JP3131292B2 - 生体信号検出装置 - Google Patents
生体信号検出装置Info
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- JP3131292B2 JP3131292B2 JP04187242A JP18724292A JP3131292B2 JP 3131292 B2 JP3131292 B2 JP 3131292B2 JP 04187242 A JP04187242 A JP 04187242A JP 18724292 A JP18724292 A JP 18724292A JP 3131292 B2 JP3131292 B2 JP 3131292B2
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- sensor unit
- sensor
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- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非装着且つ非拘束で、
心拍、呼吸、あるいは体動を検出する生体信号検出装置
に関するものである。
心拍、呼吸、あるいは体動を検出する生体信号検出装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の生体信号を検出する装置として
は、脳波を検出する脳波計、心電波形を検出する心電
計、あるいは筋電波形を検出する筋電計などがある。し
かし、これらは生体の電位変化を皮膚に直接に電極を取
り付けて検出するものであり、電極の取付及び検出作業
は熟練を要する。しかも、何回もの電極の取付を行う
と、皮膚が荒れたり、皮膚に炎症を起したりする問題が
あった。また、その他には呼吸状態（呼吸曲線）を検出
する呼吸バンドなどもあるが、この呼吸バンドなどのそ
の他の従来の生体信号検出装置でも、生体に取り付ける
点においては何ら変わりのないものである。
は、脳波を検出する脳波計、心電波形を検出する心電
計、あるいは筋電波形を検出する筋電計などがある。し
かし、これらは生体の電位変化を皮膚に直接に電極を取
り付けて検出するものであり、電極の取付及び検出作業
は熟練を要する。しかも、何回もの電極の取付を行う
と、皮膚が荒れたり、皮膚に炎症を起したりする問題が
あった。また、その他には呼吸状態（呼吸曲線）を検出
する呼吸バンドなどもあるが、この呼吸バンドなどのそ
の他の従来の生体信号検出装置でも、生体に取り付ける
点においては何ら変わりのないものである。
【０００３】このように従来の生体信号検出装置のいず
れにおいても、生体の動作を拘束するため、生体に大き
なストレスを与え、且つ連続測定には適さなかった。特
に、睡眠時の生体信号の測定またはリラックス状態にお
ける生体信号の測定には不向きなものであった。上述の
理由から非装着且つ非拘束で簡単に、しかも生体に影響
を与えずに生体信号を検出できる生体信号検出装置が要
求されている。このような生体信号検出装置としては圧
電素子などからなるセンサを用いて生体信号を検出する
ものがある。
れにおいても、生体の動作を拘束するため、生体に大き
なストレスを与え、且つ連続測定には適さなかった。特
に、睡眠時の生体信号の測定またはリラックス状態にお
ける生体信号の測定には不向きなものであった。上述の
理由から非装着且つ非拘束で簡単に、しかも生体に影響
を与えずに生体信号を検出できる生体信号検出装置が要
求されている。このような生体信号検出装置としては圧
電素子などからなるセンサを用いて生体信号を検出する
ものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
圧電素子からなるセンサを備える生体信号検出装置で
は、体動や呼吸曲線という程度のものしか測定できず、
心電波形（心拍）を測定できるレベルまで達していな
い。本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、そ
の目的とするところは、非装着且つ非拘束で、心拍まで
も測定できる生体信号検出装置を提供することにある。
圧電素子からなるセンサを備える生体信号検出装置で
は、体動や呼吸曲線という程度のものしか測定できず、
心電波形（心拍）を測定できるレベルまで達していな
い。本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、そ
の目的とするところは、非装着且つ非拘束で、心拍まで
も測定できる生体信号検出装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明では、上
記目的を達成するために、生体支持部に設置され電極部
間に介装される柔軟性のある絶縁材の心拍、呼吸及び体
動による生体の変動に応じた変形により電極部間の容量
が変化するセンサ部と、センサ部の出力を電圧信号に変
換する検出部と、検出部の出力から心拍、呼吸及び体動
などの生体信号を弁別する弁別部とを備え、上記センサ
部を、柔軟性のある絶縁材をチューブ状に形成し、その
絶縁材の中空部に電線などからなる電極部を通し、絶縁
材に網状の導電材からなる電極部を被せて構成したもの
を用いている。
記目的を達成するために、生体支持部に設置され電極部
間に介装される柔軟性のある絶縁材の心拍、呼吸及び体
動による生体の変動に応じた変形により電極部間の容量
が変化するセンサ部と、センサ部の出力を電圧信号に変
換する検出部と、検出部の出力から心拍、呼吸及び体動
などの生体信号を弁別する弁別部とを備え、上記センサ
部を、柔軟性のある絶縁材をチューブ状に形成し、その
絶縁材の中空部に電線などからなる電極部を通し、絶縁
材に網状の導電材からなる電極部を被せて構成したもの
を用いている。
【０００６】請求項２の発明では、上記目的を達成する
ために、生体支持部に設置され流動性のある物質を充填
した柔軟性のある密封容器と、この密封容器内の圧力を
検出する圧力センサと、圧力センサの出力から心拍、呼
吸及び体動などの生体信号を弁別する弁別部とを備え、
上記密封容器を棒状に形成している。
ために、生体支持部に設置され流動性のある物質を充填
した柔軟性のある密封容器と、この密封容器内の圧力を
検出する圧力センサと、圧力センサの出力から心拍、呼
吸及び体動などの生体信号を弁別する弁別部とを備え、
上記密封容器を棒状に形成している。
【０００７】なお、請求項２の発明では、請求項３に示
すように、充填流体として非圧縮性のものを用いること
が好ましい。
すように、充填流体として非圧縮性のものを用いること
が好ましい。
【０００８】
【作用】請求項１の発明は、上述のように心拍、呼吸及
び体動による生体の変動を感知するセンサ部として、柔
軟性のある絶縁材をチューブ状に形成し、その絶縁材の
中空部に電線などからなる電極部を通し、絶縁材に網状
の導電材からなる電極部を被せて構成したいわゆる静電
容量センサを用い、心拍、呼吸及び体動による生体の変
動に応じた絶縁材の変形に伴う静電容量変化から、心
拍、呼吸及び体動による生体の変動を捕らえる。このよ
うにすれば、センサ部を生体支持部に設置してさえおけ
ばよく、生体に装着する必要がなく、且つ生体を拘束す
ることもない。
び体動による生体の変動を感知するセンサ部として、柔
軟性のある絶縁材をチューブ状に形成し、その絶縁材の
中空部に電線などからなる電極部を通し、絶縁材に網状
の導電材からなる電極部を被せて構成したいわゆる静電
容量センサを用い、心拍、呼吸及び体動による生体の変
動に応じた絶縁材の変形に伴う静電容量変化から、心
拍、呼吸及び体動による生体の変動を捕らえる。このよ
うにすれば、センサ部を生体支持部に設置してさえおけ
ばよく、生体に装着する必要がなく、且つ生体を拘束す
ることもない。
【０００９】請求項２の発明は、心拍、呼吸及び体動に
よる生体の変動による密封容器内の充填流体の圧力変化
から心拍、呼吸及び体動による生体の変動を捕らえ、密
封容器を生体支持部に設置してさえおけばよく、生体に
装着することなく、且つ生体を拘束することなく、心
拍、呼吸及び体動の検出を可能とする。しかも、密封容
器を棒状に形成しているためにセンサ部を小さくでき、
生体と直接に接触する形で使用する場合に、違和感を大
幅に軽減させることができ、生体に与えるストレスを軽
減できる。また、充填流体が非圧縮性の流体であり、セ
ンサ部が生体と直接に接触する場合、いわゆる水枕を背
中に置いたときのように生体に対して冷たさを感じさせ
るという問題があるが、このように棒状に形成すれば、
冷たさを感じさせることを少なくできる。なお、空気な
どの圧縮性を有する充填物質であると、微小な生体変動
を捕らえることが難しい。そこで、請求項３に示すよう
に、充填流体として非圧縮性のものを用いると、生体の
心拍、呼吸及び体動などの変動の減衰や周波数特性の低
下を防止でき、圧力センサへの伝達特性を向上させて感
度をよくできる。
よる生体の変動による密封容器内の充填流体の圧力変化
から心拍、呼吸及び体動による生体の変動を捕らえ、密
封容器を生体支持部に設置してさえおけばよく、生体に
装着することなく、且つ生体を拘束することなく、心
拍、呼吸及び体動の検出を可能とする。しかも、密封容
器を棒状に形成しているためにセンサ部を小さくでき、
生体と直接に接触する形で使用する場合に、違和感を大
幅に軽減させることができ、生体に与えるストレスを軽
減できる。また、充填流体が非圧縮性の流体であり、セ
ンサ部が生体と直接に接触する場合、いわゆる水枕を背
中に置いたときのように生体に対して冷たさを感じさせ
るという問題があるが、このように棒状に形成すれば、
冷たさを感じさせることを少なくできる。なお、空気な
どの圧縮性を有する充填物質であると、微小な生体変動
を捕らえることが難しい。そこで、請求項３に示すよう
に、充填流体として非圧縮性のものを用いると、生体の
心拍、呼吸及び体動などの変動の減衰や周波数特性の低
下を防止でき、圧力センサへの伝達特性を向上させて感
度をよくできる。
【００１０】
【実施例】（実施例１）本発明の実施例を説明する前に、本実施例と全体構成が
類似する類似例について説明する。 図１乃至図６に本発
明の類似例を示す。この類似例の生体信号検出装置は、
基本的には図２に示すように、生体支持部に設置され心
拍、呼吸及び体動による生体１０の変動を応じた出力を
生じるセンサ部１と、センサ部１の出力から変位成分の
みを検出する検出部２と、検出部２の出力から心拍、呼
吸及び体動などの生体信号を弁別する弁別部３とで構成
してある。
類似する類似例について説明する。 図１乃至図６に本発
明の類似例を示す。この類似例の生体信号検出装置は、
基本的には図２に示すように、生体支持部に設置され心
拍、呼吸及び体動による生体１０の変動を応じた出力を
生じるセンサ部１と、センサ部１の出力から変位成分の
みを検出する検出部２と、検出部２の出力から心拍、呼
吸及び体動などの生体信号を弁別する弁別部３とで構成
してある。
【００１１】センサ部１としては、上記心拍、呼吸及び
体動による生体１０の変動に応じて形状変化を生じる導
電性物質で形成されたアンテナ９を用いる。つまり、通
常の環境下においてはシールドルームでない限りは外来
輻射ノイズが存在し、アンテナ９は形状が変化すると、
外来輻射ノイズの受信状態が変化し、その変化分に応じ
た出力が得られる。そこで、この類似例ではアンテナ９
をセンサ部１として用いてある。
体動による生体１０の変動に応じて形状変化を生じる導
電性物質で形成されたアンテナ９を用いる。つまり、通
常の環境下においてはシールドルームでない限りは外来
輻射ノイズが存在し、アンテナ９は形状が変化すると、
外来輻射ノイズの受信状態が変化し、その変化分に応じ
た出力が得られる。そこで、この類似例ではアンテナ９
をセンサ部１として用いてある。
【００１２】上記生体支持部８としては、例えばベッ
ド、布団、椅子あるいはソファがそれに対応し、アンテ
ナ９は生体支持部８がベッドであれば、ベッドパット
内、ベッドソファ下に設置され、また布団である場合に
は、布団上、布団下に設定される。図１には、生体支持
部８としてのベッドのベッドパット内にアンテナ９を設
置した場合を示す。
ド、布団、椅子あるいはソファがそれに対応し、アンテ
ナ９は生体支持部８がベッドであれば、ベッドパット
内、ベッドソファ下に設置され、また布団である場合に
は、布団上、布団下に設定される。図１には、生体支持
部８としてのベッドのベッドパット内にアンテナ９を設
置した場合を示す。
【００１３】上記検出部２としては、例えば脳波計など
の差動増幅器などを用い、弁別部３としては、ローパス
フィルタフィルタあるいはコンパレータなどを用いるこ
とができる。図５はその測定装置の全体構成を示し、ア
ンテナ９からなるセンサ部１の出力は電極接続器１１を
介して脳波計１２に接続し、心拍波形、呼吸波形及び体
動波形を記録用紙に記録させる。ここで、脳波計１２が
検出部２及び弁別部３の機能を果たす。
の差動増幅器などを用い、弁別部３としては、ローパス
フィルタフィルタあるいはコンパレータなどを用いるこ
とができる。図５はその測定装置の全体構成を示し、ア
ンテナ９からなるセンサ部１の出力は電極接続器１１を
介して脳波計１２に接続し、心拍波形、呼吸波形及び体
動波形を記録用紙に記録させる。ここで、脳波計１２が
検出部２及び弁別部３の機能を果たす。
【００１４】本類似例では、上述のように生体１０を例
えばベッドなどの生体支持部８上に横たわらせ、この状
態で生体信号の測定を行う。このときの生体１０の心
拍、呼吸及び体動による変動は、アンテナ９の外来輻射
ノイズの受信状態の変化として出力され、このアンテナ
９の出力から心拍、呼吸及び体動成分のみを検出部２で
電気的に抽出し、その後弁別部３により心拍波形、呼吸
波形及び体動波形などの生体信号を得る。これら心拍波
形、呼吸波形及び体動波形は、弁別部３の心拍波形、呼
吸波形及び体動波形に適したフィルタにより夫々弁別さ
れ、出力端子４ａ〜４ｃから夫々出力される。なお、こ
の脳波計１２により記録用紙に記録された心拍波形を図
６（ｃ）に、呼吸波形を同図（ｂ）に、体動波形を同図
（ａ）に示す。
えばベッドなどの生体支持部８上に横たわらせ、この状
態で生体信号の測定を行う。このときの生体１０の心
拍、呼吸及び体動による変動は、アンテナ９の外来輻射
ノイズの受信状態の変化として出力され、このアンテナ
９の出力から心拍、呼吸及び体動成分のみを検出部２で
電気的に抽出し、その後弁別部３により心拍波形、呼吸
波形及び体動波形などの生体信号を得る。これら心拍波
形、呼吸波形及び体動波形は、弁別部３の心拍波形、呼
吸波形及び体動波形に適したフィルタにより夫々弁別さ
れ、出力端子４ａ〜４ｃから夫々出力される。なお、こ
の脳波計１２により記録用紙に記録された心拍波形を図
６（ｃ）に、呼吸波形を同図（ｂ）に、体動波形を同図
（ａ）に示す。
【００１５】ところで、生体１０がアンテナ９に接触し
たときに感じる違和感を軽減し、且つ生体１０の変動に
対する感度を上げるために、アンテナ９を柔軟性のある
導電性物質で構成することが好ましい。このようにする
場合には、アンテナ９を図３に示すように形成すればよ
い。図３におけるアンテナ９は、細いより線からなる複
数本の電線５を柔軟性の高い絶縁材６で被覆し、さらに
銅線を網目状に編んで形成されたネット７を被せた構造
としてある。
たときに感じる違和感を軽減し、且つ生体１０の変動に
対する感度を上げるために、アンテナ９を柔軟性のある
導電性物質で構成することが好ましい。このようにする
場合には、アンテナ９を図３に示すように形成すればよ
い。図３におけるアンテナ９は、細いより線からなる複
数本の電線５を柔軟性の高い絶縁材６で被覆し、さらに
銅線を網目状に編んで形成されたネット７を被せた構造
としてある。
【００１６】このようなアンテナ９とすれば柔軟性があ
るので、図４に示すように、生体支持部８に蛇行させて
設置することができ、心拍、呼吸、体動などの微小の生
体変動に対して、アンテナ９の形状変形を起こしやすく
なり、従ってアンテナ感度が上がる。ところで、上述の
場合には外部輻射ノイズを用いて心拍、呼吸、体動など
を検出するようにしたが、特定の電波を用いて心拍、呼
吸、体動などを検出するようにしてもよいことは言うま
でもない。
るので、図４に示すように、生体支持部８に蛇行させて
設置することができ、心拍、呼吸、体動などの微小の生
体変動に対して、アンテナ９の形状変形を起こしやすく
なり、従ってアンテナ感度が上がる。ところで、上述の
場合には外部輻射ノイズを用いて心拍、呼吸、体動など
を検出するようにしたが、特定の電波を用いて心拍、呼
吸、体動などを検出するようにしてもよいことは言うま
でもない。
【００１７】一方、図７乃至図９に本発明の実施例１を
示す。本実施例も基本構成的には、図２で説明した類似
例の場合と同様に、センサ部１、検出部２及び弁別部３
からなり、全体装置の構成も図５で説明したとほぼ同様
の構成となる。但し、本実施例の場合には、センサ部１
として心拍、呼吸及び体動による生体１０の変動を静電
容量として捕らえる構成とした点に特徴がある。
示す。本実施例も基本構成的には、図２で説明した類似
例の場合と同様に、センサ部１、検出部２及び弁別部３
からなり、全体装置の構成も図５で説明したとほぼ同様
の構成となる。但し、本実施例の場合には、センサ部１
として心拍、呼吸及び体動による生体１０の変動を静電
容量として捕らえる構成とした点に特徴がある。
【００１８】センサ部１の具体構造を図７に示す。セン
サ部１は、例えば発泡ウレタンなどからなる柔軟性のあ
る平板状の絶縁材１３の両面に、アルミシートからなる
電極部１４ａ，１４ｂを貼着して形成されている。この
センサ部１の場合には、生体支持部８が例えばベッドや
布団などの場合、シーツの下に敷いて用いられる。い
ま、生体支持部８上に横になった生体１０の心拍、呼吸
及び体動などによる変動があると、その変動により絶縁
材１３が変形し、それにより電極部１４ａ，１４ｂ間の
距離が変化することにより、電極部１４ａ，１４ｂ間の
静電容量が変化する。
サ部１は、例えば発泡ウレタンなどからなる柔軟性のあ
る平板状の絶縁材１３の両面に、アルミシートからなる
電極部１４ａ，１４ｂを貼着して形成されている。この
センサ部１の場合には、生体支持部８が例えばベッドや
布団などの場合、シーツの下に敷いて用いられる。い
ま、生体支持部８上に横になった生体１０の心拍、呼吸
及び体動などによる変動があると、その変動により絶縁
材１３が変形し、それにより電極部１４ａ，１４ｂ間の
距離が変化することにより、電極部１４ａ，１４ｂ間の
静電容量が変化する。
【００１９】本実施例の検出部２では、上記センサ部１
における静電容量変化は電圧信号に変換する働きを持
ち、弁別部３では上記第１の実施例と同様にして検出部
２の出力から心拍波形、呼吸波形及び体動波形を適宜フ
ィルタにより夫々弁別する。ところで、上述の場合には
センサ部１がシート状に形成されていたが、図８のよう
に紐状に形成する方が望ましい。このセンサ部１では、
柔軟性のある絶縁材１３をチューブ状に形成し、その絶
縁材１３の中空部に電線などからなる電極部１４ｂを通
し、絶縁材１３に網状の導電材からなる電極部１４ａを
被せて構成してある。このような構造とすれば生体支持
部８に蛇行させて設置することができる。
における静電容量変化は電圧信号に変換する働きを持
ち、弁別部３では上記第１の実施例と同様にして検出部
２の出力から心拍波形、呼吸波形及び体動波形を適宜フ
ィルタにより夫々弁別する。ところで、上述の場合には
センサ部１がシート状に形成されていたが、図８のよう
に紐状に形成する方が望ましい。このセンサ部１では、
柔軟性のある絶縁材１３をチューブ状に形成し、その絶
縁材１３の中空部に電線などからなる電極部１４ｂを通
し、絶縁材１３に網状の導電材からなる電極部１４ａを
被せて構成してある。このような構造とすれば生体支持
部８に蛇行させて設置することができる。
【００２０】上記図８のセンサ部１の出力波形を図９
（ｃ）に示す。なお、図９（ａ）は心電計による出力波
形、同図（ｂ）は呼吸バンドの出力波形を示す。 （実施例２） 図１０乃至図１５に本発明の実施例２を示す。本実施例
の場合には、センサ部１として流動性のある物質を充填
した柔軟性のある密封容器１５を用い、検出部２として
上記密封容器１５内の圧力を検出する圧力センサ１６を
用いてある。この圧力センサ１６では、圧力変化を適度
に増幅する機能を備え、その増幅出力を電線１７を介し
て弁別部３に送る。なお、上記密封容器１５としては海
水浴などで使用される浮袋のようなものを用いることが
でき、充填物質としては例えば空気であればよい。そし
て、圧力センサ１６は空気の流入口に取り付けるように
すればよい。
（ｃ）に示す。なお、図９（ａ）は心電計による出力波
形、同図（ｂ）は呼吸バンドの出力波形を示す。 （実施例２） 図１０乃至図１５に本発明の実施例２を示す。本実施例
の場合には、センサ部１として流動性のある物質を充填
した柔軟性のある密封容器１５を用い、検出部２として
上記密封容器１５内の圧力を検出する圧力センサ１６を
用いてある。この圧力センサ１６では、圧力変化を適度
に増幅する機能を備え、その増幅出力を電線１７を介し
て弁別部３に送る。なお、上記密封容器１５としては海
水浴などで使用される浮袋のようなものを用いることが
でき、充填物質としては例えば空気であればよい。そし
て、圧力センサ１６は空気の流入口に取り付けるように
すればよい。
【００２１】このセンサ部１の場合には、図１１に示す
ように、生体１０と生体支持部８の間に敷設して、実施
例１の場合と同様にして心拍、呼吸及び体動などを測定
することができる。なお、センサ部１をベッドや布団な
どの生体支持部８の下に敷設してもよい。ところで、空
気などの圧縮性を有する充填物質であると、微小な生体
変動を捕らえることが難しい場合がある。そこで、微小
な生体変動を捕らえることができるようにするために、
充填物質は水あるいはシリコン油などの非圧縮性の流体
であることが望ましい。つまり、生体の心拍、呼吸及び
体動などの変動の減衰や周波数特性の低下を防止でき、
圧力センサ６への伝達特性を向上させて感度をよくでき
る。
ように、生体１０と生体支持部８の間に敷設して、実施
例１の場合と同様にして心拍、呼吸及び体動などを測定
することができる。なお、センサ部１をベッドや布団な
どの生体支持部８の下に敷設してもよい。ところで、空
気などの圧縮性を有する充填物質であると、微小な生体
変動を捕らえることが難しい場合がある。そこで、微小
な生体変動を捕らえることができるようにするために、
充填物質は水あるいはシリコン油などの非圧縮性の流体
であることが望ましい。つまり、生体の心拍、呼吸及び
体動などの変動の減衰や周波数特性の低下を防止でき、
圧力センサ６への伝達特性を向上させて感度をよくでき
る。
【００２２】さらに、センサ部１は図１２に示すように
密封容器１５を棒状に形成してもよく、この場合には図
１３に示すように設置して心拍、呼吸及び体動などを測
定すればよい。このように密封容器１５を棒状とすれ
ば、センサ部１を小さくでき、生体１０と直接に接触す
る形で使用する場合に、違和感を大幅に軽減させること
ができ、生体１０に与えるストレスを軽減できる。
密封容器１５を棒状に形成してもよく、この場合には図
１３に示すように設置して心拍、呼吸及び体動などを測
定すればよい。このように密封容器１５を棒状とすれ
ば、センサ部１を小さくでき、生体１０と直接に接触す
る形で使用する場合に、違和感を大幅に軽減させること
ができ、生体１０に与えるストレスを軽減できる。
【００２３】なお、言うまでもないが、この場合にも充
填物質は非圧縮性の流体であることが望ましい。ところ
で、このように充填物質は非圧縮性の流体であり、セン
サ部１が生体１０と直接に接触する場合、いわゆる水枕
を背中に置いた状態になり、生体１０に対して冷たさを
感じさせるという問題がある。しかし、上述のように棒
状に形成すれば、冷たさを感じさせることを少なくでき
る利点もある。
填物質は非圧縮性の流体であることが望ましい。ところ
で、このように充填物質は非圧縮性の流体であり、セン
サ部１が生体１０と直接に接触する場合、いわゆる水枕
を背中に置いた状態になり、生体１０に対して冷たさを
感じさせるという問題がある。しかし、上述のように棒
状に形成すれば、冷たさを感じさせることを少なくでき
る利点もある。
【００２４】本実施例により測定により得られた心拍波
形と心電計により得られた心電波形との違いを図１４
（ａ），（ｂ）に示す。また、図１５（ａ）は測定によ
り得られた波形のＦＦＴ図、（ｂ）は心電計による心電
波形のＦＦＴ図、（ｃ）は呼吸計による呼吸波形のＦＦ
Ｔ図である。測定により得られたＦＦＴ図は、図１５
（ｂ），（ｃ）の周波数特性を両方備えている。図１６
乃至図１８に本発明のさらに他の類似例を示す。この類
似例ではセンサ部１として、図１６に示すように、光フ
ァイバ１８の両端に発光ダイオードからなる発光部１９
及び受光部２０を配置し、生体１０の心拍、呼吸及び体
動などの変動により光ファイバ１８に圧力が加わって生
じる曲がりや歪みなどの変形により、受光部２０による
受光出力が変化することを利用して、心拍、呼吸及び体
動などを測定するものである。
形と心電計により得られた心電波形との違いを図１４
（ａ），（ｂ）に示す。また、図１５（ａ）は測定によ
り得られた波形のＦＦＴ図、（ｂ）は心電計による心電
波形のＦＦＴ図、（ｃ）は呼吸計による呼吸波形のＦＦ
Ｔ図である。測定により得られたＦＦＴ図は、図１５
（ｂ），（ｃ）の周波数特性を両方備えている。図１６
乃至図１８に本発明のさらに他の類似例を示す。この類
似例ではセンサ部１として、図１６に示すように、光フ
ァイバ１８の両端に発光ダイオードからなる発光部１９
及び受光部２０を配置し、生体１０の心拍、呼吸及び体
動などの変動により光ファイバ１８に圧力が加わって生
じる曲がりや歪みなどの変形により、受光部２０による
受光出力が変化することを利用して、心拍、呼吸及び体
動などを測定するものである。
【００２５】ここで、このセンサ部１での心拍、呼吸及
び体動などの変動に応じた受光出力の変化を大きくする
ために、光ファイバ１８としては柔軟性を有し、且つ透
明度の高い材料を用いて構成することが好ましい。例え
ば、光ファイバ１８を、図１７に示すように、テフロン
などの弾性を持つ保護チューブ１８ａ内に、透明度の高
いシリコン１８ｂを充填して形成すればよい。
び体動などの変動に応じた受光出力の変化を大きくする
ために、光ファイバ１８としては柔軟性を有し、且つ透
明度の高い材料を用いて構成することが好ましい。例え
ば、光ファイバ１８を、図１７に示すように、テフロン
などの弾性を持つ保護チューブ１８ａ内に、透明度の高
いシリコン１８ｂを充填して形成すればよい。
【００２６】本類似例によってもセンサ部１８の受光出
力の変化（なお、受光部２０では電流変化としてその変
化分が現れる）を、検出部２で電圧変化に変化して、弁
別部３で心拍、呼吸及び体動などの各波形を測定でき
る。図１８（ａ）は心電計により得られた波形のＦＦＴ
図、同図（ｂ）は呼吸計により得られた波形のＦＦＴ
図、同図（ｃ）はセンサ部１８により得られた波形のＦ
ＦＴ図である。
力の変化（なお、受光部２０では電流変化としてその変
化分が現れる）を、検出部２で電圧変化に変化して、弁
別部３で心拍、呼吸及び体動などの各波形を測定でき
る。図１８（ａ）は心電計により得られた波形のＦＦＴ
図、同図（ｂ）は呼吸計により得られた波形のＦＦＴ
図、同図（ｃ）はセンサ部１８により得られた波形のＦ
ＦＴ図である。
【００２７】
【発明の効果】請求項１の発明は上述のように、生体支
持部に設置され電極部間に介装される柔軟性のある絶縁
材の心拍、呼吸及び体動による生体の変動に応じた変形
により電極部間の容量が変化するセンサ部と、センサ部
の出力を電圧信号に変換する検出部と、検出部の出力か
ら心拍、呼吸及び体動などの生体信号を弁別する弁別部
とを備え、上記センサ部を、柔軟性のある絶縁材をチュ
ーブ状に形成し、その絶縁材の中空部に電線などからな
る電極部を通し、絶縁材に網状の導電材からなる電極部
を被せて構成したものを用いたので、心拍、呼吸及び体
動による生体の変動を感知するセンサ部としていわゆる
静電容量センサを用い、心拍、呼吸及び体動による生体
の変動による絶縁材の変形に伴う静電容量変化から、心
拍、呼吸及び体動による生体の変動を捕らえることがで
きる。この場合にもセンサ部を生体支持部に設置してさ
えおけばよく、生体に装着する必要がなく、且つ生体を
拘束することもない。
持部に設置され電極部間に介装される柔軟性のある絶縁
材の心拍、呼吸及び体動による生体の変動に応じた変形
により電極部間の容量が変化するセンサ部と、センサ部
の出力を電圧信号に変換する検出部と、検出部の出力か
ら心拍、呼吸及び体動などの生体信号を弁別する弁別部
とを備え、上記センサ部を、柔軟性のある絶縁材をチュ
ーブ状に形成し、その絶縁材の中空部に電線などからな
る電極部を通し、絶縁材に網状の導電材からなる電極部
を被せて構成したものを用いたので、心拍、呼吸及び体
動による生体の変動を感知するセンサ部としていわゆる
静電容量センサを用い、心拍、呼吸及び体動による生体
の変動による絶縁材の変形に伴う静電容量変化から、心
拍、呼吸及び体動による生体の変動を捕らえることがで
きる。この場合にもセンサ部を生体支持部に設置してさ
えおけばよく、生体に装着する必要がなく、且つ生体を
拘束することもない。
【００２８】請求項２の発明は上述のように、生体支持
部に設置され流動性のある物質を充填した柔軟性のある
密封容器と、この密封容器内の圧力を検出する圧力セン
サと 、圧力センサの出力から心拍、呼吸及び体動などの
生体信号を弁別する弁別部とを備え、上記密封容器を棒
状に形成しているので、心拍、呼吸及び体動による生体
の変動による密封容器内の充填流体の圧力変化から心
拍、呼吸及び体動による生体の変動を捕らえ、密封容器
を生体支持部に設置してさえおけばよく、生体に装着す
ることなく、且つ生体を拘束することなく、心拍、呼吸
及び体動を検出できる。しかも、密封容器を棒状に形成
しているので、センサ部を小さくでき、生体と直接に接
触する形で使用する場合に、違和感を大幅に軽減させる
ことができ、生体に与えるストレスを軽減できる。ま
た、充填流体が非圧縮性の流体であり、センサ部が生体
と直接に接触する場合、いわゆる水枕を背中に置いたと
きのように生体に対して冷たさを感じさせるという問題
があるが、このように棒状に形成すれば、冷たさを感じ
させることを少なくできる。
部に設置され流動性のある物質を充填した柔軟性のある
密封容器と、この密封容器内の圧力を検出する圧力セン
サと 、圧力センサの出力から心拍、呼吸及び体動などの
生体信号を弁別する弁別部とを備え、上記密封容器を棒
状に形成しているので、心拍、呼吸及び体動による生体
の変動による密封容器内の充填流体の圧力変化から心
拍、呼吸及び体動による生体の変動を捕らえ、密封容器
を生体支持部に設置してさえおけばよく、生体に装着す
ることなく、且つ生体を拘束することなく、心拍、呼吸
及び体動を検出できる。しかも、密封容器を棒状に形成
しているので、センサ部を小さくでき、生体と直接に接
触する形で使用する場合に、違和感を大幅に軽減させる
ことができ、生体に与えるストレスを軽減できる。ま
た、充填流体が非圧縮性の流体であり、センサ部が生体
と直接に接触する場合、いわゆる水枕を背中に置いたと
きのように生体に対して冷たさを感じさせるという問題
があるが、このように棒状に形成すれば、冷たさを感じ
させることを少なくできる。
【００２９】また、請求項３に示すように、充填流体と
して非圧縮性のものを用いると、生体の心拍、呼吸及び
体動などの変動の減衰や周波数特性の低下を防止でき、
圧力センサへの伝達特性を向上させて感度をよくでき
る。
して非圧縮性のものを用いると、生体の心拍、呼吸及び
体動などの変動の減衰や周波数特性の低下を防止でき、
圧力センサへの伝達特性を向上させて感度をよくでき
る。
【図１】本発明の類似例のセンサ部を生体支持部に設置
した状態を示す説明図である。
した状態を示す説明図である。
【図２】生体信号検出装置の基本構成を示すブロック図
である。
である。
【図３】センサ部として用いられるアンテナの好ましい
構造を示す説明図である。
構造を示す説明図である。
【図４】同上のアンテナを用いた場合のアンテナ設定方
法の説明図である。
法の説明図である。
【図５】生体信号検出装置の全体構成を示す説明図であ
る。
る。
【図６】測定結果としての生体信号の波形図である。
【図７】本発明の実施例１のセンサ部の構造を示す部分
斜視図である。
斜視図である。
【図８】センサ部を紐状とした場合の構造を示す部分斜
視図である。
視図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は夫々同上で得られた心拍波形
図、呼吸波形図及びセンサ部の出力波形図を示す。
図、呼吸波形図及びセンサ部の出力波形図を示す。
【図１０】本発明の実施例２のセンサ部及び検出部の構
成を示す斜視図である。
成を示す斜視図である。
【図１１】同上のセンサ部の設置方法の説明図である。
【図１２】センサ部を棒状として場合の構造を示す説明
図である。
図である。
【図１３】同上のセンサ部の設置方法の説明図である。
【図１４】（ａ），（ｂ）は測定により得られた心拍波
形と心電計により得られた心電波形とを示す波形図であ
る。
形と心電計により得られた心電波形とを示す波形図であ
る。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は夫々弁別部への入力波形、
弁別された心拍波形及び呼吸波形を示す波形図である。
弁別された心拍波形及び呼吸波形を示す波形図である。
【図１６】本発明の他の類似例のセンサ部の構造の説明
図である。
図である。
【図１７】同上のセンサ部の光ファイバに柔軟性を持た
せる場合の構造を示す説明図である。
せる場合の構造を示す説明図である。
【図１８】（ａ）〜（ｃ）は夫々同上で得られた心拍波
形図、呼吸波形図及び体動波形図を示す。
形図、呼吸波形図及び体動波形図を示す。
１ センサ部 ２ 検出部 ３ 弁別部 ８ 生体支持部１０ 生体 １３ 絶縁材 １４ａ，１４ｂ 電極 １５ 密封容器 １６ 圧力センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−160539（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−28345（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−33641（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−164435（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−29132（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−86306（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4843233（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61B 5/11 A61B 5/00 101 A61B 5/00 102 A61B 5/0245 A61B 5/08
Claims (3)
- 【請求項１】 生体支持部に設置され電極部間に介装さ
れる柔軟性のある絶縁材の心拍、呼吸及び体動による生
体の変動に応じた変形により電極部間の容量が変化する
センサ部と、センサ部の出力を電圧信号に変換する検出
部と、検出部の出力から心拍、呼吸及び体動などの生体
信号を弁別する弁別部とを備え、上記センサ部を、柔軟
性のある絶縁材をチューブ状に形成し、その絶縁材の中
空部に電線などからなる電極部を通し、絶縁材に網状の
導電材からなる電極部を被せて構成したものを用いて成
ることを特徴とする生体信号検出装置。 - 【請求項２】 生体支持部に設置され流動性のある物質
を充填した柔軟性のある密封容器と、この密封容器内の
圧力を検出する圧力センサと、圧力センサの出力から心
拍、呼吸及び体動などの生体信号を弁別する弁別部とを
備え、上記密封容器を棒状に形成して成ることを特徴と
する生体信号検出装置。 - 【請求項３】 上記充填流体として非圧縮性のものを用
いて成ることを特徴とする請求項５記載の生体信号検出
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04187242A JP3131292B2 (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 生体信号検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04187242A JP3131292B2 (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 生体信号検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0630914A JPH0630914A (ja) | 1994-02-08 |
| JP3131292B2 true JP3131292B2 (ja) | 2001-01-31 |
Family
ID=16202543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04187242A Expired - Fee Related JP3131292B2 (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 生体信号検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3131292B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9375634B2 (en) | 2012-01-13 | 2016-06-28 | Epoch Company, Ltd. | Fusible bead toy |
| DE102017107840A1 (de) | 2016-04-11 | 2017-10-12 | Epoch Company, Ltd. | Schaber für schmelzbare Spielzeugperlen |
| DE102017118248A1 (de) | 2016-08-10 | 2018-03-15 | Epoch Company, Ltd. | Abstreifer für schmelzbare Spielzeugperlen |
| KR101843307B1 (ko) | 2016-02-29 | 2018-03-28 | 가부시키가이샤 에폭샤 | 장식 비즈 및 비즈 세트 |
| KR20190124153A (ko) | 2018-04-25 | 2019-11-04 | 가부시키가이샤 에폭샤 | 용착성 비즈 완구용 장식완구 및 용착성 비즈 완구 세트 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3536500B2 (ja) * | 1996-01-12 | 2004-06-07 | 松下電工株式会社 | 生体信号検出装置 |
| JP3536512B2 (ja) * | 1996-03-15 | 2004-06-14 | 松下電工株式会社 | 生体信号検出装置 |
| US7048697B1 (en) * | 1999-11-24 | 2006-05-23 | M-I-Laboratories Corporation | Biological information collecting device comprising closed pneumatic sound sensor |
| JP2001340318A (ja) * | 2000-05-31 | 2001-12-11 | Secom Co Ltd | 静電容量型計測装置及び呼吸計測装置 |
| JP2005160650A (ja) * | 2003-12-01 | 2005-06-23 | Terumo Corp | 無呼吸症候群判定装置 |
| JP4423481B2 (ja) * | 2005-05-13 | 2010-03-03 | 誠次郎 富田 | 生体信号検出装置 |
| JP4641330B2 (ja) * | 2005-06-07 | 2011-03-02 | 特定非営利活動法人 国際レスキューシステム研究機構 | 走行ロボット自己位置同定システム、それを用いた人体位置特定システムおよびロボット追従システム |
| JP4554476B2 (ja) * | 2005-08-30 | 2010-09-29 | 財団法人電力中央研究所 | 生体活動監視方法と、これに用いる光ファイバ式平板状体センサ |
| JP2007144070A (ja) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Nariyuki Mitachi | 光ファイバを用いた睡眠時無呼吸センサー |
| US7822299B2 (en) * | 2007-01-31 | 2010-10-26 | Tarilian Laser Technologies, Limited | Optical power modulation vital sign detection method and measurement device |
-
1992
- 1992-07-15 JP JP04187242A patent/JP3131292B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9375634B2 (en) | 2012-01-13 | 2016-06-28 | Epoch Company, Ltd. | Fusible bead toy |
| KR101843307B1 (ko) | 2016-02-29 | 2018-03-28 | 가부시키가이샤 에폭샤 | 장식 비즈 및 비즈 세트 |
| DE102017107840A1 (de) | 2016-04-11 | 2017-10-12 | Epoch Company, Ltd. | Schaber für schmelzbare Spielzeugperlen |
| DE102017118248A1 (de) | 2016-08-10 | 2018-03-15 | Epoch Company, Ltd. | Abstreifer für schmelzbare Spielzeugperlen |
| KR20190124153A (ko) | 2018-04-25 | 2019-11-04 | 가부시키가이샤 에폭샤 | 용착성 비즈 완구용 장식완구 및 용착성 비즈 완구 세트 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0630914A (ja) | 1994-02-08 |
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