JP2003153869A - 心拍動計測装置 - Google Patents
心拍動計測装置Info
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- JP2003153869A JP2003153869A JP2001356392A JP2001356392A JP2003153869A JP 2003153869 A JP2003153869 A JP 2003153869A JP 2001356392 A JP2001356392 A JP 2001356392A JP 2001356392 A JP2001356392 A JP 2001356392A JP 2003153869 A JP2003153869 A JP 2003153869A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 寝た状態の人体の心拍動を無拘束で計測する
ことが出来る心拍動計測装置を提供する。 【解決手段】 本発明に係る心拍動計測装置は、掛け布
団１に加速度センサー２を配備し、該加速度センサー２
の出力端は信号処理装置３に接続されている。信号処理
装置３は、加速度センサー２の出力信号をデジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換回路32と、該Ａ／Ｄ変換回路32か
ら得られるデジタル信号に演算処理を施して心拍数を算
出する演算処理回路33とを具え、該演算処理回路33の出
力端が出力装置４に接続されている。
ことが出来る心拍動計測装置を提供する。 【解決手段】 本発明に係る心拍動計測装置は、掛け布
団１に加速度センサー２を配備し、該加速度センサー２
の出力端は信号処理装置３に接続されている。信号処理
装置３は、加速度センサー２の出力信号をデジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換回路32と、該Ａ／Ｄ変換回路32か
ら得られるデジタル信号に演算処理を施して心拍数を算
出する演算処理回路33とを具え、該演算処理回路33の出
力端が出力装置４に接続されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、人体の心拍動を計
測する装置に関するものである。
測する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の高齢化に伴って、寝たきりの老人
が増加しており、この様な寝たきり老人の体調を監視す
る方法として、心電計によって心拍動を計測し、心拍数
の変化に基づいて診断を行なう方法が注目されている。
又、予防医学の意識が高まる現在において、一般の家庭
においても日常的に気軽に心拍動を計測したいというニ
ーズが高まっている。
が増加しており、この様な寝たきり老人の体調を監視す
る方法として、心電計によって心拍動を計測し、心拍数
の変化に基づいて診断を行なう方法が注目されている。
又、予防医学の意識が高まる現在において、一般の家庭
においても日常的に気軽に心拍動を計測したいというニ
ーズが高まっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
心電計を用いた心拍動の計測においては、複数の電極を
直接肌に貼り付ける必要があり、各電極から計測器本体
へ伸びるコードによって長時間の拘束状態を強いられる
という欠点があった。そこで本発明の目的は、仰臥位又
は側臥位の人体の心拍動を無拘束で計測することが出来
る心拍動計測装置を提供することである。
心電計を用いた心拍動の計測においては、複数の電極を
直接肌に貼り付ける必要があり、各電極から計測器本体
へ伸びるコードによって長時間の拘束状態を強いられる
という欠点があった。そこで本発明の目的は、仰臥位又
は側臥位の人体の心拍動を無拘束で計測することが出来
る心拍動計測装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決する為の手段】本発明に係る心拍動計測装
置は、人体を覆う寝具に１或いは複数の加速度センサー
を取り付けて、人体の心拍動に伴う寝具の振動を検知す
ることによって、心拍動を計測するものである。尚、人
体を覆う寝具には、掛け布団、毛布、タオルケット等が
含まれる。上記本発明の心拍動計測装置においては、寝
具をかぶった仰臥位又は側臥位の姿勢で、心臓の動き即
ち心拍動が、寝具に伝わり、寝具が振動することにな
る。この寝具の振動に伴って加速度センサーが振動し、
心拍動が加速度の変化として検出される。
置は、人体を覆う寝具に１或いは複数の加速度センサー
を取り付けて、人体の心拍動に伴う寝具の振動を検知す
ることによって、心拍動を計測するものである。尚、人
体を覆う寝具には、掛け布団、毛布、タオルケット等が
含まれる。上記本発明の心拍動計測装置においては、寝
具をかぶった仰臥位又は側臥位の姿勢で、心臓の動き即
ち心拍動が、寝具に伝わり、寝具が振動することにな
る。この寝具の振動に伴って加速度センサーが振動し、
心拍動が加速度の変化として検出される。
【０００５】尚、前記１或いは複数の加速度センサー
(２)は、人体の胸部に対向する位置に配置されている。
これによって、心臓の動きが敏感に加速度センサー(２)
に伝わって、高いＳ／Ｎ比の計測値が得られる。
(２)は、人体の胸部に対向する位置に配置されている。
これによって、心臓の動きが敏感に加速度センサー(２)
に伝わって、高いＳ／Ｎ比の計測値が得られる。
【０００６】具体的には、前記１或いは複数の加速度セ
ンサー(２)の出力端は、信号処理装置(３)に接続され、
該信号処理装置(３)は、加速度センサー(２)の出力信号
をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ
変換手段から得られるデジタル信号に演算処理を施して
心拍数を算出する演算処理手段とを具え、信号処理装置
(３)の出力端は出力装置(４)に接続されている。該具体
的構成においては、信号処理装置(３)によって心拍数が
算出され、該心拍数が出力装置(４)によって出力され
る。
ンサー(２)の出力端は、信号処理装置(３)に接続され、
該信号処理装置(３)は、加速度センサー(２)の出力信号
をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ
変換手段から得られるデジタル信号に演算処理を施して
心拍数を算出する演算処理手段とを具え、信号処理装置
(３)の出力端は出力装置(４)に接続されている。該具体
的構成においては、信号処理装置(３)によって心拍数が
算出され、該心拍数が出力装置(４)によって出力され
る。
【０００７】
【発明の効果】本発明に係る心拍動計測装置によれば、
人体を覆う寝具に１或いは複数の加速度センサーが配備
されて、心拍動の計測器が構成されており、従来の如く
電極を肌に直接貼り付ける必要はないので、無拘束の計
測が実現される。
人体を覆う寝具に１或いは複数の加速度センサーが配備
されて、心拍動の計測器が構成されており、従来の如く
電極を肌に直接貼り付ける必要はないので、無拘束の計
測が実現される。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、図面に沿って具体的に説明する。本発明に係る心拍
動計測装置は、図１に示す如く、掛け布団(１)の内部に
３つの小型の加速度センサー(２)(２)(２)が取り付けら
れている。これらの加速度センサー(２)(２)(２)は、胸
を覆う逆三角形の頂点位置に配置されており、この中の
１つの加速度センサー(２)は、左胸の心臓の位置に対向
している。尚、加速度センサー(２)は、マイクロストー
ン社製であって、重量：４ｇ、寸法：縦２０.５ｍｍ×
横１２.５ｍｍ×高さ５ｍｍを有している。
き、図面に沿って具体的に説明する。本発明に係る心拍
動計測装置は、図１に示す如く、掛け布団(１)の内部に
３つの小型の加速度センサー(２)(２)(２)が取り付けら
れている。これらの加速度センサー(２)(２)(２)は、胸
を覆う逆三角形の頂点位置に配置されており、この中の
１つの加速度センサー(２)は、左胸の心臓の位置に対向
している。尚、加速度センサー(２)は、マイクロストー
ン社製であって、重量：４ｇ、寸法：縦２０.５ｍｍ×
横１２.５ｍｍ×高さ５ｍｍを有している。
【０００９】３つの加速度センサー(２)(２)(２)の出力
端は信号処理装置(３)に接続されている。信号処理装置
(３)は、加速度センサー(２)の出力信号を増幅する増幅
回路(31)と、加速度センサー(２)の出力信号をデジタル
データの出力信号に変換するＡ／Ｄ変換回路(32)と、デ
ジタル出力信号に後述の演算処理を施して体動回数と心
拍数を算出する演算処理回路(33)とから構成されてい
る。信号処理装置(３)の出力端はディスプレイやプリン
ター等の出力装置(４)に接続されており、体動回数及び
心拍数の出力が可能となっている。又、必要に応じ、各
加速度センサー(２)の出力信号に含まれるノイズ成分を
除去するためのバンドパスフィルターが装備される。
端は信号処理装置(３)に接続されている。信号処理装置
(３)は、加速度センサー(２)の出力信号を増幅する増幅
回路(31)と、加速度センサー(２)の出力信号をデジタル
データの出力信号に変換するＡ／Ｄ変換回路(32)と、デ
ジタル出力信号に後述の演算処理を施して体動回数と心
拍数を算出する演算処理回路(33)とから構成されてい
る。信号処理装置(３)の出力端はディスプレイやプリン
ター等の出力装置(４)に接続されており、体動回数及び
心拍数の出力が可能となっている。又、必要に応じ、各
加速度センサー(２)の出力信号に含まれるノイズ成分を
除去するためのバンドパスフィルターが装備される。
【００１０】上記心拍動計測装置においては、図３に示
す如く掛け布団(１)を被った仰臥位の姿勢で、心臓の動
き即ち心拍動が掛け布団(１)に伝わって、掛け布団(１)
が上下に振動することになり、この掛け布団(１)の振動
に伴って加速度センサー(２)が振動する。図４は、心臓
の上に配置された加速度センサー(２)の出力信号を表わ
している。図示の如く約１秒に１回の頻度でピークが発
生しており、このピークが心拍動を表わしているので、
本実施例では、所定の閾値を用いた演算処理によってピ
ークの回数をカウントし、心拍動の計測値(心拍数)とす
る。
す如く掛け布団(１)を被った仰臥位の姿勢で、心臓の動
き即ち心拍動が掛け布団(１)に伝わって、掛け布団(１)
が上下に振動することになり、この掛け布団(１)の振動
に伴って加速度センサー(２)が振動する。図４は、心臓
の上に配置された加速度センサー(２)の出力信号を表わ
している。図示の如く約１秒に１回の頻度でピークが発
生しており、このピークが心拍動を表わしているので、
本実施例では、所定の閾値を用いた演算処理によってピ
ークの回数をカウントし、心拍動の計測値(心拍数)とす
る。
【００１１】図２は、前記信号処理装置(３)の演算処理
回路(33)が実行する演算処理手続きを表わしている。該
演算処理手続きは、任意の複数(ｎ個)の加速度センサー
が配備されている心拍動計測装置を前提として、ｎチャ
ンネルのセンサー出力信号を処理するものである。尚、
Ａ／Ｄ変換回路(32)によるデジタル出力信号のサンプリ
ング周波数は１０００Ｈｚに設定されている。
回路(33)が実行する演算処理手続きを表わしている。該
演算処理手続きは、任意の複数(ｎ個)の加速度センサー
が配備されている心拍動計測装置を前提として、ｎチャ
ンネルのセンサー出力信号を処理するものである。尚、
Ａ／Ｄ変換回路(32)によるデジタル出力信号のサンプリ
ング周波数は１０００Ｈｚに設定されている。
【００１２】先ずステップＳ１〜Ｓ３にて、サンプリン
グ時刻ｔにおける各チャンネルのデジタル出力信号Ｄ１
(ｔ)〜Ｄｎ(ｔ)を取り込んで、各デジタル出力信号の増
分(Ｄi(ｔ)−Ｄi(ｔ−１))が所定の閾値Ｌ１よりも大き
いかどうかを判断する。各デジタル出力信号の増分が所
定の閾値Ｌ１よりも大きい(イエス)と判断されたとき
は、フラグＦｌａｇＭ(ｉ)を１にセットして、ステップ
Ｓ４に移行する。これに対し、各デジタル出力信号の増
分が所定の閾値Ｌ１以下の場合は、フラグＦｌａｇＭ
(ｉ)は０とする。尚、ステップＳ１〜Ｓ３の判断にて、
各デジタル出力信号の増分(Ｄi(ｔ)−Ｄi(ｔ−１))を所
定の閾値Ｌ１と比較することによって、ローパスフィル
ター処理と同様に基線の揺らぎを排除することが可能で
あるが、これに代えて、各デジタル出力信号の絶対値を
所定の閾値Ｌ１′と比較することとしてもよい。
グ時刻ｔにおける各チャンネルのデジタル出力信号Ｄ１
(ｔ)〜Ｄｎ(ｔ)を取り込んで、各デジタル出力信号の増
分(Ｄi(ｔ)−Ｄi(ｔ−１))が所定の閾値Ｌ１よりも大き
いかどうかを判断する。各デジタル出力信号の増分が所
定の閾値Ｌ１よりも大きい(イエス)と判断されたとき
は、フラグＦｌａｇＭ(ｉ)を１にセットして、ステップ
Ｓ４に移行する。これに対し、各デジタル出力信号の増
分が所定の閾値Ｌ１以下の場合は、フラグＦｌａｇＭ
(ｉ)は０とする。尚、ステップＳ１〜Ｓ３の判断にて、
各デジタル出力信号の増分(Ｄi(ｔ)−Ｄi(ｔ−１))を所
定の閾値Ｌ１と比較することによって、ローパスフィル
ター処理と同様に基線の揺らぎを排除することが可能で
あるが、これに代えて、各デジタル出力信号の絶対値を
所定の閾値Ｌ１′と比較することとしてもよい。
【００１３】ステップＳ４では、フラグＦｌａｇＭ(ｉ)
の合計値Ｍを算出し、ステップＳ５では、その合計値Ｍ
が所定の閾値Ｌ２よりも大きいかどうかを判断する。こ
こでイエスと判断されたときはステップＳ６にて体動回
数のカウントを実行し、ノーと判断されたときは体動回
数のカウントは実行しない。一方、ステップＳ１〜Ｓ３
にて、各デジタル出力信号の増分が所定の閾値Ｌ１以下
(ノー)と判断された場合は、ステップＳ８〜Ｓ１０へ移
行し、サンプリング時刻ｔにおける各チャンネルのデジ
タル出力信号Ｄ１(ｔ)〜Ｄｎ(ｔ)が所定の閾値Ｌ３より
も大きいかどうか、即ちデジタル出力信号が心拍Ｒ波を
含んでいるかどうかを判断する。各デジタル出力信号が
所定の閾値Ｌ３よりも大きい(イエス)と判断されたとき
は、フラグＦｌａｇＣ(ｉ)を１にセットして、ステップ
Ｓ１１に移行する。これに対し、各デジタル出力信号が
所定の閾値Ｌ３以下の場合は、フラグＦｌａｇＣ(ｉ)は
０とする。
の合計値Ｍを算出し、ステップＳ５では、その合計値Ｍ
が所定の閾値Ｌ２よりも大きいかどうかを判断する。こ
こでイエスと判断されたときはステップＳ６にて体動回
数のカウントを実行し、ノーと判断されたときは体動回
数のカウントは実行しない。一方、ステップＳ１〜Ｓ３
にて、各デジタル出力信号の増分が所定の閾値Ｌ１以下
(ノー)と判断された場合は、ステップＳ８〜Ｓ１０へ移
行し、サンプリング時刻ｔにおける各チャンネルのデジ
タル出力信号Ｄ１(ｔ)〜Ｄｎ(ｔ)が所定の閾値Ｌ３より
も大きいかどうか、即ちデジタル出力信号が心拍Ｒ波を
含んでいるかどうかを判断する。各デジタル出力信号が
所定の閾値Ｌ３よりも大きい(イエス)と判断されたとき
は、フラグＦｌａｇＣ(ｉ)を１にセットして、ステップ
Ｓ１１に移行する。これに対し、各デジタル出力信号が
所定の閾値Ｌ３以下の場合は、フラグＦｌａｇＣ(ｉ)は
０とする。
【００１４】ステップＳ１１では、フラグＦｌａｇＣ
(ｉ)の合計値Ｃを算出し、ステップＳ１２では、その合
計値Ｃが所定の閾値Ｌ４よりも大きいかどうかを判断す
る。ここでイエスと判断されたときは、ステップＳ１３
に移行して、Ｒ波を検出した時刻Ｔを算出した後、ステ
ップＳ１４に移行し、Ｒ波を検出した時刻Ｔとその前に
Ｒ波を検出した時刻(Ｔ−１)との差からＲＲ間隔を算出
する。続いて、ＲＲ間隔を６０(秒)で除算して、１秒間
当たりの心拍数Ａを算出する。一方、ステップＳ８〜Ｓ
１０にて、サンプリング時刻ｔにおける各チャンネルの
デジタル出力信号Ｄ１(ｔ)〜Ｄｎ(ｔ)が所定の閾値Ｌ３
以下(ノー)と判断されたときは、ステップＳ１６に移行
して、心拍・体動信号の検出なしと判断する。
(ｉ)の合計値Ｃを算出し、ステップＳ１２では、その合
計値Ｃが所定の閾値Ｌ４よりも大きいかどうかを判断す
る。ここでイエスと判断されたときは、ステップＳ１３
に移行して、Ｒ波を検出した時刻Ｔを算出した後、ステ
ップＳ１４に移行し、Ｒ波を検出した時刻Ｔとその前に
Ｒ波を検出した時刻(Ｔ−１)との差からＲＲ間隔を算出
する。続いて、ＲＲ間隔を６０(秒)で除算して、１秒間
当たりの心拍数Ａを算出する。一方、ステップＳ８〜Ｓ
１０にて、サンプリング時刻ｔにおける各チャンネルの
デジタル出力信号Ｄ１(ｔ)〜Ｄｎ(ｔ)が所定の閾値Ｌ３
以下(ノー)と判断されたときは、ステップＳ１６に移行
して、心拍・体動信号の検出なしと判断する。
【００１５】ステップＳ１２にて合計値Ｃが所定の閾値
Ｌ４以下と判断されたとき、或いは、ステップＳ１５又
はステップＳ１６の処理後は、ステップＳ１７へ移行し
て、サンプリング時刻ｔを次のサンプリング時刻(ｔ＋
１)に進めて、ステップＳ１〜Ｓ３へ戻り、同様の処理
を繰り返す。
Ｌ４以下と判断されたとき、或いは、ステップＳ１５又
はステップＳ１６の処理後は、ステップＳ１７へ移行し
て、サンプリング時刻ｔを次のサンプリング時刻(ｔ＋
１)に進めて、ステップＳ１〜Ｓ３へ戻り、同様の処理
を繰り返す。
【００１６】上記の演算処理手続きによって、体動数及
び心拍数が算出され、その結果が図１の出力装置(４)に
よって出力され、更に必要に応じて、それらの出力デー
タが外部の医療施設へ自動的に送信される。
び心拍数が算出され、その結果が図１の出力装置(４)に
よって出力され、更に必要に応じて、それらの出力デー
タが外部の医療施設へ自動的に送信される。
【００１７】上記本発明の心拍動計測装置によれば、寝
具としての掛け布団(１)に複数の加速度センサー(２)が
配備されており、単に掛け布団(１)をかぶって寝るだけ
で心拍動の計測が可能となるので、人体を拘束すること
なく、心拍動を計測することが出来る。従って、長時間
の計測においても負担が軽く、特に寝たきり老人の体調
監視に好適である。
具としての掛け布団(１)に複数の加速度センサー(２)が
配備されており、単に掛け布団(１)をかぶって寝るだけ
で心拍動の計測が可能となるので、人体を拘束すること
なく、心拍動を計測することが出来る。従って、長時間
の計測においても負担が軽く、特に寝たきり老人の体調
監視に好適である。
【００１８】尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に
限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の
変形が可能である。例えば、掛け布団(１)には、心臓に
対向する位置、若しくはその近傍位置に、単一の加速度
センサー(２)を配備して、単一の加速度センサー(２)に
よって心拍動を計測する構成も採用可能である。又、加
速度センサー(２)の出力信号に所定の通過帯域を有する
フィルター処理を施すことによって、心拍動を表わす信
号を抽出することも可能である。
限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の
変形が可能である。例えば、掛け布団(１)には、心臓に
対向する位置、若しくはその近傍位置に、単一の加速度
センサー(２)を配備して、単一の加速度センサー(２)に
よって心拍動を計測する構成も採用可能である。又、加
速度センサー(２)の出力信号に所定の通過帯域を有する
フィルター処理を施すことによって、心拍動を表わす信
号を抽出することも可能である。
【図１】本発明に係る心拍動計測装置の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】信号処理装置が実行する演算処理手続きを表わ
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図３】仰向けに寝た状態における心拍動に伴う加速度
センサーの振動を説明する図である。
センサーの振動を説明する図である。
【図４】加速度センサーの出力信号を表わすグラフであ
る。
る。
(１) 掛け布団
(２) 加速度センサー
(３) 信号処理装置
(31) 増幅回路
(32) Ａ／Ｄ変換回路
(33) 演算処理回路
(４) 出力装置
フロントページの続き
(72)発明者 藤原 義久
大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三
洋電機株式会社内
Ｆターム(参考） 4C017 AA02 AB04 AC20 BC11 FF15
Claims (3)
- 【請求項１】 人体を覆う寝具に１或いは複数の加速度
センサーを取り付けて、人体の心拍動に伴う寝具の振動
を検知することによって、心拍動を計測することを特徴
とする心拍動計測装置。 - 【請求項２】 前記１或いは複数の加速度センサーは、
人体の胸部に対向する位置に配置されている請求項１に
記載の心拍動計測装置。 - 【請求項３】 前記１或いは複数の加速度センサー(２)
の出力端は、信号処理装置(３)に接続され、該信号処理
装置(３)は、加速度センサー(２)の出力信号をデジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換手段と、該Ａ／Ｄ変換手段か
ら得られるデジタル信号に演算処理を施して心拍数を算
出する演算処理手段とを具え、信号処理装置(３)の出力
端は出力装置(４)に接続されている請求項１又は請求項
２に記載の心拍動計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001356392A JP3682254B2 (ja) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | 心拍動計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001356392A JP3682254B2 (ja) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | 心拍動計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003153869A true JP2003153869A (ja) | 2003-05-27 |
| JP3682254B2 JP3682254B2 (ja) | 2005-08-10 |
Family
ID=19167918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001356392A Expired - Fee Related JP3682254B2 (ja) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | 心拍動計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3682254B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014233529A (ja) * | 2013-06-04 | 2014-12-15 | 株式会社村田製作所 | 血圧計 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104473628A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-04-01 | 东南大学 | 一种可穿戴的心音监护装置 |
-
2001
- 2001-11-21 JP JP2001356392A patent/JP3682254B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014233529A (ja) * | 2013-06-04 | 2014-12-15 | 株式会社村田製作所 | 血圧計 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3682254B2 (ja) | 2005-08-10 |
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