(57)【要約】好適に構成されたセンサ（２２）によって個人の生理学的状態を表す信号（Ｓ１）を測定し、リアルタイム要件を満足するセンサの接触圧力（Ｐ）を自動的に変更するよう構成されるモニタリング装置（２１）である。このために、センサは、弾性材料部分によって支持される。モニタリング装置は更に、制御ユニット（２５）からの制御信号（ＣＳ）を受信すると弾性材料部分と相互作用するよう構成されるアクチュエータ（２７）を有する。制御ユニットは、センサからの信号を解析し、接触圧力の変更を決定するよう構成される。このために、制御手段は、好適な信号解析を実行するよう構成される論理ユニット（２５ａ）を有する。モニタリング装置には、更なるセンサ（２３）が設けられることが好適であり、このセンサの信号（Ｓ３）も制御ユニットに解析のために供給される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
個人の生理学パラメータのモニタリングするよう構成される装置であって、
前記個人の皮膚に接触するときに前記生理学パラメータに関連する信号を測定するよう構成されるセンサと、
前記センサを支持し、且つ、前記センサに接触圧力が加わるよう前記個人の人体部に弾性的に一致するよう構成される調節可能なキャリアと、
前記接触圧力を変更するために前記調節可能なキャリアと相互作用するよう構成されるアクチュエータと、
前記アクチュエータに供給される制御信号に依存して前記接触圧力を制御するよう構成される制御手段と、
を有する装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記接触圧力の客観的値を評価し、且つ、前記評価に基づいて前記制御信号の値を決定するよう構成される論理ユニットを有する請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記接触圧力の前記客観的値は、更なるセンサの測定値から決定される請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記調節可能なキャリアは、弾性材料部分を有し、
前記アクチュエータは、前記制御信号を受信すると前記部分の長さを変更し、それにより、前記接触圧力を変更するよう構成される請求項２又は３記載の装置。
【請求項５】
前記アクチュエータは、膨張可能な袋を有し、
前記袋は、前記調節可能なキャリアと前記センサとの間に空間配置され、
前記袋の中の流体の容積は、前記制御信号によって制御される請求項２又は３記載の装置。
【請求項６】
モニタリングボディウェアであって、
個人の皮膚と接触するときに該個人の生理学パラメータの測定を実行すると考えられるセンサを支持するよう構成される弾性材料部分と、
接触圧力を自動的に変更するために前記材料部分と相互作用するよう構成されるアクチュエータと、
を有し、
前記材料部分は、前記センサに前記接触圧力が加わるよう前記個人の人体部に一致するよう構成されるボディウェア。
【請求項７】
前記アクチュエータは、制御信号を受信すると前記弾性材料の長さを変更するよう構成される請求項６記載のボディウェア。
【請求項８】
前記アクチュエータは、膨張可能な袋を有し、
前記袋は、前記弾性材料部分と前記センサとの間に位置付けられ、また、制御信号を受信するとその容積を変更するよう考えられる請求項６記載のボディウェア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個人の生理的パラメータをモニタリングするよう構成される装置に係る。この装置は、個人の皮膚に接触すると生理的パラメータに関連する信号を測定するよう構成されるセンサと、センサを支持し且つ接触圧力がセンサに加わるよう個人の人体部に弾性的に一致するよう構成される調節可能なキャリアとを有する。
【０００２】
本発明は更に、個人の皮膚に接触すると生理的パラメータの測定を実行すると考えられるセンサを支持するために構成される弾性材料部分を有するモニタリングボディウェアに係る。この弾性材料部分は、接触圧力がセンサに加わるよう個人の人体部に一致するよう構成される。
【背景技術】
【０００３】
冒頭段落に記載したような装置の実施例は、特許文献１から公知である。公知の装置は、複数のバンドが配置された伸長可能なハーネスを有し、バンドの上には電極のセットが取付け可能である。公知の装置は、歩行可能又は睡眠中の患者の生理学パラメータをモニタリングするのに適している。動作アーチファクトを減少するために、公知の装置は、個人の人体上に張力下で配置され、患者が動いている際には電極を緩衝するよう設計される伸張可能なバンドを使用する。伸張可能なバンドは、ベルクロ（Velcro：商標）機構によって固定される。
【０００４】
この伸張可能なバンドは、取り付けられたとき、個人の活動レベルに関係なくその個人によって一定の圧力下で装着されることが公知の装置の不利点である。モニタリング装置が、個人が運動しているとき、即ち、活発に動いているときの個人の生理学パラメータのモニタリングのために使用されると考えると、信号品質は、動作によって引き起こされる信号アーチファクトによって相当劣化し、それにより、不正確な測定となる。或いは、個人の睡眠段階の間の連続モニタリングのために、センサの接触圧力を低下することが可能であり、それにより、個人の快適さを改善する。
【特許文献１】米国特許第５，３５３，７９３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、改善された信号品質の測定信号と改善された着用快適さを有するモニタリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このために、本発明のモニタリング装置は、
−接触圧力を変更するために調節可能なキャリアと相互接触するよう構成されるアクチュエータと、
−アクチュエータに供給される制御信号に依存して接触圧力を制御するよう構成される制御手段と、
を有する。
【０００７】
本発明の技術的な手段では、モニタリング装置には、接触圧力を自動的に適応し、それにより、快適さの為の必要性又は信号品質要件に適合する制御手段が設けられる。本発明の技術的な手段は、センサに作用する力と、その力によって生成された皮膚電位との間に高い相関があるという見識に基づいている。信号品質、従って、モニタリングシステムの動作可能時間は、最適接触圧力に強く依存する。本発明は、センサの接触圧力の自動調節によって活発な個人の電気生理学信号の測定状況を改善し、最適信号品質並びに着用の快適さをもたらす。従って、同じ調節可能なキャリアが個人の全ての活動レベルに対して使用可能である。接触圧力は、最初は、中間レベルに選択されることが好適である。このレベルは、リアルタイム要件に応じて制御手段によって変更される。尚、当該技術においてそれ自体は知られている複数のセンサが本発明の装置の使用に好適である。例えば、センサは、ＥＣＧセンサ、呼吸数センサ、ＥＥＧセンサ、血圧センサ、動作センサ、活動モニタ等が含まれる。
【０００８】
本発明のモニタリング装置の実施例では、制御手段は、接触圧力の客観的値を評価し、且つ、この評価に基づいて制御信号の値を決定するよう構成される論理ユニットを有する。ウエストサイズ、呼吸範囲、腰の形といった様々な対象特性、及び／又は、これらの特性における力学は、接触圧力の客観的値を評価するために考慮に入れられることが可能である。例えば、人間の胴部の円筒形状を仮定し、接触圧力の最適値は、適切な幾何学モデルによって容易に計算可能である。好適には、調節可能なキャリアは、個人の人体部の周りに位置付けられる弾性材料部分を有し、従って、接触圧力は、線形弾性理論に基づいて、式
【０００９】
【数１】
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に応じて評価可能である。ここでは、
ｐは接触圧力であり、Ｅは弾性材料部分の弾性係数であり、ｌ０はひずみ無しの弾性材料部分の長さであり、ｕはひずみを有する弾性部材部分の長さである。
【００１０】
論理ユニットは、客観的接触圧力とアクチュエータに供給される制御信号の対応値の決定を実行するよう構成される計算手段を有することが好適である。非常に簡単な実施例では、計算手段は、接触圧力の増加又は減少を目的とする制御信号の値を定性的に決定するよう構成される。接触圧力の最適値は、多数の反復によって得られる。
【００１１】
本発明の装置の更なる実施例において、接触圧力の客観的値は、更なるセンサの測定値から決定される。更なるセンサは、センサ上に位置付けられる圧力センサであることが好適である。この技術的な手段では、接触圧力の現在値を得ることができる。この接触圧力の現在値は、次に、弾性材料部分の必要な長さの絶対値を決定するために論理ユニットの計算手段によって使用される。必要な制御信号と結果としての接触圧力との関係は、計算手段によってアドレス可能なルックアップテーブル内に予め格納されることが可能である。更に、他のセンサも、接触圧力の客観的値を決定するために使用可能である。例えば、センサからの測定値は、好適な信号評価の為に制御手段に利用可能にすることが可能である。好適な信号評価の例は、信号／雑音比の決定である。接触圧力の客観的値は、信号／雑音比に基づいて決定されることが可能である。悪い信号／雑音比については、接触圧力は増加されなければならない。アクチュエータへの対応制御信号の値は予め決定されることが可能であり、また、計算手段によってアドレス可能な更なるルックアップテーブルに予め格納されることが可能である。更に、接触圧力の客観的値は、活動モニタから決定されることが可能であり、活発な動作に対しては、接触圧力の客観的値は、動作アーチファクトを減少するために通常高い。制御信号の対応値は、事前に較正され、また、更なるルックアップテーブル内に予め格納されることが可能である。
【００１２】
本発明の装置の更なる実施例では、調節可能なキャリアは、弾性材料部分を有し、アクチュエータは、制御信号を受信すると弾性材料部分の長さを変更し、それにより、接触圧力を変更するよう構成される。アクチュエータは、弾性材料部分と一体にされることが好適である。好適なアクチュエータの様々な実施例が考えられる。即ち、ポリマー部分、金属又は機械装置である。そのようなアクチュエータの動作の原理は、弾性モデルに基づく。アクチュエータの長さが変更されると、弾性材料部分の長さも適宜変更する。例えば、アクチュエータが、好適な制御信号によってショートされると、弾性材料は細長くされ、接触圧力は増加される。弾性ストラップ内に組み込まれた形状記憶合金は、電流によってもたらされた熱によって開始されて形状を変化することが可能であり、それにより、弾性ストラップの長さを変更することが可能である。ニッケルチタン合金は、形状記憶合金の好適な例である。依然として、或いは、機械装置を、好適なアクチュエータとして使用することが可能である。この場合、機械的装置は、弾性材料部分をピンと張る又は緩めることによって弾性材料部分の張力を変更するよう構成される。弾性ストラップは、モータによって駆動される好適なマンドレル上にリコイルされることが好適である。
【００１３】
本発明のモニタリング装置の更なる実施例では、アクチュエータは、膨張可能な袋を有し、袋は、調節可能なキャリアとセンサとの間に空間配置され、袋の中の流体の容積は、制御信号によって制御される。この実施例では、接触圧力の局所的な変化が得られる。高い接触圧力が必要とされる状況では、この実施例は有利である。何故なら、調節可能なキャリアの他の部分の圧力は変化せず、従って、着用の快適さを更に改善するからである。更に、センサが複数の感知装置を有する場合、異なる感知装置に対して接触圧力を異なるように変化することが可能である。この技術的な手段は、スマートな汎用モニタリング装置を可能にする。
【００１４】
本発明のモニタリングボディウェアは、接触圧力を自動的に変更するために材料部分と相互作用するよう構成されるアクチュエータを有する。本発明のモニタリングボディウェアは、医療目的の為の健康関連のパラメータのモニタリングから運動時のスポーツマンの生命徴候のモニタリングまで様々な多目的に適している。本発明のボディウェアは、Ｔシャツ、ブラジャー、又はボクサーパンツといった通常の衣服に縫い合わされる通常の織物を有し、弾性材料部分が組み込まれることが好適である。弾性材料部分は、腰周り、胸部、又は体肢に位置付けられることが好適である。
【００１５】
本発明のモニタリングボディウェアの実施例では、アクチュエータは、制御信号を受信すると弾性材料の長さを変更するよう構成される。制御信号は、好適な制御手段によって供給されることが好適であり、この制御手段は、接触圧力の現在値及びセンサからの信号を含む任意の他の好適な信号を解析し、この解析とアクチュエータ及び弾性材料の特性に基づいて制御信号の値を決定するよう構成されることが好適である。
【００１６】
本発明のモニタリングボディウェアの更なる実施例では、アクチュエータは、膨張可能な袋を有し、袋は、弾性材料部分とセンサとの間に位置付けられ、また、制御信号を受信するとその容積を変更するよう考えられる。制御信号は、好適な制御手段によって供給されることが好適であり、この制御手段は、接触圧力の現在値及びセンサからの信号を含む任意の他の好適な信号を解析し、この解析に基づいて制御信号の値を決定するよう構成されることが好適である
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の上述及び他の面は、図面を参照して更に詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明のモニタリング装置の実施例の概略図を示す。個人２に、本発明のモニタリング装置１が付けられる。モニタリング装置１は、センサ８を収容するための調節可能なキャリア６を有する。着用快適さを改善するために、調節可能なキャリア６は、弾性織物ベルト６を有するボディウェア４と一体にされる。弾性織物ベルト６に多数の電極が取り付けられる。尚、ここの例では、ボクサーパンツが好適な調節可能キャリアとして示すが、Ｔシャツ、ブラジャー、靴下又は手袋といった他の好適に変更されたボディウェア、帽子、又は、他の任意に変更されたキャリアを使用可能である。センサ８は、例えば、心電図、体温、呼吸数、血圧、又は任意の他の健康に関するパラメータといった個人の生理学的状態を表す信号を測定するよう構成される。更に、センサは、フィットネスの分野において周知であるように身体活動のレベルといった健康に関連しないパラメータを決定するよう構成可能である。このために、センサは、個人の皮膚に接触するようにされる。ベルト６の弾性によって、センサ８は、接触圧力を経験し、これは、センサを、個人２の動作の間に実質的に定位置に保持する。測定された信号は、信号解析及び他のデータ処理の為に制御ユニット１２に転送される。弾性織物ベルト６は更に、個人２の活動レベルが変化した場合にセンサの接触圧力を変更するよう構成されるアクチュエータ１０が設けられる。このために、制御ユニット１２は、アクチュエータ１０に制御信号（ＣＳ）を供給するよう構成される。制御ユニット及びアクチュエータの動作の例は、図２ａ及び２ｂを参照してより詳細に説明する。調節可能キャリア／アクチュエータ配置の好適な実施例は、図３ａ及び３ｂを参照して説明する。
【００１９】
図２ａは、モニタリング装置２０の電子機器のブロック図の第１の実施例の概略図を示す。センサ２２の接触圧力をリアルタイムに制御するよう適応される制御手段２４の動作は、例えば、ＥＣＧパルスである測定された信号Ｓ１によって開始されることが好適である。制御手段２４は、接触圧力の現在の値の変更が必要であるか否かを決定し、また、アクチュエータ２６に供給されるべき制御信号の値を決定するために好適な信号解析を行うよう構成される。このために、制御手段２４は、論理ユニット２４ａを有し、これは、信号解析の為に計算手段２４ｂを作動させるよう構成される。計算手段２４ｂは、例えば、入力信号Ｓ１の信号対雑音比を決定し、また、結果を、論理ユニット２４ａに報告を戻すよう構成される。信号対雑音比の現在の値が、所定の閾値未満である場合、論理ユニット２４ａは、制御信号送付手段２４ｄによってアクチュエータに供給されるべき制御信号の値を決定するためにルックアップテーブル２４ｃをアドレスする。制御信号の値が決定されると、論理ユニット２４ａは、制御信号送付手段２４にトリガ信号を送出する。アクチュエータ２６によって制御信号（図示せず）が受信されると、制御圧力Ｐが適宜変更される。
【００２０】
図２ｂは、モニタリング装置２１の電子機器のブロック図の第２の実施例の概略図を示す。制御手段２５は、センサ２２からの信号Ｓ１と、更なるセンサ２３からの更なる信号Ｓ３を共に受信するよう構成される。好適な更なるセンサの例は、活動センサ、圧力センサ、ひずみセンサ、タイマ、温度センサ等である。意思決定回路に更なるセンサを含むことは有利である。何故なら、更なるセンサは、ユーザ活動のレベル（活動センサ）、弾性材料の締め付けの度合い（弾性材料と一体にされたひずみセンサ）、現在の周囲時間（タイマ）等の更なる情報を提供する。更なる信号Ｓ３は、測定信号Ｓ１と共に論理回路２５ａによって解析されることが好適であり、また、接触圧力の変更に関する決定は、この解析に基づいてなされる。更に、制御信号の値は、これらの信号間の関数依存性から決定されることが好適である。この依存性は、計算手段２５ｂによって解析される。任意選択的に、制御信号の値は、ルックアップテーブル２５ａ内に格納される。制御信号送付手段２５ｄによって制御ユニット２５ａからの好適なトリガ信号が受信されると、制御信号ＣＳが、アクチュエータ２７に供給される。アクチュエータは、調節可能なキャリアと相互作用し、接触圧力Ｐが適宜変更される。調節可能なキャリアには、センサ上に又はセンサのすぐ近くに配置された圧力センサ２９が供給されることが好適である。圧力センサ２９は、確認の為に制御手段に基準信号Ｓ５’を供給する。モニタリング装置２１の電子機器の現在の実施例には、圧力制御システムの信頼のある動作を可能にする制御ループが構成される。このシステムは、個人の様々な活動レベルに対し適応可能である。
【００２１】
図３ａは、アクチュエータの第１の実施例の概略図を示す。モニタリング装置３０は、個人によって着用され、それにより、関連の断面３３は、弾性材料３１によって囲まれる。弾性材料の長さは、個人の皮膚に接触した時に接触圧力をセンサ３２が感じるように選択される。接触圧力の絶対値を決定するために、好適な圧力センサ３４が、センサ３２の上に配置される。アクチュエータ３６は、接触圧力制御の為に弾性材料に取り付けられる。アクチュエータは、制御信号（図示せず）に応答してその長さ３８を変更するポリマーといった弾性材料部分又は機械装置を有することが好適である。
【００２２】
図３ｂは、アクチュエータの第２の実施例の概略図を示す。モニタリング装置４０は、調節可能なキャリア４２と、センサ４６と、膨張可能な袋４４を有する。膨張可能な袋４４は、ダクト４５によって対応ポンプ４９からの液体又は空気によって膨張可能である。調節可能なキャリア４２は、個人の皮膚５０に接触すると接触圧力をセンサ４６が感じるよう選択される。センサ４６からの測定信号は、好適な配線４７によって制御ユニット（図示せず）に供給される。信号品質が悪化すると決定される場合、制御手段は、制御信号ＣＳをポンプ４９に送り、それにより、膨張可能な袋の容積Ｖが必要な接触圧力をもたらすよう変更される。更に圧力センサ４８は、もたらされた接触圧力の直接的な尺度をもたらすようダクト４５内に配置されることが可能である。
【００２３】
本発明は、本発明の好適な実施例を参照して説明したが、これらは限定的な例ではないことを理解すべきである。従って、請求項に記載する本発明の範囲から逸脱することなく当業者には明らかであろう。本発明は、ハードウェア及びソフトウェアの両方によって実施可能であり、また、幾つかの「手段」は、ハードウェア内の同一のアイテムによって表されうる。任意の参照符号は、請求項の範囲を限定しない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のモニタリング装置の実施例を示す概略図である。
【図２ａ】モニタリング装置の電子機器のブロック図の第１の実施例を示す概略図である。
【図２ｂ】モニタリング装置の電子機器のブロック図の第２の実施例を示す概略図である。
【図３ａ】アクチュエータの第１の実施例を示す概略図である。
【図３ｂ】アクチュエータの第２の実施例を示す概略図である。
【図１】
2007512076.tif 000004
【図２ａ】
2007512076.tif 000005
【図２ｂ】
2007512076.tif 000006
【図３ａ】
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【図３ｂ】
2007512076.tif 000008
【国際調査報告】
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2007512076.tif 000010
2007512076.tif 000011