特許 6573690 呼吸機能検査装置および呼吸機能検査プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6573690

(24)【登録日】2019年8月23日

(45)【発行日】2019年9月11日

(54)【発明の名称】呼吸機能検査装置および呼吸機能検査プログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/087 20060101AFI20190902BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/087

【請求項の数】7

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2018-33553(P2018-33553)

(22)【出願日】2018年2月27日

(65)【公開番号】特開2019-146775(P2019-146775A)

(43)【公開日】2019年9月5日

【審査請求日】2019年1月25日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】597129229

【氏名又は名称】チェスト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 雄三

【審査官】 磯野 光司

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００６／１２９５１６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−０２９２５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 桑平一郎，健診に必要な呼吸機能検査の基礎知識 ２．フローボリューム曲線，総合健診，２０１６年 ５月，Vol.43, No.3，pp.53-54，ISSN:1347-0086

【文献】 笠原靖紀，ここが知りたい!呼吸機能検査の図解なるほどQ&A 疾患・状態別に理解するためのQ&A スパイロメトリー編，呼吸器ケア，２０１４年 ３月，Vol.12, No.3，pp.224-225，ISSN:1347-7285

【文献】 BROWN, C. Marlin，A computerized visual feedback display for easier and more accurate spirometry，Proceedings of the Human Factors Society Annual Meeting，１９８１年，Vol.25, No.1，pp.450-451，ISSN:0163-5182

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／０８−５／０９７

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

医中誌ＷＥＢ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検者の情報に基づいて、努力肺活量測定における肺気量の予測値を算出する算出部と、
前記努力肺活量測定により測定された被検者の呼出に基づいて、気流量と肺気量との関係を示すフローボリューム曲線を作成する作成部と、
前記作成部で作成されたフローボリューム曲線において、前記努力肺活量測定による測定値が前記予測値に到達する度合いを算出する演算部と、
前記演算部により算出された度合いに対応する画像を順次選択する選択部と、
前記選択部により選択された画像を表示部に表示させる表示制御部とを備え、
前記演算部は、前記努力肺活量測定による測定値が前記予測値に到達し、超過した場合、超過した度合いとして、前記努力肺活量測定による測定値の気流量を算出し、
前記選択部は、前記努力肺活量測定による測定値の気流量が所定の値を下回っている場合、この下回った時間からの経過時間に基づいて、前記努力肺活量測定による測定値が前記予測値に到達したときに表示する画像とは異なる画像を順次選択する呼吸機能検査装置。

【請求項2】

前記演算部は、前記努力肺活量測定による測定値がピークフローに到達したときの第１気流量を算出し、
前記選択部は、前記演算部により算出された第１気流量に対応した画像群を選択し、前記画像群の中から前記演算部により算出された度合いに対応する画像を順次選択する請求項１に記載の呼吸機能検査装置。

【請求項3】

前記演算部は、前記努力肺活量測定による測定値がピークフローに到達し、当該ピークフローから低下するときのフローボリューム曲線の傾きを算出し、
前記選択部は、前記演算部により算出されたフローボリューム曲線の傾きに対応した画像群を選択し、前記画像群の中から前記演算部により算出された度合いに対応する画像を順次選択する請求項１に記載の呼吸機能検査装置。

【請求項4】

前記選択部は、前記被検者の情報に対応した画像群を選択し、前記画像群の中から前記演算部により算出された度合いに対応する画像を順次選択する請求項１に記載の呼吸機能検査装置。

【請求項5】

音を出力する音出力部を備え、
前記選択部は、前記演算部により算出された度合いに対応する音を順次選択し、
前記音出力部は、前記選択部により選択された音を出力する請求項１から４のいずれか一項に記載の呼吸機能検査装置。

【請求項6】

前記努力肺活量測定による測定値の気流量が所定の値を下回って、前記異なる画像が表示されるまで、前記選択部は、前記努力肺活量測定による測定値が前記予測値に到達したときに表示する画像を選択する、請求項１に記載の呼吸機能検査装置。

【請求項7】

被検者の情報に基づいて、努力肺活量測定における肺気量の予測値を算出する算出工程と、
前記努力肺活量測定により測定された被検者の呼出に基づいて、気流量と肺気量との関係を示すフローボリューム曲線を作成する作成工程と、
前記作成工程で作成されたフローボリューム曲線において、前記努力肺活量測定による測定値が前記予測値に到達する度合いを算出する演算工程と、
前記演算工程により算出された度合いに対応する画像を順次選択する選択工程と、
前記選択工程により選択された画像を表示部に表示させる表示制御工程とをコンピュータに実行させる呼吸機能検査プログラムであって、
前記演算工程は、前記努力肺活量測定による測定値が前記予測値に到達し、超過した場合、超過した度合いとして、前記努力肺活量測定による測定値の気流量を算出し、
前記選択工程は、前記努力肺活量測定による測定値の気流量が所定の値を下回っている場合、この下回った時間からの経過時間に基づいて、前記努力肺活量測定による測定値が前記予測値に到達したときに表示する画像とは異なる画像を順次選択する呼吸機能検査プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、呼吸機能検査を行う呼吸機能検査装置および呼吸機能検査プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

呼吸機能検査（スパイロメトリ）とは、呼気量と吸気量とを測定し、呼吸の能力を調べる検査のことであり、換気の機能を調べる検査である。呼吸機能検査では、肺活量などを検査する。肺活量とは、吸入した空気を吐いたときの量で示される。

【0003】

また、最大吸気位から最大呼気位まで、できるだけ強く速く呼出させて得られる肺活量を努力肺活量（ＦＶＣ、ｆｏｒｃｅｄ ｖｉｔａｌ ｃａｐａｃｉｔｙ）という。努力肺活量は、計測した気流量（フロー）と肺気量（ボリューム）との関係に基づいて、フローボリューム曲線で示すことができる。

【0004】

例えば、特許文献１には、フローボリューム曲線を含む検査結果とともに、呼出開始時の努力度の良否を表示する装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−２２９１０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、努力肺活量は、最大吸気位から一気に呼出させたときの空気の量で示される。

【0007】

努力肺活量は、被検者に最大呼気および最大吸気を行わせることで信頼性の高い値となるものであり、被検者が最大限の努力を行わなかった場合には信頼性が低い値が測定されてしまう。また、一般的に、呼気または吸気の指示は、医師または検査技師等が行うが、医師または検査技師等の技量によって、被検者の努力にばらつきが生じてしまう。

【0008】

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、測定値が予測値に到達した後も、呼出を助長する画像を順次表示することができる呼吸機能検査装置および呼吸機能検査プログラム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】

【0009】

上記の目的を達成するため、本発明に係る呼吸機能検査装置は、被検者の情報に基づいて、努力肺活量測定における肺気量の予測値を算出する算出部と、前記努力肺活量測定により測定された被検者の呼出に基づいて、気流量と肺気量との関係を示すフローボリューム曲線を作成する作成部と、前記作成部で作成されたフローボリューム曲線において、前記努力肺活量測定による測定値が前記予測値に到達する度合いを算出する演算部と、前記演算部により算出された度合いに対応する画像を順次選択する選択部と、前記選択部により選択された画像を表示部に表示させる表示制御部とを備え、前記演算部は、前記努力肺活量測定による測定値が前記予測値に到達し、超過した場合、超過した度合いを算出し、前記選択部は、前記超過した度合いに基づいて、前記努力肺活量測定による測定値が前記予測値に到達したときに表示する画像とは異なる画像を選択する。

【0010】

これにより、努力肺活量測定による測定値が予測値に到達したあとも、被検者が画像を見ながらさらに努力して呼出を継続することが期待される。よって、呼吸機能検査装置は、測定値が予測値に到達した後も、呼出を助長する画像を順次表示することができる。また、呼吸機能検査装置は、信頼性が高く、医師または検査技師等の技量によってばらつきが生じないように努力肺活量の測定を行うことができる。

【0011】

また、前記演算部は、前記努力肺活量測定による測定値が前記予測値に到達し、超過した場合、前記超過した度合いとして、前記努力肺活量測定による測定値の気流量を算出し、前記選択部は、前記努力肺活量測定による測定値の気流量が所定の値を下回っている場合、この下回った時間からの経過時間に基づいて画像を順次選択する構成でもよい。

【0012】

呼吸機能検査装置は、努力肺活量測定による測定値が予測値を超えたあとも、呼出を助長する画像を順次切り替えながら表示することができる。また、呼吸機能検査装置は、信頼性が高く、医師または検査技師等の技量によってばらつきが生じないように努力肺活量の測定を行うことができる。

【0013】

また、前記演算部は、前記努力肺活量測定による測定値がピークフローに到達したときの気流量を算出し、前記選択部は、前記演算部により算出された気流量に対応した画像群を選択し、前記画像群の中から前記演算部により算出された度合いに対応する画像を順次選択する構成でもよい。

【0014】

ここで、努力肺活量測定により、肺の状態を知ることができる。肺の状態には、正常の状態、慢性気管支炎の状態、気管支喘息の状態、肺気腫の状態など複数存在する。なお、詳細には、最大吸気位から一秒間に強制的に吐き出すことのできる空気の量である１秒量（ＦＥＶ１）を観察することにより、肺の状態（正常な状態であるか、閉塞性肺疾患であるか）を予測することができる。また、肺の状態によって、フローボリューム曲線におけるピークフローの気流量が異なる。呼吸機能検査装置は、ピークフローの気流量に対応した画像群、すなわち、肺の状態に適した画像群を選択し、選択した画像群の中から努力肺活量測定による測定値が予測値に到達する度合いに対応した画像を選択して表示する。よって、呼吸機能検査装置は、肺の状態を考慮して被検者の負担を軽減しながら、測定値が予測値に到達した後も、呼出を助長する画像を順次表示することができる。呼吸機能検査装置は、医師または検査技師等の技量によってばらつきが生じないように努力肺活量の測定を行うことができる。また、呼吸機能検査装置は、被検者が予測値を超えて最大限の努力を行うことを助長するので、ＦＶＣ（努力肺活量）が改善され、ＦＶＣ値の信頼性を高めることができ、１秒率（Ｇ）の信頼性も高めることができる。また、呼吸機能検査装置は、１秒率の信頼性が高いので、１秒率を用いて行われる閉塞性換気障害の判定精度を向上することができる。閉塞性換気障害とは、肺気腫、慢性気管支炎、気管支喘息などである。また、１秒率（Ｇ）とは、呼吸機能検査の項目の一つで、息を努力して吐き出したときに呼出される空気量（ＦＶＣ（努力肺活量））のうち、最初の一秒間に吐き出された量（１秒量）の割合である。

【0015】

また、前記演算部は、前記努力肺活量測定による測定値がピークフローに到達し、当該ピークフローから低下するときのフローボリューム曲線の傾きを算出し、前記選択部は、前記演算部により算出されたフローボリューム曲線の傾きに対応した画像群を選択し、前記画像群の中から前記演算部により算出された度合いに対応する画像を順次選択する構成でもよい。

【0016】

肺の状態によって、フローボリューム曲線におけるピークフローから低下するときのフローボリューム曲線の傾きが異なる。呼吸機能検査装置は、ピークフローから低下するときのフローボリューム曲線の傾きに対応した画像群、すなわち、肺の状態に適した画像群を選択し、選択した画像群の中から努力肺活量測定による測定値が予測値に到達する度合いに対応した画像を選択して表示する。よって、呼吸機能検査装置は、肺の状態を考慮して被検者の負担を軽減しながら、測定値が予測値に到達した後も、呼出を助長する画像を順次表示することができる。また、呼吸機能検査装置は、信頼性が高く、医師または検査技師等の技量によってばらつきが生じないように努力肺活量の測定を行うことができる。

【0017】

また、前記選択部は、前記被検者の情報に対応した画像群を選択し、前記画像群の中から前記演算部により算出された度合いに対応する画像を順次選択する構成でもよい。

【0018】

被検者の情報とは、例えば、性別、身長、年齢などである。呼吸機能検査装置は、被検者の情報に対応した画像群、すなわち、被検者に適した画像群を選択し、選択した画像群の中から努力肺活量測定による測定値が予測値に到達する度合いに対応した画像を選択して表示する。よって、呼吸機能検査装置は、測定値が予測値に到達した後も、呼出を助長する画像を順次表示することができる。また、呼吸機能検査装置は、信頼性が高く、医師または検査技師等の技量によってばらつきが生じないように努力肺活量の測定を行うことができる。

【0019】

また、呼吸機能検査装置は、音を出力する音出力部を備え、前記選択部は、前記演算部により算出された度合いに対応する音を順次選択し、前記音出力部は、前記選択部により選択された音を出力する構成でもよい。

【0020】

これにより、努力肺活量測定による測定値が予測値に到達したあとも、被検者が画像と音声とにより、さらに努力して呼出を継続することが期待される。よって、呼吸機能検査装置は、画像と音とを効果的に活用し、測定値が予測値に到達した後も、呼出を助長する画像を順次表示することができる。また、呼吸機能検査装置は、信頼性が高く、医師または検査技師等の技量によってばらつきが生じないように努力肺活量の測定を行うことができる。

【0021】

本発明に係る呼吸機能検査プログラムは、被検者の情報に基づいて、努力肺活量測定における肺気量の予測値を算出する算出工程と、前記努力肺活量測定により測定された被検者の呼出に基づいて、気流量と肺気量との関係を示すフローボリューム曲線を作成する作成工程と、前記作成工程で作成されたフローボリューム曲線において、前記努力肺活量測定による測定値が前記予測値に到達する度合いを算出する演算工程と、前記演算工程により算出された度合いに対応する画像を順次選択する選択工程と、前記選択工程により選択された画像を表示部に表示させる表示制御工程とをコンピュータに実行させる呼吸機能検査プログラムであって、前記演算工程は、前記努力肺活量測定による測定値が前記予測値に到達し、超過した場合、超過した度合いを算出し、前記選択工程は、前記超過した度合いに基づいて、前記努力肺活量測定による測定値が前記予測値に到達したときに表示する画像とは異なる画像を選択する。

【0022】

これにより、努力肺活量測定による測定値が予測値に到達したあとも、被検者が画像を見ながらさらに努力して呼出を継続することが期待される。よって、呼吸機能検査装置は、測定値が予測値に到達した後も、呼出を助長する画像を順次表示することができる。また、呼吸機能検査装置は、信頼性が高く、医師または検査技師等の技量によってばらつきが生じないように努力肺活量の測定を行うことができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、測定値が予測値に到達した後も、呼出を助長する画像を順次表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】図１は、呼吸機能検査装置の構成を示す図である。

【図2】図２は、スパイログラム（努力呼気曲線）の一例を示す図である。

【図3】図３は、処理部の構成を示す図である。

【図4】図４は、フローボリューム曲線の一例を示す図である。

【図5】図５は、測定値が予測値に到達する度合いを示す図である。

【図6】図６は、測定値が予測値に到達する度合い、および、測定値が予測値に到達し、超過したときの度合いに対応する画像がディスプレイに表示される例を模式的に示す図である。

【図7】図７は、努力肺活量測定による測定値の気流量が所定の値を下回り、この下回った時間からの経過時間に基づいて画像を順次選択する手順についての説明に供する図である。

【図8】図８は、肺の状態に応じたフローボリューム曲線の形状を示す図である。

【図9】図９は、呼吸機能検査装置の動作についての説明に供するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0025】

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。呼吸機能検査装置（スパイロメトリー）はボリュームの測定方法により気流型と気量型に分けられる。気流型は、流量計で気流の流速を測定し、その測定した流速を積分することで気量を得る方法である。気流型には、差圧式流量計や熱線式流量計などが存在する。また、容積の変化を計測し、肺気量を算出方式を気量型と呼ぶが、気量型では気量を微分することで気流量を算出することができる。以下の実施例としては、呼吸機能検査装置１は差圧式流量計（気流型）として説明するが、他の気流型や気量型であってもよい。

【0026】

図１は、本実施形態に係る呼吸機能検査装置１の構成を示す図である。呼吸機能検査装置１は、フローセンサ１１と、圧力センサ１２と、処理部１３と、操作部１４と、ディスプレイ１５と、スピーカ１６と、プリンタ１７とを備える。

【0027】

フローセンサ１１は、呼吸流量に比例した差圧を発生させるものであり、被検者が口にくわえて息を吹き込むための吹込口を備えている。被検者が吹込口から息を吹き込むと、フローセンサ１１内に差圧が生じる。圧力センサ１２は、この差圧を検出する。

【0028】

処理部１３は、圧力センサ１２により検出した差圧に基づいて、処理を行い、各種の測定データを算出する。処理部１３の具体的な動作については、後述する。

【0029】

操作部１４は、例えば、キーボートとマウスとから構成されており、医師等による操作を受け付ける。操作部１４は、操作に応じた信号を生成し、生成した信号を処理部１３に送信する。処理部１３は、操作部１４から送信されてきた信号に応じた処理を行う。

【0030】

ディスプレイ１５は、処理部１３により処理された内容を表示する。プリンタ１７は、処理部１３により処理された内容をプリントアウトする。ディスプレイ１５に表示された内容およびプリンタ１７によりプリントアウトされた資料は、医師または検査技師等により被検者の診断などに利用される。

【0031】

スピーカ１６は、音を出力する音出力部である。スピーカ１６は、例えば、処理部１３から送信されてきた音声ガイドを出力する。音声ガイドとは、呼吸機能検査において、被検者に呼気および吸気を促すためのガイドである。

【0032】

このように構成される呼吸機能検査装置１は、呼吸機能検査により測定された測定結果を様々な形態でディスプレイ１５に表示する。例えば、呼吸機能検査装置１は、肺気量分画およびフローボリューム曲線（ｆｌｏｗ ｖｏｌｕｍｅ ｃｕｒｖｅ）などを測定し、測定結果をディスプレイ１５に表示する。

【0033】

ここで、肺気量分画について説明する。肺気量分画とは、深さにより、予備吸気量（ＩＲＶ、ｉｎｓｐｉｒａｔｏｒｙ ｒｅｓｅｒｖｅ ｖｏｌｕｍｅ）、１回換気量（ＴＶ、ｔｉｄａｌ ｖｏｌｕｍｅ）、予備呼気量（ＥＲＶ、ｅｘｐｉｒａｔｏｒｙ ｒｅｓｅｒｖｅ ｖｏｌｕｍｅ）および残気量（ＲＶ、ｒｅｓｉｄｕａｌ ｖｏｌｕｍｅ）の４つの１次分画（ｖｏｌｕｍｅ）と、２つ以上の１次分画からなる２次分画（ｃａｐａｃｉｔｙ）とで構成される。

【0034】

予備吸気量とは、安静時吸息の終了からさらに最大努力により追加吸入しうる空気の量（容積）である。１回換気量とは、毎回の呼吸で肺を出入りする空気の量である。予備呼気量とは、安静時呼息の終了からさらに努力して呼出しうる最大の空気の量である。残気量とは、安静呼気位から最大息を吐き出した際に肺の中に残っている空気の量である。

【0035】

２次分画は、肺活量（ＶＣ、ｖｉｔａｌ ｃａｐａｃｉｔｙ）、全肺気量（ＴＬＣ、ｔｏｔａｌ ｌｕｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ）、最大吸気量（ＩＣ、ｉｎｓｐｉｒａｔｏｒｙ ｃａｐａｃｉｔｙ）、機能的残気量（ＦＲＣ、ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｃａｐａｃｉｔｙ）の４つで構成される。

【0036】

肺活量とは、息を最大限吸い込んだあとに肺から吐き出せる空気の量のことであり、全肺気量から残気量を引いた値と一致する。全肺気量とは、最大に膨らんだときの肺の容量のことである。最大吸気量とは、息を最大限吸い込んだときの空気の量のことである。機能的残気量とは、安静呼吸で息を吐いたときに肺内に残っている空気の量のことである。

【0037】

また、呼吸機能検査の基本的な検査法をスパイロメトリという。呼吸機能検査装置１は、スパイロメトリにより、スパイログラムを作成する。スパイログラムとは、Ｘ軸を時間とし、Ｙ軸を肺気量（ボリューム）の変化として記録された曲線のことである。

【0038】

また、肺活量は、測定の仕方により呼び方が異なる。ＶＣ、はゆっくりと呼吸した際に測定される最大呼気位と最大吸気位との間の肺容量変化のことで、ＦＶＣ（ｆｏｒｃｅｄ ｖｉｔａｌ ｃａｐａｃｉｔｙ）との比較から、ＳＶＣ（ｓｌｏｗ ｖｉｔａｌ ｃａｐａｃｉｔｙ）とも呼ばれる。最大呼気位とは、最大限に空気を吐き出したときの呼気の位置である。最大吸気位とは、最大限に空気を吸い込んだときの吸気の位置である。

【0039】

また、最大吸気位からできるだけ速く最大限の努力呼気をさせて得られるスパイログラムを努力呼気曲線と呼ぶ。図２は、スパイログラム（努力呼気曲線）の一例を示す図である。

【0040】

最大吸気位から最大呼気位間の肺気量（ボリューム）の変化をＦＶＣという。また、最大吸気位から一秒間に強制的に吐き出すことのできる空気の量を１秒量（ＦＥＶ１）という。

【0041】

ここで、呼吸機能検査装置１は、アニメーション画像（以下、画像という。）をディスプレイ１５に表示させながらＦＶＣの測定を行う機能を有している。以下に、ＦＶＣの測定時に画像を表示するときにおける処理部１３の動作と構成について説明する。

【0042】

図３は、処理部１３の構成を示す図である。処理部１３は、算出部２１と、作成部２２と、演算部２３と、選択部２４と、表示制御部２５とを備える。

【0043】

算出部２１は、被検者の情報に基づいて、努力肺活量測定における肺気量の予測値を算出する。被検者の情報とは、例えば、性別、身長、年齢などである。算出部２１は、所定の関数に性別、身長、年齢を入力することにより、被検者の肺気量の予測値を算出する。なお、予測値を算出するための関数は、様々あり、例えば、「日本人のスパイログラムと動脈血液ガス分圧基準値（日本呼吸器学会肺生理専門員会 ２００１年４月）」に記載されている式（下記（１）式）を利用してもよい。（１）式は、性別に身長と年齢の２変数の重回帰分析を行って予測した式である。
Ｙ＝ａ×身長（ｃｍ）＋ｂ×年齢＋定数 ・・・（１）

【0044】

Ｙは、予測値を示す。ａ、ｂおよび定数は、上記論文に記載されている表４から求めることができる。

【0045】

作成部２２は、努力肺活量測定により測定された被検者の呼出に基づいて、気流量と肺気量との関係を示すフローボリューム曲線を作成する。図４は、フローボリューム曲線の一例を示す図である。縦軸は、呼出の勢いを示すフロー（気流量（ｌ／ｓ））を示し、横軸は、呼出する空気のボリューム（肺気量（ｌ））を示している。

【0046】

ここで、フローボリューム曲線について説明する。フローボリューム曲線の点ａ１から点ａ２は、被検者が吹込口を口にくわえて、普通に空気を吸ったときの結果を示している。フローボリューム曲線の点ａ２から点ａ３は、被検者が吸った空気を吐いているときの結果を示している。フローボリューム曲線の点ａ３から点ａ４は、被検者が空気を胸いっぱいになるまで一気に吸い込んだときの結果を示している。

【0047】

フローボリューム曲線の点ａ４から点ａ５は、被検者が空気を勢いよく一気に吐き出したときの結果を示している。点ａ４は、最大吸気位である。点ａ５は、呼気の気流量の最大であり、ピークフローである。

【0048】

フローボリューム曲線の点ａ５から点ａ６は、被検者が吐けなくなるまで空気を吐き続けたときの結果を示している。点ａ６は、最大呼気位である。本実施例では、フローボリューム曲線の点ａ４から点ａ６に示す部分Ｄにおいて、被検者に最大限努力させて、十分の空気を吐き出させることを目的にしている。

【0049】

演算部２３は、作成部２２で作成されたフローボリューム曲線において、努力肺活量測定による測定値が予測値に到達する度合いを算出する。

【0050】

図５は、測定値が予測値に到達する度合いを示す図である。度合いとは、最大吸気位Ｘを始点として、測定値が予測値に到達する割合、および測定値が予測値を超過した割合を示している。

【0051】

図５（ａ）は、測定値Ｖ１１が予測値Ｖ２に到達する度合いが５％の場合を示している。図５（ｂ）は、測定値Ｖ１２が予測値Ｖ２に到達する度合いが４０％の場合を示している。図５（ｃ）は、測定値Ｖ１３が予測値Ｖ２に到達する度合いが１００％の場合を示している。図５（ｄ）は、測定値Ｖ１４が予測値Ｖ２に到達し、超過したときの度合いが１１０％の場合を示している。

【0052】

選択部２４は、演算部２３により算出された度合いに対応する画像を順次選択する。表示制御部２５は、選択部２４により選択された画像をディスプレイ１５に表示させる。

【0053】

画像は、記憶部３１に保存されている。具体的には、選択部２４は、演算部２３により算出された度合いに対応する画像を記憶部３１から読み出す。選択部２４は、読み出した画像を表示制御部２５に送信する。表示制御部２５は、選択部２４から送信されてきた画像を順次、ディスプレイ１５に表示させる。

【0054】

また、演算部２３は、努力肺活量測定による測定値が予測値に到達し、超過したときの度合いを算出する。選択部２４は、超過したときの度合いに基づいて、努力肺活量測定による測定値が予測値に到達したときに表示する画像Ｐａとは異なる画像Ｐｂを選択する。詳細は後述するが、画像Ｐｂは、画像Ｐａに対して、例えば、色、画像の大きさ、絵柄などが異なっている画像である。

【0055】

図６は、測定値が予測値Ｖ２に到達する度合い、および、測定値が予測値Ｖ２に到達し、超過したときの度合いに対応する画像がディスプレイ１５に表示される例を模式的に示す図である。

【0056】

測定値Ｖ１１が予測値Ｖ２に到達する度合いが５％のときには、図６（ａ）に示すように、画像Ｐ１（少女が風船を膨らます絵柄の画像）がディスプレイ１５に表示されている。

【0057】

測定値Ｖ１２が予測値Ｖ２に到達する度合いが４０％のときには、図６（ｂ）に示すように、画像Ｐ２（風船が画像Ｐ１よりも膨らんでいる絵柄の画像）がディスプレイ１５に表示されている。

【0058】

測定値Ｖ１３が予測値Ｖ２に到達する度合いが１００％のときには、図６（ｃ）に示すように、画像Ｐ３（風船が画像Ｐ２よりも膨らんでいる絵柄の画像）がディスプレイ１５に表示されている。

【0059】

測定値Ｖ１４が予測値Ｖ２に到達し、超過したときの度合いが１１０％のときには、図６（ｄ）に示すように、画像Ｐ４（膨らませた風船で少女が空を飛ぶ絵柄の画像）がディスプレイ１５に表示されている。

【0060】

例えば、選択部２４は、度合いが０％から２０％のときには、画像Ｐ１を選択し、度合いが２１％から８０％のときには、画像Ｐ２を選択し、度合いが８１％から１００％のときには、画像Ｐ３を選択し、度合いが１００％を超えたときには、画像Ｐ４を選択する。なお、選択部２４によって画像を選択するタイミングは、上述に限られない。

【0061】

また、画像Ｐ１から画像Ｐ４は、被検者が画像を見ながら努力して呼出の継続を助長するような画像である。とくに、画像Ｐ３は、測定値Ｖ１３が予測値Ｖ２に到達する度合いが１００％なので、一応の目安（目標）となる画像であるが、測定値が予測値に到達したあとも、被検者が画像を見ながらさらに努力して呼出の継続を助長するような画像であることが好ましい。

【0062】

例えば、呼吸機能検査装置１は、測定値が予測値に到達する度合いに応じて、風船を膨らませる図柄の画像を表示し、測定値が予測値に到達し、超過したときの度合いに応じて、膨らませた風船で空に浮かんでゆく図柄の画像を表示する。

【0063】

また、図６では、測定値が予測値Ｖ２に到達する度合い、および、測定値が予測値Ｖ２に到達後に超過したときの度合いに基づいて、４つの異なる画像が順次選択されて、ディスプレイ１５に表示される例を示しているが、画像数は４つに限られない。

【0064】

呼吸機能検査装置１では、努力肺活量の測定において、被検者が予測値を超えて最大限の努力を行うことが期待される。よって、呼吸機能検査装置１は、測定値が予測値に到達した後も、呼出を助長する画像を順次表示することができる。また、呼吸機能検査装置１は、医師または検査技師等の技量によってばらつきが生じないように努力肺活量の測定を行うことができる。また、呼吸機能検査装置１は、被検者が予測値を超えて最大限の努力を行うことを助長するので、ＦＶＣ（努力肺活量）が改善され、ＦＶＣ値の信頼性を高めることができ、１秒率（Ｇ）の信頼性も高めることができる。また、呼吸機能検査装置１は、１秒率の信頼性が高いので、１秒率を用いて行われる閉塞性換気障害の判定精度を向上することができる。閉塞性換気障害とは、肺気腫、慢性気管支炎、気管支喘息などである。また、１秒率（Ｇ）とは、呼吸機能検査の項目の一つで、息を努力して吐き出したときに呼出される空気量（ＦＶＣ（努力肺活量））のうち、最初の一秒間に吐き出された量（１秒量）の割合であり、（２）式により算出される。
１秒率＝１秒量／ＦＶＣ×１００ ・・・（２）

【0065】

また、演算部２３は、努力肺活量測定による測定値が予測値に到達し、超過した場合、超過した度合いとして、努力肺活量測定による測定値の気流量（フロー）を算出する。また、選択部２４は、努力肺活量測定による測定値の気流量（フロー）が所定の値を下回っている場合、この下回った時間からの経過時間に基づいて画像を順次選択する。

【0066】

図７は、努力肺活量測定による測定値の気流量（フロー）が所定の値Ｔｈを下回り、この下回った時間であるＴ_０（０［ｓｅｃ］）からの経過時間に基づいて画像を順次選択する手順についての説明に供する図である。なお、以下では、測定値の気流量（フロー）が所定の値Ｔｈを下回ってから、約２秒後（図７中のＴ_４（約２［ｓｅｃ］））に被検者の呼出が終了する場合を想定している。また、努力肺活量測定による測定値の気流量（フロー）が所定の値Ｔｈを下回った状態とは、被検者は、呼出がほとんどされていないが、呼出する努力をしている状態を想定している。また、図７に示すフローボリューム曲線の横軸は、流速であり、図７中に示す「Ｔ_０」、「Ｔ_１」、「Ｔ_２」および「Ｔ_４」は、呼出の経過時間を模式的に示すものである。

【0067】

選択部２４は、測定値が予測値Ｖ２を超過した場合、画像Ｐ４１を選択する。選択部２４は、測定値の気流量（フロー）が所定の値Ｔｈを下回った場合、画像Ｐ４２を選択する。選択部２４は、測定値の気流量（フロー）が所定の値Ｔｈを下回った時間であるＴ_０（０［ｓｅｃ］）からＴ_１が経過した場合、画像Ｐ４３を選択する。選択部２４は、測定値の気流量（フロー）が所定の値Ｔｈを下回った時間であるＴ_０（０［ｓｅｃ］）からＴ_２が経過した場合、画像Ｐ４４を選択する。画像Ｐ４１は、例えば、画像Ｐ４と同様に、膨らませた風船で少女が空を飛ぶ絵柄の画像である。画像Ｐ４２は、例えば、風船により少女が雲を超えて上昇する絵柄の画像である。画像Ｐ４３は、例えば、画像Ｐ４２よりもさらに上空まで少女が上昇する絵柄の画像である。画像Ｐ４４は、例えば、宇宙まで少女が上昇する絵柄の画像である。なお、画像Ｐ４１から画像Ｐ４４の絵柄は、上述以外でもよく、画像Ｐ４よりもさらに風船が徐々に大きくなってゆく絵柄の画像でもよい。

【0068】

なお、図７では、測定値が予測値Ｖ２を超過し、測定値の気流量（フロー）が所定の値Ｔｈを下回り、この下回った時間であるＴ_０（０［ｓｅｃ］）からの経過時間に基づいて、４つの異なる画像が順次選択される例を示しているが、画像数は４つに限られない。

【0069】

よって、呼吸機能検査装置１では、努力肺活量測定による測定値が予測値を超えたあとも、呼出を助長する画像を順次切り替えながら表示するので、努力肺活量の測定において、被検者が予測値を超えて最大限の努力を行うことが期待される。また、呼吸機能検査装置１は、信頼性が高く、医師または検査技師等の技量によってばらつきが生じないように努力肺活量の測定を行うことができる。

【0070】

また、演算部２３は、努力肺活量測定による測定値がピークフローに到達したときの気流量（フロー）を算出する。選択部２４は、演算部２３により算出された気流量（フロー）に対応した画像群を選択し、画像群の中から演算部２３により算出された度合いに対応する画像を順次選択する。

【0071】

努力肺活量測定により、肺の状態を知ることができる。肺の状態には、正常の状態と異常の状態とがある。異常の状態には、例えば、気管支炎、気管支喘息、肺気腫、肺線維症など複数存在する。

【0072】

図８は、肺の状態に応じたフローボリューム曲線の形状を示す図である。なお、図８中の「１００％ＴＬＣ」は、全肺気量（ｔｏｔａｌ ｌｕｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ）が１００％であることを示している。フローボリューム曲線の形状およびピークフローの気流量（フロー）は、図８に示すように、肺の状態によって異なる。

【0073】

例えば、肺が正常の状態のときのフローボリューム曲線Ｆ１におけるピークフローＡ１の気流量（フロー）は、「Ｙ１」である。気管支炎のフローボリューム曲線Ｆ２におけるピークフローＡ２の気流量（フロー）は、「Ｙ２」である。気管支喘息のフローボリューム曲線Ｆ３におけるピークフローＡ３の気流量（フロー）は、「Ｙ３」である。肺気腫のフローボリューム曲線Ｆ４におけるピークフローＡ４の気流量（フロー）は、「Ｙ４」である。肺線維症のフローボリューム曲線Ｆ５におけるピークフローＡ５の気流量（フロー）は、「Ｙ５」である。なお、図８に示す各フローボリューム曲線の形状、各フローボリューム曲線におけるピークフローおよび気流量（フロー）は、一例であり、これに限られない。図８から分かるように、気管支喘息（Ｆ３）および肺気腫（Ｆ４）などの閉塞性換気障害のフローボリューム曲線は、肺線維症などの拘束性換気障害のフローボリューム曲線に比べて、低肺気量位の下降脚が下に凸になっている。このようにして、フローボリューム曲線の形状は、換気障害の種類によって特徴的になっている。低肺気量位は、１秒率で計測することができる。呼吸機能検査装置１は、１秒率の信頼性が高いので、１秒率を用いて行われる閉塞性換気障害の判定精度を向上することができる。とくに、１秒率が７０％以下の場合には、閉塞性換気障害が疑われる。

【0074】

また、フローボリューム曲線の形状は、肺の状態に応じた呼出の特性を示している。呼出の特性に適合した絵柄の画像がディスプレイ１５に表示されることが好ましい。

【0075】

そこで、各画像群は、それぞれ異なる絵柄により構成されている。具体的には、記憶部３１では、ピークフローの気流量（フロー）ごとに、異なる画像群が対応付けて保存されている。

【0076】

例えば、選択部２４は、ピークフローの気流量（フロー）が「Ｙ１」の場合には、気流量（フロー）「Ｙ１」に対応する画像群（例えば、風船を大きく膨らます絵柄の画像群）を選択し、選択した画像群の中から演算部２３により算出された度合いに対応する画像を順次選択する。また、選択部２４は、ピークフローの気流量（フロー）が「Ｙ４」の場合には、気流量（フロー）「Ｙ４」に対応する画像群（例えば、船が遠くから近くに迫ってくる絵柄の画像群）を選択し、選択した画像群の中から演算部２３により算出された度合いに対応する画像を順次選択する。

【0077】

このようにして、呼吸機能検査装置１は、ピークフローの気流量（フロー）に対応した画像群、すなわち、肺の状態に適した画像群を選択し、選択した画像群の中から測定値が予測値に到達する度合いに対応した画像を順次選択して表示する。

【0078】

よって、呼吸機能検査装置１では、努力肺活量の測定において、肺の状態を考慮して被検者の負担を軽減しながら、被検者が予測値を超えて最大限の努力を行うことが期待される。よって、呼吸機能検査装置１は、測定値が予測値に到達した後も、呼出を助長する画像を順次表示することができる。また、呼吸機能検査装置１は、信頼性が高く、医師または検査技師等の技量によってばらつきが生じないように努力肺活量の測定を行うことができる。

【0079】

また、演算部２３は、努力肺活量測定による測定値がピークフローに到達し、当該ピークフローから低下するときのフローボリューム曲線の傾きを算出する。選択部２４は、演算部２３により算出されたフローボリューム曲線の傾きに対応した画像群を選択し、画像群の中から演算部２３により算出された度合いに対応する画像を順次選択する。

【0080】

図８に示すように、肺の状態によって、フローボリューム曲線におけるピークフローから低下するときのフローボリューム曲線の傾きが異なる。

【0081】

例えば、肺が正常の状態のときのフローボリューム曲線Ｆ１におけるピークフローＡ１から低下するときの傾きは、「Ｂ１」である。気管支炎のフローボリューム曲線Ｆ２におけるピークフローＡ２から低下するときの傾きは、「Ｂ２」である。気管支喘息のフローボリューム曲線Ｆ３におけるピークフローＡ３から低下するときの傾きは、「Ｂ３」である。肺気腫のフローボリューム曲線Ｆ４におけるピークフローＡ４から低下するときの傾きは、「Ｂ４」である。肺線維症のフローボリューム曲線Ｆ５におけるピークフローＡ５から低下するときの傾きは、「Ｂ５」である。なお、図８に示す各フローボリューム曲線におけるピークフローから低下するときの傾きは、一例であり、これに限られない。

【0082】

また、フローボリューム曲線におけるピークフローから低下するときの傾きは、肺の状態に応じた呼出の特性を示している。呼出の特性に適合した絵柄の画像がディスプレイ１５に表示されることが好ましい。

【0083】

そこで、各画像群は、それぞれ異なる絵柄により構成されている。具体的には、記憶部３１では、ピークフローから低下するときの傾きごとに、異なる画像群が対応付けて保存されている。

【0084】

例えば、選択部２４は、ピークフローから低下するときの傾きが「Ｂ１」の場合には、傾き「Ｂ１」に対応する画像群（例えば、風船を大きく膨らます絵柄の画像群）を選択し、選択した画像群の中から演算部２３により算出された度合いに対応する画像を順次選択する。また、選択部２４は、ピークフローから低下するときの傾きが「Ｂ４」の場合には、傾き「Ｂ１」に対応する画像群（例えば、船が遠くから近くに迫ってくる絵柄の画像群）を選択し、選択した画像群の中から演算部２３により算出された度合いに対応する画像を順次選択する。

【0085】

このようにして、呼吸機能検査装置１は、ピークフローから低下するときのフローボリューム曲線の傾きに対応した画像群、すなわち、肺の状態に適した画像群を選択し、選択した画像群の中から測定値が予測値に到達する度合いに対応した画像を順次選択して表示する。

【0086】

よって、呼吸機能検査装置１では、努力肺活量の測定において、肺の状態を考慮して被検者の負担を軽減しながら、被検者が最大限の努力を行うことが期待される。呼吸機能検査装置１は、測定値が予測値に到達した後も、呼出を助長する画像を順次表示することができる。また、呼吸機能検査装置１は、信頼性が高く、医師または検査技師等の技量によってばらつきが生じないように努力肺活量の測定を行うことができる。

【0087】

また、呼吸機能検査装置１は、ピークフローの気流量（フロー）とピークフローから低下するときのフローボリューム曲線の傾きとに対応した画像群、すなわち、肺の状態に適した画像群を選択し、選択した画像群の中から測定値が予測値に到達する度合いに対応した画像を選択して表示する構成でもよい。なお、記憶部３１では、ピークフローの気流量（フロー）と、ピークフローから低下するときの傾きとに応じて、異なる画像群が対応付けて保存されている。

【0088】

また、選択部２４は、演算部２３により算出された度合いと被検者の情報とに対応する画像を順次選択する。

【0089】

被検者の情報とは、例えば、性別、身長、年齢などである。具体的には、記憶部３１には、被検者の情報ごとに、異なる画像群が対応付けて保存されている。例えば、選択部２４は、被検者の情報から被検者が２０代の男性であった場合、この被検者に対応する画像群（例えば、宇宙船が打ち上げられ上昇してゆく絵柄の画像群）を選択し、選択した画像群の中から演算部２３により算出された度合いに対応する画像を順次選択する。

【0090】

よって、呼吸機能検査装置１では、被検者の興味を引く画像を用いるので、努力肺活量の測定において、被検者が予測値を超えて最大限の努力を行うことが期待される。呼吸機能検査装置１は、測定値が予測値に到達した後も、呼出を助長する画像を順次表示することができる。また、呼吸機能検査装置１は、信頼性が高く、医師または検査技師等の技量によってばらつきが生じないように努力肺活量の測定を行うことができる。

【0091】

呼吸機能検査装置１は、音を出力する音出力部であるスピーカ１６を備えている。記憶部３１には、演算部２３により算出される度合いごとに、異なる音が対応付けて保存されている。選択部２４は、演算部２３により算出された度合いに対応する音を順次選択する。スピーカ１６は、選択部２４により選択された音を出力する。なお、音は、ディスプレイ１５に表示される画像とともに被検者に予測値を超えて最大限の努力を行わせるような効果音、または、音声などが考えられる。

【0092】

よって、呼吸機能検査装置１は、努力肺活量の測定において、画像と音とを効果的に活用し、測定値が予測値に到達した後も、呼出を助長する画像を順次表示することができる。また、呼吸機能検査装置１は、信頼性が高く、医師または検査技師等の技量によってばらつきが生じないように努力肺活量の測定を行うことができる。

【0093】

つぎに、呼吸機能検査装置１の動作について、図９に示すフローチャートを参照しながら説明する。

【0094】

ステップＳＴ１において、算出部２１は、被検者の情報に基づいて、努力肺活量測定における肺気量の予測値を算出する。

【0095】

ステップＳＴ２において、作成部２２は、努力肺活量測定により測定された被検者の呼出に基づいて、気流量（フロー）と肺気量との関係を示すフローボリューム曲線を作成する。

【0096】

ステップＳＴ３において、演算部２３は、ステップＳＴ２の工程で作成されたフローボリューム曲線において、努力肺活量測定による測定値が予測値に到達する度合いを算出する。

【0097】

ステップＳＴ４において、選択部２４は、ステップＳＴ３の工程で算出された度合いに対応する画像を順次選択する。具体的には、選択部２４は、ステップＳＴ３の工程で算出された度合いに対応する画像を記憶部３１から読み出す。

【0098】

ステップＳＴ５において、表示制御部２５は、ステップＳＴ４により選択された画像をディスプレイ１５に表示させるように制御する。

【0099】

よって、呼吸機能検査装置１は、測定値が予測値に到達した後も、呼出を助長する画像を順次表示することができる。また、呼吸機能検査装置１は、信頼性が高く、医師または検査技師等の技量によってばらつきが生じないように努力肺活量の測定を行うことができる。

【0100】

また、本実施例では、主に、努力肺活量の測定において、被検者に予測値を超えて最大限の努力を行わせるための呼吸機能検査装置１の構成と動作について説明したが、これに限られず、各構成要素を備え、努力肺活量の測定において、被検者に予測値を超えて最大限の努力を行わせるための呼吸機能検査プログラムとして構成されてもよい。

【0101】

さらに、呼吸機能検査プログラムをコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録された呼吸機能検査プログラムをコンピュータに読み込ませ、実行することによって実現されてもよい。

【0102】

具体的には、呼吸機能検査プログラムは、被検者の情報に基づいて、努力肺活量測定における肺気量の予測値を算出する算出工程と、努力肺活量測定により測定された被検者の呼出に基づいて、気流量（フロー）と肺気量との関係を示すフローボリューム曲線を作成する作成工程と、作成工程で作成されたフローボリューム曲線において、努力肺活量測定による測定値が予測値に到達する度合いを算出する演算工程と、演算工程により算出された度合いに対応する画像を順次選択する選択工程と、選択工程により選択された画像を表示部に表示させる表示制御工程とをコンピュータに実行させるプログラムである。また、演算工程は、努力肺活量測定による測定値が予測値に到達し、超過した場合、超過した度合いを算出する。選択工程は、超過した度合いに基づいて、努力肺活量測定による測定値が予測値に到達したときに表示する画像とは異なる画像を選択する。

【符号の説明】

【0103】

１ 呼吸機能検査装置
１１ フローセンサ
１２ 圧力センサ
１３ 処理部
１４ 操作部
１５ ディスプレイ
１６ スピーカ
１７ プリンタ
２１ 算出部
２２ 作成部
２３ 演算部
２４ 選択部
２５ 表示制御部
３１ 記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】