JP2792386B2 - 生体情報処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、妊婦が簡単に設置でき
る方法で妊婦本人および胎児の動作を検出する生体情報
処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来妊婦が胎児の心音等子宮内の状態を
知るには超音波エコー装置や聴診器を用いていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな装置では、妊婦が直接操作することが困難であり、
さらに病院等の特定の施設でしか利用できなかった。本
発明はかかる従来の課題を解決するもので妊婦の下腹部
を守る保護帯を兼ねた簡単に設置できる感圧検出手段を
利用し容易に胎児の心音等を検出することを第１の目的
とする。

【０００４】さらに、妊婦のなかには胎児の心音のみを
聞いていても親近感を抱かずノイローゼ等に陥ってしま
う人がいる。本発明の第２の目的は子宮内の羊水の変
化、胎動に伴う変化、妊婦本人の心音等をを各々分離し
て感圧検出手段で検出し、これを別々に出力することに
より妊婦本人の精神的安定や自覚、親近感を増大するこ
とにある。

【０００５】さらに、胎児の心音を聞いているだけでは
子宮内で正常に動作しているのか心配になることがあ
る。本発明の第３の目的は感圧検出手段を複数個使用す
ることにより信号の時間遅れ等を利用して胎児の心音等
の時間変化により逆子や胎児の活動状態を間接的に知る
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の生体情報処理装置は、妊婦および胎児の生体
活動により生じる妊婦体表面の圧力変化を検出する感圧
検出手段と、前記感圧検出手段を妊婦下腹部近傍に設置
する保護帯を兼ねる設置手段と、前記感圧検出手段から
の信号のうちある特定の周波数成分のみを濾波する濾波
手段と、前記濾波手段の出力を増幅する増幅手段と、前
記増幅手段の出力を用いて胎児の心音を検出する信号処
理手段とを有する構成としたものである。

【０００７】また第２の目的を達成するために本発明の
生体情報処理装置は、濾波手段は感圧検出手段からの信
号のうちある特定の周波数成分のみを濾波する中心周波
数の異なったものを少なくとも２つ以上有し、前記複数
の濾波手段の出力を各々増幅する少なくとも２つ以上の
増幅手段と、前記複数の増幅手段の出力の出力を用いて
妊婦本人の心音および胎児の心音を検出する信号処理手
段とを設けた構成としたものである。

【０００８】また第３の目的を達成するために本発明の
生体情報処理装置は、妊婦および胎児の生体活動により
生じる体表面の圧力変化を検出する少なくとも２つ以上
の感圧検出手段と、前記感圧検出手段と一対で感圧検出
手段からの信号のうちある特定の周波数成分のみを濾波
する少なくとも２つ以上の濾波手段と、前記複数の濾波
手段の出力を各々増幅する少なくとも２つ以上の増幅手
段と、前記複数の増幅手段の出力を用いて信号の時間変
化から胎児の位置や活動情報を推定する信号処理手段を
有する構成としたものである。

【０００９】

【作用】本発明は、上記した構成により、妊婦の下腹部
を守る保護帯を兼ねた簡単に設置できる感圧検出手段を
利用し自宅などで容易に胎児の心音等を検出するもので
ある。

【００１０】また胎児の心音のみを聞いていても安心で
きない場合、感圧検出手段の出力を信号処理することに
より子宮内の羊水の変化、胎動に伴う変化、妊婦本人の
心音等をを各々分離して検出するものである。

【００１１】さらに、感圧検出手段を複数個使用するこ
とにより個々の出力信号の時間遅れ等を利用して胎児の
活動状態を間接的に知るものである。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図１は生体情報処理装置のブロック図である。１
は妊婦および胎児の生体活動により生じる体表面の圧変
化を検出する感圧検出手段、２は前記感圧検出手段１か
らの信号のうちある特定の周波数成分のみを濾波する濾
波手段、３は前記濾波手段２の出力を増幅する第１の増
幅手段、４は前記第１の増幅手段３の出力をＡ／Ｄ変換
するＡ／Ｄ変換手段、５は前記Ａ／Ｄ変換手段４の信号
を処理する信号処理手段、６は前記信号処理手段５の出
力をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換手段、７は前記Ｄ／Ａ変
換手段６の出力を増幅する第２の増幅手段、８は前記第
２の増幅手段７の信号を表示する表示手段、９は前記濾
波手段３の通過帯域を選択する設定手段である。図２は
同装置の外観斜視図である。１０は前記濾波手段２から
第２の増幅手段７までを納めた制御部、１１は妊婦本
体、１２は前記感圧検出手段を妊婦下腹部近傍に設置す
る設置手段で妊婦の下腹部を保護する保護帯を兼ねてい
る。

【００１３】次に本発明の構成の動作を説明する。感圧
検出手段１としては、例えば薄膜加工されたポリフッ化
ビニリデン等の圧電素子が用いられる。感圧検出手段１
を設置するために保護帯１２の表面に両面テープ等で固
定する。感度を上げるためには保護帯１２の裏面の方が
より人体に近いため有利である。通常保護帯１２は妊婦
本体１１の下腹部近傍に装着されるため感圧検出手段１
は胎児の近くに設置できる。

【００１４】胎児の心音や子宮内の羊水の移動等は妊婦
の生体活動と共に下腹部表面の圧変化となって表れる。
この圧力変化を感圧検出手段１で検出する。感圧検出手
段１の出力には上記のように色々な情報による信号が含
まれている。このため感圧検出手段１の出力は胎児の心
音を抽出するのに最適な周波数を予め設定した濾波手段
２を通過した後、第１の増幅手段３で感圧信号の振幅を
大きくする。第１の増幅手段３の出力はＡ／Ｄ変換手段
４でディジタル信号に変換してから信号処理手段５に入
力する。信号処理手段５は感圧検出手段１の信号から胎
児の心音を抽出するように信号の自己相関処理等の信号
処理を行う。ここで信号処理手段５がうまく胎児の心音
を検出できない場合は信号検出手段５から制御信号を送
出し濾波手段２の中心周波数や帯域周波数を変更できる
ようにしてもよい。信号処理手段５は抽出した胎児の心
音信号をＤ／Ａ変換手段６に出力する。Ｄ／Ａ変換手段
６はこの信号をアナログ信号に変換した後、第２の増幅
手段７で振幅を大きくする。第２の増幅手段７の信号を
表示手段８に出力することにより妊婦は胎児の心音を知
ることができる。図２では表示手段８としてヘッドホー
ンを用い胎児の心音を可聴周波数に変換している。

【００１５】次に、他の実施例について説明する。妊婦
のなかには胎児の心音のみを聞いていても親近感を抱か
ず、胎動等も下腹部の神経によって感じるだけであり実
感がわかずノイローゼ等に陥ってしまう人がいる。本発
明はこのような現象を防ぐために次のような手段を講じ
ている。感圧検出手段１の出力信号には子宮内の羊水の
変化、胎動に伴う変化、妊婦本人の心音等の信号が合成
されている。そこでこれらの信号を各々分離して検出し
た後、別々に出力し、これを妊婦が分かるように表示を
することにより妊婦本人の精神的安定や自覚を促すよう
にする。

【００１６】これを、図２と図３を用いて説明する。上
記実施例と同様に下腹部表面の圧力変化を感圧検出手段
１で検出する。感圧検出手段１の出力には上記のように
色々な情報による信号が含まれている。このためまず感
圧検出手段１の出力は胎児の心音を抽出するのに最適な
周波数を予め設定した第１の濾波手段１４を通過した
後、第３の増幅手段１５で感圧信号の振幅を大きくす
る。第３の増幅手段１５の出力は第１のＡ／Ｄ変換手段
１６でディジタル信号に変換してから信号処理手段５に
入力する。信号処理手段５は感圧検出手段１の信号から
胎児の心音を抽出するように自己相関処理等の信号処理
を行う。ここで信号処理手段５がうまく胎児の心音を検
出できない場合は信号検出手段５から制御信号を送出し
第１の濾波手段１４の中心周波数や帯域周波数を変更で
きるようにしてもよい。同様に感圧検出手段１の出力は
妊婦本人の心音を抽出するのに最適な周波数を予め設定
した第２の濾波手段１７を通過した後、第４の増幅手段
１８で感圧信号の振幅を大きくする。第４の増幅手段１
８の出力は第２のＡ／Ｄ変換手段１９でディジタル信号
に変換してから信号処理手段５に入力する。信号処理手
段５は感圧検出手段１の信号から妊婦本人の心音を抽出
するように自己相関処理等の信号処理を行う。ここで信
号処理手段５がうまく胎児の心音を検出できない場合は
信号検出手段５から制御信号を送出し第２の濾波手段１
７の中心周波数や帯域周波数を変更できるようにしても
よい。

【００１７】信号処理手段５は抽出した胎児の心音信号
を第１のＤ／Ａ変換手段２０に出力する。第１のＤ／Ａ
変換手段２０はこの信号をアナログ信号に変換した後、
第５の増幅手段２１で振幅を大きくする。第５の増幅手
段２１の信号を第１の表示手段２２に出力することによ
り妊婦は胎児の心音を知覚することができる。

【００１８】同様に、信号処理手段５は抽出した妊婦本
人のの心音信号を第２のＤ／Ａ変換手段２３に出力す
る。第２のＤ／Ａ変換手段２３はこの信号をアナログ信
号に変換した後、第６の増幅手段２４で振幅を大きくす
る。第６の増幅手段２４の信号を第２の表示手段２５に
出力することにより妊婦は自分の心音を知覚することが
できる。ここで、図２では表示手段８としてヘッドホー
ンを用い心音を可聴周波数に変換しているが、本実施例
でも第１の表示手段２２としてヘッドホーンの右側出
力、第２の表示手段２５としてヘッドホーンの左側出力
をそれぞれ用い心音を可聴周波数に変換することができ
る。このヘッドホーン出力により妊婦は自分と胎児の心
音を左右の耳で別々に同時知覚することができより親近
感を増大すると共に精神状態の安定化や妊婦としての自
覚も促すことができる。

【００１９】次に、さらに他の実施例について説明す
る。妊婦のなかには胎児の心音のみを聞いているだけで
は子宮内で正常に動作しているのか心配になることがあ
る。本発明はこのような現象を防ぐために次のような手
段を講じている。例えば、感圧検出手段を複数個使用す
ることにより個々の感圧検出手段からの信号の時間変化
を利用して胎児の位置や活動状態を間接的に知るように
する。

【００２０】これを、図４、図５および図６を用いて説
明する。上記実施例と同様に下腹部表面の圧力変化を複
数の感圧検出手段で検出する。本実施例としては感圧検
出手段を３つ使用した場合について説明する。右下腹部
に設置した第１の感圧検出手段２６の出力は胎児の状態
を抽出するのに最適な周波数を予め設定した第３の濾波
手段２９を通過した後、第７の増幅手段３０で感圧信号
の振幅を大きくする。第７の増幅手段３０の出力は第３
のＡ／Ｄ変換手段３１でディジタル信号に変換してから
信号処理手段５に入力する。信号処理手段５は第１の感
圧検出手段２６の信号から胎児の状態を抽出するように
自己相関処理等の信号処理を行う。

【００２１】同様に下腹部中央に設置した第２の感圧検
出手段２７の出力は第４の濾波手段３２を通過した後、
第８の増幅手段３３で感圧信号の振幅を大きくする。第
８の増幅手段３３の出力は第４のＡ／Ｄ変換手段３４で
ディジタル信号に変換してから信号処理手段５に入力す
る。さらに下腹部左側に設置した第３の感圧検出手段２
８の出力は第５の濾波手段３５を通過した後、第９の増
幅手段３６で感圧信号の振幅を大きくする。第９の増幅
手段３６の出力は第５のＡ／Ｄ変換手段３７でディジタ
ル信号に変換してから信号処理手段５に入力する。

【００２２】信号処理手段５は上記実施例と同様に心音
等はＤ／Ａ変換手段６と第２の増幅手段７を介した後、
第３の表示手段３８に出力される。図５では第３の表示
手段としてヘッドホーンを用いている。

【００２３】さらに、信号処理手段５は各感圧検出手段
の信号により胎児の状態を判定して第４の表示手段、第
５の表示手段に信号を送出することもできる。例えば、
図６（ａ）の第７の増幅手段出力波形と図６（ｂ）の第
８の増幅手段出力波形の時間差ｔ１や、図６（ｂ）の第
８の増幅手段出力波形と図６（ｃ）の第９の増幅手段出
力波形の時間差ｔ２、さらには図６（ａ）の第７の増幅
手段出力波形と図６（ｃ）の第９の増幅手段出力波形の
時間差ｔ３より胎児の位置を間接的に推定することがで
きる。ここでは第７の増幅手段３０の出力が最も早く検
出されているため、胎児の胸部は右下腹部にあると推定
される。また図６（ａ）の第７の増幅手段出力波形の周
期ｔ０より胎児の健康状態を間接的に推定することがで
きる。例えばへその尾が首に巻き付いているような場合
は周期が不安定になる等のことがある。このような推定
結果を信号処理手段は直接第４の表示手段や第５の表示
手段に出力する。

【００２４】次にまた別の実施例について説明する。上
記実施例では表示手段として可聴周波数を出力する音響
手段を用いたが、心音等ではＬＥＤ等の発光手段で表示
してもよくわかる。さらに図７に示したように表示手段
として映像表示手段を用い横軸に周波数、縦軸に振幅を
表示することも可能である。図７では例えば妊婦本人の
心音周波数がｆ１付近で振幅が約Ａ１、胎児の心音周波
数はｆ２付近で振幅が約Ａ２と知覚することができる。

【００２５】上記実施例では表示手段として可聴周波数
を出力する音響手段を用いたが、信号処理手段５の出力
として計測機器に直接接続することが可能なように心音
信号を電圧に変換し、第４の表示手段３９や第５の表示
手段４０に出力してもよい。第４の表示手段３９や第５
の表示手段４０はこの電圧に対応する符号を機器アドレ
スを付加してさらに他の計測機器に送出してもよい。例
えば図４において第４の表示手段３９は心音信号をＧＰ
−ＩＢによるデータのやりとりを可能とする符号に組立
てから他の計測機器に出力する。これにより受信側の計
測機器が記憶手段を備えていれば心音データは記録する
ことができ長時間の診療にも使用することが可能とな
る。

【００２６】さらに、第４の表示手段３９が記憶手段を
備えていればより簡便に心音データは記録することがで
き長時間の診療にも使用することが可能となる。

【００２７】上記実施例では信号処理手段５がうまく胎
児の心音を検出できない場合は信号検出手段５から制御
信号を送出し濾波手段２の中心周波数や帯域周波数を変
更できるようにしている。しかし妊婦本人が濾波手段２
の設定を変化したり、他の情報を知りたい場合等は直接
設定手段９を操作し信号処理手段５を介して濾波手段２
の設定を調節してもよい。これにより妊婦本人が自分の
意志により、より胎児の状態を把握することができるよ
うになる。

【００２８】上記実施例では濾波手段の出力を増幅した
後にＡ／Ｄ変換して信号処理をディジタル化して行って
いるがこれをすべてアナログ信号のまま処理を行っても
何等問題はない。

【００２９】上記実施例において感圧検出手段に圧電素
子を用いることにより超音波エコー等のアクティブ操作
を行うことなく体内の状態変化を圧力変化によって検出
するため人体、特に胎児に影響を与えることがなく安心
して使用することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明の生体情報処理装置
によれば以下のような効果を得ることができる。

【００３１】（１）妊婦本人が簡単に設置できる下腹部
を守る保護帯を兼ねた感圧検出手段を利用して下腹部表
面の圧力変化から胎児の心音振動等を抽出することがで
きる。また、これを表示手段に表すことにより妊婦は場
所や時間を選ばず容易に胎児の心音等を知ることができ
る。

【００３２】（２）感圧検出手段からの信号は子宮内の
羊水の変化、胎動に伴う変化、妊婦本人の心音等の信号
が合成され出てくるが、これらの信号を各々分離出力
し、例えば妊婦自身と胎児の心音を別々に同時知覚する
よう出力することができる。これにより妊婦の胎児に対
する親近感を増大すると共に精神状態の安定化や妊婦と
しての自覚も促すことができる。

【００３３】（３）感圧検出手段を複数個使用し、個々
の感圧検出手段からの信号の時間変化を調べることによ
り胎児の位置や活動状態を２次元以上の情報をもって間
接的に知ることができる。

【００３４】また、感圧検出手段に圧電素子を用いるこ
とにより超音波エコー等のアクティブ操作を行うことな
く体内の状態変化を圧力変化によって検出するため人
体、特に胎児に影響を与えることがなく安心して長時間
でも使用することができる。

【００３５】（４）表示手段としてスピーカやヘッドホ
ーン等の音響表示手段を用いることにより体内の変化を
音響情報として実感することができる。

【００３６】（５）表示手段としてＣＲＴ等の映像表示
手段を用いることにより各周波数成分を２次元的に知覚
することが可能になり体内の状態をより詳しく観察する
ことができる。

【００３７】（６）表示手段として計測機器に接続可能
な電気信号を表示する機能をもつことにより従来の測定
機器との接続が容易となり、より広範囲の測定や記録手
段への出力による長時間の測定を可能とすることができ
る。

【００３８】（７）濾波手段の中心周波数は帯域周波数
を外部から変更することができるため利用者がより自分
の意志により測定する情報を選択することが容易にでき
るようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における生体情報処理装置の
ブロック図

【図２】同装置の外観斜視図

【図３】本発明の他の実施例における生体情報処理装置
のブロック図

【図４】本発明のさらに他の実施例における生体情報処
理装置のブロック図

【図５】同装置の外観斜視図

【図６】（ａ）同装置の第７の増幅手段の出力波形 （ｂ）同装置の第８の増幅手段の出力波形 （ｃ）同装置の第９の増幅手段の出力波形

【図７】本発明のまた別の実施例における生体情報処理
装置の表示手段の出力図

【符号の説明】

１ 感圧検出手段 ２ 濾波手段 ３ 第１の増幅手段 ４ Ａ／Ｄ変換手段 ５ 信号処理手段 ６ Ｄ／Ａ変換手段 ７ 第２の増幅手段 ８ 表示手段 １０ 制御部 １２ 設置手段

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】妊婦および胎児の生体活動により生じる妊
   婦体表面の圧力変化を検出する感圧検出手段と、前記感
   圧検出手段を妊婦下腹部近傍に設置する保護帯を兼ねる
   設置手段と、前記感圧検出手段からの信号のうちある特
   定の周波数成分のみを濾波する濾波手段と、前記濾波手
   段の出力を増幅する増幅手段と、前記増幅手段の出力を
   用いて胎児の心音を検出する信号処理手段とを有する生
   体情報処理装置。
2. 【請求項２】濾波手段は感圧検出手段からの信号のうち
   ある特定の周波数成分のみを濾波する中心周波数の異な
   ったものを少なくとも２つ以上有し、前記複数の濾波手
   段の出力を各々増幅する少なくとも２つ以上の増幅手段
   と、前記複数の増幅手段の出力の出力を用いて妊婦本人
   の心音および胎児の心音を検出する信号処理手段とを設
   けた請求項１記載の生体情報処理装置。
3. 【請求項３】妊婦および胎児の生体活動により生じる体
   表面の圧力変化を検出する少なくとも２つ以上の感圧検
   出手段と、前記感圧検出手段と一対で感圧検出手段から
   の信号のうちある特定の周波数成分のみを濾波する少な
   くとも２つ以上の濾波手段と、前記複数の濾波手段の出
   力を各々増幅する少なくとも２つ以上の増幅手段と、前
   記複数の増幅手段の出力を用いて信号の時間変化から胎
   児の位置や活動情報を推定する信号処理手段を有する生
   体情報処理装置。
4. 【請求項４】濾波手段の周波数帯域を調節する設定手段
   を設けた請求項１または２または３記載の生体情報処理
   装置。