JP2005027937A - 呼吸監視装置及び呼吸監視プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 脈拍波形の波形特性からより高精度な呼吸監視を実現すること
【解決手段】脈拍波形ａ１からボトムホールド回路３４は最小値ｂを、ピークホールド回路３６は最大値ｃを検出する。そして、差動増幅器３８は、この最小値ｂと最大値ｃとの差分を検出し後段処理がしやすいように信号レベルを増幅する。そして、脈拍強度ｄとしてコンパレータ４０とボトム検出回路４４に出力する。コンパレータ４０は、脈拍強度ｄと限界強度ｅとを比較し、脈拍強度ｄが限界強度ｅ未満であれば、呼吸活動衰退信号ｆをＡＮＤ回路４６とタイマ回路４８に出力する。ボトム検出回路４４は、限界強度ｅが減少傾向から増加傾向となると、パルス信号ｇをＡＮＤ回路４６に出力する。ＡＮＤ回路４６は、呼吸活動衰退信号ｆとパルス信号ｇの論理積に基づき呼吸回復信号ｈを制御部に出力する。制御部は呼吸回復信号ｈを検出した回数と呼吸回復日時とを表示させる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、呼吸監視装置及び呼吸監視プログラムに関する。

睡眠時の呼吸監視は、鼻下の呼気による温度変化を検出する温度センサや、胸郭の動きを検出する胸囲変化センシングや、血中酸素飽和濃度を測定するためのセンサ等、様々なセンサを使用することにより行われている。

しかし、従来の呼吸監視では、被測定者の体中に種々のセンサを取り着けなければならない。このため、被測定者に精神的ストレスがかかり、体が緊張してしまう等、寛いだ自然な状態での呼吸監視は難しかった。また、日常生活における睡眠時のような専門のスタッフがいない状況においては、センサの取り扱いが不慣れな被測定者にとってその取り扱いは負担となり、更に正しい測定を行うことが難しかった。

上記のような課題を解決するために、特許文献１に記載されているような、荷重センサを枕に組み込んだ呼吸監視装置が知られている。具体的には、枕に組み込んだ荷重センサによって、呼吸時の後頭部の荷重変化を検出し、呼吸間隔時間を計算することにより、睡眠時の呼吸状態を監視する。

特開２０００−１５２９１７号公報

しかし、このような呼吸活動による後頭部の動きによる呼吸監視は、呼吸活動の主たる器官である肺や胸郭から後頭部までの間にある様々な器官の動きを介した間接的なものであった。このため、他の器官の活動状態が大きく影響してしまい、その結果、呼吸監視の精度は低下してしまった。
本発明は、上述した課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、脈拍波形の波形特性から高精度な呼吸監視を実現することである。

以上の課題を解決するため、
請求項１に記載の発明の呼吸監視装置は、
脈拍波形を検出する脈拍検出手段（例えば、図２の脈拍センサ２０２）と、
この脈拍検出手段によって検出された脈拍波形の最大値と最小値の差分を脈拍強度として算出する脈拍強度算出手段（例えば、図３の差動増幅器３８；図１０のステップＳ５９）と、
この脈拍強度算出手段によって算出された脈拍強度が、減少傾向から増加傾向になった際の時刻を無呼吸状態となってから呼吸が回復した時刻として記憶する時刻記憶手段（例えば、図５のステップＳ３；図１０のステップＳ７７）と、
前記脈拍強度算出手段によって算出された脈拍強度が、減少傾向から増加傾向になった際の回数を計数する回数計数手段（例えば、図５のステップＳ５；図１０のステップＳ７９）と、
この回数計数手段によって計数された回数と前記時刻記憶手段によって記憶された時刻とのうち、少なくとも何れか一方を表示する表示制御手段（例えば、図２の表示部２２；図５のステップＳ７；図１０のステップＳ８１）と、
を備えることを特徴としている。

また、請求項４に記載の発明のプログラムは、
脈拍波形を検出する脈拍検出手段（例えば、図２の脈拍センサ２０２）を備えたコンピュータに、
前記脈拍検出手段によって検出された脈拍波形の最大値と最小値の差分を脈拍強度として算出させる脈拍強度算出機能（例えば、図１０のステップＳ５９）と、
この脈拍強度算出機能によって算出された脈拍強度が、減少傾向から増加傾向になった際の時刻を無呼吸状態となってから呼吸が回復した時刻として記憶させる時刻記憶機能（例えば、図５のステップＳ３；図１０のステップＳ７７）と、
前記脈拍強度算出機能によって算出された脈拍強度が、減少傾向から増加傾向になった際の回数を計数させる回数計数機能（例えば、図５のステップＳ５；図１０のステップＳ７９）と、
この回数計数機能によって計数された回数と前期時刻記憶機能によって記憶された時刻とのうち、少なくとも何れか一方を表示させる表示制御機能（例えば、図２の表示部２２；図５のステップＳ７；図１０のステップＳ８１）と、
を実現させることを特徴としている。

請求項１又は４に記載の発明によれば、検出した脈拍波形から脈拍強度を算出し、当該脈拍強度が減少傾向から増加傾向となった時刻とその回数を記憶及び表示する。従って、脈拍波形の波形特性から高精度な呼吸監視を実現することができ、被測定者は無呼吸状態の発生回数等の呼吸状態を知ることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の呼吸監視装置において、
前記算出された脈拍強度が所定値以下となった場合に、経過時間の計測を開始する経過時間計測手段（例えば、図３のタイマ回路４８；図１０のステップＳ６３）と、
この経過時間計測手段によって計測されている経過時間が所定時間に達した場合に、所定の報知を行う報知手段（例えば、図２の異常通報部２６；図５のステップＳ１３；図１０のステップＳ８７）と、
を備えることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、検出した脈拍強度が所定値以下となった経過時間を計測し、当該経過時間が所定時間に達した場合に所定の報知を行う。従って、被測定者及び被測定者の周囲の人は、呼吸状態が危険な状態になったことを知ることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の呼吸監視装置において、
使用者の手首に装着するための構造を有する本体部（例えば、図１の本体部１００）と、前記検出手段を有し、指端の腹面に当接される前記本体部に着脱可能な検出部（例えば、図１の脈拍波形生成部２００）とから構成されることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、呼吸監視装置の本体を手首に装着し、指端で脈拍波形の検出を行う。従って、被測定者は、呼吸監視装置から検出部を取り外し、指端に検出部を装着するといった簡易な操作で呼吸監視を行うことができる。また、睡眠時等において呼吸監視装置を比較的意識しないで、精神的ストレスの少ない状態で呼吸監視を行うことができる。

請求項１又は４に記載の発明によれば、検出した脈拍波形から脈拍強度を算出し、当該脈拍強度が減少傾向から増加傾向となった時刻とその回数を記憶及び表示する。従って、脈拍波形の波形特性から高精度な呼吸監視を実現することができ、被測定者は無呼吸状態の発生回数等の呼吸状態を知ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、検出した脈拍強度が所定値以下となった経過時間を計測し、当該経過時間が所定時間に達した場合に所定の報知を行う。従って、被測定者及び被測定者の周囲の人は、呼吸状態が危険な状態になったことを知ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、呼吸監視装置の本体を手首に装着し、指端で脈拍波形の検出を行う。従って、被測定者は、呼吸監視装置から検出部を取り外し、指端に検出部を装着するといった簡易な操作で呼吸監視を行うことができる。また、睡眠時等において呼吸監視装置を意識せず、精神的ストレスのない状態で呼吸監視を行うことができる。

以下、図１〜１０を参照して、本発明を腕時計１に適用した場合の実施例を説明する。

図１（ａ）は腕時計１の概観図である。同図に示すように、腕時計１は、本体部１００と、本体部１００に着脱可能な脈拍波形生成部２００とが通信ケーブル３００によって接続されて構成される。

本体部１００は、現在日時や呼吸監視の結果等を表示するディスプレイ１０２と、腕時計１を手首に装着するための時計ベルト１０４と、腕時計１の各種設定や各種機能の実行指示の入力を行うための押ボタン１０６とを備えて構成される。図１において、本体部１００の右側面は、脈拍波形生成部２００の左側面に適合する形状に形成されている。そして、当該右側面には、受け口１０８が凹部状に形成されており、脈拍波形生成部２００のつめ状突起２１０を係止して、脈拍波形生成部２００を保持可能に構成されている。また、右側面には通信ケーブル３００を収納するための空間であるケーブル収納部１１０が形成されている。

脈拍波形生成部２００は、発光ダイオード等の発光素子２０４と、フォトダイオード等の受光素子２０６とを備えて構成された脈拍センサ２０２と、脈拍センサを覆うように形成されている保護ガラス２０８と、を備えて構成される。

脈拍波形生成部２００の左側面には、受け口１０８に係止するつめ状突起２１０が備えられている。ユーザ（被測定者）は、脈拍波形生成部２００を本体部１００の右側面に一定の力を加えて押圧することで、脈拍波形生成部２００を本体部１００に取り付けることができる。逆に、脈拍波形生成部２００を本体部１００から引き離すように、一定の力を加えることにより、脈拍波形生成部２００を本体部１００から取り外すことができる。また、脈拍波形生成部２００の左側面には、脈拍波形生成部２００を指に固定するためのゴム等の弾性体により構成される固定バンド２１２を収納するための空間である固定バンド収納部２１４が形成されている。

脈拍センサ２０２は、先ず、発光素子２０４によって特定波長の光を照射する。照射した光は、保護ガラス２０８に載せられた指先Ｆの皮膚を透過した後、反射され受光素子２０６によって受光される。このとき、指先Ｆに照射された光は、血管内の血液中のヘモグロビンによって吸収され、受光素子２０６への反射量がヘモグロビンの量、即ち血流に逆比例して減少する。従って、指先Ｆの血管を脈流が通過したときには血流が多く、その血流量に応じて、受光素子２０６に受光される光の量は減少する。上記のように、受光素子２０６に受光される光の量が脈拍に対応して増減するので、受光素子２０６は、当該増減を電圧信号に変換し、脈拍検出部２８に出力する。

図１（ｂ）に、被測定者が、脈拍波形生成部２００を指に装着した装着例を示す。被測定者は、本体部１から脈拍波形生成部２００を取り外す。そして、取り外した脈拍波形生成部２００の保護ガラス２０８に指先Ｆの腹面が当接するように指先Ｆを載せる。固定バンド収納部２１４より固定バンド２１２を引き出し、固定バンド２１２を指先Ｆが載せられた脈拍波形生成部２００ごと巻きつけることで、指先Ｆを脈拍波形生成部２００に固定する。

次に、本発明を適用した腕時計１の実施例１について説明する。
図２は、実施例１に係る腕時計１の構成を示すブロック図である。同図に示すように、腕時計１は、制御部１０、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１４、発振回路部１６、分周・タイミング信号出力部１８、キー入力部２０、表示部２２、表示ドライバ２４、異常通報部２６の各機能部によって構成される本体部１００と、脈拍センサ２０２、脈拍検出部２８、呼吸回復検出部３０の各機能部によって構成される脈拍波形生成部２００とを備えて構成される。

制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等によって構成され、入力される指示に応じて所定のプログラムに基づいた処理を実行し、各機能部への指示やデータの入出力を行う。具体的には、制御部１０は、キー入力部２０から入力される操作信号に応じてＲＯＭ１２に格納されたプログラムを読み出し、当該プログラムに従って処理を実行する。そして、処理結果を表示するための表示制御信号を適宜表示ドライバ２４に出力して、当該表示制御信号に対応した表示情報を表示部２２に表示させる。

ＲＯＭ１２は、各種設定処理、各種演算処理等の腕時計１の動作に係る各種プログラムや、腕時計１の備える種々の機能を実現するためのプログラム等を記憶する。
ＲＡＭ１４は、制御部１０が実行する各種プログラムや、これらプログラムの実行に係るデータ等を一時的に保持する記憶領域である。

発振回路部１６は、常時一定周波数のクロック信号を分周・タイミング信号出力部１８に出力する。
分周・タイミング信号出力部１８は、発振回路部１６から入力されるクロック信号を計数し、現在の日付や時分秒などの現在日時（現在時刻）を計数し、制御部１０へ出力する。

キー入力部２０は、各種操作キーによる入力に応じた操作信号を制御部１０へ出力する。例えば、被測定者の呼吸状態を監視するための機能の開始や終了を制御するための操作キーといった各種操作キーで構成される。尚、このキー入力部２０は、図１に示した押ボタン１０６に相当するものである。

表示ドライバ２４は、制御部１０から入力される表示制御信号に基づいて表示部２２を制御して各種画面を表示させるものである。
表示部２２は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等で構成される表示装置であり、現在日時（現在時刻）や呼吸監視の結果等をデジタル表示する。尚、この表示部２２は図１に示すディスプレイ１０２に相当するものである。

異常通報部２６は、制御部１０から入力される異常通報信号に基づいて、被測定者が危険な状態であることを報知するための報知音を鳴らす報音器を備えて構成される。尚、被測定者に報知する手段として、内部にバイブレータを備え腕時計１を振動させるといった構成を備えることとしてもよい。

脈拍検出部２８は、脈拍センサ２０２から入力される信号を検出及び増幅して、脈拍波形ａ１として呼吸回復検出部３０へ出力する。

呼吸回復検出部３０は、脈拍検出部２８から入力される脈拍波形ａ１の波形特性から被測定者の呼吸状態を監視し、監視結果を制御部１０へ出力する。具体的には、呼吸回復検出部３０は、図３の回路図に示すように、バッファアンプ３２と、ボトムホールド回路３４と、ピークホールド回路３６と、差動増幅器３８と、コンパレータ４０と、可変抵抗４２と、ボトム検出回路４４と、ＡＮＤ回路４６と、タイマ回路４８とを備えて構成される。

バッファアンプ３２の入力端子は、脈拍検出部２８の出力端子に接続され、出力端子は、ボトムホールド回路３４とピークホールド回路３６の入力端子に接続される。ボトムホールド回路３４とピークホールド回路３６の出力端子は、それぞれ差動増幅器３８の（−）側入力端子と、（＋）側入力端子とに接続される。また、コンパレータ４０の一方の入力端子は、差動増幅器３８の出力端子に接続され、他方の端子は理想電源とアース間に接続された可変抵抗４２の出力端子に接続される。そして、ボトム検出回路４４の入力端子は、差動増幅器３８の出力端子に、出力端子はＡＮＤ回路４６の入力端子に接続される。ＡＮＤ回路４６の他方の入力端子はコンパレータ４０の出力端子に、出力端子は制御部１０に接続される。そして、タイマ回路４８の入力端子はコンパレータ４０の出力端子に、出力端子は制御部１０に接続される。

呼吸回復検出部３０の動作について説明する。
先ず、脈拍検出部２８が出力した脈拍波形ａ１（電圧信号）はバッファアンプ３２に入力され、バッファアンプ３２は、脈拍波形ａ１の増幅を行う。増幅された脈拍波形ａ１は、ボトムホールド回路３４とピークホールド回路３６に出力される。

ボトムホールド回路３４とピークホールド回路３６は、入力された脈拍波形ａ１から、例えば、１周期における最小値ｂと最大値ｃとをそれぞれ検出する。そして、この検出された最小値ｂと最大値ｃを、差動増幅器３８の（−）側端子と（＋）側端子にそれぞれ出力する。

差動増幅器３８は、入力された最小値ｂと最大値ｃとの差分電圧を検出し、後段処理がしやすいように信号レベルを増幅する。そして、脈拍強度ｄとしてコンパレータ４０へ出力する。更に、差動増幅器３８は、ボトム検出回路４４にも脈拍強度ｄを出力する。

この脈拍強度ｄは、脈流が指先の血管を通過したときの血流量に相当し、この脈拍強度ｄの増減を基に呼吸状態は監視される。具体的には、脈拍強度ｄが可変抵抗４２の出力する呼吸活動の衰退の限界点を表す限界強度に相当する電圧（以下、単に「限界強度」という。）ｅ以上であれば、正常な呼吸活動であり、限界強度ｅ以下であれば、呼吸活動が衰退していると判定される。図７は、脈拍波形ａ１の１周期波形ごとにおける振幅値ｄｎ、ｄｎ＋１、・・・（ｎは１以上の整数）が、最小値と最大値の差分である脈拍強度ｄｎ、ｄｎ＋１・・・に相当していることを示している。

可変抵抗４２は、電源電圧を分圧することにより限界強度ｅに相当する電圧信号をコンパレータに出力する。
コンパレータ４０は、差動増幅器３８から入力された脈拍強度ｄと、可変抵抗４２から入力された限界強度ｅに相当する電圧信号とを比較し、当該比較結果に基づき呼吸活動衰退信号ｆを出力する。具体的には、コンパレータ４０は、脈拍強度ｄが限界強度ｅ以上であれば、呼吸活動の正常を表すＬＯＷ信号を出力し、脈拍強度ｄが限界強度ｅ以下であれば、呼吸活動の衰退を表すＨｉｇｈ信号を出力する。

ボトム検出回路４４は、差動増幅器３８から入力される脈拍強度ｄの増減傾向を監視し、脈拍強度ｄが減少傾向から増加傾向に変化した場合に、パルス信号ｇをＡＮＤ回路４６に出力する。

ＡＮＤ回路４６は、コンパレータ４０から入力される呼吸活動衰退信号ｆとボトム検出回路４４から入力されるパルス信号ｇとの論理積を算出し、算出結果に基づいて呼吸回復信号ｈを制御部１０に出力する。

タイマ回路４８は、コンパレータ４０から入力される呼吸活動衰退信号ｆが立ち上がり、Ｈｉｇｈ信号となると経過時間の測定を開始し、呼吸活動衰退信号ｆがＬＯＷ信号となるまで測定を実行する。そして、測定している経過時間が呼吸活動の衰退の限界時間を表す呼吸停止限界時間に達すると、呼吸停止限界信号ｉを出力する。ここで、呼吸回復信号ｈと呼吸停止限界信号ｉは通信ケーブル３００を介して制御部１０へ出力される。

図４は、実施例１に係るＲＯＭ１２及びＲＡＭ１４の構成を示す図である。図４（ａ）によれれば、ＲＯＭ１２は、呼吸監視プログラム１２０を格納する。また、図４（ｂ）によれば、ＲＡＭ１４は、呼吸回復日時格納領域１４０と呼吸回復回数格納領域１４２とを備える。

呼吸回復日時格納領域１４０は、制御部１０が呼吸回復を検出した日時である呼吸回復日時を蓄積的に記憶するための格納領域である。ここでは、呼吸回復日時Ａ格納領域、呼吸回復日時Ｂ格納領域、・・・といった格納領域が設けられており、呼吸回復を検出する度に順次、呼吸回復日時を記憶していく。

呼吸回復回数格納領域１４２は、呼吸回復を検出した回数である呼吸回復回数を記憶するための格納領域である。

次に、腕時計１の動作について、図５に示すフローチャートを用いて以下に説明する。
被測定者によって呼吸監視処理を開始するための押ボタン１０６の押下操作が為され、キー入力部２０が操作信号を制御部１０に入力すると、制御部１０は、ＲＯＭ１２に記憶されている呼吸監視プログラム１２０を読み出し、ＲＡＭ１４に展開することで呼吸監視処理を開始する。

呼吸監視処理を開始すると、先ず、制御部１０は、呼吸回復信号ｈを検出したか否かを判別する（ステップＳ１）。検出したと判別した場合は（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、分周・タイミング信号出力部１８から入力される現在日時、又は、現在時刻を呼吸回復日時（呼吸回復時刻）として呼吸回復日時格納領域１４０に記憶する（ステップＳ３）。

次いで、制御部１０は、呼吸回復回数をインクリメントし、呼吸回復回数格納領域１４２に記憶する（ステップＳ５）。そして、呼吸回復日時（呼吸回復日時Ａ、呼吸回復日時Ｂ、・・・）、又は、呼吸回復時刻（呼吸回復時刻Ａ、呼吸回復時刻Ｂ、・・・）と、呼吸回復回数とを、表示部２２に表示させる（ステップＳ７）。

制御部１０は、被測定者によって呼吸監視処理を終了するため終了指示入力が押ボタン１０６の押下操作によって為されたか否かを判別する（ステップＳ９）。終了指示入力が為されたと判別した場合（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、制御部１０は呼吸監視処理を終了し、為されないと判別した場合（ステップＳ９：Ｎｏ）、ステップＳ１の処理へ移行する。

ステップＳ１において、呼吸回復信号ｈを検出しないと判別した場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、制御部１０は、呼吸停止限界信号ｉを検出したか否かを判別する（ステップＳ１１）。呼吸停止限界信号ｉを検出したと判別した場合、制御部１０は、異常通報部２６に異常通報信号を出力し、被測定者に呼吸停止状態がつづき危険な状態であることを報知する（ステップＳ１３）。

呼吸停止限界信号ｉを検出しないと判別した場合（ステップＳ１１）、又は呼吸停止を報知した後は（ステップＳ１３）、ステップＳ９へ処理を移行する。

図６は、具体的な測定例として、正常な呼吸状態から無呼吸状態となり、その後正常な呼吸状態へと回復したことを表す呼吸波形ｊと、その間に測定した脈拍波形ａ１と、呼吸回復検出部３０において検出した各種電気信号の波形とを示すグラフである。図６によれば、測定開始時の正常な呼吸波形ｊは、時刻ｔ２の時点で被測定者の呼吸活動は衰退し、無呼吸状態となる。その後、無呼吸状態が続くに伴い、脈拍波形ａ１の振幅は減衰していく。そして、時刻ｔ６の時点で呼吸活動は再開し正常な呼吸活動へと回復し、脈拍波形ａ１の振幅も回復する。

先ず、時刻ｔ１において、ボトム検出回路４４は、脈拍強度ｄが減少傾向から増加傾向に変化していることを検出し、パルス信号ｇを出力する。但し、このとき、呼吸活動衰退信号ｆはＬＯＷ信号であるので、呼吸回復信号ｈはＡＮＤ回路４６から出力されない。

次いで、時刻ｔ２の時点で呼吸状態が無呼吸状態となり、呼吸波形は衰退していく。時刻ｔ３及びｔ４において、時刻ｔ１と同様に、ボトム検出回路４４がパルス信号ｇを出力する。

次いで、時刻ｔ５において、コンパレータ４０は、脈拍強度ｄが限界強度ｅ以下であることを検出し、呼吸活動衰退信号ｆを立ち上げ、Ｈｉｇｈ信号とする。

そして、時刻ｔ６において、呼吸波形は回復し始める。その後、時刻ｔ７において、ボトム検出回路４４は、脈拍強度ｄが減少傾向から増加傾向に変化したことを検出し、パルス信号ｇを出力する。このとき、コンパレータ４０は、時刻ｔ５から継続してＨｉｇｈ信号を出力しているので、ＡＮＤ回路４６は、呼吸活動衰退信号ｆとパルス信号ｇとの論理積の算出結果から呼吸回復信号ｈを制御部１０に出力する。

制御部１０は、呼吸回復信号ｈを検出すると、現在日時、又は、現在時刻を呼吸回復日時（呼吸回復時刻）として記憶し、呼吸回復回数をインクリメントする（図５に示すステップＳ１→Ｓ３→Ｓ５に相当）。そして、呼吸回復日時、又は、呼吸回復時刻と呼吸回復回数を表示部２２に表示させる（図５に示すステップＳ７に相当）。

呼吸活動回復時である時刻ｔ６から暫く経過した時刻ｔ８において、コンパレータ４０は、脈拍強度ｄが限界強度ｅ以上となったことを検出し、呼吸活動衰退信号ｆをＨｉｇｈ信号からＬＯＷ信号にする。

タイマ回路４８は、時刻ｔ５から測定開始した経過時間が予め定められた呼吸停止限界時間に達した場合に、呼吸停止限界信号ｉを制御部１０に出力する。その場合には、制御部１０が、呼吸停止限界信号ｉを検出し、被測定者に呼吸停止状態が予め定められた時間以上つづいており危険な状態であることを報知音等で報知する（図５に示すステップＳ１１→Ｓ１３に相当）。

以上、実施例１によれば、脈拍波形ａ１の波形特性である脈拍強度ｄから、被測定者の無呼吸状態を検出し、無呼吸状態となった日時(時刻)と回数を記録する。従って、被測定者は、就寝時に無呼吸状態と成り呼吸が回復した際の日時（時刻）と回数を知ることができる。また、この日時（時刻）と回数をもとに健康状態を自己管理し、健康管理に役立てることができる。

また、無呼吸状態となり脈拍強度ｄが限界強度ｅ以下となってからの時間を計測し、経過時間が呼吸停止限界時間に達すると、被測定者に呼吸停止状態がつづき危険な状態であることを報知する。従って、被測定者は、一定時間以上、無呼吸状態となってしまったことを報知音等で知ることができる。また、報知音が発せられれば、被測定者の周囲の人にも無呼吸状態となってしまったことを知らせることができるので、被測定者の危険状態の早期発見につなげることができる。

また、脈拍センサ２０２を腕時計１に脱着可能に取り付けることにより、被測定者は、容易に呼吸監視を行うことができる。更に、就寝時等において、測定器具を比較的意識しないで、精神的ストレスの少ない状態で呼吸監視を行うことができる。

次に、本発明を適用した腕時計１の実施例２について説明する。
図８は、実施例２に係る腕時計１の構成を示すブロック図である。実施例２における腕時計１は、図２に示した実施例１のＲＯＭ１２をＲＯＭ１２ａに、ＲＡＭ１４をＲＡＭ１４ａに、脈拍検出部２８を脈拍検出部２８ａに置き換えた構成である。

図９は、実施例２に係るＲＯＭ１２ａと、ＲＡＭ１４ａの構成を示す図である。尚、実施例１において図２に示して説明した腕時計１のＲＯＭ１２ａ及びＲＡＭ１４ａの構成要素の他、同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。

図９（ａ）によれば、ＲＯＭ１２ａは、実施例２の特徴的な処理である呼吸回復検出処理を実現するための呼吸回復検出プログラム１２２を格納する。

また、図９（ｂ）によれば、ＲＡＭ１４ａは、実施例２を実現するために、呼吸回復日時格納領域１４０と、呼吸回復回数格納領域１４２と、即時脈拍強度格納領域１４４と、前回脈拍強度格納領域１４６と、経過時間格納領域１４８とを備える。

即時脈拍強度格納領域１４４は、直近に検出した脈拍強度を格納するための記憶領域である。前回脈拍強度格納領域１４６は、前回に検出した脈拍強度を格納するための記憶領域である。経過時間格納領域１４８は、即時脈拍強度が限界強度未満となってからの経過時間を格納するための記憶領域である。

脈拍検出部２８ａは、脈拍センサ２０２から入力される信号を検出及び増幅する。そして、Ａ／Ｄ変換を行い、脈拍波形ａ２として制御部１０へ出力する。

次に、腕時計１の動作について、図１０に示すフローチャートを用いて以下に説明する。
被測定者によって呼吸回復検出処理を開始するための押ボタン１０６の押下操作が為され、キー入力部２０が操作信号を制御部１０に入力すると、制御部１０は、ＲＯＭ１２ａに記憶されている呼吸回復検出プログラム１２２を読み出し、ＲＡＭ１４ａに展開することで呼吸回復検出処理を開始する。

呼吸回復検出処理を開始すると、先ず、制御部１０は、即時脈拍強度格納領域１４４に記憶されている即時脈拍強度を前回脈拍強度格納領域１４６に記憶する（ステップＳ５１）。そして、脈拍検出部２８ａから入力される１周期分の脈拍波形を検出する（ステップＳ５３）。

次いで、検出した脈拍波形の最小値と最大値を検出する（ステップＳ５５〜Ｓ５７）。制御部１０は、検出した最小値と最大値の差分を算出し、算出した差分を即時脈拍強度として即時脈拍強度格納領域１４４に記憶する（ステップＳ５９）。

次いで、即時脈拍強度が限界強度未満か否かを判別する（ステップＳ６１）。即時脈拍強度が限界強度以未満あると判別した場合は（ステップＳ６１：Ｙｅｓ）、ステップＳ６３へ移行し、限界強度未満でないと判別した場合は（ステップＳ６１：Ｎｏ）、ステップＳ７１へ移行する。

即時脈拍強度が限界強度未満であると判別すると（ステップＳ６１：Ｙｅｓ）、制御部１０は、経過時間の測定を開始し、経過時間を経過時間格納領域１４８に記憶・更新していく（ステップＳ６３）。

また、即時脈拍強度が限界強度未満でないと判別すると（ステップＳ６１：Ｎｏ）、制御部は、経過時間の測定を終了し、経過時間格納領域１４８の初期化を行い、ステップＳ５１の処理へ移行する（ステップＳ７１）。

ステップＳ６３の後、記憶した経過時間が呼吸停止限界時間未満か否かを判別する（ステップＳ６５）。経過時間が呼吸停止限界時間未満であると判別した場合は（ステップＳ６５：Ｙｅｓ）、ステップＳ６７へ移行し、呼吸停止限界時間未満でないと判別した場合は（ステップＳ６５：Ｎｏ）、ステップＳ７３へ移行する。

経過時間が呼吸停止限界時間未満であると判別すると（ステップＳ６５：Ｙｅｓ）、制御部１０は、前回脈拍強度が即時脈拍強度未満であるか否かを判別する（ステップＳ６７）。前回脈拍強度が即時脈拍強度未満であると判別した場合は（ステップＳ６７：Ｙｅｓ）、呼吸回復を検出したと判定し（ステップＳ６９）、即時脈拍強度未満でないと判別した場合は（ステップＳ６７：Ｎｏ）、ステップＳ５１へ処理を移行する。

ステップＳ６５において、経過時間が呼吸停止限界時間未満でないと判別すると（ステップＳ６５：Ｎｏ）、制御部１０は呼吸停止限界を検出したと判定する（ステップＳ７３）。

ステップＳ６９又はステップＳ７３の後、制御部１０は、ステップＳ７５以降の処理に移行する。このステップＳ７５以降の処理は、実施例１の呼吸監視処理と同様の処理となる。

先ず、制御部１０は、ステップＳ６９において呼吸回復を検出した場合は（ステップＳ７５：Ｙｅｓ）、現在日時（現在時刻）を呼吸回復日時（呼吸回復時刻）として呼吸回復日時格納領域１４０に記憶する（ステップＳ７７）。

次いで、制御部１０は、呼吸回復回数をインクリメントし、呼吸回復回数格納領域１４２に記憶する（ステップＳ７９）。そして、呼吸回復日時（呼吸回復時刻）と、呼吸回復回数とを表示部２２に表示させる（ステップＳ８１）。

制御部１０は、被測定者によって呼吸回復検出処理を終了するため終了指示入力が押ボタン１０６の押下操作によって為されたか否かを判別する（ステップＳ８３）。終了指示入力が為されたと判別すると、（ステップＳ８３：Ｙｅｓ）、制御部１０は呼吸回復検出処理を終了し、押下操作が為されないと判別すると（ステップＳ８３：Ｎｏ）、ステップＳ５１の処理へ移行する。

ステップＳ７５において呼吸回復を検出しない場合（ステップＳ７５：Ｎｏ）、制御部１０は、ステップＳ７３において呼吸停止限界を検出したか否かを判別する（ステップＳ８５）。また、呼吸停止限界を検出した場合（ステップＳ８５：Ｙｅｓ）、制御部１０は、異常通報部２６に異常通報信号を出力し、被測定者に呼吸停止状態が予め定められた時間以上つづいて危険な状態であることを報知音等で報知する（ステップＳ８７）。

ステップ８５において呼吸停止限界を検出しない場合（ステップＳ８５：Ｎｏ）、又は呼吸停止を報知した後は（ステップＳ８７）、ステップＳ８３へ処理を移行する。

次に、図６（ａ）に示す脈拍波形ａ２を脈拍センサ２０２によって測定した場合の呼吸回復検出処理の具体的な処理について説明する。

先ず、実施例１においてパルス信号ｇを出力した時刻ｔ１において、制御部１０は、脈拍波形ａ２の１周期波形を検出するが、算出した脈拍強度ｄは限界強度ｅ未満となっていないため、何も検出せずに次の処理へと移行する（図１０に示すステップＳ５１〜Ｓ６１→Ｓ７１〜Ｓ５１に相当）。

次いで、時刻ｔ２の時点で呼吸状態が無呼吸となり、呼吸波形は衰退していく。時刻ｔ３及びｔ４において、時刻ｔ１と同様に何も検出せずに次の処理へ移行する。

次いで、時刻ｔ５において、制御部１０は、脈拍強度ｄが限界強度ｅ未満であると検出し、経過時間の測定を開始する（図１０に示すステップＳ６１→Ｓ６３に相当）。このとき、経過時間は呼吸停止限界時間に達しておらず、更に前回脈拍強度よりも即時脈拍強度が小さいため、何も検出せずに次の処理へと移行する（図１０に示すステップＳ６５→Ｓ６７→Ｓ５１に相当）。

そして、時刻ｔ６において、呼吸波形は回復し始める。その後、時刻ｔ７において、制御部１０は、脈拍強度ｄが減少傾向から増加傾向に変化したことを検出し、呼吸回復を検出したと判定する（図１０に示すステップＳ６５→Ｓ６７→Ｓ６９に相当）。次いで、制御部１０は、呼吸回復を検出したとして、呼吸回復日時（呼吸回復時刻）と呼吸回復回数を表示部２２に表示させる（図１０に示すステップＳ７５→Ｓ７７〜Ｓ８１に相当）。

呼吸活動回復時である時刻ｔ６から暫く経過した時刻ｔ８において、制御部１０は、脈拍強度ｄが限界強度ｅ以上となったことを検出し、経過時間の測定を終了し、経過時間格納領域１４８の初期化を行う（図１０に示すステップＳ６１→Ｓ７１に相当）。

制御部１０は、時刻ｔ５から時刻ｔ８までの経過時間が予め定められた呼吸停止限界時間に達した場合に、呼吸停止限界を検出したと判定する（図１０に示すステップＳ６５→Ｓ７３に相当）。そして、制御部１０は、呼吸停止限界を検出したとして、被測定者に呼吸停止状態であることを報知音等で報知する（図１０に示すステップＳ８５→Ｓ８７に相当）。

以上、実施例２によれば、実施例１の呼吸回復検出部３０の動作を、プログラムによって実現し、実施例１と同様の効果が得られる。従って、回路規模の縮小化、回路の簡略化を図ることができ、これに伴って消費電力やコストを削減することができる。

以上、２つの実施例において、本体部１００と脈拍波形生成部２００は、通信ケーブル３００によって接続し、種々の通信を行うとして説明したが、本発明の適用可能なものはこれに限られたものではなく、適宜変更可能である。例えば、赤外線やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ 等の無線伝送方式を用いて通信を行うこととしてもよい。

また、脈拍波形から呼吸監視を行うこととしたが、本発明の適用可能なものはこれに限られたものではなく、適宜変更可能である。例えば、脈拍センサによって血中酸素飽和濃度を測定し、無呼吸時の酸素濃度の低下を検出し、本発明の脈拍強度の特性と合わせて呼吸状態のより高精度な監視を行うこととしてもよい。

以上のように、腕時計を適用例として説明したが、本発明の適用可能なものはこれに限られたものではなく、適宜変更可能である。例えば、携帯電話、パソコン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等の電子機器全般に適用可能である。

また、本発明は、腕時計のような体に装着できる小型電子機器に適用することで、場所を気にせず装着できる健康機器として有用となる。

腕時計の概観図の一例を示す図。 実施例１における腕時計の機能構成の一例を示すブロック図。 実施例１における呼吸回復検出部の回路構成の一例を示す回路図。 実施例１における（ａ）はＲＯＭの構成の一例を示す図、（ｂ）はＲＡＭの構成の一例を示す図。 実施例１における呼吸監視処理を説明するためのフローチャート。 呼吸波形と脈拍波形の測定例を示す図。 脈拍波形の振幅値が脈拍強度であることを示す図。 実施例２における腕時計の機能構成の一例を示すブロック図。 実施例２における（ａ）はＲＯＭの構成の一例を示す図、（ｂ）はＲＡＭの構成の一例を示す図。 実施例２における呼吸回復検出処理を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１０ 制御部
１２ ＲＯＭ
１４ ＲＡＭ
１６ 発振回路部
１８ 分周・タイミング信号出力部
２０ キー入力部
２２ 表示部
２４ 表示ドライバ
２６ 異常通報部
２８ 脈拍検出部
３０ 呼吸回復検出部
２０２ 脈拍センサ

Claims (4)

1. 脈拍波形を検出する脈拍検出手段と、
   この脈拍検出手段によって検出された脈拍波形の最大値と最小値の差分を脈拍強度として算出する脈拍強度算出手段と、
   この脈拍強度算出手段によって算出された脈拍強度が、減少傾向から増加傾向になった際の時刻を無呼吸状態となってから呼吸が回復した時刻として記憶する時刻記憶手段と、
   前記脈拍強度算出手段によって算出された脈拍強度が、減少傾向から増加傾向になった際の回数を計数する回数計数手段と、
   この回数計数手段によって計数された回数と前記時刻記憶手段によって記憶された時刻とのうち、少なくとも何れか一方を表示する表示制御手段と、
   を備えることを特徴とする呼吸監視装置。
2. 前記算出された脈拍強度が所定値以下となった場合に、経過時間の計測を開始する経過時間計測手段と、
   この経過時間計測手段によって計測されている経過時間が所定時間に達した場合に、所定の報知を行う報知手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の呼吸監視装置。
3. 使用者の手首に装着するための構造を有する本体部と、前記検出手段を有し、指端の腹面に当接される前記本体部に着脱可能な検出部とから構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の呼吸監視装置。
4. 脈拍波形を検出する脈拍検出手段を備えたコンピュータに、
   前記脈拍検出手段によって検出された脈拍波形の最大値と最小値の差分を脈拍強度として算出させる脈拍強度算出機能と、
   この脈拍強度算出機能によって算出された脈拍強度が、減少傾向から増加傾向になった際の時刻を無呼吸状態となってから呼吸が回復した時刻として記憶させる時刻記憶機能と、
   前記脈拍強度算出機能によって算出された脈拍強度が、減少傾向から増加傾向になった際の回数を計数させる回数計数機能と、
   この回数計数機能によって計数された回数と前記時刻記憶機能によって記憶された時刻とのうち、少なくとも何れか一方を表示させる表示制御機能と、
   を実現させるためのプログラム。

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