JP4607799B2

JP4607799B2 - 呼吸データ収集システム

Info

Publication number: JP4607799B2
Application number: JP2006066027A
Authority: JP
Inventors: ▲りん▼太郎仁科
Original assignee: 株式会社創成電子
Priority date: 2006-03-10
Filing date: 2006-03-10
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2026-03-10
Also published as: JP2007236779A

Description

本発明は、呼吸データ収集システムに係り、特に無呼吸に関係する呼吸の変化を収集する呼吸データ収集システムに関する。

本願発明者は、先に特許文献１に開示されるように、日常の中で無呼吸に関する定量的なデータを収集することを可能とする呼吸データ収集システムを提案した。ここでは、顔に被着して呼吸データを収集し記憶する呼吸データ収集装置と、呼吸データの収集が終わった後に顔から外された呼吸データ収集装置から呼吸データの転送を受けて呼吸データを解析し表示する解析表示装置とを含む呼吸データ収集システムが用いられる。

特開２００５−１６０６４４号公報

特許文献１では、顔に被着して呼吸データを収集し記憶する呼吸データ収集装置として、顔の鼻孔又は口の近傍付近を被着する着脱可能な被着パッドと、被着パッドに取り付けられ、呼吸状態を検出する呼吸センサとを用い、データを収集し記憶するためのデータ処理回路及び書き換え可能なメモリ等の電子回路と、電源である２次電池等は被着パッドの中に内蔵される構造を採用している。また、呼吸センサによって検出されたデータが呼吸データか否かを判断する呼吸データ判断基準を設定するためにティーチングが行われる。ティーチングにおいては、ユーザにモニタリング呼吸をしてもらうが、そのモニタリング呼吸を呼吸データ判断基準によって判断し、その結果の呼吸ピッチを知らせるＬＥＤが被着パッドに設けられている。そして、呼吸データ収集が終わった被着パッドは、解析表示装置の挿入部に収納され、着脱可能な入出力ポートを通して充電とデータ転送が行なわれる。

このように、特許文献１に開示した呼吸データ収集システムは、顔に被着可能な小型の呼吸データ収集装置を用い、これを被着して睡眠中の呼吸データを収集することで、日常の中で無呼吸に関する定量的なデータの収集を可能にする。

この開発を通し、さらにデータの信頼性等を向上させるには、次のような課題があることが明らかになった。１つは、呼吸データ収集装置と解析表示装置とは別個に設けられるため、それぞれの時刻の対応付けをすることがデータ解析の信頼性向上に効果的であることである。２つ目は、収集された呼吸データをそのまま記憶すると、呼吸データ収集装置のメモリ容量が大きくなり、またデータ転送に時間がかかる。したがって、迅速で信頼性のあるデータ処理のためには、データ圧縮を行なうことが望ましい。３つ目は、呼吸データ装置の２次電池の充電過程において電源電圧が過渡的となる。それによる誤動作を防ぐため、適当なシステムリセットを備えることが好ましいことである。４つ目は、呼吸データ判断基準を設定するのにユーザと呼吸データ収集装置との間の対話方式を取っているため、呼吸データ収集装置の回路負担が重く、小型化すると呼吸データ判断基準の信頼性が低下することである。このように、呼吸データ収集と解析表示を行うに当って、データの信頼性を向上するには、主に回路的な面でいくつかの課題があることが明らかになった。

本発明の目的は、呼吸データ収集とその解析表示について、データの信頼性の向上を可能とする呼吸データ収集システムを提供することである。他の目的は、呼吸データ収集装置のデータ収集の時刻を解析表示装置におけるデータの時刻と対応付けることで、データの信頼性向上を可能とする呼吸データ収集システムを提供することである。また、他の目的は、データ圧縮によって、データ処理に要する時間を短縮し、データの信頼性向上を可能とする呼吸データ収集システムを提供することである。また、他の目的は、強制的にシステムリセットを行なって、データの信頼性向上を可能とする呼吸データ収集システムを提供することである。また、他の目的は、呼吸データ判断基準の設定を適切に行って、データの信頼性を向上させることである。以下の手段は、これらの目的の少なくとも１つに貢献する。

本発明に係る呼吸データ収集システムは、顔に被着して呼吸データを収集し記憶する呼吸データ収集装置と、呼吸データの収集が終わった後に顔から外された呼吸データ収集装置から呼吸データの転送を受けて呼吸データを解析し表示する解析表示装置とを含む呼吸データ収集システムであって、呼吸データ収集装置は、顔の鼻孔又は口の近傍付近を被着する着脱可能な被着パッドに取り付けられ、呼吸状態を検出する呼吸センサと、呼吸センサにより検出されたデータを処理し、所定の収集サンプリングレートで呼吸データとして記憶するデータ収集部と、を備え、解析表示装置は、呼吸データ収集装置のデータ収集開始に対応する時刻をデータ収集開始時刻として取得して記憶し、呼吸データ収集装置のデータ収集終了に対応する時刻をデータ収集終了時刻として取得して記憶し、データ収集開始時刻とデータ収集終了時刻とに基づいて、転送を受けた呼吸データとその収集時刻との対応付けを行なう時刻対応付け手段を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る呼吸データ収集システムにおいて、呼吸データ収集装置は、呼吸データの収集が終わった後に、収集された呼吸データを収集サンプリングレートよりも高速の送信レートで解析表示部に送信する送信部を備えることが好ましい。

また、本発明に係る呼吸データ収集システムにおいて、データ収集部は、鼻呼吸データと口呼吸データとをそれぞれ１ビットのデータとして、２ビットのデータごとに所定の収集サンプリングレートで収集することが好ましい。

また、本発明に係る呼吸データ収集システムにおいて、送信部は、収集された呼吸データを予め定められた送信プロトコルに従いＬＥＤを点滅させて解析表示装置に対し送信し、解析表示装置は、呼吸データ収集装置から送信されるＬＥＤ光の点灯を検出してデータ受信モードに移行することが好ましい。

また、本発明に係る呼吸データ収集システムにおいて、解析表示装置は、１次電源と、１次電源により駆動され高周波信号を生成する高周波発振回路と、高周波信号を送信する送信コイルと、を備え、呼吸データ収集装置は、被着パッドに取り付けられ、高周波信号を受信する受電コイルと、受信された高周波信号を整流し、２次電池に充電する整流充電回路と、を備え、送信部は、受電コイルが高周波信号を受け取ったことを検出してデータ送信モードに移行することが好ましい。

また、本発明に係る呼吸データ収集システムにおいて、解析表示装置は、１次電源と、１次電源により駆動され高周波信号を生成する高周波発振回路と、高周波信号を送信する送信コイルと、を備え、呼吸データ収集装置は、被着パッドに取り付けられ、高周波信号を受信する受電コイルと、受信された高周波信号を整流し、２次電池に充電する整流充電回路と、を備え、送信部は、収集された呼吸データを予め定められた送信プロトコルに従ってＬＥＤを点滅させて解析表示装置に対し送信し、解析表示装置の高周波発振回路は、ＬＥＤが点滅するデータ受信モードの期間の発振周波数を、それ以外の期間の発振周波数よりも低周波とすることが好ましい。

また、本発明に係る呼吸データ収集システムは、顔に被着して呼吸データを収集する呼吸データ収集装置と、呼吸データ収集装置から呼吸データの転送を受けて呼吸データを解析し表示する解析表示装置とを含む呼吸データ収集システムであって、呼吸データ収集装置は、顔の鼻孔又は口の近傍付近を被着する着脱可能な被着パッドに取り付けられ、呼吸状態を検出する呼吸センサと、解析表示装置との間で、呼吸データの送信を含み、無線電波による交信を行う送受信手段と、呼吸データの判断基準を設定するためにユーザが行う呼吸モニタリングにおいて、呼吸センサによって収集されたデータに基づいて、呼吸データ判断基準を自動設定する判断基準設定手段と、を備え、解析表示手段は、呼吸データ収集装置との間で、呼吸データの受信を含み、無線電波による交信を行う送受信手段と、送受信手段を介し、呼吸データ収集装置から受け取ったモニタリング呼吸データに基づき、モニタリング呼吸データが適正か否かを判断するモニタリング判断手段と、ユーザのモニタリング呼吸を音声で案内する音声案内手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る呼吸データ収集システムにおいて、解析表示装置は、１次電源と、１次電源により駆動され高周波信号を生成する高周波発振回路と、高周波信号を送信する送信コイルと、を備え、呼吸データ収集装置は、被着パッドに取り付けられ、高周波信号を受信する受電コイルと、受信された高周波信号を整流し、２次電池に充電する整流充電回路と、受電コイルが高周波信号を受け取ったことを検出して、システムリセットをかけるリセット手段と、を備えることが好ましい。

上記構成の少なくとも１つにより、解析表示装置は、呼吸データ収集装置のデータ収集開始に対応する時刻をデータ収集開始時刻として取得して記憶し、呼吸データ収集装置のデータ収集終了に対応する時刻をデータ収集終了時刻として取得して記憶し、データ収集開始時刻とデータ収集終了時刻とに基づいて、転送を受けた呼吸データとその収集時刻との対応付けを行なう。したがって、呼吸データ収集装置のデータ収集の時刻を解析表示装置におけるデータの時刻と対応付けることができ、データの信頼性が向上する。

データ収集開始時刻及びデータ収集終了時刻の取得は、ユーザの入力を取得してもよく、また、解析装置に呼吸データ収集装置を設置及び取り外しを自動的に検出して取得してもよい。

また、呼吸データ収集装置は、呼吸データの収集が終わった後に、収集された呼吸データを収集サンプリングレートよりも高速の送信レートで解析表示部に送信するので、データ圧縮によって、メモリの容量を少なくし、データ転送に要する時間を短縮して、迅速なデータ解析と表示を行い、最新のデータを知ることができ、データの信頼性の向上を図ることができる。

また、データ収集部は、呼吸検出データを生データのままで収集記憶するのではなく、鼻呼吸データと口呼吸データとをまとめて２ビットのデータの集合として所定の収集サンプリングレートで収集するので、記憶するデータ量を少なく圧縮し、また転送するデータ量を少なく圧縮できる。

また、送信部は、収集された呼吸有無データを予め定められた送信プロトコルに従ってＬＥＤを点滅させて解析表示装置に対し送信し、解析表示装置は、呼吸データ収集装置から送信されるＬＥＤ光の点灯を検出してデータ受信モードに移行するので、データ受信のタイミングを迅速かつ確実にする。

また、解析表示装置は、１次電源と、１次電源により駆動され高周波信号を生成する高周波発振回路と、高周波信号を送信する送信コイルと、を備え、呼吸データ収集装置は、被着パッドに取り付けられ、高周波信号を受信する受電コイルと、受信された高周波信号を整流し、２次電池に充電する整流充電回路と、を備える。つまり、２次電池への充電を、無線電力送受信により非接点方式で行うことができ、接点式に比べ信頼性を向上することができる。

そして、送信部は、受電コイルが高周波信号を受け取ったことを検出してデータ送信モードに移行するので、データ送信のタイミングを迅速かつ確実にする。

また、無線電力送受信に加え、送信部は、収集された呼吸有無データを予め定められた送信プロトコルに従ってＬＥＤを点滅させて解析表示装置に対し送信して、解析表示装置の高周波発振回路は、ＬＥＤが点滅するデータ受信モードの期間の発振周波数を、それ以外の期間の発振周波数よりも低周波とする。無線電力は、送電周波数が低いほど電力を多く送信できる。上記構成により、電力を多く消費するデータ転送期間に、より多くの電力を送ることができる。

また、上記構成の少なくとも１つにより、呼吸データ収集装置と解析表示装置との間で無線電波による無線送受信を行う。無線送受信は、少なくとも呼吸データの送受信を行う。したがって、呼吸データを収集して、一時記憶することなく、リアルタイム的に解析表示装置に転送でき、呼吸データ収集装置のメモリ容量を少なくできる。

そして、呼吸データの判断基準を設定するためにユーザが行う呼吸モニタリングにおいて、無線送受信と音声案内とを用いる。音声案内によって呼吸モニタリングが始まると、呼吸センサによって収集されたデータに基づいて、呼吸データ収集装置は、呼吸データ判断基準を自動設定する。例えば、呼吸センサが検出する呼吸信号が弱いときには、自動的に適切な信号レベルに調整することができる。そしてその呼吸データ判断基準によって判断された呼吸データは無線送受信によって解析表示装置に送られ、モニタリング呼吸データが適正か否かが判断される。例えば、受け取った呼吸データが音声案内で案内された内容と異なるかどうかが判断される。

このように、無線送受信と音声案内とを用い、呼吸データ判断基準を設定し、その設定の適否を判断するので、ユーザの判断にほとんど依存せず、的確な呼吸データ判断基準を設定でき、以後の呼吸データの信頼性を向上させることができる。また、音声による案内によって、モニタリングの操作性が向上する。

また、無線電力送受信を用いる場合において、受電コイルが高周波信号を受け取ったことを検出して、システムリセットをかけるので、充電開始のつど、システムリセットをかけることができ、以後のデータ処理の信頼性を向上させることができる。

上記のように、本発明に係る呼吸データ収集システムによれば、データの信頼性を、より向上させることができる。

以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。図１は、呼吸データ収集システム１０の構成を説明する図で、ここに示されるように、呼吸データ収集システム１０は、顔に被着して呼吸データを収集し記憶する呼吸データ収集装置２０と、呼吸データの収集が終わった後に顔から外された呼吸データ収集装置から呼吸データの転送を受けて呼吸データを解析し表示する解析表示装置７０とを含んで構成される。

呼吸データ収集装置２０は、顔２において鼻孔４と口６との間の口蓋部の上に相当する皮膚に着脱自在に取り付けられ、鼻孔４からの鼻呼吸と、口からの口呼吸とを区別して検出する呼吸センサと、検出された呼吸データを収集し記憶し、解析表示装置７０に送信する機能を有する。呼吸データ収集装置２０は、顔に被着されるのに適した形状を有し、その意味で、データ収集機能を有する被着パッドと呼ぶこともできる。解析表示装置７０は、呼吸データ収集装置２０から受信した呼吸データを解析し表示する機能を有すると共に、呼吸データ収集装置２０に電力を供給する機能を有する。

図２は、呼吸データ収集装置２０を構成する要素を説明するための分解図である。呼吸データ収集装置２０は、鼻呼吸を検出する鼻呼吸センサ２２と、口呼吸を検出する口呼吸センサ２４と、回路要素等が搭載されている回路基板２６と、顔２の鼻孔４又は口６の近傍の顔形状に適合させるための形状変形可能な金属板２８とを含み、これらを粘着性と防水性とを有するゲル状の樹脂５０で顔に被着しやすいパッド形状に一体化成形し、ゲル状の樹脂５０のうち、顔２と接触する内面側以外の部分を非粘着性フィルム５４で覆って構成される。一体化成形等の詳細な手順は後述する。

鼻呼吸センサ２２と、口呼吸センサ２４は、焦電性高分子フィルムを用いて、鼻呼吸の有無、口呼吸の有無を検出するためのセンサである。呼吸センサとして、鼻呼吸用と口呼吸用とで、それぞれ独立のセンサを設けるのは、１つの呼吸検出データから鼻呼吸と口呼吸とを分離する複雑なシステムを用いることなく、容易に鼻呼吸の有無、口呼吸の有無を検出できるようにするためのである。これにより、呼吸データの信頼性が向上する。

焦電性高分子フィルムは、温度変化に応じて電圧を出力するいわゆる焦電性と、歪に応じて電圧を出力するいわゆる圧電性とを備える高分子フィルムである。したがって、鼻呼吸あるいは口呼吸の有無に応じて生じる気流の温度変化、気流の圧力変化を検出して電圧を生じる。この電圧を出力するために、焦電性高分子フィルムの両面に電極薄膜が形成され、この両電極薄膜から端子をそれぞれ取り出し、適当な検出回路に接続することで、鼻呼吸又は口呼吸の有無を検出することができる。また、湿度等の外部環境から保護するために、全体が適当な保護膜で覆われる。かかる焦電性高分子フィルムとしては、例えば呉羽化学のＫＦピエゾフィルム（商品名）を用いることができる。このＫＦピエゾフィルムの例では、電極薄膜層を含む全体の厚さが約１００μｍから数分の１ｍｍ程度のものを用いることができる。図２においては、鼻呼吸センサ２２から両電極端子３２，３４が引き出され、口呼吸センサ２４から両電極端子３６，３８が引き出されている様子が示されている。

回路基板２６は、呼吸データ収集装置２０の各要素が搭載されている基板である。回路基板２６は、配線パターンを有する基板上に、鼻呼吸センサ２２の両電極端子３２，３４を接続するための両接続端子３３，３５、口呼吸センサ２４の両電極端子３６，３８を接続するための両接続端子３７，３９、充電可能な２次電池４０、解析表示装置７０からの充電用高周波信号を受信する受電コイル部４２、制御ＬＳＩ４４、解析表示装置との間で光データ通信等を行うためのＬＥＤ４６等が搭載される。なお、図２では図示を省略してあるが、制御ＬＳＩ４４以外にも、ＩＣ、電子部品等から構成される周辺回路部が回路基板２６に搭載される。例えば、受電コイル部４２によって受信された高周波信号は、整流等の処理が行われて２次電池に充電されるが、これらの機能は制御ＬＳＩ４４以外の周辺回路部によって実行される。

回路基板２６用の配線パターンを有する基板としては、両面配線のフレキシブルフィルム基板、あるいはガラスエポキシ基板等を用いることができる。必要があればさらに多層配線の基板を用いてもよい。２次電池４０は、例えば、公称電圧３Ｖの小型ボタン型のマンガンリチウム電池等を用いることができる。

受電コイル部４２は、解析表示装置７０から送信される２次電池充電用の高周波信号を受電する機能を有するコイルである。受電コイル部４２は、両側にフランジを有するドラム型フェライトに、適当な巻数で巻回されたコイルを含んで構成することができる。受電コイル部４２は、回路基板２６の表面に搭載されるのではなく、回路基板２６に穴を開け、受電コイル部４２の一方端が回路基板２６の裏側に露出するように取り付けられる。

制御ＬＳＩ４４は、鼻呼吸センサ２２及び口呼吸センサ２４からの検出信号を処理し、鼻呼吸の有無データ及び口呼吸の有無データに変換し、その呼吸データを収集し記憶する機能を有する集積回路である。これらの機能の一部を他のＩＣや電子部品等に分担させて行わせてもよい。また、受電コイル部４２によって受信された高周波信号の処理等の機能の一部を制御ＬＳＩ４４に持たせてもよい。

金属板２８は、略Ｔ字型の平面形状を有する薄板で、回路基板２６の裏側、つまり制御ＬＳＩ４４等が搭載される側の反対側に配置され、ゲル状の樹脂５０によって回路基板２６と一体化される。金属板２８の材質及び厚さは、ゲル状の樹脂５０によって一体化されたパッド状の呼吸データ収集装置２０を指等で顔２に押し付けたときに、顔の形状に倣って容易に形状を変形できるものとして選択される。例えば厚さ０．２ｍｍから０．５ｍｍ程度の銅板等を用いることができる。また、金属板２８を、回路基板２６の接地端子に接続し、回路基板２６の背後からの電気的ノイズに対するシールド板の機能を持たせるものとしてもよい。

ＬＥＤ４６は、制御ＬＳＩ４４のデータ送信機能部分に接続され、収集され記憶されている呼吸データを予め定められた送信プロトコルに従って解析表示装置７０に送信するために点滅を行なう発光素子である。この光データ転送は、呼吸データ収集装置２０が呼吸データの収集が終わって顔２から外されたときに実行される。また、ＬＥＤ４６は制御ＬＳＩ４４のデータ収集機能部分に接続され、呼吸データ収集装置２０が顔２に被着されて呼吸データを収集しているときに、呼吸ピッチをユーザに知らせる等のために、呼吸データを検出するのと同期して点滅する同期点滅機能を実行するためにも用いられる。制御ＬＳＩ４４のデータ転送機能と同期点滅機能とを切り替えるのは、呼吸データ収集装置２０である被着パッドを顔から外し、解析表示装置７０に搭載したことを検出して行うことができる。

ゲル状の樹脂５０は、回路基板２６と回路基板２６に搭載される各要素、及び金属板２８を完全に覆い、外部から遮断し、防水性を確保するためのもので、金型等を用いて一体化成形される。この場合に、鼻呼吸センサ２２と口呼吸センサ２４は、各電極端子３２，３４，３６，３８の部分を覆うようにされ、呼吸を検出する部分はゲル状の樹脂５０の外側に残される。一体化成形された後の外形は、顔２に被着しやすいようにパッド形状とされる。ゲル状の樹脂５０は、防水性と粘着性とを有している材料の中から選択される。かかるゲル状の樹脂５０としては、例えばシリコン樹脂を用いることができる。また、ゲル状の樹脂５０に、適当な抗菌剤を添加することが望ましい。

導光体３０は、この一体化成形のときにＬＥＤ４６の上部の位置５２に設けられ、ＬＥＤ４６からの光をゲル状の樹脂５０を通すことなく外部に放射する機能を有する透光性の光学部材である。導光体３０の屈折率は、ゲル状の樹脂５０との界面でＬＥＤ４６からの光が全反射するように選ばれることが好ましい。特に、ゲル状の樹脂５０に抗菌剤が添加される場合は、ゲル状の樹脂５０が半透明あるいは不透明となるので、この導光体３０を用いることがＬＥＤ４６からの光を解析表示装置７０に効率的に送信するために有効である。

非粘着性フィルム５４は、ゲル状の樹脂５０で一体化成形されたパッド形状のうち、顔２と接触する内面側以外の部分、すなわち、回路基板２６の表側に対応する部分を覆い、その部分のべたつきをなくすためのプラスチックフィルムである。かかる非粘着性フィルム５４としては、適当な厚さのシリコンシート等を用いることができる。非粘着性フィルム５４をゲル状の樹脂５０で一体化されたパッド形状の上に取り付けるには、ゲル状の樹脂５０の粘着性をそのまま利用できる。非粘着性フィルム５４が貼られる側は、ＬＥＤ４６及び導光体３０、受電コイル部４２のように、解析表示装置７０との間で光データ転送、充電用高周波信号の送信等を行なうので、それらの機能を損なわないように、適当な開口部あるいは局部的に薄い厚さの部分を設けられてもよい。図２では、受電コイルの位置５８、ＬＥＤ４６及び導光体３０の位置５６に開口部が設けられている。かかる開口部を非粘着性フィルム５４に設けても、呼吸データ収集装置２０の防水性は、ゲル状の樹脂５０によって確保されている。

図３は、呼吸データ収集装置２０を製作する手順を説明する図である。図２と同様の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。最初に、回路基板２６に各要素が実装され搭載される。受電コイル部４２以外の各要素は、回路基板２６に対し表面実装技術を用いて搭載することができる。受電コイル部４２は、上記のように、回路基板２６に設けられた開口穴に位置決めされ、受電コイル部４２の一方端が回路基板２６の裏側に露出するように取り付けられる。次に、回路基板２６の各接続端子３３，３５，３７，３９に、鼻呼吸センサ２２の各電極端子３２，３４と口呼吸センサ２４の各電極端子３６，３８とがそれぞれ接続される。これらの接続は、焦電高分子フィルムの性能を損なわない条件の下で行なわれる。例えば、導電性接着テープ、導電性ペーストを用いることができる。場合によってはハンダ付けを用いてもよい。接続された後の状態を図３（ａ）に示す。

次に、回路基板２６の裏側に金属板２８を配置し、ＬＥＤ４６の上に導光体３０を配置し、ゲル状の樹脂５０でパッド形状に一体化成形を行なう。この際に、上記のように、鼻呼吸センサ２２及び口呼吸センサ２４の呼吸検出部分は、ゲル状の樹脂５０の外側に露出させておく。また、ＬＥＤ４６の上には導光体３０が配置され、その部分にはゲル状の樹脂５０が来ないように成形される。成形は、成形金型を用い、抗菌剤を添加したシリコンゲルがゲル状の樹脂５０として用いられる。その様子を図３（ｂ）に示す。

その後、非粘着性フィルム５４がゲル状の樹脂５０の顔と接触する内面側以外の部分、すなわち、回路基板２６の制御ＬＳＩ４４が搭載される側に相当する側に貼り付けられる。このようにして、２次電池４０、受電コイル部４２、制御ＬＳＩ４４、ＬＥＤ４６、これらが搭載された回路基板２６、金属板２８等を内蔵し、パッド形状の外形を有し、防水性のゲル状の樹脂５０で覆われ、顔に被着する側が粘着性を有する小型の呼吸データ収集装置２０が出来上がる。その様子を図３（ｃ）に示す。

このように、呼吸データ収集装置２０は、ゲル状の樹脂５０の内部に、制御ＬＳＩ４４、ＬＥＤ４６、回路基板２６、金属板２８等を含み、外部から遮蔽される構造で構成されている。外形は、パッド状の平面形状を有し、その厚みは数ｍｍ程度である。また、鼻呼吸センサ２２、口呼吸センサ２４は、大部分がゲル状の樹脂５０の外側に露出し、呼吸を検出しやすい適当な形状に癖付けがされる。もちろん自由形状としてもよい。呼吸データ収集装置２０は、厚み方向の一方側はゲル状の樹脂５０そのままで、防水性と共に粘着性を有する。この面が、粘着性を利用して、着脱自在に顔に被着する側として用いられる。その反対側は非粘着性フィルム５４で覆われ、この面が表側として用いられる。表側とは、ユーザの顔を正面に見たときに、観察者から見える側であり、解析表示装置７０に収納されるとき、光データ転送、高周波信号の送受信等が行なわれるインタフェース面側でもある。

このような構成の呼吸データ収集装置２０の作用を次に説明する。呼吸データ収集装置２０は、ユーザが呼吸データを収集しようとするときに、図１で説明したように、ユーザの顔２の口蓋部に相当する皮膚に、粘着性のある裏側が押し当てられ、金属板２８を口蓋部の形状に倣わせてその形状を変形させ、しっかりと皮膚上に固定される。そして、例えばユーザが睡眠中に、鼻呼吸センサ２２及び口呼吸センサ２４によって、鼻呼吸の有無、口呼吸の有無が検出され、制御ＬＳＩ４４の機能により、呼吸データとして収集され記憶される。呼吸データ収集の際の呼吸ピッチの検出等のために、鼻呼吸センサ２２及び口呼吸センサ２４によって検出された呼吸のピッチに同期してＬＥＤ４６を点滅させることができる。睡眠からユーザが覚醒すると、呼吸データ収集装置２０は、ユーザの顔２から外され、解析表示装置７０に取り付けられ、収集され記憶された呼吸データが転送される。

ここで、解析表示装置７０の構成について図４を用いて説明する。解析表示装置７０は、１次電源や制御用ＣＰＵ１０４等が内部に収納される下筐体７２と、下筐体７２の一部が薄く形成され、その薄い部分に対応する部分に配置され下筐体７２開閉自在に取り付けられる上筐体７４を有し、上筐体７４が閉じられるときは下筐体７２と一体化して平箱状となる装置である。図４においては、解析表示装置７０の下筐体７２の左半分の部分が右半分の部分に比べほぼ半分の厚さに薄く形成され、その薄くなった分の厚さに対応する厚さの上筐体７４が、下筐体７２に対し開閉自在に取り付けられる様子が示されている。フタ開閉スイッチ９１は、下筐体７２の上面に設けられ、上筐体７４が閉じられることを検出するスイッチである。

上筐体７４が配置されない下筐体７２の右半分には表示用ＬＣＤ９０、表示用ＬＣＤ９０の表示内容を選択するためのλ／ＭＯＤＥ選択ボタン９２とＵＰ−ＳＥＬＥＣＴボタン９３とＤＯＷＮ−ＳＥＬＥＣＴボタン９４、時刻合わせのための時刻ＳＥＴボタン９５、呼吸データ収集装置２０の呼吸モニタリングを行なうときにその支援のための光点滅を行なう呼吸モニタリングランプ９６が設けられる。これらは、それぞれ制御用ＣＰＵ１０４及びその周辺回路部に接続される。

上筐体７４が開閉する下筐体７２の部分に設けられるくぼみ７６は、呼吸データ収集装置２０を収納するためのものである。上記のように、ユーザの顔から取り外された呼吸データ収集装置２０は、表側をくぼみ７６の底に向けるようにして、くぼみ７６の中に挿入され、上筐体７４を下筐体７２に対し閉じることで、解析表示装置７０の内部に収納される。この収納状態の下で、以下に詳述するように、充電とデータ転送とが行なわれる。

くぼみ７６には、呼吸データ収集装置２０と間の無接点式の信号インタフェースが設けられる。１つ目は、呼吸データ収集装置２０のＬＥＤ４６に対応する受光素子７８で、２つ目は、呼吸データ収集装置２０の受電コイル部４２に対応する送信コイル部８０である。

受光素子７８は、呼吸データ収集装置２０のＬＥＤ４６の点滅信号を検出するセンサで、例えば、フォトダイオード又はフォトトランジスタで構成できる。受光素子７８によって検出されたＬＥＤ４６の点滅信号は、図示されていない制御部に伝送され、データ処理されて呼吸有無データに復元され、無呼吸に関する解析が行なわれ、その結果は表示用ＬＣＤ９０に表示される。このように、呼吸データ収集装置２０と解析表示装置７０との間のデータ転送は、ＬＥＤ４６の点滅信号を検出する無接点式の光データ転送で行なわれる。

送信コイル部８０は、下筐体７２と上筐体７４とに分けて配置される。図５は、送信コイル部８０と、呼吸データ収集装置２０の受電コイル部４２との関係を説明する図である。送信コイル部８０は、下筐体７２に設けられるＵ字型の下側ヨーク８２と、上筐体７４に設けられるＵ字型の上側ヨーク８４と、下側ヨーク８２に巻回されるコイル８６を含んで構成される。なお、コイル８６は、上側ヨーク８４に巻回するものとしてもよい。このように、送信コイル部８０のヨークは下側ヨーク８２と上側ヨーク８４とに分割され、それぞれが下筐体７２と上筐体７４に分けて設けられる。ここで、図５に示されるように、Ｕ字型の上側ヨーク８４と、Ｕ字型の下側ヨーク８２とは、そのＵ字型の２つの先端部がそれぞれ向かい合う位置に配置される。また、下筐体７２のくぼみ７６の底面には、下側ヨーク８２のＵ字型の先端部の１つが配置される。このくぼみ７６内に配置される下側ヨーク８２の先端部は、呼吸データ収集装置２０の受電コイル部４２のドラム型フェライトのフランジに対応する位置に設けられる。

したがって、上筐体７４が下筐体７２に対し開いているときは、送信コイル部８０のヨークは空間的にばらばらの状態におかれ、コイル８６に高周波信号を供給しても、それによって生成される磁束は空間の広い範囲に放射されるのみである。呼吸データ収集装置２０が解析表示装置７０のくぼみ７６に収納され、上筐体７４が下筐体７２に対し閉じられると、図５に示す状態となる。すなわち、くぼみ７６の中に設けられる下側ヨーク８２のＵ字型の一方の先端部と、これに対応する上側ヨーク８４のＵ字型の一方の先端部とは、呼吸データ収集装置２０の受電コイル部４２のドラム型フェライトの上下のフランジに接してこれを挟み込む。同時に、下側ヨーク８２のＵ字型の他方の先端部と、これに対応する上側ヨーク８４のＵ字型の他方の先端部が接触する。

これにより、下側ヨーク８２−受電コイル部４２−上側ヨーク８４−下側ヨーク８２と、磁気回路が閉じ、この状態で送信コイル部８０のコイル８６に高周波信号が供給されると、この磁気回路に磁束が流れ、その磁束によって受電コイル部４２のコイルから高周波信号を受け取ることができる。このように、呼吸データ収集装置を収納して開閉型筐体を閉じたときに、上側ヨーク８４と下側ヨーク８２との間に呼吸データ収集装置２０の受電コイル部４２が配置されるように閉じた磁気回路を形成する構成をとることで、解析表示装置７０の送信コイル部８０から呼吸データ収集装置２０の受電コイル部４２へ、無接点式の無線電力供給を行うことができる。

図６は、呼吸データ収集装置２０の制御部１４０の構成を示すブロック図である。ここでは、制御部１４０の構成要素ではないが、制御部１４０に接続される各要素として、鼻呼吸センサ２２、口呼吸センサ２４、２次電池４０、データ転送用のＬＥＤ４６、受電コイル部４２、呼吸データ記憶用のＥＥＰＲＯＭ１４２等も図示されている。

呼吸データ収集装置２０の制御部１４０は、呼吸データの収集と記憶の制御等を行なう制御ＬＳＩ４４と、その周辺回路部とで構成される。制御ＬＳＩ４４の周辺回路部には、呼吸データを記憶するＥＥＰＲＯＭ１４２、受電コイル部４２の受信した信号を波形成形してパルス信号に変換するパルス化回路１４４、受電信号を制御された一定電圧にして２次電池４０に供給するＤＣ／ＤＣコンバータ１０９、パルス化回路１４４の出力からリセットのワンショットトリガ信号を生成するリセット信号生成回路１４６、パルス化回路１４４の出力に基づいて受電信号の検出をする受電検出回路１４８、受電検出に基づいてデータ転送用のＬＥＤ４６の点滅を行なうＬＥＤ駆動回路１５０等が含まれる。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０９の出力は、２次電池４０の仕様に合わせ、例えば３．２Ｖとすることができる。また、ＥＥＰＲＯＭ１４２は、６５ｋｂｉｔｓの記憶容量を有する市販の電気的に書き換え可能なメモリを用いることができる。

図７は、解析表示装置７０の制御部１００の構成を示すブロック図である。ここでは、制御部１００の構成要素ではないが、制御部１００に接続される各要素として、１次電源１０２、表示用ＬＣＤ９０、受光素子７８、送信コイル部８０、受電コイル部４２、ＬＥＤ４６、フタ開閉スイッチ９１、λ／ＭＯＤＥ選択ボタン９２、ＵＰ−ＳＥＬＥＣＴボタン９３、ＤＯＷＮ−ＳＥＬＥＣＴボタン９４、時刻ＳＥＴボタン９５等も図示されている。

解析表示装置７０の制御部１００は、呼吸データの解析等を行なう制御用ＣＰＵ１０４と、その周辺回路部とで構成される。制御用ＣＰＵ１０４の周辺回路部には、呼吸データを記憶するフラッシュメモリ１０６と、制御用ＣＰＵ１０４、１次電源１０２の電圧を制御された一定電圧にするＤＣ／ＤＣコンバータ１０８、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０８の電圧を送信コイル部８０に供給する高周波信号の電圧に昇圧する昇圧回路１１０、受光素子７８の検出値を増幅するセンサ増幅回路１１２等が含まれる。ここで、例えば、１次電源１０２の電圧を約４．８Ｖ、ＤＣ／ＤＣコンバータ１０８の出力を３Ｖ、昇圧回路１１０の出力を５Ｖとすることができる。

図８は、呼吸データ収集装置２０と、解析表示装置７０との協働関係を示すブロック図である。上記のように、呼吸データ収集装置２０は、制御ＬＳＩ４４と、鼻呼吸センサ２２、口呼吸センサ２４、データ転送のための送信部であるＬＥＤ４６と、充電用受電コイル部４２と、呼吸データ記憶用ＥＥＰＲＯＭ１４２と、ＥＥＰＲＯＭ１４２以外の周辺回路部１４４〜１５０とを含んで構成される。これらの要素は、内部バスで相互に接続される。また、解析表示装置７０は、制御用ＣＰＵ１０４と、データ転送のための受信部である受光素子７８と、充電用送信コイル部８０と、呼吸データ記憶用フラッシュメモリ１０６と、フラッシュメモリ１０６以外の周辺回路部１０８〜１１２と、表示用ＬＣＤ９０とを含んで構成される。これらの要素は、内部バスで相互に接続される。

ここで、呼吸データ収集装置２０と解析表示装置７０との間では、送信部であるＬＥＤ４６と受信部である受光素子７８との間でデータ転送が行われ、送信コイル部８０と受電コイル部４２との間で２次電池への無線電力供給のための高周波信号の送受信が行なわれる。これらの信号の送受信は、呼吸データ収集装置２０の制御ＬＳＩ４４と、解析表示装置７０の制御用ＣＰＵ１０４の協働的制御の下で実行され、全体として、呼吸データ収集システム１０の効率的及び信頼性の高いデータ処理が行われて解析結果が外部に表示される。

呼吸データ収集装置２０の制御ＬＳＩ４４は、呼吸データ収集と記憶を制御する呼吸データ収集モジュール１７６の他に、回路系にリセットをかけるリセットモジュール１７０、受電コイル部４２が高周波信号を受信したことに基づいてデータ転送のための送信モードに移行させる送信モード移行モジュール１７２、収集し記憶された呼吸データを時間的に圧縮して送信させる圧縮データ送信モジュール１７４とを含んで構成される。これらの機能は、ソフトウェアで実現でき、具体的には、対応する呼吸データ収集プログラムを実行することで実現できる。これらの機能の一部をハードウェアで実現することもできる。

解析表示装置７０の制御用ＣＰＵ１０４は、呼吸データ収集装置２０から転送を受けた呼吸データを解析し表示する解析表示モジュール１６８の他に、呼吸データに関し呼吸データ収集装置２０と解析表示装置７０との間の時刻の対応付けを行なう時刻対応付けモジュール１６０と、呼吸データ収集装置２０のＬＥＤ４６の点灯の検出に基づいてデータ転送のための受信モードに移行させる受信モード移行モジュール１６４と、無線電力送受信の周波数をデータ転送の場合とそれ以外の場合とで異なる周波数とする送電周波数変更モジュール１６６とを含んで構成される。これらの機能は、ソフトウェアで実現でき、具体的には、対応する呼吸データ収集プログラムを実行することで実現できる。これらの機能の一部をハードウェアで実現することもできる。

上記構成の呼吸データ収集システム１０の作用について、図９、図１０のフローチャートを中心にして詳細に説明する。図９、図１０は、呼吸データ収集装置２０と解析表示装置７０との協働関係を示すフローチャートで、図９は、呼吸データ収集装置２０がユーザの顔に被着されて呼吸データを収集し記憶するデータ収集段階の手順を示し、図１０は、呼吸データ収集装置２０がユーザの顔から取り外されて解析表示装置７０に設置収納されて呼吸データの解析表示が行われる解析表示段階の手順を示す。これらの手順のうち、ユーザによってのみ行なわれる手順については、破線の枠で囲み、信号処理の手順等と区別して示した。なお、以下において、図１から図８までの説明に用いた符号をもって説明を行なう。

図９において、呼吸データの収集を行なうには、まず、ユーザによって、解析表示装置７０のくぼみ７６から呼吸データ収集装置２０が取り出され（Ｓ１０）、ユーザの顔に被着される（Ｓ１２）。解析表示装置７０及び呼吸データ収集装置２０がこれ以前に省電モードになっていたときは、通常の動作モードに復帰する。例えば、フタ開閉スイッチ９１の作動等を検出して解析表示装置７０の省電モードが解除され、鼻呼吸センサ２２又は口呼吸センサ２４が呼吸を検出したことによって呼吸データ収集装置２０の省電モードが解除されるものとすることができる。

この取り出し又は被着の前後に、解析表示装置７０においてユーザが任意のスイッチ等を押す（Ｓ１４）。例えば、λ／ＭＯＤＥ選択ボタン９２を押す。解析表示装置７０は、このユーザの任意のスイッチ操作を、呼吸データ収集装置２０におけるデータ収集の開始に関連する信号として検出する。すなわち、データ収集開始に対応する収集開始信号として取得する（Ｓ１６）。取得された収集開始信号は、正確にはデータ収集を開始する時刻を示さないことがあるが、後に述べる時刻対応付けにおけるデータ収集の期間の始まりを区切る時刻として利用することができる。

開始信号の取得の後、呼吸ピッチのモニタリングが開始する（Ｓ１８）。呼吸ピッチのモニタリングとは、呼吸データ収集装置２０の呼吸データ収集について、呼吸データ判断基準を適切に設定するために、呼吸データ収集装置２０とユーザとの間で行われる協働作業である。呼吸データ判断基準とは、鼻呼吸センサ２２及び口呼吸センサ２４によって検出されたデータについて、鼻呼吸と口呼吸とのそれぞれについて呼吸ピッチを正しく検出するために用いられる基準である。具体的には、所定の判断閾値を用いることができる。

モニタリングは、解析表示装置７０が適当な支援を行ないながら、次のような手順によって行われる。すなわち、解析表示装置７０において呼吸モニタリングランプ９６が、一定の時間間隔で点滅（Ｓ２０）し、ユーザに知らせ、ユーザはこの点滅に合わせて呼吸を行なう。呼吸モニタリングランプ９６は、鼻呼吸と口呼吸とで別のランプであるので、ユーザはその２つのランプを区別し、鼻呼吸と口呼吸とを呼吸モニタリングランプ９６の点滅指示に合わせて行うことができる。例えば、鼻呼吸用のランプを緑色の点滅とし、口呼吸用のランプを赤色の点滅とすることができる。この場合、最初は緑色点滅を一定の時間間隔、すなわち一定のピッチで行い、ユーザはこれに合わせ鼻呼吸をそのピッチに合わせて行う。次に赤色点滅を一定のピッチで行い、ユーザはこれに合わせ口呼吸をそのピッチに合わせて行う。

そして、呼吸データ収集装置２０は、ユーザが行なった鼻呼吸又は口呼吸を、鼻呼吸センサ２２又は口呼吸センサ２４で検出取得し（Ｓ２２）、内蔵されている呼吸データ判断基準に照らし合わせて、呼吸有無データに変換する。呼吸データ判断基準とは、鼻呼吸センサ２２又は口呼吸センサ２４が検出する検出信号に対する適当な閾値とすることができる。この呼吸データ判断基準は可変的で、鼻呼吸センサ２２又は口呼吸センサ２４が検出する検出信号に応じて、自動的に設定される。例えば、検出信号が弱いときは閾値を下げ、検出信号が強いときは閾値を上げることができる。あるいは、検出信号のレベルを自動的に一定レベルに調整し、そのうえで一定の閾値で、呼吸有無を判断することとしてもよい。

呼吸データ収集装置２０によって自動設定された呼吸データ判断基準に従って変換された呼吸有無データは、ＬＥＤ４６の点滅信号に用いられる。すなわち、ＬＥＤ４６は、呼吸データ収集装置２０によって判断された呼吸有無データに合わせて点滅する。ここではＬＥＤ４６は、解析表示装置７０に対するデータ転送のためでなく、呼吸データ収集装置２０が検出した呼吸有無をユーザに知らせる機能として働いている。ＬＥＤ４６について、データ転送のための機能と、モニタリングのための機能との切換は、呼吸データ収集装置２０の制御ＬＳＩ４４の機能の１つとして実行される。

したがって、モニタリングにおいて、解析表示装置７０は、鼻呼吸と口呼吸とについて呼吸モニタリングランプ９６を一定ピッチで点滅させ、ユーザはこれに合わせて鼻呼吸又は口呼吸を行い、そのときのＬＥＤ４６の点滅ピッチが呼吸モニタリングランプ９６の点滅ピッチと同じになるようにする。同じにならないときは、ユーザは、このモニタリングをやり直す。例えば、Ｓ１０に一度戻って、再びモニタリングを行うことができる。あるいは、呼吸データ収集装置２０が小型マイク等の指令受信手段を有することができる場合は、ユーザが呼吸データ収集装置２０に対し、例えば「リトライ」等の音声信号を与え、これによって呼吸データ収集装置２０に対し、呼吸データ判断基準の閾値等を初期値に戻させ、再びモニタリングを行なわせることができる。このようにして、解析表示装置７０の呼吸モニタリングランプ９６の点滅ピッチと、呼吸データ収集装置２０のＬＥＤ４６の点滅ピッチとが一致すると、モニタリングが終了する（Ｓ２４）。

なお、鼻呼吸及び口呼吸のモニタリング支援は、呼吸モニタリングランプ９６以外の手段で行うことができる。たとえば、適当なスピーカとその駆動回路、音声メモリを用い、音声ガイダンスで、モニタリング支援を行なってもよい。音声ガイダンスとしては、「鼻呼吸を行なってください。ピッ、ピッ、ピッ・・」、「口呼吸を行なってください。ピッ、ピッ、ピッ・・」と、音声とピッチ音とを出力し、また「モニタリングを終わりました。お休みなさい」等の終了メッセージを出力することができる。

このように、モニタリングによって、呼吸データ収集装置２０の呼吸データ収集について、鼻呼吸と口呼吸とを区別し、また呼吸ピッチを正しく検出する判断基準が定められる。以後は、モニタリングで定められた呼吸データ判断基準にしたがって、ユーザの鼻呼吸及び口呼吸について、呼吸有無が判断され、例えばユーザの睡眠中の８時間に渡って、呼吸データの収集と記憶が行なわれる（Ｓ２６）。呼吸データの収集と記憶は、呼吸データ収集装置２０の制御ＬＳＩ４４の呼吸データ収集モジュール１７６の機能によって実行される。呼吸データの収集と記憶については、データ転送に関連して後にさらに説明する。

解析表示装置７０は、モニタリングが終了すると、自動的に省電モードに移行する（Ｓ２８）。省電モードにおいて、各種スイッチ及び各種センサ等の検出回路は動作するように設定することが好ましい。このようにすることで、いずれかのスイッチの操作あるいはいずれかのセンサの状態変化によって、迅速に通常モードに復帰することができる。

図１０は、ユーザが例えば睡眠から目覚めた後における手順を示すフローチャートである。ユーザは、目覚める（Ｓ３０）と、解析表示装置７０において任意のスイッチ等を押す（Ｓ３２）。例えば、ＵＰ−ＳＥＬＥＣＴボタン９３を押す。解析表示装置７０がこれ以前に省電モードにあるときは、このスイッチ等の作動の検出によって通常モードに復帰する。解析表示装置７０は、このユーザの任意のスイッチ操作を、呼吸データ収集装置２０におけるデータ収集の終了に関連する信号として検出する。すなわち、データ収集終了に対応する収集終了信号として取得する（Ｓ３４）。取得された収集終了信号は、正確にはデータ収集を終了した時刻を示さないことがあるが、時刻対応付けにおけるデータ収集の期間の終りを区切る時刻として利用される。

すでに述べた開始信号取得工程（Ｓ１６）で取得した収集開始信号と、この終了信号取得工程（Ｓ３４）で取得した収集終了信号とに基づいて、呼吸データに関し、呼吸データ収集装置２０と解析表示装置７０との間の時刻の関係の対応付けが行なわれる（Ｓ３６）。そして、再度モニタリングが行われる（Ｓ３８，Ｓ４０）。このモニタリングは、睡眠から寝覚めたときの被着状態のままで行われるもので、睡眠中に被着状態がずれて、鼻呼吸と口呼吸との区別の基準、呼吸ピッチ検出の呼吸データ判断基準がずれていないかを確認するためのものである。その内容は、図９のＳ１８からＳ２４に説明したものと同様であるので、詳細な説明を省略する。

時刻対応付けの機能は、解析表示装置７０の制御用ＣＰＵ１０４の時刻対応付けモジュール１６０によって実行される。時刻対応付けの様子について、図１１を用いて説明する。

図１１は、横軸に時間を取って、信号の推移を示したもので、図１１（ａ）は呼吸データ収集装置２０において検出された呼吸データを示し、（ｂ）は解析表示装置７０において検出された収集開始信号、収集終了信号、呼吸モニタリングランプ９６の点灯信号を示す。両図において、時間軸の原点は合わせてある。これらの図から、解析表示装置７０のいずれかのスイッチ等が押されて収集開始信号が取得された時刻ｔ₁の後に、モニタリングによる呼吸モニタリングランプ９６の点滅が解析表示装置７０側に現れ、それに対応する呼吸データが呼吸データ収集装置２０側に現れる。モニタリングが終了した後は、呼吸データ収集装置２０側にのみ睡眠中の呼吸データが現れる。そして、解析表示装置７０のいずれかのスイッチ等が押されて収集終了信号が検出される時刻ｔ₂の前後で、睡眠中の呼吸データの出現がなくなる。その後、後述するように再度モニタリングが行なわれるので、呼吸モニタリングランプ９６の点滅が解析表示装置７０側に現れ、それに対応する呼吸データが呼吸データ収集装置２０側に現れる。

呼吸データに関する時刻対応付けは、収集開始信号の取得時刻ｔ₁と収集終了信号の取得時刻ｔ₂との間を按分して時刻ｔを割り付けることで行うことができる。例えば、時刻ｔ₁が３月２１日午後９時で、時刻ｔ₂が３月２２日午前５時であるとし、対象となる呼吸データが時間軸で時刻ｔ₁と時刻ｔ₂の中間に記憶されている場合、すなわちｔ−ｔ₁＝ｔ₂−ｔである場合は、その呼吸データが収集され記憶された時刻ｔを３月２２日午前１時と対応付けることができる。このように、ユーザがスイッチを任意に押した時刻である収集開始時刻と収集終了時刻とに基づいて、呼吸データに関し、呼吸データ収集装置２０と解析表示装置７０との間の時刻の対応付けをすることができる。

時刻対応付けは、ユーザのスイッチ等の操作によらなくても、呼吸データ収集装置２０の取り外しと設置に関する時刻を自動的に解析表示装置７０が取得することでも行うことができる。例えば、呼吸データ収集装置２０の取り外しのときのフタ開閉スイッチ９１の作動を自動的に検出してこれを収集開始時刻として取得し、呼吸データ収集装置２０の設置のときのフタ開閉スイッチ９１の作動を自動的に検出してこれを収集終了時刻として取得することでもよい。

図１２は、フタ開閉スイッチ９１の作動を自動的に検出して時刻対応付けをする様子を示す図である。図１２（ａ），（ｂ）は、図１１と同様な図で、横軸に原点を合わせた時間を取り、それぞれ呼吸データ収集装置２０と解析表示装置７０において検出された信号の推移を示す図である。これらの図から、呼吸データ収集装置２０が取り出されるときに解析表示装置７０のフタ開閉スイッチ９１が作動し、時刻ｔ₁で収集開始信号が取得され、その後に、モニタリングによる呼吸モニタリングランプ９６の点滅が解析表示装置７０側に現れ、それに対応する呼吸データが呼吸データ収集装置２０側に現れる。モニタリングが終了した後は、呼吸データ収集装置２０側にのみ睡眠中の呼吸データが現れる。そして、呼吸データ収集装置２０が取り外されて呼吸データの出現が止まり、その後に呼吸データ収集装置２０が設置されて、解析表示装置７０のフタ開閉スイッチ９１が作動し、時刻ｔ₂で収集終了信号が取得される。この場合には、すでに呼吸データ収集装置２０が取り外されているので、再度のモニタリングは行なわれない。

呼吸データに関する時刻対応付けは、図１１の場合と同様に、収集開始信号の取得時刻ｔ₁と収集終了信号の取得時刻ｔ₂との間を按分して時刻ｔを割り付けることで行うことができる。例えば、時刻ｔ₁が３月２３日午後９時で、時刻ｔ₂が３月２４日午前５時であるとし、対象となる呼吸データが時間軸で時刻ｔ₁と時刻ｔ₂の間であって、（ｔ−ｔ₁）：（ｔ₂−ｔ）＝５：３である場合は、その呼吸データが収集され記憶された時刻ｔを３月２４日午前２時と対応付けることができる。このように、適当なセンサあるいはスイッチの作動を検出して、自動的に収集開始時刻と収集終了時刻を取得し、呼吸データに関し、呼吸データ収集装置２０と解析表示装置７０との間の時刻の対応付けをすることができる。

再び図１０に戻り、モニタリングが終了すると、ユーザは呼吸データ収集装置２０を顔から取り外し（Ｓ４２）、それを解析表示装置７０のくぼみ７６の中に設置し（Ｓ４４）、上筐体７４を閉じる。その設置を検出して、解析表示装置７０の充電用送信コイル部８０から充電用の高周波信号の送信が開始する。周波数は５０ｋＨｚを用いることができる。すなわち、５０ｋＨｚ送電が開始し（Ｓ４６）、呼吸データ収集装置２０において５０ｋＨｚ受電が行なわれる（Ｓ４８）。具体的には、例えばフタ開閉スイッチ９１等によって呼吸データ収集装置２０の設置が検出されると、図７に示すように、昇圧回路１１０に対し、解析表示装置７０の制御用ＣＰＵ１０４がＯＵＴ₁から電源供給ＳＴＡＲＴ信号を出力し、ＯＵＴ₂からＩＣＳＴＡＲＴ信号を出力し、ＯＵＴ₃から発振クロックとして５０ｋＨｚを供給する。

そして、図５に説明したように、解析表示装置７０に呼吸データ収集装置２０が収納されて上筐体７４が閉じられることで、送信コイル部８０の上側ヨーク８４と下側ヨーク８２と、呼吸データ収集装置２０の受電コイル部４２とで閉じた磁気回路が形成される。これによって、送信コイル部８０に供給された高周波信号は、受電コイル部４２によって効率よく受電される。このようにして、無接点式により無線電力供給が呼吸データ収集装置２０に対し行なわれる。

Ｓ５０は、リセット工程である。回路系にシステムリセットをかけるタイミングは、充電開始の過渡期をすぎて、回路系の電源電圧がある程度安定し、そして一連の信号処理が開始する前が好ましい。ここでは、呼吸データ収集装置２０が解析表示装置７０のくぼみ７６に設置されるごとに、受電コイル部４２が５０ｋＨｚの高周波信号を受けたことを検出して、呼吸データ収集装置２０の回路系、制御部１４０のシステムリセットがかけられる。この機能は、呼吸データ収集装置２０の制御ＬＳＩ４４のリセットモジュール１７０の機能によって実行される。

具体的には、図６において、受電コイル部４２が高周波信号を受信すると、パルス化回路１４４を経てＤＣ／ＤＣコンバータ１０９によって電圧が３．２Ｖに制御されて、２次電池４０に充電が行なわれる。これと共に、パルス化回路１４４が出力したパルス信号は、リセット信号生成回路１４６においてワンショットパルスに変換され、制御ＬＳＩ４４のリセット信号入力端子に供給される。制御ＬＳＩ４４は、このリセット信号を受けると、制御部１４０等に対し、システムリセットをかける。このようにして、充電が開始し、ある程度電源電圧が安定したタイミングで、一連の信号処理が始まる前に、回路系のシステムリセットを自動的にかけることができ、データ処理の信頼性を向上させることができる。

図１３は、ワンショットパルスを生成するリセット信号生成回路１４６に代えて、Ｎチャネルオープンドレイン型の電圧検出器１４７を用いてリセット信号を生成する例を示す図である。ここでは、電圧検出器１４７の入力側の電源と、出力側の電源とを別々とすることにより、呼吸データ収集装置２０を解析表示装置７０に設置又は取り外したときに、リセット信号を出力することができる。なお、呼吸データ収集装置２０を解析表示装置７０から取り外したときに生じるリセット信号は、制御ＬＳＩ４４のリセット端子を適当なプルアップ抵抗で２次電池４０の電源電圧に吊ることで、ごく短い時間後にリセットが解除されるようにできる。したがって、Ｎチャネルオープンドレイン型の電圧検出器１４７のような簡単な構成で、実用上、呼吸データ収集装置２０が解析表示装置７０に設置するごとに、システムリセットをかけることができる。なお、リセット信号生成回路１４６、または電圧検出器１４７を、制御ＬＳＩ４４の周辺回路とせずに、制御ＬＳＩ４４そのものに内蔵させることもできる。

このようなシステムリセットの方法は、呼吸データ収集装置が呼吸データを収集した後、一旦記憶装置に記憶し、その後にその記憶されたデータを解析表示装置に転送する場合に限って用いられるわけではなく、広く２次電池を充電する呼吸データ収集システムに用いることができる。例えば、呼吸データ収集装置が呼吸有無データを収集すると共にリアルタイムで解析表示装置に転送する呼吸データ収集システムにおいても、上記のリセット方法を用いることができる。このようなリアルタイムデータ転送システムとしては、収集した呼吸データをそのまま微弱無線電波で解析表示装置側に転送するものがある。

再び図１０に戻り、呼吸データ収集装置２０は、Ｓ４８で５０ｋＨｚ受電が行なわれたことに基づいて、呼吸データの送信モードに移行する（Ｓ５２）。この機能は、呼吸データ収集装置２０の制御ＬＳＩ４４の送信モード移行モジュール１７２によって実行される。具体的には、図６に示すように、受電コイル部４２が受信した高周波信号はパルス化回路１４４によってパルス信号に変換されるが、そのパルス信号を受電検出回路１４８で検出し、ＡＤ₃端子より制御ＬＳＩ４４に供給される。これによって、制御ＬＳＩ４４は、呼吸データに関し、今までのデータ収集記憶モードから、データ送信モードに切り換える。

これにより、呼吸データ収集装置２０側でＬＥＤ４６が点滅を始める（Ｓ５４）。この点滅は、実際の呼吸データの転送を開始するのに先立って行なわれることがよい。すなわち、呼吸データの転送のためのＬＥＤ点滅とは別に行なわれるのが好ましい。解析表示装置７０側では、このＬＥＤ点灯を検出し（Ｓ５６）、無線電力送信のための周波数を２５ｋＨｚに変更する。この機能は、制御用ＣＰＵ１０４の送電周波数変更モジュール１６６の機能によって実行される。送電周波数を今までの５０ｋＨｚより２５ｋＨｚに変更するのは、この後にデータ転送（Ｓ６４，Ｓ６６）が行なわれ、回路の電力消費が多くなるので、無線電力の供給を多くするためである。

具体的には、図７に示すように、ＬＥＤ４６の点灯は受光素子７８とセンサ増幅回路１１２によって検出され、端子ＩＮ₆から制御用ＣＰＵ１０４に供給される。制御用ＣＰＵ１０４は、この検出信号を取得すると、ＯＵＴ₃から供給される発振クロックの周波数を５０ｋＨｚから２５ｋＨｚに変更する。これにより、解析表示装置７０の送信コイル部８０から２５ｋＨｚ送電が行なわれ（Ｓ５８）、呼吸データ収集装置２０の受電コイル部４２において２５ｋＨｚ受電が行なわれる（Ｓ６０）。

無線電力送受信の周波数変更が行なわれると、解析表示装置７０側では受信モードへに移行が行なわれる（Ｓ６２）。この機能は、制御用ＣＰＵ１０４の受信モード移行モジュール１６４によって実行される。具体的には、上記のＬＥＤ点灯検出と、送電周波数の変更に基づき、制御用ＣＰＵ１０４は、受光素子７８から入力される信号を、呼吸データの送信データとして、予め定められたプロトコルにしたがって解読する信号処理に切り換える。

そして、呼吸データ収集装置２０から、ユーザの睡眠中に収集され記憶された呼吸有無データを予め定められた送信プロトコルに従い、圧縮データとして、ＬＥＤ４６を点滅させて、データ送信が行われ（Ｓ６４）、解析表示装置７０では受光素子７８によって、圧縮データの受信が行なわれる（Ｓ６６）。すなわち、光通信によって、非接点式でデータ転送が行なわれる。ここで、圧縮データとは、時間的に圧縮する意味である。つまり、ユーザの睡眠中の呼吸有無データは、例えば睡眠時間の８時間に渡って収集されるが、データ転送は、データ収集に費やした８時間に比べ、はるかに短い時間で行なわれ、その意味で時間的に圧縮されて転送が行なわれる。換言すれば、データ収集のサンプリングレートに比べ、データ転送の送信レートは、はるかに高速である。このデータ圧縮送信は、呼吸データ収集装置２０の制御ＬＳＩ４４の圧縮データ送信モジュール１７４の機能によって実行される。

図１４に、呼吸データの収集記憶と、データ転送の様子を示す。図１４の各図は、いずれも横軸に時間をとり、各信号の推移を示すものである。図１４の（ａ）から（ｅ）までの時間軸は、その原点を合わせてある。なお（ｆ）は、時間軸の尺度が、（ａ）から（ｅ）までのものに比べ、大幅に圧縮されている。

図１４において、（ａ），（ｂ）は横軸に時間をとって、それぞれ鼻呼吸センサ２２、口呼吸センサ２４が検出したセンサ検出信号を示し、（ｃ），（ｄ）は、それぞれのセンサ検出信号に適当な信号処理を施して、それぞれ呼吸有無信号とした様子を示す。すなわち、（ｃ）は鼻呼吸有無を１又は０で示し、（ｄ）は口呼吸有無を１又は０で示している。そして、（ｅ）は、１秒ごとのサンプリングレートで、鼻呼吸有無データと口呼吸有無データのそれぞれを１ビットデータとし、同じ時刻における鼻呼吸有無データ及び口呼吸有無データを組として２ビットデータで示したものである。（ｅ）の２段積みのデータのうち、上段が（ｃ）に対応する鼻呼吸有無データで、下段が（ｄ）に対応する口呼吸有無データである。

このように、呼吸データの収集は、鼻呼吸センサ２２と口呼吸センサ２４によって図１４（ａ），（ｂ）に示されるように、波形データとして検出され収集される。しかし、呼吸データ収集装置２０のＥＥＰＲＯＭ１４２に記憶されるのは、（ｅ）に示されるように、これらの波形データを信号処理して、サンプリングレート１秒ごとに２ビットのデジタルデータである。例えば、睡眠時間を８時間とし、この期間の呼吸有無データを１秒ごとに２ビットのデータで記憶する場合、８時間＝８×６０×６０秒＝２８，８００秒であるので、６４ｋｂｉｔｓの記憶容量のＥＥＰＲＯＭ１４２に記憶することが可能である。

このように、６４ｋｂｉｔｓのデータとして記憶された呼吸有無データは、データ転送においては、図１４（ｆ）に示されるようなプロトコルで配列される。すなわち、データ転送は、スタートコードとストップコードとの間のデータコードにおいて、８ｋｂｙｔｅｓのデータとして転送される。データコードは、４ｂｙｔｅｓ単位でまとめられて送られる。送信レートは、例えば２５ｋＨｚ等を用いることができる。これにより、８時間かけて収集され記憶された６４ｋｂｉｔｓの呼吸有無データは、数秒で転送することができる。これにより、以下の解析表示において、最新のデータにつき、迅速に処理を行うことができ、データが陳腐化せず、その信頼性を向上させることができる。

再び図１０に戻り、呼吸データ収集装置２０側で圧縮データの送信が終了する（Ｓ６８）と、解析表示装置７０側ではその送信終了を検出する（Ｓ７０）。送信終了の検出は、図１４（ｅ）で説明したストップコードを用いて行なうことができる。データ転送が終了すると呼吸データ収集装置２０は省電モードに入ることができる（Ｓ７２）。

同様に、データ転送が終了すると、解析表示装置７０は、その制御用ＣＰＵ１０４の解析表示モジュール１６８の機能により、転送された呼吸有無データを、必要に応じ時刻対応付けを用いながら、解析を行い、その結果を表示用ＬＣＤ９０に表示する（Ｓ７４）。例えば、図４に示されるように、鼻呼吸と口呼吸の割合の円グラフ、無呼吸の回数、無呼吸の最大長さ等の解析結果が表示される。表示内容の変更は、λ／ＭＯＤＥ選択ボタン９２等の操作によって行うことができる。解析表示が一段落すると、解析表示装置７０は省電モードに入ることができる（Ｓ７６）。

省電モードに入ると、解析表示装置７０は、無線電力の送電周波数を１５０ｋＨｚに変更する。この機能は、上記の送電周波数変更モジュール１６６によって実行される。これにより、解析表示装置７０の送信コイル部８０において１５０ｋＨｚ送電が行なわれ（Ｓ７８）、呼吸データ収集装置２０の受電コイル部４２において１５０ｋＨｚ受電が行なわれる（Ｓ８０）。送電周波数を高くするのは、電力を多く使用するデータ転送が終了したためである。このように、データ転送中は、他の期間に比べ、低周波数で送電が行なわれることになる。この無線電力送電は、解析表示装置７０及び呼吸データ収集装置２０が共にデータ処理を行っていない期間を使って、２次電池４０を十分に充電するもので、例えば、７時間から８時間かけて行われる。

充電のための高周波送信の期間は、例えばタイマー等によって定めることができる。この場合には、タイマーが設定された期間を経過することで送電が終了する（Ｓ８２）。充電期間のためのタイマーは、上記のように７時間から８時間等として設定することができる。このタイマー機能、あるいは充電完了検出機能は、省電モードの間でも保持されている。充電が終了すると、解析表示装置７０及び呼吸データ収集装置２０は次の呼吸データ収集のために待機状態となる。

なお、上記の各工程の順序は、適宜変更することができる。例えば、時刻対応付け（Ｓ３６）の工程は、解析表示（Ｓ８０）の工程の前までに行えばよい。

上記において、呼吸データ収集装置２０と解析表示装置７０との間のデータの交信は、ＬＥＤ４６と受光素子４８とを近接させて、その間で光通信を用いるものとして説明した。したがって、呼吸データ収集装置２０をユーザの顔２に被着させたままでは、データの交信ができない。この場合においても、呼吸モニタリングは、解析表示装置７０の呼吸モニタリングランプ９６を用いてかなりの案内をすることができる。しかし、呼吸モニタリングにおける呼吸データ判断基準の設定の適否は、ユーザが判断し、適正でないときはユーザが一々モニタリングをやり直す操作を行うため、ユーザの負担等が大きい場合がある。

呼吸データ収集装置２０と解析表示装置７０との間のデータの交信を微弱電波による無線通信で行うものとすることで、呼吸データの転送をリアルタイム的に行うことができるほか、呼吸データ判断基準の設定の適否をユーザの判断に頼らず、解析表示装置の機能とすることができる。図１５は、無線通信により呼吸データの転送を行い、解析表示装置側にモニタリング判断機能を持たせる呼吸データ収集システム１２０構成を示す図である。無線通信方式の呼吸データ収集システム１２０は、無線通信機能を有する解析表示装置１２２と、無線通信機能を有する呼吸データ収集装置１２４とから構成される。

解析表示装置１２２は、無線送受信用アンテナ１２６と、呼吸データ収集装置１２４に対し、データ転送を行っている旨等を知らせるスピーカ１２８とを備える。そして解析表示装置制御用ＣＰＵ１０４には、無線通信用の送信ブロック１３２と受信ブロック１３４、スピーカ１２８のための音声ドライバ１３６及び音声メモリ１３８が接続される。また、制御用ＣＰＵ１０４には、モニタリング判断モジュール１３５が含まれる。それ以外の要素については、データ転送用の受光素子及びそれに関連する回路系が省略されていることを除き、図４等で説明した内容と同じである。すなわち、無線電力送信のための送信コイル部、呼吸データ収集装置１２４を収容するくぼみ、フタ開閉スイッチ等を備えるものとできる。

呼吸データ収集装置１２４は、被着パッドから例えば裏地に粘着テープ等の固定手段を有する無線送受信用アンテナ１３０が延ばされて設けられ、その制御ＬＳＩ４４には、無線通信用の送信ブロック１３２と受信ブロック１３４が接続される。図１５に示されるように、送信ブロック１３２は、解析表示装置１２２及び呼吸データ収集装置１２４において同じ回路を用いることができる。同様に、受信ブロック１３４も、解析表示装置１２２及び呼吸データ収集装置１２４において同じ回路を用いることができる。それ以外の要素については、データ転送用のＬＥＤ及びそれに関連する回路系が省略されていることを除き、図２等で説明した内容と同じである。すなわち、鼻呼吸センサ、口呼吸センサ、無線電力受電のための受電コイル部、２次電池等を備えるものとできる。また、受電コイル部が高周波信号を受け取ったことを検出して、システムリセットをかけることができることも同じである。なお、ＥＥＰＲＯＭは、無線通信で呼吸データをリアルタイム的に解析表示装置１２２に転送できるので、その容量を大幅に少なくできる。

このように、無線通信方式の呼吸データ収集システム１２０は、データ転送を光通信でなく無線通信で行うことを除けば、図１等で説明した呼吸データシステム１０の内容と同様であるので、以下では、無線通信に関する部分を中心に説明する。図１６は、送信ブロック１３２と受信ブロック１３４の内部回路構成を示す図である。図１６（ａ）は送信ブロック１３２を示し、ここでは送信データ信号Ｔ_xＤａｔａ、送信のオン・オフ信号、無線通信周波数ｆ設定信号が用いられ、回路的には相互に異なる周波数を有する２つの発振回路と、ＰＬＬ回路とで構成される。図１６（ｂ）は受信ブロック１３４を示し、ここでは受信データ信号Ｒ_xＤａｔａ、受信同期信号ＤＳＲ、無線通信周波数ｆ設定信号が用いられ、回路的には発振回路を含む検波回路と、ＰＬＬ回路とで構成される。

かかる構成の呼吸データ収集システム１２０のデータ転送について説明する。データ転送には、無線通信の法規制に適合した周波数帯及び送受信の電波強度の電波を用いることができる。例えば３１２．７ＭＨｚから３１８．４ＭＨｚ帯の微弱電波を用いることができる。呼吸データの転送は、呼吸データ収集装置１２４において、鼻呼吸センサ２２、口呼吸センサ２４が検出したデータそのもの、あるいは簡単な信号処理を行った後のものを、無線送信可能なデータ形式にして、送信ブロック１３２からリアルタイムで送信する。解析表示装置１２２では、送信されてきた電波を受信ブロック１３４で受信する。受信された信号は適当な復調処理が行われ、呼吸データとして解析表示装置制御用ＣＰＵ１０４に渡される。

図４等で説明した呼吸データ収集システム１０では、呼吸データを一旦呼吸データ収集装置２０のメモリに記憶し、その記憶されたデータを光通信によって解析表示装置７０に転送するもので、例えば１睡眠に１回のデータ転送が行われる。これにいわばバッチ方式でデータが転送される。これに対し、図１５で説明した無線通信方式では、呼吸データ収集装置が検出した呼吸データを、ほぼリアルタイムで、解析表示装置１２２に転送できる。したがって、上記のように、呼吸データ収集装置１２４におけるメモリ容量を大幅に削減できる。

ここで呼吸データ収集装置制御ＬＳＩ４４に含まれる呼吸データ判断基準設定モジュール１３３は、図９のモニタリングに関連してＳ２２の工程で説明した呼吸データ判断基準の自動設定機能を有する。すなわち、この呼吸データ判断基準は可変的で、鼻呼吸センサ２２又は口呼吸センサ２４が検出する検出信号に応じて、自動的に設定される。例えば、検出信号が弱いときは閾値を下げ、検出信号が強いときは閾値を上げる機能を有する。あるいは、検出信号のレベルを自動的にあるいは、検出信号のレベルを自動的に一定レベルに調整し、そのうえで一定の閾値で、呼吸有無を判断する機能を有することとしてもよい。呼吸データ判断基準が設定されると、その基準に基づいて鼻呼吸センサ２２又は口呼吸センサ２４が検出する検出信号が呼吸有無データに変換され、無線送信ブロック１３２と無線送受信用アンテナ１３０を介し、解析表示装置１２２に送信される。呼吸モニタリングにおいては、呼吸モニタリングデータとして送信される。

解析表示装置制御用ＣＰＵ１０４は、音声ドライバ１３６、スピーカ１２８、音声メモリ１３８を用いて、モニタリングを音声で案内する機能を有する。また、モニタリング判断モジュール１３５は、無線送受信の方法によって呼吸データ収集装置１２４から受け取ったモニタリング呼吸データに基づき、呼吸データ判断基準の適正か否かを判断し、呼吸データ収集装置１２４に対し、その結果を指示する機能を有する。呼吸データ収集装置１２４から受け取ったモニタリング呼吸データの適否判断は、例えば、音声案内によって示された呼吸ピッチと、受け取った呼吸モニタリングデータの呼吸ピッチとが一致しているか否か等で行うことができる。

図１７は、無線電波の送受信機能と音声案内機能とを有する呼吸データ収集システム１２０において、解析表示装置１２２と呼吸データ収集装置１２４との協働による呼吸モニタリング及び呼吸データ転送を説明するフローチャートである。

初期状態においては、呼吸データ収集装置１２４が解析表示装置１２２のくぼみに収納されている。そして、通常ならば呼吸データ収集装置１２４の２次電池が十分に充電されている状態である。ユーザが呼吸データ収集装置１２４を用いて呼吸データ収集を行おうとするときは、解析表示装置１２２から呼吸データ収集装置１２４を取り出す動作を行う（Ｓ１００）。なお、図１７においても、ユーザの動作等は、破線で囲んで示されている。具体的には、解析表示装置１２２の上筐体を開けて呼吸データ収集装置１２４を取り出し、再び上筐体を閉める。この一連の動作をフタ開閉スイッチによって検出すると、解析表示装置１２２は、無線送受信の方法によって呼吸データ収集装置１２４に、充電状態を確認しその結果を返信する旨の指令を与える。呼吸データ収集装置１２４が充電チェックを行い（Ｓ１０２）、充電状態が十分である返信を受け取ると、解析表示装置１２２は、音声により、呼吸データ収集装置１２４を被着する案内を行う（Ｓ１０４）。例えば「検出ユニットを装着して下さい」等の案内文を音声メモリ１３８から読み出し、音声ドライバ１３６を介してスピーカ１２８より音声で出力させる。検出ユニットとは、呼吸データ収集装置１２４のことである。なお、図１７において、音声案内に関する工程は、２重線の枠で示してある。以下の音声案内も、適当な案内文を音声メモリ１３８から読み出し、これを音声ドライバ１３６を介してスピーカ１２８より音声で出力させることは同様である。これにしたがって、ユーザは、呼吸データ収集装置１２４を顔に被着する（Ｓ１０６）。

被着に必要な適当な時間の経過後、解析表示装置１２２は、次に鼻呼吸をする音声案内を出す（Ｓ１０８）。例えば、「モニタリングを開始します」と案内し、ついで、「鼻呼吸をして下さい」の音声案内と共に、呼吸ピッチの案内を与える。呼吸ピッチの案内は、例えば「ピッ、ピッ、ピッ、・・」等の周期的音声で与えることができる。ユーザは、この呼吸ピッチの案内を聞きながら、鼻呼吸を行う（Ｓ１１０）。ここでは、鼻呼吸のモニタリングを口呼吸のモニタリングより先に行うものとしたが、その順序を逆にしてもよい。

呼吸データ収集装置１２４は、ユーザが行なった鼻呼吸を、鼻呼吸センサで検出し、制御ＬＳＩ４４の呼吸データ判断基準設定モジュール１３３の機能により、鼻呼吸センサが検出する検出信号に応じて、呼吸データ判断基準を自動的に設定する（Ｓ１１２）。上記のように、呼吸データ判断基準は、鼻呼吸センサ又は口呼吸センサが検出する検出信号に対する適当な閾値である。例えば、検出信号が弱いときは閾値を下げ、検出信号が強いときは閾値を上げることができる。あるいは、検出信号のレベルを自動的に一定レベルに調整し、そのうえで一定の閾値で、呼吸有無を判断することとしてもよい。

鼻呼吸データ判断基準が自動設定されると、その判断基準を用いて、鼻呼吸センサの検出信号が鼻呼吸有無データに変換され、予め定めた送信プロトコルに従い、無線送受信の方法によって、解析表示装置１２２に送信する（Ｓ１１４）。

解析表示装置１２２は、送信されたデータをモニタリング呼吸データとして取得し、モニタリング判断モジュール１３５の機能により、取得されたモニタリング呼吸データが鼻呼吸有無データとして適当か否かのモニタリング適否判断を行う（Ｓ１１６）。モニタリング適否判断は、取得されたモニタリング呼吸データのピッチが、Ｓ１０８で案内したピッチと一致するかどうか等で判断される。両ピッチが一致しないときはモニタリングが適当でないと判断され、その旨が音声で案内される（Ｓ１１８）。例えば、「もう一度、検出ユニットを付け直して鼻呼吸をして下さい」の音声案内を行い、被着に必要な時間経過後、再び呼吸ピッチの案内を行う。呼吸ピッチは、前と同じでもよく、取得されたモニタリング呼吸データの内容に応じ、適宜変更するものとしてもよい。これにより、ユーザは、リトライを行う（Ｓ１２０）。すなわち、ユーザはＳ１０６とＳ１１０とを行い、これにより、呼吸データ収集装置１２４は、鼻呼吸データ判断基準の自動設定をやり直すことができる。

取得されたモニタリング呼吸データのピッチと、Ｓ１０８で案内したピッチと一致すると、鼻呼吸におけるモニタリングが適当と判断され、次に口呼吸について同様な手順で、口呼吸案内（Ｓ１１２）、口呼吸（Ｓ１２４）、口呼吸データ判断基準の自動設定（Ｓ１２６）、口呼吸データ送信（Ｓ１２８）、口呼吸モニタリング判断（Ｓ１３０）、そして必要なときに判断案内（Ｓ１３２）、リトライ（Ｓ１３４）が行われる。このようにして、鼻呼吸と口呼吸について、それぞれの呼吸データ判断基準が適切に設定されると、解析表示装置１２２によって、モニタリングの終了が音声で案内される（Ｓ１３６）。例えば、「モニタリングを終了します。そのままお休み下さい」等で案内を与えることができる。

モニタリングが終了すると、その結果を用いての通常の呼吸データ収集に入る。つまり、モニタリングをティーチングとして、いわゆるランニングに入る。すなわち、睡眠状態等のあるユーザの呼吸データは、鼻呼吸センサ及び口呼吸センサによって検出され、それぞれ鼻呼吸データ判断基準及び口呼吸データ判断基準に従って、鼻呼吸有無データ及び口呼吸有無データに変換され、それぞれを１ビットデータとし、同じ時刻における鼻呼吸有無データ及び口呼吸有無データを組として、２ビットデータとして、収集される。そして無線送受信の方法で、呼吸データ収集装置１２４と解析表示装置１２２との間で、呼吸データの送受信が行われる（Ｓ１３８，Ｓ１４０）。呼吸データの送受信は、呼吸有無データのサンプリングに合わせ１秒毎に行うこともできる。この送受信の時間は、基本的に２ビットのデータ送受信であるので、きわめて短時間で行うことができる。

解析表示装置１２２は、このデータ収集の期間において、送信されてくる呼吸有無データの状態を監視する機能を有する。例えば、呼吸データ収集装置１２４が、ユーザの顔の適切な位置からずれて、呼吸データが送信されなくなることがある。単に呼吸データが無いだけでは、それがユーザの無呼吸状態のためか、何かの事故等でデータ送信が途絶えたのか、はまだ分からないが、ある程度の時間連続して呼吸データの取得が行われないときは、これを何かの事故と判断することができる。このような判断基準で、送信データの監視を行い、無呼吸状態も含め正常なデータ収集及び送信状態と判断するときは、送信されてきたデータを呼吸データ蓄積用フラッシュメモリに記憶する。何かの事故又はエラーと判断する（Ｓ１４２）場合には、無線送受信の方法で、呼吸データ収集装置１２４にデータ収集及び送信の中止を指令する（Ｓ１４４）。その指令により、呼吸データ収集装置１２４は、送信を中止する（Ｓ１４６）。ユーザが目覚め、データ収集装置１２４を解析表示装置１２２に収めると、解析表示装置１２２は、それまでに蓄積されたデータについて、時刻対応付け等を行って、解析し、表示する（Ｓ１４８）。

このように、無線電波を用いて解析表示装置１２２と呼吸データ収集装置１２４との間データ転送を含めて交信を行い、また音声案内によって呼吸モニタリングを案内することで、呼吸データ判断基準の設定及びその適否判断の操作性が向上する。また、これによって、以後の呼吸データの信頼性が向上する。

これらによって、呼吸データ収集装置のデータ収集の時刻を解析表示装置におけるデータの時刻と対応付け、データ自体の信頼性向上を図ることが出来る。また、データ圧縮によって、データ処理に要する時間を短縮し、最新の呼吸データについての迅速なデータ処理を可能にして、解析表示されるデータの信頼性向上を図ることが可能となる。また、強制的システムリセットを行なって、その後のデータ処理の信頼性向上を図ることが可能となる。また、呼吸データ判断基準の設定を適切に行って、呼吸データの信頼性を向上させることができる。

本発明に係る実施の形態において、呼吸データ収集システムの構成を説明する図である。本発明に係る実施の形態において、呼吸データ収集装置を構成する要素を説明するための分解図である。本発明に係る実施の形態において、呼吸データ収集装置を製作する手順を説明する図である。本発明に係る実施の形態において、解析表示装置の構成を示す図である。本発明に係る実施の形態において、送信コイル部と、呼吸データ収集装置の受電コイル部との関係を説明する図である。本発明に係る実施の形態において、呼吸データ収集装置の制御部の構成を示すブロック図である。本発明に係る実施の形態において、解析表示装置の制御部の構成を示すブロック図である。本発明に係る実施の形態において、呼吸データ収集装置と解析表示装置との間の協働関係を説明するブロック図である。本発明に係る実施の形態において、呼吸データ収集の段階の手順を示すフローチャートである。本発明に係る実施の形態において、表示解析のための段階の手順を示すフローチャートである。本発明に係る実施の形態において、時刻対応付けの様子を説明する図である。本発明に係る実施の形態において、時刻対応付けの他の例を説明する図である。本発明に係る実施の形態において、電圧検出器を用いて強制リセットをかける様子を説明する図である。本発明に係る実施の形態において、呼吸データの収集記憶と、データの圧縮転送の様子を説明する図である。本発明に係る実施の形態において、無線通信方式による呼吸データ収集システムの構成を示す図である。本発明に係る実施の形態において、無線通信方式に用いられる送信ブロックと受信ブロックの内部構成を説明する図である。本発明に係る実施の形態において、無線通信と音声案内を用いて呼吸モニタリング等を行う手順を示すフローチャートである。

符号の説明

２顔、４鼻孔、６口、１０，１２０呼吸データ収集システム、２０，１２４呼吸データ収集装置、２２鼻呼吸センサ、２４口呼吸センサ、２６回路基板、２８金属板、３０導光体、３２，３４，３６，３８電極端子、３３，３５，３７，３９接続端子、４０２次電池、４２受電コイル部、４４制御ＬＳＩ、４６ＬＥＤ、５０ゲル状の樹脂、５２，５６，５８位置、５４非粘着性フィルム、７０，１２２解析表示装置、７２下筐体、７４上筐体、７６くぼみ、７８受光素子、８０送信コイル部、８２下側ヨーク、８４上側ヨーク、８６コイル、９０表示用ＬＣＤ、９１フタ開閉スイッチ、９２ λ／ＭＯＤＥ選択ボタン、９３ＵＰ−ＳＥＬＥＣＴボタン、９４ＤＯＷＮ−ＳＥＬＥＣＴボタン、９５時刻ＳＥＴボタン、９６呼吸モニタリングランプ、１００，１４０制御部、１０２１次電源、１０４制御用ＣＰＵ、１０６フラッシュメモリ、１０８，１０９ＤＣ／ＤＣコンバータ、１１０昇圧回路、１１２センサ増幅回路、１２６，１３０無線送受信用アンテナ、１２８スピーカ、１３２送信ブロック、１３３呼吸データ判断基準設定モジュール、１３４受信ブロック、１３５モニタリング判断モジュール、１３６音声ドライバ、１３８音声メモリ、１４２ＥＥＰＲＯＭ、１４４パルス化回路、１４６リセット信号生成回路、１４７電圧検出器、１４８受電検出回路、１５０駆動回路、１６０時刻対応付けモジュール、１６４受信モード移行モジュール、１６６送電周波数変更モジュール、１６８解析表示モジュール、１７０リセットモジュール、１７２送信モード移行モジュール、１７４圧縮データ送信モジュール、１７６呼吸データ収集モジュール。

Claims

顔に被着して呼吸データを収集し記憶する呼吸データ収集装置と、呼吸データの収集が終わった後に顔から外された呼吸データ収集装置から呼吸データの転送を受けて呼吸データを解析し表示する解析表示装置とを含む呼吸データ収集システムであって、
呼吸データ収集装置は、
顔の鼻孔又は口の近傍付近を被着する着脱可能な被着パッドに取り付けられ、呼吸状態を検出する呼吸センサと、
呼吸センサにより検出されたデータを処理し、所定の収集サンプリングレートで呼吸データとして記憶するデータ収集部と、
を備え、
解析表示装置は、
呼吸データ収集装置のデータ収集開始に対応する時刻をデータ収集開始時刻として取得して記憶し、呼吸データ収集装置のデータ収集終了に対応する時刻をデータ収集終了時刻として取得して記憶し、データ収集開始時刻とデータ収集終了時刻とに基づいて、転送を受けた呼吸データとその収集時刻との対応付けを行なう時刻対応付け手段を備えることを特徴とする呼吸データ収集システム。
請求項１に記載の呼吸データ収集システムにおいて、
呼吸データ収集装置は、
呼吸データの収集が終わった後に、収集された呼吸データを収集サンプリングレートよりも高速の送信レートで解析表示部に送信する送信部を備えることを特徴とする呼吸データ収集システム。
請求項２に記載の呼吸データ収集システムにおいて、
データ収集部は、鼻呼吸データと口呼吸データとをそれぞれ１ビットのデータとして、２ビットのデータごとに所定の収集サンプリングレートで収集することを特徴とする呼吸データ収集システム。
請求項２に記載の呼吸データ収集システムにおいて、
送信部は、収集された呼吸データを予め定められた送信プロトコルに従いＬＥＤを点滅させて解析表示装置に対し送信し、
解析表示装置は、呼吸データ収集装置から送信されるＬＥＤ光の点灯を検出してデータ受信モードに移行することを特徴とする呼吸データ収集システム。
請求項２に記載の呼吸データ収集システムにおいて、
解析表示装置は、
１次電源と、
１次電源により駆動され高周波信号を生成する高周波発振回路と、
高周波信号を送信する送信コイルと、
を備え、
呼吸データ収集装置は、
被着パッドに取り付けられ、高周波信号を受信する受電コイルと、
受信された高周波信号を整流し、２次電池に充電する整流充電回路と、
を備え、
送信部は、受電コイルが高周波信号を受け取ったことを検出してデータ送信モードに移行することを特徴とする呼吸データ収集システム。
請求項２に記載の呼吸データ収集システムにおいて、
解析表示装置は、
１次電源と、
１次電源により駆動され高周波信号を生成する高周波発振回路と、
高周波信号を送信する送信コイルと、
を備え、
呼吸データ収集装置は、
被着パッドに取り付けられ、高周波信号を受信する受電コイルと、
受信された高周波信号を整流し、２次電池に充電する整流充電回路と、
を備え、
送信部は、収集された呼吸データを予め定められた送信プロトコルに従ってＬＥＤを点滅させて解析表示装置に対し送信し、
解析表示装置の高周波発振回路は、
ＬＥＤが点滅するデータ受信モードの期間の発振周波数を、それ以外の期間の発振周波数よりも低周波とすることを特徴とする呼吸データ収集システム。
顔に被着して呼吸データを収集する呼吸データ収集装置と、呼吸データ収集装置から呼吸データの転送を受けて呼吸データを解析し表示する解析表示装置とを含む呼吸データ収集システムであって、
呼吸データ収集装置は、
顔の鼻孔又は口の近傍付近を被着する着脱可能な被着パッドに取り付けられ、呼吸状態を検出する呼吸センサと、
解析表示装置との間で、呼吸データの送信を含み、無線電波による交信を行う送受信手段と、
呼吸データの判断基準を設定するためにユーザが行う呼吸モニタリングにおいて、呼吸センサによって収集されたデータに基づいて、呼吸データ判断基準を自動設定する判断基準設定手段と、
を備え、
解析表示手段は、
呼吸データ収集装置との間で、呼吸データの受信を含み、無線電波による交信を行う送受信手段と、
送受信手段を介し、呼吸データ収集装置から受け取ったモニタリング呼吸データに基づき、モニタリング呼吸データが適正か否かを判断するモニタリング判断手段と、
ユーザのモニタリング呼吸を音声で案内する音声案内手段と、
を備えることを特徴とする呼吸データ収集システム。
請求項２又は請求項７に記載の呼吸データ収集システムにおいて、
解析表示装置は、
１次電源と、
１次電源により駆動され高周波信号を生成する高周波発振回路と、
高周波信号を送信する送信コイルと、
を備え、
呼吸データ収集装置は、
被着パッドに取り付けられ、高周波信号を受信する受電コイルと、
受信された高周波信号を整流し、２次電池に充電する整流充電回路と、
受電コイルが高周波信号を受け取ったことを検出して、システムリセットをかけるリセット手段と、
を備えることを特徴とする呼吸データ収集システム。