(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】液体を封入したチューブ１，２を板３ａ，３ｂの間に挟んで、その上に枕を設置し、心拍数、呼吸数又は体動を測定しようとする被験者の頭を載せる。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】
可撓性容器に液体を封入し、
前記容器を、上下２枚の板の間に挟み、
前記板の上に枕を設置し、
心拍数、呼吸数又は体動を測定しようとする被験者の頭を枕の上に載せて、
前記容器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】
可撓性容器に液体を封入し、
前記容器を、板の上に設置し、
前記板の上に、前記板との間で容器を挟むように枕を設置し、
心拍数、呼吸数又は体動を測定しようとする被験者の頭を枕の上に載せて、
前記容器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３】
可撓性容器に液体を封入し、
前記容器の上に板を設置し、
前記板の上に枕を設置し、
心拍数、呼吸数又は体動を測定しようとする被験者の頭を枕の上に載せて、
前記容器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４】
前記容器に封入する液体の大気圧との差圧が０ｋＰａ以上１２ｋＰａ以下となるように液体を封入する請求項１から請求項３のいずれかに記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法。
【請求項５】
前記液体を封入する容器がチューブ状である請求項１から請求項４のいずれかに記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法。
【請求項６】
前記チューブ１本の直径が３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、その長さが３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、封入した液体の体積が１ｃｍ3以上２４ｃｍ3以下である請求項５記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法。
【請求項７】
前記液体を封入する容器が円形、楕円形、または多角形の形状である請求項１から請求項４のいずれかに記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法。
【請求項８】
前記容器の厚みが３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、封入した液体の体積が１ｃｍ3以上２４ｃｍ3以下である請求項７記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法。
【請求項９】
被験者の心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステムであって、
液体を封入する可撓性容器と、
前記容器を挟む、上下２枚の板と、
前記板の上に枕を設置し、心拍数、呼吸数又は体動を測定しようとする被験者の頭を枕の上に載せた状態で、当該容器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、呼吸数又は体動を計測するシステム。
【請求項１０】
被験者の心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステムであって、
液体を封入する可撓性容器と、
前記容器を貼り付けた板と、
前記板の、前記容器を貼り付けた側またはその反対側に枕を設置し、心拍数、呼吸数又は体動を測定しようとする被験者の頭を枕の上に載せた状態で、当該容器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被験者の心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステム。
【請求項１１】
前記液体を封入する容器がチューブ状である請求項９又は請求項１０記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステム。
【請求項１２】
前記チューブ１本の直径が３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、その長さが３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下である請求項１１記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステム。
【請求項１３】
前記液体を封入する容器が円形、楕円形、または多角形の形状である請求項９又は請求項１０記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステム。
【請求項１４】
前記容器の厚みが３ｍｍ以上１０ｍｍ以下である請求項１３記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステム。
【請求項１５】
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９又は請求項１０記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステム。
【請求項１６】
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１５記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステム。
【請求項１７】
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１５記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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及びシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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り、睡眠を妨げるため好ましくない。
【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。
【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
【特許文献３】特開2003-135432号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
そこで、就寝中などにおいて、体に触れることなく、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及びシステム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】
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、呼吸数等を計測できることを見出した。そして、液体を可撓性容器に封入し、枕の下に設置することにより、心拍数、呼吸数や体動を高い感度で測定できることを証明した。
本発明の心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法は、可撓性容器に液体を封入し、  前記容器を、上下２枚の板の間に挟み、前記板の上に枕を設置し、心拍数、呼吸数又は体動を測定しようとする被験者の頭を枕の上に載せて、前記容器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。
【０００７】
前記容器を板の間に挟む代わりに、前記容器を板の上に設置し、前記板の上に、前記板との間で容器を挟むように枕を設置してもよい。
また、前記容器を板の下に設置し、前記板の上に枕を設置してもよい。
本発明の心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステムは、液体を封入する可撓性容器と、前記容器を挟む、上下２枚の板と、前記板の上に枕を載せ、心拍数、呼吸数又は体動を測定しようとする被験者の頭を枕の上に置いた状態で、当該容器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。
【０００８】
前記板を２枚用意する代わりに、前記容器を１枚の板に貼り付け、容器を上、又は下にして、板の上に枕を設置し、心拍数、呼吸数又は体動を測定しようとする被験者の頭を枕の上に載せた状態で、当該容器内の液体の圧力変化を測定してもよい。
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、それにより容器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容器の圧力に変化が現れる。この容器を枕の下に配置することにより、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。
【０００９】
特に本発明では、容器を１枚又は２枚の板に接触させるので、容器が曲がったり、よじれたりすることがなく、また、頭の位置が枕上のどこにあっても、容器に均一に十分な圧力が加わるため、圧力測定感度を高く維持することができる。また、容器の体積を小さくすることができ、そのために感度をより高めることができる。
そして、容器自体が直接頭に触れることがないため、容器が直接頭に触れる場合に比べて、違和感や痛みを感じ取ることが全くなく、被験者は好みの材質の枕を使用できる。例えば、枕がウレタン発泡体や綿のような柔らかく、体積変化の大きなものでも、十分測定ができる。
【００１０】
前記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、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があげられる。
前記容器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、伸縮が少ない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。
【００１１】
また、容器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。
前記容器に封入する液体の圧力は、大気圧との差圧で下限を０ｋＰａとし、上限を１２ｋＰａとすることが好ましい。板を使う場合は、差圧を高めるほど感度がよいことがわかった。しかし１２ｋＰａを超えると感度はあまり変わらなくなるので、容器の耐久性を考慮して、１２ｋＰａを上限とした。
【００１２】
前記液体を封入する容器は、円筒形チューブ状であってもよい。前記チューブ１本の直径は３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、その長さが３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であり、封入した液体の体積が１ｃｍ3以上２４ｃｍ3以下であることが望ましい。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、３ｍｍ未満では作成するのが困難である。１０ｍｍ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ことがある。また、チューブが大きくなっただけ枕の高さが高くなり、被験者が違和感を感じることもある。チューブの長さは、基本的には短いほど感度がよいが、３０ｍｍ未満では、板との接触面積が小さくなりすぎて、板を支える安定感が不十分となり、ノイズが多くなる。３００ｍｍ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。また、板が大きくなり、システム全体が大きく重くなるため、扱いにくくなる。
【００１３】
封入する液体の体積は、１ｃｍ3未満では、感度が悪くなり測定できない。２４ｃｍ3よりも大きい場合も測定は可能であるが、感度が低下し好ましくない。
前記液体を封入する容器は、チューブ以外に、円形、楕円形、または多角形の容器（カフ）であってもよい。前記容器の厚みは、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、封入した液体の体積は１ｃｍ3を下限とし、２４ｃｍ3を上限とすることが好ましい。容器の厚みが３ｍｍ未満では、圧力測定が困難になる。容器の厚みが１０ｍｍ以上の場合、枕の高さが変わり、被験者が違和感を感じることがある。容器に封入する液体の体積は、１ｃｍ3未満では、感度が悪くなり測定できない。２４ｃｍ3より大きい場合も測定は可能であるが、感度が低下して好ましくない。
【００１４】
前記容器の個数は、１つでも複数でもよい。そのうち、圧力を測定する容器の個数も１つでも複数でもよい。圧力を測定する容器の個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。
板の形状、材質、硬さ、厚みは特に限定しないが、頭を載せたときに撓まない硬さと厚みを持っていることがこのましい。厚みは、２ｍｍ以下であることが好ましい。２ｍｍよりも厚いと、枕の高さが大きく変わるために違和感を覚える。板の形状は、四角形が好ましい。その角は安全のために丸くすることが好ましい。板の大きさは、一般に発売されている小型の枕よりもやや小さな大きさであることが好ましく、例えば、幅２００ｍｍ以上５００ｍｍ以下、奥行き１００ｍｍ以上３００ｍｍ以下であればよい。奥行きが５００ｍｍ以上の場合と、幅が３００ｍｍ以上の場合は、板が枕からはみ出て頸に当たり痛みを感じるおそれがあり、２枚の板を支えるためのチューブも長く大きくなる。したがって、システム全体が大きく重くなり、扱いにくくなる。奥行きが２００ｍｍ未満の場合と、幅が１００ｍｍ未満の場合は、寝ている場合に頭が板の上から外れるおそれがある。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように本発明によれば、液体を封入した容器を板に取り付けてその上に枕を設置し、心拍数、呼吸数又は体動を測定しようとする被験者の頭を載せることにより、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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（ａ）は、本発明の心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステムを示す平面図、図１（ｂ）は側断面図である。この測定システムは、圧力を感知する部材として、水が封入されたチューブ１，２を、２枚の板３ａ，３ｂの間に設置している。板３ｂは透明なものとして描いている。２枚の板３ａ，３ｂどうしは、テープ（図示せず）で固定している。
【００１７】
チューブ１，２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１，２に加工したものである。なお、チューブ１，２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。
板３ａ，３ｂの厚みは０．５から４ｍｍとする。板３ａ，３ｂの材質は、限定されないが、木、又はアクリルなどの合成樹脂があげられる。その硬さは、頭の荷重を与えたときに２枚の板が変形して接触しない硬さであればよい。
【００１８】
チューブ１，２の一端に、バルブ８を取り付けている。チューブ１，２の他端には、チューブ１，２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を測定するものである。
圧力センサ４の構造は限定されないが、例えばチューブ１，２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。
【００１９】
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、心拍、呼吸又は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、回路に応じて最適な値に設定する。例えば２倍から１０倍に設定する。ハイパスフィルタを通す理由は、チューブ１，２に封入された水の静水圧や、頭をチューブ１，２に接触させたときに加わる静水圧を差し引いて、オフセット値である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０．０８Ｈｚに設定する。また、増幅器５においては、高周波のノイズを除くため、信号をローパスフィルタに通す。ローパスフィルタの遮断周波数は、例えば３．３４Ｈｚに設定する。
【００２０】
図２は、増幅器５の具体的な回路図である。増幅器５の増幅チャンネルは１チャンネルのみ表示しているが、チューブが２本あり圧力センサも２つある場合は、増幅器５も２つの増幅チャンネルを持つ必要がある。
この回路によれば、圧力センサ４の検知信号が、０．０８ＨｚのハイパスフィルタＨＰＦと、３．３４ＨｚのローパスフィルタＬＰＦ通過し、１０ｋΩの抵抗を通して演算増幅器５１に印加されている。演算増幅器５１の出力は、５０ｋΩ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（３ｄＢ）から５倍（１０ｄＢ）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】
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。
なお、前記増幅器５からＡ／Ｄ変換器６を経てコンピュータ７の内部に至るまでの経路に、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、０．５Ｈｚ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、ＩＣやトランジスタを用いたフィルタ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、ハードウェア又はソフトウェアで構成されるディジタルフィルタで実現することができる。
【００２２】
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る。表示と同時に、あるいは表示なしで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、前記の実施形態に限定されるものではない。
【００２３】
例えば、前記の実施形態では、圧力を感知する部材としてのチューブの本数は２本としてるが、２本に限定されるものではなく、１本あるいは３本以上であってもよい。チューブを１本用いる場合は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、２枚の板３ａ，３ｂの間にチューブ１を挟むとともに、チューブと同様の硬さや変形量を持つスペーサ１０を挟んで用いる。スペーサとして、別のチューブを用いてもよい。また、スペーサがなくても測定可能である。
【００２４】
また、圧力を感知する部材として、液体の封入されたチューブ以外に、平面視して円形、楕円形、四角形などの形状を持った容器状の部材を使用してもよい。図４は、円形の容器を示し、図５は、四角形の容器を示している。このような容器を製造するには、２枚の同一形状の合成樹脂シートの周囲を、パイプ１３を挟んで接着又は融着した後、パイプ１３を通してその中に液体を所望の圧力になるまで入れ、最後に圧力センサ４を取り付けることにより、液体の封入された容器を作成する。なお、合成樹脂シートに２本のパイプを２本挟んで接着又は融着し、１本のパイプに圧力センサを取り付けた後、他のパイプを通して液体を所望の圧力になるまで入れて、この「他のパイプ」の端を密閉してもよい。このような容器をチューブの代わりに用いて、圧力を感知することができる。枕に使用すときは、このような容器と、同様の硬さや変形量を持つスペーサとを２枚の板の間に挟んで使用する。また、スペーサがない場合でも測定は可能である。
【００２５】
心拍数、呼吸数又は体動を計測する場合の、前記チューブや容器の位置は、特に限定しない。頭頂部側でもよいし、頸部側でも、真中でも、耳側でもよい。頭を乗せたときに２枚の板が撓んで接触しないように配置する。
本発明の心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法は、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。
【実施例】
【００２６】
図６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示す平面図（ａ）および側面図（ｂ）である。
この測定システムは、圧力を感知する部材として、水が封入されたチューブ１を、２枚の板３ａ，３ｂの間に設置している。もう１本のチューブ１４は、スペーサとして使用しているのみである。板３ｂの上に枕Ｐを載せている。
【００２７】
板３ａ，３ｂは２ｍｍ厚、３００×１５０ｍｍのアクリル板を使用した。
チューブ１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に加工した。
【００２８】
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０．０８Ｈｚ、増幅率は３倍に設定した。
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。
【００２９】
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、サイバネットシステム株式会社が販売しているデータ解析ソフトウェア"ＭＡＪＬＡＢ"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０．５Ｈｚ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。
【００３０】
＜実施例１＞
直径６．４ｍｍ、長さ３００ｍｍのチューブを２本作成し、水を４ｋＰａの大気圧との差圧で封入した。水の体積は、９．５ｃｍ2であった。２本のチューブを３００ｍｍ×１５０ｍｍ、厚み２ｍｍの２枚のアクリル板の間に挟んで固定した。チューブの位置はアクリル板の端から１ｃｍ内側とした。圧力を測定するチューブは、頸に近い方のチューブとした。アクリル板の上には、短く切断した合成樹脂のパイプを多数封入した枕を載せた。パイプの断面直径は４ｍｍ、長さは５ｍｍである。封入量は、８５０ｇ、枕のサイズは５０ｃｍ×３０ｃｍである。
【００３１】
＜実施例２＞
枕をテンピュール・ジャパン製のミレニアムネックピロー、サイズＭに代えた以外は実施例１と同じ状態で測定した。この枕のサイズは５４ｃｍ×３２ｃｍ×（１１〜６）ｃｍ。材質は低反撥ウレタンである。
＜実施例３＞
材質がパンヤである枕を使用した以外は実施例１と同じ構成で測定した。枕のサイズは６０ｃｍ×４５ｃｍ×１０ｃｍ、重量は６００ｇである。
【００３２】
＜実施例４＞
直径３．２ｍｍ、長さ１３０ｃｍのチューブを２本作成し、水を４ｋＰａの大気圧との差圧で封入した。水の体積は１．０ｃｍ2であった。それ以外は実施例１と同じである。
＜実施例５＞
直径１０ｍｍ、長さ３００ｍｍのチューブを２本作成し、水を４ｋＰａの大気圧との差圧で封入した。水の体積は２３．１ｃｍ2であった。それ以外は実施例１と同じである。
【００３３】
＜実施例６＞
２枚のシートを熱融着し、直径３０ｍｍの円形状のカフを３個作成した。水を４ｋＰａの大気圧との差圧で封入した。水の体積は３．７ｃｍ2であった。カフの厚みは最も厚い部分で６ｍｍであった。３個のカフを３００ｍｍ×１５０ｍｍ、厚み２ｍｍの２枚のアクリル板の間に挟んで固定した。カフの配置を図７に示す。圧力測定は、頸側のカフの一つを用いた。それ以外は実施例１と同じである。
【００３４】
＜実施例７＞
２枚のシートを熱融着し、２０ｍｍ×３０ｍｍの四角形のカフを３個作成した。水を４ｋＰａの大気圧との差圧まで封入した。水の体積は３．１ｃｍ3であった。カフの厚みは最も厚い部分で６ｍｍであった。３個のカフを３００ｍｍ×１５０ｍｍ、厚み２ｍｍの２枚のアクリル板の間に挟んで固定した。カフの配置を図８に示す。圧力測定は、頸側のカフの一つを用いた。それ以外は実施例１と同じである。
【００３５】
＜実施例８＞
直径６．４ｍｍ、長さ３００ｍｍのチューブを２本作成し、水を４ｋＰａの大気圧との差圧で封入した。水の体積は、９．５ｃｍ2であった。２本のチューブを３００ｍｍ×１５０ｍｍ、厚み２ｍｍの１枚のアクリル板の片面に固定した。チューブの位置はアクリル板の端から１ｃｍ内側とした。圧力を測定するチューブは、頸に近い方のチューブとした。アクリル板を、チューブを上にした状態で設置し、短く切断した合成樹脂のパイプを多数封入した枕を載せた。パイプの断面直径は４ｍｍ、長さは５ｍｍである。封入量は、８５０ｇ、枕のサイズは５０ｃｍ×３０ｃｍである。
【００３６】
＜実施例９＞
アクリル板を、チューブを下にした状態で設置し、その上に枕を載せた。それ以外は実施例８と同様である。
＜比較例１，２＞
実施例１と同じチューブを用いるが、板に挟まずに枕の上に置いた２本のチューブの位置は枕の頸側の端から１０ｃｍ内側と、さらに１０ｃｍ内側の２個所である。頸側のチューブで測定した結果を比較例１、頭頂部で測定した結果を比較例２とする。それ以外は実施例１と同じである。
【００３７】
＜比較例３＞
実施例２と同じテンピュール枕を使用した以外は、比較例１と同じである。
＜比較例４＞
実施例３と同じパンヤの枕を使用した以外は、比較例１と同じである。
＜比較例５＞
直径３．２ｍｍ、長さ３０ｍｍのチューブを作成し、水を４ｋＰａの大気圧との差圧で封入した。水の体積は０．２ｃｍ2であった。板へ付ける位置は実施例７と同じである。
【００３８】
以上をまとめると、表１及び表２のようになる。
【００３９】
【表１】
2005205023.tif 000003
【００４０】
【表２】
2005205023.tif 000004
【００４１】
＜評価方法＞
封入する液体の内圧による感度の確認：  実施例１で作成したチューブ１本を机の上に置き、図９に示すように、その上に３０ｃｍ×１５ｃｍ×２ｍｍのアクリル板を立て掛ける。その上に中央に頭を載せたときに相当する重さ２ｋｇの錘を載せ、さらに小さな錘を載せる。小さな錘の荷重は、２０，４０，６０，８０，１００ｍｇである。２０〜４０ｍｇは心拍による圧力変動に相当し、６０〜１００ｍｇは呼吸による圧力変動に相当する重量である。これらの小さな錘を取り除いたときの電圧変化は、図９（ｃ）のようになる。この電圧変化を読み取る。
【００４２】
本発明のセンサの精度確認：  ３０代の男性を被験者として、１時間寝てもらい、測定した。１分ごとの平均心拍数と平均呼吸数を計算し、これらの１時間分６０個の値を合計した。同時に医療用測定器（株）でデジテックス研究所製"Polymate"AP1000シリーズ医療器具承認番号21300BZZ00509000の指尖光電脈波とサーミスタにより心拍数と呼吸数を直接測定した。それぞれの１分ごとの平均心拍数と平均呼吸数の１時間分の値を合計する。実施例、比較例のセンサにより測定した１分ごとの平均心拍数及び平均呼吸数と、医療用測定器により測定した１分ごとの平均心拍数及び平均呼吸数との差を計算する。差の絶対値の１時間分、つまり６０個の値を合計する。
【００４３】
（差の絶対値の合計）×１００／（平均値の合計）をエラー率（％）とする。被験者が寝返りを打ったため波形が大きく乱れ、平均心拍数と平均呼吸数を計算することができない範囲は、エラー率の計算から除いた。
＜結果＞
測定結果のグラフを図１０に示す。このグラフから水圧が高くなるほど電圧は高く、感度がよいことがわかる。しかしながら、水圧１２ｋＰａ以上では電圧値はほぼ一定となり、感度の上昇が見られない。よって、封入する液体の大気圧との差圧は、０ｋＰａ以上１２ｋＰａ以下が好ましいといえる。
【００４４】
本発明のセンサの、実施例におけるエラー率は４％以下であり、良好である。比較例は４％を超えており、精度がわるい。比較例１と比較例２とは、チューブの直径が小さく、被験者の頸部や頭頂部との接触が十分でないことが原因と考えられる。比較例３と比較例４は枕の材質が液体圧の変化を吸収しやすいことが原因である。比較例５は、チューブに封入する液体の体積が小さすぎるため、感度が低下し、精度が悪くなったと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のチューブを用いた心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステムを示すブロック図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図２】増幅器５の具体的な回路図である。
【図３】水を入れた四角形の容器を２枚の板に挟んだ状態を示す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図４】水を入れた円形の容器の平面図及び断面図である。
【図５】水を入れた四角形の容器の平面図及び断面図である。
【図６】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示す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図７】円形のカフと板との位置関係を示す平面図である。
【図８】四角形のカフと板との位置関係を示す平面図である。
【図９】感度測定方法を示す平面図（ａ）、断面図（ｂ）及び電圧変化を示すグラフ（ｃ）である。
【図１０】チューブ内の水圧と、圧力センサの検出電圧との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
１，２   チューブ
３ａ，３ｂ  板
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
１０，１１，１２  容器（カフ）
１４  チューブ
【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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【図１０】
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