(57)【要約】【課題】患者の個人別の頭部、頚椎部の特性を考慮して、最適の頭部、頚椎部の圧力分布を形成させることができ、人体の睡眠姿勢を側臥位に維持可能な睡眠呼吸障害を防止する装置を提供する。【解決手段】本発明は、睡眠呼吸障害を防止する装置であって、使用者の身体が置かれる多数のチャンバを有する枕シートと、睡眠中の睡眠呼吸障害を有する前記使用者の上気道が開放されるように前記使用者の身体を支持する前記枕シート内の前記チャンバが膨張又は収縮するように制御する制御モジュールとを含む。【選択図】図３
2007283106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
睡眠呼吸障害を防止する装置であって、
使用者の身体が置かれる多数のチャンバを有する枕シートと、
睡眠中の睡眠呼吸障害を有する前記使用者の上気道が開放されるように前記使用者の身体を支持する前記枕シート内の前記チャンバが膨張又は収縮するように制御する制御モジュールと、
を含む睡眠呼吸障害防止装置。
【請求項２】
前記制御モジュールは、
前記各チャンバが膨張又は収縮できるように前記各チャンバに圧力を供給したり排出したりする圧力調節器と、
前記各チャンバの圧力を検知する圧力検知器と、
正常睡眠時の各チャンバの圧力変化のパターンを用いて作られた最適の圧力パターンデータを格納する記憶ユニットと、
前記最適の圧力パターンデータをロードし、前記圧力検知器から前記各チャンバの圧力が入力されて、前記最適の圧力パターンデータと前記各チャンバの圧力とを比較して睡眠呼吸障害が発生しているか否かを判断し、前記睡眠呼吸障害が発生したと判断されれば、前記上気道が開放されて前記呼吸障害が解消されるように前記各チャンバの膨張又は収縮を制御する圧力制御データを前記圧力調節器に出力する人工知能制御器と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の睡眠呼吸障害防止装置。
【請求項３】
睡眠呼吸障害を防止する装置であって、
使用者の身体が置かれる多数のチャンバを有する枕シートと、
前記各チャンバが膨張又は収縮できるように前記各チャンバに圧力を供給したり排出したりする圧力調節器と、
前記各チャンバの圧力を検知する圧力検知器と、
正常睡眠時の各チャンバの圧力変化のパターンを用いて作られた最適の圧力パターンデータを格納する記憶ユニットと、
前記最適の圧力パターンデータをロードし、前記圧力検知器から前記各チャンバの圧力が入力されて、前記最適の圧力パターンデータと前記各チャンバの圧力とを比較して呼吸障害が発生しているか否かを判断し、呼吸障害が発生したと判断されれば、上気道が開放されて前記呼吸障害が解消されるように前記各チャンバの膨張又は収縮を制御する圧力制御データを前記圧力調節器に出力する人工知能制御器と、
を含む睡眠呼吸障害防止装置。
【請求項４】
睡眠呼吸障害を防止する装置であって、
使用者の身体が置かれる多数のチャンバを有する枕シートと、
前記枕シートに結合された状態で睡眠中の前記使用者に着用される着用ユニットと、
前記各チャンバが膨張又は収縮できるように前記各チャンバに圧力を供給したり排出したりする圧力調節器と、
前記各チャンバの圧力を検知する圧力検知器と、
正常睡眠時の各チャンバの圧力変化のパターンを用いて作られた最適の圧力パターンデータを格納する記憶ユニットと、
前記最適の圧力パターンデータをロードし、前記圧力検知器から前記各チャンバの圧力が入力されて、前記最適の圧力パターンデータと前記各チャンバの圧力とを比較して呼吸障害が発生しているか否かを判断し、呼吸障害が発生したと判断されれば、上気道が開放されて前記呼吸障害が解消されるように前記使用者の頭と首部分を支持する各チャンバの膨張又は収縮を制御する圧力制御データを前記圧力調節器に出力する人工知能制御器と、
を含む睡眠呼吸障害防止装置。
【請求項５】
前記圧力制御信号は前記使用者の上気道が開放されるように睡眠中の前記使用者の頭と首を支持する前記各チャンバの膨張又は収縮を制御することを特徴とする請求項２又は３に記載の睡眠呼吸障害防止装置。
【請求項６】
前記圧力制御信号は前記使用者の上気道が睡眠中の前記使用者の大腿部を支持する前記各チャンバの膨張又は収縮を制御することで、前記使用者の睡眠位置を側臥位に誘導することを特徴とする請求項２又は３に記載の睡眠呼吸障害防止装置。
【請求項７】
前記それぞれのチャンバはチャンバセルを含み、各チャンバセルは多数のエアーセルを備え、前記圧力は前記エアーセルのそれぞれの膨張と収縮のために供給されることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の睡眠呼吸障害防止装置。
【請求項８】
前記枕シートの底面には前記各チャンバの膨張を支持し、前記枕シートの滑りを防止する基材が形成されていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の睡眠呼吸障害防止装置。
【請求項９】
前記それぞれのエアーセル内の圧力は、前記圧力検知器によって検知されて前記人工知能制御器に提供されることを特徴とする請求項８に記載の睡眠呼吸障害防止装置。
【請求項１０】
睡眠中の前記使用者の音パターンデータを検出するように前記人工知能制御器に連結される音センサをさらに含み、
前記格納ユニットには正常睡眠中の最適の音パターンデータがさらに格納され、
前記人工知能制御器は前記音センサから検出された音パターンデータと前記最適の音パターンデータとを比較して呼吸障害が発生しているか否かを判断することを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の睡眠呼吸障害防止装置。
【請求項１１】
睡眠中の前記使用者の振動変化データを検出するように前記人工知能制御器に連結される振動センサをさらに含み、
前記記憶ユニットには正常睡眠中の最適の振動変化データがさらに格納され、
前記人工知能制御器は前記振動センサから検出された振動変化データと前記最適の振動変化データとを比較して呼吸障害が発生しているか否かを判断することを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の睡眠呼吸障害防止装置。
【請求項１２】
睡眠中の前記使用者の血中酸素飽和度データを検出するように前記人工知能制御器に連結される血中酸素飽和度検知センサをさらに含み、
前記記憶ユニットには正常睡眠中の最適の血中酸素飽和度データがさらに格納され、
前記人工知能制御器は前記最適の血中酸素飽和度データと前記血中酸素飽和度検知センサによって検出された前記血中酸素飽和度データとを比較して前記呼吸障害が発生しているか否かを判断することを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の睡眠呼吸障害防止装置。
【請求項１３】
前記睡眠呼吸障害防止装置に電源を供給する電源と、前記睡眠呼吸障害防止装置のオンオフを選択できる作動パネルをさらに含むことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の睡眠呼吸障害防止装置。
【請求項１４】
前記作動パネルは複数の使用者をさらに選択できるようになり、前記人工知能制御器は選択された使用者に対して音センサ、振動センサ又は血中酸素飽和度検出センサによって検出された音パターンデータ、振動変化データ又は前記血中酸素飽和度データをそれぞれ前記最適の音パターンデータ、最適の振動変化データ又は最適の血中酸素飽和度データと比較して前記選択された使用者の前記睡眠呼吸障害を検出することを特徴とする請求項１３に記載の睡眠呼吸障害防止装置。
【請求項１５】
前記作動パネルは学習モードをさらに選択できるようになり、前記学習モードが選択された場合に、正常睡眠時の各チャンバ毎の圧力変化のパターンを繰り返し測定して前記記憶ユニットに格納するようになっていることを特徴とする請求項１３に記載の睡眠呼吸障害防止装置。
【請求項１６】
前記人工知能制御器はパージ制御を行って前記圧力制御データを前記圧力調節器に出力することを特徴とする請求項１５に記載の睡眠呼吸障害防止装置。
【請求項１７】
前記枕シートに結合されている状態で睡眠中の前記使用者に着用される着用ユニットをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の睡眠呼吸障害防止装置。
【請求項１８】
前記枕シートは前記使用者の頭と首部分を支持しない時に着用ユニットのカラーとして作用し、前記カラーが広げられると前記使用者の頭と首部分を支持するように用いられることを特徴とする請求項４又は１７に記載の睡眠呼吸障害防止装置。
【請求項１９】
前記枕シートは前記着用ユニットに脱着可能な手段をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の睡眠呼吸障害防止装置。
【請求項２０】
前記脱着手段はジッパー又はベルクロを備えることを特徴とする請求項１９に記載の睡眠呼吸障害防止装置。
【請求項２１】
前記着用ユニットはチョッキ状に形成されることを特徴とする請求項４又は１７に記載の睡眠呼吸障害防止装置。
【請求項２２】
前記着用ユニットはファスナー又はジッパーによって着用されることを特徴とする請求項２１に記載の睡眠呼吸障害防止装置。
【請求項２３】
前記着用ユニットは着用時に人体の前面右側に位置する前面右側部と、着用時に人体の前面左側に位置する前面左側部と、着用時に人体の背面に位置する背面部とを含み、
前記前面左側部と前記前面右側部との間、前記前面左側部と前記背面部との間、及び前記前面右側部と前記背面部との間に前記ファスナー又はジッパーを備えることを特徴とする請求項２２に記載の睡眠呼吸障害防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、睡眠時に呼吸障害が発生するのを防止する装置に関し、より詳しくは、人体の首に位置する上気道の繰り返し的な閉鎖による睡眠無呼吸症と、睡眠無呼吸症と関連して発生する習慣性いびきを防止し、それを治療できる睡眠呼吸障害防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、睡眠呼吸障害として分類される習慣性いびきと睡眠無呼吸症及び上気道抵抗症候群は、睡眠中に上気道を繰り返し閉鎖する疾患であって、これは夜間の睡眠効率を低下させて熟眠を妨害し、特に血液中の酸素飽和度を低下させるという結果をもたらす（Ｃｈｏｋｒｏｖｅｒｔｙ Ｓ．(１９９４)Ｓｌｅｅｐ Ｄｉｓｏｒｄｅｒ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ． Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ−Ｈｅｉｎｅｍａｎｎ）。
【０００３】
このような睡眠呼吸障害は、昼間の眠気や、集中力の減少のほか、記憶力の低下、学習能力の低下及び慢性疲労などを誘発し、産業現場及び作業場における事故、運転中の居眠り運転による交通事故などを引き起こすため、社会経済的に大きな損失をもたらしている。
【０００４】
それだけでなく、近年は睡眠呼吸障害が肥満、高血圧、糖尿病、認知症(痴呆)、心血管系疾患、心臓マヒ、性機能減退、脳血管疾患、脳卒中、及び新陳代謝症候群の発生と非常に密接な関係があるという研究結果が報告されている（Ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｖｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｅ ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｌｅｅｐ−ｄｉｓｏｒｄｅｒｅｄ ｂｒｅａｔｈｉｎｇ ａｎｄ ｈｙｐｅｒｔｅｎｓｉｏｎ． Ｎ Ｅｎｇｌ Ｍｅｄ ２０００;３４２:１３７８-１３８４）。
【０００５】
このような睡眠呼吸障害は世界的に男性だけでなく女性にも現れており、米国の場合、男性の２８％(約７５００万人)と女性の１６〜１８％(約４８００万人)が睡眠呼吸障害を抱えている［Ｔｈｅ ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ ｏｆ ｓｌｅｅｐ−ｄｉｓｏｒｄｅｒｅｄ ｂｒｅａｔｈｉｎｇ ａｍｏｎｇ ｍｉｄｄｌｅ−ａｇｅｄ ａｄｕｌｔｓ． Ｎ Ｅｎｇｌ Ｊ Ｍｅｄ １９９３;３２８:１２３０-１２３５]。
【０００６】
近年に報告された韓国内の研究結果でも韓国の場合、男性の２７％(約１２０万人)と女性の１６％(７６万人)が睡眠呼吸障害を持っていることが明らかになり［Ｐｒｅｖａｌｃｅ ｏｆ ｓｌｅｅｐ−ｄｉｓｏｒｄｅｒｅｄ ｂｒｅａｔｈｉｎｇ ｉｎ ｍｉｄｄｌｅ−ａｇｅｄ Ｋｏｒｅａｎ ｍｅｎ ａｎｄ ｗｏｍｅｎ. Ａｍ Ｊ Ｒｅｓｐｉｒ Ｃｒｉｔ Ｃａｒｅ Ｍｅｄ． ２００４;１７０(１０):１１０８-１３]、成人人口の１０人に２〜３人は睡眠中の呼吸障害に露出していることが確認された。
【０００７】
韓国の場合、米国に比べて既存の報告書で睡眠呼吸障害の最も危険な要因として指摘している肥満度や腹囲が低いにも拘わらず、睡眠呼吸障害の比率が米国並みに報告されており、韓国人の欧米化した食習慣による肥満度や腹囲の増加によって睡眠呼吸障害患者がさらに増えると予想される。
【０００８】
睡眠呼吸障害の原因としては、肥満、家族歴、解剖学的な構造異常、性別の違い(女性より男性の場合に多く発生する)、内科的疾患(甲状腺疾患)が挙げられる。
【０００９】
構造的には、人体における空気の流出入の通路となる上気道において鼻咽頭(ｎａｓｏｐｈａｒｙｎｘ)、口腔咽頭（ｏｒｏｐｈａｒｙｎｘ)、及び下咽頭(ｈｙｐｏｐｈａｒｙｎｘ)からなる軟組織が睡眠中の気道を閉鎖することがその原因である。
【００１０】
睡眠が始まれば筋電図上で筋肉の強度が非常に減少することが分かり、このような現象は上気道の軟組織の弛緩だけでなく、多くの呼吸筋の活動まで減少させてしまうため、睡眠中の気道の閉鎖を誘発する[Ｃｈｏｋｒｏｖｅｒｔｙ Ｓ．(１９９４) Ｓｌｅｅｐ Ｄｉｓｏｒｄｅｒ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ. Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ−Ｈｅｉｎｅｍａｎｎ]。
【００１１】
図１は、睡眠呼吸障害の原因となる上気道の閉鎖現象を説明する図である。
【００１２】
一般に、流体の流量(Ｑ)は以下のように流路の断面積(Ａ)と流体の速度(ｖ)との積で表わされる。
【００１３】
Ｑ＝Ａ・ｖ
(Ｑは流体の流量、Ａは流路の断面積、ｖは流体の速度)
睡眠中の呼吸過程で空気が流出入する上気道の断面積をＡ、空気の速度をｖ、及び流出入空気量をＱとしても同一の式が成立し、人体の酸素供給に必要な空気量Ｑが一定であるとき、上気道の断面積が減少すれば、空気の速度ｖが大きくなり、これはいびきを引き起こす。
【００１４】
さらに、軟組織が上気道を閉鎖し、上気道の断面積Ａが０となれば、流出入の空気量が０になり、睡眠無呼吸症が生じる。
【００１５】
図１Ａに示すように、正常上気道４の様子では気管支及び肺(図示せず)に供給される空気が流入できる上気道４が十分に確保されるが、図２Ｂに示すように、睡眠無呼吸状態では軟組織６の自重と舌７の重量による軟組織６の圧迫により口蓋８の喉頭部側から延びた軟組織６が上気道４を閉鎖する。
【００１６】
このような上気道４の閉鎖現象は、睡眠中に仰臥位となっているときに非常に深刻になり、上気道４が閉鎖されれば、睡眠中に呼吸が止まるか、困難になる睡眠無呼吸症が発生する。
【００１７】
いびきも睡眠中に上気道４が部分的に閉鎖される際に生じる現象である。
【００１８】
このようないびきや睡眠無呼吸症を治療するために、多様な方法が試みられている。
【００１９】
その代表として、（１）睡眠体位を側臥位やうつ伏せとなった体位に変更するように調節することで、上気道４の空気の流れを円滑にする生活的療法、（２）上気道４の垂れた軟組織６を除去する手術的療法、又は（３）図１Ｃに示すように、外部から陽圧を送り込む持続的陽圧器(９、Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ａｉｒｗａｙ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ；ＣＰＡＰ)を睡眠中の鼻に装着して、外部から陽圧を送り込んで上気道４を持続的に開放させる非手術的療法が試みられている。
【００２０】
しかしながら、このような治療法には限界がある。
【００２１】
（１）生活的療法は持続的に側臥位やうつ伏せになった体位で睡眠姿勢を維持するという保障がなく、（２）手術的療法は軟組織の再生成による再発の比率が高く、そして（３）非手術的療法は睡眠中に陽圧マスクを着用しなければならないという不便があり、患者の治療に対する従順度が低下する。
【００２２】
従って、これとは異なる治療法として、睡眠中に機能性枕を用いて睡眠呼吸障害を治療しようとする試みがあり、主に測位又は頭位を高くするなどの体位補正用枕が開発されている。
【００２３】
しかしながら、これまで開発されているこのような機能性枕も特別な成果をあげていないのが現状である[Ｅｌｅｖａｔｅｄ ｐｏｓｔｕｒｅ ｆｏｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｏｂｓｔｒｕｃｔｉｖｅ ｓｌｅｅｐ ａｐｎｅａ． Ｓｌｅｅｐ ａｎｄ ｂｒｅａｔｈｉｎｇ,  ２００４；８４:１９３-２００.]。
【００２４】
また、近年は、米航空宇宙局(ＮＡＳＡ)の科学者らが発明した重合体フォーム製品である、「メモリフォーム」が商業的に販売されており、これは身体に伝達される荷重と衝撃を吸収し、荷重が緩和したとき、元に戻る性質を有する人体工学的デザインの枕ではあるものの、いびきや睡眠無呼吸症の治療には大きな効果がない。
【００２５】
これは睡眠呼吸障害を治療するためのこのような枕が睡眠時の体位の変化による上気道の構造変化に応じて適切に枕の形状を調節することができず、いびきと睡眠無呼吸の程度を認識し、それにより適切に枕の機能を調節することができないからである。
【００２６】
特に、このような枕は睡眠呼吸障害を持つ患者には頻繁な睡眠体位の変化がある点や、個人別の頭部、頚椎部の特性及び体位変化の特性が考慮されていないという点で能動的な制御が困難な受動的なシステムを有する枕であったほか、専門的な医学的治療道具としての機能よりは睡眠姿勢を矯正する程度の枕に過ぎなかった。
【００２７】
そのため、既存のこのような枕では、いびき及び睡眠無呼吸症の治療及び緩和において大きい効果を期待するのは困難であったほか、実際に睡眠呼吸障害が再発するのを防止するための治療効果に乏しかった。
【特許文献１】Ｃｈｏｋｒｏｖｅｒｔｙ Ｓ．(１９９４)Ｓｌｅｅｐ Ｄｉｓｏｒｄｅｒ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ． Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ−Ｈｅｉｎｅｍａｎｎ
【特許文献２】Ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｖｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｅ ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｌｅｅｐ−ｄｉｓｏｒｄｅｒｅｄ ｂｒｅａｔｈｉｎｇ ａｎｄ ｈｙｐｅｒｔｅｎｓｉｏｎ． Ｎ Ｅｎｇｌ Ｍｅｄ ２０００;３４２:１３７８-１３８４
【特許文献３】Ｔｈｅ ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅ ｏｆ ｓｌｅｅｐ−ｄｉｓｏｒｄｅｒｅｄ ｂｒｅａｔｈｉｎｇ ａｍｏｎｇ ｍｉｄｄｌｅ−ａｇｅｄ ａｄｕｌｔｓ． Ｎ Ｅｎｇｌ Ｊ Ｍｅｄ １９９３;３２８:１２３０-１２３５
【特許文献４】Ｐｒｅｖａｌｃｅ ｏｆ ｓｌｅｅｐ−ｄｉｓｏｒｄｅｒｅｄ ｂｒｅａｔｈｉｎｇ ｉｎ ｍｉｄｄｌｅ−ａｇｅｄ Ｋｏｒｅａｎ ｍｅｎ ａｎｄ ｗｏｍｅｎ. Ａｍ Ｊ Ｒｅｓｐｉｒ Ｃｒｉｔ Ｃａｒｅ Ｍｅｄ． ２００４;１７０(１０):１１０８-１３
【特許文献５】Ｃｈｏｋｒｏｖｅｒｔｙ Ｓ．(１９９４) Ｓｌｅｅｐ Ｄｉｓｏｒｄｅｒ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ. Ｂｕｔｔｅｒｗｏｒｔｈ−Ｈｅｉｎｅｍａｎｎ
【特許文献６】Ｅｌｅｖａｔｅｄ ｐｏｓｔｕｒｅ ｆｏｒ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｏｂｓｔｒｕｃｔｉｖｅ ｓｌｅｅｐ ａｐｎｅａ． Ｓｌｅｅｐ ａｎｄ ｂｒｅａｔｈｉｎｇ,  ２００４；８４:１９３-２００.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、患者の個人別の頭部、頚椎部の特性を考慮して、最適の頭部、頚椎部の圧力分布を形成させることができ、人体の睡眠姿勢を側臥位に維持可能な睡眠呼吸障害を防止する装置を提供することにある。
【００２９】
また、その他の目的は、いびきや睡眠無呼吸症を自動的に感知し、いびきや睡眠無呼吸症が感知されれば、自動的に枕の首支持部分(頭下部分と首下部分)が膨張して、使用者の顎を高くし、頚椎を伸ばすことで、上気道の通気抵抗を低減し、頭部、頚椎部の気道の閉鎖を防止し、且つ、枕の首支持部分が膨張してもいびきや睡眠無呼吸症が解消されないと判断されれば、人体の睡眠姿勢を側臥位に変更させる睡眠呼吸障害を防止するための装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
上記目的を達成するために、本発明の第1の様態による睡眠呼吸障害防装置は、使用者の身体が置かれる多数のチャンバを有する枕シートと、睡眠中の睡眠呼吸障害を有する前記使用者の上気道が開放されるように前記使用者の身体を支持する前記枕シート内の前記チャンバが膨張又は収縮するように制御する制御モジュールとを含むことを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の第２の様態による睡眠呼吸障害防止装置は、使用者の身体が置かれる多数のチャンバを有する枕シートと、前記各チャンバが膨張又は収縮できるように前記各チャンバに圧力を供給したり排出したりする圧力調節器と、前記各チャンバの圧力を検知する圧力検知器と、正常睡眠時の各チャンバの圧力変化のパターンを用いて作られた最適の圧力パターンデータを格納する記憶ユニットと、前記最適の圧力パターンデータをロードし、前記圧力検知器から前記各チャンバの圧力が入力されて、前記最適の圧力パターンデータと前記各チャンバの圧力とを比較して呼吸障害が発生しているか否かを判断し、呼吸障害が発生したと判断されれば、上気道が開放されて前記呼吸障害が解消されるように前記各チャンバの膨張又は収縮を制御する圧力制御データを前記圧力調節器に出力する人工知能制御器とを含むことを特徴とする。
【００３２】
さらに、本発明の第２の様態による睡眠呼吸障害防止装置は、使用者の身体が置かれる多数のチャンバを有する枕シートと、前記枕シートに結合された状態で睡眠中の前記使用者に着用される着用ユニットと、前記各チャンバが膨張又は収縮できるように前記各チャンバに圧力を供給したり排出したりする圧力調節器と、前記各チャンバの圧力を検知する圧力検知器と、正常睡眠時の各チャンバの圧力変化のパターンを用いて作られた最適の圧力パターンデータを格納する記憶ユニットと、前記最適の圧力パターンデータをロードし、前記圧力検知器から前記各チャンバの圧力が入力されて、前記最適の圧力パターンデータと前記各チャンバの圧力とを比較して呼吸障害が発生しているか否かを判断し、呼吸障害が発生したと判断されれば、上気道が開放されて前記呼吸障害が解消されるように前記使用者の頭と首部分を支持する各チャンバの膨張又は収縮を制御する圧力制御データを前記圧力調節器に出力する人工知能制御器とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
上述したように、本発明による睡眠呼吸障害防止装置によれば、枕の各チャンバ毎に圧力を検知して、予め格納された最適の圧力パターンとそれを比較して睡眠呼吸障害を判断する。もし使用者が睡眠呼吸障害状態にあると判断されれば、使用者の頭下部分と首下部分が上昇して上気道が開放されるように各チャンバ毎の圧力を調節するか、又は使用者の睡眠姿勢が側臥位となるように誘導することで、睡眠呼吸障害を解消できるという効果を奏する。
【００３４】
そして、チャンバセルの内部にエアーセルを備えて、枕シートに接触する頭の荷重を１つのチャンバセル内でも自然に分散及び調節することができる。
【００３５】
また、枕シートに、音センサ、振動センサ、及び血中酸素飽和度検知センサを備えて、睡眠呼吸障害を判断するので、呼吸障害が発生しているか否かをより正確に判断できる。
【００３６】
さらに、使用者の睡眠姿勢が仰臥位又は側臥位でないと判断される場合に使用者の睡眠姿勢を仰臥位又は側臥位となるように誘導して睡眠呼吸障害の発生を防止することができ、使用者の身体に変化が生じる場合や、他の使用者が枕を用いる場合にも睡眠呼吸障害を防止する機能を行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。
【００３８】
図２Ａ及び図２Ｂは、本発明の実施形態によって枕シート２０を有する睡眠呼吸障害防止装置によって人体が支持されている様子を示す側断面図である。
【００３９】
図２Ａ又は図２Ｂに示すように、睡眠呼吸障害の原因となる上気道４は、人体の睡眠姿勢が仰臥位である場合に、人体の特定部位を上昇させれば、その閉鎖の程度が緩和するか、完全に開放される構造を有している。このような特定部位の上昇によっても上気道４の閉鎖の程度が緩和しない場合、人体の睡眠姿勢が側臥位に変更されれば、その閉鎖の程度が緩和するか、完全に開放される構造を有している。
【００４０】
具体的には、図２Ａに示すように、（１）Ａ１方向に頭下部位１２を上昇させて頚椎(図示せず)の曲率伸長を誘導すれば、上気道４が開放されて睡眠呼吸障害が解消される。それに加え、（２）Ａ２方向に首下部位１４を上昇させて軟甲骨(図示せず)の上昇を誘導すれば、上気道４がさらに開放されて睡眠呼吸障害が解消される。
【００４１】
また、図２Ｂに示すように、睡眠呼吸障害防止装置が人体の大腿部まで延びて形成されることで、Ａ１及びＡ２方向に頚椎の曲率伸長を誘導してもいびきや睡眠無呼吸などの睡眠呼吸障害が解消されない場合には、（３）睡眠呼吸障害防止装置の縦端面上の一端部のみを上昇させて人体の睡眠姿勢の回転を誘導することで、人体の睡眠姿勢を側臥位にし、上気道４が開放されて睡眠呼吸障害が解消される。
【００４２】
より具体的に説明すれば、図２Ｂに示すように、本発明による睡眠呼吸障害防止装置の人体の首下部位１４に対応する部分の縦端面上の一端をＢ２方向に上昇させて人体の首下部位１４の一側のみを上昇させる。そして、本発明による睡眠呼吸障害防止装置の人体の大腿部１５に対応する部分の縦端面上の一端をＢ３方向に上昇させて人体の大腿部１５の一側のみを上昇させることで、人体の首下部位１４及び大腿部１５に対応する睡眠呼吸障害防止装置の縦端面を傾斜するように形成し、人体の睡眠姿勢が側臥位となるように誘導することで、上気道４が開放されて睡眠呼吸障害が解消される。
【００４３】
この場合、人体の睡眠姿勢を側臥位となるように誘導するためには、睡眠呼吸障害防止装置の首下部位１４及び大腿部１５に対応する部分の上昇する一端は前記部分の縦端面で同じ部分が上昇しなければならない。
【００４４】
また、人体の睡眠姿勢を側臥位となるように誘導するに際して、右側臥位又は佐側臥位の何れに誘導しても構わない。
【００４５】
図３を参照すれば、本発明による睡眠呼吸障害防止装置は、多数のチャンバ２２を有する枕シート２０を含むことが示されている。
【００４６】
睡眠呼吸障害防止装置は、制御モジュール１００をさらに含み、制御モジュール１００は各チャンバ２２が膨張又は収縮できるように各チャンバ２２に圧力を供給したり排出したりする圧力調節器３０と、各チャンバ２２の圧力を検知する圧力検知器４０と、正常睡眠時の各チャンバ２２の圧力変化のパターンを用いて作られた最適の圧力パターンデータを格納する記憶ユニット５０と、最適の圧力パターンデータをロードし、圧力検知器４０から各チャンバ２２の圧力が入力されて、最適の圧力パターンデータと各チャンバ２２との圧力を比較して呼吸障害が発生しているか否かを判断し、呼吸障害が発生したと判断されれば、上気道が開放されて呼吸障害が解消されるように各チャンバ２２の膨張又は収縮を制御する圧力制御データを圧力調節器３０に出力する人工知能制御器６０とを含む。
【００４７】
枕シート２０は、図２Ａ又は図４Ａに示すように、頭２、頭下部位１２、及び首下部位１４を支持するように形成されるか、図２Ｂ又は図４Ｂに示すように、頭２、頭下部位１２、首下部位１４、及び大腿部１５を支持するように形成されて、人体の正しい睡眠姿勢を誘導できる。
【００４８】
好ましくは、図３に示すように、枕シート２０は多数のチャンバ２２に分割されて形成され、各チャンバ２２は対称的に形成されることが好ましい。
【００４９】
図４Ａでは、縦方向に４つ、横方向に３つのチャンバ２２が形成されて計１２つのチャンバ２２が形成されており、図４Ｂでは、縦方向に４つ、横方向に４つのチャンバが形成されて計１６つのチャンバ２２が形成されている。しかし、これは例示に過ぎず、本技術分野において通常の知識を有する者にとっては前述した例に限定されず、チャンバ２２の多様な配列が可能であることは自明である。
【００５０】
これと異なり、図３に示した枕シートの変形例の正面図及び側面図を示す図５Ａ又は図５Ｂに示すように、枕シートは頭２の上部分が当接する上側チャンバ２２ｕが縦に１つのチャンバからなり、使用者の首部分が当接する下側チャンバ２２ｄｒ、２２ｄｌが左下側チャンバ２２ｄｌ及び右下側チャンバ２２ｄｒからなる。そして、上側チャンバ２２ｕと下側チャンバ２２ｄｒ、２２ｄｌとの間には、横に固定部２２ｆが備えられることができる。もちろん、左下側チャンバ２２ｄｌと右下側チャンバ２２ｄｒとの間には、別の固定部２２ｆｆが備えられることができる。ここで、固定部２２ｆ、２２ｆｆは各チャンバ２２に圧力が供給されても膨張せず、平らな状態に維持される。
【００５１】
それ以外にも、図５Ｃに示すように、頭２の上部分が当接する上側チャンバ２２ｕが１つのチャンバ２２ｕからなり、使用者の頭下部分が接触する中間チャンバ２２ｍが１つのチャンバ２２ｍからなり、また、使用者の首下部分が接触する下側チャンバ２２ｄからなることができる。
【００５２】
もちろん、図５Ｄに示すように、中間チャンバ２２ｍと下側チャンバ２２ｄとの間には、中間チャンバ２２ｍと下側チャンバ２２ｄ間の距離を長くするための固定部２２ｆが備えられることができる。
【００５３】
もちろん、図示してはいないが、図４Ｂに示す防止装置シートで別途のチャンバが人体の大腿部（図２Ｂの１５）を支持するようにさらに形成され、その枕シートの追加されたチャンバを膨張させることで、人体の睡眠姿勢を側臥位に変更させることができる。また、図４Ａ又は図４Ｂに示すように、枕シート２０の底面には基材２１が形成されてもよい。基材２１はチャンバ２２の膨張が人体と接触する枕シート２０の上方向になされるようにチャンバ２２の膨張を支持すると共に、シート上で滑り難いような材質からなって枕シート２０の滑りを防止するように形成されることが好ましい。
【００５４】
また、図３において、圧力調節器３０は各チャンバ２２に圧力を供給又は排出することで、各チャンバ２２が膨張又は収縮できるように各チャンバ２２の圧力を調節する。
【００５５】
圧力調節器３０の圧力調節は、各チャンバ２２単位で行われ、睡眠中の人体の体位変化に応じた能動的な制御が可能になる。
【００５６】
圧力検知器４０は、各チャンバ毎の圧力をリアルタイムに検知することで、どのチャンバ２２が人体によって押されているかを把握し、使用者の呼吸時の吸気及び呼気動作によってチャンバ２２に加えられる圧力の変化を把握すると共に、睡眠呼吸障害によって発生する喉頭部の振動を把握する。
【００５７】
データを格納する記憶ユニット５０は、睡眠呼吸障害防止装置の制御に必要な基礎データを格納する装置であり、使用者が仰臥位で正常な睡眠をとっている際の状態、即ち睡眠呼吸障害が発生しない状態で各チャンバ２２の圧力が変化するパターンを用いて作られた最適の圧力パターンデータを格納する。
【００５８】
人工知能制御器６０は、記憶ユニット５０から最適の圧力パターンデータをロードし、圧力検知器４０から使用者の体位などに応じた各チャンバ２２の圧力が入力されて、ロードした最適の圧力パターンデータと入力された圧力とを比較して使用者に呼吸障害が発生しているか否かを判断する。もし呼吸障害が発生したと判断されれば、使用者の呼吸障害が解消されるように使用者の上気道(図２の４)が開放される使用者の体位を誘導するために、各チャンバ２２が膨張又は収縮するようにする圧力制御データを圧力調節器３０に出力する。
【００５９】
ここで、チャンバ２２の圧力制御データは代表的に、図２Ａに示すような、仰臥位で頭下部位１２や首下部位１４に対応するチャンバ２２が相対的に膨張するようにし、使用者の上気道を開放させる。
【００６０】
人工知能制御器６０によって睡眠呼吸障害が発生しているか否かを判断することについて具体的に説明すれば、以下の通りである。
【００６１】
図６Ａ乃至図６Ｃには、使用者の睡眠状態における呼吸パターンが示されている。
【００６２】
図６Ａ乃至図６Ｃに示す呼吸パターンのグラフにおいて、縦軸は圧力検知器４０によって検知されたチャンバ２２内の圧力であり、横軸は時間を示す。
【００６３】
グラフの上昇区間は使用者が口を通じて空気を吸い込む吸気区間であり、下降区間は枕シートの使用者が口を通じて空気を排出する呼気区間であり、水平につながる部分は吸気と呼気の休止区間である。
【００６４】
正常な睡眠状態における吸気及び呼気のパターンは各チャンバ２２毎に測定され、各チャンバ２２の圧力パターンを示すグラフなどのデータは記憶ユニット５０に格納される。
【００６５】
この場合、使用者毎の個人的な特性によって呼吸周期(Ｔ)及び各チャンバ２２が押される圧力のパターンなどが異なるので、各チャンバ２２の圧力パターンを示すグラフなどのデータは使用者毎に個別化されることが好ましい。
【００６６】
使用者が枕シートを用いる度に圧力検知器４０は各チャンバ２２毎の圧力をリアルタイムに検知し、ここで検知されたデータは正常な睡眠状態における吸気及び呼気のパターンと比較される。
【００６７】
正常な睡眠状態における吸気及び呼気のパターンと使用時に圧力検知器４０から検知されたデータについて具体的に説明すれば、以下の通りである。正常な睡眠状態では、図６Ａに示すように、吸気と呼気の反復呼吸周期(Ｔ)がほぼ一定になり、振動波形が滑らかに示されるのに対し、使用者がいびきをかく場合には、図６Ｂに示すように、吸気と呼気の反復呼吸周期(Ｔ)は正常な睡眠状態と類似するが、吸気区間〜呼気区間で滑らかでない振動波形が示される。
【００６８】
従って、正常な睡眠状態の振動波形と比較して、吸気区間〜呼気区間で滑らかでない振動波形が示されるようになり、使用者がいびきをかいていると判断し、上気道４の開放のための制御を開始する。
【００６９】
また、図６Ｃに示すように、使用者に睡眠無呼吸症が現れる場合には、吸気と呼気の反復呼吸周期なしに休止期間が長くなるか、吸気区間における頂点が著しく低くなるか、又は吸気と呼気区間が不規則的になる。図６Ｃにおける点線は正常な睡眠状態での振動波形である。
【００７０】
従って、正常な睡眠状態の振動波形と比較して、休止期間が長くなるか、吸気区間における頂点が著しく低くなるか、又は吸気と呼気区間が不規則的になれば、使用者が睡眠無呼吸の状態にあると判断し、上気道４の開放のための制御を開始する。
【００７１】
そのために、図７Ａに示すように、このような制御は、上気道４の開放のために人工知能制御器６０が圧力調節器３０に、頭下部位１２と首下部位１４を上昇させるように頭下部位１２と首下部位１４に接触するチャンバ２２ｍ、２２ｄに圧力を加え、頭上側に接触するチャンバ２２ｕの圧力を排出することで達成される。このような制御によって、上気道４が開放され、いびきや睡眠無呼吸症が解消される。
【００７２】
このような各チャンバ２２ｍ、２２ｄ、２２ｕの圧力を調節した後にも使用者の睡眠時の振動波形と正常な睡眠状態の振動波形とを比較して、休止期間が長くなるか、吸気区間における頂点が著しく低くなるか、又は吸気と呼気区間が不規則的になれば、使用者が睡眠無呼吸の状態にあると判断し、人体の睡眠姿勢を側臥位に変更させて上気道４を開放させるための制御を行う。
【００７３】
図７Ｂに示すように、このような制御は上気道４の開放のために人工知能制御器６０が圧力調節器３０に、首下部位１４と大腿部１５の一側を上昇させるように首下部位１４と大腿部１５の一側に接触するチャンバ２２ｄ１、２２ｅ１に圧力を加えることで達成される。
【００７４】
従って、人体の睡眠姿勢は側臥位に誘導されて、上気道４が開放されることで、いびきや睡眠無呼吸症が解消される。
【００７５】
好ましくは、人工知能制御器６０は枕シートの使用中に使用者の使用者呼吸周期、吸気区間における頂点の高さ、又は波形振動する程度などを総合的に考慮して、パージ制御(ｆｕｚｚｙ ｃｏｎｔｒｏｌ)によって行うことが好ましい。
【００７６】
パージ制御は、ハードウェアの性能的限界を克服するために考案された制御演算法によって、境界上の不確実な部分を中間値に処理し、各種感知装置ユニットからの情報をできるだけ単純化しながら、多様な種類の情報を入力させて人間の判断方式と計算方式の観点から実際の制御を行うことであり、使用者に睡眠呼吸障害が発生しているか否かを判断するのに適している。
【００７７】
図３において、本発明による睡眠呼吸障害防止装置には電源を供給する電源(図示せず)と、睡眠呼吸障害防止装置の機能を選択できる作動パネル２８をさらに含むことができる。
【００７８】
電源は、圧力検知器４０、圧力調節器３０、記憶ユニット５０、及び人工知能制御器６０に電気を供給し、交流電源で構成されても構わないが、好ましくは、携帯性を向上させ、就寝時の煩雑性や危険性を排除するために、バッテリ(図示せず)を用いるように構成されることが好ましい。ここで、バッテリは流体バッテリであることができ、バッテリ交換型又は充電型であることもできる。
【００７９】
図３に示すように、作動パネル２８は使用者とのインターフェースのためのものであり、入力ユニットとして多数のキーやボタンが備えられて、少なくともオンオフ動作を選択できるようになっており、その他に、時計など他の機能を選択できるようになってもよい。
【００８０】
さらに、作動パネル２８には本発明による睡眠呼吸障害防止装置の作動状態を表示するためのＬＥＤ又はＬＣＤなどの表示ユニットを備えることができる。
【００８１】
図８Ａ及び図８Ｂには、１つのチャンバを構成するチャンバセル２４とチャンバセル２４内のエアーセル２６の斜視図が示されている。図示のように、チャンバ２２の内部にはチャンバセル２４が備えられ、１つのチャンバセル２４は多数のエアーセル２６を含むことができる。
【００８２】
枕シート２０に圧力が供給されれば、各チャンバ２２の内部に圧力が供給され、圧力検知器４０によってその圧力が検知される。即ち、チャンバセル２４又はチャンバセル２４内の多数のエアーセル２６に圧力が供給され、また、圧力の検知も１つの圧力検知器４０によって行われる。
【００８３】
エアーセル２６はカップ状となっており、弾性・復元力及び強度の補強のために、多数の柱部２８を含む。
【００８４】
柱部２８の個数は、エアーセル２６に必要な耐圧、膨張の程度及び膨張の回数を考慮して実験的に決定されることができる。図８Ａにおいては、その一例として、８つの柱部２８を有するエアーセル２６が示されている。
【００８５】
図８Ｂに示すように、チャンバセル２４は多数のエアーセル２６を含み、共通の圧力の供給を受ける。
【００８６】
１つのチャンバセル２４に含まれるエアーセル２６の個数は、チャンバセル２４が占める部分の面積などを考慮して決定される。図８Ｂにおいては、その一例として、１２個のエアーセル２６を有するチャンバセル２４が示されている。ここで、各エアーセル２６は１つのチャンバセル２４における各位置で必要とする高さを有するように形成され得ることはもちろんである。
【００８７】
それぞれのエアーセルは、ゴム、ＰＣＶ、それらの材料の合成材質で製造され得る。しかし、本技術において通常の知識を有する者にとっては、エアーセルの個数、配列及び材質は前述した例に限定されるのではなく、変動可能であることが自明である。
【００８８】
図９Ａ及び図９Ｂは、本発明による睡眠呼吸障害防止装置でエアーセル２６が配列されている例を示している。
【００８９】
前述したように、チャンバセル２４の内部には互いに一定のパターンで連結されている多数のエアーセル２６を含まれる。エアーセル２６は、その全体に対して１つの圧力を加えても、予め定められてある形態を維持しながら膨張及び収縮し、枕シートの形状を所望の形状に維持しながらチャンバセル２４の圧力を容易に調節する。
【００９０】
また、チャンバセル２４の内部の多数のエアーセル２６に対して圧力を検知及び調節するので、枕シートに接触する頭の荷重が一部のエアーセル２６にのみ集中した場合においても、そのエアーセル２６は押されて収縮するが、それだけの圧力が他のエアーセル２６に伝達されて膨張するので、１つのチャンバセル２４内における荷重の分散及び調節が自然に行われる。
【００９１】
一方、睡眠呼吸障害の検知は、圧力検知器４０によって行われるが、図３に示すように、それを補助するために他の装置をさらに備えることができ、例えば、音センサ４２及び／又は振動センサ４４が備えられて人工知能制御器６０に連結されることができる。
【００９２】
この場合、記憶ユニット５０には正常睡眠時の最適の音パターンデータ及び／又は最適の振動変化データがさらに格納されなければならない。
【００９３】
音センサ４２や振動センサ４４は、使用者が枕を用いる度に音パターンや振動変化をリアルタイムに検知し、ここで検知されたデータは人工知能制御器６０によって正常睡眠時の最適の音パターンデータや最適の振動変化データと比較される。
【００９４】
即ち、人工知能制御器６０は、記憶ユニット５０から最適の音パターンデータや最適の振動変化データをロードし、音センサ４２や振動センサ４４から音パターンデータや振動変化データが入力されて、最適の音パターンデータや最適の振動変化データと音パターンデータや振動変化データを比較して睡眠呼吸障害が発生しているか否かを判断する。
【００９５】
人工知能制御器６０は、リアルタイムに実測される音パターンデータや振動変化データが最適の音パターンデータや最適の振動変化データの誤差範囲から逸脱すれば、睡眠呼吸障害が発生したと判断する。
【００９６】
音センサ４２や振動センサ４４によって補助的に睡眠呼吸障害を判断できることで、圧力検知器４０による呼吸障害判断と共に睡眠呼吸障害を判断して、より正確な睡眠呼吸障害を判断することが可能になる。
【００９７】
また、血中酸素飽和度検知センサ４６がさらに備えられて人工知能制御器６０に連結されることができる。
【００９８】
この場合、記憶ユニット５０には正常睡眠時の最適の血中酸素飽和度データがさらに格納されなければならない。
【００９９】
使用者が枕を用いる度に血中酸素飽和度検知センサ４６は、血中酸素の飽和度をリアルタイムに検知し、ここで検知されたデータは人工知能制御器６０で正常な睡眠時の最適の血中酸素飽和度データと比較される。
【０１００】
詳細には、血中酸素飽和度検知センサ４６は血中酸素飽和度データを検知し、これを人工知能制御器６０に提供する。人工知能制御器６０は、記憶ユニット５０から最適の血中酸素飽和度データをロードし、血中酸素飽和度検知センサ４６から血中酸素飽和度データが入力されて、最適の血中酸素飽和度データと血中酸素飽和度データとを比較して呼吸障害が発生しているか否かを判断する。
【０１０１】
人工知能制御器６０は、リアルタイムに実測される血中酸素飽和度データが最適の血中酸素飽和度データの誤差範囲から逸脱すれば、睡眠呼吸障害が発生したと判断する。
【０１０２】
血中酸素飽和度検知センサ４６によって補助的に睡眠呼吸障害を判断できることで、圧力検知器４０、音センサ４２、及び振動センサ４４による呼吸障害判断と共に睡眠呼吸障害を判断して、より正確な睡眠呼吸障害を判断することが可能になる。
【０１０３】
ところが、使用者が睡眠時に睡眠姿勢を頻繁に変えながら睡眠をとることがあるが、このような場合には、人工知能制御器６０の制御の効果が低くなる恐れがある。
【０１０４】
従って、使用者が睡眠時に睡眠姿勢を変える場合、睡眠姿勢の変化を監視して睡眠姿勢が睡眠呼吸障害の生じない仰臥位又は側臥位となるように睡眠姿勢を仰臥位上又は側臥位に復帰させることが必要である。
【０１０５】
そのために、人工知能制御器６０は、睡眠姿勢が変化しているか否かを判断して、仰臥位又は側臥位から逸脱したと判断されれば、仰臥位又は側臥位に復帰させる制御を行う。
【０１０６】
詳細には、人工知能制御器６０は使用者が睡眠呼吸障害なしに仰臥位の姿勢で睡眠をとっている場合には、各チャンバにおける圧力パターンは左側と右側が一定の呼吸周期(Ｔ)を有し、吸気区間でほぼ同じ程度の圧力水準を示す。また、使用者が睡眠呼吸障害なしに側臥位の姿勢で睡眠をとっている場合には、頭の顔面側と接触するチャンバは使用者の顔に押されて高圧と検知され、後頭側と接触するチャンバは相対的に低圧と検知される。従って、このような圧力パターンが変更される場合に使用者の睡眠姿勢が変わったと判断し、使用者の睡眠姿勢を仰臥位又は側臥位の睡眠呼吸障害がない状態に復帰させるための制御を行う。
【０１０７】
例えば、図１０Ａに示すように、使用者が睡眠呼吸障害なしに仰臥位の姿勢で睡眠をとっている場合に、各チャンバにおける圧力パターンは左側と右側が一定の呼吸周期(Ｔ)を有し、吸気区間でほぼ同じ程度の圧力水準を示す。しかし、使用者の睡眠姿勢が変更された場合には、図１０Ｂに示すように、右側チャンバの圧力パターンが高圧と感知される変化した圧力パターンを有するようになる。
【０１０８】
このとき、人工知能制御器６０は使用者の睡眠姿勢が変わったと判断し、使用者を仰臥位に復帰させるための制御を行う。
【０１０９】
使用者を仰臥位に復帰させるための制御は、図１０Ｃに示すように、頭２の顔面側と接触するチャンバには圧力を供給し、後頭側と接触するチャンバは圧力を排出させることで、チャンバ間の圧力を非対称とさせて、枕シート２０を傾斜するように形成し、睡眠姿勢の回転を誘導する。
【０１１０】
このような人工知能制御器６０の制御は、使用者が睡眠呼吸障害なしに側臥位で睡眠をとった後、睡眠姿勢を変更して圧力パターンに変化する場合にも同様である。
【０１１１】
即ち、図示してはいないが、使用者が睡眠呼吸障害なしに側臥位の姿勢で睡眠をとっている場合に、頭の顔面側と接触するチャンバは使用者の顔に押されて高圧と検知され、後頭側と接触するチャンバは相対的に低圧と検知される。しかし、使用者の睡眠姿勢が変更された場合には、これと異なり、圧力パターンも変化する。この場合、使用者の睡眠姿勢を本来の側臥位に誘導するために、睡眠呼吸障害防止装置の枕シートの縦端面上の一端に位置するチャンバには圧力を供給し、他端に位置するチャンバでは圧力を排出させることで、縦端面上のチャンバ間の圧力を非対称とさせて、傾斜するように形成し、睡眠姿勢を側臥位に誘導する。
【０１１２】
ところが、図６Ｂ又は図６Ｃに示すように、使用者が突然事故に遭った場合のように人体に急激な変化が発生した場合には、記憶ユニット５０に格納されている最適の圧力パターンデータ、最適の音パターンデータ、最適の圧力変化データ、及び最適の血中酸素飽和度データが無用になる恐れがあるので、このようなデータを修正できるように作動パネル２８は学習モードをさらに選択できるように構成されることが好ましい。
【０１１３】
人工知能制御器６０は、作動パネル２８で学習モードが選択された場合に、正常睡眠時の各チャンバ２２毎の圧力変化のパターンを繰り返して実測して、人工知能制御に必要なデータ形態で記憶ユニットに格納するように構成されなければならない。
【０１１４】
特に、使用者が仰臥位で枕シート２０に仰向けになった状態で、数分間睡眠又はそれと類似する程度の安定した状態を維持して、各チャンバ２２に加えられる圧力パターンを記憶する過程を、所定の間隔をおいて数回繰り返して行う。
【０１１５】
それにより、予め格納されているデータを更新できるので、発生した身体変化を反映させるデータを格納して人工知能制御に活用することができ、睡眠呼吸障害に対する正確な判断を可能にする。
【０１１６】
一方、１つの枕を複数の人が用いる場合もあり得るので、学習によって新たなデータが入力されれば、以前のデータは消滅するため、それを防止する必要がある。
【０１１７】
従って、作動パネル２８は使用者選択モードを含むように構成されることが好ましい。
【０１１８】
このとき、記憶ユニット５０は使用者別に少なくとも仰臥位の正常睡眠時の各チャンバ２２の圧力変化のパターンをデータ化した最適の圧力パターンデータを含むデータを予め格納するように構成されなければならない。
【０１１９】
そして、人工知能制御器６０は前記使用者選択モードが選択され、使用者が選択された場合に、選択された使用者のデータをロードするように構成されることが好ましい。
【０１２０】
それにより、本発明装置の所有者ではなく他の使用者が用いる場合、又は多数の使用者が交互に本発明装置の１つの枕シートを共用する場合にも、以前の使用者に関するデータが保存されるので、枕を複数の人が使用できるようにする。
【０１２１】
図１１は、本発明の第２実施形態による睡眠呼吸障害防止装置のブロック図であり、図１２は、図１１に示した睡眠呼吸障害防止装置の使用状態図を示す。
【０１２２】
図１１に示すように、本発明の睡眠呼吸障害防止装置は、枕シート１１０と、着用ユニット１２０及び制御モジュール１００を含む。本発明の第２実施形態による睡眠呼吸防止装置は、第２実施形態が着用ユニット１２０をさらに含み、この着用ユニット１２０が枕シート１１０に連結されているという点で第１実施形態と異なる。
【０１２３】
着用ユニット１２０は身体に着用するものとしての着用性と使用性を考慮して着用可能にデザインされる。ウェアラブルデザインにおける必須条件は、機能的構造と適した素材の選択である。
【０１２４】
特に、素材の場合、快適性、安全性、電磁波遮断機能、静電気防止機能、及び絶縁機能など、人体に有害な要素を管理する素材の選択が必ず要求される。
【０１２５】
着用ユニット１２０は、睡眠時に放出される汗を排出させるだけでなく、温度調節機能を行うために汗が出易い小脇部位や身体の前後左右に通風口を設計して、衣服内の熱や湿気が速やかに排出されるようにして快適性を向上させなければならない。また、素材と人体との摩擦を最小化できる縫製方法への考慮が必要である。
【０１２６】
従って、着用ユニット１２０は、キトサン繊維、銀繊維、又は竹繊維などの健康志向型素材、アクアトランス又はクールマックスメッシュなどのハイテク素材、オーガニックコットン、テンセル、または天然ミネラルイオン健康繊維など、環境にやさしい素材が用いられ得る。
【０１２７】
着用ユニット１２０には枕シート１１０が結合されて、着用ユニット１２０を着用した状態で睡眠をとるとき、枕シート１１０が人体の頭と首を支持していびきや睡眠無呼吸症などの睡眠呼吸障害を防止する。
【０１２８】
本発明によれば、枕シート１１０は着用ユニット１２０にカラーとして代用されて、好ましくは、このカラーを広げると、枕シート１１０として用いられることができる。
【０１２９】
枕シート１１０を用いないとき、枕シート１１０が着用ユニット１２０に結合された形態で着用ユニット１２０のカラーとして機能するためには、枕シート１１０が圧力の供給によって空気膨張されるようにすることが好ましい。
【０１３０】
例えば、図１３Ｃに示すように、カラーはカラー幅が狭い場合、圧力が排出されたときに首下の方に垂れないようにその大きさは十分に広くデザインされる。また、圧力の注入時には圧力がシャーリング処理又はダーツ処理された部分１１２にのみ注入されるようにして、着用ユニット１２０を着て人体を動かしてもカラーの形状がそのまま維持できるようにした。
【０１３１】
また、カラーをひっくり返したときも、首下部分にも空気充填が可能なように、着用ユニット１２０の背中部分に狭いヨーク部１１４が形成される。
【０１３２】
図１２Ａに示すように、枕シート１１０に圧力を供給する前には、枕シート１１０は収縮した形態でカラーとして着用ユニット１２０に密着して結合される。しかし、図１２Ｂに示すように、睡眠時に枕シート１１０に圧力を供給すれば、枕シート１１０は膨張し、枕として機能する。
【０１３３】
枕シート１１０は着用ユニット１２０に常時結合されている必要はなく、睡眠時にのみ取り付けて使用できるように着用ユニット１２０に脱着可能なように形成できる。枕シート１１０が着用ユニット１２０に脱着可能なようにするためには、枕シート１１０をジッパー(図示せず)やベルクロ(図示せず)によって着用ユニット１２０から脱着させることが好ましい。
【０１３４】
図示してはいないが、着用ユニット１２０は防寒用ジャケットやジャンパとなることができるが、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すように、睡眠時に着用するという点を考慮してチョッキ状に形成されることが好ましい。チョッキ状は袖のない衣服の形態であり、袖のある衣服よりも通気性がよいため、睡眠中の体温の上昇要因をなくす。
【０１３５】
図示してはいないが、チョッキ状は前留めのみある形態、前留め及び横開けのある形態、または留め及び開けのない形態など多様な形態が可能であるが、ここでは前留め及び横開けのある形態について説明する。
【０１３６】
図１３Ａ乃至図１３Ｃは、図１１に示した着用ユニットの変形例の正面図及び背面図を示す。
【０１３７】
図１３Ａに示すように、前留め及び横開けがある着用ユニット１２０は人体の前面を覆う前面部１２１、１２２と人体の背面を覆う背面部１２３とを含む。前面部１２１、１２２は着用ユニット１２０を着用する人を中心に前面右側に位置する前面右側部１２１と、前面左側に位置する前面左側部１２２とから構成される。
【０１３８】
これにより、着用ユニット１２０は前留め及び横開けが開放された状態でも着用が可能であり、脱ぎ着の簡便さから体を自由に動かすことができない患者にも使用が可能である。
【０１３９】
また、前留め及び横開けにより通気が可能になり、睡眠時に人体の体温上昇要因が大きく減少する。さらに、人体の寸法に関係なく着用が可能になり、睡眠時に着用ユニット１２０によって人体が圧迫されるのが防止され、睡眠時に妨害となる要素が最大限に減少する。
【０１４０】
着用ユニット１２０は人体に着用された後、前面右側部１２１と前面左側部１２２との間の前留めはファスナー１３２で固定され、前面部１２１、１２２と背面部との間の横開けもファスナー１３４で固定されて、使用が簡単であるだけでなく、胸幅の調節が可能であり、ゆったりと着用できる。
【０１４１】
図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、前留め又は横開けにはファスナー１３２、１３４が用いられない代わりに、前面右側部１２１と前面左側部１２２はジッパー１３６によって結合され、前面部１２１、１２２と背面部１２４は輪ゴム１３８によって結合されることも可能である。
【０１４２】
これによって、ジッパー１３６の開放度による着用ユニット１２０の位置調節が可能になるため、枕シート１１０が大きくなくても本発明による着用ユニット１２０が備えられている枕シート１１０を用いることができる。
【０１４３】
また、前面部１２１、１２２が背面部１２４と分離されないので、着用感がよく、輪ゴム１３８を通気性のよい弾力素材に代えることで、睡眠時にも不便さを最小化させることができる。
【０１４４】
図示してはいないが、前面右側部１２１と前面左側部１２２はファスナーによって結合され、前面部１２１、１２２と背面部１２４はジッパーによって結合されるように構成することも可能である。また、前面右側部１２１と前面左側部１２２はジッパーによって結合され、前面部１２１、１２２と背面部１２４はジッパーによって結合されるように構成することも可能である。
【０１４５】
一方、さらに図１１を参照すれば、制御モジュール１００は、圧力調節器３０、圧力検知器４０、記憶ユニット５０、人工知能制御器６０を含み、それらのすべての構成要素は第１実施形態の制御モジュールの構成要素と実質的に同一である。従って、それらの詳細な説明は省略する。
【０１４６】
第１実施形態で説明したのと同様、人工知能制御器６０は、記憶ユニット５０から最適の圧力パターンデータをロードし、圧力検知器４０から枕使用者の体位などに応じた各チャンバ１１２の圧力が入力されて、ロードした最適の圧力パターンデータと入力された圧力とを比較して枕使用者の呼吸障害が発生しているか否かを判断する。もし呼吸障害が発生したと判断されれば、使用者の呼吸障害が解消されるように枕使用者の上気道が開放される枕使用者の体位を誘導するために、各チャンバ１１２を膨張又は収縮させる圧力制御データを圧力調節器３０に出力する。
【０１４７】
ここで、使用者の上気道を開放させるチャンバ１１２の圧力制御データは代表として、仰臥位で頭下部位や首下部位に対応するチャンバ１１２を相対的に膨張させるか、枕使用者の睡眠姿勢を側臥位に変更させる。
【０１４８】
従って、着用ユニット１２０を有する睡眠呼吸障害防止装置は、人体の首に位置する上気道を繰り返し閉鎖することで睡眠無呼吸症と、これに関連して発生する習慣性いびきを防止しこれを治療することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４９】
【図１Ａ】上気道の閉鎖現象を説明する図である。
【図１Ｂ】上気道の閉鎖現象を説明する図である。
【図１Ｃ】上気道の閉鎖現象を説明する図である。
【図２Ａ】本発明による睡眠呼吸障害防止装置によって人体が支持されている様子を示す側断面図である。
【図２Ｂ】本発明による睡眠呼吸障害防止装置によって人体が支持されている様子を示す側断面図である。
【図３】図２Ａ及び図２Ｂに示した本発明の睡眠呼吸障害防止装置を示す斜視図である。
【図４Ａ】図２Ａ及び図２Ｂに示した本発明の睡眠呼吸障害防止装置の他の実施形態による睡眠呼吸障害防止装置の枕シートの平面図及び側面図である。
【図４Ｂ】図２Ａ及び図２Ｂに示した本発明の睡眠呼吸障害防止装置の他の実施形態による睡眠呼吸障害防止装置の枕シートの平面図及び側面図である。
【図５Ａ】図３に示した枕シートの変形例の平面図及び側面図を示す防止装置である。
【図５Ｂ】図３に示した枕シートの変形例の平面図及び側面図を示す防止装置である。
【図５Ｃ】図３に示した枕シートの変形例の平面図及び側面図を示す防止装置である。
【図５Ｄ】図３に示した枕シートの変形例の平面図及び側面図を示す防止装置である。
【図６Ａ】睡眠時の呼吸パターンを示すグラフである。
【図６Ｂ】睡眠時の呼吸パターンを示すグラフである。
【図６Ｃ】睡眠時の呼吸パターンを示すグラフである。
【図７Ａ】睡眠呼吸障害を解消するための図４Ａ及び図４Ｂに示したチャンバの使用状態を示す側面図である。
【図７Ｂ】睡眠呼吸障害を解消するための図４Ａ及び図４Ｂに示したチャンバの使用状態を示す側面図である。
【図８Ａ】チャンバセル及びエアーセルを示す斜視図である。
【図８Ｂ】チャンバセル及びエアーセルを示す斜視図である。
【図９Ａ】エアーセルが配列されている例を示す図である。
【図９Ｂ】エアーセルが配列されている例を示す図である。
【図１０Ａ】仰臥位及び側臥位におけるチャンバの圧力パターンを示すグラフである。
【図１０Ｂ】仰臥位及び側臥位におけるチャンバの圧力パターンを示すグラフである。
【図１０Ｃ】人体を仰臥位の睡眠位置に復帰させるためのチャンバの変形例を示す概念図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による睡眠呼吸障害を防止するための装置を示すブロック図である。
【図１２Ａ】図１１に示した睡眠呼吸障害防止装置を示す動作状態図である。
【図１２Ｂ】図１１に示した睡眠呼吸障害防止装置を示す動作状態図である。
【図１３Ａ】図１１に示した着用ユニットの正面図である。
【図１３Ｂ】図１１に示した着用ユニットの背面図である。
【図１３Ｃ】図１１に示した着用ユニットの背面図である。
【図１４Ａ】図１１に示した着用ユニット他の変形例の正面図及び背面図である。
【図１４Ｂ】図１１に示した着用ユニット他の変形例の正面図及び背面図である。
【符号の説明】
【０１５０】
２      頭
４      上気道
１２      頭下部位
１４      首下部位
１５      大腿部
２０      枕シート
２２      チャンバ
２４      チャンバセル
２６      エアーセル
２８      作動パネル
３０      圧力調節器
４０      圧力検知器
４２      音センサ
４４      振動センサ
４６      血中酸素飽和度検知センサ
５０      記憶ユニット
６０      人工知能制御器
【図１Ａ】
2007283106.tif 000003
【図１Ｂ】
2007283106.tif 000004
【図１Ｃ】
2007283106.tif 000005
【図２Ａ】
2007283106.tif 000006
【図２Ｂ】
2007283106.tif 000007
【図３】
2007283106.tif 000008
【図４Ａ】
2007283106.tif 000009
【図４Ｂ】
2007283106.tif 000010
【図５Ａ】
2007283106.tif 000011
【図５Ｂ】
2007283106.tif 000012
【図５Ｃ】
2007283106.tif 000013
【図５Ｄ】
2007283106.tif 000014
【図６Ａ】
2007283106.tif 000015
【図６Ｂ】
2007283106.tif 000016
【図６Ｃ】
2007283106.tif 000017
【図７Ａ】
2007283106.tif 000018
【図７Ｂ】
2007283106.tif 000019
【図８Ａ】
2007283106.tif 000020
【図８Ｂ】
2007283106.tif 000021
【図９Ａ】
2007283106.tif 000022
【図９Ｂ】
2007283106.tif 000023
【図１０Ａ】
2007283106.tif 000024
【図１０Ｂ】
2007283106.tif 000025
【図１０Ｃ】
2007283106.tif 000026
【図１１】
2007283106.tif 000027
【図１２Ａ】
2007283106.tif 000028
【図１２Ｂ】
2007283106.tif 000029
【図１３Ａ】
2007283106.tif 000030
【図１３Ｂ】
2007283106.tif 000031
【図１３Ｃ】
2007283106.tif 000032
【図１４Ａ】
2007283106.tif 000033
【図１４Ｂ】
2007283106.tif 000034