JP2004024685A - Respiratory monitoring apparatus - Google Patents

Respiratory monitoring apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2004024685A
JP2004024685A JP2002187904A JP2002187904A JP2004024685A JP 2004024685 A JP2004024685 A JP 2004024685A JP 2002187904 A JP2002187904 A JP 2002187904A JP 2002187904 A JP2002187904 A JP 2002187904A JP 2004024685 A JP2004024685 A JP 2004024685A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
load
load sensor
respiratory
frequency band
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002187904A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3821061B2 (en
Inventor
Hiroto Nakatani
中谷 浩人
Kenichi Yanai
柳井 謙一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2002187904A priority Critical patent/JP3821061B2/en
Priority to US10/606,968 priority patent/US6932774B2/en
Publication of JP2004024685A publication Critical patent/JP2004024685A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3821061B2 publication Critical patent/JP3821061B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Mattresses And Other Support Structures For Chairs And Beds (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Invalid Beds And Related Equipment (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a respiratory monitoring apparatus with which accuracy of a respiratory signal can be improved. <P>SOLUTION: From among load signals of a plurality of load sensors 221 provided at a sheet part 2, a control part 3 of the respiratory monitoring apparatus A selects one load sensor 221 whose signal intensity in a respiratory frequency region is larger than that outside of the respiratory frequency region by a prescribed factor, and the respiratory signal is generated based on the load signal outputted from the selected load sensor 221. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、就寝時に呼吸状態をモニタすることができる呼吸モニタ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の、睡眠中の呼吸状態をモニタするモニタ装置として、特開2001−37742号公報に開示された呼吸器系疾患のモニタ装置がある。このモニタ装置は、寝具の下に所定の分布で設置され、印加荷重に対応した荷重信号を出力する複数の荷重センサを備え、荷重センサの荷重信号から就寝者の呼吸数に対応する周波数帯域の信号を呼吸信号として算出する。
【0003】
このモニタ装置が呼吸信号を算出するときには、まず、荷重センサの荷重信号を周波数解析して呼吸数に対応する周波数帯域のパワースペクトルを算出する。次に、そのパワースペクトルの強度が大きい荷重センサの荷重信号から呼吸信号を生成するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術のモニタ装置では、呼吸以外の要因による荷重、例えば就寝者の体重や大きな体動による荷重が荷重センサに印加され、呼吸数に対応する周波数帯域のパワースペクトルの強度が大きくなった場合には、生成される呼吸信号の精度が低下するという問題がある。
【0005】
本発明は、上記点に鑑みてなされたもので、呼吸信号の精度を向上することが可能な呼吸モニタ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】
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、
寝具の下、内部もしくは表面に所定の分布で設置され、印加荷重に対応した荷重信号を出力する複数の荷重センサと、
荷重センサから出力される荷重信号に基づいて、就寝者の呼吸状態に対応した呼吸信号を生成する呼吸信号生成手段とを備える呼吸モニタ装置において、
荷重信号の就寝者の呼吸数に対応する周波数帯域の信号強度の、前記周波数帯域外の信号強度に対する比に基づいて、荷重センサを選択する荷重センサ選択手段を備え、
呼吸信号生成手段は、荷重センサ選択手段が選択する荷重センサから出力される荷重信号に基づいて、呼吸信号を生成することを特徴としている。
【0007】
これによると、就寝者の呼吸数に対応する周波数帯域の信号強度が、周波数帯域外の信号強度に対して十分に大きな荷重センサを選択し、この荷重センサから出力される荷重信号により呼吸信号を生成することが可能である。
【0008】
すなわち、呼吸以外の要因による印加荷重変動が少ない荷重センサの荷重信号により呼吸信号を生成することが可能である。したがって、呼吸信号生成手段において生成される呼吸信号の精度を向上することが可能である。
【0009】
また、請求項2に記載の発明のように、荷重センサ選択手段は、荷重信号の就寝者の呼吸数に対応する周波数帯域の信号強度の、前記周波数帯域より高い周波数の帯域の信号強度に対する比に基づいて、荷重センサを選択するものとすることができる。
【0010】
また、請求項3に記載の発明のように、具体的には、荷重センサ選択手段は、荷重信号の就寝者の呼吸数に対応する周波数帯域の信号強度の平均値が、前記周波数帯域より高い周波数の帯域の信号強度の平均値に対し、所定倍率以上である荷重センサを選択するものとすることができる。
【0011】
また、請求項4に記載の発明のように、荷重センサ選択手段は、荷重信号の就寝者の呼吸数に対応する周波数帯域の信号強度の、前記周波数帯域より低い周波数の帯域の信号強度に対する比に基づいて、前記荷重センサを選択するものとすることができる。
【0012】
また、請求項5に記載の発明のように、具体的には、荷重センサ選択手段は、荷重信号の就寝者の呼吸数に対応する周波数帯域の信号強度の平均値が、前記周波数帯域より低い周波数の帯域の信号強度の平均値に対し、所定倍率以上である荷重センサを選択するものとすることができる。
【0013】
また、請求項6に記載の発明では、荷重センサ選択手段が荷重センサを選択する前に、荷重信号からバイアス成分を除去するバイアス成分除去手段を備えることを特徴としている。
【0014】
これによると、例えば、就寝者の体重や大きな体動等に起因して荷重センサの荷重信号にバイアス成分が加わっていたとしても、これを除去することができる。したがって、バイアス成分のない荷重信号により呼吸信号を生成することが可能である。このようにして、呼吸信号生成手段において生成される呼吸信号の精度を一層向上することが可能である。
【0015】
また、請求項7に記載の発明では、荷重センサ選択手段が荷重センサを選択する前に、荷重信号に基づいて、就寝者の略下方にある荷重センサを抽出する荷重センサ抽出手段を備えることを特徴としている。
【0016】
これによると、荷重センサ抽出手段が、荷重信号に基づいて就寝者が上方に乗っている荷重センサを抽出した後で、荷重センサ選択手段により荷重センサを選択することが可能である。すなわち、就寝者が乗っていない荷重センサを除外してから、荷重センサ選択手段により荷重センサを選択することが可能である。したがって、荷重センサ選択手段による選択速度を向上することが可能である。
【0017】
また、請求項8に記載の発明では、呼吸信号生成手段が生成した呼吸信号の振幅が、所定値以下の状態が所定時間継続した場合には、荷重センサから出力される新たな荷重信号に基づいて、呼吸信号を生成し直すことを特徴としている。
【0018】
呼吸数に対応する周波数帯域の信号強度と周波数帯域外の信号強度との関係によっては、荷重信号に呼吸に起因する成分がそれほど含まれていない荷重センサが荷重センサ選択手段により選択される場合がある。このような場合には、一般的に呼吸信号生成手段が生成した呼吸信号の振幅が小さくなる。
【0019】
したがって、呼吸信号生成手段が生成した呼吸信号の振幅が、所定値以下の状態が所定時間継続したときには、荷重信号に呼吸に起因する成分がそれほど含まれていない荷重センサが選択された可能性が高いと判断される。このようなときには、荷重センサから出力される新たな荷重信号に基づいて、呼吸信号を生成し直すことにより、信頼性の高い呼吸信号を得ることができる。
【0020】
このようにして、呼吸信号生成手段において生成される呼吸信号の精度をより一層向上することが可能である。
【0021】
また、請求項9に記載の発明では、呼吸信号生成手段が生成した呼吸信号に同期して報知を行なう報知手段を備えることを特徴としている。
【0022】
これによると、呼吸に同期した呼吸信号が生成されていない場合には、報知手段により就寝者等にこれを報知することができる。したがって、例えば寝具等の状態が適切でないなどの呼吸測定環境が好ましくない状態の改善を促すことが可能であり、好ましくない状態における呼吸信号の生成を防止することが可能である。このようにして、呼吸信号生成手段において生成される呼吸信号の精度をより一層確実に向上することが可能である。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0024】
図1は、本発明の実施の形態としての呼吸モニタ装置Aを使用する際の設置状態を示す図であり、図2は、呼吸モニタ装置Aの概略構成図である。
【0025】
図1に示すように、ベッド1は、敷き布団等の寝具10を載置するための載置部11と、載置部11の端部から立設された背板部12とからなる。呼吸モニタ装置Aは、ベッド1に設置された寝具10の下部に挿入されて使用される。呼吸モニタ装置Aは、ベッド1上に就寝者が横になったときに就寝者の胸部から腹部の位置に対応するように、載置部11の中央部より背板部12側に設置される。
【0026】
図2に示すように、呼吸モニタ装置Aは、シート部2と制御部3とからなる。シート部2は、2枚のシート状の保護部材21間に、複数の(本例では3つの)センサシート22と、センサシート22毎に設けられたセンサ選択部23とを挟装して構成されている。
【0027】
センサシート22は、印加荷重に応じて電気抵抗が変化(減少)する感圧素子221を略等間隔に複数個(本例では3つのシート合計で162個)シート状部材に配置したものである。なお、図2では、各感圧素子221とセンサ選択部23とを電気的に接続する配線パターンの図示を省略している。
【0028】
つまり、各感圧素子221を含む回路に電圧が印加されているときに、印加荷重に応じて感圧素子221の電気抵抗が変化することにより、感圧素子221による電圧降下値が増減するので、この電圧降下値の変化に基づいて印加荷重を各感圧素子221毎に独立して検出できるものである。すなわち、感圧素子221は、本実施形態における荷重センサである。
【0029】
制御部3は、図3のブロック図に示すように、A/D変換器31、マイコン32、メモリ33及び表示部34によって構成される。そして、制御部3においては、センサシート22の各感圧素子221の荷重信号をセンサ選択部23によって順次選択していき、A/D変換器31を介して、アナログ値である荷重信号をデジタル値に変換した値(以下、AD値)をマイコン32に取り込む。このとき、マイコン32は、入力すべき荷重信号を切り換えるためにセンサ選択部23にスイッチング信号を与える。
【0030】
そして、マイコン32は入力された荷重信号に基づき、後述する手順に従って必要に応じてAD値等をメモリ33に記憶させながら処理を行ない、呼吸信号である呼吸曲線を算出し、その結果を表示部34に出力する。表示部34では、呼吸強度等の呼吸状態を数値あるいはグラフ表示したり、図示しないブザーを鳴動したりする。
【0031】
以上のような構成により、就寝者は、特殊なセンサを直接身体に装着することなく、自覚できない睡眠時の呼吸数や呼吸曲線等を確認することが可能になる。
【0032】
次に、上記構成に基づき呼吸モニタ装置Aの作動について説明する。
【0033】
図4は、マイコン32の概略処理動作を示すフローチャートである。図示しない制御部3の電源回路に通電されると、図4に示すように、マイコン32は、まず、162個の感圧素子221が出力する荷重信号を順次読み込む(ステップS1)。
【0034】
荷重信号を読み込んだら、荷重信号の強度が所定値以上(換言すれば感圧素子221における電圧降下値が所定値以下)の感圧素子221を、上方に人が乗っている素子として抽出する(ステップS2)。すなわち、ステップS2は、本実施形態における就寝者の略下方にある荷重センサを抽出する荷重センサ抽出手段である。
【0035】
ステップS2を実行したら、ステップS2において抽出された感圧素子221から出力された荷重信号について、バイアス成分の除去を行なう(ステップS3)。感圧素子221から出力される荷重信号には、呼吸等に伴なう変化成分以外に、それぞれの感圧素子221に印加される就寝者の体重等に起因する荷重成分等のバイアス成分も含まれている。
【0036】
ステップS3において、後述するステップで荷重信号に基づいて呼吸信号等の生成を行なう前に、荷重信号からバイアス成分を除去することで、呼吸状態の検出精度を向上することが可能となる。図5にバイアス成分除去処理のフローを示す。
【0037】
ステップS3に示すバイアス成分除去を実行するときには、図5に示すように、まず、呼吸数に対応する周波数(本例では、0.2〜0.5Hz)よりも高いノイズ成分を除去するために、デジタルフィルタによるフィルタリング処理を行なう(ステップS31)。本例では3Hz以上の周波数帯域がカットできるデジタルフィルタを採用している。
【0038】
図6(a)に示すグラフは、感圧素子221から出力された荷重信号の一例であり、この荷重信号に対しステップS31を実行した結果が図6(b)に示すグラフである。
【0039】
ステップS31を実行したら、次に、略呼吸数に対応する周波数成分を除去するために、デジタルフィルタによるフィルタリング処理を行なう(ステップS32)。本例では、このステップにおいて0.3Hz以上の周波数帯域がカットできるデジタルフィルタを採用している。
【0040】
荷重信号のグラフで例示説明すると、ステップS31により得られた図6(b)のグラフの結果に対し、ステップS32を実行することで、図6(c)に示すグラフが結果として得られる。
【0041】
ステップS32を実行したら、バイアス除去曲線の算出を行なう(ステップS33)。ステップS33では、ステップS31で得られた結果(例えば、図6(b)のグラフに示す信号)からステップS32で得られた結果(例えば、図6(c)のグラフに示す信号)を減算することで、バイアス成分を除去した曲線(図6(d)に例示)が得られる。
【0042】
本実施形態では、デジタルフィルタのフィルタリング処理を2回行なうことで、バイアス成分の除去を行なっている。バイアス成分の除去には、バンドパスフィルタによるフィルタリング処理を行なうことも可能であるが、本実施形態の方が、フィルタ次数を低くすることができ、演算時間を短くできるという利点がある。
【0043】
なお、ステップS3は、本実施形態におけるバイアス成分除去手段である。本例では、3Hz以上の周波数帯域がカットできるデジタルフィルタおよび0.3Hz以上の周波数帯域がカットできるデジタルフィルタを採用したが、呼吸数に対応する周波数の上限付近以上をカットするするフィルタおよび下限付近以上をカットするフィルタであれば採用することができる。
【0044】
図5に示すフローに従って図4に示すステップS3を実行したら、呼吸信号の生成に必要な荷重信号が得られる感圧素子221の選択を行なう(ステップS4)。ステップS2で抽出された感圧素子221には、就寝者等による荷重の印加はあるものの、呼吸に伴なう荷重変化(呼吸成分)をあまり検出していないものもある。
【0045】
ステップS4において、後述するステップで荷重信号に基づいて呼吸信号等の生成を行なう前に、呼吸成分を多く含む荷重信号を出力している感圧素子221を選択することで、呼吸状態の検出精度を向上することが可能となる。図7に呼吸検出センサ(感圧素子)選択処理のフローを示す。
【0046】
ステップS4を実行するときには、図7に示すように、まず、ステップS3により得られたバイアス成分が除去された荷重信号に対して周波数解析を行なう(ステップS41)。周波数解析は、ステップS2において抽出された感圧素子221から出力された荷重信号に対してそれぞれ行なわれる。
【0047】
図8(a)に示すグラフは、感圧素子221から出力されバイアス成分が除去された荷重信号の一例であり、この荷重信号に対しステップS41を実行した結果が図8(b)に示すパワースペクトルのグラフである。
【0048】
ステップS41を実行したら、次に、呼吸周波数(呼吸数に対応する周波数であり、本例では前述したように0.2〜0.5Hz)範囲のパワースペクトル値(信号強度)の平均値αを算出する(ステップS42)。これに合わせて、呼吸周波数より高い周波数(本例では0.5Hzより高い周波数)範囲のパワースペクトル値の平均値βを算出する(ステップS43)。
【0049】
ステップS43を実行したら、パワースペクトルの呼吸周波数範囲のピーク値が大きいパワースペクトルを上位から10個選び(ステップS44)、この10個のパワースペクトルのそれぞれについて平均値αと平均値βとを比較して、αがβに対し10倍以上のパワースペクトルを選択する。そして、この選択されたパワースペクトルに対応する感圧素子221を呼吸信号を検出するセンサの候補とする(ステップS45)。
【0050】
ステップS44、S45では、図8(c)に例示するように、平均値αと平均値βとの関係およびピーク値を算出し、これに基づいて感圧素子221を絞り込む。
【0051】
ステップS45を実行したら、ステップS45で選択されたパワースペクトルのそれぞれについて、呼吸周波数より低い周波数(本例では0.2Hzより低い周波数)範囲のパワースペクトル値の平均値γを算出する(ステップS46)。
【0052】
ステップS46を実行したら、パワースペクトルのそれぞれについて平均値αと平均値γとを比較して、αがγに対し5倍以上のパワースペクトルを選択する。そして、この選択されたパワースペクトルに対応する感圧素子221を呼吸信号を検出するセンサとする(ステップS47)。
【0053】
ステップ45およびステップS47において選択されなかった感圧素子221は、呼吸以外の体動等の影響を受け呼吸信号の算出には好ましくないセンサとして除外される。ステップS47では、図8(d)に例示するように、平均値αと平均値γとの関係を算出し、これに基づいて感圧素子221をさらに絞り込む。
【0054】
ステップS47を実行したら、ステップS47において選択された感圧素子221(センサ番号)とその荷重信号をメモリ33に記憶する(ステップS48)。また、ステップS47において選択された感圧素子221の内で、パワースペクトルのピーク値が最大のものを選択し、後述する呼吸曲線算出時の基準センサとする(ステップS49)。
【0055】
なお、図7にフローを示した図4のステップS4は、本実施形態における荷重センサ選択手段である。
【0056】
図7に示すフローに従って図4に示すステップS4を実行したら、次に、呼吸信号である呼吸曲線の算出を行なう(ステップS5)。図9に呼吸曲線算出処理のフローを示す。
【0057】
ステップS5を実行するときには、図9に示すように、まず、ステップS4において選択された基準センサである感圧素子と他の感圧素子のバイアス成分除去後の荷重信号に関する相互相関関数を算出して、他の感圧素子が出力する荷重信号の基準センサが出力する荷重信号に対する位相差を算出する(ステップS51)。
【0058】
ステップS51を実行したら、次に、基準センサと略逆位相の荷重信号であるかどうか判断する。具体的には、位相差が9/20〜11/20周期(π±π/10)の範囲であるかどうか判断する(ステップS52)。位相差がこの範囲にある場合には、逆位相を検出する感圧素子としてメモリ33に記憶する(ステップS53)。
【0059】
ステップS52において位相差が上記範囲にないと判断された場合には、基準センサと略同位相の荷重信号であるかどうか判断する。具体的には、位相差が±1/20周期(0±π/10)の範囲であるかどうか判断する(ステップS54)。位相差がこの範囲にある場合には、同位相を検出する感圧素子としてメモリ33に記憶する(ステップS55)。
【0060】
以上の位相差による感圧素子選別のステップを、ステップS4において選択された全ての感圧素子221に対し実行し、これを終了したら(ステップS56)、呼吸曲線の演算を行なう(ステップS57)。
【0061】
ステップS57では、逆位相を検出する感圧素子から出力された荷重信号のバイアス成分除去後のAD値に−1を乗じた後加算するとともに、同位相を検出する感圧素子から出力された荷重信号のバイアス成分除去後のAD値を加算し、これらの総和を逆位相あるいは同位相を検出するとされた感圧素子の数で除したものを呼吸曲線の値とする。
【0062】
なお、図9にフローを示した図4のステップS5は、本実施形態における呼吸信号生成手段である。
【0063】
図9に示すフローに従って図4に示すステップS5を実行したら、ステップS5において算出した呼吸曲線の振幅が所定値以下の状態が所定時間(例えば30秒)以上継続したかどうか判断する(ステップS6)。
【0064】
上述のステップS4までのフローにより選択された感圧素子221に、呼吸に伴なう荷重変動があまり印加されていない場合(例えば、センサシート22のいずれの感圧素子221にも呼吸に伴なう荷重変動があまり印加されていないような場合)には、一般的に、ステップS5において算出された呼吸曲線の値(振幅)は極めて小さくなる。
【0065】
したがって、ステップS6において、呼吸曲線の振幅が所定値以下の状態が所定時間以上継続したと判断した場合には、ステップS1にリターンする。すなわち、新しい荷重信号を入力し、この荷重信号に基づいて呼吸曲線の算出を再度行なう(呼吸曲線の算出をやり直す)。
【0066】
ステップS6において否と判断した場合には、呼吸曲線強度を表示部34に出力し(ステップS7)、表示部34においてこれを表示する。
【0067】
ステップS7を実行したら、次に、制御部3内に設けられた図示しないブザーを呼吸曲線に同期して鳴動させ就寝者等への報知を行なう(ステップS8)。ステップS8において、呼吸曲線に同期したブザー鳴動を行なうことにより、寝具環境が好ましくないときや、本呼吸モニタ装置を施設する位置が好ましくない等の不具合があった場合には、この不具合を改善するように促すことができる。図10に呼吸曲線の報知処理のフローを示す。
【0068】
ステップS8を実行するときには、図10に示すように、まず、計測開始から所定時間(本例では呼吸の10周期の時間)以内であるかどうか判断する(ステップS81)。計測開始とは、ステップS6において最初に否と判断され、正常に呼吸曲線が生成されはじめた時点をいう。
【0069】
ステップS81において否と判断された場合には、以降のステップは実行しない。これは、計測開始から所定時間を超えた場合には、就寝者が睡眠に入っている可能性が高く、ブザーの鳴動により就寝者の睡眠を妨げることを防止するためである。
【0070】
ステップS81において計測開始から所定時間以内であると判断した場合には、呼吸曲線の値が正か負か判断し(ステップS82)、正のときのみブザーを鳴動させる(ステップS83)。ステップS82、S83により、呼吸曲線が正のときのみブザー鳴動することで呼吸曲線(呼吸信号)に同期した報知を行なうことができる。
【0071】
本例では、ブザー鳴動により報知を行なっているが、LEDの点滅等により報知を行なうものであってもよい。なお、図10にフローを示した図4のステップS8は、本実施形態における報知手段である。
【0072】
上述の構成および作動によれば、ステップS4、S5において、就寝者の呼吸数に対応する周波数帯域の信号強度が、周波数帯域外の信号強度に対して十分に大きな感圧素子221を選択し、この感圧素子から出力される荷重信号により呼吸信号(呼吸曲線)を生成することが可能である。すなわち、呼吸以外の要因による印加荷重変動が少ない感圧素子221の荷重信号により呼吸信号を生成することが可能である。
【0073】
また、ステップS3において、荷重信号からバイアス成分を除去することができる。したがって、バイアス成分を除去した荷重信号から呼吸信号を生成することが可能である。
【0074】
さらに、ステップS6において、荷重信号に呼吸に起因する成分がそれほど含まれていない感圧素子をステップS4で選択してしまったと判断した場合には、感圧素子から出力される新たな荷重信号に基づいて、呼吸信号を生成し直すことができる。
【0075】
これに加えて、ステップS8において、呼吸信号に同期した報知を就寝者等に行なうことにより、呼吸信号の測定環境が好ましくないときには、測定環境を改善することを促すことが可能である。
【0076】
これらにより、呼吸信号の精度が向上され、信頼性の高い呼吸信号を得ることができる。
【0077】
また、ステップS3以降のフローを実行する前に、ステップS2において、就寝者の略下方にある(就寝者が上に乗っている)感圧素子221を抽出している。そして、これにより絞り込まれた感圧素子の荷重信号についてのみ以降のフローを実行している。したがって、処理速度を向上することが可能である。
【0078】
(他の実施形態)
上記一実施形態では、ステップS41での周波数解析により導出したパワースペクトルの平均値αおよびβの算出(ステップS42、S43)をした後に、ピーク値が上位10個のパワースペクトルを選択(ステップS44)したが、ステップ44を実行した後にステップS42およびS43を実行するものであってもよい。
【0079】
また、上記一実施形態では、ステップS4において、平均値αの平均値βに対する比率および平均値αの平均値γに対する比率から感圧素子を選択したが、前記比率のいずれか片方のみから選択するものであってもよい。
【0080】
また、上記一実施形態において、10個、5倍、10倍、±1/20周期等の実数値は例示であって、感圧素子221の特性やセンサシート22の構成等、呼吸モニタ装置Aの諸特性に応じて適宜設定し得るものである。
【0081】
また、上記一実施形態では、基準センサの呼吸体動信号と略同位相および略逆位相の荷重信号を出力する感圧素子を選定し、それらの荷重信号に基づいて呼吸曲線を算出したが、略同位相の荷重信号を出力する感圧素子のみを選定、もしくは略逆位相の荷重信号を出力する感圧素子のみを選定し、これらのいずれかの荷重信号に基づいて呼吸曲線を算出するものであってもよい。
【0082】
また、荷重センサは、感圧方式に限定されるものではなく、例えば静電容量式センサや歪みゲージ等、寝具の複数箇所の局所荷重が検出できるセンサであれば使用可能である。また、センサの個数も162個に限定されず、任意に増減可能である。
【0083】
また、上記一実施形態では、算出した呼吸強度を表示部34に表示する例について説明したが、例えばテレビ画面に専用のウインドウを設定して、そのウインドウ内に表示する等、既存の製品を利用して表示を行っても良い。また、呼吸信号を記憶媒体に記憶させておき、医師による診断データとして利用しても良い。さらに、その診断データを公衆回線等を利用して病院等に送信するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態における呼吸モニタ装置Aの設置状態を示す説明図である。
【図2】本発明の一実施形態における呼吸モニタ装置Aの概略構成図である。
【図3】呼吸モニタ装置Aの概略回路構成を示すブロック図である。
【図4】マイコン32の概略処理動作を示すフローチャートである。
【図5】マイコン32のバイアス成分除去処理動作を示すフローチャートである。
【図6】バイアス成分除去処理を説明する処理手順別のグラフである。
【図7】マイコン32の呼吸検出センサ選択処理動作を示すフローチャートである。
【図8】呼吸検出センサ選択処理を説明する処理手順別のグラフである。
【図9】マイコン32の呼吸曲線算出処理動作を示すフローチャートである。
【図10】マイコン32の呼吸曲線の報知処理動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
A 呼吸モニタ装置
2 シート部
3 制御部
22 センサシート
32 マイコン
34 表示部
221 感圧素子(荷重センサ)
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a respiratory monitoring device that can monitor a respiratory condition at bedtime.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art As a conventional monitoring device for monitoring a respiratory state during sleep, there is a monitoring device for a respiratory disease disclosed in JP-A-2001-37742. This monitor device is provided under a bedding with a predetermined distribution and includes a plurality of load sensors that output a load signal corresponding to an applied load, and a frequency band corresponding to a respiration rate of a sleeping person from a load signal of the load sensor. The signal is calculated as a respiration signal.
[0003]
When the monitor device calculates a respiratory signal, first, the load signal of the load sensor is frequency-analyzed to calculate a power spectrum in a frequency band corresponding to the respiratory rate. Next, a respiration signal is generated from a load signal of a load sensor having a large power spectrum intensity.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional monitoring device, a load due to factors other than respiration, for example, a load due to the weight of a sleeping person or a large body motion is applied to the load sensor, and the intensity of the power spectrum in a frequency band corresponding to the respiration rate is large. If this happens, there is a problem that the accuracy of the generated respiratory signal is reduced.
[0005]
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide a respiratory monitoring device capable of improving the accuracy of a respiratory signal.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the invention described in claim 1,
Under the bedding, installed in a predetermined distribution inside or on the surface, a plurality of load sensors that output a load signal corresponding to the applied load,
Based on a load signal output from the load sensor, a respiration signal generating means for generating a respiration signal corresponding to the respiratory state of the sleeping person,
A load sensor selecting means for selecting a load sensor based on a ratio of a signal strength in a frequency band corresponding to a respiration rate of a sleeper of the load signal to a signal strength outside the frequency band,
The respiratory signal generating means generates a respiratory signal based on a load signal output from the load sensor selected by the load sensor selecting means.
[0007]
According to this, the signal intensity in the frequency band corresponding to the respiratory rate of the sleeping person selects a load sensor that is sufficiently large with respect to the signal intensity outside the frequency band, and the respiration signal is generated by the load signal output from this load sensor. Can be generated.
[0008]
That is, it is possible to generate a respiration signal from a load signal of a load sensor in which applied load fluctuations due to factors other than respiration are small. Therefore, it is possible to improve the accuracy of the respiratory signal generated by the respiratory signal generating means.
[0009]
Further, as in the invention according to claim 2, the load sensor selecting means is configured to determine a ratio of a signal intensity of a frequency band corresponding to a respiration rate of a sleeper of the load signal to a signal intensity of a frequency band higher than the frequency band. May be used to select the load sensor.
[0010]
In addition, as in the invention according to claim 3, specifically, the load sensor selecting means is configured such that the average value of the signal strength of the load signal in the frequency band corresponding to the respiratory rate of the sleeping person is higher than the frequency band. It is possible to select a load sensor having a predetermined magnification or more with respect to the average value of the signal intensity in the frequency band.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, the load sensor selecting means is configured to determine a ratio of a signal strength of a frequency band corresponding to a respiration rate of a sleeper of the load signal to a signal strength of a frequency band lower than the frequency band. The load sensor may be selected based on the following.
[0012]
In addition, as in the invention according to claim 5, specifically, the load sensor selecting means is configured such that the average value of the signal intensity of the load signal in the frequency band corresponding to the respiratory rate of the sleeping person is lower than the frequency band. It is possible to select a load sensor having a predetermined magnification or more with respect to the average value of the signal intensity in the frequency band.
[0013]
The invention according to claim 6 is characterized in that before the load sensor selecting means selects a load sensor, the load sensor selecting means includes a bias component removing means for removing a bias component from the load signal.
[0014]
According to this, for example, even if a bias component is added to the load signal of the load sensor due to the weight of the sleeping person, a large body motion, or the like, this can be removed. Therefore, it is possible to generate a respiratory signal from a load signal without a bias component. In this way, it is possible to further improve the accuracy of the respiratory signal generated by the respiratory signal generating means.
[0015]
Further, in the invention according to claim 7, before the load sensor selecting means selects the load sensor, the load sensor selecting means for extracting the load sensor substantially below the sleeping person based on the load signal is provided. Features.
[0016]
According to this, it is possible for the load sensor extracting unit to select the load sensor by the load sensor selecting unit after extracting the load sensor on which the sleeping person is riding upward based on the load signal. That is, it is possible to select the load sensor by the load sensor selecting unit after excluding the load sensor on which the sleeping person is not riding. Therefore, it is possible to improve the selection speed by the load sensor selection unit.
[0017]
In the invention according to claim 8, when the amplitude of the respiratory signal generated by the respiratory signal generating means is equal to or less than a predetermined value for a predetermined time, the amplitude is based on a new load signal output from the load sensor. And regenerating the respiratory signal.
[0018]
Depending on the relationship between the signal strength in the frequency band corresponding to the respiratory rate and the signal strength outside the frequency band, a load sensor in which the load signal does not include a large amount of the component due to respiration may be selected by the load sensor selection unit. is there. In such a case, generally, the amplitude of the respiratory signal generated by the respiratory signal generating means becomes small.
[0019]
Therefore, when the amplitude of the respiratory signal generated by the respiratory signal generating means is equal to or less than the predetermined value for a predetermined time, it is possible that a load sensor in which the load signal does not include a component due to respiration is selected. It is determined to be high. In such a case, a respiratory signal can be obtained with high reliability by regenerating the respiratory signal based on a new load signal output from the load sensor.
[0020]
In this way, it is possible to further improve the accuracy of the respiratory signal generated by the respiratory signal generating means.
[0021]
According to the ninth aspect of the present invention, there is provided a notifying means for notifying in synchronization with the respiratory signal generated by the respiratory signal generating means.
[0022]
According to this, when the respiration signal synchronized with the respiration is not generated, it is possible to notify the sleeping person or the like by the notification means. Therefore, for example, it is possible to promote an improvement in a state where the respiratory measurement environment is not preferable, for example, when the state of the bedding is inappropriate, and it is possible to prevent the generation of a respiratory signal in an unfavorable state. In this way, the accuracy of the respiratory signal generated by the respiratory signal generating means can be more reliably improved.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0024]
FIG. 1 is a diagram showing an installation state when using a respiration monitoring device A according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the respiration monitoring device A.
[0025]
As shown in FIG. 1, the bed 1 includes a placing section 11 on which a bedding 10 such as a mattress is placed, and a back plate section 12 erected from an end of the placing section 11. The respiration monitoring device A is used by being inserted into a lower portion of the bedding 10 installed on the bed 1. The respiration monitoring device A is installed closer to the back plate 12 than the center of the placement unit 11 so as to correspond to the position of the sleeper from the chest to the abdomen when the sleeper lays down on the bed 1. .
[0026]
As shown in FIG. 2, the respiration monitoring device A includes a seat unit 2 and a control unit 3. The sheet unit 2 is configured by sandwiching a plurality of (three in this example) sensor sheets 22 and a sensor selection unit 23 provided for each sensor sheet 22 between two sheet-shaped protection members 21. Have been.
[0027]
The sensor sheet 22 includes a plurality of pressure-sensitive elements 221 (in this example, a total of three sheets, 162) of which pressure resistance elements 221 whose electric resistance changes (decreases) in accordance with an applied load are arranged at substantially equal intervals. . In FIG. 2, illustration of a wiring pattern for electrically connecting each pressure-sensitive element 221 and the sensor selection unit 23 is omitted.
[0028]
That is, when a voltage is applied to the circuit including each pressure-sensitive element 221, the electric resistance of the pressure-sensitive element 221 changes according to the applied load, so that the voltage drop value of the pressure-sensitive element 221 increases and decreases. The applied load can be independently detected for each pressure-sensitive element 221 based on the change in the voltage drop value. That is, the pressure-sensitive element 221 is the load sensor according to the present embodiment.
[0029]
The control unit 3 includes an A / D converter 31, a microcomputer 32, a memory 33, and a display unit 34, as shown in the block diagram of FIG. Then, in the control unit 3, the load signals of the respective pressure-sensitive elements 221 of the sensor sheet 22 are sequentially selected by the sensor selection unit 23, and the load signals, which are analog values, are digitally converted via the A / D converter 31. A value converted into a value (hereinafter, AD value) is taken into the microcomputer 32. At this time, the microcomputer 32 supplies a switching signal to the sensor selection unit 23 to switch the load signal to be input.
[0030]
Then, based on the input load signal, the microcomputer 32 performs processing while storing an AD value or the like in the memory 33 as necessary according to a procedure described later, calculates a respiration curve as a respiration signal, and displays the result on a display unit. 34. The display unit 34 displays the respiratory state such as the respiratory intensity as a numerical value or a graph, and sounds a buzzer (not shown).
[0031]
With the configuration described above, the sleeping person can check the respiratory rate, respiratory curve, and the like during sleep that he cannot be aware of without directly wearing a special sensor on the body.
[0032]
Next, the operation of the respiration monitoring device A based on the above configuration will be described.
[0033]
FIG. 4 is a flowchart showing a schematic processing operation of the microcomputer 32. When power is supplied to the power supply circuit of the control unit 3 (not shown), as shown in FIG. 4, the microcomputer 32 first reads the load signals output from the 162 pressure-sensitive elements 221 sequentially (step S1).
[0034]
When the load signal is read, the pressure-sensitive element 221 whose strength of the load signal is equal to or more than a predetermined value (in other words, the voltage drop value in the pressure-sensitive element 221 is equal to or less than a predetermined value) is extracted as an element on which a person is riding upward ( Step S2). That is, step S2 is a load sensor extracting unit that extracts a load sensor substantially below the sleeping person in the present embodiment.
[0035]
After executing Step S2, the bias component is removed from the load signal output from the pressure-sensitive element 221 extracted in Step S2 (Step S3). The load signal output from the pressure-sensitive element 221 includes, in addition to the change component accompanying breathing and the like, a bias component such as a load component due to the weight of the sleeping person and the like applied to each pressure-sensitive element 221. Have been.
[0036]
In step S3, by removing a bias component from the load signal before generating a respiration signal or the like based on the load signal in a step described later, it is possible to improve the detection accuracy of the respiratory state. FIG. 5 shows a flow of the bias component removal processing.
[0037]
When performing the bias component removal shown in step S3, first, as shown in FIG. 5, in order to remove a noise component higher than the frequency (0.2 to 0.5 Hz in this example) corresponding to the respiratory rate. Then, a filtering process using a digital filter is performed (step S31). In this example, a digital filter capable of cutting a frequency band of 3 Hz or more is employed.
[0038]
The graph shown in FIG. 6A is an example of a load signal output from the pressure-sensitive element 221. The result of executing step S31 on this load signal is the graph shown in FIG. 6B.
[0039]
After executing step S31, a filtering process using a digital filter is performed to remove a frequency component corresponding to the approximate respiration rate (step S32). In this example, a digital filter that can cut a frequency band of 0.3 Hz or more in this step is employed.
[0040]
Explaining with a graph of the load signal as an example, by performing step S32 on the result of the graph of FIG. 6B obtained in step S31, a graph shown in FIG. 6C is obtained as a result.
[0041]
After executing step S32, a bias removal curve is calculated (step S33). In step S33, the result obtained in step S32 (for example, the signal shown in the graph of FIG. 6C) is subtracted from the result obtained in step S31 (for example, the signal shown in the graph of FIG. 6B). Thus, a curve from which the bias component has been removed (exemplified in FIG. 6D) is obtained.
[0042]
In the present embodiment, the bias component is removed by performing the filtering process of the digital filter twice. To remove the bias component, a filtering process using a band-pass filter can be performed. However, this embodiment has the advantage that the filter order can be reduced and the calculation time can be shortened.
[0043]
Step S3 is a bias component removing unit in the present embodiment. In this example, a digital filter capable of cutting a frequency band of 3 Hz or more and a digital filter capable of cutting a frequency band of 0.3 Hz or more are employed. Any filter that cuts the above can be adopted.
[0044]
After step S3 shown in FIG. 4 is executed according to the flow shown in FIG. 5, the pressure-sensitive element 221 from which the load signal required for generating the respiration signal is obtained is selected (step S4). Among the pressure-sensitive elements 221 extracted in step S2, there are some pressure-sensitive elements 221 to which a load is applied by a sleeping person or the like, but a load change (respiratory component) due to respiration is not detected much.
[0045]
In step S4, before generating a respiration signal or the like based on the load signal in a step described later, the pressure-sensitive element 221 that outputs the load signal containing a large amount of respiratory components is selected, so that the detection accuracy of the respiratory state is determined. Can be improved. FIG. 7 shows a flow of the respiration detection sensor (pressure-sensitive element) selection processing.
[0046]
When performing step S4, as shown in FIG. 7, first, frequency analysis is performed on the load signal from which the bias component obtained in step S3 has been removed (step S41). The frequency analysis is performed on each of the load signals output from the pressure-sensitive elements 221 extracted in step S2.
[0047]
The graph shown in FIG. 8A is an example of a load signal output from the pressure-sensitive element 221 and from which the bias component has been removed. The result of executing step S41 for this load signal is the power shown in FIG. 8B. It is a graph of a spectrum.
[0048]
After executing step S41, the average value α of the power spectrum value (signal intensity) in the respiratory frequency (frequency corresponding to the respiratory rate, in this example, 0.2 to 0.5 Hz as described above) is calculated. It is calculated (step S42). In accordance with this, the average value β of the power spectrum values in the frequency range higher than the respiration frequency (frequency higher than 0.5 Hz in this example) is calculated (step S43).
[0049]
After execution of step S43, ten power spectra having a large peak value in the respiratory frequency range of the power spectrum are selected from the top (step S44), and the average value α and the average value β are compared for each of the ten power spectra. Then, a power spectrum in which α is at least 10 times that of β is selected. Then, the pressure-sensitive element 221 corresponding to the selected power spectrum is set as a candidate for a sensor for detecting a respiratory signal (step S45).
[0050]
In steps S44 and S45, as illustrated in FIG. 8C, the relationship between the average value α and the average value β and the peak value are calculated, and the pressure-sensitive elements 221 are narrowed down based on the calculated values.
[0051]
After executing step S45, for each of the power spectra selected in step S45, an average value γ of the power spectrum values in a frequency range lower than the respiration frequency (frequency lower than 0.2 Hz in this example) is calculated (step S46). .
[0052]
After the execution of step S46, the average value α and the average value γ are compared for each of the power spectra, and a power spectrum in which α is 5 or more times γ is selected. Then, the pressure-sensitive element 221 corresponding to the selected power spectrum is used as a sensor for detecting a respiratory signal (step S47).
[0053]
The pressure-sensitive elements 221 not selected in Steps 45 and S47 are affected by body movements other than respiration and are excluded as unfavorable sensors for calculating a respiration signal. In step S47, as illustrated in FIG. 8D, the relationship between the average value α and the average value γ is calculated, and based on this, the pressure-sensitive elements 221 are further narrowed down.
[0054]
After executing step S47, the pressure sensing element 221 (sensor number) selected in step S47 and its load signal are stored in the memory 33 (step S48). Further, among the pressure-sensitive elements 221 selected in step S47, the pressure-sensitive element having the largest peak value of the power spectrum is selected and used as a reference sensor for calculating a respiration curve described later (step S49).
[0055]
Step S4 in FIG. 4 showing the flow in FIG. 7 is the load sensor selecting means in the present embodiment.
[0056]
After executing step S4 shown in FIG. 4 according to the flow shown in FIG. 7, next, a respiration curve, which is a respiration signal, is calculated (step S5). FIG. 9 shows the flow of the respiration curve calculation process.
[0057]
When step S5 is executed, as shown in FIG. 9, first, a cross-correlation function regarding the load signal after removing the bias component of the pressure-sensitive element selected as the reference sensor in step S4 and another pressure-sensitive element is calculated. Then, the phase difference between the load signal output from the other pressure-sensitive element and the load signal output from the reference sensor is calculated (step S51).
[0058]
After executing step S51, it is next determined whether or not the load signal has a phase substantially opposite to that of the reference sensor. Specifically, it is determined whether or not the phase difference is in the range of 9/20 to 11/20 cycle (π ± π / 10) (step S52). If the phase difference is within this range, the phase difference is stored in the memory 33 as a pressure-sensitive element for detecting the opposite phase (step S53).
[0059]
If it is determined in step S52 that the phase difference is not within the above range, it is determined whether or not the load signal has substantially the same phase as the reference sensor. Specifically, it is determined whether or not the phase difference is within a range of ± 1/20 cycle (0 ± π / 10) (step S54). If the phase difference is within this range, the phase difference is stored in the memory 33 as a pressure-sensitive element for detecting the same phase (step S55).
[0060]
The step of selecting the pressure-sensitive element based on the phase difference is executed for all the pressure-sensitive elements 221 selected in step S4, and when this is completed (step S56), the respiration curve is calculated (step S57).
[0061]
In step S57, the AD value after removing the bias component of the load signal output from the pressure-sensitive element that detects the opposite phase is multiplied by -1 and then added, and the load output from the pressure-sensitive element that detects the same phase is added. The AD values after the removal of the bias component of the signal are added, and the sum of these AD values is divided by the number of pressure-sensitive elements determined to detect the opposite phase or the same phase to obtain the value of the respiration curve.
[0062]
Note that step S5 in FIG. 4 whose flow is shown in FIG. 9 is a respiration signal generation unit in the present embodiment.
[0063]
When step S5 shown in FIG. 4 is executed according to the flow shown in FIG. 9, it is determined whether the state where the amplitude of the respiration curve calculated in step S5 is equal to or smaller than a predetermined value has continued for a predetermined time (for example, 30 seconds) or more (step S6). .
[0064]
When the load variation accompanying respiration is not so much applied to the pressure-sensitive element 221 selected by the flow up to step S4 described above (for example, any of the pressure-sensitive elements 221 of the sensor sheet 22 is accompanied by respiration). In general, when the load variation is not so much applied, the value (amplitude) of the respiration curve calculated in step S5 becomes extremely small.
[0065]
Therefore, when it is determined in step S6 that the state where the amplitude of the respiration curve is equal to or less than the predetermined value has continued for the predetermined time or more, the process returns to step S1. That is, a new load signal is input, and the respiration curve is calculated again based on the load signal (re-calculation of the respiration curve is performed again).
[0066]
If the determination is negative in step S6, the respiration curve intensity is output to the display unit 34 (step S7), and this is displayed on the display unit 34.
[0067]
After executing step S7, a buzzer (not shown) provided in the control unit 3 is sounded in synchronization with the respiration curve to notify a sleeping person or the like (step S8). By performing a buzzer sound synchronized with the respiratory curve in step S8, when there is a problem such as when the bedding environment is unfavorable, or when the location where the respiratory monitoring device is installed is unfavorable, the problem is improved. Can be prompted. FIG. 10 shows a flow of a respiratory curve notification process.
[0068]
When step S8 is executed, first, as shown in FIG. 10, it is determined whether or not the measurement is within a predetermined time (in this example, the time of 10 cycles of respiration) (step S81). The start of measurement refers to a point in time when it is first determined to be no in step S6 and a respiration curve starts to be generated normally.
[0069]
If it is determined as NO at step S81, the subsequent steps are not executed. This is to prevent the sleeping person from going to sleep when the predetermined time has elapsed since the start of the measurement, and to prevent the sleeping sound of the sleeping person from being disturbed by the sound of the buzzer.
[0070]
If it is determined in step S81 that it is within a predetermined time from the start of measurement, it is determined whether the value of the respiration curve is positive or negative (step S82), and the buzzer sounds only when the value is positive (step S83). In steps S82 and S83, the buzzer sounds only when the respiratory curve is positive, so that a notification synchronized with the respiratory curve (respiratory signal) can be performed.
[0071]
In this example, the notification is performed by buzzer sounding, but the notification may be performed by blinking an LED or the like. Step S8 in FIG. 4 showing the flow in FIG. 10 is a notification unit in the present embodiment.
[0072]
According to the above configuration and operation, in steps S4 and S5, the pressure-sensitive element 221 whose signal strength in the frequency band corresponding to the respiratory rate of the sleeping person is sufficiently large with respect to the signal strength outside the frequency band is selected. It is possible to generate a respiration signal (respiration curve) from the load signal output from the pressure-sensitive element. That is, it is possible to generate a respiratory signal from the load signal of the pressure-sensitive element 221 in which the applied load changes little due to factors other than respiration.
[0073]
In step S3, the bias component can be removed from the load signal. Therefore, it is possible to generate a respiratory signal from the load signal from which the bias component has been removed.
[0074]
Further, when it is determined in step S6 that a pressure-sensitive element in which the component due to breathing is not so much included in the load signal has been selected in step S4, a new load signal output from the pressure-sensitive element is selected. Based on this, the respiration signal can be regenerated.
[0075]
In addition to this, in step S8, by notifying the sleeping person or the like in synchronization with the respiration signal, it is possible to encourage the measurement environment to be improved when the measurement environment of the respiration signal is not preferable.
[0076]
As a result, the accuracy of the respiratory signal is improved, and a highly reliable respiratory signal can be obtained.
[0077]
In addition, before executing the flow after step S3, in step S2, the pressure-sensitive element 221 substantially below the sleeping person (the sleeping person is on the top) is extracted. Then, the subsequent flow is executed only for the load signals of the pressure-sensitive elements narrowed down. Therefore, the processing speed can be improved.
[0078]
(Other embodiments)
In the above embodiment, after calculating the average values α and β of the power spectrums derived by the frequency analysis in step S41 (steps S42 and S43), the power spectrums having the top 10 peak values are selected (step S44). However, steps S42 and S43 may be executed after executing step 44.
[0079]
In the above-described embodiment, the pressure-sensitive element is selected from the ratio of the average value α to the average value β and the ratio of the average value α to the average value γ in step S4. However, the pressure-sensitive element is selected from only one of the ratios. It may be something.
[0080]
Further, in the above-described embodiment, real values such as ten, five times, ten times, and ± 1/20 cycle are mere examples, and the respiration monitoring device A includes the characteristics of the pressure-sensitive element 221 and the configuration of the sensor sheet 22. Can be appropriately set in accordance with the various characteristics.
[0081]
In the above-described embodiment, the pressure-sensitive elements that output load signals having substantially the same phase and substantially the opposite phase as the respiratory body motion signal of the reference sensor are selected, and the respiration curve is calculated based on those load signals. Select only pressure-sensitive elements that output load signals of approximately the same phase, or select only pressure-sensitive elements that output load signals of approximately the opposite phase, and calculate the respiration curve based on one of these load signals It may be.
[0082]
The load sensor is not limited to the pressure-sensitive type, but may be any sensor that can detect local loads at a plurality of places of the bedding, such as a capacitance type sensor and a strain gauge. Further, the number of sensors is not limited to 162, but can be arbitrarily increased or decreased.
[0083]
Further, in the above-described embodiment, an example in which the calculated respiration intensity is displayed on the display unit 34 has been described. However, for example, a dedicated window is set on the TV screen and displayed in the window. May be displayed. Further, the respiration signal may be stored in a storage medium and used as diagnostic data by a doctor. Further, the diagnostic data may be transmitted to a hospital or the like using a public line or the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an installation state of a respiration monitoring device A according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a respiration monitor device A according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic circuit configuration of the respiration monitoring device A.
FIG. 4 is a flowchart showing a schematic processing operation of a microcomputer 32;
FIG. 5 is a flowchart illustrating a bias component removal processing operation of the microcomputer 32;
FIG. 6 is a graph illustrating a bias component removal process according to a processing procedure.
FIG. 7 is a flowchart showing a respiration detection sensor selection processing operation of the microcomputer 32;
FIG. 8 is a graph according to a processing procedure for explaining a respiration detection sensor selection processing.
FIG. 9 is a flowchart showing a respiratory curve calculation processing operation of the microcomputer 32;
FIG. 10 is a flowchart showing a respiratory curve notification processing operation of the microcomputer 32;
[Explanation of symbols]
A respiratory monitoring device 2 sheet unit 3 control unit 22 sensor sheet 32 microcomputer 34 display unit 221 pressure-sensitive element (load sensor)

Claims (9)

寝具の下、内部もしくは表面に所定の分布で設置され、印加荷重に対応した荷重信号を出力する複数の荷重センサと、
前記荷重センサから出力される荷重信号に基づいて、就寝者の呼吸状態に対応した呼吸信号を生成する呼吸信号生成手段とを備える呼吸モニタ装置において、
前記荷重信号の前記就寝者の呼吸数に対応する周波数帯域の信号強度の、前記周波数帯域外の信号強度に対する比に基づいて、前記荷重センサを選択する荷重センサ選択手段を備え、
前記呼吸信号生成手段は、前記荷重センサ選択手段が選択する前記荷重センサから出力される荷重信号に基づいて、前記呼吸信号を生成することを特徴とする呼吸モニタ装置。
Under the bedding, installed in a predetermined distribution inside or on the surface, a plurality of load sensors that output a load signal corresponding to the applied load,
A respiratory monitoring device comprising:
A load sensor selection unit that selects the load sensor based on a ratio of a signal strength of a frequency band corresponding to a respiration rate of the sleeping person of the load signal to a signal strength outside the frequency band,
The respiration signal generator, wherein the respiration signal generator generates the respiration signal based on a load signal output from the load sensor selected by the load sensor selector.
前記荷重センサ選択手段は、前記荷重信号の前記就寝者の呼吸数に対応する周波数帯域の信号強度の、前記周波数帯域より高い周波数の帯域の信号強度に対する比に基づいて、前記荷重センサを選択することを特徴とする請求項1に記載の呼吸モニタ装置。The load sensor selecting unit selects the load sensor based on a ratio of a signal intensity of a frequency band corresponding to the respiration rate of the sleeping person of the load signal to a signal intensity of a frequency band higher than the frequency band. The respiratory monitoring device according to claim 1, wherein: 前記荷重センサ選択手段は、前記荷重信号の前記就寝者の呼吸数に対応する周波数帯域の信号強度の平均値が、前記周波数帯域より高い周波数の帯域の信号強度の平均値に対し、所定倍率以上である前記荷重センサを選択することを特徴とする請求項2に記載の呼吸モニタ装置。The load sensor selection means, the average value of the signal intensity of the frequency band corresponding to the respiratory rate of the sleeping person of the load signal, the average value of the signal intensity of the frequency band higher than the frequency band, a predetermined magnification or more The respiration monitoring device according to claim 2, wherein the load sensor is selected. 前記荷重センサ選択手段は、前記荷重信号の前記就寝者の呼吸数に対応する周波数帯域の信号強度の、前記周波数帯域より低い周波数の帯域の信号強度に対する比に基づいて、前記荷重センサを選択することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の呼吸モニタ装置。The load sensor selecting means selects the load sensor based on a ratio of a signal intensity of a frequency band corresponding to the respiration rate of the sleeping person of the load signal to a signal intensity of a frequency band lower than the frequency band. The respiratory monitoring device according to any one of claims 1 to 3, wherein: 前記荷重センサ選択手段は、前記荷重信号の前記就寝者の呼吸数に対応する周波数帯域の信号強度の平均値が、前記周波数帯域より低い周波数の帯域の信号強度の平均値に対し、所定倍率以上である前記荷重センサを選択することを特徴とする請求項4に記載の呼吸モニタ装置。The load sensor selection means, the average value of the signal intensity of the frequency band corresponding to the respiratory rate of the sleeping person of the load signal, the average value of the signal intensity of the frequency band lower than the frequency band, a predetermined magnification or more The respiratory monitoring device according to claim 4, wherein the load sensor is selected. 前記荷重センサ選択手段が前記荷重センサを選択する前に、前記荷重信号からバイアス成分を除去するバイアス成分除去手段を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1つに記載の呼吸モニタ装置。6. The apparatus according to claim 1, further comprising a bias component removing unit configured to remove a bias component from the load signal before the load sensor selecting unit selects the load sensor. Respiratory monitoring device. 前記荷重センサ選択手段が前記荷重センサを選択する前に、前記荷重信号に基づいて、前記就寝者の略下方にある前記荷重センサを抽出する荷重センサ抽出手段を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1つに記載の呼吸モニタ装置。2. The apparatus according to claim 1, further comprising: a load sensor extracting unit configured to extract the load sensor substantially below the sleeping person based on the load signal before the load sensor selecting unit selects the load sensor. A respiratory monitoring device according to any one of claims 6 to 6. 前記呼吸信号生成手段が生成した前記呼吸信号の振幅が、所定値以下の状態が所定時間継続した場合には、前記荷重センサから出力される新たな荷重信号に基づいて、呼吸信号を生成し直すことを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1つに記載の呼吸モニタ装置。When the amplitude of the respiration signal generated by the respiration signal generation means is equal to or less than a predetermined value for a predetermined time, a respiration signal is generated again based on a new load signal output from the load sensor. The respiratory monitoring device according to any one of claims 1 to 7, wherein: 前記呼吸信号生成手段が生成した前記呼吸信号に同期して報知を行なう報知手段を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1つに記載の呼吸モニタ装置。The respiratory monitoring device according to any one of claims 1 to 8, further comprising: a notifying unit that performs notification in synchronization with the respiratory signal generated by the respiratory signal generating unit.
JP2002187904A 2002-06-27 2002-06-27 Respiration monitor device Expired - Fee Related JP3821061B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002187904A JP3821061B2 (en) 2002-06-27 2002-06-27 Respiration monitor device
US10/606,968 US6932774B2 (en) 2002-06-27 2003-06-27 Respiratory monitoring system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002187904A JP3821061B2 (en) 2002-06-27 2002-06-27 Respiration monitor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004024685A true JP2004024685A (en) 2004-01-29
JP3821061B2 JP3821061B2 (en) 2006-09-13

Family

ID=31182802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002187904A Expired - Fee Related JP3821061B2 (en) 2002-06-27 2002-06-27 Respiration monitor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3821061B2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005253957A (en) * 2004-02-10 2005-09-22 Showa Denko Kk Biological information measuring panel, biological information measuring device, and biological information measuring method
WO2006004230A1 (en) * 2004-07-07 2006-01-12 Showa Denko K.K. Biological information measuring panel, and biological information measuring device
WO2008007713A1 (en) * 2006-07-14 2008-01-17 Daikin Industries, Ltd. Body motion judgment device
JP2008036416A (en) * 2006-07-14 2008-02-21 Daikin Ind Ltd Body motion judgment device
JP2008541977A (en) * 2005-06-07 2008-11-27 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Patient monitoring system and method
JPWO2010107092A1 (en) * 2009-03-18 2012-09-20 アイシン精機株式会社 Biological parameter monitoring method, computer program, and biological parameter monitoring apparatus
JP2013099528A (en) * 2011-10-20 2013-05-23 Aisin Seiki Co Ltd Biological information acquisition method and biological information acquisition apparatus

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005253957A (en) * 2004-02-10 2005-09-22 Showa Denko Kk Biological information measuring panel, biological information measuring device, and biological information measuring method
JP4607611B2 (en) * 2004-02-10 2011-01-05 昭和電工株式会社 Biological information measurement panel, biological information measuring device, and biological information measuring method
WO2006004230A1 (en) * 2004-07-07 2006-01-12 Showa Denko K.K. Biological information measuring panel, and biological information measuring device
JP2006043445A (en) * 2004-07-07 2006-02-16 Showa Denko Kk Panel and mat for measuring biological information, and device and method for measuring biological information
JP2011177570A (en) * 2004-07-07 2011-09-15 Showa Denko Kk Biological information measuring panel
JP2008541977A (en) * 2005-06-07 2008-11-27 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ Patient monitoring system and method
US9788791B2 (en) 2005-06-07 2017-10-17 Koninklijke Philips N.V. Patient monitoring system and method
WO2008007713A1 (en) * 2006-07-14 2008-01-17 Daikin Industries, Ltd. Body motion judgment device
JP2008036416A (en) * 2006-07-14 2008-02-21 Daikin Ind Ltd Body motion judgment device
JPWO2010107092A1 (en) * 2009-03-18 2012-09-20 アイシン精機株式会社 Biological parameter monitoring method, computer program, and biological parameter monitoring apparatus
JP2013099528A (en) * 2011-10-20 2013-05-23 Aisin Seiki Co Ltd Biological information acquisition method and biological information acquisition apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP3821061B2 (en) 2006-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3820811B2 (en) Respiratory system disease monitoring device
US6932774B2 (en) Respiratory monitoring system
FI126600B (en) Detection of sleep phenomenon using ballistocardiography
CN108289638B (en) Biological state determination device and biological state determination method
JP5562350B2 (en) System and method for enhancing human relaxation
EP2471443A2 (en) Blood pressure measuring device and blood pressure measuring method whereby blood pressure is measured simultaneously while sensing body movement in the measurement subject
WO2013093690A1 (en) Method and apparatus for monitoring the baroreceptor reflex of a user
JP4883380B2 (en) Biological physiology detection device
JP2004344269A (en) Mental condition judging system and the mental condition judging method
JP2001070256A (en) Biological monitoring system
JP3821061B2 (en) Respiration monitor device
JP5026542B2 (en) Electronic blood pressure monitor
JP3961386B2 (en) Respiration monitoring device and respiration monitoring method
JP4345489B2 (en) Respiration monitor device
WO2015178439A2 (en) Device and method for supporting diagnosis of central/obstructive sleep apnea, and computer-readable medium having stored thereon program for supporting diagnosis of central/obstructive sleep apnea
JP2018019763A (en) Body condition monitoring system
JP2005160650A (en) Apnea syndrome determining instrument
JP4423603B2 (en) Biological data detection device
JP5070103B2 (en) Shunt stenosis detector
JP2005152328A (en) Testing apparatus for apnea syndrome
JP2009112596A (en) Biological information detecting apparatus
JP2008023052A (en) Physical motion judging apparatus
EP3734564B1 (en) On-bed state monitoring system and bed including same
JP6450063B2 (en) Biological information acquisition method and biological information acquisition apparatus
JP2008206882A (en) Subject health condition monitoring device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040109

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050301

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060314

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060417

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060530

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060612

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 3821061

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090630

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100630

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100630

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110630

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110630

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120630

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120630

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130630

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140630

Year of fee payment: 8

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees