JP4665284B2 - 生体信号検出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被験者の指、耳、腕、足、胴体、または首などに装着して、生体信号を検出する生体信号検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生体信号を検出するセンサと、このセンサが検出した生体信号を監視装置へ伝送する送信回路と、前記センサおよび前記送信回路を作動させるための電力を蓄えた電池とを備え、被験者の指などに装着して使用する生体信号検出装置が従来より知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
被験者の健康状態を正確に監視しようとすると、生体信号を高頻度で検出することが必要であり消費電力の増大を招く。
また、生体信号検出装置は、被験者の指などに装着して使用するので、容量の大きい大型で重い電池を用いることは困難である。
このため、頻繁に電池を交換する必要があるので、手間がかかるとともに、運用コストの上昇を招いていた。
【０００４】
本発明の目的は、生体信号に基づいて医師などが行う被験者の診断の正確性を低下させることなく消費電力を減らすことができる生体信号検出装置の提供にある。
【０００７】
（請求項１）
被験者の指、腕、足、胴体、首などに生体信号検出装置を装着する。
通電制御回路は、生体信号を検出するサンプリング時間になると、センサおよび送信回路に電池の電力を供給する。
センサが生体信号を検出し、この生体信号を送信回路が監視装置へワイヤレスで伝送する。
【０００８】
通電制御回路の健康状態判定手段は、サンプリング時間中に検出される生体信号から被験者の健康状態を判定し、判定した健康状態が良好である程、次回のサンプリング時間迄の待機時間を長く設定する。
生体信号検出装置は、生体信号に基づいて医師などが行う被験者の診断の正確性を低下させることなく消費電力を減らすことができる。
このため、頻繁に電池を交換する必要がないので手間がかからないとともに、運用コストを低減することができる。
【０００９】
通電制御回路の健康状態判定手段は、下記に示す全ての要件に着目して被験者の健康状態を判定する構成であるので健康状態を正しく判定できる。
被験者の健康状態が良好である場合には、今回のサンプリング時間中に検出した生体信号の振幅のピーク間隔時間の変動量が規定値以内である。
被験者の健康状態が良好である場合には、今回のサンプリング時間中に検出した生体信号の振幅のピーク間隔時間と前回のサンプリング時間中に検出した生体信号の振幅のピーク間隔時間との差が規定値以内である。
被験者の健康状態が良好である場合には、今回のサンプリング時間中に検出した生体信号の振幅のピーク値の変動量が規定値以内である。
被験者の健康状態が良好である場合には、今回のサンプリング時間中に検出した生体信号の振幅のピーク値と前回のサンプリング時間中に検出した生体信号の振幅のピーク値との差が規定値以内である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例（請求項１〜３に対応）を図１〜図５に基づいて説明する。
図に示す如く、脈波検出装置Ａは、センサ１と、送信回路２と、電池３と、サンプリング時間になると、センサ１および送信回路２に電池３の電力を供給する通電制御回路４とを有し、装着具５内に組み付けられて被験者の指６に装着される。
【００１１】
センサ１は、図２に示す様に、装着具５内にモールドされたパッケージ１１内に、発光ダイオード１２とフォトダイオード１３とを配設している。
装着具５（プラスチック製）は、指輪形の円筒体であり、指６の基部に嵌まり容易に抜けない程度の内径を有する。この装着具５の内側は、光の反射を防止するための表面処理（黒色に塗色など）が施されている。
パッケージ１１は、指方向に透光体の窓１１１を有し、黒色のプラスチックで形成されている。
【００１２】
図３に示す様に、発光ダイオード１２が発光する光が指６の皮膚６０を通して指６の内部に入り、毛細血管６１に到達して一部が吸収され、反射散乱されて指６の内部から戻るので、その戻る光を受光可能な位置にフォトダイオード１３を配置している。
【００１３】
装着具５が指６に嵌まっている場合、発光ダイオード１２が発光すると、皮膚での表面反射による光と、毛細血管などに当たって人体内部から戻る光とをフォトダイオード１３が受光し、表面反射による直流成分に脈動分が重畳された信号波形が得られる。
【００１４】
送信回路２は、センサ１の信号波形（脈波）を増幅する増幅回路、発振部、変調部、および電力増幅部を有する。この送信回路２は、搬送波を、増幅された信号波形で変調して微弱電波として、離れて設置された脈波監視装置へ送信する。
【００１５】
通電制御回路４は、被験者の健康状態を判定する判定手段４１と、サンプリング時間になるとハイレベル出力を送出するパルス発生器４２と、サンプリング時間になるとセンサ１および送信回路２に電池３の電力を供給するトランジスタ４３と、メモリ４４とを備える。
【００１６】
判定手段４１は、下記に示す条件が全て成立する場合に被験者が健康状態であると判定し、タイマの待機時間が長い時間（本実施例では１０分間）に設定される。
また、他の場合には被験者が注意を要する状態であると判定し、タイマの待機時間が短い時間｛本実施例では０秒間（連続）｝に設定される。
【００１７】
条件１：今回のサンプリング時間中（本実施例では１０秒）に検出した脈波の振幅のピーク間隔時間の変動量（脈波のピーク間隔時間の最大値−脈波のピーク間隔時間の最小値）が規定値範囲内である場合（ステップｓ３でＹＥＳ）。
条件２：今回のサンプリング時間（本実施例では１０秒）中に検出した脈波の振幅のピーク間隔時間と、メモリに格納された前回のサンプリング時間（本実施例では１０秒）中に検出したピーク間隔時間との差が規定値範囲内である場合（ステップｓ５でＹＥＳ）。
【００１８】
条件３：今回のサンプリング時間（本実施例では１０秒）中に検出した脈波の振幅のピーク値の変動量（脈波の振幅のピーク値の最大値−脈波の振幅のピーク値の最小値）が規定値範囲内である場合（ステップｓ７でＹＥＳ）。
条件４：今回のサンプリング時間（本実施例では１０秒）中に検出した脈波の振幅のピーク値と、メモリに格納された前回のサンプリング時間（本実施例では１０秒）中に検出した脈波の振幅のピーク値との差が規定値範囲内である場合（ステップｓ９でＹＥＳ）。
【００１９】
パルス発生器４２は、待機時間中は出力がローレベルであり、サンプリング時間中は出力がハイレベルになる。なお、出力がハイレベルを維持する時間は判定手段４１が判定した被験者の状態に対応して二段階に切り替わる。
【００２０】
トランジスタ４３は、パルス発生器４２からハイレベルの出力が送出されると導通してセンサ１および送信回路２に電池３の電力を供給する。
メモリ４４は、前回のサンプリング時間中に検出した脈波のピーク間隔時間、前回のサンプリング時間中に検出した脈波の振幅のピーク値、および判定に用いるための各規定範囲の値を格納している。
【００２１】
脈波監視装置（図示せず）は、受信回路、解析回路、表示器、記録手段、および通報回路を備え、病室の隅などに設置されている。
受信回路は、脈波検出装置Ａの送信回路２から送信される変調波から脈波を復調する回路である。
解析回路は、復調した脈波を解析する回路である。この解析回路は、脈拍数、脈拍間隔、脈波の波形などを解析して、不整脈や自律神経の異常を見つけ出す。
表示器は、液晶ディスプレイなどであり、解析回路が解析した解析結果を表示する。
【００２２】
記録手段は、脈波および解析したデータを採取時刻とともに記憶媒体に格納する装置である。
通報回路は、解析データに著しい異常が認められる場合、ナースセンターなどへ通報する回路である。
【００２３】
本実施例の脈波検出装置Ａは、以下の利点を有する。
通電制御回路４の判定手段４１は、サンプリング時間中に検出される生体信号から被験者の健康状態を判定し、被験者が注意を要する状態である場合にはタイマの待機時間が短い時間（本実施例では０秒間）に設定され、また、判定した健康状態が良好である場合には、次回のサンプリング時間迄の待機時間が１０分間と長く設定される。
これにより、脈波検出装置Ａは、脈波に基づいて脈波監視装置が行う被験者の診断の正確性を低下させることなく消費電力を減らすことができる。また、頻繁に電池３を交換する必要がないので手間がかからないとともに、運用コストを低減することができる。
【００２４】
なお、判定手段４１は、図５に示す条件が全て成立する場合に被験者が健康状態であると判定し、他の場合には被験者が注意を要する状態であると判定する構成であるので、被験者の健康状態を正しく判定でき、注意を要する状態である場合の脈波の採取を確実に行うことができ、脈波による被験者の診断を正確に行うことができる。
【００２５】
本発明は、上記実施例以外に、つぎの実施態様を含む。
ａ．生体信号検出装置が検出する生体信号は、脈波以外に、心臓波形、血圧、皮膚電流、脳波などでも良い。
【００２６】
ｂ．通電制御回路４の健康状態判定手段が判定した健康状態に応じてサンプリング間隔（待機時間）を無段階や複数段階に変える構成であっても良い。
【００２７】
ｃ．被験者に装着する装着具５は、ゴム製の帯体や筒体であっても良く、また、人体に貼着する形状であっても良い。
【００２８】
ｄ．脈波検出装置Ａから脈波監視装置への脈波の伝送は、電波、超音波、光などを使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る脈波検出装置のブロック図である。
【図２】その脈波検出装置を指に嵌めた状態を示す説明図である。
【図３】その脈波検出装置が脈波を検出できる原理を説明するための説明図である。
【図４】脈波の説明図である。
【図５】判定手段が被験者の健康状態を判定するためのフローチャートである。
【符号の説明】
Ａ 脈波検出装置（生体信号検出装置）
１ センサ
２ 送信回路
３ 電池
４ 通電制御回路
４１ 判定手段（健康状態判定手段）

Claims (1)

1. 被験者に装着されて生体信号を検出するとともに、検出した前記生体信号を、離れて設置された監視装置へワイヤレスで伝送する生体信号検出装置において、
   前記生体信号を検出するセンサと、
   該センサが検出した前記生体信号を前記監視装置へワイヤレスで伝送する送信回路と、
   前記センサおよび前記送信回路を作動させるための電力を蓄えた電池と、
   前記生体信号を検出するサンプリング時間になると、前記センサおよび前記送信回路に前記電池の電力を供給する通電制御回路とを備え、
   該通電制御回路は、サンプリング時間中に検出される前記生体信号から前記被験者の健康状態を判定する健康状態判定手段を有し、該健康状態判定手段が判定した健康状態が良好である程、次回のサンプリング時間迄の待機時間を長く設定し、
   前記健康状態判定手段は、
   今回のサンプリング時間中に検出した前記生体信号の振幅のピーク間隔時間の変動量、今回のサンプリング時間中に検出した前記生体信号の振幅のピーク間隔時間と前回のサンプリング時間中に検出した前記生体信号の振幅のピーク間隔時間との差、今回のサンプリング時間中に検出した前記生体信号の振幅のピーク値の変動量、または今回のサンプリング時間中に検出した前記生体信号の振幅のピーク値と前回のサンプリング時間中に検出した前記生体信号の振幅のピーク値との差の全ての要件に着目して前記被験者の健康状態を判定することを特徴とする生体信号検出装置。

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