JP2022021806A - Biological state monitoring system, bed system equipped with the same, and biological state monitoring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の荷重検出器を備える生体状態モニタリングシステム、当該システムを備えるベッドシステム、及び複数の荷重検出器を用いる生体状態モニタリング方法に関する。 The present invention relates to a biological condition monitoring system including a plurality of load detectors, a bed system including the system, and a biological condition monitoring method using a plurality of load detectors.
医療や介護の分野において、荷重検出器を介してベッド上の被験者の荷重を検出し、検出した荷重に基づいて被験者の状態を判定することが提案されている。具体的には例えば、検出した荷重に基づいて被験者の呼吸数や心拍数の推定を行うことが提案されている。 In the fields of medical care and long-term care, it has been proposed to detect the load of a subject on a bed via a load detector and determine the state of the subject based on the detected load. Specifically, for example, it has been proposed to estimate the respiratory rate and heart rate of a subject based on the detected load.
特許文献1は、濾波器を備え、被検生体の重心位置の変動出力の高い周波数成分から被検生体の心臓運動を検出し、被検生体の重心位置の変動出力の低い周波数成分から被検生体の呼吸運動を検出する、呼吸及び心臓運動測定装置を開示している。特許文献2は、就寝面上の利用者の重心位置の変化を高速フーリエ変換等によって処理することにより呼吸の変化周期を抽出して呼吸周波数として出力することのできる動作検出装置を開示している。また、本出願人に発行された特許文献3は、ベッド上の被験者の重心位置の時間的変動及び体動に関する情報を用いて、当該被験者の呼吸数を高精度に求める方法を開示している。
本発明は、荷重検出器を用いて被験者の生体状態をモニタするための代替的なシステム及び方法を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide an alternative system and method for monitoring the biological condition of a subject using a load detector.
本発明の第1の態様に従えば、
ベッド上の被験者の生体状態をモニタする生体状態モニタリングシステムであって、
ベッドの幅方向の一方側においてベッド又はベッドの脚下に設けられ、且つ前記被験者による荷重であって、該被験者の心拍に応じて振動する荷重成分を含む荷重を検出する第1荷重検出器と、
ベッドの幅方向の他方側においてベッド又はベッドの脚下に設けられ、且つ前記被験者による荷重であって、該被験者の心拍に応じて振動する荷重成分を含む荷重を検出する第2荷重検出器と、
第1荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第2荷重検出器により検出された前記被験者による荷重との差分を求めて、該差分から前記被験者の心拍状態を決定する心拍状態決定部とを備える生体状態モニタリングシステムが提供される。
According to the first aspect of the present invention,
A biological condition monitoring system that monitors the biological condition of a subject on the bed.
A first load detector provided under the bed or under the legs of the bed on one side in the width direction of the bed and detecting a load including a load component that is a load by the subject and vibrates according to the heartbeat of the subject.
A second load detector provided on the other side of the width direction of the bed under the bed or under the legs of the bed and detecting a load that is a load by the subject and includes a load component that vibrates according to the heartbeat of the subject.
A heartbeat state determination unit that obtains a difference between the load detected by the subject and the load detected by the second load detector by the first load detector and determines the heartbeat state of the subject from the difference. A biological condition monitoring system is provided.
第1の態様の生体状態モニタリングシステムにおいて、第1荷重検出器と第2荷重検出器とは、ベッドの幅方向中央でベッドの長さ方向に延びる軸に関して対称に配置されてもよい。 In the biological condition monitoring system of the first aspect, the first load detector and the second load detector may be arranged symmetrically with respect to an axis extending in the length direction of the bed at the center in the width direction of the bed.
第1の態様の生体状態モニタリングシステムにおいて、第2荷重検出器はベッドの長さ方向の一方側に設けられていてもよく、第2荷重検出器により検出される前記被験者による荷重は該被験者の呼吸に応じて振動する荷重成分を含んでもよい。また第1の態様の生体状態モニタリングシステムは、更に、ベッドの長さ方向の他方側においてベッド又はベッドの脚下に設けられ、且つ前記被験者による荷重であって、該被験者の呼吸に応じて振動する荷重成分を含む荷重を検出する第3荷重検出器を含んでも良く、第2荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第3荷重検出器により検出された前記被験者による荷重との差分を求めて、該差分から前記被験者の呼吸状態を決定する呼吸状態決定部を備えてもよい。 In the biological condition monitoring system of the first aspect, the second load detector may be provided on one side in the length direction of the bed, and the load detected by the second load detector by the subject is the subject's load. It may contain a load component that vibrates in response to breathing. Further, the biological condition monitoring system of the first aspect is further provided on the other side in the length direction of the bed under the bed or under the legs of the bed, and is a load by the subject and vibrates in response to the subject's breathing. A third load detector that detects a load including a load component may be included, and the difference between the load by the subject detected by the second load detector and the load by the subject detected by the third load detector is obtained. Further, it may be provided with a breathing state determining unit that determines the breathing state of the subject from the difference.
第1の態様の生体状態モニタリングシステムにおいて、第1荷重検出器はベッドの長さ方向の一方側に設けられていてもよく、第1荷重検出器により検出される前記被験者による荷重は該被験者の呼吸に応じて振動する荷重成分を含んでもよく、第3荷重検出器はベッドの幅方向の他方側に設けられていてもよく、第3荷重検出器により検出される前記被験者による荷重は該被験者の心拍に応じて振動する荷重成分を含んでもよい。また第1の態様の生体状態モニタリングシステムは、更に、ベッドの幅方向の一方側且つベッドの長さ方向の他方側においてベッド又はベッドの脚下に設けられ、且つ前記被験者による荷重であって、該被験者の呼吸に応じて振動する荷重成分と該被験者の心拍に応じて振動する荷重成分とを含む荷重を検出する第4荷重検出器を備えてもよく、前記心拍状態決定部は、第1荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第4荷重検出器により検出された前記被験者による荷重の和と、第2荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第3荷重検出器により検出された前記被験者による荷重の和との差分を求めて、該差分から前記被験者の心拍状態を決定してもよく、前記呼吸状態決定部は、第1荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第2荷重検出器により検出された前記被験者による荷重の和と、第3荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第4荷重検出器により検出された前記被験者による荷重の和との差分を求めて、該差分から前記被験者の呼吸状態を決定してもよい。 In the biological condition monitoring system of the first aspect, the first load detector may be provided on one side in the length direction of the bed, and the load detected by the first load detector by the subject is the subject's load. A load component that vibrates in response to breathing may be included, the third load detector may be provided on the other side in the width direction of the bed, and the load detected by the third load detector by the subject is the subject. It may contain a load component that vibrates according to the heartbeat of. The biological condition monitoring system of the first aspect is further provided under the bed or under the legs of the bed on one side in the width direction of the bed and the other side in the length direction of the bed, and is a load by the subject. A fourth load detector that detects a load including a load component that vibrates according to the subject's breath and a load component that vibrates according to the subject's heartbeat may be provided, and the heartbeat state determining unit may include a first load. The sum of the load by the subject detected by the detector and the load by the subject detected by the fourth load detector, and the load by the subject detected by the second load detector and detected by the third load detector. The difference from the sum of the loads by the subject may be obtained, and the heartbeat state of the subject may be determined from the difference. The difference between the sum of the loads by the subject detected by the second load detector, the load by the subject detected by the third load detector, and the sum of the loads by the subject detected by the fourth load detector. The breathing state of the subject may be determined from the difference.
本発明の第2の態様に従えば、
ベッド上の被験者の呼吸状態をモニタする生体状態モニタリングシステムであって、
ベッドの長さ方向の一方側においてベッド又はベッドの脚下に設けられ、且つ前記被験者による荷重であって、該被験者の呼吸に応じて振動する荷重成分を含む荷重を検出する第1荷重検出器と、
ベッドの長さ方向の他方側においてベッド又はベッドの脚下に設けられ、且つ前記被験者による荷重であって、該被験者の呼吸に応じて振動する荷重成分を含む荷重を検出する第2荷重検出器と、
第1荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第2荷重検出器により検出された前記被験者による荷重との差分を求めて、該差分から前記被験者の呼吸状態を決定する呼吸状態決定部とを備える生体状態モニタリングシステムが提供される。
According to the second aspect of the present invention,
A biological condition monitoring system that monitors the respiratory condition of a subject on the bed.
A first load detector provided under the bed or under the legs of the bed on one side in the length direction of the bed and detecting a load that is a load by the subject and includes a load component that vibrates in response to the subject's respiration. ,
With a second load detector provided on the other side of the length direction of the bed under the bed or under the legs of the bed and detecting a load by the subject including a load component that vibrates in response to the subject's respiration. ,
A respiratory state determining unit that obtains a difference between the load detected by the subject and the load detected by the second load detector by the first load detector and determines the respiratory state of the subject from the difference. A biological condition monitoring system is provided.
本発明の第3の態様に従えば、
ベッドと、
第1の態様又は第2の態様の生体状態モニタリングシステムとを備えるベッドシステムが提供される。
According to the third aspect of the present invention,
Bed and
A bed system comprising the biological condition monitoring system of the first aspect or the second aspect is provided.
本発明の第4の態様に従えば、
ベッド上の被験者の生体状態をモニタする生体状態モニタリング方法であって、
ベッドの幅方向の一方側においてベッド又はベッドの脚下に設けられた第1荷重検出器により、前記被験者による荷重であって、該被験者の心拍に応じて振動する荷重成分を含む荷重を検出することと、
ベッドの幅方向の他方側においてベッド又はベッドの脚下に設けられた第2荷重検出器により、前記被験者による荷重であって、該被験者の心拍に応じて振動する荷重成分を含む荷重を検出することと、
第1荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第2荷重検出器により検出された前記被験者による荷重との差分を求めて、該差分から前記被験者の心拍状態を決定することを含む方法が提供される。
According to the fourth aspect of the present invention,
It is a biological condition monitoring method that monitors the biological condition of the subject on the bed.
A first load detector provided on the bed or under the leg of the bed on one side in the width direction of the bed detects the load by the subject and includes the load component that vibrates according to the subject's heartbeat. When,
A second load detector provided on the other side of the width direction of the bed, which is provided on the bed or under the legs of the bed, detects the load by the subject and includes the load component which vibrates according to the subject's heartbeat. When,
A method including obtaining the difference between the load detected by the subject and the load detected by the second load detector by the first load detector and determining the heartbeat state of the subject from the difference. Provided.
第4の態様の生体状態モニタリング方法において、第1荷重検出器と第2荷重検出器とは、ベッドの幅方向中央でベッドの長さ方向に延びる軸に関して対称に配置されていてもよい。 In the biological condition monitoring method of the fourth aspect, the first load detector and the second load detector may be arranged symmetrically with respect to an axis extending in the length direction of the bed at the center in the width direction of the bed.
第4の態様の生体状態モニタリング方法において、第2荷重検出器はベッドの長さ方向の一方側に設けられていてもよく、第2荷重検出器により検出される前記被験者による荷重は該被験者の呼吸に応じて振動する荷重成分を含んでもよい。また第4の態様の生体状態モニタリング方法は、ベッドの長さ方向の他方側においてベッド又はベッドの脚下に設けられた第3荷重検出器により、前記被験者による荷重であって、該被験者の呼吸に応じて振動する荷重成分を含む荷重を検出することを更に含んでも良く、第2荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第3荷重検出器により検出された前記被験者による荷重との差分を求めて、該差分から前記被験者の呼吸状態を決定することを含んでもよい。 In the biological condition monitoring method of the fourth aspect, the second load detector may be provided on one side in the length direction of the bed, and the load detected by the second load detector by the subject is the subject's load. It may contain a load component that vibrates in response to breathing. Further, the biological condition monitoring method of the fourth aspect is a load by the subject by a third load detector provided on the bed or under the legs of the bed on the other side in the length direction of the bed, and the subject's breathing. It may further include detecting a load including a load component that vibrates accordingly, and the difference between the load by the subject detected by the second load detector and the load by the subject detected by the third load detector. It may include determining the respiratory state of the subject from the difference.
第4の態様の生体状態モニタリング方法において、第1荷重検出器はベッドの長さ方向の一方側に設けられていてもよく、第1荷重検出器により検出される前記被験者による荷重は該被験者の呼吸に応じて振動する荷重成分を含んでもよく、第3荷重検出器はベッドの幅方向の他方側に設けられていてもよく、第3荷重検出器により検出される前記被験者による荷重は該被験者の心拍に応じて振動する荷重成分を含んでもよい。また第4の態様の生体状態モニタリング方法は、更に、ベッドの幅方向の一方側且つベッドの長さ方向の他方側においてベッド又はベッドの脚下に設けられた第4荷重検出器により、前記被験者による荷重であって、該被験者の呼吸に応じて振動する荷重成分と該被験者の心拍に応じて振動する荷重成分とを含む荷重を検出することを含んでも良く、前記被験者の心拍状態を決定することは、第1荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第4荷重検出器により検出された前記被験者による荷重の和と、第2荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第3荷重検出器により検出された前記被験者による荷重の和との差分を求めて、該差分から前記被験者の心拍状態を決定することであってもよく、前記被験者の呼吸状態を決定することは、第1荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第2荷重検出器により検出された前記被験者による荷重の和と、第3荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第4荷重検出器により検出された前記被験者による荷重の和との差分を求めて、該差分から前記被験者の呼吸状態を決定することであってもよい。 In the biological condition monitoring method of the fourth aspect, the first load detector may be provided on one side in the length direction of the bed, and the load detected by the first load detector by the subject is the subject's load. A load component that vibrates in response to breathing may be included, the third load detector may be provided on the other side in the width direction of the bed, and the load detected by the third load detector by the subject is the subject. It may contain a load component that vibrates according to the heartbeat of. Further, the biological condition monitoring method of the fourth aspect is further carried out by the subject by a fourth load detector provided under the bed or the leg of the bed on one side in the width direction of the bed and the other side in the length direction of the bed. The load may include detecting a load including a load component that vibrates in response to the subject's breath and a load component that vibrates in response to the subject's heartbeat, and determines the heartbeat state of the subject. Is the sum of the load by the subject detected by the first load detector and the load by the subject detected by the fourth load detector, and the load by the subject and the third load detected by the second load detector. The difference from the sum of the loads by the subject detected by the detector may be obtained, and the heartbeat state of the subject may be determined from the difference. The sum of the load by the subject detected by the load detector and the load by the subject detected by the second load detector, and the load by the subject detected by the third load detector and detected by the fourth load detector. The difference from the sum of the loads by the subject may be obtained, and the respiratory state of the subject may be determined from the difference.
本発明の第5の態様に従えば、
ベッド上の被験者の呼吸状態をモニタする生体状態モニタリング方法であって、
ベッドの長さ方向の一方側においてベッド又はベッドの脚下に設けられた第1荷重検出器により、前記被験者による荷重であって、該被験者の呼吸に応じて振動する荷重成分を含む荷重を検出することと、
ベッドの長さ方向の他方側においてベッド又はベッドの脚下に設けられた第2荷重検出器により、前記被験者による荷重であって、該被験者の呼吸に応じて振動する荷重成分を含む荷重を検出することと、
第1荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第2荷重検出器により検出された前記被験者による荷重との差分を求めて、該差分から前記被験者の呼吸状態を決定することを含む生体状態モニタリング方法が提供される。
According to the fifth aspect of the present invention,
It is a biological condition monitoring method that monitors the respiratory condition of the subject on the bed.
A first load detector provided on the bed or under the legs of the bed on one side in the length direction of the bed detects the load by the subject and includes the load component that vibrates in response to the subject's breathing. That and
A second load detector provided on the bed or under the leg of the bed on the other side in the length direction of the bed detects the load by the subject and includes the load component that vibrates in response to the subject's breathing. That and
A biological state including obtaining the difference between the load detected by the subject and the load detected by the second load detector by the first load detector and determining the respiratory state of the subject from the difference. A monitoring method is provided.
本発明によれば、荷重検出器を用いて被験者の生体状態をモニタするための代替的なシステム及び方法が提供される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, an alternative system and method for monitoring the biological condition of a subject using a load detector are provided.
<実施形態>
本発明の実施形態について、図1に示す構成を有する生体状態モニタリングシステム100を、図2に示すベッドBDとともに使用して、被験者の呼吸状態及び心拍状態をモニタする場合を例として説明する。
<Embodiment>
An embodiment of the present invention will be described as an example in which a biological
以下の説明においては、直方形のベッドBDの中心を中心Oとして、中心Oを通りベッドBDの短手(幅方向)に延びる軸をベッドBDのX軸とし、中心Oを通りベッドBDの長手(長さ方向、上下方向)に延びる軸をベッドBDのY軸とする。ベッドBDの平面視において、ベッドBDの中心Oの右側をX軸の正側、左側をX軸の負側とし、ベッドBDの中心Oの下側をY軸の正側、上側をY軸の負側とする。被験者SがベッドBD上に横たわる場合は、一般にY軸に沿って横たわり、Y軸方向の負側に頭部を置き、正側に脚部を置く。 In the following description, the center of the rectangular bed BD is the center O, the axis extending through the center O and extending in the lateral direction (width direction) of the bed BD is the X axis of the bed BD, and the length of the bed BD passing through the center O. The axis extending in the (length direction, vertical direction) is the Y axis of the bed BD. In the plan view of the bed BD, the right side of the center O of the bed BD is the positive side of the X axis, the left side is the negative side of the X axis, the lower side of the center O of the bed BD is the positive side of the Y axis, and the upper side is the Y axis. Negative side. When the subject S lies on the bed BD, he generally lies along the Y-axis, with his head on the negative side in the Y-axis direction and his legs on the positive side.
図1に示す通り、本実施形態の生体状態モニタリングシステム100は、荷重検出部1及び生体状態決定部3を主に有する。荷重検出部1と生体状態決定部3とは、A/D変換部2を介して接続されている。生体状態決定部3には更に記憶部4、表示部5、報知部6、及び入力部7が接続されている。
As shown in FIG. 1, the biological
荷重検出部1は、4つの荷重検出器1a、1b、1c、1d(第1荷重検出器、第2荷重検出器、第3荷重検出器、第4荷重検出器)を備える。荷重検出器1a、1b、1c、1dのそれぞれは、例えばビーム形のロードセルを用いて荷重を検出する荷重検出器である。このような荷重検出器は例えば、特許第4829020号や特許第4002905号に記載されている。荷重検出器1a、1b、1c、1dはそれぞれ、配線によりA/D変換部2に接続されている。
The
荷重検出部1の4つの荷重検出器1a、1b、1c、1dは、被験者が使用するベッドの脚の下に配置される。具体的には例えば、荷重検出器1a、1b、1c、1dは、図2に示す通り、ベッドBDの四隅の脚の下端部に取り付けられたキャスターCの下にそれぞれ配置される。本実施形態では、荷重検出器1a、1b、1c、1dはそれぞれ、ベッドBDの、X軸方向正側且つY軸方向正側、X軸方向負側且つY軸方向正側、X軸方向負側且つY軸方向負側、X軸方向正側且つY軸方向負側においてキャスターCの下に配置されている。
The four
荷重検出器1a、1bは、Y軸に対して軸対称な位置に設置され、即ちY軸から等距離に設置されている。荷重検出器1c、1dも同様にY軸に対して軸対称な位置に設置され、即ちY軸から等距離に設置されている。また、荷重検出器1a、1dは、X軸に対して軸対称な位置に設置され、即ちX軸から等距離に設置されている。荷重検出器1b、1cも同様にX軸に対して軸対称な位置に設置され、即ちX軸から等距離に設置されている。
The
A/D変換部2は、荷重検出部1からのアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器を備え、荷重検出部1と生体状態決定部3にそれぞれ配線で接続されている。
The A /
生体状態決定部(制御部)3は、荷重検出部1からの荷重信号に基づいて、被験者の生体状態、例えば呼吸状態や心拍状態を決定する。本実施形態では、生体状態決定部3は、呼吸状態を決定する呼吸状態決定部31と、心拍状態を決定する心拍状態決定部32とを備える。生体状態決定部(制御部)3は、専用又は汎用のコンピュータであってよい。生体状態決定部3における被験者の生体状態の決定について、詳細は後述する。
The biological state determination unit (control unit) 3 determines the biological state of the subject, for example, the respiratory state and the heartbeat state, based on the load signal from the
記憶部4は、生体状態モニタリングシステム100において使用されるデータを記憶する記憶装置であり、例えばハードディスク(磁気ディスク)を用いることができる。
The
表示部5は、生体状態決定部3から出力される被験者の生体状態等を生体状態モニタリングシステム100の使用者に表示する液晶モニター等のモニターである。報知部6は、生体状態決定部3からの出力(生体状態に関する情報等)に基づいて所定の報知を聴覚的に行う装置、例えばスピーカを備える。入力部7は、生体状態モニタリングシステム100に対して所定の入力を行うためのインターフェイスであり、キーボード及びマウスにし得る。
The
このような生体状態モニタリングシステム100を使用して、ベッド上の被験者の生体状態をモニタする方法について説明する。ここで、被験者の生体状態とは、具体的には例えば、被験者の呼吸状態及び/又は心拍状態である。
A method of monitoring the biological condition of a subject on a bed by using such a biological
生体状態モニタリングシステム100を使用した被験者の生体状態の決定は、図3のフローチャートに示す通り、被験者の荷重を検出する荷重検出工程S1と、検出された被験者の荷重の変動に基づいて被験者の呼吸状態を決定する呼吸状態決定工程S2と、検出された被験者の荷重の変動に基づいて被験者の心拍状態を決定する心拍状態決定工程S3と、決定した呼吸状態及び心拍状態を表示する表示工程S4とを主に含む。
As shown in the flowchart of FIG. 3, the determination of the biological condition of the subject using the biological
[荷重検出工程]
荷重検出工程S1では、荷重検出器1a、1b、1c、1dを用いてベッドBD上の被験者Sの荷重を検出する。荷重検出器1a、1b、1c、1dの各々は、ベッドBDの各脚の下に配置されているため、ベッドBDの上面に加えられる荷重は、4つの荷重検出器1a、1b、1c、1dに分散して検知される。特に、荷重の中心(重心)がベッドBDの中心Oに存在していれば、4つの荷重検出器1a、1b、1c、1dに均一に分散して検知される。
[Load detection process]
In the load detection step S1, the load of the subject S on the bed BD is detected by using the
荷重検出器1a、1b、1c、1dはそれぞれ、荷重(荷重変化)を検出してアナログ信号としてA/D変換部2に出力する。A/D変換部2は、サンプリング周期を例えば5ミリ秒として、アナログ信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号(以下「荷重信号」)として生体状態決定部3に出力する。以下では、荷重検出器1a、1b、1c、1dから出力され、A/D変換部2においてデジタル変換された荷重信号を、それぞれ荷重信号sa、sb、sc、sdと呼ぶ。
The
[呼吸状態決定工程、心拍状態決定工程]
呼吸状態決定工程S2及び心拍状態決定工程S3(両者をまとめて「生体状態決定工程」と呼ぶ)では、生体状態決定部3の呼吸状態決定部31及び心拍状態決定部32が、荷重信号sa~sdに基づいて、被験者Sの呼吸状態及び心拍状態を決定する。
[Respiratory state determination process, heart rate state determination process]
In the respiratory state determination step S2 and the heartbeat state determination step S3 (both are collectively referred to as a "biological state determination step"), the respiratory
人間の呼吸は胸郭及び横隔膜を移動させて、肺を膨張及び収縮させることにより行われる。ここで吸気時、すなわち肺が膨張する時には横隔膜は下方に下がり、内臓も下方に移動する。一方で呼気時、すなわち肺が収縮する時には横隔膜は上方に上がり、内臓も上方に移動する。本発明の発明者は、呼吸に関する研究により、被験者の重心が、呼吸に応じた内臓の上下移動により、被験者の上下方向(背骨の方向)、即ち被験者の体軸の延びる方向にほぼ沿って振動することを見出した。 Human breathing is performed by moving the thorax and diaphragm to inflate and contract the lungs. Here, during inspiration, that is, when the lungs expand, the diaphragm descends and the internal organs also move downward. On the other hand, when exhaling, that is, when the lungs contract, the diaphragm rises upward and the internal organs also move upward. According to a study on breathing, the inventor of the present invention vibrates the subject's center of gravity substantially along the subject's vertical direction (direction of the spine), that is, the direction in which the subject's body axis extends, due to the vertical movement of the internal organs in response to breathing. I found out to do.
以下では、被験者の重心の、被験者の呼吸に応じた、被験者の体軸方向に沿った振動を「呼吸振動」と呼ぶ。図4に両矢印bで示す通り、被験者Sの重心Gは、呼吸振動により、被験者Sの体軸SAの方向に沿って振動している。なお、両矢印bにより示される呼吸振動の振動量(振幅)は、説明上、誇張して表わされている。 Hereinafter, the vibration of the center of gravity of the subject along the body axis direction of the subject according to the breathing of the subject is referred to as “breathing vibration”. As shown by the double-headed arrow b in FIG. 4, the center of gravity G of the subject S vibrates along the direction of the body axis SA of the subject S due to the respiratory vibration. The vibration amount (amplitude) of the respiratory vibration indicated by the double-headed arrow b is exaggerated for the sake of explanation.
また、本発明の発明者は、被験者の重心が被験者の体軸に直交する方向にもわずかに振動していることを見出し、この振動が、被験者の心拍に応じた振動であることを見出した。 Further, the inventor of the present invention has found that the center of gravity of the subject vibrates slightly in the direction orthogonal to the body axis of the subject, and finds that this vibration corresponds to the heartbeat of the subject. ..
すなわち、本発明の発明者の知見によれば、被験者の重心は、被験者の心拍(心臓の拍動、即ち心臓の収縮と膨張)に伴って被験者の体軸方向とは異なる一軸方向に振動している。そのため、心拍は被験者の体軸方向と直交する方向の振動成分を有し、被験者の重心もまた、被験者の体軸に直交する方向にわずかに振動する成分を有する。 That is, according to the findings of the inventor of the present invention, the center of gravity of the subject vibrates in a uniaxial direction different from the body axis direction of the subject with the heartbeat of the subject (beating of the heart, that is, contraction and expansion of the heart). ing. Therefore, the heartbeat has a vibration component in the direction orthogonal to the body axis direction of the subject, and the center of gravity of the subject also has a component that slightly vibrates in the direction orthogonal to the body axis of the subject.
以下では、被験者の重心の、被験者の心拍に応じた、被験者の体軸方向とは異なる一軸方向に沿った振動を「心拍振動」と呼ぶ。また、心拍振動に含まれる、被験者の体軸方向と直交する方向に振動する成分を心拍振動成分と呼ぶ。被験者Sの心拍振動成分を、図4において両矢印hで示す。なお、両矢印hにより示される心拍振動成分の振動量(振幅)も、説明上、誇張して表わされている。 Hereinafter, the vibration of the center of gravity of the subject along the uniaxial direction different from the body axis direction of the subject according to the heartbeat of the subject is referred to as “heartbeat vibration”. Further, the component that vibrates in the direction orthogonal to the body axis direction of the subject, which is included in the heartbeat vibration, is called a heartbeat vibration component. The heartbeat vibration component of the subject S is shown by the double-headed arrow h in FIG. The vibration amount (amplitude) of the heartbeat vibration component indicated by the double-headed arrow h is also exaggerated for explanation.
本発明の発明者は、ベッド上の被験者からの荷重を検出するように配置した複数の荷重検出器からの複数の荷重信号の各々が、被験者の呼吸振動及び心拍振動に応じて特定の位相関係で変化していることに着目し、下記の原理により、複数の荷重信号間の差分を求めるだけで、被験者の重心位置を算出することなく、被験者の呼吸状態及び/又は心拍状態を決定できることを見出した。 The inventor of the present invention has a specific phase relationship in which each of a plurality of load signals from a plurality of load detectors arranged to detect a load from a subject on the bed has a specific phase relationship according to the subject's respiratory vibration and heartbeat vibration. By the following principle, it is possible to determine the respiratory state and / or the heartbeat state of the subject without calculating the position of the center of gravity of the subject by simply obtaining the difference between multiple load signals. I found it.
図4は、被験者Sが、ベッドBD上で、体軸SAがY軸と一致し、且つ呼吸振動の振動原点がベッドBDの中心Oに一致した状態で仰臥している場合の、荷重信号sa~sdの各々の、所定の5秒間における変化の様子を示す。なお、この5秒間において被験者Sに呼吸、心拍以外の体動は生じていない。 FIG. 4 shows the load signal sa when the subject S is lying on the bed BD with the body axis SA coincided with the Y axis and the vibration origin of the respiratory vibration coincided with the center O of the bed BD. The state of change in each of ~ sd in a predetermined 5 seconds is shown. In addition, no body movement other than respiration and heartbeat occurred in the subject S in these 5 seconds.
荷重信号sa~sdの各々は、被験者の呼吸(呼吸振動)に応じて変化する荷重成分(以下、「呼吸成分」と呼ぶ)と、被験者の心拍(心拍振動。より具体的には心拍振動成分)に応じて振動する荷重成分(以下、「心拍成分」と呼ぶ)とを含む。図4においては、説明の便宜上、荷重信号sa~sdの各々を呼吸成分と心拍成分とに周波数分離した状態で示している。 Each of the load signals sa to sd is a load component (hereinafter referred to as "respiratory component") that changes according to the subject's breathing (respiratory vibration) and the subject's heartbeat (heartbeat vibration, more specifically, the heartbeat vibration component). ) Includes a load component (hereinafter referred to as "heartbeat component") that vibrates in response to the above. In FIG. 4, for convenience of explanation, each of the load signals sa to sd is shown in a state where the respiratory component and the heartbeat component are frequency-separated.
図4の右下のグラフは、荷重検出器1aから出力された荷重信号saに含まれる呼吸成分sabと心拍成分sahとを示す。同様に、図4の左下のグラフは荷重検出器1bから出力された荷重信号sbに含まれる呼吸成分sbbと心拍成分sbhとを示し、図4の左上のグラフは荷重検出器1cから出力された荷重信号scに含まれる呼吸成分scbと心拍成分schとを示し、図4の右上のグラフは荷重検出器1dから出力された荷重信号sdに含まれる呼吸成分sdbと心拍成分sdhとを示す。
The lower right graph of FIG. 4 shows the respiratory component sa b and the heart rate component sa h included in the load signal sa output from the
各信号の変動の様子(信号波形の形状)は、具体的には次の通りである。 Specifically, the state of fluctuation of each signal (shape of signal waveform) is as follows.
呼吸成分sab~sdbは、いずれも被験者Sの呼吸振動に応じて振動(変動)しているため、振動の周期は互いに等しく、被験者Sの呼吸の周期を表わしている。 Since the respiratory components sa b to sdb all vibrate (variate) in response to the respiratory vibration of the subject S, the vibration cycles are equal to each other and represent the respiratory cycle of the subject S.
被験者Sの脚側(Y軸方向の正側)に配置された荷重検出器1aからの荷重信号saに含まれる呼吸成分sabと、被験者Sの脚側に配置された荷重検出器1bからの荷重信号sbに含まれる呼吸成分sbbとは同位相である。これは、前述のように被験者Sの呼吸による重心Gの移動方向が被験者Sの体軸SAの方向、即ちY軸方向にあり、Y軸方向において、荷重検出器1aと荷重検出器1bとが被験者Sの重心Gの位置に関して同じ側に位置しているためである。なお、呼吸成分sabと呼吸成分sbbとが同位相となることは後述の実験例から実証されている(図7(a)~図7(d)参照。図7(a)~図7(d)は呼吸成分と心拍成分とを含む波形であるが、後述する通り、呼吸成分の振幅は心拍成分の振幅に比較して大きいため、図7(a)~図7(d)からは各呼吸成分同士の位相関係を読み取ることができる)。
From the respiratory component sa b included in the load signal sa from the
同様の理由により、被験者Sの頭側(Y軸方向の負側)に配置された荷重検出器1cからの荷重信号scに含まれる呼吸成分scbと、被験者Sの頭側に配置された荷重検出器1dからの荷重信号sdに含まれる呼吸成分sdbとは同位相である。
For the same reason, the respiratory component sc b included in the load signal sc from the
被験者Sの脚側(Y軸方向の正側)に配置された荷重検出器1a、1bからの荷重信号sa、sbに含まれる呼吸成分sab、sbbと、被験者Sの頭側(Y軸方向の負側)に配置された荷重検出器1c、1dからの荷重信号sc、sdに含まれる呼吸成分scb、sdbとは、位相が互いに反転している。これは、被験者Sの呼吸による重心Gの移動方向が被験者Sの体軸SAの方向、即ちY軸方向にあり、Y軸方向において、荷重検出器1a、1bと荷重検出器1c、1dとが被験者Sの重心Gの位置に関して反対側に位置しているためである。なお、呼吸成分sab、sbbと呼吸成分sbc、sccとが逆位相となることは後述の実験例から実証されている(図7(a)~図7(d)参照)。
Respiratory components sa b and sb b included in the load signals sa and sb from the
心拍成分sah~sdhは、いずれも被験者Sの心拍振動成分に応じて振動(変動)しているため、振動の周期は互いに等しく、被験者Sの心拍の周期を表わす。 Since the heartbeat components sa h to sd h all vibrate (variate) according to the heartbeat vibration component of the subject S, the vibration cycles are equal to each other and represent the heartbeat cycle of the subject S.
被験者Sの右側(X軸方向の正側)に配置された荷重検出器1aからの荷重信号saに含まれる心拍成分sahと、被験者Sの右側に配置された荷重検出器1dからの荷重信号sdに含まれる心拍成分sdhとは同位相である。これは、前述のように、被験者Sの心拍による重心Gの移動の成分(心拍振動成分)が被験者の体軸と直交する方向、即ちX軸方向にあり、X軸方向において、荷重検出器1a、1dが、被験者Sの重心Gに関して同じ側に位置しているためである。
The heartbeat component sa h included in the load signal sa from the
同様の理由により、被験者Sの左側(X軸方向の負側)に配置された荷重検出器1bからの荷重信号sbに含まれる心拍成分sbhと、被験者Sの左側に配置された荷重検出器1cからの荷重信号scに含まれる心拍成分schとは同位相である。
For the same reason, the heartbeat component sb h contained in the load signal sb from the
被験者Sの右側(X軸方向の正側)に配置された荷重検出器1a、1dからの荷重信号sa、sdに含まれる心拍成分sah、sdhと、被験者Sの左側(X軸方向の負側)に配置された荷重検出器1b、1cからの荷重信号sb、scに含まれる呼吸成分sbh、schとは、位相が互いに反転している。これは、被験者Sの心拍による重心Gの移動の成分(心拍振動成分)が被験者の体軸と直交する方向、即ちX軸方向にあり、X軸方向において、荷重検出器1a、1dと荷重検出器1b、1cとが被験者Sの重心Gの位置に関して反対側に位置しているためである。
The heart rate components sa h and sd h included in the load signals sa and sd from the
呼吸成分sab~sdbと、心拍成分sah~sdhとを比較すると、呼吸成分sab~sdbの周期が心拍成分sah~sdhの周期よりも長い。これは、人間の呼吸の回数は毎分12~20回程度であり、周期は約3~5秒(周波数は約0.2~0.33Hz)であるのに対し、人間の心拍の回数、即ち心拍数は毎分30~200回程度であり、周期は約0.3~2秒(周波数は約0.5~3.3Hz)であることに対応する。 Comparing the respiratory components sa b to sdb and the heart rate components sa h to sd h , the cycle of the respiratory components sa b to sdb is longer than the cycle of the heart rate components sa h to sd h . This is because the number of human breaths is about 12 to 20 times per minute, and the cycle is about 3 to 5 seconds (frequency is about 0.2 to 0.33 Hz), whereas the number of human heartbeats, That is, the heart rate is about 30 to 200 times per minute, and the cycle is about 0.3 to 2 seconds (frequency is about 0.5 to 3.3 Hz).
また、一般に、呼吸振動による重心の移動量は心拍振動による重心の移動量より大きい。したがって、呼吸成分の振幅は、心拍成分の振幅よりも大きい。 Further, in general, the amount of movement of the center of gravity due to respiratory vibration is larger than the amount of movement of the center of gravity due to heartbeat vibration. Therefore, the amplitude of the respiratory component is larger than the amplitude of the heartbeat component.
荷重信号sa~sdの各々がこのような呼吸成分と心拍成分を含むことに基づき、荷重信号間の差分を求めることにより、被験者の呼吸状態と心拍状態を決定することができる。 Based on the fact that each of the load signals sa to sd contains such a respiratory component and a heartbeat component, the respiratory state and the heartbeat state of the subject can be determined by obtaining the difference between the load signals.
呼吸状態は、Y軸方向の一方側に配置された荷重検出器からの荷重信号と、Y軸方向の他方側に配置された荷重検出器からの荷重信号との差分を求めて、当該差分から決定することができる。具体的には例えば、Y方向正側の荷重検出器1a、1bからの荷重信号sa、sbの和と、Y方向負側の荷重検出器1c、1dからの荷重信号sc、sdの和との差分を求めることにより、被験者Sの呼吸状態(呼吸信号SB)が決定される。これを式で表わすとSB=sa+sb-sc-sd(式1)である。
For the breathing state, the difference between the load signal from the load detector arranged on one side in the Y-axis direction and the load signal from the load detector arranged on the other side in the Y-axis direction is obtained, and the difference is used. Can be decided. Specifically, for example, the sum of the load signals sa and sb from the
荷重信号saと荷重信号sbの和においては、呼吸成分sabと呼吸成分sbbとは同位相であるため強めあい、心拍成分sahと心拍成分sbhとは逆位相であるため打消し合う。同様に、荷重信号scと荷重信号sdの和においては、呼吸成分scbと呼吸成分sdbとは同位相であるため強めあい、心拍成分schと心拍成分sdhとは逆位相であるため打消し合う。荷重信号saと荷重信号sbの和と荷重信号scと荷重信号sdの和との差分においては、呼吸成分sab、sbbと呼吸成分scb、sdbとは逆位相であるため強め合う。 In the sum of the load signal sa and the load signal sb, the respiratory component sa b and the respiratory component sb b strengthen each other because they are in the same phase, and the heartbeat component sa h and the heartbeat component sb h cancel each other out because they are in the opposite phase. .. Similarly, in the sum of the load signal sc and the load signal sd, the respiratory component sc b and the respiratory component sdb are strengthened because they are in the same phase, and the heartbeat component sc h and the heartbeat component sd h are in opposite phases. Cancel each other. In the difference between the sum of the load signal sa and the load signal sb and the sum of the load signal sc and the load signal sd, the respiratory components sa b and sb b and the respiratory components sc b and sdb are in opposite phases, so that they are strengthened.
呼吸信号SB(=sa+sb-sc-sd)を図5に示す。呼吸信号SBの振動の周期は、荷重信号sa~sdの呼吸成分sab~sdbの周期に等しく、振幅は式1からすると、呼吸成分sab~sdbの振幅の絶対値の和である。なお、図5においては、呼吸信号SBの振幅は、図4に示す呼吸成分sab~sdbの振幅の絶対値の和に比較して圧縮して描かれている。
The respiratory signal SB (= sa + sb-sc-sd) is shown in FIG. The vibration cycle of the respiratory signal SB is equal to the period of the respiratory components sa b to sdb of the load signal sa to sd, and the amplitude is the sum of the absolute values of the amplitudes of the respiratory components sa b to sdb according to
呼吸信号SBの周期に基づいて、被験者Sの呼吸数等を算出することができる。具体的には、呼吸信号SBの1周期が被験者Sの呼吸1回に相当する。即ち、呼吸信号SB自体が被験者Sの呼吸状態を表わし、且つ呼吸信号SBに基づいてより詳細な呼吸状態を決定することもできる。 Based on the cycle of the respiratory signal SB, the respiratory rate of the subject S and the like can be calculated. Specifically, one cycle of the breathing signal SB corresponds to one breathing of the subject S. That is, the respiratory signal SB itself represents the respiratory state of the subject S, and a more detailed respiratory state can be determined based on the respiratory signal SB.
心拍状態は、X軸方向の一方側に配置された荷重検出器からの荷重信号と、X軸方向の他方側に配置された荷重検出器からの荷重信号との差分を求めて、当該差分から決定することができる。具体的には例えば、X方向正側の荷重検出器1a、1dからの荷重信号sa、sdの和と、X方向負側の荷重検出器1b、1cからの荷重信号sb、scの和との差分を求めることにより、被験者Sの心拍状態(心拍信号SH)が決定される。これを式で表わすとSH=sa-sb-sc+sd(式2)である。
For the heartbeat state, the difference between the load signal from the load detector arranged on one side in the X-axis direction and the load signal from the load detector arranged on the other side in the X-axis direction is obtained, and the difference is used. Can be decided. Specifically, for example, the sum of the load signals sa and sd from the
荷重信号saと荷重信号sdの和においては、心拍成分sahと心拍成分sdhとは同位相であるため強めあい、呼吸成分sabと呼吸成分sdbとは逆位相であるため打消し合う。同様に、荷重信号sbと荷重信号scの和においては、心拍成分sbhと心拍成分schとは同位相であるため強めあい、呼吸成分sbbと呼吸成分scbとは逆位相であるため打消し合う。荷重信号saと荷重信号sdの和と、荷重信号sbと荷重信号scの和との差分においては、心拍成分sah、sdhと心拍成分sbh、schとは逆位相であるため強め合う。 In the sum of the load signal sa and the load signal sd, the heartbeat component sa h and the heartbeat component sd h are in phase with each other, so that they are strengthened. .. Similarly, in the sum of the load signal sb and the load signal sc, the heartbeat component sb h and the heartbeat component sc h are in phase with each other and thus strengthen each other, and the respiratory component sb b and the respiratory component sc b are in opposite phase. Cancel each other. In the difference between the sum of the load signal sa and the load signal sd and the sum of the load signal sb and the load signal sc, the heartbeat components sa h and sdh and the heartbeat components sb h and sc h are in opposite phases, so that they strengthen each other. ..
心拍信号SH(=sa-sb-sc+sd)を図6に示す。心拍信号SHの振動の周期は、荷重信号sa~sdの心拍成分sah~sdhの周期に等しく、振幅は、式2からすると、心拍成分sah~sdhの振幅の絶対値の和である。なお、図6においては、心拍信号SHの振幅は、図4に示す心拍成分sah~sdhの振幅の絶対値の和に比較して圧縮して描かれている。
The heart rate signal SH (= sa-sb-sc + sd) is shown in FIG. The vibration cycle of the heartbeat signal SH is equal to the cycle of the heartbeat components sa h to sdh of the load signals sa to sd, and the amplitude is the sum of the absolute values of the amplitudes of the heartbeat components sa h to sd h according to
心拍信号SHの周期から、被験者Sの心拍数等を算出することができる。具体的には、心拍信号SHの1周期が被験者Sの心拍1回に相当する。即ち、心拍信号SH自体が被験者Sの心拍状態を表わし、且つ心拍信号SHに基づいてより詳細な心拍状態を決定することもできる。 From the cycle of the heart rate signal SH, the heart rate and the like of the subject S can be calculated. Specifically, one cycle of the heartbeat signal SH corresponds to one heartbeat of the subject S. That is, the heartbeat signal SH itself represents the heartbeat state of the subject S, and a more detailed heartbeat state can be determined based on the heartbeat signal SH.
なお、上記においては、生体状態決定部3が被験者Sの呼吸状態及び心拍状態を決定する原理について、被験者Sが、その体軸SAをベッドBDの中心O上でベッドBDのY軸と一致させた状態で仰臥している場合を例として説明した。しかしながら、上記の原理に基づく被験者Sの呼吸状態及び心拍状態の決定は、被験者Sの位置等が変化しても行うことができる。上記の原理に基づく被験者Sの呼吸状態及び心拍状態の決定は、被験者Sの体軸SAの方向がベッドBDのY軸方向(長手方向)に略一致した状態であれば、実行可能である。
In the above, regarding the principle that the biological
また、被験者Sの呼吸状態の決定は、被験者Sの体軸SAが、ベッドBDのY軸方向に対してある程度傾いている場合にも行うことができる。なぜなら、心拍振動の振幅は呼吸振動の振幅に比較して小さく、体軸SAの方向、即ち呼吸振動の振動方向がY軸に対してある程度傾いていても、呼吸振動のY軸方向成分を有意な大きさで検出することができるからである。 Further, the determination of the respiratory state of the subject S can be performed even when the body axis SA of the subject S is tilted to some extent with respect to the Y-axis direction of the bed BD. This is because the amplitude of the heartbeat vibration is smaller than the amplitude of the respiratory vibration, and even if the direction of the body axis SA, that is, the vibration direction of the respiratory vibration is tilted to some extent with respect to the Y axis, the Y-axis direction component of the respiratory vibration is significant. This is because it can be detected with a large size.
図7(a)~図7(d)に、本実施形態の生体状態モニタリングシステム100の荷重検出部1により、ある期間(0s~60s)に検出された荷重信号sa~sdを示す。呼吸状態決定部31は、このような荷重信号sa~sdを荷重検出部1より受け取り、これらに基づいて呼吸状態を決定する。
7 (a) to 7 (d) show the load signals sa to sd detected in a certain period (0s to 60s) by the
呼吸状態決定部31はまず、荷重信号saと荷重信号sbの和と、荷重信号scと荷重信号sdの和との差分(sa+sb-sc-sd)を求めて呼吸信号SBを算出(取得)する。算出された呼吸信号SBを図8に示す。
First, the respiratory
ここで、図7(a)~図7(d)に示す荷重信号sa~sdが検出されたある期間(0s~60s)と同一の期間に、同一の被験者Sに対して行った、呼吸流量計を用いた計測の結果(呼吸流量波形)を図9に示す。呼吸流量計は、日本光電工業株式会社製の差圧トランスデューサTP-602Tを用いた。 Here, the respiratory flow rate performed on the same subject S during the same period (0s to 60s) when the load signals sa to sd shown in FIGS. 7 (a) to 7 (d) were detected. The result of the measurement using the meter (respiratory flow rate waveform) is shown in FIG. As the respiratory flow meter, a differential pressure transducer TP-602T manufactured by Nihon Kohden Co., Ltd. was used.
図8の呼吸信号SBと、図9の呼吸流量波形との比較に基づき、次のことが言える。
(1)呼吸信号SBの周期は、呼吸流量波形の周期に略等しい。
(2)呼吸信号SBの振幅と、呼吸流量波形の振幅との間に相関関係が存在する。具体的には、0~20秒あたりの、呼吸流量波形が略同一の振幅で振動している期間では、呼吸信号SBも略同一の振幅で振動している。35秒、50秒あたりの、呼吸流量波形の振幅が大きくなっている時刻では、呼吸信号SBの振幅も大きくなっている。30秒、45秒あたりの呼吸流量波形の振幅が小さくなっている時刻では、呼吸信号SBの振幅も小さくなっている。
Based on the comparison between the respiratory signal SB of FIG. 8 and the respiratory flow rate waveform of FIG. 9, the following can be said.
(1) The cycle of the respiratory signal SB is substantially equal to the cycle of the respiratory flow waveform.
(2) There is a correlation between the amplitude of the respiratory signal SB and the amplitude of the respiratory flow waveform. Specifically, during the period in which the breathing flow waveform vibrates with substantially the same amplitude per 0 to 20 seconds, the breathing signal SB also vibrates with substantially the same amplitude. At the time when the amplitude of the respiratory flow rate waveform is large at 35 seconds and 50 seconds, the amplitude of the respiratory signal SB is also large. At the time when the amplitude of the respiratory flow rate waveform per 30 seconds and 45 seconds is small, the amplitude of the respiratory signal SB is also small.
呼吸信号SBと呼吸流量波形とのこのような対応関係より、呼吸信号SBは少なくとも呼吸流量波形と同程度に被験者Sの呼吸状態を反映している(呼吸に関する情報を含んでいる)ことがわかる。そのため、呼吸信号SBに基づく呼吸数等の算出は、呼吸流量波形に基づく呼吸数等の算出と同程度又はそれ以上の精度で行うことができる From such a correspondence between the respiration signal SB and the respiration flow waveform, it can be seen that the respiration signal SB reflects the respiration state of the subject S at least to the same extent as the respiration flow waveform (contains information on respiration). .. Therefore, the calculation of the respiratory rate or the like based on the respiratory signal SB can be performed with the same or higher accuracy as the calculation of the respiratory rate or the like based on the respiratory flow waveform.
また、図9に示す呼吸流量波形の面積に基づいて被験者の呼吸換気量(一回換気量)を求めることができるが、呼吸信号SBは呼吸流量波形と上述の対応関係を有するため、呼吸信号SBの波形の面積に基づいて被験者の呼吸換気量を算出することも可能である。 Further, the respiratory ventilation volume (tidal volume) of the subject can be obtained based on the area of the respiratory flow flow waveform shown in FIG. 9, but since the respiratory signal SB has the above-mentioned correspondence relationship with the respiratory flow flow waveform, the respiratory signal It is also possible to calculate the respiratory ventilation of the subject based on the area of the SB waveform.
図10(a)~図10(d)に、本実施形態の生体状態モニタリングシステム100の荷重検出部1により、ある期間(20s~30s)に検出された荷重信号sa~sdを示す。心拍状態決定部32は、このような荷重信号sa~sdを荷重検出部1より受け取り、これらに基づいて心拍状態を決定する。
10 (a) to 10 (d) show load signals sa to sd detected in a certain period (20s to 30s) by the
心拍状態決定部32はまず、荷重信号saと荷重信号sdの和と、荷重信号sbと荷重信号scの和との差分(sa-sb-sc+sd)を求めて、心拍信号SHを算出(取得)する。算出された心拍信号SHを図11に示す。
First, the heart rate
ここで、図10(a)~図10(d)に示す荷重信号sa~sdが検出されたある期間(20s~30s)と同一の期間に、同一の被験者Sに対して行った、指先血圧計(NIBP)を用いた計測の結果(指先血圧波形)を図12に示す。指先血圧計は、バイオリサーチセンター株式会社製のヒト用NIBPシステム(型式ML282‐SS)を用いた。 Here, the fingertip blood pressure performed on the same subject S during the same period (20s to 30s) when the load signals sa to sd shown in FIGS. 10 (a) to 10 (d) were detected. The result of the measurement (fingertip blood pressure waveform) using the meter (NIBP) is shown in FIG. As the fingertip sphygmomanometer, a human NIBP system (model ML282-SS) manufactured by BioResearch Center Co., Ltd. was used.
図11の心拍信号SHと、図12の指先血圧波形との比較に基づき、次のことが言える。
(1)心拍信号SHの周期は、指先血圧波形の周期に略等しい。
(2)心拍信号SHの振幅と、指先血圧波形の振幅との間に相関関係が存在する。具体的には、指先血圧波形の振幅も心拍信号SHの振幅も、時間的にほとんど同一である。
Based on the comparison between the heart rate signal SH in FIG. 11 and the fingertip blood pressure waveform in FIG. 12, the following can be said.
(1) The cycle of the heartbeat signal SH is substantially equal to the cycle of the fingertip blood pressure waveform.
(2) There is a correlation between the amplitude of the heart rate signal SH and the amplitude of the fingertip blood pressure waveform. Specifically, the amplitude of the fingertip blood pressure waveform and the amplitude of the heartbeat signal SH are almost the same in time.
心拍信号SHと指先血圧波形とのこのような対応関係より、心拍信号SHは少なくとも指先血圧波形と同程度に被験者Sの心拍状態を反映している(心拍に関する情報を含んでいる)ことがわかる。そのため、心拍信号SHに基づく心拍数等の算出は、指先血圧波形に基づく心拍数等の算出と同程度又はそれ以上の精度で行うことができる。 From such a correspondence between the heartbeat signal SH and the fingertip blood pressure waveform, it can be seen that the heartbeat signal SH reflects the heartbeat state of the subject S at least to the same extent as the fingertip blood pressure waveform (contains information on the heartbeat). .. Therefore, the calculation of the heart rate or the like based on the heart rate signal SH can be performed with the same or higher accuracy as the calculation of the heart rate or the like based on the fingertip blood pressure waveform.
また、図12に示す指先血圧波形に基づいて被験者の心拍出量を求めることができるが、心拍信号SHは指先血圧波形と上述の対応関係を有するため、心拍信号SHの波形に基づいて被験者の心拍出量を算出することも可能である。 Further, the cardiac output of the subject can be obtained based on the fingertip blood pressure waveform shown in FIG. 12, but since the cardiac output SH has the above-mentioned correspondence with the fingertip blood pressure waveform, the subject is based on the waveform of the heartbeat signal SH. It is also possible to calculate the cardiac output of.
[表示工程]
表示工程S4においては、生体状態決定部3が、呼吸状態決定工程S2で決定した呼吸状態、及び心拍状態決定工程S3で決定した心拍状態を、一例として液晶モニターである表示部5に表示する。表示部5に表示される被験者Sの呼吸状態及び心拍状態は、呼吸信号SB及び心拍信号SHの波形であってもよく、これらに基づいて導出された呼吸数、呼吸換気量、心拍数、心拍出量等であってもよい。
[Display process]
In the display step S4, the biological
本実施形態の生体状態モニタリングシステム100及び生体状態モニタリング方法の効果を次にまとめる。
The effects of the biological
本実施形態の生体状態モニタリングシステム100は、従来技術で行われてきたような被験者Sの重心位置の算出を行うことなく、複数の荷重検出器からの複数の荷重信号の差分を求めることで、被験者Sの呼吸状態及び心拍状態を決定することができる。したがって、システムの構成を簡易とすることができる。
The biological
本実施形態の生体状態モニタリングシステム100及び生体状態モニタリング方法は、被験者Sの重心位置を算出することなく被験者Sの呼吸状態及び心拍状態を決定するため、演算処理の負担が少ない。
Since the biological
本実施形態の生体状態モニタリングシステム100及び生体状態モニタリング方法は、複数の荷重検出器からの複数の荷重信号の差分を取り、複数の荷重信号の各々に含まれる呼吸成分を強めあうことにより呼吸信号を求めている。また、複数の荷重検出器からの複数の荷重信号の差分を取り、複数の荷重信号の各々に含まれる心拍成分を強めあうことにより心拍信号を求めている。したがって、被験者SがベッドBD上の偏った位置におり、ある荷重検出器から出力される荷重信号の強度が十分でない場合であっても、十分な強度を有する呼吸信号(呼吸状態を表わす信号)及び心拍信号(心拍状態を表わす信号)を算出(取得)することができる。
The biological
本実施形態の生体状態モニタリングシステム100及び生体状態モニタリング方法は、体軸SAがY軸に対してある程度傾いていても、良好に呼吸状態を決定することができる。
The biological
上記実施形態の生体状態モニタリングシステム100、及び生体状態モニタリング方法において、次の変形態様を使用することもできる。
The following modifications can also be used in the biological
上記実施形態の生体状態モニタリングシステム100及び生体状態モニタリング方法においては、生体状態決定部3が実行する呼吸状態決定工程S2において、荷重検出器1aからの荷重信号saと荷重検出器1bからの荷重信号sbの和と、荷重検出器1cからの荷重信号scと荷重検出器1dからの荷重信号sdの和との差分を求めて、呼吸信号SBを得ていた。しかしながら、これには限られず、荷重信号saと荷重信号sbの一方と、荷重信号scと荷重信号sdの一方との差分を求めて、呼吸信号SBを得ることもできる。この場合も、差分を求めることにより、互いに逆位相である呼吸成分同士の強めあいが生じる。
In the biological
同様に、荷重信号saと荷重信号sdの一方と、荷重信号sbと荷重信号scの一方との差分を求めて、心拍信号SHを得ることもできる。この場合も、差分を求めることにより、互いに逆位相である心拍成分同士の強めあいが生じる。なおこの場合は、差分を求めることにより同位相である呼吸成分同士の打ち消し合いが生じるように、荷重信号saと荷重信号sbの差分、又は荷重信号sdと荷重信号scの差分を用いることが望ましい。 Similarly, the heart rate signal SH can be obtained by obtaining the difference between one of the load signal sa and the load signal sd and one of the load signal sb and the load signal sc. In this case as well, by obtaining the difference, the heartbeat components having opposite phases are strengthened. In this case, it is desirable to use the difference between the load signal sa and the load signal sb or the difference between the load signal sd and the load signal sc so that the respiratory components having the same phase cancel each other out by obtaining the difference. ..
上記実施形態の生体状態モニタリングシステム100の生体状態決定部3は、呼吸状態決定部31が被験者Sの呼吸状態を決定した後に、心拍状態決定部32が被験者Sの心拍状態を決定しているがこれには限られない。心拍状態決定部32が被験者Sの心拍状態を先に決定してもよく、或いは呼吸状態決定部31による被験者Sの呼吸状態の決定と心拍状態決定部32による被験者Sの心拍状態の決定とを同時に(並行に)行ってもよい。
In the biological
上記実施形態の生体状態モニタリングシステム100の生体状態決定部3は、呼吸状態決定部31と心拍状態決定部32を両方備えているがこれには限られない。生体状態決定部3は、呼吸状態決定部31と心拍状態決定部32のいずれか一方を有するのみでもよい。
The biological
上記実施形態の生体状態モニタリングシステム100において、荷重検出部1は4つの荷重検出器1a~1dを備えていたが、これには限られない。荷重検出部1は、少なくとも2つの荷重検出器を備えていればよい。
In the biological
荷重検出器が2つである場合は、例えば、X軸方向の正側に第1荷重検出器を設け、X軸方向の負側に第2荷重検出器を設ける。これにより、第1荷重検出器からの荷重信号と、第2荷重検出器からの荷重信号の差分を求めて、当該差分からベッドBD上の被験者Sの心拍状態を決定することができる。なお、第1荷重検出器と第2荷重検出器のY軸方向における位置は略同一とすることが望ましい。このような配置とすれば、第1荷重検出器と第2荷重検出器との中間位置に被験者Sが存在する場合には、両荷重検出器からの荷重信号の差分において、呼吸成分が良好にキャンセルされる。また、第1荷重検出器と第2荷重検出器とを、Y軸に関して対称に配置することがより望ましい。このような配置とすれば、被験者Sの体軸がY軸に一致している場合に、両荷重検出器からの荷重信号の差分において、呼吸成分が良好にキャンセルされる。 When there are two load detectors, for example, a first load detector is provided on the positive side in the X-axis direction, and a second load detector is provided on the negative side in the X-axis direction. Thereby, the difference between the load signal from the first load detector and the load signal from the second load detector can be obtained, and the heartbeat state of the subject S on the bed BD can be determined from the difference. It is desirable that the positions of the first load detector and the second load detector in the Y-axis direction are substantially the same. With such an arrangement, when the subject S is present at an intermediate position between the first load detector and the second load detector, the respiratory component is good in the difference between the load signals from both load detectors. It will be canceled. Further, it is more desirable to arrange the first load detector and the second load detector symmetrically with respect to the Y axis. With such an arrangement, when the body axis of the subject S coincides with the Y axis, the respiratory component is satisfactorily canceled in the difference between the load signals from both load detectors.
あるいは、Y軸方向の正側に第1荷重検出器を設け、Y軸方向の負側に第2荷重検出器を設けてもよい。これにより、第1荷重検出器からの荷重信号と、第2荷重検出器からの荷重信号の差分を求めて、当該差分からベッドBD上の被験者Sの呼吸状態を決定することができる。 Alternatively, the first load detector may be provided on the positive side in the Y-axis direction, and the second load detector may be provided on the negative side in the Y-axis direction. Thereby, the difference between the load signal from the first load detector and the load signal from the second load detector can be obtained, and the breathing state of the subject S on the bed BD can be determined from the difference.
荷重検出器が3つである場合は、例えば、上記実施形態の生体状態モニタリングシステム100において、荷重検出器1dを除いた構成とすることができる。この場合は例えば、荷重検出器1aからの荷重信号saと荷重検出器1bからの荷重信号sbとの差分を求めて、当該差分から被験者Sの心拍状態を決定し、荷重検出器1bからの荷重信号sbと荷重検出器1cからの荷重信号scとの差分を求めて、当該差分から被験者Sの呼吸状態を決定することができる。
When there are three load detectors, for example, the biological
上記実施形態の生体状態モニタリングシステム100において、荷重検出器1a、1b、1c、1dは、ビーム形ロードセルを用いた荷重センサに限られず、例えばフォースセンサを使用することもできる。
In the biological
上記実施形態の生体状態モニタリングシステム100においては、荷重検出器1a~1dの各々は、ベッドBDの脚の下端に取り付けられたキャスターCの下に配置されていたがこれには限られない。荷重検出器1a~1dの各々は、ベッドBDの4本の脚とベッドBDの床板との間に設けられてもよいし、ベッドBDの4本の脚が上下に分割可能であれば、上部脚と下部脚との間に設けられても良い。また、荷重検出器1a~1dをベッドBDと一体に又は着脱可能に組み合わせて、ベッドBDと本実施形態の生体状態モニタリングシステム100とからなるベッドシステムBDSを構成してもよい(図13)。なお、本明細書及び本発明において「ベッドに設けられた荷重検出器」とは、上述のようにベッドBDの4本の脚とベッドBDの床板との間に設けられた荷重検出器や、上部脚と下部脚との間に設けられた荷重検出器を意味する。
In the biological
上記実施形態の生体状態モニタリングシステム100において、荷重検出部1とA/D変換部2との間に、荷重検出部1からの荷重信号を増幅する信号増幅部や、荷重信号からノイズを取り除くフィルタリング部を設けても良い。
In the biological
上記実施形態の生体状態モニタリングシステム100において、表示部5は、モニターに代えて、又はこれに加えて、生体状態を表わす情報を印字して出力するプリンタや、生体状態を表示するランプ等の簡易な視覚表示手段を備えてもよい。報知部6はスピーカーに代えて、又はこれに加えて、振動により報知を行う振動発生部を備えてもよい。
In the biological
本発明の特徴を維持する限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。 As long as the features of the present invention are maintained, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and other embodiments considered within the scope of the technical idea of the present invention are also included within the scope of the present invention. ..
本発明の生体状態モニタリングシステムによれば、構成が簡易で、処理負担の小さいシステムを用いて、呼吸状態や心拍状態等の被験者の生体状態を決定することができる。したがって、入院患者や入所者等の状態を、より安価且つ迅速に求めることのできるシステムを、病院や介護施設に提供することができる。 According to the biological condition monitoring system of the present invention, the biological condition of a subject such as a respiratory condition and a heartbeat condition can be determined by using a system having a simple configuration and a small processing load. Therefore, it is possible to provide hospitals and long-term care facilities with a system that can obtain the status of inpatients, inpatients, and the like more inexpensively and quickly.
1 荷重検出部、1a,1b,1c,1d 荷重検出器、2 A/D変換部、3 生体状態決定部、31 呼吸状態決定部、32 心拍状態決定部、4 記憶部、5 表示部、6 報知部、7 入力部、100 生体状態モニタリングシステム、BD ベッド、BDS ベッドシステム、S 被験者
1 load detector, 1a, 1b, 1c, 1d load detector, 2 A / D conversion unit, 3 biological condition determination unit, 31 respiratory condition determination unit, 32 heartbeat condition determination unit, 4 storage unit, 5 display unit, 6 Notification unit, 7 input unit, 100 biological condition monitoring system, BD bed, BDS bed system, S subject
Claims (11)
ベッドの幅方向の一方側においてベッド又はベッドの脚下に設けられ、且つ前記被験者による荷重であって、該被験者の心拍に応じて振動する荷重成分を含む荷重を検出する第1荷重検出器と、
ベッドの幅方向の他方側においてベッド又はベッドの脚下に設けられ、且つ前記被験者による荷重であって、該被験者の心拍に応じて振動する荷重成分を含む荷重を検出する第2荷重検出器と、
第1荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第2荷重検出器により検出された前記被験者による荷重との差分を求めて、該差分から前記被験者の心拍状態を決定する心拍状態決定部とを備える生体状態モニタリングシステム。 A biological condition monitoring system that monitors the biological condition of a subject on the bed.
A first load detector provided under the bed or under the legs of the bed on one side in the width direction of the bed and detecting a load including a load component that is a load by the subject and vibrates according to the heartbeat of the subject.
A second load detector provided on the other side of the width direction of the bed under the bed or under the legs of the bed and detecting a load that is a load by the subject and includes a load component that vibrates according to the heartbeat of the subject.
A heartbeat state determination unit that obtains a difference between the load detected by the subject and the load detected by the second load detector by the first load detector and determines the heartbeat state of the subject from the difference. A biological condition monitoring system equipped with.
第2荷重検出器により検出される前記被験者による荷重は該被験者の呼吸に応じて振動する荷重成分を含み、
更に、ベッドの長さ方向の他方側においてベッド又はベッドの脚下に設けられ、且つ前記被験者による荷重であって、該被験者の呼吸に応じて振動する荷重成分を含む荷重を検出する第3荷重検出器と、
第2荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第3荷重検出器により検出された前記被験者による荷重との差分を求めて、該差分から前記被験者の呼吸状態を決定する呼吸状態決定部とを備える請求項1又は2に記載の生体状態モニタリングシステム。 The second load detector is provided on one side in the length direction of the bed.
The load by the subject detected by the second load detector includes a load component that vibrates in response to the subject's respiration.
Further, a third load detection that is provided on the other side in the length direction of the bed under the bed or under the legs of the bed and that is a load by the subject and includes a load component that vibrates in response to the subject's respiration. With a vessel
A respiratory state determination unit that obtains a difference between the load detected by the subject and the load detected by the third load detector and determines the respiratory state of the subject from the difference. The biological condition monitoring system according to claim 1 or 2.
第1荷重検出器により検出される前記被験者による荷重は該被験者の呼吸に応じて振動する荷重成分を含み、
第3荷重検出器はベッドの幅方向の他方側に設けられており、
第3荷重検出器により検出される前記被験者による荷重は該被験者の心拍に応じて振動する荷重成分を含み、
更に、ベッドの幅方向の一方側且つベッドの長さ方向の他方側においてベッド又はベッドの脚下に設けられ、且つ前記被験者による荷重であって、該被験者の呼吸に応じて振動する荷重成分と該被験者の心拍に応じて振動する荷重成分とを含む荷重を検出する第4荷重検出器を備え、
前記心拍状態決定部は、第1荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第4荷重検出器により検出された前記被験者による荷重の和と、第2荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第3荷重検出器により検出された前記被験者による荷重の和との差分を求めて、該差分から前記被験者の心拍状態を決定し、
前記呼吸状態決定部は、第1荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第2荷重検出器により検出された前記被験者による荷重の和と、第3荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第4荷重検出器により検出された前記被験者による荷重の和との差分を求めて、該差分から前記被験者の呼吸状態を決定する請求項3に記載の生体状態モニタリングシステム。 The first load detector is provided on one side in the length direction of the bed.
The load by the subject detected by the first load detector includes a load component that vibrates in response to the subject's respiration.
The third load detector is provided on the other side of the bed in the width direction.
The load by the subject detected by the third load detector includes a load component that vibrates according to the subject's heartbeat.
Further, a load component provided under the bed or under the legs of the bed on one side in the width direction of the bed and the other side in the length direction of the bed, and which is a load by the subject and vibrates in response to the subject's breathing. It is equipped with a fourth load detector that detects a load including a load component that vibrates according to the subject's heartbeat.
The heartbeat state determination unit is the sum of the load by the subject detected by the first load detector, the load by the subject detected by the fourth load detector, and the subject detected by the second load detector. The difference between the load and the sum of the loads by the subject detected by the third load detector was obtained, and the heartbeat state of the subject was determined from the difference.
The respiratory state determination unit is the sum of the load by the subject detected by the first load detector, the load by the subject detected by the second load detector, and the subject detected by the third load detector. The biological condition monitoring system according to claim 3, wherein the difference between the load and the sum of the loads detected by the subject detected by the fourth load detector is obtained, and the respiratory state of the subject is determined from the difference.
ベッドの長さ方向の一方側においてベッド又はベッドの脚下に設けられ、且つ前記被験者による荷重であって、該被験者の呼吸に応じて振動する荷重成分を含む荷重を検出する第1荷重検出器と、
ベッドの長さ方向の他方側においてベッド又はベッドの脚下に設けられ、且つ前記被験者による荷重であって、該被験者の呼吸に応じて振動する荷重成分を含む荷重を検出する第2荷重検出器と、
第1荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第2荷重検出器により検出された前記被験者による荷重との差分を求めて、該差分から前記被験者の呼吸状態を決定する呼吸状態決定部とを備える生体状態モニタリングシステム。 A biological condition monitoring system that monitors the respiratory condition of a subject on the bed.
A first load detector provided under the bed or under the legs of the bed on one side in the length direction of the bed and detecting a load that is a load by the subject and includes a load component that vibrates in response to the subject's respiration. ,
With a second load detector provided on the other side of the length direction of the bed under the bed or under the legs of the bed and detecting a load by the subject including a load component that vibrates in response to the subject's respiration. ,
A respiratory state determining unit that obtains a difference between the load detected by the subject and the load detected by the second load detector by the first load detector and determines the respiratory state of the subject from the difference. A biological condition monitoring system equipped with.
請求項1~5のいずれか一項に記載の生体状態モニタリングシステムとを備えるベッドシステム。 Bed and
A bed system including the biological condition monitoring system according to any one of claims 1 to 5.
ベッドの幅方向の一方側においてベッド又はベッドの脚下に設けられた第1荷重検出器により、前記被験者による荷重であって、該被験者の心拍に応じて振動する荷重成分を含む荷重を検出することと、
ベッドの幅方向の他方側においてベッド又はベッドの脚下に設けられた第2荷重検出器により、前記被験者による荷重であって、該被験者の心拍に応じて振動する荷重成分を含む荷重を検出することと、
第1荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第2荷重検出器により検出された前記被験者による荷重との差分を求めて、該差分から前記被験者の心拍状態を決定することを含む方法 It is a biological condition monitoring method that monitors the biological condition of the subject on the bed.
A first load detector provided on the bed or under the leg of the bed on one side in the width direction of the bed detects the load by the subject and includes the load component that vibrates according to the subject's heartbeat. When,
A second load detector provided on the other side of the width direction of the bed, which is provided on the bed or under the legs of the bed, detects the load by the subject and includes the load component which vibrates according to the subject's heartbeat. When,
A method including obtaining a difference between a load detected by the subject and a load detected by the second load detector by the first load detector and determining the heartbeat state of the subject from the difference.
第2荷重検出器により検出される前記被験者による荷重は該被験者の呼吸に応じて振動する荷重成分を含み、
ベッドの長さ方向の他方側においてベッド又はベッドの脚下に設けられた第3荷重検出器により、前記被験者による荷重であって、該被験者の呼吸に応じて振動する荷重成分を含む荷重を検出することと、
第2荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第3荷重検出器により検出された前記被験者による荷重との差分を求めて、該差分から前記被験者の呼吸状態を決定することを含む請求項7又は8に記載の生体状態モニタリング方法。 The second load detector is provided on one side in the length direction of the bed.
The load by the subject detected by the second load detector includes a load component that vibrates in response to the subject's respiration.
A third load detector provided on the bed or under the leg of the bed on the other side in the length direction of the bed detects the load by the subject and includes the load component that vibrates in response to the subject's breathing. That and
A claim including obtaining a difference between the load detected by the subject and the load detected by the third load detector by the second load detector and determining the respiratory state of the subject from the difference. 7. The biological condition monitoring method according to 7.
第1荷重検出器により検出される前記被験者による荷重は該被験者の呼吸に応じて振動する荷重成分を含み、
第3荷重検出器はベッドの幅方向の他方側に設けられており、
第3荷重検出器により検出される前記被験者による荷重は該被験者の心拍に応じて振動する荷重成分を含み、
更に、ベッドの幅方向の一方側且つベッドの長さ方向の他方側においてベッド又はベッドの脚下に設けられた第4荷重検出器により、前記被験者による荷重であって、該被験者の呼吸に応じて振動する荷重成分と該被験者の心拍に応じて振動する荷重成分とを含む荷重を検出することを含み、
前記被験者の心拍状態を決定することは、第1荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第4荷重検出器により検出された前記被験者による荷重の和と、第2荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第3荷重検出器により検出された前記被験者による荷重の和との差分を求めて、該差分から前記被験者の心拍状態を決定することであり、
前記被験者の呼吸状態を決定することは、第1荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第2荷重検出器により検出された前記被験者による荷重の和と、第3荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第4荷重検出器により検出された前記被験者による荷重の和との差分を求めて、該差分から前記被験者の呼吸状態を決定することである請求項9に記載の生体状態モニタリング方法。 The first load detector is provided on one side in the length direction of the bed.
The load by the subject detected by the first load detector includes a load component that vibrates in response to the subject's respiration.
The third load detector is provided on the other side of the bed in the width direction.
The load by the subject detected by the third load detector includes a load component that vibrates according to the subject's heartbeat.
Further, by the fourth load detector provided under the bed or the leg of the bed on one side in the width direction of the bed and the other side in the length direction of the bed, the load by the subject is applied according to the breath of the subject. Includes detecting a load that includes a vibrating load component and a load component that vibrates in response to the subject's heartbeat.
The determination of the heartbeat state of the subject is detected by the sum of the load by the subject detected by the first load detector and the load by the subject detected by the fourth load detector, and the second load detector. The difference between the load by the subject and the sum of the loads by the subject detected by the third load detector is obtained, and the heartbeat state of the subject is determined from the difference.
Determining the respiratory state of the subject is detected by the sum of the load by the subject detected by the first load detector and the load by the subject detected by the second load detector, and the third load detector. The biological state according to claim 9, wherein the difference between the load by the subject and the sum of the loads by the subject detected by the fourth load detector is obtained, and the respiratory state of the subject is determined from the difference. Monitoring method.
ベッドの長さ方向の一方側においてベッド又はベッドの脚下に設けられた第1荷重検出器により、前記被験者による荷重であって、該被験者の呼吸に応じて振動する荷重成分を含む荷重を検出することと、
ベッドの長さ方向の他方側においてベッド又はベッドの脚下に設けられた第2荷重検出器により、前記被験者による荷重であって、該被験者の呼吸に応じて振動する荷重成分を含む荷重を検出することと、
第1荷重検出器により検出された前記被験者による荷重と第2荷重検出器により検出された前記被験者による荷重との差分を求めて、該差分から前記被験者の呼吸状態を決定することを含む生体状態モニタリング方法。
It is a biological condition monitoring method that monitors the respiratory condition of the subject on the bed.
A first load detector provided on the bed or under the legs of the bed on one side in the length direction of the bed detects the load by the subject and includes the load component that vibrates in response to the subject's breathing. That and
A second load detector provided on the bed or under the leg of the bed on the other side in the length direction of the bed detects the load by the subject and includes the load component that vibrates in response to the subject's breathing. That and
A biological state including obtaining the difference between the load detected by the subject and the load detected by the second load detector by the first load detector and determining the respiratory state of the subject from the difference. Monitoring method.
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