JP2002153432A - 睡眠時無呼吸症候群の診断方法 - Google Patents
睡眠時無呼吸症候群の診断方法Info
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Abstract
でも睡眠時無呼吸症候群の診断を行うことができる睡眠
時無呼吸症候群の診断方法を提供すること。 【解決手段】 データ処理装置は、脈波センサで検出さ
れた脈波データの特徴を抽出して数値化し、その数値に
基づいて睡眠時無呼吸症候群の診断を行う。例えば、脈
波の包絡線に着目すると、正常呼吸時に比べて閉塞型無
呼吸時の方が包絡線の揺らぎの振幅が大きくなっている
ので、包絡線の揺らぎの振幅が正常呼吸時の値より2倍
以上になる時は、閉塞型無呼吸と判定できる。また、中
枢型無呼吸時には、胸の動きが停止することで呼吸信号
が包絡線から無くなるため、包絡線に10秒程度(約7
〜12秒)の長い周期の揺らぎが現れる。従って、例え
ば7秒以上の周期で包絡線A及びBに揺らぎが現れる時
は、中枢型無呼吸と判定できる。
Description
群の診断方法に関する。
は、脳波をはじめ、呼吸、眼球運動、筋電図などの生体
信号を同時に測定する睡眠ポリグラフィーの信号を総合
して判定している。
は、早期発見、早期治療が重要であるため、一刻も早い
診断が必要である。ところが、上記の睡眠ポリグラフィ
ー検査は、被験者が在宅で診断を受けることが困難で、
時間、労力、コストが掛かるため、被験者に大きな負担
が加わる。その結果、睡眠時無呼吸症候群の診断を受け
ることが容易ではなく、早期発見及び早期治療が困難な
状況にある。本発明は、上記事情に基づいて成されたも
ので、その目的は、被験者に大きな負担を掛けることな
く、在宅でも睡眠時無呼吸症候群の診断を行うことがで
きる睡眠時無呼吸症候群の診断方法を提供することにあ
る。
者から検出される脈波に基づいて被験者の睡眠時無呼吸
症候群の診断を行う。被験者の脈波を検出することは、
例えば脈波センサを使用して簡便に実施できるので、被
験者に大きな負担を掛けることなく、在宅でも睡眠時無
呼吸症候群の診断を行うことが可能である。
眠時無呼吸症候群の診断方法において、被験者の睡眠時
無呼吸症候群の診断から閉塞型無呼吸を判定する。閉塞
型無呼吸は、胸部と腹壁の呼吸運動は保たれているが、
上気道の一部に閉塞が起こるために口や鼻からの換気が
停止することによって生じる。従って、閉塞型無呼吸時
に検出される脈波の変化を捉えることで閉塞型無呼吸を
判定することが可能である。
眠時無呼吸症候群の診断方法において、被験者の睡眠時
無呼吸症候群の診断から中枢型無呼吸を判定する。中枢
型無呼吸は、呼吸運動中枢の活動停止または興奮伝導の
障害により呼吸筋が運転停止することによって生じる。
従って、中枢型無呼吸時に検出される脈波の変化を捉え
ることで中枢型無呼吸を判定することが可能である。
眠時無呼吸症候群の診断方法において、被験者の睡眠時
無呼吸症候群の診断から混合型無呼吸を判定する。混合
型無呼吸は、無呼吸の初めは中枢型で、その後、閉塞型
に移行するものである。従って、混合型無呼吸時に検出
される脈波の変化を捉えることで混合型無呼吸を判定す
ることが可能である。
眠時無呼吸症候群の診断方法において、被験者から検出
される脈波の1拍毎の頂点または底点を結んだ包絡線を
作成し、その包絡線の変動に基づいて閉塞型無呼吸を判
定する。この場合、包絡線を作成することにより、脈波
の変化をより的確に捉えることができ、睡眠時無呼吸症
候群の診断を容易に行うことができる。
眠時無呼吸症候群の診断方法において、被験者から検出
される脈波の1拍毎の頂点または底点のばらつきに基づ
いて閉塞型無呼吸を判定する。閉塞型無呼吸時は、脈波
の1拍毎の頂点または底点が正常時と比較して大きくば
らつくので、そのばらつきを捉えることで閉塞型無呼吸
を判定することが可能である。
眠時無呼吸症候群の診断方法において、被験者から検出
される脈波の1拍毎の高さを振幅として求め、その振幅
の変動に基づいて閉塞型無呼吸を判定する。閉塞型無呼
吸時は、脈波の振幅が正常時と比較して大きく変動する
ので、その振幅の変動を捉えることで閉塞型無呼吸を判
定することが可能である。
眠時無呼吸症候群の診断方法において、被験者から検出
される脈波の1拍毎の面積を求め、その面積の変動に基
づいて閉塞型無呼吸を判定する。閉塞型無呼吸時は、脈
波の1拍毎の面積が正常時と比較して大きく変動するの
で、その面積の変動を捉えることで閉塞型無呼吸を判定
することが可能である。なお、脈波の1拍毎の面積と
は、脈波の隣合う2点のボトム同士を結んだ線と、その
2点のボトム間に現れる脈波波形とで囲まれた面積を言
う。あるいは、隣合う2点のトップ同士を結んだ線と、
その2点のトップ間に現れる脈波波形とで囲まれた面積
を言う。
眠時無呼吸症候群の診断方法において、被験者から検出
される脈波の1拍毎の脈波波形の長さを求め、その長さ
の変動に基づいて閉塞型無呼吸を判定する。閉塞型無呼
吸時は、脈波の1拍毎の脈波波形の長さが正常時と比較
して大きく変動するので、その長さの変動を捉えること
で閉塞型無呼吸を判定することが可能である。なお、脈
波波形の長さとは、脈波の隣合う2点のボトム間あるい
はトップ間に現れる脈波波形の長さを言う。
睡眠時無呼吸症候群の診断方法において、被験者から検
出される脈波の揺らぎに基づいて閉塞型無呼吸を判定す
る。閉塞型無呼吸時は、脈波の揺らぎ、つまり時間経過
に伴う脈波の変動が正常時と比較して大きく異なるの
で、その脈波の揺らぎを捉えることで閉塞型無呼吸を判
定することが可能である。
睡眠時無呼吸症候群の診断方法において、脈波の1拍毎
の頂点を結んだ包絡線のボトムと、脈波の1拍毎の底点
を結んだ包絡線のトップとの接近度に基づいて閉塞型無
呼吸を判定する。閉塞型無呼吸時は、包絡線のボトムと
トップとが接近することから、その接近度を捉えること
で閉塞型無呼吸を判定することが可能である。
た睡眠時無呼吸症候群の診断方法において、被験者から
検出される正常時の脈波の揺らぎとのずれに基づいて閉
塞型無呼吸を判定する。請求項10に記載した様に、閉
塞型無呼吸時には、脈波の揺らぎが正常時と比較して大
きく異なるので、正常時の脈波の揺らぎとのずれを捉え
ることで閉塞型無呼吸を判定することが可能である。
睡眠時無呼吸症候群の診断方法において、被験者から検
出される脈波の1拍毎の頂点または底点を結んだ包絡線
を作成し、その包絡線の揺らぎの周期に基づいて中枢型
無呼吸を判定する。中枢型無呼吸時には、胸の動きが停
止するため、呼吸信号が包絡線から無くなり、10秒程
度(約7〜12秒)の長い周期の揺らぎが現れる。従っ
て、包絡線の揺らぎの周期を捉えることで中枢型無呼吸
を判定することが可能である。
睡眠時無呼吸症候群の診断方法において、被験者から検
出される脈波に基づいて判定した閉塞型無呼吸と中枢型
無呼吸とに基づいて混合型無呼吸を判定する。脈波に基
づいて睡眠時無呼吸症候群の診断を行った結果、中枢型
無呼吸から閉塞型無呼吸に移行している場合は、混合型
無呼吸であると判定できる。
基づいて説明する。図1は睡眠時無呼吸症候群の診断を
行う診断装置の構成図である。睡眠時無呼吸症候群の診
断は、図1に示す脈波センサ1、駆動回路2、データ処
理装置3、及び表示器4等を有する診断装置により行わ
れる。脈波センサ1は、例えば光学式で、窓1aを有す
るセンサケース1bの内部に発光素子1cと受光素子1
dを内蔵し、図1に示す様に、被験者の手首5等に装着
して使用される。なお、光学式以外にも、超音波式、ド
ップラー式、圧力式等の脈波センサ1を使用できる。
ら被験者の手首5に向かって光を照射し、手首5の内部
で反射した光を受光素子1dで検出し、その受光素子1
dで検出される受光量の変化を電気信号(例えば電圧信
号)に変換してデータ処理装置3へ出力する。なお、発
光素子1cから照射された光の一部は、手首5の内部を
通る毛細血管6を流れる血液中のヘモグロビンに吸収さ
れ、残りの光が毛細血管6で反射して散乱し、その反射
光の一部が受光素子1dに入射して検出される。この
時、血液の脈動により毛細血管6内のヘモグロビンの量
が波動的に変化するので、ヘモグロビンに吸収される光
も波動的に変化する。その結果、受光素子1dで検出さ
れる受光量が変化し、センサ出力の電圧変化として検出
される。
力を供給する回路である。データ処理装置3は、検出回
路3A、A/Dコンバータ3B、及びマイクロコンピュ
ータ3Cを有している。検出回路3Aは、脈波センサ1
より入力した電気信号を増幅してA/Dコンバータ3B
へ出力する。A/Dコンバータ3Bは、例えば100H
zのサンプリング周波数で検出回路3Aから取り込んだ
電気信号(アナログ信号)をデジタル信号に変換してマ
イクロコンピュータ3Cへ出力する。マイクロコンピュ
ータ3Cは、睡眠時無呼吸症候群の診断を行うためのプ
ログラム(図2参照)が組み込まれており、A/Dコン
バータ3Bより入力するデジタル信号を処理して睡眠時
無呼吸症候群の診断を行う。表示器4は、データ処理装
置3の診断結果を表示する。
いて、図2に示すフローチャートを基に説明する。 Step10…脈波センサ1から読み込んだ脈波情報(電気信
号)からデジタル信号に変換して脈波データを計測す
る。 Step20…デジタル信号をフィルタに通して不要な周波数
成分(体動や外乱光等による3Hz以上のノイズ)をカ
ットする。 Step30…脈波データの特徴を抽出して数値化する。 このStep30で行われる数値化の一例を以下に詳述する。
る方法を説明する。 Step31…脈波データより1拍毎に脈波の各ピークを求め
る。 Step32…各ピークを結んで包絡線を作成する。 Step33…包絡線の揺らぎ(変動状態)の振幅を測定し数
値化する。 但し、この振幅は、脈波の振幅に比例して大きくなるの
で、振幅で規格化する必要がある。例えば、揺らぎ1周
期分の脈波の平均の振幅を算出し、その振幅で前記振幅
を割り算して規格化する。 Step34…包絡線の揺らぎの周期を求めて数値化する。
呼吸の判定を行う。 例えば、包絡線の揺らぎの振幅を規格化した数値が正常
時の2倍以上になると閉塞型無呼吸と判定する。 Step50…Step34で求めた数値から中枢型無呼吸の判定を
行う。例えば、包絡線の揺らぎの周期を規格化した数値
が7秒以上になると中枢型無呼吸と判定する。 Step60…Step40とStep50の結果を統合して睡眠時無呼吸
症候群の診断を行う。
型無呼吸、中枢型無呼吸、混合型無呼吸)を判定する方
法について詳述する。 (A)脈波の包絡線に基づいて判定する方法。図3は正
常呼吸時の脈波データ、図4は閉塞型無呼吸時の脈波デ
ータ、図5は中枢型無呼吸時の脈波データである。ま
た、各図中には、1拍毎の脈波の頂点を結んで作成した
包絡線Aと、1拍毎の脈波の底点を結んで作成した包絡
線Bとを示す。
図3に示す正常呼吸時に比べて、図4に示す閉塞型無呼
吸時の方が包絡線A及びBの揺らぎの振幅が大きくなっ
ている。なお、この振幅は、上述した様に、脈波の振幅
に比例して大きくなるので、振幅で規格化した数値で比
較する必要がある。この場合、閉塞型無呼吸時の振幅
(規格化された数値)は、正常呼吸時の振幅の2倍以上
になる。従って、脈波データより作成した包絡線A及び
Bの揺らぎの振幅(規格化された数値)が正常呼吸時の
値より2倍以上になる時は、閉塞型無呼吸と判定でき
る。
に、正常呼吸時と比べて包絡線Aのボトムと包絡線B
のトップとが接近し、呼吸が開始すると同時に脈波の
振幅が大きくなって包絡線Aのボトムと包絡線Bのトッ
プが離れている。これにより、包絡線Aのボトムと包絡
線Bのトップとの接近度によっても閉塞型無呼吸を判定
することができる。
することで呼吸信号が包絡線A及びBから無くなるた
め、図5に示す様に、包絡線A及びBに10秒程度(約
7〜12秒)の長い周期の揺らぎが現れる。これに対
し、正常呼吸時及び閉塞型無呼吸時には、中枢型無呼吸
時の様に、包絡線A及びBに周期の長い揺らぎが生じる
ことはない。従って、例えば7秒以上の周期で包絡線A
及びBに揺らぎが現れる時は、中枢型無呼吸と判定でき
る。
ボトムのバラツキに基づいて判定する方法。閉塞型無呼
吸時には、図4に示す様に、1拍毎の脈波のトップま
たはボトムのバラツキが正常呼吸時より大きくなる。
バラツキの振幅で言うと正常呼吸時の2倍以上になる。
従って、この脈波のトップまたはボトムのバラツキ
の程度によっても閉塞型無呼吸を判定することができ
る。この1拍毎の脈波のトップまたはボトムのバラ
ツキは、包絡線を作成しなくても判断できる。但し、こ
のバラツキは、脈波の振幅に比例して大きくなるので、
包絡線の揺らぎの振幅と同様に、振幅によって規格化し
て考える必要がある。
法。図6に示す脈波データは、図3〜5に示す脈波デー
タの横軸(時間)を拡大したもので、(a)は正常呼吸
時の脈波データ、(b)は閉塞型無呼吸時の脈波デー
タ、(c)は中枢型無呼吸時の脈波データである。図6
の(a)と(b)より正常呼吸時の脈波と閉塞型無呼吸
時の脈波とを比較すると、正常呼吸時の脈波の振幅は、
時間経過に伴う変動が少ない(変動幅20%以下)が、
閉塞型無呼吸時の振幅は、時間経過に伴う変動が大きく
なっていることが分かる。
す様に、時間経過に伴う振幅の変動が少ない(変動幅2
0%以下)ことが分かる。従って、脈波の振幅が周期的
に大きくなったり小さくなったりしている間は、閉塞型
無呼吸と判定できる。但し、閉塞型無呼吸時に現れる小
さい振幅は大きい振幅の50%以下である。
長さ(脈波長さと呼ぶ)に基づいて判定する方法。図7
に示す脈波データは、図6に示す脈波データの横軸(時
間)を更に拡大したもので、(a)は正常呼吸時の脈波
データ、(b)は閉塞型無呼吸時の脈波データ、(c)
は中枢型無呼吸時の脈波データである。なお、脈波面積
とは、各図中に示す様に、隣合う2点のボトム同士を結
んだ線と、その2点のボトム間に現れる脈波波形とで囲
まれた面積を言う。あるいは、隣合う2点のトップ同士
を結んだ線と、その2点のトップ間に現れる脈波波形と
で囲まれた面積を言う。また、脈波長さとは、隣合う2
点のボトム間またはトップ間に現れる脈波波形の長さを
言う。
の脈波と閉塞型無呼吸時の脈波とを比較すると、正常呼
吸時の脈波面積は、時間経過に伴う変動が少ない(変動
幅20%以下)が、閉塞型無呼吸時の脈波面積は、時間
経過に伴う変動が大きくなっていることが分かる。ま
た、中枢型無呼吸時は、図7(c)に示す様に、時間経
過に伴う脈波面積の変動が少ない(変動幅20%以下)
ことが分かる。従って、脈波面積が周期的に大きくなっ
たり小さくなったりしている間は、閉塞型無呼吸と判定
できる。但し、閉塞型無呼吸時に現れる小さい脈波面積
は大きい脈波面積の50%以下である。
吸時の脈波とを比較すると、正常呼吸時の脈波長さは、
時間経過に伴う変動が少ない(変動幅10%以下)が、
閉塞型無呼吸時の脈波長さは、時間経過に伴う変動が大
きくなっていることが分かる。また、中枢型無呼吸時
は、時間経過に伴う脈波長さの変動が少ない(変動幅1
0%以下)ことが分かる。従って、脈波長さが周期的に
大きくなったり小さくなったりしている間は、閉塞型無
呼吸と判定できる。但し、閉塞型無呼吸時に現れる短い
脈波長さは長い脈波長さの75%以下である。
眠時無呼吸症候群の診断方法では、被験者から検出した
脈波に基づいて睡眠時の無呼吸を判定することができ
る。この場合、脈波センサ1を使用して簡便に脈波を検
出できるので、被験者に大きな負担を掛けることなく、
在宅でも睡眠時無呼吸症候群の診断を行うことが可能で
ある。この結果、睡眠時無呼吸症候群の早期発見及び早
期治療が可能になる。また、被験者の睡眠中に検出され
る脈波の変化を捉えることで、閉塞型無呼吸、中枢型無
呼吸、混合型無呼吸を区別することができる。但し、睡
眠時無呼吸症候群の診断を行った結果、中枢型無呼吸か
ら閉塞型無呼吸に移行している場合に、混合型無呼吸で
あると判定できる。
成図である。
トである。
の脈波データである。
の脈波データである。
Claims (14)
- 【請求項1】被験者から検出される脈波に基づいて、前
記被験者の睡眠時無呼吸症候群の診断を行うことを特徴
とする睡眠時無呼吸症候群の診断方法。 - 【請求項2】請求項1に記載した睡眠時無呼吸症候群の
診断方法において、 前記被験者の睡眠時無呼吸症候群の診断から閉塞型無呼
吸を判定することを特徴とする睡眠時無呼吸症候群の診
断方法。 - 【請求項3】請求項1に記載した睡眠時無呼吸症候群の
診断方法において、 前記被験者の睡眠時無呼吸症候群の診断から中枢型無呼
吸を判定することを特徴とする睡眠時無呼吸症候群の診
断方法。 - 【請求項4】請求項1に記載した睡眠時無呼吸症候群の
診断方法において、 前記被験者の睡眠時無呼吸症候群の診断から混合型無呼
吸を判定することを特徴とする睡眠時無呼吸症候群の診
断方法。 - 【請求項5】請求項2に記載した睡眠時無呼吸症候群の
診断方法において、 前記被験者から検出される脈波の1拍毎の頂点または底
点を結んだ包絡線を作成し、その包絡線の変動に基づい
て前記閉塞型無呼吸を判定することを特徴とする睡眠時
無呼吸症候群の診断方法。 - 【請求項6】請求項2に記載した睡眠時無呼吸症候群の
診断方法において、 前記被験者から検出される脈波の1拍毎の頂点または底
点のばらつきに基づいて前記閉塞型無呼吸を判定するこ
とを特徴とする睡眠時無呼吸症候群の診断方法。 - 【請求項7】請求項2に記載した睡眠時無呼吸症候群の
診断方法において、 前記被験者から検出される脈波の1拍毎の高さを振幅と
して求め、その振幅の変動に基づいて前記閉塞型無呼吸
を判定することを特徴とする睡眠時無呼吸症候群の診断
方法。 - 【請求項8】請求項2に記載した睡眠時無呼吸症候群の
診断方法において、 前記被験者から検出される脈波の1拍毎の面積を求め、
その面積の変動に基づいて前記閉塞型無呼吸を判定する
ことを特徴とする睡眠時無呼吸症候群の診断方法。 - 【請求項9】請求項2に記載した睡眠時無呼吸症候群の
診断方法において、 前記被験者から検出される脈波の1拍毎の脈波波形の長
さを求め、その長さの変動に基づいて前記閉塞型無呼吸
を判定することを特徴とする睡眠時無呼吸症候群の診断
方法。 - 【請求項10】請求項2に記載した睡眠時無呼吸症候群
の診断方法において、 前記被験者から検出される脈波の揺らぎに基づいて前記
閉塞型無呼吸を判定することを特徴とする睡眠時無呼吸
症候群の診断方法。 - 【請求項11】請求項5に記載した睡眠時無呼吸症候群
の診断方法において、 前記脈波の1拍毎の頂点を結んだ包絡線のボトムと、前
記脈波の1拍毎の底点を結んだ包絡線のトップとの接近
度に基づいて前記閉塞型無呼吸を判定することを特徴と
する睡眠時無呼吸症候群の診断方法。 - 【請求項12】請求項10に記載した睡眠時無呼吸症候
群の診断方法において、 前記被験者から検出される正常時の脈波の揺らぎとのず
れに基づいて前記閉塞型無呼吸を判定することを特徴と
する睡眠時無呼吸症候群の診断方法。 - 【請求項13】請求項3に記載した睡眠時無呼吸症候群
の診断方法において、 前記被験者から検出される脈波の1拍毎の頂点または底
点を結んだ包絡線を作成し、その包絡線の揺らぎの周期
に基づいて前記中枢型無呼吸を判定することを特徴とす
る睡眠時無呼吸症候群の診断方法。 - 【請求項14】請求項4に記載した睡眠時無呼吸症候群
の診断方法において、 前記被験者から検出される脈波に基づいて判定した閉塞
型無呼吸と中枢型無呼吸とに基づいて前記混合型無呼吸
を判定することを特徴とする睡眠時無呼吸症候群の診断
方法。
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