(57)【要約】【課題】胸腔内圧の算出精度を向上させる技術の提供。【解決手段】胸腔内圧算出装置は、脈波信号を取得し（Ｓ２３０）、被験者が時間軸に沿って深さの異なる呼吸を行った場合の当該被験者の口腔内圧の大きさを表す口腔内圧信号であって脈波信号と時間軸に沿って対応付けられた口腔内圧信号を取得する（Ｓ２１０）。その取得した口腔内圧信号と脈波信号とに基づいて、口腔内圧信号によって表される口腔内圧の予め設定された第１基準値からの変化量の変動量に対する、脈波信号の振幅の予め設定された第２基準値からの変化量の変動量の比率を、キャリブレーション係数として算出する（Ｓ２６０，Ｓ２７０）。そして、脈波信号に基づいて推定した胸腔内圧の相対値である推定胸腔内圧にキャリブレーション係数を乗ずることで、被験者の胸腔内圧の絶対値を算出する。【選択図】図６
2017029638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の脈波を時間軸に沿って計測した脈波信号を取得する脈波取得部（３４，Ｓ２３０，Ｓ３１０）と、
前記脈波取得部で取得した脈波信号に基づいて、前記被験者の胸腔内圧を算出する胸腔内圧算出部（３４，Ｓ３２０，Ｓ３３０）と、
前記被験者が時間軸に沿って深さの異なる呼吸を行った場合の当該被験者の口腔内圧の大きさを表す口腔内圧信号であって前記脈波取得部で取得した脈波信号と時間軸に沿って対応付けられた口腔内圧信号を取得する口腔内圧取得部（３４，Ｓ２１０）と、
前記口腔内圧取得部で取得した口腔内圧信号と、前記脈波取得部とで取得した脈波信号とに基づいて、前記口腔内圧信号によって表される口腔内圧の予め設定された第１基準値からの変化量の変動量に対する、前記脈波信号の振幅の予め設定された第２基準値からの変化量の変動量の比率を、キャリブレーション係数として算出する係数算出部（３４，Ｓ２２０，Ｓ２４０〜Ｓ２７０）と
を備え、
前記胸腔内圧算出部は、
前記脈波取得部で取得した脈波信号に基づいて推定した胸腔内圧の相対値である推定胸腔内圧に、前記係数算出部で算出したキャリブレーション係数を乗ずることで、前記被験者の胸腔内圧の絶対値を算出する、
胸腔内圧算出装置（３０）。
【請求項２】
前記係数算出部は、
前記口腔内圧取得部で取得した口腔内圧信号に基づいて、各呼吸における前記口腔内圧の前記第１基準値からの変化量を算出する口腔内圧変化量算出部（３４，Ｓ３２０）と、
前記脈波取得部で取得した脈波信号に基づいて、各呼吸における呼吸量の前記第２基準値からの変化量を算出する呼吸変化量算出部（３４，Ｓ２５０）と
を備え、
前記呼吸それぞれにおける口腔内圧の前記第１基準値からの変化量と、前記呼吸それぞれにおける呼吸量の前記第２基準値からの変化量との傾きを、前記キャリブレーション係数として導出する、
請求項１に記載の胸腔内圧算出装置。
【請求項３】
前記被験者が実施する理想的な呼吸の態様であり、かつ、深さの異なる呼吸の態様として予め規定された理想呼吸態様を報知する報知部（３４，Ｓ１２０）を備える、
請求項１または請求項２に記載の胸腔内圧算出装置。
【請求項４】
前記脈波取得部は、前記報知部で前記理想呼吸態様が報知されている期間に計測された前記脈波信号を取得し、
前記口腔内圧取得部は、前記報知部で前記理想呼吸態様が報知されている期間に計測された前記口腔内圧信号を取得する、
請求項３に記載の胸腔内圧算出装置。
【請求項５】
前記理想呼吸態様は、
大きさの異なる抵抗を介して、前記被験者が呼吸を実施する場合の空気の流量である換気量であって予め規定された流量の換気量で呼吸をさせることで、前記深さの異なる呼吸を実現する、
請求項３または請求項４に記載の胸腔内圧算出装置。
【請求項６】
前記抵抗の大きさは、少なくとも２段階である、
請求項５に記載の胸腔内圧算出装置。
【請求項７】
前記理想呼吸態様は、
前記被験者が呼吸を実施する場合の空気の流量である換気量を変更することで、前記深さの異なる呼吸を実現する、
請求項３または請求項４に記載の胸腔内圧算出装置。
【請求項８】
前記換気量は、少なくとも２段階の流量である、
請求項７に記載の胸腔内圧算出装置。
【請求項９】
被験者の脈波を時間軸に沿って計測した脈波信号を取得する脈波取得手順（Ｓ２３０，Ｓ３１０）と、
前記脈波取得手順で取得した脈波信号に基づいて、前記被験者の胸腔内圧を算出する胸腔内圧算出手順（Ｓ３２０，Ｓ３３０）と、
前記被験者が時間軸に沿って深さの異なる呼吸を行った場合の当該被験者の口腔内圧の大きさを表す口腔内圧信号であって前記脈波取得手順で取得した脈波信号と時間軸に沿って対応付けられた口腔内圧信号を取得する口腔内圧取得手順（Ｓ２１０）と、
前記口腔内圧取得手順で取得した口腔内圧信号と、前記脈波取得手順とで取得した脈波信号とに基づいて、前記口腔内圧信号によって表される口腔内圧の予め設定された第１基準値からの変化量の変動量に対する、前記脈波信号の振幅の予め設定された第２基準値からの変化量の変動量の比率を、キャリブレーション係数として算出する係数算出手順（Ｓ２２０，Ｓ２４０〜Ｓ２７０）と
を有し、
前記胸腔内圧算出手順では、
前記脈波取得手順で取得した脈波信号に基づいて推定した胸腔内圧の相対値である推定胸腔内圧に、前記係数算出手順で算出したキャリブレーション係数を乗ずることで、前記被験者の胸腔内圧の絶対値を算出する、
胸腔内圧算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、胸腔内圧を算出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被験者の脈波を表す脈波信号を取得する脈波取得部と、脈波取得部で取得した脈波信号に基づいて被験者の胸腔内圧を推定する推定部とを備えた胸腔内圧算出装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載の胸腔内圧算出装置の推定部は、脈波信号によって表される１拍の脈波のピークを結んだ第１包絡線を作成し、その第１包絡線のピークを結んだ第２包絡線を作成する。そして、推定部は、第１包絡線と第２包絡線との差分を、被験者の胸腔内圧を表す胸腔内圧信号として推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５５２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載の胸腔内圧算出装置で推定される胸腔内圧信号は、相対的な変化によって圧力の推移を表すものであり、胸腔内圧の相対値を示す。この胸腔内圧の相対値を絶対値へと変換するためには、キャリブレーションを実施する必要がある。
【０００６】
キャリブレーションは、胸腔内圧信号にキャリブレーション係数を乗算することで実施される。キャリブレーション係数は、被験者の口腔内圧が被験者の胸腔内圧と等しいものと仮定し、予め計測した被験者の口腔内圧と胸腔内圧信号との対応関係に基づいて予め算出される。
【０００７】
しかしながら、気道閉塞などの疾患によって口腔と胸腔との間の抵抗が大きいと、損失が大きくなり、口腔内圧と胸腔内圧とは等しくならない。このように、口腔内圧と胸腔内圧とが等しくならない状況で算出されたキャリブレーション係数を用いてキャリブレーションを実行すると、そのキャリブレーションによって校正された胸腔内圧は、精度が低いという課題が生じる。
【０００８】
つまり、胸腔内圧の絶対値を求める技術において算出精度を向上させることが求められている。
そこで、本発明は、胸腔内圧の算出精度を向上させる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するためになされた本発明は、脈波取得部（３４，Ｓ２３０，Ｓ３１０）と、胸腔内圧算出部（３４，Ｓ３２０，Ｓ３３０）と、口腔内圧取得部（３４，Ｓ２１０）と、係数算出部（３４，Ｓ２２０，Ｓ２４０〜Ｓ２７０）とを備えた胸腔内圧算出装置（３０）に関する。
【００１０】
脈波取得部は、被験者の脈波を時間軸に沿って計測した脈波信号を取得する。胸腔内圧算出部は、脈波取得部で取得した脈波信号に基づいて被験者の胸腔内圧を算出する。
さらに、口腔内圧取得部は、被験者が時間軸に沿って深さの異なる呼吸を行った場合の当該被験者の口腔内圧の大きさを表す口腔内圧信号を取得する。ここで口腔内圧取得部が取得する口腔内圧信号は、脈波取得部で取得した脈波信号と時間軸に沿って対応付けられたものである。
【００１１】
係数算出部は、口腔内圧取得部で取得した口腔内圧信号と、脈波取得部で取得した脈波信号とに基づいて、キャリブレーション係数を算出する。キャリブレーション係数は、口腔内圧信号によって表される口腔内圧の予め設定された第１基準値からの変化量の変動量に対する、脈波信号の振幅の予め設定された第２基準値からの変化量の変動量の比率である。
【００１２】
そして、胸腔内圧算出部は、脈波取得部で取得した脈波信号に基づいて推定した胸腔内圧の相対値である推定胸腔内圧に、係数算出部で算出したキャリブレーション係数を乗ずることで、被験者の胸腔内圧の絶対値を推定する。
【００１３】
発明者らが鋭意研究を行った結果、被験者の口腔内圧の予め設定された第１基準値からの変化量は、安静時呼吸の範囲内であれば口腔と胸腔との間の抵抗の大きさに係わらず、胸腔内圧の予め設定された基準値からの変化量と等しいとの知見を得た。
【００１４】
この知見に基づき、胸腔内圧算出装置では、口腔内圧の第１基準値からの変化量の変動量に対する、脈波信号の振幅の第２基準値からの変化量の変動量を、キャリブレーション係数として導出する。すなわち、胸腔内圧算出装置で推定胸腔内圧に乗じられるキャリブレーション係数は、口腔と胸腔との間の抵抗の大きさに係わらず、胸腔内圧の相対値を胸腔内圧の絶対値へと変換する補正係数である。
【００１５】
そして、胸腔内圧算出装置では、脈波信号に基づいて推定した推定胸腔内圧の相対値を、被験者の胸腔内圧の絶対値へと変換する。したがって、胸腔内圧算出装置によれば、胸腔内圧の算出精度を向上させることができる。
【００１６】
ところで、本発明は、胸腔内圧を算出する算出方法としてなされていてもよい。
このような胸腔内圧算出方法によれば、胸腔内圧算出装置と同様の効果を得ることができる。
【００１７】
なお、「特許請求の範囲」及び「課題を解決するための手段」の欄に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】胸腔内圧算出システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】呼吸機能検査装置の概略構成を示す説明図である。
【図３】サポート処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】（Ａ）は理想呼吸態様の一例を説明する図であり、（Ｂ）は理想呼吸態様の他の例を説明する図である。
【図５】サポート処理の処理概要を説明する説明図である。
【図６】係数算出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】（Ａ）は呼吸による口腔内圧の推移を示す説明図であり、（Ｂ）は呼吸による推定胸腔内圧の推移を示す説明図である。
【図８】キャリブレーション係数を算出する手法を説明する説明図である。
【図９】胸腔内圧算出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】キャリブレーション係数の算出方法の基本概念を示す実験結果のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
＜胸腔内圧算出システム＞
図１に示す胸腔内圧算出システム１は、被験者６０（図２参照）の脈波を表す脈波信号に基づいて推定した推定胸腔内圧を、当該被験者６０の胸腔内圧の絶対値へと変換するシステムである。胸腔内圧とは、被験者６０の胸腔空間内における圧力である。また、推定胸腔内圧とは、脈波信号の振幅の相対的な変化に基づく圧力の推移を表すものであり、胸腔内圧の相対値である。
【００２０】
この胸腔内圧算出システム１は、報知装置１０と、入力受付装置１６と、脈波センサ１８と、圧力センサ２２と、流量センサ２４と、胸腔内圧算出装置３０とを備えている。
報知装置１０は、表示装置１２と、音声出力装置１４とを備えている。
【００２１】
表示装置１２は、画像を表示する周知の装置である。表示装置１２の一例として、液晶ディスプレイが考えられる。また、音声出力装置１４は、音声を出力する周知の装置である。この音声出力装置１４の一例として、スピーカが考えられる。
【００２２】
入力受付装置１６は、情報の入力を受け付ける周知の装置である。この入力受付装置１６には、ポインティングデバイスやスイッチなどの各種入力機器を含む。ここで言うポインティングデバイスには、周知のタッチパネルを含む。
【００２３】
脈波センサ１８は、被験者６０の脈波を計測する周知のセンサである。本実施形態における脈波センサ１８として、被験者６０に装着される光学式の脈波センサを用いてもよいし、被験者６０に装着される圧電式の脈波センサを用いてもよい。
【００２４】
圧力センサ２２は、圧力を計測する周知のセンサであり、被験者６０の口腔内圧を計測するように呼吸機能検査装置５０（図２参照）に備えられている。流量センサ２４は、流体の移動量を計測する周知のセンサであり、被験者６０の呼吸による流体としての空気の移動量を計測するように呼吸機能検査装置５０に備えられている。
【００２５】
図２に示す呼吸機能検査装置５０は、被験者６０の口腔内圧を計測する装置である。口腔内圧とは、口腔内の圧力である。
この呼吸機能検査装置５０は、本体部５２と、圧力センサ２２と、流量センサ２４と、マウスピース５４と、抵抗設定部５６とを備える。
【００２６】
本体部５２は、筒状の部材である。本体部５２では、被験者６０が吸い込む空気である吸気、及び被験者６０が吐き出した空気である呼気が筒内を流動する。本体部５２には、外部から吸気が流入する孔である吸気口が穿孔されている。そして、本体部５２の一方の端部には、外部からの空気の流入を防止する一方弁５８が設けられている。
【００２７】
抵抗設定部５６は、本体部５２へと流入する空気（即ち、呼気）に対する抵抗の大きさを変更可能に構成されている。
また、本体部５２の一方弁５８が設けられていない端部には、マウスピース５４が接続される。そのマウスピース５４は、筒状の部材である。このマウスピース５４は、被験者６０が吸い込む空気である吸気、及び被験者６０が吐き出した空気である呼気が流動する部材である。
【００２８】
すなわち、被験者６０は、呼吸機能検査装置５０のマウスピース５４を介して呼吸をする。被験者６０が、空気を吸い込むと、外部からの空気が抵抗設定部５６、及び本体部５２の吸気口を介して、本体部５２に流入する。そして、本体部５２内に流入した空気（吸気）は、マウスピース５４を通過して被験者６０の口腔を経て、被験者６０の胸腔内へと移動する。
【００２９】
そして、被験者６０が空気を吐き出すと、被験者の胸腔からの空気は、口腔を経てマウスピース５４を通過して本体部５２へと流入する。さらに、本体部５２内に流入した空気（吸気）は、一方弁５８を通過して外部へと流出する。
【００３０】
呼吸機能検査装置５０の圧力センサ２２は、被験者６０による一回の呼吸によって本体部５２の筒内を移動する空気の圧力を口腔内圧として計測する。本実施形態における口腔内圧の計測は、時間軸に沿って継続して実施する。また、呼吸機能検査装置５０の流量センサ２４は、被験者６０による一回の呼吸によって本体部５２の筒内を移動する空気の流量を換気量として計測する。本実施形態における換気量の計測は、時間軸に沿って継続して実施する。すなわち、ここで言う換気量とは、一回の呼吸によって流動する空気の量であり、呼吸量の一例である。
＜胸腔内圧算出装置＞
胸腔内圧算出装置３０は、記憶部３２と、制御部３４とを備えている。
【００３１】
記憶部３２は、書換可能な不揮発性の記憶装置である。この記憶部３２の一例として、ハードディスクドライブやフラッシュメモリ等が考えられる。
制御部３４は、ＲＯＭ３６，ＲＡＭ３８，ＣＰＵ４０を有した周知のマイクロコンピュータを中心に構成された周知の制御装置である。ＲＯＭ３６は、電源を切断しても記憶内容を保持する必要のあるデータやプログラムを記憶する。ＲＡＭ３８は、データを一時的に格納する。ＣＰＵ４０は、ＲＯＭ３６またはＲＡＭ３８に記憶されたプログラムに従って処理を実行する。
【００３２】
制御部３４のＲＯＭ３６には、制御部３４が各種処理を実行するための処理プログラムが格納されている。各種処理には、サポート処理、係数算出処理、胸腔内圧算出処理が含まれる。
【００３３】
胸腔内圧算出処理は、被験者６０の脈波を表す脈波信号に基づいて推定した当該被験者６０の推定胸腔内圧を、当該被験者６０の胸腔内圧の絶対値へと変換する処理である。
係数算出処理は、胸腔内圧算出処理の実行に必要となるキャリブレーション係数を算出する処理である。サポート処理は、係数算出処理の実行に必要となる、理想呼吸態様での口腔内圧及び脈波信号を取得する処理であり、その理想呼吸態様で被験者６０が呼吸を行うようにサポートする処理である。
【００３４】
なお、キャリブレーション係数とは、被験者６０の推定胸腔内圧を被験者６０の胸腔内圧の絶対値へと変換する補正係数である。
＜サポート処理＞
サポート処理は、入力受付装置１６を介してサポート起動指令が入力されると起動される。サポート起動指令は、サポート処理を起動する指令である。
【００３５】
そして、サポート処理が起動されると、図３に示すように、制御部３４は、測定条件を設定する（Ｓ１１０）。本実施形態のＳ１１０で設定される測定条件には、口腔内圧、換気量、及び脈波信号を取得する周期や、被験者６０に実施させる安静時呼吸の回数（以下、回数設定値と称す）などを含む。ここで言う安静時呼吸とは、呼吸筋の収縮と弛緩によってのみ行われる呼吸であり、いわゆる努力呼吸ではない呼吸である。
【００３６】
続いて、制御部３４は、理想呼吸態様を示す報知信号を報知装置１０に出力する（Ｓ１２０）。
ここで言う理想呼吸態様とは、係数算出処理の実行に必要となる口腔内圧、換気量、及び脈波信号を計測する理想的な呼吸の態様である。ここで言う理想的な呼吸とは、安静時呼吸であるが、その他の呼吸であってもよい。換言すると、理想呼吸態様は、被験者６０が実施する安静時呼吸の態様の１つであり、深さの異なる呼吸を複数回実施する呼吸の態様として予め規定されている。
【００３７】
本実施形態における理想呼吸態様の一例として、呼吸機能検査装置５０の抵抗設定部５６にて設定される抵抗の大きさを一定とした上で、複数回の呼吸を行う際の換気量を変化させることが考えられる。この場合、換気量は、図４（Ａ）に示すように、時間が進むほど少なくなるように規定されていてもよいし、図４（Ｂ）に示すように、時間軸に沿って異なる換気量がランダムに規定されていてもよい。これらの場合の換気量は、少なくとも２段階以上の流量が設定されていることが好ましい。
【００３８】
また、本実施形態における理想呼吸態様の他の例として、被験者６０が呼吸を行う際の換気量を一定として、必要な回数の安静時呼吸を被験者６０に実施させるごとに、呼吸機能検査装置５０の抵抗設定部５６にて設定される抵抗の大きさを変更することが考えられる。この場合に抵抗設定部５６で設定される抵抗の大きさは、少なくとも２段階以上であることが好ましい。
【００３９】
そして、報知信号を取得した報知装置１０は、その取得した報知信号によって示される理想呼吸態様を報知する。具体的に表示装置１２は、理想呼吸態様として、図５に示すような、被験者６０が吸い込み、そして吐き出すべき呼吸量（即ち換気量）と時間との対応関係を表示する。表示装置１２が表示する理想呼吸態様には、時間軸に沿って被験者６０が呼吸を行う際の目安を表す追跡マーカを表示してもよい。
【００４０】
また、報知信号を取得した報知装置１０は、その取得した報知信号によって示される理想呼吸態様を音声で出力してもよい。
なお、被験者６０は、理想呼吸態様に近づくように呼吸を行う。
【００４１】
サポート処理では、制御部３４は、呼吸信号を取得して記憶部３２に記憶する（Ｓ１３０）。
ここで言う呼吸信号は、被験者６０が実際に行った呼吸の状態である。この呼吸信号は、圧力センサ２２及び流量センサ２４で計測した結果である。すなわち、呼吸信号には、口腔内圧信号と、換気量の推移とが含まれる。
【００４２】
このうち、口腔内圧信号は、圧力センサ２２で計測した結果であり、サポート処理におけるＳ１３０が繰り返し実行されることで被験者６０の口腔内圧の推移を表す信号となる。
【００４３】
そして、制御部３４は、脈波信号を取得して記憶部３２に記憶する（Ｓ１４０）。ここで言う脈波信号は、脈波センサ１８で計測した結果である。この脈波信号は、サポート処理におけるＳ１４０が繰り返し実行されることで被験者６０が実際に呼吸を行っている際の脈波の推移を表す信号となる。なお、本実施形態のＳ１４０で取得する脈波信号は、少なくとも、Ｓ１３０で取得した口腔内圧信号と時間軸に沿って対応付けられている。
【００４４】
続いて、制御部３４は、Ｓ１３０で取得した呼吸信号を報知装置１０に出力する（Ｓ１５０）。呼吸信号を取得した報知装置１０は、その取得した呼吸信号を報知する。例えば、表示装置１２は、図５に示すように、呼吸信号のうちの換気量の推移に基づく実呼吸状態を理想呼吸態様に重畳して表示する。ここで言う実呼吸状態とは、換気量と口腔内圧とによって表される呼吸の状態であり、被験者６０が実際に行った呼吸の状態である。
【００４５】
さらに、サポート処理では、制御部３４は、理想呼吸態様として許容される範囲内に実呼吸状態が含まれるか否かを判定する（Ｓ１６０）。このＳ１６０での判定の結果、理想呼吸態様として許容される範囲内に実呼吸態様が含まれていれば（Ｓ１６０：ＹＥＳ）、制御部３４は、詳しくは後述するＳ１８０へとサポート処理を移行させる。
【００４６】
一方、Ｓ１６０での判定の結果、理想呼吸態様として許容される範囲内に実呼吸態様が含まれていれなければ（Ｓ１６０：ＮＯ）、制御部３４は、サポート処理をＳ１７０へと移行させる。そのＳ１７０では、理想呼吸態様として許容される範囲内に実呼吸態様が含まれていないことを表す注意情報を報知装置１０に出力する。
【００４７】
注意情報を取得した報知装置１０は、理想呼吸態様として許容される範囲内に実呼吸態様が含まれていない旨を報知する。報知内容の一例として、実呼吸態様を理想呼吸態様に近づけるためのアドバイスが考えられる。
【００４８】
その後、制御部３４は、サポート処理をＳ１２０へと戻し、サポート処理における以降のステップを実行する。
ところで、Ｓ１６０での判定の結果、理想呼吸態様として許容される範囲内に実呼吸態様が含まれている場合に移行するＳ１８０では、制御部３４は、被験者６０が行った呼吸の回数が、Ｓ１１０で設定された回数設定値に達したか否かを判定する。このＳ１８０での判定の結果、呼吸の回数が回数設定値に達していなければ（Ｓ１８０：ＮＯ）、制御部３４は、サポート処理をＳ１２０へと戻し、サポート処理における以降のステップを実行する。
【００４９】
一方、Ｓ１８０での判定の結果、呼吸の回数が回数設定値に達していれば（Ｓ１８０：ＹＥＳ）、制御部３４は、サポート処理を終了する。
すなわち、サポート処理では、制御部３４は、理想呼吸態様を報知する。そして、被験者６０が呼吸を行っている期間中、制御部３４は、口腔内圧、換気量、及び脈波をセンシングする。さらに、サポート処理では、センシングの結果を時間軸に沿って対応付けて記憶する。
＜係数算出処理＞
次に、胸腔内圧算出装置３０の制御部３４が実行する係数算出処理について説明する。
【００５０】
係数算出処理は、入力受付装置１６を介して算出起動指令が入力されると起動される。算出起動指令は、係数算出処理を起動する指令である。
この係数算出処理は起動されると、図６に示すように、制御部３４は、サポート処理のＳ１３０にて記憶された呼吸信号を取得する（Ｓ２１０）。続いて、制御部３４は、Ｓ２１０で取得した呼吸信号のうちの口腔内圧信号に基づいて、１呼吸ごとの口腔内圧の変化量を算出する（Ｓ２２０）。
【００５１】
具体的に本実施形態のＳ２２０では、制御部３４は、図７（Ａ）に示すように、口腔内圧信号によって表される口腔内圧の推移において、各呼吸での口腔内圧信号のピークと第１基準値との差分を、各呼吸における口腔内圧の変化量として算出する。なお、ここで言う第１基準値とは、予め設定された口腔内圧の値である。この第１基準値の一例として、大気圧と等しい圧力の値（即ち、図７（Ａ）に示す「０」）や、呼気終末位における口腔内圧が考えられる。
【００５２】
続いて、係数算出処理では、制御部３４は、サポート処理のＳ１４０にて記憶された脈波信号を取得する（Ｓ２３０）。続いて、制御部３４は、Ｓ２３０で取得した脈波信号に基づいて推定胸腔内圧を算出する（Ｓ２４０）。
【００５３】
Ｓ２４０における推定胸腔内圧の推定手法としては、周知の手法を用いればよいため、ここでの詳しい説明は省略するが、推定胸腔内圧の推定手法の一例として、特開２００２−３５５２２７号に記載された手法が考えられる。すなわち、推定胸腔内圧の推定では、まず、脈波信号によって表される１拍の脈波における振幅のピークを結んだ第１包絡線を作成し、その第１包絡線のピークを結んだ第２包絡線を作成する。そして、第１包絡線と第２包絡線との差分を推定胸腔内圧として算出してもよい。
【００５４】
さらに、係数算出処理では、制御部３４は、Ｓ２４０で算出した推定胸腔内圧に基づいて、１呼吸ごとの推定胸腔内圧の変化量を算出する（Ｓ２５０）。具体的に本実施形態のＳ２５０では、制御部３４は、図７（Ｂ）に示すように、各呼吸での推定胸腔内圧のピークと第２基準値との差分を、各呼吸における推定胸腔内圧の変化量として算出する。なお、ここで言う第２基準値とは、予め設定された推定胸腔内圧の値である。この第２基準値の一例として、大気圧と等しい圧力の値（即ち、図７（Ｂ）に示す「０」）や、呼気終末位における胸腔内圧が考えられる。
【００５５】
さらに、制御部３４は、口腔内圧の変化量と推定胸腔内圧の変化量との対応関係を一次式にて算出する（Ｓ２６０）。このＳ２６０における一次式の算出では、図８に示すように、まず、Ｓ２２０にて算出した口腔内圧の変化量と、Ｓ２５０で算出した推定胸腔内圧の変化量とを、同一の呼吸ごとに二次元平面上に展開（プロット）する。そして、展開された口腔内圧の変化量と推定胸腔内圧の変化量とに対して、一次式を求める周知の線形回帰分析を実行する。この線形回帰分析の代表例として最小二乗法が挙げられる。
【００５６】
これにより、口腔内圧の変化量と推定胸腔内圧の変化量との対応関係を表す一次式が算出される。
続いて、制御部３４は、Ｓ２６０で算出した一次式の傾きαをキャリブレーション係数として設定する（Ｓ２７０）。すなわち、係数算出処理のＳ２７０では、口腔内圧の変化量の変動量に対する、推定胸腔内圧からの変化量の変動量の比率を、キャリブレーション係数として設定する。換言すれば、口腔内圧の変化量の変動量に対する、推定胸腔内圧からの変化量の変動量の比率とは、口腔内圧の変化量と推定胸腔内圧の変化量との傾きαである。
【００５７】
その後、本係数算出処理を終了する。
＜胸腔内圧算出処理＞
次に、胸腔内圧算出装置３０の制御部３４が実行する胸腔内圧算出処理について説明する。
【００５８】
胸腔内圧算出処理は、入力受付装置１６を介して内圧算出起動指令が入力されると起動される。内圧算出起動指令は、胸腔内圧算出処理を起動する指令である。
この胸腔内圧算出処理が起動されると、図９に示すように、制御部３４は、まず、脈波センサ１８で検出した脈波（脈波信号）を取得する（Ｓ３１０）。
【００５９】
続いて、制御部３４は、Ｓ３１０で取得した脈波に基づいて、推定胸腔内圧を算出する（Ｓ３２０）。Ｓ３２０における推定胸腔内圧の推定手法としては、係数算出処理のＳ２４０と同様、周知の手法を用いればよいため、ここでの詳しい説明は省略するが、推定胸腔内圧の推定手法の一例として、特開２００２−３５５２２７号に記載された手法が考えられる。すなわち、推定胸腔内圧の推定では、まず、脈波信号によって表される１拍の脈波のピークを結んだ第１包絡線を作成し、その第１包絡線のピークを結んだ第２包絡線を作成する。そして、第１包絡線と第２包絡線との差分を推定胸腔内圧として算出してもよい。
【００６０】
そして、制御部３４は、被験者６０の推定胸腔内圧の絶対値を算出する（Ｓ３３０）。具体的に、本実施形態のＳ３３０では、Ｓ３２０で算出した推定胸腔内圧に、係数算出処理のＳ２７０で設定されたキャリブレーション係数を乗算することで、被験者６０の胸腔内圧の絶対値を算出する。
【００６１】
さらに、制御部３４は、胸腔内圧算出処理を終了する終了指令の入力を受け付けたか否かを判定する（Ｓ３４０）。この判定の結果、終了指令を受け付けていなければ（Ｓ３４０：ＮＯ）、胸腔内圧算出処理をＳ３１０へと戻し、新たに取得した脈波に基づいて、被験者６０の胸腔内圧の絶対値を算出する。
【００６２】
一方、Ｓ３４０での判定の結果、終了指令を受け付けていれば（Ｓ３４０：ＹＥＳ）、本胸腔内圧算出処理を終了する。
［実施形態の効果］
発明者らが鋭意研究を行った結果、安静時呼吸における被験者６０の口腔内圧の第１基準値からの変化量は、図１０に示すように、口腔と胸腔との間の抵抗の大きさに係わらず、胸腔内圧の第２基準値からの変化量と等しいとの知見を得た。
【００６３】
この知見に基づき、係数算出処理では、口腔内圧の第１基準値からの変化量の変動量に対する、脈波信号の振幅の第２基準値からの変化量の変動量を、キャリブレーション係数として導出する。
【００６４】
すなわち、胸腔内圧算出処理において推定胸腔内圧に乗じられるキャリブレーション係数は、口腔と胸腔との間の抵抗の大きさに係わらず、胸腔内圧の相対値を胸腔内圧の絶対値へと変換する補正係数である。
【００６５】
よって、胸腔内圧算出処理によれば、胸腔内圧の算出精度を向上させることができる。
特に、係数算出処理においては、深さの異なる２回以上の呼吸それぞれでの口腔内圧の第１基準値からの変化量と推定胸腔内圧の第２基準値からの変化量との傾きαをキャリブレーション係数として導出している。
【００６６】
よって、係数算出処理によれば、キャリブレーション係数を簡易な手法で確実に算出できる。
さらに、サポート処理においては、理想呼吸態様を報知している。このため、被験者６０は、理想呼吸態様を認識することができ、理想呼吸態様に近い態様で呼吸を行うことができる。
【００６７】
そのサポート処理では、理想呼吸態様が報知されている期間、即ち、理想呼吸態様で被験者６０が呼吸をしている際に計測した脈波信号及び口腔内圧信号を取得する。
このように取得した脈波信号及び口腔内圧信号に基づいて、係数算出処理において、キャリブレーション係数を求めるため、そのキャリブレーション係数の算出精度をより高いものとすることができる。
【００６８】
これらの結果、胸腔内圧算出処理によれば、胸腔内圧の算出精度をより高いものとすることができる。
なお、サポート処理において、被験者６０が呼吸を行う際の換気量を一定として、必要な回数の安静時呼吸を被験者６０に実施させるごとに、呼吸機能検査装置５０の抵抗設定部５６にて設定される抵抗の大きさを変更することで、理想呼吸態様を実現することが考えられる。この場合、被験者６０が行う呼吸は、換気量が一定でよいため、理想呼吸態様を容易に実現できる。
【００６９】
一方、サポート処理において、呼吸機能検査装置５０の抵抗設定部５６にて設定される抵抗の大きさを一定とした上で、複数回の呼吸を行う際の換気量を変化させることで、理想呼吸態様を実現することが考えられる。この場合、抵抗設定部５６にて設定される抵抗の大きさを変更する手間を省くことができる。
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
【００７０】
例えば、上記実施形態における呼吸機能検査装置５０には、流量センサ２４が備えられていたが、呼吸機能検査装置５０には、流量センサ２４は備えられていなくともよい。
なお、上記実施形態の構成の一部を省略した態様も本発明の実施形態である。また、上記実施形態と変形例とを適宜組み合わせて構成される態様も本発明の実施形態である。また、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される発明の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も本発明の実施形態である。
【００７１】
また、上述した胸腔内圧算出装置３０の他、当該胸腔内圧算出装置３０を構成要素とする胸腔内圧算出システム１、当該胸腔内圧算出装置３０としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、胸腔内圧を算出する方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。
【符号の説明】
【００７２】
１…胸腔内圧算出システム  １０…報知装置  １２…表示装置  １４…音声出力装置  １６…入力受付装置  １８…脈波センサ  ２２…圧力センサ  ２４…流量センサ  ３０…胸腔内圧算出装置  ３２…記憶部  ３４…制御部  ３６…ＲＯＭ  ３８…ＲＡＭ  ４０…ＣＰＵ  ５０…呼吸機能検査装置  ５２…本体部  ５４…マウスピース  ５６…抵抗設定部  ５８…一方弁
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図５】
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【図１０】
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