(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
床又は椅子に形成されており、被検者の足等の身体の一部と電気的に接触し、被検者の足等の身体の一部と導通させるための第１の電極部材と、シャワーヘッド本体の内部に形成され、このシャワーヘッドから放出される水と電気的に接触し、シャワーヘッドから放出される水を媒介とする前記被検者の身体と電気伝導路を形成するための第２の電極部材と、前記第１の電極部材と該第２の電極部材とに接続され、前記第１の電極部材と該第２の電極部材との間に生じた生体由来の電気信号を入力するための信号検出装置とから構成されており、この信号検出装置は、少なくとも、前記第１の電極部材と前記第２の電極部材との間に生じた生体由来の電気信号を増幅するための増幅手段と、ノイズを除去するためのノイズ除去手段とから構成され、生体由来の電気信号を検出する生体由来の電気信号測定装置。
【請求項２】
第１の電極部材は、複数の床電極と、電極セレクタとから構成されており、この電極セレクタにより、最も安定して電位の計測が可能な床電極を自動的に選択する請求項１の生体由来の電気信号測定装置。
【請求項３】
生体由来の電気信号測定装置に使用するシャワーヘッドであり、シャワーヘッド本体に形成され、このシャワーヘッドから放出される水と電気的に接触させるための第２の電極部材が、シャワーノズルと一体に形成されており、このシャワーノズルの表面も第２の電極部材と電気的に導通しているシャワーヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、心電図等の生体由来の電気信号を検出する生体由来の電気信号測定装置及び方法に係わり、特に、シャワー浴中に心電図等の生体由来の電気信号を計測することのできる測定装置及び測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シャワー浴中に、例えば、心電図等の生体由来の電気信号を計測するためには、被検者の体の表面に直接電極を装着し、この電極を心電計等の増幅器へ接続して計測を行う必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の被検者の体の表面に直接電極を装着する方式は、電極を装着する部位に専門的知識を必要とし、更に、被検者本人では、電極の装着が極めて困難であり、医療従事者等の介助が必要となるという問題点があった。
【０００４】
特に老人や要介護者等、身体の自由な運動が制限されている様な人にあっては、被検者本人が、複数の電極を体表面の所定の部位に正しく装着することは著しく困難となるという問題点があった。
【０００５】
更に、体表面に電極を装着された上、かつ電極リード線が心電計などの増幅器に接続されているので、被検者の身体が拘束され、自由なシャワー浴行為が行えず不便・不快であるという問題点があった。
【０００６】
そして電極、電極リード等は水場での使用を前提としていないため、水場での使用の際には、防水処理等の特別な配慮が必要とされ、コスト高となる可能性が極めて高いという問題点があった。
【０００７】
以上の様な理由により、シヤワー浴中の生体由来の電気信号の計測は、これまで殆ど行われていないのが実状であった。
【０００８】
近年、浴室や脱衣所等で、老人等の心臓発作等による突発的事故の危険性が指摘されており、入浴中の状態での事故防止、或いは入浴労作という負荷状態における心電図等の生体由来電気信号の計測による疾病の早期発見の必要性が叫ばれている。浴槽内での生体由来の電気信号計測については、数例の考案が存在するが、浴槽外、特に洗い場等におけるシャワー浴中等においては、生体由来電気信号を簡便に計測する装置・方法はなく、それを実現できるシステムの出現が強く望まれていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題に鑑み案出されたもので、床又は椅子に形成されており、被検者の足等の身体の一部と電気的に接触し、被検者の足等の身体の一部と導通させるための第１の電極部材と、シャワーヘッド本体の内部に形成され、このシャワーヘッドから放出される水と電気的に接触し、シャワーヘッドから放出される水を媒介とする前記被検者の身体と電気伝導路を形成するための第２の電極部材と、前記第１の電極部材と該第２の電極部材とに接続され、前記第１の電極部材と該第２の電極部材との間に生じた生体由来の電気信号を入力するための信号検出装置とから構成されており、この信号検出装置は、少なくとも、前記第１の電極部材と前記第２の電極部材との間に生じた生体由来の電気信号を増幅するための増幅手段と、ノイズを除去するためのノイズ除去手段とから構成され、生体由来の電気信号を検出するものである。
【００１２】
そして本発明の第１の電極部材は、複数の床電極と、電極セレクタとから構成されており、この電極セレクタにより、最も安定して電位の計測が可能な床電極を自動的に選択する構成にすることもできる。
【００１３】
また本発明のシャワーヘッドは、生体由来の電気信号測定装置に使用するシャワーヘッドであり、シャワーヘッド本体に形成され、このシャワーヘッドから放出される水と電気的に接触させるための第２の電極部材が、シャワーノズルと一体に形成されており、このシャワーノズルの表面も第２の電極部材と電気的に導通する構成にすることもできる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は上記課題に鑑み案出されたもので、床又は椅子に形成された第１の電極部材が、被検者の足等の身体の一部と電気的に接触し、被検者の足等の身体の一部と導通させ、シャワーヘッド本体の内部に形成された第２の電極部材が、シャワーヘッドから放出される水と電気的に接触し、シャワーヘッドから放出される水を媒介とする被検者の身体と電気伝導路を形成し、第１の電極部材と第２の電極部材とに接続された信号検出装置が、第１の電極部材と第２の電極部材との間に生じた生体由来の電気信号を入力する様になっており、信号検出装置は、少なくとも、第１の電極部材と第２の電極部材との間に生じた生体由来の電気信号を増幅するための増幅手段と、ノイズを除去するためのノイズ除去手段とから構成され、生体由来の電気信号を検出することができる。
【００１９】
そして本発明の第１の電極部材は、複数の床電極と、電極セレクタとから構成し、電極セレクタにより、最も安定して電位の計測が可能な床電極を自動的に選択することもできる。
【００２０】
また本発明の生体由来の電気信号測定装置に使用するシャワーヘッドは、シャワーヘッド本体に形成された第２の電極部材が、シャワーノズルと一体に形成され、このシャワーノズルの表面も第２の電極部材と電気的に導通する様にすることもできる。
【００２３】
【実施例】
【００２４】
「原理」
【００２５】
まず、本発明の原理を説明する。
【００２６】
本発明は、シャワー浴者の足下に設置された電極と、シャワー浴に用いるシャワーヘッドに設置された電極とにより、シャワー浴中の人体の心電図、若しくは心電図以外の生体由来の電気信号を検出するシステムに関するものである。
【００２７】
本発明は、水（水道水）の導電性を利用するものであり、シャワーヘッドのノズルより流出する水（湯）が人体に当たると、被検者の人体とシャワーヘッドとの間に水を媒介とする電気伝導路が形成され、この電気伝導路を流れる生体由来の電気信号を計測することにより、所望のデータを得るものである。
【００２８】
即ち、図９に示す様に、浴室内の所定の床部に第１の電極部材１００を設置する。本実施例の電極部材は、被検者が、足を位置すると期待される位置に配置され、導電性を有した２個の電極１０１、１０２が形成されている。なお、電極１０１、１０２は、２個に限らず、複数個設けてもよく、更に、１個でもよい。
【００２９】
２個の電極１０１、１０２は、互いに電気的な絶縁状態を保持する様になっており、被検者の右足及び左足の何れかを接触させる様になっている。そして、例えば使用する増幅器３０１が差動増幅器の場合にあっては、図９に示す様に、入力端の一方に左足側を載せ、入力共通端に右足側を載せ、更に入力端の他方にシャワーヘッドに設けられた第２の電極部材２００を接続する。
【００３０】
以上の様に構成すれば、増幅器３０１は、床部に設置された第１の電極部材１００とシャワーヘッドに設けられた第２の電極部材２００との電位差を増幅し、生体由来の電気信号を計測することができる。
【００３１】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００３２】
図１に基づいて、本実施例を説明する。
【００３３】
本実施例の生体由来の電気信号を計測する計測装置１０００は、浴室内等の所定の床部等に設置するための第１の電極部材１００と、シャワーヘッド２０００に設けられた第２の電極部材２００と、第１の電極部材１００と第２の電極部材２００との電位差を増幅し、信号を検出するための信号検出手段３００とから構成されている。
【００３４】
本実施例の計測装置１０００は心電計であるが、心電計に限ることなく、生体由来の電気信号を計測する装置であれば、何れにも適用可能である。
【００３５】
本実施例の第１の電極部材１００は、単一の足元電極１０３が形成されており、被検者の足が載せられるものである。前記「原理」で説明した様に、２個の電極１０１、１０２とから構成してもよく、更に複数の電極とすることもできる。
【００３６】
本実施例の第１の電極部材１００の内、足元電極１０３以外の部分は、絶縁材料で構成する必要があり、高絶縁部材で構成されなければならない事は無論であるが、シャワー浴中は当該絶縁部分の表面に水滴が付着し、電気的絶縁性が低下する可能性があるので、当該絶鹿部分の表面に撥水加工を施し、水への濡れ性を悪くすることにより、シャワー浴中も当該絶縁部分の電気的絶縁状態を良好に保持する事が望ましい。
【００３７】
ここで、図２に基づいて本実施例の計測装置１０００に使用するシャワーヘッド２０００に設けられた第２の電極部材２００を説明する。
【００３８】
シャワーヘッド２０００は、シャワーヘッド本体２１００と、第２の電極部材２００と、電極リード線２１０と、シャワーノズル２２００と、シャワーホース２３００とから構成されている。
【００３９】
シャワーヘッド本体２１００は、通常のシャワーヘッドの機能を備えており、プラスチック等の合成樹脂や、陶器等、電気的絶縁性を有する適宜の素材で構成されている。
【００４０】
第２の電極部材２００は、シャワーヘッド本体２１００の内部に内蔵された導電性電極であり、電極リード線２１０を介して信号検出手段３００に接続される。この第２の電極部材２００は、銀／塩化銀電極が望ましいが、これに限ることなく何れの導電性電極を採用することもできる。
【００４１】
シャワーノズル２２００とシャワーホース２３００とは、通常の風呂用品と同様であるから説明を省略する。
【００４２】
次に図３に基づいて信号検出手段３００の一例を説明する。信号検出手段３００は、第１のバッファアンプ３１０と、アイソレーションアンプ３２０と、ハイパスフィルタ３３０と、ハムフィルタ３４０と、ローパスフィルタ３５０と、第２のバッファアンプ３６０とから構成されている。
【００４３】
第１のバッファアンプ３１０は、第１の電極部材１００と、シャワーヘッド本体２１００の第２の電極部材２００とに接続され、入力保護の為に用いられる。本実施例では、シングルエンド増幅器が採用されている。そしてアイソレーションアンプ３２０により、所定の電圧まで生体由来の電気信号が増幅される。なお、第１のバッファアンプ３１０とアイソレーションアンプ３２０と第２のバッファアンプ３６０とは、増幅手段に該当し、入力保護の機能も有する。
【００４４】
ハイパスフィルタ３３０とハムフィルタ３４０とローパスフィルタ３５０とは、
帯域通過フィルタ及びハムフィルタであり、目的とする信号以外のノイズ成分を軽減化するためのものである。なお、これらの帯域通過フィルタ及びハムフィルタは、ノイズ除去手段に該当するものである。
【００４５】
そしてノイズが除去された計測信号は、第２のバッファアンプ３６０を介して外部のモニタ或いはデータ記録装置等に、信号波形を出力する様に構成されている。
【００４６】
なお上記の様な信号処理は、アナログ処理に限定されることなく、所定の電圧まで増幅された信号を、適宜のＡ／Ｄコンバータにより信号のディジタル化処理を施し、種々のディジタル的な信号処理を加えることにより、更なる信号の明瞭化を行い、より精度の高い信号を出力させることも可能である。
【００４７】
なお、増幅器として（シングルエンド）増幅器を用いる構成とした場合には、特に商用電源等によるハムノイズの混入を受けやすく、ハムノイズの低減等のノイズ低減化に対して、ディジタル信号処理によるノイズ低減策は極めて有効である。
【００４８】
以上の様に構成された本実施例は、第１の電極部材１００と第２の電極部材２００との間に生じた生体由来の電気信号に対して、種々の演算を施し、本来の波形情報以外の情報を得ることも可能である。例えば、心電図等の場合は、心拍数、心拍間隔、或いは、それらの変動指標等を測定することができる。
【００４９】
次に本実施例の変形例を説明する。
【００５０】
まず、浴室内等の所定の床部等に設置するための第１の電極部材１００の変形例を説明する。
【００５１】
図４に示す様に、第１の変形例の第１の電極部材１００は、複数の床電極１０４、１０４・・・・と、電極セレクタ１０５とから構成されており、最も安定して電位の計測が可能な床電極１０４、１０４・・・・を自動的に選択し、得られた生体由来の電気信号を増幅する事により、心電図等のデータを得ることができる。なお、本第１の変形例として図示された例においては、増幅器として差動増幅器が使用され電極セレクタ１０５と接続されているが、差動増幅器の替わりにシングルエンド増幅器を用いることも可能である。
【００５２】
本第１の変形例は、被検者が浴室内の何れの位置にいても測定が可能であるという効果がある。
【００５３】
次に図５に示す様に、第２の変形例の第１の電極部材１００は、中心電極１０６と、この中心電極１０６を中心としたリング状電極１０７とから構成することもできる。中心電極１０６とリング状電極１０７とは、互いに電気的絶縁状態に保持されており、中心電極１０６及びリング状電極１０７に被検者の右足或いは左足を載せることにより、第１の電極部材１００と、シャワーヘッド本体２１００内の第２の電極部材２００との間に生じた生体由来の電気信号を検出し、心電図等のデータを得ることができる。なお、本第２の変形例で図示した第１のバッファアンプ３１０は差動増幅器であるが、シングルエンド増幅器を使うことも可能である。
【００５４】
そして図６に示す様に、第３の変形例の第１の電極部材１００は、足電極１０８と、椅子電極１０９とから構成されており、椅子電極１０９により足裏以外の尻部と電気的に接触させることもできる。即ち、尻部、四肢等の足裏以外の身体の一部と電気的に接触させる構成にすることもできる。
【００５５】
本第４の変形例では、被検者が椅子に腰掛けることにより、座位でのシャワー浴中に、生体由来の電気信号を計測することができる。なお、本第３の変形例で使用される第１のバッファアンプ３１０は、図示例では差動増幅器を用いた構成としているが、椅子電極のみを入力として用いるシングルエンド増幅器による構成とすることも可能である。
【００５６】
次に、シャワーヘッド２０００の変形例を説明する。
【００５７】
図７に示す様に第５の変形例では、第２の電極部材２００とシャワーノズル２２００とを一体化し、シャワーノズル２２００の裏側に第２の電極部材２００に電極を形成することもできる。
【００５８】
更に図８に示す様に第６の変形例では、第５の変形例と同様に、第２の電極部材２００とシャワーノズル２２００とを一体化し、シャワーノズル２２００の裏側に第２の電極部材２００に電極を形成すると共に、シャワーノズル２２００の表側にも第２の電極部材２００にも形成することもできる。本第６の変形例は、シャワーヘッド２０００より水を流出させること無しに、シャワーノズル２２００を直接身体の一部へ接触させることにより、生体由来の電気信号を計測することができるという効果がある。
【００５９】
本第６の変形例では、あえてシャワーヘッド２０００より水を流出させず、第２の電極部材２００と導通しているシャワーノズル２２００を、例えば胸部等身体の一部へ接触させることにより、より信頼性の高い心電図等の生体由来の電気信号の計測が可能となる。これは、特に、身体に不調が自覚されている場合等の、明らかに疾病の存在が疑われる様な状況における心電図等の生体由来の電気信号の計測において、有効である。
【００６０】
以上の様に構成された本実施例及び本変形例は、シャワー浴を利用して、被検者に検査を意識させない状態で、定期的かつ継続的な生体由来の電気信号の検査が可能となるという効果がある。
【００６１】
またシャワー浴という労作中であるため、生体へ負荷がかかった状態での心電図等の生体由来の電気信号計測が行えるという効果がある。即ち、シャワー浴行為はその温熱に加え、身体洗いの労作等により循環器等身体各所に負荷がかかり、安静状態では現れないような心電図等、生体由来の電気信号の異常を発見することができる。即ち、一般的に行われている安静時の心電図検査のみでは見つからない様な異常も発見できるという卓越した効果がある。
【００６２】
そして浴槽への入浴行為と同様、上記の様に生体への負荷がかかる為、心臓発作などの危険性が指摘されてきたが、医療従事者不在の環境でも被検者が、一人で手軽にしかも無意識の内に、心電図等を計測することができることとなり、心臓発作などの危険防止に有効である。
【００６３】
更に、計測のために何か特別な準備をしたり、計測を意識させたりするような非日常的で煩わしい行為は、それを怠ることが生命の危機に直結するような場合を除き、面倒になり、被検者は殆どの場合検査を続けることができない。本発明は、日々のシャワー浴行為を通して無意識のうちに心電図等の生体由来の電気信号の計測を行うことができるという効果がある。
【００６４】
即ち、頻回な検査とその継続性を容易に確保することが可能となり、疾病の早期発見、或いは疾病の長期的予後管理等が行えることとなり、在宅医療・予防医学等に対して大きく貢献する事が期待される。
【００６５】
特に、病人等でシャワー浴しか許可されない人に本実施例は有効であり、介護浴槽等の様に水流による身体の洗浄を行うシステム等にあっては、被入浴者の生体由来の電気信号のモニタリングを行うことができることとなり、より一層効果的である。
【００６６】
即ち本発明は、医療関連施設、一般家庭、老人ホーム等、シャワー浴設備を有する種々の施設に好適であり、シャワー浴中の事故防止システムとしても最適である。更に、シャワー浴行為中以外にあっても浴槽外での手軽な心電図等、生体由来の電気信号計測を行うことも可能となる。
【００６７】
また上記施設における、シャワー浴労作による負荷状態での心電図等、生体由来の電気信号検査システムとして利用することができる上、計測された信号に種々の信号処理・解析を行うなどして、リラグゼーション効果の定量を行うシステムとしても有効である。
【００６８】
更に、海外等で浴槽に身体を沈める入浴習慣があまりなく、シャワー浴が中心となっている諸外国での、入浴時の心電図等の計測システムとして有用となる。
【００６９】
なお本発明は、心電図に限ることなく、生体由来の電気信号であれば、何れの信号を検出することができる。
【００７０】
【効果】
以上の様に構成された本発明は、床又は椅子に形成されており、被検者の足等の身体の一部と電気的に接触し、被検者の足等の身体の一部と導通させるための第１の電極部材と、シャワーヘッド本体の内部に形成され、このシャワーヘッドから放出される水と電気的に接触し、シャワーヘッドから放出される水を媒介とする前記被検者の身体と電気伝導路を形成するための第２の電極部材と、前記第１の電極部材と該第２の電極部材とに接続され、前記第１の電極部材と該第２の電極部材との間に生じた生体由来の電気信号を入力するための信号検出装置とから構成されており、この信号検出装置は、少なくとも、前記第１の電極部材と前記第２の電極部材との間に生じた生体由来の電気信号を増幅するための増幅手段と、ノイズを除去するためのノイズ除去手段とから構成され、生体由来の電気信号を検出するものであり、医療従事者等のいない環境でも、手軽にシャワー浴中の心電図等の計測が可能となるという卓越した効果がある。
【００７１】
即ち被検者は、普段シャワーを浴びるのと全く同じ様にするだけでよく、一般に行われれている心電図検査の様に、電極を何個も体表面へ装着する等の面倒な準備が不要となり、病人や老人等、その様な行為が容易に行えない、或いは、その様な行為の継続性が期待できない様な人々に対して最適であるという効果がある。
【００７２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す図である。
【図２】シャワーヘッド２０００を説明する図である。
【図３】信号検出手段３００を説明する図である。
【図４】第１の変形例を説明する図である。
【図５】第２の変形例を説明する図である。
【図６】第３の変形例を説明する図である。
【図７】第４の変形例を説明する図である。
【図８】第５の変形例を説明する図である。
【図９】本発明の原理を説明する図である。
【符号の説明】
１０００  計測装置
２０００  シャワーヘッド
２１００  シャワーヘッド本体
２２００  シャワーノズル
２３００  シャワーホース
１００  第１の電極部材
１０１  電極
１０２  電極
１０３  足元電極
１０４  床電極
１０５  電極セレクタ
１０６  中心電極
１０７  リング状電極
１０８  足電極
１０９  椅子電極
２００  第２の電極部材
２１０  電極リード線
３００  信号検出手段
３０１  増幅器
３１０  第１のバッファアンプ
３２０  アイソレーションアンプ
３３０  ハイパスフィルタ
３４０  ハムフィルタ
３５０  ローパスフィルタ
３６０  第２のバッファアンプ
【図１】
0004210793.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0004210793.tif 000006
【図６】
0004210793.tif 000007
【図７】
0004210793.tif 000008
【図８】
0004210793.tif 000009
【図９】
0004210793.tif 000010