(57)【要約】  この発明は、被験者の各部、特の頭部の各部の変化による振動、呼吸、脈動、咳、鼾及び眼球運動、さらには体動、顎の動き、寝返りの振動を検出することのできる生体振動検出装置及びこれを用いた生体生理検出装置を提供する。本願発明に係る生体振動検出装置は、被験者の所定部位、特に頭部が載置されるハウジングと、該ハウジングの内側上面に、前記ハウジング上面と接して設けられる歪みプレートと、該歪みプレートに接着される歪み検出手段と、前記ハウジングの内側下面に接触する接触部及び該接触部から延出して前記歪みプレートの両端部を支持する支持部によって構成される支持プレートとによって少なくとも構成される。
2008139583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の頭部が載置されるハウジングと、
該ハウジングの内側上面に、前記ハウジング上面と接して設けられる歪みプレートと、
該歪みプレートに接着される歪み検出手段と、
前記ハウジングの内側下面に接触する接触部及び該接触部から延出して前記歪みプレートの両端部を支持する支持部によって構成される支持プレートとによって少なくとも構成されることを特徴とする生体振動検出装置。
【請求項２】
前記歪み検出手段は、前記ハウジング内に設けられる電子回路基板を具備することを特徴とする請求の範囲第１項記載の生体振動検出装置。
【請求項３】
前記歪み検出手段は、前記歪みプレートの長手方向に沿って複数配置されることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項記載の生体振動検出装置。
【請求項４】
前記歪みプレートは、該歪みプレートの縁から前記歪み検出手段近傍まで延出する切れ込み部を有することを特徴とする請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１つに記載の生体振動検出装置。
【請求項５】
前記歪み検出手段は圧電素子歪みゲージであり、且つ
前記圧電素子歪みゲージが対峙する前記支持プレートの接触部には、弾性体からなる衝突防止材が配置されることを特徴とする請求の範囲第１項〜第４項のいずれか1つに記載の生体振動検出装置。
【請求項６】
被験者の頭部が載置されるハウジングと、
該ハウジングの内側上面に、前記ハウジング上面と接して設けられる歪みプレートと、
該歪みプレートに接着される第１の電極と、
前記ハウジングの内側下面に接触する接触部及び該接触部から延出して前記歪みプレートの両端部を支持する支持部によって構成される支持プレートと、
前記第1の電極が対峙する該支持プレートの接触部に設けられる第２の電極とによって少なくとも構成されることを特徴とする生体振動検出装置。
【請求項７】
前記第１の電極及び第２の電極は、歪み検出手段としての静電容量を構成することを特徴とする請求の範囲第６項記載の生体振動検出装置。
【請求項８】
前記歪み検出手段は、ハウジング内に設けられる電子回路基板を具備することを特徴とする請求の範囲第７項記載の生体振動検出装置。
【請求項９】
請求の範囲第1項〜第８項のいずれか1つに記載の生体振動検出装置と、
該生体振動検出装置によって検出された振動波形から、少なくとも呼吸波形、脈動波形、鼾波形、体動波形、眼球運動波形及び咀嚼運動波形を抽出する生体生理信号検出手段と、
該生体生理信号検出手段によって検出された呼吸波形及び鼾波形から無呼吸を判定し、さらに咀嚼運動波形及び眼球運動波形からＲＥＭ睡眠を判定する判定手段とを少なくとも具備することを特徴とする生体生理検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、主に生体生理信号、特に頭部の各部の変化による振動、呼吸、脈動、咳、鼾及び眼球運動、さらには体動、顎の動き、寝返りの振動の検出に使用される生体振動検出装置及びこれを用いた生体生理検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、横臥している被験者の身体の下に配置したエアマットと、このエアマット内部の圧力変動を検出する圧力センサと、この圧力センサからの出力信号から被験者の呼吸筋での呼吸運動による呼吸する、心拍数及び鼾信号等の生体信号を抽出して記録する呼吸状態検出装置を開示する。【０００３】
特許文献２は、生体情報計測用パネルを開示する。このパネルは、被験者の下側に配置される弾性的に撓曲可能な敷板部を有し、この敷板部に歪み検出センサが装着される。敷板部が被験者の下側に配置された状態のもとで、被験者の生体活動に伴い発生する敷板部の歪みの変動が、歪み検出センサにより検出される。また、前記敷板部は、弾性層によって挟まれている。
【特許文献１】特開２０００−２７１１０３号公報
【特許文献２】特開２００６−４３４４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示される呼吸状態検出装置は、被験者の身体の下に配置したエアマット内の空気の圧力変化を検出するために、微小な圧力変化を検出することができないという不具合があった。また、エアマット内の空気圧を一定に保つことが難しいという不具合もあった。【０００５】
また、特許文献２に開示される装置においては、歪み検出センサが、所定の弾性力を有する弾性層によって挟持された敷板部の両側に設けられるので、微細な変化が弾性層に吸収されるため、有る程度大きな振動又は変化しか検出されないという問題点がった。【０００６】
このため、この発明は、被験者の各部、特の頭部の各部の変化による振動、呼吸、脈動、咳、鼾及び眼球運動、さらには体動、顎の動き、寝返りの振動を検出することのできる生体振動検出装置及びこれを用いた生体生理検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって、本願発明に係る生体振動検出装置は、被験者の所定部位、特に頭部が載置されるハウジングと、該ハウジングの内側上面に、前記ハウジング上面と接して設けられる歪みプレートと、該歪みプレートに接着される歪み検出手段と、前記ハウジングの内側下面に接触する接触部及び該接触部から延出して前記歪みプレートの両端部を支持する支持部によって構成される支持プレートとによって少なくとも構成されるものである。【０００８】
この構成により、歪み検出手段の置かれる設置面に依存することがなく、且つ年単位の長時間使用に対しても一定の検出感度が得られる。  また、前記歪み検出手段は、前記歪みプレートの中央部分に配置されることが好ましいが、前記歪みプレートの長手方向に沿って複数配置されるものであってもよい。さらに、前記歪み検出手段は、ハウジング内に設けられる電子回路基板によって構成されることが望ましい。【０００９】
また、前記歪みプレートは、該歪みプレートの縁から前記歪み検出手段近傍まで延出する切れ込み部を有するものであっても良い。【００１０】
また、前記歪み検出手段は圧電素子（ＰＺＴ、ポリフッ素ビニリデン）、又は歪みゲージであり、且つ前記圧電素子又は歪みゲージが対峙する前記支持プレートの接触部には、弾性体からなる衝突防止材が配置されることが望ましい。【００１１】
さらに、本願発明の係る生体振動検出装置は、被験者の頭部が載置されるハウジングと、該ハウジングの内側上面に、前記ハウジング上面と接して設けられる歪みプレートと、該歪みプレートに接着される第１の電極と、前記ハウジングの内側下面に接触する接触部及び該接触部から延出して前記歪みプレートの両端部を支持する支持部によって構成される支持プレートと、前記第1の電極が対峙する該支持プレートの接触部に設けられる第２の電極とによって少なくとも構成されるものである。また、前記第１の電極及び第２の電極とによって静電容量が構成されることが望ましい。【００１２】
また、本願発明に係る生体生理検出装置は、本願発明に係る生体振動検出装置と、該生体振動検出装置によって検出された振動波形から、少なくとも呼吸波形、脈動波形、鼾波形、体動波形、眼球運動波形及び咀嚼運動波形を抽出する生体生理信号検出手段と、該生体生理信号検出手段によって検出された呼吸波形及び／若しくは鼾波形から無呼吸を判定し、さらに咀嚼運動波形及び眼球運動波形からＲＥＭ睡眠を判定する判定手段とを少なくとも具備するものである。【００１３】
さらに、前記歪みプレートは、樹脂製若しくは金属製であり、幅が５〜６００ｍｍ、長さが１０〜１０００ｍｍ、厚さが０．１〜３０ｍｍの範囲内であることが望ましい。また、前記支持プレートは、前記歪みプレートと対応する材質、大きさ等を備えることが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本願発明の生体振動検出装置によれば、被験者の頭部が載置されるハウジング上面に接触する歪みプレートを、ハウジングの下面に接触する支持プレートによって支持するようにしたことから、被験者の頭部の微細な振動を振動検出手段に伝えることができるという効果を奏する。【００１５】
また、振動検出手段が微細な振動を検出することが可能となるため、検出波形から、呼吸、脈動、咳、鼾、体動、眼球運動、咀嚼運動等を示す波形を抽出することが可能となり、きめの細かい生体生理の検出、特に無呼吸やＲＥＭ睡眠の検出を可能とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本願発明の実施例１に係る生体振動検出装置の断面図である。
【図２】本願発明の実施例１に係る生体振動検出装置の支持プレートの構造の一例を示した平面図である。
【図３】本願発明の実施例１に係る生体振動検出装置の歪みプレートの構造の第１の例を示した平面図である。
【図４】本願発明の実施例１に係る生体振動検出装置の歪みプレートの構造の第２の例を示した平面図である。
【図５】本願発明の実施例１に係る生体振動検出装置の歪みプレートの構造の第３の例を示した平面図である。
【図６】増幅回路の概略構成図である。
【図７】本願発明に係る生体生理検出装置の概略構成図である。
【図８】ＭＰＵでの信号処理の一例を示した説明図である。
【図９】ＭＰＵで実行される制御の一例を示したフローチャートである。
【図１０】本願発明の実施例２に係る生体振動検出装置の断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
１  生体振動検出装置
２  ハウジング
３  歪みプレート
４  歪み検出センサ
５  支持プレート
６  電子回路基板
１０  切り込み部
２０  増幅回路
３０  生体生理検出装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明の実施例について図面により説明する。
【実施例１】
【００１９】
本願発明の実施例１に係る生体振動検出装置１は、例えば図１に示すように、図示しない被験者の所定の部位、特に頭部が載置されるハウジング２と、このハウジング２の内側の上面２Ａと接して設けられる歪みプレート３と、この歪みプレート３の略中央部分に接着される歪み検出センサ（具体的には、圧電素子又は歪みゲージ）４と、前記歪みプレート３の両端部を支持する支持プレート５と、前記ハウジング２内、特に前記歪み検出センサ４の近傍の前記歪みプレート３上に設けられる電子回路基板６とによって少なくとも構成される。【００２０】
前記支持プレート５は、例えば図２に示すように、前記ハウジング２の内側下面２Ｂの中央に接着固定若しくは載置される接触部５Ａと、この接触部５Ａの両側から前記歪みプレート３の両端部３Ａに延出する支持部５Ｂとによって構成され、前記支持部５Ｂの端部には前記歪みプレート３の両端部３Ａと、例えばネジ８などによって固定される固定部５Ｃが形成される。また、前記接触部５Ａの中央部には、前記歪み検出センサ４と対峙して、弾性部材からなる衝突防止材７が配置される。さらに、この支持プレート５は、下記する歪みプレート３の材質、形状に対応して適宜選択的に形成されるものである。【００２１】
前記歪みプレート３は、図３に示すように、前記ハウジング２の内側上面２Ａの形状と略等しい略長方形状に形成されると共に、例えば、アルミ、鉄、ステンレス、真鍮、銅合金、鉄合金等の金属類、プリント配線用基板、プラスチックなどの樹脂類、ガラス、布の群から適宜選択された材料、若しくはそれらの材料の複合物からなるものであり、頭、枕が載る大きさ、例えば５〜６００ｍｍの範囲、長さは１０〜１０００ｍｍの範囲、厚さは０．１〜３０ｍｍの範囲である。また、図３に示される第１の例では、前記歪みプレート３の下方側側面の略中央に、歪み検出センサ４が接着され、さらに前記歪み検出センサ４の近傍には、歪み検出センサ４に対応する電子回路基板６が配置される。【００２２】
図４で示す第２の例では、前記歪みプレート３の長手方向に沿って複数（この例では３つ）の歪み検出センサ４が配置され、図示しない被験者の頭部の位置に対して、さらにきめの細かい検出を可能にするものである。
図５で示す第３の例では、前記歪みプレート３の長手方向の側辺から前記歪み検出センサ４の近傍に向かって延出する切り込み部１０を設けるものである。これによって、歪み検出センサ４の近傍の強度を低下させて、微細な振動を検出し易くしたものである。【００２３】
前記電子回路基板６には、例えば図６に示すような増幅回路２０が設けられる。これは、前記歪みプレート３上の物理的振動が、前記歪み検出センサ４によって電気的信号に変換され、さらに増幅回路２０において増幅されて出力されることを意味する。この増幅回路２０は、公知の構成を有する。【００２４】
以上の構成の生体振動検出装置１において、硬質なプレートである歪みプレート３が、支持プレート５によって支持され、前記歪みプレート３に所定のテンションをかけることから、ハウジング２に載置された被験者の頭部から発生される振動が効率的に歪みプレート３に伝達されるものである。【００２５】
上述した生体振動検出装置１が使用される生体生理検出装置３０において、例えば図７で示されるように、センサ４及び増幅回路２０から構成される生体振動検出装置１の電気回路２１から出力された検出波形（図８（ａ））は、Ａ／Ｄ変換器３１を開始してマイクロプロセッサユニット（ＭＰＵ）３２に送られる。このＭＰＵ３２において、例えば図９のフローチャートで示されるような処理が少なくとも行われる。また、前記生体生理検出装置３０は、電源回路３５、記録装置３３及び通信装置３４を少なくとも具備するものである。【００２６】
図９のステップ１００において、前述した図８（ａ）で示すような検出波形がＡ／Ｄ変換器３１を介してデジタル信号として前記ＭＰＯＵ３２に入力され、ステップ１１０において、図８（ｂ）で示すように信号処理されて、生体信号波形として、先ず呼吸波形が抽出される。同様に、ステップ１２０においては、呼吸波形の大きさ等から鼾波形が抽出され、さらにステップ１３０においては、図８（ｃ）で示すように脈動波形が抽出される。同様に、前記検出波形の大きさ及び変動時間などから体動波形（ステップ１４０）が抽出され、さらに顎の動きに対応する検出波形の大きさ変化時間などから咀嚼運動波形（ステップ１５０）が抽出され、さらに微小な変化から眼球運動波形（ステップ１６０）が抽出される。【００２７】
さらに、抽出された生体信号波形の中から、呼吸波形及び鼾波形から、呼吸数及び低呼吸数がステップ１７０において検出され、さらにステップ１８０において無呼吸状態であるか否かが検出される。また、この実施例では、咀嚼運動波形及び眼球運動波形からＲＥＭ睡眠中であるか否かが検出される。【００２８】
そして、抽出された信号波形（呼吸波形、鼾波形、脈動波形、体動波形、咀嚼運動波形及び眼球運動波形）、算出されたデータ（呼吸数、低呼吸数）及び検出された被験者の状態（無呼吸、ＲＥＭ睡眠）等の生体生理データが、記憶装置３３へ出力（ステップ２００）され蓄積されるものである。さらに、前記生体生理データは、定期的に通信装置３４へ出力（ステップ２１０）され、主治医のコンピュータ、病院や介護センター等、必要なところに送信されるものである。
【実施例２】
【００２９】
図１０で示す本願発明の実施例２に係る生体振動検出装置１は、被験者の頭部が載置されるハウジング２と、このハウジング２の内側上面２Ａに、前記ハウジング上面２Ａと接して設けられる歪みプレート３と、この歪みプレート３に接着される第１の電極４Ａと、前記ハウジング２の内側下面２Ｂに接触する接触部５Ａ及びこの接触部５Ａから延出して前記歪みプレート３の両端部３Ａを支持する支持部５Ｂによって構成される支持プレート５と、前記第1の電極４Ａが対峙する前記支持プレート３の接触部５Ａに設けられる第２の電極４Ｂとによって少なくとも構成される。【００３０】
この場合は、前記歪みプレート３の振動による前記第１の電極４Ａと第２の電極４Ｂとの間の静電容量の変化を検出することによって、前記振動を電気信号の変化に変換して検出するようにしたものである。この場合も上記実施例１の場合と同様の処理が、前記生体生理検出装置３０において可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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