JP2001314384A

JP2001314384A - 無拘束生体情報検知装置

Info

Publication number: JP2001314384A
Application number: JP2000172764A
Authority: JP
Inventors: Fusaichi Yamazaki; 房一山崎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-05-02
Filing date: 2000-05-02
Publication date: 2001-11-13

Abstract

(57)【要約】【課題】生体情報検知マットの人体の有無、人体の血流
・心拍・呼吸・体温計測及びこれらの生体情報の解析を
行い、異常と認められると第３者に通報し重大事故を未
然に防ぐ。【解決手段】就寝中の人体の心拍・呼吸を検知するセン
サをマトリック上に配列する手段と、センサに含まれる
生体情報中必要とする心拍信号を描出する手段と、１ペ
アの心拍信号のズレを計測する手段と、このズレ値とセ
ンサ間距離から血流を求める手段と、各生体情報を二次
元または三次元的に表示する手段と、これらの情報をコ
ピーする手段と、生体情報の異常を解析する手段と、情
報検知マット上に人がおり、生体情報解析結果が異常と
認められると、外部に異常を知らせる為の警報信号が出
力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は高齢者や病人の就寝中の突発性重
大事故を未然に防ぐとともに、快適な治療環境の創造、
および今後の高齢化社会での看護の効率化を図るもの
で、ベッドまたは、布団に装着した生体情報検知マット
に病人または、高齢者が衣類を身に付けたまま寝るだけ
で、生体情報検知マット信号からの生体情報から、血
流、心拍・呼吸数計測、心拍・呼吸波形や血流値、心拍
値、心拍波形、呼吸値、呼吸波形のピーク値の時系列表
示及び異常検知、苦痛検知、寝返り検知、離床検知、不
整脈検知、生体情報の三次元表示、体温測定が行える。
また、徘徊を未然に防ぐ為の離床検知機能が作動した
り、生体異常が自動判断されると、介護人や看護婦に音
や光で知らせることができる。また、ナースステーショ
ンに設置したパソコンで複数センサの管理や、高齢者住
宅と遠隔地の間を双方向通信で結び生体情報を管理する
ことにより、高齢者の孤独死を未然に防ぐセンサであ
る。また、乳幼児突然死症候群による事故を未然に防ぐ
無拘束生体情報検知装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、血圧は手動型と自動型のいづれか
の方法で測定を行っていたが、測定毎に血圧計を装着す
る必要がある為、間欠測定を必要とする高齢者、病人に
は大きな負担になっていた。また、血圧測定を意識して
測ると正確な測定ができない等の問題が残されている。

【０００３】

【発明の解決しようとする課題】このように血圧測定
は、高齢者の病人には大きな負担になっている為、高齢
者自らのバイタルチェックが遠のく、しかし毎日若し
くは間欠的に行うバイタルチェックが重大事故を未然に
防ぐ鍵になるので、出来る限りライフサイクルに合った
計測を継続することが大事である。

【０００４】本発明は、従来型の拘束による間欠測定の
煩わしさや、測定時の心理的影響による誤差等の課題に
着目してなされたもので、生体情報検知マットに衣類着
用のまま寝るだけで血流や、センサ出力レベル、血圧の
相対値、心拍・呼吸計測から呼吸停止、心拍数異常、不
整脈、寝返り、苦痛、離床、体温等の解析を行い、高齢
者、病人、乳幼児の生体情報を自動管理し、病気や突発
性重大事故を未然に防ぐ事が出来る無拘束生体情報検知
装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決しようとする為の手段】以上のように課題
を解決する為の本願の第１の発明の構成は、血流を計測
する為の検知器を複数配列する手段と、各検知器からの
心拍信号を含んだ生体情報を取り出す配線手段を有する
無拘束生体情報検知マットを備えた事を特徴とする無拘
束生体情報検知装置である。

【０００６】また、第２の発明の構成は、血流を計測す
る為の検知素子である圧電フィルムを複数配列する手段
と、各圧電フィルムからの心拍信号を含んだ生体情報信
号を取り出す配線手段と、保護材で圧電フィルムを保護
する手段を有する無拘束生体情報検知マットを備えた事
を特徴とする無拘束生体情報検知装置である。

【０００７】また、第３の発明の構成は、血流を計測す
る為の検知素子であるＰＶＤＦフィルムを複数配列する
手段と、各ＰＶＤＦフィルムからの心拍信号を含んだ生
体情報信号を取り出す配線手段と、保護材でＰＶＤＦフ
ィルムを保護する手段を有する無拘束生体情報検知マッ
トを備えた事を特徴とする無拘束生体情報検知装置であ
る。

【０００８】また、第４の発明の構成は、血流を計測す
る為の検知素子である窒化アルミニュウム薄膜を複数配
列する手段と、各窒化アルミニュウム薄膜からの心拍信
号を含む生体情報信号を取り出す配線手段と、保護材で
窒化アルミニュウムを保護する手段を有する無拘束生体
情報検知マットを備えた事を特徴とする無拘束生体情報
検知装置である。

【０００９】また、第５の発明の構成は、血流を計測す
る為の検知素子であるＰＺＴセンサを複数配列する手段
と、各ＰＺＴセンサからの心拍信号を含む生体情報信号
を取り出す配線手段と、保護材でＰＺＴセンサを保護す
る手段を有する無拘束生体情報検知マットを備えた事を
特徴とする無拘束生体情報検知装置である。

【００１０】また、第６の発明の構成は、血流を計測す
る請求項１〜５の無拘束生体情報検知装置の生体情報検
知マットに複数配列されたセンサの感度を上げる為、セ
ンサを弾性素材に配列手段を有する無拘束生体情報検知
マットを備えた事を特徴とする無拘束生体情報検知装置
である。

【００１１】また、第７の発明の構成は、血流を計測す
る請求項１〜６の無拘束生体情報検知装置の生体情報検
知マットに複数配列されたセンサの中で、縦列方向で隣
り合わせの二つのセンサは、各々のセンサ出力信号に含
まれる。心拍信号を抽出する各々の心拍信号抽出部１と
２に接続され、各々の心拍信号抽出部１と２は、心拍信
号のズレを測定する信号ズレ測定部の入力に接続され、
信号ズレ測定部出力は、信号ズレ測定部で測定された信
号ズレ値と二つのセンサ間距離Ｌから血流値を導き出す
血流演算部の入力に接続され、血流演算部の出力は、血
流値・心拍値・心拍波形・介護記録を表示する表示部
と、血流値と心拍値・心拍波形・日付を記録するプリン
タと、血流値と心拍値の異常を判断する血流・心拍異常
判断部の入力に接続され、血流・心拍異常判断部の出力
は、血流・心拍異常判断部が異常と判断した時、外部に
異常を知らせる警報出力部の入力に接続され、警報出力
部の出力は、血流・心拍の異常を知らせるブザー、ラン
プや遠隔地に生体情報や異常を発信する通信回線を用い
た自動情報通信システムに接続される。生体情報検知マ
ット上の有無を検知する人体検知部の出力は、生体情報
検知マット上に人が居る時のみ血流・心拍異常判断部が
機能するように、イネブル信号として血流・心拍異常判
断部接続される。また、１ペア以上の場合には、各々の
センサ出力をマルチプレクサで切り換え、上述同様に血
流値を求める手段を備えたことを特徴とする無拘束生体
情報検知装置である。

【００１２】また、第８の発明の構成は、前述生体情報
検知マット部と心拍信号抽出部１と２間にセンサ出力を
切り換えるマルチプレクサが接続され、前述表示部に血
流値と心拍値・心拍波形を三次元表示機能を有する表示
手段を備えたことを特徴とする無拘束生体情報検知装
置。

【００１３】また、第９の発明の構成は、第７、８の発
明の心拍信号抽出部の入力に呼吸信号抽出部の入力を接
続し、呼吸信号抽出部の出力は血流演算部（ＣＰＵ）の
入力に接続され、血流演算部の出力は表示部と呼吸異常
判断部の入力に接続され、出力は警報部の入力に接続さ
れ、表示部と警報部の出力は自動通報部の入力に接続さ
れ、自動通報部出力は通信回線を介して遠隔地間と双方
向で生体情報に関する通信を行う手段を備えたことを特
徴とする無拘束生体情報検知装置。

【００１４】

【発明の実施形態】実施形態１以下本発明の第１〜第６
の実施形態１による無拘束生体情報検知装置の生体情報
検知マット９内のセンサ配列方法１を説明する。図１に
おいて生体情報検知マット９上の人体の血流を検知する
センサａ１１は、生体情報解析器８の入力に接続され、
上述同様のセンサｂ２はセンサａ１からセンサ間距離Ｌ
１０の位置に設け生体情報解析器８の入力に接続され
る。

【００１５】実施形態２以下本発明の第１〜第６の実施
形態２による無拘束生体情報検知装置の生体情報検知マ
ット９内のセンサ配列方法２を説明する。図２において
生体情報検知マット９上の人体の血流を検知するセンサ
は、縦列配置され、センサａ１は生体情報解析器８の入
力に接続され、センサｂ２はセンサａ１からセンサ間距
離Ｌ９の位置に設け生体情報解析器８の入力に接続さ
れ、センサｂ２からセンサｎまで上述同様にセンサ間距
離Ｌ１０の間隔に各センサが配置され、各センサは生体
情報解析器８の入力に接続される。

【００１６】実施形態３以下本発明の第１〜第６の実施
形態３による無拘束生体情報検知装置の生体情報検知マ
ット９内のセンサ配列方法３を説明する。図３において
生体情報検知マット９上の人体の血流を検知するセンサ
は、マトリックス状に配置され、センサＹｏＸｏ１０は
生体情報解析器８の入力に接続され、センサＹｏＸｎ１
１とセンサＹｏＸｏ１０間とＸ方向に等間隔で各センサ
が配置され、各センサは生体情報検知器の入力に接続さ
れ、センサＹ_１Ｘｏ１２はセンサＹｏＸｏ１０からセン
サ間距離Ｌ９の位置に設け生体情報解析器８の入力に接
続され、センサＹ_１Ｘｏ１２とセンサＹｎＸｏ１４間に
Ｙ方向にセンサ間距離Ｌ９に各センサが配置され、各セ
ンサは生体情報解析器８の入力に接続される。

【００１７】実施形態４以下本発明の第７の実施形態４
による無拘束生体情報検知装置を説明する。図４は、実
施形態４の概略ブロック図である。図５は、実施形態５
の動作を説明するタイミングチャートである。図４に示
すように実施形態４の生体情報検知マット９内に複数配
列された１ペアの一つであるセンサａ１上の人体の生体
情報検知出力（ａ）図５に示される。生体情報検知出力
（ａ）から心拍信号抽出部Ａ２２より心拍信号（ｂ）を
抽出し、信号ズレ測定部２４に入力される。またセンサ
ｂ上の人体の生体情報検知出力（ｃ）から心拍信号抽出
部Ｂ２３より心拍信号（ｄ）を抽出し、信号ズレ測定部
２４に入力される信号ズレ測定部２４では、心拍信号
（ｂ）と（ｄ）の信号のズレ値は位相差方式で測定さ
れ、血流演算部（ｃｐｕ）２５に入力される血流演算部
（ｃｐｕ）２５にあらかじめセンサ間距離Ｌ９を記憶さ
せておき、センサ間距離Ｌ９を信号ズレ測定部で得られ
た信号ズレ値である位相差（ｃ）＝△θで除し、必要に
応じて係数ｋを乗じ血流ｖを（１）式により得る。Ｖ＝Ｌ／△θ・ｋ−（１）また、心拍値の計測も血流演算部で行い後段に出力す
る。

【００１８】また、信号ズレ測定部が位相差方式に限ら
れたものではなく、例えば心拍信号（ｂ）と（ｄ）の時
間差による方式、心拍信号（ｂ）と（ｄ）の周波数差に
よる方式、ドップラ方式その他の心拍信号（ｂ）と
（ｄ）のズレ値を測定する方式なども使用できるもので
ある。

【００１９】また、血流演算部（ｃｐｕ）２５は血流演
算部（ｃｐｕ）２５の出力である血流値・心拍値・心拍
波形、及び外部コンピュータ２６から入力される介護記
録、日付等の表示を行う表示部２７と、表示部２７に表
示された内容をプリントアウトに必要なプリンター２８
と、血流値・心拍値・心拍波形レベルから人体の異常を
解析する血流・心拍異常判断部３０に接続される。

【００２０】また、生体情報検知マット９上の人体の有
無を検知する人体検知部２９出力は、生体情報検知マッ
ト９上の人が居るときのみ血流・心拍値・心拍波レベル
の異常を解析する血流・心拍異常判断部３０が機能する
インネブル信号として血流・心拍異常判断部３０に接続
される。

【００２１】また、血流・心拍異常判断部３０が異常と
判断した時に、第三者に異常生体情報を知らせる為、警
報出力部３１にはブザー・ランプや別置表示部や遠隔地
向けインターネット対応型自動通報部３７に接続され
る。

【００２２】また、上述を専用ＩＣ、ハード、ソフト、
ＤＳＰで構成することも可能である。

【００２３】また、検知器にＰＶＤＦセンサまた窒化ア
ルミニューム薄膜センサ、またＰＺＴセンサ等を用いた
場合は人体の体温検知・表示、異常解析、異常警報機能
も含まれるものである。

【００２４】また、病院、高齢者、その他の生体管理を
必要とする施設で本発明の第６、７の無拘束生体情報検
知装置を複数台、１カ所で集中的に管理するシステムを
含まれるものである。

【００２５】また、インターネットを用いて遠隔地で単
数、または複数の生体情報検知装置を総合的に管理を行
うシステムを含まれるものである。

【００２６】実施形態５以下本発明の第８の実施形態５
による無拘束生体情報検知装置を説明する。図６は、実
施形態５の概略ブロック図である。図５は、実施形態５
の動作を説明するタイミングチャートである。図５にお
いて図４と同一部分は同一符号を付して説明を省略す
る。図５に示すように実施形態５の生体情報検知マット
９内に複数配列されたセンサの中で縦列方向で隣り合わ
せの二つのセンサを１ペアとして、血流演算部２５のＣ
ＰＵにより順次１ペア毎にセンサ出力を切り換えるマル
チプレクサの入力に接続される。センサａ１の出力信号
（ａ）は、マルチプレクサを介して心拍信号抽出部１に
生体情報出力（ａ）が入力される一方、センサｂ２の生
体情報出力（ｃ）もマルチプレクサを介して心拍信号抽
出部２に出力信号（ｃ）が入力され、血流演算部２５の
ＣＰＵのタイミングに周期して順次入力が切り換えら
れ、縦列方向最終ペアであるセンサａｎ３３、センサｂ
ｎ３４を切り換えた後、連続してセンサａ１、センサｂ
２ペアに切り換える。

【００２７】また、心拍信号抽出部１２２の出力と心
拍信号抽出部２２３以降のブロックダイアグラムとは
前項の実施形態４と同一であるため説明を省略する。動
作も表示部２７の表示に血流値と心拍値・心拍波形を三
次元表示機能を追加する以外前項の実施形態と同一であ
るため説明を省略する。

【００２８】また、血流演算部の血流値に心拍信号レベ
ル値を乗じた相対血流値を演算し、表示、異常判断を行
い異常時に第三者に通報を行う警報出力部の機能も含
む。

【００２９】また上述を専用ＩＣと、ハード・ソフトで
構成することも可能。

【００３０】実施形態６以下本発明の第９の実施形態６
による無拘束生体情報検知装置を説明する。図７は、図
８は、実施形態６の概略ブロック図である。図７は、図
８において図４、図６と同一部分は同一符号を付して説
明を省略する。図７，図８において心拍信号抽出部Ｂ２
３の入力に呼吸信号抽出部３５の入力が接続され、呼吸
信号抽出部３５の入力信号である図５の生体情報検知出
力（ａ）から呼吸信号を呼吸信号抽出部３５で抽出し、
血流演算部（ｃｐｕ）２５に入力される血流演算部（ｃ
ｐｕ）２５で呼吸値を演算し、表示部２７に呼吸値と呼
吸波形、呼吸波形・呼吸ピーク値の時系列表示を行う。

【００３１】また、血流演算部（ｃｐｕ）２５の出力
は、呼吸異常判断部３６の入力に接続され、呼吸値、呼
吸波形、呼吸波形・呼吸ピーク値の異常解析と生体情報
検知マット９上の人体有無を検知する人体検知部２９出
力をイネブル信号とした呼吸異常判断部３６で行う。

【００３２】また、呼吸異常判断部３６が異常を判断し
た時に第三者に異常生体情報を知らせる為、警報出力部
３１にはブザー・ランプや別置表示部や遠隔地向インタ
ーネット対応型自動通報部３７に接続され、異常を知ら
せるとともに心拍、血流・呼吸を含めたその他の生体情
報を双方向で通信を行うものである。

【００３３】また、血流演算部（ｃｐｕ）２５により人
体の心拍・呼吸カラ不整脈、苦痛、寝返り、離床検知
と、これらの生体情報の異常を警報出力部３１、自動通
報部３７で第三者に通報を行う機能を含まれるものであ
る。

【００３４】また、本発明に第６、７に上述の実施形態
を追加した実施形態６の複数の生体情報検知装置をナー
スステーションに設置したパソコンで生体情報管理を行
うこともある。

【００３５】また、上述を専用ＩＣ，ハード、ソフト，
ＤＳＰで構成することも可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による情報
検知装置では生体情報検知装置マット上の人体の血流を
無拘束で計測できるので、従来型と比較すると披験者の
計測時、心理的な生体情報変化が少なくなるので人に優
しく、かつ計測値が正確である。

【００３７】また、本発明の無拘束生体情報検知装置で
の人体の生体情報管理は、プライバシーの保護が確保さ
れる。

【００３８】また、本発明の無拘束生体情報検知装置は
人体の血流・心拍その他の生体情報が、三次元的に見る
ことができるので、今までにない生体情報、生体異常管
理・計測器として応用する事が期待できる。

【００３９】また、本発明の無拘束生体情報検知装置
は、一台のセンサで心拍、血流、呼吸計測や異常解析、
不整脈、寝返り、苦痛状況等の解析、体温計測その他の
生体情報が管理出来るので経済的で環境に優しい。

【００４０】また、本発明の無拘束生体情報検知装置
は、本装置で解析できる生体情報に異常が認められると
警報器が自動的に作動し、第三者に音や光で知らせる事
ができるので重大事故を未然に防ぐ事が出来る。

【００４１】また、本発明の無拘束生体情報検知装置
は、複数台をパソコンで総合的に管理できるので介護・
看護効率のアップと作業負担が軽減される。

【００４２】また、本発明の無拘束生体情報検知装置
は、インターネットで遠隔地による総合管理ができるの
で介護・看護効率がアップする。

【００４３】また、本発明の無拘束生体情報検知装置
は、独居老人の異常を通信回線を介して外部に知らせる
事が出来るので孤独死を未然に防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の概略を示すブロック図で
ある。

【図２】本発明の実施形態２の概略を示すブロック図で
ある。

【図３】本発明の実施形態３の概略を示すブロック図で
ある。

【図４】本発明の実施形態４の概略を示すブロック図で
ある。

【図５】本発明の実施形態４．５の動作を説明する為の
タイミングチャートである。

【図６】本発明の実施形態５の概略を示すブロック図で
ある。

【図７】本発明の実施形態６の概略を示すブロック図で
ある。

【図８】本発明の実施形態６の概略を示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１センサａ２１出力信号
ＹｎＸｎ２センサｂ２２心拍信号
抽出部Ａ３出力信号ａ２３心拍信号
抽出部Ｂ４出力信号ｂ２４信号ズレ
測定部５センサｎ２５血流演算
部６出力信号ｎ２６外部コン
ピュータ７生体情報検知マット２７表示部８生体情報解析器２８プリンタ
ー９センサ間距離Ｌ２９人体検知
部１０センサＹｏＸｏ３０血流・心
拍異常判断部１１センサＹｏＸｎ３１警報出力
部１２センサＹ_１Ｘｏ３２マルチプ
レクサー１３センサＹ_１Ｘｎ３３センサａ
ｎ１４センサＹｎＸｏ３４センサｂ
ｎ１５センサＹｎＸｎ３５呼吸信号
抽出部１６出力信号ＹｏＸｏ３６呼吸異常
判断部１７出力信号ＹｏＸｎ３７自動通報
部１８出力信号Ｙ_１Ｘｏ１９出力信号Ｙ_１Ｘｎ２０出力信号ＹｎＸｏ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】人体の血流値を無拘束で計測を行う為の検
知器を複数配列する手段を有する無拘束生体情報検知装
置。
【請求項２】人体の血流値を無拘束で計測を行う為の検
知素子である圧電フィルムを、複数配列する手段を有す
る生体情報検知マットを備えた無拘束生体情報検知装
置。
【請求項３】請求項１の無拘束生体情報検知装置の生体
情報検知マットに複数配列された圧電フィルムにＰＶＤ
Ｆフィルムセンサを用いる手段を有する生体情報検知マ
ットを備えた無拘束生体情報検知装置。
【請求項４】請求項１の無拘束生体情報検知装置の生体
情報検知マットに複数配列された圧電フィルムに窒化ア
ルミニューム薄膜センサを用いる手段を有する生体情報
検知マットを備えた無拘束生体情報検知装置。
【請求項５】請求項１の無拘束生体情報検知装置の生体
情報検知マットに複数配列された圧電フィルムにＰＺＴ
センサを用いる手段を有する生体情報検知マットを備え
た無拘束生体情報検知装置。
【請求項６】請求項１〜５の無拘束生体情報検知装置の
生体情報検知マットのセンサを弾性素材に配列する手段
を有する生体情報検知マットを備えた無拘束生体情報検
知装置。
【請求項７】請求項１〜６の無拘束生体情報検知装置の
生体情報検知マットに、複数配列された出力信号から心
拍信号を抽出する手段と、二つのセンサをペアとし、ワ
ンペアの各々のセンサから抽出された心拍信号のズレ値
を測定する手段と、センサ間距離Ｌを心拍信号のズレ値
で割って血流値を演算する手段と血流値、心拍値、心拍
波形、介護記録を表示する手段と、血流値、心拍値、心
拍波形、日時、介護記録を記録する手段と、人体を検知
する手段と、血流値、心拍の異常を判断する手段と、異
常判断結果をやこれらの生体情報を外部に知らせる手段
を有することを特徴とする無拘束生体情報検知装置。
【請求項８】請求項６の無拘束生体情報検知装置に心拍
信号を検知する二つのセンサをペアとし、ワンペア毎に
順次心拍信号出力を切り換え、順次心拍信号のズレ値を
測定する手段と、血流値と心拍値を三次元的に表示する
手段を追加することを特徴とする無拘束生体情報検知装
置。
【請求項９】請求項７，８の無拘束生体情報検知装置の
生体情報検知マットに、複数配列された出力信号から呼
吸信号を抽出する手段と、呼吸波形、呼吸値、呼吸波形
のピーク値の時系列表示を行う手段と、呼吸の異常を判
断し、判断結果を外部に出力する手段を請求項７、８の
無拘束生体情報検知装置に追加する事を特徴とする無拘
束生体情報検知装置。