 and the process proceeds to S140, the second control unit 33 stores the state quantity corresponding to the detection result signal received from the gas detection unit 23 as the detected gas value G2. At this time, the state quantity (detection result signal) corresponding to the detection result received from the gas detection unit 23 can be used as the detection gas value G2 corresponding to the content of the specific gas in the exhalation of the subject.

次のS150では、S130で記憶した基準ガス値G1と、S140で記憶した検知ガス値G2との差分値D1(=G2-G1)を演算する。次のS160では、差分値D1に基づいて、特定ガス(NO)の判定、詳細には、特定ガス(NO)の濃度演算を実行する。S160では、例えば、特定ガスの濃度と差分値D1との相関関係に基づいて、予め(換言すれば、実験的に)設定された演算式を用いることにより、差分値D1に基づいて特定ガス(NO)の濃度を演算することができる。 In the next S150, a difference value D1 (=G2-G1) between the reference gas value G1 stored in S130 and the detected gas value G2 stored in S140 is calculated. In the next step S160, determination of the specific gas (NO), more specifically, calculation of the concentration of the specific gas (NO) is performed based on the difference value D1. In S160, for example, based on the correlation between the concentration of the specific gas and the difference value D1, the specific gas ( NO) concentration can be calculated.

次のS170では、例えば、液晶画面による映像表示、ランプ表示、音声通知などの方法によって、判定結果(特定ガスの濃度演算の結果)を利用者に報知する。
第2制御部33は、S130,S170のいずれかを実行すると、ガス検知処理を終了する。
In the next step S170, the determination result (the result of the concentration calculation of the specific gas) is notified to the user by, for example, video display on the liquid crystal screen, lamp display, voice notification, or the like.
After executing either S130 or S170, the second control unit 33 ends the gas detection process.

呼気ガス検知装置1は、このようにして第1制御部31、第2制御部33が各種処理を実行することで、流量センサ21からの測定結果信号、およびガス検知部23からの検知結果信号を用いて、呼気に含まれる特定ガス(一酸化窒素)の存在の程度を検知(判定)するように構成されている。 In the exhaled gas detection device 1, the measurement result signal from the flow sensor 21 and the detection result signal from the gas detection part 23 are obtained by the first control part 31 and the second control part 33 executing various processes in this manner. is used to detect (determine) the degree of presence of a specific gas (nitrogen monoxide) contained in exhaled air.

[1-4.効果]
以上説明したように、本実施形態の呼気ガス検知装置1は、マウスピース11での被験者による吸気動作時には、ガス流路13aの内部のガスが第1開口部13bからガス流路13aの外部に排出され、第2開口部13cから外気(大気)をガス流路13aの内部に取り込むように構成されている、また、呼気ガス検知装置1は、マウスピース11での被験者による呼気吹き込み動作時には、呼気が第1開口部13bからガス流路13aの内部に導入され、ガス流路13aの内部のガス(呼気)が第2開口部13cから外部に排出されるように構成されている。
[1-4. effect]
As described above, in the expired gas detection device 1 of the present embodiment, when the subject inhales through the mouthpiece 11, the gas inside the gas flow path 13a flows out of the gas flow path 13a through the first opening 13b. The exhaled gas detection device 1 is configured to take in outside air (atmosphere) from the second opening 13c into the inside of the gas flow path 13a. Exhaled air is introduced into the gas passage 13a through the first opening 13b, and the gas (exhaled air) inside the gas passage 13a is discharged to the outside through the second opening 13c.

このような構成の呼気ガス検知装置1は、呼気を移動させるポンプやガス流路の開閉動作を行うバルブなどを設けることなく、被験者の呼吸動作が呼気吹き込み動作および吸気動作のいずれかに切り替わることによって、ガス検知部23への呼気の導入、およびガス検知部23への基準ガス(大気)の導入、をそれぞれ実現できる。 The expiratory gas detection device 1 having such a configuration can switch the breathing operation of the subject between an exhalation blowing operation and an inhalation operation without providing a pump for moving the exhaled breath or a valve for opening and closing the gas flow path. Thus, the introduction of exhaled breath into the gas detection unit 23 and the introduction of the reference gas (atmosphere) into the gas detection unit 23 can be achieved.

よって、呼気ガス検知装置1によれば、被験者の呼気における特定ガス(一酸化窒素)を検知するにあたり、ポンプやバルブなどの部材が不要となるため、装置構成が簡略化できるとともに、製造コストを低減できる。 Therefore, according to the exhaled gas detection device 1, members such as pumps and valves are not required for detecting the specific gas (nitrogen monoxide) in the exhaled breath of the subject. can be reduced.

次に、呼気ガス検知装置1は、ガス流路13aに設けられた流量センサ21を備える。流量センサ21は、ガス流路13aの内部を流れるガス(呼気、大気)の移動方向が、第1開口部13bから第2開口部13cに向かう第1方向であるか、第2開口部13cから第1開口部13bに向かう第2方向であるかを判定することができる。 Next, the expired gas detection device 1 includes a flow rate sensor 21 provided in the gas flow path 13a. The flow sensor 21 determines whether the moving direction of the gas (exhaled air, atmosphere) flowing inside the gas flow path 13a is the first direction from the first opening 13b to the second opening 13c, or from the second opening 13c. It can be determined whether it is the second direction toward the first opening 13b.

呼気ガス検知装置1は、このような流量センサ21を備えることで、被験者が任意のタイミングで吸気動作および呼気吹き込み動作を行う場合でも、流量センサ21の測定結果信号を用いて、基準ガス値G1の検知タイミングおよび検知ガス値G2の検知タイミングを判定できる。これにより、呼気ガス検知装置1は、流量センサ21の測定結果信号を用いることで、基準ガス値G1の検知タイミングおよび検知ガス値G2の検知タイミングを予め定めることなく、流量センサ21の測定結果信号に基づいて基準ガス値G1および検知ガス値G2を取得できる。 By including such a flow sensor 21, the expiratory gas detection device 1 can detect the reference gas value G1 using the measurement result signal of the flow sensor 21 even when the subject inhales and blows air at arbitrary timing. and the detection timing of the detected gas value G2 can be determined. As a result, by using the measurement result signal of the flow sensor 21, the expired gas detection device 1 can detect the measurement result signal of the flow sensor 21 without predetermining the detection timing of the reference gas value G1 and the detection timing of the detected gas value G2. The reference gas value G1 and the detected gas value G2 can be obtained based on.

次に、呼気ガス検知装置1は、流量センサ21の測定結果信号およびガス検知部23の検知結果信号に基づいて、呼気に含まれる特定ガスの存在の程度を判定する第1制御部31および第2制御部33を備えている。 Next, based on the measurement result signal of the flow rate sensor 21 and the detection result signal of the gas detection part 23, the expired gas detection device 1 determines the degree of existence of the specific gas contained in the exhaled gas. 2 control unit 33 is provided.

つまり、ガス検知処理を実行する第2制御部33は、第1制御部31から受信した判定結果に基づいて、被験者による吸気動作中と判定すると(S120で肯定判定)、そのときの検知結果信号に対応した状態量を基準ガス値G1として記憶する(S130)。また、第2制御部33は、第1制御部31から受信した判定結果に基づいて、被験者による吸気動作中ではない(換言すれば、被験者による呼気の吹き込み動作中)と判定すると(S120で否定判定)、そのときの検知結果信号に対応した状態量を検知ガス値G2として取得する(S140)。第2制御部33は、検知ガス値G2を取得すると、検知ガス値G2と基準ガス値G1との比較結果に基づいて、呼気に含まれる特定ガスの存在の程度を判定する(S150,S160)。具体的には、第2制御部33は、検知ガス値G2と基準ガス値G1との差分値D1に基づいて、特定ガスの判定、詳細には、特定ガスの濃度演算を実行する。 That is, when the second control unit 33 that executes the gas detection process determines that the subject is inhaling based on the determination result received from the first control unit 31 (positive determination in S120), the detection result signal at that time is stored as the reference gas value G1 (S130). Further, when the second control unit 33 determines that the subject is not inhaling (in other words, the subject is exhaling) based on the determination result received from the first control unit 31 (NO in S120). judgment), and the state quantity corresponding to the detection result signal at that time is acquired as the detected gas value G2 (S140). After acquiring the detected gas value G2, the second control unit 33 determines the degree of presence of the specific gas contained in exhaled air based on the result of comparison between the detected gas value G2 and the reference gas value G1 (S150, S160). . Specifically, the second control unit 33 determines the specific gas, more specifically, calculates the concentration of the specific gas, based on the difference value D1 between the detected gas value G2 and the reference gas value G1.

よって、呼気ガス検知装置1は、第1制御部31および第2制御部33を備えることで、利用者自身(被験者、医師、看護師など)が基準ガス値G1と検知ガス値G2との比較やそれらの値の分析を行うことなく、第1制御部31および第2制御部33による判定結果に基づいて、呼気に含まれる特定ガスの存在の程度を容易に判定できる。 Therefore, by including the first control unit 31 and the second control unit 33, the exhaled gas detection device 1 allows the user (subject, doctor, nurse, etc.) to compare the reference gas value G1 and the detected gas value G2. It is possible to easily determine the degree of presence of the specific gas contained in exhaled air based on the determination results of the first control unit 31 and the second control unit 33 without analyzing these values.

次に、呼気ガス検知装置1は、過マンガン酸カリウムを含む吸着剤を内蔵した異物除去部25を備えている。これにより、呼気ガス検知装置1は、被験者による吸気動作時(換言すれば、ガス検知部23への基準ガス(大気)の導入時)に、第2開口部13cからガス流路13a導入された大気から雑ガス成分を除去できるため、大気中の雑ガス成分がガス検知部23に到達することを抑制でき、特定ガスの検知精度を高められる。 Next, the exhaled gas detection device 1 is equipped with a foreign matter removing section 25 containing an adsorbent containing potassium permanganate. As a result, the exhaled gas detection device 1 allows the gas passage 13a to be introduced from the second opening 13c when the subject performs an inhalation operation (in other words, when the reference gas (atmosphere) is introduced into the gas detection unit 23). Since the miscellaneous gas components can be removed from the atmosphere, the miscellaneous gas components in the atmosphere can be suppressed from reaching the gas detection unit 23, and the detection accuracy of the specific gas can be improved.

次に、呼気ガス検知装置1は、マウスピース11の内部空間11bに吸着剤11dを備えている。これにより、呼気ガス検知装置1は、ガス検知部23への呼気の導入時に、呼気から湿度成分を低減でき、特定ガスを検知するにあたり、検知ガス値G2の検知時における湿度成分の影響による誤差を低減できる。 Next, the breath gas detector 1 has an adsorbent 11d in the internal space 11b of the mouthpiece 11. As shown in FIG. As a result, the expired gas detection device 1 can reduce the humidity component from the expired gas when the expired gas is introduced into the gas detection unit 23, and when detecting the specific gas, the error caused by the humidity component at the time of detection of the detected gas value G2 can be reduced. can be reduced.

なお、吸着剤11dは、湿度成分を吸着するものにかぎられることはなく、湿度成分、NO、アセトニトリルのうち少なくとも1つを吸着する吸着部であってもよい。これにより、ガス検知部23への呼気の導入時に、呼気から湿度成分、NO、アセトニトリルのうち少なくとも1つを低減でき、特定ガスとして一酸化窒素(NO)を検知するにあたり、検知ガス値G2の検知時における湿度成分、NO、アセトニトリルの影響による誤差を低減できる。 Note that the adsorbent 11d is not limited to one that adsorbs the humidity component, and may be an adsorption portion that adsorbs at least one of the humidity component, NO 2 and acetonitrile. As a result, at least one of the humidity component, NO 2 , and acetonitrile can be reduced from the exhaled air when exhaled air is introduced into the gas detection unit 23, and when detecting nitric oxide (NO) as the specific gas, the detected gas value G2 It is possible to reduce errors due to the effects of humidity components, NO 2 , and acetonitrile when detecting .

次に、呼気ガス検知装置1においては、マウスピース11の連結部11cが本体部13の先端側端部に対して着脱自在に嵌合できるように構成されている。これにより、呼気ガス検知装置1は、被験者ごとにマウスピースを交換することができるため、複数の被験者間におけるマウスピース11を介したウイルス感染の拡大を抑制しつつ、多数の被験者に対する検査が可能となる。 Next, in the expired gas detection device 1, the connection portion 11c of the mouthpiece 11 is configured to be detachably fitted to the distal end portion of the body portion 13. As shown in FIG. As a result, the exhaled gas detection device 1 can replace the mouthpiece for each subject, so it is possible to test a large number of subjects while suppressing the spread of virus infection through the mouthpiece 11 among multiple subjects. becomes.

[1-5.文言の対応関係]
ここで、文言の対応関係について説明する。
呼気ガス検知装置1が呼気ガス検知装置の一例に相当し、本体部13が本体部の一例に相当し、ガス流路13aがガス流路の一例に相当し、マウスピース11がマウスピースの一例に相当する。
[1-5. Correspondence of wording]
Here, the correspondence between wordings will be described.
The breath gas detection device 1 corresponds to an example of the breath gas detection device, the main body portion 13 corresponds to an example of the main body portion, the gas channel 13a corresponds to an example of the gas channel, and the mouthpiece 11 corresponds to an example of a mouthpiece. corresponds to

ガス検知部23がガス検知部の一例に相当し、異物除去部25が異物除去部の一例に相当し、流量センサ21が移動方向判定部の一例に相当し、第1制御部31および第2制御部33が検知判定部の一例に相当し、吸着剤11dが吸着部の一例に相当する。 The gas detection unit 23 corresponds to an example of the gas detection unit, the foreign matter removal unit 25 corresponds to an example of the foreign matter removal unit, the flow rate sensor 21 corresponds to an example of the movement direction determination unit, and the first control unit 31 and the second The control unit 33 corresponds to an example of a detection determination unit, and the adsorbent 11d corresponds to an example of an adsorption unit.

[2.他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
[2. Other embodiments]
Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present disclosure.

例えば、上記実施形態では、ガス流路に配置される移動方向判定部(流量センサ)、ガス検知部、異物除去部の配置順序が、第1開口部から第2開口部にかけて、この順番に配置される形態について説明したが、ガス流路の内部におけるこれらの配置順序は上記実施形態と同一のものに限られることはない。例えば、「ガス流路における第1開口部から第2開口部にかけて、ガス検知部、移動方向判定部(流量センサ)、異物除去部の順に配置される構成」(第2実施形態。図5参照)でもよい。あるいは、「ガス流路における第1開口部から第2開口部にかけて、ガス検知部、異物除去部、移動方向判定部(流量センサ)の順に配置される構成」(第3実施形態。図6参照)でもよい。つまり、異物除去部がガス流路のうちガス検知部よりも第2開口部に近い領域に設けられているとよい。 For example, in the above-described embodiment, the moving direction determination section (flow rate sensor), the gas detection section, and the foreign matter removal section arranged in the gas flow path are arranged in this order from the first opening to the second opening. Although the embodiment has been described, the arrangement order of these elements inside the gas flow path is not limited to the same as in the above embodiment. For example, "a configuration in which a gas detection unit, a movement direction determination unit (flow rate sensor), and a foreign matter removal unit are arranged in this order from the first opening to the second opening in the gas flow path" (second embodiment; see FIG. 5). ) can be used. Alternatively, "a configuration in which a gas detection section, a foreign matter removal section, and a movement direction determination section (flow rate sensor) are arranged in this order from the first opening to the second opening in the gas flow path" (third embodiment; see FIG. 6). ) can be used. That is, it is preferable that the foreign matter removing portion is provided in a region of the gas flow path closer to the second opening than the gas detecting portion.

次に、マウスピースは、本体部と着脱自在に構成されたものに限られることはなく、本体部と一体に形成されても良い。
次に、呼気ガス検知装置は、第1制御部および第2制御部を本体部に内蔵する構成に限られることはなく、第1制御部および第2制御部が本体部とは別に備えられる構成であってもよい。その場合、移動方向判定部(流量センサ)の測定結果信号およびガス検知部の検知結果信号を、第1制御部および第2制御部に送信するための信号経路を設けることで、ガス検知処理を実行できる。
Next, the mouthpiece is not limited to being detachable from the main body, and may be formed integrally with the main body.
Next, the exhaled gas detection device is not limited to the configuration in which the first control unit and the second control unit are built in the main unit, but the configuration in which the first control unit and the second control unit are provided separately from the main unit. may be In that case, by providing a signal path for transmitting the measurement result signal of the movement direction determination unit (flow rate sensor) and the detection result signal of the gas detection unit to the first control unit and the second control unit, the gas detection process can be performed. can run.

次に、呼気ガス検知装置は、起動後にガス検知処理を1回のみ実行する構成に限られることは無く、ガス検知処理を繰り返し実行する構成であってもよい。例えば、第2制御部33は、ガス検知処理を終了した後、予め定められた再検知時間が経過すると、再びガス検知処理を開始する構成であってもよい。このように、ガス検知処理を繰り返し実行する構成であれば、呼気に含まれる特定ガスの検知作業を繰り返し実行できるため、多数の被験者を診断する場合に、被験者ごとに起動操作を行う必要が無くなり、診断の待ち時間を短縮できる。 Next, the expiration gas detection device is not limited to the configuration in which the gas detection process is performed only once after startup, and may be configured to repeatedly perform the gas detection process. For example, the second control unit 33 may be configured to start the gas detection process again when a predetermined re-detection time elapses after the gas detection process ends. In this way, if the gas detection process is repeatedly executed, the work of detecting the specific gas contained in exhaled air can be repeatedly executed, so when diagnosing a large number of subjects, there is no need to perform the activation operation for each subject. , the waiting time for diagnosis can be shortened.

次に、呼気ガス検知装置は、移動方向判定部の判定結果を利用者に報知する報知部を備えてもよい。報知部は、例えば、液晶画面やランプなどを用いた表示形態でもよいし、音を用いた音声通知形態でもよいし、外部機器に対して信号形式で出力する形態でもよい。 Next, the expired gas detection device may include a notification unit that notifies the user of the determination result of the moving direction determination unit. The notification unit may be, for example, a display form using a liquid crystal screen or a lamp, a voice notification form using sound, or a form of outputting to an external device in the form of a signal.

次に、上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を、省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。 Next, the function of one component in the above embodiment may be assigned to a plurality of components, or the function of a plurality of components may be performed by one component. Also, part of the configuration of the above embodiment may be omitted. Also, at least part of the configuration of the above embodiment may be added, replaced, or the like with respect to the configuration of another embodiment. It should be noted that all aspects included in the technical idea specified by the wording in the claims are embodiments of the present disclosure.

1…呼気ガス検知装置、11…マウスピース、11a…開口部、11d…吸着剤、13…本体部、13a…ガス流路、13b…第1開口部、13c…第2開口部、21…流量センサ、23…ガス検知部、25…異物除去部、31…第1制御部、33…第2制御部。 REFERENCE SIGNS LIST 1 expiratory gas detection device 11 mouthpiece 11a opening 11d adsorbent 13 main body 13a gas flow path 13b first opening 13c second opening 21 flow rate Sensor, 23...Gas detection part, 25... Foreign matter removal part, 31...First control part, 33...Second control part.

Claims (9)

被験者の呼気に含まれる特定ガスを検知する呼気ガス検知装置であって、
第1開口部から第2開口部まで繋がる1本のガス流路であって前記呼気が通過するガス流路を備える本体部と、
前記第1開口部で前記ガス流路に繋がるように設けられ、前記被験者による前記呼気の吹き込み動作および前記被験者による吸気動作が可能に構成されたマウスピースと、
前記ガス流路に設けられ、前記特定ガスを検知するガス検知部と、
前記ガス流路のうち、前記ガス検知部よりも前記第2開口部に近い領域に設けられ、少なくとも前記特定ガスを除去する異物除去部と、
前記ガス検知部の検知結果に基づいて前記呼気に含まれる前記特定ガスの存在の程度を判定する検知判定部と、
を備え、
前記ガス流路は、前記第1開口部および前記第2開口部を介して前記本体部の外部と繋がるように構成され、
前記検知判定部は、前記被験者による吸気動作によって前記ガス検知部に大気を導入したときの前記ガス検知部による検知結果に対応した状態量である基準ガス値と、前記被験者による呼気吹き込み操作によって前記ガス検知部に前記呼気を導入したときの前記ガス検知部による検知結果に対応した状態量である検知ガス値と、を用いて、前記呼気に含まれる前記特定ガスの存在の程度を判定する、
呼気ガス検知装置。
A breath gas detection device for detecting a specific gas contained in the breath of a subject,
a main body portion including a single gas flow path extending from a first opening to a second opening and through which the exhaled gas passes;
a mouthpiece that is provided so as to connect to the gas flow path at the first opening and is configured to allow the subject to perform the exhalation blowing operation and the subject's inhalation operation;
a gas detection unit that is provided in the gas flow path and detects the specific gas;
a foreign matter removal section provided in a region of the gas flow path closer to the second opening than the gas detection section and removing at least the specific gas;
a detection determination unit that determines the degree of presence of the specific gas contained in the exhaled gas based on the detection result of the gas detection unit;
with
The gas flow path is configured to be connected to the outside of the main body through the first opening and the second opening,
The detection determination unit determines a reference gas value, which is a state quantity corresponding to the detection result of the gas detection unit when air is introduced into the gas detection unit by an inhalation operation of the subject, and the Determining the degree of presence of the specific gas contained in the exhaled gas using a detected gas value, which is a state quantity corresponding to a detection result by the gas detecting unit when the exhaled breath is introduced into the gas detecting unit,
Exhaled gas detection device.
前記ガス流路に設けられ、前記ガス流路の内部を流れるガスの移動方向が、前記第1開口部から前記第2開口部に向かう第1方向であるか、前記第2開口部から前記第1開口部に向かう第2方向であるかを判定する移動方向判定部を備える、
請求項1に記載の呼気ガス検知装置。
The movement direction of the gas provided in the gas flow path and flowing inside the gas flow path is the first direction from the first opening toward the second opening, or from the second opening toward the second opening. 1 comprising a movement direction determination unit that determines whether it is the second direction toward the opening,
The breath gas detection device according to claim 1.
前記移動方向判定部は、流体の流量および流体の移動方向を測定可能に構成された流量センサを備えている、
請求項2に記載の呼気ガス検知装置。
The moving direction determination unit includes a flow sensor configured to measure the flow rate of the fluid and the moving direction of the fluid.
The breath gas detection device according to claim 2.
前記ガス検知部は、混成電位式センサを用いて構成されている、
請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載の呼気ガス検知装置。
The gas detection unit is configured using a mixed potential sensor,
The breath gas detection device according to any one of claims 1 to 3.
前記特定ガスは一酸化窒素である、
請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載の呼気ガス検知装置。
The specific gas is nitric oxide,
The breath gas detection device according to any one of claims 1 to 4.
前記マウスピースは、湿度成分、NO 、アセトニトリルのうち少なくとも1つを吸着する吸着部を備える、
請求項5に記載の呼気ガス検知装置。
The mouthpiece includes an adsorption portion that adsorbs at least one of humidity components, NO 2 , and acetonitrile,
The breath gas detection device according to claim 5 .
前記異物除去部は、少なくとも過マンガン酸カリウムを備える、
請求項1から請求項6のうちいずれか一項に記載の呼気ガス検知装置。
The foreign matter removing unit comprises at least potassium permanganate,
The breath gas detection device according to any one of claims 1 to 6 .
前記マウスピースは、前記呼気の流速を調整するための絞り構造を備えている、
請求項1から請求項7のうちいずれか一項に記載の呼気ガス検知装置。
wherein the mouthpiece comprises an aperture structure for adjusting the flow rate of the exhaled air;
The breath gas detection device according to any one of claims 1 to 7.
前記マウスピースは、前記本体部に対して着脱自在に構成されている、
請求項1から請求項8のうちいずれか一項に記載の呼気ガス検知装置。
The mouthpiece is configured to be detachable from the main body,
The breath gas detection device according to any one of claims 1 to 8.
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