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【発明の名称】 体積変動記録測定チャンバーのための較正方法および装置
【発明者】 【氏名】フィリップ ティー． デンプスター
【要約】 【課題】測定システムの正確な較正方法、および較正を実施する医療技術者の積極的な手動参加を必要としない全身体積変動記録測定チャンバーのためのコンピューター支援較正システムを提供する。

【解決手段】（ａ）体積変動記録測定チャンバー、およびそのチャンバーに開口部によって連結される既知の較正容積を組み合わせた容積を測定し、ベースライン容積測定値を得る工程；
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体積変動記録測定システムを較正するための方法であって、以下の工程：
（ａ）体積変動記録測定チャンバー、および該チャンバーに開口部によって連結される既知の較正容積を組み合わせた容積を測定し、ベースライン容積測定値を得る工程；
（ｂ）該既知の容積を、該チャンバーから、該開口部に連結された電気的に制御されるバルブで封鎖する工程；
（ｃ）参照容積から封鎖された該測定チャンバーの容積を測定し、比較容積測定値を得る工程；
（ｄ）該既知の較正容積、および該ベースライン容積測定値と該比較容積測定値の比較に基き、該体積変動記録測定システムを較正する工程、を包含する、方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
（発明の技術分野）
本発明は、一般に、囲われたチャンバー内の容積の繰り返し可能な測定を提供するための装置および方法に関する。より詳細には、本発明は、体積変動記録測定システム中の容積測定を校正するための方法および装置を提供する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
脂肪および脂肪のない質量の測定を含む身体組成の評価は、医者に、身体状態に関する重要な情報を提供する。過剰の身体脂肪は、循環器病、糖尿病、高血圧症、高脂血症、腎臓疾患、および筋骨格障害のような、種々の疾患プロセスと関連している。低レベルの脂肪のない質量は、高齢者、幼児、および筋肉消耗病を患う者のような特定のリスクにある集団の健康にきわどく有害であることが見出されている。
【０００３】
身体組成の評価はまた、運動競技遂行を評価および改善する文脈において有用であることが見出されている。一般に、運動選手は、最適の運動競技遂行を達成するために体重比（ｗｅｉｇｈｔ ｒａｔｉｏ）に対して強い体力を必要とする。身体脂肪は、体力における釣り合った増加なくして体重を付加するので、低い身体脂肪％は、多くの運動競技分野内で強調されている。しかし、少なすぎる身体脂肪は、健康および運動競技遂行の両方の低下を生じ得る。従って、身体組成の正確な測定は，運動競技遂行の分析で極度に有用であることが見出されている。
【０００４】
現在、種々の方法が、身体組成の評価において用いられている。１つの一般的な方法は、代表的には、身体上の特定の点で皮膚を圧縮するノギスを用いて実行される皮膚層測定である。非侵襲性であるが、この方法は、脂肪パターンにおける変動、集団特異的予測式の誤適用、皮膚を圧縮するための不適切な部位識別、下手な層把握、およびこの試験を適切に施行するために重要な技術者訓練の必要性のため、乏しい正確さに苦しんでいる。
【０００５】
採用される別の方法は、生体電気インピーダンス分析（「ＢＩＡ」）である。生体電気インピーダンス測定は、身体が、電気を伝導し得る細胞内および細胞外流体を含むという事実に依存する。身体を通じて高周波数電流を通過することにより、ＢＩＡは、通過電流における身体の測定されたインピーダンス、およびヒト組織に対する既知のインピーダンス値に基づいて身体組成を決定する。しかし、この方法の正確さは、被検体の水和の状態、ならびに被検体および周辺環境両方の温度の変動により多いに影響される。
【０００６】
正確な身体質量測定が必要とされるとき、現在最も一般的に用いられている方法は、静水秤量である。この方法は、アルキメデスの原理の適用に基づき、そして陸の上の被検体の秤量、水中の被検体の繰り返し秤量、およびガス希釈技法を用いる被検体の肺に存在する空気の評価を必要とする。しかし、ハイドロデンシトメトリーは、時間を浪費し、代表的には、被検体にとっては不愉快な、被検体の肺からの空気の繰り返される完全呼息のような重要な患者参加を必要とし、かなりの技術者訓練を必要とし、そして履行のために必要な施設に起因して、臨床実践には不適切である。さらに、肥満者、高齢者、幼児または心臓病患者のような、身体質量測定から特に利益を受け得る集団へのその適用は、上記の事によって防がれる。
【０００７】
身体測定を実施することで特定の見込みを提供する１つの技法は、体積変動記録（ｐｌｅｔｈｙｓｍｏｇｒａｐｈｙ）の使用である。体積変動記録方法は、空の測定チャンバーの容積と、測定されるべき被検体が内側にあるこのチャンバーの容積との間の容積における差異へのポイルの法則の適用を通じて身体組成を決定する。この技法の例は、Ｇｕｎｄｌａｃｈに発行された米国特許第４，３６９，６５２号、Ａｂｌｅｒに発行された米国特許第５，４５０，７５０号、Ｂｒａｃｈｅｔに発行された米国特許第４，１８４，３７１号、およびＤｅｍｐｓｔｅｒに発行された米国特許第５，１０５，８２５号に開示されている。この手順は、ハイドロデンシトメトリーとは対照的に、被検体における苦悶または不快感を一般に引き起こさず、そしてこの技法の容易さおよび非侵襲性に起因して、ハイドロデンシトメトリーが実施不能である集団に容易に適用され得る。
【０００８】
しかし、このような体積変動記録システムは、有効な身体組成結果を生じるために非常に正確な容積測定を必要とする。特に、身体組成分析のための容積測定を生成するために用いられる測定チャンバー装置の較正が、算出された身体組成における大きな差異を生じる測定容積における非常に小さな差異のため、正確さを達成するために必要である。体積変動記録システムのための較正の分野でいくつかの努力がなされているが、これらの方法は、代表的には、較正の手動起動および履行を必要とすることにより、体積変動記録測定を実施する医療技術者にとって、複雑、不正確、および／または不便である。
【０００９】
例えば、Ｄｅｍｐｓｔｅｒ、米国特許第５，１０８，８２５号は、体積変動記録参照チャンバー内に手動で配置される較正容積構造の使用を開示する。しかし、この手順は、遅く、厄介であり、そしてこのシステムを較正するために医療技術者による積極的な参加を必要とする。
【００１０】
Ｇａｎｓｈｏｒｎ、米国特許第５，６２６，００５号は、被検体の胸甲−肺システムの容積を測定するための体積変動記録チャンバーの較正方法を開示している。Ｇａｎｓｈｏｒｎにより開示されるこの方法は、試験被検体の呼吸を刺激する圧力ゆらぎ（ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ）を生成する高調波によって（ｈａｒｍｏｎｉｃａｌｌｙ）振動するピストンポンプの使用を含み、そしてこれらの圧力ゆらぎに依存して、刺激された呼吸に基づくチャンバー圧力ゲージを較正する。しかし、この方法は、不必要に複雑であり、そして一般に、身体組成の測定で用いられる体積変動記録チャンバーの較正に適用可能ではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、測定システムの正確な較正を提供する全身体積変動記録測定チャンバーのためのコンピューター支援較正システムを提供することがさらに所望され得る。
【００１２】
較正を実施する医療技術者の積極的な手動参加を必要としない全身体積変動記録測定チャンバーのためのコンピューター支援較正システムを提供することがさらに所望され得る。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（発明の要旨）
上記目的を達成するために、本発明は、例えば、以下の手段を提供する。
（項目１）
体積変動記録測定システムを較正するための方法であって、以下の工程：
（ａ）体積変動記録測定チャンバー、およびそのチャンバーに開口部によって連結される既知の較正容積を組み合わせた容積を測定し、ベースライン容積測定値を得る工程；
（ｂ）その既知の容積を、そのチャンバーから、その開口部に連結された電気的に制御されるバルブで封鎖する工程；
（ｃ）参照容積から封鎖されたその測定チャンバーの容積を測定し、比較容積測定値を得る工程；
（ｄ）その既知の較正容積、およびそのベースライン容積測定値とその比較容積測定値の比較に基き、その体積変動記録測定システムを較正する工程、を包含する、方法。
（項目２）
上記較正容積が、既知の容積をもつ較正容積チャンバーである、項目１に記載の方法。
（項目３）
上記参照容積を封鎖する工程が：
上記電気的に制御されるバルブに連結された作動アセンブリに電気信号を送ることをさらに包含し、ここで、その作動アセンブリが、そのアセンブリとそのバルブとの間に連結されたシャフトを移動し、上記開口部に対してそのバルブを閉鎖する、項目１に記載の方法。
（項目４）
上記作動アセンブリが：
カム；
そのカムと上記シャフトとの間に連結されたフォロワーをさらに備え、
ここで、そのカムの回転がそのシャフトを移動させ、そしてここで、そのシャフトの移動が、上記バルブを開放または閉鎖のいずれかを行う、項目３に記載の方法。
（項目５）
上記作動アセンブリが：
ブランジャーを含むソレノイドをさらに備え、
ここで、そのプランジャーがそのシャフトに連結され、そしてここで、そのプランジャーの移動が、上記バルブを開放または閉鎖のいずれかを行う、項目３に記載の方法。
（項目６）
上記作動アセンブリが：
上記シャフトに連結された通気システムをさらに備え、
ここで、その通気システムの起動が、上記バルブを開放または閉鎖のいずれかを行う、項目２に記載の方法。
（項目７）
上記シャフトが回動ジョイントにより上記バルブに連結される、項目３に記載の方法。
（項目８）
上記工程（ａ）〜（ｄ）が、上記測定システムを用いて体積変動記録測定を行う医療技術者の介入なしに行われる、項目１に記載の方法。
（項目９）
上記工程（ａ）〜（ｄ）が、上記医療技術者に意識させないで行われる、項目８に記載の方法。
（項目１０）
項目１に記載の方法であって：
上記体積変動記録測定チャンバー、およびそのチャンバーに開口部によって連結される既知の較正容積を組み合わせた容積を測定し、ベースライン容積測定値を得る工程の前に試験被検体の体積変動記録測定を実施する工程をさらに包含し、そしてここで、上記既知の較正容積、およびそのベースライン容積測定値とその比較容積測定値の比較に基き、その体積変動記録測定システムを較正する工程が：
その測定システムの較正に基づき、試験被検体の体積変動記録測定の結果を調節することを包含する、方法。
（項目１１）
上記システムの較正後、試験被検体の体積変動記録測定を実施することをさらに包含する、項目１に記載の方法。
（項目１２）
体積変動記録測定システムを較正するための方法であって、以下の工程：
（ａ）体積変動記録測定チャンバーの容積を測定し、ベースライン容積測定値を得る工程であって、ここで、その測定チャンバーを既知の較正容積に連結する開口部が、電気的に制御されるバルブで封鎖されている、工程；
（ｂ）その測定チャンバーを既知の容積に連結する開口部を、その電気的に制御されたバルブで脱封鎖する工程；
（ｃ）その測定チャンバーとそのチャンバーにその開口部によって連結された既知の較正容積との組み合わせた容積を測定し、比較容積測定値を得る工程；
（ｄ）その既知の較正容積、およびそのベースライン容積測定値とその比較容積測定値の比較に基き、その体積変動記録測定システムを較正する工程、を包含する、方法。
（項目１３）
項目１２に記載の方法であって：
上記体積変動測定チャンバー、およびそのチャンバーに連結された既知の較正容積を組み合わせた容積を測定し、比較容積測定値を得る工程の前に試験被検体の体積変動記録測定を実施する工程をさらに包含し、ここで、上記既知の較正容積、およびそのベースライン容積測定値とその比較容積測定値の比較に基き、その体積変動記録測定システムを較正する工程が：
その測定システムの較正に基づき、試験被検体の体積変動記録測定の結果を調節することを包含する、方法。
（項目１４）
上記システムの較正後、試験被検体の体積変動記録測定を実施することをさらに包含する、項目１２に記載の方法。
（項目１５）
上記較正容積が、既知の容積をもつ較正容積チャンバーである、項目１２に記載の方法。
（項目１６）
上記測定チャンバーを既知の容積に連結する開口部を脱封鎖する工程が：
上記電気的に制御されるバルブに連結された作動アセンブリに電気信号を送ることをさらに包含し、ここで、その作動アセンブリが、そのアセンブリとそのバルブとの間に連結されたシャフトを移動し、そのバルブを開放する、項目１２に記載の方法。
（項目１７）
上記作動アセンブリが：
カム；
そのカムと上記シャフトとの間に連結されたフォロワーをさらに備え、
ここで、そのカムの回転がそのシャフトを移動させ、そしてここで、そのシャフトの移動が、上記バルブを開放または閉鎖のいずれかを行う、項目１６に記載の方法。
（項目１８）
上記作動アセンブリが：
ブランジャーを含むソレノイドをさらに備え、
ここで、そのプランジャーがそのシャフトに連結され、そしてここで、そのプランジャーの移動が、上記バルブを開放または閉鎖のいずれかを行う、項目１６に記載の方法。
（項目１９）
上記作動アセンブリが：
上記シャフトに連結された通気システムをさらに備え、
ここで、その通気システムの起動が、上記バルブを開放または閉鎖のいずれかを行う、請求項１６に記載の方法。
（項目２０）
上記シャフトが回動ジョイントにより上記バルブに連結される、項目１４に記載の方法。
（項目２１）
上記工程（ａ）〜（ｄ）が、上記測定システムを用いて体積変動記録測定を行う医療技術者の介入なしに行われる、項目１２に記載の方法。
（項目２２）
上記工程（ａ）〜（ｄ）が、上記医療技術者に意識させないで行われる、項目２１に記載の方法。
（項目２３）
体積変動記録測定システムを較正するための較正システムであって：
コンピューター；
既知容積の較正容積チャンバーであって、体積変動記録測定チャンバーにその較正容積チャンバーを連結する開口部を含む、チャンバー；その開口部を封鎖および脱封鎖するための、そのコンピューターからの信号に応答する電気的に制御されるバルブ；を備え、ここで、そのコンピューターが、試験被検体の体積変動記録測定を実施する前に、較正シークエンスを初期化する、システム。
（項目２４）
上記容積チャンバーが固定容積を有する、項目２３に記載の較正システム。
（項目２５）
上記電気的に制御されるバルブが：
バルブ作動アンセブリ；および
そのバルブ作動アンセブリに連結されたバルブをさらに備える、項目２３に記載の較正システム。
（項目２６）
上記バルブが、シャフトによって上記バルブ作動アセンブリに連結される、項目２３に記載の較正システム。
（項目２７）
上記バルブが、回動ジョイントによって上記シャフトに連結される、項目２６に記載の較正システム。
（項目２８）
上記バルブが、そのバルブの周縁の周りにシールをさらに含む、項目２３に記載の較正システム。
（項目２９）
上記バルブ作動アセンブリが：
カム；
そのカムに連結されたフォロワーをさらに備え、
ここで、そのカムの回転が、そのバルブを開放または閉鎖する、項目２５に記載の較正システム。
（項目３０）
項目２９に記載のシステムであって：
上記フォロワーと上記バルブとの間に連結されたシャフトをさらに備え、そしてここで、そのカムの回転が、そのシャフトを移動させ、そのバルブを開放および閉鎖する、システム。
（項目３１）
項目３０に記載のシステムであって：
上記フォロワーに力を付与し、そのフォロワーと上記シャフトとの間の接触を確実にするために、そのシャフトの周りに取り付けられた伸長スプリングをさらに備える、システム。
（項目３２）
上記カムから離れる上記シャフトの運動が、上記バルブを開放する、項目２０に記載の較正システム。
（項目３３）
上記カムに向かう上記シャフトの運動が、上記バルブを開放する、項目３０に記載の較正システム。
（項目３４）
上記カムが、モーターにより回転される、項目２９に記載の較正システム。
（項目３５）
上記モーターが、上記コンピューターからの信号に応答する、項目３４に記載の較正システム。
（項目３６）
上記バルブ作動アセンブリが：
プランジャーを含むソレノイドをさらに備え、
ここで、そのプランジャーがそのバルブに連結され、そしてここで、そのプランジャーの移動が、上記バルブを開放または閉鎖させる、項目２５に記載の較正システム。
（項目３７）
上記プランジャーが、上記コンピューターからの信号に応答して伸長または退避する、項目３６に記載の較正システム。
（項目３８）
項目３６に記載の較正システムであって：
上記ソレノイドプランジャーと上記バルブとの間に連結されるシャフトをさらに備え、そしてここで、そのシャフトがそのプランジャーの伸長または退避に応答して移動する、システム。
（項目３９）
上記シャフトの移動が、上記バルブを開放または閉鎖する、項目３８に記載の較正システム。
（項目４０）
上記プランジャーの伸長が、上記バルブを開放する、項目３９に記載の較正システム。
（項目４１）
上記プランジャーの伸長が、上記シャフトを閉鎖する、項目４０に記載の較正システム。
（項目４２）
上記バルブ作動アセンブリが：
通気デバイスをさらに備え、ここで、その通気デバイスの起動が、上記バルブを開放または閉鎖する、項目４２に記載の較正システム。
（項目４３）
上記通気デバイスがシャフトに連結され、そしてここで、その通気デバイスの作用が、そのシャフトにおける移動を生成し、上記バルブを開放または閉鎖する、項目２５に記載の較正システム。
（項目４４）
上記作動アセンブリが：
回転モーター；
その回転モーターに連結されたボールスクリューを備え、
ここで、そのモーターの作動が、上記バルブを開放または閉鎖する、項目２５に記載の較正システム。
（項目４５）
項目４４に記載の較正システムであって：
上記ボールスクリューと上記バルブとの間に接続されるシャフトをさらに備え、ここで、上記モーターの作動が、そのシャフトにおける移動を生成し、そのバルブを開放または閉鎖する、システム。
（項目４６）
上記較正容積チャンバーが、上記体積変動記録測定チャンバー内に収容される、項目２４に記載の較正システム。
（項目４７）
上記較正容積チャンバーが、上記体積変動記録測定チャンバーの外側に取り付けられる、項目２４に記載の較正システム。
（項目４８）
項目２４に記載の較正システムであって：
上記較正容積チャンバーと上記体積変動記録測定チャンバーとの間に接続されるマニホールドをさらに備える、システム。
（項目４９）
上記較正シークエンスが、医療技術者による介入なしに実施される、項目２３に記載の較正システム。
（項目５０）
身体組成測定を実施するための体積変動記録測定システムであって：
体積変動記録測定チャンバー；
試験被検体の容積を測定するための測定コンポーネント；
開口部によってその測定チャンバーに連結される較正容積チャンバー；
その開口部を封鎖および脱封鎖するための電気的に制御されるバルブ；
その測定システムを操作するためのコンピューター；を備え、
ここで、そのコンピューターが、医療技術者の介入なしに、その較正容積およびそのバルブを用いて、較正シークエンスを開始および稼動する、システム。
（項目５１）
上記較正容積チャンバーが、上記体積変動記録測定チャンバー内に収容される、項目５０に記載の測定システム。
（項目５２）
上記較正容積チャンバーが、上記体積変動記録測定チャンバーの外側に取り付けられる、項目５０に記載の測定システム。
（項目５３）
項目５０に記載の測定システムであって：
上記コンピューターからの信号に応答して上記バルブを開放および閉鎖するためのバルブ作動アセンブリをさらに備える、システム。
（項目５４）
項目５３に記載の測定システムであって、上記バルブ作動アセンブリが：
カム；
そのカムと上記バルブとの間に連結されるフォロワーをさらに備え、ここで、そのカムの回転が、そのバルブを開放または閉鎖する、システム。
（項目５５）
項目５４に記載の測定システムであって：
上記フォロワーと上記バルブとの間に連結されたシャフトをさらに備え、ここで、そのシャフトが、上記カムの回転に応答して移動し、そしてここでそのシャフトの移動が、そのバルブを開放および閉鎖する、システム。
（項目５６）
項目５３に記載の測定システムであって：
ここで上記バルブ作動アセンブリが、プランジャーを含むソレノイドをさらに備え、ここでそのプランジャーが上記バルブに連結され、そしてここで、そのプランジャーの移動が、そのバルブを開放または閉鎖する、システム。
（項目５７）
上記プランジャーが、上記コンピューターからの信号に応答して伸長または退避する、項目５６に記載の較正システム。
（項目５８）
項目５６に記載の較正システムであって：
上記ソレノイドプランジャーと上記バルブとの間に連結されるシャフトをさらに備え、そしてここで、そのシャフトが、そのプランジャーの伸長または退避に応答して移動する、システム。
（項目５９）
上記シャフトの移動が、上記バルブを開放または閉鎖する、項目５８に記載の較正システム。
（項目６０）
項目５３に記載の較正システムであって、上記バルブ作動アセンブリが：通気デバイスをさらに備え、ここで、その通気デバイスの作動が上記バルブを開放または閉鎖する、システム。
（項目６１）
項目５３に記載の較正システムであって、上記バルブ作動アセンブリが：
回転モーター；
その回転モーターに連結されるボールスクリュー；を備え、
ここで、そのモーターの作動が、上記バルブを開放または閉鎖する、システム。
（項目６２）
項目６１に記載の較正システムであって：
上記ボールスクリューと上記バルブとの間に連結されるシャフトをさらに備え、ここで上記モーターの作動が、そのシャフトにおける移動を生成し、そのバルブを開放または閉鎖する、システム。
【００１４】
測定システムの正確な較正を提供する全身体積変動記録測定チャンバーのためのコンピューター支援較正システムを提供することが本発明の目的である。
【００１５】
較正を実施する医療技術者の積極的な手動参加を必要としない全身体積変動記録測定チャンバーのためのコンピューター支援較正システムを提供することが本発明の別の目的である。
【００１６】
本発明のこれらおよび他の目的は、較正容積チャンバーを用いる体積変動記録測定システムの較正のためのコンピューターで支援される方法および装置を提供することにより達成される。
【００１７】
本発明は、一般に、体積変動記録測定システム中の体積変動記録測定チャンバーに連結される既知の固定容積の較正容積チャンバーからなり、ここで、コンピューターシステムが用いられ、この制御された較正容積を、体積変動記録チャンバーに連結する電気的に制御されるバルブを開放する前後（または、その代わりに閉鎖する前後）でこのチャンバー容積を測定すること、および既知の参照容積に基づいて測定されたチャンバー容積を比較することにより、試験被検体の容積測定を実施する前にこの測定システムを較正する。
【００１８】
本発明の１つの実施形態では、上記コンピューターシステムからの信号に応答して上記バルブを開放または閉鎖する作動アセンブリは、ボールジョイントにより上記バルブに取り付けられているシャフトに連結されるカムおよびモーターアセンブリである。
【００１９】
本発明の第２の実施形態では、上記コンピューターシステムからの信号に応答して上記バルブを開放および閉鎖するための作動アセンブリは、ボールジョイントにより上記バルブに取り付けられているシャフトに接続されたソレノイドである。
【００２０】
本発明の先行する目的およびその他の目的は、以下の詳細な説明を考慮するに際し、添付の図面を組み合わせて明瞭であり、そこでは、同様の参照文字は、全体に渡って同様の部分を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（発明の詳細な説明）
ここで図１を参照して、本発明の実施形態が作動する、成人サイズの体積変動記録チャンバーの具象的な図が記載されている。
【００２２】
体積変動記録測定システム２０は、測定チャンバー２２、チャンバードア２４、体積変動記録測定コンポーネント２６、およびコンピューター３０を備える。体積変動記録測定コンポーネント２６の操作は、コンピューター３０によって制御され、このコンピューターは、体積変動記録測定を実施する医療技術者により操作される。（本明細書で用いられるとき、用語「医療技術者」は、試験被検体の体積変動記録測定を実施する任意の個人をいう）。
【００２３】
測定コンポーネント２６は、振動ダイアフラムまたはスピーカー、圧力トランスデューサー、それらの個々の制御システム、および体積変動記録測定を実施するために必要なその他のコンポーネントのようなデバイスを含み得る。このような体積変動記録測定コンポーネントに関するさらなる情報、およびこれらを用いて容積および身体組成測定を駆動するために用いられる技法は、Ｌｉｆｅ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓに譲渡されたＤｅｍｐｓｔｅｒ、米国特許第５，１０５，８２５号に詳細に記載されている（その明細書は、その全体が参考として本明細書に援用される）。体積変動記録測定を実施することで用いられるアルゴリズムは、同様に、当業者に周知であり、そしてそれ故、本明細書には記載していない。
【００２４】
測定チャンバー２２内に収容されて較正容積チャンバー３６があり、開口部３８、この開口部を封鎖および脱封鎖するためのバルブ４０、およびコンピューター３０からの命令に応答してこのバルブを開放および閉鎖するためのバルブ作動アセンブリ４２を含む。
【００２５】
医療技術者が測定シークエンスを開始するとき、コンピューター３０を用いて、試験被検体の身体組成を測定する前に体積変動記録測定システム２０を較正する。体積変動記録測定システムの較正を実施するためのコンピューター３０の実際のプログラミングは、基礎的計算を実施するために適切な従来のプログラミング技法に従って、そして本発明の測定コンポーネントおよび作動アセンブリに制御信号を供給することにより行われる。これらの技法は、当業者に周知であり、そしてそれ故、本明細書には記載されていない。
【００２６】
体積変動記録システムの較正は、技術者の介入なしに実施され得るが、そうである必要はない。好ましい実施形態では、体積変動記録測定システムの較正は、技術者が体積変動記録測定シークエンスを開始する際に較正が自動的に行われるように、医療技術者に意識させないで実施される。
【００２７】
図２中のフローチャート４３によって示されるように、本発明の第１の実施形態では、コンピューター３０は、体積変動記録システム２０に、バルブ４０が開放位置（すなわち、較正参照容積３６が、測定チャンバー２２に開放されている）にあるとき、測定チャンバー２２の容積を最初測定するにように指令する。
【００２８】
詳細には、ステップ４３Ａで、コンピューター３０は、最初、測定コンポーネントを起動する。ステップ４３Ｂでは、コンピューター３０は、バルブが適正な（開放）状態にあるか否かを決定する。そうでない場合、コンピューター３０は、作動アセンブリ４２に信号を送り、バルブ４０を開放する。ステップ４３Ｃでは、コンピューター３０は、測定コンポーネント２６に指令して測定チャンバーと較正容積チャンバーの合わせた容積を測定する。ステップ４３Ｄでは、コンピューター３０は、４３Ｃにおける測定から生成された値を記憶する。ステップ４３Ｅでは、コンピューター３０は、電気信号をバルブ作動アセンブリ４２に送ってバルブ４０を閉鎖し、それによって正味のチャンバー容積を減少する。ステップ４３Ｆでは、コンピューター３０は、測定コンポーネント２６に指令して、測定チャンバー２２の容積を測定する。ステップ４３Ｇでは、コンピューター３０は、ステップ４３Ｆの測定により生成された値を記憶する。ステップ４３Ｈでは、測定された容積が、次に、較正容積チャンバー３６の既知の容積に基づいて比較される。上記の比較に基づき、コンピューター３０は、測定システム２０の較正を仕上げ、そして技術者に試験被検体の測定が開始され得ることを示す。
【００２９】
本発明の較正プロセスに基づいて体積変動記録測定システムを較正するために用いられるアルゴリズムは、当業者に周知であり、そしてそれ故、本明細書中には記載されていない。
【００３０】
図３のフローチャートに示される、本発明の代替の実施形態では、コンピューター３０は、体積変動記録システム２０に、バルブ４０が閉鎖位置にあるとき、測定チャンバー２２の容積を最初に測定するよう指令し得る。
【００３１】
詳細には、ステップ４５Ａにおいて、コンピューター３０は、最初、測定コンポーネントを起動する。ステップ４５Ｂでは、コンピューター３０は、バルブが適正な（閉鎖）状態にあるか否かを決定する。そうでない場合、コンピューター３０は、作動アセンブリ４２に信号を送り、バルブ４０を閉鎖する。ステップ４５Ｃでは、コンピューター３０は、測定コンポーネント２６に指令して、測定チャンバー２２の容積を測定する。ステップ４５Ｄでは、コンピューター３０は、４５Ｃでの測定から生成した値を記憶する。ステップ４５Ｅでは、コンピューター３０は、電気信号をバルブ作動アセンブリ４２に送ってバルブ４０を開放し、それによって正味のチャンバー容積を増加する。ステップ４５Ｆでは、コピューター３０は、測定コンポーネント２６に指令して、測定チャンバーと較正容積チャンバーの合わせた容積を測定する。ステップ４５Ｇでは、コンピューター３０は、ステップ４５Ｆで生成した値を記憶する。ステップ４５Ｈでは、測定された容積は、次に、較正容積チャンバー３６の既知の容積を基に比較される。上記の比較に基づき、コンピュー
ター３０は、測定システム２０の較正を仕上げ、そして技術者に試験被検体の測定が開始され得ることを示す。この較正プロセスは、正味の効果で、ネガティブ容積測定であるものに基づく較正を生じる。
【００３２】
当業者は、それらが単一の測定に限定されないことを認識し得る。むしろ、バルブ４０を開放および閉鎖するチャンバー容積の複数測定が、本発明に従って用いられ得、このシステムは、測定により生成される複数のデータ点を基に較正される。
【００３３】
さらに、当業者は、本明細書に開示の較正方法が、体積変動記録測定が測定されるべき被検体に関して実施された後、行われ得ることを認識し得る。なぜなら、本明細書に開示の較正方法は、測定値に対する数値計算により実施されるからである。従って、このような実施形態では、医療技術者が、測定シークエンスを開始したとき、測定値が、最初、測定チャンバー２２中の試験被検体からとられる。試験被検体のこの体積変動記録測定を実施することで生成されたデータはコンピューター３０上に記憶され、その後、上記に記載の較正方法が実施される。最後に、この較正の結果が、試験被検体からとられた測定値に適用され、被検体の正確な容量測定に到達する。
【００３４】
図４を参照して、本発明の較正容積チャンバーおよびバルブ作動アセンブリの第１の実施形態の断面が記載されている。較正容積チャンバー３６は、既知の安定な内側容積をもつほぼ円筒型のチャンバーである。参照容積チャンバー３６について任意の形状が用いられ得るが、参照容積チャンバー３６の内側容積は、測定システムのより正確な較正を提供するために、体積変動記録測定システム２０により測定されることが予期される容積に匹敵することが好ましい。
【００３５】
較正チャンバー３６の１つの端部で、較正チャンバー３６と体積変動記録チャンバー２２との間に空気を通過させる、開口部３８がある。
【００３６】
開口部３８の周縁の周りに取り付けられて、バルブマウントカラー４２がある。バルブ４０は、バルブマウントカラー４４内に収容されている。バルブ４０は、バルブ作動アセンブリ４２に連結され、これは、コンピューター３０からの信号に応答してバルブ４０を開放および閉鎖する。この開口部３８から遠位方向にあるバルブマウントカラー４４の端部にバルブ開口部４６がある。バルブ４０が閉鎖位置にあるとき、バルブ４０は、参照容積チャンバー３６を体積変動記録チャンバー２２から完全に封鎖する、バルブ開口部４６の周りのシールを創製する。
【００３７】
ここで、本発明のバルブおよびバルブ作動アセンブリの詳細な断面図である図５Ａを参照して、ここで、開放位置にあるバルブ４０が記載されている。
【００３８】
この実施形態では、バルブ作動アセンブリ４２は、カム５０、カムフォロワー５２、カムシャフト５４、スタンピング５６（これはさらに、フォロワースタンピング６２およびスプリングスタンピング６４から構成される）、カムスプリング５８、バルブボールジョイント６０、およびバルブアセンブリ取り付けプレート６６を含む。
【００３９】
バルブ４０は、ボールジョイント６０によってカムシャフト５２の近位端に連結されている。カムシャフト５２は、バルブ４０から遠位方向にあるカムシャフト５２の端部でスタンピング５６にさらに連結される。
【００４０】
カムシャフト５４の周りに取り付けられてカムスプリング５８があり、これは、１つの端部で、スプリングスタンピング６４に連結されており、そして対向する端部でバルブアセンブリ取り付けプレート６６に連結されている。カムスプリング５８は、スタンピング５６に対して伸長力を生成する。
【００４１】
フォロワー５２は、ローラースタンピング６４に連結される。カムスプリング５８により生成される力は、フォロワー５２に対し、スプリングスタンピング６２へのそのカップリングによって押す。この力は、フォロワー５２がカム５０と安定した接触を維持することを確実にする。
【００４２】
バルブ４０を開放するために、カムモーター６８は、カム５０を、幅のある位置に回転し、これは、フォロワー５２上に力を奏し、それによって、スタンピング５６上に押し、そしてスプリング５８を圧縮する。スタンピング５６に付与されるこの力は、カムシャフト５４を、開口部３８に向かう方向に移動させ、それによってバルブ４０を開放する。
【００４３】
ここで、本発明のバルブおよびバルブ作動アセンブリの詳細な断面図である図５Ｂを参照して、閉鎖位置にあるバルブ４０が記載されている。
【００４４】
バルブ４０を閉鎖するために、カムモーターは、カム５０を退避位置に回転し、これは、カムスプリング５８をスタンピング５６上に押し、そしてカムシャフト５４を、バルブ４０のエッジがバルブマウントハウジング４４と接触するまで移動させ、それによって、体積変動記録チャンバー２２から参照チャンバー３６を封鎖する。
【００４５】
好ましい実施形態では、シール７０が、バルブ４０の周縁の周りに、バルブ４０が閉鎖位置にあるとき、シール７０がバルブマウントハウジング４０に対してバルブ４０により圧縮されるように取り付けられ、気密シールを創製する。さらに、ボールジョイント６０は、バルブ４０をカムシャフト５４に関して回転させるので、バルブ４０は、バルブマウント４０に対して反復可能気密シールを形成する。
【００４６】
ここで図６を参照して、本発明の実施形態が作動する、幼児サイズの体積変動記録システムの具象的な図が記載されている。
【００４７】
体積変動記録システム８０は、体積変動記録測定チャンバー８２、チャンバードアアセンブリ８４、体積変動記録測定コンポーネント８６、マニホールド８８およびコンピューター９０を備える。較正容積チャンバー９４は、マニホールド８８（これはまた、測定コンポーネント８６を測定チャンバー８２に連結する）によって測定チャンバー８２に連結される。較正チャンバー開口部９６は、空気を、較正容積チャンバー９４から、マニホールド８８を通じ、そして測定チャンバー８２中に通過させる。
【００４８】
バルブ作動アセンブリ１００はバルブ１０１に連結され、そしてコンピューター９０からの命令に応答して開口部９６を封鎖および脱封鎖する。
【００４９】
先の実施形態と組み合わせて開示されるように、医療技術者が試験被検体に対して身体組成測定シークエンスを開始するとき、コンピューター９０は、較正を実施するために技術者介入の必要性なくして、試験被検体の身体組成を測定する前に、体積変動記録測定システム８０を較正する。
【００５０】
詳細には、図２に示したフローチャートと組み合せて上記で記載されるように、コンピューター９０は、体積変動記録システム８０に、最初、バルブ１０１が開放位置にあるとき、測定チャンバー８２の容積を測定するように命令する。次に、コンピューター９０は、電気信号をバルブ作動アセンブリ１００に送り、バルブ１０１を閉鎖し、それによって正味の測定チャンバー容積を減少する。次に、測定された容積が、較正容積チャンバー９４の既知の容積を基に理論容積と比較される。この比較に基づき、コンピューター９０は、測定システム８０の較正を仕上げ、そして技術者に試験被検体の測定が開始され得ることを示す。
【００５１】
同様に、上記に記載される較正システムは、図３のフローチャート中に示されるプロセスを用いて、測定システム８０を較正し得る。
【００５２】
ここで、図７を参照して、本発明の較正容積およびバルブ作動アセンブリの第２の実施形態の詳細な断面図が記載されている。図４に関して上記で記載されるように、測定チャンバー８２は、マニホールド８８により較正容積チャンバー９４に連結されており、そして較正容積チャンバー開口部９６が、空気を、較正容積チャンバー９４から、マニホールド８８を通じ、そして測定チャンバー８２中に通過させる。
【００５３】
バルブ作動アセンブリ１００は、セレノイド１０２、セレノイドマウント１０４、内側マニホールド１０６、シャフト１１０、およびバルブ１０１に連結されたボールジョイント１１２からなる。バルブ作動アセンブリ１００は、内側マニホールド１０６内に収容され、これは、マニホールド８８を横切って、バルブ１０１が較正容積チャンバー開口部９６を開放および閉鎖し得るように取り付けられる。
【００５４】
セレノイド１０２は、セレノイドマウント１０４によって内側マニホールド１０６に連結される。セレノイド１０２は、シャフト１１０に連結されるプランジャー１１６を、シャフト１１０の運動がプランジャー１１６の運動を辿るように含む。シャフト１１０は、セレノイド１０２の遠位方向にあるシャフト１１０の端部においてボールジョイント１１２によりバルブ１０１にさらに連結されている。バルブ１０１は、従って、シャフト１１０の運動に応答して、較正容積開口部９６を開放および閉鎖する。
【００５５】
特に、プランジャー１１６が伸長するとき、それは力をシャフト１１０上に奏し、それを、ソレノイドプランジャー１１６により奏される力の方向に移動させることを引き起こす。シャフト１１０は、それによって、バルブ１０１を較正チャンバー開口部９６に対して押し、較正容積チャンバー９４を測定チャンバー８２から封鎖する。さらに、ボールジョイント１１２は、バルブ１０１をシャフト１１０に関して回転させるので、バルブ１０１は、較正容積チャンバー９４に対して反復可能な気密シールを形成する。あるいは、ユニバーサルジョイントのような任意のその他のタイプの回動ジョイントが、ボールジョイント１１２の代わりに用いられ得る。
【００５６】
同様に、プランジャー１１６が退避されるとき、それは、シャフト１１０を較正チャンバー開口部９６の表面から離して引き、それによってバルブ１０１を開放し、そして空気を、較正容積チャンバー９４から測定チャンバー８２に通過させる。
【００５７】
当業者は、バルブアクチュエーターアセンブリについての上記に開示された実施形態が、幼児サイズおよび成人サイズの測定チャンバー間で交換可能に用いられる得ることを認識し得る。
【００５８】
当業者はまた、本発明に従って、バルブ４０および１０１を制御する代替の方法が用いられ得ることを認識する。例えば、上記バルブを開放および閉鎖するためにコンピューターからの信号に応答する通気システムの使用もまた、本発明によって企図される。あるいは、ボールスクリューに連結される回転モーターであって、上記バルブを開放および閉鎖するためにコンピューターからの信号に応答するモーターもまた、本発明によって企図される。
【００５９】
さらに、本発明の好ましい例示の実施形態が上記に記載されているが、本発明から逸脱することなく種々の変更および改変がそれらの中でなされ得ることは当業者に明らかである。添付の請求項は、本発明の真実の思想および範囲内に入るすべてのこのような変更および改変を包含することが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】図１は、本発明の実施形態が作動する、成人サイズの体積変動記録チャンバーおよび制御システムの具象的な図である。
【図２】図２は、本発明の１つの実施形態の較正シークエンスを記載するフローチャートである。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態の較正シークエンスを記載するフローチャートである。
【図４】図４は、本発明の較正容積チャンバーおよびバルブ作動アセンブリの１つの実施形態の断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明のバルブおよびバルブ作動アセンブリの１つの実施形態の詳細な断面図であり、バルブは開放位置にある。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明のバルブおよびバルブ作動アセンブリの１つの実施形態の詳細な断面図であり、バルブは閉鎖位置にある。
【図６】図６は、本発明の実施形態が作動する、幼児サイズの体積変動記録チャンバーおよび制御システムの具象的な図である。
【図７】図７は、本発明の較正容積およびバルブ作動アセンブリの第２の実施形態の断面図である。
【出願人】 【識別番号】５０４２５０６４６
【氏名又は名称】ライフ メジャーメント， インコーポレイテッド
【出願日】 平成１７年１２月１９日（２００５．１２．１９）
【代理人】 【識別番号】１０００７８２８２
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 秀策

【識別番号】１０００６２４０９
【弁理士】
【氏名又は名称】安村 高明

【識別番号】１００１１３４１３
【弁理士】
【氏名又は名称】森下 夏樹
【公開番号】 特開２００６−１５００８８（Ｐ２００６−１５００８８Ａ）
【公開日】 平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【出願番号】 特願２００５−３６５６３９（Ｐ２００５−３６５６３９）