(57)【要約】【課題】  被介護者の呼吸、心拍、脈拍等の生体情報を高感度に検出できるように工夫した生体情報収集装置を提供すること。【解決手段】  一端側に大径空気室を備え、上記大径空気室に隣接し上記大径空気室が設けられている領域より広範な領域に小径空気室を備え、内部が連通していて全体としてシート状に設けられた袋体と、上記大径空気室に設けられセンサ及び該センサからの信号を増幅する回路を基板上に設けてなるセンサモジュールと、を具備したもの。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側に大径空気室を備え、上記大径空気室に隣接し上記大径空気室が設けられている領域より広範な領域に小径空気室を備え、内部が連通していて全体としてシート状に設けられた袋体と、
上記大径空気室に設けられセンサ及び該センサからの信号を増幅する回路を基板上に設けてなるセンサモジュールと、
を具備したことを特徴とする生体情報収集装置。
【請求項２】
請求項１記載の生体情報収集装置において、
上記袋体は、２枚のシート材を重ね合わせて所々貼り合わせることにより、上記大径空気室と小径空気室を長尺円筒状に形成したものであることを特徴とする生体情報収集装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の生体情報収集装置において、
上記大径空気室は上記袋体の一端側において１〜３列の範囲で設けられていることを特徴とする生体情報収集装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３の何れかに記載の生体情報収集装置において、
上記センサモジュールは上記大径空気室内に封入されていることを特徴とする生体情報収集装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れかに記載の生体情報収集装置において、
上記センサモジュールの基板にはケーブルが接続されていて、上記ケーブルの被覆チューブ端の隙間には封止処理が施されていることを特徴とする生体情報収集装置。
【請求項６】
請求項５記載の生体情報収集装置において、
上記ケーブルは被覆チューブ内に複数のリード線を収容した構成になっていて、上記封止処理は、上記被覆チューブと複数のリード線との隙間を封止するものであることを特徴とする生体情報収集装置。
【請求項７】
請求項６記載の生体情報収集装置において、
上記複数のリード線は被覆チューブ内に導体を収容した構成になっていて、上記封止処理は、上記被覆チューブと導体との隙間をも封止するものであることを特徴とする生体情報収集装置。
【請求項８】
請求項５〜請求項７の何れかに記載の生体情報収集装置において、
上記封止処理は上記被覆チューブ端の隙間及び周囲を樹脂で覆って固めるものであることを特徴とする生体情報収集装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８の何れかに記載の生体情報収集装置において、
上記大径空気室の上記ケーブル貫通部にはケーブルと貫通部との隙間を封止する封止処理が施されていることを特徴とする生体情報収集装置。
【請求項１０】
請求項９記載の生体情報収集装置において、
上記ケーブル貫通部位置の上記ケーブル外周には内周面に接着剤を備えた熱収縮チューブが被覆されていて、その状態で熱溶着するようにしたことを特徴とする生体情報収集装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、介護ベッドのマットレスの下に設置されマットレス上に横たわっている被介護者の呼吸、心拍、脈拍等の生体情報を収集する生体情報収集装置に係り、特に、袋体の一端側に大径空気室を設けるとともにそれに隣接する広範な領域に小径空気室を設け、且つ、上記大径空気室にセンサモジュールを設けることにより、上記被介護者の生体情報を高感度で検出できるように工夫したものに関する。
【０００２】
従来の生体情報収集装置としては、例えば、特許文献１に記載された「生体情報収集装置」や、特許文献２に記載された「体動検知装置」や、特許文献３に記載された「心拍数測定装置」などがある。
上記特許文献１に記載された「生体情報収集装置」は次のような構成をなしている。まず、空気袋があり、この空気袋内は特に仕切られることなく単一の空間になっていて、そこには空気が封入されている。又、上記空気袋の内部又は外部には無指向性マイクロホンや圧力センサ等が設置されている。このような空気袋の上に被介護者を直接又は間接に載せて、被介護者の有無や動きに伴う空気袋内の圧力変化を検出し、それによって、被介護者の呼吸、心拍、脈拍等の生体情報を得るものである。
【０００３】
また、特許文献１には円筒形の容器を使用したタイプの生体情報収集装置も記載されている。この場合には、まず、被介護者が載せられる板状部材があり、この板状部材の下面に円筒型の容器としての４本の支柱が設けられている。これら４本の支柱は空気袋又はキャビネットとして構成され相互に連通した構成になっている。そして、それら空気袋又はキャビネットの中や開口部に無指向性マイクロホンや圧力センサ等が設けられている。
そして、上記板状部材の上に被介護者を直接又は間接に載せて、被介護者の有無や動きに伴う空気袋内の圧力変化を検出し、それによって、被介護者の呼吸、心拍、脈拍等の生体情報を得るものである。
なお、上記４本の空気袋やキャビネットが連通されていない場合もあり、この場合には、それぞれの空気袋やキャビネットに無指向性マイクロホンや圧力センサ等が設置されることになる。
【０００４】
また、特許文献２に記載された「体動検知装置」は次のような構成になっている。まず、エアセルがあり、このエアセル内には細長い空気室がジクザグ状に形成されている。上記エアセルには１個の開口部が設けられていて、この開口部には圧力センサが設置されている。
そして、上記エアセルの上に被介護者を直接又は間接に載せて、被介護者の有無や動きに伴う空気袋内の圧力変化を検出し、それによって、被介護者の呼吸、心拍、脈拍等の生体情報を得るものである。
【０００５】
さらに、特許文献３に記載された「心拍数測定装置」は次のような構成になっている。まず、単一の内部空間を備えた中空状のフレームがあり、このフレームにはコンデンサマイクが設置されている。上記コンデンサマイクは圧力感知部を備えていて、この圧力感知部が上記フレーム内に差し込まれている。また、上記フレームにはエアー通入穴が設けられている。
そして、上記フレームの上に被介護者を直接又は間接に載せて、被介護者の有無や動きに伴うフレーム内の圧力変化を検出し、それによって、被介護者の呼吸、心拍、脈拍等の生体情報を得るものである。
なお、上記エアー通入穴を設けることによりある種のバイパスフィルタ特性を得るようにしている。
【０００６】
なお、上記した特許文献１〜特許文献３以外にも、この種の装置の構成を開示するものとして、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７などがある。
このうち、特許文献４に開示されているものは、上記特許文献１に記載されているものと同様に、単一の袋体を備えたものである。また、複数の空気室を備えている構成も開示されているが、それらの空気室は個々に独立したものとなっている。
また、特許文献５に開示されているものは、上記特許文献２に記載されているものと同様に、単一であってジグザグ状に設けられた空気室を備えたものである。または同じ大きさに区画された複数の空気室を備えたものも開示されている。
また、特許文献６に記載されているものも、上記特許文献２に記載されているものと同様に、単一であってジグザグ状に連続した空気室が設けられたものである。
また、特許文献７に記載されているものは、単一であってチューブ状の空気室を備えたものとして構成されている。
さらに、特許文献８に記載されているものも、単一であってチューブ状の空気室を備えたものとして構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３４１９７３２号公報
【特許文献２】特開平５−１９２３１５号公報
【特許文献３】特開平１１−１９０５６号公報
【特許文献４】特許第３２４２６３１号公報
【特許文献５】特開平１１−１３２８７１号公報
【特許文献６】特開平０３−０６１８０６号公報
【特許文献７】特許第４２５６６６０号公報
【特許文献８】特許第３８３１９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来の構成では、次のような問題があった。
特許文献１に記載された生体情報収集装置のうち、空気袋を用いるものは、その内部が特に仕切られることなく単一の空間になっているため、空気袋の形崩れ、空気の片寄り、体圧の分散等が発生し、広い範囲について安定的且つ高感度な測定を行うことができないという問題があった。また、空気漏れによって長期間にわたる測定ができないことも懸念されていた。
また、円筒形の容器を用いたものの場合は複数の容器を設置しなければならず、その構成が複雑になってしまうという問題があった。また、被介護者の加重が作用する面積が少ないために感度が低いという問題もあった。
また、特許文献２に記載された体動検知装置の場合には、ジグザグ状の細長い空気室を備えたエアセルを使用しているため、例えは、圧力センサが設置された場所から大きく離間した場所の圧力変化もそのジグザグ経路を介して圧力センサに伝播されることになり、その結果、感度が低くなってしまうという問題があった。また、エアセル全体が均等に平らになっているので、体圧の分散等が発生し、それによっても感度が低くなってしまうという問題があった。
【０００９】
また、特許文献３に記載された心拍数測定装置では、既に説明した特許文献１に記載された生体情報収集装置の場合と同様に、フレーム内が特に仕切られることなく単一の空間になっているため、形崩れ、空気の片寄り、体圧の分散等が発生し、広い範囲について安定的且つ高感度な測定を行うことができないという問題があった。また、空気漏れによって長期間にわたる測定ができないことも懸念されていた。
なお、特許文献４〜特許文献８に記載された装置にも、特許文献１〜特許文献３に記載された装置の場合と略同様の課題が存在しているものである。
【００１０】
本発明は、このような点に基づいてなされたもので、その目的とするところは、被介護者の呼吸、心拍、脈拍等の生体情報を高感度に検出できるように工夫した生体情報収集装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するべく請求項１に記載された生体情報収集装置は、一端側に大径空気室を備え、上記大径空気室に隣接し上記大径空気室が設けられている領域より広範な領域に小径空気室を備え、内部が連通していて全体としてシート状に設けられた袋体と、上記大径空気室に設けられセンサ及び該センサからの信号を増幅する回路を基板上に設けてなるセンサモジュールと、を具備したことを特徴とするものである。
また、請求項２に記載された生体情報収集装置は、請求項１記載の生体情報収集装置において、上記袋体は、２枚のシート材を重ね合わせて所々貼り合わせることにより、上記大径空気室と小径空気室を長尺円筒状に形成したものであることを特徴とするものである。
また、請求項３に記載された生体情報収集装置は、請求項１又は請求項２記載の生体情報収集装置において、上記大径空気室は上記袋体の一端側において１〜３列の範囲で設けられていることを特徴とするものである。
また、請求項４に記載された生体情報収集装置は、請求項１〜請求項３の何れかに記載の生体情報収集装置において、上記センサモジュールは上記大径空気室内に封入されていることを特徴とするものである。
また、請求項５に記載された生体情報収集装置は、請求項１〜請求項４の何れかに記載の生体情報収集装置において、上記センサモジュールの基板にはケーブルが接続されていて、上記ケーブルの被覆チューブ端の隙間には封止処理が施されていることを特徴とするものである。
また、請求項６に記載された生体情報収集装置は、請求項５記載の生体情報収集装置において、上記ケーブルは被覆チューブ内に複数のリード線を収容した構成になっていて、上記封止処理は、上記被覆チューブと複数のリード線との隙間を封止するものであることを特徴とするものである。
また、請求項７に記載された生体情報収集装置は、請求項６記載の生体情報収集装置において、上記複数のリード線は被覆チューブ内に導体を収容した構成になっていて、上記封止処理は、上記被覆チューブと導体との隙間をも封止するものであることを特徴とするものである。
また、請求項８に記載された生体情報収集装置は、請求項５〜請求項７の何れかに記載の生体情報収集装置において、上記封止処理は上記被覆チューブ端の隙間及び周囲を樹脂で覆って固めるものであることを特徴とするものである。
また、請求項９に記載された生体情報収集装置は、請求項１〜請求項８の何れかに記載の生体情報収集装置において、上記大径空気室の上記ケーブル貫通部にはケーブルと貫通部との隙間を封止する封止処理が施されていることを特徴とするものである。
また、請求項１０に記載された生体情報収集装置は、請求項９記載の生体情報収集装置において、上記ケーブル貫通部位置の上記ケーブル外周には内周面に接着剤を備えた熱収縮チューブが被覆されていて、その状態で熱溶着するようにしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
以上述べたように、請求項１記載の生体情報収集装置は、一端側に大径空気室を備え、上記大径空気室に隣接し上記大径空気室が設けられている領域より広範な領域に小径空気室を備え、内部が連通していて全体としてシート状に設けられた袋体と、上記大径空気室に設けられセンサ及び該センサからの信号を増幅する回路を基板上に設けてなるセンサモジュールと、を具備したため、まず、上記袋体上に直接又は間接に載せられた被介護者が大径空気室の上方に存在している場合には、被介護者の呼吸等の僅かな動作が、段差が大きい大径空気室に集中的に伝わり、上記大径空気室に設けられたセンサモジュールによって上記被介護者の生体情報を高感度に収集することができる。
また、上記被介護者が大径空気室の上方から外れて、小径空気室の上方に存在している場合には、小径空気室における空気流が上記大径空気室に効果的に伝播し、それによって、上記大径空気室に設けられたセンサモジュールによって上記被介護者の生体情報を高感度に収集することができる。
このように、大径空気室を設けることにより高感度な収集を可能にしていると共に小径空気室を設けることにより高感度で収集可能な範囲の拡大を図っているものである。
また、上記センサモジュールの基板上にはセンサと増幅回路が共に設けられているため、センサと増幅回路を離間させて設置した場合にみられるノイズの影響を受け難く、被介護者の呼吸、心拍、脈拍等の生体情報を高感度に検出することができる。
また、請求項２記載の生体情報収集装置は、請求項１記載の生体情報収集装置において、上記袋体は、２枚のシート材を重ね合わせて所々貼り合わせることにより、上記大径空気室と小径空気室を長尺円筒状に形成したものであるため、上記大径空気室及び上記小径空気室によって、上記袋体上に直接又は間接に載せられた被介護者の呼吸等の僅かな動作を効果的に捉えることができる。
また、請求項３に記載された生体情報収集装置は、請求項１又は請求項２記載の生体情報収集装置において、上記大径空気室は上記袋体の一端側において１〜３列の範囲で設けられているため、段差が大きい上記大径空気室に極めて集中的に上記被介護者の呼吸等の僅かな動作が伝わり、上記大径空気室に設けられたセンサによってより高感度に上記被介護者の生体情報を収集することができる。
また、請求項４に記載された生体情報収集装置は、請求項１〜請求項３の何れかに記載の生体情報収集装置において、上記センサモジュールは上記大径空気室内に封入されているため、上記大径空気室に集中的に伝えられる上記被介護者の呼吸等の僅かな動作を上記センサモジュールで効率よく検出でき、より高感度に上記被介護者の生体情報を収集することができる。また、上記センサモジュールが上記大径空気室内に封入されることにより外乱に起因するノイズの発生を抑制することができ、被介護者の呼吸、心拍、脈拍等の生体情報を高感度に検出することができる。
また、請求項５に記載された生体情報収集装置は、請求項１〜請求項４の何れかに記載の生体情報収集装置において、上記センサモジュールの基板にはケーブルが接続されていて、上記ケーブルの被覆チューブ端の隙間には封止処理が施されているため、上記ケーブルの被覆チューブ端の隙間を介しての空気漏れを防ぐことで、上記被介護者の呼吸等の僅かな動作を上記袋体によって高感度に捉える機能を担保すると共に、長期間にわたって上記生体情報収集装置の性能を保つことができる。
また、請求項６に記載された生体情報収集装置は、請求項５記載の生体情報収集装置において、上記ケーブルは被覆チューブ内に複数のリード線を収容した構成になっていて、上記封止処理は、上記被覆チューブと複数のリード線との隙間を封止するものであるため、上記被覆チューブと複数のリード線との隙間を介しての空気漏れを防ぐことで、上記被介護者の呼吸等の僅かな動作を上記袋体によって高感度に捉える機能を担保すると共に、長期間にわたって上記生体情報収集装置の性能を保つことができる。
また、請求項７に記載された生体情報収集装置は、請求項６記載の生体情報収集装置において、上記複数のリード線は被覆チューブ内に導体を収容した構成になっていて、上記封止処理は、上記被覆チューブと導体との隙間をも封止するものであるため、上記被覆チューブと導体との隙間を介しての空気漏れをも防ぐことで、上記被介護者の呼吸等の僅かな動作を上記袋体によって高感度に捉える機能を確実に担保すると共に、長期間にわたって上記生体情報収集装置の性能を保つことができる。
また、請求項８に記載された生体情報収集装置は、請求項５〜請求項７の何れかに記載の生体情報収集装置において、上記封止処理は上記被覆チューブ端の隙間及び周囲を樹脂で覆って固めるものであるため、より確実に上記ケーブルの被覆チューブ端の隙間を介しての空気漏れを防止することができ、上記被介護者の呼吸等の僅かな動作を上記袋体によって高感度に捉える機能をより確実に担保すると共に、長期間にわたって上記生体情報収集装置の性能を保つことができる。
また、請求項９に記載された生体情報収集装置は、請求項１〜請求項８の何れかに記載の生体情報収集装置において、上記大径空気室の上記ケーブル貫通部にはケーブルと貫通部との間の隙間を封止する封止処理が施されているため、上記ケーブル貫通部からの空気漏れを防ぐことで、上記被介護者の呼吸等の僅かな動作を上記袋体によって高感度に捉える機能を担保すると共に、長期間にわたって上記生体情報収集装置の性能を保つことができる。
また、請求項１０に記載された生体情報収集装置は、請求項９記載の生体情報収集装置において、上記ケーブル貫通部位置の上記ケーブル外周には内周面に接着剤を備えた熱収縮チューブが被覆されていて、その状態で熱溶着するようにしたため、確実に上記大径空気室における上記ケーブルの貫通部からの空気漏れを防ぐことで、上記被介護者の呼吸等の僅かな動作を上記袋体によって高感度に捉える機能を確実に担保すると共に、長期間にわたって上記生体情報収集装置の性能を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図で、本実施の形態による生体情報収集装置の使用状態を示す側面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す図で、本実施の形態による生体情報収集装置の平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態を示す図で、図４（ａ）は本実施の形態による生体情報収集装置に用いられるセンサモジュールの斜視図、図４（ｂ）は本実施の形態による生体情報収集装置に用いられるセンサモジュールの分解斜視図（センサモジュール本体を覆う熱収縮チューブを除く。）、図４（ｃ）は本実施の形態による生体情報収集装置のケーブル貫通部分を示す拡大断面図である。
【図５】比較例による生体情報収集装置の平面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の第１−１実施例による信号出力試験の結果を示す図で、図６（ａ）は被介護者が呼吸をしている場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフ、図６（ｂ）は被介護者が呼吸をしていない場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフである。
【図７】比較例による生体情報収集装置による信号出力試験の結果を示す図で、図７（ａ）は被介護者が呼吸をしている場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフ、図７（ｂ）は被介護者が呼吸をしていない場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフである。
【図８】本発明の第１の実施の形態の第１−２実施例による信号出力試験の結果を示す図で、図８（ａ）は被介護者が呼吸をしている場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフ、図８（ｂ）は被介護者が呼吸をしていない場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフである。
【図９】本発明の第１の実施の形態の第１−２実施例による離床判別試験の結果を示す図で、マットレス上に荷重を加えていない場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化を示すグラフである。
【図１０】本発明の第１の実施の形態の第１−２実施例による離床判別試験の結果を示す図で、マットレス上に２０ｋｇの荷重を加えた場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化を示すグラフである。
【図１１】本発明の第１の実施の形態の第１−２実施例による設置位置を変更しながらの信号出力試験の結果を示す図で、生体情報収集装置のセンサモジュールが被介護者の頭頂部よりも前方側に位置している場合の信号出力の時間変化を示すものであり、図１１（ａ）は被介護者が呼吸をしている場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフ、図１１（ｂ）は被介護者が呼吸をしていない場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフである。
【図１２】本発明の第１の実施の形態の第１−２実施例による設置位置を変更しながらの信号出力試験の結果を示す図で、生体情報収集装置のセンサモジュールが被介護者の頭頂部に位置している場合の信号出力の時間変化を示すものであり、図１２（ａ）は被介護者が呼吸をしている場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフ、図１２（ｂ）は被介護者が呼吸をしていない場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフである。
【図１３】本発明の第１の実施の形態の第１−２実施例による設置位置を変更しながらの信号出力試験の結果を示す図で、生体情報収集装置のセンサモジュールが被介護者の耳直下に位置している場合の信号出力の時間変化を示すものであり、図１３（ａ）は被介護者が呼吸をしている場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフ、図１３（ｂ）は被介護者が呼吸をしていない場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフである。
【図１４】本発明の第１の実施の形態の第１−２実施例による設置位置を変更しながらの信号出力試験の結果を示す図で、生体情報収集装置のセンサモジュールが被介護者の首直下に位置している場合の信号出力の時間変化を示すものであり、図１４（ａ）は被介護者が呼吸をしている場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフ、図１４（ｂ）は被介護者が呼吸をしていない場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフである。
【図１５】本発明の第１の実施の形態の第１−２実施例による設置位置を変更しながらの信号出力試験の結果を示す図で、生体情報収集装置のセンサモジュールが被介護者の脇直下に位置している場合の信号出力の時間変化を示すものであり、図１５（ａ）は被介護者が呼吸をしている場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフ、図１５（ｂ）は被介護者が呼吸をしていない場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフである。
【図１６】本発明の第１の実施の形態の第１−２実施例による設置位置を変更しながらの信号出力試験の結果を示す図で、生体情報収集装置のセンサモジュールが被介護者の胸部（脇よりも足側（図１中右側））直下に位置している場合の信号出力の時間変化を示すものであり、図１６（ａ）は被介護者が呼吸をしている場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフ、図１６（ｂ）は被介護者が呼吸をしていない場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフである。
【図１７】本発明の第１の実施の形態の第１−２実施例による設置位置を変更しながらの信号出力試験の結果を示す図で、生体情報収集装置のセンサモジュールが被介護者の腹部であって頭部側（図１中左側）に寄った位置の直下に位置している場合の信号出力の時間変化を示すものであり、図１７（ａ）は被介護者が呼吸をしている場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフ、図１７（ｂ）は被介護者が呼吸をしていない場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフである。
【図１８】本発明の第１の実施の形態の第１−２実施例による設置位置を変更しながらの信号出力試験の結果を示す図で、生体情報収集装置のセンサモジュールが被介護者の腹部直下に位置している場合の信号出力の時間変化を示すものであり、図１８（ａ）は被介護者が呼吸をしている場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフ、図１８（ｂ）は被介護者が呼吸をしていない場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフである。
【図１９】本発明の第１の実施の形態の第１−２実施例による設置位置を変更しながらの信号出力試験の結果を示す図で、生体情報収集装置のセンサモジュールが被介護者の腰部直下に位置している場合の信号出力の時間変化を示すものであり、図１９（ａ）は被介護者が呼吸をしている場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフ、図１９（ｂ）は被介護者が呼吸をしていない場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフである。
【図２０】本発明の第１の実施の形態の第１−２実施例による設置位置を変更しながらの信号出力試験の結果を示す図で、生体情報収集装置のセンサモジュールが被介護者の臀部直下に位置している場合の信号出力の時間変化を示すものであり、図２０（ａ）は被介護者が呼吸をしている場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフ、図２０（ｂ）は被介護者が呼吸をしていない場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフである。
【図２１】本発明の第１の実施の形態の第１−２実施例による設置位置を変更しながらの信号出力試験の結果を示す図で、生体情報収集装置のセンサモジュールが被介護者の股下直下に位置している場合の信号出力の時間変化を示すものであり、図２１（ａ）は被介護者が呼吸をしている場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフ、図２１（ｂ）は被介護者が呼吸をしていない場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフである。
【図２２】本発明の第１の実施の形態の第１−２実施例による設置位置を変更しながらの信号出力試験の結果を示す図で、生体情報収集装置のセンサモジュールが被介護者の太腿部直下に位置している場合の信号出力の時間変化を示すものであり、図２２（ａ）は被介護者が呼吸をしている場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフ、図２２（ｂ）は被介護者が呼吸をしていない場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフである。
【図２３】本発明の第１の実施の形態の第１−２実施例による設置位置を変更しながらの信号出力試験の結果を示す図で、生体情報収集装置のセンサモジュールが被介護者の膝付近直下に位置している場合の信号出力の時間変化を示すものであり、図２３（ａ）は被介護者が呼吸をしている場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフ、図２３（ｂ）は被介護者が呼吸をしていない場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフである。
【図２４】本発明の第２の実施の形態を示す図で、本実施の形態による生体情報収集装置の平面図である。
【図２５】本発明の第２の実施の形態の第２−１実施例による信号出力試験の結果を示す図で、図２５（ａ）は被介護者が呼吸をしている場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフ、図２５（ｂ）は被介護者が呼吸をしていない場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフである。
【図２６】本発明の第２の実施の形態の第２−２実施例による信号出力試験の結果を示す図で、図２６（ａ）は被介護者が呼吸をしている場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフ、図２６（ｂ）は被介護者が呼吸をしていない場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフである。
【図２７】本発明の第３の実施の形態を示す図で、本実施の形態による生体情報収集装置の平面図である。
【図２８】本発明の第４の実施の形態を示す図で、本実施の形態による生体情報収集装置の平面図である。
【図２９】本発明の第４の実施の形態の第４−１実施例による耐荷重試験の結果を示す図で、生体情報収集装置の信号出力の最初の測定結果を示すものであり、図２９（ａ）は被介護者が呼吸をしている場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフ、図２９（ｂ）は被介護者が呼吸をしていない場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフである。
【図３０】本発明の第４の実施の形態の第４−１実施例による耐荷重試験の結果を示す図で、生体情報収集装置の信号出力の一ヶ月後の測定結果を示すものであり、図３０（ａ）は被介護者が呼吸をしている場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフ、図３０（ｂ）は被介護者が呼吸をしていない場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフである。
【図３１】本発明の第４の実施の形態の第４−１実施例による耐荷重試験の結果を示す図で、生体情報収集装置の信号出力の６ヶ月後の測定結果を示すものであり、図３１（ａ）は被介護者が呼吸をしている場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフ、図３１（ｂ）は被介護者が呼吸をしていない場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化およびマットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフである。
【図３２】本発明の第５の実施の形態を示す図で、本実施の形態による生体情報収集装置の平面図である。
【図３３】本発明の第５の実施の形態の第５−１実施例による信号出力試験の結果を示す図で、図３３（ａ）は被介護者が呼吸をしている場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化を示すグラフと、マットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフを示すものであり、図３３（ｂ）は被介護者が呼吸をしていない場合における生体情報収集装置からの信号出力の時間変化を示すグラフと、マットレス上に被介護者がいない場合の信号出力の時間変化を表すグラフを示すものである。
【図３４】本発明の第６の実施の形態を示す図で、本実施の形態による生体情報収集装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図１乃至図２３を参照しながら本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は本実施の形態による生体情報収集装置１の使用状態を示す側面図である。図１に示すように、まず、介護ベッド３があり、この介護ベッド３のボトム５とマットレス７との間に上記生体情報収集装置１が介挿されている。上記生体情報収集装置１には測定装置１０が接続されている。また、上記マットレス７上には被介護者９が横たわることになる。上記生体情報収集装置１は、上記被介護者９の腹部から下肢に至る範囲を大凡カバーできる位置に設置されている。
なお、上記介護ベッド３には４本の支柱４が設けられているとともに、被介護者９の頭部の下には枕６が設置されている。
【００１５】
そして、上記生体情報収集装置１を介して上記被介護者９の呼吸、心拍、脈拍等の生体情報が測定されて上記測定装置１０に入力される。それによって、被介護者９の健康状態を監視する。
なお、離床判別も可能である。
また、上記測定装置１０には緊急通報機能が備えられていて、例えば、上記被介護者９の呼吸や心拍が停止した場合には、監視者に対して上記被介護者９の呼吸や心拍の停止が通報されることになる。
なお、上記生体情報収集装置１に測定装置１０とは異なる図示しない通報装置を接続し、被介護者９の呼吸や心拍が停止した場合に、上記通報装置により監視者に対して上記被介護者９の呼吸や心拍の停止が通報されるように構成することも考えられる。
【００１６】
上記生体情報収集装置１は、図２、図３に示すような構成を成している。まず、袋体１１がある。この袋体１１は、図３に示すように、２枚のシート材１３ａ、１３ｂを貼り合わせて袋状としたものである。また、上記袋体１１は、図３に示すように、全体として低背であり、シート状となっているものである。上記シート材１３ａ、１３ｂはガスバリア性の高いものであり、本実施の形態では、例えば、ポリエチレンやナイロン（登録商標）からなる層を重ねた２層構造又は３層構造を成すものである。そして、本実施の形態による上記袋体１１は密封構造になっている。
【００１７】
また、上記シート材１３ａ、１３ｂは、例えば、図２に示すような四角形であり、外周部を熱溶着することにより貼り合わされて上記袋体１１となっている。また、上記シート材１３ａ、１３ｂの内側の複数個所においても熱溶着が行われ複数の仕切壁１５が断続的に設けられている。この仕切壁１５は上記生体情報収集装置１の幅方向（図２中上下方向）に細長状に断続的に延長されている。また、図２に示すように、上記仕切壁１５は、上記生体情報収集装置１の幅方向（図２中上下方向）に、直線状に配置されることで列を成して形成されている。また、この列中の個々の仕切壁１５同士の間や、上記仕切壁１５と上記袋体１１の幅方向両端（図２中上下方向両端）の外周部との間には隙間１５ａが形成されている。また、このような上記仕切壁１５の列は複数設けられている。
なお、熱溶着の方法としては、プレス機を使用する方法、超音波溶着機を使用する方法等がある。また、熱溶着以外にも、例えば、ヒートボンド（加熱により溶融し常温で固化する接着剤の一種）等の接着剤を使用した方法も考えられる。
【００１８】
また、図２や図３に示すように、上記仕切壁１５の列によって、複数の大径空気室１７ａや小径空気室１７ｂが形成されている。これら大径空気室１７ａや小径空気室１７ｂは、上記仕切壁１５間の隙間１５ａによって、全てが連通したものとなっている。また、上記大径空気室１７ａや小径空気室１７ｂは、上記生体情報収集装置１の幅方向（図２中上下方向）に延長された、長尺円筒状に形成されたものである。
なお、この第１の実施の形態の場合には、図２に示すように、仕切壁１５は１８列にわたって設けられていて、また、その内図２中左側の１列については９行、図２中左端から２列目以降については８行分断続的に設けられている。
【００１９】
また、本実施の形態における生体情報収集装置１において、上記大径空気室１７ａは、図２に示すように、上記袋体１１の外周部の前端側（図２中左端側）と上記袋体１１の最も前端側（図２中左側）に設けられた仕切壁１５の列との間と、上記袋体１１の最も前端側（図２中左側）に設けられた仕切壁１５の列と上記袋体１１の最も前端側（図２中左側）から２番目に設けられた仕切壁１５の列との間に形成されている。それ以外の仕切壁１５の列同士の間、及び、上記袋体１１の最も後端側（図２中右側）に設けられた仕切壁１５の列と上記袋体１１の後端側（図２中右端側）の外周部との間には、上記小径空気室１７ｂが形成されている。すなわち、上記袋体１１の前端側（図２中左側）の２つの空気室は大径空気室１７ａであり、その他の広範な領域の空気室は小径空気室１７ｂとなっている。
【００２０】
また、上記大径空気室１７ａ、１７ａ間の隙間１５ａと、上記大径空気室１７ａの内後側（図２中右側）の大径空気室１７ａとこの後側の大径空気室１７ａに隣接する小径空気室１７ｂとの間の隙間１５ａとが、互い違いになるように上記仕切壁１５が形成されている。
また、上記大径空気室１７ａのうち後側（図２中右側）の大径空気室１７ａと最も前側（図２中左側）の小径空気室１７ｂとの間の隙間１５ａ、及び、上記小径空気室１７ｂ同士の間の隙間１５ａとが、上記袋体１１の前後方向（図２中左右方向）に直線状に並ぶように、上記仕切壁１５が形成されている。
なお、上記袋体１１の膨らんだ状態での高さ（図３中上下方向の大きさ）は、マットレス７上に横たわった被介護者９が違和感を感ずることのない大きさに設定されている。
【００２１】
また、図２に示すように、上記袋体１１の大径空気室１７ａの外周部を貫通して空気注入部材１８が設けられている。この空気注入部材１８は筒状の部材である。そして、上記空気注入部材１８の上記袋体１１の外側に突出した先端部にはねじ込み式のキャップ１８ａが着脱可能に備えられ、このキャップ１８ａによって上記袋体１１が密閉されている。上記キャップ１８ａを空気注入部材１８から外して上記袋体１１内に空気が注入されると、上記袋体１１が上記空気によって膨らんだ状態となる。
なお、上記袋体１１内の空気圧は、上記袋体１１に荷重が加えられていない状態において、例えば、０．３〜６ｋＰａとなっている。
また、上記空気注入部材１８の袋体１１内側部分には、逆止弁１８ｂが設けられている。
【００２２】
また、上記袋体１１の前端側（図２中左側）の大径空気室１７ａ内には、センサモジュール１９が封入されている。このセンサモジュール１９は、図１に示すように、上記被介護者９の腰部付近に設置されている。また、上記センサモジュール１９は、図４（ａ）に示すように、センサモジュール本体１９ａと、上記センサモジュール本体１９ａの表面を覆う熱収縮チューブ１９ｂとから構成されている。上記熱収縮チューブ１９ｂは、前後端側（図４（ａ）中左下から右上に向かう方向の両端側）を開口させた状態で上記センサモジュール本体１９ａを覆っている。
【００２３】
また、上記センサモジュール本体１９ａは次のような構成を成している。図４（ｂ）に示すように、略Ｕ字型の断面形状を成す下ケース１９ｃと、略逆Ｕ字型の断面形状を成す上ケース１９ｄがある。上記下ケース１９ｃの上側に上記上ケース１９ｄを外側から係合させて被せられるようになっている。また、上記下ケース１９ｃに上記上ケース１９ｄを被せた状態では、前後端側（図４（ａ）中左下から右上に向かう方向の両端側）が開口された状態となっている。
【００２４】
上記下ケース１９ｃの内側には、焦電型赤外線センサ１９ｅや該焦電型赤外線センサ１９ｅの出力を増幅させる増幅回路、及び、フィルタ回路等を構成する複数の電子部品１９ｍが実装された基板１９ｆが設置されている。上記焦電型赤外線センサ１９ｅは、後述する上記袋体１１内の空気の流れによる上記センサモジュール１９周辺の微小な温度変化を赤外線の量の変化を介して検出するものである。すなわち、上記センサモジュール１９周辺に空気の流れが生じて微小な温度変化が発生すると赤外線の量が変化する。上記焦電型赤外線センサ１９ｅはこの赤外線の量の変化を検出している。そして、上記焦電型赤外線センサ１９ｅ内では、変化する微弱な赤外線により図示しない焦電体内の電子の分布が変化し、この電子の分布の変化による出力電圧の変化から上記センサモジュール１９周辺の空気の温度変化が検出される。また、上記焦電型赤外線センサ１９ｅは低周波域で感度が高いため、被介護者９の心拍や呼吸の検出に適している。
【００２５】
上記基板１９ｆの後端側（図４（ｂ）中右上側）には複数本の（本実施の形態の場合には３本）リード線１９ｇが接続されている。このリード線１９ｇは、導体１９ｇ１と被覆チューブ１９ｇ２とから構成されている。また、これら３本のリード線１９ｇは被覆チューブ１９ｈによって被覆され、ケーブル２０が構成されている。また、上記ケーブル２０の、上記被覆チューブ１９ｈの基板１９ｆ側（図４（ｂ）中左下側）の開口部付近は熱収縮チューブ１９ｊによって束ねられている。
なお、上記ケーブル２０としては、例えば、市販のモジュラーケーブルが使用される。
【００２６】
次に、封止処理について説明する。封止処理の詳細を説明する前に、本件特許出願人が封止処理に至った経緯を簡単に説明する。封止処理を施す前の試作品を使用して耐荷重試験を行った結果空気漏れが確認された。そこで、本件特許出願人は、ケーブル２０の袋体１１の貫通部を介しての空気漏れを想定して、そこに所定の封止処理を施した。
ところが、それでも空気漏れの発生を完全に防ぐことはできなかった。
そこで、本件特許出願人はさらなる実験を繰り返し、ケーブル２０の被覆チューブ１９ｈ、及び、リード線１９ｇの被覆チューブ１９ｇ２の端の隙間を介しての空気漏れを確認するに到った。そこで、それらケーブル２０の被覆チューブ１９ｈ、及び、リード線１９ｇの被覆チューブ１９ｇ２の端の隙間に対しても所定の封止処理を施したものである。
以下、ケーブル２０の袋体１１の貫通部に施された封止処理から順次説明していく。
【００２７】
まず、図２および図４に示すように、上記ケーブル２０の上記袋体１１の外周部を貫通する部分には熱収縮チューブ２１が被せられている。この熱収縮チューブ２１を被せた状態で熱溶着することにより、ケーブル２０と上記シート材１３ａ、１３ｂとの間の空気漏れを防止するようにしている。本実施の形態の場合には、さらに、この熱収縮チューブ２１の内側に接着剤層を設けることにより、上記熱収縮チューブ２１と上記ケーブル２０との間の隙間を完全に封止するようにしている。
また、この実施の形態の場合には、図４（ｃ）に示すように、この熱収縮チューブ２１は、補強シート２３ａ、２３ｂ間に介挿されている。さらに、上記補強シート２３ａの反熱収縮チューブ２１側（図４（ｃ）中上側）に上記シート材１３ａがあり、上記補強シート２３ｂの反熱収縮チューブ２１側（図４（ｃ）中下側）に上記シート材１３ｂがある。
そして、これら上記シート材１３ａ、１３ｂ、上記補強シート２３ａ、２３ｂ、上記熱収縮チューブ２１、接着剤層、上記ケーブル２０をまとめて熱溶着することで、上記袋体１１の上記ケーブル２０によって貫通される部分が封止されている。
なお、上記補強シート２３ａ、２３ｂは上記シート材１３ａ、１３ｂと同じ構造・材質のものである。
【００２８】
なお、上記袋体１１の上記ケーブル２０によって貫通される部分の封止について若干付言すると、当初、上記ケーブル２０に接着剤層の設けられていない熱収縮チューブ２１を被せて上記シート材１３ａ、１３ｂとともに熱溶着するようにしていた。ところが、それでも、ケーブル２０の貫通部を介しての空気漏れを完全に防止することはできなかった。具体的には、ケーブル２０と熱収縮チューブ２１との隙間を介しての空気漏れが発生していたものである。そこで、上記熱収縮チューブ２１の内周側に接着剤層を設けるようにしたものである。それによって、ケーブル２０の貫通部における空気漏れを完全に防止することができたものである。
また、上記袋体１１の上記ケーブル２０によって貫通される部分の封止には、熱溶着の他にヒートボンド等の接着剤を使用する場合もある。
【００２９】
次に、上記ケーブル２０の被覆チューブ１９ｈ、及び、リード線１９ｇの被覆チューブ１９ｇ２の端の隙間における封止処理について説明する。図４（ｂ）に示すように、上記ケーブル２０の上記基板１９ｆに対する接続部、すなわち、各リード線１９ｇの露出された導体１９ｇ１の部分から上記被覆チューブ１９ｈに至る範囲が接着剤１９ｋによって固められている。これによって、上記ケーブル２０の被覆チューブ１９ｈ、及び、リード線１９ｇの被覆チューブ１９ｇ２の端の隙間を介した空気漏れ、すなわち、上記複数のリード線１９ｇ間や上記複数のリード線１９ｇと上記被覆チューブ１９ｈとの間の隙間を介しての空気漏れや、各リード線１９ｇの導体１９ｇ１と被覆チューブ１９ｇ２との間の隙間を介しての空気漏れを防止するようにしている。
なお、上記接着剤１９ｋは、ヒートボンド、樹脂、シリコン等のガスバリア性が高いものである。
以上が、本実施の形態による生体情報収集装置１の構成についての説明である。
【００３０】
次に、本実施の形態による生体情報収集装置１の作用について説明する。
上記生体情報収集装置１は、図１に示すように、介護ベッド３のボトム５とマットレス７との間に介挿される。そして、上記マットレス７上には被介護者９が横たわった状態となる。その際、被介護者９の呼吸などの僅かな動作に起因して袋体１１が押圧され、それによって、袋体１１内に空気の流れが発生する。その結果、センサモジュール１９周辺にも空気の流れが発生し、この空気の流れによってセンサモジュール１９周辺の空気の温度が変化する。この温度変化によって発生する赤外線の量が変化し、この赤外線の量の変化が上記センサモジュール１９によって検出される。それによって、上記被介護者９の呼吸、心拍、脈拍等の生体情報が検出されることになる。
上記センサモジュール１９からの出力信号はケーブル２０を介して測定装置１０に入力される。そして、測定装置１０によって解析されて各種生体情報が得られる。
また、必要に応じて、上記被介護者９の呼吸が停止したことを他者に通報する等の処理が行われる。
【００３１】
上記センサモジュール１９による生体情報収集に関してさらに詳しく説明する。
まず、上記被介護者９が大径空気室１７ａの上方に存在している場合について説明する。この場合は、上記大径空気室１７ａが高いものであるとともに段差ｈ１（図１においてボトム５の上端面から大径空気室１７ａの上端までの高さ）が大きくなっているので、被介護者９の僅かな動作が大径空気室１７ａに集中的に伝わって大きく変形し、大径空気室１７ａ内に顕著な空気の流れが発生する。その結果、上記センサモジュール１９周辺にも大きな空気の流れが発生し、それによって、上記被介護者９の生体情報が高感度に検知されることになる。
また、上記大径空気室１７ａの片側にだけ上記小径空気室１７ｂが設けられているため、上記大径空気室１７ａから空気が逃げ難くなっている。これによっても、感度の向上が図られている。
【００３２】
ちなみに、大径空気室１７ａの両側に小径空気室１７ｂを設けた構成を想定すると、上記段差は小径空気室１７ｂの上端から大径空気室１７ａの上端までの高さとなり、本実施の形態における上記段差ｈ１に比べて小さなものとなってしまい、その結果、加重が分散してしまって感度が低下してしまうことになる。
また、上記両側の小径空気室１７ｂへと上記大径空気室１７ａ内から空気が逃げてしまうことによっても、感度が低下することになる。
【００３３】
次に、上記被介護者９が上記マットレス７上に偏った状態で横たわり、大径空気室１７ａの上方から外れて小径空気室１７ｂの上方に存在している場合について説明する。この場合には、被介護者９の僅かな動作が小径空気室１７ｂに伝わることになるが、全ての小径空気室１７ｂは大径空気室１７ａに連通されているとともに、上記大径空気室１７ａは上記袋体１１の一端側に設けられているため、上記小径空気室１７ｂ側に加えられた外力による空気の流れは上記大径空気室１７ａ側に集中的に伝播され、その結果、上記大径空気室１７ａ内のセンサモジュール１９周辺にも大きな空気の流れが発生する。その結果、上記被介護者９の生体情報が高感度に検出されることになる。
【００３４】
このように、本実施の形態の場合には、大径空気室１７ａを一端に設けることにより検出感度の向上を図っているとともに、それに隣接した広範な領域に小径空気室１７ｂを設けることにより、検知可能な領域の拡大をも図っているものである。
【００３５】
次に、封止部の作用について説明する。
上記袋体１１の上記ケーブル２０によって貫通される部分においては、シート材１３ａ、１３ｂ、補強シート２３ａ、２３ｂ、上記熱収縮チューブ２１、接着剤層、上記ケーブル２０がまとめて熱溶着によって接着・封止されているため、ケーブル２０とシート材１３ａ、１３ｂとの間からの空気漏れが効果的に防止される。
特に、上記ケーブル２０には内側に接着剤層を備えた熱収縮チューブ２１が被せられているため、上記接着剤層により上記ケーブル２０と上記熱収縮チューブ２１との間の隙間も確実に塞がれ、この隙間を介した空気漏れが確実に防止される。
また、上記ケーブル２０の上記基板１９ｆに対する接続部、すなわち、各リード線１９ｇの露出された導体１９ｇ１の部分から上記被覆チューブ１９ｈに至る範囲が接着剤１９ｋによって固められているため、上記ケーブル２０の被覆チューブ１９ｈ、及び、リード線１９ｇの被覆チューブ１９ｇ２の端の隙間を介しての上記袋体１１からの空気漏れを確実に防止している。
以上が、本実施の形態による生体情報収集装置１の作用についての説明である。
【００３６】
次に、本実施の形態の生体情報収集装置１による効果について説明する。
まず、被介護者９の呼吸などの僅かな動作に起因した袋体１１内の空気の流れと、それに起因した温度変化を高感度で検知して、呼吸、心拍、脈拍等の生体情報を確実に収集することができる。それは、次のような理由による。
まず、上記被介護者９が上記大径空気室１７ａの上方に存在している場合について説明する。この場合は、上記大径空気室１７ａは高くなっているとともに、上記袋体１１の一端側（図２中左端側）に設けられていて、段差ｈ１（図１においてボトム５の上端面から大径空気室１７ａの上端までの高さ）が大きくなっているので、被介護者９の僅かな動作が大径空気室１７ａに集中的に伝わって大径空気室１７ａ内に大きな空気の流れが発生する。その結果、上記センサモジュール１９の周辺にも大きな空気の流れが発生し、それによって、上記被介護者９の生体情報が高感度に検知されるからである。
また、上記大径空気室１７ａの片側にだけ上記小径空気室１７ｂが設けられているため、上記大径空気室１７ａから空気が逃げ難くなっている。これによっても、感度の向上が図られているからである。
【００３７】
次に、上記被介護者９が偏った状態でマットレス７上に横たわっていて、上記大径空気室１７ａの上方から外れ、上記小径空気室１７ｂの上方に存在している場合について説明する。この場合は、大径空気室１７ａに隣接して広範囲にわたって設けられている小径空気室１７ｂによって、比較的広範囲において被介護者９の僅かな動作を検知することができる。すなわち、全ての上記大径空気室１７ａと上記小径空気室１７ｂとは連通されているため、小径空気室１７ｂ内で発生した空気の流れは効率良く大径空気室１７ａに伝播される。すなわち、大径空気室１７ａは上記袋体１１の一端側（図２中左端側）に設けられているため、全ての上記小径空気室１７ｂにおける空気の流れが最終的には上記大径空気室１７ａに集中することになる。それによって、大径空気室１７ａに設けられたセンサモジュール１９により、上記被介護者９の呼吸、心拍、脈拍等の生体情報を高感度に検知することができる。
このように、一端に大径空気室１７ａを設けることにより検出感度を向上させることができ、且つ、そこに隣接する広範な領域に小径空気室１９ｂを設けることにより、検知可能な領域の拡大を図っているものである。
【００３８】
また、上記センサモジュール１９には焦電型赤外線センサ１９ｅが用いられているため、上記被介護者９の呼吸等の僅かな動作によって生じる上記袋体１１内の空気の流れに起因する上記センサモジュール１９周辺の温度変化から、上記被介護者９の生体情報を高感度に検出することができる。特に、上記焦電型赤外線センサ１９ｅは低周波域で感度が高いため、被介護者９の呼吸、心拍、脈拍等の生体情報を高感度に検出することができる。
【００３９】
また、上記センサモジュール１９の基板１９ｆには、上記焦電型赤外線センサ１９ｅとともに、上記焦電型赤外線センサ１９ｅの出力を増幅させる増幅回路も実装されている。そのため、上記生体情報収集装置１は、上記焦電型赤外線センサ１９ｅと上記増幅回路を離間させて設置した場合にみられるノイズの影響を受け難く、被介護者９の呼吸、心拍、脈拍等の生体情報を高感度に検出することができる。
また、上記センサモジュール１９は上記大径空気室１７ａ内に封入されているため、外乱に起因するノイズの発生を抑制することができ、被介護者の呼吸、心拍、脈拍等の生体情報を高感度に検出することができる。
【００４０】
また、上記袋体１１の上記ケーブル２０によって貫通される部分においては、上記袋体１１の上記ケーブル２０によって貫通される部分は、シート材１３ａ、１３ｂ、補強シート２３ａ、２３ｂ、上記熱収縮チューブ２１、接着剤層、上記ケーブル２０がまとめて熱溶着された構成となっているため、この部分における空気漏れを完全に防ぐことができる。
特に、熱収縮チューブ２１の内側には接着剤層が備えられているので、熱収縮チューブ２１とケーブル２０との隙間を介しての空気漏れを完全に防ぐことができる。
【００４１】
また、図４（ｂ）に示すように、上記ケーブル２０の上記基板１９ｆに対する接続部、すなわち、各リード線１９ｇの露出された導体１９ｇ１の部分から上記被覆チューブ１９ｈに至る範囲が接着剤１９ｋによって固められているため、上記ケーブル２０の被覆チューブ１９ｈ、及び、リード線１９ｇの被覆チューブ１９ｇ２の端の隙間を介しての上記袋体１１からの空気漏れを防止することができる。
なお、上記袋体１１自体が、例えば、ポリエチレンやナイロン（登録商標）からなる層を重ねた２層構造又は３層構造を成すガスバリア性の高いシート材１３ａ、１３ｂを熱溶着などによって貼り合わされていて、空気漏れがない構成になっていることは勿論である。
【００４２】
このように、上記袋体１１内からの空気漏れを防ぐことで、前述したような、被介護者９の僅かな動作により大径空気室１７ａ内に空気の流れが発生する機能や、小径空気室１７ｂ内で発生した空気の流れを効率よく大径空気室１７ａに伝播する機能が担保され、上記生体情報収集装置１を検出可能な範囲が広く、且つ、高感度なものとすることができる。
また、上記袋体１１内からの空気漏れを防ぐことによって、上記袋体１１内への空気の補充なしに長期間にわたって上記生体情報収集装置１の機能・性能を維持することができる。
以上が、本実施の形態の生体情報収集装置１による効果についての説明である。
【００４３】
次に、上記効果を確認するために行った実験結果を説明する。本実施の形態においては、第１−１実施例、第１−２実施例の二つの実施例に関して実験を行った。以下、説明する。
【００４４】
（第１−１実施例）
第１−１実施例について説明する。
まず、第１−１実施例による生体情報収集装置１の詳細について説明する。
第１−１実施例においては、仕切壁１５の幅（図２中左右方向の大きさ）は８ｍｍとなっている。また、上記袋体１１が膨らんだ状態での上記大径空気室１７ａの幅（図２中左右方向の大きさ）は３５ｍｍ程度であり、高さ（図３中上下方向の大きさ）は２０ｍｍ程度となっている。また、上記袋体１１が膨らんだ状態での上記小径空気室１７ｂの幅（図２中左右方向の大きさ）は１５ｍｍ程度であり、高さ（図３中上下方向の大きさ）は１０ｍｍ程度となっている。また、上記袋体１１が膨らんでいない状態では、上記大径空気室１７ａの幅（図２中左右方向の大きさ）は６０ｍｍ程度であり、上記小径空気室１７ｂの非幅（図２中左右方向の大きさ）は３０ｍｍ程度である。
【００４５】
また、上記袋体１１の膨らんだ状態での大きさは、幅（図２中上下方向の大きさ）は７５０ｍｍ程度となっており、奥行き（図２中左右方向の大きさ）は６００ｍｍ程度となっている。また、上記袋体１１全体の膨らんでいない状態での大きさは、幅（図２中上下方向の大きさ）は７８０ｍｍ程度となっており、奥行き（図２中左右方向の大きさ）は７３０ｍｍ程度となっている。また、上記袋体１１内の空気圧は、上記袋体１１に荷重が加えられていない状態において、５ｋＰａである。
また、上記袋体１１の上記ケーブル２０によって貫通される部分は、ヒートボンドによって封止されている。
【００４６】
次に、第１−１実施例による生体情報収集装置１を用いた実験とその結果について説明する。第１−１実施例においては、信号出力試験を行った。
【００４７】
上記信号出力試験では、呼吸をしている被介護者９をマットレス７上に仰向けに寝かせた場合、呼吸をしていない上記被介護者９（実際には被験者を呼吸を停止した状態で横たわらせた。）を上記マットレス７上に仰向けに寝かせた場合、及び、上記マットレス７上に上記被介護者９がいない場合について、センサモジュール１９からの信号出力の時間変化を２０秒間測定した。
なお、ここで使用した上記マットレス７は、体圧分散型のマットレス（パラマウントベッド株式会社製の「エバーフィット（商品名）」）である。
【００４８】
また、併せて、比較例による生体情報収集装置１′を用いた測定も行った。この生体情報収集装置１′は図５に示すような構成を成している。
なお、本実施の形態による生体情報収集装置１と同一部分には同一符号に「′」を付して示す。
上記生体情報収集装置１′は、袋体１１′の大きさ、仕切壁１５′の大きさは前述した第１−１実施例の生体情報収集装置１と同様である。しかし、上記生体情報収集装置１′においては、上記仕切壁１５′は前後方向（図５中左右方向）に直線状に並んだものとなっている。また、上記生体情報収集装置１′の全ての空気室は大径空気室１７ａ′となっている。上記生体情報収集装置１′の大径空気室１７ａ′の幅（図５中左右方向の大きさ）及び高さ（図５中紙面垂直方向の大きさ）は、第１−１実施例の生体情報収集装置１の大径空気室１７ａと同様である。
【００４９】
図６に第１−１実施例における信号出力試験の結果のグラフを示す。
図６（ａ）は、横軸が時間（秒）、縦軸がセンサモジュール１９の信号出力（Ｖ）となっていて、呼吸をしている被介護者９が上記マットレス７上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール１９の信号出力を示すグラフＡと、上記マットレス７上に上記被介護者９がいない場合の上記センサモジュール１９の信号出力を示すグラフＢとが示されている。
また、図６（ｂ）は、横軸が時間（秒）、縦軸がセンサモジュール１９の信号出力（Ｖ）となっていて、呼吸をしていない被介護者９が上記マットレス７上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール１９の信号出力を示すグラフＡと、上記マットレス７上に上記被介護者９がいない場合の上記センサモジュール１９の信号出力を示すグラフＢとが示されている。
【００５０】
また、図７に、比較例による生体情報収集装置１′による信号出力試験の結果のグラフを示す。
図７（ａ）は、横軸が時間（秒）、縦軸がセンサモジュール１９の信号出力（Ｖ）となっていて、呼吸をしている被介護者９が上記マットレス７上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール１９の信号出力を示すグラフＡと、上記マットレス７上に上記被介護者９がいない場合の上記センサモジュール１９の信号出力を示すグラフＢとが示されている。
また、図７（ｂ）は、横軸が時間（秒）、縦軸がセンサモジュール１９の信号出力（Ｖ）となっていて、呼吸をしていない被介護者９が上記マットレス７上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール１９の信号出力を示すグラフＡと、上記マットレス７上に上記被介護者９がいない場合の上記センサモジュール１９の信号出力を示すグラフＢとが示されている。
【００５１】
図６（ａ）のグラフと図７（ａ）のグラフとを比較すると、被介護者９が呼吸をしている場合においては、第１−１実施例による上記生体情報収集装置１からの信号出力の波形の振幅は、比較例による上記生体情報収集装置１′からの信号出力の波形の振幅より２．５倍程度大きくなっている。図６（ｂ）のグラフと図７（ｂ）のグラフとを比較すると、被介護者９が呼吸をしていない場合においては、第１−１実施例による上記生体情報収集装置１からの信号出力の波形の振幅は、比較例による上記生体情報収集装置１′からの信号出力の波形の振幅より１．５倍程度大きくなっている。すなわち、全ての空気室を同じ大きさとした上記生体情報収集装置１′よりも、空気室のうち前方（図２中左側）の２つを大径空気室１７ａとし残りの空気室を小径空気室１７ｂとした第１−１実施例による上記生体情報収集装置１の方が感度のよいものとなっている。
【００５２】
（第１−２実施例）
次に、本実施の形態の第１−２実施例について説明する。
まず、第１−２実施例による生体情報収集装置１の詳細について説明する。
本実施例による生体情報収集装置１は前述した第１−１実施例による生体情報収集装置１と略同様の構成であるが、袋体１１のケーブル２０によって貫通される部分の封止は熱溶着によって行われているものである。
【００５３】
次に、第１−２実施例による生体情報収集装置１を用いた実験とその結果について説明する。第１−２実施例においては、信号出力試験、離床判別試験、及び、設置位置を変更しながらの信号出力試験を行った。
【００５４】
まず、信号出力試験の結果から説明する。
第１−２実施例における信号出力試験は、前述した第１−１実施例における信号出力試験と同様の条件で行ったものである。
図８に第１−２実施例における信号出力試験の結果のグラフを示す。
図８（ａ）は、横軸が時間（秒）、縦軸がセンサモジュール１９の信号出力（Ｖ）となっていて、呼吸をしている被介護者９が上記マットレス７上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール１９の信号出力を示すグラフＡと、上記マットレス７上に上記被介護者９がいない場合の上記センサモジュール１９の信号出力を示すグラフＢとが示されている。
また、図８（ｂ）は、横軸が時間（秒）、縦軸がセンサモジュール１９の信号出力（Ｖ）となっていて、呼吸をしていない被介護者９が上記マットレス７上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール１９の信号出力を示すグラフＡと、上記マットレス７上に上記被介護者９がいない場合の上記センサモジュール１９の信号出力を示すグラフＢとが示されている。
【００５５】
第１−２実施例における信号出力試験の結果を示す図８（ａ）のグラフと前述した生体情報収集装置１′を用いた比較例による信号出力試験の結果を示す図７（ａ）のグラフとを比較すると、被介護者９が呼吸をしている場合においては、第１−２実施例による上記生体情報収集装置１からの信号出力の波形の振幅は、比較例による上記生体情報収集装置１′からの信号出力の波形の振幅より２．５倍程度大きくなっている。また、第１−２実施例における信号出力試験の結果を示す図８（ｂ）のグラフと前述した生体情報収集装置１′を用いた比較例による信号出力試験の結果を示す図７（ｂ）のグラフとを比較すると、被介護者９が呼吸をしていない場合においては、第１−２実施例による上記生体情報収集装置１からの信号出力の波形の振幅は、比較例による上記生体情報収集装置１′からの信号出力の波形の振幅より１．５倍程度大きくなっている。すなわち、第１−２実施例においても、全ての空気室を同じ大きさとした上記生体情報収集装置１′よりも、空気室のうち前方（図２中左側）の２つを大径空気室１７ａとし残りの空気室を小径空気室１７ｂとした第１−２実施例による上記生体情報収集装置１の方が感度のよいものとなっている。
【００５６】
次に、離庄判別試験の結果について説明する。
第１−２実施例における離床判別実験においては、マットレス７上に荷重を加えていない場合と上記マットレス７上に重りを載せて２０ｋｇの荷重を加えた場合とにおいて、上記生体情報収集装置１からの信号出力の時間変化を測定した。
図９は、横軸が時間（秒）、縦軸がセンサモジュール１９の信号出力（Ｖ）となっていて、上記マットレス７上に荷重を加えていない場合における上記生体情報収集装置１からの信号出力の時間変化を示すグラフである。
また、図１０は、横軸が時間（秒）、縦軸がセンサモジュール１９の信号出力（Ｖ）となっていて、上記マットレス７上に２０ｋｇの荷重を加えた場合における上記生体情報収集装置１からの信号出力の時間変化を示すグラフである。
【００５７】
図９と図１０とを比較すると、上記マットレス７上に荷重を加えていない場合に比べて、上記マットレス７上に２０ｋｇの荷重を加えた場合の方が出力信号の振幅周期が短くなっているといえる。
このような、上記マットレス７上に荷重を加えていない場合と上記マットレス７上に荷重を加えた場合との上記生体情報収集装置１からの信号出力の周波数の変化等の違いを利用して、上記マットレス７上に被介護者９がいるか否かを判別することが可能である。特に、上記離床判別実験では重りを利用して上記マットレス７に荷重を加えた状態を作り出しているため、上記被介護者９の心拍や呼吸などが停止した状態であっても、上記生体情報収集装置１の信号出力により上記マットレス７上に被介護者９がいるか否かを判別することが可能である。すなわち、上記被介護者９が上記マットレス７上に居て呼吸や心拍が停止したのか、それとも介護ベッド３から離床しているのかを判別することが可能である。
【００５８】
次に、設置位置を変更しながらの信号出力試験の結果について説明する。
第１−２実施例における、設置位置を変更しながらの信号出力試験では、上記生体情報収集装置１を設置する位置を、被介護者９の頭側（図１中左側）から足側（図１中右側）へと移動させながら、上記生体情報収集装置１からの信号出力を測定した。なお、上記設置位置を変更しながらの信号出力試験では、上記生体情報収集装置１は、図１に示すように、センサモジュール１９を介護ベッド３の前方側（図１中左側）に向けて設置されている。
なお、ここで使用した上記マットレス７は、エアーマットレス（株式会社モルテン製の「グランデ（商品名）」）である。
【００５９】
図１１〜図２３に、上記設置位置を変更しながらの信号出力試験の結果を示す。
図１１〜図２３の（ａ）は、横軸が時間（秒）、縦軸が上記センサモジュール１９の信号出力（Ｖ）となっていて、呼吸をしている被介護者９が上記マットレス７上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール１９の信号出力を示すグラフＡと、上記マットレス７上に上記被介護者９がいない場合の上記センサモジュール１９の信号出力を示すグラフＢとが示されている。
また、図１１〜図２３の（ｂ）は、横軸が時間（秒）、縦軸がセンサモジュール１９の信号出力（Ｖ）となっていて、呼吸をしていない被介護者９が上記マットレス７上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール１９の信号出力を示すグラフＡと、上記マットレス７上に上記被介護者９がいない場合の上記センサモジュール１９の信号出力を示すグラフＢとが示されている。
【００６０】
また、図１１は、上記生体情報収集装置１のセンサモジュール１９が上記被介護者９の頭頂部よりも前方側（図１中矢印ａで示す位置）に位置している場合の信号出力を示すものである。
また、図１２は、上記生体情報収集装置１のセンサモジュール１９が上記被介護者９の頭頂部（図１中矢印ｂで示す位置）に位置している場合の信号出力を示すものである。
また、図１３は、上記生体情報収集装置１のセンサモジュール１９が上記被介護者９の耳（図１中矢印ｃで示す位置）に位置している場合の信号出力を示すものである。
また、図１４は、上記生体情報収集装置１のセンサモジュール１９が上記被介護者９の首（図１中矢印ｄで示す位置）に位置している場合の信号出力を示すものである。
【００６１】
また、図１５は、上記生体情報収集装置１のセンサモジュール１９が上記被介護者９の脇（図１中矢印ｅで示す位置）に位置している場合の信号出力を示すものである。
また、図１６は、上記生体情報収集装置１のセンサモジュール１９が上記被介護者９の胸部（脇よりも足側（図１中右側）、図１中矢印ｆで示す位置）に位置している場合の信号出力を示すものである。
また、図１７は、上記生体情報収集装置１のセンサモジュール１９が上記被介護者９の腹部の頭部側（図１中左側、図１中矢印ｇで示す位置）に位置している場合の信号出力を示すものである。
また、図１８は、上記生体情報収集装置１のセンサモジュール１９が上記被介護者９の腹部（図１中矢印ｈで示す位置）に位置している場合の信号出力を示すものである。
また、図１９は、上記生体情報収集装置１のセンサモジュール１９が上記被介護者９の腰部（図１中矢印ｉで示す位置）に位置している場合の信号出力を示すものである。
【００６２】
また、図２０は、上記生体情報収集装置１のセンサモジュール１９が上記被介護者９の臀部（図１中矢印ｊで示す位置）に位置している場合の信号出力を示すものである。
また、図２１は、上記生体情報収集装置１のセンサモジュール１９が上記被介護者９の股下（図１中矢印ｋで示す位置）に位置している場合の信号出力を示すものである。
また、図２２は、上記生体情報収集装置１のセンサモジュール１９が上記被介護者９の太腿部（図１中矢印ｍで示す位置）に位置している場合の信号出力を示すものである。
また、図２３は、上記生体情報収集装置１のセンサモジュール１９が上記被介護者９の膝（図１中矢印ｎで示す位置）に位置している場合の信号出力を示すものである。
【００６３】
図１１〜図２３のグラフを比較すると、図１８に示される腹部における信号出力、図１９に示される腰部における信号出力、及び、図２０に示される臀部における信号出力の振幅が大きなものとなっている。特に、上記生体情報収集装置１のセンサモジュール１９が上記被介護者９の腹部〜腰部に位置している場合における信号出力が大きく、且つ、安定したものとなっている。
この実験から明らかなように、上記センサモジュール１９が上記被介護者９の腹部〜腰部に位置するように、生体情報収集装置１を設置することが望ましい。
【００６４】
次に、本発明の第２の実施の形態について、図２４を参照しながら説明する。
本実施の形態における生体情報収集装置２５は、図２４に示すように、前述した第１の実施の形態における生体情報収集装置１と略同様の構成のものであるが、一部の仕切壁１５の配置が異なっている。すなわち、小径空気室１７ｂ間においては隙間１５ａが互い違いに形成されるように上記仕切壁１５が配置されており、その他の仕切壁１５については、前述した第１の実施の形態における生体情報収集装置１の場合と同じ配置になっている。
【００６５】
また、この第２の実施の形態の場合には、図２４に示すように、仕切壁１５が１８列にわたって設けられており、その内図２４中左側から数えて奇数番目の列については９行、偶数番目の列については８行分設けられている。
なお、前記第１の実施の形態による生体情報収集装置１の構成要素と同一の構成要素については同一符号を付して示しその説明は省略する。
本実施の形態による生体情報収集装置２５も、前述した第１の実施の形態における生体情報収集装置１と同様の作用・効果を奏するものである。
【００６６】
次に、上記効果を確認するために行った実験結果を説明する。本実施の形態においては、第２−１実施例、第２−２実施例の二つの実施例に関して実験を行った。以下、説明する。
【００６７】
（第２−１実施例）
本実施の形態の第２−１実施例について説明する。
まず、第２−１実施例による生体情報収集装置２５の詳細について説明する。
第２−１実施例においては、仕切壁１５の大きさ、大径空気室１７ａの大きさ、及び、袋体１１全体の大きさは、前述した第１の実施の形態の第１−１実施例と同様である。しかし、小径空気室１７ｂの幅（図２４中左右方向の大きさ）は、袋体１１を膨らませた状態において、例えば、２３ｍｍ程度であり、高さ（図２４中紙面垂直方向の大きさ）は、例えば、１５ｍｍ程度となっている。また、上記袋体１１を膨らませていない状態での上記小径空気室１７ｂの幅（図２４中左右方向の大きさ）は、例えば、４５ｍｍ程度となっている。すなわち、上記小径空気室１７ｂの大きさは、前述した第１の実施の形態の第１−１実施例よりも大きくなっている。
また、上記袋体１１の上記ケーブル２０によって貫通される部分は、ヒートボンドによって封止されている。また、上記袋体１１内の空気圧は、上記袋体１１に荷重が加えられていない状態において、５ｋＰａである。
【００６８】
次に、第２−１実施例による生体情報収集装置２５を用いた実験とその結果について説明する。本実施例においては、信号出力試験を行った。
第２−１実施例における信号出力試験は、前述した第１の実施の形態の第１−１実施例における信号出力試験と同様の条件で行ったものである。
【００６９】
図２５に第２−１実施例における信号出力試験の結果のグラフを示す。
図２５（ａ）は、横軸が時間（秒）、縦軸がセンサモジュール１９の信号出力（Ｖ）となっていて、呼吸をしている被介護者９が上記マットレス７上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール１９の信号出力を示すグラフＡと、上記マットレス７上に上記被介護者９がいない場合の上記センサモジュール１９の信号出力を示すグラフＢとが示されている。
また、図２５（ｂ）は、横軸が時間（秒）、縦軸がセンサモジュール１９の信号出力（Ｖ）となっていて、呼吸をしていない被介護者９が上記マットレス７上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール１９の信号出力を示すグラフＡと、上記マットレス７上に上記被介護者９がいない場合の上記センサモジュール１９の信号出力を示すグラフＢとが示されている。
【００７０】
第２−１実施例における信号出力試験の結果を示す図２５（ａ）のグラフと前述した生体情報収集装置１′を用いた比較例による信号出力試験の結果を示す図７（ａ）のグラフとを比較すると、被介護者９が呼吸をしている場合においては、第２−１実施例による上記生体情報収集装置２５からの信号出力の波形の振幅は、比較例による上記生体情報収集装置１′からの信号出力の波形の振幅より２倍程度大きくなっている。また、第２−１実施例における信号出力試験の結果を示す図２５（ｂ）のグラフと前述した生体情報収集装置１′を用いた比較例による信号出力試験の結果を示す図７（ｂ）のグラフとを比較すると、被介護者９が呼吸をしていない場合においては、第２−１実施例による上記生体情報収集装置２５からの信号出力の波形の振幅は、比較例による上記生体情報収集装置１′からの信号出力の波形の振幅より少し大きくなっている。すなわち、第２−１実施例においても、全ての空気室を同じ大きさとした上記生体情報収集装置１′よりも、空気室のうち前方（図２中左側）の２つを大径空気室１７ａとし残りの空気室を小径空気室１７ｂとした第２−１実施例による上記生体情報収集装置２５の方が感度のよいものとなっている。
【００７１】
（第２−２実施例）
次に、本実施の形態の第２−２実施例について説明する。
まず、第２−２実施例による生体情報収集装置２５の詳細について説明する。
第２−２実施例においては、仕切壁１５の大きさ、大径空気室１７ａの大きさ、小径空気室１７ｂの大きさ、及び、袋体１１全体の大きさは、前述した第１の実施の形態の第１−１実施例と同様である。すなわち、上記袋体１１が膨らんだ状態での上記大径空気室１７ａの幅（図２４中左右方向の大きさ）は、例えば、３５ｍｍ程度であり、高さ（図２４中紙面垂直方向の大きさ）は、例えば、２０ｍｍ程度となっている。また、上記袋体１１が膨らんだ状態での上記小径空気室１７ｂの幅（図２４中左右方向の大きさ）は、例えば、１５ｍｍ程度であり、高さ（図２４中紙面垂直方向の大きさ）は、例えば、１０ｍｍ程度となっている。また、上記袋体１１が膨らんでいない状態では、上記大径空気室１７ａの幅（図２中左右方向の大きさ）は、例えば、６０ｍｍ程度であり、上記小径空気室１７ｂの幅（図２中左右方向の大きさ）は、例えば、３０ｍｍ程度である。
また、上記袋体１１の上記ケーブル２０によって貫通される部分は熱溶着によって封止されている。また、上記袋体１１内の空気圧は、上記袋体１１に荷重が加えられていない状態において、５ｋＰａである。
【００７２】
次に、第２−２実施例による生体情報収集装置２５を用いた実験とその結果について説明する。第２−２実施例においても、信号出力試験を行った。
第２−２実施例における信号出力試験は、前述した第１の実施の形態の第１−１実施例における信号出力試験と同様の条件で行ったものである。
【００７３】
図２６に第２−２実施例における信号出力試験の結果のグラフを示す。
図２６（ａ）は、横軸が時間（秒）、縦軸がセンサモジュール１９の信号出力（Ｖ）となっていて、呼吸をしている被介護者９が上記マットレス７上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール１９の信号出力を示すグラフＡと、上記マットレス７上に上記被介護者９がいない場合の上記センサモジュール１９の信号出力を示すグラフＢとが示されている。
また、図２６（ｂ）は、横軸が時間（秒）、縦軸がセンサモジュール１９の信号出力（Ｖ）となっていて、呼吸をしていない被介護者９が上記マットレス７上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール１９の信号出力を示すグラフＡと、上記マットレス７上に上記被介護者９がいない場合の上記センサモジュール１９の信号出力を示すグラフＢとが示されている。
【００７４】
第２−２実施例における信号出力試験の結果を示す図２６（ａ）のグラフと前述した生体情報収集装置１′を用いた比較例による信号出力試験の結果を示す図７（ａ）のグラフとを比較すると、被介護者９が呼吸をしている場合においては、第２−２実施例による上記生体情報収集装置２５からの信号出力の波形の振幅は、比較例による上記生体情報収集装置１′からの信号出力の波形の振幅より２倍程度大きくなっている。また、第２−２実施例における信号出力試験の結果を示す図２６（ｂ）のグラフと前述した生体情報収集装置１′を用いた比較例による信号出力試験の結果を示す図７（ｂ）のグラフとを比較すると、被介護者９が呼吸をしていない場合においては、第２−２実施例による上記生体情報収集装置１からの信号出力の波形の振幅は、比較例による上記生体情報収集装置１′からの信号出力の波形の振幅より少し大きくなっている。すなわち、第２−２実施例においても、全ての空気室を同じ大きさとした上記生体情報収集装置１′よりも、空気室のうち前方（図２中左側）の２つを大径空気室１７ａとし残りの空気室を小径空気室１７ｂとした第２−２実施例による上記生体情報収集装置２５の方が感度のよいものとなっている。
【００７５】
次に、本発明の第３の実施の形態について、図２７を参照しながら説明する。
本実施の形態における生体情報収集装置２７は、図２７に示すように、前述した第１の実施の形態における生体情報収集装置１と略同様の構成のものであるが、仕切壁１５の大きさ（図２７中左右方向長さ）が大きくなっている。また、隙間１５ａの大きさも、前述した第１の実施の形態における生体情報収集装置１の場合に比べて、大きくなっている。また、小径空気室１７ｂ間の隙間１５ａは前後方向（図２７中左右方向）に直線状に並んでおり、後側（図２７中右側）の大径空気室１７ａと最も前側（図２７中左側）の小径空気室１７ｂとの間の隙間１５ａと上記小径空気室１７ｂ間の隙間１５ａとは互い違いに配置されている。また、大径空気室１７ａや小径空気室１７ｂの幅（図２７中左右方向の大きさ）は、前述した第１の実施の形態の第１−１実施例の場合と同様である。
【００７６】
また、この第３の実施の形態の場合には、図２７に示すように、仕切壁１５が１８列にわたって設けられていて、また、その内図２７中左側の１列と３列目以降については５行、図２７中左端から２列目については４行分設けられている。
なお、前記第１の実施の形態による生体情報収集装置１の構成要素と同一の構成要素については同一符号を付して示しその説明は省略する。
本実施の形態による生体情報収集装置２７も、前述した第１の実施の形態における生体情報収集装置１と同様の作用・効果を奏するものである。
【００７７】
次に、本発明の第４の実施の形態について、図２８を参照しながら説明する。
本実施の形態における生体情報収集装置２９は、図２８に示すように、前述した第１の実施の形態における生体情報収集装置１と略同様の構成のものであるが、左端（図２８中左端）から２番目の列の仕切壁１５の配置が異なっている。すなわち、全ての隙間１５ａが前後方向（図２８中左右方向）に直線状に並んで形成されるように、上記仕切壁１５が配置されている。
なお、この第４の実施の形態の場合には、図２８に示すように、仕切壁１５が１８列にわたって設けられていて、それぞれの列について８行分設けられている。
なお、前記第１の実施の形態による生体情報収集装置１の構成要素と同一の構成要素については同一符号を付して示しその説明は省略する。
本実施の形態による生体情報収集装置２９も、前述した第１の実施の形態における生体情報収集装置１と同様の作用・効果を奏するものである。
【００７８】
次に、上記効果を確認するために行った実験結果を説明する。本実施の形態においては、第４−１実施例に関して実験を行った。以下、説明する。
【００７９】
（第４−１実施例）
本実施の形態の第４−１実施例について説明する。
まず、第４−１実施例による生体情報収集装置２９の詳細について説明する。
第４−１実施例においては、仕切壁１５の大きさ、大径空気室１７ａや小径空気室１７ｂの大きさ、及び、袋体１１全体の大きさは、前述した第１の実施の形態の第１−１実施例の場合と同様である。また、上記袋体１１内の空気圧は、上記袋体１１に荷重が加えられていない状態において、５ｋＰａである。
また、上記袋体１１の上記ケーブル２０によって貫通される部分は熱溶着によって封止されている。また、上記袋体１１内の空気圧は、上記袋体１１に荷重が加えられていない状態において、５ｋＰａである。
【００８０】
次に、第４−１実施例による生体情報収集装置２９を用いた実験とその結果について説明する。第４−１実施例においては、耐荷重試験を行った。
第４−１実施例における耐荷重試験では、まず、前述した第１の実施の形態の第１−１実施例における信号出力試験と同様の条件で上記生体情報収集装置２９の信号出力を測定し、その後、上記生体情報収集装置２９に、例えば、６０．８ｋｇの重りを載せた状態で放置する。そして、その１か月後と６か月後にも、同様の条件にて、上記生体情報収集装置２９の信号出力を測定する。
【００８１】
図２９〜図３１に第４−１実施例における信号出力試験の結果のグラフを示す。
図２９は、上記耐荷重試験において、最初に測定された上記生体情報収集装置２９の信号出力のグラフを示すものである。
図２９（ａ）は、横軸が時間（秒）、縦軸がセンサモジュール１９の信号出力（Ｖ）となっていて、呼吸をしている被介護者９が上記マットレス７上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール１９の信号出力を示すグラフＡと、上記マットレス７上に上記被介護者９がいない場合の上記センサモジュール１９の信号出力を示すグラフＢとが示されている。
また、図２９（ｂ）は、横軸が時間（秒）、縦軸がセンサモジュール１９の信号出力（Ｖ）となっていて、呼吸をしていない被介護者９が上記マットレス７上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール１９の信号出力を示すグラフＡと、上記マットレス７上に上記被介護者９がいない場合の上記センサモジュール１９の信号出力を示すグラフＢとが示されている。
【００８２】
図３０は、上記耐荷重試験において、一番最初の測定から１か月後に測定された上記生体情報収集装置２９の信号出力のグラフを示すものである。
図３０（ａ）は、横軸が時間（秒）、縦軸がセンサモジュール１９の信号出力（Ｖ）となっていて、呼吸をしている被介護者９が上記マットレス７上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール１９の信号出力を示すグラフＡと、上記マットレス７上に上記被介護者９がいない場合の上記センサモジュール１９の信号出力を示すグラフＢとが示されている。
また、図３０（ｂ）は、横軸が時間（秒）、縦軸がセンサモジュール１９の信号出力（Ｖ）となっていて、呼吸をしていない被介護者９が上記マットレス７上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール１９の信号出力を示すグラフＡと、上記マットレス７上に上記被介護者９がいない場合の上記センサモジュール１９の信号出力を示すグラフＢとが示されている。
【００８３】
図３１は、上記耐荷重試験において、最初の測定から６か月後に測定された上記生体情報収集装置２９の信号出力のグラフを示すものである。
図３１（ａ）は、横軸が時間（秒）、縦軸がセンサモジュール１９の信号出力（Ｖ）となっていて、呼吸をしている被介護者９が上記マットレス７上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール１９の信号出力を示すグラフＡと、上記マットレス７上に上記被介護者９がいない場合の上記センサモジュール１９の信号出力を示すグラフＢとが示されている。
また、図３１（ｂ）は、横軸が時間（秒）、縦軸がセンサモジュール１９の信号出力（Ｖ）となっていて、呼吸をしていない被介護者９が上記マットレス７上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール１９の信号出力を示すグラフＡと、上記マットレス７上に上記被介護者９がいない場合の上記センサモジュール１９の信号出力を示すグラフＢとが示されている。
【００８４】
図２９〜図３１のグラフを比較すると、最初の測定から１か月後においても、最初の測定から６か月後においても、最初の測定と同様に感度良く上記生体情報収集装置２９の信号出力が得られている。すなわち、上記生体情報収集装置２９は、半年程経過した後であっても袋体１１内の空気圧を保持することができる。そして、上記生体情報収集装置２９は、空気を再度注入されることなしに、長期間にわたってその性能を維持することができるものである。
【００８５】
次に、本発明の第５の実施の形態について、図３２を参照しながら説明する。
本実施の形態における生体情報収集装置３１は、図３２に示すように、前述した第４の実施の形態の場合と同様に、全ての隙間１５ａが前後方向（図３２中左右方向）に直線状に並んで形成されるようになっている。しかし、大径空気室１７ａは一番下端側（図３２中下側）の１本のみとなっており、その他の空気室は全て小径空気室１７ｂとなっている。
また、この第５の実施の形態の場合には、図３２に示すように、仕切壁１５が１９列にわたって設けられていて、それぞれの列については８行分設けられている。
なお、前記第１の実施の形態による生体情報収集装置１の構成要素と同一の構成要素については同一符号を付して示しその説明は省略する。
本実施の形態による生体情報収集装置３１も、前述した第１の実施の形態における生体情報収集装置１と同様の作用・効果を奏するものである。
【００８６】
次に、上記効果を確認するために行った実験結果を説明する。本実施の形態においては、第５−１実施例に関して実験を行った。以下、説明する。
【００８７】
（第５−１実施例）
第５−１実施例について説明する。
まず、第５−１実施例による生体情報収集装置３１の詳細について説明する。
第５−１実施例においては、上記仕切壁１５の大きさ、及び、上記大径空気室１７ａや小径空気室１７ｂの大きさは、前述した第１の実施の形態の第１−１実施例と同様である。
また、上記袋体１１内の空気圧は、上記袋体１１に荷重が加えられていない状態において、５ｋＰａである。また、上記袋体１１の上記ケーブル２０によって貫通される部分は、ヒートボンドによって封止されている。
【００８８】
次に、第５−１実施例による生体情報収集装置３１を用いた実験とその結果について説明する。第５−１実施例においては、信号出力試験を行った。
第５−１実施例における信号出力試験は、前述した第１の実施の形態の第１−１実施例における信号出力試験と同様の条件で行ったものである。
【００８９】
図３３に第５−１実施例における信号出力試験の結果のグラフを示す。
図３３（ａ）は、横軸が時間（秒）、縦軸がセンサモジュール１９の信号出力（Ｖ）となっていて、呼吸をしている被介護者９が上記マットレス７上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール１９の信号出力を示すグラフＡと、上記マットレス７上に上記被介護者９がいない場合の上記センサモジュール１９の信号出力を示すグラフＢとが示されている。
また、図３３（ｂ）は、横軸が時間（秒）、縦軸がセンサモジュール１９の信号出力（Ｖ）となっていて、呼吸をしていない被介護者９が上記マットレス７上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール１９の信号出力を示すグラフＡと、上記マットレス７上に上記被介護者９がいない場合の上記センサモジュール１９の信号出力を示すグラフＢとが示されている。
【００９０】
図３３（ａ）のグラフと図７（ａ）のグラフとを比較すると、被介護者９が呼吸をしている場合においては、第５−１実施例による上記生体情報収集装置３１からの信号出力の波形の振幅は、比較例による上記生体情報収集装置１′からの信号出力の波形の振幅より２倍程度大きくなっている。図３３（ｂ）のグラフと図７（ｂ）のグラフとを比較すると、被介護者９が呼吸をしていない場合においては、第５−１実施例による上記生体情報収集装置３１からの信号出力の波形の振幅は、比較例による上記生体情報収集装置１′からの信号出力の波形の振幅より少し大きくなっている。すなわち、全ての空気室を同じ大きさとした上記生体情報収集装置１′よりも、空気室のうち最も前端側（図３２中左側）の１つを大径空気室１７ａとし残りの空気室を小径空気室１７ｂとした第５−１実施例による上記生体情報収集装置３１の方が感度のよいものとなっている。
【００９１】
次に、本発明の第６の実施の形態について、図３４を参照しながら説明する。
本実施の形態における生体情報収集装置３３は、図３４に示すように、前述した第５の実施の形態の場合と同様に、全ての隙間１５ａが前後方向（図３４中左右方向）に直線状に並んで形成されるようになっている。また、大径空気室１７ａは最も前端側（図３４中左側）の１本のみであり、その他の空気室は全て小径空気室１７ｂとなっている。しかし、小径空気室１７ｂの大きさは、前述した第５の実施の形態の場合よりも大きくなっている。袋体１１を膨らませた状態での上記小径空気室２８ｂの幅（図８中上下方向の大きさ）は、例えば、２３ｍｍ程度であり、高さ（図８中紙面垂直方向の大きさ）は、例えば、１５ｍｍ程度となっている。また、上記袋体１１を膨らませていない状態での上記小径空気室２８ｂの幅（図８中上下方向の大きさ）は、例えば、４５ｍｍ程度となっている。なお、大径空気室１７ａの大きさについては、前述した第１の実施の形態の第１−１実施例の場合と同様である。また、上記仕切壁１５の大きさは、前述した第１の実施の場合と同様である。
【００９２】
また、この第６の実施の形態の場合には、図３４に示すように、仕切壁１５が１４列にわたって設けられていて、それぞれの列については８行分設けられている。
なお、前記第１の実施の形態による生体情報収集装置１の構成要素と同一の構成要素については同一符号を付して示しその説明は省略する。
本実施の形態による生体情報収集装置３３も、前述した第１の実施の形態における生体情報収集装置１と同様の作用・効果を奏するものである。
【００９３】
なお、本発明は、前記第１〜第６の実施の形態に限定されない。
例えば、仕切壁１５の配置には様々な場合が考えられ、大径空気室１７ａの数についても様々な場合が考えられる。例えば、上記大径空気室１７ａを３列設ける構成も考えられる。また、各空気室や袋体の大きさにも様々な場合が考えられる。また、上記袋体１１を構成するシート材１３ａ、１３ｂの材質、接着方法等にもさまざまな場合が考えられる。また、補強シート２３ａ、２３ｂを設けない構成とすることも考えられる。
また、センサモジュール１９に使用されるセンサの種類にもさまざまな場合が考えられる。例えば、圧電センサやマイクロホンを使用することも考えられる。また、フィルタ回路を上記センサモジュール１９とは別に設けることも考えられる。
また、上記センサモジュール１９に、例えば、無線通信を行う回路や電池を内蔵させる構成とすることも考えられる。この場合、ケーブル２０は不要となり、上記袋体１１や上記センサモジュール１９の封止処理も不要となる。
その他、図示した構成はあくまで一例である。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明は、例えば、ベッドのマットレスの下に設置され該マットレス上の被介護者の呼吸、心拍、脈拍等の生体情報を収集する生体情報収集装置に係り、特に、袋体の一端側にセンサモジュールが設けられた大径空気室を設けるとともにそれに隣接する広範な領域に小径空気室を設けることにより、上記被介護者の生体情報を高感度に検出できるように工夫したものに関し、例えば、介護用ベッドに設置される生体情報収集装置に好適である。
【符号の説明】
【００９５】
１  生体情報収集装置
１１  袋体
１７ａ  大径空気室
１７ｂ  小径空気室
１９  センサモジュール
１９ｅ  焦電型赤外線センサ
１９ｇ  リード線
１９ｇ１  導体
１９ｇ２  被覆チューブ
１９ｈ  被覆チューブ
１９ｋ  接着剤（封止処理）
１９ｍ  電子部品（増幅回路）
２０  ケーブル
２１  熱収縮チューブ（内周面に接着剤層を備えている）
２３ａ  補強シート
２３ｂ  補強シート
２５  生体情報収集装置
２７  生体情報収集装置
２９  生体情報収集装置
３１  生体情報収集装置
３３  生体情報収集装置
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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