(57)【要約】【課題】心拍数又は呼吸数を簡単かつ正確に計測することができ、そして被験者に違和感や拘束感を与えることがなく、睡眠を妨げることもない計測方法及びシステムを提供する。【解決手段】１本の直径が６ｍｍ以上４０ｍｍ以下であり、その長さが１００ｍｍ以上５００ｍｍ以下であるチューブ１を用意し、そのチューブ１に、大気圧との差圧が０ｋＰａ以上１０ｋＰａ以下となるように水を封入し、前記チューブ１を、被験者の頭頂部から頸部までの範囲の一部又は全部に接触させ、前記チューブに封入された水の圧力変化を圧力センサ４によって測定することにより、被験者の心拍数又は呼吸数を計測する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本の直径が６ｍｍ以上４０ｍｍ以下であり、その長さが１００ｍｍ以上５００ｍｍ以下であるチューブを用意し、
前記チューブに、大気圧との差圧が０ｋＰａ以上１０ｋＰａ以下となるように液体を封入し、
前記チューブを、心拍数、呼吸数又は体動を測定しようとする被験者の頭頂部から頸部までの範囲の一部又は全部に接触させ、
前記チューブに封入された液体の圧力変化を測定することにより、被験者の心拍数、呼吸数又は体動を測定することを特徴とする心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法。
【請求項２】
前記チューブを、被験者の頭頂部から頸部までの範囲の一部又は全部に接触させたときに、前記チューブに加わる圧力が大気圧との差圧に換算して５ｋＰａ以上４０ｋＰａ以下となる請求項１記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法。
【請求項３】
前記チューブを１本のチューブで構成し、心拍数、呼吸数又は体動を測定しようとする被験者の頭頂部から３ｃｍ〜１８ｃｍの範囲に接触させるようにして測定する請求項１又は請求項２記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法。
【請求項４】
前記チューブを複数本のチューブで構成し、チューブどうしの間隔を３ｃｍ以上１５ｃｍ以下に設定し、複数本のチューブをそれぞれ心拍数、呼吸数又は体動を測定しようとする被験者の頭頂部から３ｃｍ〜１８ｃｍの範囲に接触させるようにして測定する請求項１又は請求項２記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法。
【請求項５】
被験者の心拍数又は呼吸数を測定するシステムであって、
１本の直径が６ｍｍ以上４０ｍｍ以下であり、その長さが１００ｍｍ以上５００ｍｍ以下であり、大気圧との差圧が０ｋＰａ以上１０ｋＰａ以下となるように液体が封入されたチューブと、
当該チューブを、心拍数又は呼吸数を測定しようとする被験者の頭頂部から頸部までの範囲の一部又は全部に接触させたときに、当該チューブ内の液体の圧力変化を測定する圧力測定手段とを備えることを特徴とする心拍数又は呼吸数を計測するシステム。
【請求項６】
前記圧力測定手段は、心拍数の信号と呼吸数の信号とを分離するために、フィルタを備えている請求項５記載の心拍数又は呼吸数を計測するシステム。
【請求項７】
前記フィルタは、心拍数の信号を分離するためのバンドパスフィルタである請求項６記載の心拍数又は呼吸数を計測するシステム。
【請求項８】
前記フィルタは、呼吸数の信号に分離するためのローパスフィルタである請求項６記載の心拍数又は呼吸数を計測するシステム。
【請求項９】
被験者の体動をさらに測定することができる請求項５〜請求項８のいずれかに記載の心拍数又は呼吸数を計測するシステム。
【請求項１０】
請求項５〜請求項８のいずれかに記載の心拍数又は呼吸数を計測するシステムを搭載した枕。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被験者の心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法、システム及びそれを搭載した枕に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現在、病院等において、医療用のポリグラフィーといわれる測定器によって、人の脳波とともに、心拍数、脈拍数、呼吸数、体動、体温が測定されている。
心拍数や呼吸数は、日常の健康状態を管理するために、家庭等においてできるだけ手軽に測定できることが好ましい。
ところが前記医療用の測定器は、高価で使用方法も難しいため、家庭で使用しにくい。また、各種センサを体に直接取り付けるため、違和感を感じることがあるし、睡眠時には測定できない。
【０００３】
そこで、従来、寝具に圧電素子で構成される圧力センサを配置し、この圧力センサによって寝床上の人体の体動を検出することにより、心拍数・呼吸数を測定する睡眠状態判定装置が知られている。
また、エアマットの内部空気圧力を、エアチューブを通して、差圧センサで検出して、被験者の睡眠状態をモニタする就寝モニタ装置が知られている。
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１０９９６１号公報
【特許文献２】特開２０００−２１４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし前記圧力センサを用いた睡眠状態判定装置は、圧電素子が接触するのは胸部、腰部又は下肢部であるため、心拍数・呼吸数を測定するには感度が不足する。
前記エアマットを用いた就寝モニタ装置は、空気の圧力変化を検出するが、空気は圧力により体積が変わるため、体の動きに基づく圧力変化が差圧センサまで正確に伝わらず、圧力検出感度が悪くなる。
【０００６】
そこで、就寝中などにおいて、体の動きが圧力変化として高感度かつ低ノイズで測定できる心拍数、呼吸数又は体動の計測方法やシステムが求められている。
本発明は、心拍数、呼吸数又は体動を簡単かつ正確に測定することができ、そして被験者に違和感や拘束感を与えることがなく、睡眠を妨げることもない、心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法、システム及びそれを搭載した枕を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、水などの液体が、空気よりも、圧力による体積変化が少ないことを利用して、高感度、低雑音で被験者の心拍数又は呼吸数を計測できることを見出した。また、液体をチューブ（管のことをいう。以下同じ）に封入し、枕に設置することにより、心拍数や呼吸数や体動を高い感度で測定できることを証明した。
【０００８】
本発明の心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法は、１本の直径が６ｍｍ以上４０ｍｍ以下であり、その長さが１００ｍｍ以上５００ｍｍ以下であるチューブを用意し、前記チューブに、大気圧との差圧が０ｋＰａ以上１０ｋＰａ以下となるように液体を封入し、前記チューブを、心拍数、呼吸数又は体動を測定しようとする被験者の頭頂部から頸部までの範囲の一部又は全部に接触させ、前記チューブに封入された液体の圧力変化を測定することにより、被験者の心拍数、呼吸数又は体動を測定する方法である。
【０００９】
また、本発明の心拍数又は呼吸数を計測するシステムは、１本の直径が６ｍｍ以上４０ｍｍ以下であり、その長さが１００ｍｍ以上５００ｍｍ以下であり、大気圧との差圧が０ｋＰａ以上１０ｋＰａ以下となるように液体が封入されたチューブと、当該チューブを、心拍数、呼吸数又は体動を測定しようとする被験者の頭頂部から頸部までの範囲の一部又は全部に接触させたときに、当該チューブ内の液体の圧力変化を測定する圧力測定手段とを備える。
【００１０】
心拍は脳内に送られる血液の量が変化するために、頭部の重量が微妙に変化し、それによりチューブの圧力に変化が現れる。呼吸は胸部の動きに合わせて、肩を軸として頭部も動くためにチューブの圧力に変化が現れる。このチューブを枕に設置することにより、頭部の重量変化や動きを検出することができ、他の部位の影響が少なくなり、ノイズの少ない高感度の測定ができる。
前記チューブの材質は特に限定されないが、圧力変化の計測感度を上げるためには、伸縮が少なく、可撓性を有する材質であることが好ましい。また、使用時の圧力に耐え、破れたり割れたりしない強度、耐久性、耐候性を持つ材質であることが好ましい。さらに被験者にとって、頭部を接触させたときに痛くなく、違和感を感じない程度の硬さであることが好ましい。
【００１１】
チューブの１本の直径は６ｍｍ以上４０ｍｍ以下であることが好ましい。チューブの直径は、基本的に小さいほど検出感度が上がるが、６ｍｍ未満では頭部に接触する面積が小さすぎて正確に測定できない。４０ｍｍよりも大きくなると、チューブが変形し、圧力変化が液体内部で分散されるために測定感度が悪くなる。
チューブの長さは、１００ｍｍ以上５００ｍｍ以下であることが好ましい。基本的にはチューブの長さが短いほど感度がよいが、１００ｍｍ未満では、載せた頭の安定感が悪くなり、寝返りを打った場合には、頭がチューブから離れることがありその場合測定できない。５００ｍｍを超えると、チューブが変形しやすくなり、圧力変化が液体内部で分散されるために測定感度が悪くなる。
【００１２】
チューブに封入する液体の圧力は、大気圧との差圧で０ｋＰａ以上１０ｋＰａ以下が好ましい。基本的には液体圧は、大気圧との差圧が低いほど感度がよい。１０ｋＰａよりも高くなると、心拍数や呼吸数による圧力変化が現れにくくなる。また、液体圧が高いほど硬くなるために、長時間寝ていると、チューブに接触している部位が痛くなる。
また、チューブ内に空気等の気体や、異物が混入すると、測定感度が悪くなるためにこれらを除去しなければならない。
【００１３】
頭部や頸部を接触させたときにチューブに加わる圧力は、大気圧との差圧で５ｋＰａ以上４０ｋＰａ以下であることが好ましい。基本的にチューブに加わる圧力が高いほど測定感度はよくなる。５ｋＰａ未満では心拍や呼吸による圧力変化が現れにくくなる。４０ｋＰａよりも高くなると頭とチューブの接触圧が高いために、長時間寝ていると接触している部分が痛くなる。
前記チューブの本数は、１本でも複数本でもよい。本数が少なければ圧力センサの個数が減り、装置構成が簡単になる。本数が多ければ、被験者が寝返りを打ってもいずれかのチューブと頭が接触できる確率が高くなるので、測定を確実にするためには好ましい。
【００１４】
チューブが被験者の頭部に接触する範囲は、被験者による頭の大きさや形など個人差を考慮して、寝転がったときの頭頂部から３ｃｍ〜１８ｃｍの範囲が好ましい。頭頂部に近いほど、心拍や呼吸による圧力変化が感度よく測定できる。しかし、頭頂部から３ｃｍ未満の部分ではチューブに加わる圧力を高くすることが難しいため、感度が悪くなる。頭頂部から１８ｃｍよりも下の部分では、圧力変化が測定できない。
【００１５】
特に、頭頂部から３ｃｍ〜８ｃｍの、頭の上の範囲、又は頭頂部から１３ｃｍ〜１８ｃｍの、頸部近くの範囲が好ましい。
複数本のチューブを用いて構成する場合は、チューブどうしの間隔が３ｃｍ以上１５ｃｍ以下であることが好ましい。３ｃｍよりも狭くすると、チューブどうしが接触しやすくなる。チューブどうしが接触すると、圧力測定にノイズが発生する。１５ｃｍよりも広くすると、頭がチューブの間に入ってチューブと接触しにくくなる。
【００１６】
特に２本のチューブを用いて構成する場合は、頭頂部からから３ｃｍ〜８ｃｍの間に１本を設置し、頭頂部からから１３ｃｍ〜１８ｃｍの間にもう１本を設置すると頭の安定感が得られ最も好ましい。
枕の中の材質は特に限定しないが、蕎麦ガラ、合成樹脂製パイプ片、合成樹脂製ビーズなどの粒状物を詰めたものが液体圧の変化を吸収しにくく、感度よく測定することができる。ウレタンの発泡体や綿のような柔らかく体積変化の大きなものは、チューブの底面に合成樹脂や金属製の板を貼り付けることにより測定感度を高めることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の心拍数又は呼吸数を計測するシステムを示す平面図である。
この測定システムは、水が封入されたチューブ１を、枕９の上に設置している。なお、チューブ１に封入しているのは水であるが、水以外にも、シリコンオイルなどのような液体を封入してもよい。
【００１８】
チューブ１は、合成樹脂製のシートを材料として使用し、このシートを、シーラーによって熱融着し、所定の直径と長さをもつチューブ１に加工したものである。
チューブ１の一端に、バルブ８を取り付けている。チューブ１の他端には、チューブ１内の水の圧力を測定するための圧力センサ４を取り付けている。圧力センサ４は、心拍や呼吸に基づく圧力の変化分を測定するものである。
【００１９】
圧力センサ４の構造は限定されないが、例えばチューブ１に接続される金属製円筒容器の底面にダイヤフラムを取り付けた構造のものでもよい。このダイヤフラムに、ダイヤフラムの変形を電気信号に変換する歪ゲージを取り付けて、その検知信号を出力するようにする。
圧力センサ４の検知信号は、増幅器５に供給され、ここで電圧増幅されるとともに増幅器５内部のハイパスフィルタを通されて、体動に基づく圧力の変化分のみが取り出される。増幅器５の電圧増幅率は、非常に微小な圧力変化を測定するため、２倍から１０倍に設定するとよい。ハイパスフィルタを通す理由は、チューブ１に封入された水の静水圧や、頭をチューブ１に接触させたときに加わる静水圧を差し引いて、０ボルトを中心として、心拍と呼吸による水圧の変化のみを表示し記録したいためである。ハイパスフィルタの遮断周波数は、例えば０．３Ｈｚに設定する。
【００２０】
図２は、増幅器５の具体的な回路図である。この回路図によれば、圧力センサ４の検知信号が増幅器５の入力端子に印加されている。入力端子に印加された電圧は、１０ｋΩの抵抗を通して演算増幅器５１に入力される。演算増幅器５１の出力は、１００ｋΩの可変抵抗器を通して演算増幅器５１の入力側にフィードバックされており、これにより、２倍から１０倍の可変増幅率で検知信号の反転増幅を行うことができる。
【００２１】
演算増幅器５１により増幅された信号は、コンデンサＣと抵抗Ｒからなる微分回路を通過する。この微分回路がハイパスフィルタとして機能する。前記微分回路の時定数は、コンデンサＣの容量１０μＦと抵抗Ｒの抵抗値３００ｋΩの積である３秒に設定されている。このため、微分回路から０．３Ｈｚ以上の周波数成分のみ出力される。
増幅器５から取り出された検知信号は、Ａ／Ｄ変換器６でデジタル信号に変換されて、所定の入出力インターフェイスを通してコンピュータ７に入力される。
【００２２】
前記増幅器５からＡ／Ｄ変換器６を経てコンピュータ７の内部に至る経路に、圧力検知信号を、その中に含まれる心拍数の信号又は呼吸数の信号に分離するために、遮断スロープの鋭いフィルタを設けることが望ましい。例えば、心拍数の信号を分離するには、０．８〜５Ｈｚのバンドパスフィルタを通せば心拍数のみによる圧力変化を取り出すことができ、呼吸数の信号に分離するには、０．８Ｈｚのローパスフィルタを通せば呼吸数のみによる圧力変化を取り出すことができる。これらのフィルタは、前記増幅器５からＡ／Ｄ変換器６までのアナログ部分に設置する場合は、電子回路で実現することができ、Ａ／Ｄ変換器６からコンピュータ７までのデジタル部分に設置する場合は、ディジタルフィルタで実現することができる。
【００２３】
コンピュータ７に入力された圧力検知信号は、計算ソフトを用いて、コンピュータ７付属の表示器の上にグラフ化して表示させてもよく、プリンタを使って紙のチャートに記録させてもよい。
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の形態に限定されるものではない。例えば、本発明の心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法及び測定システムは、チューブ自体をマットの上に直接設置して枕とすることもできる。そして被験者が仰向きに寝ている場合だけでなく、横向きに寝ている場合でも、測定可能である。また、被験者の寝返りなど被験者の体動があった場合には、測定波形が大きく乱れるために、これを利用して体動の回数も測定することができる。その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
【００２４】
【実施例】
図３は、この測定システムを用いて心拍数又は呼吸数を測定する状態を側面視した図である。図１の測定システムは１本のチューブ１を示していたが、この図３では、チューブ１，２を２本示している。しかし，以下の実施例で説明するように，１本のチューブ１のみで測定する場合もあり、このときは，図３の上側のチューブ２を取り外して測定する。２本のチューブ１，２で測定する時だけ，図３に示すとおり，上下２本のチューブ１，２で測定する。
【００２５】
２本のチューブ１，２は、枕９の上に設置されているが、被験者の頭部の重みのため枕９が沈んで２本のチューブ１，２が隠れたように示されている。被験者の頭頂部を原点にして、頸部までの範囲をメモリ５，１０，１５ｃｍで示している。
この測定システムにおいて、枕９には、ストローを短く切断したような合成樹脂のパイプを多数封入したものを用いた。パイプの断面直径は４ｍｍ，長さは５ｍｍである。封入量は８５０ｇ，枕９のサイズは、５ｃｍ×３０ｃｍである。
【００２６】
チューブ１，２は、ナイロン製の厚み０．１ｍｍのシートから作成した。ＪＩＳ−Ｋ６２５１に従った方法で測定した場合の１００％モジュラスは４１．８４ＭＰａ、強度は４６．２０ＭＰａ、１１０％の伸びであった。このシートを、シーラーによって熱融着し、所定の直径と長さをもつチューブ１，２に加工した。
圧力センサ４には、株式会社キーエンス製のセンサヘッドＡＰ−１２と、同社製アンプユニットＡＰ−８１Ａとを使用した。増幅器５の回路構成は、前に図２に示したものと基本的に同じであり、ハイパスフィルタも含まれている。ハイパスフィルタの遮断周波数は０．３Ｈｚ、増幅率は３倍に設定した。
【００２７】
なお、前記チューブ１と圧力センサ４のセンサヘッドとの間を、さらに、ナイロン製の内径２．４ｍｍ、外径４ｍｍ、長さ１０ｃｍのカテーテルでつないだ。
また、チューブ１内の水の圧力と大気圧との差圧（静止圧）を測定するための差圧計をバルブ８の先に取り付けた。この差圧計としては、長野計器株式会社製のデジタル差圧計ＧＣ５０を用いて測定した。
前記アンプユニットＡＰ−８１Ａの出力信号は、株式会社キーエンス製のデータ収集システムＮＲ−２０００によって収集し、ここでＡ／Ｄ変換をした。サンプリング周波数は、１００Ｈｚとした。変換後のデータは、パーソナルコンピュータ７に取り込み、株式会社ラインストーンが販売しているデータ解析ソフトウェア“ＯＲＩＧＩＮ”を用いて、測定結果をデータ処理し、ディスプレイに表示させた。この処理において、心拍数と呼吸数とを分離するために、データ解析ソフトウェア上で、呼吸数を分離するために遮断周波数０．８Ｈｚのローパスフィルタを設定し、心拍数を分離するために通過帯域幅０．８Ｈｚ〜５Ｈｚのバンドパスフィルタを設定した。
【００２８】
以下、この測定システムを用いて、３０代の男性を被験者として、心拍数及び呼吸数を測定したの結果を説明する。なお、医療用測定器で別途測定した結果、この被験者の心拍数は６０ｂｅａｔｓ／ｍｉｎ、呼吸数は１８ｂｅａｔｓ／ｍｉｎであった。
＜実施例１〜３、比較例１，２＞
チューブの本数を１本、チューブの設置位置を頭頂部から３ｃｍ、チューブの長さを３００ｍｍ、水封入時の大気圧との差圧を２ｋＰａ、頭部を枕９に載せたときの大気圧との差圧を２０ｋＰａとして、チューブの直径を６ｍｍ，２５ｍｍ，４０ｍｍ，５０ｍｍと変えて、心拍数と呼吸数とを測定した。
【００２９】
【表１】
2004351110.tif 000003
【００３０】
表１に示すように、チューブの直径が６ｍｍ〜４０ｍｍの実施例１〜３では、いずれも心拍数と呼吸数を正確に測定できた。寝心地も良好であった。
チューブの直径が３ｍｍの比較例１では、表７に示すように、測定感度が低く、心拍数が多めに現れていて測定精度も低下している。
チューブの直径が５０ｍｍの比較例２では、表７に示すように、心拍数が測定できなかった。図４は、比較例２における、圧力センサ４の出力信号波形（ａ）、通過帯域幅０．８Ｈｚ〜５Ｈｚのバイドパスフィルタ処理後の信号波形（ｂ）、及び遮断周波数０．８Ｈｚのローパスフィルタ処理後の信号波形（ｃ）を示すグラフであり、それぞれ横軸に時間（秒）、縦軸に電圧（ｍＶ）をとっている。信号波形（ｂ）を見ると、周期性は認められない。信号波形（ｃ）には、“＊”印で示したように、ピーク時点が認められるので、この時点間の差に基づいて、呼吸数を測定することができる。
【００３１】
＜実施例４〜６、比較例３，４＞
チューブの本数を１本、チューブの設置位置を頭頂部から３ｃｍ、チューブの直径を２５ｍｍ、水封入時の大気圧との差圧を２ｋＰａ、頭部を枕９に載せたときの大気圧との差圧を２０ｋＰａとして、チューブの長さを５０ｍｍ，１００ｍｍ，３００ｍｍ，５００ｍｍ，６００ｍｍと変えて、心拍数と呼吸数とを測定した。
【００３２】
【表２】
2004351110.tif 000004
【００３３】
表２に示すように、チューブの長さが１００ｍｍ〜５００ｍｍの実施例４〜６では心拍数と呼吸数を正常に測定できた。寝心地も良好であった。図５は、実施例６における、圧力センサ４の出力信号波形（ａ）、通過帯域幅０．８Ｈｚ〜５Ｈｚのバイドパスフィルタ処理後の信号波形（ｂ）、及び遮断周波数０．８Ｈｚのローパスフィルタ処理後の信号波形（ｃ）を示すグラフであり、それぞれ横軸に時間（秒）、縦軸に電圧（ｍＶ）をとっている。信号波形（ｂ）を見ると、“＊”印で示したように、ピーク時点が認められるので、この時点間の差に基づいて、心拍数を測定することができる。信号波形（ｃ）にも、“＊”印で示したように、波形のピーク時点が認められるので、この時点間の差に基づいて、呼吸数を測定することができる。
【００３４】
チューブの長さが５０ｍｍの比較例３では、表７に示すように、心拍数、呼吸数ともに測定できなかった。また寝心地も悪かった。
チューブの長さが６００ｍｍの比較例４では、表７に示すように、呼吸数が測定できなかった。
＜実施例７〜１０、比較例５＞
チューブの本数を１本、チューブの設置位置を頭頂部から３ｃｍ、チューブの直径を２５ｍｍ、チューブの長さを３００ｍｍ、頭部を枕９に載せたときの大気圧との差圧を２０ｋＰａとして、水封入時の大気圧との差圧を０，２，５，１０，２０ｋＰａと変えて、心拍数と呼吸数とを測定した。
【００３５】
【表３】
2004351110.tif 000005
【００３６】
水封入時の大気圧との差圧が０〜１０ｋＰａの場合は、表３の実施例７〜１０に示すように、いずれも心拍数と呼吸数を正常に測定できた。寝心地も良好であった。図６は、実施例８における、圧力センサ４の出力信号波形（ａ）、通過帯域幅０．８Ｈｚ〜５Ｈｚのバイドパスフィルタ処理後の信号波形（ｂ）、及び遮断周波数０．８Ｈｚのローパスフィルタ処理後の信号波形（ｃ）を示すグラフであり、それぞれ横軸に時間（秒）、縦軸に電圧（ｍＶ）をとっている。信号波形（ｂ）を見ると、“＊”印で示したように、ピーク時点が認められるので、この時点間の差に基づいて、心拍数を測定することができる。信号波形（ｃ）にも、“＊”印で示したように、波形のピーク時点が認められるので、この時点間の差に基づいて、呼吸数を測定することができる。
【００３７】
水封入時の大気圧との差圧が２０ｋＰａの場合は、表７の比較例５に示すように、呼吸数が測定できなかった。また寝心地も悪かった。
＜実施例１１〜１４＞
チューブの本数を１本、チューブの設置位置を頭頂部から３ｃｍ、チューブの直径を２５ｍｍ、チューブの長さを３００ｍｍ、水封入時の大気圧との差圧を２ｋＰａ、頭部を枕９に載せたときチューブに加わる圧力を５，２０，４０，５０ｋＰａと調節して、心拍数と呼吸数とを測定した。頭部を枕９に載せたときの圧力の調節方法は、チューブの底面に合成樹脂の板を貼ることによって行った。例えば板の厚さを厚くして枕９本体部分よりも板が突出する部分の高さを上げるほど、頭部との接触圧が上がり、水圧を上げることができる。
【００３８】
【表４】
2004351110.tif 000006
【００３９】
表４の実施例１１〜１４に示すように、いずれも心拍数と呼吸数を正常に測定できた。実施例１１〜１３では寝心地は良好であったが、実施例１４では寝心地が悪かった。
＜実施例１５＞
チューブの位置を頭頂部から１８ｃｍにしたこと以外は、実施例８と同じ条件にして、心拍数と呼吸数とを測定した。
【００４０】
【表５】
2004351110.tif 000007
【００４１】
表５に示すように、心拍数と呼吸数を正常に測定できた。寝心地も良好であった。
＜実施例１６〜１８＞
チューブの本数を２本とし、チューブ１の設置位置を頭頂部から１８ｃｍ、チューブの直径を２５ｍｍ、チューブの長さを３００ｍｍ、水封入時の大気圧との差圧を２ｋＰａ、頭部を枕９に載せたときチューブ１，２に加わる圧力を２０ｋＰａにし、チューブ間距離を頭頂部から３ｃｍ，１０ｃｍ，１５ｃｍに設定して、チューブ１，２にそれぞれ設けた圧力センサ４により、心拍数と呼吸数とを測定した。チューブ間距離を変えた結果、チューブ２の設置位置は、頭頂部からそれぞれ１４ｃｍ，７ｃｍ，２ｃｍとなる。
【００４２】
【表６】
2004351110.tif 000008
【００４３】
表６の実施例１６〜１８に示すように、いずれの圧力センサ４でも心拍数と呼吸数を正常に測定でき、寝心地も良好であった。
＜比較例１〜５＞
【００４４】
【表７】
2004351110.tif 000009
【００４５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、液体を封入したチューブを枕として、あるいは枕の上に設置し、心拍数、呼吸数又は体動を測定しようとする被験者の頭から首にかかる部位に接触させることにより、心拍数、呼吸数又は体動を簡単かつ正確に測定することができる。そして被験者に違和感や拘束感を与えることがなく、睡眠を妨げることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の心拍数又は呼吸数を計測するシステムを示す平面図である。
【図２】増幅器５の具体的な回路図である。
【図３】この測定システムを用いて心拍数又は呼吸数を測定する状態を側面視した図である。
【図４】比較例２における、圧力センサ４の出力信号波形（ａ）、通過帯域幅０．８Ｈｚ〜５Ｈｚのバイドパスフィルタ処理後の信号波形（ｂ）、及び遮断周波数０．８Ｈｚのローパスフィルタ処理後の信号波形（ｃ）を示すグラフである。
【図５】実施例６における、圧力センサ４の出力信号波形（ａ）、通過帯域幅０．８Ｈｚ〜５Ｈｚのバイドパスフィルタ処理後の信号波形（ｂ）、及び遮断周波数０．８Ｈｚのローパスフィルタ処理後の信号波形（ｃ）を示すグラフである。
【図６】実施例８における、圧力センサ４の出力信号波形（ａ）、通過帯域幅０．８Ｈｚ〜５Ｈｚのバイドパスフィルタ処理後の信号波形（ｂ）、及び遮断周波数０．８Ｈｚのローパスフィルタ処理後の信号波形（ｃ）を示すグラフである。
【符号の説明】
１，２チューブ
４  圧力センサ
５  増幅器
６  Ａ／Ｄ変換器
７  コンピュータ
８  バルブ
９  枕
【図１】
2004351110.tif 000010
【図２】
2004351110.tif 000011
【図３】
2004351110.tif 000012
【図４】
2004351110.tif 000013
【図５】
2004351110.tif 000014
【図６】
2004351110.tif 000015