JP2003052650A - Physiological data collection apparatus using non- airtight air mat - Google Patents
Physiological data collection apparatus using non- airtight air matInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は人体や動物の乗った
空気室の空気圧の変化を導管で外部圧力センサ又はマイ
クロフォンに導き、その出力の変化によって人体や動物
の生体情報を収集する装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for guiding a change in the air pressure of an air chamber in which a human body or an animal rides to an external pressure sensor or a microphone, and collecting the biological information of the human body or the animal by the change in the output thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のこの種装置においては、密閉され
た空気マットの内部気圧を外部気圧よりプラスに保ち、
いわば膨らんだ弾力のある状態の密閉空気マットに人
体,動物等が乗り、内部空気圧の変化を検出することに
より、生体情報を収集するようになっている。そして、
空気マット上での人体や動物の移動を考えると、人体や
動物の作用面積以上の大きさの空気マットが必要とな
る。しかしこの場合は、作用面積以外(はみ出し部)
は、圧力逃げとして働き、必要な生体信号を減衰させた
り、消失させたりする。従って、乳幼児呼吸検出や睡眠
時無呼吸検出に応用されるごとく人体のようにかなり長
大なものが、寝返りのような移動をした場合でも常時安
定に生体情報を収集するためには空気マットを独立した
複数個の小室に分割し、その各々に圧力センサを取り付
けるように構成されているのが普通である。2. Description of the Related Art In a conventional device of this type, the internal air pressure of a closed air mat is kept positive than the external air pressure,
A human body, an animal, or the like rides on a so-called inflated and airtight closed air mat, and biological information is collected by detecting a change in internal air pressure. And
Considering the movement of human bodies and animals on the air mat, an air mat larger than the action area of the human body and animals is required. However, in this case, other than the active area (protruding part)
Acts as a pressure relief and attenuates or eliminates vital biological signals. Therefore, although it is quite long like the human body as it is applied to infant breath detection and sleep apnea detection, an air mat is used independently to stably collect biological information even when moving like turning over. It is usually constructed such that it is divided into a plurality of small chambers, and a pressure sensor is attached to each of them.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、独立し
た複数の空気室の内部の空気圧を等しくし、且つそれを
外部空気圧よりプラスに維持し弾力を保つためには、各
空気マットを気密構造に作り、等しく加圧する必要があ
り、それが空気マットのコストを高くする要因になって
いる。また、万一空気洩れが生じれば使用できなくな
る。一方、圧力センサ又はマイクロフォンは個々の製品
の特性が均一ではなく、これを複数個使用する場合は、
各素子の特性を整合する面倒な作業が必要になる。However, in order to equalize the air pressures inside a plurality of independent air chambers and to keep it positive and more elastic than the external air pressure, each air mat is made airtight. However, it is necessary to apply equal pressure, which causes the cost of the air mat to be high. If air leaks, it cannot be used. On the other hand, the pressure sensor or microphone does not have uniform characteristics of individual products.
Troublesome work for matching the characteristics of each element is required.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明の装置において、
空気マットは、独立した複数の空気室から成り立ってい
るが、各空気室は通常の状態では内部空気圧と外部空気
圧に差が生じないようになっている。即ち各空気室を構
成する材料は、全く空気を通さない気密な材料である必
要はなく、その縫合なども気密性に配慮する必要はな
い。むしろ全体として、適度の通気性を有することが必
要である。従って、それ自体膨張力を持たないし、弾性
も乏しいことになる。In the device of the present invention,
The air mat is composed of a plurality of independent air chambers, but each air chamber does not have a difference in internal air pressure and external air pressure under normal conditions. That is, the material forming each air chamber does not need to be an airtight material that does not allow air to pass through at all, and it is not necessary to consider the airtightness of the sutures. Rather, it is necessary that it has a proper breathability as a whole. Therefore, it has no expansion force per se and is poor in elasticity.
【0005】その反面、それのみでは各空気室の形状を
維持することが難しいので、中にスポンジのような復元
力のあるバネ材を封入し、人体等の荷重がかかって変形
した場合も一定の形状と内部の残留空気が保てるように
し、荷重が取り除かれた場合は徐々に原形状に復元でき
るようになっている。On the other hand, since it is difficult to maintain the shape of each air chamber by itself, a spring material having a restoring force such as a sponge is enclosed in the air chamber, and even if the body is deformed under the load. The shape and the residual air inside can be maintained, and when the load is removed, the shape can be gradually restored to the original shape.
【0006】各空気室には、荷重がかかった場合のみ開
く通気弁が設けられ、その先は導管によって一又は共通
の圧力センサ又はマイクロフォンに接続される。Each air chamber is provided with a vent valve that opens only when a load is applied, to the end of which a conduit connects to one or a common pressure sensor or microphone.
【0007】このような構造からなる空気マットは、材
質や構造の気密性に高度の配慮する必要がなく、比較的
安価に製造することができる。また、圧力センサ又はマ
イクロフォンは一個又は少数で足りるので、特性整合の
手間も省け、安価で信頼性のある生体情報収集装置を得
ることができる。[0007] The air mat having such a structure can be manufactured at a relatively low cost without requiring a high degree of consideration for the airtightness of the material and the structure. Further, since only one or a small number of pressure sensors or microphones are required, it is possible to save the labor of characteristic matching and obtain an inexpensive and reliable biological information collecting device.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を図面によって
説明する。図1において、1は本発明装置に使用する空
気マットで複数の独立した空気室1a,1b,1c,1
d,1eから成り立っている。各空気室は縦20cm,
横10cm,厚さ1cm程度の大きさで、一つの空気マッ
ト当りの空気室の数は空気マット1の形状により任意に
選択できる。2a,2b,2c,2d,2eは通気弁
で、独立した空気室1a乃至1eの各々に設けられ、空
気室に荷重がかかることにより開く構造となっている。
3は空気を通すパイプで通気弁2a乃至2eを経由して
伝播された空気圧変動を圧力センサ又はマイクロフォン
4に導くようになっている。圧力センサ又はマイクロフ
ォン4の出力5は計測部(図示せず)に接続される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an air mat used in the device of the present invention, and a plurality of independent air chambers 1a, 1b, 1c, 1
It consists of d and 1e. Each air chamber is 20 cm long,
The size is about 10 cm in width and 1 cm in thickness, and the number of air chambers per one air mat can be arbitrarily selected depending on the shape of the air mat 1. Vent valves 2a, 2b, 2c, 2d, and 2e are provided in each of the independent air chambers 1a to 1e, and have a structure that opens when a load is applied to the air chambers.
Reference numeral 3 is a pipe through which air is passed, and the air pressure fluctuation propagated through the ventilation valves 2a to 2e is guided to the pressure sensor or the microphone 4. The output 5 of the pressure sensor or microphone 4 is connected to a measuring unit (not shown).
【0009】図2は、各空気室の構造を説明するための
図1のA−A’線における断面の拡大図である。図1と
同一個所には同一の符号を用いている。空気室1aは表
材6によって袋状に形成される。これは一体に形成して
もよいが、2枚の材料を重ね合わせ周辺部7を縫合或い
は接着する等の方法によって行ってもよい。一方の端部
8には通気弁2aが取り付けられ、パイプ3に接続され
る。FIG. 2 is an enlarged view of a cross section taken along the line AA 'in FIG. 1 for explaining the structure of each air chamber. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. The air chamber 1a is formed by the surface member 6 into a bag shape. This may be formed integrally, but may be performed by a method of superposing two materials and stitching or adhering the peripheral portion 7. A ventilation valve 2 a is attached to one end 8 and is connected to the pipe 3.
【0010】9はスポンジのような弾性体からなる支持
材で、荷重による空気室の圧縮を制限し、内部に空気を
残留させると共に、荷重が去った時は空気室を徐々に元
の形に復元させる働きをする。支持材9としては、スポ
ンジの他、断面が波型の板、コイルスプリングなども用
いることができる。Reference numeral 9 is a support member made of an elastic material such as a sponge, which restricts the compression of the air chamber due to the load and allows air to remain inside, and when the load is removed, the air chamber is gradually returned to its original shape. It works to restore. As the supporting member 9, a plate having a corrugated cross section, a coil spring, or the like can be used in addition to the sponge.
【0011】通気弁2aは、弾性を持つ柔軟な部材で構
成されており、空気室に人体等の荷重がかかり、空気室
が変形することにより開く構造のものを用いる。その例
を図3によって説明する。図3Aは通気弁2aの先端部
10を、空気室1aの内側から見た図で、柔軟で弾性を
有する部材の断面は円形となっている。断面の中央部に
は、縦にスリット11が切られており、通常時はこのス
リットは密着状態である。しかしながら、空気室1aに
荷重がかかり変形すると、それに伴なってこの部分にも
矢印に示す如く上下方向の力が加わり、柔軟な部材は図
3Bに示す如く楕円状に圧縮変形される。すると、スリ
ット11も離れて開口部12を形成し空気室内部の空気
圧の外部への伝播が可能となる。通気弁を経由した空気
圧は図1のパイプ3の空気圧変化となり、この変化を圧
力センサ又はマイクロフォン4が検知することになる。The ventilation valve 2a is composed of a flexible member having elasticity, and has a structure which is opened when a load such as a human body is applied to the air chamber and the air chamber is deformed. An example thereof will be described with reference to FIG. FIG. 3A is a view of the tip portion 10 of the ventilation valve 2a as viewed from the inside of the air chamber 1a, and the member having a flexible and elastic shape has a circular cross section. A slit 11 is vertically cut in the central portion of the cross section, and this slit is normally in a close contact state. However, when a load is applied to the air chamber 1a to deform it, a vertical force is also applied to this portion as shown by the arrow, and the flexible member is compressed and deformed into an elliptical shape as shown in FIG. 3B. Then, the slit 11 is also separated and the opening 12 is formed so that the air pressure in the air chamber can be propagated to the outside. The air pressure passing through the ventilation valve becomes a change in the air pressure of the pipe 3 in FIG. 1, and this change is detected by the pressure sensor or the microphone 4.
【0012】空気室2aから人体等の荷重が去った場合
は、荷重によって変形した支持材9が弾力によって復元
しようとする力によって、空気室の形状も元の状態に戻
ろうとするが、その際空気室1aの表面から排出された
のとほぼ等量の外気が必要となる。しかしながら、空気
室自体が密閉構造を有していないので、必要な外気は布
目,縫い目,ピンホール等を通じ次第に空気室に還流し
元の形状に復帰する。When a load such as a human body is removed from the air chamber 2a, the shape of the air chamber is restored to its original state due to the force of the support member 9 deformed by the load to be restored by the elastic force. The same amount of outside air as that discharged from the surface of the air chamber 1a is required. However, since the air chamber itself does not have a closed structure, necessary outside air is gradually returned to the air chamber through cloths, stitches, pinholes, etc. and returns to its original shape.
【0013】図4は、圧力センサ又はマイクロフォン4
の力信号5の一例を示したものである。図4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4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。FIG. 4 shows a pressure sensor or microphone 4
3 shows an example of the force signal 5 of FIG. The horizontal axis of FIG. 4 represents time (Sec), and the vertical axis represents the level (V) of the output signal. In FIG. 4, a portion in which the level of the output signal greatly changes indicates an involuntary mechanical movement BMT of unconscious body movement such as turning over of a person who collects biological information. Further, the portion where the level of the output signal is stable and fluctuates little shows involuntary mechanical movements such as respiration of the person who collects biometric information and pulsation of the heart.
【0014】図5は、図4に示した圧力センサ又はマイ
クロフォン4の、レベルが安定して小さく変動している
部分(図4の丸で囲んだ部分)の信号を拡大した信号S
1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。圧力センサ又はマイクロフォン4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、圧力センサ又はマイクロフォン4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。FIG. 5 is an enlarged signal S of the signal of the portion (circled in FIG. 4) of the pressure sensor or microphone 4 shown in FIG.
1 and a signal S2 obtained by differentiating the signal of the same portion. The high level periodic signal of the waveform of the signal S2 obtained by differentiating the output signal of the pressure sensor or the microphone 4 indicates the heartbeat cycle, and the high level periodic signal and the intermediate level periodic signal are left. Indicates ventricular ejection time. In this way, various kinds of biological information can be continuously obtained from the output signal of the pressure sensor or the microphone 4 for a long time.
【0015】図6は、圧力センサ又はマイクロフォン4
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6におい
て、PTは圧力センサ又はマイクオフォン4の出力信号
で、図4,図5に示すような信号を出力する。LVはレ
ベル検出回路で、マイクロフォン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、マイクロフォンPTの出力信号の高い周
波数成分を除去する。DFは微分増幅器でマイクロフォ
ンPTの出力信号を微分した、図5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。FIG. 6 shows a pressure sensor or microphone 4
3 is a block diagram showing an example of a signal processing circuit for processing the output signal of FIG. In FIG. 6, PT is an output signal of the pressure sensor or the microphone 4 and outputs a signal as shown in FIGS. 4 and 5. LV is a level detection circuit, which outputs a pulse A when the output of the microphone PT exceeds a predetermined level. LP is a low-pass filter that removes high frequency components of the output signal of the microphone PT. The DF differentiates the output signal of the microphone PT by a differential amplifier and outputs a signal as shown in S2 of FIG. Maximum value detectors DT1, DT2, DT3 output a positive pulse each time the maximum value of a signal applied thereto is detected.
【0016】CU1,CU2,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。TM1,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
向性マイクロフォンPTの出力信号は、レベル検出回路
LV,ローパスフィルターLP,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。CU1, CU2, and CU3 count pulses applied to them by counters and generate output signals when they reach a set value. TM1, TM2, TM3, TM4
Is a timer, which measures the time from when a signal is applied to the start terminal to when the signal is applied to the stop terminal and outputs the result to the output terminal. DV is an attenuator, which attenuates the signal t applied thereto to 1 / n and outputs it. SW1 is a switch and M1 is a memory. The output signal of the omnidirectional microphone PT is added to the level detection circuit LV, the low pass filter LP, and the differential amplifier DF. The pulse output from the level detection circuit LV is supplied to the timer TM1 as a start signal and added to the counter CU1.
【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
CN1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DT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F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。The counter CU1 outputs a pulse of different polarity every time it receives the pulse A output from the level detection circuit LV. When receiving the first pulse from the level detection circuit LV, the counter CU1 has a negative pulse. Is a preset counter that operates so as to output a positive pulse when it receives the next pulse. The timer TM1 measures the time from the reception of the positive pulse from the level detection circuit LV to the reception of the positive pulse from the counter CN1.
The measured value is output as the body movement time BMT. The output of the low-pass filter LP is applied to the maximum value detector DT1, and the pulse output from DT1 is supplied to the timer TM2 as a start signal and also applied to the counter CU2. The timer TM2 measures the time from receiving the positive polarity pulse A from the maximum value detector DT to receiving the positive polarity pulse F from the counter CU2, and outputs the measured value as the respiratory cycle RP.
【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。The output signal of the differential amplifier DF is connected to the maximum value detector DT2. The pulse output from the maximum value detector DT2 is supplied to the timer TM3 as a start signal and added to the counter CU3. The timer TM3 measures the time from the reception of the positive polarity pulse from the maximum value detector DT2 to the reception of the positive polarity pulse from the counter CU3, and outputs the measured value as the heartbeat cycle RR. The timer TM4 starts with the pulse output from the maximum value detector DT2, is turned on by the switch SW1 for the time of 1 / n of the heartbeat cycle RR measured by the timer TM3 and stored one heartbeat before, and the aortic valve. Only the blockage sound is detected by the maximum value detector DT3, added as a stop signal of the timer TM4, and the measured value is output as the left ventricular ejection time ET.
【0019】次に、上述のように構成された図6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
フォンPTからは、図4又は、図5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、マイクロフォン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に体
動が起きると、パルスAを出力し、これをタイマーTM
1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CN1
よりパルスBを受けるまでの時間、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。Next, the operation of the circuit of FIG. 6 configured as described above will be described as follows. The omnidirectional microphone PT outputs an electric signal of biometric information as shown in S1 of FIG. 4 or FIG. This signal indicates involuntary mechanical movements such as breathing of humans and animals and pulsation of the heart whose biometric information is collected. The level detection circuit LV outputs a pulse A when the electric signal output from the microphone PT exceeds a predetermined level, that is, when body movement of a person who collects biological information occurs, and outputs this as a timer TM.
Supply to 1. In response to this, the timer TM1 starts measuring the body movement time BMT. The timer TM1 receives the pulse A from the level detection circuit LV and then the counter CN1.
The time until the pulse B is further received, the body movement time BMT of the person who collects biological information is measured, and the measured value is output.
【0020】マイクロフォン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L
Pにより除去され、その最大値、生体情報を収集される
人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CU2より
パルスBを受けるまでの時間、すなわち図4に示す呼吸
周期RRを測定し、その測定値を出力する。無指向性マ
イクロフォンPTの出力の電気信号は微分増幅器DFに
より微分され、図5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。The high frequency component of the electric signal output from the microphone PT, which is associated with body movement, is a low-pass filter L.
A maximum value detector DT1 detects the maximum value and the body movement associated with human respiration for which biological information is collected, and a pulse A is output. The timer TM2 measures the time from receiving the pulse A from the maximum value detector DT1 to receiving the pulse B from the counter CU2, that is, the respiratory cycle RR shown in FIG. 4, and outputs the measured value. The electric signal output from the omnidirectional microphone PT is differentiated by the differential amplifier DF, converted into a signal as shown in S2 of FIG. 5, and the maximum value detector DT2 detects the maximum value.
【0021】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4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5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。このようにして圧力
センサ4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。The timer TM3 receives the pulse A from the maximum value detector DT2 and then the pulse B from the counter CU3.
To receive the heartbeat, that is, the heartbeat cycle RR shown in FIG.
Is measured and the measured value is output. Also, timer TM4
Is 1 after receiving the pulse A from the maximum value detector DT2.
Switch SW for 1 / n of the heartbeat cycle RR before heartbeat
1 is ON, the time until the maximum value detector DT3 receives the pulse B, that is, the left ventricular ejection time ET shown in FIG.
Is measured and the measured value is output. In this way, various biological information can be obtained by processing the output signal of the pressure sensor 4 by the signal processing circuit.
【0022】上記の例においては、複数の空気室を有す
る1個の空気マットから複数の生体情報を同時に収集す
る場合について説明したが、そのような空気マットを複
数個並列的に使用し、夫々に特定の生体情報を分担させ
て収集するようにすることもできる。例えば、寝返りの
ように間隔が長く、空気圧変動も大きい生体信号と、脈
拍のように規則的で空気圧変動の弱い生体信号を分担す
る別々の空気マットを用いれば圧力センサ又はマイクロ
フォンや、信号処理回路も、それに最も適合したものを
使用することができる。また、一方のみの信号を収集し
たいときは、一方の動作を停止するようにして使用する
ことができる。In the above example, the case where a plurality of biological information is simultaneously collected from one air mat having a plurality of air chambers has been described. However, a plurality of such air mats are used in parallel and each of them is used in parallel. It is also possible to share the specific biometric information with and collect it. For example, if a separate air mat that shares a biological signal with a long interval and large air pressure fluctuations such as rolling over and a biological signal with regular and weak air pressure fluctuations such as a pulse is used, a pressure sensor or microphone, or a signal processing circuit is used. Can also use the one that best fits it. Also, when it is desired to collect only one signal, the operation of one can be stopped.
【0023】[0023]
【発明の効果】本発明の装置は空気マットの気密性を要
しないため、安価で製造も容易な空気マットを用いるこ
とができる。また、複数の空気室の空気圧の変化を一個
の圧力センサ又はマイクロフォンによって検出するよう
にしたので、圧力センサ又はマイクロフォンの使用数を
低減できると共に、複数個使用する場合に比し、特性の
整合の手間を省くことができるので、全体として、安価
な生体情報測定装置を得ることができる。本発明の装置
は生体情報,特に乳幼児の呼吸監視や成人の睡眠時無呼
吸検出などに用い、突然死の防止等に効果がある。Since the device of the present invention does not require airtightness of the air mat, an air mat which is inexpensive and easy to manufacture can be used. Further, since the change in the air pressure of the plurality of air chambers is detected by one pressure sensor or microphone, the number of pressure sensors or microphones to be used can be reduced, and the matching of characteristics can be improved compared to the case of using a plurality of pressure sensors. Since labor can be saved, an inexpensive biological information measuring device can be obtained as a whole. The device of the present invention is used for biological information, especially for respiratory monitoring of infants and sleep apnea detection of adults, and is effective in preventing sudden death.
【図1】 本発明装置に使用される空気マットの平面図FIG. 1 is a plan view of an air mat used in the device of the present invention.
【図2】 図1の空気マットのA−A´線断面図FIG. 2 is a sectional view of the air mat of FIG. 1 taken along the line AA ′.
【図3】 空気弁の動作を説明する図FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the air valve.
【図4】 生体信号の出力を示すグラフFIG. 4 is a graph showing the output of a biological signal
【図5】 生体信号の出力を示すグラフFIG. 5 is a graph showing the output of a biological signal
【図6】 信号処理回路の例を示すブロック図FIG. 6 is a block diagram showing an example of a signal processing circuit.
1・・・・・・・・・・・・・・・空気マット
1a〜1e・・・・・・・・・・・空気室
2a〜2e・・・・・・・・・・・通気弁
3・・・・・・・・・・・・・・・パイプ
4・・・・・・・・・・・・・・・圧力センサ又はマイ
クロフォン
5・・・・・・・・・・・・・・・圧力センサ又はマイ
クロフォンの出力
6・・・・・・・・・・・・・・・表材
7・・・・・・・・・・・・・・・空気室周辺
8・・・・・・・・・・・・・・・空気室の周辺の一部
9・・・・・・・・・・・・・・・支持材
10・・・・・・・・・・・・・・通気弁端部
11・・・・・・・・・・・・・・スリット
12・・・・・・・・・・・・・・開口
PT・・・・・・・・・・・・・・圧力センサ又はマイ
クロフォンの出力
LV・・・・・・・・・・・・・・レベルの検出回路
LP・・・・・・・・・・・・・・ローパスフィルター
DF・・・・・・・・・・・・・・微分増幅器
DT1,DT2,DT3・・・・・・最大値検出器
CU1,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1 --- Air mats 1a-1e-Air chambers 2a-2e-Ventilation valve 3 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Pipe 4 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Pressure sensor or microphone 5 ・ ・ ・ ・・ ・ ・ Pressure sensor or microphone output 6 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Surface material 7 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Air chamber area 8 ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Part of the periphery of the air chamber 9 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Supporting material 10 ・ ・ ・ ・・ ・ Ventilation valve end 11 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Slit 12 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Opening PT ・ ・ ・... Output LV of pressure sensor or microphone Detection circuit LP ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Low pass filter DF ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Differential amplifier DT1, DT2, DT3 ・ ・ ・ ・ ・ Max. Value detectors CU1, CU2, CU3 ··· Counters TM1, TM2, TM3, TM4 ··· Timer SW1 ····· Switch M1 ····・ ・ ・ Memory DV ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Attenuator
Claims (2)
において、 各空気室は非気密構造で内部に入れられた弾性のある支
持材で形状が保たれており、 各空気室には、通気弁が取りつけられ、空気室に荷重が
かかることにより通気弁が開くようになっており、 各通気弁は共通のパイプによって1個の圧力センサ又は
マイクロフォンに接続されており、 圧力センサ又はマイクロフォンの出力を計測することに
よって、空気マット上の生体の呼吸,心拍,セキやイビ
キを含む生体情報を収集できるようにした生体情報収集
装置。1. An air mat comprising a plurality of independent air chambers, each air chamber having a non-airtight structure and being kept in shape by an elastic support member, and each air chamber being ventilated. The valves are attached and the ventilation valves are opened by applying a load to the air chamber. Each ventilation valve is connected to one pressure sensor or microphone by a common pipe, and the output of the pressure sensor or microphone is connected. A biometric information collection device that can collect biometric information, including respiration, heartbeat, and blemishes and snoring, on the air mat by measuring.
組合わせて使用し、 各生体情報収集装置に収集する生体情報の内容を分担さ
せるようにした生体情報収集装置。2. A biometric information collecting apparatus, wherein a plurality of biometric information collecting apparatuses according to claim 1 are used in combination, and each biometric information collecting apparatus is made to share the content of biometric information to be collected.
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