JPH0323169B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、呼吸数の異常や呼吸音の異常を自動
検出して警報または表示する呼吸監視装置に関す
るものである。

一般に、救急救命を要する外傷、急性呼吸不
全、シヨツク、脳血管障害及び重症疾患による意
識障害、術後など、生命の危険にさらされている
患者に対しては、厳重な監視を必要とする。この
ために、患者からの情報として、心電図、血圧、
心拍、呼吸、体温などのバイタル・サインを24時
間連続的に監視し、患者の状態を把握して適切な
治療を行うことが必要である。

これらのうち、呼吸数、呼吸音等の呼吸監視
は、臨床上極めて重要である。現在、一般的に使
用されている呼吸監視の方法は、インピーダンス
プレチスモグラフ法、インダクデイブプレチスモ
グラフ法などによるものである。しかし、これら
の方法は胸郭の呼吸運動からの監視のため、気流
の運動は停止しても呼吸運動が維持されている場
合には、異常の発見が遅れるおそれがある。これ
に対し、気管音または呼吸音の監視は、気管内の
気流状態を反映しているため、確実な監視を行う
ことができ、呼吸管理上極めて重要である。ま
た、呼吸異常の前駆症状である気道内の痰の停
留、喘鳴、咳嗽などの有無の情報は、従来の方法
では検出することができない。

本発明の呼吸監視装置は、気管音または呼吸音
の検出によつて、呼吸数の計測、監視ばかりでな
く、痰のからまり、咳、気管喘鳴などの呼吸異常
を検知して、それを医師や看護婦が利用しやすい
形態で記録すると共に警報または表示を行うよう
に構成し、それによつて医師や看護婦の負担の軽
減を図ろうとするものである。

而して、本発明の呼吸監視装置は、気管音また
は呼吸音を検出するマイクロホンと、上記マイク
ロホンから一定レベル以上の音が入力されたとき
に作動して、上記マイクロホンの出力を一定時間
だけ記録すると共に、作動回数と発生時刻を記録
する呼吸音記録装置と、マイクロホンによつて検
出した呼吸音の周波数分析または波形解析を行
い、それに基づいて痰のからまり等による異常音
の有無を検出する呼吸音モニタ装置と、マイクロ
ホンの出力の音圧レベルから呼吸曲線の抽出を行
う音圧レベル計及びその音圧レベル計の出力から
呼吸数を求めるカウンタを備えた呼吸数モニタ装
置と、上記呼吸音モニタ装置及び呼吸数モニタ装
置からの呼吸音及び呼吸数の異常が判定された場
合にそれを信号として出力する演算制御装置と、
上記演算制御装置に接続され、呼吸音及び呼吸数
の異常を報知する警報・表示装置と、を備えたこ
とを特徴とするものである。

以下に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。

第１図に示す呼吸監視装置は、マイクロホン
１、呼吸音記録装置２、呼吸音モニタ装置３、呼
吸数モニタ装置４、演算制御装置５及び警報・表
示装置６によつて構成される。

マイクロホン１は、気管上頚部皮膚面に接着し
て気管音を検出し、あるいは胸部において呼吸音
を検出するように装着される。

呼吸音記録装置２は、咳による気道内の気流の
昴進による音圧レベルの上昇や、痰のからまり等
により気道の内壁に分泌物が付着し、または気道
が狭窄したときに増強される雑音性の強いレベル
の音を記録する装置である。

この呼吸音記録装置２は、第２図に示すよう
に、上記マイクロホン１に接続されたコンバレー
タ２２、遅延回路２３、及びカウンタ２４とタイ
マ２５を内蔵したボイスコントロール・テープレ
コーダ２１を備えている。このテープレコーダ２
１は、あるトリガレベル以上の音が入力されたと
きに作動することによつて、例えば咳等の音を一
定時間（例えば10秒間）だけ収録するもので、マ
イクロホン１の出力をコンバレータ２２で基準値
と比較し、それが基準値をこえたときに得られる
コンバレータ２２の出力で収録を開始し、その際
にテープレコーダ２１に入力されるマイクロホン
出力を遅延回路２３において若干遅延させること
により、最初に基準値をこえたマイクロホン出力
から、即ち咳等がはじまる直前から収録できるよ
うに構成される。

上記テープレコーダ２１においては、その作動
により一つのチヤンネルにマイクロホン１からの
音が直接収録されると同時に、他のチヤンネルに
作動回数と発生時刻が記録され、そのため上記テ
ープレコーダ２１には一定レベル以上の音の発生
回数を計測するカウンタ２４及びタイマー２５が
内蔵される。

このテープレコーダ２１は、演算制御装置５に
接続して咳等を含む呼吸音に関する情報の処理を
行うものであるが、プリンタを備えたモニタ装置
に接続して収録した呼吸音に関する情報を直接プ
リントできるようにするのが望ましい。

このような呼吸音記録装置２によつて収録され
た呼吸音に関する情報は、後述する呼吸音モニタ
装置３及び呼吸数モニタ装置４における警報等に
基づいて医師が患者の病状を診断する際に利用さ
れるものである。特に、夜間における患者の監視
は医師や看護婦の大きな負担となるが、上記呼吸
音記録装置２においてはその負担の軽減をはかれ
ると同時に、一定レベル以上の咳等がでている必
要部分のみをテープレコーダ２１に収録できるた
め、市販のカセツトテープを利用できると共に、
呼吸監視に必要な異常呼吸音の部分だけが自動的
に記録されることから、収録内容の検討にも長時
間を必要としない。

呼吸音モニタ装置３は、気管音または呼吸音か
ら正常であるか異常であるかを判定するたの装置
である。

この呼吸音モニタ装置３は、第３図に示すよう
に、呼吸音を数秒間収録するトランジエント・レ
コーダ３１を備え、さらに収録した呼吸音が正常
であるか異常であるかを判定を行うために演算制
御装置５の一部を利用している。

上記呼吸音モニタ装置３は、、呼吸音の周波数
分析または波形解析を行うことにより、それが異
常呼吸音であるか否かを検出するもので、前記マ
イクロホン１あるいは別個に気管上頸部皮膚面等
に接着したマイクロホンにより、トランジエン
ト・レコーダ３１に呼吸音を一旦収録した後、そ
れが演算制御装置５に送られる。

例えば、昏睡に落ちいつた患者、術後患者など
は喀出が困難であるので、気道内に分泌物が滞留
して雑音性の強い音が聴かれるのは、聴診上極め
て一般的に経験されるところである。そして、痰
のからまりによる音の振動波形は比較的規則正し
い振動であり、かつ気管支壁に付着した分泌物の
振動のため、30Hz〜100Hzの低周波振動等の固有
の振動波形の周波数が含まれている。従つて、こ
れを利用した周波数分析または波形解析により、
痰のからまり等を容易に検出することができ、例
えば、正常呼吸音の周波数分布と痰のからまつた
呼吸音の周波数分布の比較等によつて求めること
ができる。

そこで、演算制御装置５においては、入力され
た呼吸音の周波数分析または波形解析を行い、そ
の周波数分布、波形の特徴を表わすパラメータ
を、予め記憶させた正常時の周波数分布、波形の
特徴を表すパラメータまたは痰のからまり等のデ
ータと比較して、痰のからまり等があるか否かを
検出し、それにより呼吸音が正常であるか異常で
あるかが判定される。

上記演算制御装置５において異常と判断された
場合には、アラームランプ、警報ブザー、表示
灯、その他の警報・表示装置６によつて、異常状
態であることが警報・表示される。この場合に、
呼吸音の異常の程度に応じて複数の警報・表示を
行うこともできる。

異常呼吸音のモニタを行う主要な目的は、痰が
からんで窒息死する可能性がある場合を予め検知
することであり、このような観点からすれば、常
に呼吸音を検出するようにしてもよいが、一般に
痰がからんで直ちに窒息死するようなことはない
ため、１〜２分毎に呼吸音を検出してそれが異常
呼吸音であるか否かを分析してもよい。従つて、
トランジエント・レコーダ３１において間欠的に
検出したデータを演算制御装置５にゆつくり転送
することができ、それによつて大形演算制御装置
を用いる必要をなくし、小形演算制御装置により
処理を可能にすることができる。

また、異常呼吸音は必ずしも前記ボイスコント
ロール・テープレコーダのトリガレベルに達する
とは限らず、従つて異常呼吸音の発生時に上記テ
ープレコーダが作動しないこともある。しかしな
がら、異常呼吸音発生時におけるデータは重要度
が高いものであるから、演算制御装置において異
常呼吸音が検出されたときは、その異常呼吸音が
検出されている間、前記リモートコントロール装
置によつてボイスコントロール・テープレコーダ
を強制駆動できるように構成される。

呼吸数モニタ装置４は、第４図に示すように、
気管上頚部皮膚面等に接着した前記マイクロホン
１の出力に基づいて呼吸数の監視を行うためのも
ので、上記マイクロホンから出力される気管音ま
たは呼吸音の振動波形から、波形の包絡線、即ち
呼吸曲線の抽出を行う音圧レベル計４１、及びそ
の音圧レベル計４１から得られる呼吸曲線から、
周期成分を連続して計測し、単位時間内の呼吸数
の計算を行う低周波カウンタ４２を備えている。

この低周波カウンタ４２は、演算制御装置５に
接続し、演算制御装置においては上記低周波カウ
ンタの出力である呼吸数を予め設定した異常値と
比較し、呼吸数がその異常値に達したときに警報
のための呼吸音のデータも異常呼吸音発生時のデ
ータと同様に重要度が高く、従つて上記警報と同
時に前記ボイスコントロール・テープレコーダを
リモートコントロール装置によつて連続駆動に切
換え、呼吸音の常時監視を行うように構成され
る。ただし、呼吸音モニタ装置において異常呼吸
音が検出されているときは、正確な呼吸数の計測
が困難であるため、上記警報に関しては呼吸数計
測データを無視する必要がある。上記演算制御装
置においては、正常な呼吸数の上下に若干の注意
を必要とする第１の異常レベルを設定し、さらに
その上下に第２の異常レベルを設定して、段階的
に警報するように構成することもできる。演算制
御装置５は、上記各装置２，３，４からの信号を
管理すると共に、それらの各装置の動作を制御す
るが、特に、呼吸音モニタ装置３及び呼吸数モニ
タ装置４からの呼吸音、呼吸数の異常を判定した
場合には、警報・表示装置６に対して信号により
異常である旨が伝られら。演算制御装置５に接続
して呼吸音及び呼吸数の異常を報知する警報・表
示装置６としてはアラームランプや警報ブザーば
かりでなく、各種表示を行うCRTモニタ・記録
紙上に印字または作表によつて表示する出力装置
等を用いることもできる。

また、前述したマイクロホンは、病室における
患者に取付けられるものであるが、その他の機器
はベツドサイドから離れた例えばナースセンタ等
に配置され、両者の間は有線またはFM送受信機
によつて接続される。

なお、第１図中における点線矢印は制御信号の
流れを示すものである。

上記構成を有する呼吸監視装置においては、気
管音または呼吸音の検出によつて、呼吸数の計
測、監視ばかりでなく、痰のからまりや咳などの
異常音を常にチエツクすることができる。従つ
て、例えば呼吸数の異常に至る前兆としての痰の
からまり等の検出をも行うことができ、この場合
は呼吸数に変化はないが呼吸音モニタ装置により
異常音が検出されることになり、その異常音を呼
吸数異常の前兆として患者に適切な措置を施すこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る呼吸監視装置の実施例の
全体的構成を示すブロツク構成図、第２図ないし
第４図は、それぞれ上記実施例における呼吸音記
録装置、呼吸音モニタ装置、及び呼吸数モニタ装
置についてのブロツク構成図である。 １……マイクロホン、２……呼吸音記録装置、
３……呼吸音モニタ装置、４……呼吸数モニタ装
置、５……演算制御装置、６……警報・表示装
置、２１……テープレコーダ、３１……トランジ
エント・レコーダ、４１……音圧レベル計、４２
……カウンタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 気管音または呼吸音を検出するマイクロホン
   と、 上記マイクロホンから一定レベル以上の音が入
   力されたときに作動して、上記マイクロホンの出
   力を一定時間だけ記録すると共に、作動回数と発
   生時刻を記録する呼吸音記録装置と、 マイクロホンによつて検出した呼吸音の周波数
   分析または波形解析を行い、それに基づいて痰の
   からまり等による異常音の有無を検出する呼吸音
   モニタ装置と、 マイクロホンの出力の押圧レベルから呼吸曲線
   の抽出を行う音圧レベル計及びその音圧レベル計
   の出力から呼吸数を求めるカウンタを備えた呼吸
   音モニタ装置と、 上記呼吸音モニタ装置及び呼吸数モニタ装置か
   らの呼吸音及び呼吸数の異常が判定された場合に
   それを信号として出力する演算制御装置と、 上記演算制御装置に接続され呼吸音及び呼吸数
   の異常を報知する警報・表示装置と、 を備えたことを特徴とする呼吸監視装置。