(57)【要約】【課題】測定時に邪魔にならず、幅広い体幹に対応でき、誤作動が生じにくく、精度の高い体動センサを提供する。【解決手段】本発明は、歪みセンサーを備えたシートで箱体の内部空間を二分し、一方の空間には密閉状態を防ぐ孔を備え、他方の空間には空間内に連通するチューブ取付部を備えた検出部と、前記チューブ取付部に接続され前記検出部とともに計測部位に巻き付けるチューブと、前記チューブを任意の位置で閉塞固定する留め部とからなり、体動に伴う前記チューブの伸縮によるチューブ及びチューブが接続された空間の内容積変化を歪みセンサーで感知することを特徴とする体動センサの構成とした。【選択図】  図１
2012090708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歪みセンサーを備えたシートで箱体の内部空間を二分し、一方の空間には密閉状態を防ぐ孔を備え、他方の空間には空間内に連通するチューブ取付部を備えた検出部と、前記チューブ取付部に接続され前記検出部とともに計測部位に巻き付けるチューブと、前記チューブを任意の位置で閉塞固定する留め部とからなり、体動に伴う前記チューブの伸縮によるチューブ及びチューブが接続された空間の内容積変化を歪みセンサーで感知することを特徴とする体動センサ。
【請求項２】
前記検出部を、底面が開口し組立時の密閉を避けるために孔を穿設した上箱体と、前記上箱体の開口と同形の上面を開口とし側壁面にチューブ取付部を備えた下箱体と、前記上下箱体の開口と平面同大で中央部に歪みセンサを貼付した前記下箱体の開口面縁に下面の外周部を密着させ、上面の外周部を前記上箱体の開口面縁に密着させるシートとからなる検出部としたことを特徴とする請求項１に記載の体動センサ。
【請求項３】
前記歪みセンサーを信号増幅基板に接続したことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の体動センサ。
【請求項４】
前記上箱体を、
内部に前記歪みセンサに接続される信号増幅基板と前記信号増幅基板に接続される信号処理記録基板を備え、側壁面に前記信号処理記録基板へ記録媒体を挿入するため及び密閉状態を防ぐための挿入孔を備えた上箱体としたことを特徴とする請求項２に記載の体動センサ。
【請求項５】
前記上箱体を、内部に電力源を備えた上箱体としたことを特徴とする請求項２又は請求項４のいずれかに記載の体動センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、呼吸や心拍を計測する体動センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、呼吸や心拍を計測する場においては、ポリソムノグラフィを用いる方法や、パルスオキシメータを用いる方法があった。また、呼吸機能の計測に限れば口鼻に装着する呼吸フローセンサを用いる方法があった。
【０００３】
しかしながら、呼吸又は心拍計測器のセンサー部分は剥き出しで誤作動が生じやすかった。
【０００４】
また、ポリソムノグラフィは、脳波、呼吸、体動、眼球運動、心電、酸素飽和度などの生理現象を計測し記録する装置であって、臨床医療現場において睡眠障害などの確定診断のために不可欠ではあるが、装置が大掛かりで、高価で、取り扱いに技能を要するといった問題があった。
【０００５】
更に、パルスオキシメータは、センサを指先や耳などに無侵襲に装着し、脈拍数と経皮的動脈血酸素飽和度を観測する装置であるが、血液中の酸素飽和度の変化から副次的に心肺機能の状態を知るため、心肺機能自体による物理変化を直接捉えるものではなく、あくまで予備的な診断手法であるため、計測の正確性に欠け、また、睡眠障害の健康診断などを行う際、装置が高価であるため使い捨てが出来ず、多人数で使いまわすので、感染症のリスクが無視できないといった問題があった。
【０００６】
加えて、呼吸フローセンサは、主に睡眠時における呼吸の検査に使われているが、口鼻に粘着テープや紐などを用いて装着する不快感のみならず、呼気中の水蒸気が装置に結露し、水滴となって口鼻に滴り落ちることで覚醒し、正確かつ自然な状態の測定が難しいといった問題があった。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００９−５０００４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、測定時に邪魔にならず、幅広い体幹に対応でき、誤作動が生じにくく、精度の高い体動センサを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するために、歪みセンサーを備えたシートで箱体の内部空間を二分し、一方の空間には密閉状態を防ぐ孔を備え、他方の空間には空間内に連通するチューブ取付部を備えた検出部と、前記チューブ取付部に接続され前記検出部とともに計測部位に巻き付けるチューブと、前記チューブを任意の位置で閉塞固定する留め部とからなり、体動に伴う前記チューブの伸縮によるチューブ及びチューブが接続された空間の内容積変化を歪みセンサーで感知することを特徴とする体動センサの構成とした。
【００１０】
また、前記検出部を、底面が開口し組立時の密閉を避けるために孔を穿設した上箱体と、前記上箱体の開口と同形の上面を開口とし側壁面にチューブ取付部を備えた下箱体と、前記上下箱体の開口と平面同大で中央部に歪みセンサを貼付した前記下箱体の開口面縁に下面の外周部を密着させ、上面の外周部を前記上箱体の開口面縁に密着させるシートとからなる検出部としたことを特徴とする体動センサの構成とした。
【００１１】
また、前記歪みセンサーを信号増幅基板に接続したことを特徴とする体動センサの構成とした。
【００１２】
更に、前記上箱体を、内部に前記歪みセンサに接続される信号増幅基板と前記信号増幅基板に接続される信号処理記録基板を備え、側壁面に前記信号処理記録基板へ記録媒体を挿入するため及び密閉状態を防ぐための挿入孔を備えた上箱体としたことを特徴とする体動センサの構成とした。
【００１３】
加えて、前記上箱体を、内部に電力源を備えた上箱体としたことを特徴とする体動センサの構成とした。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は上記のような構成であるため、呼吸や心拍を測定する際に誤作動を生じにく、より正確な測定結果を得ることができる。
【００１５】
また、小型の検出部をチューブを介して体幹に取り付けるため、測定を行う睡眠時に邪魔にならず、より自然な状態で測定を行うことができる。
【００１６】
また、チューブを体幹に取り付ける際、チューブを任意の位置で係止して計測することができるため、体幹の小さい子供から、体幹の大きい大人まで幅広く計測することができる。
【００１７】
更に、比較的安価なチューブを使用するので、チューブを交換可能にして使い捨てとすることで、感染症のリスクを低減することが出来る。
【００１８】
加えて、チューブ自体が伸縮するので、被装着者の体型に柔軟に追従し、装着の際に細かな調節が不要である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明である体動センサの全体図である。
【図２】本発明である体動センサを構成する検出部の斜視分解図である。
【図３】本発明である体動センサを構成する検出部の断面図である。
【図４】本発明である体動センサを構成する検出部の第２実施例の斜視断面図である。
【図５】本発明である体動センサを構成する検出部の第２実施例の断面図である。
【図６】本発明である体動センサを構成する検出部の第３実施例の斜視断面図である。
【図７】本発明である体動センサを構成する検出部の第３実施例の断面図である。
【図８】本発明である体動センサの全体図である。
【図９】本発明である体動センサの全体図である。
【図１０】本発明である体動センサを体幹部に取り付けた状態を示す図及び歪みセンサの変化を示した検出部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付の図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は本発明である体動センサの全体図、図２は体動センサを構成する検出部の斜視分解図、図３は体動センサを構成する検出部の断面図である。
【００２２】
図１から図３に示すように、本発明である体動センサ１は、歪みセンサー７ａを備えたシート７で箱体の内部空間を二分し、一方の空間には密閉状態を防ぐ孔を備え、他方の空間には空間内に連通するチューブ取付部６ｂを備えた検出部２と、前記チューブ取付部６ｂに接続され前記検出部２とともに計測部位に巻き付けるチューブ３と、前記チューブ３を任意の位置で閉塞固定する留め部４とからなり、体動に伴う前記チューブ３の伸縮によるチューブ３及びチューブ３が接続された空間の内容積変化を歪みセンサー７ａで感知する。
【００２３】
前記検出部２は、底面が開口し組立時の密閉を避けるために孔５ｂを穿設した上箱体５と、前記上箱体５の開口と同形の上面を開口とし側壁面にチューブ取付部６ｂを備えた下箱体６と、前記上下箱体５、６の開口と平面同大で中央部に歪みセンサ７ａを貼付した前記下箱体６の開口面縁に下面の外周部を密着させ、上面の外周部を前記上箱体５の開口面縁に密着させるシート７とからなる。
【００２４】
前記上箱体５は、内部に前記歪みセンサ７ａに接続される信号増幅基板７ｃと前記信号増幅基板７ｃに接続される信号処理・記録基板７ｄを備え、側壁面に前記信号処理・記録基板７ｄへ記録媒体７ｅを挿入するため及び密閉状態を防ぐための挿入孔５ｂを備えている。上箱体５内に信号増幅基板７ｃを取り付けることで歪みセンサ７ａと接続するためのセンサーリード７ｂを短くすることができ、センサーリード７ｂでのノイズを軽減することが期待できる。
【００２５】
図２に示すように、前記信号処理・記録基板７ｄは上空間５ａ内において、上箱体５の壁面近くに取り付けられており、前記上箱体５の壁面に挿入孔５ｂが穿設されている。即ち、記録媒体７ｅを前記挿入孔５ｂから上箱体５内に挿入すると、前記記録装置７ｅは信号処理・記録基板７ｄに差し込まれるように配置されている。
【００２６】
前述の通り、前記下箱体６は、上面が開口した箱状をしており、下箱体６の開口と上箱体５の開口は同形である。また、下箱体６の側面には孔が設けられており、その孔にチューブ取付部６ｂが設置されている。
【００２７】
前記チューブ取付部６ｂにチューブ３を取り付けることで、下箱体６の下空間６ａとチューブ３内は連通した状態となる。
【００２８】
図２及び図３に示すように、前記シート７は、前記上下箱体５、６の開口と平面同大であり、前記シート７の上面外周部は上箱体５の開口面縁に密着され、シート７の下面外周部は下箱体６の開口面縁に密着される。前記上下箱体５、６及びシート７の密着には気密パッキン５ｃ、６ｃを使用してもよく、また接着剤等により密着させてもよい。但し、シート７と下箱体６との密着については空気漏れを発生させない十分な密着状態となることが必須である。
【００２９】
尚、前記上下箱体５、６の素材については、特に限定してはいないが、下箱体６については硬質な素材であれば、下空間６ａとチューブ３の内容積変化による圧力をシート７が受けることとなるため、シート７（及び歪みセンサ７ａ）の歪み幅が大きくなり、歪みセンサ７ａが感知しやすいという効果が考えられる。勿論、上下箱体５、６をある程度変形可能な軟質な素材であっても構わず、これにより歪みセンサ７ａの感知精度に支障がでるわけではない。
【００３０】
図１に示すように、前記留め部４は、上面に一端から他端にかけた上面の中央を通り且つ前記検出部２の長手方向と平行の溝９ａを設け、前記溝９ａの両壁面の長手方向中央に対向する溝壁面に向かって突出部９ｂ、９ｂを形成して狭窄部９ｃを備え、前記検出部２の上面に取り付けられた前記チューブ３より肉厚な挟持プレート９とからなり、前記チューブ３の任意の位置を前記狭窄部９ｃに閉塞状態で挟持する。
【００３１】
尚、留め具４の場合、前記チューブ３の先端部３ａは開放しており、チューブ３を前記狭窄部９ａで挟持することにより閉塞状態となる。
【実施例２】
【００３２】
図４は本発明である体動センサを構成する検出部の第２実施例の斜視断面図、図５は体動センサを構成する検出部の第２実施例の断面図である。
【００３３】
図４及び図５に示すように、本発明である体動センサ１の検出部２ａは、実施例１で示した検出部２とほぼ同じ構成をしている。
【００３４】
即ち、検出部２ａは、底面が開口し組立時の密閉を避けるために通気孔５ｄを穿設した上箱体５と、前記上箱体５の開口と同形の上面を開口とし側壁面にチューブ取付部６ｂを備えた下箱体６と、前記上下箱体５、６の開口と平面同大で中央部に歪みセンサ７ａを貼付した前記下箱体６の開口面縁に下面の外周部を密着させ、上面の外周部を前記上箱体５の開口面縁に密着させるシート７とからなる。
【００３５】
上記の通り、前記上箱体５には信号増幅基板７ｃ及び信号処理・記録基板７ｄは取り付けられておらず、前記歪みセンサ７ａはセンサーリード７ｂを介して外部の信号増幅基板７ｃと接続されており、更に信号増幅基板７ｃが外部の信号処理・記録基板７ｄに接続されている。
【００３６】
図５に示すように、前記シート７は、前記上下箱体５、６の開口と平面同大であり、前記シート７の上面外周部は上箱体５の開口面縁に密着され、シート７の下面外周部は下箱体６の開口面縁に密着される。前記上下箱体５、６及びシート７の密着には気密パッキン５ｃ、６ｃを使用してもよく、また接着剤等により密着させてもよい。但し、シート７と下箱体６との密着については空気漏れを発生させない十分な密着状態となることが必須である。
【００３７】
尚、前記上下箱体５、６の素材については、特に限定してはいないが、下箱体６については硬質な素材であれば、下空間６ａとチューブ３の内容積変化による圧力をシート７が受けることとなるため、シート７（及び歪みセンサ７ａ）の歪み幅が大きくなり、歪みセンサ７ａが感知しやすいという効果が考えられる。勿論、上下箱体５、６をある程度変形可能な軟質な素材であっても構わず、これにより歪みセンサ７ａの感知精度に支障がでるわけではない。
【００３８】
以上の通り、検出部２ａは、構成を極力簡素化してコストを削減し、検出部２ａのみを使い捨て可能とすることを視野に入れた構造となっている。
【実施例３】
【００３９】
図６は本発明である体動センサを構成する検出部の第３実施例の斜視断面図、図７は体動センサを構成する検出部の第３実施例の断面図である。
【００４０】
図６及び図７に示すように、本発明である体動センサ１の検出部２ｂは、実施例１で示した検出部２とほぼ同じ構成をしている。
【００４１】
即ち、検出部２ｂは、底面が開口し組立時の密閉を避けるために孔５ｂを穿設した上箱体５と、前記上箱体５の開口と同形の上面を開口とし側壁面にチューブ取付部６ｂを備えた下箱体６と、前記上下箱体５、６の開口と平面同大で中央部に歪みセンサ７ａを貼付した前記下箱体６の開口面縁に下面の外周部を密着させ、上面の外周部を前記上箱体５の開口面縁に密着させるシート７とからなる。
【００４２】
また、前記上箱体５は、内部に前記歪みセンサ７ａに接続される信号増幅基板７ｃと前記信号増幅基板７ｃに接続される信号処理・記録基板７ｄと信号増幅基板７ｃ及び信号処理・記録基板７ｄ並びに歪みセンサ７ａの電力源７ｆを備え、側壁面に前記信号処理・記録基板７ｄへ記録媒体７ｅを挿入するため及び密閉状態を防ぐための挿入孔５ｂを備えている。
【００４３】
図６及び図７に示すように、検出部２ｂでは、上箱体５内に電力源７ｆを備えることにより、呼吸や心拍の測定時に邪魔になっていた検出部２ｂと外部電力源との配線をなくすることができる。
【００４４】
図７に示すように、前記シート７は、前記上下箱体５、６の開口と平面同大であり、前記シート７の上面外周部は上箱体５の開口面縁に密着され、シート７の下面外周部は下箱体６の開口面縁に密着される。前記上下箱体５、６及びシート７の密着には気密パッキン５ｃ、６ｃを使用してもよく、また接着剤等により密着させてもよい。但し、シート７と下箱体６との密着については空気漏れを発生させない十分な密着状態となることが必須である。
【００４５】
尚、前記上下箱体５、６の素材については、特に限定してはいないが、下箱体６については硬質な素材であれば、下空間６ａとチューブ３の内容積変化による圧力をシート７が受けることとなるため、シート７（及び歪みセンサ７ａ）の歪み幅が大きくなり、歪みセンサ７ａが感知しやすいという効果が考えられる。勿論、上下箱体５、６をある程度変形可能な軟質な素材であっても構わず、これにより歪みセンサ７ａの感知精度に支障がでるわけではない。
【実施例４】
【００４６】
図８は本発明である体動センサの全体図である。
【００４７】
図８に示すように、体動センサ１ａは、実施例１から実施例３で示した体動センサ１とほぼ同じ構成をしている。
【００４８】
即ち、体動センサ１ａは、歪みセンサー７ａを備えたシート７で箱体の内部空間を二分し、一方の空間には密閉状態を防ぐ孔を備え、他方の空間には空間内に連通するチューブ取付部６ｂを備えた検出部２と、前記チューブ取付部６ｂに接続され前記検出部２とともに計測部位に巻き付けるチューブ３と、前記チューブ３を任意の位置で閉塞固定する留め部４ａとからなり、体動に伴う前記チューブ３の伸縮によるチューブ３及びチューブ３が接続された空間の内容積変化を歪みセンサー７ａで感知する。
【００４９】
前記留め部４ａは、前記検出部２のチューブ取付部６ｂと反対面に取り付けた連結材１０ｂと、前記連結材１０ｂの先端に取り付けた一対の挟持ピン１０、１０とからなり、前記挟持ピン１０、１０で前記チューブ３の任意の位置を閉塞状態で挟持する。
【００５０】
図８に示すように、前記角挟持ピン１０、１０の端部にある摘み１０ａ、１０ａを近づけることにより挟持ピン１０、１０の間が開きチューブ３を挟むことができる。尚、挟持ピン１０、１０同士が接触する面は前記チューブ３を挟んだ際にチューブ３がはみ出さない程度の広さが必要である。
【００５１】
留め具４ａの場合も、前記チューブ３の先端部３ａは開放しており、チューブ３を前記挟持ピン１０、１０で挟持することにより閉塞状態となる。
【実施例５】
【００５２】
図９は本発明である体動センサの全体図である。
【００５３】
図９に示すように、体動センサ１ｂは、実施例１から実施例３で示した体動センサ１,１ａとほぼ同じ構成をしている。
【００５４】
即ち、体動センサ１ａは、歪みセンサー７ａを備えたシート７で箱体の内部空間を二分し、一方の空間には密閉状態を防ぐ孔を備え、他方の空間には空間内に連通するチューブ取付部６ｂを備えた検出部２と、前記チューブ取付部６ｂに接続され前記検出部２とともに計測部位に巻き付けるチューブ３と、前記チューブ３を固定する留め部４ｂとからなり、体動に伴う前記チューブ３の伸縮によるチューブ３及びチューブ３が接続された空間の内容積変化を歪みセンサー７ａで感知する。
【００５５】
前記留め部４ｂは、前記検出部２のチューブ取付部６ｂと反対面に取り付けた接続部材１１と、前記接続部材１１の先端に取り付けた第一フック１１ａと、前記チューブ３の先端を閉塞させてチューブ３の先端に取り付けた第二フック１１ｂとからなり、前記第一フック１１ａと第二フック１１ｂを係合する。
【００５６】
図９に示すように、留め部４ｂではチューブ３の閉塞した先端部３ｂに取り付けた第二フック１１ｂを検出部２に接続部材１１を介して取り付けられた第一フック１１ａに係合させるため、留め部４、４ａのようにチューブ３を任意の位置で留めることはできないため複数種の長さのチューブを用意しなければならないが、既にチューブ３が閉塞されているため下空間６ａとチューブ３内の気密性は高く、正確な測定を期待することができる。
【００５７】
また、体幹が大きい場合は、ある程度チューブ３を伸ばした状態から測定をすることとなるが、装着時の内容積を測定開始位置とすることができるため、測定に支障はない。
【００５８】
図１０本発明である体動センサを体幹部に取り付けた状態を示す図及び歪みセンサの変化を示した検出部の断面図である。
【００５９】
図１０（Ａ）に示すように、体動センサ１（１ａ、１ｂ）を体幹部８に巻き付けてチューブ３を留め具４（４ａ、４ｂ）閉塞固定する。
【００６０】
図１０（Ｂ）は、測定基準時点のシート７及び歪みセンサ７ａの状態を示しており、図１０（Ｃ）はチューブ３が伸びて下空間６ａとチューブ３内の内容積が変化した状態を示している。
【００６１】
図１０（Ｃ）に示すように、呼吸による体幹部８の膨張に伴い、チューブ３が伸びるとチューブ３と連通する下空間６ａとチューブ３内の内容積が変化しシート７が歪む。このとき、シート７に貼付された歪みセンサ７ａも当然に歪み内容積の変化を感知する。
【００６２】
正常に呼吸している場合は、下空間６ａとチューブ３の内容積は規則的に変化するが、例えば睡眠時無呼吸症候群患者の場合は、一時的に呼吸が止まることがあるため内容積が不規則に変化する。
【００６３】
以上のように、測定した内容は記録媒体７ｅに記録される。尚、前記信号処理・記録基板７ｄから更に外部の信号処理装置及びモニタ等の出力装置に直接接続することでリアルタイムに呼吸や心拍の状態を見れるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明である体動センサは、測定時に邪魔にならず、誤作動を起こすことなく正確な測定値を得ることができるため、医療現場に多大な貢献をもたらす。
【符号の説明】
【００６５】
１      体動センサ
１ａ    体動センサ
１ｂ    体動センサ
２      検出部
２ａ    検出部
２ｂ    検出部
３      チューブ
３ａ    先端部
３ｂ    先端部
４      留め部
４ａ    留め部
４ｂ    留め部
５      上箱体
５ａ    上空間
５ｂ    挿入孔
５ｃ    気密パッキン
５ｄ    通気孔
６      下箱体
６ａ    下空間
６ｂ    チューブ取付部
６ｃ    気密パッキン
７      シート
７ａ    歪みセンサ
７ｂ    センサーリード
７ｃ    信号増幅基板
７ｄ    信号処理・記録基板
７ｅ    記録媒体
７ｆ    電力源
８      体幹部
９      挟持プレート
９ａ    溝
９ｂ    突出部
９ｃ    狭窄部
１０    挟持ピン
１０ａ  摘み
１０ｂ  連結材
１１    接続部材
１１ａ  第一フック
１１ｂ  第二フック
【図１】
2012090708.tif 000003
【図２】
2012090708.tif 000004
【図３】
2012090708.tif 000005
【図４】
2012090708.tif 000006
【図５】
2012090708.tif 000007
【図６】
2012090708.tif 000008
【図７】
2012090708.tif 000009
【図８】
2012090708.tif 000010
【図９】
2012090708.tif 000011
【図１０】
2012090708.tif 000012