JP2023521656A - 気道閉塞をマッピングするためのシステム及び方法 - Google Patents

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ライオン、グレイム、アレクサンダー
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Abstract

ユーザの気道に音響信号を放出することを含む方法である。当該方法は、ユーザの気道内の１つ以上の物理的特徴によって引き起こされる音響信号の音響反射を検出することをさらに含む。この方法は、音響反射に関連する音響データを分析することも含む。当該方法は、ユーザの気道における物理的閉塞の発生に特徴付けを行うことも含む。当該特徴付けは、分析された音響データに少なくとも部分的に基づく。当該特徴付けは、ユーザの無呼吸事象又は低呼吸事象を示し、当該無呼吸事象は、閉塞性無呼吸事象、中枢性無呼吸事象、又は混合型無呼吸事象を含み、当該特徴付けは、ユーザの閉塞性無呼吸事象、中枢性無呼吸事象、混合型無呼吸事象、又は低呼吸事象の発生をさらに区別する。

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、「気道閉塞をマッピングするためのシステム及び方法」を表題とする、２０２０年３月３１日出願の米国仮特許出願第６３／００２，７９０号の利益及び優先権、並びに「気道閉塞をマッピングするためのシステム及び方法」を表題とする、２０２０年６月３日出願の米国仮特許出願第６２／７０４，９４４号の利益及び優先権を主張するものであり、それぞれ、その開示全体を本明細書に参照として援用する。
本開示は、一般に、無呼吸閉塞を決定するためのシステム及び方法、より詳細には、音響反射を使用して無呼吸閉塞の物理的特性及び時間性特性を推定するためのシステム及び方法に関する。
多くの人が、例えば、周期性四肢運動障害（ＰＬＭＤ）、下肢静止不能症候群（ＲＬＳ）、閉塞性睡眠時無呼吸（ＯＳＡ）、中枢性睡眠時無呼吸（ＣＳＡ）、並びに低呼吸、過呼吸、及び高炭酸ガス血症などの他のタイプの無呼吸などの睡眠呼吸障害（ＳＤＢ）、チェーンストークス呼吸（ＣＳＲ）、呼吸不全、肥満低換気症候群（ＯＨＳ）、慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）、神経筋疾患（ＮＭＤ）、並びに胸壁障害などの睡眠関連障害及び／又は呼吸関連障害に苦しんでいる。これらの障害は、呼吸治療システムを使用して治療されることがよくある。閉塞性睡眠時無呼吸（ＯＳＡ）は、睡眠呼吸障害（ＳＤＢ）の一形態であり、異常に小さい上気道と、舌、軟口蓋、後口咽頭壁の領域における正常な筋緊張の喪失との組み合わせに起因し得る、睡眠中の上気道の閉塞又は障害を含む事象によって特徴付けられる。より一般には、無呼吸は普通、空気の遮断（閉塞性睡眠時無呼吸）又は呼吸機能の停止（中枢性睡眠時無呼吸）によって引き起こされる呼吸の中断をいう。混合型無呼吸は、閉塞性睡眠時無呼吸の症状と中枢性睡眠時無呼吸の症状の両方が組み合わさった無呼吸事象であり、このような事象は通常、中枢性無呼吸として始まり、閉塞性無呼吸として終わる。低呼吸は一般に、気道の閉塞ではなく、気道の狭窄によって引き起こされる遅い又は浅い呼吸を特徴とする。チェーンストークス呼吸（ＣＳＲ）は、睡眠呼吸障害の別の形態である。ＣＳＲは、ＣＳＲサイクルとして知られる換気量の増加と減少がリズミカルに交替する周期が存在する、患者の呼吸制御機能の障害である。ＣＳＲは、動脈血の脱酸素化と再酸素化の繰り返しを特徴とする。
閉塞又は障害は、睡眠中の上気道の部分的又は完全な虚脱によって特徴付けられてよい。気道閉塞のこの身体的部位は、患者の病状及びその疾患の最適な解決策を理解する上で重要な考慮事項である。しかしながら、気道虚脱の性質は、特に家庭環境での標準的なＰＡＰ治療中で、専用又は侵襲的なハードウェアなしでの測定が典型的に困難である。
例えば、現存するこのような方法の１つに、ＤＩＳＥ（薬物誘発性鎮静内視鏡検査）がある。これは、自然な睡眠をシミュレートして内視鏡を通して気道を光学的に調べるために、患者を鎮静させる方法である。そして、気道閉塞の分類は、がＶＯＴＥシステム（帆、中咽頭、舌根、及び喉頭蓋）を使用して専門家によって手動で行われる。他の方法は、上気道内に圧力センサを貼り付ける、又は蛍光透視法、ＣＴ、ＭＲＩ、Ｘ線撮影などの撮像技術を使用することを含む。いびきの音声又は気流信号を分析する自動化された方法がいくつか報告されている。しかしながら、これらの方法は直接的というほどではなく、ＰＡＰ治療中には機能しない場合があり、部分的な気道虚脱（低呼吸）中に閉塞部位を推測することしかできない場合がある。
本開示は、無呼吸閉塞の物理的特性及び時間性特性の決定に関連する問題を含む、これら及び他の問題の解決を対象とする。
本開示のいくつかの実装形態によると、方法は、音響信号をユーザの気道に放出することを含む。この方法は、ユーザの気道内の１つ以上の物理的特徴によって引き起こされる音響信号の音響反射を検出することをさらに含む。この方法は、音響反射に関連する音響データを分析することも含む。この方法はまた、ユーザの気道における物理的閉塞の発生を特徴付け及び／又は決定することも含む。無呼吸閉塞の特徴付け及び／又は決定は、分析された音響データに少なくとも部分的に基づく。特徴付けは、ユーザの無呼吸事象又は低呼吸事象を示し、無呼吸事象は、閉塞性無呼吸事象、中枢性無呼吸事象、又は混合型無呼吸事象を含み、ユーザの閉塞性無呼吸事象、中枢性無呼吸事象、混合型無呼吸事象、又は低呼吸事象の発生をさらに区別する。
本開示の他の実装形態によると、システムは、音響信号を放出するための音響デバイス、及び機械可読命令を格納するメモリデバイスを備える。システムは、音響デバイスに通信可能に結合された１つ以上のプロセッサを含む制御システムをさらに備える。制御システムは、機械可読命令を実行して、音響デバイスによってユーザの気道へ放出された音響信号の音響反射を検出するように構成されている。音響反射は、ユーザの気道内の１つ以上の物理的特徴によって引き起こされる。音響反射に関連する音響データが分析され、ユーザの気道において物理的閉塞の発生が特徴付けられる。特徴付けは、分析された音響データに少なくとも部分的に基づいて決定される。特徴付けは、ユーザの無呼吸事象又は低呼吸事象を示し、無呼吸事象は、閉塞性無呼吸事象、中枢性無呼吸事象、又は混合型無呼吸事象を含み、ユーザの閉塞性無呼吸事象、中枢性無呼吸事象、混合型無呼吸事象、又は低呼吸事象の発生をさらに区別する。
本開示のさらに他の実装形態によると、システムは、呼吸治療システムと、呼吸治療システムに関連する音響デバイスとを備える。音響デバイスは、音響信号をユーザの気道に放出するように構成される。システムはさらに、機械可読命令を格納するメモリデバイスと、音響デバイスに通信可能に結合された１つ以上のプロセッサを含む制御システムとを備える。制御システムは、機械可読命令を実行して、睡眠セッション中に呼吸器系を介してユーザの気道に加圧空気を供給するように構成されている。命令はさらに、加圧空気に関連する流量データを受信し、流量データに基づいて、無呼吸事象又は低呼吸事象の発生を決定するために実行される。命令はまた、ユーザの気道内の１つ以上の物理的特徴に基づいて音響反射を受信するために実行される。命令はさらに、音響反射に関連する音響データを分析し、分析された音響データに少なくとも部分的に基づいて物理的閉塞の物理的特性及び／又は時間的特性を特徴付けるためにも実行される。特徴付けは、ユーザの無呼吸事象又は低呼吸事象を示し、無呼吸事象は、閉塞性無呼吸事象、中枢性無呼吸事象、又は混合型無呼吸事象を含み、ユーザの閉塞性無呼吸事象、中枢性無呼吸事象、混合型無呼吸事象、又は低呼吸事象の発生をさらに区別する。
上記の概要は、本開示の各実施形態又は全ての態様を表すことを意図するものではない。むしろ、前述の概要は、本明細書に記載された新規の態様及び特徴のいくつかの例を提供するに過ぎない。本開示の上記の特徴及び利点、並びに他の特徴及び利点は、添付の図面及び添付の特許請求の範囲と関連して、本発明を実施するための代表的な実施形態及びモードの以下の詳細な説明から容易に明らかになるであろう。本開示の追加の態様は、図面を参照してなされる様々な実施形態の詳細な説明を考慮すれば、当業者には明らかであり、その簡単な説明が以下に提供される。
本開示、ならびにその利点及び図面は、添付の図面を参照しながら、例示的な実施形態の以下の説明からよりよく理解されるであろう。これらの図面は、例示的な実施形態のみを示しており、したがって、様々な実施形態又は特許請求の範囲を限定するものと見なされるべきではない。
図１は、本開示のいくつかの実装形態による、無呼吸閉塞の発生を決定するためのシステムの機能ブロック図である。
図２Ａは、本開示のいくつかの実装形態による、図１のシステムの少なくとも一部、フルフェイスマスクを着用しているユーザ、及びベッドパートナの斜視図である。
図２Ｂは、本開示のいくつかの実装形態による、図１のシステムの少なくとも一部、鼻マスクを着用しているユーザ、及びベッドパートナの斜視図である。
図３Ａは、ユーザの呼吸器系の概要を示す図である。
図３Ｂは、図３Ａのユーザの鼻及び口の気道を示す図である。
図４は、本開示のいくつかの実装形態による、ユーザの気道内の物理的閉塞を表す例示的なケプストラムプロットである。
図５は、本開示のいくつかの実装形態による、図４の物理的閉塞を決定するためのシステムの側面図である。
図６は、ユーザの気道の部分的な虚脱状態の側面図である。
図７は、ユーザの気道の完全な虚脱状態の側面図である。
図８は、本開示のいくつかの実装形態による、物理的閉塞に基づくオプションを表示する携帯電話の正面図である。
図９は、本開示のいくつかの実装形態による、物理的閉塞に基づくさらなるオプションを表示する携帯電話の正面図である。
図１０は、本開示のいくつかの実装形態による、ユーザの気道内の物理的閉塞を特徴付けるための、携帯電話、呼吸デバイス、及びマスクを備えたシステムを示す。
図１１は、本開示のいくつかの実装形態による、ユーザの気道内の物理的閉塞を特徴付けるための、携帯電話及び音響デバイスを備えたシステムを示す。
図１２は、本開示のいくつかの実装形態による、喉の完全な虚脱を表す画像を示すディスプレイである。
図１３は、本開示のいくつかの実装形態による、喉の部分的な虚脱を表す画像を示すディスプレイである。
図１４は、本開示のいくつかの実装形態による、無呼吸事象を監視するための期間を表す画像を示すディスプレイである。
図１５は、本開示のいくつかの実装形態による、無呼吸事象中の物理的閉塞を特徴付けるための第１の設定セットを表す画像を示すディスプレイである。
図１６は、本開示のいくつかの実装形態による、無呼吸事象中の物理的閉塞を特徴付けるための第２の設定セットを表す画像を示すディスプレイである。
図１７は、本開示のいくつかの実装形態による、物理的閉塞を表す画像を示すディスプレイである。
本発明は、様々な修正及び代替形態を許容するものであるが、特定の実装形態が、図面に例として示され、本明細書でさらに詳細に説明される。しかしながら、本発明は、開示された特定の形態に限定されることを意図していないことを理解されたい。むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲内にあるすべての修正、均等物、及び代替を包含するものである。
添付の図面を参照して様々な実施形態を説明するが、図面全体を通して同様の参照番号を使用して同様又は同等の要素を示す。図面は縮尺通りに描かれておらず、単に本発明を説明するために提供されている。本発明のいくつかの態様は、説明のための例示的な適用を参照して以下に記載されている。本発明の完全な理解を提供するために、多数の特定の詳細、関係、及び方法が記載されていることを理解されたい。しかしながら、当業者は、本発明が１つ以上の特定の詳細なしに、又は他の方法によって実施され得ることを容易に認識するであろう。他の実例において、本発明を不明瞭にすることを避けるために、周知の構造又は動作は詳細には示されていない。いくつかの行為は、異なる順序で、及び／又は他の行為又は事象と同時に発生し得るので、様々な実施形態は、図示された行為又は事象の順序によって限定されない。さらに、本発明による方法論を実装するために、図示された行為又は事象の全てが必要とされるわけではない。
例えば、要約書、発明の概要、及び発明を実施するための形態、のセクションで開示されているが、特許請求の範囲に明示的に記載されていない要素及び制限は、黙示、推論、又はその他の方法で、単独で、又はまとめて、請求の範囲に組み込まれるべきではない。本発明の詳細な説明のために、特に断りのない限り、単数形は複数形を含み、その逆も同様である。「含む」という言葉は、「制限なしに含む」を意味する。さらに、「約」、「ほとんど」、「実質的に」、「およそ」、「概して」などの近似の言葉は、本明細書では、「で」、「付近で」、若しくは「ほぼ付近で」、又は、例えば、「の３～５％以内」若しくは「許容可能な製造公差内」、又はそれらの任意の論理的組み合わせを意味するために使用され得る。
一般に、本開示は、音響反射が気道閉塞を非侵襲的に特徴付けるために使用されるシステム及び方法を記載する。気道閉塞は、無呼吸事象中に引き起こし発生するため無呼吸閉塞である、又は低呼吸事象中に引き起こし発生するため低呼吸閉塞であるとみなされる、気道内の物理的閉塞（例えば、ユーザの舌根など）であってよい。
部分的に又は完全に虚脱した気道は、音響刺激、すなわちユーザの気道に放出された音響信号が提供されると反射を生じさせる音響インピーダンスの変化を表す。気道虚脱の部位及び／又は性質は、ユーザの気道内で（すなわち、ユーザの口又はマスクを越えて）発生する反射を分析することによって推定される。閉塞部位は、気道内に移動した距離、及び／又は反射信号の信号形態に少なくとも部分的に基づいて特徴付けられる。
閉塞性無呼吸事象又は低呼吸事象を決定することに加えて、開示されたシステム及び方法は、中枢性無呼吸（非閉塞性）事象を特徴付け得る、及びこのような事象を閉塞性無呼吸事象又は低呼吸事象から区別し得る。中枢性無呼吸事象中、ユーザの気道は開いたままである（つまり、閉塞されていない）が、ユーザの呼吸は停止している。このため、ユーザの気道に物理的な障害物はない。中枢性無呼吸は、ユーザが呼吸を停止したことを示す呼吸（呼吸作用）データに基づいて決定される。ユーザの呼吸パターンを示す呼吸データは、例えば、呼吸治療システム（例えば、気道陽圧（ＰＡＰ）システム）から、ソナーセンサ若しくはレーダセンサなどの呼吸関連の動きを検出するのに適した運動センサから、又は受動音響センサ（例えば、マイクロフォン）から得られる。マイクロフォンなどの、通常、ユーザの近くにある受動音響センサによって生成されたデータから呼吸信号を抽出するために、様々な方法が採用されてよい。例えば、時間領域信号のエンベロープは、適切なサイズのウィンドウを使用して測定されてよい。例えば、二乗平均平方根（ＲＭＳ）、最大値、最小値、ピーク、ヒルベルト変換など、多くのエンベロープ検出タイプがある。追加で又は代わりに、時間領域信号の平均、中央値、及び／又は標準偏差、又は時間領域信号の絶対値は、分析されてよい。さらに、受動音響信号の１つ以上の周波数帯域の経時的な振幅は測定されてよい。
このため、閉塞性無呼吸事象又は低呼吸事象は、結果としてユーザの気道の部分的又は完全な閉塞による呼吸の休止又は換気の減少をもたらす。ユーザの一部で呼吸努力が行われるが、気道の気流は妨げられる。対照的に、中枢性無呼吸事象は、関連する呼吸努力なしに、結果として呼吸の休止をもたらす。言い換えると、脳は呼吸の信号を送信しないが、気道は開いたままで閉塞されていない。
従来、一般的に言えば、無呼吸は、呼吸の休止が発生したかどうかを決定することによる流量信号を介して、例えば、呼吸を示す流量信号がない状態で８秒などの期間が経過することによって検出される。同様に、低呼吸は、一定期間に亘る気流の所定の減少、例えば、６秒を超えて持続する流量振幅の３０％の減少によって特徴付けられる。
現在、閉塞性無呼吸事象と中枢性無呼吸事象を区別するために、呼吸デバイスは強制振動（ＦＯＴ）という技術を採用しており、これは、１ｃｍＨ２Ｏの振動する４ヘルツ（Ｈｚ）圧力波形を適用して、流量に応答が観察されるかどうかを決定することによって、気道の開存性を調査するものである。流量に４Ｈｚの振動が観察された場合、気道は開いていると見なされ、事象は中枢に分類され、４Ｈｚ成分が流量信号に存在しない場合、事象は閉塞性と見なされる。ＦＯＴの欠点の１つは、これらの圧力振動が患者に不快感を与え得ること、又はさらに覚醒させ得ることである。
本開示によると、音響データは、（ａ）無呼吸事象／低呼吸事象の検出、及び（ｂ）閉塞性事象と中枢性事象の識別の両方を達成し得る。以下にさらに開示されるように、気道の閉塞は、音響データを使用して特徴付けられ得る。特徴付けは、（呼吸治療システムからの流量信号及び／又は圧力信号、受動音響センサ、レーダセンサ若しくはソナーセンサなどの運動センサ、又は別の方法によって生成された受動音響データを介して）呼吸の休止が検出された期間中に、中枢事象が発生していることを示す、気道閉塞がないことを示し得る。この方法の利点の１つは、ＦＯＴ法に伴う潜在的な不快感を回避できることである。
さらに、本開示によるとまた、ユーザの呼吸は、音響反射に関連する音響データに明確に存在し、呼吸信号は、様々な時間又は周波数の方式を使用して抽出され得る。その結果、無呼吸は、流量信号及び／又は圧力信号についての上記のルール、例えば、Ｘ秒を超えて呼吸がない、を適用することによって検出される。同様に、呼吸振幅は音響データから抽出されてよく、呼吸振幅の減少を決定するため、及びそれによって、低呼吸を検出する、又は低呼吸の検出を確認することに使用されてよい。
図１を参照すると、本開示のいくつかの実装によるシステム１００が示されている。システム１００は、いくつかの実装形態によると、少なくとも制御システム１１０、メモリデバイス１１４、及び音響デバイスを備える。音響デバイスは、いくつかの例示的な実装形態によると、マイクロフォン１４０及び／又はスピーカ１４２の形態である。いくつかの実装形態において、音響デバイスは、マイクロフォン１４０などの受動音響センサを含む。受動音響センサは、ユーザの呼吸に関連する受動音響データを生成するのに適している。システム１００は、いくつかの他の実装形態によると、電子インターフェース１１９、１つ以上のセンサ１３０（任意選択でマイクロフォン１４０及び／又はスピーカ１４２を含む）、及び１つ以上のユーザデバイス１７０をさらに備える。いくつかのさらなる実装形態において、システム１００は、呼吸治療システム１２０を含む。
制御システム１１０は、１つ以上のプロセッサ１１２（以下、プロセッサ１１２）を備える。制御システム１１０は、一般に、システム１００の様々な構成要素を制御（例えば、作動）する、及び／又はシステム１００の構成要素によって取得及び／又は生成されたデータを分析するために使用される。プロセッサ１１２は、汎用若しくは専用のプロセッサ又はマイクロプロセッサであり得る。図１には１つのプロセッサ１１２が示されているが、制御システム１１０は、単一のハウジング内、又は互いに離れて位置し得る、任意の適切な数のプロセッサ（例えば、１つのプロセッサ、２つのプロセッサ、５つのプロセッサ、１０のプロセッサなど）を備え得る。制御システム１１０は、例えば、ユーザデバイス１７０のハウジング内、及び／又は１つ以上のセンサ１３０のハウジング内に結合及び／又は位置決めされ得る。制御システム１１０は、集中型（１つのそのようなハウジング内）又は分散型（物理的に別個である、２つ以上のそのようなハウジング内）であり得る。制御システム１１０を含む２つ以上のハウジングを備えるこのような実装において、そのようなハウジングは、互いに近接して、及び／又は離れて位置し得る。
メモリデバイス１１４は、制御システム１１０のプロセッサ１１２によって実行可能である機械可読命令を格納する。メモリデバイス１１４は、例えば、ランダム又はシリアルアクセスメモリデバイス、ハードドライブ、ソリッドステートドライブ、フラッシュメモリデバイスなどのような、任意の適切なコンピュータ可読記憶デバイス又は媒体であり得る。図１には１つのメモリデバイス１１４が示されているが、システム１００は、任意の適切な数のメモリデバイス１１４（例えば、１つのメモリデバイス、２つのメモリデバイス、５つのメモリデバイス、１０のメモリデバイスなど）を備え得る。メモリデバイス１１４は、呼吸デバイス１２２のハウジング内、ユーザデバイス１７０のハウジング内、１つ以上のセンサ１３０のハウジング内、又はそれらの組み合わせに結合及び／又は位置決めされ得る。制御システム１１０と同様に、メモリデバイス１１４は、集中型（１つのそのようなハウジング内）又は分散型（物理的に別個である、２つ以上のそのようなハウジング内）であり得る。
電子インターフェース１１９は、データが、メモリデバイス１１４に格納される、及び／又は制御システム１１０のプロセッサ１１２によって分析され得るように、１つ以上のセンサ１３０からデータ（例えば、生理学的データ）を受信するように構成される。電子インターフェース１１９は、有線接続又は無線接続を使用して（例えば、ＲＦ通信プロトコル、Ｗｉ－Ｆｉ通信プロトコル、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信プロトコルを使用して、セルラーネットワークを介してなど）、１つ以上のセンサ１３０と通信し得る。電子インターフェース１１９は、アンテナ、受信機（例えば、ＲＦ受信機）、送信機（例えば、ＲＦ送信機）、送受信機、又はそれらの組み合わせを含み得る。電子インターフェース１１９はまた、本明細書に記載のプロセッサ１１２及びメモリデバイス１１４と同一又は類似である、もう１つのプロセッサ及び／又はもう１つのメモリデバイスを備え得る。いくつかの実装形態において、電子インターフェース１１９は、ユーザデバイス１７０に結合される、又は統合される。他の実装形態において、電子インターフェース１１９は、制御システム１１０及び／又はメモリデバイス１１４に結合又は統合される（例えば、ハウジングに）。
上記のように、いくつかの実装形態において、システム１００は呼吸治療システム１２０を含み得る。呼吸治療システム１２０は、呼吸圧力療法（ＲＰＴ）装置１２２（本明細書では呼吸デバイス１２２という）、ユーザインターフェース１２４（マスクともいう）、導管１２６（チューブ又は空気回路ともいう）、表示デバイス１２８、加湿タンク１２９、容器１８０、又はそれらの組み合わせを備え得る。いくつかの実装形態において、制御システム１１０、メモリデバイス１１４、表示デバイス１２８、１つ以上のセンサ１３０、及び加湿タンク１２９は、呼吸デバイス１２２の一部である。呼吸圧力治療とは、ユーザの呼吸サイクル全体に亘って、大気圧に対して名目上陽圧である制御された目標圧力で、ユーザの気道の入口に空気の供給を適用することを指す（例えば、タンクベンチレータ又はキュイラスなどの陰圧治療とは対照的）。呼吸治療システム１２０は、一般に、１つ以上の睡眠関連呼吸障害（例えば、閉塞性睡眠時無呼吸、中枢性睡眠時無呼吸、又は混合型睡眠時無呼吸）を患っている個人を治療するために使用される。
呼吸デバイス１２２は、一般に、（例えば、１つ以上のコンプレッサを駆動する１つ以上のモータを使用して）ユーザに送達される加圧空気を生成するために使用される。いくつかの実装形態において、呼吸デバイス１２２は、ユーザに送達される連続した一定の空気圧を生成する。他の実装形態において、呼吸デバイス１２２は、２つ以上の所定の圧力（例えば、第１の所定の空気圧及び第２の所定の空気圧）を生成する。さらに他の実装形態において、呼吸デバイス１２２は、所定の範囲内で様々な異なる空気圧を生成するように構成される。例えば、呼吸デバイス１２２は、少なくとも約６ｃｍＨ２Ｏ、少なくとも約１０ｃｍＨ２Ｏ、少なくとも約２０ｃｍＨ２Ｏ、約６ｃｍＨ２Ｏと約１０ｃｍＨ２Ｏの間、約７ｃｍＨ２Ｏと約１２ｃｍＨ２Ｏの間などを送達し得る。呼吸デバイス１２２はまた、（周囲圧力に対して）陽圧を維持しながら、例えば、約－２０Ｌ／分と約１５０Ｌ／分の間の所定の流量で加圧空気を送達し得る。
ユーザインターフェース１２４は、ユーザの顔の一部に係合し、呼吸デバイス１２２からユーザの気道に加圧空気を送達して、睡眠中における気道の狭窄及び／又は虚脱を防止するのに役立つ。一般に、ユーザインターフェース１２４は、加圧空気がユーザの口、ユーザの鼻、又はユーザの口と鼻の両方を介してユーザの気道に送達されるように、ユーザの顔に係合する。呼吸デバイス１２２、ユーザインターフェース１２４、及び導管１２６は共に、ユーザの気道と流体結合された空気経路を形成する。 加圧空気は、睡眠中のユーザの酸素摂取量も増加させる。
適用される治療に応じて、ユーザインターフェース１２４は、例えば、ユーザの顔の一領域又は一部とのシールを形成して、治療を遂げるために周囲圧力と十分に異なる圧力で、例えば、周囲圧力に対して約１０ｃｍＨ２Ｏの陽圧で気体の送達を促進してよい。酸素の送達などの他の形態の治療では、ユーザインターフェースは、約１０ｃｍＨ２Ｏの陽圧での気体供給の気道への送達を促進するのに十分なシールを含まなくてよい。
図２Ａに示すように、いくつかの実装形態において、ユーザインターフェース１２４は、ユーザの鼻と口を覆う顔面マスク（例えば、フルフェイスマスク）である。或いは、図２Ｂに示すように、ユーザインターフェース１２４は、ユーザの鼻に空気を供給する鼻マスク、又はユーザの鼻孔に空気を直接供給する鼻ピローマスクである。ユーザインターフェース１２４は、ユーザインターフェースをユーザの一部（例えば、顔）に位置決め及び／又は安定させるための複数のストラップ（例えば、面ファスナを含む）、及びユーザインターフェース１２４とユーザの間の気密シールの提供に役立つコンフォーマルクッション（例えば、シリコーン、プラスチック、発泡体など）を備え得る。ユーザインターフェース１２４は、ユーザ２１０により吐き出される二酸化炭素及び他の気体を逃がすのを可能にするための１つ以上のベントも備え得る。他の実装形態において、ユーザインターフェース１２４は、マウスピース（例えば、ユーザの歯に適合するように成形されたナイトガードマウスピース、下顎再位置決めデバイスなど）を備える。
導管１２６（空気回路又はチューブともいう）は、呼吸デバイス１２２及びユーザインターフェース１２４などの呼吸治療システム１２０の２つの構成要素の間での空気の流れを可能にする。いくつかの実装形態において、吸気用及び呼気用の別個の導管のリムが存在し得る。他の実装形態において、吸気と呼気の両方に単一のリム導管が使用される。
呼吸デバイス１２２、ユーザインターフェース１２４、導管１２６、表示デバイス１２８、及び加湿タンク１２９のうちの１つ以上は、１つ以上のセンサ（例えば、圧力センサ、流量センサ、又はより一般的には本明細書に記載の他のセンサ１３０のいくつか）を備え得る。これらの１つ以上のセンサは、例えば、呼吸デバイス１２２によって供給される加圧空気の空気圧及び／又は流量を測定するために使用され得る。
表示デバイス１２８は、一般に、静止画像、ビデオ画像、又はその両方を含む画像、及び／又は呼吸デバイス１２２に関する情報を表示するために使用される。例えば、表示デバイス１２８は、呼吸デバイス１２２の状態に関する情報（例えば、呼吸デバイス１２２のオン／オフ、呼吸デバイス１２２によって送達される空気の圧力、呼吸デバイス１２２によって送達される空気の温度など）、及び／又は他の情報を提供し得る。例えば、他の情報は、睡眠スコア及び／又は治療スコア（ｍｙＡｉｒ（登録商標）スコアともいう、国際公開第２０１６／０６１６２９号明細書に記載されており、その開示全体を本明細書に参照として援用する）、現在の日付／時間、ユーザ２１０の個人情報などを含む。いくつかの実装形態において、表示デバイス１２８は、画像を入力インターフェースとして表示するように構成されたグラフィックユーザインターフェース（ＧＵＩ）を含むヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）として機能を果たす。表示デバイス１２８は、ＬＥＤディスプレイ、ＯＬＥＤディスプレイ、ＬＣＤディスプレイなどであり得る。入力インターフェースは、例えば、タッチスクリーン又はタッチセンシティブ基板、マウス、キーボード、又は呼吸デバイス１２２と対話する人間のユーザによって行われた入力を感知するように構成された任意のセンサシステムであり得る。
加湿タンク１２９は、呼吸デバイス１２２に結合されるか、又は統合される。加湿タンク１２９は、呼吸デバイス１２２から送達される加圧空気を加湿するために使用することができる水のリザーバを含む。呼吸デバイス１２２は、ユーザに提供される加圧空気を加湿するために、加湿タンク１２９内の水を加熱するヒータを含み得る。さらに、いくつかの実装形態において、導管１２６は、ユーザに送達される加圧空気を加熱する（例えば、導管１２６に結合及び／又は埋設された）加熱素子も含み得る。加湿タンク１２９は、空気経路の水蒸気入口に流体結合され、水蒸気入口を介して空気経路に水蒸気を送達し得る、又は空気経路自体の一部として空気経路と一列に形成され得る。
いくつかの実装形態において、システム１００は、生理学的データ、睡眠関連パラメータ、他のデータ若しくは情報、又はそれらの組み合わせに少なくとも部分的に基づいて、物質の少なくとも一部を容器１８０から空気経路に送達するために使用され得る。一般に、空気経路への物質の一部の送達の変更は、（ｉ）空気経路への物質の送達を開始すること、（ｉｉ）空気経路への物質の一部の送達を終了すること、（ｉｉｉ）空気経路に送達される物質の量を変更すること、（ｉｖ）空気経路への物質の一部の送達の時間性特性を変更すること、（ｖ）空気経路への物質の一部の送達の定量的特性を変更すること、（ｖｉ）空気経路への物質の送達に関連する任意のパラメータを変更すること、又は（ｖｉｉ）（ｉ）～（ｖｉ）の組み合わせを含み得る。
空気経路への物質の一部の送達の時間性特性の変更は、物質の送達速度の変更、異なる時間での開始及び／又は終了、異なる期間での継続、送達の時間分布又は特性の変更、時間分布とは独立した量分布の変更などを含み得る。時間及び量の独立した変動により、物質の放出頻度の変更とは別に、各回で放出される物質の量を変更し得る。このようにして、放出頻度及び放出量の多くの異なる組み合わせ（例えば、より高頻度であるがより低放出量、より高頻度且つより高放出量、より低頻度且つより高放出量、より低頻度且つより低放出量など）が達成され得る。空気経路への物質の一部の送達の他の変更も利用され得る。
呼吸治療システム１２０は、例えば、ベンチレータ、又は、例えば、（ｉ）持続的気道陽圧（ＣＰＡＰ）システム、（ｉｉ）自動気道陽圧（ＡＰＡＰ）システム、（ｉｉｉ）二相性若しくは変動気道陽圧（ＢＰＡＰ又はＶＰＡＰ）システム、若しくは（ｉｖ）それらの組み合わせなどのＰＡＰシステムとして使用され得る。ＣＰＡＰシステムは、所定の空気圧（例えば、睡眠医によって決定された）をユーザに送達する。ＡＰＡＰシステムは、例えば、ユーザに関連する呼吸データに基づいて、ユーザに送達される空気圧を自動的に変化させる。ＢＰＡＰ又はＶＰＡＰシステムは、第１の所定の圧力（例えば、吸気気道陽圧又はＩＰＡＰ）及び第１の所定の圧力よりも低い第２の所定の圧力（例えば、呼気気道陽圧又はＥＰＡＰ）を送達するように構成される。
さらに図１に示すように、システム１００の１つ以上のセンサ１３０は、圧力センサ１３２、流量センサ１３４、温度センサ１３６、運動センサ１３８、マイクロフォン１４０、スピーカ１４２、無線周波数（ＲＦ）受信機１４６、ＲＦ送信機１４８、カメラ１５０、赤外線センサ１５２、フォトプレチスモグラム（ＰＰＧ）センサ１５４、心電図（ＥＣＧ）センサ１５６、脳波（ＥＥＧ）センサ１５８、静電容量センサ１６０、力センサ１６２、歪みゲージセンサ１６４、筋電図（ＥＭＧ）センサ１６６、酸素センサ１６８、検体センサ１７４、水分センサ１７６、又はそれらの組み合わせを含む。一般に、１つ以上のセンサ１３０の各々は、メモリデバイス１１４又は１つ以上の他のメモリデバイスに受信されて格納されるセンサデータを出力するように構成される。
１つ以上のセンサ１３０が、圧力センサ１３２、流量センサ１３４、温度センサ１３６、運動センサ１３８、マイクロフォン１４０、スピーカ１４２、ＲＦ受信機１４６、ＲＦ送信機１４８、カメラ１５０、赤外線センサ１５２、フォトプレチスモグラム（ＰＰＧ）センサ１５４、心電図（ＥＣＧ）センサ１５６、脳波（ＥＥＧ）センサ１５８、静電容量センサ１６０、力センサ１６２、歪みゲージセンサ１６４、筋電図（ＥＭＧ）センサ１６６、酸素センサ１６８、検体センサ１７４、及び水分センサ１７６を含むとして示され、記載されるが、より一般的には、１つ以上のセンサ１３０は、本明細書に記載された及び／又は示された各々のセンサの組み合わせ及び任意の数のセンサを含み得る。
本明細書に記載されるように、システム１００は一般に、睡眠セッション中のユーザ（例えば、図２Ａ～２Ｂに示される呼吸治療システム１２０のユーザ）に関連する生理学的データを生成するために使用され得る。生理学的データは、睡眠セッション中のユーザに関連する任意のパラメータ、測定値などを含み得る１つ以上の睡眠関連パラメータを生成するために分析され得る。睡眠セッション中のユーザ２１０について決定され得る１つ以上の睡眠関連パラメータは、例えば、無呼吸－低呼吸指数（ＡＨＩ）スコア、睡眠スコア、流量信号、呼吸信号、呼吸数、吸気振幅、呼気振幅、吸気－呼気比、１時間当たりの事象数、事象のパターン、段階、呼吸デバイス１２２の圧力設定、心拍数、心拍数変動、ユーザ２１０の動き、温度、ＥＥＧ活動、ＥＭＧ活動、覚醒、いびき、窒息、咳、口笛、喘鳴、又はそれらの組み合わせを含む。
いくつかの実装形態において、１つ以上のセンサ１３０によって生成される生理学的データは、睡眠セッション中のユーザ２１０に関連する睡眠－覚醒信号、及び１つ以上の睡眠関連パラメータを決定するために、制御システム１１０によって使用され得る。睡眠－覚醒信号は、覚醒状態、リラックスした覚醒状態、微小覚醒、及び／又は、急速眼球運動（ＲＥＭ）段階、第１の非ＲＥＭ段階（「Ｎ１」とよくいう）、第２の非ＲＥＭ段階（「Ｎ２」とよくいう）、第３の非ＲＥＭ段階（「Ｎ３」とよくいう）、又はそれらの組み合わせを含む睡眠段階を含む、１つ以上の睡眠状態を示し得る。センサ１３０などの１つ以上のセンサによって生成された生理学的データから睡眠状態及び／又は睡眠段階を決定する方法は、例えば、国際公開第２０１４／０４７３１０号明細書、米国特許出願公開第２０１４／００８８３７３号明細書、国際公開第２０１７／１３２７２６号明細書、国際公開第２０１９／１２２４１３号明細書、及び国際公開第２０１９／１２２４１４号明細書に記載されており、各々はその開示全体を本明細書に参照として援用する。
睡眠－覚醒信号は、ユーザの入床時刻、ユーザの出床時刻、ユーザが入眠しようとした時刻などを決定するためにタイムスタンプを押すこともできる。睡眠－覚醒信号は、例えば、毎秒１サンプル、３０秒毎に１サンプル、毎分１サンプルなどのように、所定のサンプリングレートで、睡眠セッション中に１つ以上のセンサ１３０によって測定され得る。いくつかの実装形態において、睡眠－覚醒信号は、睡眠セッション中の、呼吸信号、呼吸速度、吸気振幅、呼気振幅、吸気－呼気比、１時間当たりの事象数、事象のパターン、呼吸デバイス１２２の圧力設定、又はそれらの組み合わせを示し得る。事象には、いびき、無呼吸、中枢性無呼吸、閉塞性無呼吸、混合型無呼吸、低呼吸、（例えば、ユーザインターフェース１２４からの）マスク漏れ、下肢静止不能、睡眠障害、窒息、心拍数の増加、呼吸困難、喘息発作、てんかん性事象、発作、又はそれらの組み合わせが含まれ得る。睡眠－覚醒信号に基づいて睡眠セッション中のユーザについて決定され得る１つ以上の睡眠関連パラメータは、例えば、総就寝時間、総睡眠時間、入眠潜時、入眠後覚醒パラメータ、睡眠効率、断片化指数、又はそれらの組み合わせを含む。
一般に、睡眠セッションは、ユーザ２１０がベッド２３０（又は、ユーザが眠るつもりの別の領域又は物体）に横たわる又は座り、呼吸デバイス１２２の電源を入れ、ユーザインターフェース１２４を着用した後の任意の時点を含む。このため、睡眠セッションは、（ｉ）ユーザ２１０がＣＰＡＰシステムを使用しているが、ユーザ２１０は入眠しようとする前（例えば、ユーザ２１０が本を読みながらベッド２３０に横たわっている時）の時、（ｉｉ）ユーザ２１０が眠りに付こうとし始めたが、まだ覚醒している時、（ｉｉｉ）ユーザ２１０が浅い睡眠（非急速眼球運動（ＮＲＥＭ）睡眠の第１の段階及び第２の段階ともいう）にある時、（ｉｖ）ユーザ２１０が深い睡眠（徐波睡眠、ＳＷＳ、又はＮＲＥＭ睡眠の第３の段階ともいう）にある時、（ｖ）ユーザ２１０が急速眼球運動（ＲＥＭ）睡眠にある時、（ｖｉ）ユーザ２１０が、浅い睡眠、深い睡眠、又はＲＥＭ睡眠の間で定期的に覚醒している時、又は（ｖｉｉ）ユーザ２１０が覚醒し、再び眠り戻らない時の期間を含み得る。
睡眠セッションは、一般に、ユーザ２１０がユーザインターフェース１２４を取り外し、呼吸デバイス１２２の電源を切り、ベッド２３０から出ると終了するものとして定義される。いくつかの実装形態において、睡眠セッションは、追加の期間を含み得る、又は上記に開示した期間の一部のみに限定され得る。例えば、睡眠セッションは、呼吸デバイス１２２が加圧空気を気道又はユーザ２１０に供給し始めた時に始まり、呼吸デバイス１２２が加圧空気をユーザ２１０の気道に供給するのを停止した時に終わり、ユーザ２１０が眠っている又は覚醒している時の間での一部又は全ての時点を含む期間を包含するように定義され得る。
圧力センサ１３２は、メモリデバイス１１４に格納され得る、及び／又は制御システム１１０のプロセッサ１１２によって分析され得る圧力データを出力する。いくつかの実装形態において、圧力センサ１３２は、呼吸治療システム１２０のユーザの呼吸（例えば、吸入及び／又は呼気）及び／又は周囲圧力を示すセンサデータを生成する空気圧センサ（例えば、気圧センサ）である。このような実装態様において、圧力センサ１３２は、呼吸デバイス１２２に結合又は統合され得る。圧力センサ１３２は、例えば、静電容量センサ、電磁気センサ、圧電センサ、歪みゲージセンサ、光学センサ、電位差センサ、又はそれらの組み合わせであり得る。
流量センサ１３４は、メモリデバイス１１４に格納され得る、及び／又は制御システム１１０のプロセッサ１１２によって分析され得る流量データを出力する。いくつかの実装形態において、流量センサ１３４は、呼吸デバイス１２２からの空気流量、導管１２６を通る空気流量、ユーザインターフェース１２４を通る空気流量、又はそれらの組み合わせを決定するために使用される。このような実装形態において、流量センサ１３４は、呼吸デバイス１２２、ユーザインターフェース１２４、又は導管１２６に結合又は統合され得る。流量センサ１３４は、例えば、回転流量計（例えば、ホール効果流量計）、タービン流量計、オリフィス流量計、超音波流量計、熱線センサ、渦流センサ、膜センサ、又はそれらの組み合わせなどの質量流量センサであり得る。
温度センサ１３６は、メモリデバイス１１４に格納され得る、及び／又は制御システム１１０のプロセッサ１１２によって分析され得る温度データを出力する。いくつかの実装形態において、温度センサ１３６は、ユーザ２１０のコア体温（図２Ａ～２Ｂ）、ユーザ２１０の皮膚温度、呼吸デバイス１２２から及び／又は導管１２６を通って流れる空気の温度、ユーザインターフェース１２４の温度、周囲温度、又はそれらの組み合わせを示す温度データを生成する。温度センサ１３６は、例えば、熱電対センサ、サーミスタセンサ、シリコンバンドギャップ温度センサ若しくは半導体ベースのセンサ、抵抗温度検出器、又はそれらの組み合わせであり得る。
運動センサ１３８は、メモリデバイス１１４に格納され得る、及び／又は制御システム１１０のプロセッサ１１２によって分析され得る運動データを出力する。運動センサ１３８は、睡眠セッション中のユーザ２１０の動きを検出する、及び／又は呼吸デバイス１２２、ユーザインターフェース１２４、又は導管１２６などの呼吸治療システム１２０の任意の構成要素の動きを検出するために使用され得る。運動センサ１３８は、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁力計などの１つ以上の慣性センサを含み得る。いくつかの実装形態において、運動センサ１３８は、代わりに又は追加で、例えば、ユーザの呼吸運動を介してユーザの睡眠状態を表す信号をそれから得られる場合がある、ユーザの身体運動を表す１つ以上の信号を生成する。いくつかの実装形態において、運動センサ１３８からの運動データは、ユーザの睡眠状態を決定するために別のセンサ１３０からの追加データと併せて使用され得る。
マイクロフォン１４０は、メモリデバイス１１４に格納され得る、及び／又は制御システム１１０のプロセッサ１１２によって分析され得る音声データを出力する。本明細書にさらに詳細に記載されるように、マイクロフォン１４０は、睡眠セッション中に音（例えば、ユーザ２１０からの音）を記録して、１つ以上の睡眠関連パラメータを（例えば、制御システム１１０を使用して）決定するために使用され得る。マイクロフォン１４０は、呼吸デバイス１２２、ユーザインターフェース１２４、導管１２６、又はユーザデバイス１７０に結合又は統合され得る。いくつかの実装形態において、システム１００は、複数のマイクロフォンの各々によって生成された音声データが、他の複数のマイクロフォンによって生成された音声データを識別するために使用され得るように、複数のマイクロフォン（例えば、２つ以上のマイクロフォン及び／又はビームフォーミングを備えたマイクロフォンのアレイ）を含む。
スピーカ１４２は、システム１００のユーザ（例えば、図２Ａ～２Ｂのユーザ２１０）に可聴である音波を出力する。スピーカ１４２は、例えば、目覚まし時計として、又はユーザ２１０への警告又はメッセージを再生するために（例えば、事象に応じて）使用され得る。スピーカ１４２は、呼吸デバイス１２２、ユーザインターフェース１２４、導管１２６、又は外部デバイス１７０に結合又は統合され得る。
マイクロフォン１４０とスピーカ１４２とは、別個のデバイスとして使用され得る。いくつかの実装形態において、マイクロフォン１４０とスピーカ１４２とは、例えば、国際公開第２０１８／０５０９１３号明細書及び国際公開第２０２０／１０４４６５号明細書に、その開示全体を本明細書に参照として援用して記載されるように、音響センサ１４１（例えば、ＳＯＮＡＲセンサ）に組み合わされ得る。このような実装形態において、スピーカ１４２は、所定の間隔で音波を生成又は放出し、マイクロフォン１４０は、スピーカ１４２から放出された音波の反射を検出する。スピーカ１４２によって生成又は放出される音波は、ユーザ２１０又はベッドパートナ２２０（図２Ａ～２Ｂ）の睡眠を妨害しないように、人間の耳に聞き取り不可能な周波数（例えば、２０Ｈｚ未満又は約１８ｋＨｚ超）を有する。マイクロフォン１４０及び／又はスピーカ１４２からのデータに少なくとも部分的に基づいて、制御システム１１０は、ユーザ２１０（図２Ａ～２Ｂ）の位置及び／又は、例えば、呼吸信号、呼吸数、吸気振幅、呼気振幅、吸気－呼気比、１時間当たりの事象数、事象のパターン、睡眠状態、睡眠段階、呼吸デバイス１２２の圧力設定、又はそれらの任意の組み合わせなどの本明細書に記載の１つ以上の睡眠関連パラメータ（例えば、口漏れ状態）を決定し得る。この文脈において、ソナーセンサは、空気を通じて、（例えば、約１７～２３ｋＨｚ、１８～２２ｋＨｚ、又は１７～１８ｋＨｚなどの周波数範囲の）超音波又は低周波超音波の感知信号を生成／送信することなどによる、能動音響感知に関係すると理解されてよい。このようなシステムは、上述の国際公開第２０１８／０５０９１３号明細書及び国際公開第２０２０／１０４４６５号明細書に関連して考慮されてよい。
ＲＦ送信機１４８は、所定の周波数及び／又は所定の振幅（例えば、高周波帯域内、低周波帯域内、長波長信号、短波長信号など）を有する電波を生成及び／又は放射する。ＲＦ受信機１４６は、ＲＦ送信機１４８から放出された電波の反射を検出し、このデータは、ユーザ２１０（図２Ａ～２Ｂ）の位置、及び／又は本明細書に記載の１つ以上の呼吸関連パラメータ及び／又は睡眠関連パラメータを決定するために制御システム１１０によって分析され得る。ＲＦ受信機（ＲＦ受信機１４６及びＲＦ送信機１４８、又は他のＲＦの一対）は、制御システム１１０、呼吸デバイス１２２、１つ以上のセンサ１３０、ユーザデバイス１７０、又はそれらの組み合わせの間の無線通信にも使用され得る。ＲＦ受信機１４６及びＲＦ送信機１４８は、図１では別個で異なる要素として示されているが、いくつかの実装形態において、ＲＦ受信機１４６及びＲＦ送信機１４８は、ＲＦセンサ１４７（例えば、ＲＡＤＡＲセンサ）の一部として組み合わされる。いくつかのこのような実装形態において、ＲＦセンサ１４７は制御回路を備える。ＲＦ通信の特定の形式は、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などであり得る。
いくつかの実装形態において、ＲＦセンサ１４７はメッシュシステムの一部である。メッシュシステムの一例は、メッシュノード、メッシュルータ、及びメッシュゲートウェイを備えたＷｉ－Ｆｉメッシュシステムであり、各々が移動可能／可動又は固定であり得る。このような実装形態において、Ｗｉ－Ｆｉメッシュシステムは、Ｗｉ－Ｆｉルータ及び／又はＷｉ－Ｆｉコントローラと、１つ以上のサテライト（例えば、アクセスポイント）とを備え、各々のサテライトは、ＲＦセンサ１４７と同一又は類似のＲＦセンサを備える。Ｗｉ－Ｆｉルータとサテライトは、Ｗｉ－Ｆｉ信号を使用して相互に連続的に通信する。Ｗｉ－Ｆｉメッシュシステムは、信号を部分的に遮断する対象物又は人が動くことによる、ルータとサテライトとの間のＷｉ－Ｆｉ信号の変化（例えば、受信信号強度の差）に基づいて、運動データを生成するために使用され得る。運動データは、運動、呼吸、心拍数、足どり、転倒、行動など、又はそれらの組み合わせを示し得る。
カメラ１５０は、メモリデバイス１１４に格納され得る１つ以上の画像（例えば、静止画像、ビデオ画像、熱画像、又はそれらの組み合わせ）として再生可能な画像データを出力する。カメラ１５０からの画像データは、例えば、１つ以上の事象（例えば、周期性四肢運動又は下肢静止不能症候群）、呼吸信号、呼吸数、吸気振幅、呼気振幅、吸気－呼気比、１時間当たりの事象数、事象のパターン、睡眠状態、睡眠段階、又はそれらの組み合わせなど本明細書に記載される１つ以上の睡眠関連パラメータを決定するために、制御システム１１０によって使用され得る。さらに、カメラ１５０からの画像データは、例えば、ユーザの位置を識別する、ユーザの胸の動きを決定する、ユーザ２１０の口及び／又は鼻の気流を決定する、ユーザ２１０がベッド２３０に入る時間を決定する、及びユーザ２１０がベッド２３０を出る時間を決定するために使用され得る。
赤外線（ＩＲ）センサ１５２は、メモリデバイス１１４に格納され得る１つ以上の赤外線画像（例えば、静止画像、ビデオ画像、又は両方）として再生可能な赤外線画像データを出力する。ＩＲセンサ１５２からの赤外線データは、ユーザ２１０の体温及び／又はユーザ２１０の動きを含む、睡眠セッション中の１つ以上の睡眠関連パラメータを決定するために使用され得る。ＩＲセンサ１５２はまた、ユーザ２１０の存在、位置、及び／又は動きを測定するときに、カメラ１５０と併せて使用され得る。例えば、カメラ１５０は、約３８０ｎｍから約７４０ｎｍの間の波長を有する可視光を検出し得るが、ＩＲセンサ１５２は、約７００ｎｍから約１ｍｍの間の波長を有する赤外光を検出し得る。別の例において、ユーザの気道を通って延在する複数の部位を有する、物理的閉塞の２つ以上の部位への飛行時間を捕捉するのに十分な期間の音響反射を監視することによって測定値が推定される。特定の例によると、監視は、ある期間、反射を受信して分析することを含む。
ＰＰＧセンサ１５４は、例えば、心拍数、心拍数変動性、心周期、呼吸数、吸気振幅、呼気振幅、吸気－呼気比、推定血圧パラメータ、又はそれらの組み合わせなどの１つ以上の睡眠関連パラメータを決定するために使用され得る、ユーザ２１０（図２Ａ～２Ｂ）に関連する生理学的データを出力する。ＰＰＧセンサ１５４は、ユーザ２１０により着用され得る、ユーザ２１０により着用される衣服及び／又は布地に埋め込まれ得る、ユーザインターフェース１２４及び／又はそれに関連するヘッドギア（例えば、ストラップなど）に埋め込まれ得る及び／又は結合され得る。
ＥＣＧセンサ１５６は、ユーザ２１０（図２Ａ～２Ｂ）の心臓の電気的活動に関連する生理学的データを出力する。いくつかの実装形態において、ＥＣＧセンサ１５６は、睡眠セッション中のユーザ２１０の一部の上又はその周りに位置決めされる１つ以上の電極を備える。ＥＣＧセンサ１５６からの生理学的データは、例えば、本明細書に記載された１つ以上の睡眠関連パラメータを決定するために使用され得る。
ＥＥＧセンサ１５８は、ユーザ２１０の脳の電気的活動に関連する生理学的データを出力する。いくつかの実装形態において、ＥＥＧセンサ１５８は、睡眠セッション中のユーザ２１０の頭皮上又はその周りに位置決めされる１つ以上の電極を備える。ＥＥＧセンサ１５８からの生理学的データは、例えば、睡眠セッション中の任意の所与の時間におけるユーザ２１０の睡眠状態を決定するために使用され得る。いくつかの実装形態において、ＥＥＧセンサ１５８は、ユーザインターフェース１２４及び／又は関連するヘッドギア（例えば、ストラップなど）に統合され得る。
静電容量センサ１６０、力センサ１６２、及び歪みゲージセンサ１６４は、メモリデバイス１１４に格納され、制御システム１１０によって使用され得るデータを出力して、本明細書で説明された１つ以上の睡眠関連パラメータを決定する。ＥＭＧセンサ１６６は、１つ以上の筋肉によって引き起こされる電気活動に関連する生理学的データを出力する。酸素センサ１６８は、（例えば、導管１２６中又はユーザインターフェース１２４での）気体の酸素濃度を示す酸素データを出力する。酸素センサ１６８は、例えば、超音波酸素センサ、電気酸素センサ、化学酸素センサ、光学酸素センサ、又はそれらの組み合わせであり得る。
検体センサ１７４は、ユーザ２１０の呼気中の検体の存在を検出するために使用され得る。検体センサ１７４によって出力されたデータは、メモリデバイス１１４に格納され、ユーザ２１０の息の任意の検体の同一性及び濃度を決定するために制御システム１１０によって使用され得る。いくつかの実装形態において、検体センサ１７４は、ユーザ２１０の口から吐き出された息の検体を検出するために、ユーザ２１０の口の近くに位置決めされる。例えば、ユーザインターフェース１２４がユーザ２１０の鼻と口を覆う顔面マスクであるとき、検体センサ１７４は、顔面マスク内に位置決めされて、ユーザ２１０の口呼吸を監視し得る。ユーザインターフェース１２４が鼻マスク又は鼻ピローマスクである場合などの他の実装形態において、検体センサ１７４は、ユーザ２１０の鼻から吐き出された息の検体を検出するためにユーザ２１０の鼻の近くに位置決めされ得る。さらに他の実装形態において、検体センサ１７４は、ユーザインターフェース１２４が鼻マスク又は鼻ピローマスクである場合、ユーザ２１０の口の近くに位置決めされ得る。この実装形態において、検体センサ１７４は、空気がユーザ２１０の口から不注意に漏れているかを検出するために使用され得る。いくつかの実装形態において、検体センサ１７４は、炭素系の化学物質又は化合物を検出するために使用され得る揮発性有機化合物（ＶＯＣ）センサである。いくつかの実装形態において、検体センサ１７４は、ユーザ２１０が鼻で呼吸しているか口で呼吸しているかを検出するためにも使用され得る。例えば、ユーザ２１０の口の近く又は顔面マスク内に位置決めされた検体センサ１７４によるデータ出力（ユーザインターフェース１２４が顔面マスクである実装形態において）が検体の存在を検出する場合、プロセッサ１１２は、このデータを、ユーザ２１０が口から呼吸していることを示すものとして使用し得る。
水分センサ１７６は、メモリデバイス１１４に格納され、制御システム１１０によって使用され得るデータを出力する。水分センサ１７６は、ユーザを取り囲む様々な領域（例えば、導管１２６又はユーザインターフェース１２４の内側、ユーザ２１０の顔の近く、導管１２６とユーザインターフェース１２４との間の接続箇所の近く、導管１２６と呼吸デバイス１２２との間の接続箇所の近くなど）の水分を検出するために使用され得る。このため、いくつかの実装形態において、水分センサ１７６は、呼吸デバイス１２２からの加圧空気の湿度を監視するために、ユーザインターフェース１２４又は導管１２６に位置決めされ得る。他の実装形態において、水分センサ１７６は、水分レベルが監視される必要のある任意の領域の近くに配置される。水分センサ１７６は、ユーザ２１０囲む周囲環境、例えば、ユーザ２１０の寝室の内部の空気の湿度を監視するためにも使用され得る。
いくつかの実装形態において、１つ以上のセンサ１３０はまた、ガルバニック皮膚反応（ＧＳＲ）センサ、血流センサ、呼吸センサ、脈拍センサ、血圧計センサ、酸素測定センサ、ソナーセンサ、ＲＡＤＡＲセンサ、血糖センサ、カラーセンサ、ｐＨセンサ、空質センサ、傾斜センサ、ＬｉＤＡＲセンサ、雨センサ、土壌水分センサ、水流センサ、アルコールセンサ、又はそれらの組み合わせを含む。
図１では別個に示されているが、１つ以上のセンサ１３０の組み合わせは、呼吸デバイス１２２、ユーザインターフェース１２４、導管１２６、加湿タンク１２９、制御システム１１０、ユーザデバイス１７０、又はそれらの組み合わせを含む、システム１００の任意の１つ以上の構成要素に統合及び／又は結合され得る。例えば、音響センサ１４１及び／又はＲＦセンサ１４７は、ユーザデバイス１７０に統合及び／又は結合され得る。このような実装形態において、ユーザデバイス１７０は、本開示のいくつかの態様によるシステム１００（例えば、制御システム１１０）による使用のための追加又は二次データを生成する二次デバイスとみなされ得る。いくつかの実装形態において、１つ以上のセンサ１３０のうちの少なくとも１つは、呼吸デバイス１２２、制御システム１１０、又はユーザデバイス１７０に結合されておらず、睡眠セッション中のユーザ２１０に概ね隣接して位置決めされる（例えば、ユーザ２１０の一部の上、又は接触して位置決めされる、ユーザ２１０によって着用される、ナイトスタンドに結合又はその上に位置決めされる、マットレスに結合される、天井に結合されるなど）。
１つ以上のセンサ１３０からのデータは、呼吸信号、呼吸数、呼吸パターン、吸気振幅、呼気振幅、吸気－呼気比、１つ以上の事象の発生、１時間当たりの事象数、事象のパターン、睡眠状態、無呼吸－低呼吸指数（ＡＨＩ）、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る、１つ以上の睡眠関連パラメータを決定するために分析され得る。１つ以上の事象は、いびき、無呼吸、中枢性無呼吸、閉塞性無呼吸、混合型無呼吸、低呼吸、マスク漏れ、咳、下肢静止不能、睡眠障害、窒息、心拍数の増加、呼吸困難、喘息発作、てんかん性事象、発作、血圧上昇、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。これらの睡眠関連パラメータの多くは生理学的パラメータであるが、睡眠関連パラメータの一部は、非生理学的パラメータであるとみなされ得る。１つ以上のセンサ１３０からのデータから、又は他のタイプのデータから、他のタイプの生理学的パラメータ及び非生理学的パラメータも決定され得る。
ユーザデバイス１７０（図１）は、表示デバイス１２８を含む。ユーザデバイス１７０は、例えば、スマートフォン、タブレット、ゲーム機、スマートウォッチ、ノートパソコンなどの移動デバイスであり得る。或いは、ユーザデバイス１７０は、外部感知システム、テレビ（例えば、スマートテレビ）、又は別のスマートホームデバイス（例えば、Ｇｏｏｇｌｅ Ｈｏｍｅ、Ａｍａｚｏｎｅ Ｅｃｈｏ、Ａｌｅｘａなどのスマートスピーカ）であり得る。いくつかの実装形態において、ユーザデバイスは、ウェアラブルデバイス（例えば、スマートウォッチ）である。表示デバイス１７２は、一般に、静止画像、ビデオ画像、又はその両方を含む画像を表示するために使用される。いくつかの実装形態において、表示デバイス１７２は、画像を表示するように構成されたグラフィックユーザインターフェース（ＧＵＩ）及び入力インターフェースを含むヒューマンマシンインターフェース（ＨＭＩ）として機能を果たす。表示デバイス１７２は、ＬＥＤディスプレイ、ＯＬＥＤディスプレイ、ＬＣＤディスプレイなどであり得る。入力インターフェースは、例えば、タッチスクリーン又はタッチセンシティブ基板、マウス、キーボード、又はユーザデバイス１７０と対話する人間のユーザによって行われた入力を感知するように構成された任意のセンサシステムであり得る。いくつかの実装形態において、１つ以上のユーザデバイスは、システム１００によって使用され得る、及び／又はシステム１００に備えられ得る。
制御システム１１０及びメモリデバイス１１４が、システム１００の別個で異なる構成要素として図１に記載され示されているが、いくつかの実装形態において、制御システム１１０及び／又はメモリデバイス１１４は、ユーザデバイス１７０及び／又は呼吸デバイス１２２に統合される。或いは、いくつかの実装形態において、制御システム１１０又はその一部（例えば、プロセッサ１１２）は、クラウドに位置され得る（例えば、サーバに統合される、モノのインターネット（ＩｏＴ）デバイスに統合される、クラウドに接続される、エッジクラウド処理などの対象となる）、１つ以上のサーバ（例えば、リモートサーバ、ローカルサーバなどに位置され得る、又はそれらの組み合わせである。
システム１００は、上記の構成要素のすべてを含むものとして示されているが、本開示を実装するためのシステムには、より多くの又はより少ない構成要素が含まれ得る。例えば、第１の代替システムは、制御システム１１０、メモリデバイス１１４、及び１つ以上のセンサ１３０のうちの少なくとも１つを含む。別の例として、第２の代替システムは、制御システム１１０、メモリデバイス１１４、１つ以上のセンサ１３０のうちの少なくとも１つ、及びユーザデバイス１７０を含む。さらに別の例として、第３の代替システムは、制御システム１１０、メモリデバイス１１４、呼吸治療システム１２０、１つ以上のセンサ１３０のうちの少なくとも１つ、及びユーザデバイス１７０を含む。このため、本開示を実装するための様々なシステムは、本明細書に示され、記載される構成要素の任意の部分を使用して、及び／又は１つ以上の他の構成要素と組み合わせて形成され得る。
一般に、呼吸システムの使用を処方されたユーザは、睡眠中に呼吸治療システム１２０を使用した後は、呼吸治療システム１２０を使用しない場合と比較して、より質の高い睡眠を経験し、日中の疲労が少ない傾向がある（特に、ユーザが睡眠時無呼吸又は他の睡眠関連障害に苦しんでいる場合）。しかしながら、多くのユーザは、ユーザインターフェース１２４が不快若しくは扱いにくい、又は他の副作用（例えば、口の渇き、唇の乾燥、喉の乾燥、不快感など）のため、処方された使用法に従わない。ユーザは、利点の経験（例えば、日中の疲労が少ない）を感じていない場合、呼吸治療システム１２０を処方どおりに使用しない（又は使用を完全に中止する）可能性が高くなる。
しかしながら、副作用、及び／又は睡眠の質の改善の欠如は、治療に対する有効性の欠如ではなく、口の漏れによるものであり得る。このため、ユーザの気道の物理的閉塞を特徴付け又は決定し、閉塞に関する情報をユーザ又は第三者に伝達して、ユーザがより質の高い睡眠を得ること及び／又は、無呼吸事象及び／又は低呼吸事象を含む睡眠呼吸障害（ＳＤＢ）の改善された治療に役立つことは有利であり、これにより、ユーザは、利点がないと感じたために呼吸治療システム１２０の使用を中止又は減少させない。
一般に、図２Ａ～２Ｂを参照すると、いくつかの実装形態によるシステム１００（図１）の一部が示されている。呼吸治療システム１２０のユーザ２１０及びベッドパートナ２２０は、ベッド２３０に位置し、マットレス２３２に横たわっている。ユーザインターフェース１２４（例えば、図２Ａのフルフェイスマスク、又は図２Ｂの鼻マスク）は、睡眠セッション中にユーザ２１０によって着用され得る。ユーザインターフェース１２４は、導管１２６を介して呼吸デバイス１２２に流体結合及び／又は接続される。次に、呼吸デバイス１２２は、導管１２６及びユーザインターフェース１２４を介して加圧空気をユーザ２１０に送達し、ユーザ２１０の喉の空気圧を上昇させて、睡眠中における気道の閉鎖及び／又は狭窄の防止に役立つ。呼吸デバイス１２２は、図２Ａに示すように、ベッド２３０に直接隣接するナイトスタンド２４０上に、より一般的には、ベッド２３０及び／又はユーザ２１０に一般的に隣接する任意の表面又は構造上に、位置決めされ得る。
いくつかの実装形態において、制御システム１１０、メモリ１１４、１つ以上のセンサ１３０のいずれか、又はそれらの組み合わせは、概してベッド２３０及び／又はユーザ２１０に隣接する任意の表面及び／又は構造上及び／又はその中に位置され得る。例えば、いくつかの実装形態において、１つ以上のセンサ１３０のうちの少なくとも１つは、ベッド２３０及び／又はユーザ２１０に隣接する呼吸治療システム１２０の１つ以上の構成要素上及び／又はその中の第１の位置２５５Ａに位置され得る。１つ以上のセンサ１３０は、呼吸治療システム１２０、ユーザインターフェース１２４、導管１２６、表示デバイス１２８、加湿タンク１２９、又はそれらの組み合わせに結合され得る。
代わりに又は追加で、１つ以上のセンサ１３０のうちの少なくとも１つは、ベッド２３０上及び／又はその中の第２の位置２５５Ｂに位置され得る（例えば、１つ以上のセンサ１３０は、ベッド２３０に結合及び／又は統合される）。さらに、代わりに又は追加で、１つ以上のセンサ１３０のうちの少なくとも１つは、ベッド２３０及び／又はユーザ２１０に隣接するマットレス２３２の上及び／又はその中の第３の位置２５５Ｃに位置され得る（例えば、１つ以上のセンサ１３０がマットレス２３２に結合及び／又は統合される）。代わりに又は追加で、１つ以上のセンサ１３０の少なくとも１つは、概してベッド２３０及び／又はユーザ２１０に隣接する枕の上及び／又はその中の第４の位置２５５Ｄに位置され得る。
代わりに又は追加で、１つ以上のセンサ１３０の少なくとも１つは、概してベッド２３０及び／又はユーザ２１０に隣接するナイトスタンド２４０の上及び／又はその中の第５の位置２５５Ｅに位置され得る。代わりに又は追加で、１つ以上のセンサ１３０の少なくとも１つは、１つ以上のセンサ１３０の少なくとも１つがユーザ２１５に結合及び／又は位置決めされるように、第６の位置２５５Ｆに位置され得る（例えば、１つ以上のセンサ１３０が、生地、衣類２１２、及び／又はユーザ２１０によって着用されるスマートデバイス２７０に埋め込まれる、又は結合される）。より一般的には、１つ以上のセンサ１３０のうちの少なくとも１つは、１つ以上のセンサ１３０がユーザ２１０に関連するセンサデータを生成し得るように、ユーザ２１０に対して任意の適切な位置に位置決めされ得る。
いくつかの実装形態において、マイクロフォン１４０などの一次センサは、睡眠セッション中のユーザ２１０に関連する音響データを生成するように構成されている。例えば、１つ以上のマイクロフォン（図１のマイクロフォン１４０と同一、又は類似のもの）は、（ｉ）呼吸デバイス１２２の回路基板、（ｉｉ）導管１２６、（ｉｉｉ）呼吸治療システム１２０の構成要素間のコネクタ、（ｉｖ）ユーザインターフェース１２４、（ｖ）ユーザインターフェースに関連するヘッドギア（例えば、ストラップ）、又は（ｖｉ）それらの組み合わせに統合及び／又は結合され得る。
追加で又は代わりに、１つ以上のマイクロフォン（図１のマイクロフォン１４０と同一、又は類似のもの）は、ユーザデバイス１７０、ＴＶ、腕時計（例えば、機械式時計又はスマートデバイス２７０）、ペンダント、マットレス２３２、ベッド２３０、ベッド２３０上に位置決めされた寝具、枕、スピーカ（例えば、図１のスピーカ１４２）、ラジオ、タブレット、無水加湿器、又はそれらの組み合わせなどの共同設置されたスマートデバイスに統合及び／又は結合され得る。
追加で又は代わりに、いくつかの実装形態において、１つ以上のマイクロフォン（図１のマイクロフォン１４０と同一、又は類似のもの）は、音響信号が１つ以上のマイクロフォンに移動することを可能にする空気通路がありさえすれば、システム１００（図１）及び／又はユーザ２１０（図２Ａ～２Ｂ）から離間され得る。例えば、１つ以上のマイクロフォンは、システム１００を含む部屋とは異なる部屋にあり得る。音響データの分析に少なくとも部分的に基づいて、ユーザの気道の物理的閉塞は特徴付け及び／又は決定され得る。
図３Ａ及び３Ｂを参照すると、概要は、ユーザ３１０（例えば、患者）の呼吸器系３１２の気道３０９を示している。気道３０９は、より具体的には、鼻気道３１１及び口気道３１３を含む。ユーザ３１０は、一般に、鼻腔、口腔、喉頭、声帯、食道、気管、気管支、肺、肺胞嚢、心臓、及び横隔膜を含む。より一般的には、ユーザ３１０は、概してユーザ３１０の首領域のユーザ３１０の呼吸器系３１２の領域を含む、喉３２０を有する。ユーザ３１０の横隔膜は、ユーザ３１０の胸郭の底部を横切って延在する筋肉のシートである。横隔膜は、一般に、心臓、肺、及び肋骨を含むユーザ３１０の胸腔３３０を、ユーザ３１０の腹腔３４０から分離する。横隔膜が収縮すると、胸腔３３０の容積が増加し、空気が肺に引き込まれる。舌下神経３１８は、一般に、舌３１６の動きの制御に関与し、舌３１６の外因性及び内因性筋肉に分布する複数の神経枝を含む。
より具体的に図３Ｂを参照すると、ユーザ３１０の気道３０９は、鼻腔、鼻骨、外側鼻軟骨、大鼻翼軟骨、鼻孔（１つを示す）、上唇、下唇、喉頭、硬口蓋、軟口蓋、中咽頭、舌、喉頭蓋、声帯、食道、気管を含む。ユーザ３１０の呼吸器系３１２は、気体交換を促進する。ユーザ３１０の鼻３５０及び口３６０は、ユーザ３１０の気道３０９への入口をそれぞれ形成する。図３Ａに最もよく示されているように、気道３０９は、ユーザ３１０の肺に深く侵入するにつれて、より狭く、より短く、より多くなる、一連の分岐管を含む。肺の主な機能は気体交換であり、吸入した空気から酸素を静脈血に移動させ、二酸化炭素を反対方向に移動させる。気管は左右の主気管支に分かれ、さらに最終的に末端細気管支に分かれる。気管支は伝導気道を形成し、気体交換には関与しない。気道３０９のさらなる分割は、呼吸細気管支につながり、最終的には肺胞につながる。肺の肺胞領域は、気体交換が行われる場所であり、呼吸帯という。
ユーザ３１０に影響を与え得る様々な呼吸器疾患が存在する。特定の障害は、特定の事象（例えば、無呼吸、低呼吸、過呼吸、又はそれらの任意の組み合わせ）によって特徴付けられる。睡眠関連障害及び／又は呼吸障害の例としては、周期性四肢運動障害（ＰＬＭＤ）、下肢静止不能症候群（ＲＬＳ）、睡眠呼吸障害（ＳＤＢ）、閉塞性睡眠時無呼吸（ＯＳＡ）、チェーンストークス呼吸（ＣＳＲ）、機能不全、肥満低換気症候群（ＯＨＳ）、慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）、神経筋疾患（ＮＭＤ）、及び胸壁障害などが挙げられる。
睡眠呼吸障害（ＳＤＢ）の一形態である閉塞性睡眠時無呼吸（ＯＳＡ）は、異常に小さい上気道３０９と、舌、軟口蓋、後口咽頭壁の領域における正常な筋緊張の喪失との組み合わせに起因する、睡眠中の上気道の閉塞又は障害を含む事象を特徴とする。この状態により、冒された患者は、典型的には３０～１２０秒の持続時間で、時には１晩に２００～３００回呼吸を停止する。ＯＳＡは、日中の過剰な傾眠を引き起こすことが多く、心血管疾患や脳の損傷を引き起こすことがある。この症候群は、特に中年の太りすぎの男性に共通する障害であるが、冒された人は問題に気付いていないことがある。
チェーンストークス呼吸（ＣＳＲ）は、睡眠呼吸障害の別の形態である。ＣＳＲは、ＣＳＲサイクルとして知られる換気量の増加と減少がリズミカルに交替する周期が存在する、患者の呼吸制御機能の障害である。ＣＳＲは、動脈血の脱酸素化と再酸素化の繰り返しを特徴とする。ＣＳＲは、低酸素状態が繰り返されるため有害である可能性がある。一部のユーザにおいて、ＣＳＲは睡眠からの反復的な覚醒に関連しており、これにより深刻な睡眠障害、交感神経活動の増加、及び後負荷の増加が引き起こされる。
呼吸不全は、肺がユーザのニーズを満たすのに、十分な酸素を吸入できない、又は十分なＣＯ２を吐出できない呼吸器疾患の包括的な用語である。呼吸不全には、以下の障害の一部又はすべてが包括することがある。呼吸機能不全（呼吸不全の一種）のユーザは、運動中に異常な息切れを経験することがある。
肥満低換気症候群（ＯＨＳ）は、低換気の他の既知の原因がない場合に、重度の肥満と覚醒下の慢性過炭酸症の組み合わせとして定義される。症状として、呼吸困難、朝の頭痛、日中の過剰な眠気が含まれる。
慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）は、空気移動に対する抵抗の増加、呼吸の呼気相の延長、及び肺の正常な弾力性の喪失など、特定の特徴を共通に有する下気道疾患群のいずれかを包含する。ＣＯＰＤの例は、肺気腫及び慢性気管支炎である。ＣＯＰＤは、慢性的な喫煙（主な危険因子）、職業上の暴露、大気汚染、及び遺伝的要因によって引き起こされる。症状には、労作時の呼吸困難、慢性的な咳、及び痰の生成が含まれる。
神経筋疾患（ＮＭＤ）は、内在筋病理を介して直接的に、又は神経病理を介して間接的に、筋肉の機能を損なう多くの疾患及び病気を包含する。ＮＭＤに苦しむ一部のユーザは、進行性の筋肉障害を特徴とし、歩行不能、車椅子生活、嚥下困難、呼吸筋の衰弱、そして最終的には呼吸不全による死亡に至る。神経筋障害は、急速に進行するものと遅く進行するものに分けられ得、（ｉ）数か月に亘って悪化し、２、３年で死に至る筋肉障害を特徴とする、急速に進行する障害（例えば、１０代の若者の、筋萎縮性側索硬化症（ＡＬＳ）及びデュシェンヌ型筋ジストロフィー（ＤＭＤ））、及び（ｉｉ）数年にわたって悪化し、平均余命を少々短縮するだけの筋肉障害を特徴とする、可変性且つ遅く進行する障害（例えば、肢帯型、顔面肩甲上腕型及び筋強直性の筋ジストロフィー）である。ＮＭＤにおける呼吸不全の症状は、全身の衰弱の増加、嚥下障害、労作時及び安静時の呼吸困難、疲労、眠気、起床時の頭痛、集中力及び気分の変化の困難を含む。
胸壁障害は、呼吸筋と胸郭の間の非効率的な結合をもたらす胸部奇形の群である。これらの障害は、通常、拘束性障害を特徴とし、長期高炭酸ガス性呼吸不全の可能性を共有する。脊柱側弯症及び／又は脊柱後側弯症は、重度の呼吸不全を引き起こすことがある。呼吸不全の症状は、労作時の呼吸困難、末梢浮腫、起座呼吸、反復性胸部感染症、起床時の頭痛、疲労、睡眠の質の低下、及び食欲不振を含む。
これらの他の障害は、個人が睡眠中に発生する特定の事象（例えば、いびき、無呼吸、低呼吸、下肢静止不能、睡眠障害、窒息、心拍数の増加、呼吸困難、喘息発作、てんかん性事象、発作、又はそれらの任意の組み合わせ）を特徴とする。これらの他の睡眠関連障害は不眠症と同様の症状を示すことがあるが、これらの他の睡眠関連障害を不眠症と区別することは、異なる治療法を必要とし得る特性を区別する効果的な治療計画を作成するのに有用である。例えば、疲労は一般的に不眠症の特徴であるが、日中の過剰な眠気は他の障害（ＰＬＭＤなど）の特性的な特徴であり、意図せずに眠りにつく生理的傾向を反映している。
原因が気道３０９内の物理的閉塞に関する場合、１つ以上の上述の障害及び関連する症状は、よりよく治療され得る。物理的閉塞の位置や大きさなどの特徴を決定することは、冒された人の治療を忠告及び／又は改善するのに非常に有益である。
図４を参照すると、ケプストラムは、音響信号がＸ軸に沿って移動するにつれて、Ｙ軸に沿って変化する音響振幅を有する音響信号４００を示している。音響信号４００は、概して遭遇した物理的閉塞に基づいて変化する音響振幅を有する。ケプストラムは、１つ以上の信号処理方法を介して得られる。
Ｘ軸に沿った移動経路は、ユーザ５１１（図５に示される）のマスク位置Ｍ１まで及びそれを含む音響信号４００の距離を指す気道前部分Ｘ１を含む。マスク位置Ｍ１において、音響信号４００は、マスク位置Ｍ１におけるマスクによって引き起こされる第１の音響反射４０２の少なくとも一部を示す第１の振幅Ｙ１を有する。音の放射の起点Ｏとマスク位置Ｍ１との間の距離は、第１の距離Ｘ１として示される。マスク位置Ｍ１は、口位置Ｍ２で終了する。
次いで、口の位置Ｍ２に遭遇した後、音響信号４００は、ユーザの気道３０９内にさらに第２の距離Ｘ２移動し、物理的閉塞Ｐに遭遇する。物理的閉塞Ｐにおいて、音響信号は、物理的閉塞Ｐによって引き起こされる第２の音響反射４０４（「音響反射４０４」ともいう）の少なくとも一部を示す第２の振幅Ｙ２を有する。物理的閉塞Ｐは、第２の距離Ｘ２の後、気道３０９内に第３の距離Ｘ３延在する。このため、ケプストラムは、ユーザ５１１の気道３０９内の物理的閉塞Ｐの位置を示す、第１及び第２の音響反射４０２、４０４に関連する距離（例えば、第１の距離Ｘ１、第２の距離Ｘ２、及び／又は第３の距離Ｘ３）を識別する（図５に示される）。
いくつかの例によると、マスクは、上記の図２Ａに示されたユーザインターフェース１２４の形態である。例えば、マスクは、ユーザの鼻と口を覆うように位置決めされる顔面マスクである。マスクが口の位置Ｍ２に配置されたとき、ケプストラムは、マスクと物理的閉塞Ｐとの間の距離である第２の距離Ｘ２を識別する。
第１の音響反射４０２は、第２の音響反射４０４の信号形態とは異なる特定の信号形態を有する。例えば、第１の振幅Ｙ１は第２の振幅Ｙ２よりも大きい。別の例において、第１の音響反射４０２の形状は、第２の音響反射４０４の形状とは異なる。いくつかの例によると、信号形態は音響波の音響形状を含む。
本開示のいくつかの実装形態によると、物理的閉塞Ｐの１つ以上の物理的特性は、第１の音響反射４０２及び第２の音響反射４０４のうちの１つ以上の信号形態に基づいて推定される。
図５を参照すると、システム５００は、音響信号４００を生成するための音響デバイス５０２を備える。音響デバイス５０２は、音発生器５０４及び音検出器５０６を備える。いくつかの実装形態において、音検出器５０６は、ユーザの呼吸に関連する受動音響データを生成するのに適した受動音響センサとして機能してよい。
本開示のいくつかの実装形態によると、音発生器５０４は、スピーカ又はモータの形態である。例えば、スピーカは、上記の、図１に示したスピーカ１４２である。別の例において、モータは、上記の、図１及び２Ａに示された呼吸デバイス１２２に備えられる。このため、例えば、音響信号は、スピーカ又はモータ５０２のいずれか又は両方によって放出される。
本開示のいくつかの実装形態によると、音発生器５０４及び音検出器５０６のうちの少なくとも１つは、必ずしも音響デバイス５０２に備えられるわけではないが、一般に、システム５００のどこかに備えられる。いくつかの実装形態によると、システム５００は、概して、上記の、図１に示されたシステム１００と類似又は同一であり、システム１００の１つ以上の構成要素を含む。
本開示のいくつかの実装形態によると、スピーカ５０２は、１つ以上の標準音（例えば、既製の音アプリケーションからの原音、未修正音）、カスタム音、非可聴周波数、ホワイトノイズ音、広帯域インパルス、連続正弦波、方形波、のこぎり波、及び周波数変調正弦波（例えば、チャープ）である、音の形態で音響信号４００を生成する。いくつかの他の実装形態によると、音響信号４００は、可聴音、超音波、ホワイトノイズ信号、ガウスホワイトノイズ信号、ブラウンノイズ信号、ピンクノイズ信号、広帯域信号、狭帯域信号、又はそれらの組み合わせのうちの１つ以上の形態である。
本開示のいくつかの実装形態によると、音検出器５０６は、マイクロフォンの形態である。例えば、マイクロフォンは、上記の、図１に示されたマイクロフォン１４０である。
システム５００は、機械可読命令を格納するためのメモリデバイス５１４をさらに備え得る。いくつかの実装形態によると、メモリデバイス５１４は、上記の、図１に示されたメモリデバイス１１４の形態である。
システム５００は、１つ以上のプロセッサ５１２を有する制御システム５１０をさらに備え得る。プロセッサ５１２は、音響デバイス５０２に通信可能に結合される。本開示のいくつかの実装形態によると、制御システム５１０は、上記の、図１に示された制御システム１１０の形態である。本開示のいくつかの実装形態によると、プロセッサ５１２は、上記の、図１に示されたプロセッサ１１２の形態である。
制御システム５１０は、メモリデバイス５１４に格納された機械可読命令を実行して、音響デバイス５０２によってユーザ５１１の気道３０９内に放出された音響信号４００の音響反射４０４を検出するように構成されている。音響反射４０４は、ユーザ５１１の気道３０９内の物理的閉塞Ｐによって引き起こされる。
いくつかの実装形態によると、システム５００は、任意選択で、ユーザ５１１の位置を検出するための運動センサ５１６を備える。本開示のいくつかの実装形態によると、運動センサ５１６は、上記の、図１に示された運動センサ１３８の形態である。運動センサ５１６は、任意選択で、カメラ、ベッドセンサ、加速度計、ソナーセンサ、超広帯域インパルス無線（ＩＲ－ＵＷＢ）センサなどの無線周波数（ＲＦ）センサ、及び／又は、運動センサ１３８、音響センサ１４１、又はＲＦセンサ１４７に関して上記の任意の他のセンサのうち１つ以上を含む。
運動センサ５１６は、ユーザの位置及び／又はユーザの向きを含むユーザポジションを検出する。例えば、ユーザ位置は、システム５００に対する、及び／又はベッド（上記の、図２Ａに示されたベッド２３０など）に対するユーザポジションを識別する。別の例において、ユーザ位置は、システム５００に対する、及び／又はベッドに対するユーザの向きを識別する。
音響反射４０４に関連する音響データは分析され、ユーザ５１１の気道３０９における物理的閉塞Ｐの発生が特徴付けられる。物理的閉塞Ｐの発生の特徴付けは、分析された音響データに少なくとも部分的に基づく。本開示のいくつかの実装形態によると、特徴付けは、分析された音響データのみに基づく。すなわち、いくつかの実装形態において、本明細書で開示された方法及びシステムは、分析された音響データのみに基づいた無呼吸事象の特徴付けが可能である。物理的閉塞Ｐは、ユーザ５１１における無呼吸事象又は低呼吸事象を示している。呼吸器系の導管内の障害物を検出するための音響反射の分析は、国際公開第２０１０／０９１４６２号明細書 に開示されており、その全体を本明細書に参照として援用する。この場合、同様の分析を採用して、閉塞性無呼吸、中枢性無呼吸、又は低呼吸であると、個々のユーザの気道内の物理的閉塞に特徴付けし得る。
本開示のいくつかの実装形態によると、音響データは、ユーザ５１１の口の領域、鼻の領域、及び喉の領域（これらは、図３Ａ及び３Ｂにより明確に示されている）のうちの少なくとも１つにおける物理的測定値を含む。
物理的閉塞Ｐの発生の特徴付けは、例えば、ユーザ５１１の気道３０９内の物理的閉塞Ｐの部位位置を決定することを含む。図５の説明によると、物理的閉塞Ｐは、音響信号がユーザの気道３０９、例えばユーザ５１１の口３６０に入る点から第２の距離Ｘ２後ろにある。特徴付けは、他の例によると、物理的閉塞Ｐの部位サイズ、部位形状、及び／又は任意の他の物理的特性を決定することをさらに含む。
本開示のいくつかの実装形態によると、物理的閉塞Ｐの物理的特性のうち１つ以上は、分析された音響データによって示されるように、音響インピーダンスの変化に基づいて推定される。本開示のいくつかの実装形態によると、物理的閉塞Ｐの物理的特性のうち１つ以上は、ユーザ５１１の気道３０９内の物理的閉塞Ｐから発生する音響反射４０４の分析に基づいて推定される。
本開示のいくつかの実装形態によると、物理的閉塞Ｐの物理的特性のうち１つ以上は、（ａ）口の位置Ｍ２（ユーザ５１１の気道３０９に入る前）で反射する１つ以上の音響波、及び（ｂ）物理的閉塞Ｐ（ユーザ５１１の気道３０９への進入後）で反射する１つ以上の音響波の分析に基づいて推定される。本開示のいくつかの他の実装形態によると、物理的閉塞Ｐの物理的特性のうち１つ以上は、音響波が口の位置Ｍ２を通過してユーザ５１１の気道３０９内に移動する第２の距離Ｘ２に基づいて推定される。いくつかの例によると、気道３０９への入口点は、ユーザ５１１の口領域（すなわち、口位置Ｍ２）又は鼻領域である。
本開示のいくつかの実装形態によると、物理的閉塞Ｐの物理的特性のうちの１つ以上は、年齢、性別、体重、口のサイズ、首のサイズ、又はユーザ５１１が現在使用しているマスクのタイプなど、ユーザ５１１の１つ以上の特性に基づいて推定される。
本開示のいくつかの実装形態によれば、音響信号４００は、無呼吸事象又は低呼吸事象が発生していることを検出した後、例えば、呼吸デバイスを使用して無呼吸事象又は低呼吸事象が発生していることを検出した後、特定の監視時間に放出される。例えば、特定の監視時間は、少なくとも４秒の持続時間で０．１秒間隔であるように選択される。
本開示のいくつかの実装形態によると、音響信号４００は断続的に放出される。例えば、音響信号４００は、所定の期間の０．０１秒毎～１０秒毎に放出される。一例によると、所定の時間は、ユーザ５１１の典型的な睡眠時間中の午後１０時から午前６時までの間である。
本開示のいくつかの実装形態によると、音響信号４００は連続的に放出される。例えば、音響信号４００は、所定の期間中連続的に放出される。一例によると、所定の時間は、ユーザ５１１の典型的な睡眠時間中の午後１０時から午前６時までの間である。
本開示のいくつかの実装形態によると、音響反射４０４は、物理的閉塞Ｐの２つ以上のサイトへの飛行時間を捕捉するのに十分な期間で監視される。例えば、物理的閉塞Ｐは、ユーザ５１１の気道３０９を通って延在する第１の部位Ｓ１及び第２の部位Ｓ２を含む複数のサイトを有する。言い換えると、物理的閉塞Ｐは、必ずしも気道３０９内の単一の点に制限されるのではなく、任意選択で気道３０９に沿って延在する。
本開示のいくつかの実装形態によると、音響反射４０４を監視するための最小期間は、音響信号４００が放出された時点から少なくとも約０．０１５秒である。本開示の他の実装形態によると、最小期間は、音響信号４００が放出された時点から少なくとも約４秒である。
本開示のいくつかの実装形態によると、音響データは、無呼吸事象又は低呼吸事象全体の間にサンプリングされる。例えば、典型的な無呼吸事象は、最低１０秒間の呼吸の停止として定義される。しかしながら、無呼吸事象は、約１０秒から約３０秒までの間続くことがある。場合によっては、無呼吸事象が１分を超えることがある。従って、音響データは、物理的閉塞Ｐの監視が無呼吸事象の開始時に開始すると仮定すると、無呼吸事象が終了するまで、最低１０秒間サンプリングされる。本開示の例示的な実装形態によると、物理的閉塞Ｐの持続時間は、物理的閉塞Ｐの開始及び終了を監視及び決定することによって決定される。
本開示のいくつかの実装形態によると、物理的閉塞Ｐの発生は、物理的閉塞の開始から約０．２５秒以内に特徴付けられる。このため、この例によると、物理的閉塞Ｐの特徴付け（例えば、位置及びサイズ）が非常に迅速に達成される。
本開示のいくつかの実装形態によると、物理的閉塞Ｐの発生は、無呼吸事象又は低呼吸事象の開始から約４～６秒後に特徴付けられる。それぞれの事象は、任意選択で、図１、２Ａ、及び２Ｂに関する上記の呼吸治療システム１２０などの異なるシステムで独立して決定される。例えば、呼吸治療システム１２０は、ＰＡＰシステム、ＣＰＡＰシステム、ＢＰＡＰシステム、ＶＰＡＰシステム、又はそれらの組み合わせである。
本開示のいくつかの実装形態によると、システム５００は、閉塞性睡眠時無呼吸を治療するためのＰＡＰシステム１２０の形態で、呼吸治療システム１２０（図１、２Ａ、及び２Ｂに示される）を含む。任意選択で、ＰＡＰシステム１２０は、図１、２Ａ、及び２Ｂに関して上述したように、無呼吸事象又は低呼吸事象の発生を独立して決定することが可能である。
いくつかの実装形態によると、上述され、図１、２Ａ、及び２Ｂに示されたように、ＰＡＰシステム１２０は、加圧空気をユーザに送達する呼吸デバイス１２２を含む。加圧空気に関連する流量データ及び／又は圧力データは、無呼吸事象又は低呼吸事象の発生を独立して決定するために使用される。ＰＡＰシステム１２０は、流量データ及び／又は圧力データを出力するための外部圧力センサ及び／又は内部圧力センサのうちの少なくとも１つを備える。外部圧力センサ及び／又は内部圧力は、任意選択で、圧力センサ１３２及び／又は流量センサ１３４（上記の、図１に示される）の形態である。
システム５００に組み込まれるように、ＰＡＰシステム１２０は、任意選択で、ユーザ５１１上で位置決めするための、上記の、図１、２Ａ、及び２Ｂに示されたユーザインターフェース１２４と類似又は同一のユーザインターフェースを含む。ユーザインターフェースは、鼻マスク、鼻ピローマスク、及び／又はフルフェイスマスクを含む。
システム５００が呼吸治療システム１２０を含む（図１、２Ａ、及び２Ｂに示される）いくつかの実装形態によると、制御システム５００は、睡眠セッション中に呼吸治療システム１２０を介してユーザ５１１の気道３０９に加圧空気を供給するように構成されている。制御システム５００は、加圧空気に関連する流量データを受信し（例えば、図１に示された流量センサ１３４を介して）、流量データに基づいて、無呼吸事象又は低呼吸事象の発生を決定する。制御システム５００は、無呼吸事象又は呼吸低下事象中に、音響デバイス５０２を介してユーザ５１１の気道３０９内に音響信号４００を放出する。音響反射４０４は、ユーザ５１１の気道３０９内の物理的閉塞Ｐに基づいて受信される。音響反射４０４に関連する音響データが分析され、分析された音響データに少なくとも部分的に基づいて、物理的閉塞Ｐの物理的特性が特徴付けられる。
本開示のいくつかの実装形態によると、音響反射は、ケプストラム信号を推定することによって、空間及び／又は時間における反射を分離するために処理されてよい。これは、高速フーリエ変換を介して音響反射の周波数スペクトルを計算して、この周波数スペクトルの絶対値の大きさの自然対数を取って、逆フーリエ変換を実行して、信号の実部を計算してケプストラムを生成するという、一連の段階で音響反射を処理することによって実現される。このプロセスは複数の時間間隔に亘って繰り返され、平均ケプストラムが推定されてよい。結果として得られるケプストラム信号は、反射を時間及び／又は距離で分離することに類似した、音響応答の周波数領域への変換を行う。次いで、ケプストラム信号は、１つ以上の統計分析、パターン認識アルゴリズム、及び／又は機械学習又は深層学習技術を使用して物理的閉塞を特徴付けるためにさらに処理され得る。
本開示のいくつかの実装形態によると、音響データは、複数の音声サンプルを含む。本開示のいくつかのさらなる実装形態によると、音響反射４０４の平均結果を提供するために、複数の音声サンプルが平均化される。音声サンプルは、所定の期間などの、ある期間に亘って受信された複数の音響反射に対応する。
本開示のいくつかの実装形態によると、制御システム５１０は、ユーザ５１１の身体器官、例えば肺、の位置を識別するようにさらに構成されている。このため、物理的閉塞Ｐを識別する代わりに、又はそれに加えて、制御システム５１０は、他の身体器官を識別するという追加の医学的利益を提供する。反射された音響信号に基づいて肺とその位置を識別することによって、気道内の物理的閉塞の位置をいっそうよく推定し得る。
図６を参照して、本開示のいくつかの実装形態によると、気道３０９が部分的な虚脱状態ＰＣにあるという決定がなされる。部分的な虚脱状態ＰＣは、低呼吸事象が発生していることを示す。音響データは、音響反射４０４が、第１の振幅６０２を有する第１の形状６００を有して表されることを示す。
図７を参照して、本開示のいくつかの実装形態によると、気道３０９が完全な虚脱状態ＦＣにあるという決定がなされる。完全な虚脱状態ＦＣは、低呼吸事象が発生していることを示す。音響データは、音響反射４０４が、上記の、図６に示された低呼吸事象に関連する音響データの第１の形状６００及び第１の振幅６０２とは異なる、第２の振幅７０２を有する第２の形状７００を有して表されていることを示す。
第１の振幅６０２又は第２の振幅７０２は、一般に、山又は谷などのケプストラム信号の特徴を指す。分析の目的で、ゼロより上又は下に逸脱する信号のセグメント及びその振幅が関連する。例えば、関連するセグメントの特徴は、セグメント、高さ、あるピークでのセグメント幅、曲線の下の面積（及び、それが＋ｖｅか－ｖｅか）を含む。物理的閉塞に関して、ケプストラム信号の＋ｖｅ隆起は、物理的閉塞を示す異なる形状をとる可能性がある。
例えば、音響データにおける導管の閉塞及びシグネチャは、ヘッドギア導管が閉塞しやすい領域内の、閉塞の様々な程度、及び閉塞の様々な位置と共に、治療セッション中の通常の閉塞されていない動作下でのヘッドギア導管の音響データから決定される、ベースライン音響シグネチャを含む。次いで、ベースライン音響シグネチャは、ヘッドギア導管の異常を識別し、異常が閉塞によるものであると決定するために、実際の音響シグネチャ（例えば、ケプストラム）と比較され得る。いくつかの実装形態において、ヘッドギア導管の閉塞の程度の推定値は、閉塞の割合、又は部分的な閉塞、又は完全な閉塞を割り当てるなど、推定され得る。運用音響シグネチャと比較するためのベースラインデータは、ベースライン音響シグネチャのデジタル ライブラリに格納され得る、及び／又は、特定の呼吸治療システムの音響データの訓練アルゴリズムを通じて、又は呼吸治療システムのコレクションから開発され得る。
いくつかの実装形態において、決定されたシグネチャが、ヘッドギア導管内で閉塞しやすい領域内の、閉塞の様々な程度、及び閉塞の様々な位置に伴う学習パターンと共に、治療セッションの操作中に閉塞及び／又は非閉塞ヘッドギア導管に関連する学習パターンを有する機械学習アルゴリズムによって分析され得ると考えられる。
いくつかの実装形態において、閉塞を検出する方法は、分析された音響データを機械学習モデルに入力することによって、決定された音響シグネチャの識別された異常が閉塞であるかどうかを決定することに基づく。１つ以上の実装形態において、機械学習モデルは、監視下又は非監視下であり得る。１つ以上の実装形態において、機械学習モデルは、ニューラルネットワークであり得る。１つ以上の実装形態において、ニューラルネットワークは、ディープニューラルネットワーク又はシャローニューラルネットワークであり得る。１つ以上の実装形態において、ディープニューラルネットワークは重畳型ニューラルネットワークであり得る。この方法のいくつかの態様によると、ディープニューラルネットワークは、１つ以上の重畳層及び１つ以上の最大プーリング層を含む。
一部の実装形態において、１つ以上の音響シグネチャは、例えば、機械学習モデル（例えば、線形回帰、ロジスティック回帰、最近傍、決定木、ＰＣＡ、単純ベイズ分類器、及びｋ－ｍｅａｎｓクラスタリング、ランダムフォレストなど）に供給され得る、及び、ヘッドギア導管の異常の識別（例えば、閉塞、非閉塞、閉塞の程度など）を返し得る。１つ以上の実装形態において、決定された音響シグネチャにおける識別された異常がヘッドギア導管の閉塞に関するかどうかを決定することは、ヘッドギアインターフェースのヘッドギア導管の１つ以上の既知のシグネチャを既知の閉塞度（完全に閉塞、部分的に閉塞、非閉塞など）と一致させる１つ以上の決定された音響シグネチャに少なくとも部分的に基づき得る。識別された異常が閉塞に関するという決定は、決定されたシグネチャを既知のシグネチャと一致させることに基づいて決定され得る。
いくつかの実装形態において、信号の経時的なピークの高さなど、音響信号について生成された音響データから導出された様々な特徴又はシグネチャが決定され得ると考えられる。閉塞されていないヘッドギア導管のピークの高さと閉塞された（又は様々な程度の閉塞の）ヘッドギア導管のピークの高さとの間の変化は、分析され得る。次いで、分析により、ヘッドギア導管の異常が識別され、異常が閉塞によるものであると判断され得る。例えば、ピークの高さが特定のしきい値を超えている場合、分析により、異常がヘッドギア導管の閉塞であると決定される。ピークの高さが特定の値を下回っている場合、分析により、異常がヘッドギア導管の閉塞ではないと決定される。
本技術は、閉塞に関する決定された音響シグネチャから識別された異常の決定に応じて、ヘッドギア導管内で検出された閉塞に関する情報が、呼吸治療システムに関連する体位アルゴリズムモジュール及び／又は体動アルゴリズムモジュールによる分析のために格納されることを企図する。いくつかの実装形態において、１つ以上のヘッドギア導管で検出された閉塞に関する情報は、呼吸治療システムに関連する体位アルゴリズムモジュール及び／又は体動アルゴリズムモジュールに入力され得る。ヘッドギア導管の閉塞は、ユーザの頭／体が横の位置／横向きにあることを示すと予想される。
いくつかの実装形態において、ケプストラムの文脈における音響シグネチャは、ケプストラムに現れる特定のパターンを含むと考えられる。異常（例えば、閉塞）がヘッドギア導管に存在するかどうかを決定する場合に、分析は、１つのケプストラム又は多くのケプストラム（例えば、組み合わされた）を調べることを含み得る。ケプストラムは、閉塞されたヘッドギア導管を一緒に示し得る複数の特徴を含み得る。対象となるケプストラムの特徴は、ケプストラムプロットの様々な隆起、山、谷の位置、振幅、及び形状を含め得る。導管閉塞の場合、ヘッドギア導管の対象領域（例えば、図４の領域４５０ａ、４５０ｂ）におけるケプストラムの変化は、通常、ヘッドギア導管の閉塞点（すなわち、狭小化）に対応したケプストラムプロットの正のピークで特徴付けられる。しかしながら、導管閉塞は、ヘッドギア導管の閉塞点付近の音響経路の拡大点に対応するケプストラムプロットにおける１つ以上の負のピークによって、追加で又は代わりに特徴付けられてよい。対象となるその他の特徴には、ピークの高さ（振幅）、ピーク隆起、歪度、尖度、交線の上／下の領域、基準点の位置又は振幅、周波数成分、ピーク数、標準偏差、及びピーク間の距離、又は上記の任意の組み合わせを含み得る。
いくつかの実装形態において、フィルタリング又は一次若しくは二次の導関数、又は積分などの処理又は前処理はまた、音声データに対して完了され得る。例えば、生成された音響データの分析は、ケプストラム信号の変化率を決定するためにケプストラムの導関数を計算することを含み得る。ケプストラムの導関数は、導管の閉塞を検出するために使用される追加情報を提供し得る。ケプストラムの導関数により、同じ入力からの代替機能の識別も可能になります。
本開示は、導管閉塞の検出のためのケプストラムの文脈における音響シグネチャの決定を記載するが、音響シグネチャが、１つ以上のスペクトル、時間領域、自己相関、離散コサイン変換、相互相関、メル周波数ケプストラム係数、線形予測符号化、ウェーブレット分解、ケプストラム、パワー ケプストラム、及び／又は複素ケプストラムにおける同様の操作によって検出され得ると考えられる。
いくつかの実装形態において、音響信号は、スピーカなどの音声変換器を介して、ユーザインターフェースに接続されたチューブ内に放出され得る。代わりに又は追加で、音響信号は、チューブに接続された呼吸治療デバイスのモータを介してチューブ内に放出され得る。例えば、呼吸治療デバイスのモータは、空気の流れを生成し、チューブを通して空気を押し出す際に、ファンブレードの回転から音を放出し得る。放出された音は、音響信号、又は音響信号の少なくとも一部であり得る。
いくつかの実装形態において、音響信号は、人間（例えば、平均的な人間の聴覚を持つ平均的な人間）に可聴な音であり得る。音は、人間が検出するのに十分な大きさの振幅を有し、概して約２０Ｈｚ～約２０，０００Ｈｚである人間の聴覚の周波数範囲内の周波数を有する場合、人間に聞こえる。いくつかの実装形態において、音響信号は、人間（例えば、平均的な人間の聴覚を持つ平均的な人間）に非可聴な音であり得る。音は、振幅が人間の知覚可能な最低振幅よりも小さい場合、非可聴である。例えば、１つ以上の実装形態において、音響信号は、人間の聴覚で知覚可能な最高周波数よりも高い周波数を有する超音波であり得る。
１つ以上の実装形態において、生成された音響データは、複数の音響信号の複数の音響反射から生成され得る。音響信号は、繰り返し放出される同じ音響信号であり得る、一緒に放出されて単一の音響信号を形成する異なる音響信号であり得る、又は別々に放出され得る。複数の音響反射に対する複数の音響信号が存在する場合、生成された音響データは、複数の音響信号の複数の音響反射の平均であり得る。
いくつかの実装形態において、生成された音響データは、音響信号の音響反射内に一次反射を含み得る。追加で、又は代わりに、生成された音響データは、音響信号の音響反射内に二次反射を含み得る。追加で、又は代わりに、生成された音響データは、音響信号の音響反射内に三次反射を含み得る。生成された音響データは、一次、二次、又は三次反射から分析され得る。例えば、導管の閉塞を検出又は識別するために使用される音響シグネチャは、生成された音響データ内の一次反射に関し得る。或いは、導管の閉塞を検出又は識別するために使用される音響シグネチャは、二次反射、三次反射などの、生成された音響データ内の一次反射以外の反射に関し得る。或いは、導管の閉塞を検出又は識別するために使用される音響シグネチャは、第１及び第２の反射、第１及び第３の反射、第１，第２，及び第３の反射、第２及び第３の反射などの、反射の組み合わせを含み得る。
いくつかの実装形態において、一次反射に対応するケプストラムの大きさは、二次反射に対応するケプストラムの大きさよりも大きくてよい。しかしながら、一次反射と二次反射のプロットの形状は類似してよい。１つ以上の実装形態において、二次反射における音響シグネチャは、ユーザインターフェースの導管の閉塞の検出に関して一次反射における音響シグネチャを確認するために使用され得る。１つ以上の実装形態において、追加の反射（例えば、二次反射及び／又は三次反射）の有無は、ユーザインターフェースの導管の閉塞を検出するための音響シグネチャとして使用され得る。１つ以上の実装形態において、一次反射に対する二次反射（及び／又は三次反射）の比率は、ユーザインターフェースの閉塞を検出するための音響シグネチャとして使用され得る。
呼吸治療システムは、生成された音響データを分析して、ヘッドギアの導管の閉塞又は非閉塞の特性を、生成された音響データ内の１つ以上のシグネチャに関連付ける。１つ以上のシグネチャは、例えば、変換の最大の大きさ、変換の最小の大きさ、変換の標準偏差、変換の歪度、変換の尖度、変換の絶対値の中央値、変換の絶対値の合計、変換の正の領域の合計、変換の負の領域の合計、基本周波数、基本周波数に対応するエネルギー、平均エネルギー、導管及びユーザインターフェースの組み合わせの少なくとも１つの共振周波数、少なくとも１つの共振周波数の変化、範囲内のピークの数、ピーク隆起、ピーク間の距離、又はそれらの組み合わせを含み得る。１つ以上の実装形態において、シグネチャの１つ以上は、経時的な上記の側面の１つ以上の変化であり得る。変更は、例えば、所定の期間（例えば、１０秒、２０秒、３０秒、１分、数分）の経過に亘る連続する反復など、決定された音響シグネチャをベースラインの音響シグネチャと比較する一連の反復中であり得る。
いくつかの実装形態において、生成された音響データの分析は、生成された音響データの変換（例えば、離散フーリエ変換ＤＦＴ又は離散コサイン変換ＤＣＴ）の計算など、生成された音響データのスペクトルの生成を含む。その後、生成された音響データの分析は、スペクトルの対数の計算をさらに含み得る。その後、生成された音響データの分析は、対数スペクトルの逆変換（例えば、ｉＤＦＴ又はｉＤＣＴ）の計算など、対数スペクトルのケプストラムの計算を含み得る。そして、計算されたケプストラムは、ヘッドギアの導管の異常を識別し、識別された異常が閉塞に関するかどうかを決定するために使用され得る１つ以上の音響シグネチャについて分析され得る。
いくつかの実装形態において、生成された音響データの分析は、生成された音響データの全てを分析することを必要としない。例えば、生成された音響データの分析は、上記のスペクトルのセグメントの選択を含み得る。セグメントの選択後、分析は、スペクトルのセグメントの直接変換（例えば、ＤＦＴ又はＤＣＴ）の計算をさらに含み得る。直接変換から、ユーザインターフェースの１つ以上の特徴は、ユーザインターフェースのカテゴリを識別するために、セグメントのフーリエ変換内の１つ以上のシグネチャに関連付けられ得る。或いは、生成された音響データの分析は、上記の生成された音響データの対数スペクトルのセグメントの選択を含み得る。対数スペクトルから、分析は、対数スペクトルのフーリエ変換など、対数スペクトルの変換の計算を含み得る。或いは、分析は、対数スペクトルの逆変換、又は対数スペクトルの変換の逆変換の計算を含み得る。
いくつかの実装形態において、生成された音響信号のセグメントは、概してヘッドギアのユーザインターフェースのどこに閉塞が位置されるかを示す、生成された音響データ内の１つ以上のシグネチャに基づいて、生成された音響データをトリミングすることによって、分析のために選択され得る。これは一般に、ヘッドギアのユーザインターフェースとヘッドギアの導管が位置されるその端における、マイクロフォンの既知の位置、及びチューブの既知の長さに基づいている。
いくつかの実装形態において、ヘッドギアのユーザインターフェースの閉塞を識別するために使用される音響シグネチャは、生成された音響データ内の一次反射に関し得る。或いは、ユーザインターフェースを分類するために使用されるシグネチャは、二次反射、三次反射などの、生成された音響データ内の一次反射以外の反射に関し得る。或いは、ユーザインターフェースを分類するために使用されるシグネチャは、第１及び第２の反射、第１及び第３の反射、第１，第２，及び第３の反射、第２及び第３の反射などの、反射の組み合わせを含み得る。
いくつかの実装形態によると、ヘッドギアのユーザインターフェースにおける閉塞の決定は、ケプストラムの１つ以上のシグネチャ、例えば、しきい値よりも大きい最大振幅を有する、ケプストラム内の１つ以上の山又は谷を含み得る。
いくつかの実装形態において、ケプストラムの計算は、高速フーリエ変換を介して音響反射の周波数スペクトルを計算して、この周波数スペクトルの絶対値の大きさの自然対数を取って、逆フーリエ変換を実行して、信号の実部を計算してケプストラムを生成するという、一連の段階で音響反射を処理することによって実現される。このプロセスは複数の時間間隔に亘って繰り返され、平均ケプストラムが推定されてよい。結果として得られるケプストラム信号は、反射を時間及び／又は距離で分離することに類似した、音響反射の周波数領域の変換を行う。１つ以上の実装形態において、ケプストラムは、任意選択でサンプルの５０％重複を有する、音響反射の４０９６サンプルの高速フーリエ変換を使用して計算され得る。これらの４０９６サンプルは、生成された音響データの約０．２秒を表す。
いくつかの実装形態において、生成された音響データの分析は、ケプストラム信号の変化率を決定するためにケプストラムの導関数を計算することを含み得る。ケプストラムの導関数は、識別された異常が閉塞に関するかどうかを決定する追加情報を提供し得る。
いくつかの実装形態において、生成された音響データを分析する呼吸治療システムは、生成された音響データの正規化を含み得る。生成された音響データを正規化すると、交絡条件が説明され得る。交絡条件は、例えば、マイクロフォンゲイン、呼吸振幅、治療圧、チューブの長さの変化、チューブのカール又は伸張、異なる治療圧、周囲温度、又はそれらの組み合わせであり得る。
図８を参照すると、携帯電話８００は、図５に示されるシステム５００に関して上述された構成要素及び機能のうちの１つ以上を実装する。携帯電話８００は、物理的閉塞Ｐ（図５に示される）の発生の決定及び／又は特徴付けに応じて、忠告８０４が提供されるディスプレイ８０２を備える。例えば、忠告８０４は、ユーザを矯正手術の候補者として識別することを含む。別の例において、忠告８０４は、ユーザを代替療法の候補として識別することを含む。さらに別の例によれば、忠告８０４は、治療設定及び治療設定に対する推奨される変更を識別する。さらに別の例によると、忠告は、運動センサ５１６（上記の、図５に示される）によって決定されるユーザポジションに基づく。さらに別の例によると、忠告８０４は、ユーザに睡眠位置を提案することを含む。
本開示のいくつかの実装形態によると、忠告８０４は、物理的閉塞Ｐの物理的特性に加えて、ユーザの病歴にさらに基づく。例えば、忠告８０４は、ユーザの気道内の以前の物理的閉塞にさらに基づく。
本開示のいくつかの実装形態によると、忠告８０４は、呼吸システム（図１、２Ａ、及び２ｂに関して上記のＰＡＰ呼吸治療システム１２０など）での使用に適した１つ以上のマスクを識別することを含む。マスクは、例えば、鼻マスク、鼻ピローマスク、フルフェイスマスクを含む。
図９を参照すると、携帯電話９００は、図５に示されるシステム５００に関して上述された構成要素及び機能のうちの１つ以上を実装する。携帯電話９００は、物理的閉塞Ｐ（図５に示される）の発生の決定に応じて、様々なオプションが表示されるディスプレイ９０２を備える。例えば、ディスプレイ９０２は、無呼吸又は低呼吸の処置のための治療の設定９０４をリアルタイムで調整するための指示を示す。設定８０４は、自動的に変更される、又はユーザ若しくは他の人によって手動で変更される。別の例において、ディスプレイ９０２は、個別指導の指示９０６を示す。任意選択で、ディスプレイ９０２に加えて、又はその代わりに、指示は、スピーカ９４２（上記の、図１に示されたスピーカ１４２と類似又は同一である）を介して音声形式で提供される。個別指導の指示９０６は、例えば、肥満、睡眠姿勢、又は睡眠衛生を対象にしたライフスタイルの変更などの変更を含む。「睡眠衛生」とは、入床及び／又は就寝する推奨時間、起床及び／又は覚醒する推奨時間、睡眠環境の最適な照明及び／又は温度条件のうち１つ以上などが意味される。
本開示のいくつかの実装形態によると、ディスプレイ９０２は、物理的閉塞Ｐの１つ以上の物理的特性を推定するための指示をさらに表示する（図５に示される）。例えば、物理的特性は、物理的閉塞Ｐのサイズ、形状、又は位置のうちの少なくとも１つを含む。
図１０を参照すると、システム１０００は、（ａ）無呼吸事象又は低呼吸事象の発生、及び（ｂ）物理的閉塞Ｐの特性の両方を決定するように構成されている。いくつかの実装形態によると、システム１０００は、上記の、図１に示されたシステム１００の１つ以上の構成要素を含む。システム１０００は、携帯電話１０１０又は他の電子デバイスの形態であってよく、ディスプレイ１０２８を備える制御システム１０１０を含む。携帯電話１０１０は、呼吸デバイス１０２２、スピーカ１００４、及びマイクロフォン１０４０に通信可能に結合される。呼吸デバイス１０２２は、上記の、図１、２Ａ、及び２Ｂに示された呼吸デバイス１２２と類似又は同一である。スピーカ１００４及びマイクロフォン１０４０は、ユーザ５１１の口領域及び鼻領域に取り付けられるマスク１０２４に固定される。特定の一例によると、スピーカ１００４及びマイクロフォン１０４０は、ＣＰＡＰシステム（上記の、図１に示される）に接続される。
呼吸デバイス１０２２は、睡眠セッション中に加圧空気１０１１をユーザ５１１の気道３０９に供給する。加圧空気１０１１に関連する流量データが受信され、流量データに基づいて、システム１０００は、無呼吸事象又は低呼吸事象が発生していると決定する。
スピーカ１００４は、マスク１０２４を通して、ユーザ５１１の口Ｍを通過し、ユーザ５１１の気道３０９内に音響信号４００を放出する。音響信号４００は、物理的閉塞Ｐに当たり、音響反射４０４の形態で反射する。音響反射４０４は、マイクロフォン１０４０によって検出される。音響反射４０４に関連する音響データ１００９は、携帯電話１０１０によって分析される。分析に応じて、システム１０００、ディスプレイ１０２８は、無呼吸の発生が決定されたことを警告する無呼吸インディシア１００３を示す（例えば、「警告！無呼吸発生」）。ディスプレイ１０２８はまた、物理的閉塞Ｐが特徴付けられたことを示す閉塞インディシア１００５を示す（例えば、「物理的閉塞を決定」）。任意選択的に、ユーザ５１１が無呼吸の発生中に眠っていると仮定すると、システム１０００は、無呼吸のインディシア１００３及び／又は閉塞のインディシア１００５を後の時間（例えば、翌朝）にユーザ５１１及び／又は第三者に表示する。
図１１を参照すると、システム１１００は、無呼吸事象又は低呼吸事象が発生しているときに、物理的閉塞Ｐの特性を決定するように構成されている。いくつかの実装形態によると、システム１１００は、上記の、図１に示された１つ以上の構成要素を含む。システム１１００は、携帯電話１１１０の形態であってもよい制御システム１１１０を含む。携帯電話１１１０は、音響デバイス１１０２と通信可能に結合される。音響デバイス１１０２は、携帯電話１１１０とは別個である、又は統合されている。音響デバイスは、スピーカ１１０４及びマイクロフォン１１４０を含む。任意選択で、スピーカ１１０４及びマイクロフォン１１４０は、携帯電話１１１０の標準構成要素である、又は１つ以上のアフターマーケット構成要素として追加される。任意選択で、音響デバイス１１０２が携帯電話１１１０と統合されている場合、ユーザが眠っている間、携帯電話１１１０をユーザの口の近くに維持するために取り付けブラケットが構成されている。
携帯電話１１１０は、スピーカ１１０４に音響信号４００をユーザ５１１の気道３０９内に放出させるように構成される。音響信号４００は、物理的閉塞Ｏから跳ね返り、音響反射４０４の形態で反射する。マイクロフォン１１４０は、音響反射４０４を検出し、音響反射４０４に関連する音響データ１１０９は、携帯電話１１１０に送信され、分析される。携帯電話１１１０のディスプレイ１１２８は、物理的閉塞が推定されているというインディシア１１０３を表示する。
図１２～１７を参照すると、上記の１つ以上の実施形態に従って機能するように構成された携帯電話１２１０のディスプレイ１２２８に、様々な表現が表示される。代替の実施形態によると、上記の１つ以上の実施形態に従って、携帯電話１２１０は、タブレット、コンピュータ画面、又はＣＰＡＰディスプレイである。例示的な一実施形態によると、詳細な結果が医師に表示されることによって、一般的な忠告がユーザに表示される。
一例によると、携帯電話１２０１は、システム１００（図１に示す）及びシステム５００（図５に示す）に関して上記の１つ以上の構成要素を備える。図１２において、ディスプレイ１２２８は、無呼吸事象中に発生する完全な喉の虚脱を示している。図１３において、ディスプレイ１２２８は、低呼吸事象中に発生する部分的な喉の虚脱を示している。図１４において、ディスプレイ１２２８は、無呼吸の発生が始まってからの経過時間を示している。図１５において、ディスプレイ１２２８は、加圧空気の供給、圧力データ又は流量データの受信、及び／又は発生及び／又は原因についての無呼吸事象の分析などの第１の設定セットを示している。図１６において、ディスプレイ１１２８は、音響信号の放出、音声反射データの受信、及び／又は物理的閉塞のサイズの分析などの第２の設定セットを示している。図１７において、ディスプレイ１１２８は、分析された音声反射データに基づいて、物理的閉塞Ｐの画像又は提示を示している。
以下の請求項１～９５のいずれかの１つ以上からの、１つ以上の要素若しくは態様若しくはステップ、又はそれらの任意の部分を、本開示の１つ以上の追加の実装形態及び／又は請求項を形成するために、他の請求項１～９５のいずれか又はそれらの組み合わせの１つ以上からの、１つ以上の要素若しくは態様若しくはステップ、又はそれらの任意の部分と組み合わせることができる。
本開示は、１つ以上の特定の実装形態又は実装を参照して記載されるが、当業者は、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく多くの変更がなされ得ることを認識するであろう。これらの実装形態及びその明らかな変形の各々は、本開示の精神及び範囲内にあると考えられる。本開示の態様による追加の実装は、本明細書に記載された実装のいずれかからの任意の数の特徴を組み合わせてよいことも考えられる。

Claims (95)

  1. ユーザの気道に音響信号を放出することと、
    前記ユーザの前記気道内の１つ以上の物理的特徴によって引き起こされる前記音響信号の音響反射を検出することと、
    前記音響反射に関連する音響データを分析することと、
    分析された前記音響データに少なくとも部分的に基づいて、前記ユーザの前記気道における物理的閉塞の発生に、閉塞性無呼吸事象、中枢性無呼吸事象、若しくは混合型無呼吸事象を含む前記ユーザの無呼吸事象、又は低呼吸事象を示す特徴付けを行い、さらに前記ユーザにおける前記閉塞性無呼吸事象、前記中枢性無呼吸事象、前記混合型無呼吸事象、又は前記低呼吸事象の前記発生を区別する特徴付けを行うことと、を含む、方法。
  2. 前記無呼吸事象が前記中枢性無呼吸事象であり、前記特徴付けがさらに、前記ユーザの呼吸パターンを示す呼吸データに少なくとも部分的に基づく、請求項１に記載の方法。
  3. 前記呼吸データは、少なくとも部分的に、（ｉ）呼吸治療システムからの流量データ及び／又は圧力データ、（ｉｉ）受動音響センサからの受動音響データ、（ｉｉｉ）運動センサからの運動データ、又は（ｉｖ）（ｉ）から（ｉｉｉ）の任意の組み合わせから導出される、請求項２に記載の方法。
  4. 前記ユーザの前記気道における前記物理的閉塞の前記発生の前記特徴付けは、前記物理的閉塞がないことを示す、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記物理的閉塞の１つ以上の物理的特性を推定することをさらに含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記１つ以上の物理的特性は、前記物理的閉塞のサイズ、形状、及び／又は位置からなる群から選択される少なくとも１つの物理的特性を含む、請求項５に記載の方法。
  7. 前記ユーザの前記気道内の前記物理的閉塞の持続時間を決定することをさらに含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記物理的閉塞の開始及び終了を含むある期間に亘って放出された音響信号の音響反射に関連する音響データを分析することによって、前記物理的閉塞の持続時間を決定することをさらに含む、請求項７に記載の方法。
  9. 前記期間が連続的又は断続的である、請求項８に記載の方法。
  10. 前記無呼吸事象又は前記低呼吸事象の前記発生中に連続的に前記音響信号を放出することをさらに含む、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記物理的閉塞に基づいて忠告を提供することをさらに含む、請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記物理的閉塞に基づいて、前記ユーザの無呼吸又は低呼吸の処置のための治療の設定を自動的に変更することをさらに含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記ユーザの身体器官の位置を識別することをさらに含む、請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法。
  14. 可聴音、超音波、ホワイトノイズ信号、ガウスホワイトノイズ信号、ブラウンノイズ信号、ピンクノイズ信号、広帯域信号、狭帯域信号、又はそれらの組み合わせからなる群から選択される音の形態で前記音響信号を生成することをさらに含む、請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法。
  15. 前記気道への入口点と前記気道内の前記物理的閉塞の部位位置との間の距離を測定することをさらに含む、請求項１～１４のいずれか一項に記載の方法。
  16. 前記ユーザの前記気道を通って延在する複数の部位を有する前記物理的閉塞の２つ以上の部位への飛行時間を捕捉するのに十分な期間、前記音響反射を監視することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
  17. ユーザの位置及びユーザの向きのうちの少なくとも１つを含むユーザポジションを検出することをさらに含む、請求項１～１６のいずれか一項に記載の方法。
  18. １つ以上のプロセッサを含む制御システムと、
    機械可読命令を格納したメモリデバイスと、を備え、
    前記制御システムは前記メモリデバイスに結合され、前記メモリデバイス内の前記機械実行可能命令が前記制御システムの前記１つ以上のプロセッサのうちの少なくとも１つによって実行された時に、請求項１～１７のいずれか一項に記載の方法が実装される、システム。
  19. 請求項１～１７のいずれか一項に記載の方法を実装するように構成された制御システムを含む、物理的閉塞を特徴付けるためのシステム。
  20. コンピュータによって実行される時、前記コンピュータに請求項１～１７のいずれか一項に記載の方法を実行させる命令を含む、コンピュータプログラム製品。
  21. 前記コンピュータプログラム製品は、非一時的なコンピュータ可読媒体である、請求項２０に記載のコンピュータプログラム製品。
  22. 音響信号を放出するための音響デバイスと、
    機械可読命令を格納するメモリデバイスと、
    前記機械可読命令を実行して、
    前記ユーザの気道内の１つ以上の物理的特徴によって引き起こされ、前記音響デバイスによって前記ユーザの前記気道に放出された前記音響信号の音響反射を検出し、
    前記音響反射に関連する音響データを分析し、
    分析された前記音響データに少なくとも部分的に基づいて、前記ユーザの前記気道における物理的閉塞の発生に、閉塞性無呼吸事象、中枢性無呼吸事象、若しくは混合型無呼吸事象を含む前記ユーザの無呼吸事象、又は低呼吸事象を示す特徴付けを行い、さらに前記ユーザにおける前記閉塞性無呼吸事象、前記中枢性無呼吸事象、前記混合型無呼吸事象、又は前記低呼吸事象の前記発生を区別する特徴付けを行うように構成された、前記音響デバイスに通信可能に結合された１つ以上のプロセッサを含む制御システムと、を備える、システム。
  23. 前記無呼吸事象が前記中枢性無呼吸事象であり、前記制御システムが、機械可読命令を実行して、前記ユーザの呼吸パターンを示す呼吸データに少なくとも部分的に基づいて前記発生に特徴付けを行うようにさらに構成される、請求項２２に記載のシステム。
  24. 前記呼吸データは、少なくとも部分的に、（ｉ）呼吸治療システムからの流量データ及び／又は圧力データ、（ｉｉ）受動音響センサからの受動音響データ、（ｉｉｉ）運動センサからの運動データ、又は（ｉｖ）（ｉ）～（ｉｉｉ）の任意の組み合わせから導出される、請求項２３に記載の方法。
  25. 前記ユーザの前記気道における前記物理的閉塞の前記発生の特徴付けは、前記物理的閉塞がないことを示す、請求項２２～２４のいずれか一項に記載の方法。
  26. 前記制御システムは、前記機械可読命令を実行して、前記ユーザの前記気道内の前記物理的閉塞の部位位置、部位サイズ、及び／又は部位形状を決定することによって前記発生に特徴付けを行うようにさらに構成される、請求項２２～２４のいずれか一項に記載のシステム。
  27. 前記制御システムは、前記機械可読命令を実行して、前記ユーザの前記気道内の前記物理的閉塞の持続時間を決定するようにさらに構成される、請求項２２～２６のいずれか一項に記載のシステム。
  28. 前記制御システムは、前記機械可読命令を実行して、前記無呼吸事象又は前記低呼吸事象の検出後の特定の監視時間に前記音響信号を放出するようにさらに構成される、請求項２２～２７のいずれか一項に記載のシステム。
  29. 前記制御システムは、前記機械可読命令を実行して、前記音響信号を断続的に放出するようにさらに構成される、請求項２２～２８のいずれか一項に記載のシステム。
  30. 前記制御システムは、前記機械可読命令を実行して、前記音響信号を連続的に放出するようにさらに構成される、請求項２２～２８のいずれか一項に記載のシステム。
  31. 前記制御システムは、前記機械可読命令を実行して、分析された前記音響データのみに基づいて前記物理的閉塞の前記発生に特徴付けを行うように構成される、請求項２２～３０のいずれか一項に記載のシステム。
  32. 前記制御システムは、前記機械可読命令を実行して、前記ユーザの前記気道を通って延在する複数の部位を有する前記物理的閉塞の２つ以上の部位への飛行時間を捕捉するのに十分な期間、前記音響反射を監視するようにさらに構成される、請求項２２～３１のいずれか一項に記載のシステム。
  33. 前記音響反射を監視するための最小期間は、前記音響信号が放出された時から少なくとも約０．１５秒である、請求項３２に記載のシステム。
  34. 前記音響反射を監視するための最小期間は、前記音響信号が放出された時から少なくとも約４秒である、請求項３２に記載のシステム。
  35. 前記制御システムは、前記機械可読命令を実行して、前記無呼吸事象又は前記低呼吸事象の一部又は全部の間に前記音響データをサンプリングするようにさらに構成される、請求項２２～３４のいずれか一項に記載のシステム。
  36. 前記制御システムは、前記機械可読命令を実行して、前記無呼吸事象又は前記低呼吸事象の開始から約０．２５秒以内の前記物理的閉塞の前記発生に特徴付けを行うようにさらに構成される、請求項２２～３５のいずれか一項に記載のシステム。
  37. 前記制御システムは、前記機械可読命令を実行して、独立して決定される前記無呼吸事象又は前記低呼吸事象の初期の約４～６秒後の前記物理的閉塞の前記発生に特徴付けを行うようにさらに構成される、請求項２２～３６のいずれか一項に記載のシステム。
  38. （ｉ）呼吸治療システム、（ｉｉ）音響センサ、及び（ｉｉｉ）運動センサのうちの１つ以上を介して前記中枢性無呼吸を決定することをさらに含む、請求項２２～３７のいずれか一項に記載のシステム。
  39. 前記特徴付けは、前記物理的閉塞がないことを示す、請求項３８に記載のシステム。
  40. 独立した前記決定は、（ｉ）流量データ、（ｉｉ）圧力データ、又は（ｉｉｉ）（ｉ）及び（ｉｉ）の両方に基づく、請求項３８に記載のシステム。
  41. 前記音響データは複数の音声サンプルを含み、前記音声サンプルは、ある期間に亘って受信された複数の音響反射に対応する、請求項２２～４０のいずれか一項に記載のシステム。
  42. 前記制御システムは、前記機械可読命令を実行して、前記複数の音声サンプルからの結果を平均化するようにさらに構成される、請求項４１に記載のシステム。
  43. 前記制御システムは、前記機械可読命令を実行して、前記気道が、前記低呼吸事象を示す部分的に虚脱した状態にあるかどうかを決定するようにさらに構成される、請求項２２～４２のいずれか一項に記載のシステム。
  44. 前記制御システムは、前記機械可読命令を実行して、前記気道が、前記無呼吸事象を示す完全に虚脱した状態にあるかどうかを決定するようにさらに構成される、請求項２２～４３のいずれか一項に記載のシステム。
  45. 前記低呼吸事象が発生した場合、前記音響データは前記物理的閉塞の第１の形状を示し、前記無呼吸事象が発生した場合、前記音響データは第２の形状を示す、請求項２２～４４のいずれか一項に記載のシステム。
  46. 前記第１の形状は第１の振幅の形態であり、前記第２の形状は、前記第１の振幅とは異なる第２の振幅の形態である、請求項４５に記載のシステム。
  47. 前記制御システムは、前記機械可読命令を実行して、前記物理的閉塞に基づいて忠告を提供するようにさらに構成される、請求項２２～４６のいずれか一項に記載のシステム。
  48. 前記忠告は、前記ユーザを矯正手術の候補者として識別する、請求項４７に記載のシステム。
  49. 前記忠告は、前記ユーザを代替療法の候補者として識別する、請求項４７に記載のシステム。
  50. 前記代替療法は、下顎再位置決めデバイス（ＭＲＤ）を介して達成される、請求項４９に記載のシステム。
  51. 前記忠告は、治療設定又は現在の治療設定の変更を識別する、請求項４７に記載のシステム。
  52. 前記忠告は、ユーザの病歴にさらに基づく、請求項４７に記載のシステム。
  53. 前記忠告は、前記ユーザの前記気道内の以前の物理的閉塞にさらに基づく、請求項４７に記載のシステム。
  54. 前記忠告は、無呼吸又は低呼吸の処置のための呼吸治療システムにおける使用に適した１つ以上のユーザインターフェースを識別することを含む、請求項４７に記載のシステム。
  55. 前記１つ以上のユーザインターフェースが、鼻マスク、鼻ピローマスク、及びフルフェイスマスクを含む群、又はこれらからなる群から選択される、請求項５４に記載のシステム。
  56. 前記制御システムは、前記機械可読命令を実行して、無呼吸又は低呼吸の処置のための治療の設定をリアルタイムで調整するようにさらに構成される、請求項２２～５５のいずれか一項に記載のシステム。
  57. 前記制御システムは、前記機械可読命令を実行して、任意選択でディスプレイ又はスピーカを介して、個別指導の命令を可能にするようにさらに構成される、請求項２２～５６のいずれか一項に記載のシステム。
  58. 前記命令は、肥満、睡眠姿勢、又は睡眠衛生を対象に提案された変更を含む、請求項５７に記載のシステム。
  59. 前記制御システムは、前記機械可読命令を実行して、前記物理的閉塞の１つ以上の物理的特性を推定するようにさらに構成される、請求項２２～５８のいずれか一項に記載のシステム。
  60. 前記１つ以上の物理的特性は、前記物理的閉塞のサイズ、形状、又は位置からなる群から選択される少なくとも１つの物理的特性を含む、請求項５９に記載のシステム。
  61. 前記１つ以上の物理的特性は、音響インピーダンスの変化に基づいて推定される、請求項５９又は６０に記載のシステム。
  62. 前記１つ以上の物理的特性は、前記ユーザの前記気道内の前記物理的閉塞から発生する前記音響反射の分析に基づいて推定される、請求項５９～６１のいずれか一項に記載のシステム。
  63. 前記１つ以上の物理的特性は、（ａ）前記ユーザの前記気道への進入の前に点Ｍで反射する１つ以上の音響信号と、（ｂ）前記ユーザの前記気道への前記進入の後に点Ｐで反射する１つ以上の音響信号との間の比較に基づいて推定される、請求項５９～６２のいずれか一項に記載のシステム。
  64. 前記１つ以上の物理的特性は、進入点を通過して前記ユーザの前記気道に放出された１つ以上の音響信号が移動した距離に基づいて推定される、請求項５９～６３のいずれか一項に記載のシステム。
  65. 前記入口点は、前記ユーザの喉領域にある、前記ユーザの口領域又は鼻領域である、請求項６４に記載のシステム。
  66. 前記特徴付けは、口領域、鼻領域、及び喉領域のうちの少なくとも１つの物理的測定値にさらに基づく、請求項２２～６５のいずれか一項に記載のシステム。
  67. 前記１つ以上の物理的特性は、前記音響反射の信号形態に基づいて推定される、請求項２２～６６のいずれか一項に記載のシステム。
  68. 前記信号形態は、前記音響反射の音響波の音響形状を含む、請求項６７に記載のシステム。
  69. 前記１つ以上の物理的特性は、前記ユーザの１つ以上の物理的特性又は人口統計学的特性に部分的に基づいて推定される、請求項２２～６８のいずれか一項に記載のシステム。
  70. 前記１つ以上のユーザ特性は、年齢、性別、体重、口のサイズ、首のサイズ、若しくは前記ユーザが現在使用しているユーザインターフェースのタイプ、又はそれらの任意の組み合わせを含む群、若しくはこれらからなる群から選択される、請求項６９に記載のシステム。
  71. 前記制御システムは、前記機械可読命令を実行して、前記ユーザの身体器官の位置を識別するようにさらに構成される、請求項２２～７０のいずれか一項に記載のシステム。
  72. 前記身体器官は肺である、請求項７１に記載のシステム。
  73. 前記音響デバイスはモータを含み、前記モータは前記音響信号を放出するように構成される、請求項２２～７２のいずれか一項に記載のシステム。
  74. 前記音響デバイスは、前記音響信号を発するスピーカを含む、請求項２２～７３のいずれか一項に記載のシステム。
  75. 前記スピーカは、標準音、カスタム音、非可聴周波数、ホワイトノイズ音、広帯域インパルス、連続正弦波、又はそれらの任意の組み合わせのうちの１つ以上を含む群若しくはこれらからなる群から選択される音の形態で前記音響信号を生成する、請求項７４に記載のシステム。
  76. 前記音響信号は、可聴音及び超音波からなる群から選択される音の形態である、請求項２２～７５のいずれか一項に記載のシステム。
  77. 前記制御システムが、前記機械可読命令を実行して、前記音響反射のケプストラムを取得するようにさらに構成される、請求項２２～７６のいずれか一項に記載のシステム。
  78. 前記ケプストラムは、前記ユーザの前記気道内の前記物理的閉塞の位置を示す、前記音響反射に関連する距離を識別する、請求項７７に記載のシステム。
  79. 前記ケプストラムは、前記ユーザの顔に位置決めされたユーザインターフェースと前記物理的閉塞との間の距離を識別する、請求項７８に記載のシステム。
  80. ユーザポジションを検出する運動センサをさらに備える、請求項２２～７９のいずれか一項に記載のシステム。
  81. 前記ユーザポジションは、ユーザの位置及びユーザの向きのうちの１つ以上を含む、請求項８０に記載のシステム。
  82. 前記制御システムは、前記機械可読命令を実行して、前記ユーザポジションに基づいて忠告を提供するようにさらに構成される、請求項８０又は８１に記載のシステム。
  83. 前記運動センサは、カメラ、ベッドセンサ、加速度計、ソナーセンサ、及び超広帯域インパルス無線（ＩＲ－ＵＷＢ）センサなどの無線周波数センサからなる群から選択される、請求項８０～８２のいずれか一項に記載のシステム。
  84. 任意選択で、前記無呼吸事象又は前記低呼吸事象の発生を独立して決定することができる、閉塞性睡眠時無呼吸を治療するための呼吸治療システムをさらに備えた、請求項２２～８３のいずれか一項に記載のシステム。
  85. 独立した前記決定は、前記呼吸治療システムによって検出された、（ｉ）流量データ、（ｉｉ）圧力データ、又は（ｉｉｉ）（ｉ）及び（ｉｉ）の両方に基づく、請求項８４に記載のシステム。
  86. 独立した前記決定は、前記呼吸治療システムによって検出された、流量データ及び圧力データに基づく、請求項８５に記載のシステム。
  87. 前記音響デバイスは、前記音響信号の前記音響反射を検出するためのマイクロフォンを含む、請求項２２～８６のいずれか一項に記載のシステム。
  88. 呼吸治療システムと、
    音響信号をユーザの気道に放出するように構成された、前記呼吸治療システムに関連する音響デバイスと、
    機械可読命令を格納するメモリデバイスと、
    前記機械可読命令を実行して、
    睡眠セッション中に前記ユーザの前記気道に、呼吸治療システムを介して、加圧空気を供給し、
    前記加圧空気に関連する流量データ及び／又は圧力データを受信し、
    前記流量データ及び／又は圧力データに基づいて、無呼吸事象又は低呼吸事象の発生を決定し、
    前記ユーザの前記気道内の１つ以上の物理的特徴に基づいた音響反射を受信し、
    前記音響反射に関連する音響データを分析し、
    分析された前記音響データに少なくとも部分的に基づいて、物理的閉塞の物理的特性に、前記ユーザにおける、閉塞性無呼吸事象、中枢性無呼吸事象、若しくは混合型無呼吸事象を含む前記無呼吸事象又は低呼吸事象を示す特徴付けを行い、さらに前記ユーザにおける前記閉塞性無呼吸事象、前記中枢性無呼吸事象、前記混合型無呼吸事象、又は前記低呼吸事象の前記発生を区別する特徴付けを行うように構成された、前記音響デバイスに通信可能に結合された１つ以上のプロセッサを含む制御システムと、を備える、システム。
  89. 前記呼吸治療システムは気道陽圧（ＰＡＰ）システムである、請求項８８に記載のシステム。
  90. 前記呼吸治療システムは、前記ユーザの前記顔に係合し、前記呼吸治療システムの呼吸デバイスから前記ユーザの前記気道に加圧空気を向けるためのユーザインターフェースを含む、請求項８８又は８９に記載のシステム。
  91. 前記ユーザインターフェースは、鼻ユーザインターフェース、鼻ピローユーザインターフェース、及びフルフェイスユーザインターフェースからなる群から選択される、請求項９０に記載のシステム。
  92. 前記呼吸治療システムは、（ｉ）前記流量データを出力するための外部流量センサ、（ｉｉ）前記圧力データを出力するための外部圧力センサ、又は（ｉｉｉ）（ｉ）及び（ｉｉ）の両方を含む、請求項８８～９１のいずれか一項に記載のシステム。
  93. 前記呼吸治療システムは、（ｉ）前記流量データを出力するための内部流量センサ、（ｉｉ）前記圧力データを出力するための内部圧力センサ、又は（ｉｉｉ）（ｉ）及び（ｉｉ）の両方を含む、請求項８８～９２のいずれか一項に記載のシステム。
  94. 前記音響デバイスは、（ｉ）モータ及びスピーカのうちの少なくとも１つと、（ｉｉ）マイクロフォンと、を含む、請求項８８～９３のいずれか一項に記載のシステム。
  95. 少なくともユーザの位置又はユーザの向きを含むユーザポジションを検出する運動センサをさらに備えた、請求項８８～９４のいずれか一項に記載のシステム。
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