JP2001276019A - 密閉空気式音センサーを使用した生体情報収集装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 従来の装置では長時間にわたり正確な情報が
収集出来ないだけでなく、リード線などために人体の自
由が損なわれる。又、温度特性が悪く、低周波域で信号
が変動するなどの制約を受ける。 【解決手段】 気密生を有する柔軟なゴム、プラスチッ
ク、布等で製作された空気袋又は気密性を有する金属、
ゴム、プラスチック、木材等で製作された内部容積の変
動可能な密閉キャビネットの密閉空気式音センサー１０
を使用し、空気袋又は密閉キャビネット内に空気の残留
がある状態において密閉空気式音センサーの上に、板状
部材７０を介して生体が乗った状態における空気圧を無
指向性マイクロホン又は圧力センサーにより検出するこ
とにより、生体の呼吸、心拍数（心拍周期）、セキやイ
ビキを含む体動等の生体情報を、人体の自由を損なうこ
と無く計測出来るようにして従来装置の問題を解決した
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気袋に装着した音
センサーを使用して、心拍数、呼吸数、セキやイビキを
含む体動等の生体情報を収集する密閉空気式音センサー
を使用した生体情報収集装置に関する。本発明は、人や
動物の体に電極やリード線、その他の観察、計測器具類
を取り付けることなく、生体情報を正確に収集出来る装
置を提供することが出来る。

【０００２】

【従来の技術】従来の心拍数、呼吸数、体動などの生体
情報を収集する装置は、人や動物の体に各種の情報検出
用の電極を取り付けて、この電極で検出された信号をリ
ード線を介して計測装置に送信することにより人体の生
体情報を収集するようにしたものが多く使用されてい
る。このような従来の装置では、人や動物の体に情報検
出用の電極を取り付けるために、使用中に電極の位置が
ずれて信号が変化したり、収集リード線が電極の交差点
や寝具の折り目で、断線しやすく、商用電源を用いてい
る場合、万一生体と接触すると感電する危険性がある。
又はリード線がアンテナとなって外来電磁波ノイズを非
常に受けやすいという種々の課題を有していた。

【０００３】従来のこの種の生体信号検出装置の問題を
解決する方法として、特開平１０−１４８８９号公報に
記載された装置が提案されている。この装置は、第１の
電極と生体間に形成される第１の静電容量と、第２の電
極と前記生体間に形成される第２の静電容量との直列接
続静電容量に基づき生体の振動信号を測定する体動測定
手段と、第１または第２の電極と第３の電極により生体
の自重に伴う体圧信号を測定する体圧測定手段とを備
え、さらに体動測定手段および体圧測定手段の出力によ
って、直接生体に測定電極を貼り付けないで生体の体
重、心拍数、呼吸数、活動量、生命状態などの特徴量を
算出する算出手段を備えたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の直接生体に電極
を貼り付けリード線を介して行われる呼吸、心拍数モニ
タなどの生体情報収集装置では長時間にわたり正確な情
報が収集出来ないだけでなく、電極固定器具類やリード
線などのために人や動物の体の自由が損なわれ、寝返り
をうつことさえ制限される。又、これらの問題の解決の
ために提案された、特開平１０−１４８８９号公報に記
載の装置は、生体の振動信号の検出に静電容量型センサ
ーを、又生体の自重に伴う体圧信号の検出に感圧素子を
使用したものである。一般に静電容量型センサーは温度
特性が悪く、直流に近い低周波域で信号が変動する。ま
た感圧型センサーは、クリープ特性などを有し、応答速
度が遅い。つまり絶対圧の測定精度が悪く、動的な高周
波信号を捉えることが出来ない。感圧型センサーとして
ひずみ抵抗素子を用いる方法もあるが、設置条件や温度
などの環境によって出力信号が大きく左右される。結果
的にこれまで生体信号センサーは、使用者自らが測定開
始の都度ゼロ点調節やゲイン調節をするか、センサーの
設置環境を安定させるための保護装置を別途設けるか、
オンオフスイッチとしてのみ使うなどの制約を受けると
いう課題を有してる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、気密性を有す
る柔軟なゴム、プラスチック、布等で製作されたシート
状空気袋又は気密性を有する金属、ゴム、プラスチッ
ク、木材等で製作された内部容積の変動可能な密閉キャ
ビネットと、空気袋又は密閉キャビネットの中の空気圧
を検出し電気信号に変換する無指向性マイクロホン又は
圧力センサーとよりなる密閉空気式音センサーと、密閉
空気式音センサーのシート状空気袋内又は密閉キャビネ
ット内に空気の残留がある状態においてシート状空気袋
又は密閉キャビネットの上に乗せた板形状部材よりな
り、板形状部材の上に人や動物の生体が乗った状態にお
ける空気袋又は密閉キャビネットの中の空気圧を無指向
性マイクロホン又は圧力センサーにより検出することに
より、生体の呼吸、心拍数（心拍周期）、セキやイビキ
を含む体動等の生体情報を計測するようにした密閉空気
式音センサーを使用した生体情報収集装置実現すること
により、従来装置の問題を解決したものである。本発明
の生体情報収集装置では、板形状部材の上に人や動物の
生体が乗った状態における空気袋又は密閉キャビネット
の空気圧を圧力センサーにより生体信号を測定するよう
にしたために、寝返り等の生体の移動に対しても広範囲
での検出が可能になる。このために、従来の容量式のセ
ンサー等を使用した測定装置に比べて生体信号を長時間
にわたり正確に測定することができるので病院における
入院患者やペット動物の遠隔監視等に最適である。

【０００６】

【発明の実施の形態】

【実施例】図１は、本発明に使用される密閉空気式音セ
ンサーの構成を示す図である。図１の（ａ）は、音セン
サーを空気袋の内部に設けた例を示し、（ｂ）は音セン
サーを空気袋の外部に設けた例を示す。図１の（ａ）に
おいて、１は気密性を有する柔軟なゴム、プラスチッ
ク、布等で製作された空気袋である。２は無指向性マイ
クロホン又は圧力センサーで、３はその信号を送出する
リード線である。空気袋１の内部には、空気が密封さ
れ、無指向性マイクロホン又は圧力センサー２は空気袋
１の内部に装着されそのリード線３が空気袋１の外部に
導出されている。空気袋１の内部には、空気が密封され
ており、その空気圧は無指向性マイクロホン又は圧力セ
ンサー２により検出されリード線３を通して外部の受信
装置に伝達される。

【０００７】図１の（ｂ）において、１は気密性を有し
柔軟なゴム、プラスチック、布等で製作された空気袋で
ある。４はそれぞれ空気袋１に接続された空気パイプで
ある。２は無指向性マイクロホン又は圧力センサーで、
３はその信号を送出するリード線である。空気パイプ４
の端部にはそれぞれ無指向性マイクロホン又は圧力セン
サー２が装着されている。空気袋１の内部には、空気が
密封されており、その空気圧は空気パイプ４を通して無
指向性マイクロホン又は圧力センサー２に伝達される。
無指向性マイクロホン又は圧力センサー２は空気袋１の
内部の圧力を電気信号に変換してリード線３を通して受
信装置に伝送する。

【０００８】図２は、本発明の密閉空気式音センサーを
使用した生体情報収集装置の一実施例を示す図である。
図２において、６０は生体情報を収集される人が使用す
るベットである。１０は、図１に示した構成を有する無
指向性マイクロホン又は圧力センサーを使用した密閉空
気式音センサー、３は密閉空気式音センサーにより検出
された信号を伝達するリード線である。７０は生体情報
を収集される人が乗る板形状部材である。ベット６０の
上には密閉空気式音センサー１０が置かれ、その上に板
形状部材７０が、乗せられる。密閉空気式音センサー１
０は板形状部材７０のほぼ中心部に位置するようにその
位置関係がセットされる。

【０００９】病院等で入院患者の遠隔監視のために、患
者の脈拍数、呼吸数等の生体情報の収集を行う場合に
は、長時間の測定を行うことが必要なために、生体情報
を収集される人は、ベット６０の上の板形状部材７０の
上に寝た状態で測定が行われる。この結果、密閉空気式
音センサー１０には、生体情報を収集される人が板形状
部材７０を介して密閉空気式音センサー１０の上に乗っ
た状態となる。このため、生体情報を収集される人が板
形状部材７０の上に乗っている限り、どのような状態に
あっても、生体情報を収集される人の呼吸、心臓の拍動
といった不随意の機械的な動きや、寝返りなどの無意識
な体動の不随意の機械的な動きは、板形状部材７０を介
して密閉空気式音センサー１０の内部に密封された空気
に伝達され無指向性マイクロホン又は圧力センサーに伝
えられ、電気信号に変換される。密閉空気式音センサー
１０により検出された電気信号は、リード線３を通して
情報処理装置に加えられ、生体情報の処理や監視が行わ
れる。

【００１０】図３は、本発明の密閉空気式音センサーを
使用した生体情報収集装置の他の実施例を示す図であ
る。図３において、６０は生体情報を収集される人が使
用するベットである。１０，２０は、それぞれ図１又は
２に示した構成を有する密閉空気式音センサー、３は密
閉空気式音センサーにより検出された信号を伝達するリ
ード線である。７０は生体情報を収集される人が乗る板
形状部材である。ベット６０の上には密閉空気式音セン
サー１０と２０が置かれ、その上に板形状部材７０が、
乗せられる。密閉空気式音センサー１０，２０は板形状
部材７０の両端部に置かれ、密閉空気式音センサー１
０，２０により板形状部材７０を支えるような位置関係
にセットされる。図３の実施例の場合、生体情報を収集
用の密閉空気式音センサー１０には、板形状部材７０を
介して生体情報を収集される人が密閉空気式音センサー
１０，２０の上に乗った状態となるために、板形状部材
７０の上で寝た状態で生体情報を収集される人が、寝返
り等により体の一部を変えた場合にもより安定して生体
情報を収集することが出来る。

【００１１】図４は、本発明の密閉空気式音センサーを
使用した生体情報収集装置の更に他の実施例を示す図で
ある。図４において、６０は生体情報を収集される人が
使用するベットである。１０，２０，３０，４０は、そ
れぞれ図１に示した構成を有する密閉空気式音センサー
である。３は密閉空気式音センサーにより検出された信
号を伝達するリード線、４は空気パイプである。７０は
生体情報を収集される人が乗る板形状部材である。ベッ
ト６０の四隅には密閉空気式音センサー１０，２０，３
０，４０が置かれ、その上に板形状部材７０が、乗せら
れる。密閉空気式音センサー１０，２０，３０，４０は
板形状部材７０の四隅に置かれ、密閉空気式音センサー
１０，２０，３０，４０により板形状部材７０を支える
ような位置関係にセットされる。この場合、図１の
（ａ）に示した、音センサーを空気袋の内部に設けた密
閉空気式音センサーを使用する時は、密閉空気式音セン
サー１０と３０との空気室及び密閉空気式音センサー２
０と４０との空気室をそれぞれ空気パイプ４により連結
すると、密閉空気式音センサー１０と３０に設けた空気
圧を検出する無指向性マイクロホン又は圧力センサーを
共通に使用することも可能である。また、密閉空気式音
センサー１０，２０，３０，４０はベッド６０の四隅の
脚部に介在させることもできる。

【００１２】又、図１の（ｂ）に示した音センサーを空
気袋の外部に設けた密閉空気式音センサーを使用する場
合には、密閉空気式音センサー１０と３０と空気室の空
気圧を検出する無指向性マイクロホン又は圧力センサー
を共通に使用することも可能である。図４の実施例の場
合、生体情報を収集用の密閉空気式音センサー１０に
は、板形状部材７０を介して生体情報を収集される人が
密閉空気式音センサー１０，２０，３０，４０の上に乗
った状態となるために、板形状部材７０の上に寝た状態
で生体情報を収集される人が、寝返り等により体の一部
を変えた場合にも常に安定した生体情報を収集すること
が出来る。尚、図２乃至図４の説明では、ベット６０の
上に密閉空気式音センサーが置かれ、その上に板形状部
材７０を、乗せる例について説明したが、密閉空気式音
センサーと、その上に乗せた板形状部材７０は、必ずし
もベット６０の上に置く必要はなく、たたみや床の上に
直接置くようにしても良い。

【００１３】図５は、本発明の密閉空気式音センサーを
使用した生体情報収集装置の更に他の実施例を示す図で
ある。図５において、７０は生体情報を収集される人が
乗る板形状部材である。５１，５２，５３，５４は、そ
れぞれ板形状部材７０の支柱である。支柱５１，５２，
５３，５４は、空気の密閉されたクッション状の袋やキ
ャビネットで構成された密閉空気式音センサーである。
支柱５１，５２，５３，５４の各空気室には独自の空気
室の空気圧を検出する無指向性マイクロホン又は圧力セ
ンサーを設けることが出来る。この場合には、各支柱の
センサーの信号の中から最適な信号を選択して使用する
ことが可能になる。又、支柱５１，５２，５３，５４の
各空気室をそれぞれ空気パイプにより連結して一つの無
指向性マイクロホン又は圧力センサーを共通に使用する
ことも可能である。図５の実施例の場合には、生体情報
を収集用の密閉空気式音センサーは、板形状部材７０
を、空気の密閉されたクッション状の袋やキャビネット
で構成された支柱によりその四隅で支える状態となるた
めに、板形状部材７０の上に寝た状態で生体情報を収集
される人が、寝返り等により体の一部を変えた場合にも
より安定して生体情報を収集することが出来る。

【００１４】本発明の密閉空気式音センサーを使用した
生体情報収集装置はヘッド上に横になった人の行動を一
切制限しない状態で、これら呼吸、心臓の拍動、セキや
イビキを含む体動を総括的に重畳信号として捕え、振幅
による体動時間の選別と分析、周波数による呼吸、心臓
の拍動の選別と分析を行うことが出来るので、病院等で
の入院患者の遠隔監視に最適である。本発明の生体情報
収集装置では、板形状部材の上に人や動物の生体が乗っ
た状態における空気袋の空気圧を圧力センサーにより生
体信号を測定するようにしたために、外来電磁波、振動
ノイズ等を受けにくくなり、寝返り等の生体の移動に対
しても広範囲での検出が可能になる。本発明の生体情報
収集装置の密閉空気式音センサーにより検出される生体
情報には、人体には呼吸、心臓の拍動といった不随意の
機械的な動きがある。また、寝返りなどの無意識な体動
も不随意の機械的な動きもあり、睡眠時ではこの無意識
での体動も覚醒レベルとして重要な情報である。病院等
での入院患者の遠隔監視においては、患者の脈拍数、呼
吸数等の生体情報の状態から患者が睡眠に入ったことを
自動検知して、病室の電灯を消灯したり、テレビを消し
たり、ラジオの音量を調節するような操作も可能にな
る。

【００１５】図６は、本発明の密閉空気式音センサーを
使用した生体情報収集装置をラット等の動物の飼育箱の
床に設置した実施例を示す図である。図６において、８
０は生体情報を収集されるラット等の動物が飼育される
飼育箱ある。１０．２０．３０は、図１又は２に示した
構成を有する密閉空気式音センサーである。７０は生体
情報を収集されるラット等の動物が乗る板形状部材ある
いは飼育箱の床そのものである。飼育箱８０の床部には
密閉空気式音センサー１０，２０，３０が置かれ、その
上に板形状部材あるいは飼育箱の床そのもの７０が、乗
せられる。密閉空気式音センサー１０，２０，３０は板
形状部材あるいは飼育箱の床そのもの７０の三か所に置
かれ、密閉空気式音センサー１０，２０，３０により板
形状部材あるいは飼育箱の床そのもの７０を三点で支え
るような位置関係にセットされている。或いは飼育箱の
床そのもの７０の下部の三点に脚部を設け、その脚部を
支えるようにセットされる。このために、密閉空気式音
センサー１０，２０，３０でそれぞれ個別に又は複数の
組み合わせで、板形状部材あるいは飼育箱の床そのもの
７０の上のラット等の動物の呼吸、心臓の拍動等を含む
体動を総括的に重畳信号として捕えることが出来る。

【００１６】生体情報を収集されるラット等の動物の遠
隔監視のために、ラット等の動物の脈拍数、呼吸数等の
生体情報の収集を行う場合には、長時間の測定を行うこ
とが必要なために、生体情報を収集されるラット等の動
物は、飼育箱８０の中にセットされた板形状部材あるい
は飼育箱の床そのもの７０の上で飼育された状態で測定
が行われる。この場合、板形状部材あるいは飼育箱の床
そのもの７０を介して生体情報を収集されるラット等の
動物が密閉空気式音センサー１０，２０，３０の上に乗
った状態となるために、板形状部材あるいは飼育箱の床
そのもの７０の上で飼育された状態のラット等の動物
が、飼育箱８０の中を動き回りその位置を変えた場合に
もより生体情報を確実に収集することが出来る。従来、
動物の呼吸、心拍等を観察するには、電極、センサーや
リード線を噛まれたりしないように、動物の体を完全に
固定するか、麻酔をかけた状態で行うしか方法がなく、
自然な状態における検出方法が存在しなかった。本発明
では、動物を自然な状態において連続的に観察すること
が可能になるので、ラット等を用いた病態解明や薬の効
果の確認に大変有効である。又、犬、猫等のペットの比
較的小型の動物小屋にも容易に設置出来るので、ペット
の健康状態を把握することも簡単に出来る。

【００１７】図７は、密閉空気式音センサー１０の無指
向性マイクロホンの出力信号の一例を示したものであ
る。図７の横軸は時間（Ｓｅｃ）で、縦軸は出力信号の
レベル（Ｖ）を示している。図７の中で、出力信号のレ
ベルが大きく変動している部分は、生体情報を収集され
る人の寝返りなどの無意識な体動の不随意の機械的な動
きＢＭＴを示している。又、出力信号のレベルが安定し
て小さく変動している部分は、生体情報を収集される人
の呼吸、心臓の拍動といった不随意の機械的な動きを示
している。

【００１８】図８は、図７に示した密閉空気式音センサ
ー１０の無指向性マイクロホンの出力信号の中の、レベ
ルが安定して小さく変動している部分（図７の丸で囲ん
だ部分）の信号を拡大した信号Ｓ１と、同じ部分の信号
を微分した信号Ｓ２とを示したものである。密閉空気式
音センサー１０の無指向性マイクロホンの出力信号を微
分した信号Ｓ２の波形の高レベルの周期的信号は心拍周
期を示しており、又、高レベルの周期的信号と中レベル
の周期的信号との間は左心室駆出時間を示している。こ
のように、密閉空気式音センサー１０の無指向性マイク
ロホンの出力信号から各種の生体情報を長時間にわたり
連続的に得ることが出来る。

【００１９】図９は、密閉空気式音センサー１０の出力
信号を処理して各種の生体情報を得るための信号処理回
路の一例を示すブロック線図である。図９において、Ｐ
Ｔは密閉空気式音センサー１０の無指向性マイクロホン
で、図７，８に示すような信号を出力する。ＬＶはレベ
ル検出回路で、無指向性マイクロホンＰＴ出力が所定レ
ベルを越えたときにパルスＡを出力する。ＬＰはローパ
スフィルターで、無指向性マイクロホンＰＴの出力信号
の高い周波数成分を除去する。ＤＦは微分増幅器で無指
向性マイクロホンＰＴの出力信号を微分した、図８のＳ
２に示すような信号を出力する。ＤＴ１，ＤＴ２，ＤＴ
３は、最大値検出器で、これに加えられる信号の最大値
を検出する毎に正極性のパルスを出力する。

【００２０】ＣＵ１，ＣＵ２，ＣＵ３は、カウンタでこ
れに加えられるパルスを計数し、設定された値になると
出力信号を発生する。ＴＭ１，ＴＭ２，ＴＭ３，ＴＭ４
はそれぞれタイマーで、そのスタート端子に信号が加え
られてから、ストップ端子に信号が加えられるまでの時
間を計測しその結果を出力端子に出力する。ＤＶは減衰
器で、これに加えられる信号ｔを１／ｎに減衰して出力
する。ＳＷ１はスイッチ、Ｍ１はメモリーである。無指
向性マイクロホンＰＴの出力信号は、レベル検出回路Ｌ
Ｖ，ローパスフィルターＬＰ，微分増幅器ＤＦに加えら
れる。レベル検出回路ＬＶから出力されるパルスはタイ
マーＴＭ１にスタート信号として供給され、又、カウン
タＣＵ１に加えられる。

【００２１】カウンタＣＵ１は、レベル検出回路ＬＶか
ら出力されるパルスＡを受ける毎に異なった極性のパル
スを出力するもので、レベル検出回路ＬＶから最初のパ
ルスを受けたときに、負極性のパルスを次のパルスを受
けたときに、正極性のパルスを出力するように動作する
プリセットカウンタである。タイマーＴＭ１は、レベル
検出回路ＬＶより正極性パルスを受けてから、カウンタ
ＣＮ１より正極性パルスを受けるまでの時間を測定し、
その測定値を体動時間ＢＭＴとして出力する。ローパス
フィルターＬＰの出力は最大値検出器ＤＴ１に加えら
れ、ＤＴ１から出力されるパルスは、タイマーＴＭ２に
スタート信号として供給され、又、カウンタＣＵ２に加
えられる。タイマーＴＭ２は、最大値検出器ＤＴより正
極性パルスＡを受けてから、カウンタＣＵ２より正極性
パルスＦを受けるまでの時間を測定し、その測定値を呼
吸周期ＲＰとして出力する。

【００２２】微分増幅器ＤＦの出力信号は、最大値検出
器ＤＴ２に接続されている。最大値検出器ＤＴ２から出
力されるパルスは、タイマーＴＭ３にスタート信号とし
て供給され、又、カウンタＣＵ３に加えられる。タイマ
ーＴＭ３は、最大値検出器ＤＴ２より正極性パルスを受
けてから、カウンタＣＵ３より正極性パルスを受けるま
での時間を測定し、その測定値を心拍周期ＲＲとして出
力する。タイマーＴＭ４は、最大値検出器ＤＴ２から出
力されたパルスでスタートし、タイマーＴＭ３で計測さ
れ、メモリーされた１心拍前の心拍周期ＲＲの１／ｎの
時間だけ、スイッチＳＷ１をＯＮとし、大動脈弁閉塞音
のみを最大値検出器ＤＴ３で検出し、タイマーＴＭ４の
ストップ信号として加え、その測定値を左心室駆出時間
ＥＴとして出力する。

【００２３】次に、上述のように構成された図９の回路
の動作を説明すると次の通りである。無指向性マイクロ
ホンＰＴからは、図７又は、図８のＳ１に示すような、
生体情報の電気信号が出力される。この信号は、生体情
報を収集される人７０の呼吸、心臓の拍動といった不随
意の機械的な動きを示している。レベル検出回路ＬＶ
は、無指向性マイクロホンＰＴの出力の電気信号が所定
レベルを越えたときに、即ち生体情報を収集される人に
体動が起きると、パルスＡを出力し、これをタイマーＴ
Ｍ１に供給する。これに応じてタイマーＴＭ１は体動時
間ＢＭＴの測定を間始する。タイマーＴＭ１は、レベル
検出回路ＬＶよりパルスＡを受けてから、カウンタＣＮ
１よりパルスＢを受けるまでの時間、すなわち図５に示
す生体情報を収集される人７０の体動時間ＢＭＴを測定
しその測定値を出力する。

【００２４】無指向性マイクロホンＰＴの出力の電気信
号の中の体動等に伴う高い周波数成分はローパスフィル
ターＬＰにより除去され、その最大値、生体情報を収集
される人呼吸に伴う体動が最大値検出器ＤＴ１により検
出されパルスＡが出力される。タイマーＴＭ２は最大値
検出器ＤＴ１よりパルスＡを受けてから、カウンタＣＵ
２よりパルスＢを受けるまでの時間、すなわち図４に示
す呼吸周期ＲＰを測定し、その測定値を出力する。無指
向性マイクロホンＰＴの出力の電気信号は微分増幅器Ｄ
Ｆにより微分され、図８のＳ２に示すような信号に変換
され、最大値検出器ＤＴ２によりその最大値が検出され
る。

【００２５】タイマーＴＭ３は、最大値検出器ＤＴ２よ
りパルスＡを受けてから、カウンタＣＵ３よりパルスＢ
を受けるまでの時間、すなわち図５に示す心拍周期ＲＲ
を測定し、その測定値を出力する。又、タイマーＴＭ４
は、最大値検出器ＤＴ２よりパルスＡを受けてから、１
心拍前の心拍周期ＲＲの１／ｎの時間だけスイッチＳＷ
１をＯＮとし、最大値検出器ＤＴ３よりパルスＢを受け
るまでの時間、すなわち図６に示す左心室駆出時間ＥＴ
を測定し、その測定値を出力する。このようにして密閉
空気式音センサー１０の出力信号を信号処理回路により
処理することにより各種の生体情報を得ることが出来
る。

【００２６】この測定期間の間、測定者は何らの拘束を
受ける事無くベットに寝ているだけで良いのでその負担
は、従来の装置に比較して大幅に軽減される。このた
め、本発明の密閉空気式音センサーを使用した生体情報
収集装置は、体力の衰えた高齢者や重い病人や、動きの
激しいペット動物等にも長時間使用することが可能にな
る。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の密閉空気式音センサーを使用した生体情報収集装置
は、気密性を有する柔軟なゴム、プラスチック、布等で
製作されたシート状空気袋又は気密性を有する金属、ゴ
ム、プラスチック、木材等で製作された内部容積の変動
可能な密閉キャビネットと、空気袋又は密閉キャビネッ
トの中の空気圧を検出し電気信号に変換する無指向性マ
イクロホン又は圧力センサーとよりなる密閉空気式音セ
ンサーと、密閉空気式音センサーのシート状空気袋内又
は密閉キャビネット内に空気の残留がある状態において
シート状空気袋又は密閉キャビネットの上に乗せた板形
状部材よりなり、板形状部材の上に人や動物の生体が乗
った状態における空気袋又は密閉キャビネットの中の空
気圧を無指向性マイクロホン又は圧力センサーにより検
出することにより、生体の呼吸、心拍数（心拍周期）、
セキやイビキを含む体動等の生体情報を計測するように
したものである。

【００２８】このために、本発明の生体情報収集装置で
は、板形状部材の上に人や動物の生体が乗った状態にお
ける空気袋又は密閉キャビネットの空気圧を圧力センサ
ーにより生体信号を測定するようにしているために、寝
返り等の生体の移動に対しても広範囲での検出が可能に
なり、生体の呼吸、心拍数（心拍周期）、セキやイビキ
を含む体動等の生体情報を人体の自由を損なうこと無く
計測するようにした生体情報収集装置を実現出来る。本
発明の装置では、近距離、遠距離通信手段を併用するこ
とで病院内入院患者モニタ、在宅治療中の患者モニタ用
のみならず、健康人の睡眠時モニタとしても有用であ
り、無呼吸症候群や睡眠時不整脈などの検出にも応用で
きる。また、風邪や女性性周期ホルモン変化などの発熱
に起因する心拍数、呼吸の変動観察も可能である。さら
には、睡眠の時期、睡眠の深さ（ＲＥＭ睡眠、ＮＯＮＲ
ＥＭ睡眠）の判定も可能で、快適な目覚ましのタイミン
グも提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に使用される密閉空気式音センサーの
構成を示す図である。

【図２】 本発明の密閉空気式音センサーを使用した生
体情報収集装置の一実施例を示す図である。

【図３】 本発明の密閉空気式音センサーを使用した生
体情報収集装置の他の実施例を示す図である。

【図４】 本発明の密閉空気式音センサーを使用した生
体情報収集装置の更に他の実施例を示す図である。

【図５】 本発明の密閉空気式音センサーを使用した生
体情報収集装置の更に他の実施例を示す図である。

【図６】 本発明の密閉空気式音センサーを使用した生
体情報収集装置をラット等の動物の飼育箱の床に設置し
た実施例を示す図である。

【図７】 密閉空気式音センサー１０の無指向性マイク
ロホンの出力信号の一例を示したものである。

【図８】 図７に示した密閉空気式音センサー１０の無
指向性マイクロホンの出力信号の中の、レベルが安定し
て小さく変動している部分（図５の丸で囲んだ部分）の
信号を拡大した信号Ｓ１と、同じ部分の信号を微分した
信号Ｓ２とを示したものである。

【図９】 密閉空気式音センサー１０出力信号を処理し
て各種の生体情報を得るための信号処理回路の一例を示
すブロック線図である。

【符号の説明】

１・・・ゴム、プラスチック、布等で製作された空気
袋， ２・・・無指向性マイクロホン又は圧力セン
サー， ３・・・信号を送出するリード線，４・・
・空気パイプ， １０，２０，３０，４０・・・図
１に示した構成を有する密閉空気式音センサー ６
０・・・生体情報を収集される人が使用するベット，
７０・・・板形状部材， ５１，５２，５３，
５４・・・板形状部材７０の支柱， ８０・・・ラ
ット等の動物が飼育される飼育箱，ＰＴ・・・密閉空気
式音センサーの無指向性マイクロホン， ＬＶ・・
・レベル検出回路， ＬＰ・・・ローパスフィルタ
ー， ＤＦ・・・微分増幅器， ＤＴ１，ＤＴ
２，Ｄ３・・・、最大値検出器， ＣＵ１，ＣＵ２，
Ｃ３・・・、カウンタ， ＴＭ１，ＴＭ２，ＴＭ
３，ＴＭ４・・・タイマー， ＳＷ１・・スイッ
チ， Ｍ１・・・メモリー， ＤＶ・・・減衰
器

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】気密性を有する柔軟なゴム、プラスチッ
   ク、布等で製作されたシート状空気袋又は気密性を有す
   る金属、ゴム、プラスチック、木材等で製作された内部
   容積の変動可能な密閉キャビネットと、空気袋又は密閉
   キャビネットの中の空気圧を検出し電気信号に変換する
   無指向性マイクロホン又は圧力センサーとよりなる密閉
   空気式音センサー、該密閉空気式音センサーのシート状
   空気袋内又は密閉キャビネット内に空気の残留がある状
   態においてシート状空気袋又は密閉キャビネットの上に
   乗せた板形状部材、該板形状部材の上に人や動物の生体
   が乗った状態における空気袋の中の空気圧を無指向性マ
   イクロホン又は圧力センサーにより検出することによ
   り、生体の呼吸、心拍数（心拍周期）、セキやイビキを
   含む体動等の生体情報を計測するようにした密閉空気式
   音センサーを使用した生体情報収集装置。
2. 【請求項２】気密性を有する柔軟なゴム、プラスチッ
   ク、布等で製作されたシート状空気袋又は気密性を有す
   る金属、ゴム、プラスチック、木材等で製作された内部
   容積の変動可能な密閉キャビネットと、空気袋又は密閉
   キャビネットの中の空気圧を検出し電気信号に変換する
   無指向性マイクロホン又は圧力センサーとよりなる密閉
   空気式音センサー、該密閉空気式音センサーを復数個配
   置し各密閉空気式音センサーのシート状空気袋内又は密
   閉キャビネット内に空気の残留がある状態において各密
   閉空気式音センサーのシート状空気袋又は密閉キャビネ
   ットの上に乗せた板形状部材、該板形状部材の上に人や
   動物の生体が乗った状態における空気袋の中の空気圧を
   無指向性マイクロホン又は圧力センサーにより検出する
   ことにより、生体の呼吸、心拍数（心拍周期）、セキや
   イビキを含む体動等の生体情報を計測するようにした密
   閉空気式音センサーを使用した生体情報収集装置。
3. 【請求項３】気密性を有する柔軟なゴム、プラスチッ
   ク、布等で製作されたシート状空気袋又は気密性を有す
   る金属、ゴム、プラスチック、木材等で製作された内部
   容積の変動可能な密閉キャビネットと、空気袋又は密閉
   キャビネットの中の空気圧を検出し電気信号に変換する
   無指向性マイクロホン又は圧力センサーとよりなる密閉
   空気式音センサー、該密閉空気式音センサーを動物の飼
   育箱の床に配置しシート状空気袋内又は密閉キャビネッ
   ト内に空気の残留がある状態においてシート状空気袋又
   は密閉キャビネットの上に乗せた板形状部材又は飼育箱
   の底部そのもの、該板形状部材の上に動物が乗った状態
   あるいは飼育箱内に動物が入った状態における空気袋又
   は密閉キャビネットの中の空気圧を無指向性マイクロホ
   ン又は圧力センサーにより検出することにより、動物の
   呼吸、心拍数（心拍周期）、セキやイビキを含む体動等
   の生体情報を計測するようにした密閉空気式音センサー
   を使用した動物の生体情報収集装置。
4. 【請求項４】請求項１乃至請求項３記載の空気袋又は密
   閉キャビネットの中の空気圧を検出し電気信号に変換す
   る無指向性マイクロホン又は圧力センサーが、空気袋の
   内部に装着された密閉空気式音センサーを使用した生体
   情報収集装置。
5. 【請求項５】請求項１乃至請求項３記載の空気袋又は密
   閉キャビネットの中の空気圧を検出し電気信号に変換す
   る無指向性マイクロホン又は圧力センサーは空気袋に接
   続されたホースの端部に装着された密閉空気式音センサ
   ーを使用した生体情報収集装置。