JP4857053B2 - いびき検出装置 - Google Patents

Description

この発明は被測定者の睡眠中のいびきを検出するためのいびき検出装置に関する。

被測定者の就寝時におけるいびきを検出する場合、被測定者が枕を用いて就寝すると、枕の高さや硬さ或いは被測定者の寝姿勢などによっていびきを発生するということがある。いびき音が大きい場合、周囲の人に迷惑をかけるということがあったり、自分のいびき音で目が覚めるなどのことがあるため好ましくない。

そこで、就寝中に被測定者がいびきを発生したならば、その音をマイクロフォンによって検出し、その検出に基づいて枕に設けられたバイブレータを作動させるなどして被測定者に軽い衝撃を与え、それによっていびきの発生を低減させるということが行なわれている。

特許文献１にはマイクロフォンによっていびき音を検出したならば、その検出によって枕に設けられたバイブレータを作動させ、被測定者の頭部に振動を与えることで、いびきの発生を低減させることが開示されている。
特開２００４−２８３３８１号公報

しかしながら、特許文献１に示されるように、マイクロフォンによっていびき音を検出するようにすると、マイクロフォンはいびき音だけでなく、たとえば被測定者が寝返りを打ったときに生じる布団の動く音やドアの開閉音などの周囲の雑音も検出することになる。

そのため、利用者のいびき音だけを確実に検出することができないばかりか、いびき音以外の雑音をいびき音として検出してしまうなどのことがあるため、検出精度が低下するということがあった。

この発明は被測定者が就寝中にいびきをかいたときに生じる被測定者の身体の振動からいびきを正確かつ確実に検出することができるようにしたいびき検出装置を提供することにある。

この発明は、マットレスに仰臥する被測定者の就寝中におけるいびきを検出するいびき検出装置であって、
被測定者の腰或いは臀部に対応する部分に設置され被測定者の寝返りによって生じる振動を主成分として検出し、その検出を第１の検出信号として出力する第１の検出手段と、
被測定者の上半身に対応する部分に設置され被測定者のいびきによって生じる振動を主成分として検出し、その検出を第２の検出信号として出力する第２の検出手段と、
上記第１の検出手段が出力する第１の検出信号から寝返りによって生じる振動を分離する第１の信号分離手段と、
上記第２の検出手段が出力する第２の検出信号からいびきによって生じる振動を分離する第２の信号分離手段と、
上記第１の信号分離手段と上記第２の信号分離手段とが接続され上記第１の検出信号と第２の検出信号とが同時に入力されたときには被測定者の寝返りであると判定し、第２の検出信号だけが入力されたときには被測定者のいびきであると判定するいびき判定手段と
を具備したことを特徴とするいびき検出装置にある。

上記いびき判定手段が上記第２の検出信号によって被測定者のいびきを判定したときに、上記いびき判定手段は被測定者の身体に動きを与える駆動部に駆動信号を出力することが好ましい。

上記いびき判定手段が上記第２の検出信号によって被測定者のいびきを判定したときに、上記いびき判定手段はいびきの回数をカウントするカウント部に駆動信号を出力することが好ましい。

この発明によれば、被測定者のいびきによって生じる振動からいびきを検出し、しかもいびきによって生じる振動をいびき以外のことによって生じる振動と区別するため、被測定者がいびきをかいているか否かを振動によって確実に検出することが可能となる。

以下、この発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。
図１はベッド装置１を示す。このベッド装置１は一端にヘッドボード２、他端にフットボード３が設けられたフレーム４と、このフレーム４に載置されたマットレス５によって構成されている。

上記フレーム４の長手方向の両端部には脚体６が回動可能かつ所定の回動角度で保持可能に設けられている。それによって、上記フレーム４は脚体６の回動角度に応じて支持高さを変えることができるようになっている。

上記マットレス５上には就寝中のいびきを測定される被測定者Ｕが頭部を枕６に載せて仰臥状態で就寝する。被測定者Ｕのいびきは上記マットレス５の上面に埋め込まれた第１の検出手段としての帯状の第１の検出センサ７と、第２の検出手段としての同じく帯状の第２の検出センサ８によって検出される。

上記第１の検出センサ７はマットレス４上に仰臥した被測定者Ｕの臀部若しくは腰部に対応する部分に設けられ、上記第２の検出センサ８は上半身の背中に対応する部分に設けられている。第１、第２の検出センサ７，８は、詳細は図示しないが、たとえば可撓性の樹脂シートに歪みゲージが埋め込まれていて、樹脂シートに加わる振動に応じた周波数の電気信号を出力するようになっている。
なお、第１、第２の検出センサ７，８はマットレス５の上面に載置するようにしてもよい。

上記第１の検出センサ７は、被測定者Ｕが寝返りを打ったときに臀部若しくは腰部から受ける所定の周波数の振動を主成分とする電気信号を第１の検出信号Ｓ１として検出して出力する。上記第２の検出センサ８は、被測定者Ｕのいびき、呼吸及び心拍によって上半身に生じる所定の周波数の振動を主成分とする電気信号を第２の検出信号Ｓ２として検出して出力する。

なお、第１、第２の検出センサ７，８が同じマットレス５に設けられているため、第１の検出センサ７は第１の検出信号Ｓ１だけでなく第２の検出信号Ｓ２も検出することになり、第２の検出センサ８は第２の検出信号Ｓ２だけでなく第１の検出信号Ｓ１も検出することになる。

しかしながら、第１の検出センサ７は第２の検出センサ８から離れた位置に設けられているため、第１の検出センサ７が検出する被測定者Ｕのいびき、呼吸及び心拍によって生じる振動である、第２の検出信号Ｓ２は微弱となる。

一方被測定者Ｕが寝返りを打ったときにはそのときの振動がマットレス５全体に生じるから、その振動は第１の検出センサ７だけでなく、第２の検出センサ８も検出することになる。

図３は被測定者Ｕが呼吸によって生じる振動、心拍によって生じる振動及びいびきと寝返りによって生じる振動を分離するフィルタの周波数（Ｈｚ）と強度（ｄＢ）の関係を示すグラフであって、同図中折れ線Ａは呼吸の振動帯域を示し、折れ線Ｂは心拍の振動帯域を示し、折れ線Ｃはいびきと寝返りの振動帯域を示している。

このグラフから分かるように、呼吸の振動、心拍の振動及びいびきと寝返りの振動は異なる周波数帯域にあり、それぞれ分離して捉えることができる。なお、いびきと寝返りはほぼ同じ周波数帯域で捉えることができる。

図２に示すように、上記第１の検出力センサ７によって検出された第１の検出信号Ｓ１は同図に鎖線で示す制御装置９に設けられた第１の信号分離手段としての第１の信号分離回路１１に入力される。上記第２の検出力センサ８によって検出された第２の検出信号Ｓ２は第２の信号分離手段としての第２の信号分離回路１２に入力される。

上記第１の信号分離回路１１は、第１の検出センサ７が検出する第１の検出信号Ｓ１に含まれる寝返りによって生じる振動に対応する電気信号、つまり寝返り信号Ｓ１１だけを抽出し、寝返り以外によって生じる他の振動に対応する電気信号を除去するようになっている。

上記第２の信号分離回路１２は、第２の検出センサ８が検出する第２の検出信号Ｓ２に含まれるいびきによって生じる振動と、心拍によって生じる振動と、呼吸によって生じる振動に対応する電気信号をそれぞれいびき信号Ｓ２１、心拍信号Ｓ２２、呼吸信号Ｓ２３として分離抽出する。

上記第１の信号分離回路１１で分離された寝返り信号Ｓ１１と、上記第２の信号分離回路１２で分離されたいびき信号Ｓ２１はいびき判定手段としてのいびき判定回路１４に入力される。

上記いびき判定回路１４における判定は以下のように行なわれる。すなわち、被測定者Ｕが寝返りを打つと、そのときに生じる振動が第１の検出センサ７と第２の検出センサ８によって同時に検出される。

そして、第１の検出センサ７が検出する第１の検出信号Ｓ１に含まれる寝返り信号Ｓ１１と、第２の検出センサ８が検出する第２の検出信号Ｓ２に含まれる、上記寝返り信号Ｓ１１と同じ周波数帯域のいびき信号Ｓ２１が上記いびき判定回路１４に入力される。第２の検出信号Ｓ２から抽出されたいびき信号Ｓ２１は被測定者Ｕのいびきによるものでなく、寝返りによるものである。

したがって、上記いびき判定回路１４は、寝返り信号Ｓ１１といびき信号Ｓ２１が同時に入力されたときには被測定者Ｕが寝返りを打ったためである判定し、いびきによるものでないと判定する。

被測定者Ｕが寝返りをせずにいびきをかいているときには、第２の検出センサ８が検出する第２の検出信号Ｓ２に含まれるいびき信号Ｓ２１だけが第２の信号分離回路１２で分離されて上記いびき判定回路１４に入力される。

このとき、いびき信号Ｓ２１は寝返り信号Ｓ１１と同じ周波数帯域であるから、第１の検出センサ７はいびき信号Ｓ２１を寝返り信号Ｓ１１と同じように検出することになる。第１の検出センサ７が検出するいびき信号をＳ２１ａとする。

しかしながら、第１の検出センサ７は第２の検出センサ８とは離れた位置である、被測定者Ｕの臀部の部分に設けられている。そのため、第１の検出センサ７が検出する第１の検出信号Ｓ１に含まれるいびき信号Ｓ２１ａは微弱となる。

上記第１の信号分離回路１１は所定の強度以上の信号だけを通過させるようになっていて、微弱ないびき信号Ｓ２１ａはカットするようになっている。そのため、第１の検出センサ７が検出する第１の検出信号Ｓ１に含まれる微弱ないびき信号２１ａは上記第１の信号分離回路１１で除去され、いびき判定回路１４には第２の信号分離回路１２からのいびき信号Ｓ２１ａだけが入力される。したがって、その場合、いびき判定回路１４は被測定者Ｕがいびきをかいていると判定する。

被測定者Ｕがいびきをかいていることをいびき判定回路１４が判定すると、いびき判定回路１４からはバイブレータ駆動部１５といびきカウント部１６に駆動信号が出力される。上記バイブレータ駆動部１５はバイブレータ１７を作動させ、上記いびきカウント部１６はいびき回数表示部１８にいびきの回数を表示させる。

上記バイブレータ１７は上記マットレス４の被測定者Ｕの頭部に対応する部分に設けられている。そのため、上記バイブレータ１７を作動させると、被測定者Ｕの頭部が振動によって動かされるから、気道が確保されるなどしていびきが軽減されることになる。
なお、バイブレータ１７による振動は、利用者の身体の頭部以外の部分、たとえば背部に与えるようにしてもよい。

一方、被測定者Ｕがかいたいびきの回数はいびき回数表示部１８に表示されることになる。それによって、被測定者Ｕは回数表示部１８に表示された回数によって自分がかいたいびきを自覚することができる。

上記第２の信号分離回路１２によって第２の検出信号Ｓ２から分離された心拍信号Ｓ２２と呼吸信号Ｓ２３は無呼吸判定回路２１に入力される。無呼吸判定回路２１は、心拍信号Ｓ２２と呼吸信号Ｓ２３のうち、心拍信号Ｓ２２だけが入力され、呼吸信号Ｓ２３が入力されない場合にはその時間を計測し、一定時間を経過したならば無呼吸と判定する。

心拍信号Ｓ２２と呼吸信号Ｓ２３の両方が入力されない場合には、被測定者Ｕがマットレス４から離れたものと判定する。そのため、測定が開始された後、被測定者Ｕがマットレス４から離れた場合には、被測定者の呼吸状態を無呼吸として誤った判定を行なうことがない。

心拍信号Ｓ２２と呼吸信号Ｓ２３とによって被測定者Ｕが無呼吸であると判定されると、無呼吸時間測定回路２２によって無呼吸時間が測定記憶される。その後、さらに長い無呼吸時間が測定されると、その長い測定時間に記憶が更新される。そして、その無呼吸最大時間が無呼吸時間表示回路２３を介して無呼吸時間表示部２４に表示される。
被測定者Ｕが就寝中に無呼吸になった回数は無呼吸回数カウント部２６でカウントされて無呼吸回数表示部２７に表示される。

このような構成によれば、就寝中の被測定者Ｕがいびきをかいたか否かをマットレス４に設けられた第１の検出センサ７が検出する第１の検出信号Ｓ１と、第２の検出センサ８が検出する第２の検出信号Ｓ２によって判定することができる。

すなわち、マットレス４上で被測定者Ｕが寝返りを打つと、それによって生じる振動を第１の検出センサ７と第２の検出センサ８がそれぞれ検出し、第１の検出センサ７は第１の検出信号を出力し、第２の検出センサ８は第２の検出信号Ｓ２を出力する。

第１の検出信号Ｓ１は第１の信号分離回路１１に入力される。この第１の信号分離回路１１は所定の周波数帯域の寝返り信号Ｓ１１をいびき判定回路１４に出力する。第２の検出信号Ｓ２は第２の信号分離回路１２に入力される。第２の信号分離回路１２は第２の検出信号Ｓ２に含まれるいびき信号Ｓ２１を分離して上記いびき判定回路１４に出力する。

上記いびき判定回路１４は、寝返り信号Ｓ１１といびき信号Ｓ２１とが同時に入力されたときには被測定者Ｕがいびきをかいておらず、寝返りを打ったためであると判定し、いびき信号Ｓ２１だけが入力されたときには被測定者Ｕがいびきをかいていると判定する。

つまり、被測定者Ｕが寝返りを打つことで、第１の検出センサ７と第２の検出センサ８がそれぞれ検出信号Ｓ１、Ｓ２を出力しても、そのときは被測定者Ｕの寝返りによるものであり、いびきによるものでないと判定する。

第２の検出センサ８が検出する第２の検出信号Ｓ２から第２の信号分離回路１２によって抽出されたいびき信号Ｓ２１だけがいびき判定回路１４に入力され、第１の検出信号Ｓ１から寝返り信号Ｓ１１が入力されないときには、被測定者Ｕがいびきをかいていると判定する。

したがって、被測定者Ｕが寝返り打つことでマットレス４に生じる振動をいびきによるものとして検出することがないから、被測定者Ｕがいびきをかいたか否かを確実に検出することが可能となる。

しかも、第１、第２の検出センサ７，８によってマットレス４に生じる振動を検出して被測定者Ｕがいびきをかいているか否かを判定する。そのため、マイクロフォンによっていびきを検出する従来の場合のように、外部の雑音をいびきと間違って検出するようなこともないから、そのことによってもいびきを確実に検出することができる。

第２の信号分離回路１２は第２の検出信号Ｓ２からいびき信号Ｓ２１を分離抽出するだけでなく、心拍信号Ｓ２２と呼吸信号Ｓ２３も分離抽出する。心拍信号Ｓ２２と呼吸信号Ｓ２３は無呼吸判定回路２１に出力され、ここで被測定者Ｕが無呼吸であるか否かを判定する。

すなわち、心拍信号Ｓ２２はあるが、呼吸信号Ｓ２３が所定時間以上ない場合には無呼吸であると判定し、その時間や回数を無呼吸時間表示部２４及び無呼吸回数表示部２７に表示する。それによって、被測定者Ｕは就寝中における無呼吸状態を自覚することができる。

上記無呼吸判定回路２１が心拍信号Ｓ２２と呼吸信号Ｓ２３の両方を検出しない場合、被測定者Ｕが無呼吸のためでなく、マットレス４上から離れたためであるから、無呼吸時間や無呼吸回数の測定は中断されることになる。

つまり、呼吸信号Ｓ２３が検出されなくても、それと同時に心拍信号Ｓ２２も検出されなければ、被測定者Ｕがマットレス４から離れたためであるから、その場合には被測定者Ｕが無呼吸状態であるとして無呼吸時間や無呼吸回数が測定されるということが防止される。つまり、被測定者Ｕの無呼吸状態を確実に検出測定することができる。

上記一実施の形態では、被測定者がいびきをかいていることをいびき判定回路１４が判定したときに、バイブレータを作動させることで、被測定者に振動を与えていびきを軽減させるようにしたが、起床式ベッド装置においては、被測定者がいびきをかいていると判定したときに、床板の一部を上昇方向或いは上下方向に繰り返して駆動するようにしてもよい。

この発明の一実施の形態を示す第１、第２の検出センサが設けられたマットレスを用いたベッド装置の斜視図。 第１、第２の検出センサによって検出された第１、第２の検出信号を処理するための制御回路のブロック図。 呼吸信号、心拍信号、いびき信号及び寝返り信号の周波数帯域を示すグラフ。

符号の説明

４…マットレス、７…第１の検出センサ（第１の検出手段）、８…第２の検出センサ（第２の検出手段）、１１…第１の信号分離回路（第１の信号分離手段）、１２…第２の信号分離回路（第２の信号分離手段）、１４…いびき判定回路（いびき判定手段）。

Claims (3)

1. マットレスに仰臥する被測定者の就寝中におけるいびきを検出するいびき検出装置であって、
   被測定者の腰或いは臀部に対応する部分に設置され被測定者の寝返りによって生じる振動を主成分として検出し、その検出を第１の検出信号として出力する第１の検出手段と、
   被測定者の上半身に対応する部分に設置され被測定者のいびきによって生じる振動を主成分として検出し、その検出を第２の検出信号として出力する第２の検出手段と、
   上記第１の検出手段が出力する第１の検出信号から寝返りによって生じる振動を分離する第１の信号分離手段と、
   上記第２の検出手段が出力する第２の検出信号からいびきによって生じる振動を分離する第２の信号分離手段と、
   上記第１の信号分離手段と上記第２の信号分離手段とが接続され上記第１の検出信号と第２の検出信号とが同時に入力されたときには被測定者の寝返りであると判定し、第２の検出信号だけが入力されたときには被測定者のいびきであると判定するいびき判定手段と
   を具備したことを特徴とするいびき検出装置。
2. 上記いびき判定手段が上記第２の検出信号によって被測定者のいびきを判定したときに、上記いびき判定手段は被測定者の身体に動きを与える駆動部に駆動信号を出力することを特徴とする請求項１記載のいびき検出装置。
3. 上記いびき判定手段が上記第２の検出信号によって被測定者のいびきを判定したときに、上記いびき判定手段はいびきの回数をカウントするカウント部に駆動信号を出力することを特徴とする請求項１記載のいびき検出装置。

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