(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）人または動物の体の一部分に緩やかに巻付けられるベルトと、
（ｂ）ベルトの周方向に間隔をあけて配置される複数のセンサであって、各センサは、
人または動物の生体組織に向けて光を発生する発光素子と、
発光素子からの光の生体組織による散乱光を受光し、散乱光の強度を表す検出信号を出力する受光素子とを有するセンサと、
（ｃ）ベルトに設けられ、各受光素子からの検出信号のうち、脈波を判定して選択する判定手段と、
（ｄ）ベルトに設けられ、判定手段によって選択された脈波の検出信号を、電磁波で送信する送信手段とを含むことを特徴とする健康状態検出装置。
【請求項２】
前記人または動物は、新生児であることを特徴とする請求項１記載の健康状態検出装置。
【請求項３】
判定手段は、各受光素子からの検出信号のうち、外来光を含まない検出信号を判定して選択することを特徴とする請求項１または２記載の健康状態検出装置。
【請求項４】
判定手段は、
各受光素子からの検出信号に応答し、検出信号の予め定める時間内の変化量が、脈波成分のピーク・ピーク値を超える予め定める値以上であるとき、外来光を含む検出信号であると判定し、前記予め定める値未満であるとき、外来光を含まない検出信号であると判定する変化量弁別手段と、
変化量弁別手段によって判定された外来光を含まない検出信号のうち、前記ピーク・ピーク値が最大である検出信号を選択して送信手段に与える選択手段とを含むことを特徴とする請求項１記載の健康状態検出装置。
【請求項５】
送信手段は、検出信号の送信とともに、その送信する検出信号が出力されたセンサを識別する識別データもまた、送信することを特徴とする請求項１または４記載の健康状態検出装置。
【請求項６】
送信手段は、
脈波成分の周期未満のサンプリング周期でサンプリングした脈波成分のデータと直流成分のデータとを、間欠的に計測して送信することを特徴とする請求項１〜５のうちの１つに記載の健康状態検出装置。
【請求項７】
センサは、
発光素子として、
赤色光を発光する赤色光発光素子と、
赤外光を発光する赤外光発光素子とを有し、
受光素子は、赤色光発光素子と赤外光発光素子とによる散乱光を共通に受光し、
赤色光発光素子と赤外光発光素子とを交互に予め定める周期（Ｗ１＋Ｗ２）で発光駆動する駆動手段と、
受光素子からの検出信号を、約１０Ｈｚ以下の周波数帯域だけ濾波するフィルタ手段とを含むことを特徴とする請求項１〜６のうちの１つに記載の健康状態検出装置。
【請求項８】
（ａ）請求項１〜７のうちの１つの記載の健康状態検出装置と、
（ｂ）処理装置であって、
送信手段からの電磁波を受信する受信手段と、
受信手段の出力に応答し、前記検出信号に対応した健康状態を表す値を演算する演算手段と、
演算手段の出力に応答し、健康状態を表す値を出力する出力手段とを含む処理装置とを備えることを特徴とする健康状態監視装置。
【請求項９】
（ａ）健康状態検出装置であって、
人または動物の体の一部分に緩やかに巻付けられるベルトと、
ベルトの周方向に間隔をあけて配置される複数のセンサであって、各センサは、
人または動物の生体組織に向けて光を発生する発光素子と、
発光素子からの光の生体組織による散乱光を受光し、散乱光の強度を表す検出信号を出力する受光素子とを有するセンサと、
ベルトに設けられ、各受光素子からの検出信号のうち、外来光を含む検出信号と、外来光を含まない検出信号とを判定して選択する判定手段と、
ベルトに設けられ、判定手段によって選択された外来光を含まない検出信号を、電磁波で送信する送信手段とを含み、
センサは、
発光素子として、
赤色光を発光する赤色光発光素子と、
赤外光を発光する赤外光発光素子とを有し、
受光素子は、赤色光発光素子と赤外光発光素子とによる散乱光を共通に受光する健康状態検出装置と、
（ｂ）処理装置であって、
送信手段からの電磁波を受信する受信手段と、
受信手段の出力に応答し、赤色光および赤外光による受光素子の検出信号のレベルを演算して動脈血の酸素飽和度を演算するとともに、赤色光または赤外光による受光素子の検出信号のレベルを演算して脈拍を演算する演算手段と、
演算手段の出力に応答し、動脈血の酸素飽和度および脈拍を表示する表示手段とを含む処理装置とを備えることを特徴とする健康状態監視装置。
【請求項１０】
（ａ）健康状態検出装置であって、
人または動物の体の一部分に緩やかに巻付けられるベルトと、
ベルトの周方向に間隔をあけて配置される複数のセンサであって、各センサは、
人または動物の生体組織に向けて光を発生する発光素子と、
発光素子からの光の生体組織による散乱光を受光し、散乱光の強度を表す検出信号を出力する受光素子とを有するセンサと、
ベルトに設けられ、各受光素子からの検出信号のうち、外来光を含む検出信号と、外来光を含まない検出信号とを判定して選択する判定手段と、
ベルトに設けられ、判定手段によって選択された外来光を含まない検出信号と、その外来光を含まない検出信号が出力されたセンサを識別する識別データとを電磁波で送信する送信手段とを含む健康状態検出装置と、
（ｂ）処理装置であって、
送信手段からの電磁波を受信する受信手段と、
受信手段の出力に応答し、識別データが変化する時間間隔が予め定める時間未満であるとき、警報信号を出力する演算手段とを含む処理装置とを備えることを特徴とする健康状態監視装置。
【請求項１１】
前記各センサの発光素子として、
赤色光を発光する赤色光発光素子と、
赤外光を発光する赤外光発光素子とを有し、
受光素子は、赤色光発光素子と赤外光発光素子とによる散乱光を共通に受光し、
演算手段は、赤色光および赤外光による受光素子の検出信号のレベルを演算して動脈血の酸素飽和度を演算するとともに、赤色光または赤外光による受光素子の検出信号のレベルを演算して脈拍を演算し、
動脈血の酸素飽和度が予め定める第１の範囲外であり、または
脈拍が予め定める第２の範囲外であるときにも、警報信号を出力することを特徴とする請求項１０記載の健康状態監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば新生児などの人または人以外の動物の健康状態、たとえば血中の酸素飽和度および脈拍などを検出する装置に関し、またその検出された健康状態を監視する健康状態監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
典型的な先行技術は、たとえば特開平７−１６３５５０および特開平８−１０３４３５に開示されたセンサである。この先行技術では、一対の発光ダイオードとフォトダイオードとが組合わされて可撓性支持手段に収納され、この可撓性支持手段を新生児の指または腕などに、弾発性を有する要素を用いて、ほぼＵ字状に弾発的に装着する。
【０００３】
この先行技術では、ハウジング要素が新生児の指にピッタリと密着して装着される。生まれて間もない新生児の皮膚は、傷付きやすく、したがって可撓性支持手段が弾発的に、皮膚の一定の位置に接触したままとなった状態となることによって、皮膚が損傷する。また新生児が動くことによって、可撓性支持手段に接触している皮膚が損傷しやすい。
【０００４】
この先行技術では、一対の発光ダイオードとフォドダイオードとは、ケーブル、コードなどの可動線を介して電気信号が伝送されるように構成されるように構成される。したがってケーブル、コード類が、新生児の首にからみついて窒息したり、指、手首などに巻付いて損傷したりする可能性があるという問題もある。
【０００５】
さらに新生児の生長は速いので、比較的短時間に、可撓性支持手段によって皮膚の一定個所に大きな圧縮力が作用することになる。このことによってもまた皮膚および組織を損傷する結果になる。このことは、可撓性支持手段を、ばんそう膏で皮膚に装着する構成であっても、同様に、生じる。
【０００６】
この問題を解決するために、可撓性支持手段を新生児の指に隙間をあけて緩やかに装着することが容易に考えられるけれども、そのように構成すると、フォトダイオードには、外来光が混入しやすくなり、したがって酸素飽和度および脈拍などの健康状態を、正確に検出することができなくなる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、健康状態を検出すべき人または動物の体を損傷することなく、また部分的に圧縮力を作用することなく、健康状態を検出することができるようにした健康状態検出装置を提供し、またその健康状態検出装置を用いる健康状態監視装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、（ａ）人または動物の体の一部分に緩やかに巻付けられるベルトと、
（ｂ）ベルトの周方向に間隔をあけて配置される複数のセンサであって、各センサは、
人または動物の生体組織に向けて光を発生する発光素子と、
発光素子からの光の生体組織による散乱光を受光し、散乱光の強度を表す検出信号を出力する受光素子とを有するセンサと、
（ｃ）ベルトに設けられ、各受光素子からの検出信号のうち、脈波を判定して選択する判定手段と、
（ｄ）ベルトに設けられ、判定手段によって選択された脈波の検出信号を、電磁波で送信する送信手段とを含むことを特徴とする健康状態検出装置である。
【０００９】
本発明に従えば、複数のセンサＳＲ１〜ＳＲ８（後述の図１参照）がベルト９を周方向に間隔をあけて配置され、このベルトは新生児などの人の体の一部分、たとえば上肢または下肢などに緩やかに、すなわち隙間をあけて、巻付けられる。ベルトは、無端リング状であってもよいけれども、周方向に分断されてほぼＣ字状に形成されてもよく、体の一部分に緩やかに装着される構成であればよい。人以外の動物の体の一部分にベルトが緩やかに巻付けられてもよい。
【００１０】
センサの発光素子１４，１５は、ベルトの装着された人または動物の体の一部分の生体組織に向けて光を発生する。その生体組織による散乱光を受光素子１６によって受光する。ベルトは上述のように体の一部分に緩やかに巻付けられるので、複数のセンサのうち、１または複数のセンサの受光素子には、たとえば照明灯などの外来光が混入する恐れがある。判定手段は、各センサの受光素子からの検出信号のうち、脈波成分を含む検出信号を判別して選択し、送信手段６に与える。こうして送信手段は、脈波成分を含む検出信号を、電磁波で送信する。
【００１１】
電磁波は、たとえば電波が、指向性がない点で好ましいけれども、光、超音波などであってもよい。複数の各センサは、前述のようにベルトの周方向に配置されるので、それらの複数のセンサのうち、少なくとも１つのセンサは、体の一部分に接触している可能性が高く、これによって外来光を含まない検出信号をほぼ確実に得ることができる。たとえば新生児の健康状態を検出するにあたり、新生児は様々な動きをするので、その際に、もしもケーブル、コード類があると、新生児の首に巻付いて窒息したり、指、手首などに巻付いて怪我をしたりといった事故が起こる恐れがある。本発明では、電磁波によって計測データを伝送し、内蔵の電池によって駆動することができ、したがってこのようなケーブル、コード類を引き摺ることはなく、新生児にとって安全に、健康状態の検出を行うことができる。
【００１２】
したがってベルトが装着される人または動物の体の一部分の皮膚が傷付きやすい状態であっても、その皮膚を損傷する恐れをなくすことができる。また新生児のようにベルトが巻付けられた体の一部分の生長が速くても、ベルトは緩やかであるので、その生長によってベルトが体の一部分を押付けて圧縮する恐れはなくなる。こうして安全に、人または動物の健康状態を正確に検出することが可能になる。
【００１３】
ベルトは、体の一部分に弾発的に接触することはない。このベルトは、可撓性を有し、さらに弾発性を有してもよく、あるいはまた剛性であってもよい。
【００１４】
本発明は、前記人または動物は、新生児であることを特徴とする。
特に本発明は、人の新生児に関連して好適に実施される。
【００１５】
本発明は、判定手段は、各受光素子からの検出信号のうち、外来光を含まない検出信号を判定して選択することを特徴とするである。
【００１６】
判定手段は、各受光素子からの検出信号のうち、外来光を含まない検出信号、したがって脈波を含む検出信号を判定して選択する。こうして脈波の判定、選択のために、検出信号に外来光が含まれているかどうかを判定し、脈波の正確な検出が可能になる。
【００１７】
また本発明は、判定手段は、
各受光素子からの検出信号に応答し、検出信号の予め定める時間内の変化量が、脈波成分のピーク・ピーク値を超える予め定める値以上であるとき、外来光を含む検出信号であると判定し、前記予め定める値未満であるとき、外来光を含まない検出信号であると判定する変化量弁別手段と、
変化量弁別手段によって判定された外来光を含まない検出信号のうち、前記ピーク・ピーク値が最大である検出信号を選択して送信手段に与える選択手段とを含むことを特徴とする。
【００１８】
本発明に従えば、ベルトに取付けられているセンサの発光素子または受光素子のうちのいずれか少なくとも一方が、体の一部分から離間すると、受光素子の検出信号のレベルが大きく変化し、検出信号のレベルが増大し、または減少する。したがって予め定める時間内の変化量が大きいとき、そのセンサの発光素子または受光素子の少なくとも一方が体の一部分から離間し、したがってその受光素子からの検出信号は、外来光を含んでいると判定し、変化量がわずかである検出信号だけを、外来光を含まない検出信号であると判定して、その判定結果を出力する。
【００１９】
受光素子からの検出信号が、外来光を含むかどうかの判定にあたっては、後述の図９のように予め定める時間Ｗ３内の変化量Δｘが、その検出信号に含まれる交番信号である脈波成分のピーク・ピーク値ＡＣ１を超える予め定める値ΔＬ以上であるとき（ＡＣ１＜ΔＬ＜Δｘ）、外来光を含むものと判断する。前記予め定める時間Ｗ３は、たとえば人または動物の脈拍の周期ΔＴに選ばれてもよい。新生児では、脈拍は、１００〜１２０であり、したがって前記予め定める時間ΔＴは、たとえば約０．５ｓｅｃであってもよい。このように、予め定める時間Ｗ３内の検出信号の変化量Δｘが、脈波成分のピーク・ピーク値ＡＣ１を超える予め定める値ΔＬ以上であって、大きいとき、その検出信号には、外来光が含まれているものと判定する。このような外来光を含む検出信号を用いることなく、前記変化量Δｘが前記予め定める値ΔＬ未満である検出信号を、外来光を含まないものと判定する。
【００２０】
こうして外来光を含まない１または複数の検出信号のうち、ピーク・ピーク値ＡＣ１が最大である検出信号を、選択して、送信手段に与え、電磁波によって送信する。こうして送信手段からの電磁波の信号を受信することによって、体の一部分に接触しているセンサの受光素子からの正確な検出信号を得ることができる。
【００２１】
また本発明は、送信手段は、検出信号の送信とともに、その送信する検出信号が出力されたセンサを識別する識別データもまた、送信することを特徴とする。
【００２２】
本発明に従えば、外来光を含まない検出信号が得られたセンサの識別データもまた、送信手段によって送信される。したがって送信手段からの電磁波信号を受信し、その識別データをデコードして検出することによって、体の一部分に接触しているセンサが、特定のセンサのみであって接触したままであるか、または接触しているセンサが頻繁に変化するかを、検出することができる。これによって人または動物の体動の程度を知ることができる。こうして人または動物の健康状態が正常であるか、または観察を必要とし、もしくは異常であるかを知ることができる。
【００２３】
また本発明は、送信手段は、
脈波成分の周期未満のサンプリング周期でサンプリングした脈波成分のデータと直流成分のデータとを、間欠的に計測して送信することを特徴とする。
【００２４】
本発明に従えば、外来光を含まない検出信号の脈波成分のピーク・ピーク値ＡＣ１は、酸素飽和度および脈拍などに対応して変動するけれども、検出信号の直流成分ＤＣ１は、脈波成分に比べて変動がわずかであり、安定している。したがって脈波成分の周期、たとえば前述のように約０．５ｓｅｃなどの値未満であるサンプリング周期でサンプリングし、このような脈波成分のデータと直流成分のデータとを、後述の図１０（１）に示されるように、予め定める第１の時間Ｗ１１だけ間欠的に計測して送信し、予め定める第２の時間Ｗ１２では、このような計測、送信の動作を休止する。こうして消費電力の低減を図ることができる。本件健康状態検出装置は、電力を供給する電池を備え、携帯形であり、したがって電池の消費電力を低減し、長寿命化することが重要である。人または動物の健康状態は常に検出されなければならず、したがって電池駆動の健康状態検出装置において、消費電力を低減することは、重要である。
【００２５】
また本発明は、センサは、
発光素子として、
赤色光を発光する赤色光発光素子と、
赤外光を発光する赤外光発光素子とを有し、
受光素子は、赤色光発光素子と赤外光発光素子とによる散乱光を共通に受光し、
赤色光発光素子と赤外光発光素子とを交互に予め定める周期（Ｗ１＋Ｗ２）で発光駆動する駆動手段と、
受光素子からの検出信号を、約１０Ｈｚ以下の周波数帯域だけ濾波するフィルタ手段とを含むことを特徴とする。
【００２６】
本発明に従えば、センサは赤色光および赤外光をそれぞれ発生する後述の図１の発光素子１４，１５を備え、生体組織による散乱光を、単一の共通の受光素子１６で受光し、これによって構成の簡略化を図るとともに、動脈血の酸素飽和度の演算を行うことができるようになる。これらの赤色光発光素子１４と赤外光発光素子１５とは、駆動手段３４によって予め定める周期（図７のＷ１＋Ｗ２）で、交互に発光駆動され、こうして前述のように共通の受光素子で散乱光を受光して検出することができる。
【００２７】
受光素子１６からの検出信号は、フィルタ手段４３，４４；４８，４９に与えられ、このフィルタ手段の遮断周波数ｆｃは、約１０Ｈｚに選ばれる。これによって人および動物の酸素飽和度および脈拍などの健康状態を表す検出信号だけを、フィルタ手段から濾波して得ることができる。したがってたとえば６０Ｈｚまたは５０Ｈｚの照明光などの外来光の成分は、検出信号から除去され、検出信号による健康状態の検出を正確に行うことができるようになる。
【００２８】
フィルタ手段は、ローパスフィルタ４３，４４およびバンドパスフィルタ４８，４９の少なくともいずれかを含む。
【００２９】
また本発明は、（ａ）前記の健康状態検出装置と、
（ｂ）処理装置であって、
送信手段からの電磁波を受信する受信手段と、
受信手段の出力に応答し、前記検出信号に対応した健康状態を表す値を演算する演算手段と、
演算手段の出力に応答し、健康状態を表す値を出力する出力手段とを含む処理装置とを備えることを特徴とする健康状態監視装置である。
【００３０】
本発明に従えば、図６のように、上述の健康状態検出装置１から送信される電磁波信号を、処理装置２の受信手段６４（図１１参照）で受信し、演算手段６６によって健康状態を表す値、たとえば動脈血の酸素飽和度および脈拍などの値を演算し、出力手段６７によって出力する。出力手段は、たとえば陰極線管または液晶などによって実現される表示手段であってもよいけれども、演算手段６６からの出力を、電気信号などによって送信出力する伝送手段などであってもよい。こうして健康状態検出装置１と処理装置２とによって、人または動物の健康状態を監視する装置３が実現される。
【００３１】
また本発明は、（ａ）健康状態検出装置であって、
人または動物の体の一部分に緩やかに巻付けられるベルトと、
ベルトの周方向に間隔をあけて配置される複数のセンサであって、各センサは、
人または動物の生体組織に向けて光を発生する発光素子と、
発光素子からの光の生体組織による散乱光を受光し、散乱光の強度を表す検出信号を出力する受光素子とを有するセンサと、
ベルトに設けられ、各受光素子からの検出信号のうち、外来光を含む検出信号と、外来光を含まない検出信号とを判定して選択する判定手段と、
ベルトに設けられ、判定手段によって選択された外来光を含まない検出信号を、電磁波で送信する送信手段とを含み、
センサは、
発光素子として、
赤色光を発光する赤色光発光素子と、
赤外光を発光する赤外光発光素子とを有し、
受光素子は、赤色光発光素子と赤外光発光素子とによる散乱光を共通に受光する健康状態検出装置と、
（ｂ）処理装置であって、
送信手段からの電磁波を受信する受信手段と、
受信手段の出力に応答し、赤色光および赤外光による受光素子の検出信号のレベルを演算して動脈血の酸素飽和度を演算するとともに、赤色光または赤外光による受光素子の検出信号のレベルを演算して脈拍を演算する演算手段と、
演算手段の出力に応答し、動脈血の酸素飽和度および脈拍を表示する表示手段とを含む処理装置とを備えることを特徴とする健康状態監視装置である。
【００３２】
本発明に従えば、健康状態検出装置１の発光素子１４，１５は、赤色光および赤外光をそれぞれ発生し、単一の共通の受光素子１６によって散乱光を受光し、こうして得られた受光素子からの検出信号を電磁波で送信し、処理装置２の受信手段６４で受信し、動脈血の酸素飽和度を演算して求めることができる。さらに赤色光または赤外光による受光素子の検出信号を用いて脈拍を演算することができる。こうして表示手段６７に動脈血の酸素飽和度および脈拍を表示し、人または動物の健康状態を監視することができる。
【００３３】
また本発明は、（ａ）健康状態検出装置であって、
人または動物の体の一部分に緩やかに巻付けられるベルトと、
ベルトの周方向に間隔をあけて配置される複数のセンサであって、各センサは、
人または動物の生体組織に向けて光を発生する発光素子と、
発光素子からの光の生体組織による散乱光を受光し、散乱光の強度を表す検出信号を出力する受光素子とを有するセンサと、
ベルトに設けられ、各受光素子からの検出信号のうち、外来光を含む検出信号と、外来光を含まない検出信号とを判定して選択する判定手段と、
ベルトに設けられ、判定手段によって選択された外来光を含まない検出信号と、その外来光を含まない検出信号が出力されたセンサを識別する識別データとを電磁波で送信する送信手段とを含む健康状態検出装置と、
（ｂ）処理装置であって、
送信手段からの電磁波を受信する受信手段と、
識別データが変化する時間間隔が予め定める時間未満であるとき、警報信号を出力する演算手段とを含む処理装置とを備えることを特徴とする健康状態監視装置である。
【００３４】
本発明に従えば、ベルトの周方向に取付けられた複数のセンサからの検出信号とともに識別データを、送信し、処理装置２では、この識別データが変化する時間間隔が、予め定める時間未満であって、その変化が頻繁であれば、健康状態検出装置１が装着された人または動物の体動が激しいものと判断し、警報信号を発生する。こうして人または動物の健康状態の異常の有無を、確認することが確実になる。識別データが変化する時間間隔が予め定める時間未満であるということは、たとえば一定時間内における識別データの変化回数が予め定める回数を超えることと等価であり、たとえば１０ｓｅｃ間に１０回を超える識別データの変化が生じたとき、警報信号を出力する。
【００３５】
本発明は、前記各センサの発光素子として、
赤色光を発光する赤色光発光素子と、
赤外光を発光する赤外光発光素子とを有し、
受光素子は、赤色光発光素子と赤外光発光素子とによる散乱光を共通に受光し、
演算手段は、赤色光および赤外光による受光素子の検出信号のレベルを演算して動脈血の酸素飽和度を演算するとともに、赤色光または赤外光による受光素子の検出信号のレベルを演算して脈拍を演算し、
動脈血の酸素飽和度が予め定める第１の範囲外であり、または
脈拍が予め定める第２の範囲外であるときにも、警報信号を出力することを特徴とする。
【００３６】
本発明に従えば、さらに、動脈血の酸素飽和度が、予め定める正常状態における第１の範囲の外にあるとき、または脈拍が予め定める正常状態である第２の範囲の外であるときにもまた、警報信号がそれぞれ出力される。これによって人または動物の健康状態の異常をさらに確実に監視することができるようになる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態の健康状態検出装置１の全体の構成を示すブロック図である。この健康状態検出装置１と、図６に関連して後述される処理装置２とによって、健康状態監視装置３が構成される。健康状態検出装置１は、複数（たとえば８）のセンサＳＲ１〜ＳＲ８（総括的に、参照符ＳＲで示すことがある）と、これらのセンサＳＲの動作を制御し、その検出信号が与えられる送信用処理手段５と、この送信用処理手段５からの出力を電波などの電磁波で送信する送信手段６とを含む。
【００３８】
図２は、健康状態検出装置１が新生児である人７に装着された状態を示す簡略化した斜視図である。人７の下肢８のたとえば下腿には、健康状態検出装置１を構成するベルト９が緩やかに巻付けられる。このようにベルト９が下肢８に緩やかに巻付けられることによって、そのベルト９が下肢８の皮膚の表面の一定個所に常時接触したままになることが防がれ、また下肢８を動かす体動が生じても、ベルト９の両側部付近で皮膚が擦傷を生じることが防がれ、さらに新生児である人７の生長が比較的早いときであっても、ベルト９が下肢８を、人７の生長によって押圧し、皮膚を損傷することを防ぐことができる。健康状態検出装置１は、下肢８だけでなく上肢１０に緩やかに巻付けられてもよく、その他、体の一部分に緩やかに巻付けられるようにして、用いられてもよい。
【００３９】
図３は、健康状態検出装置１の簡略化した斜視図である。ベルト９は、可撓性材料、たとえば布、合成樹脂などから成り、自然状態ではたとえば円形であってもよい。このベルト９の外周部には、ハウジング１１が固定され、このハウジング１１内に、送信用処理手段５および送信手段６などが収納される。
【００４０】
図３に示されるように、ベルト９の周方向に、２つの発光素子１４，１５間に受光素子１６が配置される。こうして各発光素子１４，１５による生体組織の散乱光を、受光素子１６によって正確に受光することができる。
【００４１】
図４は、健康状態検出装置１を人７の下肢８に装着した状態を示す断面図である。センサＳＲ１〜ＳＲ８は、ベルト９の周方向に間隔をあけて配置される。これらのセンサＳＲ１〜ＳＲ８は、たとえばこの実施の形態ではベルト９の自然状態における軸線１２まわりに４５°ずつ等間隔に配置される。ベルト９の内面は、下肢８との間に隙間１０を形成し、緩やかに下肢８に接触する。
【００４２】
再び図１を参照して、センサＳＲ１は、赤色光１７（図４参照）を発生する赤色光発光素子１４と、赤外光１８（図４参照）を発生する赤外光発光素子１５と、これらの赤色光１７および赤外光１８が下肢に照射され、その生体組織による散乱光を共通に受光する受光素子１６とを含む。残余のセンサＳＲ２〜ＳＲ８もまた、センサＳＲ１と同様な構成を有する。
【００４３】
図５は、赤色光発光素子１４からの赤色光が下肢８に照射され、その下肢の生体組織による散乱光を受光素子１６で受光したときにおける受光素子１６の出力波形を示す。このとき赤外光発光素子１５は休止されている。赤色光発光素子１４の光照射時に受光素子１６から得られる図５の検出信号は、脈波成分２１と直流成分２２とを含む。脈波成分２１のピーク・ピーク値は、参照符ＡＣ１で示され、直流成分２２は参照符ＤＣ１で示される。また同様に赤外光発光素子１５からの赤外光を下肢８に照射し、その下肢の生体組織による散乱光を受光素子１６で受光したときにもまた、図５と同様な脈波成分と直流成分とが得られ、このとき赤色光発光素子１４は休止している。赤外光発光素子１５からの赤外光の照射時に、受光素子１６から得られる検出信号の脈波成分のピーク・ピーク値をＡＣ２とし、そのときの直流成分をＤＣ２とする。これによって動脈血の酸素飽和度ＳｐＯ2に対応した値Φを演算して求めることができる。
【００４４】
【数１】
0003759364.tif 000002
【００４５】
式１によって求められた値Фに基づき、後述の図１３から、酸素飽和度ＳｐＯ2を求めることができる。
【００４６】
図５に示される赤外光の下肢８への照射時、受光素子１６からの検出信号の脈波成分２１の周期ΔＴを演算して求めることによって、脈拍を求めることができる。本実施の他の形態では、赤外光の照射時、受光素子１６から得られる検出信号の脈波成分の周期から、脈拍を演算するようにしてもよい。
【００４７】
健康状態検出装置１の各センサＳＲの受光素子１６からの検出信号は、送信用処理手段５に与えられる。これらの検出信号のうち、外来光を含む検出信号と外来光を含まない検出信号とが判定され、外来光を含まない検出信号の１つが選択され、送信手段６によって送信される。
【００４８】
図６は、健康状態監視装置３の全体の構成を簡略化して示す図である。人７の体の一部分である下肢８に装着された健康状態検出装置１からの無線信号は、処理装置２で受信される。病院などにおいて複数の各新生児毎に、健康状態検出装置１が装着され、そのような複数の新生児が保育される部屋内には、これらの各健康状態検出装置１からの微弱な無線信号を共通に受信する１台の処理装置２が設置される。複数の健康状態検出装置１毎に、無線信号の搬送波周波数は異なっており、したがって処理装置２は、各健康状態検出装置１からの無線信号を識別して正確に受信することができる。処理装置２は、各健康状態検出装置１からの無線信号を受信し、その無線信号に含まれる前記検出信号に応答し、動脈血の酸素飽和度、脈拍およびその他の健康状態を表す値を演算して求める。処理装置２において、各健康状態検出装置１を装着している人７の健康状態の異常が検出されたときに、そのことを表す警報信号はライン２５から、緊急通報用端末装置２６に与えられる。緊急通報用端末装置２６は、警報信号に応答し、病院の建物に配線されたラインを介して、または公衆電話回線を介するなどして、集中管理センタに設置された集中管理装置２７に、緊急通報信号２８を送信する。これによって医師などは、人７の健康状態を観察確認するために出動することができ、人７の健康状態の悪化を防ぐことができる。
【００４９】
図７は図１に示される健康状態検出装置１の一部の動作を説明するための波形図である。この健康状態検出装置１は、電池２９を含み、この電池２９の電力によって駆動される。各センサＳＲの受光素子１６からの検出信号は、送信用処理手段５における切換えスイッチ３１によって順次的に切換えられ、増幅回路３２によって増幅される。センサＳＲの赤色光発光素子１４は、マイクロコンピュータなどによって実現される処理回路３３の発光素子スケジューリング回路３４からの各制御信号によって、図７（１）に示されるように一定周期で間欠的に駆動される。赤外光発光素子１５は、図７（２）に示されるように、発光素子スケジューリング回路３４によって間欠的に駆動される。これらの発光素子１４，１５は、一方が駆動されている期間中、他方が休止され、その点滅周波数は、たとえば３００Ｈｚであってもよい。
【００５０】
発光素子スケジューリング回路３４は、各センサＳＲの赤色光発光素子１４を、期間Ｗ１だけ駆動し、赤外光発光素子１５を次の期間Ｗ２だけ駆動し、たとえばＷ１＝Ｗ２であり、このような１周期（＝Ｗ１＋Ｗ２）が繰返えされる。たとえばセンサＳＲ１の受光素子１６の検出信号が、切換えスイッチ３１を経て増幅回路３２に与えられ、切換えスイッチ３７から、赤色光サンプルホールド回路３８および赤外光サンプルホールド回路３９にそれぞれ切換えられて与えられる。期間Ｗ１において赤色光発光素子１４が駆動されるとき、増幅回路３２の出力は切換えスイッチ３７から赤色光サンプルホールド回路３８に与えられる。また赤外光発光素子１５が駆動される期間Ｗ２では、増幅回路３２の出力は切換えスイッチ３７から赤外光サンプルホールド回路３９にそれぞれ与えられる。切換えスイッチ３１は、たとえば脈拍の約１周期分の時間間隔毎に、センサＳＲ１〜ＳＲ８を順次的に切換えて選択する。
【００５１】
赤色光発光素子１４が駆動されている期間Ｗ１中で増幅回路３２から切換えスイッチ３７を経て赤色光用サンプルホールド回路３８に与えられる信号は、図７（３）の参照符４１で示される。赤外光発光素子１５が駆動される期間Ｗ２中、増幅回路３２から切換えスイッチ３７を経て赤外光サンプルホールド回路３９に与えられる信号は、図７（３）の参照符４２に示される。これらの各信号４１，４２は、各サンプルホールド回路３８，３９によってサンプリングされ、そのサンプル値は、次のサンプリング時まで保持され、新たなサンプリング値に更新される。赤色光サンプルホールド回路３８は、期間Ｗ１における増幅回路３２から切換えスイッチ３７を介して与えられる出力４１をサンプリングし、また赤外光サンプルホールド回路３９は、増幅回路３２から切換えスイッチ３７を介して与えられる期間Ｗ２の信号４２をサンプリングする。こうして赤色光サンプルホールド回路３８は、図７（４）の出力４３を導出し、赤外光サンプルホールド回路３９は図７（４）の出力４４を導出する。
【００５２】
各サンプルホールド回路３８，３９の各出力が与えられるローパスフィルタ４３，４４の遮断周波数は、たとえば約１０Ｈｚに選ばれる。したがってたとえば６０Ｈｚまたは５０Ｈｚの照明光などの外来光が受光素子１６に混入しても、そのような外来光の成分は、遮断される。
【００５３】
ローパスフィルタ４３，４４からの各出力波形は、図７（５）の参照符４５，４６でそれぞれ示される。こうしてローパスフィルタ４３，４４からの赤色光および赤外光に対応する受光素子１６の検出信号に対応する出力は、脈波成分と直流成分とを含む。バンドパスフィルタ４８，４９は、約１．５〜約１０Ｈｚの周波数帯域の信号を通過させて濾波する。したがってバンドパスフィルタ４８，４９の出力は、赤色光発光素子１４および赤外光発光素子１５が駆動される各期間Ｗ１，Ｗ２における受光素子１６の検出信号のうち、脈波成分だけを含む。
【００５４】
ローパスフィルタ４３，４４およびバンドパスフィルタ４８，４９の各出力は、アナログ／デジタル（略称Ａ／Ｄ）変換器５２，５３によってデジタル信号に変換され、マイクロコンピュータなどによって実現される処理回路５４に与えられる。
【００５５】
図８は、処理回路５４の動作を説明するためのフローチャートである。ステップａ１からステップａ２に移り、処理回路５４は、ローパスフィルタ４３，４４からの脈波成分および直流成分を含む検出信号のデジタル信号を読込み、またバンドパスフィルタ４８，４９からの脈波成分のデジタル信号を読込む。処理回路５４は次のステップａ３で、すべてのセンサＳＲ１〜ＳＲ８からのローパスフィルタ４３，４４によって濾波された脈波成分および直流成分を含む検出信号のうち、外来光を含む検出信号と、外来光を含まない検出信号とを判定して選択する。
【００５６】
図９は、処理回路５４によって、外来光を含む検出信号と、外来光を含まない検出信号とを判定して選択する動作を説明するための受光素子１６からの検出信号の波形５６を示す図である。この検出信号の波形５６は、期間Ｗ１における赤色光による脈波成分ＡＣ１と直流成分ＤＣ１とを含む。この検出信号５６の予め定める時間Ｗ３内の変化量Δｘが、脈波成分のピーク・ピーク値ＡＣ１を超える予め定める値ΔＬ（ただしＡＣ１＜ΔＬ）未満であるとき（すなわち図９のように、Δｘ＜ΔＬ）、検出信号５６は外来光を含まない検出信号であると判定する。また前記変化量Δｘが、前記予め定める値ΔＬ以上であるとき（すなわちΔｘ≧ΔＬ）、検出信号５６は、外来光を含む検出信号であると判定する。
【００５７】
人７の下肢に装着されたベルト９は、緩やかに下肢８に巻付けられており、したがってセンサＳＲが下肢８の皮膚の表面に接触しているとき、生体組織による散乱光を受光し、外来光を含まない検出信号として受光素子１６から導出されるけれども、センサＳＲが皮膚から離間したとき、生体組織からの散乱光だけでなく、さらに照明光、太陽光などの外来光もまた受光素子１６に入射し、受光素子１６からは、外来光を含む検出信号が導出される。受光素子１６に外来光が混入したとき、検出信号５６のレベルΔｘが大きく変化し、不安定になる。そこで本件実施の形態では、この予め定める時間Ｗ３における変化量Δｘを演算して求め、その変化量Δｘが、予め定める値ΔＬ以上であるとき、その検出信号５６は、上述のように外来光を含む検出信号であるものと判定する。
【００５８】
前記予め定める時間Ｗ３は、検出される人７の脈拍にほぼ等しい時間に定められ、たとえば０．５〜１秒の範囲内の値に定められてもよい。この時間Ｗ３が、たとえば脈拍の半周期に選ばれたとき、変化量Δｘは、脈波成分ＡＣ１にぼ等しい値になる（Δｘ≒ＡＣ１）。このようなときであっても、検出信号５６に外来光が含まれているかどうかを判別することができるようにするために、前述のように予め定める値ΔＬは、脈波成分ＡＣ１のピーク・ピーク値を超える値（ＡＣ１＜ΔＬ）に定められる。こうして受光素子１６の検出信号が、外来光を含む検出信号であるかどうかを判別することができる。受光素子１６の検出信号は、赤色光発光素子１４が駆動される期間Ｗ１による検出信号であってもよいけれども、本発明の実施の他の形態では、赤外光発光素子１５の駆動期間Ｗ２における出力であってもよい。
【００５９】
本発明の実施の他の形態では、検出信号（＝ＡＣ１＋ＤＣ１）を、予め定める値でレベル弁別することによって、外来光を含む検出信号であるかどうかを判別するようにしてもよい。
【００６０】
図１０は、処理回路５４の動作を説明するための図である。電池２９の消費電力を低減するために、処理回路５４は、周期的に図１０（１）に示されるように予め定める時間Ｗ１１だけ、本件健康状態検出装置１内の処理回路５４以外の構成要素に電池２９からの電力を供給し、予め定める時間Ｗ１２では、電池２９からの前記構成要素への電力の供給を遮断する。時間Ｗ１１は、たとえば３０秒〜１分の値に選ばれ、時間Ｗ１２は、たとえば１分〜２分の時間に選ばれてもよい。
【００６１】
健康状態検出装置１に電池２９から電力が供給されてすべての構成要素が動作を行っている期間Ｗ１１中、処理回路５４は、図１０（２）に示されるように、脈波成分ＡＣ１またはＡＣ２（総括的に参照符ＡＣで示す）のデータを、複数ｍ回、送信し、その後の時間Ｗ２２中、送信する検出信号の直流成分ＤＣ１，ＤＣ２（総括的に参照符ＤＣで示す）のデータを、単１回、送信する。脈波成分ＡＣのデータを送信する時間を参照符Ｗ３１で表すとき、Ｗ２１＝ｍ・Ｗ３１である。
【００６２】
図１０（２）は、検出期間Ｗ１１における送信手段６によって送信される搬送波信号の具体的な構成を示す図である。処理回路５４によって判定されて選択された外来光を含まない検出信号が、或るセンサＳＲｉ（ｉ＝１〜８のうちの１つの自然数）から得られている場合、赤色光発光素子１４の駆動によって生体組織の散乱光を受光する受光素子１６からの検出信号ＳｉＡと、赤外光発光素子１５の駆動によって生体組織の散乱光を受光する受光素子１６の検出信号ＳｉＢが、期間Ｗ３１において順次的に送信される。これらの検出信号ＳｉＡ，ＳｉＢはいずれも、脈波成分ＡＣ１，ＡＣ２を表す。期間Ｗ２１では、このような外来光を含まない検出信号が判定、選択されて、その脈波成分ＡＣ１，ＡＣ２に関する信号が送信される。
【００６３】
検出期間Ｗ１１内における残余の期間Ｗ２２では、その期間Ｗ２２の直前において判定、選択されている外来光を含まない検出信号を導出しているセンサＳＲｉに含まれる赤色光発光素子１４に対応する直流成分ＤＣ１を表す信号ＣｉＡと、赤外光発光素子１５に対応する検出信号に含まれる直流成分ＤＣ２を表す信号ＣｉＢとは、順次的に、単一回だけ、発生される。このようにして前述のように期間Ｗ２１では、複数ｍ回、各期間Ｗ３１毎に、脈波成分ＳｉＡ，ＳｉＢが送信され、直流成分の信号ＣｉＡ，ＣｉＢは、期間Ｗ２２において単一回だけ送信されることになるので、人７の健康状態が正確に反映される脈波成分ＡＣ１，ＡＣ２をできるだけ正確に常時検出することができるようにするとともに、健康状態が変化しても脈波成分ＡＣ１，ＡＣ２に比べて変動が小さい直流成分ＤＣ１，ＤＣ２を表す信号ＣｉＡ，ＣｉＢを上述のように単一回だけ送信することによって、伝送効率を向上し、さらに電池２９の消費電力をできるだけ低減することができる。
【００６４】
図１０（３）は、期間Ｗ３１において送信される脈波成分ＡＣ１，ＡＣ２を表す信号ＳｉＡ，ＳｉＢの具体的な構成を示すとともに、期間Ｗ２２において送信される直流成分ＤＣ１，ＤＣ２を表す信号ＣｉＡ，ＣｉＢの具体的な構成を示す図である。送信手段６から送信される電磁波信号は、搬送波がデジタル信号によって変調されている。図１０（３）において各信号ＳｉＡ，ＳｉＢ；ＣｉＡ，ＣｉＢはいずれも、検出信号が発生されるセンサＳＲを識別する識別テータＩＤｉを含む。識別データＩＤｉに後続する２値信号６１，６２のコードは、表１の内容を表す。
【００６５】
【表１】
0003759364.tif 000003
【００６６】
データＤＳｉＡは、センサＳＲｉの赤色光発光素子１４の駆動時に対応する脈波成分ＡＣ１のデータであり、参照符ＤＳｉＢは、赤外光発光素子１５の駆動時に対応する脈波成分ＡＣ２のデータＤＳｉＢである。参照符ＤＣｉＡは、センサＳＲｉにおける赤色光発光素子１４の駆動時に対応する直流成分ＤＣ１を表すデータであり、参照符ＤＣｉＢは、赤外光発光素子１５の駆動時に対応する直流成分ＤＣ２を表すデータである。
【００６７】
図１１は、処理装置２の全体の構成を示すブロック図である。健康状態検出装置１の送信手段６からの電磁波信号は、処理装置２の受信手段６４において受信され、その受信された信号はデコード回路６５においてデコードされ、マイクロコンピュータなどによって実現される演算回路６６に与えられる。演算回路６６の演算処理結果は、出力手段６７に与えられて出力される。この出力手段６７は、たとえば陰極線管または液晶表示パネルなどの表示手段であってもよく、また記録紙に印字するプリンタであってもよく、さらに信号を遠隔地に伝送する送信回路などであってもよい。
【００６８】
図１２は、演算回路６６の動作を説明するためのフローチャートである。ステップｂ１からステップｂ２に移り、演算回路６６は、前述の図１０（３）における期間Ｗ２１中に送信された各信号ＳｉＡ，ＳｉＢにそれぞれ含まれるセンサＳＲｉの識別データＩＤｉが変化したかどうかをチェックする。識別コードＩＤｉが変化したとき次のステップｂ３に移り、この識別データＩＤｉが表すセンサが、ベルト９の周方向に隣接または近接したセンサであるかどうかを検出する。たとえば、期間Ｗ２１内で、識別データＩＤｉが、センサＳＲ１を表し、その後、センサＳＲ２を表すとき、これらのセンサＳＲ１，ＳＲ２はベルト９の周方向に隣接しており、したがって人７の下肢８の動き、したがって体動は激しくなく、警報を発生する必要はないものと判断し、ステップｂ４に移る。
【００６９】
識別テータＩＤｉが、期間Ｗ２１内で、図４に示されるベルト９の周方向にセンサＳＲの予め定めた数Ｎ１以上、離れたセンサに変化したとき、ステップｂ９の警報ルーチンに移る。
【００７０】
新生児が活発に動くと、下肢８とベルト９とが相対的に変位し、外来光を含まない検出信号を出力するセンサＳＲｉもまた変化し、さらに人７の血流が乱れることによって、計測される脈波成分ＡＣ１，ＡＣ２もまた乱れてしまい、モーション・アーティファクトと呼ぶことができる現象が生じる。このような現象が起こっている期間では、新生児が動いているものと判定することができる。新生児が静かに寝ている状態および異常が生じて弛緩した状態では、脈波成分ＡＣ１，ＡＣ２を正確に計測することができる。
【００７１】
ステップｂ４では、時間Ｗ２１において得られた赤色光発光素子１４の駆動に対応した検出信号の脈波成分ＡＣ１の周期を演算して、脈拍を演算して求める。ステップｂ５では、演算して求めた脈拍が、予め定める値の正常状態の範囲、たとえば５０〜１３０／分にあるかどうかを判断する。脈拍が前記正常状態の範囲の外にあれば、ステップｂ５からステップｂ８に移る。脈拍が正常状態の範囲にあれば、ステップｂ５からステップｂ６に移り、このステップｂ６では、前述の式１に基づき、期間Ｗ２２において得られた直流成分ＤＣ１，ＤＣ２と、その期間Ｗ２２において得られる検出信号の交流成分ＡＣ１，ＡＣ２とを用いて、動脈血の酸素飽和度ＳｐＯ2に対応する値Фを演算して求める。
【００７２】
図１４は、動脈血の酸素飽和度ＳｐＯ2を演算して求めるための手法を説明するための図である。このような酸素飽和度の演算は、処理装置２の演算回路６６によって行われる。前述の式１によって、値Φを演算することによって、図１４に示される予め設定されてメモリにストアされた情報によって、酸素飽和度ＳｐＯ2を求めることができる。この酸素飽和度を求めることによって、新生児の呼吸状態を知ることができ、これによって乳幼児突然死症候群ＳＩＤＳ（ＳＩＤＳは、Sudden Infant Death Syndromeの略称）に迅速に対応することができる。
【００７３】
こうして得られた酸素飽和度が、予め定める値の正常状態の範囲、たとえば９０〜１００にあって正常であるかどうかを、ステップｂ７で判断する。酸素飽和度が正常状態の範囲の外にあれば、ステップｂ７からステップｂ８に移る。
【００７４】
演算して得られた酸素飽和度および脈拍がいずれも正常状態の範囲にあれば、ステップｂ９に移り、酸素飽和度、脈拍、さらにはそのほかの健康状態を表す数値は、出力手段６７によって目視表示され、記録紙に印字され、または有線または無線で送信されるなどして、出力される。出力手段６７からの警報信号はまた、図６に関連して前述したように、ライン２５から緊急通報用端末装置２６に与えられる。
【００７５】
図１３は、前述の図１２のステップｂ８における警報ルーチンの演算回路６６による動作を説明するためのフローチャートである。ステップｃ１からステップｃ２に移り、前述の図１２のステップｂ３において、識別データＩＤｉが、期間Ｗ２１内で、図４に示されるベルト９の周方向にセンサＳＲの予め定めた数Ｎ１以上、離れたセンサに変化した回数Ｎ４を計数する。このような識別データＩＤｉが変化する平均の時間間隔が、予め定める時間ΔＴ１（＝Ｗ２１／Ｎ１）未満であって体動が頻繁であるとき、たとえば、識別データＩＤｉが、センサＳＲ１を識別するデータを表し、予め定める数Ｎ１、たとえば２以上離れたセンサＳＲ４を表す識別データが検出され、このような離れたセンサの識別データＩＤｉが、１０秒間に１０回以上生じたとき、ステップｃ７において警報信号を発生させる。このようにして予め定める時間Ｗ４内における離れた位置に配置されたセンサに変化する回数Ｎ４を計数し、その計数値が、予め定める値Ｎ４０を超えるとき（Ｎ４０＜Ｎ４）、ステップｃ７の警報音の発生動作に移る。このような計数値Ｎ４が予め定める値Ｎ４０を超える状態は、識別データＩＤｉが変化する平均の時間間隔が予め定める時間ΔＴ１未満であることと等価である。
【００７６】
ステップｃ３では、前述のステップｂ３における回数Ｎ４が、前記予め定められた回数Ｎ４０未満であるとき、新生児が異常でない範囲で活発に動いていると判断することができ、このとき、ブザーによる警報音を鳴らすことなく、次のステップｃ４に移る。ステップｃ３の判断によって一定時間内に、予め定められた回数以上、識別信号ＩＤｉが変化したら、ブザーなどによって警報を鳴らす。
【００７７】
ステップｃ４では、前述のステップｂ５における脈拍が正常状態の範囲の外であれば、ステップｃ７において、警報音を鳴らす。ステップｃ５では、前述のステップｂ７における酸素飽和度が正常状態の範囲の外であれば、ステップｃ７において警報音を鳴らす。
【００７８】
こうして本発明の実施の形態では、新生児の身体に負荷にならないようなセンサＳＲを有するベルト９を取付け、その身体の健康状態の情報を、常に無線で処理装置２に送信することによって、新生児の健康状態を常時把握することができるようになる。病院では、保育器の中の新生児の健康状態を常時把握することができるとともに、新生児の乳幼児突然死症候群ＳＩＤＳを未然に防ぐことができる。さらに新生児の退院後も、親の育児の負担を軽減するために本発明が好適に実施される。本発明は新生児のために用いられるだけでなくそのほか、人および動物に関連して広範囲に実施することができる。本発明によれば、非侵襲で、光によって健康状態を計測するので、傷つきやすい新生児の肌を痛めることがない。
【００７９】
【発明の効果】
請求項１の本発明によれば、センサが取付けられるベルトは、人または動物の体の一部分に緩やかに巻付けられて装着されるので、ベルトが体の１個所に接触したままになることはなく、またベルトによってその体の一部分に圧縮力が作用することが回避される。したがって体の一部分が損傷することはない。このことは特に、新生児などの傷つきやすい皮膚に、ベルトを装着して長時間わたり、健康状態の検出を可能にする。
【００８０】
また本発明によれば、複数のセンサのうち、脈波を判定手段によって判定して選択し、送信手段によって電磁波で送信するので、これらの複数のセンサのうち、体の一部分に接触しているセンサからの外来光を含まない検出信号だけを選択し、健康状態を正確に検出することができるようになる。
【００８１】
請求項２の本発明によれば、人の新生児に関連して実施され、したがって乳幼児突然死症候群ＳＩＤＳに迅速に対応することができ、好ましい。本発明によれば、新生児の皮膚を損傷することはなく、また電磁波を用いるので、無線であり、前述の先行技術に関連して述べたケーブル、コード類を用いる構成に比べて安全である。
【００８２】
請求項３の本発明によれば、複数のセンサからの検出信号に基づいて脈波を判定するにあたり、外来光を含まない検出信号を判定、選択するので、比較的簡単な構成で脈波を正確に、誤検出を生じることなく、判定することができるようになる。
【００８３】
請求項４の本発明によれば、ベルトに取付けられているセンサが体の一部分から離間して外来光が入射することによって、センサの受光素子からの検出信号のピーク・ピーク値ＡＣ１が大きく変化し、これによって生じる検出信号の変化量Δｘをレベル弁別し、体の一部分に接触して正常な検出動作を行っているセンサのみからの外来光を含まない検出信号を、選択手段で選択して送信手段によって送信する。こうして送信手段からの電磁波の信号は、正確な検出信号だけを送信し、したがって健康状態の検出を正確に行うことができる。
【００８４】
請求項５の本発明によれば、センサの識別データもまた送信される。したがって識別データの変化の頻繁な度合いによる人または動物の体動の程度を知ることができる。こうして人または動物の健康状態が正常であるか、または異常であるかを知ることができる。
【００８５】
請求項６の本発明によれば、脈波成分のデータと直流成分のデータとを、間欠的に計測して送信し、こうして送信効率を向上して消費電力を低減し、健康状態を常時検出することができるようになる。
【００８６】
請求項７の本発明によれば、赤色光と赤外光とを発光する発光素子を用い、動脈血の酸素飽和度を検出することができるようになり、またフィルタ手段を用いて外来光の成分が検出信号に含まれることを遮断することができ、こうして健康状態の正確な検出が可能になる。
【００８７】
請求項８の本発明によれば、健康状態検出装置１と処理装置２とを備える健康状態監視装置３が実現され、健康状態を検出すべき新生児などの人または動物の体を損傷することなく、また部分的に押圧力を作用することなく、健康状態の監視を行うことができる。
【００８８】
請求項９の本発明によれば、赤色光と赤外光とによる生体組織による散乱光を、単一の受光素子で受光し、構成の簡略化を図るとともに、動脈血の酸素飽和度と脈拍とを処理装置において演算することが正確に可能なる。
【００８９】
請求項１０の本発明によれば、健康状態検出装置のセンサの識別データの時間変化が頻繁であるかどうかを判断し、頻繁であるときには警報信号を出力し、これによって監視されている人または動物が異常であるか、または観察を行う必要があるかどうかなどを知ることが容易である。
【００９０】
請求項１１の本発明によれば、人または動物の動脈血の酸素飽和度または脈拍が、正常状態の範囲の外であるときにも、警報信号が出力され、こうして人または動物の健康状態の監視を、さらに確実に行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例本発明の実施の一形態の健康状態検出装置１の全体の構成を示すブロック図である。
【図２】健康状態検出装置１が新生児である人７に装着された状態を示す簡略化した斜視図である。
【図３】健康状態検出装置１の簡略化した斜視図である。
【図４】健康状態検出装置１を人７の下肢８に装着した状態を示す断面図である。
【図５】赤色光発光素子１４からの赤色光が下肢８に照射され、その下肢８の生体組織による散乱光を受光素子１６で受光したときにおける受光素子１６の出力波形図である。
【図６】健康状態監視装置３の全体の構成を簡略化して示す図である。
【図７】図１に示される健康状態検出装置１の一部の動作を説明するための波形図である。
【図８】処理回路５４の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】処理回路５４によって、外来光を含む検出信号と、外来光を含まない検出信号とを判定して選択する動作を説明するための受光素子１６からの検出信号の波形５６を示す図である。
【図１０】処理回路５４の動作を説明するための図である。
【図１１】処理装置２の全体の構成を示すブロック図である。
【図１２】演算回路６６の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１３】前述の図１２のステップｂ９における警報ルーチンの演算回路６６による動作を説明するためのフローチャートである。
【図１４】動脈血の酸素飽和度を演算して求めるための手法を説明するための図である。
【符号の説明】
１  健康状態検出装置
２  処理装置
３  健康状態監視装置
５  送信用処理手段
６  送信手段
７  人
８  下肢
９  ベルト
１４  赤色光発光素子
１５  赤外光発光素子
１６  受光素子
２９  電池
３１，３７  切換えスイッチ
３２  増幅回路
３３  処理手段
３４  発光素子スケジューリング回路
３８  赤色光サンプルホールド回路
３９  赤外光サンプルホールド回路
４３，４４  ローパスフィルタ
４８，４９  バンドパスフィルタ
５４  処理回路
ＳＲ１〜ＳＲ８  センサ
【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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