(57)【要約】自動睡眠試験分析のシステム。前記システムは、患者の酸素飽和値を連続的にモニタリングするための酸素脈濃度計と、前記患者の呼気二酸化炭素（ＣＯ２）値を連続的にモニタリングするためのカプノグラフィーと、前記酸素飽和値および前記呼気ＣＯ２値の逐次分析に基づいて、連続的な総合睡眠スコアを計算するように構成された計算ユニットとを含む。前記連続的な総合睡眠スコアは、前記睡眠試験のうち少なくとも一部における前記患者の呼吸に関連する睡眠の質を示す。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動睡眠試験分析のための方法であって、：
酸素脈濃度計を用いて患者の酸素飽和値を連続的にモニタリングするステップと、
カプノグラフィーを用いて前記患者の呼気二酸化炭素（ＣＯ２）値を連続的にモニタリングするステップと、
前記酸素飽和値および前記呼気ＣＯ２値の逐次分析に基づいて、連続的な総合睡眠スコアを計算するステップであって、前記連続的な総合睡眠スコアは、前記睡眠試験のうち少なくとも一部における前記患者の呼吸に関連する睡眠の質を示す、ステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記逐次分析は、前記酸素飽和値および前記呼気ＣＯ２値に対し、以下の群から選択された分析方法を適用するステップを含む：線形回帰モデル、非線形回帰モデル、ファジー理論、ベイジアンネットワーク、デシジョンツリー、ニューラルネットワーク、放射基底関数および専門家システム。請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記酸素飽和値および前記ＣＯ２値のうち１つ以上によって示される無効呼吸を示す複数の発症を検出するステップと、
前記検出された発症について重み関数を計算するステップ、
をさらに含み、
各発症は、適切な重みとして割り当てられる。
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記各発症についての適切な重みは、各発症の持続時間にわたって前記酸素飽和値およびＣＯ２値に統合関数を適用するステップに基づき、
前記統合関数は、以下のパラメータを含む：
前記発症の持続時間にわたる前記酸素飽和値およびＣＯ２値、
前記発症前に測定された基準酸素飽和およびＣＯ２値、および
前記発症の持続時間、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記統合関数は、以下からなる群から選択された少なくとも１つのパラメータをさらに含む：
前記発症の持続時間にわたる最小酸素飽和およびＣＯ２値と、前記基準酸素飽和およびＣＯ２値との間の差、
前記発症の持続時間にわたる最小酸素飽和およびＣＯ２値と、前記基準酸素飽和およびＣＯ２値との間の最大差、
前記発症の持続時間にわたる最小酸素飽和およびＣＯ２値、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記連続的な総合睡眠スコアから、前記睡眠試験における複数の時間窓それぞれについての総合睡眠スコアを計算するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記時間窓は、移動する時間窓である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記移動する時間窓はそれぞれ、一定長さである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記移動する時間窓のうち少なくともいくつかの長さを動的に変更するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
心拍、脳造影図（ＥＥＧ）、呼吸流量および胸部の動きからなる群から選択された１つ以上のさらなるパラメータをモニタリングするステップ、
をさらに含み、
前記連続的な総合睡眠スコアを計算するステップは、前記さらなるパラメータのうち１つ以上にさらに基づく、
請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記連続的な総合睡眠スコアのうち少なくとも一部を総括して、睡眠質スコアの総括を得るステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
自動睡眠試験のためのシステムであって
患者の酸素飽和値を連続的にモニタリングするための酸素脈濃度計と、
前記患者の呼気二酸化炭素（ＣＯ２）値を連続的にモニタリングするためのカプノグラフィーと、
前記酸素飽和値および前記呼気ＣＯ２値の逐次分析に基づいて連続的な総合睡眠スコアを計算するように構成された計算ユニットであって、前記連続的な総合睡眠スコアは、前記睡眠試験のうち少なくとも一部における前記患者の呼吸に関連する睡眠の質を示す、計算ユニットと、
を含む、システム。
【請求項１３】
前記逐次分析は、前記酸素飽和値および前記呼気ＣＯ２値に対し、以下の群から選択された分析方法を適用するステップを含む：線形回帰モデル、非線形回帰モデル、ファジー理論、ベイジアンネットワーク、デシジョンツリー、ニューラルネットワーク、放射基底関数および専門家システム、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記計算ユニットは、
前記酸素飽和値および前記ＣＯ２値のうち１つ以上によって示される無効呼吸を示す複数の発症を検出するステップと、
前記検出された発症についての重み関数を計算するステップであって、各発症は、適切な重みとして割り当てられる、ステップと、
を行うようにさらに構成される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記各発症についての適切な重みは、各発症の持続時間にわたって前記酸素飽和値およびＣＯ２値に統合関数を適用するステップに基づき、
前記統合関数は、以下のパラメータを含む：
前記発症の持続時間にわたる前記酸素飽和値およびＣＯ２値、
前記発症の前に測定された基準酸素飽和およびＣＯ２値、および
前記発症の持続時間、
請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記統合関数は、以下からなる群から選択された少なくとも１つのパラメータをさらに含む：
前記発症の持続時間にわたる最小酸素飽和およびＣＯ２値と、前記基準酸素飽和およびＣＯ２値との間の差、
前記発症の持続時間にわたる最小酸素飽和およびＣＯ２値と、前記基準酸素飽和およびＣＯ２値との間の最大差、
前記発症の持続時間にわたる最小酸素飽和およびＣＯ２値、
請求項１６に記載のシステム。
【請求項１７】
前記計算ユニットは、前記連続的な総合睡眠スコアから、前記睡眠試験における複数の時間窓それぞれについての総合睡眠スコアを計算するようにさらに構成される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１８】
前記時間窓は、移動する時間窓である、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記移動する時間窓はそれぞれ一定長さである、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記計算ユニットは、前記移動する時間窓のうち少なくともいくつかの長さを動的に変更するようにさらに構成される、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２１】
心拍モニタ、
脳波図（ＥＥＧ）モニタ、
呼吸流量センサー、および
胸部動きセンサー、
からなる群から選択された少なくとも１つの装置をさらに含み、
前記計算するステップは、前記計算ユニットが前記装置のうち１つ以上から受信したデータにさらに基づく、
請求項１２に記載のシステム。
【請求項２２】
前記計算ユニットは、前記連続的な総合睡眠スコアのうち少なくとも一部を総括して、睡眠質スコアの総括を得るステップを行うようにさらに構成される、請求項１２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、睡眠障害分析のための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な睡眠障害として知られる閉塞性睡眠時無呼吸（ＯＳＡ）に起因して、多くの個人が呼吸の短い中断（無呼吸）を起こす傾向がある。米国内のＯＳＡ関連患者は約１８００万人といわれており、心臓病、高血圧、脳卒中および性的不全の危険性増大にもつながる。ＯＳＡ診断の増加に伴い、米国睡眠医学会（ＡＡＳＭ）の推計によれば、「治療を要する患者の数は、２００５年〜２０１０年において１６％の計算年間成長率（ＣＡＧＲ）で上昇する」といわれている。
【０００３】
ＯＳＡは、米国において一般的な疾病である。Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ  Ｃｏｈｏｒｔ  Ｓｔｕｄｙ（３０歳〜６０歳の成人）によれば、ＯＳＡの有病率は、男性の場合で９〜２４％であり、女性の場合で４〜９％である。ＯＳＡＨＳ（閉塞性睡眠時無呼吸低呼吸症候群）の推計有病率は、女性において２％であり、男性において４％である。
【０００４】
ＯＳＡの正確な理由は未だ不明である。ほとんどの患者の場合、閉塞発生部位は軟口蓋である。軟口蓋は、舌根へと延びる部分である。この領域においては、気道を開いた状態で保持するための硬質構造（例えば軟骨または骨）は存在しない。日中では、この領域中の筋肉は気道を広く開いた状態で保持している。しかし、ＯＳＡ患者が熟睡した状態になると、これらの筋肉は弛緩して、気道も虚脱し、閉塞状態となる。気道が閉塞すると、呼吸が停止し、睡眠者が覚醒すると気道が開く。このような睡眠からの覚醒は長くても数秒間であるものの、短時間の覚醒でも継続的睡眠の妨げとなり、また、身体の休養および活力補給に必要な深い睡眠段階（例えば、急速眼球運動（ＲＥＭ）睡眠）に達する妨げともなる。
【０００５】
多くの種類の睡眠時の異常呼吸は、無呼吸として記述される。部分的気道閉塞が発生すると、１回換気量の低下（呼吸努力の漸進的増加と呼ぶ）に繋がり得、これは、上気道抵抗の上昇を反映する。患者の中には、睡眠時において（最も一般的にはＲＥＭにおいて）低換気を示す者もおり、無呼吸とは必ずしも関連していない。
【０００６】
別の種類の呼吸異常は、吸気努力と関連しない無呼吸異常からなり、中央呼吸ドライブ低下を示し、中央無呼吸と呼ばれる。
【０００７】
睡眠時における異なる種類の呼吸障害症候について記載してきたが、いくつかの兆候および症状を用いていくつかの症候群を記述することが可能であることが分かっている。
【０００８】
「閉塞性睡眠時無呼吸症候群（ＯＳＡＳ）」という用語を初めて用いたのはＧｕｉｌｌｅｍｉｎａｕｌｔであり、閉塞性睡眠時無呼吸症候群（ＯＳＡＳ）の主な特徴としては、日中の傾眠過剰と、睡眠ポリグラフ計によって計測された無呼吸障害とがある。呼吸低下が初めて用いられたのは、酸素飽和度低下の原因となる浅呼吸としてである。１９８８年、ＯＳＡＳと同様の臨床症状を伴う呼吸低下および実質的無呼吸が紹介され、睡眠低呼吸症候群が紹介された。その後、ＯＳＡＳは、閉塞性睡眠時無呼吸低呼吸症候群（ＯＳＡＨＳ）と呼ばれるようになった。
【０００９】
Ｇｕｉｌｌｅｍｉｎａｕｌｔによれば、ＯＳＡＳは初めは無呼吸スコアが少なくとも１０秒間である状態としてと定義されていた。健常被験者についての研究によれば、一晩あたり無呼吸が３０回を越えた場合、異常と判断すべきであることもわかっている。この回数は、後になって無呼吸インデックスとして標準化された。この無呼吸インデックスは、睡眠時における時間あたりの無呼吸回数を示す。
【００１０】
これらの異なる種類の異常呼吸発症および関連症候群が紹介されて以降、技術が変化し、基本的定義も変わってきている。
【００１１】
今日では、睡眠障害の診断においては、患者の臨床評価および終夜記録セッションをどちらとも用いることが多い。この終夜記録セッションにおいて、いくつかの患者パラメータが記録される。その後、記録データは専門家および／または専門ソフトウェアプログラムによって分析され、その結果、睡眠障害レベルについてのスコアが検出および入手される。
【００１２】
睡眠障害の重症度を決定するための２つの基本的患者パラメータとして、無呼吸／呼吸低下インデックス（ＡＨＩ）および酸素飽和度低下インデックスがある。これらのインデックスはそれぞれ、呼吸努力または呼吸駆動の低下を示す。無呼吸発症は呼吸の完全停止の結果発生するものであるが、患者の呼吸流量が測定可能なほど低下した場合（例えば、５０％を越えて低下した場合）、呼吸低下発症と診断するのに十分に値する。完全無呼吸が無くても、睡眠発症が検出されれば、十分なＯＳＡ診断の理由となることが一般的に受容されている。呼吸低下インデックスおよび多数の相関する覚醒は障害の明確な指標であるものの、患者の健康リスクの増大の主要因となるのは、呼吸低下に起因して発生する低酸素期間であると考えられている。
【００１３】
睡眠調査時において、患者の睡眠に関連する多数のパラメータが、専門家および／または適切なソフトウェアパッケージのいずれかによって記録され、その後分析される。呼吸低下の発症および無呼吸の発症が終夜カウントされ、１時間あたりの発症平均数に基づいて、インデックスが各発症について個別または合算して計算される。計算されたインデックスが高いほど、ＯＳＡ重症度も高くなることが分かっており、一般的には、軽度、中度および重度の３レベルに基づいて決定される。医学的決定または診断はこの値のみに依拠しておらず、意思決定のための主要パラメータの１つとみなされている。
【００１４】
上記したように、患者の健康リスク増大の主要因となっているのは、呼吸低下に起因する低酸素期間の発生であると多くの専門家が感じている。しかし、酸素飽和度低下インデックスそのものは必ずしも計算できないため、酸素飽和度低下インデックスは呼吸低下インデックスを介して調査される。呼吸低下インデックスは、その名称の通り、計測においてその後の飽和度低下発症が避けられない（しかし、ＡＡＳＭの定義によれば、飽和度低下の必要性を覚醒と代替することが可能である）。
【００１５】
ＡＨＩ（無呼吸／呼吸低下インデックス）を用いた睡眠スコアと、ＯＳＡ重症度、患者集団、高血圧などの結果とを相関付けるための多くの研究が長年なされているが、はっきりとした結果はほとんど得られていない。
【００１６】
睡眠医学についての理解および知識はこの２０年間において飛躍的に高くなっているものの、ＡＨＩの技術的定義および測定方法においては多数の固有の欠陥がある。例えば、発症全てを均等に重み付けした状態で１時間あたりの発症数の計算に基づいてＡＨＩを判定するという点だけでも、大きな欠陥と考えられる。すなわち、患者毎についてまた他の患者に相対して１つの発症は別の発症よりも重度である場合があり、これらの発症を均等に取り扱った場合、睡眠障害診断において多数の固有の誤差の原因となり得る。
【００１７】
さらに、ＡＨＩインデックスは主に患者フロー測定に基づいている。すなわち、測定フローとして、１回換気量が間接的に測定される。測定フローが１回換気量である場合、測定値は、呼吸および酸素化の有効性を正確に示し、上述したように睡眠の質を決定付ける。体積とフローとの間の相関は低いことが多く、また、呼吸の長さと、呼吸サイクルにおける呼吸変化とにさらに依存する。さらに、患者呼吸流量の測定時において測定されるのは相対的フローであることが多く、絶対値測定は全く行われない。そのため、呼吸フロー全体を測定するためには、口腔鼻腔全体を閉鎖して呼吸全体をフローセンサーに通過させることが必要であるが、そのようなことは実質的に不可能である。そのため、実際には、鼻および／または口腔鼻腔から流れてくる気流の一部をサンプリングした後、フロー全体および１回換気量に比例すると考えられる値を得ることになる。しかし、上述したように、体積を変更しなくても、呼吸のパターンまたは長さ、口腔または呼吸モード（例えば、鼻腔、口腔または口腔鼻腔）を変化させることによりフローレベルを変更することが可能である。
【００１８】
現在、多くの睡眠試験設定において、有効呼吸に関連する睡眠の質の評価は、無呼吸インデックス（ＡＩ）および呼吸低下インデックス（ＨＩ）および／またはこれらの合計である無呼吸／呼吸低下インデックス（ＡＨＩ）の計算によって行われる。これらのインデックスは、睡眠期間における発症数のカウントと、その経時的な平均化（例えば、１時間あたりの発症数）に基づいている。発症の計算は、フローセンサー（圧力センサーおよび／または熱電センサー）、酸素濃度計および／またはＥＥＧを用いて収集されたパラメータに基づく。発症は一般的には少なくとも一定期間におけるパラメータレベルの基準値からの変化（通常は低下）として出現し、その後、反対方向の変化（通常は増加）として出現する。例えば、米国睡眠医学会によって定義されている無呼吸発症としては、圧力レベルが基準値から９０％まで低下した状態がサーミスタによって１０秒間測定される場合を指す。これらのインデックスは、定量的なものである。なぜならば、全ての発症は均等にカウントされており、各発症の重症度および長さは無視されているからである（例えば、ＳｐＯ２の９５％から８５％への低下を伴う飽和度低下発症が６０秒続いた場合と、ＳｐＯ２の１００％から９５％への低下を伴う飽和度低下発症が６秒間続いた場合とが同じ重みで扱われている）。
【００１９】
睡眠障害の一般的な診断基準として、睡眠障害の疑いがある個人が以下に示すような基準Ａまたは基準Ｂおよび基準Ｃを満たしている点がある。
【００２０】
Ａ．日中に他の要素では説明できない過度の眠気があること。
Ｂ．他の要素では説明できない以下の点のうち２つ以上があてはまること。
睡眠時における窒息またはあえぎ。
睡眠時において頻繁に覚醒すること。
熟睡感が無いこと。
日中に疲労を感じること。
集中力が無くなること。
Ｃ．終夜モニタリングにおいて、睡眠時における呼吸障害発症が１時間あたり５回以上発生する場合。これらの発症は、以下に定義するような無呼吸／呼吸低下障害または呼吸努力関連覚醒の任意の組み合わせを含み得る。
【００２１】
米国睡眠医学会（ＡＡＳＭ）によれば、口腔鼻熱センサーを用いた無呼吸発症の検出が推奨されている。口腔鼻熱センサーは、呼気温度を測定する。呼気温度は、口腔鼻熱センサー内を通過する流れに比例する。呼吸低下発症の検出については、圧力変換器の使用が推奨されている。圧力変換器内において、圧力変化は流れに比例する。ＡＡＳＭは無呼吸検出について熱センサーの使用を推奨しているが、圧力変換器も代用できると提案している。このような圧力変換器による方法においては、カニューレを患者に取り付けて、呼吸サンプルを取得する。カニューレ中に流れる呼吸から発生する圧力は、カニューレ端部に配置された圧力センサーによって感知される。マニュアル中に記載は無いものの、鼻呼吸および口呼吸双方をサンプリングできるよう、カニューレを口腔鼻カニューレとすることが一般的である。しかし、多くの睡眠関連研究室においては、同目的のために鼻カニューレのみの使用が選好されることが多い。
【００２２】
呼吸低下発症については多数の定義が存在するが、以下に最も一般的な定義を記載する。
Ａ）医学的側面：呼吸低下とは、障害を示す医学用語であり、過度の浅呼吸および／または異常に低い呼吸数の出現を伴う。呼吸低下が無呼吸と異なる点として、若干の気流が存在する点がある。呼吸低下は、睡眠時または覚醒時に発生し得る。
Ｂ）技術的側面：技術的には、呼吸低下は、気流の３０パーセントの低下が１０秒間以上継続する場合を指す。このような低下に伴い、酸素レベルが４パーセントだけ低下する。あるいは、気流が５０％低下した場合、酸素レベルが３％低下するかまたは覚醒に繋がる。呼吸低下は、無呼吸と同じ臨床的意義を持つと言われることが多い。
（睡眠研究において定義される）無呼吸発症は、呼吸低下発症とは異なり、圧力センサーまたは熱センサーによって測定された気流が９０％まで低下する場合として定義されることもあるが、対応する飽和度低下発症は定義において不要である。ここでも、発症を判断およびカウントするためには、１０秒間が必要であることが多い。
【００２３】
さらなる欠陥について、以下に羅列する。
【００２４】
浅呼吸測定のためのパラメータとしてのフローの利用における欠点
【００２５】
上記したように、睡眠発症は、医学的には過度の浅呼吸および／または異常に低い呼吸数の発症として定義される。これらの過度の浅呼吸の原因としては、気道の部分的閉塞または本質的特徴があり、発生源は代謝および／または神経筋である。このように強度、努力および／またはドライブが低下すると、呼吸１回換気量および分時換気量の低下に繋がることが多く、その結果、有効気体移動（酸素の取り入れおよびＣＯ２の除去）が低下する。正常な呼吸の場合においても、呼吸のうち約２０％は気体移動に寄与しない。すなわち、このパーセンテージは死腔に起因する。死腔とは、口腔から降りて細気管支管まで繋がる体積のことであり、死腔においては、呼吸は（呼吸移動が行われる）肺胞と接触しない。この体積は成人の場合で約１５０ｍｌであり、通常の１回換気量は約５００ｍｌである。そのため、呼吸が浅くなるほど、呼吸のうち気体移動に寄与するパーセンテージが顕著に低下する。なぜならば、１回換気量が低下しても、死腔体積は一定のままであるからである。
【００２６】
上記から、睡眠時における１回換気量または分時換気量の実際の変化を採石に測定することが必要であることが推察される。これらの目的のための計装設定として、それぞれ肺活量測定または呼吸気流計がある。これらの方法においては、呼吸全体の測定体積が決定される。しかし、このような方法は、睡眠時においてはあまり実際的ではない。なぜならば、例えば肺活量測定の場合、協力患者が測定手順に協力しないとできない場合が多いからである。
【００２７】
そのため、フロー測定は、１回換気量の間接的測定であり、体積とフローとの間の相関は、呼吸持続時間および呼吸サイクルにおける呼吸の変化様態に依存する。
【００２８】
さらに、患者呼吸流量の測定時において測定されるのは相対的フローであることが多く、絶対的測定は全く行われない。呼吸フロー全体を測定するためには、口腔鼻腔全体を閉鎖して呼吸全体をフローセンサーに通過させることが必要であるが、そのようなことは実質的に不可能である。そのため、実際には、鼻および／または口腔鼻腔から流れてくる気流の一部をサンプリングした後、フロー全体および１回換気量に比例すると考えられる値を得ることになる。しかし、上述したように、体積を変更しなくても、呼吸のパターンまたは長さを変化させることによりフローレベルを変更することが可能である。
【００２９】
測定方法における欠陥
【００３０】
上記したように、専門家およびＡＡＳＭが推奨している測定方法として、熱センサーまたは圧力センサーの２つの測定方法がある。圧力センサーを用いた方法の場合、主に以下２つの欠陥がある。
【００３１】
１．サンプリング手段およびインターフェースに関連する問題
【００３２】
理想的には患者からのサンプリングは鼻腔および口腔両方から行うべきである。なぜならば、患者は鼻腔呼吸、口腔呼吸および口鼻呼吸を同時にする場合があるからである（ＯＡＳ患者の場合、睡眠時において口腔を開けがちであるため、鼻呼吸が最も顕著となる）。
【００３３】
鼻孔および口腔双方からサンプリングを行う場合、より複雑なインターフェース設計が必要となる。このような複雑なインターフェース設計は、睡眠時において取り扱いが煩雑になる。このような理由のため、多くの市販の製品の場合、サンプリングを鼻のみから行っている。さらに、口腔鼻設計が利用および許容される場合でも、有用なフローおよびフロー変化を取得するためには、口腔サンプリングカニューレで口腔全体をほぼ被覆する必要が出てくる。
【００３４】
さらに、測定されたフローレベルは、患者の呼吸発生元に依存する。すなわち、患者の呼吸特性が鼻単独呼吸から口腔鼻呼吸へと変化した場合、実際にはフロー全体に変化は無いのにもかかわらず、フロー変化が感知されることとなる。
【００３５】
さらに、測定されたフローレベルは、口腔の開口範囲にも依存する。口腔が広く開口している場合、取得されたフローは当然低下する。さらに、鼻が部分的に閉塞している場合または鼻孔が間欠的に閉塞している場合も、測定されたフロー形状に変化が生じる。上記のような変化は全て、部分閉塞または浅呼吸に起因していないのにもかかわらず、呼吸低下の問題として検出される可能性がある。さらに、上記したように、測定されたフローレベルは相対的なものであって絶対値ではないため、例えばサンプリング用カニューレに相対する患者鼻孔の大きさによって患者毎に差異が生じる。
【００３６】
２．圧力測定値と実際のフローとの相関付けに関連する問題
【００３７】
上記したように、圧力測定は、フローの（平方根に比例する）間接的測定である。異なるセンサーおよびシステムにおいては、フローの測定および記述において異なる方法が用いられる。
【００３８】
さらに、多くのシステムの場合、交流結合測定システムの利用が選好される。交流結合測定システムは、圧力変化のみに対して感受性を有し、一定フローに対して感受性を持っていない。そのため、カニューレはＣＰＡＰ（持続的陽圧呼吸）マスク下に配置されるため、ＤＣ結合が用いられた場合、高圧と測定との干渉が発生する。このＡＣ結合はフィルターのように機能するため、実際のフロー変化の形状を変化させる。
【００３９】
フローを用いて測定した場合の呼吸低下の技術的定義における欠陥
【００４０】
上記したように、呼吸低下の技術的定義は、フロー測定を圧力変換器を用いた場合に関連して記述されてきた。すなわち、気流の３０パーセントの低下が１０秒間以上続いた場合、酸素レベルの低下は４パーセントであり、気流低下が５０％である場合、酸素レベル低下は３％となるかまたは覚醒が発生する。呼吸低下は一般的には、無呼吸と同じ臨床的意義を有する。
【００４１】
フローの３０％または５０％の低下を定義するには、低下を規定するための基準値を設定する必要がある。この基準値は、継続的に更新する必要がある。なぜならば、急速な変化だけでなく、漸次的な変化も存在するからである。次に出てくる疑問として、この基準値の計算方法がある。基準値を更新する頻度も決めなくてはならない。フロー低下後にフローをリセットする方法も決める必要がある。フローパターンまたは呼吸期間の変化に起因して発生する変化をどのようにして考慮するかについても決める必要がある。１０秒間をカウントするための時間的基準点も必要だえる。
【００４２】
全発症を均等に規定した場合の欠陥
【００４３】
全ての発症は、インデックスとして均等として計算される。ところが、各患者への影響は同じであるのかという疑問が出てくる。その他にも、発症が１０秒間継続した場合と発症が４０秒間継続した場合は同じであるのか？飽和度低下発症が３％の低下であった場合と、飽和度低下発症が１３％の低下であった場合とは同じであるのか？ＳｐＯ２基準値は９９％または８９％のいずれであったのか？フローは３０％だけ低下したのかそれとも８０％だけ低下したのか？パターン反復は重要であるのか？などの疑問が出てくる。
【００４４】
よって、無呼吸／呼吸低下の発症をスコア化するためのより絶対的な手段を備えた、向上した標準的方法が長年必要とされている。
【発明の概要】
【００４５】
実施形態によれば、自動睡眠試験分析のための方法が提供される。前記方法は、以下を含む：酸素脈濃度計を用いて患者の酸素飽和値を連続的にモニタリングするステップと、カプノグラフィーを用いて前記患者の呼気二酸化炭素（ＣＯ２）値を連続的にモニタリングするステップと、前記酸素飽和値および前記呼気ＣＯ２値の逐次分析に基づいて、連続的な総合睡眠スコアを計算するステップであって、前記連続的な総合睡眠スコアは、前記睡眠試験のうち少なくとも一部における前記患者の呼吸に関連する睡眠の質を示す、ステップ。
【００４６】
実施形態によれば、自動睡眠試験分析のためのシステムが提供される。前記システムは、以下を含む：患者の酸素飽和値を連続的にモニタリングするための酸素脈濃度計と、前記患者の呼気二酸化炭素（ＣＯ２）値を連続的にモニタリングするためのカプノグラフィーと、前記酸素飽和値および前記呼気ＣＯ２値の逐次分析に基づいて連続的な総合睡眠スコアを計算するように構成された計算ユニットであって、前記連続的な総合睡眠スコアは、前記睡眠試験のうち少なくとも一部における前記患者の呼吸に関連する睡眠の質を示す、計算ユニット。
【００４７】
いくつかの実施形態において、前記逐次分析は、前記酸素飽和値および前記呼気ＣＯ２値に対し、以下の群から選択された分析方法を適用するステップを含む：線形回帰モデル、非線形回帰モデル、ファジー理論、ベイジアンネットワーク、デシジョンツリー、ニューラルネットワーク、放射基底関数および専門家システム。
【００４８】
いくつかの実施形態において、前記方法は、以下をさらに含む：前記酸素飽和値および前記ＣＯ２値のうち１つ以上によって示される無効呼吸を示す複数の発症を検出するステップと、前記検出された発症について重み関数を計算するステップであって、各発症は、適切な重みとして割り当てられる、ステップ。
【００４９】
いくつかの実施形態において、前記各発症についての適切な重みは、各発症の持続時間にわたって前記酸素飽和値およびＣＯ２値に統合関数を適用するステップに基づく。前記統合関数は、以下のパラメータを含む：前記発症の持続時間における前記酸素飽和値およびＣＯ２値；前記発症前に測定された基準酸素飽和およびＣＯ２値；ならびに前記発症の持続時間。
【００５０】
いくつかの実施形態において、前記統合関数は、以下からなる群から選択された少なくとも１つのパラメータをさらに含む：前記発症の持続時間にわたる最小酸素飽和およびＣＯ２値と、前記基準酸素飽和およびＣＯ２値との間の差；前記発症の持続時間にわたる最小酸素飽和およびＣＯ２値と、前記基準酸素飽和およびＣＯ２値との間の最大差；ならびに前記発症の持続時間にわたる最小酸素飽和およびＣＯ２値。
【００５１】
いくつかの実施形態において、前記方法は、前記連続的な総合睡眠スコアから、前記睡眠試験における複数の時間窓それぞれについての総合睡眠スコアを計算するステップをさらに含む。
【００５２】
いくつかの実施形態において、前記時間窓は、移動する時間窓である。
【００５３】
いくつかの実施形態において、前記移動する時間窓はそれぞれ、一定長さを有する。
【００５４】
いくつかの実施形態において、前記方法は、前記移動する時間窓のうち少なくともいくつかの長さを動的に変更するステップをさらに含む。
【００５５】
いくつかの実施形態において、前記方法は、１つ以上のさらなるパラメータをモニタリングするステップをさらに含む。前記１つ以上のさらなるパラメータは、以下からなる群から選択される：心拍、脳造影図（ＥＥＧ）、呼吸流量および胸部の動き。前記連続的な総合睡眠スコアを計算するステップは、前記さらなるパラメータのうち１つ以上にさらに基づく。
【００５６】
いくつかの実施形態において、前記方法は、前記連続的な総合睡眠スコアのうち少なくとも一部を総括して睡眠質スコアの総括を生成するステップをさらに含む。
【００５７】
いくつかの実施形態において、前記計算ユニットは、以下のステップを行うようにさらに構成される：前記酸素飽和値および前記ＣＯ２値のうち１つ以上によって示される無効呼吸を示す複数の発症を検出するステップと、前記検出された発症についての重み関数を計算するステップであって、各発症は、適切な重みとして割り当てられる、ステップ。
【００５８】
いくつかの実施形態において、前記計算ユニットは、前記連続的な総合睡眠スコアから、前記睡眠試験における複数の時間窓それぞれについての総合睡眠スコアを計算するようにさらに構成される。
【００５９】
いくつかの実施形態において、前記計算ユニットは、前記移動する時間窓のうち少なくともいくつかの長さを動的に変更するようにさらに構成される。
【００６０】
いくつかの実施形態において、前記システムは、以下の群から選択された少なくとも１つの装置をさらに含む：心拍モニタ；脳波図（ＥＥＧ）モニタ；呼吸流量センサー；および胸部動きセンサー。前記計算するステップは、前記計算ユニットが前記装置のうち１つ以上から受信したデータにさらに基づく。
【００６１】
いくつかの実施形態において、前記計算ユニットは、前記連続的な総合睡眠スコアのうち少なくとも一部を総括して睡眠質スコアの総括を生成するようにさらに構成される。
【００６２】
参照される図面中、例示的実施形態を図示する。図面中の構成要素および特徴の寸法は、記載が簡便かつ明確となるように選択されており、必ずしも縮尺通りではない。図面を以下に羅列する。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】患者が睡眠試験設備に接続されている様子を図示する。
【図２】自動睡眠試験分析方法のフローチャートである。
【図３】例示的フローチャートを示す。このフローチャートにおいて、カプノグラフィー、酸素脈濃度計および流量計からの入力パラメータを時間窓にわたって分析し、その後前記入力パラメータに変換関数を適用する。
【図４】フローチャートを示す。このフローチャートにおいて、連続した総合睡眠スコアまたは１組の総合睡眠スコアを計算した後、睡眠質スコア（ＳＱＳ）を計算する。
【図５】ＥｔＣＯ２についての変換関数を示し、例示的値を用いていつる。
【図６】ＥｔＣＯ２についての連続的な総合睡眠スコア（ＣＩＳＳ）の経時的値を示す。
【図７】ＥｔＣＯ２およびＳｐＯ２の線形組み合わせを用いて前記ＣＩＳＳを生成する様子を示す。
【図８】０〜１０の連続的スコア化を用いた場合のＣＯ２濃度（波形）を示す。
【図９】ＳｐＯ２値と、計算されたスコア（０〜１００）とを示す。
【図１０】総合スコア（０〜１００）を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
いくつかの実施形態の局面は、睡眠試験におけるカプノグラフィーの利用に関連する。前記カプノグラフィーは、、流量計の代わりに用いられるかまたは流量計と共に用いられる。カプノグラフィーは、患者呼吸追跡のためのモニタとしては今日最も高感度であるといわれることが多い。流量計の場合、患者呼吸パターンの変化が睡眠発症として誤認識された結果、誤って高いスコアが出てくることがある。
【００６５】
カプノグラフィーは、浅呼吸の検出のために常に用いられているわけではないが、カプノグラフィーを用いれば、相対的測定値ではなく、呼吸成績および呼吸と直接関連した絶対的測定値が得られる。
【００６６】
カプノグラフィーを酸素脈濃度計と共に用いることも可能である。なぜならば、飽和度低下およびＳｐＯ２レベルによって示される低酸素発症は、浅呼吸よりもリスクとより深く関連するため、呼吸低下発症は飽和度低下発症と同時に発生する症状として定義されているからである。
【００６７】
カプノグラフィーをパルス酸素濃度計と共に用いた場合、睡眠障害の検出が可能なだけでなく、重症度評価のためのよりよい手段が得られるため、より信頼性の高い方法が得られる。さらに、上記したように、浅呼吸がより低下して死腔呼吸となった場合も、ＣＯ２レベルに同様の影響が現れる。そのため、ＣＯ２レベルが低下した場合、フロー単独が低下した場合よりもより患者にとって悪影響のある睡眠発症を示し、前記ＣＯ２レベル低下の絶対値は、フローの間接的測定値よりも深い関連を示す。
【００６８】
さらに、ＣＯ２測定のための口腔鼻カニューレは、呼吸パターンの変化（すなわち、鼻から口腔への呼吸から口腔から鼻への呼吸への変化）によって影響を受けず、口腔の開口にも依存しない。さらに、ＣＯ２波形の振幅は、呼吸成績だけでなく、単一の波形および波形群のパターンの固有の形状も示す。これらの属性全てを総合的に用いれば、睡眠の質を分析するためのよりロバストな手段が得られる。
【００６９】
ここで図１を参照する。図１は、患者１００が睡眠試験設備に接続されている様子を図示する。口腔鼻カニューレ１０２ａを前記患者の顔の上に配置して、口腔呼吸および鼻呼吸を収集することができる。呼気呼吸は、ＣＯ２管１０２ｂを通じてカプノグラフィー１１２へと収集される。カプノグラフィー１１２は、患者ベッドに隣接して配置され得る。酸素脈濃度計１０４を患者の指上に配置して、酸素飽和値を測定することができる。
【００７０】
任意選択的に、他の多様なセンサーを前記患者に接続するかまたは前記患者と関連付けらることができる。例えば、１つ以上の電極１０６を前記患者の顔および／または頭皮に取り付けて、眼球運動、脳活動および／またはこれに類するものを測定することができる。１つ以上の弾性ベルト１０８を被験者に装着させて、被験者の胸部の動きを測定することができる。胸部の動きは、呼吸を示す。
【００７１】
異なるセンサーのケーブル１１０を、睡眠研究室のモニタリング質まで引き出すことができる（ただし、睡眠試験が研究室内で行われる場合）。ここで、前記ケーブルは、計算ユニット１０８ａへと接続され得る。計算ユニット１０８ａは、データの受信および分析を行う。モニタ１０８ｂは、発生した１つ以上の睡眠関連スコアをリアルタイムで表示できるよう、計算ユニット１０８へと接続され得る。任意選択的に、プリンター（図示せず）を計算ユニット１０８ａに接続して、睡眠試験終了時において総括スコアおよび／または試験期間全体において発生した個々のスコアを印刷することができる。前記印刷されたスコアは、図解的にかつ／または数値的に表示することができる。任意選択的に、印刷の代わりに、図解レポートおよび／または数値レポートをデジタルファイルとして計算ユニット１０８から生成することも可能である。
【００７２】
実施形態において、自動睡眠試験分析のための方法が提供される。前記方法において、酸素飽和が図１の酸素脈濃度計１０４によってモニタリングされ、ＣＯ２が図１のカプノグラフィー１１２によってモニタリングされ、１つ以上の睡眠関連スコアが図１の計算ユニット１０８によって計算される。この方法を図２に模式的に示す。
【００７３】
前記方法は、以下のステップを含む：睡眠時の所与の時間窓における２つ以上の測定された患者パラメータを受信するステップであって、前記少なくとも２つの測定されたパラメータは、呼吸有効性に関連し、カプノグラフィーおよび酸素脈濃度計から発生する、ステップと、前記時間窓における前記２つ以上の測定された患者パラメータに基づいて、単一の総合睡眠スコア（ＩＳＳ）を計算するステップであって、前記２つ以上の測定された患者パラメータは、前記睡眠の質および有効性を示す、ステップ。このようにして、各睡眠試験において複数の総合睡眠スコアが計算される。
【００７４】
第２にかつ任意選択的に、前記時間窓よりも長い期間にわたって、連続する複数のスコアまたは１組のスコアを計算することで、連続的な総合睡眠スコア（ＣＩＳＳ）が得られる。
【００７５】
第３にかつ任意選択的に、患者の複数の総合睡眠スコアの連続的な総合睡眠スコアの総括が得られる。ＣＩＳＳまたはＩＳＳを受信または利用して、睡眠質スコア（ＳＱＳ）と呼ばれる総括スコアを計算する。前記ＳＱＳは、睡眠試験の期間全体にわたって計算してもよいし、あるいは、前記睡眠試験のうち一部（例えば、特定の姿勢がとられた期間または特定の睡眠段階）にわたって計算してもよい。さらなるパラメータを受信および利用することで、このような部分的期間範囲が規定される。前記方法は、医学的アドバイスを提供するステップをさらに含み得る。
【００７６】
有利なことに、前記計算されたＣＩＳＳおよび／またはＳＱＳにより、量だけに基づいた測定ではなく質に基づいた測定が可能となる。
【００７７】
いくつかの実施形態によれば、前記単一の総合スコアは、多様な手段によって計算することができる（例えば、前記パラメータの値または導関数のうち１つ以上を考慮した数学方程式、アルゴリズム、公式などの利用）。
【００７８】
いくつかの実施形態によれば、前記単一の総合スコアを計算するステップは、数学的モデルを適用するステップを含み得る。前記数学的モデルは、前記測定されたパラメータが反映している睡眠の質を示す医療専門家による考慮事項、文献、臨床データ、医療的経験またはこれらの任意の組み合わせを反映する。前記単一の総合スコアを計算するステップは、線形回帰モデル、非線形回帰モデル、ファジー理論、ベイジアンネットワーク、デシジョンツリー、ニューラルネットワーク、放射基底関数、専門家システムまたはこれらの任意の組み合わせを適用するステップを含み得る。
【００７９】
さらなる実施形態によれば、前記少なくとも２つの測定されたパラメータは、ＣＯ２関連パラメータおよびＯ２関連パラメータを含み得る。加えて、心拍、脳造影図（ＥＥＧ）、（圧力変換器および／または熱電を用いた）呼吸流量、胸部の動き、またはこれらの任意の組み合わせを任意選択的に用いることが可能である。
【００８０】
前記Ｏ２関連パラメータは、ＳｐＯ２、ＳｐＯ２の変化、ＳｐＯ２の変化の傾き、その変動性またはこれらの任意の組み合わせを含み得る。
【００８１】
図３は、例示的フローチャートを示す。この例示的フローチャートにおいて、カプノグラフィー、酸素脈濃度計および流量計からの入力パラメータを１つの時間窓にわたって分析し、前記入力パラメータそれぞれに対して変換関数を適用する。その後、単一の総合スコアをパラメータ毎に計算する。次に、シナジールーリングアルゴリズムを用いて、パラメータ毎のスコア全てに基づいて、当該時間窓について単一の総合スコアを生成する。
【００８２】
図４に示すフローチャートにおいて、実施形態によれば、連続的な総合睡眠スコア（ＣＩＳＳ）の元となる連続するまたは１組の単一の総合睡眠スコアを計算した後、対象期間における前記ＣＩＳＳの数学的評価に基づいて睡眠質スコア（ＳＱＳ）を計算し、その後単一のスコアあるいは１組のスコアまたは行列として提示する。
【００８３】
さらなる実施形態によれば、被験者の単一の総合睡眠スコアおよび／またはＳＱＳを計算する方法は、以下のステップをさらに含み得る：１つ以上の被験者特性を受信するステップと、前記２つ以上の測定された患者パラメータおよび１つ以上患者特性に基づいて、前記単一の総合睡眠スコアおよび／またはＳＱＳを計算するステップ。前記１つ以上患者特性は、年齢、重み、性別、医学的状態、投薬状態、病歴またはこれらの任意の組み合わせを含み得る。前記病歴は、喫煙、心臓病、肺病またはこれらの任意の組み合わせを含み得る。
【００８４】
さらなる実施形態によれば、前記単一の総合睡眠スコアは、単純な等級（例えば、１〜１００または１〜１０）に基づき得る。そのため、前記単一の総合睡眠スコアは無名スコアであり、睡眠の質の大きさを睡眠試験時における連続的値のみとして示す。よって、最低値が高い質の睡眠を示す場合もあるし、最高値が高い質の睡眠を示す場合もある。
【００８５】
さらなる実施形態によれば、患者の単一の総合睡眠スコアおよび／またはＳＱＳを生成する方法は、前記ＳＱＳの信頼性インデックスを計算するステップをさらに含み得る。
【００８６】
さらなる実施形態によれば、前記ＳＱＳは、多様な手段（例えば、ＣＩＳＳ値の値または導関数（例えば、平均、中央値、積分、分散および／これらの組み合わせ）のうち１つ以上を考慮し得る数学方程式、アルゴリズム、公式などを用いた手段）
によって計算することができる。
【００８７】
いくつかの実施形態によれば、前記ＳＱＳを計算するステップは、前記睡眠期間または前記睡眠期間の一部における全般的な睡眠の質を反映した数学的モデルを適用するステップを含み得る。
【００８８】
さらなる局面によれば、全般的スコアを計算する方法が提供される。前記睡眠質スコアは、トライアル期間において発生した単一の睡眠質スコアに基づく。前記ＳＱＳは、前記トライアルのうち部分的期間（例えば、睡眠モードまたは患者位置の時間または期間毎）について計算することも可能である。前記ＳＱＳは、平均することもできるし、あるいは、一定期間における１組のスコアを記述および提示するための他の任意の標準的統計手段を用いて計算することができる。よって、睡眠質スコアは、規定された期間における全般的な睡眠の質を示す値である。睡眠障害の測定値は、単一の値によって示すこともできるし、あるいは１組の値によって示すこともでき、さらには図解的に示すことも可能である。１組の値は、発症数または発症率に関連する１秒間における単一の総合スコアの統計的評価によって得られた１つの値を含み得る。第３の記載は、前記ＣＩＳＳの分布、標準分布または他の任意の統計評価に関連し得る。
【００８９】
さらなる実施形態によれば、前記方法は、前記ＣＩＳＳの図解的表示をさらに含み得る。前記スコアは、リアルタイムで計算することもできるし、装置側でオフタイムで計算することもできるし、あるいは他の装置器具（例えば、睡眠ポリグラフ計（ＰＳＧ））と組み合わせることも可能である。任意選択的に、前記カプノグラフィー、酸素脈濃度計および任意選択的に流量計からの情報は、通信ポートを介して直接的または無線的にＰＳＧまたは他の睡眠分析ツールへと送信することができる。
【００９０】
いくつかの実施形態によれば、睡眠時において収集された多様な患者関連パラメータを分析し、呼吸有効性から見た患者の睡眠の質について、より高精度、包括的、直観的、明確かつおよび有用な情報を睡眠試験の分析器および技術者に提供することが必要とされている。
【００９１】
計算されたＣＩＳＳおよびＳＱＳにより、量だけではなく質にも基づいた測定が可能となる。
【００９２】
ＣＩＳＳおよびＳＱＳは、前記パラメータデータを用いてリアルタイムまたはオフタイムで計算することができる。所与の時点において生成さたＣＩＳＳおよびＳＱＳに基づいた単一の総合睡眠スコアは、先行時間窓における睡眠の質を反映する。前記先行時間窓は、数秒から数分である。前記スコアは、最小時間窓（移動窓）よりも低い速度で更新される。前記時間窓は、絶対的に一定（静的）としてもよいし、あるいは適合的に変化させてもよい（動的）。
【００９３】
いくつかの実施形態によれば、前記単一の総合睡眠スコアの計算は、線形関数または非線形関数であってもよいし、あるいは、呼吸有効性を示すパラメータおよび／またはパラメータ導関数の非線形変換であってもよい。非線形変換は、各パラメータに別個に適用することができ、その後単一のスコアに統合してもよいし、あるいは、前記パラメータの統合値に適用してもよい。
【００９４】
いくつかの実施形態によれば、前記単一の総合睡眠スコアの計算は、線形関数または非線形関数であってもよいし、あるいは、前記時間窓内の任意の時点におけるパラメータ、前記パラメータの最小値および最大値の絶対値ならびに両者間の差、前記パラメータ値の変化率あるいはこれらの任意の組み合わせの絶対値を考慮した所与の時間窓中のパラメータの変換であってもよい。
【００９５】
いくつかの実施形態によれば、前記単一の総合睡眠スコアの計算は、所与の時間窓内のパラメータの線形関数または非線形関数であってもよいし、あるいは、パラメータの通常はより長い異なる時間窓、重要度および重みが被験者特性（例えば、年齢、心臓病の存在、肺疾患）に依存したパラメータの絶対的基準値、睡眠試験に用いられる他のパラメータ（例えば、睡眠段階、寝入ってからの経過時間）に依存する絶対的基準値または相対的基準値から計算された絶対基準値も考慮した前記所与の時間窓内のパラメータの変換であってもよい。
【００９６】
いくつかの実施形態によれば、前記単一の総合睡眠スコアの計算は、いくつかのパラメータの線形関数または非線形関数あるいは変換であり得る。この場合、前記パラメータのうち第１のパラメータの値またはその任意の導関数（例えば、最大、最小、差、変化率、基準値）を第２のパラメータの値またはその導関数と組み合わせて用いることができ、これにより、前記入力パラメータと、呼吸有効性に関する前記入力パラメータによる総合的影響との間にシナジーを得ることができる。
【００９７】
いくつかの実施形態によれば、前記単一の総合睡眠スコアの計算において、パラメータ発生が時間窓内において検出され、各発症について重み関数が計算される。前記発症は、以下を含み得る：少なくともＹ秒にわたる無呼吸、少なくともＹ秒にわたるＳｐＯ２値の少なくともＸ％の低下、少なくともＹ秒にわたるＥｔＣＯ２値の少なくともＸｍｍＨｇの低下または増加、少なくともＹ秒にわたるＥｔＣＯ２値の最大ＸｍｍＨｇのまでの低下、少なくともＹ秒にわたるＥｔＣＯ２値の少なくともＸｍｍＨｇのまでの上昇、少なくともＹ秒にわたる少なくともＺ率におけるＥｔＣＯ２値の連続的低下、少なくともＹ秒にわたる少なくともＺ率におけるＥｔＣＯ２値の連続的上昇、極めて短時間の呼吸（スパイク）、少なくともＹ秒にわたるフロー（圧力およびまたは熱電）の少なくともＸ％の低下、あるいはこれらの任意の組み合わせ。
【００９８】
いくつかの実施形態によれば、前記パラメータ値の変化（低下または上昇）は、基準値に相対して決定される。前記基準値は、連続的に計算することができる（すなわち、Ｙ秒毎に更新される（Ｙは１〜５秒である））。このような連続的計算は、平均値または中央値あるいは他の平均化関数を用いて）規定時間窓内のパラメータ値を平均化することにより、行われる。この時間窓は、当該期間におけるパラメータ変動性が低くかつ発症が含まれないように、選択される。前記変動性は、標準偏差、変化範囲、最大、最小、分散などを用いて計算することができる。例えば、１０〜２００秒間継続する時間窓内においてＳｐＯ２の基準値を計算することができ、当該期間におけるＳｐＯ２値は、±１％以下で変化する。
【００９９】
いくつかの実施形態において、（例えば、圧力、熱電および／またはこれに類するものに基づいた）流量計を、前記カプノグラフィーおよび前記酸素脈濃度計に追加することができる。上記したように、フロー変化は、必ずしもＣＯ２の変化を示すわけではない（例えば、浅呼吸発生時における呼吸低下発症）。そのため、ＣＯ２の実質的変化がみられない状態でフロー低下がみられた場合、スコアは一定に低下する。しかし、フロー低下がＣＯ２低下と共にみられた場合、スコア低下もより顕著となる。なぜならば、このスコア低下は、フロー単独によってではなく２つのパラメータによって支持されているからである。
【０１００】
いくつかの実施形態において、睡眠ポリグラフ計を用いた睡眠試験において一般的にモニタリングされる他の１つ以上のパラメータが付加され得る。例えば、睡眠ポリグラフ計からの読み取り値は、患者の覚醒を示し得る。このような覚醒が無呼吸および／または呼吸低下の発症の後または無呼吸および／または呼吸低下の発症と同時に発生した場合、以下の２つの理由に起因してスコア低下の原因となり得る。すなわち、第１の理由として、覚醒は、患者の喉が詰まった場合または患者の呼吸が不十分である場合に発生することが多いため、無呼吸／呼吸低下発症の決定の補強材料となる点がある、。第２の理由として、覚醒の存在そのものは低い睡眠質を示し得、さらには、睡眠期間において覚醒が複数回発生した場合、他の問題も発生し得る（例えば、日中の眠気、睡眠の妨害、頭痛および／またはこれに類するもの）。
【０１０１】
いくつかの実施形態によれば、各発症について計算された重み関数２１２は、線形関数または非線形関数であり得、発症時の任意の時点におけるパラメータの絶対値、前記パラメータの最小値および最大値ならびに両者間の差、前記パラメータ値の変化率、前記発症の基準値、前記パラメータ値と前記発症基準値との間の差、積分、極パラメータ値（例えば、その最小値）間の差、発症基準値、発症の持続時間またはこれらの任意の組み合わせの絶対値を考慮する。
【０１０２】
いくつかの実施形態によれば、各発症について計算された重み関数２１２は、線形関数または非線形関数であり得、時間窓内の他のパラメータ（単数または複数）の値および／または発症を考慮する。前記時間窓は、前記発症持続時間よりも大きいか、前記発症に先行するか、前記発症時におけるものであるか、かつ／または前記発症後のものである。
【０１０３】
いくつかの実施形態によれば、単一パラメータの発生時または１つよりも多くのパラメータの発生時における単一の総合睡眠スコアは、発症重み関数値または発症重み関数値の線形関数または非線形関数として計算することができる。前記単一の総合睡眠スコアは、発症（単数または複数）の期間における一定の値であってもよいし、あるいは、前記発症の流れにおいて（用いられる関数に固有の発症範囲に相対して）変化する連続的値であってもよい。
【０１０４】
いくつかの実施形態によれば、発症が検出されない場合、前記単一の総合睡眠スコアは、前記パラメータの値および被験者特性（例えば、年齢、心臓病の存在、肺疾患）ならびに／あるいは睡眠試験に用いられる他のパラメータ（例えば、睡眠段階、寝入ってからの経過時間）に基づいて計算することができる。例えば、発症が発生しない場合、健常な被験者の単一の総合睡眠スコアは１００点中１００点である（ただし、前記被験者の全パラメータが正常範囲内にある場合）。しかし、健常な被験者において低いＳｐＯ２（例えば、９０％）があるが発症は検出されない場合、前記被験者の単一の総合睡眠スコアは８０点まで低下し得る。慢性肺疾患の被験者の場合、ＳｐＯ２レベルの「正常」レベルは低い（例えば、健常被験者がの「正常」レベルが９８〜１００％であるのに対し、慢性肺疾患の被験者の「正常」レベルは９２％である）。そして、この慢性肺疾患の被験者の単一の総合睡眠スコアは、１００点に近い。
【０１０５】
さらなる実施形態によれば、ＳＱＳ（すなわち、ＣＩＳＳの総括）は、多様な手段によって計算することができる（例えば、前記パラメータの値または導関数（例えば、平均、中央値、積分、分散）のうち１つ以上を考慮した数学方程式、アルゴリズム、公式など）。よって、全般的な睡眠の質および呼吸有効性が試験期間にわたって記述される。
【０１０６】
いくつかの実施形態によれば、前記単一の総合スコアは、多様な手段によって計算することができる（例えば、前記パラメータの値または導関数（例えば、平均、中央値、積分、分散）のうち１つ以上を考慮した数学方程式、アルゴリズム、公式など）。
【０１０７】
いくつかの実施形態によれば、前記単一の総合スコアを計算するステップは、前記測定されたパラメータが反映している睡眠の質を示す医療専門家の考慮事項、文献、臨床データ、医療経験またはこれらの任意の組み合わせを反映した数学的モデルを適用するステップを含み得る。前記単一の総合スコアを計算するステップは、線形回帰モデル、非線形回帰モデル、ファジー理論、ベイジアンネットワーク、デシジョンツリー、ニューラルネットワーク、放射基底関数、専門家システムまたはこれらの任意の組み合わせを適用するステップを含み得る。
【０１０８】
前記ＣＯ２関連パラメータは、ＣＯ２波形関連パラメータ、呼気ＣＯ２濃度、呼吸数またはこれらの任意の組み合わせを含み得る。前記ＣＯ２波形関連パラメータを以下に挙げる：ＥｔＣＯ２、ＥｔＣＯ２の変化、ＣＯ２濃度の増加の傾き、ＣＯ２濃度の増加の傾きの変化、ＣＯ２濃度の最大値である所定のパーセンテージまで上昇するのに必要な時間、ＣＯ２濃度の最大値である所定のパーセンテージまで上昇するのに必要な時間の変化、ＣＯ２濃度の最大値である所定のパーセンテージまでの上昇の角度、ＣＯ２濃度の最大値である所定のパーセンテージまでの上昇の角度の変化、呼吸間の相関、呼吸間の相関の変化、ＣＯ２デューティサイクル、ＣＯ２デューティサイクル呼吸持続時間の変化、サイクル呼吸持続時間またはその変動性の変化、あるいはこれらの任意の組み合わせ。
【０１０９】
実施例１
【０１１０】
連続的計算のためのＣＩＳＳの関数および生成の一例を以下に示す。
【０１１１】
台形状のメンバーシップ関数は、（一般的にファジー理論と共に用いられる）非線形関数であり、ＥｔＣＯ２および／またはＳｐＯ２の任意の値に適用することができる。この関数は、正常範囲のパラメータにおける入力値のスコアが１となるように、設計される。前記値が前記正常範囲から離れるほど、前記スコアが低下する。
【０１１２】
一般関数：
【数１】
2013533021.tif 000003
【０１１３】
図５は、ＥｔＣＯ２の変換関数を示し、例示的値として、ａ＝２０、ｂ＝３５、ｃ＝４５およびｄ＝７０となっている。図６は、ＣＩＳＳの（ＥｔＣＯ２のみについての）経時的値を示す。これらのパラメータは、被験者の年齢、病歴および／またはこれに類するものに依存する。
【０１１４】
これら２つのＥｔＣＯ２値およびＳｐＯ２値の線形組み合わせを用いてＣＩＳＳを生成する様子を図７に示す。
【０１１５】
実施例２
【０１１６】
発症ベース型の計算における睡眠スコアの関数および生成の一例を以下に示す。
【０１１７】
検出された発症の全範囲に対し、統合関数を適用する。前記統合関数のパラメータとしては、パラメータ値（ｘ）、（発症前の）基準値（ＢＬ）、発症長さ（ｔ）、最小値と基準値との間の差、最大差およ最小値がある。以下、このような関数の例をいくつか示す。
【数２】
2013533021.tif 000004
【数３】
2013533021.tif 000005
【数４】
2013533021.tif 000006
【数５】
2013533021.tif 000007
【０１１８】
図８は、０〜１０の連続的スコア化を用いたＣＯ２濃度（波形）を示す。
【０１１９】
図９は、ＳｐＯ２値と、計算スコア０〜１００とを示す。
【０１２０】
図１０は、総合スコア０〜１００を示す。
【０１２１】
本出願の記載および特許請求の範囲において、「含む」および「有する」という文言などはそれぞれ、当該文言と関連付けられたリスト中の部材に必ずしも限定されない。
【図１】
2013533021.tif 000008
【図２】
2013533021.tif 000009
【図３】
2013533021.tif 000010
【図４】
2013533021.tif 000011
【図５】
2013533021.tif 000012
【図６】
2013533021.tif 000013
【図７】
2013533021.tif 000014
【図８】
2013533021.tif 000015
【図９】
2013533021.tif 000016
【図１０】
2013533021.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成23年11月29日(2011.11.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動睡眠試験分析のための方法であって、：
酸素脈濃度計を用いて患者の酸素飽和値を連続的にモニタリングするステップと、
カプノグラフィーを用いて前記患者の呼気二酸化炭素（ＣＯ２）値を連続的にモニタリングするステップと、
前記酸素飽和値および前記呼気ＣＯ２値の逐次分析に基づいて、連続的な総合睡眠スコアを計算するステップであって、前記連続的な総合睡眠スコアは、前記睡眠試験のうち少なくとも一部における前記患者の呼吸に関連する睡眠の質を示す、ステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記逐次分析は、前記酸素飽和値および前記呼気ＣＯ２値に対し、以下の群から選択された分析方法を適用するステップを含む：線形回帰モデル、非線形回帰モデル、ファジー理論、ベイジアンネットワーク、デシジョンツリー、ニューラルネットワーク、放射基底関数および専門家システム。請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記酸素飽和値および前記ＣＯ２値のうち１つ以上によって示される無効呼吸を示す複数の発症を検出するステップと、
前記検出された発症について重み関数を計算するステップ、
をさらに含み、
各発症は、適切な重みとして割り当てられる。
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記各発症についての適切な重みは、各発症の持続時間にわたって前記酸素飽和値およびＣＯ２値に統合関数を適用するステップに基づき、
前記統合関数は、以下のパラメータを含む：
前記発症の持続時間にわたる前記酸素飽和値およびＣＯ２値、
前記発症前に測定された基準酸素飽和およびＣＯ２値、および
前記発症の持続時間、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記統合関数は、以下からなる群から選択された少なくとも１つのパラメータをさらに含む：
前記発症の持続時間にわたる最小酸素飽和およびＣＯ２値と、前記基準酸素飽和およびＣＯ２値との間の差、
前記発症の持続時間にわたる最小酸素飽和およびＣＯ２値と、前記基準酸素飽和およびＣＯ２値との間の最大差、
前記発症の持続時間にわたる最小酸素飽和およびＣＯ２値、
請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記連続的な総合睡眠スコアから、前記睡眠試験における複数の時間窓それぞれについての総合睡眠スコアを計算するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記時間窓は、移動する時間窓である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記移動する時間窓はそれぞれ、一定長さである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記移動する時間窓のうち少なくともいくつかの長さを動的に変更するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
心拍、脳造影図（ＥＥＧ）、呼吸流量および胸部の動きからなる群から選択された１つ以上のさらなるパラメータをモニタリングするステップ、
をさらに含み、
前記連続的な総合睡眠スコアを計算するステップは、前記さらなるパラメータのうち１つ以上にさらに基づく、
請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記連続的な総合睡眠スコアのうち少なくとも一部を総括して、睡眠質スコアの総括を得るステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
自動睡眠試験のためのシステムであって
患者の酸素飽和値を連続的にモニタリングするための酸素脈濃度計と、
前記患者の呼気二酸化炭素（ＣＯ２）値を連続的にモニタリングするためのカプノグラフィーと、
前記酸素飽和値および前記呼気ＣＯ２値の逐次分析に基づいて連続的な総合睡眠スコアを計算するように構成された計算ユニットであって、前記連続的な総合睡眠スコアは、前記睡眠試験のうち少なくとも一部における前記患者の呼吸に関連する睡眠の質を示す、計算ユニットと、
を含む、システム。
【請求項１３】
前記逐次分析は、前記酸素飽和値および前記呼気ＣＯ２値に対し、以下の群から選択された分析方法を適用するステップを含む：線形回帰モデル、非線形回帰モデル、ファジー理論、ベイジアンネットワーク、デシジョンツリー、ニューラルネットワーク、放射基底関数および専門家システム、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記計算ユニットは、
前記酸素飽和値および前記ＣＯ２値のうち１つ以上によって示される無効呼吸を示す複数の発症を検出するステップと、
前記検出された発症についての重み関数を計算するステップであって、各発症は、適切な重みとして割り当てられる、ステップと、
を行うようにさらに構成される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記各発症についての適切な重みは、各発症の持続時間にわたって前記酸素飽和値およびＣＯ２値に統合関数を適用するステップに基づき、
前記統合関数は、以下のパラメータを含む：
前記発症の持続時間にわたる前記酸素飽和値およびＣＯ２値、
前記発症の前に測定された基準酸素飽和およびＣＯ２値、および
前記発症の持続時間、
請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記統合関数は、以下からなる群から選択された少なくとも１つのパラメータをさらに含む：
前記発症の持続時間にわたる最小酸素飽和およびＣＯ２値と、前記基準酸素飽和およびＣＯ２値との間の差、
前記発症の持続時間にわたる最小酸素飽和およびＣＯ２値と、前記基準酸素飽和およびＣＯ２値との間の最大差、
前記発症の持続時間にわたる最小酸素飽和およびＣＯ２値、
請求項１６に記載のシステム。
【請求項１７】
前記計算ユニットは、前記連続的な総合睡眠スコアから、前記睡眠試験における複数の時間窓それぞれについての総合睡眠スコアを計算するようにさらに構成される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１８】
前記時間窓は、移動する時間窓である、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記移動する時間窓はそれぞれ一定長さである、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記計算ユニットは、前記移動する時間窓のうち少なくともいくつかの長さを動的に変更するようにさらに構成される、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２１】
心拍モニタ、
脳波図（ＥＥＧ）モニタ、
呼吸流量センサー、および
胸部動きセンサー、
からなる群から選択された少なくとも１つの装置をさらに含み、
前記計算するステップは、前記計算ユニットが前記装置のうち１つ以上から受信したデータにさらに基づく、
請求項１２に記載のシステム。
【請求項２２】
前記計算ユニットは、前記連続的な総合睡眠スコアのうち少なくとも一部を総括して、睡眠質スコアの総括を得るステップを行うようにさらに構成される、請求項１２に記載のシステム。
【国際調査報告】
2013533021.tif 000018
2013533021.tif 000019