JP2002224054A - 健康状態測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】健康状態情報を長時間に亘って、簡易な構成で
精度良く検出することができる健康状態測定装置を提供
すること 【解決手段】本発明にかかる健康状態測定装置は、被験
者の健康状態を測定するものである。そして、この健康
状態測定装置は、被験者に直接又は間接に接触するよう
に配置され、流体が封入された流体袋１と、この流体袋
１の外表面又は内部に設けられ、その圧力変化に応じた
信号を出力する圧力センサ２を備えており、さらに、こ
の圧力センサ２から出力された信号より複数種類の健康
状態に関する信号を分離する信号処理装置３を備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、被験者の健康状態
にかかるデータを測定する健康状態測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から在宅健康管理システムが広く提
案されている。この在宅健康管理システムでは、健康状
態を測定する健康状態測定装置が家庭内に設置され、通
信網を介して、その健康状態測定装置により測定された
健康状態データが健康管理センタに送信される。そし
て、健康管理センタでは、受信した健康状態データを医
者等の専門家が分析し、健康状態を監視する。

【０００３】このような在宅健康管理システムにおいて
用いられる健康状態測定装置の一例が、特開平１１−２
６７１０６号公報に開示されている。この文献では、水
や空気等の流体を封入した流体封入体の外表面又は内部
に生体活動検出用センサを設けたことを特徴とする生体
活動検知センサであって、就寝具に取り付けられたもの
が開示されている。また、この文献におけるセンサは、
加速度型心音センサ、空気伝導型心音センサや温度検出
センサ等であり、検出しようとする健康状態の種類に応
じたセンサを複数設けなければならない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の健康状態測定装
置では、次のような問題点があった。 （１）生体活動検知センサを外表面または内部に備えた
流体封入体は、ベッドや布団に設置しておくことにより
健康状態情報を検出するものであり、就寝時でなけれ
ば、健康状態データは得られない。 （２）生体活動検知センサを必要とされるデータの種類
に応じて取り付ける必要があるため、複数のセンサが必
要であった。

【０００５】本発明は、このような問題を解決するため
になされたものであり、健康状態情報を長時間に亘っ
て、簡易な構成で精度良く検出することができる健康状
態測定装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる健康状態
測定装置は、被験者の健康状態を測定する健康状態測定
装置であって、被験者に直接又は間接に接触するように
配置され、流体が封入された流体封入体（例えば、本発
明の実施の形態における流体袋１）と、前記流体封入体
の外表面又は内部に設けられ、当該流体封入体の圧力変
化又は変位に応じた信号を出力するセンサ（例えば、本
発明の実施の形態における圧力センサ２）と、前記セン
サから出力された信号から複数種類の健康状態に関する
信号を分離する信号処理装置（例えば、本発明の実施の
形態における信号処理装置３）とを備えたものである。
このような構成により、１つのセンサで複数種類の健康
状態情報を抽出することができるため、健康状態情報の
種類毎にセンサを用意することなく、データの抽出を行
うことができる。

【０００７】尚、上述のセンサは、圧力センサであるこ
とが望ましい。また、当該センサを変位検出器としても
よい。

【０００８】また、信号処理装置は、分離する信号の周
波数帯域に対応したバンドパスフィルタ（例えば、本発
明の実施の形態におけるバンドパスフィルタ３２１乃至
３２３）を備えるようにしてもよい。

【０００９】さらに、流体封入体は、被験者に装着し、
携帯可能な形状を有するようにすること（例えば、本発
明の実施の形態における図４に示す流体袋１１乃至１
４）が望まれる。このような構成により、健康状態を長
時間に亘って、検出することができる。特に、流体封入
体を携帯可能した場合には、健康状態測定装置自体を小
型化、軽量化が要請されるため、１つのセンサで複数種
類の健康状態情報を抽出することによるセンサ数の削減
効果が大きい。

【００１０】さらに、また、前記信号処理装置により分
離された信号に基づいて、健康状態データを抽出する手
段と、前記健康状態データに基づき、健康状態の異常か
どうかを判断する手段と、健康状態が異常であると判断
された場合には、予め定めた通報先に通報を行う手段と
を備えるようにしてもよい。このような構成により、異
常があった場合に速やかに通報することができるため、
早期発見、早期処置を行うことができる。

【００１１】また、過去の健康状態データを格納する記
憶手段（例えば、本発明の実施の形態における記憶部４
７）をさらに備え、健康状態判定手段は、現在の健康状
態データと当該記憶手段に格納された健康状態データに
基づいて健康状態を判定するようにしてもよい。このよ
うな構成により、過去の健康状態データとの比較によ
り、予知的な判断も行うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図1は、本発明にかかる健康状態
測定装置のブロック図である。この健康状態測定装置
は、流体袋１、圧力センサ２、信号処理装置３、データ
管理端末４、データ伝送装置５を備えており、好適な実
施例においては、一般家庭内に設置される。このうち、
流体袋１、圧力センサ２、信号処理装置３が被験者に装
着される。データ管理端末４、データ伝送装置５は、家
庭内の任意の位置に設置される。

【００１３】流体袋１は、流体封入体であり、袋に水ま
たは空気等の流体が封入されている。この流体袋は、装
着される人体の部位に応じて様々な形状をしている。こ
の流体袋１は、パッド状であっても、複数個のブロック
に分離されたシート状のものであってもよい。

【００１４】ここで、図４を用いて、被験者に流体袋１
を装着した例について説明する。図４に示されるよう
に、流体袋１には、手首に巻くブレスレット型１１、腰
に巻くように装着するベルト型１２、膝に巻くように装
着する膝サポータ型１３、指にはめる指輪型１４があ
る。流体袋１をこのような形状にすることにより、携帯
可能となり、被験者が様々な動作を行っている最中であ
っても健康状態データを取得することができる。これら
は、肌着等の衣類の上からでもよく、直接肌に接するよ
うにしてもよい。ブレスレット型１１は、流体袋１をリ
ング状の形状してもよく、また、シート状にし、装着時
に端部をマジックテープ（登録商標）等で固定するよう
にしてもよい。

【００１５】また、図５に示されるように、生活の場で
よく使う道具、例えば椅子等の背もたれに装着してもよ
い。就寝時の計測は、寝具に装着すればよい。

【００１６】流体袋１の外表面又は内面には、１つの圧
力センサ２が装着されている。圧力センサ２は、流体袋
１に接触した被験者の接触部位における、生体活動に基
づく振動による流体袋１内の圧力変動を検出し、信号と
して出力する。この圧力センサ２は、当該流体袋１に着
脱可能に装着されているため、接触する位置に応じて装
着位置を変更できるため、生体情報、すなわち健康状態
情報を確実に検出することができる。尚、圧力センサ２
の代わりに流体袋１の外表面形状の変化を計測する変位
検出器を用いることも可能である。

【００１７】信号処理装置３は、圧力センサ２によって
出力された信号を入力し、バンドパスフィルタと増幅器
により信号処理し、無線により出力する。当該バンドパ
スフィルタは、心拍(脈拍)、呼吸、いびき発声等の抽出
すべき信号の周波数帯域に合致した周波数の信号のみ通
過させる複数のバンドパスフィルタから構成される。増
幅器は、当該バンドパスフィルタを通過した信号を増幅
する機能を有する。具体的な構成については、後述す
る。

【００１８】データ管理端末４は、信号処理によって分
離された心拍(脈拍)、呼吸、いびき発声等の無線信号を
受信し、各種処理を実行する機能を有する。当該各種処
理には、受信した信号をＡ／Ｄ変換後、メモリ等の記憶
手段に記憶させる処理や、記憶手段に記憶された信号情
報に基づいて異常を検出する処理、さらには、異常を検
出した場合にデータ伝送装置５を介して外部の健康管理
センタにその旨の情報を送信する処理等が含まれる。当
該データ管理端末４は、例えば、パーソナルコンピュー
タ（ＰＣ）に所定のプログラムをインストールすること
により、又は専用コンピュータ等により構成される。

【００１９】データ伝送装置５は、データ管理端末４よ
り出力された情報を外部の健康管理センタ等に対して伝
送する機能を有し、例えば、モデムにより構成される。

【００２０】次に、図２を用いて、信号処理装置３の構
成について説明する。当該信号処理装置３は、信号入力
部３１、バンドパスフィルタ３２１、３２２、３２３、
増幅器３３１、３３２、３３３、無線通信処理部３４及
びアンテナ３５を備えている。

【００２１】信号入力部３１は、圧力センサ２の信号出
力端子と接続され、当該圧力センサからの出力信号を入
力し、信号処理のためのインターフェース処理を実行す
る。バンドパスフィルタ３２１、３２２、３２３は、信
号入力部３１から分岐された信号が入力される。このバ
ンドパスフィルタ３２１、３２２、３２３は各々心拍、
呼吸、いびきに対応した周波数帯域を通過させるもので
ある。この例では、３つのバンドパスフィルタを示した
が、これに限らず、２つ以上の任意の数のバンドパスフ
ィルタを用いるようにしてもよい。尚、この例では、バ
ンドパスフィルタとしてアナログフィルタが用いられて
いるが、これに限らず、入力信号をＡ／Ｄ変換した後に
デジタルフィルタにより信号を分離するようにしてもよ
い。増幅器３３１、３３２、３３３は、各々のバンドパ
スフィルタ３２１、３２２、３２３に接続され、各々の
フィルタを通過した信号を増幅する。無線通信処理部３
４は、増幅器３３１、３３２、３３３により増幅された
各信号を入力し、無線により出力するための変調処理等
を実行している。アンテナ３５は、無線通信処理部３４
からの出力信号を電波信号に変換し、送信する機能を有
する。

【００２２】続いて、図３を用いて、データ管理端末４
の構成について説明する。当該データ管理端末４は、ア
ンテナ４１、無線通信処理部４２、データ処理部４３、
制御部４４、表示部４５、信号出力部４６、記憶部４
７、入力部４８を備えている。

【００２３】アンテナ４１は、信号処理装置３から送信
された電波信号を受信し、電気信号に変換する機能を有
する。無線通信処理部４２は、アンテナ４１により変換
された電気信号に対して復調処理等を実行している。デ
ータ処理部４３は、例えば、無線通信処理部４２により
出力された信号の解析処理を実行する。当該解析処理
は、例えば、心拍に関する信号より心拍数をカウント
し、心拍数データを抽出する処理である。制御部４４
は、データ管理端末４内の各構成の制御を実行する機能
を有し、例えば、ＭＰＵ、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭによ
り構成される。表示部４５は、例えば、データ処理部４
３により抽出されたデータ等を表示する機能を有し、液
晶ディスプレイ、ＣＲＴにより構成される。

【００２４】信号出力部４６は、データ処理部４３によ
り抽出されたデータ等をデータ伝送装置５に対して出力
する機能を有する。記憶部４７は、データや制御プログ
ラムを格納するメモリやハードディスク等の記憶手段で
ある。当該データには、被験者毎に過去に測定された健
康状態を示すデータ、その測定時間データが含まれる。
各種制御プログラムには、記憶部４７に記憶された心拍
数データ、呼吸データ等の健康状態を示すデータに基づ
いて、健康状態に異常があるかどうかを判定するプログ
ラムが含まれる。このプログラムにおいて、異常がある
と判定された場合には、データ伝送装置５を介して外部
の健康管理センタに通報を行う。入力部４８は、キーボ
ード、マウス等の入力手段であり、例えば、異常を判断
する上限値および下限値等を設定することができる。

【００２５】次に本発明にかかる健康状態測定装置にお
ける信号処理の流れについて説明する。まず、流体袋１
内の圧力変動信号が圧力センサ２から信号処理装置３に
対して出力される。信号処理装置３では、通過周波数帯
の異なるバンドバスフィルタと増幅器により目的の健康
状態データを示す信号へと分離する。分離された信号
は、電波信号としてデータ管理端末４に対して送信され
る。データ管理端末４は、当該電波信号を受信し、分離
後の信号に基づき、健康状態データへ変換し、記憶す
る。健康状態データは、基本的に長期に亘って記憶さ
れ、分析及び解析に用いられる。さらにデータ管理端末
４では、当該健康状態データを分析し、健康状態に異常
がないかを確認する。異常があると判断された場合に
は、データ伝送装置５を介して外部の健康管理センタへ
通報する。

【００２６】ここで、信号処理装置３における信号の分
離処理について詳述する。例えば、呼吸の場合、個人に
よって異なるが、呼吸周期を決めておき、その周波数帯
の信号のみを取り出し呼吸信号とする。呼吸に関する通
過域は、０．０５〜１Hzである。心拍の場合、約1秒間
隔のスパイク状信号であり、通過域は、２〜１０Hz程度
である。心拍数及び呼吸数を示すグラフを図６に示す。

【００２７】音声／いびきは、高い周波数の領域であ
り、３０〜２００Hzである。これらの周波数領域の幅
は、データ管理端末で設定・変更可能であり、個体差に
より誤差が生じないようにする。音声／いびきの有無及
び体動の有無を示すグラフを図７に示す。

【００２８】体動は、大きな圧力変動となって現れる。
絶対値が大きいため、広域な周波数帯において圧力変動
が生じる。従って、呼吸／心拍／音声等の組み合わせに
基づき、体動を総合的に判断する。体動は、主に信号の
振幅より判断する。

【００２９】生存しているかどうかは、例えば、呼吸、
心拍の信号が存在するかというファクタに基づき判断す
る。主に信号のパワーに基づき判断する。場合によって
は、流体袋１内の絶対（ゲージ）圧力に基づき判断す
る。

【００３０】これらの各信号の周波数は個体差があるた
め、まず、健康状態に異常がない状態において、健康状
態データを取得し、その健康状態データに基づいて設定
するようにすることも可能である。

【００３１】以上のように、ノイズを除去し、得られた
健康状態情報を長期間にわたり蓄積していくことによ
り、被験者の特徴、例えば、就寝時間、起床時間、トイ
レ回数等の生活パターン、通常時の就寝時の呼吸、いび
き、体動の状態と体調が悪い場台の状態の比較や分析す
ることができるため、高齢者や病後の人等の健康管理を
安価に状態監視できる。

【００３２】また、心拍の情報がとれない、就寝中の呼
吸情報がない等の異常があった場合、電話回線を介し、
家族への連絡、センタやかかりつけの病院、１１９番等
へ通報するなど、異常を早期発見し、迅速に対応するこ
とができる。異常かどうかの判断は、呼吸数などの下限
値、また、心拍がとれない時間等を設定しておき、その
設定情報をもとに判断することができる。個体差は、蓄
積されたデータを専門家に分析したもらい、大方の予測
を行い、上限値、下限値を決めてもよい。

【００３３】尚、上述の例では、流体袋１、圧力センサ
２及び信号処理装置３のみを被験者が携帯するようにし
たがこれに限らず、流体袋１、圧力センサ、信号処理装
置３、データ管理端末４及びデータ伝送装置５の全てを
携帯するようにしてもよい。また、上述の信号処理装置
３では、バンドパスフィルタ３２１乃至３２３により信
号の分離を行ったが、この信号分離処理は、データ管理
端末４において実行してもよい。

【００３４】また、上述の例では、信号処理装置３とデ
ータ管理端末４間を無線通信によりデータ通信を実行し
たが、これに限らず、有線通信によりデータ通信を実行
してもよい。この場合は両者を周知の端子により接続し
てもよく、また、信号処理装置３においてＩＣカードや
メモリカードにデータを記憶させ、データ管理端末４に
おいて当該ＩＣカード等よりデータを読み出すようにし
てもよい。

【００３５】また、好適な実施例では、センサは、圧力
センサ又は変位検出器のいずれか一つであるが、それ以
外にもさらに温度センサ等のセンサを設けることを妨げ
るものではない。

【００３６】

【発明の効果】本発明により、健康状態情報を、簡易な
構成で精度良く検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる健康状態測定装置のブロック図
である。

【図２】本発明にかかる信号処理装置３のブロック図で
ある。

【図３】本発明にかかるデータ管理端末４のブロック図
である。

【図４】本発明にかかる流体袋の装着例を示す図であ
る。

【図５】本発明にかかる流体袋の装着例を示す図であ
る。

【図６】心拍数及び呼吸数の変化を示す図である。

【図７】いびき／発生の有無、体動の有無を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 流体袋 ２ 圧力センサ ３ 信号処理装置 ４
データ管理端末 ５ データ伝送装置

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被験者の健康状態を測定する健康状態測定
   装置であって、 前記被験者に直接又は間接に接触するように配置され、
   流体が封入された流体封入体と、 前記流体封入体の外表面又は内部に設けられ、当該流体
   封入体の圧力変化又は変位に応じた信号を出力するセン
   サと、 前記センサから出力された信号から複数種類の健康状態
   に関する信号を分離する信号処理装置とを備えた健康状
   態測定装置。
2. 【請求項２】前記センサは、圧力センサであることを特
   徴とする請求項１記載の健康状態測定装置。
3. 【請求項３】前記センサは、変位検出器であることを特
   徴とする請求項１記載の健康状態測定装置。
4. 【請求項４】前記信号処理装置は、分離する信号の周波
   数帯域に対応したバンドパスフィルタを備えていること
   を特徴とする請求項１記載の健康状態測定装置。
5. 【請求項５】前記流体封入体は、被験者に装着し、携帯
   可能な形状を有することを特徴とする請求項１、２、３
   又は４記載の健康状態測定装置。
6. 【請求項６】さらに、前記信号処理装置により分離され
   た信号に基づいて、健康状態データを抽出する手段と、 前記健康状態データに基づき、健康状態が異常かどうか
   を判断する健康状態判定手段と、 健康状態が異常であると判断された場合には、予め定め
   た通報先に通報を行う手段とを備えた請求項１、２、
   ３、４又は５記載の健康状態測定装置。
7. 【請求項７】過去の健康状態データを格納する記憶手段
   をさらに有し、 前記健康状態判定手段は、現在の健康状態データと当該
   記憶手段に格納された健康状態データに基づいて健康状
   態を判定することを特徴とする請求項６記載の健康状態
   測定装置。