JP2015082978A - Biological information collection device and biological information collection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生体情報を検出して収集する生体情報収集装置及び生体情報収集システムに関する。 The present invention relates to a biological information collecting apparatus and a biological information collecting system that detect and collect biological information.
従来より、薬物等が生体へ与える影響を調査するため、モデル生体を用いた動物試験が行われている。この動物試験では、例えば薬物をモデル生体に投与し、薬物投与後におけるモデル生体の動きを監視カメラで撮像し、撮像された映像を目視してモデル生体の行動を分析すること等が行われている。モデル生体としては、マウス又はラットが用いられるのが一般的であるが、マウスの臓器の方がよりヒトの臓器に近いことから、多くの場合にはマウスが用いられる。 Conventionally, in order to investigate the influence of drugs and the like on living bodies, animal tests using model living bodies have been performed. In this animal test, for example, a drug is administered to a model living body, the movement of the model living body after drug administration is imaged with a monitoring camera, and the behavior of the model living body is analyzed by viewing the captured image. Yes. As a model living body, a mouse or a rat is generally used, but since a mouse organ is closer to a human organ, a mouse is often used.
また従来より、センサを用いて生体の状態を検出し、センサからの検出信号に基づいて生体の状態を管理するシステムが提案されている。例えば、特許文献１には、スポーツイベントに参加する選手を見守り対象者とする生体監視システムが開示されている。この生体監視システムでは、心拍センサ及び血圧センサを備えた情報取得装置が選手の腕に装着され、各センサからの検出信号が無線中継装置を介して管理サーバに収集される。これにより、各選手の活動状況を管理サーバ側で一元的に把握して管理することができる。
Conventionally, a system that detects the state of a living body using a sensor and manages the state of the living body based on a detection signal from the sensor has been proposed. For example,
また、特許文献２には、識別番号が記憶されたＩＣチップを有する生体植込用ＲＦＩＤタグを動物の皮下に植え込み、この識別番号を読み取ることによって動物を識別する方法が提案されている。更に、特許文献３には、モデル生体にマイクロチップを埋め込み、外部に設置した計測器からマイクロチップへ電力供給すると共に、マイクロチップから送信される体内情報を計測器で受信する方法が提案されている。
しかしながら、上述した従来の動物試験では、モデル生体の行動分析は試験員の目視によって行われ、客観的なデータに基づいた分析は行われていなかった。そのため、従来の動物試験ではデータ収集を効率的に行うことができず、非効率な動物試験を繰り返して行うこととなり、動物愛護の精神にも反する結果となっていた。 However, in the above-described conventional animal test, the behavior analysis of the model living body is performed by the visual inspection of the examiner, and the analysis based on the objective data is not performed. Therefore, the conventional animal test cannot efficiently collect data, and the inefficient animal test is repeatedly performed, which is contrary to the spirit of animal welfare.
そこで、モデル生体の体温等の生体情報を上述した生体監視システムを応用して収集することが考えられる。しかしながら、モデル生体としてマウス等の小型動物を利用した場合、従来の情報取得装置は大きすぎ、動物試験で用いることができなかった。通常、モデル生体の行動への影響を排除するためには、モデル生体に装着する器具の重量はモデル生体の重量の５％以下であるのが好ましく、例えばマウスの体重は２０ｇ〜２５ｇ程であることから、器具の超小型化及び軽量化が求められる。 Therefore, it is conceivable to collect biological information such as the body temperature of the model living body by applying the above-described biological monitoring system. However, when a small animal such as a mouse is used as a model living body, a conventional information acquisition device is too large to be used in an animal test. Usually, in order to eliminate the influence on the behavior of the model living body, the weight of the instrument attached to the model living body is preferably 5% or less of the weight of the model living body. For example, the weight of the mouse is about 20 to 25 g. For this reason, it is required to reduce the size and weight of the instrument.
一方、従来の生体植込用ＲＦＩＤタグであれば、小型のモデル生体へも問題なく植え込むことができるが、このＲＦＩＤタグを用いて収集できるのはモデル生体の識別番号のみであり、モデル生体の体温や行動量といった生体情報を検出して収集することはできなかった。更に、特許文献３に記載の方法では、生体情報を計測できるのは計測器からマイクロチップへ電力供給がなされているときに限定され、また計測器からマイクロチップへ電力供給できるのは、生体が計測器に近接した場合に限られることから、断片的な生体情報しか得ることができなかった。
On the other hand, a conventional living body implantation RFID tag can be implanted into a small model living body without any problem, but only the identification number of the model living body can be collected using this RFID tag. It was not possible to detect and collect biological information such as body temperature and amount of action. Furthermore, in the method described in
本発明の目的は、モデル生体として小型動物を利用した場合であっても、モデル生体の正確な生体情報を収集できる生体情報収集装置及び生体情報収集システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a biological information collection apparatus and a biological information collection system that can collect accurate biological information of a model biological body even when a small animal is used as the model biological body.
本発明の請求項１に記載の発明は、生体の体内に埋め込まれて使用される生体情報収集装置であって、センサと、前記センサからのセンサ値に基づき前記生体の生体データを生成する生体データ生成手段と、前記生体データ生成手段を収容保持するケーシングと、前記生体データを外部装置へ無線で送信する送信手段と、を備え、前記センサ及び前記生体データ生成手段は、前記ケーシングに収容された電池からの電力供給を受けて作動することを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の生体情報収集装置は、前記電池は、直径が１５ｍｍ以下及び厚さ１３ｍｍ以下であることを特徴とする。
The invention according to
The biological information collecting apparatus according to
本発明の請求項３に記載の生体情報収集装置は、前記送信手段は、前記コイン電池からの電力供給を受けて作動し、前記生体データ生成手段は、第１所定時間が経過する毎に前記生体データを生成し、前記送信手段は、前記第１所定時間よりも長い第２所定時間が経過する毎に前記生体データを送信することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the biological information collecting apparatus, the transmission unit operates upon receiving power supply from the coin battery, and the biological data generation unit performs the biological data generation unit every time a first predetermined time elapses. Biometric data is generated, and the transmission means transmits the biometric data each time a second predetermined time longer than the first predetermined time elapses.
本発明の請求項４に記載の生体情報収集装置は、前記送信手段は、前記外部装置としての非接触電力伝送装置から供給される電力を受電する非接触受電手段として機能し、前記送信手段は、前記外部装置からの電力供給を受けて作動することを特徴とする。
In the biological information collecting apparatus according to
本発明の請求項５に記載の生体情報収集装置は、前記センサには３軸加速度センサが含まれ、前記生体データには、前記生体の水平方向への移動距離を示す移動距離データと、前記３軸加速度センサが垂直方向へ第１所定距離を超えて移動したか否かを示す判定データと、が含まれ、前記生体データ生成手段は、前記３軸加速度センサからのセンサ値に基づき、前記移動距離データと前記判定データとを生成することを特徴とする。 In the biological information collecting apparatus according to claim 5 of the present invention, the sensor includes a three-axis acceleration sensor, and the biological data includes movement distance data indicating a movement distance of the living body in a horizontal direction, Determination data indicating whether or not the three-axis acceleration sensor has moved in the vertical direction beyond the first predetermined distance, and the biological data generation unit is configured based on the sensor value from the three-axis acceleration sensor, Moving distance data and the determination data are generated.
本発明の請求項６に記載の生体情報収集装置は、前記センサには３軸加速度センサが含まれ、前記生体データ生成手段は、前記３軸加速度センサからのセンサ値に基づき、前記生体が立ち上がり動作を行ったか否かを判定し、前記生成データ生成手段は、前記３軸加速度センサが垂直方向へ第１所定距離を超えて移動した場合には、前記生体が立ち上がり動作を行ったと判定することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the biological information collecting apparatus according to the present invention, the sensor includes a triaxial acceleration sensor, and the biological data generation unit is configured to start up the biological body based on a sensor value from the triaxial acceleration sensor. It is determined whether or not an operation has been performed, and the generation data generation unit determines that the living body has performed a rising motion when the triaxial acceleration sensor has moved in the vertical direction beyond a first predetermined distance. It is characterized by.
本発明の請求項７に記載の生体情報収集装置は、前記生体の基本姿勢を基準として、垂直方向に対する前記３軸加速度センサのＺ軸方向の傾き誤差に関連するオフセット値を算出するオフセット値算出手段を更に備え、前記生体データ生成手段は、前記３軸加速度センサのセンサ値と前記オフセット値に基づき、前記３軸加速度センサが垂直方向へ前記第１所定距離を超えて移動したか否かを判定することを特徴とする。 The biological information collection apparatus according to claim 7 of the present invention calculates an offset value that calculates an offset value related to a tilt error in the Z-axis direction of the three-axis acceleration sensor with respect to the vertical direction with reference to the basic posture of the living body. And the biometric data generation means determines whether the triaxial acceleration sensor has moved in the vertical direction beyond the first predetermined distance based on the sensor value of the triaxial acceleration sensor and the offset value. It is characterized by determining.
本発明の請求項８に記載の生体情報収集装置は、前記生体データ生成手段は、前記３軸加速度センサからのセンサ値に基づき所定条件が満たされたか否かを判定し、前記所定条件が満たされたと判定した場合には、前記３軸加速度センサが垂直方向へ第２所定距離を超えて移動したか否かを判定し、前記第２所定距離は前記第１所定距離よりも短いことを特徴とする。
In the biological information collecting apparatus according to
本発明の請求項９に記載の生体情報収集システムは、請求項１〜７の何れかに記載の生体情報収集装置と、前記生体情報収集装置から前記生体データを受信する外部装置と、を備え、前記外部装置は前記生体データを表示する表示手段を備えることを特徴とする。 A biological information collecting system according to a ninth aspect of the present invention includes the biological information collecting apparatus according to any one of the first to seventh aspects, and an external device that receives the biological data from the biological information collecting apparatus. The external device includes display means for displaying the biological data.
本発明の請求項１０に記載の生体情報収集システムは、前記外部装置は、前記移動距離データに基づき前記生体の積算移動距離を算出する算出手段を更に備えることを特徴とする。
The biological information collection system according to
本発明の請求項１に記載の生体情報収集装置によれば、生体データはセンサからのセンサ値に基づいて生成されるので、客観的且つ正確な生体データを確実に取得することができる。よって、生体を用いた薬物試験等を効率的に行うことができ、従来のような非効率な薬物試験等を繰り返して行う必要がなくなり、動物愛護の精神にも合致する。また、生体の体内に埋め込まれて使用され、生体データは無線で送信されるので、生体の活動を妨げない。更に、センサ及び生体データ生成手段は、電池からの電力供給を受けて作動するので、生体データを継続的に収集することができる。 According to the biological information collecting apparatus of the first aspect of the present invention, since the biological data is generated based on the sensor value from the sensor, objective and accurate biological data can be reliably acquired. Therefore, a drug test using a living body can be efficiently performed, and it is not necessary to repeatedly perform an inefficient drug test or the like as in the prior art, which matches the spirit of animal welfare. Moreover, since it is used by being embedded in the living body and the biological data is transmitted wirelessly, it does not hinder the activity of the living body. Furthermore, since the sensor and the biometric data generation means operate upon receiving power supply from the battery, the biometric data can be continuously collected.
本発明の請求項２に記載の生体情報装置によれば、直径１５ｍｍ以下、厚さ３ｍｍ以下の小型電池を用いるため、生体情報収集装置全体を小型化且つ軽量化することができ、マウス等の小型動物を生体として用いた場合であっても、生体の身体的負担を抑制できる。
According to the biological information device according to
本発明の請求項３に記載の生体情報収集装置によれば、生体データ生成手段は、第１所定時間が経過する毎に生体データを生成し、送信手段は、第１所定時間よりも長い第２所定時間が経過する毎に生体データを送信するので、電力消費量を抑制して、コイン電池の寿命を長くできる。特に、生体データの生成に要する消費電力よりも、生体データの送信に要する消費電力の方が遙かに大きいことから、生体データの送信頻度を低くして生体データを効率良く送信することにより、無駄な電力消費を回避することができる。 According to the biological information collecting apparatus of the third aspect of the present invention, the biological data generating unit generates the biological data every time the first predetermined time elapses, and the transmitting unit is the first longer than the first predetermined time. 2 Since biometric data is transmitted every time a predetermined time elapses, the power consumption can be suppressed and the life of the coin battery can be extended. In particular, since the power consumption required for biometric data transmission is much larger than the power consumption required for biometric data generation, the biometric data can be transmitted efficiently by reducing the frequency of biometric data transmission. Wasteful power consumption can be avoided.
本発明の請求項４に記載の生体情報収集装置によれば、送信手段は、外部装置からの非接触給電を受電する非接触受電手段として機能し、外部装置からの電力供給を受けて作動するので、コイン電池からの電力供給を得ることなく生体データを送信することができる。よって、コイン電池の電力消費量を抑えることができ、コイン電池の寿命を長くできる。 According to the biological information collecting apparatus of the fourth aspect of the present invention, the transmitting unit functions as a non-contact power receiving unit that receives non-contact power feeding from the external device, and operates upon receiving power supply from the external device. Therefore, biometric data can be transmitted without obtaining power supply from the coin battery. Therefore, the power consumption of the coin battery can be suppressed, and the life of the coin battery can be extended.
本発明の請求項５に記載の生体情報収集装置によれば、生体データには、生体の水平方向への移動距離を示す移動距離データと、３軸加速度センサが垂直方向へ第１所定距離を超えて移動したか否かを示す判定データと、が含まれるので、移動距離データに加え、生体の高さ方向における動作に関する判定データをも取得でき、生体の活動性向を客観的且つ多面的に把握することができる。よって、複数の異なる試験を行うことなく多面的なデータを一回の試験で取得することができるので、試験回数を削減でき、ひいては試験に用いられる生体の数を削減できる。 According to the biological information collecting apparatus of the fifth aspect of the present invention, the biological data includes the movement distance data indicating the movement distance of the living body in the horizontal direction and the three-axis acceleration sensor indicating the first predetermined distance in the vertical direction. Determination data indicating whether or not the body has moved beyond that, determination data regarding movement in the height direction of the living body can be acquired in addition to the movement distance data, and the activity tendency of the living body can be objectively and multifaceted. I can grasp it. Therefore, since multi-faceted data can be acquired in one test without performing a plurality of different tests, the number of tests can be reduced, and consequently the number of living bodies used for the test can be reduced.
本発明の請求項６に記載の生体情報収集装置によれば、生体が立ち上がり動作を行ったか否かを判定するので、生体の活動性向を把握することができる。特に、マウス等の生体は、興奮時に立ち上がり動作を多く行う傾向があることから、立ち上がり動作の有無を判定することにより、生体の興奮状態等を把握することができる。また、立ち上がり動作の有無は３軸加速度センサからのセンサ値に基づいて判定されるので、立ち上がり動作の有無を客観的且つ正確に把握することができる。 According to the biological information collecting apparatus of the sixth aspect of the present invention, since it is determined whether or not the living body has stood up, it is possible to grasp the activity tendency of the living body. In particular, since a living body such as a mouse tends to perform many rising motions when excited, it is possible to grasp the excited state of the living body by determining the presence or absence of the rising motion. Further, since the presence or absence of the rising motion is determined based on the sensor value from the triaxial acceleration sensor, the presence or absence of the rising motion can be objectively and accurately grasped.
本発明の請求項７に記載の生体情報収集装置によれば、垂直方向に対する３軸加速度センサのＺ軸方向の傾き誤差に関連するオフセット値に基づいて判定が行われるので、子機の傾きに起因する検出誤差を補正することができ、より正確な判定を行うことができる。 According to the biological information collecting apparatus of the seventh aspect of the present invention, the determination is performed based on the offset value related to the tilt error in the Z-axis direction of the three-axis acceleration sensor with respect to the vertical direction. The resulting detection error can be corrected, and more accurate determination can be performed.
本発明の請求項８に記載の生体情報収集装置によれば、所定条件が満たされた場合には、３軸加速度センサが垂直方向へ第１所定距離よりも短い第２所定距離を超えて移動したか否かを判定するので、生体の状態に応じた判定基準を用いた判定を行うことができる。所定条件としては、例えば生体が水平方向への移動も立ち上がり動作もしない状態が所定時間続くこととすることができる。薬物試験などにおいては、生体の活動量が徐々に低下していき、生存しているにも拘わらず水平方向への移動も立ち上がり動作もしない状態となる場合がある。このような場合、検出される水平方向への移動距離及び立ち上がり動作回数は共にゼロとなり、生存しているのか否かの判断が付きにくくなる。しかしながら、所定条件が満たされた場合に、判定基準を第２所定距離へ変更することにより、生体の僅かな動きを検出することができ、これを生体が生存しているか否かの判断材料とすることができる。 According to the biological information collecting apparatus of the eighth aspect of the present invention, when the predetermined condition is satisfied, the triaxial acceleration sensor moves in the vertical direction beyond the second predetermined distance shorter than the first predetermined distance. Since it is determined whether or not the determination has been made, it is possible to perform determination using a determination criterion according to the state of the living body. As the predetermined condition, for example, a state in which the living body does not move in the horizontal direction and does not stand up can continue for a predetermined time. In a drug test or the like, there is a case where the amount of activity of a living body gradually decreases, and although it is alive, it does not move horizontally or rise. In such a case, the detected movement distance in the horizontal direction and the number of rising motions are both zero, and it is difficult to determine whether or not it is alive. However, when a predetermined condition is satisfied, a slight movement of the living body can be detected by changing the determination criterion to the second predetermined distance, and this is used as a material for determining whether or not the living body is alive. can do.
本発明の請求項９に記載の生体情報収集システムによれば、請求項１〜７の何れかに記載の生体情報収集装置を備えるので、上述したのと同様の作用効果が得られる。また、外部装置は生体データを表示する表示手段を備えるので、生体情報を視覚的に確認することができる。 According to the biological information collecting system of the ninth aspect of the present invention, since the biological information collecting device according to any one of the first to seventh aspects is provided, the same effects as described above can be obtained. In addition, since the external device includes display means for displaying biometric data, the biometric information can be visually confirmed.
本発明の請求項１０に記載の生体情報収集システムによれば、移動距離データに基づき生体の積算移動距離を算出する算出手段を備えるので、生体の総合的な活動量を把握することができる。 According to the biological information collecting system of the tenth aspect of the present invention, since the calculating means for calculating the integrated moving distance of the living body based on the moving distance data is provided, the total activity amount of the living body can be grasped.
［第１実施形態］
以下、添付図面を参照して、本発明の第１実施形態に係る生体情報収集システムについて説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, with reference to an accompanying drawing, a living body information collection system concerning a 1st embodiment of the present invention is explained.
図１を参照して、図示の生体情報収集システム１は、モデル生体Ｓが収容されるケージ２と、モデル生体Ｓに埋め込まれて利用される生体情報収集装置としての子機３と、子機３との間で通信を行う親機４と、親機４との間で通信を行うサーバ５とを備える。本実施形態においては、モデル生体Ｓとしてマウスを用いる。また、親機４とサーバ５により外部装置が構成される。
Referring to FIG. 1, a living body
図２及び図３をも参照して、子機３は、表面に防水コーティングが施されたケーシング３１と、電源回路部３２と、通信接続部３３と、温度センサ３４と、３軸加速度センサ３５と、制御部３６と、を備える。電源回路部３２、通信接続部３３、３軸加速度センサ３５、及び制御部３６は、ケーシング３１に収容保持され、また、ケーシング３１には電力供給手段としての電池（本実施形態ではコイン電池Ｂ）が収容される。本実施形態ではモデル生体Ｓとしてマウスを用いることから、使用する電池（コイン電池Ｂ）は、直径が約１５ｍｍ以下、高さが約３ｍｍ以下であるのが好ましい。このような小型の電池を用いることにより、子機３全体を小型化且つ軽量化して、モデル生体Ｓへの身体的負担を軽減できる。
2 and 3, the
電源回路部３２は、コイン電池Ｂから供給された電圧を安定化させて、子機３の各部に電源電圧を供給する。通信接続部３３は、第１接続手段Ｃ１により親機４と通信接続が可能であり、本実施形態では第１接続手段Ｃ１として近距離無線通信としてのブルートゥースローエナジー（登録商標）を用いる。温度センサ３４はモデル生体Ｓの体温に係る値を計測するものであって、本実施形態では接触式温度センサを用いる。この温度センサ３４は、モデル生体Ｓの体内組織に直接接触可能なようにケーシング３１の外部に配置され、子機３の各部とはリード線Ｌを介して接続されている。３軸加速度センサ３５はモデル生体Ｓの動きに応じて３軸（Ｘ軸,Ｙ軸,Ｚ軸）の３方向の加速度を計測する。
The power
制御部３６は、子機３内の各部を制御するものであって、例えばＭＰＵ等のマイクロコンピュータから構成され、種々の演算処理等を行う制御手段３６１と、記憶手段３６２と、を備える。記憶手段３６２は、ＲＯＭ及びＲＡＭを備えて構成され、子機３に付与された識別コードや所定のプログラム等が予め格納されている。制御手段３６１は、記憶手段３６２に格納されている各種プログラムに従い後述の各種処理を実行することにより、モデル生体Ｓの生体データを検出する生体データ検出手段やオフセット値算出手段として機能すると共に、送信手段としての通信接続部３３を制御して生体データを親機４へ送信させる。
The
本実施形態における生体データには、モデル生体Ｓの水平方向における移動距離（単位時間移動距離）、体温、及び立ち上がり動作回数を示すデータ（移動距離データ、体温データ、判定データ）が含まれる。本実施形態においては、第１所定時間（本例では１分）が経過する毎に、モデル生体Ｓの水平方向における移動距離、体温、及び立ち上がり動作回数を示すデータが生成され、これらデータが生体データとして記憶手段３６２の所定領域に記憶される。 The biological data in this embodiment includes data (movement distance data, body temperature data, determination data) indicating the movement distance (unit time movement distance) in the horizontal direction, body temperature, and the number of rising motions of the model living body S. In this embodiment, every time the first predetermined time (1 minute in this example) elapses, data indicating the movement distance in the horizontal direction of the model living body S, the body temperature, and the number of rising motions is generated. The data is stored in a predetermined area of the storage means 362.
より具体的に、記憶手段３６２はリングバッファメモリ（図示せず）を備え、このリングバッファメモリのメモリ領域には、先頭アドレスから最終アドレスまで順に生体データが格納され、これにより複数セット分（本例では４セット分）の生体データがリングバッファメモリに格納される。リングバッファメモリの最終アドレスまで生体データが格納されると、先頭アドレスに格納された最も古い生体データが消去されるとともに、最も新しい生体データが先頭アドレスに格納される。以下同様にして、先頭から２番目のアドレスに格納された最も古い生体データが消去されるとともに、最も新しい生体データが先頭から２番目のアドレスに格納され、このようにして最も古い生体データが最も新しい生体データによって順次上書きされる。 More specifically, the storage means 362 includes a ring buffer memory (not shown), and in the memory area of the ring buffer memory, biometric data is stored in order from the first address to the last address, and thereby, a plurality of sets (this book) are stored. In the example, biometric data of 4 sets) is stored in the ring buffer memory. When the biometric data is stored up to the final address of the ring buffer memory, the oldest biometric data stored at the top address is deleted and the newest biometric data is stored at the top address. In the same manner, the oldest biometric data stored at the second address from the head is deleted, and the newest biometric data is stored at the second address from the top. Overwritten sequentially with new biometric data.
このように記憶された生体データは、第２所定時間（本例では４分）が経過する毎に通信接続部３３から親機４へ送信される。即ち、４セット分の生体データがまとめて親機４へ送信される。なお、モデル生体Ｓの移動距離は５０ｍｓｅｃ間隔で算出され、モデル生体の体温は１分間隔で算出される。
The stored biometric data is transmitted from the
親機４は、サーバ５と子機３との通信を中継するものであって、制御部４１と、第１通信接続部４２と、第２通信接続部４３と、を備え、サーバ５からの電力供給を受けて動作するように構成されている。制御部４１は、親機４内の各部を制御するものであって、例えばＭＰＵから構成され、各種の演算処理等を行う制御手段と、各種データを格納する記憶手段とを備える。第１通信接続部４２は、第１接続手段Ｃ１により子機３との通信接続を行い、第２通信接続部４３は、第２接続手段Ｃ２によりサーバ５との通信接続を行う。本実施形態においては、第２接続手段Ｃ２としてＵＳＢケーブルを用いる。
The
サーバ５は、通信接続部５１と、制御部５２と、入力操作部５３と、表示部５４と、を備え、図示しない電源プラグやＡＣアダプタ等を用いて外部からの電源供給を受けるように構成されている。通信接続部５１は、第２接続手段Ｃ２により親機４との通信接続を行う。
The server 5 includes a
制御部５２は、サーバ５の各部を制御するものであって、各種演算処理を行う制御手段５２１と、記憶手段５２２と、を備える。記憶手段５２２には、各種制御プログラムが記憶される他、モデル生体Ｓの個体データを記憶する個体データテーブルＴ１及びモデル生体Ｓの生体データを格納する生体データテーブルＴ２が記憶されている。個体データテーブルＴ１及び生体データテーブルＴ２の具体例を図４及び図５にそれぞれ示す。個体データテーブルＴ１には、個々のモデル生体Ｓ毎に、識別コード、体長、体重、性別、日齢等が格納されている。一方、生体データテーブルＴ２には、個々のモデル生体Ｓ毎に、子機３から提供された１分毎の生体データ、即ち、モデル生体Ｓの移動距離、体温、及び立ち上がり動作回数を示すデータが格納されると共に、移動距離に基づき制御手段５２１（算出手段）により算出された積算移動距離が格納される。
The
操作入力部５３は、使用者からの操作入力情報を入力して制御部５２に通知するものであって、例えばキーボードやマウス等から構成される。表示部５４は表示画面５４１を備え、表示手段として機能する。表示部５４は、制御部５２からの制御指令に基づき、図６に例示する生体情報管理画面Ｄを含む種々の画像を表示画面５４１に表示する。図６に例示する生体情報管理画面Ｄには、個々のモデル生体Ｓに対応する複数（ここでは３つ）の設定領域Ｒ１と、選択されたモデル生体Ｓの生体データをグラフ表示するグラフ表示領域Ｒ２と、グラフ表示領域Ｒ２に表示する生体データの日時を指定する日時指定領域Ｒ３が含まれる。
The
各設定領域Ｒ１には、オフセットボタンＢ１及び測定開始ボタンＢ２が表示されている。使用者がオフセットボタンＢ１をクリックすると、オフセット信号が親機４を介して子機３へ出力される。また、使用者が測定開始ボタンＢ２をクリックすると、測定開始信号が親機４を介して子機３へ出力される。
In each setting region R1, an offset button B1 and a measurement start button B2 are displayed. When the user clicks the offset
グラフ表示領域Ｒ２には、選択された１のモデル生体Ｓの生体データであって、日時指定領域Ｒ３で指定された日時に対応する生体データがグラフ表示される。図６に示す例では、１分毎の移動距離が棒グラフで表示され、体温が折れ線グラフで表示されている。また、グラフ表示領域Ｒ２の下方に設けられた立ち上がり表示部Ｒ２１には、ドットの表示／非表示により立ち上がり動作の有無が表示されている。なお、本実施形態においては、立ち上がり表示部Ｒ２１をマウスクリックすると、具体的な立ち上がり動作回数が表示されるように構成されている。また、図６に示す例では、モデル生体Ｓの生体データに加え、モデル生体Ｓの積算移動距離もグラフ表示領域Ｒ２に折れ線グラフで表示されている。 In the graph display area R2, biometric data corresponding to the date and time designated in the date and time designation area R3, which is the biometric data of the selected model living body S, is displayed in a graph. In the example shown in FIG. 6, the movement distance per minute is displayed as a bar graph, and the body temperature is displayed as a line graph. In the rising display portion R21 provided below the graph display area R2, the presence / absence of the rising operation is displayed by displaying / not displaying dots. In the present embodiment, when the rising display portion R21 is clicked with the mouse, a specific number of rising operations is displayed. Further, in the example shown in FIG. 6, in addition to the biological data of the model living body S, the integrated movement distance of the model living body S is also displayed as a line graph in the graph display region R2.
このように構成された生体情報収集システム１では、使用者はまず、子機３を対応のモデル生体Ｓの体内（例えば背中や腹部）に埋め込んで装着させる。このとき使用者は、モデル生体Ｓが４つ足で真っ直ぐに立った姿勢（基本姿勢）を基準として、子機３のＸ,Ｙ軸方向が水平方向となり、子機３のＺ軸方向が垂直方向となるように装着させる。次に使用者は、モデル生体Ｓを基本姿勢に維持した状態において、オフセットボタンＢ１をクリックし、子機３に後述のオフセット処理を実行させる。次に、モデル生体Ｓをケージ２に放し、測定開始ボタンＢ２をクリックすることにより、子機３に後述の測定処理を開始させる。測定処理では、上述したように、１分経過毎にモデル生体Ｓの水平方向における移動距離、体温、立ち上がり動作回数を示すデータ（移動距離データ、体温データ、及び判定データ）が生体データとして記憶手段３６２に格納され、４分経過毎に、４セット分の生体データが親機４を介してサーバ５１へ送信される。
In the biological
次に、子機３の制御手段３６１により実行されるメイン処理及び測定処理について順に説明する。これらメイン処理及び測定処理は、予め子機３の記憶手段３６２に格納されているプログラムに基づいて実行される。
Next, the main process and the measurement process executed by the
まず、メイン処理について図７に示すフローチャートを参照して説明する。メイン処理が開始されると、制御手段３６１はまず初期設定を行い（Ｓ１）、次に親機４との間で通信を試みる（Ｓ２）。制御手段３６１は、親機４との通信が確立したか否かを判定し（Ｓ３）、一定時間（例えば３０秒）待機しても通信が確立しなかった場合には（Ｓ３：ＮＯ）、そのままＳ１３へ移行する。一方、通信が確立した場合には（Ｓ３：ＹＥＳ）、子機３の現在のモードが設定モードか否かを判定する（Ｓ４）。現在のモードが設定モードの場合には（Ｓ４：ＹＥＳ）、オフセット信号を受信したか否かを判定する（Ｓ５）。上述したように、オフセット信号は、図６に示す生体情報管理画面Ｄにおいて、使用者が対応のオフセットボタンＢ１をクリックすると、サーバ５から親機４を介して子機３へ送信される。Ｓ５で一定時間（例えば３０秒）待機してもオフセット信号を受信しない場合には（Ｓ５：ＮＯ）、Ｓ７へ移行する。
First, the main process will be described with reference to the flowchart shown in FIG. When the main process is started, the
一方、Ｓ５でオフセット信号を受信したと判断した場合には（Ｓ５：ＹＥＳ）、オフセット処理を行い（Ｓ６）、Ｓ７へ移行する。Ｓ６で実行されるオフセット処理では、３軸加速度センサ３５からのセンサ値に基づき、垂直方向に係るオフセット値を求め、このようにして求めたオフセット値を記憶手段３６２の所定領域に格納する。このオフセット値は、子機３（モデル生体Ｓ）の垂直方向（高さ方向）への移動距離の検出誤差の補正に利用される。即ち、子機３は、モデル生体Ｓの基本姿勢を基準として、子機３のＺ軸方向が垂直方向と一致するように埋め込まれるのが理想的であるが、子機３のＺ軸方向が垂直方向に対して傾いて装着される場合があり、このような場合には、垂直方向におけるモデル生体Ｓの移動距離に検出誤差が生じてしまう。そこで、予め子機３の垂直方向に対するオフセット値を求めておき、このオフセット値に基づいて垂直方向への移動距離を算出することにより、子機３の傾きに起因する移動距離の検出誤差を補正することができる。
On the other hand, if it is determined in S5 that an offset signal has been received (S5: YES), an offset process is performed (S6), and the process proceeds to S7. In the offset process executed in S <b> 6, the offset value in the vertical direction is obtained based on the sensor value from the
Ｓ７では、測定開始信号を受信したか否かを判定する。上述したように、この測定開始信号は、使用者により測定開始ボタンＢ２（図６）がクリックされると、サーバ５から親機４を介して子機３へ送信される。一定時間（例えば３０秒）待機しても測定開始信号が受信されない場合には（Ｓ７：ＮＯ）、Ｓ１２へ移行する。一方、測定開始信号が受信された場合には（Ｓ７：ＹＥＳ）、子機３のモードを測定モードへ変更し（Ｓ８）、Ｓ１２へ移行する。Ｓ１２では、親機４との通信を切断する。所定の通信間隔（例えば、４分間）だけ待機し（Ｓ１３）、その後Ｓ２へ戻る。
In S7, it is determined whether a measurement start signal is received. As described above, this measurement start signal is transmitted from the server 5 to the
一方、Ｓ４にて現在のモードが設定モードでないと判定した場合には（Ｓ４：ＮＯ）、現在のモードは測定モードであることを意味し、データ送信要求があるか否かを判定する（Ｓ９）。データ送信要求がある場合には（Ｓ９：ＹＥＳ）、データ送信処理を行い（Ｓ１０）、送信間隔カウンタＫをリセットして（Ｓ１１）、Ｓ１２へ移行する。Ｓ１０で行われるデータ送信処理については後述する。 On the other hand, when it is determined in S4 that the current mode is not the setting mode (S4: NO), it means that the current mode is the measurement mode, and it is determined whether there is a data transmission request (S9). ). If there is a data transmission request (S9: YES), data transmission processing is performed (S10), the transmission interval counter K is reset (S11), and the process proceeds to S12. The data transmission process performed in S10 will be described later.
次に、測定処理について図８に示すフローチャートを参照して説明する。この測定処理は、メイン処理とは別タスクとして動作するものであって、所定の測定間隔で起動する。本実施形態においては、測定間隔は５０ｍｓｅｃに設定され、５０ｍｓｅｃ経過毎に測定処理が開始される。 Next, the measurement process will be described with reference to the flowchart shown in FIG. This measurement process operates as a task different from the main process, and is started at a predetermined measurement interval. In this embodiment, the measurement interval is set to 50 msec, and the measurement process is started every 50 msec.
測定処理では、子機３の現在のモードが測定モードであるか否かを判定する（Ｓ２１）。現在のモードが測定モードでない場合には（Ｓ２１：ＮＯ）、測定処理を終了する。一方、現在のモードが測定モードの場合には（Ｓ２１：ＹＥＳ）、３軸加速度センサ３５からＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の加速度センサ値を取得すると共に、温度センサ３４から温度センサ値を取得し（Ｓ２２）、演算処理を実行する（Ｓ２３）。この演算処理について図９に示すフローチャートを参照して説明する。
In the measurement process, it is determined whether or not the current mode of the
演算処理が開始されると、制御手段３６１はまず、３軸加速度センサ３５からのセンサ値に基づき、モデル生体Ｓの水平方向における移動距離ｄを算出する（Ｓ４１）。次に、移動距離ｄを、既存の移動距離Ｄに加算して保存する（Ｄ←Ｄ＋ｄ）（Ｓ４２）。そして、３軸加速度センサ３５からのセンサ値及びオフセット値に基づき垂直方向におけるモデル生体Ｓの移動距離を算出し（Ｓ４３）、Ｓ４３にて算出された移動距離及に基づき、モデル生体Ｓが立ち上がり動作を行ったか否かを判定する（Ｓ４４）。ここでは、Ｓ４３にて算出された移動距離に基づき、モデル生体Ｓが垂直方向へ所定の閾値（例えば３０ｍｍ）を超えて移動したか否か（より正確には、モデル生体Ｓに装着された子機３が備える３軸加速度センサ３５が、高さ方向へ所定の閾値を超えて移動したか否か）を判定し、閾値を超えて移動した場合には、モデル生体Ｓが立ち上がり動作を行ったと判定し、閾値を超えて移動していない場合には、モデル生体Ｓは立ち上がり動作を行わなかったと判定する。
When the calculation process is started, the
そして、Ｓ４４にて、立ち上がり動作を行ったと判定した場合には（Ｓ４４：ＹＥＳ）、立ち上がり動作カウンタｉに１を加算して（ｉ←ｉ＋１）（Ｓ４５）、演算処理を終了して図８のＳ２４へ移行する。一方、立ち上がり動作を行わなかったと判定した場合には（Ｓ４４：ＮＯ）、そのまま演算処理を終了して図８のＳ２４へ移行する。 If it is determined in S44 that the rising operation has been performed (S44: YES), 1 is added to the rising operation counter i (i ← i + 1) (S45), and the arithmetic processing is terminated to complete the processing shown in FIG. The process proceeds to S24. On the other hand, if it is determined that the rising operation has not been performed (S44: NO), the calculation process is terminated and the process proceeds to S24 in FIG.
図８へ戻り、Ｓ２４では、計測間隔カウンタｊにより第１所定時間（本実施形態では１分間）が計測されたか否かを判定する（Ｓ２４）。第１所定時間が計測されていない場合には（Ｓ２４：ＮＯ）、そのまま測定処理を終了する。一方、第１所定時間が計測された場合には（Ｓ２４：ＹＥＳ）、温度センサ３４からのセンサ値に基づきモデル生体Ｓの体温(６０秒間の平均体温)を算出し（Ｓ２５）、Ｓ２５で算出された体温を示す体温データと、Ｓ４２で更新された移動距離Ｄを示す移動距離データと、立ち上がり動作カウンタｉに記憶された立ち上がり動作回数を示す判定データとを、生体データとして記憶手段３６２の所定領域に格納する（Ｓ２６）。次に、移動距離Ｄ、立ち上がり動作カウンタｉ、及び計測間隔カウンタｊをリセットし（Ｓ２７）、送信間隔カウンタｋが第２所定時間（本実施形態では４分間）を計測したか否かを判定する（Ｓ２８）。第２所定時間を計測していない場合には（Ｓ２８：ＮＯ）、そのまま測定処理を終了する。一方、第２所定時間を計測した場合には（Ｓ２８：ＹＥＳ）、データ送信要求を出力し（Ｓ２９）、測定処理を終了する。
Returning to FIG. 8, in S24, it is determined whether or not the first predetermined time (1 minute in the present embodiment) is measured by the measurement interval counter j (S24). If the first predetermined time has not been measured (S24: NO), the measurement process is terminated as it is. On the other hand, when the first predetermined time is measured (S24: YES), the body temperature of the model living body S (average body temperature for 60 seconds) is calculated based on the sensor value from the temperature sensor 34 (S25), and calculated in S25. The body temperature data indicating the body temperature, the movement distance data indicating the movement distance D updated in S42, and the determination data indicating the number of rising motions stored in the rising motion counter i are stored as biometric data in the
このようにＳ２９にてデータ送信要求が出力されると、図７のＳ９にて肯定判断がされ（Ｓ９：ＹＥＳ）、Ｓ１０にてデータ送信処理が行われる。このデータ送信処理では、子機３に予め付与された識別コードに、記憶手段３６２の所定領域に格納された複数セット（ここでは４セット）分の生体データが添付されて、親機４へ送信される。
When a data transmission request is thus output in S29, an affirmative determination is made in S9 of FIG. 7 (S9: YES), and data transmission processing is performed in S10. In this data transmission processing, a plurality of sets (four sets in this case) of biometric data stored in a predetermined area of the storage means 362 are attached to the identification code given in advance to the
子機３から親機４へこのように送信された生体データは、親機４の第１通信接続部４２により受信され、第２通信接続部４３からサーバ５へ送信される。サーバ５の通信接続部５１が親機４からの生体データを受信すると、サーバ５の制御手段５２１は、生体データと共に受信した識別番号によりモデル生体Ｓの個体を特定すると共に、生体データの受信日時に基づき、受信した４セット分の生体データの検出日時（生成日時）を特定し、記憶手段５２５に記憶されている生体データテーブルＴ２の所定領域に各生体データを格納する。また、各生体データに含まれる移動距離データに基づき積算移動距離を算出して、これを生体データテーブルＴ２の所定領域に格納する。
The biometric data transmitted from the
このように、本実施形態によれば、温度センサ３４及び３軸加速度センサ３５からのセンサ値に基づいてモデル生体Ｓの生体データを取得できるので、客観的且つ正確な生体データを確実に取得することができ、モデル生体Ｓの体温や活動量を正確に把握することができる。また、電源として小型のコイン電池Ｂを用いるため、子機３全体の大きさ及び重量を小さくでき、モデル生体Ｓとして小型動物を利用した場合であっても、子機３が装着されるモデル生体Ｓへの負担を軽減できると共に、モデル生体Ｓへの装着作業も容易にできる。即ち、生体の体内に埋め込まれて使用される従来の検出装置の場合、当該検出装置の装着に際しては大がかりな手術が必要とされ、生体への身体的負担が大きいと共に、装着作業を短時間に行うことができなかった。これに対し、本実施形態における子機３の場合には、モデル生体Ｓの皮膚の一部を切開して子機３を挿入するだけで装着が可能であり、従来のような大がかりな手術を行うことなく短時間で装着させることができる。
Thus, according to the present embodiment, since the biological data of the model living body S can be acquired based on the sensor values from the
更に、本実施形態においては、生体データは第１所定時間が経過する毎に生成されて保存され、第２所定時間が経過する毎に送信され、第２所定時間は第１所定時間よりも長く設定されているので、複数セット分の生体データがまとめて親機４へ送信される。換言すると、生体データが複数回（複数セット分）生成されて記憶されるごとに、生体データの送信を１回行うように構成されている。よって、生体データを個々のセット毎に送信する場合と比較して、コイン電池Ｂの電池消費量を少なくできる。特に、生体データの検出・算出に要する消費電力よりも、生体データの送信に要する消費電力の方が遙かに大きいことから、生体データの送信頻度を低くすることにより電力消費量が抑えられ、小型のコイン電池Ｂを用いた場合であっても、比較的長期間に亘る生体データの収集が可能になる。
Furthermore, in the present embodiment, the biometric data is generated and stored every time the first predetermined time elapses, and is transmitted every time the second predetermined time elapses. The second predetermined time is longer than the first predetermined time. Since it has been set, a plurality of sets of biometric data are collectively transmitted to the
また、本実施形態においては、単位時間当たりの移動距離に加え、立ち上がり動作回数をも検出できるので、モデル生体Ｓの活動性向をより正確に把握することができる。即ち、モデル生体Ｓは興奮時に立ち上がり動作を多く行う傾向があることから、モデル生体Ｓの水平方向への移動距離に加えて立ち上がり動作回数を把握することにより、例えば薬物が与えるモデル生体Ｓへの影響等を多面的に評価することができる。さらに、本実施形態においては、子機３のモデル生体Ｓ内における傾きを考慮して垂直方向への移動距離を算出するため、子機３の傾きに起因する検出誤差を補正することができ、立ち上がり動作回数をより正確に検出することができる。
In the present embodiment, since the number of rising motions can be detected in addition to the movement distance per unit time, the activity tendency of the model living body S can be grasped more accurately. That is, since the model living body S tends to perform many rising motions when excited, by grasping the number of rising motions in addition to the movement distance of the model living body S in the horizontal direction, for example, the model living body S is given to the model living body S given by the drug. It is possible to evaluate the impacts from various aspects. Furthermore, in this embodiment, since the movement distance in the vertical direction is calculated in consideration of the inclination of the
ここで、子機３から親機４へ一度に送信できるデータは、そのデータ長が固定とされている。よって、子機３から親機４へ送信される生体データのデータ量の多寡に拘わらず、一度に送信されるデータのデータ長及びデータ送信に費やされる電力量は変わらない。そこで、子機３から親機４へのデータ送信を効率よく行うためには、一度に送信できるデータの固定データ長を超えない範囲で、一度に送信する生体データのデータ量を可及的に大きくするのが好ましい。この点、本実施形態では、一度に送信される生体データのセット数を例えば「４」とすることで、一度に送信される生体データのセット数を、一度に送信できるデータの固定データ長を超えない範囲で最大となるように予め設定しているので、データ長が固定されたデータ送信を効率良く行うことができ、ひいてはコイン電池Ｂの電力を無駄なく利用できる。
Here, the data length of data that can be transmitted from the
更に、子機３における生体データはリングバッファメモリに格納され、所定数を超える数の生体データが保存されることはないため、仮に所定タイミング（前回の送信から４分後のタイミング）におけるデータ送信に失敗しても、一回のデータ送信処理（図７のＳ１０）にて所定数を超える数の生体データ（例えば５セット分の生体データ）が送信されることがなく、上述したような効率の良いデータ送信を確実に行うことができる。なお、このようなデータ送信の失敗が生じた場合には、１又は複数セット分の生体データがサーバ５へ送信されずに消去されることになるが、このようにして生じる生体データの抜けは全体から見れば僅かであるため問題とならない。
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る生体情報収集システムについて説明する。本実施形態に係る生体情報収集システムは、上述した第１実施形態に係る生体情報収集システムとほぼ同一であるが、図１０に示す様に、子機３で実行される測定処理では、ステップＳ２４で肯定判断されると閾値変更処理（Ｓ５０）が実行される点で異なる。
Further, since the biometric data in the
[Second Embodiment]
Next, a biological information collecting system according to the second embodiment of the present invention will be described. The biological information collection system according to the present embodiment is almost the same as the biological information collection system according to the first embodiment described above. However, as shown in FIG. If the determination is affirmative, the threshold value changing process (S50) is executed.
この閾値変更処理は、所定条件が満たされた場合に、モデル生体Ｓの立ち上がり動作の有無を判定する際の閾値を変更するものである。本実施形態においては、モデル生体Ｓが水平方向への移動も立ち上がり動作もしない状態が所定時間続くことを所定条件とし、この所定条件が満たされた場合には、閾値の値を当初の値よりも小さく設定する。例えば、薬物試験などにおいては、モデル生体Ｓの活動量が徐々に低下していき、生存しているにも拘わらず水平方向への移動も立ち上がり動作もしない状態となる場合がある。このような場合、上記実施形態においては、検出される移動距離及び立ち上がり動作回数は共にゼロとなり、生存しているか否かの判断が付きにくくなる。しかしながら、本実施形態では、所定条件が満たされた場合には、当初の閾値よりも低い第２の閾値へ変更することにより、モデル生体Ｓの僅かな動きを検出し、これをモデル生体Ｓが生存しているか否かの判断材料とすることができる。 This threshold value changing process is to change the threshold value when determining whether or not the model living body S is standing up when a predetermined condition is satisfied. In the present embodiment, the predetermined condition is that the model living body S does not move in the horizontal direction and does not stand up for a predetermined time, and when this predetermined condition is satisfied, the threshold value is set from the initial value. Also set a smaller value. For example, in a drug test or the like, the amount of activity of the model living body S gradually decreases, and it may be in a state where it does not move in the horizontal direction and does not stand up despite being alive. In such a case, in the above-described embodiment, the detected movement distance and the number of rising motions are both zero, and it is difficult to determine whether or not it is alive. However, in this embodiment, when a predetermined condition is satisfied, a slight movement of the model living body S is detected by changing to a second threshold value that is lower than the initial threshold value. It can be used as a material for determining whether or not the object is alive.
図１０のＳ５０で実行される閾値変更処理について、図１１に示すフローチャートを参照して説明する。この閾値変更処理では、まず現在の閾値が第２の閾値か否かを判定する（Ｓ５１）。現在の閾値が既に第２の閾値に設定されている場合には（Ｓ５２：ＹＥＳ）、そのまま閾値変更処理を終了する。一方、現在の閾値が第２の閾値でない場合には（Ｓ５１：ＮＯ）、現在の閾値は当初の閾値（第１の閾値：第１所定距離）であることを意味し、移動距離Ｄが０であるか否かを判定する（Ｓ５２）。移動距離Ｄが０であれば（Ｓ５２：ＹＥＳ）、立ち上がり動作カウンタｉの値が０か否かを判定する（Ｓ５３）。立ち上がり動作カウンタｉの値が０であれば（Ｓ５３：ＹＥＳ）、閾値変更カウンタｍの値が所定値ｎを超えたか否かを判定する（Ｓ５４）。所定値ｎを超えていない場合には（Ｓ５４：ＮＯ）、閾値変更カウンタｍの値に１を加算して（Ｓ５６）、閾値変更処理を終了する。一方、所定値ｎを超えた場合には（Ｓ５４：ＹＥＳ）、所定条件が満たされたこと（即ち、モデル生体Ｓが水平方向への移動も立ち上がり動作もしない期間が所定時間を超えたこと）を意味し、閾値を第２の閾値（第２所定距離）へ変更すると共に、閾値の変更をサーバ５へ報告し（Ｓ５５）、閾値変更処理を終了する。閾値の変更をサーバ５へ報告することにより、サーバ５側では、子機３から送られてくる判定データが、立ち上がり動作回数を示すものであるか、あるいは第２の閾値に基づくモデル生体Ｓの僅かな動きの回数を示すものであるかを認識することができる。
The threshold value changing process executed in S50 of FIG. 10 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In this threshold value changing process, it is first determined whether or not the current threshold value is the second threshold value (S51). If the current threshold value is already set to the second threshold value (S52: YES), the threshold value changing process is terminated as it is. On the other hand, when the current threshold value is not the second threshold value (S51: NO), it means that the current threshold value is the initial threshold value (first threshold value: first predetermined distance), and the moving distance D is 0. It is determined whether or not (S52). If the movement distance D is 0 (S52: YES), it is determined whether or not the value of the rising motion counter i is 0 (S53). If the value of the rising operation counter i is 0 (S53: YES), it is determined whether or not the value of the threshold change counter m exceeds a predetermined value n (S54). If the predetermined value n is not exceeded (S54: NO), 1 is added to the value of the threshold value change counter m (S56), and the threshold value changing process is terminated. On the other hand, when the predetermined value n is exceeded (S54: YES), the predetermined condition is satisfied (that is, the period during which the model living body S does not move in the horizontal direction and does not stand up exceeds the predetermined time). The threshold value is changed to the second threshold value (second predetermined distance), and the change of the threshold value is reported to the server 5 (S55), and the threshold value changing process is terminated. By reporting the change of the threshold value to the server 5, on the server 5 side, the determination data sent from the
一方、Ｓ５２において移動距離Ｄが０でない（Ｓ５２：ＮＯ）、或いはＳ５３において立ち上がり動作カウンタｉの値が０なければ（Ｓ５３：ＮＯ）、閾値変更カウンタｍの値を０にセットし（Ｓ５７）、閾値変更処理を終了する。 On the other hand, if the movement distance D is not 0 in S52 (S52: NO), or if the value of the rising motion counter i is not 0 in S53 (S53: NO), the value of the threshold change counter m is set to 0 (S57), The threshold value changing process is terminated.
なお、閾値を変更するか否かの判断基準となる所定時間は、少なくともモデル生体Ｓの平均睡眠時間を超える必要があり、平均睡眠時間に個体差を考慮した値を加算した時間とすることが好ましい。また、生体情報管理画面Ｄに他の領域（図示せず）を設け、ここに閾値変更後の判定データを示すようにしてもよい。 It should be noted that the predetermined time serving as a criterion for determining whether or not to change the threshold needs to exceed at least the average sleep time of the model living body S, and may be a time obtained by adding a value considering individual differences to the average sleep time. preferable. Further, another area (not shown) may be provided on the biological information management screen D, and the determination data after the threshold value change may be shown here.
本実施形態においては、モデル生体Ｓが水平方向への移動も立ち上がり動作もしない期間が所定時間を超えたか否かを子機３の制御手段３６１により判定する構成としたが、例えば、子機３からの生体データに基づいてサーバ５（サーバ５の制御手段５２１）がこれを判定する構成としてもよい。この場合には、サーバ５によりモデル生体Ｓが水平方向への移動も立ち上がり動作もしない期間が所定時間を超えたと判定された場合には、サーバ５は閾値変更信号を親機４を介して子機３へ送信し、子機３は、サーバ５からの閾値変更信号を受信した場合には、所定条件が満たされたとして、閾値を第２の閾値へ変更すればよい。
In the present embodiment, the
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る生体情報収集システムについて説明する。なお、上述した第１及び第２実施形態に係る生体情報収集システムと実質同一の構成には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
[Third Embodiment]
Next, a biological information collecting system according to the third embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure substantially the same as the biometric information collection system which concerns on 1st and 2nd embodiment mentioned above, and detailed description is abbreviate | omitted.
本実施形態に係る生体情報収集システムは、子機３及び親機４に代えて、図１２に示す子機３Ａ及び親機４Ａを備える。
The biological information collection system according to the present embodiment includes a slave unit 3A and a
子機３Ａは、電池を内蔵しない所謂パッシブタイプの非接触ＩＣタグと同様に構成され、ケーシング３１（図２）と、通信接続部３３Ａと、温度センサ３４と、制御部３６と、を備える。通信接続部３３Ａは、非接触受電手段として機能し、アンテナ部３３１と、電源部３３２と、送信制御部３３３と、受信制御部３３４を備える。
The subunit | mobile_unit 3A is comprised similarly to what is called a passive type non-contact IC tag which does not incorporate a battery, and is provided with the casing 31 (FIG. 2), the communication connection part 33A, the
アンテナ部３３１は、コイルとコンデンサからなる並列共振回路で構成され、２次コイルとして作用し、コイルに誘起された交流電圧を電源部３３２に伝送する。電源部３３２は、アンテナ部３３１から受信した電圧を整流して、子機３Ａの各部に電源電圧を供給する。送信制御部３３３は、制御部３６から入力された送信データに基づきアンテナ部３３１における磁界を負荷変調し、これによって、アンテナ部３３１を介して親機４Ａへデータを送信する。受信制御部３３４は、アンテナ部３３１にて受信したデータを復号処理して制御部３６へ出力する。
The
親機４Ａは、電磁誘導方式で子機３Ａへ非接触給電すると共に子機３Ａからデータを受信し、子機３Ａから受信したデータをサーバ５へ転送する非接触電力伝送装置として構成されている。より具体的に、親機４Ａは、制御部４１と、第１通信接続部４２Ａと、第２通信接続部４３と、を備え、第１通信接続部４２Ａは、アンテナ部４２１と、送信制御部４２２と、受信制御部４２３と、を備える。送信制御部４２２は、所定周波数の搬送波（例えば１３．５６ＭＨｚ）を発生させてアンテナ部４２１に印加する。
The
アンテナ部４２１は、ケージ２の内部又はその近傍位置に配設され、例えば子機３Ａが装着されたモデル生体Ｓがケージ２内の所定領域内に位置すると、アンテナ部４２１と子機３Ａとの距離が所定の給電距離（例えば２５ｍｍ）以内となるようにされている。アンテナ部４２１は、コイルとコンデンサからなる並列共振回路で構成され、１次コイルとして作用し、送信制御部４２２から出力される搬送波に応じた交流電界を発生させる。受信制御部４２３はアンテナ部４２１にて受信したデータを復号処理して制御部４１へ出力する。
The
このように構成された生体情報収集システムでは、親機４Ａのアンテナ部４２１で発生された交流電界による磁気結合の結果、子機３Ａ側のアンテナ部３３１に起電力が誘起され、これにより親機４Ａから子機３Ａへ非接触給電がなされる。一方、モデル生体Ｓ（モデル生体Ｓに装着された子機３Ａ）が親機４Ａによる給電範囲（例えば、アンテナ部４２１から半径２５ｍｍの領域）から外れると、親機４Ａのアンテナ部４２１から子機３Ａ（アンテナ部３３１Ａ）までの距離が給電範囲から外れ、この場合には親機４Ａから子機３Ａへの給電が中断される。
In the biological information collecting system configured as described above, an electromotive force is induced in the
次に、子機３の制御手段３６１により実行される生体データ検出送信処理について図１３のフローチャートを参照して説明する。この生体データ検出送信処理は、予め子機３Ａの記憶手段３６２に格納されているプログラムに基づき実行される。
Next, biometric data detection and transmission processing executed by the
生体データ検出送信処理は、モデル生体Ｓが親機４Ａによる給電範囲に入り、子機３Ａが親機４Ａからの給電を受けると自動的に開始され、給電が中断すると中断される。この生体データ検出送信処理では、制御手段３６１は先ず、温度センサ３４からのセンサ値を取得し（Ｓ６１）、取得したセンサ値に基づきモデル生体Ｓの体温を算出する（Ｓ６２）。そして、Ｓ６２で算出した体温を生体データとして、予め割り当てられている識別コードに添付して親機４Ａへ送信する（Ｓ６３）。所定時間（例えば１分間）待機し（Ｓ６４）、Ｓ６１へ戻り、上記処理を繰り返す。
The biometric data detection transmission process is automatically started when the model living body S enters the power supply range of the
このようにして親機４Ａへ送信された生体データはサーバ５へ転送され、サーバ５の記憶手段５２２における所定領域に格納される。
The biometric data transmitted to the
このように、子機３Ａは、親機４Ａからの給電を受けて生体データの検出を行うと共に、親機４Ａからの給電に重畳させて生体データを親機４Ａへ送信するので、子機３Ａに電池を搭載させる必要がなく、子機３Ａ全体の重量及び大きさを最小限にでき、モデル生体Ｓへの負担を軽減できる。
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る生体情報収集システムについて説明する。なお、上述した第１〜第３実施形態に係る生体情報収集システムと実質同一の構成には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
As described above, the slave unit 3A receives the power supply from the
[Fourth Embodiment]
Next, a biological information collecting system according to the fourth embodiment of the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure substantially the same as the biometric information collection system which concerns on 1st-3rd embodiment mentioned above, and detailed description is abbreviate | omitted.
本実施形態に係る生体情報収集システムは、子機３，３Ａに代えて図１４に示す子機３Ｂを備え、また上述したサーバ５及び親機４Ａを備える。
The biological information collection system according to the present embodiment includes a
子機３Ｂは、電池を備えた所謂セミアクティブタイプの非接触ＩＣタグと同様に構成されている。より具体的に、子機３Ｂは、ケーシング３１（図２）と、電源回路部３２と、通信接続部３３Ａと、温度センサ３４と、３軸加速度センサ３５と、制御部３６と、を備え、またケーシング３１にはコイン電池Ｂが収容される。
The subunit | mobile_unit 3B is comprised similarly to what is called a semi-active type non-contact IC tag provided with the battery. More specifically, the
本実施形態においては、温度センサ３４、３軸加速度センサ３５、及び制御部３６は、コイン電池Ｂからの電力供給を受けて作動し、通信接続部３３Ａは親機４Ａから供給された電力により作動する。よって、電力消費の大きい親機４Ａとの通信は、親機４Ａから供給された電力を用いて行い、コイン電池Ｂの電力消費量を抑制する。
In the present embodiment, the
本実施形態における子機３Ｂでは、上述した測定処理（図８）が実行される他、上述したメイン処理（図７）に代えて、図１５に示すメイン処理が実行される。これらの各種処理は、記憶手段３６２に予め記憶されている各種制御プログラムに基づき制御手段３６１により実行される。
In the subunit |
図１５を参照して、このメイン処理では、制御手段３６１はまず初期設定を行い（Ｓ７１）、子機３Ｂの現在のモードが設定モードか否かを判定する（Ｓ７２）。現在のモードが設定モードであれば（Ｓ７２：ＹＥＳ）、オフセット信号を受信したか否かを判定する（Ｓ７３）。オフセット信号を受信した場合には（Ｓ７３：ＹＥＳ）、上述したオフセット処理を行い（Ｓ７４）、次に測定開始信号を受信したか判定する（Ｓ７５）。測定開始信号を受信した場合には（Ｓ７５：ＹＥＳ）、子機３Ｂのモードを測定モードへ変更し（Ｓ７６）、Ｓ７２へ戻る。一方、Ｓ７３にて一定時間（例えば３０秒）待機してもオフセット信号を受信しない場合には（Ｓ７３：ＮＯ）、そのままＳ７５へ移行し、またＳ７５にて一定時間（例えば３０秒）待機しても測定開始信号を受信しない場合には（Ｓ７５：ＮＯ）、Ｓ７３へ戻る。
Referring to FIG. 15, in this main process, control means 361 first performs an initial setting (S71), and determines whether or not the current mode of
Ｓ７２にて、現在のモードが設定モードでない場合には（Ｓ７２：ＮＯ）、現在のモードは測定モードであるので、親機４Ａからの給電中か否かを判定する（Ｓ７７）。給電中であれば（Ｓ７７：ＹＥＳ）、データ送信要求があるか否かを判定する（Ｓ７８）。データ送信要求がある場合には（Ｓ７８：ＹＥＳ）、記憶手段３６２に記憶されている生体データを識別コードに添付して、通信接続部３３Ｂを介して親機４Ａへ送信する（Ｓ７９）。そして、送信間隔カウンタＫをリセットして（Ｓ８０）、Ｓ７２へ戻る。一方、Ｓ７７にて給電中でないと判定した場合（Ｓ７７：ＮＯ）、或いはＳ７８にてデータ送信要求がないと判定した場合には（Ｓ７８：ＮＯ）、そのままＳ７２へ戻る。
In S72, when the current mode is not the setting mode (S72: NO), since the current mode is the measurement mode, it is determined whether power is being supplied from the
このように構成された生体情報収集システムでは、使用者はまず、子機３Ｂを対応のモデル生体Ｓの背中に所要の通りに埋め込んで装着させる。次に、モデル生体Ｓを所定領域内に配置し、親機４Ａと子機３Ｂの間における通信（給電）を確立させると共に、モデル生体Ｓを基本姿勢に維持し、この状態でオフセットボタンＢ１（図６）をクリックする。すると、子機３Ｂではオフセット処理が実行される（Ｓ７３：ＹＥＳ、Ｓ７４）。次に測定開始ボタンＢ２（図６）をクリックすると、子機３Ｂは測定モードへ切り替わり（Ｓ７５：ＹＥＳ、Ｓ７６）、モデル生体Ｓの生体データの検出が開始される。
In the biological information collecting system configured as described above, the user first embeds and attaches the
このように、子機３Ｂにおける生体データの送信は、親機４Ａから給電があるまで実行されず、子機３Ｂが親機４Ａからの給電を受けると、子機３Ｂは親機４Ａからの給電に重畳させて生体データを親機４Ａへ送信する。よって、コイン電池Ｂの電力消費量を大幅に抑えることができ、コイン電池Ｂひいては子機３Ｂの寿命を長くできる。また、温度センサ３４、３軸加速度センサ３５、及び制御部３６は、コイン電池Ｂからの電力供給を受けて作動するので、親機４Ａからの給電が中断された場合であっても、継続して生体データを検出することができる。
As described above, the transmission of the biometric data in the
［実施例］
第１実施形態に係る生体情報収集システム１を用いて、次の条件で生体データを収集した。コイン電池Ｂにはパナソニック株式会社製のＣＲ１２２５を用いた。コイン電池Ｂを含む子機３全体の重さは１．２ｇであった。また、ケーシング３１の寸法は縦約２３．０ｍｍ×横約１３．０ｍｍ×厚さ約２．８ｍｍとした。モデル生体Ｓとしてマウスを用い、このマウスの体長（尾を除く）は約７０ｍｍ、体重は２５ｇであった。子機３はマウスの背中部分に埋め込んだ。生体データの格納時間間隔（第１所定時間）を１分間とし、生体データの送信時間間隔（第２所定時間）を４分間とした。その結果、１２０時間に亘って子機３から生体データを継続的に取得することができた。
[Example]
Using the biological
以上、本発明の実施形態に係る生体情報収集システムについて添付の図面を参照して説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されず、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。 The biological information collection system according to the embodiment of the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications and corrections can be made without departing from the scope of the present invention. Is possible.
例えば、第４実施形態においても、第２実施形態における閾値変更処理を実行してもよい。また、上記実施形態においては、測定開始ボタンＢ２がクリックされるとサーバ５から測定開始信号が送信される構成としたが、サーバ５側にて測定開始予約時刻を設定しておき、測定開始予約時刻到達時に測定開始信号を送信するように構成しても良く、或いは測定開始ボタンＢ２がクリックされてから所定時間経過後に測定開始信号を送信する構成としてもよい。 For example, also in the fourth embodiment, the threshold value changing process in the second embodiment may be executed. In the above embodiment, the measurement start signal is transmitted from the server 5 when the measurement start button B2 is clicked. However, the measurement start reservation time is set on the server 5 side, and the measurement start reservation is performed. The measurement start signal may be transmitted when the time arrives, or the measurement start signal may be transmitted after a predetermined time has elapsed since the measurement start button B2 was clicked.
第４実施形態においては、測定処理におけるＳ２８（図８）及びメイン処理におけるＳ８０の処理を省略し、生体データが格納される度にデータ送信要求を出力する構成としてもよい。第４実施形態においては、生体データの送信に係る電力は親機４Ａから供給されるため、このように構成してもコイン電池Ｂの寿命は変わらない。
In the fourth embodiment, the process of S28 (FIG. 8) in the measurement process and S80 in the main process may be omitted, and a data transmission request may be output every time biometric data is stored. In the fourth embodiment, since the power related to the transmission of the biometric data is supplied from the
上記実施形態においては、モデル生体Ｓの立ち上がり動作回数を示すデータ（判定データ）を子機３，３Ｂから出力したが、判定データはモデル生体Ｓが単に立ち上がり動作を行ったか否か（即ち、３軸加速度センサ３５が垂直方向に所定距離を超えて移動したか否か）を示すものであってもよい。
In the above-described embodiment, data (determination data) indicating the number of rising motions of the model living body S is output from the
更に、上記実施形態においては、測定処理は５０ｍｓ経過毎に実行したが、測定処理の実行間隔はこれに限定されず、例えば図６に示す生体情報管理画面Ｄにおいて使用者が任意に設定できる構成としてもよい。同様に、生体データの送信時間間隔も、生体情報管理画面Ｄにおいて使用者が任意に設定できる構成としてもよい。 Furthermore, in the above-described embodiment, the measurement process is executed every 50 ms, but the execution interval of the measurement process is not limited to this. For example, the configuration can be arbitrarily set by the user on the biological information management screen D shown in FIG. It is good. Similarly, the transmission time interval of the biometric data may be configured so that the user can arbitrarily set the biometric information management screen D.
上記実施形態においては、マウスをモデル生体Ｓとして用いたが、モデル生体Ｓはマウスに限定されず、ラット等の他の生体を用いることが可能であるのは言うまでもない。 In the above embodiment, the mouse is used as the model living body S, but the model living body S is not limited to the mouse, and it is needless to say that other living bodies such as rats can be used.
１ 生体情報収集システム
２ ケージ
３，３Ａ，３Ｂ 子機
４，４Ｂ 親機
５ サーバ
３１ ケーシング
３４ 温度センサ
３５ ３軸加速度センサ
Ｂ コイン電池
Ｓ モデル生体
DESCRIPTION OF
Claims (10)
センサと、前記センサからのセンサ値に基づき前記生体の生体データを生成する生体データ生成手段と、前記生体データ生成手段を収容保持するケーシングと、前記生体データを外部装置へ無線で送信する送信手段と、を備え、
前記センサ及び前記生体データ生成手段は、前記ケーシングに収容された電池からの電力供給を受けて作動することを特徴とする生体情報収集装置。 A biological information collecting device used by being embedded in a living body,
A sensor, a biological data generating means for generating biological data of the living body based on a sensor value from the sensor, a casing for housing and holding the biological data generating means, and a transmitting means for wirelessly transmitting the biological data to an external device And comprising
The biometric information collecting apparatus, wherein the sensor and the biometric data generation means operate upon receiving power supply from a battery housed in the casing.
前記生体データ生成手段は、前記３軸加速度センサからのセンサ値に基づき、前記移動距離データと前記判定データとを生成することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の生体情報収集装置。 The sensor includes a three-axis acceleration sensor, and the biological data includes movement distance data indicating a movement distance of the living body in the horizontal direction, and the three-axis acceleration sensor exceeds a first predetermined distance in the vertical direction. And determination data indicating whether or not it has moved,
The biological information collection according to claim 1, wherein the biological data generation unit generates the moving distance data and the determination data based on a sensor value from the triaxial acceleration sensor. apparatus.
前記生体データ生成手段は、前記３軸加速度センサからのセンサ値に基づき、前記生体が立ち上がり動作を行ったか否かを判定し、
前記生成データ生成手段は、前記３軸加速度センサが垂直方向へ第１所定距離を超えて移動した場合には、前記生体が立ち上がり動作を行ったと判定することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の生体情報収集装置。 The sensor includes a triaxial acceleration sensor,
The biological data generation means determines whether or not the biological body has started up based on a sensor value from the triaxial acceleration sensor,
5. The generation data generation unit according to claim 1, wherein the generation data generation unit determines that the living body has started up when the triaxial acceleration sensor has moved in a vertical direction beyond a first predetermined distance. The biological information collecting apparatus according to any one of the above.
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