JP2008538947A - 検出手段 - Google Patents

Abstract

本発明は、人の呼吸を示す測定信号を検出するか生成するための検出手段に関する。検出手段は、衛生を考慮して好適に用いることができ、単純で頑丈な構成により卓越している。本発明の第一の実施形態によれば、検査すべき身体の呼吸筋のアクティビティを示す信号を検出するための検出手段が提供される。検出手段は、検査すべき身体が呼吸するときに、適用位置において、広くなり狭くなる胴体領域を回るバンド手段と、バンド手段に含まれていて胴体領域の狭小又は拡大に応じて負荷される構造と、を備える。当該構造は、張力に依存して測定スペース手段の体積変化をもたらすように構成される。非電気的な方法でバンド手段に作用する力を検出又は測定すること、及び、この検出又は測定に基づいて胴体の拡大や縮小に関する結論を導くことは可能である。

Description

本発明は、人の呼吸を示す測定信号を検出するか生成するための検出手段に関する。

本発明の目的は、人の呼吸を示す信号を検出するか生成するための検出手段を提供することである。ここで、検出手段は、好ましくは衛生を考慮して用いることができ、単純で頑丈な構成により卓越している。

本発明の第一の態様によれば、本発明の目的は、検査すべき身体の呼吸筋のアクティビティを示す信号を検出するための検出手段によって達成される。前記手段は、バンド手段に含まれて、胴体領域が狭くなるか又は広くなることに従って負荷される構造と同様に、適用位置において、検査すべき身体の呼吸に応じて広くなるとともに狭くなる胴体（torso）領域で回されるバンド手段を備える。そして、張力に依存して、測定スペース手段の体積の変化をもたらすように前記構造が形成される。

非電気的な方法で、バンド手段に作用する力を検出又は測定すること及び、この検出又は測定に基づいて胴体を広くするか又は狭くすることに関する結論を引き出すことは、好ましくは可能である。

本発明の特に望ましい実施形態によれば、構造はバックル手段として形成される。前記バックル手段は、ベルト・バックルのように実現され、バンド手段の各端部が通り抜けるブラケット部分を備えることができる。バックル手段は、調節手段(例えば留め手段、バンド手段の端部分を特に留めてそれぞれの固定を可能にする調節穴)を備えることができる。

本発明の特に望ましい実施形態によれば、弾力的に変形可能なチャンバ手段を強く握りしめること又は圧縮することにより、測定スペース手段の体積の変化がもたらされるような検出手段が形成される。特に好ましくは、前記チャンバ手段はチューブ部分によって実現される。

バックル手段を介して、ベルト手段の呼吸に同期して変動する張力の負荷に応じてチューブ部分が強く握りしめられるようにチューブ部分を通すことが可能となる。強く握りしめることに応答して、チューブ部分の内部が変化する。チューブ部分においてもたらされた空気の移動は、圧力測定手段又は小さな体積流量センサによって検出され、張力の負荷を示す信号の生成のために用いることができる。

本発明の特に望ましい実施形態に従って、バックル手段は二つのセグメントに分割される。それらが交互にチューブ部分を囲み、個々のセグメントに作用する各張力の影響下でそれを強く握りしめるように、これらの二つのセグメントは構成される。

それらの幾何学的形状に関して、チューブ部分の好ましい強い握りしめ又は弛緩が前記の張力の影響下で得られるようにチューブ部分を交互に囲繞する壁を形成することは可能である。

本発明に係る測定スペース（space）手段を負荷することによりもたらされる体積の変化は、好ましくは、測定チューブ装置を介して、測定手段に移すことができる。この測定手段の領域では、好ましくは、測定チューブにおける呼吸に同期して変化する圧力を適切なアナログ信号又はデジタル信号に変換する感圧構造が存在する。

対応するマルチチャンネル記録の実現のために、複数の測定チューブ手段がそれに連結できるように、前記測定手段は構成される。

検査すべき身体の胴体領域で回されるベルト・システムでの呼吸に同期して変化する張力を検出するための上記検出手段は、特に適切な呼吸モータ又は呼吸メカニックの特性が好ましい方法で検出されるように構成される。

本発明は、上記種類の検出手段を備える測定装置に関する。ここで、前記測定装置は、測定チューブと、検出手段によってもたらされたバンド手段の張力検出を記録するための検出手段に対して前記測定チューブを介して結合された測定手段と、をさらに備える。

この測定装置は、患者からの電位（potential）なしの信号測定を可能にし、それにより導電構造を避けるようにする。

好ましくは、鼻眼鏡手段によって測定されたあらゆる圧力信号を含む圧力信号範囲を越えてその信号記録キャパシティ（capacity）が延在するように、この測定手段は構成される。

測定装置は、記憶メディアを備えることができ、特に、例えば、メモリーカードや特にUSBフラッシュ・スティックの形をした交換可能な記憶メディアを備えることができる。好ましくは、測定手段は、ネットワークから、及び／又は無線で独立した測定手段を操作するためのバッテリー手段を受け入れるための受け入れ手段をさらに備える。測定手段は、患者によって持ち運ぶことができる可搬性があってコンパクトなモジュール又は記録手段として構成することができ、フラットに構成されたハウジング手段を備える。

本発明の検出手段は、ユーザの呼吸の挙動を分析するために用いられるだけでなく、必要とあらば、それは呼吸システムと一体化することができる。そして、検出手段によって生成された測定信号は、呼吸のガス供給のさらなる制御において考慮される。本発明の検出手段は、検査すべき身体の睡眠呼吸を検出するのに特に適している。しかしながら、前記検出手段の応用分野は、医学分野に制限されていない。特に、呼吸の運動（motoricity）をモニターするための異なった応用に、特に呼吸を最適化するための異なった応用において用いることもできる。

検査すべき各患者に対して、新しいバンド手段を用いることができ、バックル手段に連結することができるように、バンド手段は使い捨てのバンド手段として構成される。また、チューブのような使い捨てのアタッチメント又は例えば衛生紙からなる他の衛生カバーを設けることができる。それらによって、上記の検出手段又は少なくともそのバンド手段とバックル手段とをカバーすることができる。検出手段と、特にバックル手段と、バンド手段と、任意に測定チューブとを、測定後に配置可能な使い捨てのユニットとして構成することは可能である。

一方で、患者の回りに配置されたベルトの十分な予備圧迫(pre-stressing)を保証し、他方で、形成されたループを広げるのに十分な能力を保証する、バネタイプの可能性（possibility）又は他の較正（calibration）の可能性（possibility）を提供することは可能である。比較的張力の保証された（tension-proof）方法でベルトを形成することを意図したバンド材料を実現することは可能であり、バックル手段の領域に設けられて、例えばバネやゴムのメカニズムの構造体によって必要な柔軟性を生成することは可能である。しかしながら、十分な弾力を有するバンド材料と、応力測定手段としてのみ本質的に機能するバックル手段と、を選択することは、特に好ましいことだと分かる。

本発明のさらなる細部及び特徴は、図面と組み合わせて次の説明から理解される。

図１に示した検出手段は、検査すべき身体の呼吸筋のアクティビティ（activity）を示す信号を検出するのに役立つ。前記検出手段は、適用位置(図３を参照すること)において、検査すべき身体の吸気のときに拡張して、呼気のときに次第に狭くなる胴体領域に回される（pass around）バンド手段1を備える。バンド手段は、バックル手段2として構成されていて、バンド手段1において次第に作用する張力Fa，Fbによって胴体領域の拡張のときに負荷される構造を含んでいる。前記構造は、測定スペース手段3の体積変化をもたらすように構成される。

示された実施形態では、既に説明したように、バックル手段2がその構造である。測定スペース手段3の体積変化は、測定スペース手段3の弾力的に変形可能な壁を強く握りしめることによりもたらされる。示された実施形態では、弾力的に変形可能な壁は、チューブ部分4によって実現される弾性チャンバ手段を形成する。チューブ部分4の端部は挿入体5によって閉じられる。チューブ部分4は、左セグメント2a及び右セグメント2bに交互に属する穴部分6、7により囲繞される。

示されたメカニズムは、ベルト手段1に作用する張力Fa，Fbに応じてチューブ部分4を強く握りしめること（squeezing）を可能にする。チューブ部分4を強く握りしめることにより、チューブ部分4によって形成された測定スペース手段3の体積が変化する。体積変化により、含まれた空気が移動し、特に外に出ていく。特に、測定チューブ8が以下に詳細に説明される測定手段によってかなりの程度まで閉じられる場合、この空気移動が検出される。測定チューブ8に、又は特にプラグ又はコネクタ5に、又は測定手段の領域に、バイパス・スロットル穴9を設けることは可能である。このスロットル穴によって、測定チューブ手段8における平均圧力が周囲圧力に長い間一致して（correspond to）、偏りが起こらないことを保証するハイパスフィルタを実現することは可能である。

図２は、セグメント2a，2bによってつながれた力FA，FBによって測定チューブ8のチューブ部分4がどのようにして負荷されるかを示すスケッチである。示された負荷により、測定チューブ8のチューブ部分4は、スケッチS1に示されたような内部断面A1を有する初期状態から、スケッチS2に示された強い握りしめの変形状態に変形する。この変形状態において、チューブ部分4がスケッチS1に示された内部断面A1よりも小さな内部断面A2を有する。

それらの幾何学的形状については、チューブ部分4の変形を促すか、又は少なくともチューブ部分4の変形を相当に妨害しないように、穴又はチューブ部分4を囲繞する強い握りしめ構造を形成することは可能である。この目的のために、穴部分は、好ましくは、測定チューブ部分4の外部断面よりも大きな開口断面を有する。

図３に示されるように、本発明の検出手段は、検査すべき身体の胴体10を拡げること及び狭くすることを検出するのに特に適している。バンド手段1は胴体10に回される（passed around）。バンド手段1は、現在の場合において、バックル手段2として構成された構造を含んでいる。胴体10が広がるときにバンド手段1に作用する張力は、バックル手段2(図１を参照すること)によってもたらされた測定スペース手段3の強い握りしめにより検出される。

図４は、バンドをガイドするさらなる方法を示す。本発明の検出手段の張力測定の原理に基づいて、検査される患者の呼吸の呼吸モータ特性がマルチチャンネルで記録されるマルチチャンネルの測定システムを実現することは可能である。例えば、下部のバンド手段1'の延長に加えて、上部のバンド手段2a，2bの延長又は拡大(図４に示される)を検出することは可能である。

図５は、バンドをガイドするさらなる方法を示す。この変形例によれば、上部のバンド手段1'による胴体10の上部の広がりに加えて、さらに下部の肺領域の下に配置されて下部の肺領域に延在するバンド手段1cによるダイアフラムの領域にある呼吸筋の動きも検出することは可能である。この変形例では、本発明の検出手段にそれらを次第に連結することにより、マルチチャンネルでバンド領域2a及び2bに張力をさらに記録することは可能である。

図６は、本発明の空気（pneumatic）測定変換器のさらなる変形例を示す。この変形例において、バンド手段1において勝っていて（prevailing）呼吸に同期して交番する張力Fa，Fbは、測定スペース手段3の体積変化をもたらす。この実施形態では、測定スペース手段3は、左ブラケット部分2a'及び右ブラケット部分2b'を備えるブラケット手段2に含まれている。この実施形態では、測定スペース手段も、弾力的に変形可能な構造として構成され、バンド手段1に作用する張力に応じて次第に広がることのできる部分を備える。この実施形態では、この部分は波状の（corrugated）鞘（sheathing）部分20として実現される。検出手段の特定の前負荷が達成されるバネ手段21は、波状の鞘部分20に埋め込まれている。較正システムの一部として前記バネ手段21を実現することは可能である。測定チューブ手段8により、測定スペース手段3の領域での圧力及び／又は体積の変化は、対応する接続チャンネル（channel）22を介して検出し、対応する測定手段に供給することができる。強く握りしめる変形例とは異なるが、このメカニズムでは、バンドが広くなること(吸気)につれて測定チャンバ体積が増加し、強く握りしめる変形例の測定信号に対して逆である測定信号が得られる。

図７は、弾力的に変形可能なチューブ部分4(図１に関する上記説明に類似している)を備えるような測定スペース（space）手段3の変形例を示す。このチューブ部分4の変形は、直接的には、測定スペース手段3の内部の圧力変化に導く。前記圧力変化は、小型化された測定変換手段25によって検出し、着脱可能に接続された記憶手段26に、現在の場合ではUSBフラッシュ・スティックに伝えることができる。示された手段は、例えば、ボタン型電池の形をしたエネルギ蓄積手段を備えることができる。また、信号の生成及び記録に必要なエネルギが圧力センサによって直接に提供されるような測定変換回路を実現することは可能である。

図８は、上記検出手段によって生成された信号を変換し記録するために設けられた測定手段を示す。前記測定手段30は、マルチチャンネルの測定手段として構成される。測定チューブ8の端部は、前記測定手段30に連結する(例えば、受入穴に挿入されるか、測定接続部に配置される)ことができる。チューブ部分4(図１を参照すること)を呼吸に同期して強く握りしめている間に測定チューブ8につながれた圧力変化は、示された測定手段によって記録され、好ましくは、デジタルデータの形で記憶される。

測定手段30は、スイッチ手段31によって作動するように構成される。測定手段30まで測定チューブ8によって通り抜けた圧力ゆらぎ（fluctuation）は、プログラムに基づいた方法で測定手段30に好ましくは記憶される、異なった記録概念に従って記録することができる。好ましくは、検査すべき身体の個々の呼吸のコースが比較的高解像度(高解像度の生データの記録)で決定することができるような方法で記録される。診察目的で患者の呼吸の従来の記録に加えて、圧力によって患者の呼吸をさらに制御するために、示された測定手段30を用いることは可能である。

検査すべき身体の鼻又は口からの呼吸のガス流れを示す信号を記録することもできるように、測定手段30を構成することは可能である。示した変形例において、測定手段30は、接続部分40、41をさらに備える。接続部分40、41によって、圧力信号は、例えば、鼻眼鏡手段によって、又は診察される患者からの呼吸のガス流れを検出するための他の検出手段によって、測定可能なさらなる記録の目的で連結される。

本発明の他の観点によれば、検出手段は、血液の酸素飽和度を示す記録信号を生成するための測定チャンネル（channel）を備える。この目的のために、患者で(例えば鼻翼の領域又は末端部分、特に指で)測定された光を導入するための光導波路手段60に接続することができるように、検出手段30は構成することができる。光導波路は複数の導体を有することができ、検査の目的で患者に向けられた光が測定手段の領域で生成され、もし必要であれば、さらなる光導波路によって患者にガイドされる。患者で測定された反射光は、第二の光導波路を介して戻すことができる。十分な血液供給を備えた組織部分、特に、指の先端、耳の回りの領域及び鼻腔領域は、測定位置としてとりわけ適している。光導波路は、適切な取付（application）構造によりこれらの部分に取り付けることができる。接着テープ又は他の粘着包帯材料により患者に固定することができる比較的小さな連結ヘッドを備えた光導波路を設けることは可能である。

示された測定手段では、完全に非電気的な方法で且つ導電性構造を使用すること無く、患者の多数の睡眠ポリグラフの（polysomnographic）測定パラメータを測定することは可能である。測定チューブ8における光導波路手段60を一体化すること、及び／又は、光導波路のように直接に適切な材料から測定チューブ8を製造することは可能である。測定手段は、特にECG、EEG又は他のボディ電位（potential）信号のための、記録システム及びチャンネル（channel）を備えることができる。

本発明に係る検出手段の好ましい改良物の構造を説明する原理図である。 負荷（load）と、チューブ部分の体積の得られた変化と、を説明する図である。 本発明に係る検出手段の適用を示す胴体のスケッチである。 呼吸のアクティビティの拡張された検査のために、複数の測定チャンネルのために任意にバンドをガイドするさらなる方法を示すさらなる胴体のスケッチである。 呼吸のアクティビティを検出するためにバンドをガイドするさらなる方法を示すさらなる胴体のスケッチである。 本発明の測定変換器のさらなる改良物を説明するための単純化した図である。 本発明の検出手段のプラグ・インのセンサの改良物を説明する図である。 本発明の検出手段によって生成された、呼吸に同期する交番の圧力信号の記録を変換するための測定手段の構造を説明するための単純化した図である。

Claims (12)

1. 検査すべき身体の呼吸筋のアクティビティを示す信号を検出するための検出手段であって、
   当該検出手段は、バンド手段(1)に含まれていて胴体領域を狭くしたり広くしたりすることに応じて前記バンド手段によって負荷される構造に加えて、検査すべき人の呼吸に応じて広くなったり狭くなったりする胴体領域(10)で回されるバンド手段(1)を備えて、前記構造は測定スペース手段の体積変化をもたらすように構成されていることを特徴とする検出手段。
2. 前記構造がバックル手段(2)として構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の検出手段。
3. 弾力的に変形可能なチャンバ手段を強く握りしめることにより体積変化が実現されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の検出手段。
4. 弾性のチャンバ手段がチューブ部分(4)によって実現されることを特徴とする、請求項１乃至３の少なくとも一つに記載の検出手段。
5. ベルト手段の張力負荷により前記チューブ部分がバックル手段で強く握りしめられることを特徴とする、請求項１乃至４の少なくとも一つに記載の検出手段。
6. バックル手段が二つのセグメント（2a、2b）に分割され、当該二つのセグメントが張力に依存して強く握りしめるチューブ部分(4)を囲繞することを特徴とする、請求項１乃至５の少なくとも一つに記載の検出手段。
7. チューブ部分を囲繞する壁は、張力に依存してチューブ部分を強く握りしめることについては好ましい変形状態が得られるような幾何学的形状を有することを特徴とする、請求項１乃至６の少なくとも一つに記載の検出手段。
8. 検出手段が、マルチチャンネルの測定システムの一部分を形成することを特徴とする、請求項１乃至７の少なくとも一つに記載の検出手段。
9. 張力に依存する体積変化は、測定チューブ装置(8)による測定手段(30)に伝えられることを特徴とする、請求項１乃至８の少なくとも一つに記載の検出手段。
10. 測定手段(30)が信号記録手段を備えることを特徴とする、請求項１乃至９の少なくとも一つに記載の検出手段。
11. 請求項１乃至１０の少なくとも一つに記載の検出手段を備える測定装置であって、前記測定装置は、測定チューブ(8)と、検出手段によって測定された張力測定信号を記録するための測定チューブ(8)により検出手段に連結された測定手段とをさらに備えることを特徴とする測定装置。
12. 鼻眼鏡手段により測定することができる動的圧力信号を包含する圧力信号範囲にわたってその信号記録キャパシティが延在するように、測定手段が構成されていることを特徴とする、請求項１１に記載の測定装置。

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