JP2016002264A - 入浴時の生体情報検知装置並びにこれを用いた救命補助方法 - Google Patents

Abstract

【課題】入浴者の呼吸、心拍、体動等を、浴槽底面を通じて検知することができるとともに、入浴者の異変時には救命のための措置の補助を行うことのできる、新規な入浴時の生体情報検知装置並びにこれを用いた救命補助方法を提供する。
【解決手段】浴槽１と、浴槽底板１１と床スラブＳとの間に配置され、入浴者の生体情報を空気振動として検知するセンサユニット２と、このセンサユニット２に接続され、センサユニット２から伝導される空気振動を電気信号に変換するセンサモジュール３と、このセンサモジュール３の出力信号を解析し、生体情報を解析するための解析・制御装置５を具える。
【選択図】図１

Description

本発明は入浴者の呼吸、心拍、体動等を、浴槽底面を通じて検知することができるとともに、入浴者の異変時には救命のための措置の補助を行うことのできる、入浴時の生体情報検知装置並びにこれを用いた救命補助方法に関するものである。

近時、人口構成の面で高齢化が著しく、これに伴い独居老齢者をどのように見守るかが、社会的課題となっている。
この課題に対応するためには、介護者等による人的配置を行い、２４時間見守りができれば理想的であるものの、現実には、社会的負担等から完璧にはできない。
このため種々の支援機器を設置して、介護者による見守りを支援する提案がされている。
一般的には、屋内に体温を検出するセンサや物体移動の有無を検出するセンサ、更には室内状況を撮影できるカメラ等により見守りを行う機器が提案されている。
しかしながらこれらは、人の動きの有無を検知する程度であって、呼吸、心拍等の情報まで得ることはできない他、撮影による場合には、プライバシーの面からこれを嫌う利用者もいる。

このようなことから、生体情報をより詳しく得るための試みとして、例えば特許第４７９６９８０号に示されるような空気圧式検知センサが提案されている（特許文献１）。
この先行技術は、身体の動きを密閉したチューブに伝え、心拍動や上半身の引き起こし運動等の生体活動により、チューブ内の微細な空気振動を生じさせ、これをセンサモジュールに検知させるようにしたものである。
しかしながらこのものはあくまで就寝姿勢の利用者が敷いて用いることを前提とするものであり、屋内に居たとしても、ベッドや布団を離れると生体情報が得られなくなってしまう。
また、直接の物理的拘束ではないものの、利用者をベッドや布団の上に拘束するような状況を強いるものとなってしまう。
更に認知症患者等の場合、前記センサモジュールの配線やチューブを断線させてしまう等の可能性も排除できない。
このように、前記特許文献１に開示された空気圧式検知センサには、複数の観点から改良する余地があった。

そこで本出願人は、検知のためのセンサを床面下に設置できるようにし、利用者は室内で通常の日常行動をとりながらも、２４時間いわゆる見守りを行うことができ、且つ体動や生体情報を検知することのできる、新規な装置を開発し、既に特許出願に及んでいる（特許文献２参照）。

ところで独居老齢者を見守るにあたっては、上述した居室の他に、浴室における見守りも重要となっている。
すなわち入浴中の急死は国内において年間数千件も発生しており、その原因は、脱衣所や浴室の温度と浴槽内の温度との差に起因する血圧の急変動や、入浴中に熱中症が発症していることとされている。
そして浴槽内で意識障害が起きた場合には、死に至っていないにもかかわらず、顔が湯に没してしまい、結果的に溺死してしまうことがある。
このような入浴中の事故は、特に比較的高温での入浴を好む等、独自の入浴習慣のある我が国において発生率が高くなっている。

特許第４７９６９８０号公報 特願２０１４−８５３２

本発明はこのような種々の背景を考慮してなされたものであって、入浴者の呼吸、心拍、体動等を、浴槽底面を通じて検知することができるとともに、入浴者の異変時には救命のための措置の補助を行うことのできる、新規な入浴時の生体情報検知装置並びにこれを用いた救命補助方法の開発を技術課題としたものである。

すなわち請求項１記載の入浴時の生体情報検知装置は、浴槽と、浴槽底板と床スラブとの間に配置され、入浴者の生体情報を空気振動として検知するセンサユニットと、このセンサユニットに接続され、センサユニットから伝導される空気振動を電気信号に変換するセンサモジュールと、このセンサモジュールの出力信号を解析し、生体情報を解析するための解析・制御装置とを具えて成ることを特徴として成るものである。

また請求項２記載の入浴時の生体情報検知装置は、前記要件に加え、前記センサユニットは、基板と上面板との間に検知チューブを挟持した状態として成るものであり、この検知チューブは、平面視において適宜の間隔を隔てて満遍なく配設されていることを特徴として成るものである。

更にまた請求項３記載の入浴時の生体情報検知装置は、前記要件に加え、前記検知チューブは、基板１ｍ² 当たり６０００ｃｍ³ 以上の空気容量となるように配設されていることを特徴として成るものである。

更にまた請求項４記載の入浴時の生体情報検知装置は、前記要件に加え、前記センサユニットは、浴槽の脚部の下方に位置するように配置されていることを特徴として成るものである。

更にまた請求項５記載の入浴時の生体情報検知装置は、前記要件に加え、前記解析・制御装置は、センサモジュールにおいて、センサユニットから伝導される空気振動から変換された電気信号から、入浴者の呼吸、心拍及び体動を検出することができるものであることを特徴として成るものである。

また請求項６記載の入浴時の生体情報検知装置を用いた救命補助方法は、前記請求項１乃至５記載の入浴時の生体情報検知装置が具えられた浴槽を用いて、入浴者の呼吸、心拍及び体動のいずれか一つまたは複数の異常が検出されたときには、警報音を発したり、予め設定された個所に通報することを特徴として成るものである。

また請求項７記載の入浴時の生体情報検知装置を用いた救命補助方法は、前記請求項１乃至５記載の入浴時の生体情報検知装置が具えられた浴槽を用いて、入浴者の呼吸、心拍及び体動のいずれか一つまたは複数の異常が検出されたときには、排水口を開放して、浴槽中の湯を排水することを特徴として成るものである。
そしてこれら各請求項記載の発明を手段として前記課題の解決が図られる。

まず請求項１記載の発明によれば、入浴者の生体情報（呼吸・心拍・体動）を、入浴者が格別センサーを意識することなく、通常の入浴動作の中で検知することができる。

また請求項２記載の発明によれば、センサユニットの耐久性を向上することができるとともに、入浴者の生体情報（呼吸・心拍・体動）を、高感度で検出することができる。

更にまた請求項３記載の発明によれば、入浴者の生体情報（呼吸・心拍・体動）を、高感度で検出することができる。またセンサユニットの耐久性を向上することができる。

更にまた請求項４記載の発明によれば、センサユニットを小型のものとしながらも、入浴者の生体情報（呼吸・心拍・体動）を、高感度で検出することができる。

更にまた請求項５記載の発明によれば、センサユニット及びセンサモジュールを安価で製作することができる。

また請求項６記載の発明によれば、入浴者の生体情報に異常が検出されたときに、迅速にこれを他者に通知し、他者による入浴者の救命を促すことができる。

また請求項７記載の発明によれば、入浴者の生体情報に異常が検出されたときに、浴槽内の湯を排出し、入浴者の容態が重篤にならないような措置を行うことができる。

本発明の入浴時の生体情報検知装置を一部透視して示す側面図である。 センサユニットを示す側面図、平面図及び分解斜視図である。 形態を異ならせたセンサユニットを示す縦断側面図及び平面図である。

本発明の入浴時の生体情報検知装置並びにこれを用いた救命補助方法の最良の形態は以下に示すとおりであるが、この形態に対して本発明の技術的思想の範囲内において適宜変更を加えることも可能である。

図中、符号Ｄで示すものは本発明の入浴時の生体情報検知装置（以下、生体情報検知装置Ｄと称する）であり、このものは、浴槽１と、浴槽底板１１と床スラブＳとの間に配置され、入浴者の生体情報を空気振動として検知するセンサユニット２と、このセンサユニット２に接続され、センサユニット２から伝導される空気振動を電気信号に変換するセンサモジュール３と、このセンサモジュール３の出力信号を解析し、生体情報を解析するための解析・制御装置５とを具えて成るものである。
そして浴槽１内に位置する入浴者の生体情報（呼吸・心拍・体動）を、検知チューブ２１によって捕えるとともに、検知チューブ２１内において空気振動を生じさせ、この空気振動をセンサモジュール２に送り、ここで電気信号に変換することが行われる。
なおこの電気信号は、解析・制御装置５に送られ、ここで生体情報（呼吸・心拍・体動）として解析され、入浴者の呼吸、心拍及び体動のいずれか一つまたは複数の異常が検出されたときには、警報音を発する等して同居者等による救命のための措置を促すものである。

そして生体情報検知装置Ｄは、まず浴室のスラブＳ上に、直接あるいは間接的にセンサユニット２が設置され、更にこのセンサユニット２上に浴槽１が載置されるようにして構成される。なお近時、浴室と浴槽１とがユニット化されたいわゆるユニットバスが広く普及しており、このユニットバスを適用対象とする場合には、その形態に応じてユニットの底パネル上にセンサユニット２が設置された形態等が採られる。
なお図１に示した実施例では、前記センサユニット２は、一方の脚部１６の下方に位置するように、偏った状態で配置されるものであり、センサユニット２と同じ厚さの支持板６を、入浴者の足側下方に位置する脚部１６の下に置いておいて、浴槽１の水平状態が維持されている。因みにこの状態で多くの浴槽１では、浴槽１内に着座した入浴者の臀部下方にセンサユニット２が位置することとなる。
以下、生体情報検知装置Ｄの構成要素について詳しく説明する。

まず前記浴槽１は、浴槽底板１１の各辺に側板１２を立ち上げて上面が開放された箱型形状とされたものであり、その内部に湯が張られるものである。
また前記浴槽底板１１の適宜の個所には排水口１３が形成されており、この排水口１３は着脱可能な栓１５によって塞がれる。
更に浴槽底板１１の外側面には一例として４カ所に脚部１６が設けられている。

またセンサユニット２は図２に示すように、基板２２と上面板２３との間に検知チューブ２１を挟持するようにして構成されるものであり、検知チューブ２１は、平面視において適宜の間隔を隔てて満遍なく配設されるものである。
また前記基板２２及び上面板２３は、塩化ビニル、ポリカーボネイト、プラスチック等の合成樹脂、木材（集成材、無垢材）等の素材が板状に成形されたものであり、適宜の剛性を有するものである。
ここで適宜の剛性とは、基板２２及び上面板２３によって挟持状態とされる検知チューブ２１を不都合なく支持するとともに、検知チューブ２１の弾性変形を妨げてしまうことがない程度の硬度を有するものであることを意味するものである。

また基板２及び上面板２３の寸法（平面形状）は、浴槽１内に着座した入浴者の臀部下方の一定範囲をカバーする程度とされるものであり、一例として１２０ｍｍ×４００ｍｍとしたが、入浴者の体型や浴槽１の形状、更には入浴者の姿勢変更等を考慮すると、５０〜５００ｍｍ×３００〜１５００ｍｍの範囲で設定することが好ましい。

また基板２及び上面板２３の好ましい厚さは、これら自身の素材あるいは検知チューブ２１の素材及び形状、更には浴槽１の容量等によって異なってくるものであるが、ポリカーボネイトの場合、３〜２０ｍｍとされる。
因みに図２に示した実施例では、基板２及び上面板２３の素材をポリカーボネイトとし、基板２の厚さを３ｍｍ、上面板２３の厚さを１０ｍｍとした。

また前記検知チューブ２１の好ましい断面寸法は、素材によって異なってくるものであるが、外径４〜１０ｍｍ、内径２〜８ｍｍ程度とされるものであり、一例として図２に示した実施例では、シリコンを素材とし、外径６ｍｍ、内径４ｍｍとした。
なお基板２及び上面板２３のサイズ１ｍ² 当たり６０００ｃｍ³ 以上の空気容量が確保されるように、検知チューブ２１の内径及び長さを設定することにより、良好な感度とすることができることが確認されている。

そして前記基板２の表面に対して検知チューブ２１を引き廻すとともに上面板２３を載置し、基板２と上面板２３とを適宜の粘着テープ２５等によって固定することにより、センサユニット２が構成される。
図２に示す実施例では、前記検知チューブ２１の一方の端部を閉塞させ、検知チューブ２１を平面視で変形渦巻き状に引き廻すようにしたが、九十九折状等に引き廻すようにしてもよい。
なお基板２の外周部に沿って、例えば発泡樹脂を素材とした高さ寸法が検知チューブ２１よりも短い枠体を配することにより、基板２及び上面板２３から検知チューブ２１がはみ出してしまうのを防止することができる。また同様の高さ寸法の発泡樹脂を、適宜の長さに設定するとともに、所定の間隔で基板２上に固定しておくことにより、検知チューブ２１の引き廻しの際のガイドとするとともに、引き廻し後は隣接する検知チューブ２１間を所定の間隔に保持するためのスペーサとして機能させることができる。
また検知チューブ２１と上面板２３とを接着剤等を用いて接着することにより、検知チューブ２１のはみ出しを防止することもできる。

また前記センサモジュール３は、空気振動を感知するための素子であるセンサエレメント３０と、各種電子部品によって構成される電子回路３１が具えられて成るものである。
なお前記電子回路３１は、オペアンプ等を具えて成るものであり、センサエレメント３０の出力を適宜増幅する等して、解析・制御装置５の入力信号のスペックに適合した出力信号を得るものである。
なお解析・制御装置５に、センサモジュール３の担う処理の一部または全てを、担わせるようにしてもよい。

この実施例では、前記センサエレメント３０として一例として焦電センサが適用されるものであり、空気は微小な圧力変化で温度変化を生じることを利用して、検出された微小な温度変化から圧力変化を導出するような処理が行われるものとした。
ここで焦電センサに用いられている焦電素子について説明すると、誘電体の一種に焦電体（チタン酸ジルコン酸鉛等）というものがあり、この焦電体は赤外線を受けると、熱エネルギーを吸収して自発分極に変化が生じ、その変化量に比例して表面に電荷が誘起されることとなる（焦電効果）。この特性を利用して赤外線を含む光を感知する（変化を見る）ものが焦電センサである。
またこの実施例では一例として、前記センサエレメント３０として富士セラミック社製、ＦＫＳ−ＨＭ０２を適用した。因みにこの実施例で示されるセンサモジュール３は、１パスカルの変化を検出できるものである。

なお前記センサエレメント３０としては、圧力センサまたはマイクロフォンを適用するようにしてもよく、この場合のマイクロフォンとしては、ダイナミックマイク、コンデンサマイク等が挙げられる。
またセンサモジュール３に対して無線機能を具えることにより、解析・制御装置５との間の配線を不要とすることができる。

そして前記検知チューブ２１が、直接または間接的にセンサモジュール３に接続されることにより、センサモジュール３との接続部以外の範囲は、チューブ内空間が密閉空間とされるものである。

本発明の生体情報検知装置Ｄは、一例として図１に示したように構成されるものであり、入浴者は浴槽１の中で、通常と何ら変わらない状態で湯に浸かりながらも、生体情報（呼吸・心拍・体動）が収集されることとなる。
具体的には図１中に拡大して示されるように、入浴者の呼吸と心拍と体動とが混合した波形をオシロスコープで観測できることが、本出願人によって確認されている。
そしてこの波形を解析することにより、入浴者の呼吸、心拍及び体動のいずれか一つまたは複数の異常が検出されたときには、解析・制御装置５により警報音を発したり、予め設定された個所に通報が行われ、異常の発生を迅速に他者に通知し、他者による入浴者の救命・救出を促すことができる。

また浴槽１の排水口１３を、電磁バルブ等によって開閉自在に構成した場合には、入浴者の呼吸、心拍及び体動のいずれか一つまたは複数の異常が検出されたときには、解析・制御装置５によって電磁バルブを操作して排水口１３を開放し、浴槽１中の湯を排水することにより、入浴者の容態が重篤にならないような措置を行うことができる。
このような排水を迅速に行うために排水ポンプを具えるようにしてもよい。

更に解析・制御装置５にはデータを蓄積することができるため、被験者の健康管理にデータを活用することができる。

〔他の実施例〕
本発明は上述した実施例を基本となる実施例とするものであるが、本発明の技術的思想の範囲内において、例えば以下に示すような変更を行うことも可能である。
まず図３（ａ）に示すように、前記センサユニット２の形態を、浴槽底板１１の下方、略全域に位置するようなものとすることもできる。
このような形態は、例えば浴槽底板１１に脚部１６が設けられていないような浴槽１を用いる場合に有効なものである。

また図３（ｂ）に示すように、前記センサユニット２を臀部下方付近と、足元下方付近との双方に設けるようにしてもよい。
更にこの場合、双方のセンサユニット２の上面にまたがるように架板２４を設置したり、双方のセンサユニット２における検知チューブ２１を連結するようにしてもよい。
なお前記架板２４を設けることなく、この架板２４の代わりに上面板２３が、双方の検知チューブ２１の上面にまたがるように設置してもよい。

Ｄ （入浴時の）生体情報検知装置
１ 浴槽
１１ 浴槽底板
１２ 側板
１３ 排出口
１５ 栓
１６ 脚部
２ センサユニット
２１ 検知チューブ
２２ 基板
２３ 上面板
２４ 架板
２５ 粘着テープ
３ センサモジュール
３０ センサエレメント
３１ 電子回路
５ 解析・制御装置
６ 支持板
Ｓ スラブ

Claims (7)

1. 浴槽と、浴槽底板と床スラブとの間に配置され、入浴者の生体情報を空気振動として検知するセンサユニットと、このセンサユニットに接続され、センサユニットから伝導される空気振動を電気信号に変換するセンサモジュールと、このセンサモジュールの出力信号を解析し、生体情報を解析するための解析・制御装置とを具えて成ることを特徴とする入浴時の生体情報検知装置。
   
2. 前記センサユニットは、基板と上面板との間に検知チューブを挟持した状態として成るものであり、この検知チューブは、平面視において適宜の間隔を隔てて満遍なく配設されていることを特徴とする請求項１記載の入浴時の生体情報検知装置
   
3. 前記検知チューブは、基板１ｍ² 当たり６０００ｃｍ³ 以上の空気容量となるように配設されていることを特徴とする請求項２記載の入浴時の生体情報検知装置。
   
4. 前記センサユニットは、浴槽の脚部の下方に位置するように配置されていることを特徴とする請求項１、２または３記載の入浴時の生体情報検知装置。
   
5. 前記解析・制御装置は、センサモジュールにおいて、センサユニットから伝導される空気振動から変換された電気信号から、入浴者の呼吸、心拍及び体動を検出することできるものであることを特徴とする請求項１、２、３または４記載の入浴時の生体情報検知装置。
   
6. 前記請求項１乃至５記載の入浴時の生体情報検知装置が具えられた浴槽を用いて、
   入浴者の呼吸、心拍及び体動のいずれか一つまたは複数の異常が検出されたときには、警報音を発したり、予め設定された個所に通報することを特徴とする救命補助方法。
   
7. 前記請求項１乃至５記載の入浴時の生体情報検知装置が具えられた浴槽を用いて、
   入浴者の呼吸、心拍及び体動のいずれか一つまたは複数の異常が検出されたときには、排水口を開放して、浴槽中の湯を排水することを特徴とする救命補助方法。

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