JP7130228B2 - typology discriminator - Google Patents
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Description
本発明は、夜間低酸素血症の類型を判別する技術に関する。 The present invention relates to a technique for discriminating types of nocturnal hypoxemia.
在宅で酸素吸入をする治療法である在宅酸素療法(HOT)を受ける施行者は、年々増加している。例えば、慢性閉塞性肺疾患(COPD)と呼ばれる患者、肺結核後遺症、間質性肺炎、心疾患、胸郭・脊柱疾患、神経筋疾患等がこの在宅酸素療法を受ける場合がある。 The number of practitioners who receive home oxygen therapy (HOT), which is a treatment method in which oxygen is inhaled at home, is increasing year by year. For example, patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD), aftereffects of pulmonary tuberculosis, interstitial pneumonia, heart disease, thoracic/spinal column disease, neuromuscular disease, etc. may receive this home oxygen therapy.
在宅酸素療法を受ける施行者は、夜間等の睡眠時に動脈血中の酸素が不足する状態である低酸素血症を引き起こす場合がある。睡眠時における対応は、酸素療法が用いられることが多い。具体的には、パルスオキシメータを指先や耳などに付けて、脈拍数と経皮的動脈血酸素飽和度(SpO2)を測定する。得られた経皮的動脈血酸素飽和度の値に応じて、供給する酸素量や濃度を決定し、酸素濃縮装置や酸素ボンベを使って、患者に決定された値の濃縮酸素を供給する治療が施されている。 Patients receiving home oxygen therapy may develop hypoxemia, which is a state in which oxygen in arterial blood is insufficient during sleep, such as at night. Oxygen therapy is often used as a response during sleep. Specifically, a pulse oximeter is attached to a fingertip or ear to measure the pulse rate and percutaneous arterial oxygen saturation (SpO 2 ). According to the value of percutaneous arterial blood oxygen saturation obtained, the amount and concentration of oxygen to be supplied are determined, and oxygen concentrators and oxygen cylinders are used to supply the determined value of concentrated oxygen to the patient. It has been subjected.
なお、関連する公知文献は存在しないと考えているが、呼吸信号から呼吸パターンを検出し、周波数スペクトルを計算してチェーンストークス呼吸の発生を検出する装置を特許文献1として挙示する。
Although we believe that there are no related publications,
しかしながら、患者の症状に適切に対応した治療が行われていない場合もある。具体的には、日中に一定の酸素流量を流す酸素療法が必要な患者に対して、夜間も同様の酸素流量を流し続ける酸素療法がおこなわれている場合などである。 However, there are cases in which the patient's symptoms are not appropriately treated. Specifically, this is the case where a patient who needs oxygen therapy with a constant oxygen flow rate during the day is receiving oxygen therapy with a constant oxygen flow rate at night.
これは夜間低酸素血症の類型は複数存在するが、一人の患者が複数の類型を含んでいる場合もあり複雑である。従って、検査施行医による所見の肉眼的評価だけで夜間低酸素血症の類型を判別することには限界がある。また、低酸素血症の状態によって臨機応変に治療方法を変更させることも望まれるが、医師や看護師が測定結果を常に監視することは非常に困難である。 Although there are multiple types of nocturnal hypoxemia, this is complicated because one patient may include multiple types. Therefore, there is a limit to distinguishing the type of nocturnal hypoxemia based only on gross evaluation of findings by the examining physician. In addition, it is desirable to change the treatment method flexibly depending on the state of hypoxemia, but it is very difficult for doctors and nurses to constantly monitor the measurement results.
また、夜間低酸素血症の類型を装置により判別しようとする場合、酸素飽和度ばかりでなく、脳波や眼球の動きなどをセンシングして総合的に判断させる場合が考えられるが、これでは、測定時の患者に負担が発生し、正確なデータが得られないことも懸念される。 In addition, when trying to discriminate the type of nocturnal hypoxemia with a device, it is conceivable to make a comprehensive judgment by sensing not only oxygen saturation but also brain waves and eyeball movements. There are also concerns about the burden on patients at times and the inability to obtain accurate data.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、酸素飽和度のみの情報に基づき、夜間低酸素血症の類型を判別することができる類型判別装置の提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a type discriminating apparatus capable of discriminating the type of nocturnal hypoxemia based only on information on oxygen saturation.
上記目的を達成するために、本発明の1つである類型判別装置は、被測定者の睡眠時における動脈血酸素飽和度の経時的変化に関する情報である酸素飽和度情報を取得する酸素飽和度情報取得部と、所定の第一期間内の酸素飽和度情報を周波数変換する変換部と、前記変換部により変換されたデータに基づき所定の周波数範囲内におけるパワーを抽出するパワー抽出部と、前記第一期間より長い所定の第二期間において前記パワー抽出部によって抽出されたパワーが第一閾値を超える時間の合計である超過期間を算出する時間算出部と、時間算出部により算出された超過期間が第二閾値以上の場合、間欠型の類型であると判定する判定部と、前記判定部による結果を報知する報知部とを備える。 In order to achieve the above object, a type discriminating apparatus as one aspect of the present invention provides oxygen saturation information that acquires oxygen saturation information, which is information about temporal changes in arterial blood oxygen saturation during sleep of a subject. an acquisition unit, a conversion unit that frequency-converts oxygen saturation information within a predetermined first period, a power extraction unit that extracts power within a predetermined frequency range based on the data converted by the conversion unit; a time calculation unit for calculating an excess period that is the total time during which the power extracted by the power extraction unit exceeds the first threshold in a predetermined second period longer than one period, and the excess period calculated by the time calculation unit is A judgment unit that judges that the type is the intermittent type when it is equal to or greater than a second threshold, and a notification unit that informs the result of the judgment unit.
これによれば、動脈血酸素飽和度の経時的変化を取得するだけで、被測定者の夜間低酸素血症の類型が間欠型か間欠型でないかを判定することができる。 According to this, it is possible to determine whether the subject's nocturnal hypoxemia is of the intermittent type or non-intermittent type only by acquiring the change in arterial blood oxygen saturation over time.
また、前記酸素飽和度情報取得部が取得した酸素飽和度情報から酸素飽和度のベースラインを抽出するベースライン抽出部と、抽出された前記ベースラインに対し、酸素飽和度が第三閾値以下になったことを検出する検出部と、前記検出部により検出された期間である持続期間を計測する期間計測部とを備え、前記判定部は、持続期間が第五閾値以上の場合、持続型の類型であると判定してもよい。 Also, a baseline extraction unit for extracting a baseline of oxygen saturation from the oxygen saturation information acquired by the oxygen saturation information acquisition unit, and a third threshold or less for the extracted baseline oxygen saturation and a period measuring unit that measures a duration that is the period detected by the detecting unit, and the determining unit determines that, if the duration is equal to or greater than a fifth threshold, the continuous type You may judge that it is a type.
これによれば、被測定者の夜間低酸素血症の類型が持続型か持続型でないかを判定することができる。 According to this, it is possible to determine whether the type of nocturnal hypoxemia of the subject is persistent or non-persistent.
また、前記酸素飽和度情報取得部が取得した酸素飽和度情報から酸素飽和度のベースラインを抽出するベースライン抽出部と、抽出された前記ベースラインに対し、酸素飽和度が第三閾値以下になったことを検出する検出部と、前記検出部により検出された期間である持続期間を計測する期間計測部とを備え、前記判定部は、第六閾値以上、第七閾値未満の前記持続期間が、第八閾値以上の時間をあけて第九閾値以上の回数発生している場合、不規則型の類型であると判定してもよい。 Also, a baseline extraction unit for extracting a baseline of oxygen saturation from the oxygen saturation information acquired by the oxygen saturation information acquisition unit, and a third threshold or less for the extracted baseline oxygen saturation and a period measurement unit that measures a duration that is the period detected by the detection unit, and the determination unit measures the duration that is greater than or equal to a sixth threshold and less than a seventh threshold. However, if it occurs the number of times equal to or greater than the ninth threshold with an interval equal to or greater than the eighth threshold, it may be determined that the type is an irregular type.
これによれば、被測定者の夜間低酸素血症の類型が不規則型か不規則型でないかを判定することができる。 According to this, it is possible to determine whether the type of nocturnal hypoxemia of the subject is irregular or non-irregular.
また、前記酸素飽和度情報取得部は、被測定者に取り付けたパルスオキシメータから酸素飽和度情報を取得してもよい。 Further, the oxygen saturation information acquisition unit may acquire the oxygen saturation information from a pulse oximeter attached to the subject.
これによれば、指先や耳に軽量な装置を取り付けるだけで、酸素飽和度情報を取得することができ被験者の負担を軽減することができる。 According to this, oxygen saturation information can be acquired only by attaching a lightweight device to the fingertip or ear, and the burden on the subject can be reduced.
前記判定部は、所定の期間前から現在までの酸素飽和度情報に基づき類型を判定し、前記報知部は、前記判定部の結果を即座に報知してもよい。 The determination unit may determine the type based on oxygen saturation information from a predetermined period of time to the present, and the notification unit may immediately notify the result of the determination unit.
これによれば、リアルタイムで判定結果を報知することができ、症状の発生に即座に対応して治療方針の変更などをすることができる。 According to this, the determination result can be reported in real time, and the treatment policy can be changed immediately in response to the occurrence of symptoms.
なお、前記類型判別装置が実行する各処理をコンピュータに実現させるためのプログラムを実施することも本発明の実施に該当する。無論、そのプログラムが記録された記録媒体を実施することも本発明の実施に該当する。 It should be noted that executing a program for causing a computer to realize each process executed by the type discrimination device also corresponds to the implementation of the present invention. Of course, carrying out the recording medium on which the program is recorded also corresponds to carrying out the present invention.
被測定者の睡眠時における動脈血酸素飽和度の経時的変化に関する情報である酸素飽和度情報を取得するだけで、夜間低酸素血症の類型を判定することができる。 The type of nocturnal hypoxemia can be determined only by obtaining oxygen saturation information, which is information about temporal changes in arterial blood oxygen saturation during sleep of the subject.
発明者は、発明者が勤務する病院や関連施設において、対象患者に関して、経皮的動脈血酸素飽和度の波形データを取得し、そのデータを分析し、対象患者のN数を増やすことで、実際に医師が判断した治療と分析結果との因果関係を見付けるに到った。 The inventor acquires percutaneous arterial blood oxygen saturation waveform data for target patients at the hospital or related facilities where the inventor works, analyzes the data, and increases the N number of target patients. We have found a causal relationship between the treatment judged by the doctor and the analysis results.
これにより、従来は、対象患者に対して、夜間等の睡眠時の治療を画一的に行って、患者に対する治療効果が出ない場合があったようなケースに対して、簡単な経皮的動脈血酸素飽和度のデータ取得と機械的な分析により、患者毎によりよい治療を施せることを見出した。 As a result, conventionally, simple percutaneous treatment can be applied to target patients in cases where treatment during sleep, such as at night, was uniformly performed, and there were cases where treatment effects were not obtained for the patient. We found that better treatment can be given to each patient by acquiring data on arterial blood oxygen saturation and mechanical analysis.
更に、対象患者は、経皮的動脈血酸素飽和度の波形データを長時間取得し、それらを一定時間毎で分析した場合には、正確で再現性の高い夜間低酸素血症の類型の判定が出来ることを見出した。 Furthermore, when subject patients acquire percutaneous arterial blood oxygen saturation waveform data for a long period of time and analyze them at regular time intervals, it is possible to determine the type of nocturnal hypoxemia accurately and with high reproducibility. I found it possible.
次に、本発明に係る類型判別装置の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Next, an embodiment of a type discriminating device according to the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the embodiments described below are all comprehensive or specific examples. Numerical values, shapes, materials, components, arrangement positions and connection forms of components, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are examples and are not intended to limit the present invention. In addition, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in independent claims representing the highest concept will be described as arbitrary constituent elements.
また、図面は、本発明を示すために適宜強調や省略、比率の調整を行った模式的な図となっており、実際の形状や位置関係、比率とは異なる場合がある。 In addition, the drawings are schematic diagrams in which emphasis, omissions, and ratios are appropriately adjusted in order to illustrate the present invention, and may differ from actual shapes, positional relationships, and ratios.
図1は、類型判別装置の機能構成を機構構成と共に示すブロック図である。同図に示すように、類型判別装置100は、被測定者の睡眠時における動脈血酸素飽和度の経時的変化から夜間低酸素血症の類型を判定する装置であって、プロセッサにプログラムを実行させることにより実現する複数の処理部を備えている。類型判別装置100は、処理部として酸素飽和度情報取得部110と、変換部120と、パワー抽出部130と、時間算出部140と、判定部150と、報知部160とを備えている。また本実施の形態の場合、類型判別装置100はさらに、ベースライン算出部170と、検出部180と、期間計測部190とを備えている。また類型判別装置100には、パルスオキシメータ200と、表示装置210と、記憶装置220とが接続されている。
FIG. 1 is a block diagram showing the functional configuration of the type discriminating device together with the mechanical configuration. As shown in the figure, the type
酸素飽和度情報取得部110は、被測定者の睡眠時における動脈血酸素飽和度の経時的変化に関する情報である酸素飽和度情報を取得する処理部である。酸素飽和度情報取得部110の情報取得方法は、特に限定されるものではなく、例えば、インターネットやLANなどのネットワーク経由で情報を取得する方法、記録媒体に記録された情報を読み取ることにより取得する方法などを例示することができる。本実施の形態の場合、酸素飽和度情報取得部110は、パルスオキシメータ200と通信可能に接続されており、パルスオキシメータ200から取得した酸素飽和度を経時情報とともに酸素飽和度情報としてリアルタイムで記憶装置220に記憶する。
The oxygen saturation
ここで、パルスオキシメータ200で測定した酸素飽和度情報は、経皮的動脈血酸素飽和度の情報であり、動脈血酸素飽和度とほぼ一致するため、酸素飽和度情報取得部110は、パルスオキシメータ200から出力されるデータを動脈血酸素飽和度として処理している。パルスオキシメータ200は、動脈血酸素飽和度の近似値をリアルタイムで測定することができるため好ましい。
Here, the oxygen saturation information measured by the
変換部120は、所定の第一期間内の酸素飽和度情報を周波数変換する処理部である。周波数変換の手法は特に限定されるものではなく、ARモデルを使うパラメトリック手法などによる周波数領域情報への変換を例示することができる。本実施の形態の場合、変換部120は、第一期間内の酸素飽和度情報を高速フーリエ変換によりフーリエ変換を行い周波数領域情報に変換している。
The
第一期間は、特に限定されるものではないが、人の睡眠時間を考慮して有意な結果を導出できる期間に設定することが好ましい。また、高速フーリエ変換を行うためある程度まとまったデータも必要であることから、例えば第一期間は600秒程度が好ましい。なお、第一期間は、高速フーリエ変換する際のウィンドウ幅に相当する。 Although the first period is not particularly limited, it is preferable to set it to a period in which significant results can be derived in consideration of a person's sleep time. In addition, since a certain amount of data is required for fast Fourier transform, the first period is preferably about 600 seconds, for example. Note that the first period corresponds to the window width for fast Fourier transform.
パワー抽出部130は、変換部120により変換されたデータに基づき所定の周波数範囲内におけるパワーを抽出する処理部である。
The
周波数範囲は、特に限定されるものではないが、人の呼吸を考慮して有意な結果を導出できる周波数の範囲のパワーを抽出することが好ましい。本実施の形態の場合、周波数範囲ΔFは、0.7/60Hz以上、1.5/60Hz以下の範囲とし、当該範囲における最大パワーをパワーとして抽出している。 Although the frequency range is not particularly limited, it is preferable to extract power in a frequency range that can derive significant results in consideration of human respiration. In the case of the present embodiment, the frequency range ΔF is 0.7/60 Hz or more and 1.5/60 Hz or less, and the maximum power in this range is extracted as the power.
時間算出部140は、第一期間より長い所定の第二期間においてパワー抽出部130によって算出されたパワーが第一閾値を超える時間の合計である超過期間を算出する処理部である。第二期間は、特に限定されるものではないが、人の症状の変化時間を考慮して有意な結果を導出できる期間に設定することが好ましい。例えば第二期間は3600秒程度が好ましい。なお、本実施の形態の場合、第一期間と第二期間の終わりの時刻は同一であり、第一期間は第二期間に含まれる。また、第一期間と第二期間の終わりの時刻はパルスオキシメータ200から酸素飽和度を取得した時刻である。これにより、リアルタイムに夜間低酸素血症の累計を判定することができる。
The
第一閾値は、特に限定されるものではないが、夜間低酸素血症における間欠型の類型を有意に判断できる値に設定することが好ましい。本実施の形態の場合、第一閾値はPth(2.0)に設定されている。 The first threshold is not particularly limited, but is preferably set to a value that allows significant determination of the type of intermittent nocturnal hypoxemia. In this embodiment, the first threshold is set to Pth (2.0).
判定部150は、時間算出部140により算出された時間が第二閾値以上の場合、間欠型の類型であると判定する処理部である。
The
第二閾値は、特に限定されるものではないが、夜間低酸素血症における間欠型の類型を有意に判断できる値に設定することが好ましい。本実施の形態の場合、第二閾値は1300秒に設定されている。 The second threshold is not particularly limited, but is preferably set to a value that allows significant determination of the type of intermittent nocturnal hypoxemia. In this embodiment, the second threshold is set to 1300 seconds.
従って、本実施の形態の場合、判定部150は、時間算出部140が算出した時間が1300秒を越えた場合、間欠型であると判定する。
Therefore, in the case of the present embodiment, the
報知部160は、判定部による結果を報知する処理部である。報知部160による判定結果の報知方法は特に限定されるものではなく、音、光、画像、振動などにより間欠型の類型が発生したことを人に対して報知してもよい。また、情報として他のコンピュータや端末などに送信することで報知してもかまわない。さらにメールなどのメッセージとして送信してもかまわない。
The
本実施の形態の場合、報知部160は、液晶ディスプレイなどの表示装置210と通信可能に接続されており、判定部150が判定した結果に基づき人の認知できる文字、記号、画像などにより間欠型の類型が存在していることを表示装置210に表示させることで報知している。
In the case of the present embodiment, the
ベースライン算出部170は、酸素飽和度情報取得部110が取得した酸素飽和度情報から酸素飽和度のベースラインを算出する処理部である。
The
ベースラインとは、酸素飽和度情報の波形において、波形がベースラインに対して第三閾値以下に低下する前の所定期間において有意な変化のない略一定状態が続いていた時の酸素飽和度の値の移動平均である。 The baseline is the oxygen saturation level when the waveform of the oxygen saturation information has remained substantially constant without any significant change for a predetermined period of time before the waveform drops below the third threshold with respect to the baseline. It is a moving average of values.
検出部180は、算出されたベースラインに対し、酸素飽和度が第三閾値以下になったことを検出し、また酸素飽和度が第四閾値以下になったことを検出する処理部である。
The
第三閾値は、特に限定されるものではないが、夜間低酸素血症における持続型の類型を有意に判断できる値に設定することが好ましい。本実施の形態の場合、第三閾値は、検出時刻におけるベースラインの値から-3%として設定されている。従って、ベースラインは、緩やかに変動するものであるため、第三閾値も同様に変動する。 The third threshold is not particularly limited, but is preferably set to a value that allows significant determination of the type of persistent nocturnal hypoxemia. In the case of this embodiment, the third threshold is set to -3% from the baseline value at the detection time. Therefore, since the baseline fluctuates slowly, the third threshold fluctuates as well.
例えば、検出時刻におけるベースラインの値が97%であった場合、第三閾値は94.1%であり、検出部180は、酸素飽和度が94.1%以下になったことを検出する。
For example, when the baseline value at the detection time is 97%, the third threshold is 94.1%, and the
第三閾値と第四閾値は必ずしも同じ値である必要はないが、本実施の形態の場合、第三閾値と第四閾値は同じ値である。 Although the third threshold and the fourth threshold do not necessarily have the same value, in the case of this embodiment, the third threshold and the fourth threshold have the same value.
期間計測部190は、検出部180により検出された期間である持続期間を計測する処理部である。具体的には、ベースラインが97%で有意には変動しなかった場合、第三閾値は94%で一定ある。この場合、検出部180は、酸素飽和度が94%以下になったことを検出し、期間計測部190は、検出部180が検出し続けている時間を持続期間として計測する。
The
判定部150は、期間計測部190から取得した持続期間が第五閾値以上の場合、持続型の類型であると判定し、報知部160はその旨を報知する。また、判定部150は、第六閾値以上、第七閾値未満の持続期間が、第八閾値以上の時間をあけて第九閾値以上の回数発生している場合、不規則型の類型であると判定し、報知部160はその旨を報知する。
If the duration acquired from the
第五閾値は、特に限定されるものではないが、夜間低酸素血症における持続型の類型を有意に判断できる値に設定することが好ましい。本実施の形態の場合、第五閾値は、655秒として設定されている。 The fifth threshold is not particularly limited, but is preferably set to a value that allows significant determination of the type of persistent nocturnal hypoxemia. In this embodiment, the fifth threshold is set as 655 seconds.
例えば、期間計測部190が、655秒(第五閾値)以上の持続期間を計測した場合、判定部150は、持続型の類型が存在するとしてその旨を報知する。
For example, when the
第六閾値、および第七閾値は、特に限定されるものではないが、第六閾値は第七閾値未満であり、夜間低酸素血症における不規則型の類型を有意に判断できる値に設定することが好ましい。また、第七閾値は、第五閾値以下が好ましく、本実施の形態の場合第五閾値と第七閾値は一致している。具体的に例示すると、第六閾値は30秒、第七閾値は655秒である。 The sixth threshold and the seventh threshold are not particularly limited, but the sixth threshold is less than the seventh threshold and is set to a value that can significantly determine the type of irregular type in nocturnal hypoxemia. is preferred. Moreover, the seventh threshold is preferably equal to or less than the fifth threshold, and in the case of this embodiment, the fifth threshold and the seventh threshold are the same. Specifically, the sixth threshold is 30 seconds and the seventh threshold is 655 seconds.
第八閾値は、特に限定されるものではないが、夜間低酸素血症における不規則型の類型を有意に判断できる値に設定することが好ましい。また、第八閾値は第六閾値以上であることが好ましい。具体的に例示すると、第八閾値は90秒である。 The eighth threshold is not particularly limited, but is preferably set to a value that allows significant determination of the type of irregular nocturnal hypoxemia. Moreover, it is preferable that the eighth threshold is equal to or higher than the sixth threshold. As a specific example, the eighth threshold is 90 seconds.
第九閾値は、特に限定されるものではないが、夜間低酸素血症における不規則型の類型を有意に判断できる値に設定することが好ましい。第九閾値は2以上の整数である。本実施の形態の場合、第九閾値は2回に設定されている。 The ninth threshold is not particularly limited, but is preferably set to a value that allows significant determination of the type of irregular nocturnal hypoxemia. The ninth threshold is an integer of 2 or more. In the case of this embodiment, the ninth threshold is set to twice.
本実施の形態の場合、判定部150は、期間計測部190が、30秒(第六閾値)以上、655秒(第七閾値)未満の持続期間を計測し、90秒(第八閾値)以上の間隔をあけて再度期間計測部190が30秒(第六閾値)以上、655秒(第七閾値)未満の持続期間を計測した場合、判定部150は不規則型の類型であると判定し、報知部160はその旨を報知する。
In the case of the present embodiment, the
次に、類型判別装置100の動作を説明する。図2は、類型判別装置の動作を示すフローチャートである。類型判別装置100の酸素飽和度情報取得部110は、経時的に変化する酸素飽和度のデータ(例えば図3の(a)の段参照)を取得する(S101)。データの取得方法は、既にロギングされた酸素飽和度のデータをまとめて取得してもよいが、本実施の形態の場合は、パルスオキシメータ200から逐次送信されるデータを酸素飽和度情報取得部110が取得し、酸素飽和度情報取得部110が取得した酸素飽和度と時刻情報とを紐付けて記憶装置220に登録している。
Next, the operation of the
次に、変換部120は、第一期間の過去から現在までのデータに対し高速フーリエ変換を実行し周波数変換を行う(S102)。本実施の形態の場合、第一期間301(図3のグラフ(a)参照)、具体的に例えば現時点300から600秒遡る間のウィンドウ内のデータに対し高速フーリエ変換を実行する。周波数変換の結果、図3のグラフ(b)に示すようなグラフが得られる。次にフーリエ変換の結果に基づき所定の周波数範囲(図3のグラフ(b)およびグラフ(c)に共通に記載される横方向の破線の範囲)の最大パワーをパワー抽出部130が抽出する(S103)。フーリエ変換と最大パワーの抽出は第一期間301の移動算出により行われる。図3のグラフ(c)は、現時点300における周波数毎のパワーを示している。図3のグラフ(d)は、最大パワーを時系列に並べたグラフである。
Next, the
時間算出部140は、図3のグラフ(d)に示すように、算出される最大パワーを逐次取得し、第一閾値311(本実施の形態の場合、第一閾値311は2)を超える最大パワーを取得してから、第一閾値を下回る最大パワーを取得するまでの時間を計測し、第二期間302(本実施の形態の場合、第二期間302は3600秒)内において計測された時間の合計を超過期間として算出する(S104)。図3のグラフ(e)は、超過時間を時系列に並べたグラフである。
As shown in the graph (d) of FIG. 3, the
判定部150は、算出された超過期間と第二閾値312(本実施の形態の場合、第二閾値312は、1300秒)とを比較する(S105)。超過期間が第二閾値302を超えた場合、判定部150は間欠型の類型が存在すると判定する(S105:Yes)。一方、判定部150は、酸素飽和度情報取得部110がデータを取得してからデータの取得が終了するまでの間、つまり被測定者の1回の睡眠における全データの処理が終了するまでの間において超過期間が第二閾値を超える場合がない場合は、「正常」のフラグを立てる。
The determining
一方、ベースライン算出部170は、酸素飽和度情報取得部110が取得したデータ(図3のグラフ(a))に基づきベースライン303(図4のグラフ(f)参照)を算出する(S106)。ベースライン303の算出は、原則所定期間(例えば3600秒)の移動平均により行われるが、データの取得開始から所定期間経過していない場合は、取得しているデータに基づき算出される。
On the other hand, the
検出部180は、酸素飽和度情報取得部110が取得したデータが、算出されたベースライン303に対し第三閾値313(第四閾値も同じ)以下の場合を検出する(S107)。本実施の形態の場合第三閾値313は、ベースラインの-3%の値である。
The
期間計測部190は、酸素飽和度情報取得部110が取得したデータがベースラインに対し検出部180が第三閾値313以下であることを検出してから、第三閾値以上になるまでの時間である持続期間を計測する(S108)。図4のグラフ(f)において持続時間はハッチングの帯で示している。
The
判定部150は、計測された結果、つまり図4のグラフ(f)におけるハッチングの帯の幅に対し、第六閾値(本実施の形態の場合、30秒)を超えたか否かを判定し(S109)、越えなかった場合は、「正常」のフラグを立てる。また、第五閾値(本実施の形態の場合、655秒)を超えた場合(図4のグラフ(f)において最も濃いハッチングの帯の部分)(S110:Yes)、判定部150は、持続型と判定する。一方、第五閾値を超えなかった場合(S110、No)、判定部150は、次に第六閾値以上、第七閾値(第五閾値と同じ)未満の持続期間が計測されるまでの時間(例えば図4に示す期間304)を計測し、当該時間が第八閾値(本実施の形態の場合90秒)以上で、かつ第十閾値(本実施の形態の場合、3600秒)の期間の間に第九閾値(本実施の形態の場合、2)回、第六閾値以上、第七閾値未満の持続期間が計測された場合、不規則型と判定する。なお、第十閾値は特に限定されるものではないが、例えばベースラインを算出する期間と同じ期間を例示することができる。
The
報知部160は、判定部150が、間欠型、不規則型、および持続型のいずれかの判定をした場合、その旨を表示装置210等により報知してもかまわない。この場合、報知された情報を認識した医師や看護師などが判定された類型に基づき適切な処置を実施することが可能となる。
When determining
以上の処理は、被測定者が覚醒するまで(S112:Yes)まで実施される。または、被測定者の入眠から覚醒するまでのデータに基づき実施される。 The above processing is performed until the subject wakes up (S112: Yes). Alternatively, it is performed based on the data from when the subject falls asleep until he wakes up.
次に、報知部160は、被測定者の入眠から覚醒するまでのデータに基づいて判定された内容を集計し、正常、間欠型、持続型、不規則型、混合型1(持続型+不規則型+間欠型)、混合型2(持続型+不規則型)、混合型3(持続型+間欠型)、および混合型4(不規則型+間欠型)のいずれに被測定者が該当するかの情報を報知してもかまわない。
Next, the
以上説明した夜間低酸素血症の類型判別装置100を用いることにより、医師の治療方針決定に寄与する精度の高い情報を高い再現性で提供することができ、医師による治療法の意思決定に重要な役割を果たすことができる。特に、専門医でも見落とす可能性のある複合型の症状についても正確に情報を提供することができる。なお、48名の被測定者から取得した睡眠時における酸素飽和度のデータを10名の医師が解析して得られた判定のうち最も多い判定結果と、本実施の形態に示した第一閾値~第十閾値の具体的数値に基づき、類型判別装置100が判定した結果の一致率は66.7%であった。当該データは、閾値の一例に基づき類型判別装置100が判別した結果の有用性を具体的に示したものに過ぎず、本発明の各閾値を上記具体的数値に限定する意図を示すものではない。
By using the nocturnal hypoxemia
また、一般の治療者又は治療者を補助する補助者が、類型判別装置100を使用することで、その治療者の状態に則した治療方法を実施できる。
In addition, by using the
さらに、報知部160が報知した情報に基づき治療装置が、例えば酸素濃度、酸素流量、空気圧などの治療状態を適切に変更することも可能となる。具体的に例えば、間欠型と判定された場合は、治療方法として経鼻的持続陽圧呼吸療法(CPAP)を選択することができる。不規則型と判定された場合は、酸素飽和度に対応した酸素量、および酸素濃度の少なくとも一方を調整する両方を選択することができる。また、持続型と判定された場合は、一定の酸素流量を流す治療を選択することができる。また、複合型と報知された場合には、これらの療法を組み合わせることも可能である。
Furthermore, based on the information reported by the
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本明細書において記載した構成要素を任意に組み合わせて、また、構成要素のいくつかを除外して実現される別の実施の形態を本発明の実施の形態としてもよい。また、上記実施の形態に対して本発明の主旨、すなわち、請求の範囲に記載される文言が示す意味を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例も本発明に含まれる。 It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, another embodiment realized by arbitrarily combining the constituent elements described in this specification or omitting some of the constituent elements may be an embodiment of the present invention. The present invention also includes modifications obtained by making various modifications to the above-described embodiment within the scope of the gist of the present invention, that is, the meaning of the words described in the claims, which a person skilled in the art can think of. be
例えば、上記実施の形態では、パルスオキシメータによるの経皮的動脈血酸素飽和度に関する測定データを用いて、夜間低酸素血症の類型の判断を行う場合を説明したが、他の方法による動脈血酸素飽和度に関する測定データを用いて、夜間低酸素血症の類型の判断を行ってもかまわない。 For example, in the above embodiment, the case of determining the type of nocturnal hypoxemia was explained using percutaneous arterial oxygen saturation measurement data obtained by a pulse oximeter. The type of nocturnal hypoxemia may be determined using the measured data on saturation.
また、リアルタイムで判定部が判定した情報を報知する場合を説明したが、リアルタイムには報知することなく、被測定者の1回、または複数回の睡眠において蓄積したデータに基づいて判定した結果を報知してもかまわない。 In addition, the case where the information determined by the determination unit is notified in real time has been described, but the result of determination based on the data accumulated during one or more sleeps of the subject is not reported in real time. I don't mind if you let me know.
また、類型判別装置と、パルスオキシメータ、表示装置、および記憶装置とは別体として説明したが、これらのいくつかが組み合わされて一体になっていてもかまわない。 Also, the type discriminating device, the pulse oximeter, the display device, and the storage device have been described as separate units, but some of them may be combined into one unit.
また、類型判別装置は、スマートフォンやタブレット端末、コンピュータなど汎用的な装置を用い、ソフトウエアを実行させることにより実現してもよい。 Moreover, the type discrimination device may be realized by executing software using a general-purpose device such as a smartphone, a tablet terminal, or a computer.
夜間の低酸素血症の類型の判別に利用可能である。具体的に例えると、慢性閉塞性肺疾患を中心として、肺結核後遺症、肺線維症、膠原病性間質性肺炎、心疾患、胸郭・脊柱疾患、神経筋疾患などの患者に対するスクリーニング検査などに利用可能である。 It can be used to discriminate types of nocturnal hypoxemia. Specifically, it is used in screening tests for patients with chronic obstructive pulmonary disease, pulmonary tuberculosis sequelae, pulmonary fibrosis, collagen interstitial pneumonia, heart disease, thoracic and spinal column disease, and neuromuscular disease. It is possible.
100 類型判別装置
110 酸素飽和度情報取得部
120 変換部
130 パワー抽出部
140 時間算出部
150 判定部
160 報知部
170 ベースライン算出部
180 検出部
190 期間計測部
200 パルスオキシメータ
210 表示装置
220 記憶装置
100
Claims (7)
所定の第一期間内の酸素飽和度情報を周波数変換する変換部と、
前記変換部により変換されたデータに基づき所定の周波数範囲内におけるパワーを抽出するパワー抽出部と、
前記第一期間の移動算出により前記パワー抽出部が逐次抽出したパワーの第一閾値を超える時間を計測し、 前記第一期間より長く前記第一期間を含む所定の第二期間において計測された前記時間の合計である超過期間を算出する時間算出部と、
時間算出部により算出された超過期間が第二閾値以上の場合、間欠型の類型であると判定する判定部と、
前記判定部による結果を報知する報知部と
を備える類型判別装置。 an oxygen saturation information acquisition unit that acquires oxygen saturation information, which is information about temporal changes in arterial blood oxygen saturation during sleep of the subject;
a conversion unit that frequency-converts oxygen saturation information within a predetermined first period;
a power extraction unit that extracts power within a predetermined frequency range based on the data converted by the conversion unit;
measuring the time when the power extracted by the power extracting unit exceeds the first threshold value by calculating the movement of the first period; longer than the first periodincluding the first periodin the prescribed second periodof the measured timea time calculation unit that calculates the total excess period;
a determination unit that determines that the type is an intermittent type when the excess period calculated by the time calculation unit is equal to or greater than the second threshold;
a notification unit that notifies the result of the determination unit;
A typology discriminator comprising a
算出された前記ベースラインに対し、酸素飽和度が第三閾値以下になったことを検出する検出部と、
前記検出部により検出された期間である持続期間を計測する期間計測部とを備え、
前記判定部は、
持続期間が第五閾値以上の場合、持続型の類型であると判定する
請求項1に記載の類型判別装置。 A baseline calculation unit that calculates a baseline of oxygen saturation from the oxygen saturation information acquired by the oxygen saturation information acquisition unit;
A detection unit that detects that the oxygen saturation has become equal to or lower than a third threshold with respect to the calculated baseline;
a period measuring unit that measures a duration that is the period detected by the detecting unit;
The determination unit
2. The type discriminating device according to claim 1, wherein when the duration is equal to or greater than a fifth threshold, the type is determined to be a persistent type.
算出された前記ベースラインに対し、酸素飽和度が第四閾値以下になったことを検出する検出部と、
前記検出部により検出された期間である持続期間を計測する期間計測部とを備え、
前記判定部は、
第六閾値以上、第七閾値未満の前記持続期間が、第八閾値以上の時間をあけて第九閾値以上の回数発生している場合、不規則型の類型であると判定する
請求項1に記載の類型判別装置。 A baseline calculation unit that calculates a baseline of oxygen saturation from the oxygen saturation information acquired by the oxygen saturation information acquisition unit;
A detection unit that detects that the oxygen saturation has become equal to or lower than a fourth threshold with respect to the calculated baseline;
a period measuring unit that measures a duration that is the period detected by the detecting unit;
The determination unit
2. If the duration of the sixth threshold or more and less than the seventh threshold occurs a number of times equal to or more than a ninth threshold with a time interval equal to or more than an eighth threshold, the pattern is determined to be an irregular type. A typing device as described.
算出された前記ベースラインに対し、酸素飽和度が第三閾値以下になったことを検出する検出部と、
前記検出部により検出された期間である持続期間を計測する期間計測部とを備え、
前記判定部は、
持続期間が第五閾値以上の場合、持続型の類型であると判定し、
第六閾値以上、第七閾値未満の前記持続期間が、第八閾値以上の時間をあけて第九閾値以上の回数発生している場合、不規則型の類型であると判定する
請求項1に記載の類型判別装置。 A baseline calculation unit that calculates a baseline of oxygen saturation from the oxygen saturation information acquired by the oxygen saturation information acquisition unit;
A detection unit that detects that the oxygen saturation has become equal to or lower than a third threshold with respect to the calculated baseline;
a period measuring unit that measures a duration that is the period detected by the detecting unit;
The determination unit
If the duration is greater than or equal to the fifth threshold, it is determined to be a persistent type,
2. If the duration of the sixth threshold or more and less than the seventh threshold occurs a number of times equal to or more than a ninth threshold with a time interval equal to or more than an eighth threshold, the pattern is determined to be an irregular type. A typing device as described.
算出された前記ベースラインに対し、酸素飽和度が第三閾値以下になったことを検出する検出部と、
前記検出部により検出された期間である持続期間を計測する期間計測部とを備え、
前記判定部は、前記間欠型の類型ではないと判定した場合において
持続期間が第五閾値以上の場合、持続型の類型であると判定し、
第六閾値以上、第七閾値未満の前記持続期間が、第八閾値以上の時間をあけて第九閾値以上の回数発生している場合、不規則型の類型であると判定する
請求項1に記載の類型判別装置。 A baseline calculation unit that calculates a baseline of oxygen saturation from the oxygen saturation information acquired by the oxygen saturation information acquisition unit;
A detection unit that detects that the oxygen saturation has become equal to or lower than a third threshold with respect to the calculated baseline;
a period measuring unit that measures a duration that is the period detected by the detecting unit;
If the determination unit determines that the type is not the intermittent type and the duration is equal to or greater than a fifth threshold, the determination unit determines that the type is the persistent type,
2. If the duration of the sixth threshold or more and less than the seventh threshold occurs a number of times equal to or more than a ninth threshold with a time interval equal to or more than an eighth threshold, the pattern is determined to be an irregular type. A typing device as described.
請求項1から5のいずれか一項に記載の類型判別装置。 The type discrimination device according to any one of claims 1 to 5, wherein the oxygen saturation information acquisition unit acquires oxygen saturation information from a pulse oximeter attached to the subject.
前記報知部は、前記判定部の結果を即座に報知する
請求項1から6のいずれか一項に記載の類型判別装置。 The determination unit determines the type based on oxygen saturation information from before a predetermined period to the present,
The type discrimination device according to any one of claims 1 to 6, wherein the notification unit immediately reports the result of the determination unit.
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