JPH062129B2 - 嗅覚認識判定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、嗅覚の有無や認識度合などを判定するため
の嗅覚認識判定装置に関する。

〔従来の技術〕

嗅覚の客観的な評価を行うための嗅覚認識判定装置は、
本出願人等の提案に係る特開昭６３−７９６３６号公報
などに公知である。これでは、呼吸動作に同期して供試
ガスを被験者に送給し、このときの脳波の変動を検出
し、その分析を行って嗅覚の有無などを判定する。被験
者の呼吸動作の検出は鼻腔内に装着されたサーミスタで
行っている。判定試験は無臭状態に調整された無臭室で
行っており、供試ガスは鼻孔の外面を覆う漏斗状のノー
ズコーンを介して半ば解放状態で被験者に供給してい
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

無臭室で判定試験を行うのは、供試ガス以外の臭物質の
影響を避けるためであるが、試験環境として無臭室を用
意するには経済的な負担が大きく、一般病院や食品メー
カ、香料メーカ等で手軽るに判定試験を行えなかった。
従来装置では吸い込んだ供試ガスを呼気と共に室内へ放
出するので、試験が終わるたびにその除去処理を行う必
要があり、連続的に判定試験を行えない点でも不利があ
った。

臭刺激に対する反応は脳波の変動、即ち頭皮に貼り付け
た電極板での誘発電位の変動として検出されるが、その
電位は極めて微弱なため外乱を受けやすい。実験の結
果、鼻腔内に装着されたサーミスタも外乱要因になる。
サーミスタの抵抗変化に伴う電流値の変動が脳波信号に
ノイズとして取り込まれるからである。

鼻腔内に装着されたサーミスタは被験者に異和感を与
え、かゆみや粘膜の過剰反応などの苦痛を伴うことがあ
る。こうした反応も脳波信号にノイズとして含まれ、検
出データの解析を困難にする。被験者によっては反応が
過剰なあまり十分に時間をかけて判定試験を行えないこ
ともある。

以上のように従来装置は、使用場所が無臭室に限られて
実用性と即応性に欠ける点、呼吸動作を検出するための
センサーによる外乱、およびその使用形態等に問題があ
った。

本発明の目的は、無臭室以外でも手軽るに嗅覚判定を行
え、連続して試験を行うことも可能な実用性と即応性に
優れた嗅覚認識判定装置を得るにある。

本発明の他の目的は、脳波信号に悪影響を及ぼすことが
なく、しかも被験者に異和感を与えない呼吸センサーを
備えた嗅覚認識判定装置を得るにある。

本発明の更に他の目的は、被験者の呼吸負担を軽減し、
試験判定を長時間にわたって行う場合でも、被験者に苦
痛を与えることのない嗅覚認識判定装置を得るにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の嗅覚認識判定装置は、呼吸用ガスおよび供試ガ
スを被験者Ａに送給するガス供給手段１と、被験者Ａの
少なくとも鼻および口の外面を密封状に覆って、前記ガ
ス供給手段１から送給されたガスを被験者Ａに供給する
マスク２とを有すること、 マスク２には、被験者Ａの呼吸動作に連動して作動し、
呼吸用ガスの吸引を許して呼気を分離排出する呼吸バル
ブ１３と、呼吸バルブ１３の開閉動作を検出する呼吸セ
ンサー９とが設けられていることを要件とする。

呼吸センサー９は、呼吸バルブ１３の開閉動作を光学的
に検出する光学センサー２９を含んでいる。

ガス供給手段１は呼吸用ガスを強制的に送給するよう構
成し、マスク２に連らなる呼気通路２１に、掃気手段２
５と、掃気を一時貯留する呼気バッグ２７を設けたもの
とすることができる。

ここで呼吸用ガスとは、空気以外に酸素ガスの単体や酸
素が混合された混合ガスなどの全てを含む。さらに、マ
スク２とは頭部全体を密閉状に覆うヘルメット状の構造
体や、鼻と口を個別的に覆う形態をも含む。

〔作用〕

少なくとも鼻および口の外面を覆うマスク２を介して被
験者Ａにガス供給を行うので、無臭環境下でなくても他
の臭物質による影響を完全に排除して被験者Ａに所定の
臭刺激のみを与える。

例えば、光学センサー２９を用いて被験者Ａの呼吸動作
を非接触状に検出するので、呼吸センサー９の電磁的な
作用による外乱作用を一掃でき、さらに呼吸センサー９
を鼻腔等に装着することによる生理反応の発生を解消で
きる。

呼気の再吸引を避けるために、マスク２を呼吸バルブ１
３を設けると、呼吸バルブ１３がマスク２の内圧変動に
より開閉する形態である場合に、被験者Ａの呼吸負担が
増加する。呼吸用ガスを強制送給するガス供給手段１、
および呼気通路２１に設けた掃気手段２５と呼気バッグ
２７は、前記呼吸負担を軽減するために設けられる。

〔実施例〕

第１図において嗅覚認識判定装置は、被験者Ａに供試ガ
スと呼吸用ガスを送給するガス供給手段１と、被験者Ａ
の顔面に装着されてガス供給手段１から送給されたガス
を供給するマスク２と、被験者Ａの刺激に対する反応を
測定して解析処理する測定手段３などを含む。

ガス供給手段１は、供試ガスを供給する臭気源４と、脱
臭処理された呼吸用ガスを供給する空気源５と、これら
ガス供給源４・５の供給状態を制御する制御装置６など
からなり、所定圧力に調整された呼吸用の空気を強制的
に断続供給し、さらに空気で所定濃度に希釈調整された
供給ガスを被験者Ａの呼吸動作に同期して断続的に供給
する。

そのために制御装置６とマスク２とは、吸気通路７およ
び供試ガス通路８を介して接続され、さらに被験者Ａの
呼吸動作を検出する呼吸センサー９の出力部を制御装置
６に接続している。制御装置６は多数個の制御弁や調圧
弁などで構成された動作部６ａと、動作部６ａの作動状
態を制御する制御部６ｂとからなり、供試ガスの単位時
間当たりの供給回数やその供給量などを自由に変更設定
できる。供試ガスはパルス信号状に供給され、供給後の
供試ガス通路８は空気流で洗浄される。空気源５として
空気ボンベやコンプレツサーが用いており、いずれの場
合でも無臭状態の空気を加圧供給する。

測定手段３は、嗅覚反応により生じる脳波の変動を測定
し、測定された脳波データを呼吸センサー９からの出力
信号に基づき解析し、必要な信号処理を行うデータ処理
回路等を含む。脳波データは、被験者Ａの頭部に固定し
た複数個の脳波センサー１０を介して誘発電位の変動と
して取り込まれる。脳波センサー１０としては、一般に
多用されている電極板の他に、超電導材を用いた磁気セ
ンサーが用いられる。

第２図において、マスク２は麻酔用マスクからなるマス
ク本体１２と、その外面に組み付けた呼吸バルブ１３
と、マスク２の装着状態を維持するゴムバンド１４（第
１図参照）などからなり、マスク本体１２が鼻および口
の外面を密閉状に覆うよう被験者Ａに装着される。

第２図において、呼吸バルブ１３は被験者Ａの呼吸動作
に連動して開閉する形態のバルブに構成されており、プ
ラスチック成形品からなるバルブケース１５の内部に、
いずれもゴム膜で形成された一方向弁からなる吸気用バ
ルブ１６と呼気用バルブ１７を設けてなる。バルブケー
ス１５には吸気口１８と呼気口１９、およびマスク本体
１２の内部と連通する呼吸口２０が設けられており、吸
気口１８に吸気通路７を、呼気口１９に呼気通路２１を
それぞれ接続している。

第３図において吸気用バルブ１６は、円形のフランジ部
１６ａに中央にくさび状の弁部１６ｂを突設して形成さ
れ、吸気口１８と呼吸口２０との間に、弁部１６ｂが呼
吸口２０側へ突出する姿勢で組み込まれる。弁部１６ｂ
の先端１６ｃは直線状に切れており、被験者Ａが空気を
吸い込むと第５図のように花弁状に開き、空気を吐き出
すと密着して逆流を防ぐ。

呼気用バルブ１７は一種のディスクバルブであり、呼吸
口２０と呼気口１９との間に配置されて放射状に開口さ
れた弁口２２を開閉する。このバルブ１７は呼気の通過
のみを許し、呼気時には弁口２２を閉止する。

供試ガス通路８は柔軟性に富むシリコンチューブからな
り、その導出端はマスク本体１２の内部に引き込まれて
いる。試験時には前記導出端を被験者Ａの鼻孔に臨んで
粘着テープ２４で固定する。嗅覚細胞は鼻腔内奥に位置
しているので、供試ガス通路８は原則として１個だけあ
ればよい。

呼吸バルブ１３を設けることによって呼気を分離排出
し、その再吸引を妨げることができる。しかし、呼吸バ
ルブ１３はマスク本体１２内の圧力変動が一定値に達し
て初めて開閉するものであり、被験者Ａは通常の呼吸状
態に比べてより積極的な呼吸動作を行う必要がある。こ
うした被験者Ａの呼吸負担を軽減するために、ガス供給
手段１は呼吸用空気を強制的に送給して、吸気動作を助
ける。呼気通路２１は送風ファンからなる掃気手段２５
を設けて、呼気動作を助ける。呼吸用空気の送給量およ
び呼気通路２１の掃気量は、被験者Ａの呼吸量に応じて
調整する。このとき呼吸用空気は被験者Ａの呼吸動作に
同期して断続供給するので問題はないが、掃気手段２５
は連続的に運転されており、掃気量に過不足を生じやす
い。そこで呼吸バルブ１３の呼気口１９寄りの呼気通路
２１から分岐通路２６を導出し、導出端に呼気を一時貯
留する呼気バッグ２７を装着した。

呼気バッグ２７は一定容量を有するプラスチックフイル
ム製の袋からなり、呼気通路２１に吐き出された呼気に
よって膨らみ、吸気動作時には内部の呼気が掃気手段２
５で吸い出されてしぼむ。つまり、呼気バッグ２７は呼
気通路２１内における圧力変動を吸収し、さらに呼気バ
ルブ１７が呼気動作時以外に開いてしまうことを防止す
る。掃気手段２５から排出される呼気は図外のホースや
ダクト等を介して、試験室の外へ放出する。

被験者Ａの呼吸動作を非接触状に検出するために、呼吸
バルブ１３に呼吸センサー９を取り付けている。呼吸セ
ンサー９は、吸気用バルブ１６の弁部１６ｂの背部に配
置されて、その開閉動作を光学的に検出する光学センサ
ー２９と、光学センサー２９に信号光を出力するととも
に、得られた光学的な検出信号を電気信号に変換する光
電変換器を含むセンサー本体３０とからなる。第４図に
示すように光学センサー２９は、それぞれ光ファイバー
を内蔵する投光ケーブル３１と受光ケーブル３２を並列
状に配置し、両ケーブル３１・３２の先端の投光口３３
および受光口３４が弁部１６ｂの隣接する各傾斜面と向
き合う状態でバルブケース１５に固定する。投光ケーブ
ル３１には、常に信号光が出力されており、弁部１６ｂ
が閉じているときには（呼気動作時）、信号光は弁部１
６ｂの各傾斜面で反射を繰り返して、受光口３４から受
光ケーブル３２内へと入射する。しかし、吸気動作に伴
って第５図に示すように弁部１６ｂが開くと、前記傾斜
面の角度が変化し、さらに傾斜面形状が平端面から円弧
面状に変形するので、投射光の殆どは散逸し、投光ケー
ブル３１に達することがない。このときの信号状態（遮
光ＯＮ状態）によって呼気動作が始まったことと、呼気
動作が継続していることを正確に知ることができる。体
内から吐き出される呼気には水蒸気が含まれているが、
光学センサー２９の投光口３３および受光口３４の双方
とも、弁部１６ｂより吸気通路７の側に配置しているの
で、投・受光口３３・３４が水蒸気で曇ることはない。

判定試験は無臭室で行う必要はないが、脳波センサー１
０へのノイズの侵入を避けるために、電磁的な作用を伴
う機器類が被験者Ａの周辺にない環境であることを要す
る。ガス供給手段１、測定手段３の本体部、呼吸センサ
ー９のセンサー本体３０、および掃気手段２５などの機
器類は、脳波センサー１０に影響を及ぼさない位置に隔
離する。電磁的にシールドされた室ないしはチャンバー
は好ましい試験環境と言える。

〔別実施態様例〕

本発明のマスク２は、宇宙服に装着されるヘルメットの
ように、頭部全体を覆う形態にすることもできる。この
場合はヘルメット状のマスク２に電磁的なシールド機能
を付加して、脳波センサー１０への影響を排除すること
も可能であろう。

供試ガス通路８を被験者Ａに装着する必要性はなく、と
の導出端が鼻孔に指向する姿勢でマスク本体１２に指示
されていてもよい。例えば、マスク本体１２の内部にガ
ス放出管を設け、これに前記通路８を接続する形態が採
れる。

光学センサー２９は呼吸口２０の側に設けた光源と、受
光ケーブル３２とで構成することができる。信号光の帰
還の有無や帰還量の大小を検出する以外に、信号光の帰
還時間の違いも検出してもよく、呼吸バルブ１３の動作
を利用するものであれば、その検出原理は一切限定され
ない。

〔発明の効果〕

本発明は、被験者Ａに装着されたマスク２を介して呼吸
用ガスおよび供試ガスを供給し、嗅覚の判定を行えるよ
うにしたので、被験者Ａと周囲の環境とを完全に分離し
て、他の臭物質の影響を排除し、所定の臭刺激だけを被
験者Ａに与えることができる。これにより、無臭室以外
の通常環境下でも判定試験を行え、一般病院や食品ある
いは香料メーカ等でも手軽るに嗅覚判定を行える。さら
に、前回使用したマスク２を交換し、あるいはその消臭
処理を行うことで、引き続き連続して判定試験をするこ
とができ、全体として嗅覚認識判定装置の実用性と即応
性を向上できる。

マスク２に呼吸バルブ１３と該バルブ１３の開閉動作を
検知する呼吸センサー９とを設けるので、呼吸センサー
９を被験者Ａに装着することなく、非接触状に呼吸動作
を検出でき、従来装置に避けられなかった異和感やかゆ
み、あるいは粘膜の過剰反応などの、呼吸センサーを鼻
腔に装着することによる生理反応の発生を一掃して、脳
波信号に悪影響が及ぶことを解消できる。

とくに光学センサー２９で呼吸バルブ１３の開閉動作を
検出するので、センサー部における電磁的な作用が全く
ないので、呼吸センサー９による脳波信号の外乱を一掃
でき、全体として脳波信号のＳ／Ｎ比を向上し、その解
析が容易になる。

呼吸用ガスをガス供給手段１で強制的に送給し、さらに
呼気通路２１に掃気手段２５と呼気を一時貯留する呼気
バッグ２７を設けるので、被験者Ａの呼気動作と呼気動
作をそれぞれ補助して、呼吸バルブ１３による呼吸負担
の増加を軽減でき、試験判定を長時間にわたつて行う場
合でも、被験者Ａに苦痛を与えず体力のない被験者等の
判定試験に都合が良い。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る嗅覚認識判定装置の実施例を示して
おり、 第１図は装置全体の原理説明図、 第２図はマスクの断面図、 第３図は吸気バルブ単体の斜視図、 第４図は光学センサーの配置構造を示す断面図、 第５図は吸気バルブが開いた状態を示す断面図である。 １・・・・・ガス供給手段、 ２・・・・・マスク、 ９・・・・・呼吸センサー、 １３・・・・呼吸バルブ、 ２１・・・・呼気通路、 ２５・・・・掃気手段、 ２７・・・・呼気バッグ、 ２９・・・・光学センサー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 平２−57418（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】呼吸用ガスおよび供試ガスを被験者（Ａ）
   に送給するガス供給手段(1)と、 被験者（Ａ）の少なくとも鼻および口の外面を密封状に
   覆って、前記ガス供給手段(1)から送給されたガスを被
   験者（Ａ）に供給するマスク(2)とを含み、 マスク(2)には、被験者（Ａ）の呼吸動作に連動して作
   動し、呼吸用ガスの吸引を許して呼気を分離排出する呼
   吸バルブ(13)と、呼吸バルブ(13)の開閉動作を検出する
   呼吸センサー(9)とが設けられている嗅覚認識判定装
   置。
2. 【請求項２】呼吸センサー(9)が、呼吸バルブ(13)の開
   閉動作を光学的に検出する光学センサー(29)を含んでい
   る請求項１記載の嗅覚認識判定装置。
3. 【請求項３】ガス供給手段(1)が、呼吸用ガスを強制的
   に送給するよう構成されており、 マスク(2)に連らなる呼気通路(21)に、掃気手段(25)
   と、呼気を一時貯留する呼気バッグ(27)とが設けられて
   いる請求項１又は２記載の嗅覚認識判定装置。