JP2020065818A - 生体信号測定装置、生体状態推定装置及び生体状態推定システム - Google Patents
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Abstract
Description
人の背部に当接され、前記背部の体表面を介して伝播する生体信号を非拘束で捉え、前記生体信号の時系列データを生体状態推定装置に送信する生体信号測定装置であって、
人の横隔膜対応部位の上方における脊柱対応部位を挟んだ左側に配置され、主として左心系の活動に関連した中枢循環系情報及び末梢循環系情報、並びに、主として左肺の活動に関連した呼吸生理情報を含む生体信号の時系列データを得る左上部生体信号検出部と、
前記横隔膜対応部位の上方における前記脊柱対応部位を挟んだ右側に配置され、主として右肺の活動に関連した呼吸生理情報を含む生体信号の時系列データを得る右上部生体信号検出部と、
前記横隔膜対応部位の下方に配置され、主として横隔膜を介しての左肺及び右肺の活動に関連した腹部の呼吸生理情報及び末梢循環系情報を含む生体信号の時系列データを得る下部生体信号検出部と
を有することを特徴とする。
前記左上部生体信号検出部、前記右上部生体信号検出部及び前記下部生体信号検出部は、それぞれ三次元立体編物と音響センサとの組み合わせからなり、
前記三次元立体編物の外周縁に沿った寸法が、前記検出部配置孔の内周縁に沿った寸法よりも小さく、
前記ベース部材の両面に積層されて前記各検出部配置孔を被覆するフィルムにより、前記各三次元立体編物が、前記各検出部配置孔内で押し付けられて支持され、
前記各検出配置孔の内周縁に対して、前記各三次元立体編物の外周縁が所定間隔離間して配置されていることが好ましい。
前記左上部生体信号検出部、前記右上部生体信号検出部及び前記下部生体信号検出部の各生体信号の時系列データのうち、いずれか2以上の時系列データの周波数解析から、前記推定用処理波形を求める際に使用するフィルタリング周波数を、生体状態の種類別に決定するフィルタリング周波数決定手段と、
前記生体状態の種類別に決定されたフィルタリング周波数を、前記左上部生体信号検出部、前記右上部生体信号検出部及び前記下部生体信号検出部のうちのいずれか少なくとも一つから得られる生体信号の時系列データに適用して演算処理し、前記推定用処理波形を求める推定用処理波形演算手段と、
前記推定用処理波形から所定の生体状態を推定する推定手段と
を有する
ことを特徴とする。
前記推定用処理波形演算手段は、
前記左上部生体信号検出部、前記右上部生体信号検出部及び前記下部生体信号検出部の少なくとも一つから得られる生体信号の時系列データに前記呼吸生理情報用フィルタリング周波数を適用して演算処理し、前記推定用処理波形として、疑似呼吸波形を得る構成であることが好ましい。
前記推定用処理波形演算手段は、
前記左上部生体信号検出部、前記右上部生体信号検出部及び前記下部生体信号検出部の少なくとも一つから得られる生体信号の時系列データに前記心音情報用フィルタリング周波数を適用して演算処理し、前記推定用処理波形として、疑似心音波形を得る構成であることが好ましい。
前記可聴化処理がクリップ処理又はヘテロダイン処理であることが好ましい。
前記推定手段は、前記疑似心音波形と、心音計から得られた心音データとの時相差を求め、この時相差を用いてローレンツプロットを作成し、その分散状態から生体状態を推定する手段を有することが好ましい。
(a) 製品番号:49013D(住江織物(株)製)、厚さ10mm
材質:
表側のグランド編地・・・450デシテックス/108fのポリエチレンテレフタレート繊維仮撚加工糸の2本の撚り糸
裏側のグランド編地・・・450デシテックス/108fのポリエチレンテレフタレート繊維仮撚加工糸の2本の撚り糸
連結糸・・・・・・・・・350デシテックス/1fのポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメント
(b)製品番号:AKE70042(旭化成(株)製)、厚さ7mm
(c)製品番号:T28019C8G(旭化成(株)製)、厚さ7mm
右上部生体信号検出部12は、横隔膜対応部位の上方かつ脊柱対応部位の右側に配置されることから、主として右肺の活動に関連した呼吸生理情報を含む生体信号の時系列データを取得する。
横隔膜対応部位の下方に配置される下部生体信号検出部13は、主として横隔膜を介しての左肺及び右肺の活動に関連した腹部の呼吸生理情報及び末梢循環系情報を含む生体信号時系列データを取得する。
被験者の背に上記実施形態の生体信号測定装置1を配置し、背部の体表面を介して伝播する生体信号(背部体表脈波)を捉える実験を行った。被験者には、同時に、指尖容積脈波計を指先に取り付けて指尖容積脈波(PPG)を測定し、心電計及び心音計の各センサ部を胸部に取り付け、心電図(ECG)及び心音図(PCG)を求めた。また、呼吸センサを腹部に取り付け、呼吸を測定した。
10 ベース部材
11 左上部生体信号検出部
12 右上部生体信号検出部
13 下部生体信号検出部
14,15 フィルム
100 三次元立体編物
110 音響センサ
20 生体状態推定装置
210 フィルタリング周波数決定手段
220 推定用処理波形演算手段
230 推定手段
Claims (10)
- 人の背部に当接され、前記背部の体表面を介して伝播する生体信号を非拘束で捉え、前記生体信号の時系列データを生体状態推定装置に送信する生体信号測定装置であって、
人の横隔膜対応部位の上方における脊柱対応部位を挟んだ左側に配置され、主として左心系の活動に関連した中枢循環系情報及び末梢循環系情報、並びに、主として左肺の活動に関連した呼吸生理情報を含む生体信号の時系列データを得る左上部生体信号検出部と、
前記横隔膜対応部位の上方における前記脊柱対応部位を挟んだ右側に配置され、主として右肺の活動に関連した呼吸生理情報を含む生体信号の時系列データを得る右上部生体信号検出部と、
前記横隔膜対応部位の下方に配置され、主として横隔膜を介しての左肺及び右肺の活動に関連した腹部の呼吸生理情報及び末梢循環系情報を含む生体信号の時系列データを得る下部生体信号検出部と
を有することを特徴とする生体信号測定装置。 - 前記左上部生体信号検出部、前記右上部生体信号検出部及び前記下部生体信号検出部の配設位置に対応する3箇所に、それらを配置するための検出部配置孔が形成された板状のベース部材を有し、
前記左上部生体信号検出部、前記右上部生体信号検出部及び前記下部生体信号検出部は、それぞれ三次元立体編物と音響センサとの組み合わせからなり、
前記三次元立体編物の外周縁に沿った寸法が、前記検出部配置孔の内周縁に沿った寸法よりも小さく、
前記ベース部材の両面に積層されて前記各検出部配置孔を被覆するフィルムにより、前記各三次元立体編物が、前記各検出部配置孔内で押し付けられて支持され、
前記各検出配置孔の内周縁に対して、前記各三次元立体編物の外周縁が所定間隔離間して配置されている請求項1記載の生体信号測定装置。 - 請求項1又は2記載の生体信号測定装置から、生体信号の時系列データを受信し、受信した前記生体信号の時系列データを処理して所定の生体状態を推定するための推定用処理波形を求め、前記推定用処理波形から所定の生体状態を推定する生体状態推定装置であって、
前記左上部生体信号検出部、前記右上部生体信号検出部及び前記下部生体信号検出部の各生体信号の時系列データのうち、いずれか2以上の時系列データの周波数解析から、前記推定用処理波形を求める際に使用するフィルタリング周波数を、生体状態の種類別に決定するフィルタリング周波数決定手段と、
前記生体状態の種類別に決定されたフィルタリング周波数を、前記左上部生体信号検出部、前記右上部生体信号検出部及び前記下部生体信号検出部のうちのいずれか少なくとも一つから得られる生体信号の時系列データに適用して演算処理し、前記推定用処理波形を求める推定用処理波形演算手段と、
前記推定用処理波形から所定の生体状態を推定する推定手段と
を有する
ことを特徴とする生体状態推定装置。 - 前記フィルタリング周波数決定手段は、前記左上部生体信号検出部の生体信号の時系列データと前記下部生体信号検出部の生体信号の時系列データの2つの周波数解析結果を用いて、呼吸生理情報を主として含む時系列データにフィルタリングするための呼吸生理情報用フィルタリング周波数を決定する手段であり、
前記推定用処理波形演算手段は、
前記左上部生体信号検出部、前記右上部生体信号検出部及び前記下部生体信号検出部の少なくとも一つから得られる生体信号の時系列データに前記呼吸生理情報用フィルタリング周波数を適用して演算処理し、前記推定用処理波形として、疑似呼吸波形を得る請求項3記載の生体状態推定装置。 - 前記推定手段は、前記疑似呼吸波形の2以上のデータを比較し、呼吸筋の活動を評価する手段である請求項4記載の生体状態推定装置。
- 前記フィルタリング周波数決定手段は、前記左上部生体信号検出部の生体信号の時系列データと前記下部生体信号検出部の生体信号の時系列データの2つの周波数解析結果を用いて、心音情報を主として含む時系列データにフィルタリングするための心音情報用フィルタリング周波数を決定する手段であり、
前記推定用処理波形演算手段は、
前記左上部生体信号検出部、前記右上部生体信号検出部及び前記下部生体信号検出部の少なくとも一つから得られる生体信号の時系列データに前記心音情報用フィルタリング周波数を適用して演算処理し、前記推定用処理波形として、疑似心音波形を得る請求項3記載の生体状態推定装置。 - 前記フィルタリング処理した後、可聴化処理を行って前記疑似心音波形を得る請求項6記載の生体状態推定装置。
- 前記可聴化処理がクリップ処理又はヘテロダイン処理である請求項7記載の生体状態推定装置。
- 前記推定手段は、前記疑似心音波形と、心音計から得られた心音データとの時相差を求め、この時相差を用いてローレンツプロットを作成し、その分散状態から生体状態を推定する手段を有する請求項6記載の生体状態推定装置。
- 請求項1又は2記載の生体信号測定装置と、請求項3〜9のいずれか1に記載の生体状態推定装置とを備えてなる生体状態推定システム。
Priority Applications (6)
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