(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアマットと、
前記エアマット内の空気圧の変化を電気信号の変化に変換する単一の圧力センサと、
前記圧力センサの出力信号の時間波形を解析して前記エアマットの上に横臥する就寝者の生命徴候の異常の有無を判定する異常判断装置からなる生命徴候検知装置において、
前記異常判断装置は、
前記圧力センサの出力信号の時間波形から高次の成分を除去して前記就寝者の呼吸波形を抽出する呼吸波形フィルター;
前記呼吸波形から前記就寝者の呼吸数を計数する呼吸計数手段を有して、前記呼吸計数手段から出力される呼吸数が所定の範囲にない場合に、呼吸異常信号を出力する呼吸異常判断手段；
前記圧力センサの出力信号が所定の基準値を超えている場合に、在床信号を出力する人体検知手段；
前記呼吸異常信号と前記在床信号が同時に出力されている場合に、呼吸異常警報信号を出力する呼吸異常警報出力手段；
及び、前記在床信号が出力されていない場合に、離床警報信号を出力する離床警報出力手段を有する
ことを特徴とする生命徴候検知装置。
【請求項２】
前記異常判断装置は、
前記呼吸計数部が出力する呼吸数を表示する呼吸数表示手段；
及び、前記呼吸波形フィルターが出力する呼吸波形を表示する呼吸波形表示手段を有するとともに、
前記呼吸異常警報信号は光信号または音響信号である
ことを特徴とする請求項１に記載の生命徴候検知装置。
【請求項３】
呼吸異常検知器から出力される前記就寝者の呼吸数、呼吸波形；
前記呼吸異常警報信号の出力の記録；
及び前記離床警報信号の出力の記録（以下、総称して呼吸数等の記録と言う）を記憶するコンピュータと、
前記呼吸数等の記録を前記コンピュータから読み出して表示する表示手段を備えるとともに、
前記異常判断装置は、
前記就寝者の呼吸に異常が生じた場合に前記呼吸数等の記録を前記コンピュータから読み出して前記表示手段の画面に表示する命令を前記コンピュータに与えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の生命徴候検知装置。
【請求項４】
無線または有線の電気通信回線を介して前記呼吸数等の記録を遠隔地に置かれた自動受信器に送信する自動通報器を備えるとともに、
前記異常判断装置は、
前記就寝者の呼吸に異常が生じた場合に、その旨を前記自動通報器を介して前記自動受信器に通報する
ことを特徴とする請求項１ないし３に記載の生命徴候検知装置。
【請求項５】
前記異常判断装置は、
前記圧力センサの出力信号の時間波形から前記就寝者の心拍波形を得る心拍波形フィルター；
前記心拍波形から前記就寝者の心拍数を計数する心拍数計数手段；
前記心拍数計数手段から出力された心拍数を所定の基準値と比較して心拍数の異常の有無を判断する心拍異常判断手段；
前記心拍異常判断手段が心拍数に異常が有ると判断した場合に、心拍異常警報信号を出力する心拍異常警報出力手段；
前記心拍数計数手段が出力する心拍数を表示する心拍数表示手段；
及び、前記心拍波形フィルターが出力する心拍波形を表示する心拍波形表示手段を有する
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の生命徴候検知装置。
【請求項６】
前記エアマットと前記圧力センサの間をチューブで繋いだ
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の生命徴候検知装置。
【請求項７】
前記エアマットの内部の空気に代えて液体を充填した
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の生命徴候検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、寝たっきりの在宅高齢者や就寝中の病人の呼吸数や、心拍数に異常が認められた時、自動的に異常であることを通報したり、また高齢者の徘徊を未然に防いだり、病人の離床管理を行う生命徴候検知及び異常判断を行う装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、高齢者や病人の就寝中の突然死に対する有効な手段を講じる事が出来ず大きな社会問題になっている。また入院中の重症患者の生体監視は数時間毎に看護婦が巡回時に行われているが看護不足や、長時間労働もからみ、完全な看護体制が取られていないのが現状である。
【０００３】
【課題を解決する手段】
上記課題を解決するため、本発明の生命徴候検知装置の第１の構成は、エアマットと、前記エアマット内の空気圧の変化を電気信号の変化に変換する単一の圧力センサと、前記圧力センサの出力信号の時間波形を解析して前記エアマットの上に横臥する就寝者の生命徴候の異常の有無を判定する異常判断装置からなる生命徴候検知装置において、前記異常判断装置は、前記圧力センサの出力信号の時間波形から高次の成分を除去して前記就寝者の呼吸波形を抽出する呼吸波形フィルター;前記呼吸波形から前記就寝者の呼吸数を計数する呼吸計数手段を有して、前記呼吸計数手段から出力される呼吸数が所定の範囲にない場合に、呼吸異常信号を出力する呼吸異常判断手段；前記圧力センサの出力信号が所定の基準値を超えている場合に、在床信号を出力する人体検知手段；前記呼吸異常信号と前記在床信号が同時に出力されている場合に、呼吸異常警報信号を出力する呼吸異常警報出力手段；及び、前記在床信号が出力されていない場合に、離床警報信号を出力する離床警報出力手段を有することを特徴とする。
【０００４】
本発明の生命徴候検知装置の第２の構成は、前記第１の構成において、前記異常判断装置は、前記呼吸計数部が出力する呼吸数を表示する呼吸数表示手段；及び、前記呼吸波形フィルターが出力する呼吸波形を表示する呼吸波形表示手段を有するとともに、前記呼吸異常警報信号は光信号または音響信号であることを特徴とする。
【０００５】
本発明の生命徴候検知装置の第３の構成は、前記第１又は第２の構成において、呼吸異常検知器から出力される前記就寝者の呼吸数、呼吸波形；前記呼吸異常警報信号の出力の記録；及び前記離床警報信号の出力の記録（以下、総称して呼吸数等の記録と言う）を記憶するコンピュータと、前記呼吸数等の記録を前記コンピュータから読み出して表示する表示手段を備えるとともに、前記異常判断装置は、前記就寝者の呼吸に異常が生じた場合に前記呼吸数等の記録を前記コンピュータから読み出して前記表示手段の画面に表示する命令を前記コンピュータに与えることを特徴とする。
【０００６】
本発明の生命徴候検知装置の第４の構成は、前記第１ないし第３の構成において、無線または有線の電気通信回線を介して前記呼吸数等の記録を遠隔地に置かれた自動受信器に送信する自動通報器を備えるとともに、前記異常判断装置は、前記就寝者の呼吸に異常が生じた場合に、その旨を前記自動通報器を介して前記自動受信器に通報することを特徴とする。
【０００７】
本発明の生命徴候検知装置の第５の構成は、前記第１ないし第４の構成において、前記異常判断装置は、前記圧力センサの出力信号の時間波形から前記就寝者の心拍波形を得る心拍波形フィルター；前記心拍波形から前記就寝者の心拍数を計数する心拍数計数手段；前記心拍数計数手段から出力された心拍数を所定の基準値と比較して心拍数の異常の有無を判断する心拍異常判断手段；前記心拍異常判断手段が心拍数に異常が有ると判断した場合に、心拍異常警報信号を出力する心拍異常警報出力手段；前記心拍数計数手段が出力する心拍数を表示する心拍数表示手段；及び、前記心拍波形フィルターが出力する心拍波形を表示する心拍波形表示手段を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の生命徴候検知装置の第６の構成は、前記第１ないし第５の構成において、前記エアマットと前記圧力センサの間をチューブで繋いだことを特徴とする。
【０００９】
本発明の生命徴候検知装置の第７の構成は、前記第１ないし第６の構成において、前記エアマットの内部の空気に代えて液体を充填したことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１（イ）は本願発明の第１と第２の実施形態を示す図１（イ）の本願発明の第１の呼吸検知マットにおいてエアマット２内の空気圧４変動を圧力センサ３に加える。以上の構成によりエアマット２上の高齢者、または病人の呼吸に同期して空気圧４が変化し圧力センサ３に加わり圧力も変化する。それによって圧力センサ３からは空気圧変化が電気信号に変換された呼吸と心拍信号が異常判断装置６０に出力される。
【００１１】
図１（イ）は本願発明の第１と第２の実施形態を示す図１（イ）の本願発明の第２の異常判断装置６０において、呼吸検知マット５０の圧力センサ出力を呼吸異常検知器６１を人体検知器６２の入力側に接続され、人体検知器６２の出力は呼吸異常検知器６１と外部の離床警報器に接続され、呼吸異常検知器６１の出力は外部の警報器に接続される。
【００１２】
以上の構成により図１（イ）より第２の実施形態の動作を説明する。図１（イ）にしめす呼吸検知マット出力には、高齢者又は患者の呼吸、心拍に同期した呼吸成分と心拍成分が含まれている圧力センサ出力電圧から呼吸信号のみを抽出し、呼吸異常検知器６１であらかじめ設定した呼吸数と抽出した呼吸成分の数を比較する。もし比較結果が異常である事を呼吸異常検知器６１で判断し、かつ呼吸検知マット５０に人が居ることを人体検知器６２が判断した時は、警報信号６３が外部に接続された警報器に出力して、高齢者または病人の呼吸が停止した旨を介護人や看護婦に知らせるこの事により突然死を未然に防ぐことができる。
【００１３】
また、高齢者又は病人が呼吸検知マット５０から離れた時、人体検知器６２がＯＮになり、外部に離床した事を知らせる離床信号６４が出力される。この事により高齢者の徘徊を未然に防いだり、病人の管理をコンピュータで行う事ができる。
【００１４】
また、異常検知器に学習機能を搭載する事により呼吸検知マット上の高齢者、又は病人の呼吸や心拍数を自動的に記憶しこれを基準にして呼吸や心拍の異常判断を行う事も可能。
【００１５】
また、第２の実施形態の異常判断装置６０構成の１例について説明を行う。図２において呼吸検知用マット５０は増幅部５の入力に接続され、増幅部５の出力はフィルター６の入力と人体検知部１１に接続され、フィルター６の出力は波形整形部７の入力部に接続され、波形整形部７の出力は呼吸計数部８の入力部に接続され、呼吸計数部８出力は呼吸異常判断部９の入力部に接続され、呼吸異常判断部９出力はＡＮＤ回路１３のゲート１に接続され、ゲート２には人体検知部１１の出力が接続され、ＡＮＤ回路１３出力は、警報出力部１０の入力に接続され、警報出力部１０の出力は警報ランプ１と警報ブザーに接続され、人体検知部１１一部は離床出力部１２の入りに接続され、離床出力部１２出力は警報ランプ２と警報ブザーに接続される。
【００１６】
以上の、構成により図３に示すように動作する。即ち 図３は上記第２の実施形態と後述する第３の実施形態、及び第４実施形態、及び第５実施形態の動作を説明するタイミングチャートである。図３に示すように人体の呼吸を検知する呼吸検知用エアマット２に患者が乗ると、患者１の呼吸に同期した心拍と呼吸成分が含まれる圧力センサ出力電圧（ａ）が出力される圧力センサ出力を増幅器５で増幅してフィルター６で呼吸信号（ｂ）のみを抽出する。次に呼吸計数誤差を抑えるとともに後段処理を容易にする為、波形整形部７で吸気波形（ｃ）と排気波形（ｄ）に整形する。次に後段の呼吸計数部８で波形（ｃ）と波形（ｄ）の数をカウントして、この値を呼吸異常判断部９であらかじめ設定された値と比較する。もし、比較結果が小さい場合（例えば２０秒以上１度も呼吸しない時）は（ｅ）信号が出力される。また逆に異常に呼吸数が多い時＞２０Ｓｅｃは呼吸に異常ありと判断し、（ｆ）信号が出力される。
【００１７】
また、増幅部５の出力電圧が人体検知部１１内で設定した基準値をオーバーすると人体有りと判断して人体検知部１１出力が（ｇ）になる。
【００１８】
また、ＡＮＤ回路１３の入力である呼吸異常判断部９出力（ｆ）、（ｅ）と人体検知部１１出力（ｇ）がともにＨの時は、ＡＮＤ回路１３出力は（ｈ）となり警報出力部１０から警報信号（ｉ）が出力されて、警報ランプ１が点滅するとともに警報ブザーが鳴動して患者の呼吸が停止である旨を介護人や看護婦に知らせる。
【００１９】
また、患者がベットから離れた時、人体検知部１１出力がＨになり離床出力部１２から離床した事を知らせる警報ランプ２が点滅するとともに警報ブザーが鳴動して、患者離床である旨を介護人や看護婦に知らせ徘徊を未然に防ぐ。
【００２０】
また、図２のブロックダイアグラムの中で増幅部５出力電圧を後段のＡ／Ｄ、Ｄ／Ａ内蔵のＣＰＵに加え、前述をソフトで処理する手段も可能である。
【００２１】
図４は、本願発明の第３実施の形態を示す。図４において図２と同一部は、同一符号を付して説明を省略する。フィルター６の出力は呼吸波形表示部１４の入力に接続され呼吸計数部８の出力は呼吸数表示部１５の入力に接続されている。就寝中の高齢者又は患者の呼吸状況を介護人又は看護婦が容易に呼吸波形表示部１４の表示手段と、呼吸表示部１５の表示手段から確認を行う事ができる。また外部に呼吸数、呼吸波形を出力する事ができる。
【００２２】
図５は、本願発明の第４実施の形態を示す。図５において図４のブロックダイアグラムの概略ブロックダイアグラムとする。第２〜４発明の構成の生命徴候検知及び異常判断を行う装置の単数または複数台を別置のコンピュータに接続して、各生命徴候検知及び異常判断を行う装置１からの呼吸数や呼吸波形、離床時間、その他のデータを記録、管理を行い異常時に患者の患者記録と先のデータを自動的に画面表示を行い、前記高齢者や、病人の突然死を未然に防ぐ。
【００２３】
図６は、本願発明の第３実施の形態を示す。図６において図５の概略ブロックダイアグラム中の各装置の概略斜視図で示したものである。
【００２４】
図７は、本願発明の第４実施の形態を示す。図５．６において生命徴候検知及び異常判断を行う装置とコンピュータ間の通信エリアは同施設内であるが、図７において通信は遠隔地を想定したもので、被介護人宅に設置した生命徴候検知及び異常判断を行う装置のデータを遠隔地の介護センター等に設置したコンピュータに送るとともに、コンピュータ側から音声や、データを送る事を可能とし、呼吸に異常が発生した時は、呼吸停止状況を自動通報器から有線または無線回路を介して遠隔地に設置したコンピュータ画面に表示を行う。データを受け取った介護センターは、音声の通信により患者と会話を行い状況を把握し必要に応じて現場に駆けて突然死を未然に防ぐ。
【００２５】
図８は、本願発明の第６実施例の形態を示す。図８において、図２，４と同一部は同一符号を付して説明を省略する。増幅部５の出力は心拍フィルター１６に接続され、心拍フィルター１６出力は心拍波形表示部１９と心拍波形整形部１７の入力に接続され、心拍波形整形部１７の出力は心拍計数部１８の入力に接続され、心拍計数部１８の出力は心拍異常判断２１と心拍数表示部２０の入力に接続され、心拍異常判断２１の出力はＡＮＤ回路２２のゲート１に接続され、ゲート２に人体検知部１１の出力を接続し、ＡＮＤ回路２２の出力は心拍警報出力部の入力に接続されている。就寝中の高齢者または患者の心拍と呼吸状況を介護人または看護婦が容易に呼吸波形表示部１４や、心拍波形表示部１９の表示手段と呼吸数表示部１５や、心拍表示部２０の手段から確認を行うことができる。また外部に呼吸数、呼吸波形や心拍数や、心拍波形を出力する事ができる。
【００２６】
以上の構成により、図９に示すように動作する。即ち図９は上記第６の実施形態との動作を説明するタイミングチャートである。図９に示すように人体の呼吸を検知する呼吸検知用エアマット２に患者が乗ると、患者１の呼吸に同期した心拍と、呼吸成分が含まれる圧力センサ出力電圧（ｊ）が出力される圧力センサ出力を増幅器５で増幅してフィルター１６で心拍信号（ｋ）のみを抽出するとともに、心拍波形表示部１９で心拍波形を表示する。次に心拍計数誤差を抑えるとともに後段処理を容易にする為、心拍波形整形部１７で心拍波形（１）に整形する。次に後段の心拍計数部１８で（１）パルス数をカウントし、心拍数表示部２０で表示するとともに心拍異常判断部２１で予め設定された値と比較する。もし心拍数に異常ありと判断されると（ｍ）信号が出力される。またシステムにより心拍波形表示部１９と心拍数表示部２０を必要としない場合がある。
【００２７】
また、増幅器５の出力電圧が人体検知部１１内で設定した基準値をオーバーすると人体有りを判断して人体検知部１１出力がＨ（ｇ）になる。
【００２８】
また、ＡＮＤ回路２２の入力である心拍異常判断部２１出力（ｍ）と人体検知部１１出力（ｇ）がともにＨの時は、ＡＮＤ回路２２出力は（ｏ）となり、心拍警報出力部２３から警報信号（ｐ）が出力されて警報ランプ３が点滅するとともに警報ブザーが鳴動して患者の心臓が異常である旨を看護人や看護婦に知らせる。
【００２９】
また、患者がベットから離れた時、人体検知部１１出力がＨになり離床出力部１２から離床した事を知らせる警報ランプ２が点滅するとともに警報ブザーが鳴動して患者離床である旨を看護人や看護婦に知らせる。
【００３０】
また、前述の処理をＣＰＵで用いてソフトで処理する事も可能。
【００３１】
図１（ロ）は、本願発明の第７実施の形態を示す。図１（ロ）において、図１（イ）と同一部は同一符号を付して説明を省略する。図１（ロ）の圧力センサ３を異常判断装置６０に内蔵し、呼吸検知マット５０と圧力センサ３の間をエアチューブ６５で結び呼吸検知マット５０内の空気圧４の変化をエアチューブを介して圧力センサ３に注入する。
【００３２】
本願発明の第８の実施形態は図１（イ）の呼吸検知マット５０を示す。高齢者または病人の床ズレを防止する為に呼吸検知マット５０に液体を注入したものである。
【００３３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明による生命徴候検知及び異常判断装置では、高齢者又は病人の呼吸や、心拍に異常が認められた時、警報装置が自動的に作動し、介護人又は看護婦に音と光で知らせる事が出来るので突然死を未然に防ぐ事ができる。
【００３４】
また、本発明の生命徴候検知置での、高齢者又は病人の生体監視はプライバシーの保護が確保でき、自動的に行う事ができるので介護人又は看護婦の労働負担が軽減される。
【００３６】
また、本発明の生命徴候検知置では、高齢者が呼吸検知マットから離れると自動的に離床が検知され警報信号が出力されるので徘徊を未然に防ぐ事ができる。
【００３７】
また、病人の離床時間を管理する事が出来るので医内死角での転倒事故を離床時間から察知する事が可能。
【００３８】
また、本発明の生命徴候検知置では、高齢者又は病人が呼吸検知マットに寝るだけで呼吸、心拍の異常判断を行う事ができるので被介護人の負担が緩和される。
【００３９】
また、本発明の生命徴候検知置では、遠隔地で高齢者又は病人の生体監視が可能である。
【００４０】
また、本発明の生命徴候検知置では、マクラに装着して使用する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（イ）は本発明の実施形態１．２の概略を示すブロックダイアグラム図である。
（ロ）は本発明の実施形態７の概略を示すブロックダイアグラム図である。
【図２】本発明の実施形態２の実施例を示すブロックダイアグラム図である。
【図３】実施形態２の実施例の動作を示す各出力波形図である。
【図４】本発明の実施形態３の概略を示すブロックダイアグラム図である。
【図５】本発明の実施形態４の概略を示すブロックダイアグラム図である。
【図６】本発明の実施形態４の各装置の概略斜視図である。
【図７】本発明の実施形態５の概略を示すブロックダイアグラム図である。
【図８】本発明の実施形態６の概略を示すブロックダイアグラム図である。
【図９】実施形態６の動作出力波形図である。
【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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