(57)【要約】【課題】個人間の変動を除外して脈拍間隔から呼吸停止状態を精度良く判定する呼吸判定装置を提供する。【解決手段】呼吸判定装置１０は、脈波信号を検出する生体情報検出手段４０と、検出した脈波信号に基づいて睡眠時の呼吸状態を解析し、解析した結果に基づいて睡眠時の呼吸状態を示す呼吸情報を生成する制御手段２０と、を備え、制御手段２０は、覚醒中に呼吸を所定時間に亘り停止させて、呼吸を再開させた場合に検出した脈波信号に基づいて呼吸停止を判定するための判定基準を設定し、判定基準と、睡眠中に検出した脈波信号に基づいて呼吸情報を生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脈波信号を検出する脈波検出手段と、
前記脈波検出手段が検出した前記脈波信号に基づいて睡眠時における呼吸状態を解析し、解析結果に基づいて睡眠時の呼吸状態を示す呼吸情報を生成する解析手段と、を備え、
前記解析手段は、覚醒中に呼吸を所定時間に亘り停止させて、前記呼吸を再開させた場合に検出した前記脈波信号に基づいて呼吸停止を判定するための判定基準を設定し、前記判定基準と、睡眠中に検出した前記脈波信号に基づいて前記呼吸情報を生成することを特徴とする呼吸判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の呼吸判定装置において、
前記解析手段は、前記呼吸を再開したときに検出された前記脈波信号から算出された脈拍間隔に基づいて前記判定基準を決定することを特徴とする呼吸判定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の呼吸判定装置において、
前記判定基準は、前記呼吸を再開したときの前記脈拍間隔を基準値とし、前記脈拍間隔が時間経過に伴い変動する変動量、および、変動した前記脈拍間隔が前記基準値に復元するまでに要する時間情報に基づいて決定されることを特徴とする呼吸判定装置。
【請求項４】
請求項２に記載の呼吸判定装置において、
前記判定基準は、前記脈拍間隔が時間経過に伴い変動する変動波形、または、前記変動波形を周波数解析した結果に基づいて決定されることを特徴とする呼吸判定装置。
【請求項５】
請求項１に記載の呼吸判定装置において、
前記解析手段は、呼吸停止中および呼吸再開以降に検出する前記脈波信号から脈拍間隔を算出し、算出した前記脈拍間隔に基づいて前記判定基準を決定することを特徴とする呼吸判定装置。
【請求項６】
請求項１に記載の呼吸判定装置において、
前記解析手段は、呼吸停止前、呼吸停止中および呼吸再開以降に検出する前記脈波信号から脈拍間隔を算出し、算出した前記脈拍間隔に基づいて前記判定基準を決定することを特徴とする呼吸判定装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の呼吸判定装置において、
前記所定時間は複数の期間であり、
前記解析手段は、前記複数の期間のうち少なくとも１つに基づいて前記判定基準を生成することを特徴とする呼吸判定装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の呼吸判定装置において、
前記呼吸情報を報知する報知手段を備え、
前記報知手段は、前記判定基準を報知することを特徴とする呼吸判定装置。
【請求項９】
請求項２乃至８のいずれか１項に記載の呼吸判定装置において、
前記解析手段は、睡眠時に検出した前記脈波信号から前記脈拍間隔が時間経過に伴う変動パターンを算出し、前記変動パターンにおいて前記判定基準が合致する場合、前記呼吸停止状態であると判定することを特徴とする呼吸判定装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の呼吸判定装置において、
前記呼吸情報は、前記呼吸停止状態の出現回数、前記呼吸停止状態の継続時間および単位時間当たりの前記呼吸停止状態の出現回数の少なくとも１つを示すことを特徴とする呼吸判定装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の呼吸判定装置において、
体動を検出する体動検出手段を備え、
前記解析手段は、前記呼吸を停止させているときに、前記体動検出手段が所定の範囲を超える前記体動を検出した場合、または、前記脈波信号が示す脈拍数が所定の範囲を超えた場合、前記呼吸の停止からやり直させることを特徴とする呼吸判定装置。
【請求項１２】
脈波信号を検出する脈波検出工程と、
覚醒中に呼吸を所定時間に亘り停止させて、前記呼吸を再開させた場合に検出した前記脈波信号を解析して呼吸停止を判定するための判定基準を生成する判定基準生成工程と、
前記判定基準と、睡眠中に検出した前記脈波信号と、に基づいて呼吸情報を生成する呼吸情報生成工程と、を有することを特徴とする呼吸判定方法。
【請求項１３】
脈波信号を検出する脈波検出機能と、
前記脈波検出手段が検出した前記脈波信号に基づいて睡眠時における呼吸状態を解析し、解析結果に基づいて睡眠時の呼吸状態を示す呼吸情報を生成する解析機能と、をコンピューターに実現させ、
前記解析機能は、覚醒中に呼吸を所定時間に亘り停止させて、前記呼吸を再開させた場合に検出した前記脈波信号に基づいて呼吸停止を判定するための判定基準を設定し、前記判定基準と、睡眠中に検出した前記脈波信号に基づいて前記呼吸情報を生成することを特徴とする呼吸判定プログラム。
【請求項１４】
脈波信号を検出する脈波検出手段と、
前記脈波検出手段が検出した前記脈波信号に基づいて睡眠時における呼吸状態を解析し、解析結果に基づいて睡眠時の呼吸状態を示す呼吸情報を生成する解析手段と、を備え、
前記解析手段は、覚醒中に呼吸を所定時間に亘り停止させて、前記呼吸を再開させた場合に検出した前記脈波信号に基づいて呼吸停止を判定するための判定基準を設定し、前記判定基準と、睡眠中に検出した前記脈波信号に基づいて前記呼吸情報を生成することを特徴とする呼吸判定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、呼吸判定装置、呼吸判定方法、呼吸判定プログラムおよび判定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、睡眠時における無呼吸状態や低呼吸状態の判定は、下記特許文献１に示すように、心拍変動、脈拍変動、脳波解析、眼球運動、筋電図等の生体信号に基づいて判定している。この中で、脳波解析、眼球運動および筋電図の生体信号を取得するためには、医療現場等において複雑な装置や設備が必要であるが、心拍変動や脈拍変動は、他の生体信号と比較して容易に検出できるため、心拍変動や脈拍変動を検出して容易に睡眠時の呼吸状態を判定するウエアラブル装置が期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−５１３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、心拍変動や脈拍変動は、高次機能（脳活動、体動）の生体活動や自律神経活動等の影響を受け易く、個人間の変動を含めると測定精度が低下するという問題を有した。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］
本適用例にかかる呼吸判定装置は、脈波信号を検出する脈波検出手段と、前記脈波検出手段が検出した前記脈波信号に基づいて睡眠時における呼吸状態を解析し、解析結果に基づいて睡眠時の呼吸状態を示す呼吸情報を生成する解析手段と、を備え、前記解析手段は、覚醒中に呼吸を所定時間に亘り停止させて、前記呼吸を再開させた場合に検出した前記脈波信号に基づいて呼吸停止を判定するための判定基準を設定し、前記判定基準と、睡眠中に検出した前記脈波信号に基づいて前記呼吸情報を生成することを特徴とする。
【０００７】
このような構成によれば、覚醒中に呼吸を所定時間に亘り停止させて再開させた場合に検出した脈波信号を解析して呼吸停止を判定するための判定基準を生成し、作成した判定基準と、睡眠中に検出した脈波信号に基づいて呼吸情報を生成するため、個人毎に判定基準を生成することから、個人間の変動を除外できるため、呼吸停止状態の出現を精度良く判定できる。
【０００８】
［適用例２］
上記適用例にかかる呼吸判定装置において、前記解析手段は、前記呼吸を再開したときに検出された前記脈波信号から算出された脈拍間隔に基づいて前記判定基準を決定することが好ましい。
【０００９】
このような構成によれば、呼吸再開を起点に検出する脈波信号から脈拍間隔を算出し、算出した脈拍間隔に基づいて判定基準を決定するため、呼吸再開時の脈拍間隔の変動特性に応じた判定基準を決定できる。
【００１０】
［適用例３］
上記適用例にかかる呼吸判定装置において、前記判定基準は、前記呼吸を再開したときの前記脈拍間隔を基準値とし、前記脈拍間隔が時間経過に伴い変動する変動量、および、変動した前記脈拍間隔が前記基準値に復元するまでに要する時間情報に基づいて決定されることが好ましい。
【００１１】
このような構成によれば、判定基準を脈拍間隔が時間経過に伴い変動する変動量、および変動した脈拍間隔が基準値に復元するまでに要する時間情報で規定できる。
【００１２】
［適用例４］
上記適用例にかかる呼吸判定装置において、前記判定基準は、前記脈拍間隔が時間経過に伴い変動する変動波形、または、前記変動波形を周波数解析した結果に基づいて決定されても良い。
【００１３】
［適用例５］
上記適用例にかかる呼吸判定装置において、前記解析手段は、呼吸停止中および呼吸再開以降に検出する前記脈波信号から脈拍間隔を算出し、算出した前記脈拍間隔に基づいて前記判定基準を決定しても良い。
【００１４】
［適用例６］
上記適用例にかかる呼吸判定装置において、前記解析手段は、呼吸停止前、呼吸停止中および呼吸再開以降に検出する前記脈波信号から脈拍間隔を算出し、算出した前記脈拍間隔に基づいて前記判定基準を決定しても良い。
【００１５】
［適用例７］
上記適用例にかかる呼吸判定装置において、前記所定時間は複数の期間であり、前記解析手段は、前記複数の期間のうち少なくとも１つに基づいて前記判定基準を生成することが好ましい。
【００１６】
このような構成によれば、一定時間毎に判定基準を生成することで、睡眠時の生じる呼吸停止時間に応じた判定基準を生成できる。
【００１７】
［適用例８］
上記適用例にかかる呼吸判定装置において、前記呼吸情報を報知する報知手段を備え、前記報知手段は、前記判定基準を報知することが好ましい。
【００１８】
このような構成によれば、ユーザーに判定基準が生成できたことを通知できる。
【００１９】
［適用例９］
上記適用例にかかる呼吸判定装置において、前記解析手段は、睡眠時に検出した前記脈波信号から前記脈拍間隔が時間経過に伴う変動パターンを算出し、前記変動パターンにおいて前記判定基準が合致する場合、前記呼吸停止状態であると判定することが好ましい。
【００２０】
このような構成によれば、睡眠中に検出した脈拍間隔の変動パターンにおける判定基準との合致を判定することで、判定基準に基づいて呼吸停止状態を判定できる。
【００２１】
［適用例１０］
上記適用例にかかる呼吸判定装置において、前記呼吸情報は、前記呼吸停止状態の出現回数、前記呼吸停止状態の継続時間および単位時間当たりの前記呼吸停止状態の出現回数の少なくとも１つを示すことが好ましい。
【００２２】
［適用例１１］
上記適用例にかかる呼吸判定装置において、体動を検出する体動検出手段を備え、前記解析手段は、前記呼吸を停止させているときに、前記体動検出手段が所定の範囲を超える前記体動を検出した場合、または、前記脈波信号が示す脈拍数が所定の範囲を超えた場合、前記呼吸の停止からやり直させることが好ましい。
【００２３】
このような構成によれば、体動検出手段が所定の範囲を超える体動を検出した場合、または、脈波信号が示す脈拍数が所定の範囲を超えた場合、ユーザーにやり直させるため、信頼性が高い判定基準を生成できる。
【００２４】
［適用例１２］
本適用例にかかる呼吸判定方法は、脈波信号を検出する脈波検出工程と、覚醒中に呼吸を所定時間に亘り停止させて、前記呼吸を再開させた場合に検出した前記脈波信号を解析して呼吸停止を判定するための判定基準を生成する判定基準生成工程と、前記判定基準と、睡眠中に検出した前記脈波信号と、に基づいて呼吸情報を生成する呼吸情報生成工程と、を有することを特徴とする。
【００２５】
このような方法によれば、覚醒中に呼吸を所定時間に亘り停止させて再開させた場合に検出した脈波信号を解析して呼吸停止を判定するための判定基準を生成し、作成した判定基準と、睡眠中に検出した脈波信号に基づいて呼吸情報を生成するため、個人毎に判定基準を生成することから、個人間の変動を除外できるため、呼吸停止状態の出現を精度良く判定できる。
【００２６】
［適用例１３］
本適用例にかかる呼吸判定プログラムは、脈波信号を検出する脈波検出機能と、前記脈波検出手段が検出した前記脈波信号に基づいて睡眠時における呼吸状態を解析し、解析結果に基づいて睡眠時の呼吸状態を示す呼吸情報を生成する解析機能と、をコンピューターに実現させ、前記解析機能は、覚醒中に呼吸を所定時間に亘り停止させて、前記呼吸を再開させた場合に検出した前記脈波信号に基づいて呼吸停止を判定するための判定基準を設定し、前記判定基準と、睡眠中に検出した前記脈波信号に基づいて前記呼吸情報を生成することを特徴とする。
【００２７】
このような構成によれば、覚醒中に呼吸を所定時間に亘り停止させて再開させた場合に検出した脈波信号を解析して呼吸停止を判定するための判定基準を生成し、作成した判定基準と、睡眠中に検出した脈波信号に基づいて呼吸情報を生成するため、個人毎に判定基準を生成することから、個人間の変動を除外できるため、呼吸停止状態の出現を精度良く判定できる。
【００２８】
［適用例１４］
本適用例にかかる呼吸判定システムは、脈波信号を検出する脈波検出手段と、前記脈波検出手段が検出した前記脈波信号に基づいて睡眠時における呼吸状態を解析し、解析結果に基づいて睡眠時の呼吸状態を示す呼吸情報を生成する解析手段と、を備え、前記解析手段は、覚醒中に呼吸を所定時間に亘り停止させて、前記呼吸を再開させた場合に検出した前記脈波信号に基づいて呼吸停止を判定するための判定基準を設定し、前記判定基準と、睡眠中に検出した前記脈波信号に基づいて前記呼吸情報を生成することを特徴とする。
【００２９】
このような構成によれば、覚醒中に呼吸を所定時間に亘り停止させて再開させた場合に検出した脈波信号を解析して呼吸停止を判定するための判定基準を生成し、作成した判定基準と、睡眠中に検出した脈波信号に基づいて呼吸情報を生成するため、個人毎に判定基準を生成することから、個人間の変動を除外できるため、呼吸停止状態の出現を精度良く判定できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態１に係る呼吸判定装置の機能構成を示すブロック図。
【図２】呼吸判定装置の外観図。
【図３】呼吸判定装置のハードウェア構成を示す図。
【図４】テンプレートを説明するための脈拍間隔の出力例を示す図。
【図５】テンプレートを設定する場合、表示部に表示される画面遷移を示す図。
【図６】睡眠中に記憶された脈拍間隔を時間の経過に応じて表示した一例を示す図。
【図７】ユーザーが呼吸判定装置を装着して就寝する場合の画面遷移を示す図。
【図８】本発明の実施形態２に係る判定システムの機能構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００３２】
（実施形態１）
図１は、呼吸判定装置１０の機能構成を示すブロック図である。また、図２は、呼吸判定装置１０の外観図である。更に、図３は、呼吸判定装置１０のハードウェア構成を示す図である。
本実施形態１では、呼吸判定装置１０は腕時計のようにユーザーの体に装着して使用する態様を想定し、本体部１２がベルト１４を介してユーザーの手首ＢＤに装着される。尚、装着する体の部位は、上腕部や胸部であっても良い。
図１に示すように、呼吸判定装置１０は、生体情報検出手段４０、体動検出手段４２、操作手段４４、報知手段４６、通信手段４８、制御手段２０および記憶手段５０を備える。
また、制御手段２０は、呼吸判定装置１０を制御する機能を有し、脈拍間隔算出手段２２、テンプレート生成手段２４および睡眠状態解析手段３２を備える。尚、制御手段２０は解析手段に相当する。
【００３３】
更に、テンプレート生成手段２４は、判定基準生成機能を有する判定基準生成手段に相当し、呼吸停止を判定するための判定基準（テンプレート）を生成する機能を有し、動作指示手段２６、有効判定手段２８およびテンプレート設定手段３０を備える。また、睡眠状態解析手段３２は、呼吸情報生成機能を有する呼吸情報生成手段に相当し、ユーザーの睡眠状態や呼吸状態を解析する機能を有し、睡眠判定手段３４および呼吸判定手段３６を備える。
また、図３に示すように、呼吸判定装置１０は、Ａ／Ｄ回路１５０、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１５４、ＲＯＭ（Read Only Memory）１５６、通信回路１５８、液晶表示回路１６２、ＲＡＭ（Random Access Memory）１６４およびフラッシュメモリー１６６を備える。これらのハードウェアはバス１６８を介して接続され、一種のコンピューターとして機能する。更に、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ回路１５０には、脈波センサー１７０と、体動センサー１７５と、が接続されている。また、液晶表示回路１６２には、液晶パネル１８０が接続されている。
【００３４】
図１に示した各機能部は、図３に示したハードウェアと、ＲＯＭ１５６、ＲＡＭ１６４およびフラッシュメモリー１６６に記憶されたソフトウェアと、が協働することにより各機能を実現している。
生体情報検出手段４０は、脈波検出機能を有し、呼吸判定装置１０を装着したユーザーの脈波を示す脈波信号を検出し、検出した脈波信号に基づく脈波情報を制御手段２０に送る。
本実施形態１では、脈波信号は脈波センサー１７０が検出する。脈波センサー１７０は、光電脈波センサー及びその原理に基づく脈波センサーであり、本体部１２の裏面、即ち、手首ＢＤと対向する側に埋設されている。脈波センサー１７０は、図示は略すが、ＬＥＤ等の光源と、光源の出力光が、ユーザーの手首ＢＤの血管で反射して生じる反射光を受光して脈波信号に応じた電気信号に変換する機能と、電気信号を増幅する機能等を備えている。
【００３５】
体動検出手段４２は、呼吸判定装置１０を手首ＢＤに装着したユーザーの体動を示す体動信号を検出し、検出した体動信号に基づく体動情報を制御手段２０に送る。
本実施形態１では、体動信号は体動センサー１７５が検出する。体動センサー１７５は、加速度センサーやジャイロセンサーを想定し、ユーザーの体動を検出し、体動に由来する電気信号を出力する機能を備える。
脈波センサー１７０や体動センサー１７５が出力する電気信号は、Ａ／Ｄ回路１５０でデジタル信号に変換され、ＣＰＵ１５４やフラッシュメモリー１６６に送られる。
操作手段４４は、ユーザーが呼吸判定装置１０を操作するための機能を有する。本実施形態１では、本体部１２の側部に設けられた操作ボタン４５Ａ，４５Ｂを想定する。
【００３６】
報知手段４６は、報知機能を有し、呼吸判定装置１０がユーザーに対して報知する機能を有する。本実施形態１では、本体部１２の表面、即ち、呼吸判定装置１０を手首ＢＤに装着した場合にユーザーが視認可能な側に埋設された表示部４７を想定する。この表示部４７には液晶パネル１８０が実装されており、ユーザーは液晶パネル１８０に表示される種々の情報を視認できる。
尚、報知手段４６は、表示部４７での表示には限定されるものではなく、例えば、スピーカーやブザー等が呼吸判定装置１０に実装され、音声等の鳴動や振動によりユーザーに報知する態様も想定できる。
【００３７】
通信手段４８は、外部の情報装置と種々の情報を授受する機能を有する。本実施形態１では、呼吸判定装置１０に実装された通信回路１５８が、例えば、ＷｉＦｉ（登録商標）や、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）のような近距離無線通信規格のプロトコルに従い、無線を介して通信する。例えば、通信手段４８は、呼吸判定装置１０が判定した睡眠状態の情報を外部の情報処理端末やサーバー等に送信する態様が想定できる。
記憶手段５０は、ＲＡＭ１６４やフラッシュメモリー１６６を想定し、制御手段２０が処理した種々のデータを記憶する機能を有する。
脈拍間隔算出手段２２は、テンプレート生成手段２４および睡眠状態解析手段３２からの動作指示に基づいて、生体情報検出手段４０が出力する脈波情報から時間経過に伴い変化する脈波信号の極値を抽出し、抽出した極値間の時間間隔、即ち、脈波の周期を示す脈拍間隔を算出する。算出した脈拍間隔は、算出を開始してから経過した時間情報と関連付けて記憶手段５０に順次記憶する。
【００３８】
動作指示手段２６は、テンプレートを生成する場合、覚醒中のユーザーに対して所定の動作指示を行う機能を有する。所定の動作指示は、例えば、安静状態において５秒間や１０秒間の所定時間に亘る呼吸停止指示や呼吸指示であり、動作指示手段２６は、制御手段２０からの指示に基づいて、ユーザーに対する動作指示を報知手段４６から報知する。また、動作指示手段２６は、テンプレートを生成する場合、脈拍間隔算出手段２２に対して脈拍間隔の算出を指示する。
有効判定手段２８は、テンプレートを生成する場合、動作指示手段２６が指示した動作状態において算出した脈拍間隔が有効であるか、否かを判定する。本実施形態１では、体動検出手段４２が出力する体動情報を解析し、動作指示手段２６が指示した動作状態において所定基準を超える体動、即ち、非安静状態を検知した場合や、呼吸停止前の脈拍数の変動が所定範囲を超える場合、脈拍間隔の算出は無効であると判定する。
【００３９】
有効判定手段２８は、脈拍間隔の算出に対して無効を判定した場合、ユーザーに対して脈拍間隔を正しく算出できない旨の情報を報知手段４６から報知する。
テンプレート設定手段３０は、動作指示手段２６が指示した動作状態において算出した脈拍間隔に基づいて、テンプレートを設定する。
ここで、テンプレートの設定に関して図４および図５を参照して説明する。図４は、テンプレートを説明するための脈拍間隔の出力例である。下段は、時刻経過に伴うユーザーの呼吸状態の変化を示し、上段は、下段における時刻の経過に合わせて算出したユーザーの脈拍間隔の変化を示している。また、図５は、複数の呼吸停止時間に対応するテンプレートを設定する場合、動作指示手段２６が表示部４７に表示する画面の遷移を示す図であり、判定基準生成工程を示している。
【００４０】
図５に示すように、テンプレートを設定する処理が開始されると、生体情報検出手段４０が脈波信号を検出する脈波検出工程が実行され、動作指示手段２６は、通常画面６０Ａに替えて呼吸停止を予告する予告画面６０Ｂを表示部４７に表示し（時刻ｔ１）、通常の呼吸状態を指示する。また、脈拍間隔算出手段２２は、テンプレート生成手段２４からの動作開始指示を受け、算出した脈拍間隔を記憶手段５０に順次記憶する。
時刻ｔ２において、動作指示手段２６は、５秒間の呼吸停止を指示する呼吸停止指示画面６０Ｃを表示部４７に表示する。
時刻ｔ２から５秒経過した時刻ｔ３において、動作指示手段２６は、呼吸再開を指示する呼吸再開指示画面６０Ｄを表示部４７に表示する。
【００４１】
脈拍間隔算出手段２２は、呼吸を再開した後、所定時間が経過するまで脈拍間隔の記憶を継続し、時刻ｔ５において脈拍間隔の記憶を終了する。一連の処理で記憶した脈拍間隔の情報は、５秒間の呼吸停止に伴う脈拍間隔の変動として記憶される。
続いて、動作指示手段２６は、１０秒間の呼吸停止に伴う脈拍間隔の変動を取得する。即ち、動作指示手段２６は、呼吸停止を予告する予告画面６０Ｅを表示部４７に表示し、通常の呼吸状態を指示する。また、脈拍間隔算出手段２２は、算出した脈拍間隔を記憶手段５０に順次記憶する。
続いて、動作指示手段２６は、１０秒間の呼吸停止を指示する呼吸停止指示画面６０Ｆを表示部４７に表示する。
【００４２】
続いて、１０秒経過した後、動作指示手段２６は、呼吸再開を指示する呼吸再開指示画面６０Ｇを表示部４７に表示する。
脈拍間隔算出手段２２は、呼吸を再開した後、所定時間が経過するまで脈拍間隔の記憶を継続し、脈拍間隔の記憶を終了する。一連の処理で記憶した脈拍間隔の情報は、１０秒間の呼吸停止に伴う脈拍間隔の変動として記憶される。
テンプレート生成手段２４は、一連の処理中に有効判定手段２８が脈拍間隔の算出の無効を判定しなかった場合、テンプレートを設定するための計測が終了したことを示す終了画面６０Ｈを表示部４７に表示する。
続いて、テンプレート設定手段３０は、記憶手段５０に記憶した脈拍間隔の解析を開始する。最初に、テンプレート設定手段３０は、呼吸を再開した時刻を起点とする脈拍間隔の変化、即ち、呼吸再開時に体内の血中酸素飽和濃度が補充されるべく脈拍間隔が急激に低下する現象に着目する。
【００４３】
本実施形態１では、テンプレート設定手段３０は、５秒間、１０秒間、２０秒間のような複数の異なる一定時間を呼吸停止時間に設定し、呼吸再開後に時間変動に伴い現れる変動量、即ち、脈拍間隔の低下値ＩＰ、および、低下した脈拍間隔が呼吸再開時における脈拍間隔に復元するまでの復帰所要時間ＤＷをそれぞれ取得し、これらをテンプレートとして決定する。即ち、テンプレートは、脈拍間隔の低下値ＩＰおよび復帰所要時間ＤＷを規定している。テンプレート設定手段３０は、このように決定したテンプレートを記憶手段５０に記憶する。尚、脈拍間隔の低下値ＩＰは、脈拍間隔の平均値からの変化値を示す。
また、テンプレートは、上記した呼吸再開時における脈拍間隔の低下値ＩＰおよび復帰所要時間ＤＷに限定されず、呼吸停止時ＤＳにおける脈拍間隔の変化特性を更に含めてテンプレートを設定しても良く、更に、呼吸停止前の所定時間ＤＢにおける脈拍間隔の変化特性を含めてテンプレートを設定しても良い。
【００４４】
テンプレート設定手段３０は、テンプレートが正しく設定できた場合、報知手段４６を介してユーザーに報知する。また、テンプレート設定手段３０は、テンプレートが正しく設定できない場合、ユーザーにテンプレートの再生成処理を要求しても良い。
また、記憶手段５０に記憶されたテンプレートは、ユーザー毎に管理されても良く、また、所定の期間に亘り有効なテンプレートとして記憶されても良い。
図１に戻り、睡眠判定手段３４は、睡眠中の呼吸判定を行うように指示されている場合、生体情報検出手段４０が出力する脈波信号や、体動検出手段４２が出力する体動信号に基づいて、ユーザーが睡眠状態であるか、否かを判定する。
脈波信号や体動信号を解析して、睡眠状態であるか、または、覚醒状態であるかを判定するための方法は、例えば、特開２００５−１９８８２９号公報に公開されている技術を適用できる。
【００４５】
睡眠判定手段３４は、ユーザーが睡眠状態であると判定した場合、脈拍間隔算出手段２２に対して脈拍間隔の算出を指示する。また、睡眠判定手段３４は、ユーザーが睡眠状態から覚醒状態に遷移したと判定した場合、脈拍間隔算出手段２２に対して脈拍間隔の算出終了を指示する。
呼吸判定手段３６は、記憶手段５０に記憶した脈拍間隔とテンプレートと、を読み出し、脈拍間隔の変動パターンがテンプレートと合致する箇所を探索することにより、睡眠中における無呼吸状態（呼吸停止状態）の出現を判定する。
【００４６】
ここで、睡眠中における睡眠状態の判定に関して、図６および図７を参照して説明する。図６は、睡眠中に記憶された脈拍間隔を時間の経過に応じて表示した一例である。また、図７は、ユーザーが呼吸判定装置１０を装着してテンプレートを設定し、就寝する場合の画面遷移の一例を示す。
ユーザーが睡眠判定を指示すると、睡眠状態解析手段３２は通常画面７０Ａを表示部４７に表示する。
睡眠判定手段３４がユーザーの入眠を判定すると、睡眠状態解析手段３２は睡眠状態画面７０Ｂを表示部４７に表示する。ここで、睡眠中に検出した脈波信号を解析して呼吸停止状態の出現を判定し、判定した結果に基づいて呼吸情報を生成する呼吸情報生成工程が実行される。
【００４７】
その後、睡眠判定手段３４がユーザーの覚醒を判定すると、睡眠状態解析手段３２は覚醒状態画面７０Ｃを表示部４７に表示する。
この後、呼吸判定手段３６は、時間の経過に従い変動する脈拍間隔の解析を開始し、テンプレートと合致する箇所を抽出する。
本実施形態１では、呼吸判定手段３６は、最初に、脈拍間隔の低下値が低下値ＩＰと所定範囲内で近似する着目箇所を抽出し、次に、抽出した着目箇所において復帰するまでの所要時間と、復帰所要時間ＤＷと、が所定範囲内で近似するか、否かを判定するが、これには限定されない。呼吸判定手段３６は、このようにして得られた判定結果に基づいて、着目箇所が無呼吸状態を示しているか、否かを判定する。
【００４８】
例えば、図６においては、脈拍間隔の変動パターンの中から、ＮＢ１〜ＮＢ４の４箇所が無呼吸状態であると判定される。呼吸判定手段３６は、無呼吸状態であると判定した箇所の情報を記憶手段５０に記憶する。
睡眠状態解析手段３２は、呼吸判定手段３６が脈拍間隔の解析を終了した場合、記憶手段５０に記憶した無呼吸状態の箇所の情報に基づいて解析結果（呼吸情報）を作成し、作成した解析結果を示す解析画面７０Ｄを表示部４７に表示する報知工程が実行される。
本実施形態１では、解析結果は、無呼吸状態が出現した出現回数、無呼吸状態の累積時間（継続時間）や、１時間あたりに無呼吸状態が発生した平均回数（ＡＨＩ）等を想定する。
【００４９】
尚、本実施形態１では、ユーザーが覚醒した状態で、睡眠状態における呼吸状態を解析したが、睡眠中にリアルタイムで解析する態様も想定できる。
【００５０】
以上述べた実施形態１によれば、以下のような効果を奏する。
（１）睡眠時の呼吸状態を脈波に基づいて判定するため、睡眠時の無呼吸状態の出現を容易かつ安価に取得できる。
（２）無呼吸状態を検出するためのテンプレートは、ユーザー毎に複数の呼吸停止時間に基づいて設定されるため、個人差を除外して睡眠中の無呼吸状態を精度良く判定できる。
【００５１】
（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２について、図８を参照して説明する。尚、以下の説明では、既に説明した部分と同じ部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
実施形態１では、呼吸判定装置１０は、脈波の検出から睡眠時の無呼吸判定までを単独で行ったが、本実施形態２では、呼吸判定装置１０と、情報処理装置１００と、が分業する判定システム５を構成する。
ここで、情報処理装置１００は、スマートフォンのような高機能携帯型電子機器でも良いし、ネットワーク上のサーバー装置でも良く、呼吸判定装置１０と有線あるいは無線により、直接あるいは間接的に通信が可能であり、呼吸判定装置１０から取得した情報に基づいて、呼吸判定を行う装置であればよい。
本実施形態では、説明を単純化するために、この判定システム５は、呼吸判定装置１０と、情報処理装置１００とが、ネットワーク１２０を介して通信により接続された判定システム５を例示する。
【００５２】
情報処理装置１００は、ネットワーク１２０と通信する通信手段１０２、記憶手段５０および制御手段１１０を備える。制御手段１１０は、テンプレート設定手段３０および呼吸判定手段３６を備える。
この判定システム５でテンプレートを生成する場合、呼吸判定装置１０は、テンプレートを生成するための動作指示と、算出した脈拍間隔の有効判定を行い、テンプレートの設定は情報処理装置１００のテンプレート設定手段３０が行う。テンプレート設定手段３０が設定したテンプレートは記憶手段５０に記憶される。
また、この判定システム５で睡眠状態を解析する場合、呼吸判定装置１０は、ユーザーの睡眠判定を行い、無呼吸状態の判定は情報処理装置１００の呼吸判定手段３６が行う。睡眠時における呼吸状態の解析結果は、情報処理装置１００から呼吸判定装置１０に送信され、表示部４７に表示される。
【００５３】
尚、制御手段２０の各機能部は、情報処理装置１００、即ち、スマートフォンやサーバー装置が具備する態様も想定できる。また、報知手段４６の１つである表示部４７は、更に、情報処理装置１００にあっても良い。
【００５４】
以上述べた実施形態２によれば、実施形態１で述べた効果に加えて、以下のような効果を奏する。
（３）情報処理装置１００がテンプレートの設定処理や呼吸判定処理を担当するため、呼吸判定装置１０で処理する処理量が軽減し、呼吸判定装置１０の小型化や軽量化を図れる。
【００５５】
本発明の実施形態について、図面を参照して説明したが、具体的な構成は、この実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、呼吸判定装置１０は、テンプレートを生成する場合に、呼吸停止の指示に従ったか、否かを判定するためのデバイスを備えても良い。このようなデバイスは、熱電対やサーミスタを利用した流量センサー、気圧センサー、マイクロフォン等が想定できる。
また、呼吸判定装置１０は、赤色光と赤外光とを使用してＳｐＯ2を検出し、血中の酸素濃度の低下を検知する機能を採用することにより、より高精度に無呼吸状態を検出する態様も想定できる。
【００５６】
また、テンプレートは、脈拍間隔が時間経過に伴い変動する変動波形、または、その変動波形を周波数解析した結果に基づいて決定されても良い。
また、生体情報検出手段４０は、心電波形検出機能を有し、図５のような処理を実行することで、呼吸判定しても良い。
また、図１に示した制御手段２０、および図８に示した制御手段１１０の各機能部は、前述したハードウェアと、例えば、呼吸判定プログラムのようなソフトウェアとの協働により実現される機能的構成を示すものであって、具体的な実装形態は特に制限されない。従って、必ずしも各機能部に個別に対応するハードウェアが実装される必要はなく、一つのプロセッサーがプログラムを実行することで複数の機能部の機能を実現する構成とすることも勿論可能である。
また、ソフトウェアで実現される機能の一部をハードウェアで実現してもよく、あるいは、ハードウェアで実現される機能の一部をソフトウェアで実現してもよい。また、他の各部の具体的な細部構成についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更可能である。
【符号の説明】
【００５７】
５…判定システム、１０…呼吸判定装置、１２…本体部、１４…ベルト、２０…制御手段、２２…脈拍間隔算出手段、２４…テンプレート生成手段、２６…動作指示手段、２８…有効判定手段、３０…テンプレート設定手段、３２…睡眠状態解析手段、３４…睡眠判定手段、３６…呼吸判定手段、４０…生体情報検出手段、４２…体動検出手段、４４…操作手段、４５Ａ，４５Ｂ…操作ボタン、４６…報知手段、４７…表示部、４８…通信手段、５０…記憶手段、６０Ａ…通常画面、６０Ｂ…予告画面、６０Ｃ…呼吸停止指示画面、６０Ｄ…呼吸再開指示画面、６０Ｅ…予告画面、６０Ｆ…呼吸停止指示画面、６０Ｇ…呼吸再開指示画面、６０Ｈ…終了画面、７０Ａ…通常画面、７０Ｂ…睡眠状態画面、７０Ｃ…覚醒状態画面、７０Ｄ…解析画面、１００…情報処理装置、１０２…通信手段、１１０…制御手段、１２０…ネットワーク、１５０…Ａ／Ｄ回路、１５４…ＣＰＵ、１５６…ＲＯＭ、１５８…通信回路、１６２…液晶表示回路、１６４…ＲＡＭ、１６６…フラッシュメモリー、１６８…バス、１７０…脈波センサー、１７５…体動センサー、１８０…液晶パネル。
【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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【図８】
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