JP2002052010A - 就寝状態監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、就寝中の被験者の生体データ
を利用した身体状態把握の信頼性を高めて正確な身体状
態把握が行える就寝状態監視装置を提供することにあ
る。 【解決手段】本発明は、エアマット２の圧力変化から被
験者６の生体データを検出する。被験者６の生体データ
を端末装置５に取込み、予め設定した所定時間における
生体データと被験者の平常時の生体データを比較して就
寝状態を監視する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高齢者、加療中の
患者、幼児などの被験者の就寝中における心拍数、呼吸
数、イビキの大きさ、体動の大きさ等の生体データを測
定して被験者の就寝状態を監視する主審状態監視装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、高齢者の人口が増大する傾向にあ
り、いわゆる高齢化社会に変わりつつある。このため、
高齢者に対しての介護負担が増大し、特に在宅介護の場
合には常に気を配る必要があり、家族が夜間介護する場
合の労力は計り知れないものがある。その結果、介護す
る人に過大な負担を強いることとなり、大きな社会問題
となっている。

【０００３】また、病院、介護施設等においては、就寝
中に看護婦、看護士が常時、患者または被介護者（被験
者）に付き添う訳にもいかず、定期的な回診、または異
常時の通報で患者の健康状態を把握することで対処して
いるのが現状である。

【０００４】健康状態を常に把握するには、検査や問診
を頻繁に行うことが必要となるが、通常の検査方法で
は、測定用の検出器を被介護者に装着することとなり、
横臥中の覚醒状態では適用できても、睡眠中の被介護者
に用いることは困難が伴う。

【０００５】日々変化する被介護者の体調は徐々に変化
が起きる場合も多く、この種の変化を検出して治療や介
護作業に反映できれば、被介護者の健康を維持するのに
役立つものとなる。特に睡眠中の患者や被介護者に対し
ては検査が難しく、身体的変化については殆ど知ること
ができない状況である。

【０００６】被介護者に身体的及び精神的負担を与えず
に、被介護者の健康状態を無侵襲、すなわち無拘束でか
つ継続的に把握する方法として、被介護者（被験者）の
身体の下にエアマットを敷いて、そのエアマットに加わ
る圧力変化に基づき被験者の心拍数、呼吸数、イビキ回
数、寝返り回数等を測定する技術が提案されている。こ
のことは、例えば、特開２０００―２１４号公報に記載
されている。また、上記の公知文献に記載されている技
術によって測定した生体データを用いて無呼吸状態を検
出することも考えられている。 無呼吸状態とは、睡眠
中に一時的に呼吸が停止、いわば窒息状態となっている
ことである。健康な成人の場合には窒息状態が起きて
も、しばらくすると呼吸が再開されて命に別状ない。し
かし、罹病している患者、特に高齢者にあっては体力の
消耗や大きなストレスの原因となることが多い。また、
幼児にあってはこの窒息状態が起きると、致命的となる
可能性が高い。

【０００７】従って、無呼吸状態を検出することは、特
に、加療中の患者や幼児などの被験者について呼吸困難
に陥ることによる死亡、乳幼児では突然死症候群による
死亡発生の問題を回避するのに有効である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術は測定した生体データを利用して健康状態かどうか把
握する効果的な技術が開発されておらず、誤判断するこ
とがある。例えば、被験者が寝返りを打った際に発作を
起こしたと判断したり、呼吸が一時的に停止した状態で
もその人の体質で、健康状態で通常発生したりする場合
に異常と判断することがある。また、無呼吸状態につい
ては、呼吸数のデータから無呼吸の傾向があるという程
度でしか把握できないし、小刻みに無呼吸が発生してい
ると把握しにくいことが多くなる。

【０００９】生体データを利用した健康状態の誤判断事
態が度々発生すると、看護婦等の対応において信頼性を
損ない、真に必要とした状況での正しい処置ができなく
なる恐れがある。

【００１０】本発明の目的は、就寝中の被験者の生体デ
ータを利用した身体状態把握の信頼性を高めて正確な身
体状態把握が行える就寝状態監視装置を提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、予め設定した所定時間における生体データと被験
者の平常時の生体データを比較して就寝状態を監視する
ようにしたことにある。

【００１２】具体的には、所定時間内の生体データを解
析して心拍数、呼吸数を算出し、平常時の範囲を越えた
場合には心拍数異常または呼吸数異常と判断し、体動に
関しても所定時間以上大きな値を示した時には発作とし
て認識する。また、被験者がベッドから出て一定時間経
っても戻らない時には、時間帯によっては徘徊中として
認識する。

【００１３】無呼吸については、所定時間毎の生体デー
タを解析して得た呼吸波形の振幅が連続して変化しない
という無呼吸時間(秒)の状態が複数の所定時間に発生し
たら睡眠中無呼吸症候群の可能性が大きいと判定する。

【００１４】本発明は所定時間における生体データと被
験者の平常時の生体データを比較して就寝状態を監視す
るようにしているので、就寝中の被験者の生体データを
利用した身体状態把握の信頼性を高めて正確な身体状態
把握が行える。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施例を示す。
図１は病院、介護施設内等に設置したエアマットと被験
者及び管理センタの状態を示している。

【００１６】図１において、１は病院、介護施設等の部
屋を示し、データ測定用専用エアマット２をベッド３の
上に設置し、エアチューブ４で端末装置５とデータ測定
用専用エアマット２とを接続し、データ測定用専用エア
マット２の圧力変化を端末装置５に伝達できるようにし
ている。

【００１７】被験者６は通常の状態でデータ測定用専用
エアマット２の上で就寝する。端末装置５には、圧力変
化を検出する圧力センサと、その検出信号を処理して管
理センタ７へ伝送する制御監視装置が設けられている。
端末装置５と管理センタ７の管理パソコン（制御装置）
１１とは、通信回線８で結ばれ、相互に情報が伝送でき
るようになっている。

【００１８】管理センタ７にはデータ処理装置９を設置
し、測定データの収集、集計、データ分析等を行う。ま
た、担当医１０の机上には管理パソコン１１を設置し、
担当医１０が随時被験者６の身体状態を把握、監視する
とともに、緊急時の被験者異常通報を受けたり、電話器
により適宜看護婦の待機部屋に指示を出したり、ハンデ
ィナースコールで連絡したりすることができるようにな
っている。なお、他の部屋の被験者６'についても同様
な構成になっている。

【００１９】図２に端末装置５の一例詳細図を示す。

【００２０】エアマット２の内部圧力がエアチューブ４
を介して微差圧センサ２０と絶対圧力センサ２１に入力
される。被験者６の身体に起因する振動がエアマット２
に伝達されるので、エアマット２の内部圧力が変化す
る。微差圧センサ２０は圧力変動分を検出し、また、絶
対圧力センサ２１はエアマット２の内部圧力の絶対圧力
を検出する。絶対圧力センサ２１は被験者６がエアマッ
ト２上にいるかを検出するために設けられている。

【００２１】微差圧センサ２０としては、例えば、圧力
の変化を受ける受圧面と対抗電極との間の静電容量変化
を検知して差圧を検出するコンデンサマイクロフォン型
差圧計が用いられる。コンデンサマイクロフォン型差圧
計はエアマット２内部の微小な圧力変動を検出できる。

【００２２】微差圧センサ２０の検出信号は監視制御装
置３０を構成するゲイン制御部３１に与えられる。ゲイ
ン制御部３１は微差圧センサ２０の検出信号のレベルを
所定範囲の信号レベルに調整する。被験者６の姿勢によ
ってエアマット２に伝わる心拍や呼吸などの振動の強さ
が異なるために、微差圧センサ２０の出力信号の強度
（レベル）が異なる。ゲイン制御部３１は姿勢によって
異なる信号レベルを所定レベルの信号になるようにゲイ
ンを調整し、心拍フィルタ３２、呼吸フィルタ３３、イ
ビキフィルタ３４に出力する。また、ゲイン制御部３１
のゲイン値が姿勢判別部３６に加えられる。 ゲイン制御部３１によって所定レベルに変換された微差
圧センサ２０の出力信号を心拍フィルタ３２、呼吸フィ
ルタ３３、イビキフィルタ３４に加えることにより、こ
れら心拍フィルタ３２、呼吸フィルタ３３、イビキフィ
ルタ３４から心拍信号、呼吸信号、イビキ信号および寝
返り信号などの被験者６の生体データが得られる。 心拍フィルタ３２、呼吸フィルタ３３、イビキフィルタ
３４から得られた被験者１１の生体データはＡ／Ｄ変換
部３５でデジィタル信号に変換されデータ処理部３７に
入力される。データ処理部３７は入力した生体データの
各種の演算処理を行い、被験者６の就寝状態を監視す
る。生体データの各種の演算処理には、被験者６の平常
時の生体データとのパターン比較などが含まれる。デー
タ処理部３７は絶対圧力センサ２１がエアマット２上に
被験者６がいることを検出しているときに演算処理を実
行する。

【００２３】また、ゲイン制御部３１のゲイン値が姿勢
判別部３６に加えられる。エアマット２の内部圧力を検
出する微差圧センサ２０の検出信号のレベルは被験者６
の横臥している姿勢によって異なるためゲイン制御部３
１でゲイン調整する。姿勢判別部３６はゲイン値によっ
て姿勢を判別し、データ処理部３７に出力する。

【００２４】データ処理部３７の演算処理結果は表示装
置３８に表示されると共に管理センタ７に伝送される。
このようにして被験者６の就寝状態の監視が行われる。 図３に所定時間（設定時間）における被験者６、６'の
生体データの種類、分類等の一例を示す。

【００２５】生体データは、差圧センサ（相対圧セン
サ）２０と絶対圧力センサ２１で捉えた信号の特徴によ
り、心拍数、呼吸数、イビキ、体動、寝姿等を識別化す
る。例えば、心拍数と呼吸数は、フィルタ３２、３３を
通して正常範囲の周波数に分離する。Ａ／Ｄ変換部３５
によりディジタル信号に変換後にデータ処理部３７にお
いて高速フーリエ変換を施してピークスペクトルとなる
基本周波数を求め、それぞれを抽出する。データ処理部
３７、イビキは呼吸に同期している周波数のスペクトル
からその大きさを求め、また、体動については、圧力変
動波形の面積からその大きさを求める。

【００２６】図３において、就寝中の所定時間毎、例え
ば１分毎の生体データ群より、平均値、最大値、最小
値、最多値を求め、その就寝の睡眠データとして記憶す
る。次にイビキ・体動に関して、データとして捉えた分
のみを集計する。また、寝姿のデータとしての圧力値の
範囲と心拍信号とより仰向け、横向き、うつ伏せのパタ
ーンに分類し、１就寝中内での割合を求める。これらの
生体データから健康状態等を把握する。

【００２７】解析時間（所定時間）は１分間でなく、任
意の時間に設定できる。解析時間は１就寝分のデータ解
析に都合のよい時間でよく、また、１就寝分でなく、所
定の就寝時間内を設定することもできる。システムの規
模、解析速度等により最適な条件とする。

【００２８】データ処理部３７は、例えば、被験者６の
健康状態を次のような判断基準に基づき判定する。

【００２９】１、心拍数、呼吸数が予め設定していた健
康とされる数値範囲内であれば、健康である。また、数
値範囲以外にある時は、健康に注意する必要がある。 ２、呼吸数の最小値が既定値以下で、イビキの最大値が
大きい値を示していると、無呼吸の傾向がある。 ３、就寝中に占めるイビキまたは体動の割合が多いと、
睡眠が十分とれていない。 ４、寝姿の割合で一番多いものが、その人の寝姿パター
ンと言える。 これらで把握した結果の健康状態を監視制御装置３０の
表示装置３８に被験者６が起床した時に表示する。

【００３０】次に就寝中の異常監視と緊急通報について
説明する。

【００３１】監視制御装置３０のデータ処理部３７は、
所定時間（１分間）分の生体データを解析して心拍数、
呼吸数等を算出し、これらが異常といえる既定値の範囲
を越えた場合に心拍数異常、呼吸数異常として表示装置
３８へ表示するとともに、緊急通報として管理パソコン
１１に通報する。データ処理部３７は心拍数異常、呼吸
数異常として表示装置３８へ表示すると共にブザーを鳴
動させるようにする。データ処理部３７は、体動に関し
ては一定時間以上続くと発作と認識して同様に表示とブ
ザー応答を行い、管理パソコン１１へ通報する。

【００３２】被験者６がベッド３に居る、居ないかが分
かるので、例えば便所へ行く程度の時間以上、ベッド３
から出て一定時間以上経っても戻らない時は、時間帯に
よっては徘徊中と認識し、緊急通報として管理パソコン
１１へ通報する。

【００３３】緊急通報を受けた管理パソコン１１では、
通報を発した端末装置５の被験者６の個人に関する介護
情報・記録とともに、通報内容を管理パソコン１１の画
面上に表示し、ハンディナースコール等を利用して看護
婦へ通報内容を連絡する。その結果、被験者６の応急処
置を迅速、的確に行うことが可能となる。

【００３４】また、必要な場合には、管理パソコン１１
から端末装置５へ心拍数、呼吸数等の生体データの送信
要求を行い、管理パソコン１１での心拍数、呼吸数の遠
隔モニタを行う。それらの内容によっては、担当医１０
は看護婦等への指示を出したり、被験者６の診察を行っ
たりする。

【００３５】次に、無呼吸状態の監視については、所定
時間分の生体データを解析して心拍数、呼吸数を算出
し、図４に示す呼吸波形おける振幅が大きい波形Ａに比
較して振幅の小さい波形Ｂが続いている時間（秒）を集
計する。次の所定時間の生体データにも無呼吸時間(秒)
があれば連続しているとみなし、この時間が既定値以上
続いた場合を無呼吸緊急通報の対象とする。また、1就
寝分のデータ集計時、この無呼吸時間が所定以上、例え
ば１０秒以上のものが１時間当り所定回数、例えば５回
以上現れたら、睡眠中無呼吸症候群の可能性が大きいと
判定して、この把握した結果の無呼吸状態を被験者６が
起床した時に端末装置５に表示する。

【００３６】このようにして被験者の就寝状態を監視す
るのであるが、所定時間における生体データと被験者の
平常時の生体データを比較して就寝状態を監視するよう
にしているので、就寝中の被験者の生体データを利用し
た身体状態把握の信頼性を高めて正確な身体状態把握が
行える。

【００３７】具体的には、被験者が寝返りを打った際に
発作を起こしたと判断したり、呼吸が一時的に停止した
状態でもその人の体質で、健康状態で通常発生したりす
る場合に異常と判断することがなくなり、看護婦等の対
応において信頼性を高めることができ、真に必要とした
状況での正しい処置ができるようになる。

【００３８】なお、上述の実施例は、担当医は管理セン
タ内に居て、被験者の身体状態データを正確かつ迅速に
把握でき、的確な指示を看護婦等に指示できるととも
に、頻繁に被験者の診察を行う必要がなくなり、より多
くの患者、被介護者を診察できる利点がある。

【００３９】また、緊急通報により異常時でも迅速に指
示、診察できるため、被験者の救命確率を高くすること
が可能となる。さらに、通信回線で端末装置と管理セン
タの管理パソコンとを伝送可能としたため、在宅介護も
でき、患者の心理的負担、家族の負担を大きく軽減でき
る利点もある。

【００４０】

【発明の効果】本発明は所定時間における生体データと
被験者の平常時の生体データを比較して就寝状態を監視
するようにしているので、就寝中の被験者の生体データ
を利用した身体状態把握の信頼性を高めて正確な身体状
態把握が行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】図１における端末装置の一例を示す構成図であ
る。

【図３】生体データの一例を示す図である。

【図４】生体データの１つである呼吸波形の一例を示す
図である。

【符号の説明】

１…病院、介護施設等の部屋 ２…エアマット ３…ベッド ４…エアチューブ ５…端末装置 ６…被験者 ７…管理センタ ８…通信回線 ９…データ処理装置 １０…担当医 １１…管理パソコン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大橋 正典 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式会 社日立エンジニアリングサービス内 (72)発明者 西岡 勉 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所内 (72)発明者 菊池 利幸 東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地 株式会社日立製作所内 (72)発明者 引田 和郎 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式会 社日立エンジニアリングサービス内 (72)発明者 指原 久仁男 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式会 社日立エンジニアリングサービス内 (72)発明者 北口 宏 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式会 社日立エンジニアリングサービス内 (72)発明者 渡辺 嘉二郎 東京都小金井市前原町四丁目15番15号 Ｆターム(参考） 4C017 AA02 AA10 AB10 AC03 BC11 BD06 FF15 4C038 VA15 VB31 VC20

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被験者のベットに設置したエアマットと、
   前記エアマットの内部圧力変化を検出する圧力検出手段
   と、前記圧力検出手段で検出した前記エアマットの内部
   圧力変化を基づき被験者の生体データを測定し、所定時
   間の前記生体データに基づき前記被験者の就寝状態を監
   視する監視制御装置とを具備することを特徴とする就寝
   状態監視装置。
2. 【請求項２】被験者のベットに設置したエアマットと、
   前記エアマットの内部圧力変化を検出する圧力検出手段
   と、前記圧力検出手段で検出した前記エアマットの内部
   圧力変化を基づき被験者の生体データを測定し、所定時
   間の前記生体データと予め得られている平常時の生体デ
   ータと比較して前記被験者の就寝状態を監視する監視制
   御装置とを具備することを特徴とする就寝状態監視装
   置。
3. 【請求項３】被験者のベットに設置したエアマットと、
   前記エアマットの内部圧力変化を検出する圧力検出手段
   と、前記圧力検出手段で検出した前記エアマットの内部
   圧力変化を基づき被験者の生体データを測定し、所定時
   間の前記生体データと予め得られている平常時の生体デ
   ータと比較して前記被験者の就寝状態を監視する端末装
   置と、前記端末装置と伝送可能に管理センタに設置され
   た管理用制御装置とを具備することを特徴とする就寝状
   態監視装置。
4. 【請求項４】被験者のベットに設置したエアマットと、
   前記エアマットの内部圧力変化を検出する圧力検出手段
   と、前記圧力検出手段で検出した前記エアマットの内部
   圧力変化を基づき被験者の生体データを測定し、所定時
   間における前記生体データの呼吸波形によって前記被験
   者の無呼吸状態を監視する監視制御装置とを具備するこ
   とを特徴とする就寝状態監視装置。