JP2009022489A - Humidity sensor type apnea detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、湿度センサを用いて無呼吸状態を検知する湿度センサ型無呼吸検知装置に関する。 The present invention relates to a humidity sensor type apnea detection device that detects an apnea state using a humidity sensor.
無呼吸状態その他の異常呼吸状態を計測する無呼吸検知装置として、各種の装置が検討、実現されつつある。従来の無呼吸検知装置としては、血液中の酸素濃度を調べることにより呼吸の有無を検出するものや、被検者の口腔部周辺の湿度の変化をインピーダンスの変化として検知する湿度センサを用いたものが挙げられる。
しかしながら、血液中の酸素濃度から呼吸の有無を検出するためには、わずかな酸素濃度の変化も検出可能とする高精度な回路が求められるため、装置にかかるコストが高くなるおそれがある。 However, in order to detect the presence or absence of respiration from the oxygen concentration in the blood, a highly accurate circuit that can detect even a slight change in oxygen concentration is required, which may increase the cost of the apparatus.
また、湿度変化をインピーダンスの変化として検知する装置では、インピーダンス検知の応答速度が低いため、異常呼吸状態であることを検出できない場合があるという問題があった。 In addition, there is a problem that an apparatus that detects a change in humidity as a change in impedance may not be able to detect an abnormal breathing state because the response speed of impedance detection is low.
そこで本発明は、簡便な構成により装置に係るコストを抑えるとともに、確実に異常呼吸状態を検出することのできる湿度センサ型無呼吸検知装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a humidity sensor type apnea detection device capable of reducing the cost of the device with a simple configuration and reliably detecting an abnormal breathing state.
上記課題を解決するために、本発明の湿度センサ型無呼吸検知装置においては、被検者の口腔部近部に配設され、被検者の呼吸サイクルを湿度変化によって計測する湿度センサと、正常時の呼吸状態を示す、連続する呼吸サイクルのうちの1サイクル当たりの呼吸時間、及び、正常時の呼吸における振幅値に対応する出力電圧の変化値を、平均値としてそれぞれ演算して記憶する正常呼吸値記憶手段と、正常呼吸値記憶手段に記憶された呼吸時間及び出力電圧変化値と、湿度センサで計測される実際の呼吸状態の実測呼吸時間、及び実際の振幅値に対応する実測出力電圧変化値と、を比較する比較手段と、比較手段において、実測呼吸時間が呼吸時間に対して所定範囲から外れており、及び/又は、実測出力電圧変化値が出力電圧変化値に対して所定範囲から外れている状態を、被検者の異常呼吸状態として認知する認知手段と、認知手段において、異常呼吸状態が計測されたときに、異常呼吸状態であることを被検者又は観察者に報知する報知手段と、を備えることを特徴としている。 In order to solve the above problems, in the humidity sensor type apnea detection device of the present invention, a humidity sensor that is disposed near the oral cavity of the subject and measures the subject's breathing cycle by a change in humidity, The breathing time per cycle of the continuous breathing cycle indicating the breathing state at the normal time and the change value of the output voltage corresponding to the amplitude value in the breathing at the normal time are respectively calculated and stored as average values. Normal breathing value storage means, breathing time and output voltage change value stored in normal breathing value storage means, actual breathing state measured by the humidity sensor, and actual output corresponding to actual amplitude value In the comparison means for comparing the voltage change value and the comparison means, the measured breathing time is out of a predetermined range with respect to the breathing time, and / or the measured output voltage change value is compared with the output voltage change value. And a recognition means for recognizing a state outside the predetermined range as an abnormal breathing state of the subject, and the subject or observation that the abnormal breathing state is measured when the abnormal breathing state is measured in the recognition means. A notification means for notifying a person.
本発明の湿度センサ型無呼吸検知装置は、さらに、呼吸時間に対する実測呼吸時間の所定範囲、及び/又は、出力電圧変化値に対する実測出力電圧変化値の所定範囲を変更する設定手段を備えることが好ましい。 The humidity sensor type apnea detection device of the present invention further includes a setting unit that changes a predetermined range of the actually measured respiratory time with respect to the respiratory time and / or a predetermined range of the actually measured output voltage change value with respect to the output voltage change value. preferable.
本発明の湿度センサ型無呼吸検知装置において、呼吸時間に対する実測呼吸時間の所定範囲は、呼吸時間の−30%から+30%の範囲であり、出力電圧変化値に対する実測出力電圧変化値の所定範囲は、−30%から+30%の範囲であるとよい。 In the humidity sensor type apnea detection device of the present invention, the predetermined range of the measured respiratory time with respect to the respiratory time is in the range of −30% to + 30% of the respiratory time, and the predetermined range of the measured output voltage change value with respect to the output voltage change value. Is preferably in the range of −30% to + 30%.
本発明の湿度センサ型無呼吸検知装置において、湿度センサは、湿度変化を静電容量の変化として検出するものであることが好ましい。 In the humidity sensor type apnea detection device of the present invention, the humidity sensor preferably detects a change in humidity as a change in capacitance.
本発明の湿度センサ型無呼吸検知装置において、異常呼吸状態は例えば無呼吸症の呼吸状態である。 In the humidity sensor type apnea detection device of the present invention, the abnormal breathing state is, for example, an apnea breathing state.
本発明の湿度センサ型無呼吸検知装置において、報知手段は、報知音を発して報知するアラーム装置であることが好ましい。 In the humidity sensor type apnea detection device of the present invention, the notification means is preferably an alarm device that generates a notification sound to notify.
本発明の湿度センサ型無呼吸検知装置において、報知手段は、報知灯を点灯して報知する点灯装置とすることができる。 In the humidity sensor type apnea detection device of the present invention, the notification means can be a lighting device that lights up a notification lamp for notification.
本発明の湿度センサ型無呼吸検知装置において、報知手段は、振動器を振動させて報知する振動装置であるとよい。 In the humidity sensor type apnea detection device of the present invention, the notification means may be a vibration device that notifies by vibrating a vibrator.
本発明によると、被検者の口腔部近部に配設され、被検者の呼吸サイクルを湿度変化によって計測する湿度センサと、正常時の呼吸状態を示す、連続する呼吸サイクルのうちの1サイクル当たりの呼吸時間、及び、正常時の呼吸における振幅値に対応する出力電圧の変化値を、平均値としてそれぞれ演算して記憶する正常呼吸値記憶手段と、正常呼吸値記憶手段に記憶された呼吸時間及び出力電圧変化値と、湿度センサで計測される実際の呼吸状態の実測呼吸時間、及び実際の振幅値に対応する実測出力電圧変化値と、を比較する比較手段と、比較手段において、実測呼吸時間が呼吸時間に対して所定範囲から外れており、及び/又は、実測出力電圧変化値が出力電圧変化値に対して所定範囲から外れている状態を、被検者の異常呼吸状態として認知する認知手段と、認知手段において、異常呼吸状態が計測されたときに、異常呼吸状態であること被検者又は観察者に報知する報知手段と、を備えるため、簡便な構成により装置に係るコストを抑えることができるとともに、確実に異常呼吸状態を検出することができる。また、口腔部近部に配設された湿度センサを用いて、静電容量の変化として湿度変化を検出しているため、実際に被検者の口及び鼻で行っている呼吸について計測を行うことができる。 According to the present invention, a humidity sensor that is disposed in the vicinity of the oral cavity of the subject and measures the subject's breathing cycle by a change in humidity, and one of the continuous breathing cycles that indicates a breathing state at normal time. The breathing time per cycle and the change value of the output voltage corresponding to the amplitude value in normal breathing are calculated and stored as average values, and stored in the normal breathing value storage means and the normal breathing value storage means. Comparing means for comparing the breathing time and the output voltage change value with the actually measured respiratory time measured by the humidity sensor and the actually measured output voltage change value corresponding to the actual amplitude value; A state where the measured respiratory time is out of the predetermined range with respect to the respiratory time and / or the measured output voltage change value is out of the predetermined range with respect to the output voltage change value is referred to as an abnormal respiratory state of the subject. In the device with a simple configuration, and a recognition means for notifying the subject or the observer that the patient is in an abnormal breathing state when the abnormal breathing state is measured in the recognition means. Such costs can be suppressed, and an abnormal breathing state can be reliably detected. In addition, since a humidity change is detected as a change in capacitance using a humidity sensor disposed in the vicinity of the oral cavity, measurement is performed on breathing actually performed in the mouth and nose of the subject. be able to.
以下、本発明の実施形態に係る湿度センサ型無呼吸検知装置について図面を参照しつつ詳しく説明する。
図1に示すように、本実施形態に係るセンサ型無呼吸検知装置10は、湿度センサ11、センサ回路12、マイコン13、報知器14、記憶部15、及びモニタ16を備える。
Hereinafter, a humidity sensor type apnea detection device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the sensor type
湿度センサ11は、被検者の口腔部近部(例えば口の周り、口と鼻の間)に配置され、被検者の呼吸サイクルを湿度変化によって計測する。この湿度センサ11は、湿度変化を静電容量の変化として検出するものであることが好ましい。湿度センサ11からの出力信号は、センサ回路12によって増幅されてマイコン13へ出力される。
The
マイコン13は、例えばパーソナルコンピュータの演算回路を用いることができ、これに接続されたセンサ回路12、報知器14、記憶部15、及びモニタ16の動作を制御する。
The
ここで、記憶部15は、例えばパーソナルコンピュータのRAM(Random Access Memory)であって、呼吸状態の検出の過程で用いるプログラムを記憶するほかに、正常呼吸値記憶手段として、被検者の正常時の呼吸状態を示す、連続する呼吸サイクルのうちの1サイクル当たりの呼吸時間、及び、正常時の呼吸における振幅値に対応する出力電圧の変化値を、平均値としてそれぞれ演算したものを記憶する。平均値としての演算は、マイコン13で行う。
Here, the
マイコン13は、比較手段及び認知手段としての機能を備える。比較手段としては、記憶部15に記憶された正常時の呼吸時間及び出力電圧変化値と、湿度センサ11で計測される実際の呼吸状態の実測呼吸時間、及び実際の振幅値に対応する実測出力電圧変化値と、を比較する。また、認知手段としては、実測呼吸時間が呼吸時間に対して所定範囲から外れており、及び/又は、実測出力電圧変化値が出力電圧変化値に対して所定範囲から外れている状態を、被検者の異常呼吸状態(例えば無呼吸症の呼吸状態)として認知する。
The
さらに、マイコン13は、設定手段として、呼吸時間に対する実測呼吸時間の所定範囲、及び/又は、出力電圧変化値に対する実測出力電圧変化値の所定範囲を設定する。この所定範囲は、被検者の状態や計測条件に応じて任意の範囲に設定可能であるが、例えば、正常時の呼吸時間に対する実測呼吸時間の所定範囲を、正常時の呼吸時間の−30%から+30%の範囲、正常時の出力電圧変化値に対する実測出力電圧変化値の所定範囲を、−30%から+30%の範囲とするとよい。
Further, the
報知器14は、例えば、報知音を発して報知するアラーム装置、報知灯を点灯して報知する点灯装置、振動器を振動させて報知する振動装置であって、認知手段としてのマイコン13において、異常呼吸状態が計測されたときに、異常呼吸状態であることを被検者又は観察者に報知する。
The
モニタ16は、例えばパーソナルコンピュータに接続されたディスプレイであり、呼吸状態の計測経過や関連情報を表示する。
The
つづいて、本実施形態にかかる湿度センサ型無呼吸検知装置10を用いた呼吸状態の計測について説明する。
Subsequently, measurement of a respiratory state using the humidity sensor type
まず、図2に示す手順で正常時の呼吸状態を測定する。湿度センサ11を用いて取り込んだデータ(ステップS2)は、センサ回路12で増幅されてマイコン13へ出力される。出力されるのは、正常時の呼吸状態を示す、連続する呼吸サイクルのうちの1サイクル当たりの呼吸時間、及び、正常時の呼吸における振幅値に対応する出力電圧の変化値である。
First, the normal breathing state is measured according to the procedure shown in FIG. Data captured using the humidity sensor 11 (step S2) is amplified by the
マイコン13では、入力値をフーリエ変換(ステップS3)するとともに、平均値を算出する。フーリエ変換の結果としての係数Aは、モニタ16に表示される(ステップS4)。
In the
この変換結果及び平均値は、正常呼吸値として、記憶部15に保存され(ステップS5)、以上で正常時の測定を終了する(ステップS6)。
The conversion result and the average value are stored in the
次に、図3に示す手順で、実際の呼吸状態を測定する。
湿度センサ11を用いて取り込んだデータ(ステップS12)は、センサ回路12で増幅されてマイコン13へ出力される。出力されるのは、連続する呼吸サイクルのうちの1サイクル当たりの実測呼吸時間、及び、呼吸における振幅値に対応する実測出力電圧の変化値である。
Next, the actual respiratory state is measured by the procedure shown in FIG.
Data captured using the humidity sensor 11 (step S12) is amplified by the
マイコン13では、入力値をフーリエ変換(ステップS13)するとともに、平均値を算出する。フーリエ変換の結果としての係数Bは、モニタ16に表示される(ステップS15)。
In the
ここで、マイコン13は、正常時の測定で記憶部15に保存された係数Aを読み出して、AからBを減算してCを算出する(ステップS16)。
Here, the
次に、マイコン13は、算出された値Cが、正常状態の値Aに対して所定範囲(図3の例では−10%から10%)から外れているか否かを比較判断する(ステップS17)。
Next, the
比較の結果、算出値Cが所定範囲から外れている場合(ステップS17でNO)、マイコン13は、異常呼吸状態にあると判断(ステップS18)して、算出値Cを記憶部15に保存する(ステップS19)とともに、報知器14にアラームを出すように指示信号を出力する。この信号を受けた報知器14は、被検者又は観察者に対してアラームを発する(ステップS20)。
As a result of the comparison, if the calculated value C is out of the predetermined range (NO in step S17), the
一方、算出値Cが所定範囲内にある場合(ステップS17でYES)、マイコン13は、正常状態にあると判断する(ステップS22)。その後も測定を継続するとき(ステップS23でNO)は、再びデータの取り込みを行う(ステップS12)。測定を継続しないとき(ステップS23でYES)は、実際の呼吸状態の測定を終了する(ステップS21)。
On the other hand, when the calculated value C is within the predetermined range (YES in step S17), the
10 湿度センサ型無呼吸検知装置
11 湿度センサ
12 センサ回路
13 マイコン(比較手段、認知手段)
14 報知器(報知手段)
15 記憶部(正常呼吸値記憶手段)
16 モニタ
DESCRIPTION OF
14 Alarm (notification means)
15 storage unit (normal breathing value storage means)
16 Monitor
Claims (8)
正常時の呼吸状態を示す、連続する呼吸サイクルのうちの1サイクル当たりの呼吸時間、及び、正常時の呼吸における振幅値に対応する出力電圧の変化値を、平均値としてそれぞれ演算して記憶する正常呼吸値記憶手段と、
前記正常呼吸値記憶手段に記憶された前記呼吸時間及び前記出力電圧変化値と、前記湿度センサで計測される実際の呼吸状態の実測呼吸時間、及び実際の振幅値に対応する実測出力電圧変化値と、を比較する比較手段と、
前記比較手段において、前記実測呼吸時間が前記呼吸時間に対して所定範囲から外れており、及び/又は、前記実測出力電圧変化値が前記出力電圧変化値に対して所定範囲から外れている状態を、前記被検者の異常呼吸状態として認知する認知手段と、
前記認知手段において、前記異常呼吸状態が計測されたときに、前記異常呼吸状態であることを前記被検者又は観察者に報知する報知手段と、
を備えることを特徴とする湿度センサ型無呼吸検知装置。 A humidity sensor disposed near the oral cavity of the subject, and measuring the respiratory cycle of the subject by humidity change;
The breathing time per cycle of the continuous breathing cycle indicating the breathing state at the normal time and the change value of the output voltage corresponding to the amplitude value in the breathing at the normal time are respectively calculated and stored as average values. Normal breathing value storage means;
The respiration time and the output voltage change value stored in the normal respiration value storage means, the actual respiration time measured by the humidity sensor, and the actual output voltage change value corresponding to the actual amplitude value And a comparison means for comparing
In the comparison means, the measured breathing time is out of a predetermined range with respect to the breathing time, and / or the measured output voltage change value is out of a predetermined range with respect to the output voltage change value. Recognizing means for recognizing the subject's abnormal breathing state;
In the recognition means, when the abnormal breathing state is measured, a notification means for notifying the subject or the observer that the abnormal breathing state is present;
A humidity sensor type apnea detection device comprising:
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---|---|---|---|---|
JP2012120688A (en) * | 2010-12-08 | 2012-06-28 | Sony Corp | Respiratory condition analysis apparatus, respiratory condition display apparatus, processing method therein, and program |
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2007
- 2007-07-19 JP JP2007188032A patent/JP2009022489A/en active Pending
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