JPH042331A

JPH042331A - 呼吸計測装置

Info

Publication number: JPH042331A
Application number: JP2102993A
Authority: JP
Inventors: Hiroumi Shimono; 下野　太海; Mieko Osuga; 美恵子大須賀
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-04-20
Filing date: 1990-04-20
Publication date: 1992-01-07
Anticipated expiration: 2013-03-09
Also published as: JP2723337B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、呼吸計測装置に関するものである。

［従来の技術］従来の呼吸計測方法の中でよく用いられている方法の１
つに、伸縮により電気抵抗（インピーダンス）が変化す
るセンサを被測定者の腹部または胸部に装着して行うも
のがある（例えば５特開昭６２−３６２号公報及び産報
出版（株〉、１９７１年４月１０日初版発行の゛わかり
やすいＭ　Ｅ　”の５５〜５６ページ）。

この方法では、被測定者の呼吸による腹部または胸部の
動きに比例してセンサの抵抗が変化することを利用し、
呼吸を電気信号として検出する。この電気信号は、高域
通過フィルタを用いて不要な直流成分と低周波成分が除
去された後、増幅器で所定の信号レベルに増幅される。

その後、ブラウン管オシロスコープ等の表示装置に表示
したり、テータレコーダ等の記録装置に記録したりする
。

このほかの例としては、温度センサを鼻孔付近に装着し
、呼気と吸気の温度差を検出することで呼吸を計測する
方法（実開昭６２−１４５６０３号公報、実開昭６４−
３６０３号公報、実開平１−６５００９号公報）、温度
センサと胸部インビルダンス検出を併用した方法（特公
平１−３７９４９号公報）、呼気と吸気の気流によって
音を発生させて呼吸を検出する方法特開昭６１−７９４
４５号公報もある７しかしながらいずれのプＪ法も、従来から用いられてい
る呼吸Ｊ４測方法では被測定者に何等かのセンサを取り
付けなければならない。

［発明が解決しようとする課題］従来の呼吸計測装置では、被測定者に何等かのセンサを
装着しなければならず、計測中は体を動かすことができ
ない、不快感や精神的圧迫を与えるなどの問題点があっ
た。また、センサの装着と装着する際の装着位置の決定
には、経験を要し、専−家具外の人には難しいという問
題点もあった。

この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、センサの装着を不要とし、被測定者を拘束す
ることなく椅子に座るだけで呼吸が計測でき、被測定者
に不快感や精神的圧迫を与えず、計測さｊ土でいること
を意識させずに計測が行える呼吸計測装置を得ることを
目的とする。

Ｌ課題を解決するための手段］この発明に係る呼吸計測装置は、椅子に取り付けられ、
前記椅子に座った被測定者の動きを荷重の変化として検
出する検出手段と、この検出手段からの荷重変化検出信
号に含まれる、前記被測定者の呼吸による変化成分を抽
出する！ｔ８−徴抽出手段と、この特徴抽出手段によ−
）て抽出された呼吸変化成分による重心の変化をＸ座標
値及びＸ座標値に変換する変換手段と、前記抽出された
呼吸変化成分を表示・記憶する表示・記憶手段とを設置
ｆだものである。

［作　用］この発明では、椅子に座った被測定者の動きを荷重の変
化として検出し、検出しｔ：荷重変化信号に含まれる、
前記被測定者の呼吸による変化成分を抽出し、抽出され
た呼吸変化成分による重心の変化をＸ座標値及びＸ座標
値に変換し、また表示記憶する。

［実施例］以下、この発明の一実施例を添付図面について説明する
。

図面はこの発明に係る呼吸計測装置の一実施例を示すブ
ロック図である。図において、（１）は被測定者を座ら
せる椅子、（２）はこの椅子＜１）を固定するための金
属板、（３ａ）、＜３ｂ）、（３ｃ）は椅子（１）に座
った被測定者の動きを荷重の変化として検出する検出手
段である複数個例えば３個の荷重センサ、（４）はこれ
ら荷重センサ（３ａ）〜（３ｃ）を固定するための他の
金属板、（５ｇ＞　（５ｂ）、（５ｃ）は各荷重センサ
（３ａ）　、　（３ｂ）　、　（３ｃ）に夫々接続さね
てその出力を増幅する増幅器例えば差動増幅器（６ａ）
、（６ｂ）、（６ｃ）は各増幅器＜５ａ）　、　（５ｂ
）　、　（５ｃ）の出力側に夫々接続された第１のる波
手段例えば帯域通過フィルタ（８１”Ｆ）、（７ａ）　
、　（７ｂ）　、　（７ｃ）は各増幅器（５ａ）　、　
（５ｂ）　、　（５ｃ）の出力側に夫々接続されると共
に各帯域通過フィルタ＜６ａン、＜８ｂ）、（６ｃ）と
夫々並列に接続された第２のる波手段例えば低域通過フ
ィルタ（ＬＰＦ）、（８ａ）（８ｂ）、（８ｃ）は各帯
域通過フィルタ（６ａ＞　、　（６ｂ）　、　（６ｃ）
及び各帯域通過フィルタ（７ａ）　、　（７ｂ）　、　
（７ｃ）の出力側に夫々接続された加算器、なお、これ
ら帯域通過フィルタ（６ａ）〜（６ｃ）、低域通過フィ
ルタ（７ａ）〜（７ｃ）、及び加算器（８ａ）〜（８ｃ
）は、検出手段からの荷重変化検出信号に含まｔＬる、
被測定者の呼吸による変化成分を抽出する特徴抽出手段
を構成する。

（９ａ）　、　（９ｂ）　、　（９ｃ）は各加算器（８
ａ）　、　（８ｂ）　、　（８ｃ）の出力側に夫々接続
されたＡ−Ｄ変換器、（１０ａ）はこれらＡ、−Ｄ変換
器（９ａ）〜（９ｃ）の出力例に接続されたディジタル
演算器、なお、これらＡ−Ｄ変換器（９ａ）〜（９ｃ）
及びディジタル演算器（１０ａ）は、特徴抽出手段によ
って抽出された呼吸変化成分による重心の変化をＸ座標
値及びＸ座標値に変換する変換手段を構成する。（１１
）はディジタル計算器（１０ａ）に接続されてその計算
したＸ座標値及びＸ座標値を表示する表示器、（１２）
はディジタル計算器（１０ａ）に接続されてその計算し
たＸ座標値及びＸ座標値を記憶するメモリである。なお
、これら表示器（１１）及びメモリ（１２）は、特徴抽
出手段によって抽出された呼吸変化成分を表示・記憶す
る表示　記憶手段を構成する。

次に上述しまたように構成された呼吸計測装置の動作を
説明する。図示し、たように、椅子（１）の下に固定さ
れた各荷重センサ（３ａ）　、　（３ｂ）　、　（３ｃ
）から出力された荷重変化検出信号は、増幅器（５ａ）
　、　（５ｂ）（５ｃ）で夫々増幅された後各帯域通過
フィルタ（６ａ）（６ｂ）　、　（６ｅ）ａび各低域通
過フィルタ（７ａ）　、　（７ｂ）　、　＜７ｃ）に与
えられる。荷重変化検出信号は帯域通過フィルタ（６ａ
）〜（６ｃ）において被測定者の呼吸による変化成分す
なわぢ呼吸周波数帯域の信号が抽出され、かつ低域通過
フィルタ（７ａ）〜（７ｃ）において直流成分の信号が
抽出される。帯域通過フィルタ（６ａ）〜（６ｃ）と低
域通過フィルタ（７ａ）〜（７ｂ）との各出力信号は加
算器（８ａ）、（８ｂ）、（８ｃ）て夫々加算されたｆ
＆ＡＤ変換器（９ａ）　、　（９１））　、　（９ｃ）
に与えられる。ここで、Ａ−Ｄ変換器（９ａ）〜（９ｃ
）に与えられる出力信号は、増幅器（５ａ）〜（５ｃ）
の夫々の出力から呼吸周波数帯域以外の信号が除去され
た信号である。Ａ−Ｄ変換器（９ａ〉〜（９ｃ）でＡ−
Ｄ変換された夫々の信号はディジタル演算器（１０ａ）
に読み込まれ、重心のＸ座標値及びＸ座標値が計算され
る。そして、計算されたＸ座標値及びＸ座標値は、表示
器（１１）とメモリ（１２）に逐次表示−記憶される。

また、上記実施例に破線で示す他のディジタル演算器（
］、　Ｏｂ　）を結合し、ディジタル演算器（１０ａ）
で計算されたＸ座標値とＸ座標値をヘクトル値（大きさ
と方向）に変換し、このヘタ１ヘル値を表示器（１１）
に表示すると共にメモリ（１２）に記憶しても良い。

なお、上述した実施例では、特徴抽出のため内帯域通過
フィルタ及び低域通過フィルタをアナログ回路として構
成しているが、ディジタル演算器の機能に組み込むこと
も可能である。逆に、ディジタル演算器もアナログ演算
回路として実現可能である。また、ディジタル演算器（
１，Ｏａ）と（１０ｂ）を独立したものとして図示した
が、マイクロブロセッ→ノ゛等を用いればプログラムど
して実現できる。当然のことながら、増幅器の出力に何
も処理を行なわず、重心移動を求めて表示すれば、被測
定者の呼吸と体動の両方を観測できる。

「発明の効果１以上、詳述したように、この発明は、椅子に取り付りら
れ、前記椅子に座った被測定者の動きを荷重の変化とし
て検出する検出手段と、この検出手段からの荷重変化検
出信号に含まれる、前記被測定者の呼吸による変化成分
を抽出する特徴抽出手段と、この特徴抽出手段によって
抽出された呼吸変化成分による重心の変化をＸ座標値及
びＸ座標値に変換する変換手段と、前記抽出さｈた呼吸
変化成分を表示・記憶する表示・記憶手段とを備えてい
るので、従来装置のように呼吸センサを被測定者に装着
する必要がなく、椅子に座るだけで不快感や精神的圧迫
を与えず、被測定者に計測されているということを意識
させずに呼吸計測が行なえ、同時に体の動きを重心の変
化として計測できるという効果を奏する。　また、被測
定者が座標系に対してどの方向を向いていても、呼吸に
よる変化の最大値と前記変化の方向が計測てきるという
効果もある。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の一実施例の構成を示したブロック図
である。図において、（１）は椅子、（３ａ）へ−（３ｅ）は荷
重センサ、（６ａ）〜（６ｃ）は帯域通過フィルタ、（
７ａ）〜（７ｃ）は低域通過フィルタ、（８ａ）＝（８
ｃ）は加算器、（９ａ）（９ｃ）はＡ−Ｄ変換器、（１
０ａ）及び（１０ｂ）はディジタル演算器、（１１）は
表示器、（１２）はメモリである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）椅子に取り付けられ、前記椅子に座った被測定者
の動きを荷重の変化として検出する検出手段と、この検
出手段からの荷重変化検出信号に含まれる、前記被測定
者の呼吸による変化成分を抽出する特徴抽出手段と、こ
の特徴抽出手段によつて抽出された呼吸変化成分による
重心の変化をＸ座標値及びＹ座標値に変換する変換手段
と、前記抽出された呼吸変化成分を表示・記憶する表示
・記憶手段とを備えたことを特徴とする呼吸計測装置。
（２）変換手段は、Ｘ座標値及びＹ座標値を更にベクト
ル量に変換する手段を含み、表示・記憶手段は前記ベク
トル量を表示・記憶できる請求項１記載の呼吸計測装置
。