JP2005074012A

JP2005074012A - 無呼吸状態測定装置

Info

Publication number: JP2005074012A
Application number: JP2003308886A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Yoshida; 浩之吉田; Masayuki Ohara; 昌幸大原
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2003-09-01
Filing date: 2003-09-01
Publication date: 2005-03-24

Abstract

【課題】
睡眠時における被験者の無呼吸状態を簡便に測定することができる無呼吸状態測定装置及び無呼吸状態測定方法を提供することを目的とする。
【解決手段】
本発明にかかる無呼吸状態測定装置は、被験者１０の睡眠時における無呼吸状態を測定する無呼吸状態測定装置１であって、被験者１０の身体の下に接触状態で配置し、被験者１０の体動を検出するエアマット１１と、被験者１０の呼吸を検出する呼吸検出器１２と、エアマット１１によって検出された体動を示す体動信号と、呼吸検出器１２によって検出された呼吸を示す呼吸信号とが入力され、当該体動信号及び呼吸信号を記憶するとともに、体動信号及び呼吸信号に基づいて、被験者１０の無呼吸状態を監視するコントローラ１４とを備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、被験者の無呼吸状態を測定する無呼吸状態測定装置に関する。

近年、睡眠中に呼吸が頻繁に停止する睡眠時無呼吸症候群が問題となっている。睡眠時無呼吸症候群は、起きているときには呼吸障害を自覚しないが、睡眠時に換気停止が頻発し、呼吸困難のため夜間に頻繁に目覚め、日中居眠りの原因にもなる疾患である。眠時無呼吸症候群は、高血圧、心臓病、脳梗塞などの疾患と高率に合併するだけでなく、昼間の眠気のために交通事故等をおこす可能性があり、社会的問題ともなっている。このため、患者の早期発見及び適切な治療が重要である。

睡眠時無呼吸症候群は睡眠時に症状があるため、本人に自覚症状がない。そのため、患者の睡眠状態を測定器によって測定、検査する必要がある。睡眠時無呼吸症候群の検査としては、入院によるＦＵＬＬ−ＰＳＧ（ポリソムノグラフィ）検査が行われている。入院によるＰＳＧ検査は、呼吸、いびき、動脈血酸素飽和度の測定などに加え、脳波、筋電図、眼球運動などの測定が含まれる。したがって、入院による精密検査は相応の時間と費用を必要とし、また、入院検査のために設備数は限られたものであるため、入院による確定検査を行うことが必要な患者を、簡易的なスクリーニング検査によって特定することが重要と考えられている。

睡眠時無呼吸症候群のスクリーニング検査のための、いくつかの方法が知られている。典型的には、睡眠中の患者の、呼吸、いびき、動脈血酸素濃度（ＳｐＯ_２）、体位などが測定される。無呼吸症には、閉塞型無呼吸症（ＯＳＡＳ：Obstructive Sleep Apnea）、中枢型無呼吸症（ＣＳＡＳ：Central Sleep Apnea Syndrome）、これら双方の症状を有する混合型無呼吸症の三種類の症状がある。閉塞型無呼吸は、上気道（のど）の閉塞による無呼吸状態を示し、中枢型無呼吸とは、呼吸中枢における何らかの問題による無呼吸状態を示し、これら閉塞型無呼吸と中枢型無呼吸の双方の症状を兼ね備えた無呼吸を混合型無呼吸という。これらＯＳＡＳ、ＣＳＡＳの判別は、睡眠状態を特定する上記のような測定データを基に行うことが可能であることが知られている。

呼吸やいびき等、呼吸に関連した情報を検出する手段として、例えば、インピーダンスバンド、加速度ピックアップ、呼吸検出器、サーミスタ、マイクなどの被験者の体に装着して計測するもの（拘束型）が知られている。また、被験者に直接装着することなく無拘束で測定に使用される機器として、集音マイク、カメラなどがある。例えば、特許文献１は、心電図電極、咽頭マイクロホン、オキシメータ指センサ、及び体位検出器を備えた、睡眠時の無呼吸状態を判定するためのスクリーニング検査装置を開示している。

特開平５−２０００３１号公報

スクリーニング検査において、被験者は測定装置を自宅に持ち帰り、自分で体に装着した状態で連続してデータを収集しなければならい。装置の使用になれていない患者にとって使用方法が複雑であると、正確な測定の妨げとなる、もしくは、医師などによる測定装置の使用方法の説明の繰り返しが必要とされる、などの問題がある。あるいは、被験者の体に直接装着する検出機器は被験者の睡眠を妨げることがあるため、無呼吸状態測定装置に使用される検出機器による被験者の拘束の度合いは、できる限り小さいものであることが好ましい。

従って、本発明の一つの目的は、睡眠時における被験者の無呼吸状態を簡便に測定することができる無呼吸状態測定装置を提供することである。本発明の他の目的は、被験者にとって操作容易な無呼吸状態測定装置を提供することである。本発明の他の目的は、睡眠時無呼吸症候群のスクリーニング検査のための測定を、より的確に行うことを可能とすることである。本発明の他の目的は、無呼吸状態測定における被験者の拘束の度合いを低減することである。

本発明の第１の態様は、被験者の睡眠時における無呼吸状態を測定する無呼吸状態測定装置であって、流体を収容し、前記被験者の身体より下に配置される流体封入体と、前記流体封入体内の流体の移動を検出することによって前記被験者の体動を検出する体動検出手段と、前記体動に対応する体動信号から、前記被験者のいびきに対応するいびき信号を抽出するいびき信号抽出手段と、前記被験者の呼吸に対応する呼吸信号と前記いびき信号とを関連付けて記憶する記憶手段とを有する。これにより、睡眠時における被験者の無呼吸状態を簡便に測定することができる。

前記記憶手段は、前記被験者の血中酸素飽和度に対応する血中酸素飽和度信号、前記呼吸信号、及び、前記いびき信号を関連付けて記憶することが好ましい。さらに、前記体動に対応する体動信号から、前記被験者の胸腹部運動に対応する胸腹部信号を抽出する胸腹部信号抽出手段をさらに供え、前記記憶手段は、前記胸腹部信号、前記呼吸信号、前記血中酸素飽和度信号、及び、前記いびき信号を関連付けて記憶することが好ましい。これにより、睡眠時における被験者の無呼吸状態をより正確に測定することができる。

あるいは、前記体動に対応する体動信号から、前記被験者の胸腹部運動に対応する胸腹部信号を抽出する胸腹部信号抽出手段をさらに供え、前記記憶手段は、前記胸腹部信号、前記呼吸信号、及び、前記いびき信号を関連付けて記憶することが好ましい。これにより、睡眠時における被験者の無呼吸状態をより正確に測定することができる。

本発明の第２の態様は、被験者の睡眠時における無呼吸状態を測定する無呼吸状態測定装置であって、流体を収容し、前記被験者の身体より下に配置される流体封入体と、前記流体封入体内の流体の移動を検出することによって前記被験者の体動を検出する体動検出手段と、前記体動に対応する体動信号から、前記被験者のいびきに対応するいびき信号を抽出するいびき信号抽出手段と、前記体動に対応する体動信号から、前記被験者の胸腹部運動に対応する胸腹部信号を抽出する胸腹部信号抽出手段と、前記いびき信号と胸腹部信号とを関連付けて記憶する記憶手段とを有する。これにより、睡眠時における被験者の無呼吸状態を簡便に測定することができる。

前記記憶手段は、前記被験者の血中酸素飽和度に対応する血中酸素飽和度信号、前記胸腹部信号、及び、前記いびき信号を関連付けて記憶することが好ましい。これにより、睡眠時における被験者の無呼吸状態をより正確に測定することができる。
上記第１あるいは第２の態様において、前記記憶手段に記憶された信号に基づき、無呼吸状態を判定する判定手段を備えることが好ましい。これにより、睡眠時における被験者の無呼吸状態の簡易的な判定を行うことができる。

本発明によれば、睡眠時における被験者の無呼吸状態を簡便に測定することができる無呼吸状態測定装置を提供することができる。

以下に、本発明を適用可能な実施の形態が説明される。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。

実施の形態１．
図１を参照して、実施の形態１にかかる無呼吸状態測定装置の全体構成について説明する。図１は、本発明の無呼吸状態測定装置の一構成を示す模式図である。図１に示すように、無呼吸状態測定装置１は、エアマット１１、呼吸検出器１２、ＳｐＯ_２（Oxygen Saturation of Peripheral Artery）センサ１３、コントローラ１４を備えている。エアマット１１は、被験者１０の睡眠時における体動を検出する装置である。呼吸検出器１２は、被験者１０の呼吸フローを検出する装置である。ＳｐＯ_２センサ１３は、被験者１０の睡眠時の血中酸素飽和度を検出する装置である。コントローラ１４は、各検出装置１１〜１３からの電気信号に基づいて、特に呼吸状態に関するデータを収集する装置である。無呼吸状態測定装置１において、エアマット１１、呼吸検出器１２、ＳｐＯ_２センサ１３によって検出された電気信号がコントローラ１４に入力される。コントローラ１４は、これらの呼吸状態を示す電気信号に基づいて、被験者１０の無呼吸状態を示すための情報を収集し、被験者１０の睡眠時における無呼吸状態を測定する。

続いて、図２から図６を用いて、エアマット１１、呼吸検出器１２、ＳｐＯ２センサ１３、コントローラ１４の各構成について順に詳細に説明する。図２の模式図に、エアマット１１の一構成例が示されている。このエアマット１１は、流体封入体１１１、エアチューブ１１２、圧力センサ１１３、出力ケーブル１１４、出力端子１１５を備えている。流体封入体１１１は、エアマットや流体袋とも呼ばれ、被験者１０の体の下に配置される。流体封入体１１１は、マットレスやシーツ等の就寝具の上もしくは下に取り付けることができる。流体封入体１１１には、水又は空気等の流体が封入されている。従って、本明細書において、エアマットは液体が封入されたマットを含む。流体封入体１１１は、シート形状の一体の封入体、あるいは、互いに分離された複数のシート状封入体から構成することができる。

エアチューブ１１２は、流体封入体１１１の圧力変動を圧力センサ１１３に伝達する。エアチューブ１１２は中空状に構成され、流体封入体１１１に封入された流体が自由に移動することができる。エアチューブ１１２は、例えば、ビニル等により形成される。圧力センサ１１３は、エアチューブ１１２を介して流体封入体１１１の圧力変動を検出し、電気信号として出力する。圧力センサ１１３の代わりに流体封入体１１１の外表面形状の変化を計測する変位検出器を用いることも可能である。なお、圧力センサ１１３は、エアチューブ１１２を介さずに、流体封入体１１１に直接接続されるようにしてもよい。流体封入体１１１、エアチューブ１１２及び圧力センサ１１３によって、胸腹部運動、いびき、あるいは心拍などの振動成分を含む、被験者１０の体動を検出することができる。出力ケーブル１１４は、圧力センサ１１３が検出した流体封入体１１１の圧力変動を示す圧力信号を伝達する。出力端子１１５は、コントローラ１４に接続され、出力ケーブル１１４を介して圧力信号をコントローラ１４へと出力する。

図３の模式図に、呼吸検出器１２の一構成例が示されている。この呼吸検出器１２は、装着部１２１、サーミスタ１２２、出力ケーブル１２３、出力端子１２４を備えている。呼吸検出器１２の装着部１２１は、ポリイミド樹脂等から構成され、被験者１０の両鼻腔及び口に対応した形状を有し、被験者１０の両鼻腔に装着される。サーミスタ１２２は装着部１２１に設けられ、装着部１２１と共に絆創膏等によって被験者１０の鼻の下に取り付けられる。サーミスタ１２２は、被験者１０の口呼吸及び鼻呼吸による呼吸時の温度変化を感知し、被験者１０の呼吸を検出して電気信号として出力する。出力ケーブル１２３は、サーミスタ１２２が検出した被験者１０の呼吸を示す呼吸信号を伝達する。出力端子１２４は、コントローラ１４に接続され、出力ケーブル１２３を介して呼吸信号をコントローラ１４へと出力する。尚、カニューラと圧力センサによって、呼吸検出器１２を構成することも可能である。

図４の模式図に、ＳｐＯ_２センサ１３の一構成例が示されている。図４に示すように、このＳｐＯ_２センサ１３は、狭着部１３１、光センサ１３２、出力ケーブル１３３、出力端子１３４を備えている。狭着部１３１は、被験者１０の指を上下から挟んでＳｐＯ_２センサ１３を被験者１０に装着する。光センサ１３２は、狭着部１３１の相対する狭着面に設けられている。狭着面の一方の面に発光デバイス、他方の面に受光デバイスが設けられている。光センサ１３２は、狭着部１３１が被験者１０の指を狭着した状態で、赤色光や赤外光を発光・受光することによって、被験者１０の血中酸素飽和度を検出して電気信号として出力する。出力ケーブル１３３は、ＳｐＯ_２センサ１３が検出した被験者１０の血中酸素飽和度を示すＳｐＯ_２信号を伝達する。出力端子１３４は、コントローラ１４に接続され、出力ケーブル１３３を介してＳｐＯ_２信号をコントローラ１４へと出力する。

図５の外観図に、コントローラ１４の一構成例が示されている。図５（ａ）は、コントローラ１４の正面から見た正面外観図である。図５に示すように、このコントローラ１４は、筐体１４０の正面に、操作ボタン１４１、１４２、表示画面１４３、表示ランプ１４４、１４５を備えている。操作ボタン１４１、１４２の操作によって、無呼吸状態測定装置１による被験者１０の無呼吸状態の測定を開始、終了することができる。例えば、無呼吸状態の測定を開始するために操作ボタン１４１が押下され、これを終了するために操作ボタン１４２が押下される。表示画面１４３は、ＬＣＤ等から構成され、無呼吸状態測定装置１の動作状態や取得データ等を表示することができる。表示ランプ１４４、１４５は、ＬＥＤ等から構成され、例えば、コントローラ１４が動作している場合には表示ランプ１４４が点灯し、コントローラ１４が停止している場合には表示ランプ１４５が点灯する。

図５（ｂ）は、コントローラ１４の右側面から見た側面外観図である。コントローラ１４は、筐体１４０の右側面に、入力端子１４６、１４７、１４８を備えている。これら入力端子１４６、１４７、１４８には、検出装置１１〜１３の出力端子１１５、１２４、１３４それぞれが電気的に接続され、各検出装置１１〜１３からの出力信号が入力される。具体的には、入力端子１４６、１４７、１４８のそれぞれには、エアマット１１からの圧力信号、呼吸検出器１２からの呼吸信号、ＳｐＯ_２センサ１３からのＳｐＯ_２信号が入力される。

図５（ｃ）は、コントローラ１４の左側面から見た側面外観図である。コントローラ１４は、筐体１４０の左側面に、電池格納部１４９、電源スイッチ１５０、メモリ格納部１５１を備えている。電池格納部１４９は、コントローラ１４を駆動させるための電池を格納する。電源スイッチ１５０は摺動式のスイッチであり、コントローラ１４のＯＮ／ＯＦＦの切り替えを行う。メモリ格納部１５１は、メモリ・カードなど、コントローラ１４に入力された各種データを保存するための着脱可能なメモリ１５２を格納する。

図６は、コントローラ１４の論理構成の一例を示すブロック図である。各ブロックは、ハードウェア、もしくは、ハードウェアとハードウェア上で動作するソフトウェアによって、構成することができる。ソフトウェアは内部メモリにロードされ、プロセッサがソフトウェアに従ってデータ処理を行うことによって、所望の機能を実現することができる。図６に示すように、コントローラ１４は、圧力信号処理部２１、呼吸信号処理部２２、ＳｐＯ２信号処理部２３、バンドパスフィルタリング部２４、２５、制御部２８、記憶部２９、表示部３０、入出力部３１、電源部３２、操作部３３を備えている。圧力信号処理部２１は、入力端子１４６を介して圧力センサ１１３から入力された圧力信号について、内部処理を行うためのインターフェース処理を実行する。同様に、呼吸信号処理部２２は入力端子１４７を介してサーミスタ１２２から入力された呼吸信号について、ＳｐＯ２信号処理部２３は入力端子１４８を介して光センサ１３２から入力されたＳｐＯ２信号について、それぞれ、内部処理を行うためのインターフェース処理を実行する。

バンドパスフィルタリング部２４、２５は、圧力信号処理部２１に入力された圧力信号の内の特定周波数帯の信号を通過させ、特定信号を抽出するための処理を行う。本形態においては、バンドパスフィルタリング部２４は、いびき音を示す信号（いびき信号）の周波数帯域に対応した周波数帯域の信号のみを通過させ、バンドパスフィルタリング部２５は、被験者１０の胸腹部運動を示す信号（胸腹部信号）の周波数帯域に対応した周波数の信号のみ通過させる。

制御部２８は、コントローラ１４における信号処理制御、表示制御、記憶制御等、各構成による処理を制御するものである。又、外部の検査機器から入力された各信号について、必要なデータ処理を実行し、記憶部２９に各信号のデータを記録する。記憶部２９は、各信号処理部２１〜２３から入力された信号を表すデータを記憶する。さらに、例えば、コントローラ１４が動作するためのプログラムや無呼吸の判定プログラム等を格納することができる。記憶部２９に格納されたデータは、必要に応じて、メモリ格納部１５１に格納される外部記憶媒体に格納される。記憶部２９に格納されたデータは、事後的に診断のための詳細解析のために用いられる。

表示部３０は、インターフェース回路等から構成され、コントローラ１４の操作状態を示す情報、記憶部２９に記憶された情報、各信号処理部２１〜２３から入力された信号に関する情報を表示画面１４３に表示するために、インターフェース処理する。また、表示部３０は、表示ランプ１４４，１４５を点灯させるためにインターフェース処理を行う。入出力部３１は、記憶部２９に格納された情報をメモリ１５２に書き込み、あるいは、メモリ１５２から情報を読み込む等のためにインターフェース処理を行う。電源部３２は、電池格納部１４９に格納された電池からの電力を内部回路に供給するための処理を行う。操作部３３は、操作ボタン１４１、１４２から入力をインターフェース処理し、制御部２８に対して出力する。

次に、図７を用いて、無呼吸状態測定装置１によって行われる被験者１０の無呼吸状態の測定について説明する。図７のフローチャートに、この無呼吸状態測定装置１による処理フローが示されている。エアマット１１の流体封入体１１１に加えられた被験者１０の体動は、エアチューブ１１２を介して、圧力センサ１１３に伝わる。圧力センサ１１３に伝わった人体の振動は、電気信号（圧力信号）に変換され、コントローラ１４の入力端子１４６に入力される（Ｓ１０１）。この圧力信号は、コントローラ１４の圧力信号処理部２１に入力され、圧力信号処理部２１によって信号処理のためにインターフェース処理される。

圧力信号処理部２１で信号処理された圧力信号は、バンドパスフィルタリング部２４、２５に入力される。バンドパスフィルタリング部２４は、圧力信号からいびき音声に対応した周波数帯域のいびき信号を抽出し、抽出したいびき信号を制御部２８に入力する。制御部２８は、入力されたいびき信号について必要なデータ処理を行い、いびき信号のデータを記憶部２９に格納する（Ｓ１０２）。これと同様に、バンドパスフィルタリング部２５は、圧力信号から胸腹部運動に対応した周波数帯域の胸腹部信号を抽出する（Ｓ１０３）。制御部２８は、胸腹部信号について必要なデータ処理を行い、胸腹部運動を示す胸腹部信号のデータを記憶部２９に格納する（Ｓ１０３）。

呼吸検出器１２のサーミスタ１２２は、被験者１０の口呼吸及び鼻呼吸による呼吸時の温度変化を感知する。この温度変化は、電気信号（呼吸信号）に変換され、コントローラ１４の入力端子１４７に入力される（Ｓ１０４）。呼吸信号は、コントローラ１４の呼吸信号処理部２２に入力され、呼吸信号処理部２２によって制御部２８によるデータ処理のためにインターフェース処理される。制御部２８は、呼吸変化を示す呼吸信号のデータを記憶部２９に格納する（Ｓ１０５）。

ＳｐＯ２センサ１３の光センサ１３２は、被験者１０の指に流れる血中のヘモグロビンに吸収される赤色光・赤外光の吸収スペクトルに基づいて血中酸素飽和度を検出する。血中酸素飽和度は、電気信号（ＳｐＯ_２信号）に変換され、コントローラ１４の入力端子１４８に入力される（Ｓ１０６）。ＳｐＯ_２信号は、コントローラ１４のＳｐＯ_２信号処理部２３に入力され、ＳｐＯ_２信号処理部２３によって、制御部２８によるデータ処理のためにインターフェース処理される。制御部２８は、ＳｐＯ_２の変化を示すＳｐＯ_２信号のデータを記憶部２９に格納する（Ｓ１０７）。

記憶部２９は、各信号の解析あるいは表示などの処理を行えるように、各信号データを関連付けて記憶する。好ましくは、各信号は一つのファイルとして記憶される。コントローラ１４の記憶部２９に格納されたいびき信号、胸腹部信号、呼吸信号、ＳｐＯ_２信号は、コントローラ１４の表示画面１４３に表示される（Ｓ１０８）。それとともに、これらの情報は、例えば、メモリ１５２等の外部記憶手段に格納することができる。これら一時的に格納された信号データは、無呼吸状態測定装置１とは別に構成されたコンピュータ上で、医師等の専門家によって解析され、被験者１０の無呼吸状態について判別することができる。

なお、本実施形態における無呼吸状態測定装置１は、いびき信号、胸腹部信号、呼吸信号、ＳｐＯ２信号をコントローラ１４に記憶するが、これに限らず、各検出装置１１〜１３からの信号を所定の処理後、これら情報を解析・判定するためのコンピュータに対して、無線で送信するように構成してもよい。

続いて、図８及び図９を用いて、本実施形態における無呼吸状態測定装置１によって収集された情報に基づいた無呼吸状態の解析について説明する。図８及び図９において、波形図の上側から、いびき信号、呼吸信号、胸腹部信号、ＳｐＯ_２信号が示されている。なお、図８及び図９において、縦軸は信号の振幅を、横軸は時間を示している。

図８の波形図は、被験者１０が閉塞型無呼吸の状態にある場合を示している。図８に示すように、いびき信号が断続的に検出されている。さらに、約５８〜２８６の間、４００〜７４２の間、９７０〜１１４１の間、１２５５〜１４８３の間、１５９７〜１８８２の間、いびき信号は検出されていない。いびき信号と同様に、これらの期間、呼吸信号も検出されていない。呼吸信号が検出されていないことから、これらの期間、被験者１０の呼吸が停止していることがわかる。一方、これらの期間、胸腹部信号は、他の期間に比べて、振幅の小さな波形を示している。このことから、被験者１０が呼吸をするために行う胸腹部運動が、これらの期間、小さくなっていることがわかる。ＳｐＯ_２信号は、これらの各期間の始点に遅れて、具体的には、約１１５、５７１、１０８４、１４２６、１７６８に、下降し始める。被験者１０が正常な呼吸状態から無呼吸状態になると、被験者１０の血中酸素飽和度が低次第に低下するため、ＳｐＯ_２信号は無呼吸状態の開始から遅れて下降を開始する。

無呼吸状態の判定方法について説明する。呼吸信号が断続的に停止することから、被験者１０が断続的に無呼吸状態にあることが判別される。さらに、閉塞型無呼吸は上気道（のど）の閉塞に起因するため、いびき信号が検出されていることは閉塞型無呼吸症の一つの特徴を示している。閉塞型無呼吸状態は、上気道（のど）の閉塞に起因するため、無呼吸状態においても胸腹部運動がなされる。従って、無呼吸状態において一定の胸腹部信号が検出されていることは、閉塞型無呼吸の一つの特徴を示している。さらに、ＳｐＯ_２信号の上記変化は、無呼吸状態が断続的に起きていることをサポートしている。

無呼吸状態の判定は、上記４つの信号に基づいて行うことが、検査の信頼性の面から好ましい。しかし、４つの信号から適切に選択された一部の信号から無呼吸状態の判定を行うことができる。特に、簡便な検査の観点からは、検出信号は少ないことが好ましい。胸腹部信号に着目すると、振幅が大きい期間と小さい期間が交互に検出されている。さらに、振幅の大きい期間にはいびき信号が検出され、胸腹部信号の振幅が小さい期間においていびき信号が検出されていない。このことから、胸腹部運動の小さい無呼吸状態が断続的に訪れ、呼吸時にはいびきが発生ししていることがわかる。これらの点から、被験者１０が閉塞型無呼吸症を示していることが判別される。あるいは、上記のように、呼吸信号といびき信号から閉塞型無呼吸症を判別する、呼吸信号と胸腹部信号から判別する、ＳｐＯ_２信号といびき信号から判別する、あるいは、ＳｐＯ_２信号と胸腹部信号から判別すること等が可能である。特に、拘束の度合いを低減するため、いびき信号と胸腹部信号を測定データとして記憶することが好ましい。あるいは、検査精度の観点から、いびき信号と呼吸信号が測定データに含まれていることが好ましい。

図９の波形図は、被験者１０が中枢型無呼吸の状態にある場合を示している。図９に示すように、呼吸信号は、約１〜２８１の間、５０５〜７２９の間、９５３〜１２３３の間、１４０１〜１６８１の間、１８４９〜１９６１の間検出されていない。呼吸信号が検出されていないことから、これらの期間、被験者１０の呼吸が停止していることがわかる。一方、いびき信号は全時間において実質的に検出されていない。いびき信号が検出されていないことは、中枢型無呼吸の一つの特徴を示している。さらに、これらの期間、胸腹部信号は他の期間に比べて振幅が極めて小さく、実質的に検出されていない。このことから、被験者１０が呼吸をするために行う胸腹部運動が、これらの期間なされていないことがわかる。中枢型無呼吸が呼吸中枢の問題による無呼吸であるから、呼吸中枢に基づいて行われる胸腹部運動が実質的になされていないことは、中枢型無呼吸の一つの特徴を示している。ＳｐＯ_２信号は、これらの各期間の始点に遅れて下降し始めている。この点は、図８に示された閉塞型無呼吸の状態と同様である。

中枢型無呼吸の判別についても、上記４つの信号に基づいて行うことが検査の信頼性の面から好ましい。しかし、４つの信号から適切に選択された一部の信号から無呼吸状態の判定を行うことができる。胸腹部信号といびき信号に着目すると、胸腹部運動は断続的に停止し、いびき信号が検出されていない。このことから、被験者１０が、中枢型無呼吸症を示していることが判別される。あるいは、閉塞型無呼吸の判別と同様に、呼吸信号といびき信号、呼吸信号と胸腹部信号、ＳｐＯ_２信号といびき信号、あるいは、ＳｐＯ_２信号と胸腹部信号から判別すること等から中枢型無呼吸を判別すること等が可能である。閉塞型無呼吸判定と同様に、特に、拘束の度合いを低減するため、いびき信号と胸腹部信号を測定データとして記憶することが好ましい。あるいは、検査精度の観点から、いびき信号と呼吸信号が測定データに含まれていることが好ましい。

以上のように、本実施形態における無呼吸状態測定装置１は、エアマット１１、呼吸検出器１２、ＳｐＯ_２センサ１３を用いて、睡眠時における被験者１０の無呼吸状態を簡便に測定することができる。この無呼吸状態測定装置１においては、胸部バンドや腹部バンド等を被験者１０の身体に直接装着していびきや胸腹部運動を検出するのではなく、被験者１０がエアマット１１に横になるだけでいびきや胸腹部運動を検出することができる。従って、機器の操作になれていない被験者が、容易に、又、適切にデータの収集を行うことができる。又、エアマット１１は被験者１０の拘束の度合いを小さくし、睡眠時の呼吸状態に関する情報を適切に収集することができる。本実施形態の無呼吸状態測定装置１によって収集された情報に基づいて、閉塞型無呼吸や中枢型無呼吸などの無呼吸状態を正確に判定することが可能となる。

発明の実施の形態２．
発明の実施の形態２にかかる無呼吸状態測定装置１は、発明の実施の形態１と異なり、コントローラがいびき信号、胸腹部信号、呼吸信号、ＳｐＯ_２信号に基づいて、睡眠時に被験者１０が無呼吸状態か否かを判別するとともに、被験者１０が無呼吸状態である場合には、閉塞型無呼吸、中枢型無呼吸、混合型無呼吸を判定する。無呼吸状態測定装置１は、睡眠時無呼吸症の携帯ＰＳＧ（ポリソムノグラフィ）として、簡易診断に用いることができる。

図１０は、本実施形態における無呼吸状態測定装置１のコントローラの論理構成を示すブロック図である。図１０において、符合４０は、本実施形態におけるコントローラを示している。また、図１０において、コントローラ１４と同じ部分について同じ符号を付し、ここでは、その説明を省略する。図１０に示すように、コントローラ４０は、上記コントローラ１４の構成に加えて、さらに判定部４１を備えている。この判定部４１は、各信号処理部２１〜２３から入力された信号に基づいて、被験者１０が無呼吸状態か否か、さらには被験者１０が無呼吸状態である場合には閉塞型無呼吸、中枢型無呼吸、あるいは混合型無呼吸を判定する。また、判定部４１による判定結果は、記憶部２９に記憶され、さらには、表示部３０を介して表示画面１４３に表示されうる。

判定部４１は、実施の形態１において説明した判定方法に従うアルゴリズムによって、睡眠時無呼吸症候群の判定を行うことができる。判定部４１は、いびき信号、呼吸信号、胸腹部信号及びＳｐＯ_２信号の全てを使用して判定すること、あるいは、これらの信号の内の一部の信号に基づいて、睡眠時無呼吸症候群の判定を行うことができる。検査精度向上の観点からは、４つ全ての信号に基づいて判定処理が実行される。あるいは、検査の簡便性の観点から、いくつかの信号のみを検出し、検出信号に基づいて判定処理を行うことができる。検出信号の有無や大小の決定は、予め定められたスレッショルド値に基づいて、あるいは、検出された信号のレベル比較によって行うことができる。判定部４１による判定結果は、記憶部２９に格納されるとともに、表示部３０を介して表示画面１４３に表示される。なお、被験者１０が無呼吸状態や無呼吸状態の種類を判定する場合、例えば、警報音や振動を発生させることによって、判定部４１による判定結果を被験者に知らせるようにしてもよい。

図１１に、４つの信号全てを利用した判定処理の一例を示す。図１１は、判定処理の一例を示すものであって、この他の様々な判定処理を適用することができる。図１１を参照して、検出した呼吸信号にレベルが閾値以下である特定期間が存在するかを決定する（Ｓ１１２）。存在しない場合、無呼吸状態が検出されないため、正常と判定される（Ｓ１１３）。存在する場合、ＳｐＯ_２信号に無呼吸による変化があるかを決定する（Ｓ１１４）。変化がない場合は正常と判定される（Ｓ１１３）。変化がある場合、無呼吸状態が検出されたと判定され、いびき信号の有無を決定する（Ｓ１１５）。いびき信号が検出されない場合、中枢型無呼吸状態と判定される（Ｓ１１６）。いびき信号が検出される場合、無呼吸危期間の胸腹部信号の変化を調べ（Ｓ１１７）、胸腹部運動がある場合は閉塞型無呼吸と判定され（Ｓ１１８）、胸腹部運動がない場合は、中枢型無呼吸状態と判定される（Ｓ１１６）。判定結果は、表示画面１４３に表示される（Ｓ１１９）。

以上のように、本実施形態における無呼吸状態測定装置１は、エアマット１１、呼吸検出器１２、ＳｐＯ_２センサ１３によって収集された情報に基づいて、睡眠時における被験者１０の無呼吸状態を簡便に判定することができる。この無呼吸状態測定装置１においては、エアマット１１を用いていびきや胸腹部運動に関する情報を確実に収集することができるため、被験者１０の無呼吸状態をより正確に判定することが可能となる。これにより、簡易かつ正確に無呼吸状態を判定することができるスクリーニング装置を提供することができ、睡眠時無呼吸症の治療等の支援を行うことができる。

なお、本実施形態におけるコントローラは、必ずしも単一の筐体中に格納された装置である必要はなく、任意の構成ブロック毎に分離して構成されてもよい。また、エアマット、エニューラ、ＳｐＯ_２センサは、検出した電気信号をコントローラに対して直接入力しているが、これに限らず、検出した電気信号に所定の信号処理を施した後にコントローラに入力するように構成してもよい。

本発明にかかる無呼吸状態測定装置の全体構成を示す模式図である。本発明にかかる無呼吸状態測定装置のエアマットの一構成例を示す模式図である。本発明にかかる無呼吸状態測定装置の呼吸検出器の一構成例を示す模式図である。本発明にかかる無呼吸状態測定装置のＳｐＯ_２センサの一構成例を示す模式図である。本発明にかかる無呼吸状態測定装置の監視制御装置の外観を示す模式図である。本発明にかかる無呼吸状態測定装置の監視制御装置の構成を示すブロック図である。本発明にかかる無呼吸状態測定装置の処理を示すフローチャートである。本発明にかかる無呼吸状態測定装置において処理される信号を示す波形図である。本発明にかかる無呼吸状態測定装置において処理される信号を示す波形図である。本発明にかかる無呼吸状態測定装置の監視制御装置の構成を示すブロック図である。本発明にかかる無呼吸状態判定の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１、４０無呼吸状態測定装置、１０被験者、１１エアマット、１２呼吸検出器、１３ＳｐＯ２センサ、１４、４０監視制御装置、１１１流体封入体、１１２エアチューブ、１１３圧力センサ、１２１装着部、１２２サーミスタ、１３１狭持部、１３２光センサ、１１４，１２３，１３３出力ケーブル、１１５、１２４、１３４出力端子、２１圧力信号処理部、２２呼吸信号処理部、２３ＳｐＯ２信号処理部、２４、２５バンドパスフィルタリング部、２８制御部、２９記憶部、３０表示部、３１入出力部、３２電源部、３３操作部、４１判定部

Claims

被験者の睡眠時における無呼吸状態を測定する無呼吸状態測定装置であって、
流体を収容し、前記被験者の身体より下に配置される流体封入体と、
前記流体封入体内の流体の移動を検出することによって前記被験者の体動を検出する体動検出手段と、
前記体動に対応する体動信号から、前記被験者のいびきに対応するいびき信号を抽出するいびき信号抽出手段と、
前記被験者の呼吸に対応する呼吸信号と前記いびき信号とを関連付けて記憶する記憶手段と、
を有する、無呼吸状態測定装置。
前記記憶手段は、前記被験者の血中酸素飽和度に対応する血中酸素飽和度信号、前記呼吸信号、及び、前記いびき信号を関連付けて記憶する、請求項１に記載の無呼吸状態測定装置。
前記体動に対応する体動信号から、前記被験者の胸腹部運動に対応する胸腹部信号を抽出する胸腹部信号抽出手段をさらに供え、前記記憶手段は、前記胸腹部信号、前記呼吸信号、及び、前記いびき信号を関連付けて記憶する、請求項１に記載の無呼吸状態測定装置。
前記体動に対応する体動信号から、前記被験者の胸腹部運動に対応する胸腹部信号を抽出する胸腹部信号抽出手段をさらに供え、前記記憶手段は、前記胸腹部信号、前記呼吸信号、前記血中酸素飽和度信号、及び、前記いびき信号を関連付けて記憶する、請求項２に記載の無呼吸状態測定装置。
被験者の睡眠時における無呼吸状態を測定する無呼吸状態測定装置であって、
流体を収容し、前記被験者の身体より下に配置される流体封入体と、
前記流体封入体内の流体の移動を検出することによって前記被験者の体動を検出する体動検出手段と、
前記体動に対応する体動信号から、前記被験者のいびきに対応するいびき信号を抽出するいびき信号抽出手段と、
前記体動に対応する体動信号から、前記被験者の胸腹部運動に対応する胸腹部信号を抽出する胸腹部信号抽出手段と、
前記いびき信号と胸腹部信号とを関連付けて記憶する記憶手段と、
を有する、無呼吸状態測定装置。
前記記憶手段は、前記被験者の血中酸素飽和度に対応する血中酸素飽和度信号、前記胸腹部信号、及び、前記いびき信号を関連付けて記憶する、請求項５に記載の無呼吸状態測定装置。
さらに、前記記憶手段に記憶された信号に基づき、無呼吸状態を判定する判定手段を備える、請求項１から６に記載の無呼吸状態測定装置。