JP3965481B2 - 生命徴候検知装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はトイレ使用時の人体の心拍や呼吸波形の測定を行いその結果値を表示器に表示して健康管理の一助とするとともに床に倒れたトイレ使用者の心拍や呼吸に異常が認められた時、自動的に外部に通報してトイレ内での死亡事故を未然に防ぐ生命徴候検知及びトイレ異常判断を行う装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
閉鎖性の高いトイレ内での人体の異常をキャッチ出来るセンサが未だ開発されていない為、脳梗塞や心疾患で倒れた高齢者や病人は近くに非常用押釦スイッチが設置されていてもスイッチを押す事が出来ず死亡するケースが増大しているのが現状である。
【0003】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明に係る生命徴候検知装置の第1の構成は、トイレの床面に敷設されて、前記トイレの利用者の生命徴候を検知するバイタルセンサと、前記バイタルセンサの出力信号の時間波形を解析して前記利用者の生命徴候の異常の有無を判断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、前記利用者が便座に着座していることを検出して着座信号を出力する着座検出手段;前記バイタルセンサの出力信号の時間波形から心拍波形成分を除去して前記利用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利用者の呼吸数を計数する呼吸計数手段;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;前記呼吸異常信号と前記着座信号が同時に出力されている場合に、前記呼吸異常信号が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;前記バイタルセンサの出力信号の時間波形から呼吸成分を除去して前記利用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利用者の心拍数を計数する心拍計数手段;前記心拍計数手段から出力された心拍数が所定の範囲にない場合に、心拍異常信号を出力する心拍異常判断手段;前記心拍異常信号と前記着座信号が同時に出力されている場合に、心拍異常警報信号を出力する心拍異常警報出力手段;を有することを特徴とする
【0004】
本発明に係る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、前記呼吸計数手段が計測した呼吸数を表示する呼吸数表示器を有することを特徴とする。
【0005】
本発明に係る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、前記異常判断装置は、前記心拍計数手段が計測した心拍数を表示する心拍数表示器を有することを特徴とする。
【0006】
本発明に係る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又心拍数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、前記利用者の呼吸又は心拍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】
本発明に係る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、前記トイレの床面に敷設されるマットを備えるとともに、前記バイタルセンサを前記マットに内蔵することを特徴とする。
【0008】
本発明に係る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、 前記バイタルセンサは圧電センサであることを特徴とする。
【0009】
本発明に係る生命徴候検知装置の第7の構成は、前記第6の構成において、前記圧電センサはPVDFフィルム圧電センサであることを特徴とする。
【0010】
本発明に係る生命徴候検知装置の第8の構成は、前記第6の構成において、前記圧電センサは窒化アルミニウム薄膜圧電センサであることを特徴とする。
【0011】
本発明に係る生命徴候検知装置の第9の構成は、前記第1ないし第5の構成において、前記バイタルセンサはひずみゲージであることを特徴とする。
【0012】
本発明に係る生命徴候検知装置の第10の構成は、前記第1ないし第5の構成において、前記バイタルセンサは振動センサであることを特徴とする。
【0013】
本発明に係る生命徴候検知装置の第11の構成は、前記第1ないし第5の構成において前記バイタルセンサは加速度センサであることを特徴とする。
【0014】
本発明に係る生命徴候検知装置の第12の構成は、前記第1ないし第5の構成において、前記バイタルセンサは静電センサであることを特徴とする。
【0015】
本発明に係る生命徴候検知装置の第13の構成は、前記第1ないし第5の構成において、前記バイタルセンサはエアマットと前記エアマットに接続された圧力センサからなる
ことを特徴とする。
【0016】
本発明に係る生命徴候検知装置の第14の構成は、前記第1ないし第5の構成において、前記バイタルセンサはチューブと前記チューブに接続された圧力センサからなることを特徴とする。
【0017】
本発明に係る生命徴候検知装置の第15の構成は、前記第1ないし第5の構成において、前記バイタルセンサは磁気センサであることを特徴とする。
【0018】
本発明に係る生命徴候検知装置の第16の構成は、前記第1ないし第5の構成において、前記バイタルセンサはサウンドマイクであることを特徴とする。
【0019】
本発明に係る生命徴候検知装置の第17の構成は、前記第1ないし第5の構成において、前記バイタルセンサは超音波センサであることを特徴とする。
【0020】
本発明に係る生命徴候検知装置の第18の構成は、前記第1ないし第5の構成において、前記バイタルセンサは感圧センサであることを特徴とする。
【0021】
本発明に係る生命徴候検知装置の第19の構成は、前記第18の構成において、前記感圧センサは感圧ゴムセンサであることを特徴とする。
【0022】
本発明に係る生命徴候検知装置の第20の構成は、前記第18の構成において、前記感圧センサは感圧フィルムセンサであることを特徴とする。
【0023】
【発明の実施の形態】
実施形態1.図1は、本発明の第1の実施形態を示す斜視図である。センサ4を緩衝材等で保護する保護材8を一体型にした生命徴候検知器5を床材3の下に装着し、便器2の便座1に座った人の足の裏、又は倒れた人6の心拍信号、呼吸信号を検出する。
【0024】
実施形態2.図2は、本発明の第2の実施形態を示す斜視図である。センサ4をマットに装着して保護材8で保護した生命徴候検知器マット7を床材3の上に装着し、人体の足の裏、又は倒れた人6の心拍信号、呼吸信号を検出する。
【0025】
実施形態3、図3は、本発明の第3の実施形態に係る呼吸計測装置の概略を示すブロックダイアグラムであり、センサ出力信号に含まれる呼吸成分のみを抽出し、呼吸数をカウントし、表示器に表示する装置を示している。
【0026】
図3に示すように、生命徴候検知器5のセンサ4の出力は表示器の増幅部11の入力側に接続され、増幅部11の出力はフィルター12の入力側に接続され、フィルター12の出力側は、波形整形部13の入力側に接続され、波形整形部13の出力は呼吸表示部14の入力側に接続され、呼吸数が呼吸表示部14の表示器で表示される。
【0027】
次に、図3に示した呼吸計測装置の動作を説明する。センサ4の出力には便座着座人の足の裏、又は倒れた人6の呼吸、心拍に同期した呼吸成分と心拍成分が含まれており、これらの成分を増幅部11で増幅してフィルター12で呼吸成分のみを抽出する。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ため、波形整形部13で整形されてパルス状になった呼吸信号を呼吸表示部4でカウントして表示を行う。なお表示器は、増幅部11で増幅した信号をコンピュータでソフト処理することにより上述と同様に呼吸数を表示することもできる。
【0028】
実施形態4.図4は、本発明の第4の実施形態に係る心拍計測装置の概略を示すブロックダイアグラムであり、センサ出力信号に含まれる心拍成分のみを抽出して、心拍数をカウントし、表示器に表示する装置を示している。
【0029】
図4に示すように、生命徴候検知マット7内のセンサ4出力には、便座着座人の足の裏、又は倒れた人6の呼吸、心拍に同期した呼吸成分と心拍成分が含まれており、これらの成分を増幅部15の入力側に接続され、増幅部15の出力は心拍フィルター16の入力側に接続され、心拍フィルター16の出力側は心拍波形整形部17の入力側に接続され、波心拍形整形部17の出力は心拍表示部18の入力側に接続され、心拍数が心拍表示部18の表示器に表示される。
【0030】
次に、図4に示した心拍計測装置の動作を説明する。図4の生命徴候検知マット7内のセンサ4出力には便座着座人の足の裏、又は倒れた人6の呼吸、心拍に同期した呼吸成分と心拍成分が含まれており、これらの成分を増幅部15で増幅して心拍フィルター16で心拍成分のみを抽出する。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ため、心拍波形整形部17で整形されてパルス状になった心拍信号を心拍表示部18でカウントして表示を行う。なお表示器は、増幅部15で増幅した信号をコンピュータでソフト処理することにより上述と同様に心拍数を表示することもできる。
【0031】
実施形態5.図5は、本発明の第5の実施形態を示す生命徴候検知装置のブロックダイアグラムである。図5に示すように、センサ4の出力は増幅部11と増幅部15の入力側に接続されおり、増幅部11の出力はフィルター12の入力側に接続され、フィルター12の出力側は呼吸整形部13の入力側に接続され、呼吸整形部13の出力は呼吸計数部21の入力側に接続されており、呼吸計数部21の出力側は呼吸異常判断部19の入力側に接続されており、呼吸異常判断部19には着座検知器24出力が接続されており、呼吸異常判断部19出力は警報出力部20の入力側に接続されており、警報出力部20の出力は外部の警報ランプや警報ブザーが接続されている。
【0032】
なお、着座検知器24は、生体徴候検知器5あるいは生体徴候検知マット7に備えるセンサ4を利用してもよいし、生体徴候検知器5あるいは生体徴候検知マット7に圧力センサ、静電センサ、電磁誘導センサ、感圧センサ他人体識別センサを内蔵してもよい。あるいは、トイレ内に着座検知器24を取り付けてもよい。
【0033】
増幅部15の出力は心拍フィルター16の入力側に接続されており、心拍フィルター16の出力側は心拍波形整形部17の入力側に接続され、心拍波形整形部17の出力側は心拍計数部22の入力側に接続されており、心拍計数部22の出力側は心拍異常判断部23の入力側に接続されており、心拍異常判断部23の出力側は心拍警報出力部25の入力側に接続されており、心拍警報出力部25の出力は外部の警報ランプや警報ブザーに接続されており、心拍数が異常の時警報ブザーが鳴動するとともに警報ランプが点滅し、同居人又は隣組にトイレ異常を知らせ重大事故を未然に防ぐ。
【0034】
なお、図5に示した増幅部11の後段をコンピュータで、前述をソフトで処理する手段も可能である。
【0035】
図6は前記第5の実施形態の呼吸信号、動作波形、図7は前記第5の実施形態の心拍信号、動作波形を示すタイミングチャートであり、これらを参照しながら、図5に示した生命徴候検知装置の動作を説明する。図6に示すように人体の呼吸に同期した呼吸成分、心拍成分が含まれるセンサ出力は増幅部11で増幅されて(a)が出力される。フィルター12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ため、波形整形部13で呼吸波(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ORをとり、いずれかをカウントしてこの値の呼吸異常判断部19で予め設定された値と比較する。トイレ使用を検知する人体検知部24出力がH(g)時で、比較結果が小さい場合(例えば20秒以上1度も呼吸をしないとき)は、呼吸異常判断部19から(e)信号が出力される。また逆に異常に呼吸数が増加した時は、呼吸に異常ありと判断(f)信号が出力され警報出力部20出力(h)(i)により警報ランプを点滅させるとともに警報ブザーを鳴動させてトイレ使用者の呼吸に異常が発生したことを同居人や看護婦に知らせる。
【0036】
また図7に示すように、図5の増幅部15で増幅された呼吸と心拍成分を含んだ波形(j)から心拍フィルター16で心拍信号(k)のみを抽出する。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ため、心拍波形(l)に整形する。次に後段の心拍計数部22(l)のパルス数をカウントして心拍異常判断部23で予め設定された値と比較する。もしトイレ使用を検知する人体検知部24出力がH(g)時に心拍異常判断部23が異常と判断されると(m)信号が出力され心拍警報出力部25から警報信号(o)が出力されて警報ランプが点滅するとともに警報ブザーが鳴動してトイレ使用者が心拍に異常が発生したことを同居人や看護婦に知らせる。
【0037】
実施形態6.図8は、本発明の第6の実施形態を示す生命徴候検知装置のブロックダイアグラムであり、図5に示した生命徴候検知装置から、心拍数、心拍波形、呼吸数、呼吸波形、座状況及び音声を通信回路30により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介護センターのコンピュータ側から音声やデータを送ることを可能にした自動通報器を備えた装置を示している。このように構成されているので、双方向通信により呼吸、心拍に異常が発生した時に、呼吸、心拍等、データが自動的に送信される。また必要に応じて介護センター側から自由にデータを収集する事も可能である。また緊急時は音声によりトイレ使用者と会話を交し状況を適格に把握し、必要に応じて現場に駆け付けて突然死を未然に防ぐことができる。
【0038】
【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装置では、トイレ使用者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または看護婦に音や光で知らせることができるので突然死を未然に防ぐ事ができる。
【0039】
また、本発明の生命徴候検知装置での高齢者または病人の生体監視はプライバシーの保護が確保でき、自動的に行うことができるので介護人または看護婦の労働負担が軽減される。
【0040】
また本発明の生命徴候検知装置では、高齢者または病人が床に乗るだけで呼吸、心拍の異常判断を自動的に行うことができるので被介護人の負担が緩和される。
【0041】
また本発明の生命徴候検知装置では、高齢者または病人、健常者が床に倒れただけで人体の呼吸、心拍の異常判断を自動的に行うことができるので重大事故を未然に防ぐ事ができる。
【0042】
また本発明の生命徴候検知装置では、遠隔地で高齢者または病の生体監視が可能なので、独居老人の孤独死を未然に防ぐことができる。
【0043】
また本発明の生命徴候検知装置では、パソコンで複数のトイレを総合的に管理ができるので介護効率がアップする。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態を示す斜視図である。
【図2】 本発明の第2の実施形態を示す斜視図である。
【図3】 本発明の第3の実施形態に係る呼吸計測装置の概略を示すブロックダイアグラムである。
【図4】 本発明の第4の実施形態に係る心拍計測装置の概略を示すブロックダイアグラムである。
【図5】 本発明の第5の実施形態に係る生命徴候検知装置の概略を示すブロックダイアグラムである。
【図6】 前記第5の実施形態の呼吸信号、動作波形を示すタイミングチャートである。
【図7】 前記第5の実施形態の心拍信号、動作波形を示すタイミングチャートである。
【図8】 本発明の第6の実施形態に係る生命徴候検知装置の概略を示すブロックダイアグラムである。
【図9】 本発明の実施形態34の概略を示すブロックダイアグラムである。
Claims (20)
- トイレの床面に敷設されて、前記トイレの利用者の生命徴候を検知するバイタルセンサと、
前記バイタルセンサの出力信号の時間波形を解析して前記利用者の生命徴候の異常の有無を判断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、
前記利用者が便座に着座していることを検出して着座信号を出力する着座検出手段;
前記バイタルセンサの出力信号の時間波形から心拍波形成分を除去して前記利用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利用者の呼吸数を計数する呼吸計数手段;
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;
前記呼吸異常信号と前記着座信号が同時に出力されている場合に、前記呼吸異常信号が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;
前記バイタルセンサの出力信号の時間波形から呼吸成分を除去して前記利用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利用者の心拍数を計数する心拍計数手段;
前記心拍計数手段から出力された心拍数が所定の範囲にない場合に、心拍異常信号を出力する心拍異常判断手段;
前記心拍異常信号と前記着座信号が同時に出力されている場合に、心拍異常警報信号を出力する心拍異常警報出力手段;
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、
前記呼吸計数手段が計測した呼吸数を表示する呼吸数表示器を有す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。 - 前記異常判断装置は、
前記心拍計数手段が計測した心拍数を表示する心拍数表示器を有することを特徴とする請求項1または請求項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又は心拍数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、
前記利用者の呼吸又は心拍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のいずれかに記載の生命徴候検知装置。 - 前記トイレの床面に敷設されるマットを備えるとともに、
前記バイタルセンサを前記マットに内蔵する
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。 - 前記バイタルセンサは圧電センサである
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。 - 前記圧電センサはPVDFフィルム圧電センサである
ことを特徴とする請求項6に記載の生命徴候検知装置。 - 前記圧電センサは窒化アルミニウム薄膜圧電センサである
ことを特徴とする請求項6に記載の生命徴候検知装置。 - 前記バイタルセンサはひずみゲージである
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。 - 前記バイタルセンサは振動センサである
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。 - 前記バイタルセンサは加速度センサである
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。 - 前記バイタルセンサは静電センサである
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。 - 前記バイタルセンサはエアマットと前記エアマットに接続された圧力センサからなる
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。 - 前記バイタルセンサはチューブと前記チューブに接続された圧力センサからなる
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。 - 前記バイタルセンサは磁気センサである
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。 - 前記バイタルセンサはサウンドマイクである
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。 - 前記バイタルセンサは超音波センサである
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。 - 前記バイタルセンサは感圧センサである
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。 - 前記感圧センサは感圧ゴムセンサである
ことを特徴とする請求項18に記載の生命徴候検知装置。 - 前記感圧センサは感圧フィルムセンサである
ことを特徴とする請求項18に記載の生命徴候検知装置。
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