JP3849152B2

JP3849152B2 - Biological signal detector

Info

Publication number: JP3849152B2
Application number: JP13335095A
Authority: JP
Inventors: 拓生嶋田; 美幸山内; 康裕梅景
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1995-05-31
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2021-11-22
Also published as: JPH08322804A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は寝具、椅子などの生活用品に装着し、無侵襲・無拘束に生体の脈拍数などの生体信号を測定する生体信号検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の生体信号検出装置は、小型電球や発光ダイオードによって耳たぶや指先のような抹消組織に光をあて、血液の干満に基づく透過光の変化をリュウ化カドミュウム素子やフォトトランジスタ等の光検出素子で検出して、脈拍数を測定する光電型の脈拍計や、生体の抹消に高周波電流を流し血液の干満に基づく生体電気インピーダンスの変化を検出して脈拍数を測定するインピーダンス型の脈拍計が実用化されている。さらにはこの脈拍計を腕時計の中に搭載したものもある（例えば特開平１−２４４７３５号公報、特開平１−２４９０３６号公報）。一方、生体の近傍に設置した導線間の静電容量の変化から低侵襲で呼吸、心電、体動などの生体信号を検出しようとするものもある（例えば特開平４−３４８７４１号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような構成では、生体信号検出装置は必ず生体に装着しなければならないので、測定対象となる生体に非常に煩わしいものとなっていた。また長時間その生体信号検出装置を装着し続けると発汗など生体の自然な代謝作用を損なう原因になる。さらに測定結果はその生体信号検出装置についている表示部で確認する構成なので、測定対象となる生体が測定を意識つまり起床している時しか有効でないという課題を有していた。生体信号検出装置のＯＮ、ＯＦＦ操作もその都度使用者本人が行わなければならなかった。
【０００４】
本発明はかかる従来の課題を解決するもので、測定対象となる生体に何のセンサも装着せず、この生体が無意識のうちに精度よく脈拍などの生体信号を測定することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の生体信号検出装置は、寝具、椅子などの生活用品に装着され生体から発生する振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段の出力信号から脈拍数を算出する脈拍数算出手段と、前記寝具、椅子などの生活用品に装着され圧力または重量を検知して生体の存在有無を判定する存在判定手段と、存在判定手段が不在の判定中は前記脈拍数算出手段の脈拍数の算出を禁止する算出禁止手段とを備えたものである。
【０００６】
また本発明の生体信号検出装置の算出禁止手段は、存在判定手段が生体の存在を判定した後、所定時間を超えるまで脈拍数算出手段の脈拍数の算出を禁止するものである。
【０００７】
また存在判定手段は、独立した複数の感圧スイッチをアレー状に配置したものである。
【０００８】
また存在判定手段は、所定数以上の感圧スイッチが圧力を検知すると生体の存在を判定するものである。
【０００９】
また、存在判定手段は、少なくとも所定間隔以上離れた２箇所の感圧スイッチが圧力を検知すると生体の存在を判定するものである。
【００１０】
また、振動検出手段の出力信号から体動レベルを算出する体動レベル算出手段を備え、算出禁止手段は、前記体動レベル算出手段の算出した体動レベルが所定範囲を逸脱すると、脈拍数算出手段による脈拍数の算出を禁止するものである。
【００１１】
また、振動検出手段の出力信号から体動の有無を判定する体動有無判定手段を備え、算出禁止手段は、存在判定手段により存在と判定され、かつ前記体動有無判定手段が体動なしから有りへと変化すると所定時間を超えるまで脈拍数の算出を禁止するものである。
【００１２】
また、振動検出手段の出力信号を帯域増幅する帯域増幅手段と、前記帯域増幅手段における信号通過周波数帯または信号増幅率を調節する調節手段とを備えたものである。
【００１３】
また、振動検出手段の出力信号を帯域増幅する帯域増幅手段と、過去の振動検出手段の出力信号から前記帯域増幅手段における信号通過周波数帯または信号増幅率を自動調節する学習制御手段とを備えたものである。
【００１４】
また振動検出手段の出力信号より体動に伴う雑音成分を除去する雑音除去フィルタとを備えたものである。
【００１５】
【作用】
本発明は上記構成によって、寝具、椅子などの生活用品に装着され生体から発生する振動を検出する振動検出手段によって、生体には無侵襲、無拘束、無意識のまま振動信号を検出して、振動信号から脈拍数を算出する。そして、前記寝具、椅子などの生活用品に装着され圧力または重量を検知して前記生体の存在有無を判定する存在判定手段を備えて不在の判定中、すなわち生体が当該生活用品の場所に存在しない場合に出力された脈拍数は、雑音としてキャンセルすることができる。また、日常生活をするだけで自動的に脈拍数のトレンドが把握できる。
【００１６】
また、算出禁止手段は、存在判定手段が生体の存在を判定した後、所定時間を超えるまで脈拍数算出手段の脈拍数の算出を禁止するので、測定対象となる生体が寝具、椅子などの生活用品に来た直後の脈拍数は算出しない。これは人が寝具や椅子に横たわったり、座る動作中ではまだ代謝が活発で安静状態になっていないし、体動に伴う雑音が信号に重畳することで誤った測定を回避することにつながる。つまり生体が同一状態を所定時間以上継続した場合に測定するので、安定した測定結果が得られる。
【００１７】
また存在判定手段は、独立した複数の感圧スイッチをアレー状に配置したので、これにより生体の存在を判定する。
【００１８】
また、所定数以上の感圧スイッチが圧力を検知して生体の存在を判定するので、想定した生体より小さな物体には感知しない構成となる。
【００１９】
また、少なくとも所定間隔以上離れた２箇所の感圧スイッチが圧力を検知して生体の存在を判定するので、想定した生体より小さな物体には感知しない構成となる。
【００２０】
さらに振動検出手段の出力信号から体動レベルを算出する体動レベル算出手段を備え、算出禁止手段は、前記体動レベル算出手段の算出した体動レベルが所定範囲を逸脱すると、脈拍数算出手段による脈拍数の算出を禁止するので、入離床、寝返りなどの動作時、発話中、あるいは咳やくしゃみ、しゃっくり、発作痙攣など大きな体動が生じている時の脈拍測定を禁止する。他方、想定している生体（人体など）より小さな振動発生源（猫などの小動物）しか寝具、椅子などの生活用品上に存在しない場合も脈拍測定を禁止する。
【００２１】
また、振動検出手段の出力信号から体動の有無を判定する体動有無判定手段を備え、算出禁止手段は、存在判定手段により存在と判定され、かつ前記体動有無判定手段が体動なしから有りへと変化すると所定時間を超えるまで脈拍数の算出を禁止するので、生体が寝具、椅子などの生活用品において安静状態を所定時間以上継続した場合に測定するようになり安定した測定結果が得られる。
【００２２】
また帯域増幅手段における信号通過周波数帯または信号増幅率を調節する調節手段を備えたので、使用者や使用環境に応じて精度よく脈拍測定できる。つまり心臓の拍動が弱い高齢者などの場合や振動検出手段の装着された生活用品と生体との間に振動を吸収する介在物（寝具や衣服）が多いには信号増幅率を上げることによって信号のＳ／Ｎ比を良好に保つことになる。またスポーツ選手など安静時の脈拍数が低い使用者（生体）に対しては、信号通過周波数帯をあらかじめ低めに調節しておくことで、脈拍成分の選択性を高めることができる。
【００２３】
また過去の振動検出手段の出力信号から帯域増幅手段における信号通過周波数帯または信号増幅率を自動調節する学習制御手段を備えたことにより、自動的に最適なパラメータに収束していくため使用者みずからの調整作業は不要になる。脈拍数や脈拍数の変動幅は個人によって異なることが知られているが、当該生活用品を使用する人が限られている場合、使用すればするほど脈拍測定精度も高まっていく。
【００２４】
また体動に伴う雑音成分を除去する雑音除去フィルタを備えたので、入離床、寝返りなどの動作時、発話中、あるいは咳やくしゃみ、しゃっくり、発作痙攣など突発性の大きな振動信号は脈拍数算出手段に入力されない。
【００２５】
【実施例】
以下本発明の第１の実施例を図１から図３を参照して説明する。図１において、１はベッドパッドなどの寝具に装着されベッド上の人体から発生する振動を検出する振動検出手段である。この振動検出手段１は同軸ケーブル状をした可撓性の圧電素子からなり、寝具内に埋設されている。振動検出手段１はベッドパッド上の振動加速度に応じて電圧を発生し、これを帯域増幅手段２に伝える。帯域増幅手段２はＦＥＴでインピーダンス変換後、例えば０．５Ｈｚ〜１０Ｈｚの振動周波数成分を６０ｄＢ増幅するアナログ電子回路で構成されている。この帯域増幅手段２は振動検出手段１の出力信号から脈拍数を算出するための波形整形（前処理）の機能を果たしている。３は帯域増幅手段２の出力信号からさらに脈波成分を抽出し積分回路を通した後、信号をＡ／Ｄ変換し１分間あたりの脈拍数をカウントする脈拍数算出手段である。４は脈拍数算出手段３での算出結果を表示する表示手段であり、さらに過去の脈拍数算出結果を記憶する記憶手段５及び記憶手段５に記憶された内容を印字する印字手段６が設けられている。７はベッド上の人体の存在有無を判定する存在判定手段である。８はこの存在判定手段７の判定結果が不在の場合、脈拍数算出手段３に対し脈拍数の算出を禁止する算出禁止手段である。ここで帯域増幅手段２は脈拍数算出のために振動検出手段１の出力信号を波形整形する前処理する機能を果たしている。測定対象となる人体（使用者）は、ベッドに就寝状態のまま表示手段４に表示される脈拍数算出結果を見てもよいし、記憶手段５に蓄積された過去の記憶内容を後から呼び出して見たり、印字手段６に印字して確認してもよい。
【００２６】
次に存在判定手段７の構成を図２に示す。図２において、７ａは１対の導電性ゴムからなる可撓性の平板型感圧スイッチであり、例えば８ｃｍ間隔に１０本を並列に寝具に埋設している。各感圧スイッチ７ａは独立に作動し、単位面積あたりに所定以上の圧力がかかればＯＮ（閉結）状態を、そうでなければＯＦＦ（開放）状態を保持する。７ｂは１０本の感圧スイッチのうちＯＮしているものの合計数を算出し、その数が例えば３本以上なら
１そうでなければ０を出力するスイッチＯＮ合計数判定手段である。また７ｃはＯＮしている感圧スイッチのうち最も離れているもの同志の距離を算出し、その距離が例えば３５ｃｍ相当以上離れていれば１そうでなければ０を出力するスイッチＯＮ２点間距離判定手段である。７ｄは論理積手段でありスイッチＯＮ合計数判定手段７ｂの出力及びスイッチＯＮ２点間距離判定手段７ｃの出力がともに１の場合に限り１を出力し、片方だけでも０の場合は０を出力する論理素子である。論理積手段７ｄの出力信号において、１は人体の存在を、０は人体の不在を意味する。
【００２７】
図３は寝具９の内部に振動検出手段１と感圧スイッチ７ａを埋設した様子を示した斜視図である。１０は振動検出手段１及び感圧スイッチ７ａと信号ケーブルで接続されたケースで、信号を処理／表示する。
【００２８】
上記構成において寝具９に装着された振動検出手段１の出力信号を用いることで、ベッド上の人体の脈拍数を本人には全く意識されないまま測定することができる。通常、使用者はベッド上で長時間就寝するので、睡眠中など安静時の脈拍数を容易かつ確実に測定することができる。特に存在判定手段７、算出禁止手段８を備えているので例えばベッドメーキング動作やペットなどの小動物によって測定対象とは異なる振動を検出しても存在判定手段７からの存在判定がなければ脈拍測定しないので、脈拍数の誤算出が低減される。存在判定手段７に１０本の平板型感圧スイッチを用い、ＯＮしているものの合計数や最大２点間距離に基づいて判定しているので、軽量の物体やたとえ重くても所定形状以下の小さな物体は不在と判定できる。存在判定手段７も振動検出手段１と同様、可撓性素子を寝具中に埋め込んでいるため可搬性に富み、設置も楽である。
【００２９】
ここで脈波算出手段３の構成として脈拍の数を単純にカウントするとしたが、Ａ／Ｄ変換後フーリエ変換解析（ＦＦＴ）や最大エントロピー法（ＭＥＭ）といった周波数解析手法を用いて脈波の基本周波数を計算するなど脈拍数を算出する信号処理の手段は本実施例に限定されない。生体信号の例として脈拍数を取り上げたが、脈波波形そのものであっても構わないし、呼吸、血圧、体温、筋電などでもよい。算出結果は表示するものとしたが、例えば屋内外の情報ネットワークと接続し、遠隔からの在宅医療、診断システムを構成してもよい。また測定対象となる生体は人体に限らない。振動検出手段１が装着される生活用品も寝具に限定されるものではない。
【００３０】
次に第２の実施例を図４を参照して説明する。図４において第１の実施例と同様の機能ブロックには同一番号を付与し、説明を省略する。１は振動検出手段であり、第１の実施例中図３に示したのと同様、寝具に埋設されているものとする。この振動検出手段１は、帯域増幅手段２に接続されるとともに第１の比較手段１１に接続されている。振動検出手段１は圧電素子１ａ及び加速度変換手段１ｂからなり寝具上の振動加速度を出力する。また基準加速度設定手段１２も第１の比較手段１１に接続され、手動で振動加速度の閾値を設定できるようになっている。第１の比較手段１１では基準加速度設定手段１２で設定された振動加速度を超える加速度が振動検出手段１から入力された場合に１をそうでなければ０を出力するものである。同様に寝具には重量検出手段１３が埋設され第２の比較手段１４に接続されている。重量検出手段１３は印可圧力に応じて抵抗値が変化する感圧抵抗素子１３ａ及び重量変換手段１３ｂからなり、寝具上の物体の重量を検出している。また基準重量設定手段１５も第２の比較手段１４に接続され、手動で重量の閾値を設定できるようになっている。第２の比較手段１４では基準重量設定手段１５で設定された重量を超える重量が重量検出手段１３から入力された場合に１をそうでなければ０を出力するものである。１６は論理積手段であり、第１の比較手段１１の出力及び第２の比較手段１４の出力がともに１の場合に限り１を出力し、片方だけでも０の場合は０を出力する論理素子である。論理積手段１６の出力信号において、１は人体の存在を、０は人体の不在を意味する。すなわち図４において振動検出手段１、第１の比較手段１１、基準加速度設定手段１２、重量検出手段１３、第２の比較手段１４、基準重量設定手段１５及び論理積手段１６によって寝具上の人体の存在有無を判定する存在判定手段を構成していることになる。
【００３１】
上記構成において振動検出手段１は脈拍算出と存在判定のために併用されているので、安価で簡単に脈拍の誤算出を防止できる。人体の存在判定は、寝具上の振動加速度と重量によって行っているため、所定の重量以上を有する振動発信源に対してのみ脈拍算出を実施する。しかも振動加速度や重量の閾値は手動で設定できるので使用対象者が限定される場合、より確実に存在判定ができる。
【００３２】
次に第３の実施例を図５、図６を参照して説明する。図５において第１の実施例と同様の機能ブロックには同一番号を付与し、説明を省略する。１７は、存在判定手段７及び算出禁止手段８に接続された存在継続タイマーであり、人体の存在継続時間を測定している。存在継続タイマー１７は、図６に示すように存在判定手段７の判定結果が不在から存在に変化しても所定時間ｔ１だけは、脈拍算出を禁止した後に許可する一方、存在から不在に変化した場合はすぐに脈拍算出を禁止する信号を出力する。
【００３３】
上記構成において、寝具上の人体が所定時間ｔ１以上継続して存在した後に脈拍数を算出するので、入床動作中の体動に伴う雑音による誤算出がなくなる。また入床直後の人体状態は、まだ代謝が活発で安静状態に落ちついていないこともあり所定時間ｔ１経過後に測定する方が、安定した測定結果が得られるという効果がある。
【００３４】
次に第４の実施例を図７、図８を参照して説明する。図７において第１の実施例と同様の機能ブロックには同一番号を付与し、説明を省略する。１８は、振動検出手段１及び算出禁止手段８に接続された体動レベル算出手段である。体動レベル算出手段１８は、振動検出手段１の出力である時系列アナログ信号を、振動の振幅（体動）レベルに応じて３段階に分別する。この３段階のうち中央の第２段階の領域にある場合のみ脈拍数の算出を許可する信号を出力するものである。つまり図８Ｒ＞８に示すように算出禁止手段８は、存在判定手段７の判定結果が存在でかつ体動レベル算出手段１８の算出結果が体動レベル２の場合にのみ脈拍数の算出を許可するようになる。
【００３５】
ここで体動レベル３とは入離床や寝返りなどの動作時、発話中、あるいは咳やくしゃみ、しゃっくり、発作痙攣など大きな体動が生じている場合であり、体動レベル１とは人体が安静に就寝している場合に体表面から生じる微小振動から得られる信号レベルを下回ることを意味している。つまり人体が寝具上で安静を保っている時にしか脈拍算出しないので、精度よく測定が行える効果がある。脈拍数算出手段３にはＡ／Ｄ変換器が備えられているが、入力信号がＡ／Ｄ変換器の持つ入力レンジを超える場合は、体動レベル算出手段１８での体動レベル１８の算出結果が体動レベル３に、また逆に入力信号がＡ／Ｄ変換器の分解能以下の信号である場合には体動レベル１になるので、体動レベル算出手段１８によって脈拍数の算出は禁止される。
【００３６】
上記構成において、人体が寝具上で安静状態にある場合に限り脈拍数を算出するので本人には無意識のまま安定した脈拍測定が可能となる。
【００３７】
次に第５の実施例を図９、図１０を参照して説明する。図９において第１の実施例と同様の機能ブロックには同一番号を付与し、説明を省略する。１９は、振動検出手段１の出力信号から体動の有無を判定する体動有無判定手段である。さらに無体動継続タイマー２０が体動有無判定手段１９と算出禁止手段８に接続され、所定体動の無い状態の継続時間を測定している。無体動継続タイマー２０は、図１０に示すように判定結果が所定体動なしからありに変化しても所定時間ｔ２だけは脈拍算出を禁止する一方、所定体動なしからありに変化した場合はすぐに脈拍算出を禁止する信号を出力する。算出禁止手段８は存在判定手段７の出力が存在でありかつ無体動継続タイマー２０の出力が所定体動なしのまま所定時間ｔ２経過した場合に限り算出許可を出す。
【００３８】
上記構成において、寝具上の人体が存在し、かつ所定体動のない状態が所定時間ｔ２以上継続した場合にのみ脈拍数を算出するので、常に安静状態に落ちついた人体の脈拍数を測定できる。
【００３９】
次に第６の実施例を図１１を参照して説明する。図１１において第１の実施例と同様の機能ブロックには同一番号を付与し、説明を省略する。２１は、帯域増幅手段２の信号変換特性を手動で調節する調節手段であり、信号通過周波数帯を調節する通過帯域調節部２１ａと信号幅増率を調節する利得調節部２１ｂとからなる。振動検出手段１の出力信号に含まれる脈拍信号は、個人や環境に応じて非常に異なる。振動検出手段１は人体内部の心活動、血流に伴う微小振動を検出する構成だが、得られる信号波形には個人差が大きい。一般に体格の大きな人、体重の重い人、健常者ほど大振幅の電圧信号になることが知られている。また着衣や寝具、ベッドのスプリング硬さなど、振動検出手段１と人体との間あるいは振動検出手段１と地面との間に介在する振動吸収物の多少、材質、形状によっても大きく左右される。また脈拍数自体にも個人差があり、頻脈傾向の人と徐脈傾向の人がいる。特にスポーツ選手には、安静時脈拍数が４０以下の人もいるといわれている。脈拍波形そのものも、立ち上がり速度の速い（すなわち１回拍出量の大きな）跳躍脈や左心室の流出路に閉塞のある時の遅脈など個人によっていくつものパターンがある。そこで心臓の拍動が弱い高齢者や振動検出手段１の装着された寝具と人体との間に振動吸収物が多い場合には利得調節部２１ｂで信号増幅率を上げることによって信号のＳ／Ｎ比を良好に保つことができる。また通過帯域調節部２１ａによって、安静時脈拍数が低い使用者には信号通過周波数帯をあらかじめ低めに調節したり、跳躍脈傾向者の場合には高い周波数成分の信号を通過させるよう調節しておくことで、脈拍成分の選択性を高めることができる。
【００４０】
上記構成において信号通過周波数帯及び信号増幅率を手動調節する調節手段２１であらかじめ調節しておくことで、使用者や使用環境に応じて振動検出手段１の出力から必要な脈拍信号を精度よく抽出し、精度な脈拍測定ができる。
【００４１】
次に第７の実施例を図１２を参照して説明する。図１２において第１の実施例と同様の機能ブロックには同一番号を付与し、説明を省略する。２２は体動に伴う雑音成分を除去する雑音除去フィルタで適応相関フィルタからなる。入離床や寝返りなど大体動に伴う突発性信号を除去するものである。雑音除去フィルタは帯域増幅手段２と脈拍数算出手段３との間に挿入され、人体の入離床、寝返りなどの動作をはじめ発話、咳やくしゃみ、しゃっくり、発作痙攣など突発性の大きな信号が脈拍数算出手段３に入力するを阻止している。２３は振動検出手段１の出力から帯域増幅手段２における信号通過周波数帯及び信号増幅率を自動調節させる学習制御手段である。学習制御手段２３は振動検出手段１に接続され、時系列データを蓄積する信号蓄積部２３ａ、学習によって信号通過させるべき周波数帯域を自動調節する通過帯域調節部２３ｂ及び学習によって信号増幅率を自動調節する利得調節部２３ｃとからなる。通過帯域調節部２３ｂ、利得調節部２３ｃは例えばリカレント型のニューラルネットワークを備えている。通過帯域調節部２３ｂは過去入力、蓄積された信号パターンに近い波形の基本周期の近傍ほどよく通過させる教師なし学習機構を備えている。一方利得調節部２３ｃは周期性、継続性ある信号パターンの波形が、帯域増幅手段２における増幅回路で出力飽和しない程度に増幅できる信号増幅率を決定している。学習制御手段２３から帯域増幅手段２に対するパラメータの微調節は常時行われており、振動検出手段１から周期性、継続性のある似た波形が出力されるほどその信号の基本周期（すなわち脈拍周期）信号を通過させやすくなる。
【００４２】
上記構成において体動に伴う雑音成分を除去する雑音除去フィルタ２２を備えたので脈拍測定精度が向上する。さらに過去の振動検出手段の出力履歴から帯域増幅手段２における信号通過周波数帯及び信号増幅率を自動調節する学習制御手段２３を備えたことにより、使用者みずからの調整作業は不要になる。脈拍数や脈拍数の変動幅、脈拍波形パターンは個人によって異なることが知られているが、当該生活用品を使用する人が限られている場合、使用すればするほど脈拍測定精度も高まっていくという効果もある。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明の監視装置によれば、次の効果が得られる。存在判定手段が不在の判定中は脈拍数の算出を禁止する算出禁止手段を設けているので、生体にとっては無意識のまま、自動的に生体信号が検出できる。生体そのものにセンサを取り付ける手間や煩わしさが全く不要であり、日常生活を営むままで生体信号を得ることができる。特に生体の存在有無を判定する存在判定手段を備えているので、生体不在時の誤検出を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における生体信号検出装置のブロック図
【図２】同実施例における存在判定手段のブロック図
【図３】同実施例における寝具の斜視図
【図４】本発明の第２の実施例における生体信号検出装置のブロック図
【図５】本発明の第３の実施例における生体信号検出装置のブロック図
【図６】同実施例における存在継続タイマーの動作を説明したタイムチャート
【図７】本発明の第４の実施例における生体信号検出装置のブロック図
【図８】同実施例における体動レベル算出手段の動作を説明したタイムチャート
【図９】本発明の第５の実施例における生体信号検出装置のブロック図
【図１０】同実施例における無体同継続タイマーの動作を説明したタイムチャート
【図１１】本発明の第６の実施例における生体信号検出装置のブロック図
【図１２】本発明の第７の実施例における生体信号検出装置のブロック図
【符号の説明】
１振動検出手段
２帯域増幅手段
３脈拍数算出手段
７存在判定手段
８算出禁止
９設定手段[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a biological signal detection apparatus that is mounted on a household item such as a bedding or a chair and measures a biological signal such as a pulse rate of a living body in a non-invasive and unconstrained manner.
[0002]
[Prior art]
Conventional biological signal detection devices of this type use light bulbs or light-emitting diodes to illuminate peripheral tissues such as ear lobes and fingertips, and change the transmitted light based on blood tidal light such as cadmium oxide elements and phototransistors. A photoelectric pulse meter that detects the pulse rate by detecting it with a detection element, or an impedance type pulse that measures the pulse rate by detecting a change in bioelectrical impedance based on blood depletion by passing a high-frequency current through the body's extinction The meter is put into practical use. Further, there are those in which this pulse meter is mounted in a wristwatch (for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 1-224435 and 1-249036). On the other hand, there is one that attempts to detect biological signals such as respiration, electrocardiogram, and body movement with minimal invasiveness from changes in capacitance between conductors installed in the vicinity of the living body (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-34841).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the configuration as described above, the biological signal detection device must be attached to the living body, which is very troublesome for the living body to be measured. Also, if the biological signal detection device is worn for a long time, the natural metabolic action of the living body such as perspiration may be impaired. Further, since the measurement result is confirmed by the display unit attached to the biological signal detection device, there is a problem that the measurement result is effective only when the living body to be measured is conscious of measurement, that is, when getting up. The user himself had to perform the ON / OFF operation of the biological signal detection device each time.
[0004]
An object of the present invention is to solve such a conventional problem, and it is an object of the present invention to measure a biological signal such as a pulse accurately and unconsciously without attaching any sensor to the living body to be measured.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a biological signal detection apparatus according to the present invention includes a vibration detection unit that detects vibration generated from a living body that is worn on a daily item such as bedding and a chair, and a pulse rate from an output signal of the vibration detection unit. A pulse rate calculating means for calculating; a presence determining means for detecting the presence or absence of a living body by detecting pressure or weight, which is worn on a household item such as the bedding, a chair; and the pulse rate while the presence determining means is determined to be absent And a calculation prohibiting unit that prohibits the calculation unit from calculating the pulse rate.
[0006]
The calculation prohibiting means of the biological signal detecting apparatus of the present invention prohibits the pulse rate calculating means from calculating the pulse rate until the predetermined time has elapsed after the presence determining means determines the presence of the living body.
[0007]
The presence determination means is a plurality of independent pressure sensitive switches arranged in an array.
[0008]
The presence determination means determines the presence of a living body when a predetermined number or more of pressure sensitive switches detect pressure.
[0009]
The presence determination means determines the presence of a living body when pressure is detected by at least two pressure sensitive switches separated by a predetermined interval or more.
[0010]
In addition, a body movement level calculation unit that calculates a body movement level from an output signal of the vibration detection unit is provided, and the calculation prohibition unit calculates a pulse rate when the body movement level calculated by the body movement level calculation unit deviates from a predetermined range. The calculation of the pulse rate by means is prohibited.
[0011]
In addition, a body movement presence / absence determination unit that determines presence / absence of body movement from an output signal of the vibration detection unit is provided, and the calculation prohibition unit is determined to be present by the presence determination unit, and the body movement presence / absence determination unit is determined to have no body movement. If it changes to “Yes”, the calculation of the pulse rate is prohibited until a predetermined time is exceeded.
[0012]
In addition, the apparatus includes band amplifying means for amplifying the output signal of the vibration detecting means, and adjusting means for adjusting the signal passing frequency band or the signal amplification factor in the band amplifying means.
[0013]
Further, the apparatus includes a band amplifying unit that amplifies the output signal of the vibration detecting unit, and a learning control unit that automatically adjusts a signal passing frequency band or a signal amplification factor in the band amplifying unit from the output signal of the past vibration detecting unit. Is.
[0014]
In addition, the apparatus includes a noise removal filter that removes a noise component associated with body movement from the output signal of the vibration detection means.
[0015]
[Action]
According to the present invention, the vibration detection means for detecting vibration generated from the living body, which is attached to daily items such as bedding and chairs, detects a vibration signal while being non-invasive, unconstrained, and unconscious to the living body. The pulse rate is calculated from the signal. And it is equipped with presence determining means for detecting the presence or absence of the living body by detecting the pressure or weight by being attached to the daily items such as bedding and chairs, that is, the living body is not present at the place of the living article The pulse rate output in this case can be canceled as noise. In addition, it is possible to automatically grasp the trend of the pulse rate just by performing daily life.
[0016]
The calculation prohibition means prohibits the calculation of the pulse rate of the pulse rate calculation means until the predetermined time has elapsed after the presence determination means determines the presence of the living body. The pulse rate immediately after coming to the product is not calculated. This is because a person is lying on a bedding or a chair or sitting, and the metabolism is still active and the patient is not in a resting state, and noise associated with body movement is superimposed on the signal to avoid erroneous measurement. That is, since the measurement is performed when the living body continues in the same state for a predetermined time or more, a stable measurement result can be obtained.
[0017]
Moreover, since the presence determination means has arrange | positioned the several independent pressure sensitive switch in the array form, it determines presence of a biological body by this.
[0018]
In addition, since a predetermined number or more of pressure sensitive switches detect pressure and determine the presence of a living body, an object smaller than the assumed living body is not detected.
[0019]
In addition, since the two pressure sensitive switches separated by at least a predetermined interval detect the pressure and determine the presence of the living body, an object smaller than the assumed living body is not detected.
[0020]
Furthermore, a body movement level calculation unit that calculates a body movement level from an output signal of the vibration detection unit is provided, and the calculation prohibiting unit is configured to calculate a pulse rate when the body movement level calculated by the body movement level calculation unit deviates from a predetermined range. Since the calculation of the pulse rate is prohibited, it is prohibited to measure the pulse when moving in and out of bed, turning over, during speech, or when large body movements such as coughing, sneezing, hiccups, seizures occur. On the other hand, even when a vibration source (small animal such as a cat) smaller than an assumed living body (such as a human body) is present on daily items such as bedding and a chair, pulse measurement is prohibited.
[0021]
In addition, a body movement presence / absence determination unit that determines presence / absence of body movement from an output signal of the vibration detection unit is provided, and the calculation prohibition unit is determined to be present by the presence determination unit, and the body movement presence / absence determination unit is determined to have no body movement. If it changes to “Yes”, the calculation of the pulse rate is prohibited until the predetermined time is exceeded. It is done.
[0022]
Further, since the adjusting means for adjusting the signal passing frequency band or the signal amplification factor in the band amplifying means is provided, the pulse can be measured with high accuracy according to the user and the use environment. In other words, in the case of elderly people with weak heart beats, or when there are many inclusions (bedding or clothes) that absorb vibration between living items with vibration detection means and the living body, increase the signal amplification factor. The S / N ratio of the signal is kept good. In addition, for a user (biological body) who has a low pulse rate at rest, such as a sports player, the selectivity of the pulse component can be increased by adjusting the signal passing frequency band to be low in advance.
[0023]
In addition, since it has a learning control means that automatically adjusts the signal pass frequency band or signal amplification factor in the band amplification means from the output signal of the past vibration detection means, it automatically converges to the optimum parameter so that the user can No adjustment work is required. It is known that the pulse rate and the fluctuation range of the pulse rate are different depending on the individual. However, when the number of people who use the daily necessities is limited, the pulse measurement accuracy increases with the use.
[0024]
In addition, it is equipped with a noise removal filter that removes noise components associated with body movements, so it can calculate the pulse rate of large vibration signals such as coughing, sneezing, hiccups, seizures, etc. Not entered into the means.
[0025]
【Example】
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes vibration detection means that is mounted on a bedding such as a bed pad and detects vibration generated from a human body on the bed. The vibration detecting means 1 is made of a flexible piezoelectric element having a coaxial cable shape, and is embedded in the bedding. The vibration detection means 1 generates a voltage according to the vibration acceleration on the bed pad and transmits this voltage to the band amplification means 2. The band amplification means 2 is composed of an analog electronic circuit that amplifies a vibration frequency component of, for example, 0.5 Hz to 10 Hz by 60 dB after impedance conversion by an FET. This band amplifying means 2 fulfills the function of waveform shaping (preprocessing) for calculating the pulse rate from the output signal of the vibration detecting means 1. Reference numeral 3 denotes a pulse rate calculating means for extracting a pulse wave component from the output signal of the band amplifying means 2 and passing it through an integrating circuit, then A / D-converting the signal and counting the number of pulses per minute. Reference numeral 4 denotes display means for displaying the calculation result of the pulse rate calculation means 3, and further includes a storage means 5 for storing the past pulse rate calculation results and a printing means 6 for printing the contents stored in the storage means 5. ing. Reference numeral 7 denotes presence determination means for determining the presence or absence of a human body on the bed. Reference numeral 8 denotes a calculation prohibiting unit that prohibits the pulse rate calculating unit 3 from calculating the pulse rate when the determination result of the presence determining unit 7 is absent. Here, the band amplifying unit 2 has a function of preprocessing the waveform of the output signal of the vibration detecting unit 1 for pulse rate calculation. The human body (user) to be measured may see the pulse rate calculation result displayed on the display means 4 while sleeping in the bed, or recall the past stored contents stored in the storage means 5 later. Or may be confirmed by printing on the printing means 6.
[0026]
Next, the configuration of the presence determination means 7 is shown in FIG. In FIG. 2, 7a is a flexible flat plate type pressure sensitive switch made of a pair of conductive rubbers. For example, 10 switches are embedded in the bedding in parallel at intervals of 8 cm. Each pressure-sensitive switch 7a operates independently, and maintains an ON (closed) state when a predetermined pressure or more is applied per unit area, and holds an OFF (open) state otherwise. 7b is a switch ON total number determining means for calculating the total number of the 10 pressure-sensitive switches that are turned on and outputting 0 if the number is 3 or more, for example, otherwise 0. Further, 7c calculates the distance between the most distant pressure-sensitive switches, and if the distance is more than 35 cm, for example, it is 1; Means. 7d is a logical product means, which outputs 1 only when both the output of the switch ON total number determination means 7b and the output of the switch ON two-point distance determination means 7c are 1, and outputs 0 when only one of them is 0. It is a logic element. In the output signal of the logical product means 7d, 1 means the presence of a human body and 0 means the absence of a human body.
[0027]
FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the vibration detecting means 1 and the pressure sensitive switch 7a are embedded in the bedding 9. Reference numeral 10 denotes a case connected to the vibration detecting means 1 and the pressure sensitive switch 7a by a signal cable, which processes / displays a signal.
[0028]
By using the output signal of the vibration detecting means 1 mounted on the bedding 9 in the above configuration, the pulse rate of the human body on the bed can be measured without being conscious of the person at all. Usually, since the user goes to bed for a long time on the bed, the pulse rate at rest such as during sleep can be measured easily and reliably. In particular, since the presence determination unit 7 and the calculation prohibition unit 8 are provided, for example, even if a vibration different from the measurement target is detected by a small animal such as a bed-making operation or a pet, the pulse is not measured unless the presence determination unit 7 determines the presence. Therefore, erroneous calculation of the pulse rate is reduced. Ten flat pressure-sensitive switches are used as the presence determination means 7 and the determination is made based on the total number of switches that are turned on or the distance between two points at the maximum. A small object can be determined to be absent. Similar to the vibration detection means 1, the presence determination means 7 is also portable because it has a flexible element embedded in the bedding, and is easy to install.
[0029]
Here, the number of pulses is simply counted as the configuration of the pulse wave calculation means 3, but the basics of the pulse wave using a frequency analysis method such as Fourier transform analysis (FFT) after A / D conversion and maximum entropy method (MEM). The signal processing means for calculating the pulse rate, such as calculating the frequency, is not limited to this embodiment. Although the pulse rate is taken as an example of the biological signal, the pulse wave waveform itself may be used, and breathing, blood pressure, body temperature, myoelectricity, and the like may be used. Although the calculation result is displayed, for example, it may be connected to an indoor / outdoor information network to constitute a remote home medical care and diagnostic system. Moreover, the living body to be measured is not limited to the human body. The household items to which the vibration detecting means 1 is attached are not limited to bedding.
[0030]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the same numbers are assigned to the same functional blocks as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted. Reference numeral 1 denotes vibration detection means, which is embedded in the bedding, as shown in FIG. 3 in the first embodiment. The vibration detection unit 1 is connected to the band amplification unit 2 and to the first comparison unit 11. The vibration detection means 1 comprises a piezoelectric element 1a and an acceleration conversion means 1b, and outputs vibration acceleration on the bedding. The reference acceleration setting means 12 is also connected to the first comparison means 11 so that the vibration acceleration threshold value can be set manually. The first comparison unit 11 outputs 1 when an acceleration exceeding the vibration acceleration set by the reference acceleration setting unit 12 is input from the vibration detection unit 1, and outputs 0 otherwise. Similarly, weight detection means 13 is embedded in the bedding and connected to the second comparison means 14. The weight detection unit 13 includes a pressure-sensitive resistance element 13a whose resistance value changes according to the applied pressure and a weight conversion unit 13b, and detects the weight of an object on the bedding. The reference weight setting means 15 is also connected to the second comparison means 14 so that the weight threshold value can be set manually. The second comparison means 14 outputs 1 when a weight exceeding the weight set by the reference weight setting means 15 is input from the weight detection means 13, and outputs 0 otherwise. 16 is a logical product means, which outputs 1 only when both the output of the first comparison means 11 and the output of the second comparison means 14 are 1, and outputs 0 if only one of them is 0 It is. In the output signal of the AND means 16, 1 means the presence of a human body and 0 means the absence of a human body. That is, in FIG. 4, the vibration detection means 1, the first comparison means 11, the reference acceleration setting means 12, the weight detection means 13, the second comparison means 14, the reference weight setting means 15 and the logical product means 16 This means that presence determination means for determining presence / absence is configured.
[0031]
In the above configuration, the vibration detecting means 1 is used together for pulse calculation and presence determination, so that it is possible to prevent erroneous calculation of the pulse easily and inexpensively. Since the presence determination of the human body is performed based on the vibration acceleration and weight on the bedding, the pulse is calculated only for the vibration transmission source having a predetermined weight or more. Moreover, since the vibration acceleration and weight threshold values can be set manually, the presence determination can be performed more reliably when the use target is limited.
[0032]
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 5, the same functional blocks as those in the first embodiment are given the same numbers, and the description thereof is omitted. Reference numeral 17 denotes an existence continuation timer connected to the existence determination unit 7 and the calculation prohibition unit 8 and measures the existence duration of the human body. As shown in FIG. 6, the presence continuation timer 17 permits only a predetermined time t1 after the pulse calculation is prohibited even if the determination result of the presence determination means 7 changes from absence to presence, while it changes from presence to absence. In this case, a signal for prohibiting pulse calculation is immediately output.
[0033]
In the above configuration, since the pulse rate is calculated after the human body on the bedding has been continuously present for a predetermined time t1 or more, erroneous calculation due to noise associated with body movement during entering the floor is eliminated. In addition, since the human body state immediately after entering the bed is still metabolized and has not yet settled, measurement after a predetermined time t1 has an effect that a stable measurement result can be obtained.
[0034]
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 7, the same numbers are assigned to the same functional blocks as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted. Reference numeral 18 denotes body motion level calculation means connected to the vibration detection means 1 and the calculation prohibition means 8. The body motion level calculation unit 18 classifies the time-series analog signal that is the output of the vibration detection unit 1 into three stages according to the amplitude (body motion) level of the vibration. A signal for permitting the calculation of the pulse rate is output only in the middle second stage region among the three stages. That is, as shown in FIG. 8R> 8, the calculation prohibiting unit 8 permits the calculation of the pulse rate only when the determination result of the presence determining unit 7 exists and the calculation result of the body motion level calculating unit 18 is body motion level 2. To come.
[0035]
Here, body movement level 3 is when moving in and out of bed, turning over, during speech, or when there is significant body movement such as coughing, sneezing, hiccups, seizures, etc. Body movement level 1 is the body resting. It means that the signal level obtained from the minute vibration generated from the body surface when falling asleep is below the signal level. That is, since the pulse is calculated only when the human body is resting on the bedding, there is an effect that the measurement can be performed with high accuracy. Although the pulse rate calculation means 3 is provided with an A / D converter, when the input signal exceeds the input range of the A / D converter, the body movement level calculation means 18 calculates the body movement level 18. If the result is body motion level 3, and conversely the input signal is a signal below the resolution of the A / D converter, the body motion level is 1, so the body motion level calculation means 18 is prohibited from calculating the pulse rate. Is done.
[0036]
In the above configuration, since the pulse rate is calculated only when the human body is in a resting state on the bedding, stable pulse measurement can be performed without the user being unconscious.
[0037]
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 9, the same functional blocks as those in the first embodiment are given the same numbers, and the description thereof is omitted. Reference numeral 19 denotes body movement presence / absence determination means for determining the presence / absence of body movement from the output signal of the vibration detection means 1. Further, a non-body movement continuation timer 20 is connected to the body movement presence / absence determination means 19 and the calculation prohibition means 8 to measure the duration of the state where there is no predetermined body movement. As shown in FIG. 10, the non-body movement continuation timer 20 prohibits pulse calculation only for a predetermined time t2 even if the determination result changes from no predetermined body movement to when there is no predetermined body movement. Immediately outputs a signal prohibiting pulse calculation. The calculation prohibition means 8 gives a calculation permission only when the output of the presence determination means 7 is present and the output of the non-body movement continuation timer 20 has not passed the predetermined body movement and the predetermined time t2 has elapsed.
[0038]
In the above configuration, since the pulse rate is calculated only when the human body on the bedding exists and the state without the predetermined body movement continues for the predetermined time t2 or more, the pulse rate of the human body that has always settled down can be measured.
[0039]
Next, a sixth embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 11, the same functional blocks as those in the first embodiment are given the same numbers, and the description thereof is omitted. 21 is an adjusting means for manually adjusting the signal conversion characteristics of the band amplifying means 2, and comprises a passband adjusting section 21a for adjusting the signal passing frequency band and a gain adjusting section 21b for adjusting the signal width increase rate. The pulse signal included in the output signal of the vibration detection means 1 is very different depending on the individual and the environment. The vibration detection means 1 is configured to detect minute vibrations associated with cardiac activity and blood flow inside the human body, but there are large individual differences in the signal waveforms obtained. In general, it is known that a person having a large physique, a person having a heavy weight, or a healthy person has a voltage signal having a large amplitude. In addition, clothes, bedding, bed spring hardness, etc. are greatly affected by the amount, material, and shape of the vibration absorbing material interposed between the vibration detecting means 1 and the human body or between the vibration detecting means 1 and the ground. There are also individual differences in the pulse rate itself, and there are people with a tachycardia tendency and those with a bradycardia tendency. In particular, it is said that some athletes have a resting pulse rate of 40 or less. The pulse waveform itself has a number of patterns depending on the individual, such as a jumping pulse with a fast rising speed (ie, a large stroke volume) and a slow pulse when the left ventricular outflow tract is obstructed. Therefore, when there is a lot of vibration absorbing material between an elderly person whose heart beat is weak or the bedding on which the vibration detecting means 1 is worn and the human body, the signal S / N is increased by increasing the signal amplification factor by the gain adjusting unit 21b. The ratio can be kept good. In addition, the pass band adjusting unit 21a adjusts the signal passing frequency band to a low value in advance for a user having a low resting pulse rate, or to allow a signal having a high frequency component to pass in the case of a person with a jumping pulse tendency. By setting it, the selectivity of a pulse component can be improved.
[0040]
In the above-described configuration, the necessary pulse signal is accurately extracted from the output of the vibration detecting means 1 according to the user and the use environment by adjusting the signal passing frequency band and the signal amplification factor in advance by the adjusting means 21 for manual adjustment. And accurate pulse measurement is possible.
[0041]
Next, a seventh embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 12, the same functional blocks as those in the first embodiment are given the same numbers, and the description thereof is omitted. Reference numeral 22 denotes a noise removal filter that removes a noise component associated with body movement, and includes an adaptive correlation filter. It eliminates sudden signals accompanying general movements such as entering and leaving the floor and turning over. The noise removal filter is inserted between the band amplifying means 2 and the pulse rate calculating means 3, and a sudden large signal such as speech, coughing, sneezing, hiccups, seizure convulsions such as entering and leaving the human body, turning over, etc. Input to the number calculation means 3 is blocked. Reference numeral 23 denotes learning control means for automatically adjusting the signal passing frequency band and the signal amplification factor in the band amplification means 2 from the output of the vibration detection means 1. The learning control means 23 is connected to the vibration detection means 1 and is a signal accumulating section 23a for accumulating time series data, a passband adjusting section 23b for automatically adjusting a frequency band to which a signal should be passed by learning, and a signal amplification factor is automatically adjusted by learning. And a gain adjusting unit 23c. The passband adjusting unit 23b and the gain adjusting unit 23c include, for example, a recurrent type neural network. The passband adjusting unit 23b includes an unsupervised learning mechanism that allows the passage near the fundamental period of the waveform close to the past input and accumulated signal patterns. On the other hand, the gain adjusting unit 23c determines a signal amplification factor that can amplify the waveform of the signal pattern having periodicity and continuity to such an extent that the output circuit does not saturate in the amplification circuit in the band amplification means 2. The fine adjustment of the parameters from the learning control means 23 to the band amplification means 2 is always performed, and the fundamental period of the signal (that is, the pulse period) as the similar waveform having periodicity and continuity is output from the vibration detection means 1. ) It is easier to pass the signal.
[0042]
In the above configuration, since the noise removal filter 22 that removes the noise component accompanying the body movement is provided, the pulse measurement accuracy is improved. Furthermore, since the learning control means 23 for automatically adjusting the signal passing frequency band and the signal amplification factor in the band amplifying means 2 from the output history of the past vibration detecting means is provided, adjustment work by the user becomes unnecessary. Although it is known that the pulse rate, pulse rate fluctuation range, and pulse waveform pattern differ from individual to individual, if the number of people who use the daily necessities is limited, the pulse measurement accuracy will increase as the product is used. There is also an effect.
[0043]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the monitoring device of the present invention provides the following effects. Since the calculation prohibition means for prohibiting the calculation of the pulse rate is provided while the presence determination means determines the absence, the biological signal can be automatically detected without being conscious of the living body. There is no need for the trouble and trouble of attaching the sensor to the living body itself, and a biological signal can be obtained while maintaining daily life. In particular, since presence determination means for determining the presence or absence of a living body is provided, it is possible to prevent erroneous detection when the living body is absent.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a biological signal detection apparatus in a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of presence determination means in the embodiment. FIG. 3 is a perspective view of a bedding in the embodiment. FIG. 5 is a block diagram of a biological signal detection apparatus according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a block diagram of a biological signal detection apparatus according to a third embodiment of the present invention. FIG. 7 is a block diagram of the biological signal detection apparatus in the fourth embodiment of the present invention. FIG. 8 is a time chart illustrating the operation of the body motion level calculating means in the same embodiment. FIG. 10 is a block diagram of the biological signal detection apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 10 is a time chart illustrating the operation of the intangible continuation timer according to the fifth embodiment. Block diagram of the biological signal detection apparatus in the seventh embodiment of a block diagram of a body signal detector 12 of the present invention Description of Reference Numerals]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vibration detection means 2 Band amplification means 3 Pulse rate calculation means 7 Existence determination means 8 Calculation prohibition 9 Setting means

Claims

寝具、椅子などの生活用品に装着され生体から発生する振動を検出する振動検出手段と、前記振動検出手段の出力信号から脈拍数を算出する脈拍数算出手段と、前記寝具、椅子などの生活用品に装着され圧力または重量を検知して前記生体の存在有無を判定する存在判定手段と、前記存在判定手段が不在の判定中は前記脈拍数算出手段の脈拍数の算出を禁止する算出禁止手段とを備え、前記算出禁止手段は、存在判定手段が生体の存在を判定した後、所定時間を超えるまで脈拍数算出手段の脈拍数の算出を禁止する生体信号検出装置。Vibration detecting means for detecting vibrations generated from a living body attached to daily items such as bedding and chairs, pulse rate calculating means for calculating a pulse rate from an output signal of the vibration detecting means, and daily items such as bedding and chairs A presence determination means for detecting the presence or absence of the living body by detecting pressure or weight, and a calculation prohibiting means for prohibiting the calculation of the pulse rate of the pulse rate calculation means while the presence determination means is determined to be absent the Bei example, the calculating inhibiting means, existence determining section after determines the presence of a living body, the biological signal detection apparatus for inhibiting the pulse rate of the calculation of pulse rate calculating means to more than a predetermined time.

存在判定手段は、独立した複数の感圧スイッチをアレー状に配置した請求項１記載の生体信号検出装置。Presence determining means, a plurality of independent pressure sensitive switch biological signal detecting apparatus according to claim 1, wherein arranged in an array.

存在判定手段は、所定数以上の感圧スイッチが圧力を検知すると生体の存在を判定する請求項２記載の生体信号検出装置。The biological signal detection device according to claim 2 , wherein the presence determination means determines the presence of a living body when a predetermined number or more of pressure sensitive switches detect pressure.

存在判定手段は、少なくとも所定間隔以上離れた２箇所の感圧スイッチが圧力を検知すると生体の存在を判定する請求項２または３記載の生体信号検出装置。The biological signal detection device according to claim 2 or 3 , wherein the presence determination means determines the presence of a living body when at least two pressure sensitive switches separated by a predetermined interval or more detect pressure.

振動検出手段の出力信号から体動レベルを算出する体動レベル算出手段を備え、算出禁止手段は、前記体動レベル算出手段の算出した体動レベルが所定範囲を逸脱すると、脈拍数算出手段による脈拍数の算出を禁止する請求項１から４のいずれか１項記載の生体信号検出装置。A body motion level calculating unit that calculates a body motion level from an output signal of the vibration detecting unit; and the calculation prohibiting unit is operated by the pulse rate calculating unit when the body motion level calculated by the body motion level calculating unit deviates from a predetermined range. biological signal detecting apparatus according to any one of claims 1 to prohibit the calculation of the pulse rate 4.

振動検出手段の出力信号から体動の有無を判定する体動有無判定手段を備え、算出禁止手段は、存在判定手段により存在と判定され、かつ前記体動有無判定手段が体動無しから有りへと変化すると所定時間を超えるまで脈拍数の算出を禁止する請求項１から４のいずれか１項記載の生体信号検出装置。Body motion presence / absence determining means for determining the presence / absence of body movement from the output signal of the vibration detecting means is provided, the calculation prohibiting means is determined to be present by the presence determining means, and the body motion presence / absence determining means is changed from no body motion to presence. When changes biological signal detecting apparatus according to any one of claims 1 to prohibit the calculation of the pulse rate up to more than a predetermined time 4.

振動検出手段の出力信号を帯域増幅する帯域増幅手段と、前記帯域増幅手段における信号通過周波数帯または信号増幅率を調節する調節手段とを備えた請求項１から６のいずれか１項記載の生体信号検出装置。The living body according to any one of claims 1 to 6 , further comprising: band amplifying means for amplifying the output signal of the vibration detecting means; and adjusting means for adjusting a signal passing frequency band or a signal amplification factor in the band amplifying means. Signal detection device.

振動検出手段の出力信号を帯域増幅する帯域増幅手段と、過去の振動検出手段の出力信号から前記帯域増幅手段における信号通過周波数帯または信号増幅率を自動調節する学習制御手段とを備えた請求項１から６のいずれか１項記載の生体信号検出装置。A band amplifying means for amplifying the output signal of the vibration detecting means, and a learning control means for automatically adjusting a signal passing frequency band or a signal amplification factor in the band amplifying means from the output signals of the past vibration detecting means. The biological signal detection device according to any one of 1 to 6 .

振動検出手段の出力信号より体動に伴う雑音成分を除去する雑音除去フィルタとを備えた請求項１から８のいずれか１項記載の生体信号検出装置。Biological signal detection apparatus of any one of claims 1 to 8, and a noise removal filter for removing noise components due to body motion from the output signal of the vibration detecting means.