特許 6963793 呼吸機能検査装置

(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】6963793

(24)【登録日】2021年10月20日

(45)【発行日】2021年11月10日

(54)【発明の名称】呼吸機能検査装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/087 20060101AFI20211028BHJP

   A61B 5/093 20060101ALI20211028BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/087

   A61B5/093

【請求項の数】13

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2017-159886(P2017-159886)

(22)【出願日】2017年8月23日

(65)【公開番号】特開2019-37339(P2019-37339A)

(43)【公開日】2019年3月14日

【審査請求日】2019年4月4日

【審判番号】不服2020-17955(P2020-17955/J1)

【審判請求日】2020年12月30日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】597009275

【氏名又は名称】株式会社フクダ産業

(74)【代理人】

【識別番号】100093687

【弁理士】

【氏名又は名称】富崎 元成

(72)【発明者】

【氏名】飛ヶ谷 喜憲

【合議体】

【審判長】 福島 浩司

【審判官】 蔵田 真彦

【審判官】 井上 博之

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５９−９５０３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１５３８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２２９１０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−８６７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 韓国公開特許第１０−２０１５−００５２４１４（ＫＲ，Ａ）

【文献】 実開昭５７−４８９０２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第（ＵＳ，Ａ）５８１６２４６

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

A61B5/00-5/22

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

呼吸に伴う可動体の移動に応じた信号が、微分回路により直流成分がカットされ、Ａ／Ｄコンバータによりアナログ信号からディジタル信号に変換される信号に基づいて呼吸流量を計測する呼吸流量計測手段と、前記可動体の移動に応じた信号が、Ａ／Ｄコンバータによりアナログ信号からディジタル信号に変換された信号に基づいて呼吸容量を計測する呼吸容量計測手段と、を備える呼吸機能検査装置であって、
基準容量の較正用ポンプの動作に伴い前記呼吸容量計測手段により計測された実測容量と、前記基準容量とに基づいて、前記呼吸容量計測手段により計測される呼吸容量を対象とする較正係数である第１較正係数を算出する第１較正係数算出手段と、
前記較正用ポンプの動作に伴い前記呼吸流量計測手段により計測された実測流量に基づいて算出された算出容量と、前記基準容量とに基づいて、前記呼吸流量計測手段により計測される呼吸流量を対象とする較正係数である第２較正係数を算出する第２較正係数算出手段と、を備える、
呼吸機能検査装置。

【請求項2】

呼吸に伴う可動体の移動に応じた信号が、微分回路により直流成分がカットされ、Ａ／Ｄコンバータによりアナログ信号からディジタル信号に変換される信号に基づいて呼吸流量を計測する呼吸流量計測手段と、前記可動体の移動に応じた信号が、Ａ／Ｄコンバータによりアナログ信号からディジタル信号に変換された信号に基づいて呼吸容量を計測する呼吸容量計測手段と、を備える呼吸機能検査装置であって、
基準容量の較正用ポンプの動作に伴い前記呼吸容量計測手段により計測された実測容量と、前記基準容量とに基づいて、前記呼吸容量計測手段により計測される呼吸容量を対象とする較正係数である第１較正係数を算出する第１較正係数算出手段と、
前記較正用ポンプの動作に伴い前記呼吸流量計測手段により計測された実測流量と、前記較正用ポンプの動作に伴い前記呼吸容量計測手段により計測された実測容量に基づいて算出された算出流量とに基づいて、前記呼吸流量計測手段により計測される呼吸流量を対象とする較正係数である第２較正係数を算出する第２較正係数算出手段と、を備える、
呼吸機能検査装置。

【請求項3】

呼吸に伴う可動体の移動に応じてロータリーエンコーダから出力されるパルス信号の間隔に基づいて呼吸流量を計測する呼吸流量計測手段と、前記可動体の移動に応じてロータリーエンコーダから出力されるパルス信号に基づいて呼吸容量を計測する呼吸容量計測手段と、を備える呼吸機能検査装置であって、
基準容量の較正用ポンプの動作に伴い前記呼吸容量計測手段により計測された実測容量と、前記基準容量とに基づいて、前記呼吸容量計測手段により計測される呼吸容量を対象とする較正係数である第１較正係数を算出する第１較正係数算出手段と、
前記較正用ポンプの動作に伴い前記呼吸流量計測手段により計測された実測流量に基づいて算出された算出容量と、前記基準容量とに基づいて、前記呼吸流量計測手段により計測される呼吸流量を対象とする較正係数である第２較正係数を算出する第２較正係数算出手段と、を備える、
呼吸機能検査装置。

【請求項4】

呼吸に伴う可動体の移動に応じてロータリーエンコーダから出力されるパルス信号の間隔に基づいて呼吸流量を計測する呼吸流量計測手段と、前記可動体の移動に応じてロータリーエンコーダから出力されるパルス信号に基づいて呼吸容量を計測する呼吸容量計測手段と、を備える呼吸機能検査装置であって、
基準容量の較正用ポンプの動作に伴い前記呼吸容量計測手段により計測された実測容量と、前記基準容量とに基づいて、前記呼吸容量計測手段により計測される呼吸容量を対象とする較正係数である第１較正係数を算出する第１較正係数算出手段と、
前記較正用ポンプの動作に伴い前記呼吸流量計測手段により計測された実測流量と、前記較正用ポンプの動作に伴い前記呼吸容量計測手段により計測された実測容量に基づいて算出された算出流量とに基づいて、前記呼吸流量計測手段により計測される呼吸流量を対象とする較正係数である第２較正係数を算出する第２較正係数算出手段と、を備える、
呼吸機能検査装置。

【請求項5】

請求項１〜４から選択される何れかの呼吸機能検査装置であって、
前記第１較正係数算出手段は、前記第１較正係数として、呼気用の第１較正係数と、吸気用の第１較正係数と、をそれぞれ算出し、
前記第２較正係数算出手段は、前記第２較正係数として、呼気用の第２較正係数と、吸気用の第２較正係数と、をそれぞれ算出する、
呼吸機能検査装置。

【請求項6】

請求項１〜５から選択される何れかの呼吸機能検査装置であって、
被験者の呼気に含まれる二酸化炭素ガスを吸収する吸収剤を収納した収納ケースが設置される第１の呼吸経路と、
前記収納ケースが設置されない第２の呼吸経路と、を含み、
前記較正用ポンプは前記第２の呼吸経路に接続可能である、
呼吸機能検査装置。

【請求項7】

請求項６の呼吸機能検査装置であって、
前記較正用ポンプを前記第２の呼吸経路に接続するよう報知する接続報知手段を備える、
呼吸機能検査装置。

【請求項8】

請求項１〜７から選択されるいずれかの呼吸機能検査装置であって、
前記較正用ポンプは、操作部を手動で第１方向に移動させることによって、当該操作部の移動距離に応じた容量の空気を前記呼吸機能検査装置に供給することが可能であり、前記操作部を手動で第２方向に移動させることによって、当該操作部の移動距離に応じた容量の空気を前記呼吸機能検査装置から排出させることが可能であり、
前記第１較正係数を算出する場合と、前記第２較正係数を算出する場合の何れの場合も、前記操作部を前記第１方向に移動させる第１速度と、前記操作部を前記第２方向に移動させる第２速度とを報知する移動報知手段を備える、
呼吸機能検査装置。

【請求項9】

請求項８の呼吸機能検査装置であって、
前記移動報知手段は、前記第１較正係数を算出する場合と、前記第２較正係数を算出する場合の何れの場合も、前記第１速度を異ならせて前記操作部を複数回前記第１方向に移動させるための報知を行い、前記第２速度を異ならせて前記操作部を複数回前記第２方向に移動させるための報知を行う、
呼吸機能検査装置。

【請求項10】

請求項９の呼吸機能検査装置であって、
前記移動報知手段は、前記第１較正係数を算出する場合と、前記第２較正係数を算出する場合とで、それぞれの前記第１速度が共通となるような報知を行い、それぞれの前記第２速度が共通となるような報知を行う
呼吸機能検査装置。

【請求項11】

請求項９または１０の呼吸機能検査装置であって、
前記第１較正係数を算出する場合と、前記第２較正係数を算出する場合の何れの場合も、前記較正用ポンプの動作に基づく実測流量と実測容量との関係を示すフローボリューム曲線を表示する表示手段を備える、
呼吸機能検査装置。

【請求項12】

請求項１１の呼吸機能検査装置であって、
前記表示手段は、
容量軸と流量軸からなるグラフに前記フローボリューム曲線を表示し、
前記第１較正係数を算出する場合と、前記第２較正係数を算出する場合の何れの場合も、前記操作部を第１方向に移動させる場合に、それぞれの第１速度について、原点位置から前記容量軸の正方向側であって前記流量軸の正方向側に向かうフローボリューム曲線を表示し、前記操作部を第２方向に移動させる場合に、それぞれの第２速度について、原点位置から前記容量軸の正方向側であって前記流量軸の負方向側に向かうフローボリューム曲線を表示する
呼吸機能検査装置。

【請求項13】

請求項１〜１２から選択される何れかの呼吸機能検査装置であって、
前記第１較正係数と前記第２較正係数を記憶する記憶手段と、
前記第１較正係数の時間推移と前記第２較正係数の時間推移を表示する時間推移表示手段を備える、
呼吸機能検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、呼吸容量を計測可能な呼吸機能検査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、特許文献１に示すように、被験者の呼吸に応じてシリンダ内のピストンが移動し、その移動量に基づいて被験者の呼吸容量を計測する呼吸機能検査装置が提案されている。

【0003】

また、特許文献２には、フローセンサ式の呼吸流量計測装置を較正するために、ファンを回転させてフローセンサに被測気体を供給すると共に当該ファンの回転数を示す回転数信号を出力するファンモータを備える較正装置を用いる技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６−１０６９４６号公報

【特許文献2】特許第５８８６０６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

医療機関においては、簡素な較正装置を用いた簡易な較正方法が要求されるにもかかわらず、従来の技術では、較正装置自体が簡素なものとはいえず較正方法も複雑であった。

【0006】

本発明の目的は、呼吸機能検査装置の較正を簡素化することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記課題は以下の手段によって解決される。

【0008】

手段１の発明は、
呼吸容量（ボリューム）を計測可能な呼吸容量計測手段（ローリングシール型スパイロメータ１２）を備える呼吸機能検査装置（１）であって、
基準容量（３Ｌ）の較正用ポンプ（３００）の動作に伴い前記呼吸容量計測手段により計測される比較容量（較正時の実測ボリューム）に基づいて、前記呼吸容量計測手段により計測される呼吸容量を較正可能な容量較正手段（較正時の実測ボリュームと、既知である較正用ポンプ３００の容量とに基づいてボリューム較正係数を算出するＣＰＵ１４０）を備える、呼吸機能検査装置である。

【0009】

手段２の発明は、
呼吸容量（ボリューム）を計測可能な呼吸容量計測手段（ローリングシール型スパイロメータ１２）を備える呼吸機能検査装置（１）であって、
呼吸流量（フロー）を計測可能な呼吸流量計測手段（微分回路１３１、アンプ１３２、、ＡＤＣ１３３ｂ、及びＣＰＵ１４０、又は、ロータリーエンコーダ及びＣＰＵ１４０）と、
基準容量（３Ｌ）の較正用ポンプ（３００）の動作に伴い前記呼吸流量計測手段により計測される流量（較正時の実測フロー）に基づいて算出された算出容量（較正時の実測フロー積分値）に基づいて、前記呼吸流量計測手段により計測される呼吸流量を較正可能な流量較正手段（較正時の実測フロー積分値と、既知である較正用ポンプ３００の容量とに基づいてフロー較正係数を算出するＣＰＵ１４０）と、
を備える、呼吸機能検査装置である。

【0010】

手段３の発明は、
呼吸容量（ボリューム）を計測可能な呼吸容量計測手段（ローリングシール型スパイロメータ１２）を備える呼吸機能検査装置（１）であって、
呼吸流量（フロー）を計測可能な呼吸流量計測手段（微分回路１３１、アンプ１３２、、ＡＤＣ１３３ｂ、及びＣＰＵ１４０、又は、ロータリーエンコーダ及びＣＰＵ１４０）と、
基準容量（３Ｌ）の較正用ポンプ（３００）の動作に伴い前記呼吸容量計測手段により計測される比較容量に基づいて、前記呼吸容量計測手段により計測される呼吸容量を較正可能な容量較正手段（較正時の実測ボリュームと、既知である較正用ポンプ３００の容量とに基づいてボリューム較正係数を算出するＣＰＵ１４０）と、
基準容量（３Ｌ）の較正用ポンプ（３００）の動作に伴い前記呼吸流量計測手段により計測される流量（較正時の実測フロー）に基づいて算出された算出容量（較正時の実測フロー積分値）に基づいて、前記呼吸流量計測手段により計測される呼吸流量を較正可能な流量較正手段（較正時の実測フロー積分値と、既知である較正用ポンプ３００の容量とに基づいてフロー較正係数を算出するＣＰＵ１４０）と、
を備える、呼吸機能検査装置である。

【0011】

手段４の発明は、
手段２又は３の呼吸機能検査装置であって、
前記算出容量（較正時の実測フロー積分値）は、前記呼吸流量計測手段により計測された呼吸流量の積分（実測フロー）に基づいて算出される、呼吸機能検査装置である。

【0012】

手段５の発明は、
呼吸容量（ボリューム）を計測可能な呼吸容量計測手段（ローリングシール型スパイロメータ１２）を備える呼吸機能検査装置（１）であって、
呼吸流量（フロー）を計測可能な呼吸流量計測手段（微分回路１３１、アンプ１３２、、ＡＤＣ１３３ｂ、及びＣＰＵ１４０、又は、ロータリーエンコーダ及びＣＰＵ１４０）と、
基準容量（３Ｌ）の較正用ポンプ（３００）の動作に伴い前記呼吸容量計測手段により計測される容量（較正時の実測ボリューム）に基づいて算出された算出流量（較正時の実測ボリューム微分値）に基づいて、前記呼吸流量計測手段により計測される呼吸流量を較正可能な流量較正手段（較正時の実測フローと、較正時の実測ボリューム微分値に基づいてフロー較正係数を算出するＣＰＵ１４０）と、
を備える、呼吸機能検査装置である。

【0013】

手段６の発明は、
手段５の呼吸機能検査装置であって、
前記算出流量（実測ボリュームの微分値）は、前記呼吸容量計測手段により計測された呼吸容量（較正時の実測ボリューム）の微分に基づいて算出される、呼吸機能検査装置である。

【0014】

手段７の発明は、
手段２〜６から選択される何れかの呼吸機能検査装置であって、
前記呼吸流量計測手段（微分回路１３１、アンプ１３２、、ＡＤＣ１３３ｂ、及びＣＰＵ１４０）は、被験者の呼吸に応じた移動部（ピストン１２３）の移動距離（ポテンショメータ１２５により検出されるピストン１２３の移動距離）に基づいて呼吸流量（実測フロー）を計測可能である、呼吸機能検査装置である。

【0015】

手段８の発明は、
手段７の呼吸機能検査装置であって、
前記呼吸流量計測手段（微分回路１３１、アンプ１３２、、ＡＤＣ１３３ｂ、及びＣＰＵ１４０）は、前記移動部（ピストン１２３）の移動距離に応じた信号が入力される微分回路（１３１）を含む、呼吸機能検査装置である。

【0016】

手段９の発明は、
手段２〜８から選択される何れかの呼吸機能検査装置であって、
前記呼吸流量計測手段（ロータリーエンコーダ及びＣＰＵ１４０）は、被験者の呼吸に応じた移動部の移動速度（ピストン１２３の中心軸方向の移動速度が遅ければ、ロータリーエンコーダから出力されるパルスの間隔（パルスの出力周期）が長くなり、ピストン１２３の中心軸方向の移動速度が速ければ、ロータリーエンコーダから出力されるパルスの間隔（パルスの出力周期）が短くなる）に基づいて呼吸流量（実測フロー）を計測可能である、呼吸機能検査装置である。

【0017】

手段１０の発明は、
手段１〜９から選択されるいずれかの呼吸機能検査装置であって、
前記呼吸容量計測手段（ローリングシール型スパイロメータ１２）は、被験者の呼吸に応じた移動部（ピストン１２３）の移動距離（ポテンショメータ１２５により検出されるピストン１２３の移動距離）に基づいて呼吸容量（実測ボリューム）を計測可能である、呼吸機能検査装置である。

【0018】

手段１１の発明は、
手段１〜１０から選択されるいずれかの呼吸機能検査装置であって、
被験者の呼気に含まれる二酸化炭素ガスを吸収する吸収剤を収納した収納ケース（５）が設置される第１の呼吸経路（Ｘ１）と、
前記収納ケースが設置されない第２の呼吸経路（Ｘ２）と、を含み、
前記較正用ポンプは前記第２の呼吸経路に接続可能である、
呼吸機能検査装置である。

【0019】

手段１２の発明は、
手段１１の呼吸機能検査装置であって、
前記較正用ポンプを前記第２呼吸経路（Ｘ２）に接続するよう報知する接続報知手段（ディスプレイ１４）を備える、
呼吸機能検査装置である。

【0020】

手段１３の発明は、
手段１〜１２から選択されるいずれかの呼吸機能検査装置であって、
前記較正用ポンプ（３００）は、操作部（把持部３３２）を手動で第１方向（前方（押し込む方向））に移動させることによって、当該操作部の移動距離に応じた容量の空気（３Ｌ）を前記呼吸機能検査装置（シリンダ室２１１）に供給することが可能であり、
前記操作部を前記第１方向に移動させる第１速度（何秒かけてロッド３３０を０Ｌの位置から３Ｌの位置まで押し込むか）を報知する第１移動報知手段（ディスプレイ１４）を備える、
呼吸機能検査装置である。

【0021】

手段１４の発明は、
手段１３の呼吸機能検査装置であって、
前記第１移動報知手段（ディスプレイ１４）は、前記第１速度（ロッド３３０を０Ｌの位置から３Ｌの位置まで押し込むときの速度）を異ならせて前記操作部を複数回（例えば５回）前記第１方向に移動させるための報知を行う、
呼吸機能検査装置である。

【0022】

手段１５の発明は、
手段１〜１４から選択されるいずれかの呼吸機能検査装置であって、
前記較正用ポンプ（３００）は、操作部（把持部３３２）を手動で第２方向（後方（引っ張る方向））に移動させることによって、当該操作部の移動距離に応じた容量の空気（３Ｌ）を前記呼吸機能検査装置（シリンダ室２１１）から排出させることが可能であり、
前記操作部を前記第２方向に移動させる第２速度（何秒かけてロッド３３０を３Ｌの位置から０Ｌの位置まで引っ張るか）を報知する第２移動報知手段（ディスプレイ１４）を備える、
呼吸機能検査装置である。

【0023】

手段１６の発明は、
手段１５の呼吸機能検査装置であって、
前記第２移動報知手段（ディスプレイ１４）は、前記第２速度（ロッド３３０を３Ｌの位置から０Ｌの位置まで引っ張るときの速度）を異ならせて前記操作部を複数回（例えば５回）前記第２方向に移動させるための報知を行う、
呼吸機能検査装置である。

【0024】

手段１７の発明は、
手段１〜１６から選択される何れかの呼吸機能検査装置であって、
較正係数（ＣＰＵ１４０が算出したボリューム較正係数、ＣＰＵ１４０が算出したフロー較正係数）を記憶する較正係数記憶手段（ＲＯＭ）と、
較正係数の時間推移（ボリューム較正係数の時間推移グラフ、フロー較正係数の推移グラフ）を表示する較正係数表示手段（ディスプレイ１４）と、
を備える、
呼吸機能検査装置である。

【発明の効果】

【0025】

本発明によれば、呼吸機能検査装置の較正を簡素化することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】図１は、本実施形態の呼吸機能検査装置の外観を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。

【図2】図２は、図１の呼吸機能検査装置の開閉扉を開いた状態を示す斜視図である。

【図3】図３は、ローリングシール型スパイロメータの構成を示す説明図である。

【図4】図４は、ボリューム及びフローを測定するための構成を示す説明図である。

【図5】図５は、較正用ポンプの側面図であり、（ａ）は本体部に対してロッドを最大限伸ばした状態を示す図であり、（ｂ）は本体部に対してロッドを最大限縮めた状態を示す図である。

【図6】図６は、ボリューム較正時における較正用ポンプの動作とフローボリューム曲線との関係を示す説明図である。

【図7】図７は、ボリューム較正を実行する際にディスプレイに表示されるガイド情報の一例を示すフローチャートである。

【図8】図８は、複数のフローボリューム曲線に基づいてボリューム較正係数を決定する例を示す説明図である。

【図9】図９は、フロー較正時における較正用ポンプの動作とフローボリューム曲線との関係を示す説明図である。

【図10】図１０は、フロー較正を実行する際にディスプレイに表示されるガイド情報の一例を示すフローチャートである。

【図11】図１１は、複数のフローボリューム曲線に基づいてフロー較正係数を決定する例を示す説明図である。

【図12】図１２は、フロー較正前のフローボリューム曲線とフロー較正後のフローボリューム曲線との比較例を示す説明図である。

【図13】図１３は、実測フローに基づくフローボリューム曲線と、実測ボリューム微分値に基づくフローボリューム曲線との比較例を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、本実施形態の呼吸機能検査装置を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態の呼吸機能検査装置の外観を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。図２は図１の呼吸機能検査装置の開閉扉を開いた状態を示す斜視図である。図１、図２に示すように、本発明の呼吸機能検査装置１は、筐体である本体部１１と、本体部１１に内蔵されたローリングシール型スパイロメータ１２等から構成される。本体部１１の上面には、キーボード１３、ディスプレイ１４、プリンタ１５、マウス１６が載置され、本体部１１の内部には制御部（図示せず）が備えられている。本体部１１の左側面には、開閉扉１７が蝶番によって開閉可能に取り付けられ、開閉扉１７を閉じてローリングシール型スパイロメータ１２を遮蔽する。

【0028】

図１に示すように、開閉扉１７の側面には上下方向に長い凹部１８が形成され、この凹部１８に、二酸化炭素ガスを吸収する吸収剤が収納された収納ケース５が着脱可能に取り付けられる。また、図１及び図３に示すように、開閉扉１７の外壁１７ｂには、凹部１８と対向する位置に吸気チューブ接続口３８ｂ及び呼気チューブ接続口３９ｂ、並びに、呼吸チューブ接続口４０ｂがそれぞれ設けられている。また、図２に示すように、開閉扉１７の内壁１７ａには、吸気口３８ａ及び呼気口３９ａ、並びに、呼吸気口４０ａがそれぞれ設けられている。

【0029】

図３は本実施形態の呼吸機能検査装置１のローリングシール型スパイロメータ１２周辺の概略の構造を示す説明図である。図３に示すように、ローリングシール型スパイロメータ１２は、円筒状のシリンダ１２１と、軸受け用のスライドベアリング１２２により支持されるピストン１２３を備え、シリンダ１２１とピストン１２３との間はシリコン製のローリングシール１２４で密閉されている。ローリングシール１２４の一端はシリンダ１２１の内壁面に接合され、他端はピストン１２３の側面に接合されている。ピストン１２３の移動に追随してローリングシール１２４が湾曲することで、シリンダ１２１とピストン１２３との隙間の密閉状態が維持される。ピストン１２３が移動すると、ポテンショメータ１２５でピストン１２３の中心軸１２６の軸方向の移動距離を検出する。

【0030】

図２及び図３に示すように、シリンダ１２１の開口部周囲の壁面には、シリコン製のクッション部材２１２が接合されており、シリンダ１２１の開口部が、環状のクッション部材２１２によって囲まれる構成となっている。図３に示すように、クッション部材２１２は、開閉扉１７が閉じられると、開閉扉１７の内壁１７ａと接触して変形することにより、開閉扉１７を閉じたときの衝撃を緩和する。また、クッション部材２１２は、開閉扉１７の内壁１７ａと密着することにより、開閉扉１７の内壁１７ａとシリンダ１２１の開口部周囲の壁面との隙間を埋める。これにより、開閉扉１７の内壁１７ａとクッション部材２１２とによって、シリンダ１２１内のシリンダ室２１１が密閉される。被験者の吸気時には、シリンダ室２１１のガスが被験者に供給され（被験者がシリンダ室２１１のガスを吸入し）、被験者の呼気時には、被験者の呼気がシリンダ室２１１に吐出される。即ち、開閉扉１７が閉じられたときのシリンダ室２１１は、被験者の呼吸空間として機能する。

【0031】

図３に示すように、開閉扉１７の内壁１７ａには、吸気口３８ａ、呼気口３９ａが設けられている。また、開閉扉１７の外壁１７ｂには、吸気チューブ接続口３８ｂ、呼気チューブ接続口３９ｂが設けられている。

【0032】

吸気口３８ａには、ゴムチューブ７３Ｃの一端が接続され、吸気チューブ接続口３８ｂには、ゴムチューブ７３Ｃの他端が接続されている。即ち、ゴムチューブ７３Ｃによりシリンダ室２１１から本体外部に吸気を通過させるための、吸気口３８ａから吸気チューブ接続口３８ｂに連なる吸気経路が形成されている。

【0033】

また、呼気口３９ａには、ゴムチューブ７３Ａの一端が接続され、ゴムチューブ７３Ａの他端は、凹部１８に取り付けられた収納ケース５の呼気出口５Ａと接続される。また、収納ケース５の呼気入口５Ｂには、ゴムチューブ７３Ｂの一端が接続され、呼気チューブ接続口３９ｂには、ゴムチューブ７３Ｂの他端が接続されている。このように、収納ケース５が凹部１８に接続されたときに、呼気口３９ａと呼気チューブ接続口３９ｂとが、収納ケース５（収納ケース５内の二酸化炭素ガス吸収剤）を介して流体的に接続されることになる。即ち、ゴムチューブ７３Ａ及び７３Ｂ、並びにこれらと接続される収納ケース５により、本体外部からシリンダ室２１１に呼気を通過させるための、呼気チューブ接続口３９ｂから呼気口３９ａに連なる呼気経路が形成されている。

【0034】

被験者の吸気が通過する吸気管８１及び被験者の呼気が通過する呼気管８２に分岐した呼吸チューブ８０には、支部に設けられた三方弁８５を介してマウスピース（ＭＰ）が接続される。吸気チューブ接続口３８ｂには、吸気管８１の一端が接続され、吸気管８１の他端は三方弁８５の吸気弁（不図示）と流体的に接続されている。また、呼気チューブ接続口３９ｂには、呼気管８２の一端が接続され、呼気管８２の他端は三方弁８５の呼気弁（不図示）と流体的に接続されている。

【0035】

呼吸チューブ８０に接続されたマウスピースを介して被験者が吸気を行うと、三方弁８５の吸気弁が開放され、ピストン１２３が手前方向（開口部方向）に移動してシリンダ室２１１の容量（呼吸空間の体積）が減少すると共に、シリンダ室２１１内のガスが吸気口３８ａから外部に流出し、ゴムチューブ７３Ｃ及び吸気管８１を通過して被験者に供給される。このときのピストン１２３の移動距離をポテンショメータ１２５が検出することにより、吸気量が電気信号に変換される。

【0036】

呼吸チューブ８０に接続されたマウスピースを介して被験者が呼気を行うと、三方弁８５の呼気弁が開放され、被験者の呼気は呼気管８２通過し、呼気チューブ接続口３９ｂからゴムチューブ７３Ｂを通過して収納ケース５に到達し、収納ケース５を通過する際に吸収剤により二酸化炭素ガスが吸収され、さらにゴムチューブ７３Ａを通過して呼気口３９ａからシリンダ室２１１に吐出される。これに伴い、ピストン１２３が奥方向（開口部と反対方向）に移動してシリンダ室２１１の容量（呼吸空間の体積）が増加する。このときのピストン１２３の移動距離をポテンショメータ１２５が検出することにより、呼気量が電気信号に変換される。

【0037】

上記のように、吸気口３８ａと吸気チューブ接続口３８ｂを流体的に接続するゴムチューブ７３Ｃ、並びに、呼気口３９ａと収納ケース５を流体的に接続するゴムチューブ７３Ａ、収納ケース５、及び、収納ケース５と呼気チューブ接続口３９ｂを流体的に接続するゴムチューブ７３Ｂを含んで構成される呼吸経路を、呼吸経路Ｘ１と称する。

【0038】

例えば、機能的残気量（Functional Residual Capacity;FRC）、分時換気量（Minute Volume：MV）、基礎代謝率（Basal Metabolic Rate;BMR）、を測定する場合には、呼吸経路Ｘ１を使用する。また、高濃度酸素をシリンダ室２１１に供給した状態で肺活量（Vital Capacity;VC）、努力性肺活量（Forced Vital Capacity;FVC）、分時換気量（MV）を測定する場合にも、呼吸経路Ｘ１を使用する。

【0039】

また、図３に示すように、開閉扉１７の内壁１７ａには、呼吸気口４０ａが設けられている。また、開閉扉１７の外壁１７ｂには、呼吸チューブ接続口４０ｂが設けられている。呼吸気口４０ａには、二方弁７５を介してゴムチューブ７４の一端が接続され、呼吸チューブ接続口４０ｂには、ゴムチューブ７４の他端が接続されている。即ち、ゴムチューブ７４により、シリンダ室２１１から本体外部に吸気を通過させ、呼吸気口４０ａから呼吸チューブ接続口４０ｂに連なる吸気経路が形成されると共に、本体外部からシリンダ室２１１に呼気を通過させるための、呼吸チューブ接続口４０ｂから呼吸気口４０ａに連なる呼気経路が形成されている。

【0040】

呼吸チューブ接続口４０ｂには、呼吸チューブ９０の一端が接続され、呼吸チューブ９０の他端にはマウスピース（ＭＰ）が接続される。呼吸チューブ９０に接続されたマウスピースを介して被験者が吸気を行うと、二方弁７５の吸気弁が開放され、ピストン１２３が手前方向（開口部方向）に移動してシリンダ室２１１の容量（呼吸空間の体積）が減少すると共に、シリンダ室２１１内のガスが呼吸気口４０ａから外部に流出し、ゴムチューブ７４及び呼吸チューブ９０を通過して被験者に供給される。このときのピストン１２３の移動距離をポテンショメータ１２５が検出することにより、吸気量が電気信号に変換される。

【0041】

呼吸チューブ９０に接続されたマウスピースを介して被験者が呼気を行うと、二方弁７５の呼気弁が開放され、被験者の呼気は呼吸チューブ９０通過し、さらに呼吸チューブ接続口４０ｂからゴムチューブ７４を通過し、呼吸気口４０ａからシリンダ室２１１に吐出される。これに伴い、ピストン１２３が奥方向（開口部と反対方向）に移動してシリンダ室２１１の容量（呼吸空間の体積）が増加する。このときのピストン１２３の移動距離をポテンショメータ１２５が検出することにより、呼気量が電気信号に変換される。

【0042】

上記のように、呼吸気口４０ａと呼吸チューブ接続口４０ｂを流体的に接続するゴムチューブ７４を含んで構成される呼吸経路を、呼吸経路Ｘ２と称する。例えば、高濃度酸素をシリンダ室２１１に供給しない通常状態で、肺活量（VC）、努力性肺活量（FVC）、最大換気量（MVV）を測定する場合には、呼吸経路Ｘ２を使用する。また、後述する較正用ポンプ３００を用いてボリューム又はフローを較正する際にも、呼吸経路Ｘ２を使用する。

【0043】

次に、本実施形態におけるボリューム及びフローの測定方法に関して、図４を用いて説明する。前述したように、ピストン１２３の中心軸方向の移動距離をポテンショメータ１２５が検出すると、検出した移動距離に応じた信号が出力され、アンプ１３０により増幅される。アンプ１３０により増幅された信号はＡ／Ｄコンバータ１３３ａ（以下ではＡＤＣ１３３ａという）によりアナログ信号からディジタル信号に変換された後、ＣＰＵ１４０により読み込まれる。このようにしてＡＤＣ１３３ａから出力される信号（ピストン１２３の中心軸方向の移動距離に対応した信号）をボリューム出力と称する。

【0044】

また、アンプ１３０により増幅された信号は微分回路１３１により直流成分がカットされ、アンプ１３２により増幅される。アンプ１３２により増幅された信号はＡ／Ｄコンバータ１３３ｂ（以下ではＡＤＣ１３３ｂという）によりアナログ信号からディジタル信号に変換され、ＣＰＵ１４０により読み込まれる。このようにしてＡＤＣ１３３ｂから出力される信号（ピストン１２３の中心軸方向の移動距離の時間変化に対応した信号）をフロー出力と称する。

【0045】

ＣＰＵ１４０は、図示しないＲＡＭ、ＲＯＭ、及び、表示制御部等と接続されており、ＲＯＭに記憶されている測定プログラムをＲＡＭに読み込んで実行することにより、ボリューム及びフローを算出し、さらにボリューム及びフローの算出結果等に基づいて各測定項目に関する値を算出する。これらボリューム及びフロー、並びに各測定項目に関する値は、表示制御部によってディスプレイ１４に表示可能であると共に、プリンタ１５によりプリントアウトされて、医師や検査技師等が確認可能となっている。

【0046】

例えば、ＣＰＵ１４０は、ボリューム出力と、既知であるピストン１２３の直径（円の面積）に基づいて、ボリューム（Ｌ）を算出可能である。このように、ボリューム出力に基づいて測定されるボリュームを実測ボリュームとも称する。また、ＣＰＵ１４０は、所定期間（例えば１秒間）におけるフロー出力の時間平均と、既知であるピストン１２３の直径（円の面積）に基づいて、フロー（Ｌ／ｓｅｃ）を算出可能である。このように、フロー出力に基づいて測定されるフローを実測フローとも称する。このように、実測ボリュームは、ポテンショメータ１２５からの出力信号（ボリューム出力）に基づく計測値であり、実測フローは、ポテンショメータ１２５及び微分回路１３１からの出力信号（フロー出力）に基づく計測値である。

【0047】

（較正用ポンプ３００）
このように、被験者の呼吸に応じて移動部であるピストン１２３が移動し、そのときの移動量に基づいて実測ボリューム及び実測フローを測定可能となっている。このようにして測定される、実測ボリューム及び実測フローに関しては、図５に示す較正用ポンプ３００を用いた較正によって、より正確な値を得ることができる。

【0048】

図５は、較正用ポンプ３００の外観を示す図である。較正用ポンプ３００は、円筒状の本体部３１０と、細長い棒状のロッド３３０から構成されている。本体部３１０の前面３１０ａには、前述した呼吸チューブ９０（呼吸チューブ接続口４０ｂ）と本体部３１０とを接続するための略円筒状の接続部３２０が設けられている。この接続部３２０の先端には、本体部３１０内の空間と連通する空気穴３２１が形成されている。

【0049】

また、本体部３１０の下部には、前面側に脚部３１１，３１１が接合され、後面側に脚部３１２が接合されている。半球状の脚部３１１，３１１，及び３１２は、何れも弾力性を有する材料、例えばシリコーンゴム等により形成されている。脚部３１１，３１１は、本体部３１０における円筒の下端（円形の断面における最下点）を中心として相対する位置に設けられている。脚部３１２は、本体部３１０における円筒の下端（円形の断面における最下点）に設けられている。従って、平坦な場所に本体部３１０を置いたときには、脚部３１１，３１１、及び脚部３１２の３点によって本体部３１０が支持される。

【0050】

本体部３１０の後面３１０ｂには、その中心にロッド３３０を挿通させるための挿通孔が形成されており、その挿通孔の壁面とロッド３３０の外周面とが接触した状態で、ロッド３３０を摺動させることが可能となっている。ロッド３３０の一端側（前面側）は、本体部３１０内のラバーストッパーに固定されており、ロッド３３０の他端側（後面側）には、把持部３３２が接合されている。また、ロッド３３０の長手方向（本体部３１０の軸方向）には０Ｌから３．０Ｌまで０．５Ｌ毎に目盛りが表記されており、３．０Ｌの位置にはフランジ３３１が固定されている。

【0051】

なお、本体部３１０の前面３１０ａ及び後面３１０ｂには、それぞれ、ストラップ３１５を通して固定するためのストラップ固定部３１３、３１４が設けられている。ストラップ３１５の一端側をストラップ固定部３１３に固定し、他端側をストラップ固定部３１４に固定することで、持ちにくい円筒状の本体部３１０ではなく、ストラップ３１５を持って容易に較正用ポンプ３００を移動させることができる。

【0052】

図５（ａ）の例は、ロッド３３０を本体部３１０に対して最も伸ばした状態（本体部３１０内のラバーストッパー（不図示）がこれ以上は後面３１０ｂ側に移動できない状態）を示している。この状態では、ロッド３３０の外周に表記された「０Ｌ」の目盛りが見えているため、本体部３１０内の空気は全く外部（シリンダ室２１１）に供給されていない状態にあり、また、これ以上は、外部の空気を本体部３１０内に吸入させることができない状態にある。

【0053】

この図５（ａ）の状態から、把持部３３２を掴んでロッド３３０を前方側に押し込み、フランジ３３１を後面３１０ｂに接触させると、これ以上はロッド３３０を押し込めない状態（本体部３１０内のラバーストッパー（不図示）がこれ以上は前面３１０ａ側に移動できない状態）となる。このとき、図５（ｂ）に示すように、ロッド３３０の外周に表記された「３．０Ｌ」の目盛りのみが見えている状態となり、図５（ａ）に示される状態から３．０Ｌの空気を外部（シリンダ室２１１）に供給したことになる。

【0054】

また、図５（ｂ）の状態から、把持部３３２を掴んでロッド３３０を後方側に引っ張り、図５（ａ）の状態に戻すと、再びロッド３３０の外周に表記された「０Ｌ」の目盛りが見えている状態となる。このとき、図５（ｂ）に示される状態から３．０Ｌの空気を外部（シリンダ室２１１）から吸入したことになる。

【0055】

（ボリューム較正）
次に、図５に示した較正用ポンプ３００を用いて、ローリングシール型スパイロメータ１２を備える呼吸機能検査装置１により測定されるボリュームを較正する方法に関して説明する。まず、図６（１）に示すように、検査実施者は、呼吸チューブ９０の他端に較正用ポンプ３００の接続部３２０を接続する。このとき、ロッド３３０を最大限伸ばした状態（「０Ｌ」の目盛りが見ている状態）とする。また、ＣＰＵ１４０は、横軸が実測ボリューム、縦軸が実測フローとなるグラフをディスプレイ１４に表示させる。

【0056】

次いで、図６（２）に示すように、検査実施者は、ロッド３３０を前方に押し込む。このとき、ＣＰＵ１４０は、実測フロー及び実測ボリュームに基づくフローボリューム曲線をグラフ上に表示させる。この段階では実測ボリュームの増加に伴い実測フローも正の方向（呼気方向）に増加する。次いで、図６（３）に示すように、ロッド３３０を最大限押し込んだ状態（フランジ３３１が後面３１０ｂに接触している状態であり、「３．０Ｌ」の目盛りのみが見えている状態）としたときに、実測ボリュームの増加が停止すると共に、実測フローが０Ｌ／ｓとなる。ＣＰＵ１４０は、このときの実測ボリュームの最終値を、較正時の実測ボリューム（呼気）としてＲＡＭに記憶させる。

【0057】

次いで、図６（４）に示すように、検査実施者は、ロッド３３０を後方に引っ張る。このとき、ＣＰＵ１４０は、実測フロー及び実測ボリュームに基づくフローボリューム曲線をグラフ上に表示させる。この段階では実測ボリュームの増加に伴い実測フローも負の方向（吸気方向）に増加する。次いで、図６（５）に示すように、ロッド３３０を最大限伸ばした状態（「０Ｌ」の目盛りが見ている状態）としたときに、実測ボリュームの増加が停止すると共に、実測フローが０Ｌ／ｓとなる。ＣＰＵ１４０は、このときの実測ボリュームの最終値を、較正時の実測ボリューム（吸気）としてＲＡＭに記憶させる。

【0058】

ＣＰＵ１４０は、較正用ポンプ３００の既知の容量（３．０Ｌ）と、比較データとなる較正時の実測ボリューム（呼気及び吸気）とに基づいて、ボリューム較正係数を算出する。具体的には、［３．０（Ｌ）÷比較データの平均値］に基づいてボリューム較正係数を算出する。そして、以降の呼吸機能検査では、［測定された実測ボリューム×ボリューム較正係数］を較正後のボリュームとして記憶すると共に、ディスプレイ１４に表示する。

【0059】

このように、較正用ポンプ３００を用いてボリュームの較正を行う場合には、ロッド３３０を操作する速度（発生させるフロー）を異ならせて、複数の実測フローに関するフローボリューム曲線を取得して、それら複数のフローボリューム曲線に基づいてボリュームの較正を行うことが好ましい。以下に示す例では、±０．５Ｌ／ｓ、±１．０Ｌ／ｓ、±１．５Ｌ／ｓ、±３．０Ｌ／ｓ、及び、±６．０Ｌ／ｓの５組（計１０通り）のフローに関するフローボリューム曲線を取得して、ボリュームの較正を行うものとする。

【0060】

本実施形態において、ＣＰＵ１４０は、検査実施者がキーボード１３又はマウス１６等の入力装置において、ボリューム較正を行うための操作（例えば、「ボリューム較正」と表示されたアイコンにマウスのポインタを合わせてクリックする操作）を行ったことに基づいて、ボリューム較正プログラムを実行する。

【0061】

ボリューム較正プログラムが実行されると、図７のＳ１００に示すように、「ボリューム較正を行います。３Ｌ較正用ポンプを呼吸経路Ｘ２に接続して下さい。」というメッセージがディスプレイ１４に表示される。このとき、呼吸経路Ｘ２の画像と共に、較正用ポンプ３００の接続部３２０を呼吸チューブ９０に接続する様子を示した画像がディスプレイ１４に表示されるようにしても良い。このような表示によって、検査実施者は、較正用ポンプ３００を接続すべき呼吸経路（及び接続箇所）を容易に把握して、呼吸機能検査装置１と較正用ポンプ３００とを適切に接続することができる。

【0062】

次いで、Ｓ１１１に示すように、「較正用ポンプのロッドを６秒かけて押して下さい。」というメッセージがディスプレイ１４に表示される。即ち、０．５Ｌ／ｓの呼気に相当するフロー（＋０．５Ｌ／ｓのフロー）を発生させるための操作が指示される。検査実施者が、指示された速度に従ってロッド３３０を０Ｌの位置から３Ｌの位置まで押し込むことで、較正時の実測ボリューム（呼気１）が比較データとして記憶される。

【0063】

次いで、Ｓ１１２に示すように、「較正用ポンプのロッドを６秒かけて引いて下さい。」というメッセージがディスプレイ１４に表示される。即ち、０．５Ｌ／ｓの吸気に相当するフロー（−０．５Ｌ／ｓのフロー）を発生させるための操作が指示される。検査実施者が、指示された速度に従ってロッド３３０を３Ｌの位置から０Ｌの位置まで引っ張ることで、較正時の実測ボリューム（吸気１）が比較データとして記憶される。また、較正用ポンプ３００の操作に応じて、図８に示すように、１組目のフローボリューム曲線１が取得され、ディスプレイ１４に表示される。

【0064】

次いで、Ｓ１２１に示すように、「較正用ポンプのロッドを３秒かけて押して下さい。」というメッセージがディスプレイ１４に表示される。即ち、１．０Ｌ／ｓの呼気に相当するフロー（＋１．０Ｌ／ｓのフロー）を発生させるための操作が指示される。検査実施者が、指示された速度に従ってロッド３３０を０Ｌの位置から３Ｌの位置まで押し込むことで、較正時の実測ボリューム（呼気２）が比較データとして記憶される。

【0065】

次いで、Ｓ１２２に示すように、「較正用ポンプのロッドを３秒かけて引いて下さい。」というメッセージがディスプレイ１４に表示される。即ち、１．０Ｌ／ｓの吸気に相当するフロー（−１．０Ｌ／ｓのフロー）を発生させるための操作が指示される。検査実施者が、指示された速度に従ってロッド３３０を３Ｌの位置から０Ｌの位置まで引っ張ることで、較正時の実測ボリューム（吸気２）が比較データとして記憶される。また、較正用ポンプ３００の操作に応じて、図８に示すように、２組目のフローボリューム曲線２が取得され、ディスプレイ１４に表示される。

【0066】

次いで、Ｓ１３１に示すように、「較正用ポンプのロッドを２秒かけて押して下さい。」というメッセージがディスプレイ１４に表示される。即ち、１．５Ｌ／ｓの呼気に相当するフロー（＋１．５Ｌ／ｓのフロー）を発生させるための操作が指示される。検査実施者が、指示された速度に従ってロッド３３０を０Ｌの位置から３Ｌの位置まで押し込むことで、較正時の実測ボリューム（呼気３）が比較データとして記憶される。

【0067】

次いで、Ｓ１３２に示すように、「較正用ポンプのロッドを２秒かけて引いて下さい。」というメッセージがディスプレイ１４に表示される。即ち、１．５Ｌ／ｓの吸気に相当するフロー（−１．５Ｌ／ｓのフロー）を発生させるための操作が指示される。検査実施者が、指示された速度に従ってロッド３３０を３Ｌの位置から０Ｌの位置まで引っ張ることで、較正時の実測ボリューム（吸気３）が比較データとして記憶される。また、較正用ポンプ３００の操作に応じて、図８に示すように、３組目のフローボリューム曲線３が取得され、ディスプレイ１４に表示される。

【0068】

次いで、Ｓ１４１に示すように、「較正用ポンプのロッドを１秒かけて押して下さい。」というメッセージがディスプレイ１４に表示される。即ち、３．０Ｌ／ｓの呼気に相当するフロー（＋３．０Ｌ／ｓのフロー）を発生させるための操作が指示される。検査実施者が、指示された速度に従ってロッド３３０を０Ｌの位置から３Ｌの位置まで押し込むことで、較正時の実測ボリューム（呼気４）が比較データとして記憶される。

【0069】

次いで、Ｓ１４２に示すように、「較正用ポンプのロッドを１秒かけて引いて下さい。」というメッセージがディスプレイ１４に表示される。即ち、３．０Ｌ／ｓの吸気に相当するフロー（−３．０Ｌ／ｓのフロー）を発生させるための操作が指示される。検査実施者が、指示された速度に従ってロッド３３０を３Ｌの位置から０Ｌの位置まで引っ張ることで、較正時の実測ボリューム（吸気４）が比較データとして記憶される。また、較正用ポンプ３００の操作に応じて、図８に示すように、４組目のフローボリューム曲線４が取得され、ディスプレイ１４に表示される。

【0070】

次いで、Ｓ１５１に示すように、「較正用ポンプのロッドを０．５秒かけて押して下さい。」というメッセージがディスプレイ１４に表示される。即ち、６．０Ｌ／ｓの呼気に相当するフロー（＋６．０Ｌ／ｓのフロー）を発生させるための操作が指示される。検査実施者が、指示された速度に従ってロッド３３０を０Ｌの位置から３Ｌの位置まで押し込むことで、較正時の実測ボリューム（呼気５）が比較データとして記憶される。

【0071】

次いで、Ｓ１５２に示すように、「較正用ポンプのロッドを０．５秒かけて引いて下さい。」というメッセージがディスプレイ１４に表示される。即ち、６．０Ｌ／ｓの吸気に相当するフロー（−６．０Ｌ／ｓのフロー）を発生させるための操作が指示される。検査実施者が、指示された速度に従ってロッド３３０を３Ｌの位置から０Ｌの位置まで引っ張ることで、較正時の実測ボリューム（吸気５）が比較データとして記憶される。また、較正用ポンプ３００の操作に応じて、図８に示すように、５組目のフローボリューム曲線５が取得され、ディスプレイ１４に表示される。

【0072】

このようにして、較正時の実測ボリューム（吸気１〜吸気５）、較正時の実測ボリューム（呼気１〜呼気５）の５組（合計１０個）の比較データが取得される。ＣＰＵ１４０は、これらの比較データの平均値と、既知である較正用ポンプ３００の容量（３．０Ｌ）に基づいて、ボリューム較正係数を決定する。図８に示すように、本例では、［３．０（Ｌ）÷比較データの平均値］が０．９８３となることから、ボリューム較正係数を、０．９８３と決定している。そして、以降の呼吸機能検査では、［測定された実測ボリューム×０．９８３］を較正後のボリュームとして記憶すると共に、ディスプレイ１４に表示する。

【0073】

以上のようにしてボリューム較正係数が決定されると、Ｓ１６０に示すように、「ボリューム較正が終了しました」というメッセージがディスプレイ１４に表示される。

【0074】

このように、較正用ポンプ３００を呼吸機能検査装置１の呼吸経路Ｘ２に接続して操作することによってボリューム較正が可能となっており、簡素な装置及び簡素な手順によりボリューム較正を実現している。また、較正用ポンプ３００の操作手順をガイドする機能を設けることによって、検査実施者に適切な操作を行わせて、正確なボリューム較正を行うことが可能となっている。

【0075】

なお、図８の例では、吸気に関する較正時の実測ボリューム（吸気１〜吸気５）及び呼気に関する較正時の実測ボリューム（呼気１〜呼気５）の合計１０個の比較データに基づいて、吸気及び呼気に関して共通（１つ）のボリューム較正係数を決定しているが、吸気用のボリューム較正係数と、呼気用のボリューム較正係数とを別に決定するようにしても良い。具体的には、吸気に関する較正時の実測ボリューム（吸気１〜吸気５）のみを比較データとして、［３．０（Ｌ）÷比較データの平均値］により吸気用のボリューム較正係数を決定する。また、呼気に関する較正時の実測ボリューム（呼気１〜呼気５）のみを比較データとして、［３．０（Ｌ）÷比較データの平均値］により呼気用のボリューム較正係数を決定する。

【0076】

（フロー較正）
次に、図５に示した較正用ポンプ３００を用いて、ローリングシール型スパイロメータ１２を備える呼吸機能検査装置１により測定されるフローを較正する方法に関して説明する。まず、図９（１）に示すように、検査実施者は、呼吸チューブ９０の他端に較正用ポンプ３００の接続部３２０を接続する。このとき、ロッド３３０を最大限伸ばした状態（「０Ｌ」の目盛りが見ている状態）とする。また、ＣＰＵ１４０は、横軸が実測フローの積分値、縦軸が実測フローとなるグラフをディスプレイ１４に表示させる。

【0077】

次いで、図９（２）に示すように、検査実施者は、ロッド３３０を前方に押し込む。このとき、ＣＰＵ１４０は、実測フロー及び実測フローの積分値に基づくフローボリューム曲線をグラフ上に表示させる。この段階では実測フローが正の方向（呼気方向）に増加することに伴い、実測フローの積分値も増加する。次いで、図９（３）に示すように、ロッド３３０を最大限押し込んだ状態（フランジ３３１が後面３１０ｂに接触している状態であり、「３．０Ｌ」の目盛りのみが見えている状態）としたときに、実測フローが０Ｌ／ｓとなることに伴い、実測フローの積分値の増加が停止する。ＣＰＵ１４０は、このときの実測フローの積分値の最終値を、較正時の実測フロー積分値（呼気）としてＲＡＭに記憶させる。

【0078】

次いで、図９（４）に示すように、検査実施者は、ロッド３３０を後方に引っ張る。このとき、ＣＰＵ１４０は、実測フロー及び実測フローの積分値に基づくフローボリューム曲線をグラフ上に表示させる。この段階では実測フローが負の方向（吸気方向）に増加することに伴い、実測フローの積分値も増加する。次いで、図９（５）に示すように、ロッド３３０を最大限伸ばした状態（「０Ｌ」の目盛りが見ている状態）としたときに、実測フローが０Ｌ／ｓとなることに伴い、実測フローの積分値の増加が停止する。ＣＰＵ１４０は、このときの実測フローの積分値の最終値を、較正時の実測フロー積分値（吸気）としてＲＡＭに記憶させる。

【0079】

ＣＰＵ１４０は、較正用ポンプ３００の既知の容量（３．０Ｌ）と、比較データとなる較正時の実測フロー積分値（呼気及び吸気）とに基づいて、フロー較正係数を算出する。具体的には、［３．０（Ｌ）÷比較データの平均値］に基づいてフロー較正係数を算出する。そして、以降の呼吸機能検査では、［測定された実測フロー×フロー較正係数］を較正後のフローとして記憶すると共に、ディスプレイ１４に表示する。

【0080】

このように、較正用ポンプ３００を用いてフローの較正を行う場合には、ロッド３３０を操作する速度（発生させるフロー）を異ならせて、複数の実測フローに関するフローボリューム曲線を取得して、それら複数のフローボリューム曲線に基づいてフローの較正を行うことが好ましい。以下に示す例では、±０．５Ｌ／ｓ、±１．０Ｌ／ｓ、±１．５Ｌ／ｓ、±３．０Ｌ／ｓ、及び、±６．０Ｌ／ｓの５組（計１０通り）のフローに関するフローボリューム曲線を取得して、フローの較正を行うものとする。

【0081】

本実施形態において、ＣＰＵ１４０は、検査実施者がキーボード１３又はマウス１６等の入力装置において、フロー較正を行うための操作（例えば、「フロー較正」と表示されたアイコンにマウスのポインタを合わせてクリックする操作）を行ったことに基づいて、フロー較正プログラムを実行する。

【0082】

フロー較正プログラムが実行されると、図１０のＳ２００に示すように、「フロー較正を行います。３Ｌ較正用ポンプを呼吸経路Ｘ２に接続して下さい。」というメッセージがディスプレイ１４に表示される。このとき、呼吸経路Ｘ２の画像と共に、較正用ポンプ３００の接続部３２０を呼吸チューブ９０に接続する様子を示した画像がディスプレイ１４に表示されるようにしても良い。このような表示によって、検査実施者は、較正用ポンプ３００を接続すべき呼吸経路（及び接続箇所）を容易に把握して、呼吸機能検査装置１と較正用ポンプ３００とを適切に接続することができる。

【0083】

次いで、Ｓ２１１に示すように、「較正用ポンプのロッドを６秒かけて押して下さい。」というメッセージがディスプレイ１４に表示される。即ち、０．５Ｌ／ｓの呼気に相当するフロー（＋０．５Ｌ／ｓのフロー）を発生させるための操作が指示される。検査実施者が、指示された速度に従ってロッド３３０を０Ｌの位置から３Ｌの位置まで押し込むことで、較正時の実測フロー積分値（呼気１）が比較データとして記憶される。

【0084】

次いで、Ｓ２１２に示すように、「較正用ポンプのロッドを６秒かけて引いて下さい。」というメッセージがディスプレイ１４に表示される。即ち、０．５Ｌ／ｓの吸気に相当するフロー（−０．５Ｌ／ｓのフロー）を発生させるための操作が指示される。検査実施者が、指示された速度に従ってロッド３３０を３Ｌの位置から０Ｌの位置まで引っ張ることで、較正時の実測フロー積分値（吸気１）が比較データとして記憶される。また、較正用ポンプ３００の操作に応じて、図１１に示すように、１組目のフローボリューム曲線１が取得され、ディスプレイ１４に表示される。

【0085】

次いで、Ｓ２２１に示すように、「較正用ポンプのロッドを３秒かけて押して下さい。」というメッセージがディスプレイ１４に表示される。即ち、１．０Ｌ／ｓの呼気に相当するフロー（＋１．０Ｌ／ｓのフロー）を発生させるための操作が指示される。検査実施者が、指示された速度に従ってロッド３３０を０Ｌの位置から３Ｌの位置まで押し込むことで、較正時の実測フロー積分値（呼気２）が比較データとして記憶される。

【0086】

次いで、Ｓ２２２に示すように、「較正用ポンプのロッドを３秒かけて引いて下さい。」というメッセージがディスプレイ１４に表示される。即ち、１．０Ｌ／ｓの吸気に相当するフロー（−１．０Ｌ／ｓのフロー）を発生させるための操作が指示される。検査実施者が、指示された速度に従ってロッド３３０を３Ｌの位置から０Ｌの位置まで引っ張ることで、較正時の実測フロー積分値（吸気２）が比較データとして記憶される。また、較正用ポンプ３００の操作に応じて、図１１に示すように、２組目のフローボリューム曲線２が取得され、ディスプレイ１４に表示される。

【0087】

次いで、Ｓ２３１に示すように、「較正用ポンプのロッドを２秒かけて押して下さい。」というメッセージがディスプレイ１４に表示される。即ち、１．５Ｌ／ｓの呼気に相当するフロー（＋１．５Ｌ／ｓのフロー）を発生させるための操作が指示される。検査実施者が、指示された速度に従ってロッド３３０を０Ｌの位置から３Ｌの位置まで押し込むことで、較正時の実測フロー積分値（呼気３）が比較データとして記憶される。

【0088】

次いで、Ｓ２３２に示すように、「較正用ポンプのロッドを２秒かけて引いて下さい。」というメッセージがディスプレイ１４に表示される。即ち、１．５Ｌ／ｓの吸気に相当するフロー（−１．５Ｌ／ｓのフロー）を発生させるための操作が指示される。検査実施者が、指示された速度に従ってロッド３３０を３Ｌの位置から０Ｌの位置まで引っ張ることで、較正時の実測フロー積分値（吸気３）が比較データとして記憶される。また、較正用ポンプ３００の操作に応じて、図１１に示すように、３組目のフローボリューム曲線３が取得され、ディスプレイ１４に表示される。

【0089】

次いで、Ｓ２４１に示すように、「較正用ポンプのロッドを１秒かけて押して下さい。」というメッセージがディスプレイ１４に表示される。即ち、３．０Ｌ／ｓの呼気に相当するフロー（＋３．０Ｌ／ｓのフロー）を発生させるための操作が指示される。検査実施者が、指示された速度に従ってロッド３３０を０Ｌの位置から３Ｌの位置まで押し込むことで、較正時の実測フロー積分値（呼気４）が比較データとして記憶される。

【0090】

次いで、Ｓ２４２に示すように、「較正用ポンプのロッドを１秒かけて引いて下さい。」というメッセージがディスプレイ１４に表示される。即ち、３．０Ｌ／ｓの吸気に相当するフロー（−３．０Ｌ／ｓのフロー）を発生させるための操作が指示される。検査実施者が、指示された速度に従ってロッド３３０を３Ｌの位置から０Ｌの位置まで引っ張ることで、較正時の実測フロー積分値（吸気４）が比較データとして記憶される。また、較正用ポンプ３００の操作に応じて、図１１に示すように、４組目のフローボリューム曲線４が取得され、ディスプレイ１４に表示される。

【0091】

次いで、Ｓ２５１に示すように、「較正用ポンプのロッドを０．５秒かけて押して下さい。」というメッセージがディスプレイ１４に表示される。即ち、６．０Ｌ／ｓの呼気に相当するフロー（＋６．０Ｌ／ｓのフロー）を発生させるための操作が指示される。検査実施者が、指示された速度に従ってロッド３３０を０Ｌの位置から３Ｌの位置まで押し込むことで、較正時の実測フロー積分値（呼気５）が比較データとして記憶される。

【0092】

次いで、Ｓ２５２に示すように、「較正用ポンプのロッドを０．５秒かけて引いて下さい。」というメッセージがディスプレイ１４に表示される。即ち、６．０Ｌ／ｓの吸気に相当するフロー（−６．０Ｌ／ｓのフロー）を発生させるための操作が指示される。検査実施者が、指示された速度に従ってロッド３３０を３Ｌの位置から０Ｌの位置まで引っ張ることで、較正時の実測フロー積分値（吸気５）が比較データとして記憶される。また、較正用ポンプ３００の操作に応じて、図１１に示すように、５組目のフローボリューム曲線５が取得され、ディスプレイ１４に表示される。

【0093】

このようにして、較正時の実測フロー積分値（吸気１〜吸気５）、較正時の実測フロー積分値（呼気１〜呼気５）の５組（合計１０個）の比較データが取得される。ＣＰＵ１４０は、これらの比較データの平均値と、既知である較正用ポンプ３００の容量（３．０Ｌ）に基づいて、フロー較正係数を決定する。図１１に示すように、本例では、［３．０（Ｌ）÷比較データの平均値］が０．９２１となることから、フロー較正係数を、０．９２１と決定している。そして、以降の呼吸機能検査では、［測定された実測フロー×０．９２１］を較正後のフローとして記憶すると共に、ディスプレイ１４に表示する。

【0094】

以上のようにしてフロー較正係数が決定されると、Ｓ２６０に示すように、「フロー較正が終了しました」というメッセージがディスプレイ１４に表示される。

【0095】

このように、較正用ポンプ３００を呼吸機能検査装置１の呼吸経路Ｘ２に接続して操作することによってフロー較正が可能となっており、簡素な装置及び簡素な手順によりフロー較正を実現している。また、較正用ポンプ３００の操作手順をガイドする機能を設けることによって、検査実施者に適切な操作を行わせて、正確なフロー較正を行うことが可能となっている。

【0096】

なお、図１１の例では、吸気に関する較正時の実測フロー積分値（吸気１〜吸気５）及び呼気に関する較正時の実測フロー積分値（呼気１〜呼気５）の合計１０個の比較データに基づいて、吸気及び呼気に関して共通（１つ）のフロー較正係数を決定しているが、吸気用のフロー較正係数と、呼気用のフロー較正係数とを別に決定するようにしても良い。具体的には、吸気に関する較正時の実測フロー積分値（吸気１〜吸気５）のみを比較データとして、［３．０（Ｌ）÷比較データの平均値］により吸気用のフロー較正係数を決定する。また、呼気に関する較正時の実測フロー積分値（呼気１〜呼気５）のみを比較データとして、［３．０（Ｌ）÷比較データの平均値］により呼気用のフロー較正係数を決定する。

【0097】

図１２は、較正前の実測フローに基づくフローボリューム曲線と、較正後のフローに基づくフローボリューム曲線との比較図である。フロー較正係数を決定した後に、図１０及び図１１で示したように較正用ポンプ３００を呼吸機能検査装置１と接続して、ガイドに従って操作を行うことにより、［実測フロー×フロー較正係数］により較正後のフローが得られるようになる。そして、較正後のフローを積分することにより、較正前の実測フローの積分値と比較して、較正用ポンプ３００の容量（３．０Ｌ）により近い値が得られることになる。

【0098】

（実測ボリューム微分値を用いたフロー較正）
上記の実施形態では、比較データとなる較正時の実測フロー積分値と、既知である較正用ポンプの容量（３Ｌ）に基づいて、フロー較正係数を決定するようにしている。このような方式に限らず、較正時の実測フローと、較正時の実測ボリューム微分値とに基づいてフロー較正係数を決定するようにしても良い。具体的には、図９及び図１０に示したように、較正用ポンプ３００を用いてフローを発生させるための操作を行う。この際に、ＣＰＵ１４０が、較正時のボリューム出力に基づいて計測した実測ボリュームを微分する計算を行う。そして、算出した実測ボリューム微分値と、微分回路１３１から出力された信号（フロー出力）に基づいて計測された実測フローと、に基づいて、フロー較正係数を決定するものとする。

【0099】

例えば、図１３に示すように、ＣＰＵ１４０が算出した較正時の実測ボリューム微分値（ピーク値）と、較正時のフロー出力に基づいて計測された実測フロー（ピーク値）と、に基づいて［実測ボリューム微分値（ピーク値）÷実測フロー（ピーク値）］によりフロー較正係数を決定する。図１３に示す例では、較正用ポンプ３００のロッド３３０を０Ｌの位置から３Ｌの位置まで２秒かけて押し込んだ場合、即ち、約１．５Ｌ／ｓの呼気に相当するフローを生じさせた場合における、呼気用のフロー較正係数を示している。この場合には、実測ボリューム微分値のピーク値が１．５１Ｌ／ｓであり、実測フローのピーク値が１．６２Ｌ／ｓとなったことから、［１．５１Ｌ／ｓ÷１．６２Ｌ／ｓ］＝０．９３２がフロー較正係数となっている。

【0100】

このように、ＣＰＵ１４０は、比較データとなる較正時の実測フローと、較正時の実測ボリューム微分値に基づいて、フロー較正係数を決定する。なお、前述したように、呼気用のフロー較正係数と吸気用のフロー較正係数とを別に決定するようにしても良い。また、発生させるフローを異ならせて複数回の較正を行い、その平均値をフロー較正係数として決定するようにしても良い。

【0101】

（ロータリーエンコーダによる実測フローの計測）
上記の例では、ピストン１２３の中心軸方向の移動距離をポテンショメータ１２５が検出すると、検出した移動距離に応じたアナログ信号が出力され、その信号を微分回路により処理する（直流成分をカットする）ことで、ピストン１２３の中心軸方向の移動距離の時間変化（フロー）に対応したアナログ信号とした後、さらにＡＤＣ１３３ｂによりディジタル信号に変換して、ＣＰＵ１４０に読み込ませるようにしている。このような構成に限らず、例えば、ピストン１２３の中心軸方向の移動に伴い回転軸が回転するロータリーエンコーダを用いて実測フローを得るようにしても良い。即ち、ピストン１２３の中心軸方向の移動に伴う回転軸の回転速度をロータリーエンコーダにより検出して、ロータリーエンコーダから出力される回転速度に応じたパルス信号を、ピストン１２３の中心軸方向の移動距離の時間変化（フロー）に対応したディジタル信号として、ＣＰＵ１４０に読み込ませるようにしても良い。

【0102】

例えば、ピストン１２３の中心軸方向の移動速度が遅ければ、ロータリーエンコーダから出力されるパルスの間隔（パルスの出力周期）が長くなり、ピストン１２３の中心軸方向の移動速度が速ければ、ロータリーエンコーダから出力されるパルスの間隔（パルスの出力周期）が短くなることにより、ＣＰＵ１４０では、パルスの間隔（パルスの出力周期）に基づいて実測フローを得ることが可能である。また、ロータリーエンコーダから出力されるパルスを、位相が異なる２相出力としておくことで、呼気（順方向）のフローと吸気（逆方向）のフローを区別することも可能である。例えば、回転軸が順方向に回転している場合には、一方のパルスの立ち上がり時に他方のパルスがＯＮの状態であり、回転軸が逆方向に回転している場合には、一方のパルスの立ち上がり時に他方のパルスがＯＦＦの状態であるように位相差を設けておくと良い。

【0103】

（較正係数の時間推移）
上記の実施形態において算出したボリューム較正係数を、較正時の条件（日時、気温、湿度等）と共に時系列データとしてＲＯＭに記憶しておき、ＣＰＵ１４０が、ボリューム較正係数の時間推移をグラフ形式でディスプレイ１４に表示させるようにしても良い。例えば、１年分（３６５日分）のボリューム較正係数の時系列データをグラフ形式でディスプレイ１４に表示させることで、気温、湿度等の要因により、ボリューム較正係数がどのように変動するか（ボリューム出力の安定性、較正前の実測ボリュームの安定性）を把握することが可能となる。

【0104】

同様に、上記の実施形態において算出したフロー較正係数を、較正時の条件（日時、気温、湿度等）と共に時系列データとしてＲＯＭに記憶しておき、ＣＰＵ１４０が、フロー較正係数の時間推移をグラフ形式でディスプレイ１４に表示させるようにしても良い。例えば、１年分（３６５日分）のフロー較正係数の時系列データをグラフ形式でディスプレイ１４に表示させることで、気温、湿度等の要因により、フロー較正係数がどのように変動するか（フロー出力の安定性、較正前の実測フローの安定性）を把握することが可能となる。

【0105】

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されることはない。本発明の目的、趣旨を逸脱しない範囲内での変更が可能なことはいうまでもない。

【符号の説明】

【0106】

１…呼吸機能検査装置
１１…本体部
１２…ローリングシール型スパイロメータ
１３…キーボード
１４…ディスプレイ
１２３…ピストン
１３１…微分回路
１４０…ＣＰＵ
３００…較正用ポンプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】