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WO2010110292A1 - 光ファイバシート及び体動検出装置 - Google Patents

光ファイバシート及び体動検出装置 Download PDF

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Publication number
WO2010110292A1
WO2010110292A1 PCT/JP2010/055037 JP2010055037W WO2010110292A1 WO 2010110292 A1 WO2010110292 A1 WO 2010110292A1 JP 2010055037 W JP2010055037 W JP 2010055037W WO 2010110292 A1 WO2010110292 A1 WO 2010110292A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical fiber
sheet
fiber sheet
light
support
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/055037
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
成幸 三田地
細谷　俊史
一弘 桑
Original Assignee
住友電気工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友電気工業株式会社 filed Critical 住友電気工業株式会社
Priority to CN201080013603.5A priority Critical patent/CN102361589B/zh
Priority to US13/259,120 priority patent/US9420964B2/en
Priority to EP10756088.0A priority patent/EP2412310A4/en
Priority to JP2011506073A priority patent/JP5798030B2/ja
Publication of WO2010110292A1 publication Critical patent/WO2010110292A1/ja

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    • G01D5/35345—Sensor working in transmission using Amplitude variations to detect the measured quantity
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor

Definitions

  • the present invention relates to an optical fiber sheet and a body motion detection device. Specifically, the present invention relates to a body motion detection device suitably used for diagnosis of sleep apnea syndrome and an optical fiber sheet suitable for the device.
  • SAS sleep apnea syndrome
  • SAS is often found in middle-aged and older men, but it is said that it has been increasing in children in recent years. The cause is unknown, but it is also said to be the fate of civilization who began to eat a lot of soft food and began to degenerate his jaw.
  • the number of patients with SAS is about 4% of the total population in Japan, which is said to be 4.8 million, of which the potential number of patients is said to be 2.8 million.
  • SAS patients are prone to traffic accidents and industrial accidents due to drowsy driving when they are sleepy. In addition, it is extremely dangerous for SAS patients such as drivers of public transportation such as trains to engage in such work, and urgent measures are required.
  • the diagnosis of SAS is mainly a precise diagnosis by polysomnography (PSG test) overnight, and a simple method such as a pulse oximeter or respiratory rate (respiration rate) omitting some items of the PSG test.
  • a simple test using a measuring instrument is used as a screening method.
  • a simple test can be performed with a portable device and does not require hospitalization and can be performed at home, but a PSG test is necessary to confirm the diagnosis.
  • hospitalization is required for PSG diagnosis.
  • analysis by a professional engineer was necessary after the inspection, which required labor, time, and high costs.
  • a measuring instrument such as a thermistor is arranged near the mouth or nose, which hinders natural sleep.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-61306 discloses an optical fiber sheet in which an optical fiber is fixed or mixed in a sheet made of cloth or the like.
  • This optical fiber sheet captures changes in the shape of the optical fiber caused by body movement as changes in the polarization state of light propagating in the optical fiber.
  • this optical fiber sheet has a good S / N ratio, can detect slight body movements such as breathing, can clearly distinguish between turning over and pulse and breathing, and normal living environment There is an advantage that the state of breathing can be observed in a state close to.
  • the above optical fiber sheet captures body movement as a fluctuation amount of the polarization state of light.
  • a special analysis device for analyzing the light emitted from the optical fiber is required, and specialized ability is required for the analysis.
  • the optical fiber for measuring polarization fluctuation used in Patent Document 1 has an anisotropic cross-sectional shape, and the polarization fluctuation amount has a bending dependence, so that the direction sensitive to the fluctuation is aligned. If the sheet is not formed, the sensitivity to body movement varies from sheet to sheet.
  • the present invention can detect in a state close to a normal living environment, and can detect a body motion correctly by a relatively simple analysis method to clearly distinguish an apnea state from a hypopnea state.
  • the object is to provide a device.
  • An optical fiber sheet of the present invention is an optical fiber sheet that includes an optical fiber and a planar body, and is used for measuring a change in the amount of transmission signal light based on excess loss generated by a lateral pressure applied to the optical fiber, the optical fiber sheet Is a graded index silica-based optical fiber.
  • a graded index type silica-based optical fiber (hereinafter referred to as GI-type silica-based optical fiber) is used.
  • GI-type silica-based optical fiber microbending loss occurs due to stress load due to side pressure, and excess loss occurs in the transmission loss of the optical fiber.
  • body movement can be detected by measuring a change in the amount of transmission signal light based on this excess loss.
  • the GI-type silica-based optical fiber has a large excess loss due to the side pressure, a large change in light amount is measured by a slight change in body movement. Accordingly, it is possible to clearly distinguish between an apnea state and a hypopnea state in which a large difference in body movement is not seen.
  • the method for producing an optical fiber sheet of the present invention includes a step of fixing a GI type silica optical fiber to an adhesive sheet having an adhesive layer on a planar body.
  • the optical fiber can be fixed to the planar body simply by arranging the optical fiber on the adhesive sheet. As a result, the productivity of the optical fiber sheet is improved.
  • information that is unnecessary for SAS diagnosis such as turning over and pulse and respiratory information necessary for it can be clearly distinguished only by a simple analysis of measuring the change in the amount of light output from the optical fiber sheet. .
  • FIG. 1 is a basic configuration diagram of a SAS diagnosis apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram of the SAS diagnostic apparatus of FIG.
  • FIG. 3 is an exploded view of an optical fiber sheet according to an embodiment of the present invention.
  • 4 is a cross-sectional view of the optical fiber sheet shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a measurement result using the SAS diagnostic apparatus having the configuration shown in FIG. 1.
  • FIG. 5A is a measurement result using a plastic optical fiber as a comparative example
  • FIG. C) and (D) are measurement results using a GI-type silica-based optical fiber.
  • FIG. 6 is a cross-sectional configuration diagram of an optical fiber sheet which is another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing the structure of an optical fiber sheet according to still another embodiment of the present invention, in which FIG. 7 (a) is a sectional view thereof, and FIG. 7 (b) is a plan view with a part thereof omitted. It is.
  • FIG. 8 is a cross-sectional configuration diagram of an optical fiber sheet which is still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a plan view in which a part of an optical fiber sheet according to still another embodiment of the present invention is omitted.
  • FIG. 10 is a plan view in which a part of an optical fiber sheet according to still another embodiment of the present invention is omitted.
  • FIG. 11 is a plan view in which a part of an optical fiber sheet according to still another embodiment of the present invention is omitted.
  • FIG. 12 is a plan view in which a part of an optical fiber sheet according to still another embodiment of the present invention is omitted.
  • FIG. 13 is a plan view in which a part of an optical fiber sheet according to still another embodiment of the present invention is omitted.
  • FIG. 14 is a plan view in which a part of an optical fiber sheet according to still another embodiment of the present invention is omitted.
  • FIG. 15 is a plan view in which a part of an optical fiber sheet according to still another embodiment of the present invention is omitted.
  • An optical fiber sheet of the present invention is an optical fiber sheet that includes an optical fiber and a sheet-like body, and is used for measuring a change in the amount of transmission signal light based on excess loss generated by a lateral pressure applied to the optical fiber,
  • the sheet is a graded index type silica-based optical fiber.
  • This optical fiber sheet is suitably used for, for example, a SAS diagnostic apparatus that diagnoses sleep apnea syndrome from body movement.
  • FIG. 1 is a basic configuration diagram of a sleep apnea syndrome diagnosis apparatus (hereinafter referred to as “SAS diagnosis apparatus”) according to the present invention
  • FIG. 2 is a block diagram of the SAS apparatus
  • FIG. 3 is a book used for the SAS diagnosis apparatus.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of an optical fiber sheet according to an embodiment of the invention, and FIG.
  • the SAS diagnosis apparatus measures the change in the light amount output from the light source 2, the optical fiber sheet 10 of the present invention, and the optical fiber sheet 10, and displays the measurement results in the analysis unit 3 and the analysis unit 3 for detecting body movement.
  • the display part 8 to be provided is provided.
  • the analysis unit 3 of the SAS diagnostic apparatus shown in FIG. 1 has a light meter 4 that measures the amount of light that has passed through the optical fiber 11 and a processing device 5 that detects fluctuations in the measured amount of light.
  • the optical fiber sheet 10 is disposed on the bed 1 as shown in FIG.
  • the SAS diagnostic device measures the light amount fluctuation of light generated by passing through the optical fiber 11, and from the fluctuation, body movement, that is, whether it is an apnea state, a hypopnea state, or is independent of breathing. It is determined whether a certain body motion, for example, a heartbeat or a state of turning over.
  • the light source 2 continuously supplies a certain amount of light to the optical fiber 11.
  • the type and configuration of the light source 2 are not particularly limited as long as the light source 2 can emit a certain amount of light, and examples thereof include a semiconductor light emitting element such as an LED and a light emitting body such as an incandescent body.
  • the light source 2 may be either the light source 2 that outputs light in pulses with a short cycle or the light source 2 that outputs light continuously. In order to examine body movements during sleep, a light source 2 that can output without interruption during a person's sleep time, preferably about 8 to 12 hours, is desirably used.
  • LEDs are preferably used in view of the ability to stably output outgoing light, lightness and small size, and low heat generation and power consumption. Moreover, when using an LED light source, the wavelength is desirably visible light. This is because it is easy to find a disconnection due to light leakage.
  • the light source 2 shown in FIG. 1 is composed of an LED, and is connected to a USB port of a personal computer used as the processing device 5 and supplied with power through the USB port.
  • the light meter 4 includes a light receiving element such as a photodiode (PD), for example, and continuously receives light output from the optical fiber 11.
  • the photometer 4 converts the received light into an electric signal and outputs it to the processing device 5 through the cable 7 as an electric signal.
  • the light that has passed through the core layer of the optical fiber 11 may be measured, or the reflected light reflected at the interface between the core layer and the cladding layer may be measured.
  • the processing device 5 obtains a change in the amount of received light based on the electrical signal output from the light meter 4.
  • This change in the amount of received light (attenuation) is approximately proportional to the body movement, that is, the lateral pressure applied to the optical fiber 11 in accordance with the movement of the body. That is, it can be determined that the body movement is small when the change in the amount of received light is small, and the body movement is large when the change in the amount of received light is large.
  • FIG. 5 is a graph showing an example of a measurement result using this diagnostic apparatus. For example, as shown in FIG. 5B, if the amount of received light changes regularly and is observed with an amplitude of a certain amount or more, it can be determined that the patient is in a normal breathing state (normal breathing region).
  • FIGS. 7C and 7D it is possible to determine that the patient is in an apnea state if little change in the amount of received light is observed and the fluctuation amplitude is small. If the change in the amount of received light is between a normal respiratory state and an apnea state, it can be determined that the patient is in a hypopnea state. Further, if the change is much larger than the change in the normal breathing state, it can be determined that it is caused by moving the body greatly, such as turning over (see FIG. 3C). These measurement results are displayed on a display unit 8 such as a liquid crystal panel provided in the personal computer.
  • a display unit 8 such as a liquid crystal panel provided in the personal computer.
  • the optical fiber sheet 10 includes a graded index type silica-based optical fiber 11 (quartz-type GI optical fiber 11) and a planar body 20 that supports it.
  • the quartz-type GI optical fiber 11 is an optical fiber 11 having a refractive index distribution (Graded Index) having a refractive index distribution shape that is symmetrical about the center axis from the center of the core to the cladding direction. It was produced.
  • GI-type silica-based optical fiber 11 generates microbending loss due to stress load due to side pressure, and excessive loss occurs in transmission loss of optical fiber 11.
  • the present invention utilizes this characteristic, and the body motion can be measured by measuring the change in excess loss due to the stress load change to the optical fiber 11 due to the body motion. That is, the excess loss that changes in accordance with the body movement is obtained from the change in the amount of light that has passed through the optical fiber 11.
  • the quartz-type GI optical fiber 11 is extremely sensitive to the side pressure, and has a large excess loss when a stress load is generated due to the side pressure.
  • the GI optical fiber can transmit a high-order mode (light propagating near the clad side further away from the core center) that is susceptible to microbending loss.
  • an all-mode excitation condition is achieved when the diameter (or numerical aperture) of the light source is larger than the diameter (or numerical aperture) of the optical fiber relative to the diameter or numerical aperture of the light source that inputs light into the optical fiber.
  • this condition can be achieved by using an LED light source having a numerical aperture larger than the numerical aperture of the GI type silica optical fiber to be used as the light source.
  • the cross-sectional shape of the fiber is completely isotropic, and the bending loss does not depend on the bending direction. Therefore, it is not necessary to align the direction of the fiber when forming the optical fiber sheet. It can also be said that this is more advantageous than the optical fiber sheet disclosed in Patent Document 1. Furthermore, since the silica-based optical fiber has a very high rigidity compared to the plastic fiber, it is less likely to deteriorate characteristics due to the occurrence of kinks or the like when being fixed to the optical fiber sheet, and is excellent in productivity. In addition, the fiber is not deformed or crushed even if it is used for a long time under a load.
  • silica-based optical fibers are widely used for communication applications, so they are readily available and have stable performance and weather resistance. It is also excellent at high points.
  • the GI-type silica-based optical fiber is very advantageous in terms of manufacturing the optical fiber sheet.
  • the planar body 20 functions to support the optical fiber 11.
  • the planar body 20 is not limited to a fabric, that is, a woven fabric, a knitted fabric, or a non-woven fabric, but is used in various sheet shapes such as a plastic sheet, paper, and a mesh structure. it can. Further, the planar body 20 is not limited to the above-mentioned fabric or plastic sheet, but also mattresses, mattresses, mattresses, blankets and the like with a spring structure or sponge structure as a core material, and mattresses. It is used in a broad concept including a planar body 20 that can be directly used as bedding, such as a sponge body used for mattresses, and a planar body 20 that can be processed into bedding using these as materials.
  • This pressure-sensitive adhesive sheet or pressure-sensitive adhesive tape is a sheet made of various kinds of materials such as fabric, paper, and plastic sheet as a support, and is provided with a pressure-sensitive adhesive layer on one side or both sides of the support.
  • the support body used for this adhesive sheet or adhesive tape can also be utilized as the planar body 20.
  • the material of the planar body 20 (including a support such as an adhesive sheet) is not particularly limited.
  • the material of the fabric include natural fibers such as silk, cotton, hemp, and wool, recycled fibers such as acetate and rayon, and synthetic fibers such as nylon, polyurethane, and polyester.
  • Plastic sheet materials include polyethylene, polyurethane, acrylonitrile butadiene styrene (ABS), ethylene propylene rubber, vinyl chloride, styrene butadiene, olefin (TPO), polyester (TPEE), and polyurethane (TPU).
  • ABS acrylonitrile butadiene styrene
  • TPO ethylene propylene rubber
  • vinyl chloride styrene butadiene
  • TPO olefin
  • TPU polyester
  • examples include various thermoplastic elastomers, polyamides, polyurethanes, polypropylenes, and polystyrene foams.
  • planar body 20 is more preferably an air-permeable planar body 20 such as a porous sponge sheet or a knitted fabric made of cotton or wool.
  • the optical fiber sheet 10 of the present invention is used as a bedding such as a mattress, a bed, or a mattress, or as a sheet or a blanket laid on these beddings. Because it can be avoided.
  • a wood board etc. can be utilized depending on the case.
  • the optical fiber 11 is arranged on the planar body 20 in a one-stroke shape that snakes directly or indirectly. Further, not only when the above-described planar body 20 is disposed as a supporting base material, but also the planar body 20 is knitted into the planar body 20 or embedded in the planar body 20. It can also be disposed on the laminate. Further, it is disposed by a method such as sandwiching between two planar bodies 20 or sandwiching between laminates composed of a plurality of planar bodies 20.
  • the GI-type silica-based optical fiber 11 usually has a coating for maintaining strength. For this reason, there is no possibility of being affected by light from outside, that is, by stray light.
  • an outer cover can also be provided arbitrarily. In this case, it is also possible to choose a free pattern and color scheme. For example, if the outer cover can be removed, only the outer cover can be removed and washed, giving consideration to hygiene. .
  • the optical fiber 11 can be disposed and fixed directly on the planar body 20 using an adhesive or the like. Also, the optical fiber 11 may be disposed and fixed between the two planar bodies 20 by sandwiching the upper and lower sides of the optical fiber 11 between the planar bodies 20 and press-contacting the planar bodies 20 with each other by vapor deposition or bonding of the periphery. it can. Further, even if the optical fiber 11 is buried in the cotton of the mattress and indirectly disposed on the planar body 20, it cannot be used.
  • the optical fiber 11 can be indirectly arranged and fixed on the planar body 20 using an adhesive sheet or adhesive tape in which an adhesive layer is formed on a support such as paper or a plastic sheet.
  • an adhesive sheet or adhesive tape in which an adhesive layer is formed on a support such as paper or a plastic sheet.
  • the method etc. which mount the optical fiber 11 on the planar body 20, and fix it with an adhesive sheet or an adhesive tape from it are illustrated.
  • the optical fiber sheet 10 shown in FIG. 3 and FIG. 4 has a light-permeable sponge sheet 21 having a large number of holes, a mesh structure 24 in which the optical fiber 11 is woven into a mesh cloth 22 and a light shielding property.
  • the black cloth cover 23 includes a mesh structure 24 sandwiched between the sponge sheet 21 and the cloth cover 23. Then, the peripheral edges of the sponge sheet 21 and the cloth cover 23 are stitched together to produce the optical fiber sheet 10.
  • the optical fiber 11 is arranged in a single stroke shape having six rows of arrangement portions that are parallel to the short side of the optical fiber sheet 10.
  • FIG. 5 is an example showing a result of actual measurement using the SAS diagnostic apparatus having the configuration shown in the first embodiment.
  • an optical fiber sheet was placed between a mattress and a sheet laid thereon.
  • the optical fiber sheet is a sponge sheet having a large number of holes of 3 mm in thickness, and an optical fiber (core diameter ⁇ 50 ⁇ m, cladding diameter ⁇ 125 ⁇ m, arrangement extension 7 m) in a mesh fabric with a breathable mesh structure is shown in FIG.
  • An optical fiber sheet knitted like an optical fiber sheet and a black cloth cover placed on the mesh structure was used (see FIGS. 3 and 4).
  • a light source for output USB connection using a red LED was used as the light source.
  • the light source, the input end of the optical fiber sheet, the output end of the optical fiber sheet, and the optical power meter were optically connected by POF (Plastic-Optical-Fiber: optical plastic fiber), respectively.
  • the output from the optical power meter was processed with a personal computer, and the change in the amount of light was calculated.
  • the test subject is a male who is 175 cm tall, 85 kg in weight, BMI 27.8, and 43 years old. My spouse reported that she had severe snoring during sleep every day and that she was suspected to stop breathing during the night. Therefore, with the cooperation of the subject, measurements were performed at the subject's home under the same conditions as usual sleeping.
  • the vertical axis represents the amount of light received from the optical fiber sheet (absolute value), and the horizontal axis represents the elapsed time.
  • the change in the amount of received light is extremely small, and in the normal breathing region, a large change in the amount of received light is recognized. Furthermore, in addition to these regions, a large change in the amount of received light was observed to the extent that the amplitude could be swung out.
  • the body movement in the normal breathing region and the body movement in the apnea signal region are clearly distinguished from each other. Thus, not only the apnea state and the normal breath state can be clearly read, but also the hypopnea state in the middle can be clearly read.
  • FIG. 6 is a cross-sectional structure diagram of an optical fiber sheet 10 which is another embodiment of the present invention.
  • the optical fiber sheet 10 includes an optical fiber 11, an adhesive sheet 30 having an adhesive layer 32 on almost the entire surface of a support 31, a sponge sheet 21, and a cloth-made outer cover 23 having light shielding properties.
  • the optical fiber 11 is disposed and fixed on the adhesive layer 32, and the sponge sheet 21 is overlaid thereon. And the upper and lower surfaces of these are covered with the outer cover 23, respectively.
  • This optical fiber sheet 10 exhibits the same function as the optical fiber sheet 10 shown in FIG. 3, and has the advantage that the productivity is further improved in that the meandering optical fiber is disposed on the entire adhesive sheet 30. .
  • FIG. 7A is a cross-sectional structural view of an optical fiber sheet 10 which is still another embodiment of the present invention
  • FIG. 7B is a plan structural view in which a part of the optical fiber sheet 10 is omitted.
  • An optical fiber sheet 10 shown in FIG. 7 includes an optical fiber 11, an adhesive sheet 30 having an adhesive layer 32 on the periphery of the surface of a sheet-like support 31, a sponge sheet 21, and a cloth-made outer cover 23 having a light shielding property. have.
  • the optical fiber 11 is disposed and fixed on the adhesive sheet 30, and the sponge sheet 21 is overlaid thereon. And the upper and lower surfaces of these are covered with the outer cover 23, respectively. Further, as shown in FIG.
  • optical fiber sheet having an inner cover 25 made of a mesh cloth on the inner side of the upper and lower cloth covers 23 and having a double cover structure of the inner cover 25 and the outer cover 23. 10 was produced.
  • These optical fiber sheets 10 exhibit the same function as the optical fiber sheet 10 shown in FIG. 3, and are advantageous in that productivity is further improved in that meandering optical fibers are arranged on the peripheral (four sides) adhesive sheet 30. Is obtained.
  • the pressure-sensitive adhesive sheet 30 (see FIGS. 7 and 8) having the pressure-sensitive adhesive layer 32 only on the periphery of the support 31, but also the pressure-sensitive adhesive partially on the surface of the support 31 as in the following examples.
  • An adhesive sheet 30 having the layer 32 can also be used. This is because the use of the adhesive sheet 30 facilitates the arrangement of the optical fiber 11.
  • FIG. 9 is a plan view in which a part of the optical fiber sheet 10 which is still another embodiment of the present invention is omitted.
  • the optical fiber sheet 10 shown in the figure has substantially the same configuration as the optical fiber sheet 10 shown in FIG. 7, but the optical fiber sheet 10 shown in FIG. 9 has an adhesive layer on the surface of the sheet-like support 31.
  • An adhesive sheet 30 is used in which 32 is formed in a stripe shape parallel to the major axis direction of the support 31.
  • the optical fiber 11 is disposed and fixed on the adhesive sheet 30 having the adhesive layer 32 in a stripe shape, and the sponge sheet 21 is disposed thereon.
  • the adhesive sheet 30 in which the striped adhesive layer 32 is formed can also be used.
  • This optical fiber sheet 10 also exhibits the same function as the optical fiber sheet 10 shown in FIG. 3, and has the advantage that the productivity is further improved in that the meandering optical fiber is disposed on the striped adhesive sheet 30. It is done.
  • an inner cover 25 made of a mesh cloth having a mesh structure may be further provided to form the optical fiber sheet 10 having a double cover structure of the inner cover 25 and the outer cover 23 (not shown).
  • An optical fiber sheet 10 shown in FIG. 10 is an adhesive tape (so-called double-sided) in which an adhesive layer 34 is formed on both sides of a tape-like support 33 on a flat paper body 27 as an alternative to the strip-like adhesive sheet 30.
  • An adhesive sheet 30 to which an adhesive tape) 35 is bonded is used.
  • the use of the double-sided adhesive tape 35 in this way is also an effective means.
  • FIG. 11 is a plan view in which a part of the optical fiber sheet 10 according to still another embodiment of the present invention is omitted.
  • This optical fiber sheet 10 also has the same configuration as that of the optical fiber sheet 10 shown in FIG. 7, but the optical fiber sheet 10 shown in FIG. 11 has an adhesive layer 32 in the form of diagonal stripes on the surface of a sheet-like support 31.
  • the formed adhesive sheet 30 is used.
  • This optical fiber sheet 10 also exhibits the same function as that of the optical fiber sheet 10 shown in FIG. 3, and is rather advantageous in that the productivity is further improved in that the meandering optical fiber is disposed on the diagonally striped adhesive sheet 30. Is obtained.
  • an inner cover 25 made of a mesh cloth having a mesh structure may be further arranged to form a double cover structure optical fiber sheet 10 having an inner cover 25 and an outer cover 23 ( Not shown).
  • a pressure-sensitive adhesive tape (so-called double-sided pressure-sensitive adhesive tape) in which a pressure-sensitive adhesive layer 34 is formed on both sides of a tape-like support 33 on a paper flat body 27. It is also an effective means to use the pressure-sensitive adhesive sheet 30 bonded with 35).
  • FIG. 12 is a plan view in which a part of the optical fiber sheet 10 which is still another embodiment of the present invention is omitted.
  • This optical fiber sheet 10 has the same configuration as that of the optical fiber sheet 10 shown in FIG. 7, but in the optical fiber sheet 10 shown in FIG. 12, an adhesive layer 32 is formed in an oblique cross shape on the surface of the sheet-like support 31. The difference is that the formed pressure-sensitive adhesive sheet 30 is used.
  • the adhesive sheet 30 in which the adhesive layer 32 is formed in such an oblique stripe shape can also be used.
  • This optical fiber sheet 10 also exhibits the same function as the optical fiber sheet 10 shown in FIG. 3, and has the advantage that the productivity is further improved in that the meandering optical fiber is disposed on the oblique cross-shaped adhesive sheet 30.
  • an inner cover 25 made of a mesh cloth having a mesh structure may be further arranged to form a double cover structure optical fiber sheet 10 having an inner cover 25 and an outer cover 23 ( Not shown).
  • FIG. 13 is a plan view in which a part of the optical fiber sheet 10 which is still another embodiment of the present invention is omitted.
  • This optical fiber sheet 10 has the same configuration as that of the optical fiber sheet 10 shown in FIG. 7, but the optical fiber sheet 10 shown in FIG. 13 has a cross-shaped adhesive layer 32 on the surface of a sheet-like support 31.
  • the formed adhesive sheet 30 is used.
  • the pressure sensitive adhesive sheet 30 in which the pressure sensitive adhesive layer 32 is formed in such a cross shape can also be used.
  • Example 6 and Example 7 as well, a so-called double-sided adhesive is applied to the paper planar body 27 instead of the adhesive sheet 30 in which the adhesive layer 32 is formed in an oblique cross shape or a cross cross shape.
  • the pressure-sensitive adhesive sheet 30 in which the tape is bonded in an oblique cross shape or a cross shape can be used.
  • FIG. 14 is a plan view in which a part of the optical fiber sheet 10 according to still another embodiment of the present invention is omitted.
  • the optical fiber sheet 10 has the same configuration as that of the optical fiber sheet 10 shown in FIG. 3, but the optical fiber sheet 10 shown in FIG. 14 is in a direction parallel to the long side of the optical fiber sheet 10 (so-called longitudinal direction).
  • the optical fiber 11 is disposed, and there are a plurality of rows of disposed portions that are parallel to the long side of the optical fiber sheet 10. Thus, even if the optical fiber 11 is disposed in a direction parallel to the long side of the optical fiber sheet 10, body motion can be detected.
  • FIG. 15 is a plan view in which a part of the optical fiber sheet 10 according to still another embodiment of the present invention is omitted.
  • the optical fiber sheet 10 has a configuration similar to that of the optical fiber sheet shown in FIG. 12, but the optical fiber 11 is disposed in a spiral shape having a turn portion 11 a in a substantially central region on the adhesive sheet 30.
  • the arrangement length of is increased.
  • the turn portion 11a is a folded portion of the optical fiber 11 arranged in a single stroke.
  • the spiral arrangement is a more preferable embodiment because the arrangement length per unit area becomes long.
  • the optical fiber sheet 10 of the present invention is very suitable for the diagnosis of SAS because it can detect the body movement of a person in the supine position or prone position with high sensitivity, but is not necessarily limited to the SAS diagnosis apparatus.
  • the present invention can be widely used not only for SAS diagnosis apparatuses but also for apparatuses for detecting body movements and capturing posture movements.

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Abstract

　通常の生活環境に近い状態において検査可能であって、比較的簡単な解析方法により無呼吸状態と低呼吸状態とを明確に区別しうるＳＡＳ診断装置のような体動検出装置及び当該装置に好適に利用できる光ファイバシートを提供することを目的する。　ＬＥＤなどの光源２と光ファイバシート１０と当該光ファイバシート１０から出力された光量の変化を測定し、体動の検出する解析部３とからＳＡＳ診断装置のような体動検出装置を構成する。この光ファイバシート１０には、布帛や紙、プラスチックシートなどの平面状体２０上にグレーデッドインデックス型石英系光ファイバ１１を直接又は間接に配置、固定した光ファイバシート１０を用いる。このとき、紙や布帛などのシート状支持体３１に粘着剤層３２を形成した粘着シート３０を用いるのが好ましい。

Description

光ファイバシート及び体動検出装置
　本発明は、光ファイバシート及び体動検出装置に関する。具体的には睡眠時無呼吸症候群の診断に好適に用いられる体動検出装置及び当該装置に適した光ファイバシートに関する。
　２００３年の新幹線居眠り運転報告を契機として、近年、睡眠時無呼吸症候群（ＳＡＳ：Sleep Apnea Syndrome）が一躍注目を集めるようになった。ＳＡＳは、睡眠中に１０秒以上の呼吸が停止（無呼吸状態）若しくは気道が狭くなり呼吸が細くなること、具体的には１０秒以上換気量が５０％以上低下すること（低呼吸状態）が１時間あたり平均５回以上繰り返される病気である。ＳＡＳ患者では、起床時の頭痛や日中の眠気などの症状が現れる。ＳＡＳは高血圧を引き起こす原因ともなり、ＳＡＳ患者では心筋梗塞・脳卒中などの合併率が高くなると言われている。その他にも夜間頻尿やインポテンツ、頭重感や口渇などの症状も現れることがある。ＳＡＳは中高年の男性にみられることが多いが、近年子供にも増えてきていると言われている。その原因は不明であるが、柔らかい食物を多く摂取するようになり顎が退化し始めた人類の宿命とも言われている。
　ＳＡＳの患者数は日本においては総人口の約４％、数にして４８０万人とも言われ、そのうち潜在的な患者数が２８０万人とも言われている。ＳＡＳ患者は眠気が強い場合には居眠り運転による交通事故や産業事故を起こしやすい。また、電車などの公共交通機関の運転手などＳＡＳ患者がこのような仕事に従事することは非常に危険なことであり、早急な対策が求められるところである。
　ところで、ＳＡＳの診断は、現在のところ、終夜睡眠ポリグラフ検査（ＰＳＧ検査）による精密診断が主体であり、ＰＳＧ検査の一部項目を省いた簡易的な方法、例えばパルスオキシメーターや呼吸数（呼吸量）計測器などを用いた簡易検査がスクリーニング方法として利用されている。簡易検査では携帯用の装置で検査可能であり、入院の必要がなく自宅でも検査できるが、診断の確定にはＰＳＧ検査が必要である。ところが、ＰＳＧによる診断では入院が必要とされる。また、検査後には専門技師による解析が必要であり、手間や時間、そして高い費用を要していた。さらに、ＰＳＧ検査や簡易検査においては、口元や鼻の近くにサーミスタのような計測具を配置するので、自然な睡眠を妨げるものであった。
　一方、呼吸による体動によって呼吸の有無を調べるという方法も開発されている。例えば、特殊なマットを用いて、呼吸によって生じるマットの高低の変化を気圧の変化として捉えるという方法が実用化されている。しかしながら、この方法はＳ／Ｎ比が悪い。すなわち、この方法は脈拍や寝返りによる体動と呼吸による体動を区別するために特殊な数学的信号解析から判断する手法であり、信頼性が悪いものとなっていた。また、マット内に気圧の変化を検出する装置を組み込む必要があるので、構成が複雑となり、その製造も煩雑なものとなっていた。
　このような状況下において、特開２００７－６１３０６号公報には、光ファイバを布などからなるシーツなどに固定若しくは混入した光ファイバシートが開示されている。この光ファイバシートは、体動によって生じた光ファイバの形状変化を、光ファイバ内を伝播する光の偏波状態の変化として捉えるものである。この光ファイバシートを用いた場合には、Ｓ／Ｎ比がよく、呼吸のようなわずかな体動を検出することができ、寝返りや脈拍と呼吸を明確に区別できる、また、通常の生活環境に近い状態で呼吸の状態を観測することができるという利点がある。
特開２００７－６１３０６号公報
　しかしながら、上記の光ファイバシートは、体動を光の偏波状態の変動量として捉えている。この偏波変動量を測定するために、光ファイバから出射された光を解析する特別な解析装置が要求され、その解析には専門的な能力が要求される。また、特許文献１に用いられる偏波変動を測定するための光ファイバは、断面形状が非等方的であり、偏波変動量に曲げ依存性があるので、変動に敏感な方向を揃えるようにしてシートを形成しないと、シート毎に体動に対する感度が変動してしまうという問題がある。
　本願発明は、通常の生活環境に近い状態において検査可能であって、比較的簡単な解析方法により、体動を正しく検知して無呼吸状態と低呼吸状態とを明確に区別しうる体動検出装置を提供することを目的としている。
　本発明の光ファイバシートは、光ファイバと平面状体を備え、光ファイバに加わる側圧により発生する過剰損失に基づく伝送信号光の光量変化を計測するための光ファイバシートであって、前記光ファイバはグレーデッドインデックス型石英系光ファイバであることを特徴とする。
　本発明の光ファイバシートにはグレーデッドインデックス型石英系光ファイバ（以下、ＧＩ型石英系光ファイバ）が用いられている。ＧＩ型石英系光ファイバは、側圧による応力負荷によってマイクロベンディング損失が発生し、光ファイバの伝達損失に過剰損失が発生する。本発明は、この過剰損失に基づく伝送信号光の光量変化を計測することによって、体動を検知可能としたものである。また、ＧＩ型石英系光ファイバは側圧による過剰損失が大きいので、わずかな体動変化によって大きな光量変化が測定される。従って、体動に大きな差が見られない無呼吸状態と低呼吸状態とを明確に区別できる。
　また、本発明の光ファイバシートの製造方法は、平面状体に粘着剤層を備えた粘着シートにＧＩ型石英系光ファイバを固定する工程を有している。この方法では粘着シート上に光ファイバを配置するだけで、平面状体に光ファイバを固定できる。この結果、光ファイバシートの生産性が向上する。
　本発明においては、光ファイバシートから出力された光量の変化を測定するという簡単な解析だけで、寝返りや脈拍などのＳＡＳの診断に不要な情報と、それに必要な呼吸情報とを明確に区別できる。
図１は本発明のＳＡＳ診断装置の基本構成図である。 図２は図１のＳＡＳ診断装置のブロック図である。 図３は本発明の一実施形態である光ファイバシートの分解構成図である。 図４は図３に示す光ファイバシートの断面構成図である。 図５は図１に示す構成を有するＳＡＳ診断装置を用いた測定結果の一例を示す図であって、（Ａ）は比較例であるプラスチック製の光ファイバを用いた測定結果、（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）はＧＩ型石英系光ファイバを用いた測定結果である。（Ｂ）は正常な呼吸信号領域を、（Ｃ）は無呼吸信号領域と寝返り信号を、（Ｄ）は無呼吸信号領域を示す。 図６は本発明の別な実施形態である光ファイバシートの断面構成図である。 図７は本発明のさらに別な実施形態である光ファイバシートの構造を示す図であって、同図（ａ）はその断面構成図、同図（ｂ）はその一部を省略した平面図である。 図８は本発明のさらに別な実施形態である光ファイバシートの断面構成図である。 図９は本発明のさらに別な実施形態である光ファイバシートの一部を省略した平面図である。 図１０は本発明のさらに別な実施形態である光ファイバシートの一部を省略した平面図である。 図１１は本発明のさらに別な実施形態である光ファイバシートの一部を省略した平面図である。 図１２は本発明のさらに別な実施形態である光ファイバシートの一部を省略した平面図である。 図１３は本発明のさらに別な実施形態である光ファイバシートの一部を省略した平面図である。 図１４は本発明のさらに別な実施形態である光ファイバシートの一部を省略した平面図である。 図１５は本発明のさらに別な実施形態である光ファイバシートの一部を省略した平面図である。
　本発明の光ファイバシートは、光ファイバとシート状体を備え、光ファイバに加わる側圧により発生する過剰損失に基づく伝送信号光の光量変化を計測するための光ファイバシートであって、前記光ファイバシートがグレーデッドインデックス型石英系光ファイバであることを特徴とする。この光ファイバシートは、例えば、体動から睡眠時無呼吸症候群の診断を行うＳＡＳ診断装置などに好適に用いられる。以下、本発明について添付された各図面に基づいて詳細に説明する。
　図１は本発明の睡眠時無呼吸症候群診断装置（以下「ＳＡＳ診断装置」と称する。）の基本構成図、図２は当該ＳＡＳ装置のブロック図、図３は当該ＳＡＳ診断装置に用いられる本発明の一実施形態である光ファイバシートの分解斜視図、図４はその断面構成図である。
　ＳＡＳ診断装置は、光源２と、本発明の光ファイバシート１０と、光ファイバシート１０から出力された光量の変化を測定し、体動を検出する解析部３及び解析部３における測定結果を表示する表示部８を備える。図１に示すＳＡＳ診断装置の解析部３は、光ファイバ１１を通過した光の光量を測定する光量計４と、測定された光量の変動を検出する処理装置５とを有する。光ファイバシート１０は例えば図１に示すようにベッド１上に配置される。
　ＳＡＳ診断装置は、光ファイバ１１を通過することにより生じた光の光量変動を測定し、その変動から体動、つまり、無呼吸状態であるか、低呼吸状態であるか、それとも呼吸に無関係である体動、例えば、心拍や寝返りをした状態であるのかを判定する。
　光源２は光ファイバ１１に一定の光量の光を連続して供給する。光源２は一定の光量の光を出射できるものであれば光源２の種類やその構成は特に制約されず、ＬＥＤのような半導体発光素子や白熱体のような発光体が例示される。また、この光源２は、短い周期でパルス状に光を出力する光源２でも連続的に光を出力する光源２のいずれでもよい。睡眠中の体動を調べるためには、人の睡眠時間、好ましくは８～１２時間程度は途切れることなく出力できる光源２が望ましく用いられる。前記光源２のうち、出射光を安定に出力できることや軽量、小型であること、発熱量や消費電力が少ないことなどに鑑みるとＬＥＤが好適に用いられる。また、ＬＥＤ光源を用いる場合には、その波長は可視光であることが望ましい。光の漏洩により断線の発見が容易になるからである。図１に示す光源２はＬＥＤからなり、処理装置５として用いられるパーソナルコンピュータのＵＳＢポートに接続され、ＵＳＢポート通じて電力が供給される。
　光量計４は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）などの受光素子を備え、光ファイバ１１から出力された光を連続的に受光する。光量計４は受光した光を電気信号に変換し、ケーブル７を介して電気信号として処理装置５に出力する。光ファイバ１１のコア層を通過した光を測定してもよいし、コア層とクラッド層の境界面で反射された反射光を測定することもできる。
　処理装置５は光量計４から出力された電気信号に基づき、受光量の変化を求める。この受光量（減衰量）の変化は体動、すなわち身体の動きに応じて光ファイバ１１に加わる側圧とほぼ比例関係にある。つまり、受光量の変化が小さいと体動が小さく、受光量の変化が大きいと体動が大きいと判断できる。図５はこの診断装置を用いた測定結果の一例を示すグラフである。例えば図５（Ｂ）に示されるように、受光量が規則正しく変化して一定量以上の振幅の大きさで観測されれば通常の呼吸状態（正常呼吸領域）であると判断できる。また、同図（Ｃ）や（Ｄ）に示されるように、受光量の変化がほとんど観察されず変動振幅が小さければ無呼吸状態であると判断できる。そして、受光量の変化が通常の呼吸状態と無呼吸状態との間であれば、低呼吸状態であると判断できる。また、通常の呼吸状態における変化よりも極めて大きな変化であれば、寝返りなど大きく身体を動かしたことに起因するものと判断できる（同図（Ｃ）参照）。これらの測定結果は、パーソナルコンピュータに備えられた液晶パネルなどの表示部８に表示される。
　光ファイバシート１０は、グレーデッドインデックス型石英系光ファイバ１１（石英型ＧＩ光ファイバ１１）とそれを支持する平面状体２０とから構成される。石英型ＧＩ光ファイバ１１とは、屈折率がコアの中心からクラッド方向へ中心軸対称の分布形状を持つ屈折率分布（Ｇｒａｄｅｄ　Ｉｎｄｅｘ）を有する光ファイバ１１であって、コア及びクラッド共に石英ガラスから作製されたものである。
　ＧＩ型石英系光ファイバ１１は側圧による応力負荷によりマイクロベンディング損失が発生し、光ファイバ１１の伝送損失に過剰損失が発生する。本発明はこの特性を利用したものであって、体動による光ファイバ１１への応力負荷変化による過剰損失の変化を計測することにより、体動を測定可能にしている。すなわち、体動に応じて変化する過剰損失を、光ファイバ１１を通過させた光の光量変化によって求めている。特に石英型ＧＩ光ファイバ１１は側圧に極めて敏感であり、側圧による応力負荷が発生した場合の過剰損失が大きい。特に、ＧＩ型光ファイバは、マイクロベンディング損失の起こりやすい高次モード（コア中心からより離れたクラッド側に近いところも伝搬する光）を多く含んで伝送させることができるので、わずかの体動でも大きな光量変化を生じさせることができる。しかしながら、この高次モードは低次モード（コア中心部をより多く伝搬する直線性の高い光）よりもコアの吸収の影響を大きく受けるため、コア自体の材料の吸収が大きいと、高次モードは途中で減衰してしまって利用することができなくなる。従って、高次モードを効率的に利用するためには、コアの材料にできるだけ吸収の少ない材料を用いる方が有利である。石英は通常光ファイバに使用される材料の中で最も吸収損失の少ない材料であるため、本用途に最も適していると言える。
　体動への感度を最大に高めるためには、ＧＩ型石英系光ファイバに、高次モードの光が最も多く伝播されるように信号光の入力状態を調節することが望ましい。このような条件は全モード励振条件と呼ばれる。この条件は、光ファイバに光を入力する光源の直径もしくは開口数との相対関係で、光源の直径（もしくは開口数）の方が光ファイバの直径（もしくは開口数）より大きい場合に達成される。例えば、光源として、使用するＧＩ型石英系光ファイバの開口数よりも大きい開口数のＬＥＤ光源を用いることで、この条件を達成させることができる。
　このようにＧＩ型石英系光ファイバ、特に全モード励振条件で光を入力して高次モードで利用すれば、わずかの体動でも大きな光量変化が生じる。その結果、きわめて感度のよい測定が可能となる。また、摩擦による静電気等の電気的雑音の影響を受けにくく、誤認の少ない測定結果が得られる。
　ＧＩ型石英系光ファイバは、ファイバの断面形状が完全に等方的であり、曲げ損失に曲げ方向依存性が存在しないので、光ファイバシート形成時にファイバの方向を揃える必要がなく、この点においても特許文献１に開示された光ファイバシートに比べて有利であると言える。さらに、石英系光ファイバは、プラスチック製ファイバと比較して剛性が非常に高いため、光ファイバシートに固定する際にキンク等の発生による特性の悪化が生じにくく、生産性に優れている。また、荷重がかかった状態で長期間使用してもファイバが変形したり潰れてしまうことがないので、長期的な安定性に優れている。その一方で剛性に優れた光ファイバとして他に多成分ガラスを用いたファイバもあるが、石英系光ファイバは通信用途に広く利用されているので、入手しやすく性能も安定していて耐候性も高い点でも優れている。このように、ＧＩ型石英系光ファイバは光ファイバシートの製造面においても非常に有利である。
　平面状体２０は光ファイバ１１を支持する機能を果たす。平面状体２０は、布帛、すなわち織布や編み布、不織布を問わず、いわゆる布として称されるもののみならず、プラスチックシートや紙、メッシュ構造を有する網などの各種シート状のものが利用できる。さらに、平面状体２０には、上記布帛やプラスチックシートのシート状のものだけでなく、スプリング構造体やスポンジ構造体を芯材とするマットレス、敷布団、毛布などの寝具そのものはもちろんのこと、マットレスや敷き布団に用いられるスポンジ体など、直接、寝具類として利用可能な平面状体２０やそれらを素材として寝具に加工されうる平面状体２０などをも含む広い概念で用いられる。
　また、光ファイバシート１０の製造工程の簡略を図るために、後述するように粘着シートや粘着テープが用いられる。この粘着シートや粘着テープは、布帛や紙、プラスチックシートなどの各種のシート状物を支持体とし、当該支持体の片面又はその両面に粘着剤層を備えたものである。本発明においては、この粘着シートや粘着テープに用いられる支持体も平面状体２０として利用できる。
　平面状体２０（粘着シート等の支持体を含む）の素材は特に制限されるものではない。布帛の素材として、例えば、絹や綿、麻、ウールなどの天然繊維、アセテートやレーヨンなどの再生繊維、ナイロン、ポリウレタン、ポリエステルなどの合成繊維が例示される。また、プラスチックシートの素材としては、ポリエチレン、ポリウレタン、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ＡＢＳ)、エチレンプロピレンゴム、塩化ビニール、スチレンブタジエン系、オレフィン系（ＴＰＯ）、ポリエステル系（ＴＰＥＥ）、ポリウレタン系（ＴＰＵ）などの各種熱可塑性エラストマー、ポリアミド、ポリウレタン、ポリプロピレン、発泡スチロールなどが例示される。
　これらの中で、柔軟性のある素材が好適に用いられる。さらに、平面状体２０は多孔性のスポンジシートや、綿やウールなどからなる編み布など通気性を有する平面状体２０がより望ましく用いられる。本発明の光ファイバシート１０は、マットレスやベッド、敷布団などの寝具として、あるいは、これらの寝具上に敷かれるシーツ、敷毛布などの類として用いられるからであり、睡眠時の発汗等の影響を避けることができるからである。さらに、場合によっては木材板なども利用されうる。
　光ファイバ１１は、これらの平面状体２０上に直接又は間接に蛇行する一筆書き状に配設される。また、上記の平面状体２０を支持基材としてその上に配設される場合のみならず、平面状体２０の内部に編み込んだり、平面状体２０の内部に埋設する、平面状体２０の積層体上に配設することもできる。また、２枚の平面状体２０の間に挟む、複数の平面状体２０からなる積層体同士の間に挟むなどの方法により配設される。
　ＧＩ型石英系光ファイバ１１は強度保持のために通例被覆を有している。このために、外部からの光による影響、つまり迷光による影響を受けるおそれがない。また、外カバーを任意に設けることもできる。この場合には、自由な絵柄や配色のものを選ぶことも可能であり、例えば外カバーを取り外し可能にすれば、外カバーのみを取り外して洗濯でき、衛生的な面での配慮も可能である。
　平面状体２０の上に配設、固定する方法として、接着剤等を用いて平面状体２０上に直接的に光ファイバ１１を配設し、固定することもできる。また、光ファイバ１１の上下を平面状体２０で挟み、平面状体２０同士を圧接する、その周縁を蒸着や接着することで２枚の平面状体２０の間に配設及び固定することもできる。また、敷布団の綿中に光ファイバ１１を埋設し、平面状体２０上に間接的に配設し、固定しても差し使えない。
　さらに、紙やプラスチックシートなどの支持体上に粘着剤層が形成された粘着シートや粘着テープを用いて光ファイバ１１を平面状体２０上に間接的に配設し、固定することができる。また、平面状体２０上に光ファイバ１１を載置して、その上から粘着シートや粘着テープで固定する方法などが例示される。
　図３及び図４に示す光ファイバシート１０は、多数の空孔を有する通気性のスポンジシート２１と、光ファイバ１１がメッシュ構造の網布２２に編み込まれたメッシュ構造体２４と、遮光性を備える黒色の布カバー２３とから構成され、スポンジシート２１と布カバー２３との間にメッシュ構造体２４が挟まれた構造を有している。そしてスポンジシート２１と布カバー２３の周縁が縫い合わされ、光ファイバシート１０が作製されている。光ファイバ１１は、光ファイバシート１０の短辺と平行となった配設部分を６列有する一筆書き状に配設されている。
　図５は実施例１に示す構成のＳＡＳ診断装置を用いて実際に測定した結果を示す一例である。この測定においては、光ファイバシートを敷布団とその上に敷いたシーツの間に挟んで配置した。光ファイバシートは、厚さ３ｍｍの多数の空孔のあるスポンジシートに、通気性のあるメッシュ構造の網布に光ファイバ（コア径φ５０μｍ、クラッド径φ１２５μｍ、配設延長７ｍ）を図３に示す光ファイバシートのように編み込み、さらにこのメッシュ構造体上に黒い布製のカバーを載置した光ファイバシートを用いた(図３、図４参照）。また、光源には赤色ＬＥＤを用いた出力のＵＳＢ接続用の光源を用いた。光源と光ファイバシートの入射端及び光ファイバシートの出射端と光パワーメータを、それぞれＰＯＦ（Plastic Optical Fiber：光プラスチックファイバ）で光学的に接続した。光パワーメータからの出力はパーソナルコンピュータでデータ処理を行い、光量変化を算出した。被験者は、身長１７５ｃｍ、体重８５ｋｇ、ＢＭＩ２７.８、年齢４３歳の男性である。配偶者から、毎日の睡眠時に激しいいびきがあり、夜中に呼吸の停止の疑いがあるとの申告があった。そこで、被験者の協力のもと、当該被験者宅で普段の就寝と同じ条件下で測定を行った。
　図５の縦軸は光ファイバシートから出力された光の受光量（絶対値）、横軸は経過時間を示している。図中の無呼吸信号領域では受光量の変化が極めて少なく、正常呼吸領域では受光量に大きな変化が認められている。さらに、これらの領域の他に振幅が振り切れるほどの大きな受光量の変化が観測された。この図からも明らかに、正常呼吸領域における体動と無呼吸信号領域の体動はそれぞれ明確に区別される。このように、無呼吸状態、正常呼吸状態を明確に読み取ることができるだけでなく、その中間にある低呼吸状態についても明確に読み取ることができる。また、迷光の影響を受けることがなく、夜間の照明がある場合でも有効であることが確認された。一方、プラスチックファイバを用いた例においては、全体として経過時間と共に右下がりのグラフとなっている。これは、プラスチックファイバは柔らかいために、荷重によるファイバ自体の経時的な変形が原因で、損失が変化しているためと考えられる。それに対して、ＧＩ型石英系光ファイバを用いた場合には、変形による現象が見られなかった。
　さらにこの被験者以外に、年齢３５歳から８２歳まで、やせている女性（体重４２ｋｇ）から太っている男性（体重８５ｋｇ）までの１０人の被験者について、上記ＳＡＳ診断装置を用いて測定したところ、Provisional-ＡＨＩ,（RDI相当)指数(無呼吸・低呼吸指数：apnea hypopnea index）が５以上である６人の被験者をスクリーニングできた。そのうち、都合で一泊の入院検査が困難な１名の被験者を除き、確定診断のために専門医療機関でＰＳＧ検査を受診してもらったところ、残る５名の被験者はＡＨＩ指数が５～４０の範囲に分布するという確定診断結果が得られた。
　このように本発明のＳＡＳ診断装置を用いて、一般家庭においても簡便に測定することができた。また、この装置を使えば特別な装置を身に付けることなく、普段の就寝と同様の就寝状態と同じく無侵襲性かつ無拘束性な測定が可能であり、ＳＡＳ症候群の患者である可能性の高い潜在患者をスクリーニングする上で極めて有効であることが明らかとなった。また、明るい室内でも迷光の影響を受けることなく測定できることも明らかとなった。
　図６は本発明の別な実施形態である光ファイバシート１０の断面構造図である。この光ファイバシート１０は、光ファイバ１１と、支持体３１の表面ほぼ全面に粘着剤層３２を有する粘着シート３０と、スポンジシート２１と、遮光性を有する布製の外カバー２３を有する。光ファイバ１１は粘着剤層３２上に配設、固定され、その上にスポンジシート２１が重ねられている。そして、それらの上下面がそれぞれ外カバー２３で覆われている。この光ファイバシート１０は図３に示す光ファイバシート１０と同様の機能を発揮し、むしろ全面粘着シート３０上に蛇行光ファイバを配置するという点で、生産性がより向上するという利点が得られる。
　図７（ａ）は本発明のさらに別な実施形態である光ファイバシート１０の断面構造図、同図（ｂ）は当該光ファイバシート１０の一部を省略した平面構造図である。図７に示す光ファイバシート１０は、光ファイバ１１と、シート状の支持体３１表面の周縁に粘着剤層３２を有する粘着シート３０と、スポンジシート２１と、遮光性を有する布製の外カバー２３を有している。光ファイバ１１は粘着シート３０上に配設、固定され、その上にスポンジシート２１が重ねられている。そして、それらの上下面がそれぞれ外カバー２３で覆われている。また、図８に示すように、上下の布カバー２３の内側に、それぞれメッシュ構造の網布からなる内カバー２５を備え、内カバー２５、外カバー２３の二重カバー構造となった光ファイバシート１０を作製した。これらの光ファイバシート１０は図３に示す光ファイバシート１０と同様の機能を発揮し、周辺（四辺）粘着シート３０上に蛇行光ファイバを配置するという点で、生産性がより向上するという利点が得られる。
　本発明においては、支持体３１の周縁のみに粘着剤層３２を有する粘着シート３０（図７や図８参照）のみならず、下記の実施例のように支持体３１表面に部分的に粘着剤層３２を有する粘着シート３０も使用できる。粘着シート３０の利用により、光ファイバ１１の配設が容易になるからである。
　図９は本発明のさらに別な実施形態である光ファイバシート１０の一部を省略した平面図である。同図に示す光ファイバシート１０は、図７に示す光ファイバシート１０とほぼ同様の構成を有するが、図９に示す光ファイバシート１０は、シート状の支持体３１の表面に、粘着剤層３２が支持体３１の長軸方向に平行となるストライプ状に形成された粘着シート３０が用いられている。光ファイバシート１０においても、ストライプ状に粘着剤層３２を有する粘着シート３０上に光ファイバ１１が配設、固定され、その上にスポンジシート２１が配置されている。このようにストライプ状の粘着剤層３２が形成された粘着シート３０を用いることもできる。この光ファイバシート１０も図３に示す光ファイバシート１０と同様の機能を発揮し、ストライプ状の粘着シート３０上に蛇行光ファイバを配置するという点で、生産性がより向上するという利点が得られる。もちろん、図８に示すように、さらにメッシュ構造の網布からなる内カバー２５を配置し、内カバー２５、外カバー２３の二重カバー構造の光ファイバシート１０としてもよい（図示せず）。
　図１０に示す光ファイバシート１０は、ストライプ状の粘着シート３０の代替として、紙の平面状体２７に、テープ状の支持体３３の両面に粘着剤層３４が形成された粘着テープ（いわゆる両面粘着テープ）３５が貼り合わせられた粘着シート３０が用いられている。このように両面粘着テープ３５を用いることも有効な手段となる。
　図１１は本発明のさらに別な実施形態である光ファイバシート１０の一部を省略した平面図である。この光ファイバシート１０も、図７に示す光ファイバシート１０と同様の構成を有するが、図１１に示す光ファイバシート１０はシート状の支持体３１の表面に斜めストライプ状に粘着剤層３２が形成された粘着シート３０が用いられている。この光ファイバシート１０も図３に示す光ファイバシート１０と同様の機能を発揮し、むしろ斜めストライプ状の粘着シート３０上に蛇行光ファイバを配置するという点で、生産性がより向上するという利点が得られる。もちろん、図８に示す光ファイバシート１０と同様に、さらにメッシュ構造の網布からなる内カバー２５を配置し、内カバー２５、外カバー２３の二重カバー構造の光ファイバシート１０としてもよい（図示せず）。
　また、図示はしないが、斜めストライプ状の粘着シート３０の代替として、紙の平面状体２７に、テープ状の支持体３３の両面に粘着剤層３４が形成された粘着テープ（いわゆる両面粘着テープ）３５を貼り合わせた粘着シート３０を用いることも有効な手段である。
　図１２は本発明のさらに別な実施形態である光ファイバシート１０の一部を省略した平面図である。この光ファイバシート１０は、図７に示す光ファイバシート１０と同様の構成を有するが、図１２に示す光ファイバシート１０ではシート状の支持体３１の表面に斜めクロス状に粘着剤層３２が形成された粘着シート３０が用いられている点で異なっている。このような斜めストライプ状に粘着剤層３２が形成された粘着シート３０を用いることもできる。この光ファイバシート１０も図３に示す光ファイバシート１０と同様の機能を発揮し、斜めクロス状の粘着シート３０上に蛇行光ファイバを配置するという点で、生産性がより向上するという利点が得られる。もちろん、図８に示す光ファイバシート１０と同様に、さらにメッシュ構造の網布からなる内カバー２５を配置し、内カバー２５、外カバー２３の二重カバー構造の光ファイバシート１０としてもよい（図示せず）。
　図１３は本発明のさらに別な実施形態である光ファイバシート１０の一部を省略した平面図である。この光ファイバシート１０は、図７に示す光ファイバシート１０と同様の構成を有するが、図１３に示す光ファイバシート１０はシート状の支持体３１の表面に十字クロス状に粘着剤層３２が形成された粘着シート３０が用いられている。このような十字クロス状に粘着剤層３２が形成された粘着シート３０を用いることもできる。
　さらに、図示はしないが、実施例６や実施例７においても、斜めクロス状又は十字クロス状に粘着剤層３２が形成された粘着シート３０の替わりに、紙の平面状体２７にいわゆる両面粘着テープを斜めクロス状又は十字クロス状に貼り合わせた粘着シート３０を用いることができるのは言うまでもない。
　図１４は本発明のさらに別な実施形態である光ファイバシート１０の一部を省略した平面図である。この光ファイバシート１０は、図３に示す光ファイバシート１０と同様の構成を有するが、図１４に示す光ファイバシート１０は、光ファイバシート１０の長辺と平行な方向（いわゆる縦方向）に光ファイバ１１が配設され、光ファイバシート１０の長辺と平行となった配設部分が複数列存在している。このように光ファイバシート１０の長辺と平行な方向に光ファイバ１１を配設しても、体動を検出することができる。
　図１５は本発明のさらに別な実施形態である光ファイバシート１０の一部を省略した平面図である。この光ファイバシート１０は、図１２に示す光ファイバシートと同様の構成を有するが、光ファイバ１１は粘着シート３０上のほぼ中央領域においてターン部分１１ａを有する渦巻き状に配設され、光ファイバ１１の配設長が長くなったものである。ターン部分１１ａは一筆書き状に配設される光ファイバ１１の折り返し部分である。光ファイバ１１の配設長が長いほど体動による受光量の変化が大きくなり検出感度が上がる。渦巻き状の配設は単位面積当たりの配設長が長くなるので、より好ましい実施形態であると言える。
　もっとも、本発明の光ファイバシート１０は、仰臥位や腹臥位になった人の体動を感度よく検出できるのでＳＡＳの診断に対して非常に好適ではあるが、必ずしもＳＡＳ診断装置に限って用いられるものではなく、ＳＡＳ診断装置の他にも体動を検出して姿勢の移動を捉えるための装置に広く用いることができるのは言うまでもない。
　なお、上記に示された実施形態や実施例は例示であって、本発明は上記の実施形態や実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲及びこれと均等に含まれるすべての変更が本発明に含まれることが意図される。
１　ベッド
２　光源
３　解析部
４　光量計
５　処理装置
１０　光ファイバシート
１１　光ファイバ
２０　平面状体
２１　平面状体であるスポンジシート
２３　平面状体である外カバー
２４　光ファイバが編み込まれたメッシュ構造体
３０　粘着シート
３１　粘着シートの支持体（平面状体）
３５　両面粘着テープ

Claims (12)

  1. 　光ファイバと平面状体を備え、光ファイバに加わる側圧により発生する過剰損失に基づく伝送信号光の光量変化を計測するための光ファイバシートであって、
    　前記光ファイバはグレーデッドインデックス型石英系光ファイバであることを特徴とする光ファイバシート。
  2. 　前記伝送信号光が全モード励振条件で入力されることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバシート。
  3. 　前記光ファイバシートはシート状支持体の表面に備えられた粘着シートを介して前記光ファイバが配設されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバシート。
  4. 　前記光ファイバシートはシート状支持体の表面ほぼ全域に粘着剤層を有する粘着シート上に前記光ファイバが配設されたことを特徴とする請求項３に記載の光ファイバシート。
  5. 　前記光ファイバシートはシート状支持体の表面周縁に粘着剤層を有する粘着シート上に前記光ファイバが配設されたことを特徴とする請求項３に記載の光ファイバシート。
  6. 　前記光ファイバシートはシート状支持体の表面にストライプ状に形成された粘着剤層を有する粘着シート上に前記光ファイバが配設されたことを特徴とする請求項３に記載の光ファイバシート。
  7. 　前記光ファイバシートはシート状支持体の表面に斜めストライプ状に形成された粘着剤層を有する粘着シート上に前記光ファイバが配設されたことを特徴とする請求項３に記載の光ファイバシート。
  8. 　前記光ファイバシートはシート状支持体の表面に十字クロス状に形成された粘着剤層を有する粘着シート上に前記光ファイバが配設されたことを特徴とする請求項３に記載の光ファイバシート。
  9. 　請求項５～８の何れか１項に記載の粘着シートは、シート状支持体の表面に両面粘着テープが貼り合わせられてなることを特徴とする光ファイバシート。
  10. 　光源と、
    　請求項１～９の何れか１項に記載の光ファイバシートと、
    　光ファイバシートから出力された光量変化を測定し、体動の検出する解析部を備えた体動検出装置。
  11. 　光ファイバへの入力信号光が全モード励振条件で入力されることを特徴とする請求項１０に記載の体動検出装置。
  12. 　グレーデッドインデックス型石英系光ファイバと平面状体を備えた光ファイバシートの製造方法であって、
    　前記平面状体に粘着剤層を備えた粘着シートに、前記光ファイバを固定する工程を有することを特徴とする光ファイバシートの製造方法。
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