JP2001340310A

JP2001340310A - 無拘束生体情報検知器

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Publication number: JP2001340310A
Application number: JP2000205890A
Authority: JP
Inventors: Fusaichi Yamazaki; 房一山崎
Original assignee: AMENITEX Inc
Current assignee: AMENITEX Inc
Priority date: 2000-06-02
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2001-12-11
Anticipated expiration: 2020-06-02
Also published as: JP4117400B2

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】

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
正脈、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の発明は血流を計測する為の
検知素子である感圧センサを複数配列する手段と、各感
圧センサ心拍信号を含んだ生体情報信号を取り出す配線
手段と、保護材で感圧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。

【０００６】また、第２の発明の構成は、血流を計測す
る為にマットに感圧ゴムを複数配列する手段と、各感圧
ゴムから心拍信号を含んだ生体情報信号を取り出す配線
手段と、保護材で感圧ゴ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
る為にマットに感圧フィルムを複数配列する手段と、各
感圧フィルムから心拍信号を含んだ生体情報信号を取り
出す配線手段と、保護材で感圧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
るロードセルを複数配列する手段と、各ロードセルから
心拍信号を含んだ生体情報信号を取り出す配線手段と、
保護材でロードセル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
る請求項１〜４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
プや遠隔地に情報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。

【００１０】また、第６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。

【００１１】また、第７の発明の構成は、第５、６発明
の心拍信号抽出部の入力に呼吸抽出部の入力に接続し、
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。

【００１２】

【発明の実施形態】実施形態１以下本発明の第１〜第４
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。

【００１３】実施形態２以下本発明の第１〜第４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。

【００１４】実施形態３以下本発明の第１〜第４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。

【００１５】実施形態４以下本発明の第５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４
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２５に入力される血流演算部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。

【００１６】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。

【００１７】また、血流演算部２５は血流演算部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。

【００１８】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圧・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
インネガル信号として血流・心拍異常判断部３０に接続
される。

【００１９】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３２に接続され
る。

【００２０】また、上述を専用ＩＣ、ハード、ソフトで
構成することも可能である。

【００２１】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５，６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。

【００２２】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。

【００２３】実施形態５以下本発明の第６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
出力信号（ａ）が入力される一方、センサｂ２の出力信
号（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ｂｎ３４を切
り換えた後、連続してセンサａ１、センサｂ２ペアに切
り換える。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】実施形態６以下本発明の第７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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】

【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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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Ｙ
ｎＸｎ２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
知器である感圧センサを、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２】請求項１の無拘束生体情報検知装置の生体
情報検知マットに感圧ゴ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
情報検知マットに感圧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
情報検知マットにロードやセル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１〜４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ーとし、
ワンペアの各々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、血流値、心
拍値の異常を判断する手段と、異常判断結果を外部に知
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６】請求項５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ーとし、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７】請求項５〜６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６、７の無
拘束生体情報検知装置に追加することを特徴とする無拘
束生体情報検知装置。【０００１】