(57)【要約】【課題】本発明は、左右の鼻孔からの気流を区別して測定可能な呼吸測定器、並びに、前記呼吸測定器によって測定された測定値を用いて睡眠状態の判定が可能な睡眠状態判定システムの提供を課題とする。【解決手段】上記課題を解決するため、本発明は、呼吸の測定に使用される呼吸測定器２であって、左の鼻孔からの気流に関する情報を測定する左測定部６と、右の鼻孔からの気流に関する情報を測定する右測定部７とを備えており、左測定部６によって測定される左鼻孔測定値と右測定部７によって測定される右鼻孔測定値とをそれぞれ別個に測定できることを特徴とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
呼吸の測定に使用される呼吸測定器であって、左の鼻孔からの気流に関する情報を測定する左測定部と、右の鼻孔からの気流に関する情報を測定する右測定部とを備えており、左測定部によって測定される左鼻孔測定値と右測定部によって測定される右鼻孔測定値とをそれぞれ別個に測定できることを特徴とする呼吸測定器。
【請求項２】
口からの気流に関する情報を測定する口測定部を備えており、口測定部によって口測定値を測定できることを特徴とする請求項１に記載の呼吸測定器。
【請求項３】
請求項１又は２の呼吸測定器を用いて測定された左鼻孔測定値及び右鼻孔測定値を比較することにより、睡眠状態の判定を行うことを特徴とする睡眠状態判定システム。
【請求項４】
左鼻孔測定値と右鼻孔測定値との和及び差の少なくともいずれか一方を用いて睡眠状態の判定を行うことを特徴とする請求項３に記載の睡眠状態判定システム。
【請求項５】
左鼻孔測定値及び右鼻孔測定値は気流に関する情報の振幅値であって、左鼻孔測定値が右鼻孔測定値よりも大きい期間に関する情報と、右鼻孔測定値が左鼻孔測定値よりも大きい期間に関する情報とを比較することにより、睡眠状態の判定を行うことを特徴とする請求項３又は４に記載の睡眠状態判定システム。
【請求項６】
請求項２の呼吸測定器を用いて測定された左鼻孔測定値、右鼻孔測定値及び口測定値を比較することにより、睡眠状態の判定を行うことを特徴とする睡眠状態判定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、睡眠中の呼吸を測定する呼吸測定器、並びに、睡眠中の呼吸を測定することにより睡眠状態を判定する睡眠状態判定システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、睡眠中に断続的に無呼吸を繰返し、その結果、日中傾眠などの種々の症状を呈するＳＡＳ（Ｓｌｅｅｐ  Ａｐｎｅａ  Ｓｙｎｄｒｏｍｅ，睡眠時無呼吸症候群）が問題となっている。
【０００３】
ＳＡＳの検査では、呼吸による気流、血中酸素濃度、気管音（いびき）、脈拍数、胸・腹の動き、姿勢等を測定して、睡眠状態を判定する。例えば、特許文献１は、被験者の体動を測定する圧力センサ、呼吸測定器としてサーミスタ及び血中酸素飽和度を測定する光センサを備えた無呼吸状態測定装置が開示されている。
【０００４】
また、１〜４時間毎に左右の鼻孔の呼吸の強弱が入れ替わるネイザルサイクル（Ｎａｓａｌ  ｃｙｃｌｅ，鼻周期）という現象が知られている。このネイザルサイクルは、一定の周期で睡眠と覚醒を規則正しく繰り返すサーカディアンリズム（ｃｉｒｃａｄｉａｎ  ｒｈｙｔｈｍ）と関係があるといわれており、睡眠周期の倍数やレム睡眠時に入れ替わるという報告もある。そのため、ネイザルサイクルを測定して分析することにより、その分析結果を睡眠状態の判定に活用したり、ＳＡＳの兆候の判定に使用したりすることが期待されている。
【特許文献１】特開２００５−７４０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来から、呼吸による気流の測定は、左右の鼻孔を区別せずに、鼻からの気流を測定及び分析して判断するものであり、鼻全体としての呼吸の有無や大きさを評価していた。そのため、左右の鼻孔からの気流を区別して測定することができず、ネイザルサイクルの測定を行うことができなかった。
【０００６】
そこで本発明は、上記問題点を鑑みて、左右の鼻孔からの気流を区別して測定することができる呼吸測定器、並びに、前記呼吸測定器によって測定された測定値を用いて睡眠状態の判定が可能な睡眠状態判定システムの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、呼吸の測定に使用される呼吸測定器であって、左の鼻孔からの気流に関する情報を測定する左測定部と、右の鼻孔からの気流に関する情報を測定する右測定部とを備えており、左測定部によって測定される左鼻孔測定値と右測定部によって測定される右鼻孔測定値とをそれぞれ別個に測定できることを特徴とした。
【０００８】
これにより、左右の鼻孔からの気流の大きさ及び流量を、左右別々に測定することができるため、これらの測定値を分析することにより被験者のネイザルサイクルを把握することができる。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、口からの気流に関する情報を測定する口測定部を備えており、口測定部によって口測定値を測定できることを特徴とした。
【００１０】
鼻詰り等によって鼻で呼吸できない場合口呼吸が生じるが、口呼吸はいびきやＳＡＳの原因となる。請求項２の発明では、口呼吸に起因する気流を測定することができるため、測定値の分析結果によって被験者に適切な診断をすることができる。また、口呼吸が改善されたか否かの確認に活用することもできる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は２の呼吸測定器を用いて測定された左鼻孔測定値及び右鼻孔測定値を比較することにより、睡眠状態の判定を行うことを特徴とした。
【００１２】
これにより、左鼻孔からの気流と右鼻孔からの気流との関係を知ることができるため、分析結果からネイザルサイクルを知ることができ、ネイザルサイクルとサーカディアンサイクルとの関係から被験者の睡眠状態の判定を行うことができる。
【００１３】
請求項４の発明では、請求項３の発明において、左鼻孔測定値と右鼻孔測定値との和及び差の少なくともいずれか一方を用いて睡眠状態の判定を行うことを特徴とした。
【００１４】
左鼻孔測定値と右鼻孔測定値との和を求めることは、鼻全体の気流の測定値を求めることと同じであり、これにより、従来からの呼吸測定器同様に、鼻全体の気流の測定値を求めるという機能を果たすことができる。
【００１５】
また、左右の鼻孔で呼吸の強弱が生じている場合には、左鼻孔測定値と右鼻孔測定値との差を求めることにより容易にネイザルサイクルを求めることができる。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項３又は４の発明において、左鼻孔測定値及び右鼻孔測定値は気流に関する情報の振幅値であって、左鼻孔測定値が右鼻孔測定値よりも大きい期間に関する情報と、右鼻孔測定値が左鼻孔測定値よりも大きい期間に関する情報とを比較することにより、睡眠状態の判定を行うことを特徴とした。
【００１７】
呼吸状態や睡眠状態は、ネイザルサイクルが一定の周期で変化している場合には、安定しており、そうでない場合には、不安定であると考えられている。
【００１８】
上記のネイザルサイクルの性質を利用して、請求項５の発明では、ネイザルサイクルにおいて左の鼻孔の通りがよい期間に関する情報と、右の鼻孔の通りがよい期間に関する情報とを比較し分析することにより、呼吸状態や睡眠状態の判定を行うことができる。例えば、一方の鼻孔の通りがよい期間が他方の鼻孔の通りがよい期間に比べて長い場合には、その程度によっては何らかの異常があると判断される。
【００１９】
請求項６の発明は、請求項２の呼吸測定器を用いて測定された左鼻孔測定値、右鼻孔測定値及び口測定値を比較することにより、睡眠状態の判定を行うことを特徴とした。
【００２０】
請求項６の発明では、口測定部により、いびきやＳＡＳの原因となる口呼吸を測定することができる。そのため、請求項６の発明は、口呼吸が生じているときのネイザルサイクルを分析することができ、ＳＡＳの兆候となる異常等を発見することもできる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、左右の鼻孔からの気流を区別して測定することができるため、ネイザルサイクルの測定を行うことができ、測定されたネイザルサイクルを活用して被験者の睡眠状態を判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る睡眠判定システム１のブロック図であり、図２は、本実施形態に係る呼吸測定器２を装着した患者を正面から見た説明図であり、図３は、呼吸測定器２によって測定された左鼻孔からの気流、右鼻孔からの気流及び口からの気流の温度変化のイメージを示すグラフである。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態に係る睡眠状態判定システム１は、呼吸測定器２と、前記呼吸測定器２で測定されたデータを解析して睡眠状態を判定するデータ処理装置３を備えている。呼吸測定器２は、測定部５、増幅器１０、記憶部１１を備えており、測定部５は、左の鼻孔からの気流を測定する左測定部６と、右の鼻孔からの気流を測定する右測定部７と、口からの気流を測定する口測定部８から構成される。
【００２４】
左測定部６、右測定部７及び口測定部８には、気流に関する情報を測定するセンサが設けられている。本実施形態においては、呼吸による気流を測定させるため、測定部５の先端にセンサとして、ＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタが設置されている。ＮＴＣサーミスタは、温度の上昇とともに抵抗値が減少するものであり、鼻からの気流及び口からの気流の中にＮＴＣサーミスタが配置されると、吸気と呼気との温度の違いにより、ＮＴＣサーミスタ内の抵抗に変化が生じる。呼吸測定器２では、この抵抗の変化を測定して、これを呼吸データとして記憶部１１に記憶している。また、図３に示すように、本実施形態に係る呼吸測定器２は、左鼻孔からの気流、右鼻孔からの気流及び口からの気流をそれぞれ別個独立に測定することができる。
【００２５】
また、測定部５は、測定部５が肌からずれるのを防止するため、ＮＴＣサーミスタの設置部分を露出させて軟質樹脂で被覆されており、肌に密着させて使用することができる。軟質樹脂としては、シリコン樹脂など人体にかぶれなどの影響を与えないものが望ましい。これにより、測定部５が肌に与える負担を軽減することができる。
【００２６】
増幅器１０は、測定部５の測定信号が十分なレベルで得られるように増幅度の調整により測定感度を自由に設定することができる。また、本実施形態では、左測定部６、右測定部７及び口測定部８のそれぞれと一対一で対応するように増幅器１０ａ〜１０ｃが設置されている。
【００２７】
記憶部１１は、不揮発性メモリであり、測定部５によって測定し、測定された左鼻孔、右鼻孔及び口についての気流の測定値をそれぞれ記憶する。記憶部１１についても、増幅器１０と同様に、左測定部６、右測定部７及び口測定部８のそれぞれと一対一で対応するように記憶部１１ａ〜１１ｃが設置されている。このとき、各測定値を個別のファイルとして記憶することが好ましい。
【００２８】
本実施形態において、呼吸測定器２の測定部５は両面テープによって、図２に示すように、被験者の鼻と上唇との間に装着される。このとき、左測定部６は左の鼻孔からの気流の中に、右測定部７は右の鼻孔からの気流の中に、口測定部８は口からの気流の中にそれぞれ配置される。
【００２９】
そして、図１に示すように、測定部５によって測定された左鼻孔、右鼻孔及び口からの気流の測定値である測定信号は、それぞれ増幅器１０ａ〜１０ｃで増幅され、左鼻孔、右鼻孔及び口のデータとして記憶部１１ａ〜１１ｃにそれぞれ格納される。
【００３０】
本実施形態における呼吸測定器２は、上記のように簡易な構成であるため、小型化が可能である。そのため、本実施形態における呼吸測定器２は携帯性に優れ、被験者が自宅に持ち帰り、自ら睡眠中の呼吸を測定することができる。呼吸測定器２によって被験者の睡眠中の呼吸が一晩測定された後、呼吸測定器２の記憶部１１ａ〜１１ｃに格納されたデータは、呼吸状態や睡眠状態を判定するためＰＣ等のデータ処理装置３に入力される。
【００３１】
本実施形態に係る睡眠状態判定システム１は、図１に示すように呼吸測定器２とデータ処理装置３とが分離しているため、複数の呼吸測定器２で測定されたデータを一つのデータ処理装置３で処理することができる。このため、呼吸測定器２とデータ処理装置３とが一体に構成された従来からの睡眠状態判定システムと比べ、処理することができる人数も多くなり、従来からの問題であった被験者の順番待ちの状態も解消することができる。なお、本発明は、呼吸測定器２とデータ処理装置３とが分離している構成に限定されるわけではなく、呼吸測定器２とデータ処理装置３とが一体で構成された睡眠状態判定システム１も含まれる。
【００３２】
本実施形態では、入力された左鼻孔のデータ及び右鼻孔のデータに基づいて被験者のネイザルサイクルが導き出され、被験者の呼吸状態や睡眠状態の判定が行われる。ここで、ネイザルサイクルとは、生理的に数時間に一度の割合で左右の鼻の通り具合が入れ替わる現象であり、ほとんどの正常者に起こる現象である。ただし、咽頭を摘出した人には起こらない。ネイザルサイクルの周期は、人によって様々であり１〜４時間ぐらいが一般的である。
【００３３】
人には約２５時間周期で睡眠と覚醒を規則正しく繰り返すサーカディアンリズムと呼ばれる体内時計のリズムがある。上述のネイザルサイクルは、このサーカディアンリズムと関係があると言われており、睡眠周期の倍数やレム（ＲＥＭ，Ｒａｐｉｄ  Ｅｙｅ  Ｍｏｖｅｍｅｎｔ）睡眠時に左右の鼻の通り具合が入れ替わるという報告もある。そのため、被験者のネイザルサイクルを導き出し、分析することができれば、その分析結果から被験者の睡眠周期を知ることができ、睡眠状態の判定に活用することもできる。ここで、睡眠周期とは、睡眠中に表れるノンレム（Ｎｏｎ−ＲＥＭ，Ｎｏｎ−Ｒａｐｉｄ  Ｅｙｅ  Ｍｏｖｅｍｅｎｔ）睡眠とレム睡眠との繰り返しの周期をいい、個人差があるが約９０分が一般的である。
【００３４】
本実施形態では、このネイザルサイクルを導き出し、分析することにより被験者の睡眠状態が判定される。ここで、睡眠状態とは、脳波の状態によって、眠りの深さをレム睡眠、浅いノンレム睡眠（Ｓｔａｇｅ１＋２），深いノンレム睡眠（Ｓｔａｇｅ３＋４）の３つの段階に分類したものである。レム睡眠は、体は休んでいるが脳は起きている覚醒状態を指し、Ｓｔａｇｅ１＋２は眠っているが浅い眠りの状態を指し、Ｓｔａｇｅ３＋４は深い眠りの状態を指す。ＳＡＳの場合、Ｓｔａｇｅ３＋４が少なく、熟睡感に欠け、朝の目覚めの悪さ、日中の眠気などを生じることになる。
【００３５】
具体的には、左測定部６によって測定された左鼻孔測定値と、右測定部７によって測定された右鼻孔測定値とが比較される。例えば、図１に示すように、データ処理装置３に入力された左鼻孔のデータ、右鼻孔のデータ及び口のデータは、呼吸に起因する気流に関する情報に対応した周波数帯域の測定信号を抽出するため、それぞれフィルタ処理が施され、それぞれの測定値のデータについて極値（振幅）が測定される。
【００３６】
図４は左鼻孔測定値の振幅値と右鼻孔測定値の振幅値とを比較したグラフである。左鼻孔測定値の振幅のほうが大きい場合には、左の鼻孔の通りが右の鼻孔よりもよく、右鼻孔測定値の振幅のほうが大きい場合には、右の鼻孔の通りが左の鼻孔よりもよいことを意味する。
【００３７】
また、左鼻孔測定値と右鼻孔測定値との差をとることにより、容易にネイザルサイクルを導き出すこともできる。呼吸状態や睡眠状態が安定している場合には、ネイザルサイクルも安定しており、一定の周期で左右の鼻孔の呼吸の強弱が入れ替わると考えられる。
【００３８】
そのため、本実施形態では、データ処理装置３によって、図４に示すように、左鼻孔測定値が右鼻孔測定値よりも大きい期間Ｄ１，Ｄ３に関する情報、右鼻孔測定値が左鼻孔測定値よりも大きい期間Ｄ２に関する情報とを比較することにより睡眠状態が判定される。
【００３９】
期間に関する情報としては、期間の長さや、気流に関する情報の積分値を求めて基準とすることが考えられる。例えば、期間の長さの周期が一定の誤差の範囲内で入れ替わっている場合には、呼吸状態や睡眠状態が安定していると判定される。また、一定の誤差の範囲を超えて一方の期間の長さが他方の期間の長さに比べて長い場合には、呼吸状態や睡眠状態が不安定であると判定される。例えば、一方の期間が他方の期間の１．５倍以上の長さの場合には睡眠状態に異常があると判断することができる。さらに、左右の鼻孔の呼吸の強弱の入れ替わりが認められずネイザルサイクルが測定できない場合や、ネイザルサイクルの周期が想定されている範囲外の場合には、呼吸状態や睡眠状態に何らかの異常があるか、その兆候があると判定される。ネイザルサイクルの周期としては、例えば、１〜４時間の周期で、左鼻孔測定値の大きさと右鼻孔測定値の大きさが入れ替わることが想定されている。
【００４０】
また、左鼻孔測定値と右鼻孔測定値との和は、鼻全体の気流の測定値を求めることと同義である。そのため、本実施形態における呼吸測定器２は、図１に示すように、左鼻孔測定値と右鼻孔測定値との和を用いることにより、鼻全体の気流の測定値を求めることができ、従来からの呼吸測定器と同様の機能も果たすことができる。例えば、フィルタ処理後の測定値において、極値が所定期間以上発生していない場合には無呼吸であったと判定することができる。前記期間としては１０〜１５秒を無呼吸の基準とすることができる。
【００４１】
本実施形態における呼吸測定器２は、口測定部８を備えているため、図３に示すように、口呼吸に起因する気流についても測定することができる。口呼吸は、鼻詰り等によって鼻で呼吸できない場合に生じるが、いびきやＳＡＳの原因ともなる。そのため、口呼吸が口測定部８により測定された場合には、いびきやＳＡＳの兆候があると判定される。また、口測定部８によって測定された口測定値を、口呼吸が改善されたか否かの判定に活用することもできる。
【００４２】
さらに、本実施形態にかかる睡眠状態判定システム１においては、左測定部６及び右測定部７によって導き出されたネイザルサイクル及び鼻全体についての気流の測定値、口測定値とを比較して分析することにより、無呼吸等の異常があるか否か又はその兆候があるか否かを判定することもでき、これらのデータを利用して被験者に対して適切な診断をすることができる。
【００４３】
なお、本実施形態において、測定部５は、左右の鼻孔からの気流を測定する左測定部６及び右測定部７、口からの気流を測定する口測定部８を備えているが、口測定部８を備えていない呼吸測定器２ａについても本発明に含む。また、本実施形態では、呼吸測定器２は記憶部１１を備えており、測定部５で測定されたデータは記憶部１１ａ〜１１ｃに格納されたが、本発明はこの様な形態に限られるものではない。例えば、通信手段を備えることにより、測定されたデータをデータ処理装置３に逐次転送させる形態としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施形態に係る睡眠判定システムのブロック図である。
【図２】本実施形態に係る呼吸測定器を装着した患者を正面から見た説明図である。
【図３】呼吸測定器によって測定された左鼻孔からの気流、右鼻孔からの気流及び口からの気流の温度変化のイメージを示すグラフである。
【図４】左鼻孔測定値の振幅値と右鼻孔測定値の振幅値とを比較したグラフである。
【符号の説明】
【００４５】
１  睡眠状態判定システム
２  呼吸測定器
３  データ処理装置
５  測定部
６  左測定部
７  右測定部
８  口測定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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