(57)【要約】【課題】特に横臥状態の人体の向きを検出するために、簡便な取り扱いでもって被検者に装着でき、かつ構造が簡単な転倒検出センサをセンサデバイスとして用いて全体構造を簡素にでき、そうであっても横臥時の人体の向きのおおよそを充分に精度の高いデータとして得ることができるようにする。【解決手段】人体の首部に装着するベルト状の輪体と、該輪体を人体に対して固定するクリップと、該輪体上の周方向において互いに間隔を保って配置固定された３個以上の転倒検出スイッチと、該転倒検出スイッチからのオン、オフ信号により輪体の角度を検出するラダー抵抗を備えた電気回路からなり、各転倒検出スイッチからの信号を入力された電気回路は輪体の角度に応じた電圧を出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の首部に装着するベルト状の輪体と、該輪体を人体に対して固定する固定具と、該輪体上の周方向において互いに間隔を保って配置固定された３個以上の転倒検出スイッチと、該転倒検出スイッチからのオン、オフ信号により、前記輪体の角度を検出する電気回路からなる横臥状態の人体の向き検出装置。
【請求項２】
前記３個以上の転倒検出スイッチが前記輪体の周の９０度の角度範囲に配置され、一端の転倒検出スイッチの固定位置から４５度離間した位置と、９０度離間した位置にそれぞれ転倒検出スイッチが固定された請求項１記載の横臥状態の人体の向き検出装置。
【請求項３】
前記固定具が、人体に被着された衣服を挟むクリップである請求項１または２記載の横臥状態の人体の向き検出装置。
【請求項４】
前記電気回路が、前記転倒検出スイッチからのオン、オフ信号の組み合わせにしたがって異なった出力電圧を出力するラダー抵抗を含む回路である請求項１から３のいずれかに記載の横臥状態の人体の向き検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は横臥状態の人体の向きを検出して、いわゆる睡眠時無呼吸症候群の診断に用いられる装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
睡眠時無呼吸症候群は睡眠時に突然呼吸が停止する疾患であり、多くは肥満傾向のある人が睡眠時の身体の向きによって気管が塞がることによって引き起こされる。
つまり、睡眠時に無意識に横向きになった際に、気道の一部が重力によって垂れ下がり閉塞されることによって引き起こされると考えられている。
したがって、睡眠時無呼吸症候群の診断には睡眠時の身体の向きを観察することが重要な要素となっているのであるが、この睡眠時の身体の向きのデータをとるためには、従来半導体センサ（加速度センサ）を粘着テープにより胸部の複数箇所に貼り付け、これらセンサからの出力信号を解析して身体の向きのデータとしていた。
【０００３】
しかし、上記半導体センサを用いた装置はセンサ（デバイス）そのものが高価である上に、それに付随する回路が複雑な半導体センサを直接粘着テープで被検者の身体に貼り付けるという、面倒な取り扱い法であるという欠点がある。
また、粘着テープで身体に貼り付ける、あるいはそれに替わる方法としてのひもなどで身体に巻きつける方法は、身体にいくらかの負荷を与え、皮膚の弱い被検者では皮膚に障害を残す恐れもある。
【０００４】
一方、特に無呼吸症候群の診断用と謳ってはいないが、立位時あるいは歩行時などの身体の状態（座っているか、歩行しているか、寝ているかなど）を検知する装置として特開平１０−１１１９９０号公報に開示された装置がある。
この装置は、縦方向振動センサ、横方向振動センサ、傾斜センサおよびCPUを搭載した装置本体を人間の背中に貼り付け、上記各センサそれぞれからの信号に基づいて予め定められたテーブルにそれら信号のオン・オフ状態をあてはめて人間の状態を判別するものである。
この装置では、もちろん人間の横臥時の向きを判別できないし、詳細は開示されていないものの、装置本体を人体に固定する手段は簡便ではないことが推定される。
【特許文献１】特開平１０−１１１９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は特に横臥状態の人体の向きを検出するために、簡便な取り扱い法でもって被検者に装着できて、かつ構造が簡単な転倒検出センサをセンサデバイスとして用い全体の構造も簡素にでき、そうであっても横臥時の人体の向きのおおよそを、少なくとも睡眠時無呼吸症候群の診断用としては充分に精度のあるデータを得ることができる向き検出装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、人体の首部に装着するベルト状の輪体と、該輪体を人体に対して固定する固定具と、該輪体上の周方向において互いに間隔を保って配置固定された３個以上の転倒検出スイッチと、該転倒検出スイッチからのオン、オフ信号により前記輪体の角度を検出する電気回路からなる横臥状態の人体の向き検出装置である。
【０００７】
また、本発明は、前記３個以上の転倒検出スイッチが前記輪体の周の９０度の角度範囲に配置され、一端の転倒検出スイッチの固定位置から４５度離間した位置と、９０度離間した位置にそれぞれ転倒検出スイッチが固定された横臥状態の人体の向き検出装置である。
【０００８】
また、本発明は、前記固定具が人体に被着された衣服を挟むクリップである横臥状態の人体の向き検出装置である。
【０００９】
また、本発明は、前記電気回路が前記転倒検出スイッチからのオン、オフ信号の組み合わせにしたがって異なった出力電圧を出力するラダー抵抗を含む回路である横臥状態の人体の向き検出装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の人体の向き検出装置は、横臥状態の人体に簡単な取り扱いでもって装着でき、被検者になんら負担を与えず、かつ構造が簡単で故障が少なく安価に製造でき、少なくとも睡眠時無呼吸症候群の診断用としては充分に精度のあるデータを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１に本発明に係る向き検出装置の全体外観を示し、図２にはその一部を拡大して示し、図３に横臥状態の人体に装着した状態を示す。
【００１２】
本実施形態の向き検出装置は図１、２および３に示したように、長尺のベルト体１を接続ボックス２でもって接続することにより一つの環となり、その内部に複数の転倒検出スイッチ３を備えたベルト状の輪体４と、接続ボックス２から延びる短いコード５端に設けたクリップ６と前記転倒スイッチ３からの信号を接続ボックス２内の電気回路７を介して無線受信し、前記輪体４の角度を検出・記録するデータ収集装置１１とから成る。
【００１３】
輪体４はその内部に前記転倒スイッチ３を搭載したフレキシブル基盤８を備え、かつ全体が屈曲自在になるように合成樹脂または布などの柔軟な外装材９で覆われている。
このように外側が柔軟な材質で覆われることから、人体へ長時間接触していても、人体に負担となったり、不快な感触を与えない。
【００１４】
接続ボックス２はちょうどベルトのバックルのような構造を備え、輪体４の径を調節できて、それを人体の首部に装着した際に首まわりに合うようにできている。
接続ボックス２内のフレキシブル基盤８上には、後に詳述する転倒検出スイッチ３からの信号を入力して、輪体４の角度に応じた電圧を出力する電気回路７と、その電圧信号を前記データ収集装置１１へ無線送信する無線回路１２が内装されている。
なお、クリップ６は接続ボックス２から延びるコード５端に設けたが、輪体４の他の位置に接続するようにしてもよい。
また、クリップ６は本実施形態では鰐口クリップ状のものを採用したが、被着した衣服に挟み付けるものであればどのような構造のものでもよい。
さらに、固定具としてはクリップに限らず衣服に挿通するピンであってもよい。
また、前記コード５は無線回路１２のアンテナ機能を兼ね備えたものでもよい。
【００１５】
次に輪体内に設けた転倒検出スイッチ３について説明する。
転倒検出スイッチ３は図５に示したように接点a,b,c,dを有していて、矢印方向に傾いた際に上記接点（a-b間またはc-d間）がオンになる（導通する）ものであり、適正に設定された感応角度Θを有している。
この実施形態の場合、説明の簡明を期するために輪体の周に９０度の角度にわたって３個の転倒検出スイッチを設けた例を示し、上記感応角度は３０度に設定してある。
また、転倒検出スイッチは図８に示したような金属ボール１３と、その金属ボール１３がある感応角度でもって入り込む穴１４を有した接点板１５とから成るものであってもよい。
【００１６】
この実施形態の場合、輪体４の周には図４に模式的に示したように９０度の角度範囲に３個の転倒検出スイッチ３a、３b、３cを設けてある。すなわち、両端のスイッチ３a，３cが９０度の角度離れ、その中間４５度の位置にもスイッチ３bが設けてある。
【００１７】
これら検出スイッチ３a，３b，３cは前記のとおり感応角度が３０度であるので、輪体の回転（角度の傾き）によって次のようにオン、オフ信号を出力する。
すなわち、まず図４の状態（人体が真上を向いているとする）では、スイッチ３aとスイッチ３bがオン信号を出力し、スイッチ３cがオフとなる。
次に、図４の状態から矢印R方向に４５度回転した状態（人体が斜めに向いた状態）を考えると、今度はスイッチ３aとスイッチ３cがオン信号を出力し、スイッチ３bがオフとなる。
同様に、さらに矢印R方向に４５度回転した状態（人体が完全に左右どちらかの横に向いた状態）を考えると、今度はスイッチ３bとスイッチ３cがオンとなり、スイッチ３aがオフとなる。
上記のように人体の向きによって輪体４の角度が変化し、それに伴って各検出スイッチ３a，３b，３cからのオン、オフ信号のパターンが変化する。
そして、この信号が前述のとおり接続ボックス２内の電気回路７に入力され所定の電圧信号に変換されて前記データ収集装置１１へ送信される。
【００１８】
次に前記電気回路について説明する。
図６に示したように、本実施形態の電気回路７は前記転倒検出スイッチ３a，３b，３cをそれぞれ基準電圧に並列に接続し、出力側に抵抗R1,R2からなるラダー抵抗を設けたものであり、抵抗R1と抵抗R2の値を２：１にすると出力電圧として図７に示す特性をもったものが得られる。
すなわち、前述した輪体４の回転（人体の向き）に応じた出力電圧が電気回路から得られるようになっている。
なお、上記転倒検出スイッチ３a，３b，３cと電気回路７の説明は簡明を期するためにスイッチが輪体上の９０度範囲内に３個配置された例を示したが、さらに人体の向きの詳細を検知するために次のように構成してもよい。
【００１９】
すなわち、輪体４の周９０度範囲内に５〜６個の転倒検出スイッチを等間隔に配置し、それぞれの感応角度を適正に調整すると共に、前記電気回路のラダーを５〜６段に増やすことにより人体の向きをより詳細に検出することができる。
また、輪体の周の１８０度の範囲内に等間隔に５個の転倒検出スイッチを配置し、電気回路７にはぞれぞれに接続したラダー抵抗を設けて、人体の向きを１８０度の範囲（つまり、左へ完全に横向いた状態から仰向けを経て右へ完全に横向いた状態）で検出しうるようにできる。
【００２０】
さらに、９０度の範囲に３個のスイッチ３a，３b，３cを配置した前述の例であっても各転倒検出スイッチの２種の接点（a-b間、c-d間）からの別々のオン、オフ信号を利用し、次のようにして人体の１８０度にわたる向きの変化を検出することもできる。
すなわち、各スイッチ３a，３b，３cのa-b接点を並列に接続した図６の電気回路と、同様に各スイッチ３a，３b，３cのc-d接点を並列に接続した図６の電気回路を設ける。
つまり、図６の電気回路を右向き用と左向き用に２つ設ける。
そうすれば仮に人体が右を向いている場合に、各スイッチのa-b接点が反応する際、各スイッチのc-d接点は確実にすべてオフであり、逆に人体が左を向いている場合には各スイッチのa-b接点はすべてオフでc-d接点がその傾きに応じて反応する。
したがって、人体が右を向いている際には右向き用の電気回路からのみ出力が現れるのでそれを利用し、左を向いている際には左向き用の電気回路からのみ出力が現れるのでそれを利用してそれぞれの向きの角度の深さを検知することができる。
【００２１】
次にデータ収集装置１１について説明する。
この実施形態のデータ収集装置１１は、前記電気回路７の無線回路１２を介して送信されてくる電圧信号を受信する受信回路と受信した信号を経時的に記録する記録部を備えており、被検者が眠っている間に発信された電圧信号を蓄積できるようになっている。
もちろん、上記記録部に記録されたデータは後から取り出してモニタ画面等で見ることもできるし、適当な用紙に印字して見ることもできる。
なお、上記データ収集装置１１は無線回路を備えてリアルタイムで前記電気回路からの電圧信号（人体の向きの信号）を受信し、記録するようになっていたが、次のように構成して実質上データ収集装置を不要とすることもできる。
【００２２】
すなわち、前記接続ボックス２内の無線回路１２に代えて電気回路７から順次出力されてくる電圧信号を蓄積するメモリ回路を設ければ、このメモリ回路に所定時間中のデータが蓄積されるので、診断が終わって輪体を被検者の首から外し、このメモリ回路を外部のコンピュータ等に接続して蓄積されたデータを取り出せばよい。
あるいは、さらに上記メモリ回路に着脱自在にフラッシュメモリ等の記録媒体を接続しておけば、診断が終わってこの記録媒体のみを輪体から取り外してコンピュータ等に接続すればよい。
【００２３】
次に、睡眠時無呼吸症候群の診断に例をとって使用方法を説明する。
すなわち、まず被検者は上体を起こした状態で首部に輪体４を装着する（図３）。この際、輪体４の径が首まわりにちょうど合うように輪体４の径を調節する。その後、クリップ６を被検者の衣服の襟元付近に挟み込んで輪体４が自由に回転しないようにした上で、被検者は横たわり（横臥状態となり）入眠する。
輪体４の首部に対する角度、つまり転倒検出スイッチ３の位置はクリップを所定の位置（衣服の襟元正面）に挟みさえすれば、ちょうど適正な位置になるように予め設定しておく。
上記のようにした上で、図示しない電源を入れ、前記電気回路７、データ収集装置１１などを作動させれば、データ収集装置１１に睡眠中の人体の向きのデータが収集される。
なお、転倒検出スイッチに匹敵するような低価格で取扱いやすい半導体センサーが将来出現すれば、上記実施形態の転倒検出スイッチに代えてそれらを用いることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
以上のように輪体のおおよその角度を検出することができるので、横臥状態の人体の向きを検出して睡眠時無呼吸症候群の診断に利用できるほか、睡眠時の動きをモニターすることが必要な種々の研究や、実験などに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】人体の向き検出装置の外観を示す図。
【図２】輪体の一部拡大図。
【図３】横臥状態の人体に装着した状態を示す図。
【図４】輪体に対する転倒検出スイッチの取り付け位置を示す模式図。
【図５】転倒検出スイッチの一例の外観を示す図。
【図６】電気回路の一例を示す回路図。
【図７】電解回路からの出力電圧を示す図。
【図８】転倒検出スイッチの他の例を示す図。
【符号の説明】
【００２６】
１  ベルト体
３、３a，３b，３c  転倒検出スイッチ
４  輪体
６  クリップ
７  電気回路
R1,R2  抵抗
【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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