JP2013208225A - Awakening induction device during suffocation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、例えば乳幼児等の健康状態の監視/管理を生体データに基づいて行う窒息時覚醒誘発装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a suffocation-wakefulness inducing device that performs monitoring / management of a health condition of, for example, an infant based on biological data.
乳幼児の主な死亡原因のひとつとして、窒息を挙げることができる。ここで、窒息とは、主に呼吸が阻害されること等によって血液中のガス交換ができなくなり、血中酸素濃度の低下が生じた状態を言う。換言すれば、窒息とは、酸素飽和度が低下し、脳細胞が充分な酸素を得られない状態である。この状態が持続すると、脳や臓器に回復不能な機能障害が生じたり、死亡に至ったりする(窒息死と称される)ことがある。 One of the main causes of infant death is suffocation. Here, suffocation refers to a state in which the blood oxygen concentration cannot be exchanged mainly due to obstruction of breathing and the blood oxygen concentration is lowered. In other words, suffocation is a state in which oxygen saturation is lowered and brain cells cannot obtain sufficient oxygen. If this condition persists, irreparable dysfunction may occur in the brain or organ, or death may occur (referred to as suffocation death).
乳幼児の主な窒息原因としては、例えば、索状物等による頸部の圧迫、異物による気道の閉鎖、薬物等による呼吸筋の麻痺/痙攣、及び、乳幼児突然死症候群(Sudden Infant Death Syndrome;以降、SIDSと略称する)によるもの等を挙げることができる。 The main causes of suffocation in infants include, for example, neck compression with cords, airway closure with foreign bodies, respiratory muscle paralysis / convulsions due to drugs, and sudden infant death syndrome (hereinafter referred to as Sudden Infant Death Syndrome) And abbreviated as SIDS).
上述のSIDSは、主に満1歳未満の乳児の死亡原因のひとつであり、日本国においては1歳未満の乳児4000人に1人がSIDSで死亡している。かつては、SIDSの実在自体が疑われ、単なる窒息死あるいは虐待死ではないかと考えられた時期もあったが、現在ではSIDSは睡眠中の無呼吸事象に起因する窒息であると考えられている。 The above-mentioned SIDS is one of the causes of death of infants under 1 year of age. In Japan, 1 in 4000 infants under the age of 1 die from SIDS. In the past, there was a time when the existence of SIDS itself was suspected and it was thought that it was just death from suffocation or abuse, but now SIDS is considered to be suffocation due to an apnea event during sleep. .
しかしながら、SIDSを引き起こす直接の誘因については未だ解明されていない。リスク因子としては、うつぶせ寝、過度の保温、間接喫煙、及び胎児期の妊婦の喫煙等が見いだされている。 However, the direct triggers that cause SIDS have not yet been elucidated. As risk factors, face-up sleeping, excessive heat retention, secondhand smoke, and smoking of pregnant women in the fetal period have been found.
また、SIDSによって死亡に至る過程については種々の説があり、例えば気道閉塞説、無呼吸説、及び覚醒反応不全説が知られている。 There are various theories about the process leading to death by SIDS, for example, the airway obstruction theory, the apnea theory, and the arousal reaction insufficiency theory.
睡眠中に窒息状態に陥った場合、通常は覚醒レベルが上昇し、これに伴って呼吸が再開される。覚醒反応不全説は、睡眠中に無呼吸事象に陥り且つ覚醒に失敗した場合に、そのまま無呼吸事象が継続して窒息に至るという説である。但し、覚醒反応不全説は有力であるものの、これを実証した研究は未だない。気道閉塞説は、物理的/生理的に気道が閉塞して窒息するという説である。無呼吸説は、何らかの生理的プロセスによって呼吸反射が弱くなって無呼吸事象に陥るという説である。 When falling into suffocation during sleep, the level of wakefulness usually increases and breathing resumes accordingly. The awake reaction failure theory is a theory that when an apnea event occurs during sleep and the awakening fails, the apnea event continues to cause suffocation. However, while the hypothesis of arousal response is powerful, there are no studies that have proved it. The airway obstruction theory is a theory that the airway is physically obstructed and suffocates. The apnea theory is a theory that the respiratory reflex is weakened by some physiological process and falls into an apnea event.
ところで、覚醒反応不全説によれば、SIDSは“疾患”であるとは言えない。これは、疾患を有する患者がその疾患の帰結として死亡するのではなく、ただ単に覚醒に失敗するという不運が引き起こしたものと考えられるからである。このように捉えた場合、SIDSは、未発達な身体機能を有する乳児においては確率的に生じ得る事象であるといえる(危険性に多少の個人差はあるにしても)。従って、この場合には、死亡の原因となる疾患を持っているか否かを医学的検査によって予め調べ、治療もしくは死亡発作の予防を行う、という通常の疾患に適用される方法論は通用しない。 By the way, according to the hypothesis of arousal response, SIDS cannot be said to be a “disease”. This is probably because the patient with the disease did not die as a result of the disease, but was simply caused by the misfortune of failing to wake up. When taken in this way, SIDS can be said to be an event that can occur stochastically in an infant with an undeveloped physical function (although there are some individual differences in risk). Therefore, in this case, a methodology applied to a normal disease in which whether or not the disease causing the death is preliminarily examined by medical examination and treatment or prevention of death attack is performed is not valid.
上述したように、SIDSでは、特段の徴候や原因が見あたらないにも関わらず突然乳児が死亡するという事態が生じる。このような事態は、言うまでも無く悲惨で、その家族に心理的に深いダメージを与えることが証明されている。 As described above, in SIDS, an infant suddenly dies despite no particular signs or causes. This situation is, of course, tragic and proved to cause psychological damage to the family.
なお、SIDSの発生を監視する為の技術は従来より提案されている(例えば特許文献1参照)。 A technique for monitoring the occurrence of SIDS has been conventionally proposed (see, for example, Patent Document 1).
SIDSのように“死亡に至る前に、無呼吸事象が発生し且つ継続することによって窒息する”というケースでは、たとえ窒息事象が発生したとしても、直ちに呼吸を回復させれば死亡を免れ得る可能性がある。この点については、何れの説を採ったとしても変わりない。 In the case of “suffocating by the occurrence and continuation of an apnea event before death” as in SIDS, even if an suffocation event occurs, it is possible to escape death if the breathing is recovered immediately There is sex. This point will not change no matter which theory is taken.
すなわち、覚醒反応不全説の場合、無呼吸事象が発生した際に適切な刺激を与えて覚醒レベルを上昇させることによって、身動きするか呼吸が再開される可能性がある。気道閉塞説であれば、無呼吸事象が発生したらただちに寝具から出し、姿勢を変えて気道の閉塞原因を取り除けば、窒息死に至らない可能性が高くなる。また、無呼吸説であれば、覚醒によって呼吸反射が回復するかも知れず、そうでない場合には胸郭を圧迫するなどして強制的換気を行いつつ覚醒させることが必要だと考えられる。 That is, in the case of the arousal response deficiency theory, when an apnea event occurs, an appropriate stimulus may be given to raise the arousal level, thereby causing movement or resuming of breathing. If the airway obstruction theory occurs, if the apnea event occurs, remove it from the bedding immediately and change the posture to eliminate the cause of obstruction of the airway. In the case of the apnea theory, the respiratory reflex may be recovered by awakening, and in other cases, it may be necessary to awaken with forced ventilation by pressing the rib cage.
以上の考察から分かるように、窒息の直接の誘因が何であれ、窒息事象を検出した際に直ちに本人の覚醒を促すことによって、自発的な呼吸の再開が期待できる。しかしながら、従来の技術によっては、窒息事象の発生を常時監視し且つ窒息事象が発生した場合に直ちに本人を覚醒させるということができない。 As can be seen from the above discussion, resumption of spontaneous breathing can be expected by prompting the person to wake up immediately upon detection of a suffocation event, regardless of the direct cause of suffocation. However, according to the conventional technology, it is impossible to constantly monitor the occurrence of the suffocation event and immediately wake the person when the suffocation event occurs.
本発明は、前記の事情に鑑みて為されたものであり、窒息事象の発生を常時監視し、窒息事象が発生した場合には直ちに本人を覚醒させて窒息状態の解消を狙う窒息時覚醒誘発装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and constantly monitors for the occurrence of a suffocation event. When a suffocation event occurs, it immediately awakens the person and aims to eliminate the suffocation state. An object is to provide an apparatus.
一実施形態に係る窒息時覚醒誘発装置は、
当該窒息時覚醒誘発装置の装着者の生体情報を収集する生体情報収集部と、
前記装着者の覚醒レベルを上昇させる為の覚醒誘発刺激を前記装着者に与える為の覚醒誘発部と、
前記生体情報に基づいて窒息事象を検出し、該検出結果に基づいて前記装着者に前記覚醒誘発刺激を与えるように前記覚醒誘発部を制御する制御部と、
を具備することを特徴とする。
The suffocation arousal induction device according to one embodiment
A biological information collecting unit for collecting biological information of the wearer of the suffocation awakening induction device;
An awakening inducer for providing the wearer with an arousal inducing stimulus for increasing the wearer's arousal level;
A control unit that detects a suffocation event based on the biological information, and controls the wakefulness-inducing unit to give the wearer a stimulus-inducing stimulus based on the detection result;
It is characterized by comprising.
一実施形態に係る窒息時覚醒誘発装置は、
当該窒息時覚醒誘発装置の装着者の酸素飽和度及び心拍間隔を収集するパルスオキシメータと、
前記装着者の覚醒レベルを上昇させる為の覚醒誘発刺激を前記装着者に与える覚醒誘発部と、
前記酸素飽和度に基づいて窒息事象を検出し、且つ、前記心拍間隔に基づいて無呼吸事象を検出し、それら検出の結果に基づいて前記装着者に前記覚醒誘発刺激を与えるように前記覚醒誘発部を制御する制御部と、
を具備することを特徴とする。
The suffocation arousal induction device according to one embodiment
A pulse oximeter that collects the oxygen saturation and heartbeat interval of the wearer of the suffocation arousal induction device;
An awakening inducer that provides the wearer with an arousal inducing stimulus for increasing the wearer's arousal level;
Detecting asphyxia based on the oxygen saturation, detecting apnea events based on the heartbeat interval, and applying the wake-inducing stimulus to the wearer based on a result of the detection A control unit for controlling the unit,
It is characterized by comprising.
以下、本発明の一実施形態に係る窒息時覚醒誘発装置を説明する。 Hereinafter, a suffocation arousal induction device according to an embodiment of the present invention will be described.
図1は、本一実施形態に係る窒息時覚醒誘発装置の装着例を示す図である。図2は、本一実施形態に係る窒息時覚醒誘発装置の装着時外面側の外観斜視図である。図3は、本一実施形態に係る窒息時覚醒誘発装置の装着時内面側(装着者に接する側)の外観斜視図である。 FIG. 1 is a diagram showing an example of wearing the suffocation arousal induction device according to the present embodiment. FIG. 2 is an external perspective view of the outer surface side when the suffocation arousal induction device according to the present embodiment is mounted. FIG. 3 is an external perspective view of the inner surface side (the side in contact with the wearer) when the suffocation arousal induction device according to the present embodiment is worn.
図1乃至図3に示すように、本一実施形態に係る窒息時覚醒誘発装置100は、おむつ150のウエスト部(縁部)150wに取り付けるクリップ型の装置である。このように、おむつ150のウエスト部150wに取り付けるクリップ型の態様として構成する理由は、主として次の通りである。
As shown in FIGS. 1 to 3, the suffocation
まず、乳幼児の睡眠時間・睡眠場所は様々であるため、明らかに覚醒しているとき又は注意深く観察しているときを除いて、できるだけ常時、窒息事象の発生を監視することが好ましく、脱落しづらい形態であることが要求される。この点、本一実施形態に係る窒息時覚醒誘発装置100は、図1乃至図3に示すように、おむつ150のウエスト部150wを挟み込むクリップ型の装置である為、装着が容易で且つ脱落しにくい。
First of all, since infants have various sleeping hours and places of sleep, it is preferable to monitor the occurrence of suffocation events as much as possible, except when they are clearly awake or watch carefully, and are difficult to drop off. It is required to be in form. In this regard, as shown in FIGS. 1 to 3, the suffocation
さらに、本一実施形態に係る窒息時覚醒誘発装置100では、もし当該窒息時覚醒誘発装置100が脱落等によって装着されていない状態(以降、無装着状態と称する)となった場合には、後述する覚醒/警報装置6によって速やかに装着を促すことで、当該窒息時覚醒誘発装置100の常時装着による常時監視を図る。
Further, in the suffocation
ここで、常時装着可能な装置とする為には、当該窒息時覚醒誘発装置100の材料には、“かぶれ”、“あせも”、及び“アレルギー”等の皮膚疾患の原因にならない材料を用いることが好ましい。さらには、装着者200が例えば嬰児等であることを想定した場合、噛まれた場合であっても毒性成分が放出されることのない材料を用いることが好ましい。
Here, in order to obtain a device that can be always worn, the material of the suffocation
さらに、図2及び図3に示すように、窒息時覚醒誘発装置100に面取り部100cを設けることで、装着者200が当該窒息時覚醒誘発装置100で顔を掻く等した場合であっても怪我が生じないように構成することが好ましい。
Further, as shown in FIGS. 2 and 3, by providing a chamfered
このように怪我を防ぐ形状に構成すると共に、強く噛まれた場合であっても破損しない程度の強度を持ち、且つ、誤飲されにくい形状・大きさに構成することが好ましい。なお、当該窒息時覚醒誘発装置100が濡れた場合であっても装着者200が感電しないように構成することは勿論である。
In this way, it is preferable to have a shape that prevents injury, and has a shape and size that is strong enough not to be damaged even if it is strongly bitten and that is not easily accidentally swallowed. It is needless to say that the
なお、本一実施形態に係る窒息時覚醒誘発装置100は、必ずしも上述のクリップ型の態様を採用する必要はなく、その他の態様を採用しても勿論よい。すなわち、本一実施形態に係る窒息時覚醒誘発装置100は、(1)常時装着できる装置であること、(2)常時装着することが忘れられにくい装置であること、及び(3)嬰児に常時装着させた場合であっても安全性が確保されている装置であること、を満たす態様であれば、どのような態様を採用してもよい。
Note that the suffocation
ところで、図2及び図3において符号100bが付されているのは識別手段である。本例では、識別手段100bはバーコードから成る。この識別手段100bと、装着者200を特定する為の情報(例えば氏名や識別番号等)とが予め対応付けられて所定の管理装置に登録されている。これにより、当該窒息時覚醒誘発装置100が例えば装着者200の検診機関等で回収された後に、その窒息時覚醒誘発装置100が誰に装着されていた装置であるのかを知ることができる。従って、窒息時覚醒誘発装置100の記録装置8に記録されたデータ(詳細は後述する)の取り違いを防ぐことができる。
Incidentally, in FIG. 2 and FIG. 3,
図4は、本一実施形態に係る窒息時覚醒誘発装置のシステム構成例を示すブロック図である。図4に示すように、本一実施形態に係る窒息時覚醒誘発装置100は、プロセッサ2と、時計4と、覚醒/警報装置6と、記録装置8と、パイロット表示部10と、センサ12と、電源装置14と、を具備する。
FIG. 4 is a block diagram showing a system configuration example of the suffocation awakening induction device according to the present embodiment. As shown in FIG. 4, the suffocation
前記プロセッサ2は、当該窒息時覚醒誘発装置100の各部を統括的に制御する制御部である。本一実施形態に係る窒息時覚醒誘発装置100は、このプロセッサ2による制御で、装着者(本例では嬰児)200に生じた窒息状態を検出して解消することを狙う。
The processor 2 is a control unit that comprehensively controls each unit of the suffocation
このプロセッサ2の主な機能としては、例えば(1)センサ12を用いて行う“装着者200の酸素飽和度の測定”、(2)センサ12を用いて行う“装着者200の心拍のパルス間隔(R−R間隔)の時間の経時的変動(entropy)の測定”、(3)覚醒/警報装置6を用いて行う“酸素飽和度及び無呼吸状態の継続時間に基づいた適切な覚醒/警報措置”等を挙げることができる。
The main functions of the processor 2 are, for example, (1) “measurement of oxygen saturation of the
プロセッサ2は、必要に応じて予め定められた所定の頻度でセンサ12を稼動させ、該センサ12の出力信号(センシングデータ)を読み取る。プロセッサ2の制御によって行われる処理の一例は、図5を参照して後に詳述する。
The processor 2 operates the
前記時計4は、例えばリアルタイムクロックモジュール等から成り、装着者200の窒息状態の継続時間の測定、当該窒息時覚醒誘発装置100の無装着状態(以降、単に“無装着状態”と略称する)の継続時間の測定、及び装着者200の窒息状態の発生時刻の特定等の、特定の状態の継続時間の測定及び発生時刻の特定に用いられる計時手段である。この時計4が生成した日時情報はプロセッサ2に出力される。
The timepiece 4 is composed of, for example, a real-time clock module or the like, and measures the duration of the suffocation state of the
なお、プロセッサ2のソフトウエア・カウンタを時計4の代わりに用いてもよいが、特に長期間の装着を行って窒息状態の発生頻度等の情報を収集する場合、リアルタイムクロックモジュールを用いて、プロセッサ2が停止している期間も計時機能を維持することが好ましい。 Note that the software counter of the processor 2 may be used instead of the watch 4, but in particular, when collecting information such as the occurrence frequency of a suffocation state by wearing for a long period of time, a processor is used by using a real-time clock module. It is preferable to maintain the timekeeping function even during the period when 2 is stopped.
前記覚醒/警報装置6は、例えば“窒息の程度”及び“無呼吸状態の継続時間”に基づくプロセッサ2による制御で、装着者200の覚醒を促す覚醒誘発動作、及び装着者200の周囲の人間に当該装着者200の危険を報知する警報動作を行う。具体的には、覚醒/警報装置6の一例としては、例えば所望の音量で警報音等を発生させることができる圧電スピーカ等を挙げることができる。
The awakening /
なお、装着者200を覚醒させる為の手段としては、圧電スピーカ等の音発生手段に限られず、例えば電気刺激によって装着者200を覚醒させる電気刺激手段や、振動によって装着者200を覚醒させる振動手段、ストロボ発光による刺激、及び臭気による刺激等も挙げることができる。また、装着者200の周囲の人間に、当該装着者200の危険を報知する為の手段としては、例えば音、光、及びメールでの通知等を挙げることができる。
Note that means for awakening the
前記電気刺激手段を採用する場合、電気刺激の為の電極が装着者200の皮膚に密着していることが必要である。また、電気刺激は装着者200に対して侵襲的影響を与える虞がある為、電気刺激に係る電圧、電流、及び継続時間等の各種パラメータは慎重に設計せねばならない。前記振動手段は比較的大きな電力を消費する為、振動手段を採用する場合にはその点を考慮して設計せねばならない。この覚醒/警報装置6によって実行される覚醒誘発動作/警報動作については、後に詳述する。
When the electrical stimulation means is employed, it is necessary that the electrode for electrical stimulation is in close contact with the skin of the
なお、図2に示す構成例では、当該窒息時覚醒誘発装置100の装着時外面側側壁の内部には、覚醒/警報装置6として警報音等を発生する圧電スピーカが配設されている。この圧電スピーカが警報音等を発生した際には、後述するソーラーセル14sが共鳴板として働く。なお、図2に示す構成例はあくまでも一例であり、ソーラーセル14sは必須の構成要件ではない。
In the configuration example shown in FIG. 2, a piezoelectric speaker that generates an alarm sound or the like is disposed as an awakening /
前記記録装置8は、プロセッサ2の制御によって、センサ12が生成したセンシングデータ(例えば酸素飽和度情報及び呼吸状態情報)と、時計4が生成した日時情報と、が対応付けられて記録される不揮発性メモリ(例えばFlashメモリ)である。
The recording device 8 is a nonvolatile recording in which sensing data (for example, oxygen saturation information and respiratory state information) generated by the
この記録装置8に記録されたデータは、例えば、(1)窒息状態、無呼吸状態、無装着状態、睡眠状態が各々いつ発生してどれだけ継続したか、(2)注意報・警報・大音量警報・覚醒誘発動作をいつ行って、その後どれだけ時間が経過したときに窒息状態/無呼吸状態が解消したか、等を示すデータである。 The data recorded in the recording device 8 includes, for example, (1) when and how long the suffocation state, apnea state, non-wearing state, and sleep state each occurred and (2) warning / alarm / large This is data indicating when the volume alarm / wakefulness inducing operation is performed and how long after that the suffocation state / apnea state is resolved.
この記録装置8に記録されたデータは、当該窒息時覚醒誘発装置100が回収された後、当該データの分析を司る施設等にて読み出され、主として次の2つの目的で利用される。
The data recorded in the recording device 8 is read by the facility that manages the analysis of the data after the suffocation
《データの利用目的1》
記録装置8に記録されたデータを分析し、その分析結果を、その後に製造する窒息時覚醒誘発装置100の制御プログラムにフィードバックすることにより、センサ12によるセンシング、及び、覚醒/警報装置6による覚醒誘発動作/警報動作をより効率化する為。つまり、当該窒息時覚醒誘発装置100を改良する為。
<< Purpose of data use 1 >>
The data recorded in the recording device 8 is analyzed, and the analysis result is fed back to the control program of the suffocation
《データの利用目的2》
記録装置8に記録されたデータを、乳幼児の活動・睡眠等に関する科学的知見を得る為や基礎医学的情報の収集に用いる為。具体的には、記録装置8に記録されたデータを分析することにより、例えば窒息事象や無呼吸事象の発生頻度、それらの事象と睡眠との関係(例えば睡眠開始から何分経過後に窒息事象/無呼吸事象が発生しやすいか等)、及び、覚醒誘発動作/警報動作の程度が適切であるか否か(例えば覚醒誘発動作/警報動作を行ってもなかなか呼吸が再開しない場合には、より大きな刺激を与える覚醒誘発動作/警報動作を行うべきであることが分かる)等を知ることができる。
<< Purpose of data use 2 >>
To use the data recorded in the recording device 8 to obtain scientific knowledge about infant activities and sleep, and to collect basic medical information. Specifically, by analyzing the data recorded in the recording device 8, for example, the occurrence frequency of suffocation events and apnea events, the relationship between these events and sleep (for example, suffocation event / If an apnea event is likely to occur, etc.) and whether or not the degree of arousal-inducing action / alarm action is appropriate (for example, if breathing does not resume easily even after performing an arousal-inducing action / alarm action) For example, it is understood that an arousal inducing action / alarm action that gives a large stimulus should be performed).
また、どのような覚醒誘発動作/警報動作による刺激で装着者200の呼吸が再開したかについてのデータを得ることができるので、最も適切な刺激の仕方等の重要な知見を得ることができる。
Further, since it is possible to obtain data about what kind of arousal inducing action / alarm action causes the
さらには、記録装置8に記録されたデータを分析することで、SIDSに至った事例、またはSIDSに至るかもしれなかったニアミス事例における窒息事象の発生頻度等の基本的データを収集することができる。つまり、SIDSのリスク要因・発症要因の解明研究に寄与することができる。 Furthermore, by analyzing the data recorded in the recording device 8, it is possible to collect basic data such as the occurrence frequency of suffocation events in cases that have reached SIDS or near-miss cases that may have reached SIDS. . In other words, it can contribute to the elucidation research of the risk factor and onset factor of SIDS.
ところで、記録装置8からのデータ読み出し方法としては、例えば磁場または電場カップリングによる非接触通信、パイロット表示部10にLEDを用いた場合には当該LEDの点滅を利用した光通信、及び当該窒息時覚醒誘発装置100の被覆を破壊して記録装置8に電極を刺入れて読み出す、等の方法を挙げることができる。
By the way, as a method of reading data from the recording device 8, for example, non-contact communication by magnetic field or electric field coupling, optical communication using blinking of the LED when the LED is used for the
これらの方法のうち、当該窒息時覚醒誘発装置100の製造コスト低減及び小型化の観点からは、パイロット表示部10にLEDを用い、当該LEDの点滅を利用した光通信を採用することが好ましい。このような光通信によるデータ読み出しを行う構成は、外部に露出する端子を不要とする構成であるので、濡れ等に強い構成である。
Among these methods, from the viewpoint of reducing the manufacturing cost and downsizing of the suffocation
この光通信においては、例えば、予め取り決めた或る一定のプロトコルに従って加速度を加えることにより、又は、予め取り決めた人工的な特殊な心拍信号をセンサに与えること等によって、プロセッサ2に対して、記録装置8に記録されたデータを送信するように命令を与える。この命令を受けたプロセッサ2は、通常行っているデータ収集動作を中止し、記録装置8からデータを読み出し、パイロット表示部10を構成するLEDの点滅信号としてデータを送信する。そして、このLEDの点滅信号を、外部コンピュータに設けられた光センサで受信することで、当該記録装置8に記録されたデータが外部コンピュータに取り込まれる。
In this optical communication, for example, recording is performed on the processor 2 by applying acceleration according to a predetermined protocol determined in advance, or by providing a predetermined artificial heartbeat signal to the sensor. An instruction is sent to the device 8 to transmit the recorded data. Upon receiving this command, the processor 2 stops the normal data collection operation, reads the data from the recording device 8, and transmits the data as a blinking signal of the LEDs constituting the
前記パイロット表示部10は、当該窒息時覚醒誘発装置100が適切に稼動しているか否かをユーザ(例えば装着者200の保護者等;以降同様)が容易に認識できるようにする為の表示装置である。当該窒息時覚醒誘発装置100が“適切に稼動”している期間は、プロセッサ2はパイロット表示部10を点滅させる。ユーザは、このパイロット表示部10の点滅表示を視認することで、当該窒息時覚醒誘発装置100が適切に稼動していることを確認する。なお、このパイロット表示部10としては、電力消費量が比較的少ない部材(例えばLED等)を用いることが好ましい。
The
ここで、窒息時覚醒誘発装置100が“適切に稼働”している状態とは、(状態1)電源装置14によって電力供給が適切に行われている状態であって、且つ、(状態2)センサ12によるデータ収集ができている(すなわちデータ収集可能に装着されている)状態を指す。
Here, the state in which the suffocation
前記(状態1)及び前記(状態2)を共に満たしている場合は、当該窒息時覚醒誘発装置100は適切に稼動している状態である。プロセッサ2は、この状態を検出した場合には、パイロット表示部10を低頻度で点滅させる。
When both (State 1) and (State 2) are satisfied, the suffocation
前記(状態1)を満たしているが前記(状態2)を満たしていない場合は、当該窒息時覚醒誘発装置100は未装着の状態である。プロセッサ2は、この状態を検出した場合には、当該窒息時覚醒誘発装置100の装着を促す為に、パイロット表示部10を高頻度で点滅させる。
When (State 1) is satisfied but (State 2) is not satisfied, the suffocation
前記(状態2)を満たしているが前記(状態1)を満たしていない場合は、当該窒息時覚醒誘発装置100は電池切れ(電源装置14が「落ちた」)状態である。この状態の場合には、パイロット表示部10は消灯したままの状態となる為、ユーザは当該状態を容易に認識できる。
When (State 2) is satisfied but (State 1) is not satisfied, the suffocation
前記センサ12は、少なくとも(1)装着者200の酸素飽和度の測定、(2)装着者200の心拍間隔(脈拍)の測定、及び(3)当該窒息時覚醒誘発装置100の無装着状態の検出を行う為のセンサである。具体的には、このセンサ12として例えばパルスオキシメータを挙げることができる。図3に示す例では、当該センサ12の故障や皮膚への接触不良の可能性を鑑みて、2個のパルスオキシメータがセンサ12として設けられている。当該窒息時覚醒誘発装置100の装着時には、センサ12(パルスオキシメータ)が装着者200の腰骨上の皮膚に接触する。
The
前記パルスオキシメータとは、被検体の経皮的動脈血酸素飽和度(SpO2)及び脈拍数を測定する為の医療機器である。パルスオキシメータによれば、被検体の動脈血の酸素飽和度を容易に測定でき、且つ、脈拍数(心拍数)を測定できる。後者からは、さらに呼吸状態を測定でき、無呼吸状態を検出することができる。 The pulse oximeter is a medical device for measuring the percutaneous arterial blood oxygen saturation (SpO2) and pulse rate of a subject. According to the pulse oximeter, the oxygen saturation of the arterial blood of the subject can be easily measured, and the pulse rate (heart rate) can be measured. From the latter, the respiratory state can be further measured, and the apnea state can be detected.
詳細には、パルスオキシメータは、血液の酸素飽和度等を下記の原理を用いて測定する。血液中のヘモグロビンは、血液の酸素飽和度が高い場合には酸素と結合してオキシヘモグロビンの状態になり、血液の酸素飽和度が低い場合には酸素を放出してデオキシヘモグロビンとなる。ここで、オキシヘモグロビンとデオキシヘモグロビンとは色が僅かに異なっており、赤色光と赤外光の吸光度が異なる。従って、センサで透過光や反射光を測定して分析することによって、SpO2を算出することができる。さらに、パルスオキシメータは、心臓の拍動で生じる末梢血管の拡張・収縮も散乱光の強度の変動として測定できるので、心拍の間隔(R−R間隔)も測定できる。心拍の間隔は呼吸に伴って変動しており、呼吸を止めると、心拍の間隔はほとんど一定になる。この変動の程度を数値化した尺度が「エントロピー」であり、心電図やパルスオキシメータのデータを解析する際に、エントロピーの上昇から心拍の不規則な変動を検知する目的で従来から用いられている。しかし本構成では、たとえばエントロピーの低下、すなわち不規則な変動の減少から無呼吸状態であることを検出する。 Specifically, the pulse oximeter measures the oxygen saturation of blood using the following principle. When blood oxygen saturation is high, blood hemoglobin binds to oxygen to form oxyhemoglobin, and when blood oxygen saturation is low, oxygen is released to deoxyhemoglobin. Here, oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin have slightly different colors, and the absorbances of red light and infrared light are different. Therefore, SpO2 can be calculated by measuring and analyzing transmitted light and reflected light with a sensor. Furthermore, since the pulse oximeter can measure the expansion and contraction of the peripheral blood vessels caused by the heartbeat as fluctuations in the intensity of the scattered light, it can also measure the heartbeat interval (RR interval). The interval between heartbeats varies with breathing, and the heartbeat interval becomes almost constant when breathing is stopped. “Entropy” is a measure that quantifies the degree of this fluctuation, and it has been used for the purpose of detecting irregular heartbeat fluctuations from an increase in entropy when analyzing ECG and pulse oximeter data. . However, in this configuration, an apnea state is detected from, for example, a decrease in entropy, that is, a decrease in irregular fluctuation.
前記センサ12によって生成されたセンシングデータ(本例では酸素飽和度情報及び呼吸状態情報)は、プロセッサ2に出力される。 Sensing data generated by the sensor 12 (in this example, oxygen saturation information and respiratory state information) is output to the processor 2.
なお、センサ12によって心拍または散乱赤外光が検出されない場合には、プロセッサ2は、当該窒息時覚醒誘発装置100が無装着状態であると判定する。この場合、プロセッサ2は、覚醒/警報装置6に所定の警告音を発生させ、当該窒息時覚醒誘発装置100の無装着状態を警告する。具体的には、例えばセンサ12の出力に基づいて無装着状態が一定時間(例えば10分間)継続した場合には、プロセッサ2は、当該窒息時覚醒誘発装置100の装着を促す為の警告音を、覚醒/警報装置6に発生させてもよい。
Note that, when the heartbeat or the scattered infrared light is not detected by the
ところで、このセンサ12は装着者200の皮膚に接触させる必要がある。従って、本一実施形態においては、図3に示すように窒息時覚醒誘発装置100のうち装着時内面側(装着者側)に配設されている。また、同図に示す例では、センサ12は、故障や皮膚への接触不良等を鑑みて、複数個(2個)配設されている。
By the way, this
前記電源装置14は、少なくとも当該窒息時覚醒誘発装置100の交換時期(回収時期)までの期間、連続的に使用可能な容量の小型電池(例えばリチウムイオン電池等の小型大容量の電池)である。例えば、装着者200の定期健診毎に、その定期健診施設において当該窒息時覚醒誘発装置100を回収して新しい窒息時覚醒誘発装置100を装着させる使用態様を採る場合には、少なくとも定期健診を終えてから次の定期健診までの期間だけ連続的に使用可能な容量の電池を、電源装置14として設ければよい。いずれにせよ、少なくとも1日、望むらくは凡そ1箇月間程度、窒息時覚醒誘発装置100を連続的に使用可能とする電源装置14を当該窒息時覚醒誘発装置100に設けることが好ましい。
The
さらには、無接点(非接触)で充電可能な電源装置、例えば電磁カップリングによって無線送電された電力を受信する装置を電源装置14として設けてもよい。窒息時覚醒誘発装置100は常時装着すべきものであり、また、その内部に液体や湿気が侵入しないように構成すべきものでもある為、当該窒息時覚醒誘発装置100を装着者200から取り外して充電器の電極に接触させる、という通常の充電方式を採用した構成は望ましくない。但し、窒息時覚醒誘発装置100を装着者200が装着したまま電磁カップリングによる無線送電を行うことが、装着者200に悪影響を与えるか否かについては疑義がある。
Furthermore, a power supply device that can be charged without contact (contactless), for example, a device that receives power wirelessly transmitted by electromagnetic coupling may be provided as the
このような事情を鑑みて、充電の代わりに発電を行う為に、当該窒息時覚醒誘発装置100に発電モジュールを設けてもよい。例えば、日光や照明光を利用した発電を行うソーラーセルを利用した発電モジュール、装着者200の運動によって生じる加速度・振動や歪み等を利用して発電を行う発電モジュール、及び装着者200の体温と外気温との温度差を使って発電を行う発電モジュール等を、当該窒息時覚醒誘発装置100に設けてもよい。これらの装置は、腕時計、携帯電話機、及びパソコン用無線マウス等の種々の機器において実例がある。
In view of such circumstances, a power generation module may be provided in the suffocation
なお、図2に示す例では、当該窒息時覚醒誘発装置100の装着時外面側にはソーラーセル14sが設けられている。
In the example shown in FIG. 2, a
図5は、本一実施形態に係る窒息時覚醒誘発装置100による覚醒誘発措置/警報措置の一例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the arousal induction measure / alarm measure by the suffocation
プロセッサ2は、センサ12を稼動してセンシングデータ(本例では酸素飽和度情報及び呼吸状態情報)を収集し、それらセンシングデータに基づいて、(1)窒息状態(酸素飽和度の低下の程度)、及び(2)無呼吸状態の継続時間(時計4が生成した日時情報を利用)を判定し、これらの判定結果に基づいて、覚醒/警報装置6を稼動して適切な覚醒誘発動作/警報動作を実行する。以下、詳細に説明する。
The processor 2 operates the
図5に示す例では、酸素飽和度を所定の閾値(閾値a1,a2)と比較して“正常”、“低下”、及び“著しく低下”に何れかに分類し、且つ、無呼吸状態の継続時間を所定の閾値(閾値b1、b2)と比較して“なし”、“継続”、“長く継続”に分類する。ここで、判定に用いる各閾値a1,a2,b1,b2は、嬰児についての生理学的知見に基づいて暫定的に決定した上で、最終的には上述の記録装置8に記録されたデータを分析することによってより適切な値を決定する。 In the example shown in FIG. 5, the oxygen saturation is classified into one of “normal”, “decreased”, and “remarkably lowered” compared with a predetermined threshold (thresholds a 1 and a 2), and the apnea state is The duration time is compared with a predetermined threshold (threshold values b1 and b2) and classified into “none”, “continuation”, and “continue longer”. Here, each threshold value a1, a2, b1, b2 used for determination is tentatively determined based on physiological knowledge about the infant, and finally the data recorded in the recording device 8 is analyzed. To determine a more appropriate value.
本一実施形態に係る窒息時覚醒誘発装置100では、窒息事象に係る指標(窒息状態の判定の為の指標)として酸素飽和度を用いる。ここで、窒息とは酸素飽和度の低下が生じた状態であるとも言え、窒息事象の発生と酸素飽和度の値とは密接な関係にある。このように、生命の危険に係る因子である酸素飽和度の値を直接的に測定し、該測定結果に基づいて適切な覚醒誘発動作/警報動作を実行することで、“false positive”と称される誤検出(検出すべきでないときに検出してしまうこと)を抑制することができる。これにより、装着者200の保護者等の眠りを誤検出に基づく誤警報によって妨げてしまうことを防止し、結果として当該窒息時覚醒誘発装置100の装着を促進することができる。
In the suffocation
なお、窒息事象ではなく無呼吸事象の発生を契機として覚醒誘発動作/警報動作をしてしまうと、誤検出が生じやすい。 In addition, if an arousal induction operation / alarm operation is triggered by the occurrence of an apnea event instead of a choking event, false detection is likely to occur.
無呼吸事象は、生命の危険に係る因子であるとは必ずしも言えず、例えば睡眠中に一時的に生じることもある。このような無呼吸事象に基づいて警報を発すると、当該警報は誤警報となってしまうおそれがある。 Apnea events are not necessarily life-threatening factors and may occur temporarily during sleep, for example. If an alarm is issued based on such an apnea event, the alarm may be a false alarm.
前記覚醒/警報装置6による具体的な覚醒誘発動作/警報動作の内容は、次の通りである。
The details of the awakening induction / alarm operation by the awakening /
《覚醒/警報装置6が動作不要の段階でのプロセッサの作用》
窒息時覚醒誘発装置100は、主な動作モードとして“節電モード”と“測定精度を重視するモード”とを有しており、通常は“節電モード”に設定されている。この“節電モード”は、プロセッサ2が、動作クロックの周波数を低く設定し、且つ、センサ12による測定の頻度を少なく設定する動作モードである。
<< Operation of the processor when the awakening /
The suffocation
ここで、酸素飽和度の測定頻度及び心拍間隔の測定頻度は共に、例えば10秒間に1回行えばよい。酸素飽和度の測定は、1回当たり数ミリ秒間程度行えば充分である。心拍間隔の測定は1回当たり少なくとも3秒乃至4秒間程度要するが、その測定中にセンサ12を常時稼働する必要はなく、例えば10ミリ秒に1回、約0.1ミリ秒の測定を繰り返して行えば十分である。
Here, both the oxygen saturation measurement frequency and the heartbeat interval measurement frequency may be performed once every 10 seconds, for example. It is sufficient to measure the oxygen saturation for several milliseconds at a time. The measurement of the heartbeat interval takes at least 3 to 4 seconds per time, but it is not necessary to always operate the
まず、覚醒/警報装置6を動作させる必要がない段階で実行する処理について説明する。酸素飽和度が“正常”且つ無呼吸状態の継続時間が“なし”の場合、装着者200は何ら危険な状態ではない為、プロセッサ2は、覚醒/警報装置6を動作させず、後述する“節電モード”を維持する。
First, a process executed at a stage where it is not necessary to operate the awakening /
次に、装着者200の状態が、現時点では覚醒/警報装置6を動作させる必要がない状態であっても、動作させる必要がある状態に移行しつつある状態であれば、プロセッサ2は、センサ12による測定頻度を上げる(例えば間欠的な測定から連続的な測定に切り替える)処理を行う。すなわち、プロセッサ2は、“節電モード”から“測定精度を重視するモード”に移行する処理を行う。
Next, if the state of the
図5に示す例で、酸素飽和度が“正常”且つ無呼吸状態の継続時間が“継続”の場合、すなわち装着者200は無呼吸状態に陥っているものの窒息状態には陥っていない場合がこれに該当する。
In the example shown in FIG. 5, when the oxygen saturation is “normal” and the duration of the apnea state is “continuation”, that is, the
《動作1》注意報を発生
プロセッサ2の制御によって、覚醒/警報装置6が、装着者200に体動を促す為の注意報音を発生させる。本動作は、装着者200が呼吸をしているものの酸素飽和度が低下している場合に実行する動作である。このような場合には装着者200の顔部に布団が被さっている等の状況が考えられる為、おだやかな注意報音によって、装着者200の睡眠深度を浅くし(覚醒レベルを上げ)、体動を促す。
<< Operation 1 >> Generating Warning Information Under the control of the processor 2, the awakening /
注意報音や警報音として用いる音としては、例えばモスキート音を挙げることができる。モスキート音は周波数の高い音で、一般的に成人には聞こえないが若年者・幼児・乳児等には不快音として聞こえるという性質を持つので、装着者200の周囲の成人(例えば保護者等)を覚醒させてしまうことなく(眠り等を妨げることなく)、装着者200の覚醒を促すことができる。
As a sound used as a warning sound or an alarm sound, for example, a mosquito sound can be cited. Mosquito sounds are high-frequency sounds that are generally inaudible to adults but can be heard as unpleasant sounds by young people, infants, infants, etc., so adults around the wearer 200 (for example, parents) Awakening of the
このように、警報音としてモスキート音を用いることで、警報音の頻発によって装着者200の周囲の人(保護者等)の睡眠等を妨げることを防止することができ、結果として、保護者によって当該窒息時覚醒誘発装置100が装着者200から外されてしまうことを防止できる。つまり、常時装着の実現に寄与する。
As described above, by using the mosquito sound as the alarm sound, it is possible to prevent the sleep of the person (guardian or the like) around the
図5に示す例においては、酸素飽和度が“低下”且つ無呼吸状態の継続時間が“なし”の場合、すなわち装着者200は無呼吸状態には陥っていないが窒息状態に陥りつつある場合に、プロセッサ2は、覚醒/警報装置6に注意報音を発生させ、装着者200に対して適切な体動を促す。
In the example shown in FIG. 5, when the oxygen saturation is “decreased” and the duration of the apnea state is “none”, that is, the
《動作2》警報音を発生
プロセッサ2の制御によって、覚醒/警報装置6が、装着者200自身を覚醒させる為の警報音を発生させる。本動作は、装着者200に無呼吸状態が発生しているものの、酸素飽和度は未だ危険なレベルにまで下がっていない場合に実行する動作である。このような場合には装着者200の覚醒を促して呼吸を再開させる為に、警報音によって装着者200の覚醒レベルを上昇させる。必ずしも覚醒に至らないまでも、覚醒レベルの上昇で眠りが浅くなることによって、呼吸の再開が促される効果を期待できる。
<< Operation 2 >> Generates an alarm sound Under the control of the processor 2, the awakening /
なお、無呼吸状態の継続時間が長くなるほど危険性は増すので、無呼吸状態の継続時間が長くなるにつれ、連続的に又は段階的に警報音の音量を大きくし、あるいは、音質の不快さを増強していくことが望ましい。 As the duration of the apnea state increases, the risk increases, so as the duration of the apnea state increases, the volume of the alarm sound is increased continuously or stepwise, or the sound quality is reduced. It is desirable to increase it.
図5に示す例においては、酸素飽和度が“正常”且つ無呼吸状態が“長く継続”の場合、及び、酸素飽和度が“低下”且つ無呼吸状態が“継続”の場合、すなわち装着者200は直ちに危険なレベルの窒息状態には陥っていないが無呼吸状態が所定時間以上継続している場合に、プロセッサ2は、覚醒/警報装置6に警報音を発生させ、装着者200自身の覚醒を促す。
In the example shown in FIG. 5, when the oxygen saturation is “normal” and the apnea is “long”, and when the oxygen saturation is “decreased” and the apnea is “continue”, that is, the
《動作3》大音量警報を発生
プロセッサ2の制御によって、覚醒/警報装置6が、装着者200の近傍のみならず少し離れた位置に居る人にまで聞こえる程度の大音量警報を発生させる。
<< Operation 3 >> Generating a Large Volume Alarm Under the control of the processor 2, the awakening /
本動作は、装着者200の酸素飽和度が危険なレベルまで下がっている場合、及び無呼吸状態が長時間続き且つ酸素飽和度の低下も生じている場合に実行する動作である。このような場合には、装着者200の覚醒を促すと共に、装着者200の周囲の人に適切な処置をとってもらう必要があるので、その旨を大音量の警報音によって装着者200の周囲の人に報知する。
This operation is performed when the oxygen saturation level of the
図5に示す例においては、酸素飽和度が“低下”且つ無呼吸状態が“長く継続”の場合、及び、無呼吸状態の有無に関わらず酸素飽和度が“著しく低下”の場合、すなわち装着者200が周囲の人の処置を必要とする危険な状態に陥っている場合に、プロセッサ2は、覚醒/警報装置6に大音量警報音を発生させ、装着者200自身の覚醒を促すと共に、周囲の人に適切な処置をとることを促す。
In the example shown in FIG. 5, when the oxygen saturation is “decreased” and the apnea state is “continue for a long time”, and when the oxygen saturation is “remarkably reduced” regardless of the presence or absence of the apnea state, that is, wearing When the
なお、説明の便宜上、図5に示す例では“酸素飽和度”及び“無呼吸状態の継続時間”に基づいて弱い覚醒刺激/警報音から強い覚醒刺激/警報音へ“段階的に(不連続的に)”移行しているが、“連続的に”弱い覚醒刺激/警報音から強い覚醒刺激/警報音へ移行するように構成しても勿論よい。 For convenience of explanation, in the example shown in FIG. 5, “stepwise (discontinuous) from weak arousal stimulus / alarm sound to strong arousal stimulus / alarm sound based on“ oxygen saturation ”and“ duration of apnea state ”. However, it may of course be configured to shift from a weak arousal stimulus / alarm sound to a strong arousal stimulus / alarm sound “continuously”.
また、図5に示す例は、装着者200の覚醒を音によって誘発する例であるが、覚醒/警報装置6として電気刺激手段や振動手段等を用いて装着者200の覚醒を誘発するように構成しても勿論よい。
The example shown in FIG. 5 is an example in which the awakening of the
以上説明したように、本一実施形態によれば、窒息事象の発生を常時監視し、窒息事象が発生した場合には直ちに本人を覚醒させて窒息状態の解消を狙う窒息時覚醒誘発装置100を提供することができる。
As described above, according to this embodiment, the occurrence of the suffocation event is constantly monitored, and when the suffocation event occurs, the suffocation state
本一実施形態に係る窒息時覚醒誘発装置100は、生命の危険に直接係る因子である酸素飽和度の値を測定し、該測定結果等に基づいて適切な覚醒誘発動作/警報動作を実行することで、装着者200の覚醒を誘発すると共に、必要に応じて装着者200の周囲に居る保護者等の注意を喚起して当該窒息状態の解消、覚醒、及び人工呼吸等の処置を取らせることができる。従って、本一実施形態に係る窒息時覚醒誘発装置100を用いることで、例えばSIDSによって死に至る前段階で当該窒息死を食い止められる可能性が高まる。
The suffocation
ところで、SIDSの研究において、レトロスペクティブな研究(既に発症した患者を対象にして、過去にさかのぼって原因を探る方法論による研究)としては、検死解剖以外にはない。検死結果として、SIDSに特有の徴候というものは見つかっておらず、単なる窒息死と区別ができない。 By the way, in the study of SIDS, there is no retrospective study (study based on a methodology that goes back to the past to find the cause in patients who have already developed symptoms) other than autopsy. As a result of necropsy, no signs specific to SIDS have been found and cannot be distinguished from mere asphyxia.
一方、プロスペクティブな研究(多数の被験者を追跡調査して、その中から患者が発生するのを待つ方法論)も行われている。さまざまな因子を負荷として与えて、それに対する応答の程度を測定しておき、その成績がSIDS発生例において偏りを示すかどうかを調べるもので、前述のリスク因子はこのようなプロスペクティブ研究によって見いだされたものである。しかしながら、無呼吸事象そのものを検知する研究は未だ行われていない。 On the other hand, prospective studies (methodologies that follow a large number of subjects and wait for patients to develop) are also conducted. Various factors are given as loads, the degree of response to them is measured, and whether or not the results show a bias in SIDS occurrence cases, the aforementioned risk factors are found by such prospective studies. It has been. However, no research has yet been done to detect apnea events themselves.
ここで、SIDSを防止するための研究課題としては、(1)無呼吸事象がどの程度の頻度で発生するのか、(2)無呼吸事象の誘因となる条件は何か、(3)無呼吸事象を生じやすい個人の特徴は何か、等が考えられる。このように、SIDSの防止策は未だ研究途上にあるが、本一実施形態に係る窒息時覚醒誘発装置100によれば、無呼吸事象の誘因が何であれ、実際に窒息事象が発生して窒息死に至る前に適切な処置を行うことが可能となる。
Here, research subjects to prevent SIDS include (1) how often apnea events occur, (2) what are the conditions that trigger apnea events, and (3) apnea What are the characteristics of individuals who are prone to events? As described above, although the prevention measures for SIDS are still under study, according to the suffocation
以下、上述の一実施形態に係る窒息時覚醒誘発装置100の各変形例について説明する。
Hereinafter, each modification of the suffocation
《第1変形例》
図6は、本第1変形例に係る窒息時覚醒誘発装置の装着例を示す図である。本第1変形例に係る窒息時覚醒誘発装置と前記一実施形態に係る窒息時覚醒誘発装置との相違点は形状である。以下、説明の重複を避ける為、この相違点について説明する。
<< First Modification >>
FIG. 6 is a diagram illustrating a wearing example of the suffocation arousal induction device according to the first modification. The difference between the suffocation arousal induction device according to the first modification and the suffocation awakening induction device according to the embodiment is the shape. Hereinafter, this difference will be described in order to avoid duplication of explanation.
図6において符号100−1が付されているのは、“手首バンド型”に構成された窒息時覚醒誘発装置である。符号100−2が付されているのは“おむつ埋め込み型”に構成された窒息時覚醒誘発装置である。符号100−3が付されているのは“足首バンド型”に構成された窒息時覚醒誘発装置である。符号100−4が付されているのは“足指バンド型”に構成された窒息時覚醒誘発装置である。 In FIG. 6, reference numeral 100-1 denotes a suffocation arousal induction device configured as a “wrist band type”. Reference numeral 100-2 denotes a suffocation awakening inducing device configured as a “diaper embedded type”. Reference numeral 100-3 denotes a suffocation awakening inducing device configured as an “ankle band type”. Reference numeral 100-4 denotes a suffocation arousal induction device configured as a “toe band type”.
ここで、手首バンド型の窒息時覚醒誘発装置100−1や足首バンド型の窒息時覚醒誘発装置100−3については、装着部位の皮膚表面近くを比較的大きい血管が通っている為、酸素飽和度や血管音を測定するには適していると言える。バンド型を採る窒息時覚醒誘発装置100−1,100−3,100−4の設計においては、血流を阻害する原因になり得る態様であるという危険性に十分配慮しなくてはならない。 Here, since the wrist band type suffocation awakening induction device 100-1 and the ankle band type suffocation awakening induction device 100-3 have relatively large blood vessels passing near the skin surface of the wearing site, oxygen saturation is caused. It can be said that it is suitable for measuring the degree and blood vessel sound. In the design of the suffocation arousal induction device 100-1, 100-3, 100-4 adopting the band type, it is necessary to pay sufficient attention to the danger of being a mode that can cause a blood flow obstruction.
図6において符号100−2が付されているのは、“おむつ埋め込み型”に構成された窒息時覚醒誘発装置である。この態様を採る場合、ディスポーザブルの安価な装置として構成することが好ましい。また、窒息時覚醒誘発装置100−2は、記録装置8を用いたデータ収集を行わない場合に適する態様の装置である。 In FIG. 6, reference numeral 100-2 denotes a suffocation awakening induction device configured as a “diaper embedded type”. In the case of adopting this aspect, it is preferable to configure as a disposable and inexpensive device. The suffocation awakening induction device 100-2 is a device suitable for a case where data collection using the recording device 8 is not performed.
この“おむつ埋め込み型”の窒息時覚醒誘発装置100−2においては、センサ12については装着者200へ直接接触を必要としないもの(例えば加速度センサや曲げセンサ等)を用いるか、或いはおむつ150の内側に開口部を設けて、これを通して皮膚へ接触するものを用いることになる。また、電源装置14については、長くとも24時間程度連続稼働可能な電源装置であれば良い為、小容量の電源装置で足りる。このことは電源装置14の小型化が容易であることを示している。
In the “diaper-embedded” suffocation awakening induction device 100-2, a
以上説明したように、本第1変形例によれば、前記一実施形態に係る窒息時覚醒誘発装置と同様の効果を奏する窒息時覚醒誘発装置を提供することができる。 As described above, according to the first modification, it is possible to provide a suffocation arousal induction device that exhibits the same effects as the suffocation awakening induction device according to the embodiment.
《第2変形例》
本第2変形例に係る窒息時覚醒誘発装置は、センサ12として、例えばパルスオキシメータ等の“酸素飽和度及び心拍間隔(呼吸状態)に関する情報”を収集可能なセンサを含む複数のセンサを具備している。すなわち、本第2変形例に係る窒息時覚醒誘発装置では、互いに異なる原理を利用する複数のセンサを組み合わせて用いることで、窒息事象に係る判定の信頼度を更に向上させる。以下、説明の重複を避ける為、本第2変形例と前記一実施形態との相違点について説明する。
<< Second Modification >>
The suffocation wakefulness inducing apparatus according to the second modification includes a plurality of sensors including sensors capable of collecting “information on oxygen saturation and heartbeat interval (breathing state)” such as a pulse oximeter, for example. doing. That is, in the suffocation arousal induction device according to the second modification, the reliability of the determination related to the suffocation event is further improved by using a plurality of sensors using different principles. Hereinafter, in order to avoid duplication of explanation, differences between the second modified example and the embodiment will be described.
“酸素飽和度及び心拍間隔(呼吸状態)に関する情報”を収集可能なセンサとして、(1)血管音マイク、(2)心電計、(3)呼吸音マイク、(4)加速度センサ、(5)張力センサ・曲げセンサ・圧力センサ等を挙げることができる。以下、各センサについて詳細に説明する。 As sensors capable of collecting “information on oxygen saturation and heartbeat interval (respiration state)”, (1) blood vessel sound microphone, (2) electrocardiograph, (3) respiratory sound microphone, (4) acceleration sensor, (5 ) Tension sensor, bending sensor, pressure sensor and the like. Hereinafter, each sensor will be described in detail.
(1)血管音マイクによれば、心臓の拍動で比較的太い動脈が拡張・収縮する際に生じる血流音の周期的変化や心臓の弁が発する音を収集でき、それらに基づいて心拍の間隔を測定できる。すなわち無呼吸状態を検出できる。 (1) According to the vascular sound microphone, it is possible to collect periodic changes in blood flow sounds and sounds generated by the heart valves when a relatively thick artery expands and contracts due to the pulsation of the heart. Can be measured. That is, an apnea state can be detected.
(2)心電計によれば、心筋の活動に伴って発生する電位を測定して、心拍の間隔を測定できる。呼吸をしている期間においては胸腔内の圧力が呼吸によって変動し、それに応じて心拍の間隔が変化する。一方、呼吸をしていない期間においては心拍の間隔が均等になる。この現象を用いて、無呼吸事象を検出することができる。また、心音や心電波形が検出されていない場合、無装着状態であると判定できる。但し、心電計は、常時装着が困難な装置である為、特にハイリスクな患者を入院中にモニタし続ける等の場合に限って適用することになる。 (2) According to the electrocardiograph, it is possible to measure the interval between heartbeats by measuring the potential generated with the activity of the myocardium. During the period of breathing, the pressure in the thoracic cavity fluctuates due to breathing, and the heartbeat interval changes accordingly. On the other hand, the intervals between heartbeats are equal during periods of no breathing. This phenomenon can be used to detect apnea events. Moreover, when the heart sound and the electrocardiogram waveform are not detected, it can be determined that the wearer is not wearing. However, since the electrocardiograph is a device that is difficult to wear at all times, the electrocardiograph is applied only when the high-risk patient is continuously monitored during hospitalization.
(3)呼吸音マイクによれば、呼吸によって気管内に生じる雑音(呼吸音)を収集し、呼吸が行われていることを検出することができる。呼吸音が検出されていない場合、無呼吸事象が発生しているか、または無装着状態であると判定できる。この判定は、他のセンサの検出結果を組み合わせて行うべきである。 (3) According to the breathing sound microphone, noise (breathing sound) generated in the trachea due to breathing can be collected to detect that breathing is being performed. If no breathing sound is detected, it can be determined that an apnea event has occurred or is not worn. This determination should be performed by combining the detection results of other sensors.
(4)加速度センサによれば、装着者200の体動を検出することができる。睡眠中は身体の動きがごく少ない為、大きな加速度が生じる頻度が著しく減少する。このことを用いて、睡眠中であるか否かを判別することができる。さらに、加速度センサは、当該センサに対する重力加速度の方向を検出するため、装着者200が寝ているときの姿勢(うつ伏せ寝であるか等)を判定することも可能である。うつ伏せ寝はSIDSのリスク要因のひとつである。
(4) According to the acceleration sensor, the body movement of the
また、無装着状態では加速度センサは重力加速度のみを測ることになるので、長時間一定の加速度ベクトルが検出される。このことから、加速度センサは無装着状態であることを検出するための補助手段として有用である。 In addition, since the acceleration sensor measures only the gravitational acceleration in the non-wearing state, a constant acceleration vector is detected for a long time. For this reason, the acceleration sensor is useful as an auxiliary means for detecting the non-wearing state.
なお、加速度センサが生成したデータ(加速度センサデータと称する)を、プロセッサ2が常時読み取るように構成した場合、加速度の大きさとその発生時刻を記録することができるが、プロセッサ2及びセンサ12を常時稼働させなくてはならず、消費電力量が大きくなってしまう。 Note that when the processor 2 is configured to always read data generated by the acceleration sensor (referred to as acceleration sensor data), the magnitude of acceleration and the generation time can be recorded. It must be operated and power consumption increases.
そこで、プロセッサ2が加速度センサデータを読み取る頻度を例えば数秒に1回程度としても、例えば図7に示すアナログ回路を利用することで、装着者200に体動が頻発しているかどうかを判定することができる。 Therefore, even if the frequency at which the processor 2 reads the acceleration sensor data is set to about once every few seconds, for example, by using an analog circuit shown in FIG. Can do.
図7は、加速度センサが生成したデータを処理して装着者200の体動の頻度を測定する為の回路例を示す図である。図7に示す回路によれば、第1の処理部1201によって加速度センサデータ(加速度センサの出力電圧)から高周波成分だけが取り出され、その絶対値に比例する電圧が第2の処理部1202によって生成され、この電圧が低域通過アクティブフィルタを含む第3の処理部1203によって平滑化されると共に増幅されて出力される。この出力値に基づいて、プロセッサ2は、装着者200の体動の頻度を検出する。
FIG. 7 is a diagram illustrating a circuit example for measuring the frequency of body movement of the
このようにして検出した装着者200の体動の頻度が適切な閾値よりも少ない状態が所定期間以上継続する場合、装着者200は睡眠中であると推定できる。なお、加速度センサの代わりに、振動センサや動きセンサ等を用いて装着者200の体動の頻度を検出しても勿論よい。
When the state in which the frequency of body motion of the
さらに、“節電モード”においては、場合によってはセンサ12のうちいくつかへの電力供給を止めてしまう措置も考えられる。例えば加速度センサが、装着者200が覚醒して運動している事を示唆するデータを出力している場合、パルスオキシメータへの電力供給を止めて心拍数・酸素飽和度の測定を中止しても良い。
Further, in the “power saving mode”, a measure to stop the power supply to some of the
なお、装着者200の体動が頻発している場合(覚醒状態にある場合)には、覚醒状態にあることを判定する動作のみを例えば数分間に数秒間だけ行い、覚醒状態から睡眠状態(装着者200の体動が減少した状態)に移行した場合に、センサ12による酸素飽和度の測定を開始するように構成してもよい。
In addition, when the body movement of the
(5)張力センサ・曲げセンサ・圧力センサによれば、それらセンサを装着者200の身体に直接接触させずに無呼吸事象を検出することができる為、種々の態様の窒息時覚醒誘発装置に適用しやすい。
(5) According to the tension sensor, the bending sensor, and the pressure sensor, since apnea events can be detected without directly contacting the body of the
乳幼児は主に横隔膜の上下動による呼吸を行っている為、呼吸をしている期間においては横隔膜の上下動によって腹部が膨張と収縮とを繰り返し、腹部に周期的な加速度が発生する。 Infants are mainly breathing due to the vertical movement of the diaphragm. During the breathing period, the abdomen is repeatedly expanded and contracted by the vertical movement of the diaphragm, and periodic acceleration is generated in the abdomen.
従って、装着者200が呼吸している期間においては、おむつ150の腰部に掛かる張力が周期的に変化し、これに伴って、当該おむつ150の曲率、及び、当該おむつ150が装着者200の身体に当たる圧力も変化する。これらの変化を張力センサ・曲げセンサ・圧力センサによって検出することで呼吸状態を判定することができ、当該変化がなくなっている(または張力・圧力が非常に低い値となっている)期間を無呼吸状態または無装着状態であると判定することができる。
Therefore, during the period in which the
但し、無呼吸状態と無装着状態とを厳密に区別する為には、張力センサ・曲げセンサ・圧力センサのみではなく、他のセンサと組み合わせて用いることが好ましい。 However, in order to strictly distinguish between the apnea state and the non-wearing state, it is preferable to use not only the tension sensor / bending sensor / pressure sensor but also other sensors.
《他のセンサ》
(1)温度センサによれば、無装着状態を検出することができる。すなわち、当該窒息時覚醒誘発装置が装着されていれば、装着者200の体温が温度センサによって検出される。また、無装着状態や重度の窒息事象、さらにはSIDSが発生した場合には、通常の体温よりも低い温度が当該温度センサによって検出される。従って、温度センサは無装着状態を検出するための補助的手段として有用なセンサであり、窒息事象の発生を記録する上でも有用である。
《Other sensors》
(1) According to the temperature sensor, the non-wearing state can be detected. That is, if the suffocation awakening induction device is worn, the body temperature of the
さらに、温度センサは、暖め過ぎなどの高温状態や装着者200の発熱等を検出することにも利用できる。例えば温度センサによって高体温状態が一定時間以上検出され続けた場合に、覚醒/警報装置6によって保護者等に異常を知らせる警報を出して適切な処置を促すように構成することも可能である。なお、暖め過ぎはSIDSのリスク要因のひとつである。
Furthermore, the temperature sensor can also be used to detect a high temperature state such as overheating or the heat generation of the
SIDSは約4000例に1例程度の発生頻度であるのに対し、発熱や暖め過ぎは非常に多く発生する事象である為、この温度センサによって提供される機能は、全ユーザに直接のメリットを生じる。つまり、温度センサによって提供される機能は、当該窒息時覚醒誘発装置を常時装着するためのインセンティブを装着者200の保護者等に与え、無装着状態を防止することに大きく寄与する。
SIDS has an occurrence frequency of about 1 in 4000 cases, whereas heat generation and overheating are events that occur very frequently, so the function provided by this temperature sensor has a direct merit for all users. Arise. That is, the function provided by the temperature sensor greatly contributes to giving an incentive for always wearing the suffocation awakening induction device to the protector of the
(2)おむつ濡れセンサによれば、おむつ150の濡れを検出することができる。従って、おむつ濡れセンサによっておむつ150の濡れが検出された場合に、覚醒/警報装置6によって保護者等にその旨を報知するように構成することも可能である。従って、おむつ濡れセンサによって提供される機能は、当該窒息時覚醒誘発装置を常時装着するためのインセンティブを装着者200の保護者等に与え、無装着状態を防止することに寄与する。
(2) According to the diaper wetness sensor, the wetness of the
ところで、装着者200の体動がある場合、上述の各センサの検出信号にはノイズが混入することも考えられる。しかしながら、装着者200に体動があるということは、装着者200が深い睡眠状態にはないということを示しており、そのような状態においては警報を発する必要性はあまりない。従って、装着者200の体動に起因して上述の各センサの検出信号にノイズが混入する可能性があるという点については何ら問題にならない。
By the way, when there is a body movement of the
以上説明したように、本第2変形例によれば、前記一実施形態に係る窒息時覚醒誘発装置と同様の効果を奏する上に、センサの誤報を更に減少させ、あるいは常時装着を促す効果を持つ窒息時覚醒誘発装置を提供することができる。 As described above, according to the second modification, the same effect as that of the suffocation awakening inducing apparatus according to the embodiment is obtained, and further, the effect of further reducing sensor false alarms or prompting the wearing is always provided. It is possible to provide a suffocation awakening induction device.
すなわち、本第2変形例に係る窒息時覚醒誘発装置によれば、“検出すべき事象が発生していても検出できないこと(False Negative)”及び“検出すべき事象がないときに誤検出をしてしまうこと(False Positive)”の発生を、更に減少させることができる。 That is, according to the suffocation arousal induction device according to the second modified example, “false detection is not possible even if an event to be detected has occurred (False Negative)” and “false detection is detected when there is no event to be detected. The occurrence of “False Positive” ”can be further reduced.
本発明の一実施形態を説明したが、本一実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。新規な本一実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本一実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although one embodiment of the present invention has been described, this one embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. The new embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. The one embodiment and its modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
2…プロセッサ、 4…時計、 6…覚醒/警報装置、 8…記録装置、 10…パイロット表示部、 12…センサ、 14…電源装置、 14s…ソーラーセル、 100…窒息時覚醒誘発装置、 100c…面取り部、 150w…ウエスト部、 200…装着者。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Processor, 4 ... Clock, 6 ... Awakening / alarm device, 8 ... Recording device, 10 ... Pilot display part, 12 ... Sensor, 14 ... Power supply device, 14s ... Solar cell, 100 ... Asphyxia wake induction device, 100c ... Chamfered portion, 150w ... waist portion, 200 ... wearer.
Claims (11)
前記装着者の覚醒レベルを上昇させる為の覚醒誘発刺激を前記装着者に与える為の覚醒誘発部と、
前記生体情報に基づいて窒息事象を検出し、該検出結果に基づいて前記装着者に前記覚醒誘発刺激を与えるように前記覚醒誘発部を制御する制御部と、
を具備することを特徴とする窒息時覚醒誘発装置。 A biological information collecting unit for collecting biological information of the wearer of the suffocation awakening induction device;
An awakening inducer for providing the wearer with an arousal inducing stimulus for increasing the wearer's arousal level;
A control unit that detects a suffocation event based on the biological information, and controls the wakefulness-inducing unit to give the wearer a stimulus-inducing stimulus based on the detection result;
A suffocation-wakefulness inducing device comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の窒息時覚醒誘発装置。 The suffocation arousal induction device according to claim 1, wherein the biological information includes information indicating oxygen saturation.
ことを特徴とする請求項2に記載の窒息時覚醒誘発装置。 The suffocation according to claim 2, wherein the control unit controls the wakefulness inducing unit so as to give the wearer the wakefulness inducing stimulus with an intensity corresponding to a value of oxygen saturation of the wearer. Awakening trigger device.
ことを特徴とする請求項1に記載の窒息時覚醒誘発装置。 The control unit detects an apnea state based on the biological information, and controls the awakening induction unit so as to give the wearer the stimulation induction stimulus with an intensity corresponding to the duration of the apnea state. The suffocation wakefulness inducing device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項3または請求項4に記載の窒息時覚醒誘発装置。 The suffocation awakening according to claim 3 or 4, wherein the control unit changes the intensity of the arousal-inducing stimulus from an intensity that cannot be recognized by a person other than the wearer to an intensity that can be recognized. Trigger device.
ことを特徴とする請求項1に記載の窒息時覚醒誘発装置。 The awakening-inducing stimulus is at least one of a stimulus by sound, a stimulus by mosquito sound, a stimulus by vibration, a stimulus by electricity, a stimulus by light, and a stimulus by odor. The suffocation arousal induction device as described.
前記無装着状態検出部によって無装着状態が検出された場合に、所定の警告を発生する無装着状態警告部と、
を更に具備することを特徴とする請求項1に記載の窒息時覚醒誘発装置。 A non-wearing state detection unit for detecting a non-wearing state in which the suffocation awakening induction device is not worn;
A non-wearing state warning unit that generates a predetermined warning when a non-wearing state is detected by the non-wearing state detection unit;
The suffocation wakefulness inducing device according to claim 1, further comprising:
前記制御部は、
前記生体情報に基づいて窒息事象及び無呼吸状態のうち少なくとも何れか1つを検出し、該検出結果に基づいて前記装着者の周囲の人が認識可能な強度で前記警報音を発生するように前記警報音発生部を制御する
ことを特徴とする請求項1に記載の窒息時覚醒誘発装置。 It further comprises an alarm sound generating unit for generating a predetermined alarm sound,
The controller is
Based on the biometric information, at least one of a suffocation event and an apnea condition is detected, and the warning sound is generated with an intensity that can be recognized by a person around the wearer based on the detection result. The suffocation awakening inducing device according to claim 1, wherein the alarm sound generating unit is controlled.
前記日時情報と、前記生体情報と、前記覚醒誘発部の動作記録とが対応付けられて成るデータを記録する記録部と、
前記記録部に記録されたデータを外部へ取り出すための手段と
を更に具備することを特徴とする請求項1に記載の窒息時覚醒誘発装置。 A timekeeping unit that generates date and time information;
A recording unit that records data in which the date and time information, the biological information, and an operation record of the awakening induction unit are associated with each other;
The suffocation wakefulness inducing device according to claim 1, further comprising: means for taking out data recorded in the recording unit to the outside.
ことを特徴とする請求項1に記載の窒息時覚醒誘発装置。 2. The asphyxia wakefulness inducing device according to claim 1, further comprising identification means associated with wearer specifying information for specifying the wearer.
前記装着者の覚醒レベルを上昇させる為の覚醒誘発刺激を前記装着者に与える覚醒誘発部と、
前記酸素飽和度に基づいて窒息事象を検出し、且つ、前記心拍間隔に基づいて無呼吸事象を検出し、それら検出の結果に基づいて前記装着者に前記覚醒誘発刺激を与えるように前記覚醒誘発部を制御する制御部と、
を具備することを特徴とする窒息時覚醒誘発装置。 A pulse oximeter that collects the oxygen saturation and heartbeat interval of the wearer of the suffocation arousal induction device;
An awakening inducer that provides the wearer with an arousal inducing stimulus for increasing the wearer's arousal level;
Detecting asphyxia based on the oxygen saturation, detecting apnea events based on the heartbeat interval, and applying the wake-inducing stimulus to the wearer based on a result of the detection A control unit for controlling the unit,
A suffocation-wakefulness inducing device comprising:
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