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呼吸計測装置

【スパイロメータ】 
フライシュ型

  • 層流にするためにステンレスの細い管を束ねて前後の圧力差を測定する。
  • ハーゲン・ポアズイユの式を利用している。
  • 差圧を求めるためにストレインゲージを用いる。

 
 
リリー型

  • メッシュを用いて圧力差を計測するが、そのときにはベルヌーイの定理を利用する。


気速型

  • 気量を気速の積分から求めている。
  • 気速型はガスにより測定値に影響が出る。
  • 気量型より精度は低くなる。
  • 気速型には圧力差を利用するニューモタコグラフと熱線の温度を一定に保つように電流を流す熱線式がある。

 
気量型

  • ベネディクト・ロス型
    • 早い気量の変化に追従できない。
    • ベネデイクト・ロス型呼吸計は、気量型のスパイロメータである。
    • 閉鎖式回路で気量によりベルが可動することによりその先にあるペンで呼吸曲線が記録される。
    • 閉鎖式呼吸回路を用いて呼気を可動円筒(ベル)内に送り、可動円筒(ベル)の上下移動の距離から気量を測定する。
  • ローリングシール型
    • ローリングシールにより機密下容器容量を利用する気量型スパイロメータ。
    • 直接気量を計測しているのでガスの影響はない。
    • 気量測定の信頼性が高い
    • ベネデイクト・ロス型と同じ測定原理であるが、ピストンの運動(気量:ボリューム)をポテンショメータまたはロータリエンコーダによって電気的に変換し計測する装置である。

 
ライトレスピレータ

  • 気流量をタービンの回転数に変換する気流量

 
肺活量 

  • スパイロメータで計測できない。
    • 全肺気量
    • 機能的残気量

 
 
【フローボリューム曲線】 

  • フローボリューム曲線は最大吸気からの最大努力呼気を、縦軸:気流速度(フロー)、横軸:肺気量(ボリューム)で示したものである
  • 1秒率70%未満は閉塞性換気障害である。

 

 
【差圧式呼吸流量計(ニューモタコグラフ)】 

  • ニューモタコグラフにはステンレスの細い管を束にし、気流を層流にするフライシュ型流量計と流路に金属メッシュを用いて気流を乱流にするリリー型流量計がある。
  • ニューモタコメータは単位時間に流れる気体の圧力差を測定している。

 
フライシュ型流量計

  • 差圧を求めるためにストレインゲージを用いる。
  • ハーゲン・ポアズイユの式を用いて流量を測定する。

 
リリー型流量計

  • 流路に金属メッシュを用いる。
  • 乱流(リリー型)の場合はベルヌーイの式に従う。

 
 
【熱線型呼吸流量計】 

  • 気流速度が速ければ温度低下も大きく電流も多く流す必要があるため、電流は気流速度に比例する。
  • 熱線式は熱線にタングステンや白金を用いる。
  • この熱線に電流を流し約400℃の高温に保ち、電流変化により流量を求める。
  • いずれも流量を時間積分し気量を求める

 
 
【超音波流量計】 
カルマン渦型

  • 回路内の渦発生体に当たった気流がつくるカルマン渦の様子を、超音波で検出することで気速を求める。
  • 流体の温度、圧力、密度、粘性などには関係しないが、低流量での精度は悪い。

 
 
【ガス希釈法】 

  • 肺気量分画のうち、スパイロメータで測定できない残気量を含む分画は、ガス希釈法や体プレチスモグラフなどによって測定する。
  • ガス希釈法では、吸入したガスが肺内で拡散して呼気として呼出される際の濃度変化から残気量を求める。