睡眠評価方法、睡眠評価システム及びその動作プログラム、パルスオキシメータ並びに睡眠支援システム
【課題】 ＳＡＳのスクリーニングにおいて、被験者の体位と無呼吸状態との因果関係をデータとして正確に求めることができるようにする。
【解決手段】 睡眠評価システムＳは、パルスオキシメータ２とＰＣ３とから構成される。パルスオキシメータ２には、被験者の測定指Ｆから血中酸素飽和度に関する計測データを取得するプローブ２１と、被験者の体の傾き角に関する計測データを取得する３軸加速度センサ２２と、前記プローブ２１及び３軸加速度センサ２２により計測される計測データを格納する記憶部とが備えられている。またＰＣ３には、前記記憶部に格納されている計測データを取得して、前記血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係を解析する処理機能が備えられている。
【解決手段】 睡眠評価システムＳは、パルスオキシメータ２とＰＣ３とから構成される。パルスオキシメータ２には、被験者の測定指Ｆから血中酸素飽和度に関する計測データを取得するプローブ２１と、被験者の体の傾き角に関する計測データを取得する３軸加速度センサ２２と、前記プローブ２１及び３軸加速度センサ２２により計測される計測データを格納する記憶部とが備えられている。またＰＣ３には、前記記憶部に格納されている計測データを取得して、前記血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係を解析する処理機能が備えられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、睡眠時無呼吸症候群（ＳＡＳ；Sleep Apnea Syndrome）等の評価のために睡眠評価を行う方法及びシステム等に関し、特に無呼吸状態と身体の傾き角との因果関係を正確に把握することができる睡眠評価方法及び睡眠評価システム等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
睡眠中の無呼吸や低呼吸から様々な症状を引き起こす睡眠時無呼吸症候群（ＳＡＳ）は、高血圧、脳血管障害や虚血性心疾患の誘因となるばかりではなく、眠気に伴う生産性の低下や重大な労働災害を引き起こすと考えられ、近年社会問題化している。ＳＡＳのスクリーニング方法の一つとして、被験者の睡眠中における動脈血の酸素飽和度（本明細書において「ＳｐＯ2」又は「血中酸素飽和度」という）の変動を測定する方法がある。これは、無呼吸状態が生じると酸素供給が行われず血中酸素飽和度が低下するという関係があるからである。
【０００３】
従来、血中酸素飽和度を測定する装置としてパルスオキシメータが知られている。このパルスオキシメータは、例えば発光部と受光部とを備えるプローブを患者の指に装着する等して、光を生体（指）に向けて投光し、生体を経由した光の光量変化をパルス信号として測定し、毎秒ごとの測定値を移動平均することによって血中酸素飽和度の時間変化を求めるものである。そして、無呼吸に伴う血中酸素飽和度の低下ピーク回数を積算することで、ＳＡＳの重症度が判定される。かかる重症度の判定指標として、ＯＤＩ（Oxygen desaturation index；１時間当たりの血中酸素飽和度の低下ピーク発生回数）がある。このＯＤＩは、上記パルスオキシメータを用いれば計測でき、またパルスオキシメータの適用は実質的に前記プローブを指に装着するだけであって、ＳＡＳ患者が自宅で日常睡眠に近い状態で簡便に計測できる有用な指標であるということができる。なお、専ら医療機関において用いられる判定指標として、上記血中酸素飽和度のほか、脳波、口・鼻の気流、いびき、胸・腹の動き、体位などの評価パラメータを検出するポリソムノグラフィ（ＰＳＧ；polysomnography）を用いて導出されるＡＨＩ（Apnea Hipopnea Index；１時間当たりの無呼吸及び低呼吸回数）がある。
【０００４】
ところで、ＳＡＳ患者の無呼吸症状と睡眠体位との間には、一定の因果関係があることが知られている。すなわち、仰臥位では軟口蓋や舌根部が咽頭腔を塞ぎ易くなるため、気道の閉塞による無呼吸が惹起され易くなる傾向がある。一方、側臥位及び腹臥位では気道の閉塞が起こりにくいことから、無呼吸症状が比較的生起されにくいという関係がある。このように、無呼吸症状と体位との間には看過できない関係があることから、上記ＰＳＧにおいても体位が評価パラメータの一つとしてラインナップされている。
【特許文献１】特開平５−２０００３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のＰＳＧで評価パラメータとされている体位は、大まかな体方位であって、仰臥位、右側臥位、左側臥位及び腹臥位の４方位の別、乃至はこれら４方位の中間を含めた８方位と座位との別が体位パラメータとされているに過ぎない。このため、従来のＰＳＧでは被験者の細かな体の動きに関する情報が不十分であり、無呼吸症状と体位との因果関係を正確に把握することが出来なかった。また、無呼吸症状と体位との因果関係には個人差があるにもかかわらず、そのような個人差を把握できないことから、個々の被験者に応じた治療方法の判定（例えば、睡眠時にどの程度の傾斜を持たせて体位を固定すれば良いかの判定）が正確に行えないという不都合があった。
【０００６】
図２９は、ＳｐＯ2の時間変化と、実際の体位変化との関係を示すグラフ図である。この図例では、ＳｐＯ2の低下が期間ｔｑ１と期間ｔｑ２との２回発生している場合を示している。この場合、従来のＰＳＧによれば、大まかな体方位単位でしか体位パラメータが取得されないことから、ＳｐＯ2が低下した期間ｔｑ１及び期間ｔｑ２と、両期間の間の正常期間とのいずれにおいても体位は「仰臥位」と判定されるのみであり、無呼吸状態と体位との因果関係が評価できないことになる。つまり、実際には体位が期間ｔｑ３１及びｔｑ３３の角度にあるときにＳｐＯ2の低下が発生し、期間ｔｑ３２の角度にあるときにはＳｐＯ2の低下が発生しないという体位依存性があるにもかかわらず、その依存性評価が出来ないという不都合があった。
【０００７】
また、例えば図３０に示すように、体位を８方位で評価可能なＰＳＧを用いれば、幾分体位と無呼吸状態との関係を細かに評価することが可能となるが、体位の判別スレッショルド位置に体位があるとき、図中の丸印を付した期間ｔｄの部分においてデータに振れが生じてしまうという問題がある。
【０００８】
従って本発明は、被験者の体位と無呼吸状態との因果関係をデータとして正確に求めることができる睡眠評価方法、睡眠評価システム及びその動作プログラム、パルスオキシメータ並びに睡眠支援システム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】
本発明の請求項１にかかる睡眠評価方法は、睡眠状態にある被験者について体の傾き角と血中酸素飽和度とを所定のサンプリング周期で並行的に計測し、取得された計測データを時間軸に展開して、前記血中酸素飽和度の低下に基づく無呼吸状態と、被験者の体の傾き角との因果関係を評価することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、被験者の睡眠時における状態を、仰臥位や側臥位というような大まかな体位単位ではなく、さらに細やかな体の傾き角という角度の単位で計測しつつ、血中酸素飽和度を同時に計測する構成であるので、被験者の睡眠時の体位状態と無呼吸状態との関係を正確に把握することが可能となる。
【００１１】
本発明の請求項２にかかる睡眠評価システムは、睡眠状態にある人体が無呼吸状態に陥ることで変動する所定の評価パラメータを被験者について計測する評価パラメータ検出手段と、被験者の体の傾き状態を角度情報として検出可能な体傾斜検出手段と、前記評価パラメータ検出手段及び体傾斜検出手段により計測される計測データを格納する記憶手段と、前記評価パラメータ検出手段及び体傾斜検出手段により、所定のサンプリング周期で被験者について前記所定の評価パラメータと体の傾き角とを計測させ、その計測データを前記記憶手段に格納させる制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、被験者の睡眠時における体の傾き状態を体傾斜検出手段により角度情報として計測しつつ、睡眠状態にある人体が無呼吸状態に陥ることで変動する所定の評価パラメータを評価パラメータ検出手段により計測でき、両者による計測データを記憶手段に格納させることができる。従って、前記記憶手段に格納された計測データに基づいて、被験者の睡眠時の体位状態と所定の評価パラメータとの関係を正確に把握することが可能となる。
【００１３】
上記構成において、前記評価パラメータ検出手段が、被験者の血中酸素飽和度を検出する血中酸素飽和度測定手段であることが望ましい（請求項３）。この構成によれば、被験者の睡眠時の体位状態と、例えば動脈血酸素飽和度等の血中酸素飽和度の変位に基づき抽出される無呼吸状態との関係を正確に把握することが可能となる。
【００１４】
上記請求項２又は３の構成において、前記記憶手段に格納された計測データに基づき、前記所定の評価パラメータ又は前記血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係を解析して、被験者の無呼吸状態と身体の傾き角との関係を求める解析手段をさらに備えることが望ましい（請求項４）。この構成によれば、解析手段により、被験者の睡眠中における体の傾き角と無呼吸状態との因果関係が求められる。
【００１５】
上記構成において、前記解析手段が、血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係に加え、少なくとも呼吸器系の気流、胴体部分の動きに関する計測データとの関係を解析して、被験者の無呼吸状態及び低呼吸状態と身体の傾き角との関係を求める構成とすることができる（請求項５）。この構成によれば、解析手段により、被験者の睡眠中における体の傾き角と無呼吸状態と及び低呼吸状態の因果関係が求められる。
【００１６】
上記請求項２〜５のいずれかの構成において、前記体傾斜検出手段が、被験者の体位状態につき少なくとも座位状態又は臥位状態の別を判別可能とされており、前記体位状態の別に関する情報も、前記記憶手段に格納される構成とすることが望ましい（請求項６）。この構成によれば、睡眠評価中に被験者が中途覚醒して歩行したような状態（通常、少なくとも座位状態を経由する）にあった期間が識別でき、座位状態において取得された計測データと、臥位状態において取得された計測データとを識別することが可能となる。
【００１７】
この構成において、前記体傾斜検出手段が、３軸加速度センサを備えて構成され、前記３軸加速度センサの第１軸の出力が被験者の体の傾き角計測用に、第２軸の出力が座位状態と臥位状態との判別用に、第３軸の出力が臥位における仰臥位と腹臥位との判別用に用いられる構成とすることが望ましい（請求項７）。この構成によれば、一つのセンシング要素により、仰臥位及び腹臥位の各々の体位において体の傾き角を計測できると共に、座位状態の判別も行えるようになる。
【００１８】
また、前記解析手段は、前記体位状態が臥位状態であるときの計測データを用いて、前記所定の評価パラメータ又は前記血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係を解析する構成とすることが望ましい（請求項８）。この構成によれば、解析手段により、被験者が座位状態の期間において取得された無効データを除外して睡眠評価を行うことが可能となる。
【００１９】
本発明の請求項９にかかる睡眠評価システムは、被験者の血中酸素飽和度に関する計測データを取得する血中酸素飽和度計測部と、被験者の体の傾き角に関する計測データを取得する体傾斜検出部と、血中酸素飽和度計測部及び体傾斜検出部により計測される計測データを格納する記憶部と、前記血中酸素飽和度計測部及び体傾斜検出部により、所定のサンプリング周期で被験者について前記血中酸素飽和度と体の傾き角とに関する計測データを取得させ、その計測データを前記記憶部に格納させる制御部とを有するパルスオキシメータと、前記パルスオキシメータの体傾斜検出部を被験者の体幹部に装着する装着手段と、前記パルスオキシメータの記憶部に格納されている計測データを取得して、前記血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係を解析して表示する処理手段とを具備することを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、被験者の睡眠中に、血中酸素飽和度に関する計測データを取得する血中酸素飽和度計測部と、体の傾き角に関する計測データを取得する体傾斜検出部とを備えたパルスオキシメータを、被験者の体幹部に装着させた状態で計測データを取得してパルスオキシメータの記憶部に格納させ、覚醒後に前記記憶部に格納された前記計測データを取り出してパーソナルコンピュータ等の処理手段により解析することで、被験者の睡眠中における体の傾き角と無呼吸状態との因果関係を求めることができる。
【００２１】
上記構成において、前記処理手段は、前記計測データを時間軸に展開して、前記血中酸素飽和度の低下ピークと被験者の体の傾き角との関係を表示させる表示制御部を有する構成とすることができる（請求項１０）。この構成によれば、血中酸素飽和度の低下ピークと被験者の体の傾き角との関係から、当該被験者において無呼吸状態が如何なる体の傾き角において発生しているかを明確に把握できるようになる。
【００２２】
また、上記構成において、前記処理手段は、前記血中酸素飽和度の低下ピークの発生頻度と、被験者の体の傾き角との関係をヒストグラム化するためのヒストグラム演算部を有する構成とすることが望ましい（請求項１１）。この構成によれば、当該被験者において無呼吸状態が如何なる体の傾き角において、どのような頻度で発生しているかを明確に把握できるようになる。
【００２３】
この場合、前記処理手段は、前記血中酸素飽和度の低下ピークが発生しない被験者の体の傾き角を、無呼吸状態が発生しない適正傾き角として求める演算部を有する構成とすることが望ましい（請求項１２）。この構成によれば、当該被験者において無呼吸状態の発生を予防できる体の傾き角を直ちに把握できるようになる。
【００２４】
上記構成において、前記パルスオキシメータの体傾斜検出部が、被験者の体位状態につき少なくとも座位状態又は臥位状態の別を判別可能とされると共に、この体位状態の別に関する情報も前記記憶部に格納される構成とされ、前記処理手段は、前記体位状態が臥位状態であるときの計測データを選別するデータ選別部を有する構成とすることが望ましい（請求項１３）。この構成によれば、処理手段は、データ選別部により被験者が座位状態の期間において取得された無効データを選別・除外して、睡眠評価を行うことが可能となる。
【００２５】
本発明の請求項１４にかかるパルスオキシメータは、被験者の血中酸素飽和度に関する計測データを取得する血中酸素飽和度計測部と、被験者の体の傾き角に関する計測データを取得する体傾斜検出部と、血中酸素飽和度計測部及び体傾斜検出部により計測される計測データを格納する記憶部と、前記血中酸素飽和度計測部及び体傾斜検出部により、所定のサンプリング周期で被験者について前記血中酸素飽和度と体の傾き角とに関する計測データを取得させ、その計測データを前記記憶部に格納させる制御部とを有することを特徴とする。
【００２６】
この構成によれば、被験者の睡眠中に当該パルスオキシメータにより、血酸中素飽和度に関する計測データと体の傾き角に関する計測データとを取得して記憶部に格納しておくことができる。従って、被験者の覚醒後に、前記記憶部に格納された前記計測データを取り出してパーソナルコンピュータ等の処理手段により解析することで、被験者の睡眠中における体の傾き角と無呼吸状態との因果関係を求めるという睡眠評価システムを構築できるようになる。
【００２７】
上記構成において、前記パルスオキシメータには所定の表示部と処理部とが備えられており、前記処理部は、前記記憶部に格納されている計測データを取得して、前記血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係を解析して前記表示部に表示させる機能を具備する構成とすることができる（請求項１５）。この構成によれば、外部的な処理手段を要することなく、当該パルスオキシメータのみで被験者の睡眠中における体の傾き角と無呼吸状態との因果関係を求めることが可能となる。
【００２８】
さらに、上記構成において、前記パルスオキシメータの外装面に、当該パルスオキシメータの被験者への標準装着方向を表示する方向表示部が備えられている構成とすることができる（請求項１６）。この構成によれば、被験者は前記方向表示部の表示に従って、パルスオキシメータを正しく装着することができる。
【００２９】
本発明の請求項１７にかかる睡眠評価システムの動作プログラムは、睡眠状態にある人体が無呼吸状態に陥ることで変動する所定の評価パラメータを被験者について計測する評価パラメータ検出手段と、被験者の体の傾き状態を角度情報として検出可能な体傾斜検出手段と、前記評価パラメータ検出手段及び体傾斜検出手段により計測される計測データを格納する記憶手段と、所定の解析手段とから構成される睡眠評価システムの動作プログラムであって、前記評価パラメータ検出手段及び体傾斜検出手段により、所定のサンプリング周期で被験者について前記所定の評価パラメータと体の傾き角とを計測させて計測データを取得させるステップと、前記計測データを前記記憶手段に格納させるステップと、前記解析手段に、前記記憶手段に格納された計測データに基づき、前記所定の評価パラメータの変動と被験者の体の傾き角との関係を解析させるステップとを少なくとも実行させることを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の請求項１８にかかる睡眠評価システムの動作プログラムは、被験者の血中酸素飽和度に関する計測データを取得する血中酸素飽和度計測部と、被験者の体の傾き角に関する計測データを取得する体傾斜検出部と、血中酸素飽和度計測部及び体傾斜検出部により計測される計測データを格納する記憶部とを備えるパルスオキシメータと、所定処理手段とから構成される睡眠評価システムの動作プログラムであって、前記血中酸素飽和度計測部及び体傾斜検出部により、所定のサンプリング周期で被験者について前記血中酸素飽和度と体の傾き角とに関する計測データを取得させるステップと、前記計測データを前記記憶部に格納させるステップと、前記処理手段に、パルスオキシメータの記憶部に格納されている計測データを取得して、前記血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係を解析して表示する処理ステップとを少なくとも実行させることを特徴とする。
【００３１】
本発明の請求項１９にかかる睡眠支援システムは、被験者を臥位状態で支持可能な寝台と、前記寝台の傾斜角度を調整する寝台駆動手段と、前記寝台駆動手段により調整される寝台角度を設定する制御手段とを備え、前記制御手段は、所定の計測手段により前記寝台において睡眠状態にある被験者について体の傾き角と血中酸素飽和度とを所定のサンプリング周期で同時計測させ、取得された計測データを時間軸に展開して、前記血中酸素飽和度の低下に基づく無呼吸状態と、被験者の体の傾き角との因果関係を評価して、当該被験者において無呼吸状態が発生しない体の傾き角を求め、前記無呼吸状態が発生しない体の傾き角を、前記寝台駆動手段に対する設定寝台角度として出力可能とされていることを特徴とする。
【００３２】
この構成によれば、当該被験者において、無呼吸状態が発生する体の傾き角を求めると同時に、被験者がそのような体の傾き角とならないように寝台角度が調整されるので、被験者に無呼吸状態が発生しない適正な睡眠環境を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００３３】
請求項１にかかる睡眠評価方法によれば、被験者の体位と無呼吸状態との相関について、従来のように大まかな「体方位」と無呼吸状態との関係ではなく、被験者の体が実際にどのような角度で傾いているかを示す「体の傾き角」と無呼吸状態との関係の関係を計測するので、無呼吸症状と体位との因果関係を正確に把握できる。従って、ＳＡＳ患者（被験者）の治療に際し、個々の患者における体位依存性に応じた的確な治療が行えるようになる。
【００３４】
請求項２にかかる睡眠評価システムによれば、記憶手段に格納された、無呼吸状態と相関性のある計測データに基づいて、被験者の睡眠時の体位状態と所定の評価パラメータとの関係を正確に把握できる。従って、ＳＡＳ患者の治療に際し、個々の患者における体位依存性に応じた的確な治療が行えるようになる。
【００３５】
請求項３にかかる睡眠評価システムによれば、無呼吸状態と相関性のある評価パラメータとして血中酸素飽和度を用いるので、評価パラメータを、市販のパルスオキシメータ等で非侵襲に且つ患者への負担を少なく取得できる。
【００３６】
請求項４にかかる睡眠評価システムによれば、解析手段により、ＳＡＳの重症度を判定する指標であるＯＤＩ等を、被験者ごとに、その体の傾き角別に求めることができるようになる。
【００３７】
請求項５にかかる睡眠評価システムによれば、解析手段により、専ら医療機関でＰＳＧを用いて導出されるＡＨＩ等を、被験者ごとに、その体の傾き角別に求めることができるようになる。
【００３８】
請求項６にかかる睡眠評価システムによれば、有効な計測データとして扱えない座位状態の期間において取得された計測データと、臥位状態において取得された計測データとを識別できるので、計測データの信頼性を向上させることができる。
【００３９】
請求項７にかかる睡眠評価システムによれば、被験者に３軸加速度センサという一つのセンシング要素を取り付けるだけで、仰臥位及び腹臥位の各々の体位において体の傾き角を計測できると共に、座位状態の判別も行えるので、被験者の負担が軽減される。また、パルスオキシメータ等に３軸加速度センサを内蔵させることで、システムの簡素化を図ることができる。
【００４０】
請求項８にかかる睡眠評価システムによれば、解析手段により、被験者が座位状態の期間において取得された無効データを除外して睡眠評価が為されるので、より正確に無呼吸症状と体の傾き角との関係を判定できるようになる。
【００４１】
請求項９にかかる睡眠評価システムによれば、パルスオキシメータとパーソナルコンピュータ等とでシステムを構築でき、パルスオキシメータ単体で被験者の体の傾き角並びに血中酸素飽和度についての計測データが取得され、且つ記憶部に格納される。従って、システムを簡素化できると共に、被験者の負担を軽減することができる。
【００４２】
請求項１０にかかる睡眠評価システムによれば、表示制御部により生成される所定の画像等を確認するだけで、当該被験者において無呼吸状態が如何なる体の傾き角において発生しているかを明確に把握できるようになる。
【００４３】
請求項１１にかかる睡眠評価システムによれば、当該被験者において無呼吸状態が如何なる体の傾き角において、どのような頻度で発生しているかを明確に把握できるので、ＯＤＩ等を、被験者ごとに、その体の傾き角別に求めて自動的に表示させることが可能となる。
【００４４】
請求項１２にかかる睡眠評価システムによれば、当該被験者において無呼吸状態の発生を予防できる体の傾き角を直ちに把握できるので、個々の患者に対するＳＡＳの治療方法を速やかに取得できる。
【００４５】
請求項１３にかかる睡眠評価システムによれば、データ選別部より、被験者が座位状態の期間において取得された無効データを除外し、その上で処理手段によって睡眠評価を行うことが可能となることから、より正確に無呼吸症状と体の傾き角との関係を判定できるようになる。
【００４６】
請求項１４にかかるパルスオキシメータによれば、当該パルスオキシメータ単体で被験者の体の傾き角並びに血中酸素飽和度についての計測データを取得し、且つ記憶部に格納することが可能となる。そして、事後的に記憶部に格納された計測データを取り出して解析することで、体の傾き角と無呼吸状態との因果関係を求めることができるので、ＳＡＳの体位依存性を計測するシステムを、当該パルスオキシメータを用いるだけで構築できるようになる。
【００４７】
請求項１５にかかるパルスオキシメータによれば、当該パルスオキシメータのみで被験者の睡眠中における体の傾き角と無呼吸状態との因果関係を求めることが可能となるので、ＳＡＳの体位依存性を計測するシステムを一層簡素化できるようになる。
【００４８】
請求項１６にかかるパルスオキシメータによれば、被験者がパルスオキシメータの装着方向を誤らずに済み、例えば体傾斜検出部として３軸加速度センサを用いたような場合に、各軸の出力を設定通りの検知出力として用いることができる。すなわち、装着方向を誤ってしまうと、例えば右方向への寝返りを左方向への寝返りと誤認してしまうようなケースが想定されるが、方向表示部を設けることで、そのような不具合の発生を未然に防止できるようになる。
【００４９】
請求項１７にかかる睡眠評価システムの動作プログラムによれば、記憶手段に格納された、無呼吸状態と相関性のある計測データに基づいて、解析手段により被験者の睡眠時の体位状態と所定の評価パラメータとの関係を評価させることができる。従って、ＳＡＳ患者の治療に際し、個々の患者における体位依存性に応じた的確な治療が行える。
【００５０】
請求項１８にかかる睡眠評価システムの動作プログラムによれば、パルスオキシメータとパーソナルコンピュータ等の処理手段とからなるシステムを用い、パルスオキシメータの記憶部に格納された、血中酸素飽和度及び体の傾き角の計測データに基づいて、処理手段により被験者の睡眠時の体位状態と無呼吸状態との関係を評価させることができる。従って、ＳＡＳ患者の治療に際し、個々の患者における体位依存性に応じた的確な治療が行えるようになる。
【００５１】
請求項１９にかかる睡眠支援システムによれば、無呼吸状態を検出しつつ、被験者が無呼吸状態に陥らないような体の傾き角に寝台角度が調整されるので、被験者に対し適正な睡眠環境を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態につき説明する。
（ハード構成の説明）
図１は、本発明の実施形態にかかる睡眠評価システム１の全体構成を概略的に示すブロック図である。当該睡眠評価システム１は、睡眠状態にある被験者について体の傾き角と無呼吸状態と相関性のある評価パラメータとを所定のサンプリング周期で並行的に計測し、取得された計測データを時間軸に展開して、前記評価パラメータの変動に基づく無呼吸状態と、被験者の体の傾き角との因果関係を評価するためのシステムである。この睡眠評価システム１は、評価パラメータ検出手段１１、体傾斜検出手段１２、記憶手段１３、制御手段１４及び解析手段（処理手段）１５から構成されている。
【００５３】
評価パラメータ検出手段１１は、睡眠状態にある人体が無呼吸状態に陥ることで変動する所定の評価パラメータを被験者について計測する。ここで計測される評価パラメータとしては、無呼吸状態と関連して人体に内部的、外部的に表出する各種のパラメータが採用可能であり、一般的なＰＳＧにおいて評価パラメータで評価対象とされている血中酸素飽和度、脳波、口・鼻の気流、いびき、胸・腹の動き等を採用可能である。この中でも、血中酸素飽和度は、市販のパルスオキシメータ等で簡便に計測できることから、血中酸素飽和度を評価パラメータとすることが望ましい。
【００５４】
体傾斜検出手段１２は、被験者の体の傾き状態を角度情報として検出する。この体傾斜検出手段１２としては、被験者の体幹部若しくは適宜な部位に装着されてその傾き角を検出可能な各種の角度センサを用いることができ、体の傾き角を５゜単位程度以下の分解能で検出できる角度センサ、特に１°単位程度以下の分解能で検出できる角度センサを用いることが好ましい。このような体傾斜検出手段１２としては、３軸加速度センサを好適に用いることができる。この点については後記で詳述する。
【００５５】
記憶手段１３は、前記評価パラメータ検出手段１１及び体傾斜検出手段１２により計測される計測データを格納する。この記憶手段１３としては、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＥＰＲＯＭ（Erasable and Programmable ROM）などを用いることができる。
【００５６】
制御手段１４は、マイクロプロセッサ等からなり、前記評価パラメータ検出手段１１及び体傾斜検出手段１２により、所定のサンプリング周期で被験者について前記所定の評価パラメータと体の傾き角とを計測させ、その計測データを前記記憶手段１３に格納させる。
【００５７】
解析手段１５は、前記記憶手段１３に格納された計測データに基づき、所定の評価パラメータ（例えば血中酸素飽和度）の変動と被験者の体の傾き角との関係を解析して、被験者の無呼吸状態と身体の傾き角との関係を求める。例えば、ＳＡＳの重症度を判定する指標であるＯＤＩを、被験者ごとに、その体の傾き角別に求める解析などを行う。なお、評価パラメータとして、血中酸素飽和度だけでなく呼吸器系の気流（口・鼻の気流、いびき）、胴体部分の動き（胸・腹の動き）に関する計測データが取得可能とされている場合は、被験者の無呼吸状態及び低呼吸状態と身体の傾き角との関係を求める解析を行うようにすることもできる。この場合、ＳＡＳの重症度を判定する他の指標であるＡＨＩを、被験者ごとに、その体の傾き角別に求める解析などを行うことが望ましい。
【００５８】
この睡眠評価システム１のハード構成は適宜設定することができる。例えば、
（ａ）評価パラメータ検出手段１１及び体傾斜検出手段１２のセンシング要素のみを被験者に取り付けるようにし、記憶手段１３、制御手段１４及び解析手段１５をパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという）等で構成し、このＰＣと前記センシング要素とを通信線で接続するハード構成、
（ｂ）評価パラメータ検出手段１１として機能する、血中酸素飽和度を計測するパルスオキシメータに、体傾斜検出手段１２、記憶手段１３及び制御手段１４を具備させ、このようなパルスオキシメータと解析手段（処理手段）１５としてのＰＣとをＵＳＢケーブル等で接続するハード構成、及び
（ｃ）上記（ｂ）の構成において、パルスオキシメータに解析手段１５（処理部）の機能を搭載して一体型化したハード構成、
などを例示することができる。
【００５９】
図２は、上記（ｂ）のハード構成を備えた睡眠評価システムＳの一例を示す構成図である。この睡眠評価システムＳは、被験者の血中酸素飽和度と体の傾き角とを並行的（同時）に計測し、その計測データを記憶することができるパルスオキシメータ２と、該パルスオキシメータ２に記憶された血中酸素飽和度及び体の傾き角に関するデータを読み出して、被験者の無呼吸状態と体の傾き角との関係を解析するＰＣ３と、パルスオキシメータ２とＰＣ３とを必要時に通信可能に接続するＵＳＢケーブル２０７とで構成されている。
【００６０】
パルスオキシメータ２は、本体部２００とプローブ２１とを備え、両者の間は、コネクタ２０４付きのプローブケーブル２０５にて電気的に接続される構成である。前記パルスオキシメータ本体部２００には、外観的に電源スイッチ２０１、液晶表示装置等からなる表示部２０２、前記プローブケーブル２０５を接続するためのコネクタ部２０３、前記ＵＳＢケーブル２０７を接続するためのコネクタ部２０６などが備えられている。また、本体部２００の内部には、前記記憶手段１３として機能するメモリ部、制御手段１４として機能するマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、電源電池（いずれも図示省略）や、前記体傾斜検出手段１２として機能する３軸加速度センサ２２などが内蔵されている。
【００６１】
プローブ２１は、血中酸素飽和度を実際に測定する測定指Ｆを挟み込むように取り付けることが可能なクリップ状を呈している。すなわち、一対のクリップ片が開閉自在に結合され、測定指Ｆをバネ等の付勢力をもって挟持可能な構成とされている。そして、後述するように、前記一対のクリップ片の一方には発光部２１１が、クリップ片の他方には受光部２１２が備えられている（図４参照）。
【００６２】
前記本体部２００及びプローブ２１は、計測時において、例えば図３に示すような態様で、被験者Ｈに取り付けられる。すなわち、被験者Ｈの胴部に体着ベルト２０８（装着手段）が巻かれ、該体着ベルト２０８を利用して本体部２００が被験者Ｈの体幹部に取り付けられる。一方、プローブ２１は、被験者Ｈの測定指Ｆにクリッピングして取り付けられる。そして、本体部２００とプローブ２１とは、プローブケーブル２０５にて接続される。なお、計測時（被験者Ｈの睡眠時）にはＵＳＢケーブル２０７は接続されず、計測が終了して計測データをパルスオキシメータ２から取り出す時に接続される。
【００６３】
なお、パルスオキシメータ２には３軸加速度センサ２２が内蔵されている関係上、この３軸加速度センサ２２の各軸出力が設定通りの正しい体方位関係のものとして得られるよう、図３１に示すように、当該パルスオキシメータ２の被験者への標準装着方向を表示する方向表示部２０９を外装面（本体部２００の筐体表面）に設けることが望ましい。すなわち、パルスオキシメータ２が３軸加速度センサ２２の軸出力設定とは異なる方向で誤装着されてしまった場合、例えば上下方向を逆にして装着されてしまった場合、３軸加速度センサ２２のＸ軸、Ｙ軸出力が被験者の体位状態に対して符号が逆転してしまい、例えば右方向への寝返りを左方向への寝返りと誤認してしまうことになる。そこで、図３１に示すように、「頭方向」、「足方向」などと矢印指示するような方向表示部２０９を本体部２００の筐体表面に設け、被験者Ｈ若しくは医療従事者等に標準装着方向を明示することで、上記のような誤測定を防止することができる。
【００６４】
ＰＣ３は、上記解析手段１５として機能するＰＣ本体部３０（ハードディスク装置）と、キーボード等からなる操作部３６と、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）ディスプレイや液晶ディスプレイ等からなる表示部３７とを備えて構成されている。
【００６５】
図４は、プローブ２１及びこれに関連する本体部２００の回路構成を概略的に示す回路図である。プローブ２１は、発光部２１１及び受光部２１２を備える。発光部２１１は、異なる２つの波長λ１、λ２を発生する半導体発光素子から構成され、例えば赤色領域の波長λ１の赤色光を発生する赤色ＬＥＤ２１１Ｒと、赤外線領域の波長λ２の赤外光を発生する赤外ＬＥＤ２１１ＩＲとが用いられる。一方、受光部２１２は、（発光部２１１にて発せられた光を）受光した光強度に応じた電流を生成する光電変換素子からなる。該光電変換素子としては、少なくとも前記波長λ１および波長λ２に対して光感応性を有するシリコンフォトダイオード（Silicon Photo Diode）等が用いられる。
【００６６】
発光部２１１及び受光部２１２は、図４に示すように、血中酸素飽和度を測定する測定指Ｆ（生体組織）を挟むように対向配置される。例えば、動脈血の脈動を光学的に捉えやすい測定指Ｆの指先において、爪部側に発光部２１１が配置され、指腹部側に受光部２１２が配置される。実際には、プローブ２１を測定指Ｆにクリッピングすれば、発光部２１１及び受光部２１２が前述のような配置関係になる構成とされている。なお、サージカルテープや救急絆創膏などの医療用テープを用いて、発光部２１１及び受光部２１２を測定指Ｆに対して装着するようにしても良い。これにより、測定指Ｆを透過した発光部２１１の両波長λ１、λ２の光が、受光部２１２にて受光されるようになる。
【００６７】
前記発光部２１１及び受光部２１２には、それぞれ発光回路２１１Ｃ及び受光回路２１２Ｃが接続されている。発光回路２１１Ｃ及び受光回路２１２Ｃは本体部２００に備えられており、発光部２１１及び受光部２１２との電気的接続は、プローブケーブル２０５により行われている。
【００６８】
前記発光回路２１１Ｃは、マイクロプロセッサ２０Ｃで動作制御され、所定の発光制御信号を発光部２１１の赤色ＬＥＤ２１１Ｒ及び赤外ＬＥＤ２１１ＩＲに与える。これにより、例えば赤色ＬＥＤ２１１Ｒと赤外ＬＥＤ２１１ＩＲとが交互に駆動され、赤色光と赤外光とが交互に射出される。また前記受光回路２１２Ｃは、マイクロプロセッサ２０Ｃにより発光部２１１の発光に同期して制御され、受光した光を光強度に従い光電変換した電流信号（パルス信号）を生成する。
【００６９】
酸素は、血液中のヘモグロビンの酸化・還元によって運搬されている。このヘモグロビンは、酸化されると赤色光の吸収が減少して赤外光の吸収が増加し、逆に還元されると赤色光の吸収が増加して赤外光の吸収が減少するという光学的特性を有している。この特性を利用して、受光回路２１２Ｃで検出された赤色光及び赤外光の透過光量の変動を計測することで、血中酸素飽和度（動脈血酸素飽和度）を求めることが可能となる。
【００７０】
（体の傾き角検出用の３軸加速度センサについての説明）
次に、パルスオキシメータ本体部２００に内蔵される３軸加速度センサ２２について説明する。図５は、３軸加速度センサ２２の一例であるピエゾ抵抗型３軸加速度センサを示す図であって、図５（ａ）は当該３軸加速度センサ２２の斜視図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は（ｂ）のａ−ａ線断面図である。この３軸加速度センサ２２は、結晶に機械的な外力が与えられると結晶格子に歪みが生じ半導体中のキャリア数やキャリア移動度が変化して抵抗値が変化するというピエゾ抵抗効果を利用したものである。
【００７１】
上記３軸加速度センサ２２は、センサ構造体２２０と１２個のピエゾ抵抗素子２２４とから構成されている。前記センサ構造体２２０は、シリコン等の母材をドライエッチングすることで形成された方形枠状の支持部２２１と、前記方形枠状の支持部２２１の内部に配置される錘部２２２と、前記支持部２２１と錘部２２２とを連結する薄肉の梁部２２３とからなる。前記ピエゾ抵抗素子２２４は、梁部２２３の上に設置されており、錘部２２２が加速度に応じて可動することで梁部２２３が変形し、これによりピエゾ抵抗素子２２４に応力が与えられる構造とされている。
【００７２】
すなわち、当該３軸加速度センサ２２に外力が与えられると、具体的にはパルスオキシメータ本体部２００に傾き力が与えられると、その傾き方向に応じて錘部２２２がＸ軸回り、Ｙ軸回り又はＺ軸方向（図５（ａ）参照）に変位して梁部２２３が変形する。そして、その変形度合いに応じた応力が、ピエゾ抵抗素子２２４に与えられるようになる。このような応力付加により、前記ピエゾ抵抗素子２２４の抵抗値が変化することから、その抵抗値変化（加速度に比例した信号）を検出することで、本体部２００の傾き角、つまり被験者の体の傾き角を求めることができる。
【００７３】
ピエゾ抵抗素子２２４の加速度に比例した信号は、前記Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とも、１２個のピエゾ抵抗素子２２４のうち、各軸あたり４つのピエゾ抵抗素子２２４を用いてホイートストンブリッジ回路を構成し、応力付加による前記抵抗値変化を電圧変化として検出する方法で取り出すことができる。
【００７４】
図６（ａ）は、Ｘ軸及びＹ軸方向における梁部２２３の変形（Ｘ軸及びＹ軸回りの回転）状態を模式的に示す図であり、図６（ｂ）は、その電圧変化を検出するためのブリッジ回路を概略的に示す回路図である。なお、図６及び後述の図７において、Ｒ１〜Ｒ４の記号は、各軸において選択される４つのピエゾ抵抗素子２２４を示している。
【００７５】
図６（ａ）の梁部変形モデルに示すように、Ｘ軸及びＹ軸方向の加速度に対して、梁部２２３ａ上の外側のピエゾ抵抗素子Ｒ１には引っ張り応力が働きその抵抗値が増加するが、内側のピエゾ抵抗素子Ｒ２には圧縮応力が働きその抵抗値は減少することになる。一方、梁部２２３ｂ上の内側のピエゾ抵抗素子Ｒ３には引っ張り応力が働きその抵抗値が増加するが、外側のピエゾ抵抗素子Ｒ４には圧縮応力が働きその抵抗値は減少する。つまり、ピエゾ抵抗素子Ｒ１及びＲ３と、ピエゾ抵抗素子Ｒ２及びＲ４とについて、相反する抵抗変化が生じるようになる。従って、Ｘ軸若しくはＹ軸の場合、図６（ｂ）に示すようなブリッジ回路を組み、定電圧Ｖｉｎを印加した場合、出力電圧Ｖｏｕｔは次の（１）式で求めることができる。
Ｖｏｕｔ＝｛Ｒ４／（Ｒ１＋Ｒ４）−Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）｝Ｖｉｎ （１）
【００７６】
次に図７（ａ）は、Ｚ軸方向における梁部２２３の変形（Ｚ軸に沿った上下動）状態を模式的に示す図であり、図７（ｂ）は、その電圧変化を検出するためのブリッジ回路を概略的に示す回路図である。Ｚ軸方向の加速度に対しては、錘部２２２は上下方向の変位となる。例えば図７（ａ）の梁部変形モデルに示すように錘部２２２が上方向へ変位した場合、梁部２２３ｃ上の外側のピエゾ抵抗素子Ｒ１には圧縮応力が働きその抵抗値が減少するが、内側のピエゾ抵抗素子Ｒ２には引っ張り応力が働きその抵抗値は増加することになる。同様に、梁部２２３ｄ上の内側のピエゾ抵抗素子Ｒ３には引っ張り応力が働きその抵抗値が増加するが、外側のピエゾ抵抗素子Ｒ４には圧縮応力が働きその抵抗値は減少する。つまり、ピエゾ抵抗素子Ｒ１及びＲ４と、ピエゾ抵抗素子Ｒ２及びＲ３とについて、相反する抵抗変化が生じるようになる。従って、Ｚ軸の場合、図７（ｂ）に示すようなブリッジ回路を組み、定電圧Ｖｉｎを印加した場合、出力電圧Ｖｏｕｔは次の（２）式で求めることができる。
Ｖｏｕｔ＝｛Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ３）−Ｒ４／（Ｒ２＋Ｒ４）｝Ｖｉｎ （２）
【００７７】
以上が３軸加速度センサ２２による加速度検出の基本的な動作原理であるが、次に当該３軸加速度センサ２２を用いて傾き角を検出する原理について説明する。加速度センサとは、入力軸（感応軸；図５（ａ）に示したＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向に関して、運動加速度成分ｍから重力加速度成分ｇを差し引いた成分を測定する慣性センサである。すなわち、この加速度センサの表示加速度Ａは、
Ａ＝ｍ−ｇ ・・・（３）
にて表される。ここで、重力加速度成分ｇは、鉛直軸に沿っている場合を１ｇとすると、地球上で固定された加速度センサ（ｍ＝０）にあっては、感応軸が上向きの鉛直軸に沿っている場合には＋１ｇが表示され、感応軸が鉛直軸から角度θだけ傾いている場合は、＋１ｇのｃｏｓθ倍が表示されることとなる。
【００７８】
このことを利用すると、加速度センサの３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）それぞれの重力加速度検出値に基づいて、各々の軸が鉛直軸から傾いている角度（傾き角）を求めることができる。図８は、加速度センサの姿勢を表現するにあたり、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の傾き角を定義するための説明図である。一般的には、いずれの軸についても鉛直軸を基準とした傾き角で姿勢を表現することが適している。しかし、Ｚ軸が鉛直軸に一致しているときが標準姿勢であるような場合、当該標準姿勢からの傾斜を表現するには、図８に示すように、Ｘ軸及びＹ軸については、鉛直軸２２５ｚからの傾き角θｘ及びθｙを用いるよりも、水平面２２５上の基準線２２５ｘ及び２２５ｙからの角度α及びβ（符号は、水平面２２５より上向きを正とする）を用いた方が実際的である。従って、ここでは加速度センサの姿勢を表現するにあたり、Ｘ軸及びＹ軸については水平面２２５からの角度α及びβを用い、Ｚ軸については鉛直軸２２５ｚからの傾き角θｚを用いるものとする。この定義においては、当該加速度センサが傾斜していないとき（Ｚ軸と鉛直軸とが一致しているとき）、α、β、θｚの全てがゼロ（０ｇ出力）となる。
【００７９】
この場合、上記α、β、θｚを用いると、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の出力値Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚは、次の（４）〜（６）式により表される。
Ｖｘ＝Ｘ0＋Ｘs・ｓｉｎα ・・・（４）
Ｖｙ＝Ｙ0＋Ｙs・ｓｉｎβ ・・・（５）
Ｖｚ＝Ｚ0＋Ｚs・ｃｏｓθｚ ・・・（６）
但し、上記（４）〜（６）式において、Ｘ0、Ｙ0、Ｚ0は鉛直軸に対する初期的なずれに対する補正量であり、これは３軸加速度センサ２２をパルスオキシメータ２へ取り付けたときの、パルスオキシメータ本体部２００の鉛直軸と３軸加速度センサ２２のＺ軸のずれに起因する誤差を補正するためのものである。また、ＸS、ＹS、ＺSは、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の感度（センサ出力の１ｇあたりのカウント値；定数）を示している。
【００８０】
なお、３軸の傾き角の間には次の（７）式の関係があり、２つの傾き角が求められると、残る１つの傾き角も求めることができる。
ｓｉｎ2α＋ｓｉｎ2β＋ｃｏｓ2θｚ＝１ ・・・（７）
【００８１】
３軸加速度センサ２２のパルスオキシメータ本体部２００への組み込みは、被験者Ｈの臥位姿勢に関連づけて、例えば図９に示すような軸方向となるように内蔵させることができる。すなわち、図３に示すような態様でパルスオキシメータ本体部２００を仰臥状態の被験者Ｈの体幹部に装着した場合において、３軸加速度センサ２２のＸ軸（第２軸）が体幹軸に沿い、Ｙ軸（第１軸）が体の横幅方向に沿い、そしてＺ軸（第３軸）が体の前後方向となるようにパルスオキシメータ本体部２００へ３軸加速度センサ２２を内蔵させる。
【００８２】
この場合、被験者ＨがＹ軸回りの回転をしたとき、Ｘ軸の傾き角（Ｘ軸センサの出力値）から、被験者Ｈが座位であるか否か（立位姿勢か臥位姿勢かの判別）が検出される。また、被験者ＨがＸ軸回りの回転をしたとき、Ｙ軸の傾き角（Ｙ軸センサの出力値）から、被験者Ｈの体の傾き角（体位角度）が検出される。さらにＺ軸の傾き角（Ｚ軸センサの出力値）の正負の別から、被験者Ｈが仰臥位か腹臥位かが検出されることとなる。
【００８３】
図１０は、３軸加速度センサ２２のパルスオキシメータ本体部２００への組み込み状態を模式的に示す図である。ここで、パルスオキシメータ本体部２００の鉛直軸（被験者Ｈにパルスオキシメータ本体部２００を所定の方法で装着した場合の、図９におけるＺ軸の方向）と、３軸加速度センサ２２のＺ軸とが完全に一致していれば問題は無いのであるが、通常は前記鉛直軸とＺ軸とは一致せず、Ｚ軸には取り付け誤差による傾きが生じる。これにより、Ｘ軸、Ｙ軸にも水平面に対して傾きが生じている。すなわち、図１０に示すように、取り付け誤差により、Ｚ軸は鉛直軸２２５ｚに対してθｚ0だけ傾き、Ｘ軸及びＹ軸は水平面上の基準線２２５ｘ及び２２５ｙからの角度α0及びβ0だけ傾いている。従って、このような初期的な傾き誤差を補正する必要がある。
【００８４】
この傾き誤差の補正量は、パルスオキシメータ本体部２００を水平面に静置したときに、３軸加速度センサ２２のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の出力値が０ｇ出力となるような出力値の補正量として求められる。すなわち、パルスオキシメータ本体部２００を水平面に静置したときのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の初期出力値Ｖｘ0、Ｖｙ0、Ｖｚ0は、上記（４）〜（６）式より、次の（８）〜（10）式で表される。
Ｖｘ0＝Ｘ0＋Ｘs・ｓｉｎα0 ・・・（８）
Ｖｙ0＝Ｙ0＋Ｙs・ｓｉｎβ0 ・・・（９）
Ｖｚ0＝Ｚ0＋Ｚs・ｃｏｓθｚ0 ・・・（10）
【００８５】
ここで０ｇ出力とは、鉛直軸に対して３軸加速度センサ２２のＺ軸が傾きを持たない状態である。つまり、α0＝０、β0＝０、θｚ0＝０の場合である。これを上記（８）〜（10）に代入して変形すると、必要な補正量Ｘ0、Ｙ0、Ｚ0は、次の（11）〜（13）式により求められる。
Ｘ0＝Ｖｘ0 ・・・（11）
Ｙ0＝Ｖｙ0 ・・・（12）
Ｚ0＝Ｖｚ0−Ｚs ・・・（13）
この補正量Ｘ0、Ｙ0、Ｚ0は、予めＡ／Ｄ変換され、補正量カウント値としてパルスオキシメータ２に備えられているメモリ部に格納される。
【００８６】
次に、３軸加速度センサ２２のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各センサ出力値による体位状態の検出について説明する。まず、座位の検出には、Ｘ軸センサ出力値が用いられる。上記（４）式より、Ｘ軸センサ出力値のＡ／Ｄ変換後のカウント値をＰｘとすると、このカウント値Ｐｘは次の（14）式にて求められる。
Ｐｘ＝Ｐｘ0＋Ｐｘｓ・ｓｉｎα ・・・（14）
Ｐｘ0：Ｘ軸補正量Ｘ0のＡ／Ｄ変換後のカウント値
Ｐｘｓ：Ｘ軸センサ出力値の１ｇあたりのＡ／Ｄ変換後のカウント値（定数）
【００８７】
従って、Ｘ軸の傾き角αは、次の（15）式により求めることができる。この（15）式において、α≧４５°のとき、被験者Ｈが座位であると判定され、それ以外は臥位であると判定される。
【００８８】
【数１】
【００８９】
続いて、体の傾き角の検出には、Ｙ軸センサ出力値が用いられる。上記（５）式より、Ｙ軸センサ出力値のＡ／Ｄ変換後のカウント値をＰｙとすると、このカウント値Ｐｙは次の（16）式にて求められる。
Ｐｙ＝Ｐｙ0＋Ｐｙｓ・ｓｉｎβ ・・・（16）
Ｐｙ0：Ｙ軸補正量Ｙ0のＡ／Ｄ変換後のカウント値
Ｐｙｓ：Ｙ軸センサ出力値の１ｇあたりのＡ／Ｄ変換後のカウント値（定数）
【００９０】
従って、Ｙ軸の傾き角βは、次の（17）式により求めることができる。なお（17）式において、βの値は１８０°以下である。
【００９１】
【数２】
【００９２】
但し、上記（17）式において、Ｐｙ−Ｐｙ0＝０となるのは、β＝０°の仰臥位の場合と、β＝１８０°の腹臥位の場合との二箇所存在する。この仰臥位と腹臥位との判別のため、Ｚ軸センサ出力値のカウント値が用いられる。すなわち、β＝０°のとき、θｚ＝０°であることから、Ｚ軸センサ出力値のカウント値は正のカウント値（１ｇあたりのカウント値）となり、β＝１８０°のとき、θｚ＝１８０°であることから、Ｚ軸センサ出力値のカウント値は負のカウント値（−１ｇあたりのカウント値）となる。これにより、仰臥位と腹臥位との判別が可能となる。
【００９３】
なお、Ｚ軸の傾き角も次のようにして求めることができる。上記（６）式より、Ｚ軸センサ出力値のＡ／Ｄ変換後のカウント値をＰｚとすると、このカウント値Ｐｚは次の（18）式にて求められる。
Ｐｚ＝Ｐｚ0＋Ｐｚｓ・ｃｏｓθｚ ・・・（18）
Ｐｚ0：Ｚ軸補正量Ｚ0のＡ／Ｄ変換後のカウント値
Ｐｚｓ：Ｚ軸センサ出力値の１ｇあたりのＡ／Ｄ変換後のカウント値（定数）
【００９４】
従って、Ｙ軸の傾き角βは、次の（19）式により求めることができる。
【００９５】
【数３】
【００９６】
（電気的構成の説明）
図１１は、パルスオキシメータ２の電気的な機能構成を示すブロック図である。このパルスオキシメータ２は、上述した表示部２０２、プローブ２１（血中酸素飽和度計測部）及び３軸加速度センサ２２（体傾斜検出部）に加え、第１Ａ／Ｄ変換部２３１、第２Ａ／Ｄ変換部２３２、演算部２４、メモリ部２５（記憶部）、制御部２６及びＩ／Ｆ部２７を備えて構成されている。
【００９７】
上述の通り、プローブ２１は、発光部２１１及び受光部２１２を備え、被験者の血中酸素飽和度に関する計測データを取得する。また、３軸加速度センサ２２は、被験者の体の傾き角に関する計測データを取得する。
【００９８】
第１Ａ／Ｄ変換部２３１は、所定のサンプリング周期で受光部２１２から出力される赤色光及び赤外光の透過光量に応じたアナログ電流信号を電圧信号に変換する電流／電圧変換回路（図示省略）から与えられる前記電圧信号を、デジタル信号に変換する。また、第２Ａ／Ｄ変換部２３２は、３軸加速度センサ２２が備えるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各センサ出力値（アナログ電流信号）を、同様に電流／電圧変換した後の電圧信号（上述したＶｘ、Ｖｙ、Ｖｚが相当）に変換した上でデジタル信号に変換する。
【００９９】
演算部２４は、第１Ａ／Ｄ変換部２３１及び第２Ａ／Ｄ変換部２３２からそれぞれ与えられるデジタル計測信号から、血中酸素飽和度（ＳｐＯ2）及び体の傾き角に関するカウント値をそれぞれ求める機能部であって、ＳｐＯ2カウント値検出部２４１、体傾斜カウント値検出部２４３及びデータ補正部２４３を備えている。
【０１００】
ＳｐＯ2カウント値検出部２４１は、前記第１Ａ／Ｄ変換部２３１から定期的にデジタル計測信号の入力を受けて、所定の周期毎（例えば１秒毎）のＳｐＯ2に相当するカウント値を求める。体傾斜カウント値検出部２４３は、前記第２Ａ／Ｄ変換部２３２から定期的にデジタル計測信号の入力を受けて、所定の周期毎に、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸における各々の傾きに相当するカウント値（上述したＰｘ、Ｐｙ、Ｐｚが相当）を求める。
【０１０１】
データ補正部２４３は、前記体傾斜カウント値検出部２４３で求められたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸における各々の傾きに相当するカウント値を、３軸加速度センサ２２のパルスオキシメータ２への取り付け誤差に起因する軸ずれに相当する値だけ補正する機能部である。すなわち、前記（11）〜（13）式に基づいて予め求められているＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の補正量Ｘ0、Ｙ0、Ｚ0（補正量カウント値）を用いて、前記体傾斜カウント値検出部２４３で求められたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の傾きについてのカウント値を補正する。
【０１０２】
メモリ部２５は、ＲＡＭ等からなり、計測データ格納部２５１と補正量記憶部２５２とを備えている。計測データ格納部２５１には、プローブ２１及び３軸加速度センサ２２で計測された計測データ（上記各々のカウント値）が、それぞれのデータ取得時間に関連付けられて一時的に格納される。補正量記憶部２５２には、前記データ補正部２４３においてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の傾きについてのカウント値を補正するに際して用いられる、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれのアナログ補正量（Ｘ0、Ｙ0、Ｚ0）を、予めＡ／Ｄ変換して求めた補正量カウント値が格納される。
【０１０３】
制御部２６は、プローブ２１（発光部２１１及び受光部２１２）及び３軸加速度センサ２２のセンシング動作、演算部２４によるカウント値を求める演算動作及びメモリ部２５へのカウント値書き込み動作等を制御する。すなわち制御部２６は、プローブ２１及び３軸加速度センサ２２に所定のサンプリング周期で被験者についてＳｐＯ2と体の傾き角とに関する計測データを取得させ、その計測データについてのそれぞれのカウント値を求める演算を演算部２４に行わせ、さらに記憶部２５に前記カウント値を格納させる制御を行うものである。
【０１０４】
Ｉ／Ｆ部２７は、前記ＰＣ３と当該パルスオキシメータ２とのデータ通信を可能とするためのインターフェイスである。具体的には、パルスオキシメータ２のメモリ部２５に格納されているカウント値（計測データ）をＰＣ３にダウンロードさせる際のインターフェイスとして機能する。
【０１０５】
図１２は、ＰＣ３の主にＰＣ本体部３０（解析手段：処理手段）の電気的な機能構成を示すブロック図である。このＰＣ本体部３０は、ＳｐＯ2値算出部３１、傾き角算出部３２、演算部３３、表示制御部３４、Ｉ／Ｆ部３５１、ＲＡＭ３５２及びＲＯＭ３５３を備えて構成されている。
【０１０６】
ＳｐＯ2値算出部３１は、被験者の無呼吸状態に起因するＳｐＯ2値の低下回数を求める演算処理を行う機能部であって、時系列データ生成部３１１と、Ｄｉｐ検出部３１２と、Ｄｉｐ閾値設定部３１３とを備えて構成されている。
【０１０７】
時系列データ生成部３１１は、パルスオキシメータ２のメモリ部２５（計測データ格納部２５１）から取得される、データ取得時間に関連付けられたＳｐＯ2に相当するカウント値を時間軸に展開して、ＳｐＯ2曲線についてのデータを作成する。図１３は、このようなＳｐＯ2曲線の一例を示すグラフ図である。このように、所定のサンプリング周期で取得されているＳｐＯ2カウント値を時間軸に展開すると、当該被験者について１つのＳｐＯ2曲線が求められるが、被験者が睡眠中に無呼吸状態に陥った場合、ＳｐＯ2値が低下することから、当該ＳｐＯ2曲線にはＳｐＯ2値が一時的に落ち込んだ部分（以下、このようなＳｐＯ2値の低下ピークを「Ｄｉｐ」という）が複数確認されるようになる（例えば、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３がＤｉｐ部に相当する）。
【０１０８】
Ｄｉｐ検出部３１２は、前記時系列データ生成部３１１で求められたＳｐＯ2曲線についてのデータに基づいて、被験者の無呼吸状態と連関性のあるＤｉｐを検出する。Ｄｉｐ閾値設定部３１３は、前記Ｄｉｐ検出部３１２において「有意なＤｉｐ」を検出するに際してのＤｉｐ検出閾値を設定する。
【０１０９】
Ｄｉｐを検出することは、当該被験者について取得された計測情報について、無呼吸乃至は低呼吸のイベントを検出することに相当する。図１４は、Ｄｉｐの検出指標を模式的に示す図である。前記Ｄｉｐ検出指標としては、例えばＳｐＯ2曲線の低下勾配、低下度、低下状態持続時間、回復時間（上昇度）などが用いられる。この場合、図１４に示すように、検出されたＳｐＯ2曲線のＤｉｐが、例えば次の要件を満たす場合に有意性のあるＤｉｐと判定するよう、前記Ｄｉｐ検出部３１２及びＤｉｐ閾値設定部３１３によるＤｉｐ検出動作を設定することができる。
持続時間；８〜１２０ｓｅｃ
低下勾配；≧１％／１０ｓｅｃ
低下度 ；≧２％〜≧５％
回復時間；＜２０ｓｅｃ
【０１１０】
ここで求められるＤｉｐは、一定の基準値からの低下度等ではなく、逐次変動するＳｐＯ2曲線の任意の点（被験者の睡眠期間中における任意の時点）からの低下度等に基づくものである。例えば、Ｄｉｐの低下度について図１３に示すように３つの閾値Ｄｉｐ１、Ｄｉｐ２、Ｄｉｐ３（例えば低下度がそれぞれ２％、３％、４％の閾値）が定められているような場合、各々のＤｉｐが計測開始当初のＳｐＯ2値に比較してこれら閾値分だけ低下したものであるかを見るのではなく、各々のＤｉｐの開始点からの低下度が前記閾値分だけ低下したものであるかを検出指標とする。これによりＳｐＯ2値の低下を的確に検出することができるようになる。
【０１１１】
図１３に例示したＳｐＯ2曲線において、Ｄｉｐ閾値設定部３１３により低下度２％がＤｉｐ検出閾値として設定されている場合、Ｄｉｐ検出部３１２は低下度が前記閾値を超過すると共に他の指標が満足されている状態のときに「Ｄｉｐ有」と判定し、１つのＤｉｐとしてカウントする。図１３の「Ｄｉｐ１カウント」欄の二値信号は、このようにしてカウントされた低下度２％を基準とするＤｉｐ数を示している。同様に、「Ｄｉｐ２カウント」欄の二値信号は低下度３％基準のＤｉｐ数、「Ｄｉｐ３カウント」欄の二値信号は低下度４％基準のＤｉｐ数をそれぞれ示している。以上説明した、ＳｐＯ2値算出部３１にて求められるＳｐＯ2曲線についてのデータ及びＤｉｐ数についてのデータは、演算部３３へ送られる。
【０１１２】
傾き角算出部３２は、被験者の睡眠期間中における体の傾き角の時間変化に関するデータを算出する機能部であって、Ｘ軸傾き角検出部３２１、Ｙ軸傾き角検出部３２２、Ｚ軸傾き角検出部３２３及び傾き角データ生成部３２４が備えられている。
【０１１３】
Ｘ軸傾き角検出部３２１は、パルスオキシメータ２のメモリ部２５（計測データ格納部２５１）から取得される、３軸加速度センサ２２のＸ軸の傾きに相当するカウント値Ｐｘを用い、上記（15）式に基づいてＸ軸の傾き角αの時間変化に関するデータを求める。同様に、Ｙ軸傾き角検出部３２２は、Ｙ軸の傾きに相当するカウント値Ｐｙを用い、上記（17）式に基づいてＹ軸の傾き角βの時間変化に関するデータを求める。またＺ軸傾き角検出部３２３は、Ｚ軸の傾きに相当するカウント値Ｐｚを用い、上記（19）式に基づいてＺ軸の傾き角θｚの時間変化に関するデータを求める。
【０１１４】
傾き角データ生成部３２４は、前記Ｘ軸傾き角検出部３２１で求められるＸ軸の傾き角αの時間変化に基づいて、被験者が座位にある期間を求める（例えばα≧４５°の期間を座位と判定する）。また、前記Ｙ軸傾き角検出部３２２で求められるＹ軸の傾き角βの時間変化（体の傾き角の変移）と、Ｚ軸傾き角検出部３２３で求められるＺ軸の傾き角θｚの時間変化（仰臥位と腹臥位との別）とに基づいて、当該被験者について体の傾き角の時間変化に関するデータを求める。
【０１１５】
図１５は、前記傾き角データ生成部３２４で求められる体の傾き角の時間変化に関するデータの一例を簡略的に示したタイムチャートである。図１５に示すように、傾き角データ生成部３２４は、被験者の体位状態を従来のように大まかな「体方位」としてではなく、被験者の「体の傾き角」という角度情報として求める。そして、Ｘ軸の傾き角αから座位期間を割り出せるので、当該タイムチャートにおける座位期間ｔｚを識別化したデータとすることができる。なお、座位期間中（例えば歩行中）は、睡眠期間中とは異なりＹ軸の傾き角βが連続的に変化することが多い（図１５の図例において、座位期間ｔｚでは体の傾き角が連続的に変化している）。以上説明した、傾き角算出部３２にて求められる体の傾き角の時間変化に関するデータは、演算部３３へ送られる。
【０１１６】
演算部３３は、被験者の無呼吸状態（低呼吸状態）と体の傾き角との関係を求める演算を行う機能部であって、データ合成部３３１、データ選別部３３２、角度別ＯＤＩ算出部３３３、角度別ＡＨＩ算出部３３４、適正傾き角演算部３３５及びヒストグラム算出部３３６を備えて構成されている。
【０１１７】
データ合成部３３１は、ＳｐＯ2値算出部３１から与えられるＳｐＯ2曲線についてのデータ及びＤｉｐ数についてのデータと、傾き角算出部３２から与えられる体の傾き角の時間変化に関するデータとを同一時間軸上に展開し、これらの合成データを生成する。これにより、無呼吸状態と体の傾き角との相関性を求めるための基礎データが得られることになる。
【０１１８】
図１６は、前記データ合成部３３１で求められる合成データの一例をグラフ化したタイムチャートである。このタイムチャートによれば、測定対象とされた被験者には、側臥位に近い傾き角である時刻ｔ１１までと、時刻ｔ１４以降は、顕著なＳｐＯ2値の低下（Ｄｉｐ）は認められないが、仰臥位近い傾き角である時刻ｔ１１〜ｔ１４までの期間に複数のＤｉｐが認められる。さらに時刻ｔ１１〜ｔ１４の期間における体の傾き角の推移と、ＳｐＯ2値のＤｉｐ発生状況との関係を見ると、時刻ｔ１１〜ｔ１２の傾き角のときはＤｉｐが発生し、その後時刻ｔ１２において僅かに傾き角が変化したことに伴いＤｉｐが発生しなくなっていることがわかる。そして、再び時刻ｔ１３において僅かに傾き角が変化（時刻ｔ１１〜ｔ１２の傾き角に近い傾き角に復帰）したことを契機として、Ｄｉｐが多発する状態となっている。このように、被験者の体位状態を体の傾き角という角度情報として求めることにより、時刻ｔ１１〜ｔ１４の期間（従来方式であれば、単に「仰臥位」と判定されていた期間）における体の傾き角と無呼吸状態との因果関係を把握できるデータが取得できるものである。
【０１１９】
データ選別部３３２は、前記データ合成部３３１で求められた全合成データのうち、ＯＤＩやＡＨＩ等の解析を実行する期間のデータを選択して抽出する。このデータ選別は、操作部３６から与えられる指令信号に基づくようにすることができる。なお、前記全合成データのうち、前記傾き角データ生成部３２４において座位期間ｔｚ（図１５参照）であることを示す識別符号が付されているデータを、該データ選別部３３２において自動的に無効化処理するようにしても良い。
【０１２０】
角度別ＯＤＩ算出部３３３は、データ合成部３３１で作成された例えば図１６に示すような合成データを体の傾き角の角度別にスクリーニングして、各々の角度において発生しているＤｉｐの数をカウントする演算を行う。この角度別ＯＤＩとは、従来のＯＤＩにおいては専ら時間をインデックスとして求められていたＤｉｐ数を、体の傾き角をインデックスとして求めるものである。
【０１２１】
角度別ＯＤＩ算出部３３３の演算結果によれば、特定の被験者につき、体の傾き角に応じたＤｉｐ数ヒストグラムを作成することが可能となる。図１７は、特定の被験者Ａについて求められた前記ヒストグラムの一例を示すものである。この被験者Ａの場合、体の傾き角が４０°〜−５０°の範囲にあるときＤｉｐの発生頻度が多く、すなわち前記傾き角にあるときに無呼吸症状が発生すると判定することができる。従って、被験者Ａについては、例えば体の傾き角を４０°以上に固定できるような枕等を適用することで、無呼吸症状の発生を抑止できる旨の診断（治療）が行えるようになる。
【０１２２】
また、図１８は、他の特定の被験者Ｂについて求められた前記ヒストグラムの一例を示すものである。この被験者Ｂの場合、体の傾き角が２０°〜−４０°の範囲にあるときＤｉｐの発生頻度が多く、特に−方向の方が広い傾き角範囲でＤｉｐが発生しているという特徴が把握される。従って、被験者Ｂについては、体の傾き角を２０°以上に固定できるような枕等の適用が望ましい旨の診断（治療）を行うことができる。このように角度別ＯＤＩ算出部３３３において角度別ＯＤＩを求めることで、個々の被験者における体位依存性に応じた的確な診断が行えるようになる。
【０１２３】
角度別ＡＨＩ算出部３３４は、データ合成部３３１で作成されたＳｐＯ2値と体の傾き角との合成データに加え、ＡＨＩ算出に必要な口・鼻の気流、いびき、胸・腹の動き、足の筋肉の動きに関する時間軸に展開されたＡＨＩデータを参照して、これを体の傾き角の角度別にスクリーニングして、各々の角度において発生しているＤｉｐ（無呼吸と低呼吸とに由来するＤｉｐ）の数をカウントする演算を行う。この角度別ＡＨＩとは、従来のＡＨＩにおいては専ら時間をインデックスとして求められていたＤｉｐ数を、体の傾き角をインデックスとして求めるものである。この場合、上記ＡＨＩデータは、パルスオキシメータ２と別途の計測装置で測定されたデータを、図１２に示すように、外部データ入力部３９から演算部３３へ取り込む構成とすることができる。
【０１２４】
或いは、前記パルスオキシメータ２に、ＳｐＯ2値以外のＡＨＩ算出に必要な計測データを一括して取得して格納させる機能（このような機能を有する機器を、この説明において「簡易ＰＳＧ」という）を加え、これら計測データをＳｐＯ2カウント値と共にダウンロードさせるようにしても良い。
【０１２５】
図１９は、簡易ＰＳＧ２Ｐと、ＡＨＩデータを被験者Ｈから計測するための各種センサの配置構成を示す図である。これは、従来から知られているポリソムノグラフ（ＰＳＧ）におけるセンサ配置であって、ＳｐＯ2値を検出するプローブ２１に加え、口・鼻の気流を計測するフローセンサ４１、いびき音を検出する音センサ、胸の動きを検出する動作センサ４３、腹の動きを検出する動作センサ４４、及び足の筋肉の動きを検出する動作センサ４５が取り付けられている。そして簡易ＰＳＧ２Ｐは、被験者Ｈの体幹部に取り付けられている。
【０１２６】
簡易ＰＳＧ２Ｐには、各センサによる計測データを格納するメモリ部と、上記３軸加速度センサ２２のような体傾斜検出手段が内蔵されている。このような簡易ＰＳＧ２Ｐを用いて被験者から所定の計測データを取得し、これをＰＣ本体部３０へダウンロード可能な構成としておけば、前記角度別ＡＨＩ算出部３３４において、体の傾き角の角度別にスクリーニングして、各々の角度において発生している無呼吸及び低呼吸に由来するＤｉｐの数をカウントする演算を行わせることができる。
【０１２７】
このような角度別ＡＨＩ算出部３３３の演算結果を用いれば、特定の被験者につき、体の傾き角に応じたＤｉｐ数ヒストグラムを作成することが可能となる。図２０は、特定の被験者Ｃについて求められた前記ヒストグラムの一例を示すものである。この被験者Ｃの場合、体の傾き角が４０°〜−５０°の範囲にあるときＤｉｐの発生頻度が多く、すなわち前記傾き角にあるときに無呼吸症状乃至は低呼吸症状が発生すると判定することができる。従って、被験者Ｃについては、例えば体の傾き角を４０°以上に固定できるような枕等を適用することで、無呼吸症状乃至は低呼吸症状の発生を抑止できる旨の診断（治療）が行えるようになる。
【０１２８】
適正傾き角演算部３３５は、前記角度別ＯＤＩ算出部３３３若しくは角度別ＡＨＩ算出部３３３の演算結果に基づいて、当該被験者においてＤｉｐが発生しない（発生頻度が所定回数よりも少ない）体の傾き角を、無呼吸症状が発生しない適正傾き角として求める演算を行う。このような適正傾き角演算部３３５を設けることで、当該被験者において無呼吸症状の発生を抑止できる体の傾き角を直ちに把握できるデータを提供可能となる。
【０１２９】
ヒストグラム算出部３３６は、前記角度別ＯＤＩ算出部３３３若しくは角度別ＡＨＩ算出部３３３の演算結果に基づいて、先に説明した体の傾き角と発生Ｄｉｐ数との関係を示すヒストグラムを作成する。このようなヒストグラム（図１７、図１８、図２０参照）を求めることで、当該被験者において、体の傾き角と無呼吸症状乃至は低呼吸症状との因果関係が明確に把握できるようになる。
【０１３０】
表示制御部３４は、前記演算部３３で求められる各種データを、所定の画像に形成して表示部３７に表示させたり、出力部３８に出力させたりする機能部であり、例えばデータ合成部３３１で生成される図１６に示したような合成データ画像を形成して表示部３７へ表示させる。この他表示制御部３４は、ＯＤＩ表示データ生成部３４１、ＡＨＩ表示データ生成部３４２及び体位関連表示データ生成部３４３等を備えている。
【０１３１】
ＯＤＩ表示データ生成部３４１は、操作部３６からの表示指示に応じて、前記角度別ＯＤＩ算出部３３３及びヒストグラム算出部３３６にて求められるデータを使用して、ＯＤＩに関する所定の表示・出力データを作成する。例えば、図１７、図１８に示すようなヒストグラム画像を形成して表示部３７、出力部３８へ表示、出力させる。また、ＡＨＩ表示データ生成部３４２は、同様に操作部３６からの表示指示に応じて、前記角度別ＡＨＩ算出部３３４及びヒストグラム算出部３３６にて求められるデータを使用して、ＡＨＩに関する所定の表示・出力データを作成する。例えば、図２０に示すようなヒストグラム画像を形成して表示部３７、出力部３８へ表示、出力させる。この他、ＯＤＩ表示データ生成部３４１及びＡＨＩ表示データ生成部３４２は、操作部３６から、任意の傾き角度の指定を受けて、その傾き角範囲についてのＯＤＩやＡＨＩを表示・出力させるデータを作成可能とすることが望ましい。
【０１３２】
体位関連表示データ生成部３４３は、傾き角算出部３２で算出されている体の傾き角データを、体方位に変換して表示させる。例えば、図２１（ａ）に示すような体の傾き角の時間変化についてのデータが取得されている場合において、これを表示部３７に表示させると共に、カーソルにて任意の点が指定されたときに、これを体方位として表示させることが可能な表示データを生成する。これは、体位状態を数値的に角度情報で表示するよりも、体方位として表示した方が便宜的な場合があるからである。
【０１３３】
この場合、例えば図２１（ｂ）に示すように、体方位を仰臥位、腹臥位、左右側臥位の４つに区画し、各体方位と傾き角との関係を図２１（ｃ）に示すように定義することができる。なお、上記４つの区画をさらに２つに細分化して、８つの区画に分けて表示させるようにしても良い。
【０１３４】
Ｉ／Ｆ部３５１は、当該ＰＣ本体部３０と前記パルスオキシメータ２とのデータ通信を可能とするためのインターフェイスである。ＲＡＭ３５２には、パルスオキシメータ２のメモリ部２５からダウンロードされた計測データや、ＰＣ本体部３０の各部で求められるデータ類が一時的に格納される。ＲＯＭ３５３には、当該ＰＣ本体部３０（或いは睡眠評価システムＳ）を動作させる動作プログラム等が格納される。
【０１３５】
（動作フローの説明）
以上の通り構成された睡眠評価システムＳの動作について、図２２〜図２６に示すフローチャートに基づき、必要に応じて図１１、図１２のブロック図等を参照しながら説明する。図２２は、当該睡眠評価システムＳの全体的な動作フローを示すフローチャートである。ここでは、図３に示すように、特定の被験者Ｈに対してパルスオキシメータ２を装着し、ＳｐＯ2値と体の傾き角とを並行的に計測し、当該被験者Ｈについて角度別ＯＤＩを求めるケースについてのフローを説明する。
【０１３６】
先ず、パルスオキシメータ２を被験者Ｈの体に装着する（ステップＳ１）。具体的には、パルスオキシメータ本体部２００を体着ベルト２０８（装着手段）を用いて体幹部に取り付けると共に、プローブ２１を測定指にクリッピングする（図２、図３参照）。この後、計測が開始されるが、被験者Ｈが睡眠に入るまでの時間を考慮して、所定時間経過後に計測が開始されるようタイマーセットを行うようにしても良い。
【０１３７】
計測が開始されると、所定のサンプリング周期であるかが確認され（ステップＳ２）、前記サンプリング周期が到来すると（ステップＳ２でＹｅｓ）、プローブ２１により被験者ＨのＳｐＯ2値に関する計測データが取得され、また３軸加速度センサ２２により被験者Ｈの体の傾き角に関する計測データが取得される（ステップＳ３）。その後、Ａ／Ｄ変換や所定の演算処理が行われた後に、これら計測データがパルスオキシメータ２のメモリ部２５（図１１参照）へ格納される（ステップＳ４）。
【０１３８】
そして、計測を終了するかが確認され（ステップＳ５）、所定の計測期間中である場合（ステップＳ５でＮｏ）は、前記ステップＳ２に戻って処理が繰り返される。なお、被験者Ｈが用足し等で中途覚醒した場合も、計測が継続される。一方、所定の計測期間が終了した場合や、被験者Ｈが所定の計測期間中に完全覚醒して計測動作を強制終了させたような場合（ステップＳ５でＹｅｓ）は、ここでパルスオキシメータ２を用いた計測動作は終了する。
【０１３９】
その後、図２に示すように、パルスオキシメータ２とＰＣ３とがＵＳＢケーブル２０７で接続され、パルスオキシメータ２に格納されている計測データがＰＣ３側へダウンロードされる（ステップＳ６）。つまり、パルスオキシメータ２のメモリ部２５に格納されているＳｐＯ2値及び体の傾き角に関する計測データが、Ｉ／Ｆ部２８、３５１を介して、ＰＣ本体部３０のＲＡＭ３５２へ一時的に格納される（図１２参照）。
【０１４０】
そして、ＳｐＯ2値算出部３１及び傾き角算出部３２により、ダウンロードされた計測データの解析が行われる（ステップＳ７）。具体的には、ＳｐＯ2値算出部３１は、被験者Ｈの無呼吸状態に起因するＳｐＯ2値の低下回数を求める演算処理を行う。また、傾き角算出部３２は、被験者の睡眠期間中における体の傾き角の時間変化に関するデータを算出する。
【０１４１】
続いて、演算部３３のデータ合成部３３１により、ＳｐＯ2曲線と体の傾き角の時間変化に関するデータとを同一時間軸上に展開することで、これらの合成データが生成される（ステップＳ８）。そして、この合成データに基づいて、角度別ＯＤＩ算出部３３３により各々の角度において発生しているＤｉｐの数をカウントする演算が行われ、角度別ＯＤＩが求められる（ステップＳ９）。
【０１４２】
しかる後、ヒストグラム算出部３３６により、当該被験者Ｈにおいて、いかなる体位状態において無呼吸症状が発生しているかを、体の傾き角という角度情報に関連付けて把握するために、体の傾き角と発生Ｄｉｐ数との関係を示すヒストグラムが作成される（ステップＳ１０）。そして、操作部３６からの指令に応じて、表示制御部３４により、前記ヒストグラム等が適宜な画像として、表示部３７、出力部３８に表示、出力され（ステップＳ１１）、処理が完了する。以上が全体的な動作フローであるが、続いて上記ステップＳ３、ステップＳ７及びステップＳ９の詳細フローについて個別に説明する。
【０１４３】
図２３は、図２２のフローチャートのステップＳ３における、ＳｐＯ2の計測ステップの詳細を示すフローチャートである。所定のサンプリング周期が到来すると、プローブ２１に備えられている赤色ＬＥＤ２１１Ｒ若しくは赤外ＬＥＤ２１１ＩＲ（図４参照）が発光され、測定指Ｆに向けて赤色光若しくは赤外光が射出される（ステップＳ２１）。その発光に同期して、受光部２１２により、測定指Ｆを透過した透過光が受光され（ステップＳ２２）、受光した光強度に応じたアナログ電流出力が受光回路２１２Ｃに取得される（ステップＳ２３）。
【０１４４】
前記アナログ電流出力は、第１Ａ／Ｄ変換部２３１（図１１参照）によりデジタル計測信号に変換される（ステップＳ２４）。そして、ＳｐＯ2カウント値検出部２４１により、当該サンプリング周期における前記デジタル計測信号に対応したＳｐＯ2のカウント値が求められる（ステップＳ２５）。このＳｐＯ2カウント値は、メモリ部２５の計測データ格納部２５１に、当該カウント値取得時刻データに関連付けて格納されることになる。以上のようなルーチンが、所定のサンプリング周期毎に繰り返される。
【０１４５】
図２４は、図２２のフローチャートのステップＳ３における、体の傾き角検出ステップの詳細を示すフローチャートである。所定のサンプリング周期が到来すると、３軸加速度センサ２２（図１１参照）が備えるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各センサ出力値（アナログ電流信号）が取り出される。このアナログ電流信号は、電流／電圧変換され、前記Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸毎のアナログ電圧信号Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚとして検出される（ステップＳ３１）。
【０１４６】
前記アナログ電圧信号Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚは、第２Ａ／Ｄ変換部２３２によりデジタル計測信号に変換される（ステップＳ３２）。そして体傾斜カウント値検出部２４３により、
当該サンプリング周期における前記デジタル計測信号に対応したＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の傾き角に相当するカウント値Ｐｘ、Ｐｙ、Ｐｚが求められる（ステップＳ３３）。
【０１４７】
続いて、データ補正部２４３により、３軸加速度センサ２２のパルスオキシメータ２への取り付け誤差に起因する軸ずれを補正するために、予め補正量記憶部２５２に格納されている補正量カウント値Ｘ0、Ｙ0、Ｚ0を用いて、取得されたカウント値Ｐｘ、Ｐｙ、Ｐｚのデータ補正が行われる（ステップＳ３４）。このデータ補正後の傾き角カウント値Ｐｘ、Ｐｙ、Ｐｚは、メモリ部２５の計測データ格納部２５１に、当該カウント値取得時刻データに関連付けてそれぞれ格納されることになる。以上のようなルーチンが、所定のサンプリング周期毎に繰り返される。
【０１４８】
次に図２５は、図２２のフローチャートのステップＳ７における、ＳｐＯ2計測データ解析の詳細を示すフローチャートである。先ず、ＳｐＯ2値算出部３１の時系列データ生成部３１１（図１２参照）により、ダウンロードにより取得されたＳｐＯ2カウント値を時間軸に展開して、ＳｐＯ2曲線についてのデータが作成される（ステップＳ４１）。このデータは、図１３に示すような、ＳｐＯ2の時間変化を示すデータとなるが、実際はＲＡＭ３５２等にロードされたデータである。
【０１４９】
以下、Ｄｉｐ検出部３１２により上記ステップＳ４１で求められたＳｐＯ2曲線を用いて、時間軸上の任意のポイント（例えば上述のサンプリング周期毎のポイント）に順次判定点ｎを置き、前記ｎ点におけるＳｐＯ2カウント値について、次のような処理が実行され、「有意なＤｉｐ」が検出される。すなわち、最初にｎ＝ｋとし（ステップＳ４２）、このｎ点と、該ｎ点に隣接するｎ＋１点とのＳｐＯ2カウント値が比較される（ステップＳ４３）。
【０１５０】
そして、ｎ点に比べてｎ＋１点のＳｐＯ2カウント値が低下しているかが判定される（ステップＳ４４）。もし、ＳｐＯ2カウント値が低下していない場合（ステップＳ４４でＮｏ）、Ｄｉｐは発生していないことになるので、ｋ＝ｋ＋１の加算処理が実行され（ステップＳ４５）、ステップＳ４２に戻って、時間軸上の次のポイントを基準とする処理が繰り返される。
【０１５１】
上記ＳｐＯ2カウント値が低下している場合（ステップＳ４４でＹｅｓ）、Ｄｉｐが発生している可能性があるので、ＳｐＯ2カウント値の上昇点が見つかるまで、前記ｎ点のポイントを時間軸上において進行させる。具体的には、ステップＳ４４で検出されたＤｉｐ開始点以降、ｎ点においてＳｐＯ2カウント値が上昇しているかが確認され（ステップＳ４６）、上昇していない場合（ステップＳ４６でＮｏ）、ｋ＝ｋ＋１の加算処理が実行されて前記ｎ点のポイントが進行され（ステップＳ４７）、ステップＳ４６の判定処理が繰り返される。
【０１５２】
一方、上昇している場合（ステップＳ４６でＹｅｓ）、１つのＤｉｐが終了傾向に入ったことを通常示すので、ここで検出されたＤｉｐ候補が、所定のＤｉｐ検出指標に適合するかが判定される（ステップＳ４８）。ここでのＤｉｐ検出指標としては、前述のようにＳｐＯ2曲線の低下勾配、低下度、低下状態持続時間などを用いることができるが、回復時間や上昇度（Ｄｉｐの開始点の水準にＳｐＯ2カウント値が復帰する時間やスピード）なども指標とする場合は、前記ステップＳ４６に続いてＳｐＯ2カウント値が元の水準まで復帰したことを判定するステップが介入されることになる。なお、ＳｐＯ2カウント値の低下又は上昇の判定を行うにあたり、移動平均を取って予めデータを平滑化しておいても良い。
【０１５３】
上記Ｄｉｐ候補が、所定のＤｉｐ検出指標に適合している場合（ステップＳ４８でＹｅｓ）、Ｄｉｐ検出部３１２はこれを１つの有意なＤｉｐと判定し、そのＤｉｐを時刻情報に関連付けてＲＡＭ３５２等に登録する（ステップＳ４９）。この場合、前記Ｄｉｐ検出指標への適合性は、Ｄｉｐ閾値設定部３１３に格納されている閾値情報に基づいて行われる。例えば低下度の場合、図１３に示されているＤｉｐ１〜３のいずれか又は複数の指標を用いて、そのような指標を当該Ｄｉｐ候補が満足しているかがＤｉｐ検出部３１２により判定されることになる。
【０１５４】
なお、所定のＤｉｐ検出指標に適合していない場合（ステップＳ４８でＮｏ）、ｋ＝ｋ＋１の加算処理を実行させて前記ｎ点のポイントを進行させ（ステップＳ４５）、ステップＳ４２に戻って次のＤｉｐを捜す処理が繰り返される。また、上記ステップＳ４９の登録処理後、次の判定ポイントが残っている場合も（ステップＳ５０でＮｏ）、同様にステップＳ４２に戻って次のＤｉｐを捜す処理が繰り返されることとなる。以上が、ＳｐＯ2計測データ解析ルーチンである。
【０１５５】
図２６は、図２２のフローチャートのステップＳ７における、体の傾き角計測データ解析の詳細を示すフローチャートである。先ず、ダウンロードにより取得されたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の傾き角に相当するカウント値Ｐｘ、Ｐｙ、Ｐｚについてのデータが、ＲＡＭ３５２等にロードされる（ステップＳ５１）。このデータは、傾き角カウント値の時間変化を示すデータである。
【０１５６】
次に、傾き角算出部３２のＸ軸傾き角検出部３２１、Ｙ軸傾き角検出部３２２及びＺ軸傾き角検出部３２３により、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の傾き角α、β、θｚが算出される（ステップＳ５２）。そして、傾き角データ生成部３２４により、Ｘ軸の傾き角αの時間変化に基づいて被験者が座位にある期間が求められ、またＹ軸の傾き角βとＺ軸の傾き角θｚに基づいて、当該被験者Ｈについて体の傾き角の時間変化に関するデータが求められる（ステップＳ５３）。このデータは、例えば図１５に示されているような、データである。以上が、体の傾き角計測データ解析ルーチンである。
【０１５７】
最後に、図２７は、図２２のフローチャートの角度別ＯＤＩ検出ステップ（ステップＳ９）の詳細を示すフローチャートである。ここでは、先の図２５に示したフローで検出され、登録されているＤｉｐについて、図２６に示したフローで求められた体の傾き角の時間変化データとを対応させて、各々の傾き角において発生しているＤｉｐの数をカウントする処理を行う。
【０１５８】
先ず、例えばＲＡＭ３５２に時系列順に格納されている最初のＤｉｐが検出され（ステップＳ６１）、演算部３３のデータ選別部３３２によるデータ選別動作、つまりそのＤｉｐが検出された位置におけるＸ軸の傾き角αが４５°以上であるかが判定される（ステップＳ６２）。もし、α≧４５°の場合（ステップＳ６２でＹｅｓ）、それは被験者Ｈが座位にあるときの無効データであるので、これをＤｉｐとしてカウントしない処理（無効化処理）がなされ（ステップＳ６３）、ステップＳ６１に戻って次のＤｉｐを検出する処理が行われる。
【０１５９】
一方、α≧４５°の要件を満たさない場合（ステップＳ６２でＮｏ）、角度別ＯＤＩ算出部３３３により、Ｙ軸の傾き角βとＺ軸の傾き角θｚに基づいて、そのＤｉｐについて被験者Ｈの体の傾き角が検出される（ステップＳ６４）。そして、所定の角度別（例えば５°単位）に、前記Ｄｉｐをカウントする処理が行われる（ステップＳ６５）。そして、登録されたＤｉｐが残存しているかが確認され（ステップＳ６６）、残存している場合は（ステップＳ６６でＮｏ）、ステップＳ６１に戻って次のＤｉｐを検出する処理が行われる。以上のような処理が、登録された全てのＤｉｐについて行われるものである。なお、角度別ＡＨＩを検出する場合も、このフローに準じた処理を実行すればよい。
【０１６０】
（変形実施形態の説明）
以上、本発明の実施形態を、専らＳＡＳの診断用途としての、被験者の無呼吸状態と体の傾き角との関係を計測する睡眠評価システムＳとして説明したが、これを応用して、ＳＡＳ患者である被験者に無呼吸状態が発生しない適正な睡眠環境を提供する睡眠支援システムとして実施することができる。
【０１６１】
図２８は、このような睡眠支援システムＳＴの構成を示す簡易的なブロック図である。この睡眠支援システムＳＴは、上記実施形態において説明したような、睡眠状態にある被験者Ｈについて体の傾き角と血中酸素飽和度とを所定のサンプリング周期で同時計測可能なパルスオキシメータ２（所定の計測手段）と、被験者Ｈを臥位状態で支持し回転軸５１１回りに回動して傾斜角が調整可能な寝台５１と、前記寝台５１の傾斜角度を調整する寝台駆動手段５２と、該寝台駆動手段５２により調整される寝台角度を設定する制御手段５３とを備えて構成されている。
【０１６２】
上記パルスオキシメータ２は、制御手段５３によりその測定動作が制御され、所定のサンプリング周期で体の傾き角と血中酸素飽和度に関する計測データとを取得する。またその計測データは、逐次制御手段５３へ送られる。このような計測データが、無呼吸症状を判定するのに必要な所定の期間だけ蓄積される。そして制御手段５３は、取得された計測データを時間軸に展開して、前記血中酸素飽和度の低下に基づく無呼吸状態と、被験者Ｈの体の傾き角との因果関係を評価して、当該被験者Ｈにおいて無呼吸状態が発生しない体の傾き角を求める処理を行う。
【０１６３】
このような無呼吸状態が発生しない体の傾き角（適正傾き角）が求められたら、制御手段５３は、前記寝台駆動手段５２に対して、設定寝台角度を前記適正傾き角とするような制御信号を送信する。寝台駆動手段５２はこれを受けて、寝台５１がそのような適正傾き角になるよう、寝台５１の傾斜角を調整する駆動を行うものである。なお、寝台５１の傾きが大きくなると、被験者Ｈが転回してしまう危険性があるので、寝台面の形状は図２８に示すようにＹ方向（図９参照）に凹面状とされている。さらに、寝台駆動手段５２は、寝台５１を所定の傾き角以上に傾かせないよう、所定の傾き上限値が設定されている。これにより、被験者Ｈの体位状態が、無呼吸状態が発生しない体の傾き角に調整され、被験者Ｈに対して適正な睡眠環境が提供されるようになる。
【０１６４】
また、本発明にかかる実施品の提供形態として、上述の睡眠評価システムＳとしてではなく、該睡眠評価システムＳが行う処理を実行する動作プログラムとして提供することもできる。このようなプログラムは、コンピュータに付属するフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびメモリカードなどのコンピュータ読取り可能な記録媒体にて記録させて、プログラム製品として提供することもできる。若しくは、図２に示すＰＣ本体部３０に備えられている記録媒体にて記録させて、プログラムを提供することもできる。また、ネットワークを介したダウンロードによって、プログラムを提供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１６５】
【図１】本発明の実施形態にかかる睡眠評価システム１の全体構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】所定のハード構成を備えた睡眠評価システムＳの一例を示す構成図である。
【図３】被験者へのパルスオキシメータ（評価パラメータ検出手段）の装着状態を示す説明図である。
【図４】上記パルスオキシメータの回路構成を概略的に示す回路図である。
【図５】３軸加速度センサの一例であるピエゾ抵抗型３軸加速度センサを示す図であって、（ａ）は当該３軸加速度センサの斜視図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は（ｂ）のａ−ａ線断面図である。
【図６】（ａ）は、Ｘ軸及びＹ軸方向における梁部変形状態を模式的に示す図であり、（ｂ）は、その電圧変化を検出するためのブリッジ回路を概略的に示す回路図である。
【図７】（ａ）は、Ｚ軸方向における梁部変形状態を模式的に示す図であり、（ｂ）は、その電圧変化を検出するためのブリッジ回路を概略的に示す回路図である。
【図８】加速度センサの姿勢を表現するにあたり、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の傾き角を定義するための説明図である。
【図９】図８に示すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸と、被験者の臥位姿勢との関係を示す斜視図である。
【図１０】３軸加速度センサのパルスオキシメータ本体部への組み込み状態を模式的に示す図である。
【図１１】パルスオキシメータの電気的な機能構成を示すブロック図である。
【図１２】ＰＣ本体部（解析手段：処理手段）の電気的な機能構成を示すブロック図である。
【図１３】ＳｐＯ2曲線の一例を示すグラフ図である。
【図１４】前記ＳｐＯ2曲線において、Ｄｉｐの検出指標を模式的に示す図である。
【図１５】体の傾き角の時間変化に関するデータの一例を簡略的に示したタイムチャートである。
【図１６】ＳｐＯ2曲線と体の傾き角の時間変化との合成データの一例をグラフ化したタイムチャートである。
【図１７】特定の被験者Ａについて求められた無呼吸発生角度のヒストグラム（角度別ＯＤＩ）を示すグラフ図である。
【図１８】特定の被験者Ｂについて求められた無呼吸発生角度のヒストグラム（角度別ＯＤＩ）を示すグラフ図である。
【図１９】簡易ＰＳＧと、ＡＨＩデータを被験者Ｈから計測するための各種センサの配置構成を示す図である。
【図２０】特定の被験者Ｃについて求められた無呼吸乃至は低呼吸発生角度のヒストグラム（角度別ＡＤＩ）を示すグラフ図である。
【図２１】体位関連表示データの表示例を示す図である。
【図２２】睡眠評価システムＳの全体的な動作フローを示すフローチャートである。
【図２３】図２２のフローチャートのステップＳ３における、ＳｐＯ2の計測ステップの詳細を示すフローチャートである。
【図２４】図２２のフローチャートのステップＳ３における、体の傾き角検出ステップの詳細を示すフローチャートである。
【図２５】図２２のフローチャートのステップＳ７における、ＳｐＯ2計測データ解析の詳細を示すフローチャートである。
【図２６】図２２のフローチャートのステップＳ７における、体の傾き角計測データ解析の詳細を示すフローチャートである。
【図２７】図２２のフローチャートの角度別ＯＤＩ検出ステップ（ステップＳ９）の詳細を示すフローチャートである。
【図２８】本発明の変形実施形態にかかる睡眠支援システムＳＴの構成を示す簡易的なブロック図である。
【図２９】ＳｐＯ2の時間変化と、実際の体位変化との関係を示すグラフ図である。
【図３０】従来技術における体方位検出についての説明図である。
【図３１】方向表示部を有するパルスオキシメータを示す平面図である。
【符号の説明】
【０１６６】
１、Ｓ 睡眠評価システム
１１ 評価パラメータ検出手段
１２ 体傾斜検出手段
１３ 記憶手段
１４ 制御手段
１５ 解析手段（処理手段）
２ パルスオキシメータ
２０８ 体着ベルト（装着手段）
２１ プローブ（評価パラメータ検出手段）
２２ ３軸加速度センサ（体傾斜検出手段）
２５ メモリ部（記憶手段）
２６ 制御部（制御手段）
３ パーソナルコンピュータ；ＰＣ
３０ ＰＣ本体部（解析手段：処理手段）
３１ ＳｐＯ2値算出部
３２ 傾き角算出部
３３ 演算部
３３１ データ合成部
３３２ データ選別部
３３３ 角度別ＯＤＩ算出部
３３４ 角度別ＡＨＩ算出部
３３５ 適正傾き角演算部
３４ 表示制御部
ＳＴ 睡眠支援システム
Ｈ 被験者
【技術分野】
【０００１】
本発明は、睡眠時無呼吸症候群（ＳＡＳ；Sleep Apnea Syndrome）等の評価のために睡眠評価を行う方法及びシステム等に関し、特に無呼吸状態と身体の傾き角との因果関係を正確に把握することができる睡眠評価方法及び睡眠評価システム等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
睡眠中の無呼吸や低呼吸から様々な症状を引き起こす睡眠時無呼吸症候群（ＳＡＳ）は、高血圧、脳血管障害や虚血性心疾患の誘因となるばかりではなく、眠気に伴う生産性の低下や重大な労働災害を引き起こすと考えられ、近年社会問題化している。ＳＡＳのスクリーニング方法の一つとして、被験者の睡眠中における動脈血の酸素飽和度（本明細書において「ＳｐＯ2」又は「血中酸素飽和度」という）の変動を測定する方法がある。これは、無呼吸状態が生じると酸素供給が行われず血中酸素飽和度が低下するという関係があるからである。
【０００３】
従来、血中酸素飽和度を測定する装置としてパルスオキシメータが知られている。このパルスオキシメータは、例えば発光部と受光部とを備えるプローブを患者の指に装着する等して、光を生体（指）に向けて投光し、生体を経由した光の光量変化をパルス信号として測定し、毎秒ごとの測定値を移動平均することによって血中酸素飽和度の時間変化を求めるものである。そして、無呼吸に伴う血中酸素飽和度の低下ピーク回数を積算することで、ＳＡＳの重症度が判定される。かかる重症度の判定指標として、ＯＤＩ（Oxygen desaturation index；１時間当たりの血中酸素飽和度の低下ピーク発生回数）がある。このＯＤＩは、上記パルスオキシメータを用いれば計測でき、またパルスオキシメータの適用は実質的に前記プローブを指に装着するだけであって、ＳＡＳ患者が自宅で日常睡眠に近い状態で簡便に計測できる有用な指標であるということができる。なお、専ら医療機関において用いられる判定指標として、上記血中酸素飽和度のほか、脳波、口・鼻の気流、いびき、胸・腹の動き、体位などの評価パラメータを検出するポリソムノグラフィ（ＰＳＧ；polysomnography）を用いて導出されるＡＨＩ（Apnea Hipopnea Index；１時間当たりの無呼吸及び低呼吸回数）がある。
【０００４】
ところで、ＳＡＳ患者の無呼吸症状と睡眠体位との間には、一定の因果関係があることが知られている。すなわち、仰臥位では軟口蓋や舌根部が咽頭腔を塞ぎ易くなるため、気道の閉塞による無呼吸が惹起され易くなる傾向がある。一方、側臥位及び腹臥位では気道の閉塞が起こりにくいことから、無呼吸症状が比較的生起されにくいという関係がある。このように、無呼吸症状と体位との間には看過できない関係があることから、上記ＰＳＧにおいても体位が評価パラメータの一つとしてラインナップされている。
【特許文献１】特開平５−２０００３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のＰＳＧで評価パラメータとされている体位は、大まかな体方位であって、仰臥位、右側臥位、左側臥位及び腹臥位の４方位の別、乃至はこれら４方位の中間を含めた８方位と座位との別が体位パラメータとされているに過ぎない。このため、従来のＰＳＧでは被験者の細かな体の動きに関する情報が不十分であり、無呼吸症状と体位との因果関係を正確に把握することが出来なかった。また、無呼吸症状と体位との因果関係には個人差があるにもかかわらず、そのような個人差を把握できないことから、個々の被験者に応じた治療方法の判定（例えば、睡眠時にどの程度の傾斜を持たせて体位を固定すれば良いかの判定）が正確に行えないという不都合があった。
【０００６】
図２９は、ＳｐＯ2の時間変化と、実際の体位変化との関係を示すグラフ図である。この図例では、ＳｐＯ2の低下が期間ｔｑ１と期間ｔｑ２との２回発生している場合を示している。この場合、従来のＰＳＧによれば、大まかな体方位単位でしか体位パラメータが取得されないことから、ＳｐＯ2が低下した期間ｔｑ１及び期間ｔｑ２と、両期間の間の正常期間とのいずれにおいても体位は「仰臥位」と判定されるのみであり、無呼吸状態と体位との因果関係が評価できないことになる。つまり、実際には体位が期間ｔｑ３１及びｔｑ３３の角度にあるときにＳｐＯ2の低下が発生し、期間ｔｑ３２の角度にあるときにはＳｐＯ2の低下が発生しないという体位依存性があるにもかかわらず、その依存性評価が出来ないという不都合があった。
【０００７】
また、例えば図３０に示すように、体位を８方位で評価可能なＰＳＧを用いれば、幾分体位と無呼吸状態との関係を細かに評価することが可能となるが、体位の判別スレッショルド位置に体位があるとき、図中の丸印を付した期間ｔｄの部分においてデータに振れが生じてしまうという問題がある。
【０００８】
従って本発明は、被験者の体位と無呼吸状態との因果関係をデータとして正確に求めることができる睡眠評価方法、睡眠評価システム及びその動作プログラム、パルスオキシメータ並びに睡眠支援システム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】
本発明の請求項１にかかる睡眠評価方法は、睡眠状態にある被験者について体の傾き角と血中酸素飽和度とを所定のサンプリング周期で並行的に計測し、取得された計測データを時間軸に展開して、前記血中酸素飽和度の低下に基づく無呼吸状態と、被験者の体の傾き角との因果関係を評価することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、被験者の睡眠時における状態を、仰臥位や側臥位というような大まかな体位単位ではなく、さらに細やかな体の傾き角という角度の単位で計測しつつ、血中酸素飽和度を同時に計測する構成であるので、被験者の睡眠時の体位状態と無呼吸状態との関係を正確に把握することが可能となる。
【００１１】
本発明の請求項２にかかる睡眠評価システムは、睡眠状態にある人体が無呼吸状態に陥ることで変動する所定の評価パラメータを被験者について計測する評価パラメータ検出手段と、被験者の体の傾き状態を角度情報として検出可能な体傾斜検出手段と、前記評価パラメータ検出手段及び体傾斜検出手段により計測される計測データを格納する記憶手段と、前記評価パラメータ検出手段及び体傾斜検出手段により、所定のサンプリング周期で被験者について前記所定の評価パラメータと体の傾き角とを計測させ、その計測データを前記記憶手段に格納させる制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、被験者の睡眠時における体の傾き状態を体傾斜検出手段により角度情報として計測しつつ、睡眠状態にある人体が無呼吸状態に陥ることで変動する所定の評価パラメータを評価パラメータ検出手段により計測でき、両者による計測データを記憶手段に格納させることができる。従って、前記記憶手段に格納された計測データに基づいて、被験者の睡眠時の体位状態と所定の評価パラメータとの関係を正確に把握することが可能となる。
【００１３】
上記構成において、前記評価パラメータ検出手段が、被験者の血中酸素飽和度を検出する血中酸素飽和度測定手段であることが望ましい（請求項３）。この構成によれば、被験者の睡眠時の体位状態と、例えば動脈血酸素飽和度等の血中酸素飽和度の変位に基づき抽出される無呼吸状態との関係を正確に把握することが可能となる。
【００１４】
上記請求項２又は３の構成において、前記記憶手段に格納された計測データに基づき、前記所定の評価パラメータ又は前記血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係を解析して、被験者の無呼吸状態と身体の傾き角との関係を求める解析手段をさらに備えることが望ましい（請求項４）。この構成によれば、解析手段により、被験者の睡眠中における体の傾き角と無呼吸状態との因果関係が求められる。
【００１５】
上記構成において、前記解析手段が、血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係に加え、少なくとも呼吸器系の気流、胴体部分の動きに関する計測データとの関係を解析して、被験者の無呼吸状態及び低呼吸状態と身体の傾き角との関係を求める構成とすることができる（請求項５）。この構成によれば、解析手段により、被験者の睡眠中における体の傾き角と無呼吸状態と及び低呼吸状態の因果関係が求められる。
【００１６】
上記請求項２〜５のいずれかの構成において、前記体傾斜検出手段が、被験者の体位状態につき少なくとも座位状態又は臥位状態の別を判別可能とされており、前記体位状態の別に関する情報も、前記記憶手段に格納される構成とすることが望ましい（請求項６）。この構成によれば、睡眠評価中に被験者が中途覚醒して歩行したような状態（通常、少なくとも座位状態を経由する）にあった期間が識別でき、座位状態において取得された計測データと、臥位状態において取得された計測データとを識別することが可能となる。
【００１７】
この構成において、前記体傾斜検出手段が、３軸加速度センサを備えて構成され、前記３軸加速度センサの第１軸の出力が被験者の体の傾き角計測用に、第２軸の出力が座位状態と臥位状態との判別用に、第３軸の出力が臥位における仰臥位と腹臥位との判別用に用いられる構成とすることが望ましい（請求項７）。この構成によれば、一つのセンシング要素により、仰臥位及び腹臥位の各々の体位において体の傾き角を計測できると共に、座位状態の判別も行えるようになる。
【００１８】
また、前記解析手段は、前記体位状態が臥位状態であるときの計測データを用いて、前記所定の評価パラメータ又は前記血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係を解析する構成とすることが望ましい（請求項８）。この構成によれば、解析手段により、被験者が座位状態の期間において取得された無効データを除外して睡眠評価を行うことが可能となる。
【００１９】
本発明の請求項９にかかる睡眠評価システムは、被験者の血中酸素飽和度に関する計測データを取得する血中酸素飽和度計測部と、被験者の体の傾き角に関する計測データを取得する体傾斜検出部と、血中酸素飽和度計測部及び体傾斜検出部により計測される計測データを格納する記憶部と、前記血中酸素飽和度計測部及び体傾斜検出部により、所定のサンプリング周期で被験者について前記血中酸素飽和度と体の傾き角とに関する計測データを取得させ、その計測データを前記記憶部に格納させる制御部とを有するパルスオキシメータと、前記パルスオキシメータの体傾斜検出部を被験者の体幹部に装着する装着手段と、前記パルスオキシメータの記憶部に格納されている計測データを取得して、前記血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係を解析して表示する処理手段とを具備することを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、被験者の睡眠中に、血中酸素飽和度に関する計測データを取得する血中酸素飽和度計測部と、体の傾き角に関する計測データを取得する体傾斜検出部とを備えたパルスオキシメータを、被験者の体幹部に装着させた状態で計測データを取得してパルスオキシメータの記憶部に格納させ、覚醒後に前記記憶部に格納された前記計測データを取り出してパーソナルコンピュータ等の処理手段により解析することで、被験者の睡眠中における体の傾き角と無呼吸状態との因果関係を求めることができる。
【００２１】
上記構成において、前記処理手段は、前記計測データを時間軸に展開して、前記血中酸素飽和度の低下ピークと被験者の体の傾き角との関係を表示させる表示制御部を有する構成とすることができる（請求項１０）。この構成によれば、血中酸素飽和度の低下ピークと被験者の体の傾き角との関係から、当該被験者において無呼吸状態が如何なる体の傾き角において発生しているかを明確に把握できるようになる。
【００２２】
また、上記構成において、前記処理手段は、前記血中酸素飽和度の低下ピークの発生頻度と、被験者の体の傾き角との関係をヒストグラム化するためのヒストグラム演算部を有する構成とすることが望ましい（請求項１１）。この構成によれば、当該被験者において無呼吸状態が如何なる体の傾き角において、どのような頻度で発生しているかを明確に把握できるようになる。
【００２３】
この場合、前記処理手段は、前記血中酸素飽和度の低下ピークが発生しない被験者の体の傾き角を、無呼吸状態が発生しない適正傾き角として求める演算部を有する構成とすることが望ましい（請求項１２）。この構成によれば、当該被験者において無呼吸状態の発生を予防できる体の傾き角を直ちに把握できるようになる。
【００２４】
上記構成において、前記パルスオキシメータの体傾斜検出部が、被験者の体位状態につき少なくとも座位状態又は臥位状態の別を判別可能とされると共に、この体位状態の別に関する情報も前記記憶部に格納される構成とされ、前記処理手段は、前記体位状態が臥位状態であるときの計測データを選別するデータ選別部を有する構成とすることが望ましい（請求項１３）。この構成によれば、処理手段は、データ選別部により被験者が座位状態の期間において取得された無効データを選別・除外して、睡眠評価を行うことが可能となる。
【００２５】
本発明の請求項１４にかかるパルスオキシメータは、被験者の血中酸素飽和度に関する計測データを取得する血中酸素飽和度計測部と、被験者の体の傾き角に関する計測データを取得する体傾斜検出部と、血中酸素飽和度計測部及び体傾斜検出部により計測される計測データを格納する記憶部と、前記血中酸素飽和度計測部及び体傾斜検出部により、所定のサンプリング周期で被験者について前記血中酸素飽和度と体の傾き角とに関する計測データを取得させ、その計測データを前記記憶部に格納させる制御部とを有することを特徴とする。
【００２６】
この構成によれば、被験者の睡眠中に当該パルスオキシメータにより、血酸中素飽和度に関する計測データと体の傾き角に関する計測データとを取得して記憶部に格納しておくことができる。従って、被験者の覚醒後に、前記記憶部に格納された前記計測データを取り出してパーソナルコンピュータ等の処理手段により解析することで、被験者の睡眠中における体の傾き角と無呼吸状態との因果関係を求めるという睡眠評価システムを構築できるようになる。
【００２７】
上記構成において、前記パルスオキシメータには所定の表示部と処理部とが備えられており、前記処理部は、前記記憶部に格納されている計測データを取得して、前記血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係を解析して前記表示部に表示させる機能を具備する構成とすることができる（請求項１５）。この構成によれば、外部的な処理手段を要することなく、当該パルスオキシメータのみで被験者の睡眠中における体の傾き角と無呼吸状態との因果関係を求めることが可能となる。
【００２８】
さらに、上記構成において、前記パルスオキシメータの外装面に、当該パルスオキシメータの被験者への標準装着方向を表示する方向表示部が備えられている構成とすることができる（請求項１６）。この構成によれば、被験者は前記方向表示部の表示に従って、パルスオキシメータを正しく装着することができる。
【００２９】
本発明の請求項１７にかかる睡眠評価システムの動作プログラムは、睡眠状態にある人体が無呼吸状態に陥ることで変動する所定の評価パラメータを被験者について計測する評価パラメータ検出手段と、被験者の体の傾き状態を角度情報として検出可能な体傾斜検出手段と、前記評価パラメータ検出手段及び体傾斜検出手段により計測される計測データを格納する記憶手段と、所定の解析手段とから構成される睡眠評価システムの動作プログラムであって、前記評価パラメータ検出手段及び体傾斜検出手段により、所定のサンプリング周期で被験者について前記所定の評価パラメータと体の傾き角とを計測させて計測データを取得させるステップと、前記計測データを前記記憶手段に格納させるステップと、前記解析手段に、前記記憶手段に格納された計測データに基づき、前記所定の評価パラメータの変動と被験者の体の傾き角との関係を解析させるステップとを少なくとも実行させることを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の請求項１８にかかる睡眠評価システムの動作プログラムは、被験者の血中酸素飽和度に関する計測データを取得する血中酸素飽和度計測部と、被験者の体の傾き角に関する計測データを取得する体傾斜検出部と、血中酸素飽和度計測部及び体傾斜検出部により計測される計測データを格納する記憶部とを備えるパルスオキシメータと、所定処理手段とから構成される睡眠評価システムの動作プログラムであって、前記血中酸素飽和度計測部及び体傾斜検出部により、所定のサンプリング周期で被験者について前記血中酸素飽和度と体の傾き角とに関する計測データを取得させるステップと、前記計測データを前記記憶部に格納させるステップと、前記処理手段に、パルスオキシメータの記憶部に格納されている計測データを取得して、前記血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係を解析して表示する処理ステップとを少なくとも実行させることを特徴とする。
【００３１】
本発明の請求項１９にかかる睡眠支援システムは、被験者を臥位状態で支持可能な寝台と、前記寝台の傾斜角度を調整する寝台駆動手段と、前記寝台駆動手段により調整される寝台角度を設定する制御手段とを備え、前記制御手段は、所定の計測手段により前記寝台において睡眠状態にある被験者について体の傾き角と血中酸素飽和度とを所定のサンプリング周期で同時計測させ、取得された計測データを時間軸に展開して、前記血中酸素飽和度の低下に基づく無呼吸状態と、被験者の体の傾き角との因果関係を評価して、当該被験者において無呼吸状態が発生しない体の傾き角を求め、前記無呼吸状態が発生しない体の傾き角を、前記寝台駆動手段に対する設定寝台角度として出力可能とされていることを特徴とする。
【００３２】
この構成によれば、当該被験者において、無呼吸状態が発生する体の傾き角を求めると同時に、被験者がそのような体の傾き角とならないように寝台角度が調整されるので、被験者に無呼吸状態が発生しない適正な睡眠環境を提供することが可能となる。
【発明の効果】
【００３３】
請求項１にかかる睡眠評価方法によれば、被験者の体位と無呼吸状態との相関について、従来のように大まかな「体方位」と無呼吸状態との関係ではなく、被験者の体が実際にどのような角度で傾いているかを示す「体の傾き角」と無呼吸状態との関係の関係を計測するので、無呼吸症状と体位との因果関係を正確に把握できる。従って、ＳＡＳ患者（被験者）の治療に際し、個々の患者における体位依存性に応じた的確な治療が行えるようになる。
【００３４】
請求項２にかかる睡眠評価システムによれば、記憶手段に格納された、無呼吸状態と相関性のある計測データに基づいて、被験者の睡眠時の体位状態と所定の評価パラメータとの関係を正確に把握できる。従って、ＳＡＳ患者の治療に際し、個々の患者における体位依存性に応じた的確な治療が行えるようになる。
【００３５】
請求項３にかかる睡眠評価システムによれば、無呼吸状態と相関性のある評価パラメータとして血中酸素飽和度を用いるので、評価パラメータを、市販のパルスオキシメータ等で非侵襲に且つ患者への負担を少なく取得できる。
【００３６】
請求項４にかかる睡眠評価システムによれば、解析手段により、ＳＡＳの重症度を判定する指標であるＯＤＩ等を、被験者ごとに、その体の傾き角別に求めることができるようになる。
【００３７】
請求項５にかかる睡眠評価システムによれば、解析手段により、専ら医療機関でＰＳＧを用いて導出されるＡＨＩ等を、被験者ごとに、その体の傾き角別に求めることができるようになる。
【００３８】
請求項６にかかる睡眠評価システムによれば、有効な計測データとして扱えない座位状態の期間において取得された計測データと、臥位状態において取得された計測データとを識別できるので、計測データの信頼性を向上させることができる。
【００３９】
請求項７にかかる睡眠評価システムによれば、被験者に３軸加速度センサという一つのセンシング要素を取り付けるだけで、仰臥位及び腹臥位の各々の体位において体の傾き角を計測できると共に、座位状態の判別も行えるので、被験者の負担が軽減される。また、パルスオキシメータ等に３軸加速度センサを内蔵させることで、システムの簡素化を図ることができる。
【００４０】
請求項８にかかる睡眠評価システムによれば、解析手段により、被験者が座位状態の期間において取得された無効データを除外して睡眠評価が為されるので、より正確に無呼吸症状と体の傾き角との関係を判定できるようになる。
【００４１】
請求項９にかかる睡眠評価システムによれば、パルスオキシメータとパーソナルコンピュータ等とでシステムを構築でき、パルスオキシメータ単体で被験者の体の傾き角並びに血中酸素飽和度についての計測データが取得され、且つ記憶部に格納される。従って、システムを簡素化できると共に、被験者の負担を軽減することができる。
【００４２】
請求項１０にかかる睡眠評価システムによれば、表示制御部により生成される所定の画像等を確認するだけで、当該被験者において無呼吸状態が如何なる体の傾き角において発生しているかを明確に把握できるようになる。
【００４３】
請求項１１にかかる睡眠評価システムによれば、当該被験者において無呼吸状態が如何なる体の傾き角において、どのような頻度で発生しているかを明確に把握できるので、ＯＤＩ等を、被験者ごとに、その体の傾き角別に求めて自動的に表示させることが可能となる。
【００４４】
請求項１２にかかる睡眠評価システムによれば、当該被験者において無呼吸状態の発生を予防できる体の傾き角を直ちに把握できるので、個々の患者に対するＳＡＳの治療方法を速やかに取得できる。
【００４５】
請求項１３にかかる睡眠評価システムによれば、データ選別部より、被験者が座位状態の期間において取得された無効データを除外し、その上で処理手段によって睡眠評価を行うことが可能となることから、より正確に無呼吸症状と体の傾き角との関係を判定できるようになる。
【００４６】
請求項１４にかかるパルスオキシメータによれば、当該パルスオキシメータ単体で被験者の体の傾き角並びに血中酸素飽和度についての計測データを取得し、且つ記憶部に格納することが可能となる。そして、事後的に記憶部に格納された計測データを取り出して解析することで、体の傾き角と無呼吸状態との因果関係を求めることができるので、ＳＡＳの体位依存性を計測するシステムを、当該パルスオキシメータを用いるだけで構築できるようになる。
【００４７】
請求項１５にかかるパルスオキシメータによれば、当該パルスオキシメータのみで被験者の睡眠中における体の傾き角と無呼吸状態との因果関係を求めることが可能となるので、ＳＡＳの体位依存性を計測するシステムを一層簡素化できるようになる。
【００４８】
請求項１６にかかるパルスオキシメータによれば、被験者がパルスオキシメータの装着方向を誤らずに済み、例えば体傾斜検出部として３軸加速度センサを用いたような場合に、各軸の出力を設定通りの検知出力として用いることができる。すなわち、装着方向を誤ってしまうと、例えば右方向への寝返りを左方向への寝返りと誤認してしまうようなケースが想定されるが、方向表示部を設けることで、そのような不具合の発生を未然に防止できるようになる。
【００４９】
請求項１７にかかる睡眠評価システムの動作プログラムによれば、記憶手段に格納された、無呼吸状態と相関性のある計測データに基づいて、解析手段により被験者の睡眠時の体位状態と所定の評価パラメータとの関係を評価させることができる。従って、ＳＡＳ患者の治療に際し、個々の患者における体位依存性に応じた的確な治療が行える。
【００５０】
請求項１８にかかる睡眠評価システムの動作プログラムによれば、パルスオキシメータとパーソナルコンピュータ等の処理手段とからなるシステムを用い、パルスオキシメータの記憶部に格納された、血中酸素飽和度及び体の傾き角の計測データに基づいて、処理手段により被験者の睡眠時の体位状態と無呼吸状態との関係を評価させることができる。従って、ＳＡＳ患者の治療に際し、個々の患者における体位依存性に応じた的確な治療が行えるようになる。
【００５１】
請求項１９にかかる睡眠支援システムによれば、無呼吸状態を検出しつつ、被験者が無呼吸状態に陥らないような体の傾き角に寝台角度が調整されるので、被験者に対し適正な睡眠環境を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態につき説明する。
（ハード構成の説明）
図１は、本発明の実施形態にかかる睡眠評価システム１の全体構成を概略的に示すブロック図である。当該睡眠評価システム１は、睡眠状態にある被験者について体の傾き角と無呼吸状態と相関性のある評価パラメータとを所定のサンプリング周期で並行的に計測し、取得された計測データを時間軸に展開して、前記評価パラメータの変動に基づく無呼吸状態と、被験者の体の傾き角との因果関係を評価するためのシステムである。この睡眠評価システム１は、評価パラメータ検出手段１１、体傾斜検出手段１２、記憶手段１３、制御手段１４及び解析手段（処理手段）１５から構成されている。
【００５３】
評価パラメータ検出手段１１は、睡眠状態にある人体が無呼吸状態に陥ることで変動する所定の評価パラメータを被験者について計測する。ここで計測される評価パラメータとしては、無呼吸状態と関連して人体に内部的、外部的に表出する各種のパラメータが採用可能であり、一般的なＰＳＧにおいて評価パラメータで評価対象とされている血中酸素飽和度、脳波、口・鼻の気流、いびき、胸・腹の動き等を採用可能である。この中でも、血中酸素飽和度は、市販のパルスオキシメータ等で簡便に計測できることから、血中酸素飽和度を評価パラメータとすることが望ましい。
【００５４】
体傾斜検出手段１２は、被験者の体の傾き状態を角度情報として検出する。この体傾斜検出手段１２としては、被験者の体幹部若しくは適宜な部位に装着されてその傾き角を検出可能な各種の角度センサを用いることができ、体の傾き角を５゜単位程度以下の分解能で検出できる角度センサ、特に１°単位程度以下の分解能で検出できる角度センサを用いることが好ましい。このような体傾斜検出手段１２としては、３軸加速度センサを好適に用いることができる。この点については後記で詳述する。
【００５５】
記憶手段１３は、前記評価パラメータ検出手段１１及び体傾斜検出手段１２により計測される計測データを格納する。この記憶手段１３としては、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＥＰＲＯＭ（Erasable and Programmable ROM）などを用いることができる。
【００５６】
制御手段１４は、マイクロプロセッサ等からなり、前記評価パラメータ検出手段１１及び体傾斜検出手段１２により、所定のサンプリング周期で被験者について前記所定の評価パラメータと体の傾き角とを計測させ、その計測データを前記記憶手段１３に格納させる。
【００５７】
解析手段１５は、前記記憶手段１３に格納された計測データに基づき、所定の評価パラメータ（例えば血中酸素飽和度）の変動と被験者の体の傾き角との関係を解析して、被験者の無呼吸状態と身体の傾き角との関係を求める。例えば、ＳＡＳの重症度を判定する指標であるＯＤＩを、被験者ごとに、その体の傾き角別に求める解析などを行う。なお、評価パラメータとして、血中酸素飽和度だけでなく呼吸器系の気流（口・鼻の気流、いびき）、胴体部分の動き（胸・腹の動き）に関する計測データが取得可能とされている場合は、被験者の無呼吸状態及び低呼吸状態と身体の傾き角との関係を求める解析を行うようにすることもできる。この場合、ＳＡＳの重症度を判定する他の指標であるＡＨＩを、被験者ごとに、その体の傾き角別に求める解析などを行うことが望ましい。
【００５８】
この睡眠評価システム１のハード構成は適宜設定することができる。例えば、
（ａ）評価パラメータ検出手段１１及び体傾斜検出手段１２のセンシング要素のみを被験者に取り付けるようにし、記憶手段１３、制御手段１４及び解析手段１５をパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという）等で構成し、このＰＣと前記センシング要素とを通信線で接続するハード構成、
（ｂ）評価パラメータ検出手段１１として機能する、血中酸素飽和度を計測するパルスオキシメータに、体傾斜検出手段１２、記憶手段１３及び制御手段１４を具備させ、このようなパルスオキシメータと解析手段（処理手段）１５としてのＰＣとをＵＳＢケーブル等で接続するハード構成、及び
（ｃ）上記（ｂ）の構成において、パルスオキシメータに解析手段１５（処理部）の機能を搭載して一体型化したハード構成、
などを例示することができる。
【００５９】
図２は、上記（ｂ）のハード構成を備えた睡眠評価システムＳの一例を示す構成図である。この睡眠評価システムＳは、被験者の血中酸素飽和度と体の傾き角とを並行的（同時）に計測し、その計測データを記憶することができるパルスオキシメータ２と、該パルスオキシメータ２に記憶された血中酸素飽和度及び体の傾き角に関するデータを読み出して、被験者の無呼吸状態と体の傾き角との関係を解析するＰＣ３と、パルスオキシメータ２とＰＣ３とを必要時に通信可能に接続するＵＳＢケーブル２０７とで構成されている。
【００６０】
パルスオキシメータ２は、本体部２００とプローブ２１とを備え、両者の間は、コネクタ２０４付きのプローブケーブル２０５にて電気的に接続される構成である。前記パルスオキシメータ本体部２００には、外観的に電源スイッチ２０１、液晶表示装置等からなる表示部２０２、前記プローブケーブル２０５を接続するためのコネクタ部２０３、前記ＵＳＢケーブル２０７を接続するためのコネクタ部２０６などが備えられている。また、本体部２００の内部には、前記記憶手段１３として機能するメモリ部、制御手段１４として機能するマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、電源電池（いずれも図示省略）や、前記体傾斜検出手段１２として機能する３軸加速度センサ２２などが内蔵されている。
【００６１】
プローブ２１は、血中酸素飽和度を実際に測定する測定指Ｆを挟み込むように取り付けることが可能なクリップ状を呈している。すなわち、一対のクリップ片が開閉自在に結合され、測定指Ｆをバネ等の付勢力をもって挟持可能な構成とされている。そして、後述するように、前記一対のクリップ片の一方には発光部２１１が、クリップ片の他方には受光部２１２が備えられている（図４参照）。
【００６２】
前記本体部２００及びプローブ２１は、計測時において、例えば図３に示すような態様で、被験者Ｈに取り付けられる。すなわち、被験者Ｈの胴部に体着ベルト２０８（装着手段）が巻かれ、該体着ベルト２０８を利用して本体部２００が被験者Ｈの体幹部に取り付けられる。一方、プローブ２１は、被験者Ｈの測定指Ｆにクリッピングして取り付けられる。そして、本体部２００とプローブ２１とは、プローブケーブル２０５にて接続される。なお、計測時（被験者Ｈの睡眠時）にはＵＳＢケーブル２０７は接続されず、計測が終了して計測データをパルスオキシメータ２から取り出す時に接続される。
【００６３】
なお、パルスオキシメータ２には３軸加速度センサ２２が内蔵されている関係上、この３軸加速度センサ２２の各軸出力が設定通りの正しい体方位関係のものとして得られるよう、図３１に示すように、当該パルスオキシメータ２の被験者への標準装着方向を表示する方向表示部２０９を外装面（本体部２００の筐体表面）に設けることが望ましい。すなわち、パルスオキシメータ２が３軸加速度センサ２２の軸出力設定とは異なる方向で誤装着されてしまった場合、例えば上下方向を逆にして装着されてしまった場合、３軸加速度センサ２２のＸ軸、Ｙ軸出力が被験者の体位状態に対して符号が逆転してしまい、例えば右方向への寝返りを左方向への寝返りと誤認してしまうことになる。そこで、図３１に示すように、「頭方向」、「足方向」などと矢印指示するような方向表示部２０９を本体部２００の筐体表面に設け、被験者Ｈ若しくは医療従事者等に標準装着方向を明示することで、上記のような誤測定を防止することができる。
【００６４】
ＰＣ３は、上記解析手段１５として機能するＰＣ本体部３０（ハードディスク装置）と、キーボード等からなる操作部３６と、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）ディスプレイや液晶ディスプレイ等からなる表示部３７とを備えて構成されている。
【００６５】
図４は、プローブ２１及びこれに関連する本体部２００の回路構成を概略的に示す回路図である。プローブ２１は、発光部２１１及び受光部２１２を備える。発光部２１１は、異なる２つの波長λ１、λ２を発生する半導体発光素子から構成され、例えば赤色領域の波長λ１の赤色光を発生する赤色ＬＥＤ２１１Ｒと、赤外線領域の波長λ２の赤外光を発生する赤外ＬＥＤ２１１ＩＲとが用いられる。一方、受光部２１２は、（発光部２１１にて発せられた光を）受光した光強度に応じた電流を生成する光電変換素子からなる。該光電変換素子としては、少なくとも前記波長λ１および波長λ２に対して光感応性を有するシリコンフォトダイオード（Silicon Photo Diode）等が用いられる。
【００６６】
発光部２１１及び受光部２１２は、図４に示すように、血中酸素飽和度を測定する測定指Ｆ（生体組織）を挟むように対向配置される。例えば、動脈血の脈動を光学的に捉えやすい測定指Ｆの指先において、爪部側に発光部２１１が配置され、指腹部側に受光部２１２が配置される。実際には、プローブ２１を測定指Ｆにクリッピングすれば、発光部２１１及び受光部２１２が前述のような配置関係になる構成とされている。なお、サージカルテープや救急絆創膏などの医療用テープを用いて、発光部２１１及び受光部２１２を測定指Ｆに対して装着するようにしても良い。これにより、測定指Ｆを透過した発光部２１１の両波長λ１、λ２の光が、受光部２１２にて受光されるようになる。
【００６７】
前記発光部２１１及び受光部２１２には、それぞれ発光回路２１１Ｃ及び受光回路２１２Ｃが接続されている。発光回路２１１Ｃ及び受光回路２１２Ｃは本体部２００に備えられており、発光部２１１及び受光部２１２との電気的接続は、プローブケーブル２０５により行われている。
【００６８】
前記発光回路２１１Ｃは、マイクロプロセッサ２０Ｃで動作制御され、所定の発光制御信号を発光部２１１の赤色ＬＥＤ２１１Ｒ及び赤外ＬＥＤ２１１ＩＲに与える。これにより、例えば赤色ＬＥＤ２１１Ｒと赤外ＬＥＤ２１１ＩＲとが交互に駆動され、赤色光と赤外光とが交互に射出される。また前記受光回路２１２Ｃは、マイクロプロセッサ２０Ｃにより発光部２１１の発光に同期して制御され、受光した光を光強度に従い光電変換した電流信号（パルス信号）を生成する。
【００６９】
酸素は、血液中のヘモグロビンの酸化・還元によって運搬されている。このヘモグロビンは、酸化されると赤色光の吸収が減少して赤外光の吸収が増加し、逆に還元されると赤色光の吸収が増加して赤外光の吸収が減少するという光学的特性を有している。この特性を利用して、受光回路２１２Ｃで検出された赤色光及び赤外光の透過光量の変動を計測することで、血中酸素飽和度（動脈血酸素飽和度）を求めることが可能となる。
【００７０】
（体の傾き角検出用の３軸加速度センサについての説明）
次に、パルスオキシメータ本体部２００に内蔵される３軸加速度センサ２２について説明する。図５は、３軸加速度センサ２２の一例であるピエゾ抵抗型３軸加速度センサを示す図であって、図５（ａ）は当該３軸加速度センサ２２の斜視図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は（ｂ）のａ−ａ線断面図である。この３軸加速度センサ２２は、結晶に機械的な外力が与えられると結晶格子に歪みが生じ半導体中のキャリア数やキャリア移動度が変化して抵抗値が変化するというピエゾ抵抗効果を利用したものである。
【００７１】
上記３軸加速度センサ２２は、センサ構造体２２０と１２個のピエゾ抵抗素子２２４とから構成されている。前記センサ構造体２２０は、シリコン等の母材をドライエッチングすることで形成された方形枠状の支持部２２１と、前記方形枠状の支持部２２１の内部に配置される錘部２２２と、前記支持部２２１と錘部２２２とを連結する薄肉の梁部２２３とからなる。前記ピエゾ抵抗素子２２４は、梁部２２３の上に設置されており、錘部２２２が加速度に応じて可動することで梁部２２３が変形し、これによりピエゾ抵抗素子２２４に応力が与えられる構造とされている。
【００７２】
すなわち、当該３軸加速度センサ２２に外力が与えられると、具体的にはパルスオキシメータ本体部２００に傾き力が与えられると、その傾き方向に応じて錘部２２２がＸ軸回り、Ｙ軸回り又はＺ軸方向（図５（ａ）参照）に変位して梁部２２３が変形する。そして、その変形度合いに応じた応力が、ピエゾ抵抗素子２２４に与えられるようになる。このような応力付加により、前記ピエゾ抵抗素子２２４の抵抗値が変化することから、その抵抗値変化（加速度に比例した信号）を検出することで、本体部２００の傾き角、つまり被験者の体の傾き角を求めることができる。
【００７３】
ピエゾ抵抗素子２２４の加速度に比例した信号は、前記Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とも、１２個のピエゾ抵抗素子２２４のうち、各軸あたり４つのピエゾ抵抗素子２２４を用いてホイートストンブリッジ回路を構成し、応力付加による前記抵抗値変化を電圧変化として検出する方法で取り出すことができる。
【００７４】
図６（ａ）は、Ｘ軸及びＹ軸方向における梁部２２３の変形（Ｘ軸及びＹ軸回りの回転）状態を模式的に示す図であり、図６（ｂ）は、その電圧変化を検出するためのブリッジ回路を概略的に示す回路図である。なお、図６及び後述の図７において、Ｒ１〜Ｒ４の記号は、各軸において選択される４つのピエゾ抵抗素子２２４を示している。
【００７５】
図６（ａ）の梁部変形モデルに示すように、Ｘ軸及びＹ軸方向の加速度に対して、梁部２２３ａ上の外側のピエゾ抵抗素子Ｒ１には引っ張り応力が働きその抵抗値が増加するが、内側のピエゾ抵抗素子Ｒ２には圧縮応力が働きその抵抗値は減少することになる。一方、梁部２２３ｂ上の内側のピエゾ抵抗素子Ｒ３には引っ張り応力が働きその抵抗値が増加するが、外側のピエゾ抵抗素子Ｒ４には圧縮応力が働きその抵抗値は減少する。つまり、ピエゾ抵抗素子Ｒ１及びＲ３と、ピエゾ抵抗素子Ｒ２及びＲ４とについて、相反する抵抗変化が生じるようになる。従って、Ｘ軸若しくはＹ軸の場合、図６（ｂ）に示すようなブリッジ回路を組み、定電圧Ｖｉｎを印加した場合、出力電圧Ｖｏｕｔは次の（１）式で求めることができる。
Ｖｏｕｔ＝｛Ｒ４／（Ｒ１＋Ｒ４）−Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）｝Ｖｉｎ （１）
【００７６】
次に図７（ａ）は、Ｚ軸方向における梁部２２３の変形（Ｚ軸に沿った上下動）状態を模式的に示す図であり、図７（ｂ）は、その電圧変化を検出するためのブリッジ回路を概略的に示す回路図である。Ｚ軸方向の加速度に対しては、錘部２２２は上下方向の変位となる。例えば図７（ａ）の梁部変形モデルに示すように錘部２２２が上方向へ変位した場合、梁部２２３ｃ上の外側のピエゾ抵抗素子Ｒ１には圧縮応力が働きその抵抗値が減少するが、内側のピエゾ抵抗素子Ｒ２には引っ張り応力が働きその抵抗値は増加することになる。同様に、梁部２２３ｄ上の内側のピエゾ抵抗素子Ｒ３には引っ張り応力が働きその抵抗値が増加するが、外側のピエゾ抵抗素子Ｒ４には圧縮応力が働きその抵抗値は減少する。つまり、ピエゾ抵抗素子Ｒ１及びＲ４と、ピエゾ抵抗素子Ｒ２及びＲ３とについて、相反する抵抗変化が生じるようになる。従って、Ｚ軸の場合、図７（ｂ）に示すようなブリッジ回路を組み、定電圧Ｖｉｎを印加した場合、出力電圧Ｖｏｕｔは次の（２）式で求めることができる。
Ｖｏｕｔ＝｛Ｒ３／（Ｒ１＋Ｒ３）−Ｒ４／（Ｒ２＋Ｒ４）｝Ｖｉｎ （２）
【００７７】
以上が３軸加速度センサ２２による加速度検出の基本的な動作原理であるが、次に当該３軸加速度センサ２２を用いて傾き角を検出する原理について説明する。加速度センサとは、入力軸（感応軸；図５（ａ）に示したＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）方向に関して、運動加速度成分ｍから重力加速度成分ｇを差し引いた成分を測定する慣性センサである。すなわち、この加速度センサの表示加速度Ａは、
Ａ＝ｍ−ｇ ・・・（３）
にて表される。ここで、重力加速度成分ｇは、鉛直軸に沿っている場合を１ｇとすると、地球上で固定された加速度センサ（ｍ＝０）にあっては、感応軸が上向きの鉛直軸に沿っている場合には＋１ｇが表示され、感応軸が鉛直軸から角度θだけ傾いている場合は、＋１ｇのｃｏｓθ倍が表示されることとなる。
【００７８】
このことを利用すると、加速度センサの３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）それぞれの重力加速度検出値に基づいて、各々の軸が鉛直軸から傾いている角度（傾き角）を求めることができる。図８は、加速度センサの姿勢を表現するにあたり、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の傾き角を定義するための説明図である。一般的には、いずれの軸についても鉛直軸を基準とした傾き角で姿勢を表現することが適している。しかし、Ｚ軸が鉛直軸に一致しているときが標準姿勢であるような場合、当該標準姿勢からの傾斜を表現するには、図８に示すように、Ｘ軸及びＹ軸については、鉛直軸２２５ｚからの傾き角θｘ及びθｙを用いるよりも、水平面２２５上の基準線２２５ｘ及び２２５ｙからの角度α及びβ（符号は、水平面２２５より上向きを正とする）を用いた方が実際的である。従って、ここでは加速度センサの姿勢を表現するにあたり、Ｘ軸及びＹ軸については水平面２２５からの角度α及びβを用い、Ｚ軸については鉛直軸２２５ｚからの傾き角θｚを用いるものとする。この定義においては、当該加速度センサが傾斜していないとき（Ｚ軸と鉛直軸とが一致しているとき）、α、β、θｚの全てがゼロ（０ｇ出力）となる。
【００７９】
この場合、上記α、β、θｚを用いると、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の出力値Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚは、次の（４）〜（６）式により表される。
Ｖｘ＝Ｘ0＋Ｘs・ｓｉｎα ・・・（４）
Ｖｙ＝Ｙ0＋Ｙs・ｓｉｎβ ・・・（５）
Ｖｚ＝Ｚ0＋Ｚs・ｃｏｓθｚ ・・・（６）
但し、上記（４）〜（６）式において、Ｘ0、Ｙ0、Ｚ0は鉛直軸に対する初期的なずれに対する補正量であり、これは３軸加速度センサ２２をパルスオキシメータ２へ取り付けたときの、パルスオキシメータ本体部２００の鉛直軸と３軸加速度センサ２２のＺ軸のずれに起因する誤差を補正するためのものである。また、ＸS、ＹS、ＺSは、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の感度（センサ出力の１ｇあたりのカウント値；定数）を示している。
【００８０】
なお、３軸の傾き角の間には次の（７）式の関係があり、２つの傾き角が求められると、残る１つの傾き角も求めることができる。
ｓｉｎ2α＋ｓｉｎ2β＋ｃｏｓ2θｚ＝１ ・・・（７）
【００８１】
３軸加速度センサ２２のパルスオキシメータ本体部２００への組み込みは、被験者Ｈの臥位姿勢に関連づけて、例えば図９に示すような軸方向となるように内蔵させることができる。すなわち、図３に示すような態様でパルスオキシメータ本体部２００を仰臥状態の被験者Ｈの体幹部に装着した場合において、３軸加速度センサ２２のＸ軸（第２軸）が体幹軸に沿い、Ｙ軸（第１軸）が体の横幅方向に沿い、そしてＺ軸（第３軸）が体の前後方向となるようにパルスオキシメータ本体部２００へ３軸加速度センサ２２を内蔵させる。
【００８２】
この場合、被験者ＨがＹ軸回りの回転をしたとき、Ｘ軸の傾き角（Ｘ軸センサの出力値）から、被験者Ｈが座位であるか否か（立位姿勢か臥位姿勢かの判別）が検出される。また、被験者ＨがＸ軸回りの回転をしたとき、Ｙ軸の傾き角（Ｙ軸センサの出力値）から、被験者Ｈの体の傾き角（体位角度）が検出される。さらにＺ軸の傾き角（Ｚ軸センサの出力値）の正負の別から、被験者Ｈが仰臥位か腹臥位かが検出されることとなる。
【００８３】
図１０は、３軸加速度センサ２２のパルスオキシメータ本体部２００への組み込み状態を模式的に示す図である。ここで、パルスオキシメータ本体部２００の鉛直軸（被験者Ｈにパルスオキシメータ本体部２００を所定の方法で装着した場合の、図９におけるＺ軸の方向）と、３軸加速度センサ２２のＺ軸とが完全に一致していれば問題は無いのであるが、通常は前記鉛直軸とＺ軸とは一致せず、Ｚ軸には取り付け誤差による傾きが生じる。これにより、Ｘ軸、Ｙ軸にも水平面に対して傾きが生じている。すなわち、図１０に示すように、取り付け誤差により、Ｚ軸は鉛直軸２２５ｚに対してθｚ0だけ傾き、Ｘ軸及びＹ軸は水平面上の基準線２２５ｘ及び２２５ｙからの角度α0及びβ0だけ傾いている。従って、このような初期的な傾き誤差を補正する必要がある。
【００８４】
この傾き誤差の補正量は、パルスオキシメータ本体部２００を水平面に静置したときに、３軸加速度センサ２２のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の出力値が０ｇ出力となるような出力値の補正量として求められる。すなわち、パルスオキシメータ本体部２００を水平面に静置したときのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の初期出力値Ｖｘ0、Ｖｙ0、Ｖｚ0は、上記（４）〜（６）式より、次の（８）〜（10）式で表される。
Ｖｘ0＝Ｘ0＋Ｘs・ｓｉｎα0 ・・・（８）
Ｖｙ0＝Ｙ0＋Ｙs・ｓｉｎβ0 ・・・（９）
Ｖｚ0＝Ｚ0＋Ｚs・ｃｏｓθｚ0 ・・・（10）
【００８５】
ここで０ｇ出力とは、鉛直軸に対して３軸加速度センサ２２のＺ軸が傾きを持たない状態である。つまり、α0＝０、β0＝０、θｚ0＝０の場合である。これを上記（８）〜（10）に代入して変形すると、必要な補正量Ｘ0、Ｙ0、Ｚ0は、次の（11）〜（13）式により求められる。
Ｘ0＝Ｖｘ0 ・・・（11）
Ｙ0＝Ｖｙ0 ・・・（12）
Ｚ0＝Ｖｚ0−Ｚs ・・・（13）
この補正量Ｘ0、Ｙ0、Ｚ0は、予めＡ／Ｄ変換され、補正量カウント値としてパルスオキシメータ２に備えられているメモリ部に格納される。
【００８６】
次に、３軸加速度センサ２２のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各センサ出力値による体位状態の検出について説明する。まず、座位の検出には、Ｘ軸センサ出力値が用いられる。上記（４）式より、Ｘ軸センサ出力値のＡ／Ｄ変換後のカウント値をＰｘとすると、このカウント値Ｐｘは次の（14）式にて求められる。
Ｐｘ＝Ｐｘ0＋Ｐｘｓ・ｓｉｎα ・・・（14）
Ｐｘ0：Ｘ軸補正量Ｘ0のＡ／Ｄ変換後のカウント値
Ｐｘｓ：Ｘ軸センサ出力値の１ｇあたりのＡ／Ｄ変換後のカウント値（定数）
【００８７】
従って、Ｘ軸の傾き角αは、次の（15）式により求めることができる。この（15）式において、α≧４５°のとき、被験者Ｈが座位であると判定され、それ以外は臥位であると判定される。
【００８８】
【数１】
【００８９】
続いて、体の傾き角の検出には、Ｙ軸センサ出力値が用いられる。上記（５）式より、Ｙ軸センサ出力値のＡ／Ｄ変換後のカウント値をＰｙとすると、このカウント値Ｐｙは次の（16）式にて求められる。
Ｐｙ＝Ｐｙ0＋Ｐｙｓ・ｓｉｎβ ・・・（16）
Ｐｙ0：Ｙ軸補正量Ｙ0のＡ／Ｄ変換後のカウント値
Ｐｙｓ：Ｙ軸センサ出力値の１ｇあたりのＡ／Ｄ変換後のカウント値（定数）
【００９０】
従って、Ｙ軸の傾き角βは、次の（17）式により求めることができる。なお（17）式において、βの値は１８０°以下である。
【００９１】
【数２】
【００９２】
但し、上記（17）式において、Ｐｙ−Ｐｙ0＝０となるのは、β＝０°の仰臥位の場合と、β＝１８０°の腹臥位の場合との二箇所存在する。この仰臥位と腹臥位との判別のため、Ｚ軸センサ出力値のカウント値が用いられる。すなわち、β＝０°のとき、θｚ＝０°であることから、Ｚ軸センサ出力値のカウント値は正のカウント値（１ｇあたりのカウント値）となり、β＝１８０°のとき、θｚ＝１８０°であることから、Ｚ軸センサ出力値のカウント値は負のカウント値（−１ｇあたりのカウント値）となる。これにより、仰臥位と腹臥位との判別が可能となる。
【００９３】
なお、Ｚ軸の傾き角も次のようにして求めることができる。上記（６）式より、Ｚ軸センサ出力値のＡ／Ｄ変換後のカウント値をＰｚとすると、このカウント値Ｐｚは次の（18）式にて求められる。
Ｐｚ＝Ｐｚ0＋Ｐｚｓ・ｃｏｓθｚ ・・・（18）
Ｐｚ0：Ｚ軸補正量Ｚ0のＡ／Ｄ変換後のカウント値
Ｐｚｓ：Ｚ軸センサ出力値の１ｇあたりのＡ／Ｄ変換後のカウント値（定数）
【００９４】
従って、Ｙ軸の傾き角βは、次の（19）式により求めることができる。
【００９５】
【数３】
【００９６】
（電気的構成の説明）
図１１は、パルスオキシメータ２の電気的な機能構成を示すブロック図である。このパルスオキシメータ２は、上述した表示部２０２、プローブ２１（血中酸素飽和度計測部）及び３軸加速度センサ２２（体傾斜検出部）に加え、第１Ａ／Ｄ変換部２３１、第２Ａ／Ｄ変換部２３２、演算部２４、メモリ部２５（記憶部）、制御部２６及びＩ／Ｆ部２７を備えて構成されている。
【００９７】
上述の通り、プローブ２１は、発光部２１１及び受光部２１２を備え、被験者の血中酸素飽和度に関する計測データを取得する。また、３軸加速度センサ２２は、被験者の体の傾き角に関する計測データを取得する。
【００９８】
第１Ａ／Ｄ変換部２３１は、所定のサンプリング周期で受光部２１２から出力される赤色光及び赤外光の透過光量に応じたアナログ電流信号を電圧信号に変換する電流／電圧変換回路（図示省略）から与えられる前記電圧信号を、デジタル信号に変換する。また、第２Ａ／Ｄ変換部２３２は、３軸加速度センサ２２が備えるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各センサ出力値（アナログ電流信号）を、同様に電流／電圧変換した後の電圧信号（上述したＶｘ、Ｖｙ、Ｖｚが相当）に変換した上でデジタル信号に変換する。
【００９９】
演算部２４は、第１Ａ／Ｄ変換部２３１及び第２Ａ／Ｄ変換部２３２からそれぞれ与えられるデジタル計測信号から、血中酸素飽和度（ＳｐＯ2）及び体の傾き角に関するカウント値をそれぞれ求める機能部であって、ＳｐＯ2カウント値検出部２４１、体傾斜カウント値検出部２４３及びデータ補正部２４３を備えている。
【０１００】
ＳｐＯ2カウント値検出部２４１は、前記第１Ａ／Ｄ変換部２３１から定期的にデジタル計測信号の入力を受けて、所定の周期毎（例えば１秒毎）のＳｐＯ2に相当するカウント値を求める。体傾斜カウント値検出部２４３は、前記第２Ａ／Ｄ変換部２３２から定期的にデジタル計測信号の入力を受けて、所定の周期毎に、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸における各々の傾きに相当するカウント値（上述したＰｘ、Ｐｙ、Ｐｚが相当）を求める。
【０１０１】
データ補正部２４３は、前記体傾斜カウント値検出部２４３で求められたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸における各々の傾きに相当するカウント値を、３軸加速度センサ２２のパルスオキシメータ２への取り付け誤差に起因する軸ずれに相当する値だけ補正する機能部である。すなわち、前記（11）〜（13）式に基づいて予め求められているＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の補正量Ｘ0、Ｙ0、Ｚ0（補正量カウント値）を用いて、前記体傾斜カウント値検出部２４３で求められたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の傾きについてのカウント値を補正する。
【０１０２】
メモリ部２５は、ＲＡＭ等からなり、計測データ格納部２５１と補正量記憶部２５２とを備えている。計測データ格納部２５１には、プローブ２１及び３軸加速度センサ２２で計測された計測データ（上記各々のカウント値）が、それぞれのデータ取得時間に関連付けられて一時的に格納される。補正量記憶部２５２には、前記データ補正部２４３においてＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の傾きについてのカウント値を補正するに際して用いられる、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれのアナログ補正量（Ｘ0、Ｙ0、Ｚ0）を、予めＡ／Ｄ変換して求めた補正量カウント値が格納される。
【０１０３】
制御部２６は、プローブ２１（発光部２１１及び受光部２１２）及び３軸加速度センサ２２のセンシング動作、演算部２４によるカウント値を求める演算動作及びメモリ部２５へのカウント値書き込み動作等を制御する。すなわち制御部２６は、プローブ２１及び３軸加速度センサ２２に所定のサンプリング周期で被験者についてＳｐＯ2と体の傾き角とに関する計測データを取得させ、その計測データについてのそれぞれのカウント値を求める演算を演算部２４に行わせ、さらに記憶部２５に前記カウント値を格納させる制御を行うものである。
【０１０４】
Ｉ／Ｆ部２７は、前記ＰＣ３と当該パルスオキシメータ２とのデータ通信を可能とするためのインターフェイスである。具体的には、パルスオキシメータ２のメモリ部２５に格納されているカウント値（計測データ）をＰＣ３にダウンロードさせる際のインターフェイスとして機能する。
【０１０５】
図１２は、ＰＣ３の主にＰＣ本体部３０（解析手段：処理手段）の電気的な機能構成を示すブロック図である。このＰＣ本体部３０は、ＳｐＯ2値算出部３１、傾き角算出部３２、演算部３３、表示制御部３４、Ｉ／Ｆ部３５１、ＲＡＭ３５２及びＲＯＭ３５３を備えて構成されている。
【０１０６】
ＳｐＯ2値算出部３１は、被験者の無呼吸状態に起因するＳｐＯ2値の低下回数を求める演算処理を行う機能部であって、時系列データ生成部３１１と、Ｄｉｐ検出部３１２と、Ｄｉｐ閾値設定部３１３とを備えて構成されている。
【０１０７】
時系列データ生成部３１１は、パルスオキシメータ２のメモリ部２５（計測データ格納部２５１）から取得される、データ取得時間に関連付けられたＳｐＯ2に相当するカウント値を時間軸に展開して、ＳｐＯ2曲線についてのデータを作成する。図１３は、このようなＳｐＯ2曲線の一例を示すグラフ図である。このように、所定のサンプリング周期で取得されているＳｐＯ2カウント値を時間軸に展開すると、当該被験者について１つのＳｐＯ2曲線が求められるが、被験者が睡眠中に無呼吸状態に陥った場合、ＳｐＯ2値が低下することから、当該ＳｐＯ2曲線にはＳｐＯ2値が一時的に落ち込んだ部分（以下、このようなＳｐＯ2値の低下ピークを「Ｄｉｐ」という）が複数確認されるようになる（例えば、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３がＤｉｐ部に相当する）。
【０１０８】
Ｄｉｐ検出部３１２は、前記時系列データ生成部３１１で求められたＳｐＯ2曲線についてのデータに基づいて、被験者の無呼吸状態と連関性のあるＤｉｐを検出する。Ｄｉｐ閾値設定部３１３は、前記Ｄｉｐ検出部３１２において「有意なＤｉｐ」を検出するに際してのＤｉｐ検出閾値を設定する。
【０１０９】
Ｄｉｐを検出することは、当該被験者について取得された計測情報について、無呼吸乃至は低呼吸のイベントを検出することに相当する。図１４は、Ｄｉｐの検出指標を模式的に示す図である。前記Ｄｉｐ検出指標としては、例えばＳｐＯ2曲線の低下勾配、低下度、低下状態持続時間、回復時間（上昇度）などが用いられる。この場合、図１４に示すように、検出されたＳｐＯ2曲線のＤｉｐが、例えば次の要件を満たす場合に有意性のあるＤｉｐと判定するよう、前記Ｄｉｐ検出部３１２及びＤｉｐ閾値設定部３１３によるＤｉｐ検出動作を設定することができる。
持続時間；８〜１２０ｓｅｃ
低下勾配；≧１％／１０ｓｅｃ
低下度 ；≧２％〜≧５％
回復時間；＜２０ｓｅｃ
【０１１０】
ここで求められるＤｉｐは、一定の基準値からの低下度等ではなく、逐次変動するＳｐＯ2曲線の任意の点（被験者の睡眠期間中における任意の時点）からの低下度等に基づくものである。例えば、Ｄｉｐの低下度について図１３に示すように３つの閾値Ｄｉｐ１、Ｄｉｐ２、Ｄｉｐ３（例えば低下度がそれぞれ２％、３％、４％の閾値）が定められているような場合、各々のＤｉｐが計測開始当初のＳｐＯ2値に比較してこれら閾値分だけ低下したものであるかを見るのではなく、各々のＤｉｐの開始点からの低下度が前記閾値分だけ低下したものであるかを検出指標とする。これによりＳｐＯ2値の低下を的確に検出することができるようになる。
【０１１１】
図１３に例示したＳｐＯ2曲線において、Ｄｉｐ閾値設定部３１３により低下度２％がＤｉｐ検出閾値として設定されている場合、Ｄｉｐ検出部３１２は低下度が前記閾値を超過すると共に他の指標が満足されている状態のときに「Ｄｉｐ有」と判定し、１つのＤｉｐとしてカウントする。図１３の「Ｄｉｐ１カウント」欄の二値信号は、このようにしてカウントされた低下度２％を基準とするＤｉｐ数を示している。同様に、「Ｄｉｐ２カウント」欄の二値信号は低下度３％基準のＤｉｐ数、「Ｄｉｐ３カウント」欄の二値信号は低下度４％基準のＤｉｐ数をそれぞれ示している。以上説明した、ＳｐＯ2値算出部３１にて求められるＳｐＯ2曲線についてのデータ及びＤｉｐ数についてのデータは、演算部３３へ送られる。
【０１１２】
傾き角算出部３２は、被験者の睡眠期間中における体の傾き角の時間変化に関するデータを算出する機能部であって、Ｘ軸傾き角検出部３２１、Ｙ軸傾き角検出部３２２、Ｚ軸傾き角検出部３２３及び傾き角データ生成部３２４が備えられている。
【０１１３】
Ｘ軸傾き角検出部３２１は、パルスオキシメータ２のメモリ部２５（計測データ格納部２５１）から取得される、３軸加速度センサ２２のＸ軸の傾きに相当するカウント値Ｐｘを用い、上記（15）式に基づいてＸ軸の傾き角αの時間変化に関するデータを求める。同様に、Ｙ軸傾き角検出部３２２は、Ｙ軸の傾きに相当するカウント値Ｐｙを用い、上記（17）式に基づいてＹ軸の傾き角βの時間変化に関するデータを求める。またＺ軸傾き角検出部３２３は、Ｚ軸の傾きに相当するカウント値Ｐｚを用い、上記（19）式に基づいてＺ軸の傾き角θｚの時間変化に関するデータを求める。
【０１１４】
傾き角データ生成部３２４は、前記Ｘ軸傾き角検出部３２１で求められるＸ軸の傾き角αの時間変化に基づいて、被験者が座位にある期間を求める（例えばα≧４５°の期間を座位と判定する）。また、前記Ｙ軸傾き角検出部３２２で求められるＹ軸の傾き角βの時間変化（体の傾き角の変移）と、Ｚ軸傾き角検出部３２３で求められるＺ軸の傾き角θｚの時間変化（仰臥位と腹臥位との別）とに基づいて、当該被験者について体の傾き角の時間変化に関するデータを求める。
【０１１５】
図１５は、前記傾き角データ生成部３２４で求められる体の傾き角の時間変化に関するデータの一例を簡略的に示したタイムチャートである。図１５に示すように、傾き角データ生成部３２４は、被験者の体位状態を従来のように大まかな「体方位」としてではなく、被験者の「体の傾き角」という角度情報として求める。そして、Ｘ軸の傾き角αから座位期間を割り出せるので、当該タイムチャートにおける座位期間ｔｚを識別化したデータとすることができる。なお、座位期間中（例えば歩行中）は、睡眠期間中とは異なりＹ軸の傾き角βが連続的に変化することが多い（図１５の図例において、座位期間ｔｚでは体の傾き角が連続的に変化している）。以上説明した、傾き角算出部３２にて求められる体の傾き角の時間変化に関するデータは、演算部３３へ送られる。
【０１１６】
演算部３３は、被験者の無呼吸状態（低呼吸状態）と体の傾き角との関係を求める演算を行う機能部であって、データ合成部３３１、データ選別部３３２、角度別ＯＤＩ算出部３３３、角度別ＡＨＩ算出部３３４、適正傾き角演算部３３５及びヒストグラム算出部３３６を備えて構成されている。
【０１１７】
データ合成部３３１は、ＳｐＯ2値算出部３１から与えられるＳｐＯ2曲線についてのデータ及びＤｉｐ数についてのデータと、傾き角算出部３２から与えられる体の傾き角の時間変化に関するデータとを同一時間軸上に展開し、これらの合成データを生成する。これにより、無呼吸状態と体の傾き角との相関性を求めるための基礎データが得られることになる。
【０１１８】
図１６は、前記データ合成部３３１で求められる合成データの一例をグラフ化したタイムチャートである。このタイムチャートによれば、測定対象とされた被験者には、側臥位に近い傾き角である時刻ｔ１１までと、時刻ｔ１４以降は、顕著なＳｐＯ2値の低下（Ｄｉｐ）は認められないが、仰臥位近い傾き角である時刻ｔ１１〜ｔ１４までの期間に複数のＤｉｐが認められる。さらに時刻ｔ１１〜ｔ１４の期間における体の傾き角の推移と、ＳｐＯ2値のＤｉｐ発生状況との関係を見ると、時刻ｔ１１〜ｔ１２の傾き角のときはＤｉｐが発生し、その後時刻ｔ１２において僅かに傾き角が変化したことに伴いＤｉｐが発生しなくなっていることがわかる。そして、再び時刻ｔ１３において僅かに傾き角が変化（時刻ｔ１１〜ｔ１２の傾き角に近い傾き角に復帰）したことを契機として、Ｄｉｐが多発する状態となっている。このように、被験者の体位状態を体の傾き角という角度情報として求めることにより、時刻ｔ１１〜ｔ１４の期間（従来方式であれば、単に「仰臥位」と判定されていた期間）における体の傾き角と無呼吸状態との因果関係を把握できるデータが取得できるものである。
【０１１９】
データ選別部３３２は、前記データ合成部３３１で求められた全合成データのうち、ＯＤＩやＡＨＩ等の解析を実行する期間のデータを選択して抽出する。このデータ選別は、操作部３６から与えられる指令信号に基づくようにすることができる。なお、前記全合成データのうち、前記傾き角データ生成部３２４において座位期間ｔｚ（図１５参照）であることを示す識別符号が付されているデータを、該データ選別部３３２において自動的に無効化処理するようにしても良い。
【０１２０】
角度別ＯＤＩ算出部３３３は、データ合成部３３１で作成された例えば図１６に示すような合成データを体の傾き角の角度別にスクリーニングして、各々の角度において発生しているＤｉｐの数をカウントする演算を行う。この角度別ＯＤＩとは、従来のＯＤＩにおいては専ら時間をインデックスとして求められていたＤｉｐ数を、体の傾き角をインデックスとして求めるものである。
【０１２１】
角度別ＯＤＩ算出部３３３の演算結果によれば、特定の被験者につき、体の傾き角に応じたＤｉｐ数ヒストグラムを作成することが可能となる。図１７は、特定の被験者Ａについて求められた前記ヒストグラムの一例を示すものである。この被験者Ａの場合、体の傾き角が４０°〜−５０°の範囲にあるときＤｉｐの発生頻度が多く、すなわち前記傾き角にあるときに無呼吸症状が発生すると判定することができる。従って、被験者Ａについては、例えば体の傾き角を４０°以上に固定できるような枕等を適用することで、無呼吸症状の発生を抑止できる旨の診断（治療）が行えるようになる。
【０１２２】
また、図１８は、他の特定の被験者Ｂについて求められた前記ヒストグラムの一例を示すものである。この被験者Ｂの場合、体の傾き角が２０°〜−４０°の範囲にあるときＤｉｐの発生頻度が多く、特に−方向の方が広い傾き角範囲でＤｉｐが発生しているという特徴が把握される。従って、被験者Ｂについては、体の傾き角を２０°以上に固定できるような枕等の適用が望ましい旨の診断（治療）を行うことができる。このように角度別ＯＤＩ算出部３３３において角度別ＯＤＩを求めることで、個々の被験者における体位依存性に応じた的確な診断が行えるようになる。
【０１２３】
角度別ＡＨＩ算出部３３４は、データ合成部３３１で作成されたＳｐＯ2値と体の傾き角との合成データに加え、ＡＨＩ算出に必要な口・鼻の気流、いびき、胸・腹の動き、足の筋肉の動きに関する時間軸に展開されたＡＨＩデータを参照して、これを体の傾き角の角度別にスクリーニングして、各々の角度において発生しているＤｉｐ（無呼吸と低呼吸とに由来するＤｉｐ）の数をカウントする演算を行う。この角度別ＡＨＩとは、従来のＡＨＩにおいては専ら時間をインデックスとして求められていたＤｉｐ数を、体の傾き角をインデックスとして求めるものである。この場合、上記ＡＨＩデータは、パルスオキシメータ２と別途の計測装置で測定されたデータを、図１２に示すように、外部データ入力部３９から演算部３３へ取り込む構成とすることができる。
【０１２４】
或いは、前記パルスオキシメータ２に、ＳｐＯ2値以外のＡＨＩ算出に必要な計測データを一括して取得して格納させる機能（このような機能を有する機器を、この説明において「簡易ＰＳＧ」という）を加え、これら計測データをＳｐＯ2カウント値と共にダウンロードさせるようにしても良い。
【０１２５】
図１９は、簡易ＰＳＧ２Ｐと、ＡＨＩデータを被験者Ｈから計測するための各種センサの配置構成を示す図である。これは、従来から知られているポリソムノグラフ（ＰＳＧ）におけるセンサ配置であって、ＳｐＯ2値を検出するプローブ２１に加え、口・鼻の気流を計測するフローセンサ４１、いびき音を検出する音センサ、胸の動きを検出する動作センサ４３、腹の動きを検出する動作センサ４４、及び足の筋肉の動きを検出する動作センサ４５が取り付けられている。そして簡易ＰＳＧ２Ｐは、被験者Ｈの体幹部に取り付けられている。
【０１２６】
簡易ＰＳＧ２Ｐには、各センサによる計測データを格納するメモリ部と、上記３軸加速度センサ２２のような体傾斜検出手段が内蔵されている。このような簡易ＰＳＧ２Ｐを用いて被験者から所定の計測データを取得し、これをＰＣ本体部３０へダウンロード可能な構成としておけば、前記角度別ＡＨＩ算出部３３４において、体の傾き角の角度別にスクリーニングして、各々の角度において発生している無呼吸及び低呼吸に由来するＤｉｐの数をカウントする演算を行わせることができる。
【０１２７】
このような角度別ＡＨＩ算出部３３３の演算結果を用いれば、特定の被験者につき、体の傾き角に応じたＤｉｐ数ヒストグラムを作成することが可能となる。図２０は、特定の被験者Ｃについて求められた前記ヒストグラムの一例を示すものである。この被験者Ｃの場合、体の傾き角が４０°〜−５０°の範囲にあるときＤｉｐの発生頻度が多く、すなわち前記傾き角にあるときに無呼吸症状乃至は低呼吸症状が発生すると判定することができる。従って、被験者Ｃについては、例えば体の傾き角を４０°以上に固定できるような枕等を適用することで、無呼吸症状乃至は低呼吸症状の発生を抑止できる旨の診断（治療）が行えるようになる。
【０１２８】
適正傾き角演算部３３５は、前記角度別ＯＤＩ算出部３３３若しくは角度別ＡＨＩ算出部３３３の演算結果に基づいて、当該被験者においてＤｉｐが発生しない（発生頻度が所定回数よりも少ない）体の傾き角を、無呼吸症状が発生しない適正傾き角として求める演算を行う。このような適正傾き角演算部３３５を設けることで、当該被験者において無呼吸症状の発生を抑止できる体の傾き角を直ちに把握できるデータを提供可能となる。
【０１２９】
ヒストグラム算出部３３６は、前記角度別ＯＤＩ算出部３３３若しくは角度別ＡＨＩ算出部３３３の演算結果に基づいて、先に説明した体の傾き角と発生Ｄｉｐ数との関係を示すヒストグラムを作成する。このようなヒストグラム（図１７、図１８、図２０参照）を求めることで、当該被験者において、体の傾き角と無呼吸症状乃至は低呼吸症状との因果関係が明確に把握できるようになる。
【０１３０】
表示制御部３４は、前記演算部３３で求められる各種データを、所定の画像に形成して表示部３７に表示させたり、出力部３８に出力させたりする機能部であり、例えばデータ合成部３３１で生成される図１６に示したような合成データ画像を形成して表示部３７へ表示させる。この他表示制御部３４は、ＯＤＩ表示データ生成部３４１、ＡＨＩ表示データ生成部３４２及び体位関連表示データ生成部３４３等を備えている。
【０１３１】
ＯＤＩ表示データ生成部３４１は、操作部３６からの表示指示に応じて、前記角度別ＯＤＩ算出部３３３及びヒストグラム算出部３３６にて求められるデータを使用して、ＯＤＩに関する所定の表示・出力データを作成する。例えば、図１７、図１８に示すようなヒストグラム画像を形成して表示部３７、出力部３８へ表示、出力させる。また、ＡＨＩ表示データ生成部３４２は、同様に操作部３６からの表示指示に応じて、前記角度別ＡＨＩ算出部３３４及びヒストグラム算出部３３６にて求められるデータを使用して、ＡＨＩに関する所定の表示・出力データを作成する。例えば、図２０に示すようなヒストグラム画像を形成して表示部３７、出力部３８へ表示、出力させる。この他、ＯＤＩ表示データ生成部３４１及びＡＨＩ表示データ生成部３４２は、操作部３６から、任意の傾き角度の指定を受けて、その傾き角範囲についてのＯＤＩやＡＨＩを表示・出力させるデータを作成可能とすることが望ましい。
【０１３２】
体位関連表示データ生成部３４３は、傾き角算出部３２で算出されている体の傾き角データを、体方位に変換して表示させる。例えば、図２１（ａ）に示すような体の傾き角の時間変化についてのデータが取得されている場合において、これを表示部３７に表示させると共に、カーソルにて任意の点が指定されたときに、これを体方位として表示させることが可能な表示データを生成する。これは、体位状態を数値的に角度情報で表示するよりも、体方位として表示した方が便宜的な場合があるからである。
【０１３３】
この場合、例えば図２１（ｂ）に示すように、体方位を仰臥位、腹臥位、左右側臥位の４つに区画し、各体方位と傾き角との関係を図２１（ｃ）に示すように定義することができる。なお、上記４つの区画をさらに２つに細分化して、８つの区画に分けて表示させるようにしても良い。
【０１３４】
Ｉ／Ｆ部３５１は、当該ＰＣ本体部３０と前記パルスオキシメータ２とのデータ通信を可能とするためのインターフェイスである。ＲＡＭ３５２には、パルスオキシメータ２のメモリ部２５からダウンロードされた計測データや、ＰＣ本体部３０の各部で求められるデータ類が一時的に格納される。ＲＯＭ３５３には、当該ＰＣ本体部３０（或いは睡眠評価システムＳ）を動作させる動作プログラム等が格納される。
【０１３５】
（動作フローの説明）
以上の通り構成された睡眠評価システムＳの動作について、図２２〜図２６に示すフローチャートに基づき、必要に応じて図１１、図１２のブロック図等を参照しながら説明する。図２２は、当該睡眠評価システムＳの全体的な動作フローを示すフローチャートである。ここでは、図３に示すように、特定の被験者Ｈに対してパルスオキシメータ２を装着し、ＳｐＯ2値と体の傾き角とを並行的に計測し、当該被験者Ｈについて角度別ＯＤＩを求めるケースについてのフローを説明する。
【０１３６】
先ず、パルスオキシメータ２を被験者Ｈの体に装着する（ステップＳ１）。具体的には、パルスオキシメータ本体部２００を体着ベルト２０８（装着手段）を用いて体幹部に取り付けると共に、プローブ２１を測定指にクリッピングする（図２、図３参照）。この後、計測が開始されるが、被験者Ｈが睡眠に入るまでの時間を考慮して、所定時間経過後に計測が開始されるようタイマーセットを行うようにしても良い。
【０１３７】
計測が開始されると、所定のサンプリング周期であるかが確認され（ステップＳ２）、前記サンプリング周期が到来すると（ステップＳ２でＹｅｓ）、プローブ２１により被験者ＨのＳｐＯ2値に関する計測データが取得され、また３軸加速度センサ２２により被験者Ｈの体の傾き角に関する計測データが取得される（ステップＳ３）。その後、Ａ／Ｄ変換や所定の演算処理が行われた後に、これら計測データがパルスオキシメータ２のメモリ部２５（図１１参照）へ格納される（ステップＳ４）。
【０１３８】
そして、計測を終了するかが確認され（ステップＳ５）、所定の計測期間中である場合（ステップＳ５でＮｏ）は、前記ステップＳ２に戻って処理が繰り返される。なお、被験者Ｈが用足し等で中途覚醒した場合も、計測が継続される。一方、所定の計測期間が終了した場合や、被験者Ｈが所定の計測期間中に完全覚醒して計測動作を強制終了させたような場合（ステップＳ５でＹｅｓ）は、ここでパルスオキシメータ２を用いた計測動作は終了する。
【０１３９】
その後、図２に示すように、パルスオキシメータ２とＰＣ３とがＵＳＢケーブル２０７で接続され、パルスオキシメータ２に格納されている計測データがＰＣ３側へダウンロードされる（ステップＳ６）。つまり、パルスオキシメータ２のメモリ部２５に格納されているＳｐＯ2値及び体の傾き角に関する計測データが、Ｉ／Ｆ部２８、３５１を介して、ＰＣ本体部３０のＲＡＭ３５２へ一時的に格納される（図１２参照）。
【０１４０】
そして、ＳｐＯ2値算出部３１及び傾き角算出部３２により、ダウンロードされた計測データの解析が行われる（ステップＳ７）。具体的には、ＳｐＯ2値算出部３１は、被験者Ｈの無呼吸状態に起因するＳｐＯ2値の低下回数を求める演算処理を行う。また、傾き角算出部３２は、被験者の睡眠期間中における体の傾き角の時間変化に関するデータを算出する。
【０１４１】
続いて、演算部３３のデータ合成部３３１により、ＳｐＯ2曲線と体の傾き角の時間変化に関するデータとを同一時間軸上に展開することで、これらの合成データが生成される（ステップＳ８）。そして、この合成データに基づいて、角度別ＯＤＩ算出部３３３により各々の角度において発生しているＤｉｐの数をカウントする演算が行われ、角度別ＯＤＩが求められる（ステップＳ９）。
【０１４２】
しかる後、ヒストグラム算出部３３６により、当該被験者Ｈにおいて、いかなる体位状態において無呼吸症状が発生しているかを、体の傾き角という角度情報に関連付けて把握するために、体の傾き角と発生Ｄｉｐ数との関係を示すヒストグラムが作成される（ステップＳ１０）。そして、操作部３６からの指令に応じて、表示制御部３４により、前記ヒストグラム等が適宜な画像として、表示部３７、出力部３８に表示、出力され（ステップＳ１１）、処理が完了する。以上が全体的な動作フローであるが、続いて上記ステップＳ３、ステップＳ７及びステップＳ９の詳細フローについて個別に説明する。
【０１４３】
図２３は、図２２のフローチャートのステップＳ３における、ＳｐＯ2の計測ステップの詳細を示すフローチャートである。所定のサンプリング周期が到来すると、プローブ２１に備えられている赤色ＬＥＤ２１１Ｒ若しくは赤外ＬＥＤ２１１ＩＲ（図４参照）が発光され、測定指Ｆに向けて赤色光若しくは赤外光が射出される（ステップＳ２１）。その発光に同期して、受光部２１２により、測定指Ｆを透過した透過光が受光され（ステップＳ２２）、受光した光強度に応じたアナログ電流出力が受光回路２１２Ｃに取得される（ステップＳ２３）。
【０１４４】
前記アナログ電流出力は、第１Ａ／Ｄ変換部２３１（図１１参照）によりデジタル計測信号に変換される（ステップＳ２４）。そして、ＳｐＯ2カウント値検出部２４１により、当該サンプリング周期における前記デジタル計測信号に対応したＳｐＯ2のカウント値が求められる（ステップＳ２５）。このＳｐＯ2カウント値は、メモリ部２５の計測データ格納部２５１に、当該カウント値取得時刻データに関連付けて格納されることになる。以上のようなルーチンが、所定のサンプリング周期毎に繰り返される。
【０１４５】
図２４は、図２２のフローチャートのステップＳ３における、体の傾き角検出ステップの詳細を示すフローチャートである。所定のサンプリング周期が到来すると、３軸加速度センサ２２（図１１参照）が備えるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各センサ出力値（アナログ電流信号）が取り出される。このアナログ電流信号は、電流／電圧変換され、前記Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸毎のアナログ電圧信号Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚとして検出される（ステップＳ３１）。
【０１４６】
前記アナログ電圧信号Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚは、第２Ａ／Ｄ変換部２３２によりデジタル計測信号に変換される（ステップＳ３２）。そして体傾斜カウント値検出部２４３により、
当該サンプリング周期における前記デジタル計測信号に対応したＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の傾き角に相当するカウント値Ｐｘ、Ｐｙ、Ｐｚが求められる（ステップＳ３３）。
【０１４７】
続いて、データ補正部２４３により、３軸加速度センサ２２のパルスオキシメータ２への取り付け誤差に起因する軸ずれを補正するために、予め補正量記憶部２５２に格納されている補正量カウント値Ｘ0、Ｙ0、Ｚ0を用いて、取得されたカウント値Ｐｘ、Ｐｙ、Ｐｚのデータ補正が行われる（ステップＳ３４）。このデータ補正後の傾き角カウント値Ｐｘ、Ｐｙ、Ｐｚは、メモリ部２５の計測データ格納部２５１に、当該カウント値取得時刻データに関連付けてそれぞれ格納されることになる。以上のようなルーチンが、所定のサンプリング周期毎に繰り返される。
【０１４８】
次に図２５は、図２２のフローチャートのステップＳ７における、ＳｐＯ2計測データ解析の詳細を示すフローチャートである。先ず、ＳｐＯ2値算出部３１の時系列データ生成部３１１（図１２参照）により、ダウンロードにより取得されたＳｐＯ2カウント値を時間軸に展開して、ＳｐＯ2曲線についてのデータが作成される（ステップＳ４１）。このデータは、図１３に示すような、ＳｐＯ2の時間変化を示すデータとなるが、実際はＲＡＭ３５２等にロードされたデータである。
【０１４９】
以下、Ｄｉｐ検出部３１２により上記ステップＳ４１で求められたＳｐＯ2曲線を用いて、時間軸上の任意のポイント（例えば上述のサンプリング周期毎のポイント）に順次判定点ｎを置き、前記ｎ点におけるＳｐＯ2カウント値について、次のような処理が実行され、「有意なＤｉｐ」が検出される。すなわち、最初にｎ＝ｋとし（ステップＳ４２）、このｎ点と、該ｎ点に隣接するｎ＋１点とのＳｐＯ2カウント値が比較される（ステップＳ４３）。
【０１５０】
そして、ｎ点に比べてｎ＋１点のＳｐＯ2カウント値が低下しているかが判定される（ステップＳ４４）。もし、ＳｐＯ2カウント値が低下していない場合（ステップＳ４４でＮｏ）、Ｄｉｐは発生していないことになるので、ｋ＝ｋ＋１の加算処理が実行され（ステップＳ４５）、ステップＳ４２に戻って、時間軸上の次のポイントを基準とする処理が繰り返される。
【０１５１】
上記ＳｐＯ2カウント値が低下している場合（ステップＳ４４でＹｅｓ）、Ｄｉｐが発生している可能性があるので、ＳｐＯ2カウント値の上昇点が見つかるまで、前記ｎ点のポイントを時間軸上において進行させる。具体的には、ステップＳ４４で検出されたＤｉｐ開始点以降、ｎ点においてＳｐＯ2カウント値が上昇しているかが確認され（ステップＳ４６）、上昇していない場合（ステップＳ４６でＮｏ）、ｋ＝ｋ＋１の加算処理が実行されて前記ｎ点のポイントが進行され（ステップＳ４７）、ステップＳ４６の判定処理が繰り返される。
【０１５２】
一方、上昇している場合（ステップＳ４６でＹｅｓ）、１つのＤｉｐが終了傾向に入ったことを通常示すので、ここで検出されたＤｉｐ候補が、所定のＤｉｐ検出指標に適合するかが判定される（ステップＳ４８）。ここでのＤｉｐ検出指標としては、前述のようにＳｐＯ2曲線の低下勾配、低下度、低下状態持続時間などを用いることができるが、回復時間や上昇度（Ｄｉｐの開始点の水準にＳｐＯ2カウント値が復帰する時間やスピード）なども指標とする場合は、前記ステップＳ４６に続いてＳｐＯ2カウント値が元の水準まで復帰したことを判定するステップが介入されることになる。なお、ＳｐＯ2カウント値の低下又は上昇の判定を行うにあたり、移動平均を取って予めデータを平滑化しておいても良い。
【０１５３】
上記Ｄｉｐ候補が、所定のＤｉｐ検出指標に適合している場合（ステップＳ４８でＹｅｓ）、Ｄｉｐ検出部３１２はこれを１つの有意なＤｉｐと判定し、そのＤｉｐを時刻情報に関連付けてＲＡＭ３５２等に登録する（ステップＳ４９）。この場合、前記Ｄｉｐ検出指標への適合性は、Ｄｉｐ閾値設定部３１３に格納されている閾値情報に基づいて行われる。例えば低下度の場合、図１３に示されているＤｉｐ１〜３のいずれか又は複数の指標を用いて、そのような指標を当該Ｄｉｐ候補が満足しているかがＤｉｐ検出部３１２により判定されることになる。
【０１５４】
なお、所定のＤｉｐ検出指標に適合していない場合（ステップＳ４８でＮｏ）、ｋ＝ｋ＋１の加算処理を実行させて前記ｎ点のポイントを進行させ（ステップＳ４５）、ステップＳ４２に戻って次のＤｉｐを捜す処理が繰り返される。また、上記ステップＳ４９の登録処理後、次の判定ポイントが残っている場合も（ステップＳ５０でＮｏ）、同様にステップＳ４２に戻って次のＤｉｐを捜す処理が繰り返されることとなる。以上が、ＳｐＯ2計測データ解析ルーチンである。
【０１５５】
図２６は、図２２のフローチャートのステップＳ７における、体の傾き角計測データ解析の詳細を示すフローチャートである。先ず、ダウンロードにより取得されたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の傾き角に相当するカウント値Ｐｘ、Ｐｙ、Ｐｚについてのデータが、ＲＡＭ３５２等にロードされる（ステップＳ５１）。このデータは、傾き角カウント値の時間変化を示すデータである。
【０１５６】
次に、傾き角算出部３２のＸ軸傾き角検出部３２１、Ｙ軸傾き角検出部３２２及びＺ軸傾き角検出部３２３により、それぞれＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の傾き角α、β、θｚが算出される（ステップＳ５２）。そして、傾き角データ生成部３２４により、Ｘ軸の傾き角αの時間変化に基づいて被験者が座位にある期間が求められ、またＹ軸の傾き角βとＺ軸の傾き角θｚに基づいて、当該被験者Ｈについて体の傾き角の時間変化に関するデータが求められる（ステップＳ５３）。このデータは、例えば図１５に示されているような、データである。以上が、体の傾き角計測データ解析ルーチンである。
【０１５７】
最後に、図２７は、図２２のフローチャートの角度別ＯＤＩ検出ステップ（ステップＳ９）の詳細を示すフローチャートである。ここでは、先の図２５に示したフローで検出され、登録されているＤｉｐについて、図２６に示したフローで求められた体の傾き角の時間変化データとを対応させて、各々の傾き角において発生しているＤｉｐの数をカウントする処理を行う。
【０１５８】
先ず、例えばＲＡＭ３５２に時系列順に格納されている最初のＤｉｐが検出され（ステップＳ６１）、演算部３３のデータ選別部３３２によるデータ選別動作、つまりそのＤｉｐが検出された位置におけるＸ軸の傾き角αが４５°以上であるかが判定される（ステップＳ６２）。もし、α≧４５°の場合（ステップＳ６２でＹｅｓ）、それは被験者Ｈが座位にあるときの無効データであるので、これをＤｉｐとしてカウントしない処理（無効化処理）がなされ（ステップＳ６３）、ステップＳ６１に戻って次のＤｉｐを検出する処理が行われる。
【０１５９】
一方、α≧４５°の要件を満たさない場合（ステップＳ６２でＮｏ）、角度別ＯＤＩ算出部３３３により、Ｙ軸の傾き角βとＺ軸の傾き角θｚに基づいて、そのＤｉｐについて被験者Ｈの体の傾き角が検出される（ステップＳ６４）。そして、所定の角度別（例えば５°単位）に、前記Ｄｉｐをカウントする処理が行われる（ステップＳ６５）。そして、登録されたＤｉｐが残存しているかが確認され（ステップＳ６６）、残存している場合は（ステップＳ６６でＮｏ）、ステップＳ６１に戻って次のＤｉｐを検出する処理が行われる。以上のような処理が、登録された全てのＤｉｐについて行われるものである。なお、角度別ＡＨＩを検出する場合も、このフローに準じた処理を実行すればよい。
【０１６０】
（変形実施形態の説明）
以上、本発明の実施形態を、専らＳＡＳの診断用途としての、被験者の無呼吸状態と体の傾き角との関係を計測する睡眠評価システムＳとして説明したが、これを応用して、ＳＡＳ患者である被験者に無呼吸状態が発生しない適正な睡眠環境を提供する睡眠支援システムとして実施することができる。
【０１６１】
図２８は、このような睡眠支援システムＳＴの構成を示す簡易的なブロック図である。この睡眠支援システムＳＴは、上記実施形態において説明したような、睡眠状態にある被験者Ｈについて体の傾き角と血中酸素飽和度とを所定のサンプリング周期で同時計測可能なパルスオキシメータ２（所定の計測手段）と、被験者Ｈを臥位状態で支持し回転軸５１１回りに回動して傾斜角が調整可能な寝台５１と、前記寝台５１の傾斜角度を調整する寝台駆動手段５２と、該寝台駆動手段５２により調整される寝台角度を設定する制御手段５３とを備えて構成されている。
【０１６２】
上記パルスオキシメータ２は、制御手段５３によりその測定動作が制御され、所定のサンプリング周期で体の傾き角と血中酸素飽和度に関する計測データとを取得する。またその計測データは、逐次制御手段５３へ送られる。このような計測データが、無呼吸症状を判定するのに必要な所定の期間だけ蓄積される。そして制御手段５３は、取得された計測データを時間軸に展開して、前記血中酸素飽和度の低下に基づく無呼吸状態と、被験者Ｈの体の傾き角との因果関係を評価して、当該被験者Ｈにおいて無呼吸状態が発生しない体の傾き角を求める処理を行う。
【０１６３】
このような無呼吸状態が発生しない体の傾き角（適正傾き角）が求められたら、制御手段５３は、前記寝台駆動手段５２に対して、設定寝台角度を前記適正傾き角とするような制御信号を送信する。寝台駆動手段５２はこれを受けて、寝台５１がそのような適正傾き角になるよう、寝台５１の傾斜角を調整する駆動を行うものである。なお、寝台５１の傾きが大きくなると、被験者Ｈが転回してしまう危険性があるので、寝台面の形状は図２８に示すようにＹ方向（図９参照）に凹面状とされている。さらに、寝台駆動手段５２は、寝台５１を所定の傾き角以上に傾かせないよう、所定の傾き上限値が設定されている。これにより、被験者Ｈの体位状態が、無呼吸状態が発生しない体の傾き角に調整され、被験者Ｈに対して適正な睡眠環境が提供されるようになる。
【０１６４】
また、本発明にかかる実施品の提供形態として、上述の睡眠評価システムＳとしてではなく、該睡眠評価システムＳが行う処理を実行する動作プログラムとして提供することもできる。このようなプログラムは、コンピュータに付属するフレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよびメモリカードなどのコンピュータ読取り可能な記録媒体にて記録させて、プログラム製品として提供することもできる。若しくは、図２に示すＰＣ本体部３０に備えられている記録媒体にて記録させて、プログラムを提供することもできる。また、ネットワークを介したダウンロードによって、プログラムを提供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１６５】
【図１】本発明の実施形態にかかる睡眠評価システム１の全体構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】所定のハード構成を備えた睡眠評価システムＳの一例を示す構成図である。
【図３】被験者へのパルスオキシメータ（評価パラメータ検出手段）の装着状態を示す説明図である。
【図４】上記パルスオキシメータの回路構成を概略的に示す回路図である。
【図５】３軸加速度センサの一例であるピエゾ抵抗型３軸加速度センサを示す図であって、（ａ）は当該３軸加速度センサの斜視図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は（ｂ）のａ−ａ線断面図である。
【図６】（ａ）は、Ｘ軸及びＹ軸方向における梁部変形状態を模式的に示す図であり、（ｂ）は、その電圧変化を検出するためのブリッジ回路を概略的に示す回路図である。
【図７】（ａ）は、Ｚ軸方向における梁部変形状態を模式的に示す図であり、（ｂ）は、その電圧変化を検出するためのブリッジ回路を概略的に示す回路図である。
【図８】加速度センサの姿勢を表現するにあたり、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の傾き角を定義するための説明図である。
【図９】図８に示すＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸と、被験者の臥位姿勢との関係を示す斜視図である。
【図１０】３軸加速度センサのパルスオキシメータ本体部への組み込み状態を模式的に示す図である。
【図１１】パルスオキシメータの電気的な機能構成を示すブロック図である。
【図１２】ＰＣ本体部（解析手段：処理手段）の電気的な機能構成を示すブロック図である。
【図１３】ＳｐＯ2曲線の一例を示すグラフ図である。
【図１４】前記ＳｐＯ2曲線において、Ｄｉｐの検出指標を模式的に示す図である。
【図１５】体の傾き角の時間変化に関するデータの一例を簡略的に示したタイムチャートである。
【図１６】ＳｐＯ2曲線と体の傾き角の時間変化との合成データの一例をグラフ化したタイムチャートである。
【図１７】特定の被験者Ａについて求められた無呼吸発生角度のヒストグラム（角度別ＯＤＩ）を示すグラフ図である。
【図１８】特定の被験者Ｂについて求められた無呼吸発生角度のヒストグラム（角度別ＯＤＩ）を示すグラフ図である。
【図１９】簡易ＰＳＧと、ＡＨＩデータを被験者Ｈから計測するための各種センサの配置構成を示す図である。
【図２０】特定の被験者Ｃについて求められた無呼吸乃至は低呼吸発生角度のヒストグラム（角度別ＡＤＩ）を示すグラフ図である。
【図２１】体位関連表示データの表示例を示す図である。
【図２２】睡眠評価システムＳの全体的な動作フローを示すフローチャートである。
【図２３】図２２のフローチャートのステップＳ３における、ＳｐＯ2の計測ステップの詳細を示すフローチャートである。
【図２４】図２２のフローチャートのステップＳ３における、体の傾き角検出ステップの詳細を示すフローチャートである。
【図２５】図２２のフローチャートのステップＳ７における、ＳｐＯ2計測データ解析の詳細を示すフローチャートである。
【図２６】図２２のフローチャートのステップＳ７における、体の傾き角計測データ解析の詳細を示すフローチャートである。
【図２７】図２２のフローチャートの角度別ＯＤＩ検出ステップ（ステップＳ９）の詳細を示すフローチャートである。
【図２８】本発明の変形実施形態にかかる睡眠支援システムＳＴの構成を示す簡易的なブロック図である。
【図２９】ＳｐＯ2の時間変化と、実際の体位変化との関係を示すグラフ図である。
【図３０】従来技術における体方位検出についての説明図である。
【図３１】方向表示部を有するパルスオキシメータを示す平面図である。
【符号の説明】
【０１６６】
１、Ｓ 睡眠評価システム
１１ 評価パラメータ検出手段
１２ 体傾斜検出手段
１３ 記憶手段
１４ 制御手段
１５ 解析手段（処理手段）
２ パルスオキシメータ
２０８ 体着ベルト（装着手段）
２１ プローブ（評価パラメータ検出手段）
２２ ３軸加速度センサ（体傾斜検出手段）
２５ メモリ部（記憶手段）
２６ 制御部（制御手段）
３ パーソナルコンピュータ；ＰＣ
３０ ＰＣ本体部（解析手段：処理手段）
３１ ＳｐＯ2値算出部
３２ 傾き角算出部
３３ 演算部
３３１ データ合成部
３３２ データ選別部
３３３ 角度別ＯＤＩ算出部
３３４ 角度別ＡＨＩ算出部
３３５ 適正傾き角演算部
３４ 表示制御部
ＳＴ 睡眠支援システム
Ｈ 被験者
【特許請求の範囲】
【請求項１】
睡眠状態にある被験者について体の傾き角と血中酸素飽和度とを所定のサンプリング周期で並行的に計測し、
取得された計測データを時間軸に展開して、前記血中酸素飽和度の低下に基づく無呼吸状態と、被験者の体の傾き角との因果関係を評価することを特徴とする睡眠評価方法。
【請求項２】
睡眠状態にある人体が無呼吸状態に陥ることで変動する所定の評価パラメータを被験者について計測する評価パラメータ検出手段と、
被験者の体の傾き状態を角度情報として検出可能な体傾斜検出手段と、
前記評価パラメータ検出手段及び体傾斜検出手段により計測される計測データを格納する記憶手段と、
前記評価パラメータ検出手段及び体傾斜検出手段により、所定のサンプリング周期で被験者について前記所定の評価パラメータと体の傾き角とを計測させ、その計測データを前記記憶手段に格納させる制御手段と
を具備することを特徴とする睡眠評価システム。
【請求項３】
前記評価パラメータ検出手段が、被験者の血酸中素飽和度を検出する血中酸素飽和度測定手段であることを特徴とする請求項２記載の睡眠評価システム。
【請求項４】
前記記憶手段に格納された計測データに基づき、前記所定の評価パラメータ又は前記血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係を解析して、被験者の無呼吸状態と身体の傾き角との関係を求める解析手段をさらに備えることを特徴とする請求項２又は３記載の睡眠評価システム。
【請求項５】
前記解析手段が、血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係に加え、少なくとも呼吸器系の気流、胴体部分の動きに関する計測データとの関係を解析して、被験者の無呼吸状態及び低呼吸状態と身体の傾き角との関係を求めることを特徴とする請求項４記載の睡眠評価システム。
【請求項６】
前記体傾斜検出手段が、被験者の体位状態につき少なくとも座位状態又は臥位状態の別を判別可能とされており、
前記体位状態の別に関する情報も、前記記憶手段に格納されることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の睡眠評価システム。
【請求項７】
前記体傾斜検出手段が、３軸加速度センサを備えて構成され、
前記３軸加速度センサの第１軸の出力が被験者の体の傾き角計測用に、第２軸の出力が座位状態と臥位状態との判別用に、第３軸の出力が臥位における仰臥位と腹臥位との判別用に用いられることを特徴とする請求項６記載の睡眠評価システム。
【請求項８】
前記解析手段は、前記体位状態が臥位状態であるときの計測データを用いて、前記所定の評価パラメータ又は前記血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係を解析することを特徴とする請求項６記載の睡眠評価システム。
【請求項９】
被験者の血中酸素飽和度に関する計測データを取得する血中酸素飽和度計測部と、被験者の体の傾き角に関する計測データを取得する体傾斜検出部と、血中酸素飽和度計測部及び体傾斜検出部により計測される計測データを格納する記憶部と、前記血中酸素飽和度計測部及び体傾斜検出部により、所定のサンプリング周期で被験者について前記血中酸素飽和度と体の傾き角とに関する計測データを取得させ、その計測データを前記記憶部に格納させる制御部とを有するパルスオキシメータと、
前記パルスオキシメータの体傾斜検出部を被験者の体幹部に装着する装着手段と、
前記パルスオキシメータの記憶部に格納されている計測データを取得して、前記血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係を解析して表示する処理手段とを具備することを特徴とする睡眠評価システム。
【請求項１０】
前記処理手段は、前記計測データを時間軸に展開して、前記血中酸素飽和度の低下ピークと被験者の体の傾き角との関係を表示させる表示制御部を有することを特徴とする請求項９記載の睡眠評価システム。
【請求項１１】
前記処理手段は、前記血中酸素飽和度の低下ピークの発生頻度と、被験者の体の傾き角との関係をヒストグラム化するためのヒストグラム演算部を有することを特徴とする請求項９記載の睡眠評価システム。
【請求項１２】
前記処理手段は、前記血中酸素飽和度の低下ピークが発生しない被験者の体の傾き角を、無呼吸状態が発生しない適正傾き角として求める演算部を有することを特徴とする請求項１１記載の睡眠評価システム。
【請求項１３】
前記パルスオキシメータの体傾斜検出部が、被験者の体位状態につき少なくとも座位状態又は臥位状態の別を判別可能とされると共に、この体位状態の別に関する情報も前記記憶部に格納される構成とされ、
前記処理手段は、前記体位状態が臥位状態であるときの計測データを選別するデータ選別部を有することを特徴とする請求項９記載の睡眠評価システム。
【請求項１４】
被験者の血中酸素飽和度に関する計測データを取得する血中酸素飽和度計測部と、
被験者の体の傾き角に関する計測データを取得する体傾斜検出部と、
血中酸素飽和度計測部及び体傾斜検出部により計測される計測データを格納する記憶部と、
前記血中酸素飽和度計測部及び体傾斜検出部により、所定のサンプリング周期で被験者について前記血中酸素飽和度と体の傾き角とに関する計測データを取得させ、その計測データを前記記憶部に格納させる制御部と
を有することを特徴とするパルスオキシメータ。
【請求項１５】
前記パルスオキシメータには所定の表示部と処理部とが備えられており、
前記処理部は、前記記憶部に格納されている計測データを取得して、前記血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係を解析して前記表示部に表示させる機能を具備することを特徴とする請求項１４記載のパルスオキシメータ。
【請求項１６】
前記パルスオキシメータの外装面に、当該パルスオキシメータの被験者への標準装着方向を表示する方向表示部が備えられていることを特徴とする請求項１４記載のパルスオキシメータ。
【請求項１７】
睡眠状態にある人体が無呼吸状態に陥ることで変動する所定の評価パラメータを被験者について計測する評価パラメータ検出手段と、被験者の体の傾き状態を角度情報として検出可能な体傾斜検出手段と、前記評価パラメータ検出手段及び体傾斜検出手段により計測される計測データを格納する記憶手段と、所定の解析手段とから構成される睡眠評価システムの動作プログラムであって、
前記評価パラメータ検出手段及び体傾斜検出手段により、所定のサンプリング周期で被験者について前記所定の評価パラメータと体の傾き角とを計測させて計測データを取得させるステップと、
前記計測データを前記記憶手段に格納させるステップと、
前記解析手段に、前記記憶手段に格納された計測データに基づき、前記所定の評価パラメータの変動と被験者の体の傾き角との関係を解析させるステップと
を少なくとも実行させることを特徴とする睡眠評価システムの動作プログラム。
【請求項１８】
被験者の血中酸素飽和度に関する計測データを取得する血中酸素飽和度計測部と、被験者の体の傾き角に関する計測データを取得する体傾斜検出部と、血中酸素飽和度計測部及び体傾斜検出部により計測される計測データを格納する記憶部とを備えるパルスオキシメータと、所定処理手段とから構成される睡眠評価システムの動作プログラムであって、
前記血中酸素飽和度計測部及び体傾斜検出部により、所定のサンプリング周期で被験者について前記血中酸素飽和度と体の傾き角とに関する計測データを取得させるステップと、
前記計測データを前記記憶部に格納させるステップと、
前記処理手段に、パルスオキシメータの記憶部に格納されている計測データを取得して、前記血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係を解析して表示する処理ステップと
を少なくとも実行させることを特徴とする睡眠評価システムの動作プログラム。
【請求項１９】
被験者を臥位状態で支持可能な寝台と、前記寝台の傾斜角度を調整する寝台駆動手段と、前記寝台駆動手段により調整される寝台角度を設定する制御手段とを備え、
前記制御手段は、所定の計測手段により前記寝台において睡眠状態にある被験者について体の傾き角と血中酸素飽和度とを所定のサンプリング周期で同時計測させ、
取得された計測データを時間軸に展開して、前記血中酸素飽和度の低下に基づく無呼吸状態と、被験者の体の傾き角との因果関係を評価して、当該被験者において無呼吸状態が発生しない体の傾き角を求め、
前記無呼吸状態が発生しない体の傾き角を、前記寝台駆動手段に対する設定寝台角度として出力可能とされていることを特徴とする睡眠支援システム。
【請求項１】
睡眠状態にある被験者について体の傾き角と血中酸素飽和度とを所定のサンプリング周期で並行的に計測し、
取得された計測データを時間軸に展開して、前記血中酸素飽和度の低下に基づく無呼吸状態と、被験者の体の傾き角との因果関係を評価することを特徴とする睡眠評価方法。
【請求項２】
睡眠状態にある人体が無呼吸状態に陥ることで変動する所定の評価パラメータを被験者について計測する評価パラメータ検出手段と、
被験者の体の傾き状態を角度情報として検出可能な体傾斜検出手段と、
前記評価パラメータ検出手段及び体傾斜検出手段により計測される計測データを格納する記憶手段と、
前記評価パラメータ検出手段及び体傾斜検出手段により、所定のサンプリング周期で被験者について前記所定の評価パラメータと体の傾き角とを計測させ、その計測データを前記記憶手段に格納させる制御手段と
を具備することを特徴とする睡眠評価システム。
【請求項３】
前記評価パラメータ検出手段が、被験者の血酸中素飽和度を検出する血中酸素飽和度測定手段であることを特徴とする請求項２記載の睡眠評価システム。
【請求項４】
前記記憶手段に格納された計測データに基づき、前記所定の評価パラメータ又は前記血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係を解析して、被験者の無呼吸状態と身体の傾き角との関係を求める解析手段をさらに備えることを特徴とする請求項２又は３記載の睡眠評価システム。
【請求項５】
前記解析手段が、血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係に加え、少なくとも呼吸器系の気流、胴体部分の動きに関する計測データとの関係を解析して、被験者の無呼吸状態及び低呼吸状態と身体の傾き角との関係を求めることを特徴とする請求項４記載の睡眠評価システム。
【請求項６】
前記体傾斜検出手段が、被験者の体位状態につき少なくとも座位状態又は臥位状態の別を判別可能とされており、
前記体位状態の別に関する情報も、前記記憶手段に格納されることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の睡眠評価システム。
【請求項７】
前記体傾斜検出手段が、３軸加速度センサを備えて構成され、
前記３軸加速度センサの第１軸の出力が被験者の体の傾き角計測用に、第２軸の出力が座位状態と臥位状態との判別用に、第３軸の出力が臥位における仰臥位と腹臥位との判別用に用いられることを特徴とする請求項６記載の睡眠評価システム。
【請求項８】
前記解析手段は、前記体位状態が臥位状態であるときの計測データを用いて、前記所定の評価パラメータ又は前記血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係を解析することを特徴とする請求項６記載の睡眠評価システム。
【請求項９】
被験者の血中酸素飽和度に関する計測データを取得する血中酸素飽和度計測部と、被験者の体の傾き角に関する計測データを取得する体傾斜検出部と、血中酸素飽和度計測部及び体傾斜検出部により計測される計測データを格納する記憶部と、前記血中酸素飽和度計測部及び体傾斜検出部により、所定のサンプリング周期で被験者について前記血中酸素飽和度と体の傾き角とに関する計測データを取得させ、その計測データを前記記憶部に格納させる制御部とを有するパルスオキシメータと、
前記パルスオキシメータの体傾斜検出部を被験者の体幹部に装着する装着手段と、
前記パルスオキシメータの記憶部に格納されている計測データを取得して、前記血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係を解析して表示する処理手段とを具備することを特徴とする睡眠評価システム。
【請求項１０】
前記処理手段は、前記計測データを時間軸に展開して、前記血中酸素飽和度の低下ピークと被験者の体の傾き角との関係を表示させる表示制御部を有することを特徴とする請求項９記載の睡眠評価システム。
【請求項１１】
前記処理手段は、前記血中酸素飽和度の低下ピークの発生頻度と、被験者の体の傾き角との関係をヒストグラム化するためのヒストグラム演算部を有することを特徴とする請求項９記載の睡眠評価システム。
【請求項１２】
前記処理手段は、前記血中酸素飽和度の低下ピークが発生しない被験者の体の傾き角を、無呼吸状態が発生しない適正傾き角として求める演算部を有することを特徴とする請求項１１記載の睡眠評価システム。
【請求項１３】
前記パルスオキシメータの体傾斜検出部が、被験者の体位状態につき少なくとも座位状態又は臥位状態の別を判別可能とされると共に、この体位状態の別に関する情報も前記記憶部に格納される構成とされ、
前記処理手段は、前記体位状態が臥位状態であるときの計測データを選別するデータ選別部を有することを特徴とする請求項９記載の睡眠評価システム。
【請求項１４】
被験者の血中酸素飽和度に関する計測データを取得する血中酸素飽和度計測部と、
被験者の体の傾き角に関する計測データを取得する体傾斜検出部と、
血中酸素飽和度計測部及び体傾斜検出部により計測される計測データを格納する記憶部と、
前記血中酸素飽和度計測部及び体傾斜検出部により、所定のサンプリング周期で被験者について前記血中酸素飽和度と体の傾き角とに関する計測データを取得させ、その計測データを前記記憶部に格納させる制御部と
を有することを特徴とするパルスオキシメータ。
【請求項１５】
前記パルスオキシメータには所定の表示部と処理部とが備えられており、
前記処理部は、前記記憶部に格納されている計測データを取得して、前記血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係を解析して前記表示部に表示させる機能を具備することを特徴とする請求項１４記載のパルスオキシメータ。
【請求項１６】
前記パルスオキシメータの外装面に、当該パルスオキシメータの被験者への標準装着方向を表示する方向表示部が備えられていることを特徴とする請求項１４記載のパルスオキシメータ。
【請求項１７】
睡眠状態にある人体が無呼吸状態に陥ることで変動する所定の評価パラメータを被験者について計測する評価パラメータ検出手段と、被験者の体の傾き状態を角度情報として検出可能な体傾斜検出手段と、前記評価パラメータ検出手段及び体傾斜検出手段により計測される計測データを格納する記憶手段と、所定の解析手段とから構成される睡眠評価システムの動作プログラムであって、
前記評価パラメータ検出手段及び体傾斜検出手段により、所定のサンプリング周期で被験者について前記所定の評価パラメータと体の傾き角とを計測させて計測データを取得させるステップと、
前記計測データを前記記憶手段に格納させるステップと、
前記解析手段に、前記記憶手段に格納された計測データに基づき、前記所定の評価パラメータの変動と被験者の体の傾き角との関係を解析させるステップと
を少なくとも実行させることを特徴とする睡眠評価システムの動作プログラム。
【請求項１８】
被験者の血中酸素飽和度に関する計測データを取得する血中酸素飽和度計測部と、被験者の体の傾き角に関する計測データを取得する体傾斜検出部と、血中酸素飽和度計測部及び体傾斜検出部により計測される計測データを格納する記憶部とを備えるパルスオキシメータと、所定処理手段とから構成される睡眠評価システムの動作プログラムであって、
前記血中酸素飽和度計測部及び体傾斜検出部により、所定のサンプリング周期で被験者について前記血中酸素飽和度と体の傾き角とに関する計測データを取得させるステップと、
前記計測データを前記記憶部に格納させるステップと、
前記処理手段に、パルスオキシメータの記憶部に格納されている計測データを取得して、前記血中酸素飽和度の変動と被験者の体の傾き角との関係を解析して表示する処理ステップと
を少なくとも実行させることを特徴とする睡眠評価システムの動作プログラム。
【請求項１９】
被験者を臥位状態で支持可能な寝台と、前記寝台の傾斜角度を調整する寝台駆動手段と、前記寝台駆動手段により調整される寝台角度を設定する制御手段とを備え、
前記制御手段は、所定の計測手段により前記寝台において睡眠状態にある被験者について体の傾き角と血中酸素飽和度とを所定のサンプリング周期で同時計測させ、
取得された計測データを時間軸に展開して、前記血中酸素飽和度の低下に基づく無呼吸状態と、被験者の体の傾き角との因果関係を評価して、当該被験者において無呼吸状態が発生しない体の傾き角を求め、
前記無呼吸状態が発生しない体の傾き角を、前記寝台駆動手段に対する設定寝台角度として出力可能とされていることを特徴とする睡眠支援システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【公開番号】特開２００６−２０４７４２（Ｐ２００６−２０４７４２Ａ）
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２３６７４（Ｐ２００５−２３６７４）
【出願日】平成１７年１月３１日（２００５．１．３１）
【出願人】（３０３０５０１６０）コニカミノルタセンシング株式会社 (175)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月３１日（２００５．１．３１）
【出願人】（３０３０５０１６０）コニカミノルタセンシング株式会社 (175)
【Ｆターム（参考）】
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