JPH11244246A - 生体信号監視装置 - Google Patents

生体信号監視装置

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JPH11244246A
JPH11244246A JP4949498A JP4949498A JPH11244246A JP H11244246 A JPH11244246 A JP H11244246A JP 4949498 A JP4949498 A JP 4949498A JP 4949498 A JP4949498 A JP 4949498A JP H11244246 A JPH11244246 A JP H11244246A
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JP
Japan
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music
signal
note
monitoring device
vital
Prior art date
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Application number
JP4949498A
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English (en)
Inventor
Toshio Motegi
敏雄 茂出木
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Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 心拍等の生体のバイタル情報を音として再生
し、その音を通して生体を常時監視する際、医療従事者
が快適に業務を続けられるようにする。 【解決手段】 生体信号監視装置10が、心拍(生体の
バイタル信号)を計測する心拍検出部12と、所定の音
楽を構成する音符情報を記憶するMIDIファイル14
と、前記音符情報に基づいて所定の音楽を再生するMI
DIシーケンサ16及びMIDI音源18とを備え、前
記シーケンサ16が再生する音楽のリズムを前記心拍検
出部12で検出された心拍信号に基づいて制御するよう
にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、生体信号監視装
置、特に医療現場で、主としてICU(集中治療室)、
NICU(新生児集中治療室)、CCU(循環器疾患治
療室)、手術室、救急処置室、救急車、ドクターカー等
で、心拍等の生体のバイタル情報を常時監視する際に適
用して好適な、生体信号監視装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、医療現場で生体のバイタル情報
の1つである心臓機能を常時監視するために使用される
心電モニタには、心拍リズムと同期したパルス音を鳴ら
す再生機能が備わっており、医療従事者はこの音を聞く
ことにより患者に対する処置作業に集中できるようにな
っていると共に、離れた病棟からの遠隔監視も可能にな
っている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現状の
再生音はバイタルをモニタすることだけを目的として設
計されているため、無味乾燥な機械音が連続して鳴り、
人には不快感、恐怖感、焦燥感を与え、又時には聞き慣
れた医療従事者には睡魔を催させ、監視業務を阻害する
という問題があった。
【0004】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、生体のバイタル情報を音として再生
し、その音を通して生体を常時監視する際、医療従事者
が快適な状態で監視業務等を続けることができる生体信
号監視装置を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、生体信号監視
装置において、生体のバイタル信号を計測する計測手段
と、所定の音楽を構成する音符情報を記憶する記憶手段
と、前記音符情報に基づいて所定の音楽を再生する音楽
再生手段と、前記音楽再生手段が再生する音楽のリズム
を、前記計測手段により計測された生体のバイタル信号
に基づいて制御する制御手段を備えた構成とすることに
より、前記課題を解決したものである。
【0006】即ち、本発明においては、音楽再生手段に
より再生される音楽のリズムを、計測手段により実測さ
れる心拍等のバイタル信号に基づいて制御するようにし
たので、バイタル信号を音楽を通して監視することが可
能となり、従って、従来の無味乾燥な連続した機械音の
ように、不快感等を与えたり、睡魔を催させたりして、
監視業務を阻害することを有効に防止することができ
る。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態について詳細に説明する。
【0008】図1は、本発明に係る一実施形態の生体信
号監視装置を、その開発に使用した心電モニタ・シミュ
レータの概略構成と共に示すブロック図である。
【0009】本実施形態の生体信号監視装置10は、生
体のバイタル信号である心拍を、心電計から入力される
信号から検出する心拍検出部(計測手段)12と、所定
の音楽を構成する音符情報を記憶するBGMデータMI
DIファイル(記憶手段)14と、前記音符情報に基づ
いて所定の音楽を再生するMIDIシーケンサ16及び
MIDI音源18(音楽再生手段)、前記音楽再生手段
が再生する音楽のリズムを前記心拍検出部12により計
測された心拍信号に基づいて制御する制御手段(図示せ
ず)とを備えており、該制御手段は前記MIDIシーケ
ンサ16が含む構成になっている。
【0010】そして、上記MIDIファイル14、MI
DIシーケンサ16及びMIDI音源18は、BGM変
調器を構成している。
【0011】本実施形態では、上記生体信号監視装置を
開発するにあたり、後述する課題を解決するために、E
CG(心電図モニタ)シミュレータを使用した。このE
CGシミュレータは、基本クロック発生部20と、該発
生部20から発生されるクロック信号に揺らぎを与える
ための揺らぎ発生部22と、該発生部22から出力され
る信号から、心電図波形を発生させるECGパターン発
生部24とを備え、且つ各発生部20、22及び24に
対してパラメータを設定するためのテンポ設定部26、
揺らぎパラメータ設定部28及びECG形状パラメータ
設定部30が設置されている。
【0012】上記ECGパターン発生部24から出力さ
れる信号は、グラフ表示制御部32を介してディスプレ
イに出力され、図2の表示画面に示すような信号波形と
して出力されるようになっている。又、これに相当する
パルス信号が前記揺らぎ発生部22から、BGM変調器
の前記MIDIシーケンサ16に上記図2に示したパル
スに相当する心拍のシミュレーション信号が入力される
ようになっている。
【0013】又、脈搏センサからは外部同期インターフ
ェース34を介して前記基本クロック発生部20に生体
から脈搏信号が入力され、該信号に基づいて基本クロッ
ク発生部20で発生するクロック信号のテンポを設定す
ることもできるようになっている。
【0014】本実施形態においては、前記心拍検出部1
2で検出される心拍信号をモニタ音としてスピーカから
流すにあたり、該モニタ音をより快適な音楽として提供
するために、以下の課題を解決する必要がある。
【0015】(1)患者や家族に対して単に快適なだけ
でなく、医療従事者の作業を阻害させないためには、ど
のような音楽を選択するか。
【0016】(2)パルス音では心拍と1対1に対応さ
せることにより、明瞭に患者の心拍の変化を識別できる
が、元々音が変化する音楽に対して患者の心拍の変化を
どのように反映させ、医療従事者に知らせることができ
るようにするか。
【0017】(3)ICUのように24時間連続使用す
る場合、パルス音では元来無味乾燥な雑音であるため、
繰り返し聞いていても飽きるという概念がない。しか
し、音楽の場合は、飽きて逆に不快を与える可能性があ
る。
【0018】(4)ICUのように複数の患者を監視す
る場合、パルス音ではピッチを変えることにより複数の
患者を識別できるが、音楽ではどのようにするか。
【0019】本実施形態においては、上記課題を解決す
るために、前記ECGシミュレータから前記BGM変調
器に種々のパルス信号を出力しながら検討した結果、そ
れぞれ対応する以下の(1)〜(4)の手法で解決でき
ることを知見した。
【0020】(1)歌や特徴的なメロディを持たない、
いわゆる環境音楽(BGM:バックグラウンド・ミュー
ジック)を選択すればよく、ホテル、歯科治療室等に流
れている静かな遅いテンポの曲が好適である。競技場、
工事現場等に流れているテンポの早い音楽は不適当であ
る。
【0021】(2)音楽情報をMIDI符号(又はこれ
に準ずる符号)で記述し、MIDIシーケンサ16で再
生する際、各音符又は一連の音符群(フレーズ)の演奏
タイミングや演奏強さ(MIDI符号でいうベロシテ
ィ)を心拍パルスのタイミングや強度に同期させて変調
させる。従って、少なくとも医療従事者が通常の演奏を
聞いた経験のある周知の曲を選ぶことが必要である。
【0022】(3)ロンド形式の曲等のように繰り返し
聞かせても飽きないように作曲された曲をできるだけ選
び、通常の環境音楽で言われているように、複数の音楽
をメドレーで聞かせる方法を採る。
【0023】(4)音楽の場合は、所定の音程間隔で移
調して演奏させることにより識別できるようにする。こ
の場合、信号毎にタイミングがずれることにより、カノ
ン(輪唱)のような合唱効果が得られる。移調演奏はM
IDI音源18に対してトランスポーズコマンドを指定
するだけで容易に行えるため、演奏に必要なMIDIデ
ータは1セット保持していればよい。患者毎に全く異な
る曲を与える方法も考えられるが、雑音のようになり、
不快感を与える可能性がある。
【0024】そこで、本実施形態の生体信号監視装置1
0では、音符情報をMIDIデータで構成して、前記B
GMデータMIDIファイル14に記憶しておくと共
に、その情報に基づいてMIDIシーケンサ16及びM
IDI音源18からなる音楽再生手段で音楽を再生する
際、該MIDIシーケンサ16に前記心拍検出部12か
ら心電誘導等による心拍信号を入力し、該心拍信号の周
期や振幅に同期して再生する音楽を制御するようにし
た。
【0025】そして、その音楽を再生するに際しては、
前記MIDIシーケンサ16が有する前記制御機能によ
り、再生する音楽のリズムを、各音符又は音符群の演奏
時刻を前記心拍信号(バイタル信号)の時刻(周期)に
同期させると共に、各音符又は音符群の演奏強度を前記
バイタル信号の振幅に同期させる制御ができるようにな
っている。
【0026】しかしながら、後者の演奏強度を前記バイ
タル信号即ち心拍信号の振幅に同期させる制御は、現実
の心拍信号がパルス状で振幅が顕著に変化しないことか
ら、必ずしも十分な効果が期待できないこともあり得
る。最近、呼吸曲線信号(肺に貯えられた空気容量の変
動を記録したもの)が心電誘導と同様な方法で同時に計
測することが可能になったため、前記演奏強度の制御は
心拍信号(第1信号成分)ではなく、同時計測される呼
吸信号(第2信号成分)の振幅を用いた方が更なる効果
が期待できる。即ち、呼吸信号は心拍信号の約5倍の周
期で滑らかに変化し、音楽用語でフレーズと呼ばれ、一
息で歌われる音符のグループに類似するため、演奏され
るBGMに対して、より音楽的にも自然な抑揚が加わ
る。
【0027】又、前記BGMデータMIDIファイル1
4に複数の音楽データを記憶しておくと共に、そのデー
タに基づいて複数の音楽メニューから所望の音楽を選択
再生したり、複数の音楽を自動的にメドレー再生する機
能も、前記シーケンサ16が備えている。
【0028】又、ICU等で複数の患者から心拍信号が
同時に計測される場合、前記MIDIシーケンサ16が
同一音楽を所定の間隔に移調させて同時に同数の音程の
みが異なる音楽を再生すると共に、移調させて再生する
これら各音楽を計測された各心拍信号に1対1に対応さ
せて制御できるようになっている。
【0029】更に、前記複数の患者から心拍信号(第1
信号成分)と共に呼吸信号(第2信号成分)も同時計測
される場合、各移調演奏される音符又はや音符群の演奏
強度を、前述した方法で呼吸信号の振幅に同期させる制
御を併用することも可能である。
【0030】図3は、前記MIDIファイル14、MI
DIシーケンサ16及びMIDI音源18を備えている
前記BGM変調器によるシーケンサ動作の一例を示した
ものである。
【0031】図3(A)は、前記MIDIファイル14
に記憶されている、メロディM、コードC、ベースBか
らなるBGMデータであり、それぞれの記号は、同図
(C)に示した音源ファイルとして模式的に示した意味
を持っている。但し、M0、C0等の0はブランク、即
ち音を出さないことを表わしている。なお、この音源フ
ァイルは生楽器音の単音又は和音のPCM(Puls Cod
e Modulation )録音データで作成されている。
【0032】上記図3(A)のBGMデータに基づい
て、前記MIDIシーケンサ16及びMIDI音源18
により音楽を再生すると、同図(B)に演奏シーケンサ
動作を示したように、心拍検出部12からシーケンサ1
6に入力されるパルスデータにあたるクロック信号のパ
ルス1で、メロディM、コードCはいずれも0でブラン
クになっているため、シーケンサ16からはベースのB
1のみが出力されるため、MIDI音源18は音源ファ
イルから対応するG1の単音のみを鳴らす。
【0033】次のパルス2で、上記シーケンサ16から
メロディM1の音とコードC1の音が上記ベースに加わ
って出力され、同様に図示したような対応する3つの音
が出力され、更に同様にパルス3、4・・・で対応する
各音が出力されることにより、スピーカからはそれが音
楽として流れることになる。
【0034】この例では、パルス4の時点で心拍に異常
が発生し、その直後にパルス間隔が乱れており、音楽の
メロディに変化が現れている。このようなメロディの変
化により、医療従事者は、患者のに起きた心拍の乱れを
知ることができる。
【0035】図4は、患者が3人の場合を例に、同時に
複数の心拍信号(バイタル信号)が入力される場合に対
応する例を示したものである。
【0036】前記心拍検出部12により3人の心拍が個
別に検出され、それぞれ同時にMIDIシーケンサ16
に入力される場合は、前記MIDIファイル14からシ
ーケンサ16に出力するBGMデータを、同一の音楽
(ここでは、荒城の月)を、一人(生体信号1)は原曲
のまま、一人(生体信号2)は−2半音移調、他の一人
(生体信号3)は+3半音移調するようにしている。こ
のようにすることにより、原理的には前記図3に示した
場合と同様に、3人の心拍を同時にモニタすることがで
きる。但し、移調する音程範囲は任意である。
【0037】上述した如く、本実施形態によれば、環境
音楽(BGM)を再生する機能を心電モニタ装置に組み
込み、再生される音楽の各音符又は音符群が演奏される
タイミング又はその強さを、計測された生体からの心拍
リズム信号により制御するようにしたので、医療従事者
は、より人に快適なBGMのリズム変動を聴取しなが
ら、心臓機能の状態を遠隔監視することが可能となる。
【0038】以上、本発明について具体的に説明した
が、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるも
のでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
ある。
【0039】例えば、バイタル情報としては、これまで
述べた各種心電波形、心拍変動曲線、呼吸曲線に限ら
ず、血圧変動、体温変動、動脈血酸素飽和度、脳波等、
電気的に時系列計測できるものであれば任意である。
【0040】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
生体のバイタル情報を音として再生し、その音を通して
生体を常時監視する際、医療従事者が快適な状態で監視
業務等を続けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る一実施形態の生体信号監視装置の
概略構成を、ECGシミュレータと共に示すブロック図
【図2】上記ECGシミュレータから出力されるパルス
波形の一例を示す説明図
【図3】生体信号監視装置を構成するBGM変調器のシ
ーケンサ動作の一例を示す説明図
【図4】生体信号複数入力への対応を示す説明図
【符号の説明】
10…生体信号監視装置 12…心拍検出部 14…BGMデータMIDIファイル 16…MIDIシーケンサ 18…MIDI音源

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】生体のバイタル信号を計測する計測手段
    と、所定の音楽を構成する音符情報を記憶する記憶手段
    と、前記音符情報に基づいて所定の音楽を再生する音楽
    再生手段と、前記音楽再生手段が再生する音楽のリズム
    を、前記計測手段により計測された生体のバイタル信号
    に基づいて制御する制御手段を備えていることを特徴と
    する生体信号監視装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、 前記制御手段が、前記音楽再生手段が再生する音楽のリ
    ズムを、各音符又は音符群の演奏時刻を前記バイタル信
    号の時刻に同期させて制御するようにしたことを特徴と
    する生体信号監視装置。
  3. 【請求項3】請求項1において、 前記制御手段が、前記音楽再生手段が再生する音楽のリ
    ズムを、各音符又は音符群の演奏強度を前記バイタル信
    号の振幅に同期させて制御するようにしたことを特徴と
    する生体信号監視装置。
  4. 【請求項4】請求項1において、 前記生体のバイタル信号が、少なくとも第1と第2の信
    号成分を含む複数の信号成分で構成され、 前記制御手段が、前記音楽再生手段が再生する音楽のリ
    ズムを、各音符又は音符群の演奏時刻を前記第1の信号
    成分の時刻に同期させ、同時に同音符又は同音符群の演
    奏強度を前記第2の信号成分の振幅に同期させて制御す
    るようにしたことを特徴とする生体信号監視装置。
  5. 【請求項5】請求項1において、 前記音楽再生手段が、前記記憶手段に記憶されている複
    数の音楽データに基づいて、複数の音楽メニューから所
    望の音楽を選択再生する機能と、複数の音楽を自動的に
    メドレー再生する機能とを備えていることを特徴とする
    生体信号監視装置。
  6. 【請求項6】請求項1において、 前記生体のバイタル信号が同時に複数計測される場合、
    前記音楽再生手段が同一音楽を所定の間隔に移調させて
    同時に同数再生すると共に、前記制御手段が移調させて
    再生するこれら各音楽を前記各バイタル信号に1対1に
    対応させて制御することを特徴とする生体信号監視装
    置。
  7. 【請求項7】請求項1において、 前記音符情報がMIDIデータで構成され、且つ前記音
    楽再生手段がMIDIシーケンサ及びMIDI音源を備
    えていることを特徴とする生体信号監視装置。
JP4949498A 1998-03-02 1998-03-02 生体信号監視装置 Pending JPH11244246A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016524938A (ja) * 2013-06-24 2016-08-22 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. 患者監視装置、トーン変調方法及び患者監視方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016524938A (ja) * 2013-06-24 2016-08-22 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. 患者監視装置、トーン変調方法及び患者監視方法
US10687763B2 (en) 2013-06-24 2020-06-23 Koninklijke Philips N.V. SpO2 tone modulation with audible lower clamp value

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