JP2017121442A - Biological signal detection device and biological signal detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生体信号を検出する装置および方法などに関する。 The present invention relates to an apparatus and method for detecting a biological signal.
従来、生体信号を検出する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の装置（生体情報収集装置）では、衣服の所定の位置に配置された複数の生体電極またはセンサなどの検出手段を用いて、その衣服を身につけた生体の生体信号を検出する。そして、その生体情報収集装置は、その生体に接触するアース電極を基準として用いてその生体信号を処理する。 Conventionally, an apparatus for detecting a biological signal has been proposed (see, for example, Patent Document 1). The apparatus (biological information collecting apparatus) of Patent Document 1 detects a biological signal of a living body wearing a garment using detection means such as a plurality of biological electrodes or sensors arranged at predetermined positions of the garment. Then, the biological information collecting apparatus processes the biological signal using the ground electrode in contact with the living body as a reference.
しかしながら、上記特許文献１の装置では、生体信号を長時間にわたって検出することが難しいという問題がある。具体的には、特許文献１の装置では、体のひねり、上下運動、左右運動や寝返り等の運動時に、生体である人に接触しない電極が発生し得るが、基本的に全ての電極が常に接触している構成が前提とされている。そのためには、衣服全体で体を締め付ける必要があり、その締め付けによって人は圧迫される。 However, the apparatus of Patent Document 1 has a problem that it is difficult to detect a biological signal for a long time. Specifically, in the device of Patent Document 1, electrodes that do not come into contact with human beings can be generated during body twisting, vertical motion, left-right motion, and turning, but basically all electrodes are always in contact. A contact configuration is assumed. For that purpose, it is necessary to tighten the body with the whole clothes, and the person is pressed by the tightening.
一方、医療機関では、長時間の生体信号のモニタリングが求められているが、快適性の観点から入院患者の衣服は、できるだけ人を締め付けないように構成されている。 On the other hand, in medical institutions, monitoring of biological signals for a long time is required, but from the viewpoint of comfort, the inpatient's clothes are configured so as not to tighten people as much as possible.
従って、上記特許文献１の装置を入院患者の衣服に適用することは、その衣服に締め付ける部分が多くなるため、長時間にわたる生体信号の検出は難しく、適していなかった。 Therefore, it is difficult to apply the apparatus of the above-mentioned Patent Document 1 to the clothes of hospitalized patients because the number of parts to be fastened to the clothes increases, so that it is difficult to detect biological signals over a long period of time.
そこで、本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであって、生体信号を長時間にわたって容易に検出することができる生体信号検出装置および生体信号検出方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a biological signal detection apparatus and a biological signal detection method capable of easily detecting a biological signal over a long period of time.
上記目的を達成するために、本発明に係る生体信号検出装置は、それぞれ独立して衣服に取り付けられた少なくとも３つの電極と、前記少なくとも３つの電極のうち、人と接触する２つの電極をそれぞれ接触電極として特定する電極特定部と、特定された２つの前記接触電極の間に現れる前記人の生体信号を検出する検出部とを備える。 In order to achieve the above object, a biological signal detection device according to the present invention includes at least three electrodes independently attached to clothes, and two of the at least three electrodes that are in contact with a person. An electrode specifying unit specified as a contact electrode and a detection unit for detecting the human biological signal appearing between the two specified contact electrodes.
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。 Note that these comprehensive or specific aspects may be realized by a system, a method, an integrated circuit, a computer program, or a recording medium such as a computer-readable CD-ROM, and the system, method, integrated circuit, and computer program. And any combination of recording media.
本発明の生体信号検出装置は、生体信号を長時間にわたって容易に検出することができる。 The biological signal detection device of the present invention can easily detect a biological signal over a long period of time.
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。 Hereinafter, embodiments will be specifically described with reference to the drawings.
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 It should be noted that each of the embodiments described below shows a comprehensive or specific example. The numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connecting forms of the constituent elements, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are merely examples, and are not intended to limit the present invention. In addition, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the highest concept are described as optional constituent elements.
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。 Each figure is a mimetic diagram and is not necessarily illustrated strictly. Moreover, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected about the same structural member.
（実施の形態）
図１Ａおよび図１Ｂは、本発明の実施の形態における生体信号検出装置が取り付けられた衣服の一例を示す図である。
(Embodiment)
1A and 1B are diagrams illustrating an example of a garment to which a biological signal detection device according to an embodiment of the present invention is attached.
ここで、生体信号とは主に２電極間の電位差を指す。また、その電位差の変化を解析することにより心電図の描画や、心拍数の算出、不整脈の発生有無が判定できる。さらに、この心電図と他の部位で測定された脈波波形とを組合せることにより血圧値の推定に応用可能である。また、電位差の変化を解析することにより、筋電（筋肉の動き）の検出にも応用可能である。 Here, the biological signal mainly indicates a potential difference between the two electrodes. Further, by analyzing the change in the potential difference, drawing of an electrocardiogram, calculation of a heart rate, and the presence or absence of occurrence of arrhythmia can be determined. Furthermore, it can be applied to the estimation of blood pressure values by combining this electrocardiogram and pulse wave waveforms measured at other sites. In addition, by analyzing the change in potential difference, it can also be applied to detection of myoelectricity (muscle movement).
本実施の形態における生体信号検出装置１００は、衣服２０に取り付けられている。なお、図１Ａは、本実施の形態における生体信号検出装置が取り付けられた衣服２０の正面を示し、図１Ｂは、その衣服２０の背面を示す。
Biological
生体信号検出装置１００は、それぞれ独立して衣服２０に取り付けられた３つの電極Ｅ１〜Ｅ３（第１〜第３の電極）と、配線Ｗ１〜Ｗ３を介してそれらの電極Ｅ１〜Ｅ３に接続される処理部１０とを備える。
The biological
電極Ｅ１は、衣服２０のうちの第１の領域に取り付けられている。ここで、第１の領域は、衣服２０のうち、人がその衣服２０を着たときに、その人の右半身における上腕部、肩甲骨、肩および胸部を含む範囲に対向する位置にある。
The electrode E1 is attached to the first region of the
電極Ｅ２は、衣服２０のうちの第２の領域に取り付けられている。ここで、第２の領域は、衣服２０のうち、人がその衣服２０を着たときに、その人の左半身における上腕部、肩甲骨、肩および胸部を含む範囲に対向する位置にある。
The electrode E2 is attached to the second region of the
電極Ｅ３は、衣服２０のうちの第３の領域に取り付けられている。ここで、第３の領域は、衣服２０のうち、人がその衣服２０を着たときに、その人の両脇腹および腰部を含む範囲に対向する位置にある。
The electrode E3 is attached to the third region of the
このような電極Ｅ１〜Ｅ３のそれぞれは、例えば、導電性の繊維素材からなり、衣服２０に編みこまれている。この導電性の繊維素材は、例えば、ナノファイバの繊維素材を導電性高分子でコーティングすることによって生成された素材である。これにより、衣服２０に電極Ｅ１〜Ｅ３が取り付けられていても、衣服２０を着た人が受ける不快感を抑えることができる。その結果、人は衣服２０を快適に長時間にわたって着ることができる。
Each of such electrodes E1 to E3 is made of, for example, a conductive fiber material, and is woven into the
なお、本発明では、電極Ｅ１〜Ｅ３は、上述のような繊維素材に限定されることはなく、導電体から構成されていればよく、金属製の端子であってもよい。また、本実施の形態における各図において、衣服２０に取り付けられた電極が分かりやすいように、その電極を網掛けによって示すが、この電極は衣服２０の内側に取り付けられている。
In the present invention, the electrodes E <b> 1 to E <b> 3 are not limited to the fiber material as described above, and may be made of a conductor and may be a metal terminal. Moreover, in each figure in this Embodiment, although the electrode attached to the
処理部１０は、上述のように、配線Ｗ１〜Ｗ３を介して電極Ｅ１〜Ｅ３に接続されている。配線Ｗ１〜Ｗ３は、通常の電線であってもよく、上記導電性の繊維素材をバネ状に形成することによって生成される伸縮性配線であってもよく、導電性インクをプリントすることによって生成される配線であってもよい。処理部１０は、３つの電極Ｅ１〜Ｅ３のうちの何れか２つの電極間の電位差を、その衣服２０を着た人の生体信号として検出する。さらに、処理部１０は、生体信号検出装置１００の外部に、無線または有線を介してその生体信号を出力する。
As described above, the
なお、図１Ａおよび図１Ｂに示す生体信号検出装置１００は、３つの電極Ｅ１〜Ｅ３を備えるが、少なくとも３つの電極を備えていればよく、４つ以上の電極を備えていてもよい。また、電極Ｅ１〜Ｅ３はそれぞれ上述の第１〜第３の領域に取り付けられているが、これらの領域以外の領域に取り付けられていてもよい。
The biological
また、図１Ａおよび図１Ｂに示す生体信号検出装置１００は、長袖シャツの形状の衣服２０に取り付けられているが、その衣服２０の形状は、長袖シャツに限らず、どのような形状であってもよい。
1A and 1B is attached to a long-sleeved shirt-shaped
図２は、本実施の形態における生体信号検出装置１００が取り付けられた衣服２０の形状の他の例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating another example of the shape of the
衣服２０は、例えば図２に示すように、ガウンの形状であってもよい。このような形状の衣服２０は、例えば医療機関の入院患者などに着用され、その患者への締め付けを抑えて患者に圧迫感を与えないように構成されている。
The
図３は、本実施の形態における生体信号検出装置１００に備えられている処理部１０の機能構成の一例を示す図である。なお、電池等の電源部は図示していない。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of the
処理部１０は、電極特定部１１と、検出部１２と、スイッチＳｗと、出力部１３とを備える。
The
スイッチＳｗは、３つの電極Ｅ１〜Ｅ３のうちの２つの電極だけが検出部１２に接続されるように、その電極を切り替える。
The switch Sw switches the electrodes so that only two of the three electrodes E1 to E3 are connected to the
電極特定部１１は、３つの電極Ｅ１〜Ｅ３のうち、人と接触する２つの電極をそれぞれ接触電極として特定する。具体的には、電極特定部１１は、衣服２０を着た人の姿勢に応じてその人と接触する２つの電極をそれぞれ接触電極として特定する。例えば、電極特定部１１は、人の姿勢を検出する姿勢検出センサを備え、その姿勢検出センサによって検出された姿勢に基づいて、２つの接触電極を特定する。姿勢検出センサは、具体的には、加速度センサまたはジャイロセンサである。あるいは、姿勢検出センサは、圧力センサなどである。例えば、電極特定部１１は、人の姿勢ごとに、その姿勢に予め対応付けられた２つの電極の組み合わせを示すテーブルを保持し、姿勢検出センサによって検出された姿勢に対応付けられている組み合わせをそのテーブルから検索する。そして、電極特定部１１は、その検索された組み合わせに含まれる２つの電極をそれぞれ接触電極として特定する。
The
具体的には、本実施の形態における電極特定部１１は、人の姿勢が立位、座位、仰臥位または伏臥位であるときには、電極Ｅ１および電極Ｅ２をそれぞれ接触電極として特定する。また、電極特定部１１は、人の姿勢が右側臥位であるときには、電極Ｅ１および電極Ｅ３をそれぞれ接触電極として特定する。また、電極特定部１１は、人の姿勢が左側臥位であるときには、電極Ｅ２および電極Ｅ３をそれぞれ接触電極として特定する。そして、電極特定部１１は、特定されたそれらの２つの接触電極が検出部１２に接続されるようにスイッチＳｗを制御する。
Specifically, the
また、姿勢検出センサが圧力センサである場合には、それぞれの電極にかかる圧力を計測し、電極特定部１１は、その圧力の大きい順に２つの電極を接触電極と特定しても良い。
When the posture detection sensor is a pressure sensor, the pressure applied to each electrode may be measured, and the
また、姿勢検出センサが加速度センサである場合には、重力加速度の方向から、人の姿勢が立位か、左右の臥位かを判定することが可能である。この場合には、生体信号検出装置１００の装着方向は固定されている必要がある。
Further, when the posture detection sensor is an acceleration sensor, it is possible to determine whether the posture of the person is standing or lying on the left and right from the direction of gravitational acceleration. In this case, the mounting direction of the biological
検出部１２は、電極特定部１１によって特定された２つの接触電極の間に現れるその人の生体信号を検出する。生体信号は例えば２つの接触電極の間に電位差（電圧）として現れる。
The
出力部１３は、生体信号検出装置１００の外部にある端末装置３０に、検出部１２によって検出された生体信号を、無線または有線を介して出力する。無線の通信方式としては例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＷｉＦｉなどがある。端末装置３０は、例えばスマートフォン、携帯端末、パーソナルコンピュータまたはタブレット端末などである。
The
端末装置３０は、その生体信号を出力部１３から受信して、その生体信号をモニタリング用に蓄積する。本構成で取得される生体信号は心電図として解釈可能である。長時間の生体信号のモニタリング以外にも、データの取得状況や心電図の目視での確認のために、その生体信号を端末装置３０に表示してもよい。また、端末装置３０は、その生体信号を用いて心拍数を計測し、その心拍数をディスプレイに表示してもよい。また、端末装置３０は、心電図の分析によって不整脈の判定を行い、その判定の結果をディスプレイに表示してもよい。また、センサモジュールにデータを蓄積、一定時間を経過した後にデータを回収し、医師がその波形や解析結果に基づき診断を下すことができる。
The
図４Ａは、衣服２０を着た人の右側臥位の一例を示す図である。 FIG. 4A is a diagram illustrating an example of a right-side position of a person wearing clothes 20.
例えば、衣服２０を着た人の姿勢が右側臥位である場合、その人の右側の上腕部と脇腹とが床またはベッドなどに押し付けられる状態となる。したがって、衣服２０に取り付けられた電極Ｅ１はその人の右側の上腕部に接触し、電極Ｅ３はその人の右側の脇腹に接触する。このとき、電極特定部１１の姿勢検出センサは、人の姿勢を右側臥位として検出する。そこで、電極特定部１１は、３つの電極Ｅ１〜Ｅ３のうち、その検出された姿勢である右側臥位に予め対応付けられている２つの電極Ｅ１および電極Ｅ３を、それぞれ接触電極として特定する。その結果、検出部１２は、接触電極Ｅ１およびＥ３の間に現れる生体信号を検出する。
For example, when the posture of the person wearing the
図４Ｂは、衣服２０を着た人の左側臥位の一例を示す図である。 FIG. 4B is a diagram illustrating an example of a left-side position of a person wearing clothes 20.
例えば、衣服２０を着た人の姿勢が左側臥位である場合、その人の左側の上腕部と脇腹とが床またはベッドなどに押し付けられる状態となる。したがって、衣服２０に取り付けられた電極Ｅ２はその人の左側の上腕部に接触し、電極Ｅ３はその人の左側の脇腹に接触する。このとき、電極特定部１１の姿勢検出センサは、人の姿勢を左側臥位として検出する。そこで、電極特定部１１は、３つの電極Ｅ１〜Ｅ３のうち、その検出された姿勢である左側臥位に予め対応付けられている２つの電極Ｅ２および電極Ｅ３を、それぞれ接触電極として特定する。その結果、検出部１２は、接触電極Ｅ２およびＥ３の間に現れる生体信号を検出する。
For example, when the posture of the person wearing the
図５Ａは、衣服２０を着た人の仰臥位の一例を示す図である。 FIG. 5A is a diagram illustrating an example of a supine position of a person wearing clothes 20.
例えば、衣服２０を着た人の姿勢が仰臥位である場合、その人の左右の肩甲骨が床またはベッドなどに押し付けられる状態となる。したがって、衣服２０に取り付けられた電極Ｅ１は、その人の右側の肩甲骨を覆う表皮に接触し、電極Ｅ２はその人の左側の肩甲骨を覆う表皮に接触する。このとき、電極特定部１１の姿勢検出センサは、人の姿勢を側臥位以外の姿勢として検出する。そこで、電極特定部１１は、３つの電極Ｅ１〜Ｅ３のうち、その検出された姿勢（側臥位以外の姿勢）に予め対応付けられている２つの電極Ｅ１および電極Ｅ２を、それぞれ接触電極として特定する。その結果、検出部１２は、接触電極Ｅ１およびＥ２の間に現れる生体信号を検出する。
For example, when the posture of a
図５Ｂは、衣服２０を着た人の伏臥位の一例を示す図である。 FIG. 5B is a diagram illustrating an example of the prone position of a person wearing clothes 20.
例えば、衣服２０を着た人の姿勢が伏臥位である場合、その人の左右の胸部が床またはベッドなどに押し付けられる状態となる。したがって、衣服２０に取り付けられた電極Ｅ１は、その人の右側の胸部に接触し、電極Ｅ２はその人の左側の胸部に接触する。このとき、電極特定部１１の姿勢検出センサは、人の姿勢を側臥位以外の姿勢として検出する。そこで、電極特定部１１は、３つの電極Ｅ１〜Ｅ３のうち、その検出された姿勢（側臥位以外の姿勢）に予め対応付けられている２つの電極Ｅ１および電極Ｅ２を、それぞれ接触電極として特定する。その結果、検出部１２は、接触電極Ｅ１およびＥ２の間に現れる生体信号を検出する。
For example, when the posture of a
図６は、衣服２０を着た人の座位の一例を示す図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the sitting position of a person wearing clothes 20.
例えば、衣服２０を着た人の姿勢が座位である場合、その人の左右の肩に衣服２０が掛けられた状態となる。したがって、衣服２０に取り付けられた電極Ｅ１は、その人の右側の肩に接触し、電極Ｅ２はその人の左側の肩に接触する。このとき、電極特定部１１の姿勢検出センサは、人の姿勢を側臥位以外の姿勢として検出する。そこで、電極特定部１１は、３つの電極Ｅ１〜Ｅ３のうち、その検出された姿勢（側臥位以外の姿勢）に予め対応付けられている２つの電極Ｅ１および電極Ｅ２を、それぞれ接触電極として特定する。その結果、検出部１２は、接触電極Ｅ１およびＥ２の間に現れる生体信号を検出する。
For example, when the posture of the person wearing the
また、図２に示すように、衣服２０を着た人の姿勢が立位である場合も、人の姿勢が座位である場合と同様に、電極特定部１１は、２つの電極Ｅ１および電極Ｅ２を、それぞれ接触電極として特定する。つまり、人の姿勢が立位である場合でも、その人の左右の肩に衣服２０が掛けられた状態となる。したがって、衣服２０に取り付けられた電極Ｅ１は、その人の右側の肩に接触し、電極Ｅ２はその人の左側の肩に接触する。このとき、電極特定部１１の姿勢検出センサは、人の姿勢を側臥位以外の姿勢として検出する。そこで、電極特定部１１は、３つの電極Ｅ１〜Ｅ３のうち、その検出された姿勢（側臥位以外の姿勢）に予め対応付けられている２つの電極Ｅ１および電極Ｅ２を、それぞれ接触電極として特定する。その結果、検出部１２は、接触電極Ｅ１およびＥ２の間に現れる生体信号を検出する。
As shown in FIG. 2, when the posture of the person wearing the
このように、本実施の形態における生体信号検出装置１００では、電極Ｅ１〜Ｅ３がそれぞれ衣服２０における上述の第１〜第３の領域に取り付けられているため、その衣服２０を着た人がどのような姿勢であっても、２つの電極を人に接触させることができる。さらに、本実施の形態における生体信号検出装置１００では、衣服を着た人の姿勢に応じてその人と接触する２つの電極がそれぞれ接触電極として特定される。したがって、衣服を着た人がどのような姿勢になっても、その姿勢に応じて人と接触する２つの接触電極が特定されるため、この２つの接触電極を用いて生体信号を検出することができる。つまり、衣服の電極が取り付けられた部分で人の一部を締め付けることによって、その電極を常にその人の一部に接触させる必要がない。これにより、例えば医療機関での入院患者の衣服のように、人を締め付ける部分がない衣服であっても、その衣服を着た人の生体信号を適切に検出することができる。その結果、人への締め付けによる圧迫を抑えて、その人に快適性を与えながら、生体信号を長時間にわたって検出することができる。
As described above, in the biological
ここで、特定される２つの接触電極が人の姿勢に応じて異なる場合には、その２つの接触電極間で検出される生体信号も異なる。例えば、電極配置によってＲ波のピークの高さが異なることが想定され、適切なＲ波ピークの検出閾値も異なる。 Here, when the two specified contact electrodes differ according to the posture of the person, the biological signals detected between the two contact electrodes are also different. For example, it is assumed that the peak height of the R wave is different depending on the electrode arrangement, and the detection threshold value of the appropriate R wave peak is also different.
図７は、その判定基準について閾値を例に取り示す。なお、図７に示す心電図の縦軸は電位（ｍＶ）を示し、横軸は時間（秒）を示す。 FIG. 7 illustrates a threshold value as an example for the determination criterion. In addition, the vertical axis | shaft of the electrocardiogram shown in FIG. 7 shows an electric potential (mV), and a horizontal axis shows time (second).
例えば、電極(Ｅ１，Ｅ２)を用いた場合の信号強度＞電極(Ｅ１，Ｅ３)を用いた場合の信号強度の時、電極(Ｅ１，Ｅ２)を用いた時の判定基準をＶ１とすると、Ｒ波以外のＰ波やＴ波のピークでも判定基準を超えてＲ波のピークであると誤判定してしまう可能性がある。そのため、信号強度に応じてピーク検出の閾値となる判定基準を変えることで、ピーク検出の誤判定を防止できる。この方法で検出したＲ波のピークにより心拍数を算出する。このように、端末装置３０は、電極特定部１１によって特定される２つの接触電極に応じて異なる判定基準を用いて、心拍数の算出を行う。
For example, when the signal intensity when using the electrodes (E1, E2)> the signal intensity when using the electrodes (E1, E3), the determination criterion when using the electrodes (E1, E2) is V1. There is a possibility that the peak of the P wave and the T wave other than the R wave will be erroneously determined to be the peak of the R wave exceeding the criterion. For this reason, erroneous determination of peak detection can be prevented by changing the determination criterion that serves as a threshold for peak detection according to the signal intensity. The heart rate is calculated from the peak of the R wave detected by this method. In this way, the
また、端末装置３０は、電極特定部１１によって特定される２つの接触電極に応じて異なる判定基準を用いて、心電図に基づく不整脈の判定を行ってもよい。この不整脈は、例えば期外収縮である。期外収縮は、規則正しくうっていた脈が一拍飛ぶまたは、通常よりも短い間隔で拍動することを言う。例えば、端末装置３０は、Ｒ波のピーク検出を行って平均的なＲ波間隔（ＲＲ間隔）を測定していて、その平均値から外れた間隔で拍動が起こった場合に期外収縮（不整脈）と判定する。端末装置３０は、このときのＲ波のピーク検出に、電極特定部１１によって特定される２つの接触電極に応じて異なる判定基準を用いる。
The
このように、特定される２つの接触電極に応じて異なる判定基準を用いて、心拍数の算出または不整脈の判定を行うことによって、どのような２つの電極が接触電極として特定されても、心拍数の算出または不整脈の判定を適切に行うことができる。 In this way, no matter what two electrodes are identified as contact electrodes by calculating the heart rate or determining arrhythmia using different criteria according to the two identified contact electrodes, the heart rate It is possible to appropriately calculate the number or determine the arrhythmia.
図８は、本実施の形態における生体信号検出装置１００の処理動作を示すフローチャートである。
FIG. 8 is a flowchart showing the processing operation of the biological
まず、生体信号検出装置１００は、それぞれ独立して衣服に取り付けられた３つの電極Ｅ１〜Ｅ３のうち、衣服２０を着た人の姿勢に応じてその人と接触する２つの電極をそれぞれ接触電極として特定する（ステップＳ１０）。
First, the biological
次に、生体信号検出装置１００は、特定された２つの接触電極で生体信号の検出が行われるようにスイッチＳｗを切り替える（ステップＳ２０）。
Next, the biological
次に、生体信号検出装置１００は、特定された２つの接触電極の間に現れる人の生体信号を検出する（ステップＳ３０）。
Next, the biological
生体信号検出装置１００は、図８に示すフローチャートのステップＳ１０〜Ｓ３０の処理を、常に（毎サンプルごとに）繰り返し行ってもよく、特定の変化が検出されたときに、行ってもよい。
The biological
図９は、図８のステップＳ１０における接触電極の特定処理の詳細を示すフローチャートである。 FIG. 9 is a flowchart showing details of the contact electrode specifying process in step S10 of FIG.
生体信号検出装置１００の電極特定部１１は、まず、加速度センサなどの姿勢検出センサによって、人の姿勢を検出する（ステップＳ１１）。次に、電極特定部１１は、その姿勢が右側臥位であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。ここで、右側臥位であると判定すると（ステップＳ１２のＹｅｓ）、電極特定部１１は、電極Ｅ１および電極Ｅ３を接触電極として特定する（ステップＳ１３）。一方、右側臥位でないと判定すると（ステップＳ１２のＮｏ）、電極特定部１１は、さらに、その姿勢が左側臥位であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。ここで、左側臥位であると判定すると（ステップＳ１４のＹｅｓ）、電極特定部１１は、電極Ｅ２および電極Ｅ３を接触電極として特定する（ステップＳ１５）。一方、左側臥位でないと判定すると（ステップＳ１４のＮｏ）、電極特定部１１は、その姿勢が、立位、座位、仰臥位または伏臥位であると判定し、電極Ｅ１および電極Ｅ２を接触電極として特定する（ステップＳ１６）。
First, the
なお、図９に示すフローチャートでは、姿勢検出センサによる検出結果が得られる度に、ステップＳ１２またはＳ１４における判定と、ステップＳ１３、Ｓ１５、またはＳ１６における接触電極の特定とを行っている。ここで、図９に示すフローチャートでは、ステップＳ１２において右側臥位であるか否かを判定した後に、ステップＳ１４において左側臥位であるか否かを判定しているが、ステップＳ１２とステップＳ１４のそれぞれの処理の順序は逆であってもよい。 In the flowchart shown in FIG. 9, every time the detection result by the posture detection sensor is obtained, the determination in step S12 or S14 and the identification of the contact electrode in step S13, S15, or S16 are performed. Here, in the flowchart shown in FIG. 9, after determining whether or not it is the right-side position in step S12, it is determined whether or not it is the left-side position in step S14, but in steps S12 and S14, The order of each process may be reversed.
また、人の姿勢が立位、座位、仰臥位または伏臥位であるか否かの判定を、ステップＳ１２またはステップＳ１４よりも先に行う方法も考えられる。しかし、人の姿勢が立位であるか、座位であるかの区別は難しい。また、立位、座位、仰臥位または伏臥位であるか否かを判定するよりも、右側臥位であるか否かの判定と、左側臥位であるか否かの判定を行って、いずれでもない場合に、立位、座位、仰臥位または伏臥位の何れかであると判定する方が姿勢の判定が容易である。したがって、図９に示すフローチャートのように、右側臥位であるか否かの判定と、左側臥位であるか否かの判定のみで接触電極を特定する方が、処理が簡単であるため、優位性がある。 Also, a method of determining whether a person's posture is standing, sitting, supine, or prone is performed prior to step S12 or step S14. However, it is difficult to distinguish whether a person's posture is standing or sitting. Also, rather than determining whether it is standing, sitting, supine, or prone, it is determined whether it is right-sided and whether it is left-sided. If not, it is easier to determine the posture if it is determined to be one of standing, sitting, supine, or prone. Therefore, as shown in the flowchart of FIG. 9, it is easier to specify the contact electrode only by determining whether or not it is the right-side prone position and determining whether or not it is the left-side prone position. There is an advantage.
図１０は、本実施の形態における衣服２０の他の例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing another example of the
衣服２０は、人がその衣服２０を着たときに、その人の一部を締め付ける締め付け部２０ａを有していてもよい。例えば、締め付け部２０ａは、人の上腕部および胸部を含む部分を締め付ける。この場合、３つの電極Ｅ１〜Ｅ３のうちの電極Ｅ１および電極Ｅ２は、締め付け部２０ａにおける、その人に対向する面に取り付けられる。
The
したがって、この衣服２０では、締め付け部２０ａによる締め付けによって、電極Ｅ１および電極Ｅ２をより確実に人に接触させることができるため、より適切に生体信号を検出することができる。
Therefore, in this
図１１は、本実施の形態における衣服２０のさらに他の例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing still another example of the
衣服２０は、人の左右それぞれの手首および前腕部を締め付ける締め付け部２０ｂと、人の左右の上腕部を締め付ける締め付け部２０ｃと、人の首を締め付ける締め付け部２０ｄとを有していてもよい。なお、締め付け部２０ｂおよび２０ｃは、繊維素材の伸縮によって前腕部および上腕部を締め付け、前腕部および上腕部のサポータとして構成されていてもよい。
The
この場合、生体信号検出装置１００は、電極Ｅ１〜Ｅ３を備えるとともに、さらに、電極Ｅ４およびＥ５を備えてもよい。電極Ｅ４は、衣服２０の締め付け部２０ｄにおける内側の面、つまり、人がその衣服２０を着たときに、人の首に対向する面に取り付けられる。電極Ｅ５は、衣服２０の左右それぞれの締め付け部２０ｂにおける内側の面、つまり、人がその衣服２０を着たときに、人の手首および前腕部に対向する面に取り付けられる。このように取り付けられた電極Ｅ４および電極Ｅ５は、それぞれ締め付け部による締め付けによって、人がどのような姿勢になってもその人に接触することができる。さらに、左右それぞれの締め付け部２０ｃによる締め付けによって、電極Ｅ１および電極Ｅ２をより安定して人に接触させることができる。
In this case, the biological
また、衣服２０による人の手首、前腕部、上腕部または首への締め付けによってその人に与える圧迫感は、他の部位の締め付けによって与える圧迫感よりも比較的小さく抑えられる。
Further, the feeling of pressure given to the person by tightening the person's wrist, forearm, upper arm or neck with the
図１２は、本実施の形態における、重りが付けられた衣服２０の例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing an example of a
衣服２０の裾には重り２１が取り付けられていてもよい。さらに、衣服２０の右袖および左袖のそれぞれの端にも重り２１が取り付けられていてもよい。
A
人が例えば立位または座位の姿勢でその衣服２０を着ているときには、この重り２１が衣服２０を鉛直下向きに引っ張ることになり、電極Ｅ１および電極Ｅ２をそれぞれ人の肩に押し当てることができる。その結果、電極Ｅ１および電極Ｅ２をより確実に人に接触させることができるため、より適切に生体信号を検出することができる。
For example, when a person is wearing the
図１３は、本実施の形態における衣服２０のさらに他の例を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing still another example of the
衣服２０は、所謂つなぎの形状をしていてもよい。この場合、その衣服２０は、人がその衣服２０を着たときに、その人の胴回りを締め付ける締め付け部２０ｅと、その人の右脚および左脚のそれぞれの一部を締め付ける締め付け部２０ｆとを有する。右脚の締め付け部２０ｆは、例えば、右脚のひざ下から足首までの部分（ふくらはぎの部分）を締め付け、左脚の締め付け部２０ｆは、例えば、左脚のひざ下から足首までの部分（ふくらはぎの部分）を締め付ける。なお、締め付け部２０ｅは、例えば衣服２０に埋め込まれたゴムの伸縮によって人の胴周りを締め付ける。締め付け部２０ｆは、繊維素材の伸縮によって左右の足のそれぞれのふくらはぎの部分を締め付け、ふくらはぎのサポータとして構成されていてもよい。
The
ここで、電極Ｅ３は、締め付け部２０ｅにおける、人の両脇腹および腰部に対向する面に取り付けられる。したがって、電極Ｅ３は、締め付け部２０ｅによる締め付けによって、人がどのような姿勢になってもその人に接触することができる。
Here, the electrode E3 is attached to the surface of the tightening
また、このような衣服２０の場合には、生体信号検出装置１００は、さらに、両脚の締め付け部２０ｆのそれぞれにおける、ひざ下から足首までの部分に対向する面に取り付けられる電極Ｅ７を備えてもよい。これらの２つの電極Ｅ７はそれぞれ、締め付け部２０ｆによる締め付けによって、人がどのような姿勢になってもその人に接触することができる。
Further, in the case of such a
また、衣服２０が、図１３に示すように、つなぎの形状をしている場合には、胴回りまたはふくらはぎの部分への締め付けによって人に与える圧迫感も、比較的小さく抑えられる。したがって、人に与える圧迫感を抑えながら生体信号を検出することができる。
In addition, when the
（実施の形態のまとめ）
本実施の形態における生体信号検出装置１００は、それぞれ独立して衣服に取り付けられた電極Ｅ１〜Ｅ３などの少なくとも３つの電極と、少なくとも３つの電極のうち、人と接触する２つの電極をそれぞれ接触電極として特定する電極特定部１１と、特定された２つの接触電極の間に現れるその人の生体信号を検出する検出部１２とを備える。ここで、本実施の形態では、電極特定部１１は、少なくとも３つの電極のうち、衣服２０を着た人の姿勢に応じてその人と接触する２つの電極をそれぞれ接触電極として特定する。
(Summary of embodiment)
Biological
これにより、本実施の形態における生体信号検出装置１００では、人と接触する２つの電極がそれぞれ接触電極として特定される。したがって、衣服２０を着た人がどのような姿勢になっても、その姿勢に応じて人と接触する２つの接触電極が特定されるため、この２つの接触電極を用いて生体信号を検出することができる。つまり、衣服の電極が取り付けられた部分で人の一部を締め付けることによって、その電極を常にその人の一部に接触させる必要がない。これにより、例えば医療機関での入院患者の衣服のように、人を締め付ける部分がない衣服であっても、その衣服を着た人の生体信号を適切に検出することができる。その結果、人への締め付けによる圧迫を抑えて、その人に快適性を与えながら、生体信号を長時間にわたって検出することができる。
Thereby, in biological
また、本実施の形態では、少なくとも３つの電極に含まれる電極Ｅ１（第１の電極）、電極Ｅ２（第２の電極）および電極Ｅ３（第３の電極）のそれぞれは、衣服２０のうちの第１の領域、第２の領域および第３の領域に取り付けられている。その第１の領域は、衣服２０のうち、人がその衣服２０を着たときに、その人の右半身における上腕部、肩甲骨、肩および胸部を含む範囲に対向する位置にある。第２の領域は、衣服２０のうち、人がその衣服２０を着たときに、その人の左半身における上腕部、肩甲骨、肩および胸部を含む範囲に対向する位置にある。第３の領域は、衣服２０のうち、人がその衣服２０を着たときに、その人の両脇腹および腰部を含む範囲に対向する位置にある。
In the present embodiment, each of the electrode E1 (first electrode), the electrode E2 (second electrode), and the electrode E3 (third electrode) included in at least three electrodes is Attached to the first region, the second region, and the third region. The first region of the
これにより、衣服２０を着た人がどのような姿勢になっても、３つの電極Ｅ１〜Ｅ３のうちの何れか２つの電極を人に接触させることができ、生体信号が検出不能となることを抑えることができる。 例えば、電極特定部１１は、人の姿勢が立位、座位、仰臥位または伏臥位であるときには、電極Ｅ１および電極Ｅ２をそれぞれ接触電極として特定する。電極特定部１１は、人の姿勢が右側臥位であるときには、電極Ｅ１および電極Ｅ３をそれぞれ接触電極として特定する。電極特定部１１は、人の姿勢が左側臥位であるときには、電極Ｅ２および電極Ｅ３をそれぞれ接触電極として特定する。
As a result, any two of the three electrodes E1 to E3 can be brought into contact with the person regardless of the posture of the person wearing the
これにより、適切に接触電極を特定することができる。 Thereby, a contact electrode can be specified appropriately.
また、本実施の形態では、少なくとも３つの電極は、導電性の繊維素材からなり、衣服２０に編み込まれていてもよい。
In the present embodiment, at least three electrodes may be made of a conductive fiber material, and may be knitted into the
これにより、衣服２０の通常の繊維素材と電極との触感の違いを抑えることができる。その結果、電極が人に触れることによってその人が受ける不快感を抑えることができ、衣服２０の快適性を向上することができる。したがって、長時間における生体信号の検出をより容易にすることができる。
Thereby, the difference in tactile sensation between the normal fiber material of the
また、電極特定部１１は、人の姿勢を検出する姿勢検出センサを備え、その姿勢検出センサによって検出された姿勢に基づいて、２つの接触電極を特定してもよい。例えば、姿勢検出センサは、加速度センサまたはジャイロセンサである。あるいは、姿勢検出センサは、圧力センサである。
The
これにより、人の姿勢を適切に検出することができる。 Thereby, a person's posture can be detected appropriately.
また、衣服２０の裾には重り２１が取り付けられていてもよい。
A
これにより、人が例えば立位または座位の姿勢でその衣服２０を着ているときには、この重り２１が衣服２０を鉛直下向きに引っ張ることになる。したがって、少なくとも３つの電極のうちの何れかの電極が、衣服２０における、人の肩に対向する位置に取り付けられている場合には、その電極を人の肩に押し当てることができる。その結果、その電極をより確実に人に接触させることができるため、より適切に生体信号を検出することができる。
Thus, when a person is wearing the
また、少なくとも３つの電極のうちの何れか１つの電極は、衣服のうちの第４の領域に取り付けられ、その第４の領域は、衣服２０のうち、人が衣服２０を着たときに、人の手首、前腕部、上腕部または首に対向する位置にあってもよい。例えば、図１１に示すように、第４の領域は、締め付け部２０ｂ〜２０ｄの内側にある。
In addition, any one of the at least three electrodes is attached to a fourth region of the garment, and the fourth region of the
衣服による人の手首、前腕部、上腕部または首への締め付けによってその人に与える圧迫感は、他の部位の締め付けによって与える圧迫感よりも比較的小さく抑えられる。したがって、これらの部位に対向する位置である第４の領域に電極が取り付けられる場合には、それらの部位を締め付けるように衣服を構成することによって、人に与える圧迫感を抑えながらその電極を人に安定して接触させることができる。 The feeling of pressure given to a person by tightening the person's wrist, forearm, upper arm or neck with clothes is suppressed to be relatively smaller than the feeling of pressure given by fastening other parts. Therefore, when the electrodes are attached to the fourth region, which is a position opposite to these parts, the clothes are configured so as to tighten those parts, and the electrodes are attached to the person while suppressing the feeling of pressure given to the person. Can be stably contacted.
なお、生体信号検出装置１００が備えている少なくとも３つの電極のうちの何れか１つの電極が第４の領域に取り付けられていればよく、その少なくとも３つの電極のうちの電極Ｅ１〜電極Ｅ３のそれぞれが第１〜第３の領域に取り付けられていなくてもよい。逆に、少なくとも３つの電極のうちの電極Ｅ１〜電極Ｅ３のそれぞれが第１〜第３の領域に取り付けられ、かつ、少なくとも３つの電極のうちの他の電極がさらに第４の領域に取り付けられていてもよい。
In addition, any one of at least three electrodes included in the biological
また、衣服２０は、人が衣服２０を着たときに、その人の一部を締め付ける締め付け部を有し、少なくとも３つの電極のうちの何れか１つの電極は、その締め付け部における、人に対向する面に取り付けられてもよい。例えば、その締め付け部は、人の手首、前腕部、上腕部、首、腰、または下半身の一部を締め付ける。例えば、その締め付け部は、図１１に示す締め付け部２０ｂ〜２０ｄの何れか、あるいは、図１３に示す締め付け部２０ｅまたは締め付け部２０ｆである。
In addition, the
上述のように、衣服による人の手首、前腕部、上腕部または首への締め付けによってその人に与える圧迫感は、他の部位の締め付けによって与える圧迫感よりも小さく抑えられる。その衣服が、図１３に示すように、つなぎの形状をしている場合には、腰（つまり胴回り）または下半身の一部（つまり、ふくらはぎの部分）への締め付けによって人に与える圧迫感も、比較的小さく抑えられる。 As described above, the feeling of pressure given to a person by tightening the person's wrist, forearm, upper arm, or neck with clothes is suppressed to be smaller than the feeling of pressure given by fastening other parts. When the garment is in the shape of a tie as shown in FIG. 13, the feeling of pressure given to a person by tightening on the waist (that is, the waistline) or part of the lower body (that is, the calf) Relatively small.
したがって、締め付け部による締め付けによって、その締め付け部に取り付けられた電極を安定して人に接触させることができるとともに、人に与える圧迫感を抑えることができる。 Therefore, by tightening by the tightening portion, the electrode attached to the tightening portion can be stably brought into contact with a person and the feeling of pressure given to the person can be suppressed.
なお、生体信号検出装置１００が備えている少なくとも３つの電極のうちの何れか１つの電極が、締め付け部に取り付けられていればよく、その少なくとも３つの電極のうちの電極Ｅ１〜電極Ｅ３のそれぞれが第１〜第３の領域に取り付けられていなくてもよい。逆に、少なくとも３つの電極のうちの電極Ｅ１〜電極Ｅ３のそれぞれが第１〜第３の領域に取り付けられ、かつ、少なくとも３つの電極のうちの他の電極がさらに締め付け部に取り付けられていてもよい。
In addition, any one of at least three electrodes included in the biological
（変形例１）
上記実施の形態における生体信号検出装置１００は、端末装置３０に生体信号を出力し、その生体信号の解析を端末装置３０にさせたが、生体信号検出装置１００がその解析を行ってもよい。
(Modification 1)
The biological
図１４は、上記実施の形態の変形例に係る生体信号検出装置の構成例を示す図である。 FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration example of a biological signal detection device according to a modification of the above embodiment.
本変形例に係る生体信号検出装置１００ａは、それぞれ独立して衣服２０に取り付けられた３つの電極Ｅ１〜Ｅ３と、配線Ｗ１〜Ｗ３を介してそれらの電極Ｅ１〜Ｅ３に接続される処理部１０ａとを備える。
The biological
処理部１０ａは、上記実施の形態の処理部１０と同様に、電極特定部１１、スイッチＳｗおよび検出部１２を備えるとともに、記録部１７および解析部１６を備える。
The
解析部１６は、上述の端末装置３０と同様に、検出部１２によって検出された生体信号を用いて心電図を生成し、その心電図を解析する。これにより、端末装置３０などの外部装置を用いることなく心電図を容易に解析することができる。
Similarly to the
また、この解析部１６は、図７に示すように、電極特定部１１によって特定される２つの接触電極に応じて異なる判定基準を用いて、その心電図に基づくＲ波ピークの検出を行う。
Further, as shown in FIG. 7, the
これにより、特定される２つの接触電極に応じて異なる判定基準を用いて、Ｒ波ピークの検出を行うことによって、どのような２つの電極が接触電極として特定されても、心拍数の算出および不整脈の判定を適切に行うことができる。 Thus, by detecting the R wave peak using different criteria according to the two specified contact electrodes, the heart rate can be calculated and any of the two electrodes specified as the contact electrodes. Arrhythmia can be appropriately determined.
記録部１７は、解析部１６によって生成された心電図、またはその心電図の解析結果を記録する。この記録された心電図または解析結果は、一定時間を経過した後に例えば医師などによって確認される。また、記録部１７には、心電図の解析結果だけではなく、心電図そのものを記録することも可能である。これにより、医師は波形形状の確認が可能になる。
The
また、処理部１０ａは、さらに、電極特定部１１、検出部１２、記録部１７および解析部１６のうちの少なくとも１つに電力を供給する蓄電池１４と、振動に応じて発電し、発電によって得られた電力をその蓄電池１４に供給する振動発電機１５を備えてもよい。
Further, the
これにより、生体信号の検出などの処理に必要な電力を処理部１０ａ自体で賄うことができるため、電力不足によって生体信号が検出されなくなることを防ぐことができる。
Thereby, the power required for processing such as detection of a biological signal can be covered by the
（変形例２）
上記実施の形態における生体信号検出装置１００の電極特定部１１は、加速度センサなどの姿勢検出センサによって検出された人の姿勢に基づいて、２つの接触電極を特定したが、人の姿勢に関わらずに２つの接触電極を特定してもよい。
(Modification 2)
The
本変形例に係る電極特定部１１は、生体信号検出装置１００または１００ａに備えられている３つの電極Ｅ１〜Ｅ３のそれぞれの間に現れる信号に基づいて、その３つの電極Ｅ１〜Ｅ３の中から、２つの接触電極を特定する。なお、生体信号検出装置１００または１００ａが３つの電極Ｅ１〜Ｅ３以外の少なくとも１つの電極を備えている場合には、その電極も含む４つ以上の電極のそれぞれの間に現れる信号に基づいて、その４つ以上の電極の中から、２つの接触電極を特定する。
The
つまり、電極特定部１１は、少なくとも３つの電極のうちの２つの電極の組み合わせごとに、２つの電極間に現れる信号を取得する。そして、電極特定部１１は、その組み合わせごとに取得された信号のうち、最も強度の強い信号が取得された組み合わせに含まれる２つの電極のそれぞれを、接触電極として特定する。
That is, the
これにより、加速度センサなどの姿勢検出センサを用いることなく、簡単な構成で接触電極を特定することができる。 Thereby, a contact electrode can be specified with a simple configuration without using a posture detection sensor such as an acceleration sensor.
以上、本発明に係る生体信号検出装置について、上記実施の形態およびその変形例を用いて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。 As described above, the biological signal detection apparatus according to the present invention has been described using the above embodiment and the modifications thereof, but the present invention is not limited thereto.
例えば、上記実施の形態および変形例では、生体信号検出装置は出力部１３およびスイッチＳｗを備えていたが、これらの構成要素は必須ではなく、これらの構成要素を備えていなくてもよい。また、図１０、図１１および図１３に示す締め付け部の位置は、一例であって、どのような位置に締め付け部があってもよい。また、その締め付け部の内側に、電極が取り付けられていても、取り付けられていなくてもよい。例えば、靴下、パンツ、ストッキングなどに電極が取り付けられていてもよい。
For example, in the above-described embodiment and modification, the biological signal detection apparatus includes the
なお、上記実施の形態および変形例において、処理部に含まれる各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。ここで、上記実施の形態および変形例の生体信号検出装置を実現するソフトウェアは、図８および図９に示すフローチャートに含まれる各ステップをコンピュータに実行させるプログラムである。 In the above-described embodiments and modifications, each component included in the processing unit may be configured by dedicated hardware or may be realized by executing a software program suitable for each component. Each component may be realized by a program execution unit such as a CPU or a processor reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory. Here, the software that realizes the biological signal detection apparatus according to the above-described embodiment and the modification is a program that causes a computer to execute each step included in the flowcharts illustrated in FIGS. 8 and 9.
以上、一つまたは複数の態様に係る生体信号検出装置について、実施の形態および変形例に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態および変形例に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態および変形例に施したものや、実施の形態および変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれてもよい。 As described above, the biological signal detection device according to one or more aspects has been described based on the embodiment and the modification. However, the present invention is not limited to the embodiment and the modification. Unless it deviates from the gist of the present invention, various modifications conceived by those skilled in the art have been made in the present embodiment and modifications, and forms constructed by combining the components in the embodiments and modifications are also applicable to the present invention. It may be included within the range.
本発明にかかる生体信号検出は、生体信号を長時間にわたって容易に検出することができるという効果を奏し、例えば、入院患者の衣服に取り付けて生体信号を常時検出する装置などに有用である。 The biological signal detection according to the present invention has an effect that the biological signal can be easily detected over a long period of time, and is useful, for example, for a device that is attached to the clothes of an inpatient and constantly detects the biological signal.
１０、１０ａ 処理部
１１ 電極特定部
１２ 検出部
１３ 出力部
１４ 蓄電池
１５ 振動発電機
１６ 解析部
１７ 記録部
２０ 衣服
３０ 端末装置
１００，１００ａ 生体信号検出装置
Ｅ１〜Ｅ７ 電極
Ｓｗ スイッチ
Ｗ１〜Ｗ３ 配線
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記少なくとも３つの電極のうち、人と接触する２つの電極をそれぞれ接触電極として特定する電極特定部と、
特定された２つの前記接触電極の間に現れる前記人の生体信号を検出する検出部と
を備える生体信号検出装置。 At least three electrodes each independently attached to the garment;
Of the at least three electrodes, an electrode specifying unit that specifies two electrodes that contact a person as contact electrodes,
A biological signal detection device comprising: a detection unit that detects a biological signal of the person appearing between the two specified contact electrodes.
前記第１の領域は、
前記衣服のうち、前記人が前記衣服を着たときに、前記人の右半身における上腕部、肩甲骨、肩および胸部を含む範囲に対向する位置にあり、
前記第２の領域は、
前記衣服のうち、前記人が前記衣服を着たときに、前記人の左半身における上腕部、肩甲骨、肩および胸部を含む範囲に対向する位置にあり、
前記第３の領域は、
前記衣服のうち、前記人が前記衣服を着たときに、前記人の両脇腹および腰部を含む範囲に対向する位置にある
請求項１に記載の生体信号検出装置。 Each of the first electrode, the second electrode, and the third electrode included in the at least three electrodes is attached to the first region, the second region, and the third region of the garment,
The first region is
Among the clothes, when the person wears the clothes, the person is in a position facing a range including the upper arm, scapula, shoulder and chest in the right half of the person,
The second region is
Among the clothes, when the person wears the clothes, the person is in a position facing a range including the upper arm, scapula, shoulder and chest in the left half of the person,
The third region is
The biological signal detection device according to claim 1, wherein the biological signal detection device is located at a position facing a range including both sides of the person and a waist when the person wears the clothes.
前記少なくとも３つの電極のうち、前記衣服を着た人の姿勢に応じて前記人と接触する２つの電極をそれぞれ前記接触電極として特定する
請求項１または２に記載の生体信号検出装置。 The electrode specifying unit includes:
3. The biological signal detection device according to claim 1, wherein among the at least three electrodes, two electrodes that contact the person are specified as the contact electrodes according to the posture of the person wearing the clothes.
前記人の姿勢が立位、座位、仰臥位または伏臥位であるときには、
前記第１の電極および前記第２の電極をそれぞれ前記接触電極として特定し、
前記人の姿勢が右側臥位であるときには、
前記第１の電極および前記第３の電極をそれぞれ前記接触電極として特定し、
前記人の姿勢が左側臥位であるときには、
前記第２の電極および前記第３の電極をそれぞれ前記接触電極として特定する
請求項３に記載の生体信号検出装置。 The electrode specifying unit includes:
When the posture of the person is standing, sitting, supine or prone,
Identifying each of the first electrode and the second electrode as the contact electrode;
When the posture of the person is right-side-down position,
Identifying each of the first electrode and the third electrode as the contact electrode;
When the posture of the person is in the left-side position,
The biological signal detection device according to claim 3, wherein each of the second electrode and the third electrode is specified as the contact electrode.
請求項１〜４の何れか１項に記載の生体信号検出装置。 The biological signal detection device according to claim 1, wherein the at least three electrodes are made of a conductive fiber material and are knitted into the clothes.
前記人の姿勢を検出する姿勢検出センサを備え、
前記姿勢検出センサによって検出された姿勢に基づいて、２つの前記接触電極を特定する
請求項１〜５の何れか１項に記載の生体信号検出装置。 The electrode specifying unit includes:
An attitude detection sensor for detecting the attitude of the person;
The biological signal detection device according to claim 1, wherein the two contact electrodes are specified based on a posture detected by the posture detection sensor.
請求項６に記載の生体信号検出装置。 The biological signal detection device according to claim 6, wherein the posture detection sensor is an acceleration sensor or a gyro sensor.
請求項６に記載の生体信号検出装置。 The biological signal detection device according to claim 6, wherein the posture detection sensor is a pressure sensor.
前記少なくとも３つの電極のうちの２つの電極の組み合わせごとに、前記２つの電極間に現れる信号を取得し、前記組み合わせごとに取得された信号のうち、最も強度の強い信号が取得された組み合わせに含まれる２つの電極のそれぞれを、前記接触電極として特定する
請求項１または２に記載の生体信号検出装置。 The electrode specifying unit includes:
For each combination of two of the at least three electrodes, a signal appearing between the two electrodes is acquired, and among the signals acquired for each combination, the signal having the strongest signal is acquired. The biological signal detection device according to claim 1 or 2, wherein each of the two electrodes included is specified as the contact electrode.
前記検出部によって検出された生体信号を用いて心電図を生成し、前記心電図を解析する解析部を備える
請求項１〜９の何れか１項に記載の生体信号検出装置。 The biological signal detection device further includes:
The biological signal detection apparatus according to claim 1, further comprising an analysis unit that generates an electrocardiogram using the biological signal detected by the detection unit and analyzes the electrocardiogram.
前記電極特定部によって特定される２つの前記接触電極に応じて異なる判定基準を用いて、前記心電図に基づくＲ波ピークの検出を行う
請求項１０に記載の生体信号検出装置。 The analysis unit
The biological signal detection device according to claim 10, wherein an R wave peak is detected based on the electrocardiogram using different determination criteria according to the two contact electrodes specified by the electrode specifying unit.
請求項１〜１１の何れか１項に記載の生体信号検出装置。 The biological signal detection apparatus according to claim 1, wherein a weight is attached to a hem of the clothes.
前記第４の領域は、
前記衣服のうち、前記人が前記衣服を着たときに、前記人の手首、前腕部、上腕部または首に対向する位置にある
請求項１〜１２の何れか１項に記載の生体信号検出装置。 Any one of the at least three electrodes is attached to a fourth region of the garment;
The fourth region is
The biological signal detection according to any one of claims 1 to 12, wherein, when the person wears the clothes among the clothes, the person is at a position facing the wrist, forearm, upper arm, or neck of the person. apparatus.
前記少なくとも３つの電極のうちの何れか１つの電極は、前記締め付け部における、前記人に対向する面に取り付けられる
請求項１〜１３の何れか１項に記載の生体信号検出装置。 The garment has a tightening portion for tightening a part of the person when the person wears the garment,
The biological signal detection device according to claim 1, wherein any one of the at least three electrodes is attached to a surface of the tightening portion that faces the person.
請求項１４に記載の生体信号検出装置。 The biological signal detection device according to claim 14, wherein the tightening portion tightens a part of the wrist, forearm portion, upper arm portion, neck, waist, or lower half of the person.
前記生体信号検出装置の外部にある端末装置に、前記検出部によって検出された生体信号を、無線または有線を介して出力する出力部を備える
請求項１〜１５の何れか１項に記載の生体信号検出装置。 The biological signal detection device further includes:
The living body according to any one of claims 1 to 15, further comprising: an output unit that outputs a biological signal detected by the detection unit to the terminal device outside the biological signal detection device via wireless or wired communication. Signal detection device.
前記電極特定部および前記検出部の少なくとも一方に電力を供給する蓄電池と、
振動に応じて発電し、発電によって得られた電力を前記蓄電池に供給する発電機とを備える
請求項１〜１６の何れか１項に記載の生体信号検出装置。 The biological signal detection device further includes:
A storage battery for supplying power to at least one of the electrode specifying unit and the detection unit;
The biological signal detection device according to claim 1, further comprising: a generator that generates electric power in response to vibration and supplies electric power obtained by the electric power generation to the storage battery.
特定された前記２つの接触電極の間に現れる前記人の生体信号を検出する
生体信号検出方法。 Of the at least three electrodes that are independently attached to clothes, two electrodes that contact a person are identified as contact electrodes,
A biological signal detection method for detecting a human biological signal appearing between the two specified contact electrodes.
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