(57)【要約】【課題】被検者の容態悪化の早期発見に資することができるバイタル計測器の提供を目的とする。【解決手段】バイタル計測器１０は、被検者の呼吸運動を検知して呼吸運動に基づく第１の呼吸波形を取得する第１の検知部２１と、第１の検知部よりも被検者の下肢側において被検者の呼吸運動を検知して呼吸運動に基づく第２の呼吸波形を取得する第２の検知部２２と、を有しており、第１の呼吸波形の位相と第２の呼吸波形の位相が逆位相である場合、第１の呼吸波形の位相が反転された反転位相波形と第２の呼吸波形とが加算平均された波形を評価用呼吸波形として出力し、第１の呼吸波形の位相と第２の呼吸波形の位相が逆位相であることを検出しなかった場合、第１の呼吸波形と第２の呼吸波形とが加算平均された波形を評価用呼吸波形として出力する。【選択図】図２
2013066570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の呼吸機能に関するバイタルを計測するためのバイタル計測器であって、
被検者の呼吸運動を検知して前記呼吸運動に基づく第１の呼吸波形を取得する第１の検知部と、
前記第１の検知部よりも前記被検者の下肢側において前記被検者の呼吸運動を検知して前記呼吸運動に基づく第２の呼吸波形を取得する第２の検知部と、
前記第１の呼吸波形と前記第２の呼吸波形の位相差を検出する位相検出部と、
前記第１の呼吸波形および前記第２の呼吸波形から前記被検者の呼吸運動を代表的に示す評価用呼吸波形を生成して出力する出力部と、を有し、
前記出力部は、前記位相検出部が前記第１の呼吸波形の位相と前記第２の呼吸波形の位相が逆位相であることを検出した場合、前記第１の呼吸波形の位相が反転された反転位相波形と前記第２の呼吸波形とが加算平均された波形を前記評価用呼吸波形として出力し、前記位相検出部が前記第１の呼吸波形の位相と前記第２の呼吸波形の位相が逆位相であることを検出しなかった場合、前記第１の呼吸波形と前記第２の呼吸波形とが加算平均された波形を前記評価用呼吸波形として出力する、ことを特徴とするバイタル計測器。
【請求項２】
前記第１の検知部が呼吸運動を検知したか否か、および前記第２の検知部が呼吸運動を検知したか否かを判定する判定部をさらに有し、
前記出力部は、前記判定部が前記第１の検知部のみが呼吸運動を検知したと判定したとき、前記第１の呼吸波形の位相が反転された反転位相波形を前記評価用呼吸波形として出力し、前記判定部が前記第２の検知部のみが呼吸運動を検知したと判定したとき、前記第２の呼吸波形を前記評価用呼吸波形として出力する、ことを特徴とする請求項１に記載のバイタル計測器。
【請求項３】
前記判定部が前記第１の検知部および前記第２の検知部が呼吸運動を検知しなかったと判定したときに呼吸運動が検知されなかったことを報知する報知部をさらに有することを特徴とする請求項２に記載のバイタル計測器。
【請求項４】
前記第１の検知部および前記第２の検知部の少なくとも一方の検知部は、
内部に流体を封入し、前記被検者の背部または腰部が載置される流体袋と、
前記被検者の呼吸運動に基づく体振動による前記流体袋内の圧力の変動から呼吸波形を取得するセンサと、を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のバイタル計測器。
【請求項５】
前記第１の検知部および前記第２の検知部の少なくとも一方の検知部は、
圧電フィルム、圧電シート、静電容量式圧力センサ、および感圧センサのいずれか１つによって構成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のバイタル計測器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検者の呼吸機能に関するバイタルを計測するバイタル計測器に関する。
【背景技術】
【０００２】
肺炎や尿路感染症等の感染症は、現在、高齢者の死亡原因の上位を占めている。一般に、高齢者における感染症は発熱などの症状に乏しいケースも多く、対処の遅れによる重症化・死亡例も少なくなく問題となっている。このため、早期発見による治療の開始が重要とされている。肺炎に関しては、通常、医師が聴診器で胸部の音を聞くことにより鑑別が可能であり、胸部Ｘ線検査を行うことで、より確実に診断を行うことができる。尿路感染症については、血液検査や尿の培養、腹部ＣＴ検査、腹部エコー検査等を行うことで、診断することが可能である。つまり、感染症は、適切な検査設備のもとで医師等による診断を受ければ、重症化を回避することが可能な疾患であるといえる。しかしながら、上記のような検査設備を備え、医師が常駐している病院や特定の介護施設等の場合には、早期診断が可能であるが、在宅介護を受けている高齢者や、一般の介護施設、あるいは、医療過疎地域にいる高齢者等の場合には、そもそもこのような診断を早期に受けることは困難である。
【０００３】
検査設備がなく、判断する医師もいない状況下では、介護者等が肺炎や尿路感染症の兆候を日常のバイタル変動から鑑別しなければならないが、介護者等がそのような判断まで行うことは容易ではない。実際には、感染症の疑いがあると判断した場合であっても、重症度に関する十分な判断をすることが困難であり、しばらく様子を見てから対応することも少なくない。このようなことから、上述のような介護現場や医療過疎地域では、介護者等でも簡単に測定を行うことができ、かつ、容態悪化を早期に判断することが可能な医療機器が求められている。
【０００４】
近年、肺炎や尿路感染症等の感染症の早期の発見にあたり、呼吸機能評価に着目した診断方法が試みられている。呼吸機能の中において呼吸数は、体温、血圧、脈拍とともに基礎バイタルに数えられ、患者（被検者）の容態を判断する上で非常に重要な項目とされている。健常者の呼吸数は２０回／分程度とされ、２５回／分を超えると頻呼吸として扱われ、特に感染症診断において重要とされ、被検者の重篤度を判断する上で有用な指標とされている。具体的には、肺炎の重症度診断基準であるＰｏｒｔ  Ｓｃｏｒｅ（非特許文献１を参照）及びＣＵＲＢ−６５（非特許文献２を参照）では、呼吸数≧３０回／分が重症度判断基準の項目として取り上げられている。
【０００５】
なお、呼吸を計測する機器としては、感染症を頻発する高齢者の多くが寝たきりであることを理由に、特許文献１および特許文献２に記載されているように、センサが埋設された空気袋に患者を載置させ、患者の呼吸運動に伴う体振動を検知し、この検知結果に基づいて呼吸数の計測が行われるマットレスタイプの呼吸数計測器が提案されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「Ｔｈｅ  Ｎｅｗ  ＥＮＧＬＡＮＤ  ＪＯＵＲＮＡＬ  ＯＦ  ＭＥＤＩＣＩＮＥ」、１９９７、Ｖｏｌ．３３６、ｐ．２４３−２５０
【非特許文献２】「Ｔｈｏｒａｘ」、２００１、Ｖｏｌ．５６、ｐ．２９６−３０１
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１４５６０５号公報
【特許文献２】特開２００１−２７６０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、呼吸機能に基づいて患者の健康状態の評価を適正に行うためには、呼吸数のみに着目するのではなく、経時的に変化する呼吸波形中に現れる吸気と呼気の呼吸バランスを評価指標として用いることが重要になる。
【０００９】
しかし、呼吸波形は、センシングの方法と人体が行う呼吸方式によっては、胸部側、腹部側においてそれぞれ異なる位相の波形として検出される場合がある。特に、仰臥位状態にある被検者のベッドと背中の間に生じる呼吸由来の体圧変動を検出する場合において、胸式呼吸では、胸部側および腹部側で同位相の呼吸波形（体圧振動）が検出されるが、腹式呼吸では、胸部側および腹部側で逆位相の呼吸波形が検出されることが知られている。具体的には、腹式呼吸の際に腹部側で検出される呼吸由来の体圧変動は、吸気の際に圧力上昇、呼気の際に圧力降下として検出される。通常、医療従事者は吸気の際に上昇、呼気の際に下降するグラフを呼吸曲線として利用し、吸気・呼気どちらに異常があるかの診断を行っており、呼吸波形が誤って逆位相で出力されてしまうと、容体悪化の早期発見に支障が生じ得る。
【００１０】
これまで、臥位状態にある被検者の体の下にセンサを設置し、呼吸振動を検出する機器において、吸気の際に上昇、呼気の際に下降する波形を出力する先行技術はなく、これを解決する技術が求められてきた。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、被検者の容態悪化の早期発見に資することができるバイタル計測器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の上記目的は、下記のいずれかの手段によって達成される。
【００１３】
（１）被検者の呼吸機能に関するバイタルを計測するためのバイタル計測器であって、
被検者の呼吸運動を検知して前記呼吸運動に基づく第１の呼吸波形を取得する第１の検知部と、
前記第１の検知部よりも前記被検者の下肢側において前記被検者の呼吸運動を検知して前記呼吸運動に基づく第２の呼吸波形を取得する第２の検知部と、
前記第１の呼吸波形と前記第２の呼吸波形の位相差を検出する位相検出部と、
前記第１の呼吸波形および前記第２の呼吸波形から前記被検者の呼吸運動を代表的に示す評価用呼吸波形を生成して出力する出力部と、を有し、
前記出力部は、前記位相検出部が前記第１の呼吸波形の位相と前記第２の呼吸波形の位相が逆位相であることを検出した場合、前記第１の呼吸波形の位相が反転された反転位相波形と前記第２の呼吸波形とが加算平均された波形を前記評価用呼吸波形として出力し、前記位相検出部が前記第１の呼吸波形の位相と前記第２の呼吸波形の位相が逆位相であることを検出しなかった場合、前記第１の呼吸波形と前記第２の呼吸波形とが加算平均された波形を前記評価用呼吸波形として出力する、ことを特徴とするバイタル計測器。
【００１４】
（２）前記第１の検知部が呼吸運動を検知したか否か、および前記第２の検知部が呼吸運動を検知したか否かを判定する判定部をさらに有し、
前記出力部は、前記判定部が前記第１の検知部のみが呼吸運動を検知したと判定したとき、前記第１の呼吸波形の位相が反転された反転位相波形を前記評価用呼吸波形として出力し、前記判定部が前記第２の検知部のみが呼吸運動を検知したと判定したとき、前記第２の呼吸波形を前記評価用呼吸波形として出力する、ことを特徴とする上記（１）に記載のバイタル計測器。
【００１５】
（３）前記判定部が前記第１の検知部および前記第２の検知部が呼吸運動を検知しなかったと判定したときに呼吸運動が検知されなかったことを報知する報知部をさらに有することを特徴とする上記（２）に記載のバイタル計測器。
【００１６】
（４）前記第１の検知部および前記第２の検知部の少なくとも一方の検知部は、
内部に流体を封入し、前記被検者の背部または腰部が載置される流体袋と、
前記被検者の呼吸運動に基づく体振動による前記流体袋内の圧力の変動から呼吸波形を取得するセンサと、を有することを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれか１つに記載のバイタル計測器。
【００１７】
（５）前記第１の検知部および前記第２の検知部の少なくとも一方の検知部は、
圧電フィルム、圧電シート、静電容量式圧力センサ、および感圧センサのいずれか１つによって構成されることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載のバイタル計測器。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のバイタル計測器は、被検者の異なる部位においてそれぞれ呼吸運動を検知する第１、第２の検知部が互いに逆位相の呼吸波形を取得した場合、第１の検知部よりも下肢側に配置される第２の検知部が取得する呼吸波形の位相に合わせて被検者の呼吸運動を代表的に示す評価用呼吸波形が出力される。このため、被検者の呼吸方式に関わらず、腹式呼吸の腹部側において取得される呼吸波形および胸式呼吸において取得される呼吸波形と同位相の波形を評価用呼吸波形として出力することができる。これにより、被検者の健康状態の判断を評価用呼吸波形に基づいて適正に行うことが可能になるため、被検者の容態悪化の早期発見に資することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、実施形態に係るバイタル計測器の使用状態を模式的に示す図であり、図１（Ａ）は、斜視図、図１（Ｂ）は、側面図である。
【図２】図２は、バイタル計測器の全体構成を示す図であり、図２（Ａ）は、バイタル計測器の平面図、図２（Ｂ）は、バイタル計測器の側面図である。
【図３】図３は、バイタル計測器の要部を示す図であり、図３（Ａ）は、検知部が備える流体袋の断面図、図３（Ｂ）は、表示部の拡大図である。
【図４】バイタル計測器の制御システムを簡略化して示すブロック図である。
【図５】図５は、呼吸方式ごとの呼吸波形の位相を説明するための図であり、図５（Ａ）は、検知部の配置を例示した図、図５（Ｂ）は、正位相の呼吸波形を示す図、図５（Ｃ）は、逆位相の呼吸波形を示す図である。
【図６】検知部の配置と各呼吸方式において取得される呼吸波形との関係を示す図である。
【図７】バイタル計測器による計測手順全体を示すフローチャートである。
【図８】図７のステップ１２に示す処理内容を示すフローチャートである。
【図９】バイタル計測器が行う計測処理の内容を簡略的に示す図である。
【図１０】図１０（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、検知部の改変例（１）を示す図である。
【図１１】図１１（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、検知部の改変例（１）を示す図である。
【図１２】検知部の改変例（２）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明を実施形態に基づいて説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係るバイタル計測器１０の使用例を示す。バイタル計測器１０は、例えば、ベッドやマットレスなどに横たえさせられた状態の被検者９０に使用されるものであり、被検者９０の基礎バイタルとしての呼吸数を計測することを可能にするものである。使用対象となる被検者９０は、例えば、在宅介護を受けている高齢者、肺炎や尿路感染症等の感染症を患った臥位患者などが挙げられる。
【００２２】
まず、バイタル計測器の全体構成について説明する。
【００２３】
図１、図２を参照して、実施形態に係るバイタル計測器１０は、被検者９０の呼吸運動を検知して呼吸運動に基づく呼吸波形を取得する第１の検知部２１および第２の検知部２２と、第１の検知部２１および第２の検知部２２の検知結果に基づいて生成される被検者９０の代表的な呼吸運動を示す評価用呼吸波形を表示する本体部３０と、を有している。
【００２４】
図１に示されるように、第２の検知部２２は、第１の検知部２１よりも被検者９０の下肢側に配置される。例えば、第１の検知部２１は、被検者９０の胸部付近に配置され、第２の検知部２２は、被検者９０の腹部付近に配置される。なお、図１の破線部は、第１の検知部２１および第２の検知部２２によって呼吸波形が検知される対象範囲を例示するものである。
【００２５】
第１の検知部２１と第２の検知部２２は、所定の間隔を空けて配置されることが望ましい。後述するように、被検者９０が腹式呼吸を行う場合、被検者９０のみぞおち付近では呼吸運動が検知されないことがある。第１の検知部２１および第２の検知部２２が近接して配置され、さらに両検知部２１、２２がみぞおち付近に配置されるような場合には呼吸運動が検知されない虞がある。このため、本実施形態においては、呼吸運動が検知されないという計測結果とならないように、第１の検知部２１と第２の検知部２２との間に所定の間隔を設けている。間隔の寸法は特に限定されるものではないが、少なくとも１０ｃｍ以上の間隔を設けることが好ましい。
【００２６】
本体部３０は、筺体３１と、筺体３１内に配置されバイタル計測器１０の計測システムを統括的に制御する制御部６３と（図４を参照）、呼吸数や呼吸波形が表示される表示部３２としてのディスプレイと、表示内容の切替え等を操作するための各種の操作スイッチ３５、３７と、を備える。筺体３１の材料には、例えば、電子機器類のハードカバーに一般的に用いられる硬質のプラスチック材料などが使用される。
【００２７】
第１の検知部２１および第２の検知部２２のそれぞれは、内部に流体を封入し、被検者９０の背部または腰部が載置される流体袋５１、５２と、被検者９０の呼吸運動に基づく体振動による流体袋５１、５２内の圧力の変動から呼吸波形を取得するセンサ４１、４２と、を有している。
【００２８】
各センサ４１、４２は、被検者９０の呼吸運動に起因する体振動を計測するために用いられている。センサ４１、４２には、空気圧の検出に用いられる公知の無指向性マイクロフォンを使用しているが、これに限定されるものではなく、コンデンサマイクロフォン、圧力センサ、ＰＶＤＦ（Ｐｏｌｙ  Ｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  Ｄｉ  Ｆｌｕｏｒｉｄｅ）センサやＥＭＦｉＴセンサに代表される各種圧電フィルム及び圧電シート、静電容量式圧力センサ（静電容量型面圧センサ）、感圧センサ（Ｆｏｒｃｅ  Ｒｅｓｉｓｔｅｒ  Ｓｅｎｓｏｒ：ＦＳＲ）、歪ゲージなどを流体の特性に合わせて適宜使用することが可能である。なお、後述するように、圧電フィルム、圧電シート、静電容量式圧力センサ、感圧センサを利用する場合は、流体袋を使用することなく、検知部を構成することが可能である。
【００２９】
各センサ４１、４２は、取得した呼吸波形を本体部３０内に内蔵された制御部６３へ送信する（図４を参照）。呼吸波形の送信は、第１の検知部２１が備えるセンサ４１と制御部６３とを電気的に接続する第１のリード線６１、および第２の検知部２２が備えるセンサ４２と制御部６３とを電気的に接続する第２のリード線６２を介して行われる。なお、各センサ４１、４２と制御部６３との間で行われる呼吸波形の送受信は、リード線を用いた形態に限定されるものではなく、一般的な電気ケーブルを使用した送受信方法や、無線方式による送受信方法を採用することも可能である。また、図示例にあっては、各センサ４１、４２を流体袋５１、５２内にそれぞれ配置しているが、配置箇所は流体袋内のみに限定されるものではない。例えば、流体袋内と本体部内とを連通する流体通路を設け、その流体通路にセンサを設置する形態を採用することができる。また、本体部３０が備える筺体３１内にセンサを設置することも可能である。
【００３０】
図３（Ａ）を参照して、各流体袋５１、５２は、内部に流体を封入し得るシート状の部材から構成されている。流体袋５１、５２の材質は特に限定されるものではないが、例えば、気密性を有する柔軟なゴム、プラスチック、布材等を使用することができる。流体袋５１、５２は、比較的小型に形成されており、外周部分の一辺がそれぞれ３ｃｍ、１５ｃｍ程度であり、最大膨張時の厚みが１ｃｍ程度である。流体としては、例えば、空気・水・オイル・高分子ゲルなどを使用することができる。
【００３１】
各流体袋５１、５２には、流体袋５１、５２を弾性的に支持する支持部材７１と、流体袋５１、５２に伝達される体振動の拡散を防止する裏打ち材７３とを取り付けている。
【００３２】
支持部材７１には、例えば、ラテックス製のバルーン、スポンジ、ゲルなどのように弾性的に流体袋５１、５２を支持し得る材質のものを使用することができる。なお、バルーンを使用する場合には、流体注入口（図中省略する）を介してバルーン内部に空気や水等の流体を注入させて膨張させる。また、使用後は、バルーン内部に注入した流体を排出させ、しぼませた状態の流体袋５１、５２とともにバルーンをケース内などに収納して持ち運ぶこと可能である。
【００３３】
支持部材７１は、流体袋５１、５２をベッド８０側から押し上げるように支持して、流体袋５１、５２と被検者９０との接触を安定させる機能を発揮する。被検者９０に対して流体袋５１、５２が安定的に保持されるため、被検者９０が寝返りするような場合においても流体袋５１、５２に位置ずれが生じることを防止することができる。
【００３４】
裏打ち材７３には、例えば、非伸縮性のプラスチックフィルム、金属性の薄状プレート、フィルムなどを使用することができる。また、プラスチックフィルムとしては、例えば、ＰＥＴ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ナイロン樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂などからなる樹脂製プレート、フィルムを使用することができる。また、エチレン酢酸ビニルコポリマーなど各種ビニルモノマーの共重合体を使用することもできる。
【００３５】
裏打ち材７３の厚みは、特に制限されるものではないが、バイタル計測器１０の小型化・薄型化を図る観点から、１ｍｍ程度の厚みのものを使用するのが好ましい。なお、バイタル計測器１０は、支持部材７１及び裏打ち材７３のどちらか一方のみを備える構成とすることも可能である。また、支持部材７１及び裏打ち材７３の両方を備える構成の場合には、例えば、図３（Ａ）に示す設置位置の上下関係を逆にすることも可能である。
【００３６】
図４を参照して、本体部３０に内蔵された制御部６３は、各流体袋５１、５２内の圧力が変動した際にセンサ４１、４２から送信される波形信号に基づいて各種演算処理を行う演算処理部と、表示部３２に表示される内容を制御する表示制御回路と、センサ４１、４２、演算処理部、および表示制御部６３のそれぞれを制御する制御回路と、を有している。
【００３７】
演算処理部は、センサ４１、４２によって得られた波形信号に対して種々の演算および処理を実行するものである。また、演算処理部は、計測された呼吸数を表示部３２に表示したり、音声出力部から警告アラームを発したりするといった動作の制御も行う。
【００３８】
演算処理部は、位相検出部、出力部、および判定部として機能する。ここで、位相検出部は、第１の検知部２１が取得した第１の呼吸波形と第２の検知部２２が取得した第２の呼吸波形の位相差を検出するものである。出力部は、第１の呼吸波形および第２の呼吸波形から被検者の呼吸運動を代表的に示す評価用呼吸波形を生成して出力するものである。判定部は、第１の検知部２１が呼吸運動を検知したか否か、および第２の検知部２２が呼吸運動を検知したか否かを判定するものである。
【００３９】
演算処理部は、位相検出部、出力部、および判定部に対応するプログラムとセンサ４１、４２から送信された波形信号を処理して呼吸数を予測演算するプログラムとを格納したＲＯＭと、算出された呼吸波形データを時系列で記憶するためのＲＡＭと、所定の音声データ等を格納したＥＥＰＲＯＭと、を有している。なお、位相検出部、出力部、および判定部の機能は、それぞれに対応するプログラムを演算処理部が実行することにより発揮される。
【００４０】
図３（Ｂ）を参照して、本体部３０に設けられた電源スイッチ３３は、バイタル計測器１０の電源のオン／オフを操作するためのものである。モード切替スイッチ３５は、リアルタイム計測モードと、メモリデータ閲覧モードとを切り替えるために使用される。リアルタイム計測モードを使用する場合には、例えば、警告アラーム機能が併用される。設定を超えた呼吸数が計測されたときには、警告音を発して、ユーザーにバイタル異常の発生を早期に知らせることが可能になっている。警告アラームは、例えば、呼吸数が３０回／ｍｉｎ以上に達したときや、８回／ｍｉｎ以下に達したときに警告音が発せられるように設定することが好ましい。健常者の呼吸数は１５〜２０回／ｍｉｎ程度とされており、３０回／ｍｉｎを越える場合には重篤と判断されるためである。
【００４１】
波形確認スイッチ３７は、ＲＡＭに記憶された呼吸運動の波形データを確認するためのものである。メモリデータ閲覧モードにおいて、左右それぞれの波形確認スイッチ３７を押すことで、計測開始時の波形から計測終了時における波形を時系列に沿ってディスプレイ３１に表示することが可能になっている。
【００４２】
ディスプレイ３１の右端には、呼吸波形とともに呼吸数を表示することが可能になっている。図示されるように、例えば、１分間における呼吸数（ＲＲ：Ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ  Ｒａｔｅ）が表示される。呼吸数は、波形計測の開始側の所定の時間（図中の編み掛け部分。例えば、１５秒程度。）でサンプリングしたデータに基づいて算出され、表示部３２の右端にリアルタイムで表示させることが可能になっている。
【００４３】
実施形態に係るバイタル計測器１０においては、呼吸数のみならず、呼吸波形中に現れる吸気と呼気のバランス、および呼吸波形の時間変化が表示部３２において表示される。健康な人の呼吸では、呼気と吸気の間に若干の休止期間があり、吸気の方が呼気より若干早く、比率はおおよそ１：１．５とされる。しかし、頻呼吸や多呼吸では休止期がほとんどなくなるといった変化が観察され、気管支喘息発作など呼息性呼吸困難の場合には、呼気の延長が観察されることがある。一方、肺水腫などで吸息性の呼吸困難の場合には、吸気と呼気の比率が１：１程度になり、呼吸が早くなることが知られている。このように、吸気と呼気の周期性についての情報は被検者９０の容態を判断する上で有用であるため、単純な視診に頼らずに、定量性をもって評価できることが望ましい。
【００４４】
図５は、検知部の設置位置と検知される呼吸波形との関係を示す。例えば、被検者９０が腹式呼吸を行う場合において、下腹部付近のＡ点、Ｂ点に検知部を配置すると、図５（Ｂ）に示す呼吸波形が取得される。吸気の際に呼吸波形がプラス方向（図中の上側）に振れ、呼気の際に呼吸波形がマイナス方向（図中の下側）に振れる呼吸波形である。一方、胸部付近のＤ点、Ｅ点に検知部を設置すると、図５（Ｃ）に示す呼吸波形が取得される。呼気の際に呼吸波形がプラス方向（図中の上側）に振れ、吸気の際に呼吸波形がマイナス方向（図中の下側）に振れる呼吸波形である。また、みぞおち付近のＣ点に検知部が配置された場合には、呼吸波形が取得されない。これは、呼吸に伴う横隔膜の運動により、呼吸波形が打ち消されるためである。被検者９０が胸式呼吸を行う場合は、検知部を下腹部付近、胸部付近、みぞおち付近のいずれの箇所に配置した場合においても、呼気の際にプラス方向に波形が振れ、吸気の際にマイナス方向に波形が振れる。
【００４５】
このように、被検者９０が腹式呼吸行う場合において、胸部付近において取得される呼吸波形は、下腹部付近で取得される呼吸波形や、胸式呼吸を行う被検者９０から取得される呼吸波形とは逆位相の波形（−πの位相差が存在する波形）となる。
【００４６】
図６は、検知部が取得する呼吸波形と各呼吸方式との関係を示す。この図に示されるように、被検者９０の呼吸方式や検知部の配置によっては、呼吸波形が取得されなかったり、呼吸波形が異なる位相で出力されたりすることがある。
【００４７】
なお、被検者９０が腹式呼吸と胸式呼吸とが組み合わされた胸腹式呼吸をしている場合において、下腹部付近に検知部が配置されると、吸気の際にプラス方向に、呼気の際にマイナス方向に波形が振れるが、胸部付近に検知部を配置すると、吸気と呼気に対応した正弦波が得られないことがある。これは、胸式呼吸由来の呼吸振動と、腹式呼吸由来の呼吸振動とが混合し、両振動が打ち消されあうためである。また、腹式で呼吸を行った後、胸式で呼吸をするなどして一回の呼吸の中で腹式、胸式のタイミングがずれると、それぞれの呼吸振動が足し合わされ、結果として、本来の呼吸の２倍の周波数で出力されてしまうためである。
【００４８】
医療の現場においては、呼吸波形の出力結果に基づいた健康状態の診察や診断は、経験的に、腹式呼吸の下腹部付近において取得される波形および胸式呼吸において取得される波形（正位相の呼吸波形）を視認することにより行われている。このため、逆位相で出力された呼吸波形に基づいて患者の健康状態の判断が行われることは、被検者の容態悪化の早期発見の観点から好ましくない。そこで、バイタル計測器１０にあっては、以下に説明する計測処理にしたがって評価指標として適切な呼吸波形を出力することを可能にしている。
【００４９】
図７を参照して、バイタル計測器１０を使用するにあたり、第１の検知部２１、第２の検知部２２を被検者９０にセットする。この際、第１の検知部２１および第２の検知部２２は、被検者９０の体軸上にそれぞれ配置させることが望ましい。被検者９０の体圧が第１の検知部２１および第２の検知部２２に均等に付与されるため、第１の検知部２１と第２の検知部２２においてより均一な信号強度の呼吸波形を取得することが可能になるためである。
【００５０】
ステップ１１では、第１の検知部２１が備えるセンサ４１（以下、「センサＨ」とする）、および第２の検知部２２が備えるセンサ４２（以下、「センサＬ」とする）が体圧を検知するか否かを判断する。
【００５１】
ステップ１１において、センサＨ、センサＬの両方が体圧を検知した場合は、計測処理を行うステップ１２に進む。ステップ１２については後述する。
【００５２】
センサＨ、センサＬのいずれかが体圧を検知していない場合は、ステップ１３に進む。ステップ１３では、第１の検知部２１および第２の検知部２２の設置個所の変更指示が行われる。センサＨ、センサＬのいずれかが体圧を検知していないということは、第１の検知部２１および第２の検知部２２が被検者９０の身体下に配置されていなかったり、身体から大きく外れた位置に配置されていたりすることが考えられる。このような場合、第１の検知部２１および第２の検知部２２によって呼吸波形を取得することはできないため、設置箇所の変更の指示を行う。変更指示は、例えば、音声出力部から警告音を発して行われたり、表示部３２上に変更を行うべき旨の警告画像を表示して行われたりする。
【００５３】
ステップ１２では、取得された呼吸波形に基づく各種の計測処理が行われる。この計測処理は、制御部６３のＲＯＭ内に予め格納された所定のプログラムによって実行される。
【００５４】
図８を参照して、ステップ２１に進む。ステップ２１では、センサＨ、センサＬの両方が、呼吸運動を検知したか否かを判定する。センサＨ、センサＬの両方が呼吸運動を検知した場合は、ステップ２２に進む。センサＨ、Ｌのいずれかが呼吸運動を検知していない場合は、ステップ３１に進む。ステップ３１については後述する。
【００５５】
ステップ２２では、センサＨが取得した呼吸波形（以下、「第１の呼吸波形」とする）、センサＬが検知した呼吸波形（以下、「第２の呼吸波形」とする）の位相差の検出および評価を行う。次にステップ２３に進む。
【００５６】
ステップ２３では、第１の呼吸波形の位相と第２の呼吸波形の位相とが逆位相である否か（−πの位相差が存在するか否か）を判定する。ステップ２３において、逆位相の波形であると判定された場合、ステップ２４に進む。ステップ２３において、逆位相の波形ではないと判定された場合、ステップ２５に進む。
【００５７】
ステップ２４では、第１の呼吸波形の位相が反転された反転位相波形と第２の呼吸波形とを加算平均する。次にステップ２６において、加算平均された波形を評価用呼吸波形として出力する。出力は、例えば、評価用呼吸波形をバイタル計測器１０の表示部３２に表示させる形態で行われる。
【００５８】
ステップ２５では、第１の呼吸波形と第２の呼吸波形とを加算平均する。次にステップ２６において、加算平均された波形を評価用呼吸波形として出力する。
【００５９】
次に、ステップ３１に進んだ場合において、センサＨのみが呼吸運動を検知していると判定された場合、ステップ３２に進む。その他の判定結果が得られたときは、ステップ３３に進む。
【００６０】
ステップ３２では、第１の呼吸波形の位相が反転された反転位相波形を評価用呼吸波形として出力する。
【００６１】
ステップ３３に進んだ場合において、センサＬのみが呼吸運動を検知していると判定された場合、ステップ３４へ進み、その他の判定結果が得られたときは、ステップ３５に進む。
【００６２】
ステップ３４では、第２の呼吸波形を評価用呼吸波形として出力する。
【００６３】
ステップ３５では、第１の検知部２１および第２の検知部２２の設置個所の変更指示が行われる。第１の検知部２１および第２の検知部２２の両検知部が呼吸運動を検知していないということは、被検者９０の呼吸方式が胸腹式呼吸であり、かつ第１の検知部２１および第２の検知部２２が胸部付近に配置されていると考えられる（図６を参照）。この場合、適正な評価用呼吸波形を出力することができない虞があるため、設置箇所の変更の指示を行う。変更指示は、バイタル計測器１０に設けられた報知部によって行う。報知部には、音声出力部が用いられる。すなわち、音声出力部から警告音を発することにより、変更指示の報知が行われる。なお、表示部３２上に変更を行うべき旨の警告画像を表示させることにより、表示部３２を報知部として機能させることも可能である。
【００６４】
計測処理（ステップ１２）のサブルーチンは、被検者９０に設置された第１の検知部２１および第２の検知部２２が被検者９０から取り外されるか、またはバイタル計測器１０の電源が切られるまで実行させられる。これにより、表示部３２には、評価用呼吸波形が経時的に表示される。なお、図９の図表において、図８のフローチャートで説明したセンサＨ、Ｌの検知結果と計測処理との関係を簡略的に示す。
【００６５】
本実施形態に係るバイタル計測器１０によれば、被検者９０の異なる部位においてそれぞれ呼吸運動を検知する第１、第２の検知部２１、２２が互いに逆位相の呼吸波形を取得した場合、第１の検知部２１よりも下肢側に配置される第２の検知部２２が取得する呼吸波形の位相に合わせて被検者９０の呼吸運動を代表的に示す評価用呼吸波形を出力する。このため、被検者９０の呼吸方式に関わらず、腹式呼吸の腹部側において取得される呼吸波形および胸式呼吸において取得される呼吸波形と同位相の波形を評価用呼吸波形として出力することができる。これにより、被検者９０の健康状態の判断を評価用呼吸波形に基づいて適正に行うことが可能になるため、被検者９０の容態悪化の早期発見に資することができる。
【００６６】
また、第１の検知部２１のみが呼吸運動を検知した場合には、第１の呼吸波形を反転させた反転呼吸波形を評価用呼吸波形として出力し、第２の検知部２２のみが呼吸運動を検知した場合には、第２の呼吸波形をそのまま評価用呼吸波形として出力する。したがって、第１の呼吸波形または第２の呼吸波形のいずれかの呼吸波形が取得される場合には、正位相の呼吸波形が評価用呼吸波形として出力されるため、正位相の呼吸波形に基づいた被検者９０の健康状態の判断を行うことが可能になる。
【００６７】
また、第１の検知部２１および第２の検知部２２によって呼吸運動が検知されなかったときには、呼吸運動が検知されなかったことを報知部が被検者９０やバイタル計測器を観測するユーザーに報知する。報知部による報知が行われることによって、評価用呼吸波形が出力されないことを被検者９０やユーザーに知らせることができる。
【００６８】
また、第１の検知部２１および第２の検知部２２のそれぞれは、被検者９０の背部または腰部が載置される流体袋５１、５２内の圧力の変動から呼吸波形を取得する。検知部として流体袋５１、５２を利用することによって呼吸運動に基づく体振動を精度良く検知することができるため、検知部の小型化、ひいてはバイタル計測器１０の小型化を図ることができる。これにより、携帯性が向上されたバイタル計測器１０の提供を行うことが可能になる。
【００６９】
（改変例１）
次に、第１の検知部２１および第２の検知部２２の改変例を説明する。上述した実施形態においては、略矩形形状の支持部材７１上に第１の検知部２１および第２の検知部２２を配置させた構成を示したが、本発明に係る検知部の構成は、このような形態に限定されるものではない。以下、図１０および図１１を参照して、検知部の改変例を説明する。なお、上述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００７０】
図１０（Ａ）に示す改変例では、第１の検知部２１および第２の検知部２２の形状に合わせて、略丸型の支持部材７１を取り付けている。支持部材７１がより小さく構成されるため、臥位患者の背部や腰部への配置を円滑に行うことができる。
【００７１】
図１０（Ｂ）に示す改変例では、体軸方向に沿って３つの検知部２１、２２、２３を設けている。このような構成によれば、被検者９０の呼吸運動を３箇所で検知することができる。そして、３つの検知部２１、２２、２３が取得した呼吸波形を加算平均することによって、信頼性のより高い評価用呼吸波形の出力を行うことが可能である。
【００７２】
図１０（Ｃ）に示す改変例では、体軸方向に沿って３つの検知部２１、２２、２３を設け、さらに体軸方向と交差する方向に３つの検知部２３、２４、２５を設けている。体軸方向と交差する方向に設けられた３つの検知部２３、２４、２５が取得する呼吸波形を加算平均し、さらに体軸方向に沿って一列に配置された３つの検知部２１、２２、２３が取得する呼吸波形を加算平均することにより、図１０（Ｂ）に示す改変例よりもさらに信頼性の高い評価用呼吸波形の出力を行うことが可能である。
【００７３】
図１１（Ａ）に示す改変例では、流体袋５１、５２を丸型の外形形状ではなく、略矩形の外形形状に形成している。このような形状の流体袋５１、５２を利用する場合においても、呼吸波形の取得を良好に行うことが可能である。
【００７４】
図１１（Ｂ）に示す改変例では、分割された流体袋５１の間、および分割された流体袋５２の間をそれぞれ連通する連通路（バイパス）８１を設けている。このような構成を採用することによって、被検者９０が流体袋５１、５２上に載置された際に、流体袋５１、５２につぶれやキンクが発生することを防止することができる。したがって、流体袋５１、５２のつぶれやキンクに伴う計測精度の低下が招かれることを未然に防止することができる。
【００７５】
図１１（Ｃ）に示す改変例では、支持部材７１に切り欠き８３が設けられている。上述した実施形態において説明したように、被検者９０のみぞおち付近においては、呼吸運動が検知されず、呼吸波形を取得することができない場合が起こり得る。例えば、本改変例のように、みぞおち付近に配置する目安となる切り欠き８３が設けられていれば、使用時に第１の検知部２１および第２の検知部２２がみぞおち付近に配置されることを避けることができる。これにより、利便性の向上が図られたバイタル計測器１０を提供することが可能になる。
【００７６】
（改変例２）
上述した実施形態においては、流体袋およびセンサを備えた検知部２１、２２をバイタル計測器１０に適用したが、検知部は、このような構成のみに限定されるものではない。図１２に示す形態では、体振動を検知するセンサ４１、４２として、圧電フィルム、圧電シート、静電容量式圧力センサ、感圧センサなどを使用し、各センサ４１、４２を第１の検知部２１、第２の検知部２２としてそれぞれ機能させている。なお、上記各センサの中から同種のセンサを第１の検知部２１および第２の検知部２２に使用することも可能であるし、一方のセンサと他方のセンサにそれぞれ異なる種類のセンサを使用することも可能である。さらに、流体袋およびセンサによって一方の検知部を構成させ、上記センサのいずれかのセンサによって他方の検知部を構成させることも可能である。
【００７７】
実施形態の説明においては、臥位状態にある被検者９０に対してバイタル計測器１０を使用した例を示したが、例えば、バイタル計測器１０を座位患者や椅子等に腰をかけた状態の被検者９０に対して使用することも可能である。このような使用形態においては、例えば、バイタル計測器の検知部をズボンのベルトに挟むか、椅子の背や壁と被検者の背中との間に設置することで計測を行うことができる。
【符号の説明】
【００７８】
１０    バイタル計測器、
２１    第１の検知部、
２２    第２の検知部、
４１    センサ、
４２    センサ、
５１    流体袋、
５２    流体袋、
９０    被検者。
【図１】
2013066570.tif 000003
【図２】
2013066570.tif 000004
【図３】
2013066570.tif 000005
【図４】
2013066570.tif 000006
【図５】
2013066570.tif 000007
【図６】
2013066570.tif 000008
【図７】
2013066570.tif 000009
【図８】
2013066570.tif 000010
【図９】
2013066570.tif 000011
【図１０】
2013066570.tif 000012
【図１１】
2013066570.tif 000013
【図１２】
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