呼吸機能検査装置及び呼吸流量データ解析プログラム
【課題】努力呼出を必要とせず、被検者にとって負荷が小さく、測定ばらつきも小さい、小型で安価な呼吸機能検査装置を提供すること。
【解決手段】所定回数以上連続して呼気流量及び吸気流量を測定する呼吸流量測定手段と、前記呼吸流量測定手段で測定された呼気流量及び吸気流量に基づいて呼吸サイクルを検知する呼吸サイクル検知手段と、前記呼吸流量測定手段で測定された呼気流量及び吸気流量並びに前記呼吸サイクル検知手段で検知された呼吸サイクルに基づいて呼吸サイクル毎の呼吸気量差を算出する呼吸気量差算出手段と、を有する。
【解決手段】所定回数以上連続して呼気流量及び吸気流量を測定する呼吸流量測定手段と、前記呼吸流量測定手段で測定された呼気流量及び吸気流量に基づいて呼吸サイクルを検知する呼吸サイクル検知手段と、前記呼吸流量測定手段で測定された呼気流量及び吸気流量並びに前記呼吸サイクル検知手段で検知された呼吸サイクルに基づいて呼吸サイクル毎の呼吸気量差を算出する呼吸気量差算出手段と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、呼吸機能検査装置及び呼吸流量データ解析プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
十分に息を吸ったり吐いたりすることができなくなる慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）を診断するにあたっては、スパイロメータという呼吸機能検査装置を用いてスパイロメトリ検査を行う。スパイロメトリ検査において、努力肺活量（最大吸気後、最大限呼出できる空気の量）と１秒量（最大吸気後１秒間に呼出できる空気の量）を測定し、１秒量を努力肺活量で割った１秒率でＣＯＰＤの程度を判断している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−２２２７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
スパイロメトリ検査の際、被検者は、吸い込めるだけ息を吸い込んだ後、できるだけ速く息を吐ききる動作を行う必要がある。そのため、スパイロメトリ検査は、被検者にとっては負荷の大きい検査であった。また、吸い込めるだけ息を吸い込んだ後できるだけ速く息を吐ききる動作は患者の努力に依存し、看護士が「吸って」、「吐いて」等の声を掛けることにより誘導されるが、看護士により掛ける言葉、口調、タイミング等が異なり、測定値のばらつきが大きいという問題がある。
【０００４】
一方、ＣＯＰＤを診断するにあたり、オシレーション法により呼吸抵抗を測定するＩＯＳ（Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｏｓｃｉｌｌｏｍｅｔｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ）という呼吸抵抗測定装置がある。この装置は、努力呼出を必要としない検査装置であるが、気道内に空気を振動させて送り込むためのインパルスジェネレータ等の部品が備えられており、スパイロメータと比べて装置構成が複雑且つ大規模で高価であるという問題がある。
【０００５】
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、高速呼吸を繰り返し行うことにより、努力呼出を必要とせず、被検者にとって負荷が小さく、測定ばらつきも小さい、小型で安価な呼吸機能検査装置及び呼吸流量データ解析プログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）所定回数以上連続して呼気流量及び吸気流量を測定する呼吸流量測定手段と、前記呼吸流量測定手段で測定された呼気流量及び吸気流量に基づいて呼吸サイクルを検知する呼吸サイクル検知手段と、前記呼吸流量測定手段で測定された呼気流量及び吸気流量並びに前記呼吸サイクル検知手段で検知された呼吸サイクルに基づいて呼吸サイクル毎の呼吸気量差を算出する呼吸気量差算出手段と、を有することを特徴とする呼吸機能検査装置。
【０００７】
（２）前記呼吸サイクル検知手段で検知された呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間を算出する呼吸サイクル時間算出手段を有することを特徴とする（１）に記載の呼吸機能検査装置。
【０００８】
（３）前記呼吸気量差算出手段は、前記呼吸サイクル時間算出手段により算出された呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間に応じて前記呼吸サイクル毎の呼吸気量差を補正することを特徴とする（２）に記載の呼吸機能検査装置。
【０００９】
（４）前記呼吸サイクル時間算出手段は、前記呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間に占める吸気時間と呼気時間との比率を算出し、前記呼吸気量差算出手段は、前記呼吸サイクル時間算出手段で算出された呼吸サイクル毎の吸気時間と呼気時間との比率に応じて前記呼吸サイクル毎の呼吸気量差を補正することを特徴とする（２）又は（３）に記載の呼吸機能検査装置。
【００１０】
（５）前記呼吸気量差算出手段は、前記呼吸流量測定手段で測定された呼気流量及び吸気流量を平滑化し、平滑後の呼気流量及び吸気流量を用いて前記呼吸気量差を算出することを特徴とする（１）乃至（４）の何れか一項に記載の呼吸機能検査装置。
【００１１】
（６）前記呼吸流量測定手段は、呼吸気が流れる管体と、前記管体の内部に前記呼吸気の流れの一部又は全部を遮断する方向に配置され、前記呼吸気の流量に応じて物理変化を生ずる可動部材と、前記管体の外部に配置され、前記可動部材の物理変化量を非接触に検出する検出手段と、を有することを特徴とする（１）乃至（５）の何れか一項に記載の呼吸機能検査装置。
【００１２】
（７）コンピュータに、所定回数以上連続して呼気流量及び吸気流量を入力する呼吸流量入力ステップと、前記呼吸流量入力ステップで入力された呼気流量及び吸気流量に基づいて呼吸サイクルを検知する呼吸サイクル検知ステップと、前記呼吸流量入力ステップで入力された呼気流量及び吸気流量並びに前記呼吸サイクル検知ステップで検知された呼吸サイクルに基づいて呼吸サイクル毎の呼吸気量差を算出する呼吸気量差算出ステップと、を実行させることを特徴とする呼吸流量データ解析プログラム。
【００１３】
（８）前記呼吸サイクル検知ステップで検知された呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間を算出する呼吸サイクル時間算出ステップを有することを特徴とする（７）に記載の呼吸流量データ解析プログラム。
【００１４】
（９）前記呼吸気量差算出ステップは、前記呼吸サイクル時間算出ステップにより算出された呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間に応じて前記呼吸サイクル毎の呼吸気量差を補正することを特徴とする（８）に記載の呼吸流量データ解析プログラム。
【００１５】
（１０）前記呼吸サイクル時間算出ステップは、前記呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間に占める吸気時間と呼気時間との比率を算出し、前記呼吸気量差算出ステップは、前記呼吸サイクル時間算出ステップで算出された呼吸サイクル毎の吸気時間と呼気時間との比率に応じて前記呼吸サイクル毎の呼吸気量差を補正することを特徴とする（８）又は（９）に記載の呼吸流量データ解析プログラム。
【００１６】
（１１）前記呼吸気量差算出ステップは、前記呼吸流量測定ステップで測定された呼気流量及び吸気流量を平滑化し、平滑後の呼気流量及び吸気流量を用いて前記呼吸気量差を算出することを特徴とする（６）乃至（１０）の何れか一項に記載の呼吸流量データ解析プログラム。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、所定回数以上連続して行われた高速呼吸における吸気量、呼気量及び呼吸サイクルの測定を行うので、努力呼出を必要とせず、被検者にとって負荷が小さく、測定ばらつきも小さい。また、従来の小型のスパイロメータ等の呼吸流量測定装置をそのまま利用できるので、安価である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本出願人は、ＣＯＰＤ患者が高速呼吸（一定流量以上の呼吸を連続して繰り返す呼吸）時に肺内の残気量（肺内に残っている空気量）が増加しやすいことに着目し、被検者に高速呼吸を繰り返し行ってもらい、残気量の時間変化を測定することでＣＯＰＤの程度を判断できると考えた。この方法は、努力呼出よりも被検者への負荷が小さいと考えられる。
【００１９】
（装置構成）
図１は、本実施形態に係る呼吸機能検査装置１００の概略構成図である。呼吸機能検査装置１００は、呼吸流量測定手段として機能する呼吸流量測定部１０と、呼吸流量解析部として機能するＰＣ（パーソナルコンピュータ）２０と、から構成される。
【００２０】
呼吸流量測定部１０は、管体１１及びホルダ部１２を備える。管体１１は、筒状の透明な樹脂で構成され、呼吸気が流れる流路を形成している。また、管体１１と、ホルダ部１２とは着脱可能に構成されている。ホルダ部１２とＰＣ２０とは、直接又はネットワークを介して接続されている。
【００２１】
図２（ａ）は、本実施形態に係る管体１１を軸方向に切断した縦断面図であり、図２（ｂ）は、本実施形態に係る管体１１を径方向に切断した縦断面図である。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、管体１１の内部には、呼吸気の流れの一部を遮断する方向に可動部材１３が配置されており、可動部材１３の一端は管体１１の内壁に固定されている。可動部材１３は、可撓性を有する樹脂等の弾性体から構成されており、呼吸気の流量に応じて撓むようになっている。
【００２２】
例えば、呼気の流量を測定する場合には、管体１１に呼気を吹き込むことにより、図２（ａ）の矢印ａ方向の空気の流れが生じる。この流れにより、可動部材１３が矢印ｂ方向に撓む。吸気の流量を測定する場合には、管体１１から吸気を吸い込むことにより、図２（ａ）の矢印ｃ方向の空気の流れが生じる。この流れにより、可動部材１３が矢印ｄ方向に撓む。この可動部材１３の物理変化量、すなわち撓み量を検出することにより、呼吸流量の測定が可能となる。
【００２３】
可動部材１３の撓み量を検出することにより呼吸流量の測定を行う方法は、差圧式の流量測定方法に比べて応答性に優れ、高速呼吸の測定の場合においても精度良い測定を行うことが可能である。
【００２４】
図３は、本実施形態に係る管体１１及びホルダ部１２を軸方向に切断した横断面図である。図３に示すように、ホルダ部１２には、透明な管体１１を通して可動部材１３を撮像するためのＣＣＤエリアセンサ１４が設けられている。ＣＣＤエリアセンサ１４は、可動部材１３の撓み量を光学的に検出する。
【００２５】
図４は、本実施形態に係るＰＣ２０の構成を示すブロック図である。図４に示すように、ＰＣ２０は、ＣＰＵ２１、操作部２２、表示部２３、データ入力部２４、ＲＯＭ２５、ＲＡＭ２６、記憶部２７を備える。ＰＣ２０は、ＰＤＡ（携帯情報端末）であってもよい。
【００２６】
ＣＰＵ２１は、操作部２２から入力される各種指示に従って、ＲＯＭ２５に記憶されている各種プログラムの中から指定されたプログラムをＲＡＭ２６のワークエリアに展開し、上記プログラムとの協働によって各種処理を実行し、その処理結果をＲＡＭ２６の所定の領域に格納する。
【００２７】
また、ＣＰＵ２１は、ＣＣＤエリアセンサ１４から出力される画像データを画像解析することにより得られた可動部材１３の撓み量に基づいて、呼吸流量を算出する。呼気と吸気とでは可動部材１３の変位方向が逆であるため、管体１１の軸方向における双方向の流れに対する呼吸流量を算出することが可能である。
【００２８】
操作部２２は、数字やアルファベット入力キー、各種キーを備えたキーボード及びマウス等のポインティングデバイスである。操作部２２は、キーボードのキーの押下による押下信号やマウスの操作による操作信号をＣＰＵ２１へ出力する。
【００２９】
表示部２３は、液晶ディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ等から構成され、操作手順や処理結果等を表示する。
【００３０】
データ入力部２４は、ＣＣＤエリアセンサ１４から出力された画像データをＣＰＵ２１に出力する。
【００３１】
ＲＯＭ２５は、不揮発性の半導体メモリで構成される。ＲＯＭ２５は、ＣＰＵ２１により実行される各種プログラムやデータ等を記憶している。
【００３２】
ＲＡＭ２６は、書き換え可能な半導体素子で構成される。ＲＡＭ２６は、データが一時的に保存される記憶媒体であり、ＣＰＵ２１が実行するためのプログラムを展開するためのプログラムエリア、操作部２２から入力されるデータやＣＰＵ２１による各種処理結果等を保存するためのデータエリア等が形成される。
【００３３】
記憶部２７は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）を備えて構成され、測定した可動部材１３の撓み量データ、撓み量データを呼吸流量データに変換する変換テーブル、変換テーブルにより変換した呼吸流量データ、呼吸流量データを解析した解析結果等を記憶している。撓み量データを呼吸流量データに変換する変換テーブルは、予め測定して求めておき記憶部２７に記憶させておく。
【００３４】
（呼吸流量の測定）
図５は、本実施形態に係る呼吸流量測定処理を示すフロー図である。この呼吸流量測定処理フローは、ＲＯＭ２５内の呼吸流量測定プログラムに基づいて、ＣＰＵ２１により実行されるフローである。予め操作部２２により被検者を特定するＩＤ等は入力されているものとする。また、被検者は、呼吸流量測定部１０を手に持ち、管体１１を口に当てて高速呼吸の動作を開始しているものとする。
【００３５】
まず、ＣＰＵ２１は、操作部２２から呼吸流量測定の開始が指示されたか否かを判断する（ステップＳ１０）。呼吸流量測定の開始が指示されたと判断すると（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１は、ＣＣＤエリアセンサ１４からの撓み量データを、記憶部２７に記憶されている撓み量データを呼吸流量データに変換する変換テーブルに基づき、呼吸流量データに変換して記憶部２７に保存させる動作を開始させる（ステップＳ１１）。このとき、被検者のＩＤ及び時刻に対応付けて撓み量データは保存される。呼吸流量測定の開始が指示されていないと判断すると（ステップＳ１０；Ｎｏ）、ステップＳ１０に戻り呼吸流量測定の開始が指示されるまで待機する。
【００３６】
次に、ＣＰＵ２１は、呼吸流量測定の終了が指示されたか否かを判断する（ステップＳ１２）。呼吸流量測定の終了が指示されたと判断すると（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３２は、呼吸流量データを記憶部２７に保存する動作を終了させる（ステップＳ１３）。呼吸流量測定の終了が指示されていないと判断すると（ステップＳ１２；Ｎｏ）、ステップＳ１２に戻り呼吸流量測定の終了が指示されるまで待機する。
【００３７】
なお、被験者が高速呼吸を連続して行うことができるように、呼吸流量測定部１０による呼吸流量の測定は常時行うとともに、測定した呼吸流量や呼吸サイクルを表示部２３に表示することが好ましい。このようにすることで、被験者に高速呼吸を意識させることができ、確実に高速呼吸時の呼吸流量を測定できるようになる。また、呼吸流量測定部１０による呼吸流量の測定が常時行われると、ステップＳ１０の呼吸流量測定開始は、呼吸流量及び呼吸サイクルが予め定められた条件を満足した場合にＣＰＵ２１により指示することが可能となる。さらに、ステップＳ１２の呼吸流量測定終了も、呼吸流量、呼吸サイクル又は残気量が予め定められた条件を満足した場合にＣＰＵ２１により指示するようにしてもよい。
【００３８】
（呼吸流量データの説明）
図６は、図５のステップＳ１１で保存された、高速呼吸が行われたときの呼吸流量データの一例を示す模式図である。横軸には経過時間ｔを示している。時間軸ｔに対して、ゼロ点よりマイナス側の領域では安静呼吸（リラックスした状態での呼吸）を示し、プラス側には高速呼吸による呼吸流量Ｂｆを示している。高速呼吸では、安静呼吸に比べて呼吸サイクル時間が短くなる傾向がある。ある一定以上の流速を必要とするのは、気道の閉塞を引き起こさせるためである。ＣＯＰＤの疑いがある患者に対しては、高速呼吸によって残気量が呼吸時間に伴い増加すると考えられる。縦軸には、呼吸流量Ｂｆ（ゼロ点よりプラス側が吸気によるもの、ゼロ点よりマイナス側が呼気によるもの）を示している。理解しやすいように、ハッチング等を図中に表示している。
【００３９】
呼吸サイクルとは、隣り合う吸気、呼気１信号の組であり、呼吸サイクル時間とは、呼吸サイクル１つが占める時間である。
【００４０】
最初の１呼吸サイクルＴ１において、ゼロ点よりプラス側の斜線及びハーフトーンで塗られた部分の面積が吸気による吸気量を表しており、ゼロ点よりマイナス側のハーフトーンで塗られた部分の面積が呼気量を表している。ゼロ点よりプラス側のハーフトーン部は、ゼロ点よりマイナス側のハーフトーン部の面積と同一の面積になるように表されており、従って、ゼロ点よりプラス側の斜線部の面積が、最初の１呼吸サイクルにおける呼吸気量差Ｒ１（吸気量−呼気量）を表している。
【００４１】
同様に、次の１呼吸サイクルＴ２において、呼吸気量差がＲ２であることを表している。それ以降の呼吸サイクルについては、呼吸流量データのみを示し、呼吸気量差の説明等のための表示は省略している。
【００４２】
（呼吸流量データの解析）
図７は、本実施形態に係る呼吸流量データの解析処理を示すフロー図である。この呼吸流量データ解析処理フローは、ＲＯＭ２５内の呼吸流量データ解析プログラムに基づいて、ＣＰＵ２１により実行されるフローである。予め操作部２２により被検者を特定するＩＤ等が入力され、記憶部２７からＲＡＭ２６に当該被検者の呼吸流量データがロードされ、呼吸流量入力ステップは完了しているものとする。
【００４３】
まず、ＣＰＵ２１は、初期設定としてｉ＝１を設定する（ステップＳ２０）。
【００４４】
次に、ＣＰＵ２１は、ｉ番目の呼吸サイクルの呼吸流量データを抽出するために、ゼロ点からプラス側（吸気側）への、ｉ番目の立ち上がり時刻ｔi及び（ｉ＋１）番目の立ち上がり時刻ｔi+1が存在するか否かを判断する（ステップＳ２１）。
【００４５】
ｉ番目の立ち上がり時刻ｔi及び（ｉ＋１）番目の立ち上がり時刻ｔi+1が存在すると判断すると（ステップＳ２１；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１は、ｔi+1−ｔiを演算し、ｉ番目の呼吸サイクル時間であるＴｉを算出する（ステップＳ２２）［呼吸サイクル検知手段、呼吸サイクル時間算出手段、呼吸サイクル検知ステップ、呼吸サイクル時間算出ステップ］。ｉ番目の立ち上がり時刻ｔi及び（ｉ＋１）番目の立ち上がり時刻ｔi+1が存在しないと判断すると（ステップＳ２１；Ｎｏ）、本フローは終了する。
【００４６】
次に、ＣＰＵ２１は、ｉ番目の呼吸サイクル時間Ｔｉ内の呼吸流量Ｂｆを積分し、ｉ番目の呼吸サイクルにおける呼吸気量差Ｒｉを算出する（ステップＳ２３）［呼吸気量差算出手段、呼吸気量差算出ステップ］。
【００４７】
次に、ＣＰＵ２１は、吸気量Ｉｉ、呼気量Ｅｉ及び呼吸気量差Ｒｉをｉ番目の呼吸サイクル時間Ｔｉに対応付けて記憶部２７に保存する（ステップＳ２４）。
【００４８】
次に、ＣＰＵ２１は、ｉをｉ＋１に変更して（ステップＳ２５）、ステップＳ２１からの制御を繰り返す。
【００４９】
これにより、測定された呼吸流量データから、呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間及び呼吸気量差データが得られる。
【００５０】
呼吸流量データの解析処理により得られた結果は、例えば図８に示したように、得られた呼吸サイクル毎の呼吸気量差データから、呼吸サイクル毎の残気量の変化を求めることができ、この残気量の変化特性からＣＯＰＤの診断を行うことが可能となる。図８は、図７に示した呼吸流量データの解析処理により得られた呼吸サイクルｉと呼吸サイクル１から呼吸サイクルｉまでの各呼吸サイクルの呼吸流量差の累積との関係の一例を示したもので、Ａは健常者のものを、ＢはＣＯＰＤ患者のものを示している。Ａでは、一時的に呼吸流量差の累積が正になっても（ｉ＝１，２）、数サイクル後には負となり（ｉ＝３，４）、肺の残気量は一定を保つようになっている。一方、Ｂでは、高速呼吸を連続して行うと、呼吸流量差の累積は次第に増加し、肺の中に空気がどんどん蓄積されていく。ＣＯＰＤ患者では呼出が十分に行われなくなることを示している。
【００５１】
呼吸サイクル毎の残気量の変化を求めるにあたり、呼吸サイクル時間で呼吸気量差を正規化して補正する（例えば、呼吸サイクル時間Ｔｉが相対的に長い場合、呼吸気量差の値を小さくするように補正する）ようにすれば、より好ましい残気量の変化特性を提供することができ、ＣＯＰＤの診断の精度を向上させることができる。
【００５２】
また、呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間に占める吸気時間と呼気時間との比率についても算出し、呼吸サイクル毎の呼吸気量差を算出するにあたり、前記吸気時間と呼気時間との比率に応じて補正する（例えば、呼気時間の比率が吸気時間の比率に対して高いほど、呼吸気量差の値を大きくするように補正する）ようにすれば、より好ましい残気量の変化特性を提供することができ、ＣＯＰＤの診断の精度を向上させることができる。
【００５３】
本実施形態においては、測定された呼吸流量データをそのまま用いて呼吸サイクルの立ち上がりを検出したが、呼吸サイクル時間が所定時間より短い場合にはノイズの影響も考えられるので、所定周波数以上の高周波成分を削除して平滑化し、平滑化後の呼吸流量データを用いて呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間及び呼吸気量差データ等の解析を行ってもよい。一般に、被験者の呼吸リズムが乱れたり、呼吸流量測定部１０が外乱の影響を受けて、図９に示したように、呼吸流量データに高周波成分が重畳されて呼吸位相が判別困難になる場合（図示Ｘ領域）がある。そこで、呼吸流量データから公知のローパスフィルタ等により高周波成分を削除して平滑化された呼吸流量データ（図示Ｎ）を用いて平滑化して所期の高速呼吸が行われたものとして、図７のステップ２０以降の処理を行うようにすることで、呼吸流量データに乱れがあっても、精度の高い呼吸流量解析が可能となる。
【００５４】
以上述べたように、本発明によれば、高速呼吸により測定を行うので、努力呼出を必要とせず、被検者にとって負荷が小さく、測定ばらつきも小さい。また、従来の小型のスパイロメータ等の呼吸流量測定装置をそのまま利用できるので、安価である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本実施形態に係る呼吸機能検査装置１００の概略構成図である。
【図２】図２（ａ）は、本実施形態に係る管体１１を軸方向に切断した縦断面図である。図２（ｂ）は、本実施形態に係る管体１１を径方向に切断した縦断面図である。
【図３】本実施形態に係る管体１１及びホルダ部１２を軸方向に切断した横断面図である。
【図４】本実施形態に係るＰＣ２０の構成を示すブロック図である。
【図５】本実施形態に係る呼吸流量測定処理を示すフロー図である。
【図６】呼吸流量データの一例を示す模式図である。
【図７】本実施形態に係る呼吸流量データの解析処理を示すフロー図である。
【図８】呼吸サイクルと各呼吸サイクルの呼吸流量差の累積との関係の一例を示す模式図である。
【図９】呼吸流量データの平滑化を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０ 呼吸流量測定部
１１ 管体
１２ ホルダ部
１３ 可動部材
１４ ＣＣＤエリアセンサ［検出手段］
２０ ＰＣ
２１ ＣＰＵ
２５ ＲＯＭ
２７ 記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、呼吸機能検査装置及び呼吸流量データ解析プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
十分に息を吸ったり吐いたりすることができなくなる慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）を診断するにあたっては、スパイロメータという呼吸機能検査装置を用いてスパイロメトリ検査を行う。スパイロメトリ検査において、努力肺活量（最大吸気後、最大限呼出できる空気の量）と１秒量（最大吸気後１秒間に呼出できる空気の量）を測定し、１秒量を努力肺活量で割った１秒率でＣＯＰＤの程度を判断している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−２２２７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
スパイロメトリ検査の際、被検者は、吸い込めるだけ息を吸い込んだ後、できるだけ速く息を吐ききる動作を行う必要がある。そのため、スパイロメトリ検査は、被検者にとっては負荷の大きい検査であった。また、吸い込めるだけ息を吸い込んだ後できるだけ速く息を吐ききる動作は患者の努力に依存し、看護士が「吸って」、「吐いて」等の声を掛けることにより誘導されるが、看護士により掛ける言葉、口調、タイミング等が異なり、測定値のばらつきが大きいという問題がある。
【０００４】
一方、ＣＯＰＤを診断するにあたり、オシレーション法により呼吸抵抗を測定するＩＯＳ（Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｏｓｃｉｌｌｏｍｅｔｒｙ Ｓｙｓｔｅｍ）という呼吸抵抗測定装置がある。この装置は、努力呼出を必要としない検査装置であるが、気道内に空気を振動させて送り込むためのインパルスジェネレータ等の部品が備えられており、スパイロメータと比べて装置構成が複雑且つ大規模で高価であるという問題がある。
【０００５】
本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、高速呼吸を繰り返し行うことにより、努力呼出を必要とせず、被検者にとって負荷が小さく、測定ばらつきも小さい、小型で安価な呼吸機能検査装置及び呼吸流量データ解析プログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）所定回数以上連続して呼気流量及び吸気流量を測定する呼吸流量測定手段と、前記呼吸流量測定手段で測定された呼気流量及び吸気流量に基づいて呼吸サイクルを検知する呼吸サイクル検知手段と、前記呼吸流量測定手段で測定された呼気流量及び吸気流量並びに前記呼吸サイクル検知手段で検知された呼吸サイクルに基づいて呼吸サイクル毎の呼吸気量差を算出する呼吸気量差算出手段と、を有することを特徴とする呼吸機能検査装置。
【０００７】
（２）前記呼吸サイクル検知手段で検知された呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間を算出する呼吸サイクル時間算出手段を有することを特徴とする（１）に記載の呼吸機能検査装置。
【０００８】
（３）前記呼吸気量差算出手段は、前記呼吸サイクル時間算出手段により算出された呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間に応じて前記呼吸サイクル毎の呼吸気量差を補正することを特徴とする（２）に記載の呼吸機能検査装置。
【０００９】
（４）前記呼吸サイクル時間算出手段は、前記呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間に占める吸気時間と呼気時間との比率を算出し、前記呼吸気量差算出手段は、前記呼吸サイクル時間算出手段で算出された呼吸サイクル毎の吸気時間と呼気時間との比率に応じて前記呼吸サイクル毎の呼吸気量差を補正することを特徴とする（２）又は（３）に記載の呼吸機能検査装置。
【００１０】
（５）前記呼吸気量差算出手段は、前記呼吸流量測定手段で測定された呼気流量及び吸気流量を平滑化し、平滑後の呼気流量及び吸気流量を用いて前記呼吸気量差を算出することを特徴とする（１）乃至（４）の何れか一項に記載の呼吸機能検査装置。
【００１１】
（６）前記呼吸流量測定手段は、呼吸気が流れる管体と、前記管体の内部に前記呼吸気の流れの一部又は全部を遮断する方向に配置され、前記呼吸気の流量に応じて物理変化を生ずる可動部材と、前記管体の外部に配置され、前記可動部材の物理変化量を非接触に検出する検出手段と、を有することを特徴とする（１）乃至（５）の何れか一項に記載の呼吸機能検査装置。
【００１２】
（７）コンピュータに、所定回数以上連続して呼気流量及び吸気流量を入力する呼吸流量入力ステップと、前記呼吸流量入力ステップで入力された呼気流量及び吸気流量に基づいて呼吸サイクルを検知する呼吸サイクル検知ステップと、前記呼吸流量入力ステップで入力された呼気流量及び吸気流量並びに前記呼吸サイクル検知ステップで検知された呼吸サイクルに基づいて呼吸サイクル毎の呼吸気量差を算出する呼吸気量差算出ステップと、を実行させることを特徴とする呼吸流量データ解析プログラム。
【００１３】
（８）前記呼吸サイクル検知ステップで検知された呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間を算出する呼吸サイクル時間算出ステップを有することを特徴とする（７）に記載の呼吸流量データ解析プログラム。
【００１４】
（９）前記呼吸気量差算出ステップは、前記呼吸サイクル時間算出ステップにより算出された呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間に応じて前記呼吸サイクル毎の呼吸気量差を補正することを特徴とする（８）に記載の呼吸流量データ解析プログラム。
【００１５】
（１０）前記呼吸サイクル時間算出ステップは、前記呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間に占める吸気時間と呼気時間との比率を算出し、前記呼吸気量差算出ステップは、前記呼吸サイクル時間算出ステップで算出された呼吸サイクル毎の吸気時間と呼気時間との比率に応じて前記呼吸サイクル毎の呼吸気量差を補正することを特徴とする（８）又は（９）に記載の呼吸流量データ解析プログラム。
【００１６】
（１１）前記呼吸気量差算出ステップは、前記呼吸流量測定ステップで測定された呼気流量及び吸気流量を平滑化し、平滑後の呼気流量及び吸気流量を用いて前記呼吸気量差を算出することを特徴とする（６）乃至（１０）の何れか一項に記載の呼吸流量データ解析プログラム。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、所定回数以上連続して行われた高速呼吸における吸気量、呼気量及び呼吸サイクルの測定を行うので、努力呼出を必要とせず、被検者にとって負荷が小さく、測定ばらつきも小さい。また、従来の小型のスパイロメータ等の呼吸流量測定装置をそのまま利用できるので、安価である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本出願人は、ＣＯＰＤ患者が高速呼吸（一定流量以上の呼吸を連続して繰り返す呼吸）時に肺内の残気量（肺内に残っている空気量）が増加しやすいことに着目し、被検者に高速呼吸を繰り返し行ってもらい、残気量の時間変化を測定することでＣＯＰＤの程度を判断できると考えた。この方法は、努力呼出よりも被検者への負荷が小さいと考えられる。
【００１９】
（装置構成）
図１は、本実施形態に係る呼吸機能検査装置１００の概略構成図である。呼吸機能検査装置１００は、呼吸流量測定手段として機能する呼吸流量測定部１０と、呼吸流量解析部として機能するＰＣ（パーソナルコンピュータ）２０と、から構成される。
【００２０】
呼吸流量測定部１０は、管体１１及びホルダ部１２を備える。管体１１は、筒状の透明な樹脂で構成され、呼吸気が流れる流路を形成している。また、管体１１と、ホルダ部１２とは着脱可能に構成されている。ホルダ部１２とＰＣ２０とは、直接又はネットワークを介して接続されている。
【００２１】
図２（ａ）は、本実施形態に係る管体１１を軸方向に切断した縦断面図であり、図２（ｂ）は、本実施形態に係る管体１１を径方向に切断した縦断面図である。図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、管体１１の内部には、呼吸気の流れの一部を遮断する方向に可動部材１３が配置されており、可動部材１３の一端は管体１１の内壁に固定されている。可動部材１３は、可撓性を有する樹脂等の弾性体から構成されており、呼吸気の流量に応じて撓むようになっている。
【００２２】
例えば、呼気の流量を測定する場合には、管体１１に呼気を吹き込むことにより、図２（ａ）の矢印ａ方向の空気の流れが生じる。この流れにより、可動部材１３が矢印ｂ方向に撓む。吸気の流量を測定する場合には、管体１１から吸気を吸い込むことにより、図２（ａ）の矢印ｃ方向の空気の流れが生じる。この流れにより、可動部材１３が矢印ｄ方向に撓む。この可動部材１３の物理変化量、すなわち撓み量を検出することにより、呼吸流量の測定が可能となる。
【００２３】
可動部材１３の撓み量を検出することにより呼吸流量の測定を行う方法は、差圧式の流量測定方法に比べて応答性に優れ、高速呼吸の測定の場合においても精度良い測定を行うことが可能である。
【００２４】
図３は、本実施形態に係る管体１１及びホルダ部１２を軸方向に切断した横断面図である。図３に示すように、ホルダ部１２には、透明な管体１１を通して可動部材１３を撮像するためのＣＣＤエリアセンサ１４が設けられている。ＣＣＤエリアセンサ１４は、可動部材１３の撓み量を光学的に検出する。
【００２５】
図４は、本実施形態に係るＰＣ２０の構成を示すブロック図である。図４に示すように、ＰＣ２０は、ＣＰＵ２１、操作部２２、表示部２３、データ入力部２４、ＲＯＭ２５、ＲＡＭ２６、記憶部２７を備える。ＰＣ２０は、ＰＤＡ（携帯情報端末）であってもよい。
【００２６】
ＣＰＵ２１は、操作部２２から入力される各種指示に従って、ＲＯＭ２５に記憶されている各種プログラムの中から指定されたプログラムをＲＡＭ２６のワークエリアに展開し、上記プログラムとの協働によって各種処理を実行し、その処理結果をＲＡＭ２６の所定の領域に格納する。
【００２７】
また、ＣＰＵ２１は、ＣＣＤエリアセンサ１４から出力される画像データを画像解析することにより得られた可動部材１３の撓み量に基づいて、呼吸流量を算出する。呼気と吸気とでは可動部材１３の変位方向が逆であるため、管体１１の軸方向における双方向の流れに対する呼吸流量を算出することが可能である。
【００２８】
操作部２２は、数字やアルファベット入力キー、各種キーを備えたキーボード及びマウス等のポインティングデバイスである。操作部２２は、キーボードのキーの押下による押下信号やマウスの操作による操作信号をＣＰＵ２１へ出力する。
【００２９】
表示部２３は、液晶ディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ等から構成され、操作手順や処理結果等を表示する。
【００３０】
データ入力部２４は、ＣＣＤエリアセンサ１４から出力された画像データをＣＰＵ２１に出力する。
【００３１】
ＲＯＭ２５は、不揮発性の半導体メモリで構成される。ＲＯＭ２５は、ＣＰＵ２１により実行される各種プログラムやデータ等を記憶している。
【００３２】
ＲＡＭ２６は、書き換え可能な半導体素子で構成される。ＲＡＭ２６は、データが一時的に保存される記憶媒体であり、ＣＰＵ２１が実行するためのプログラムを展開するためのプログラムエリア、操作部２２から入力されるデータやＣＰＵ２１による各種処理結果等を保存するためのデータエリア等が形成される。
【００３３】
記憶部２７は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）を備えて構成され、測定した可動部材１３の撓み量データ、撓み量データを呼吸流量データに変換する変換テーブル、変換テーブルにより変換した呼吸流量データ、呼吸流量データを解析した解析結果等を記憶している。撓み量データを呼吸流量データに変換する変換テーブルは、予め測定して求めておき記憶部２７に記憶させておく。
【００３４】
（呼吸流量の測定）
図５は、本実施形態に係る呼吸流量測定処理を示すフロー図である。この呼吸流量測定処理フローは、ＲＯＭ２５内の呼吸流量測定プログラムに基づいて、ＣＰＵ２１により実行されるフローである。予め操作部２２により被検者を特定するＩＤ等は入力されているものとする。また、被検者は、呼吸流量測定部１０を手に持ち、管体１１を口に当てて高速呼吸の動作を開始しているものとする。
【００３５】
まず、ＣＰＵ２１は、操作部２２から呼吸流量測定の開始が指示されたか否かを判断する（ステップＳ１０）。呼吸流量測定の開始が指示されたと判断すると（ステップＳ１０；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１は、ＣＣＤエリアセンサ１４からの撓み量データを、記憶部２７に記憶されている撓み量データを呼吸流量データに変換する変換テーブルに基づき、呼吸流量データに変換して記憶部２７に保存させる動作を開始させる（ステップＳ１１）。このとき、被検者のＩＤ及び時刻に対応付けて撓み量データは保存される。呼吸流量測定の開始が指示されていないと判断すると（ステップＳ１０；Ｎｏ）、ステップＳ１０に戻り呼吸流量測定の開始が指示されるまで待機する。
【００３６】
次に、ＣＰＵ２１は、呼吸流量測定の終了が指示されたか否かを判断する（ステップＳ１２）。呼吸流量測定の終了が指示されたと判断すると（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ３２は、呼吸流量データを記憶部２７に保存する動作を終了させる（ステップＳ１３）。呼吸流量測定の終了が指示されていないと判断すると（ステップＳ１２；Ｎｏ）、ステップＳ１２に戻り呼吸流量測定の終了が指示されるまで待機する。
【００３７】
なお、被験者が高速呼吸を連続して行うことができるように、呼吸流量測定部１０による呼吸流量の測定は常時行うとともに、測定した呼吸流量や呼吸サイクルを表示部２３に表示することが好ましい。このようにすることで、被験者に高速呼吸を意識させることができ、確実に高速呼吸時の呼吸流量を測定できるようになる。また、呼吸流量測定部１０による呼吸流量の測定が常時行われると、ステップＳ１０の呼吸流量測定開始は、呼吸流量及び呼吸サイクルが予め定められた条件を満足した場合にＣＰＵ２１により指示することが可能となる。さらに、ステップＳ１２の呼吸流量測定終了も、呼吸流量、呼吸サイクル又は残気量が予め定められた条件を満足した場合にＣＰＵ２１により指示するようにしてもよい。
【００３８】
（呼吸流量データの説明）
図６は、図５のステップＳ１１で保存された、高速呼吸が行われたときの呼吸流量データの一例を示す模式図である。横軸には経過時間ｔを示している。時間軸ｔに対して、ゼロ点よりマイナス側の領域では安静呼吸（リラックスした状態での呼吸）を示し、プラス側には高速呼吸による呼吸流量Ｂｆを示している。高速呼吸では、安静呼吸に比べて呼吸サイクル時間が短くなる傾向がある。ある一定以上の流速を必要とするのは、気道の閉塞を引き起こさせるためである。ＣＯＰＤの疑いがある患者に対しては、高速呼吸によって残気量が呼吸時間に伴い増加すると考えられる。縦軸には、呼吸流量Ｂｆ（ゼロ点よりプラス側が吸気によるもの、ゼロ点よりマイナス側が呼気によるもの）を示している。理解しやすいように、ハッチング等を図中に表示している。
【００３９】
呼吸サイクルとは、隣り合う吸気、呼気１信号の組であり、呼吸サイクル時間とは、呼吸サイクル１つが占める時間である。
【００４０】
最初の１呼吸サイクルＴ１において、ゼロ点よりプラス側の斜線及びハーフトーンで塗られた部分の面積が吸気による吸気量を表しており、ゼロ点よりマイナス側のハーフトーンで塗られた部分の面積が呼気量を表している。ゼロ点よりプラス側のハーフトーン部は、ゼロ点よりマイナス側のハーフトーン部の面積と同一の面積になるように表されており、従って、ゼロ点よりプラス側の斜線部の面積が、最初の１呼吸サイクルにおける呼吸気量差Ｒ１（吸気量−呼気量）を表している。
【００４１】
同様に、次の１呼吸サイクルＴ２において、呼吸気量差がＲ２であることを表している。それ以降の呼吸サイクルについては、呼吸流量データのみを示し、呼吸気量差の説明等のための表示は省略している。
【００４２】
（呼吸流量データの解析）
図７は、本実施形態に係る呼吸流量データの解析処理を示すフロー図である。この呼吸流量データ解析処理フローは、ＲＯＭ２５内の呼吸流量データ解析プログラムに基づいて、ＣＰＵ２１により実行されるフローである。予め操作部２２により被検者を特定するＩＤ等が入力され、記憶部２７からＲＡＭ２６に当該被検者の呼吸流量データがロードされ、呼吸流量入力ステップは完了しているものとする。
【００４３】
まず、ＣＰＵ２１は、初期設定としてｉ＝１を設定する（ステップＳ２０）。
【００４４】
次に、ＣＰＵ２１は、ｉ番目の呼吸サイクルの呼吸流量データを抽出するために、ゼロ点からプラス側（吸気側）への、ｉ番目の立ち上がり時刻ｔi及び（ｉ＋１）番目の立ち上がり時刻ｔi+1が存在するか否かを判断する（ステップＳ２１）。
【００４５】
ｉ番目の立ち上がり時刻ｔi及び（ｉ＋１）番目の立ち上がり時刻ｔi+1が存在すると判断すると（ステップＳ２１；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ２１は、ｔi+1−ｔiを演算し、ｉ番目の呼吸サイクル時間であるＴｉを算出する（ステップＳ２２）［呼吸サイクル検知手段、呼吸サイクル時間算出手段、呼吸サイクル検知ステップ、呼吸サイクル時間算出ステップ］。ｉ番目の立ち上がり時刻ｔi及び（ｉ＋１）番目の立ち上がり時刻ｔi+1が存在しないと判断すると（ステップＳ２１；Ｎｏ）、本フローは終了する。
【００４６】
次に、ＣＰＵ２１は、ｉ番目の呼吸サイクル時間Ｔｉ内の呼吸流量Ｂｆを積分し、ｉ番目の呼吸サイクルにおける呼吸気量差Ｒｉを算出する（ステップＳ２３）［呼吸気量差算出手段、呼吸気量差算出ステップ］。
【００４７】
次に、ＣＰＵ２１は、吸気量Ｉｉ、呼気量Ｅｉ及び呼吸気量差Ｒｉをｉ番目の呼吸サイクル時間Ｔｉに対応付けて記憶部２７に保存する（ステップＳ２４）。
【００４８】
次に、ＣＰＵ２１は、ｉをｉ＋１に変更して（ステップＳ２５）、ステップＳ２１からの制御を繰り返す。
【００４９】
これにより、測定された呼吸流量データから、呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間及び呼吸気量差データが得られる。
【００５０】
呼吸流量データの解析処理により得られた結果は、例えば図８に示したように、得られた呼吸サイクル毎の呼吸気量差データから、呼吸サイクル毎の残気量の変化を求めることができ、この残気量の変化特性からＣＯＰＤの診断を行うことが可能となる。図８は、図７に示した呼吸流量データの解析処理により得られた呼吸サイクルｉと呼吸サイクル１から呼吸サイクルｉまでの各呼吸サイクルの呼吸流量差の累積との関係の一例を示したもので、Ａは健常者のものを、ＢはＣＯＰＤ患者のものを示している。Ａでは、一時的に呼吸流量差の累積が正になっても（ｉ＝１，２）、数サイクル後には負となり（ｉ＝３，４）、肺の残気量は一定を保つようになっている。一方、Ｂでは、高速呼吸を連続して行うと、呼吸流量差の累積は次第に増加し、肺の中に空気がどんどん蓄積されていく。ＣＯＰＤ患者では呼出が十分に行われなくなることを示している。
【００５１】
呼吸サイクル毎の残気量の変化を求めるにあたり、呼吸サイクル時間で呼吸気量差を正規化して補正する（例えば、呼吸サイクル時間Ｔｉが相対的に長い場合、呼吸気量差の値を小さくするように補正する）ようにすれば、より好ましい残気量の変化特性を提供することができ、ＣＯＰＤの診断の精度を向上させることができる。
【００５２】
また、呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間に占める吸気時間と呼気時間との比率についても算出し、呼吸サイクル毎の呼吸気量差を算出するにあたり、前記吸気時間と呼気時間との比率に応じて補正する（例えば、呼気時間の比率が吸気時間の比率に対して高いほど、呼吸気量差の値を大きくするように補正する）ようにすれば、より好ましい残気量の変化特性を提供することができ、ＣＯＰＤの診断の精度を向上させることができる。
【００５３】
本実施形態においては、測定された呼吸流量データをそのまま用いて呼吸サイクルの立ち上がりを検出したが、呼吸サイクル時間が所定時間より短い場合にはノイズの影響も考えられるので、所定周波数以上の高周波成分を削除して平滑化し、平滑化後の呼吸流量データを用いて呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間及び呼吸気量差データ等の解析を行ってもよい。一般に、被験者の呼吸リズムが乱れたり、呼吸流量測定部１０が外乱の影響を受けて、図９に示したように、呼吸流量データに高周波成分が重畳されて呼吸位相が判別困難になる場合（図示Ｘ領域）がある。そこで、呼吸流量データから公知のローパスフィルタ等により高周波成分を削除して平滑化された呼吸流量データ（図示Ｎ）を用いて平滑化して所期の高速呼吸が行われたものとして、図７のステップ２０以降の処理を行うようにすることで、呼吸流量データに乱れがあっても、精度の高い呼吸流量解析が可能となる。
【００５４】
以上述べたように、本発明によれば、高速呼吸により測定を行うので、努力呼出を必要とせず、被検者にとって負荷が小さく、測定ばらつきも小さい。また、従来の小型のスパイロメータ等の呼吸流量測定装置をそのまま利用できるので、安価である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本実施形態に係る呼吸機能検査装置１００の概略構成図である。
【図２】図２（ａ）は、本実施形態に係る管体１１を軸方向に切断した縦断面図である。図２（ｂ）は、本実施形態に係る管体１１を径方向に切断した縦断面図である。
【図３】本実施形態に係る管体１１及びホルダ部１２を軸方向に切断した横断面図である。
【図４】本実施形態に係るＰＣ２０の構成を示すブロック図である。
【図５】本実施形態に係る呼吸流量測定処理を示すフロー図である。
【図６】呼吸流量データの一例を示す模式図である。
【図７】本実施形態に係る呼吸流量データの解析処理を示すフロー図である。
【図８】呼吸サイクルと各呼吸サイクルの呼吸流量差の累積との関係の一例を示す模式図である。
【図９】呼吸流量データの平滑化を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０ 呼吸流量測定部
１１ 管体
１２ ホルダ部
１３ 可動部材
１４ ＣＣＤエリアセンサ［検出手段］
２０ ＰＣ
２１ ＣＰＵ
２５ ＲＯＭ
２７ 記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定回数以上連続して呼気流量及び吸気流量を測定する呼吸流量測定手段と、
前記呼吸流量測定手段で測定された呼気流量及び吸気流量に基づいて呼吸サイクルを検知する呼吸サイクル検知手段と、
前記呼吸流量測定手段で測定された呼気流量及び吸気流量並びに前記呼吸サイクル検知手段で検知された呼吸サイクルに基づいて呼吸サイクル毎の呼吸気量差を算出する呼吸気量差算出手段と、
を有することを特徴とする呼吸機能検査装置。
【請求項２】
前記呼吸サイクル検知手段で検知された呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間を算出する呼吸サイクル時間算出手段を有することを特徴とする請求項１に記載の呼吸機能検査装置。
【請求項３】
前記呼吸気量差算出手段は、前記呼吸サイクル時間算出手段により算出された呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間に応じて前記呼吸サイクル毎の呼吸気量差を補正することを特徴とする請求項２に記載の呼吸機能検査装置。
【請求項４】
前記呼吸サイクル時間算出手段は、前記呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間に占める吸気時間と呼気時間との比率を算出し、
前記呼吸気量差算出手段は、前記呼吸サイクル時間算出手段で算出された呼吸サイクル毎の吸気時間と呼気時間との比率に応じて前記呼吸サイクル毎の呼吸気量差を補正することを特徴とする請求項２又は３に記載の呼吸機能検査装置。
【請求項５】
前記呼吸気量差算出手段は、前記呼吸流量測定手段で測定された呼気流量及び吸気流量を平滑化し、平滑後の呼気流量及び吸気流量を用いて前記呼吸気量差を算出することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の呼吸機能検査装置。
【請求項６】
前記呼吸流量測定手段は、
呼吸気が流れる管体と、
前記管体の内部に前記呼吸気の流れの一部又は全部を遮断する方向に配置され、前記呼吸気の流量に応じて物理変化を生ずる可動部材と、
前記管体の外部に配置され、前記可動部材の物理変化量を非接触に検出する検出手段と、
を有することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の呼吸機能検査装置。
【請求項７】
コンピュータに、
所定回数以上連続して呼気流量及び吸気流量を入力する呼吸流量入力ステップと、
前記呼吸流量入力ステップで入力された呼気流量及び吸気流量に基づいて呼吸サイクルを検知する呼吸サイクル検知ステップと、
前記呼吸流量入力ステップで入力された呼気流量及び吸気流量並びに前記呼吸サイクル検知ステップで検知された呼吸サイクルに基づいて呼吸サイクル毎の呼吸気量差を算出する呼吸気量差算出ステップと、
を実行させることを特徴とする呼吸流量データ解析プログラム。
【請求項８】
前記呼吸サイクル検知ステップで検知された呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間を算出する呼吸サイクル時間算出ステップを有することを特徴とする請求項７に記載の呼吸流量データ解析プログラム。
【請求項９】
前記呼吸気量差算出ステップは、前記呼吸サイクル時間算出ステップにより算出された呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間に応じて前記呼吸サイクル毎の呼吸気量差を補正することを特徴とする請求項８に記載の呼吸流量データ解析プログラム。
【請求項１０】
前記呼吸サイクル時間算出ステップは、前記呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間に占める吸気時間と呼気時間との比率を算出し、
前記呼吸気量差算出ステップは、前記呼吸サイクル時間算出ステップで算出された呼吸サイクル毎の吸気時間と呼気時間との比率に応じて前記呼吸サイクル毎の呼吸気量差を補正することを特徴とする請求項８又は９に記載の呼吸流量データ解析プログラム。
【請求項１１】
前記呼吸気量差算出ステップは、前記呼吸流量測定ステップで測定された呼気流量及び吸気流量を平滑化し、平滑後の呼気流量及び吸気流量を用いて前記呼吸気量差を算出することを特徴とする請求項６乃至１０の何れか一項に記載の呼吸流量データ解析プログラム。
【請求項１】
所定回数以上連続して呼気流量及び吸気流量を測定する呼吸流量測定手段と、
前記呼吸流量測定手段で測定された呼気流量及び吸気流量に基づいて呼吸サイクルを検知する呼吸サイクル検知手段と、
前記呼吸流量測定手段で測定された呼気流量及び吸気流量並びに前記呼吸サイクル検知手段で検知された呼吸サイクルに基づいて呼吸サイクル毎の呼吸気量差を算出する呼吸気量差算出手段と、
を有することを特徴とする呼吸機能検査装置。
【請求項２】
前記呼吸サイクル検知手段で検知された呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間を算出する呼吸サイクル時間算出手段を有することを特徴とする請求項１に記載の呼吸機能検査装置。
【請求項３】
前記呼吸気量差算出手段は、前記呼吸サイクル時間算出手段により算出された呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間に応じて前記呼吸サイクル毎の呼吸気量差を補正することを特徴とする請求項２に記載の呼吸機能検査装置。
【請求項４】
前記呼吸サイクル時間算出手段は、前記呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間に占める吸気時間と呼気時間との比率を算出し、
前記呼吸気量差算出手段は、前記呼吸サイクル時間算出手段で算出された呼吸サイクル毎の吸気時間と呼気時間との比率に応じて前記呼吸サイクル毎の呼吸気量差を補正することを特徴とする請求項２又は３に記載の呼吸機能検査装置。
【請求項５】
前記呼吸気量差算出手段は、前記呼吸流量測定手段で測定された呼気流量及び吸気流量を平滑化し、平滑後の呼気流量及び吸気流量を用いて前記呼吸気量差を算出することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の呼吸機能検査装置。
【請求項６】
前記呼吸流量測定手段は、
呼吸気が流れる管体と、
前記管体の内部に前記呼吸気の流れの一部又は全部を遮断する方向に配置され、前記呼吸気の流量に応じて物理変化を生ずる可動部材と、
前記管体の外部に配置され、前記可動部材の物理変化量を非接触に検出する検出手段と、
を有することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の呼吸機能検査装置。
【請求項７】
コンピュータに、
所定回数以上連続して呼気流量及び吸気流量を入力する呼吸流量入力ステップと、
前記呼吸流量入力ステップで入力された呼気流量及び吸気流量に基づいて呼吸サイクルを検知する呼吸サイクル検知ステップと、
前記呼吸流量入力ステップで入力された呼気流量及び吸気流量並びに前記呼吸サイクル検知ステップで検知された呼吸サイクルに基づいて呼吸サイクル毎の呼吸気量差を算出する呼吸気量差算出ステップと、
を実行させることを特徴とする呼吸流量データ解析プログラム。
【請求項８】
前記呼吸サイクル検知ステップで検知された呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間を算出する呼吸サイクル時間算出ステップを有することを特徴とする請求項７に記載の呼吸流量データ解析プログラム。
【請求項９】
前記呼吸気量差算出ステップは、前記呼吸サイクル時間算出ステップにより算出された呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間に応じて前記呼吸サイクル毎の呼吸気量差を補正することを特徴とする請求項８に記載の呼吸流量データ解析プログラム。
【請求項１０】
前記呼吸サイクル時間算出ステップは、前記呼吸サイクル毎の呼吸サイクル時間に占める吸気時間と呼気時間との比率を算出し、
前記呼吸気量差算出ステップは、前記呼吸サイクル時間算出ステップで算出された呼吸サイクル毎の吸気時間と呼気時間との比率に応じて前記呼吸サイクル毎の呼吸気量差を補正することを特徴とする請求項８又は９に記載の呼吸流量データ解析プログラム。
【請求項１１】
前記呼吸気量差算出ステップは、前記呼吸流量測定ステップで測定された呼気流量及び吸気流量を平滑化し、平滑後の呼気流量及び吸気流量を用いて前記呼吸気量差を算出することを特徴とする請求項６乃至１０の何れか一項に記載の呼吸流量データ解析プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−１０５３４９（Ｐ２００７−１０５３４９Ａ）
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０１３６７（Ｐ２００５−３０１３６７）
【出願日】平成１７年１０月１７日（２００５．１０．１７）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月２６日（２００７．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１７日（２００５．１０．１７）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
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