(57)【要約】【課題】装着のし易さと、装着したときの被験者の感触とを向上させることが可能な生体情報計測センサ及び呼吸波形計測装置を提供する。【解決手段】呼吸波形計測センサ１０ａにおいて、支持部１２は被験者の被服に固定され、歪み検出素子部１４及び圧力検出デバイス部１８は支持部１２に接続され、被験者の体動を検出する。このため、呼吸波形計測センサ１０ａを被験者の地肌に直接接触させる必要が無くなる。このため、呼吸波形計測センサ１０ａの装着のし易さと、呼吸波形計測センサ１０ａを装着したときの被験者の感触が向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の被服に固定される固定手段と、
前記固定手段に接続され、前記被験者の体動を検出する体動検出手段と、を備えた生体情報計測センサ。
【請求項２】
前記固定手段は、前記被験者の被服を挟持することにより前記被験者の被服に固定される、請求項１に記載の生体情報計測センサ。
【請求項３】
前記固定手段は、前記被験者の被服に面ファスナーにより固定される、請求項１に記載の生体情報計測センサ。
【請求項４】
前記体動検出手段は、前記被験者の体動を検出するための歪み検出手段及び圧力検出手段を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の生体情報計測センサ。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の生体情報計測センサと、
前記生体情報計測センサの前記体動検出手段が検出した前記被験者の体動に基づいて、前記被験者の呼吸波形を生成する呼吸波形生成手段と、を備えた呼吸波形計測装置。
【請求項６】
請求項４に記載の生体情報計測センサと、
前記生体情報計測センサの前記歪み検出手段により検出された歪み及び前記圧力検出手段により検出された圧力に基づいて、前記被験者の呼吸波形を生成する呼吸波形生成手段と、
を備え、
前記呼吸波形生成手段は、前記歪み及び前記圧力の一方に基づいて生成された前記被験者の呼吸波形により、前記歪み及び前記圧力の他方に基づいて生成された前記被験者の呼吸波形を補間しつつ、前記被験者の呼吸波形を生成する、呼吸波形計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体情報計測センサ及び呼吸波形計測装置に関し、特に被験者の体動を検出する生体情報計測センサ及び呼吸波形計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被験者の身体に装着され、被験者の生理学的な指標を検出する装置が提案されている。例えば、特許文献１では、被験者の胸部の地肌に密着させることにより被験者の身体に巣装着される呼吸数計測装置が開示されている。特許文献１の装置では、被験者の地肌と装置との密着部分に生じる歪みが歪みセンサにより検出される。特許文献１の装置では、この歪みセンサの出力に基づいて、被験者の呼吸数が計測される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−２３２０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の技術では、装置が被験者の地肌に密着するため、被験者に不快感を与える恐れがある。脳波に代表されるように、生理学的な指標は人体の発する微弱な電気信号又は微弱電流を利用して計測されるものが多い。しかし、脳波等の計測では、電極を被験者の地肌に接触させる必要がある。また、呼吸は電気信号では直接に捉えられない。そのため、呼吸の測定は、被験者の胸郭等の動きを物理的に計測して電気信号に変換する必要がある。そのため、呼吸の計測は、非侵襲ではあるが直接に被験者の地肌に装置を密着させる必要があり、被験者が装着に抵抗を示す場合がある。
【０００５】
呼吸の計測では、物理的な胸郭等の変動を捉えるため、バンドを被験者の胸の地肌の周りに巻きつけて、バンドにより計測される胸郭周りの長さや長さの伸張やそれらの微分値から被験者の呼吸を計測することが一般的である。しかし、このような手法では、呼吸の計測のたびにバンドの装着が面倒であり、被験者の触感も悪い欠点がある。ピトー管を被験者の鼻腔内に取り付け、ピトー管により計測される鼻で息をした場合の空気の流量から被験者の呼吸を計測する方法や、温度センサを被験者の鼻腔内に取り付け、温度センサにより計測される温度変化により被験者の呼吸を計測する方法も同様である。
【０００６】
最近では、携帯電話機等に加速度計等が内蔵されており、このような加速度計によれば、簡便に計測は可能である。しかし、このような手法では、ノイズに非常に弱く、体動が無い状態でないと、計測が不可能な問題を抱えている。
【０００７】
その他にも、口全体を覆うようにマスクを付け、そのガス交換量を計測する方法や、胸腔の微小な動きを胸に取り付けた加速度センサにより計測する方法や、顔をサーモグラフィーで撮像し、鼻腔から流れ出る温度の高いガスの換気量を計測する方法や、胸の地肌に直接に取り付けた加速度センサにより、胸腔の微小な動きを計測する方法や、ベッドやシートに歪ゲージを埋設し、呼吸による胸の動きを計測する方法がある。
【０００８】
しかし、呼吸の計測は、他の生理学的な指標と同様に、ダイナミクスを持つ環境では連続して計測することが難しい。上記のマスク、サーモグラフィー、胸に取り付けた加速度センサ及びベッド等に取り付けた歪ゲージ等を用いる方法は、ダイナミクスを持つ環境では、センサのずれ等が生じ計測が難しい。また、上記の胸郭に取り付けたバンドや鼻腔内のピトー管を用いる方法では、多少の人の動きに対しては追従が可能であるが、例えば、連続して被験者の呼吸を計測する場合では、特に睡眠時等に装着感と装置の大きさとが問題となる。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、装着のし易さと、装着したときの被験者の感触とを向上させることが可能な生体情報計測センサ及び呼吸波形計測装置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】
【００１０】
本発明は、被験者の被服に固定される固定手段と、固定手段に接続され、被験者の体動を検出する体動検出手段とを備えた生体情報計測センサである。
【００１１】
この構成によれば、生体情報計測センサにおいて、固定手段は被験者の被服に固定され、体動検出手段は固定手段に接続され、被験者の体動を検出する。このため、生体情報計測センサを被験者の地肌に直接接触させる必要が無くなる。このため、生体情報計測センサの装着のし易さと、生体情報計測センサを装着したときの被験者の感触が向上する。
【００１２】
この場合、固定手段は、被験者の被服を挟持することにより被験者の被服に固定されることが好適である。
【００１３】
この構成によれば、固定手段は、被験者の被服を挟持することにより被験者の被服に固定される。このため、被験者の被服のベルト又は腰部等への装着がより容易となる。
【００１４】
あるいは、固定手段は、被験者の被服に面ファスナーにより固定されることが好適である。
【００１５】
この構成によれば、固定手段は、被験者に面ファスナーにより固定される。このため、被験者の被服の広範囲に対しての装着がより容易となる。
【００１６】
また、体動検出手段は、被験者の体動を検出するための歪み検出手段及び圧力検出手段を有することが好適である。
【００１７】
この構成によれば、体動検出手段は、被験者の体動を検出するための歪み検出手段及び圧力検出手段を有する。このため、被験者の体動を歪み及び圧力の２種類の要素に基づいて検出することができ、被験者の体動の検出のロバスト性が向上する。
【００１８】
また、本発明は、上記本発明の生体情報計測センサと、生体情報計測センサの体動検出手段が検出した被験者の体動に基づいて、被験者の呼吸波形を生成する呼吸波形生成手段とを備えた呼吸波形計測装置である。
【００１９】
この構成によれば、呼吸波形計測装置において、本発明の生体情報計測センサと、本発明の生体情報計測センサの体動検出手段が検出した被験者の体動に基づいて被験者の呼吸波形を生成する呼吸波形生成手段とを備える。本発明の生体情報計測センサは、装着し易く、被験者の感触も良いため、呼吸波形計測の利便性が向上したものとなる。
【００２０】
また、本発明は、本発明の生体情報計測センサと、生体情報計測センサの歪み検出手段により検出された歪み及び圧力検出手段により検出された圧力に基づいて、被験者の呼吸波形を生成する呼吸波形生成手段とを備え、呼吸波形生成手段は、歪み及び圧力の一方に基づいて生成された被験者の呼吸波形により、歪み及び圧力の他方に基づいて生成された被験者の呼吸波形を補間しつつ、被験者の呼吸波形を生成する呼吸波形計測装置である。
【００２１】
この構成によれば、呼吸波形計測装置において、本発明の生体情報計測センサと、本発明の生体情報計測センサの歪み検出手段により検出された歪み及び圧力検出手段により検出された圧力に基づいて、被験者の呼吸波形を生成する呼吸波形生成手段とを備える。呼吸波形生成手段は、歪み及び圧力の一方に基づいて生成された被験者の呼吸波形により、歪み及び圧力の他方に基づいて生成された被験者の呼吸波形を補間しつつ、被験者の呼吸波形を生成する。このため、検出された歪み及び圧力のいずれかにノイズがある場合でも、一方が他方を補間するため、被験者の呼吸波形の計測のロバスト性が向上する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の睡眠品質推定装置、睡眠品質推定方法及び睡眠品質推定用プログラムによれば、より高精度で被験者の睡眠品質を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係る呼吸波形計測センサを示す斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る呼吸波形計測センサを示す側面図である。
【図３】第１実施形態に係る呼吸波形計測センサを備えた呼吸波形計測装置を示す図である。
【図４】第１実施形態に係る呼吸波形計測装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】圧力センサ信号と歪みセンサ信号とを選択する手法を示す図である。
【図６】圧力センサ信号と歪みセンサ信号とを用いた波形の補間の概略を示す図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、圧力センサ信号と歪みセンサ信号とを用いた波形の補間の工程を示す図である。
【図８】第２実施形態に係る呼吸波形計測センサを示す斜視図である。
【図９】第２実施形態に係る呼吸波形計測センサの被験者への装着方法を示す図である。
【図１０】第３実施形態に係る呼吸波形計測センサを示す斜視図である。
【図１１】第３実施形態に係る呼吸波形計測センサの被験者への装着方法を示す図である。
【図１２】第４実施形態に係る呼吸波形計測センサを示す斜視図である。
【図１３】第４実施形態に係る呼吸波形計測センサを示す正面図である。
【図１４】第４実施形態に係る呼吸波形計測センサを示す側面図である。
【図１５】第４実施形態に係る呼吸波形計測センサを示す平面図である。
【図１６】第４実施形態に係る呼吸波形計測センサの動作を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１の斜視図及び図２の側面図に示すように、本発明の第１実施形態の呼吸波形計測センサ１０ａは、支持部１２、歪み検出素子部１４、接続部１６及び圧力検出デバイス部１８を備える。本実施形態の呼吸波形計測センサ１０ａは、被験者の被服のボトムスのベルト又は腰部等を挟持することにより取り付けられ、被験者の腹部等の体動を検出することにより、被験者の呼吸波形を検出するセンサである。呼吸波形計測センサ１０ａは、全体として、被験者のボトムスのベルト又は腰部等の被服を挟むクリップに類似した形状を有する。あるいは、呼吸波形計測センサ１０ａは、ばねの力により被験者の被服を洗濯ばさみのように挟んだ状態を保持する機能を有する。
【００２５】
呼吸波形計測センサ１０ａの大きさは、例えば、支持部１２の長手方向の長さが５０ｍｍ程度である。支持部１２及び歪み検出素子部１４の幅は、例えば１０ｍｍ程度である。支持部１２及び歪み検出素子部１４それぞれの外側の面の接続部１６側の間隔は、例えば１５ｍｍ程度である。支持部１２及び歪み検出素子部１４それぞれの外側の面の接続部１６とは反対側の間隔は、例えば１０ｍｍ程度である。
【００２６】
支持部１２は、被験者の被服の縁に挿入される方向に長い長方形状の板材からなる。支持部１２は、歪み検出素子部１４よりも剛性及び硬度が高い材質により形成されている。歪み検出素子部１４は、支持部１２とほぼ同じ大きさの長方形状の板材からなる。歪み検出素子部１４は、支持部１２と正対している。歪み検出素子部１４は、支持部１２よりも可撓性に富み、硬度が低い材質により形成されている。歪み検出素子部１４は、被験者の呼吸による外力が加わると、歪みを生じるようにされている。歪み検出素子部１４は、被験者の呼吸による外力で生じた歪みを電気信号に変換する素子からなる。
【００２７】
支持部１２と歪み検出素子部１４とは、接続部１６により接続されている。接続部１６は、支持部１２と歪み検出素子部１４との間隔を狭める方向に弾性力を生じるようにされている。このため、呼吸波形計測センサ１０ａは、支持部１２と歪み検出素子部１４との間に被験者のボトムスのベルト又は腰部等を挟持することが可能である。
【００２８】
支持部１２の歪み検出素子部１４に対向する面の接続部１６とは反対側の端部には、圧力検出デバイス部１８を有する。圧力検出デバイス部１８は、被験者の呼吸による圧力を感知し、感知した圧力を電気信号に変換する素子からなる。なお、圧力検出デバイス部１８は、歪み検出素子部１４の支持部１２に対向する面の接続部１６とは反対側の端部に設けられていても良い。
【００２９】
図３に示すように、本実施形態の呼吸波形計測センサ１０ａは、呼吸波形生成部１００に接続される。呼吸波形生成部１００は、歪み検出素子部１４及び圧力検出デバイス部１８からの電気信号の増幅、当該電気信号の波形の位相の調整、当該電気信号の波形の振幅の調整、及び当該電気信号の波形同士の補間が可能な電子機器である。呼吸波形生成部１００は、後述するような手法により、生体情報計測センサ１０ａの歪み検出素子部１４により検出された歪みＳ及び圧力検出デバイス部１８により検出された圧力Ｐに基づいて、被験者の呼吸波形を生成する。呼吸波形生成部１００により生成された被験者の呼吸波形は、例えば、自動車での仮眠後のドライバーである被験者の睡眠の質を推定する他、宿泊施設、医療機関及び一般家庭等での被験者の睡眠の質を推定等に用いられる。
【００３０】
以下、本実施形態の呼吸波形計測センサ１０ａ及び呼吸波形生成部１００の動作について説明する。呼吸波形計測センサ１０は、被験者のボトムスのベルト又は腰部等を支持部１２及び歪み検出素子部１４の間に挟持することにより、被験者の被服に固定される。被験者の呼吸により外力Ｆが生じると、歪み検出素子部１４により歪みＳが検出され、圧力検出デバイス部１８により圧力Ｐが検出される。検出された歪みＳ及び圧力Ｐは呼吸波形生成部１００に出力される。
【００３１】
呼吸は、主に胸郭の膨張、収縮のような物理的な身体の変化を伴うが、肺が直接動くわけではなく、横隔膜が上下して胸腔の体積を変化させることで外部との空気の入れ替え、ガス交換を行う。そのため、横隔膜を上下させる動作に伴い腹部も動くため、胸郭と連動して同様に観測することができる。本実施形態の呼吸波形計測センサ１０ａを被験者のボトムスのベルト又は腰部等に固定することで、呼吸動作による被験者の腹部の膨らみを検出することが可能となる。
【００３２】
本実施形態では、被験者の呼吸による歪みＳ及び圧力Ｐの複数の変動を電気信号に変換するため、片方の電気信号が検出できない場合や、電気信号のＳ／Ｎ比（信号対雑音比：signal-to-noise  ratio）が悪い場合においても、双方が補間することが可能となる。図４及び図５に示すように、呼吸波形計測センサ１０ａから歪みＳ及び圧力Ｐを受信した呼吸波形生成部１００は、歪みＳ及び圧力Ｐの電気信号の波形について、任意の統計量抽出区間Ｐｓｔでの平均周波数、平均波高（振幅）及びこれらの分散、標準偏差等の基本統計量を取得する（Ｓ１１）。
【００３３】
呼吸波形生成部１００は、歪みＳ及び圧力Ｐのいずれかの平均波高の標準偏差σ等の基本統計量が所定の基準以上であるか否かを判定する（Ｓ１２）。歪みＳ及び圧力Ｐのいずれかの基本統計量が基準以上である場合は（Ｓ１２）、呼吸波形生成部１００は基準を満たしている歪みＳ及び圧力Ｐのいずれかの出力信号を採用し、当該出力信号を呼吸波形として出力する（Ｓ１３）。これにより、統計量抽出区間Ｐｓｔで抽出した基本統計量から、Ｓ／Ｎ比が悪い方のセンサの出力を採用せず、Ｓ／Ｎ比が良い方のセンサの出力を採用することができる。
【００３４】
歪みＳ及び圧力Ｐのいずれの基本統計量も基準未満である場合は（Ｓ１２）、呼吸波形生成部１００は、以下の手法により呼吸波形の補間を行う。図６に示すように、例えば、ノイズ部分Ｎにおいては、特に歪みＳの波形が乱れている場合がある。
【００３５】
このような場合、呼吸波形生成部１００は、歪みＳ及び圧力Ｐそれぞれの電気信号の離散値を最小二乗法等で連続値とし、リサンプリングで離散化する。そして、呼吸波形生成部１００は、ノイズ部分Ｎにおいて、歪みＳ及び圧力Ｐそれぞれの電子信号波形の内で自己相関係数が高い電気信号波形を選択する（Ｓ１４）。例えば、図７（ａ）の例では、ノイズ部分Ｎにおいて、圧力Ｐよりも歪みＳの方が自己相関係数が高いため、歪みＳの電気信号波形が選択される。
【００３６】
呼吸波形生成部１００は、歪みＳ及び圧力Ｐそれぞれの電気信号波形のピークから位相ずれを検出し、検出した位相ずれを補正する（Ｓ１５）。呼吸波形生成部１００は、歪みＳ及び圧力Ｐそれぞれの電気信号波形の平均振幅から、歪みＳ及び圧力Ｐそれぞれの電気信号波形の振幅を合わせる定数を設定し、当該定数により歪みＳ及び圧力Ｐそれぞれの電気信号波形の振幅を合わせる（Ｓ１６）。図７（ａ）〜（ｃ）の例では、歪みＳの平均振幅ＡＳに対し、圧力Ｐの平均振幅ＡＬである。そのため、ノイズ部分Ｎの歪みＳの波形に対して、定数ＡＳ／ＡＬが乗じられ、歪みＳの波形の振幅が圧力Ｐの波形の振幅に合わせた歪みＳ’の波形が生成される。図４及び図７（ｄ）に示すように、ノイズ部分Ｎの圧力Ｐの波形が歪みＳ’の波形により置換される（Ｓ１７）。これにより、ノイズ部分Ｎの圧力Ｐの波形が補間される。
【００３７】
図４に戻り、呼吸波形生成部１００は、Ｓ１１〜Ｓ１７における波形が呼吸周波数帯（０．１５〜０．５Ｈｚ）内か否かを確認する（Ｓ１８）。波形が呼吸周波数帯内である場合は（Ｓ１８）、当該波形が呼吸波形として採用される。一方、波形が呼吸周波数帯内でない場合は（Ｓ１８）、当該波形はノイズとして処理される（Ｓ１９）。
【００３８】
本実施形態では、呼吸波形計測センサ１０ａにおいて、支持部１２は被験者の被服に固定され、歪み検出素子部１４及び圧力検出デバイス部１８は支持部１２に接続され、被験者の体動を検出する。このため、呼吸波形計測センサ１０ａを被験者の地肌に直接接触させる必要が無くなる。このため、呼吸波形計測センサ１０ａの装着のし易さと、呼吸波形計測センサ１０ａを装着したときの被験者の感触が向上する。
【００３９】
特に本実施形態においては、呼吸波形の計測において、電気抵抗や体の発する微弱な電流、電圧を利用しないため、皮膚等に電極等を直接接触させる必要がないので、服飾、衣類の上からの計測が可能となる。
【００４０】
また、本実施形態では、支持部１２は、被験者の被服を挟持することにより被験者の被服に固定される。このため、被験者の被服のベルト部分等への装着がより容易となる。また、本実施形態においては、呼吸波形計測センサ１０ａは、被験者の被服を挟むことにより固定される構造であるため、例えば、被験者の睡眠時の呼吸波形を検出する場合のように、被験者の身体の動きによって呼吸波形計測センサ１０が外れることが少ない。また、本実施形態の呼吸波形計測センサ１０ａは、装着のし易さと装着感とに優れるため、被験者の睡眠時の呼吸波形を検出する場合に特に有用である。
【００４１】
また、本実施形態では、被験者の体動を検出するための歪み検出素子部１４及び圧力検出デバイス部１８を有する。このため、被験者の体動を歪みＳ及び圧力Ｐの２種類の要素に基づいて検出することができ、被験者の体動の検出のロバスト性が向上する。
【００４２】
また、本実施形態によれば、呼吸波形計測装置において、本実施形態の呼吸波形計測センサ１０ａと、呼吸波形計測センサ１０ａの歪み検出素子部１４及び圧力検出デバイス部１８が検出した被験者の体動に基づいて被験者の呼吸波形を生成する呼吸波形生成部１００とを備える。本実施形態の呼吸波形計測センサ１０ａは、装着し易く、被験者の感触も良いため、呼吸波形計測の利便性が向上したものとなる。
【００４３】
特に、本実施形態によれば、この構成によれば、呼吸波形計測装置において、本実施形態の呼吸波形計測センサ１０ａと、呼吸波形計測センサ１０ａの歪み検出素子部１４が検出した歪みＳ及び圧力検出デバイス部１８が検出した圧力Ｐに基づいて、被験者の呼吸波形を生成する呼吸波形生成部１００とを備える。呼吸波形生成部１００は、歪みＳ及び圧力Ｐの一方に基づいて生成された被験者の呼吸波形により、歪みＳ及び圧力Ｐの他方に基づいて生成された被験者の呼吸波形を補間しつつ、被験者の呼吸波形を生成する。このため、検出された歪み及び圧力のいずれかにノイズがある場合でも、一方が他方を補間するため、被験者の呼吸波形の計測のロバスト性が向上する。
【００４４】
以下、本発明の第２実施形態について説明する。図８に示すように、本実施形態の呼吸波形計測センサ１０ｂは、歪み検出素子部１４及び圧力検出デバイス部１８を備える。歪み検出素子部１４は、長方形状をなす。歪み検出素子部１４は、歪みＳを検出する素子を含んだ柔軟性及び伸縮性を有する素材から形成されている。
【００４５】
歪み検出素子部１４は、図９に示すように、睡眠中の被験者Ｍの腹部Ａ及び背部Ｂの内、例えば背部Ｂの４０〜８０％の範囲にわたり取り付けられる。歪み検出素子部１４は、例えば、歪み検出素子部１４の両端が鰐口クリップ等により被験者Ｍのボトムスのベルト部分等に固定されることにより、歪み検出素子部１４が被験者の呼吸に伴い伸縮するように被験者の被服に固定される。歪み検出素子部１４の中央部には、圧力Ｐを検出する圧力検出デバイス部１８が設けられている。呼吸波形生成部１００による呼吸波形の生成は上記第１実施形態と同様に行われる。本実施形態によれば、被験者Ｍの身体の広い範囲における体動を検出することが可能となる。
【００４６】
以下、本発明の第３実施形態について説明する。図１０に示すように、本実施形態の呼吸波形計測センサ１０ｃは、支持部１２、歪み検出素子部１４及び圧力検出デバイス部１８を備える。支持部１２は、長方形状をなす。支持部１２は中央に歪みＳを検出する歪み検出素子部１４を含んだ柔軟性を有するが伸縮性を有しない素材から形成されている。支持部１２の両端には、圧力Ｐを検出する圧力検出デバイス部１８が備えられている。圧力検出デバイス部１８の表面には面ファスナー部（フックアンドループファスナー部）２０が設けられている。
【００４７】
本実施形態の呼吸波形計測センサ１０ｃは、図１１に示すように、睡眠中の被験者Ｍの脇腹の背部Ｂから腹部Ａに亘る範囲に取り付けられる。呼吸波形計測センサ１０ｃは、支持部１２の両端の面ファスナー部２０が、被験者Ｍのボトムスのベルト部分等に固定される。呼吸波形生成部１００による呼吸波形の生成は上記第１実施形態と同様に行われる。本実施形態の吸波形計測センサ１０ｃによれば、面ファスナー部２０により被験者Ｍの身体の広い範囲に亘って呼吸波形計測センサ１０ｃを固定でき、被験者Ｍの身体の広い範囲における体動を検出することが可能となる。また、歪み検出素子部１４及び圧力検出デバイス部１８により、被験者Ｍの体動について、ほぼ直交するＸ方向及びＹ方向の２軸の変化量を計測することが可能となる。
【００４８】
以下、本発明の第４実施形態について説明する。図１２〜図１５に示すように、本実施形態の呼吸波形計測センサ１０ｄは、被験者の被服を挟持する範囲が広くされている点が上記第１実施形態と異なっている。呼吸波形計測センサ１０ｄは、支持部１２、歪み検出素子部１４、圧力検出デバイス部１８、つまみ２１及びばね２２を備える。支持部１２は、被験者の被服の縁に挿入される方向に垂直な方向に長い長方形状の板材からなる。支持部１２は、歪み検出素子部１４よりも剛性及び硬度が高い材質により形成されている。歪み検出素子部１４は、支持部１２とほぼ同じ大きさの長方形状の板材からなる。歪み検出素子部１４は、支持部１２と正対している。歪み検出素子部１４は、支持部１２よりも可撓性に富み、硬度が低い材質により形成されている。歪み検出素子部１４は、被験者の呼吸による外力が加わると、歪みを生じるようにされている。歪み検出素子部１４は、被験者の呼吸による外力で生じた歪みを電気信号に変換する素子からなる。
【００４９】
支持部１２と歪み検出素子部１４とは、ばね２２により接続されている。ばね２２は、支持部１２と歪み検出素子部１４との間隔を狭める方向に弾性力を生じるようにされている。支持部１２の端部と歪み検出素子部１４の端部との間隔は、つまみ２１に外力を加えることにより変更可能とされている。このため、呼吸波形計測センサ１０ｄは、支持部１２と歪み検出素子部１４との間に被験者のボトムスのベルト又は腰部等を挟持することが可能である。
【００５０】
支持部１２の端部の中央の歪み検出素子部１４に対向する面には、圧力検出デバイス部１８を有する。圧力検出デバイス部１８は、被験者の呼吸による圧力を感知し、感知した圧力を電気信号に変換する素子からなる。なお、圧力検出デバイス部１８は、歪み検出素子部１４の端部の中央の支持部１２に対向する面に設けられていても良い。呼吸波形生成部１００による呼吸波形の生成は上記第１実施形態と同様に行われる。
【００５１】
本実施形態では、被験者の腹部等における比較的に大きな体動の変位量を計測することができる。また、図１６に示すように、本実施形態では、支持部１２の中央の圧力検出デバイス部１８を支点として、外力Ｆにより歪み検出素子部１４が歪められるため、被験者の体動を物理的に大きな変位に増幅することができる。
【００５２】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、様々な変形態様が可能である。例えば、上記実施形態では、被験者の体動を圧力及び歪みの二つの要素に基づいて検出したが、例えば、三つ以上のセンサを用いて被験者の体動を三つ以上の要素に基づいて検出することもできる。また、呼吸波形計測センサの被験者の被服への固定方法も、上記実施形態に限定されない。
【符号の説明】
【００５３】
１０ａ〜１０ｄ…呼吸波形計測センサ、１２…支持部、１４…歪み検出素子部、１６…接続部、１８…圧力検出デバイス部、２０…面ファスナー部（フックアンドループファスナー部）、２１…つまみ、２２…ばね、１００…呼吸波形生成部。
【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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