JP4401149B2

JP4401149B2 - 携帯電話と合体させた脈拍計

Info

Publication number: JP4401149B2
Application number: JP2003390403A
Authority: JP
Inventors: 一男青木; 満貝沼
Original assignee: Otax Co Ltd
Current assignee: Otax Co Ltd
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2023-11-20
Also published as: JP2005152007A

Description

本発明は、人体の脈拍を計数する脈拍計に関し、特に、脈拍計を携帯電話の中に組み込んで、携帯電話の使用と同様な使用状態で、人体の脈拍を計数し、この計数値を直ちにメディカルセンター等に送付できるような脈拍計に関する。

現状の脈拍計は、多くの型式のものが世に出回っている。大半の脈拍計はＬＥＤとフォトダイオードの光センサー方式によるものであり、ＬＥＤを点灯させ指先を透過及び反射させて、指先を透過及び反射したＬＥＤの光量を受けるフォトダイオードの受光電流を電圧に変換し、その電圧の振幅で、脈拍数をカウントをする。
特開２００２−９５６４２号公報

上記方式は、人間が機器に接続しているセンサーを指先に装着、または機器に内蔵されているセンサーに指先を当てる等の動作をして、意識的に測定をしなければならない。またこの方式はＬＥＤを点灯させなければならないので消費電流が高く、いずれはＬＥＤが劣化して測定ができなくなる。
また、医療システムによっては、在宅患者の脈拍や血圧等のデータを１日に何度となくメディカルセンター等の医療機関に送付する必用が生じるが、現在では、在宅患者の医療データを測定後、パソコンに入力して、そのデータを医療機関にメールで送付しているが、データの書き込み、送付方法が複雑であるので、データの誤送信が生じる。
本発明は、上述のような不都合を解消しようとするもので、その目的は、測定ツールに消費電力が少ないものを使用すると同時に、測定したデータを素早く確実に送信先に送付できるような携帯電話と合体した脈拍計を提供しようとするものである。

上述のような本発明の目的を達成するために、本発明は、電話送信機能を備えた携帯自在なケース内に脈拍計を収納するとともに、該ケースの表面に該脈拍計のエアパットセンス手段を表出して設け、該脈拍計は、人間の脈拍数をカウントする脈拍計であって、該脈拍計は人体の微振動を検知して空気振動に変換するエアーパットセンス手段と、エアーパットセンス手段の空気振動を電気信号に変換する微圧センサーと、微圧センサーが検知した人体微振動信号から人体の脈拍による微振動を選択するフィルターと、フィルターによる選択された振動波形の波高値の絶対値を経時的に並べる手段と、該振動波形の波高値の絶対値を経時的に並べる手段により並べられたパターンから脈拍数値を計数する手段と、前記計数する手段により計数された数値を脈拍数として携帯電話の表示手段中にあわせて表示する表示と、該脈拍数を携帯電話の添付ファイルとして送信する手段と、を具備してなる携帯電話と合体させた脈拍計を提供する。

以上詳細に説明したように、本発明はその構成要件が示すとおり、エアーパットセンサー８により、携帯電話を握るだけで人間の微弱な脈拍振動を電気振動に変換し、その信号をフィルターでノイズ周波数帯域を取り除き、脈拍波形のみを取り出して、脈拍数をカウントすることができる。また、従来のように光素子に指先を当て、透過または反射させて脈拍数をカウントさせることもなく、手のひらに装着させ、安静にしているだけで脈拍数をカウントすることができる。
また本発明は、測定ツールに消費電力が少ないものを使用するので、従来のものより電池の消耗等で有利な面があり、ＬＥＤの劣化に気を使うこともなく、かつ測定したデータをパソコンを使用することなく素早く確実に送信先に送付できる。

本発明は、それらの機器を握ることにより、機器と手のひらの間に空気を密閉させたウレタンまたはゴム状のパットを挟み、人間の微弱な脈拍振動をパット内部の空気振動に変換し、圧電素子により空気振動を電気信号に変換し、脈拍検出できるエアーパットセンサーを携帯電話に内臓する。

次に本発明の一実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明を、携帯電話型脈拍計に適用した実施の形態を示す平面図である。図１において、通常、携帯電話１はキースイッチ面３の裏側の面を手のひら２に当てて握られる。
図２は、エアーパットセンサー８を内臓している携帯電話１の横側からの内部を示す断面図である。
携帯電話１はケース４の表面に、表示窓となる透明ガラス５と携帯電話を操作するキースイッチ３が嵌め込まれている。ケース４のキースイッチ面３の裏側の面には、凹６が設けられていて、ネジ７にてエアーパットセンサー８が取り付けられている。エアーパットセンサー８の右側には、脈拍計の心臓部である脈拍カウンター装置９を始め、周知である携帯電話装置１０が設けられ、これらと透明ガラス５との間には、携帯電話の操作を示すと共に、脈拍数を表示する液晶表示板１１が設けられている。

図３は液晶表示板１１の正面図である。液晶表示板１１には時間表示部１２とバッテリー状態表示１３、電波状況表示１４及び脈拍数表示部１５が設けられている。
図４はエアーパットセンサー８の拡大図である。
プレート１６と微圧センサー１７の間には、人間の手のひら２から伝わる微振動を検知するエアーをウレタンシートまたはゴムシートなどで密閉したエアーパット１８が設置している。微圧センサー１７は、エアーパット１８の内部密閉部のエアーの振動を電気信号に変換する。エアーパット１８の左側にはエアーパット１８の表面を保護するカバー１９があり、手のひら２がカバー１９と密着した時にエアーパット１８は変形する。

図５は、微圧センサー１７とエアーパット１８の断面図である。
図５において、微圧センサー１７の構造は、ハウジング２０に圧電素子２３を組み込み、ハウジング２０と圧電素子２３の隙間から空気が漏れないように、ゴム状のパッキン２４にて、その隙間を埋めて、プレート２５でパッキン２４を押さえている。これによりハウジング２０の内室２１と外室２２は、圧電素子２３により完全に仕切られることになる。

図５において、エアーパット１８の密閉部と微圧センサー１７のハウジング２０の内室２１とは、ハウジング２０の孔２６で繋がっていている。携帯電話型脈拍計１を手のひら２で握るとカバー１９に手のひら２が密着し、エアーパット１８を押し付ける状態になる。このとき、エアーパット１８の密閉部のエアーに圧力が加わり、密閉部内のエアーはわずかな手のひら２の微振動に対しても空気振動を発生する状態になる。その空気振動が孔２６を介して、内室２１に伝わり圧電素子２３を振動させる。同様に手のひら２から発せられる脈拍振動はエアーパット１８密閉部内の空気に伝わり、脈拍振動が空気振動に変換され、その空気振動は圧電素子２３を振動させ、電気信号に変換し、ケーブル２７を介して、脈拍カウンター装置９に電気信号を出力する。

図６は、本発明に係わる脈拍カウンター装置９の回路を示すブロック図である。
脈拍カウンター装置９は、圧電素子２３からの振動波形を処理して人間の脈拍数を算出する回路である。図６において、圧電素子２３が検出した脈拍波形は高インピーダンスである。高出力インピーダンスの脈拍波形は、ケーブル２７を介して、脈拍カウンター装置９に入力され、インピーダンス変換器２８にて高インピーダンスから低インピーダンスに変換して次段の回路に出力される。

２９は増幅器であり、脈拍振幅は微少のため、増幅する必要がある。３０はフィルターであり、脈拍振幅の１．０Ｈｚ〜４．０Ｈｚの周波数帯域を通過させ、その他のノイズ周波数帯を除去する。そのことより、脈拍１拍に対して三角波のような脈拍波形が出力される。この三角波のような脈拍波形をパルス変換３１により方形波に変換させることにより、脈拍１拍に対して１方形波の脈拍カウントパルスが出力される。

次に、人間の脈拍のカウントする仕組みの詳細について説明する。
人間の血液は、心臓の拍動によって、全身の血管に送り出される。その血液が血管に送り出される際、血液循環の微振動が発せられる。このような心臓の拍動により発せられる微振動を手のひらから検知して脈拍数をカウントする。

図７において、人間の手のひら２で携帯電話１を握った安静状態に、心臓の拍動によって血液が血管に送り出された時、手のひら２から発せられる微振動により、携帯電話１に内蔵してあるエアーパット１８密閉部のエアーが空気振動を起こし、孔２６を介して圧電素子２３に伝わる。振動を受けた圧電素子２３は空気振動を高インピーダンスの電気信号に変換して、ケーブル２７を介して、脈拍カウンター装置９のインピーダンス変換器２８に入力される。

脈拍カウンター装置９に入力された電気信号は、高インピーダンスの為、インピーダンス変換器２８により低インピーダンスに変換される。変換後、脈拍波形は微少の為、増幅器２９により増幅し、フィルター３０で１．０Ｈｚ〜４．０Ｈｚ以外の雑音成分が取り除かれる。このフィルター３０から出力される信号を図７に示す。本発明において、心臓の拍動により、血液が血管に送り出される時、図７に示す三角波ような、１．０Ｈｚ〜４．０Ｈｚの振幅波形が繰り返し出力される。

三角波のような脈拍波形はパルス変換器３１に入力され、図８に示す方形波に変換される。つまり心臓の１拍動による血液循環（１脈拍）が起こると脈拍カウンター装置９から１方形波が出力される。

脈拍カウンター装置９から脈拍カウントパルスの方形波を入力された携帯電話装置回路基板１０は、入力される方形波の間隔時間から、1分間に入力される方形波のカウント数を算出し、液晶表示板１１の脈拍数１５を表示する。

以上の空気振動−電気信号変換方式により、一般の携帯電話１のようなケース４の中にエアーパットセンサー８、脈拍数カウンター装置９を内蔵するだけで、手のひら２から伝わる人間の脈拍を取り出して、脈拍数をカウントすることができる。

次に、カウントされた脈拍数を携帯電話で送信する構造を説明する。図６において、パルス変換器３１から出力される脈拍カウントパルスをメディカルセンタ等の外部受信者に送信する部分を示すブロック図である。図６において、パルス変換器３１から出力された脈拍数は作業メモリ３２に一時保持される。

作業メモリ３２に記憶された脈拍デ−タは、液晶表示板１１の表示データを記憶するフレームメモリ３３内に表示データの一部として送られ、これに記憶された後に、図３に示すようにその脈拍数は表示される。

一方、作業メモリ３１に記憶された脈拍データは、インターネットのメール送受信手段３４から、メールの添付データとして参照され、他の電話送信データとともに転送データとして処理された後、携帯電話から、インターネット等のネットワーク３５にパケット転送される。

以上、本発明を上述の実施の形態により説明したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が可能であり、これらの変形や応用を本発明の範囲から排除するものではない。

在宅患者の脈拍や血圧等のデータを１日に何度となくメディカルセンター等の医療機関に携帯電話を使って簡単に送付することができる。従って、本発明は医療システムに適用して最適である。

図１は、本発明を把持した状態を示す正面図である。図２は、本発明の断面図である。図３は、本発明の表示部を示す正面図である。図４は、エアパトセンサー部分を示す拡大断面図である。図５は、微圧センサー１７とエアーパット１８の断面図である。図６は、本発明の回路ブロック図である。図７は、人間の手のひらから伝わる微振動の波形図である。図８は、脈拍を示す方形波図である。

符号の説明

１・・・携帯電話
２・・・手のひら
３・・・キースイッチ面
４・・・ケース
５・・・透明ガラス
６・・・凹
７・・・ネジ
８・・・エアーパットセンサー
９・・・脈拍カウンター装置
１０・・・携帯電話回路基板装置
１１・・・液晶表示板
１２・・・時間表示部
１３・・・バッテリ状態表示
１４・・・電波状況表示
１５・・・脈拍数表示部
１６・・・プレート
１７・・・微圧センサー
１８・・・エアーパット
１９・・・カバー
２０・・・ハウジング
２１・・・内室
２２・・・外室
２３・・・圧電素子
２４・・・パッキング
２５・・・プレート
２６・・・孔
２７・・・ケーブル
２８・・・インピーダンス変換器
２９・・・増幅器
３０・・・フイルター
３１・・・パルス変換
３２・・・作業メモリ
３３・・・フレームメモリ
３４・・・メールの送受信手段
３５・・・ネットワーク

Claims

電話送信機能を備えた携帯自在なケース内に脈拍計を収納するとともに、該ケースの表面に該脈拍計のエアパットセンス手段を表出して設け、該脈拍計は、人間の脈拍数をカウントする脈拍計であって、該脈拍計は人体の微振動を検知して空気振動に変換するエアーパットセンス手段と、エアーパットセンス手段の空気振動を電気信号に変換する微圧センサーと、微圧センサーが検知した人体微振動信号から人体の脈拍による微振動を選択するフィルターと、フィルターによる選択された振動波形の波高値の絶対値を経時的に並べる手段と、該振動波形の波高値の絶対値を経時的に並べる手段により並べられたパターンから脈拍数値を計数する手段と、前記計数する手段により計数された数値を脈拍数として携帯電話の表示手段中にあわせて表示する表示と、該脈拍数を携帯電話の添付ファイルとして送信する手段と、を具備してなる携帯電話と合体させた脈拍計。
前記ケースから表出したエアパットセンス手段は、携帯電話の把持部であって、人体を伝播する微振動を検知できる範囲内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の携帯電話と合体させた脈拍計。