(57)【要約】【課題】日常の中で無呼吸に関する定量的なデータを収集することを可能とすることである。【解決手段】呼吸データ収集システムは、顔に被着して呼吸データを収集し記憶する呼吸データ収集装置１０と、呼吸データの収集が終わった後に顔から外された呼吸データ収集装置１０から呼吸データの転送を受けて呼吸データを解析し表示する解析表示装置とを含む。呼吸データ収集装置１０は、鼻呼吸の気流２と口呼吸の気流４とをともに捉えるのに適した口蓋部の皮膚上に被着パッド２０でもって貼り付けられ、被着パッド２０に取り付けられた呼吸音センサ４０により呼吸音を検出し、被着パッド２０に取り付けられた左右回路パッケージ２４ａ，２４ｂに内蔵されるデータ収集部により呼吸音データが収集記憶される。【選択図】図１
2005160644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
顔に被着して呼吸データを収集し記憶する呼吸データ収集装置と、呼吸音データの収集が終わった後に顔から外された呼吸データ収集装置から呼吸データの転送を受けて呼吸データを解析し表示する解析表示装置とを含む呼吸データ収集システムであって、
呼吸データ収集装置は、
顔の鼻孔又は口の近傍付近を被着する着脱可能な被着パッドと、
被着パッドに取り付けられ、呼吸音を検出する呼吸音センサと、
被着パッドに取り付けられ、呼吸音センサにより検出されたデータを収集し記憶するデータ収集部と、
を備え、
解析表示装置は、呼吸音データ又は呼吸音データの解析結果のうちの少なくとも１つを表示するディスプレイを備えることを特徴とする呼吸データ収集システム。
【請求項２】
請求項１に記載の呼吸データ収集システムにおいて、
被着パッドは、データを解析表示装置に転送する出力ポートを有し、
解析表示装置は、
呼吸音データの収集が終わった後に顔から外された被着パッドを受け入れる挿入部と、
挿入部に設けられ、被着パッドの出力ポートと着脱可能に接続する入力ポートと、
を備えることを特徴とする呼吸データ収集システム。
【請求項３】
請求項１に記載の呼吸データシステムにおいて、
解析表示装置は、呼吸データ収集装置から転送を受けたデータに基づいて、呼吸音データ又は呼吸音データの解析結果のうちの少なくとも１つの出力データを出力する出力部を備え、
出力部は、出力データを可搬型メモリに書き込む書込手段、又は出力データを通信回線により外部に送信する送信手段のうちの少なくとも１つを有することを特徴とする呼吸データ収集システム。
【請求項４】
請求項１に記載の呼吸データ収集システムにおいて、
呼吸音センサは、鼻孔を通る空気の流れと、口から上気道を通る空気の流れとを検出し、
データ収集部は、呼吸音センサにより検出されたデータに基づき、鼻呼吸音と口呼吸との区分をして記憶し、
解析表示装置は、鼻呼吸音と口呼吸のそれぞれの発生状況のデータ、又はその発生状況と生活習慣との関連付けデータのうちの少なくとも１つを表示することを特徴とする呼吸データ収集システム。
【請求項５】
請求項１に記載の呼吸データ収集システムにおいて、
呼吸音収集装置は、呼吸音センサを被着パッドに着脱自在に取り付ける着脱手段を備えることを特徴とする呼吸データ収集システム。
【請求項６】
請求項１に記載の呼吸データ収集システムにおいて、
被着パッドは、鼻孔と口との間の口蓋部の外面に沿った形状の被着部分を有し、
呼吸音センサは、被着部分に設けられる焦電性高分子フィルムであって、金属薄板に取り付けられ、さらに柔軟性のある樹脂でコーティングされた焦電性高分子フィルムであることを特徴とする呼吸データ収集システム。
【請求項７】
請求項１に記載の呼吸データ収集システムにおいて、
被着パッドには、柔軟性のある樹脂の中に導電性線材が埋め込まれ外形が変更可能なビーム部分が取り付けられ、
呼吸音センサは、ビーム部分の先端に保持され、その信号端子が導電性線材を介してデータ収集部に接続されることを特徴とする呼吸データ収集システム。
【請求項８】
請求項１に記載の呼吸データ収集システムにおいて、
被着パッドには、柔軟性のある樹脂の中に導電性弾性線材が埋め込まれ外形が両鼻孔に挿入可能な二股状の形状を有するビーム部分が取り付けられ、
呼吸音センサは、ビーム部分の先端に保持され、ビーム部分の導電性弾性線材の弾性を利用し、二股状の各先端をそれぞれ各鼻孔の内壁に押し付けるようにして両鼻孔に取り付けられることを特徴とする呼吸データ収集システム。
【請求項９】
請求項１に記載の呼吸データ収集システムにおいて、
データ収集部は、
被測定者の行う呼吸が口呼吸か又は鼻呼吸かの区別を示す合図信号に基づき、口を通る口呼吸音の大きさと鼻孔を通る鼻呼吸音の大きさとを識別する識別水準を求める呼吸音識別手段と、
求められた識別水準に基づき、呼吸音を鼻呼吸音又は口呼吸音に区別する呼吸音区別手段と、
を有することを特徴とする呼吸データ収集システム。
【請求項１０】
請求項１に記載の呼吸データ収集システムにおいて、
データ収集部は、
呼吸音センサが検知した信号に基づいて呼吸ピッチを測定するピッチ測定手段と、
測定された呼吸ピッチに対応するピッチを表示して知らせるピッチ知らせ手段と、
表示された知らせピッチに基づいて被測定者が出力する再測定指示信号を受け取る再測定信号受取手段と、
再測定指示信号を受け取るときは呼吸ピッチの測定を再び行い、再測定指示信号を所定時間内に受け取らないときは、そのときの呼吸データを初期基準呼吸データとして設定する初期基準呼吸データ設定手段と、
を有することを特徴とする呼吸データ収集システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載の呼吸データ収集システムにおいて、
ピッチ知らせ手段は、測定時間の経過とともに表示の強度を次第に弱め被測定者を睡眠に誘導することを特徴とする呼吸データ収集システム。
【請求項１２】
請求項１に記載の呼吸データ収集システムにおいて、
データ収集部は、
呼吸音センサが検知した信号に基づいて呼吸ピッチを測定するピッチ測定手段と、
最新に測定された複数の呼吸ピッチのデータに基づき、最新の平均呼吸ピッチを順次算出する平均ピッチ算出手段と、
を有し、平均ピッチ算出手段は、それまでの複数の平均呼吸ピッチについてその標準偏差を求め、求められた標準偏差に基づいて呼吸ピッチの正規範囲を定め、最新に測定された複数の呼吸ピッチデータの中で正規範囲を外れるデータが含まれるときはこれを除外して最新の平均呼吸ピッチを算出し直すことを特徴とする呼吸データ収集システム。
【請求項１３】
請求項１に記載の呼吸データ収集システムにおいて、
データ収集部は、
呼吸ピッチを推定する推定手段と、
推定された呼吸ピッチに基づき、呼吸音の検出後次の呼吸音検出に必要なタイミングまで回路動作をスリープさせるスリープ手段と、
を有することを特徴とする呼吸データ収集システム。
【請求項１４】
請求項１に記載の呼吸データ収集システムにおいて、
データ収集部は、
呼吸音センサからの信号の有無を判定する信号有無判定手段と、
被測定者が出力する測定終了信号を受け取る終了信号受取手段と、
呼吸音センサからの信号が無く、呼吸データ収集装置の被着が外されたと判定されるときは、最後の無呼吸データを削除する削除手段と、
信号有無判定手段の判定結果又は測定終了信号の取得に基づいてデータ処理を終了させる終了手段と、
を有することを特徴とする呼吸データ収集システム。
【請求項１５】
顔に被着して呼吸データを収集する呼吸データ収集装置と、呼吸データ収集装置から呼吸データの転送を受けて呼吸データを解析し表示する解析表示装置とを含む呼吸データ収集システムであって、
呼吸データ収集装置は、
顔の一部に着脱可能に被着される被着パッドと、
被着パッドに取り付けられ、呼吸音を検出する呼吸音センサと、
被着パッドに設けられ、呼吸音センサにより検出されたデータを非可聴域周波数帯の信号に変調し、外部の受信手段に送信する送信手段と、
を備え、
解析表示装置は、
送信手段により送信された非可聴域周波数帯の信号を受け取り、呼吸音データに復調する受信手段と、
復調された呼吸音データ又は呼吸音データの解析結果のうちのすくなくとも１つを表示するディスプレイと、
を備えることを特徴とする呼吸音データ収集システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は呼吸データ収集システムに係り、特に無呼吸に関係する呼吸音の変化を収集する呼吸データ収集システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人によって睡眠中に断続的に無呼吸を繰り返し、その結果日中傾眠などの種々の症状を呈することがあり、これらは睡眠呼吸障害と呼ばれる。ここで無呼吸とは、１０秒以上の気流の停止をいい、睡眠呼吸障害のなかで、７時間以上の睡眠中に３０回以上の無呼吸を伴うか、あるいは睡眠１時間当たり５回以上の無呼吸を伴うものが睡眠時無呼吸症候群と定義される。
【０００３】
睡眠呼吸障害の診断については、脳波測定、眼電図測定、筋電図測定等が行われる。また、鼻気流及び口気流の有無により無呼吸の判定が行われる。鼻気流及び口気流の有無の判定にはさまざまな方法が用いられている。例えば、サーミスタを鼻、口に固定し気流による温度変化から鼻、口呼吸の有無を測定するもの、鼻腔より呼気中の炭酸ガスをサンプリング測定しその濃度測定で呼気の有無を判別するもの、首に固定したマイクロフォンにより呼吸中の気流音を定性的に測定し呼吸の有無を判別するもの等がある。
【０００４】
睡眠呼吸障害の診断には、この他に引き伸ばされることで抵抗値の変化する弾力性のひもを胸部及び腹部に巻いて呼吸運動の測定を行い、食道内にバルーンを留置して腹腔内圧を測定し呼吸努力を評価し、いわゆるオキシメータにより血流中のＨｂとＨｂＯ２の吸収スペクトルから血液の酸素濃度を測定する等、さまざまな測定や評価が睡眠中の長時間に渡って行われる。そして、これらの総合的な評価により、睡眠時無呼吸症候群かどうか、睡眠時呼吸障害の程度等についての判断、その原因の解明、それに基づく治療法の決定が行われる。
【０００５】
【非特許文献１】本間日臣編，睡眠時無呼吸症候群，克誠堂出版，２００２年２月１日，第１版第４刷，ｐ４８−５７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、病院における睡眠時呼吸障害についての検査は、無呼吸の計測だけでなくその原因を解明し、それに適した治療を行うことを目的とするため、さまざまな測定及び評価が行われる。例えば、口と鼻を覆うマスクでの呼吸確認は勿論、心電計、オキシメータ、脈拍計、脳波測定器等の検査装置を装着し、最低でも一泊を要する大掛かりな検査を要する。
【０００７】
このように、従来技術では、睡眠時呼吸障害については病院等の医療機関における大掛かりな検査しかなく、日常の中で手軽に睡眠時呼吸障害を定量的にモニタすることができない。
【０００８】
本発明の目的は、かかる従来技術の課題を解決し、日常の中で無呼吸に関する定量的なデータを収集することを可能とする呼吸データ収集システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る呼吸データ収集システムは、顔に被着して呼吸データを収集し記憶する呼吸データ収集装置と、呼吸音データの収集が終わった後に顔から外された呼吸データ収集装置から呼吸データの転送を受けて呼吸データを解析し表示する解析表示装置とを含む呼吸データ収集システムであって、呼吸データ収集装置は、顔の鼻孔又は口の近傍付近を被着する着脱可能な被着パッドと、被着パッドに取り付けられ、呼吸音を検出する呼吸音センサと、被着パッドに取り付けられ、呼吸音センサにより検出されたデータを収集し記憶するデータ収集部と、を備え、解析表示装置は、呼吸音データ又は呼吸音データの解析結果のうちの少なくとも１つを表示するディスプレイを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、被着パッドは、データを解析表示装置に転送する出力ポートを有し、解析表示装置は、呼吸音データの収集が終わった後に顔から外された被着パッドを受け入れる挿入部と、挿入部に設けられ、被着パッドの出力ポートと着脱可能に接続する入力ポートと、を備えることが好ましい。
【００１１】
また、解析表示装置は、呼吸データ収集装置から転送を受けたデータに基づいて、呼吸音データ又は呼吸音データの解析結果のうちの少なくとも１つの出力データを出力する出力部を備え、出力部は、出力データを可搬型メモリに書き込む書込手段、又は出力データを通信回線により外部に送信する送信手段のうちの少なくとも１つを有することが好ましい。
【００１２】
また、呼吸音センサは、鼻孔を通る空気の流れと、口から上気道を通る空気の流れとを検出し、データ収集部は、呼吸音センサにより検出されたデータに基づき、鼻呼吸音と口呼吸との区分をして記憶し、解析表示装置は、鼻呼吸音と口呼吸のそれぞれの発生状況のデータ、又はその発生状況と生活習慣との関連付けデータのうちの少なくとも１つを表示することが好ましい。
【００１３】
また、呼吸音収集装置は、呼吸音センサを被着パッドに着脱自在に取り付ける着脱手段を備えることが好ましい。
【００１４】
また、被着パッドは、鼻孔と口との間の口蓋部の外面に沿った形状の被着部分を有し、呼吸音センサは、被着部分に設けられる焦電性高分子フィルムであって、金属薄板に取り付けられ、さらに柔軟性のある樹脂でコーティングされた焦電性高分子フィルムであることが好ましい。
【００１５】
また、本発明に係る呼吸データ収集システムにおいて、被着パッドには、柔軟性のある樹脂の中に導電性線材が埋め込まれ外形が変更可能なビーム部分が取り付けられ、呼吸音センサは、ビーム部分の先端に保持され、その信号端子が導電性線材を介してデータ収集部に接続されることが好ましい。
【００１６】
また、本発明に係る呼吸データ収集システムにおいて、被着パッドには、柔軟性のある樹脂の中に導電性弾性線材が埋め込まれ外形が両鼻孔に挿入可能な二股状の形状を有するビーム部分が取り付けられ、呼吸音センサは、ビーム部分の先端に保持され、ビーム部分の導電性弾性線材の弾性を利用し、二股状の各先端をそれぞれ各鼻孔の内壁に押し付けるようにして両鼻孔に取り付けられることが好ましい。
【００１７】
また、データ収集部は、被測定者の行う呼吸が口呼吸か又は鼻呼吸かの区別を示す合図信号に基づき、口を通る口呼吸音の大きさと鼻孔を通る鼻呼吸音の大きさとを識別する識別水準を求める呼吸音識別手段と、求められた識別水準に基づき、呼吸音を鼻呼吸音又は口呼吸音に区別する呼吸音区別手段と、を有することが好ましい。
【００１８】
また、データ収集部は、呼吸音センサが検知した信号に基づいて呼吸ピッチを測定するピッチ測定手段と、測定された呼吸ピッチに対応するピッチを表示して知らせるピッチ知らせ手段と、表示された知らせピッチに基づいて被測定者が出力する再測定指示信号を受け取る再測定信号受取手段と、再測定指示信号を受け取るときは呼吸ピッチの測定を再び行い、再測定指示信号を所定時間内に受け取らないときは、そのときの呼吸データを初期基準呼吸データとして設定する初期基準呼吸データ設定手段と、を有することが好ましい。また、ピッチ知らせ手段は、測定時間の経過とともに表示の強度を次第に弱め被測定者を睡眠に誘導することが好ましい。
【００１９】
また、データ収集部は、呼吸音センサが検知した信号に基づいて呼吸ピッチを測定するピッチ測定手段と、最新に測定された複数の呼吸ピッチのデータに基づき、最新の平均呼吸ピッチを順次算出する平均ピッチ算出手段と、を有し、平均ピッチ算出手段は、それまでの複数の平均呼吸ピッチについてその標準偏差を求め、求められた標準偏差に基づいて呼吸ピッチの正規範囲を定め、最新に測定された複数の呼吸ピッチデータの中で正規範囲を外れるデータが含まれるときはこれを除外して最新の平均呼吸ピッチを算出し直すことが好ましい。
【００２０】
また、データ収集部は、呼吸ピッチを推定する推定手段と、推定された呼吸ピッチに基づき、呼吸音の検出後次の呼吸音検出に必要なタイミングまで回路動作をスリープさせるスリープ手段と、を有することが好ましい。
【００２１】
また、データ収集部は、呼吸音センサからの信号の有無を判定する信号有無判定手段と、被測定者が出力する測定終了信号を受け取る終了信号受取手段と、呼吸音センサからの信号が無く、呼吸データ収集装置の被着が外されたと判定されるときは、最後の無呼吸データを削除する削除手段と、信号有無判定手段の判定結果又は測定終了信号の取得に基づいてデータ処理を終了させる終了手段と、を有することが好ましい。
【００２２】
また、本発明に係る呼吸音データ収集システムは、顔に被着して呼吸データを収集する呼吸データ収集装置と、呼吸データ収集装置から呼吸データの転送を受けて呼吸データを解析し表示する解析表示装置とを含む呼吸データ収集システムであって、呼吸データ収集装置は、顔の一部に着脱可能に被着される被着パッドと、被着パッドに取り付けられ、呼吸音を検出する呼吸音センサと、被着パッドに設けられ、呼吸音センサにより検出されたデータを非可聴域周波数帯の信号に変調し、外部の受信手段に送信する送信手段と、を備え、解析表示装置は、送信手段により送信された非可聴域周波数帯の信号を受け取り、呼吸音データに復調する受信手段と、復調された呼吸音データ又は呼吸音データの解析結果のうちのすくなくとも１つを表示するディスプレイと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
上記構成の少なくとも１つにより、顔の鼻孔又は口の近傍付近を被着する着脱可能な被着パッドを備え、この被着パッドに呼吸音センサを取り付け、また、呼吸音データを収集し記録するデータ収集部を取り付ける。したがって、被着パッドを被着するだけの負荷で、睡眠中等のデータ収集期間内における呼吸音データの取得と収集と記録とを完結して行うことができ、日常の中で手軽に呼吸データを収集できる。
【００２４】
また、解析表示装置は、呼吸音データの収集が終わった後に顔から外された呼吸収集装置から呼吸データの転送を受け、呼吸データを解析し、呼吸音データ又はその解析結果を表示する。つまり、データの収集記録と、その結果の解析表示とは分離されており、睡眠中等のデータ収集期間においてはデータの出力等に特別な処理が必要なく、また呼吸音収集の際にデータ転送用のコード等を要しない。したがって被着の負荷を軽減でき、日常の中で手軽に呼吸データを収集し、その結果を見ることができる。
【００２５】
また、上記構成の少なくとも１つにより、被着パッドはデータ転送用の出力ポートを有し、解析表示装置の挿入部には入力ポートが設けられる。したがって、被着パッドを挿入部に挿入し、その出力ポートと入力ポートを接続することで呼吸データの転送を容易に行うことができる。
【００２６】
また、上記構成の少なくとも１つにより、解析表示装置は、転送を受けた呼吸音データ又はその解析結果を、ディスプレイに表示するほか、可搬型メモリに書き込んで出力し、又は通信回線を介して外部に送信する。このように、ディスプレイにより呼吸データ等を知る他に、それらのデータを可搬型メモリや通信回線を介してさらに利用することができる。例えば、別のデータ解析装置で詳細にデータを解析することもでき、医療機関において医師等の判断に提供することもできる。したがって、日常の中で手軽に収集できた呼吸データをさらに有効に用いることができる。
【００２７】
また、上記構成の少なくとも１つにより、呼吸音センサは、鼻孔を通る空気の流れと、口から上気道を通る空気の流れとをともに捉える。したがって、鼻呼吸音用のセンサと口呼吸音センサとを別々に設ける必要がなく、センサ取り付けの負荷が軽減できる。そして、データ収集部は、これらのデータから鼻呼吸音と口呼吸との区分をして記憶する。解析表示装置はそれらの発生状況のデータ、例えば回数や比率等を表示する。あるいは、発生状況と生活習慣とを関連付けたデータを表示する。したがって、睡眠時呼吸障害に関係する口呼吸の頻度等を手軽に知ることができ、また、生活習慣との関連付けを手軽に知ることで生活習慣の改善等に役立てることができる。
【００２８】
また、上記構成の少なくとも１つにより、呼吸音センサを被着パッドに着脱自在に取り付ける着脱手段を備える。したがって、呼吸音センサのみを取り外し、交換し、あるいは洗浄、清掃等を容易に行うことができる。
【００２９】
また、上記構成の少なくとも１つにより、焦電性高分子フィルムを金属薄板に取り付け、柔軟性のある樹脂でコーティングしたものを呼吸音センサとし、これを鼻孔と口との間の口蓋部の外面に沿った形状の被着部分に設ける。したがって、呼吸音センサ及びその取り付け部分の全体を小型軽量にでき、また柔軟性があるので、被着の負担を少なくし、日常の中で手軽に呼吸データを収集できる。
【００３０】
また、上記構成の少なくとも１つにより、導電性線材を内部に埋め込んだ柔軟性ある樹脂のビーム部分の先端に呼吸音センサが保持され、全体が被着パッドに取り付けられる。導電性線材は、ビーム部分の外形を例えば顔の外面に沿ってその形状を変更する際の芯材になると共に、呼吸音センサの信号線を兼ねる。したがって、信号線等が外に露出せず、また全体的に柔軟性があるので、被着の負担を少なくし、日常の中で手軽に呼吸データを収集できる。
【００３１】
また、上記構成の少なくとも１つにより、ビーム部分は両鼻孔に挿入できる二股形状を有し、ビーム部分は弾性及び柔軟性を有する導電性線材を心材として有するので、導電性線材の弾性を利用し、ビーム部分の先端の呼吸音センサを両鼻孔の内壁に押し付けて取り付けることができる。いわば鼻中隔挟み又は鼻孔広げ取り付けを行うことができ、例えば被着パッドの粘着性で顔に固定する必要を軽減することができる。粘着材に対して過敏な被測定者や、ひげ等で粘着材による被着が困難な場合に対しても、負担を軽くして被着パッド及び呼吸音センサを顔に固定することができる。
【００３２】
また、上記構成の少なくとも１つにより、被測定者の行う呼吸が口呼吸か又は鼻呼吸かの区別を示す合図信号に基づき、鼻呼吸音と口呼吸音との識別水準を求める。一般に睡眠時呼吸障害にいびきが関係すること、いびきは口呼吸の頻度に関係することが知られているので、その識別をすることが好ましい。鼻呼吸音と口呼吸音の大きさのレベルは、呼吸音センサの配置位置が定まればほぼ定まるので、合図信号に従って鼻呼吸音の大きさのレベルと、口呼吸音の大きさのレベルとを比較することで、鼻呼吸音と口呼吸音とを識別する信号レベルの大きさ等を求めることができる。合図信号は被測定者が出力してこれをデータ収集部が取得してもよく、データ収集部が出力しこれに従って被測定者が口呼吸あるいは鼻呼吸を行うものとしてもよい。一旦識別水準が求まれば、その後はその識別水準に従い、自動的に鼻呼吸か口呼吸かを判断できる。したがって、被測定者に負担を大きくすることなく、容易に鼻呼吸か口呼吸かのデータを収集できる。
【００３３】
また、上記構成の少なくとも１つにより、呼吸音ピッチを測定し、測定した呼吸音ピッチと同じピッチで知らせ表示を行う。知らせ表示は音でも音声でも光でも振動等であってもよい。そして被測定者はこの知らせ表示により自分の呼吸ピッチと、呼吸音データ収集装置が判断した呼吸ピッチとが一致しているかどうかを判断でき、一致していないとき等には再測定指示の合図信号を出す。この再測定指示信号を受け取ることで、呼吸音ピッチ測定をやり直すことができる。これにより、測定やデータ処理等におけるノイズを除去することができる。被測定者は、覚醒しているときにこの判断を行うので、再測定指示が一定時間出力されなければ、そのときの呼吸ピッチ等の呼吸データがその被測定者の正常な呼吸データと考えられる。そこで、これを初期基準呼吸データとして設定すれば、その後はこの初期基準呼吸データを基準に自動的に呼吸音データの変化を測定できる。
【００３４】
また、上記構成の少なくとも１つにより、呼吸ピッチの知らせ表示は、測定時間の経過とともに表示の強度を次第に弱める。例えば、知らせ表示を光の点滅として、時間経過とともに次第に暗くする。これにより被測定者は誘導されて睡眠に入りやすくなる。したがって負担を少なくし、日常の中で手軽に呼吸データを収集できる。
【００３５】
また、上記構成の少なくとも１つにより、呼吸ピッチの測定について平均ピッチを順次算出する。そして、求められた平均ピッチについてその標準偏差を求め、それにより正規の呼吸ピッチ範囲を設定する。平均ピッチは時間の経過と共に順次変化するので、正規の呼吸ピッチ範囲も順次変化する。そして、呼吸ピッチの正規範囲を外れるデータは除外して平均呼吸ピッチを算出しなおす。このようにすることで、一時的な呼吸の乱れを除外できると共に、呼吸音の測定及びデータ処理等におけるノイズを除去することができる。
【００３６】
また、上記構成の少なくとも１つにより、呼吸ピッチを推定し、それに基づき呼吸音検出に用いられない期間のあいだ、回路動作をスリープさせる。これにより呼吸データ収集装置の消費電力を低減し、より小型の電池の使用を可能にする。
【００３７】
また、上記構成の少なくとも１つにより、データ処理の終了を、特別な終了処理手続を要することなく、呼吸音センサからの応答の有無又は被測定者の終了合図に基づいて行う。また呼吸音センサから応答がなく呼吸データ収集装置の被着が外されたと判定されるときは、最後の無呼吸データを削除してデータの信頼性を確保する。このように被測定者に対する終了処理の負担を少なくできるので、日常の中で手軽に呼吸データを収集できる。
【００３８】
また、上記構成の少なくとも１つにより、呼吸音センサにより検出されたデータを聴覚で検出できない信号に変換して、外部の受信装置に送信する。したがって被着パッドにデータ収集部を要せず、さらに小型軽量化を図れ、負担を少なくして日常の中で手軽に呼吸データを収集できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下の説明において、各要素の材質や寸法は一例を示したものであり、また測定に関する時間も一例を示したものである。なお、以下において呼吸音センサ等を取り付ける被着パッドは、鼻孔と口との間の口蓋部に貼り付けることを主に説明するが、それ以外の被着の方法、例えば、補助的に耳かけ式の紐等を被着パッドに取り付けてもよく、また、被着パッドに取り付けた紐を頭部にまわして被着の補助としてもよい。
【実施例１】
【００４０】
最初に呼吸データ収集システムの概要を説明し、次にその構成要素につき詳細な説明を行う。呼吸データ収集システムは、睡眠中の被測定者の顔に被着して呼吸音を収集し記憶する呼吸データ収集装置と、これとは別に例えば机の上等に置かれる解析表示装置とを含んで構成される。解析表示装置には後述するように呼吸データ収集装置を受け入れる挿入部があり、被測定者が目覚めたときに顔から呼吸データ収集装置を外し、これを解析表示装置に挿入することで、呼吸データ収集装置に記憶された睡眠中の呼吸データが解析表示装置に転送される。解析表示装置は、呼吸データを表示するディスプレイを有している。
【００４１】
このような構成の呼吸データ収集システムにおいて、次に呼吸データ収集装置について説明する。図１は、顔の鼻孔と口との間の口蓋部の皮膚上に呼吸データ収集装置１０を貼り付けて取り付ける様子を示す図である。鼻孔と口との間の口蓋部は、鼻呼吸の気流２による音又は振動と、口呼吸の気流４による音又は振動とを、ともに捉えるのに適した位置である。したがって、鼻呼吸検出用と口呼吸検出用とに別々のセンサを用意し、別々に取り付ける等の必要がない。
【００４２】
図２は、呼吸データ収集装置１０の分解図である。呼吸データ収集装置１０は、概略蝶が羽を広げた形状の被着パッド２０と、鼻からの気流と口からの気流がともに間を流れるようにブリッジ型をした形状を有する呼吸音センサ４０と、被着パッド２０に呼吸音センサ４０を着脱自在に取り付けるための１組のホック２２ａ，２２ｂを含んで構成される。このホック２２ａ，２２ｂの着脱により、例えば、呼吸音センサ４０を被測定者に合わせて交換し、あるいは呼吸音センサ４０が不具合のとき別のものと交換し、あるいは洗浄等を行うために、被着パッド２０から呼吸音センサ４０を自由に着脱できる。
【００４３】
被着パッド２０は、呼吸音センサ４０を取り付けて保持する機能と、呼吸音センサ４０により検出される呼吸音データを収集し処理し記憶する回路ブロックを収納する機能と、これらに必要な要素全体を一体として皮膚面に貼り付けて位置を固定する機能を有する部材である。被着パッド２０は、プラスチック樹脂製の左右回路パッケージ２４ａ，２４ｂと、左右回路パッケージ２４ａ，２４ｂを保持するプラスチック樹脂薄板からなるパッド板２６と、パッド板２６の上に設けられるプラスチック樹脂製の気流土手部材３０を含む。
【００４４】
パッド板２６は概略蝶が羽を広げた形状の薄板で、その両端部に左右回路パッケージ２４ａ，２４ｂがそれぞれ離されて配置され、左右回路パッケージ２４ａ，２４ｂの間の位置でかつ呼吸音センサ４０のブリッジ型形状の隙間空間に入る位置に気流土手部材３０が配置される。また、一組のホック２２ａ，２２ｂがはまりこむ一対の穴２８ａ，２８ｂが左右回路パッケージ２４ａ，２４ｂの配置位置の外側位置に設けられる。パッド板２６の裏面には、図３に示すように、その両端部に一対の粘着シート３６ａ，３６ｂが取り付けられる。粘着シート３６ａ，３６ｂは、被着パッド２０を顔の皮膚面に押付け貼り付けてその位置を固定する機能を有する。粘着シート３６ａ，３６ｂに代えて粘着性を有するゲルを塗布してもよい。
【００４５】
気流土手部材３０は、呼吸音センサ４０のブリッジ型形状と協働して呼吸の気流の流れを狭め、呼吸音センサ４０が効率よく呼吸音を検出できるようにする機能を有し、翼断面に似た断面形状を有する部材である。図２に示すように、パッド板２６において、鼻孔寄りの位置に配置され、翼断面が次第に細くなってゆく方向を鼻孔側に向けることが好ましい。
【００４６】
左右回路パッケージ２４ａ，２４ｂは、内部に回路部品を収納するプラスチック樹脂パッケージである。一方の回路パッケージ２４ｂにはＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｏｄｅ）３２が取り付けられる。ＬＥＤ３２は、後述するように呼吸音センサ４０が呼吸音を検出し、その呼吸音データを処理して算出した呼吸ピッチと同じピッチで光を点滅させて被測定者に知らせる機能を有するピッチ知らせ表示手段である。また、他方の回路パッケージ２４ａには、データ転送と充電のための入出力ポート３４が設けられる。入出力ポート３４は回路パッケージ２４ａの外周からはみ出さず埋め込まれていることが好ましい。例えば雌型のジャックを用いることができる。
【００４７】
呼吸音センサ４０は、呼吸音を検出する機能を有する素子で、検出器であるコンデンサマイク５０と、鼻孔からの気流２及び口からの気流４をコンデンサマイク５０に集中するようにブリッジ型のマイク保持枠４２を含んで構成される。マイク保持枠４２は、プラスチック樹脂製で、そのブリッジ型形状の天井部分にコンデンサマイク５０が集音面をブリッジの内側に向けて取り付けられ、そのブリッジ型形状の両脚部においてそれぞれその根元が外側に広がり、そこに一対のホック２２ａ，２２ｂがはめ込まれる穴４４ａ，４４ｂが設けられる。
【００４８】
図４に呼吸音センサ４０を裏面から見た分解図を示す。コンデンサマイク５０は、円筒形をなし、その一方側の底面が集音面となる。その寸法は、例えば直径が約７ｍｍ、高さが約２−３ｍｍ程度である。マイク保持枠４２のブリッジ型形状の天井部分には穴４９が設けられ、その穴４９にコンデンサマイク５０の円筒部分の外周がはめ込まれ、接着材等で固定される。マイク保持枠４２には、正側電極４６と負側電極４８とが、一組のホック２２ａ，２２ｂがはまり込む穴の位置に対応して設けられる。正側電極４６はコンデンサマイク５０の集音面の出力端子に接続され、負側電極はコンデンサマイク５０の接地、例えばその筐体に接続される。
【００４９】
次に、呼吸データ収集システムを構成する解析表示装置について説明する。図５は、呼吸データ収集装置１０に記憶されたデータを受け取ってその内容を表示する解析表示装置６０を示す図である。解析表示装置６０は、直方体の筐体を備え、筐体の上面には呼吸データ収集装置１０を立てた姿勢で挿入できる挿入くぼみ６２が設けられる。挿入くぼみ６２において、呼吸データ収集装置１０の回路パッケージ２４ａに設けられる入出力ポート３４に対応する位置に、データ転送と充電のための入出力ポート６４が配置される。
【００５０】
図５では雌型の入出力ポート３４に対応して雄型の入出力ポート６４が挿入くぼみ６２の中に設けられる様子が示される。この挿入くぼみ６２の雄型入出力ポート６４に、呼吸データ収集装置１０の雌型の入出力ポート３４を着脱可能にはめ込むことで、呼吸データ収集装置１０から解析表示装置６０に対しデータ転送が行われ、解析表示装置６０から呼吸データ収集装置１０に対し充電が行われる。したがって、呼吸データ収集装置１０は通常解析表示装置６０に挿入したままとしておき、呼吸音を収集するときに解析表示装置６０から呼吸データ収集装置１０を取り外して被測定者に被着し、呼吸データの収集が終わったとき、例えば被測定者が目覚めたときは、顔からデータ収集装置１０を取り外して解析表示装置６０に挿入するものとすることが好ましい。
【００５１】
解析表示装置６０の筐体上面にはさらにディスプレイ６６、操作ボタン６８が配置される。ディスプレイ６６は、文字及びキャラクタにより呼吸データ等を表示する表示素子で、例えば液晶パネル等を用いることができる。操作ボタン６８は、ディスプレイ６６の表示内容を切替えるためのボタンである。操作ボタン６８は、押しボタン、タッチボタンのほかロール式の切替ボタンを用いることができる。ディスプレイ６６及び操作ボタンの機能については後述する。解析表示装置６０の筐体正面には、電池ボックスの蓋７０と、メモリカード８０の挿入スロット７２が設けられる。
【００５２】
図６は、呼吸データ収集装置１０の回路部分である収集装置回路９０と、解析表示装置６０の回路部分である表示装置回路１１０についてのブロック図である。収集装置回路９０は、左右回路パッケージ２４ａ，２４ｂに収納され、表示装置回路１１０はその筐体内部に収納される。収集装置回路９０と表示装置回路１１０の間はケーブルで接続され、データの交信と、充電電力の供給が行われる。最初に収集装置回路９０の構成を説明し、その後表示装置回路１１０の構成の説明をする。
【００５３】
収集装置回路９０は、呼吸音センサ４０の検出した信号を受け取って増幅する増幅器（ＡＭＰ）９２と、増幅後の信号を帯域フィルタ処理するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）９４と、その処理後のアナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器９６が直列に接続され、その後ＣＰＵ９８に接続される。
【００５４】
ＣＰＵ９８は、受け取ったディジタル信号をデータ処理する機能を有する演算処理装置である。具体的には、被測定者が覚醒しているときにその呼吸データの初期値を設定するティーチング機能と、設定された初期値に基づき被測定者の睡眠中における呼吸ピッチと無呼吸を監視するランニング機能とを有する。その詳細については後述する。
【００５５】
ＬＥＤ３２は、ティーチングのときに算出した呼吸ピッチを光の点滅で出力し、被測定者に知らせる機能を有する。
【００５６】
フラッシュメモリ１００は、ＣＰＵ９８のティーチング機能及びランニング機能によりデータ処理された呼吸データを記憶する半導体メモリである。記憶容量としては、少なくとも１０時間前後の呼吸データを記憶できる容量であることが望ましい。かかるフラッシュメモリ１００としては、例えば３２ＭＢ程度の市販品を用いることができる。
【００５７】
２次電池１０６は、収集装置回路９０全体の電源で、ＤＣコンバータ１０８により所定の電圧レベルに昇圧されて各要素に供給される。かかる２次電池１０６として、小型の充電型ボタン電池等を用いることができる。また、必要に応じ、スイッチ１０４を設けてもよい。
【００５８】
表示装置回路１１０において、表示コントロール部１１４は、表示装置回路１１０全体の動作を制御する機能を有する回路である。具体的には、入出力ポート６４において収集装置回路９０からデータを受け取り、受け取ったデータについて集計等のデータ解析処理を行い、転送されたデータとともにメモリに記憶する機能を有する。また、転送されたデータや解析結果のデータについて画像処理等を行ってディスプレイ６６に出力する機能を有する。また、受け取ったデータや解析結果のデータをメモリインタフェース１１６を介してメモリカード８０に出力する機能を有する。また、充電コントロール部１２０を制御し、１次電池の電力を入出力ポート６４経由で収集装置回路９０の２次電池１０６に充電電力として供給させる機能を有する。
【００５９】
メモリカード８０は、小型可搬型の記憶媒体で、例えば市販の３２ＭＢフラッシュメモリカードを用いることができる。１次電池１１８は、表示装置回路１１０全体の電源であると共に、上記のように収集装置回路９０の２次電池１０６の充電電源としての機能を有する。かかる１次電池としては、市販の単２電池又は単３電池等を用いることができる。
【００６０】
次に、ＣＰＵ９８のデータ処理機能についてフローチャートを用いて説明する。最初にティーチング機能、次にランニング機能の順に説明する。かかる機能は、ソフトウエアにより実現でき、具体的には呼吸データ収集プログラムを実行することで実現できる。以下のフローチャートの各ＳＴＥＰは、呼吸データ収集プログラムの各処理手順に対応する。なお、以下の説明において、各要素については図１−６における符号を用いる。
【００６１】
図７は、ティーチング工程全体を示すフローチャートである。ティーチング工程においては、被測定者に呼吸データ収集装置１０を取り付け、被測定者が睡眠のためにベッド等に横たわり、まだ覚醒しているときに、被測定者と協働して、呼吸データの初期設定を行う。図５において説明したように、呼吸データ収集装置１０は非使用状態において解析表示装置６０に挿入されて充電されているので、ティーチングに際し、まず解析表示装置６０から呼吸データ収集装置１０を取り外す。この取り外しを検出し、イニシャライズ工程（Ｓ１０）が開始する。具体的には、ハードウエア及びソフトウエアの初期値を設定し、内部タイマーを起動させる。そして、呼吸データ収集装置１０の被着パッド２０の裏面における粘着シート３６ａ，３６ｂを、被測定者の鼻孔と口との間の口蓋部の皮膚上にしっかり押付けて固定する。この状態で被測定者はベッドに横たわる。
【００６２】
次に、鼻呼吸指示か否か判断する（Ｓ１２）。具体的には、コンデンサマイク５０により、被測定者の合図を検出する。被測定者は、あらかじめ定めておいた識別方法にしたがって鼻呼吸を行うのか口呼吸を行うのかの合図を出す。例えば「ハナ」「クチ」という音声を合図としてもよく、「トン」「トントン」という音声を合図としてもよい。あるいは呼吸データ収集装置１０側に音声スピーカ又は圧電ブザー等の知らせ手段を設け、それにより例えば「鼻呼吸をして下さい」等の音声又はブザーの断続音等で合図を出力し、それに従って被測定者が鼻呼吸又は口呼吸を行うものとしてもよい。
【００６３】
被測定者の指示が鼻呼吸指示か又は口呼吸指示かの判断がなされれば、その判断を一旦記憶し、いずれの場合も次に呼吸音取得工程（Ｓ１４）に進む。呼吸音取得工程は、コンデンサマイク５０により検出された信号を、呼吸音として利用できるように加工を行う工程である。すなわち、Ｓ１２の工程の後は、コンデンサマイク５０により検出された音はすべて呼吸音として取り扱われる前提となるが、生の信号のままではノイズがあり、また、呼吸音において呼状態と吸状態との区別がしにくいことがある。そこで、データ処理を行う前に、呼吸音取得工程において、生の音を加工し、ノイズの影響を受けにくくし、音の区別をしやすくして、これを呼吸音として取得することが必要となる。
【００６４】
図８に、呼吸音取得工程（Ｓ１４）の内部フローチャートを示す。まず１０ｍｓｅｃ経過か否かを判断（Ｓ４０）する。１０ｍｓｅｃ経過していなければ最初に戻り、１０ｍｓｅｃ経過すればデータ前処理工程（Ｓ４２）に進むので、ここでは１０ｍｓｅｃ毎にデータ前処理を行うことになる。つまり１０ｍｓｅｃは、サンプリング時間に相当する。
【００６５】
データ前処理工程（Ｓ４２）は、検出した信号を呼吸音として用いやすくするための加工を行う工程で、Ａ／Ｄ変換器９６によりディジタル信号に変換し、例えば微分処理して信号変化を検出しやすくし、加算処理してノイズの影響を少なくし、加算処理しやすくするためにその前に絶対値処理する等の処理を行う。
【００６６】
図９に、横軸を時間、縦軸を電圧として、鼻呼吸におけるコンデンサマイク５０の検出した生信号１３０を示す。また、図１０は、横軸と縦軸とを図９と同様にして、口呼吸における生信号１３４を示したものである。図９、図１０において、吸信号１３１，１３５とともに呼信号１３２，１３６が示されている。これらのデータでは、吸信号は呼信号よりレベルが小さく、鼻呼吸は口呼吸よりレベルが小さくなっている。これらのレベルの差を用いて、鼻呼吸と口呼吸との区別、吸信号と呼信号との区別をすることができる。また、これらの生信号１３０，１３４において、信号の直流レベルは異なるが、ちょうど見やすい位置にシフトしてある。なお、生信号１３０，１３４に微分処理を行うことで、この直流レベルの差を除去することができる。
【００６７】
再び図８に戻り、１００ｍｓｅｃ経過か否かを判断（Ｓ４４）する。１００ｍｓｅｃ経過していなければ最初に戻り、１００ｍｓｅｃ経過すれば１００ｍｓｅｃごとに加算処理する工程（Ｓ４６）に進むので、ここでは１００ｍｓｅｃ毎にデータ前処理後のデータについて加算処理を行うことになる。この１００ｍｓｅｃ毎の加算処理後のデータを呼吸音データとして、以後のデータ処理に用いることになる。
【００６８】
図１１は、横軸と縦軸と図９と同様にして、鼻呼吸の微分後信号１３３と、微分後信号を絶対値処理したものを１００ｍｓｅｃ毎に加算処理した後の信号１３８とを比較しやすいように示したものである。このように、信号の大きさ、つまり呼吸音の大きさを比較するには、微分後信号１３３の波高値の比較よりも、絶対値処理しこれをある時間幅毎に加算処理することで、微分後信号の過渡的なノイズの影響を少なくできることがわかる。図１１における信号１３８が呼吸音データである。
【００６９】
このようにして、呼吸音取得工程（Ｓ１４）により呼吸音データが取得されると、あとはこれを用いて、鼻呼吸と口呼吸との区別のための呼吸レベルの設定（Ｓ２２）や呼吸ピッチの設定（Ｓ３０）を行うためのデータ処理を進めることになる。これらの処理を行うに当たり、演算処理のみを進めることもできるが、被測定者による確認（Ｓ１６）を用いた方がデータ処理における誤処理を少なくできる。そこで、被測定者による確認（Ｓ１６）は必ずしも必須の工程ではないが、次にその処理の内容を図１２のフローチャートを用いて説明する。
【００７０】
図１２は、被測定者による確認工程（Ｓ１６）の内部フローチャートである。呼吸音取得、すなわち１００ｍｓｅｃ毎の加算データが得られると、それを用いて仮呼吸判定（Ｓ５０）を行う。具体的には、仮に定めたしきい値を用い、取得された呼吸音データと比較する。そして、仮呼吸有りか否かの判断（Ｓ５２）を行う。呼吸音データが仮のしきい値を超えているときは仮呼吸有りとし、ＬＥＤｏｎ工程（Ｓ５４）に進み、仮のしきい値以下のときは仮呼吸有りとは判断せず、ＬＥＤｏｆｆ工程（Ｓ５６）に進む。ＬＥＤｏｎ工程（Ｓ５４）ではＬＥＤ３２を点灯し、ＬＥＤｏｆｆ工程（Ｓ５４）ではＬＥＤ３２を消灯する。したがって、仮のしきい値を超えている間、ＬＥＤ３２は点灯し、仮のしきい値以下になるとＬＥＤ３２が消灯するので、ＬＥＤ３２は、呼吸音取得工程で演算処理された結果の呼吸音データの変化につれて点灯と消灯とを繰り返す。すなわち、呼吸音処理工程で得られる呼吸ピッチに対応するピッチでＬＥＤ３２が点灯と消灯とを繰り返す。つまり、ＬＥＤ３２は、演算によるピッチを知らせるピッチ知らせ手段に対応する。
【００７１】
被測定者は、このＬＥＤ３２の点滅を見て、自分が行っている鼻呼吸等のピッチと合っているかどうか容易に判断できるので、ピッチが合っていなければ、あらかじめ定めておいた取り決めに従い、リトライ指示の合図を出す。例えば、「リトライ」の音声を出す。そこで、リトライ指示有りか否かの判断（Ｓ５８）を行う。リトライ指示有りと判断するときは、呼吸音取得工程の最初に戻り、呼吸音取得工程（Ｓ１４）をやり直す。ある程度の時間経過してもリトライ指示有りと判断されないときは、被測定者は、呼吸音取得工程において取得した呼吸音データの呼吸ピッチは自分の呼吸ピッチと同じと考えているとみなせるので、呼吸音取得工程で取得した呼吸音データを用いてデータ処理を進めることができる。
【００７２】
このようにして、被測定者に、演算による呼吸ピッチに対応するピッチを知らせて確認させることで、ティーチングにおける演算にノイズ等が入って誤処理となることを防げる。
【００７３】
ピッチ知らせ手段は、ＬＥＤ３２による知らせ光を用いるほか、発音体を呼吸データ収集装置１０に設け、音又は音声により呼吸ピッチを知らせてもよく、振動体を設けて振動により呼吸ピッチを知らせてもよい。
【００７４】
また、被測定者による確認は、呼吸音取得工程の後であるので、鼻呼吸指示及び口呼吸指示が終了していれば被測定者はそのまま睡眠に入ってもよい。そこで、知らせ光の明るさを時間経過と共に次第に弱くしてゆく。その様子を図１３に示す。図１３（ａ）は呼吸音データを示し、図１３（ｂ）は仮呼吸有りをＨレベル、仮呼吸無しをＬレベルとして示したものである。ＬＥＤ３２は、このＨレベルで点灯し、Ｌレベルで消灯する。図１３（ｃ）から（ｆ）は、呼吸音が図１３（ａ）のまま安定して継続したときに、ＬＥＤ３２の点灯・消灯が時間経過と共に変化させる様子を示したもので、（ｃ）−（ｄ）−（ｅ）と時間が経過するに従い、点灯期間が次第に短くなりついには（ｆ）において完全に消灯する。このようにすることにより、被測定者を睡眠に誘導することができる。
【００７５】
再び図７に戻り、被測定者による確認（Ｓ１６）を経て、呼吸音取得工程（Ｓ１４）で信頼性の高い呼吸音データが取得されると、次に２０ｓｅｃ経過か否かを判断（Ｓ１８）する。２０ｓｅｃ経過していなければ最初に戻り、２０ｓｅｃ経過すればＭＡＸ値検出工程（Ｓ２０）に進むので、ここでは２０ｓｅｃ分の呼吸音データを取得することになる。２０ｓｅｃとしたのは、睡眠時又は安静時の呼吸ピッチは通常４−６秒なので、５回程度の呼吸を１単位として定量的な呼吸ピッチを算出したいと考えたからであって、２０ｓｅｃ以外の適当な時間設定でも構わない。
【００７６】
ＭＡＸ値検出工程（Ｓ２０）は、鼻呼吸と口呼吸とを識別できる信号レベルを定めるために、鼻呼吸を行っている２０ｓｅｃの間における呼吸音データの最大値と、口呼吸を行っている２０ｓｅｃの間における呼吸音データの最大値を求める工程である。例えば、Ｓ１２において鼻呼吸指示と判断したときは、ＭＡＸ値検出工程（Ｓ２０）で検出したＭＡＸ値は鼻呼吸におけるＭＡＸ値である。鼻呼吸指示と判断しないときは、検出されたＭＡＸ値は口呼吸におけるＭＡＸ値である。
【００７７】
次に、検出されたＭＡＸ値に基づき、呼吸レベル設定（Ｓ２２）を行う。例えば、鼻呼吸におけるＭＡＸ値に適当な係数を乗じ、それをもって鼻呼吸の呼吸レベルと設定する。口呼吸においても、検出されたＭＡＸ値に適当な係数を乗じてそれを鼻呼吸の呼吸レベルと設定する。設定された呼吸レベルは、ランニング工程において、取得された呼吸音データを鼻呼吸か口呼吸か自動的に区別する基準として用いられる。例えば、鼻呼吸におけるＭＡＸ値を５ｍＶとし、口呼吸におけるＭＡＸ値を５０ｍＶとし、係数を０．３とすれば、鼻呼吸の呼吸レベルは１．５ｍＶ、口呼吸の呼吸レベルは１５ｍＶと設定される。
【００７８】
次に念のため呼吸検出か否か判断（Ｓ２４）する。判断は、ノイズレベル以上の適当な信号レベルを設定し、それ以下のときは呼吸検出されないとして、呼吸音取得工程（Ｓ１４）の最初に戻る。呼吸検出と判断されると、呼吸ピッチ取得工程（Ｓ２６）に進む。
【００７９】
図１４は呼吸ピッチ取得工程の内部フローチャートである。最初に、呼吸音データから呼吸レベルを減算する（Ｓ６０）。つまり設定された呼吸レベルをしきい値として、しきい値を横切る点、いわゆるゼロクロス点を求め、このゼロクロス点の間隔を呼吸ピッチと扱おうとするものである。呼吸レベル減算工程は、１００ｍｓｅｃ毎の呼吸音データについて２０ｓｅｃの期間について行われる。
【００８０】
補間処理工程（Ｓ６２）は、ノイズのために、１００ｍｓｅｃ毎の減算処理においてゼロクロス点がひんぱんに検出されることが起こるので、余り短い間隔でおこるゼロクロス点はノイズによるものとして無視し、無視した区間を補間処理により接続し、滑らかにつながった呼吸曲線とするための工程である。補間処理後のデータに基づいてゼロクロス点検出（Ｓ６４）を行い、呼吸ピッチを取得する。
【００８１】
図１５に、呼吸ピッチ取得工程のデータ処理の様子を示す。ここで、呼吸音データは、図１１における信号１３８を用いた。図１５（ａ）は、信号１３８のＭＡＸ値１４０と、呼吸レベル１４２を示す図で、Ｓ２０，Ｓ２２及びＳ６０の工程の処理に対応する。図１５（ｂ）は、補間処理（Ｓ６４）を行った後の信号１４４を示し、図１５（ｃ）は、正方向から負方向へのゼロクロス点１４６ａ〜１４６ｆを示し、Ｓ６４の工程の処理に対応する。
【００８２】
再び図７に戻り、ゼロクロス点検出の結果について、２０ｓｅｃの区間におけるゼロクロス点の数が所定範囲か否かの判断（Ｓ２８）を行う。これは安静時の呼吸ピッチの通常範囲にあるかどうかをみて、余りにかけ離れているときは誤動作として呼吸音取得工程（１４）の最初に戻すものである。所定範囲とは、例えばゼロクロス点の数を３−７個とすることができる。図１５（ｃ）の場合は６個であるので、所定範囲内にあると判断される。
【００８３】
ゼロクロス点の数が所定範囲であると判断されると、初期呼吸ピッチ設定工程（Ｓ３０）に進む。具体的には、検出された複数のゼロクロス点の間隔を算出し、これらの平均値をもって初期呼吸ピッチとして設定する。図１５（ｃ）の場合ゼロクロス点の平均間隔が３．５ｓｅｃとすると、この値を口呼吸における初期呼吸ピッチと設定する。
【００８４】
このようにして、Ｓ１２において鼻呼吸指示か口呼吸指示かの判断、Ｓ２２において呼吸レベルの設定、Ｓ３０において初期呼吸ピッチの設定がされると、これらをまとめて初期基準呼吸データとして設定登録する。上記の例では、（鼻呼吸−１．５ｍＶ−３．５ｓｅｃ）と登録される。
【００８５】
こうして鼻呼吸又は口呼吸のいずれかについて設定登録がされると、これで鼻呼吸についての設定と口呼吸についての設定とが完了したか否かの判断（Ｓ３４）が行われる。まだいずれか一方の設定しか行われていないときには、工程Ｓ１２に戻り以下Ｓ３２までの工程を実行し、もう一方の設定を行う。双方について設定登録が完了するとティーチングが終了する。
【００８６】
次にランニング工程につき説明する。ランニング工程ではすでに被測定者は睡眠に入っているので、コンデンサマイク５０により検出した音のみにより、鼻呼吸か口呼吸かを識別し、呼吸ピッチの変化を監視し、無呼吸の監視を行う。図１６はランニング工程全体のフローチャートである。
【００８７】
最初にイニシャライズ（Ｓ７０）を行う。次に終了指示有りか否かの判断（Ｓ７２）を行う。具体的には、コンデンサマイク５０により、被測定者の合図を検出する。被測定者は、睡眠から覚め、呼吸音データの収集を終りにしようとするときは、あらかじめ定めておいた取り決めに従い、終了指示の合図を出す。例えば、「おわり」の音声を出す。そこで、ランニング工程においては、この終了指示を監視し、終了指示があるまで終了処理（Ｓ８８）を行わず、呼吸音取得を継続する。呼吸音取得工程（Ｓ７４）の内容は、図７、図８で説明したものと同じである。そして、取得した呼吸音データに基づき、呼吸ピッチ監視と無呼吸監視を平行して行う。
【００８８】
すなわち、呼吸音取得工程（７４）ののち、２０ｓｅｃ経過か否かの判断（Ｓ７６）と１ｓｅｃ経過か否かの判断（Ｓ８０）を平行して行う。Ｓ７６の処理の内容は、ティーチング工程のＳ１８の内容と同じで、Ｓ８０の処理の内容は設定時間が１ｓｅｃであることが異なるのみである。したがって、２０ｓｅｃ毎に呼吸ピッチ監視（Ｓ７８）を行い、１ｓｅｃ毎に無呼吸監視（Ｓ８２）を行うことになる。
【００８９】
図１７は、呼吸ピッチ監視工程（Ｓ７８）の内部フローチャートである。最初に２０ｓｅｃ期間における呼吸音データのＭＡＸ値検出（Ｓ９０）を行う。この内容は、ティーチング工程のＳ２０の処理内容と同じである。次に鼻呼吸か口呼吸か区別する処理（Ｓ９２）を行う。すなわち、設定登録されている鼻呼吸における呼吸レベル及び口呼吸における呼吸レベルと、検出されたＭＡＸ値とを比較し、取得した呼吸音データは鼻呼吸か口呼吸か区別する。例えば、検出されたＭＡＸ値が５ｍＶであるとすると、上記の例の場合、口呼吸の呼吸レベルである１５ｍＶより小さく、鼻呼吸の呼吸レベルである１．５ｍＶより大きいので、取得した呼吸音データは鼻呼吸によるものとされる。
【００９０】
次に呼吸ピッチ取得（Ｓ９４）を行う。この工程は、図７、図１４の呼吸ピッチ工程の内容と同じである。そして所定範囲か否かの判断（Ｓ９６）を行う。この工程もティーチング工程のＳ２８における処理の内容と同じである。そして、検出されたゼロクロス点の数が所定範囲にあると判断されると、呼吸ピッチ算出（Ｓ９８）を行う。具体的には、検出された複数のゼロクロス点の間隔を算出し、これらの平均値をもって呼吸ピッチとする。
【００９１】
そして、算出された呼吸ピッチが正規範囲か否かの判断（Ｓ１００）を行う。最初に呼吸ピッチが算出されるときは、設定登録されている初期呼吸ピッチを中心値とし、適当な範囲を定め、その範囲を正規範囲とする。数回にわたり呼吸ピッチが算出された後は、その移動平均を求め、それを中心値とし、その両側にそれぞれ標準偏差の３倍程度の範囲を設定し、その範囲を正規範囲とする。なお、移動平均とは、最新のデータをその直前のデータとの間で平均をとり、これを時間経過と共に繰り返すもので、平均値の時間変化が滑らかになる。このように正規範囲か否かを判断し、正規範囲を外れるデータは異常値として除外し、改めて最新の平均呼吸ピッチを算出する。
【００９２】
こうして最新の平均呼吸ピッチが算出されると、これを前の平均呼吸ピッチに置き換えて呼吸ピッチの更新を行う（Ｓ１０２）。このようにして、呼吸ピッチの監視が行われる。
【００９３】
図１８は、無呼吸監視工程（Ｓ８２）の内部フローチャートである。最初に呼吸有りか否かの判断（Ｓ１１０）を行う。具体的には、設定登録されている鼻呼吸における呼吸レベル又は口呼吸における呼吸レベルの小さい値の方と、取得した呼吸音データとを比較する。上記の例で、取得した呼吸音データと１．５ｍＶとを比較する。
【００９４】
呼吸有りと判断したときは、無呼吸期間の設定が既に有りか否かの判断（Ｓ１１２）を行う。無呼吸期間の設定とは、呼吸無しの時間が１０ｓｅｃを超えるときに行われる。したがって、無呼吸期間の設定が有りと判断されると、無呼吸が１０ｓｅｃ以上続いた後に呼吸有りと判断されたことになり、無呼吸が解消されたことになる。この場合には、その前の無呼吸期間について、無呼吸時間の長さ、無呼吸が開始した時刻等を無呼吸情報として設定（Ｓ１１４）し、以前の無呼吸情報に加えて更新する（Ｓ１１６）。Ｓ１１２において無呼吸期間の設定がありとは判断されないときは、呼吸有りの状態が継続しているので、呼吸音取得工程（Ｓ７４）に戻り、無呼吸監視を継続する。
【００９５】
Ｓ１１０において呼吸有りとは判断されないときは、無呼吸が始まっているので、無呼吸時間の計測を開始する（Ｓ１１８）。そして、無呼吸か否かの判断（Ｓ１２０）を行う。この判断は、無呼吸の定義により、無呼吸時間が１０ｓｅｃを超えたか否かで判断できる。そして無呼吸と判断されると、無呼吸期間として設定（Ｓ１２２）が行われる。これを１ｓｅｃ毎に繰り返し、無呼吸監視が行われる。
【００９６】
再び図１６に戻り、無呼吸監視工程（Ｓ８２）に引き続き、センサ被着外しか否かが判断（Ｓ８４）される。例えば、７分を超えて呼吸が検出されないときは、事故の場合を除けば、通常は呼吸データ収集装置１０の被着を顔から外したものと考えられる。このようにしてセンサ被着外しか否かを判断できる。
【００９７】
上記の例で７分経過してセンサ被着外しと判断されると、例えば７分の間が全部無呼吸でないことがありうるので、無呼吸期間設定が最後に行われたものを削除する（Ｓ８６）。こうして、データの信頼性を高めた上で、終了処理（Ｓ８８）に進む。すなわち、被測定者が終了指示をし忘れてそのまま放置したときでも、終了処理（Ｓ８８）に進むことができる。また、センサ被着外しと判断されないとき、すなわち７分経過しないときにも、解析表示装置６０へ挿入か否かの判断（Ｓ８５）が行われる。呼吸データ収集装置１０が解析表示装置６０に挿入されるときは、被測定者が終了指示をし忘れているが自発的に被着を外し測定を終了する意図があるときであるので、このときもＳ８６を経て終了処理（Ｓ８８）に進む。すなわち、自発的にせよ、何か他の理由にせよ、センサ被着外しと判断されると、最後に行われた無呼吸期間設定が削除され、終了処理が行われる。解析表示装置６０へ挿入とは判断されないときはＳ７２へ戻り、無呼吸監視を継続する。
【００９８】
終了処理（Ｓ８８）は、Ｓ７２において終了指示有りと判断された場合と、終了指示がなされていないがＳ８６の工程処理がされた後に行われる。すなわち、終了処理は、被測定者の意思等によりデータ収集を終了させるときに行われる処理である。このときは、図５で説明したように、被着外しが行われた呼吸データ収集装置１０が解析表示装置６０の挿入くぼみ６２に挿入され、この挿入を検出して終了処理（Ｓ８８）が開始する。図１９は、終了処理工程（Ｓ８８）の内部フローチャートである。まず、測定ＳＴＯＰ処理（Ｓ１３０）が行われる。つぎに、入出力ポート３４，６４を介し、メモリバックアップ（Ｓ１３２）と充電開始（Ｓ１３４）が行われる。メモリバックアップ工程（Ｓ１３２）は、呼吸データ収集装置１０から解析表示装置６０へ呼吸データを転送する工程である。Ｓ１３２の工程とＳ１３４の工程は、順序を逆にしてもよく、同時に行うこととしてもよい。その後呼吸データ収集装置１０のＣＰＵ９８のスリープ処理（Ｓ１３６）がなされ、ここにランニング工程がすべて終了する。
【００９９】
ランニング工程が終了すると、解析表示装置６０に転送されたデータは、上記のように解析表示装置６０においてデータの集計等の解析が行われ、転送されたデータとともに解析結果は表示コントロール部１１４のメモリ等に記憶される。次に解析表示装置６０の操作ボタン６８を操作することで、ディスプレイ６６にデータを表示させることができる。図２０から図２６は、操作ボタン６８の操作によりさまざまなデータがディスプレイ６６に表示される様子を示す図である。
【０１００】
図２２は、ディスプレイ６６の初期画面と、操作ボタン６８の配置を示す図である。初期画面には、Ａ：累計と、Ｂ：ピックアップと、Ｃ：個別の、３種類の表示の選択ができることが示されている。操作ボタン６８は、３種類の表示の選択を行うＳＥＬボタン、月日の変更等を行うＮＥＸＴボタン、電源のＯＮ／ＯＦＦと、選択の確定あるいは再選択を行うＥＮＴボタンの３つのボタン群からなる。
【０１０１】
図２１は、ＳＥＬボタンにより表示画面上でカーソルをＡ：に合わせＥＮＴボタンで選択を確定してＡ：累計を選択したときの表示画面の様子を示す。同様に図２２は、Ｂ：ピックアップを選択し、その（ａ）はピックアップで表示できる６項目のうち最初の３項目が表示される様子を示し、（ｂ）はＮＥＸＴボタンの操作により次の３項目が表示される様子を示す。図２３は、Ｃ：個別を選択し、（ａ）は前半の２項目、（ｂ）は後半の２項目の表示を示す。
【０１０２】
図２４は、ディスプレイ６６の初期画面において、さらにＤ：経歴累計、Ｅ：経歴ピックアップの２種類の表示ができることが示されている。図２５は、Ｄ：経歴累計を選択したとき、図２６（ａ），（ｂ）はＥ：経歴ピックアップを選択し、その各項目を表示する例を示す図である。
【０１０３】
また、解析表示装置６０は、呼吸データ収集装置１０から入出力ポート３４，６４を介して転送されたデータや解析結果のデータを、さらに、メモリカード８０に書き込むことができる。図２７は、メモリカード８０に転送されたデータを、解析表示装置６０よりさらに豊富な機能を有している解析表示装置であるパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１５０を用いてより詳細なデータ解析を行う様子を示す図である。ＰＣ１５０は、メモリカード８０からのデータ入出力を行うためのアダプタ１５２を備える。かかるアダプタ１５２としては、ＰＣＭＣＩＡカードアダプタ等を用いることができる。アダプタ１５２を介してメモリカード８０からデータを受け取ったＰＣ１５０は、適当なデータ解析ソフトを用いてより詳細なデータ解析を行うほか、インターネット回線１５４等の通信回線を介し、電子メール等で外部の医療機関等にそのデータ等をさらに送信でき、判断や指示を仰ぐことができる。
【０１０４】
このように、呼吸データ収集装置１０により収集された呼吸データを、データ転送機能やデータ解析機能、データ送信機能等を有する解析表示装置を用いてさまざまに有効に利用することができる。上記では、（呼吸データ収集装置１０−解析表示装置６０−メモリカード８０−ＰＣ１５０−外部送信）の例を説明したが、これ以外の利用形態、例えば、顔から取り外した呼吸データ収集装置１０の入出力ポート３４とＰＣ１５０の適当な入出力アダプタとを信号ジャックで直接接続する等の利用形態を用いてもよい。
【０１０５】
図２８、図２９は、ＰＣ１５０により解析されたデータの表示例である。図２８は、日毎発生件数の解析結果の画面で、呼吸波形、鼻呼吸と口呼吸の区別及びその回数に基づく比率等の発生状況、日毎の無呼吸回数、無呼吸累積時間、無呼吸頻度等がまとめられている。このデータを、医師に行く判断材料として、あるいは治療の必要性判断材料に用いることができる。図２９は、生活習慣履歴の解析結果の画面で、毎日の健康状態を表すものとして就寝前体調や目覚め爽快度、飲酒、喫煙等が、無呼吸データや鼻呼吸と口呼吸の発生状況データと関連付けてまとめられている。このように健康状態の履歴を残すことで、生活習慣を具体的にチェックできる。
【実施例２】
【０１０６】
呼吸音の検出に、焦電性高分子フィルムを用いることができる。焦電性高分子フィルムは、いわゆるピエゾフィルムであるので、膜面に気流の動き等の振動を伝え、それにより発生する電気信号を検出する。焦電性高分子フィルムは薄く、軽量であるので、被測定者への負担を軽減することができる。以下に図４で説明した呼吸音センサ４０をもとにして、焦電性高分子フィルムを用いた呼吸音センサとなす例を示す。図４と同様な要素については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０１０７】
図３０は、底面がふさがれた円筒２１２の開口面に焦電性高分子フィルム２１０を貼付け、これを呼吸音の検出器としたときの呼吸音センサ２００の分解図である。ここで、図４で説明した呼吸音センサ４０と相違するのは、マイク保持枠４２において、コンデンサマイクのはめ込まれる穴４９に、焦電性高分子フィルム２１０を貼り付けた底面のふさがれた円筒２１２がはめ込まれて固定されるところである。焦電性高分子フィルム２１０の厚みは、例えば約２０−４０μｍとすることができる。円筒２１２は、直径を約１２ｍｍ、高さを約１ｍｍ程度とすることができる。
【０１０８】
図３１は、ブリッジ型形状の支持枠２２４の天井部分をやや厚めにし、そこに矩形開口部を有するくぼみ２２６を形成し、その開口部に焦電性高分子フィルム２２２を貼付けた呼吸音センサ２２０を示す図である。すなわち、支持枠２２４に設けられたくぼみ２２６と焦電性高分子フィルム２２２とで密閉した空気室を形成するので、焦電性高分子フィルム２２２の表面を流れる気流の動きを検出しやすくなる。
【０１０９】
図３２は、ブリッジ型形状に曲げられた金属薄板２３４の内面側に焦電性高分子フィルム２２２を貼付けた呼吸音センサ２２０を示す図である。金属薄板２３４は、ばね性のある金属材料が好ましく、例えば、厚み０．２ｍｍ程度のステンレス薄板を用いることができる。金属薄板２３４に焦電性高分子フィルム２２２を貼付けた後、さらに柔軟性のある樹脂で表面をコーティングすることが好ましい。コーティング樹脂として、例えばシリコン樹脂を用いることができる。金属薄板２３４はブリッジ型形状をしており、ばね性を有し、コーティング樹脂も柔軟性があるので、これを図２で説明したパッド板２６に一対のホック２２ａ，２２ｂで取り付け、パッド板２６を被測定者の顔の形状に合わせて曲げたりしても、形を変えながら十分追従することができる。したがって、被測定者に対し、被着したときのフィット感をよくすることができる。
【０１１０】
図３３は、焦電性高分子フィルム２６０を円筒状に巻き、これにより呼吸音を検出する呼吸音センサ２４０となす様子を示す図である。図３４は、その分解図である。呼吸音センサ２４０は、左右回路パッケージ２４２ａ，２４２ｂと、その間を接続する接続管２４４を有する。焦電性高分子フィルム２６０は、接続管２４４の両端部で固定されるように、丸い筒状に巻かれる。その後柔軟性を有する樹脂で表面をコーティングすることが好ましい。コーティング樹脂としてはシリコン樹脂を用いることができる。接続管１４４の大きさは、左右回路パッケージ間の部分の長さを約１２ｍｍとし、両端のそれぞれ約１ｍｍの部分で焦電性高分子フィルム２６０を取り付ける。両端の取り付け部分の直径を約２−３ｍｍとし、両取り付け部分の間はそれより約０．２ｍｍ小さい径とし、その外形と焦電性高分子フィルム２６０のとの間が密閉空気室となる。
【０１１１】
接続管２４４の両端には、一対の差込信号プラグ２４６ａ，２４６ｂのそれぞれの一端部が差し込まれる。一対の差込信号プラグ２４６ａ，２４６ｂのそれぞれの他端部もプラグ形状をしており、それぞれ左右回路パッケージ２４２ａ，２４２ｂに設けられた接続ポート２５０ａ，２５０ｂに差し込まれる。一対の差込信号プラグ２４６ａ，２４６ｂは、電気信号を伝達できるプラグで、焦電性高分子フィルム２６０から呼吸音信号を受け取り、左右回路パッケージ２４２ａ，２４２ｂに内蔵される収集装置回路９０に伝えるとともに、左右回路パッケージ２４２ａ，２４２ｂ間の信号伝達を行う機能を有する。
【０１１２】
図３５は、接続管２４４の両側に柔軟性を持たせた腕部２７４ａ，２７４ｂを設けた呼吸音センサ２７０を示す図である。腕部２７４ａ，２７４ｂの材質は、柔軟性に富むプラスチック樹脂が好ましい。例えばシリコンゴム等を用いることができる。腕部２７４ａ，２７４ｂの先には差込信号プラグ２７８ａ，２７８ｂが設けられる。腕部２７４ａ，２７４ｂに沿って信号線を兼ねる導電性線材２７６ａ，２７６ｂが配置される。導電性線材２７６ａ，２７６ｂは、腕部２７４ａ，２７４ｂの外周に沿って配置し、その上から柔軟性のある樹脂でコーティングしてもよく、腕部２７４ａ，２７４ｂの内部に埋め込んでもよい。導電性線材２７６ａ，２７６ｂは、腕部２７４ａ，２７４ｂを被測定者の顔の形状に合わせ変形させるときの支持体又は心材の働きを有する。かかる導電性線材２７６ａ，２７６ｂとしては弾性及び柔軟性に富む金属線、例えば直径が約１ｍｍの銅線を用いることができる。このような構成とすることで、図３５の矢印に示すように、被測定者の顔の形状に合わせ呼吸音センサ２７０の形状を変え、弾性を持たせつつその形状をそのまま維持することが容易となり、フィッティング感が向上する。
【０１１３】
図３６に、横軸を時間、縦軸を電圧として、鼻呼吸における焦電性高分子フィルムの検出した信号の様子を示す。また、図３７は、横軸と縦軸とを図３６と同様にして、口呼吸における検出信号の様子を示したものである。コンデンサマイクについての図９、図１０と比較すると、焦電性高分子フィルムの場合は、呼気のときと吸気のときでフィルムのたわむ方向が異なり、それに応じて検出電圧の符号が変化することがわかる。したがって、呼吸音取得の際のデータ前処理がコンデンサマイクに比べ簡素にできる。
【実施例３】
【０１１４】
呼吸音センサを鼻孔内に押し付けて配置することで、鼻呼吸の検出と、口呼吸の検出とを同じセンサで行うことができる。すなわち、口呼吸は口腔をふるわせたり、のどを鳴らせたりするので、頭部の骨を振動させ、あるいは筋肉を振動させる。そこで、鼻孔の内壁に呼吸音センサを押し付けることで、鼻呼吸による気流の検出と、口呼吸による鼻中隔等の鼻孔内壁の振動を同じセンサにより検出できる。
【０１１５】
図３８、図３９は、被着パッド３０２に二股形状のビーム部分３０４を取り付け、その先端にコンデンサマイク３０６ａ，３０６ｂを取り付けた呼吸データ収集装置３００を用い、ビーム部分３０４を鼻孔内に挿入し、鼻孔を外側に押し広げるようにしてコンデンサマイク３０６ａ，３０６ｂを保持する様子を示す図である。図４０は呼吸データ収集装置３００の分解図である。ビーム部分３０４は、柔軟性のあるプラスチック樹脂で構成され、その内部にコンデンサマイク３０６ａ，３０６ｂの信号線を兼ねる導電性線材３０８が埋め込まれる。導電性線材３０８は、弾性及び柔軟性に富む金属線、例えば直径が約１ｍｍの銅線を用いることができる。導電性線材３０８の一方端はコンデンサマイク３０６ａ，３０６ｂに接続され、他方端は差込信号プラグ３１０ａ，３１０ｂに接続される。この差込信号プラグ３１０ａ，３１０ｂに対応し、被着パッド３０２に接続ポート３１２ａ，３１２ｂが設けられる。このように、差込信号プラグ３１０ａ，３１０ｂと接続ポート３１２ａ，３１２ｂとにより、被着パッド３０２とビーム部分３０４とは着脱が可能であり、合体しているときは、コンデンサマイク３０６ａ，３０６ｂと被着パッド３０２に内蔵される収集装置回路とが接続される。また、鼻孔内に挿入されるビーム部分３０４が汚れたときは、ビーム部分３０４を被着パッド３０２から取り外すことでその清掃等を容易に行うことができる。なお、被着パッド３０２には、入出力ポート３１４、ＬＥＤ３１６が設けられる。
【０１１６】
図４１は、ビーム部分３０４の拡大図である。ビーム部分３０４はシリコンゴム等の柔軟性に富むプラスチック樹脂で構成され、埋め込まれている導電性線材３０８が心材として機能するので、図４１の矢印に示すように、被測定者の鼻孔の形状等に合わせてその形状を変えることができる。形状を変えた後もその形状をそのまま維持することができるので、被測定者にとりフィッティング感が向上する。
【０１１７】
図４２、図４３は、二股形状のビーム部分３２６の先端に設けられたコンデンサマイク３０６ａ，３０６ｂを、鼻中隔を挟むようにして保持する様子を示す図である。すなわち、ビーム部分３２６の先端のコンデンサマイク３０６ａ，３０６ｂは、集音面が向かい合うようして、ビーム部分３２６の導電性線材３０８の弾性を利用し、二股状の各先端をそれぞれ各鼻孔の内壁に押し付けるようにして両鼻孔に取り付けられる。その他の要素は、図３８−４１において説明したのと同じである。
【０１１８】
このように、鼻孔を利用してコンデンサマイクの位置を固定できるので、被着パッドを口蓋部に粘着シート等で固定する負荷を軽減できる。例えば、ひげのある被測定者や、粘着部材等に対し過敏な被測定者等にとって、被着の負荷が軽減される。
【実施例４】
【０１１９】
呼吸音センサにより検出されたデータを、そのまま無線手段により外部の受信装置に送信することもできる。このようにすることで、呼吸データ収集装置における電子回路部分を少なくし、より軽量小型化が図れ、被着の負荷を軽減できる。以下の説明において、図５、図６と共通の要素については同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０１２０】
図４４は、被測定者が被着している呼吸データ収集装置３０５から受信装置３６０に向けて、非可聴周波数帯の信号３５２を送信している様子を示す図である。図４５は受信装置３６０と、呼吸データ収集装置３０５の詳細を示す図である。受信装置３６０は、パラボラアンテナ３６２と、内部に信号線を有する可撓性のアンテナ支え３６４と、パラボラアンテナ３６２とアンテナ支え３６４内を通る信号線により接続される解析解析表示装置３７０とを含む。解析表示装置３７０にはディスプレイ６６、操作ボタン６８、メモリカード８０の挿入スロット７２を有する。呼吸データ収集装置３５０には、圧電体３５４が設けられ、その駆動により非可聴周波数帯の信号３５２を放射する。
【０１２１】
図４６は、呼吸データ収集装置３５０の回路部分である収集装置回路３８０と、受信装置３６０の回路部分である受信装置回路３９０についてのブロック図である。収集装置回路３８０は、呼吸データ収集装置３５０の左右回路パッケージ内に収納され、受信装置回路３９０は、その解析表示装置３７０の筐体内部に収納される。
【０１２２】
収集装置回路３８０は、呼吸音センサ４０の検出した信号を受け取って増幅する増幅器（ＡＭＰ）９２と、増幅後の信号を帯域フィルタ処理するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）９４と、その信号の電圧値に応じて周波数変調された信号を生成する変調用ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｏｓｃｉｌｌａｔｅｒ）３８２と、変調信号を増幅する増幅器９２と、増幅後の信号で駆動され、非可聴周波数帯の信号を放射する圧電体３５４とを含む。圧電体３５４は、市販の圧電ブザー等を用いることができる。
【０１２３】
受信装置回路３９０は、圧電体３５４が放射する変調信号を受け取るマイク３９２と、増幅器９２と、バンドパスフィルタ９４と、コントロール部３９４とを含む。コントロール部３９４は、受け取った変調信号を呼吸音データとして復調する機能を有する。また、復調した呼吸音データについて集計等のデータ解析処理を行い、復調されたデータとともにメモリに記憶する機能を有する。また、復調されたデータや解析結果のデータについて画像処理等を行ってディスプレイ６６に出力する機能を有する。また、受け取ったデータや解析結果のデータをメモリインタフェース１１６を介してメモリカード８０に出力する機能を有する。
【０１２４】
図４７は、収集装置回路３８０及び受信装置回路３９０における、呼吸信号の変調、復調の様子を説明する図である。これらの図は、いずれも横軸が時間、縦軸が電圧であり、図４７（ａ）の横軸のスケールは、（ｂ）−（ｅ）の横軸のスケールに対し、およそ１／２に縮めてある。
【０１２５】
図４７（ａ）は、呼吸音センサ４０により検出された呼吸信号４００を示す。この場合には、焦電性高分子フィルムにより検出された信号を例としてある。図４７（ｂ）は、呼吸信号４００の各時刻における電圧値に応じて周波数変調された変調信号４０２を示す。すなわち、呼吸信号４００の電圧値が大きいときは周波数を高く、電圧値が小さいときは周波数を低くする周波数変調が行われている。この変調は、変調用ＶＣＯ３８２の機能により行うことができる。この変調信号により圧電体３５４が駆動され、これに対応する音波が空中に放射される。ここで、変調周波数帯と圧電体３５４の特性について、放射される音波が非可聴周波数帯となるように設定する。このことで、放射される音波により非測定者の睡眠を妨げることがないようにできる。
【０１２６】
図４７（ｃ）はマイク３９２が受け取った受信信号４０４を示す図である。基本的には図４７（ｂ）と同じ波形となる。図４７（ｄ）は、受信信号４０４を矩形波に波形整形したパルス信号４０６を示し、図４７（ｅ）はパルス信号４０６の周波数を電圧値に変換して呼吸データに戻した復調信号４０８を示す。これらの復調処理は、コントロール部３９４の機能により行うことができる。
【０１２７】
このようにして、受信装置回路３９０において呼吸データがリアルタイムで復調される。復調された呼吸データは、コントロール部３９４のメモリ等により一時記憶され、一日分のデータがまとまった後にデータ解析が行われ、操作ボタン６８の操作により呼吸音データやその解析結果をディスプレイ６６に表示させることができる。また、メモリカード８０にそのデータを書き込むことができる。
【実施例５】
【０１２８】
呼吸データ収集装置の回路動作について、呼吸音の検出及びそのデータ処理に必要でない期間の間、スリープモードとすることができる。例えば、呼吸音の生データである図９、図１０等や、これらをデータ処理する過程を示す図１１、図１５から解るように、呼吸音は呼吸ピッチの周期性をもって繰り返し現れる。つまり、呼吸音の検出されない期間も周期的に現れる。呼吸音のデータ処理に要する時間は呼吸音を検出する時間の長さに比べると格段に速いので、呼吸データ収集装置の呼吸音センサを含めた回路部分は、ほぼ呼吸音を検出するための時間だけ動作していれば足りる。したがって、それ以外の期間について、クロック等の必要な部分のみ動作させ、残りの回路部分の動作を停止させるスリープモードとすることができる。
【０１２９】
スリープモードにするタイミングは、呼吸ピッチを推定し、推定された呼吸ピッチに応じて自動的にスリープモードに入り、またスリープモードを解除するものとできる。呼吸ピッチの推定値としては、ティーチング工程により得られる初期基準呼吸ピッチや、ランニング工程において順次更新される平均呼吸ピッチを用いることができる。クロック等の必要な部分のみ動作させるスリープ期間の設定は、呼吸音の検出とデータ処理とに要する期間の前後にマージン期間を持たせて設定することができる。マージン期間は、呼吸ピッチの変動を見越して設定するもので、例えば平均呼吸ピッチの標準偏差等に基づいて定めることができる。
【０１３０】
一例として、平均呼吸ピッチを３．５ｓｅｃ、その標準偏差を０．２ｓｅｃとし、鼻呼吸音又は口呼吸音の検出及びデータ処理に必要な時間を１．２ｓｅｃとする。この場合マージン期間を、検出前に標準偏差の２倍分、検出後に標準偏差分設定するとすれば、呼吸音が現れる推定時刻をＴ０として、スリープモードに関連するタイミングを次のように設定できる。
【０１３１】
スリープモードの解除開始時刻は、（Ｔ０−２×０．２ｓｅｃ＝Ｔ０−０．４ｓｅｃ）の時刻である。ここから、（Ｔ０＋１．２ｓｅｃ＋０．２ｓｅｃ＝Ｔ０＋１．４ｓｅｃ）までの１．８ｓｅｃが呼吸音検出及びデータ処理に用いられる。そして、この（Ｔ０＋１．４ｓｅｃ）からスリープモードが開始し、次のスリープモード解除開始時刻（３．５ｓｅｃ＋Ｔ０−０．４ｓｅｃ＝Ｔ０＋３．１ｓｅｃ）までの１．７ｓｅｃがスリープ期間となる。スリープモードの消費電力は動作時の消費電力に比べ格段に少ないとすると、呼吸データ収集装置全体の消費電力は、スリープモードを採用しない場合に比べ、１．８／３．５＝０．５１に低減できる。
【０１３２】
マージン期間の設定のうち、呼吸音検出後のマージン期間は、呼吸音レベルに所定のしきい値を設定し、そのしきい値以下になったときにマージン期間の終了、すなわちスリープ期間の開始とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】本発明に係る実施の形態における呼吸データ収集装置を口蓋部の皮膚上に貼り付けて取り付ける様子を示す図である。
【図２】本発明に係る実施の形態における呼吸データ収集装置の分解図である。
【図３】本発明に係る実施の形態におけるパッド板の裏面図である。
【図４】本発明に係る実施の形態における呼吸音センサを裏面から見た分解図である。
【図５】本発明に係る実施の形態における呼吸データ収集装置に記憶されたデータを受け取ってその内容を表示する表示装置を示す図である。
【図６】本発明に係る実施の形態において収集装置回路と表示装置回路についてのブロック図である。
【図７】本発明に係る実施の形態におけるティーチング工程全体を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係る実施の形態における呼吸音取得工程の内部フローチャートである。
【図９】本発明に係る実施の形態において、鼻呼吸におけるコンデンサマイクの生信号と、これの微分後信号を示す図である。
【図１０】本発明に係る実施の形態において、口呼吸におけるコンデンサマイクの生信号と微分後信号を示す図である。
【図１１】本発明に係る実施の形態において、口呼吸の微分後信号と、微分後信号を絶対値処理したものを１００ｍｓｅｃ毎に加算処理した後の信号を示す図である。
【図１２】本発明に係る実施の形態における被測定者による確認工程の内部フローチャートである。
【図１３】本発明に係る実施の形態において、知らせ光の明るさを時間経過と共に次第に弱くしてゆく様子を示す図である。
【図１４】本発明に係る実施の形態における呼吸ピッチ取得工程の内部フローチャートである。
【図１５】本発明に係る実施の形態における呼吸ピッチ取得工程のデータ処理の様子を示す図である。
【図１６】本発明に係る実施の形態におけるランニング工程全体のフローチャートである。
【図１７】本発明に係る実施の形態における呼吸ピッチ監視工程の内部フローチャートである。
【図１８】本発明に係る実施の形態における無呼吸監視工程の内部フローチャートである。
【図１９】本発明に係る実施の形態における終了処理工程の内部フローチャートである。
【図２０】本発明に係る実施の形態において、操作ボタンの操作によりディスプレイに表示されるデータの一例を示す図である。
【図２１】本発明に係る実施の形態において、操作ボタンの操作によりディスプレイに表示されるデータの一例を示す図である。
【図２２】本発明に係る実施の形態において、操作ボタンの操作によりディスプレイに表示されるデータの一例を示す図である。
【図２３】本発明に係る実施の形態において、操作ボタンの操作によりディスプレイに表示されるデータの一例を示す図である。
【図２４】本発明に係る実施の形態において、操作ボタンの操作によりディスプレイに表示されるデータの一例を示す図である。
【図２５】本発明に係る実施の形態において、操作ボタンの操作によりディスプレイに表示されるデータの一例を示す図である。
【図２６】本発明に係る実施の形態において、操作ボタンの操作によりディスプレイに表示されるデータの一例を示す図である。
【図２７】本発明に係る実施の形態において、メモリカードに転送されたデータをＰＣを用いてより詳細なデータ解析を行う様子を示す図である。
【図２８】本発明に係る実施の形態において、日毎発生件数の解析結果の画面を示す図である。
【図２９】本発明に係る実施の形態において、生活習慣履歴の解析結果の画面を示す図である。
【図３０】他の実施の形態の呼吸音センサの分解図である。
【図３１】他の実施の形態の呼吸音センサの分解図である。
【図３２】他の実施の形態の呼吸音センサを示す図である。
【図３３】他の実施の形態の呼吸音センサを示す図である。
【図３４】他の実施の形態の呼吸音センサの分解図である。
【図３５】他の実施の形態の呼吸音センサの分解図である。
【図３６】他の実施の形態において、鼻呼吸における焦電性高分子フィルムの検出した信号の様子を示す図である。
【図３７】他の実施の形態において、口呼吸における焦電性高分子フィルムの検出した信号の様子を示す図である。
【図３８】他の実施の形態の呼吸データ収集装置を示す図である。
【図３９】他の実施の形態の呼吸データ収集装置を示す図である。
【図４０】他の実施の形態の呼吸データ収集装置の分解図である。
【図４１】他の実施の形態においてビーム部分の拡大図である。
【図４２】他の実施の形態の呼吸データ収集装置を示す図である。
【図４３】他の実施の形態の呼吸データ収集装置を示す図である。
【図４４】他の実施の形態の呼吸データ収集装置を示す図である。
【図４５】他の実施の形態の呼吸データ収集装置の詳細図である。
【図４６】他の実施の形態において、収集装置回路と受信装置回路のブロック図である。
【図４７】他の実施の形態において、呼吸信号の変調、復調の様子を説明する図である。
【符号の説明】
【０１３４】
２，４  気流、１０，３００，３０５，３５０  呼吸データ収集装置、２０，３０２  被着パッド、２２ａ，２２ｂ  ホック、２４ａ，２４ｂ，２４２ａ，２４２ｂ  回路パッケージ、２６  パッド板、３０  気流土手部材、３４，６４，３１４  入出力ポート、３６ａ，３６ｂ  粘着シート、４０，２００，２２０，２４０，２７０  呼吸音センサ、４２  マイク保持枠、５０，３０６ａ，３０６ｂ  コンデンサマイク、６０，３７０  解析表示装置、６６  ディスプレイ、６８  操作ボタン、７２  挿入スロット、８０  メモリカード、９０，３８０  収集装置回路、９８  ＣＰＵ、１００  フラッシュメモリ、１１０  表示装置回路、１１４  表示コントロール部、１１６  メモリインタフェース、１４４，２４４  接続管、１５０  ＰＣ、２１０，２２２，２６０  焦電性高分子フィルム、２２４  支持枠、２３４  金属薄板、２７６ａ，２７６ｂ，３０８  導電性線材、３０４，３２６  ビーム部分、３６０  受信装置、３５４  圧電体、３８２  変調用ＶＣＯ、３９０  受信装置回路、３９２  マイク、３９４  コントロール部。
【図１】
2005160644.tif 000003
【図２】
2005160644.tif 000004
【図３】
2005160644.tif 000005
【図４】
2005160644.tif 000006
【図５】
2005160644.tif 000007
【図６】
2005160644.tif 000008
【図７】
2005160644.tif 000009
【図８】
2005160644.tif 000010
【図９】
2005160644.tif 000011
【図１０】
2005160644.tif 000012
【図１１】
2005160644.tif 000013
【図１２】
2005160644.tif 000014
【図１３】
2005160644.tif 000015
【図１４】
2005160644.tif 000016
【図１５】
2005160644.tif 000017
【図１６】
2005160644.tif 000018
【図１７】
2005160644.tif 000019
【図１８】
2005160644.tif 000020
【図１９】
2005160644.tif 000021
【図２０】
2005160644.tif 000022
【図２１】
2005160644.tif 000023
【図２２】
2005160644.tif 000024
【図２３】
2005160644.tif 000025
【図２４】
2005160644.tif 000026
【図２５】
2005160644.tif 000027
【図２６】
2005160644.tif 000028
【図２７】
2005160644.tif 000029
【図２８】
2005160644.tif 000030
【図２９】
2005160644.tif 000031
【図３０】
2005160644.tif 000032
【図３１】
2005160644.tif 000033
【図３２】
2005160644.tif 000034
【図３３】
2005160644.tif 000035
【図３４】
2005160644.tif 000036
【図３５】
2005160644.tif 000037
【図３６】
2005160644.tif 000038
【図３７】
2005160644.tif 000039
【図３８】
2005160644.tif 000040
【図３９】
2005160644.tif 000041
【図４０】
2005160644.tif 000042
【図４１】
2005160644.tif 000043
【図４２】
2005160644.tif 000044
【図４３】
2005160644.tif 000045
【図４４】
2005160644.tif 000046
【図４５】
2005160644.tif 000047
【図４６】
2005160644.tif 000048
【図４７】
2005160644.tif 000049