JP6371302B2 - 動き監視装置 - Google Patents

Description

この発明は、人間に装着された装置を通して人間の身体の動きを監視することに関する。本発明は、幼児の呼吸及び／又は他の動きを監視するのに有益であるが、しかし、成人、例えば眠っている間に呼吸が乱れる傾向がある患者に同様に使用されることができる。

幼児により着用されることを目的としている様々な呼吸法監視装置又は無呼吸監視装置が、開発されているとともに、最も信頼性のある監視装置のうちの１つは、国際公開第２００８／０９６３２８号（WO2008/096328）において説明され、そして商業上“SNUZA”（登録商標）の名前で販売されている。

本発明は、人間の動き監視装置の信頼性、快適性、及び／又は汎用性を向上させようと試みる。

本発明の一態様によれば、幼児のような人間被験者の身体の規則的な動きを監視するための装置であって、当該装置が、少なくとも１つの警報器を含む電子回路と、当該装置を前記被験者の身体に取り外し可能に取り付けるための取り付け手段と、非接触近接センサであるとともに、第１のセンサ領域における当該装置と近接物体との間の距離を監視するように構成された少なくとも１つの第１の近接センサとを備え、当該装置が、非接触近接センサであるとともに、第２のセンサ領域における当該装置と近接物体との間の距離を監視するように構成された少なくとも１つの第２の近接センサを含み、前記取り付け手段と前記第１及び第２の近接センサが、前記第２のセンサ領域が前記第１のセンサ領域より前記取り付け手段から更に遠くに配置されるように構成され、前記回路が、前記第１の近接センサ及び前記第２の近接センサのうちの少なくとも１つにより測定された前記距離が変動するパターンが所定の限度まで変化する場合に、前記警報器を起動するように構成される、装置が提供される。

装置における“第１の”近接センサ及び“第２の”近接センサの存在に言及することは、これらが装置における２台だけのセンサである、という意味を含まない。装置にはあらゆる数の追加のセンサが存在し得るとともに、それらのうちのいくつかは、“第１の”センサ及び“第２の”センサを再現（duplicate）し得る。

当該装置が前記被験者の衣類に取り付けられる場合に、前記第１及び第２のセンサ領域は、当該装置から前記被験者の前記身体に向かって伸び得るとともに、当該装置が前記被験者の鼠蹊部領域における衣類に取り付けられる場合に、前記第１及び第２の近接センサは、それぞれ、前記第１及び第２のセンサ領域における当該装置と前記被験者の腹部との間の前記距離を検出するように指示され得る。

“鼠蹊部”という用語は、本明細書では、おむつのウエストバンド（waistband）によって概して覆われる領域のことを指すとともに、その領域は一般に骨盤の領域又は恥骨の領域に存在する。一般に同じ名前によって内臓の位置に対応する“腹部（stomach：下腹）”という用語は、より低い腹部の領域の外側（外観）のことを指す。

前記取り付け手段は、前記衣類に取り付けることができるクリップ、好ましくは隆起型のクリップを含み得るとともに、前記第１のセンサ領域及び前記第２のセンサ領域は、当該装置の前記クリップが突き出る同じ側で伸び得る。

当該装置は、非接触近接センサであるとともに、第３のセンサ領域における当該装置と近接物体との間の距離を監視するように構成された第３の近接センサを含むことができ、前記第３のセンサ領域は、当該装置から、前記第１及び第２のセンサ領域のうちの少なくとも１つが伸びる方向とは概して反対の方向に伸びる。

当該装置は、当該装置の前記電子回路に結合される加速度計を含み得る。

本発明の別の態様によれば、幼児のような人間被験者の身体の規則的な動きを監視する方法であって、当該方法が、監視装置を前記被験者の身体に取り外し可能に取り付けるステップと、第１のセンサ領域における前記被験者の身体の動きを監視するために、少なくとも１つの第１の近接センサを前記監視装置から前記被験者の前記身体に向けて方向付けるステップと、第２のセンサ領域における前記被験者の身体の動きを監視するために、少なくとも１つの第２の近接センサを前記監視装置から前記被験者の身体に向けて方向付けるステップであって、前記第２のセンサ領域が前記第１のセンサ領域より前記被験者の身体への前記監視装置の取り付け部品から更に遠くに配置される、ステップと、前記監視装置と比較した前記被験者の身体の規則的な動きを、それぞれ、前記第１及び第２のセンサ領域における前記身体と前記第１及び第２の近接センサとの間の距離を監視することにより検出するステップと、もし前記第１及び第２のセンサ領域のうちの少なくとも１つにおいて前記監視された距離のパターンが所定の限度まで変化するならば、警報器を起動するステップとを含む、方法が提供される。

前記方法は、前記監視装置を前記被験者の鼠蹊部領域における身体に取り付けるステップと、前記第１及び第２の近接センサを腹部領域における前記身体に向けて方向付けるステップと、前記第１のセンサ領域及び前記第２のセンサ領域における前記腹部と前記監視装置との間の前記距離を監視することにより、前記監視装置と比較した前記腹部の規則的な動きを検出するステップとを含み得る。

前記方法は、前記監視装置を前記被験者により着用された衣類に取り付けるステップを含み得る。

前記方法は、前記被験者の身体と前記第１の近接センサとの間の前記距離、又は前記被験者の身体と前記第２の近接センサとの間の前記距離のうちの前記距離が最も大きい振幅によって変動する１つを選択するステップと、もし前記選択された距離の前記パターンが所定の限度まで変化するならば、前記警報器を起動するステップとを含み得る。

前記監視された距離の前記パターンにおける前記変化は、前記距離における連続する増加又は減少の間の間隔が、所定の最大期間を上回ることであり得るか、又は所定の最小期間より短くなることであり得る。

前記方法は、前記被験者の身体から離れて伸びる第３のセンサ領域における物体の存在を検出するステップと、もし前記第３のセンサ領域において物体が検出されるならば、前記警報器を起動するステップとを含み得る。前記方法は、前記第３のセンサ領域において前記監視装置と前記物体との間の距離を監視するステップと、前記距離が、前記第１の近接センサ及び前記第２の近接センサのうちの少なくとも１つにより測定された前記距離の前記パターンから所定の限度まで逸脱する場合に限り、前記警報器を起動するステップとを含み得る。

前記方法は、例えば前記監視装置の加速度又は方向を検出することにより、前記監視装置の動きを検出するステップと、前記監視装置の動きに起因する前記監視された距離の前記パターンにおける変化を無視するステップとを含み得る。

本発明のより良い理解のために、そして本発明がどのように実行に移されるかを示すために、非限定的な実例として、添付図面に対する参照がここで行われる。

きつく取り付けられている幼児のおむつのウエストバンドに取り付けられた本発明による監視装置の図形の側面図である。 おむつがゆるく取り付けられている場合の図１の監視装置及びウエストバンドの図形の側面図である。

図面を参照すると、本発明による監視装置は、参照符号１０によって概して示される。

装置１０は、電子回路、電源、及び警報器を収容する外装（casing）１２を含む。外装１２は、外装１２を装置の着用者の鼠蹊部領域１８におけるおむつ１６のような衣類（garment）（例えば、おむつの上縁部（upper edge）又はウエストバンド）に取り付けることができる外部のクリップ１４を含む。装置１０のこれらの特徴は、概して国際公開第２００８／０９６３２８号において説明された装置の対応する特徴と似ている。

国際公開第２００８／０９６３２８号において説明された監視装置と異なり、本発明の装置１０は、外装１２から伸びる突起物を含まない。その代りに、装置１０は、外装１２に収容される、２つかそれ以上の、好ましくは３つの距離センサ又は近接センサを含む。

第１の近接センサ２２は、概して着用者の身体に向けて方向付けられ、すなわち、第１の近接センサ２２は、装置１０のクリップ１４が備えられている側と同じ側に対して方向付けられる。第１の近接センサ２２が物体の近接性（proximity）を検出することができる第１のセンサ領域は、図２における参照符号２３により確認されるとともに、腹部領域２０において装置１０に隣接して位置する。

第２の近接センサ２４は、同様に、概して着用者の身体に向けて、装置１０のクリップ１４が備えられている側と同じ側に対して方向付けられ、第２の近接センサ２４が物体の近接性を検出することができる第２のセンサ領域は、図面における参照符号２５により確認される。しかしながら、装置１０に隣接して位置する第１のセンサ領域２３と異なり、第２のセンサ領域２５は、腹部領域２０において、装置１０からより離れた所に位置する。例示された実施例において、第１のセンサ領域２３と第２のセンサ領域２５は重ならないが、しかし、これは必要不可欠な事項ではない。

第３の近接センサ２６は、概して着用者の身体から離れる方向に、すなわち、装置１０のクリップ１４が備えられている側と反対の側に対して方向付けられる。第３の近接センサ２６が物体の近接性を検出することができる第３のセンサ領域は、図面における参照符号２７により確認される。例示された実施例において、第２のセンサ領域２５と第３のセンサ領域２７は重ならないが、しかし、これは必要不可欠な事項ではない。

センサ２２、２４、２６は、センサ領域２３、２５、２７における装置と近くにある物体（nearby object）との間の距離又は近接性を測定する非接触型センサである。適切なセンサ２２、２４、２６は、光学又は赤外線センサ、及び容量式センサを含む。

第１及び第２の近接センサ２２、２４、及び装置１０の内部の電子回路は、それぞれ、第１及び第２の近接センサ２２、２４と着用者の腹部２０との間の距離を継続的に（連続して、又は短い周期的間隔で）検出するように構成されるとともに、これらの検出された距離を電子回路のプロセッサ又はＣＰＵに信号で伝えるように構成される。同様に、第３の近接センサ２６、及び装置１０の内部の電子回路は、第３の近接センサ２６と第３のセンサ領域２７に存在するかもしれないあらゆる物体との間の距離を継続的に検出するように構成されるとともに、そのようなもの及び物体の存在、及び／又は検出された距離をプロセッサ又はＣＰＵに信号で伝えるように構成される。

使用の際、幼児のような人間被験者の動きが、無呼吸、異常呼吸等に対して警戒するために監視される必要がある場合に、装置１０は、おむつの下に伸びるクリップ１４によって、そして着用者の腹部２０に対して方向付けられる第１及び第２の近接センサ２２、２４を備えて、装置１０をおむつのウエストバンド１６、又は同様の衣類にクリップ留めすることにより、被験者（着用者）の身体に取り外し可能に取り付けられる。

おむつのウエストバンド１６、鼠蹊部１８、及び腹部２０の位置は、異なる着用者の間で、厳密に定義されていないか、又は一貫性がないが、しかし、特に幼児に関して、呼吸の間、（著しく拡大して縮小する）腹部２０と比べると、鼠蹊部領域１８は相対的にほとんど動かない、ということが発見されている。したがって、着用者が呼吸をすると、より安定した鼠蹊部領域１８と腹部２０との間に、明確に規則的な相対運動が発生する。

おむつをそのような小さな身体に取り付けることの困難性、幼児の身体の柔軟性のために、そして、しばしば彼らの世話をする人の経験不足のために、おむつのウエストバンド１６（又は同様の衣類）が着用者の身体の周辺に広がるきつさ（tightness）は、特に小さな幼児の場合に、変化する可能性がある。

もし装置１０がきつく取り付けられているおむつのウエストバンド１６に取り付けられるならば、装置、より具体的には、クリップ１４は、図１において幾分誇張されて示されるように、鼠蹊部領域１８に対してきつく押し付けられることになるとともに、着用者の身体は、腹部領域２０において、装置の上部に隣接して膨らむかもしれない。この場合、着用者の身体は、第１の近接センサ２２の領域において、装置１０に直接的に隣接しているかもしれないとともに、第１の近接センサにより検出されることができる第１のセンサ領域２３において、身体の規則的な動きは存在しないであろう。しかしながら、着用者の腹部２０は、第２のセンサ領域２５にそれでも突き出ることになるとともに、腹部２０の規則的な動きは、第２の近接センサ２４により検出されることができる。

もし装置１０がゆるく取り付けられているおむつのウエストバンド１６に取り付けられるならば、装置は、図２において幾分誇張されて示されるように、鼠蹊部領域１８から離れて間隔をあけて配置されるかもしれない。この場合、着用者の身体は、第２の近接センサ２４からあまりに遠く間隔をあけて配置されるかもしれないとともに、第２のセンサ領域２５の範囲に入らないかもしれず、その結果、第２の近接センサにより検出されることができる第２のセンサ領域２５において、身体の規則的な動きはない。しかしながら、着用者の腹部２０は、装置１０に対して押し付けられずに、第１のセンサ領域２３にまだ突き出ることになり、その結果、装置１０に対して腹部２０はより自由に動くことができ、第１のセンサ領域２３における腹部２０の規則的な動きは、第１の近接センサ２２により検出されることができる。

もし装置１０が図１と図２に例示された極端な例の間の取り付けのきつさでおむつのウエストバンド１６に取り付けられるならば、着用者の腹部２０が第１のセンサ領域２３及び第２のセンサ領域２５に広がる範囲、腹部が第１及び第２のセンサ領域において装置１０から間隔をあけて配置される範囲、及び腹部の規則的な動きが第１及び第２のセンサ領域において検出されることができる範囲は、変化することになる。しかしながら、第２のセンサ領域２５が、第１のセンサ領域２３より装置１０から更に間隔をあけて配置されるので、規則的な腹部の動きは、第１及び第２のセンサ領域のうちの少なくとも１つにおいて常に検出可能であろう。

外装１２の中の回路は、呼吸運動の表示（indication）として第１及び第２の近接センサ２２、２４により検出された、第１及び第２のセンサ領域２３、２５における装置１０と着用者の腹部２０との間の距離における変化を監視するように構成される。好ましくは、回路は、第１及び第２の近接センサ２２、２４から受け取られた信号の間の振幅変化を比較するように構成され、そして着用者の呼吸運動の評価のために一時的にこれらの信号のうちの１つを選択するように構成される。第１及び第２の近接センサ２２、２４から受け取られた信号の間の選択は、随時繰り返されることができるとともに、信号の振幅の間の比較の代わりに、又は信号の振幅の間の比較に加えて、信号の特徴に基づくことができ、例えば、どちらか一方の信号が、もし他方のセンサの信号における規則的な変化を検出することが困難になるならば、着用者の呼吸運動の評価のために一時的に選択され得る。

（第１又は第２の近接センサ２２、２４により検出された（どちらかが一時的に選択される））第１及び第２のセンサ領域２３、２５のどちらか一方における検出された規則的な距離変化が、所定の限度だけパターンから逸脱するならば、回路は、装置１０における警報器のうちの１つ又は複数を起動するように構成される。警報器が起動される必要がある場合を判定するための回路の構成のオプションは、無制限にあるが、しかし、そのオプションは、第１又は第２の近接センサ２２、２４により検出された距離における連続した変化の間の期間が、所定時間より長い（恐らくは無呼吸により引き起こされる）か、又はあまりにも短い（恐らくは過呼吸又は窒息により引き起こされる）場合に、警報器を起動するように構成され得る。さらに、回路は、着用者がため息をつくか、又はあくびをするなどの場合の例外的なものを、警報器を起動することなく、除去するか、又は無視するために、特定の着用者の呼吸のリズムを予想する一定の知能によって構成され得る。

第３の近接センサ２６は、着用者の腹部の規則的な呼吸運動を検出することを意図していないが、しかし、例えば兄弟、ペット、玩具等と一緒に寝る場合など、着用者に対する脅威をもたらすかもしれない第３のセンサ領域２７における物体又は身体の存在、及び物体又は身体に対する距離を検出することをその代りに意図している。もし着用者が望ましい睡眠姿勢（sleeping position）から変化する（例えばあおむけに寝ることから寝返りを打つ）ならば、特に非常に若い着用者が彼の腹部を下にうつ伏せになるならば、第３の近接センサ２６は、ベッドなどの存在を同様に検出することができるであろう。

回路は、もし第３の近接センサ２６が第３のセンサ領域２７における物体の存在を検出するならば、装置１０における警報器の１つ又は複数を起動するように構成されるが、しかし、検出された物体が被験者の体の一部（特に被験者の腕又は手）である場合に、誤った警報を発生することを回避するために、警報器は、第３の近接センサ２６により検出された距離（すなわち、装置１０と検出された物体との間の距離）が、第１及び第２の近接センサ２２、２４により検出された規則的な距離変化（どちらかが一時的に選択される）のパターンから所定の限度まで逸脱する場合に、単に起動される。したがって、もし第３の近接センサ２６により測定された距離が被験者の腹部２０の規則的な呼吸運動に同調して同じ周波数で概して変化するならば、その場合に、第３のセンサ領域２７において検出された物体は被験者の体の一部であると推測され、そして、警報は発生されない。

第１の近接センサ２２、第２の近接センサ２４、又は第３の近接センサ２６のうちのいずれか１つ又は複数は、好ましくは、装置１０の性能を向上させるために複製される。

好ましい実施例において、装置１０は、さらに、外装１２に取り付けられるか、又は外装１２の中に収容される加速度計２８を含む。加速度計２８は、例えば着用者が寝返りを打つか、又はあらゆる他の方法で動く場合に、着用者の動きを検出することができ、この情報は、同様に、信号によって装置のＣＰＵに送信される。ＣＰＵにおいて、第１及び第２の近接センサ２２、２４により検出された呼吸パターンにおける乱れが（加速度計２８により検出された）他の身体の動きによって引き起こされている可能性があるかどうかを評価するために、加速度計２８により検出された動きと第１及び第２の近接センサ２２、２４により検出された動きが比較され、第１及び第２の近接センサ２２、２４により検出された呼吸パターンにおける乱れが他の身体の動きによって引き起こされている場合に、警報器は起動されないであろう。

加速度計２８及び電子回路は、同様に、もし着用者が物理的な方向を変えるならば、例えばもし非常に若い着用者が望ましい睡眠姿勢から変化する（例えばあおむけに寝ることから寝返りを打つ）ならば、警報器を起動するように構成されることができる。

１０ 装置
１２ 外装
１４ クリップ
１６ おむつのウエストバンド
１８ 鼠蹊部領域
２０ 腹部領域（身体）
２２ 第１の近接センサ
２３ 第１のセンサ領域
２４ 第２の近接センサ
２５ 第２のセンサ領域
２６ 第３の近接センサ
２７ 第３のセンサ領域
２８ 加速度計

Claims (5)

1. 人間被験者の身体の規則的な動きを監視するための装置であって、当該装置が、
   少なくとも１つの警報器を含む電子回路と、
   当該装置を前記被験者の鼠蹊部領域における身体に取り外し可能に取り付けるための取り付け手段と、
   非接触近接センサである少なくとも１つの第１の近接センサとを備え、
   当該装置が前記被験者の前記鼠蹊部領域における身体に取り付けられる場合に、前記第１の近接センサが、第１のセンサ領域における当該装置と前記被験者の腹部との間の距離を監視するように構成されるとともに方向付けられ、
   さらに、当該装置が、非接触近接センサであるとともに、当該装置が前記被験者の前記鼠蹊部領域における身体に取り付けられる場合に、第２のセンサ領域における当該装置と前記被験者の前記腹部との間の距離を監視するように構成されるとともに方向付けられる少なくとも１つの第２の近接センサを含み、
   前記取り付け手段と前記第１及び第２の近接センサが、前記第２のセンサ領域が前記第１のセンサ領域より前記取り付け手段から更に遠くに配置されるように構成され、
   前記回路が、前記第１の近接センサ及び前記第２の近接センサのうちの少なくとも１つにより測定された前記距離が変動するパターンが所定の限度まで変化する場合に、前記警報器を起動するように構成される、装置。
2. 前記取り付け手段が、当該装置を前記被験者の衣類に取り付けるように構成される、請求項１に記載の装置。
3. 前記取り付け手段が、前記衣類に取り付けることができるクリップを含む、請求項２に記載の装置。
4. 前記第１のセンサ領域及び前記第２のセンサ領域が、前記クリップが前記衣類に取り付けられた状態で前記衣類に接触しない当該装置の端部側で伸びる、請求項３に記載の装置。
5. 当該装置が、非接触近接センサであるとともに、第３のセンサ領域における当該装置と近接物体との間の距離を監視するように構成された第３の近接センサを含み、前記第３のセンサ領域が、当該装置から、前記第１及び第２のセンサ領域のうちの少なくとも１つが伸びる方向とは概して反対の方向に伸びる、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の装置。

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