JP6723622B1 - 無呼吸状態検出装置、無呼吸状態回避システム、無呼吸状態検出方法及び無呼吸状態検出装置の作動方法 - Google Patents
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Abstract
Description
人体の血管上の体表面を介して設けられたセンサであって、前記血管が脈動により変化したときにおける前記脈動の変化に対応して変化する出力電圧を血管脈波信号の電圧値として測定する前記センサと、
前記血管脈波信号に基づいて、前記人体の無呼吸状態を検出する制御手段とを備えた無呼吸状態検出装置であって、
前記制御手段は、前記血管脈波信号の包絡線の最大ピーク値と最小ピーク値の平均値を所定時間にわたって平均して計算した時間平均値をしきい値として設定し、
前記血管脈波信号の信号レベルを前記設定されたしきい値と比較し、前記血管脈波信号の信号レベルが前記設定されたしきい値未満であるとき、前記人体が無呼吸状態として検出することを特徴とする。
前記無呼吸状態検出装置を備えた無呼吸状態回避装置であって、
前記制御手段は、
前記人体が無呼吸状態と検出したときに、
(1)前記人体の後頭部の頸部に装着された電極に対して所定の電気パルスを印加することと、
(2)前記人体の後頭部に配置された枕に対して、当該後頭部を保持する保持部を移動させて気道を拡張することと
のうちの少なくとも1つを実行することで、前記無呼吸状態を回避するように制御することを特徴とする。
図1は実施形態に係る無呼吸状態回避システム300の構成例を示すブロック図である。図1において、無呼吸状態回避システム300は、無呼吸状態検出装置100を備えた無呼吸状態回避装置200を備えて構成されたことを特徴としている。
(1)無呼吸状態を回避するために、被測定者6の後頭部の頸部に装着され、迷走神経を刺激する電気パルスを印加する迷走神経刺激電極71,72;
(2)無呼吸状態を回避するために、被測定者6の後頭部に置かれ、後頭部の位置を移動させることで、気道拡張を行う気道拡張機能付き枕73。
図3において、光探触子112は、所定の保持部113に発光素子114と受光素子116とが回路基板118に取り付けられて配置されて構成される。保持部113は、回路基板118を内蔵し、発光素子114の光放射部と、受光素子116の光検出部とを表面に突き出して配置する部材で、例えば適当なプラスチック材料を成形してなる。発光素子114としては、発光ダイオード(Light Emission Diode: LED)を用いることができ、例えば赤外LEDが用いられる。また、受光素子116としては、フォトダイオード又はフォトトランジスタを用いられる。
(1)脈波信号電圧Vpwの包絡線の最大ピーク値Spt;
(2)脈波信号電圧Vpwの包絡線の最小ピーク値Spb;
(3)脈波信号電圧Vpwの包絡線のベースライン値Sb(例えば、SptとSpbの平均値)。
(4)脈波信号電圧Vpwの包絡線のベースライン値Sbの時間平均値(所定の時間期間の平均値であって、Sth計算器40により計算される。)をしきい値Sth(図6)とする。
(1)迷走神経刺激用電気パルスを電気パルス発生器61により発生させて迷走神経刺激電極71,72に印加する(例えば、特許文献6〜8参照)ことで、無呼吸状態を回避させる。
(2)枕制御器62に枕73が被測定者6の後頭部の支持部の位置を移動させる(例えば、特許文献9参照)ことで気道を確保して、無呼吸状態を回避させる。具体的には、気道拡張機能付き枕73は、睡眠を妨げることなく、気道へ舌根が落ち込んでも、なお気道を確保するために、その気道拡張機能部は、頭蓋部を支える枕部と、顎関節において頭蓋部に連結する下顎を保持する左右一対の下顎保持部と、下顎保持部を下顎に当接させる作動機構と、下顎保持部が下顎に当接した状態で、無呼吸状態の検出時に下顎保持部を枕部に対して持ち上げる別の作動機構とを備え、下顎を持ち上げた状態で保持する。これにより、被測定者6の気道を確保して無呼吸状態を回避させる。
(1)しきい値計算モード:例えば製品出荷時、出荷後の製品動作開始時又は所定の時間間隔で周期的に、処理部35〜40のうち、Spt検出器35、Spb検出器36及びSth計算器40のみを動作させて、しきい値Sthを計算して内部メモリ50mに設定する。このしきい値計算モードは、図5のベースライン値Sbが被測定者6により大きく変化するので、当該被測定者6が使用するときに所定の周期で、しきい値を再設定することが好ましい。
(2)無呼吸状態検出及び回避モード:被測定者6の無呼吸検出及び回避動作時において、処理部35〜40のうち、コンパレータ37のみを動作させて、前記設定されたしきい値Sthを用いて、無呼吸状態検出及び回避を行う。
以上の実施形態では、無呼吸状態回避装置200は、無呼吸状態検出装置100及びコントローラ50等を備えているが、無呼吸状態検出装置100の機能回路を、コントローラ50内の機能で構成してもよい。
32 電圧増幅器
33 AD変換器
34 脈波検出器
35 Spt検出器
36 Spb検出器
37 コンパレータ
40 Sth計算器
40m メモリ
50 コントローラ
50m 内部メモリ
51 操作部
52 表示部
61 電気パルス発生器
62 枕制御器
71,72 迷走神経刺激電極
73 枕
100 無呼吸状態検出装置
113 保持部
114 発光素子
116 受光素子
118 回路基板
120 光探触子回路
200 無呼吸状態回避装置
300 無呼吸状態回避システム
Claims (6)
- 人体の血管上の体表面を介して設けられたセンサであって、前記血管が脈動により変化したときにおける前記脈動の変化に対応して変化する出力電圧を血管脈波信号の電圧値として測定する前記センサと、
前記血管脈波信号に基づいて、前記人体の無呼吸状態を検出する制御手段とを備えた無呼吸状態検出装置であって、
前記制御手段は、前記血管脈波信号の包絡線の最大ピーク値と最小ピーク値の平均値を所定時間にわたって平均して計算した時間平均値をしきい値として設定し、
前記血管脈波信号の信号レベルを前記設定されたしきい値と比較し、前記血管脈波信号の信号レベルが前記設定されたしきい値未満であるとき、前記人体が無呼吸状態として検出することを特徴とする無呼吸状態検出装置。 - 前記センサは、前記人体の指尖部の血管上、もしくは前記人体の橈骨動脈部の血管上に装着されることを特徴とする請求項1記載の無呼吸状態検出装置。
- 請求項1又は2記載の無呼吸状態検出装置を備えた無呼吸状態回避システムであって、
前記制御手段は、
前記人体が無呼吸状態と検出したときに、
(1)前記人体の後頭部の頸部に装着された電極に対して所定の電気パルスを印加することと、
(2)前記人体の後頭部に配置された枕に対して、当該後頭部を保持する保持部を移動させて気道を拡張することと
のうちの少なくとも1つを実行することで、前記無呼吸状態を回避するように制御することを特徴とする無呼吸状態回避システム。 - 人体の血管上の体表面を介して設けられたセンサが、前記血管が脈動により変化したときにおける前記脈動の変化に対応して変化する出力電圧を血管脈波信号の電圧値として測定するステップと、
制御手段が、前記血管脈波信号に基づいて、前記人体の無呼吸状態を検出するステップと、
前記制御手段が、前記血管脈波信号の包絡線の最大ピーク値と最小ピーク値の平均値を所定時間にわたって平均して計算した時間平均値をしきい値として設定した後、前記血管脈波信号の信号レベルを前記設定されたしきい値と比較し、前記血管脈波信号の信号レベルが前記設定されたしきい値未満であるとき、前記人体が無呼吸状態として検出するステップとを含むことを特徴とする無呼吸状態検出方法。 - 前記センサは、前記人体の指尖部の血管上、もしくは前記人体の橈骨動脈部の血管上に装着されることを特徴とする請求項4記載の無呼吸状態検出方法。
- 請求項4又は5記載の無呼吸状態検出方法を含む無呼吸状態検出装置の作動方法であって、
前記制御手段が、前記人体が無呼吸状態と検出したときに、
(1)前記制御手段が、前記人体の後頭部の頸部に装着された電極に対して所定の電気パルスを印加することと、
(2)前記制御手段が、前記人体の後頭部に配置された枕に対して、当該後頭部を保持する保持部を移動させて、前記保持部が前記枕を介して人体に対して作用し気道を拡張するように前記制御手段が前記保持部を制御することと
のうちの少なくとも1つを実行することで、前記制御手段が前記無呼吸状態を回避するように制御するステップを含むことを特徴とする無呼吸状態検出装置の作動方法。
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