JPWO2008152989A1 - 呼吸状態検出システム及びプログラム並びに記録媒体 - Google Patents

Abstract

本発明は、人の呼吸状態を示す呼吸信号と、呼吸によって生ずる音声信号とを用いて、呼吸状態を監視することを特徴とする呼吸状態検出システムを要旨とする。

Description

本発明は、例えばピエゾ素子等を利用した呼吸センサなどを用いて、呼吸状態を調べることができる呼吸状態検出システム及びプログラム並びに記録媒体に関する。

従来より、人の呼吸の状態を調べる技術として、口元にサーミスタを貼り付ける技術が知られている（特許文献１参照）。
また、体の動きを圧電素子で検出し、その検出結果から呼吸の状態を調べる技術も知られている（特許文献２参照）。

更に、近年では、口にＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）フィルムを貼り付け、その検出信号から呼吸を検出する技術も開示されている（特許文献３参照）。
特許第２７９４１９６号公報 （第２頁 第２図） 特許第２８０３３７４号公報 （第１頁 図２） 米国特許第５３１１８７５号明細書 （第１頁 第１図）

しかしながら、上述した従来の技術では、通常、呼吸状態を検出する各種のセンサ（例えばピエゾ素子を用いて温度変化に対応した出力が得られる呼吸センサ）を体に貼り付け、その呼吸センサを測定装置に接続して使用するが、呼吸波形だけの記録であるので、精度良く呼吸状態を検出できないという問題があった。

具体的には、呼吸センサから得られる呼吸波形により、例えば睡眠時無呼吸症候群の無呼吸や低呼吸のイベント（特徴的な信号）を検出しているため、ノイズも多く検出されてしまい、呼吸に対応したイベントの検出精度が必ずしも十分でなかった。

すなわち、呼吸センサを用いて呼吸状態を検出する場合には、どうしてもノイズの影響があるので、呼吸状態を精度良く検出できないという問題があった。

本発明は、ノイズの影響を低減して、精度良く、呼吸、無呼吸・低呼吸等の呼吸状態を検出できる呼吸状態検出システム及びプログラム並びに記録媒体を提供すること目的とする。

（１）本発明の実施態様１は、人の呼吸状態を示す呼吸信号と、呼吸によって生ずる音声信号とを用いて、呼吸状態を監視することを特徴とする呼吸状態検出システムを要旨とする。

本発明では、呼吸信号と音声信号（振動信号）を用いるので、従来のような呼吸信号のみを用いた場合と比べて、例えば無呼吸や低呼吸からの呼吸の再開などを精度良く判定することができる。

つまり、後述する様に、呼吸信号だけではノイズの影響を受けることがあるので、例えば（呼吸の再開時に発生すると考えられる）いびき等に伴う音声信号を加味して呼吸状態を判定することにより、精度良く呼吸状態を検出することができる。

ここで、呼吸信号とは、例えばピエゾ素子を利用した呼吸センサを用いて得られる様な呼気や吸気に伴って生じる信号であり、呼気や吸気の呼吸動作を示す様な所定の周波数（例えば１０Ｈｚ）より低い周波数の信号である。また、音声信号とは、例えばいびき等のような呼吸に伴う音声を示す信号であり、呼吸信号と比べて、前記所定の周波数以上の周波数の高い信号である。つまり、呼吸信号と音声信号とは、周波数により区別することができる。

（２）本発明の実施態様２は、前記呼吸信号は、人の呼吸を検出可能なセンサにより得られたベース信号から抽出されたものであることを特徴とする。

呼吸動作を示す様な緩やかに変化する信号は、所定の周波数より低い周波数の信号であるので、例えばピエゾ素子を利用した呼吸センサを用いて得られるアナログのベース信号から、所定の周波数より低い周波数の信号を、呼吸信号として抽出することができる。

（３）本発明の実施態様３は、マイクによって、前記音声信号を検出することを特徴とする。

本発明は、音声信号を得る手法を例示したものであり、これにより、例えば呼吸状態監視装置に（呼吸信号と音声信号を分離する）分離回路を備えていなくても、呼吸信号と音声信号とを区分して記録することができる。

（４）本発明の実施態様４は、人の呼吸を検出可能なセンサにより得られたベース信号を、呼吸状態を示す呼吸信号と呼吸に伴って発生する音声信号とに分離することを特徴とする呼吸状態検出システムを要旨とする。

本発明は、上述した呼吸センサによって得られるベース信号から、呼吸信号と音声信号とを分離するので、この呼吸信号と音声信号とを利用して、例えば呼吸の再開を示す信号を抽出することができる。

（５）本発明の実施態様５は、前記呼吸信号と前記音声信号とを、周波数の違いによって分離することを特徴とする。

本発明は、呼吸信号と音声信号とを分離する手法を示したものである。上述した様に、呼吸信号の周波数は音声信号の周波数より低いので、周波数の違いによって両者を分離することができる。

（６）本発明の実施態様６は、前記呼吸信号と前記音声信号とに分離する分離回路を備えたことを特徴とする。

例えば携帯型の呼吸状態監視装置に分離回路を備えることにより、呼吸センサによって得られたベース信号を分離回路で分離して、呼吸信号や音声信号を呼吸状態監視装置のメモリに記録することができる。

（７）本発明の実施態様７は、前記分離回路として、デジタルフィルタを用いたことを特徴とする。

アナログフィルタ回路の代わりに、デジタルフィルタ回路を利用することにより、回路の変更を行わなくても、プログラムの変更で対応できるという利点がある。

（８）本発明の実施態様８は、前記センサは、呼吸に伴う温度変化を検出する素子を用いた呼吸センサであることを特徴とする。

この素子としては、温度によってその出力が変化する温度素子や、圧力によってその出力が変化する圧電素子が挙げられるが、両機能を備えた例えばＰＶＤＦ等の素子（例えばピエゾ素子）が好適である。

（９）本発明の実施態様９は、人の呼吸状態を示す呼吸信号と、呼吸によって生ずる音声信号とに基づいて、呼吸状態を判定することを特徴とする呼吸状態検出システムを要旨とする。

本発明では、呼吸信号と音声信号を用いるので、従来のような呼吸信号のみを用いた場合と比べて、例えば無呼吸や低呼吸からの呼吸の再開などを精度良く判定することができる。

つまり、呼吸信号だけではノイズの影響を受けることがあるので、例えばいびき等に伴う音声信号を加味して呼吸状態を判定することにより、精度良く呼吸状態を検出することができる。

（１０）本発明の実施態様１０は、前記音声信号を用いて、前記呼吸信号から前記呼吸の発生を示す信号を抽出することを特徴とする。

図７Ａに示す様に、呼吸に対応して呼吸信号が得られるが、無呼吸（又は低呼吸）の場合には、呼吸信号の振幅が小さくなる。通常では、そのような信号が得られた場合には、無呼吸・低呼吸が発生したと判断できるが、ノイズが発生すると、呼吸にかかわらず大きな振幅の信号が検出されることがあるので、その様な場合には、ノイズを呼吸と誤判定することがある。

これとは別に、無呼吸・低呼吸から正常な呼吸に変化した場合には、通常いびきを伴うので、いびきのような大きな音声信号がある場合には、呼吸が発生したと判断できる。

そこで、例えば呼吸と考えられるような大きな振幅の呼吸信号が検出された場合に、同様な時期に（いびきの様な）大きな音声信号が検出されたときには、呼吸が再開されたと判断することができる。

この様に、音声信号を用いて、呼吸信号から呼吸の発生を示す信号を判定（抽出）することが可能となる。

（１１）本発明の実施態様１１は、所定の判定条件を満たす（例えば図７ＡのＳ１以上の場合）前記呼吸の発生の可能性を示す信号がある場合に、所定の判定条件（例えば図７ＢのＳ２以上の場合）を満たす前記音声信号があったときには、前記呼吸の発生を示す信号であると確定することを特徴とする。

本発明は、呼吸の発生を示す信号であると確定する処理を具体的に示したものである。

なお、確定の判定を行う場合には、対応する呼吸信号と音声信号とは、時系列に同じタイミングであることが望ましいが、実際には呼吸の再開といびきの発生には多少のずれがあるので、時系列的に多少ずれていても問題はない。

（１２）本発明の実施態様１２は、前記音声信号として、音声波形のピークを保持した信号を用いることを特徴とする。

音声信号は、呼吸信号に比べて高い周波数で振動するので、音声波形の全てのデータを記憶すると記憶容量を多く必要とする。従って、ここでは、ピークを結んだ包絡線を利用して音声信号の特徴を把握するので、例えば０．１秒毎の様な離散的なデータ（所定時間毎のデータ）を記憶すれば十分である。これにより、記憶容量が少なくて済むという利点がある。

（１３）本発明の実施態様１３は、前記実施態様９〜１２のいずれかに記載の処理を実現させるためのプログラムを特徴とする。

このプログラムは、例えば、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリーカードなどの記録媒体や、インターネットなどの通信回線網を介して、プログラム書込装置自身、コンピュータシステム、または、これらを利用する利用者に提供される。

（１４）本発明の実施態様１４は、前記実施態様１３に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を特徴とする。

この記録媒体としては、マイクロコンピュータとして構成される電子制御装置、マイクロチップ、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク等の各種の記録媒体が挙げられる。つまり、上述した処理を実行させることができるプログラムを記憶したものであれば、特に限定はない。

実施例１のスクリーナを示す説明図である。 呼吸センサの呼吸状態監視装置への装着状態を示す説明図である。 図３Ａは呼吸状態監視装置の上面図、図３Ｂはその正面図、図３Ｃはその底面図、図３Ｄはその左側面図、図３Ｅはその背面図である。 実施例１の呼吸状態監視装置の電気的構成を示すブロック図である。 図５Ａは呼吸信号を示すグラフ、図５Ｂはピーク検出しない音声信号を示すグラフ、図５Ｃはピーク検出した音声信号を示すグラフである。 全体管理システムのシステム構成を示す説明図である。 図７Ａは呼吸信号を示すグラフ、図７Ｂは音声信号を示すグラフである。 実施例１におけるデータの処理手順を示すフローチャートである。 実施例１の変形例の呼吸状態監視装置の電気的構成を示すブロック図である。 実施例２の呼吸状態監視装置の電気的構成を示すブロック図である。

符号の説明

１・・・スクリーナ（呼吸状態監視システム）
３、１３１・・・呼吸センサ
５、１０１・・・呼吸状態監視装置
３５・・・データ収集装置
５９、６７、１３５・・・（第１、第２）ローパスフィルタ
６０、６２・・・（第１、第２）デジタルフィルタ
６５・・・ノッチフィルタ
６９、１４５・・・ピーク検出回路
８５・・・パソコン
１４３・・・マイク

次に、本発明を実施するための最良の形態の例（実施例）について説明する。

本実施例の呼吸状態検出システムは、スクリーナによって各個人の呼吸データを蓄積し、この呼吸データをパソコンに取り込んで、無呼吸や低呼吸の判定等の呼吸状態の解析を行うものである。

ａ）まず、携帯型のスクリーナ（呼吸状態監視システム）の構成を、図１、２、３Ａ〜３Ｅを用いて説明する。

図１に示す様に、スクリーナ１は、呼吸状態を検出するための装置であり、被験者に取り付けられる呼吸センサ３と、呼吸センサ３が着脱可能に取り付けられて、呼吸センサ３からの信号を記録する呼吸状態監視装置５とから構成されている。

前記呼吸センサ３は、略Ｔ字形状の内カバー６及び外カバー７の２重構造からなるセンサ本体８を備えるとともに、両カバー６、７の左右の下端を連結する連結部９と、両カバー６、７の間から伸びる一対のリード線１０、１１と、リード線１０、１１の先端に取り付けられたセンサ側コネクタ１３（図２参照）とを備えている。

このうち、両カバー６、７は、図１の上下方向に伸びる中央部６ａ、７ａが紙面表側に凸となった例えばポリエステルからなる薄肉のフィルム状の部材であり、口及び鼻からの息を検出するための呼吸検出部１４と、呼吸検出部１４の後端側（同図上方）の左右の両端から突出する一対の脚部１６ａ、１６ｂとから構成されている。

また、下カバー６の先端側には、長方形の圧電素子（例えばピエゾ素子）１５が取り付けられており、上カバー７の先端側には、ピエゾ素子１５に対応する投影位置（図１の紙面表側）には、複数のスリット状の換気孔１８が形成されている。このピエゾ素子１５は、後述する様に、温度及び振動（主として温度）の変化により信号を出力する素子である。

一方、前記呼吸状態監視装置５は、腕等に装着可能なような軽量な携帯型の装置であり、図３Ａ〜３Ｅに示す様に、略直方体のプラスチック製の筐体１７と、その内部に収容された電子制御装置１９（図４参照）とを備えている。

この呼吸状態監視装置５の上面には、センサ側コネクタ１３が嵌め込まれる装置側上コネクタ（モジュラージャック）２１が設けられるとともに、第１〜第５ＬＥＤ２３、２５、２７、２９、３０が半透明のカバー３１に覆われて配置されている。

また、呼吸状態監視装置５の左側面には、呼吸状態の測定（監視）の開始や終了のオン・オフを行う測定開始スイッチ３３が配置され、呼吸状態監視装置５の下面には、呼吸状態監視装置５をベース装置（データ収集装置）３５（図６参照）に接続するために、装置側下コネクタ（Ｄ−ＳＵＢコネクタ）３７が配置されている。

尚、呼吸状態監視装置５の裏面には、呼吸状態監視装置５自身のＩＤ番号を示すバーコードのシール（記録部）４１が貼り付けられている。

ｂ）次に、呼吸状態監視装置５の電気的構成について、図４を用いて説明する。

図４に示す様に、呼吸状態監視装置５の電子制御装置１９として、周知のＡ／Ｄ内蔵マイコン４３、不揮発性メモリ４５、フラッシュメモリ４７、シリアル通信回線４９、バッテリ（充電池）５１でバックアップされたリアルタイムクロック５３、補正用温度センサ５５等を備えている。

また、モジュラージャック２１は、差動増幅器５７に接続され、差動増幅器５７は、第１ローパスフィルタ５９、ゲイン１倍ＡＭＰ（アンプ）６１、ゲイン２倍ＡＭＰ６３を介して、Ａ／Ｄ内蔵マイコン４３に接続されるとともに、ノッチフィルタ６５、第２ローパスフィルタ６７、ピーク検出回路６９を介して、Ａ／Ｄ内蔵マイコン４３に接続されている。

更に、前記Ａ／Ｄ内蔵マイコン４３は、バッテリ切れ表示器７１の第１ＬＥＤ２３、呼吸フロー表示器７３の第２〜第４ＬＥＤ２５、２７、２９、（測定開始スイッチ３３の入れ忘れ防止用及び測定完了表示用の）動作表示器７５の第５ＬＥＤ３０に接続されている。

なお、装置側下コネクタ３７は、充電池５１を介して、装置側上コネクタ２１に接続され、更に、装置側上コネクタ２１は、電子制御装置１９に電力を供給する電源回路７７に接続されている。

ここで、充電池５１から電源回路７７への回路は、装置側上コネクタ２１によって、常時は、開かれた構造となっている。つまり、呼吸センサ３のセンサ側コネクタ１３を装置側上コネクタ２１に装着することによって、充電池５１から電源回路７７へ電力が供給されるとともに、呼吸センサ３からの信号が呼吸状態監視装置５のＡ／Ｄ内蔵マイコン４３に入力する構成となっている。

ｃ）次に、呼吸状態監視装置５にて行われる信号処理の手法について、図５Ａ〜５Ｃを用いて説明する。
本実施例では、呼吸センサ３から得られたアナログ信号（ベース信号）は、装置側上コネクタ２１を介して、差動増幅器５７にて増幅され、呼吸信号を抽出するために第１ローパスフィルタ５９に出力され、また、いびきによる音声信号（振動信号）を抽出するためにノッチフィルタ６５に出力され、以下の処理が行われる。

・呼吸信号を抽出するための処理
呼吸センサ３はピエゾ素子１５を用いたセンサであるので、そのベース信号には、呼吸に伴う温度及び振動の成分などが含まれている。従って、このベース信号から呼吸動作を明瞭に示すと考えられる低周波の信号を抽出する必要がある。

よって、ベース信号は、７Ｈｚ以下の信号を通過させる第１ローパスフィルタ５９にて処理されて、図５Ａに示す様な、呼吸に対応した呼吸信号が抽出される。

・音声信号を抽出するための処理
また、いびき等に対応した音声信号は、呼吸信号に比べて高い周波数を有するので、ここでは、ベース信号は、５０ＨＺ、６０ＨＺのノッチフィルタ６５にて処理されて、図５Ｂに示す様に、いびき等に対応した音声信号が抽出される。

この音声信号は、２ｋＨｚ以下の第２ローパスフィルタ６７にて処理されて、高周波のノイズがカットされる。

そして、ノイズがカットされた音声信号は、ピーク検出回路６９にて処理されて、図５Ｃに示す様に、音声波形のピークをつないだ包絡線からなる音声信号（音声ピーク信号）が得られる。なお、ここでは、半波のみを用いる。

つまり、本実施例では、差動増幅器５７、各フィルタ５９、６５による分離回路によって、ベース信号は低周波の呼吸信号と高周波の音声信号とに分離され、それぞれの信号は、Ａ／Ｄ内蔵マイコン４３を介して、フラッシュメモリ４７に記憶される。

詳しくは、フラッシュメモリ４７には、呼吸信号と音声信号（包絡線のデータ）とが、時間を合わせた時系列に沿って、０．１秒毎の信号（振幅値）のデータとして、呼吸状態の解析に必要な時間分（例えば少なくとも３時間分）記憶される。

ｄ）次に、呼吸状態の解析を行う呼吸状態判定装置について説明する。

図６に示す様に、複数の呼吸状態監視装置５を着脱可能に装着するデータ収集装置３５と、呼吸状態監視装置５のバーコードを読み込むバーコードリーダ８３と、バーコードリーダ８３やデータ収集装置３５を制御するパソコン８５と、ディスプレイ８７等とから、全体管理システム８１が構成されている。なお、ここでは、パソコン８５が呼吸状態判定装置として機能する。

前記呼吸状態監視装置５は、データ収集装置３５に装着されることによって、データ収集装置３５のベース側コネクタ（Ｄ−ＳＵＢコネクタ）７３から、装置側下コネクタ３７の専用の充電端子（図示せず）を介して、充電池５１に充電される構成になっている。

このパソコン８５では、呼吸状態監視装置５からデータ収集装置３５を介して読み込まれた呼吸信号及び音声信号を用いて、呼吸状態を判定したり、その判定結果をディスプレイ８７やスピーカ（図示せず）を用いて報知することができる。

ｅ）次に、パソコン８５にて実施される呼吸状態の判定の手順等について説明する。

・まず、判定処理のアルゴリズムについて説明する。

図７Ａに示す様に、呼吸に対応して呼吸信号が得られるが、例えば無呼吸（又は低呼吸）の場合には、呼吸信号の振幅が小さくなる。

そこで、例えば、過去２分間における呼吸信号の振幅の最大値をＸとした場合、振幅がＸの１／２（即ちＳ１）である期間が１０秒間以上継続したときには、無呼吸（又は低呼吸）が発生した判断することが考えられる。

ところで、ノイズが発生すると、呼吸とは異なるタイミングで大きな振幅の信号（判定値Ｓ１より大きな信号）が検出されることがあり、この場合は、ノイズを呼吸と誤判定することがある。

そこで、本実施例では、呼吸と思われるような大きな振幅の信号が検出された場合（例えばそのピークの時刻ｔ１）には、図７Ｂに示す様に、その時刻ｔ１の前後（ｔ１を中心とした時間ΔＴ）で、判定値Ｓ２より大きな音声信号が検出されたかどうかをチェックし、その信号が検出された場合には、呼吸が発生したと判断する。

これは、無呼吸（又は低呼吸）から通常の呼吸に変化した場合には、通常、いびきを伴うので、音声信号の判定によりいびきを判定し、いびきがあった場合には、呼吸が発生したと確定するものである。
・次に具体的な処理内容を説明する。

まず、パソコン８５に、呼吸状態監視装置５に記憶されたデータ（呼吸センサ３から得られた同じ時系列に沿った呼吸信号及び音声信号の信号データ）を、データ収集装置３５を介して読み込む。

そして、図８のフローチャートに示す様に、最初に、ステップ（Ｓ）１００にて、呼吸信号の振幅ＫＷが、判定値Ｓ１未満であるか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ１１０に進み、一方否定判断されると、一旦本処理を終了する。

ステップ１１０では、カウンタタイマ（カウント値Ｚ）をスタートさせる。
続くステップ１２０では、呼吸信号の振幅ＫＷが、判定値Ｓ１以上であるか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ１３０に進み、一方否定判断されると、この条件が満たされるまで待機する。
ステップ１３０では、中間カウンタＹにカウント値Ｚを代入する
続くステップ１４０では、検出された振幅の大きな信号が、通常の呼吸信号であるかノイズであるかを判定する。具体的には、今回検出された信号の幅（ノイズ幅Δｎ：１周期の上ピークから下ピークまでの時間）がノイズ判定値ＮＨを上回るか否かを判定する。ここで肯定判断されると、即ち周期の大きな信号であるので呼吸信号である可能性が高いと判断されると、ステップ１５０に進む。一方否定判断されると、即ち、周期の短いパルス状の急峻な信号であるのでノイズである可能性が高いと判断されると、ステップ１２０に戻る。
ステップ１５０では、カウンタ値Ｚが１０秒を上回るか経過か否か、即ち、呼吸信号の振幅が小さくなってから１０秒経過したか否かを判定する。ここで肯定判断されるとステップ１６０に進み、一方否定判断されるとステップ１７０に進む。
ステップ１７０では、前記ステップ１００にて呼吸の振幅が小さくなったと判断されてから１０秒以内であるので、通常の呼吸の範囲、即ち、無呼吸・低呼吸ではないと判断して、一旦本処理を終了する。
一方、ステップ１６０では、呼吸の振幅が小さくなってから１０秒経過しているので、無呼吸・低呼吸の可能性があるので、その判定を行う。
具体的には、音声信号の振幅ＯＷが判定値Ｓ２以上であり、且つ、その信号の長さＬが判定値Δｔより長いか否かを判定することにより、呼吸再開時のいびきが発生したか否かを判定する。なお、Ｌとしては、例えば前記判定Ｓ２以上の信号が得られた期間を採用できる。ここで肯定判断されるとステップ１８０に進み、一方否定判断されると前記ステップ１９０に進む。

ステップ１８０では、いびきが発生したと考えられるので、呼吸が再開されたと判断し、１回の無呼吸・低呼吸と判定し、一旦本処理を終了する。

一方、ステップ１９０では、音声信号によるいびきの発生は確認できないが、呼吸の振幅が低下してから再度呼吸の振幅が増加し、しかも、その長い周期から呼吸の可能性が高いので、ここでは、中間カウンタＹの値（例えばＹ秒間でＹが１０秒以上であるとき）における１回の無呼吸・低呼吸と、その後の、Ｚ−Ｙ秒間（Ｚ−Ｙが１０秒以上であるとき）における１回の無呼吸・低呼吸が発生したと判定する。即ち、合計２回の無呼吸・低呼吸が発生したと判定し、一旦本処理を終了する。

ｆ）この様に、本実施例では、呼吸状態監視装置５により、呼吸センサ３から得られるベース信号を、低周波の呼吸信号と高周波の音声信号とに分離して記録している。特に、音声信号はそのピークをとり、所定期間毎のデータとして記録している。

また、パソコン８５では、呼吸状態監視装置５から呼吸信号と音声信号を読み込み、（いびきを示す）音声信号を利用して、呼吸信号から呼吸の再開を示す信号を判定している。

これにより、呼吸センサ３から得られるベース信号を処理することにより、ノイズ等の影響を排除して、呼吸を示す信号のみを精度良く抽出できるので、無呼吸・低呼吸の判断を正確に行うことができる。

また、音声信号としては、その包絡線のデータを記憶するので、メモリが少なくて済むという利点がある。

なお、呼吸状態監視装置５の電気的構成の変形例としては、例えば図９に示すように、分離回路として第１、第２デジタルフィルタ６０、６２を用いることができる。

具体的には、作動増幅器５７は、第１デジタルフィルタ６０を介してＡ／Ｄ内蔵マイコン４３と接続されるとともに、第２デジタルフィルタ６２及びピーク検出回路６９を介してＡ／Ｄ内蔵マイコン４３と接続される。また、第２デジタルフィルタ６２を介して、直接Ａ／Ｄ内蔵マイコン４３と接続されている。

なお、第２デジタルフィルタ６２からの信号は、ピーク検出回路６９に出力されるだけでなく、第２デジタルフィルタ６２で可変可能なピーク検出回路として代用可能なので、第２デジタルフィルタ６２でも必要な信号を得ることができ、直接にＡ／Ｄ内蔵マイコン４３にも出力される。

よって、ベース信号は、呼吸の信号を通過させる第１デジタルフィルタ６０にて処理されて、呼吸に対応した呼吸信号が抽出される。また、ベース信号は、音声の信号を通過させる第２デジタルフィルタ６２により処理されて、いびき等に対応した音声信号が抽出されるとともに、その高周波のノイズがカットされる。

つまり、差動増幅器５７、第１、第２デジタルフィルタ６０、６２による分離回路によって、ベース信号は低周波の呼吸信号と高周波の音声信号とに分離され、それぞれの信号は、Ａ／Ｄ内蔵マイコン４３を介して、フラッシュメモリ４７に記憶される。

この変形例の場合には、回路上のオペアンプなどで構成されたアナログフィルタ回路の代わりに、デジタルフィルタ回路（例えばＤＳＰ：デジタルシグナルプロセッサ）を利用することにより、回路の変更無しでも、プログラム変更で多目的用途に対応できるという利点がある。

次に、実施例２について説明するが、前記実施例１と同様な内容の説明は省略する。

本実施例では、前記実施例１の様に、呼吸センサから得られたベース信号を、分離回路によって呼吸信号と音声信号に分けるのではなく、マイクによって音声信号を収集する。

具体的には、図１０に示す様に、本実施例の呼吸状態監視装置１０１は、前記実施例１と同様に、Ａ／Ｄ内蔵マイコン１０３、不揮発性メモリ１０５、フラッシュメモリ１０７、シリアル通信回線１０９、充電池１１１、リアルタイムクロック１１３、補正用温度センサ１１５、測定開始スイッチ１１７、バッテリ切れ表示器１１９、呼吸フロー表示器１２１、動作表示器１２３、装置側下コネクタ（Ｄ−ＳＵＢコネクタ）１２５、装置側上コネクタ（モジュラージャック）１２７、電源回路１２９等を備えている。

また、本実施例では、装置側上コネクタ１２７に呼吸センサ１３１が装着されるが、この装置側上コネクタ１２７から入力したベース信号は、チャージＡＭＰ１３３、ローパスフィルタ１３５、ゲイン１倍ＡＭＰ１３７、ゲイン２倍ＡＭＰ１３９にて処理されて、前記実施例１と同様な呼吸信号として、Ａ／Ｄ内蔵マイコン１０３に入力するように構成されている。

特に、本実施例では、コネクタ１４１にマイク１４３が装着されるが、マイク１４３によって得られた信号は、ピーク検出回路１４５にて処理され、前記実施例１と同様な音声信号として、Ａ／Ｄ内蔵マイコン１０３に入力するように構成されている。

本実施例によっても、前記実施例１と同様な効果を奏する。

尚、本発明は前記実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない限り、種々の態様で実施できることはいうまでもない。

（１）例えばノッチフィルタは、ハイパスフィルタで置き換えることもできる。

（２）また、パソコンにて呼吸状態の判定を行うのではなく、携帯型の呼吸状態監視装置などにて解析を行ってもよい。

（３）更に、前記実施例では、パソコンにて処理を行う例について述べたが、本発明は、それらに限らず、上述したアルゴリズムに基づく処理を実行させるプログラムやそのプログラムを記憶している記録媒体にも適用できる。

この記録媒体としては、マイクロコンピュータとして構成される電子制御装置、マイクロチップ、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク等の各種の記録媒体が挙げられる。つまり、上述したパソコンの処理を実行させることができるプログラムを記憶したものであれば、特に限定はない。

尚、前記プログラムは、単に記録媒体に記憶されたものに限定されることなく、例えばインターネットなどの通信ラインにて送受信されるプログラムにも適用される。

Claims (14)

1. 人の呼吸状態を示す呼吸信号と、呼吸によって生ずる音声信号とを用いて、呼吸状態を監視することを特徴とする呼吸状態検出システム。
2. 前記呼吸信号は、人の呼吸を検出可能なセンサにより得られたベース信号から抽出されたものであることを特徴とする請求項１に記載の呼吸状態検出システム。
3. マイクによって、前記音声信号を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の呼吸状態検出システム。
4. 人の呼吸を検出可能なセンサにより得られたベース信号を、呼吸状態を示す呼吸信号と呼吸に伴って発生する音声信号とに分離することを特徴とする呼吸状態検出システム。
5. 前記呼吸信号と前記音声信号とを、周波数の違いによって分離することを特徴とする請求項４に記載の呼吸状態検出システム。
6. 前記呼吸信号と前記音声信号とに分離する分離回路を備えたことを特徴とする請求項４又は５に記載の呼吸状態検出システム。
7. 前記分離回路として、デジタルフィルタを用いたことを特徴とする請求項６に記載の呼吸状態検出システム。
8. 前記センサは、呼吸に伴う温度変化を検出する素子を用いた呼吸センサであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の呼吸状態検出システム。
9. 人の呼吸状態を示す呼吸信号と、呼吸によって生ずる音声信号とに基づいて、呼吸状態を判定することを特徴とする呼吸状態検出システム。
10. 前記音声信号を用いて、前記呼吸信号から前記呼吸の発生を示す信号を抽出することを特徴とする請求項９に記載の呼吸状態検出システム。
11. 所定の判定条件を満たす前記呼吸の発生の可能性を示す信号がある場合に、所定の判定条件を満たす前記音声信号があったときには、前記呼吸の発生を示す信号であると確定することを特徴とする請求項１０に記載の呼吸状態検出システム。
12. 前記音声信号として、音声波形のピークを保持した信号を用いることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の呼吸状態検出システム。
13. 前記請求項９〜１２のいずれかに記載の処理を実現させるためのプログラム。
14. 前記請求項１３に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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