JP5210264B2 - Device that collects and transmits biological information - Google Patents
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Description
本発明は、横臥中の独居老人、重度の要介護者、歩行不能な病人等、常時監視を必要とする人の心拍、不整脈、異常呼吸、離床行動などの異常な生体情報を非拘束状態でいち早く正確に検知するとともに、突発性重大事故を未然に防ぐために、救急機関、看護士、家族等に知らせるようにした生体情報を収集し伝達する装置に関するものである。 In the present invention, abnormal biological information such as heartbeat, arrhythmia, abnormal breathing, bed leaving behavior, etc. of a person who needs constant monitoring such as an elderly living alone, a serious care recipient, a sick person who cannot walk, etc. in an unrestrained state. The present invention relates to an apparatus that collects and transmits biological information that is promptly and accurately detected and is notified to an emergency organization, a nurse, a family, and the like in order to prevent a sudden serious accident.
平成20年の調査では独居老人は400万人といわれている。独居老人全ての人が介護を必要としているわけではないが、親戚・友人が離れて暮らしている独居老人との連絡が付かないで、死後数日経過して発見される、などの事例も時々発生している。
介護施設や病院などの患者でも朝、介護者が訪問して初めて死亡に気づくことも多い。死亡する前又は直後に気が付けば、治療や後の処置にも役立つはずである。
本発明は、これらの人、例えば、術後者や独居・要介護者など身動き不自由な患者に対し、就寝の不自由さを損なうことの無い圧力センサを備えた空気マットを、布団やマットレス、枕の下に敷設し、空気マットに加わる荷重の変化・移動を圧力信号情報化し,呼吸数と呼吸変動、心拍数と心拍変動を継続的に測定し、患者の不整脈、異常呼吸、離床、心停止などを早期に発見し、看護者や遠隔者に早期に知らせる自動患者監視装置として機能するものであり、少子化と高齢化が進む欧米各国や日本において益々急務となってきている。
さらに呼吸数と呼吸変動、心拍数と心拍変動とそれぞれの標準偏差を組み合わせて分析することで、体温や血圧を間接的に類推することができ、極めて早期に風邪や腹痛・胃痛などの疾患や排泄意などを検知できる可能性がある。
According to a 2008 survey, it is said that 4 million elderly people live alone. Not all elderly people living alone need care, but sometimes they are discovered several days after their death without contact with their relatives and friends living alone. It has occurred.
Many patients in nursing homes and hospitals often notice death only when a caregiver visits in the morning. If you notice it before or immediately after death, it should be useful for treatment and later treatment.
The present invention provides an air mat provided with a pressure sensor that does not impair the inconvenience of sleeping for these persons, for example, patients who are incapable of movement such as the latter, or living alone / caregivers. Lay under the pillow, change the pressure applied to the air mat and move to pressure signal information, continuously measure respiratory rate and respiratory fluctuation, heart rate and heart rate fluctuation, patient arrhythmia, abnormal breathing, getting out of bed, It functions as an automatic patient monitoring device that detects cardiac arrest early and informs nurses and remote people at an early stage, and is becoming increasingly urgent in Western countries and Japan, where the birthrate is declining and aging.
In addition, by combining and analyzing the respiratory rate and respiratory variability, heart rate and heart rate variability, and their standard deviations, body temperature and blood pressure can be inferred indirectly, and diseases such as colds, abdominal pain and stomach pain can be estimated very early. It may be possible to detect excretion.
横臥中の被験者の心拍数、不整脈、呼吸数、異常呼吸、離床行動などの生体情報を非拘束状態で検知する方法又は装置は、次の非特許文献1、特許文献1〜3などに記載されている。
非特許文献1には、横臥している被験者のベッドとマットの間の臀部付近に位置して空気動圧センサを設置し、この空気動圧センサの動圧発生部で被験者の呼吸、心拍、体動(寝返りや手足の動き)等に伴う微細な生体振動や動きを圧変動として捉え、この圧変動を動圧検出部の圧電素子により電圧に変換して出力するようにした横臥中の被験者の生体情報計測方法が記載されている。
A method or apparatus for detecting biological information such as heart rate, arrhythmia, respiratory rate, abnormal breathing, and bed leaving behavior of a lying subject in an unconstrained state is described in the following Non-Patent Document 1, Patent Documents 1 to 3, and the like. ing.
In Non-Patent Document 1, an air dynamic pressure sensor is installed in the vicinity of the buttocks between the bed and the mat of the subject lying down, and the subject's breathing, heartbeat, A subject in a lying position that captures minute biological vibrations and movements associated with body movements (turning over, movements of limbs, etc.) as pressure fluctuations, and converts the pressure fluctuations into voltage by the piezoelectric element of the dynamic pressure detection unit and outputs it. The living body information measuring method is described.
特許文献1には、被験者が無拘束の状態で、横臥中における血流を、エアマット、液体封入マット、弾性素材などのマットに心音マイク、歪ゲージ等を複数列配列した生体情報検出手段と、2つの検出手段から抽出された心拍信号のずれ値を測定する手段と、ずれ値から脳波伝播速度を演算する演算手段と、脳波伝播速度、心拍値、心拍波形及び介護記録の表示手段と、これらの印字手段と、脳波伝播速度及び心拍値の異常判断手段と、異常を検出したとき外部に警報を出力する手段とを有する無拘束生体情報検知装置において、ずれ値を測定する手段は複数組のセンサペア毎に心拍信号のずれ値を順次測定し、演算手段は複数組のセンサペアの心音マイク間の距離を心拍信号のずれ値で除して複数組のセンサペア毎に脳波伝播速度を算出するとともに、表示手段は複数組のセンサペア毎に脳波伝播速度と心拍値を3次元的に表示するようにした例が記載されている。
特許文献2には、空気袋又はキャビネットに空気の残留がある状態で、空気袋又はキャビネットに人体が乗った状態における空気圧の変化を無指向性マイクロフォン又は圧力センサにより検出することにより、人体の呼吸、心拍数(心拍周期)、咳や鼾を含む体動等の生体情報を計測する生体情報収集装置が記載されている。
特許文献3には、マットレスに横臥する被験者の生体情報をマットレスの物理量変化に基づいて測定するセンサと、このセンサに接続されたセンサの測定信号に基づくデータを、ネットワークを介して外部に伝送する端末サーバと、端末サーバから伝送されるセンサの測定信号に基づくデータを収集する中央サーバとを含む生体情報測定装置が記載されている。
Patent Document 1 discloses a biological information detecting means in which a subject is unconstrained, blood flow in a lying position, an air mat, a liquid-filled mat, a mat such as an elastic material, a plurality of rows of heart sound microphones, strain gauges, and the like, A means for measuring a deviation value of the heartbeat signal extracted from the two detection means; a computing means for calculating an electroencephalogram propagation velocity from the deviation value; an electroencephalogram propagation speed, a heartbeat value, a heartbeat waveform and a care record display means; In the unconstrained living body information detection apparatus having the printing means, the electroencephalogram propagation velocity and heart rate abnormality judging means, and the means for outputting an alarm to the outside when the abnormality is detected, the means for measuring the deviation value is a plurality of sets. The heartbeat signal deviation value is sequentially measured for each sensor pair, and the computing means divides the distance between the heart sound microphones of the plurality of sensor pairs by the heartbeat signal deviation value to calculate the electroencephalogram propagation velocity for each of the plurality of sensor pairs. Together with the display unit the example to display the EEG propagation speed and heart value three-dimensionally is described in each of the plurality of sets of sensor pairs.
In
In Patent Document 3, a sensor that measures biological information of a subject lying on a mattress based on a change in a physical quantity of the mattress, and data based on a measurement signal of the sensor connected to the sensor are transmitted to the outside via a network. A biological information measuring device is described that includes a terminal server and a central server that collects data based on sensor measurement signals transmitted from the terminal server.
前記先行技術文献には、空気袋等に空気の残留がある状態で、空気袋に人体が乗った状態における空気圧の変化を圧力センサ等により検出することにより、人体の呼吸、心拍数(心拍周期)、咳や鼾を含む体動等の生体情報を計測する生体情報収集装置が記載されている。
しかるに、人体の呼吸由来の体動電圧波形や心拍由来の体動電圧波形が異常かどうかは、一義的に決定できるものではなく、個人差があるので、判断基準となる閾値は、被験者の個人差に応じてより実際的な値に設定されなければならない。また、体動電圧波形から得られた呼吸由来の生体情報や心拍由来の生体情報は、ノイズ処理をしてより正確な信号として取り出さなければならない。さらに、離床状態を把握するにも、被験者の症状によって的確に設定することが要求される。
In the prior art document, a change in air pressure in a state in which a human body is on the air bag with air remaining in the air bag or the like is detected by a pressure sensor or the like. ), A biological information collecting device for measuring biological information such as body movements including cough and sputum is described.
However, whether the body motion voltage waveform derived from the breathing of the human body or the body motion voltage waveform derived from the heartbeat is abnormal cannot be determined uniquely, and there are individual differences. It must be set to a more practical value depending on the difference. In addition, the biological information derived from the breath and the biological information derived from the heartbeat obtained from the body motion voltage waveform must be extracted as a more accurate signal by performing noise processing. Furthermore, in order to grasp the bed leaving state, it is required to set it accurately according to the symptom of the subject.
本発明は、術後者や独居・要介護者など身動き不自由な被験者の呼吸数・呼吸変動、心拍数・心拍変動を含む体動の生体異常情報を人体の自由を損なうことなく計測し、被験者の身体異常を個人差に応じて誤情報なく看護者や遠隔者に情報の伝達を可能にするための生体情報を収集し伝達する装置を提供することを目的とする。 The present invention measures the respiratory abnormalities and respiratory fluctuations of subjects who are incapable of movement, such as the latter, single person living alone, care recipients, etc., without losing the freedom of the human body, including biological abnormality information of body movements including heart rate and heart rate fluctuations, It is an object of the present invention to provide an apparatus for collecting and transmitting biological information for enabling the transmission of information to a nurse or a remote person according to individual differences, without erroneous information, according to individual differences.
請求項1記載の発明は、ベッドに、生体情報を検出するためのセンサを有するマットを敷設し、このセンサの検出信号を電気信号に変換して論理判断回路に送り、この論理判断回路で生体情報が異常かどうかを判断して出力するようにした生体情報を収集し伝達する装置において、前記論理判断回路は、呼吸情報を検出して処理する手段と、心拍情報を検出して処理する手段と、被験者の離床等を検出する手段とを具備し、前記呼吸情報を検出して処理する手段は、前記センサで検出された生体情報から呼吸波形を通過するBPF回路と、呼吸由来体動パルスから呼吸回数を演算する呼吸数演算回路とからなり、心拍情報を検出して処理する手段は、前記センサで検出された生体情報から心拍波形を通過するBPF回路と、心拍波形を増幅し、時間軸を拡大する増幅・拡大回路と、心拍由来体動パルスから心拍回数を演算する心拍数演算回路とからなり、被験者の離床等を検出する手段は、前記センサで検出された生体情報から被験者が離床したかどうかを判断するための最低体動電圧と離床時間を設定する離床等判断回路と、前記呼吸数演算回路、心拍数演算回路及び離床等判断回路の出力で警報を出力する警報回路とからなり、前記警報回路は、被験者の離床通報処理をするために、体動検出プラグ=1のとき閾値を超えたかどうかを判断し、超えなければ元に戻って繰り返す手段と、体動検出プラグ=1のとき閾値を超えたかがYesになると、体動検出のLEDを点灯する手段と、体動検出のLEDを点灯後、離床タイマが設定時間を経過したかを判断し、超えなければ元に戻り設定時間経過まで繰り返す手段と、離床タイマが設定時間を経過すると、離床通報のLEDを点灯する手段と、離床通報のブザーを鳴動する手段と、被験者が離床したことを子機に通報する手段と、停止スイッチが設定時間を経過するまで離床通報のLEDを点灯し、離床通報ブザーを鳴動し、子機への通報を継続する手段と、停止スイッチが設定時間を経過すると、離床通報のLEDを消灯し、離床通報ブザーを停止し、体動検出のLEDを消灯する手段とからなることを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, a mat having a sensor for detecting biological information is laid on the bed, a detection signal of the sensor is converted into an electric signal, and sent to a logic judgment circuit. In the apparatus for collecting and transmitting biological information which is judged and output whether or not the information is abnormal, the logic judgment circuit detects and processes the respiratory information, and means for detecting and processing the heart rate information And means for detecting and processing the respiratory information of the subject, the means for detecting and processing the respiratory information includes a BPF circuit that passes a respiratory waveform from the biological information detected by the sensor, and a respiratory motion pulse And means for detecting and processing heart rate information from the biological information detected by the sensor, a BPF circuit that passes the heart rate waveform, and amplifies the heart rate waveform. The amplification / expansion circuit that expands the time axis and the heart rate calculation circuit that calculates the number of heart beats from the heart rate-derived body motion pulse. The means for detecting the subject's bed and the like is based on the biological information detected by the sensor. A judgment circuit for setting a minimum body motion voltage and a bed leaving time for judging whether or not the person has left the bed, and an alarm circuit for outputting a warning at the output of the respiration rate calculation circuit, the heart rate calculation circuit and the judgment circuit for getting out of bed. The alarm circuit determines whether or not the threshold has been exceeded when the body motion detection plug = 1 in order to process the subject's bed leaving notification process. If the threshold is exceeded when the plug = 1, the means for turning on the body movement detection LED and the body movement detection LED after turning on the LED determine whether the set-up timer has passed the set time. A means for repeating until the set return time elapses, a means for turning on the LED for getting out of bed when the set-up timer elapses, a means for sounding a buzzer for getting out of bed, and a means for notifying the child that the subject has left the floor The LED for getting out of bed is lit until the stop switch has passed the set time, the means to continue to report to the slave unit by sounding the buzzer notification buzzer, and the LED for getting out of bed when the set time has passed. Is turned off, the bed alert buzzer is stopped, and the body motion detection LED is turned off .
請求項2記載の発明は、生体情報から呼吸波形を通過するBPF回路は、呼吸電圧波形に基づき、頂点間のn個の時間を取り込む手段と、n個の時間の中から最大値と最小値を切り捨てる手段と、残りn−2個の平均値を求める手段と、平均値に基づき平均的な呼吸時間を得る手段とを具備したことを特徴とする。 According to the second aspect of the present invention, the BPF circuit that passes the respiration waveform from the biological information has a means for taking n times between vertices based on the respiration voltage waveform, and a maximum value and a minimum value among the n times. , A means for obtaining an average value of the remaining n−2, and a means for obtaining an average breathing time based on the average value.
請求項3記載の発明は、呼吸数演算回路は、BPF回路からの呼吸由来体動電圧を取り込む手段と、呼吸由来体動電圧波形からピーク値を検出する手段と、呼吸由来体動電圧波形からボトム値を検出する手段と、前記ピーク値が所定値以下の値を排除するための閾値を演算する手段と、呼吸由来体動電圧が閾値以上かどうかを判断する手段と、呼吸由来体動電圧が閾値に達していない場合、フラグ=0を付加して元に戻る手段と、呼吸由来体動電圧が閾値以上の場合、フラグ=0かどうかを判断し、フラグ=0がNoの場合、元に戻る手段と、呼吸由来体動電圧が閾値以上の場合、フラグ=0かどうかを判断し、フラグ=0がYesの場合、フラグ=1を付加する手段と、呼吸由来体動パルスを出力する手段と、呼吸由来体動パルスの間隔から1次呼吸回数を演算する手段とからなることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the respiratory rate calculation circuit comprises: means for taking in respiratory-derived body motion voltage from the BPF circuit; means for detecting a peak value from the respiratory-derived body motion voltage waveform; Means for detecting a bottom value; means for calculating a threshold value for eliminating a value having a peak value equal to or less than a predetermined value; means for determining whether or not the respiratory-derived body motion voltage is equal to or greater than the threshold; and respiratory-derived body motion voltage Means that the flag = 0 is added to return to the original value, and if the respiratory-derived body motion voltage is equal to or higher than the threshold value, it is determined whether the flag = 0, and if the flag = 0 is No, If the respiratory derived body motion voltage is equal to or greater than the threshold, it is determined whether the flag = 0. If the flag = 0 is Yes, the flag = 1 is added, and the respiratory derived body motion pulse is output. Between the means and the respiratory motion pulse Characterized in that comprising a means for calculating a primary respiratory rate.
請求項4記載の発明は、生体情報から心拍波形を通過するBPF回路は、体動電圧波形出力信号から心拍由来体動電圧波形を得るとともに、心拍由来体動電圧波形に基づき、頂点間の複数個のデータを取り込む手段と、複数個のデータの中から最大値と最小値を切り捨てる手段と、残りから平均値を求める手段と、平均値に基づき平均的な心拍時間を得る手段とからなることを特徴とする。 In the invention according to claim 4, a BPF circuit that passes a heartbeat waveform from biological information obtains a heartbeat-derived body motion voltage waveform from a body motion voltage waveform output signal, and a plurality of vertices between vertices based on the heartbeat-derived body motion voltage waveform Comprising means for capturing a piece of data, means for truncating the maximum and minimum values from a plurality of data, means for obtaining an average value from the rest, and means for obtaining an average heartbeat time based on the average value It is characterized by.
請求項5記載の発明は、心拍数演算回路は、増幅・拡大回路からの心拍由来体動電圧を取り込み、増幅し時間軸を拡大する手段と、心拍由来体動電圧波形からピーク値を検出する手段と、心拍由来体動電圧波形からボトム値を検出する手段と、前記ピーク値が所定値以下の値を排除するための閾値を演算する手段と、心拍由来体動電圧が閾値以上かどうかを判断する手段と、心拍由来体動電圧が閾値に達していない場合、フラグ=0を付加して元に戻る手段と、心拍由来体動電圧が閾値以上の場合、フラグ=0かどうかを判断し、フラグ=0がNoの場合、元に戻る手段と、心拍由来体動電圧が閾値以上の場合、フラグ=0かどうかを判断し、フラグ=0がYesの場合、フラグ=1を付加する手段と、心拍由来体動パルスを出力する手段と、心拍由来体動パルスの間隔から1次心拍回数を演算する手段とからなることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, the heart rate arithmetic circuit detects a peak value from the heartbeat-derived body motion voltage waveform, and means for taking in and amplifying the heartbeat-derived body motion voltage from the amplification / enlargement circuit and amplifying the time axis Means for detecting a bottom value from a heartbeat-derived body dynamic voltage waveform, means for calculating a threshold value for excluding a value whose peak value is less than or equal to a predetermined value, and whether or not the heartbeat-derived body dynamic voltage is greater than or equal to the threshold value. A means for determining, a means for adding a flag = 0 when the heartbeat-derived body dynamic voltage has not reached the threshold value, and a return; and a means for determining whether the flag = 0 if the heartbeat-derived body dynamic voltage is equal to or greater than the threshold value. When flag = 0 is No, a means for returning to the original state, and when the heartbeat-derived body motion voltage is equal to or greater than a threshold value, it is determined whether flag = 0, and when flag = 0 is Yes, a means for adding flag = 1 And means for outputting a heartbeat pulse Characterized in that comprising a means for calculating a primary heartbeat number from the interval of heart from body motion pulse.
請求項6記載の発明は、離床等判断回路は、 被験者が離床したかどうかを判断するため、体動検出フラグ=0にリセットする手段と、体動検出フラグ=1≧閾値を判断する手段と、体動検出フラグ=1≧閾値の判断がNoの場合、体動電圧≧閾値を判断し、体動電圧≧閾値がNoである間は、元の工程に戻る手段と、体動電圧≧閾値がYesになると、体動検出フラグ=1にセットして元に戻る手段と、前記体動検出フラグ=1≧閾値がYesの場合、体動電圧=0を判断する手段と、この体動電圧=0がNoと判断されると、離床タイマ=0にリセットし、元に戻る手段と、前記体動電圧=0がYesの場合、離床タイマを起動する手段とからなることを特徴とする。 According to the sixth aspect of the invention, the determination circuit for getting out of bed, etc., means for resetting the body motion detection flag = 0 and means for determining the body motion detection flag = 1 ≧ threshold to determine whether or not the subject has left the floor. When the determination of body motion detection flag = 1 ≧ threshold is No, body motion voltage ≧ threshold is determined, and while the body motion voltage ≧ threshold is No, the means for returning to the original process and body motion voltage ≧ threshold Means that the body motion detection flag = 1 is set to return to the original state, the body motion detection flag = 1 ≧ when the threshold is Yes, the body motion voltage = 0 means, and the body motion voltage If = 0 is determined to be No, it is composed of means for resetting the bed leaving timer = 0 and returning to the original state, and means for starting the bed leaving timer when the body movement voltage = 0 is Yes.
請求項7記載の発明は、呼吸数と心拍数に関するファイルをすでにオープンしてからの設定時間の最大値、最小値が記録され、さらに設定時間毎に最大値、最小値、平均値、標準偏差値がファイルに記録保存され、所定件毎に新しいファイルに更新可能なメモリカードを具備し、かつ、このメモリカードに記憶された呼吸数と、心拍数の閾値と標準偏差値の閾値の両方を超えたとき、警報の表示・伝送が行われる警報回路を具備してなることを特徴とする。
According to the seventh aspect of the present invention, the maximum value and minimum value of the set time after the file relating to respiration rate and heart rate has already been opened are recorded, and the maximum value, minimum value, average value, and standard deviation are set every set time. The value is recorded and saved in a file, and a memory card that can be updated to a new file for each predetermined case is provided, and both the respiratory rate stored in this memory card, the heart rate threshold value, and the standard deviation value threshold value are stored. An alarm circuit for displaying / transmitting an alarm when it is exceeded is provided.
請求項1記載の発明によれば、ベッドに、生体情報を検出するためのセンサを有するマットを敷設し、このセンサの検出信号を電気信号に変換して論理判断回路に送り、この論理判断回路で生体情報が異常かどうかを判断して出力するようにした生体情報を収集し伝達する装置において、前記論理判断回路は、呼吸情報を検出して処理する手段と、心拍情報を検出して処理する手段と、被験者の離床等を検出する手段とを具備し、前記呼吸情報を検出して処理する手段は、前記センサで検出された生体情報から呼吸波形を通過するBPF回路と、呼吸由来体動パルスから呼吸回数を演算する呼吸数演算回路とからなり、心拍情報を検出して処理する手段は、前記センサで検出された生体情報から心拍波形を通過するBPF回路と、心拍波形を増幅し、時間軸を拡大する増幅・拡大回路と、心拍由来体動パルスから心拍回数を演算する心拍数演算回路とからなり、被験者の離床等を検出する手段は、前記センサで検出された生体情報から被験者が離床したかどうかを判断するための最低体動電圧と離床時間を設定する離床等判断回路と、前記呼吸数演算回路、心拍数演算回路及び離床等判断回路の少なくともいずれか1つの出力で警報信号を出力する警報回路とからなり、前記警報回路は、被験者の離床通報処理をするために、体動検出プラグ=1のとき閾値を超えたかどうかを判断し、超えなければ元に戻って繰り返す手段と、体動検出プラグ=1のとき閾値を超えたかがYesになると、体動検出のLEDを点灯する手段と、体動検出のLEDを点灯後、離床タイマが設定時間を経過したかを判断し、超えなければ元に戻り設定時間経過まで繰り返す手段と、離床タイマが設定時間を経過すると、離床通報のLEDを点灯する手段と、離床通報のブザーを鳴動する手段と、被験者が離床したことを子機に通報する手段と、停止スイッチが設定時間を経過するまで離床通報のLEDを点灯し、離床通報ブザーを鳴動し、子機への通報を継続する手段と、停止スイッチが設定時間を経過すると、離床通報のLEDを消灯し、離床通報ブザーを停止し、体動検出のLEDを消灯する手段とからなるので、次の効果を有する。
術後者や独居・要介護者など身動き不自由な患者の呼吸数・呼吸変動、心拍数・心拍変動を含む体動の生体異常情報を人体の自由を損なうことなく計測し、患者の身体異常を誤情報なく看護者や遠隔者に情報の伝達を可能にする。また、看護者が患者等の現状を知りたい時に知ることができる。
さらに、人体の呼吸由来の体動電圧波形や心拍由来の体動電圧波形が異常かどうかは、一義的に決定できるものではなく、個人差があるが、判断基準となる閾値を、被験者の個人差に応じてより実際的な値に設定できる。
また、警報回路は、被験者の離床通報処理をするために、体動が検出され、閾値を超えると、体動検出のLEDを点灯し、この体動検出のLEDを点灯後、離床タイマが設定時間を経過すると、離床通報のLEDを点灯し、離床通報のブザーを鳴動し、被験者が離床したことを子機に通報する。これらの離床通報のLEDを点灯、離床通報ブザーの鳴動、子機への通報は、停止スイッチが設定時間を経過するまで継続し、停止スイッチが設定時間を経過すると、離床通報のLEDを消灯し、離床通報ブザーを停止し、体動検出のLEDを消灯する。したがって、被験者が離床したかどうかをより正確に判断して、離床通報処理をすることができる。
According to the first aspect of the present invention, a mat having a sensor for detecting biological information is laid on the bed, and the detection signal of the sensor is converted into an electric signal and sent to the logic judgment circuit. In the apparatus for collecting and transmitting the biological information that is determined to output whether or not the biological information is abnormal, the logic judgment circuit detects and processes the heartbeat information and means for detecting and processing the respiratory information And means for detecting the subject's bed and the like, and detecting and processing the respiratory information includes a BPF circuit that passes a respiratory waveform from the biological information detected by the sensor, and a respiratory-derived body A breathing rate calculation circuit for calculating the number of breaths from the motion pulse, and means for detecting and processing heartbeat information includes a BPF circuit that passes the heartbeat waveform from the biological information detected by the sensor, and a heartbeat waveform. A means for detecting a person's bed and the like, comprising: an amplification / expansion circuit that widens and expands a time axis; and a heart rate calculation circuit that calculates the number of heart beats from a heartbeat-derived body motion pulse. At least any one of a judgment circuit for setting a minimum body movement voltage and a bed leaving time for judging whether or not the subject has left the information from the information, a respiration rate calculation circuit, a heart rate calculation circuit, and a judgment circuit for getting out of bed, etc. Ri Do from an alarm circuit for outputting an alarm signal at an output, said alarm circuit, in order to the lifting notification process of the subject, to determine whether it has crossed the threshold when the body motion detecting plug = 1, beyond unless original When the body movement detection plug = 1, whether or not the threshold has been exceeded is Yes, the body movement detection LED is turned on. After the body movement detection LED is turned on, the bedtime timer sets the set time. Means for returning and returning until the set time elapses if not exceeded, means for lighting the LED for getting out of bed when the set time has passed, means for sounding the buzzer for getting out of bed, and A means to notify the slave that the subject has left the floor, a means to turn on the LED for getting out of the floor until the stop switch passes the set time, ring the buzzer notification buzzer, and continue reporting to the slave, and stop When the switch the set time, turns off the LED of the lifting notification, stops lifting Problem buzzer, Runode such and means for turning off the LED of the body motion detection has the following advantages.
The patient's physical abnormalities are measured without compromising human freedom by measuring vital signs of body movements including respiratory rate, respiratory fluctuation, heart rate, heart rate fluctuation, etc. Enables the transmission of information to nurses and remote persons without erroneous information. In addition, it is possible to know when the nurse wants to know the current state of the patient or the like.
Furthermore, whether or not the body motion voltage waveform derived from the breathing of the human body or the body motion voltage waveform derived from the heartbeat is abnormal cannot be determined uniquely. A more practical value can be set according to the difference.
Also, the alarm circuit turns on the body movement detection LED when the body movement is detected and exceeds the threshold value, and the bed movement timer is set after turning on the body movement detection LED in order to process the subject's bed leaving notification. When the time has elapsed, the LED for getting out of bed is turned on, the buzzer for getting out of bed is sounded, and the subject is informed that the subject has left the floor. The LED for getting out of bed, turning on the buzzer for buzzer, and reporting to the slave unit continue until the set time elapses for the stop switch. When the set time elapses for the stop switch, the LED for getting out of bed is turned off. Stop the bed alert buzzer and turn off the body motion detection LED. Therefore, it is possible to determine whether or not the subject has left the floor more accurately and perform a bed leaving notification process.
請求項2記載の発明によれば、生体情報から呼吸波形を通過するBPF回路は、呼吸電圧波形に基づき、頂点間のn個の時間を取り込む手段と、n個の時間の中から最大値と最小値を切り捨てる手段と、残りn−2個の平均値を求める手段と、平均値に基づき平均的な呼吸時間を得る手段とを具備したので、体動電圧波形から得られた呼吸由来の生体情報や心拍由来の生体情報は、ノイズ処理をしてより正確な信号として取り出すことができる。また、離床状態を把握するにも、被験者の症状によって的確に設定することができる。
According to invention of
請求項3記載の発明によれば、呼吸数演算回路は、BPF回路からの呼吸由来体動電圧を取り込む手段と、呼吸由来体動電圧波形からピーク値を検出する手段と、呼吸由来体動電圧波形からボトム値を検出する手段と、前記ピーク値が所定値以下の値を排除するための閾値を演算する手段と、呼吸由来体動電圧が閾値以上かどうかを判断する手段と、呼吸由来体動電圧が閾値に達していない場合、フラグ=0を付加して元に戻る手段と、呼吸由来体動電圧が閾値以上の場合、フラグ=0かどうかを判断し、フラグ=0がNoの場合、元に戻る手段と、呼吸由来体動電圧が閾値以上の場合、フラグ=0かどうかを判断し、フラグ=0がYesの場合、フラグ=1を付加する手段と、呼吸由来体動パルスを出力する手段と、呼吸由来体動パルスの間隔から1次呼吸回数を演算する手段とからなるので、呼吸数演算回路により呼吸由来電圧から正確な呼吸パルスを得ることができる。 According to the third aspect of the present invention, the respiratory rate calculation circuit includes means for taking in respiratory-derived body motion voltage from the BPF circuit, means for detecting a peak value from the respiratory-derived body motion voltage waveform, and respiratory-derived body motion voltage. Means for detecting a bottom value from a waveform; means for calculating a threshold value for excluding a value having a peak value equal to or less than a predetermined value; means for determining whether or not a respiratory-derived body dynamic voltage is equal to or greater than a threshold value; When the dynamic voltage has not reached the threshold value, the flag = 0 is added to return, and when the respiratory-derived body dynamic voltage is equal to or higher than the threshold value, it is determined whether the flag = 0, and the flag = 0 is No When the respiratory-derived body motion voltage is equal to or higher than the threshold, it is determined whether the flag = 0, and when the flag = 0 is Yes, the means for adding the flag = 1, and the respiratory-derived body motion pulse Means for outputting and respiratory motion pulses Because and means for calculating a primary respiratory rate from septum, it is possible to obtain an accurate respiration pulse from the respiratory derived voltage by respiration rate computing circuit.
請求項4記載の発明によれば、生体情報から心拍波形を通過するBPF回路は、体動電圧波形出力信号から心拍由来体動電圧波形を得るとともに、心拍由来体動電圧波形に基づき、頂点間の複数個のデータを取り込む手段と、複数個のデータの中から最大値と最小値を切り捨てる手段と、残りから平均値を求める手段と、平均値に基づき平均的な心拍時間を得る手段とからなるので、より正確な心拍由来体動電圧波形を得ることができる。 According to the invention of claim 4, the BPF circuit that passes the heartbeat waveform from the biological information obtains the heartbeat-derived body motion voltage waveform from the body motion voltage waveform output signal, and based on the heartbeat-derived body motion voltage waveform, Means for capturing a plurality of data, means for truncating the maximum and minimum values from the plurality of data, means for obtaining an average value from the rest, and means for obtaining an average heart rate based on the average value Therefore, a more accurate heartbeat-derived body motion voltage waveform can be obtained.
請求項5記載の発明によれば、心拍数演算回路は、増幅・拡大回路からの心拍由来体動電圧を取り込み、増幅し時間軸を拡大する手段と、心拍由来体動電圧波形からピーク値を検出する手段と、心拍由来体動電圧波形からボトム値を検出する手段と、前記ピーク値が所定値以下の値を排除するための閾値を演算する手段と、心拍由来体動電圧が閾値以上かどうかを判断する手段と、心拍由来体動電圧が閾値に達していない場合、フラグ=0を付加して元に戻る手段と、心拍由来体動電圧が閾値以上の場合、フラグ=0かどうかを判断し、フラグ=0がNoの場合、元に戻る手段と、心拍由来体動電圧が閾値以上の場合、フラグ=0かどうかを判断し、フラグ=0がYesの場合、フラグ=1を付加する手段と、心拍由来体動パルスを出力する手段と、心拍由来体動パルスの間隔から1次心拍回数を演算する手段とからなるので、ノイズ除去済みの心拍由来体動電圧波形からより正確な心拍パルスを得ることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the heart rate calculation circuit takes in the heartbeat-derived body dynamic voltage from the amplification / expansion circuit, amplifies and expands the time axis, and obtains a peak value from the heartbeat-derived body motion voltage waveform. Means for detecting; means for detecting a bottom value from a heartbeat-derived body motion voltage waveform; means for calculating a threshold value for excluding a value whose peak value is less than or equal to a predetermined value; Means for determining whether or not the heartbeat-derived body motion voltage has reached the threshold value, means for adding flag = 0 and returning to the original state, and if the heartbeat-derived body motion voltage is greater than or equal to the threshold value, whether flag = 0 When flag = 0 is determined to be No, a means for returning to the original state is determined. If the heartbeat-derived body dynamic voltage is equal to or greater than the threshold value, it is determined whether flag = 0. If flag = 0 is Yes, flag = 1 is added. To output heartbeat-derived body motion pulses And stage, since and means for calculating a primary heartbeat number from the interval of heartbeats from body motion pulse, it is possible to obtain a more accurate heartbeat pulses from the denoised heart from body motion voltage waveform.
請求項6記載の発明によれば、離床等判断回路は、 被験者が離床したかどうかを判断するため、体動検出フラグ=0にリセットする手段と、体動検出フラグ=1≧閾値を判断する手段と、体動検出フラグ=1≧閾値の判断がNoの場合、体動電圧≧閾値を判断し、体動電圧≧閾値がNoである間は、元の工程に戻る手段と、体動電圧≧閾値がYesになると、体動検出フラグ=1にセットして元に戻る手段と、前記体動検出フラグ=1≧閾値がYesの場合、体動電圧=0を判断する手段と、この体動電圧=0がNoと判断されると、離床タイマ=0にリセットし、元に戻る手段と、前記体動電圧=0がYesの場合、離床タイマを起動する手段とからなるので、被験者が離床したかどうかを個人差に応じて閾値を定めて正確に判断することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the determination circuit for getting out of bed and the like determines a means for resetting the body motion detection flag = 0 and the body motion detection flag = 1 ≧ threshold to determine whether or not the subject has left the floor. Means and body motion detection flag = 1 ≧ when threshold is No, body motion voltage ≧ threshold is determined, and while body motion voltage ≧ threshold is No, means for returning to the original process and body motion voltage When the threshold value is Yes, the body motion detection flag = 1 is set to return to the original, and when the body motion detection flag = 1 ≧ the threshold value is Yes, the body motion voltage = 0 is determined, and the body When the dynamic voltage = 0 is determined to be No, it is composed of means for resetting the bedtime timer = 0 and returning to the original, and means for starting the bedtime timer when the body movement voltage = 0 is Yes. Set a threshold according to individual differences to accurately determine whether you have left the floor. Can.
請求項7記載の発明によれば、呼吸数と心拍数に関するファイルをすでにオープンしてからの設定時間の最大値、最小値が記録され、さらに設定時間毎に最大値、最小値、平均値、標準偏差値がファイルに記録保存され、所定件毎に新しいファイルに更新可能なメモリカードを具備し、かつ、このメモリカードに記憶された呼吸数と、心拍数の閾値と標準偏差値の閾値の両方を超えたとき、警報の表示・伝送が行われる警報回路を具備してなるるので、呼吸、心拍の最大値、最小値、平均値などをメモリカードに記憶し、異常時に通報を発することができる。
さらに呼吸および心拍の数と標準偏差を分析することで、体温や血圧を間接的に類推することができ、極めて早期に風邪や腹痛・胃痛などの疾患や排泄意などの異常を検知できる。
According to the invention of
Furthermore, by analyzing the number of breaths and heartbeats and the standard deviation, body temperature and blood pressure can be indirectly estimated, and diseases such as colds, abdominal pains and stomach pains and abnormalities such as excretion can be detected very early.
本発明は、ベッドに、生体情報を検出するためのセンサを有するマットを敷設し、このセンサの検出信号を電気信号に変換して論理判断回路に送り、この論理判断回路で生体情報が異常かどうかを判断して出力するようにした生体情報を収集し伝達する装置において、前記論理判断回路は、呼吸情報を検出して処理する手段と、心拍情報を検出して処理する手段と、被験者の離床等を検出する手段とを具備し、前記呼吸情報を検出して処理する手段は、前記センサで検出された生体情報から呼吸波形を通過するBPF回路と、呼吸由来体動パルスから呼吸回数を演算する呼吸数演算回路とからなり、心拍情報を検出して処理する手段は、前記センサで検出された生体情報から心拍波形を通過するBPF回路と、心拍波形を増幅し、時間軸を拡大する増幅・拡大回路と、心拍由来体動パルスから心拍回数を演算する心拍数演算回路とからなり、被験者の離床等を検出する手段は、前記センサで検出された生体情報から被験者が離床したかどうかを判断するための最低体動電圧と離床時間を設定する離床等判断回路と、前記呼吸数演算回路、心拍数演算回路及び離床等判断回路の出力で警報を出力する警報回路とからなり、
前記警報回路は、被験者の離床通報処理をするために、体動検出プラグ=1のとき閾値を超えたかどうかを判断し、超えなければ元に戻って繰り返す手段と、体動検出プラグ=1のとき閾値を超えたかがYesになると、体動検出のLEDを点灯する手段と、体動検出のLEDを点灯後、離床タイマが設定時間を経過したかを判断し、超えなければ元に戻り設定時間経過まで繰り返す手段と、離床タイマが設定時間を経過すると、離床通報のLEDを点灯する手段と、離床通報のブザーを鳴動する手段と、被験者が離床したことを子機に通報する手段と、停止スイッチが設定時間を経過するまで離床通報のLEDを点灯し、離床通報ブザーを鳴動し、子機への通報を継続する手段と、停止スイッチが設定時間を経過すると、離床通報のLEDを消灯し、離床通報ブザーを停止し、体動検出のLEDを消灯する手段とからなることを特徴とする生体情報を収集し伝達する装置である。
In the present invention, a mat having a sensor for detecting biological information is laid on a bed, a detection signal from the sensor is converted into an electric signal, and the signal is sent to a logic judgment circuit. In the apparatus for collecting and transmitting biological information that is determined and output, the logic determination circuit includes means for detecting and processing respiratory information, means for detecting and processing heart rate information, Means for detecting bed leaving and the like, and means for detecting and processing the respiratory information includes a BPF circuit that passes a respiratory waveform from the biological information detected by the sensor, and a respiratory frequency from a respiratory-derived body motion pulse. Comprising a respiration rate arithmetic circuit for calculating, means for detecting and processing heart rate information, a BPF circuit that passes the heart rate waveform from the biological information detected by the sensor, amplifies the heart rate waveform, and expands the time axis. The means for detecting the subject's bed, etc., whether the subject has left the body from the biological information detected by the sensor. A determination circuit for setting a minimum body motion voltage and a bed leaving time for determining whether or not, and an alarm circuit for outputting a warning at the output of the determination circuit for the respiratory rate, the heart rate calculation circuit, and the bed leaving,
The alarm circuit determines whether or not the threshold value has been exceeded when the body motion detection plug = 1 in order to process the subject's bed leaving notification, and if not, means for returning to the original and repeating, and the body motion detection plug = 1 When the threshold value is exceeded, the answer is Yes. When the body movement detection LED is turned on and the body movement detection LED is turned on, it is determined whether the set-up timer has passed the set time. Means to repeat until elapsed, means to turn on the LED for getting out of bed when the set-up timer elapses, means to sound a buzzer for getting out of bed, means to report to the child that the subject has left, and stop The LED for getting out of bed is lit until the set time elapses, the buzzer for getting out of bed is sounded, and the LED for getting out of bed is issued when the set time elapses. Extinguished, stop the lifting Problem buzzer, a device for collecting and transmitting biometric information, characterized in that and means for turning off the LED of the body motion detection.
請求項8〜15記載の発明によれば、センサは、
エアマットに圧力センサを設けたもの、
ポリプロピレンシートの内部に無数の小さなバブルを形成させて電荷をチャージさせたセンサエレメントの上下面にシグナル電極とアース電極で挟みつけたシート状の静電容量型圧力センサ、
一対の導電布と誘電体との間に互いに接触する部分と接触しない部分を設け、接触しない部分の大きさが変化することにより静電容量が変動する静電容量型圧力センサ、
弾性的に撓曲可能な敷き板部にケーブル状歪み検出センサを装着した歪検出センサ、
シート状部材に、可撓性を有するケーブル状又はフィルム状圧電センサを感圧手段として配置した圧電センサからなるもの、
フレキシブル基板と、このフレキシブル基板を覆う外装部材とを備え、フレキシブル基板は、機能部が所定の生体情報に関連するパラメータを連続測定するフレキシブル加速度センサ部からなるもの、
シーツ等の平板状体に設けた光ファイバへ光源から光を入射し、生体活動に伴って光ファイバの形状変化により生じた光ファイバ内を伝搬する光の偏波状態の変化を検出し、この偏波変動の検出値から生体情報を検出する光ファイバ式平板状体センサ、
軟質のシリコンゴムからなる芯材の上に高分子圧電フィルムで作られた複数枚の検出片を複数枚並列に敷き並べ、これを2枚のタオルの間にサンドウィッチ状に挟んで重ね合わせた高分子圧電フィルムからなるもの
など、種々のセンサが用いられる。
According to invention of Claims 8-15 , a sensor is
An air mat with a pressure sensor,
A sheet-like capacitive pressure sensor sandwiched between a signal electrode and a ground electrode on the upper and lower surfaces of a sensor element in which countless small bubbles are formed inside a polypropylene sheet and charged.
A capacitance type pressure sensor in which a capacitance is changed by changing a size of a portion not in contact with each other by providing a portion in contact with each other and a portion not in contact with each other between the pair of conductive cloth and the dielectric;
A strain detection sensor in which a cable-like strain detection sensor is mounted on an elastically bendable laying plate,
A sheet-like member comprising a piezoelectric sensor in which a flexible cable-like or film-like piezoelectric sensor is arranged as a pressure-sensitive means;
Comprising a flexible substrate and an exterior member covering the flexible substrate, the flexible substrate comprising a flexible acceleration sensor unit in which a functional unit continuously measures parameters related to predetermined biological information;
Light from a light source is incident on an optical fiber provided on a flat plate such as a sheet, and a change in the polarization state of light propagating in the optical fiber caused by a change in the shape of the optical fiber due to biological activity is detected. An optical fiber type plate sensor for detecting biological information from the detected value of polarization fluctuation,
A plurality of detection pieces made of polymer piezoelectric film are laid in parallel on a core made of soft silicon rubber, and this is sandwiched between two towels in a sandwich shape. Various sensors such as those made of molecular piezoelectric films are used.
以下、本発明の実施例1を図面に基づき説明する。
図1において、ベッド11の上に、敷布団(又はマットレス)12aを敷き、その上に枕12bを置き、被験者10が横臥しているものとする。前記敷布団12aと枕12bとの間には、頭部用マット13aが挿入され、また、敷布団12aとベッド11の間であって、被験者10の胸部に位置して胸部用マット13bが挿入されるとともに、被験者10の臀部に位置して腰部用マット13cが挿入される。これらの頭部用マット13a、胸部用マット13b、腰部用マット13cには、生体現象検出用センサとしてのそれぞれ頭部用圧力センサ14a,胸部用圧力センサ14b,腰部用圧力センサ14cが結合されている。
これらマット13は、必ずしも3個所ではなく、いずれか1又は2個所であってもよいし、4個所以上でもよい。また、マット13は、被験者10の体動を検知しやすい頭部、胸部、臀部の下の寝具12に挿入したが、人の呼吸、心臓の鼓動などの身体の動きの圧力変化を体動電圧として測定できる場所であれば、上記例に限られず、また、敷布団12aや枕12bなどの寝具12を介在させずに被験者10に直接接するように設置してもよい。
以下、実施例1では、マット13は、エアマットを使用し、また、生体情報検出用センサとして人の呼吸、心臓の鼓動などの身体の動きの変化を空気の圧力変化として検出する圧力センサを用いて説明する。しかし、実施例2以下で説明するように必ずしもこれに限定されるものではない。
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In FIG. 1, it is assumed that a mattress (or mattress) 12a is laid on a
These
Hereinafter, in the first embodiment, the
前記エアマット13は、公知のものを用いることができる。例えば、図2(a)に示すものは、気密な空気袋の内部に圧力センサ14を取り付け、この圧力センサ14の動圧発生部で被験者10の微細な生体振動や動きを圧変動として捉え、この圧変動を動圧検出部の圧電素子により電圧に変換してリード線16から生体情報信号を出力するものである。また、図2(b)に示すものは、気密な空気袋に外部へ空気を導出するエアチューブ15を結合し、このエアチューブ15に圧力センサ14を結合してリード線16で生体情報信号を出力するものである。
前記空気袋は、内部の空気室が気密構造に構成され、内部に入れられた弾性のある支持材で形状が保たれており、圧力が加わると凹んで空気を排出するが、上下の隙間が完全に密着することは無く、圧力が開放されると支持材の弾性で膨らみ外部の空気を吸い込み、元の厚さに復元するように構成されている。元の厚さに復元するための弾性のある支持材は、圧搾空気、封入液体、弾性素材などを用いることができる。
As the
The air bag has an airtight structure inside, and is kept in shape by an elastic support material that is put inside. There is no complete contact, and when the pressure is released, it is swelled by the elasticity of the support material and sucks outside air and restores its original thickness. As the elastic support material for restoring the original thickness, compressed air, sealed liquid, elastic material, or the like can be used.
前記各圧力センサ14のリード線16は、論理判断回路17に接続され、ネットワーク18を介して中央サーバ19に送られ、被験者10に関わりのある看護士、各家庭、病院、養護施設などの端末装置20に接続される。
The
前記論理判断回路17は、例えば、図3に示すような回路構成とする。
前記エアマット13は、増幅器21を介在し、生活振動等のノイズを除去しつつ0.1〜25Hzの体動信号を通過させる第1のBPF(バンドパスフィルタ)回路22に接続される。この第1のBPF回路22には、この第1のBPF回路22を通過した体動信号の中、ノイズを除去しつつ0.1〜0.47Hzの体動信号を通過させる第2のBPF(バンドパスフィルタ)回路23と、ノイズを除去しつつ3〜5Hzの体動信号を通過させる第3のBPF(バンドパスフィルタ)回路24と、離床等を判断する体動信号を判断する離床等判断回路31に並列接続される。
The
The
前記第2のBPF回路23には、呼吸数演算回路26が接続され、この呼吸数演算回路26は、呼吸数を出力する呼吸数出力端子33と警報回路29に接続される。また、前記第3のBPF回路24には、増幅・拡大回路27と心拍数演算回路28が順次接続され、この心拍数演算回路28は、心拍数を出力する心拍数出力端子35と前記警報回路29に接続される。
前記離床等判断回路31の入力側には、離床等を判断する閾値を入力する閾値入力端子30が接続され、出力側には、前記警報回路29が接続され、この警報回路29には、警報等を出力する出力端子36が接続される。
The
A threshold
以上のように構成された生体情報を収集し伝達する装置の作用を説明する。
エアマット13の圧力センサ14から出力した体動信号を増幅器21で増幅した後、第1のBPF回路22へ送る。この第1のBPF回路22は、送られてきた体動信号の中から呼吸数、心拍数、離床行動、不整脈度、異常呼吸などの異常を検知するための可能な限り広範囲の体動信号を取り込むために、0.1〜25Hzの体動電圧波形信号を通過させ、それ以外はノイズとして除去する。すると、図4に示すような体動電圧波形が得られる。
この図4の体動電圧波形信号を基にして、第2のBPF回路23でノイズを除去しつつ0.15〜0.47Hzを通過させて図5に示す呼吸由来体動電圧波形を得る。この図5に示す呼吸由来体動電圧波形を図6に示すアルゴリズムにより呼吸数のノイズ処理をする。すなわち、図6において、
(a)呼吸数(回/分)n個(例えば、5個)のリングバッファ工程:図5に示す波形に基づき、頂点間の例えば、5個の時間データx1,x2,…,x5をリングバッファに貯め込む。
(b)最大・最小を切り捨て工程:5個の時間データx1,x2,…,x5の中から最大値と最小値を切り捨てる。
(c)残り3個を平均する工程:残った3個の平均値を求める。
(d)呼吸数工程:3個の平均値に基づき平均的な呼吸時間を得る。
The operation of the apparatus for collecting and transmitting biological information configured as described above will be described.
The body motion signal output from the
Based on the body motion voltage waveform signal of FIG. 4, the
(A) n (for example, 5) ring buffer steps of respiration rate (times / min): Based on the waveform shown in FIG. 5, for example, five time data x1, x2,. Accumulate in buffer.
(B) Step of truncating maximum / minimum: The maximum value and the minimum value are truncated from the five pieces of time data x1, x2,.
(C) Step of averaging the remaining three: The average value of the remaining three is obtained.
(D) Respiration rate step: An average respiration time is obtained based on the average value of three.
次に、呼吸数演算回路26により呼吸由来電圧から呼吸パルスを得る。すなわち、図7において、
(a)呼吸由来体動電圧を取り込む工程:第2のBPF回路23を通った呼吸由来体動電圧を呼吸数演算回路26に取り込む。
(b)ピーク値を検出する工程:図5に示す呼吸由来体動電圧波形の微分値が正から負に変化する点をピーク値として検出する。
(c)ボトム値を検出する工程:図5に示す呼吸由来体動電圧波形の微分値が負から正に変化する点をボトム値として検出する。
(d)閾値を演算する工程:ピーク値が所定値以下の値を排除するための閾値を演算する。閾値は、正確性を期するために各被験者10毎に個人差をもたせることが望ましい。
(e)呼吸由来体動電圧と閾値を比較し判断する工程:呼吸由来体動電圧が閾値以上かどうかを判断する。
(f)フラグ=0を付加する工程:呼吸由来体動電圧が閾値以下で、(e)工程がNoの場合、フラグ=0を付加して(a)工程に戻る。
(g)フラグ=0を判断する工程:呼吸由来体動電圧が閾値以上で、(e)工程がYesの場合、フラグ=0かどうかを判断し、フラグ=0がNoの場合、(a)工程に戻る。
(h)フラグ=1を付加する工程:(g)工程がYesの場合、フラグ=1を付加する。
(i)呼吸由来体動パルスを出力する工程:呼吸由来体動パルスを出力する。
(j)1次呼吸回数(回/分)を演算する工程:呼吸由来体動パルスの間隔から1次呼吸回数(1分間の呼吸回数)を演算する。一般的な呼吸数は、15〜22回/分である。この出力は、警報回路29へ送られるとともに、呼吸数出力端子33から表示装置へ送られて表示され、かつ、プリンタへ送られて印刷される。
Next, the respiratory
(A) Step of capturing respiratory-derived body dynamic voltage: The respiratory-derived body dynamic voltage that has passed through the
(B) Step of detecting a peak value: A point at which the differential value of the respiratory-derived body motion voltage waveform shown in FIG. 5 changes from positive to negative is detected as a peak value.
(C) Step of detecting bottom value: A point at which the differential value of the respiratory-derived body motion voltage waveform shown in FIG. 5 changes from negative to positive is detected as a bottom value.
(D) A step of calculating a threshold value: A threshold value for eliminating a value having a peak value equal to or less than a predetermined value is calculated. It is desirable that the threshold value has an individual difference for each subject 10 in order to ensure accuracy.
(E) Step of comparing and determining the respiratory-derived body motion voltage and the threshold value: It is determined whether or not the respiratory-derived body motion voltage is equal to or greater than the threshold value.
(F) Step of adding flag = 0: If the respiratory-derived body motion voltage is equal to or lower than the threshold value and (e) step is No, flag = 0 is added and the processing returns to step (a).
(G) Step of determining flag = 0: If the respiratory-derived body motion voltage is equal to or greater than the threshold value and (e) the step is Yes, it is determined whether flag = 0, and if flag = 0 is No, (a) Return to the process.
(H) Step of adding flag = 1: (g) If the step is Yes, add flag = 1.
(I) A step of outputting a respiratory-derived body motion pulse: A respiratory-derived body motion pulse is output.
(J) The step of calculating the number of primary breaths (times / minute): The number of primary breaths (the number of breaths per minute) is calculated from the interval of respiratory motion pulses. A typical respiration rate is 15-22 breaths / minute. This output is sent to the
前記第1のBPF回路22から得られた図4に示す体動電圧波形出力信号は、第3のBPF回路24へ送られ、この第3のBPF回路24で3〜5Hzを通過させ、それ以外はノイズとして除去して図9に示す心拍由来体動電圧波形を得る。この図9に示す心拍由来体動電圧波形を図8に示すアルゴリズムにより心拍数のノイズ処理をする。すなわち、図8において、
(a)心拍数(回/分)n個(例えば、5個)のリングバッファ工程:図9に示す波形に基づき、頂点間の5個のデータをリングバッファに貯め込む。
(b)最大・最小を切り捨て工程:5個のデータの中から最大値と最小値を切り捨てる。
(c)残り3個を平均する工程:残った3個の平均値を求める。
(d)心拍数を得る工程:3個の平均値に基づき平均的な心拍数を得る。
The body motion voltage waveform output signal shown in FIG. 4 obtained from the
(A) Heart rate (times / minute) n (for example, 5) ring buffer process: Based on the waveform shown in FIG. 9, 5 data between vertices are stored in the ring buffer.
(B) Maximum / minimum truncation step: The maximum value and the minimum value are discarded from the five pieces of data.
(C) Step of averaging the remaining three: The average value of the remaining three is obtained.
(D) Obtaining a heart rate: An average heart rate is obtained based on the average of three values.
図8に示すアルゴリズムにより心拍数のノイズ処理をした図9に示す心拍由来体動電圧波形は、増幅・拡大回路27にて図10に示す増幅波形を得、さらに、図11に示す時間軸を拡大した波形を得る。
ノイズ除去済みの図11に示す心拍由来体動電圧波形から心拍パルスを得るアルゴリズムを図12に基付き説明する。
(a)心拍由来体動電圧を取り込む工程:図11に示す心拍由来体動電圧波形を取り込む。
(b)ピーク値を検出する工程:この心拍由来体動電圧波形の微分値が正から負に変化する点をピーク値として検出する。
(c)ボトム値を検出する工程:この心拍由来体動電圧波形の微分値が負から正に変化する点をボトム値として検出する。
(d)閾値を演算する工程:ピーク値が所定値以下の値を排除するための閾値を演算する。閾値は、正確性を期するために各被験者10毎に個人差をもたせることが望ましい。
(e)心拍由来体動電圧と閾値の比較判断工程:心拍由来体動電圧が閾値以上かどうかを判断する。
(f)フラグ=0を付加する工程:(e)工程がNoの場合、フラグ=0を付加して(a)工程に戻る。
(g)フラグ=0を判断する工程:(e)工程がYesの場合、フラグ=0かどうかを判断し、フラグ=0がNoの場合、(a)工程に戻る。
(h)フラグ=1を付加する工程:(g)工程がYesの場合、フラグ=1を付加する。
(i)心拍由来体動パルス出力工程:心拍由来体動パルスを出力する。
(j)1次心拍回数(回/分)を演算する工程:心拍由来体動パルスの間隔から1次心拍回数(1分間の心拍回数)を演算する。前記図11に示した心拍由来体動電圧の時間軸を拡大すると、図13に示すパルス波形が得られる。一般的な心拍数は、60〜100回/分である。この出力は、警報回路29へ送られるとともに、心拍数出力端子35から表示装置へ送られて表示され、かつ、プリンタへ送られて印刷される。
The heart rate-derived body dynamic voltage waveform shown in FIG. 9 obtained by performing the noise processing on the heart rate by the algorithm shown in FIG. 8 is obtained by the amplification /
An algorithm for obtaining a heartbeat pulse from the heartbeat-derived body motion voltage waveform shown in FIG. 11 from which noise has been removed will be described with reference to FIG.
(A) Step of capturing heartbeat-derived body dynamic voltage: The heartbeat-derived body dynamic voltage waveform shown in FIG. 11 is captured.
(B) Step of detecting a peak value: A point at which the differential value of the heartbeat-derived body dynamic voltage waveform changes from positive to negative is detected as a peak value.
(C) Step of detecting bottom value: A point at which the differential value of the heartbeat-derived body dynamic voltage waveform changes from negative to positive is detected as a bottom value.
(D) A step of calculating a threshold value: A threshold value for eliminating a value having a peak value equal to or less than a predetermined value is calculated. It is desirable that the threshold value has an individual difference for each subject 10 in order to ensure accuracy.
(E) Heart rate-derived body dynamic voltage and threshold comparison determination step: It is determined whether or not the heart-rate derived body dynamic voltage is equal to or greater than the threshold value.
(F) Step to add flag = 0: (e) If step No, add flag = 0 and return to step (a).
(G) Step of determining flag = 0: (e) If the step is Yes, it is determined whether flag = 0, and if the flag = 0 is No, the processing returns to (a).
(H) Step of adding flag = 1: (g) If the step is Yes, add flag = 1.
(I) Heartbeat-derived body motion pulse output step: A heartbeat-derived body motion pulse is output.
(J) Step of calculating the number of primary heartbeats (times / minute): The number of primary heartbeats (number of heartbeats per minute) is calculated from the interval between heartbeat-derived body motion pulses. When the time axis of the body-derived body motion voltage shown in FIG. 11 is enlarged, the pulse waveform shown in FIG. 13 is obtained. A typical heart rate is 60-100 beats / minute. This output is sent to the
前記呼吸数演算回路26からの呼吸数と前記心拍数演算回路28からの心拍数は、警報回路29へ送られ、後述する離床行動、不整脈度、異常呼吸などの異常を検知するアルゴリズムと継続的データが保存されたメモリの閾値との比較から異常情報と判断された場合、図1に示す論理判断回路17は、看護者、遠隔者などの家庭電話、携帯電話、PCなどの端末装置に自動的に知らせるための表示装置、伝送装置からなるプロセッサで構成されている患者自動監視装置として機能する。
The respiration rate from the respiration
図1における圧力センサ14と論理判断回路17は、リード線16という有線で情報を伝達する例を示したが、無線で情報を伝達することもでき、無線の方がベッド回りの移動の障害がなくなるメリットがある。
圧力センサ14が図2(a)のように空気袋の内側に取り付けられている場合には、論理判断回路17への情報伝達は、ブルーツース、ジグビー、赤外線などの免許不要の超短波短距離無線装置で行うこともできる。
前記論理判断回路17には、離床行動、不整脈度、呼吸などの被験者10の異常と判断される閾値は、異常と判断すべき項目により定められたアルゴリズムを有する。このアルゴリズムは、論理判断回路17内に組み込まれて被験者10の自動監視装置を構成している。
The
When the
The
次に、被験者10が離床したかどうかを判断するため、図14のアルゴリズムにより最低体動電圧が設定される。すなわち、
(a)体動検出フラグ=0にセットする工程:電源をオンしたら、体動検出フラグ=0にリセットする。
(b)体動検出フラグ=1≧閾値の判断工程:体動検出フラグ=0にリセットした直後は、体動検出フラグ=1≧閾値の判断は、Noとなる。閾値は、正確性を期するために各被験者10毎に個人差をもたせることが望ましい。
(c)体動電圧≧閾値の判断工程:体動電圧≧閾値がNoである間は、前記(b)の工程に戻る。
(d)体動検出フラグ=1にセットする工程:体動電圧≧閾値がYesになると、体動検出フラグ=1にセットして(b)工程に戻る。
(e)体動電圧=0を判断する工程:前記(b)工程で体動検出フラグ=1≧閾値がYesと判断されると、体動電圧=0が判断される。
(f)離床タイマ=0にリセットする工程:前記(e)工程で体動電圧=0がNoと判断されると、離床タイマ=0にリセットし、(b)工程に戻る。
(g)離床タイマが起動する工程:前記(e)工程で体動電圧=0がYesと判断されると、離床タイマが起動する。
Next, in order to determine whether or not the subject 10 has left the bed, the minimum body motion voltage is set by the algorithm of FIG. That is,
(A) Step of setting body motion detection flag = 0: When the power is turned on, the body motion detection flag is reset to 0.
(B) Body Motion Detection Flag = 1 ≧ Threshold Determination Step: Immediately after resetting the body motion detection flag = 0, the determination of body motion detection flag = 1 ≧ threshold is No. It is desirable that the threshold value has an individual difference for each subject 10 in order to ensure accuracy.
(C) Body motion voltage ≧ threshold determination step: While body motion voltage ≧ threshold is No, the process returns to the step (b).
(D) Step of setting body motion detection flag = 1: When body motion voltage ≧ threshold is Yes, body motion detection flag = 1 is set, and the processing returns to step (b).
(E) Step of determining body motion voltage = 0: When the body motion detection flag = 1 ≧ the threshold is determined Yes in the step (b), body motion voltage = 0 is determined.
(F) Step of resetting the bed leaving timer = 0: When the body movement voltage = 0 is determined No in the step (e), the bed moving timer is reset to 0, and the processing returns to the step (b).
(G) Step for starting the bed leaving timer: When the body movement voltage = 0 is determined as Yes in the step (e), the bed leaving timer is started.
被験者10が離床したかどうかを図15のアルゴリズムにより判断して、離床通報処理をする。すなわち、
(a)体動検出フラグ=1≧閾値の判断工程:体動検出フラグ=1のとき閾値を超えたかどうかを判断し、超えなければこの(a)工程を繰り返す。
(b)体動検出のLEDを点灯する工程:体動検出フラグ=1のとき閾値を超えたかがYesになると、体動検出のLEDを点灯する。
(c)離床タイマ=設定時間(例えば5秒)の判断工程:前記(b)工程で体動検出のLEDを点灯後、離床タイマが始動し、離床タイマ=5秒を経過したかを判断し、超えなければ(a)工程に戻り5秒経過まで繰り返す。
(d)離床通報のLEDを点灯する工程:前記(c)工程で離床タイマ=5秒を経過すると、離床通報のLEDを点灯する。
(e)離床通報のブザーを鳴動する工程:同時に離床通報のブザーを鳴動する。
(f)離床を子機に通報する工程:さらに被験者10が離床したことを子機に通報する。
(g)停止スイッチ=設定時間(例えば5秒)の判断工程:前記(d)(e)(f)のスタートから停止スイッチ=5秒の判断をし、Noの場合、5秒経過するまで前記(d)(e)(f)が継続する。
(h)離床通報のLEDを消灯する工程:停止スイッチ=5秒の判断がYesになると、離床通報のLEDを消灯する。
(i)離床通報のブザーを停止する工程:同時に離床通報のブザーを停止する。
(j)体動検出のLEDを消灯する工程:さらに、体動検出のLEDを消灯する。
Whether or not the subject 10 has left the bed is determined by the algorithm shown in FIG. That is,
(A) Body motion detection flag = 1 ≧ threshold determination step: When the body motion detection flag = 1, it is determined whether or not the threshold is exceeded. If not, the step (a) is repeated.
(B) Step of lighting the body motion detection LED: When the body motion detection flag = 1, if the threshold is exceeded, the body motion detection LED is turned on.
(C) Judgment step of getting-off timer = set time (for example, 5 seconds): After turning on the body motion detection LED in the step (b), the getting-off timer is started and it is judged whether the getting-off timer = 5 seconds has elapsed. If not, return to step (a) and repeat until 5 seconds.
(D) Step of turning on the LED for getting out of bed: When the timer for getting out of bed = 5 seconds elapses in the step (c), the LED for getting out of bed is turned on.
(E) Step of sounding the buzzer for getting out of bed: The buzzer of getting out of bed is simultaneously sounded.
(F) Step of notifying the child device of getting out of bed: Furthermore, the child device is notified that the subject 10 has left the bed.
(G) Stop switch = determination process of set time (for example, 5 seconds): From the start of (d), (e), and (f), stop switch is determined to be 5 seconds. (D) (e) (f) continues.
(H) Step of turning off the LED for getting out of bed: When the judgment of stop switch = 5 seconds is Yes, the LED for getting out of bed is turned off.
(I) Step of stopping the buzzer for getting out of bed: Simultaneously stopping the buzzer of getting out of bed.
(J) Step of turning off the body motion detection LED: Further, the body motion detection LED is turned off.
図16は、呼吸、心拍の最大値、最小値、平均値などをメモリカードに記憶し、異常時に通報を発するアルゴリズムを示している。
(a)メモリカードを検出したかの判断工程:メモリカード(例えば、SDカード)を検出したかどうかの判断をする。
(b)ファイルをクローズする工程: 前記(a)工程でNoの場合、ファイルをクローズする。
(c)記録タイマを停止する工程:前記(b)工程でファイルをクローズした後、記録タイマを停止し、前記(a)工程に戻る。
(d)ファイルをすでにオープン=設定時間(例えば60秒)の判断工程:前記(a)工程でYesの場合、ファイルをすでにオープン=60秒経過したかの判断をする。
(e)ファイルオープン工程:前記(d)工程がNoでファイルをオープンしていない場合、ファイルをオープンする。
(f)記録タイマを起動する工程:前記(e)工程でファイルをオープンした後、記録タイマを起動する。
(g)呼吸数最大値を記録する工程:前記(a)工程でファイルをすでにオープン=60秒経過したYesの場合又は前記(f)工程で記録タイマを起動した場合に、呼吸数の最大値を記録する。
(h)呼吸数最小値を記録する工程:同時に、呼吸数の最小値を記録する。
(i)呼吸数平均値を記録する工程:同時に、呼吸数の平均値を記録する。この呼吸数の平均値は、図5の数値x1、x2、…に基づき、呼吸数演算回路26にて次式により求められる。
(j)心拍数最大値を記録する工程:同時に、心拍数の最大値を記録する。
(k)心拍数最小値を記録する工程:同時に、心拍数の最小値を記録する。
(l)心拍数平均値を記録する工程:同時に、心拍数の平均値を記録する。この心拍数の平均値は、図13の数値x1、x2、…に基づき、心拍数演算回路28にて次式により求められる。
(m)記録タイマ=設定時間(例えば60秒)の判断工程:記録タイマ=60秒がNoの場合、前記(a)〜(l)工程を繰り返す。
(n)分散工程:前記(m)工程でYesの場合、呼吸数と心拍数の標準偏差値 は、それぞれ呼吸数演算回路26と心拍数演算回路28にて次式の平方根として得られる。
(o)記録タイマ=0にする工程:記録タイマ=0にリセットする。
(p)心拍数>閾値の判断工程:心拍数>閾値の判断をする。
(q)心拍標準ヘンサ>閾値の判断工程:心拍数>閾値がYesの場合、心拍標準ヘンサ>閾値の判断をする。
(r)心拍通報ブザー・心拍通報・心拍通報ブザー解除の工程:心拍標準偏差>閾値がYesの場合、心拍通報ブザーを鳴動し・心拍通報し、所定時間後、心拍通報ブザーを解除する。
(s)呼吸>閾値の判断工程:心拍数>閾値がNo、心拍標準偏差>閾値がNo又は心拍通報ブザーを解除後に、呼吸>閾値の判断をする。
(t)呼吸標準偏差>閾値の判断工程:呼吸>閾値がYesの場合、呼吸標準偏差>閾値を判断する。
(u)呼吸通報ブザー・呼吸通報・呼吸通報ブザー解除の工程:呼吸標準偏差>閾値がYesの場合、呼吸通報ブザーを鳴動し・呼吸通報し、所定時間後、呼吸通報ブザーを解除する。
(v)呼吸と心拍の最大値と平均値=0、呼吸と心拍の最小値=999にする工程:呼吸数>閾値がNo、呼吸標準偏差>閾値がNo又は呼吸通報ブザーを解除後に、呼吸と心拍の最大値と平均値=0、呼吸と心拍の最小値=999に設定する。
(w)記録件数>5000の判断工程:記録件数が例えば5000件に達するまで(a)〜(v)を繰り返す。
(x)新しいファイルをオープンする工程:記録件数が5000件に達したら新しいファイルをオープンする。
FIG. 16 shows an algorithm for storing a breath, a maximum value, a minimum value, an average value, and the like of a heartbeat in a memory card and issuing a notification when an abnormality occurs.
(A) Determining whether or not a memory card has been detected: It is determined whether or not a memory card (for example, an SD card) has been detected.
(B) Step of closing the file: If No in the step (a), the file is closed.
(C) Step of stopping the recording timer: After closing the file in the step (b), the recording timer is stopped and the processing returns to the step (a).
(D) Judgment process of file already open = set time (for example, 60 seconds): If Yes in step (a), it is determined whether the file has already been opened = 60 seconds.
(E) File open step: When the step (d) is No and the file is not opened, the file is opened.
(F) Starting the recording timer: After opening the file in the step (e), the recording timer is started.
(G) The step of recording the maximum respiration rate: when the file has already been opened in the step (a) = Yes when 60 seconds have elapsed, or when the recording timer is started in the step (f), the maximum value of the respiration rate Record.
(H) The step of recording the minimum value of the respiration rate: Simultaneously, the minimum value of the respiration rate is recorded.
(I) Step of recording the average value of respiratory rate: Simultaneously, the average value of respiratory rate is recorded. The average value of the respiration rate is obtained by the respiration
(J) Recording the maximum value of the heart rate: Simultaneously, the maximum value of the heart rate is recorded.
(K) Recording the minimum value of the heart rate: Simultaneously, the minimum value of the heart rate is recorded.
(L) Step of recording the average value of heart rate: Simultaneously, the average value of heart rate is recorded. The average value of the heart rate is obtained by the following equation in the heart
(M) Judgment process of recording timer = set time (for example, 60 seconds): When recording timer = 60 seconds is No, the steps (a) to (l) are repeated.
(N) Dispersion step: In the case of Yes in the step (m), the standard deviation values of the respiratory rate and the heart rate are obtained as the square roots of the following equations by the respiratory
(O) Step of setting recording timer = 0: resetting recording timer = 0.
(P) Heart rate> threshold value determination step: Heart rate> threshold value is determined.
(q) Heart rate standard changer> threshold value determination step: When the heart rate> threshold value is Yes, it is determined that the heart rate standard changer> threshold value.
(R) Heart rate report buzzer / heart rate report / heart rate report buzzer release process: When the standard deviation of heart rate> the threshold value is Yes, the heart rate report buzzer sounds / heart rate report, and after a predetermined time, the heart rate report buzzer is released.
(S) Respiration> Threshold judgment step: Heart rate> Threshold value is No, Heart rate standard deviation> Threshold value is No, or After releasing the heart rate notification buzzer, Respiration> Threshold is judged.
(T) Respiratory standard deviation> threshold determination step: When respiration> threshold is Yes, respiration standard deviation> threshold is determined.
(U) Respiration notification buzzer / respiration notification / respiration notification buzzer release process: Respiration standard buzzer> If the threshold is Yes, the respiration notification buzzer is sounded / respiratory notification, and after a predetermined time, the respiratory notification buzzer is released.
(V) Step of setting maximum value and average value of respiration and heart rate = 0 and minimum value of respiration and heart rate = 999: Respiration rate> Threshold value is No, Respiration standard deviation> Threshold value is No or Respiration after releasing buzzer buzzer And the maximum value and average value of heart rate = 0, and the minimum value of respiration and heart rate = 999.
(W) Judgment process of the number of records> 5000: (a) to (v) are repeated until the number of records reaches, for example, 5000.
(X) Opening a new file: When the number of records reaches 5000, a new file is opened.
以上のようにして呼吸数・心拍数に関する最初の60秒間の最大値、最小値が記録され、さらに60秒間毎に最大値、最小値、平均値、標準偏差値がファイルに記録保存され、5000件毎に新しいファイルに更新される。呼吸数、心拍数の通報は、これらの数値の閾値と標準偏差値の閾値の両方を超えたとき、図15に示した離床の場合と同様にして警報回路29から警報の表示・伝送が行われる。
As described above, the maximum value and minimum value for the first 60 seconds relating to the respiration rate / heart rate are recorded, and further, the maximum value, minimum value, average value, and standard deviation value are recorded and saved in a file every 60 seconds. Updated to new file every time. In the notification of the respiratory rate and heart rate, when both the threshold value of these values and the threshold value of the standard deviation value are exceeded, an alarm is displayed and transmitted from the
前記警報回路29は、次のような出力の組み合わせにより警報出力端子36から出力するように構成することができる。組み合わせは、被験者10の病歴等によって適宜決定することが望ましい。
(1)呼吸数演算回路26、心拍数演算回路28、離床等判断回路31の出力側にオアゲートを介在していずれか1つ以上の出力によって警報が出力する。
(2)呼吸数演算回路26、心拍数演算回路28、離床等判断回路31のいずれか2つの組み合わせの出力側にオアゲートを介在していずれか2以上の出力によって警報が出力する。
(3)呼吸数演算回路26、心拍数演算回路28、離床等判断回路31のすべての出力側にアンドゲートを介在してすべての出力によって警報が出力する。
The
(1) An alarm is output by any one or more outputs via an OR gate on the output side of the respiration
(2) An alarm is output by any two or more outputs via an OR gate on the output side of any two combinations of the respiration
(3) An alarm is output by all outputs via AND gates on all output sides of the respiration
前記実施例で用いたマット13は、気密な空気袋の内部に直接圧力センサ14を取り付けるか、又はエアチューブ15を介して外部に圧力センサ14を取り付け、この圧力センサ14の動圧発生部で被験者10の微細な生体振動や動きを圧変動として捉え、この圧変動を動圧検出部の圧電素子により電圧に変換してリード線16から生体情報信号を出力するものである。
本発明では、これらに限られるものではなく、以下に示すようなセンサを用いることができる。
図17は、シート状の静電容量型圧力センサ37を示している。このシート状の静電容量型圧力センサ37は、ポリプロピレンシート46の内部に無数の平均直径1μm程度のバブル45を形成させ、このポリプロピレンシート46に電荷をチャージさせたもので、荷電された厚さ60〜70μmのセンサエレメント44は、電荷をバブル45の中に捕獲しており、容易に散逸しないようになっている。このセンサエレメント44の上下面にシグナル電極41とアース電極47で挟みつけ、シグナル電極41の上には、さらにシールド電極38が張り合わされている。前記シールド電極38は、65μm程度のポリエステルフィルムの絶縁シート39に9μm程度のアルミ箔からなるシールド電極層40を塗布したものである。同様に、前記シグナル電極41は、65μm程度のポリエステルフィルムの絶縁シート42に9μm程度のアルミ箔からなるシグナル電極層43を塗布したものであり、前記アース電極47は、65μm程度のポリエステルフィルムの絶縁シート48に9μm程度のアルミ箔からなるアース電極層49を塗布したものである。
このシールド状の静電容量型圧力センサ37は、人間の体重の加重変化に重畳して心拍や呼吸脈のようなmgオーダーの変化を同時にとらえることができ、その信号がコネクタ50からシールドケーブル51を経て導出される。
In the
The present invention is not limited to these, and sensors as shown below can be used.
FIG. 17 shows a sheet-like
This shield-type
静電容量型圧力センサ
伸縮性および柔軟性を有する一対の導電布の間に、両面に伸縮性および柔軟性を有する誘電体を設けた伸縮性および柔軟性を有する導電布を配備し、前記一対の導電布と前記誘電体との間に前記一対の導電体と前記誘電体が接触する部分と接触しない部分を設け、前記一対の導電布は連結部により互いに電気的に接続されて構成され、前記接触しない部分の位置や大きさが変化することにより静電容量が変動する。
Capacitive pressure sensor A pair of conductive cloths having elasticity and flexibility provided with a dielectric material having elasticity and flexibility on both sides between a pair of conductive cloths having elasticity and flexibility, and the pair A portion between the pair of conductors and the dielectric is provided between the conductive cloth and the dielectric, and the pair of conductive cloths are configured to be electrically connected to each other by a connecting portion; The capacitance varies as the position and size of the non-contact portion change.
歪検出センサ
弾性的に撓曲可能な敷き板部にケーブル状歪み検出センサを装着し、敷き板部を被験者の下側に配置して、被験者の生体活動に伴い発生する敷き板部の歪みの変動を、歪み検出センサにより検出する。
Strain detection sensor A cable-like strain detection sensor is attached to the elastically bendable laying plate, and the laying plate is placed on the lower side of the subject. The fluctuation is detected by a strain detection sensor.
圧電センサ
シート状部材に、可撓性を有するケーブル状圧電センサを感圧手段として配置したもの。
Piezoelectric sensor A sheet-like member in which a flexible cable-like piezoelectric sensor is arranged as pressure-sensitive means.
フレキシブル加速度センサ
フレキシブル基板と、このフレキシブル基板を覆う外装部材とを備え、フレキシブル基板の機能部は、所定の生体情報に関連するパラメータを連続測定するフレキシブル加速度センサ部からなる。
A flexible acceleration sensor includes a flexible substrate and an exterior member that covers the flexible substrate, and a functional unit of the flexible substrate includes a flexible acceleration sensor unit that continuously measures parameters related to predetermined biological information.
光ファイバ式平板状体センサ
布から成るシーツ等の平板状体に光ファイバを固定若しくは混入して成る光ファイバ式平板状体センサを敷設するか又は被せると共に、光源から前記光ファイバ内へ光を入射し、人間の動作や生体活動に伴って前記光ファイバ式平板状体センサの形状の変化により生じた光ファイバ内を伝搬する光の偏波状態の変化を偏波変動測定装置により検出し、当該偏波変動の検出値から人間の活動や動静を判別する。
Optical fiber flat plate sensor An optical fiber flat plate sensor formed by fixing or mixing an optical fiber on a flat plate such as a cloth sheet is laid or covered, and light is emitted from a light source into the optical fiber. A change in polarization state of light propagating through the optical fiber caused by a change in the shape of the optical fiber type plate sensor in accordance with human movement or biological activity is detected by a polarization fluctuation measuring device; Human activity and movement are discriminated from the detected value of the polarization fluctuation.
高分子圧電フィルム
軟質のシリコンゴムで作られた芯剤の上に高分子圧電フィルムで作られた複数枚の検出片を複数枚並列に敷き並べ、これを2枚のタオルの間にサンドウィッチ状に挟んで重ね合わせて検出マットを構成する。
Polymer Piezoelectric Film A plurality of detection pieces made of polymer piezoelectric film are arranged in parallel on a core made of soft silicone rubber, and this is sandwiched between two towels. The detection mat is configured by sandwiching and overlapping.
圧電フィルム又は圧電素子
圧電フィルム又は圧電素子からなるセンサ体によって検出した身体弾性波信号を電気信号からなる検出信号として出力し、この検出信号から生体情報成分を抽出して生体情報信号を生成する。
Piezoelectric film or piezoelectric element A body elastic wave signal detected by a sensor body made of a piezoelectric film or a piezoelectric element is output as a detection signal consisting of an electrical signal, and a biological information component is extracted from this detection signal to generate a biological information signal.
10…被験者、11…ベッド、12…寝具、13…マット、14…センサ、15…エアチューブ、16…リード線、17…論理判断回路、18…ネットワーク、19…中央サーバ、20…端末装置、21…増幅器、22…第1のBPF回路、23…第2のBPF回路、24…第3のBPF回路、26…呼吸数演算回路、27…増幅・拡大回路、28…心拍数演算回路、29…警報回路、30…閾値入力端子、31…離床等判断回路、33…呼吸数出力端子、35…心拍数出力端子、36…警報出力端子、37…シールド状の静電容量型圧力センサ、38…シールド電極、39…絶縁シート、40…シールド電極層、41…シグナル電極、42…絶縁シート、43…シグナル電極層、44…センサエレメント、45…バブル、46…ポリプロピレンシート、47…アース電極、48…絶縁シート、49…アース電極層、50…コネクタ、51…シールドケーブル。
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