JPH04367651A - 体動検出シート - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、睡眠時の状態あるいは
横臥した病人などの体動を検知することによって状態検
出を行い、これから得られる情報を利用することによっ
て、例えば急な病変などに対応することが可能な技術に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】睡眠の状態でレム睡眠とノンレム睡眠が
あることが知られており、睡眠の状態によって脳の活動
状況が異なることが分かっている。レム睡眠時には眼球
の運動、体動、寝言などが特徴的な現象であることが分
かっており、一回の睡眠時に４回ないし５回のレム睡眠
状態があることが分かっている。

【０００３】睡眠の状態を検出する方法としては脳波の
検出あるいは眼球の運動に伴った眼球周辺の微弱電流変
化などを検出することが一般的に行われている。また、
心拍の計測なども電気的に計測することが一般的である
。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の測定手段は、使用する装置がかなり大がかりである
る。また、電極を直接人体表面に設置することが必要で
あることなど、設備が必要であり、一般人にとっては簡
単に利用できる方法とは言えないのが現状である。

【０００５】睡眠時の体の移動あるいは寝返りの状態を
簡単に検出する方法があるならば、例えば、睡眠の状態
の検出においては、厳密な意味でレム、ノンレムの状態
を研究する場合以外では、単にどちらの状態にあるのか
を判断できるデータが得られることになり、この程度の
データで充分と考えられる。単純に体動の時間変動を検
出しておくだけでも充分意味があることになる。

【０００６】従来、この種の装置としては、病人がベッ
ドに寝ているかどうかを検出し、他の場所へ行ってしま
うような病気の人の監視を行う目的のシートは、実際に
販売されている。この目的には装置としての性能として
重量感度が必要であり、市販のものでは２３０ｇ／ｃｍ
２程度の感度が最高であった。また、この感度は、実際
に物がのっているかどうかによって変化する抵抗値の絶
対値を知るためのものである。従って人体の重量の検出
を行えば充分であるので、体動そのものを測定するもの
ではなく、感度の定義が異なっている。

【０００７】前述のように、実際に人がいるかいないか
を検出しようとするものではなく、体動を検出する目的
としては、重量の変化分、すなわち微分量を検出する必
要があるので、従来のようなトータルの重量の測定とは
考え方を変える必要がある。

【０００８】本発明の目的は、睡眠時の状態あるいは横
臥した病人などの体動を検知することが可能な技術を提
供することにある。

【０００９】本発明の前記ならびその他の目的および新
規な特徴は、本明細書の記述および添付図面によって明
らかにする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の体動検出シートにおいては、二枚の保護シ
ートの間に、睡眠の状態、あるいはベッドで休憩もしく
は病臥している状態での体動を検出する感圧抵抗素子が
複数個アレー状に配置され、それぞれが並列接続されて
いることを特徴とする体動検出シートである。

【００１１】また、フレキシブルな圧電シートの表面お
よび裏面に電極が配置され、該圧電シートの屈曲により
体動に伴う電圧を検出するための出力導電線が接続され
ていることを特徴とする体動検出シートである。

【００１２】

【作用】前述の手段によれば、アレー状又はマトリクス
に配置された感圧抵抗体（感圧抵抗素子を考える。この
場合、重量物が乗っているかどうかを判断するのは、無
加重抵抗値が無限大に設定されていれば乗ることによっ
て抵抗の減少があるので、検知することは比較的簡単で
ある。すなわち、無加重時の抵抗は大きいため、電流は
ほとんど流れない。従って、抵抗変化を検出することは
容易である。これに対して、本来物体が乗っており、こ
の乗った部位が変化することによって、部分的に抵抗値
が変化することを検出することは、基準の抵抗値が低く
なっている状況からの差分を検出することになるので、
抵抗変化量自体の検出は比較的難しくなる。

【００１３】この部分変化量の検出を行うことを考える
。この場合、抵抗変化量の検出素子の構造としはｘｙの
二次元マトリクス状に配列した素子群を基本とする。

【００１４】まず、簡単のために二個の抵抗の接続を考
える。この二個の抵抗は常態では同一の有限の抵抗値を
有し、圧力が加わると抵抗がその圧力に比例して減少す
るものとする。この二個の抵抗を直列接続し、一方の抵
抗に圧力をかける。この圧力を徐々にもう一方の抵抗に
移し変えてゆく操作を想定する。この場合、全圧力は一
定である。簡単な計算によれば直列接続したこの場合の
全抵抗値は、圧力の移動に対して感度を持っていないこ
とが分かる。これに対して、この二個の抵抗を並列接続
し、直列接続と同様の圧力移動を行って簡単な計算から
全抵抗を求めた場合には、二個の抵抗に均等に圧力がか
かった状態において最大となる加圧位置依存性を有し、
このことによって移動状態が監視できることを意味して
いる。

【００１５】また、前記抵抗マトリクスではなく、圧電
素子を用いることもできる。圧電素子は、通常は加圧操
作によって電圧を生じる素子であるが、シート状になっ
ている場合においては屈曲操作によっても電圧を生じる
。この現象を利用することによってシートを加圧するの
ではなく体の移動を伴うシート屈曲部位の変化によって
体動を検出できることになる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。

【００１７】〔実施例１〕図１は、本発明の体動検出シ
ートの実施例１の概略構成を示す平面図、図２は、図１
のＡーＡ線で切った断面図である。

【００１８】本実施例１の体動検出シートは、図１に示
すように、上部保護シート１と下部保護シート２との間
に感圧抵抗素子３を複数本アレー状に配列し、それらを
導電線４で並列に接続し、これらの感圧抵抗素子群に直
列に電源５と電流計６を接続した構成になっている。

【００１９】前記感圧抵抗素子３は、図２に示すように
、下部保護シート２の上に下部電極３Ａが設けられてい
る。この下部電極３Ａの上に感圧抵抗体３Ｂが設けられ
ている。この感圧抵抗体３Ｂは、例えば、ゴム中に炭素
繊維を混入させて導電性を持たせたものを用いる。感圧
抵抗体３Ｂの上面は波状になっており、その上に上部電
極３Ｃが設けられている。したがって、抵抗体３Ｂと上
部電極３Ｃとの間には空間３Ｄが形成され、感圧抵抗体
３Ｂに弾性力を持たせている。本実施例１の体動検出シ
ート１０をふとん１１の上に配置して使用する状態を図
３に示す。図３中、１２は枕である。

【００２０】このように、感圧抵抗体３Ｂを複数個アレ
ー状又はｘｙの二次元マトリクス状に配列した検出素子
の場合においては、複数個の感圧抵抗体３Ｂを直列接続
した場合には、体重の移動に関しては感度がないため、
図１に示すように、本実施例においては、並列接続にな
っている。そして、感圧抵抗体３Ｂの並べ方向は、体動
と直交する方向であるのが望ましい。体動の方向は横方
向が主であり、縦方向の移動には必ず横移動が伴った形
で行われるので、微細な体動による抵抗値の変化をも検
出することができる。これにより、睡眠時の状態あるい
は横臥した病人などの体動を検知することができ、覚醒
の制御あるいは睡眠傷害の把握および状態監視などを行
うことが可能となる。

【００２１】〔実施例２〕図４は、本発明の体動検出シ
ートの実施例２の概略構成を示す平面図、図５は、図４
のＢーＢ線で切った断面図、図６は、本実施例２の体動
検出シートを枕の下に設置して心拍状態を検出する例を
説明するための体動波と心電図（心拍）との対応を示す
図である。

【００２２】本実施例２の体動検出シートは、体動検出
素子として圧電素子を利用したものであり、図４に示す
ように、圧電素子２０が保護シート２７に包み込まれて
いる。そして、圧電素子２０のそれぞれ出力信号は、電
圧計２６により検出される構成になっている。

【００２３】前記圧電素子２０の部分の構成は、図５に
示すように、上部電極２１と下部電極２２との間に圧電
シート２３が配置され、前記上下電極２１，２２にそれ
ぞれ導電線２４，２５が接続されている。この導電線２
４と導電線２５との間に電圧計２６が接続され、圧電シ
ート２３の体動に伴う屈曲による電圧信号は、この電圧
計２６で検出される。

【００２４】前記圧電シート２３の厚さは、例えば１ｍ
ｍ程度のもが使用される。また、上下電極２１，２２と
しては、０．２μｍ程度の厚さのアルミニウム箔が使用
される。

【００２５】このように構成した本実施例２においても
、前記実施例１と同様の体動検出信号が得られた。この
場合、衝撃圧力による電圧発生ではなく、圧電シート２
３の屈曲によって充分大きな信号値が得られた。これに
より、実施例１と同様の電圧信号の頻度によって睡眠の
状態を判断できることが分かった。

【００２６】非常に微弱な体動の検出例として、心臓の
動きすなわち脈拍に応じて検出された信号の様子を図６
に示す。図６によれば、最下位置に示した通常の心電図
と同期した信号が出現していることが分かる。心電図は
脈動に伴う筋肉の駆動電流を検出するものであるが、こ
の圧電素子２０からの信号は、実際に心室や心房にある
弁の動きによる体動をも含んである可能性があり、この
解析は今後に待つことになろう。

【００２７】図７に本実施例２の圧電型の体動検出シー
トの設置の様子を示す。図７中、３０は本実施例２の圧
電型の体動検出シート、１１はふとん、１２は枕である
。

【００２８】なお、前記実施例では圧電素子２０を保護
シート２７に包み込む構成したが、保護シート２７を省
略して、直接人体に触れないように、ふとん１１の下や
枕１２の下に配置してもよい。

【００２９】以上、本発明を実施例に基づいて具体的に
説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更し
得ることは言うまでもない。

【００３０】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれば
、体の移動を伴うシート抵抗値又はシート屈曲部位の変
化によって微細な体動をも検出することができる。これ
により、睡眠の状態が把握できるため、覚醒の制御ある
いは睡眠傷害の把握および状態監視などが行えるので、
健康快復、あるいは快眠によって健康な生活を維持する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の体動検出シートの実施例１の概略
構成を示す平面図、

【図２】　　図１のＡーＡ線で切った断面図、

【図３】
　　本実施例１の体動検出シートをふとんの上に配置し
て使用する状態を示す説明図、

【図４】　　本発明の体動検出シートの実施例２の概略
構成を示す平面図、

【図５】　　図４のＢーＢ線で切った断面図、

【図６】
　　本実施例２の圧電型の体動検出シートを枕の下に設
置して心拍状態を検出した例の体動波と心電図（心拍）
との対応を示す図、

【図７】　　本実施例２の圧電型の体動検出シートを枕
の下に設置して使用する状態を示す説明図。

【符号の説明】

１…上部保護シート、２…下部保護シート、３…感圧抵
抗素子、３Ａ…下部電極、３Ｂ…感圧抵抗体、３Ｃ…上
部電極、３Ｄ…空間、４…導電線、５…電源、６…電流
計、２１…上部電極、２２…下部電極、２３…圧電シー
ト、２４，２５…導電線、２６…電圧計。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　二枚の保護シートの間に、睡眠の状態
   、あるいはベッドで休憩もしくは病臥している状態での
   体動を検出する感圧抵抗素子が複数個アレー状に配置さ
   れ、それぞれが導電線で並列接続されていることを特徴
   とする体動検出シート。
2. 【請求項２】　　フレキシブルな圧電シートの表面およ
   び裏面に電極が配置され、該圧電シートの屈曲により体
   動に伴う電圧を検出するための出力導電線が接続されて
   いることを特徴とする体動検出シート。