JP7337413B2 - 人工呼吸器監視プログラム、人工呼吸器監視装置及びマイクカバー - Google Patents

Description

本発明は、人工呼吸器の換気動作によって生じるガスの排気音に基づいて、コンピュータに人工呼吸器の換気動作を監視させるための人工呼吸器監視プログラムと、この人工呼吸器監視プログラムをインストールしたコンピュータにマイクを電気的に接続した人工呼吸器監視装置と、前記マイクに好適なマイクカバーとに関する。

従来から患者の換気を補助又は代行するために人工呼吸療法が行われている。人工呼吸療法には、機械的換気手段として人工呼吸器が用いられる。人工呼吸器は、所定のサイクルで患者の肺にガス（空気、酸素又は空気と酸素の混合気体）を供給する。肺にガスが供給される吸気相において患者の肺内圧は陽圧となり、呼気相において肺内圧を減少させることにより、呼吸（酸素化と換気）が人工的に行われる。

ここで、例えば、患者の生命維持が危機的状況にある場合、酸素投与のみでは酸素化が不十分である場合、又は強い呼吸努力や呼吸困難感がある場合には、人工呼吸管理が必要となる。人工呼吸管理は、一般に人工呼吸器及びパルスオキシメータ等の生体情報モニタによって行われる。人工呼吸器は、患者及び人工呼吸器自体の異常を報知するアラーム機能を備える。一方、パルスオキシメータは、プローブを指先や耳などに装着して、患者の脈拍数及び経皮的動脈血酸素飽和度をリアルタイムでモニタし、これらの値の異常を報知する。

特許第５２９９９７８号公報

近年の人工呼吸器は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によってプログラム制御される精密電子機器であり、患者及び人工呼吸器自体の異常に対して二重、三重の安全策が講じられている。しかし、精密電子機器であるが故に、ソフトウェア又はハードウェアに不具合が生じる可能性があり、アラームによる報知が実行されない異常事態も万が一に起こり得る。例えば、プログラムのバグや欠陥によって、アラームによる報知が実行されずに換気が停止する可能性もゼロとはいえない。

また、人工呼吸器の換気動作に不具合が生じた場合は、患者の脈拍数及び経皮的動脈血酸素飽和度に影響が表れ、結果的にパルスオキシメータが異常を報知することになる。しかし、患者の容態が悪化したときでは、異常を報知するタイミングが遅すぎる。人工呼吸器の異常が生じた場合は、可能な限り短時間のうちにアラームによる報知が実行されることが望まれる。

さらに、上述したように、近年の人工呼吸器は、極めて高い安全性能を備えており、装置の信頼性が高い。このため、本願の特許出願時において、人工呼吸器自体の異常を監視する装置は、現実に未だ存在していない。これに加え、二重、三重の安全策が講じられている人工呼吸器の万が一の異常事態を検出するために、複雑かつ高価な装置は必要ない。逆に、簡易かつ安価で、手軽に入手可能な装置であれば、実際の人工呼吸管理に広く普及することが期待できる。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、パーソナルコンピュータ、スマートフォン又はタブレット型端末など、一般に広く普及している汎用デバイスによって、極めて簡易に人工呼吸器の状態を監視して異常を報知することが可能な人工呼吸器監視プログラム及び人工呼吸器監視装置を提供することを目的とする。

また、本発明は、上記の人工呼吸器監視プログラム及び人工呼吸器監視装置を実施するに際し、人工呼吸器の換気動作によって生じるガスの排気音を検出するための小型マイクに好適なマイクカバーを提供することを目的とする。

（１）上記目的を達成するために、本発明の人工呼吸器監視プログラムは、人工呼吸器の換気動作によって生じるガスの排気音に基づいて、コンピュータに人工呼吸器の換気動作を監視させるための人工呼吸器監視プログラムであって、マイクから入力された音のレベルを数値化すること、前記音のレベルを示す数値をあらかじめ設定された閾値と比較すること、前記音のレベルを示す数値が前記閾値以下の場合に、経過時間をカウントすること、前記音のレベルを示す数値が前記閾値を超える場合に、前記経過時間のカウントをリセットすること、前記経過時間があらかじめ設定された所定時間に達した場合に、画像及び／又は音によって異常を報知すること、を含む処理を前記コンピュータに実行させるようにする。

（２）好ましくは、上記（１）の人工呼吸器監視プログラムは、インターネットを通じて前記コンピュータにダウンロードすることが可能なようにする。

（３）好ましくは、上記（１）又は（２）の人工呼吸器監視プログラムは、前記コンピュータがタッチパネルを備え、前記タッチパネルの操作により、前記閾値及び／又は前記所定時間を設定することが可能なようにする。

（４）上記目的を達成するために、本発明の人工呼吸器監視装置は、上記（１）～（３）のいずれかの人工呼吸器監視プログラムをコンピュータにインストールし、マイクから入力された音のレベルに基づいて、人工呼吸器の換気動作を監視する構成としてある。

（５）好ましくは、上記（４）の人工呼吸器監視装置において、前記コンピュータが、パーソナルコンピュータ、スマートフォン又はタブレット型端末である構成とする。

（６）好ましくは、上記（４）の人工呼吸器監視装置において、前記コンピュータが、専用デバイスである構成とする。

（７）上記目的を達成するために、本発明のマイクカバーは、小型マイクに装着されるマイクカバーであって、弾性変形可能な素材からなる集音チューブと、前記集音チューブの長手方向に沿って配され、前記集音チューブを一定の形状に保持する金属ワイヤと、前記集音チューブの一端開口を覆い、排気されたガスを受けて振動する薄膜カバーと、前記集音チューブの他端側に前記マイクを保持するアダプタと、を備えた構成としてある。

（８）好ましくは、上記（７）のマイクカバーにおいて、前記アダプタが、長手方向に沿って設けられたスリットを有し、かつマイク付きイヤホンに付属する小型マイクと、イヤホン本体とを保持することが可能な長さの全長を有する構成とする。

本発明の人工呼吸器監視プログラム及び人工呼吸器監視装置によれば、パーソナルコンピュータ、スマートフォン又はタブレット型端末など、一般に広く普及している汎用デバイスによって、極めて簡易に人工呼吸器の換気動作を監視して異常を報知することが可能となる。

また、本発明のマイクカバーは、上記の人工呼吸器監視プログラム及び人工呼吸器監視装置を実施するに際し、人工呼吸器の換気動作によって生じるガスの排気音を検出するための小型マイクに好適であり、以下の作用効果を奏する。

第一に、小型マイクによって、人工呼吸器の換気動作によって生じるガスの排気音を効率的に検出することが可能となる。すなわち、排気されたガスが、集音チューブの一端に設けられた薄膜カバーに吹き付けられると、薄膜カバーが振動して、排気されたガスの流量に応じたレベルの音を生じさせる。この音は、集音チューブによって集音され、集音チューブの他端に保持された小型マイクに入力される。

第二に、金属ワイヤによって、集音チューブを自由に変形させ、薄膜カバーが設けられた集音チューブの一端を、音の検出に最適な任意の位置に配置することが可能である。

第三に、マイクカバーは、排気されたガスに含まれる湿気から小型マイクを保護し、長期にわたる正確な音レベルの測定を可能とする。

図１は、本発明の一実施形態に係る人工呼吸器監視装置を示す概略図である。図１（ａ）は、呼吸回路の呼気弁の排気音を監視する構成を示す。図１（ｂ）は、呼吸回路のリークポートの排気音を監視する構成を示す。 図２は、上記の人工呼吸器監視装置を構成するコンピュータを示す機能ブロック図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る人工呼吸器監視プログラムを示す機能ブロック図である。 図４は、上記の人工呼吸器監視プログラムを実行させたときに表示される画像を示すものである。図４（ａ）は、人工呼吸器を監視しているときの画像を示す。図４（ｂ）は、人工呼吸器の異常を報知しているときの画像を示す。 図５は、呼吸回路の呼気弁の排気音を監視するための小型マイクに入力された音のレベルと時間（ｓｅｃ）との関係を模式的に示したグラフである。図５（ａ）は、人工呼吸器が正常に換気動作しているときの状態を示す。図５（ｂ）は、人工呼吸器の換気動作に異常が生じたときの状態を示す。 図６は、上記の人工呼吸器監視プログラムの各種設定処理の流れを示すフローチャートである。 図７は、上記の人工呼吸器監視プログラムの人工呼吸器監視処理の流れを示すフローチャートである。 図８は、本発明の第一実施形態に係るマイクカバーを示すものである。図８（ａ）は、マイクカバーを小型マイクに装着した状態を示す概略図である。図８（ｂ）は、マイクカバーを分解した状態を示す断面図である。図８（ｃ）は、マイクカバーの集音チューブを変形させた状態を示す概略図である。 図９は、本発明の第二実施形態に係るマイクカバーを示すものである。図９（ａ）は、マイクカバーをマイク付きイヤホンの小型マイクに装着する前の状態を示す概略図である。図９（ｂ）は、マイクカバーをマイク付きイヤホンの小型マイクに装着した状態を示す概略図である。

以下、本発明の人工呼吸器監視プログラム、人工呼吸器監視装置及びマイクカバーの実施形態について、図面を参照して説明する。

＜人工呼吸器、呼吸回路及びマスク＞
まず、本実施形態の人工呼吸監視装置の監視対象となる人工呼吸器、呼吸回路及びマスクについて、図１（ａ）を参照して説明する。

図１（ａ）において、人工呼吸監視装置１は、主として、人工呼吸器４０の換気動作を監視する。人工呼吸器４０は、例えば、１分間に１０回又は２０回といった所定のサイクル（図５（ａ）を参照）で患者の肺にガスを供給する。患者の肺内圧は、ガスが供給される吸気相において陽圧となり、呼気相において肺内圧を減少させることにより、呼吸が人工的に行われる。人工呼吸器４０の換気動作に異常が生じた場合は、呼吸回路５０からのガスの排気が停止又は減少する。本実施形態の人工呼吸器監視装置１は、このような人工呼吸器４０の換気動作によって生じるガスの排気の停止又は減少による排気音の変化に基づいて、人工呼吸器４０の換気動作の異常を検出するのである。

なお、人工呼吸器４０の換気動作によって生じるガスには、人工呼吸器４０から患者の肺に供給される吸気ガス（例えば、空気、酸素又は空気と酸素の混合気体）と、患者の肺から体外に出された呼気ガス（吸気ガスの二酸化炭素濃度が高まったガス）との一方又は両方が含まれる。

呼吸回路５０は、Ｌアダプタ５１、Ｙピース５２、第一蛇管５３、第二蛇管５４、呼気弁５５及び呼気弁駆動チューブ５６を含む。Ｙピース５２は、三つ又の管であり、Ｌアダプタ５１、第一蛇管５３及び第二蛇管５４が接続されている。Ｌアダプタ５１は、患者に装着されたマスク６０に接続されている。第一蛇管５３は、人工呼吸器４０のガス供給口に接続されている。人工呼吸器４０の換気動作のうち、吸気相において人工呼吸器４０から供給されるガスは、第一蛇管５３、Ｙピース５２及びＬアダプタ５１を通ってマスク６０内に達し、患者の肺に送り込まれる。一方、呼気相では、マスク６０、Ｌアダプタ５１、Ｙピース５２及び第二蛇管５４を通って外部に排気される。第二蛇管５４の出口には、呼気弁５５が接続されている。呼気弁５５は、呼気弁駆動チューブ５６から伝わる圧により開閉が調節され、人工呼吸器４０の吸気相において閉状態となり、人工呼吸器４０の呼気相において開状態となる。呼気弁５５が開状態となると、吸気相において陽圧で供給されたガスが排気口５５ａから排気される。

＜人工呼吸監視装置＞
次に、本実施形態の人工呼吸器監視装置１について、図１（ａ）及び図２を参照して説明する。なお、本実施形態の人工呼吸器監視装置１は、後述する本実施形態の人工呼吸器監視プログラム１００及びマイクカバー３０を含む。

＜＜概要＞＞
図１（ａ）において、本実施形態の人工呼吸器監視装置１は、人工呼吸器４０の換気動作によって生じるガスの排気音に基づいて、コンピュータに人工呼吸器４０の換気動作を監視させるものであり、コンピュータとしてのスマートフォン１０、小型マイク２０及びマイクカバー３０で構成される。

マイクカバー３０の一端側は、呼吸回路５０のガスの排気口５５ａに配置されている。人工呼吸器４０の換気動作によって生じるガスの排気音は、マイクカバー３０によって集音され、小型マイク２０に入力される。小型マイク２０は、入力された音のレベルに応じた電気信号を出力する。小型マイク２０から出力された信号は、スマートフォン１０に入力される。スマートフォン１０には、後述する本実施形態の人工呼吸器監視プログラム１００がインストールされている。人工呼吸器監視プログラム１００を起動させることにより、スマートフォン１０は、入力された音のレベルに基づいて、人工呼吸器４０の換気動作を監視する。

＜＜スマートフォン＞＞
図２は、人工呼吸器４０の換気動作を監視するスマートフォン１０の構成を示す。図２に示すように、スマートフォン１０は、制御部１１、タッチパネル１２、記憶部１３、操作部１４、無線通信部１５、入出力端子１６、音声出力部１７を含む。

制御部１１は、ＣＰＵであり、スマートフォン１０全体の制御処理を実行する。タッチパネル１２は、主として、画像表示部１２Ａの表面に位置入力部１２Ｂを積層した構成となっており、画面に表示された画像に触れることで直感的な操作が可能である。記憶部１３は、スマートフォン１０に内蔵されたＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）、マイクロＳＤカードなどの外部メモリを含む記憶手段の総称である。記憶部１３には、オペレーティングシステム（ＯＳ）１３Ａ、及び本実施形態の人工呼吸器監視プログラム１００が記憶されている。

操作部１４は、例えば、ホームボタンやナビゲーションボタンなどであり、タッチパネル１２から独立した操作手段である。なお、操作部１４は、本実施形態の人工呼吸器監視プログラム１００を動作させるための必須の構成ではない。実施形態の人工呼吸器監視プログラム１００は、操作部１４を有しないスマートフォン、例えば、全ての操作をタッチパネル１２で行うスマートフォンでも実施することが可能である。

無線通信部１５は、３Ｇ、４Ｇ及びＬＴＥ（Long Term Evolution）等のモバイルデータ通信、Ｗｉ－Ｆｉ通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などを含む無線通信手段の総称である。本実施形態の人工呼吸器監視プログラム１００は、例えば、無線通信部１５を介して、スマートフォン１０にダウンロードされる。

入出力端子１６は、マイクロＵＳＢ、Ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ（登録商標）、イヤホンジャックなどを含む有線接続手段の総称である。スマートフォン１０は、入出力端子１６に接続された電気ケーブルを介して、外部機器と信号の入出力を行う。この入出力端子１６には、小型マイク２０が電気的に接続される。音声出力部１７は、音声信号に基づいて外部に音を出力するためのアンプ及びスピーカを含む。

＜＜人工呼吸器監視プログラム＞＞
次に、本実施形態の人工呼吸器監視プログラム１００について、図３及び図４を参照して説明する。図３に示すように、人工呼吸器監視プログラム１００は、設定手段１１０、人工呼吸器監視手段１２０、画像制御手段１３０及び音声制御手段１４０を含む。このうち、画像制御手段１３０及び音声制御手段１４０は、人工呼吸器監視プログラム１００を実行するための前提となるプログラムである。人工呼吸器監視プログラム１００の主たる機能は、設定手段１１０及び人工呼吸器監視手段１２０によって実現される。

画像制御手段１３０は、図４（ａ）、（ｂ）に示すような、人工呼吸器監視プログラム１００の実行に必要な画像を、スマートフォン１０のタッチパネル１２に表示させる。音声制御手段１４０は、例えば、人工呼吸器監視プログラム１００の実行に伴う異常を報知するためのアラーム等の音声を、スマートフォン１０の入出力端子１６又は音声出力部１７に出力させる。

図３において、設定手段１１０は、音レベル閾値設定手段１１１、時間設定手段１１２及び音声出力設定手段１１３を含む。

音レベル閾値設定手段１１１は、人工呼吸器４０の換気動作によって生じるガスの排気音のレベルの正常、異常を判別するための閾値を設定するためのプログラムである。音レベル閾値設定手段１１１は、画像制御手段１３０を介して、図４（ａ）、（ｂ）に示す音レベル閾値１５２及び閾値設定スライダ１５３を、スマートフォン１０のタッチパネル１２に表示させる。ユーザーは、タッチパネル１２に触れ、画面上の閾値設定スライダ１５３を左右方向に移動させることで、音レベル閾値１５２を所定の値に設定することができる。

ここで、音レベル閾値１５２の選定について、図５（ａ）を参照して説明する。人工呼吸器４０は、所定のサイクルで、ガスが供給される吸気相と肺内圧を減少させる呼気相とを繰り返し、正常な換気動作を行う。一方、小型マイク２０には、吸気相及び呼気相の排気音が連続的に入力される。したがって、人工呼吸器４０が正常に換気動作しているときのガスの排気音のレベルは、図５（ａ）に示すとおりに所定のサイクルで変動する。

音レベル閾値１５２を選定するには、人工呼吸器４０が正常に換気動作しているときのガスの排気音のレベル変動を観察し、「最大レベル」の大まかな値を特定する。ガスの排気音のレベルは、図４（ａ）、（ｂ）に示すタッチパネル１２の音レベル１５１の値を参照すればよい。そして、音レベル閾値１５２は、例えば、「最大レベル」の値の「－５」を目安に設定するとよい。図４（ａ）、（ｂ）に示す具体例では、呼気の排気音の「最大レベル」が６７程度であったので、音レベル閾値１５２を「６２」に設定した。

図３において、時間設定手段１１２は、人工呼吸器４０の正常、異常を判別するための所定時間ｔ_ｎ（図５（ｂ）を参照）を設定するためのプログラムである。時間設定手段１１２は、画像制御手段１３０を介して、図４（ａ）、（ｂ）に示す設定時間１５６及び時間設定スライダ１５７を、スマートフォン１０のタッチパネル１２に表示させる。ユーザーは、タッチパネル１２に触れ、画面上の時間設定スライダ１５７を左右方向に移動させることで、設定時間１５６を所定の値に設定することができる。

本実施形態の人工呼吸器監視プログラム１００では、人工呼吸器４０の換気動作によって生じるガスの排気音のレベルが、所定時間連続して音レベル閾値１５２以下となった場合に、人工呼吸器４０が異常であると判別される。所定時間ｔ_ｎは、人工呼吸器４０の換気動作によって生じるガスの排気音のレベルが音レベル閾値１５２以下となってからの経過時間である。

このような所定時間ｔ_ｎを設定する理由は、音レベル閾値１５２だけでは、人工呼吸器４０の正常、異常を判別することができないからである。図５（ａ）に示すように、人工呼吸器４０が正常に換気動作しているときのガスの排気音のレベルは、音レベル閾値１５２を跨いで変動する。つまり、ガスの排気音のレベルは、所定のサイクルで音レベル閾値１５２以下になる（例えば、図５（ａ）に模式的に示された吸気時間ｔ_１）。このため、音レベル閾値１５２だけで、人工呼吸器４０の正常、異常を判別しようとすれば、ガスの排気音のレベルが音レベル閾値１５２以下となる度に、人工呼吸器４０が異常であると判別してしまう。そこで、図５（ｂ）に示す所定時間ｔ_ｎを設定し、ガスの排気音のレベルが音レベル閾値１５２以下となってから所定時間ｔ_ｎを経過した場合に、人工呼吸器４０が異常であると判別するようにした。

ここで、図５（ｂ）において、所定時間ｔ_ｎは、ガスの排気音のレベルが音レベル閾値１５２以下となる吸気時間ｔ_１よりも長い時間であって、かつ人工呼吸器４０が正常に換気動作しているときに誤報しない最も短い時間とすることが好ましい。例えば、所定時間ｔ_ｎは、吸気時間ｔ_１と呼気時間ｔ_２との合計時間とすることができる。また、誤報が生じないのであれば、所定時間ｔ_ｎは、吸気時間ｔ_１と呼気時間ｔ_２との合計時間よりも短い時間とすることができる。図４（ａ）、（ｂ）に示す具体例では、設定時間１５６（図５（ｂ）の所定時間ｔ_ｎに相当する）を１０（ｓｅｃ）に設定してある。

図３において、音声出力設定手段１１３は、人工呼吸器４０が異常であると判別された場合のアラームの出力先を設定するためのプログラムである。音声出力設定手段１１３は、画像制御手段１３０を介して、図４（ａ）、（ｂ）に示す音声出力切替スイッチ１５８を、スマートフォン１０のタッチパネル１２に表示させる。ユーザーは、タッチパネル１２に触れ、画面上の音声出力切替スイッチ１５８を左右方向に移動させることで、アラームの出力先を、図２に示す入出力端子１６又は音声出力部１７のいずれかに設定することができる。

図３において、人工呼吸監視手段１２０は、音レベル数値化手段１２１、音レベル比較手段１２２、時間カウント手段１２３、カウントリセット手段１２４及び報知手段１２５を含む。

音レベル数値化手段１２１は、小型マイク２０から入力された音のレベル（電気信号）を数値化するためのプログラムである。音レベル数値化手段１２１は、画像制御手段１３０を介して、図４（ａ）、（ｂ）に示す音レベル１５１を、スマートフォン１０のタッチパネル１２に表示させる。音のレベル１５１は、小型マイク２０から入力された音のレベルの増加に伴い数値が上昇する。

図３において、音レベル比較手段１２２は、音レベル数値化手段１２１によって数値化された音のレベル１５１を、音レベル閾値設定手段１１１によって設定された音レベル閾値１５２と比較し、音のレベル１５１が音レベル閾値１５２を超えるか否か判断する。音レベル比較手段１２２は、音のレベル１５１が音レベル閾値１５２以下であると判別した場合に、画像制御手段１３０を介して、図４（ａ）、（ｂ）に示す下向きの矢印表示１５４を、スマートフォン１０のタッチパネル１２に表示させる。

図３において、時間カウント手段１２３は、音レベル比較手段１２２によって、音のレベル１５１が音レベル閾値１５２以下であると判別された場合に、経過時間をカウントするためのプログラムである。時間カウント手段１２３は、画像制御手段１３０を介して、図４（ａ）、（ｂ）に示す経過時間１５５を、スマートフォン１０のタッチパネル１２に表示させる。

図３において、カウントリセット手段１２４は、音レベル比較手段１２２によって、音のレベル１５１が音レベル閾値１５２を超えたと判別された場合に、時間カウント手段１２３がカウントした経過時間１５５をリセットするためのプログラムである。カウントリセット手段１２４は、画像制御手段１３０を介して、図４（ａ）、（ｂ）に示す経過時間１５５の表示を「０．０」にリセットする。

図３において、報知手段１２５は、時間カウント手段１２３がカウントした経過時間１５５が、設定時間１５６（図５（ｂ）の所定時間ｔ_ｎ）に達したときに、人工呼吸器４０の異常を報知する。報知手段１２５は、画像制御手段１３０を介して、図４（ｂ）に示す警報表示１５９を、スマートフォン１０のタッチパネル１２に表示させる。本実施形態では、警報表示１５９として「音が小さいです」及び「Ｑｕｉｅｔ」の文字が表示される。また、報知手段１２５は、音声出力設定手段１１３の設定に従い、図２に示す入出力端子１６又は音声出力部１７のいずれかに音声信号を出力させ、人工呼吸器４０の異常を報知するアラームを鳴らす。

＜人工呼吸監視プログラムに基づく制御処理＞
図２において、上述した本実施形態の人工呼吸監視プログラム１００は、スマートフォン１０のオペレーティングシステム１３Ａによって動作されるアプリケーションソフトウエアであり、制御部１１によって実行される。人工呼吸監視プログラム１００に基づく制御処理には、上述した図３の設定手段１１０による各種設定処理と、人工呼吸監視手段１２０による人工呼吸器監視処理とが含まれる。以下、人工呼吸監視プログラム１００に基づく各種設定処理、人工呼吸器監視処理について、図６及び図７を参照して説明する。

＜＜各種設定処理＞＞
まず、図６の各種設定処理について説明する。ステップＳ１において、制御部１１は、閾値設定スライダ１５３が操作されたか否かを判断する。閾値設定スライダ１５３が操作された（ＹＥＳ）と判別した場合、制御部１１は、ステップＳ２に進み、閾値設定スライダ１５３の操作に従って、音レベル閾値１５２の設定値を変更する。その後、制御部１１は、ステップＳ３に進む。

一方、ステップＳ１において、閾値設定スライダ１５３が操作されていない（ＮＯ）と判別した場合、制御部１１は、ステップＳ３に進み、時間設定スライダ１５７が操作されたか否かを判断する。時間設定スライダ１５７が操作された（ＹＥＳ）と判別した場合、制御部１１は、ステップＳ４に進み、時間設定スライダ１５７の操作に従って、設定時間１５６（図５（ｂ）の所定時間ｔ_ｎ）を変更する。

一方、ステップＳ３において、時間設定スライダ１５７が操作されていない（ＮＯ）と判別した場合、制御部１１は、ステップＳ５に進み、音声出力切替スイッチ１５８が操作されたか否かを判断する。音声出力切替スイッチ１５８が操作された（ＹＥＳ）と判別した場合、制御部１１は、ステップＳ６に進み、音声出力切替スイッチ１５８の操作に従って、アラームの出力先を、図２に示す入出力端子１６又は音声出力部１７のいずれかに設定する。その後、制御部１１は、再びステップＳ１に戻り、上述したステップＳ１～Ｓ６の各種設定処理を繰り返す。

一方、ステップＳ５において、音声出力切替スイッチ１５８が操作されていない（ＮＯ）と判別した場合、制御部１１は、再びステップＳ１に戻り、上述したステップＳ１～Ｓ６の各種設定処理を繰り返す。

＜＜人工呼吸器監視処理＞＞
次に、図７の人工呼吸器監視処理について説明する。ステップＳ１１において、制御部１１は、小型マイク２０から入力された音のレベル（電気信号）を数値化する。その後、ステップＳ１２に進み、制御部１１は、数値化された音のレベル１５１を、設定された音レベル閾値１５２と比較し、音のレベル１５１が音レベル閾値１５２を超えるか否か判断する。

ステップＳ１２において、音のレベル１５１が音レベル閾値１５２を超える（ＹＥＳ）と判別した場合、制御部１１は、ステップＳ１３に進み、経過時間１５５のカウント中か否か判断する。経過時間１５５のカウント中である（ＹＥＳ）と判別した場合、制御部１１は、ステップＳ１４に進み、経過時間１５５のカウントをリセットして、最初のステップＳ１１の処理に戻る。一方、経過時間１５５のカウント中でない（ＮＯ）と判別した場合、制御部１１は、そのまま最初のステップＳ１１の処理に戻る。

一方、ステップＳ１２において、音のレベル１５１が音レベル閾値１５２を超えない（ＮＯ）、つまり、音のレベル１５１が音レベル閾値１５２以下であると判別した場合、制御部１１は、ステップＳ１５に進み、経過時間１５５のカウント中か否か判断する。経過時間１５５のカウント中である（ＹＥＳ）と判別した場合、制御部１１は、ステップＳ１７に進み、経過時間１５５が設定時間１５６（図５（ｂ）の所定時間ｔ_ｎ）に達したか否かを判断する。一方、経過時間１５５のカウント中でない（ＮＯ）と判別した場合、制御部１１は、ステップＳ１６に進み、経過時間１５５のカウントを開始する。その後、制御部１１は、ステップＳ１７に進み、経過時間１５５が設定時間１５６に達したか否かを判断する。

ステップＳ１７において、経過時間１５５が設定時間１５６に達していない（ＮＯ）と判別した場合、制御部１１は、最初のステップＳ１１の処理に戻る。一方、経過時間１５５が設定時間１５６に達した（ＹＥＳ）と判別した場合、制御部１１は、ステップＳ１８に進み、経過時間１５５のカウントをリセットする。次いで、制御部１１は、ステップＳ１９に進み、人工呼吸器４０の異常を報知する。すなわち、制御部１１は、スマートフォン１０のタッチパネル１２に「音が小さいです」及び「Ｑｕｉｅｔ」の警報表示１５９を表示させる。また、制御部１１は、入出力端子１６又は音声出力部１７のいずれかに音声信号を出力させ、人工呼吸器４０の異常を報知するアラームを鳴らす。

その後、ステップＳ２０において、制御部１１は、あらかじめ定められた一定時間が経過したか否かを判断する。一定時間が経過していない（ＮＯ）と判別した場合、制御部１１は、ステップＳ２０の判断を繰り返す。一方、一定時間が経過した（ＹＥＳ）と判別した場合、制御部１１は、ステップＳ２１に進み、人工呼吸器４０の異常の報知を終了させ、最初のステップＳ１１の処理に戻る。

＜人工呼吸器監視装置の作用効果＞
本実施形態の人工呼吸器監視装置１によれば、万が一、人工呼吸器４０のアラームによる報知が実行されない換気動作の異常が発生した場合でも、発生から設定時間１５６の経過後に報知することが可能である。したがって、患者の容態が悪化する前のタイミングで、人工呼吸器４０の異常を報知することができる。

また、本実施形態の人工呼吸器監視プログラム１００は、インターネットを経由して、一般に広く普及しているスマートフォン１０に手軽にダウンロードすることができる。さらに、本実施形態の人工呼吸器監視装置１は、スマートフォン１０や小型マイク２０といった、一般大衆の多くが所持する汎用デバイスで構成することができる。この結果、本実施形態の人工呼吸器監視装置１及び人工呼吸器監視プログラム１００は、実際の人工呼吸管理の補助的手段として広く普及することが期待できる。

＜マイクカバー＞
次に、本実施形態のマイクカバー３０について、図８及び図９を参照して説明する。図８（ａ）～（ｃ）は、第一次実施形態に係るマイクカバー３０を示す。図９（ａ）、（ｂ）は、第二実施形態に係るマイクカバー３０を示す。第一及び第二実施形態のマイクカバー３０は、人工呼吸器４０の換気動作によって生じるガスの排気音を効率的に検出し、かつガスに含まれる湿気から小型マイク２０を保護するように設計されている。

＜＜第一実施形態＞＞
まず、第一実施形態のマイクカバー３０について、図８（ａ）～（ｃ）を参照して説明する。図８（ａ）、（ｂ）に示すように、マイクカバー３０は、集音チューブ３１、金属ワイヤ３２、薄膜カバー３３及びアダプタ３４で構成される。

集音チューブ３１は、弾性変形可能な素材からなる細長い円筒体である。金属ワイヤ３２は、集音チューブ３１の長手方向に沿って配され、集音チューブ３１を一定の形状に保持する。薄膜カバー３３は、集音チューブ３１の一端開口を覆う。薄膜カバー３３の前面３３ａは、排気されたガスを受けて振動し、ガスの流量に応じたレベルの音を生じさせる。アダプタ３４は、集音チューブ３１よりも大径の弾性変形可能な素材からなる円筒体である。アダプタ３４の一端開口には、集音チューブ３１の他端が挿入され、弾性的に保持される。一方、アダプタ３４の他端開口には、小型マイク２０の集音部側が挿入され、弾性的に保持される。

図８（ｃ）に示すように、集音チューブ３１は、自由に変形させることが可能であり、薄膜カバー３３で覆われた集音チューブの一端を、ガスの排気音の検出に最適な任意の位置に配置することが可能である。例えば、図１（ａ）に示すように、集音チューブ３１の一端は、呼吸回路５０を構成する呼気弁５５の排気口５５ａの中に配置する。

＜＜第二実施形態＞＞
次に、第二実施形態のマイクカバー３０について、図９（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。図９（ａ）に示すように、第二実施形態のマイクカバー３０は、マイク付きイヤホン２００を保持することが可能な、アダプタ３５を備えた構成となっている。アダプタ３５以外の構成は、上述した第一実施形態と同様であり、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

図９（ａ）において、アダプタ３５は、弾性変形可能な素材からなる円筒体であり、第一実施形態のアダプタ３４よりも全長が長い。アダプタ３５の円筒状の外壁には、長手方向に沿ってスリット３５ａが設けてあり、円筒状の外壁を開くことが可能となっている。

図９（ｂ）に示すように、アダプタ３５の一端開口には、集音チューブ３１の他端が挿入され、弾性的に保持される。アダプタ３５の中央には、マイク付きイヤホン２００に付属する小型マイク２０１が収納され、スマートフォン１０に向かうコードをアダプタ３５の他端開口から引き出す。イヤホン本体の棒状部分側のコードは、アダプタ３５の一端側からスリット３５ａの外に配され、アダプタ３５の他端開口にイヤホン本体の棒状部分とともに挿入され、弾性的に保持される。

＜マイクカバーの作用効果＞
小型マイク２０、２０１によって、人工呼吸器４０の換気動作によって生じるガスの排気音を効率的に検出することが可能となる。すなわち、排気されたガスが、集音チューブ３１の一端に設けられた薄膜カバー３３の前面３３ａに吹き付けられると、前面３３ａが振動して、ガスの流量に応じたレベルの音を生じさせる。この音は、集音チューブ３１によって集音され、集音チューブ３１に保持された小型マイク２０、２０１に入力される。

金属ワイヤ３２によって、集音チューブ３１を自由に変形させ、薄膜カバー３３が設けられた集音チューブ３１の一端を、音の検出に最適な任意の位置に配置することが可能である。また、マイクカバー３０は、排気されたガスに含まれる湿気から小型マイク２０、２０１を保護し、長期にわたる正確な音レベルの測定を可能とする。

＜その他の変更＞
本発明の人工呼吸器監視プログラム、人工呼吸器監視装置及びマイクカバーは、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、図１（ａ）に示す人工呼吸器監視装置１の実施形態では、呼吸回路５０を構成する呼気弁５５の排気口５５ａに小型マイク２０を配置したが、この構成に限定されるものではない。図１（ｂ）に示すように、呼吸回路５０がガスを排気するための第二蛇管５４を含まない場合は、呼吸回路５０のいずれかに設けられたリークポート５１ａに小型マイクを配置する構成としてもよい。

また、上述した実施形態では、人工呼吸器監視プログラム１００を実行させるコンピュータをスマートフォン１０としたが、この構成に限定されるものではない。例えば、人工呼吸器監視プログラム１００は、パーソナルコンピュータやタブレット型端末など、一般に広く普及している汎用デバイスに実行させることが可能である。さらに、汎用デバイスの代わりに専用デバイスを用いて、簡易かつ安価に人工呼吸器監視装置を提供することも可能である。

さらに、上述した実施形態では、スマートフォン１０の入出力端子１６に有線接続した小型マイク２０によって、人工呼吸器の換気動作によって生じるガスの排気音を検出する構成としたが、この構成に限定されるものではない。例えば、ガスの排気音を検出するためのマイクは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線によってコンピュータに接続されるマイクであってもよい。またさらに、本発明の実施に用いられるマイクは、外付けのマイクに限らず、パーソナルコンピュータ、スマートフォンやタブレット型端末などの汎用デバイスに内蔵されたマイクであってもよい。この場合は、排気されたガスが、汎用デバイスに内蔵されたマイクに直接吹き付けられないように保護すればよい。

１ 人工呼吸器監視装置
１０ スマートフォン（コンピュータ）
１１ 制御部
１２ タッチパネル
１２Ａ 画像表示部
１２Ｂ 位置入力部
１３ 記憶部
１３Ａ オペレーティングシステム（ＯＳ）
１４ 操作部
１５ 無線通信部
１６ 入出力端子
１７ 音声出力部
２０ 小型マイク
３０ マイクカバー
３１ 集音チューブ
３２ 金属ワイヤ
３３ 薄膜カバー
３３ａ 前面
３４、３５ アダプタ
３５ａ スリット
４０ 人工呼吸器
５０ 呼吸回路
５１ Ｌアダプタ
５１ａ リークポート
５２ Ｙピース
５３ 第一蛇管
５４ 第二蛇管
５５ 呼気弁
５５ａ 排気口
５６ 呼気弁駆動チューブ
６０ マスク
１００ 人工呼吸器監視プログラム
１１０ 設定手段
１１１ 音レベル閾値設定手段
１１２ 時間設定手段
１１３ 音声出力設定手段
１２０ 人工呼吸器監視手段
１２１ 音レベル数値化手段
１２２ 音レベル比較手段
１２３ 時間カウント手段
１２４ カウントリセット手段
１２５ 報知手段
１３０ 画像制御手段
１４０ 音声制御手段
１５１ 音レベル
１５２ 音レベル閾値
１５３ 閾値設定スライダ
１５４ 下向きの矢印表示
１５５ 経過時間
１５６ 設定時間
１５７ 時間設定スライダ
１５８ 音声出力切替スイッチ
１５９ 警報表示
２００ マイク付きイヤホン
２０１ 小型マイク

Claims (2)

1. 人工呼吸器の換気動作によって生じるガスの排気音のレベルに応じた電気信号を人工呼吸器監視装置に出力するための小型マイクに装着されるマイクカバーであって、
   弾性変形可能な素材からなる集音チューブと、
   前記集音チューブの長手方向に沿って配され、前記集音チューブを一定の形状に保持する金属ワイヤと、
   前記集音チューブの一端開口を覆い、排気された前記ガスを受けて振動する薄膜カバーと、
   前記集音チューブの他端側に、少なくとも前記マイクの集音部を保持するアダプタと、
   を備えたマイクカバー。
2. 前記アダプタが、長手方向に沿って設けられたスリットを有し、かつマイク付きイヤホンに付属する小型マイクと、イヤホン本体とを保持することが可能な長さの全長を有する請求項１に記載のマイクカバー。