JP2003275185A - 生体モニタ装置 - Google Patents
生体モニタ装置Info
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- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Abstract
せた生体モニタ装置を提供する。 【解決手段】 生体に接触する接触電極と、生体に対し
て所定の間隔で非接触である非接触電極と、生体に接触
するコモン電極とを少なくとも具備する生体モニタ装置
において、本体ケースから所定の間隔で延出し、前記生
体に直接装着する衣類の端部に跨って前記本体ケースを
支持する複数の支持部と、該支持部の少なくとも一つか
ら延出する電極アーム部とを具備すると共に、前記コモ
ン電極は、少なくとも一つの支持部の生体と接触する部
分に設けられ、前記接触電極は、前記電極アーム部の端
部近傍の前記生体との接触部分に設けられる。
Description
装着し、心電図、呼吸数、体温、脈拍数、***検出、生
体の活動度等の生体データを長時間検出することができ
ると共に、これらのデータを電送することができる生体
モニタ装置に関する。
2号において、下着等に装着テープ、ホック、ポケット
により取付けることができ、長時間、心電図、呼吸、体
温、***及び活動量をモニタリングできる装置を開示し
た。この装置は、本体ケースに、一対の心電図電極と、
呼吸数及び脈拍数とを検出する静電容量検出部と、体温
を検出する温度センサと、***を検出するセンサと、活
動度を検出する加速度センサとを少なくとも具備し、さ
らに、これらによる測定データを電送する無線テレメー
タを具備するものである。特に、静電容量検出部は、生
体に対して絶縁された電極を有し、呼吸・脈拍等に基づ
く生体の動きによって変動する生体・電極間の静電容量
の変動を検出し、この信号から呼吸数・脈拍数を検出す
るようにしたものである。
01−299712号に開示される発明をさらに改良
し、生体モニタ装置の装着性及び装着感を向上させた生
体モニタ装置を提供することにある。
は、生体に接触する接触電極と、生体に対して所定の間
隔で非接触である非接触電極と、生体に接触するコモン
電極とを少なくとも具備し、さらに、本体ケース内に、
前記接触電極から心電図信号を検出する心電図検出部
と、前記非接触電極と生体との間に生じる静電容量の変
化を検出して呼吸及び脈拍を検出する呼吸脈拍検出部
と、前記心電図検出部によって検出された信号及び呼吸
脈拍検出部によって検出された信号を変換して演算処理
する信号処理部と、該信号処理部によって演算された信
号を記憶する記憶部と、前記信号処理部によって演算さ
れた信号を出力する信号出力部と、信号出力部から出力
される信号を発信する無線出力部とを少なくとも具備す
る生体モニタ装置において、前記本体ケースから所定の
間隔で延出し、前記生体に直接装着する衣類の端部に跨
って前記本体ケースを支持する複数の支持部と、該支持
部の少なくとも一つから延出する電極アーム部とを具備
すると共に、前記コモン電極は、少なくとも一つの支持
部の生体と接触する部分に設けられ、前記接触電極は、
前記電極アーム部の端部近傍の前記生体との接触部分に
設けられることにある。これによって、生体モニタ装置
を下着等の衣類の装着するだけで接触電極及びコモン電
極を所定の位置において生体に接触させることができ
る。
極は、複数の支持部の中央に位置する支持部に形成され
ることが望ましく、前記電極アーム部は、前記支持部の
両最外部に位置する支持部のそれぞれに形成されること
が望ましい。
極の距離は、5cm〜15cmの範囲内に設定されるこ
とが望ましい。
の生体側側面であって、前記支持部間に設けられると共
に、前記支持部が跨る衣類によって前記生体と非接触で
あることが望ましい。また、前記非接触電極は、前記コ
モン電極が設けられる支持部と、前記接触電極が設けら
れる支持部との間に位置する支持部に設けられ、該接触
電極と生体との間に非導電部が形成されるものであって
もよい。
る部分には、温度センサが設けられルことが望ましい。
さらにまた、前記本体ケースには、生体の3次元移動を
検出する***検出手段が形成されることが望ましい。
いて図面を参照して説明する。
される生体モニタ装置1は、本体ケース2と、本体ケー
ス2を衣類10、特にパンツ等に下着に支持するための
支持部3と、両外側に位置する支持部3から横方に延出
する電極アーム部4とによって構成される。
部から衣類10の端部を跨るように形成されるもので、
その先端部分が生体20に接触することが望ましい。こ
れによって、例えば、生体モニタ装置1をパンツに装着
する場合、本体ケース2はパンツの外側に位置し、保持
部3がパンツの端部を跨って、前記支持部3の先端側面
及び電極アーム部4がパンツの内側に位置して生体20
と接触するものである。
近傍には心電図電極5が設けられ、それぞれの心電図電
極5は前記電極アーム部4及び前記支持部3に貼り付け
られた導電部(図示せず)又は電極アーム部4及び支持
部3内部に埋め込まれた導電部(図示せず)を介して前
記本体ケース2の内部に配設された電気回路30と接続
されるものである。この心電図電極5は、金属、導電ゴ
ム又は導電性カーボンで形成されるものであるが、生体
との接触感触の良好性から言えば、導電ゴムで形成され
ることが望ましい。また、前記心電図電極5とコモン電
極6との間の距離D1,D2は、5cm〜15cmの間
の距離に設定されることが望ましい。
の生体との接触面に形成され、前記心電図電極5と同質
の材料で形成されることが望ましい。また、このコモン
電極6は、支持部3に貼り付けられた導電部(図示せ
ず)を介して前記本体ケース2に配設された電気回路3
0と接続されるものである。
は2つの非接触電極7が設けられ、本体ケース2を前記
衣類10に装着した場合、生体20との間に所定の間隔
d1が形成される。
接触面には、温度検出センサ8が設けられ、前記支持部
3を介して前記電気回路30と接続される。
スイッチ9が形成される。この押下スイッチ9の先端
は、前記本体ケース2の前面よりも凹んでおり、上着や
ベルト等によって押下されることを防止するものであ
る。また、この押下スイッチ9は心電図情報等の測定情
報を緊急に電送するために設けられるもので、誤報を防
止するために2つの押下スイッチ9が同時に押下された
場合にのみ電送させるようになっているものである。
ので、前記心電図電極5からの信号から心電図信号をデ
ジタル信号として出力する心電図検出部35と、前記温
度検出センサ8からの信号から体温信号をデジタル信号
として出力する体温検出部36と、加速度検出センサ3
1からの信号から活動度信号をデジタル信号として出力
する活動度検出部37と、前記非接触電極7からの静電
容量の変化に基づいて呼吸数及び脈拍数信号をデジタル
信号として出力する呼吸数・脈拍数検出部38と、体の
傾きを検出する3つのセンサ32,33,34からの信
号から被験者の***を検出する***検出部39と、上述
した検出部35,36,37,38,39からのデジタ
ル信号を波形処理する波形処理部40と、この波形処理
部40によってノイズ等が除去されたデジタル信号を生
体測定データに加工する信号演算部41と、この信号演
算部41によって演算加工された生体測定データを記憶
して蓄積する記憶部42と、この記憶部42によって蓄
積された記憶を所定時間毎に記録する記録部43と、こ
の記録部43に記録された生体測定データを定期的に、
また押下スイッチ9の押下によって前記信号演算部41
によって演算された最新の生体測定データを出力する信
号出力部44と、この信号出力部44から出力された生
体測定データを無線出力する無線出力部45と、ボタン
電池等から電力を供給する電源部47と、アンテナ46
とによって少なくとも構成される。
極5で得られた信号が増幅及びフィルタ処理され、デジ
タル信号Aに変換される。そして、このデジタル信号A
は波形処理部40において、例えば、図3(a)で示す
ように、ノイズフィルタ(低域除去フィルタ及び高域除
去フィルタ、又はハムノイズ除去フィルタ)によってノ
イズ成分を除去し、明瞭な心電図信号Cを得ることがで
きるものである。また、図3(b)に示すように、心電
図信号Bには筋電図信号が重畳している場合等には、筋
電図フィルタ等によって心電図以外の周波数成分を除去
し、明瞭な心電図信号Cが得られるものである。この心
電図信号Cは、信号演算部41を介して記憶部42に一
時的に記憶され、また信号演算部41において実時間心
電図解析処理がなされ、検出された心電図信号Cが正常
心電図波形か異常波形かが判定され、異常波形と判定さ
れた場合には記憶部42に記憶された心電図波形を異常
波形として発生時間等を付加して記録部43に記録す
る。
20の間で静電容量を構成する。この非接触電極7と生
体20との間の静電容量は、呼吸及び脈拍による生体の
動きや微動によって変化する。したがって、呼吸数・脈
拍数検出部38では、この静電容量の変化による発振周
波数の変化を発振回路40を介して検出する。具体的に
は、呼気の場合、生体20が破線から実線方向に移動す
ることから胸郭の容積は小さくなり生体20と非接触電
極7の間の空隙は大きくなることから静電容量が減少す
るので、発振周波数は高くなる。また吸気の場合には、
生体20が実線から破線方向に移動することから胸郭の
容積は大きくなり生体20と非接触電極7の間の空隙は
小さくなることから静電容量が増加するので、発振周波
数は低くなる。この発振周波数の変動は、波形処理部4
0において波形化されて、呼吸波形と脈拍波形に分離さ
れ、それぞれが信号演算部41において処理されて、呼
吸数及び脈拍数が演算され、記憶部42に記憶する。必
要に応じて、呼吸波形・脈拍波形を記憶部42を介して
記録部43に保存するようにしても良いものである。
尚、図5で示すように、発振周波数の変動を示す波形に
おいて、Btが呼吸周期であり、Ptが脈拍周期であ
る。
回路によってカウントして呼吸及び脈波が重畳したデジ
タル信号として検出し、この信号を0.5秒(2Hz)
から10秒(0.1Hz)の範囲のデジタル信号が通過
する第1のデジタルフィルタ及び1/3秒(3Hz)〜
2秒(0.5Hz)の範囲のデジタル信号が通過する第
2のデジタルフィルタをそれぞれ通過させて、第1のデ
ジタルフィルタを通過したデジタル信号を呼吸成分とし
て検出すると共に、第2のデジタルフィルタを通過した
デジタル信号を脈拍成分として検出することができる。
32,33,34は、生体モニタ装置1の本体ケース2
の重力に対する傾きを検出するためのもので、本発明の
実施の形態では水銀スイッチが使用される。例えば、図
6(a),(b),(c)で示すように、被験者が立位
であるか否かを検出する第1のセンサ32は、立位の対
して所定の角度傾斜して配されており、立位及び座位で
はオン状態となり、仰臥位、右又は左臥位でオフ状態と
なる。また、第2のセンサ33は、生体の前方に対して
所定の角度傾斜して配され、右臥位ではオン状態、仰臥
位及び左臥位ではオフ状態となる。第3のセンサ34
は、前記第2のセンサ33と線対称となるように配さ
れ、左臥位ではオン状態、仰臥位及び右臥位ではオフ状
態となる。これを表に示すと以下のようになる。
2,33,34のオン/オフ状態を***検出部39にお
いて判定すると共に前記信号演算部41においてこの判
定状況を判断し、被験者の現在の***を検出する。ま
た、この情報を記憶部42に保存することによって時系
列的な変化を知ることができるようになるものである。
着された加速度センサ31からの信号を検出し、デジタ
ル信号として出力する。このデジタル信号は、波形処理
部40を介して信号演算部41に送られ、活動度が演算
される。活動度の演算の方法としては、活動度に応じて
変化する振幅の大きさを単位時間で積分する方法があ
る。そして、この活動度は時系列に記憶部42に記憶さ
れ、活動度の指標とする。
は、体温検出部36において検出されデジタル信号に変
換される。そして、波形処理部40を介して信号演算部
41に出力され、ここで体温信号に変換される。この体
温信号は、時系列に記憶部42に記憶される。
拍数、体温、***、活動度等の生体データは、無線出力
部45を介して定期的に、又は緊急の場合には押下スイ
ッチ9の押下によって図示しない受信装置に送信され
る。基本的に、この無線出力部45が出力される電波は
微弱電波が使用されることが望ましく、このため、本体
ケース近傍に受信装置が配されることが望ましい。この
受信装置は、通信手段を有するパソコン、電話モデム装
置、携帯電話、PHS等に接続させることが望ましい。
ニタ装置1Aは、本願発明の第2の実施の形態に係るも
のである。この生体モニタ装置1Aは、コモン電極6が
配された支持部3と電極アーム部4が形成された支持部
3との間に、非接触電極7Aが設けられた支持部3が形
成されるもので、この非接触電極7Aと生体20との間
には非導電部3Aが形成されるものである。この実施の
形態では、非接触電極7Aが形成された支持部3は、合
成樹脂等の絶縁部材によって形成され、前記非接触電極
7Aは、支持部3の生体20とは反対側の側面に形成さ
れる。これによって支持部3によって非導電部3Aが構
成される。また、非接触電極7Aを生体側側面に形成
し、この表面に絶縁部材をコーティングすることによっ
て非導電部3Aを形成しても良いものである。尚、前述
した実施の形態と同一の個所及び同一の効果を奏する個
所には同一の符号を付してその説明を省略する。
ば、生体モニタ装置を下着等の衣類に簡単に装着するこ
とができると共に、生体モニタ装置を装着するだけで、
心電図電極を最も適切な位置で生体に接触させることが
でき、且つ呼吸数・脈拍数を検出する非接触電極を所定
の位置に配置することができるため、電極を装着する等
のわずらわしい手間が省けるものである。
であることから、被験者の生活に密着した測定データを
検出することができ、また長時間生体をモニタすること
ができ、且つ定期的にデータの送信ができるため、有益
なデータを得ることができるものである。また、緊急時
にはそのデータを即時に送信することもできるため、被
験者の診療又は治療に非常に有効なデータを検出し送信
できるものである。
装置の概略を示す図面であり、(a)は正面図、(b)
は背面図、(c)は側面図、(d)は平面図を示す。
構成ブロック図である。
を示した説明図であり、(b)は心電図信号から筋電図
信号を除去する状態を示した説明図である。
図である。
示した説明図である。
ある。
装置の概略を示す図面であり、(a)は背面図、(b)
は側面図、(c)は平面図を示す。
Claims (8)
- 【請求項1】 生体に接触する接触電極と、生体に対し
て所定の間隔で非接触である非接触電極と、生体に接触
するコモン電極とを少なくとも具備し、さらに、本体ケ
ース内に、前記接触電極から心電図信号を検出する心電
図検出部と、前記非接触電極と生体との間に生じる静電
容量の変化を検出して呼吸及び脈拍を検出する呼吸脈拍
検出部と、前記心電図検出部によって検出された信号及
び呼吸脈拍検出部によって検出された信号を変換して演
算処理する信号処理部と、該信号処理部によって演算さ
れた信号を記憶する記憶部と、前記信号処理部によって
演算された信号を出力する信号出力部と、信号出力部か
ら出力される信号を発信する無線出力部とを少なくとも
具備する生体モニタ装置において、 前記本体ケースから所定の間隔で延出し、前記生体に直
接装着する衣類の端部に跨って前記本体ケースを支持す
る複数の支持部と、該支持部の少なくとも一つから延出
する電極アーム部とを具備すると共に、 前記コモン電極は、少なくとも一つの支持部の生体と接
触する部分に設けられ、 前記接触電極は、前記電極アーム部の端部近傍の前記生
体との接触部分に設けられることを特徴とする生体モニ
タ装置。 - 【請求項2】 前記コモン電極は、複数の支持部の中央
に位置する支持部に形成されることを特徴とする請求項
1記載の生体モニタ装置。 - 【請求項3】 前記電極アーム部は、前記支持部の両最
外部に位置する支持部のそれぞれに形成されることを特
徴とする請求項1又は2記載の生体モニタ装置。 - 【請求項4】 前記コモン電極と前記接触電極の距離
は、5cm〜15cmの範囲内に設定されることを特徴
とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の生体モニタ
装置。 - 【請求項5】 前記非接触電極は、前記本体ケースの生
体側側面であって、前記支持部間に設けられると共に、
前記支持部が跨る衣類によって前記生体と非接触である
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の
生体モニタ装置。 - 【請求項6】 前記非接触電極は、前記コモン電極が設
けられる支持部と、前記接触電極が設けられる支持部と
の間に位置する支持部に設けられ、該接触電極と生体と
の間に非導電部が形成されることを特徴とする請求項1
〜4のいずれか一つに記載の生体モニタ装置。 - 【請求項7】 前記支持部の一つの生体と接触する部分
には、温度センサが設けられることを特徴とする請求項
1〜6のいずれか一つに記載の生体モニタ装置。 - 【請求項8】 前記本体ケースには、生体の3次元移動
を検出する***検出手段が形成されることを特徴とする
請求項1〜7のいずれか一つに記載の生体モニタ装置。
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JP4131372B2 JP4131372B2 (ja) | 2008-08-13 |
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JP2002083013A Expired - Fee Related JP4131372B2 (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | 生体モニタ装置 |
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