(57)【要約】【課題】サーミスタを用いて呼吸に関する情報を検出する装置において、サーミスタの配置場所によらず、外気温の影響を抑制することを目的とする。【解決手段】本発明に係る呼吸測定装置は、少なくとも１つのサーミスタと、前記サーミスタの自己発熱を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は外気温に応じて、前記サーミスタの自己発熱量の上限を設定する、呼吸測定装置である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのサーミスタと、
前記サーミスタの自己発熱量を制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、外気温に応じて、前記サーミスタの自己発熱量の上限を設定することを特徴とした、呼吸測定装置。
【請求項２】
前記制御手段は、さらに、外気温に応じて、前記サーミスタの自己発熱量の下限を設定することを特徴とした請求項１に記載の呼吸測定装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記外気温を、サーミスタ温度とサーミスタの自己発熱による上昇温度の差より算出する事を特徴とした請求項１ないし２に記載の呼吸測定装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記サーミスタにて生じる消費電力を制御することでサーミスタの自己発熱量を制御する、請求項１ないし３に記載の呼吸測定装置。
【請求項５】
呼吸に関する情報を検出する検出手段を備え、
前記検出手段は、IE比、吸気開始タイミング、呼気時間、吸気時間、の少なくとも１つを検出することを特徴とした請求項１ないし４に記載の呼吸測定装置。
【請求項６】
前記温度センサが、鼻カニューラの流路に沿って前記鼻カニューラに固定されていることを特徴とする、請求項１ないし５に記載の呼吸測定装置。
【請求項７】
前記サーミスタ間の電圧、電流、抵抗の値より算出した、前記サーミスタ温度と前記サーミスタの自己発熱による上昇温度との差に応じて、前記サーミスタの消費電力の制御により前記サーミスタの自己発熱量を制御することが前記制御手段であることを特徴とした、請求項１ないし６に記載の呼吸測定装置。
【請求項８】
請求項１ないし７に記載の呼吸測定装置を備えた気体供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、呼吸測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
呼吸同調式酸素濃縮器のように、酸素のような呼吸用気体を患者の吸気期間にのみ供給する装置においては、吸気開始タイミングなどの呼吸に関する情報の検出が必要となる。
【０００３】
従来、呼吸に関する情報を検出する技術として、鼻または口近くの呼吸気流の当たる位置にサーミスタ・熱電対などの温度センサを配置して呼吸気流の温度を測定することにより、呼吸に関する情報を検出する方法が知られている。
【０００４】
温度センサを用いた方法は、弱い呼吸に対しても感度が高く、幅広い様態の呼吸を検出できるという特長を持っており、睡眠障害の検査に用いられる睡眠ポリグラフ検査用装置における呼吸の検出などにも用いられている。
【０００５】
なお、温度測定による呼吸測定技術によって得られる呼吸に関する情報は、呼吸数・IE比・吸気開始タイミング・呼気開始タイミング・吸気時間・呼気時間・無呼吸低呼吸指数など様々である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１１―５２２６１８号公報
【特許文献２】ＷＯ２００６／０９５６８７
【特許文献３】特許第３７３７１２１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一つのサーミスタを用いて呼吸に関する情報を検出する場合、その検出精度は外気温の影響を受ける。図１（ａ）に外気温の影響を受けにくいサーミスタ配置の場合のサーミスタ温度波形を、図１（ｂ）に外気温の影響を受けやすいサーミスタ配置の場合のサーミスタ温度波形を示す。
【０００８】
サーミスタによる温度計測においては、サーミスタ温度の時系列的な変化が波形としてサーミスタから出力される。サーミスタの温度は呼吸気流の温度や外気温の影響を受けて変化する。外気温は一般的に体温よりも低い温度であるから、一般的に吸気流の温度は体温よりも低い。一方、呼気流の温度は鼻孔付近ではほぼ体温で一定である。図１（ａ）に示すように外気温の影響を受けにくいサーミスタ配置の場合においては、使用者が息を吐くとき、呼気の開始に伴って体温に近い温度である呼気がサーミスタに当たるためにサーミスタ温度は上昇傾向を示す。ただし呼気の終末期間においては呼気の流量が低下するために、温度上昇の傾きは小さくなる。そして、呼気期間が終了する（吸気が開始する）時点においてサーミスタ温度は極大となる。その後、吸気が開始されると、体温よりも低い吸気流がサーミスタに当たるために、サーミスタ温度は低下する。すなわち、サーミスタ温度が極大点を取るタイミングと吸気開始タイミングは一致する。このサーミスタ温度の一呼吸サイクル中の極大点を検出することで吸気開始タイミングを検出することができる。
【０００９】
一方で図１（ｂ）に示すように外気温の影響を受けやすいサーミスタ配置の場合においては、呼気の流量が低下する呼気の終末期間において、呼気流によって上昇する温度よりも、外気温によって冷却される温度の方が大きくなってサーミスタが冷却されるため、サーミスタ温度は下降する。この場合、呼気期間の終了よりも早く呼気終末期間の開始時にサーミスタ温度波形が極大点を取る。つまり、サーミスタ温度が極大点を取るタイミングと吸気開始タイミングにずれが生じるために、上述の方法で吸気開始タイミングを正確に検出することができない。さらに、吸気開始タイミングを用いて算出される吸気時間、呼気時間などの検出が難しくなってしまう。
【００１０】
別の吸気開始タイミングの検出方法として、サーミスタ温度下降中の吸気開始に伴う変曲点を検出する方法も考えられるが、睡眠時などの浅い呼吸においては、変曲点が不明瞭であり、検出が困難である。
【００１１】
特許文献１および特許文献２においては、鼻孔外の呼吸気流の当たる位置に配置した温度センサによって呼吸測定が行われている。これらの方法では、鼻孔外の呼吸気流の当たる位置に配置した温度センサにより取得した温度波形の、呼気と吸気の温度差により生じる温度変化から呼吸数などの呼吸に関する情報を検出している。しかし、これらの方法による温度センサの配置では、外気温による影響を受けやすいため図１（ｂ）に示すような温度波形となり、吸気開始タイミングを検出することができない。更に、吸気開始タイミングを用いて算出される吸気時間、呼気時間などの検出が難しくなってしまう。
【００１２】
特許文献３に示すような、鼻孔内にサーミスタを挿入する形態であれば、外気温による影響を受けにくいため、図１（ａ）に示すような温度波形となり、吸気開始タイミングの検出が可能となる。しかし、鼻孔内にサーミスタを挿入すると、鼻孔内にサーミスタを挿入することで使用者が不快に感じるおそれがある。また睡眠時の使用の際、体動などによりサーミスタが鼻孔内から出てしまい、外気温による影響を受けやすくなり図１（ｂ）に示すような温度波形となる可能性がある。
【００１３】
以上より、本発明はサーミスタを用いて呼吸に関する情報を検出する装置において、サーミスタの配置場所によらず、外気温の影響を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る呼吸測定装置は、少なくとも１つのサーミスタと、前記サーミスタの自己発熱を制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は外気温に応じて、前記サーミスタの自己発熱量の上限を設定する、呼吸測定装置である。外気温によってサーミスタが冷やされることを抑制するため、本発明においてはサーミスタを自己発熱により加温する。ただしサーミスタ温度が過度に上昇すると、吸気時だけでなく呼気時にもサーミスタ温度が下降してしまうため、サーミスタの自己発熱量の上限を設定することで、サーミスタ温度が過上昇しないようにする。
【００１５】
本発明にかかる呼吸測定装置の一つの態様は、前記制御手段が、外気温に応じて、サーミスタの自己発熱量の下限を設定することを特徴とする。
【００１６】
サーミスタの自己発熱量の下限を設定し、これを下回らないようにサーミスタによる自己発熱量を制御することで、吸気開始前に外気温の影響を受けてサーミスタ温度が低下し、サーミスタ温度波形の極大点が吸気開始前に表れてしまうことを抑制することができる。
【００１７】
本発明にかかる呼吸測定装置の一つの態様は、前記外気温を、サーミスタ温度とサーミスタの自己発熱による上昇温度の差より算出する事を特徴とする。加温前の温度は外気温と呼気温度、体温の合計である。ここで呼気温度は体温でほぼ一定なので、サーミスタ温度から、サーミスタの自己発熱による上昇温度を差し引くことで算出した、加温前のサーミスタ温度を、外気温を表す指標として用いることができる。
【００１８】
本発明にかかる呼吸測定装置の一つの態様は、前記制御手段が、前記サーミスタにて生じる消費電力を制御することでサーミスタ温度を制御することを特徴とする。サーミスタは抵抗素子であるため、サーミスタにて生じる消費電力の大きさを制御することで、サーミスタで発せられるジュール熱量を制御し、サーミスタの自己発熱量も制御することが可能である。
【００１９】
本発明にかかる呼吸測定装置の一つの態様は、さらに、呼吸に関する情報を検出する検出手段を備え、前記検出手段は、IE比、吸気開始タイミング、呼気時間、吸気時間、の少なくとも１つを検出することを特徴とする。ここでIE比は、一回の吸気時間と一回の呼気時間の比率を示している。吸気開始タイミングは吸気を開始したタイミングを示している。吸気開始タイミングは、例えば吸気開始によるサーミスタ温度の下降開始点より検出することができる。呼気時間は一回の呼気の時間を示しており、例えば呼気開始タイミングから次の吸気開始タイミングまでの時間を測定することで検出することができる。吸気時間は一回の吸気の時間を示しており、例えば吸気開始タイミングから次の呼気開始タイミングまでの時間を測定することで検出することができる。
【００２０】
本発明にかかる呼吸測定装置の一つの態様は、前記サーミスタが、鼻カニューラの流路に沿って前記鼻カニューラに固定されていることを特徴とする。
【００２１】
本発明にかかる呼吸測定装置の一つの態様は、前記サーミスタ間の電圧、電流、抵抗値の値より算出した、加温された測定対象の加温前の温度に応じて、前記サーミスタの消費電力の制御によりサーミスタの自己発熱量を制御することが前記制御手段であることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】サーミスタ温度波形を例示した図であって、図１（ａ）は外気温の影響を受けにくいサーミスタ配置の場合、図１（ｂ）は外気温の影響を受けやすいサーミスタ配置の場合を示した図である。
【図２】実施の形態１に係る呼吸測定装置の構成を示した図である。
【図３】サーミスタの自己発熱量が供給電力制御装置により制御されている時に計測される温度波形を示した図である。
【図４】自己発熱量及び外気温の条件を示した図である。
【図５】自己発熱量を同じ条件とした場合のサーミスタ温度波形を示した概念図である。
【図６】外気温を同じ条件とした場合のサーミスタ温度波形を示した概念図である。
【図７】実施の形態１における外気温と自己発熱量の上限および下限の関係を示した図である。
【図８】実施の形態１で実行される呼吸測定処理を示したフローチャートである。
【図９】実施の形態１で実行される自己発熱量の上限および下限の設定処理を示したフローチャートである。
【図１０】実施の形態１における外気温変化時の自己発熱量の変化の一例を示した図である。
【図１１】実施の形態２に係る呼吸測定装置の構成を示した図である。
【図１２】実施の形態２に係る鼻カニューラの構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
[実施の形態１のハードウェア構成]
以下に、発明の実施の形態１について図２を用いて説明する。
【００２４】
図２は本発明の実施の形態の一例であり、使用者３の呼吸の測定をサーミスタ２により行う形態の一例である。
【００２５】
図２に示す呼吸測定装置１は、サーミスタ２を備える。サーミスタ２は、例えば図２に示すように使用者３の鼻と口の間に位置する人中部に設置される。本実施例においては、サーミスタ２で呼吸測定を行う。さらに後述のように、サーミスタ２への供給電力を制御することでサーミスタ２の自己発熱量を制御する。サーミスタ２の位置は、図２に示すような位置でなくとも、使用者３の呼気流がサーミスタ２に当たるような位置であれば実施可能である。
【００２６】
サーミスタ２は呼吸測定回路４に接続されている。呼吸測定回路４は入出力インタフェースとメモリと演算処理装置（CPU）を備えた演算装置である。呼吸測定回路４は、サーミスタ２で測定された温度波形を解析することにより、使用者３の吸気開始タイミングを検出する。また、検出された吸気開始タイミングを用いて呼吸数、IE比、呼気開始タイミング、吸気時間、呼気時間、無呼吸低呼吸指数、などの呼吸に関する情報を検出する。なお、これらの情報の算出方法については公知であるため説明を省略する。
【００２７】
サーミスタ２は供給電力制御装置６を介して電源５に接続されている。電源５はサーミスタ２に対し、温度測定および自己発熱に必要な電力を供給する。本実施例においては、電源５は畜電池を用いるが、電源５はその他の直流電源であってもよく、また交流電源であってもよい。
【００２８】
供給電力制御装置６は入出力インタフェースと演算処理装置（CPU）を備えたコンバータである。供給電力制御装置６は呼吸測定回路４に接続されており、呼吸測定回路４で検出された呼吸に関する情報をもとに電源５からサーミスタ２に供給する電力を調整する。本実施の形態においては、呼吸測定回路４および供給電力制御装置６が請求項における制御手段に相当する。
【００２９】
[実施の形態１における呼吸検出方法]
図３を用いて、実施の形態１におけるサーミスタ２を用いた呼吸検出方法について説明する。
【００３０】
図３は、サーミスタ２の自己発熱量が供給電力制御装置６により制御されている時に計測される温度波形を示した図である。t３−１は呼気開始、t３−２は呼気終末の開始、t３−３は呼気終了＝吸気開始、t３−４は呼気開始のタイミングである。使用者３が息を吐くときt３−１からt３−２の期間では、呼気の開始に伴って体温に近い温度である呼気がサーミスタ２に当たるためにサーミスタ温度は上昇する。t３−２からt３−３、つまり呼気の終末期間においては呼気の流量が低下するものの、サーミスタ２の自己発熱により温度上昇は継続する。そして、t３−３においてサーミスタ温度は極大となる。その後、吸気が開始されると、体温よりも低い外気温に近い温度の吸気流がサーミスタ２に当たるために、サーミスタ温度は低下する。そしてt３−４の呼気開始に伴って再びサーミスタ温度が上昇する。呼吸に伴って以上の温度変化が測定される。本実施例では、このサーミスタ温度の極大点を検出することで吸気開始タイミングを検出する。また、サーミスタ温度の極小点を検出することで呼気開始タイミングを検出する。
【００３１】
次に、自己発熱量および外気温が変化した場合に現れるサーミスタ温度波形を自己発熱量一定、外気温一定の場合に分けて説明する。
【００３２】
図４は、自己発熱量及び外気温の条件である。図３で示した吸気開始タイミングを検出できる条件のPを基準に、自己発熱量が同じで外気温が低い条件P１、自己発熱量が同じで外気温が高い条件P２、自己発熱量が少なくて外気温が同じ条件P３、自己発熱量が多くて外気温が同じ条件P４とし、自己発熱量が同じ条件であるP、P１、P２の場合のサーミスタ温度波形を図５に、外気温が同じ条件であるP、P３、P４のサーミスタ温度波形を図６に示す。
【００３３】
まず、自己発熱量が同じ条件のP、P１、P２のサーミスタ温度波形を図５に示す。T５−１は呼気開始、t５−２は呼気終末の開始、t５−３は呼気終了＝吸気開始、t５−４は呼気開始のタイミングである。
【００３４】
最初に外気温が低い条件であるP１について説明する。使用者３が息を吐くときt５−１からt５−２の期間では、呼気の開始に伴って体温に近い温度である呼気がサーミスタ２に当たるためにサーミスタ温度は上昇する。t５−２からt５−３の期間では、呼気の終末期間においては呼気の流量が低下する。Pの条件であれば比較的外気温が高いため、サーミスタ２の自己発熱により温度上昇は継続するが、P１の条件はPの条件よりも外気温が低く、サーミスタが外気温により冷却されやすい。故に呼気の終末期間において温度の低下が始まってしまう。そしてt５−３で吸気が開始されると、体温よりも低い外気温に近い温度の吸気流がサーミスタ２に当たるために、サーミスタ温度はさらに低下する。そしてt５−４の呼気開始に伴って再びサーミスタ温度が上昇する。この条件では温度波形の極大値のタイミングと吸気開始タイミングにずれが生じてしまい、吸気開始タイミングを検出することができない。
【００３５】
次に外気温が高い条件であるP２について説明する。使用者３が息を吐くときt５−１からt５−２の期間では、呼気の開始に伴って体温に近い温度である呼気がサーミスタ２に当たる。Pの条件であれば比較的外気温が低く、吸気で十分にサーミスタ温度が低下するため、サーミスタ温度は上昇するが、P２の条件はPの条件より外気温が高く、吸気終了時点で、十分サーミスタ温度が低下しない。そのため呼気開始時のサーミスタ温度が呼気温度よりも高く、呼気開始時に温度が低下してしまう。その後自己発熱により温度は上昇に転ずる。t５−２からt５−３の期間では、呼気の終末期間においては呼気の流量が低下し、サーミスタ２の自己発熱により更に温度上昇は継続する。そして、t５−３においてサーミスタ温度は極大となる。その後、吸気が開始されると、体温よりも低い外気温に近い温度の吸気流がサーミスタ２に当たるために、サーミスタ温度は低下する。そしてt５−４の呼気開始では再びサーミスタ温度が呼気温度よりも高いために、サーミスタ温度は低下する。この条件では吸気開始時と呼気開始時の双方で温度低下が生じ、一呼吸サイクル中に二つの極大点が生じる。またサーミスタ温度が極小点となるタイミングと呼気開始タイミングとの間にずれが生じる。したがって吸気と呼気を判別できず、吸気開始タイミングを検出できない。
【００３６】
次に、外気温が同じ条件のP、P３、P４のサーミスタ温度波形を図６に示す。t６−１は呼気開始、t６−２は呼気終末の開始、t６−３は呼気終了＝吸気開始、t６−４は呼気開始のタイミングである。
【００３７】
最初に自己発熱量が少ない条件であるP３について説明する。使用者３が息を吐くときt６−１からt６−２の期間では、呼気の開始に伴って体温に近い温度である呼気がサーミスタ２に当たるためにサーミスタ温度は上昇する。t６−２からt６−３の期間では、呼気の終末期間においては呼気の流量が低下する。Pの条件であれば十分自己発熱が多く、サーミスタ２の自己発熱により温度上昇は継続するが、P３の条件では自己発熱量が少なく、サーミスタが外気温により冷却されやすい。故に呼気の終末期間において温度の低下が始まってしまう。そしてt６−３で吸気が開始されると、体温よりも低い外気温に近い温度の吸気流がサーミスタ２に当たるために、サーミスタ温度はさらに低下する。そしてt６−４の呼気開始に伴って再びサーミスタ温度が上昇する。この条件では温度波形の極大値のタイミングと吸気開始タイミングにずれが生じてしまい、吸気開始タイミングを検出することができない。
【００３８】
次に外気温が高い条件であるP４について説明する。使用者３が息を吐くときt６−１からt６−２の期間では、呼気の開始に伴って体温に近い温度である呼気がサーミスタ２に当たる。Pの条件であればサーミスタ温度は適度に上昇するが、P４の条件においては自己発熱量が多くサーミスタ温度がより大きく上昇してしまう。そして、吸気終了時点でサーミスタ温度が呼気温度よりも高いと呼気開始時に温度が低下してしまう。その後自己発熱により温度は上昇に転ずる。t６−２からt６−３の期間では、呼気の終末期間においては呼気の流量が低下し、サーミスタ２の自己発熱により更に温度上昇は継続する。そして、t６−３においてサーミスタ温度は極大となる。その後、吸気が開始されると、体温よりも低い外気温に近い温度の吸気流がサーミスタ２に当たるために、サーミスタ温度は低下する。そしてt６−４の呼気開始では再びサーミスタ温度が呼気温度よりも高いために、サーミスタ温度は低下する。この条件では吸気開始時と呼気開始時の双方で温度低下が生じ、一呼吸サイクル中に二つの極大点が生じる。またサーミスタ温度が極小点となるタイミングと呼気開始タイミングとの間にずれが生じる。したがって吸気と呼気を判別できず、吸気開始タイミングを検出できない。
【００３９】
以上の現象を踏まえて、図７に示すように外気温に応じて自己発熱量の上限・下限を設定し、上限・下限を超過しないよう自己発熱量を制御することで、Pの条件の場合のように吸気開始タイミングを検出することのできるサーミスタ温度波形を得ることができる。
また、サーミスタの自己発熱量の上限を設定することで、サーミスタ温度の過上昇による使用者３の低温やけどの発生を抑制することもできる。
【００４０】
本実施例では、供給電力制御装置６で電源５及び呼吸測定回路４から取得した情報を基にサーミスタの自己発熱量の上限・下限の設定、及びサーミスタ２温度の制御を行う。加温前の温度（自己発熱量を０とした場合のサーミスタ温度）によって、図３のような波形を得るために必要な自己発熱量が異なる。図７に示すように外気温が低いほどサーミスタの自己発熱量の上限・下限は多く、外気温が高いほどサーミスタの自己発熱量の上限・下限は少なくなるように、かつP１・P２・P３・P４の吸気開始タイミングが検出できない条件が上限・下限の範囲外になるように設定する。
【００４１】
[実施の形態１における具体的な呼吸測定処理]
図８は、呼吸測定回路４で実行される呼吸測定処理の一例を示したフローチャートである。本フローチャートは、所定の周期たとえば１０ミリ秒ごとに実行される。
【００４２】
まずステップ１０１において、サーミスタ２より入力された信号(電圧・電流・抵抗値 等)を温度情報に変換する。この温度情報は供給電力制御装置６での制御過程で用いられるため、ステップ１０５において供給電力制御装置６へと出力される。
【００４３】
次にステップ１０２において、変換した温度情報を基に、まずは呼吸に関する情報の一つである吸気開始タイミングの検出を行う。具体的には、ステップ１０１で得た温度情報が極大となる時点を吸気開始タイミングとして検出する。この実施例においては、吸気開始タイミングを呼吸の一周期の開始点とみなしている。そのため吸気開始タイミングが検出された場合は、ステップ１０６において呼吸の一周期ごとに更新される呼吸に関する情報（呼吸数・IE比・無呼吸低呼吸指数）の値を計算し、値を更新する。また同時に、吸気開始タイミングと呼気時間の値も更新する。これらの値の計算方法は周知であるため、説明は省略する。
【００４４】
ステップ１０２において吸気開始タイミングが検出されなかった場合は、呼吸数、IE比、無呼吸低呼吸指数、吸気開始タイミング、呼気時間は前回の値を保持する。
【００４５】
次にステップ１０３において呼気開始タイミングの検出を行う。本実施例においては、ステップ１０１で得た温度情報が極小となる時点を呼気開始タイミングとして検出する。呼気開始タイミングが検出された場合は、ステップ１０７において呼気開始タイミングと吸気時間の値を更新する。
【００４６】
ステップ１０３において呼気開始タイミングが検出されなかった場合は、呼気開始タイミングと吸気時間は更新せず前回の値を保持する。
その後、ステップ１０４において各呼吸に関する情報を呼吸測定結果として出力する。
【００４７】
[実施の形態１における具体的なサーミスタの加温処理]
図９は供給電力制御装置６で実行される処理の一例を示したフローチャートである。本フローチャートは、所定の周期たとえば１０ミリ秒ごとに実行される。
【００４８】
まず、温度測定開始時の供給電力制御装置がサーミスタに供給する電力、つまりサーミスタの自己発熱量の初期値は、例えば過剰な自己発熱による低温やけどを防ぐために、温度測定に必要な最低限の電力とする。
【００４９】
次に、ステップ２０１において、ステップ１０６において呼吸測定回路４から出力された温度情報が入力される。また、電源５からサーミスタ２での消費電力情報が入力される。
【００５０】
ステップ２０１で入力された情報をもとに、ステップ２０２においてサーミスタ２による外気温を算出する。外気温は例えば呼吸測定回路４から入力された温度から、電源５から入力されたサーミスタ２での消費電力とサーミスタ２固有の熱放散定数を掛け合わせた値（現在の自己発熱による上昇温度）を差し引くことで算出した加温前のサーミスタ温度を用いる。加温前の温度は外気温と呼気温度、体温の合計である。ここで呼気温度は体温でほぼ一定なので、加温前の温度は外気温を表す指標として用いることができる。外気温は別の方法で算出してもよいし、温度センサで測定してもよい。
【００５１】
次にステップ２０３において、ステップ２０２で算出した加温前の温度を基に、図７に示すようにサーミスタの自己発熱量の上限および下限を設定する。サーミスタの自己発熱量の上限・下限の設定方法は、前述したとおりである。  ステップ２０４において、現在のサーミスタの自己発熱量が上限より多い場合は、ステップ２０５に進み、電源５によるサーミスタ２への電力供給の減少によりサーミスタの自己発熱量が上限になるよう減少させ、制御を終了する。現在のサーミスタの自己発熱量が上限以下である場合は、現在の自己発熱量を保持してステップ２０６へ進む。
【００５２】
ステップ２０６において、現在のサーミスタの自己発熱量が下限より小さい場合はステップ２０７へ進み、電源５によるサーミスタ２への電力供給の増大によりサーミスタの自己発熱量が下限になるよう増大させ、制御を終了する。現在のサーミスタの自己発熱量が下限以上である場合は、現在の自己発熱量を保持してステップ２０８へ進む。
【００５３】
サーミスタの自己発熱量がいずれの場合でもない時、つまりサーミスタの自己発熱量が下限以上かつ上限以下である時は、ステップ２０８において電源５によりサーミスタ２の自己発熱量を維持する。
【００５４】
この実施例を実行した場合の外気温変化時の自己発熱量の変化の一例を図１０に示す。t１０−０からt１０−１の外気温が低下している期間において、サーミスタ２の自己発熱量は、上限以下・下限以上であるため維持し続ける。次にt１０−１においてサーミスタ２の自己発熱量と自己発熱量の下限が共にQ１０−２となり、その後サーミスタ２の自己発熱量は自己発熱量の下限に追従して上がっていく。t１０−２にて外気温が一定となった時、サーミスタ２の自己発熱量もQ１０−１となる。そのままt１０−３まで外気温・サーミスタ２の自己発熱量共に一定である。次にt１０−３で外気温が上昇し始めるが、t１０−４まではサーミスタ２の自己発熱量が上限以下・下限以上を維持し続けるためQ１０−１のままである。t１０−４でサーミスタ２の自己発熱量と自己発熱量の上限が共にQ１０−１となり、その後サーミスタ２の自己発熱量は自己発熱量の上限に追従するように下がっていく。次にt１０−５で外気温が上昇し始めるが、サーミスタ２の自己発熱量はQ１０−３で上限以下・下限以上を維持し続けるためQ１０−３のままとなる。
【００５５】
このようにサーミスタ２の自己発熱量が常に上限と下限の間を推移するよう制御することにより、図３の温度波形のように、使用者３の呼気時には、サーミスタ２での呼気流発生と電源５に制御されたサーミスタ２の自己発熱によりサーミスタ温度が上昇し、そのまま吸気開始までサーミスタ温度は上昇し続け、その後使用者３が吸気を開始すると、サーミスタ２で吸気流が発生し、サーミスタ温度が下降する温度波形を得られる。図３に示す波形であれば、呼吸数や無呼吸低呼吸指数の検出だけでなく、サーミスタ温度波形の極大点を検出することにより、吸気開始タイミングや吸気時間、呼気時間などの検出も可能であり、従来技術では検出に課題があった、IE比、吸気開始タイミング、吸気時間、呼気時間、などの呼吸に関する情報の検出を行うことができる。
【００５６】
[実施の形態２]
図１１は上記実施例を応用し、サーミスタを鼻カニューラに配置した形態の一例を示す図であり、図１２はサーミスタ２を鼻カニューラ７に配置した構成を示した図である。本実施例において、呼吸測定装置１は例えば公知の気体供給装置８と併用される。以下では第１の実施の形態と共通する部分には同じ参照番号を用いて説明を行う。
【００５７】
呼吸測定装置１は鼻カニューラ７を備える。鼻カニューラ７は鼻孔に挿入される挿入部９と、体外に設置される接続部１０と、を備える。挿入部９と接続部１０は、その内側に気体を流通させる流路９ａ、１０ａを備えている。流路１０ａにはサーミスタ２が設置されている。サーミスタ２は、使用者３が鼻カニューラ７を装着した際に鼻孔から比較的離れた位置である人中部にサーミスタ２が位置するように設置されると好ましい。ただしサーミスタ２の配置は呼吸気流の届く範囲であれば、図８に示す形態でなくとも任意の配置で実施することが可能である。呼吸測定装置１における呼吸測定回路４は気体供給装置８に接続されており、呼吸測定回路４において吸気開始タイミングを検出した際に、気体供給装置８から呼吸用気体を供給する。呼吸測定回路４における呼吸測定方法は既に説明した第１の実施例と同様であるため、説明は省略する。
【００５８】
本実施の形態によれば、呼吸測定装置１によって検出された吸気開始タイミングに同調させて、気体供給装置が鼻カニューラ７を通して流路９ａから使用者３へ呼吸用気体を供給することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１：呼吸測定装置
２：サーミスタ
３：使用者
４：呼吸測定回路
５：電源
６：供給電力制御装置
７：鼻カニューラ
８：気体供給装置
９：鼻カニューラ挿入部
９ａ：鼻カニューラ挿入部の流路
１０：鼻カニューラ接続部
１０ａ：鼻カニューラ接続部の流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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