JP2007190196A - 呼吸状態監視装置及び呼吸状態監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】患者の睡眠を妨げることなく装置の作動状態を適切に表示でき、また、装置の異常を報知できる呼吸状態監視装置及び呼吸状態監視システムを提供すること。
【解決手段】ランプ光低減処理は、呼吸センサ１が呼吸状態監視装置３に装着され、測定開始スイッチ４１がオンされて、呼吸状態の測定が開始されてからの処理である。つまり、ランプ光低減処理では、測定開始スイッチ４１がオンされてから、所定時間（例えば３分）が経過すると、呼吸状態を示す第２〜第４ＬＥＤ３３〜３７の光の強度（明るさ）を、通常より低減する。これにより、患者の睡眠の妨げにならず、しかも、装置が正常に稼働しているかどうかを常に確認できる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、圧電フィルム等を用いて、例えば睡眠時などの呼吸の正常・異常やいびきなどの呼吸状態を調べることができる呼吸状態監視装置及び呼吸状態監視システムに関する。

従来より、人の呼吸の状態を調べる技術として、口元にサーミスタを貼り付ける技術が知られている。また、体の動きを圧電素子で検出し、その検出結果から呼吸の状態を調べる技術も知られている。

更に、近年では、圧電素子であるＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）フィルムを、被験者（患者）の口に貼り付け、その検出信号から呼吸を検出する技術も開示されている（特許文献１、２参照）。

この特許文献１、２の技術により、患者の睡眠中の呼吸データから、例えば睡眠無呼吸症候群を検出することが可能である。
特開２０００−３１２６６９号公報 特開２００５−１３７４７９号公報

上述した引用文献１、２の技術では、その呼吸状態をＬＥＤ等のランプで示すことが望ましいが、その場合は、患者の睡眠を妨げないように、測定開始後所定時間経過すると、ランプを消灯することが考えられる。

しかしながら、所定時間経過後に呼吸状態を示すランプを消灯すると、患者の睡眠には好適であるが、実際に装置が作動しているかどうか不安になるという問題があった。
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、患者の睡眠を妨げることなく、装置の作動状態を適切に表示できる呼吸状態監視装置及び呼吸状態監視システムを提供することを目的とする。

（１）請求項１の発明は、生体の呼吸状態（例えば呼吸の有無やいびき）に対応した信号を出力する呼吸センサが（例えば着脱可能に）装着されて、該呼吸センサからの信号に基づいて前記呼吸状態の測定が行われる呼吸状態監視装置に関するものである。

特に本発明では、呼吸センサが装着され、呼吸状態の測定が開始された場合には、呼吸状態をランプで表示するが、呼吸状態の測定の開始から所定時間が経過すると、睡眠の妨げにならないように、ランプの表示状態を変更して装置の作動中であることを報知（表示）する。

つまり、本発明では、呼吸状態の測定の開始から所定時間が経過した場合には、睡眠の妨げにならないように、ランプの表示状態を変更する（例えばランプを暗くする）ので、患者は好適に睡眠に入ることができる。また、ランプは、所定時間後に消灯するのではなく、例えば光の強度を小さくする様に、その表示状態が変更されるだけであるので、装置が作動状態であることが分かり、よって、安心して睡眠に入ることができる。

（２）請求項２の発明は、生体の呼吸状態（例えば呼吸の有無やいびき）に対応した信号を出力する呼吸センサが（例えば着脱可能に）装着されて、該呼吸センサからの信号に基づいて前記呼吸状態の測定が行われる呼吸状態監視装置に関するものである。

特に本発明では、呼吸センサが装着され、呼吸状態の測定が開始された場合には、呼吸状態をランプで表示するが、その際に又は測定開始後に、呼吸センサの装着状態に異常がある場合には、ランプの表示状態を変更して異状の発生を報知（表示）する。

つまり、本発明では、例えば測定開始後、通常の検出信号が所定期間にわたり入力しないような場合には、呼吸センサの装着状態に異常が発生した（例えば呼吸センサが装置本体から外れた）と判断して、その異常の発生を、ランプの点灯状態を変更することにより報知する。これにより、呼吸センサの装着異常の検出を確実に行うことができる。

（３）請求項３の発明は、ランプの光の強度を変えることによって、ランプの表示状態を変更する。
本発明は、ランプの表示状態の変更内容を例示したものである。

例えば、測定開始後所定時間が経過した場合には、ランプの光の強度（ランプの明るさ）を低減するので、睡眠の妨げになりにくくなる。
（４）請求項４の発明は、ランプを複数個備えている場合には、点灯又は点滅するランプの個数を変えることによって、ランプの表示状態を変更する。

本発明は、ランプの表示状態の変更内容を例示したものである。
例えば、測定開始後所定時間が経過した場合には、点灯又は点滅するランプの個数を少なくすること（例えば吸気又は呼気を示すランプのみ作動させること）により、睡眠の妨げになりにくくなる。

（５）請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの呼吸状態監視装置に呼吸センサを装着した呼吸状態監視システムである。
つまり、呼吸状態監視装置に呼吸センサを装着した呼吸状態監視システムを用いることにより、呼吸状態を測定することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態の例（実施例）について説明する。

本実施例の呼吸状態監視システムは、多くの被験者に対して、その呼吸の異常を抽出（スクリーニング）するために用いられるものである。
ａ）まず、本実施例の呼吸状態監視システムを、図１〜図３を用いて説明する。

図１及び図２に示す様に、本実施例の呼吸状態監視システム（睡眠時無呼吸スクリーナ）は、呼吸状態、詳しくは睡眠時の呼吸の有無を検出するためのシステムであり、被験者に取り付けられる呼吸センサ１と、呼吸センサ１が着脱可能に取り付けられて、呼吸センサ１からの信号を記録する呼吸状態監視装置３とから構成されている。

前記呼吸センサ１は、略Ｔ字形状のセンサ本体５と、センサ本体５の左右の下端を連結する連結部７と、センサ本体５から伸びる一対のリード線９、１１と、リード線９、１１の先端に取り付けられたセンサ側コネクタ１３（図２参照）とから構成されている。

このうち、センサ本体５は、中央部にて（図１の手前方向に）山形に折り曲げられた薄肉のフィルム状の部材であり、口及び鼻からの息を検出するための呼吸検出部１５と、呼吸検出部１５の左右の両端から突出する一対の脚部１７、１９とから構成されている。

前記センサ本体５は、略Ｔ字状の例えばポリエステルからなるフィルム状の基材２１と、基材２１の山形の斜面の内側に貼り付けられた長方形の圧電素子（例えばピエゾ素子）２３とからなる。また、呼吸検出部１５は、図１の手前の方向に凸の山形となるように折り曲げられ、口からの息が当たってその流れが遮られるように口からの息のかかる方向に対向するとともに、鼻からの息が流れる方向と並行となっている。

一方、前記呼吸状態監視装置３は、腕等に装着可能なような軽量な装置であり、図３に示す様に、略直方体のプラスチック製の筐体２５と、その内部に収容された電子制御装置２７（図４参照）とを備えている。

この呼吸状態監視装置３の上面には、センサ側コネクタ１３が嵌め込まれる装置側上コネクタ（モジュラージャック）２９が設けられ、後述する第１〜第４ＬＥＤ３１〜３７が半透明のカバー３９に覆われて配置されている。

また、呼吸状態監視装置３の左側面には、呼吸状態の測定（監視）の開始や終了のオン・オフを行う測定開始スイッチ４１が配置されている。
更に、呼吸状態監視装置３の下面には、呼吸状態監視装置３をベース装置（図示せず）に接続するために、装置側下コネクタ（Ｄ−ＳＵＢコネクタ）４５が配置されている。

ｂ）次に呼吸状態監視装置３の構造について、図４を用いて説明する。
図４に示す様に、呼吸状態監視装置３の電子制御装置２７として、周知のＡ／Ｄ内蔵マイコン４９、内蔵のバッテリ（充電池）６９により別経路でバックアップされたリアルタイムクロック５１、不揮発性メモリ５３、フラッシュメモリ５５、シリアル通信回線５７を備えるとともに、チャージアンプ（ＡＭＰ）５９、ゲイン１倍ＡＭＰ６１、ゲイン２倍ＡＭＰ６３を備えている。

このうち、チャージＡＭＰ５９は、通常、圧電素子２３からの信号を増幅するために用いられるものであり、ゲイン１倍ＡＭＰ６１は、チャージＡＭＰ５９からの出力のゲインを１倍にするためのものであり、ゲイン２倍ＡＭＰ６３は、チャージＡＭＰ５９からの出力のゲインを２倍にするためのものである。

そして、前記Ａ／Ｄ内蔵マイコン４９は、バッテリ切れ表示器６５の第１ＬＥＤ３１、呼吸フロー表示器６７の第２〜第４ＬＥＤ３３〜３７に接続されている。
この第１ＬＥＤ３１は、バッテリ６９の電圧が低下すると点灯するランプである。また、第２〜第４ＬＥＤ３３〜３７は、呼吸状態に応じて点滅するランプであり、第３ＬＥＤ３５は呼吸センサ１が呼吸状態監視装置３に接続されると点灯し、第２ＬＥＤ３３は息が吸われと点灯し、第４ＬＥＤ３７は息が吐かれると点灯する。

詳しくは、息が吸われた場合には、所定値Ｅ１以上の電圧を示す信号が呼吸センサ１から出力されるので、その信号に応じて第２ＬＥＤ３３が点灯し所定値Ｅ１より低下した場合に消灯する。また、息が吐かれた場合には、所定値Ｅ３（Ｅ１＞Ｅ３）以下の電圧を示す信号が呼吸センサ１から出力されるので、その信号に応じて第４ＬＥＤ３７が点灯し所定値Ｅ３より上昇した場合に消灯する。更に、両所定値Ｅ１、Ｅ３の間に所定幅の領域Ｅ２が設定されており、その所定領域Ｅ２を示す信号が呼吸センサ１から出力された場合のみ第３ＬＥＤ３５が点灯する。これにより、呼吸が行われている場合には、第２〜第４ＬＥＤ３３〜３７が、順次点滅を繰り返すことになる。

ｃ）次に、Ａ／Ｄ内蔵マイコン４９にて行われる第１の処理（ランプ光低減処理）について、図５を用いて説明する。
このランプ光低減処理は、呼吸センサ１が呼吸状態監視装置３に装着され、測定開始スイッチ４１がオンされて、呼吸状態の測定が開始されてからの処理である。つまり、測定開始スイッチ４１がオンされてから、所定時間（例えば３分）が経過すると、呼吸状態を示す第２〜第４ＬＥＤ３３〜３７の光の強度（明るさ）を低減するための処理である。

具体的には、図６のフローチャートに示す様に、ステップ（Ｓ）１００では、測定開始スイッチ４１がオンされたか否かを判定する。ここで、肯定判断されると、ステップ１１０に進み、一方、否定判断されると待機する。

ステップ１１０では、測定開始スイッチ４１がオンされたので、通常の初期設定の明るさで、呼吸状態に応じて第２〜第４ＬＥＤ３３〜３７を点滅させる処理を行う。尚、ここで、通常の明るさを設定する手法としては、第２〜第４ＬＥＤ３３〜３７に対して、予め設定された所定の第１のデューティ比（例えば０．５）で電圧を印加する手法を採用できる。尚、このデューティ比は、各ＬＥＤ３３〜３７のＯＮ／ＯＦＦの点灯比率で１に近づくと常時点灯（１００％点灯）になる。

ステップ１２０では、測定開始スイッチ４１がオンされてから例えば３分間経過したか否かを判定する。ここで、肯定判断されるとステップ１３０に進む、一方、否定判断されると前記ステップ１１０に戻る。

ステップ１３０では、測定開始スイッチ４１がオンされてから例えば３分間経過したので、患者の睡眠を妨げない様に、ランプの明るさを初期設定より暗くして、呼吸状態に応じて第２〜第４ＬＥＤ３３〜３７を順次点滅させる処理を行い、一旦本処理を終了する。尚、ここで、通常の明るさより暗い明るさを設定する手法としては、第２〜第４ＬＥＤ３３〜３７に対して、前記第１のデューティ比（例えば０．５）より小さな第２のデューティ比（例えば０．２）で電圧を印加する手法を採用できる。

この様に、本処理では、呼吸状態の測定を開始してから所定時間が経過すると、第２〜第４ＬＥＤ３３〜３７の明るさを低減するので、ランプが点滅しても患者の睡眠の妨げにならないという効果がある。

また、所定時間経過後は、第２〜第４ＬＥＤ３３〜３７の明るさを低減するが、完全に消灯する訳ではないので、常に装置が正常に稼働しているかどうかを確認でき、患者に安心感を与えることができる。

ｄ）次に、Ａ／Ｄ内蔵マイコン４９にて行われる第２の処理（センサ異状報知処理）について、図６を用いて説明する。
このセンサ異状報知処理は、呼吸センサ１が呼吸状態監視装置３に装着され、測定開始スイッチ４１がオンされて、呼吸状態の測定が開始されてから、呼吸センサ１が呼吸状態監視装置３から外れた場合に、その異状を報知するための処理である。

具体的には、図７のフローチャートに示す様に、ステップ２００では、測定開始スイッチ４１がオンされたか否かを判定する。ここで、肯定判断されると、ステップ２１０に進み、一方、否定判断されると待機する。

ステップ２１０では、測定開始スイッチ４１がオンされたので、通常の初期設定の明るさで、呼吸状態に応じて第２〜第４ＬＥＤ３３〜３７を点滅させる処理を行う。
ステップ２２０では、所定時間（例えば２０分）に渡り、所定の検出信号、即ち、通常、呼吸センサ１が装置３に装着され且つ人体に正しく取り付けられている場合に得られる電圧を示す信号の入力が無いか否かを判定する。ここで、肯定判断されるとステップ２３０に進み、一方、否定判断されると前記ステップ２１０に戻る。

ステップ２３０では、呼吸センサ１の取り付け状態等に何らかの異状が発生した場合、例えば呼吸センサ１が装置３から外れた場合や呼吸センサ１が人体に正しく取り付けられていない場合が考えられるので、その異状の発生を報知する処理を行う。

具体的には、例えば、第２〜第４ＬＥＤ３３〜３７の全てを、初期設定の明るさより明るくして一斉に点灯或いは点滅させる処理を行い、一旦本処理を終了する。尚、ここで、通常より明るくする設定する手法としては、第２〜第４ＬＥＤ３３〜３７に対して、前記第１のデューティ比（例えば０．５）より大きな第３のデューティ比（例えば０．８）で電圧を印加する手法を採用できる。

これによって、異状の発生を速やかに報知するので、それに気づいた患者等は、呼吸センサ１を正しく取り付け直すことができ、測定ミスを防止することができる。
また、測定終了後には、例えば第２及び第４ＬＥＤ３３、３７が所定の明るさ（例えば初期設定の明るさ）で点滅することにより、被検者に測定が終了したことを伝えることができる。これにより、起床後、正常に測定が終了したことが分かるとともに、呼吸センサ１のセンサ側コネクタ１３の抜き忘れを防止することができる。

更に、不揮発性メモリ５３に、装置固有の番号を記憶し、その番号を検査後の解析時に読み出すことにより、測定データの判別、即ちどの装置のデータか（誰のデータか）を自動的に行うことが可能である。尚、この不揮発性メモリ５３としては、例えばＥＥＰＲＯＭを使用することができる。

尚、本発明は前記実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない限り、種々の態様で実施できることはいうまでもない。
（１）例えば、所定時間が経過した場合に、患者の睡眠を妨げないようにする手法としては、下記の方法が挙げられる。

・複数のＬＥＤランプで呼吸状態を表示する場合には、特定のランプのみを点灯又は点滅するようにしてもよい。その場合は、明るさも暗くすることが望ましい。
・ランプが点滅すると目障りになるので、明るさを暗くして、常時点灯するようにしてもよい。

（２）また、異状が発生した場合に報知する手法としては、下記の方法を採用できる。
・複数のＬＥＤランプで呼吸状態を表示する場合には、所定の早さ（例えば通常より早いスピード）で順次点滅させるようしてもよい。

・ランプで表示するとともに、電子音や音声などの音やバイブレータで報知を行ってもよい。尚、電子音や音声などの音、或いはバイブレータのみにより報知を行うことも可能である。

実施例の呼吸状態監視システムを示す説明図である。 呼吸センサの呼吸状態監視装置への装着状態を示す説明図である。 呼吸状態監視装置を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は左側面図、（ｅ）は背面図である。 呼吸状態監視装置の電気的構成を示すブロック図である。 呼吸状態監視装置のランプ光低減処理を示すフローチャートである。 呼吸状態監視装置のセンサ異状報知処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１・・・呼吸センサ
３・・・呼吸状態監視装置
５・・・センサ本体
１３・・・センサ側コネクタ
２９・・・装置側上コネクタ
２３・・・圧電素子
３１、３３、３５、３７・・・ＬＥＤ
４１・・・測定開始スイッチ
４９・・・Ａ／Ｄ内蔵マイコン

Claims (5)

1. 生体の呼吸状態に対応した信号を出力する呼吸センサが装着されて、該呼吸センサからの信号に基づいて前記呼吸状態の測定が行われる呼吸状態監視装置であって、
   前記呼吸状態の測定の開始後、前記呼吸状態をランプで表示するとともに、
   前記呼吸状態の測定の開始から所定時間が経過した場合には、前記ランプの表示状態を変更して装置の作動中であることを報知することを特徴とする呼吸状態監視装置。
2. 生体の呼吸状態に対応した信号を出力する呼吸センサが装着されて、該呼吸センサからの信号に基づいて前記呼吸状態の測定が行われる呼吸状態監視装置であって、
   前記呼吸状態の測定の開始後、前記呼吸状態をランプで表示するとともに、
   前記呼吸センサの装着状態に異常がある場合には、前記ランプの表示状態を変更して前記異状の発生を報知することを特徴とする呼吸状態監視装置。
3. 前記ランプの光の強度を変えることによって、前記ランプの表示状態を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の呼吸状態監視装置。
4. 前記ランプを複数個備えている場合には、点灯又は点滅するランプの個数を変えることによって、前記ランプの表示状態を変更することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の呼吸状態監視装置。
5. 前記請求項１〜４のいずれかの呼吸状態監視装置に前記呼吸センサを装着したことを特徴とする呼吸状態監視システム。

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