JP4892200B2 - 人工乳首および授乳観測装置 - Google Patents

Description

本発明は、乳児等に対する授乳状態を観測するための人工乳首および授乳観測装置等に関するものである。

従来、種々の哺乳瓶が考案されている（特許文献１参照）。
また、乳幼児の口唇運動促進システム及び口唇運動促進方法も提案されている（特許文献２参照）。
特開２００４−１２９９４０号公報（第１頁、第１図等） 特開２００１−３０９９６５号公報（第１頁、第１図等）

しかし、従来の哺乳瓶や哺乳瓶用の乳首では、乳児等が正常にミルクを飲んでいるかどうかを知ることが困難であった。従来の哺乳瓶や乳首では、ミルクの摂取量を授乳終了後に確認できるが、哺乳時の口腔内の様子の視認はできず、乳児等の舌が正しい位置にあるかどうか分らない。授乳する者の授乳経験が少ない場合、授乳する者が乳首を強引に乳児等の口内に挿入することが生じ得る。このような場合、乳児等の舌が咽頭に落ち込む、あるいは乳児等の舌の裏側で乳首先端の哺乳口をふさいでしまう恐れがある。乳児等に対して正しく授乳しているかどうかを、授乳中に確認する手立てが望まれていた。

本第一の発明の人工乳首は、乳児や幼児等の舌の動作を検知するセンサを具備する人工乳首である。
かかる構成により、人工乳首によって乳児のミルク吸飲動作を検知することが可能になり、異常なミルク吸飲動作の場合、乳児に乳首を咥えなおさせて正常な授乳を可能にする。

本第二の発明の授乳観測装置は、乳児等の舌の動作を検知するセンサを具備する人工乳首と、前記センサに印加される外力に基づくセンサ信号を検出し、授乳状態を表す授乳表示信号を生成して出力する授乳検出出力部とを具備する授乳観測装置である。
かかる構成により、正常な授乳が行われているかどうかを知ることができる。

本第三の発明の授乳観測装置は、乳児等の舌の動作を検知するセンサを具備する人工乳首と、前記センサに印加される外力に基づくセンサ信号を検出し、授乳検知情報を送出する授乳信号送出部と、前記授乳検知情報を受け入れ、授乳状態を表す授乳表示情報を生成して出力する授乳出力部とを具備する授乳観測装置である。
かかる構成により、正常な授乳が行われているかどうかを知ることができる。

本第四の発明の授乳観測装置は、前記授乳信号送出部が、前記センサに印加される力に基づく信号を検出して授乳検知情報を生成する信号検出手段と、前記授乳検知情報を送出する送信手段とを具備し、前記授乳出力部が、前記授乳検知情報を受信する受信手段と、前記授乳検知情報を元に授乳表示情報を生成し出力する出力手段とを具備する授乳観測装置である。
かかる構成により、正常な授乳が行われているかどうかを知ることができるとともに、人工乳首と授乳出力部４０が分離可能になり、人工乳首の洗浄が容易になる。

本発明による人工乳首および授乳観測装置によれば、乳児等のミルク吸飲動作を観測することができる。

以下、本発明の人工乳首および授乳観測装置の実施形態について図面を参照して説明する。なお、実施の形態において同じ符号を付した構成要素は同様の機能を果たすので、再度の説明を省略する場合がある。
（実施の形態１）

図１は、本発明の人工乳首と授乳観測装置の構成を説明する図であって、哺乳瓶１、キャップ２、人工乳首１０の断面を示している。図１において、人工乳首１０は、キャップ２に嵌合可能になっている。キャップ２は、例えば、ねじ構造により、哺乳瓶１に装着可能になっている。哺乳瓶１は既存の哺乳瓶でよい。乳首部１１の先端には、授乳穴１２が開いており、ミルクが授乳穴１２より乳児の口内に供給される。乳首部１１の下側には、センサ１３が埋め込まれている。センサ１３からはリード線１４が引き出され、コネクタ１５を介して、授乳検出出力部２０の回路に接続される。授乳検出出力部２０には後述する出力手段２３である発光ダイオード１６が取り付けられている。乳首部１１は、ゴムなどの柔軟な材料により形成されるが、材料はゴムには限らない。センサ１３としては、圧電効果素子、歪ゲージなどを使用できる。センサ１３は、後述するように、乳児の舌の動作を検知し、センサ１３に印加される外力に基づくセンサ信号を出力する。センサ信号は、センサ１３に印加される外力に基づきセンサ１３から出力される信号である。授乳検出出力部２０は、センサ信号を検出し、授乳状態を示す信号である授乳表示信号を生成して出力する。なお、授乳状態とは、乳児等がミルクを吸飲するに際しての、乳児の口内の状態であって、正常にミルクを吸飲している状態や、正常にミルクを吸飲していない状態などを言う。また、舌の動作を検知するとは、舌の動作によってセンサ１３が圧力を受けたり変形したりする現象をセンサ信号により検知することを言う。

図２（Ａ）は、授乳検出出力部２０の回路例である。乳首部１１に埋め込まれたセンサ１３の出力信号であるセンサ信号は、比較手段２１に供給される。比較手段２１は、センサ信号を検出し、センサ信号と所定の閾値電圧とを比較し、センサ信号の振幅が所定の振幅閾値を越えた場合、授乳状態を表す授乳表示信号を生成して出力手段２３である発光ダイオード１６に出力電流を供給して発光させる。電源２２としては電池を使用するのがよい。なお、出力手段２３は、発光ダイオード１６以外の構成、例えば、ブザー、電球等で実現されても良い。

つぎに、本発明の人工乳首１０を使用して乳児等の授乳状態、すなわち、乳児等のミルク吸飲動作を観測する方法について図３（Ａ）、（Ｂ）を使用して説明する。図３（Ａ）は、乳児が乳首部１１を正常に咥えている場合の図である。乳児は、上唇５１、上歯茎５２、上口蓋５３、下唇５４、下歯茎５５、および、舌５０により乳首部１１を咥える。乳児は、舌５０を周期的に動かして乳首部１１押さえつけ、乳首部１１内部からミルクを口内に押し出す。ミルクを効率よく飲むには、舌５０がよく動くことが大切である。舌５０は、乳首部１１を口の入り口部分から喉の方へ絞るように動かしてミルクを搾り出す運動を行う。

図３（Ｂ）のように、舌５０が乳首部１１の下部に折れ曲がるようになると、乳児は舌５０を動かすことが困難になり、舌５０は、乳首部１１を十分に押さえことができず、ミルクを飲みにくくなる。このような状態は、母親が乳児に乳首部１１を含ませるのに慣れておらず、無理に乳首部１１を乳児に含ませた場合や、乳児の舌５０が発達していない場合に起こりやすい。母親がこのような状態に気がつかないと、乳児の効率のよい栄養摂取の妨げになるばかりでなく、その後の成長段階における摂食、嚥下動作の発育も妨げられる。

本発明の人工乳首および授乳観測装置によれば、乳児の舌５０が図３（Ａ）のように正常に乳首部１１を周期的に押さえる場合、センサ１３は、周期的にセンサ信号を出力する。センサ信号の振幅が所定の振幅閾値を越えると、比較手段２１は、授乳状態を表す授乳表示信号を生成して出力手段２３である発光ダイオード１６に出力電流を供給して発光させる。授乳表示信号は、例えば、乳児が舌５０を動かす周期に合致したパルス状の電流信号になる。乳児がミルクを飲むたびに発光ダイオード１６が発光するので、母親は、乳児が正常にミルクを飲んでいることを確認することが可能になる。一方、図３（Ｂ）のような場合には、乳首部１１の動きが少なくなりセンサ１３は小さなセンサ信号しか出力しないので、センサ信号の振幅は、上記の振幅閾値を越えない。従って、比較手段２１は、授乳状態を表すパルス状の授乳表示信号を出力せず、発光ダイオード１６は点滅しない。母親は、発光ダイオード１６の点滅がないことを視認すると、乳首部１１を乳児に含み直させて正常な哺乳を行うことができる。

上記振幅閾値を比較手段２１に設定するには、周知のシュミット回路を使用すればよい。シュミット回路は、演算増幅器の出力電圧を正入力端子に正帰還することにより構成される。シュミット回路の入出力特性は、ヒステリシスを有する。すなわち、所定の２つの電圧値の間に入力電圧があるかぎり、入力電圧が変動しても、比較手段２１の出力電圧は変化しない。ヒステリシスは、入力特性の不感帯に相当する。この不感帯の電圧幅が上記振幅閾値になる。センサ１３のセンサ信号が不感帯の電圧幅を超えて変動すると比較手段２１の出力電圧が反転し、パルス状の電流信号が発光ダイオード１６に供給される。

キャップ２を透明なプラスチック材料で形成すれば、発光ダイオード１６の発光する光は、キャップ２の図面の矢印で示した上部の方向からも認知が可能である。また、キャップ２の内部の発光ダイオード１６の位置からキャップ２の上部に向けて導光路を設けて、発光ダイオード１６の発光光がキャップ２の上部に導かれるようにすれば、母親は、キャップ２の上部を見ることにより、発光ダイオード１６の発光光を視認することができる。また、発光ダイオード１６をキャップ２の上部に取り付けて、比較手段２１の出力端子と発光ダイオード１６を銅線で結合してもよい。また、図１の場合とは逆に、キャップ２の上部を肉厚として、授乳検出出力部２０を収納してもよい。この場合は、乳首部１１のゴム層の内部で、センサ１３から乳首部１１の上部にリード線１４を引き回して、コネクタ１５が乳首部１１の上部に位置するようにするのが好ましい。

センサ１３の乳首部１１における位置は、図１の例に限らず、乳首部１１の変形を検知しやすい位置に設ければよい。センサ１３は、板状、棒状などの形状、あるはそれ以外でもよい。乳首部１１の材料として圧電効果があるゴム材料や柔軟なプラスッチック材料を使用してもよい。乳首部１１の内面側と外面側にそれぞれ電極を設けて、センサ信号を取り出すことになる。乳首部１１としては、圧力により抵抗値が変わるゴム材料や柔軟なプラスッチック材料を使用してもよい。乳首部１１自身が乳首とセンサ１３を兼ねることになる。
なお、上記説明では、比較手段２１の出力信号を授乳表示信号と呼んだが、発光ダイオード１６から発光される光を授乳表示信号と呼んでもよい。
（実施の形態２）

図２（Ｂ）は、本発明の授乳観測装置１００ａの構成図である。授乳観測装置１００ａは、乳首部１１にセンサ１３を埋め込んだ人工乳首１０、授乳信号送出部３０、および、授乳出力部４０を具備する。授乳信号送出部３０は、信号検出手段３１と電源２２を具備する。信号検出手段３１は、センサ１３からセンサ信号を受け入れ、センサ信号が、所定の波形の場合、乳児が正常にミルクを飲む動作を行っていると判断して、授乳検知情報を授乳出力部４０に供給する。センサ信号とは、センサ１３に印加される外力に基づきセンサ１３から出力される信号である。授乳検知情報とは、センサ信号に基づき生成される情報であって、上記実施の形態１において説明した授乳状態を表す情報である。例えば、乳児などが正常にミルクを吸飲しているか、いないかを表す情報、どの程度正常にミルクを吸引しているかを表す情報などである。授乳検知情報の一形態は、実施の形態１において説明した比較手段２１の出力信号である。センサ信号が、振幅閾値を越える振幅の場合、乳児が正常にミルクを飲む動作を行っていると判断することになる。なお、授乳検知情報の形態、授乳状態が正常であるか異常であるかを識別するデジタル情報、または、デジタル信号でもよい。デジタル情報は、１ビットの情報でよい。

授乳出力部４０は、出力手段４１を具備する。授乳検知情報を受け取った出力手段４１は、授乳表示情報を出力する。授乳表示情報とは、授乳検知情報に基づいて生成される情報であって、授乳状態を表す情報である。授乳表示情報とは、例えば、「正常」であることを示す情報（例えば「１」）や、「異常」であることを示す情報（例えば「０」）である。

出力手段４１は、図２（Ｂ）に示した実施の形態では、出力回路４２と発光ダイオード１６よりなる。出力回路４２は、授乳検知信号に基づき発光ダイオード１６用のパルス電流を発生させる。出力手段４１が出力する授乳表示情報は、発光ダイオード１６からの発光光である。発光光が点滅する場合、正常な授乳状態を表し、発光光がなかったり、点滅がなかったりする場合は、異常な授乳状態を表すことになる。

出力手段４１は、電球、ブザー、スピーカ、プリンタ、液晶表示装置などにより構成してもよい。または、授乳表示情報は、光ダイオード１６、電球、ブザー、スピーカ、プリンタ、液晶表示装置などから出力され、人が認識可能な光、音、文字、画像などの形の情報で、授乳状態を表す情報を含む。光の場合、点滅の有無（例えば、点滅が「正常」、光なしが「異常」など）、色（例えば、赤が「異常」、青が「正常」など）である。音の場合、例えば、「ピッ」、「ピッ」という断続音が「正常」、無音が「異常」などである。文字の場合、例えば、「正常」、「異常」などの文字である。

信号検出手段３１は、内部に標準的な哺乳動作に対応するセンサ信号の波形データを記憶しておき、センサ１３から供給されるセンサ信号の波形と上記波形データを比較し、似ていると判断される場合に、パルス状の授乳検知信号を授乳検知情報として出力するようにしてもよい。パルス状の授乳検知信号は、乳児の舌の動く周期に同期させて発生させるのが簡単である。このためには、波形データ記憶回路と波形データ比較回路とにより信号検出手段３１を構成すればよい。出力回路４２は、授乳検知信号を受け入れ、発光ダイオード１６に授乳表示信号としてパルス状のダイオード電流を供給するスイッチ回路でよい。

なお、信号検出手段３１は、実施の形態１において説明した比較手段２１でもよいことは、既に述べた。また、出力手段４１を、出力増幅器とスピーカにより構成し、授乳検知信号に基づき「ピッ」、「ピッ」というような音を授乳表示情報として発生させるようにしてもよい。音が断続する場合、正常な授乳状態を表し、音がない場合、あるいは、音が鳴りっぱなしの場合は、異常な授乳状態を表すことになる。
（実施の形態３）

つぎに、授乳検知情報を、無線通信により授乳検出出力部２０から授乳出力部４０に送信するようにした実施の形態について説明する。図４（Ａ）において、人工乳首１０ａは、乳首部１１の下部、すなわち、乳児の舌が当たる部分にセンサ１３を内蔵し、乳首部１１がキャップ２に嵌合する部分に授乳信号送出部３０ａを内蔵する。センサ１３と授乳信号送出部３０ａは、リード線１４により結合される。また、キャップ２の上部には、授乳出力部４０ａを取り付ける。図４（Ｂ）は、授乳出力部４０ａの取り付け状態を人工乳首１０ａの側から見た図である。キャップ２と授乳出力部４０ａの取り付けの方法は、螺子止め、取り付け溝を設けて嵌合する方法などでよい。

図５は、本実施の形態における授乳信号送出部３０ａと授乳出力部４０ａの詳細な構成の例である。授乳信号送出部３０ａは、信号検出手段３１、送信手段３３、および、電力受信手段３４を具備する。授乳出力部４０は、受信手段４２、出力手段４１、電源４３、及び、電力送信手段４４を具備する。信号検出手段３１は、センサ１３からセンサ信号を受け入れ、授乳検知情報を発生し、送信手段３３に供給する。送信手段３３は、授乳検知情報を受けとると授乳検知情報を無線信号の形式で送信する。受信手段４２は、授乳検知情報を無線受信し、授乳検知情報を出力手段４１に供給する。授乳検知情報を受け取った出力手段４１は、授乳表示情報として、上記発光ダイオード１６の点滅光を出力する。送信手段３３が送信する無線信号の通信方式は、授乳検知情報が搬送波信号を変調する方式、乳児が舌を正常に動かして、信号検出手段３１が授乳検知情報として正常を示す情報を出力したときに、最低１ビットの授乳検知情報をパケット形式で送信する方式、授乳信号送出部３０毎に割り振られたＩＤ識別情報を授乳検知情報と共に送信する方式などを適用すればよい。

電力送信手段４４と電力受信手段３４は、それぞれコイル状のアンテナを内蔵しており、アンテナは互いに電磁的に結合されている。電力送信手段４４は、電磁的に交流信号を発振して電力を電力受信手段３４に送る。電源４３は、電力送信手段４４、受信手段４２、出力手段４１に電力を供給する。電力受信手段３４は、電磁的に結合された電力送信手段４４からの電磁波から電力を受けて、信号検出手段３１と送信手段３３に電力を供給する。授乳信号送出部３０ａと授乳出力部４０ａを距離は、３ｃｍから５ｃｍ程度であるので、無線通信による授乳検知情報の送信に必要な電力はきわめて小さくできる。電力送信手段４４と電力受信手段３４の距離も同様に小さいので、電磁結合による電力送信が可能である。

本実施の形態の授乳信号送出部３０ａや授乳出力部４０ａにおける電力送信や情報送信には、無線タグ、ＩＣタグ、あるいは、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）と呼ばれ、カード読み取り器の読み取り部にカードをかざすことにより、無線交信でカード内に記憶された情報のやり取りする技術を利用することができる。無線タグにおけるＲＦＩＤの集積回路は、極めて小さい半導体チップにできるので、乳首部１１のゴム膜内部に収納することが可能である。授乳信号送出部３０ａと授乳出力部４０ａの距離が近いので、送信手段３３と電力受信手段３４のアンテナは、小さいものでもよい。
なお、センサ１３と授乳信号送出部３０ａを同じ集積回路基板１０上に作成して、乳首部１１のゴム膜内に収容してもよい。

また、授乳出力部４０ａを、キャップ２の下部に取り付ければ、電力送信手段４４と電力受信手段３４の距離が１ｃｍ以下とすることが可能になり、電力伝送の効率が高まる。図６（Ａ）、（Ｂ）は、電力送信手段４４と電力受信手段３４の距離を近づけた構造の一例である。なお、図６（Ａ）は，図６（Ｂ）の点線Ｍ−Ｎの位置における断面であり、図６（Ｂ）は、授乳穴１２の前からキャップ２の方向を見た場合の概略図である。図６（Ｂ）に示すように、図５で説明した授乳出力部４０ａを収容する筐体４０ｂを、円筒を半分にした形状とし、キャップ２に半分巻きつくように取り付ける。授乳出力部４０ａに示した回路を授乳出力部用半導体チップ４０ｃにより作成し、図６（Ｂ）に示すように、授乳信号送出部３０ａに対向する、筐体４０ｂ内の位置に取り付ける。出力手段４１には、発光ダイオード１６を使用する。発光光を視認しやすいように、発光ダイオード１６を筐体４０ｂの上部に取り付ける。発光ダイオード１６と授乳出力部用半導体チップ４０ｃとはリード線４５により結合する。なお、図６の場合、授乳出力部用半導体チップ４０ｃに、電源４３と発光ダイオード１６を含まないことは言うまでもない。電源４３は、交換可能な電池とするのが好ましい。
本実施の形態により、正常な授乳が行われているかどうかを知ることができるとともに、人工乳首１０ａと授乳出力部４０ａが分離可能になり、各部の洗浄が容易になる。
上記授乳検知情報を受け取った出力手段４１は、授乳表示情報として、上記発光ダイオード１６の点滅光を出力する代りに、「ピッ」、「ピッ」というような音を授乳表示情報として発生させるようにしてもよい。

出力手段４１を、授乳表示情報を送信する送信機とし、授乳室の棚などに置いた受信機に授乳表示情報を送信するようにしてもよい。受信機には、受信した授乳表示情報を元に、授乳の正常、異常を文字表示させる。また、受信機は、受信した授乳表示情報を元に、授乳の正常、異常などの文字を印刷してもよい。また、出力手段４１は、授乳表示情報として、上記説明したパルス信号の形式の授乳検知情報を受信機に送信し、受信機は、パルス数を計数して表示または印刷することにより、ミルクを飲んだ回数を記録するようにしてもよい。なお、上記受信機を、出力手段４１の一部と考えてもよい。この場合、ミルクを飲んだ回数を表す数字が、授乳表示情報である。
（実施の形態４）

センサ１３として、外力による運動エネルギーを電力に変換する素子を使用し、信号検出手段３１と送信手段３３に電源電力を供給するようにしてもよい。電力受信手段３４と電力送信手段４４は不要になる。信号検出手段３１がセンサ１３の電力を受け入れて送信手段３３に供給し、送信手段３３は、信号検出手段３１から電力が供給されると、そのタイミングにパルス状の電波を授乳検知情報として発信して送信するようにしてもよい。乳児が舌を大きく動かしたタイミングで、授乳検知情報が送信される。このようにすると、電力消費時間を短かくできるので、少ない電力でも、授乳検知情報が送信できる。授乳出力部４０ａは、パルス状の電波を受信したタイミングで、出力手段４１から授乳表示情報を出力する。具体的には、発光ダイオード１６が、短時間発光する。外力による運動エネルギーを電力に変換する素子としては、圧電素子などが使用できる。
本発明は、以上の各実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

以上のように、本発明にかかる授乳観測装置は、乳児のミルク吸飲動作を観測することにより、授乳状態を観測でき、正しい哺乳を行うことを可能にするという効果があり、産科、小児科などの医院だけでなく、家庭においても使用可能である。

本発明の一実施形態による授乳観測装置の構成を説明する図 本発明の一実施形態による授乳観測装置のブロック図 本発明の一実施形態による授乳観測装置による授乳状態の図 本発明の一実施形態による別の授乳観測装置の構成を説明する図 本発明の一実施形態による別の授乳観測装置のブロック図 本発明の一実施形態による他の授乳観測装置の構造の一例の図

符号の説明

１ 哺乳瓶
２ キャップ
１０ 人工乳首
１１ 乳首部
１２ 授乳穴
１３ センサ
１４ リード線
１５ コネクタ
１６ 発光ダイオード
２０ 授乳検出出力部
２１ 比較手段
２２ 電源
２３ 出力手段
３０、３０ａ 授乳信号送出部
３１ 信号検出手段
３３ 送信手段
３４ 電力受信手段
４０、４０ａ 授乳出力部
４０ｂ 授乳出力部筐体
４０ｃ 授乳出力部用半導体チップ
４１ 出力手段
４３ 電源
４４ 電力送信手段
１００、１００ａ、１００ｂ 授乳観測装置

Claims (9)

1. 吸飲動作を検知するためのセンサを備えた、哺乳瓶に装着可能な人工乳首であって、柔軟な材料から形成される乳首部であり、舌が当該乳首部に対して与える外力を検出することにより当該乳首部の変形を検知する前記センサを前記柔軟な材料内に埋め込んだ乳首部を具備する人工乳首。
2. 前記センサは、
   前記乳首部の下側であり、乳児の舌が当たる部分に存在する請求項１記載の人工乳首。
3. 請求項１または請求項２記載の人工乳首と、
   前記センサに印加される外力に基づいて出力される信号であるセンサ信号を検出し、授乳状態を示す信号である授乳表示信号を生成して出力する授乳検出出力部と、を具備する授乳観測装置。
4. 請求項１または請求項２記載の人工乳首と、
   前記センサに印加される外力に基づくセンサ信号を検出し、当該センサ信号に基づいて授乳検知情報を送出する授乳信号送出部と、
   前記授乳検知情報を受け入れ、授乳状態を表す情報である授乳表示情報を生成して出力する授乳出力部と、を具備する授乳観測装置。
5. 前記授乳信号送出部は、
   前記センサ信号に基づいて授乳検知情報を生成する信号検出手段と、
   前記授乳検知情報を送出する送信手段と、を具備し、
   前記授乳出力部は、
   前記授乳検知情報を受信する受信手段と、
   前記授乳検知情報を元に授乳表示情報を生成し出力する出力手段と、を具備する
   請求項４記載の授乳観測装置。
6. 前記授乳検出出力部は、
   前記センサ信号の振幅が所定の閾値を超えた場合、またはセンサ信号が所定の波形の場合に、前記授乳表示情報を視覚的に表示する、または音響信号として出力する請求項３記載の授乳観測装置。
7. 前記授乳出力部は、
   前記センサ信号の振幅が所定の閾値を超えた場合、またはセンサ信号が所定の波形の場合に、前記授乳表示情報を視覚的に表示する、または音響信号として出力する請求項４または請求項５記載の授乳観測装置。
8. 前記授乳信号送出部は、前記人工乳首に具備される請求項４記載の授乳観測装置。
9. 請求項３から請求項８いずれか記載の授乳観測装置を構成する人工乳首。

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