JP2014023603A

JP2014023603A - 睡眠時無呼吸判定装置

Info

Publication number: JP2014023603A
Application number: JP2012164532A
Authority: JP
Inventors: Muneshige Kurahashi; 宗重倉橋; Hisafumi Kobayashi; 尚史小林; Sunao Takeda; 朴武田; Takashi Nagaoka; 隆永岡; Sunao Abe; 直阿部; Tetsuya Urano; 哲哉浦野; Takuya Aoki; 琢也青木; Chizuko Tsuji; 千鶴子辻
Original assignee: Tokai University; Waseda University; Nippon Koden Corp
Current assignee: Tokai University; Waseda University; Nippon Koden Corp
Priority date: 2012-07-25
Filing date: 2012-07-25
Publication date: 2014-02-06
Also published as: US20140031710A1

Abstract

【課題】測定時間を短く、測定は夜間限定ではなく検査者や被験者の負担を軽減する。
【解決手段】被験者の呼気ガスを収集する呼気ガス収集手段と、収集した呼気ガスの成分及び濃度を解析する解析手段と、解析された呼気ガス中の少なくともＶＯＣの濃度に基づき当該被験者が睡眠時無呼吸であるか否かを判定する判定手段とを具備する。
【選択図】図１

Description

この発明は、検査者や被験者の負担を軽減することが可能な睡眠時無呼吸判定装置に関するものである。

従来の睡眠時無呼吸検出においては、音によって睡眠時無呼吸検出を行うもの（特許文献１参照）があり、また、温度センサ、光線センサ及び加速度センサを用いて睡眠時無呼吸検出を行うもの（特許文献２参照）が知られている。

しかしながら、従来の睡眠時無呼吸検出にあっては、一晩中などの多くの時間をかけて検査するものが多く、被験者に多大な負担を強いるものとなっていた。また、被験者によっては緊張のため適切に睡眠ができず、検査自体が失敗となる場合もある。さらに、上記特許文献２に記載のように多くのセンサを用いた測定においては、適切な検出が行われないケースもあり、そのために検出状態を監視する検査者が必要となるなど、被験者のみならず検査者側にも多くの負担が必要であるという問題があった。

特開２００９−２１９７１３号公報特開２００６−３２０７３１号公報

本発明は上記のような従来の睡眠時無呼吸判定における問題点を解決せんとしてなされたもので、その目的は、検査を失敗させることなく、測定時間を短くでき、また、測定時刻については夜間という限定がなく、従って、検査者や被験者の負担を軽減することが可能な睡眠時無呼吸判定装置を提供することである。

本発明に係る睡眠時無呼吸判定装置は、被験者の呼気ガスを収集する呼気ガス収集手段と、収集した呼気ガスの成分及び濃度を解析する解析手段と、解析された呼気ガス中の少なくともＶＯＣの濃度に基づき当該被験者が睡眠時無呼吸であるか否かを判定する判定手段とを具備することを特徴とする。

本発明に係る睡眠時無呼吸判定装置では、判定手段は、ＶＯＣ中の少なくともシクロヘキサン、ヘキサン、イソプレンの濃度を用いて判定を行うことを特徴とする。

本発明に係る睡眠時無呼吸判定装置では、判定手段は、解析された呼気ガス中の少なくともＶＯＣの濃度と、用いるＶＯＣのそれぞれに対応する基準値とを比較して、当該被験者が睡眠時無呼吸であるか否かを判定することを特徴とする。

本発明に係る睡眠時無呼吸判定装置では、呼気ガス収集手段は、大気中の少なくともＶＯＣをトラップする第１のトラップ部と、被験者の呼気ガスから少なくともＶＯＣをトラップする第２のトラップ部と、前記第１のトラップ部を通過した大気は被験者へ、被験者の呼気ガスは前記第２のトラップ部へ流入するように流路を切り替える切替部とを備え、解析手段は、前記第２のトラップ部においてトラップされたガスの成分及び濃度を解析することを特徴とする。

本発明に係る睡眠時無呼吸判定装置によれば、被験者の呼気ガスを収集し、収集した呼気ガスの成分及び濃度を解析し、解析された呼気ガス中の少なくともＶＯＣの濃度に基づき当該被験者が睡眠時無呼吸であるか否かを判定するため、検査を失敗させることなく、測定時間を短くでき、また、測定時刻については夜間という限定がなく、従って、検査者や被験者の負担を軽減することが可能である。

本発明に係る睡眠時無呼吸判定装置の実施形態を示す構成図。ＳＡＳ患者と健常人（Healthy）の呼気中のＶＯＣ濃度の比較を示す図。本発明に係る睡眠時無呼吸判定装置の実施形態によるシクロへキサン測定結果について、統計的解析を実施した結果を示す図。本発明に係る睡眠時無呼吸判定装置の実施形態によるヘキサン測定結果について、統計的解析を実施した結果を示す図。本発明に係る睡眠時無呼吸判定装置の実施形態によるイソプレン測定結果について、統計的解析を実施した結果を示す図。

以下、添付図面を参照して本発明に係る睡眠時無呼吸判定装置の実施形態を説明する。睡眠時無呼吸判定装置の実施形態は、図１に示すように、呼気ガス収集手段１０、解析手段２０、中央処理装置３０を備えている。

呼気ガス収集手段１０は、公知の特願２００８−１７１２２６号（特開２０１０−８３７４号）に示した純化・濃縮装置の構成を採用するものである。呼気ガス収集手段１０は、第１のトラップ部１１、第２のトラップ部１２を備える。第１のトラップ部１１は、大気中の少なくともＶＯＣ（揮発性有機化合物）をトラップする。具体的には、流入する大気ガスを冷却して液化または固化させて、少なくともＶＯＣをトラップする構成を採用することができる。或いは、流入する大気ガス中の少なくともＶＯＣを吸着物質により吸着してトラップする構成を採用することができる。また、第２のトラップ部１２は、第１のトラップ部１１と同様の構成により、被験者の呼気ガスに含まれるＶＯＣをトラップする。

第１のトラップ部１１の出力側には、一方向弁１３が設けられている。また、第２のトラップ部１２の入力側には、一方向弁１４が設けられている。一方向弁１３と一方向弁１４との間は、結合チューブ１５により接続されている。結合チューブ１５には、呼吸チューブ１６が接合されており、この呼吸チューブ１６の端部には、被験者に装着されるマスクが設けられている。一方向弁１３と結合チューブ１５と呼吸チューブ１６と一方向弁１４は、第１のトラップ部１１を通過した大気が被験者へ流入し、被験者の呼気ガスが第２のトラップ部１２へ流入するように流路を制御する切替部として機能する。

第２のトラップ部１２を通過したガスは、呼気ガス収集手段１０の外部へ排気される。解析手段２０は、ガスクロマトグラフなどのガス分析装置であり、第２のトラップ部１２に収集された呼気ガスの成分及び濃度を解析するものである。解析手段２０により解析された呼気ガスの成分及び濃度の情報は、解析手段２０から中央処理装置３０へ送られる。

中央処理装置３０は、例えばコンピュータシステムにより構成することができ、キーボードやマウスなどの入力部３１、ＬＣＤなどの表示部３２を備え、ＣＰＵがソフトウエアを用いて判定手段３３として動作する。中央処理装置３０は、プリンタなど表示部３２以外の出力手段を備えても良い。判定手段３３は、解析手段２０によって解析された呼気ガス中の少なくともＶＯＣの濃度に基づき当該被験者が睡眠時無呼吸であるか否かを判定する。

ここで、ＶＯＣの濃度に基づき当該被験者が睡眠時無呼吸であるか否かを判定することが可能である理由について述べる。発明者らは、睡眠時無呼吸症候群（ＳＡＳ）患者と健常人とについて、上記の睡眠時無呼吸判定装置における解析手段２０による解析結果を用いた調査を行った。ここに、５７名のＳＡＳ患者と２２名の健常人を対象とし、統計的解析（手法：Mann-Whitney's U-test 有意水準５％）を実施した。

上記の測定に関するＳＡＳ患者と健常人（Healthy）の呼気中のＶＯＣ濃度の比較を図２に示す。このＶＯＣに関し、シクロへキサン、ヘキサン、イソプレンの濃度については、ＳＡＳ患者の濃度が健常人の濃度に比べて高く、統計的解析による結果は、図３〜図５に示す通りであった。以上から、ＶＯＣの変化は、睡眠時無呼吸症候群の病態と関連している可能性があると結論付けることが至当である。即ち、ＶＯＣの濃度に基づき当該被験者が睡眠時無呼吸であるか否かを判定することが可能である。

本実施形態においては、判定手段３３は、解析された呼気ガス中の少なくともＶＯＣの濃度と、用いるガスのそれぞれに対応する基準値情報を備えている。判定手段３３は、上記の各基準値と解析された対応ガスの濃度を比較して、当該被験者が睡眠時無呼吸であるか否かを判定する。上記実施された如き調査を行って、ガス毎に適当な基準値情報を得ることができる。この基準値情報に比べて濃度が高い（または低い）場合に当該被験者が睡眠時無呼吸であると判定することが可能である。判定手段３３による判定結果は、表示部３２において表示され、所要の出力手段から出力される。

以上のように構成された睡眠時無呼吸判定装置による睡眠時無呼吸判定は、例えば次の通りに行われる。装置を起動し、呼気ガス収集手段１０において大気中の少なくともＶＯＣのトラップが行われる状態とする。図示しないマスクを被験者に装着し、被験者による呼吸が行われ、吸気ガス及び呼気ガスが呼吸チューブ１６を介して流れるようにする。

このとき、呼気ガスは呼吸チューブ１６から一方向弁１４を介して第２のトラップ部１２へ到り、第２のトラップ部１２において少なくともＶＯＣのトラップがなされる。第２のトラップ部１２を通過したガスは、外部へ排気される。一方、解析手段２０は、第２のトラップ部１２に収集された呼気ガスの成分及び濃度を解析し、解析された呼気ガスの成分及び濃度の情報は、解析手段２０から中央処理装置３０へ送られる。

中央処理装置３０では判定手段３３が、解析された呼気ガスの成分及び濃度の情報を受取り、解析された呼気ガス中の少なくともＶＯＣの濃度と、それぞれに対応する基準値情報とを比較する。この基準値情報に比べて濃度が高い（または低い）場合に当該被験者が睡眠時無呼吸であると判定する。ここで、ＶＯＣ中の複数のガスについて判定がなされ、最終判定は、例えば、多数決、或いは、対象の全ガスについて睡眠時無呼吸であると判定された場合、対象の少なくとも１ガスについて睡眠時無呼吸であると判定された場合等を、条件として判定を行うことができる。特に、最終判定を行うことなく、対象の各ガスについて睡眠時無呼吸であるか否かを示しても良い。これらの結果は、表示部３２などに出力される。

なお、以上の実施形態では、生体由来ガス中のＶＯＣを対象として判定を行うものを示したが、更に、生体由来ガス中のＶＯＣ以外のガスであって、睡眠時無呼吸に関連するガスを用いて検出を行うようにしても良いことは勿論である。この場合には、当該ガスのトラップと、解析及び対応する基準値情報を用いた判定がなされる。

１０呼気ガス収集手段
１１第１のトラップ部
１２第２のトラップ部
１３、１４一方向弁
１５結合チューブ
１６呼吸チューブ
２０解析手段
３０中央処理装置
３１入力部
３２表示部
３３判定手段

Claims

被験者の呼気ガスを収集する呼気ガス収集手段と、
収集した呼気ガスの成分及び濃度を解析する解析手段と、
解析された呼気ガス中の少なくともＶＯＣの濃度に基づき当該被験者が睡眠時無呼吸であるか否かを判定する判定手段と
を具備することを特徴とする睡眠時無呼吸判定装置。
判定手段は、ＶＯＣ中の少なくともシクロヘキサン、ヘキサン、イソプレンの濃度を用いて判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の睡眠時無呼吸判定装置。
判定手段は、解析された呼気ガス中の少なくともＶＯＣの濃度と、用いるＶＯＣのそれぞれに対応する基準値とを比較して、当該被験者が睡眠時無呼吸であるか否かを判定することを特徴とする請求項１または２に記載の睡眠時無呼吸判定装置。
呼気ガス収集手段は、大気中の少なくともＶＯＣをトラップする第１のトラップ部と、
被験者の呼気ガスから少なくともＶＯＣをトラップする第２のトラップ部と、
前記第１のトラップ部を通過した大気は被験者へ、被験者の呼気ガスは前記第２のトラップ部へ流入するように流路を切り替える切替部とを備え、
解析手段は、前記第２のトラップ部においてトラップされたガスの成分及び濃度を解析することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の睡眠時無呼吸判定装置。