(57)【要約】【課題】圧力検出部の故障を抑制し且つ、感圧部交換時に圧力検出部が感圧部と共に廃棄されることを防止する。【解決手段】被験者の体動に伴って変形して内部の圧力が変動する中空状の感圧チューブ（21）と、感圧チューブ（21）に接続され、該感圧チューブ（21）内の圧力変動を伝搬するための中空状の圧力伝搬用チューブ（22）と、圧力変動を検出する受圧用センサ（33）を有すると共に圧力伝搬用チューブ（22）が接続され、該圧力伝搬用チューブ（22）により伝搬された感圧チューブ（21）内の圧力変動を受圧用センサ（33）で検出して被験者の体動を測定する本体部（30）とを備える。【選択図】図１
2008023118.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の体動に伴って変形して内部の圧力が変動する中空状の感圧部（21）と、
前記感圧部（21）に接続され、該感圧部（21）内の圧力変動を伝搬するための中空状の圧力伝搬部（22）と、
圧力変動を検出する圧力検出部（33）を有すると共に前記圧力伝搬部（22）が接続され、該圧力伝搬部（22）により伝搬された前記感圧部（21）内の圧力変動を該圧力検出部（33）で検出して被験者の体動を測定する装置本体（30）とを備えることを特徴とする体動測定装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記感圧部（21）及び前記圧力伝搬部（22）は、それぞれ円管状部材であることを特徴とする体動測定装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記圧力伝搬部（22）は円管状部材であって、その内径が1mm以上2mm以下であることを特徴とする体動測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の体動を測定する体動測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被験者の体動に伴って変形して内部の圧力が変動する中空状の感圧部を用いて、被験者の体動を測定する体動測定装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示された体動測定装置は、感圧部としての弾性変形可能な複数の感圧チューブと、該複数の感圧チューブが接続される集合管部と、該集合管部の基端部に設けられた圧力検出部と、該圧力検出部とワイヤーハーネスを介して電気的に接続されたコントローラとを有する。詳しくは、前記複数の感圧チューブはベッド等の寝具に設置され、該寝具上に横たわる被験者の体動（呼吸や心拍に起因する微体動と寝返り等に起因する粗体動とを含む）によって該感圧チューブ内の圧力が変動する。この感圧チューブ内の圧力変動は前記集合管部に設けられた前記圧力検出部によって電気的な信号に変換される。そして、この信号がワイヤーハーネスを介して前記コントローラに入力され、該コントローラによって被験者の体動が測定される。
【特許文献１】特開２００６−１４８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の体動測定装置においては、前記コントローラは例えばサイドテーブル等、就寝する被験者から離れた位置に設置される。そして、こういったコントローラ等の装置本体は、一般に、衝撃等を与えないように丁寧に扱われる。それに対して、前記圧力検出部はコントローラと離れて設けられており、コントローラほど丁寧には扱われず、感圧チューブと同様に多少の衝撃は許容できるものとして扱われる傾向がある。また、圧力検出部は前記集合管部に設けられている、即ち、就寝する被験者の近傍に設置されるため、例えば就寝中の被験者の腕や足が当たる等して衝撃を受ける可能性がある。その結果、圧力検出部は故障するおそれがある。
【０００５】
さらに、圧力検出部はワイヤーハーネスとコントローラとの接続を外すことによってコントローラから着脱可能に構成されているため、前記感圧チューブを交換するときに該感圧チューブと共に圧力検出部も廃棄される虞があった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧力検出部の故障を抑制し且つ、感圧部交換時に圧力検出部が感圧部と共に廃棄されることを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、圧力検出部（33）を装置本体（30）に設けると共に、感圧部（21）と装置本体（30）との間に、感圧部（21）内の圧力変動を装置本体（30）に伝搬するための圧力伝搬部（22）を設けるようにしたものである。
【０００８】
詳しくは、第１の発明は、体動測定装置が対象であり、被験者の体動に伴って変形して内部の圧力が変動する中空状の感圧部（21）と、前記感圧部（21）に接続され、該感圧部（21）内の圧力変動を伝搬するための中空状の圧力伝搬部（22）と、圧力変動を検出する圧力検出部（33）を有すると共に前記圧力伝搬部（22）が接続され、該圧力伝搬部（22）により伝搬された前記感圧部（21）内の圧力変動を該圧力検出部（33）で検出して被験者の体動を測定する装置本体（30）とを備えるものとする。
【０００９】
前記の構成の場合、前記圧力検出部（33）を装置本体（30）に設けることによって、圧力検出部（33）は装置本体（30）と共に扱われる。すなわち、圧力検出部（33）は装置本体（30）と共に衝撃等を与えないように丁寧に扱われるため、該圧力検出部（33）の故障を抑制することができる。また、圧力検出部（33）を装置本体（30）に設けることによって、圧力検出部（33）を感圧部（21）の交換時に該感圧部（21）と共に廃棄してしまうことを防止することができる。
【００１０】
ここで、圧力検出部（33）を装置本体（30）に設ける構成においては、感圧部（21）を装置本体（30）まで延長して装置本体（30）に直接、接続する構成が考えられる。そもそも、感圧部（21）は被験者の体動を検知することを主眼として圧力変動を感度良く検出するように設計されるものである。しかしながら、感圧部（21）を装置本体（30）に直接、接続する構成においては、検知した圧力変動を効率良く装置本体（30）まで伝搬するという機能も感圧部（21）に要求されることになる。そうすると、感圧部（21）を、圧力変動の検知と圧力変動の伝搬という異なる２つの要求を満たすように設計する必要があり、両方の要求をトレードオフによりバランスをとって設計せざるを得なくなる。
【００１１】
そこで、本発明では、圧力検出部（33）を装置本体（30）に設ける構成において、感圧部（21）を装置本体（30）に直接、接続するのではなく、感圧部（21）と装置本体（30）とを接続する圧力伝搬部（22）を別途設けるように構成している。こうすることによって、感圧部（21）は圧力変動の検知を、圧力伝搬部（22）は圧力変動の伝搬をそれぞれ主眼として設計することができる。その結果、圧力変動を感度良く検知し、その圧力変動を効率よく装置本体（30）まで伝搬することができる体動測定装置を実現することができる。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、前記感圧部（21）及び前記圧力伝搬部（22）は、それぞれ円管状部材であるものとする。
【００１３】
前記の構成の場合、前記感圧部（21）及び前記圧力伝搬部（22）の形状が具体的に特定される。
【００１４】
第３の発明は、第１において、前記圧力伝搬部（22）は円管状部材であって、その内径が1mm〜2mmであるものとする。
【００１５】
前記感圧部（21）に圧力伝搬部（22）を接続すると、全体の容積が圧力伝搬部（22）の分だけ増加することになるため、感圧部（21）の変形によって一定量の空気が感圧部（21）から圧力伝搬部（22）へ押しのけられるとする場合に、該圧力伝搬部（22）の容積が大きいほど、一定量の空気の押しのけに対して圧力伝搬部（22）を伝わる音波の振幅は小さくなる。つまり、圧力伝搬部（22）の内径をあまり大きくし過ぎると、圧力伝搬部（22）を伝わる音波の振幅が小さくなる。
【００１６】
一方、音波は圧力伝搬部（22）を伝搬する際の損失により伝搬に伴って減衰し、その減衰量は圧力伝搬部（22）の内径が小さいほど大きくなる。つまり、圧力伝搬部（22）の内径をあまり小さくし過ぎると、装置本体（30）まで圧力変動を伝搬できない虞がある。
【００１７】
そこで鋭意研究の結果、本発明者は、圧力伝搬部（22）の最適な内径が1mm〜2mmであることを見出した。つまり、圧力伝搬部（22）の内径を1mm〜2mmに設定することによって、圧力変動の減衰を抑えて、感圧部（21）の圧力変動を装置本体（30）まで効率良く伝搬することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、前記圧力検出部（33）を装置本体（30）に設けることによって、圧力検出部（33）が装置本体（30）と共に丁寧に扱われて故障を防止することができると共に、感圧部（21）交換時に圧力検出部（33）が該感圧部（21）と共に廃棄されることを防止することができる。さらに、圧力検出部（33）を装置本体（30）と共に設ける構成を採った場合において、感圧部（21）と装置本体（30）との間に、該感圧部（21）内の圧力変動を該装置本体（30）まで伝搬するための圧力伝搬部（22）を設けることによって、感圧部（21）については被験者の体動を感度良く検知することを主眼として設計することができると共に、圧力伝搬部（22）については圧力変動を効率良く伝搬することを主眼として設計することができる。つまり、感圧部（21）と圧力伝搬部（22）とをそれぞれの役割に特化して設計を行うことができ、体動測定装置全体として、被験者の体動検知感度と圧力変動の伝搬効率との両方をそれぞれ向上させることができる。
【００１９】
第３の発明によれば、圧力伝搬部（22）の内径を1mm〜2mmに設定することによって、音波が圧力伝搬部（22）を伝搬する際の損失を低減させて、圧力変動を装置本体（30）まで効率良く伝搬することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
本発明の実施形態に係る体動測定装置（10）は、就寝者から生起する体動の挙動を検出し、これらのデータを就寝者の健康管理に利用するためのものである。すなわち、この体動測定装置（10）は、就寝者の睡眠状態を判定するために必要な体動に関するデータを採取して記憶し、図示しない別の表示装置等に対して出力するものである。そのため、前記体動測定装置（10）は、就寝者の体動を検出するためのセンサ部（20）と、検出した信号を処理して記憶しておくための本体部（30）とを備えている。
【００２２】
図１及び図２に示すように、前記センサ部（20）は、チューブ状の部材からなり、外部から加わる圧力を検知して、前記本体部（30）に伝えるように構成されている。すなわち、前記センサ部（20）は、就寝者の体動に伴う振動を圧力変動として検知するための感圧部としての感圧チューブ（21）と、その圧力変動を前記本体部（30）に伝搬するための圧力伝搬部としての圧力伝搬用チューブ（22）とを備えている。
【００２３】
前記感圧チューブ（21）は、図１，２に示すように、細長で断面円形の中空状のチューブによって構成されている。この感圧チューブ（21）は、布団などの寝具の下に敷設されており、就寝者が寝具に横臥すると、就寝者の体動に伴い感圧チューブ（21）に圧力・振動が伝達され、感圧チューブ（21）の内圧が変動する。
【００２４】
前記圧力伝搬用チューブ（22）は、図１，２に示すように、細長で断面円形の中空状のチューブによって構成されており、その内径は、前記感圧チューブ（21）の内径よりも小さく設定されている。この圧力伝搬用チューブ（22）は、その一端が接続部（23）を介して前記感圧チューブ（21）に接続されている一方、その他端が本体部（30）に接続されている。そして、前記感圧チューブ（21）内の圧力変動は、この圧力伝搬用チューブ（22）を伝わって本体部（30）の受圧部（31）に作用する。
【００２５】
前記受圧部（31）は、箱状の本体部（30）内に内蔵されていると共に、前記圧力伝搬用チューブ（22）の他端部と嵌合可能な取付部（32）を有している。この取付部（32）は、チューブ状の前記圧力伝搬用チューブ（22）の他端部が前記本体部（30）内に位置するように、略円環状に本体部（30）内方に向かって凹んだ凹部（32a）と、該凹部（32a）内で前記圧力伝搬用チューブ（22）の他端部に内嵌するように突出する凸部（32b）とを有している。そして、この凸部（32b）に貫通穴（32c）が設けられていて、前記感圧チューブ（21）で発生した圧力変動が前記圧力伝搬用チューブ（22）を介して受圧部（31）内へ伝わるように構成されている。
【００２６】
前記受圧部（31）は、その内部に受圧用センサ（33）を有している。この受圧用センサ（33）は、マイクロフォンや圧力センサなどによって構成されていて、前記感圧チューブ（21）で発生した内圧を受けて、この内圧を電圧に変換して前記本体部（30）内の後述する回路ユニット（40）に体動信号として出力するように構成されている。前記受圧用センサ（33）が圧力検出部を構成している。
【００２７】
前記本体部（30）は、箱状のケース内に、前記回路ユニット（40）が内蔵されたもので、該ケースの上面には、体動測定装置（10）の電源をオン・オフするための電源スイッチ（34）と、周囲の照度を検出するための照度センサ（35）と、前記電源スイッチ（34）がオンの状態で点灯する電源用ＬＥＤ（36）と、体動測定装置（10）が正常に動作していない場合に点灯するエラー表示用ＬＥＤ（37）とが設けられている。この本体部（30）が装置本体を構成する。
【００２８】
尚、前記以外にも、就寝者の心拍に伴う心拍信号及び呼吸に伴う呼吸信号に対応してそれぞれ点灯制御される心拍用ＬＥＤ及び呼吸用ＬＥＤを設けて、就寝者等が正常に心拍や呼吸などの動きをセンサ部（20）で検出しているかどうか確認できるようにしてもよい。
【００２９】
前記照度センサ（35）は、周囲の明るさを検知できるようにフォトトランジスタやフォトダイオード等によって構成されたものである。この照度センサ（35）で検出された周囲の照度は、例えば、回路ユニット（40）へ照度信号として入力され、前記ＬＥＤ（36,37）の輝度補正などに用いられる。なお、本実施形態では、前記ＬＥＤ（36,37）の輝度の補正については詳細に説明しないが、周囲が明るい場合には高輝度にして前記ＬＥＤ（36,37）の点灯状態を確実に確認できるようにする一方、周囲が暗い場合には低輝度にして前記ＬＥＤ（36,37）の点灯によって就寝者の睡眠が妨げられないようにすることができる。
【００３０】
前記回路ユニット（40）は、前記受圧用センサ（33）より出力される体動信号から、心拍成分、及び心拍・呼吸以外の体動成分の信号をそれぞれ抽出すると共に、これらの成分に基づいて就寝者の離床判定及び睡眠判定を行って記憶し、これらのデータを図示しない表示装置等に出力し、モニタリング可能とするものである。この回路ユニット（40）は、図３に示すように、信号処理手段（41）、心拍抽出手段（42）、体動抽出手段（43）、離床判定手段（44）、睡眠判定手段（45）及び記憶手段（46）を備えている。
【００３１】
前記信号処理手段（41）は、受圧用センサ（33）から出力された体動信号について、例えば６４倍でオーバーサンプリングをした後、所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎に積算して平均化する等価サンプリングを行い、前記体動信号のノイズをキャンセルする処理を行うものである。
【００３２】
前記心拍抽出手段（42）は、包絡線検波器を備えていて、前記信号処理手段（41）で処理された後の体動信号（以下、処理後の体動信号ともいう）について、包絡線検波の処理を行い、就寝者の心拍に伴う信号成分を抽出するように構成されている。
【００３３】
前記体動抽出手段（43）は、体動信号における呼吸成分及び心拍成分以外の体動成分を抽出するものであり、比較的、体動の小さい呼吸成分や心拍成分とは異なり、寝返りなどの比較的大きな体動をフィルタなどによって抽出するように構成されている。
【００３４】
なお、特に図示しないが、前記回路ユニット（40）は、体動信号から呼吸成分を抽出するための呼吸抽出手段を有していてもよい。この場合、該呼吸抽出手段は、帯域通過フィルタを備えていて、前記処理後の体動信号について、該帯域通過フィルタ（例えば、０．６Ｈｚ±０．６Ｈｚの帯域の４次フィルタ）によって就寝者の呼吸に伴う信号成分を抽出するように構成されるのが好ましい。
【００３５】
また、前記信号処理手段（41）による体動信号の前処理方法や、前記心拍抽出手段（42）による心拍信号の抽出方法などは、前述以外の方法であってもよい。
【００３６】
前記離床判定手段（44）は、前記心拍抽出手段（42）で得られた心拍信号に基づいて、就寝者が寝具に在床しているか、寝具から離床しているかを判定するものである。この離床判定手段（44）には、離床判定を行うための離床判定閾値が記憶されていて、この閾値を所定時間以上継続して上回るような心拍信号が入力された場合には、就寝者は寝具に在床していると判定する一方、入力される心拍信号が前記閾値を越えていない場合には寝具から離床していると判定する。なお、前記離床判定閾値は、実験等で経験的に求められた固定値であってもよいし、適宜更新されるような変動値であってもよい。
【００３７】
前記睡眠判定手段（45）は、前記離床判定手段（44）によって就寝者が在床状態であると判定された際に、更に就寝者の就寝状態を判定するものである。この睡眠判定手段（45）には、前述の離床判定閾値よりも大きいレベルに設定される体動判定閾値が記憶されている。この体動判定閾値は、就寝者の体動に伴う体動信号のうち、就寝者の呼吸及び心拍に由来する微体動と、就寝者の入床時、離床時、寝返り時等に生起する粗体動との境界レベルとなる閾値である。なお、この体動判定閾値は、実験等で経験的に求められた固定値であってもよいし、前述した体動信号、呼吸信号、及び心拍信号等に基づいて適宜更新されるような変動値であってもよい。
【００３８】
この睡眠判定手段（45）では、前記体動抽出手段（43）で得られた体動成分と前記体動判定閾値との大小比較によって就寝者の睡眠状態が判定される。具体的には、体動信号の信号レベルが体動判定閾値を所定時間以上継続して上回る場合、就寝者から断続的に粗体動が生起しているとみなされるので、就寝者が覚醒状態であると判定される。一方、体動信号が体動判定閾値を所定時間以上継続して下回る場合、就寝者から断続的な粗体動が生起していないとみなされるので、就寝者が入眠状態であると判定される。
【００３９】
なお、前記離床判定手段（44）及び睡眠判定手段（45）は、前記受圧用センサ（33）から入力される体動信号を所定時間（例えば１分）毎に区切って、離床判定及び睡眠判定を行うように構成されている。そのため、前記所定時間毎に、就寝者の睡眠状態の判定結果が得られることになる。
【００４０】
前記記憶手段（46）は、就寝者の離床判定結果、及び在床中の就寝者が入眠状態であるか覚醒状態であるか等の就寝者の就寝状態に係るデータを適宜記憶するものである。具体的には、前記記憶手段（46）には、前記離床判定手段（44）における判定結果として、就寝者の「離床」若しくは「在床」が、前記睡眠判定手段（45）における判定結果として、在床中の就寝者の「入眠状態」若しくは「覚醒状態」が、時系列で記憶される。なお、前記記憶手段（46）は、離床判定手段（44）で「離床」から「在床」へと判定が切り換わった際の時刻が入床時刻として、また、離床判定手段（44）で「在床」から「離床」へと判定が切り換わった際の時刻が離床時刻として記憶されるように構成されていてもよい。
【００４１】
−感圧チューブ及び圧力伝搬用チューブの詳細形状−
続いて、前記感圧チューブ（21）及び圧力伝搬用チューブ（22）の詳細な形状について説明する。
【００４２】
前記感圧チューブ（21）は、寝具に設置されるため、該寝具に横臥する就寝者に異物感を与えないようにしなければならない。つまり、感圧チューブ（21）は、柔らかく且つ外径が大きすぎないことを要求される。そして、本発明者の鋭意研究により、感圧チューブ（21）は、シリコン、塩化ビニル、タイゴン等の柔軟材料で構成されることが好ましく、その外径は6mm以下が好ましいことがわかった。
【００４３】
その一方で、感圧チューブ（21）は、就寝者の体動を圧力変動として検知するためのものであるため、該体動を感度良く検知する必要がある。そこで、感圧チューブ（21）の検知感度を測定する試験を行った。
【００４４】
まず、感圧チューブ（21）の厚さを1mmで固定し、チューブの内外径を変化させたときの検知感度を測定した。この試験では、感圧チューブ（21）をタイゴンで構成している。この感圧チューブ（21）は、寝具の下に設置される。まず、寝具上から感圧チューブ（21）に対して所定周波数の所定の大きさの加振力を付与する。このとき、該感圧チューブ（21）の一端に設置した受圧用センサによって圧力変動を検出する。そして、この検出した信号から前記加振力に対応する所定周波数の信号強度（振幅）を測定する。この測定は内外径の異なる各チューブに対して各２回行った。尚、各チューブにおける測定値は、外径6mm、内径4mmのチューブにおける測定値で規準化している。その結果を図４に示す。
【００４５】
図４の結果からわかるように、感圧チューブ（21）の厚さが一定の場合、内外径を小さくするほど、圧力変動の検知感度が低下している。これは、感圧チューブ（21）の内外径が小さくなるほど感圧チューブ（21）の剛性が高くなって変形し難くなるためであると考えられる。
【００４６】
次に、感圧チューブ（21）の内径を4mmで固定し、チューブの外径を変化させたとき、即ち、チューブの厚さを変化させたときの検知感度を測定した。検知感度の測定方法は、前述の方法と同じである。その結果を図５に示す。
【００４７】
図５の結果からわかるように、感圧チューブ（21）の内径が同じ場合、外径が小さくなるほど、圧力変動の検知感度が低下している。これは、感圧チューブ（21）の外径が小さくなるほど、寝具との接触具合が悪くなるため（接触面積が小さくなるため）検知感度が低下したものと考えられる。
【００４８】
以上の結果から、感圧チューブ（21）の内外径は、外径6mm、内径4mmが好ましいことがわかる。
【００４９】
続いて、前記圧力伝搬用チューブ（22）の形状について検討する。
【００５０】
まず、音波の伝播損失について検討する。音波が圧力伝搬用チューブ（22）内を伝播する際に、伝播に伴って減衰していく。この音波の減衰は、以下の式で算出できる。
【００５１】
【数１】
2008023118.tif 000003
【００５２】
ここで、Ａ：伝播後の音波の振幅
Ａ0：伝播前の音波の振幅
γ：比熱比（=1.403）
Ｒ：チューブの内径
ｃ：音速（=344[m/s]（20℃の空気の値））
ｆ：周波数（=10Hz（人体の固有振動数））
μ：粘性係数（=0.0000182[Pa・s]（20℃の空気の値））
ρ：密度（=1.205[kg/m3]（20℃の空気の値））
Ｌ：圧力伝搬用チューブの長さ
とする。
【００５３】
前記数式（1）によって、チューブの長さＬを250mm，500mm，750mm，1000mmとして、チューブの内径Ｒを変化させたときの音波の振幅比Ａ/Ａ0を図６に示す。
【００５４】
図６からわかるように、チューブ長さＬにかかわらず、チューブの内径Ｒが大きくなるほど、振幅比Ａ/Ａ0が大きい、即ち、伝播損失が小さくなっている。特に、チューブの内径Ｒが0.5mm未満の場合は、伝播損失が大きいことがわかる。
【００５５】
次に、チューブの容積変化に伴う音波の振幅変化について検討する。感圧チューブ（21）に圧力伝搬用チューブ（22）を接続すると、チューブ全体の容積が圧力伝搬用チューブ（22）の分だけ増加することになる。その結果、感圧チューブ（21）の変形によって感圧チューブ（21）内の空気が一定量押しのけられるとする場合に、接続された圧力伝搬用チューブ（22）の容積が大きいほど、一定量の空気の押しのけに対して圧力伝搬用チューブ（22）を伝わる音波の振幅は小さくなる。つまり、音波の振幅は、以下の式で算出される。
【００５６】
【数２】
2008023118.tif 000004
【００５７】
ここで、Ａ：伝播後の音波の振幅
Ａ0：伝播前の音波の振幅
Ｖ0：感圧チューブの容積
Ｒ：チューブの内径
Ｌ：圧力伝搬用チューブの長さ
とする。
【００５８】
前記数式（2）によって、算出された音波の振幅比Ａ/Ａ0を図７，８に示す。図７は感圧チューブの容積Ｖ0が12560mm3（例えば、内径4mm、長さ1000mm）のときの結果を、図８は感圧チューブの容積Ｖ0が25120mm3（例えば、内径4mm、長さ2000mm）のときの結果を示す。
【００５９】
図７，８からわかるように、圧力伝搬用チューブの長さＬにかかわらず、チューブの内径Ｒが小さくなるほど、振幅比Ａ/Ａ0が大きい、即ち、感圧チューブ内の圧力変動を効率良く伝搬することがわかる。
【００６０】
そして、前記の伝搬損失による検知感度と容積変化による検知感度とを掛け合わせた結果を図９，１０に示す。
【００６１】
図９，１０からわかるように、チューブの内径Ｒが0.5mm〜2.5mmであれば、振幅比Ａ/Ａ0が十分大きいことがわかる。さらには、振幅比Ａ/Ａ0の最大値はチューブの内径Ｒが1mm〜2mmの間にあるため、チューブの内径Ｒは1mm〜2mmであることが好ましい。つまり、チューブの内径Ｒが0.5mm〜2.5mm、好ましくは1mm〜2mmであれば、圧力伝搬用チューブ（22）によって感圧チューブ（21）内の圧力変動を効率良く本体部（30）まで伝搬することができることがわかる。
【００６２】
−実施形態の効果−
前記実施形態では、受圧用センサ（33）を本体部（30）と共に設けることによって、該受圧用センサ（33）が本体部（30）と共に丁寧に扱われるため、該受圧用センサ（33）の故障を抑制することができる。さらには、受圧用センサ（33）を本体部（30）に内蔵して設けることによって、受圧用センサ（33）が外部に露出していないため、該受圧用センサ（33）が就寝者から直接衝撃を付与されることがなく、故障をさらに抑制することができる。それに加えて、受圧用センサ（33）を本体部（30）と共に設けることによって、感圧チューブ（21）を交換するときに、該感圧チューブ（21）と共に受圧用センサ（33）が取り外されることを防止して、受圧用センサ（33）が該感圧チューブ（21）と共に廃棄されることを防止することができる。
【００６３】
また、受圧用センサ（33）を本体部（30）と共に設ける構成において、感圧チューブ（21）と本体部（30）とを接続する圧力伝搬用チューブ（22）を設けることによって、感圧チューブ（21）は被験者の体動に起因する圧力変動の検知を、圧力伝搬用チューブ（22）は圧力変動の伝搬をそれぞれ主眼として設計することができる。その結果、就寝者の体動を圧力変動として感度良く検知することができると共に、該圧力変動を本体部（30）まで効率良く伝搬することができる体動測定装置（10）を実現することができる。
【００６４】
具体的には、感圧チューブ（21）を外径6mm、内径4mmとすることによって、就寝者に異物感を与えず且つ該就寝者の体動を圧力変動として感度良く検知することができる。
【００６５】
また、圧力伝搬用チューブ（22）の内径を1mm〜2mmに設定することによって、伝搬に伴う圧力変動の減衰を抑制して、本体部（30）まで圧力変動を効率良く伝搬することができる。
【００６６】
《その他の実施形態》
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００６７】
前記実施形態では、感圧部として断面円形の中空状チューブを用いているが、この限りではなく、中空状のシート状部材等、変形可能であって内部の圧力変動によって就寝者の体動を検出できるものであれば、どのようなものであってもよい。
【００６８】
同様に、前記圧力伝搬用チューブ（22）は断面円形の中空状チューブで構成されているが、この限りではなく、中空状チューブであれば、断面方形であっても、断面楕円形であってもよい。ただし、圧力伝搬用チューブ（22）の内部空間の横断面積は、感圧チューブ（21）の内部空間の横断面積よりも小さい方が、該感圧チューブ（21）内の圧力変動をより大きな圧力変動として本体部（30）まで伝搬することができるため好ましい。
【００６９】
また、前記実施形態では、受圧用センサ（33）が本体部（30）に内蔵されているが、この限りではなく、本体部（30）に外付けされているものであってもよい。ただし、前述の如く、受圧用センサ（33）が本体部（30）に内蔵されている方が、故障を抑制することができるため好ましい。
【００７０】
さらに、前記実施形態では、体動測定装置（10）で体動信号に基づいて離床判定や睡眠判定を行うようにしているが、この限りではなく、別の解析装置でこれらの判定を行うようにしてもよい。この場合には、体動信号から心拍成分や粗体動の成分のみを分離して、これらの成分を所定の閾値と比較して、必要なデータが得られているかどうかを判定するようにすればよい。
【００７１】
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上説明したように、本発明は、就寝者の体動に伴う感圧部の圧力変動から該就寝者の体動を測定する体動測定装置について特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施形態に係る体動測定装置の使用状態を示す概略図である。
【図２】体動測定装置の概略構成を示す図である。
【図３】回路ユニットの各構成要素を概念的に示すブロック図である。
【図４】感圧チューブの内外径と検知感度との関係を示すグラフである。
【図５】感圧チューブの厚さと検知感度との関係を示すグラフである。
【図６】音波の伝播損失を考慮した場合の、圧力伝搬用チューブの内径と伝播前後の音波の振幅比との関係を示すグラフである。
【図７】チューブ全体の容積変化を考慮した場合の、感圧チューブ容積が12560mm3のときの、圧力伝搬用チューブの内径と伝播前後の音波の振幅比との関係を示すグラフである。
【図８】チューブ全体の容積変化を考慮した場合の、感圧チューブ容積が25120mm3のときの、圧力伝搬用チューブの内径と伝播前後の音波の振幅比との関係を示すグラフである。
【図９】音波の伝播損失及びチューブ全体の容積変化を考慮した場合の、感圧チューブ容積が12560mm3のときの、圧力伝搬用チューブの内径と伝播前後の音波の振幅比との関係を示すグラフである。
【図１０】音波の伝播損失及びチューブ全体の容積変化を考慮した場合の、感圧チューブ容積が25120mm3のときの、圧力伝搬用チューブの内径と伝播前後の音波の振幅比との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７４】
10      体動測定装置
21      感圧チューブ（感圧部）
22      圧力伝搬用チューブ（圧力伝搬部）
30      本体部（装置本体）
33      受圧用センサ（圧力検出部）
【図１】
2008023118.tif 000005
【図２】
2008023118.tif 000006
【図３】
2008023118.tif 000007
【図４】
2008023118.tif 000008
【図５】
2008023118.tif 000009
【図６】
2008023118.tif 000010
【図７】
2008023118.tif 000011
【図８】
2008023118.tif 000012
【図９】
2008023118.tif 000013
【図１０】
2008023118.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成19年10月22日(2007.10.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の体動に伴って変形して内部の圧力が変動する中空状の感圧部（21）と、
前記感圧部（21）に接続され、該感圧部（21）内の圧力変動を伝搬するための中空状の圧力伝搬部（22）と、
圧力変動を検出する圧力検出部（33）を有すると共に前記圧力伝搬部（22）が接続され、該圧力伝搬部（22）により伝搬された前記感圧部（21）内の圧力変動を該圧力検出部（33）で検出して被験者の体動を測定する装置本体（30）とを備え、
前記感圧部（21）の容積は、12560mm3以上25120mm3以下であって、
前記圧力伝搬部（22）は、円管状部材であって、その内径が1mm以上2mm以下であることを特徴とする体動測定装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被験者の体動を測定する体動測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被験者の体動に伴って変形して内部の圧力が変動する中空状の感圧部を用いて、被験者の体動を測定する体動測定装置が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示された体動測定装置は、感圧部としての弾性変形可能な複数の感圧チューブと、該複数の感圧チューブが接続される集合管部と、該集合管部の基端部に設けられた圧力検出部と、該圧力検出部とワイヤーハーネスを介して電気的に接続されたコントローラとを有する。詳しくは、前記複数の感圧チューブはベッド等の寝具に設置され、該寝具上に横たわる被験者の体動（呼吸や心拍に起因する微体動と寝返り等に起因する粗体動とを含む）によって該感圧チューブ内の圧力が変動する。この感圧チューブ内の圧力変動は前記集合管部に設けられた前記圧力検出部によって電気的な信号に変換される。そして、この信号がワイヤーハーネスを介して前記コントローラに入力され、該コントローラによって被験者の体動が測定される。
【特許文献１】特開２００６−１４８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の体動測定装置においては、前記コントローラは例えばサイドテーブル等、就寝する被験者から離れた位置に設置される。そして、こういったコントローラ等の装置本体は、一般に、衝撃等を与えないように丁寧に扱われる。それに対して、前記圧力検出部はコントローラと離れて設けられており、コントローラほど丁寧には扱われず、感圧チューブと同様に多少の衝撃は許容できるものとして扱われる傾向がある。また、圧力検出部は前記集合管部に設けられている、即ち、就寝する被験者の近傍に設置されるため、例えば就寝中の被験者の腕や足が当たる等して衝撃を受ける可能性がある。その結果、圧力検出部は故障するおそれがある。
【０００５】
さらに、圧力検出部はワイヤーハーネスとコントローラとの接続を外すことによってコントローラから着脱可能に構成されているため、前記感圧チューブを交換するときに該感圧チューブと共に圧力検出部も廃棄される虞があった。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧力検出部の故障を抑制し且つ、感圧部交換時に圧力検出部が感圧部と共に廃棄されることを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、圧力検出部（33）を装置本体（30）に設けると共に、感圧部（21）と装置本体（30）との間に、感圧部（21）内の圧力変動を装置本体（30）に伝搬するための圧力伝搬部（22）を設けるようにしたものである。
【０００８】
詳しくは、第１の発明は、体動測定装置が対象であり、被験者の体動に伴って変形して内部の圧力が変動する中空状の感圧部（21）と、前記感圧部（21）に接続され、該感圧部（21）内の圧力変動を伝搬するための中空状の圧力伝搬部（22）と、圧力変動を検出する圧力検出部（33）を有すると共に前記圧力伝搬部（22）が接続され、該圧力伝搬部（22）により伝搬された前記感圧部（21）内の圧力変動を該圧力検出部（33）で検出して被験者の体動を測定する装置本体（30）とを備え、前記感圧部（21）の容積は、12560mm3以上25120mm3以下であって、前記圧力伝搬部（22）は、円管状部材であって、その内径が1mm以上2mm以下であるものとする。
【０００９】
前記の構成の場合、前記圧力検出部（33）を装置本体（30）に設けることによって、圧力検出部（33）は装置本体（30）と共に扱われる。すなわち、圧力検出部（33）は装置本体（30）と共に衝撃等を与えないように丁寧に扱われるため、該圧力検出部（33）の故障を抑制することができる。また、圧力検出部（33）を装置本体（30）に設けることによって、圧力検出部（33）を感圧部（21）の交換時に該感圧部（21）と共に廃棄してしまうことを防止することができる。
【００１０】
ここで、圧力検出部（33）を装置本体（30）に設ける構成においては、感圧部（21）を装置本体（30）まで延長して装置本体（30）に直接、接続する構成が考えられる。そもそも、感圧部（21）は被験者の体動を検知することを主眼として圧力変動を感度良く検出するように設計されるものである。しかしながら、感圧部（21）を装置本体（30）に直接、接続する構成においては、検知した圧力変動を効率良く装置本体（30）まで伝搬するという機能も感圧部（21）に要求されることになる。そうすると、感圧部（21）を、圧力変動の検知と圧力変動の伝搬という異なる２つの要求を満たすように設計する必要があり、両方の要求をトレードオフによりバランスをとって設計せざるを得なくなる。
【００１１】
そこで、本発明では、圧力検出部（33）を装置本体（30）に設ける構成において、感圧部（21）を装置本体（30）に直接、接続するのではなく、感圧部（21）と装置本体（30）とを接続する圧力伝搬部（22）を別途設けるように構成している。こうすることによって、感圧部（21）は圧力変動の検知を、圧力伝搬部（22）は圧力変動の伝搬をそれぞれ主眼として設計することができる。その結果、圧力変動を感度良く検知し、その圧力変動を効率よく装置本体（30）まで伝搬することができる体動測定装置を実現することができる。
【００１２】
ここで、前記感圧部（21）に圧力伝搬部（22）を接続すると、全体の容積が圧力伝搬部（22）の分だけ増加することになるため、感圧部（21）の変形によって一定量の空気が感圧部（21）から圧力伝搬部（22）へ押しのけられるとする場合に、該圧力伝搬部（22）の容積が大きいほど、一定量の空気の押しのけに対して圧力伝搬部（22）を伝わる音波の振幅は小さくなる。つまり、圧力伝搬部（22）の内径をあまり大きくし過ぎると、圧力伝搬部（22）を伝わる音波の振幅が小さくなる。
【００１３】
一方、音波は圧力伝搬部（22）を伝搬する際の損失により伝搬に伴って減衰し、その減衰量は圧力伝搬部（22）の内径が小さいほど大きくなる。つまり、圧力伝搬部（22）の内径をあまり小さくし過ぎると、装置本体（30）まで圧力変動を伝搬できない虞がある。
【００１４】
そこで鋭意研究の結果、本発明者は、圧力伝搬部（22）の最適な内径が1mm〜2mmであることを見出した。つまり、圧力伝搬部（22）の内径を1mm〜2mmに設定することによって、圧力変動の減衰を抑えて、感圧部（21）の圧力変動を装置本体（30）まで効率良く伝搬することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、前記圧力検出部（33）を装置本体（30）に設けることによって、圧力検出部（33）が装置本体（30）と共に丁寧に扱われて故障を防止することができると共に、感圧部（21）交換時に圧力検出部（33）が該感圧部（21）と共に廃棄されることを防止することができる。さらに、圧力検出部（33）を装置本体（30）と共に設ける構成を採った場合において、感圧部（21）と装置本体（30）との間に、該感圧部（21）内の圧力変動を該装置本体（30）まで伝搬するための圧力伝搬部（22）を設けることによって、感圧部（21）については被験者の体動を感度良く検知することを主眼として設計することができると共に、圧力伝搬部（22）については圧力変動を効率良く伝搬することを主眼として設計することができる。つまり、感圧部（21）と圧力伝搬部（22）とをそれぞれの役割に特化して設計を行うことができ、体動測定装置全体として、被験者の体動検知感度と圧力変動の伝搬効率との両方をそれぞれ向上させることができる。
【００１６】
また、圧力伝搬部（22）の内径を1mm〜2mmに設定することによって、音波が圧力伝搬部（22）を伝搬する際の損失を低減させて、圧力変動を装置本体（30）まで効率良く伝搬することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
本発明の実施形態に係る体動測定装置（10）は、就寝者から生起する体動の挙動を検出し、これらのデータを就寝者の健康管理に利用するためのものである。すなわち、この体動測定装置（10）は、就寝者の睡眠状態を判定するために必要な体動に関するデータを採取して記憶し、図示しない別の表示装置等に対して出力するものである。そのため、前記体動測定装置（10）は、就寝者の体動を検出するためのセンサ部（20）と、検出した信号を処理して記憶しておくための本体部（30）とを備えている。
【００１９】
図１及び図２に示すように、前記センサ部（20）は、チューブ状の部材からなり、外部から加わる圧力を検知して、前記本体部（30）に伝えるように構成されている。すなわち、前記センサ部（20）は、就寝者の体動に伴う振動を圧力変動として検知するための感圧部としての感圧チューブ（21）と、その圧力変動を前記本体部（30）に伝搬するための圧力伝搬部としての圧力伝搬用チューブ（22）とを備えている。
【００２０】
前記感圧チューブ（21）は、図１，２に示すように、細長で断面円形の中空状のチューブによって構成されている。この感圧チューブ（21）は、布団などの寝具の下に敷設されており、就寝者が寝具に横臥すると、就寝者の体動に伴い感圧チューブ（21）に圧力・振動が伝達され、感圧チューブ（21）の内圧が変動する。
【００２１】
前記圧力伝搬用チューブ（22）は、図１，２に示すように、細長で断面円形の中空状のチューブによって構成されており、その内径は、前記感圧チューブ（21）の内径よりも小さく設定されている。この圧力伝搬用チューブ（22）は、その一端が接続部（23）を介して前記感圧チューブ（21）に接続されている一方、その他端が本体部（30）に接続されている。そして、前記感圧チューブ（21）内の圧力変動は、この圧力伝搬用チューブ（22）を伝わって本体部（30）の受圧部（31）に作用する。
【００２２】
前記受圧部（31）は、箱状の本体部（30）内に内蔵されていると共に、前記圧力伝搬用チューブ（22）の他端部と嵌合可能な取付部（32）を有している。この取付部（32）は、チューブ状の前記圧力伝搬用チューブ（22）の他端部が前記本体部（30）内に位置するように、略円環状に本体部（30）内方に向かって凹んだ凹部（32a）と、該凹部（32a）内で前記圧力伝搬用チューブ（22）の他端部に内嵌するように突出する凸部（32b）とを有している。そして、この凸部（32b）に貫通穴（32c）が設けられていて、前記感圧チューブ（21）で発生した圧力変動が前記圧力伝搬用チューブ（22）を介して受圧部（31）内へ伝わるように構成されている。
【００２３】
前記受圧部（31）は、その内部に受圧用センサ（33）を有している。この受圧用センサ（33）は、マイクロフォンや圧力センサなどによって構成されていて、前記感圧チューブ（21）で発生した内圧を受けて、この内圧を電圧に変換して前記本体部（30）内の後述する回路ユニット（40）に体動信号として出力するように構成されている。前記受圧用センサ（33）が圧力検出部を構成している。
【００２４】
前記本体部（30）は、箱状のケース内に、前記回路ユニット（40）が内蔵されたもので、該ケースの上面には、体動測定装置（10）の電源をオン・オフするための電源スイッチ（34）と、周囲の照度を検出するための照度センサ（35）と、前記電源スイッチ（34）がオンの状態で点灯する電源用ＬＥＤ（36）と、体動測定装置（10）が正常に動作していない場合に点灯するエラー表示用ＬＥＤ（37）とが設けられている。この本体部（30）が装置本体を構成する。
【００２５】
尚、前記以外にも、就寝者の心拍に伴う心拍信号及び呼吸に伴う呼吸信号に対応してそれぞれ点灯制御される心拍用ＬＥＤ及び呼吸用ＬＥＤを設けて、就寝者等が正常に心拍や呼吸などの動きをセンサ部（20）で検出しているかどうか確認できるようにしてもよい。
【００２６】
前記照度センサ（35）は、周囲の明るさを検知できるようにフォトトランジスタやフォトダイオード等によって構成されたものである。この照度センサ（35）で検出された周囲の照度は、例えば、回路ユニット（40）へ照度信号として入力され、前記ＬＥＤ（36,37）の輝度補正などに用いられる。なお、本実施形態では、前記ＬＥＤ（36,37）の輝度の補正については詳細に説明しないが、周囲が明るい場合には高輝度にして前記ＬＥＤ（36,37）の点灯状態を確実に確認できるようにする一方、周囲が暗い場合には低輝度にして前記ＬＥＤ（36,37）の点灯によって就寝者の睡眠が妨げられないようにすることができる。
【００２７】
前記回路ユニット（40）は、前記受圧用センサ（33）より出力される体動信号から、心拍成分、及び心拍・呼吸以外の体動成分の信号をそれぞれ抽出すると共に、これらの成分に基づいて就寝者の離床判定及び睡眠判定を行って記憶し、これらのデータを図示しない表示装置等に出力し、モニタリング可能とするものである。この回路ユニット（40）は、図３に示すように、信号処理手段（41）、心拍抽出手段（42）、体動抽出手段（43）、離床判定手段（44）、睡眠判定手段（45）及び記憶手段（46）を備えている。
【００２８】
前記信号処理手段（41）は、受圧用センサ（33）から出力された体動信号について、例えば６４倍でオーバーサンプリングをした後、所定時間（例えば１０ｍｓｅｃ）毎に積算して平均化する等価サンプリングを行い、前記体動信号のノイズをキャンセルする処理を行うものである。
【００２９】
前記心拍抽出手段（42）は、包絡線検波器を備えていて、前記信号処理手段（41）で処理された後の体動信号（以下、処理後の体動信号ともいう）について、包絡線検波の処理を行い、就寝者の心拍に伴う信号成分を抽出するように構成されている。
【００３０】
前記体動抽出手段（43）は、体動信号における呼吸成分及び心拍成分以外の体動成分を抽出するものであり、比較的、体動の小さい呼吸成分や心拍成分とは異なり、寝返りなどの比較的大きな体動をフィルタなどによって抽出するように構成されている。
【００３１】
なお、特に図示しないが、前記回路ユニット（40）は、体動信号から呼吸成分を抽出するための呼吸抽出手段を有していてもよい。この場合、該呼吸抽出手段は、帯域通過フィルタを備えていて、前記処理後の体動信号について、該帯域通過フィルタ（例えば、０．６Ｈｚ±０．６Ｈｚの帯域の４次フィルタ）によって就寝者の呼吸に伴う信号成分を抽出するように構成されるのが好ましい。
【００３２】
また、前記信号処理手段（41）による体動信号の前処理方法や、前記心拍抽出手段（42）による心拍信号の抽出方法などは、前述以外の方法であってもよい。
【００３３】
前記離床判定手段（44）は、前記心拍抽出手段（42）で得られた心拍信号に基づいて、就寝者が寝具に在床しているか、寝具から離床しているかを判定するものである。この離床判定手段（44）には、離床判定を行うための離床判定閾値が記憶されていて、この閾値を所定時間以上継続して上回るような心拍信号が入力された場合には、就寝者は寝具に在床していると判定する一方、入力される心拍信号が前記閾値を越えていない場合には寝具から離床していると判定する。なお、前記離床判定閾値は、実験等で経験的に求められた固定値であってもよいし、適宜更新されるような変動値であってもよい。
【００３４】
前記睡眠判定手段（45）は、前記離床判定手段（44）によって就寝者が在床状態であると判定された際に、更に就寝者の就寝状態を判定するものである。この睡眠判定手段（45）には、前述の離床判定閾値よりも大きいレベルに設定される体動判定閾値が記憶されている。この体動判定閾値は、就寝者の体動に伴う体動信号のうち、就寝者の呼吸及び心拍に由来する微体動と、就寝者の入床時、離床時、寝返り時等に生起する粗体動との境界レベルとなる閾値である。なお、この体動判定閾値は、実験等で経験的に求められた固定値であってもよいし、前述した体動信号、呼吸信号、及び心拍信号等に基づいて適宜更新されるような変動値であってもよい。
【００３５】
この睡眠判定手段（45）では、前記体動抽出手段（43）で得られた体動成分と前記体動判定閾値との大小比較によって就寝者の睡眠状態が判定される。具体的には、体動信号の信号レベルが体動判定閾値を所定時間以上継続して上回る場合、就寝者から断続的に粗体動が生起しているとみなされるので、就寝者が覚醒状態であると判定される。一方、体動信号が体動判定閾値を所定時間以上継続して下回る場合、就寝者から断続的な粗体動が生起していないとみなされるので、就寝者が入眠状態であると判定される。
【００３６】
なお、前記離床判定手段（44）及び睡眠判定手段（45）は、前記受圧用センサ（33）から入力される体動信号を所定時間（例えば１分）毎に区切って、離床判定及び睡眠判定を行うように構成されている。そのため、前記所定時間毎に、就寝者の睡眠状態の判定結果が得られることになる。
【００３７】
前記記憶手段（46）は、就寝者の離床判定結果、及び在床中の就寝者が入眠状態であるか覚醒状態であるか等の就寝者の就寝状態に係るデータを適宜記憶するものである。具体的には、前記記憶手段（46）には、前記離床判定手段（44）における判定結果として、就寝者の「離床」若しくは「在床」が、前記睡眠判定手段（45）における判定結果として、在床中の就寝者の「入眠状態」若しくは「覚醒状態」が、時系列で記憶される。なお、前記記憶手段（46）は、離床判定手段（44）で「離床」から「在床」へと判定が切り換わった際の時刻が入床時刻として、また、離床判定手段（44）で「在床」から「離床」へと判定が切り換わった際の時刻が離床時刻として記憶されるように構成されていてもよい。
【００３８】
−感圧チューブ及び圧力伝搬用チューブの詳細形状−
続いて、前記感圧チューブ（21）及び圧力伝搬用チューブ（22）の詳細な形状について説明する。
【００３９】
前記感圧チューブ（21）は、寝具に設置されるため、該寝具に横臥する就寝者に異物感を与えないようにしなければならない。つまり、感圧チューブ（21）は、柔らかく且つ外径が大きすぎないことを要求される。そして、本発明者の鋭意研究により、感圧チューブ（21）は、シリコン、塩化ビニル、タイゴン等の柔軟材料で構成されることが好ましく、その外径は6mm以下が好ましいことがわかった。
【００４０】
その一方で、感圧チューブ（21）は、就寝者の体動を圧力変動として検知するためのものであるため、該体動を感度良く検知する必要がある。そこで、感圧チューブ（21）の検知感度を測定する試験を行った。
【００４１】
まず、感圧チューブ（21）の厚さを1mmで固定し、チューブの内外径を変化させたときの検知感度を測定した。この試験では、感圧チューブ（21）をタイゴンで構成している。この感圧チューブ（21）は、寝具の下に設置される。まず、寝具上から感圧チューブ（21）に対して所定周波数の所定の大きさの加振力を付与する。このとき、該感圧チューブ（21）の一端に設置した受圧用センサによって圧力変動を検出する。そして、この検出した信号から前記加振力に対応する所定周波数の信号強度（振幅）を測定する。この測定は内外径の異なる各チューブに対して各２回行った。尚、各チューブにおける測定値は、外径6mm、内径4mmのチューブにおける測定値で規準化している。その結果を図４に示す。
【００４２】
図４の結果からわかるように、感圧チューブ（21）の厚さが一定の場合、内外径を小さくするほど、圧力変動の検知感度が低下している。これは、感圧チューブ（21）の内外径が小さくなるほど感圧チューブ（21）の剛性が高くなって変形し難くなるためであると考えられる。
【００４３】
次に、感圧チューブ（21）の内径を4mmで固定し、チューブの外径を変化させたとき、即ち、チューブの厚さを変化させたときの検知感度を測定した。検知感度の測定方法は、前述の方法と同じである。その結果を図５に示す。
【００４４】
図５の結果からわかるように、感圧チューブ（21）の内径が同じ場合、外径が小さくなるほど、圧力変動の検知感度が低下している。これは、感圧チューブ（21）の外径が小さくなるほど、寝具との接触具合が悪くなるため（接触面積が小さくなるため）検知感度が低下したものと考えられる。
【００４５】
以上の結果から、感圧チューブ（21）の内外径は、外径6mm、内径4mmが好ましいことがわかる。
【００４６】
続いて、前記圧力伝搬用チューブ（22）の形状について検討する。
【００４７】
まず、音波の伝播損失について検討する。音波が圧力伝搬用チューブ（22）内を伝播する際に、伝播に伴って減衰していく。この音波の減衰は、以下の式で算出できる。
【００４８】
【数１】
2008023118.tif 000015
【００４９】
ここで、Ａ：伝播後の音波の振幅
Ａ０：伝播前の音波の振幅
γ：比熱比（=1.403）
Ｒ：チューブの内径
ｃ：音速（=344[m/s]（20℃の空気の値））
ｆ：周波数（=10Hz（人体の固有振動数））
μ：粘性係数（=0.0000182[Pa・s]（20℃の空気の値））
ρ：密度（=1.205[kg/m３]（20℃の空気の値））
Ｌ：圧力伝搬用チューブの長さ
とする。
【００５０】
前記数式（1）によって、チューブの長さＬを250mm，500mm，750mm，1000mmとして、チューブの内径Ｒを変化させたときの音波の振幅比Ａ/Ａ０を図６に示す。
【００５１】
図６からわかるように、チューブ長さＬにかかわらず、チューブの内径Ｒが大きくなるほど、振幅比Ａ/Ａ０が大きい、即ち、伝播損失が小さくなっている。特に、チューブの内径Ｒが0.5mm未満の場合は、伝播損失が大きいことがわかる。
【００５２】
次に、チューブの容積変化に伴う音波の振幅変化について検討する。感圧チューブ（21）に圧力伝搬用チューブ（22）を接続すると、チューブ全体の容積が圧力伝搬用チューブ（22）の分だけ増加することになる。その結果、感圧チューブ（21）の変形によって感圧チューブ（21）内の空気が一定量押しのけられるとする場合に、接続された圧力伝搬用チューブ（22）の容積が大きいほど、一定量の空気の押しのけに対して圧力伝搬用チューブ（22）を伝わる音波の振幅は小さくなる。つまり、音波の振幅は、以下の式で算出される。
【００５３】
【数２】
2008023118.tif 000016
【００５４】
ここで、Ａ：伝播後の音波の振幅
Ａ０：伝播前の音波の振幅
Ｖ０：感圧チューブの容積
Ｒ：チューブの内径
Ｌ：圧力伝搬用チューブの長さ
とする。
【００５５】
前記数式（2）によって、算出された音波の振幅比Ａ/Ａ０を図７，８に示す。図７は感圧チューブの容積Ｖ０が12560mm３（例えば、内径4mm、長さ1000mm）のときの結果を、図８は感圧チューブの容積Ｖ０が25120mm３（例えば、内径4mm、長さ2000mm）のときの結果を示す。
【００５６】
図７，８からわかるように、圧力伝搬用チューブの長さＬにかかわらず、チューブの内径Ｒが小さくなるほど、振幅比Ａ/Ａ０が大きい、即ち、感圧チューブ内の圧力変動を効率良く伝搬することがわかる。
【００５７】
そして、前記の伝搬損失による検知感度と容積変化による検知感度とを掛け合わせた結果を図９，１０に示す。
【００５８】
図９，１０からわかるように、チューブの内径Ｒが0.5mm〜2.5mmであれば、振幅比Ａ/Ａ０が十分大きいことがわかる。さらには、振幅比Ａ/Ａ０の最大値はチューブの内径Ｒが1mm〜2mmの間にあるため、チューブの内径Ｒは1mm〜2mmであることが好ましい。つまり、チューブの内径Ｒが0.5mm〜2.5mm、好ましくは1mm〜2mmであれば、圧力伝搬用チューブ（22）によって感圧チューブ（21）内の圧力変動を効率良く本体部（30）まで伝搬することができることがわかる。
【００５９】
−実施形態の効果−
前記実施形態では、受圧用センサ（33）を本体部（30）と共に設けることによって、該受圧用センサ（33）が本体部（30）と共に丁寧に扱われるため、該受圧用センサ（33）の故障を抑制することができる。さらには、受圧用センサ（33）を本体部（30）に内蔵して設けることによって、受圧用センサ（33）が外部に露出していないため、該受圧用センサ（33）が就寝者から直接衝撃を付与されることがなく、故障をさらに抑制することができる。それに加えて、受圧用センサ（33）を本体部（30）と共に設けることによって、感圧チューブ（21）を交換するときに、該感圧チューブ（21）と共に受圧用センサ（33）が取り外されることを防止して、受圧用センサ（33）が該感圧チューブ（21）と共に廃棄されることを防止することができる。
【００６０】
また、受圧用センサ（33）を本体部（30）と共に設ける構成において、感圧チューブ（21）と本体部（30）とを接続する圧力伝搬用チューブ（22）を設けることによって、感圧チューブ（21）は被験者の体動に起因する圧力変動の検知を、圧力伝搬用チューブ（22）は圧力変動の伝搬をそれぞれ主眼として設計することができる。その結果、就寝者の体動を圧力変動として感度良く検知することができると共に、該圧力変動を本体部（30）まで効率良く伝搬することができる体動測定装置（10）を実現することができる。
【００６１】
具体的には、感圧チューブ（21）を外径6mm、内径4mmとすることによって、就寝者に異物感を与えず且つ該就寝者の体動を圧力変動として感度良く検知することができる。
【００６２】
また、圧力伝搬用チューブ（22）の内径を1mm〜2mmに設定することによって、伝搬に伴う圧力変動の減衰を抑制して、本体部（30）まで圧力変動を効率良く伝搬することができる。
【００６３】
《その他の実施形態》
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００６４】
前記実施形態では、感圧部として断面円形の中空状チューブを用いているが、この限りではなく、中空状のシート状部材等、変形可能であって内部の圧力変動によって就寝者の体動を検出できるものであれば、どのようなものであってもよい。
【００６５】
同様に、前記圧力伝搬用チューブ（22）は断面円形の中空状チューブで構成されているが、この限りではなく、中空状チューブであれば、断面方形であっても、断面楕円形であってもよい。ただし、圧力伝搬用チューブ（22）の内部空間の横断面積は、感圧チューブ（21）の内部空間の横断面積よりも小さい方が、該感圧チューブ（21）内の圧力変動をより大きな圧力変動として本体部（30）まで伝搬することができるため好ましい。
【００６６】
また、前記実施形態では、受圧用センサ（33）が本体部（30）に内蔵されているが、この限りではなく、本体部（30）に外付けされているものであってもよい。ただし、前述の如く、受圧用センサ（33）が本体部（30）に内蔵されている方が、故障を抑制することができるため好ましい。
【００６７】
さらに、前記実施形態では、体動測定装置（10）で体動信号に基づいて離床判定や睡眠判定を行うようにしているが、この限りではなく、別の解析装置でこれらの判定を行うようにしてもよい。この場合には、体動信号から心拍成分や粗体動の成分のみを分離して、これらの成分を所定の閾値と比較して、必要なデータが得られているかどうかを判定するようにすればよい。
【００６８】
尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上説明したように、本発明は、就寝者の体動に伴う感圧部の圧力変動から該就寝者の体動を測定する体動測定装置について特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施形態に係る体動測定装置の使用状態を示す概略図である。
【図２】体動測定装置の概略構成を示す図である。
【図３】回路ユニットの各構成要素を概念的に示すブロック図である。
【図４】感圧チューブの内外径と検知感度との関係を示すグラフである。
【図５】感圧チューブの厚さと検知感度との関係を示すグラフである。
【図６】音波の伝播損失を考慮した場合の、圧力伝搬用チューブの内径と伝播前後の音波の振幅比との関係を示すグラフである。
【図７】チューブ全体の容積変化を考慮した場合の、感圧チューブ容積が12560mm３のときの、圧力伝搬用チューブの内径と伝播前後の音波の振幅比との関係を示すグラフである。
【図８】チューブ全体の容積変化を考慮した場合の、感圧チューブ容積が25120mm３のときの、圧力伝搬用チューブの内径と伝播前後の音波の振幅比との関係を示すグラフである。
【図９】音波の伝播損失及びチューブ全体の容積変化を考慮した場合の、感圧チューブ容積が12560mm３のときの、圧力伝搬用チューブの内径と伝播前後の音波の振幅比との関係を示すグラフである。
【図１０】音波の伝播損失及びチューブ全体の容積変化を考慮した場合の、感圧チューブ容積が25120mm３のときの、圧力伝搬用チューブの内径と伝播前後の音波の振幅比との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７１】
10      体動測定装置
21      感圧チューブ（感圧部）
22      圧力伝搬用チューブ（圧力伝搬部）
30      本体部（装置本体）
33      受圧用センサ（圧力検出部）