JP2962006B2 - 航空機パイロットの意識検出装置 - Google Patents
航空機パイロットの意識検出装置Info
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- JP2962006B2 JP2962006B2 JP3313233A JP31323391A JP2962006B2 JP 2962006 B2 JP2962006 B2 JP 2962006B2 JP 3313233 A JP3313233 A JP 3313233A JP 31323391 A JP31323391 A JP 31323391A JP 2962006 B2 JP2962006 B2 JP 2962006B2
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、大きな下向き加速度の
作用を受ける航空機パイロットの意識喪失による事故防
止に利用できる意識検出装置に関する。
作用を受ける航空機パイロットの意識喪失による事故防
止に利用できる意識検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、航空機の高機能化により、パイロ
ットが大きな下向き加速度の作用を受けて脳内血液の減
少により意識喪失に陥り、事故につながる例が少なくな
い。このような事故防止のため、耐加速度スーツ装置や
加圧呼吸装置といった耐加速度装置が従来より用いられ
ている。
ットが大きな下向き加速度の作用を受けて脳内血液の減
少により意識喪失に陥り、事故につながる例が少なくな
い。このような事故防止のため、耐加速度スーツ装置や
加圧呼吸装置といった耐加速度装置が従来より用いられ
ている。
【０００３】その耐加速度スーツ装置は、ズボン状の耐
加速度スーツ本体と、このスーツ本体に取り付けられる
ブラダと、航空機の加速度に応じて圧力調節した気体を
前記ブラダに供給する加速度感応型圧力調節バルブとを
備え、航空機の加速度が大きくなるほどにブラダに供給
する気体圧力を高くしてブラダを膨張させ、パイロット
の下半身を締め付け、パイロットが意識喪失に陥るのを
防止する。また、その加圧呼吸装置は、パイロットの呼
吸用マスクに航空機の加速度に応じて圧力調節した呼吸
器を供給し、加速度が大きくなるほどに呼吸器圧力を高
くすることでパイロットが意識喪失に陥るのを防止す
る。
加速度スーツ本体と、このスーツ本体に取り付けられる
ブラダと、航空機の加速度に応じて圧力調節した気体を
前記ブラダに供給する加速度感応型圧力調節バルブとを
備え、航空機の加速度が大きくなるほどにブラダに供給
する気体圧力を高くしてブラダを膨張させ、パイロット
の下半身を締め付け、パイロットが意識喪失に陥るのを
防止する。また、その加圧呼吸装置は、パイロットの呼
吸用マスクに航空機の加速度に応じて圧力調節した呼吸
器を供給し、加速度が大きくなるほどに呼吸器圧力を高
くすることでパイロットが意識喪失に陥るのを防止す
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年における
航空機の機能向上は著しく、加速度の増加率の急激な上
昇によりパイロットが自覚なしに意識を喪失することが
あり、従来の耐加速度装置では意識喪失に対する回避動
作が行えずに事故発生のおそれがある。
航空機の機能向上は著しく、加速度の増加率の急激な上
昇によりパイロットが自覚なしに意識を喪失することが
あり、従来の耐加速度装置では意識喪失に対する回避動
作が行えずに事故発生のおそれがある。
【０００５】また、従来の耐加速度装置にあっては、航
空機の加速度に応じて画一的にパイロットの意識を蘇生
させようとするものであるため、体調や個人差といった
パイロット個々の加速度に対する耐性の相違に対応でき
なかった。
空機の加速度に応じて画一的にパイロットの意識を蘇生
させようとするものであるため、体調や個人差といった
パイロット個々の加速度に対する耐性の相違に対応でき
なかった。
【０００６】本発明は上記従来技術の問題を解決するこ
とのできる航空機パイロットの意識検出装置を提供する
ことを目的とする。
とのできる航空機パイロットの意識検出装置を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、パイロットの脳内の酸素状態をモニタする手段
と、パイロットに作用する加速度の大きさと増加率とを
モニタする手段と、予め測定したパイロットの脳内の酸
素状態とパイロットに作用する加速度の大きさと増加率
との関係を表すデータを記憶する手段と、その酸素状態
と加速度の大きさと増加率のモニタ値を記憶されたデー
タと比較することでパイロットの意識状態を判定する判
定手段とを備える点にある。
ろは、パイロットの脳内の酸素状態をモニタする手段
と、パイロットに作用する加速度の大きさと増加率とを
モニタする手段と、予め測定したパイロットの脳内の酸
素状態とパイロットに作用する加速度の大きさと増加率
との関係を表すデータを記憶する手段と、その酸素状態
と加速度の大きさと増加率のモニタ値を記憶されたデー
タと比較することでパイロットの意識状態を判定する判
定手段とを備える点にある。
【０００８】
【作用】本発明の構成によれば、パイロットに作用する
加速度の大きさと増加率とがモニタされると共に、その
加速度に応じて変化するパイロットの脳内の酸素状態が
モニタされる。また、パイロットに作用する加速度の大
きさと増加率とパイロットの脳内の酸素状態との関係が
予め測定され、その関係を表すデータが記憶される。こ
れにより、パイロットの脳内の酸素状態と加速度の大き
さと増加率のモニタ値を記憶されたデータと比較するこ
とで、パイロットが意識喪失状態にあるか否かや、意識
喪失に陥る危険性が高いか低いかといった意識状態を判
定することができる。この判定結果に基づいて、パイロ
ットの意識状態に応じて警報信号を発することができ
る。この警報信号によってパイロットの意識蘇生措置や
航空機の自動操縦モードへの切換えといったリカバリー
動作を行うことができる。
加速度の大きさと増加率とがモニタされると共に、その
加速度に応じて変化するパイロットの脳内の酸素状態が
モニタされる。また、パイロットに作用する加速度の大
きさと増加率とパイロットの脳内の酸素状態との関係が
予め測定され、その関係を表すデータが記憶される。こ
れにより、パイロットの脳内の酸素状態と加速度の大き
さと増加率のモニタ値を記憶されたデータと比較するこ
とで、パイロットが意識喪失状態にあるか否かや、意識
喪失に陥る危険性が高いか低いかといった意識状態を判
定することができる。この判定結果に基づいて、パイロ
ットの意識状態に応じて警報信号を発することができ
る。この警報信号によってパイロットの意識蘇生措置や
航空機の自動操縦モードへの切換えといったリカバリー
動作を行うことができる。
【０００９】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
する。
【００１０】図１は耐加速度スーツ装置１を装着した航
空機パイロット２を示し、その耐加速度スーツ装置１
は、ズボン状のスーツ本体３と、このスーツ本体３に内
蔵されるブラダ４と、このブラダ４に高圧空気源５から
高圧空気を加速度に応じて圧力調節して供給する加速度
感応型圧力調節バルブ６とを備えている。その加速度感
応型圧力調節バルブ６は、加速度が大きくなるほどにブ
ラダ４に供給する空気圧力を大きくしてブラダ４を膨張
させ、パイロット２の下半身を締め付けて脳への血液供
給を促進して意識喪失を防止する。
空機パイロット２を示し、その耐加速度スーツ装置１
は、ズボン状のスーツ本体３と、このスーツ本体３に内
蔵されるブラダ４と、このブラダ４に高圧空気源５から
高圧空気を加速度に応じて圧力調節して供給する加速度
感応型圧力調節バルブ６とを備えている。その加速度感
応型圧力調節バルブ６は、加速度が大きくなるほどにブ
ラダ４に供給する空気圧力を大きくしてブラダ４を膨張
させ、パイロット２の下半身を締め付けて脳への血液供
給を促進して意識喪失を防止する。
【００１１】そのパイロット２が意識喪失に陥る前に警
報信号を発信すると共に意識を喪失した場合は航空機の
リカバリー信号を発信することができるように、パイロ
ット２の意識検出装置が設けられている。
報信号を発信すると共に意識を喪失した場合は航空機の
リカバリー信号を発信することができるように、パイロ
ット２の意識検出装置が設けられている。
【００１２】すなわち、パイロット２が装着するヘルメ
ットに、発光部と受光部とを備えた近赤外線センサ７が
取り付けられる。この近赤外線センサ７は光ファイバー
８を介して光源９に接続されている。その光源９から
は、酸化ヘモグロビンによる吸収率の高い波長の近赤外
光と、酸化ヘモグロビンによる吸収率の低い２つの比較
波長の近赤外光を一組とした３波長の酸化ヘモグロビン
検出用近赤外光が照射され、さらに、脱酸化ヘモグロビ
ンによる吸収率の高い波長の近赤外光と、脱酸化ヘモグ
ロビンによる吸収率の低い２つの比較波長の近赤外光を
一組とした３波長の脱酸化ヘモグロビン検出用近赤外光
が照射される。その近赤外光は、センサ７の発光部から
パイロット２の頭部に照射され、その反射光がセンサ７
の受光部により受光される。この近赤外線センサ７は制
御装置１０に接続され、その反射光の強度に応じた信号
が制御装置１０に入力される。その制御装置１０は例え
ばマイクロコンピュータにより構成され、中央処理装置
１１と、記憶装置１２と、入出力インタフェース１３
と、クロック回路１４とを備え、そのインタフェース１
３に近赤外線センサ７が接続され、記憶装置１２に記憶
された制御プログラムに従い、パイロット２の脳内の酸
素状態をモニタする。すなわち、酸化ヘモグロビン検出
用の各近赤外光の反射強度を記憶装置１２に記憶された
検量データと比較することで酸化ヘモグロビン量を算出
すると共に、脱酸化ヘモグロビン検出用の各近赤外光の
反射強度を記憶装置に記憶された検量データと比較する
ことで脱酸化ヘモグロビン量を算出する。また、酸化ヘ
モグロビン量と脱酸化ヘモグロビン量とから全ヘモグロ
ビン量を算出する。この酸素モニタ装置は公知のものを
用いることができる。
ットに、発光部と受光部とを備えた近赤外線センサ７が
取り付けられる。この近赤外線センサ７は光ファイバー
８を介して光源９に接続されている。その光源９から
は、酸化ヘモグロビンによる吸収率の高い波長の近赤外
光と、酸化ヘモグロビンによる吸収率の低い２つの比較
波長の近赤外光を一組とした３波長の酸化ヘモグロビン
検出用近赤外光が照射され、さらに、脱酸化ヘモグロビ
ンによる吸収率の高い波長の近赤外光と、脱酸化ヘモグ
ロビンによる吸収率の低い２つの比較波長の近赤外光を
一組とした３波長の脱酸化ヘモグロビン検出用近赤外光
が照射される。その近赤外光は、センサ７の発光部から
パイロット２の頭部に照射され、その反射光がセンサ７
の受光部により受光される。この近赤外線センサ７は制
御装置１０に接続され、その反射光の強度に応じた信号
が制御装置１０に入力される。その制御装置１０は例え
ばマイクロコンピュータにより構成され、中央処理装置
１１と、記憶装置１２と、入出力インタフェース１３
と、クロック回路１４とを備え、そのインタフェース１
３に近赤外線センサ７が接続され、記憶装置１２に記憶
された制御プログラムに従い、パイロット２の脳内の酸
素状態をモニタする。すなわち、酸化ヘモグロビン検出
用の各近赤外光の反射強度を記憶装置１２に記憶された
検量データと比較することで酸化ヘモグロビン量を算出
すると共に、脱酸化ヘモグロビン検出用の各近赤外光の
反射強度を記憶装置に記憶された検量データと比較する
ことで脱酸化ヘモグロビン量を算出する。また、酸化ヘ
モグロビン量と脱酸化ヘモグロビン量とから全ヘモグロ
ビン量を算出する。この酸素モニタ装置は公知のものを
用いることができる。
【００１３】その入出力インタフェース１３に加速度セ
ンサ１５が接続され、パイロット２に作用する下向き加
速度の大きさに対応する信号が制御装置１０に入力さ
れ、その加速度の大きさの時間変化に基づいて増加率が
演算され、これにより加速度の大きさと増加率がモニタ
される。
ンサ１５が接続され、パイロット２に作用する下向き加
速度の大きさに対応する信号が制御装置１０に入力さ
れ、その加速度の大きさの時間変化に基づいて増加率が
演算され、これにより加速度の大きさと増加率がモニタ
される。
【００１４】その記憶装置１２に、予め測定したパイロ
ットの脳内の酸素状態とパイロットに作用する下向き加
速度の大きさと増加率との関係を表すデータが記憶され
ている。すなわち、図２の上段において横軸は時間を示
し、縦軸はヘモグロビン量を示し、実線は酸化ヘモグロ
ビン量の変化を示し、破線は脱酸化ヘモグロビンの変化
を示し、一点鎖線は全ヘモグロビン量の変化を示す。ま
た、図２の下段において横軸は時間を示し、縦軸はパイ
ロットに作用する下向き加速度の大きさを示し、実線は
その加速度変化を示す。このように、パイロット２に作
用する下向き加速度の変化はパイロット２の脳内のヘモ
グロビン量の変化に対応することから、図２に示すよう
なデータを予め多数蓄積することで、重力加速度の大き
さと増加率とヘモグロビン量との関係をパターン化で
き、例えば互いの関係を表す近似式のようなデータを得
ることができる。そのようなパターン化されたデータが
記憶装置１２に記憶されている。
ットの脳内の酸素状態とパイロットに作用する下向き加
速度の大きさと増加率との関係を表すデータが記憶され
ている。すなわち、図２の上段において横軸は時間を示
し、縦軸はヘモグロビン量を示し、実線は酸化ヘモグロ
ビン量の変化を示し、破線は脱酸化ヘモグロビンの変化
を示し、一点鎖線は全ヘモグロビン量の変化を示す。ま
た、図２の下段において横軸は時間を示し、縦軸はパイ
ロットに作用する下向き加速度の大きさを示し、実線は
その加速度変化を示す。このように、パイロット２に作
用する下向き加速度の変化はパイロット２の脳内のヘモ
グロビン量の変化に対応することから、図２に示すよう
なデータを予め多数蓄積することで、重力加速度の大き
さと増加率とヘモグロビン量との関係をパターン化で
き、例えば互いの関係を表す近似式のようなデータを得
ることができる。そのようなパターン化されたデータが
記憶装置１２に記憶されている。
【００１５】そして制御装置１０は、加速度の大きさと
増加率とヘモグロビン量のモニタ値と、記憶装置１２に
記憶された上記データとを比較することで、パイロット
２の脳内の酸素状態に基づいてパイロット２の意識状態
を判定し、パイロット２が脳への酸素供給不足により意
識を喪失する前に警報信号を発する。本実施例では、入
出力インタフェース１３にライト１６とホーン１７が接
続され、その警報信号によりライト１６が点滅すると共
にホーン１７が鳴動する。また、前記加速度感応型圧力
調節バルブ６は駆動回路１８からの電気信号によりブラ
ダ４に供給する空気圧力を変動させるものとされ、その
駆動回路１８に入出力インタフェース１３を介し警報信
号が送られることにより、ブラダ４に送り込まれる空気
圧力が脈動して触覚的な警報も発せられる。
増加率とヘモグロビン量のモニタ値と、記憶装置１２に
記憶された上記データとを比較することで、パイロット
２の脳内の酸素状態に基づいてパイロット２の意識状態
を判定し、パイロット２が脳への酸素供給不足により意
識を喪失する前に警報信号を発する。本実施例では、入
出力インタフェース１３にライト１６とホーン１７が接
続され、その警報信号によりライト１６が点滅すると共
にホーン１７が鳴動する。また、前記加速度感応型圧力
調節バルブ６は駆動回路１８からの電気信号によりブラ
ダ４に供給する空気圧力を変動させるものとされ、その
駆動回路１８に入出力インタフェース１３を介し警報信
号が送られることにより、ブラダ４に送り込まれる空気
圧力が脈動して触覚的な警報も発せられる。
【００１６】上記警報を発したにも拘わらずパイロット
２が意識喪失に陥った場合は、航空機のオートリカバリ
ーシステム１９にインタフェース１３を介しリカバリー
信号が発信され、自動操縦モードに切換えられて機体が
水平に維持される。そのパイロット２の意識喪失の検出
のため、操縦桿にパイロット２の握力検知センサ２０が
取り付けられ、この検知握力と脳内ヘモグロビン量に基
づいて制御装置１０が意識の有無を判断する。
２が意識喪失に陥った場合は、航空機のオートリカバリ
ーシステム１９にインタフェース１３を介しリカバリー
信号が発信され、自動操縦モードに切換えられて機体が
水平に維持される。そのパイロット２の意識喪失の検出
のため、操縦桿にパイロット２の握力検知センサ２０が
取り付けられ、この検知握力と脳内ヘモグロビン量に基
づいて制御装置１０が意識の有無を判断する。
【００１７】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではない。例えば、上記実施例ではヘモグロビン量の
検知のために３波長の近赤外光を用いたが、比較波長の
数を増やした４波長の近赤外光を用いることもできる。
また、パイロットの脳内の酸素状態をモニタするため脳
内の血液流速を検知するようにしてもよい。
のではない。例えば、上記実施例ではヘモグロビン量の
検知のために３波長の近赤外光を用いたが、比較波長の
数を増やした４波長の近赤外光を用いることもできる。
また、パイロットの脳内の酸素状態をモニタするため脳
内の血液流速を検知するようにしてもよい。
【００１８】
【発明の効果】本発明による航空機パイロットの意識検
出装置によれば、パイロットに作用する加速度の増加率
やパイロット個々の体調や個人差に応じ、その意識状態
を正確に検出でき、パイロットの意識喪失による事故防
止に寄与できる。
出装置によれば、パイロットに作用する加速度の増加率
やパイロット個々の体調や個人差に応じ、その意識状態
を正確に検出でき、パイロットの意識喪失による事故防
止に寄与できる。
【図１】本発明の実施例に係る航空機パイロットの意識
検出装置の構成説明図
検出装置の構成説明図
【図２】加速度変化と脳内のヘモグロビン量変化との関
係を示す図
係を示す図
２ パイロット ７ 近赤外線センサ １０ 制御装置 １３ 記憶装置 １５ 加速度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野中 常彦 京都府京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会社島津製作所三条工場内 (56)参考文献 特開 平３−21595（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−227399（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−96971（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−55194（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B64D 45/00 A61B 5/16 300
Claims (1)
- 【請求項１】 パイロットの脳内の酸素状態をモニタす
る手段と、パイロットに作用する加速度の大きさと増加
率とをモニタする手段と、予め測定したパイロットの脳
内の酸素状態とパイロットに作用する加速度の大きさと
増加率との関係を表すデータを記憶する手段と、その酸
素状態と加速度の大きさと増加率のモニタ値を記憶され
たデータと比較することでパイロットの意識状態を判定
する判定手段とを備えることを特徴とする航空機パイロ
ットの意識検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3313233A JP2962006B2 (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 航空機パイロットの意識検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3313233A JP2962006B2 (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 航空機パイロットの意識検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05124592A JPH05124592A (ja) | 1993-05-21 |
| JP2962006B2 true JP2962006B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=18038717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3313233A Expired - Fee Related JP2962006B2 (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 航空機パイロットの意識検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2962006B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12020171B2 (en) | 2022-08-22 | 2024-06-25 | Gmeci, Llc | Systems and methods for correlating cutaneous activity with human performance |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7024235B2 (en) | 2002-06-20 | 2006-04-04 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Specially configured nasal pulse oximeter/photoplethysmography probes, and combined nasal probe/cannula, selectively with sampler for capnography, and covering sleeves for same |
| ATE556654T1 (de) * | 2003-12-30 | 2012-05-15 | Univ Florida | Neues speziell konfiguriertes nasalpulsoxymeter |
| WO2008020845A2 (en) | 2006-08-15 | 2008-02-21 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Methods and devices for central photoplethysmographic monitoring methods |
| US8529459B2 (en) | 2007-08-08 | 2013-09-10 | Convergent Engineering, Inc. | Processing of photoplethysmography signals |
| US8957790B2 (en) * | 2009-01-06 | 2015-02-17 | The Boeing Company | System and method for cruise monitoring and alerting |
| WO2012024401A2 (en) | 2010-08-17 | 2012-02-23 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Intelligent drug and/or fluid delivery system to optimizing medical treatment or therapy using pharmacodynamic and/or pharmacokinetic data |
| CN103600847A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-02-26 | 哈尔滨理工大学科技园发展有限公司 | 飞机飞行姿态及乘员生理参数记录系统 |
| US20210161404A1 (en) * | 2018-05-11 | 2021-06-03 | Spectronix Inc. | Abnormal blood oxygenation level monitoring system and method, and self-monitoring oxygenation system and method |
| JP7281733B2 (ja) * | 2019-04-15 | 2023-05-26 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 監視システム、移動体、監視方法及びプログラム |
| US20230404443A1 (en) | 2020-10-24 | 2023-12-21 | Spectronix Inc. | Device, system and method for monitoring blood-borne chromophores |
-
1991
- 1991-10-31 JP JP3313233A patent/JP2962006B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US12020171B2 (en) | 2022-08-22 | 2024-06-25 | Gmeci, Llc | Systems and methods for correlating cutaneous activity with human performance |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05124592A (ja) | 1993-05-21 |
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| WO2002054035A1 (en) | Depressurization alarm |
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