JP2001037742A - 呼吸器系疾患のモニタ装置 - Google Patents

呼吸器系疾患のモニタ装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 就寝者に直接センサを装着することなく、睡
眠時の呼吸による体動から呼吸器系疾患の状態をモニタ
することが可能な呼吸器系疾患のモニタ装置を提供する
こと。 【解決手段】 就寝時の呼吸による体動に応じた荷重信
号を出力する荷重センサ２１を備える。荷重センサ２１
の出力する荷重信号から、呼吸数に対応する周波数帯域
の信号成分である呼吸体動信号を生成する。この呼吸体
動信号の振幅の変化パターンから、閉塞性無呼吸時に発
生する血中酸素飽和度の低下を判定する。そして、その
血中酸素飽和度の低下の回数をモニタ４に表示する。こ
れにより、就寝者に直接センサを装着することなく、血
中酸素飽和度の低下現象、及びその回数を正確にモニタ
することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、就寝時に呼吸器系
疾患の状態をモニタすることができるモニタ装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の、睡眠中の呼吸器系疾患の診断装
置として、図７に示すような医療用装置１００がある。
この装置１００では、気流センサ１０１、胸部・腹部の
動きセンサ１０２、いびき音センサ１０３，***センサ
１０４，血中酸素飽和度センサ１０５を就寝者に装着す
る。そして、各種のセンサ１０１〜１０５によって検出
したデータをデータ記録装置１０６に記録する。
【０００３】記録されたデータは、データ記録装置１０
６からオフラインでデータ解析装置１０７に移され、デ
ータ解析装置１０７によってそのデータを解析すること
により、疾病診断される。その疾病診断では、まず、血
中酸素飽和度の分布特性から診断を行い、疾病が疑われ
る場合には、その他のセンサによって検出されたデータ
に基づいて詳細な診断を行う、という手順が取られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、図７に
示す医療用装置１００によって診断を行うには、複数の
センサ１０１〜１０５を就寝者に装着する必要がある。
しかし、そのような複数のセンサ１０１〜１０５を睡眠
時に装着することには煩わしさがあるとともに、寝返り
をうつ場合などに、リード線が邪魔になったり、装着し
たセンサが外れてしまう等の問題があった。
【０００５】本発明は、かかる従来の問題点を鑑みてな
されたもので、就寝者に直接センサを装着することな
く、睡眠時の呼吸による体動から呼吸器系疾患の状態を
モニタすることが可能な呼吸器系疾患のモニタ装置を提
供することを目的とするものである。特に、一般家庭に
おいても容易に呼吸器系疾病の状態をモニタでき、疾病
のプライマリケアに役立つモニタ装置を提供することを
目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の呼吸器系
疾患のモニタ装置は、就寝時の呼吸による体動を間接的
に検出する検出手段と、前記検出手段によって検出され
た体動の変化パターンから、閉塞性無呼吸時に発生する
血中酸素飽和度の低下を判定する判定手段と、前記血中
酸素飽和度の低下を報知する報知手段とを備えることを
特徴とする。
【０００７】ここで、睡眠に伴う喉筋肉の弛緩等により
喉部が閉塞し、肺に酸素が供給されない閉塞性無呼吸状
態においては、血中酸素飽和度が所定の低濃度レベルに
到達する度に、就寝者が一時的に覚醒し、急激に喉部の
閉塞が開放されて呼吸を行う、といった特徴的な呼吸パ
ターンを示す。そして、本願発明者の検討の結果、この
特徴的な呼吸パターンの発生と血中酸素飽和度の低下と
の間には、非常に密接な相関関係が存在することが臨床
的に確認された。
【０００８】このため、請求項１記載の呼吸器系疾患の
モニタ装置では、就寝時の呼吸による体動を間接的に検
出し、上記特徴的な呼吸パターンに対応する体動の変化
パターンから血中酸素飽和度の低下を判定するのであ
る。これにより、就寝者に直接センサを装着することな
く、血中酸素飽和度の低下現象、及びその回数を正確に
モニタすることが可能となった。これにより、就寝者が
自覚できない呼吸器系の健康状態の悪化を事前に知るこ
とも可能となり、プライマリケアにより病状の悪化を未
然に防ぐことも可能となる。
【０００９】請求項２に記載の呼吸器系疾患のモニタ装
置では、前記呼吸による体動のレベルが所定レベル以下
の状態が所定時間継続した後に、前記呼吸による体動の
レベルが前記所定レベル以上に増加する体動の変化パタ
ーンが生じたときに、前記判定手段は、血中酸素飽和度
の低下が生じたと判定することを特徴とする。
【００１０】つまり、閉塞性無呼吸状態であっても、単
に酸素が肺に供給されていないだけで、就寝者の呼吸動
作自体は行われている。従って、呼吸動作（横隔膜の動
き）に対応する体動の変化も生じている。ただし、この
ときの体動の変化は所定レベル以下の小さなものであ
る。そして、肺へ酸素が供給されないため血中酸素飽和
度が低下して所定の低濃度レベルに到達すると、非常に
深い呼吸動作が行われることになる。このため、このと
きの体動の変化レベルが非常に大きくなる。このような
体動の変化パターンの発生を検出することにより、血中
酸素飽和度の低下を正確に判定できる。
【００１１】請求項３記載の呼吸器系疾患のモニタ装置
では、前記検出手段は、寝具の下、内部または表面に所
定の分布で設置され、印加荷重に対応した荷重信号を出
力する複数の荷重センサを含むことを特徴とする。
【００１２】就寝者が呼吸動作を行う時、その呼吸動作
に伴って就寝者の身体の各部が動く（呼吸による体
動）。身体の各部に動きが生ずると、その寝具に配され
た荷重センサへの印加荷重が変化する。このため、荷重
センサから出力される荷重信号は、呼吸による体動を示
す信号となる。
【００１３】請求項４に記載の呼吸器系疾患のモニタ装
置では、前記検出手段は、前記荷重センサから出力され
る荷重信号から、就寝者の呼吸数に対応する周波数帯域
の信号を呼吸体動信号として取り出すことを特徴とす
る。
【００１４】就寝者の身体は、呼吸動作に伴って動く
他、寝返り等によっても動き、その動きは荷重センサの
荷重信号に反映される。このため、荷重センサから出力
される荷重信号から就寝者の呼吸数に対応する周波数帯
域の信号（呼吸体動信号）を取り出すことにより、呼吸
による体動のみを示す信号を得ることができる。従っ
て、この呼吸体動信号に基づいて、就寝者の呼吸状態を
正確に検出することができる。
【００１５】請求項５に記載の呼吸器系疾患のモニタ装
置では、前記検出手段が、前記荷重センサの内、就寝者
の呼吸数に対応する周波数帯域において最も強い強度を
有する呼吸体動信号を出力する荷重センサを基準センサ
として選定する基準センサ選定手段と、当該基準センサ
が出力する呼吸体動信号と略同位相あるいは略逆位相の
少なくとも一方の呼吸体動信号を出力する荷重センサを
特定する荷重センサ特定手段と、前記基準センサから出
力される前記呼吸体動信号と、前記荷重センサ特定手段
によって特定される荷重センサから出力される呼吸体動
信号とに基づいて加算呼吸体動信号を作成する呼吸体動
信号作成手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】１つのみの荷重センサから呼吸体動信号を
取り出した場合、呼吸による体動ではないが、呼吸数に
対応する周波数帯域に含まれる周波数での体動が生じた
場合、誤って呼吸体動信号を作成してしまう恐れがあ
る。このため、請求項５記載のモニタ装置では、複数の
荷重センサから出力される呼吸体動信号に基づいて、加
算呼吸体動信号を作成するのである。
【００１７】請求項６記載の呼吸器系疾患のモニタ装置
では、前記呼吸体動信号作成手段は、前記基準センサか
ら出力される呼吸体動信号と前記略同位相の呼吸体動信
号とに基づいて加算呼吸体動信号を作成する場合には、
前記基準センサから出力される呼吸体動信号と前記略同
位相の呼吸体動信号とを単に加算して加算呼吸体動信号
を作成し、前記基準センサから出力される呼吸体動信号
と前記略逆位相の呼吸体動信号とに基づいて加算呼吸体
動信号を作成する場合には、前記基準センサから出力さ
れる呼吸体動信号と前記略同位相の呼吸体動信号の位相
を判定した位相反転信号とを加算して加算呼吸体動信号
を作成することを特徴とする。
【００１８】上述の処理により、加算呼吸体動信号を作
成する際の各呼吸体動信号の位相が略同一に揃えられる
ので、Ｓ／Ｎ比の高い呼吸体動信号を得ることができ
る。
【００１９】請求項７記載の呼吸器系疾患のモニタ装置
では、前記判定手段は、前記呼吸体動信号の振幅の変化
パターンから血中酸素飽和度の低下を判定することを特
徴とする。
【００２０】呼吸体動信号は、呼吸による体動を示す信
号であるため、血中酸素飽和度の低下時に生じる特徴的
な呼吸パターンによる体動の変化が、呼吸体動信号の振
幅の変化として表れる。このため、呼吸体動信号の振幅
の変化パターンから血中酸素飽和度の低下を判定するこ
とができる。
【００２１】請求項８に記載の呼吸器系疾患のモニタ装
置では、前記判定手段は、連続的に発生する前記呼吸体
動信号の複数のピーク値から、呼吸体動信号のピーク波
形を生成するピーク波形生成手段と、前記呼吸体動信号
のピーク波形から血中酸素飽和度の低下と相関関係を持
つ略三角状の特徴波形を認識する波形認識手段とを備
え、前記特徴波形の出現回数を血中酸素飽和度の低下回
数として判定することを特徴とする。
【００２２】このように、呼吸体動信号の複数のピーク
値を結ぶピーク派生から血中酸素飽和度の低下と相関関
係を持つ略三角状の特徴波形を認識することにより、よ
り正確に血中酸素飽和度の低下を判定することができ
る。
【００２３】請求項９に記載の呼吸器系疾患のモニタ装
置のように、前記呼吸体動信号に基づいて、就寝者の呼
吸数を算出する呼吸数算出手段を備え、前記報知手段
は、前記血中酸素飽和度の低下に加え、前記就寝者の呼
吸数も報知しても良い。
【００２４】また、請求項１０に記載の呼吸器系疾患の
モニタ装置のように、前記報知手段は、前記血中酸素飽
和度の低下回数を時系列的に表示するようにしても良
い。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。 （第１実施形態）図１は、本発明の実施の形態としての
呼吸器系疾患のモニタ装置Ａを示す構成図である。図１
に示すように、モニタ装置Ａは、ベッド１に設置された
敷き布団等の寝具１０の下部に挿入されたセンサシート
２、制御器３、及び就寝者の呼吸数、血中酸素飽和度の
低下回数の表示を行うモニタ４とを備える。
【００２６】ベッド１は、寝具１０を載置するための載
置部１１と、載置部１１の端部から立設された背板部１
２とからなる。センサシート２は、印加荷重に応じて電
気抵抗が変化（減少）する感圧素子２１を等間隔に複数
個（本例では２１０個）シート状部材に配置したもので
ある。つまり、各感圧素子２１には、電流が通電されて
おり、印加荷重に応じて電気抵抗が変化することによ
り、通電電流値が増減するので、この電流値の変化に基
づいて印加荷重を各感圧素子２１毎に独立して検出でき
るものである。
【００２７】制御部３は、図２に示すように、マルチプ
レクサ３１，パラレルＩ／Ｏ３２，Ａ／Ｄ変換器３３、
及びＥＣＵ３４によって構成される。そして、制御部３
においては、センサシート２の各感圧素子２１の荷重信
号をマルチプレクサ３１によって順次選択していき、Ａ
／Ｄ変換器３３を介してＥＣＵ３４に取り込む。このと
き、ＥＣＵ３４は、パラレルＩ／Ｏ３２を介して、入力
すべき荷重信号を切り換えるためにマルチプレクサ３１
にスイッチング信号を与える。なお、本実施形態では、
２１０個の感圧素子２１からの荷重信号を約７０Ｈｚの
周波数で繰り返しＥＣＵ３４に取り込む。
【００２８】そして、ＥＣＵ３４は入力された荷重信号
に基づき、呼吸数、血中酸素飽和度の低下回数を算出
し、その結果をモニタ部４に出力する。モニタ部４で
は、呼吸数及び血中酸素飽和度の低下回数を時系列的に
数値あるいはグラフ表示する。
【００２９】以上のような構成により、就寝者は、特殊
なセンサを身体に装着する必要がなく、自覚できない睡
眠時の呼吸数、血中酸素飽和度の低下回数を起床時に日
常的に確認することが可能になる。
【００３０】次に、血中酸素飽和度の低下検出原理につ
いて、図４に示す臨床データを用いて説明する。図４
は、閉塞性睡眠時無呼吸症候群の患者の睡眠時の生体信
号の挙動を、本実施形態によるモニタ装置Ａ及び医療機
器（鼻に取り付けた気流センサ及び指先に取り付けた血
中酸素飽和度センサ）を用いて計測した結果を示してい
る。
【００３１】時刻ｔ１〜ｔ２間は、気流センサの信号に
変化がみられず、本モニタ装置による呼吸体動信号に
は、横隔膜の上下移動による呼吸信号波形がみられるこ
とから、閉塞性無呼吸状態にあると推定される。この閉
塞性無呼吸状態は、睡眠に伴う喉筋肉の弛緩等により、
喉部が閉塞してしまい、呼吸動作（横隔膜の上下移動）
を行いながらも肺に酸素が供給されない状態である。こ
の閉塞性無呼吸状態は、血中酸素飽和度が生命維持に問
題となる低濃度レベルに達するまで継続する（時刻ｔ
２）。
【００３２】血中酸素飽和度が生命維持に問題となる低
濃度レベルまで低下すると、生体の生命維持機能によ
り、一時的に覚醒状態となり、急速に喉部の閉塞状態が
開放される。この時、図４から解るように、就寝者は非
常に深い呼吸を行っており、気流センサの信号及び本モ
ニタ装置における呼吸体動信号の振幅が一時的に増大す
る（時刻ｔ２〜ｔ３）。
【００３３】喉部の閉塞が開放されると、僅かに遅れて
血中酸素濃度は正常レベルまで回復する。しかし、再び
睡眠状態に入ると閉塞性無呼吸状態に陥るため、上記の
挙動を繰り返す。
【００３４】以上説明したように、本モニタ装置におけ
る呼吸体動信号の大振幅の信号が表れる回数と、血中酸
素飽和度の低下回数との間には、良好な相関関係があ
る。例えば、図５に示すように、実際に臨床試験を行っ
た結果、血中酸素飽和度の低下回数と、呼吸体動信号の
大振幅の信号の発生回数との間の相関係数は０．９７で
あった。
【００３５】次に、本モニタ装置Ａの作動を、図３の制
御フローチャート及び図４の無呼吸時の生体信号の挙動
を示す波形図を用いて説明する。
【００３６】本モニタ装置Ａにおいては、ＥＣＵ３４が
図３に示すフローチャートに従って呼吸数及び血中酸素
飽和度の低下回数を算出し、それをモニタ４に表示させ
る。
【００３７】図示しない制御部３の電源回路に通電され
ると、ステップＳ０でパラレルＩ／Ｏ３２やＡ／Ｄ変換
器３３等の周辺回路及びＥＣＵ３４のＲＡＭエリア等の
初期設定を行う。その後、ステップＳ１において、ＥＣ
Ｕ３４は２１０個の感圧素子２１が出力する荷重信号を
順次読み込む。
【００３８】ステップＳ２（ステップＳ２１〜ステップ
Ｓ２３）では、就寝者の呼吸に伴う横隔膜の上下移動に
起因する荷重分布の変化から呼吸体動信号を生成する。
【００３９】先ずステップＳ２１において、呼吸状態に
対応した特定の周波数領域を通過帯域とするバンドパス
フィルタによって各感圧素子２１の信号をフィルタリン
グ処理する。その後、フィルタリング処理した各感圧素
子の信号を周波数解析（以下ＦＦＴ解析と呼ぶ）し、特
定の周波数領域のパワースペクトルを算出し、その大き
さにより、呼吸に伴う体動を検出している感圧素子２１
を抽出する。
【００４０】次に、ステップＳ２２において、上記特定
の周波数領域のパワースペクトルが最も大きい（すなわ
ち、呼吸に伴う体動による荷重変化が最も大きい）信号
を出力している感圧素子を、呼吸体動信号算出のための
基準センサとする。
【００４１】このとき、特定の周波数領域は、就寝者の
正常な呼吸状態（１分間当たり１５〜２０回）に対応す
る周波数領域に、正常域を外れた呼吸状態も検出可能と
するために、特定の周波数帯を付加して設定される。例
えば、正常な呼吸状態に対応する周波数領域は、０．２
５Ｈｚ〜０．３３Ｈｚであるが、上記特定の周波数領域
は、正常域を外れた呼吸状態を検出すべく、０．１５Ｈ
ｚ〜０．５５Ｈｚ（呼吸数９〜３３回／ｍｉｎ）に設定
される。
【００４２】次に、ステップＳ２３において、基準セン
サと各感圧素子の呼吸体動信号に関する相互相関関数を
算出して、基準センサが出力する呼吸体動信号と略同位
相の呼吸体動信号を出力する感圧素子を選択する。この
とき、基準センサが出力する荷重信号に対し、±１／８
周期内に位相差が入る信号を同位相の信号としている。
そして、選択した感圧素子が出力する同位相の呼吸体動
信号と、基準センサが出力する呼吸体動信号とを加算し
て、加算呼吸体動信号を算出する。このようにして呼吸
体動信号を算出することにより、呼吸以外の体動等によ
るノイズの影響を排除して、呼吸状態に正確に対応した
呼吸体動信号を求めることができる。
【００４３】上記処理により、９〜３３回／ｍｉｎの範
囲に入る呼吸数に応じた呼吸信号が検出されるが、例え
ば無呼吸状態等、その範囲外の異常な呼吸数であるとき
には、呼吸数に対応した呼吸信号を求めることができな
い。
【００４４】しかし、その場合には、基準センサが特定
できないか、もしくは、同位相の呼吸体動信号を加算し
ても加算呼吸体動信号のレベルが所定のレベルよりも低
下するので、そのような状態を検出した場合には呼吸状
態が異常である旨、判断する。
【００４５】ここで、就寝者の呼吸に応じて、各感圧素
子１１の出力する呼吸体動信号の位相の関係の一例を図
６に示す。図６において、呼吸に応じて変化する呼吸体
動信号を出力する感圧素子が斜線及び二重線によって示
されている。それら感圧素子の中で胸部右側に位置する
感圧素子が基準センサとして選定されている。そして、
二重線で表示される感圧素子は、基準センサの呼吸体動
信号と略同位相の呼吸体動信号を出力するものであり、
斜線で表示される感圧素子は略逆位相の呼吸体動信号を
出力するものである。なお、略逆位相の範囲として、基
準センサの呼吸体動信号との位相差が３／８周期〜５／
８周期の範囲としている。
【００４６】図６から明らかなように、胸部近傍に位置
する感圧素子は、基準センサと略同位相の呼吸体動信号
を出力し、頭部及び腹部近傍の感圧素子は、略逆位相の
呼吸体動信号を出力している。従って、呼吸に応じて変
化する呼吸体動信号を単に加算しただけでは、同位相及
び逆位相の信号が混合されるだけであり、呼吸状態に対
応した信号とはならない。
【００４７】それに対して、上述したように、基準セン
サの呼吸体動信号と略同位相の呼吸体動信号を出力する
感圧素子を選定し、選定した感圧素子の呼吸体動信号と
基準センサの荷重信号とを加算すれば、呼吸状態に正確
に対応した呼吸体動信号を得ることができる。
【００４８】なお、基準センサの呼吸体動信号と略同位
相の呼吸体動信号を出力する感圧素子に代えて、略逆位
相の呼吸体動信号を出力する感圧素子を選定し、この略
逆位相の呼吸体動信号の反転信号（位相を１８０°ずら
した信号）を基準センサの呼吸体動信号と加算すること
により呼吸体動信号を算出しても良い。さらに、基準セ
ンサの呼吸体動信号に、略同位相の呼吸体動信号及び略
逆位相の呼吸体動信号の反転信号の両方を加算すること
により、呼吸体動信号を求めても良い。
【００４９】次に、ステップＳ３では、上述のようにし
て求めた呼吸体動信号に基づいて、１分間当たりの呼吸
数の算出を行う。具体的には、呼吸体動信号と呼吸判定
値ｔｈとを比較し、呼吸体動信号が呼吸判定値ｔｈを超
えた回数を呼吸数として算出する。
【００５０】ステップＳ４（ステップＳ４１〜ステップ
Ｓ４３）では、ステップＳ２で算出した呼吸体動信号を
用いて血中酸素飽和度の低下回数を算出する。
【００５１】まず、ステップＳ４１では、図４に拡大し
て示されるように、連続して発生する呼吸体動信号のピ
ーク値を結ぶピーク波形を生成する。
【００５２】呼吸体動信号は、喉部の閉塞が開放される
ことに同期してその振幅が大きくなる傾向がある。この
ため、呼吸体動信号のピーク値を結ぶピーク波形は、血
中酸素飽和度の低下と相関関係を持ち、喉部の閉塞が開
放されるタイミングで略三角形状になるという特徴を有
する。
【００５３】このため、ステップＳ４２では、呼吸体動
信号のピーク値を結ぶピーク波形の認識処理を行い、上
記略三角形状の波形が出現したか否かを判定する。
【００５４】ステップＳ４３では、ステップＳ４２にお
ける判定の結果、上記略三角形状の波形が出現したと判
定された回数を計数し、それを血中酸素飽和度低下回数
とする。
【００５５】ステップＳ５では、ステップＳ３及びステ
ップＳ４において算出された呼吸数及び血中酸素飽和度
の低下回数をモニタ４に数値あるいはグラフにより時系
列表示する。 （他の実施形態）上記第１の実施形態では、基準センサ
の呼吸体動信号と略同位相の呼吸体動信号を出力する感
圧素子を選定し、それらの呼吸体動信号を加算すること
により加算呼吸体動信号を算出した。
【００５６】しかし、基準センサの呼吸体動信号と略同
位相の呼吸体動信号を出力する感圧素子に代えて、略逆
位相の呼吸体動信号を出力する感圧素子を選定し、この
略逆位相の呼吸体動信号の反転信号（位相を１８０°ず
らした信号）を基準センサの呼吸体動信号と加算するこ
とにより呼吸体動信号を算出しても良い。さらに、基準
センサの呼吸体動信号に、略同位相の呼吸体動信号及び
略逆位相の呼吸体動信号の反転信号の両方を加算するこ
とにより、呼吸体動信号を求めても良い。
【００５７】荷重センサは、感圧方式に限定されるもの
ではなく、例えば静電容量式センサや歪みゲージ等、寝
具の複数箇所の局所荷重が検出できるセンサであれば使
用可能である。また、センサの個数も２１０個に限定さ
れず、任意に増減可能である。さらに、比較的広い荷重
検出領域をもつように荷重センサを構成すれば、単一の
荷重センサの出力信号から呼吸体動信号を求めても良
い。
【００５８】呼吸数及び血中酸素飽和度の低下回数を専
用のモニタ４に表示する例について説明したが、例えば
テレビ画面に専用のウインドウを設定して、そのウイン
ドウ内に表示する等、既存の製品を利用して表示を行っ
ても良い。また、呼吸数及び血中酸素飽和度の低下回数
を記憶媒体に記憶させておき、医師による診断データと
して利用しても良い。さらに、その診断データを公衆回
線を利用して病院等に送信しても良い。
【００５９】上記第１実施形態では、呼吸体動信号のピ
ーク値を結ぶピーク波形を生成し、そのピーク波形にお
いて、血中酸素飽和度の低下に同期して生じる特徴波形
を認識することにより、血中酸素飽和度の低下回数を算
出した。このような波形認識処理を行うことにより、血
中酸素飽和度の低下回数の検出精度を向上することがで
きる。しかし、そのような波形認識処理以外によって
も、その特徴波形の出現を検出することは可能である。
例えば、呼吸体動信号のピーク値が第１の所定値以下の
状態が所定時間継続した後に、そのピーク値が第２の所
定値（≧第１の所定値）以上に増加する変化パターンが
生じたことを検出して、血中酸素飽和度の低下が生じた
と判定しても良い。
【００６０】つまり、閉塞性無呼吸状態であっても、単
に酸素が肺に供給されていないだけで、就寝者の呼吸動
作自体は行われている。従って、呼吸動作（横隔膜の移
動）に対応する体動の変化があり、それによって呼吸体
動信号も算出される。ただし、このときの体動の変化は
小さいので、呼吸体動信号の振幅（ピーク値）も小さ
い。そして、肺へ酸素が供給されないため血中酸素飽和
度が低下して所定の低濃度レベルに到達すると、非常に
深い呼吸動作が行われることになる。このため、このと
きの深い呼吸動作によって大きな体動の変化が生じるの
で、呼吸体動信号の振幅（ピーク値）も大きくなる。こ
のような呼吸体動信号の変化パターンの発生を検出する
ことにより、血中酸素飽和度の低下を正確に判定でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における呼吸器系疾患の
モニタ装置の概略図である。
【図２】図１に示す呼吸器系疾患のモニタ装置におけ
る、回路構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示すモニタ装置において実行される制御
の流れを示すフローチャートである。
【図４】閉塞性無呼吸時における生体信号の挙動を示す
波形図である。
【図５】血中酸素飽和度の低下回数と、大振幅の呼吸体
動信号の発現回数との相関関係を示すグラフである。
【図６】就寝者の呼吸に応じて各感圧素子が出力する信
号の位相の関係を示す説明図である。
【図７】従来の呼吸器系疾患をモニタする装置の概略構
成を示すブロック図である。
【符号の説明】
Ａ…呼吸器系疾患のモニタ装置 ２…センサシート ３…制御部 ４…モニタ ２１…感圧素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C038 KK01 KL05 KM00 KX01 KX04 SS09 ST00 SV01 SX04 SX07 VA04 VB35 VC20

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 就寝時の呼吸による体動を間接的に検出
    する検出手段と、 前記検出手段によって検出された体動の変化パターンか
    ら、閉塞性無呼吸時に発生する血中酸素飽和度の低下を
    判定する判定手段と、 前記血中酸素飽和度の低下を報知する報知手段とを備え
    ることを特徴とする呼吸器系疾患のモニタ装置。
  2. 【請求項２】 請求項１の呼吸器系疾患のモニタ装置に
    おいて、前記呼吸による体動のレベルが所定レベル以下
    の状態が所定時間継続した後に、前記呼吸による体動の
    レベルが前記所定レベル以上に増加する体動の変化パタ
    ーンが生じたときに、前記判定手段は、血中酸素飽和度
    の低下が生じたと判定することを特徴とする呼吸器系疾
    患のモニタ装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の呼吸器系
    疾患のモニタ装置において、前記検出手段は、寝具の
    下、内部または表面に所定の分布で設置され、印加荷重
    に対応した荷重信号を出力する複数の荷重センサを含む
    ことを特徴とする呼吸器系疾患のモニタ装置。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の呼吸器系疾患のモニタ
    装置において、前記検出手段は、前記荷重センサから出
    力される荷重信号から、就寝者の呼吸数に対応する周波
    数帯域の信号を呼吸体動信号として取り出すことを特徴
    とする呼吸器系疾患のモニタ装置。
  5. 【請求項５】 請求項３に記載の呼吸器系疾患のモニタ
    装置において、 前記検出手段は、前記荷重センサの内、就寝者の呼吸数
    に対応する周波数帯域において最も強い強度を有する呼
    吸体動信号を出力する荷重センサを基準センサとして選
    定する基準センサ選定手段と、当該基準センサが出力す
    る呼吸体動信号と略同位相あるいは略逆位相の少なくと
    も一方の呼吸体動信号を出力する荷重センサを特定する
    荷重センサ特定手段と、前記基準センサから出力される
    前記呼吸体動信号と、前記荷重センサ特定手段によって
    特定される荷重センサから出力される呼吸体動信号とに
    基づいて加算呼吸体動信号を作成する呼吸体動信号作成
    手段とを備えることを特徴とする呼吸器系疾患のモニタ
    装置。
  6. 【請求項６】 請求項５記載の呼吸器系疾患のモニタ装
    置において、前記呼吸体動信号作成手段は、前記基準セ
    ンサから出力される呼吸体動信号と前記略同位相の呼吸
    体動信号とに基づいて加算呼吸体動信号を作成する場合
    には、前記基準センサから出力される呼吸体動信号と前
    記略同位相の呼吸体動信号とを単に加算して加算混合呼
    吸体動信号を作成し、前記基準センサから出力される呼
    吸体動信号と前記略逆位相の呼吸体動信号とに基づいて
    加算呼吸体動信号を作成する場合には、前記基準センサ
    から出力される呼吸体動信号と前記略逆位相の呼吸体動
    信号の位相を反転した位相反転信号とを加算して加算呼
    吸体動信号を作成することを特徴とする呼吸器系疾患の
    モニタ装置。
  7. 【請求項７】 請求項４乃至６のいずれかに記載の呼吸
    器系疾患のモニタ装置において、前記判定手段は、前記
    呼吸体動信号の振幅の変化パターンから血中酸素飽和度
    の低下を判定することを特徴とする呼吸器系疾患のモニ
    タ装置。
  8. 【請求項８】 請求項７に記載の呼吸器系疾患のモニタ
    装置において、 前記判定手段は、連続的に発生する前記呼吸体動信号の
    複数のピーク値から、呼吸体動信号のピーク波形を生成
    するピーク波形生成手段と、前記呼吸体動信号のピーク
    波形から血中酸素飽和度の低下と相関関係を持つ略三角
    状の特徴波形を認識する波形認識手段とを備え、前記特
    徴波形の出現回数を血中酸素飽和度の低下回数として判
    定することを特徴とする呼吸器系疾患のモニタ装置。
  9. 【請求項９】 請求項４乃至６のいずれかに記載の呼吸
    器系疾患のモニタ装置において、前記呼吸体動信号に基
    づいて、就寝者の呼吸数を算出する呼吸数算出手段を備
    え、前記報知手段は、前記血中酸素飽和度の低下に加
    え、前記就寝者の呼吸数も報知することを特徴とする呼
    吸器系疾患のモニタ装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１乃至８のいずれかに記載の呼
    吸器系疾患のモニタ装置において、前記報知手段は、前
    記血中酸素飽和度の低下回数を時系列的に表示すること
    を特徴とする呼吸器系疾患のモニタ装置。
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