(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者に取り付けられ、当該被験者の生体に関する情報を検出する少なくとも１つの生体情報検出手段と、所定の測定制御を行う測定制御手段とを備えた生体情報測定装置において、
装置が所定の状態か否かを判定する状態判定手段と、
上記生体情報検出手段の１つである、上記被験者の体位を検出する体位検出手段とを備え、
上記体位検出手段が、上記被験者が横たわっていることを検出すると、上記状態判定手段は、上記所定の状態であると判定し、
上記測定制御手段は、上記状態判定手段により上記所定の状態であると判定されている場合のみ、上記所定の測定制御を行うことを特徴とする生体情報測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の生体情報測定装置において、
上記所定の測定制御は、上記体位検出手段以外の上記生体情報検出手段による検出動作を行わせるものであることを特徴とする生体情報測定装置。
【請求項３】
請求項２記載の生体情報測定装置において、
上記所定の測定制御は、上記検出動作を開始させた後に、所定の時間の経過後に上記検出動作を終了するものであることを特徴とする生体情報測定装置。
【請求項４】
請求項１記載の生体情報測定装置において、
測定データを記憶する記憶部を備え、
上記記憶部は、上記所定の測定制御により測定された測定データを記憶することを特徴とする生体情報測定装置。
【請求項５】
被験者に取り付けられ、当該被験者の生体に関する情報を検出する少なくとも１つの生体情報検出手段と、所定の測定制御を行う測定制御手段とを備えた生体情報測定装置において、
上記所定の測定制御の開始時点を選択する選択制御手段と、
装置が所定の状態か否かを判定する状態判定手段と、
上記生体情報検出手段の１つである、上記被験者の体位を検出する体位検出手段とを備え、
上記選択制御手段により、上記体位検出手段の検出結果に応じて、所定の測定制御を行うよう、上記開始時点が選択されている場合は、
上記体位検出手段が、上記被験者が横たわっていることを検出すると、上記状態判定手段は、上記所定の状態であると判定し、
上記測定制御手段は、上記状態判定手段により上記所定の状態であると判定されている場合のみ、上記所定の測定制御を行うことを特徴とする生体情報測定装置。
【請求項６】
被験者に取り付けられ、当該被験者の生体に関する情報を検出する少なくとも１つの生体情報検出手段と、所定の測定制御を行う測定制御手段とを備えた生体情報測定装置において、
電源入力手段と、
測定データを記憶する記憶部と、
上記生体情報検出手段の１つである、上記被験者の体位を検出する体位検出手段とを備え、
上記電源入力手段により電源が入力されることで、上記測定制御手段が上記所定の測定制御を開始した後に、上記体位検出手段が、上記被験者が横たわっていることを検出した場合のみ、前記記憶部は上記所定の測定制御により測定された測定データを記憶することを特徴とする生体情報測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被験者の呼吸機能、血圧、心電図、脈拍数、酸素飽和度などの生体情報を測定する生体情報測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、睡眠中に比較的長い無呼吸状態が頻繁に生じる睡眠時無呼吸症候群になると、動脈血中の酸素濃度が著しく低下したり心拍異常を併発することが知られている。また、睡眠中における無呼吸状態は、睡眠を浅くする原因になり、昼間における傾眠状態を引き起こすこともある。このような睡眠時無呼吸症候群の検査は、従来、睡眠ポリソモノグラフィを用いて、睡眠中における無呼吸回数などの無呼吸状態、脳波、眼球運動や酸素飽和度などを測定することにより行われていたが、多数の検査を行うため、被験者を入院させる必要があり、被験者にとって費用的にも時間的にも負担となっていた。また、病院施設という日常と異なる睡眠環境で検査を行うため、普段の睡眠が得られない場合が多く、信頼性のある睡眠結果を得るのが困難であるという問題があった。そこで、被験者を入院させることなく簡易的に睡眠時の無呼吸状態を検査可能な呼吸機能測定装置が提案されている（特開平５−２０００３１号公報）。
【０００３】
上記従来の呼吸機能測定装置は、酸素飽和度検出部、呼吸音検出部、体位検出部や心拍数検出用の複数の電極などの被験者に取り付けるための種々の生体情報検出手段を備えるとともに、これらの検出手段からの検出信号を記憶するための測定処理手段を備えている。そして、被験者は、この呼吸機能測定装置を自宅に持ち帰って就寝前に自ら装着し、睡眠中の各検出手段からの検出信号をそのまま、あるいはデータ処理して各種の呼吸機能の測定結果として測定処理手段に記録し、後日、医者などの専門家がこの記録データに基づき解析することで睡眠時無呼吸症候群などの診断を行うようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の呼吸機能測定装置では、被験者が自ら複数の検出手段を装着した後に電源スイッチをオンにしなければならず、電源スイッチをオンにする操作を忘れると測定が行われないという問題があった。
【０００５】
また、電源スイッチをオンにした後で直ぐに就寝しない場合や、翌朝に各検出手段を取り外す際に電源スイッチをオフにする操作を忘れてしまうと、無駄に電力を消費してしまい、測定に使用可能なメモリ容量が低減したり、電源として電池を用いている場合には残容量が低下してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するもので、測定すべき状態か否かを判定し、その判定結果に基づき自動的に測定動作を行うことが可能な生体情報測定装置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】
請求項１の発明は、被験者に取り付けられ、当該被験者の生体に関する情報を検出する少なくとも１つの生体情報検出手段と、所定の測定制御を行う測定制御手段とを備えた生体情報測定装置において、装置が所定の状態か否かを判定する状態判定手段と、上記生体情報検出手段の１つである、上記被験者の体位を検出する体位検出手段とを備え、上記体位検出手段が、上記被験者が横たわっていることを検出すると、上記状態判定手段は、上記所定の状態であると判定し、上記測定制御手段は、上記状態判定手段により上記所定の状態であると判定されている場合のみ、上記所定の測定制御を行うことを特徴としている。
【００１４】
この構成によれば、体位検出手段により被験者が横になっていることが検出されると所定の状態と判定されることにより、被験者が立っている状態では測定動作が行われず、必要な測定動作のみが行われることとなり、無駄な電力消費が抑制される。
【００１５】
また、請求項２の発明は、請求項１記載の生体情報測定装置において、上記所定の測定制御は、上記体位検出手段以外の上記生体情報検出手段による検出動作を行わせるものであることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項３の発明は、請求項２記載の生体情報測定装置において、上記所定の測定制御は、上記検出動作を開始させた後に、所定の時間の経過後に上記検出動作を終了するものであることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項４の発明は、請求項１記載の生体情報測定装置において、測定データを記憶する記憶部を備え、上記記憶部は、上記所定の測定制御により測定された測定データを記憶することを特徴としている。
【００１８】
また、請求項５の発明は、被験者に取り付けられ、当該被験者の生体に関する情報を検出する少なくとも１つの生体情報検出手段と、所定の測定制御を行う測定制御手段とを備えた生体情報測定装置において、上記所定の測定制御の開始時点を選択する選択制御手段と、装置が所定の状態か否かを判定する状態判定手段と、上記生体情報検出手段の１つである、上記被験者の体位を検出する体位検出手段とを備え、上記選択制御手段により、上記体位検出手段の検出結果に応じて、所定の測定制御を行うよう、上記開始時点が選択されている場合は、上記体位検出手段が、上記被験者が横たわっていることを検出すると、上記状態判定手段は、上記所定の状態であると判定し、上記測定制御手段は、上記状態判定手段により上記所定の状態であると判定されている場合のみ、上記所定の測定制御を行うことを特徴としている。
【００１９】
また、請求項６の発明は、被験者に取り付けられ、当該被験者の生体に関する情報を検出する少なくとも１つの生体情報検出手段と、所定の測定制御を行う測定制御手段とを備えた生体情報測定装置において、電源入力手段と、測定データを記憶する記憶部と、上記生体情報検出手段の１つである、上記被験者の体位を検出する体位検出手段とを備え、上記電源入力手段により電源が入力されることで、上記測定制御手段が上記所定の測定制御を開始した後に、上記体位検出手段が、上記被験者が横たわっていることを検出した場合のみ、前記記憶部は上記所定の測定制御により測定された測定データを記憶することを特徴としている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る生体情報測定装置の一実施形態である呼吸機能測定装置を被験者に装着した状態を示す図である。
【００２４】
この呼吸機能測定装置１は、被験者Ｐの睡眠時無呼吸状態などの呼吸機能を測定して呼吸の異常を報知するためのもので、酸素飽和度検出部２と、音検出部３と、呼吸検出部４と、呼吸努力検出部５と、中継部６と、体位検出部７（図４）と、測定処理部８とを備えている。
【００２５】
酸素飽和度検出部２と測定処理部８とは、接続ケーブル１１により接続され、音検出部３、呼吸検出部４および呼吸努力検出部５と中継部６とは、それぞれ、接続ケーブル１２，１３，１４により接続され、中継部６と測定処理部８とは、接続ケーブル１２，１３，１４を１本にまとめた中継ケーブル１５により接続されている。
【００２６】
接続ケーブル１１〜１４の先端にはプラグ１１ａ〜１４ａが取り付けられており、それぞれ、測定処理部８のジャック８ａ（図１０）および中継部６のジャック６ａ，６ｂ，６ｃ（図１０）に取り外し可能に接続されている。また、中継ケーブル１５の先端にはプラグ１５ａが取り付けられており、測定処理部８のジャック８ｂ（図１０）に取り外し可能に接続されている。プラグ１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａおよびジャック６ａ，６ｂ，６ｃ，８ａ，８ｂは、それぞれコネクタを構成し、取り外し可能に電気的に接続する接続手段としての機能を有する。
【００２７】
次に、図２〜図９を参照して各部の構成について説明する。図２は酸素飽和度検出部の構成を示す図である。
【００２８】
酸素飽和度検出部２は、指先の動脈中の酸素飽和度を検出するもので、図２に示すように、上下のクリップ板２１，２２の一端部が軸支されて連結され、ばね（図示省略）によって他端部が挾持方向に付勢されたもので、クリップ板２１，２２により被験者の指１６を挾むようにして指先に装着可能になっている。上側のクリップ板２１には、吸収率が血中の酸素濃度に依存する波長の光（例えば赤色光）を発するＬＥＤ２３ａと、吸収率が血中の酸素濃度にほとんど依存しない波長の光（例えば赤外光）を発するＬＥＤ２３ｂとが配設され、下側のクリップ板２２のＬＥＤ２３ａ，２３ｂに対向する位置には、ＬＥＤ２３ａ，２３ｂからの発光光のうちで指１６を透過した光を受光するフォトダイオード２４が配設されており、受光した光強度に応じた受光信号が接続ケーブル１１を介して測定処理部８に送られる。
【００２９】
図１に戻り、音検出部３は、例えば粘着テープなどによって被験者Ｐの喉近傍に接着され、被験者Ｐの気管音やいびき音を検出するマイクロフォンからなるもので、音の大きさに応じた音信号が接続ケーブル１２および中継ケーブル１５を介して測定処理部８に送られる。
【００３０】
呼吸検出部４は、被験者Ｐの呼吸によって生じる気流を検出するもので、図３に示すように、左鼻息検出部４１、右鼻息検出部４２および口息検出部４３を備え、左鼻息検出部４１および右鼻息検出部４２がそれぞれ鼻孔の入口に対向するように、かつ口息検出部４３が口に対向するように、例えば粘着テープによって被験者Ｐの鼻の下に接着されている（図１参照）。
【００３１】
この呼吸検出部４の左鼻息検出部４１、右鼻息検出部４２および口息検出部４３はそれぞれ例えばサーミスタからなり、図３に示すように、ハウジング４４内で導電ライン４５，４６，４７，４８により直列に接続されており、この導電ライン４５，４８が互いに絶縁された状態で接続ケーブル１３として１本にまとめられている。
【００３２】
左鼻息検出部４１、右鼻息検出部４２および口息検出部４３のいずれかに鼻または口の呼吸による気流が当たると当該検出部の温度が上昇し、導電ライン４５，４８間の抵抗値の変化となって表われる。従って、呼吸検出部４では、この抵抗値の変化が導電ライン４５，４８間の電位差の変化として検出されるようになっている。
【００３３】
呼吸努力検出部５は、被験者Ｐの胸部または腹部に装着され、被験者Ｐの呼吸努力による胸部または腹部の周囲長の変化量を検出するものである。この呼吸努力検出部５は、被験者Ｐの胸部または腹部に非伸縮性のベルト部材を両端部が重なり合うように巻き付け、被験者Ｐの呼吸努力による胸部または腹部の周囲長の変化に基づく上記両端部の重なり合う部分の寸法の変化量を検出するもので、ベルト部材を非伸縮性とすることで、上記周囲長の変化が上記重なり合う部分の寸法の変化量に直接的に表れるようにしている。
【００３４】
図４は呼吸努力検出部５の検出ボックスの内部構成を示す図である。呼吸努力検出部５は、図１に示すように、検出ボックス５１およびベルト５２，５３を備え、本実施形態では被験者Ｐの胸部に装着されており、図４に示すように、検出ボックス５１内には、移動板５５、ばね５６、フォトインタラプタ５７、ガイド板５８ａ，５８ｂ、体位検出部７（後述）などが配設されている。
【００３５】
ベルト５２，５３は伸縮性のないものが採用され、これによって胸部の周囲長の変化が検出ボックス５１内の移動板５５の移動に正確に反映されるようになっている。ベルト５２の一端は、移動板５５の左端部５５ｂに固定されている。ばね５６の基端５６ａは、検出ボックス５１の所定部５１ｂに固定され、ばね５６の先端５６ｂは、移動板５５の右端部５５ａに固定されている。また、ベルト５３の一端は、検出ボックス５１の右端に設けられた取付部５１ａに固定されている。
【００３６】
ベルト５２，５３の他端は、図１に示すように、面ファスナ５９により、着脱自在、かつ装着位置が調整可能に互いに固定されている。そして、面ファスナ５９の装着位置を調整して被験者Ｐに対する巻付け長さを調整することによって、被験者Ｐの胸部に呼吸努力検出部５をばね５６の適正な弾性力で密着できるようになっている。
【００３７】
図４において、移動板５５には目盛部６１が設けられている。この目盛部６１は、図５（ａ）に示すように、透明なフィルム６２にベルトの長手方向（図中、横方向）に所定寸法（本実施形態では例えば0.03mm）のライン６３が等間隔（本実施形態では例えば0.06mm）で多数印刷されて構成されている。そして、図５（ｂ）に示すように、フォトインタラプタ５７を構成する発光素子（例えばＬＥＤ）６４および受光素子（例えばフォトダイオード）６５は、この目盛部６１を挾むように配設されている。
【００３８】
また、図４において、ガイド板５８ａ，５８ｂは、検出ボックス５１に固定され、ベルト５２が矢印Ｑ方向に引っ張られたときに移動板５５の移動方向を規制するもので、図５（ｂ）にはガイド板５８ｂのみを示しているが、それぞれ、移動板５５を挟むように断面コ字状に形成されている。
【００３９】
ばね５６は弾性手段を構成し、ベルト５２，５３、移動板５５および検出ボックス５１は非伸縮性のベルト部材を構成し、ライン６３は所定の特性を有する領域を構成し、フォトインタラプタ５７は読取部を構成する。また、ライン６３は遮断領域を構成し、各ライン６３の間のフィルム６２の部分は透過領域を構成する。
【００４０】
なお、図１に示すように、本実施形態では、呼吸努力検出部５を被験者Ｐの胸部に装着しているが、腹部に装着するようにしてもよい。また、ばね５６に代えて、ゴムなどの弾性手段を用いてもよい。
【００４１】
また、図４に示すように、本実施形態では目盛部６１を移動板５５に設け、フォトインタラプタ５７を検出ボックス５１に固定しているが、これに限られず、目盛部６１を検出ボックス５１に設け、フォトインタラプタ５７を移動板５５に取り付けるようにしてもよい。すなわち、ベルト部材の一方端を構成する移動板５５の右端部５５ａと、ベルト部材の他方端を構成する検出部ボックス５１の左端部５１ｃとの相対的な移動量が検出可能であればよい。
【００４２】
図１に戻り、中継部６は、音検出部３、呼吸検出部４および呼吸努力検出部５と測定処理部８とを接続する３本の接続ケーブルがもつれて配線が輻輳するのを防止するもので、箱形状でベルト５３に固定されている。中継部６の一方の側面には音検出部３、呼吸検出部４および呼吸努力検出部５との接続ケーブル１２，１３，１４の先端のプラグ１２ａ，１３ａ，１４ａが取り付けられるジャック６ａ，６ｂ，６ｃ（図１０）が設けられ、この反対側の側面には測定処理部８に接続される中継ケーブル１５が固定されており、中継部６内では３本の接続ケーブル１２，１３，１４内の信号線が互いに絶縁された状態で１本の中継ケーブル１５で出力されるようにまとめられている。
【００４３】
体位検出部７は、被験者Ｐの姿勢（立位、仰臥位、右側臥位、左側臥位、伏臥位等）を検出するものである。
【００４４】
この体位検出部７は、複数の接点が設けられた容器内に密閉された導電性の可動体を備えてなる回転位置センサを有するもので、この可動体は、自由に移動可能で、隣接する２接点を短絡する短絡状態を備えている。そして、被験者Ｐの姿勢変化により可動体が移動すると別の２接点を短絡することになるが、この可動体は、１つの短絡状態と別の短絡状態との間に、いずれの２接点も短絡しない不感状態を備えている。この不感状態は、１つの短絡状態から別の短絡状態に移るときに、１つの接点のみに接触した状態が存在することによって生じるものであるが、これは可動体がいずれの接点にも接触しない開放状態と区別できない。
【００４５】
そこで、本実施形態の体位検出部７は、上記のような回転位置センサを２個備えており、双方の回転位置センサが同時に不感状態になることがないような位置関係を有した状態で、被験者Ｐに取り付けられている。
【００４６】
図６は体位検出部の構成を示す図で、（ａ）は外観の斜視図、（ｂ）は回転位置センサの横断面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。図７（ａ）（ｂ）は被験者が仰臥位であるときの体位検出部の配置状態を示す図、図８は回転位置センサの回転位置に対する接点の短絡状態を示す図、図９は体位検出部の検出回路を示す回路図である。
【００４７】
図６（ａ）において、体位検出部７は、同一構造の回転位置センサ７１ａ，７１ｂと、検出回路７２とを備え、それぞれ回路基板７３上に配設されており、図４に示すように、呼吸努力検出部５の検出ボックス５１に収容されている。このように、体位検出部７を検出ボックス５１に収容するようにしたので、体位検出部７を収容するためのボックスを別途備える必要がなくなり、これによって、この呼吸機能測定装置１の装着作業を簡易にするとともに、この装着による被験者Ｐの違和感を低減することができる。
【００４８】
図６（ｂ）、（ｃ）に示すように、回転位置センサ７１ａ，７１ｂは、絶縁部材からなる中空のハウジング（容器）７５内に、表面が導電部材からなる可動体７６が移動自在に配設されてなる。ハウジング７５は、外観の平面視がほぼ正方形の直方体形状で、その天板７５ａおよび底板７５ｂの中央には、それぞれ球面の凹部７５ｃ，７５ｄが形成されている。また、その側板７５ｅの４隅であって高さ方向のほぼ中央位置に、板状の導体からなる接点７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄが中心軸７１ｐに向けて突設され、側板７５ｅの互いに対向する面の外部には、これらの接点７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄとそれぞれ導通する端子７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄが突設されている。
【００４９】
図６（ｂ）に示すように、接点７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄは、隣接する接点との距離ｄは、可動体７６の直径Ｒより多少短い距離に設定されており、可動体７６を臨む部分は中心軸７１ｐを中心とする円形状に滑らかに形成されている。また、図６（ａ）、図７に示すように、回転位置センサ７１ａ，７１ｂは、互いに所定角度（本実施形態では、例えば45°）だけ中心軸７１ｐ（図６（ｂ））周りに回転した状態（位相が異なる状態）で回路基板７３に配設されており、この回路基板７３が、図４に示すように、検出ボックス５１に図中下向きに固定されている。
【００５０】
ここで、図６（ｂ）、図７（ａ）に示すように、回転位置センサ７１ａの接点７７ａ，７７ｄ間を接点部Ｓ１、接点７７ａ，７７ｂ間を接点部Ｓ２、接点７７ｂ，７７ｃ間を接点部Ｓ３、接点７７ｃ，７７ｄ間を接点部Ｓ４と称し、回転位置センサ７１ｂの接点７７ａ，７７ｄ間を接点部Ｔ１、接点７７ａ，７７ｂ間を接点部Ｔ２、接点７７ｂ，７７ｃ間を接点部Ｔ３、接点７７ｃ，７７ｄ間を接点部Ｔ４と称する。
【００５１】
この構成によれば、被験者Ｐが立位（立っている状態）のときは、可動体７６が凹部７５ｃに嵌り込んだ状態になるので、可動体７６はいずれの接点７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄにも接触せず、いずれの２接点間も開放状態（オフ）になる。
【００５２】
これに対して、図７（ｂ）に示すように被験者Ｐが仰臥位の場合には、体位検出部７は、図７（ａ）において紙面上方が上側（天井側）になり、紙面下方が下側（床側）になるように配置されることになるので、一方の回転位置センサ７１ａの可動体７６は、接点７７ａ，７７ｄの間に嵌り込んだ状態になることから両接点７７ａ，７７ｄ間、すなわち接点部Ｓ１が短絡（オン）され、他方の回転位置センサ７１ｂの可動体７６は、接点７７ａの先端側の円形部に嵌り込んだ状態になることからいずれの２接点間も開放された不感状態（オフ）になる。
【００５３】
次に、図８を用いて、被験者の体位が変化したときの回転位置センサ７１ａ，７１ｂの各接点部の状態について説明する。上記図７で説明したように、被験者Ｐが仰臥位のときは、回転位置センサ７１ａの可動体７６が接点７７ａ，７７ｄの間に嵌り込んだ状態になることから接点部Ｓ１が短絡（オン）する。図７の状態から被験者Ｐが図中、時計回りに回転すると、一旦可動体７６が接点７７ａの先端側の円形部に嵌り込んだ状態になり、いずれの接点間も開放（オフ）された不感状態Ａ１になる。さらに被験者が回転すると、回転位置センサ７１ａの可動体７６が接点７７ａ，７７ｂの間に嵌り込んだ状態になり、接点部Ｓ２が短絡（オン）する。
【００５４】
さらに被験者が時計回りに回転すると、回転位置センサ７１ａは、可動体７６が接点７７ｂの先端部に嵌り込んだ不感状態Ａ２→接点部Ｓ３がオン→可動体７６が接点７７ｃの先端部に嵌り込んだ不感状態Ａ３→接点部Ｓ４がオン→可動体７６が接点７７ｄの先端部に嵌り込んだ不感状態Ａ４と変化し、被験者が仰臥位に戻ると接点部Ｓ１がオンになる。
【００５５】
このように、図８の範囲▲１▼は仰臥位に対応し、範囲▲２▼は左側臥位に対応し、範囲▲３▼は伏臥位に対応し、範囲▲４▼は右側臥位に対応する。そして、接点部Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４のオンが各体位に対応するが、各接点部のオンから次の接点部のオンに移るまでの間には、いずれの接点部もオンしない不感状態Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４が存在する。従って、この回転位置センサ７１ａだけでは、不感状態Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４のときは、被験者Ｐが立位のときの開放状態と区別することができない。
【００５６】
一方、回転位置センサ７１ｂは、図６（ａ）、図７（ａ）に示すように、回転位置センサ７１ａに対して、所定角度（本実施形態では、例えば45°）だけ反時計回りに回転した状態で回路基板７３に配設されている。従って、図７において被験者Ｐが時計回りに回転すると、接点部Ｔ１〜Ｔ４のオンは、図８に示すように、接点部Ｓ１〜Ｓ４のオンに対してそれぞれ１／８周期だけ遅れる。これによって、回転位置センサ７１ａが不感状態Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４のときは、それぞれ回転位置センサ７１ｂの接点部Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４がオンになる。
【００５７】
なお、本実施形態では、回転位置センサ７１ｂは、回転位置センサ７１ａに対して45°だけ反時計回りに回転した状態で回路基板７３に配設しているが、これに限られず、回転位置センサ７１ａが不感状態Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４のときに回転位置センサ７１ｂの接点部Ｔ１〜Ｔ４のいずれかがオンになるように、すなわち回転位置センサ７１ａ，７１ｂの双方が同時に不感状態とならないように配置しておけばよい。例えば、45°に比べて角度が多少増減してもよく、また、−45°や135°などの角度だけ回転した状態で配置してもよい。
【００５８】
次に、図９の回路図を用いて、回転位置センサ７１ａ，７１ｂに接続される検出回路７２について説明する。図９において、電源電圧をＶCC、抵抗Ｒ１〜Ｒ５の抵抗値をＲ1〜Ｒ5とする。
【００５９】
回転位置センサ７１ａの端子７８ａは抵抗Ｒ１を介して電源ラインＵ３に接続され、端子７８ｂは抵抗Ｒ３，Ｒ４からなる直列回路を介してアースラインＵ４に接続され、端子７８ｃは電源ラインＵ３に直接接続され、端子７８ｄは抵抗Ｒ２を介して抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続点に接続され、この抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続点が出力ラインＵ１に接続されている。これによって出力ラインＵ１に所定レベルの電圧を出力する第１検出回路７２ａが構成される。
【００６０】
一方、回転位置センサ７１ｂの端子７８ａ，７８ｃは、それぞれ電源ラインＵ３に直接接続され、端子７８ｂ，７８ｄは、それぞれ、出力ラインＵ２に直接接続されるとともに、抵抗Ｒ５を介してアースラインＵ４に接続されている。これによって出力ラインＵ２に所定レベルの電圧を出力する第２検出回路７２ｂが構成される。
【００６１】
図４に示す回路基板７３から延びる接続ケーブル７３ａは、出力ラインＵ１，Ｕ２、電源ラインＵ３およびアースラインＵ４の４本の導電ラインが互いに絶縁されて構成されている。
【００６２】
このような検出回路７２の回路構成により、回転位置センサ７１ａの接点部Ｓ１〜Ｓ４がオンのときに出力ラインＵ１に出力される電圧Ｖ１〜Ｖ４は、それぞれ、
Ｖ１＝ＶCC・Ｒ4／(Ｒ1＋Ｒ2＋Ｒ4)  …(１)
Ｖ２＝ＶCC・Ｒ4／(Ｒ1＋Ｒ3＋Ｒ4)  …(２)
Ｖ３＝ＶCC・Ｒ4／(Ｒ3＋Ｒ4)       …(３)
Ｖ４＝ＶCC・Ｒ4／(Ｒ2＋Ｒ4)       …(４)
となり、全接点部Ｓ１〜Ｓ４がオフのときに出力ラインＵ１に出力される電圧Ｖ５は、Ｖ５＝０となる。
【００６３】
一方、回転位置センサ７１ｂの接点部Ｔ１〜Ｔ４のいずれかがオンのときに出力ラインＵ２に出力される電圧Ｖ６は、Ｖ６＝ＶCCとなり、回転位置センサ７１ｂの接点部Ｔ１〜Ｔ４のいずれもがオフのときに出力ラインＵ２に出力される電圧Ｖ７は、Ｖ７＝０となる。
【００６４】
例えばＶCC＝5(Ｖ)，Ｒ1＝100(ｋΩ)，Ｒ2＝200(ｋΩ)，Ｒ3＝51(ｋΩ)，Ｒ4＝100(ｋΩ)，Ｒ5＝100(ｋΩ)のときには、Ｖ１＝1.2(Ｖ)，Ｖ２＝2.0(Ｖ)，Ｖ３＝3.3(Ｖ)，Ｖ４＝1.7(Ｖ)，Ｖ６＝5(Ｖ)となる。
【００６５】
このように、第１検出回路７２ａの抵抗Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値を適切な値に設定することにより、接点部Ｓ１〜Ｓ４のオンに対してそれぞれ異なるレベルの電圧を出力ラインＵ１に出力することができ、これによって回転位置センサ７１ａの接点部Ｓ１〜Ｓ４のいずれがオンになっているか、または全ての接点部Ｓ１〜Ｓ４がオフになっているかを判別することが可能になる。また、第２検出回路７２ｂにより、回転位置センサ７１ｂの接点部Ｔ１〜Ｔ４のうちでいずれかの接点部がオンになっているか、または全ての接点部Ｔ１〜Ｔ４がオフになっているかを判別することが可能になる。
【００６６】
従って、１個の回転位置センサ７１ａだけでは、全ての接点部Ｓ１〜Ｓ４がオフのときに被験者の体位が立位であるのか、または横たわった状態で、かつ不感状態であるのかが判別できない。これに対して、本実施形態の構成によれば、回転位置センサ７１ａの全ての接点部Ｓ１〜Ｓ４がオフであっても、回転位置センサ７１ｂの接点部Ｔ１〜Ｔ４のうちでいずれかの接点部がオンになっていれば被験者の体位が横たわった状態で、かつ不感状態であると判別し、全ての接点部Ｔ１〜Ｔ４がオフになっていれば被験者の体位が立位であると判別することができる。
【００６７】
これによって、被験者の体位が仰臥位、左側臥位、右側臥位、伏臥位および立位のいずれであるかを確実に判別することができる。
【００６８】
また、検出回路７２を図９に示す回路構成とすることにより、４本の導電ラインＵ１〜Ｕ４で判別することができ、体位検出部７から測定処理部８までの信号ラインの本数を最小限とすることができる。また、回転位置センサ７１ｂは、いずれかの接点部がオンになっているか、またはいずれもオフであるかのみが判別できればよいので、第２検出回路７２ｂを簡素な回路構成にできる。
【００６９】
なお、第２検出回路７２ｂも、第１検出回路７２ａと同様の回路構成としてもよい。これによって、被験者が横たわった状態で回転位置センサ７１ａが不感状態のときに、回転位置センサ７１ｂのオンになっている接点部を判別できることから、被験者がどの体位とどの体位との間に位置しているかを判別することができる。
【００７０】
図１に戻って、測定処理部８は、箱形状で、裏面のベルト通し（図示省略）に通したベルト８ｃを被験者Ｐの手首に巻き付けて面ファスナ（図示省略）により固定されるようになっており、表面に電源スイッチ８１および表示部８２を備えている。
【００７１】
次に、測定処理部８の電気的構成について説明する。図１０は呼吸機能測定装置１の電気的構成を示すブロック図、図１１はＣＰＵの機能ブロックを示すブロック図である。なお、図１、図４と同一物には同一符号を付す。
【００７２】
測定処理部８は、図１０に示すように、電池８０、電源スイッチ８１、表示部８２、信号処理部８３〜８６、アナログスイッチ８７、Ａ／Ｄ変換部８８、記憶部８９およびＣＰＵ９０を備えている。
【００７３】
電池８０は例えば９Ｖ電源からなり、各部に動作用の電力を供給するためのもので、電源スイッチ８１は電池８０から各部への電力供給を開始させるもので、表示部８２はＬＣＤ等からなり、測定結果などを表示するものである。
【００７４】
信号処理部８３，８４，８５，８６は、それぞれ、酸素飽和度検出部２のフォトダイオード２４からの受光信号、音検出部３からの音信号、呼吸検出部４の抵抗値に応じた検出信号、呼吸努力検出部５のフォトインタラプタ５７の受光素子６５からの受光信号を受けて、各信号の増幅処理や波形整形処理などを行うものである。
【００７５】
例えば、被験者の呼吸努力により胸部の周囲長が増減して目盛板６１がフォトインタラプタ５７の発光素子６４および受光素子６５の間を移動すると、発光素子６４からの発光光の透過および遮断が繰り返されて、受光素子６５により図１２（ａ）に示すような受光信号が得られ、この受光信号が信号処理部８６により波形整形処理されて、図１２（ｂ）に示すようなパルス信号が得られる。
【００７６】
また、信号処理部８５は、呼吸検出部４の導電ライン４５，４８間に予め設定された電圧を印加することにより、抵抗値の変化を電圧の変化に変換する機能を有している。
【００７７】
信号処理部８３〜８６および体位検出部７からの出力信号は、ＣＰＵ９０により制御されるアナログスイッチ８７によって順次１つずつＡ／Ｄ変換部８８に送られ、Ａ／Ｄ変換されてＣＰＵ９０に入力される。記憶部８９は、予め設定された固定データなどを含むＣＰＵ９０の制御プログラムを記憶するＲＯＭや、検出データなどを一時的に保管するＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭなどからなる。このＲＡＭまたはＥＥＰＲＯＭは、例えば24時間分（睡眠時間が8時間として3日分）の検出データを記憶可能な容量を有している。なお、ＣＰＵ９０の制御プログラムは、内蔵ＲＯＭに格納するのに代えて、ＩＣカードなどを介して外部から供給するようにしてもよい。
【００７８】
ＣＰＵ９０は、図１１に示すように、機能ブロックとして、状態判定手段９１、測定制御手段９２、生体情報演算手段９３、呼吸努力判定手段９４、体位判定手段９５を備えている。
【００７９】
状態判定手段９１は、電源スイッチ８１がオンにされると、所定周期（例えば1秒）ごとに所定の状態か否かを判定するもので、以下の▲１▼〜▲４▼に示す機能を有する。
【００８０】
▲１▼体位検出部７の検出信号を取り込んで被験者が横になった状態か否かを判定し、横になった状態と判定すると所定の状態であると判定する被験者状態判定手段としての機能。
【００８１】
▲２▼ジャック８ａにプラグ１１ａが接続されたか否か、ジャック８ｂにプラグ１５ａが接続されたか否かを判定する接続判定手段としての機能。そして、ジャック８ａ，８ｂのいずれか一方にプラグ１１ａ，１５ａが接続されたと判定すると所定の状態であると判定する。この場合、ジャック８ａ，８ｂの双方にプラグ１１ａ，１５ａが接続されたと判定すると所定の状態であると判定するようにしてもよい。なお、ジャック８ａ，８ｂは、それぞれプラグ１１ａ，１５ａが接続されるとその旨の検出信号をＣＰＵ９０に送出する機能を有している。
【００８２】
▲３▼酸素飽和度検出部２が被験者Ｐの指１６に装着されたか否かを判定する装着判定手段としての機能。酸素飽和度検出部２のＬＥＤ２３ａ，２３ｂのいずれか一方を所定周期（例えば1秒）ごとに所定時間（例えば50msec）だけ発光させ、そのときのフォトダイオード２４による受光信号のレベルが所定レベル以下であれば指１６に装着されたと判定し、所定レベルを超えておればＬＥＤの光が素通しでフォトダイオードに受光されているとして指１６に装着されていないと判定する。そして、酸素飽和度検出部２が被験者Ｐの指１６に装着されたと判定すると所定の状態であると判定する。
【００８３】
▲４▼呼吸努力検出部５が被験者に装着されたか否かを判定するベルト装着判定手段としての機能。ばね５６の伸び量が所定値以上になると呼吸努力検出部５が被験者に装着されたと判定する。そして、呼吸努力検出部５が被験者に装着されたと判定すると所定の状態であると判定する。
【００８４】
測定制御手段９２は、状態判定手段９１により所定の状態と判定されると、各部の動作を制御して測定動作を開始するもので、例えば、図１３に示すように酸素飽和度検出部２のＬＥＤ２３ａ，２３ｂを、それぞれ、所定周期Ｔ1（例えば10msec）で所定時間Ｔ2（例えば2.5msec）ずつ交互に発光させ、また、呼吸努力検出部５の発光素子６４を点灯させる。
【００８５】
また、測定制御手段９２は、測定動作の開始後に、状態判定手段９１により所定の状態にないと判定されると、測定動作を終了するものである。
【００８６】
生体情報演算手段９３は、各部から得られる信号に基づいて、例えば以下の▲１▼〜▲５▼に示す各種の生体情報を所定周期（例えば5sec）で演算するとともに、その演算結果などを記憶部８９に格納するものである。
【００８７】
▲１▼図１３に示すような酸素飽和度検出部２のフォトダイオード２４の受光信号の振幅の周期Ｔ3（同図では、便宜上Ｔ3／２を示している）に基づき脈拍数を算出する。
【００８８】
▲２▼図１３に示すような酸素飽和度検出部２のＬＥＤ２３ａ，２３ｂが発光したときのフォトダイオード２４による各受光信号のレベルに基づき酸素飽和度を算出する。
【００８９】
▲３▼図１４に示すような音検出部３からの音信号の振幅Ｗと予め設定されたレベルとを比較して、呼吸状態について判定する。例えば、時刻ｔ0〜時刻ｔ1の間は無呼吸による気管音の停止状態と判定し、振幅Ｗ1は通常の呼吸音と判定し、振幅Ｗ2はいびき音と判定する。また、ピーク値の間隔Ｔ4に基づき単位時間当りの呼吸数または無呼吸状態の継続時間を算出する。
【００９０】
▲４▼図１５に示すような呼吸検出部４における抵抗値の変化の周期Ｔ5に基づき単位時間当りの呼吸数または無呼吸状態の継続時間を算出する。また、ピーク値の振幅Ｗ3に基づき呼吸の強さを判定する。
【００９１】
▲５▼単位時間当りの無呼吸回数や、体位判定手段９５で判定される各体位ごとに無呼吸回数を算出する。
【００９２】
図１１に戻り、呼吸努力判定手段９４は、呼吸努力検出部５からの信号に基づき被験者Ｐの呼吸努力の有無を判定するもので、機能ブロックとして、基準位置判定手段１０１、伸び量判定手段１０２、報知制御手段１０３、移動量演算手段１０４を備えている。
【００９３】
基準位置判定手段１０１は、電源スイッチ８１がオンされたときに、ばね５６の伸び量が０であるとして、このときのフォトインタラプタ５７による目盛板６１の検出位置を基準位置として記憶部８９に記憶させるものである。
【００９４】
伸び量判定手段１０２は、呼吸努力検出部５を被験者Ｐに装着するときに、ばね５６の伸び量が所定範囲内にあるか否かを判定するものである。また、伸び量判定手段１０２は、測定中に上記判定を所定周期で行う。
【００９５】
この所定範囲は、最適な引張り強さ（弾性力）となる範囲（例えばフォトインタラプタ５７による検出範囲が図５（ａ）に示す範囲Ｘ）であり、ばね５６の伸び量に対する引張り強さの関係に基づき予め求めておいて、記憶部８９に記憶しておく。
【００９６】
また、この所定範囲は、ベルト部材の両端部（図４における移動板５５と検出ボックス５１）の重なり合った部分の長さで定義することもできる。例えば、フォトインタラプタ５７による検出位置が図５（ａ）に示す範囲Ｘの左端のときの上記重なり合った部分の長さを上限値とし、検出位置が範囲Ｘの右端のときの上記重なり合った部分の長さを下限値とする範囲である。
【００９７】
報知制御手段１０３は、ばね５６の伸び量が上記所定範囲になると、その旨を表示部８２に表示して被験者Ｐに報知するものである。また、報知制御手段１０３は、測定中にばね５６の伸び量が上記所定範囲から外れると、その旨を表示部８２に表示して被験者Ｐに報知するとともに、上記所定範囲から外れている旨のデータを、測定データおよび経過時間とともに記憶部８９に格納する。このデータは、例えば予め設定されたビットを１にセットすることにより行われる。すなわち、その設定ビットが０であれば、上記所定範囲内で測定が行われていたことを表わしている。
【００９８】
移動量演算手段１０４は、上記図１２（ｂ）に示すようなフォトインタラプタ５７の受光素子６５からの受光信号のパルス数に基づき、呼吸努力による被験者の胸囲（胸部の周囲長）の変化量を算出して、呼吸努力の強さや、呼吸努力の停止回数（例えば10秒間以上停止した回数）などを求めて記憶部８９に格納するものである。
【００９９】
体位判定手段９５は、体位検出部７の出力ラインＵ１，Ｕ２（図９）の電圧レベルに基づき被験者Ｐの体位を判定するものである。すなわち、出力ラインＵ１に出力される電圧Ｖが、上記式(１)のＶ＝Ｖ１のときは仰臥位と判定し、上記式(２)のＶ＝Ｖ２のときは左側臥位と判定し、上記式(３)のＶ＝Ｖ３のときは伏臥位と判定し、上記式(４)のＶ＝Ｖ４のときは右側臥位と判定する。また、出力ラインＵ１に出力される電圧Ｖ＝０で、かつ出力ラインＵ２に出力される電圧Ｖ＝ＶCCのときは、被験者Ｐは横たわった状態であると判定し、出力ラインＵ１，Ｕ２に出力される電圧Ｖが、双方ともＶ＝０のときは、被験者Ｐは立位であると判定する。
【０１００】
酸素飽和度検出部２、音検出部３、呼吸検出部４、呼吸努力検出部５および体位検出部７は生体情報検出手段を構成し、測定制御手段９２および生体情報演算手段９３は測定制御手段を構成する。
【０１０１】
次に、図１６のフローチャートを用いて、呼吸機能測定装置１の測定動作手順について説明する。
【０１０２】
まず、被験者Ｐが就寝する前に、この呼吸機能測定装置１が被験者Ｐにより自ら装着される（＃１１０）。すなわち、酸素飽和度検出部２を指先に挟んで固定し、この酸素飽和度検出部２を装着した側の手首に測定処理部８を装着した後に、接続ケーブル１１のプラグ１１ａを測定処理部８のジャック８ａに接続する。次いで、呼吸努力検出部５を胸部に巻き付け、音検出部３を喉に貼り付け、呼吸検出部４を鼻下に貼り付け、これらの接続ケーブル１２，１３のプラグ１２ａ，１３ａを中継部６のジャック６ａ，６ｂに接続し、中継部６の中継ケーブル１５のプラグ１５ａを測定処理部８に接続する。
【０１０３】
次いで、電源スイッチ８１がオンにされると（＃１２０）、状態判定手段９１により所定の状態か否かが判定される（＃１３０）。そして、所定の状態であると判定されると（＃１３０でＹＥＳ）、測定動作が開始されて、生体情報演算手段９３により各種の生体情報の演算およびその演算結果の記憶部８９への格納などが行われる（＃１４０）。
【０１０４】
次いで、測定中に所定周期で状態判定手段９１により所定の状態か否かが判定され（＃１５０）、所定の状態であると判定されると（＃１５０でＹＥＳ）、測定動作が継続され、所定の状態でないと判定されると（＃１５０でＮＯ）、測定動作が終了する（＃１６０）。そして、被験者Ｐが目覚めると、電源スイッチ８１がオフにされる（＃１７０）。
【０１０５】
このように、状態判定手段８１により所定の状態か否かを判定し、所定の状態と判定されると測定動作を開始するようにしたので、被験者Ｐが睡眠に入る時点、またはそれに近い時点から測定動作を開始することができる。これによって、記憶部８９に無駄なデータを記憶したり、不必要な電力消費を削減することができる。また、記憶部８９に記憶されるデータに無駄なデータが少ないので、後日記憶部８９の記憶データに基づき専門家によって行われる解析を効率良く進めることができる。
【０１０６】
なお、本発明は、上記実施形態に限られず、以下の変形形態（１）〜（５）を採用することができる。
【０１０７】
（１）上記実施形態では、所定の状態か否かを判定して測定動作の開始と終了を行っているが、これに限られず、測定動作を電源スイッチ８１のオンとともに開始し、記憶部８９へのデータの記憶を所定の状態と判定された後に開始するようにしてもよい。
【０１０８】
（２）図１、図１０において、電源スイッチ８１を備えず、状態判定手段９１による状態判定のみ常に行えるような構成にしてもよい。この形態によれば、電源スイッチの入れ忘れや切り忘れなどを確実に防止することができる。なお、この場合には、状態判定手段９１による状態判定の周期を10秒や30秒などに増大することにより、消費電力の増大を抑制することができる。
【０１０９】
（３）上記実施形態では、測定制御手段９２は、状態判定手段９１により所定の状態と判定されると直ぐに測定動作を開始するようにしているが、これに限られず、測定制御手段９２は、所定の状態と判定された時点からの経過時間をＣＰＵ９０によりカウントし、所定時間（例えば５分）の経過後に測定動作を開始するようにしてもよい。この形態によれば、被験者Ｐが睡眠に入る時点にさらに近い時点から測定動作を開始することができる。
【０１１０】
（４）測定制御手段９２は、状態判定手段９１により所定の状態と判定されると測定動作を開始し、所定時間（例えば８時間）の経過後に自動的に測定動作を終了するようにしてもよい。また、ＣＰＵ９０の内蔵時計に基づき、所定時刻から所定時間だけ測定動作を行うようにしてもよい。また、これらの所定時刻や所定時間は、固定値でも、被験者によって変更可能にしてもよい。
【０１１１】
（５）図１０に一点鎖線で示すように選択スイッチ１１１を備え、ＣＰＵ９０は、この選択スイッチ１１１のオンオフに基づき、測定動作の開始時点を、所定の状態と判定された時点、所定時刻、電源スイッチ８１のオン時点のうちから選択する選択制御手段としての機能を果たすようにしてもよい。
【０１１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被験者が横になっていることが検出されている場合のみ所定の状態と判定するようにしたので、被験者が立っている状態では測定動作等が行われず、無駄な電力消費を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る呼吸努力検出装置の一実施形態である呼吸機能測定装置を被験者に装着した状態を示す図である。
【図２】酸素飽和度検出部の構成を示す図である。
【図３】呼吸検出部の構成を示す図である。
【図４】呼吸努力検出部の検出ボックスの内部構成を示す図である。
【図５】（ａ）は目盛部の正面図、（ｂ）は目盛部の位置関係を示す断面図である。
【図６】体位検出部の構成を示す図で、（ａ）は外観の斜視図、（ｂ）は回転位置センサの横断面図、（ｃ）は（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は被験者が仰臥位であるときの体位検出部の配置状態を示す図である。
【図８】回転位置センサの回転位置に対する接点の短絡状態を示す図である。
【図９】体位検出部の検出回路を示す回路図である。
【図１０】呼吸機能測定装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図１１】ＣＰＵの機能ブロックを示すブロック図である。
【図１２】（ａ）はフォトインタラプタの受光素子から得られる受光信号を示し、（ｂ）は（ａ）に示す受光信号が信号処理部により波形整形処理された信号を示す図である。
【図１３】酸素飽和度検出部のＬＥＤの発光状態およびフォトダイオードの受光信号を示す図である。
【図１４】音検出部からの音信号を示す図である。
【図１５】呼吸検出部における抵抗値の変化を示す図である。
【図１６】この呼吸機能測定装置の測定動作手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  呼吸機能測定装置
２  酸素飽和度検出部
３  音検出部
４  呼吸検出部
５  呼吸努力検出部
７  体位検出部
８  測定処理部
６ａ，６ｂ，６ｃ，８ａ，８ｂ  ジャック
１１ａ〜１４ａ  プラグ
８９  記憶部
９０  ＣＰＵ
９１  状態判定手段
９２  測定制御手段
９３  生体情報演算手段
９４  呼吸努力判定手段
９５  体位判定手段
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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