(57)【要約】【課題】呼吸数の計測と局所呼吸音の計測を同時に行うことにより、疾患部及び重症度に関する情報を同時に取得することができ、もって呼吸器疾患の診断にかかる時間を短縮し得るバイタル計測器を提供する。【解決手段】バイタル計測器１０は、被検者の呼吸運動に基づく振動を検知する第１検知部２１と、被検者の呼吸音に基づく振動を検知する第２検知部２２と、第１検知部２１の検知結果に基づいて被検者の呼吸数を計測し、かつ、第２検知部２２の検知結果に基づいて呼吸音の音強を計測し、呼吸数および音強を出力する制御部６３と、制御部６３が出力した呼吸数および音強の少なくとも一方を表示する表示部３１と、を有している。【選択図】図２
2014061223.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の呼吸運動に基づく振動を検知する第１検知部と、
前記被検者の呼吸音に基づく振動を検知する第２検知部と、
前記第１検知部の検知結果に基づいて前記被検者の呼吸数を計測し、かつ、前記第２検知部の検知結果に基づいて前記呼吸音の音強を計測し、前記呼吸数および前記音強を出力する制御部と、
前記制御部が出力した前記呼吸数および前記音強の少なくとも一方を表示する表示部と、を有することを特徴とするバイタル計測器。
【請求項２】
前記制御部は、前記呼吸数および前記音強を同期させて経時的に出力し、
前記表示部は、前記呼吸数および前記音強を同期させて経時的に表示することを特徴とする請求項１に記載のバイタル計測器。
【請求項３】
流体が封入されるとともに被検者が載置される載置部を構成する流体袋をさらに有し、
前記第１検知部は、前記流体袋に載置された前記被検者の呼吸運動に基づく前記流体袋内の圧力変動を検知可能な第１センサによって構成されており、
前記第２検知部は、前記流体袋に載置された前記被検者の呼吸音を前記第１センサとは別個に検知可能な第２センサによって構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバイタル計測器。
【請求項４】
前記第１検知部および前記第２検知部は、前記呼吸数および前記音強を検知することが可能な薄膜型のセンサによって一体的に構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバイタル計測器。
【請求項５】
前記制御部は、検知された前記音強が予め定められた上限値よりも大きい過大音強状態、検知された前記音強が予め定められた下限値よりも小さい過小音強状態、または呼吸音が検知されない非検知状態をノイズと判断する演算処理部を有し、当該演算処理部によって前記ノイズが存在すると判断されたときは、前記ノイズが検知されたときを基準として前記第１検知部によって検知された呼吸運動に基づく振動を前記呼吸数の計測に含めない非計測区間を定めて前記呼吸数を計測することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のバイタル計測器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体の呼吸数の計測に用いられるバイタル計測器に関する。
【背景技術】
【０００２】
肺炎や尿路感染症等の感染症は、現在、高齢者の死亡原因の上位を占めている。一般に、高齢者感染症は発熱などの症状に乏しいケースも多く、対処の遅れによる重症化・死亡例も少なくなく問題となっている。このため、早期発見による治療の開始が重要である。通常、肺炎は、医師が聴診器で胸部の音を聞くことにより判断が可能であり、かつ、胸部Ｘ線検査を行うことで、確実に診断を行うことができる。また、尿路感染症については、血液検査や尿の培養、腹部ＣＴ検査、腹部エコー検査等を行うことで、診断することができる。つまり、感染症は、適切な検査設備のもとで医師等による診断を受ければ、重症化を回避することが可能な疾患であるといえる。しかしながら、上記のような検査設備を備え、医師が常駐している病院や特定の介護施設等の場合には、早期に診断が可能であるが、在宅介護を受けている高齢者や、一般の介護施設、あるいは、医療過疎地域にいる高齢者等の場合には、そもそもこのような診断を早期に受けることは困難である。
【０００３】
このため、例えば、検査設備がなく、判断する医師もいない状況下では、介護者等が、肺炎や尿路感染症等を日常のバイタル変動と区別し、感染症の疑いがあると判断した場合には、早期に病院に搬送させるといった処置をとる必要がある。
【０００４】
しかしながら、介護者等がそのような判断まで行うことは容易ではない。また、感染症の疑いがあると判断した場合であっても、重症度に関する十分な判断をすることが出来ないことから、しばらく様子を見てから対処するのが一般的である。このため、結果として、重症化した状態で病院に搬送されてくるケースが後を絶たない。このようなことから、上述のような介護現場や医療過疎地域では、介護者等でも簡単に測定を行うことができ、かつ、容態悪化を早期に判断することが可能な機器の提供が必要不可欠である。
【０００５】
肺炎や尿路感染症等の感染症の早期の発見にあたり、呼吸機能評価に着目した診断方法が試みられている。呼吸機能の中において、呼吸数は体温、血圧、脈拍とともに基礎バイタルに数えられ、患者の容態を判断する上で非常に重要な項目とされている。
【０００６】
呼吸数計測機器の公知技術としては、鼻部にサーミスタを固定することで呼吸による経温度変化を計測するもの、胸部及び腹部に取り付けたＥＣＧ電極間の呼吸によるインピーダンス変化を計測するものが存在する。しかし、いずれもセンサの設置に手間がかかることもあり、特に重篤な患者を対象とし主にＩＣＵなどでの使用に留まっている。また、電極やリード線などが多数存在するため、患者の動作の自由度が狭められるなどの問題が本質的に存在する。また、用途は異なるが睡眠時無呼吸症候群など患者の睡眠評価のために胸部に伸縮性のバンドを巻きつけて呼吸運動を計測する機器が開発されているが、これも同様にセンサの設置に手間がかかるという問題が存在する。そこで、特許文献１および特許文献２に記載されているように、センサが埋設された空気袋に患者を載置させ、患者の呼吸による体振動に基づいて呼吸数の計測を行うことを可能にしたマットレスタイプの呼吸数計測器が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１４５６０５
【特許文献２】特開２００１−２７６０１９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、肺炎などの呼吸器疾患を鑑別する上で、疾患を有する肺領域を鑑別することは重要とされている。特に誤嚥性肺炎に関しては、背下部へ疾患を有することが典型症状であり、確定診断するうえで重要な情報となる。疾患部は視覚的に見出すことは困難であり、これまでは、肺呼吸音の聴診により鑑別が行われてきた。また、患者の重症度の判断には呼吸数が重要であり、目視によるカウントや、上記したような呼吸数計測器を用いて呼吸数を計測していた。このように、患者から呼吸音及び呼吸数を別個に採取するため、聴診・呼吸数カウントと診断に必要な情報を揃えるために非常に時間と手間がかかっていた。このため、上記したように患者から呼吸音及び呼吸数を別個に採取するやり方では、疾患部及び重症度の確定診断に長時間を要してしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、呼吸数の計測と局所呼吸音の計測を同時に行うことにより、疾患部及び重症度に関する情報を同時に取得することができ、もって呼吸器疾患の診断にかかる時間を短縮し得るバイタル計測器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）被検者の呼吸運動に基づく振動を検知する第１検知部と、前記被検者の呼吸音に基づく振動を検知する第２検知部と、前記第１検知部の検知結果に基づいて前記被検者の呼吸数を計測し、かつ、前記第２検知部の検知結果に基づいて前記呼吸音の音強を計測し、前記呼吸数および前記音強を出力する制御部と、前記制御部が出力した前記呼吸数および前記音強の少なくとも一方を表示する表示部と、を有することを特徴とするバイタル計測器。
【００１１】
（２）前記制御部は、前記呼吸数および前記音強を同期させて経時的に出力し、前記表示部は、前記呼吸数および前記音強を同期させて経時的に表示することを特徴とする上記（１）に記載のバイタル計測器。
【００１２】
（３）流体が封入されるとともに被検者が載置される載置部を構成する流体袋をさらに有し、前記第１検知部は、前記流体袋に載置された前記被検者の呼吸運動に基づく前記流体袋内の圧力変動を検知可能な第１センサによって構成されており、前記第２検知部は、前記流体袋に載置された前記被検者の呼吸音を前記第１センサとは別個に検知可能な第２センサによって構成されていることを特徴とする上記（１）または上記（２）に記載のバイタル計測器。
【００１３】
（４）前記第１検知部および前記第２検知部は、前記呼吸数および前記音強を検知することが可能な薄膜型のセンサによって一体的に構成されていることを特徴とする上記（１）または上記（２）に記載のバイタル計測器。
【００１４】
（５）前記制御部は、検知された前記音強が予め定められた上限値よりも大きい過大音強状態、検知された前記音強が予め定められた下限値よりも小さい過小音強状態、または呼吸音が検知されない非検知状態をノイズと判断する演算処理部を有し、当該演算処理部によって前記ノイズが存在すると判断されたときは、前記ノイズが検知されたときを基準として前記第１検知部によって検知された呼吸運動に基づく振動を前記呼吸数の計測に含めない非計測区間を定めて前記呼吸数を計測することを特徴とする上記（１）〜上記（４）のいずれか１つに記載のバイタル計測器。
【発明の効果】
【００１５】
上記（１）記載の本発明のバイタル計測器によれば、第１検知部によって被験者の呼吸運動に基づく振動を検知し、第２検知部によって被験者の呼吸音に基づく振動を検知するとともに、第１検知部の検知結果に基づいて被験者の呼吸数を計測することができる。したがって、呼吸数と呼吸音とを同時に計測できるので、疾患の鑑別と、当該疾患の重症度の判定とを同時に行うバイタル計測器を提供することができ、これにより、呼吸器疾患の診断を短時間で行うことができる。
【００１６】
また、上記（２）記載の本発明のバイタル計測器によれば、制御部によって呼吸数及び音強を同期させて経時的に出力し、表示部によって呼吸数および音強を同期させて経時的に表示することができる。したがって、呼吸数と呼吸音とを同時に表示できるので、目視により疾患の鑑別と、当該疾患の重症度の判定とを同時に行うバイタル計測器を提供することができ、これにより、呼吸器疾患の診断を短時間で行うことができる。
【００１７】
また、上記（３）記載の本発明のバイタル計測器によれば、第１センサによって流体袋に載置された被検者の呼吸運動に基づく流体袋内の圧力変動を検知し、第２センサによって流体袋に載置された被験者の呼吸音を検知することができる。したがって、呼吸運動に基づく振動と、呼吸音とを別個に検知するので、互いの振動による影響を受けずに各振動を正確に検知するバイタル計測器を提供することができ、これにより、疾患の鑑別と、当該疾患重症度の判定の精度を向上させることができる。
【００１８】
また、上記（４）記載の本発明のバイタル計測器によれば、第１検知部および第２検知部を薄型センサによって一体的に構成することができる。したがって、第１検知部と第２検知部とを別個に備える構成に比べ、簡易な構成から成るバイタル計測器を提供することができる。また、第１検知部と第２検知部とを一体化した１つの検知部のみを備えるので、小型のバイタル計測器を提供することが可能である。更に、第１検知部および第２検知部を薄型センサによって一体的に構成するので、薄型のバイタル計測器を提供することが可能である。
【００１９】
また、上記（５）記載の本発明のバイタル計測器によれば、検知された音強が予め定められた上限値よりも大きい過大音強状態、検知された音強が予め定められた下限値よりも小さい過小音強状態、または呼吸音が検知されない非検知状態をノイズと判断し、ノイズが存在すると判断されたときは、ノイズが検知されたときを基準として第１検知部によって検知された呼吸運動に基づく振動を呼吸数の計測に含めない非計測区間を定めて呼吸数を計測することができる。したがって、ノイズに該当する箇所の呼吸振動を含めずに呼吸数計算を行うことで正確な呼吸数を計測するバイタル計測器を提供することができ、これにより、疾患の重症度の判定の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、第１実施形態に係るバイタル計測器の使用状態を示す図であり、図１（Ａ）は、斜視図、図１（Ｂ）は、側面図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係るバイタル計測器を示す図であり、図２（Ａ）は、バイタル計測器の平面図、図２（Ｂ）は、バイタル計測器の側面図である。
【図３】流体袋および拡散防止部の概略断面図である。
【図４】第１実施形態に係るバイタル計測器の全体構成を簡略化して示すブロック図である。
【図５】第１実施形態に係るバイタル計測器における呼吸振動計測データのノイズ除去アルゴリズムの一例を示す図である。
【図６】バイタル計測器の表示部および各操作スイッチを示す図である。
【図７】第１実施形態に係るバイタル計測器の変形例の全体構成を示す平面図である。
【図８】図８は、第２実施形態に係るバイタル計測器を示す図であり、図８（Ａ）は、バイタル計測器の平面図、図８（Ｂ）は、バイタル計測器の側面図である。
【図９】第２実施形態に係るバイタル計測器の全体構成を簡略化して示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照しつつ、本発明を実施形態に基づいて説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００２２】
＜第１実施形態＞
図１を参照して、本発明に係るバイタル計測器１０は、例えば、被検者をベッド８０やマットレスなどに横たえさせた状態で使用されるものであり、被検者の基礎バイタルとしての呼吸数及び呼吸音を計測することを可能にするものである。使用対象となる被検者は、特に制限されるものではないが、例えば、在宅介護を受けている高齢者、肺炎や尿路感染症等の感染症を患った臥位患者などが挙げられる。また、本発明に係るバイタル計測器１０は、臥位患者だけでなく、座位患者にも用いることができる。この場合、バイタル計測器１０を被検者の腿やおしりの下に挿入したり、ズボンのベルトに挟んだり、背中と椅子の背や壁などとの間に挟み込んだりしたりすることで測定を行うことができる。
【００２３】
図１、図２を参照して、第１実施形態に係るバイタル計測器１０は、概説すれば、被検者（生体９０）の呼吸運動に基づく振動を検知する第１検知部２１と、被検者の呼吸音に基づく振動を検知する第２検知部２２と、後述する制御部６３（図４を参照）により計測された第１検知部２１の検知結果に基づく被験者の呼吸数及び第２検知部２２の検知結果に基づく呼吸音の音強の少なくとも一方を表示する表示部３１と、を有している。
【００２４】
図４を参照して、制御部６３は、概説すれば、第１検知部２１の検知結果に基づいて被検者の呼吸数を計測し、かつ第２検知部２２の検知結果に基づいて被検者の呼吸音の音強を計測し、呼吸数および音強を出力する。
【００２５】
図４、図５を参照して、制御部６３は、呼吸数および呼吸音を同期させて経時的に出力し、表示部３１は、呼吸数および音強を同期させて経時的に表示する。
【００２６】
図１、図２を参照して、バイタル計測器１０は、更に流体が封入されるとともに被検者が載置される載置部を構成する流体袋５０を有している。
【００２７】
図２を参照して、第１検知部２１は、流体袋５０に載置された被検者の呼吸運動に基づく流体袋５０内の圧力変動を検知して電気信号に変換する第１センサ４１によって構成されている。
【００２８】
図２を参照して、第２検知部２２は、流体袋５０に載置された被検者の呼吸音に基づく振動を検知して電気信号に変換する第２センサ４２（第１センサ４１とは別個のセンサ）によって構成されている。
【００２９】
ここで、被検者の呼吸運動に基づく振動は、周波数が約０Ｈｚ〜１．５Ｈｚの振動である。そして、被検者の呼吸音に基づく振動は、周波数が約１０Ｈｚ〜２０ｋＨｚの振動である。このように、被検者の呼吸運動に基づく振動と呼吸音に基づく振動は、周波数帯域が異なる。このため、本実施形態では、バイタル計測器１０に検知可能な振動の周波数帯域が異なる２つのセンサ（第１センサ４１、第２センサ４２）を備え、各センサを用いて呼吸運動に基づく振動及び呼吸音に基づく振動を検知する構成にしている。
【００３０】
第１センサ４１は、被検者の呼吸運動に基づく振動を検知するために用いられる。図２を参照して、第１センサ４１は、本体部３０内の後述する制御回路（図４を参照）に電気的に接続されているリード線６１と繋がっている。また、第１センサ４１は、流体袋５０に直結されている。
【００３１】
第１センサ４１は、流体袋５０内の圧力（流体圧）の変動を検知し、検知結果に基づいた電気信号をリード線６１を介して制御回路などに送信する（図４を参照）。第１センサ４１には、被検者の呼吸運動に基づく振動を検知させるべく、周波数帯域が０Ｈｚ＜ｆ＜１．５Ｈｚ（ｆ：周波数）の呼吸振動が検知可能な圧力センサを使用している。第１実施形態では、呼吸振動の検知に圧力センサから成る第１センサ４１を使用しているが、これに限ることなく、呼吸振動を検知可能な、例えば低周波マイクロフォン、空気圧の検知に用いられる公知の無指向性マイクロフォン、コンデンサマイクロフォン、歪みゲージ、静電容量型面圧センサ、ＦＳＲセンサ、圧電フィルムなどを流体の特性に合わせて適宜使用することが可能である。
【００３２】
第１センサ４１の配置箇所は、流体袋５０内部、表面、裏面のみに限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。例えば、流体袋５０内部に連通する流体通路を設け、その流体通路の途上に第１センサ４１を設置する形態などを採用することが可能である。また、本体部３０内部に第１センサ４１を設置することも可能である。第１センサ４１と制御部６３との間で行われる検知データの送受信は、リード線６１を用いた形態に限定されるものではなく、一般的な電気ケーブルを使用した送受信方法や、無線方式による送受信方法を採用することも可能である。
【００３３】
第２センサ４２は、被検者の呼吸音に基づく振動を検知するために用いられる。第２センサ４２は、図２に示すように流体袋５０の表面に接着剤を介して配置、又は本体部３０に組み込まれて配置される。
【００３４】
第２センサ４２は、被検者の呼吸音に基づく振動を検知し、検知結果に基づいた電気振動を該センサが有する図示しない送信部を介して本体部３０内の制御回路などに無線方式により送信する（図４を参照）。第２センサ４２には、被検者の呼吸音に基づく振動を検知させるべく、周波数帯域が１０Ｈｚ＜ｆ＜２０ｋＨｚの呼吸音が検知可能なマイクロフォンを使用している。第１実施形態では、呼吸音の検知にマイクロフォンから成る第２センサ４２を使用しているが、これに限ることなく、呼吸音を検知可能な、例えば無指向性マイクロフォン、コンデンサマイクロフォン、圧電フィルムなどを適宜使用することが可能である。
【００３５】
第２センサ４２の配置箇所は、流体袋５０の内部、表面、裏面、本体部３０内部のみに限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。例えば、流体袋５０及び本体部３０とは非接続のコードレス形態の第２センサ４２を用いて被検者の呼吸音の検知が可能な位置に設置する形態などを採用することが可能である。第２センサ４２と制御部６３との間で行われる検知データの送受信は、無線方式による形態に限定されるものではなく、一般的な電気ケーブルを使用した送受信や、リード線を用いた有線方式による送受信方法を採用することも可能である。
【００３６】
流体袋５０は、内部に流体を封入し得るシート状の部材から構成されている。流体袋５０の材質は特に制限されるものではないが、例えば、気密性を有する柔軟なゴム、プラスチック、布材等を使用することができる。流体袋５０は、比較的小型に形成されており、外周部分の一辺がそれぞれ３ｃｍ、１５ｃｍ程度であり、最大膨張時の厚みが１ｃｍ程度である。流体としては、空気・水・オイル・高分子ゲルなどを使用することができる。なお、図１に示す破線部は、流体袋５０の設置エリア周辺を例示するものである。この流体袋５０は、被検者の呼吸振動に合わせて容積が変動可能に設けられている。
【００３７】
図２、図３を参照して、流体袋５０の裏面５３には、流体袋５０へ伝達される呼吸振動の拡散を防止するために、拡散防止部７０が配置されている。拡散防止部７０は、流体袋５０の生体９０側に配置される表面５１と反対の裏面５３に配置され、生体９０が流体袋５０に載置されたときに流体袋５０を弾性的に支持する支持部材７１と、流体袋５０の裏面５３と支持部材７１との間に配置され、流体袋５０の表面５１よりも面方向に伸縮変形し難く形成された伸縮規制部材７３（裏打材）と、から成る。
【００３８】
第１実施形態の説明において、流体袋５０の「表面」とは、バイタル計測器を使用する際に生体９０に向かい合わせて配置される側の面であり、流体袋５０の「裏面」とは、生体９０が横たえられるベッド８０やマットレスに向かい合わせて配置される側の面である。図３において、表面５１は図中上側に示され、裏面５３は図中下側に示される。
【００３９】
図３を参照して、流体袋５０の裏面５３に配置された支持部材７１は、流体袋５０をベッド８０側から押し上げるように支持して、流体袋５０と生体９０との接触を安定させる機能を有する。生体９０に対して流体袋５０が安定的に保持されるため、生体９０が軽く動くような場合においても流体袋５０に位置ずれが生じることを防止することができる。また、支持部材７１は、生体９０とベッド８０との間において緩衝層としても機能するため、生体９０から伝達される呼吸振動がベッド８０へ拡散することが防止される。図示されるように、支持部材７１には、流体袋５０の外周側面を囲むように配置される側壁７２を設けている。側壁７２を設けることにより、流体袋５０をより安定的に支持させることを可能にしている。
【００４０】
支持部材７１には、ラテックス製のバルーンを使用しているが、これに限定されるものではなく、例えば、スポンジやゲルなどのように弾性的に流体袋５０を支持し得る材質のものを適宜使用することが可能である。バルーンを使用する際、流体注入口（図中省略する）を介してバルーン内部に空気や水等の流体を注入させて膨張させる。また、使用後は、バルーン内部に注入した流体が排出され、しぼんだ状態で流体袋５０とともにケースなどに収納されて持ち運ばれる。
【００４１】
流体袋５０の裏面５３と支持部材７１との間に配置された伸縮規制部材７３は、支持部材７１とともに緩衝層として機能し、呼吸振動が流体袋５０の外表面５１を伝わってベッド８０まで到達して拡散されてしまうことを防止する。実施形態にあっては、非伸縮性のプラスチックフィルムを流体袋５０の裏面５３と支持部材７１との間に挿入して配置する形態としているが、例えば、流体袋５０や支持部材７１に接着させて一体化させた形態とすることも可能である。
【００４２】
伸縮規制部材７３には、非伸縮性のプラスチックフィルムを使用しているが、これに限定されるものではなく、例えば、金属性の薄状プレート、フィルムなどを使用することも可能である。また、プラスチックフィルムとしては、例えば、ＰＥＴ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ナイロン樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂などからなる樹脂製プレート、フィルムを使用することができる。また、エチレン酢酸ビニルコポリマーなど各種ビニルモノマーの共重合体を使用することもできる。伸縮規制部材７３の厚みは、特に制限されるものではないが、小型化を図る観点から、１ｍｍ程度の厚みのものを使用するのが好ましい。
【００４３】
図２を参照して、本体部３０は、第１検知部２１が検知した呼吸振動に基づいて計測された呼吸数、及び第２検知部２２が検知した呼吸音を表示する表示部３１と、検知結果に応じて所定の音声を発する音声出力部３２と、検知結果に応じて所定のＬＥＤ光を発するＬＥＤ出力部３３と、各種機能を選択的に動作させるための操作スイッチ（モード切り替えスイッチ３４、波形確認スイッチ３５）と、バイタル計測器１０に電源を供給する電源部（電源スイッチ３６）と、を有している。また、本体部３０は、図示を省略するが記憶媒体１が着脱可能に設けられた差込口を有している。
【００４４】
本体部３０は、内部には制御部６３が配置され、外部には表示部３１としてのディスプレイや操作スイッチが設けられた筺体である。筺体の材料には、電子機器類のハードカバーに一般的に用いられる硬質のプラスチック材料が使用されている。
【００４５】
本体部３０が備える制御部６３は、流体袋５０内の圧力が変動した際に第１検知部２１から送信される電気信号、及び被検者が発する呼吸音に基づき第２検知部２２から送信される電気信号に基づいて各種演算処理を行う演算処理部と、表示部３１に表示される内容を制御する表示制御部と、第１検知部２１、第２検知部２２、演算処理部、表示制御部のそれぞれを制御する制御回路と、を有している（図４を参照）。
【００４６】
演算処理部は、第１検知部２１から送信された電気信号を処理して呼吸振動データを算出し、かつ第２検知部２２から送信された電気信号を処理して呼吸音データを算出するとともに、算出された呼吸振動データの時間変化に基づいて呼吸数を予測演算するプログラムを格納したＲＯＭと、算出された呼吸振動データ及び呼吸音データを時系列で記憶するためのＲＡＭと、所定の音声データ等を格納したＥＥＰＲＯＭと、を有している。演算処理部は、計測された呼吸数及び呼吸音を表示部３１に表示したり、音声出力部３２から警告アラームを発したり、ＬＥＤ出力部３３から警告光を発したりするといった動作の制御を行う。
【００４７】
また、演算処理部は、本体部３０の図示しない差込部に着脱可能に装着されている記憶媒体１に対し、ＲＡＭと同様に呼吸振動データ及び呼吸音データを時系列で記憶させる。記憶媒体１は、不揮発性メモリカードであり、例えばＳＤカード（ＳＤ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ｃａｒｄ）から成る。記憶媒体１に記憶された時系列の呼吸振動データ及び呼吸音データは、例えばＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）に格納され、より詳細な呼吸器疾患の診断に用いられる。
【００４８】
図５には、被検者から検知した呼吸振動データ及び呼吸音データを経時的に示している。図５中の上段の波形は呼吸振動データを示しており、下段の波形は呼吸音データを示している。また、図５の横軸は時間変化を示し、縦軸は呼吸振動データ及び呼吸音データの出力の変化を示している。
【００４９】
先ず、演算処理部における呼吸数の算出ルール（一例）について説明を行う。図５中の呼吸振動データにおける複数の変曲点（Ｈ１〜Ｈ１２）は、第１検知部２１が検知した被検者が呼吸を吐く時と吸うときの呼吸振動の出力変化の違いにより生じる。「吐く、吸う、吐く」という１呼吸に該当する動作は、３つの変曲点により表される。
【００５０】
演算処理部は、呼吸振動データ中の３つの変曲点間（図５中のＨ２〜Ｈ４）を１呼吸として識別し、１呼吸に係る時間（図５中のＴ１）を算出する。そして、演算処理部は、１呼吸に係る時間を算出すると、該算出結果に基づき１分あたりの呼吸数を算出する。例えば、１呼吸に係る時間（図５中の変曲点Ｈ２〜Ｈ４間の経過時間Ｔ１）が３．０秒である場合は、１分（６０秒）あたりの呼吸数は２０回と算出される。第１実施形態では、１呼吸に係る時間に基づいて１分あたりの呼吸数を算出しているが、これに限らず、複数回分の呼吸を用いて算出、予め設定した時間（例えば１５秒）に計測した呼吸数から１分あたりの呼吸数を算出するなどしてもよい。
【００５１】
また、演算処理部は、１分あたりの呼吸数を算出するとともに、呼吸音データを解析し、呼吸音データに非常に大きな呼吸音（咳、ムセなど）、非常に小さな呼吸音（体動など）、または非検知（無呼吸など）を示すノイズが含まれているか否かを判定する。ここで、演算処理部は、例えばＲＯＭに予め設定されている正常呼吸音閾値（上限値及び下限値）データに基づき、呼吸音データが上限値より大きい場合、過大音（咳、ムセなど）を示す雑音（ノイズ）であると判定する。一方、演算処理部は、呼吸音データが下限値より小さい場合、過小音（体動など）を示すノイズであると判定する。また、演算処理部は、呼吸音データが非検知の場合、無呼吸を示すノイズであると判定する。
【００５２】
下記に、呼吸音データにノイズが含まれている場合における演算処理部の呼吸数の算出ルールについて説明を行う。本実施形態では、図５に示すように、呼吸音データにノイズ（咳、ムセ等の過大音）が含まれている場合を例に説明を行う。なお、ノイズは、図５中の呼吸音データにおいて、正常音ａと比べ振幅値が大きく顕れている過大音ｂである。
【００５３】
演算処理部は、ノイズの判定をすると、当該ノイズが検知されたとき（図５の変曲点Ｈ６〜Ｈ８）を基準として呼吸振動データの所定区間（図５の変曲点Ｈ４〜Ｈ１０）を呼吸数の計測に含めない非計測区間（Ｔ２）に定め、該非計測区間の呼吸振動データを除いて呼吸数を計測する。
【００５４】
演算処理部は、ノイズに対応する過大音振動由来の変曲点（図５の変曲点Ｈ６〜Ｈ８）のみならず、該ノイズが検知されたときを基準としてノイズの影響を受ける所定区間の変曲点（図５の変曲点Ｈ４〜Ｈ１０）をも含めずに呼吸数を計算する。第１実施形態では、演算処理部は、図５に示すように変曲点Ｈ４〜Ｈ１０を上記非計測区間（Ｔ２）に定めたが、これに限らず、例えば変曲点Ｈ５〜Ｈ９を上記非計測区間に設定、又は変曲点Ｈ６〜Ｈ８を上記非計測区間に設定してもよい。ここで、演算処理部は、体動による過小音を検知、または呼吸音データが非検知（無呼吸）の場合にも、同様のルールに基づき呼吸数を算出する。
【００５５】
図６を参照して、電源スイッチ３６は、バイタル計測器１０の電源のオン／オフを操作するためのものである。モード切り替えスイッチ３４は、リアルタイム計測モードと、メモリデータ閲覧モードとを切り替えるために使用される。リアルタイム計測モードを使用する場合には、例えば、警告アラーム機能が併用される。予め設定した肺異常音の特徴を示す呼吸音が計測されたときは、音声出力部３２から警告音及びＬＥＤ出力部３３から警告光を発して、ユーザにバイタル異常の発生を早期に知らせることが可能になっている。また、設定を超えた呼吸数が計測されたときには、警告音及び警告光を発する。このとき、警告アラームは、例えば、呼吸数が３０回／ｍｉｎ以上に達したときや、８回／ｍｉｎ以下に達したときに警告音及び警告光が発せられるように設定することが好ましい。健常者の呼吸数は１５〜２０回／ｍｉｎ程度とされており、２５回／ｍｉｎを越える場合には頻呼吸と判断されるためである。第１実施形態では、警告音及び警告光を同時に発せられる構成にしたが、これに限ることなく、例えば警告音及び警告光のいずれか一方のみを発するよう選択可能な構成にしてもよい。また、音声出力部３２に関しては、ユーザが呼吸音を計測時に聴くことができるように、音声出力部３２から計測された呼吸音をそのまま出力可能な構成とすることも出来る。
【００５６】
波形確認スイッチ３５は、ＲＡＭに記憶された呼吸振動及び呼吸音の波形データを確認するためのものである。メモリデータ閲覧モードにおいて、上下それぞれの波形確認スイッチ３７を押すことで、計測開始時の波形から計測終了時における波形を時系列に沿って表示部３１に表示することが可能になっている。
【００５７】
表示部３１の右端には、呼吸振動の波形データに基づいて算出された呼吸数を表示することが可能になっている。図示されるように、例えば、１分間における呼吸数（ＲＲ：Ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ  Ｒａｔｅ）が表示される。呼吸数は、演算処理部が予測演算した呼吸数（ＲＲ：Ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ  Ｒａｔｅ）が表示される。
【００５８】
第１実施形態では、表示部３１に表示される呼吸振動及び呼吸音の波形データは、ノイズを含む生データであるとして説明したが、これに限ることなく、ノイズ箇所を除去した波形データを表示部３１に表示する構成にも適用可能である。また、第１実施形態では、表示部３１に呼吸振動及び呼吸音の波形データと、呼吸数とを一緒に表示させるとして説明したが、これに限ることなく、呼吸振動の波形データ及び呼吸数のみ、または呼吸音の波形データのみを表示させるよう選択可能な構成にしてもよい。
【００５９】
次に、第１実施形態に係るバイタル計測器１０の使用方法について説明する。
【００６０】
図１に示すように、臥位患者の身体９０とベッド８０との間の隙間に流体袋５０を挿入する。流体袋５０を小型化して形成しているため、身体９０とベッド８０との間に容易に挿入することができる。
【００６１】
流体袋５０では、上述した拡散防止部材７０の構成により、被検者の体動などによる計測環境の変化に伴うノイズの発生が抑制されるので、第１検知部２１及び第２検知部２２において、呼吸振動及び呼吸音を好適に検知することができる。
【００６２】
次に、バイタル計測器の第１検知部２１及び第２検知部２２から出力された呼吸振動及び呼吸音の波形データと、該出力された呼吸振動から算出された呼吸数とを用いた診断方法の一例について説明する。
【００６３】
呼吸数の増加と、咳・ムセに由来するイベント回数との相関を評価することで、誤嚥性肺炎の疑いがあるという診断をすることができる。
【００６４】
通常、閉塞性無呼吸症状の際は、呼吸運動があるが換気が行われない状況にあり、振動検知だけでは、無呼吸の検知は困難であったが、呼吸振動に呼吸音の有無を組み合わせることで、鑑別の精度を高めることができる。
【００６５】
上述したように、バイタル計測器１０によれば、第１検知部２１によって被検者の呼吸振動を検知し、第２検知部２２によって被検者の呼吸音に基づく振動を検知するとともに、第１検知部２１の検知結果に基づいて被検者の呼吸数をも計測することができる。したがって、呼吸数と呼吸音とを同時に計測することで、疾患の鑑別と、当該疾患の重症度の判定とを同時に行うことができ、これにより、呼吸器疾患の診断を短時間で行うことができるバイタル計測器を提供することが可能となる。
【００６６】
また、バイタル計測器１０によれば、制御部６３によって呼吸数及び呼吸音を同期させて経時的に出力し、表示部３１によって呼吸数及び呼吸音を同期させて経時的に表示することができる。したがって、呼吸数と呼吸音とを同時に表示することで、目視により疾患の鑑別と、当該疾患の重症度の判定とを同時に行うことができ、これにより、呼吸器疾患の診断を短時間で行うことができるバイタル計測器を提供することが可能となる。
【００６７】
また、バイタル計測器１０によれば、第１センサ４１によって流体袋５０に載置された被検者の呼吸振動を検知し、第２センサ４２によって流体袋５０に載置された被検者の呼吸音を検知することができる。したがって、呼吸振動と呼吸音とを別個に検知するので、互いの振動に影響されない精度の高い呼吸振動と呼吸音とを検知できるバイタル計測器を提供することが可能となる。
【００６８】
また、バイタル計測器１０によれば、演算処理部は、検知された呼吸音が予め定められた正常呼吸音閾値の上限値よりも大きい過大音（咳、ムセなど）、下限値よりも小さい過小音（体動など）、または非検知（無呼吸など）の場合にはノイズと判定し、ノイズと判定したときはノイズが検知されたときを基準として第１検知部２１によって検知された呼吸振動の所定区間を呼吸数の計測に含めない非計測区間として定め、該非計測区間の呼吸振動データを除いて呼吸数を計測する。したがって、ノイズに該当する箇所の呼吸振動を含めずに呼吸数計算を行うことで正確な呼吸数を計測できるバイタル計測器を提供することが可能となる。
【００６９】
＜変形例＞
図７は、上述した第１実施形態の変形例に係るバイタル計測器１０ａの全体構成を示す図である。
【００７０】
変形例のバイタル計測器１０ａは、第１実施形態のバイタル計測器１０と異なり、本体部３０ａではなく空気袋１００側に警告音を発する音声出力部１３２及び警告光を発するＬＥＤ出力部１３３を備える構成である。本変形例に示すように、空気袋１００側に音声出力部１３２及びＬＥＤ出力部１３３を備える構成を採用することも可能である。
【００７１】
＜第２実施形態＞
図８、図９は、本発明の第２実施形態に係るバイタル計測器１０ｂを説明するための図である。図８は、本実施形態に係るバイタル計測器１０ｂを示す、図９は、本実施形態に係るバイタル計測器１０ｂの全体構成を簡略化して示すブロック図である。なお、各図において第１実施形態において説明した部材と同様の部材には同一の符号を付して、その説明を一部省略する。
【００７２】
図８を参照して、第２実施形態に係るバイタル計測器１０ｂは、概説すれば、被検者の生体の呼吸運動に基づく振動（呼吸振動）および呼吸音に基づく振動（呼吸音）を検知することが可能であり、かつ被検者の生体に取り付け可能な薄膜型の圧電フィルム２００を有している。
【００７３】
圧電フィルム２００は、被検者の呼吸振動および呼吸音を検知するために、周波数帯域が０Ｈｚ＜ｆ＜２０ｋＨｚの振動を検知することができる。この圧電フィルム２００は、検知した呼吸振動および呼吸音を電気信号に変換してリード線６１を介して本体部３０ｂの制御回路に送信する。圧電フィルム２００が上記送信する電気信号には、検知した振動の周波数データ及び出力電圧値が含まれている。
【００７４】
本実施形態の圧電フィルム２００は、ピエゾフィルム（Ｐｉｅｚｏ  ｆｉｌｍ／ＥｍＦｉｔ社製）で構成されている。ピエゾフィルムは、圧電効果を有するプラスチックＰＶＤＦから作られた、加工性がよく、薄膜化が容易な圧電素子である。このピエゾフィルムは、軽く、柔らかで耐衝撃性などに優れた機械的特性と丈夫さを備えている。第２実施形態では、圧電フィルム２００にＥｍＦｉｔ社製のフィルムを使用しているが、これに限ることなく、他社製の圧電フィルムなどを適宜使用することが可能である。
【００７５】
上述したように、本実施形態のバイタル計測器１０ｂは、一つの検知部（圧電フィルム２００）を用いて、被検者の呼吸振動および呼吸音を検知している。
【００７６】
本体部３０ｂは、図８、図９に示すように、第１実施形態のバイタル計測器１０の本体部３０と内部に配置された制御部６３における制御構成が下記の点で異なる。
【００７７】
制御部６３ｂの演算処理部は、圧電フィルム２００から送信された被験者が発する振動電気信号をフィルタリング処理して呼吸振動に基づく電気信号と、呼吸音に基づく電気信号とに分離し、該分離結果に基づき呼吸振動データ及び呼吸音データを算出するとともに、算出された呼吸振動データの時間変化に基づいて呼吸数を予測演算する（図９を参照）。
【００７８】
ここで、演算処理部における上記電気信号のフィルタリング処理について、詳細説明を行う。
【００７９】
演算処理部は、圧電フィルム２００から送信された電気信号（検知した振動の周波数データを含む）を、該電気信号に含まれる周波数データに基づき、呼吸振動に基づく電気信号（周波数帯域０Ｈｚ＜ｆ＜１．５Ｈｚ）と呼吸音に基づく電気信号（周波数帯域１０Ｈｚ＜ｆ＜２０ｋＨｚ）とに分離する。
【００８０】
そして、演算処理部は、上記フィルタリング処理により呼吸振動に基づく電気信号および呼吸音に基づく電気信号を取得すると、各電気信号を処理して呼吸振動データおよび呼吸音データを算出するとともに、算出された呼吸振動データの時間変化に基づいて呼吸数を予測演算する。
【００８１】
上述したように、第２実施形態のバイタル計測器１０ｂによれば、被検者の呼吸運動に基づく振動及び呼吸音に基づく振動を１つの検知部（圧電フィルム２００）によって検知することができる。したがって、第１実施形態のバイタル計測器１０のように、第１検知部２１によって呼吸運動に基づく振動を検知し、第２検知部２２によって呼吸音に基づく振動を検知するような２つの検知部を備える構成に比べ、簡易な構成から成るバイタル計測器を提供することができる。また、１つの検知部（圧電フィルム２００）のみを備えるので、小型のバイタル計測器を提供することが可能である。更に、被検者の呼吸運動に基づく振動を検知するために空気袋を用いずに薄型の圧電フィルム２００を用いるので、薄型のバイタル計測器を提供することが可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１０、１０ｂ  バイタル計測器、
２１  第１検知部、
２２  第２検知部
３０、３０ｂ  本体部、
４１  第１センサ、
４２  第２センサ、
５０  流体袋、
８０  ベッド、
９０  生体、
２００  圧電フィルム。
【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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