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呼吸波形情報を取得するためのシステムおよび方法 UPDATE

国内特許コード P190016242
整理番号 08005
掲載日 2019年8月19日
出願番号 特願2012-059219
公開番号 特開2013-192567
登録番号 特許第5995053号
出願日 平成24年3月15日(2012.3.15)
公開日 平成25年9月30日(2013.9.30)
登録日 平成28年9月2日(2016.9.2)
発明者
  • 上田 泰己
  • 砂川 玄志郎
  • 三上 隆
出願人
  • 国立研究開発法人理化学研究所
発明の名称 呼吸波形情報を取得するためのシステムおよび方法 UPDATE
発明の概要 【課題】被験体の呼吸波形の生成に必要な情報を、長期間にわたって非侵襲的に取得し、必要に応じて測定/記録する。
【解決手段】生理機能を測定されるべき被験体を長期間にわたって収容する収容室の内部の気圧と外部の気圧との気圧差を経時的に測定する工程;および測定された気圧差に基づいて被験体の呼吸波形情報を生成する工程を包含し、上記収容室には、該収容室の室外から室内へ所定量の空気を連続的に流入させる吸気部、および、該収容室の室内から室外へ所定量の空気を連続的に流出させる排気部が設けられており、上記収容室は、上記被験体が収容された後に、上記吸気部および上記排気部を除いて室内外が遮断されており、上記吸気部における換気路および上記排気部における換気路の少なくとも一方に、上記収容室の換気量を調整する抵抗が設けられている、被験体の呼吸波形情報を取得する方法、ならびに該方法を実行するシステムを提供する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要

呼吸波形を表示するには、呼吸波形の生成に必要な情報を経時的に測定することが必要である。マウスのような非ヒト小動物の呼吸を非侵襲的に測定する方法として最も普及している手法はWBPである。現在商業的に入手可能なWBPシステムとしては、例えばEMMS社(非特許文献1)、Buxco社(非特許文献2)、DSI社(非特許文献3)のシステムが挙げられる。

産業上の利用分野

本発明は、呼吸波形情報を取得するためのシステムおよび方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
生理機能を測定されるべき被験体を長期間にわたって収容する第一室
室内外が遮断されている、上記第一室と独立した第二室;
上記第一室の内部の気圧と上記第二室の内部の気圧との気圧差を経時的に測定する差圧センサ;および
測定された気圧差に基づいて被験体の呼吸波形情報を生成する呼吸波形情報生成部
を備えており、
上記第一室には、該第一室の室外から室内へ所定量の空気を連続的に流入させる吸気部、および、該第一室の室内から室外へ所定量の空気を連続的に流出させる排気部が設けられており、
上記第一室は、上記被験体が収容された後に、上記吸気部および上記排気部を除いて室内外が遮断されており、
上記吸気部における換気路および上記排気部における換気路の少なくとも一方に、上記第一室の換気量を調整する抵抗が設けられており、
上記第二室の容積は、上記気圧差を上記差圧センサの検出範囲内に調整するように決定されている、
被験体の呼吸波形情報を取得するためのシステム。

【請求項2】
生理機能を測定されるべき被験体を長期間にわたって収容する第一室
室内外が遮断されている、上記第一室と独立した第二室;
上記第一室の内部の気圧と上記第二室の内部の気圧との気圧差を経時的に測定する差圧センサ;および
測定された気圧差に基づいて被験体の呼吸波形情報を生成する呼吸波形情報生成部
を備えており、
上記第一室には、該第一室の室外から室内へ所定量の空気を連続的に流入させる吸気部、および、該第一室の室内から室外へ所定量の空気を連続的に流出させる排気部が設けられており、
上記第一室は、上記被験体が収容された後に、上記吸気部および上記排気部を除いて室内外が遮断されており、
上記吸気部における換気路および上記排気部における換気路の少なくとも一方に、上記第一室の換気量を調整する抵抗が設けられており、
上記第二室は、容積が可変である、
被験体の呼吸波形情報を取得するためのシステム。

【請求項3】
生理機能を測定されるべき被験体を長期間にわたって収容する第一室
室内外が遮断されている、上記第一室と独立した第二室;
上記第一室の内部の気圧と上記第二室の内部の気圧との気圧差を経時的に測定する差圧センサ;および
測定された気圧差に基づいて被験体の呼吸波形情報を生成する呼吸波形情報生成部
を備えており、
上記第一室には、該第一室の室外から室内へ所定量の空気を連続的に流入させる吸気部、および、該第一室の室内から室外へ所定量の空気を連続的に流出させる排気部が設けられており、
上記第一室は、上記被験体が収容された後に、上記吸気部および上記排気部を除いて室内外が遮断されており、
上記吸気部における換気路および上記排気部における換気路の少なくとも一方に、上記第一室の換気量を調整する抵抗が設けられており、
上記差圧センサを介して上記第一室と上記第二室との間を気体が流れ得る、
被験体の呼吸波形情報を取得するためのシステム。

【請求項4】
生理機能を測定されるべき被験体を長期間にわたって収容する第一室
室内外が遮断されている、上記第一室と独立した第二室;
上記第一室の内部の気圧と上記第二室の内部の気圧との気圧差を経時的に測定する差圧センサ;
測定された気圧差に基づいて被験体の呼吸波形情報を生成する呼吸波形情報生成部;および
生成された呼吸波形情報に基づいて被験体の睡眠覚醒情報を生成する睡眠覚醒情報生成部
を備えており、
上記第一室には、該第一室の室外から室内へ所定量の空気を連続的に流入させる吸気部、および、該第一室の室内から室外へ所定量の空気を連続的に流出させる排気部が設けられており、
上記第一室は、上記被験体が収容された後に、上記吸気部および上記排気部を除いて室内外が遮断されており、
上記吸気部における換気路および上記排気部における換気路の少なくとも一方に、上記
第一室の換気量を調整する抵抗が設けられており、
上記第二室の容積は、上記気圧差を上記差圧センサの検出範囲内に調整するように決定されている、
被験体の睡眠覚醒情報を取得するためのシステム。

【請求項5】
生理機能を測定されるべき被験体を長期間にわたって収容する第一室
室内外が遮断されている、上記第一室と独立した第二室;
上記第一室の内部の気圧と上記第二室の内部の気圧との気圧差を経時的に測定する差圧センサ;
測定された気圧差に基づいて被験体の呼吸波形情報を生成する呼吸波形情報生成部;および
生成された呼吸波形情報に基づいて被験体の睡眠覚醒情報を生成する睡眠覚醒情報生成部
を備えており、
上記第一室には、該第一室の室外から室内へ所定量の空気を連続的に流入させる吸気部、および、該第一室の室内から室外へ所定量の空気を連続的に流出させる排気部が設けられており、
上記第一室は、上記被験体が収容された後に、上記吸気部および上記排気部を除いて室内外が遮断されており、
上記吸気部における換気路および上記排気部における換気路の少なくとも一方に、上記
第一室の換気量を調整する抵抗が設けられており、
上記第二室は、容積が可変である、
被験体の睡眠覚醒情報を取得するためのシステム。

【請求項6】
生理機能を測定されるべき被験体を長期間にわたって収容する第一室
室内外が遮断されている、上記第一室と独立した第二室;
上記第一室の内部の気圧と上記第二室の内部の気圧との気圧差を経時的に測定する差圧センサ;
測定された気圧差に基づいて被験体の呼吸波形情報を生成する呼吸波形情報生成部;および
生成された呼吸波形情報に基づいて被験体の睡眠覚醒情報を生成する睡眠覚醒情報生成部
を備えており、
上記第一室には、該第一室の室外から室内へ所定量の空気を連続的に流入させる吸気部、および、該第一室の室内から室外へ所定量の空気を連続的に流出させる排気部が設けられており、
上記第一室は、上記被験体が収容された後に、上記吸気部および上記排気部を除いて室内外が遮断されており、
上記吸気部における換気路および上記排気部における換気路の少なくとも一方に、上記
第一室の換気量を調整する抵抗が設けられており、
上記差圧センサを介して上記第一室と上記第二室との間を気体が流れ得る、
被験体の睡眠覚醒情報を取得するためのシステム。

【請求項7】
前記睡眠覚醒情報生成部は、生成された呼吸波形情報に基づいて被験体の睡眠覚醒判定を行うことによって睡眠覚醒情報を生成する、請求項4~6のいずれか1項に記載のシステム。

【請求項8】
生成された情報を記録する記録部;および
生成された情報を表示する表示部
をさらに備えている、請求項1~のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項9】
前記気圧差が24時間以上にわたって測定される、請求項1~のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項10】
生理機能を測定されるべき被験体を長期間にわたって収容する第一室の内部の気圧と、室内外が遮断されている、前記第一室と独立した第二室の内部の気圧との気圧差を、差圧センサを用いて経時的に測定する工程;および
測定された気圧差に基づいて被験体の呼吸波形情報を生成する工程
を包含し、
上記第一室には、該第一室の室外から室内へ所定量の空気を連続的に流入させる吸気部、および、該第一室の室内から室外へ所定量の空気を連続的に流出させる排気部が設けられており、
上記第一室は、上記被験体が収容された後に、上記吸気部および上記排気部を除いて室内外が遮断されており、
上記吸気部における換気路および上記排気部における換気路の少なくとも一方に、上記第一室の換気量を調整する抵抗が設けられており、
上記第二室の容積は、上記気圧差を上記差圧センサの検出範囲内に調整するように決定されている、
被験体の呼吸波形情報を取得する方法。

【請求項11】
生理機能を測定されるべき被験体を長期間にわたって収容する第一室の内部の気圧と、室内外が遮断されている、前記第一室と独立した第二室の内部の気圧との気圧差を経時的に測定する工程;および
測定された気圧差に基づいて被験体の呼吸波形情報を生成する工程
を包含し、
上記第一室には、該第一室の室外から室内へ所定量の空気を連続的に流入させる吸気部、および、該第一室の室内から室外へ所定量の空気を連続的に流出させる排気部が設けられており、
上記第一室は、上記被験体が収容された後に、上記吸気部および上記排気部を除いて室内外が遮断されており、
上記吸気部における換気路および上記排気部における換気路の少なくとも一方に、上記第一室の換気量を調整する抵抗が設けられており、
上記第二室は、容積が可変である、
被験体の呼吸波形情報を取得する方法。

【請求項12】
生理機能を測定されるべき被験体を長期間にわたって収容する第一室の内部の気圧と、室内外が遮断されている、前記第一室と独立した第二室の内部の気圧との気圧差を、差圧センサを用いて経時的に測定する工程;および
測定された気圧差に基づいて被験体の呼吸波形情報を生成する工程
を包含し、
上記第一室には、該第一室の室外から室内へ所定量の空気を連続的に流入させる吸気部、および、該第一室の室内から室外へ所定量の空気を連続的に流出させる排気部が設けられており、
上記第一室は、上記被験体が収容された後に、上記吸気部および上記排気部を除いて室内外が遮断されており、
上記吸気部における換気路および上記排気部における換気路の少なくとも一方に、上記第一室の換気量を調整する抵抗が設けられており、
上記差圧センサを介して上記第一室と上記第二室との間を気体が流れ得る、
被験体の呼吸波形情報を取得する方法。

【請求項13】
生理機能を測定されるべき被験体を長期間にわたって収容する第一室の内部の気圧と、室内外が遮断されている、前記第一室と独立した第二室の内部の気圧との気圧差を、差圧センサを用いて経時的に測定する工程;
測定された気圧差に基づいて被験体の呼吸波形情報を生成する工程;および
生成された呼吸波形情報に基づいて被験体の睡眠覚醒情報を生成する工程
を包含し、
上記第一室には、該第一室の室外から室内へ所定量の空気を連続的に流入させる吸気部、および、該第一室の室内から室外へ所定量の空気を連続的に流出させる排気部が設けられており、
上記第一室は、上記被験体が収容された後に、上記吸気部および上記排気部を除いて室内外が遮断されており、
上記吸気部における換気路および上記排気部における換気路の少なくとも一方に、上記第一室の換気量を調整する抵抗が設けられており、
上記第二室の容積は、上記気圧差を上記差圧センサの検出範囲内に調整するように決定されている、
被験体の睡眠覚醒情報を取得する方法。

【請求項14】
生理機能を測定されるべき被験体を長期間にわたって収容する第一室の内部の気圧と、室内外が遮断されている、前記第一室と独立した第二室の内部の気圧との気圧差を経時的に測定する工程;
測定された気圧差に基づいて被験体の呼吸波形情報を生成する工程;および
生成された呼吸波形情報に基づいて被験体の睡眠覚醒情報を生成する工程
を包含し、
上記第一室には、該第一室の室外から室内へ所定量の空気を連続的に流入させる吸気部、および、該第一室の室内から室外へ所定量の空気を連続的に流出させる排気部が設けられており、
上記第一室は、上記被験体が収容された後に、上記吸気部および上記排気部を除いて室内外が遮断されており、
上記吸気部における換気路および上記排気部における換気路の少なくとも一方に、上記第一室の換気量を調整する抵抗が設けられており、
上記第二室は、容積が可変である、
被験体の睡眠覚醒情報を取得する方法。

【請求項15】
生理機能を測定されるべき被験体を長期間にわたって収容する第一室の内部の気圧と、室内外が遮断されている、前記第一室と独立した第二室の内部の気圧との気圧差を、差圧センサを用いて経時的に測定する工程;
測定された気圧差に基づいて被験体の呼吸波形情報を生成する工程;および
生成された呼吸波形情報に基づいて被験体の睡眠覚醒情報を生成する工程
を包含し、
上記第一室には、該第一室の室外から室内へ所定量の空気を連続的に流入させる吸気部、および、該第一室の室内から室外へ所定量の空気を連続的に流出させる排気部が設けられており、
上記第一室は、上記被験体が収容された後に、上記吸気部および上記排気部を除いて室内外が遮断されており、
上記吸気部における換気路および上記排気部における換気路の少なくとも一方に、上記第一室の換気量を調整する抵抗が設けられており、
上記差圧センサを介して上記第一室と上記第二室との間を気体が流れ得る、
被験体の睡眠覚醒情報を取得する方法。

【請求項16】
生成された呼吸波形情報に基づいて被験体の睡眠覚醒判定を行う工程をさらに包含する、請求項13~15の何れか1項に記載の方法。

【請求項17】
請求項1~3の何れか1項に記載のシステムを用いて取得した被験体の呼吸波形情報に基づいて前記被験体の睡眠覚醒判定を行う睡眠覚醒判定装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、
上記呼吸波形情報が示す呼吸波形をセグメントに区切り、各セグメントのパワースペクトラムをフーリエ変換により算出する算出手段;
算出された各セグメントのパワースペクトラムの主成分を主成分分析により抽出する抽出手段;および
抽出された各セグメントのパワースペクトラムの主成分を用いて、呼吸波形の各セグメントを相異なる睡眠覚醒状態に対応する複数の群にクラスタリングするクラスタリング手段
として上記コンピュータを機能させるプログラム。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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