JP2005205023A - Method and system of measuring heart rate, respiratory rate or body motion - Google Patents

Method and system of measuring heart rate, respiratory rate or body motion Download PDF

Info

Publication number
JP2005205023A
JP2005205023A JP2004016136A JP2004016136A JP2005205023A JP 2005205023 A JP2005205023 A JP 2005205023A JP 2004016136 A JP2004016136 A JP 2004016136A JP 2004016136 A JP2004016136 A JP 2004016136A JP 2005205023 A JP2005205023 A JP 2005205023A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rate
heart rate
measuring
container
liquid
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.)
Pending
Application number
JP2004016136A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsu Nemoto
鉄 根本
Yumi Kanemitsu
由実 金光
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.)
Sumitomo Rubber Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Rubber Industries Ltd
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 Sumitomo Rubber Industries Ltd filed Critical Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority to JP2004016136A priority Critical patent/JP2005205023A/en
Publication of JP2005205023A publication Critical patent/JP2005205023A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a measuring method and system easily and accurately measuring the heart rate or the respiratory rate, giving a subject neither discomfort nor restraint feeling and not disturbing the sleep. <P>SOLUTION: Tubes 1 and 2 filled with liquid therein are clamped between plates 3a and 3b, a pillow is mounted thereon, and the head of the subject whose heart rate, respiratory rate or body motion is measured is mounted thereon. The pressure changes in the water filled in the tubes are measured by a pressure sensor 4 to measure the heart rate or the respiratory rate of the subject. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、被験者の心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法及びシステムに関するものである。   The present invention relates to a method and system for measuring a heart rate, respiratory rate or body movement of a subject.

現在、病院等において、医療用のポリグラフィーといわれる測定器によって、人の脳波とともに、心拍数、脈拍数、呼吸数、体動、体温が測定されている。
心拍数や呼吸数は、日常の健康状態を管理するために、家庭等においてできるだけ手軽に測定できることが好ましい。
ところが前記医療用の測定器は、高価で使用方法も難しいため、家庭で使用しにくい。また、各種センサを体に直接取り付けるため、違和感を感じることがあり、睡眠を妨げるため好ましくない。
Currently, in a hospital or the like, a heart rate, a pulse rate, a respiratory rate, a body motion, and a body temperature are measured together with a human brain wave by a measuring instrument called medical polygraphy.
It is preferable that the heart rate and the respiratory rate can be measured as easily as possible at home in order to manage daily health conditions.
However, since the medical measuring instrument is expensive and difficult to use, it is difficult to use at home. Moreover, since various sensors are directly attached to the body, a sense of incongruity may be felt and sleep is disturbed, which is not preferable.

そこで、従来、寝具に圧電素子で構成される圧力センサを配置し、この圧力センサによって寝床上の人体の体動を検出することにより、心拍数・呼吸数を測定する睡眠状態判定装置が知られている。
また、エアマットの内部空気圧力を、エアチューブを通して、差圧センサで検出して、被験者の睡眠状態をモニタする就寝モニタ装置が知られている。
特開平4-109961号公報 特開2000-214号公報 特開2003-135432号公報
Therefore, conventionally, a sleep state determination device that measures a heart rate and a respiration rate by arranging a pressure sensor composed of a piezoelectric element in the bedding and detecting a human body movement on the bed with this pressure sensor is known. ing.
There is also known a bedtime monitoring device that detects the internal air pressure of an air mat through an air tube with a differential pressure sensor and monitors the sleep state of the subject.
Japanese Patent Laid-Open No. 4-109961 JP 2000-214 JP JP 2003-135432 A

しかし前記圧力センサを用いた睡眠状態判定装置は、圧電素子が接触するのは胸部、腰部又は下肢部であるため、心拍数・呼吸数を測定するには感度が不足する。
前記エアマットを用いた就寝モニタ装置は、空気の圧力変化を検出するが、空気は圧力により体積が変わるため、体の動きに基づく圧力変化が差圧センサまで正確に伝わらず、圧力検出感度が悪くなる。
However, the sleep state determination apparatus using the pressure sensor has insufficient sensitivity to measure the heart rate / respiration rate because the piezoelectric element contacts the chest, waist, or lower limbs.
The sleep monitoring device using the air mat detects a change in air pressure, but the volume of the air changes depending on the pressure. Therefore, the pressure change based on the body movement is not accurately transmitted to the differential pressure sensor, and the pressure detection sensitivity is poor. Become.

そこで、就寝中などにおいて、体に触れることなく、体の動きが圧力変化として高感度かつ低ノイズで測定できる心拍数、呼吸数又は体動の計測方法やシステムが求められている。
本発明は、心拍数、呼吸数又は体動を簡単かつ正確に測定することができ、そして被験者に違和感や拘束感を与えることがなく、睡眠を妨げることもない、心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法及びシステムを提供することを目的とする。
Therefore, there is a need for a heart rate, respiratory rate, or body movement measurement method or system that can measure body movement as a pressure change with high sensitivity and low noise without touching the body during sleep.
The present invention can easily and accurately measure heart rate, respiration rate or body movement, and does not give a sense of incongruity or restraint to the subject and does not disturb sleep. It is an object to provide a method and system for measuring movement.

本発明者は、水などの液体が、空気よりも、圧力による体積変化が少ないことを利用して、高感度、低雑音で被験者の心拍数、呼吸数等を計測できることを見出した。そして、液体を可撓性容器に封入し、枕の下に設置することにより、心拍数、呼吸数や体動を高い感度で測定できることを証明した。
本発明の心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法は、可撓性容器に液体を封入し、 前記容器を、上下2枚の板の間に挟み、前記板の上に枕を設置し、心拍数、呼吸数又は体動を測定しようとする被験者の頭を枕の上に載せて、前記容器に封入された液体の圧力変化を測定することにより、被験者の心拍数、呼吸数又は体動を測定することを特徴とする。
The present inventor has found that a subject's heart rate, respiration rate, and the like can be measured with high sensitivity and low noise by utilizing the fact that a liquid such as water has less volume change due to pressure than air. And it was proved that heart rate, respiration rate and body movement can be measured with high sensitivity by enclosing the liquid in a flexible container and placing it under the pillow.
In the method for measuring heart rate, respiratory rate or body movement according to the present invention, a liquid is sealed in a flexible container, the container is sandwiched between two upper and lower plates, a pillow is placed on the plate, The subject's heart, breathing rate or body movement is measured by placing the head of the subject whose number, breathing rate or body movement is to be measured on the pillow and measuring the pressure change of the liquid enclosed in the container. It is characterized by measuring.

前記容器を板の間に挟む代わりに、前記容器を板の上に設置し、前記板の上に、前記板との間で容器を挟むように枕を設置してもよい。
また、前記容器を板の下に設置し、前記板の上に枕を設置してもよい。
本発明の心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステムは、液体を封入する可撓性容器と、前記容器を挟む、上下2枚の板と、前記板の上に枕を載せ、心拍数、呼吸数又は体動を測定しようとする被験者の頭を枕の上に置いた状態で、当該容器内の液体の圧力変化を測定する圧力測定手段とを備える。
Instead of sandwiching the container between the plates, the container may be installed on a plate, and a pillow may be installed on the plate so that the container is sandwiched between the plate.
Moreover, the said container may be installed under a board and a pillow may be installed on the said board.
The system for measuring heart rate, respiration rate or body movement according to the present invention comprises a flexible container enclosing a liquid, two upper and lower plates sandwiching the container, a pillow on the plate, and a heart rate. And a pressure measuring means for measuring a change in pressure of the liquid in the container in a state where the head of the subject whose respiratory rate or body movement is to be measured is placed on the pillow.

前記板を2枚用意する代わりに、前記容器を1枚の板に貼り付け、容器を上、又は下にして、板の上に枕を設置し、心拍数、呼吸数又は体動を測定しようとする被験者の頭を枕の上に載せた状態で、当該容器内の液体の圧力変化を測定してもよい。
心拍は、脳内に送られる血液の量が変化するために、頭部の重量が微妙に変化し、それにより容器の圧力に変化が現れる。呼吸は胸部の動きに合わせて、肩を軸として頭部も動くために容器の圧力に変化が現れる。この容器を枕の下に配置することにより、頭部の重量変化や動きを検出することができ、他の部位の影響が少なくなり、ノイズの少ない高感度の測定ができる。
Instead of preparing two plates, stick the container on one plate, place the pillow up or down, place a pillow on the plate, and measure heart rate, respiratory rate or body movement The pressure change of the liquid in the container may be measured with the subject's head placed on the pillow.
In the heartbeat, the weight of the head changes slightly due to the change in the amount of blood sent into the brain, thereby causing a change in the pressure of the container. As the breathing moves with the movement of the chest, the head also moves around the shoulder, and changes in the pressure of the container appear. By disposing this container under the pillow, it is possible to detect the weight change and movement of the head, reduce the influence of other parts, and perform highly sensitive measurement with less noise.

特に本発明では、容器を1枚又は2枚の板に接触させるので、容器が曲がったり、よじれたりすることがなく、また、頭の位置が枕上のどこにあっても、容器に均一に十分な圧力が加わるため、圧力測定感度を高く維持することができる。また、容器の体積を小さくすることができ、そのために感度をより高めることができる。
そして、容器自体が直接頭に触れることがないため、容器が直接頭に触れる場合に比べて、違和感や痛みを感じ取ることが全くなく、被験者は好みの材質の枕を使用できる。例えば、枕がウレタン発泡体や綿のような柔らかく、体積変化の大きなものでも、十分測定ができる。
Particularly in the present invention, since the container is brought into contact with one or two plates, the container is not bent or kinked, and the container can be evenly and sufficiently placed anywhere on the pillow. Since pressure is applied, the pressure measurement sensitivity can be maintained high. Further, the volume of the container can be reduced, and thus the sensitivity can be further increased.
And since the container itself does not touch the head directly, compared with the case where the container directly touches the head, there is no sense of incongruity or pain, and the subject can use a pillow made of a favorite material. For example, even if the pillow is soft like urethane foam or cotton and has a large volume change, it can be measured sufficiently.

前記枕の中の材質は特に限定しないが、蕎麦ガラ、合成樹脂製パイプ片、合成樹脂製ビーズなどの粒状物を詰めたもの、ウレタンの発泡体や綿のような柔らかく体積変化の大きなものがあげられる。
前記容器の材質は特に限定されないが、圧力変化の計測感度を上げるためには、伸縮が少ない材質であることが好ましい。また、使用時の圧力に耐え、破れたり割れたりしない強度、耐久性、耐候性を持つ材質であることが好ましい。
The material in the pillow is not particularly limited, but it is packed with granular materials such as buckwheat glass, synthetic resin pipe pieces, synthetic resin beads, and soft, large volume changes such as urethane foam and cotton. can give.
Although the material of the said container is not specifically limited, In order to raise the measurement sensitivity of a pressure change, it is preferable that it is a material with little expansion / contraction. Further, it is preferable to use a material that can withstand pressure during use and has strength, durability, and weather resistance that does not break or crack.

また、容器内に空気等の気体や、異物が混入すると、測定感度が悪くなるためにこれらを除去しなければならない。
前記容器に封入する液体の圧力は、大気圧との差圧で下限を0kPaとし、上限を12kPaとすることが好ましい。板を使う場合は、差圧を高めるほど感度がよいことがわかった。しかし12kPaを超えると感度はあまり変わらなくなるので、容器の耐久性を考慮して、12kPaを上限とした。
In addition, if a gas such as air or a foreign substance is mixed in the container, the measurement sensitivity deteriorates, so that these must be removed.
The pressure of the liquid sealed in the container is preferably a differential pressure from the atmospheric pressure with a lower limit of 0 kPa and an upper limit of 12 kPa. When using a plate, it was found that the higher the differential pressure, the better the sensitivity. However, since the sensitivity does not change much above 12 kPa, the upper limit is set to 12 kPa in consideration of the durability of the container.

前記液体を封入する容器は、円筒形チューブ状であってもよい。前記チューブ1本の直径は3mm以上10mm以下であり、その長さが30mm以上300mm以下であり、封入した液体の体積が1cm3以上24cm3以下であることが望ましい。チューブの直径は、基本的に小さいほど検出感度が上がるが、3mm未満では作成するのが困難である。10mmよりも大きくなると、チューブが変形し、圧力変化が液体内部で分散されるために測定感度が悪くなることがある。また、チューブが大きくなっただけ枕の高さが高くなり、被験者が違和感を感じることもある。チューブの長さは、基本的には短いほど感度がよいが、30mm未満では、板との接触面積が小さくなりすぎて、板を支える安定感が不十分となり、ノイズが多くなる。300mmを超えると、チューブが変形しやすくなり、圧力変化が液体内部で分散されるために測定感度が悪くなる。また、板が大きくなり、システム全体が大きく重くなるため、扱いにくくなる。 The container enclosing the liquid may have a cylindrical tube shape. It is desirable that the diameter of one tube is 3 mm or more and 10 mm or less, the length is 30 mm or more and 300 mm or less, and the volume of the sealed liquid is 1 cm 3 or more and 24 cm 3 or less. The smaller the tube diameter, the higher the detection sensitivity. However, if the tube diameter is less than 3 mm, it is difficult to produce. If it is larger than 10 mm, the tube may be deformed, and the pressure change may be dispersed inside the liquid, resulting in poor measurement sensitivity. Moreover, the height of the pillow increases as the tube becomes larger, and the subject may feel uncomfortable. The shorter the length of the tube, the better the sensitivity. However, if the length is less than 30 mm, the contact area with the plate becomes too small, the sense of stability for supporting the plate becomes insufficient, and noise increases. If it exceeds 300 mm, the tube tends to be deformed, and the pressure change is dispersed inside the liquid, so that the measurement sensitivity is deteriorated. Also, the board becomes large and the entire system becomes large and heavy, making it difficult to handle.

封入する液体の体積は、1cm3未満では、感度が悪くなり測定できない。24cm3よりも大きい場合も測定は可能であるが、感度が低下し好ましくない。
前記液体を封入する容器は、チューブ以外に、円形、楕円形、または多角形の容器(カフ)であってもよい。前記容器の厚みは、3mm以上10mm以下であり、封入した液体の体積は1cm3を下限とし、24cm3を上限とすることが好ましい。容器の厚みが3mm未満では、圧力測定が困難になる。容器の厚みが10mm以上の場合、枕の高さが変わり、被験者が違和感を感じることがある。容器に封入する液体の体積は、1cm3未満では、感度が悪くなり測定できない。24cm3より大きい場合も測定は可能であるが、感度が低下して好ましくない。
If the volume of the liquid to be sealed is less than 1 cm 3 , the sensitivity becomes poor and measurement is impossible. The measurement is possible even when the size is larger than 24 cm 3 , but the sensitivity is not preferable.
The container for enclosing the liquid may be a circular, elliptical, or polygonal container (cuff) other than the tube. The thickness of the container is 3 mm or more and 10 mm or less, and the volume of the sealed liquid is preferably 1 cm 3 as the lower limit and 24 cm 3 as the upper limit. If the thickness of the container is less than 3 mm, pressure measurement becomes difficult. When the thickness of the container is 10 mm or more, the height of the pillow changes and the subject may feel uncomfortable. If the volume of the liquid enclosed in the container is less than 1 cm 3 , the sensitivity becomes poor and measurement is not possible. If it is larger than 24 cm 3, the measurement is possible, but the sensitivity is not preferable.

前記容器の個数は、1つでも複数でもよい。そのうち、圧力を測定する容器の個数も1つでも複数でもよい。圧力を測定する容器の個数が少なければ圧力センサの個数が減り、装置構成が簡単になる。
板の形状、材質、硬さ、厚みは特に限定しないが、頭を載せたときに撓まない硬さと厚みを持っていることがこのましい。厚みは、2mm以下であることが好ましい。2mmよりも厚いと、枕の高さが大きく変わるために違和感を覚える。板の形状は、四角形が好ましい。その角は安全のために丸くすることが好ましい。板の大きさは、一般に発売されている小型の枕よりもやや小さな大きさであることが好ましく、例えば、幅200mm以上500mm以下、奥行き100mm以上300mm以下であればよい。奥行きが500mm以上の場合と、幅が300mm以上の場合は、板が枕からはみ出て頸に当たり痛みを感じるおそれがあり、2枚の板を支えるためのチューブも長く大きくなる。したがって、システム全体が大きく重くなり、扱いにくくなる。奥行きが200mm未満の場合と、幅が100mm未満の場合は、寝ている場合に頭が板の上から外れるおそれがある。
The number of containers may be one or more. Of these, the number of containers for measuring pressure may be one or more. If the number of containers for measuring pressure is small, the number of pressure sensors is reduced, and the apparatus configuration is simplified.
The shape, material, hardness, and thickness of the plate are not particularly limited, but it is preferable that the plate has a hardness and thickness that does not bend when the head is placed. The thickness is preferably 2 mm or less. If it is thicker than 2mm, the height of the pillow will change greatly, and you will feel uncomfortable. The shape of the plate is preferably a quadrangle. The corners are preferably rounded for safety. The size of the plate is preferably slightly smaller than a small pillow that is generally sold, and may be, for example, a width of 200 mm to 500 mm and a depth of 100 mm to 300 mm. When the depth is 500 mm or more and the width is 300 mm or more, the plate may protrude from the pillow and hit the neck and feel pain, and the tube for supporting the two plates will be long and large. Therefore, the entire system becomes large and heavy and difficult to handle. When the depth is less than 200 mm and the width is less than 100 mm, the head may come off the board when sleeping.

以上のように本発明によれば、液体を封入した容器を板に取り付けてその上に枕を設置し、心拍数、呼吸数又は体動を測定しようとする被験者の頭を載せることにより、心拍数、呼吸数又は体動を簡単かつ正確に測定することができる。そして被験者に違和感や拘束感を与えることがなく、睡眠を妨げることもない。   As described above, according to the present invention, a heartbeat is obtained by attaching a liquid-sealed container to a plate, placing a pillow thereon, and placing the head of a subject to be measured for heart rate, respiratory rate or body movement. Number, respiratory rate or body movement can be measured easily and accurately. And it does not give the subject a sense of incongruity or restraint, and does not disturb sleep.

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図1(a)は、本発明の心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステムを示す平面図、図1(b)は側断面図である。この測定システムは、圧力を感知する部材として、水が封入されたチューブ1,2を、2枚の板3a,3bの間に設置している。板3bは透明なものとして描いている。2枚の板3a,3bどうしは、テープ(図示せず)で固定している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
Fig.1 (a) is a top view which shows the system which measures the heart rate of this invention, a respiration rate, or a body motion, FIG.1 (b) is a sectional side view. In this measurement system, tubes 1 and 2 filled with water are installed between two plates 3a and 3b as members for sensing pressure. The plate 3b is drawn as being transparent. The two plates 3a and 3b are fixed with tape (not shown).

チューブ1,2は、合成樹脂製のシートを材料として使用し、このシートを、シーラーによって熱融着し、所定の直径と長さをもつチューブ1,2に加工したものである。なお、チューブ1,2に封入しているのは水であるが、水以外にも、シリコンオイルなどのような液体を封入してもよい。
板3a,3bの厚みは0.5から4mmとする。板3a,3bの材質は、限定されないが、木、又はアクリルなどの合成樹脂があげられる。その硬さは、頭の荷重を与えたときに2枚の板が変形して接触しない硬さであればよい。
The tubes 1 and 2 use synthetic resin sheets as materials, and the sheets are heat-sealed by a sealer and processed into tubes 1 and 2 having a predetermined diameter and length. Although the tubes 1 and 2 are sealed with water, liquids such as silicone oil may be sealed in addition to water.
The thickness of the plates 3a and 3b is 0.5 to 4 mm. Although the material of board 3a, 3b is not limited, Synthetic resin, such as wood or an acryl, is mention | raise | lifted. The hardness should just be the hardness which two plates deform | transform and do not contact when the load of a head is given.

チューブ1,2の一端に、バルブ8を取り付けている。チューブ1,2の他端には、チューブ1,2内の水の圧力を測定するための圧力センサ4を取り付けている。圧力センサ4は、心拍や呼吸に基づく圧力を測定するものである。
圧力センサ4の構造は限定されないが、例えばチューブ1,2に接続される金属製円筒容器の底面にダイヤフラムを取り付けた構造のものでもよい。このダイヤフラムに、ダイヤフラムの変形を電気信号に変換する歪ゲージを取り付けて、その検知信号を出力するようにする。
A valve 8 is attached to one end of the tubes 1 and 2. A pressure sensor 4 for measuring the pressure of water in the tubes 1 and 2 is attached to the other ends of the tubes 1 and 2. The pressure sensor 4 measures pressure based on heartbeat and respiration.
The structure of the pressure sensor 4 is not limited. For example, a structure in which a diaphragm is attached to the bottom surface of a metal cylindrical container connected to the tubes 1 and 2 may be used. A strain gauge that converts the deformation of the diaphragm into an electric signal is attached to the diaphragm, and the detection signal is output.

圧力センサ4の検知信号は、増幅器5に供給され、ここで電圧増幅されるとともに増幅器5内部のハイパスフィルタを通されて、心拍、呼吸又は体動に基づく圧力の変化分のみが取り出される。増幅器5の電圧増幅率は、非常に微小な圧力変化を測定するため、回路に応じて最適な値に設定する。例えば2倍から10倍に設定する。ハイパスフィルタを通す理由は、チューブ1,2に封入された水の静水圧や、頭をチューブ1,2に接触させたときに加わる静水圧を差し引いて、オフセット値である0ボルトを中心として、心拍と呼吸による水圧の変化のみを表示し記録したいためである。ハイパスフィルタの遮断周波数は、例えば0.08Hzに設定する。また、増幅器5においては、高周波のノイズを除くため、信号をローパスフィルタに通す。ローパスフィルタの遮断周波数は、例えば3.34Hzに設定する。   The detection signal of the pressure sensor 4 is supplied to an amplifier 5 where the voltage is amplified and passed through a high-pass filter inside the amplifier 5 to extract only a change in pressure based on heartbeat, respiration or body movement. The voltage amplification factor of the amplifier 5 is set to an optimum value according to the circuit in order to measure a very small pressure change. For example, it is set from 2 times to 10 times. The reason why the high-pass filter is passed is that the hydrostatic pressure of water sealed in the tubes 1 and 2 and the hydrostatic pressure applied when the head is brought into contact with the tubes 1 and 2 are subtracted, with an offset value of 0 volts as the center. This is because only the change in water pressure due to heartbeat and respiration is to be displayed and recorded. The cutoff frequency of the high pass filter is set to 0.08 Hz, for example. In the amplifier 5, the signal is passed through a low-pass filter in order to remove high-frequency noise. The cutoff frequency of the low-pass filter is set to 3.34 Hz, for example.

図2は、増幅器5の具体的な回路図である。増幅器5の増幅チャンネルは1チャンネルのみ表示しているが、チューブが2本あり圧力センサも2つある場合は、増幅器5も2つの増幅チャンネルを持つ必要がある。
この回路によれば、圧力センサ4の検知信号が、0.08HzのハイパスフィルタHPFと、3.34HzのローパスフィルタLPF通過し、10kΩの抵抗を通して演算増幅器51に印加されている。演算増幅器51の出力は、50kΩの可変抵抗器を通して演算増幅器51の入力側にフィードバックされており、これにより、2倍(3dB)から5倍(10dB)の可変増幅率で検知信号の反転増幅を行うことができる。
FIG. 2 is a specific circuit diagram of the amplifier 5. Only one amplification channel of the amplifier 5 is displayed, but if there are two tubes and two pressure sensors, the amplifier 5 also needs to have two amplification channels.
According to this circuit, the detection signal of the pressure sensor 4 passes through the 0.08 Hz high-pass filter HPF and the 3.34 Hz low-pass filter LPF, and is applied to the operational amplifier 51 through a 10 kΩ resistor. The output of the operational amplifier 51 is fed back to the input side of the operational amplifier 51 through a variable resistor of 50 kΩ, thereby inverting and amplifying the detection signal with a variable amplification factor of 2 (3 dB) to 5 (10 dB). It can be carried out.

増幅器5から取り出された検知信号は、A/D変換器6でデジタル信号に変換されて、所定の入出力インターフェイスを通してコンピュータ7に入力される。
なお、前記増幅器5からA/D変換器6を経てコンピュータ7の内部に至るまでの経路に、圧力検知信号を、その中に含まれる心拍数の信号又は呼吸数の信号に分離するために、遮断スロープの鋭いフィルタを設けることが望ましい。例えば、心拍数の信号を分離するには、0.8〜5Hzのバンドパスフィルタを通せば心拍数のみによる圧力変化を取り出すことができ、呼吸数の信号に分離するには、0.5Hzのローパスフィルタを通せば呼吸数のみによる圧力変化を取り出すことができる。これらのフィルタは、前記増幅器5からA/D変換器6までのアナログ部分に設置する場合は、ICやトランジスタを用いたフィルタ回路で実現することができ、A/D変換器6からコンピュータ7までのデジタル部分に設置する場合は、ハードウェア又はソフトウェアで構成されるディジタルフィルタで実現することができる。
The detection signal taken out from the amplifier 5 is converted into a digital signal by the A / D converter 6 and input to the computer 7 through a predetermined input / output interface.
In order to separate the pressure detection signal into a heart rate signal or a respiratory rate signal contained in the path from the amplifier 5 to the inside of the computer 7 through the A / D converter 6, It is desirable to provide a filter with a sharp blocking slope. For example, in order to separate the heart rate signal, the pressure change due to the heart rate alone can be taken out through a bandpass filter of 0.8 to 5 Hz. If it passes through a low-pass filter, it is possible to extract the pressure change due to only the respiratory rate. When these filters are installed in the analog portion from the amplifier 5 to the A / D converter 6, they can be realized by a filter circuit using an IC or a transistor, from the A / D converter 6 to the computer 7. When installed in the digital part, it can be realized by a digital filter constituted by hardware or software.

コンピュータ7に入力された圧力検知信号は、計算ソフトを用いて、コンピュータ7付属の表示器の上にグラフ化して表示させる。表示と同時に、あるいは表示なしでプリンタを使って紙のチャートに記録させてもよい。
以上で、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の実施は、前記の実施形態に限定されるものではない。
The pressure detection signal input to the computer 7 is displayed as a graph on a display attached to the computer 7 using calculation software. It may be recorded on a paper chart using a printer simultaneously with display or without display.
Although the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments.

例えば、前記の実施形態では、圧力を感知する部材としてのチューブの本数は2本としてるが、2本に限定されるものではなく、1本あるいは3本以上であってもよい。チューブを1本用いる場合は、図3(a),(b)に示すように、2枚の板3a,3bの間にチューブ1を挟むとともに、チューブと同様の硬さや変形量を持つスペーサ10を挟んで用いる。スペーサとして、別のチューブを用いてもよい。また、スペーサがなくても測定可能である。   For example, in the above-described embodiment, the number of tubes as members for sensing pressure is two, but is not limited to two and may be one or three or more. When one tube is used, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the tube 1 is sandwiched between two plates 3a and 3b, and the spacer 10 has the same hardness and deformation as the tube. Used with a pinch in between. Another tube may be used as the spacer. In addition, measurement is possible without a spacer.

また、圧力を感知する部材として、液体の封入されたチューブ以外に、平面視して円形、楕円形、四角形などの形状を持った容器状の部材を使用してもよい。図4は、円形の容器を示し、図5は、四角形の容器を示している。このような容器を製造するには、2枚の同一形状の合成樹脂シートの周囲を、パイプ13を挟んで接着又は融着した後、パイプ13を通してその中に液体を所望の圧力になるまで入れ、最後に圧力センサ4を取り付けることにより、液体の封入された容器を作成する。なお、合成樹脂シートに2本のパイプを2本挟んで接着又は融着し、1本のパイプに圧力センサを取り付けた後、他のパイプを通して液体を所望の圧力になるまで入れて、この「他のパイプ」の端を密閉してもよい。このような容器をチューブの代わりに用いて、圧力を感知することができる。枕に使用すときは、このような容器と、同様の硬さや変形量を持つスペーサとを2枚の板の間に挟んで使用する。また、スペーサがない場合でも測定は可能である。   In addition to the tube in which the liquid is sealed, a container-like member having a circular shape, an elliptical shape, a quadrangular shape, or the like in plan view may be used as a member for sensing pressure. FIG. 4 shows a circular container, and FIG. 5 shows a square container. In order to manufacture such a container, the periphery of two synthetic resin sheets having the same shape is bonded or fused with the pipe 13 interposed therebetween, and then the liquid is put into the pipe 13 through the pipe 13 until a desired pressure is reached. Finally, by attaching the pressure sensor 4, a liquid-sealed container is produced. In addition, two pipes are sandwiched or bonded to a synthetic resin sheet, and a pressure sensor is attached to one pipe, and then a liquid is put through another pipe until a desired pressure is reached. The end of the “other pipe” may be sealed. Such a container can be used in place of a tube to sense pressure. When used for a pillow, such a container and a spacer having the same hardness and deformation amount are sandwiched between two plates. In addition, measurement is possible even without a spacer.

心拍数、呼吸数又は体動を計測する場合の、前記チューブや容器の位置は、特に限定しない。頭頂部側でもよいし、頸部側でも、真中でも、耳側でもよい。頭を乗せたときに2枚の板が撓んで接触しないように配置する。
本発明の心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法は、被験者が仰向きに寝ている場合だけでなく、横向きに寝ている場合でも、測定可能である。また、被験者の寝返りなど被験者の体動があった場合には、測定波形が大きく乱れるために、これを利用して体動の回数も測定することができる。その他、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能である。
The position of the tube or container when measuring heart rate, respiratory rate or body movement is not particularly limited. It may be on the parietal side, on the neck side, in the middle, or on the ear side. Arrange so that the two plates do not flex and come into contact when the head is placed.
The method for measuring heart rate, respiratory rate or body movement of the present invention can be measured not only when the subject is lying on his back but also when lying on his side. In addition, when there is body movement of the subject such as the subject turning over, the measurement waveform is greatly disturbed, and this can be used to measure the number of body movements. In addition, various modifications can be made within the scope of the present invention.

図6は、この測定システムを用いて心拍数又は呼吸数を測定する状態を示す平面図(a)および側面図(b)である。
この測定システムは、圧力を感知する部材として、水が封入されたチューブ1を、2枚の板3a,3bの間に設置している。もう1本のチューブ14は、スペーサとして使用しているのみである。板3bの上に枕Pを載せている。
FIG. 6 is a plan view (a) and a side view (b) showing a state in which the heart rate or respiration rate is measured using this measurement system.
In this measurement system, a tube 1 filled with water is installed between two plates 3a and 3b as a member for sensing pressure. The other tube 14 is only used as a spacer. A pillow P is placed on the plate 3b.

板3a,3bは2mm厚、300×150mmのアクリル板を使用した。
チューブ1は、ナイロン製の厚み0.1mmのシートから作成した。JIS−K6251に従った方法で測定した場合の100%モジュラスは41.84MPa、強度は46.20MPa、110%の伸びであった。このシートを、シーラーによって熱融着し、所定の直径と長さをもつチューブに加工した。
As the plates 3a and 3b, acrylic plates of 2 mm thickness and 300 × 150 mm were used.
The tube 1 was made from a nylon sheet having a thickness of 0.1 mm. The 100% modulus measured by the method according to JIS-K6251 was 41.84 MPa, the strength was 46.20 MPa, and the elongation was 110%. This sheet was heat-sealed by a sealer and processed into a tube having a predetermined diameter and length.

圧力センサ4には、株式会社キーエンス製のセンサヘッドAP−12と、同社製アンプユニットAP−81Aとを使用した。増幅器5の回路構成は、前に図2に示したものと基本的に同じであり、ハイパスフィルタも含まれている。ハイパスフィルタの遮断周波数は0.08Hz、増幅率は3倍に設定した。
なお、前記チューブ1と圧力センサ4のセンサヘッドとの間を、さらに、ナイロン製の内径2.4mm、外径4mm、長さ10cmのカテーテルでつないだ。
As the pressure sensor 4, a sensor head AP-12 manufactured by Keyence Corporation and an amplifier unit AP-81A manufactured by the same company were used. The circuit configuration of the amplifier 5 is basically the same as that shown in FIG. 2 before, and includes a high-pass filter. The cutoff frequency of the high pass filter was set to 0.08 Hz, and the amplification factor was set to 3 times.
The tube 1 and the sensor head of the pressure sensor 4 were further connected by a nylon catheter having an inner diameter of 2.4 mm, an outer diameter of 4 mm, and a length of 10 cm.

また、チューブ1内の水の圧力と大気圧との差圧(静止圧)を測定するための差圧計をバルブ8の先に取り付けた。この差圧計としては、長野計器株式会社製のデジタル差圧計GC50を用いて測定した。
前記アンプユニットAP−81Aの出力信号は、株式会社キーエンス製のデータ収集システムNR−2000によって収集し、ここでA/D変換をした。サンプリング周波数は、100Hzとした。変換後のデータは、パーソナルコンピュータ7に取り込み、サイバネットシステム株式会社が販売しているデータ解析ソフトウェア"MAJLAB"を用いて、測定結果をデータ処理し、ディスプレイに表示させた。この処理において、心拍数と呼吸数とを分離するために、データ解析ソフトウェア上で、呼吸数を分離するために遮断周波数0.5Hzのローパスフィルタを設定し、心拍数を分離するために通過帯域幅0.8Hz〜5Hzのバンドパスフィルタを設定した。
Further, a differential pressure gauge for measuring a differential pressure (static pressure) between the water pressure in the tube 1 and the atmospheric pressure was attached to the tip of the valve 8. The differential pressure gauge was measured using a digital differential pressure gauge GC50 manufactured by Nagano Keiki Co., Ltd.
The output signal of the amplifier unit AP-81A was collected by a data collection system NR-2000 manufactured by Keyence Corporation, and subjected to A / D conversion. The sampling frequency was 100 Hz. The converted data was taken into the personal computer 7 and the measurement results were processed using data analysis software “MAJLAB” sold by Cybernet System Co., Ltd. and displayed on the display. In this process, in order to separate the heart rate and the respiration rate, a low-pass filter with a cutoff frequency of 0.5 Hz is set on the data analysis software to separate the respiration rate, and the passband is used to separate the heart rate. A bandpass filter with a width of 0.8 Hz to 5 Hz was set.

<実施例1>
直径6.4mm、長さ300mmのチューブを2本作成し、水を4kPaの大気圧との差圧で封入した。水の体積は、9.5cm2であった。2本のチューブを300mm×150mm、厚み2mmの2枚のアクリル板の間に挟んで固定した。チューブの位置はアクリル板の端から1cm内側とした。圧力を測定するチューブは、頸に近い方のチューブとした。アクリル板の上には、短く切断した合成樹脂のパイプを多数封入した枕を載せた。パイプの断面直径は4mm、長さは5mmである。封入量は、850g、枕のサイズは50cm×30cmである。
<Example 1>
Two tubes having a diameter of 6.4 mm and a length of 300 mm were prepared, and water was sealed at a differential pressure from the atmospheric pressure of 4 kPa. The water volume was 9.5 cm 2 . Two tubes were sandwiched and fixed between two acrylic plates of 300 mm × 150 mm and a thickness of 2 mm. The position of the tube was 1 cm inside from the end of the acrylic plate. The tube for measuring pressure was the tube closer to the neck. On the acrylic plate, a pillow enclosing a number of short cut synthetic resin pipes was placed. The pipe has a cross-sectional diameter of 4 mm and a length of 5 mm. The amount enclosed is 850 g, and the pillow size is 50 cm × 30 cm.

<実施例2>
枕をテンピュール・ジャパン製のミレニアムネックピロー、サイズMに代えた以外は実施例1と同じ状態で測定した。この枕のサイズは54cm×32cm×(11〜6)cm。材質は低反撥ウレタンである。
<実施例3>
材質がパンヤである枕を使用した以外は実施例1と同じ構成で測定した。枕のサイズは60cm×45cm×10cm、重量は600gである。
<Example 2>
The measurement was performed in the same state as in Example 1 except that the pillow was replaced with a millennium neck pillow manufactured by Tempur Japan and size M. The size of this pillow is 54 cm x 32 cm x (11-6) cm. The material is low repulsion urethane.
<Example 3>
The measurement was performed in the same configuration as in Example 1 except that a pillow made of bread was used. The size of the pillow is 60 cm × 45 cm × 10 cm, and the weight is 600 g.

<実施例4>
直径3.2mm、長さ130cmのチューブを2本作成し、水を4kPaの大気圧との差圧で封入した。水の体積は1.0cm2であった。それ以外は実施例1と同じである。
<実施例5>
直径10mm、長さ300mmのチューブを2本作成し、水を4kPaの大気圧との差圧で封入した。水の体積は23.1cm2であった。それ以外は実施例1と同じである。
<Example 4>
Two tubes having a diameter of 3.2 mm and a length of 130 cm were prepared, and water was sealed at a differential pressure from the atmospheric pressure of 4 kPa. The water volume was 1.0 cm 2 . The rest is the same as in Example 1.
<Example 5>
Two tubes having a diameter of 10 mm and a length of 300 mm were prepared, and water was sealed at a differential pressure from the atmospheric pressure of 4 kPa. The water volume was 23.1 cm 2 . The rest is the same as in Example 1.

<実施例6>
2枚のシートを熱融着し、直径30mmの円形状のカフを3個作成した。水を4kPaの大気圧との差圧で封入した。水の体積は3.7cm2であった。カフの厚みは最も厚い部分で6mmであった。3個のカフを300mm×150mm、厚み2mmの2枚のアクリル板の間に挟んで固定した。カフの配置を図7に示す。圧力測定は、頸側のカフの一つを用いた。それ以外は実施例1と同じである。
<Example 6>
Two sheets were heat-sealed to produce three circular cuffs with a diameter of 30 mm. Water was sealed at a differential pressure from the atmospheric pressure of 4 kPa. The water volume was 3.7 cm 2 . The thickness of the cuff was 6 mm at the thickest part. Three cuffs were sandwiched and fixed between two acrylic plates of 300 mm × 150 mm and a thickness of 2 mm. The arrangement of the cuff is shown in FIG. For the pressure measurement, one of the neck cuffs was used. The rest is the same as in Example 1.

<実施例7>
2枚のシートを熱融着し、20mm×30mmの四角形のカフを3個作成した。水を4kPaの大気圧との差圧まで封入した。水の体積は3.1cm3であった。カフの厚みは最も厚い部分で6mmであった。3個のカフを300mm×150mm、厚み2mmの2枚のアクリル板の間に挟んで固定した。カフの配置を図8に示す。圧力測定は、頸側のカフの一つを用いた。それ以外は実施例1と同じである。
<Example 7>
Two sheets were heat-sealed to produce three 20 mm × 30 mm square cuffs. Water was sealed up to a differential pressure from the atmospheric pressure of 4 kPa. The water volume was 3.1 cm 3 . The thickness of the cuff was 6 mm at the thickest part. Three cuffs were sandwiched and fixed between two acrylic plates of 300 mm × 150 mm and a thickness of 2 mm. The arrangement of the cuff is shown in FIG. For the pressure measurement, one of the neck cuffs was used. The rest is the same as in Example 1.

<実施例8>
直径6.4mm、長さ300mmのチューブを2本作成し、水を4kPaの大気圧との差圧で封入した。水の体積は、9.5cm2であった。2本のチューブを300mm×150mm、厚み2mmの1枚のアクリル板の片面に固定した。チューブの位置はアクリル板の端から1cm内側とした。圧力を測定するチューブは、頸に近い方のチューブとした。アクリル板を、チューブを上にした状態で設置し、短く切断した合成樹脂のパイプを多数封入した枕を載せた。パイプの断面直径は4mm、長さは5mmである。封入量は、850g、枕のサイズは50cm×30cmである。
<Example 8>
Two tubes having a diameter of 6.4 mm and a length of 300 mm were prepared, and water was sealed at a differential pressure from the atmospheric pressure of 4 kPa. The water volume was 9.5 cm 2 . Two tubes were fixed to one side of one acrylic plate of 300 mm × 150 mm and thickness 2 mm. The position of the tube was 1 cm inside from the end of the acrylic plate. The tube for measuring pressure was the tube closer to the neck. An acrylic plate was placed with the tube up, and a pillow enclosing a number of short cut synthetic resin pipes was placed thereon. The pipe has a cross-sectional diameter of 4 mm and a length of 5 mm. The amount enclosed is 850 g, and the pillow size is 50 cm × 30 cm.

<実施例9>
アクリル板を、チューブを下にした状態で設置し、その上に枕を載せた。それ以外は実施例8と同様である。
<比較例1,2>
実施例1と同じチューブを用いるが、板に挟まずに枕の上に置いた2本のチューブの位置は枕の頸側の端から10cm内側と、さらに10cm内側の2個所である。頸側のチューブで測定した結果を比較例1、頭頂部で測定した結果を比較例2とする。それ以外は実施例1と同じである。
<Example 9>
The acrylic plate was placed with the tube down, and a pillow was placed on it. Other than that is the same as in Example 8.
<Comparative Examples 1 and 2>
Although the same tube as Example 1 is used, the positions of the two tubes placed on the pillow without being sandwiched between the plates are 10 cm inside from the end on the neck side of the pillow and two further inside 10 cm. The result measured with the cervical tube is Comparative Example 1, and the result measured with the crown is Comparative Example 2. The rest is the same as in Example 1.

<比較例3>
実施例2と同じテンピュール枕を使用した以外は、比較例1と同じである。
<比較例4>
実施例3と同じパンヤの枕を使用した以外は、比較例1と同じである。
<比較例5>
直径3.2mm、長さ30mmのチューブを作成し、水を4kPaの大気圧との差圧で封入した。水の体積は0.2cm2であった。板へ付ける位置は実施例7と同じである。
<Comparative Example 3>
It is the same as Comparative Example 1 except that the same Tempur pillow as used in Example 2 was used.
<Comparative example 4>
The same as Comparative Example 1 except that the same Panya pillow as in Example 3 was used.
<Comparative Example 5>
A tube having a diameter of 3.2 mm and a length of 30 mm was prepared, and water was sealed at a differential pressure from the atmospheric pressure of 4 kPa. The water volume was 0.2 cm 2 . The position attached to the plate is the same as in Example 7.

以上をまとめると、表1及び表2のようになる。   The above is summarized as shown in Table 1 and Table 2.

Figure 2005205023
Figure 2005205023

Figure 2005205023
Figure 2005205023

<評価方法>
封入する液体の内圧による感度の確認: 実施例1で作成したチューブ1本を机の上に置き、図9に示すように、その上に30cm×15cm×2mmのアクリル板を立て掛ける。その上に中央に頭を載せたときに相当する重さ2kgの錘を載せ、さらに小さな錘を載せる。小さな錘の荷重は、20,40,60,80,100mgである。20〜40mgは心拍による圧力変動に相当し、60〜100mgは呼吸による圧力変動に相当する重量である。これらの小さな錘を取り除いたときの電圧変化は、図9(c)のようになる。この電圧変化を読み取る。
<Evaluation method>
Confirmation of sensitivity by internal pressure of liquid to be sealed: One tube prepared in Example 1 is placed on a desk, and an acrylic plate of 30 cm × 15 cm × 2 mm is laid on the tube as shown in FIG. A weight of 2 kg corresponding to when the head is placed on the center is placed thereon, and a smaller weight is placed thereon. The load of the small weight is 20, 40, 60, 80, 100 mg. 20 to 40 mg is equivalent to pressure fluctuation due to heartbeat, and 60 to 100 mg is weight corresponding to pressure fluctuation due to breathing. The voltage change when these small weights are removed is as shown in FIG. Read this voltage change.

本発明のセンサの精度確認: 30代の男性を被験者として、1時間寝てもらい、測定した。1分ごとの平均心拍数と平均呼吸数を計算し、これらの1時間分60個の値を合計した。同時に医療用測定器(株)でデジテックス研究所製"Polymate"AP1000シリーズ医療器具承認番号21300BZZ00509000の指尖光電脈波とサーミスタにより心拍数と呼吸数を直接測定した。それぞれの1分ごとの平均心拍数と平均呼吸数の1時間分の値を合計する。実施例、比較例のセンサにより測定した1分ごとの平均心拍数及び平均呼吸数と、医療用測定器により測定した1分ごとの平均心拍数及び平均呼吸数との差を計算する。差の絶対値の1時間分、つまり60個の値を合計する。   Accuracy check of the sensor of the present invention: A 30-year-old man was asleep for 1 hour and measured. The average heart rate and average respiration rate per minute were calculated, and these 60 values for one hour were summed. At the same time, the heart rate and the respiratory rate were directly measured with a fingertip photoelectric pulse wave and thermistor of “Polymate” AP1000 series medical device approval number 21300BZZ00509000 manufactured by Digitex Laboratories Co., Ltd. The hourly values of the average heart rate and the average breathing rate for each minute are summed. The difference between the average heart rate and the average respiratory rate per minute measured by the sensors of Examples and Comparative Examples and the average heart rate and the average respiratory rate per minute measured by the medical measuring device is calculated. The absolute value of the difference for one hour, that is, 60 values are summed.

(差の絶対値の合計)×100/(平均値の合計)をエラー率(%)とする。被験者が寝返りを打ったため波形が大きく乱れ、平均心拍数と平均呼吸数を計算することができない範囲は、エラー率の計算から除いた。
<結果>
測定結果のグラフを図10に示す。このグラフから水圧が高くなるほど電圧は高く、感度がよいことがわかる。しかしながら、水圧12kPa以上では電圧値はほぼ一定となり、感度の上昇が見られない。よって、封入する液体の大気圧との差圧は、0kPa以上12kPa以下が好ましいといえる。
The error rate (%) is (total of absolute values of differences) × 100 / (total of average values). The range in which the waveform was greatly disturbed because the subject fell asleep and the average heart rate and average respiration rate could not be calculated was excluded from the error rate calculation.
<Result>
A graph of the measurement results is shown in FIG. From this graph, it can be seen that the higher the water pressure, the higher the voltage and the better the sensitivity. However, when the water pressure is 12 kPa or more, the voltage value is almost constant and no increase in sensitivity is observed. Therefore, the differential pressure from the atmospheric pressure of the liquid to be sealed is preferably 0 kPa or more and 12 kPa or less.

本発明のセンサの、実施例におけるエラー率は4%以下であり、良好である。比較例は4%を超えており、精度がわるい。比較例1と比較例2とは、チューブの直径が小さく、被験者の頸部や頭頂部との接触が十分でないことが原因と考えられる。比較例3と比較例4は枕の材質が液体圧の変化を吸収しやすいことが原因である。比較例5は、チューブに封入する液体の体積が小さすぎるため、感度が低下し、精度が悪くなったと考えられる。   The sensor according to the present invention has a good error rate of 4% or less. The comparative example exceeds 4%, and the accuracy is poor. In Comparative Example 1 and Comparative Example 2, it is considered that the diameter of the tube is small and the contact with the subject's neck or top is not sufficient. Comparative Example 3 and Comparative Example 4 are caused by the fact that the pillow material easily absorbs the change in liquid pressure. In Comparative Example 5, since the volume of the liquid sealed in the tube is too small, it is considered that the sensitivity is lowered and the accuracy is deteriorated.

本発明のチューブを用いた心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステムを示すブロック図(a)及び断面図(b)である。It is the block diagram (a) and sectional drawing (b) which show the system which measures the heart rate, respiration rate, or body movement using the tube of this invention. 増幅器5の具体的な回路図である。3 is a specific circuit diagram of an amplifier 5. FIG. 水を入れた四角形の容器を2枚の板に挟んだ状態を示す平面図(a)及び断面図(b)である。It is the top view (a) and sectional drawing (b) which show the state which pinched | interposed the square container containing water into two boards. 水を入れた円形の容器の平面図及び断面図である。It is the top view and sectional drawing of the circular container which put water. 水を入れた四角形の容器の平面図及び断面図である。It is the top view and sectional drawing of the square container which put water. この測定システムを用いて心拍数又は呼吸数を測定する状態を示す平面図(a)及び断面図(b)である。It is the top view (a) and sectional drawing (b) which show the state which measures a heart rate or a respiration rate using this measuring system. 円形のカフと板との位置関係を示す平面図である。It is a top view which shows the positional relationship of a circular cuff and a board. 四角形のカフと板との位置関係を示す平面図である。It is a top view which shows the positional relationship of a square cuff and a board. 感度測定方法を示す平面図(a)、断面図(b)及び電圧変化を示すグラフ(c)である。It is the top view (a) which shows a sensitivity measuring method, sectional drawing (b), and the graph (c) which shows a voltage change. チューブ内の水圧と、圧力センサの検出電圧との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the water pressure in a tube, and the detection voltage of a pressure sensor.

符号の説明Explanation of symbols

1,2 チューブ
3a,3b 板
4 圧力センサ
5 増幅器
6 A/D変換器
7 コンピュータ
8 バルブ
9 枕
10,11,12 容器(カフ)
14 チューブ
1, 2 Tube 3a, 3b Plate 4 Pressure sensor 5 Amplifier 6 A / D converter 7 Computer 8 Valve 9 Pillow 10, 11, 12 Container (cuff)
14 tubes

Claims (17)

可撓性容器に液体を封入し、
前記容器を、上下2枚の板の間に挟み、
前記板の上に枕を設置し、
心拍数、呼吸数又は体動を測定しようとする被験者の頭を枕の上に載せて、
前記容器に封入された液体の圧力変化を測定することにより、被験者の心拍数、呼吸数又は体動を測定することを特徴とする心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法。
Enclose the liquid in a flexible container,
Sandwich the container between two upper and lower plates;
Set a pillow on the plate,
Put the head of the subject you want to measure heart rate, respiratory rate or body movement on the pillow,
A method for measuring a heart rate, a respiration rate, or a body motion, wherein a heart rate, a respiration rate, or a body motion of a subject is measured by measuring a pressure change of a liquid sealed in the container.
可撓性容器に液体を封入し、
前記容器を、板の上に設置し、
前記板の上に、前記板との間で容器を挟むように枕を設置し、
心拍数、呼吸数又は体動を測定しようとする被験者の頭を枕の上に載せて、
前記容器に封入された液体の圧力変化を測定することにより、被験者の心拍数、呼吸数又は体動を測定することを特徴とする心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法。
Enclose the liquid in a flexible container,
Placing the container on a plate;
A pillow is placed on the plate so that a container is sandwiched between the plate and
Put the head of the subject you want to measure heart rate, respiratory rate or body movement on the pillow,
A method for measuring a heart rate, a respiration rate, or a body motion, wherein a heart rate, a respiration rate, or a body motion of a subject is measured by measuring a pressure change of a liquid sealed in the container.
可撓性容器に液体を封入し、
前記容器の上に板を設置し、
前記板の上に枕を設置し、
心拍数、呼吸数又は体動を測定しようとする被験者の頭を枕の上に載せて、
前記容器に封入された液体の圧力変化を測定することにより、被験者の心拍数、呼吸数又は体動を測定することを特徴とする心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法。
Enclose the liquid in a flexible container,
Installing a plate on the container,
Set a pillow on the plate,
Put the head of the subject you want to measure heart rate, respiratory rate or body movement on the pillow,
A method for measuring a heart rate, a respiration rate, or a body motion, wherein a heart rate, a respiration rate, or a body motion of a subject is measured by measuring a pressure change of a liquid sealed in the container.
前記容器に封入する液体の大気圧との差圧が0kPa以上12kPa以下となるように液体を封入する請求項1から請求項3のいずれかに記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法。   The heart rate, the respiratory rate, or the body movement according to any one of claims 1 to 3, wherein the liquid is sealed so that a differential pressure with respect to the atmospheric pressure of the liquid sealed in the container is 0 kPa or more and 12 kPa or less. Method. 前記液体を封入する容器がチューブ状である請求項1から請求項4のいずれかに記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法。   The method for measuring a heart rate, a respiratory rate, or a body movement according to any one of claims 1 to 4, wherein the container for enclosing the liquid is in a tube shape. 前記チューブ1本の直径が3mm以上10mm以下であり、その長さが30mm以上300mm以下であり、封入した液体の体積が1cm3以上24cm3以下である請求項5記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法。 The heart rate, respiration rate, or respiration rate according to claim 5, wherein the diameter of the one tube is 3 mm or more and 10 mm or less, the length thereof is 30 mm or more and 300 mm or less, and the volume of the enclosed liquid is 1 cm 3 or more and 24 cm 3 or less. A method of measuring body movement. 前記液体を封入する容器が円形、楕円形、または多角形の形状である請求項1から請求項4のいずれかに記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法。   The method for measuring a heart rate, a respiration rate, or a body movement according to any one of claims 1 to 4, wherein the container that encloses the liquid has a circular, elliptical, or polygonal shape. 前記容器の厚みが3mm以上10mm以下であり、封入した液体の体積が1cm3以上24cm3以下である請求項7記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測する方法。 The method for measuring heart rate, respiration rate, or body movement according to claim 7, wherein the container has a thickness of 3 mm or more and 10 mm or less, and a volume of the sealed liquid is 1 cm 3 or more and 24 cm 3 or less. 被験者の心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステムであって、
液体を封入する可撓性容器と、
前記容器を挟む、上下2枚の板と、
前記板の上に枕を設置し、心拍数、呼吸数又は体動を測定しようとする被験者の頭を枕の上に載せた状態で、当該容器内の液体の圧力変化を測定する圧力測定手段とを備えることを特徴とする心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステム。
A system for measuring a subject's heart rate, respiratory rate or body movement,
A flexible container enclosing a liquid;
Two upper and lower plates sandwiching the container;
A pressure measuring means for measuring a pressure change of a liquid in the container in a state where a pillow is placed on the plate and the head of a subject to be measured for heart rate, respiration rate or body movement is placed on the pillow. A system for measuring a heart rate, a respiratory rate, or a body motion characterized by comprising:
被験者の心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステムであって、
液体を封入する可撓性容器と、
前記容器を貼り付けた板と、
前記板の、前記容器を貼り付けた側またはその反対側に枕を設置し、心拍数、呼吸数又は体動を測定しようとする被験者の頭を枕の上に載せた状態で、当該容器内の液体の圧力変化を測定する圧力測定手段とを備えることを特徴とする被験者の心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステム。
A system for measuring a subject's heart rate, respiratory rate or body movement,
A flexible container enclosing a liquid;
A plate with the container attached thereto;
A pillow is placed on the side of the plate where the container is affixed or on the opposite side, and the head of the subject whose heart rate, respiratory rate or body movement is to be measured is placed on the pillow. A system for measuring a heart rate, a respiratory rate, or a body motion of a subject, characterized by comprising pressure measuring means for measuring a pressure change of the liquid.
前記液体を封入する容器がチューブ状である請求項9又は請求項10記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステム。   The system for measuring a heart rate, a respiration rate, or a body movement according to claim 9 or 10, wherein the container for enclosing the liquid is in a tube shape. 前記チューブ1本の直径が3mm以上10mm以下であり、その長さが30mm以上300mm以下である請求項11記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステム。   The system for measuring heart rate, respiration rate or body movement according to claim 11, wherein the diameter of one tube is 3 mm or more and 10 mm or less, and the length thereof is 30 mm or more and 300 mm or less. 前記液体を封入する容器が円形、楕円形、または多角形の形状である請求項9又は請求項10記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステム。   The system for measuring heart rate, respiration rate, or body movement according to claim 9 or 10, wherein the container for enclosing the liquid has a circular, elliptical, or polygonal shape. 前記容器の厚みが3mm以上10mm以下である請求項13記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステム。   The system for measuring a heart rate, a respiratory rate, or a body motion according to claim 13, wherein the thickness of the container is 3 mm or more and 10 mm or less. 前記圧力測定手段は、心拍数の信号と呼吸数の信号とを分離するために、フィルタを備えている請求項9又は請求項10記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステム。   11. The system for measuring heart rate, respiration rate or body movement according to claim 9 or 10, wherein the pressure measuring means includes a filter for separating a heart rate signal and a respiration rate signal. 前記フィルタは、心拍数の信号を分離するためのバンドパスフィルタである請求項15記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステム。   The system for measuring heart rate, respiration rate or body movement according to claim 15, wherein the filter is a band pass filter for separating a heart rate signal. 前記フィルタは、呼吸数の信号に分離するためのローパスフィルタである請求項15記載の心拍数、呼吸数又は体動を計測するシステム。   The system for measuring heart rate, respiration rate or body movement according to claim 15, wherein the filter is a low-pass filter for separating a respiration rate signal.
JP2004016136A 2004-01-23 2004-01-23 Method and system of measuring heart rate, respiratory rate or body motion Pending JP2005205023A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004016136A JP2005205023A (en) 2004-01-23 2004-01-23 Method and system of measuring heart rate, respiratory rate or body motion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004016136A JP2005205023A (en) 2004-01-23 2004-01-23 Method and system of measuring heart rate, respiratory rate or body motion

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005205023A true JP2005205023A (en) 2005-08-04

Family

ID=34901384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004016136A Pending JP2005205023A (en) 2004-01-23 2004-01-23 Method and system of measuring heart rate, respiratory rate or body motion

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005205023A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007061587A (en) * 2005-09-01 2007-03-15 Fukushima Prefecture Respiratory and heart rate monitor
WO2007094464A1 (en) * 2006-02-16 2007-08-23 Yamaguchi University Cardiopulmonary function measuring instrument
CN110236504A (en) * 2019-07-01 2019-09-17 天津工业大学 A kind of flexibility sensing element and breathing and heartbeat sensor using it
CN111467642A (en) * 2020-03-06 2020-07-31 深圳市真元保玖科技有限公司 Intelligent pillow, control method and device thereof, control equipment and storage medium

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08228903A (en) * 1995-02-27 1996-09-10 Dream Sogo Kenkyusho:Kk Sleep sensing pillow
JP2000107154A (en) * 1998-10-07 2000-04-18 Nagano Keiki Co Ltd Device for detecting apnea
JP2000152917A (en) * 1998-11-20 2000-06-06 Elmo Co Ltd Respiration/pulsation monitoring device
JP2001276019A (en) * 2000-03-31 2001-10-09 M I Labs:Kk Biological information collecting instrument utilizing hermetically sealed air type sound sensor
JP2002058653A (en) * 2000-08-21 2002-02-26 Arata Nemoto Detecting unit for organismic signals
JP2003126049A (en) * 2001-10-22 2003-05-07 Yamatake Corp Health condition measurement device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08228903A (en) * 1995-02-27 1996-09-10 Dream Sogo Kenkyusho:Kk Sleep sensing pillow
JP2000107154A (en) * 1998-10-07 2000-04-18 Nagano Keiki Co Ltd Device for detecting apnea
JP2000152917A (en) * 1998-11-20 2000-06-06 Elmo Co Ltd Respiration/pulsation monitoring device
JP2001276019A (en) * 2000-03-31 2001-10-09 M I Labs:Kk Biological information collecting instrument utilizing hermetically sealed air type sound sensor
JP2002058653A (en) * 2000-08-21 2002-02-26 Arata Nemoto Detecting unit for organismic signals
JP2003126049A (en) * 2001-10-22 2003-05-07 Yamatake Corp Health condition measurement device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007061587A (en) * 2005-09-01 2007-03-15 Fukushima Prefecture Respiratory and heart rate monitor
WO2007094464A1 (en) * 2006-02-16 2007-08-23 Yamaguchi University Cardiopulmonary function measuring instrument
CN110236504A (en) * 2019-07-01 2019-09-17 天津工业大学 A kind of flexibility sensing element and breathing and heartbeat sensor using it
CN111467642A (en) * 2020-03-06 2020-07-31 深圳市真元保玖科技有限公司 Intelligent pillow, control method and device thereof, control equipment and storage medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Perloff et al. Human blood pressure determination by sphygmomanometry.
JP5017021B2 (en) Sleep measuring device
FI116097B (en) Force or pressure sensor and method for its application
AU2003291808B2 (en) Device and method for passive patient monitoring
US20100145167A1 (en) Pillow having apparatus for determining sleeping state under unrestricted non-self-awareness condition
EP1815787A1 (en) Heartbeat/respiration sensor and body monitor employing same
JP5509422B2 (en) Body sound acquisition terminal, electronic stethoscope and body sound measuring device
JPH1014889A (en) Vital signal sensing device
CN106725363B (en) Pulse wave acquisition device and pulse wave acquisition calibration method
JP4796980B2 (en) Pneumatic detection sensor
JP4012966B2 (en) System for measuring heart rate, respiratory rate or body movement, and pillow equipped with the system
CA2824021C (en) Pneumatic tocodynamometer
JPH0630914A (en) Organismic signal detector
JP2006094969A (en) Determining method and measuring apparatus of biological rhythm based on heart rate and determining method and measuring apparatus of menstrual cycle
JP2005205023A (en) Method and system of measuring heart rate, respiratory rate or body motion
JP2014061223A (en) Vital measuring instrument
JP2002052009A (en) Air mat for measuring subject data
JP2009226192A (en) Biological information detector using piezoelectric element
JP2006014813A (en) Sleep diary recording apparatus
Neuman Measurement of blood pressure [tutorial]
JP4411580B2 (en) Biological data detection device
CN113143224A (en) Micro-differential pressure sensing type vital sign acquisition system based on heat flow measurement method
JP4487304B2 (en) Bed pad
JP3198194U (en) Biological measuring device
CN215078390U (en) Micro-differential pressure sensing type vital sign acquisition system based on heat flow measurement method

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20060626

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20060627

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061225

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20061225

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100119

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100615