(57)【要約】【課題】  被検者の睡眠時の体位を容易に把握可能な生体情報表示装置を提供する。【解決手段】  生体情報表示装置は、被検者の睡眠に関連する生体情報を取得するとともに、その生体情報の取得時における被検者の体位を判別する。取得された生体情報と判別された体位の情報とは、互いに関連付けられて記憶媒体に記録されていく。生体情報表示装置は、生体情報と体位の情報とを記憶媒体から読み出して、生体情報に基づく波形を表示するとともに、その波形と時間的に同期した位置に体位の種別を表すアイコンを表示する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の睡眠に関連する生体情報を取得する取得手段と、
前記生体情報の取得時における前記被検者の体位を判別する判別手段と、
前記取得手段により取得された生体情報と前記判別手段で判別された体位の情報とを互いに関連付けて記憶媒体に記録する記録手段と、
前記生体情報と前記体位の情報とを前記記憶媒体から読み出して、該生体情報に基づく波形を表示するとともに、該波形と時間的に同期させて、前記体位の情報に基づき体位の種別を表すアイコンを表示する表示手段と、
を有することを特徴とする生体情報表示装置。
【請求項２】
生体情報表示装置の制御方法であって、
取得手段が、被検者の睡眠に関連する生体情報を取得するステップと、
判別手段が、前記生体情報の取得時における前記被検者の体位を判別するステップと、
記録手段が、前記取得された生体情報と前記判別された体位の情報とを互いに関連付けて記憶媒体に記録するステップと、
表示手段が、前記生体情報と前記体位の情報とを前記記憶媒体から読み出して、該生体情報に基づく波形を表示するとともに、該波形と時間的に同期させて、前記体位の情報に基づき体位の種別を表すアイコンを表示するステップと、
を有することを特徴とする生体情報表示装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生体信号表示装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
睡眠時無呼吸（低呼吸）症候群(Sleep Apnea (Hypopnea) Syndrome: SASまたはSAHS)は、睡眠の分断による過度の日中傾眠を伴い、睡眠時に１０秒以上連続した無呼吸が５回／時間又は３０回／７時間以上発生する疾患である。以下では便宜上、ＳＡＳとＳＡＨＳを併せて単にＳＡＳと呼ぶ。
【０００３】
ＳＡＳは大きく分けて閉塞型睡眠時無呼吸症候群（ＯＳＡＳ）、中枢型睡眠時無呼吸症候群（ＣＳＡＳ）及びこれらの混合型である混合型睡眠時無呼吸症候群（ＭＳＡＳ）に分類されると考えられている。なお、ＭＳＡＳはＣＳＡＳからＯＳＡＳに移行していくため、ＯＳＡＳとみなされる場合もある。
【０００４】
このうち、ＯＳＡＳは、睡眠が深くなると気道の筋が弛緩し、舌が自重で沈下して気道を塞ぐことにより発生するものと考えられている。閉塞状態では酸欠状態に陥るため、睡眠が浅くなり（断眠）、気道の筋が緊張して閉塞及び酸欠が緩和もしくは解消する。すると睡眠が深くなり、再度閉塞状態に陥る。このようなサイクルを睡眠中何度も繰り返すため、本人は睡眠時間を十分取ったつもりでも実際には十分な睡眠が得られておらず、結果として非睡眠時に強烈な眠気に襲われ、日常生活に支障を来したりする。
【０００５】
従来、ＳＡＳの疑いがある患者に対して実際に睡眠時無呼吸などの症状が観察されるかどうかを測定する装置として、睡眠ポリグラフィーが知られている（例えば特許文献１参照）。睡眠ポリグラフィーは、血中酸素飽和度（ＳｐＯ２）、胸部呼吸、腹部呼吸、心電図、いびき、体位、口鼻の気流などを全睡眠時間に亘って測定、記録する。大型の装置ではさらに脳波や眼球運動、オトガイ筋（あご）筋電図、四肢筋電図なども測定する場合もある。
【０００６】
睡眠時の呼吸停止には姿勢が大きく関係していることが知られている。例えば、仰臥位では扁桃腺肥大や肥満等による上気道狭窄から呼吸停止に至る場合であっても、側臥位では呼吸停止までには至らない場合も多い。そのため、睡眠ポリグラフィーにおいては体位（姿勢）を測定するものが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表平１１−５０４８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
測定された体位の情報は、上記したような各種測定値の時間軸波形と同期して表示される。従来、そのような体位の情報は、遷移図や、カラーバーによって表示されていた。しかし、従来の遷移図やカラーバーによる表示では、体位の種別が一目では分からないという問題があった。表示されているカラーバー上にマウスカーソルを持っていくことで体位の種別をツールバー等に表示するものも存在するが、マウスを操作する手間が必要である。
【０００９】
本発明はこのような従来技術の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、被検者の睡眠時の体位を容易に把握可能な生体情報表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、本発明の要旨は、被検者に取り付けられ、被検者の体位を測定する体位測定装置であって、直交する３方向における静加速度の大きさを測定する静加速度センサと、直交する３方向における静加速度の大きさの関係に基づいて、被検者の体位を表す信号を生成する信号生成手段とを有することを特徴とする体位測定装置に存する。
【００１１】
また、本発明の別の要旨は、本発明の体位測定装置を備え、体位測定装置を用いて測定した体位を他の生体情報と共に記録する生体情報表示装置に存する。
【発明の効果】
【００１２】
このような構成により、本発明によれば、被検者の睡眠時の体位を容易に把握可能な生体情報表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る睡眠ポリグラフィーの構成例を示すブロック図。
【図２】加速度センサの配置例を説明する図。
【図３】体位測定部１９０の具体的な構成例を示す図。
【図４】図３における閾値の決定方法を説明する図。
【図５】被検者の体位を判定するためのテーブルの例を示す図。
【図６】実施形態における波形表示画面の例を示す図。
【図７】従来の波形表示画面の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明をその好適な実施形態に基づき詳細に説明する。
図１は、本実施形態における生体情報表示装置の一例としての睡眠ポリグラフィーの構成例を示すブロック図である。
【００１５】
睡眠ポリグラフィー１００は、制御部１１０によってその動作を制御される。制御部１１０は例えばＣＰＵとＲＯＭ、ＲＡＭからなり、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを有することにより睡眠ポリグラフィーとしての機能を実現する。表示部１２０は例えばＬＣＤであり、各種設定画面やメッセージ、動作状態などを表示する。操作部１３０はキーやボタンなどの入力デバイスから構成され、ユーザが設定値や個人情報などを入力したり、装置に指示を与えるために用いられる。
【００１６】
Ａ／Ｄ変換部１４０は接続される各種のセンサや測定装置のアナログ出力値を所定の精度のディジタルデータに変換して制御部１１０へ出力する。本実施形態において、Ａ／Ｄ変換部１４０に接続されるセンサ類は、心電図電極１５０、パルスオキシメータ１６０、例えばカニューラと圧力センサとから構成される口鼻呼吸・いびきセンサ１７０、胸部呼吸センサ１８０及び体位測定部１９０である。
【００１７】
心電図電極１５０は被検者の胸部に取り付けられ、心電図信号を出力する。パルスオキシメータ１６０は被検者の指に取り付けられ、血中酸素飽和度（ＳｐＯ２）を表す信号を出力する。口鼻呼吸・いびきセンサ１７０は、被検者の口、鼻における空気流量と、いびき音を表す信号を出力する。胸部呼吸センサ１８０は、胸部呼吸に伴う胸囲の変化を表す信号を出力する。体位測定部１９０は、例えば静加速度センサを用いて被検者の体位（姿勢）を表す信号を出力する。
【００１８】
記録部１９５は、例えば半導体メモリカードを記録媒体とするリーダライタであり、制御部１１０から供給される測定データを順次、記録媒体に記録する。
【００１９】
本実施形態においては、携帯型の睡眠ポリグラフィーを想定しているため、脳波の測定や眼球運動の測定のための構成は図示していないが、本実施形態の体位測定装置は携帯型、据え置き型を問わず任意の睡眠ポリグラフィーに適用可能である。また、上述した生体情報の全てを記録することは必須でないし、また他の生体情報を記録してもよい。
【００２０】
次に、体位測定部１９０について説明する。本実施形態において、体位測定部１９０は機械的なスイッチではなく、加速度により電気的な特性変化、具体的には電気抵抗又は出力電圧が変化する加速度センサを用いて体位測定を行う。
【００２１】
本実施形態において好適に用いることが可能な加速度センサは、いわゆる静加速度を測定可能な加速度センサ（静加速度センサ）である。このような静加速度センサとして入手可能なものとしては、例えばピエゾ抵抗型３軸加速度センサがある。ピエゾ抵抗型３軸加速度センサは、複数の、薄い梁（ビーム）により錘を支持する基本構造に加え、各梁上にピエゾ抵抗素子が設けられたものである。
【００２２】
シリコン基板をエッチングすることにより基本構造を得ることができるため、半導体製造技術を用いて小型の加速度センサを実現できる。また、機械的接点を用いないため、寿命も半永久的である。
【００２３】
加速度がセンサに加わり錘が移動すると、加速度の方向と大きさに応じて梁上のピエゾ抵抗素子に歪みが加わり、その抵抗値が変化する。この抵抗値の変化を電圧の変動として検出することで、ＸＹＺの直交軸方向の加速度を検出することができる。梁上のピエゾ抵抗素子により抵抗回路網を形成し、一定の電位を入力しながら出力電位の変化を検出することにより、静的な加速度（重力に対する傾斜や遠心加速度など）を連続して検出することができる。このようなピエゾ抵抗型３軸加速度センサの具体例としては、日立金属社製Ｈ４８シリーズや、沖電気社製のＭＬ８９５０などがある。
【００２４】
本実施形態において、加速度センサは、図２に示すように、被検者の体幹、具体的には胸部に配置して用いるものとする。そして、ＸＹＺの直交軸がそれぞれ、図２に示す方向となるようにして用いるものとする。
【００２５】
なお、図２は加速度センサの可能な配置例に過ぎず、ＸＹＺ軸方向の静加速度量に基づいて被検者の体位が測定できさえすれば、加速度センサの配置位置や被検者の体幹とＸＹＺ軸の方向との相対的な関係などは任意に決定することが可能である。
【００２６】
図３は、本実施形態における体位測定部１９０の具体的な構成例を示す図である。
体位測定部１９０は、加速度センサ２００と、温度センサ２１０と、温度補正回路２２０と、増幅器２３１〜２３３と、比較器２４１〜２４６とから構成される。加速度センサ２００は便宜上、Ｚ、Ｘ、Ｙ軸方向の加速度を独立して測定する加速度センサ２０２、２０４、２０６を有するものとして記載しているが、上述した３軸加速度センサを用いた場合には１つの加速度センサから各軸方向の加速度を表す出力が得られる。
【００２７】
上述したような、半導体ピエゾ抵抗型加速度センサは、感度とゼロＧ（重力加速度）時の出力電圧が温度によって変化（ドリフト）する特性がある。そのため、本実施形態では、温度特性を補償するため、温度センサ２１０及び温度補正回路２２０を設けている。温度補正回路２２０は予め測定した加速度センサ２００の温度ドリフト特性と逆の特性を有する増幅器により実現される。具体的には、センサ出力を増幅する増幅器のゲインを、温度センサ２１０の出力に応じて補償テーブルを参照した値に従って調整する。
【００２８】
なお、加速度センサの中には、温度補償機能を有するものも存在する。このような加速度センサを用いる場合には、温度センサ２１０や補正回路２２０を設ける必要はない。温度補償機能を内蔵した加速度センサとしては、例えば日立金属社製の３軸加速度センサＨ４８Ｃがある。
【００２９】
図３に戻って、温度補正回路２２０の出力するＺ、Ｘ、Ｙ軸方向の加速度に対応した電圧信号は、増幅器２３１〜２３３で増幅された後、比較器２４１〜２４６において２つの閾値Ｔｈ（＋）及びＴｈ（−）と比較される。
【００３０】
閾値Ｔｈ（＋）及びＴｈ（−）は、正方向及び負方向の加速度に対する閾値である。そして、基準電圧として閾値Ｔｈ（＋）が入力される比較器２４１、２４３及び２４５は、加速度センサ２００（アンプ２３１〜２３３）の出力がＴｈ（＋）以上の場合にのみ所定レベルの電圧を出力する。また、基準電圧として閾値Ｔｈ（−）が入力される比較器２４２、２４４及び２４６は、加速度センサ２００（アンプ２３１〜２３３）の出力がＴｈ（−）以下の場合にのみ所定レベルの電圧を出力する。
【００３１】
睡眠時の体位は基本的に側臥位、仰臥位もしくは伏臥位のいずれかで安定すると考えられるため、本実施形態ではこれらの体位が検出できるように閾値Ｔｈ（＋）及びＴｈ（−）の電位を定めている。すなわち、加速度センサが検出するＸ、Ｙ、Ｚ軸方向のいずれかが重力の方向と略平行になった状態、換言すればＸ、Ｙ、Ｚ軸方向のいずれかにおける静的加速度が図４に示すように略＋１Ｇ、−１Ｇとなる状態を検出できるようにそれぞれ決定する。
【００３２】
比較器２４１〜２４６の出力はＡ／Ｄ変換部１４０で１又は０のディジタルデータに変換された後、制御部１１０へ入力される。制御部１１０は、このディジタルデータに基づいて被検者の体位を図５に示すようテーブルを参照して決定する。図５の例では、６ビットのうちどの位置に１が立ったかに応じて、仰臥位、伏臥位、右側臥位、左側臥位、立位、逆立位のいずれかに判定される。
【００３３】
なお、ある体位から他の体位へ遷移している状態など、全ての比較器出力のＡ／Ｄ変換後の値が０である場合には、遷移状態であると判定する。判定された体位を表すデータは、他の測定値と同様に、記録部１９５に渡され、記録される。
【００３４】
なお、本実施形態の体位測定部１９０においては、比較器２４１〜２４６を用い、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向における静加速度が±１Ｇとなったかどうかという結果のみを制御部１１０に与える構成であった。しかし、閾値の数をより多くし、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向の静加速度の大きさを多値化して出力するように構成してもよい。
また、上述の実施形態では複数の比較器に共通した閾値Ｔｈ（＋）及びＴｈ（−）を用いた例を示したが、Ｔｈ（＋）、Ｔｈ（−）が比較器によって異なっていてもよい。すなわち、比較器の数だけ異なる閾値を用いてもよい。
【００３５】
また、比較器２４１〜２４６を体位測定部１９０に設けず、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向の静加速度の大きさを表す電圧値をそのまま（Ａ／Ｄ変換して）制御部１１０へ入力する構成であってもよい。この場合、制御部１１０において比較器２４１〜２４６と同等の処理を行った後、体位の判定を行えばよい。
【００３６】
或いは、制御部１１０が、Ａ／Ｄ変換後の各比較器２４１〜２４６の出力値（６ビットデータ）を、体位の種別を表すデータとして取り扱ってもよい。この場合、体位の判定は実質的に体位測定部１９０が行っているとみなすことができる。
【００３７】
このように、本実施形態では、電気的な特性変化により静加速度を検出可能な静加速度センサを用い、静加速度の方向と大きさに基づいて被検者の体位を測定する。これにより、高精度でかつ信頼性の高い体位測定を実現することができる。ただし、本発明は特定の体位測定手法に限定されるものではなく、その他の公知の体位測定手法を用いてもよい。
【００３８】
以上のようにして、各種センサからの被検者の睡眠に関連する生体情報としてのデータと、その生体情報の取得時に体位測定部１９０により得られた体位の情報とが、相互に関連付けられて、測定データとして、記録部１９５により記録媒体に記録されていく。
【００３９】
測定完了後、操作部１３０を介した特定の操作により、記録媒体から測定データを読み出して各種センサからのデータの波形を表示させることができる。図６に、表示部１２０に表示される波形表示画面の例を示す。図６の例では、波形表示部６１には便宜的に２種類の波形が表示されているが、ここには各センサからの全ての波形が各段に表示されてもよい。また、各センサからの波形を解析してＳＡＳの型判定（例えば、ＯＳＡＳ／ＭＳＡＳの判定）の結果をグラフで表示するようにしてもよい。また、表示される波形の時間軸スケールや振幅スケールはユーザの操作により任意に変更することができる。
【００４０】
波形表示部６１の下部には、上述の体位測定によって得られた体位情報を表示する体位情報表示部６２が設けられている。本実施形態では、波形表示部６１に表示された波形の時間スケールと同期して、体位の種別がアイコンによって表示される。例えば、アイコン６３は仰臥位を、アイコン６４は左側臥位を、アイコン６５は伏臥位を、アイコン６６は右側臥位を示している。
【００４１】
図７に体位情報表示の従来例を示す。図７は、体位の種別をカラーバーで表示したものである。しかし、このようなカラーバーによる表示ではその体位の種別が一目では分からない。各色が何を表すかを知るには、７２で示されるような凡例を参照する必要がある。また、そのような凡例７２を表示する領域を設ける必要があるから、そのぶん波形表示部の領域が狭められることになる。表示されているカラーバー上にマウスカーソルを持っていくことで体位の種別をツールバー等に表示するよう構成することもできるが、その場合は、マウスを操作する手間が必要となる。
【００４２】
これに対し、本実施形態に係る図６の例によれば、アイコンによって体位の種別が一目で分かる。また、凡例を設ける必要もないから、そのぶん、波形表示部の領域を従来と比べ広くとることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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