JP6521345B1 - 測定ベルト - Google Patents
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Abstract
【課題】動脈硬化度等様々な診断ができる測定ベルトを提供する。【解決手段】人体の腸骨３０１の両側に近接する表皮の上に設置される測定電極１０３、１０５と、アース電極１０７とを備える、心電を測定する電位センサと、人体の腸骨３０１に近接する表皮の上に設置される脈波と血中酸素濃度を測定する光センサ１０９と、人体の大腿動脈に近接する表皮の上に設置される動脈壁の振動を測定する加速度センサ１１１と、を備え、心電と脈波とのデータから脈波伝播速度を測定し、脈波と動脈壁の振動とのデータから血管の弾力性を測定し、脈波伝播速度から相対的な血圧変動を測定し、測定された脈波伝播速度と血管の弾力性とから動脈硬化度を診断する、測定ベルト１０１を提供する。【選択図】図１
Description
本発明は、人体の心電または筋電を測定する電位センサと、腹腔内のインピーダンスを測定するインピーダンスセンサと、大腿動脈に近接して配置される様々なセンサとを備えた、生体情報を測定し、様々な診断をする測定ベルトに関する。また、本発明は、人体の心電または筋電を測定する電位センサと、腹腔内のインピーダンスを測定するインピーダンスセンサと、脈波または血中酸素濃度を測定する光センサと、大腿動脈に近接して配置される様々なセンサとを備えた、生体情報を測定し、様々な診断をする測定ベルトに関する。
心電は、一般に精密に測定するために胸に電位センサをつけて測定される。しかしながら、日常で定常的に心電を測定することが困難なため、腰で測定することが考案されている。
特許文献１には、歩行、労働などばかりでなく水泳、マラソンなどの激しい運動を伴う場合においても安定して波形診断や瞬時心拍数計測を行うため、パンツに類する体表面に密着する着衣に電極を有する心電信号モニタが開示されている。
また、特許文献２には、健康管理を充実させ、適切な医療サービスが受けられるようにするために、ベルトに電極装置と心電計とを取り付けることが開示されている。心電計は、携帯電話を介して医療センタとデータ通信を行うことができるように構成されている。
しかしながら、健康管理を充実させるには、電位測定だけでは十分ではない。特に寝たきりの患者及び認知症の患者は、動脈硬化度、睡眠時無呼吸症候群、過呼吸、呼吸困難、熱中症など様々な診断を必要とする。
一方、腰には大腿動脈がありここから測定される動脈壁の振動と深部体温と腸の活動音とのデータと、筋電と心電と心拍数等との電位測定のデータと、腹腔内のインピーダンス測定のデータと、脈波と血中酸素濃度とのデータと、を合わせることで、様々な生体情報が取得できる。
本発明は、心電と脈波とのデータから脈波伝播速度を測定し、脈波と動脈壁の振動とのデータから血管の弾力性を測定し、脈波伝播速度から相対的な血圧変動を測定し、脈波伝播速度と血管の弾力性から動脈硬化度を診断できる測定ベルトを提供することを目的とする。
また、本発明は、心電と血中酸素濃度と呼吸曲線とのデータから睡眠時無呼吸症候群を診断できる測定ベルトを提供することを目的とする。また、本発明は、血中酸素濃度と呼吸曲線とのデータから過呼吸または呼吸困難を診断できる測定ベルトを提供することを目的とする。
さらに、本発明は、心拍数と呼吸曲線と深部体温とのデータから熱中症を診断できる測定ベルトを提供することを目的とする。さらに、本発明は、腹部筋電と腸の活動音とのデータから腸管運動の把握を行うことができる測定ベルトを提供することを目的とする。
本発明の１つの実施形態に係る測定ベルトは、
人体の腸骨の両側に近接する表皮の上に設置される測定電極と、アース電極とを備える、心電を測定する電位センサと、
前記人体の前記腸骨に近接する表皮の上に設置される脈波と血中酸素濃度を測定する光センサと、
前記人体の大腿動脈に近接する表皮の上に設置される動脈壁の振動を測定する加速度センサと、を備え、
前記心電と前記脈波とのデータから脈波伝播速度を測定し、
前記脈波と前記動脈壁の振動とのデータから血管の弾力性を測定し、
前記脈波伝播速度から、相対的な血圧変動を測定し、
測定された前記脈波伝播速度と前記血管の弾力性とから動脈硬化度を診断する、ことを特徴とする。
人体の腸骨の両側に近接する表皮の上に設置される測定電極と、アース電極とを備える、心電を測定する電位センサと、
前記人体の前記腸骨に近接する表皮の上に設置される脈波と血中酸素濃度を測定する光センサと、
前記人体の大腿動脈に近接する表皮の上に設置される動脈壁の振動を測定する加速度センサと、を備え、
前記心電と前記脈波とのデータから脈波伝播速度を測定し、
前記脈波と前記動脈壁の振動とのデータから血管の弾力性を測定し、
前記脈波伝播速度から、相対的な血圧変動を測定し、
測定された前記脈波伝播速度と前記血管の弾力性とから動脈硬化度を診断する、ことを特徴とする。
本発明により、心電と脈波とのデータから脈波伝播速度を測定し、脈波と動脈壁の振動とのデータから血管の弾力性を測定し、脈波伝播速度から相対的な血圧変動を測定し、脈波伝播速度と血管の弾力性から動脈硬化度を診断できる測定ベルトを提供できる。
また、本発明は、さらに、前記人体の表皮の上に設置される腹腔内のインピーダンスを測定するインピーダンスセンサと、を備え、
前記腹腔内のインピーダンスから呼吸曲線を測定し、
前記心電と前記血中酸素濃度と前記呼吸曲線とのデータから睡眠時無呼吸症候群を診断し、
前記血中酸素濃度と前記呼吸曲線とのデータから過呼吸または呼吸困難を診断する、ことを特徴としている。
前記腹腔内のインピーダンスから呼吸曲線を測定し、
前記心電と前記血中酸素濃度と前記呼吸曲線とのデータから睡眠時無呼吸症候群を診断し、
前記血中酸素濃度と前記呼吸曲線とのデータから過呼吸または呼吸困難を診断する、ことを特徴としている。
上記構成により、本発明は、心電と血中酸素濃度と呼吸曲線とのデータから睡眠時無呼吸症候群を診断できる測定ベルトを提供できる。また、本発明は、血中酸素濃度と呼吸曲線とのデータから過呼吸または呼吸困難を診断できる測定ベルトを提供できる。
また、本発明は、前記心電と前記脈波と前記動脈壁の振動とのデータは無線通信により外部の計算装置に送信され、前記脈波伝播速度を測定し、前記血管の弾力を測定し、前記相対的な血圧変動を測定し、前記動脈硬化度を診断する処理は前記外部の計算装置で行う、ことを特徴としている。
上記構成により、計算装置に負荷のかかる処理は、ベルト上で行わずに外部の計算装置であるパソコン、スマートフォン等で行う。このため、ベルト上の計算装置は、正確なサンプリングタイム精度でサンプリングできる。
また、本発明の別の実施形態に係る測定ベルトは、
人体の腸骨の両側に近接する表皮の上に設置される測定電極と、アース電極とを備える、心電と心拍数とを測定する電位センサと、
前記人体の表皮の上に設置される腹腔内のインピーダンスを測定するインピーダンスセンサと、
前記人体の大腿動脈に近接する表皮の上に設置される深部体温を測定する非接触温度センサと、を備え、
前記腹腔内のインピーダンスから呼吸曲線を測定し、
前記心拍数と前記呼吸曲線と前記深部体温とのデータから熱中症を診断する、ことを特徴としている。
人体の腸骨の両側に近接する表皮の上に設置される測定電極と、アース電極とを備える、心電と心拍数とを測定する電位センサと、
前記人体の表皮の上に設置される腹腔内のインピーダンスを測定するインピーダンスセンサと、
前記人体の大腿動脈に近接する表皮の上に設置される深部体温を測定する非接触温度センサと、を備え、
前記腹腔内のインピーダンスから呼吸曲線を測定し、
前記心拍数と前記呼吸曲線と前記深部体温とのデータから熱中症を診断する、ことを特徴としている。
本発明により、心拍数と呼吸曲線と深部体温とのデータから熱中症を診断できる測定ベルトを提供できる。
また、本発明は、
さらに、前記人体の前記腸骨に近接する表皮の上に設置される血中酸素濃度を測定する光センサと、を備え、
前記心電と前記血中酸素濃度と前記呼吸曲線とのデータから睡眠時無呼吸症候群を診断し、
前記血中酸素濃度と前記呼吸曲線とのデータから過呼吸または呼吸困難を診断する、ことを特徴としている。
さらに、前記人体の前記腸骨に近接する表皮の上に設置される血中酸素濃度を測定する光センサと、を備え、
前記心電と前記血中酸素濃度と前記呼吸曲線とのデータから睡眠時無呼吸症候群を診断し、
前記血中酸素濃度と前記呼吸曲線とのデータから過呼吸または呼吸困難を診断する、ことを特徴としている。
上記構成により、本発明は、心電と血中酸素濃度と呼吸曲線とのデータから睡眠時無呼吸症候群を診断できる測定ベルトを提供できる。また、本発明は、血中酸素濃度と呼吸曲線とのデータから過呼吸または呼吸困難を診断できる測定ベルトを提供できる。
前記心拍数と前記呼吸曲線と前記深部体温とのデータは外部の無線通信により外部の計算装置に送信され、熱中症を診断する処理は、前記外部の計算装置で行う、ことを特徴としている。
上記構成により、計算装置に負荷のかかる処理は、ベルト上で行わずに外部の計算装置であるパソコン、スマートフォン等で行う。このため、ベルト上の計算装置は、正確なサンプリングタイム精度でサンプリングできる。
また、本発明のさらに別の実施形態に係る測定ベルトは、
人体の腸骨の両側に近接する表皮の上に設置される測定電極と、アース電極とを備える、腹部筋電を測定する電位センサと、
前記人体の大腿動脈に近接する表皮の上に設置される腸の活動音を測定する音センサと、を備え、
前記腹部筋電と前記腸の活動音とのデータから腸管運動の把握を行う、ことを特徴としている。
人体の腸骨の両側に近接する表皮の上に設置される測定電極と、アース電極とを備える、腹部筋電を測定する電位センサと、
前記人体の大腿動脈に近接する表皮の上に設置される腸の活動音を測定する音センサと、を備え、
前記腹部筋電と前記腸の活動音とのデータから腸管運動の把握を行う、ことを特徴としている。
本発明により、腹部筋電と腸の活動音とのデータから腸管運動の把握を行うことができる測定ベルトを提供できる。
また、本発明は、前記腹部筋電と前記腸の活動音とのデータは外部の無線通信により外部の計算装置に送信され、腸管運動を把握する処理は、前記外部の計算装置で行う、ことを特徴としている。
上記構成により、計算装置に負荷のかかる処理は、ベルト上で行わずに外部の計算装置であるパソコン、スマートフォン等で行う。このため、ベルト上の計算装置は、正確なサンプリングタイム精度でサンプリングできる。
本発明は、心電と脈波とのデータから脈波伝播速度を測定し、脈波と動脈壁の振動とのデータから血管の弾力性を測定し、脈波伝播速度から相対的な血圧変動を測定し、脈波伝播速度と血管の弾力性から動脈硬化度を診断できる測定ベルトを提供できる。
また、本発明は、心電と血中酸素濃度と呼吸曲線とのデータから睡眠時無呼吸症候群を診断できる測定ベルトを提供できる。また、本発明は、血中酸素濃度と呼吸曲線とのデータから過呼吸または呼吸困難を診断できる測定ベルトを提供できる。
さらに、本発明は、心拍数と呼吸曲線と深部体温とのデータから熱中症を診断できる測定ベルトを提供できる。さらに、本発明は、腹部筋電と腸の活動音とのデータから腸管運動の把握を行うことができる測定ベルトを提供できる。
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための様々な実施形態を説明する。各図面中、同一の機能を有する対応する部材には、同一符号を付している。要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。実施形態２以降では、実施形態１と要点の説明または理解の容易性を考慮して、便宜上実施形態を分けて示すが、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせは可能である。
（実施形態１）
図１は、本発明の第１の実施形態のセンサの配置を示す測定ベルトの内側正面図である。図２は、本発明の第１の実施形態の電源、計算装置、通信装置の配置を示す測定ベルトの断面図である。図１及び図２を参照して、動脈硬化度を診断する本発明の第１の実施形態の測定ベルトを説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態のセンサの配置を示す測定ベルトの内側正面図である。図２は、本発明の第１の実施形態の電源、計算装置、通信装置の配置を示す測定ベルトの断面図である。図１及び図２を参照して、動脈硬化度を診断する本発明の第１の実施形態の測定ベルトを説明する。
また、図３は、本発明で用いられる測定ベルトの人体の測定部位を示す図である。図３を参照して、人体の測定部位について説明する。
（測定ベルトの構成）
図１は、ベルトの内側正面図であるため、正面を見てベルトの左側が人体の右側であり、ベルトの右側が人体の左側である。図２は、ベルトの側面図であるため、左側が人体の右側であり、右側が人体の左側である。また、図２の上側がベルトの外側であり、下側はベルトの内側である。
図１は、ベルトの内側正面図であるため、正面を見てベルトの左側が人体の右側であり、ベルトの右側が人体の左側である。図２は、ベルトの側面図であるため、左側が人体の右側であり、右側が人体の左側である。また、図２の上側がベルトの外側であり、下側はベルトの内側である。
図１、２を参照して、測定ベルト１０１は、主に基体１１９と帯を留める金具（バックル）１２１、帯部１２３から構成される。基体１１９は可撓性で腰に巻き付けることができる。バックル１２１で腰に巻き付けたときの帯部１２３の長さを調整する。
図１を参照して、測定ベルト１０１の基体１１９には、測定電極１０３、測定電極１０５、アース電極１０７、光センサ１０９、加速度センサ１１１が設けられる。また、図２を参照して、基体１１９には、電源１２５、計算装置１２７、通信装置が設けられる。
（電位センサ）
図１を参照して、基体１１９は、電位センサとして、測定電極１０３、測定電極１０５、アース電極１０７が設けられる。図３を参照して、測定電極１０３は、人体の腸骨３０１の最も尖った部分Ａに近接する表皮の上に設置される。測定電極１０５は、反対側の腸骨に近接する表皮の上に設置される。
図１を参照して、基体１１９は、電位センサとして、測定電極１０３、測定電極１０５、アース電極１０７が設けられる。図３を参照して、測定電極１０３は、人体の腸骨３０１の最も尖った部分Ａに近接する表皮の上に設置される。測定電極１０５は、反対側の腸骨に近接する表皮の上に設置される。
測定電極１０３は、人体の右側に配置され、測定電極１０５は、人体の左側に配置される。測定電極は、心臓に対して左右の両側に設置されることが好ましい。測定電極が、この位置にあるときに、最も精度よく測定できる。
アース電極１０７は、人体の表皮の上に設置されるが、配置において制限はない。人が仰向けに寝ることを考慮すると、アース電極１０７は、腹部にあることが好ましい。ここでは、測定電極１０３と加速度センサ１１１の間に配置した。この測定電極１０３、測定電極１０５、アース電極１０７を用いて、人体の電位を測定する。本実施形態では、心電を測定する。
（光センサ）
図１を参照して、基体１１９は、光センサ１０９が設けられる。光センサ１０９は、測定電極１０３に近接して設置される。すなわち、図３を参照して、光センサ１０９は、人体の腸骨３０１の最も尖った部分Ａに近接する表皮の上に設置される。
図１を参照して、基体１１９は、光センサ１０９が設けられる。光センサ１０９は、測定電極１０３に近接して設置される。すなわち、図３を参照して、光センサ１０９は、人体の腸骨３０１の最も尖った部分Ａに近接する表皮の上に設置される。
光センサ１０９は、複数の波長の測定光を時分割にて放出する。そして、光センサ１０９は、人体内部から反射して返ってくる測定光を測定する。反射された測定光は、血液の赤さを反映する。そのため、測定光を測定することにより、脈波及び血中酸素濃度（ＳｐＯ２）を測定できる。骨は、この測定光を効率よく反射させることができる。そのため、光センサ１０９が腸骨上にあるとき、脈波及び血中酸素濃度を精度よく測定できる。
（加速度センサ）
図１を参照して、基体１１９は、加速度センサ１１１が設けられる。図３を参照して、加速度センサ１１１は、人体の大腿動脈３０３に近接する表皮の上に設置される。ここでは、加速度センサ１１１は、人体に測定ベルト１０１を巻き付けたときに人体の正面の右側に配置される。加速度センサ１１１は、大腿動脈３０３の動脈壁の振動、すなわち拍動を測定する。また、加速度センサ１１１は、人体の体位、行動、活動量等も同時に測定してもよい。
図１を参照して、基体１１９は、加速度センサ１１１が設けられる。図３を参照して、加速度センサ１１１は、人体の大腿動脈３０３に近接する表皮の上に設置される。ここでは、加速度センサ１１１は、人体に測定ベルト１０１を巻き付けたときに人体の正面の右側に配置される。加速度センサ１１１は、大腿動脈３０３の動脈壁の振動、すなわち拍動を測定する。また、加速度センサ１１１は、人体の体位、行動、活動量等も同時に測定してもよい。
（計算装置）
図２を参照して、アース電極１０７と帯部１２３との間の基体１１９には、計算装置１２７が設置される。アナログ信号である測定電極１０３と測定電極１０５と光センサ１０９と加速度センサ１１１とからの生体情報は、デジタル信号に変換される。計算装置１２７は、デジタル信号に変換された生体情報を取得し、通信装置に送る。
図２を参照して、アース電極１０７と帯部１２３との間の基体１１９には、計算装置１２７が設置される。アナログ信号である測定電極１０３と測定電極１０５と光センサ１０９と加速度センサ１１１とからの生体情報は、デジタル信号に変換される。計算装置１２７は、デジタル信号に変換された生体情報を取得し、通信装置に送る。
生体情報の生の波形をとるために、計算装置１２７は、高ビットレートで、高サンプリングレートのデジタル信号を取り扱う必要がある。そのため、計算装置１２７は、正確なサンプリングタイム精度で、サンプリングすることに注力する。
（電源）
図２を参照して、アース電極１０７と測定電極１０３及び光センサ１０９との間の基体１１９には、電源１２５が設置される。電源１２５は、ＵＳＢ電源から充電できる小型リチウムイオンバッテリである。各センサと、計算装置１２７と、通信装置とは、電源１２５からの電力で駆動される。
図２を参照して、アース電極１０７と測定電極１０３及び光センサ１０９との間の基体１１９には、電源１２５が設置される。電源１２５は、ＵＳＢ電源から充電できる小型リチウムイオンバッテリである。各センサと、計算装置１２７と、通信装置とは、電源１２５からの電力で駆動される。
電源１２５は、ＵＳＢ電源の他に、非接触給電で充電してもよい。寝具に大型コイル、ベルトに小型のコイルを設け、Ｑｉ規格等で電力を外部電源から電源１２５に充電できる。心電センサと非接触給電装置との干渉を防ぐために、電力伝送の周波数帯域は、数百ｋＨｚにする。
寝具で充電することで、充電時間を６〜８時間と長く取ることができる。したがって、本発明の測定ベルトは、人の活動時間中の電源を維持できる。また、非接触給電とすることで、本発明の測定ベルトを完全防水にできる。そのため、本発明の測定ベルトは、入浴中でも生体情報を測定できる。
（通信装置）
通信装置は、計算装置１２７の一部として基体１１９に設置される。通信装置は、計算装置１２７に電気的に接続される。通信装置は、外部の計算装置であるスマートフォンまたはパソコン等へ生体情報のデジタル信号のデータの無線通信で送信する。生体情報は、外部の計算装置で処理される。生体情報の生の波形及び処理された診断結果は、外部の計算装置上で表示される。
通信装置は、計算装置１２７の一部として基体１１９に設置される。通信装置は、計算装置１２７に電気的に接続される。通信装置は、外部の計算装置であるスマートフォンまたはパソコン等へ生体情報のデジタル信号のデータの無線通信で送信する。生体情報は、外部の計算装置で処理される。生体情報の生の波形及び処理された診断結果は、外部の計算装置上で表示される。
（脈波伝播速度の測定）
電位センサで測定された心電により、心臓が血液を送り出すタイミングがわかる。このタイミングと光センサ１０９で測定された脈波とにより、心臓が送り出した血液が大腿動脈３０３に到達する時間がわかる。すなわち、心電と脈波とのデータから脈波伝播速度を測定できる。
電位センサで測定された心電により、心臓が血液を送り出すタイミングがわかる。このタイミングと光センサ１０９で測定された脈波とにより、心臓が送り出した血液が大腿動脈３０３に到達する時間がわかる。すなわち、心電と脈波とのデータから脈波伝播速度を測定できる。
血管が硬いとき、心臓が送り出す血液の圧力はすぐに伝わり、心臓が送り出した血液が大腿動脈３０３に到達する時間は短くなり、脈波伝播速度は速くなる。一方、血管が軟らかいとき、心臓が送り出す血液の圧力はゆっくり伝わり、心臓が送り出した血液が大腿動脈３０３に到達する時間は長くなり、脈波伝播速度は遅くなる。
（血管の弾力性の測定）
光センサ１０９により脈波が測定され、大腿動脈３０３に血液が到達するタイミングがわかる。加速度センサ１１１により、大腿動脈３０３の動脈壁の振動がわかる。このタイミングの動脈壁の振動を測定することで、大腿動脈３０３の血管の弾力性を測定できる。
光センサ１０９により脈波が測定され、大腿動脈３０３に血液が到達するタイミングがわかる。加速度センサ１１１により、大腿動脈３０３の動脈壁の振動がわかる。このタイミングの動脈壁の振動を測定することで、大腿動脈３０３の血管の弾力性を測定できる。
（相対的な血圧変動の測定）
脈波伝播速度は、相対的な血圧変動と強い相関が認められることが知られている。したがって、常時脈波伝播速度を測定することにより、例えば、入浴時あるいは寒冷時の外出の際等において、急激な血圧上昇を観測したときに、警告を発することができる。
脈波伝播速度は、相対的な血圧変動と強い相関が認められることが知られている。したがって、常時脈波伝播速度を測定することにより、例えば、入浴時あるいは寒冷時の外出の際等において、急激な血圧上昇を観測したときに、警告を発することができる。
（動脈硬化度の診断）
測定された脈波伝播速度及び血管の弾力性から、複数の視点による正確な動脈硬化度を診断できる。動脈硬化度は、薬の服用によって徐々に改善される。動脈硬化が進行した使用者は、この動脈硬化度を常時確認することで、薬の服用を続けられることが期待される。
測定された脈波伝播速度及び血管の弾力性から、複数の視点による正確な動脈硬化度を診断できる。動脈硬化度は、薬の服用によって徐々に改善される。動脈硬化が進行した使用者は、この動脈硬化度を常時確認することで、薬の服用を続けられることが期待される。
本発明により、心電と脈波とのデータから脈波伝播速度を測定し、脈波と動脈壁の振動とのデータから血管の弾力性を測定し、これらから動脈硬化度を診断できる測定ベルトを提供できる。
また、本発明により、計算装置に負荷のかかる処理をベルト上で行わずに外部の計算装置であるパソコン、スマートフォン等で行う。このため、ベルト上の計算装置は、正確なサンプリングタイム精度でサンプリングできる。
（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施形態のセンサの配置を示す測定ベルトの内側正面図である。図５は、本発明の第２の実施形態の電源、計算装置、通信装置の配置を示す測定ベルトの側面図である。図４、５を参照して、本発明の第２の実施形態の測定ベルトを説明する。
図４は、本発明の第２の実施形態のセンサの配置を示す測定ベルトの内側正面図である。図５は、本発明の第２の実施形態の電源、計算装置、通信装置の配置を示す測定ベルトの側面図である。図４、５を参照して、本発明の第２の実施形態の測定ベルトを説明する。
実施の形態２は、実施の形態１の測定ベルトに、さらにインピーダンスセンサ４１３が設けられる点で異なる。図４、５を参照して、測定ベルト４０１は、基体４１９と、バックル４２１と、帯部４２３とを備えるが、重複する説明は省略する。
図４を参照して、測定ベルト４０１の基体４１９には、測定電極４０３と、測定電極４０５と、アース電極４０７と、光センサ４０９と、加速度センサ４１１と、インピーダンスセンサ４１３とが設けられるが、重複する説明は省略する。また、図５を参照して、測定ベルト４０１には、電源４２５と、計算装置４２７と、通信装置とが設けられるが、重複する説明は省略する。
（インピーダンスセンサ）
図４を参照して、測定ベルト４０１の基体４１９には、インピーダンスセンサ４１３が設けられる。インピーダンスセンサ４１３は、人体の表皮の上に設置される。インピーダンスセンサ４１３は、配置において特に制限はないが、通常は測定対象の両端に設置する。
図４を参照して、測定ベルト４０１の基体４１９には、インピーダンスセンサ４１３が設けられる。インピーダンスセンサ４１３は、人体の表皮の上に設置される。インピーダンスセンサ４１３は、配置において特に制限はないが、通常は測定対象の両端に設置する。
インピーダンスセンサ４１３は、腹腔のインピーダンスを測定する。インピーダンスセンサ４１３は、腹腔のインピーダンスを測定すること、人が仰向けに寝ることを考慮すると、腹部にあることが好ましい。
したがって、インピーダンスセンサ４１３は、測定電極１０３、測定電極１０５、アース電極４０７に近接して配置されることが好ましい。また、インピーダンスセンサは、測定電極１０３、測定電極１０５、アース電極４０７と共用にしてもよい。なお、インピーダンスセンサ４１３は、いわゆる２電極式だけでなく、測定精度を上げるために４電極式とすることもできる。
インピーダンスセンサ４１３は、呼吸に伴う腹腔容量の変化によるインピーダンス変化の時系列データを得ることができ、単なる呼吸数だけでなく、いわゆる呼吸曲線を測定する。呼吸曲線と心電に同一の電極を共用した場合であっても、両者は測定原理が異なるため、フィルタリング等を行うことで分離できる。
（睡眠時無呼吸症候群の診断）
実施の形態１の測定ベルトの光センサ１０９は、血中酸素濃度を測定することもできる。睡眠時無呼吸症候群の使用者は、無呼吸により血中酸素濃度が低下し、心拍数と呼吸曲線とが乱れる。したがって、心電と血中酸素濃度と呼吸曲線とを測定することにより睡眠時無呼吸症候群を診断できる。
実施の形態１の測定ベルトの光センサ１０９は、血中酸素濃度を測定することもできる。睡眠時無呼吸症候群の使用者は、無呼吸により血中酸素濃度が低下し、心拍数と呼吸曲線とが乱れる。したがって、心電と血中酸素濃度と呼吸曲線とを測定することにより睡眠時無呼吸症候群を診断できる。
（過呼吸及び呼吸困難の診断）
過呼吸状態または呼吸困難状態のとき、血中酸素濃度と呼吸曲線とが乱れる。したがって、血中酸素濃度と呼吸曲線とのデータから過呼吸または呼吸困難を診断できる。常時測定ベルトを使用者に着けておくことで、例えば睡眠中など、使用者が、過呼吸または呼吸困難を起こして容体が変化したときに迅速に対応できる。
過呼吸状態または呼吸困難状態のとき、血中酸素濃度と呼吸曲線とが乱れる。したがって、血中酸素濃度と呼吸曲線とのデータから過呼吸または呼吸困難を診断できる。常時測定ベルトを使用者に着けておくことで、例えば睡眠中など、使用者が、過呼吸または呼吸困難を起こして容体が変化したときに迅速に対応できる。
本発明は、心電と血中酸素濃度と呼吸曲線とのデータから睡眠時無呼吸症候群を診断できる測定ベルトを提供できる。また、本発明は、血中酸素濃度と呼吸曲線とのデータから過呼吸または呼吸困難を診断できる測定ベルトを提供できる。
（実施の形態３）
図６は、本発明の第３の実施形態のセンサの配置を示す測定ベルトの内側正面図である。図７は、本発明の第３の実施形態の電源、計算装置、通信装置の配置を示す測定ベルトの側面図である。図６、７を参照して、本発明の第３の実施形態の測定ベルトを説明する。
図６は、本発明の第３の実施形態のセンサの配置を示す測定ベルトの内側正面図である。図７は、本発明の第３の実施形態の電源、計算装置、通信装置の配置を示す測定ベルトの側面図である。図６、７を参照して、本発明の第３の実施形態の測定ベルトを説明する。
本実施の形態は、実施の形態１の測定ベルトに、さらにインピーダンスセンサ６１３と非接触温度センサ６１５とが設けられ、光センサと加速度センサとが設けられていない点で異なる。図６、７を参照して測定ベルト６０１は、基体６１９と、バックル６２１と、帯部６２３とを備えるが、重複する説明は省略する。
図６を参照して、測定ベルト６０１の基体６１９には、測定電極６０３と、測定電極６０５と、アース電極６０７と、インピーダンスセンサ６１３と、非接触温度センサ６１５とが設けられるが、重複する説明は省略する。また、図７を参照して、測定ベルト６０１には、電源６２５と、計算装置６２７と、通信装置とが設けられるが、重複する説明は省略する。
（非接触温度センサ）
図６を参照して、測定ベルト６０１の基体６１９は、非接触温度センサ６１５が設けられる。図３を参照して、非接触温度センサ６１５は、人体の大腿動脈３０３に近接する表皮の上に設置される。ここでは、非接触温度センサ６１５は、人体に測定ベルト６０１を巻き付けたときに人体の正面の右側に配置される。
図６を参照して、測定ベルト６０１の基体６１９は、非接触温度センサ６１５が設けられる。図３を参照して、非接触温度センサ６１５は、人体の大腿動脈３０３に近接する表皮の上に設置される。ここでは、非接触温度センサ６１５は、人体に測定ベルト６０１を巻き付けたときに人体の正面の右側に配置される。
非接触温度センサ６１５は、大腿動脈３０３の温度を非接触で測定する。このため、非接触温度センサ６１５は、人体の深部から放出される遠赤外線も含めて検出できるため、深部体温と深い相関がある。
（熱中症の診断）
電位センサにより心拍数を測定し、インピーダンスセンサにより呼吸曲線を測定する。また、非接触温度センサにより深部体温を測定する。熱中症の時、心拍数と、呼吸曲線と、深部体温とが上昇する。したがって、心拍数と呼吸曲線と深部体温とのデータから熱中症を診断できる。常時測定ベルトを使用者に着けておくことで、使用者が、熱中症になって容体が変化したときに迅速に対応できる。
電位センサにより心拍数を測定し、インピーダンスセンサにより呼吸曲線を測定する。また、非接触温度センサにより深部体温を測定する。熱中症の時、心拍数と、呼吸曲線と、深部体温とが上昇する。したがって、心拍数と呼吸曲線と深部体温とのデータから熱中症を診断できる。常時測定ベルトを使用者に着けておくことで、使用者が、熱中症になって容体が変化したときに迅速に対応できる。
本発明により、心拍数と呼吸曲線と深部体温とのデータから熱中症を診断できる測定ベルトを提供できる。
（実施の形態４）
図８は、本発明の第４の実施形態のセンサの配置を示す測定ベルトの内側正面図である。図９は、本発明の第４の実施形態の電源、計算装置、通信装置の配置を示す測定ベルトの側面図である。図８、９を参照して、本発明の第４の実施形態を説明する。
図８は、本発明の第４の実施形態のセンサの配置を示す測定ベルトの内側正面図である。図９は、本発明の第４の実施形態の電源、計算装置、通信装置の配置を示す測定ベルトの側面図である。図８、９を参照して、本発明の第４の実施形態を説明する。
本実施の形態は、実施の形態１の測定ベルトに、さらにインピーダンスセンサ８１３と非接触温度センサ８１５とが設けられ、加速度センサが設けられていない点で異なる。図８、９を参照して、測定ベルト８０１は、基体８１９と、バックル８２１と、帯部８２３とを備えるが、重複する説明は省略する。
図８を参照して、測定ベルト８０１の基体８１９には、測定電極８０３と、測定電極８０５と、アース電極８０７と、光センサ８０９と、インピーダンスセンサ８１３と、非接触温度センサ８１５とが設けられるが、重複する説明は省略する。また、図９を参照して、測定ベルト８０１には、電源８２５、計算装置８２７、通信装置が設けられるが、重複する説明は省略する。
（睡眠時無呼吸症候群の診断）
実施の形態４の測定ベルトの電位センサは、心電を測定できる。また、光センサ８０９は、血中酸素濃度を測定する。さらに、インピーダンスセンサ８１３は、呼吸曲線を測定する。したがって、心電と血中酸素濃度と呼吸曲線とのデータから睡眠時無呼吸症候群を診断できる。
実施の形態４の測定ベルトの電位センサは、心電を測定できる。また、光センサ８０９は、血中酸素濃度を測定する。さらに、インピーダンスセンサ８１３は、呼吸曲線を測定する。したがって、心電と血中酸素濃度と呼吸曲線とのデータから睡眠時無呼吸症候群を診断できる。
（過呼吸及び呼吸困難の診断）
光センサ８０９で取得した血中酸素濃度とインピーダンスセンサ８１３で取得した呼吸曲線とのデータから過呼吸または呼吸困難を診断できる。
光センサ８０９で取得した血中酸素濃度とインピーダンスセンサ８１３で取得した呼吸曲線とのデータから過呼吸または呼吸困難を診断できる。
（実施の形態５）
図１０は、本発明の第５の実施形態のセンサの配置を示す測定ベルトの内側正面図である。図１１は、本発明の第５の実施形態の電源、計算装置、通信装置の配置を示す測定ベルトの側面図である。図１０、１１を参照して、本発明の第５の実施形態を説明する。
図１０は、本発明の第５の実施形態のセンサの配置を示す測定ベルトの内側正面図である。図１１は、本発明の第５の実施形態の電源、計算装置、通信装置の配置を示す測定ベルトの側面図である。図１０、１１を参照して、本発明の第５の実施形態を説明する。
本実施の形態は、実施の形態１の測定ベルトに、さらに音センサ１０１７が設けられ、光センサと加速度センサとが設けられていない点で異なる。図１０、１１を参照して、測定ベルト１００１は、基体１０１９と、バックル１０２１と、帯部１０２３とを備えるが、重複する説明は省略する。
図１０を参照して、測定ベルト１００１の基体１０１９には、測定電極１００３と、測定電極１００５と、アース電極１００７と、音センサ１０１７とが設けられるが、重複する説明は省略する。また、図１１を参照して、測定ベルト１００１には、電源１０２５と、計算装置１０２７と、通信装置とが設けられるが、重複する説明は省略する。
（音センサ）
図１０を参照して、測定ベルト１００１の基体１０１９は、音センサ１０１７が設けられる。図３を参照して、音センサ１０１７は、人体の大腿動脈３０３に近接する表皮の上に設置される。ここでは、音センサ１０１７は、人体に測定ベルト１００１を巻き付けたときに人体の正面の右側に配置される。
図１０を参照して、測定ベルト１００１の基体１０１９は、音センサ１０１７が設けられる。図３を参照して、音センサ１０１７は、人体の大腿動脈３０３に近接する表皮の上に設置される。ここでは、音センサ１０１７は、人体に測定ベルト１００１を巻き付けたときに人体の正面の右側に配置される。
音センサ１０１７は、大腿動脈３０３の側の腸の音を測定する。このため、音センサ１０１７は、腸活動の音を測定できる。
（腸管運動の把握）
電位センサは、心電と重畳して腹筋等の腹部筋電を測定できる。腹部筋電と腸活動の音とを測定することによって、腸管運動の把握ができる。使用者が常時測定ベルトを着けておくことで、使用者の便秘や下痢などの腸の異常を把握できる。
電位センサは、心電と重畳して腹筋等の腹部筋電を測定できる。腹部筋電と腸活動の音とを測定することによって、腸管運動の把握ができる。使用者が常時測定ベルトを着けておくことで、使用者の便秘や下痢などの腸の異常を把握できる。
（実施の形態６）
図１２は、本発明の第６の実施形態のセンサの配置を示す測定ベルトの内側正面図である。図１３は、本発明の第６の実施形態の電源、計算装置、通信装置の配置を示す測定ベルトの側面図である。図１４は、本発明の第６の実施形態の測定ベルトを装着した人体の模式図である。図１２乃至１４を参照して、本発明の第６の実施形態を説明する。
図１２は、本発明の第６の実施形態のセンサの配置を示す測定ベルトの内側正面図である。図１３は、本発明の第６の実施形態の電源、計算装置、通信装置の配置を示す測定ベルトの側面図である。図１４は、本発明の第６の実施形態の測定ベルトを装着した人体の模式図である。図１２乃至１４を参照して、本発明の第６の実施形態を説明する。
本実施形態は、今まで説明したセンサを全てつけた測定ベルトの実施形態である。図１２、１３を参照して、測定ベルト１２０１は、基体１２１９と、バックル１２２１と、帯部１２２３とを備える。
また、図１２を参照して、基体１２１９は、測定電極１２０３と、測定電極１２０５と、アース電極１２０７からなる電位センサと、光センサ１２０９と、加速度センサ１２１１と、インピーダンスセンサ１２１３と、非接触温度センサ１２１５と、音センサ１２１７とが設けられる。
さらに、図１３を参照して、基体１２１９には、電源１２２５と、計算装置１２２７と、通信装置とが設けられる。ベルトを構成する部材、センサ、電源、計算装置、及び通信装置に関しては、説明が重複するため省略する。
電位センサは、筋電を測定し、心電を測定し、心拍数を測定できる。また、光センサ１２０９は、脈波を測定し、血中酸素濃度を測定できる。インピーダンスセンサ１２１３は、呼吸曲線を測定し、内臓脂肪及び水分を測定できる。
さらに、加速度センサ１２１１は、動脈壁の振動を測定し、体位、行動、活動量等を測定できる。非接触温度センサ１２１５は、深部体温を測定できる。音センサ１２１７は、腸活動の音を測定し、胎児の心音を測定できる。
これらのセンサを使うことで、各実施形態で説明したように、本発明は、動脈硬化度の診断、睡眠時無呼吸症候群の診断、過呼吸と呼吸困難の診断、熱中症の診断、及び腸管運動の把握等ができる測定ベルトを提供できる。
図１４を参照すると、第６の実施形態の測定ベルトの装着例において、各センサ、電源、計算装置、及び通信装置は、体の正面に全て入っていることがわかる。これは、人が仰向けに寝た場合に邪魔にならない構成である。
病気の患者及び高齢者は、健康管理のために生体情報を常時測定する必要がある。人が仰向けに寝た場合に、楽な状態をとれることが好ましい。また、使用者がうつぶせで寝たとしても、センサの位置がちょうど寝具との隙間に入りほとんど使用者の邪魔にならない。
また、測定ベルトが装着される下腹部は、心臓、肺等、生命の維持に不可欠な内臓から離れていること、生物は、腹部に圧力がかかることに抵抗がなくむしろ安心感が生まれることから、胸部等に比べてベルトの設置による圧迫に対して鈍感である。したがって、患者や高齢者は、本発明の測定ベルトを長時間取り付けられることに抵抗が少ない。
また、重度の認知症の患者は、体に巻き付くセンサ類を本能的に外してしまうという問題がある。しかしながら、患者がパンツ等を脱ぐことは本能的にない。したがって、本発明の測定ベルトをパンツやおむつの内側にこのような患者が装着した場合、患者は、ベルトを外すことはない。
また、寝たきりの患者は、測定ベルトの部材の構成を変えて、背中側の腰骨と寝具との隙間に補助ベルトを通し、腹側においてマジックテープ（登録商標）で固着することで患者の体位を変えることなくセンサを取り付けることができる。
このように、本発明の測定ベルトは、使用者の不快感が少ない。したがって、本発明の測定ベルトは、常時あるいは長時間にわたって、生体情報の測定ができる。
本発明は、心電と脈波とのデータから脈波伝播速度を測定し、脈波と動脈壁の振動とのデータから血管の弾力性を測定し、これら複数の視点から動脈硬化度を診断できる測定ベルトを提供できる。
また、本発明は、心電と血中酸素濃度と呼吸曲線とのデータから睡眠時無呼吸症候群を診断できる測定ベルトを提供できる。また、本発明は、血中酸素濃度と呼吸曲線とのデータから過呼吸または呼吸困難を診断できる測定ベルトを提供できる。
さらに、本発明は、心拍数と呼吸曲線と深部体温とのデータから熱中症を診断できる測定ベルトを提供できる。さらに、本発明は、腹部筋電と腸の活動音とのデータから腸管運動の把握を行うことができる測定ベルトを提供できる。
本発明は、常時または長時間にわたって、生体情報の測定を必要とする人に適用できる。
１０１ 測定ベルト
１０３ 測定電極
１０５ 測定電極
１０７ アース電極
１０９ 光センサ
１１１ 加速度センサ
１１９ 基体
１２１ バックル
１２３ 帯部
１２５ 電源
１２７ 計算装置
３０１ 腸骨
３０３ 大腿動脈
４０１ 測定ベルト
４０３ 測定電極
４０５ 測定電極
４０７ アース電極
４０９ 光センサ
４１１ 加速度センサ
４１９ 基体
４２１ バックル
４２３ 帯部
４２５ 電源
４２７ 計算装置
６０１ 測定ベルト
６０３ 測定電極
６０５ 測定電極
６０７ アース電極
６０９ 光センサ
６１１ 加速度センサ
６１９ 基体
６２１ バックル
６２３ 帯部
６２５ 電源
６２７ 計算装置
８０１ 測定ベルト
８０３ 測定電極
８０５ 測定電極
８０７ アース電極
８０９ 光センサ
８１１ 加速度センサ
８１９ 基体
８２１ バックル
８２３ 帯部
８２５ 電源
８２７ 計算装置
１００１ 測定ベルト
１００３ 測定電極
１００５ 測定電極
１００７ アース電極
１００９ 光センサ
１０１１ 加速度センサ
１０１９ 基体
１０２１ バックル
１０２３ 帯部
１０２５ 電源
１０２７ 計算装置
１２０１ 測定ベルト
１２０３ 測定電極
１２０５ 測定電極
１２０７ アース電極
１２０９ 光センサ
１２１１ 加速度センサ
１２１９ 基体
１２２１ バックル
１２２３ 帯部
１２２５ 電源
１２２７ 計算装置
１０３ 測定電極
１０５ 測定電極
１０７ アース電極
１０９ 光センサ
１１１ 加速度センサ
１１９ 基体
１２１ バックル
１２３ 帯部
１２５ 電源
１２７ 計算装置
３０１ 腸骨
３０３ 大腿動脈
４０１ 測定ベルト
４０３ 測定電極
４０５ 測定電極
４０７ アース電極
４０９ 光センサ
４１１ 加速度センサ
４１９ 基体
４２１ バックル
４２３ 帯部
４２５ 電源
４２７ 計算装置
６０１ 測定ベルト
６０３ 測定電極
６０５ 測定電極
６０７ アース電極
６０９ 光センサ
６１１ 加速度センサ
６１９ 基体
６２１ バックル
６２３ 帯部
６２５ 電源
６２７ 計算装置
８０１ 測定ベルト
８０３ 測定電極
８０５ 測定電極
８０７ アース電極
８０９ 光センサ
８１１ 加速度センサ
８１９ 基体
８２１ バックル
８２３ 帯部
８２５ 電源
８２７ 計算装置
１００１ 測定ベルト
１００３ 測定電極
１００５ 測定電極
１００７ アース電極
１００９ 光センサ
１０１１ 加速度センサ
１０１９ 基体
１０２１ バックル
１０２３ 帯部
１０２５ 電源
１０２７ 計算装置
１２０１ 測定ベルト
１２０３ 測定電極
１２０５ 測定電極
１２０７ アース電極
１２０９ 光センサ
１２１１ 加速度センサ
１２１９ 基体
１２２１ バックル
１２２３ 帯部
１２２５ 電源
１２２７ 計算装置
Claims (8)
- 人体の腸骨の両側に近接する表皮の上に設置される測定電極と、アース電極とを備える、心電を測定する電位センサと、
前記人体の前記腸骨に近接する表皮の上に設置される脈波と血中酸素濃度とを測定する光センサと、
前記人体の大腿動脈に近接する表皮の上に設置される動脈壁の振動を測定する加速度センサと、を備え、
前記心電と前記脈波とのデータから脈波伝播速度を測定し、
前記脈波と前記動脈壁の振動とのデータから血管の弾力性を測定し、
前記脈波伝播速度から、相対的な血圧変動を測定し、
測定された前記脈波伝播速度と前記血管の弾力性とから動脈硬化度を診断する、測定ベルト。 - さらに、前記人体の表皮の上に設置される腹腔内のインピーダンスを測定するインピーダンスセンサと、を備え、
前記腹腔内のインピーダンスから呼吸曲線を測定し、
前記心電と前記血中酸素濃度と前記呼吸曲線とのデータから睡眠時無呼吸症候群を診断し、
前記血中酸素濃度と前記呼吸曲線とのデータから過呼吸または呼吸困難を診断する、請求項１に記載の測定ベルト。 - 前記心電と前記脈波と前記動脈壁の振動とのデータは無線通信により外部の計算装置に送信され、前記脈波伝播速度を測定し、前記血管の弾力を測定し、前記相対的な血圧変動を測定し、前記動脈硬化度を診断する処理は前記外部の計算装置で行う、請求項１または２に記載の測定ベルト。
- 人体の腸骨の両側に近接する表皮の上に設置される測定電極と、アース電極とを備える、心電と心拍数とを測定する電位センサと、
前記人体の表皮の上に設置される腹腔内のインピーダンスを測定するインピーダンスセンサと、
前記人体の大腿動脈に近接する表皮の上に設置される深部体温を測定する非接触温度センサと、を備え、
前記腹腔内のインピーダンスから呼吸曲線を測定し、
前記心拍数と前記呼吸曲線と前記深部体温とのデータから熱中症を診断する、測定ベルト。 - さらに、前記人体の前記腸骨に近接する表皮の上に設置される血中酸素濃度を測定する光センサと、を備え、
前記心電と前記血中酸素濃度と前記呼吸曲線とのデータから睡眠時無呼吸症候群を診断し、
前記血中酸素濃度と前記呼吸曲線とのデータから過呼吸または呼吸困難を診断する、請求項４に記載の測定ベルト。 - 前記心拍数と前記腹腔内のインピーダンスと前記深部体温とのデータは外部の無線通信により外部の計算装置に送信され、熱中症を診断する処理は、前記外部の計算装置で行う、請求項４または５に記載の測定ベルト。
- 人体の腸骨の両側に近接する表皮の上に設置される測定電極と、アース電極とを備える、腹部筋電を測定する電位センサと、
前記人体の大腿動脈に近接する表皮の上に設置される腸の活動音を測定する音センサと、を備え、
前記腹部筋電と前記腸の活動音とのデータから腸管運動の把握を行う、測定ベルト。 - 前記腹部筋電と前記腸の活動音とのデータは、外部の無線通信により外部の計算装置に送信され、腸管運動を把握する処理は、前記外部の計算装置で行う、請求項７に記載の測定ベルト。
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