(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体の血流を検知する２個の加速度センサを所定の間隔を空けて配置してなるセンサペアを複数組配列した生体情報検知マットと、
前記複数組のセンサペアの出力信号の中から、特定のセンサペアの出力信号を抽出するマルチプレクサと、
前記マルチプレクサで抽出された当該特定のセンサペアの出力信号から心拍信号を抽出する心拍信号抽出手段と、
前記マルチプレクサで抽出された当該特定のセンサペアのー方の加速度センサから抽出された心拍信号と他方の加速度センサから抽出された心拍信号のズレ値を測定する信号ズレ測定手段と、
前記マルチプレクサで抽出された当該特定のセンサペアの間隔を前記心拍信号のズレ値で除して当該特定のセンサペアの脈波伝播速度を算出する演算手段と、
脈波伝播速度、心拍値、心拍波形及び介護記録を表示する表示手段と、
脈波伝播速度、心拍値、心拍波形、日時及び介護記録を印字する印字手段と、
脈波伝播速度及び心拍値の異常を判断する異常判断手段と、
前記異常判断手段が異常を検出した場合に外部に警報を出力する警報出力手段とを有する無拘束生体情報検知装置において、
前記信号ズレ測定手段は前記複数組のセンサペア毎に心拍信号のズレ値を順次測定し、
前記演算手段は前記複数組のセンサペアの加速度センサ間の距離を前記心拍信号のズレ値で除して前記複数組のセンサペア毎に脈波伝播速度を算出するとともに、
前記表示手段は、前記複数組のセンサペアの脈波伝播速度と心拍値を三次元的に表示する
ことを特徴とする無拘束生体情報検知装置。
【請求項２】
前記加速度センサの出力信号から呼吸信号を抽出する呼吸信号抽出手段と、
呼吸の異常を判断する呼吸異常判断手段を備えるとともに、
前記表示手段は、呼吸波形、呼吸値及び呼吸波形のピーク値を時系列表示し、
前記警報出力手段は、前記呼吸異常判断手段が異常を検出した場合に外部に警報を出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の無拘束生体情報検知装置。
【請求項３】
前記加速度センサはジャイロセンサである
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無拘束生体情報検知装置。
【請求項４】
前記加速度センサは磁性薄膜センサである
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無拘束生体情報検知装置。
【請求項５】
前記加速度センサは非晶質ワイヤセンサである
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無拘束生体情報検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高齢者や病人の就寝中の突発性重大事故を未然に防ぐとともに、快適な治療環境の創造、および今後の高齢化社会での看護の効率化を図るもので、ベッドまたは、布団に装着した生体情報検知マットに病人または、高齢者が衣類を身に付けたまま寝るだけで、生体情報検知マット信号からの生体情報から、血流、心拍・呼吸数計測、心拍・呼吸波形や脈波伝播速度、心拍値、心拍波形、呼吸値、呼吸波形のピーク値の時系列表示及び異常検知、苦痛検知、寝返り検知、離床検知、不整脈検知、生体情報の三次元表示、体温測定が行える。また、徘徊を未然に防ぐ為の離床検知機能が作動したり、生体異常が自動判断されると、介護人や看護婦に音や光で知らせることができる。また、ナースステーションに設置したパソコンで複数センサの管理や、高齢者住宅と遠隔地の間を双方向通信で結び生体情報を管理することにより、高齢者の孤独死を未然に防ぐセンサである。また、乳幼児突然死症候群による事故を未然に防ぐ無拘束生体情報検知装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、血圧は手動型と自動型のいずれかの方法で測定を行っていたが、測定毎に血圧計を装着する必要がある為、間欠測定を必要とする高齢者、病人には大きな負担になっていた。また、血圧測定を意識して測ると正確な測定ができない等の問題が残されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように血圧測定は、高齢者の病人には大きな負担になっている為、高齢者自らのバイタルチェックが遠のく。しかし、毎日若しくは間欠的に行うバイタルチェックが重大事故を未然に防ぐ鍵になるので、出来る限りライフサイクルに合った計測を継続することが大事である。
【０００４】
本発明は、従来型の拘束による間欠測定の煩わしさや、測定時の心理的影響による誤差等の課題に着目してなされたもので、生体情報検知マットに衣類着用のまま寝るだけで血流や、センサ出力レベル、血圧の相対値、心拍・呼吸計測から呼吸停止、心拍数異常、不正脈、寝返り、苦痛、離床、体温等の解析を行い、高齢者、病人、乳幼児の生体情報を自動管理し、病気や突発性重大事故を未然に防ぐ事が出来る無拘束生体情報検知装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上のような課題を解決する為に、本願の第１の発明に係る無拘束生体情報検知装置は、人体の血流を検知する２個の加速度センサを所定の間隔を空けて配置してなるセンサペアを複数組配列した生体情報検知マットと、前記複数組のセンサペアの出力信号の中から、特定のセンサペアの出力信号を抽出するマルチプレクサと、前記マルチプレクサで抽出された当該特定のセンサペアの出力信号から心拍信号を抽出する心拍信号抽出手段と、前記マルチプレクサで抽出された当該特定のセンサペアのー方の加速度センサから抽出された心拍信号と他方の加速度センサから抽出された心拍信号のズレ値を測定する信号ズレ測定手段と、前記マルチプレクサで抽出された当該特定のセンサペアの間隔を前記心拍信号のズレ値で除して当該特定のセンサペアの脈波伝播速度を算出する演算手段と、脈波伝播速度、心拍値、心拍波形及び介護記録を表示する表示手段と、脈波伝播速度、心拍値、心拍波形、日時及び介護記録を印字する印字手段と、脈波伝播速度及び心拍値の異常を判断する異常判断手段と、前記異常判断手段が異常を検出した場合に外部に警報を出力する警報出力手段とを有する無拘束生体情報検知装置において、前記信号ズレ測定手段は前記複数組のセンサペア毎に心拍信号のズレ値を順次測定し、前記演算手段は前記複数組のセンサペアの加速度センサ間の距離を前記心拍信号のズレ値で除して前記複数組のセンサペア毎に脈波伝播速度を算出するとともに、前記表示手段は、前記複数組のセンサペアの脈波伝播速度と心拍値を三次元的に表示するものである。
【０００６】
また、本願の第２の発明に係る無拘束生体情報検知装置は、前記第１の発明に係る無拘束生体情報検知装置において、前記加速度センサの出力信号から呼吸信号を抽出する呼吸信号抽出手段と、呼吸の異常を判断する呼吸異常判断手段を備えるとともに、前記表示手段は、呼吸波形、呼吸値及び呼吸波形のピーク値を時系列表示し、前記警報出力手段は、前記呼吸異常判断手段が異常を検出した場合に外部に警報を出力するものである。
【０００７】
また、本願の第３の発明に係る無拘束生体情報検知装置は、前記第１又は第２の発明に係る無拘束生体情報検知装置において、前記加速度センサはジャイロセンサであることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本願の第４の発明に係る無拘束生体情報検知装置は、前記第１又は第２の発明に係る無拘束生体情報検知装置において、前記加速度センサは磁性薄膜センサであることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本願の第５の発明に係る無拘束生体情報検知装置は、前記第１又は第２の発明に係る無拘束生体情報検知装置において、前記加速度センサは非晶質ワイヤセンサであることを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施形態】
（第１の実施形態）以下、本発明の第１の実施形態に係る無拘束生体情報検知装置の生体情報検知マット７内のセンサ配列を説明する。図１において生体情報検知マット７上の人体の血流を検知するセンサａ１は、生体情報解析器８の入力に接続され、上述同様のセンサｂ２はセンサａ１からセンサ間距離Ｌ９の位置に設け生体情報解析器８の入力に接続される。
【００１１】
（第２の実施形態）以下、本発明の第２の実施形態に係る無拘束生体情報検知装置の生体情報検知マット７内のセンサ配列を説明する。図２において生体情報検知マット７上の人体の血流を検知するセンサは、縦列配置され、センサａ１は生体情報解析器８の入力に接続され、センサｂ２はセンサａ１からセンサ間距離Ｌ９の位置に設け生体情報解析器８の入力に接続され、センサｂ２からセンサｎまで上述同様にセンサ間距離Ｌ９の間隔に各センサが配置され、各センサは生体情報解析器８の入力に接続される。
【００１２】
（第３の実施形態）以下、本発明の第３の実施形態に係る無拘束生体情報検知装置の生体情報検知マット７内のセンサ配列を説明する。図３において生体情報検知マット７上の人体の血流を検知するセンサは、マトリックス状に配置され、センサＹｏＸｏ１０は生体情報解析器８の入力に接続され、センサＹｏＸｎ１１とセンサＹｏＸｏ１０間とＸ方向に等間隔で各センサが配置され、各センサは生体情報検知器の入力に接続され、センサＹ１Ｘｏ１２はセンサＹｏＸｏ１０からセンサ間距離Ｌ９の位置に設け生体情報解析器８の入力に接続され、センサＹ１Ｘｏ１２とセンサＹｎＸｏ１４間にＹ方向にセンサ間距離Ｌ９に各センサが配置され、各センサは生体情報解析器８の入力に接続される。
【００１３】
（第４の実施形態）図４は、本発明の第４の実施形態に係る無拘束生体情報検知装置の概略ブロック図であり、図５は、該無拘束生体情報検知装置の動作を説明するタイミングチャートである。図４に示すように実施形態４の生体情報検知マット７内に複数配列された１ペアの一つであるセンサａ１上の人体の生体情報検知出力（ａ）図５に示される。生体情報検知出力（ａ）から心拍信号検知部Ａ２２より心拍信号（ｂ）を抽出し、信号ズレ測定部２４に入力される。またセンサｂ上の人体の生体情報検知出力（ｃ）から心拍信号検知部Ｂ２３より心拍信号（ｄ）を抽出し、信号ズレ測定部２４に入力される信号ズレ測定部２４では、心拍信号（ｂ）と（ｄ）の信号のズレ値は位相差方式で測定され、血流演算部２５に入力される血流演算部２５にあらかじめセンサ間距離Ｌ９を記憶させておき、センサ間距離Ｌ９を信号ズレ測定部で得られた信号ズレ値である位相差（ｃ）＝△θで除し、必要に応じて係数ｋを乗じ脈波伝播速度ｖを（１）式により得る。
Ｖ＝Ｌ／△θ・ｋ−（１）
また、心拍値の計測も血流演算部で行い後段に出力する。
【００１４】
また、信号ズレ測定部が位相差方式に限られたものではなく、例えば心拍信号（ｂ）と（ｄ）の時間差による方式心拍信号（ｂ）と（ｄ）の周波数差による方式、ドップラ方式その他の心拍信号（ｂ）と（ｄ）のズレ値を測定する方式なども使用できるものである。
【００１５】
また、血流演算部２５は血流演算部２５の出力である脈波伝播速度・心拍値・心拍波形、及び外部コンピュータから入力される介護記録、日付等の表示を行う表示部２７と、表示部２７に表示された内容のプリントアウトに必要なプリンタ２８と、脈波伝播速度・心拍値・心拍波形レベルから人体の異常を解析する血流・心拍異常判断部３０に接続される。
【００１６】
また、生体情報検知マット９上の人体の有無を検知する人体検知部２９出力は、生体情報検知マット９上の人が居るときのみ血圧・心拍値・心拍波レベルの異常を解析する血流・心拍異常判断部３０が機能するインネガル信号として血流・心拍異常判断部３０に接続される。
【００１７】
また、血流・心拍異常判断部３０が異常と判断した時に、第三者に異常生体情報を知らせる為、警報出力部３１にはブザー・ランプや別置表示部や遠隔地向けインターネット対応型自動通報部３７に接続される。
【００１８】
また、上述を専用ＩＣ、ハード、ソフトで構成することも可能である。
【００１９】
また、病院、高齢者、その他の生体管理を必要とする施設で本発明の第５，６の無拘束生体情報検知装置を複数台、１カ所で集中的に管理するシステムを含まれるものである。
【００２０】
また、インターネットを用いて遠隔地で単数、または複数の生体情報検知装置を総合的に管理を行うシステムを含まれるものである。
【００２１】
（第５の実施形態）図６は、本発明の第５の実施形態に係る無拘束生体情報検知装置の概略ブロック図である。図５は、第５の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６において図４と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。図６に示すように実施形態５の生体情報検知マット９内に複数配列されたセンサの中で縦列方向で隣り合わせの二つのセンサを１ペアとして、血流演算部２５のＣＰＵにより順次１ペア毎にセンサ出力を切り換えるマルチプレクサの入力に接続される。センサａ１の出力信号（ａ）は、マルチプレクサを介して心拍信号検知部Ａ２２に出力信号（ａ）が入力される一方、センサｂ２の出力信号（ｃ）もマルチプレクサを介して心拍信号検知部Ｂ２３に出力信号（ｃ）が入力され、血流演算部２５のＣＰＵのタイミングに周期して順次入力が切り換えられ、縦列方向最終ペアであるセンサａｎ３３、センサｂｎ３４を切り換えた後、連続してセンサａ１、センサｂ２ペアに切り換える。
【００２２】
また、心拍信号検知部Ａ２２の出力と心拍信号検知部Ｂ２３以降のブロックダイアグラムとは前項の実施形態４と同一であるため説明を省略する。動作も表示部２７の表示に脈波伝播速度と心拍値・心拍波形を三次元表示機能を追加する以外前項の実施形態と同一であるため説明を省略する。
【００２３】
また、血流演算部の脈波伝播速度に心拍信号レベル値を乗じた相対脈波伝播速度を演算し、表示、異常判断を行い異常時に第三者に通報を行う警報出力部の機能も含む。
【００２４】
（第６の実施形態）図７及び図８は、本発明の第６の実施形態に係る無拘束生体情報検知装置の概略ブロック図である。図７及び図８において、図４、図６と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。図７，図８において心拍信号検知部Ｂ２３の入力に呼吸信号抽出部３５の入力が接続され、呼吸信号抽出部３５の入力信号である図５の生体情報検知出力（ａ）から呼吸信号を呼吸信号抽出部３５で抽出し、血流演算部（ｃｐｕ）２５に入力される血流演算部（ｃｐｕ）２５で呼吸値を演算し、表示部２７に呼吸値と呼吸波形、呼吸波形・呼吸ピーク値の時系列表示を行う。
【００２５】
また、血流演算部（ｃｐｕ）２５の出力は、呼吸異常判断部３６の入力に接続され、呼吸値、呼吸波形、呼吸波形・呼吸ピーク値の異常解析と生体情報検知マット９上の人体有無を検知する人体検知部２９出力をイネブル信号とした呼吸異常判断部３６で行う。
【００２６】
また、呼吸異常判断部３６が異常を判断した時に第三者に異常生体情報を知らせる為、警報出力部３１にはブザー・ランプや別置表示部や遠隔地向インターネット対応型自動通報部３７に接続され、異常を知らせるとともに心拍、血流・呼吸を含めたその他の生体情報を双方向で通信を行うものである。
【００２７】
また、血流演算部（ｃｐｕ）２５により人体の心拍・呼吸カラ不整脈、苦痛、寝返り、離床検知と、これらの生体情報の異常を警報出力部３１、自動通報部３７で第三者に通報を行う機能を含まれるものである。
【００２８】
また、本発明に第６、７に上述の実施形態を追加した実施形態６の複数の生体情報検知装置をナースステーションに設置したパソコンで生体情報管理を行うこともある。
【００２９】
また、上述を専用ＩＣ、ハード、ソフト、ＤＳＰで構成することも可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による情報検知装置では生体情報検知装置マット上の人体の血流を無拘束で計測できるので、従来型と比較すると披験者の計測時、心理的な生体情報変化が少なくなるので人に優しく、かつ計測値が正確である。
【００３１】
また、本発明の無拘束生体情報検知装置での人体の生体情報管理は、プライバシーの保護が確保される。
【００３２】
また、本発明の無拘束生体情報検知装置は人体の血流・心拍その他の生体情報を、三次元的に見ることができるので、今までにない生体情報、生体異常管理・計測器として応用する事が期待できる。
【００３３】
また、本発明の無拘束生体情報検知装置は、一台のセンサで心拍、血流、呼吸計測や異常解析、不整脈、寝返り、苦痛状況等の解析、体温計測その他の生体情報が管理出来るので経済的で環境に優しい。
【００３４】
また、本発明の無拘束生体情報検知装置は、本装置で解析できる生体情報に異常が認められると警報器が自動的に作動し、第三者に音や光で知らせる事ができるので重大事故を未然に防ぐ事が出来る。
【００３５】
また、本発明の無拘束生体情報検知装置は、複数台をパソコンで総合的に管理できるので介護・看護効率のアップと作業負担が軽減される。
【００３６】
また、本発明の無拘束生体情報検知装置は、インターネットで遠隔地による総合管理ができるので介護・看護効率がアップする。
【００３７】
また、本発明の無拘束生体情報検知装置は、独居老人の異常を通信回線を介して外部に知らせる事が出来るので孤独死を未然に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る生体情報検知マット内のセンサ配列を説明する図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る生体情報検知マット内のセンサ配列を説明する図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る生体情報検知マット内のセンサ配列を説明する図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る無拘束生体情報検知装置の概略ブロック図である。
【図５】本発明の第４及び第５の実施形態に係る該無拘束生体情報検知装置の動作を説明するタイミングチャートである。
【図６】本発明の第５の実施形態に係る無拘束生体情報検知装置の概略ブロック図である。
【図７】本発明の第６の実施形態に係る無拘束生体情報検知装置の概略ブロック図である。
【図８】本発明の第６の実施形態に係る無拘束生体情報検知装置の概略ブロック図である。
【符号の説明】
１ センサａ ２１ 出力信号ＹｎＸｎ
２ センサｂ ２２ 心拍信号検知部Ａ
３ 出力信号ａ ２３ 心拍信号検知部Ｂ
４ 出力信号ｂ ２４ 信号ズレ測定部
５ センサｎ ２５ 血流演算部
６ 出力信号ｎ ２６ 外部コンピュータ
７ 生体情報検知マット ２７ 表示部
８ 生体情報解析器 ２８ プリンタ
９ センサ間距離Ｌ ２９ 人体検知部
１０ センサＹｏＸｏ ３０ 血流・心拍異常判断部
１１ センサＹｏＸｎ ３１ 警報出力部
１２ センサＹ１Ｘｏ ３２ マルチプレクサ
１３ センサＹ１Ｘｎ ３３ センサａｎ
１４ センサＹｎＸｏ ３４ センサｂｎ
１５ センサＹｎＸｎ ３５ 呼吸信号抽出部
１６ 出力信号ＹｏＸｏ ３６ 呼吸異常判断部
１７ 出力信号ＹｏＸｎ ３７ 自動通報部
１８ 出力信号Ｙ１Ｘｏ
１９ 出力信号Ｙ１Ｘｎ
２０ 出力信号ＹｎＸｏ
【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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