WO2004080303A1 - System for measuring respiration function and its application - Google Patents

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WO2004080303A1
WO2004080303A1 PCT/JP2003/002929 JP0302929W WO2004080303A1 WO 2004080303 A1 WO2004080303 A1 WO 2004080303A1 JP 0302929 W JP0302929 W JP 0302929W WO 2004080303 A1 WO2004080303 A1 WO 2004080303A1
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Norio Kihara
Tetsuo Miyagawa
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Norio Kihara
Tetsuo Miyagawa
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/085Measuring impedance of respiratory organs or lung elasticity

Abstract

A system (10) for measuring the respiration waveform by means of a thoracic respiration measuring unit (100a) and an abdominal respiration measuring unit (100b). Each measuring unit (100) comprises a part (110) for sensing the volumetric variation at a measuring part, and a securing part (120) for arranging the sensing part (110) at the measuring part. The sensing part (110) senses the variation of pressures being applied from the securing part (120) and the measuring part. A control unit (200) controls measurement and acquires an output from the measuring unit (100). With such an arrangement, waveforms of thoracic respiration and abdominal respiration can be acquired independently. Waveforms thus acquired are analyzed by an analytic unit (300) and referred to an respiration function database (350) thus obtaining medical remarks concerning the respiration function of a subject.

Description

明 細 書 呼吸機能の測定システム及びその応用 技術分野  Description Respiratory function measurement system and its application
本発明は呼吸機能を測定する技術に関し、 特に、 呼吸機能を測定する測定システム、 およびその測定システムによる測定結果を解析する技術に関する。 背景技術  The present invention relates to a technique for measuring respiratory function, and more particularly, to a measurement system for measuring respiratory function, and a technique for analyzing a measurement result obtained by the measurement system. Background art
最も基本的な呼吸機能検査法であるスパイロメトリー (spirometory) は、 経 口より出入りする空気の量を直接測定し、 経時的に記録する検査方法である。 ま た、 呼吸筋機能テストとして知られる口腔内圧計も、 閉鎖した呼吸器系の呼気お よび吸気圧を経口より直接測定する。 これらの呼吸検査法は、 簡便で精度が高く 再現性が良いことから頻繁に行われているが、 口を介した測定であるため、 睡眠 時や運動時など被験者に動きがある状況下での測定や、 長時間の連続測定には不 向きである。  The most basic test for respiratory function, spirometory, is a test method that directly measures the amount of air coming in and out of the mouth and records it over time. An intraoral manometer, also known as a respiratory muscle function test, also measures the expiratory and inspiratory pressure of a closed respiratory system directly orally. These respiratory tests are frequently performed because they are simple, accurate and highly reproducible.However, since they are measured through the mouth, they can be used in situations where the subject is moving, such as during sleep or exercise. It is not suitable for measurement or long-time continuous measurement.
他方、 絰食道バル一ンによる胸腔内圧および肺コンプライアンス (lung compliance) の測定や、 帯状のコイル付きセンサを胸腹部に配し呼吸により発生 る 亀 ¾換気 に ί哭算する R I P respiratory inductive plethysmography) などは、 前述の呼吸機能検査法とは異なり、 呼気および吸気を直接測定しない、 間接的な呼吸機能検査といえる。 これらの呼吸検査法は、 操作が煩雑であり、 侵 襲による患者負担が大きいという欠点がある。 また、 R I Pは、 換気量の較正が 難しく、 さらに、 帯状センサが測定中にずれる可能性があり、 定量性、 再現性に 欠ける。 フローボリューム曲線により較正を行つた後に測定した安静時の 1回呼 気量 (Tidal Volume) の測定でさえ、 精度は 1 0 %程度であると言われており、 長時間測定が可能で定量性が高い非観呼吸式検査法は未だ確立されていない。 発明の開示 本発明は、 そうした課題に鑑みてなされたものであり、 その目的は、 再現性が良く、 定量的かつ持続的な測定が可能で、 非拘束な呼吸機能測定を実現する技術の提供にあ 本発明のある態様は、 測定システムに関する。 この測定システムは、 呼吸機能を 測定する測定システムであって、 呼吸動作に伴う被験者の第 1の測定部位の変化 を検知するための第 1の測定ュニットと、 呼吸動作に伴う被験者の第 2の測定部 位の変化を検知するための第 2の測定ュニヅトと、 第 1の測定ュニットおよび第 2の測定ュニヅトからの出力を取得する制御ュニットと、 制御ュニヅトが取得し た出力を解析する解析ユニットと、 を含み、 第 1の測定ユニットおよび第 2の測 定ュニヅトは、 測定部位から与えられる圧力変化を感知するための感知部と、 感 知部を測定部位に配置させるための固定部と、 をそれそれ含み、 感知部が測定部 位に接する表面積は、 0 . 5 0 mm2以上 2 . 0 mm 2以下であることを特徴とす る o On the other hand, 絰 measurement of intrathoracic pressure and lung compliance by esophageal balloon, turtle generated by breathing by placing a band-shaped coiled sensor on the chest and abdomen, R RIP respiratory inductive plethysmography that divides into ventilation Is an indirect respiratory function test that does not directly measure expiration and inspiration, unlike the aforementioned respiratory function test method. These respiratory tests have the disadvantage that the operation is complicated and the burden on the patient due to invasion is large. In addition, RIP is difficult to calibrate the ventilation volume, and the strip sensor may shift during the measurement, and it lacks quantitative and reproducibility. Even the measurement of the tidal volume at rest (Tidal Volume) measured after calibration using the flow volume curve is said to have an accuracy of about 10%. Non-invasive testing with high prevalence has not yet been established. Disclosure of the invention The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a technique for realizing unrestricted respiratory function measurement with good reproducibility, capable of quantitative and continuous measurement. One embodiment of the invention relates to a measurement system. The measurement system is a measurement system for measuring a respiratory function, comprising: a first measurement unit for detecting a change in a first measurement site of a subject associated with a respiratory movement; A second measurement unit for detecting a change in the measurement unit, a control unit for obtaining outputs from the first measurement unit and the second measurement unit, and an analysis unit for analyzing the output obtained by the control unit And a first measurement unit and a second measurement unit, wherein the first measurement unit and the second measurement unit have a sensing unit for sensing a pressure change applied from the measurement site, a fixing unit for disposing the sensing unit on the measurement site, and hints it it, the surface area detection unit comes into contact with the measuring portion position is, 0. 5 0 mm 2 or more 2. 0 mm 2 you, wherein the less is o
本発明の別の態様も、 測定システムに関する。 この測定システムは、 呼吸機能 を測定する測定システムであって、 呼吸動作に伴う被験者の第 1の測定部位の変 化を検知するための第 1の測定ュニットと、 呼吸動作に伴う被験者の第 2の測定 部位の変化を検知するための第 2の測定ュニットと、 第 1の測定ュニットおよび 第 2の測定ュニツトからの出力を取得する制御ュニットと、 制御ュニヅトが取得 した出力を解析する解析ュニットと、 を含み、 第 1の測定ユニットおよび第 2の 測定ユニットは、 測定部位から与えられる圧力変化を感知するための感知部と、 感知部を測定部位に配置させるための固定部と、 をそれそれ含み、 感知部は、 内部 に空洞を有し、 制御ユニットは、 感知部の内部に気体を送り込んで所定の初期圧力 に調整するための初期圧力調整部を含み、 初期圧力は、 1 0 c mH 2 0以上 3 0 c mH 2 0以下に調整されることを特徴とする。 Another embodiment of the present invention also relates to a measurement system. The measurement system is a measurement system for measuring a respiratory function, comprising: a first measurement unit for detecting a change in a first measurement site of a subject associated with a respiratory movement; and a second measurement unit of the subject associated with a respiratory movement. A second measurement unit for detecting a change in the measurement site, a control unit for obtaining outputs from the first measurement unit and the second measurement unit, and an analysis unit for analyzing the output obtained by the control unit. The first measurement unit and the second measurement unit each include: a sensing unit for sensing a pressure change applied from the measurement site; and a fixing unit for disposing the sensing unit at the measurement site. The sensing unit has a cavity therein, and the control unit includes an initial pressure adjusting unit for sending gas into the sensing unit to adjust the pressure to a predetermined initial pressure. Characterized in that it is adjusted to 1 0 c mH 2 0 or 3 0 c mH 2 0 or less.
測定システムは、 感知部の表面積と初期圧力との好適な組み合わせを測定条件 として指定する測定制御部をさらに含んでもよい。 測定制御部は、 解析ユニット が測定結果を解析するときの周波数をさらに指定してもよい。 周波数は、 0 . 1 H z以上 1 . 0 H z以下であってもよい。 これらの測定条件は、 本発明者らによ る実験により明らかになったものである。後述する実験の説明において、 これら の測定条件について詳述する。 The measurement system may further include a measurement control unit that specifies a suitable combination of the surface area of the sensing unit and the initial pressure as a measurement condition. The measurement control unit may further specify a frequency at which the analysis unit analyzes the measurement result. The frequency may be greater than or equal to 0.1 Hz and less than or equal to 1.0 Hz. These measurement conditions were determined by the present inventors. It was clarified by experiments. In the description of the experiment described later, these measurement conditions will be described in detail.
本発明のさらに別の態様も、 測定システムに関する。 この測定システムは、 呼 吸機能を測定する測定システムであって、 呼吸動作に伴う被験者の第 1の測定部 位の変化を検知するための第 1の測定ユニットと、 呼吸動作に伴う被験者の第 2 の測定部位の変化を検知するための第 2の測定ュニッ卜と、 第 1の測定ュニット および第 2の測定ュニヅ卜からの出力を取得する制御ュニヅ卜と、 制御ュニヅト が取得した出力を解析する解析ユニットと、 を含み、 第 1の測定ユニットおよび 第 2の測定ュニットは、 測定部位から与えられる圧力変化を感知するための感知 部と、 感知部を測定部位に配置させるための固定部と、 をそれぞれ含み、 解析ュ ニットは、 安静時の測定結果に基づいて、 被験者の気道の狭窄または閉塞の状況 を判断する気道状況判断部を含むことを特徴とする。  Yet another embodiment of the present invention also relates to a measurement system. This measurement system is a measurement system for measuring a respiratory function, comprising: a first measurement unit for detecting a change in a first measurement unit of a subject accompanying a respiratory movement; (2) a second measurement unit for detecting a change in the measurement site, a control unit for obtaining outputs from the first and second measurement units, and an output obtained by the control unit. A first measuring unit and a second measuring unit, wherein the first measuring unit and the second measuring unit include a sensing unit for sensing a pressure change applied from the measurement site, and a fixing unit for disposing the sensing unit at the measurement site. The analysis unit includes an airway condition determination unit that determines a condition of a subject's airway stenosis or obstruction based on a measurement result at rest.
解析ュニットは、 被験者の呼吸筋の状態を判断する呼吸筋状態判断部をさらに 含んでもよい。 呼吸筋状態判断部は、 安静時の測定結果に基づいて呼吸筋の状態 を判断してもよい。 気道状況判断部または呼吸筋状態判断部は、 スパイロメトリ による測定結果をさらに参照してもよい。 以下に続く実施の形態の説明により、 本測定システムが、 簡便かつ低コストで、 気道の狭窄または閉塞の状況や呼吸筋 の状態を精度良く把握することが可能な優れた機能を有することが明らかになる。 なお、 以上の構成要素の任意の組合せ、 本発明の表現を方法、 装置、 システム、 な どの間で変換したものもまた、 本発明の態様として有効である。 図面の簡単な説明  The analysis unit may further include a respiratory muscle state determination unit that determines a state of a respiratory muscle of the subject. The respiratory muscle state determination unit may determine the state of the respiratory muscle based on the measurement result at rest. The airway condition determining unit or the respiratory muscle condition determining unit may further refer to the measurement result by spirometry. The following description of the embodiments clearly shows that the present measurement system has a simple and low-cost function that can accurately grasp the state of airway narrowing or obstruction and the state of respiratory muscles. become. Note that any combination of the above-described components and any conversion of the expression of the present invention between a method, an apparatus, a system, and the like are also effective as embodiments of the present invention. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
上述した目的、 およびその他の目的、 特徴および利点は、 以下に述べる好適な実施 の形態、 およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。  The above and other objects, features and advantages will become more apparent from the preferred embodiments described below and the accompanying drawings.
図 1は、 実施の形態に係る測定システムの構成を示す図である。  FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a measurement system according to an embodiment.
図 2 ( a ) ( b ) は、 測定ユニットの外観を概略的に示す図である。  2 (a) and 2 (b) are diagrams schematically showing the appearance of the measurement unit.
図 3は、 測定ュニットを被験者に装着した様子を示す図である。  FIG. 3 is a diagram showing a state in which a measurement unit is worn on a subject.
図 4 ( a ) ( b ) ( c ) は、 測定ユニットを装着した部分の断面を示す図であ る o Figures 4 (a), (b) and (c) are cross-sectional views of the part where the measurement unit is mounted. O
図 5は、 固定部の他の例を示す図である。  FIG. 5 is a diagram illustrating another example of the fixing unit.
図 6は、 制御ュニヅ 卜の外観を概略的に示す図である。  FIG. 6 is a diagram schematically showing the appearance of the control unit.
図 7は、 本実施形態の測定システムを用いて呼吸機能を測定する手順を示すフ 口一チャートである。  FIG. 7 is a flow chart showing a procedure for measuring a respiratory function using the measurement system of the present embodiment.
図 8は、 本実施形態の測定システムを用いて呼吸機能を解析する手順を示すフ ローチヤ—トである。 図 9は、 本実施形態の測定システムにより呼吸機能検査を実施した被験者の個 人,情報を示す図である。  FIG. 8 is a flowchart showing a procedure for analyzing a respiratory function using the measurement system of the present embodiment. FIG. 9 is a diagram showing the individual and information of a subject who has performed a respiratory function test by the measurement system of the present embodiment.
図 10は、 本実施形態の測定システムにより健常者を被験者として肺気量分画 を測定したときの感知部の内圧の時間変化を示す図である。  FIG. 10 is a diagram showing a temporal change in the internal pressure of the sensing unit when the lung volume fraction is measured using the healthy subject as a subject by the measurement system of the present embodiment.
図 1 1 (a) (b) は、 本実施形態の測定システムおよびスパイロメ一夕に よる健常者を被験者とした肺活量の測定結果を示す図である。  FIGS. 11 (a) and 11 (b) are diagrams showing measurement results of vital capacity of healthy subjects as subjects using the measurement system of the present embodiment and Spirome.
図 12 (a) (b) は、 本実施形態の測定システムおよびスパイロメ一夕によ る健常者を被験者とした予備呼気量の測定結果を示す図である。  FIGS. 12 (a) and 12 (b) are diagrams showing measurement results of the preliminary expiratory volume of healthy subjects as subjects using the measurement system of the present embodiment and Spirome.
図 13 (a) (b) は、 本実施形態の測定システムおよびスパイロメ一夕によ る健常者を被験者とした予備吸気量の測定結果を示す図である。  FIGS. 13 (a) and 13 (b) are diagrams showing measurement results of the preliminary inspiratory volume for healthy subjects as subjects using the measurement system of the present embodiment and Spirome.
図 14 (a) (b) は、 本実施形態の測定システムおよびスパイロメ一夕によ る健常者を被験者とした最大吸気量の測定結果を示す図である。  FIGS. 14 (a) and 14 (b) are diagrams showing measurement results of the maximum inspiratory volume of healthy subjects as subjects using the measurement system of the present embodiment and Spirome.
図 15 (a) (b) は、 本実施形態の測定システムおよびスパイロメ一夕によ る健常者を被験者とした 1回換気量の測定結果を示す図である。  FIGS. 15 (a) and 15 (b) are diagrams showing measurement results of tidal volume of healthy subjects as subjects using the measurement system of the present embodiment and Spirome.
図 16は、 本実施形態の測定システムにより健常者を被験者として努力性呼出 曲線を測定したときの感知部の内圧の時間変化を示す図である。  FIG. 16 is a diagram showing a change over time of the internal pressure of the sensing unit when the effort system call curve is measured using a healthy subject as a subject by the measurement system of the present embodiment.
図 17 (a) (b) (c) は、 本実施形態の測定システムにより健常者を被験 者として測定されたフ口一ボリユー厶曲線を示す図である。  FIGS. 17 (a), (b) and (c) are diagrams showing a mouth-to-volume curve measured by a measurement system of the present embodiment with a healthy subject as a subject.
図 18 (a) (b) は、 本実施形態の測定システムおよびスパイロメ一夕によ る健常者を被験者とした努力性肺活量の測定結果を示す図である。  FIGS. 18 (a) and 18 (b) are diagrams showing measurement results of forced vital capacity of healthy subjects as subjects using the measurement system of the present embodiment and Spirome.
図 19 (a) (b) は、 本実施形態の測定システムおよびスパイロメ一夕によ る健常者を被験者とした 1秒量の測定結果を示す図である。 FIGS. 19 (a) and (b) show the measurement system and Spirome overnight of this embodiment. FIG. 7 is a diagram showing a measurement result of a 1-second amount using a healthy person as a subject.
図 20 (a) (b) は、 本実施形態の測定システムおよびスパイロメ一夕によ る健常者を被験者とした最大呼気流速度の測定結果を示す図である。  FIGS. 20 (a) and 20 (b) are diagrams showing the results of measurement of the maximum expiratory flow rate of healthy subjects as subjects by the measurement system and Spirome overnight of the present embodiment.
図 2 1は、 本実施形態の測定システムにより健常者を被験者として安静時換気 量を測定したときの感知部の内圧の時間変化を示す図である。  FIG. 21 is a diagram showing a temporal change in the internal pressure of the sensing unit when the resting ventilation is measured using a healthy person as a subject by the measurement system of the present embodiment.
図 22 (a) (b) は、 本実施形態の測定システムおよびスパイロメ一夕によ る健常者を被験者とした安静時換気量の測定結果を示す図である。  FIGS. 22 (a) and 22 (b) are diagrams showing measurement results of resting ventilation in healthy subjects as subjects using the measurement system of the present embodiment and Spirome overnight.
図 23 (a) (b) は、 本実施形態の測定システムおよびスパイロメ一夕によ る健常者を被験者とした 1回換気量の測定結果を示す図である。  FIGS. 23 (a) and 23 (b) are diagrams showing the results of measurement of tidal volume by using the measurement system of the present embodiment and Spirome overnight on healthy subjects.
図 24 (a) (b) は、 本実施形態の測定システムおよびスパイロメ一夕によ る健常者を被験者とした波形のピーク間の測定結果を示す図である。  FIGS. 24 (a) and 24 (b) are diagrams showing measurement results between peaks of a waveform of a healthy person as a subject by the measurement system of the present embodiment and Spirome.
図 25は、 本実施形態の測定システムにより健常者を被験者として安静時換気 量を測定したときの胸部データと腹部データとの関係を示す図である。  FIG. 25 is a diagram showing the relationship between the chest data and the abdominal data when the resting ventilation is measured using the healthy subject as the subject by the measurement system of the present embodiment.
図 2 6は、 本実施形態の測定システムにより健常者を被験者として努力性呼出 曲線を測定したときの胸部データと腹部デ一夕との関係を示す図である。  FIG. 26 is a diagram showing the relationship between chest data and abdominal data when the effort system call curve is measured using the healthy subject as a subject by the measurement system of the present embodiment.
図 27 (a) (b) は、 本実施形態の測定システムおよびスパイロメ一夕によ る呼吸器疾患患者を被験者とした肺活量の測定結果を示す図である。  FIGS. 27 (a) and 27 (b) are diagrams showing the results of measuring the vital capacity of a patient with a respiratory disease using the measurement system of the present embodiment and Spirome.
図 28 (a) (b) は、 本実施形態の測定システムおよびスパイロメ一夕によ る呼吸器疾患患者を被験者とした予備呼気量の測定結果を示す図である。  FIGS. 28 (a) and 28 (b) are diagrams showing the results of measurement of the pre-expiratory volume for a patient with a respiratory disease using the measurement system of the present embodiment and Spirome overnight.
図 2 9 (a) (b) は、 本実施形態の測定システムおよびスパイロメ一夕によ る呼吸器疾患患者を被験者とした予備吸気量の測定結果を示す図である。  FIGS. 29 (a) and 29 (b) are diagrams showing measurement results of the preliminary inspiratory volume for a patient with a respiratory disease using the measurement system of the present embodiment and Spirome.
図 30 (a) (b) は、 本実施形態の測定システムおよびスパイロメ一夕によ る呼吸器疾患患者を被験者とした最大吸気量の測定結果を示す図である。  FIGS. 30 (a) and 30 (b) are diagrams showing measurement results of the maximum inspiratory volume of a respiratory disease patient as a subject by the measurement system of the present embodiment and Spirome.
図 3 1 (a) (b) は、 本実施形態の測定システムおよびスパイロメ一夕によ る呼吸器疾患患者を被験者とした 1回換気量の測定結果を示す図である。  FIGS. 31 (a) and 31 (b) are diagrams showing measurement results of a tidal volume of a patient with a respiratory disease by the measurement system of the present embodiment and a spirometer.
図 32 (a) (b) は、 本実施形態の測定システムおよびスパイロメ一夕によ る呼吸器疾患患者を被験者とした努力性肺活量の測定結果を示す図である。 図 33 (a) (b) は、 本実施形態の測定システムおよびスパイロメ一夕によ ' る呼吸器疾患患者を被験者とした最大呼気流速度の測定結果を示す図である。 図 34 (a) (b) は、 本実施形態の測定システムおよびスパイロメ一夕によ る呼吸器疾患患者を被験者とした安静時換気量の測定結果を示す図である。 図 35 (a) (b) は、 本実施形態の測定システムおよびスパイロメ一夕によ る呼吸器疾患患者を被験者とした 1回換気量の測定結果を示す図である。 FIGS. 32 (a) and 32 (b) are diagrams showing the results of measurement of forced vital capacity of a patient with a respiratory disease using the measurement system of the present embodiment and Spirome. Figures 33 (a) and (b) show the measurement system and Spirome overnight of this embodiment. FIG. 7 is a diagram showing the measurement results of the maximum expiratory flow rate for a patient with a respiratory disease. FIGS. 34 (a) and 34 (b) are diagrams showing measurement results of resting ventilation in a patient with a respiratory disease using the measurement system of the present embodiment and Spirome. FIGS. 35 (a) and 35 (b) are diagrams showing measurement results of a tidal volume of a respiratory disease patient as a subject by the measurement system of the present embodiment and Spirome.
図 36 (a) (b) は、 本実施形態の測定システムおよびスパイロメ一夕によ る呼吸器疾患患者を被験者とした波形のピーク間の測定結果を示す図である。 図 37は、 本実施形態の測定システムにより呼吸器疾患患者を被験者として努 力性呼出曲線を測定したときの感知部の内圧の時間変化を示す図である。  36 (a) and 36 (b) are diagrams showing measurement results between peaks of a waveform of a respiratory disease patient as a subject by the measurement system of the present embodiment and Spirome. FIG. 37 is a diagram showing a change over time of the internal pressure of the sensing unit when the effort call curve is measured using the measurement system of the present embodiment as a subject for a respiratory disease patient.
図 38は、 本実施形態の測定システムにより呼吸器疾患患者を被験者として測 定されたフローボリューム曲線を示す図である。  FIG. 38 is a diagram showing a flow volume curve measured by the measurement system of the present embodiment using a patient with a respiratory disease as a subject.
図 39は、 強制呼出時の感知部の内圧上昇値と最大呼気流速度との関係を示す 図である。  FIG. 39 is a diagram showing the relationship between the internal pressure rise value of the sensing unit and the maximum expiratory flow rate during forced exhalation.
図 40は、 実施形態に係る解析サーバと、 解析サーバにアクセスする端末の構 成を示す図である。  FIG. 40 is a diagram illustrating a configuration of an analysis server according to the embodiment and a terminal that accesses the analysis server.
図 .41 (a) (b) (c) (d) (e) は、 実施の形態に係るリハビリテ一シ ヨン補助装置の使用例を示す図である。  FIGS. 41 (a), (b), (c), (d), and (e) are diagrams showing examples of use of the rehabilitation assistance device according to the embodiment.
図 42は、 実施の形態に係るリハビリテ一ション補助方法の手順を示すフロー チヤ一トである。  FIG. 42 is a flowchart showing the procedure of the rehabilitation assistance method according to the embodiment.
図 43は、 強制呼出時の内圧上昇値と 1秒量との間との関係を示す図である。 図 44は、 肺胸郭系に関与する圧力について説明するための図である。  FIG. 43 is a diagram showing the relationship between the internal pressure rise value at the time of a forced call and the amount per second. FIG. 44 is a diagram for explaining pressure related to the pulmonary-thoracic system.
図 45は、 感知部の表面積と測定感度との関係を示す図である。 発明を実施するための最良の形態  FIG. 45 is a diagram illustrating a relationship between the surface area of the sensing unit and the measurement sensitivity. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
本発明者らは、 胸腹壁の動態は呼吸を司る肋間筋や腹斜筋群と横隔膜の活動に よるものであり、 これらの運動を観察することにより呼吸機能検査を行うことが 可能なのではないかと考えた。 以下、 胸腹壁の動態を捉えるために、 胸腹壁周囲 に配した測定ュニットにより、 胸腹壁から与えられる圧力を測定する技術につい て説明する。 これらの技術の一部は、 本発明者らにより出願された国際公開第 0 2 / 0 6 9 8 7 8号パンフレツトに閧示されている。 The present inventors have found that the dynamics of the chest and abdominal wall depend on the activities of the intercostal and oblique muscle groups that control respiration and the diaphragm, and it is not possible to conduct a respiratory function test by observing these exercises. I thought. The following describes a technique for measuring the pressure applied from the chest and abdominal wall using a measurement unit arranged around the chest and abdominal wall to capture the dynamics of the chest and abdominal wall. Will be explained. Some of these techniques are disclosed in WO 02/069878 pamphlet filed by the present inventors.
図 1は、 本発明の実施の形態に係る測定システム 1 0の構成図である。 測定シ ステム 1 0は、 主に、 被験者の呼吸状態を測定するための測定ュニット 1 0 0な ·らびに測定ュニット 1 0 0からの出力を取得する制御ュニット 2 0 0を含む測定 装置 5 0、 および制御ュニット 2 0 0が取得した出力を解析するための解析ュニ ヅ ト 3 0 0を含む。 図 1において、 制御ュニッ ト 2 0 0および解析ュニヅ ト 3 0 0の構成の一部は、 ハードウェアコンポーネントでいえば、 任意のコンピュータ © C P U, メモリ、 メモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、 ここではそれらの連携によって実現される機能プロックを描いている。 したがつ て、 これらの機能ブロックがハ一ドウエアのみ、 ソフトウェアのみ、 またはそれ らの組合せによっていろいろな形で実現できることは、 当業者には理解されると ころである。  FIG. 1 is a configuration diagram of a measurement system 10 according to an embodiment of the present invention. The measurement system 100 mainly includes a measurement unit 100 for measuring a subject's respiratory condition and a control unit 200 including a control unit 200 for obtaining an output from the measurement unit 100. , And an analysis unit 300 for analyzing the output obtained by the control unit 200. In FIG. 1, a part of the configuration of the control unit 200 and the analysis unit 300 is realized by an arbitrary computer, a CPU, a memory, a program loaded in the memory, and the like in terms of hardware components. However, here we draw a functional block realized by their cooperation. Therefore, it will be understood by those skilled in the art that these functional blocks can be realized in various forms by hardware only, software only, or a combination thereof.
測定ュニット 1 0 0は、 第 1の測定ュニットの一例としての、 胸壁付近の動態 変化を測定するための胸式呼吸測定ュニット 1 0 0 aヽ および第 2の測定ュニッ トの一例としての、 腹壁付近の動態変化を測定するための腹式呼吸測定ュニット 1 0 0 bを含む。 胸式呼吸測定ュニット 1 0 0 aおよび腹式呼吸測定ュニット 1 0 0 bは、 それそれ、 測定部位の動態変化を感知部内部の気圧の変化により感知 する。 これにより、 本実施形態の測定システム 1 0は、 胸式呼吸に対応するデー 夕と、 腹式呼吸に対応するデータとを、 独立に測定できる。 しかも、 再現性がよ く、 定量的にも信頼性の高いデータが得られることが大きなメリヅトである。 図 2 ( a ) ( b ) は、 測定ュニット 1 0 0の外観を概略的に示す。 図 2 ( a ) は、 測定ユニット 1 0 0を被験者の体に接する側から、 図 2 ( b ) は、 その裏側 から見た図である。 測定ュニット 1 0 0は、 被験者の呼吸動作に伴って測定部位 から与えられる圧力を感知するための感知部 1 1 0と、 感知部 1 1 0を測定部位 付近に配置させるための固定部 1 2 0とを含む。 感知部 1 1 0は、 その内部に空 洞を有していて袋状の形状を有しており、 その内部の気圧の変化により測定部位 から与えられる圧力を感知する。 感知部 1 1 0には、 第 1の接続部の一例として、 加圧ポンプ 2 2 0から内部へ気体を送り込むためのチューブ 1 1 4と、 第 2の接 続部の一例として、 圧力計へ気体を送るためのチューブ 1 1 2が設けられている。 感知部 1 1 0は、 固定部 1 2 0に設けられた収納部 1 1 6に収納されている。 固定部 1 2 0は帯状の形状を有し、 被験者の胴体の周囲に巻き付けるようにし て感知部 1 1 0を測定部位に配置する。 固定部 1 2 0には、 被験者の胴体の周囲 に巻き付けやすいように、 柔らかい布などの素材が用いられてもよい。 また、 被 験者の呼吸動作により大きく伸縮することがないよう、 帆布などの伸縮性の少な い素材が用いられてもよい。 固定部 1 2 0には、 固定部 1 2 0を被験者の胴体に 巻きつけたときに両端を接着させるための接着部 1 2 2 aおよび 1 2 2 bが設け られている。 接着部 1 2 2 aおよび 1 2 2 bは、 面ファスナー、 ファスナーなど であってもよい。 The measurement unit 100 is an example of a first measurement unit, a chest respiration measurement unit 100a 1 for measuring dynamic changes near the chest wall, and an abdominal wall as an example of a second measurement unit. Includes abdominal respiratory measurement unit 100b to measure nearby dynamic changes. The chest respiratory measurement unit 100a and the abdominal respiratory measurement unit 100b each sense a change in the dynamics of the measurement site by a change in the atmospheric pressure inside the sensing unit. Thereby, the measurement system 10 of the present embodiment can independently measure the data corresponding to the chest respiration and the data corresponding to the abdominal respiration. Moreover, it is a great advantage that data with good reproducibility and quantitatively high reliability can be obtained. 2A and 2B schematically show the appearance of the measurement unit 100. FIG. FIG. 2 (a) is a view of the measurement unit 100 seen from the side in contact with the body of the subject, and FIG. 2 (b) is a view seen from the back side. The measurement unit 100 is composed of a sensing unit 110 for sensing the pressure applied from the measurement site along with the subject's breathing motion, and a fixed unit 12 for disposing the sensing unit 110 near the measurement site. Including 0. The sensing unit 110 has a cavity therein and has a bag-like shape, and senses a pressure given from a measurement site by a change in atmospheric pressure inside the sensing unit. The sensing unit 110 includes, as an example of a first connection unit, A tube 114 for sending gas into the inside from the pressurizing pump 220 and a tube 112 for sending gas to the pressure gauge are provided as an example of the second connection portion. The sensing unit 110 is stored in a storage unit 116 provided in the fixed unit 120. The fixed part 120 has a band-like shape, and the sensing part 110 is arranged at the measurement site so as to be wound around the body of the subject. A material such as a soft cloth may be used for the fixing portion 120 so that the material can be easily wound around the body of the subject. In addition, a material with low elasticity such as canvas may be used so that the subject does not expand or contract significantly due to the breathing motion of the subject. The fixing portion 120 is provided with bonding portions 122a and 122b for bonding both ends when the fixing portion 120 is wound around the body of the subject. The bonding portions 122a and 122b may be hook-and-loop fasteners, fasteners, or the like.
図 3は、 胸式呼吸測定ュニット 1 0 0 aおよび腹式呼吸測定ュニツト 1 0 0 b を被験者に装着した様子を示す。 胸式呼吸測定ュニット 1 0 0 aは、 被験者の胸 郭の周囲に装着される。 腹式呼吸測定ュニット 1 0 0 bは、 被験者の横隔膜の周 囲に装着される。 測定ュニット 1 0 0を被験者に装着するときは、 まず感知部 1 1 0を測定部位に密着させ、 固定部で被験者の胴体の周囲に巻きつけるように固 定する。 このとき、 呼吸筋の筋力に左右差がある場合があるので、 被験者の利き 腕を考慮して感知部 1 1 0の位置を決定してもよい。 たとえば、 感知部 1 1 0を 密着させる位置を、 被験者の利き腕側またはその逆側に統一してもよい。 感知部 1 1 0を密着させる位置を、 被験者の左半身または右半身に統一してもよい。 感 知部 1 1 0は、 測定感度の観点から、 呼吸に伴う動態変化が大きい部位に配置す るのが好ましい。 すなわち、 胸式呼吸測定ュニット 1 0 0 aにおいては乳首の周 辺に、 腹式呼吸測定ュニット 1 0 0 bにおいてはへその周辺に、 感知部 1 1 0を 配置してもよい。  FIG. 3 shows a subject wearing a chest respiratory measurement unit 100a and an abdominal respiratory measurement unit 100b. The chest respiration measurement unit 100a is worn around the subject's rib cage. The abdominal respiratory measurement unit 100b is worn around the subject's diaphragm. When the measurement unit 100 is worn on the subject, the sensing unit 110 is first brought into close contact with the measurement site, and is fixed so as to be wrapped around the body of the subject at the fixing unit. At this time, since there is a case where there is a difference between left and right in the muscle strength of the respiratory muscle, the position of the sensing unit 110 may be determined in consideration of the subject's dominant arm. For example, the position where the sensing unit 110 is brought into close contact may be unified on the dominant arm side of the subject or on the opposite side. The position where the sensing unit 110 is brought into close contact may be unified with the left or right body of the subject. From the viewpoint of measurement sensitivity, it is preferable that the sensing unit 110 be disposed at a site where the dynamic change accompanying respiration is large. That is, the sensing unit 110 may be arranged around the nipple in the chest respiratory measurement unit 100a, and around the umbilicus in the abdominal respiratory measurement unit 100b.
図 4 ( a ) ( b ) ( c ) は、 測定ユニット 1 0 0を装着した部分の断面を示す。 図 4 ( a ) は、 測定ュニヅト 1 0 0を装着後、 加圧ポンプ 2 2 0から感知部 1 1 0の内部へ気体を送り込み、 初期加圧を行ったときの様子を示す。 感知部 1 1 0 の内部に気体が導入され、 固定部 1 2 0と測定部位との間に空隙が作られる。 吸 気時の測定部位の体積変化を正しく測定するためには、 最大吸気時にも感知部 1 1 0にある程度の圧力が印加されている状態にしておく必要があるので、 このよ うに初期加圧を行っている。 また、 初期加圧値を調整することにより、 測定条件 を一定に保つという意義もある。 図 4 ( b ) は、 被験者が吸気したときの様子を 示す。 被験者が吸気すると、 被験者の胸郭および横隔膜付近の体積が増加するた め、 感知部 1 1 0は被験者の胴体と固定部との間で圧縮され、 内部の気圧が高く なる。 図 4 ( c ) は、 被験者が呼出したときの様子を示す。 被験者が呼出すると、 被験者の胸郭および横隔膜付近の体積が減少するため、 被験者の胴体と固定部と の間の空隙が広がり、 感知部 1 1 0の内部の気圧は低くなる。 このように、 感知 部 1 1 0の内圧の変化から胸郭および横隔膜付近の胸腹壁の動態変化を感知する ことができる。 FIGS. 4A, 4B and 4C show cross sections of a portion where the measuring unit 100 is mounted. FIG. 4 (a) shows a state in which gas is sent from the pressurizing pump 220 to the inside of the sensing unit 110 after the measurement unit 100 is mounted, and the initial pressurization is performed. Gas is introduced into the sensing unit 110, and a gap is created between the fixed unit 120 and the measurement site. Sucking In order to correctly measure the volume change of the measurement part during the inspiration, it is necessary to keep the sensor unit 110 under a certain pressure even during the maximum inhalation. Is going. Adjusting the initial pressurization value also has the significance of keeping measurement conditions constant. Fig. 4 (b) shows the situation when the subject inhales. When the subject inhales, the volume near the subject's thorax and diaphragm increases, so that the sensing unit 110 is compressed between the subject's torso and the fixed unit, and the internal pressure increases. Fig. 4 (c) shows the situation when the subject calls. When the subject calls, the volume near the subject's thorax and diaphragm decreases, so the gap between the subject's torso and the fixed part increases, and the air pressure inside the sensing unit 110 decreases. In this manner, the change in the dynamics of the chest and abdominal wall near the thorax and the diaphragm can be sensed from the change in the internal pressure of the sensing unit 110.
本測定システムをリハビリテーション補助装置として利用する場合は、 感知部 1 1 0を加圧部として機能させる。 すなわち、 感知部 1 1 0の内部に気体を導入 して感知部 1 1 0の体積を増加させることにより、 被験者の胴体を圧迫して所定 の負荷を与える。 被験者は負荷下で呼吸動作を行うことにより、 リハビリテーシ ヨンを行う。 このとき、 感知部 1 1 0が被験者の排痰部位を圧迫するように測定 ユニット 1 0 0を装着し、 スクイ一ジングの手法によりリハビリテーシヨンを実 施してもよい。  When this measurement system is used as a rehabilitation assisting device, the sensing unit 110 functions as a pressurizing unit. That is, by introducing gas into the sensing unit 110 to increase the volume of the sensing unit 110, the body of the subject is pressed to apply a predetermined load. The subject performs rehabilitation by performing breathing under load. At this time, the measurement unit 100 may be mounted so that the sensing unit 110 presses the excretion site of the subject, and the rehabilitation may be performed by a squeezing technique.
図 5は、 固定部 1 2 0の他の例を示す。 図 5の例では、 固定部 1 2 0の一端に、 他端を通し入れるフック 1 2 4が設けられている。 装着時にはフヅク 1 2 4に他 端を通し入れ、 十分に引っ張って密着させた後、 接着部 1 2 2により固定する。 接着部 1 2 2は、 面ファスナー、 ファスナーなどであってもよい。 図 5に示した 測定ュニッ ト 1 0 0によれば、 被験者自身が測定ュニット 1 0 0を装着する場合 であっても、 容易かつ適切に測定ュニヅ ト 1 0 0を固定することができる。 図 2 から図 5では、 固定部 1 2 0が帯状の形状を有し、 被験者の胴体の周囲に巻き付 けるようにして感知部 1 1 0を固定する例を示したが、 固定部 1 2 0は感知部 1 1 0を測定部位に固定できればよく、 感知部 1 1 0を測定部位に貼り付ける形態 であってもよいし、 測定部位と固定部 1 2 0の間に感知部 1 1 0を挟み込む形態 であってもよい。 FIG. 5 shows another example of the fixed part 120. In the example of FIG. 5, a hook 124 for inserting the other end is provided at one end of the fixed portion 120. Attach the other end of the hook to the hook at the time of mounting, pull it sufficiently, and fix it with the adhesive part. The bonding portion 122 may be a hook-and-loop fastener, a fastener, or the like. According to the measurement unit 100 shown in FIG. 5, even when the subject wears the measurement unit 100, the measurement unit 100 can be easily and appropriately fixed. FIGS. 2 to 5 show an example in which the fixed portion 120 has a band shape and the sensing portion 110 is fixed so as to be wound around the body of the subject. In the case of 0, it is sufficient that the sensor 110 can be fixed to the measurement site. The sensor 110 may be attached to the measurement site, or the sensor 110 may be located between the measurement site and the fixed unit 120. Form to sandwich It may be.
図 1に戻り、 制御ュニヅト 2 0 0および解析ュニヅト 3 0 0の説明を続ける。 制御ュニヅト 2 0 0は、 初期圧力調整部 2 1 0、 加圧ポンプ 2 2 0、 圧力計 2 3 0、 記録部 2 4 0、 測定制御部 2 5 0、 指示部 2 6 0、 表示部 2 7 0、 転送部 2 8 0、 および条件入力部 2 9 0を含む。  Returning to FIG. 1, the description of the control unit 200 and the analysis unit 300 will be continued. The control unit 200 has an initial pressure adjustment unit 210, a pressure pump 220, a pressure gauge 230, a recording unit 240, a measurement control unit 250, an indicating unit 260, and a display unit 2. 70, a transfer section 280, and a condition input section 290.
初期圧力調整部 2 1 0は、 呼吸機能の測定前に、 感知部 1 1 0の内部に気体を 送り込んで所定の初期圧力に調整すべく加圧ポンプ 2 2 0を制御する。 初期圧力 は、 測定部位の体積変化と感知部 1 1 0内の気圧の変化との比が略一定となる範 囲内に設定されてもよいし、 測定部位の体積変化と感知部 1 1 0内の気圧の変化 との比が線形に推移する範囲内に設定されてもよい。 初期圧力が大き過ぎると、 被験者に負担を与え、 呼吸状態を正しく測定できない恐れがあるし、 初期圧力が 小さ過ぎると、 感知部 1 1 0内部の気圧変化が測定部位の体積変化に追従しなく なる恐れがある。 感知部 1 1 0内部の気圧変化を測定部位の体積変化または呼吸 時の気量に適切に換算できる範囲に初期圧力を調整しておけばよい。  Before the measurement of the respiratory function, the initial pressure adjusting section 210 controls the pressurizing pump 220 to send gas into the sensing section 110 and adjust the pressure to a predetermined initial pressure. The initial pressure may be set within a range in which the ratio between the change in the volume of the measurement site and the change in the atmospheric pressure in the sensor 110 is substantially constant, or the change in the volume of the measurement site and the change in the sensor 110 may be set. May be set within a range in which the ratio of the change of the atmospheric pressure to the change in pressure changes linearly. If the initial pressure is too high, it may place a burden on the subject, and the respiratory condition may not be measured correctly.If the initial pressure is too low, the pressure change inside the sensor 110 will not follow the volume change of the measurement site. Could be. The initial pressure may be adjusted to a range in which a change in air pressure inside the sensing unit 110 can be appropriately converted into a change in volume at the measurement site or a volume at the time of breathing.
初期圧力調整部 2 1 0は、 被験者の複数回の測定について、 初期圧力を略一定 に調整してもよい。 これにより、 同一の被験者についての複数回の測定について 測定条件を一定に保つことができ、 測定結果を定量的に比較検討することができ る。 初期圧力調整部 2 1 0は、 複数の被験者の測定について、 初期圧力を略一定 に調整してもよい。 これにより、 複数の被験者の測定について測定条件を一定に 保つことができ、 測定結果を定量的に比較検討することができる。 このように、 初期圧力調整部 2 1 0により、 条件を統一して測定することができるので、 再現 性が高く信頼できるデータを得ることができる。 初期圧力は、 被験者の性別、 体 脂肪率、 胸囲、 腹囲、 既往歴、 肺活量、 または感知部 1 1 0の大きさなどに基づ いて決定されてもよい。  The initial pressure adjusting unit 210 may adjust the initial pressure to be substantially constant for a plurality of measurements of the subject. As a result, the measurement conditions can be kept constant for multiple measurements on the same subject, and the measurement results can be quantitatively compared. The initial pressure adjusting unit 210 may adjust the initial pressure to be substantially constant for the measurement of a plurality of subjects. As a result, the measurement conditions can be kept constant for the measurement of a plurality of subjects, and the measurement results can be compared quantitatively. As described above, since the measurement can be performed under uniform conditions by the initial pressure adjusting unit 210, reliable data with high reproducibility can be obtained. The initial pressure may be determined based on the subject's sex, body fat percentage, chest girth, abdomen girth, medical history, vital capacity, or the size of the sensor 110.
初期圧力調整部 2 1 0が感知部 1 1 0に気体を導入したあとは、 感知部 1 1 0 の内部の気体の量を保持したまま測定を行う。 これにより、 測定を行っている間、 条件を一定に保つことができる。 感知部 1 1 0には、 いったん導入した気体が外 部へ流出しないように弁を設けていてもよい。 加圧ポンプ 2 2 0は、 感知部 1 1 0の内部の気圧が所定の初期圧力になるよう 気体を送り込む。 本システムをリハビリテ一ション補助装置として利用する場合 には、 加圧ポンプ 2 2 0により所定の負荷圧力となるまで感知部 1 1 0の内部に 気体を送り込む。 After the initial pressure regulator 210 introduces gas into the sensor 110, measurement is performed while maintaining the amount of gas inside the sensor 110. This allows the conditions to be kept constant during the measurement. The sensing unit 110 may be provided with a valve to prevent the gas once introduced from flowing out. The pressure pump 220 sends gas so that the pressure inside the sensing unit 110 becomes a predetermined initial pressure. When this system is used as a rehabilitation assisting device, gas is sent into the sensing unit 110 by the pressurizing pump 220 until a predetermined load pressure is reached.
圧力センサの一例としての圧力計 2 3 0は、 感知部 1 1 0の内部の気圧を測定 する。 圧力計 2 3 0としては、 既知の任意の圧力計または圧力センサを利用して もよい。 本実施形態では、 ピエゾ抵抗素により圧力を電圧信号に変換する圧力セ ンサを用いる。  A pressure gauge 230 as an example of a pressure sensor measures the air pressure inside the sensing unit 110. As the pressure gauge 230, any known pressure gauge or pressure sensor may be used. In the present embodiment, a pressure sensor that converts pressure into a voltage signal using a piezoresistive element is used.
記録部 2 4 0は、 圧力計 2 3 0が測定した測定デ一夕を所定のサンプリング周 波数にてサンプリングし、 呼吸波形デ一夕として記録する。 記録部 2 4 0は、 制 御ュニット 2 0 0内部に設けられたメモリに測定データを記録してもよいし、 フ ロヅピーディスク、 C D— R O M、 M Oなどの記憶媒体へ測定データを記録して もよい。 また、 記録部 2 4 0を設けず、 測定データを直接解析ュニ ト 3 0 0へ 転送する構成であってもよい。 本実施形態では、 圧力計 2 3 0が測定した電圧信 号を記録部 2 4 0内部に設けられたメモリへ記録し、 転送部 2 8 0により解析ュ ニット 3 0 0へ転送する。 電圧信号は、 必要に応じて A/D変換器によりデジ夕 ル信号に変換してもよい。 また、 電圧信号を圧力値に換算してから記録してもよ いし、 所定の換算式を用いて気量または気速に換算してから記録してもよい。 条件入力部 2 9 0は、 測定条件に関する情報を被験者または測定者から受け付 ける。 たとえば、 条件入力部 2 9 0は、 測定すべきデ一夕の種類、 被験者の性別、 年齢、 身長、 体重、 胸囲、 腹囲、 体脂肪率、 既往歴などの個人情報、 測定日、 測 定回数、 気温、 大気圧、 湿度などの情報を受け付けてもよい。 これらの情報は、 必要に応じて、 記録部 2 4 0により測定デ一夕と対応づけて記録されてもよいし、 測定制御部 2 5 0における制御や解析ュニット 3 0 0における解析に利用されて もよい。  The recording unit 240 samples the measurement data measured by the pressure gauge 230 at a predetermined sampling frequency and records it as a respiration waveform data. The recording unit 240 may record the measurement data in a memory provided inside the control unit 200, or may record the measurement data in a storage medium such as a floppy disk, CD-ROM, or MO. Good. Further, the configuration may be such that the recording unit 240 is not provided, and the measurement data is directly transferred to the analysis unit 300. In the present embodiment, the voltage signal measured by the pressure gauge 230 is recorded in a memory provided inside the recording unit 240, and is transferred to the analysis unit 300 by the transfer unit 280. The voltage signal may be converted to a digital signal by an A / D converter as needed. Further, the voltage signal may be converted into a pressure value and then recorded, or may be converted into a gas volume or an air speed using a predetermined conversion formula and then recorded. The condition input unit 290 receives information on measurement conditions from a subject or a measurer. For example, the condition input section 290 contains the types of data to be measured, the subject's gender, age, height, weight, chest, abdomen, body fat percentage, history and other personal information, measurement date, number of measurements Information such as temperature, atmospheric pressure, and humidity may be accepted. These information may be recorded by the recording unit 240 in association with the measurement data as needed, or used for control in the measurement control unit 250 and analysis in the analysis unit 300. You may.
測定制御部 2 5 0は、 測定すべきデータの種類に応じた測定を行うべく、 初期 圧力調整部 2 1 0、 加圧ポンプ 2 2 0、 記録部 2 4 0、 および指示部 2 · 6 0の少 なくとも 1つを制御する。 測定制御部 2 5 0は、 条件入力部 2 9 0が受け付けた 各種条件に基づいて、 測定の内容、 手順などを決定するためのテーブルを有して もよい。 たとえば、 被験者の性別と初期圧力を対応づけてテ一ブルに格納しても よいし、 測定すべきデ一夕の種類と記録時のデ一夕のサンプリング周波数を対応 づけてテーブルに格納してもよい。 そして、 このテーブルを参照して測定を制御 してもよい。 The measurement control unit 250 sets the initial pressure adjustment unit 210, pressurizing pump 220, recording unit 240, and indicator unit 260 to perform measurement according to the type of data to be measured. Control at least one of the The measurement control unit 250 receives the condition input unit 290 It may have a table for determining the content and procedure of measurement based on various conditions. For example, the gender of the subject and the initial pressure may be stored in a table in association with each other, or the type of data to be measured and the sampling frequency of the data at the time of recording may be stored in a table in association with each other. Is also good. The measurement may be controlled with reference to this table.
また、 測定すべきデ一夕の種類に適した測定手順を、 指示部 2 6 0を介して被 験者へ指示してもよい。 このとき、 条件入力部 2 9 0が受け付けた測定条件に基 づいて指示の内容を決定してもよい。 たとえば、 努力性肺活量 F V Cを測定する 際には、 最大吸気位となるまで被験者に吸気させるために、 圧力計 2 3 0により 測定値をモニタし、 測定値が一定値に安定するまでの間、 「息が吸えなくなるま で吸い続けてください」 などと指示し、 測定値が一定値に安定したと判断したと きに、 「息を一気に吐いてください」 などと指示してもよい。 このように、 被験 者の呼吸状態を観測しながら、 適切な測定手順を指示してもよい。 適切な測定を 行うために、 標準となる呼吸波形を保持しておき、 その呼吸波形と被験者の呼吸 波形とを比較しながら指示を出すタイミングを図ってもよい。  In addition, a measurement procedure suitable for the type of data to be measured may be instructed to the subject via the instruction unit 260. At this time, the content of the instruction may be determined based on the measurement condition received by condition input unit 290. For example, when measuring the effort vital capacity FVC, in order for the subject to inhale until it reaches the maximum inspiratory position, monitor the measured value with a pressure gauge 230, and until the measured value stabilizes to a constant value. You may instruct, for example, "Keep inhaling until you can't breathe in." If you judge that the measured value has stabilized to a certain value, you may instruct, for example, "Exhale at a stretch." Thus, an appropriate measurement procedure may be instructed while observing the subject's respiratory condition. In order to perform an appropriate measurement, a standard respiratory waveform may be held, and the timing of issuing an instruction while comparing the respiratory waveform with the subject's respiratory waveform may be provided.
本測定システム 1 0を、 リハビリテーション補助装置として利用する場合は、 測定制御部 2 5 0がリハビリテーションプログラムを制御してもよい。 リハビリ テ一シヨンプログラムは、 予め測定制御部 2 5 0が保持していて、 条件入力部 2 9 0にて受け付けた条件に基づいて選択されてもよいし、 条件入力部 2 9 0によ りリハビリテーションプログラムを入力できるような構成であってもよい。 この とき、 指示部 2 6 0によりリハビリテーションの手順を患者に指示してもよい。 たとえば、 加圧下における呼吸リハビリテーションが必要な患者の場合は、 加圧 ポンプ 2 2 0にて所定の圧力まで加圧し、 所定の時間、 患者に加圧下で呼吸させ るリハビリテ一ションを行う。  When the present measurement system 10 is used as a rehabilitation assistance device, the measurement control unit 250 may control a rehabilitation program. The rehabilitation program may be held in advance by the measurement control unit 250 and selected based on the conditions received by the condition input unit 290, or may be selected by the condition input unit 290. A configuration in which a rehabilitation program can be input may be employed. At this time, the instruction unit 260 may instruct the patient on the rehabilitation procedure. For example, in the case of a patient who needs respiratory rehabilitation under pressure, pressure is increased to a predetermined pressure by a pressure pump 220, and rehabilitation is performed in which the patient breathes under pressure for a predetermined time.
指示部 2 6 0は、 測定すべきデータの種類に応じて、 適切な呼吸動作を被験者 に対して指示する。 指示部 2 6 0は、 測定制御部 2 5 0から伝達された指示を被 験者に対して出力してもよいし、 指示部 2 6 0にて必要な指示を判断してもよい。 指示は、 表示部 2 7 0により視覚情報として出力されてもよいし、 スピーカ一な どにより音声情報として出力されてもよい。 The instruction unit 260 instructs the subject to perform an appropriate respiratory motion according to the type of data to be measured. The instruction unit 260 may output the instruction transmitted from the measurement control unit 250 to the subject, or the instruction unit 260 may determine a necessary instruction. The instruction may be output as visual information by the display unit 270 or a speaker. Any of them may be output as audio information.
表示部 2 7 0は、' 圧力計 2 3 0による測定値、 測定中のデータの種別などの情 報を表示する。 表示部 2 7 0は、 条件入力部 2 9 0により測定者から情報を受け 付けるときのィン夕一フェースとして用いられてもよい。  The display unit 270 displays information such as the value measured by the pressure gauge 230 and the type of data being measured. The display unit 270 may be used as an interface when receiving information from a measurer through the condition input unit 290.
転送部 2 8 0は、 測定されたデータを解析ュニット 3 0 0へ転送する。 転送部 2 8 0は、 制御ュニ、ソ ト 2 0 0と解析ュニヅ ト 3 0 0とを接続するケーブルを介 して測定データを解析ユニット 3 0 0へ転送してもよいし、 電話網、 携帯電話網、 インターネット、 赤外線、 ラジオ波などの有線または無線の通信手段を用いて転 送してもよい。 記録部 2 4 0が記録媒体へデ一夕を記録する場合には、 その記録 媒体によりデータを解析ュニッ 卜 3 0 0へ転送し、 転送部 2 8 0を設けなくても よい。  The transfer unit 280 transfers the measured data to the analysis unit 300. The transfer unit 280 may transfer the measurement data to the analysis unit 300 via a cable connecting the control unit, the software 200, and the analysis unit 300, or a telephone network. Alternatively, the transfer may be performed using a wired or wireless communication means such as a mobile phone network, the Internet, infrared rays, and radio waves. When the recording unit 240 records the data on the recording medium, the data is transferred to the analysis unit 300 by the recording medium, and the transfer unit 280 may not be provided.
解析ュニット 3 0 0は、 測定デ一夕取得部 3 1 0、 解析部 3 2 0、 表示部 3 4 0、 および呼吸機能データペース 3 5 0を含む。 測定データ取得部 3 1 0は、 測 定ュニヅト 1 0 0および制御ュニヅト 2 0 0により測定されたデータを取得する。 解析部 3 2 0は、 波形生成部 3 2 2、 肺気量分画算出部 3 2 4、 努力性呼出曲線 解析部 3 2 6、 フローボリューム曲線解析部 3 2 8、 腹部寄与率算出部 3 2 9、 波形特性抽出部 3 3 0、 気道状況判断部 3 3 1、 呼吸筋状態判断部 3 3 3、 およ びデータペース照会部 3 3 2を含む。 解析ュニッ ト 3 0 0は、 測定装置 5 0とは 独立に、 解析装置 3 0 0として機能してもよい。 解析ュニット 3 0 0および解析 装置 3 0 0は、 一般的なコンピュータにより実現されてもよい。  The analysis unit 300 includes a measurement data overnight acquisition section 310, an analysis section 320, a display section 340, and a respiratory function data pace 350. The measurement data acquisition unit 310 acquires data measured by the measurement unit 100 and the control unit 200. The analysis unit 320 is a waveform generation unit 322, a lung volume fraction calculation unit 324, an effort call curve analysis unit 326, a flow volume curve analysis unit 328, and an abdominal contribution ratio calculation unit 3. 29, Includes waveform characteristic extraction section 330, airway condition determination section 331, respiratory muscle state determination section 3333, and data pace inquiry section 3332. The analysis unit 300 may function as the analysis device 300 independently of the measurement device 50. The analysis unit 300 and the analysis device 300 may be realized by a general computer.
測定デ一夕取得部 3 1 0は、 制御ュニット 2 0 0から測定デ一夕を取得する。 測定デ一夕は、 胸郭付近の体積変化の測定により得られた胸部データと、 横隔膜 付近の体積変化の測定により得られた腹部デ一夕とを含む。 これらのデータは、 感知部 1 1 0内部の気圧により表現されていてもよいし、 それを測定部位の体積 変化または呼吸時の気量などに換算したものであってもよい。  The measurement data acquisition unit 310 acquires the measurement data from the control unit 200. The measurement data includes the chest data obtained by measuring the volume change near the rib cage and the abdominal data obtained by measuring the volume change near the diaphragm. These data may be represented by the atmospheric pressure inside the sensing unit 110, or may be converted into a change in volume of the measurement site or a volume at the time of breathing.
波形生成部 3 2 2は、 測定デ一夕取得部 3 1 0が取得した測定データから呼吸 波形デ一夕を生成する。 本システムでは、 胸郭付近の体積変化の測定により得ら れた胸部データと、 横隔膜付近の体積変化の測定により得られた腹部データとか ら、 呼吸波形デ一夕を生成する。 このとき、 胸部データと腹部データとを、 所定 比により重み付けして呼吸波形データを生成してもよい。 重み付けする比は、 た とえば、 腹部寄与率、 被験者の性別などの個人情報、 被験者の既往歴などに応じ て決定してもよい。 波形生成部 3 2 2は、 呼吸波形データを生成する際に、 たと えば、 極端に離散したデ一夕を除去してもよいし、 測定中に被験者が動くなどし てデータに影響を及ぼしたと思われる部分を除去してもよい。 呼吸波形曲線をス プライン関数やベジエ関数などによりスム一ジングしてもよい。 胸部デ一夕と腹 部デ一夕のピーク位置に差異が認められる場合、 そのピーク位置を補正して呼吸 波形データを生成してもよい。 The waveform generation unit 3222 generates a respiratory waveform data from the measurement data acquired by the measurement data acquisition unit 3110. In this system, chest data obtained by measuring volume changes near the rib cage and abdominal data obtained by measuring volume changes near the diaphragm Then, a respiratory waveform data is generated. At this time, the chest data and the abdomen data may be weighted by a predetermined ratio to generate the respiratory waveform data. The weighting ratio may be determined according to, for example, the abdominal contribution rate, personal information such as the gender of the subject, and the history of the subject. When generating the respiratory waveform data, the waveform generating unit 3222 may remove extremely discrete data, for example, or may have affected the data by moving the subject during the measurement. Possible parts may be removed. The respiratory waveform curve may be smoothed by a spline function or Bezier function. If there is a difference between the peak positions of the chest and abdomen, the peak positions may be corrected to generate respiratory waveform data.
算出部の一例としての肺気量分画算出部 3 2 4は、 波形生成部 3 2 2にて生成 された呼吸波形デ一夕に基づいて、 肺気量分画を算出する。 算出部の一例として の努力性呼出曲線解析部 3 2 6は、 波形生成部 3 2 2にて整形された呼吸波形デ —夕に基づいて、 努力性肺活量、 1秒量などを算出する。 算出部の一例としての フローボリューム曲線解析部 3 2 8は、 努力性呼出曲線を微分して得られるフロ —ボリューム曲線に基づいて、 最大呼気流速度などを算出する。 算出部の一例と しての腹部寄与率算出部 3 2 9は、 胸部デ一夕と腹部データより腹部寄与率を算 出する。 それそれの値は、 胸部デ一夕、 腹部データ、 呼吸波形デ一夕のそれそれ から算出されてもよい。 それそれの詳細な算出方法については、 実験 1から実験 4の説明部分で詳述する。  The lung volume fraction calculating unit 324 as an example of the calculating unit calculates the lung volume fraction based on the respiratory waveform data generated by the waveform generating unit 322. The effort call curve analysis unit 326 as an example of the calculation unit calculates the effort vital capacity, the amount of one second, and the like based on the respiratory waveform data shaped by the waveform generation unit 322. The flow volume curve analyzer 328 as an example of the calculator calculates the maximum expiratory flow rate and the like based on the flow volume curve obtained by differentiating the effort breathing curve. The abdomen contribution ratio calculation unit 329 as an example of the calculation unit calculates the abdomen contribution ratio from the chest data and the abdomen data. Each value may be calculated from chest data, abdominal data, and respiratory waveform data. The detailed calculation method for each will be described in detail in Experiments 1 to 4.
波形特性抽出部 3 3 0は、 呼吸波形データ、 胸部データ、 腹部デ一夕の波形形 状の特徴的な部分を抽出する。 たとえば、 胸部データと腹部データの呼吸波形の ピーク位置にずれがある、 フロ一ボリューム曲線のピークが平坦化している、 フ 口一ボリユーム曲線のピーク後に平坦部分が現れる、 などといった特徴を抽出し てもよい。 予め波形特性抽出部 3 3 0が抽出すべき形状の特徴を保持しており、 被験者の呼吸波形デ一夕がその特徴に合致しているか否かを判断することにより、 波形の特徴を抽出してもよい。  The waveform characteristic extraction unit 330 extracts characteristic portions of the waveform shape of the respiratory waveform data, chest data, and abdominal data. For example, the peak positions of the respiratory waveforms of the chest and abdominal data are shifted, the peaks of the flow-volume curve are flattened, and the flat part appears after the peak of the mouth-volume curve. Is also good. The waveform characteristic extraction unit 330 stores in advance the characteristics of the shape to be extracted, and determines whether the respiratory waveform data of the subject matches the characteristics to extract the characteristics of the waveform. You may.
気道状況判断部 3 3 1は、 呼吸波形デ一夕、 努力性呼出曲線、 またはフローボ リューム曲線を参照して、 気道の狭窄または閉塞の状況を判断する。 気道状況判 断部 3 3 1は、 呼吸波形デ一夕、 努力性呼出曲線、 またはフローボリューム曲線 が、 被験者が呼出を開始したときに被験者の胸郭付近または横隔膜付近に装着し た感知部 1 1 0の内部の気圧が増加したことを示す波形であった場合に、 その被 験者の気道が狭窄または閉塞していると判断してもよい。 気道に狭窄の無い健常 者の場合は、 呼出に伴って空洞内の気圧が減少する波形が測定されるが、 気道が 狭窄している患者の場合は、 呼出時の狭窄部分における気流の制限、 または、 呼 出時の呼吸筋の異常な.動作などの要因により、 空洞内の気圧、 すなわち胸部デー 夕または腹部デ一夕が増加する現象が確認されている。 このような現象は、 気道 狭窄の症状を有する喘息患者などに特徴的であるから、 気道状況判断部 3 3 1は、 このような測定結果を示した被験者に対して気道狭窄の疑レ、があると判断しても よい。 この現象の詳細については、 後述する実験の結果をもとに考察する。 気道 状況判断部 3 3 1は、 呼出時の感知部 1 1 0内部の気圧の増加状況に基づいて、 気道の狭窄または閉塞の程度を判断してもよい。 たとえば、 圧力増加が急峻であ つたり、 圧力増加量が大きかったり、 増加した圧力が元に戻るまでの時間が長か つたりしたときに、 気道の閉塞の程度が高いと判断してもよい。 努力性呼出曲線 の傾き、 高次微分係数、 積分値、 形状、 ビークの高さ、 などを指標として、 気道 の閉塞の程度を判断してもよい。 呼出時の呼吸波形を流体力学的に解析すること により、 気道の狭窄または閉塞の程度を判断してもよい。 The airway condition judging unit 331 judges the condition of airway stenosis or obstruction by referring to the respiratory waveform data, the effort respiratory curve, or the flow volume curve. Airway condition judgment The cutout 3 311 is located inside the sensor 110, which is worn near the subject's thorax or diaphragm when the subject starts exhaling When the waveform indicates that the air pressure of the subject has increased, it may be determined that the airway of the subject is narrowed or obstructed. In the case of a healthy individual without airway stenosis, a waveform in which the air pressure in the cavity decreases with exhalation is measured, but in the case of a patient with an obstructed airway, the airflow in the stenotic part during exhalation is limited. Also, it has been confirmed that the air pressure in the cavity, that is, the chest data or the abdominal data increases, due to factors such as abnormal respiratory muscle movement during exhalation. Such a phenomenon is characteristic of an asthmatic patient having a symptom of airway stenosis, and the airway condition determining unit 331 is not suspicious of airway stenosis for a subject showing such a measurement result. You may decide that there is. The details of this phenomenon will be discussed based on the results of experiments described later. The airway condition determination unit 331 may determine the degree of narrowing or obstruction of the airway based on the increase in air pressure inside the sensing unit 110 at the time of exhalation. For example, if the pressure increase is steep, the pressure increase amount is large, or the time until the increased pressure returns is long, the degree of airway obstruction may be determined to be high. . The degree of obstruction of the airway may be determined using the slope of the effort call curve, the higher derivative, the integral value, the shape, the height of the beak, and the like as indices. The degree of airway narrowing or obstruction may be determined by hydrodynamic analysis of the respiratory waveform during exhalation.
さらに、 気道状況判断部 3 3 1は、 安静時の測定結果に基づいて気道の狭窄ま たは閉塞の状況を判断してもよい。 後述するように、 本システムの測定によれば、. 安静時の測定結果と強制呼出時の測定結果に相関が認められるので、 安静時の測 定結果により強制呼出時の測定結果を推測することができ、 ひいては、 気道の狭 窄または閉塞の状況を把握することができる。 たとえば、 安静時の換気量の測定 における圧力値が通常よりも高い場合は、 気道が狭窄しているために、 安静時に おいても呼吸に強い力を必要としている可能性がある。 気道の狭窄や閉塞の有無 だけでなく、 測定結果の絶対値、 変化量、 健常者群の測定結果からのずれなどか ら、 狭窄や閉塞の程度を定量的に把握してもよい。 安静時の換気量測定における 圧力値が高い原因として、 呼吸筋の筋力が強い場合も考えられるので、 前述のよ うに、 強制呼出時の測定結果をさらに考慮して、 気道の狭窄または閉塞の状況を 判断してもよい。 Furthermore, the airway condition determination unit 331 may determine the condition of airway narrowing or obstruction based on the measurement result at rest. As will be described later, according to the measurement of this system, there is a correlation between the measurement result at rest and the measurement result at forced call, so the measurement result at forced call should be estimated from the measurement result at rest. Thus, the condition of airway stenosis or obstruction can be ascertained. For example, if the pressure reading in the measurement of ventilation at rest is higher than normal, the airway may be constricted, requiring strong breathing power even at rest. The degree of stenosis or obstruction may be quantitatively determined not only from the presence or absence of airway stenosis or obstruction, but also from the absolute value of the measurement result, the amount of change, and the deviation from the measurement result of the healthy group. The reason for the high pressure value in the measurement of ventilation at rest may be that the strength of the respiratory muscles is strong. As described above, the state of airway narrowing or obstruction may be determined in further consideration of the measurement result at the time of forced expiration.
呼吸筋状態判断部 3 3 3は、 呼吸波形データ、 努力性呼出曲線、 またはフロー ボリューム曲線を参照して、 被験者の呼吸筋の状態を判断する。 たとえば、 肺器 量分画の測定時に、 圧力値が健常者群の測定結果に比べて低い場合は、 呼吸筋の 低下または慢性疲労が原因であると判断してもよい。 本システムによる測定結果 と、 スパイロメ一夕などを用いた呼吸における気量や気速の測定結果とを組み合 わせて、 呼吸筋の状態を判断してもよい。 たとえば、 後述するように、 スパイ口 メータによる 1秒量の測定から、 閉塞性障害があると判断されるにもかかわらず、 本システムによる強制呼出時の測定で出現する急峻な圧力増加が小さかった場合、 呼吸筋の筋力が低下していると判断してもよい。 呼吸筋状態判断部 3 3 3も、 気 道状況判断部 3 3 1ど同様、 安静時の測定結果に基づいて呼吸筋の状態を判断し てもよい。  The respiratory muscle condition judging unit 3 3 3 judges the condition of the respiratory muscle of the subject by referring to the respiratory waveform data, the effort call curve, or the flow volume curve. For example, when the lung volume fraction is measured, if the pressure value is lower than that of the group of healthy subjects, it may be determined that the cause is decreased respiratory muscles or chronic fatigue. The state of the respiratory muscles may be determined by combining the measurement results of this system with the measurement results of air volume and air velocity in breathing using spirome. For example, as described later, the spike mouth meter measured the amount of one second, but despite the fact that it was determined that there was an obstructive disorder, the steep pressure increase that appeared in the measurement at the time of forced paging by this system was small. In this case, it may be determined that the muscular strength of the respiratory muscles is reduced. Like the respiratory tract condition judging unit 331, the respiratory muscle state judging unit 33 may also judge the state of the respiratory muscle based on the measurement result at rest.
データべ一ス照会部 3 3 2は、 肺気量分画、 努力性肺活量、 1秒量、 最大呼気 流速度、 呼吸波形、 努力性呼出曲線、 フローボリューム曲線、 腹部寄与率などの 呼吸機能指標や、 波形特性抽出部 3 3 0にて抽出された呼吸波形の特徴などをも とに呼吸機能デ一夕ベース 3 5 0を参照し、 医学的所見を取得する。 このとき、 被験者の性別、 年齢、 身長、 体重、 体脂肪率、 胸囲、 腹囲、 既往歴などの情報を さらに参照してもよい。  The database query section 3 3 2 includes respiratory function indicators such as lung volume fraction, forced vital capacity, 1 second volume, maximum expiratory flow rate, respiratory waveform, forced respiratory curve, flow volume curve, and abdominal contribution rate The medical finding is acquired by referring to the respiratory function database 350 based on the characteristics of the respiratory waveform extracted by the waveform characteristic extracting unit 330 and the like. At this time, information such as the subject's sex, age, height, weight, body fat percentage, chest circumference, abdominal circumference, and past medical history may be further referred to.
表示部 3 4 0は、 測定された胸部データ、 腹部データ、 呼吸波形データ、 算出 された呼吸機能指標、 呼吸機能データベース 3 5 0から取得された医学的所見な どの情報を液晶表示装置などの表示装置へ表示する。  The display section 340 displays measured chest data, abdominal data, respiratory waveform data, calculated respiratory function indices, and information such as medical findings obtained from the respiratory function database 350 on a liquid crystal display. Display on the device.
呼吸機能デ一夕べ一ス 3 5 0は、 肺気量分画、 努力性肺活量、 1秒量、 最大呼 気流速度、 呼吸波形、 努力性呼出曲線、 フローボリューム曲線、 腹部寄与率など の呼吸機能指標や、 呼吸波形の特徴などの情報と、 医学的所見とを対応付けて格 納する。 このとき、 被験者の性別、 年齢、 身長、 体重、 体脂肪率、 既往歴などが 考慮されてもよい。 たとえば、 「フローボリューム曲線のピークが平坦化してい る」 という特徴と、 「上気道狭窄の疑いがある」 という医学的所見とを対応づけ て格納してもよい。 医学的所見は、 測定結果から推定される呼吸器疾患の病名の みならず、 呼吸器、 呼吸筋、 その他の器官の状態、 疾患の程度、 適切なリハビリ テーシヨンプログラムや運動の提案などであってもよい。 The respiratory function database 350 includes respiratory functions such as lung volume fraction, forced vital capacity, 1 second volume, maximum expiratory flow rate, respiratory waveform, forced respiratory curve, flow volume curve, abdominal contribution rate, etc. Stores information such as indices and characteristics of respiratory waveforms in association with medical findings. At this time, the subject's gender, age, height, weight, body fat percentage, medical history, etc. may be considered. For example, correlate the characteristic that the peak of the flow volume curve is flattened with the medical finding that there is a suspected upper airway stenosis. May be stored. Medical findings included not only the name of the respiratory disease estimated from the measurement results, but also the condition of the respiratory tract, respiratory muscles and other organs, the extent of the disease, and suggestions for appropriate rehabilitation programs and exercises. You may.
図 1においては、 測定ュニヅ ト 1 0 0および制御ュニヅ ト 2 0 0をまとめて測 定装置 5 0としたが、 これらは一体に構成される必要はない。 また、 それぞれの 構成部材が他のユニッ ト内に設けられていてもよい。 たとえば、 加圧ポンプ 2 2 0、 圧力計 2 3 0、 記録部 2 4 0などが測定ュニット 1 0 0側に設けられていて もよいし、 条件入力部 2 9 0、 表示部 2 7 0などが解析ユニッ ト 3 0 0側に設け られていてもよい。 制御ュニヅ ト 2 0 0と解析ュニヅ ト 3 0 0とが一体的に構成 されていてもよい。 このように構成の自由度が高くさまざまな組合せが考えられ ることは当業者に理解されるところである。 呼吸機能デ一夕べ一ス 3 5 0が外部 のサーバなどに設けられていて、 ネッ トワークなどの通信手段により呼吸機能デ —夕べ一ス 3 5 0にアクセスするような構成であってもよい。  In FIG. 1, the measuring unit 100 and the control unit 200 are collectively referred to as a measuring device 50, but they need not be integrally configured. Further, each constituent member may be provided in another unit. For example, a pressure pump 220, a pressure gauge 230, a recording unit 240, etc. may be provided on the measurement unit 100 side, a condition input unit 290, a display unit 270, etc. May be provided on the analysis unit 300 side. The control unit 200 and the analysis unit 300 may be integrally configured. It is understood by those skilled in the art that various combinations can be considered with a high degree of freedom in configuration. The respiratory function database 350 may be provided in an external server or the like, and the respiratory function database 350 may be accessed by communication means such as a network.
測定装置 5 0と解析装置 3 0 0とが離れた場所に設けられていてもよい。 この とき、 測定装置 5 0により測定されたデータは、 フロッピ一ディスク、 C D— R 〇M、 M Oなどの外部記憶媒体により解析装置に提供されてもよいし、 ネットヮ ークを介して解析装置に提供されてもよい。 これによれば、 たとえば、 被験者が 離島などの無医村や過疎地域に居住している場合など、 近隣に解析装置がない環 境であっても、 測定デ一夕を解析することができる。 また、 本実施形態の測定装 置 5 0では、 測定ュニヅト 1 0 0を比較的容易に装着することができるので、 被 験者自身で、 または家族などの助けにより測定を行うこともできる。 被験者が自 宅に測定装置 5 0を所持し、 測定を行ったあと、 データを病院に送信して医師の 所見を得ることも可能となる。 したがって、 外出することが困難な患者であって も、 適切に医師の診断を受けることができる。 また、 たとえば、 睡眠時無呼吸症 候群 (S A S ) の患者に、 自宅などで睡眠中に本測定ュニット 1 0 0を装着させ、 睡眠時の呼吸状態を継続的に測定することにより、 気道の閉塞状況や症状の程度 を診断することができる。  The measuring device 500 and the analyzing device 300 may be provided at separate places. At this time, the data measured by the measuring device 50 may be provided to the analyzing device via an external storage medium such as a floppy disk, a CD-ROM, or an MO, or may be transmitted to the analyzing device via a network. May be provided. According to this, the measurement data can be analyzed even in an environment where there is no nearby analyzer, for example, when the subject is living in a non-medicated village or a depopulated area such as a remote island. In the measurement device 50 of the present embodiment, the measurement unit 100 can be mounted relatively easily, so that the measurement can be performed by the subject himself or with the help of his family. It is also possible for the subject to carry the measurement device 50 at home and perform the measurement, and then send the data to the hospital to obtain the doctor's findings. Therefore, even if it is difficult for the patient to go out, the doctor can be properly diagnosed. Also, for example, a patient in the sleep apnea syndrome group (SAS) can wear the measurement unit 100 while sleeping at home, etc., and continuously measure the respiratory state during sleep, thereby improving the airway. Diagnosis of obstruction status and degree of symptoms can be made.
また、 本実施形態の測定装置 5 0をリハビリテーション補助装置として利用し た場合、 リハビリテーション中の呼吸状態をモニタすることができるので、 リハ ビリテーションの際に被験者に与える負荷の値を適切に評価することができる。 また、 リハビリテーション終了後も、 測定ユニッ ト 1 0 0を装着したまま続けて 呼吸機能検査を実施することができるので、 リハビリテーションの効果を適切に 評価することができる。 さらに、 患者自身が容易に操作することができるため、 医師や理学療法士の補助を受けられない環境であってもリハビリテーションを行 うことができる。 たとえば、 在宅でリハビリテーションを行い、 リハビリテ一シ ヨン中およびリハビリテーション実施後の測定デ一夕を病院に転送し、 医師の診 断を受けることもできる。 Further, the measuring device 50 of the present embodiment is used as a rehabilitation assisting device. In this case, the respiratory condition during rehabilitation can be monitored, so that the value of the load applied to the subject during rehabilitation can be appropriately evaluated. Further, even after the rehabilitation is completed, the respiratory function test can be continuously performed with the measurement unit 100 attached, so that the effect of the rehabilitation can be appropriately evaluated. In addition, the patient can easily operate it, so rehabilitation can be performed even in an environment that cannot be assisted by a doctor or physiotherapist. For example, rehabilitation can be performed at home, and the measurement data during and after rehabilitation can be transferred to a hospital and consulted by a doctor.
さらに、 本実施形態の測定装置 5 0は医療現場に限らず、 さまざまなシーンに おいて利用できる。 たとえば、 スポ一ヅ施設に測定装置 5 0を設け、 利用者が運 動前および運動後に呼吸状態をチェックできるようにしてもよい。 また、 有酸素 運動の実施中に呼吸状態をモニタすることもできる。 このように、 本実施形態の 測定システム 1 0および測定装置 5 0は、 持ち運びに便利で、 装着や操作も容易 であり、 さまざまなシーンにおいて、 さまざまなユーザにより利用され得る。 図 6は、 制御ュニヅト 2 0 0の外観を概略的に示す。 制御ュニヅト 2 0 0の外 面には、 指示部 2 6 0の一例としてのスピーカ一、 表示部 2 7 0の一例としての 液晶表示部、 条件入力部 2 9 0に条件を入力するための入カイン夕ーフエース 2 9 2、 転送部 2 8 0により測定デ一夕を解析ュニット 3 0 0へ転送するためのケ —プル 2 8 2のコネクタが設けられている。 また、 加圧ポンプ 2 2 0が感知部 1 1 0の内部へ気体を送り込むためのチューブ 1 1 4および感知部 1 1 0の内圧を 測定するためのチューブ 1 1 2が接続されている。  Further, the measuring device 50 of the present embodiment can be used in various scenes, not limited to medical sites. For example, a measuring device 50 may be provided at a sports facility so that the user can check the respiratory condition before exercise and after exercise. It can also monitor respiratory status during aerobic exercise. As described above, the measurement system 10 and the measurement device 50 of the present embodiment are convenient to carry, easy to mount and operate, and can be used by various users in various scenes. FIG. 6 schematically shows the appearance of the control unit 200. On the outer surface of the control unit 200, there are provided a speaker 1 as an example of the indicator 260, a liquid crystal display as an example of the display 270, and an input for inputting conditions to the condition input unit 290. A cable 282 connector is provided for transferring the measurement data to the analysis unit 300 by the kinematic interface 292 and the transfer unit 280. Also, a tube 114 for the pressurizing pump 220 to send gas into the sensor 110 and a tube 112 for measuring the internal pressure of the sensor 110 are connected.
図 7は、 本実施形態の測定システム 1 0を用いて呼吸機能を測定する手順を示 す。 まず、 胸式呼吸測定ュニッ ト 1 0 0 aおよび腹式呼吸測定ュニット 1 0 0 b を被験者に装着する (S 1 0 0 ) 。 ここで、 リハビリテーションを実施する場合 は (S 1 0 2の Y ) 、 呼吸機能リハビリテ一シヨンを実施し (S 1 0 4 ) 、 つづ いて呼吸機能検査にうつる。 リハビリテーションを実施しない場合は (S 1 0 2 の N ) 、 S 1 0 4をスキップする。 呼吸機能検査に先立って、 感知部 1 1 0の内 部に加圧ポンプ 2 2 0より気体を導入して初期加圧を行う (S 1 0 6 ) 。 つづい て、 感知部 1 1 0の内部の気体量を保ったまま呼吸機能の測定が実施される (S 1 0 8 ) 。 FIG. 7 shows a procedure for measuring a respiratory function using the measurement system 10 of the present embodiment. First, the subject wears the chest respiration measurement unit 100a and the abdominal respiration measurement unit 100b (S100). Here, when performing rehabilitation (Y in S102), rehabilitation of respiratory function is performed (S104), and then the test is passed to a respiratory function test. If rehabilitation is not performed (N of S102), skip S104. Prior to the respiratory function test, Gas is introduced into the section from the pressurizing pump 220 to perform initial pressurization (S106). Subsequently, the measurement of the respiratory function is performed while maintaining the gas amount inside the sensing unit 110 (S108).
図 8は、 本実施形態の測定システム 1 0を用いて呼吸機能を解析する手順を示 す。 まず、 測定データ取得部 3 1 0が測定デ一夕を取得する (S 2 0 0 ) 。 つづ いて、 波形生成部 3 2 2が取得した測定データから呼吸波形データを生成する ( S 2 0 2 ) 。 つづいて、 肺気量分画算出部 3 2 4が肺気量分画を算出し (S 2 0 4 ) 、 努力性呼出曲線解析部 3 2 6が努力性肺活量や 1秒量などを算出し (S 2 0 6 ) 、 フローボリューム曲線解析部 3 2 8が最大呼気流速度などを算出し ( S 2 0 8 ) 、 腹部寄与率算出部 3 2 9が腹部寄与率などを算出する (S 2 0 9 ) 。 つづいて、 波形特性抽出部 3 3 0が呼吸波形の特徴的な部分を抽出する ( S 2 1 0 ) 。 さらに、 気道状況判断部 3 3 1が呼吸波形デ一夕、 努力性呼出曲 線またはフローボリューム曲線を参照して気道の狹窄または閉塞の状況を判断す る (S 2 1 1 ) 。 さらに、 呼吸筋状態判断部 3 3 3が、 呼吸筋の状態を判断する ( S 2 1 2 ) 。 つづいて、 データベース照会部 3 3 2が、 肺気量分画、 努力性肺 活量、 最大呼気流速度、 腹部寄与率、 呼吸波形の特徴などのデ一夕をもとに呼吸 機能データベース 3 5 0を参照して、 被験者に対する医学的所見を取得する (S 2 1 3 ) 。 最後に、 解析結果を表示部 3 4 0に表示する ( S 2 1 4 )  FIG. 8 shows a procedure for analyzing the respiratory function using the measurement system 10 of the present embodiment. First, the measurement data acquisition unit 310 acquires the measurement data overnight (S200). Subsequently, respiratory waveform data is generated from the measurement data acquired by the waveform generating section 32 (S202). Subsequently, the lung volume fraction calculating unit 324 calculates the lung volume fraction (S204), and the effort call curve analysis unit 326 calculates the effort vital capacity, the amount of one second, and the like. (S206), the flow volume curve analysis unit 328 calculates the maximum expiratory flow rate and the like (S208), and the abdomen contribution ratio calculation unit 329 calculates the abdomen contribution ratio and the like (S2 0 9). Subsequently, the waveform characteristic extraction unit 330 extracts a characteristic portion of the respiratory waveform (S210). Further, the airway condition judging unit 331 judges the condition of airway narrowing or obstruction with reference to the respiratory waveform data, the effort curve or the flow volume curve (S211). Further, the respiratory muscle state judging unit 333 judges the state of the respiratory muscle (S2122). Subsequently, the database query unit 3 3 2 relies on the respiratory function database 3 5 based on data such as lung volume fractionation, forced vital capacity, maximum expiratory flow rate, abdominal contribution rate, and characteristics of respiratory waveforms. With reference to 0, a medical finding for the subject is obtained (S213). Finally, the analysis result is displayed on the display section 34 (S2 14)
図 4 0は、 実施形態に係る解析サーバ 4 0 0と解析サーバ 4 0 0にアクセスす る端末 5 0 0の構成を示す。 解析サーバ 4 0 0は、 病院などにおかれた端末 5 0 0からインターネット 6 0 0を介して解析依頼を受け、 受信した測定デ一夕をも とに呼吸機能デ一夕べ一ス 3 5 0に照会し、 解析結果を端末 5 0 0へ送信する。 本実施形態では、 ネットワークの例としてインタ一ネット 6 0 0をあげたが、 携 帯電話網、 公衆網など、 有線または無線のネットワークであってもよい。  FIG. 40 shows a configuration of the analysis server 400 and the terminal 500 that accesses the analysis server 400 according to the embodiment. The analysis server 400 receives an analysis request from the terminal 500 located in a hospital or the like via the Internet 600, and based on the received measurement data, the respiratory function data 350 And sends the analysis result to the terminal 500. In the present embodiment, the Internet 600 has been described as an example of a network, but a wired or wireless network such as a mobile phone network or a public network may be used.
解析サーバ 4 0 0は、 イン夕一ネヅト 6 0 0を介して端末 5 0 0と通信するた めの通信部 4 1 0、 ネットワークを介したデ一夕ベースの参照要求を受け付ける 受付部 4 3 0、 データベースを参照するユーザを認証する認証部 4 4 0、 '鉀定デ 一夕取得部 3 1 0、 解析部 3 2 0、 呼吸機能データベース 3 5 0、 および医学的 所見などの解析結果を端末 5 0 0に送信するための送信部 4 2 0を含む。 解析サ ーバ 4 0 0の構成のうち、 図 1に示した構成と同等の機能を有するものには同一 の符号を付している。 The analysis server 400 has a communication unit 410 for communicating with the terminal 500 via the network 600, and a reception unit 4 3 for receiving a data-based reference request via the network. 0, authentication unit 4 40 that authenticates the user who refers to the database, 'setting data overnight acquisition unit 310, analysis unit 320, respiratory function database 350, and medical It includes a transmission unit 420 for transmitting analysis results such as findings to the terminal 500. Among the configurations of the analysis server 400, those having the same functions as those of the configuration shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
解析サーバ 4 0 0は、 まず、 受付部 4 3 0によりイン夕一ネット 6 0 0を介し たデ一夕ベースの参照要求を受け付けると、 認証部 4 4 0によりそのユーザがデ —夕ベースの参照を許可されたユーザであるか否かを認証する。 認証されると、 図 1に示した解析ュニヅト 3 0 0と同様に、 測定データ取得部 3 1 0にて胸部デ 一夕および腹部データを取得し、 波形生成部 3 2 2にて呼吸波形デ一夕を生成し、 波形特性抽出部 3 3 0にて胸部データ、 腹部データおよび呼吸波形デ一夕の波形 形状の特徴を抽出し、 気道状況判断部 3 3 1にて気道の狭窄状態を判断し、 呼吸 筋状態判断部 3 3 3にて呼吸筋の状態を判断し、 データベース照会部 3 3 2にて 呼吸機能データベース 3 5 0を照会して医学的所見を取得する。 医学的所見は送 信部 4 2 0からィン夕一ネヅト 6 0 0を介してユーザへ送信される。 デ一夕ぺー スを参照したユーザに対して課金する課金部をさらに設けてもよい。  The analysis server 400 first accepts a data-based reference request via the in-net network 600 by the reception unit 430, and then the authentication unit 440 sends the user to the data-based server. It authenticates whether the user is permitted to refer. Once authenticated, similar to the analysis unit 300 shown in FIG. 1, the measurement data acquisition unit 310 acquires the chest data and the abdomen data, and the waveform generation unit 3222 acquires the respiratory waveform data. An overnight generation is generated, and the waveform characteristic extraction unit 330 extracts chest data, abdominal data, and the characteristics of the waveform shape of the respiratory waveform data, and the airway condition determination unit 331 determines the airway stenosis state. Then, the respiratory muscle condition judging section 333 judges the state of the respiratory muscles, and the database inquiry section 332 queries the respiratory function database 350 to obtain medical findings. The medical findings are transmitted from the sending section 420 to the user via the event 600. A charging unit for charging a user who has referred to the database may be further provided.
図 4 0に示した解析サーバ 4 0 0は、 主に呼吸機能デ一夕ベース 3 5 0を管理 して、 その照会サ一ビスを提供するものであり、 肺気量分画算出部 3 2 4などの 構成が省略されているが、 もちろんこれらの構成を有していてもよい。 肺気量分 画算出部 3 2 4などの構成を端末 5 0 0側に設けていてもよい。 このとき、 測定 データ取得部 3 1 0は、 肺気量分画などの呼吸機能指標を端末 5 0 0から取得し てもよい。  The analysis server 400 shown in FIG. 40 mainly manages the respiratory function database 350 and provides an inquiry service therefor. The lung volume fraction calculation unit 32 Configurations such as 4 are omitted, but of course, these configurations may be provided. A configuration such as a lung volume fraction calculation unit 324 may be provided on the terminal 500 side. At this time, the measurement data acquisition unit 310 may acquire a respiratory function index such as a lung volume fraction from the terminal 500.
端末 5 0 0は、 測定装置 5 0が測定したデータを解析サーバ 4 0 0へ送信する 測定デ一夕送信部 5 2 0、 解析サーバ 4 0 0とィン夕一ネヅト 6 0 0を介して通 信するための通信部 5 1 0、 解析サーバ 4 0 0から解析結果を取得する解析結果 取得部 5 3 0、 解析結果を表示装置へ表示するための表示部 3 4 0を含む。  The terminal 500 transmits the data measured by the measuring device 500 to the analysis server 400 via the measurement data transmission unit 520, the analysis server 400 and the event server 600. The communication unit 510 includes a communication unit 510 for communication, an analysis result obtaining unit 530 for obtaining an analysis result from the analysis server 400, and a display unit 340 for displaying the analysis result on a display device.
このように、 図 1における解析ュニヅ ト 3 0 0と同等の機能をサーバとして提 供することで、 より多くのュ一ザに呼吸機能を解析するサービスを提供すること ができる。 また、 呼吸機能データベース 3 5 0を各端末 5 0 0におかず解析サ一 バ 4 0 0にて一元管理することで、 デ一夕ベースの更新や修正などのメンテナン スを容易にすることができる。 Thus, by providing a function equivalent to the analysis unit 300 in FIG. 1 as a server, it is possible to provide a service for analyzing the respiratory function to more users. In addition, by maintaining the respiratory function database 350 in each terminal 500 and centrally managing it in the analysis server 400, maintenance and maintenance of updates and corrections on a data basis can be performed. Can be facilitated.
図 41 (a) (b) (c) (d) (e) は、 実施の形態に係るリハビリテーシ ヨン補助装置の使用例を示す。 リハビリテーション補助装置は、 図 1に示した測 定装置 50と同様の構成であり、 測定ュニッ ト 100を加圧ュニツトとして、 感 知部 110を加圧部として用いている。  FIGS. 41 (a), (b), (c), (d), and (e) show examples of use of the rehabilitation assistance device according to the embodiment. The rehabilitation assistance device has the same configuration as the measurement device 50 shown in FIG. 1, and uses the measurement unit 100 as a pressure unit and the sensing unit 110 as a pressure unit.
図 41 (a) は、 加圧ュニヅ ト 100により被験者の肺の上葉をスクイーズす る様子を示す。 このとき、 加圧部 110が第 4肋骨より上部の位置するように固 定し、 加圧ポンプにより所定の圧力になるまで加圧部 110内部に気体を導入し て排痰部位を圧迫する。 図 41 (b)および図 41 (c) は、 加圧ュニヅ ト 10 0により被験者の肺の中葉をスクイーズする様子を示す。 図 41 (b) では右側 を、 図 41 (c) では左側をスクイ一ズしている。 図 41 (d) は、 加圧ュニヅ ト 100により被験者の^^の下葉をスクイーズする様子を示す。 図 41 (e) は、 加圧ュニット 100により被験者の肺の後肺底区をスクイ一ズする様子を示す。 適切な位置をスクイ一ズするために、 必要に応じて、 加圧ュニット 100を複数 装着してもよいし、 加圧ュニヅ ト 100に加圧部 110を複数設けてもよい。 図 42は、 実施の形態に係るリハビリテーション補助方法の手順を示す。 まず、 図 41に示したように加圧ュニヅ ト 100を被験者に装着する (S 300) 。 つ づいて、 加圧部 110内部に気体を導入して排痰部位を圧迫してスクイーズする (S 302) o このとき、 同時に、 加圧部 110内部の気圧の変化から被験者の 呼吸状態を測定する (S 304) 。 被験者の呼吸状態を観察しながら加圧部 11 0内部の圧力が適切か否かを評価し、 必要であれば加圧値を変更する (S30 6) 。 リハビリテーションが終了するまでは S 308の Nへ進み、 リノヽビリテ一 シヨンステツプが実行される。 リハビリテーションが終了すると (S 308の Y) 、 被験者の呼吸状態を測定するために、 加圧部 110内部の気圧が適切な初 期圧力に設定される (S 310) 。 つづいて、 呼吸機能測定が実施され (S 31 2) 、 リハビリテーションの効果が評価される (S 314) 。  FIG. 41 (a) shows a state in which the upper lobe of the lung of the subject is squeezed by the pressurizing unit 100. At this time, the pressurizing unit 110 is fixed so as to be positioned above the fourth rib, and a gas is introduced into the pressurizing unit 110 by the pressurizing pump until a predetermined pressure is reached, thereby pressing the sputum excretion site. FIGS. 41 (b) and 41 (c) show how the pressurizing unit 100 squeezes the middle lobe of the lungs of the subject. In FIG. 41 (b), the right side is squeezed, and in FIG. 41 (c), the left side is squeezed. FIG. 41 (d) shows a state in which the lower lobe of the subject is squeezed by the pressurizing unit 100. FIG. 41 (e) shows a state in which the pressurized unit 100 is used to squeeze the posterior segment of the lungs of the subject. In order to squeeze an appropriate position, a plurality of pressure units 100 may be mounted as necessary, or a plurality of pressure units 110 may be provided in the pressure unit 100. FIG. 42 shows a procedure of the rehabilitation assistance method according to the embodiment. First, as shown in FIG. 41, the pressurizing unit 100 is attached to the subject (S300). Subsequently, gas is introduced into the pressurizing unit 110 to compress the sputum site and squeeze (S 302). Yes (S304). While observing the breathing state of the subject, it is evaluated whether or not the pressure inside the pressurizing unit 110 is appropriate, and if necessary, the pressurized value is changed (S306). Until the rehabilitation is completed, proceed to N in S308 to perform the renovation steps. When the rehabilitation is completed (Y in S308), the pressure inside the pressurizing unit 110 is set to an appropriate initial pressure in order to measure the respiratory state of the subject (S310). Subsequently, the respiratory function is measured (S 312), and the effect of rehabilitation is evaluated (S 314).
このように、 本実施形態のリハビリテーション補助装置は、 測定装置としての 機能をあわせ持っているので、 リハビリテーションの実施中および実施後に呼吸 機能を測定して、 リハビリテーションの効果を評価することができる。 上記の説 明では、 理学療法としてスクイ一ジングを例にとって説明したが、 その他の手法 をとる場合も同様にリハビリテーションと呼吸機能測定を行うことができる。 以上、 測定システム 10の構成および動作について説明した。 続いて、 本実施 形態の測定システム 10を用いて、 複数の被験者に対して呼吸機能検査を行った 結果を示す。 As described above, the rehabilitation assisting device of the present embodiment also has a function as a measuring device, so that the rehabilitation assist device can be used during and after rehabilitation. Function can be measured to assess the effectiveness of rehabilitation. In the above description, squeezing was used as an example of physical therapy, but rehabilitation and respiratory function measurement can be performed in the same manner when other methods are used. The configuration and operation of the measurement system 10 have been described above. Subsequently, results of performing a respiratory function test on a plurality of subjects using the measurement system 10 of the present embodiment will be described.
(実験の条件)  (Experiment conditions)
呼吸機能障害を有しない健常者 2 1名 (男性 12名、 女性 9名) と、 呼吸機能 障害を有する患者 10名に対して本システムによる呼吸機能検査を行った。 この とき、 本システムによる測定と同時にスパイロメ一夕による測定も行い、 双方の データの比較を行った。 図 9に健常者の性別、 年齢、 身長、 体重、 BMI、 体脂 肪率を示す。 固定部 120のサイズは 14 Ommx 1 17 Omm、 感知部 1 10 のサイズは 125mmx 230 mm、 初期圧力は、 男性においては 30 mmHgN 女性においては 2 OmmHgとした。 また、 呼吸波形データは、 胸部データと腹 部デ一夕とを合算して生成した。 The respiratory function test was performed on 21 healthy subjects without respiratory dysfunction (12 males and 9 females) and 10 patients with respiratory dysfunction. At this time, measurements were also made with Spirome at the same time as measurements with this system, and both data were compared. Figure 9 shows the gender, age, height, weight, BMI, and body fat percentage of healthy subjects. Size of the fixed portion 120 is 14 Ommx 1 17 Omm, size 125mmx 230 mm sensing portion 1 10, the initial pressure was set at 2 OmmHg in 30 mmHg N women in men. The respiratory waveform data was generated by adding the chest data and the abdominal data.
(実験 1) 肺気量分画の測定  (Experiment 1) Measurement of lung volume fraction
図 10は、 被験者 2の肺気量分画を測定したときの感知部 1 10の内圧の時間 変化を示す。 図中、 実線は胸式呼吸測定ュニット 100 aにより測定された胸部 デ一夕を、 細実線は腹式呼吸測定ュニット 100 bにより測定された腹部データ を、 太実線はそれそれの和である呼吸波形データを示す。 また、 LV 1は呼吸波 形デ一夕における最大呼気レベルを、 LV2は呼吸波形データにおける安静呼気 位を、 L V 3は呼吸波形データにおける安静吸気位を、 LV4は呼吸波形データ における最大吸気レベルを示す。  FIG. 10 shows the time change of the internal pressure of the sensing unit 110 when the lung volume fraction of the subject 2 is measured. In the figure, the solid line is the chest data measured using the chest respiration measurement unit 100a, the thin solid line is the abdominal data measured using the abdominal respiration measurement unit 100b, and the thick solid line is the sum of the values. 2 shows waveform data. LV1 is the maximum expiratory level in the respiratory waveform data, LV2 is the resting expiratory position in the respiratory waveform data, LV3 is the resting inspiratory position in the respiratory waveform data, and LV4 is the maximum inspiratory level in the respiratory waveform data. Show.
(実験 1一 1) 肺活量 VCの測定  (Experiment 1-1) Measurement of vital capacity VC
肺活量 VCは、 最大呼気レベル LV 1と最大吸気レベル LV 4との差で与えら れる。 本実験では、 感知部 1 10の内圧を気量に換算していないため、 図 10に 示した測定結果から算出される量は、 肺活量 VCそのものではなく、 肺活量を算 出するための指標 VC 1である。 被験者 2の場合、 VC 1は、 胸部データのみを 用いた場合は 78. 6 (mmHg) 、 腹部デ一夕のみを用いた場合は 12. 42 (mmHg) 、 呼吸波形データを用いた場合は 88. 32 (mmHg) と算出さ れる。 同時に測定したスパイロメ一夕による結果からは、 肺活量 VCは 2. 68 (1) と算出された。 The vital capacity VC is given by the difference between the maximum expiration level LV1 and the maximum inspiration level LV4. In this experiment, since the internal pressure of the sensing unit 110 was not converted to air volume, the amount calculated from the measurement results shown in FIG. 10 was not the vital capacity VC itself, but the index VC 1 for calculating the vital capacity. It is. In the case of subject 2, VC 1 uses only chest data It is calculated as 78.6 (mmHg) when used, 12.42 (mmHg) when using only abdominal data, and 88.32 (mmHg) when using respiratory waveform data. The spirometry VC was calculated to be 2.68 (1) based on the results of Spirome overnight measured at the same time.
21名の健常者に対して同様の測定を行い、 スパイロメ一夕により測定された 肺活量 VCとの比較検討を行った。 なお、 測定データの波形の乱れが大きい被験 者については評価対象外とした。 それぞれの被験者の呼吸波形デ一夕から算出さ れた肺活量 VC1を図 11 (a) に示す。 図 11 (b) は、 測定システム 10に よる測定結果 VC 1を、 スパイロメ一夕による測定結果 VC 2に対してプロヅト した図である。 最小二乗法により直線で回帰したところ、 VC 1 = 40. 382 XVC 2 - 39. 646となり、 その相関係数は 0. 876と高い数値を示した。 (実験 1— 2)予備呼気量 ERVの測定  The same measurement was performed on 21 healthy subjects, and a comparison with the vital capacity VC measured by Spirome overnight was performed. Subjects with large disturbances in the measured data waveform were excluded from the evaluation. Figure 11 (a) shows the vital capacity VC1 calculated from the respiratory waveform data of each subject. FIG. 11 (b) is a diagram in which the measurement result VC1 by the measurement system 10 is plotted against the measurement result VC2 by spirometry. Regression by a straight line using the least squares method gave VC 1 = 40.382 XVC 2-39.646, and the correlation coefficient was a high value of 0.876. (Experiment 1-2) Preliminary expiratory volume measurement of ERV
予備呼気量 ERVは、 最大呼気レベル LV 1と安静呼気位 LV 2との差で与え られる。 肺活量 VCと同様にして算出された測定結果を図 12 (a) に、 スパイ ロメ一夕による測定結果との相関を図 12 (b) に示す。 回帰直線は、 ERV1 =8. 3603XERV 2 + 0. 738となり、 その相関係数は 0. 635と比 較的高い数値を示した。  The pre-expiratory volume ERV is given by the difference between the maximum expiratory level LV1 and the resting expiratory level LV2. Fig. 12 (a) shows the measurement results calculated in the same manner as for the vital capacity VC, and Fig. 12 (b) shows the correlation with the measurement results by spirometry. The regression line was ERV1 = 8.3603XERV2 + 0.738, and the correlation coefficient was relatively high at 0.635.
(実験 1— 3) 予備吸気量 IRVの測定  (Experiment 1-3) Preliminary intake volume measurement of IRV
予備吸気量 I R Vは、 最大吸気レベル L V 4と安静吸気位 LV3との差で与え られる。 肺活量 VCと同様にして算出された測定結果を図 13 (a) に、 スパイ ロメ一夕による測定結果との相関を図 13 (b) に示す。 回帰直線は、 IRV1 = 44. 662 x 1 RV 2-6. 2966となり、 その相関係数は 0. 756と 高い数値を示した。  The preliminary intake amount I R V is given by the difference between the maximum intake level L V 4 and the resting intake position LV 3. Fig. 13 (a) shows the measurement results calculated in the same way as for the vital capacity VC, and Fig. 13 (b) shows the correlation with the measurement results by spirometry. The regression line was IRV1 = 44.662 x 1 RV2-6.2966, and its correlation coefficient was high at 0.756.
(実験 1一 4 ) 最大吸気量 I Cの測定  (Experiment 1-4) Measurement of maximum inspiratory volume I C
最大吸気量 I Cは、 最大吸気レベル LV4と安静呼気位 LV 2との差で与えら れる。 肺活量 VCと同様にして算出された測定結果を図 14 (a) に、 スパイ口 メ一夕による測定結果との相関を図 14 (b) に示す。 回帰直線は、 I C1 = 4 5. 736X I C2— 13. 977となり、 その相関係数は 0. 770と高い数 値を示した。 The maximum inspiratory volume IC is given by the difference between the maximum inspiratory level LV4 and the resting expiratory position LV2. Fig. 14 (a) shows the measurement results calculated in the same manner as for the vital capacity VC, and Fig. 14 (b) shows the correlation with the measurement results obtained by using the spy mouth method. The regression line is I C1 = 4 5.736X I C2 — 13.977, with a high correlation coefficient of 0.770. The value was shown.
(実験 1— 5) 1回換気量 TVの測定  (Experiment 1-5) Tidal volume TV measurement
1回換気量 TVは、 安静吸気位 LV 3と安静呼気位 LV 2との差で与えられる。 肺活量 VCと同様にして算出された測定結果を図 15 (a) に、 スパイロメ一夕 による測定結果との相関を図 15 (b) に示す。 回帰直線は、 TV 1二 18. 5 XTV 2 + 12. 745となり、 その相関係数は 0. 541と比較的高い数値を 示した。  Tidal volume TV is given by the difference between the resting inspiratory position LV 3 and the resting expiratory position LV 2. Fig. 15 (a) shows the measurement results calculated in the same way as for the vital capacity VC, and Fig. 15 (b) shows the correlation with the measurement results by Spirome. The regression line was TV1 18.8.5 XTV2 + 12.745, and the correlation coefficient was 0.541, which was a relatively high value.
以上の結果から、 測定システム 10により、 スパイロメ一夕と同様に肺気量分 画が測定できることが確認された。 また、 回帰直線の式を用いて、 本システムの 測定デ一夕から肺気量分画の絶対値を求めることもできる。 さらに多くの被験者 に対して同様の測定を行い、 精度の高い換算式を算出してもよい。  From the above results, it was confirmed that the lung volume fraction can be measured by the measurement system 10 as in the case of Spirome overnight. Also, the absolute value of the lung volume fraction can be calculated from the measurement data of this system using the regression line equation. Similar measurements may be performed on more subjects, and a highly accurate conversion formula may be calculated.
(実験 2)努力性呼出曲線の測定  (Experiment 2) Measurement of effort call curve
図 16は、 被験者 2の努力性呼出曲線を測定したときの感知部 110の内圧の 時間変化を示す。 図中、 実線は胸式呼吸測定ュニツト 100 aにより測定された 胸部デ一夕を、 細実線は腹式呼吸測定ュニット 100 bにより測定された腹部デ 一夕を、 太実線はそれそれの和である呼吸波形データを示す。 図 17 (a) (b) (c) は、 図 16の努力性呼出曲線を微分して得られたフ口一ボリュ一ム 曲線である。 図 17 (a) は、 腹部デ一夕から得られらフローボリューム曲線を、 図 17 (b) は、 胸部データから得られたフローボリューム曲線を、 図 17  FIG. 16 shows a temporal change in the internal pressure of the sensing unit 110 when the effort call curve of the subject 2 is measured. In the figure, the solid line is the chest data measured with the chest respiration measurement unit 100a, the thin solid line is the abdominal data measured with the abdominal respiration measurement unit 100b, and the thick solid line is the sum of the data. 1 shows certain respiratory waveform data. FIGS. 17 (a), (b) and (c) are mouth-volume curves obtained by differentiating the effort calling curve of FIG. Fig. 17 (a) shows the flow volume curve obtained from the abdomen, and Fig. 17 (b) shows the flow volume curve obtained from the chest data.
( C ) は、 呼吸波形デ一夕から得られたフロ一ボリューム曲線を示す。 スパイ口 メータにより測定し feフローボリューム曲線は、 一般に、 気量を横軸に、 気速を 縦軸に表すが、 図 17では、 横軸に時間をとつている。 これは、 測定デ一夕を気 量に換算せずにデ一夕解析を行ったためであるが、 最大呼気流速度 PE FRの算 出には影響がないと考えられる。  (C) shows a flow volume curve obtained from the respiratory waveform data. The fe flow volume curve measured with a spy mouth meter generally shows the air volume on the horizontal axis and the air speed on the vertical axis. In Fig. 17, the horizontal axis shows time. This is because the data analysis was performed without converting the measured data into the air volume, but it is considered that there is no effect on the calculation of the maximum expiratory flow rate PEFR.
(実験 2— 1) 努力性肺活量 FVCの測定  (Experiment 2-1) Forced vital capacity FVC measurement
努力性肺活量 FVCは、 図 16のように算出される。 それぞれの被験者の呼吸 波形データから算出された努力性肺活量指標 FVC 1を図 18 (a) に示す。 図 18 (b) は、 測定システム 10による測定結果 FVC 1を、 スパイロメ一夕に よる測定結果 FVC2に対してプロットした図である。 回帰直線は、 FVC 1 = 33. 874 XFVC 2 - 33. 682となり、 その相関係数は 0. 831と高 い数値を示した。 Forced vital capacity FVC is calculated as shown in Figure 16. Figure 18 (a) shows the forced vital capacity index FVC1 calculated from the respiratory waveform data of each subject. Figure 18 (b) shows the measurement result FVC 1 by the measurement system 10 FIG. 11 is a diagram plotted with respect to FVC2. The regression line was FVC 1 = 33.874 XFVC 2-33.682, showing a high correlation coefficient of 0.831.
(実験 2— 2) 1秒量 FE Vi.。の測定  (Experiment 2-2) 1 second amount FE Vi. Measurement
1秒量 FEVi.0は、 図 16のように算出される。 それそれの被験者の呼吸波 形デ一夕から算出された 1秒量指標 FEVi.。 1を図 19 (a) に示す。 図 19 (b) は、 測定システム 10による測定結果 FE Vi.01を、 スパイロメ一夕に よる測定結果 FEVi.02に対してプロットした図である。 回帰直線は、 FEV 1. 01 =38. 438 xFEVi. o 2 - 39. 038となり、 その相関係数は 0 · 790と高い数値を示した。  The one second amount FEVi.0 is calculated as shown in Fig.16. 1-second volume index FEVi. Calculated from the respiratory waveform data of each subject. 1 is shown in Fig. 19 (a). FIG. 19B is a diagram in which the measurement result FEVi.01 by the measurement system 10 is plotted against the measurement result FEVi.02 by Spirome. The regression line was FEV 1.01 = 38. 438 x FEVi. O 2-39. 038, and the correlation coefficient showed a high value of 0 · 790.
(実験 2— 3) 最大呼気流速度 PEFRの測定  (Experiment 2-3) Measurement of PEFR
最大呼気流速度 PEFI ま、 図 17のように算出される。 それぞれの被験者の 呼吸波形データから算出された最大呼気流速度指標 PEFR 1を図 20 (a) に 示す。 図 20 (b) は、 測定システム 10による測定結果 PE FR 1を、 スパイ ロメ一夕による測定結果 PEFR2に対してプロットした図である。 回帰直線は、 PEFR 1 = 1. 8788XPEFR2-5. 7519となり、 その相関係数は 0. 845と高い数値を示した。  Maximum expiratory flow rate PEFI is calculated as shown in Fig.17. Figure 20 (a) shows the maximum expiratory flow rate index PEFR1 calculated from the respiratory waveform data of each subject. FIG. 20 (b) is a diagram in which the measurement result PEFR1 by the measurement system 10 is plotted against the measurement result PEFR2 by spirometry. The regression line was PEFR 1 = 1.8788XPEFR2-5.7519, and the correlation coefficient was as high as 0.845.
以上の結果から、 測定システム 10により、 スパイロメ一夕と同様に努力性肺 活量、 1秒量、 最大呼気流速度、 努力性呼出曲線、 フローボリューム曲線などが 測定できることが確認された。 また、 肺気量分画の場合と同様に、 回帰直線の式 を用いて、 本システムの測定デ一夕から上記の量の絶対値を求めることもできる。 From the above results, it was confirmed that the measurement system 10 can measure the forced vital capacity, the amount of one second, the maximum expiratory flow rate, the forced expiratory curve, the flow volume curve, and the like, as in the case of Spirome. Also, as in the case of the lung volume fraction, the absolute value of the above amount can be obtained from the measurement data of this system using the regression line equation.
(実験 3) 安静時換気量の測定 (Experiment 3) Measurement of resting ventilation
図 21は、 被験者 2の安静時換気量を測定したときの感知部 110の内圧の時 間変化を示す。 図中、 実線は胸式呼吸測定ュニット 100 aにより測定された胸 部デ一夕を、 細実線は腹式呼吸測定ュニット 100 bにより測定された腹部デー 夕を、 太実線はそれぞれの和である呼吸波形デ一夕を示す。  FIG. 21 shows a temporal change in the internal pressure of the sensing unit 110 when the resting ventilation volume of the subject 2 is measured. In the figure, the solid line is the chest data measured with the chest respiratory measurement unit 100a, the thin solid line is the abdominal data measured with the abdominal respiration measurement unit 100b, and the thick solid line is the sum of each. It shows the respiratory waveform data overnight.
(実験 3— 1) 安静時換気量 MV (Minutes Volume) の測定 - 安静時換気量 MVは、 安静時の 1分間の換気量を表し、 1回換気量 TVと 1分 間の呼吸回数の積により算出される。 それぞれの被験者の呼吸波形データから算 出された安静時換気量指標 MV 1を図 22 (a) に示す。 図 22 (b) は、 測定 システム 10による測定結果 MV 1を、 スパイロメ一夕による測定結果 MV 2に 対してプロッ 卜した図である。 回帰直線は、 MV1二 35. 675 XMV2 + 8 9. 158となり、 その相関係数は 0. 755と高い数値を示した。 (Experiment 3-1) Measurement of Resting Ventilation Volume MV (Minutes Volume)-Resting Ventilation Volume MV represents 1 minute ventilation at rest, tidal volume TV and 1 minute It is calculated by the product of the number of breaths in between. Figure 22 (a) shows the resting ventilation index MV1 calculated from the respiratory waveform data of each subject. FIG. 22 (b) is a diagram in which the measurement result MV1 by the measurement system 10 is plotted against the measurement result MV2 by the spirometry. The regression line was MV1 35.675 XMV2 + 89.158, and the correlation coefficient was as high as 0.755.
(実験 3— 2) 1回換気量 TVの測定  (Experiment 3-2) Tidal volume TV measurement
1回換気量 TVは、 安静時の呼吸波形の山と谷の差を平均して算出される。 そ れそれの被験者の呼吸波形デ一夕から算出された 1回換気量指標 TV1を図 23 (a) に示す。 図 23 (b) は、 測定システム 10による測定結果 TV 1を、 ス パイロメ一夕による測定結果 TV2に対してプロヅトした図である。 回帰直線は、 TV 1 = 35. 01 XTV 2 + 5. 1348となり、 その相関係数は 0. 649 と高い数値を示した。  Tidal volume TV is calculated by averaging the difference between peaks and valleys in the respiratory waveform at rest. Figure 23 (a) shows the tidal volume index TV1 calculated from the respiratory waveform data of each subject. FIG. 23 (b) is a diagram in which the measurement result TV1 by the measurement system 10 is plotted against the measurement result TV2 by spirome. The regression line was TV 1 = 35.01 XTV 2 + 5. 1348, and the correlation coefficient was as high as 0.649.
(実験 3— 3)波形のピーク間 RRの測定  (Experiment 3-3) Measurement of RR between peaks of waveform
波形のピーク間 RRは、 安静時の呼吸波形のピークとピークとの間を平均して 算出されるが、 本実験ではその逆数をとつて 1分間あたりの呼吸回数を算出して いる。 それそれの被験者の呼吸波形デ一夕から算出された波形のピーク間指標 R R 1を図 24 (a) に示す。 図 24 (b) は、 測定システム 10による測定結果 RR 1を、 スパイロメ一夕による測定結果 R R 2に対してプロヅトした図である。 最小二乗法により直線で回帰したところ、 RR 1 = 1. 0003 XRR2-0. 4108となり、 その相関係数は 0. 9 97と高い数値を示した。  The peak-to-peak RR of the waveform is calculated by averaging between the peaks of the respiratory waveform at rest, but in this experiment, the reciprocal of the reciprocal is used to calculate the number of breaths per minute. FIG. 24A shows the peak-to-peak index R R1 of the waveform calculated from the respiratory waveform data of each subject. FIG. 24 (b) is a diagram in which the measurement result RR1 by the measurement system 10 is plotted against the measurement result RR2 by spirometry. Regression with a straight line using the least squares method gave RR 1 = 1.0003 XRR2-0.4108, and the correlation coefficient was 0.997, which was a high value.
以上の結果から、 測定システム 10により、 スパイロメ一夕と同様に安静時換 気量、 1回換気量、 波形のピーク間などが測定できることが確認された。 また、 肺気量分画の場合と同様に、 回帰直線の式を用いて、 本システムの測定データか ら上記の量の絶対値を求めることもできる。 さらに多くの被験者に対して同様の 測定を行い、 精度の高い換算式を算出してもよい。  From the above results, it was confirmed that the measurement system 10 can measure the ventilation volume at rest, the tidal volume, the peak between waveforms, and the like, as in the case of Spirome. Also, as in the case of the lung volume fraction, the absolute value of the above amount can be obtained from the measurement data of this system using the equation of the regression line. Similar measurements may be performed on more subjects, and a highly accurate conversion formula may be calculated.
上記のように、 本システムによりスパイロメ一夕と同等のデータが得られるこ とが確認された。 しかしながら、 本システムの利点はそれにとどまらず、 聯部デ —夕と腹部デ一夕とを独立に測定することができるという大きな利点がある。 以 下に、 胸部データと腹部デ一夕との関係について説明する。 As described above, it was confirmed that this system can obtain data equivalent to that of Spirome. However, the advantage of this system is not limited to that, but there is a great advantage in that it is possible to measure Yonbe-de-evening and abdomen-de-night independently. Less than The relationship between the chest data and the abdomen is described below.
(実験 4 ) 胸部データと腹部デ一夕の関係  (Experiment 4) Relationship between chest data and abdominal data
上記の実験における胸部データと腹部データとの関係を評価した。 以下に、 安 静時の測定デ一夕と、 強制呼出時の測定データについて示す。  The relationship between chest data and abdominal data in the above experiment was evaluated. The following shows the measurement data at rest and the measurement data at forced call.
(実験 4— 1 ) 安静時の胸部データと腹部データの関係  (Experiment 4-1) Relationship between resting chest and abdominal data
図 2 5は、 実験 3において安静時換気量を測定したときの、 胸部データと腹部 データとの関係を示す。 図 2 5では、 胸部データを横軸に、 腹部デ一夕を縦軸に 表している。 最小二乗法により直線で回帰したところ、 (腹部デ一夕) = 0 。 4 6 2 5 X (胸部デ一夕) + 4 . 5 2 5 8となり、 その相関係数は 0 . 9 4 0と高 い数値を示した。 これは、 この被験者の安静時における呼吸のばらつきが少なく、 胸式呼吸と腹式呼吸をほぼ一定の比で行つていることを示している。  Figure 25 shows the relationship between chest data and abdominal data when resting ventilation was measured in Experiment 3. In Fig. 25, chest data is shown on the horizontal axis, and abdominal data is shown on the vertical axis. When regression was performed with a straight line using the least squares method, (abdomen de night) = 0. It was 4.625X (chest chest night) + 4.5258, and the correlation coefficient was as high as 0.940. This indicates that the subject's breathing variation at rest was small, and that chest breathing and abdominal breathing were performed at a substantially constant ratio.
(実験 4 一 2 ) 強制呼出時の胸部データと腹部データの関係  (Experiment 4-2) Relationship between chest data and abdominal data at forced paging
図 2 6は、 実験 2において努力性呼出曲線を測定したときの、 胸部データと腹 部データとの関係を示す。 図 2 6では、 胸部デ一夕を横軸に、 腹部デ一夕を縦軸 に表している。 最小二乗法により直線で回帰したところ、 (腹部デ一夕) = 0 . 1 4 6 2 X (胸部デ一夕) + 1 2 . 6 1 4となり、 その相関係数は 0 . 8 7 1で あった。 回帰直線の傾きが安静時に比べて減少していることから、 強制呼出時の 方が安静時よりも胸式呼吸の優位性が増していることが分かる。  FIG. 26 shows the relationship between the chest data and the abdominal data when the effort call curve was measured in Experiment 2. In FIG. 26, the horizontal axis represents chest data and the vertical axis represents abdominal data. Regression with a straight line using the least squares method gives (abdomen de-night) = 0.14 6 2 X (chest de-night) + 1 2.6 14, and the correlation coefficient is 0.871. there were. Since the slope of the regression line is smaller than at rest, it can be seen that the superiority of chest respiration is greater during forced exhalation than at rest.
上記のように、 本実施形態の測定システム 1 0は、 レスピソムノグラムと同様 に、 胸部データと腹部デ一夕とを独立に測定し、 呼吸の優位性、 腹部寄与率を評 価することができることが確認された。 さらに、 レスピソムノグラムにおいては データの絶対値に対する信頼性に乏しく、 定量的な議論はできなかったが、 本シ ステムにおいては、 実験 1から 3の説明でも分かるように、 定量的にも信頼性の 高いデ一夕を得ることができる。 これにより、 同じ被験者の複数回の測定や、 複 数の被験者の測定について、 定量的に比較検討することができる。  As described above, similarly to the respisomnogram, the measurement system 10 of the present embodiment independently measures chest data and abdominal data, and evaluates the superiority of respiration and the abdominal contribution rate. It was confirmed that it was possible. Furthermore, in the respisomnogram, the reliability of the absolute value of the data was poor and a quantitative discussion could not be made.However, as can be seen from the explanations of Experiments 1 to 3, the quantitative You can get a strong de night. This makes it possible to quantitatively compare and evaluate the measurement of the same subject multiple times and the measurement of multiple subjects.
以上、 実験 1から 4により、 本実施形態の測定システム 1 0がスパイロメ一夕 およびレスピソムノグラムと同等の機能を有することが示された。 本実施形態の 測定システム 1 0では、 スパイロメ一夕およびレスピソムノグラムの双方の機能 を有しているだけでなく、 従来スパイロメ一夕とレスピソムノグラムとで別々に 取得しなければならなかった情報を、 一回の測定で取得することができる。 その うえ、 胸部デ一夕と腹部データとを独立に測定することにより、 従来のスパイ口 メ一夕およびレスピソムノグラムでは得られなかった所見を得ることもできる。 たとえば、 肺気腫などの疾患により肺の上葉を切除した患者の場合、 胸の呼吸 筋がほとんど呼吸に寄与せず、 ほぼ腹式呼吸により呼吸しているが、 スパイロメ 一夕ではこの所見を得ることはできない。 また、 レスピソムノグラムでは腹式呼 吸が優位であることを知ることができるが、 再現性に乏しいため定量的な評価は 難しい。 ところが、 本実施形態の測定システム 10によれば、 再現性よく胸式呼 吸と腹式呼吸のデ一夕を独立に取得できるため、 手術後の経過を観察したり、 リ ハビリテ一ションゃ薬の効果を観察するなど、 定量的な評価を行うことができる。 このことは、 医学的にも非常に意義深いと言える。 As described above, Experiments 1 to 4 show that the measurement system 10 of the present embodiment has functions equivalent to those of Spirome and Respisomnogram. In the measurement system 10 of the present embodiment, both functions of the spirome and respisomnograms are used. In addition to having information, it is possible to acquire information that had to be acquired separately for Spirome overnight and respisomnogram with a single measurement. In addition, independent measurements of chest data and abdominal data can provide findings that could not be obtained with conventional spy mouth and respisomnograms. For example, in a patient whose upper lobe of the lung was resected due to a disease such as emphysema, the respiratory muscles of the chest hardly contribute to breathing, and they breathe almost by abdominal breathing. Can not. In addition, respisomnograms show that abdominal respiration is superior, but quantitative evaluation is difficult due to poor reproducibility. However, according to the measurement system 10 of the present embodiment, since it is possible to independently obtain the respiratory and abdominal respiratory data independently with good reproducibility, it is possible to observe the progress after surgery, and to evaluate the rehabilitation drug. Quantitative evaluation, such as observing effects, can be performed. This is very medically significant.
また、 筋萎縮性側索硬化症 (Amyotrophic Lateral Sclei'osis、 AL S) の患者 について、 胸式呼吸に寄与する呼吸筋の麻痺の進行の度合いを、 本実施形態の測 定システム 10により観察することができる。 これも、 従来のレスピソムノグラ ムに比べて、 より高い再現性と信頼性をもって定量的な評価を行うことができる。 (実験 5) 呼吸器疾患患者を被験者とした測定  In addition, for a patient with amyotrophic lateral scleri'osis (ALS), the degree of progress of paralysis of respiratory muscles contributing to thoracic respiration is observed by the measurement system 10 of the present embodiment. be able to. This also makes it possible to perform quantitative evaluation with higher reproducibility and reliability than conventional respisommograms. (Experiment 5) Measurement with respiratory disease patients as subjects
実験 1から 4と同様に、 呼吸器疾患患者を被験者として本システムおよびスパ イロメータによる呼吸機能測定を行つた。 10名の呼吸器疾患患者に対してそれ それ 5回の測定を行った。 波形の乱れが大きい測定データは評価対象外とした。 図 27から図 36に示す測定結果は、 実験 1から 3と同様、 胸部デ一夕と腹部デ 一夕の合算値を用いて解析したものである。 スパイロメ一夕との相関を示すグラ フは、 健常者を被験者とした実験 1から 3のグラフと同じスケ一ルで描いている。 図 27 (a) は、 肺活量 VCの測定結果を示し、 図 27 (b) は、 スパイロメ 一夕との相関を示す。 図 28 (a) は、 予備呼気量 ERVの測定結果を示し、 図 28 (b) は、 スパイロメ一夕との相関を示す。 図 29 (a) は、 予備吸気量 I : RVの測定結果を示し、 図 29 (b) は、 スパイロメ一夕との相関を示す。 図 3 0 (a) は、 最大吸気量 I Cの測定結果を示し、 図 30 (b) は、 スパイロメ一 夕との相関を示す。 図 31 (a) は、 1回換気量 TVの測定結果を示し、 図 31 (b) は、 スパイロメ一夕との相関を示す。 図 32 (a) は、 努力性肺活量 FV Cの測定結果を示し、 図 32 (b) は、 スパイロメ一夕との相関を示す。 図 33 (a) は、 最大呼気流速度 PEFRの測定結果を示し、 図 33 (b) は、 スパイ ロメ一夕との相関を示す。 図 34 (a) は、 安静時換気量 MVの測定結果を示し、 図 34 (b) は、 スパイロメ一夕との相関を示す。 図 35 (a) は、 1回換気量 TVの測定結果を示し、 図 35 (b) は、 スパイロメ一夕との相関を示す。 図 3 6 (a) は、 波形のピーク間 の測定結果を示し、 図 36 (b) は、 スパイ口 メータとの相関を示す。 As in Experiments 1 to 4, respiratory function was measured using this system and a spirometer on patients with respiratory disease. Five measurements were taken for 10 patients with respiratory disease. Measurement data with large waveform disturbances were excluded from the evaluation. The measurement results shown in FIGS. 27 to 36 were analyzed using the combined values of chest and abdomen, as in Experiments 1 to 3. The graph showing the correlation with Spirome overnight is drawn on the same scale as the graphs in Experiments 1 to 3 using healthy subjects as subjects. FIG. 27 (a) shows the measurement results of the vital capacity VC, and FIG. 27 (b) shows the correlation with Spirome overnight. FIG. 28 (a) shows the result of measurement of the pre-expired volume ERV, and FIG. 28 (b) shows the correlation with Spirome overnight. FIG. 29 (a) shows the measurement result of the preliminary intake air amount I: RV, and FIG. 29 (b) shows the correlation with Spirome overnight. Figure 30 (a) shows the measurement results of the maximum inspiratory flow IC, and Figure 30 (b) shows the spirometry Shows correlation with evening. Fig. 31 (a) shows the measurement results of tidal volume TV, and Fig. 31 (b) shows the correlation with Spirome overnight. FIG. 32 (a) shows the measurement results of forced vital capacity FVC, and FIG. 32 (b) shows the correlation with Spirome overnight. FIG. 33 (a) shows the measurement result of the maximum expiratory flow rate PEFR, and FIG. 33 (b) shows the correlation with the spirometry. FIG. 34 (a) shows the results of measurement of resting ventilation MV, and FIG. 34 (b) shows the correlation with Spirome overnight. Fig. 35 (a) shows the measurement result of tidal volume TV, and Fig. 35 (b) shows the correlation with Spirome overnight. Figure 36 (a) shows the measurement results between the peaks of the waveform, and Figure 36 (b) shows the correlation with the spy mouth meter.
以上の測定結果から、 呼吸器疾患患者に対しても、 本実施の形態の測定システ ムにより各種の呼吸機能測定が実施可能であることが示される。 また、 各被験者 に対して複数回の測定を行い、 再現性の高い測定結果が得られることを確認した。 図 37は、 ある呼吸器疾患患者の努力性呼出曲線を測定したときの感知部 11 0の内圧の時間変化を示す。 図中、 実線は胸式呼吸測定ュニット 100 aにより 測定された胸部データを、 細実線は腹式呼吸測定ユニット 10 Obにより測定さ れた腹部データを、 太実線はそれそれの和である呼吸波形データを示す。 最大限 まで吸気させた後、 強制呼出する瞬間に、 内圧が急激に上昇していることが分か る。 この急激な内圧の上昇は、 努力性呼出曲線の測定時に観測されること、 主に 喘息患者にみられ気管支拡張症の患者にはほとんどみられないこと、 強制呼出の 瞬間に急激に上昇すること、 などから、 気道の狭窄が原因と考えられる。 すなわ ち、 吸気した後、 一気に呼出しようとしたときに、 気道の狭窄部分で気流が制限 されたため、 または、 呼吸筋が健常者とは異なる動作をしたために、 感知部 11 0の内圧が上昇したものと考えられる。  The above measurement results show that various types of respiratory function measurement can be performed by the measurement system of the present embodiment even for patients with respiratory diseases. In addition, multiple measurements were performed on each subject, and it was confirmed that highly reproducible measurement results could be obtained. FIG. 37 shows a time change of the internal pressure of the sensor 110 when a forced respiratory curve of a certain respiratory disease patient is measured. In the figure, the solid line is the chest data measured by the chest respiration measurement unit 100a, the thin solid line is the abdomen data measured by the abdominal respiration measurement unit 10 Ob, and the thick solid line is the respiratory waveform that is the sum of the data. Show data. After inhaling to the maximum, at the moment of forced exhalation, you can see that the internal pressure has risen sharply. This rapid increase in internal pressure is observed during the measurement of the effort expiratory curve, mainly in asthmatics, rarely seen in patients with bronchiectasis, and rapidly increasing at the moment of forced exhalation. It is considered that airway narrowing is the cause. That is, the internal pressure of the sensing unit 110 rises because the airflow was restricted at the narrowed part of the airway when trying to exhale at a stretch after inhalation, or because the respiratory muscles performed differently from the healthy person. It is thought that it was done.
この急峻な圧力増加は、 痙縮気味の末梢気道を呼気がー気に破瓜しながら通過 する際に発生するヒステリシス現象であると考えられる。 肺の聴診を行いながら 測定を行ったところ、 急峻な圧力増加と同時に、 異常な呼吸音 (ウイ一ズ、 喘鳴 ゃラ音) が認められた。 このことからも、 急峻な圧力増加が、 気道の状況を.反映 していることが示唆される。 上述した急峻な圧力増加が、 腹部データのみで現れる患者と、 胸部データのみ で現れる患者がいることが実験により分かっている。 肺の上葉の気道が狭窄また は閉塞している患者が強制呼出したときは、 主に胸部が膨張することにより胸部 データに急峻な増加が現れ、 肺の下葉の気道が狭窄または閉塞している患者が強 制呼出したときは、 主に腹部が膨張することにより腹部デ一夕に急峻な増加が現 れると考えられる。 このことから、 本測定システムによれば、 狭窄または閉塞が 発生している気道の部位を判断することができることが分かる。 すなわち、 気道 状況判断部 3 3 1は、 強制呼出時に、 胸部データの増加が観測された場合は、 肺 の上葉の気道が狭窄または閉塞していると判断し、 腹部データの増加が観測され た場合は、 肺の下葉の気道が狭窄または閉塞していると判断してもよい。 従来、 気道が狭窄している部位を特定するには、 C Tスキャンなどの高価で煩雑な測定 を行う必要があつたが、 本測定システムによれば、 低コストかつ簡便な測定で狭 窄部位を判断することが可能となる。 This steep pressure increase is considered to be a hysteresis phenomenon that occurs when exhaled air passes through the peripheral airway, which tends to be spastic, while decaying. When the measurement was performed while auscultating the lungs, an abnormal breathing sound (with a wheezing sound) was observed at the same time as a sharp increase in pressure. This suggests that the steep pressure increase reflects airway conditions. Experiments have shown that the above-mentioned steep pressure increase appears only in the abdominal data and in some patients only in the chest data. When a patient with a narrowed or obstructed airway in the upper lobe of the lungs forcibly exhales, a sharp increase in chest data appears mainly due to the expansion of the chest, and the airway in the lower lobe of the lung is narrowed or obstructed. It is considered that when a patient who forcibly exhales, a sudden increase appears in the abdominal region, mainly due to swelling of the abdomen. From this, it can be seen that the present measurement system can determine the portion of the airway where stenosis or obstruction has occurred. In other words, when an increase in chest data is observed at the time of forced exhalation, the airway condition determination unit 331 determines that the airway in the upper lobe of the lung is narrowed or obstructed, and an increase in abdominal data is observed. If so, it may be determined that the airway of the lower lobe of the lung is narrowed or obstructed. Conventionally, it has been necessary to perform expensive and complicated measurements such as CT scans to identify the area where the airway is constricted.However, according to this measurement system, the stenotic area can be identified by low-cost and simple measurement. It is possible to make a judgment.
図 3 8は、 ある呼吸器疾患患者を被験者として測定したフローボリューム曲線 を示す。 図 1 7に示した健常者のフローボリューム曲線と異なり、 正方向に大き なピークが認められる。 これは、 上述した強制呼出時の内圧上昇を反映している と考えられる。  FIG. 38 shows a flow volume curve measured for a patient with a respiratory disease. Unlike the flow volume curve of the healthy subject shown in Fig. 17, a large peak is observed in the positive direction. This is considered to reflect the rise in internal pressure at the time of forced expulsion described above.
図 3 9は、 強制呼出時の内圧上昇値と最大呼気流速度: P E F I との関係を示す 図である。 呼吸器疾患患者を被験者とした努力性呼出曲線の測定の際に観測され た、 強制呼出時の内圧上昇値は、 最大呼気流速度 P E F Rと負の相関を示し、 圧 力の上昇が気道の狭窄または閉塞の度合いを反映している事が示唆される。 以上 の測定結果から、 本システムが気道の狭窄または閉塞の状況を診断するために有 効であることが示される。  FIG. 39 is a diagram showing the relationship between the internal pressure rise value during forcible exhalation and the maximum expiratory flow rate: PEFI. The increase in internal pressure at the time of forced expiration, which was observed during the measurement of the forced expiratory curve in patients with respiratory disease, was negatively correlated with the maximum expiratory flow rate, PEFR. Or it is suggested that the degree of occlusion is reflected. The above measurement results show that this system is effective for diagnosing the condition of airway narrowing or obstruction.
図 4 3は、 強制呼出時の内圧上昇値と 1秒量との間との関係を示す図である。 図 3 9に示した最大呼気流速度 P E F Rとの関係と同様、 強制呼出時の内圧上昇 値は、 1秒量 F E V i . 0とも負の相関を示す。 一般に、 1秒量が 7 0 %未満の場 合に閉塞性障害があると判断されることが多いが、 図 4 0からも分かるように、 1秒量が 7 0 %を越える被験者についても、 強制呼出時に内圧上昇が認められる W FIG. 43 is a diagram showing the relationship between the internal pressure rise value at the time of a forced call and the amount per second. Similar to the relationship with the maximum expiratory flow rate PEFR shown in Fig. 39, the increase in internal pressure during forced exhalation has a negative correlation with the FEV i .0 per second. In general, if the amount per second is less than 70%, it is often determined that there is an obstructive disorder, but as can be seen from Fig. 40, even for subjects whose amount per second exceeds 70%, Internal pressure rise is observed at the time of forced call W
31  31
場合がある。 このことは、 本システムによる測定が、 スパイロメ一夕による 1秒 量の測定よりも、 高感度で、 定量性の高い閉塞性障害の判断材料になり得ること を示唆している。 本測定システムによる強制呼出時の測定では、 気道の閉塞に起 因する胸腹部の圧上昇と、 閉塞が緩解したときの圧低下を観測することができる ので、 呼吸困難感を反映したデータが得られるといえる。 、 There are cases. This suggests that the measurement by this system can be a more sensitive and more quantitative judgment of occlusive disorders than the one-second measurement by Spirome overnight. In the measurement during forced exhalation by this measurement system, it is possible to observe the pressure increase in the thorax and abdomen caused by airway obstruction and the pressure decrease when the obstruction is relieved, so that data reflecting the feeling of dyspnea was obtained. It can be said that. ,
回帰直線よりも内圧上昇値が高い被験者については、 閉塞性障害が認められる ものの、 呼吸筋の低下は認められず、 呼出しようとする力は衰えていないためよ り高い圧力上昇が観測されたと考えられ、 他方、 回帰直線よりも内圧上昇値が低 い被験者については、 呼吸筋の低下が認められ、 呼出しようとする力も衰えてい るものと考えられる。 すなわち、 本システムの測定により、 閉塞性障害の有無、 症状の程度、 などが高感度かつ定量的に把握できるのみならず、 同時に呼吸筋の 状態を把握することができる可能性が示唆される。 回帰直線からのずれの度合い により、 呼吸筋の状態を定量的に把握してもよい。 '  For subjects with higher internal pressure than the regression line, although obstructive disorders were observed, no decrease in respiratory muscles was observed, and it was considered that a higher pressure increase was observed because the power to exhale was not reduced. On the other hand, in subjects whose internal pressure rise value was lower than the regression line, the respiratory muscles were decreased, and it was considered that the ability to exhale was also reduced. In other words, the measurement of this system suggests that it is possible to not only detect the presence or absence of obstructive disorders, the degree of symptoms, etc. with high sensitivity and quantitatively, but also to grasp the state of respiratory muscles at the same time. The state of the respiratory muscles may be grasped quantitatively based on the degree of deviation from the regression line. '
この内圧上昇値は、 安静時換気量 MV、 1回換気量 TVとも正の相関が認めら れており、 痙縮が昂進した状態では、 強制呼出時だけでなく、 安静時の呼吸にお いても胸腹壁圧が高くなる、 すなわち、 より多くの力が呼吸のために必要となる ことが分かる。 すなわち、 本システムによれば、 安静時の測定結果から、 気道の 状況や呼吸筋の状態を観察することができる可能性が示唆される。 従来、 呼吸機 能に障害のある患者に強制呼出を強いて測定していたのが、 安静時の測定に切り 替えることが可能になれば、 患者の負担を大幅に軽減することが可能となり、 非 常に意義が大きい。  This increase in internal pressure is positively correlated with the resting ventilation MV and tidal volume TV.In the state of spasticity, not only during forced exhalation but also during resting breathing It turns out that the chest and abdominal wall pressure is higher, that is, more force is required for breathing. In other words, this system suggests the possibility of observing the condition of the respiratory tract and the state of the respiratory muscles from the measurement results at rest. In the past, measurement was performed by forcibly exhaling a patient who had impaired respiratory function.However, if it is possible to switch to measurement at rest, the burden on the patient can be greatly reduced, Always meaningful.
VCヽ ERVヽ IRV、 I Cを測定したときの、 本システムによる測定結果と スパイロメ一夕による測定結果との間の関係を示す回帰直線の傾きは、 健常者群 に比べて患者群の方が小さい。 たとえば、 VCについて、 健常者群では、 回帰直 線は、 VC 1 = 40. 382 XVC 2 - 39. 646、 患者群では、 回帰直線は、 VC 1= 14. 997 XVC 2 + 10. 47である。 これらの式から分かるよう に、 スパイロメ一夕による測定で同じ V Cの値を示す健常者と呼吸器疾患患者に ついて、 本システムにより胸腹壁圧を測定すると、 患者の胸腹壁圧は健常者の半 分以下となる。 すなわち、 患者群の方が健常者群よりも呼吸筋力が低い可能性が 示唆される。 VC ヽ ERV 回 帰 The slope of the regression line indicating the relationship between the measurement results by this system and the measurement results by Spirome overnight when measuring IRV and IC is smaller in the patient group than in the healthy group . For example, for VC, the regression line is VC 1 = 40.382 XVC 2-39.646 in the healthy group, and the regression line is VC 1 = 14.997 XVC 2 + 10.47 in the patient group. . As can be seen from these formulas, when the chest and abdominal wall pressure is measured by this system for healthy subjects and patients with respiratory diseases who show the same VC value as measured by spirome overnight, the patient's chest and abdominal wall pressure is half that of a healthy person. Minutes or less. This suggests that the patient group may have lower respiratory muscle strength than the healthy group.
本実験では、 健常者群と患者群の年齢層が異なるため、 加齢による呼吸筋力の 低下も原因の一つと考えられるが、 西村善博等による 「加齢の呼吸筋力に及ぼす 影響」 (日本胸部疾患学会誌、 2 9、 7 9 5 - 8 0 1 , 1 9 9 1 ) によれば、 3 0歳代に対する 6 0歳代の P I m a xは、 男性で 7 8 . 9 %、 女性で 7 4 . 5 % である。 V Cの回帰直線の傾きの比から、 呼吸器疾患患者群の胸腹壁圧の減衰を 見積もると、 健常者の約 4 0 %であり、 加齢による呼吸筋力の低下を有意に上回 つている。 すなわち、 患者群の測定結果が健常者群の測定結果よりも有意に低い 値となるのは、 呼吸機能障害による呼吸筋の慢性的な疲労が原因であると考えら れる。 したがって、 健常者群における回帰直線からのずれの大きさから、 呼吸筋 の筋力に関する所見を得ることができる可能性が示唆される。  In this experiment, since the age group of the healthy group and the patient group are different, the decrease in respiratory muscle strength due to aging is considered to be one of the causes. However, the effect of aging on respiratory muscle strength by Yoshihiro Nishimura et al. According to the Journal of the Japanese Society of Diseases, 29, 795-801, 1991, the PI max in the 60s with respect to the 30s was 78.9% for men and 74 for women. 5%. When the attenuation of chest and abdominal wall pressure in the respiratory disease patient group was estimated from the ratio of the slope of the regression line of VC, it was about 40% of the healthy subjects, which significantly exceeded the decrease in respiratory muscle strength due to aging. In other words, the reason why the results of measurement in the patient group are significantly lower than those in the healthy group is probably due to chronic fatigue of respiratory muscles due to respiratory dysfunction. Therefore, the magnitude of the deviation from the regression line in the healthy group suggests that it may be possible to obtain findings regarding the muscle strength of respiratory muscles.
努力性呼出曲線の測定においても、 同様に、 患者群の方が健常者群よりも回帰 直線の傾きが低い傾向が見られる。 図 3 7〜図 3 9で説明したように、 努力性呼 出曲線測定時には、 気道抵抗による胸腹壁圧の急激な上昇が認められるが: この ような気道抵抗による 「吐ききれない」 現象も、 胸腹壁圧の低下に関連があると 考えられる。 すなわち、 健常者群における回帰直線からのずれの大きさから、 気 道の狭窄状況に関する所見を得ることができる可能性が示唆される。  Similarly, in the measurement of the effort call curve, the slope of the regression line tends to be lower in the patient group than in the healthy group. As described in Fig. 37 to Fig. 39, when measuring the forced expiratory curve, a sudden increase in chest and abdominal wall pressure due to airway resistance is observed. It is thought to be related to lower chest and abdominal wall pressure. In other words, the magnitude of the deviation from the regression line in the healthy group suggests that it may be possible to obtain findings regarding airway stenosis.
スパイ口メータによる測定では、 安静時の換気量と、 肺気量分画や努力性呼出 時の測定結果の間に相関は認められず、 安静時の呼吸、 活発な呼吸、 強制呼出時 の呼吸を、 それそれ別の測定により把握する必要がある。 ところが、 本システム による測定では、 安静時の換気量と、 肺気量分画や努力性呼出時の測定結果の間 に、 相関が認められる項目がある。 本システムでは、 呼吸を司る鞴 (ふいご:呼 吸筋や胸郭および肺のコンプライアンス) の能力を観測していると考えられ、 安 静時の呼吸にも活発な呼吸にも努力性呼出時にも同様に反映されるパラメ一夕を 観測することが可能であると言える。 そのため、 安静時の測定により、 気道の狭 窄状況や呼吸筋の状態などを把握でき、 それらを長時間にわたって連続的に観察 することができる。 以下、 本システムの最適な測定条件について考察する。 No correlation was observed between the ventilation volume at rest and the measurement results at the time of lung volume fractionation and forced breathing in spy mouth meter measurements, and breathing at rest, active breathing, and breathing at forced breathing were not observed. Need to be grasped through separate measurements. However, in the measurement using this system, there is an item that shows a correlation between the ventilation volume at rest and the measurement results during lung volume fractionation and forced breathing. It is thought that this system monitors the performance of the bellows (bellows: compliance of the respiratory muscles, thorax, and lungs) that control breathing. It can be said that it is possible to observe the reflected parameters in the same way. Therefore, by measuring at rest, the state of airway stenosis and the state of respiratory muscles can be grasped, and these can be continuously observed over a long period of time. Hereinafter, the optimum measurement conditions of this system will be considered.
図 44は、 肺胸郭系に関与する圧力について説明するための図である。 大気圧 を! ¾、 肺胞内圧を:?^、 胸腔内圧を: Ppiとすると、 経気道内圧! ¾、 経肺圧 Ptp、 絰胸壁圧 Rtは、 それぞれ、
Figure imgf000035_0001
FIG. 44 is a diagram for explaining pressure related to the pulmonary-thoracic system. Atmospheric pressure! ¾ 、 Intra-alveolar pressure:? ^ 、 Intrathoracic pressure: Ppi, Transtracheal pressure! ¾, transpulmonary pressure Ptp, 絰 chest wall pressure Rt,
Figure imgf000035_0001
で表される。 正常肺の肺弾性収縮力は 10 cmH20 (= 9mmHg) であること から、 好ましい初期圧力は、 10 cmH20以上 30 cmH20以下とする。 初期 圧力が高い方がゲインが高くなるので、 測定感度の観点からは初期圧力を高くす るのが好ま'しいが、 初期圧力が高過ぎると被験者に圧迫感を与え、 とくに呼吸機 能疾患を有する患者に対しては呼吸を阻害する要因になりかねないので、 双方を 考慮して最適な初期圧力を決定すればよい。 Is represented by Since the lung elastic contraction force of a normal lung is 10 cmH 20 (= 9 mmHg), the preferred initial pressure is 10 cmH 20 or more and 30 cmH 20 or less. The higher the initial pressure, the higher the gain.Therefore, from the viewpoint of measurement sensitivity, it is preferable to increase the initial pressure.However, if the initial pressure is too high, the subject will feel oppressive, and in particular, respiratory dysfunction Since it may be a factor that inhibits respiration for patients who have this, the optimal initial pressure should be determined in consideration of both factors.
図 45は、 感知部の表面積と測定感度との関係を示す図である。 4種類の感知 部 110を用意し、 それそれを用いた測定システムにより、 同一の健常者につい て VCおよび FVCの測定を行った。 各測定における初期圧力は、 呼吸動作を行 つたときに圧迫感がない程度に調整し、 サンプル 1 (0. 450mm2)および 2 ( 0. 975mm2) では 10 OmrnH gヽ サンプル 3 ( 2. 875 mm2) では 2 OmmHg、 サンプル 4 (10. 30 mm2 ) では 10 mmH gとした。 測定の 結果、 VC、 FVCともに、 サンプル 2による測定が最も感度が高いことが分か つた。 したがって、 好ましい感知部 110の表面積は、 0. 50mm2以上 2. 0 mm2以下、 より好ましくは 0. 5mm2以上 1. 0 mm2以下とする。 感知部 1 10が測定部位に接する表面積は、 測定部位の表面積に応じて決定されるのが好 ましい。 すなわち、 体が大きい被験者については、 大きめの感知部 110により 測定を行い、 体が小さい被験者については、 小さめの感知部 110により測定を 行うようにしてもよい。 FIG. 45 is a diagram illustrating a relationship between the surface area of the sensing unit and the measurement sensitivity. Four types of sensing units 110 were prepared, and VC and FVC were measured for the same healthy person by a measurement system using them. Initial pressure at each measurement, and adjusted to the extent there is no feeling of pressure when the breathing motion was one row, the sample 1 (0. 450 mm 2) and 2 (0. 975mm 2) In 10 OmrnH gヽsample 3 (2.875 mm 2) in 2 OmmHg, sample 4 (set to 10. 30 mm 2) at 10 mmH g. As a result of the measurement, it was found that the measurement with sample 2 was the most sensitive for both VC and FVC. Therefore, the surface area of the sensing unit 110 is preferably 0.50 mm 2 or more and 2.0 mm 2 or less, more preferably 0.5 mm 2 or more and 1.0 mm 2 or less. The surface area of the sensing unit 110 in contact with the measurement site is preferably determined according to the surface area of the measurement site. That is, for a subject with a large body, the measurement may be performed by the large sensing unit 110, and for a subject with a small body, the measurement may be performed by the small sensing unit 110.
波形解析を行うときの周波数は、 呼吸の周波数特性に近い 0. 25 Hzを中心 として、 0. 1112以上1. 0 Hz以下の範囲が好ましい。 これらの測定条件は、 測定制御部 2 5 0により制御されてもよい。 これらの測 定条件は、 それぞれ単独に制御されてもよいが、 上記 3つのパラメ一夕には相関 があると考えられるので、 それぞれのパラメ一夕間の関係を考慮して最適なパラ メ一夕を選択するのが好ましい。 The frequency at which the waveform analysis is performed is preferably in the range of 0.112 to 1.0 Hz, centered at 0.25 Hz, which is close to the frequency characteristics of respiration. These measurement conditions may be controlled by the measurement control unit 250. These measurement conditions may be controlled independently, but it is considered that there is a correlation between the above three parameters, so the optimal parameters are considered in consideration of the relationship between each parameter. It is preferable to choose evening.
以上、 本発明を実施の形態をもとに説明した。 この実施の形態は例示であり、 そ れらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、 また そうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 産業上の利用可能性  The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it is understood by those skilled in the art that various modifications can be made to the combination of each component and each processing process, and that such modifications are also within the scope of the present invention. Where it is. Industrial applicability
以上のように、 本発明は、 本発明は呼吸機能を測定する測定システムに利用可能 である。  As described above, the present invention is applicable to a measurement system for measuring a respiratory function.

Claims

請求 の 範 囲 The scope of the claims
1、 呼吸機能を測定する測定システムであって、 1, a measurement system for measuring respiratory function,
呼吸動作に伴う被験者の第 1の測定部位の変化を検知するための第 1の測定ュ ニットと、 '  A first measurement unit for detecting a change in the first measurement site of the subject due to a respiratory movement;
呼吸動作に伴う被験者の第 2の測定部位の変化を検知するための第 2の測定ュ ニットと、  A second measurement unit for detecting a change in the second measurement site of the subject due to respiratory movement;
前記第 1の測定ュニットおよび前記第 2の測定ュニヅトからの出力を取得する 制御ュニヅトと、  A control unit for obtaining outputs from the first measurement unit and the second measurement unit;
前記制御ュニットが取得した出力を解析する解析ュニットと、  An analysis unit for analyzing the output obtained by the control unit,
を含み、 Including
前記第 1の測定ュニットおよび前記第 2の測定ュニットは、  The first measurement unit and the second measurement unit are:
測定部位から与えられる圧力変化を感知するための感知部と、  A sensing unit for sensing a pressure change given from the measurement site,
前記感知部を前記測定部位に配置させるための固定部と、  A fixing unit for disposing the sensing unit at the measurement site;
をそれそれ含み、 Each,
前記感知部が前記測定部位に接する表面積は、 0 , 5 0 mm2以上 2 . 0 mm2 以下であることを特徴とする測定システム。 A measurement system, wherein a surface area of the sensing portion in contact with the measurement site is not less than 0.50 mm 2 and not more than 2.0 mm 2 .
2 . 呼吸機能を測定する測定システムであって、 2. A measuring system for measuring respiratory function,
呼吸動作に伴う被験者の第 1の測定部位の変化を検知するための第 1の測定ュ ニットと、  A first measurement unit for detecting a change in the first measurement site of the subject due to a respiratory movement;
呼吸動作に伴う被験者の第 2の測定部位の変化を検知するための第 2の測定ュ ニットと、  A second measurement unit for detecting a change in the second measurement site of the subject due to respiratory movement;
前記第 1の測定ュニットおよび前記第 2の測定ュニットからの出力を取得する 制御ユニットと、  A control unit for obtaining outputs from the first measurement unit and the second measurement unit;
前記制御ュニツトが取得した出力を解析する解析ュニットと、  An analysis unit for analyzing the output obtained by the control unit;
を含み、 · 前記第 1の測定ュニットおよび前記第 2の測定ュニツトは、 測定部位から与えられる圧力変化を感知するための感知部と、 前記感知部を前記測定部位に配置させるための固定部と、 The first measurement unit and the second measurement unit include: A sensing unit for sensing a pressure change given from the measurement site; and a fixing unit for disposing the sensing unit on the measurement site.
をそれぞれ含み、 Respectively,
前記感知部は、 内部に空洞を有し、  The sensing unit has a cavity inside,
前記制御ュニットは、 前記感知部の内部に気体を送り込んで所定の初期圧力に調 整するための初期圧力調整部を含み、  The control unit includes an initial pressure adjusting unit for sending gas into the sensing unit to adjust the pressure to a predetermined initial pressure,
前記初期圧力は、 1 0 c mH 2 0以上 3 0 c mH 2 0以下に調整されることを特 徴とする測定システム。 The initial pressure is, 1 0 c mH 2 0 or 3 0 c mH 2 0 measurement systems that feature to be adjusted in the following.
3 . 前記感知部の表面積と前記初期圧力との好適な組み合わせを測定条件とし て指定する測定制御部をさらに含むことを特徴とする請求の範囲 1または 2に記 載の測定システム。 3. The measurement system according to claim 1, further comprising a measurement control unit that specifies a suitable combination of the surface area of the sensing unit and the initial pressure as a measurement condition.
4 . 前記測定制御部は、 前記解析ュニットが測定結果を解析するときの周波数 をさらに指定することを特徴とする請求の範囲 3に記載の測定システム。 4. The measurement system according to claim 3, wherein the measurement control unit further specifies a frequency at which the analysis unit analyzes a measurement result.
5 . 前記周波数は、 0 . 1 H z以上 1 . 0 H z以下であることを特徴とする請 求の範囲 4に記載の測定システム。 5. The measurement system according to claim 4, wherein the frequency is not less than 0.1 Hz and not more than 1.0 Hz.
6 . 呼吸機能を測定する測定システムであって、 6. A measurement system for measuring respiratory function,
呼吸動作に伴う被験者の第 1の測定部位の変化を検知するための第 1の測定ュ ニットと、  A first measurement unit for detecting a change in the first measurement site of the subject due to a respiratory movement;
呼吸動作に伴う被験者の第 2の測定部位の変化を検知するための第 2の測定ュ ニットと、  A second measurement unit for detecting a change in the second measurement site of the subject due to respiratory movement;
前記第 1の測定ュニットおよび前記第 2の測定ュニットからの出力を取得する 制御ュニットと、  A control unit for obtaining outputs from the first measurement unit and the second measurement unit;
前記制御ュニットが取得した出力を解析する解析ュニツトと、 · を含み、 前記第 1の測定ュニットおよび前記第 2の測定ュニットは、 An analysis unit for analyzing the output obtained by the control unit; and The first measurement unit and the second measurement unit are:
測定部位から与えられる圧力変化を感知するための感知部と、  A sensing unit for sensing a pressure change given from the measurement site,
前記感知部を前記測定部位に配置させるための固定部と、  A fixing unit for disposing the sensing unit at the measurement site;
をそれぞれ含み、 Respectively,
前記解析ュニットは、 安静時の測定結果に基づいて、 被験者の気道の狭窄また は閉塞の状況を判断する気道状況判断部を含むことを特徴とする測定システム。  A measurement system, characterized in that the analysis unit includes an airway condition judging unit that judges a condition of stenosis or obstruction of a subject's airway based on a measurement result at rest.
7 . 前記解析ュニットは、 被験者の呼吸筋の状態を判断する呼吸筋状態判断部 をさらに含むことを特徴とする請求の範囲 6に記載の測定システム。 7. The measurement system according to claim 6, wherein the analysis unit further includes a respiratory muscle state determination unit that determines a state of a respiratory muscle of the subject.
8 . 前記呼吸筋状態判断部は、 安静時の測定結果に基づいて呼吸筋の状態を判 断することを特徴とする請求の範囲 7に記載の測定システム。 8. The measurement system according to claim 7, wherein the respiratory muscle state determination unit determines a state of the respiratory muscle based on a measurement result at rest.
9 . 前記気道状況判断部または前記呼吸筋状態判断部は、 スパイロメトリによ る測定結果をさらに参照することを特徴とする請求の範囲 7または 8に記載の測 疋システム。 9. The measurement system according to claim 7, wherein the airway condition determination unit or the respiratory muscle state determination unit further refers to a measurement result by spirometry.
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