JP3876327B2 - 生命徴候検知装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、寝たっきりの在宅高齢者や就寝中の病人の呼吸数や、心拍数に異常が認められた時、自動的に異常であることを通報したり、また高齢者の徘徊を未然に防いだり、病人の離床管理を行う生命徴候検知及び異常判断を行う装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、高齢者や病人の就寝中の突然死に対する有効な手段を講じる事が出来ず大きな社会問題になっている。また入院中の重症患者の生体監視は数時間毎に看護婦が巡回時に行われているが看護不足や、長時間労働もからみ、完全な看護体制が取られていないのが現状である。
【0003】
【課題を解決する手段】
上記課題を解決するため、本発明の生命徴候検知装置の第1の構成は、エアマットと、前記エアマット内の空気圧の変化を電気信号の変化に変換する単一の圧力センサと、前記圧力センサの出力信号の時間波形を解析して前記エアマットの上に横臥する就寝者の生命徴候の異常の有無を判定する異常判断装置からなる生命徴候検知装置において、前記異常判断装置は、前記圧力センサの出力信号の時間波形から高次の成分を除去して前記就寝者の呼吸波形を抽出する呼吸波形フィルター ; 前記呼吸波形から前記就寝者の呼吸数を計数する呼吸計数手段を有して、前記呼吸計数手段から出力される呼吸数が所定の範囲にない場合に、呼吸異常信号を出力する呼吸異常判断手段;前記圧力センサの出力信号が所定の基準値を超えている場合に、在床信号を出力する人体検知手段;前記呼吸異常信号と前記在床信号が同時に出力されている場合に、呼吸異常警報信号を出力する呼吸異常警報出力手段;及び、前記在床信号が出力されていない場合に、離床警報信号を出力する離床警報出力手段を有することを特徴とする。
【0004】
本発明の生命徴候検知装置の第2の構成は、前記第1の構成において、前記異常判断装置は、前記呼吸計数部が出力する呼吸数を表示する呼吸数表示手段;及び、前記呼吸波形フィルターが出力する呼吸波形を表示する呼吸波形表示手段を有するとともに、前記呼吸異常警報信号は光信号または音響信号であることを特徴とする。
【0005】
本発明の生命徴候検知装置の第3の構成は、前記第1又は第2の構成において、呼吸異常検知器から出力される前記就寝者の呼吸数、呼吸波形;前記呼吸異常警報信号の出力の記録;及び前記離床警報信号の出力の記録(以下、総称して呼吸数等の記録と言う)を記憶するコンピュータと、前記呼吸数等の記録を前記コンピュータから読み出して表示する表示手段を備えるとともに、前記異常判断装置は、前記就寝者の呼吸に異常が生じた場合に前記呼吸数等の記録を前記コンピュータから読み出して前記表示手段の画面に表示する命令を前記コンピュータに与えることを特徴とする。
【0006】
本発明の生命徴候検知装置の第4の構成は、前記第1ないし第3の構成において、無線または有線の電気通信回線を介して前記呼吸数等の記録を遠隔地に置かれた自動受信器に送信する自動通報器を備えるとともに、前記異常判断装置は、前記就寝者の呼吸に異常が生じた場合に、その旨を前記自動通報器を介して前記自動受信器に通報することを特徴とする。
【0007】
本発明の生命徴候検知装置の第5の構成は、前記第1ないし第4の構成において、前記異常判断装置は、前記圧力センサの出力信号の時間波形から前記就寝者の心拍波形を得る心拍波形フィルター;前記心拍波形から前記就寝者の心拍数を計数する心拍数計数手段;前記心拍数計数手段から出力された心拍数を所定の基準値と比較して心拍数の異常の有無 を判断する心拍異常判断手段;前記心拍異常判断手段が心拍数に異常が有ると判断した場合に、心拍異常警報信号を出力する心拍異常警報出力手段;前記心拍数計数手段が出力する心拍数を表示する心拍数表示手段;及び、前記心拍波形フィルターが出力する心拍波形を表示する心拍波形表示手段を有することを特徴とする。
【0008】
本発明の生命徴候検知装置の第6の構成は、前記第1ないし第5の構成において、前記エアマットと前記圧力センサの間をチューブで繋いだことを特徴とする。
【0009】
本発明の生命徴候検知装置の第7の構成は、前記第1ないし第6の構成において、前記エアマットの内部の空気に代えて液体を充填したことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1(イ)は本願発明の第1と第2の実施形態を示す図1(イ)の本願発明の第1の呼吸検知マットにおいてエアマット2内の空気圧4変動を圧力センサ3に加える。以上の構成によりエアマット2上の高齢者、または病人の呼吸に同期して空気圧4が変化し圧力センサ3に加わり圧力も変化する。それによって圧力センサ3からは空気圧変化が電気信号に変換された呼吸と心拍信号が異常判断装置60に出力される。
【0011】
図1(イ)は本願発明の第1と第2の実施形態を示す図1(イ)の本願発明の第2の異常判断装置60において、呼吸検知マット50の圧力センサ出力を呼吸異常検知器61を人体検知器62の入力側に接続され、人体検知器62の出力は呼吸異常検知器61と外部の離床警報器に接続され、呼吸異常検知器61の出力は外部の警報器に接続される。
【0012】
以上の構成により図1(イ)より第2の実施形態の動作を説明する。図1(イ)にしめす呼吸検知マット出力には、高齢者又は患者の呼吸、心拍に同期した呼吸成分と心拍成分が含まれている圧力センサ出力電圧から呼吸信号のみを抽出し、呼吸異常検知器61であらかじめ設定した呼吸数と抽出した呼吸成分の数を比較する。もし比較結果が異常である事を呼吸異常検知器61で判断し、かつ呼吸検知マット50に人が居ることを人体検知器62が判断した時は、警報信号63が外部に接続された警報器に出力して、高齢者または病人の呼吸が停止した旨を介護人や看護婦に知らせるこの事により突然死を未然に防ぐことができる。
【0013】
また、高齢者又は病人が呼吸検知マット50から離れた時、人体検知器62がONになり、外部に離床した事を知らせる離床信号64が出力される。この事により高齢者の徘徊を未然に防いだり、病人の管理をコンピュータで行う事ができる。
【0014】
また、異常検知器に学習機能を搭載する事により呼吸検知マット上の高齢者、又は病人の呼吸や心拍数を自動的に記憶しこれを基準にして呼吸や心拍の異常判断を行う事も可能。
【0015】
また、第2の実施形態の異常判断装置60構成の1例について説明を行う。図2において呼吸検知用マット50は増幅部5の入力に接続され、増幅部5の出力はフィルター6の入力と人体検知部11に接続され、フィルター6の出力は波形整形部7の入力部に接続され、波形整形部7の出力は呼吸計数部8の入力部に接続され、呼吸計数部8出力は呼吸異常判断部9の入力部に接続され、呼吸異常判断部9出力はAND回路13のゲート1に接続され、ゲート2には人体検知部11の出力が接続され、AND回路13出力は、警報出力部10の入力に接続され、警報出力部10の出力は警報ランプ1と警報ブザーに接続され、人体検知部11一部は離床出力部12の入りに接続され、離床出力部12出力は警報ランプ2と警報ブザーに接続される。
【0016】
以上の、構成により図3に示すように動作する。即ち 図3は上記第2の実施形態と後述する第3の実施形態、及び第4実施形態、及び第5実施形態の動作を説明するタイミングチャートである。図3に示すように人体の呼吸を検知する呼吸検知用エアマット2に患者が乗ると、患者1の呼吸に同期した心拍と呼吸成分が含まれる圧力センサ出力電圧(a)が出力される圧力センサ出力を増幅器5で増幅してフィルター6で呼吸信号(b)のみを抽出する。次に呼吸計数誤差を抑えるとともに後段処理を容易にする為、波形整形部7で吸気波形(c)と排気波形(d)に整形する。次に後段の呼吸計数部8で波形(c)と波形(d)の数をカウントして、この値を呼吸異常判断部9であらかじめ設定された値と比較する。もし、比較結果が小さい場合(例えば20秒以上1度も呼吸しない時)は(e)信号が出力される。また逆に異常に呼吸数が多い時>20Secは呼吸に異常ありと判断し、(f)信号が出力される。
【0017】
また、増幅部5の出力電圧が人体検知部11内で設定した基準値をオーバーすると人体有りと判断して人体検知部11出力が(g)になる。
【0018】
また、AND回路13の入力である呼吸異常判断部9出力(f)、(e)と人体検知部11出力(g)がともにHの時は、AND回路13出力は(h)となり警報出力部10から警報信号(i)が出力されて、警報ランプ1が点滅するとともに警報ブザーが鳴動して患者の呼吸が停止である旨を介護人や看護婦に知らせる。
【0019】
また、患者がベットから離れた時、人体検知部11出力がHになり離床出力部12から離床した事を知らせる警報ランプ2が点滅するとともに警報ブザーが鳴動して、患者離床である旨を介護人や看護婦に知らせ徘徊を未然に防ぐ。
【0020】
また、図2のブロックダイアグラムの中で増幅部5出力電圧を後段のA/D、D/A内蔵のCPUに加え、前述をソフトで処理する手段も可能である。
【0021】
図4は、本願発明の第3実施の形態を示す。図4において図2と同一部は、同一符号を付して説明を省略する。フィルター6の出力は呼吸波形表示部14の入力に接続され呼吸計数部8の出力は呼吸数表示部15の入力に接続されている。就寝中の高齢者又は患者の呼吸状況を介護人又は看護婦が容易に呼吸波形表示部14の表示手段と、呼吸表示部15の表示手段から確認を行う事ができる。また外部に呼吸数、呼吸波形を出力する事ができる。
【0022】
図5は、本願発明の第4実施の形態を示す。図5において図4のブロックダイアグラムの概略ブロックダイアグラムとする。第2〜4発明の構成の生命徴候検知及び異常判断を行う装置の単数または複数台を別置のコンピュータに接続して、各生命徴候検知及び異常判断を行う装置1からの呼吸数や呼吸波形、離床時間、その他のデータを記録、管理を行い異常時に患者の患者記録と先のデータを自動的に画面表示を行い、前記高齢者や、病人の突然死を未然に防ぐ。
【0023】
図6は、本願発明の第3実施の形態を示す。図6において図5の概略ブロックダイアグラム中の各装置の概略斜視図で示したものである。
【0024】
図7は、本願発明の第4実施の形態を示す。図5.6において生命徴候検知及び異常判断を行う装置とコンピュータ間の通信エリアは同施設内であるが、図7において通信は遠隔地を想定したもので、被介護人宅に設置した生命徴候検知及び異常判断を行う装置のデータを遠隔地の介護センター等に設置したコンピュータに送るとともに、コンピュータ側から音声や、データを送る事を可能とし、呼吸に異常が発生した時は、呼吸停止状況を自動通報器から有線または無線回路を介して遠隔地に設置したコンピュータ画面に表示を行う。データを受け取った介護センターは、音声の通信により患者と会話を行い状況を把握し必要に応じて現場に駆けて突然死を未然に防ぐ。
【0025】
図8は、本願発明の第6実施例の形態を示す。図8において、図2,4と同一部は同一符号を付して説明を省略する。増幅部5の出力は心拍フィルター16に接続され、心拍フィルター16出力は心拍波形表示部19と心拍波形整形部17の入力に接続され、心拍波形整形部17の出力は心拍計数部18の入力に接続され、心拍計数部18の出力は心拍異常判断21と心拍数表示部20の入力に接続され、心拍異常判断21の出力はAND回路22のゲート1に接続され、ゲート2に人体検知部11の出力を接続し、AND回路22の出力は心拍警報出力部の入力に接続されている。就寝中の高齢者または患者の心拍と呼吸状況を介護人または看護婦が容易に呼吸波形表示部14や、心拍波形表示部19の表示手段と呼吸数表示部15や、心拍表示部20の手段から確認を行うことができる。また外部に呼吸数、呼吸波形や心拍数や、心拍波形を出力する事ができる。
【0026】
以上の構成により、図9に示すように動作する。即ち図9は上記第6の実施形態との動作を説明するタイミングチャートである。図9に示すように人体の呼吸を検知する呼吸検知用エアマット2に患者が乗ると、患者1の呼吸に同期した心拍と、呼吸成分が含まれる圧力センサ出力電圧(j)が出力される圧力センサ出力を増幅器5で増幅してフィルター16で心拍信号(k)のみを抽出するとともに、心拍波形表示部19で心拍波形を表示する。次に心拍計数誤差を抑えるとともに後段処理を容易にする為、心拍波形整形部17で心拍波形(1)に整形する。次に後段の心拍計数部18で(1)パルス数をカウントし、心拍数表示部20で表示するとともに心拍異常判断部21で予め設定された値と比較する。もし心拍数に異常ありと判断されると(m)信号が出力される。またシステムにより心拍波形表示部19と心拍数表示部20を必要としない場合がある。
【0027】
また、増幅器5の出力電圧が人体検知部11内で設定した基準値をオーバーすると人体有りを判断して人体検知部11出力がH(g)になる。
【0028】
また、AND回路22の入力である心拍異常判断部21出力(m)と人体検知部11出力(g)がともにHの時は、AND回路22出力は(o)となり、心拍警報出力部23から警報信号(p)が出力されて警報ランプ3が点滅するとともに警報ブザーが鳴動して患者の心臓が異常である旨を看護人や看護婦に知らせる。
【0029】
また、患者がベットから離れた時、人体検知部11出力がHになり離床出力部12から離床した事を知らせる警報ランプ2が点滅するとともに警報ブザーが鳴動して患者離床である旨を看護人や看護婦に知らせる。
【0030】
また、前述の処理をCPUで用いてソフトで処理する事も可能。
【0031】
図1(ロ)は、本願発明の第7実施の形態を示す。図1(ロ)において、図1(イ)と同一部は同一符号を付して説明を省略する。図1(ロ)の圧力センサ3を異常判断装置60に内蔵し、呼吸検知マット50と圧力センサ3の間をエアチューブ65で結び呼吸検知マット50内の空気圧4の変化をエアチューブを介して圧力センサ3に注入する。
【0032】
本願発明の第8の実施形態は図1(イ)の呼吸検知マット50を示す。高齢者または病人の床ズレを防止する為に呼吸検知マット50に液体を注入したものである。
【0033】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明による生命徴候検知及び異常判断装置では、高齢者又は病人の呼吸や、心拍に異常が認められた時、警報装置が自動的に作動し、介護人又は看護婦に音と光で知らせる事が出来るので突然死を未然に防ぐ事ができる。
【0034】
また、本発明の生命徴候検知置での、高齢者又は病人の生体監視はプライバシーの保護が確保でき、自動的に行う事ができるので介護人又は看護婦の労働負担が軽減される。
【0036】
また、本発明の生命徴候検知置では、高齢者が呼吸検知マットから離れると自動的に離床が検知され警報信号が出力されるので徘徊を未然に防ぐ事ができる。
【0037】
また、病人の離床時間を管理する事が出来るので医内死角での転倒事故を離床時間から察知する事が可能。
【0038】
また、本発明の生命徴候検知置では、高齢者又は病人が呼吸検知マットに寝るだけで呼吸、心拍の異常判断を行う事ができるので被介護人の負担が緩和される。
【0039】
また、本発明の生命徴候検知置では、遠隔地で高齢者又は病人の生体監視が可能である。
【0040】
また、本発明の生命徴候検知置では、マクラに装着して使用する事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(イ)は本発明の実施形態1.2の概略を示すブロックダイアグラム図である。
(ロ)は本発明の実施形態7の概略を示すブロックダイアグラム図である。
【図2】本発明の実施形態2の実施例を示すブロックダイアグラム図である。
【図3】実施形態2の実施例の動作を示す各出力波形図である。
【図4】本発明の実施形態3の概略を示すブロックダイアグラム図である。
【図5】本発明の実施形態4の概略を示すブロックダイアグラム図である。
【図6】本発明の実施形態4の各装置の概略斜視図である。
【図7】本発明の実施形態5の概略を示すブロックダイアグラム図である。
【図8】本発明の実施形態6の概略を示すブロックダイアグラム図である。
【図9】実施形態6の動作出力波形図である。
Claims (7)
- エアマットと、
前記エアマット内の空気圧の変化を電気信号の変化に変換する単一の圧力センサと、
前記圧力センサの出力信号の時間波形を解析して前記エアマットの上に横臥する就寝者の生命徴候の異常の有無を判定する異常判断装置からなる生命徴候検知装置において、
前記異常判断装置は、
前記圧力センサの出力信号の時間波形から高次の成分を除去して前記就寝者の呼吸波形を抽出する呼吸波形フィルター ;
前記呼吸波形から前記就寝者の呼吸数を計数する呼吸計数手段を有して、前記呼吸計数手段から出力される呼吸数が所定の範囲にない場合に、呼吸異常信号を出力する呼吸異常判断手段;
前記圧力センサの出力信号が所定の基準値を超えている場合に、在床信号を出力する人体検知手段;
前記呼吸異常信号と前記在床信号が同時に出力されている場合に、呼吸異常警報信号を出力する呼吸異常警報出力手段;
及び、前記在床信号が出力されていない場合に、離床警報信号を出力する離床警報出力手段を有する
ことを特徴とする生命徴候検知装置。 - 前記異常判断装置は、
前記呼吸計数部が出力する呼吸数を表示する呼吸数表示手段;
及び、前記呼吸波形フィルターが出力する呼吸波形を表示する呼吸波形表示手段を有するとともに、
前記呼吸異常警報信号は光信号または音響信号である
ことを特徴とする請求項1に記載の生命徴候検知装置。 - 呼吸異常検知器から出力される前記就寝者の呼吸数、呼吸波形;
前記呼吸異常警報信号の出力の記録;
及び前記離床警報信号の出力の記録(以下、総称して呼吸数等の記録と言う)を記憶するコンピュータと、
前記呼吸数等の記録を前記コンピュータから読み出して表示する表示手段を備えるとともに、
前記異常判断装置は、
前記就寝者の呼吸に異常が生じた場合に前記呼吸数等の記録を前記コンピュータから読み出して前記表示手段の画面に表示する命令を前記コンピュータに与えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の生命徴候検知装置。 - 無線または有線の電気通信回線を介して前記呼吸数等の記録を遠隔地に置かれた自動受信器に送信する自動通報器を備えるとともに、
前記異常判断装置は、
前記就寝者の呼吸に異常が生じた場合に、その旨を前記自動通報器を介して前記自動受信器に通報する
ことを特徴とする請求項1ないし3に記載の生命徴候検知装置。 - 前記異常判断装置は、
前記圧力センサの出力信号の時間波形から前記就寝者の心拍波形を得る心拍波形フィルター;
前記心拍波形から前記就寝者の心拍数を計数する心拍数計数手段;
前記心拍数計数手段から出力された心拍数を所定の基準値と比較して心拍数の異常の有 無を判断する心拍異常判断手段;
前記心拍異常判断手段が心拍数に異常が有ると判断した場合に、心拍異常警報信号を出力する心拍異常警報出力手段;
前記心拍数計数手段が出力する心拍数を表示する心拍数表示手段;
及び、前記心拍波形フィルターが出力する心拍波形を表示する心拍波形表示手段を有する
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の生命徴候検知装置。 - 前記エアマットと前記圧力センサの間をチューブで繋いだ
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の生命徴候検知装置。 - 前記エアマットの内部の空気に代えて液体を充填した
ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の生命徴候検知装置。
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