JP3254191B2 - 呼吸流量・流速計測装置 - Google Patents
呼吸流量・流速計測装置Info
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- JP3254191B2 JP3254191B2 JP10584399A JP10584399A JP3254191B2 JP 3254191 B2 JP3254191 B2 JP 3254191B2 JP 10584399 A JP10584399 A JP 10584399A JP 10584399 A JP10584399 A JP 10584399A JP 3254191 B2 JP3254191 B2 JP 3254191B2
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- circuit
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
- A61B5/087—Measuring breath flow
- A61B5/09—Measuring breath flow using an element rotated by the flow
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
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- Pulmonology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
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- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Surgery (AREA)
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- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、肺活量、気流速度
等の計測に用いる呼吸流量・流速計測装置に関し、呼気
または吸気によって回転体が回転するのを利用して呼吸
流量等を計測するタービン式の呼吸流量・流速計測装置
に関する。
等の計測に用いる呼吸流量・流速計測装置に関し、呼気
または吸気によって回転体が回転するのを利用して呼吸
流量等を計測するタービン式の呼吸流量・流速計測装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、呼吸機能検査の中でも換気機能
検査は重要な計測項目の一つであり、日常診察の場で広
く用いられている。そして、この換気機能検査には、呼
気または吸気(以下、呼気または吸気を全体として呼吸
気という)の換気量を計測する呼吸流量・流速計測装置
が用いられている。
検査は重要な計測項目の一つであり、日常診察の場で広
く用いられている。そして、この換気機能検査には、呼
気または吸気(以下、呼気または吸気を全体として呼吸
気という)の換気量を計測する呼吸流量・流速計測装置
が用いられている。
【0003】従来、このような呼吸流量・流速計測装置
として、特定の箱内に収容された接触抵抗の小さい蛇腹
内にチューブを通じて呼気を流出し、または吸気を流入
し、その蛇腹の動きによって呼吸流量または呼吸流速等
(以下、呼吸流量という)を測定するスパイログラフが
使用されていた。
として、特定の箱内に収容された接触抵抗の小さい蛇腹
内にチューブを通じて呼気を流出し、または吸気を流入
し、その蛇腹の動きによって呼吸流量または呼吸流速等
(以下、呼吸流量という)を測定するスパイログラフが
使用されていた。
【0004】しかし、スパイログラフは、装置全体が大
きくなると共に装置を診察室等に固定しておく必要があ
る。このため、使用場所が診察室等に限定されると共
に、呼吸流量を測定している間は被検者を拘束すること
になり、被検者の負担が大きいという問題があった。ま
た、スパイログラフ等の大型の検査機器は、大きな設置
空間を必要とするため、小さな診察室では使用すること
ができないという問題もある。
きくなると共に装置を診察室等に固定しておく必要があ
る。このため、使用場所が診察室等に限定されると共
に、呼吸流量を測定している間は被検者を拘束すること
になり、被検者の負担が大きいという問題があった。ま
た、スパイログラフ等の大型の検査機器は、大きな設置
空間を必要とするため、小さな診察室では使用すること
ができないという問題もある。
【0005】このため、近年、小型で携帯が可能なター
ビン式の呼吸流量・流速計測装置が注目されている。こ
のようなタービン式の呼吸流量・流速計測装置は、図1
4に示すように被検者100の口部等に装着可能なター
ビン式の流量計からなる計量部101と、被検者100
の腰部等に装着され該計量部101とケーブル102を
通じて接続され演算回路、送信回路等からなる回路部1
03とによって構成されている。そして、タービン式の
呼吸流量・流速計測装置は、計量部101による検出信
号をケーブル102を用いて回路部103に出力すると
共に、回路部103は、検出信号に基づき呼吸流量を演
算し、呼吸流量に応じた信号を電波、光等の電磁波を用
いて外部に送信している。
ビン式の呼吸流量・流速計測装置が注目されている。こ
のようなタービン式の呼吸流量・流速計測装置は、図1
4に示すように被検者100の口部等に装着可能なター
ビン式の流量計からなる計量部101と、被検者100
の腰部等に装着され該計量部101とケーブル102を
通じて接続され演算回路、送信回路等からなる回路部1
03とによって構成されている。そして、タービン式の
呼吸流量・流速計測装置は、計量部101による検出信
号をケーブル102を用いて回路部103に出力すると
共に、回路部103は、検出信号に基づき呼吸流量を演
算し、呼吸流量に応じた信号を電波、光等の電磁波を用
いて外部に送信している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述した従
来技術による呼吸流量・流速計測装置は、別体となった
計量部101と回路部103とのうち、計量部101を
被検者100の口部に装着すると共に、回路部103を
被検者100の腰部等に装着する必要がある。このた
め、これら計量部101、回路部103等を取り付ける
場合の簡便性、作業性に難点がある。
来技術による呼吸流量・流速計測装置は、別体となった
計量部101と回路部103とのうち、計量部101を
被検者100の口部に装着すると共に、回路部103を
被検者100の腰部等に装着する必要がある。このた
め、これら計量部101、回路部103等を取り付ける
場合の簡便性、作業性に難点がある。
【0007】また、計量部101と回路部103とはケ
ーブル102によって接続されているため、ケーブル1
02によって被検者100の上半身の自由度が制限され
る。このため、被検者100に拘束感や違和感を生じさ
せると共に、歩行、走行等の運動中における換気機能を
計測することが難しいという問題がある。さらに、立位
のみならず側臥位、仰臥位等のように計測中に被検者1
00が***を変換する場合には、回路部103の位置調
整が必要になるという問題もある。
ーブル102によって接続されているため、ケーブル1
02によって被検者100の上半身の自由度が制限され
る。このため、被検者100に拘束感や違和感を生じさ
せると共に、歩行、走行等の運動中における換気機能を
計測することが難しいという問題がある。さらに、立位
のみならず側臥位、仰臥位等のように計測中に被検者1
00が***を変換する場合には、回路部103の位置調
整が必要になるという問題もある。
【0008】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明の目的は、被検者の自由度を増大
させることが可能となり、また装置の設置場所の制約を
受けにくい呼吸流量・流速計測装置を提供することにあ
る。
されたもので、本発明の目的は、被検者の自由度を増大
させることが可能となり、また装置の設置場所の制約を
受けにくい呼吸流量・流速計測装置を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項1の発明は、呼気または吸気が流れる流
路を有する筒状のケーシングと、該ケーシングの流路途
中に軸方向に間隔を置いて設けられ呼気または吸気を渦
流とする一対の偏向部材と、該各偏向部材間に設けられ
渦流によって回転する回転体と、該回転体の近傍に位置
して前記ケーシングに設けられ該回転体の回転を検出す
る回転センサと、前記ケーシングに取付けられ該回転セ
ンサによって検出された検出信号を回転体の回転速度と
回転方向に応じたパルス列信号に変換し、遠隔な場所に
設けられた受信器に送信する送信器とからなり、前記送
信器は、前記検出信号を用いて回転速度信号を出力する
回転速度信号出力手段と、前記検出信号を用いて回転方
向信号を出力する回転方向信号出力手段と、回転速度信
号と回転方向信号を用いて回転速度と回転方向に応じた
パルス列信号を変調する変調手段とから構成し、前記変
調手段は、回転体が正回転するときには回転速度に応じ
たパルス間隔をもった正回転認識パルス列信号を設定
し、回転体が逆回転するときには回転速度に応じたパル
ス間隔をもった逆回転認識パルス列信号を設定する構成
としたことにある。
ために、請求項1の発明は、呼気または吸気が流れる流
路を有する筒状のケーシングと、該ケーシングの流路途
中に軸方向に間隔を置いて設けられ呼気または吸気を渦
流とする一対の偏向部材と、該各偏向部材間に設けられ
渦流によって回転する回転体と、該回転体の近傍に位置
して前記ケーシングに設けられ該回転体の回転を検出す
る回転センサと、前記ケーシングに取付けられ該回転セ
ンサによって検出された検出信号を回転体の回転速度と
回転方向に応じたパルス列信号に変換し、遠隔な場所に
設けられた受信器に送信する送信器とからなり、前記送
信器は、前記検出信号を用いて回転速度信号を出力する
回転速度信号出力手段と、前記検出信号を用いて回転方
向信号を出力する回転方向信号出力手段と、回転速度信
号と回転方向信号を用いて回転速度と回転方向に応じた
パルス列信号を変調する変調手段とから構成し、前記変
調手段は、回転体が正回転するときには回転速度に応じ
たパルス間隔をもった正回転認識パルス列信号を設定
し、回転体が逆回転するときには回転速度に応じたパル
ス間隔をもった逆回転認識パルス列信号を設定する構成
としたことにある。
【0010】このように構成したことにより、流路内を
呼気または吸気が流れるときには、偏向部材によってこ
の呼気または吸気は渦流となるから、回転体は、この渦
流を羽根部で受けることによって回転する。このとき、
回転センサは回転体の回転を検出するから、送信器はこ
の回転センサによって検出された検出信号を回転体の回
転速度と回転方向に応じたパルス列信号に変換し、遠隔
な場所に設けられた受信器に向けて送信する。また、送
信器は回転速度信号出力手段、回転方向信号出力手段お
よび変調手段とによって構成したから、回転速度信号出
力手段は回転センサによる検出信号を用いて回転速度信
号を出力すると共に、回転方向信号出力手段は検出信号
を用いて回転方向信号を出力する。そして、変調手段は
回転速度信号と回転方向信号を用いて回転速度と回転方
向に応じたパルス列信号を変調することができる。 さら
に、変調手段は、回転方向に応じた正回転認識パルス列
信号、逆回転認識パルス列信号を設定すると共に、回転
速度に応じたパルス間隔を有する正回転認識パルス列信
号、逆回転認識パルス列信号を変調することができる。
呼気または吸気が流れるときには、偏向部材によってこ
の呼気または吸気は渦流となるから、回転体は、この渦
流を羽根部で受けることによって回転する。このとき、
回転センサは回転体の回転を検出するから、送信器はこ
の回転センサによって検出された検出信号を回転体の回
転速度と回転方向に応じたパルス列信号に変換し、遠隔
な場所に設けられた受信器に向けて送信する。また、送
信器は回転速度信号出力手段、回転方向信号出力手段お
よび変調手段とによって構成したから、回転速度信号出
力手段は回転センサによる検出信号を用いて回転速度信
号を出力すると共に、回転方向信号出力手段は検出信号
を用いて回転方向信号を出力する。そして、変調手段は
回転速度信号と回転方向信号を用いて回転速度と回転方
向に応じたパルス列信号を変調することができる。 さら
に、変調手段は、回転方向に応じた正回転認識パルス列
信号、逆回転認識パルス列信号を設定すると共に、回転
速度に応じたパルス間隔を有する正回転認識パルス列信
号、逆回転認識パルス列信号を変調することができる。
【0011】また、請求項2の発明では、正回転認識パ
ルス列信号は、回転体が正回転するときの回転速度に応
じたパルス間隔をもった第1の独立パルス信号の集合に
よって構成し、逆回転認識パルス列信号は、回転体が逆
回転するときの回転速度に応じたパルス間隔をもち第1
の独立パルス信号とは異なる第2の独立パルス信号の集
合によって構成している。
ルス列信号は、回転体が正回転するときの回転速度に応
じたパルス間隔をもった第1の独立パルス信号の集合に
よって構成し、逆回転認識パルス列信号は、回転体が逆
回転するときの回転速度に応じたパルス間隔をもち第1
の独立パルス信号とは異なる第2の独立パルス信号の集
合によって構成している。
【0012】これにより、変調手段は、回転速度に応じ
た第1の独立パルス信号間の時間間隔を有する正回転認
識パルス列信号を変調すると共に、回転速度に応じた第
2の独立パルス信号間の時間間隔を有する逆回転認識パ
ルス列信号を変調して外部に送信するから、第1,第2
の独立パルス信号が出力されている短時間だけ送信用の
電力を消費し、これ以外の時間はほとんど電力を消費し
なくなる。このため、電力消費量を低減することができ
る。
た第1の独立パルス信号間の時間間隔を有する正回転認
識パルス列信号を変調すると共に、回転速度に応じた第
2の独立パルス信号間の時間間隔を有する逆回転認識パ
ルス列信号を変調して外部に送信するから、第1,第2
の独立パルス信号が出力されている短時間だけ送信用の
電力を消費し、これ以外の時間はほとんど電力を消費し
なくなる。このため、電力消費量を低減することができ
る。
【0013】また、請求項3の発明では、回転センサ
は、第1の発光器と該第1の発光器からの光を前記回転
体の回転に応じて断続的に受光し検出信号を出力する第
1の受光器とからなる第1の回転センサと、第2の発光
器と該第2の発光器からの光を前記回転体の回転に応じ
て断続的に受光し検出信号を出力する第2の受光器とか
らなる第2の回転センサとによって構成している。
は、第1の発光器と該第1の発光器からの光を前記回転
体の回転に応じて断続的に受光し検出信号を出力する第
1の受光器とからなる第1の回転センサと、第2の発光
器と該第2の発光器からの光を前記回転体の回転に応じ
て断続的に受光し検出信号を出力する第2の受光器とか
らなる第2の回転センサとによって構成している。
【0014】これにより、流路内の呼吸気の流れで回転
体が回転すると、回転体は第1の発光器と第1の受光器
との間の光を断続的に遮断すると共に、第2の発光器と
第2の受光器との間の光を断続的に遮断する。このた
め、第1,第2の受光器は、第1,第2の発光器からの
光を断続的に受光することによって、回転体の回転を検
出し、検出信号を出力する。この結果、これら第1,第
2の受光器による検出信号を用いることによって、回転
体の回転速度および回転方向を検出することができる。
体が回転すると、回転体は第1の発光器と第1の受光器
との間の光を断続的に遮断すると共に、第2の発光器と
第2の受光器との間の光を断続的に遮断する。このた
め、第1,第2の受光器は、第1,第2の発光器からの
光を断続的に受光することによって、回転体の回転を検
出し、検出信号を出力する。この結果、これら第1,第
2の受光器による検出信号を用いることによって、回転
体の回転速度および回転方向を検出することができる。
【0015】
【0016】
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
呼吸流量・流速計測装置を図1ないし図13に基づき詳
細に説明する。
呼吸流量・流速計測装置を図1ないし図13に基づき詳
細に説明する。
【0018】図において、1は段付き筒状のケーシング
で、該ケーシング1は、内部に後述する偏向部材4、回
転体6等を収容するホルダ部2と、該ホルダ部2に取付
けられ後述する回転センサ7,8、送信回路12等を収
容するセンサ取付部3とによって構成されている。
で、該ケーシング1は、内部に後述する偏向部材4、回
転体6等を収容するホルダ部2と、該ホルダ部2に取付
けられ後述する回転センサ7,8、送信回路12等を収
容するセンサ取付部3とによって構成されている。
【0019】そして、ホルダ部2は、測定時に被検者に
よって把持されると共に、後述する回転体6等を収容し
一端側が外部に開口した大径円筒状の把持筒部2Aと、
該把持筒部2Aの他端側に軸方向に延びて形成され被検
者の口部に装着するための小径筒状のマウスピース部2
Bとから構成されている。また、把持筒部2Aには、そ
の軸方向途中位置を切欠くことにより回転体6に対応し
た位置に切欠き溝2Cが設けられている。そして、ケー
シング1の内周側は、呼吸気が流れる流路2Dとなって
いる。
よって把持されると共に、後述する回転体6等を収容し
一端側が外部に開口した大径円筒状の把持筒部2Aと、
該把持筒部2Aの他端側に軸方向に延びて形成され被検
者の口部に装着するための小径筒状のマウスピース部2
Bとから構成されている。また、把持筒部2Aには、そ
の軸方向途中位置を切欠くことにより回転体6に対応し
た位置に切欠き溝2Cが設けられている。そして、ケー
シング1の内周側は、呼吸気が流れる流路2Dとなって
いる。
【0020】一方、センサ取付部3は切欠き溝2Cに着
脱可能に取付けられると共に、該センサ取付部3は、後
述の回転センサ7,8が取付けられ回転体6と対向する
略C字状のセンサ収容部3A、該センサ収容部3Aの円
周方向中央に位置して後述の送信回路12等を収容する
略箱状の回路収容部3Bとから構成されている。そし
て、センサ取付部3のセンサ収容部3Aが切欠き溝2C
に挿入されることによって、センサ取付部3は切欠き溝
2Cに着脱可能に取付けられている。
脱可能に取付けられると共に、該センサ取付部3は、後
述の回転センサ7,8が取付けられ回転体6と対向する
略C字状のセンサ収容部3A、該センサ収容部3Aの円
周方向中央に位置して後述の送信回路12等を収容する
略箱状の回路収容部3Bとから構成されている。そし
て、センサ取付部3のセンサ収容部3Aが切欠き溝2C
に挿入されることによって、センサ取付部3は切欠き溝
2Cに着脱可能に取付けられている。
【0021】4,4は流路2Dの途中位置に軸方向に間
隔をもって設けられた一対の偏向部材で、該各偏向部材
4は、流路2D内に呼吸気が流れるときに、この呼吸気
を渦流に変換するものである。
隔をもって設けられた一対の偏向部材で、該各偏向部材
4は、流路2D内に呼吸気が流れるときに、この呼吸気
を渦流に変換するものである。
【0022】ここで、各偏向部材4は、流路2Dの軸中
心付近に設けられたハブ部4Aと、該ハブ部4Aから半
径方向外側に渦巻状に延びる例えば6枚の渦巻状羽根部
4Bと、該渦巻状羽根部4Bの先端側に設けられ回転体
収容部1Aの内周面に取り付けられる略円筒状の外枠部
4Cとによって構成されている。また、一対の偏向部材
4のうち、マウスピース部2B側に位置する偏向部材4
には、マウスピース部2B側から回転体6に向かって唾
液等が飛散するのを防止するためのフィルタ4Dが設け
られている。
心付近に設けられたハブ部4Aと、該ハブ部4Aから半
径方向外側に渦巻状に延びる例えば6枚の渦巻状羽根部
4Bと、該渦巻状羽根部4Bの先端側に設けられ回転体
収容部1Aの内周面に取り付けられる略円筒状の外枠部
4Cとによって構成されている。また、一対の偏向部材
4のうち、マウスピース部2B側に位置する偏向部材4
には、マウスピース部2B側から回転体6に向かって唾
液等が飛散するのを防止するためのフィルタ4Dが設け
られている。
【0023】そして、各偏向部材4は、ケーシング1内
に位置して切欠き溝2Cの軸方向両端側に設けられ、そ
のハブ部4Aにはピボット軸受5が固着されている。ま
た、2個の偏向部材4は、その間に回転体6を挟むと共
に、互いに対向するピボット軸受5によって回転体6を
回転可能に軸支している。
に位置して切欠き溝2Cの軸方向両端側に設けられ、そ
のハブ部4Aにはピボット軸受5が固着されている。ま
た、2個の偏向部材4は、その間に回転体6を挟むと共
に、互いに対向するピボット軸受5によって回転体6を
回転可能に軸支している。
【0024】6は一対の偏向部材4,4間に位置して偏
向部材4からの渦流によって回転する回転体で、該回転
体6は、図5に示すように流路2D内に位置して偏向部
材4のピボット軸受5に回転可能に軸支された回転軸6
Aと、該回転軸6Aを中心に半径方向に180°対向し
て延びる平板状となった2片の羽根部6B,6Cとから
構成されている。
向部材4からの渦流によって回転する回転体で、該回転
体6は、図5に示すように流路2D内に位置して偏向部
材4のピボット軸受5に回転可能に軸支された回転軸6
Aと、該回転軸6Aを中心に半径方向に180°対向し
て延びる平板状となった2片の羽根部6B,6Cとから
構成されている。
【0025】そして、前記回転体6は、ケーシング1の
回転体収容部1A内に配置されると共に、切欠き状に開
口した切欠き溝2Cを臨む位置に設けられ、後述する回
転センサ7,8と対向している。
回転体収容部1A内に配置されると共に、切欠き状に開
口した切欠き溝2Cを臨む位置に設けられ、後述する回
転センサ7,8と対向している。
【0026】また、回転体6は、僅かな呼気または吸気
によって図6中の矢示A方向または矢示B方向に回転可
能となるように軽量化されている。このため、回転軸6
Aは、図2に示すように例えば金属製の針状部材によっ
て形成され、流路2Dの軸線O−O上に配置されると共
に、その両端側は摩擦抵抗を低減するために尖ってい
る。一方、2片の羽根部6B,6Cは、例えば1枚の金
属製の平板状部材によって形成され、該平板状部材の中
央に設けられた切込み6Dに回転軸6Aを挿通すること
によって、回転軸6Aに対して平行に延びている。そし
て、羽根部6B,6Cは、図6中に矢示A,B方向に示
すように偏向部材4による渦流を受承し、矢示A,B方
向に回転するものである。
によって図6中の矢示A方向または矢示B方向に回転可
能となるように軽量化されている。このため、回転軸6
Aは、図2に示すように例えば金属製の針状部材によっ
て形成され、流路2Dの軸線O−O上に配置されると共
に、その両端側は摩擦抵抗を低減するために尖ってい
る。一方、2片の羽根部6B,6Cは、例えば1枚の金
属製の平板状部材によって形成され、該平板状部材の中
央に設けられた切込み6Dに回転軸6Aを挿通すること
によって、回転軸6Aに対して平行に延びている。そし
て、羽根部6B,6Cは、図6中に矢示A,B方向に示
すように偏向部材4による渦流を受承し、矢示A,B方
向に回転するものである。
【0027】ここで、図6中に二点鎖線で示すように羽
根部6B,6Cが上下方向に配置されたときを中立位置
とし、この中立位置と羽根部6B,6Cとがなす角度を
回転体6の回転角θとする。このとき、回転体6は回転
角θが0°〜360°に亘り回転するものである。
根部6B,6Cが上下方向に配置されたときを中立位置
とし、この中立位置と羽根部6B,6Cとがなす角度を
回転体6の回転角θとする。このとき、回転体6は回転
角θが0°〜360°に亘り回転するものである。
【0028】7はセンサ取付部3のセンサ収容部3Aに
取付けられた第1の回転センサで、該回転センサ7は、
図6に示すように略C字状に延びるセンサ収容部3Aの
中央部左側に設けられLED(発光ダイオード)等から
なる第1の発光器7Aと、センサ収容部3Aの左側先端
に設けられ該発光器7Aからの光を受光するフォトトラ
ンジスタ等からなる第1の受光器7Bとによって構成さ
れている。また、発光器7Aは後述の駆動電源11に接
続され、受光器7Bは送信回路12に接続されている。
取付けられた第1の回転センサで、該回転センサ7は、
図6に示すように略C字状に延びるセンサ収容部3Aの
中央部左側に設けられLED(発光ダイオード)等から
なる第1の発光器7Aと、センサ収容部3Aの左側先端
に設けられ該発光器7Aからの光を受光するフォトトラ
ンジスタ等からなる第1の受光器7Bとによって構成さ
れている。また、発光器7Aは後述の駆動電源11に接
続され、受光器7Bは送信回路12に接続されている。
【0029】8はセンサ取付部3のセンサ収容部3Aに
取付けられた第2の回転センサで、該第2の回転センサ
8は、第1の回転センサ7とほぼ同様に第2の発光器8
A、第2の受光器8Bとによって構成され、第2の発光
器8Aはセンサ収容部3Aの右側先端に設けられる共
に、第2の受光器8Bは中央部右側に設けられ発光器8
Aからの光を受光する。そして、発光器8Aは、後述の
駆動電源11に接続され、受光器8Bは、送信回路12
に接続されている。
取付けられた第2の回転センサで、該第2の回転センサ
8は、第1の回転センサ7とほぼ同様に第2の発光器8
A、第2の受光器8Bとによって構成され、第2の発光
器8Aはセンサ収容部3Aの右側先端に設けられる共
に、第2の受光器8Bは中央部右側に設けられ発光器8
Aからの光を受光する。そして、発光器8Aは、後述の
駆動電源11に接続され、受光器8Bは、送信回路12
に接続されている。
【0030】また、第2の発光器8Aは、第1の発光器
7Aと回転軸6Aを中心にして略対称となる位置に設け
られている。このため、第1の発光器7Aからの光と第
2の発光器8Aからの光が干渉することがなく、第1の
発光器7Aからの光を第1の受光器7Bによって受光で
きると共に、第2の発光器8Aからの光を第2の受光器
8Bによって受光できる。
7Aと回転軸6Aを中心にして略対称となる位置に設け
られている。このため、第1の発光器7Aからの光と第
2の発光器8Aからの光が干渉することがなく、第1の
発光器7Aからの光を第1の受光器7Bによって受光で
きると共に、第2の発光器8Aからの光を第2の受光器
8Bによって受光できる。
【0031】ここで、発光器7A,8Aと受光器7B,
8Bとの間には、回転体6の羽根部6B,6Cが通過可
能となっている。このため、回転体6が回転したときに
は、受光器7B,8Bは、発光器7A,8Aからの光を
断続的に受光する。そして、受光器7B,8Bは、発光
器7A,8Aからの光を受光したときに例えばL状態
(Low状態)となり、受光器7B,8Bと発光器7
A,8Aとの間が回転体6の羽根部6B,6Cによって
遮断され、発光器7A,8Aからの光を受光しないとき
に例えばH状態(High状態)となる第1,第2の検
出信号S1 ,S2 を出力するものである。
8Bとの間には、回転体6の羽根部6B,6Cが通過可
能となっている。このため、回転体6が回転したときに
は、受光器7B,8Bは、発光器7A,8Aからの光を
断続的に受光する。そして、受光器7B,8Bは、発光
器7A,8Aからの光を受光したときに例えばL状態
(Low状態)となり、受光器7B,8Bと発光器7
A,8Aとの間が回転体6の羽根部6B,6Cによって
遮断され、発光器7A,8Aからの光を受光しないとき
に例えばH状態(High状態)となる第1,第2の検
出信号S1 ,S2 を出力するものである。
【0032】また、第1,第2の回転センサ7,8は、
左,右対称となった略ハ字状に配置されている。このた
め、第1の受光器7BがH状態となった第1の検出信号
S1を出力する回転体6の回転角θの範囲と、第2の受
光器8BがH状態となった第2の検出信号S2 を出力す
る回転体6の回転角θの範囲とは、異なるものである。
左,右対称となった略ハ字状に配置されている。このた
め、第1の受光器7BがH状態となった第1の検出信号
S1を出力する回転体6の回転角θの範囲と、第2の受
光器8BがH状態となった第2の検出信号S2 を出力す
る回転体6の回転角θの範囲とは、異なるものである。
【0033】即ち、第1の受光器7Bは、図9および図
10に示すように例えば回転体6の回転角θが15°〜
105°、195°〜285°までの範囲ではH状態と
なった第1の検出信号S1 を出力する。一方、第2の受
光器8Bは、例えば回転体6の回転角θが75°〜16
5°、255°〜345°までの範囲ではH状態となっ
た第2の検出信号S2 を出力するものである。
10に示すように例えば回転体6の回転角θが15°〜
105°、195°〜285°までの範囲ではH状態と
なった第1の検出信号S1 を出力する。一方、第2の受
光器8Bは、例えば回転体6の回転角θが75°〜16
5°、255°〜345°までの範囲ではH状態となっ
た第2の検出信号S2 を出力するものである。
【0034】9はセンサ取付部3の回路収容部3Bに取
付けられた回路基板で、該回路基板9には、複数の電子
部品10が実装されると共に、例えばリチウム電池等の
釦電池からなる駆動電源11が取り付けられている。ま
た、電子部品10は送信回路12を構成し、該送信回路
12は、回転センサ7,8に接続されている。そして、
送信回路12は、該回転センサ7,8から出力される第
1,第2の検出信号S1 ,S2 に基づき回転体6の回転
速度を示す回転速度信号Sv と回転方向を示す回転方向
信号Sd とを含むパルス列信号Sp を電磁波として外部
に発信するものである。
付けられた回路基板で、該回路基板9には、複数の電子
部品10が実装されると共に、例えばリチウム電池等の
釦電池からなる駆動電源11が取り付けられている。ま
た、電子部品10は送信回路12を構成し、該送信回路
12は、回転センサ7,8に接続されている。そして、
送信回路12は、該回転センサ7,8から出力される第
1,第2の検出信号S1 ,S2 に基づき回転体6の回転
速度を示す回転速度信号Sv と回転方向を示す回転方向
信号Sd とを含むパルス列信号Sp を電磁波として外部
に発信するものである。
【0035】ここで、送信回路12の具体的な構成につ
いて図7ないし図11を参照しつつ説明する。
いて図7ないし図11を参照しつつ説明する。
【0036】送信回路12は、図7に示すように回転体
6の回転方向に応じた回転方向信号Sd を出力する回転
方向信号出力回路13と、回転体6の回転速度に応じた
回転速度信号Sv を出力する回転速度信号出力回路14
と、回転方向信号Sd 、回転速度信号Sv に基づき回転
体6の回転方向、回転速度に応じたパルス列信号Spを
変調する変調回路15と、パルス列信号Sp を増幅し送
信用アンテナ17を介して発信する電力増幅回路16と
によって構成されている。
6の回転方向に応じた回転方向信号Sd を出力する回転
方向信号出力回路13と、回転体6の回転速度に応じた
回転速度信号Sv を出力する回転速度信号出力回路14
と、回転方向信号Sd 、回転速度信号Sv に基づき回転
体6の回転方向、回転速度に応じたパルス列信号Spを
変調する変調回路15と、パルス列信号Sp を増幅し送
信用アンテナ17を介して発信する電力増幅回路16と
によって構成されている。
【0037】また、回転方向信号出力回路13は、図8
に示すように第1,第2の検出信号S1 ,S2 を用いて
セット信号Ss を演算するセット信号演算回路18と、
第1,第2の検出信号S1 ,S2 を用いてリセット信号
Sr を演算するリセット信号演算回路19と、セット信
号Ss 、リセット信号Sr によってセット状態、リセッ
ト状態となるRSフリップフロップ回路20とによって
構成されている。
に示すように第1,第2の検出信号S1 ,S2 を用いて
セット信号Ss を演算するセット信号演算回路18と、
第1,第2の検出信号S1 ,S2 を用いてリセット信号
Sr を演算するリセット信号演算回路19と、セット信
号Ss 、リセット信号Sr によってセット状態、リセッ
ト状態となるRSフリップフロップ回路20とによって
構成されている。
【0038】ここで、セット信号演算回路18は、波形
整形回路21,22、単安定マルチバイブレータ23,
24(以下、MMV23,24という)、AND回路2
5,26、NOT回路27、OR回路28によって構成
されている。そして、波形整形回路21,22は、その
入力側が第1,第2の受光器7B,8Bに接続されてい
る。そして、波形整形回路21は、第1の受光器7Bに
よる第1の検出信号S1 の波形を整形し、波形整形回路
22は、第2の受光器8Bによる第2の検出信号S2 の
波形を整形している。
整形回路21,22、単安定マルチバイブレータ23,
24(以下、MMV23,24という)、AND回路2
5,26、NOT回路27、OR回路28によって構成
されている。そして、波形整形回路21,22は、その
入力側が第1,第2の受光器7B,8Bに接続されてい
る。そして、波形整形回路21は、第1の受光器7Bに
よる第1の検出信号S1 の波形を整形し、波形整形回路
22は、第2の受光器8Bによる第2の検出信号S2 の
波形を整形している。
【0039】また、MMV23,24は、その入力側が
波形整形回路21に接続されると共に、その出力側がA
ND回路25,26の入力側に接続されている。また、
MMV23は、第1の受光器7Bによる第1の検出信号
S1 が立上るときに単一のパルス信号からなる第1の立
上りパルス信号Pa1を出力する。一方、MMV24は、
第1の受光器7Bによる第1の検出信号S1 が立下ると
きに単一のパルス信号からなる第1の立下りパルス信号
Pb1を出力するものである。
波形整形回路21に接続されると共に、その出力側がA
ND回路25,26の入力側に接続されている。また、
MMV23は、第1の受光器7Bによる第1の検出信号
S1 が立上るときに単一のパルス信号からなる第1の立
上りパルス信号Pa1を出力する。一方、MMV24は、
第1の受光器7Bによる第1の検出信号S1 が立下ると
きに単一のパルス信号からなる第1の立下りパルス信号
Pb1を出力するものである。
【0040】また、AND回路25の入力側は、MMV
23に接続されると共に、NOT回路27を介して波形
整形回路22に接続されている。一方、AND回路26
の入力側は、MMV24に接続されると共に、波形整形
回路22に接続されている。そして、AND回路25,
26の出力側はOR回路28の入力側に接続され、OR
回路28はAND回路25,26からの出力信号によっ
てセット信号Ss を演算し、出力する。これにより、セ
ット信号演算回路18は、下記数1に示す演算を行うも
のである。
23に接続されると共に、NOT回路27を介して波形
整形回路22に接続されている。一方、AND回路26
の入力側は、MMV24に接続されると共に、波形整形
回路22に接続されている。そして、AND回路25,
26の出力側はOR回路28の入力側に接続され、OR
回路28はAND回路25,26からの出力信号によっ
てセット信号Ss を演算し、出力する。これにより、セ
ット信号演算回路18は、下記数1に示す演算を行うも
のである。
【0041】
【数1】
【0042】一方、リセット信号演算回路19は、波形
整形回路21,22、単安定マルチバイブレータ29,
30(以下、MMV29,30という)、AND回路3
1,32、NOT回路33、OR回路34によって構成
されている。そして、MMV29,30は、その入力側
が波形整形回路22に接続されると共に、その出力側が
AND回路31,32の入力側に接続されている。ま
た、MMV29は、第2の受光器8Bによる第1の検出
信号S2 が立上るときに単一のパルス信号からなる第2
の立上りパルス信号Pa2を出力する。一方、MMV30
は、第2の受光器8Bによる第2の検出信号S2 が立下
るときに単一のパルス信号からなる第2の立下りパルス
信号Pb2を出力するものである。
整形回路21,22、単安定マルチバイブレータ29,
30(以下、MMV29,30という)、AND回路3
1,32、NOT回路33、OR回路34によって構成
されている。そして、MMV29,30は、その入力側
が波形整形回路22に接続されると共に、その出力側が
AND回路31,32の入力側に接続されている。ま
た、MMV29は、第2の受光器8Bによる第1の検出
信号S2 が立上るときに単一のパルス信号からなる第2
の立上りパルス信号Pa2を出力する。一方、MMV30
は、第2の受光器8Bによる第2の検出信号S2 が立下
るときに単一のパルス信号からなる第2の立下りパルス
信号Pb2を出力するものである。
【0043】また、AND回路31の入力側は、MMV
29に接続されると共に、NOT回路33を介して波形
整形回路21に接続されている。一方、AND回路32
の入力側は、MMV30に接続されると共に、波形整形
回路21に接続されている。そして、AND回路31,
32の出力側はOR回路34の入力側に接続され、OR
回路34は、AND回路31,32からの出力信号によ
ってリセット信号Srを演算し、出力する。これによ
り、リセット信号演算回路19は、下記数2に示す演算
を行うものである。
29に接続されると共に、NOT回路33を介して波形
整形回路21に接続されている。一方、AND回路32
の入力側は、MMV30に接続されると共に、波形整形
回路21に接続されている。そして、AND回路31,
32の出力側はOR回路34の入力側に接続され、OR
回路34は、AND回路31,32からの出力信号によ
ってリセット信号Srを演算し、出力する。これによ
り、リセット信号演算回路19は、下記数2に示す演算
を行うものである。
【0044】
【数2】
【0045】そして、第1の受光器7Bは、回転体6の
回転角θが15°〜105°、195°〜285°まで
の範囲ではH状態となった第1の検出信号S1 を出力す
る。一方、第2の受光器8Bは、例えば回転体6の回転
角θが75°〜165°、255°〜345°までの範
囲ではH状態となった第2の検出信号S2 を出力する。
また、第1の立上りパルス信号Pa1は、回転体6が図6
中の矢示A方向に回転するときには、回転角θが15°
または195°において出力される。これに対し、回転
体6が図6中の矢示B方向に回転するときには、矢示A
方向に回転するときに比べて例えば90°のずれが生
じ、回転角θが105°または285°において出力さ
れる。同様に、第2の立上りパルス信号Pa2、第1,第
2の立下りパルス信号Pb1,Pb2が出力される回転角θ
も、回転体6の矢示A,B方向に回転するときでは略9
0°のずれが生じる。
回転角θが15°〜105°、195°〜285°まで
の範囲ではH状態となった第1の検出信号S1 を出力す
る。一方、第2の受光器8Bは、例えば回転体6の回転
角θが75°〜165°、255°〜345°までの範
囲ではH状態となった第2の検出信号S2 を出力する。
また、第1の立上りパルス信号Pa1は、回転体6が図6
中の矢示A方向に回転するときには、回転角θが15°
または195°において出力される。これに対し、回転
体6が図6中の矢示B方向に回転するときには、矢示A
方向に回転するときに比べて例えば90°のずれが生
じ、回転角θが105°または285°において出力さ
れる。同様に、第2の立上りパルス信号Pa2、第1,第
2の立下りパルス信号Pb1,Pb2が出力される回転角θ
も、回転体6の矢示A,B方向に回転するときでは略9
0°のずれが生じる。
【0046】このため、回転体6が図6中の矢示A方向
に回転するとき、即ち流路2D内を呼気が流れるときに
は、セット信号演算回路18は、図9に示すようにセッ
ト信号Ss を出力するのに対し、リセット信号演算回路
19がリセット信号Sr を出力することはない。
に回転するとき、即ち流路2D内を呼気が流れるときに
は、セット信号演算回路18は、図9に示すようにセッ
ト信号Ss を出力するのに対し、リセット信号演算回路
19がリセット信号Sr を出力することはない。
【0047】一方、回転体6が図6中の矢示B方向に回
転するとき、即ち流路2D内を吸気が流れるときには、
リセット信号演算回路19は、図10に示すようにリセ
ット信号Sr を出力するのに対し、セット信号演算回路
18がセット信号Ss を出力することはない。
転するとき、即ち流路2D内を吸気が流れるときには、
リセット信号演算回路19は、図10に示すようにリセ
ット信号Sr を出力するのに対し、セット信号演算回路
18がセット信号Ss を出力することはない。
【0048】この結果、RSフリップフロップ回路20
は、流路2D内を呼気が流れるときにはセット状態とな
り、吸気が流れるときにはリセット状態となるから、R
Sフリップフロップ回路20から出力される回転方向信
号Sd によって流路2D内を呼気、吸気のいずれが流れ
ているかを認識することができる。
は、流路2D内を呼気が流れるときにはセット状態とな
り、吸気が流れるときにはリセット状態となるから、R
Sフリップフロップ回路20から出力される回転方向信
号Sd によって流路2D内を呼気、吸気のいずれが流れ
ているかを認識することができる。
【0049】また、セット信号演算回路18のMMV2
4から出力される第1の立下りパルス信号Pb1は、回転
体6の回転速度に応じた信号となっている。即ち、第1
の立下りパルス信号Pb1は、回転体6の回転速度が速い
ときにはパルス間隔が短くなり、回転速度が遅いときに
はパルス間隔が長くなる。このため、本実施の形態では
MMV24が回転速度信号出力回路14を兼ねるもので
ある。なお、回転速度信号出力回路14は、MMV24
に限らずMMV23,29,30を用いてもよく、これ
らのMMV23,24,29,30とは別に設ける構成
としてもよい。
4から出力される第1の立下りパルス信号Pb1は、回転
体6の回転速度に応じた信号となっている。即ち、第1
の立下りパルス信号Pb1は、回転体6の回転速度が速い
ときにはパルス間隔が短くなり、回転速度が遅いときに
はパルス間隔が長くなる。このため、本実施の形態では
MMV24が回転速度信号出力回路14を兼ねるもので
ある。なお、回転速度信号出力回路14は、MMV24
に限らずMMV23,29,30を用いてもよく、これ
らのMMV23,24,29,30とは別に設ける構成
としてもよい。
【0050】そして、変調回路15は、例えばVCO
(電圧制御発振器)等によって構成され、図11に示す
ように呼気に対応した正回転認識パルス列信号として第
1のパルス列信号Sp1を出力し、吸気に対応した逆回転
認識パルス列信号として第2のパルス列信号Sp2を出力
する。
(電圧制御発振器)等によって構成され、図11に示す
ように呼気に対応した正回転認識パルス列信号として第
1のパルス列信号Sp1を出力し、吸気に対応した逆回転
認識パルス列信号として第2のパルス列信号Sp2を出力
する。
【0051】ここで、第1のパルス列信号Sp1は、一定
時間のパルス幅ΔT1 に亘って予め決められた周波数F
1 で振動する第1の独立パルス信号Sp10 の集合によっ
て構成されている。一方、第2のパルス列信号Sp2は、
パルス幅ΔT1 よりも短いパルス幅ΔT2 に亘って予め
決められた周波数F1 で振動する第2の独立パルス信号
Sp20 の集合によって構成されている。
時間のパルス幅ΔT1 に亘って予め決められた周波数F
1 で振動する第1の独立パルス信号Sp10 の集合によっ
て構成されている。一方、第2のパルス列信号Sp2は、
パルス幅ΔT1 よりも短いパルス幅ΔT2 に亘って予め
決められた周波数F1 で振動する第2の独立パルス信号
Sp20 の集合によって構成されている。
【0052】また、各独立パルス信号Sp10 間の時間間
隔は、回転体6の回転速度に応じて変化すると共に、独
立パルス信号Sp20 間の時間間隔も、回転体6の回転速
度に応じて変化する。これにより、第1,第2のパルス
列信号Sp1,Sp2は、回転体6の回転速度に応じた疎密
波を構成するものである。
隔は、回転体6の回転速度に応じて変化すると共に、独
立パルス信号Sp20 間の時間間隔も、回転体6の回転速
度に応じて変化する。これにより、第1,第2のパルス
列信号Sp1,Sp2は、回転体6の回転速度に応じた疎密
波を構成するものである。
【0053】さらに、変調回路15は、回転方向信号S
d がH状態のときには、パルス幅ΔT1 の独立パルス信
号Sp10 からなる第1のパルス列信号Sp1を出力し、回
転方向信号Sd がL状態のときには、パルス幅ΔT1 よ
りも短いパルス幅ΔT2 の独立パルス信号Sp20 からな
る第2のパルス列信号Sp2を出力する。この結果、変調
回路15は、回転体6の回転方向と回転速度の情報を含
むパルス列信号Sp1,Sp2を電力増幅回路16、送信用
アンテナ17を介して電磁波として出力するものであ
る。
d がH状態のときには、パルス幅ΔT1 の独立パルス信
号Sp10 からなる第1のパルス列信号Sp1を出力し、回
転方向信号Sd がL状態のときには、パルス幅ΔT1 よ
りも短いパルス幅ΔT2 の独立パルス信号Sp20 からな
る第2のパルス列信号Sp2を出力する。この結果、変調
回路15は、回転体6の回転方向と回転速度の情報を含
むパルス列信号Sp1,Sp2を電力増幅回路16、送信用
アンテナ17を介して電磁波として出力するものであ
る。
【0054】35は前述の如く構成した呼吸流量・流速
計測装置から遠隔な場所に配置され、送信回路12から
送信されたパルス列信号Sp1,Sp2を受信する受信装置
で、該受信装置35は、例えば受信用アンテナ36、復
調回路37、パルス整形回路38、呼吸流量演算回路3
9によって構成されている。そして、受信装置35は、
パルス列信号Sp1,Sp2を復調し、回転方向と回転速度
を演算することによって、呼気、吸気の流量に応じた流
量信号So1と流速に応じた流速信号So2を出力するもの
である。
計測装置から遠隔な場所に配置され、送信回路12から
送信されたパルス列信号Sp1,Sp2を受信する受信装置
で、該受信装置35は、例えば受信用アンテナ36、復
調回路37、パルス整形回路38、呼吸流量演算回路3
9によって構成されている。そして、受信装置35は、
パルス列信号Sp1,Sp2を復調し、回転方向と回転速度
を演算することによって、呼気、吸気の流量に応じた流
量信号So1と流速に応じた流速信号So2を出力するもの
である。
【0055】本実施の形態による呼吸流量・流速計測装
置は上述の如き構成を有するもので、次にその作動につ
いて説明する。
置は上述の如き構成を有するもので、次にその作動につ
いて説明する。
【0056】まず、呼吸流量を計測するときには、ケー
シング1のマウスピース部2Bを被検者がくわえる。そ
して、被検者が呼吸をするのに伴ってホルダ部2の流路
2Dには呼吸気が流れる。このとき、流路2Dには偏向
部材4が取り付けられているから、流路2Dを流れる呼
吸気は、偏向部材4によって渦流に変換され、2個の偏
向部材4間を流通する。そして、この渦流は、回転体6
の羽根部6B,6Cによって受承されるから、呼気が流
れるときには回転体6は図6中の矢示A方向に回転し、
吸気が流れるときには回転体6は図6中の矢示B方向に
回転する。
シング1のマウスピース部2Bを被検者がくわえる。そ
して、被検者が呼吸をするのに伴ってホルダ部2の流路
2Dには呼吸気が流れる。このとき、流路2Dには偏向
部材4が取り付けられているから、流路2Dを流れる呼
吸気は、偏向部材4によって渦流に変換され、2個の偏
向部材4間を流通する。そして、この渦流は、回転体6
の羽根部6B,6Cによって受承されるから、呼気が流
れるときには回転体6は図6中の矢示A方向に回転し、
吸気が流れるときには回転体6は図6中の矢示B方向に
回転する。
【0057】また、回転体6には、第1,第2の回転セ
ンサ7,8が対向して設けられると共に、発光器7A,
8Aと受光器7B,8Bとの間の光を回転体6の羽根部
6B,6Cが断続的に遮断する。このとき、羽根部6
B,6Cが発光器7A,8Aからの光を遮断する時間間
隔は、回転体6の回転速度が遅いときには長くなり、速
いときには短くなる。このため、受光器7B,8Bは、
回転体6の回転速度に応じて時間間隔が変化する矩形波
状の検出信号S1 ,S2 を出力する。
ンサ7,8が対向して設けられると共に、発光器7A,
8Aと受光器7B,8Bとの間の光を回転体6の羽根部
6B,6Cが断続的に遮断する。このとき、羽根部6
B,6Cが発光器7A,8Aからの光を遮断する時間間
隔は、回転体6の回転速度が遅いときには長くなり、速
いときには短くなる。このため、受光器7B,8Bは、
回転体6の回転速度に応じて時間間隔が変化する矩形波
状の検出信号S1 ,S2 を出力する。
【0058】そして、第1,第2の回転センサ7,8
は、左,右対称となった略ハ字状に配置されているか
ら、第1の受光器7BがH状態となった第1の検出信号
S1 を出力する回転体6の回転角θの範囲と、第2の受
光器8BがH状態となった第2の検出信号S2 を出力す
る回転体6の回転角θの範囲とは異なる。
は、左,右対称となった略ハ字状に配置されているか
ら、第1の受光器7BがH状態となった第1の検出信号
S1 を出力する回転体6の回転角θの範囲と、第2の受
光器8BがH状態となった第2の検出信号S2 を出力す
る回転体6の回転角θの範囲とは異なる。
【0059】このため、送信回路12の回転方向信号出
力回路13は、第1,第2の検出信号S1 ,S2 を用い
て回転体6の回転方向に応じた回転方向信号Sd を出力
すると共に、回転速度信号出力回路14は、回転体6の
回転速度に応じた回転速度信号Sv を出力する。そし
て、変調回路15は、回転方向信号出力回路13、回転
速度信号出力回路14から出力される回転方向信号Sd
、回転速度信号Sv に基づき回転体6の回転方向、回
転速度に応じた第1,第2のパルス列信号Sp1,Sp2を
変調すると共に、このパルス列信号Sp1,Sp2は、電力
増幅回路16、送信用アンテナ17を介して電磁波とし
て外部の発信され、遠隔な場所に設けられた受信装置3
5に向けて送信される。この結果、受信装置35は、第
1,第2のパルス列信号Sp1,Sp2を復調し、回転方向
と回転速度を演算することによって、呼気、吸気の流量
に応じた流量信号So1と流速に応じた流速信号So2を出
力する。
力回路13は、第1,第2の検出信号S1 ,S2 を用い
て回転体6の回転方向に応じた回転方向信号Sd を出力
すると共に、回転速度信号出力回路14は、回転体6の
回転速度に応じた回転速度信号Sv を出力する。そし
て、変調回路15は、回転方向信号出力回路13、回転
速度信号出力回路14から出力される回転方向信号Sd
、回転速度信号Sv に基づき回転体6の回転方向、回
転速度に応じた第1,第2のパルス列信号Sp1,Sp2を
変調すると共に、このパルス列信号Sp1,Sp2は、電力
増幅回路16、送信用アンテナ17を介して電磁波とし
て外部の発信され、遠隔な場所に設けられた受信装置3
5に向けて送信される。この結果、受信装置35は、第
1,第2のパルス列信号Sp1,Sp2を復調し、回転方向
と回転速度を演算することによって、呼気、吸気の流量
に応じた流量信号So1と流速に応じた流速信号So2を出
力する。
【0060】かくして、本実施の形態によれば、ケーシ
ング1を偏向部材4、回転体6等を収容するホルダ部2
と回転センサ7,8、送信回路12等を収容するセンサ
取付部3とによって構成することにより、回転方向、回
転速度に応じたパルス列信号Sp1,Sp2を送信する送信
回路12をケーシング1に一体的に取付けることができ
る。このため、従来技術のようにケーブル等によって被
検者を拘束することなく、被検者の自由度を増加させる
ことができ、測定中に被検者の姿勢が変化するときであ
っても容易に呼吸流量を計測することができる。
ング1を偏向部材4、回転体6等を収容するホルダ部2
と回転センサ7,8、送信回路12等を収容するセンサ
取付部3とによって構成することにより、回転方向、回
転速度に応じたパルス列信号Sp1,Sp2を送信する送信
回路12をケーシング1に一体的に取付けることができ
る。このため、従来技術のようにケーブル等によって被
検者を拘束することなく、被検者の自由度を増加させる
ことができ、測定中に被検者の姿勢が変化するときであ
っても容易に呼吸流量を計測することができる。
【0061】また、ケーシング1に送信回路12を一体
的に取付けたから、呼吸流量・流速計測装置全体を小型
化することができる。このため、従来技術によるスパイ
ログラフ等のように大型の検査機器を設置することがで
きない小さい診察室であっても、本実施の形態による呼
吸流量・流速計測装置を使用することができ、検査機器
に対する空間的な制約を除外または軽減することができ
る。これにより、診療所等のように机上の多くの検査機
器が設置されている場所においても、呼吸流量・流速計
測装置を使用することができる。
的に取付けたから、呼吸流量・流速計測装置全体を小型
化することができる。このため、従来技術によるスパイ
ログラフ等のように大型の検査機器を設置することがで
きない小さい診察室であっても、本実施の形態による呼
吸流量・流速計測装置を使用することができ、検査機器
に対する空間的な制約を除外または軽減することができ
る。これにより、診療所等のように机上の多くの検査機
器が設置されている場所においても、呼吸流量・流速計
測装置を使用することができる。
【0062】また、送信回路12は、回転方向信号出力
回路13、回転速度信号出力回路14、変調回路15等
によって構成することにより、回転速度信号出力回路1
4は第1の回転センサ7による検出信号S1 を用いて回
転速度信号Sv を出力すると共に、回転方向信号出力回
路13は第1,第2の回転センサ7,8による検出信号
S1 ,S2 を用いて回転方向信号Sd を出力する。そし
て、変調回路15は、回転速度信号Sv と回転方向信号
Sd を用いて回転速度と回転方向の情報を含む呼気、吸
気に対応した第1,第2のパルス列信号Sp1,Sp2を変
調することができる。
回路13、回転速度信号出力回路14、変調回路15等
によって構成することにより、回転速度信号出力回路1
4は第1の回転センサ7による検出信号S1 を用いて回
転速度信号Sv を出力すると共に、回転方向信号出力回
路13は第1,第2の回転センサ7,8による検出信号
S1 ,S2 を用いて回転方向信号Sd を出力する。そし
て、変調回路15は、回転速度信号Sv と回転方向信号
Sd を用いて回転速度と回転方向の情報を含む呼気、吸
気に対応した第1,第2のパルス列信号Sp1,Sp2を変
調することができる。
【0063】一方、変調回路15を、回転方向信号Sd
、回転速度信号Sv を用いて呼気、吸気に対応した第
1,第2のパルス列信号Sp1,Sp2を変調する構成とす
ることにより、回転方向信号Sd に応じたパルス幅ΔT
1 ,ΔT2 の独立パルス信号Sp10 ,Sp20 からなる第
1,第2のパルス列信号Sp1,Sp2を設定すると共に、
回転速度信号Sv に応じた各独立パルス信号Sp10 ,S
p20 間の時間間隔を有するパルス列信号Sp1,Sp2を変
調することができる。これにより、回転体6の回転方向
から流路2D内に呼気または吸気にいずれが流れている
かを検出することができると共に、呼吸流量を検出する
ことができる。
、回転速度信号Sv を用いて呼気、吸気に対応した第
1,第2のパルス列信号Sp1,Sp2を変調する構成とす
ることにより、回転方向信号Sd に応じたパルス幅ΔT
1 ,ΔT2 の独立パルス信号Sp10 ,Sp20 からなる第
1,第2のパルス列信号Sp1,Sp2を設定すると共に、
回転速度信号Sv に応じた各独立パルス信号Sp10 ,S
p20 間の時間間隔を有するパルス列信号Sp1,Sp2を変
調することができる。これにより、回転体6の回転方向
から流路2D内に呼気または吸気にいずれが流れている
かを検出することができると共に、呼吸流量を検出する
ことができる。
【0064】さらに、変調回路15は、回転速度に応じ
た独立パルス信号Sp10 ,Sp20 間の時間間隔を有する
パルス列信号Sp1,Sp2を変調し、電力増幅回路16等
を介して外部に送信するから、独立パルス信号Sp10 ,
Sp20 が出力されている短時間だけ送信用の電力を消費
し、これ以外の時間はほとんど電力を消費しなくなる。
このため、電力消費量を低減することができ、駆動電源
11の寿命を延長することができる。また、駆動電源1
1を容量の大きい小型の釦電池等によって構成すること
ができるから、装置全体を小型、軽量化することができ
る。これにより、被検者が長時間に亘って呼吸流量・流
速計測装置を装着したときであっても、被検者の疲労を
軽減することができる。
た独立パルス信号Sp10 ,Sp20 間の時間間隔を有する
パルス列信号Sp1,Sp2を変調し、電力増幅回路16等
を介して外部に送信するから、独立パルス信号Sp10 ,
Sp20 が出力されている短時間だけ送信用の電力を消費
し、これ以外の時間はほとんど電力を消費しなくなる。
このため、電力消費量を低減することができ、駆動電源
11の寿命を延長することができる。また、駆動電源1
1を容量の大きい小型の釦電池等によって構成すること
ができるから、装置全体を小型、軽量化することができ
る。これにより、被検者が長時間に亘って呼吸流量・流
速計測装置を装着したときであっても、被検者の疲労を
軽減することができる。
【0065】なお、前記実施の形態では、変調回路15
は、呼気、吸気に対応した第1,第2のパルス列信号S
p1,Sp2として、回転体6の回転方向に応じてパルス幅
ΔT1 ,ΔT2 の独立パルス信号Sp10 ,Sp20 からな
る第1,第2のパルス列信号Sp1,Sp2を出力するもの
とした。しかし、図13に示す変形例のように、呼気、
吸気に対応した第1,第2のパルス列信号Sp1,Sp2と
して、回転体6の回転方向に応じて互いに異なる振幅A
1 ,A2 の独立パルス信号Sp10 ,Sp20 からなる第
1,第2のパルス列信号Sp1,Sp2を出力する構成とし
てもよい。また、変調回路15は、周波数が相互に異な
る独立パルス信号Sp10 ,Sp20 からなる第1,第2の
パルス列信号Sp1,Sp2を出力する構成としてもよい。
は、呼気、吸気に対応した第1,第2のパルス列信号S
p1,Sp2として、回転体6の回転方向に応じてパルス幅
ΔT1 ,ΔT2 の独立パルス信号Sp10 ,Sp20 からな
る第1,第2のパルス列信号Sp1,Sp2を出力するもの
とした。しかし、図13に示す変形例のように、呼気、
吸気に対応した第1,第2のパルス列信号Sp1,Sp2と
して、回転体6の回転方向に応じて互いに異なる振幅A
1 ,A2 の独立パルス信号Sp10 ,Sp20 からなる第
1,第2のパルス列信号Sp1,Sp2を出力する構成とし
てもよい。また、変調回路15は、周波数が相互に異な
る独立パルス信号Sp10 ,Sp20 からなる第1,第2の
パルス列信号Sp1,Sp2を出力する構成としてもよい。
【0066】また、前記実施の形態では、変調回路15
は、VCOによって構成するものとしたが、例えば変調
回路を一定の振幅、一定の周波数F1 の搬送波を発振す
る発振器とAND回路とによって構成し、回転速度信号
Sv と搬送波とのAND演算を行うことによってもパル
ス列信号Sp1,Sp2を出力することができる。さらに、
変調回路をPGA(プログラマブル・ゲイン・アンプ)
回路によって構成し、回転速度信号Sv に応じて周波数
F1 で発振する搬送波の振幅を変化させてもよい。
は、VCOによって構成するものとしたが、例えば変調
回路を一定の振幅、一定の周波数F1 の搬送波を発振す
る発振器とAND回路とによって構成し、回転速度信号
Sv と搬送波とのAND演算を行うことによってもパル
ス列信号Sp1,Sp2を出力することができる。さらに、
変調回路をPGA(プログラマブル・ゲイン・アンプ)
回路によって構成し、回転速度信号Sv に応じて周波数
F1 で発振する搬送波の振幅を変化させてもよい。
【0067】また、本実施の形態では、パルス列信号S
p1,Sp2を一定の周波数F1 で発振する構成としたが、
呼吸流量・流速計測装置毎に異なる周波数のパルス列信
号Sp1,Sp2を出力する構成としてもよい。これによ
り、複数の被検者の呼吸流量を同時に計測することがで
きる。
p1,Sp2を一定の周波数F1 で発振する構成としたが、
呼吸流量・流速計測装置毎に異なる周波数のパルス列信
号Sp1,Sp2を出力する構成としてもよい。これによ
り、複数の被検者の呼吸流量を同時に計測することがで
きる。
【0068】また、前記実施の形態では、回転体6は2
片の羽根部6Bを有するものとしたが、本発明はこれに
限らず、3片以上の羽根部を有する構成としてもよい。
このように、羽根部の数を増加した場合には、流路2D
内をより微小な呼吸流量が流通するときでも、回転体を
回転させることができ、検出感度を向上させることがで
きる。
片の羽根部6Bを有するものとしたが、本発明はこれに
限らず、3片以上の羽根部を有する構成としてもよい。
このように、羽根部の数を増加した場合には、流路2D
内をより微小な呼吸流量が流通するときでも、回転体を
回転させることができ、検出感度を向上させることがで
きる。
【0069】さらに、前記実施の形態では、2片の羽根
部6Bは1枚の平板状部材を用いて形成する場合を例示
したが、回転軸6Aには別部材からなる複数片の羽根部
を例えばろう付、接着等の手段で取り付ける構成として
もよい。
部6Bは1枚の平板状部材を用いて形成する場合を例示
したが、回転軸6Aには別部材からなる複数片の羽根部
を例えばろう付、接着等の手段で取り付ける構成として
もよい。
【0070】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1の発明に
よれば、ケーシングには、回転方向、回転速度に応じた
パルス列信号を送信する送信器を設けることにより、被
検者を拘束することなく、被検者の自由度を増加させる
ことができる。このため、測定中に被検者の姿勢が変化
するときであっても容易に呼吸流量を計測することがで
きる。また、送信器を、回転方向信号出力手段、回転速
度信号出力手段および変調手段によって構成することに
より、回転速度信号出力手段は回転センサによる検出信
号を用いて回転速度信号を出力すると共に、回転方向信
号出力手段は、その検出信号を用いて回転方向信号を出
力する。そして、変調は回転速度信号と回転方向信号を
用いて回転速度と回転方向に応じたパルス列信号を変調
することができる。 さらに、変調手段は、回転方向に応
じた正回転認識パルス列信号、逆回転認識パルス列信号
を設定すると共に、回転速度に応じたパルス間隔を有す
る正回転認識パルス列信号、逆回転認識パルス列信号を
変調することができる。
よれば、ケーシングには、回転方向、回転速度に応じた
パルス列信号を送信する送信器を設けることにより、被
検者を拘束することなく、被検者の自由度を増加させる
ことができる。このため、測定中に被検者の姿勢が変化
するときであっても容易に呼吸流量を計測することがで
きる。また、送信器を、回転方向信号出力手段、回転速
度信号出力手段および変調手段によって構成することに
より、回転速度信号出力手段は回転センサによる検出信
号を用いて回転速度信号を出力すると共に、回転方向信
号出力手段は、その検出信号を用いて回転方向信号を出
力する。そして、変調は回転速度信号と回転方向信号を
用いて回転速度と回転方向に応じたパルス列信号を変調
することができる。 さらに、変調手段は、回転方向に応
じた正回転認識パルス列信号、逆回転認識パルス列信号
を設定すると共に、回転速度に応じたパルス間隔を有す
る正回転認識パルス列信号、逆回転認識パルス列信号を
変調することができる。
【0071】また、請求項2の発明によれば、変調手段
は、回転速度に応じた第1の独立パルス信号間の時間間
隔を有する正回転認識パルス列信号を変調すると共に、
回転速度に応じた第2の独立パルス信号間の時間間隔を
有する逆回転認識パルス列信号を変調して外部に送信す
るから、第1,第2の独立パルス信号が出力されている
短時間だけ送信用の電力を消費し、これ以外の時間はほ
とんど電力を消費しなくなる。このため、電力消費量を
低減し、駆動電源の寿命を延長できるから、駆動電源を
小型の釦電池等によって構成することができ、装置全体
を小型、軽量化することができる。これにより、被検者
が長時間に亘って呼吸流量・流速計測装置を装着したと
きであっても、被検者の疲労を軽減することができる。
は、回転速度に応じた第1の独立パルス信号間の時間間
隔を有する正回転認識パルス列信号を変調すると共に、
回転速度に応じた第2の独立パルス信号間の時間間隔を
有する逆回転認識パルス列信号を変調して外部に送信す
るから、第1,第2の独立パルス信号が出力されている
短時間だけ送信用の電力を消費し、これ以外の時間はほ
とんど電力を消費しなくなる。このため、電力消費量を
低減し、駆動電源の寿命を延長できるから、駆動電源を
小型の釦電池等によって構成することができ、装置全体
を小型、軽量化することができる。これにより、被検者
が長時間に亘って呼吸流量・流速計測装置を装着したと
きであっても、被検者の疲労を軽減することができる。
【0072】また、請求項3の発明によれば、回転セン
サを第1の発光器と第1の受光器からなる第1の回転セ
ンサと、第2の発光器と第2の受光器からなる第2の回
転センサとによって構成したから、流路内の呼吸気の流
れで回転体が回転すると、回転体は第1の発光器と第1
の受光器との間の光を断続的に遮断すると共に、第2の
発光器と第2の受光器との間の光を断続的に遮断する。
このため、第1,第2の受光器は、第1,第2の発光器
からの光を断続的に受光することによって、回転体の回
転を検出し、検出信号を出力する。この結果、これら第
1,第2の受光器による検出信号を用いることによっ
て、回転体の回転速度および回転方向を検出することが
できる。
サを第1の発光器と第1の受光器からなる第1の回転セ
ンサと、第2の発光器と第2の受光器からなる第2の回
転センサとによって構成したから、流路内の呼吸気の流
れで回転体が回転すると、回転体は第1の発光器と第1
の受光器との間の光を断続的に遮断すると共に、第2の
発光器と第2の受光器との間の光を断続的に遮断する。
このため、第1,第2の受光器は、第1,第2の発光器
からの光を断続的に受光することによって、回転体の回
転を検出し、検出信号を出力する。この結果、これら第
1,第2の受光器による検出信号を用いることによっ
て、回転体の回転速度および回転方向を検出することが
できる。
【0073】
【図1】実施の形態による呼吸流量・流速計測装置を装
着・使用している状態を示す正面図である。
着・使用している状態を示す正面図である。
【図2】実施の形態による呼吸流量・流速計測装置を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図3】実施の形態による呼吸流量・流速計測装置を示
す図2の左側面図である。
す図2の左側面図である。
【図4】実施の形態による呼吸流量・流速計測装置を分
解して示す分解正面図である。
解して示す分解正面図である。
【図5】回転体を拡大して示す斜視図である。
【図6】回転体、回転センサ等を示す図2中の矢示VI−
VI方向からみた断面図である。
VI方向からみた断面図である。
【図7】送信回路を示すブロック図である。
【図8】回転方向信号出力回路を示す回路図である。
【図9】流路内を呼気が流れたときの第1,第2の検出
信号、第1,第2の立上りパルス信号、第1,第2の立
下りパルス信号、セット信号、リセット信号を示す特性
線図である。
信号、第1,第2の立上りパルス信号、第1,第2の立
下りパルス信号、セット信号、リセット信号を示す特性
線図である。
【図10】流路内を吸気が流れたときの第1,第2の検
出信号、第1,第2の立上りパルス信号、第1,第2の
立下りパルス信号、セット信号、リセット信号を示す特
性線図である。
出信号、第1,第2の立上りパルス信号、第1,第2の
立下りパルス信号、セット信号、リセット信号を示す特
性線図である。
【図11】呼吸流量、回転速度信号、回転方向信号、パ
ルス列信号と時間との関係を示す特性線図である。
ルス列信号と時間との関係を示す特性線図である。
【図12】受信装置を示すブロック図である。
【図13】変形例による呼吸流量、回転速度信号、回転
方向信号、パルス列信号と時間との関係を示す特性線図
である。
方向信号、パルス列信号と時間との関係を示す特性線図
である。
【図14】従来技術による呼吸流量・流速計測装置を使
用している状態を示す説明図である。
用している状態を示す説明図である。
1 ケーシング 2 ホルダ部 2D 流路 3 センサ取付部 4 偏向部材 6 回転体 7,8 回転センサ 7A,8A 発光器 7B,8B 受光器 12 送信回路(送信器) 13 回転方向信号出力回路(回転方向信号出力手段) 14 回転速度信号出力回路(回転速度信号出力手段) 15 変調回路(変調手段) 35 受信装置(受信器)
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G01P 5/06 G01P 5/06 X 5/07 H 5/07 A61B 5/08 300 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01F 1/115 A61B 5/091 G01D 5/36 G01P 5/06 G01P 5/07
Claims (3)
- 【請求項1】 呼気または吸気が流れる流路を有する筒
状のケーシングと、該ケーシングの流路途中に軸方向に
間隔を置いて設けられ呼気または吸気を渦流とする一対
の偏向部材と、該各偏向部材間に設けられ渦流によって
回転する回転体と、該回転体の近傍に位置して前記ケー
シングに設けられ該回転体の回転を検出する回転センサ
と、前記ケーシングに取付けられ該回転センサによって
検出された検出信号を回転体の回転速度と回転方向に応
じたパルス列信号に変換し、遠隔な場所に設けられた受
信器に送信する送信器とからなり、 前記送信器は、前記検出信号を用いて回転速度信号を出
力する回転速度信号出力手段と、前記検出信号を用いて
回転方向信号を出力する回転方向信号出力手段と、回転
速度信号と回転方向信号を用いて回転速度と回転方向に
応じたパルス列信号を変調する変調手段とから構成し、 前記変調手段は、回転体が正回転するときには回転速度
に応じたパルス間隔をもった正回転認識パルス列信号を
設定し、回転体が逆回転するときには回転速度に応じた
パルス間隔をもった逆回転認識パルス列信号を設定して
なる 呼吸流量・流速計測装置。 - 【請求項2】 前記正回転認識パルス列信号は、回転体
が正回転するときの回転速度に応じたパルス間隔をもっ
た第1の独立パルス信号の集合によって構成し、前記逆
回転認識パルス列信号は、回転体が逆回転するときの回
転速度に応じたパルス間隔をもち第1の独立パルス信号
とは異なる第2の独立パルス信号の集合によって構成し
てなる請求項1に記載の呼吸流量・流速計測装置。 - 【請求項3】 前記回転センサは、第1の発光器と該第
1の発光器からの光を前記回転体の回転に応じて断続的
に受光し検出信号を出力する第1の受光器とからなる第
1の回転センサと、第2の発光器と該第2の発光器から
の光を前記回転体の回転に応じて断続的に受光し検出信
号を出力する第2の受光器とからなる第2の回転センサ
とによって構成してなる請求項1または2に記載の呼吸
流量・流速計測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10584399A JP3254191B2 (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 呼吸流量・流速計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10584399A JP3254191B2 (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 呼吸流量・流速計測装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000298043A JP2000298043A (ja) | 2000-10-24 |
JP3254191B2 true JP3254191B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
ID=14418310
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10584399A Expired - Fee Related JP3254191B2 (ja) | 1999-04-13 | 1999-04-13 | 呼吸流量・流速計測装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3254191B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022014433A (ja) * | 2020-07-06 | 2022-01-19 | 株式会社フクダ産業 | 呼吸機能検査用フローセンサ |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101540522B1 (ko) * | 2013-12-04 | 2015-07-31 | 충북대학교 산학협력단 | 광학 기법 측정 요속계 |
GB2532705B (en) | 2014-08-19 | 2016-10-05 | Wwws Uk Ltd | Spirometer |
JP6360508B2 (ja) * | 2016-02-17 | 2018-07-18 | 日晴金属株式会社 | ゴム風船用吹込み口部材 |
IT202000017818A1 (it) * | 2020-07-23 | 2022-01-23 | Mir S R L Medical International Res | Turbina per spirometro perfezionata |
CN111991000A (zh) * | 2020-09-24 | 2020-11-27 | 苏州大学 | 基于简易叶轮和光电编码器的潮气量实时监测装置及方法 |
CN113679374A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-11-23 | 清华珠三角研究院 | 主流式呼气二氧化碳浓度和呼吸流量的检测装置及方法 |
-
1999
- 1999-04-13 JP JP10584399A patent/JP3254191B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022014433A (ja) * | 2020-07-06 | 2022-01-19 | 株式会社フクダ産業 | 呼吸機能検査用フローセンサ |
JP7244947B2 (ja) | 2020-07-06 | 2023-03-23 | 株式会社フクダ産業 | 呼吸機能検査用フローセンサ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000298043A (ja) | 2000-10-24 |
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