JPH09187431A

JPH09187431A - テレメータ端末

Info

Publication number: JPH09187431A
Application number: JP361396A
Authority: JP
Inventors: Osamu Ozawa; 理小沢; Tomoharu Kajiyama; 智晴梶山; Toshiko Fujii; 稔子藤井; Tsuyoshi Sonehara; 剛志曽根原; Masao Kan; 正男管; Yuji Miyahara; 裕二宮原
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1996-01-12
Filing date: 1996-01-12
Publication date: 1997-07-22

Abstract

(57)【要約】【課題】指輪型のバイタルサインテレメータや、電気式
尿失禁センサ利用のテレメータでは、介護を要する全て
の被検者に装着してもらうのが困難であったり、電気コ
ネクタを用いるため信頼性が不足する。【解決手段】おむつに光学式センサと電波発信装置とを
設け、両者の間の情報交換を光を用いて非接触で行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は老人や乳児，幼児な
どの状態を保護者に報知する装置に係り、特に、徘徊，
呼吸停止や失禁などの異常事態を迅速，的確に保護者に
連絡する事により、病院や在宅での老人介護や育児にお
ける事故を防止するとともに看護者，保護者による介護
活動を援助するに好適なバイタルサインテレメータに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来のバイタルサインテレメータは、例
えば山下政司ほか，指輪型バイタルサインテレメータの
開発，信学技報，MBE95-40，Vol.95，No.131，1995年に
記載のように、指輪の中に光電法による脈波検出装置と
電波発信装置とを設けて遠隔計測を行い、頻脈，徐脈，
無脈等を検出するのが一般的であった(第１の公知例)。
一方、中島一樹ほか、尿失禁センサ付き紙おむつの開
発，医用電子と生体工学，32−2，97／105，15ページ，
1994年によると、紙おむつに電気的な水分検出センサと
電波発信装置とを設けて、尿失禁を遠隔検出する方法が
開示されている（第２の公知例）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、第１の公知例
では指輪をする習慣のない老人や、指の小さい乳幼児に
指輪を強制的に装着させることは困難であり、介護を要
する全ての人に無理なく適用するのは困難であった。ま
た、第２の公知例では、介護を要する人に適用するのは
第１の公知例に比較して容易ではあるが、コスト低減の
ために電波発信装置を紙おむつの外部に設けたため、電
気的水分検出センサと、電波発信装置との間にコネクタ
が必要であった。紙おむつを交換する度にコネクタを着
脱するのが煩雑であり、また場合によってはコネクタの
接続が忘れられたり、尿や汗等によってコネクタが錆び
て導通不良を生じる可能性があり、また、水分の検出を
行っているため、尿だけでなく汗などにより誤動作する
可能性があり、信頼性に欠ける、という問題があった。

【０００４】本発明の目的は、介護を要する全ての人に
無理なく適用でき、装脱着が容易で、信頼性の高いバイ
タルサインテレメータを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、紙おむつな
どの肌着に光学式センサと電波発信装置とを設けて、両
者の間の情報交換を光を用いて非接触で行うことにより
達成される。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は本発明によるバイタルサイ
ンテレメータの第１の実施例の概略構成図である。１は
おむつ、２は光学式センサ、３は電波発信装置、４は光
電検出器、５は電波受信装置である。本実施例では、光
学式センサ２として、光学式炭酸ガスセンサを使用し
た。この光学式炭酸ガスセンサはおむつ１に、外部から
観察できるように内蔵され、また光電検出器４は電波発
信装置３に内蔵される。光電検出器４が光学式炭酸ガス
センサの近傍に配置されるように、電波発信装置３がお
むつ１に収納される。

【０００７】次に、本実施例の動作の概略を図１を用い
て説明する。被検者におむつ１を装着させると、おむつ
に内蔵された光学式炭酸ガスセンサは、被検者が皮膚呼
吸によって発散する炭酸ガスを検出し、その濃度に応じ
て特定のスペクトルパターンを提示する。光学式炭酸ガ
スセンサはおむつ１の外部から観察でき、また光電検出
器４はこの光学式炭酸ガスセンサの近傍に配置されてい
るため、光電検出器４はこの光学式炭酸ガスセンサのス
ペクトルパターンを光学的に検出し、電気信号に変換す
る。この信号は電波発信装置３の作用によりＩＤ番号と
共に電波に変換され、電波受信装置５に転送される。こ
の様にして、被検者が皮膚呼吸によって発散する炭酸ガ
スの濃度の遠隔検出が行われる。

【０００８】例えば、電波受信装置５をナースステーシ
ョンに設置すれば、被検者が呼吸困難などにより皮膚呼
吸に異常をきたした場合、その情報をいち早く看護婦に
警報し、直ちに対策を講じることができる。或いは、電
波受信装置５を街頭に複数設けてこれらをネットワーク
により集中管理することにより、被検者が徘徊したりあ
るいは迷子になってもその所在を容易に把握でき、介護
者や保護者の心労や被検者の事故などを未然に防止でき
る。

【０００９】ここで、炭酸ガスの検出に際しては光学的
な方法を使用し、非接触で情報伝達を行うため、従来の
電気的な方法と比較して、コネクタの使用等による各種
の不都合が回避される。また、センサはおむつに内蔵さ
れるため、介護を要する高齢者や乳幼児などにも抵抗無
く受け入れられる。

【００１０】上記で使用した光学式炭酸ガスセンサ２
は、炭酸ガスの濃度に応じてスペクトルパターンが変化
するものが好適である。この様な性質を示す光学式炭酸
ガスセンサは、例えば、特開平6−160284 号公報に記載
されている、光応答性の有機高分子膜とガス透過膜を組
み合わせたものを用いることができる。

【００１１】ガス透過膜は、目的とする炭酸ガスは透過
するが、汗や失禁などによりおむつが濡れても光応答性
の有機高分子膜を保護して、尿中成分等の影響を受けな
いようにするために設けることができ、材料は、例え
ば、マイクロポーラスなポリテトラフルオロエチレン等
を使用できる。

【００１２】光応答性の有機高分子膜は、ｐＨ感応性色
素とイオン選択性化合物、また場合により親油性イオン
化合物も含有したものを使用することができる。例え
ば、ｐＨ感応性色素として３−Octadecanoyl −７−hyd
roxycoumarin，イオン選択性化合物として炭酸イオン選
択性化合物である４−（Dodecylsulfonyl）−１−trifl
uoroacetylbenzene，親油性イオン化合物としてMethylt
ridodecylammoniumchlorideをそれぞれ５０ｍmol／kg
，１００ｍmol／kg ，５０ｍmol／kg の割合で、厚さ
約２ミクロンの可塑化ポリ塩化ビニル等の有機高分子膜
中に分散させると、炭酸ガスの濃度に応じて、極大吸収
波長４２４ｎｍにおける色素の吸光度が低下する。

【００１３】大気中の炭酸ガス濃度は約０.０３％、皮
膚における炭酸ガス濃度は約５％であり、それぞれの炭
酸ガス濃度に対するセンサの極大吸収波長における吸光
度の差は、約０.１である。また、この色素は炭酸ガス
濃度が変化しても等吸収点（波長３８８ｎｍ）における
吸光度は変化しないため、極大吸収波長と等吸収点の波
長に感度を有する光電検出器をそれぞれ使用し、両者の
出力の比を計算することにより、皮膚呼吸の有無を容易
に検出できる。

【００１４】またさらに、この色素は波長４８０ｎｍ以
上には大きな吸収を持たないため、例えば波長５００ｎ
ｍに感度を有する第３の光電検出器を追加し、第１，第
２の光電検出器の出力からこの第３の光電検出器の信号
（ベースライン）を予め減算して、その後に２者の比を
計算することにより、精度が向上し、皮膚呼吸における
炭酸ガス濃度のわずかな異常も検出できる。

【００１５】なお、ここでは炭酸イオン選択性化合物を
使用する構成を例示したが、ｐＨ感応性色素としてより
水素イオンとの親和性の高い化合物、例えば、４−Hept
adecyl−７−hydroxycoumarin等を用いれば、炭酸イオ
ン選択性化合物を省略しても同様に炭酸ガスを検出でき
る光学式炭酸ガスセンサを提供できる。

【００１６】これらの光学式炭酸ガスセンサは予め独立
に公知の方法で製造した後に紙おむつ等に内蔵させても
良いし、或いはまた紙おむつの構成部品の一部、例えば
ポリエステルシートからなる最外部の保護部材の上に直
接スピンコート等の方法により光応答性の有機高分子膜
を形成し、その上にガス透過膜を積層し、この複合部材
を他のおむつ材料と組み合わせることにより紙おむつと
して完成しても良い。何れにせよ、紙おむつの最外部の
保護部材の少なくとも一部に、上記の観測波長に関して
透明度の高い材料を用いて「窓」となし、この「窓」に
臨んで、光学式炭酸ガスセンサの光応答性の有機高分子
膜面を配置することにより、光学式炭酸ガスセンサのス
ペクトル変化をおむつの外部から観察、より具体的には
光電検出器４によって検出できる様にすることが必要で
ある。この様な配置により、この「窓」から見て、光学
式炭酸ガスセンサのガス透過膜が光応答性の有機高分子
膜の奥に配置される。一般にガス透過膜材料として使用
されるポリテトラフルオロエチレンは不透明であるた
め、たとえ窓があってもその奥は視線から保護されるた
め、被検者のプライバシーの保護に好都合である。さら
にこの材料は通常白色であり、光を散乱するため、光応
答性の有機高分子膜の吸光スペクトルの測定を行うにも
好都合である。勿論、電波発信装置の光電検出器の近傍
に発光ダイオードなどの光源を設け、暗所でも高感度に
光学式炭酸ガスセンサの吸光度変化を計測できるように
することもできる。なお、本実施例のおむつを単体で用
いず、おむつカバー等と併用する場合は、おむつに設け
た光学式ガスセンサの変色を外部から観察できるよう
に、おむつカバーにも光を通す「窓」または「レース」
を設け、おむつカバーに電波発信装置３を収納して使用
してもよい。

【００１７】本実施例特有の効果は、光学式センサとし
て光学式炭酸ガスセンサを使用するため、被検者のバイ
タルサインを常に検出でき、呼吸困難の検出や徘徊の防
止などに活用できることである。

【００１８】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。第２の実施例は第１の実施例と同様であるが、光
学式センサ２として光学式アンモニアガスセンサを使用
する点が異なる。この第２の実施例の動作も第１の実施
例と同様であるが、おむつに内蔵された光学式アンモニ
アガスセンサが、被検者の失禁による尿中のアンモニア
を検出し、その濃度の遠隔検出を非接触で行う点が異な
る。従って、従来の電気的に水分を検出する方式と比較
して、汗などによる誤動作の恐れが無く、信頼性が高
い、という特長がある。

【００１９】例えば電波受信装置５を新生児室のナース
ステーションに設置すれば、被検者である乳児の失禁を
看護婦に通知し、おむつの交換を依頼することができ
る。或いは、電波受信装置５を老人ホームの集中管理セ
ンタに設置すれば、被検者である老人ホーム在籍者の失
禁を検知し、介護者に対しておむつの交換依頼を通知す
ることができる。

【００２０】このようにして失禁後に速やかにおむつを
交換することにより、被検者のおむつかぶれや褥創，尿
路感染などを防止し、健康で快適な生活をもたらすこと
ができる。また、看護婦や介護者が頻繁に失禁の有無を
手で確認する必要がなくなるため負担が軽減され、より
本質的な看護，介護に集中できる。なおこの実施例では
主に尿失禁の遠隔検出について説明したが、勿論この他
にも第１の実施例と同様、徘徊者や迷子となった乳幼児
の所在把握というテレメータ単独の効果もある。

【００２１】本実施例で用いる光学式アンモニアガスセ
ンサについても、特開平6−160284号公報に詳細に記載
されている。基本的には光学式炭酸ガスセンサと同様に
構成できるが、ｐＨ感応性色素としてETH5350 、イオン
選択性化合物としてバリノマイシンを使用し、親油性イ
オン化合物を用いないことが異なる。

【００２２】ETH5350 の極大吸収波長は約６６０ｎｍ、
等吸収点は５４０ｎｍにある。尿中のアンモニア濃度は
約４１ｍmol／Ｌであり、その分圧は約７４０ppm であ
るため、清浄な大気中の濃度約２０ppb と比較して十分
高く、アンモニア濃度約５ppm を境に青色から赤色に変
色する光学式アンモニアガスセンサを用いて高感度に検
出できる。ただし、使用環境によっては空気中のアンモ
ニアガス濃度は２ppm を越す場合もあるため、ブランク
信号が高くなりすぎ、尿の有無の判別が困難になる場合
がある。この場合は、例えばｐＨ感応性色素としてETH2
439 ，アンモニウムイオン選択性化合物としてETH157を
使用することにより応答範囲の中心を約９０ppm にずら
す等して、ブランクには応答せず、尿だけに応答する光
学式アンモニアガスセンサを提供することができる。

【００２３】なお、上記の議論では尿中のアンモニアと
アンモニウムイオンとの平衡反応を無視したが、尿のｐ
Ｈが低い場合はアンモニアが減少してアンモニウムイオ
ンが増大する。この影響を無くすためには、例えば、紙
おむつの吸水剤にｐＨ緩衝剤を含有させ、吸収した尿の
ｐＨを例えば８.２付近に保つことにより、アンモニア
とアンモニウムイオンとの比を一定に保つことができ、
失禁の有無をより正確に検出できる。

【００２４】またより確実には、吸水材にウレアーゼを
含有させ、尿中の尿素を分解させて過剰のアンモニアを
発生させることもできる。

【００２５】また、上記の構成では光学式アンモニアガ
スセンサを一カ所のみに設けたが、少量ずつの失禁時に
は応答せず、おむつの吸収量を超えた場合にのみ交換を
促すようにするために、紙おむつに設けた吸水剤の設置
領域の周辺部など、複数箇所に光学式アンモニアガスセ
ンサを設け、一定数以上のセンサがアンモニアを検出し
た場合にのみ通知する様にすることもできる。

【００２６】本実施例特有の効果は、光学式センサとし
て光学式アンモニアガスセンサを使用するため、被検者
の失禁の検出を信頼性高く行うことができ、被検者の生
活の質を高く保つことができ、かつ介護者の負担を軽減
できることである。

【００２７】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。第３の実施例は第２の実施例と同様であるが、電
波発信装置，光電検出器，電波受信装置を用いず、おむ
つ１と光学式センサ２のみからなり、光学式センサ２と
して光学式アンモニアガスセンサを使用する点が異な
る。従って、この第３の実施例の動作も上記第２の実施
例と同様であるが、おむつに内蔵された光学式アンモニ
アガスセンサが、被検者の失禁による尿中のアンモニア
を検出し、その濃度が目視により検出されるのみであ
り、遠隔検出を行わない点が異なる。なお、本実施例の
おむつを単体で用いず、おむつカバー等と併用する場合
は、おむつに設けた光学式アンモニアガスセンサの変色
を確認しやすいよう、おむつカバーにも光を通す「窓」
または「レース」を設けることが好ましい。

【００２８】この第３の実施例は公知例や実施例と比較
して、構成が簡単であるため、低コストであるという特
長が有る。従って、例えば、乳幼児を自宅で育てている
家庭において、親が比較的親密に被検者である乳幼児の
面倒を見られる場合や、在宅治療を行っている家庭にお
いて、介護者が比較的頻繁に被検者の介護を行える場合
のように、失禁の有無を遠隔検出する必要性が低く、コ
ストを抑制する要求の方が高い場合は、この実施例が特
に有効である。

【００２９】また従来の紙おむつと比較すると、失禁の
有無を光学式アンモニアガスセンサの赤色から青色への
変色という明瞭な変化として紙おむつの外から目視によ
り非接触で確認できるため、介護者等の手間を省き、被
介護者の尊厳を守り、また失禁後速やかに交換が可能と
なるため被検者のおむつかぶれや褥創，尿路感染などを
防止し、被検者に健康で快適な生活をもたらすことがで
きる、という特長をもつ。

【００３０】なお、第３の実施例と第２の実施例との組
み合わせも可能である。即ち、第２の実施例において、
個々の光学式アンモニアガスセンサに対しそれぞれ光電
検出器を近傍に配置するのではなく、一部は第３の実施
例のように「窓」を通して外部から直接観察できるよう
にすることもできる。これにより、尿失禁を遠隔検出で
きるという第２の実施例の効果と、目視で簡単に確認で
きるという第３の実施例の効果とを共有する、便利な手
段を提供できる。

【００３１】

【発明の効果】紙おむつなどの肌着に、光学式センサと
電波発信装置とを設けて、両者の間の情報交換を光を用
いて非接触で行うことにより、指輪型テレメータと比較
して被検者に無理なく適用でき、装脱着が容易で、電気
式センサと比較してコネクタの接続不良による不具合の
ない、信頼性の高いバイタルサインテレメータを提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例によるバイタルサインテ
レメータの説明図。

【符号の説明】

１…おむつ、２…光学式センサ、３…電波発信装置、４
…光電検出器、５…電波受信装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者曽根原剛志東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者管正男東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者宮原裕二東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】肌着と、前記肌着に設けたセンサと、前記
センサからの信号を受け取り、処理して、外部に伝達す
る処理伝達装置とからなるテレメータ端末において、前
記センサが光学式センサであり、前記処理伝達装置が前
記センサからの信号を光を用いて非接触で受け取ること
を特徴とするテレメータ端末。
【請求項２】請求項１において、前記肌着が使い捨て型
の紙おむつであるテレメータ端末。
【請求項３】請求項１において、前記光学式センサが、
可視光領域での吸収スペクトル変化を信号として出力
し、前記処理伝達装置が前記センサの吸収スペクトル変
化を検出する光電検出器を内蔵するテレメータ端末。
【請求項４】請求項１，２または３において、前記光学
式センサが、光学式炭酸ガスセンサであるテレメータ端
末。
【請求項５】請求項１，２または３において、前記光学
式センサが、光学式アンモニアガスセンサであるテレメ
ータ端末。
【請求項６】請求項１，２，３，４または５において、
前記処理伝達装置が、前記肌着に収納されるテレメータ
端末。
【請求項７】請求項１，２，３，４または５において、
前記処理伝達装置が、前記肌着の上から装着される肌着
カバーに収納されるテレメータ端末。
【請求項８】請求項１，２，３，４，５，６または７に
記載のテレメータ端末を用いて、前記被検者が徘徊した
り迷子になったりすることを検出する徘徊迷子防止シス
テム。
【請求項９】請求項１，２，３，４，６または７に記載
のテレメータ端末を用いて、被検者のバイタルサインを
遠隔検出するバイタルサインテレメータ。
【請求項１０】請求項１，２，３，５，６または７に記
載のテレメータ端末を用いて、被検者の尿失禁を遠隔検
出する尿失禁テレメータ。
【請求項１１】使い捨て型の肌着と、前記肌着に設けた
センサとからなるセンサ付き肌着において、前記センサ
が光学式アンモニアセンサであり、前記このセンサの変
色により前記被検者の尿失禁を目視により確認できるセ
ンサ付き肌着。