JP2001286448A - 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】 【課題】 従来の生体情報収集装置では直接生体に電極
を貼り付けリード線を介し測定が行われるため長時間に
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、これらの問題
の解決のために提案された装置は、生体の信号の検出に
静電容量型センサを使用しているために、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とい
う課題を有してる。 【解決手段】 本発明は、気密性を有する柔軟な金属、
ゴム、プラスチック、布、紙等で製作された空気袋又は
密閉キャビネットの密閉空気式音センサーを、人体や動
物の体に巻き付ける装着用ベルト等に取り付け、密閉空
気式音センサーの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により検出
することにより、人や動物の呼吸、心拍数（心拍周期）
等の生体情報を生体の自由を損なうこと無く計測出来る
ようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気袋又は密閉キャ
ビネットに装着した音センサーを使用して、心拍数、呼
吸数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
の生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。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１０−１４
８８９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。

【０００３】

【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。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、気密性を有す
る柔軟な金属、ゴム、プラスチック、布、紙等で製作さ
れた空気袋又は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
気式音センサーを、人体や動物の体に巻き付ける装着用
ベルト等に取り付け、密閉空気式音センサーの空気袋又
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、人や動
物の呼吸、心拍数（心拍周期）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
情報収集装置を現することにより、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、観
測の場所や時間の制約を受けることなく、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、運動
時の状態まで観測することが出来る。又、動物では、昼
夜の健康状態を把握することが出来る。

【０００５】

【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金属、ゴム、プラス
チック、布、紙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。

【０００６】図１の（ｂ）において、１は気密性を有し
柔軟な金属、ゴム、プラスチック、布、紙等で製作され
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。

【０００７】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、１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
音センサーで、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。２０は密閉空気式
音センサーが取り付けられた人体や動物の体に巻き付け
る装着用ベルトである。装着用ベルト２０のほぼ中央の
位置に密閉空気式音センサー１が取り付けられ、その両
端部にはベルト２０の装着具２１，２２が取り付けられ
ている。本発明の密閉空気式音センサーを使用した生体
情報収集装では、装着用ベルト２０により密閉空気式音
センサー１を人や動物の検出部所の胸部、腹部または全
周囲に巻き付けて密閉空気式音センサー１が検出部所に
密着するように装着具２１，２２により固定し、密閉空
気式音センサー１の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、生体の呼吸、心拍数
（心拍周期）、等の生体情報を計測するようにしたもの
である。尚、密閉空気式音センサー１を装着する方法
は、人の場合、必ずしもベルトである必要はなく、胸
部、腹部の全周囲で体全体にフィットする衣服や下着に
も装着出来る。又、動物の場合、必ずしも全周囲のベル
トである必要はなく、胴体にはめ込めるＵ字形のばねを
有する装着具でも良い。

【０００８】本発明の密閉空気式音センサーを使用した
生体情報収集装では、生体情報を収集される人や動物が
どのような体位置をとっても常に正確に情報を検出する
ことができ、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
な動きが、密閉空気式音センサー１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１により検出された電気信号は、リード線３を通し
て情報処理装置に送られて生体情報の処理や監視が行わ
れる。本発明の密閉空気式音センサーを使用した生体情
報収集装置では、装着用ベルト２０に無線送信機４０を
取り付けておき、密閉空気式音センサー１により検出さ
れた電気信号を無線により、情報処理装置に伝送するよ
うにすることにより、生体情報を収集される人や動物の
行動の自由を制約することなく測定を行うことができ
る。又、密閉空気式音センサー１により検出された電気
信号を無線により、情報処理装置に伝送するかわりに、
密閉空気式音センサー１により検出された電気信号を生
体情報を収集される人や動物の体に取り付けたレコーダ
に記録するようにしても、検出者の行動の自由を制約す
ることなく測定を行うことができる。

【０００９】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を馬に装着した使用例を示す
図である。図３において、３０は生体情報を収集される
馬である。２０は図２に示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が取り付けられた装着ベルト
である。１は図１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。４０は無線送信機であ
る。生体情報を収集される馬３０の腹部には装着ベルト
２０により密閉空気式音センサー１が馬３０の腹部の検
出部所に密着するように装着されている。装着ベルト２
０の馬３０の背中の位置には無線送信機４０が取り付け
られている。装着ベルト２０に取り付けられた密閉空気
式音センサー１の電気信号を伝達するリード線３は、無
線送信機４０に接続されている。このように本発明の密
閉空気式音センサーを使用した生体情報収集装置を馬に
装着することにより、密閉空気式音センサー１により検
出された生体情報の電気信号は無線送信機４０により、
情報処理装置に伝送され、生体情報を収集される馬３０
の行動の自由を制約することなく測定を行うことができ
る。又、無線送信機４０を使用する代わりに、レコーダ
を馬３０に搭載して、密閉空気式音センサー１により検
出された電気信号を馬に搭載したレコーダに記録するよ
うにしても、馬の行動の自由を制約することなく生体情
報の測定を行うことができる。

【００１０】図３に示す実施例では、生体情報を収集さ
れる馬の検出部には密閉空気式音センサー１が常に密着
した状態となるために、馬が運動等により体の位置を変
えた場合にもより常に安定した生体情報を長期間にわた
って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も大変有
効である。又、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、犬、猫等のペットの比較的小型
の動物にも容易に使用出来るので、ペットの健康状態を
把握することも簡単に出来る。

【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を車のシートベルトに装着し
た実施例を示す図である。図４において、５０は生体情
報を収集される人、５１，５２は生体情報を収集される
人が使用する車のシートベルトである。１は、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
ード線である。６０は生体情報を収集される人が座る車
の座席である。生体情報を収集される人５０が車の座席
６０に座った場合に、人５０の腹部と胸部等の検出部所
に位置するように、密閉空気式音センサー１がシートベ
ルト５１，５２に取り付けられている。このため、生体
情報を収集される人５０が車の座席６０に座り、シート
ベルト５１，５２を締めると密閉空気式音センサー１
は、人５０の検出部所に密着するように固定される。図
４の実施例では、生体情報を収集するための密閉空気式
音センサー１は、車のシートベルトを介して生体情報を
収集される人５０の検出部位置に常に密着された状態と
なるために、生体情報を収集される人が、車の運転中に
体の位置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。この場合の密閉空気式音センサー１
により検出された生体情報の処理は次のように行うこと
が出来る。車に無線送信機又はレコーダを搭載してお
き、密閉空気式音センサー１の電気信号を伝達するリー
ド線３を、無線送信機又はレコーダに接続することによ
り、密閉空気式音センサー１により検出された生体情報
の電気信号を無線送信機により、情報処理装置に伝送す
ることが出来る。又、無線送信機を使用する代わりに、
密閉空気式音センサー１により検出された電気信号レコ
ーダに記録するようにしても測定を行うことができる。

【００１２】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を車の座席に装着した実施例
を示す図である。図５において、５０は生体情報を収集
される人、５１は生体情報を収集される人が使用する車
のシートベルトである。６０は生体情報を収集される人
が座る車の座席である。１は、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である。
生体情報を収集される人５０が車の座席６０に座った時
に人５０の背中等の検出部所に位置するように密閉空気
式音センサー１が車の座席６０に取り付けられている。
このため、生体情報を収集される人５０が車の座席６０
に座り、シートベルト５１を締めると密閉空気式音セン
サー１は人５０の検出部所に密着するように固定され
る。尚、図４の実施例と同様にシートベルト５１にも密
閉空気式音センサー１を取り付けておくことにより、シ
ートベルト５１にも密閉空気式音センサー１からも生体
情報を収集することが出来る。図５の実施例では、生体
情報を収集用の密閉空気式音センサー１は、車の座席を
介して生体情報を収集される人の検出部位置に常に密着
された状態となるために、生体情報を収集される人が、
車の運転中に体の位置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。更に、密閉空気式音セ
ンサー１が体の前後に位置することによって、加速、停
止等によって生ずる圧力変化を差信号として捉え、キャ
ンセルすることも出来る。図５の実施例でも図４と同様
に、車に無線送信機又はレコーダを搭載しておき、密閉
空気式音センサー１の電気信号を伝達するリード線３
を、無線送信機又はレコーダに接続することにより、密
閉空気式音センサー１により検出された生体情報の電気
信号を無線送信機により、情報処理装置に伝送すること
により、生体情報を収集される人が、車の運転中に体の
位置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。

【００１３】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人や動物の行動を一切制限しない状
態で、呼吸、心臓の拍動等の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、人や動物等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、装着用ベルトに取り付けた空気袋
の空気圧により生体情報を測定するようにしているため
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、生体には呼吸、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。

【００１４】図６は、密閉空気式音センサー出力信号の
一例を示したものである。図６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６
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。

【００１５】図７は、図６に示した密閉空気式音センサ
ーの出力信号の中の、レベルが安定して小さく変動して
いる部分（図６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。

【００１６】図８は、密閉空気式音センサーの出力信号
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８において、ＰＴは
密閉空気式音センサーの無指向性マイクロホンで、図６
又は図７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の出力が所定レベ
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６のＳ２
に示すような信号を出力する。ＤＴ１，ＤＴ２，ＤＴ３
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。ＣＵ１，ＣＵ
２，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。ＴＭ
１，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ＬＶ，ローパスフィルターＬ
Ｐ，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。

【００１７】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
ＣＵ１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ＤＴ１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Ｂ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。

【００１８】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。次に、上述のように構成された図
８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６又は、図７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や動物の呼吸、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
される人や動物に体動が起きると、パルスＡを出力し、
これをタイマーＴＭ１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ＣＵ１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の体動時間
ＢＭＴを測定しその測定値を出力する。

【００１９】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
される人の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Ｃ
Ｕ２よりパルスＢを受けるまでの時間、すなわち図６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
ＤＦにより微分され、図７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。

【００２０】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１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。

【００２１】この測定期間の間、測定者は何らの拘束を
受けることがないのでその負担は、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物等にも長時間使用することが可
能になる。本発明の密閉空気式音センサーを使用した生
体情報収集装置に、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
の深さ（ＲＥＭ睡眠、ＮＯＮＲＥＭ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。

【００２２】

【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と、空気袋の中の空気圧を検
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を、人体や動
物の体に巻き付ける装着用ベルトに取り付け、密閉空気
式音センサーの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、人や
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ものである。こ
のために本発明の生体情報収集装置では、観測の場所や
時間の制約を受けることなく、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、人や動物の運動
時の状態まで観測することが出来る。又、動物では、昼
夜の健康状態を把握することが出来る。

【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
体情報収集装置を馬に装着した使用例を示す図である。

【図４】 本発明の密閉空気式音センサーを使用した生
体情報収集装置を車のシートベルトに装着した実施例を
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
体情報収集装置を車の座席に装着した実施例を示す図で
ある。

【図６】 密閉空気式音センサー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】 図６に示した密閉空気式音センサーの無指向
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８】 密閉空気式音センサー１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・・・金属、ゴム、プラスチック、布、紙等で製作さ
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， ２０・・・密閉空気式
音センサーが取り付けられた人体や動物の体に巻き付け
る装着用ベルト， ２１，２２・・・ベルト２０の
装着具， ３０・・・生体情報を収集される馬，
４０・・・無線送信機， ５０・・・生体情報
を収集される人， ５１，５２・・・生体情報を収
集される人が使用する車のシートベルト， ６０・
・・生体情報を収集される人が座る車の座席，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， Ｄ
Ｔ１，ＤＴ２，ＤＴ３・・・、最大値検出器， ＣＵ
１，ＣＵ２，ＣＵ３・・・、カウンタ， ＴＭ１，
ＴＭ２，ＴＭ３，ＴＭ４・・・タイマー， ＳＷ１
・・・スイッチ，Ｍ１・・・メモリー，ＤＶ・・・減衰
器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ａ６１Ｂ 5/10 ３１０Ａ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】気密性を有する柔軟な金属、ゴム、プラス
   チック、布、紙等で製作された空気袋又は密閉キャビネ
   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
   式音センサーが取り付けられ人体や動物の体に取付ける
   ための装着用具、該装着用具を人や動物の生体に取付け
   て密閉空気式音センサーの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）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金属、ゴム、プラス
   チック、布、紙等で製作された空気袋又は密閉キャビネ
   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
   式音センサーが取り付けられた車のシートベルト、該シ
   ートベルトにより人の体を固定して密閉空気式音センサ
   ーの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、呼吸、心拍数（心拍周期）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金属、ゴム、プラス
   チック、布、紙等で製作された空気袋又は密閉キャビネ
   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
   式音センサーが取り付けられた車の座席、該座席に人が
   座った状態で密閉空気式音センサーの空気袋又は密閉キ
   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、人の呼吸、心拍
   数（心拍周期）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、空気袋又は密
   閉キャビネット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又は密閉
   キャビネットに接続された空気パイプの端部に装着され
   た密閉空気式音センサーを使用した生体情報収集装置。