JP6149215B2 - 生体情報収集装置 - Google Patents
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Description
上記特許文献1に記載された「生体情報収集装置」は次のような構成をなしている。まず、空気袋があり、この空気袋内は特に仕切られることなく単一の空間になっていて、そこには空気が封入されている。又、上記空気袋の内部又は外部には無指向性マイクロホンや圧力センサ等が設置されている。このような空気袋の上に被介護者を直接又は間接に載せて、被介護者の有無や動きに伴う空気袋内の圧力変化を検出し、それによって、被介護者の呼吸、心拍、脈拍等の生体情報を得るものである。
そして、上記板状部材の上に被介護者を直接又は間接に載せて、被介護者の有無や動きに伴う空気袋内の圧力変化を検出し、それによって、被介護者の呼吸、心拍、脈拍等の生体情報を得るものである。
なお、上記4本の空気袋やキャビネットが連通されていない場合もあり、この場合には、それぞれの空気袋やキャビネットに無指向性マイクロホンや圧力センサ等が設置されることになる。
そして、上記エアセルの上に被介護者を直接又は間接に載せて、被介護者の有無や動きに伴う空気袋内の圧力変化を検出し、それによって、被介護者の呼吸、心拍、脈拍等の生体情報を得るものである。
そして、上記フレームの上に被介護者を直接又は間接に載せて、被介護者の有無や動きに伴うフレーム内の圧力変化を検出し、それによって、被介護者の呼吸、心拍、脈拍等の生体情報を得るものである。
なお、上記エアー通入穴を設けることによりある種のバイパスフィルタ特性を得るようにしている。
このうち、特許文献4に開示されているものは、上記特許文献1に記載されているものと同様に、単一の袋体を備えたものである。また、複数の空気室を備えている構成も開示されているが、それらの空気室は個々に独立したものとなっている。
また、特許文献5に開示されているものは、上記特許文献2に記載されているものと同様に、単一であってジグザグ状に設けられた空気室を備えたものである。または同じ大きさに区画された複数の空気室を備えたものも開示されている。
また、特許文献6に記載されているものも、上記特許文献2に記載されているものと同様に、単一であってジグザグ状に連続した空気室が設けられたものである。
また、特許文献7に記載されているものは、単一であってチューブ状の空気室を備えたものとして構成されている。
さらに、特許文献8に記載されているものも、単一であってチューブ状の空気室を備えたものとして構成されている。
特許文献1に記載された生体情報収集装置のうち、空気袋を用いるものは、その内部が特に仕切られることなく単一の空間になっているため、空気袋の形崩れ、空気の片寄り、体圧の分散等が発生し、広い範囲について安定的且つ高感度な測定を行うことができないという問題があった。また、空気漏れによって長期間にわたる測定ができないことも懸念されていた。
また、円筒形の容器を用いたものの場合は複数の容器を設置しなければならず、その構成が複雑になってしまうという問題があった。また、被介護者の加重が作用する面積が少ないために感度が低いという問題もあった。
また、特許文献2に記載された体動検知装置の場合には、ジグザグ状の細長い空気室を備えたエアセルを使用しているため、例えは、圧力センサが設置された場所から大きく離間した場所の圧力変化もそのジグザグ経路を介して圧力センサに伝播されることになり、その結果、感度が低くなってしまうという問題があった。また、エアセル全体が均等に平らになっているので、体圧の分散等が発生し、それによっても感度が低くなってしまうという問題があった。
なお、特許文献4〜特許文献8に記載された装置にも、特許文献1〜特許文献3に記載された装置の場合と略同様の課題が存在しているものである。
また、請求項11に記載された生体情報収集装置は、請求項1〜請求項10の何れかに記載の生体情報収集装置において、上記空気の流れを検出するセンサは焦電型赤外線センサであることを特徴とするものである。
また、上記被介護者が大径空気室の上方から外れて、小径空気室の上方に存在している場合には、小径空気室における空気流が上記大径空気室に効果的に伝播し、それによって、上記大径空気室に設けられたセンサモジュールによって上記被介護者の生体情報を高感度に収集することができる。
このように、大径空気室を設けることにより高感度な収集を可能にしていると共に小径空気室を設けることにより高感度で収集可能な範囲の拡大を図っているものである。
また、上記センサモジュールの基板上にはセンサと増幅回路が共に設けられているため、センサと増幅回路を離間させて設置した場合にみられるノイズの影響を受け難く、被介護者の呼吸、心拍、脈拍等の生体情報を高感度に検出することができる。
また、請求項2記載の生体情報収集装置は、請求項1記載の生体情報収集装置において、上記袋体は、2枚のシート材を重ね合わせて所々貼り合わせることにより、上記大径空気室と小径空気室を長尺円筒状に形成したものであるため、上記大径空気室及び上記小径空気室によって、上記袋体上に直接又は間接に載せられた被介護者の呼吸等の僅かな動作を効果的に捉えることができる。
また、請求項3に記載された生体情報収集装置は、請求項1又は請求項2記載の生体情報収集装置において、上記大径空気室は上記袋体の一端側において1〜3列の範囲で設けられているため、段差が大きい上記大径空気室に極めて集中的に上記被介護者の呼吸等の僅かな動作が伝わり、上記大径空気室に設けられたセンサによってより高感度に上記被介護者の生体情報を収集することができる。
また、請求項4に記載された生体情報収集装置は、請求項1〜請求項3の何れかに記載の生体情報収集装置において、上記センサモジュールは上記大径空気室内に封入されているため、上記大径空気室に集中的に伝えられる上記被介護者の呼吸等の僅かな動作を上記センサモジュールで効率よく検出でき、より高感度に上記被介護者の生体情報を収集することができる。また、上記センサモジュールが上記大径空気室内に封入されることにより外乱に起因するノイズの発生を抑制することができ、被介護者の呼吸、心拍、脈拍等の生体情報を高感度に検出することができる。
また、請求項5に記載された生体情報収集装置は、請求項1〜請求項4の何れかに記載の生体情報収集装置において、上記センサモジュールの基板にはケーブルが接続されていて、上記ケーブルの被覆チューブ端の隙間には封止処理が施されているため、上記ケーブルの被覆チューブ端の隙間を介しての空気漏れを防ぐことで、上記被介護者の呼吸等の僅かな動作を上記袋体によって高感度に捉える機能を担保すると共に、長期間にわたって上記生体情報収集装置の性能を保つことができる。
また、請求項6に記載された生体情報収集装置は、請求項5記載の生体情報収集装置において、上記ケーブルは被覆チューブ内に複数のリード線を収容した構成になっていて、上記封止処理は、上記被覆チューブと複数のリード線との隙間を封止するものであるため、上記被覆チューブと複数のリード線との隙間を介しての空気漏れを防ぐことで、上記被介護者の呼吸等の僅かな動作を上記袋体によって高感度に捉える機能を担保すると共に、長期間にわたって上記生体情報収集装置の性能を保つことができる。
また、請求項7に記載された生体情報収集装置は、請求項6記載の生体情報収集装置において、上記複数のリード線は被覆チューブ内に導体を収容した構成になっていて、上記封止処理は、上記被覆チューブと導体との隙間をも封止するものであるため、上記被覆チューブと導体との隙間を介しての空気漏れをも防ぐことで、上記被介護者の呼吸等の僅かな動作を上記袋体によって高感度に捉える機能を確実に担保すると共に、長期間にわたって上記生体情報収集装置の性能を保つことができる。
また、請求項8に記載された生体情報収集装置は、請求項5〜請求項7の何れかに記載の生体情報収集装置において、上記封止処理は上記被覆チューブ端の隙間及び周囲を樹脂で覆って固めるものであるため、より確実に上記ケーブルの被覆チューブ端の隙間を介しての空気漏れを防止することができ、上記被介護者の呼吸等の僅かな動作を上記袋体によって高感度に捉える機能をより確実に担保すると共に、長期間にわたって上記生体情報収集装置の性能を保つことができる。
また、請求項9に記載された生体情報収集装置は、請求項1〜請求項8の何れかに記載の生体情報収集装置において、上記大径空気室の上記ケーブル貫通部にはケーブルと貫通部との間の隙間を封止する封止処理が施されているため、上記ケーブル貫通部からの空気漏れを防ぐことで、上記被介護者の呼吸等の僅かな動作を上記袋体によって高感度に捉える機能を担保すると共に、長期間にわたって上記生体情報収集装置の性能を保つことができる。
また、請求項10に記載された生体情報収集装置は、請求項9記載の生体情報収集装置において、上記ケーブル貫通部位置の上記ケーブル外周には内周面に接着剤を備えた熱収縮チューブが被覆されていて、その状態で熱溶着するようにしたため、確実に上記大径空気室における上記ケーブルの貫通部からの空気漏れを防ぐことで、上記被介護者の呼吸等の僅かな動作を上記袋体によって高感度に捉える機能を確実に担保すると共に、長期間にわたって上記生体情報収集装置の性能を保つことができる。
なお、上記介護ベッド3には4本の支柱4が設けられているとともに、被介護者9の頭部の下には枕6が設置されている。
なお、離床判別も可能である。
また、上記測定装置10には緊急通報機能が備えられていて、例えば、上記被介護者9の呼吸や心拍が停止した場合には、監視者に対して上記被介護者9の呼吸や心拍の停止が通報されることになる。
なお、上記生体情報収集装置1に測定装置10とは異なる図示しない通報装置を接続し、被介護者9の呼吸や心拍が停止した場合に、上記通報装置により監視者に対して上記被介護者9の呼吸や心拍の停止が通報されるように構成することも考えられる。
なお、熱溶着の方法としては、プレス機を使用する方法、超音波溶着機を使用する方法等がある。また、熱溶着以外にも、例えば、ヒートボンド(加熱により溶融し常温で固化する接着剤の一種)等の接着剤を使用した方法も考えられる。
なお、この第1の実施の形態の場合には、図2に示すように、仕切壁15は18列にわたって設けられていて、また、その内図2中左側の1列については9行、図2中左端から2列目以降については8行分断続的に設けられている。
また、上記大径空気室17aのうち後側(図2中右側)の大径空気室17aと最も前側(図2中左側)の小径空気室17bとの間の隙間15a、及び、上記小径空気室17b同士の間の隙間15aとが、上記袋体11の前後方向(図2中左右方向)に直線状に並ぶように、上記仕切壁15が形成されている。
なお、上記袋体11の膨らんだ状態での高さ(図3中上下方向の大きさ)は、マットレス7上に横たわった被介護者9が違和感を感ずることのない大きさに設定されている。
なお、上記袋体11内の空気圧は、上記袋体11に荷重が加えられていない状態において、例えば、0.3〜6kPaとなっている。
また、上記空気注入部材18の袋体11内側部分には、逆止弁18bが設けられている。
なお、上記ケーブル20としては、例えば、市販のモジュラーケーブルが使用される。
ところが、それでも空気漏れの発生を完全に防ぐことはできなかった。
そこで、本件特許出願人はさらなる実験を繰り返し、ケーブル20の被覆チューブ19h、及び、リード線19gの被覆チューブ19g2の端の隙間を介しての空気漏れを確認するに到った。そこで、それらケーブル20の被覆チューブ19h、及び、リード線19gの被覆チューブ19g2の端の隙間に対しても所定の封止処理を施したものである。
以下、ケーブル20の袋体11の貫通部に施された封止処理から順次説明していく。
また、この実施の形態の場合には、図4(c)に示すように、この熱収縮チューブ21は、補強シート23a、23b間に介挿されている。さらに、上記補強シート23aの反熱収縮チューブ21側(図4(c)中上側)に上記シート材13aがあり、上記補強シート23bの反熱収縮チューブ21側(図4(c)中下側)に上記シート材13bがある。
そして、これら上記シート材13a、13b、上記補強シート23a、23b、上記熱収縮チューブ21、接着剤層、上記ケーブル20をまとめて熱溶着することで、上記袋体11の上記ケーブル20によって貫通される部分が封止されている。
なお、上記補強シート23a、23bは上記シート材13a、13bと同じ構造・材質のものである。
また、上記袋体11の上記ケーブル20によって貫通される部分の封止には、熱溶着の他にヒートボンド等の接着剤を使用する場合もある。
なお、上記接着剤19kは、ヒートボンド、樹脂、シリコン等のガスバリア性が高いものである。
以上が、本実施の形態による生体情報収集装置1の構成についての説明である。
上記生体情報収集装置1は、図1に示すように、介護ベッド3のボトム5とマットレス7との間に介挿される。そして、上記マットレス7上には被介護者9が横たわった状態となる。その際、被介護者9の呼吸などの僅かな動作に起因して袋体11が押圧され、それによって、袋体11内に空気の流れが発生する。その結果、センサモジュール19周辺にも空気の流れが発生し、この空気の流れによってセンサモジュール19周辺の空気の温度が変化する。この温度変化によって発生する赤外線の量が変化し、この赤外線の量の変化が上記センサモジュール19によって検出される。それによって、上記被介護者9の呼吸、心拍、脈拍等の生体情報が検出されることになる。
上記センサモジュール19からの出力信号はケーブル20を介して測定装置10に入力される。そして、測定装置10によって解析されて各種生体情報が得られる。
また、必要に応じて、上記被介護者9の呼吸が停止したことを他者に通報する等の処理が行われる。
まず、上記被介護者9が大径空気室17aの上方に存在している場合について説明する。この場合は、上記大径空気室17aが高いものであるとともに段差h1(図1においてボトム5の上端面から大径空気室17aの上端までの高さ)が大きくなっているので、被介護者9の僅かな動作が大径空気室17aに集中的に伝わって大きく変形し、大径空気室17a内に顕著な空気の流れが発生する。その結果、上記センサモジュール19周辺にも大きな空気の流れが発生し、それによって、上記被介護者9の生体情報が高感度に検知されることになる。
また、上記大径空気室17aの片側にだけ上記小径空気室17bが設けられているため、上記大径空気室17aから空気が逃げ難くなっている。これによっても、感度の向上が図られている。
また、上記両側の小径空気室17bへと上記大径空気室17a内から空気が逃げてしまうことによっても、感度が低下することになる。
上記袋体11の上記ケーブル20によって貫通される部分においては、シート材13a、13b、補強シート23a、23b、上記熱収縮チューブ21、接着剤層、上記ケーブル20がまとめて熱溶着によって接着・封止されているため、ケーブル20とシート材13a、13bとの間からの空気漏れが効果的に防止される。
特に、上記ケーブル20には内側に接着剤層を備えた熱収縮チューブ21が被せられているため、上記接着剤層により上記ケーブル20と上記熱収縮チューブ21との間の隙間も確実に塞がれ、この隙間を介した空気漏れが確実に防止される。
また、上記ケーブル20の上記基板19fに対する接続部、すなわち、各リード線19gの露出された導体19g1の部分から上記被覆チューブ19hに至る範囲が接着剤19kによって固められているため、上記ケーブル20の被覆チューブ19h、及び、リード線19gの被覆チューブ19g2の端の隙間を介しての上記袋体11からの空気漏れを確実に防止している。
以上が、本実施の形態による生体情報収集装置1の作用についての説明である。
まず、被介護者9の呼吸などの僅かな動作に起因した袋体11内の空気の流れと、それに起因した温度変化を高感度で検知して、呼吸、心拍、脈拍等の生体情報を確実に収集することができる。それは、次のような理由による。
まず、上記被介護者9が上記大径空気室17aの上方に存在している場合について説明する。この場合は、上記大径空気室17aは高くなっているとともに、上記袋体11の一端側(図2中左端側)に設けられていて、段差h1(図1においてボトム5の上端面から大径空気室17aの上端までの高さ)が大きくなっているので、被介護者9の僅かな動作が大径空気室17aに集中的に伝わって大径空気室17a内に大きな空気の流れが発生する。その結果、上記センサモジュール19の周辺にも大きな空気の流れが発生し、それによって、上記被介護者9の生体情報が高感度に検知されるからである。
また、上記大径空気室17aの片側にだけ上記小径空気室17bが設けられているため、上記大径空気室17aから空気が逃げ難くなっている。これによっても、感度の向上が図られているからである。
このように、一端に大径空気室17aを設けることにより検出感度を向上させることができ、且つ、そこに隣接する広範な領域に小径空気室19bを設けることにより、検知可能な領域の拡大を図っているものである。
また、上記センサモジュール19は上記大径空気室17a内に封入されているため、外乱に起因するノイズの発生を抑制することができ、被介護者の呼吸、心拍、脈拍等の生体情報を高感度に検出することができる。
特に、熱収縮チューブ21の内側には接着剤層が備えられているので、熱収縮チューブ21とケーブル20との隙間を介しての空気漏れを完全に防ぐことができる。
なお、上記袋体11自体が、例えば、ポリエチレンやナイロン(登録商標)からなる層を重ねた2層構造又は3層構造を成すガスバリア性の高いシート材13a、13bを熱溶着などによって貼り合わされていて、空気漏れがない構成になっていることは勿論である。
また、上記袋体11内からの空気漏れを防ぐことによって、上記袋体11内への空気の補充なしに長期間にわたって上記生体情報収集装置1の機能・性能を維持することができる。
以上が、本実施の形態の生体情報収集装置1による効果についての説明である。
第1−1実施例について説明する。
まず、第1−1実施例による生体情報収集装置1の詳細について説明する。
第1−1実施例においては、仕切壁15の幅(図2中左右方向の大きさ)は8mmとなっている。また、上記袋体11が膨らんだ状態での上記大径空気室17aの幅(図2中左右方向の大きさ)は35mm程度であり、高さ(図3中上下方向の大きさ)は20mm程度となっている。また、上記袋体11が膨らんだ状態での上記小径空気室17bの幅(図2中左右方向の大きさ)は15mm程度であり、高さ(図3中上下方向の大きさ)は10mm程度となっている。また、上記袋体11が膨らんでいない状態では、上記大径空気室17aの幅(図2中左右方向の大きさ)は60mm程度であり、上記小径空気室17bの非幅(図2中左右方向の大きさ)は30mm程度である。
また、上記袋体11の上記ケーブル20によって貫通される部分は、ヒートボンドによって封止されている。
なお、ここで使用した上記マットレス7は、体圧分散型のマットレス(パラマウントベッド株式会社製の「エバーフィット(商品名)」)である。
なお、本実施の形態による生体情報収集装置1と同一部分には同一符号に「′」を付して示す。
上記生体情報収集装置1′は、袋体11′の大きさ、仕切壁15′の大きさは前述した第1−1実施例の生体情報収集装置1と同様である。しかし、上記生体情報収集装置1′においては、上記仕切壁15′は前後方向(図5中左右方向)に直線状に並んだものとなっている。また、上記生体情報収集装置1′の全ての空気室は大径空気室17a′となっている。上記生体情報収集装置1′の大径空気室17a′の幅(図5中左右方向の大きさ)及び高さ(図5中紙面垂直方向の大きさ)は、第1−1実施例の生体情報収集装置1の大径空気室17aと同様である。
図6(a)は、横軸が時間(秒)、縦軸がセンサモジュール19の信号出力(V)となっていて、呼吸をしている被介護者9が上記マットレス7上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール19の信号出力を示すグラフAと、上記マットレス7上に上記被介護者9がいない場合の上記センサモジュール19の信号出力を示すグラフBとが示されている。
また、図6(b)は、横軸が時間(秒)、縦軸がセンサモジュール19の信号出力(V)となっていて、呼吸をしていない被介護者9が上記マットレス7上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール19の信号出力を示すグラフAと、上記マットレス7上に上記被介護者9がいない場合の上記センサモジュール19の信号出力を示すグラフBとが示されている。
図7(a)は、横軸が時間(秒)、縦軸がセンサモジュール19の信号出力(V)となっていて、呼吸をしている被介護者9が上記マットレス7上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール19の信号出力を示すグラフAと、上記マットレス7上に上記被介護者9がいない場合の上記センサモジュール19の信号出力を示すグラフBとが示されている。
また、図7(b)は、横軸が時間(秒)、縦軸がセンサモジュール19の信号出力(V)となっていて、呼吸をしていない被介護者9が上記マットレス7上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール19の信号出力を示すグラフAと、上記マットレス7上に上記被介護者9がいない場合の上記センサモジュール19の信号出力を示すグラフBとが示されている。
次に、本実施の形態の第1−2実施例について説明する。
まず、第1−2実施例による生体情報収集装置1の詳細について説明する。
本実施例による生体情報収集装置1は前述した第1−1実施例による生体情報収集装置1と略同様の構成であるが、袋体11のケーブル20によって貫通される部分の封止は熱溶着によって行われているものである。
第1−2実施例における信号出力試験は、前述した第1−1実施例における信号出力試験と同様の条件で行ったものである。
図8に第1−2実施例における信号出力試験の結果のグラフを示す。
図8(a)は、横軸が時間(秒)、縦軸がセンサモジュール19の信号出力(V)となっていて、呼吸をしている被介護者9が上記マットレス7上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール19の信号出力を示すグラフAと、上記マットレス7上に上記被介護者9がいない場合の上記センサモジュール19の信号出力を示すグラフBとが示されている。
また、図8(b)は、横軸が時間(秒)、縦軸がセンサモジュール19の信号出力(V)となっていて、呼吸をしていない被介護者9が上記マットレス7上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール19の信号出力を示すグラフAと、上記マットレス7上に上記被介護者9がいない場合の上記センサモジュール19の信号出力を示すグラフBとが示されている。
第1−2実施例における離床判別実験においては、マットレス7上に荷重を加えていない場合と上記マットレス7上に重りを載せて20kgの荷重を加えた場合とにおいて、上記生体情報収集装置1からの信号出力の時間変化を測定した。
図9は、横軸が時間(秒)、縦軸がセンサモジュール19の信号出力(V)となっていて、上記マットレス7上に荷重を加えていない場合における上記生体情報収集装置1からの信号出力の時間変化を示すグラフである。
また、図10は、横軸が時間(秒)、縦軸がセンサモジュール19の信号出力(V)となっていて、上記マットレス7上に20kgの荷重を加えた場合における上記生体情報収集装置1からの信号出力の時間変化を示すグラフである。
このような、上記マットレス7上に荷重を加えていない場合と上記マットレス7上に荷重を加えた場合との上記生体情報収集装置1からの信号出力の周波数の変化等の違いを利用して、上記マットレス7上に被介護者9がいるか否かを判別することが可能である。特に、上記離床判別実験では重りを利用して上記マットレス7に荷重を加えた状態を作り出しているため、上記被介護者9の心拍や呼吸などが停止した状態であっても、上記生体情報収集装置1の信号出力により上記マットレス7上に被介護者9がいるか否かを判別することが可能である。すなわち、上記被介護者9が上記マットレス7上に居て呼吸や心拍が停止したのか、それとも介護ベッド3から離床しているのかを判別することが可能である。
第1−2実施例における、設置位置を変更しながらの信号出力試験では、上記生体情報収集装置1を設置する位置を、被介護者9の頭側(図1中左側)から足側(図1中右側)へと移動させながら、上記生体情報収集装置1からの信号出力を測定した。なお、上記設置位置を変更しながらの信号出力試験では、上記生体情報収集装置1は、図1に示すように、センサモジュール19を介護ベッド3の前方側(図1中左側)に向けて設置されている。
なお、ここで使用した上記マットレス7は、エアーマットレス(株式会社モルテン製の「グランデ(商品名)」)である。
図11〜図23の(a)は、横軸が時間(秒)、縦軸が上記センサモジュール19の信号出力(V)となっていて、呼吸をしている被介護者9が上記マットレス7上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール19の信号出力を示すグラフAと、上記マットレス7上に上記被介護者9がいない場合の上記センサモジュール19の信号出力を示すグラフBとが示されている。
また、図11〜図23の(b)は、横軸が時間(秒)、縦軸がセンサモジュール19の信号出力(V)となっていて、呼吸をしていない被介護者9が上記マットレス7上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール19の信号出力を示すグラフAと、上記マットレス7上に上記被介護者9がいない場合の上記センサモジュール19の信号出力を示すグラフBとが示されている。
また、図12は、上記生体情報収集装置1のセンサモジュール19が上記被介護者9の頭頂部(図1中矢印bで示す位置)に位置している場合の信号出力を示すものである。
また、図13は、上記生体情報収集装置1のセンサモジュール19が上記被介護者9の耳(図1中矢印cで示す位置)に位置している場合の信号出力を示すものである。
また、図14は、上記生体情報収集装置1のセンサモジュール19が上記被介護者9の首(図1中矢印dで示す位置)に位置している場合の信号出力を示すものである。
また、図16は、上記生体情報収集装置1のセンサモジュール19が上記被介護者9の胸部(脇よりも足側(図1中右側)、図1中矢印fで示す位置)に位置している場合の信号出力を示すものである。
また、図17は、上記生体情報収集装置1のセンサモジュール19が上記被介護者9の腹部の頭部側(図1中左側、図1中矢印gで示す位置)に位置している場合の信号出力を示すものである。
また、図18は、上記生体情報収集装置1のセンサモジュール19が上記被介護者9の腹部(図1中矢印hで示す位置)に位置している場合の信号出力を示すものである。
また、図19は、上記生体情報収集装置1のセンサモジュール19が上記被介護者9の腰部(図1中矢印iで示す位置)に位置している場合の信号出力を示すものである。
また、図21は、上記生体情報収集装置1のセンサモジュール19が上記被介護者9の股下(図1中矢印kで示す位置)に位置している場合の信号出力を示すものである。
また、図22は、上記生体情報収集装置1のセンサモジュール19が上記被介護者9の太腿部(図1中矢印mで示す位置)に位置している場合の信号出力を示すものである。
また、図23は、上記生体情報収集装置1のセンサモジュール19が上記被介護者9の膝(図1中矢印nで示す位置)に位置している場合の信号出力を示すものである。
この実験から明らかなように、上記センサモジュール19が上記被介護者9の腹部〜腰部に位置するように、生体情報収集装置1を設置することが望ましい。
本実施の形態における生体情報収集装置25は、図24に示すように、前述した第1の実施の形態における生体情報収集装置1と略同様の構成のものであるが、一部の仕切壁15の配置が異なっている。すなわち、小径空気室17b間においては隙間15aが互い違いに形成されるように上記仕切壁15が配置されており、その他の仕切壁15については、前述した第1の実施の形態における生体情報収集装置1の場合と同じ配置になっている。
なお、前記第1の実施の形態による生体情報収集装置1の構成要素と同一の構成要素については同一符号を付して示しその説明は省略する。
本実施の形態による生体情報収集装置25も、前述した第1の実施の形態における生体情報収集装置1と同様の作用・効果を奏するものである。
本実施の形態の第2−1実施例について説明する。
まず、第2−1実施例による生体情報収集装置25の詳細について説明する。
第2−1実施例においては、仕切壁15の大きさ、大径空気室17aの大きさ、及び、袋体11全体の大きさは、前述した第1の実施の形態の第1−1実施例と同様である。しかし、小径空気室17bの幅(図24中左右方向の大きさ)は、袋体11を膨らませた状態において、例えば、23mm程度であり、高さ(図24中紙面垂直方向の大きさ)は、例えば、15mm程度となっている。また、上記袋体11を膨らませていない状態での上記小径空気室17bの幅(図24中左右方向の大きさ)は、例えば、45mm程度となっている。すなわち、上記小径空気室17bの大きさは、前述した第1の実施の形態の第1−1実施例よりも大きくなっている。
また、上記袋体11の上記ケーブル20によって貫通される部分は、ヒートボンドによって封止されている。また、上記袋体11内の空気圧は、上記袋体11に荷重が加えられていない状態において、5kPaである。
第2−1実施例における信号出力試験は、前述した第1の実施の形態の第1−1実施例における信号出力試験と同様の条件で行ったものである。
図25(a)は、横軸が時間(秒)、縦軸がセンサモジュール19の信号出力(V)となっていて、呼吸をしている被介護者9が上記マットレス7上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール19の信号出力を示すグラフAと、上記マットレス7上に上記被介護者9がいない場合の上記センサモジュール19の信号出力を示すグラフBとが示されている。
また、図25(b)は、横軸が時間(秒)、縦軸がセンサモジュール19の信号出力(V)となっていて、呼吸をしていない被介護者9が上記マットレス7上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール19の信号出力を示すグラフAと、上記マットレス7上に上記被介護者9がいない場合の上記センサモジュール19の信号出力を示すグラフBとが示されている。
次に、本実施の形態の第2−2実施例について説明する。
まず、第2−2実施例による生体情報収集装置25の詳細について説明する。
第2−2実施例においては、仕切壁15の大きさ、大径空気室17aの大きさ、小径空気室17bの大きさ、及び、袋体11全体の大きさは、前述した第1の実施の形態の第1−1実施例と同様である。すなわち、上記袋体11が膨らんだ状態での上記大径空気室17aの幅(図24中左右方向の大きさ)は、例えば、35mm程度であり、高さ(図24中紙面垂直方向の大きさ)は、例えば、20mm程度となっている。また、上記袋体11が膨らんだ状態での上記小径空気室17bの幅(図24中左右方向の大きさ)は、例えば、15mm程度であり、高さ(図24中紙面垂直方向の大きさ)は、例えば、10mm程度となっている。また、上記袋体11が膨らんでいない状態では、上記大径空気室17aの幅(図2中左右方向の大きさ)は、例えば、60mm程度であり、上記小径空気室17bの幅(図2中左右方向の大きさ)は、例えば、30mm程度である。
また、上記袋体11の上記ケーブル20によって貫通される部分は熱溶着によって封止されている。また、上記袋体11内の空気圧は、上記袋体11に荷重が加えられていない状態において、5kPaである。
第2−2実施例における信号出力試験は、前述した第1の実施の形態の第1−1実施例における信号出力試験と同様の条件で行ったものである。
図26(a)は、横軸が時間(秒)、縦軸がセンサモジュール19の信号出力(V)となっていて、呼吸をしている被介護者9が上記マットレス7上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール19の信号出力を示すグラフAと、上記マットレス7上に上記被介護者9がいない場合の上記センサモジュール19の信号出力を示すグラフBとが示されている。
また、図26(b)は、横軸が時間(秒)、縦軸がセンサモジュール19の信号出力(V)となっていて、呼吸をしていない被介護者9が上記マットレス7上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール19の信号出力を示すグラフAと、上記マットレス7上に上記被介護者9がいない場合の上記センサモジュール19の信号出力を示すグラフBとが示されている。
本実施の形態における生体情報収集装置27は、図27に示すように、前述した第1の実施の形態における生体情報収集装置1と略同様の構成のものであるが、仕切壁15の大きさ(図27中左右方向長さ)が大きくなっている。また、隙間15aの大きさも、前述した第1の実施の形態における生体情報収集装置1の場合に比べて、大きくなっている。また、小径空気室17b間の隙間15aは前後方向(図27中左右方向)に直線状に並んでおり、後側(図27中右側)の大径空気室17aと最も前側(図27中左側)の小径空気室17bとの間の隙間15aと上記小径空気室17b間の隙間15aとは互い違いに配置されている。また、大径空気室17aや小径空気室17bの幅(図27中左右方向の大きさ)は、前述した第1の実施の形態の第1−1実施例の場合と同様である。
なお、前記第1の実施の形態による生体情報収集装置1の構成要素と同一の構成要素については同一符号を付して示しその説明は省略する。
本実施の形態による生体情報収集装置27も、前述した第1の実施の形態における生体情報収集装置1と同様の作用・効果を奏するものである。
本実施の形態における生体情報収集装置29は、図28に示すように、前述した第1の実施の形態における生体情報収集装置1と略同様の構成のものであるが、左端(図28中左端)から2番目の列の仕切壁15の配置が異なっている。すなわち、全ての隙間15aが前後方向(図28中左右方向)に直線状に並んで形成されるように、上記仕切壁15が配置されている。
なお、この第4の実施の形態の場合には、図28に示すように、仕切壁15が18列にわたって設けられていて、それぞれの列について8行分設けられている。
なお、前記第1の実施の形態による生体情報収集装置1の構成要素と同一の構成要素については同一符号を付して示しその説明は省略する。
本実施の形態による生体情報収集装置29も、前述した第1の実施の形態における生体情報収集装置1と同様の作用・効果を奏するものである。
本実施の形態の第4−1実施例について説明する。
まず、第4−1実施例による生体情報収集装置29の詳細について説明する。
第4−1実施例においては、仕切壁15の大きさ、大径空気室17aや小径空気室17bの大きさ、及び、袋体11全体の大きさは、前述した第1の実施の形態の第1−1実施例の場合と同様である。また、上記袋体11内の空気圧は、上記袋体11に荷重が加えられていない状態において、5kPaである。
また、上記袋体11の上記ケーブル20によって貫通される部分は熱溶着によって封止されている。また、上記袋体11内の空気圧は、上記袋体11に荷重が加えられていない状態において、5kPaである。
第4−1実施例における耐荷重試験では、まず、前述した第1の実施の形態の第1−1実施例における信号出力試験と同様の条件で上記生体情報収集装置29の信号出力を測定し、その後、上記生体情報収集装置29に、例えば、60.8kgの重りを載せた状態で放置する。そして、その1か月後と6か月後にも、同様の条件にて、上記生体情報収集装置29の信号出力を測定する。
図29は、上記耐荷重試験において、最初に測定された上記生体情報収集装置29の信号出力のグラフを示すものである。
図29(a)は、横軸が時間(秒)、縦軸がセンサモジュール19の信号出力(V)となっていて、呼吸をしている被介護者9が上記マットレス7上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール19の信号出力を示すグラフAと、上記マットレス7上に上記被介護者9がいない場合の上記センサモジュール19の信号出力を示すグラフBとが示されている。
また、図29(b)は、横軸が時間(秒)、縦軸がセンサモジュール19の信号出力(V)となっていて、呼吸をしていない被介護者9が上記マットレス7上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール19の信号出力を示すグラフAと、上記マットレス7上に上記被介護者9がいない場合の上記センサモジュール19の信号出力を示すグラフBとが示されている。
図30(a)は、横軸が時間(秒)、縦軸がセンサモジュール19の信号出力(V)となっていて、呼吸をしている被介護者9が上記マットレス7上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール19の信号出力を示すグラフAと、上記マットレス7上に上記被介護者9がいない場合の上記センサモジュール19の信号出力を示すグラフBとが示されている。
また、図30(b)は、横軸が時間(秒)、縦軸がセンサモジュール19の信号出力(V)となっていて、呼吸をしていない被介護者9が上記マットレス7上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール19の信号出力を示すグラフAと、上記マットレス7上に上記被介護者9がいない場合の上記センサモジュール19の信号出力を示すグラフBとが示されている。
図31(a)は、横軸が時間(秒)、縦軸がセンサモジュール19の信号出力(V)となっていて、呼吸をしている被介護者9が上記マットレス7上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール19の信号出力を示すグラフAと、上記マットレス7上に上記被介護者9がいない場合の上記センサモジュール19の信号出力を示すグラフBとが示されている。
また、図31(b)は、横軸が時間(秒)、縦軸がセンサモジュール19の信号出力(V)となっていて、呼吸をしていない被介護者9が上記マットレス7上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール19の信号出力を示すグラフAと、上記マットレス7上に上記被介護者9がいない場合の上記センサモジュール19の信号出力を示すグラフBとが示されている。
本実施の形態における生体情報収集装置31は、図32に示すように、前述した第4の実施の形態の場合と同様に、全ての隙間15aが前後方向(図32中左右方向)に直線状に並んで形成されるようになっている。しかし、大径空気室17aは一番下端側(図32中下側)の1本のみとなっており、その他の空気室は全て小径空気室17bとなっている。
また、この第5の実施の形態の場合には、図32に示すように、仕切壁15が19列にわたって設けられていて、それぞれの列については8行分設けられている。
なお、前記第1の実施の形態による生体情報収集装置1の構成要素と同一の構成要素については同一符号を付して示しその説明は省略する。
本実施の形態による生体情報収集装置31も、前述した第1の実施の形態における生体情報収集装置1と同様の作用・効果を奏するものである。
第5−1実施例について説明する。
まず、第5−1実施例による生体情報収集装置31の詳細について説明する。
第5−1実施例においては、上記仕切壁15の大きさ、及び、上記大径空気室17aや小径空気室17bの大きさは、前述した第1の実施の形態の第1−1実施例と同様である。
また、上記袋体11内の空気圧は、上記袋体11に荷重が加えられていない状態において、5kPaである。また、上記袋体11の上記ケーブル20によって貫通される部分は、ヒートボンドによって封止されている。
第5−1実施例における信号出力試験は、前述した第1の実施の形態の第1−1実施例における信号出力試験と同様の条件で行ったものである。
図33(a)は、横軸が時間(秒)、縦軸がセンサモジュール19の信号出力(V)となっていて、呼吸をしている被介護者9が上記マットレス7上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール19の信号出力を示すグラフAと、上記マットレス7上に上記被介護者9がいない場合の上記センサモジュール19の信号出力を示すグラフBとが示されている。
また、図33(b)は、横軸が時間(秒)、縦軸がセンサモジュール19の信号出力(V)となっていて、呼吸をしていない被介護者9が上記マットレス7上に仰向けに寝ている状態でのセンサモジュール19の信号出力を示すグラフAと、上記マットレス7上に上記被介護者9がいない場合の上記センサモジュール19の信号出力を示すグラフBとが示されている。
本実施の形態における生体情報収集装置33は、図34に示すように、前述した第5の実施の形態の場合と同様に、全ての隙間15aが前後方向(図34中左右方向)に直線状に並んで形成されるようになっている。また、大径空気室17aは最も前端側(図34中左側)の1本のみであり、その他の空気室は全て小径空気室17bとなっている。しかし、小径空気室17bの大きさは、前述した第5の実施の形態の場合よりも大きくなっている。袋体11を膨らませた状態での上記小径空気室28bの幅(図8中上下方向の大きさ)は、例えば、23mm程度であり、高さ(図8中紙面垂直方向の大きさ)は、例えば、15mm程度となっている。また、上記袋体11を膨らませていない状態での上記小径空気室28bの幅(図8中上下方向の大きさ)は、例えば、45mm程度となっている。なお、大径空気室17aの大きさについては、前述した第1の実施の形態の第1−1実施例の場合と同様である。また、上記仕切壁15の大きさは、前述した第1の実施の場合と同様である。
なお、前記第1の実施の形態による生体情報収集装置1の構成要素と同一の構成要素については同一符号を付して示しその説明は省略する。
本実施の形態による生体情報収集装置33も、前述した第1の実施の形態における生体情報収集装置1と同様の作用・効果を奏するものである。
例えば、仕切壁15の配置には様々な場合が考えられ、大径空気室17aの数についても様々な場合が考えられる。例えば、上記大径空気室17aを3列設ける構成も考えられる。また、各空気室や袋体の大きさにも様々な場合が考えられる。また、上記袋体11を構成するシート材13a、13bの材質、接着方法等にもさまざまな場合が考えられる。また、補強シート23a、23bを設けない構成とすることも考えられる。
また、センサモジュール19に使用されるセンサの種類にもさまざまな場合が考えられる。例えば、圧電センサやマイクロホンを使用することも考えられる。また、フィルタ回路を上記センサモジュール19とは別に設けることも考えられる。
また、上記センサモジュール19に、例えば、無線通信を行う回路や電池を内蔵させる構成とすることも考えられる。この場合、ケーブル20は不要となり、上記袋体11や上記センサモジュール19の封止処理も不要となる。
その他、図示した構成はあくまで一例である。
11 袋体
17a 大径空気室
17b 小径空気室
19 センサモジュール
19e 焦電型赤外線センサ
19g リード線
19g1 導体
19g2 被覆チューブ
19h 被覆チューブ
19k 接着剤(封止処理)
19m 電子部品(増幅回路)
20 ケーブル
21 熱収縮チューブ(内周面に接着剤層を備えている)
23a 補強シート
23b 補強シート
25 生体情報収集装置
27 生体情報収集装置
29 生体情報収集装置
31 生体情報収集装置
33 生体情報収集装置
Claims (11)
- 一端側に大径空気室を備え、上記大径空気室に隣接し上記大径空気室が設けられている領域より広範な領域に小径空気室を備え、内部が連通していて全体としてシート状に設けられた袋体と、 上記大径空気室に設けられ空気の流れを検出するセンサ及び該センサからの信号を増幅する回路を基板上に設けてなるセンサモジュールと、 を具備したことを特徴とする生体情報収集装置。
- 請求項1記載の生体情報収集装置において、 上記袋体は、2枚のシート材を重ね合わせて所々貼り合わせることにより、上記大径空気室と小径空気室を長尺円筒状に形成したものであることを特徴とする生体情報収集装置。
- 請求項1又は請求項2記載の生体情報収集装置において、 上記大径空気室は上記袋体の一端側において1〜3列の範囲で設けられていることを特徴とする生体情報収集装置。
- 請求項1〜請求項3の何れかに記載の生体情報収集装置において、 上記センサモジュールは上記大径空気室内に封入されていることを特徴とする生体情報収集装置。
- 請求項1〜請求項4の何れかに記載の生体情報収集装置において、 上記センサモジュールの基板にはケーブルが接続されていて、上記ケーブルの被覆チューブ端の隙間には封止処理が施されていることを特徴とする生体情報収集装置。
- 請求項5記載の生体情報収集装置において、 上記ケーブルは被覆チューブ内に複数のリード線を収容した構成になっていて、上記封止処理は、上記被覆チューブと複数のリード線との隙間を封止するものであることを特徴とする生体情報収集装置。
- 請求項6記載の生体情報収集装置において、 上記複数のリード線は被覆チューブ内に導体を収容した構成になっていて、上記封止処理は、上記被覆チューブと導体との隙間をも封止するものであることを特徴とする生体情報収集装置。
- 請求項5〜請求項7の何れかに記載の生体情報収集装置において、 上記封止処理は上記被覆チューブ端の隙間及び周囲を樹脂で覆って固めるものであることを特徴とする生体情報収集装置。
- 請求項1〜請求項8の何れかに記載の生体情報収集装置において、 上記大径空気室の上記ケーブル貫通部にはケーブルと貫通部との隙間を封止する封止処理が施されていることを特徴とする生体情報収集装置。
- 請求項9記載の生体情報収集装置において、 上記ケーブル貫通部位置の上記ケーブル外周には内周面に接着剤を備えた熱収縮チューブが被覆されていて、その状態で熱溶着するようにしたことを特徴とする生体情報収集装置。
- 請求項1〜請求項10の何れかに記載の生体情報収集装置において、
上記空気の流れを検出するセンサは焦電型赤外線センサであることを特徴とする生体情報収集装置。
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