JP2839865B2 - 局所発汗量測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自律神経機能検査
等を行うための局所発汗量測定装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】発汗には、温熱性発汗と精神性発汗とが
あり、このうち精神性発汗は手のひらや足の裏に多く見
られ、自律神経系の影響を強く受けることが知られてい
る。このため、自律神経機能検査における発汗量の測定
にはこうした箇所が選ばれ、正常者の発汗量との比較を
行うことによって診断が行われてきた。

【０００３】発汗量の測定装置は従来より種々開発され
ており、例えば換気カプセル法と呼ばれる方式によった
装置がある。これは、皮膚に密着させるカプセルを使用
するものであり、カプセルは皮膚への装着側が開口する
とともに、その内部は相互に連通する二室に仕切られて
いる。そして、一方の室（皮膚に密着する側で発汗を測
定するための室）には乾燥ガス（例えば窒素ガス）のボ
ンベとチューブを介して連通し、他方の室には湿度セン
サが内蔵されている。かくして、一方の室においては皮
膚から発散される発汗水分と乾燥ガスとが混合し、その
混合空気中の水分量に対応した電気信号が湿度センサか
ら連続して出力され、制御装置において発汗量の時間的
推移として計測される、というものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自律神経機
能の検査を行う場合には、検出されるべき水分は発汗に
基づくもののみでなければならない。ところが、現実に
は乾燥ガスのボンベからカプセルに至るまでの間のチュ
ーブ内には測定環境における空気の混入を避け得ない。
こうした空気の混入はカプセルを皮膚から取り外した場
合にカプセルを通してチューブ内に入り込むことによっ
て生じるためであり、このため測定の開始にあたっては
チューブ内の空気をパージしておく必要がある。

【０００５】従来では、混入水分がほぼ完全にパージし
終わるのを待って発汗量を測定しなければならず、この
間長時間の待機が必要となっていた。しかし、現実には
パージの完了を待たずに測定を開始してしまうことが多
く、したがって測定精度に対する信頼性が損なわれるこ
ととなっていた。

【０００６】ところで、乾燥ガスの供給温度は測定環境
の温度に依存するのに対し、皮膚温はほぼ一定であるた
め、カプセル内の環境も測定環境の温度によって変動
し、このため発汗状況が周辺の環境によって変化するこ
ととなっていた。これでは、測定環境が異なると、測定
結果間の正確な比較ができないことになる。そこで、従
来は人工気候室と呼ばれる測定条件（室内温度等が一定
に保持されている）の整った環境の下で行われるのが通
常であったが、設備費等の高騰あるいは測定開始にあた
っての環境作りに時間がかかるなどの問題があった。

【０００７】さらに、従来の発汗量測定装置では単に発
汗状況（発汗の時間的変化等）を測定するに過ぎず、つ
まり自律神経活動に伴う他の現象（心臓の鼓動）との関
連などを解析するといったことはなされていない。すな
わち、従来のものでは発汗現象を通じて自律神経活動全
体を解析するといった観点が欠如しており、そのような
自律神経活動に伴う諸現象の相互関連を測定する装置の
開発はなされていなかったのである。

【０００８】本発明は上記したような従来の問題点に鑑
みて開発工夫されたものであり、その目的とするところ
は、簡易な装置によって測定精度の向上を図りうる局所
発汗量測定装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、皮膚面に装着
されるカプセル内にガスを送り込みつつ皮膚から発散さ
れる発汗水分を測定部に取り込んで、前記発汗状況を測
定する局所発汗測定装置であって、皮膚温度を検出可能
な皮膚温検出手段が備えられる一方、前記カプセルへの
ガスの供給路の途上にはヒータが設けられ、かつこのヒ
ータには前記皮膚温検出手段からの検出信号に基づいて
ガスの温度調節を行う温度コントローラが接続されるこ
とで、当該皮膚を設定温度に維持するようにしたことを
特徴とするものである。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【発明の作用及び効果】請求項１の発明によれば、皮膚
温度検出手段で検出された皮膚温に基づいて温度コント
ローラがヒータの加熱動作を制御しガスの温度を、皮膚
温と同一あるいは任意の温度差にするため、カプセル内
は任意のほぼ一定の温度に設定することができる。この
ため、測定環境の温度との影響を極力排して発汗量の測
定を行うことができる。

【００１３】したがって、精度の高い測定結果を得るこ
とができ、また従来必要とされてきたパージ完了までの
間、待機している必要がないため、測定開始時期を早め
ることができる。

【００１４】また、請求項２の発明によれば、測定部の
表示部には上記のようにして得られた発汗水分量の時間
的推移と併せて被測定者の心拍信号が記録されるため、
発汗現象と心拍との関連についても知ることができる。

【００１５】

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。 ―第１実施形態― 図１〜図６は本発明の第１実施形態を示すものであり、
まず図５によって測定装置全体の概要を説明する。

【００１７】図５において、１は皮膚に装着されるカプ
セル、２は乾燥ガス（低湿度窒素ガス）が封入されたボ
ンベであり、カプセル１の流入側とボンベ２は可撓性チ
ューブよりなる供給路３によって接続され、ボンベ２か
ら乾燥ガスの供給を受けるようになっている。また、カ
プセル１の流出側には可撓性チューブよりなる排出路４
を介してフローメータ５が接続され、排出路４を通過す
るガス量を計測してボンベ２からの供給ガス量を調節す
ることによって、カプセル１に対するガスの供給量を一
定に保持することができるようにしている。

【００１８】また、供給路３の途中には乾燥ガスに含ま
れている混入水分量を検出するための第１湿度センサ６
が接続され、排出路４側にはカプセル１内の主として発
汗に伴う水分量を測定するための第２湿度センサ７が接
続されている。そして、これら第１、第２の両湿度セン
サ６，７は共に測定部８に接続されており、それぞれの
水分検出信号を入力するようになっている。また、測定
部８にはこれら水分検出信号に基づいて所定の処理を行
うようになっており、さらに測定部８にはその処理結果
（発汗量の時間的推移）を表示するためのプリンタ９が
接続されている。

【００１９】次に、より具体的な構成を説明すると、カ
プセル１は合成樹脂材により円盤状に形成され、その下
半分（人体に装着される側の部分）は人体側へ開口する
中空状をなして形成されるのに対し、上半分は充実体と
しての基部１Ａが連続している。そして、下半分の外周
縁に配された外壁の内側には、同心で二重に内壁が形成
され、これによってカプセル１内は計３つの室に区画さ
れることになり、このうちの最も外側の室は薬剤投入室
１０となり、最も内側の室は測定室１１となる。そし
て、これらの間の室は薬剤投入室１０に投与された薬液
（例えば、アセチルコリンを主成分とする水溶液であ
り、皮膚に対する発汗促進作用がある）が直接測定室１
１内に侵入しないようにするための中間室１２となって
いる。これら３室を仕切る壁はそれぞれほぼ同じ高さを
もって形成され、したがってカプセル１を人体に装着し
たときには、各室はほぼ水密状に仕切られる。

【００２０】一方、カプセル１の基部１Ａにはその外側
面から二条の貫通孔１３，１４が穿孔されており、それ
ぞれは測定室１１へと通じるようになっており、このう
ちの一方側が乾燥ガスの流入側であり、前記した供給路
３とシール状態で接続されている。また、他方側は測定
室１１内で生じた発汗水分が混入したガスの流出側とな
り、前記した排出路４側とシール状態で接続されてい
る。

【００２１】また、薬剤投入室１０内の外周面側におけ
る所定高さ位置には全周に沿って電線１５がリング状に
取り付けられている。そして、これらの両端部は基部１
Ａの上面に突出する陽極側端子金具１６に接続されてお
り、この陽極側端子金具１６は図示しない電流供給装置
に接続されている。なお、電流供給装置は一定電流（約
２ｍＡ）を供給可能であり、その陰極側は、鉛板をフラ
ンネルで覆い食塩水に浸した陰極板を介して人体に接続
されるようになっている。

【００２２】さらに、基部１Ａの上面には薬剤投入室１
０へ通じる２つの孔が貫通し、それぞれにはパイプ１
７，１８が圧入されている。一方のパイプ１７は薬液の
投入用であり、他方のパイプ１８は空気抜きとして機能
する。なお、基部１Ａの上面には一対の取付金具１９が
突出しており、これらには図示しない装着用のベルトの
端末が取り付けられる。

【００２３】次に、図６に基づいて測定部８の構成につ
いて説明すると、測定部８は減算部２０（例えば、ＯＰ
アンプ等によって構成される）を備えており、この減算
部２０には前記した第１湿度センサ６からの出力信号と
第２湿度センサ７からの出力信号が入力されるようにな
っているとともに、第１湿度センサ６の検出値から第２
湿度センサ７の検出値を減算して出力するようになって
いる。また、減算部２０にはその出力値を増幅するため
の増幅部２１が接続され、さらにこの増幅部２１には減
算値の増幅信号を印字するためのプリンタ９が接続さ
れ、測定時間中における発汗量の推移がプリントされる
ようになっている。

【００２４】次に、上記のように構成された本実施形態
の作用効果を具体的に説明する。カプセル１を人体に装
着し、図示しない電流供給装置の陰極側に接続された陰
極板をカプセル１装着部位の近くに貼り付けておく。そ
して、アセチルコリンの１０％水溶液である発汗促進剤
を薬剤投入室１０に投入し、少なくとも電線が浸漬され
るようにしておく。このようにすることで、皮膚軸索反
射と呼ばれる作用によって測定室１１内での発汗が促進
される。なお、皮膚軸索反射とは、皮膚交感神経節後線
維末端が薬剤等で刺激されると、皮膚交感神経節後線維
の分岐を介して直接刺激されていない部分にも発汗が起
こる現象をいう。

【００２５】一方、ボンベ２から供給路３を介して低湿
度窒素ガスがカプセル１内の測定室１１へ供給される。
このため、測定室１１内では上記した軸索反射性発汗に
伴う水蒸気と低湿度窒素ガスとが混合し、その混合気は
排出路４へと排気される。

【００２６】ところで、上記した混合気中の水分量、つ
まり排出路４中の水分量は第２湿度センサ７にて検出さ
れ、その検出信号が測定部８中の減算部２０へ入力され
る。他方、供給路３中の水分量、つまり供給路３を構成
する可撓性チューブ等に混入している水分量は第１湿度
センサ６にて検出され、その検出信号が測定部８の減算
部２０へ入力され、減算部２０では第２湿度センサ７に
よる検出値から第１湿度センサ６による検出値が減算さ
れる。これによって、供給路３中に含まれていた混入水
分量が減じられ、ほぼ発汗に伴う水分量のみが検出され
ることになる。

【００２７】そして、減算部２０からの出力値は増幅部
２１によって増幅され、その増幅信号がプリンタ９に入
力される。その結果、プリンタ９には測定時間中の発汗
量の推移、発汗頻度が印刷される。

【００２８】前述したように、測定の開始にあたっては
カプセル１等を通じて供給路３中あるいは測定部８中に
空気中の水分が混入するため、従来はこの混入水分がパ
ージされるのを待って測定を開始していたが、第１実施
形態によれば第２湿度センサ７の検出値から第１湿度セ
ンサ６の検出値を減算することで、供給路３中の混入水
分を排除して真に測定すべき発汗水分量のみが測定でき
るため、従来のようなパージ時間を待つことなく直ちに
測定を開始することができる。また、従来であるとパー
ジが不完全の場合には、測定精度に対する信頼性が損な
われることとなっていたが、本実施形態によれば、パー
ジすべき分の水分量が確実に排除されるため、高精度の
測定値が得られる。しかも、増幅部２１によって発汗量
およびその時間的推移が拡大されてプリンタ９上に記録
されるため、精密測定が可能となる。したがって、従来
見落とされていた疾患等の発見も期待できる。 ―第２実施形態― 図７は本発明の第２実施形態を示すものである。第２実
施形態では発汗作用を心拍との関係で測定できるように
したものである。本実施形態では、排出路４にのみ湿度
センサ２２を接続してここを通過する混合気の水分量を
検出している（第１実施形態と同様、供給路３にも湿度
センサ２２を接続して減算処理をするようにしてもよ
い）。そして、その検出信号を増幅器２３によって増幅
しマルチプレクサ２４、Ａ／Ｄ変換器２５を介してＣＰ
Ｕ２６に入力するようにしている。一方、第２実施形態
では人体の腕部に装着するためのカフ２７が備えられ、
その内部へダイヤフラムポンプ２８によって空気を供給
し内部に空気を封入できるようにしている。そして、ダ
イヤフラムポンプ２８とカフ２７とを接続する可撓性チ
ューブの途中には圧脈波センサ２９が接続されており、
心拍に伴う可撓性チューブ内の空気圧変動を電気信号に
変換して心拍信号として出力するようになっている。ま
た、圧脈波センサ２９には心拍信号を増幅するための増
幅器３０が接続されており、さらに増幅器３０にはマル
チプレクサ２４、Ａ／Ｄ変換器２５を介してＣＰＵ２６
に接続されている。

【００２９】そして、ＣＰＵ２６では湿度センサ２２か
らの発汗信号および圧脈波センサ２９からの心拍信号に
基づいて所定の処理が行なわれるようになっており、そ
の演算結果は表示装置３２およびＤ／Ａ変換器３１を介
してアナログデータとして出力され、ペンレコーダ３３
等の記録手段によって記録されるようになっている。具
体的には、発汗量の時間的推移が心拍周期との関連にお
いて記録されるようになっている。

【００３０】なお、カプセル１等の構成については第１
実施形態と同様である。

【００３１】上記した第２実施形態によれば、カフを上
腕の橈動脈上を覆うようにして装着し、その近くにカプ
セル１を装着する。そして、第１実施形態と同様にして
乾燥ガスを供給しその排出側において発汗に伴う水分量
を湿度センサ２２にて検出する。ここからの発汗信号は
増幅器２３を介しマルチプレクサ２４を通してＡ／Ｄ変
換器２５に入力されここでデジタル信号に変換された
後、ＣＰＵ２６に入力される。一方、ダイヤフラムポン
プ２８を駆動してカフ２７内に圧縮空気を封入させて保
持する。こうすることで、心拍に連動してカフ２７内の
空気が脈動するため、その空気圧の脈動が圧脈波センサ
２９によって検出される。そして、その検出信号は上記
した発汗信号と同様にしてＣＰＵ２６に入力され、ここ
で所定の演算処理が行われ、モニター等の表示装置３２
にそれらの時間的推移が表示されるとともに、レコーダ
３３等にも記録され、かくして発汗状況が一心拍との関
連において測定される。

【００３２】以上のように、第２実施形態では一心拍と
の関連において発汗波を測定するものであり、これによ
って自律神経活動及び疾的疾患の詳細解析を期待するこ
とができる。なお、この実施形態では圧脈波センサ２９
を使用して非観血による測定を可能としているが、その
他、心拍信号を検出できるものであれば、レーザー血流
計等、他の測定手段であってもよい。 ―第３実施形態― 図８は本発明の第３実施形態を示すものであるが、基本
的構成は第１実施形態と同様であるため、第１、第２の
両湿度センサおよび測定部等についての図示およびその
説明は省略する。

【００３３】第３実施形態では皮膚温度と同一温度の乾
燥ガスを供給するようにしたものである。具体的には、
カプセル１内には皮膚に密着して皮膚温度を検出可能な
第１温度センサ３４が組み込まれる。一方、ボンベ２と
カプセル１とをつなぐ供給路３の途中には中継タンク３
６が設けられ、その内部にはタンク３６内の乾燥ガスの
温度を検出するための第２温度センサ３５とヒータ３７
とが組み込まれている。そして、第１、第２の温度セン
サ３４、３５は共に温度コントローラ３８に接続されて
いて、これら両温度センサ３４，３５によって検出され
た乾燥ガスと皮膚温度との間に差がある場合には、乾燥
ガスが皮膚温度と同一温度になるまでヒータ３７に対す
る通電がなされるようになっている。

【００３４】したがって、第３実施形態によればカプセ
ル１内に供給される乾燥ガスは皮膚温度と同一温度であ
るため、測定環境の温度が変化しても皮膚温度というほ
ぼ一定の温度のもとでの測定を行うことができる。この
ため、周辺環境の温度に影響を受けずに測定を行うこと
ができるため、従来の人工気候室のような大がかりな装
置が不要となる。 ―第４実施形態― 図９及び図１０は本発明の第４実施形態を示すものであ
り、この例ではカプセル１内を複数の室に仕切らず、つ
まり薬剤投入室、さらには中間室を形成することなく、
測定室１１のみを形成したものである。そして、またカ
プセル１には皮膚温を検出するための皮膚温検出センサ
３９と血液の流れを検出するための血流センサ４０を組
み込んでいる。これら両センサをカプセル１内に一体に
組み込むことで、取扱い性に優れるとともに、発汗測定
部位の近くに血流測定部位を設けることで発汗・血流の
対応関係がより一層明瞭に測定できる。

【００３５】具体的構成を説明すると、カプセル１は樹
脂製であり、円盤状に形成されるとともに、下面側には
周壁を残して測定室１１が中央に凹み形成されている。
この測定室１１に通じるよう、周壁には側方から２本パ
イプが突入され、これらはは他の実施形態と同様、供給
路および排出路に接続されている。なお、排出路の途中
には発汗水分量を測定するための湿度センサ（図示しな
い）が接続されている。

【００３６】皮膚温検出センサ３９はカプセル１の開口
端面に埋め込まれており、その検出部が皮膚に密着可能
なようになっている。皮膚温検出センサ３９は第３実施
形態と同様な温度コントローラ（ここでは図示されな
い）に接続されており、温度コントローラは供給路の途
中に介在されたヒータ（同様に図示しない）に接続され
て、供給路を通ってカプセル１へ供給される乾燥ガスを
皮膚温と同一温度になるようにしている。

【００３７】血流センサ４０はカプセル１の基部の中心
部に縦向きに取り付けられており、その先端部は測定室
１１内に臨んでいる。血流センサ４０はレーザ光を皮膚
に照射し、その反射光を検出することで血管中の血液の
流れの変化を電気信号の変化に変えて測定するものであ
り、その検出信号は前記した図示しない湿度センサと共
に第１実施形態と同様な測定部（ここでは図示されな
い）に接続されている。したがって、測定部では湿度セ
ンサからの発汗信号と併せて血流センサ４０からの血流
信号が入力され、これらに基づいて様々なコンピュータ
処理を経た後、プリンタにおいて発汗および血流の時間
的推移を同時に表示する。これら２つの波形を通じて発
汗と血流との関係がより詳細に解析されることが期待で
きる。

【００３８】なお、本発明は種々の変更が可能であり、
次のような変形例も本発明の技術的範囲に含まれる。

【００３９】第１実施形態では、第２湿度センサ７の
検出値から常時、第１湿度センサ６の検出値を減算する
ようにしたものを示したが、測定開始から一定時刻を経
過した時点での両検出値の差を記憶しておき、これを減
算用固定値として第２湿度センサ７の検出値から減算す
るようにしてもよい。

【００４０】第３実施形態では皮膚温度を検出するよ
うにしていたが、皮膚温度は３６゜Ｃでほぼ一定である
ため、中継タンク内を常にこの温度となるように設定し
てもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】カプセルの底面図

【図２】カプセルの平面図

【図３】カプセルの断面図

【図４】カプセルの内側を示す斜視図

【図５】第１実施形態における測定装置のレイアウトを
示す概略図

【図６】測定部を示すブロック図

【図７】第２実施形態における測定装置のレイアウトを
示す概略図

【図８】第３実施形態における測定装置のレイアウトを
示す概略図

【図９】第４実施形態におけるカプセルの断面図

【図１０】同じくカプセルの斜視図

【符号の説明】

１…カプセル ６、７、２２…湿度センサ ８…測定部 ３４，３５…温度センサ ３７…ヒータ ３８…温度コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−57031（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−225340（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−131406（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−236643（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−71532（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−49503（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A61B 5/00 A61B 5/0245

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 皮膚面に装着されるカプセル内にガスを
   送り込みつつ皮膚から発散される発汗水分を測定部に取
   り込んで、前記発汗状況を測定する局所発汗測定装置で
   あって、 皮膚温度を検出可能な皮膚温検出手段が備えられる一
   方、前記カプセルへのガスの供給路の途上にはヒータが
   設けられ、かつこのヒータには前記皮膚温検出手段から
   の検出信号に基づいてガスの温度調節を行う温度コント
   ローラが接続されることで、当該皮膚を設定温度に維持
   するようにしたことを特徴とする局所発汗量測定装置。