JP7203419B2

JP7203419B2 - 生体情報解析装置及び生体情報解析方法並びにプログラム

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Publication number: JP7203419B2
Application number: JP2019048773A
Authority: JP
Inventors: 修金澤; 一夫清水
Original assignee: NEUROCEUTICALS INC.
Current assignee: NEUROCEUTICALS INC.
Priority date: 2019-03-15
Filing date: 2019-03-15
Publication date: 2023-01-13
Anticipated expiration: 2039-03-15
Also published as: JP2020146386A

Description

本発明は、生体情報解析装置及び生体情報解析方法並びにプログラムに関する。

従来より、パルスオキシメータを使用して睡眠時無呼吸症候群（Sleep Apnea Syndrome:以下、「ＳＡＳ」と称する）を検出する方法が提案されている。パルスオキシメータは、発光部と受光部とを有するプローブを被験者の指に装着し、発光部から光を生体（指）に向けて照射し、生体を透過した光の光量を受光部で検出し、この検出した光量に基づいて血中の酸素飽和度を導出するものである。パルスオキシメータで導出された酸素飽和度のデータは、所定の演算装置に送られて、酸素飽和度の低下の回数を表す指標（Oxygen Desaturation Index:以下「ＯＤＩ」と称する）の算出に用いられる。被験者は、ＯＤＩの値が所定の閾値を超えている場合に、ＳＡＳの疑いがあるものと診断される。

現在においては、パルスオキシメータで取得したデータをフーリエ変換することにより、簡単なアルゴリズムでＳＡＳ判定を行う技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、近年においては、無呼吸に伴う酸素飽和度の低下ピークであるＤｉｐが連続的に発生している時間帯を抽出することにより、被験者の睡眠時の体位にかかわらず的確にＳＡＳ判定を行う技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７－１９０２８１号公報特開２００７－２７５３４９号公報

ところで、ＯＤＩの値に基づいてＳＡＳ判定を行う手法においては、無呼吸状態が発生していないときの酸素飽和度の値（ベースライン）を基準にしてＤｉｐの発生を検出している。しかし、パルスオキシメータで検出される酸素飽和度の波形（時間履歴）は、被験者毎に異なり、同じ被験者であっても測定日の体調等によって異なるなど、複雑に変化するため、そもそも適切にベースラインを設定することが容易でないという問題があった。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ＯＤＩの値に基づいてＳＡＳの判定を行う際に、無呼吸状態が発生していないときの酸素飽和度の値（ベースライン）をリアルタイムにかつ正確に設定することができる生体情報解析装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明に係る生体情報解析装置は、被験者の所定の生体部位から酸素飽和度を測定する測定部と、測定部で測定した酸素飽和度情報に基づいてＯＤＩを算出する演算部と、を備えるものであって、演算部は、所定時間内における測定部による測定度数が最大となる酸素飽和度の値を、無呼吸状態が発生していないときの酸素飽和度の値であるベースラインに設定するベースライン設定部と、測定部で測定した酸素飽和度が、ベースライン設定部で設定したベースラインから第一所定値以上低下するか否かを判定する低下判定部と、低下判定部で酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下したものと判定した場合に、酸素飽和度がベースラインを下回った時点から、酸素飽和度が最低値から上昇を開始する時点まで、の時間である下降時間が第一時間内であるか否かを判定する下降時間判定部と、低下判定部で酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下したものと判定した場合に、酸素飽和度の単位時間当たりの低下量である低下率が所定の閾値以上であるか否かを判定する低下率判定部と、下降時間判定部で下降時間が第一時間内であると判定し、かつ、低下率判定部で低下率が所定の閾値以上であると判定した場合に、酸素飽和度が最低値から上昇を開始する時点から、最低値よりも第二所定値以上上昇するまで、の時間である回復時間が第二時間内であるか否かを判定する回復時間判定部と、回復時間判定部で回復時間が第二時間内であると判定した場合に、Ｄｉｐが発生したものと判定するＤｉｐ判定部と、Ｄｉｐ判定部で発生したものと判定した前記Ｄｉｐに基づいてＯＤＩを算出するＯＤＩ算出部と、を有するものである。

また、本発明に係る生体情報解析方法は、被験者の所定の生体部位から測定した酸素飽和度情報に基づいてＯＤＩを算出する演算工程を備える方法であって、演算工程は、所定時間内における測定度数が最大となる酸素飽和度の値を、無呼吸状態が発生していないときの酸素飽和度の値であるベースラインに設定するベースライン設定工程と、測定した酸素飽和度が、ベースライン設定工程で設定したベースラインから第一所定値以上低下するか否かを判定する低下判定工程と、低下判定工程で酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下したものと判定した場合に、酸素飽和度がベースラインを下回った時点から、酸素飽和度が最低値から上昇を開始する時点まで、の時間である下降時間が第一時間内であるか否かを判定する下降時間判定工程と、低下判定工程で酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下したものと判定した場合に、酸素飽和度の単位時間当たりの低下量である低下率が所定の閾値以上であるか否かを判定する低下率判定工程と、下降時間判定工程で下降時間が第一時間内であると判定し、かつ、低下率判定工程で低下率が所定の閾値以上であると判定した場合に、酸素飽和度が最低値から上昇を開始する時点から、最低値よりも第二所定値以上上昇するまで、の時間である回復時間が第二時間内であるか否かを判定する回復時間判定工程と、回復時間判定工程で回復時間が第二時間内であると判定した場合に、Ｄｉｐが発生したものと判定するＤｉｐ判定工程と、Ｄｉｐ判定工程で発生したものと判定したＤｉｐに基づいてＯＤＩを算出するＯＤＩ算出工程と、を含むものである。

さらに、本発明に係るプログラムは、被験者の所定の生体部位から測定した酸素飽和度情報に基づいてＯＤＩを算出する演算工程をコンピュータに実行させるものであって、演算工程は、所定時間内における測定度数が最大となる酸素飽和度の値を、無呼吸状態が発生していないときの酸素飽和度の値であるベースラインに設定するベースライン設定工程と、測定した酸素飽和度が、ベースライン設定工程で設定したベースラインから第一所定値以上低下するか否かを判定する低下判定工程と、低下判定工程で酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下したものと判定した場合に、酸素飽和度がベースラインを下回った時点から、酸素飽和度が最低値から上昇を開始する時点まで、の時間である下降時間が第一時間内であるか否かを判定する下降時間判定工程と、低下判定工程で酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下したものと判定した場合に、酸素飽和度の単位時間当たりの低下量である低下率が所定の閾値以上であるか否かを判定する低下率判定工程と、下降時間判定工程で下降時間が第一時間内であると判定し、かつ、低下率判定工程で低下率が所定の閾値以上であると判定した場合に、酸素飽和度が最低値から上昇を開始する時点から、最低値よりも第二所定値以上上昇するまで、の時間である回復時間が第二時間内であるか否かを判定する回復時間判定工程と、回復時間判定工程で回復時間が第二時間内であると判定した場合に、Ｄｉｐが発生したものと判定するＤｉｐ判定工程と、Ｄｉｐ判定工程で発生したものと判定したＤｉｐに基づいてＯＤＩを算出するＯＤＩ算出工程と、を含むものである。

かかる構成及び方法を採用すると、所定時間内における測定度数が最大となる酸素飽和度の値をベースライン（無呼吸状態が発生していないときの酸素飽和度の値）に設定することができる。従って、変化が激しい酸素飽和度の値に対して、ベースラインをリアルタイムにかつ正確に設定することが可能となる。例えば、回復直後に酸素飽和度が高い状態で徐々に酸素飽和度が低下するような場合において、ベースラインを最大値に設定すると、回復直後に酸素飽和度の高い状態が一つでもあればベースラインに設定されてしまうが、そのような事態を避けることができる。

本発明に係る生体情報解析装置（生体情報解析方法）において、下降時間判定部は（下降時間判定工程では）、酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下する前に上昇してベースライン以上になった場合に、酸素飽和度がベースラインを再度下回った時点から下降時間の計測を開始することができる。

かかる構成（方法）を採用すると、酸素飽和度がベースラインから第一所定値（例えばベースラインの値の３％）以上低下する前に上昇してベースライン以上になった場合に、酸素飽和度がベースラインを再度下回った時点から下降時間（酸素飽和度がベースラインを下回った時点から、酸素飽和度が最低値から上昇を開始する時点まで、の時間）の計測を開始することができる。従って、下降時間を正確に計測することができる。

本発明に係る生体情報解析装置（生体情報解析方法）において、低下率判定部は（低下率判定工程では）、酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下する前に上昇してベースライン以上になった場合に、酸素飽和度がベースラインを再度下回った時点から低下率の算出を開始することができる。

かかる構成（方法）を採用すると、酸素飽和度がベースラインから第一所定値（例えばベースラインの値の３％）以上低下する前に上昇してベースライン以上になった場合に、酸素飽和度がベースラインを再度下回った時点から低下率（酸素飽和度の単位時間当たりの低下量）の算出を開始することができる。従って、酸素飽和度の低下率を正確に算出することができる。

本発明に係る生体情報解析装置（生体情報解析方法）において、下降時間判定部は（下降時間判定工程では）、低下判定部（低下判定工程）で酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下したものと判定した後に、酸素飽和度が第二所定値未満上昇し再度低下して最低値を更新した場合に、下降時間を、酸素飽和度がベースラインを下回った時点から、酸素飽和度が更新後の最低値から上昇を開始する時点まで、の時間として計測することができる。

かかる構成（方法）を採用すると、低下判定部（低下判定工程）で酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下したものと判定した後に、酸素飽和度が第二所定値未満上昇し再度低下して最低値を更新した場合においても、下降時間（酸素飽和度がベースラインを下回った時点から、酸素飽和度が更新後の最低値から上昇を開始する時点まで、の時間）を正確に計測することができる。

本発明に係る生体情報解析装置（生体情報解析方法）において、下降時間判定部は（下降時間判定工程では）、酸素飽和度が最低値から上昇を開始してから最低値よりも第二所定値以上上昇するまでの間に、酸素飽和度が再度低下して最低値を更新した場合に、下降時間を、酸素飽和度がベースラインを下回った時点から、酸素飽和度が更新後の最低値から上昇を開始する時点まで、の時間として計測することができる。

かかる構成（方法）を採用すると、酸素飽和度が最低値から上昇を開始してから最低値よりも第二所定値以上上昇するまでの間に、酸素飽和度が再度低下して最低値を更新した場合においても、下降時間（酸素飽和度がベースラインを下回った時点から、酸素飽和度が更新後の最低値から上昇を開始する時点まで、の時間）を正確に計測することができる。

本発明に係る生体情報解析装置（生体情報解析方法）において、回復時間判定部は（回復時間判定工程では）、酸素飽和度が最低値から上昇を開始してから最低値よりも第二所定値以上上昇するまでの間に、酸素飽和度が再度低下して最低値を更新した場合に、回復時間を、酸素飽和度が更新後の最低値から上昇を開始する時点から、更新後の最低値よりも第二所定値以上上昇するまで、の時間として計測することができる。

かかる構成（方法）を採用すると、酸素飽和度が最低値から上昇を開始してから最低値よりも第二所定値以上上昇するまでの間に、酸素飽和度が再度低下して最低値を更新した場合においても、回復時間（酸素飽和度が最低値から上昇を開始する時点から、最低値よりも第二所定値以上上昇するまで、の時間）を正確に計測することができる。

本発明に係る生体情報解析装置（生体情報解析方法）において、演算部は（演算工程では）、Ｄｉｐ判定部（Ｄｉｐ判定工程）でＤｉｐが発生したものと判定した場合に、酸素飽和度がベースラインから第一所定値だけ低下した時点から、酸素飽和度が最低値から第二所定値だけ上昇した時点まで、の時間である持続（無呼吸）時間を計測する持続時間計測部をさらに有することができる。

かかる構成（方法）を採用すると、Ｄｉｐが発生したものと判定した場合に、酸素飽和度がベースラインから第一所定値（例えばベースラインの値の３％）だけ低下した時点から、酸素飽和度が最低値から第二所定値（例えばベースラインの値の３％）だけ上昇した時点まで、の時間である持続（無呼吸）時間を正確に計測することができる。下降時間の計測には種々の誤差要因が存在するため、下降時間を用いてＳＡＳを判定する従来の手法においては、ＳＡＳの誤判定が発生し得るのに対し、持続（無呼吸）時間を用いてＳＡＳの発生を判定することにより、誤差要因を排除することができるというメリットがある。

本発明によれば、ＯＤＩの値に基づいてＳＡＳの判定を行う際に、無呼吸状態が発生していないときの酸素飽和度の値（ベースライン）をリアルタイムにかつ正確に設定することができる生体情報解析装置を提供することが可能となる。

本発明の実施形態に係る生体情報解析装置の構成を説明するための構成図である。本発明の実施形態に係る生体情報解析装置の下降時間判定部等の機能を説明するための酸素飽和度タイムチャートである。本発明の実施形態に係る生体情報解析装置の下降時間計測及び低下率算出のリスタート機能を説明するための酸素飽和度タイムチャートである。本発明の実施形態に係る生体情報解析装置の下降時間判定部の下降時間更新機能を説明するための酸素飽和度タイムチャートである。本発明の実施形態に係る生体情報解析装置の下降時間判定部の下降時間更新機能及び回復時間判定部の回復時間更新機能を説明するための酸素飽和度タイムチャートである。本発明の実施形態に係る生体情報解析装置の回復時間判定部の機能を説明するための酸素飽和度タイムチャートである。本発明の実施形態に係る生体情報解析装置の回復時間判定部の機能を説明するための酸素飽和度タイムチャートである。本発明の実施形態に係る生体情報解析装置の持続時間計測部の機能を説明するための酸素飽和度タイムチャートである。本発明の実施形態に係る生体情報解析装置の持続時間計測部の機能を説明するための酸素飽和度タイムチャートである。本発明の実施形態に係る生体情報解析方法を説明するためのフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態はあくまでも好適な適用例であって、本発明の適用範囲がこれに限定されるものではない。

まず、図１を用いて、本発明の実施形態に係る生体情報解析装置１の全体構成について説明する。本実施形態に係る生体情報解析装置１は、ＯＤＩの値に基づいてＳＡＳの判定を行う際に用いられるものであり、図１に示すように、被験者の所定の生体部位から酸素飽和度を測定する測定部１０と、測定部１０で測定した酸素飽和度情報に基づいてＯＤＩを算出する演算部２０と、演算部２０で算出したＯＤＩ等の各種情報を表示する表示部３０と、を備えている。

測定部１０は、被験者の所定の生体部位（例えば図１に示す指Ｆ）から酸素飽和度に関する情報を取得することができるものであればよく、その構成は特に限定されるものではない。例えば測定部１０は、異なる二つの波長を発生する二波長ＬＥＤ（例えば赤色ＬＥＤ及び赤外ＬＥＤ）等からなる発光部、発光部の発光周期を制御する発光制御回路、発光部から発せられた光を受光しその受光した光強度に応じた電流を生成する光電変換素子（例えばシリコンフォトダイオード）等からなる受光部、受光部から出力される光電変換信号を取得してデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、等から構成することができる。

演算部２０は、制御プログラム等を記憶するＲＯＭ(Read Only Memory)、一時的にデータを格納するＲＡＭ(Random Access Memory)、制御プログラム等をＲＯＭから読みだして実行する中央演算処理装置(ＣＰＵ：Central Processing Unit)等から構成されており、測定部１０で測定した酸素飽和度情報に基づいてＯＤＩを算出する機能等を有している。演算部２０の各機能部については、後に詳述する。

表示部３０は、演算部２０で算出したＯＤＩ等の各種情報を表示することができるものであればよく、その構成は特に限定されるものではない。例えば、被験者の酸素飽和度の時間履歴等のＯＤＩ等に関する各種情報を文字、数字、グラフ等で視覚的に表示する液晶表示装置(ＬＣＤ：Liquid Crystal Display)等を表示部３０として採用することができる。

次に、本実施形態に係る生体情報解析装置１の演算部２０の各機能部について説明する。

本実施形態における演算部２０は、図１に示すように、ベースライン設定部２１、低下判定部２２、下降時間判定部２３、低下率判定部２４、回復時間判定部２５、Ｄｉｐ判定部２６、ＯＤＩ算出部２７及び持続時間計測部２８を有している。

ベースライン設定部２１は、所定時間（ベースライン設定時間）内において、測定部１０による測定度数（サンプリング数）が最大となる酸素飽和度の値を、無呼吸状態が発生していないときの酸素飽和度の値であるベースラインに設定するように機能するものである。例えば、ベースライン設定部２６は、ベースライン設定時間内における測定度数が最大となる酸素飽和度の値が「９７％」である場合には、この「９７％」を新たなベースラインとして設定するようにする。ベースライン設定時間は、例えば５～７秒の範囲内で適宜設定することができる。なお、ベースライン設定部２１は、測定度数が最大となる酸素飽和度の値が複数存在する場合には、値が最大となる酸素飽和度をベースラインとして設定する。

低下判定部２２は、測定部１０で測定した酸素飽和度が、ベースライン設定部２１で設定したベースラインから第一所定値以上低下するか否かを判定するように機能するものである。第一所定値としては、例えば図２等に示すように、ベースラインの３％の値を採用することができる。

下降時間判定部２３は、例えば図２に示すように、低下判定部２２で酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下したものと判定した場合に、酸素飽和度がベースラインを下回った時点から、酸素飽和度が最低値から上昇を開始する時点まで、の時間（下降時間）が第一時間内であるか否かを判定するように機能するものである。下降時間の判定基準となる第一時間は、例えば８～１２０秒の範囲内で適宜設定することができる。

下降時間判定部２３は、酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下する前に一度上昇した場合においても、図２に示すように酸素飽和度がベースライン以上まで上昇せずに再度下降した場合には、下降時間の計測開始時点を変更せずに下降時間の計測を続行する。一方、下降時間判定部２３は、図３に示すように、酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下する前に上昇してベースライン以上になった場合においては、酸素飽和度がベースラインを再度下回った時点から下降時間の計測を開始するようにする（酸素飽和度上昇に基づく下降時間計測のリスタート機能）。

また、下降時間判定部２３は、図４に示すように、低下判定部２２で酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下したものと判定した後に、酸素飽和度が第二所定値未満上昇し再度低下して最低値を更新した場合においては、下降時間を、酸素飽和度がベースラインを下回った時点から、酸素飽和度が更新後の最低値から上昇を開始する時点まで、の時間として計測する（最低値更新に基づく下降時間の更新機能(I)）。第二所定値としては、第一所定値と同じ値（例えばベースラインの３％の値）を採用することができる。

さらに、下降時間判定部２３は、図５に示すように、酸素飽和度が最低値から上昇を開始してから最低値よりも第二所定値以上上昇するまでの間に、酸素飽和度が再度低下して最低値を更新した場合においては、下降時間を、酸素飽和度がベースラインを下回った時点から、酸素飽和度が更新後の最低値から上昇を開始する時点まで、の時間として計測する（最低値更新に基づく下降時間の更新機能(II)）。

低下率判定部２４は、低下判定部２２で酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下したものと判定した場合に、酸素飽和度の単位時間当たりの低下量（低下率）が所定の閾値以上であるか否かを判定するように機能するものである。低下率の閾値としては、例えば図２等に示すように、１秒間あたりベースラインの０．１％の低下量（１０秒間あたりベースラインの１％の低下量）を採用することができる。

低下率判定部２４は、酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下する前に一度上昇した場合においても、図２に示すように酸素飽和度がベースライン以上まで上昇せずに再度下降した場合には、低下率の算出開始時点を変更せずに低下率の算出を続行する。一方、低下率判定部２４は、図３に示すように、酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下する前に上昇してベースライン以上になった場合においては、酸素飽和度がベースラインを再度下回った時点から低下率の算出を開始するようにする（酸素飽和度上昇に基づく低下率算出のリスタート機能）。

回復時間判定部２５は、下降時間判定部２３で下降時間が第一時間内であると判定し、かつ、低下率判定部２４で低下率が所定の閾値以上であると判定した場合において、酸素飽和度が最低値から上昇を開始する時点から、最低値よりも第二所定値以上上昇するまで、の時間（回復時間）が第二時間内であるか否かを判定するように機能するものである。第二所定値としては、例えば図６に示すように、ベースラインの３％の値を採用することができる。回復時間の判定基準となる第二時間は、例えば１～２０秒の範囲内で適宜設定することができる。

回復時間判定部２５は、酸素飽和度が最低値から上昇を開始してから最低値よりも第二所定値以上上昇するまでの間に、酸素飽和度が再度低下した場合においても、図７に示すように酸素飽和度が最低値を更新しない場合には、回復時間の計測開始時点を変更せずに回復時間の計測を続行する。一方、回復時間判定部２５は、図５に示すように、酸素飽和度が最低値から上昇を開始してから最低値よりも第二所定値以上上昇するまでの間に、酸素飽和度が再度低下して最低値を更新した場合においては、回復時間を、酸素飽和度が更新後の最低値から上昇を開始する時点から、更新後の最低値よりも第二所定値以上上昇するまで、の時間として計測する（最低値更新に基づく回復時間の更新機能）。

Ｄｉｐ判定部２６は、回復時間判定部２５で回復時間が第二時間内であると判定した場合に、Ｄｉｐ（無呼吸に伴う酸素飽和度の低下ピーク）が発生したものと判定するように機能するものである。ＯＤＩ算出部２７は、Ｄｉｐ判定部２６で発生したものと判定したＤｉｐに基づいてＯＤＩを算出するように機能するものである。ＯＤＩ算出部２７によって算出されたＯＤＩの値は、表示部３０によって表示されてＳＡＳの判定に用いられることとなる。

持続時間計測部２８は、Ｄｉｐ判定部２６でＤｉｐが発生したものと判定した場合において、図８に示すように、酸素飽和度がベースラインから第一所定値だけ低下した時点から、酸素飽和度が最低値から第二所定値だけ上昇した時点まで、の持続時間（無呼吸時間）を計測するように機能するものである。なお、持続時間計測部２８は、図９に示すように酸素飽和度の最低値から僅かな（第二所定値未満の）上昇が発生した場合においても、酸素飽和度がベースラインから第一所定値だけ低下した時点から、酸素飽和度が最低値から第二所定値だけ上昇した時点まで、の時間を持続時間として計測する。

持続時間計測部２８で計測された持続時間は、表示部３０によって表示されてＡＳの判定等に用いられ得る。下降時間の計測には種々の誤差要因が存在するため、下降時間を用いてＳＡＳを判定する従来の手法においては、ＳＡＳの誤判定が発生し得るのに対し、持続（無呼吸）時間を用いてＳＡＳの発生を判定することにより、誤差要因を排除することができるというメリットがある。

続いて、図１０のフローチャートを参照しながら、本実施形態に係る生体情報解析装置１を用いた生体情報解析方法について説明する。

まず、生体情報解析装置１の演算部２０のベースライン設定部２１は、所定時間内における測定度数が最大となる酸素飽和度の値をベースラインに設定する（ベースライン設定工程：Ｓ１）。次いで、演算部２０の低下判定部２２は、測定部１０を用いて測定した酸素飽和度が、ベースライン設定部２１で設定したベースラインから第一所定値以上低下するか否かを判定する（低下判定工程：Ｓ２）。

演算部２０の低下判定部２２は、低下判定工程Ｓ２において、酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下していないと判定した場合には、ベースライン設定工程Ｓ１に戻り、酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下するまで最新のベースラインを設定し続ける。

一方、演算部２０の低下判定部２２が、酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下したものと判定した場合には、演算部２０の下降時間判定部２３は、酸素飽和度がベースラインを下回った時点から、酸素飽和度が最低値から上昇を開始する時点まで、の時間（下降時間）が第一時間内であるか否かを判定する（下降時間判定工程：Ｓ３）。

なお、酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下する前に上昇してベースライン以上になったものと判定した場合には、下降時間判定部２３は、酸素飽和度がベースラインを再度下回った時点から持続時間の計測を開始する。また、酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下したものと判定した後に、酸素飽和度が第二所定値未満上昇し再度低下して最低値を更新した場合には、下降時間判定部２３は、下降時間を、酸素飽和度がベースラインを下回った時点から、酸素飽和度が更新後の最低値から上昇を開始する時点まで、の時間として計測する。さらに、酸素飽和度が最低値から上昇を開始してから最低値よりも第二所定値以上上昇するまでの間に、酸素飽和度が再度低下して最低値を更新した場合には、下降時間判定部２３は、下降時間を、酸素飽和度がベースラインを下回った時点から、酸素飽和度が更新後の最低値から上昇を開始する時点まで、の時間として計測する。

演算部２０の下降時間判定部２３が、下降時間判定工程Ｓ３において下降時間が第一時間内にないと判定した場合には、ベースライン設定工程Ｓ１に戻り、酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下するまで最新のベースラインを設定し続ける。

一方、演算部２０の下降時間判定部２３が、下降時間判定工程Ｓ３において下降時間が第一時間内であると判定した場合には、演算部２０の低下率判定部２４は、酸素飽和度の単位時間当たりの低下量（低下率）が所定の閾値以上であるか否かを判定する（低下率判定工程：Ｓ４）。なお、酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下する前に上昇してベースライン以上になったものと判定した場合には、低下率判定部２４は、酸素飽和度がベースラインを再度下回った時点から低下率の算出を開始する。

演算部２０の低下率判定部２４が、低下率判定工程Ｓ４において低下率が所定の閾値未満であると判定した場合には、ベースライン設定工程Ｓ１に戻り、酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下するまで最新のベースラインを設定し続ける。

一方、低下率判定部２４が、低下率判定工程Ｓ４において低下率が所定の閾値以上であると判定した場合には、演算部２０の回復時間判定部２５は、酸素飽和度が最低値から上昇を開始する時点から、最低値よりも第二所定値以上上昇するまで、の時間（回復時間）が第二時間内であるか否かを判定する（回復時間判定工程：Ｓ５）。なお、酸素飽和度が最低値から上昇を開始してから最低値よりも第二所定値以上上昇するまでの間に、酸素飽和度が再度低下して最低値を更新した場合には、回復時間判定部２５は、回復時間を、酸素飽和度が更新後の最低値から上昇を開始する時点から、更新後の最低値よりも第二所定値以上上昇するまで、の時間として計測する。

演算部２０の回復時間判定部２５が、回復時間判定工程Ｓ５において、回復時間が第二時間内にないと判定した場合には、演算部２０は、ベースライン設定工程Ｓ１に戻り、酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下するまで最新のベースラインを設定し続ける。

一方、演算部２０の回復時間判定部２５が、回復時間判定工程Ｓ５において、回復時間が第二時間内であると判定した場合には、演算部２０のＤｉｐ判定部２６はＤｉｐが発生したものと判定する（Ｄｉｐ判定工程：Ｓ６）。そして、演算部２０のＯＤＩ算出部２７は、Ｄｉｐ判定工程Ｓ６で発生したものと判定したＤｉｐに基づいてＯＤＩを算出する（ＯＤＩ算出工程：Ｓ７）。また、演算部２０のＤｉｐ判定部２６が、Ｄｉｐ判定工程Ｓ６においてＤｉｐが発生したものと判定した場合には、演算部２０の持続時間計測部２８は、酸素飽和度がベースラインから第一所定値だけ低下した時点から、酸素飽和度が最低値から第二所定値だけ上昇した時点まで、の持続時間（無呼吸時間）を計測する（持続時間計測工程：Ｓ８）。その後、演算部２０は、ＳＡＳの判定用に、ＯＤＩ算出工程Ｓ７で算出したＯＤＩや持続時間計測工程Ｓ８で計測した持続時間を表示部３０に表示する等の所要の処理を行う。

以上説明した実施形態に係る生体情報解析装置１においては、所定時間内における測定度数が最大となる酸素飽和度の値をベースライン（無呼吸状態が発生していないときの酸素飽和度の値）に設定することができる。従って、変化が激しい酸素飽和度の値に対して、ベースラインをリアルタイムにかつ正確に設定することが可能となる。例えば、回復直後に酸素飽和度が高い状態で徐々に酸素飽和度が低下するような場合において、ベースラインを最大値に設定すると、回復直後に酸素飽和度の高い状態が一つでもあればベースラインに設定されてしまうが、そのような事態を避けることができる（なお、ベースラインとして平均値等を用いる方法もあるが、酸素飽和度の値が大きくバラツク場合、誤差も大きくなってしまうというデメリットがある）。

また、以上説明した実施形態に係る生体情報解析装置１においては、酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下する前に上昇してベースライン以上になった場合に、酸素飽和度がベースラインを再度下回った時点から下降時間（酸素飽和度がベースラインを下回った時点から、酸素飽和度が最低値から上昇を開始する時点まで、の時間）の計測を開始することができる。従って、下降時間を正確に計測することができる。

また、以上説明した実施形態に係る生体情報解析装置１においては、酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下する前に上昇してベースライン以上になった場合に、酸素飽和度がベースラインを再度下回った時点から低下率（酸素飽和度の単位時間当たりの低下量）の算出を開始することができる。従って、酸素飽和度の低下率を正確に算出することができる。

また、以上説明した実施形態に係る生体情報解析装置１においては、低下判定部２２で酸素飽和度がベースラインから第一所定値以上低下したものと判定した後に、酸素飽和度が第二所定値未満上昇し再度低下して最低値を更新した場合においても、下降時間（酸素飽和度がベースラインを下回った時点から、酸素飽和度が更新後の最低値から上昇を開始する時点まで、の時間）を正確に計測することができる。

また、以上説明した実施形態に係る生体情報解析装置１においては、酸素飽和度が最低値から上昇を開始してから最低値よりも第二所定値以上上昇するまでの間に、酸素飽和度が再度低下して最低値を更新した場合においても、下降時間（酸素飽和度がベースラインを下回った時点から、酸素飽和度が更新後の最低値から上昇を開始する時点まで、の時間）を正確に計測することができる。

また、以上説明した実施形態に係る生体情報解析装置１においては、酸素飽和度が最低値から上昇を開始してから最低値よりも第二所定値以上上昇するまでの間に、酸素飽和度が再度低下して最低値を更新した場合においても、回復時間（酸素飽和度が最低値から上昇を開始する時点から、最低値よりも第二所定値以上上昇するまで、の時間）を正確に計測することができる。

また、以上説明した実施形態に係る生体情報解析装置１においては、Ｄｉｐが発生したものと判定した場合に、酸素飽和度がベースラインから第一所定値だけ低下した時点から、酸素飽和度が最低値から第二所定値だけ上昇した時点まで、の持続時間（無呼吸時間）を正確に計測することができる。下降時間の計測には種々の誤差要因が存在するため、下降時間を用いてＳＡＳを判定する従来の手法においては、ＳＡＳの誤判定が発生し得るのに対し、持続（無呼吸）時間を用いてＳＡＳの発生を判定することにより、誤差要因を排除することができるというメリットがある。

本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、かかる実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。すなわち、前記実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前記実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１…生体情報解析装置
１０…測定部
２０…演算部
２１…ベースライン設定部
２２…低下判定部
２３…下降時間判定部
２４…低下率判定部
２５…回復時間判定部
２６…Ｄｉｐ判定部
２７…ＯＤＩ算出部
２８…持続時間計測部
Ｓ１…ベースライン設定工程
Ｓ２…低下判定工程
Ｓ３…下降時間判定工程
Ｓ４…低下率判定工程
Ｓ５…回復時間判定工程
Ｓ６…Ｄｉｐ判定工程
Ｓ７…ＯＤＩ算出工程
Ｓ８…持続時間計測工程

Claims

被験者の所定の生体部位から酸素飽和度を測定する測定部と、前記測定部で測定した酸素飽和度情報に基づいてＯＤＩを算出する演算部と、を備える生体情報解析装置であって、
前記演算部は、
所定時間内における前記測定部による測定度数が最大となる酸素飽和度の値を、無呼吸状態が発生していないときの酸素飽和度の値であるベースラインに設定するベースライン設定部と、
前記測定部で測定した前記酸素飽和度が、前記ベースライン設定部で設定した前記ベースラインから第一所定値以上低下するか否かを判定する低下判定部と、
前記低下判定部で前記酸素飽和度が前記ベースラインから前記第一所定値以上低下したものと判定した場合に、前記酸素飽和度が前記ベースラインを下回った時点から、前記酸素飽和度が最低値から上昇を開始する時点まで、の時間である下降時間が第一時間内であるか否かを判定する下降時間判定部と、
前記低下判定部で前記酸素飽和度が前記ベースラインから前記第一所定値以上低下したものと判定した場合に、前記酸素飽和度の単位時間当たりの低下量である低下率が所定の閾値以上であるか否かを判定する低下率判定部と、
前記下降時間判定部で前記下降時間が前記第一時間内であると判定し、かつ、前記低下率判定部で前記低下率が前記閾値以上であると判定した場合に、前記酸素飽和度が前記最低値から上昇を開始する時点から、前記最低値よりも第二所定値以上上昇するまで、の時間である回復時間が第二時間内であるか否かを判定する回復時間判定部と、
前記回復時間判定部で前記回復時間が前記第二時間内であると判定した場合に、Ｄｉｐが発生したものと判定するＤｉｐ判定部と、
前記Ｄｉｐ判定部で発生したものと判定した前記Ｄｉｐに基づいて前記ＯＤＩを算出するＯＤＩ算出部と、
を有する、生体情報解析装置。
前記下降時間判定部は、前記酸素飽和度が前記ベースラインから前記第一所定値以上低下する前に上昇して前記ベースライン以上になった場合に、前記酸素飽和度が前記ベースラインを再度下回った時点から前記下降時間の計測を開始する、請求項１に記載の生体情報解析装置。
前記低下率判定部は、前記酸素飽和度が前記ベースラインから前記第一所定値以上低下する前に上昇して前記ベースライン以上になった場合に、前記酸素飽和度が前記ベースラインを再度下回った時点から前記低下率の算出を開始する、請求項１又は２に記載の生体情報解析装置。
前記下降時間判定部は、前記低下判定部で前記酸素飽和度が前記ベースラインから前記第一所定値以上低下したものと判定した後に、前記酸素飽和度が前記第二所定値未満上昇し再度低下して前記最低値を更新した場合に、前記下降時間を、前記酸素飽和度が前記ベースラインを下回った時点から、前記酸素飽和度が更新後の前記最低値から上昇を開始する時点まで、の時間として計測する、請求項１から３の何れか一項に記載の生体情報解析装置。
前記下降時間判定部は、前記酸素飽和度が前記最低値から上昇を開始してから前記最低値よりも第二所定値以上上昇するまでの間に、前記酸素飽和度が再度低下して前記最低値を更新した場合に、前記下降時間を、前記酸素飽和度が前記ベースラインを下回った時点から、前記酸素飽和度が更新後の前記最低値から上昇を開始する時点まで、の時間として計測する、請求項１から４の何れか一項に記載の生体情報解析装置。
前記回復時間判定部は、前記酸素飽和度が前記最低値から上昇を開始してから前記最低値よりも第二所定値以上上昇するまでの間に、前記酸素飽和度が再度低下して前記最低値を更新した場合に、前記回復時間を、前記酸素飽和度が更新後の前記最低値から上昇を開始する時点から、更新後の前記最低値よりも第二所定値以上上昇するまで、の時間として計測する、請求項１から５の何れか一項に記載の生体情報解析装置。
前記演算部は、
前記Ｄｉｐ判定部で前記Ｄｉｐが発生したものと判定した場合に、前記酸素飽和度が前記ベースラインから前記第一所定値だけ低下した時点から、前記酸素飽和度が前記最低値から前記第二所定値だけ上昇した時点まで、の時間である持続時間を計測する持続時間計測部をさらに有する、請求項１から６の何れか一項に記載の生体情報解析装置。
被験者の所定の生体部位から測定した酸素飽和度情報に基づいてＯＤＩを算出する演算工程を含む生体情報解析方法であって、
前記演算工程は、
所定時間内における測定度数が最大となる酸素飽和度の値を、無呼吸状態が発生していないときの酸素飽和度の値であるベースラインに設定するベースライン設定工程と、
測定した前記酸素飽和度が、前記ベースライン設定工程で設定した前記ベースラインから第一所定値以上低下するか否かを判定する低下判定工程と、
前記低下判定工程で前記酸素飽和度が前記ベースラインから前記第一所定値以上低下したものと判定した場合に、前記酸素飽和度が前記ベースラインを下回った時点から、前記酸素飽和度が最低値から上昇を開始する時点まで、の時間である下降時間が第一時間内であるか否かを判定する下降時間判定工程と、
前記低下判定工程で前記酸素飽和度が前記ベースラインから前記第一所定値以上低下したものと判定した場合に、前記酸素飽和度の単位時間当たりの低下量である低下率が所定の閾値以上であるか否かを判定する低下率判定工程と、
前記下降時間判定工程で前記下降時間が前記第一時間内であると判定し、かつ、前記低下率判定工程で前記低下率が前記閾値以上であると判定した場合に、前記酸素飽和度が前記最低値から上昇を開始する時点から、前記最低値よりも第二所定値以上上昇するまで、の時間である回復時間が第二時間内であるか否かを判定する回復時間判定工程と、
前記回復時間判定工程で前記回復時間が前記第二時間内であると判定した場合に、Ｄｉｐが発生したものと判定するＤｉｐ判定工程と、
前記Ｄｉｐ判定工程で発生したものと判定した前記Ｄｉｐに基づいて前記ＯＤＩを算出するＯＤＩ算出工程と、
を含む、生体情報解析方法。
前記下降時間判定工程では、前記酸素飽和度が前記ベースラインから前記第一所定値以上低下する前に上昇して前記ベースライン以上になった場合に、前記酸素飽和度が前記ベースラインを再度下回った時点から前記下降時間の計測を開始する、請求項８に記載の生体情報解析方法。
前記低下率判定工程では、前記酸素飽和度が前記ベースラインから前記第一所定値以上低下する前に上昇して前記ベースライン以上になった場合に、前記酸素飽和度が前記ベースラインを再度下回った時点から前記低下率の算出を開始する、請求項８又は９に記載の生体情報解析方法。
前記下降時間判定工程では、前記低下判定工程で前記酸素飽和度が前記ベースラインから前記第一所定値以上低下したものと判定した後に、前記酸素飽和度が前記第二所定値未満上昇し再度低下して前記最低値を更新した場合に、前記下降時間を、前記酸素飽和度が前記ベースラインを下回った時点から、前記酸素飽和度が更新後の前記最低値から上昇を開始する時点まで、の時間として計測する、請求項８から１０の何れか一項に記載の生体情報解析方法。
前記下降時間判定工程では、前記酸素飽和度が前記最低値から上昇を開始してから前記最低値よりも第二所定値以上上昇するまでの間に、前記酸素飽和度が再度低下して前記最低値を更新した場合に、前記下降時間を、前記酸素飽和度が前記ベースラインを下回った時点から、前記酸素飽和度が更新後の前記最低値から上昇を開始する時点まで、の時間として計測する、請求項８から１１の何れか一項に記載の生体情報解析方法。
前記回復時間判定工程では、前記酸素飽和度が前記最低値から上昇を開始してから前記最低値よりも第二所定値以上上昇するまでの間に、前記酸素飽和度が再度低下して前記最低値を更新した場合に、前記回復時間を、前記酸素飽和度が更新後の前記最低値から上昇を開始する時点から、更新後の前記最低値よりも第二所定値以上上昇するまで、の時間として計測する、請求項８から１２の何れか一項に記載の生体情報解析方法。
前記演算工程は、
前記Ｄｉｐ判定工程で前記Ｄｉｐが発生したものと判定した場合に、前記酸素飽和度が前記ベースラインから前記第一所定値だけ低下した時点から、前記酸素飽和度が前記最低値から前記第二所定値だけ上昇した時点まで、の時間である持続時間を計測する持続時間計測工程をさらに含む、請求項８から１３の何れか一項に記載の生体情報解析方法。
被験者の所定の生体部位から測定した酸素飽和度情報に基づいてＯＤＩを算出する演算工程をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記演算工程は、
所定時間内における測定度数が最大となる酸素飽和度の値を、無呼吸状態が発生していないときの酸素飽和度の値であるベースラインに設定するベースライン設定工程と、
測定した前記酸素飽和度が、前記ベースライン設定工程で設定した前記ベースラインから第一所定値以上低下するか否かを判定する低下判定工程と、
前記低下判定工程で前記酸素飽和度が前記ベースラインから前記第一所定値以上低下したものと判定した場合に、前記酸素飽和度が前記ベースラインを下回った時点から、前記酸素飽和度が最低値から上昇を開始する時点まで、の時間である下降時間が第一時間内であるか否かを判定する下降時間判定工程と、
前記低下判定工程で前記酸素飽和度が前記ベースラインから前記第一所定値以上低下したものと判定した場合に、前記酸素飽和度の単位時間当たりの低下量である低下率が所定の閾値以上であるか否かを判定する低下率判定工程と、
前記下降時間判定工程で前記下降時間が前記第一時間内であると判定し、かつ、前記低下率判定工程で前記低下率が前記閾値以上であると判定した場合に、前記酸素飽和度が前記最低値から上昇を開始する時点から、前記最低値よりも第二所定値以上上昇するまで、の時間である回復時間が第二時間内であるか否かを判定する回復時間判定工程と、
前記回復時間判定工程で前記回復時間が前記第二時間内であると判定した場合に、Ｄｉｐが発生したものと判定するＤｉｐ判定工程と、
前記Ｄｉｐ判定工程で発生したものと判定した前記Ｄｉｐに基づいて前記ＯＤＩを算出するＯＤＩ算出工程と、
を含む、プログラム。
前記下降時間判定工程では、前記酸素飽和度が前記ベースラインから前記第一所定値以上低下する前に上昇して前記ベースライン以上になった場合に、前記酸素飽和度が前記ベースラインを再度下回った時点から前記下降時間の計測を開始する、請求項１５に記載のプログラム。
前記低下率判定工程では、前記酸素飽和度が前記ベースラインから前記第一所定値以上低下する前に上昇して前記ベースライン以上になった場合に、前記酸素飽和度が前記ベースラインを再度下回った時点から前記低下率の算出を開始する、請求項１５又は１６に記載のプログラム。
前記下降時間判定工程では、前記低下判定工程で前記酸素飽和度が前記ベースラインから前記第一所定値以上低下したものと判定した後に、前記酸素飽和度が前記第二所定値未満上昇し再度低下して前記最低値を更新した場合に、前記下降時間を、前記酸素飽和度が前記ベースラインを下回った時点から、前記酸素飽和度が更新後の前記最低値から上昇を開始する時点まで、の時間として計測する、請求項１５から１７の何れか一項に記載のプログラム。
前記下降時間判定工程では、前記酸素飽和度が前記最低値から上昇を開始してから前記最低値よりも第二所定値以上上昇するまでの間に、前記酸素飽和度が再度低下して前記最低値を更新した場合に、前記下降時間を、前記酸素飽和度が前記ベースラインを下回った時点から、前記酸素飽和度が更新後の前記最低値から上昇を開始する時点まで、の時間として計測する、請求項１５から１８の何れか一項に記載のプログラム。
前記回復時間判定工程では、前記酸素飽和度が前記最低値から上昇を開始してから前記最低値よりも第二所定値以上上昇するまでの間に、前記酸素飽和度が再度低下して前記最低値を更新した場合に、前記回復時間を、前記酸素飽和度が更新後の前記最低値から上昇を開始する時点から、更新後の前記最低値よりも第二所定値以上上昇するまで、の時間として計測する、請求項１５から１９の何れか一項に記載のプログラム。
前記演算工程は、
前記Ｄｉｐ判定工程で前記Ｄｉｐが発生したものと判定した場合に、前記酸素飽和度が前記ベースラインから前記第一所定値だけ低下した時点から、前記酸素飽和度が前記最低値から前記第二所定値だけ上昇した時点まで、の時間である持続時間を計測する持続時間計測工程をさらに含む、請求項１５から２０の何れか一項に記載のプログラム。