JPWO2015178439A1 - 睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置および診断支援方法、ならびに睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置および診断支援方法、ならびに睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 Download PDFInfo
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Abstract
Description
中枢性睡眠時無呼吸は、呼吸中枢の機能異常により生じる無呼吸疾患であり、閉塞性睡眠時無呼吸は上気道の閉塞によって生じる疾患である。
終夜睡眠ポリグラフ(PSG: Polysomnography)検査装置により、中枢性(CSA)と、閉塞性(OSA)の判断を含むSASの診断を行なうことができる。
一方、被験者の呼吸により得られる測定信号波形は情報量が極めて多い。しかも、中枢性(CSA)および閉塞性無呼吸(OSA)の判定のために、記録した波形を拡大して観察する必要があり、医師や技師にとって、CSAおよびOSAの診断のために膨大な時間と手間を要する。
本発明の目的は、睡眠時無呼吸検査に際して被検者に呼吸ベルトセンサを装着しない、呼吸センサシステムを用いて、定量的な解析データを提供することにより、医師等による睡眠時無呼吸症候群(SAS)患者の中枢型/閉塞型診断を支援する睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断技術を提供することにある。
(a)中枢性無呼吸(CSA)と、閉塞性無呼吸(OSA)とでは、FFT解析における呼吸運動周波数領域のPSD合算値(積分値)が大きく異なる(OSAのPSD合算値がCSAのそれより著明に大きい)。呼吸運動周波数領域は、たとえば、0.2〜0.6Hzとすることができる。なお、呼吸運動周波数が、0.1Hz未満の場合には、無呼吸と判断される。
(b)中枢性睡眠時無呼吸(CSA)と、閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)とでは、両者をFFT解析した時のパワースペクトル密度(PSD)グラフにおいて、心拍の周波数(たとえば1Hz)から40Hzまでの周波数範囲のPSDパターンが大きく異なる。
(c)不整脈がある場合、心周期変動が大きくなり、中枢性無呼吸(CSA)であってもPSDパターンは閉塞性無呼吸(OSA)型となる。
(1)
被験者の呼吸運動および心音を含む生波形データを記憶する生波形データ記憶部、
前記生波形データ記憶部に記憶した生波形データから前記生波形の呼吸運動周波数成分を抽出し、無呼吸期間を検出する無呼吸期間検出部、
前記生波形データの無呼吸期間に係るデータに高速フーリエ変換(FFT)処理を施し前記無呼吸期間におけるパワースペクトル密度(PSD)グラフを生成するFFT処理部、
所定周波数領域のPSD合算値を計算するPSD合算値計算部、
前記生成したPSDのパターンが、中枢性無呼吸のPSDのパターンに一致するか否かを判断するPSDパターン一致判断部、
および、
前記生波形、少なくとも、前記生波形の呼吸運動周波数成分および前記PSDグラフを表示する表示部、
を備えた睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置。
たとえば、無呼吸期間は、アメリカ睡眠学会(AASM:American Academy of Sleep Medicine)で定義される。
パターン一致判断部は、周知の画像認識アルゴリズムを実行する。たとえば、テンプレートマッチングにより、対象パターン(テンプレート)との照合を行うことができる。
(1)に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置であって、
さらに、前記生波形データを前記生波形に係る電気信号として検出する、直接または間接に前記被験者の身体に密着して配置される心拍呼吸センサ部、
を備えた中枢型/閉塞型診断支援装置。
なお、「直接に前記被験者の身体に密着して配置される」とは、「センサが被験者の膚に直接接触するように配置される」の意味であり、「間接に前記被験者の身体に密着して配置される」とは、「センサが、シーツ、パジャマ・寝巻き等を介して被験者の身体に接触するように配置される」意味である。
(2)に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置であって、
前記心拍呼吸センサ部は、センシング素子として圧電素子を有している中枢型/閉塞型診断支援装置。
(1)に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置であって、
前記生波形データは、前記被験者の呼吸音周波数成分をさらに含む睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置。
(1)に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置であって、
少なくとも前記生波形データに含まれる呼吸音成分を音出力することまたは当該呼吸音成分を電気信号として出力する音出力部、
をさらに備えた睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置。
(1)に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置であって、
無呼吸期間の前記生波形データまたはフィルタ処理された心音周波数成分データから、連続する心音のピークとピークの間の時間(心周期)を求め、ひとつの心周期(1音―1音間隔または2音―2音間隔)と次の心周期との差の平均を計算し、心周期変動値を求める心周期変動平均計算部、
をさらに備えた睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置。
(1)に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置であって、
さらに、解析部を備え、
前記解析部は、
前記所定周波数領域における前記PSD合算値が、第1所定値以上かまたは第2所定値以下かを計算しその情報を前記表示部に表示することによって、閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)か睡眠時中枢性無呼吸(CSA)かの診断を支援する、
睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置。
(7)に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置であって、
前記所定周波数領域における前記PSD合算値が所定値以下の場合、
前記解析部は、
PSDパターンが明瞭なCSA型である場合はCSAと判定出力し、
PSDパターンが明瞭なCSA型でない場合は、さらに心周期変動値を計算し、所定値以上か以下かによってCSAか判定不可能または混合型無呼吸(MSA)かの情報を前記表示部に表示することにより、閉塞性無呼吸(OSA)、中枢性無呼吸(CSA)あるいは判定不可能(またはMSA)であるかの判断を支援する、
睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置。
(7)または(8)に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置であって、
前記所定周波数領域前記PSD合算値が所定値以上か以下かまたは中間値であるかを計算し、中間値の場合は判定不可能とする情報を前記表示部に追加表示することによって閉塞性無呼吸(OSA)、中枢性無呼吸(CSA)あるいは判定不可能(またはMSA)であるかの判断を支援する、
睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置。
(10)
被験者の呼吸運動および心音を含む生波形データを記憶する生波形データ記憶ステップ、
前記生波形データ記憶ステップにおいて記憶した生波形データから前記生波形の呼吸運動周波数成分を抽出し、無呼吸期間を検出する無呼吸期間検出ステップ、
前記生波形データの無呼吸期間に係るデータに高速フーリエ変換処理を施し前記所定周波数領域におけるPSDを生成するFFT処理ステップ、
所定周波数領域のパワースペクトル密度(PSD)合算値を計算するPSD合算値計算ステップ、
前記生成したPSDのパターンが、中枢性無呼吸のPSDのパターンに一致するか否かを判断するPSDパターン一致判断ステップ、
および、
前記生波形、少なくとも、前記生波形の呼吸運動周波数成分および前記PSDを表示する表示ステップ、
を有する睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法。
たとえば、無呼吸期間は、アメリカ睡眠学会(AASM:American Academy of Sleep Medicine)で定義される。
パターン一致判断部は、周知の画像認識アルゴリズムを実行する。たとえば、テンプレートマッチングにより、対象パターン(テンプレート)との照合を行うことができる。
(10)に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法であって、
さらに、直接または間接に被験者の身体に密着して配置された心拍呼吸センサから、生波形データを電気
信号として検出するセンシングステップ、
を有する睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法。
(11)に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法であって、
前記心拍呼吸センサ部は、センシング素子として圧電素子を有している中枢型/閉塞型
診断支援方法。
(10)に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法であって、
前記生波形データは、前記被験者の呼吸音周波数成分をさらに含む睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法。
(10)に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法であって、
少なくとも前記生波形データに含まれる呼吸音成分を音出力することまたは当該呼吸音成分を電気信号として出力する音出力ステップ、
をさらに有する睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法。
(10)に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法であって、
無呼吸期間の前記生波形データまたはフィルタ処理された心音周波数成分データから、連続する心音のピークとピークの間の時間(心周期)を求め、ひとつの心周期(1音―1音間隔または2音―2音間隔)と次の心周期との差の平均を計算し、心周期変動値を求める心周期変動平均計算ステップ、
をさらに有する睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法。
(10)に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法であって、
さらに、解析ステップを備え、
前記解析ステップでは、
前記所定周波数領域における前記PSD合算値が、第1所定値以上かまたは第2所定値以下かを計算しその情報を前記表示ステップに渡すことによって、閉塞性無呼吸(OSA)か中枢性無呼吸(CSA)かの診断を支援する、
睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法。
(16)に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法であって、
前記所定周波数領域における前記PSD合算値が所定値以下の場合、
前記解析ステップでは、
PSDパターンが明瞭なCSA型である場合はCSAと判定出力し、
PSDパターンが明瞭なCSA型でない場合は、さらに心周期変動値を計算し、所定値以上か以下かによってCSAか判定不可能または混合型無呼吸(MSA)かの情報を前記表示ステップに渡すことによりOSA、CSAあるいは判定不可能(またはMSA)であるかの判断を支援する、
睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法。
(15)または(16)に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法であって、
前記所定周波数領域における前記PSD合算値が所定値以上か以下かまたは中間値であるかを計算し、中間値の場合は判定不可能とする情報を前記表示ステップに追加して渡すことによってOSA、CSAあるいは判定不可能(または,MSA(OSA/CSA混合型))かの判断を支援することを特徴とする睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法。
(19)
(10)から(18)の何れか1項に記載の方法を実行する睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
本発明では、音出力部は音質調整機能を有し(音出力ステップでは音質調整ができ)、心音・呼吸音(いびきを含む)およびまたは体動に付随する音を出力することもできる。
(b)
本発明においては、心音、呼吸運動等を検出するために、心拍呼吸センサとして、圧電センサを使用することもできるし、他のセンサ(たとえば、マイクロフォンを用いたセンサ)を使用することもできる。
心拍呼吸センサは、PSGの入力に加えることにより、PSGによる中枢型/閉塞型無呼吸の判別を補強することもできるし、心拍呼吸センサ単体で簡易型SASモニタリング装置を構成し、中枢型/閉塞型無呼吸の判別を支援することもできる。
無呼吸期間は、PSG組み込み式の場合は、アメリカ睡眠学会(AASM)の基準に従って10秒以上の期間を決定できる。
簡易型SASモニタリング装置における無呼吸期間は、通常の振幅の呼吸運動波形(呼吸運動周波数成分)の信号表示において呼吸振幅がゼロに近い(例えば通常の呼吸運動波形の1/5、1/6、1/7、1/8、1/9または1/10以下)信号が連続する10秒以上の期間とする。
この無呼吸期間を拡大表示した場合は、呼吸努力およびまたは心音のアーチファクト(低周波数成分)が観測される。
(c)
本発明では、無呼吸期間検出部は(無呼吸期間検出ステップでは)、生波形に現れる無呼吸期間のうち、たとえば5.12,たとえば10.24,たとえば20.48(×n:n=1,2,3,4・・・)秒の期間を検出する。
詳しく説明すると、FFT解析に必要なフレームサイズは2の冪乗で指定する必要があり、したがって、このフレームサイズは、記録データのサンプリング周波数が200Hzの場合(サンプリング間隔は5ミリ秒)、1024ポイントでは5.12秒、2048ポイントでは10.24秒,4096ポイントでは20.48秒となる。
(d)
本発明では、PSD合算値計算部が(PSD合算値計算ステップでは)、パワースペクトル密度(PSD)合算値を計算する所定周波数領域は、A1−A2Hz(A1:0.1−0.3、A2:0.4−0.8)とすることができる。
この周波数範囲は、好ましくは、0.1−0.8Hz、0.1−0.7Hz、0.1−0.6Hz、0.1−0.5Hz、0.1−0.4Hz、0.2−0.4Hz、0.2−0.7Hz、0.2−0.8Hz、0.3−0.8Hz、0.3−0.7Hz、0.3−0.6Hz、0.3−0.5Hz、または0.3−0.4Hz、であり、特に、好ましくは、0.2−0.5Hz、または0.2−0.6Hzである。
(e)
本発明では、PSDパターン一致判断部は(PSDパターン一致判断ステップでは)、中枢性無呼吸のPSDのパターンに一致するか否かの判断は、通常は、生成したPSDのパターンの、B1−B2Hz(B1:0.5−1.0、B2:10−60)Hzの領域とすることができる。
好ましくは、たとえばB1は、0.5,0.8,1.0であり、たとえばB2は、10,20,30,40,50,60である。
通常、PSDのパターンに現れる、第1から第6高調波をCSA型PSDパターンとの一致判断の対象とする。
(f)
本発明では、CSA型PSDパターンは、PSDグラフにおいて、ピーク底部から100倍程度PSDが増加する高さの単峰ピークが心拍数の周波数に現れるとともに、その高調波が10ないし40Hz程度まで同程度のピーク高を維持しながら連続的に現れるものを言う。
(g)
本発明では、CSAか判定不可能または混合型無呼吸(MSA)かの判断は、心周期変動値が所定値C1以上か以下かによって行なう。この判断は、心周期変動値が所定値C1(C1:0.1,0.2,0.3,0.4または0.5秒)以上か以下かによって行なうことができる。
(h)
本発明においては、各無呼吸期間の中枢性無呼吸(CSA)と閉塞性無呼吸(OSA)の判定を支援する。たとえば、医師、睡眠医療認定検査技師が、これらの個々の判定を総合的に解析する。これにより、医師等は、患者個人の睡眠時無呼吸症候群(SAS)が、中枢型か閉塞型かを決定することができる。
図1において、診断支援装置1は、圧電センサ部10、生波形データ記憶部11、無呼吸期間検出部12、FFT処理部13、PSD合算値計算部14、PSDパターン一致判断部15、心周期変動平均計算部16、表示部17、音出力部18、および解析部19を備えている。
PSD合算値が所定値以上の場合には、PSDパターンが明瞭なOSA型であることが医師等に示唆されたことになる。
PSDパターン一致判断部15は、PSDパターンが明瞭なCSA型であるか否かを判断し、PSDパターンがCSA型であるか否か(CSA型と「一致」するか「不一致」か)が、表示部17のディスプレイ172に表示される。
この表示を参照して、医師等は、PSDパターンがCSA型と「一致」しているときは睡眠時無呼吸が中枢型(CSA)であるとの診断を行なうことができる。
これにより、医師等は、
(i)周期変動平均値が所定値以上のときは、心拍数が極めて不安定なためにPSDパターンにCSA型のピークが現れないが、CSA型である、
(ii)周期変動平均値が所定値以下のときは、CSA型かOSA型の判定が不可能または混合型睡眠時無呼吸(MSA)である、
との診断を行なうことができる。
音出力部18は、少なくとも前記生波形データに含まれる呼吸音成分を音出力することができる。
音出力部18は、サウンド回路181とスピーカ182とからなる。サウンド回路181は、心音や呼吸音(いびきを含む)およびまたは体動に付随する音をスピーカ182から出力することができる。
また、心音や呼吸音、体動に付随する音に係る信号を電気信号として音信号出力端子から出力することができる。
そして、その情報を表示部に表示することによって、閉塞性無呼吸(OSA)か中枢性無呼吸(CSA)かの診断を支援する。
センシングステップ(S102):直接または間接に被験者の身体に密着して配置された圧電センサから、生波形データを電気信号として検出する。
生波形データ記憶ステップ(S104):被験者の呼吸運動および心音を含む生波形データを記憶する。
無呼吸期間検出ステップ(S106):生波形データ記憶ステップにおいて記憶した生波形データから生波形の呼吸運動周波数成分を抽出し、振幅変動値が所定値以下で所定時間よりも長い期間を無呼吸期間として検出する。
生波形データは、被験者の呼吸音周波数成分をさらに含む。生波形データが、被験者の呼吸音周波数成分を含むか否かは、センサの特性に依存する。本実施形態で使用されるセンサでは呼吸音周波数成分を抽出することができる。
PSD合算値計算ステップ(S110):所定周波数領域のパワースペクトル密度(PSD)合算値を計算する。
PSDパターン一致判断ステップ(S112):生成したPSDのパターンが、中枢性無呼吸のPSDのパターンに一致するか否かを判断する。
心周期変動平均計算ステップ(S114):無呼吸期間の生波形データまたはフィルタ処理された心音周波数成分データから、連続する心音のピークとピークの間の時間(心周期)を求め、ひとつの心周期(1音―1音間隔または2音―2音間隔)と次の心周期との差の平均を計算し心周期変動値を求める。
音出力ステップ(S118):少なくとも前記生波形データに含まれる呼吸音成分を音出力することまたは当該呼吸音成分を電気信号として出力する。
解析ステップ(S120):所定周波数領域におけるPSD合算値が、第1所定値以上かまたは第2所定値以下かを計算しその情報を前記表示ステップに渡すことによって、閉塞性無呼吸(OSA)か中枢性無呼吸(CSA)かの診断を支援する。
図4(A)において無呼吸期間を期間P_CSAで示し、図4(B)において無呼吸期間を期間P_OSAで示す。
期間P_CSAに代表的に示されるように、ローパスフィルタ処理後は心音の低周波成分がアーチファクトとなって無呼吸期間に顕在化する。
図5(C)に図4(A)の生波形データにハイパスフィルタ処理を施した波形を示し、図5(D)に図4(B)の生波形データにハイパスフィルタ処理を施した波形を示す。呼吸音、いびき、体動などが強調表示される。
図5(A),図5(C)において無呼吸期間を期間P_CSAで示し、図5(B),図5(D)において無呼吸期間を期間P_OSAで示す。
図6(A)および図6(B)からわかるように、中枢性無呼吸の患者に係るPSD合算値の面積は、閉塞性無呼吸の患者に係るPSD合算値の面積に比べ格段に小さいことがわかる(図6(A)および図6(B)の符号a参照)。
また、1Hzから40Hz程度までの周波数領域では、中枢性無呼吸の患者に係るPSDには特徴的なパターン(ピークパターン)が表れるが、閉塞性無呼吸の患者に係るPSDには特徴的なパターンは表れていないことがわかる(図6(A)および図6(B)の符号b参照)。
図7は、診断支援の第1の例を示すフローチャートである。
図7において、解析ステップ120Aは、PSD合算値計算ステップS108におけるPSD合算値(0.2〜0.6Hz)の計算結果を取得し(ステップA1)、当該計算結果が所定値Sより大きいとき(ステップA2の「YES」)は閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)と判断し(ステップA3)、当該計算結果が所定値S以下であるとき(ステップA2の「NO」)は中枢性無呼吸(CSA)と判断する(ステップA4)。
所定値Sは、環境条件、被験者の身体的・生理的条件等に応じて、適宜定めることができる。
所定値Sは、環境条件、被験者の身体的・生理的条件等に応じて、適宜定めることができる。
図8において、解析ステップ120Bは、PSD合算値計算ステップS108におけるPSD合算値(400〜1,000Hz)の計算結果を取得し(ステップB1)、当該計算結果が所定値Sより大きいとき(ステップB2の「YES」)は閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)と判断し(ステップB3)、当該計算結果が所定値S以下であるとき(ステップB2の「NO」)は中枢性無呼吸(CSA)と判断する(ステップB4)。
第1の例と同様、所定値Sは、環境条件、被験者の身体的・生理的条件等に応じて、適宜定めることができる。
図9において、解析ステップ120Cは、PSD合算値計算ステップS108におけるPSD合算値の計算結果を取得し(ステップC1)、当該計算結果が所定値Sより大きいとき(図9では6桁より大きいとき:ステップC2の「YES」)は閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)と判断し(ステップC5)。計算結果が所定値S以下であるときは(ステップC2の「NO」)、PSDパターンが明瞭なCSA型であるか否かを判断する(ステップC3)。
ステップC3において、PSDパターンが明瞭なCSA型であるとき(ステップC3の「YES」)は中枢性無呼吸(CSA)と判断する(ステップC6)。
ステップC3において、PSDパターンが明瞭なCSA型でないとき(ステップC3の「NO」)は、さらに心周期変動値(BBIV)を計算し(ステップC4)、BBIVが所定値T(たとえば、T=0.2)よりも大きいとき(ステップC4の「YES」)は中枢性無呼吸(CSA)と判断し(ステップC5)、BBIVが所定値T以下のとき(ステップC4の「NO」)は、Unknown(CSA/OSA判定不可能または混合型無呼吸(MSA))と判定する(ステップC7)。
所定値Sおよび所定値Tは、環境条件、被験者の身体的・生理的条件等に応じて、適宜定めることができる。
図10において、解析ステップ120Dは、PSD合算値計算ステップS108におけるPSD合算値の計算結果を取得し(ステップD1)、当該計算結果が第1所定値S1より大きいとき(ステップD2の「YES」)は閉塞性睡眠時睡眠時無呼吸(OSA)と判断する(ステップD4)。PSD合算値の計算結果が第1所定値S1以下であるときは(ステップD2の「NO」)、計算結果が第2所定値S2より小さいか否かを判断する(ステップD3)。ステップD3において、PSD合算値の計算結果が第2所定値S2より小さいときは(ステップD3の「YES」)は中枢性睡眠時無呼吸(CSA)と判断し(ステップD6)、PSD合算値の計算結果が第2所定値S2以上のときは(ステップD3の「NO」)はUnknown(CSA/OSA判定不可能または混合型無呼吸(MSA))と判断する(ステップD5)。
所定値S1,S2は、環境条件、被験者の身体的・生理的条件等に応じて、適宜定めることができる。
図11において、解析ステップ120Eは、PSD合算値計算ステップS108におけるPSD合算値の計算結果を取得し(ステップE1)、当該計算結果が第1所定値S1より大きいとき(ステップE2の「YES」)は閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)と判断し(ステップE6)。PSD合算値の計算結果が所定値S1以下であるときは(ステップE2の「NO」)、計算結果が第2所定値S2より小さいか否かを判断する(ステップE3)。
ステップE3において、PSD合算値の計算結果が第2所定値S2以上のときは(ステップE3の「NO」)Unknown(CSA/OSA判定不可能または混合型無呼吸(MSA))と判断する(ステップE8)。ステップE3において、PSD合算値の計算結果が第2所定値S2より小さいときは(ステップE3の「YES」)はPSDパターンが明瞭なCSA型であるか否かを判断する(ステップE4)。
ステップE4において、PSDパターンが明瞭なCSA型であるとき(ステップE4の「YES」)は、中枢性無呼吸(CSA)と判断する(ステップE7)。
ステップE4において、PSDパターンが明瞭なCSA型でないとき(ステップE4の「NO」)は、さらに心周期変動値(BBIV)を計算し(ステップE5)、BBIVが所定値T(たとえば、0.2)よりも大きいとき(ステップE5の「YES」)は中枢性無呼吸(CSA)と判断し(ステップE7)、BBIVが所定値T以下のとき(ステップE5の「NO」)は、Unknown(CSA/OSA判定不可能または混合型無呼吸(MSA))と判定する(ステップE8)。
所定値S1,S2および所定値Tは、環境条件、被験者の身体的・生理的条件等に応じて、適宜定めることができる。
BBIVは、(n−1)個の心拍間隔差の平均値を意味し、具体的には下記計算式により求められる。
kは何番目の心拍かを表す自然数であり、Ikはk番目の心拍間隔(k番目の心拍とk+1番目の心拍との時間差:2≦k≦n)を意味する。
10 圧電センサ部
11 生波形データ記憶部
12 無呼吸期間検出部
13 FFT処理部
14 PSD合算値計算部
15 PSDパターン一致判断部
16 心周期変動平均計算部
17 表示部
171 表示回路
172 ディスプレイ
18 音出力部
181 サウンド回路
182 スピーカ
19 解析部
100 本体
Claims (19)
- 被験者の呼吸運動および心音を含む生波形データを記憶する生波形データ記憶部、
前記生波形データ記憶部に記憶した生波形データから前記生波形の呼吸運動周波数成分を抽出し、無呼吸期間を検出する無呼吸期間検出部、
前記生波形データの無呼吸期間に係るデータに高速フーリエ変換(FFT)処理を施し前記無呼吸期間におけるパワースペクトル密度(PSD)グラフを生成するFFT処理部、
所定周波数領域のPSD合算値を計算するPSD合算値計算部、
前記生成したPSDのパターンが、中枢性無呼吸のPSDのパターンに一致するか否かを判断するPSDパターン一致判断部、
および、
前記生波形、前記生波形の呼吸運動周波数成分および前記PSDグラフを表示する表示部、
を備えた睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置。 - 請求項1に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置であって、
さらに、前記生波形データを前記生波形に係る電気信号として検出する、直接または間接に前記被験者の身体に密着して配置される心拍呼吸センサ部、
を備えた中枢型/閉塞型診断支援装置。 - 請求項1に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置であって、
前記心拍呼吸センサ部は、センシング素子として圧電素子を有している中枢型/閉塞型
診断支援装置。 - 請求項1に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置であって、
前記生波形データは、前記被験者の呼吸音周波数成分をさらに含む睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置。 - 請求項1記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置であって、
少なくとも前記生波形データに含まれる呼吸音成分を音出力することまたは当該呼吸音成分を電気信号として出力する音出力部、
をさらに備えた睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置。 - 請求項1に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置であって、
無呼吸期間の前記生波形データまたはフィルタ処理された心音周波数成分データから、連続する心音のピークとピークの間の時間(心周期)を求め、ひとつの心周期(1音―1音間隔または2音―2音間隔)と次の心周期との差の平均を計算し、心周期変動値を求める心周期変動平均計算部、
をさらに備えた睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置。 - 請求項1に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置であって、
さらに、解析部を備え、
前記解析部は、
前記所定周波数領域における前記PSD合算値が、第1所定値以上かまたは第2所定値以下かを計算しその情報を前記表示部に表示することによって、閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)か中枢性無呼吸(CSA)かの診断を支援する、
睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置。 - 請求項7に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置であって、
前記所定周波数領域における前記PSD合算値が所定値以下の場合、
前記解析部は、
PSDパターンが明瞭なCSA型である場合はCSAと判定出力し、
PSDパターンが明瞭なCSA型でない場合は、さらに心周期変動値を計算し、所定値以上か以下かによってCSAか判定不可能または混合型無呼吸(MSA)かの情報を前記表示部に表示することにより、閉塞性無呼吸(OSA)、中枢性無呼吸(CSA)あるいは判定不可能(またはMSA)であるかの判断を支援する、
睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置。 - 請求項7または請求項8に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置であって、
前記所定周波数領域前記PSD合算値が所定値以上か以下かまたは中間値であるかを計算し、中間値の場合は判定不可能とする情報を前記表示部に追加表示することによって閉塞性無呼吸(OSA)、中枢性無呼吸(CSA)あるいは判定不可能(またはMSA)であるかの判断を支援する、
睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援装置。 - 被験者の呼吸運動および心音を含む生波形データを記憶する生波形データ記憶ステップ、
前記生波形データ記憶ステップにおいて記憶した生波形データから前記生波形の呼吸運動周波数成分を抽出し、無呼吸期間を検出する無呼吸期間検出ステップ、
前記生波形データの無呼吸期間に係るデータに高速フーリエ変換処理を施し前記所定周波数領域におけるPSDを生成するFFT処理ステップ、
所定周波数領域のパワースペクトル密度(PSD)合算値を計算するPSD合算値計算ステップ、
前記生成したPSDのパターンが、中枢性無呼吸のPSDのパターンに一致するか否かを判断するPSDパターン一致判断ステップ、
および、
前記生波形、少なくとも、前記生波形の呼吸運動周波数成分および前記PSDを表示する表示ステップ、
を有する睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法。 - 請求項9に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法であって、
さらに、直接または間接に被験者の身体に密着して配置された心拍呼吸センサから、生波形データを電気信号として検出するセンシングステップ、
を有する睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法。 - 請求項11に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法であって、
前記心拍呼吸センサ部は、センシング素子として圧電素子を有している中枢型/閉塞型
診断支援方法。 - 請求項10に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法であって、
前記生波形データは、前記被験者の呼吸音周波数成分をさらに含む睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法。 - 請求項10に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法であって、
少なくとも前記生波形データに含まれる呼吸音成分を音出力することまたは当該呼吸音成分を電気信号として出力する音出力ステップ、
をさらに有する睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法。 - 請求項10に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法であって、
無呼吸期間の前記生波形データまたはフィルタ処理された心音周波数成分データから、連続する心音のピークとピークの間の時間(心周期)を求め、ひとつの心周期(1音―1音間隔または2音―2音間隔)と次の心周期との差の平均を計算し、心周期変動値を求める心周期変動平均計算ステップ、
をさらに有する睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法。 - 請求項10に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法であって、
さらに、解析ステップを備え、
前記解析ステップでは、
前記所定周波数領域における前記PSD合算値が、第1所定値以上かまたは第2所定値以下かを計算しその情報を前記表示ステップに渡すことによって、閉塞性無呼吸(OSA)か中枢性無呼吸(CSA)かの診断を支援する、
睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法。 - 請求項16に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法であって、
前記所定周波数領域における前記PSD合算値が所定値以下の場合、
前記解析ステップでは、
PSDパターンが明瞭なCSA型である場合はCSAと判定出力し、
PSDパターンが明瞭なCSA型でない場合は、さらに心周期変動値を計算し、所定値以上か以下かによってCSAか判定不可能または混合型無呼吸(MSA)かの情報を前記表示ステップに渡すことによりOSA、CSAあるいは判定不可能(またはMSA)であるかの判断を支援する、
睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法。 - 請求項15または請求項16に記載の睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法であって、
前記所定周波数領域における前記PSD合算値が所定値以上か以下かまたは中間値であるかを計算し、中間値の場合は判定不可能とする情報を前記表示ステップに追加して渡すことによってOSA、CSAあるいは判定不可能(または,MSA(OSA/CSA混合型))かの判断を支援することを特徴とする睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援方法。 - 請求項10から18の何れか1項に記載の方法を実行する睡眠時無呼吸の中枢型/閉塞型診断支援プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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