JP4494985B2 - 心拍および呼吸情報の収集装置 - Google Patents
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Description
大須賀美恵子「特集インタフェースと生理計測−心的状態の指標としての心拍・心拍変動」ヒューマンインタフェース学会誌、Vol.6 No.1 pp.9−14 2004 栗谷川幸代、大須賀美恵子、景山一郎「運転支援システム構築のための基礎的研究−心拍を用いた危険・苦手場面検出について−」日本人間工学会第45回大会講演集、Vol.40 pp.364−365 2004 桑原教彰、萩田紀博、小暮潔、野間春生、鉄谷信二、伊関洋「ウェアラブルセンサによる看護業務の自動行動計測手法」情報処理学会論文誌、Vol.44 No.11 pp.2638−2648 2003
請求項1の発明では、さらに、たとえばNAM採取用のマイクアンプ(32)の出力信号がレベル検知器(34)によって検知される。そして、マイクアンプ(32)すなわちコンデンサマイクロフォン(14)の出力信号レベルが所定以上であるときは、本来のNAM採取のために調音呼気音を利用しようとしているときなので、このときには、たとえばレベル検知器(34)は、たとえば、NAMマイクロフォン(10)と重畳波形取出し用のマイクアンプ(22)との間に介挿されているスイッチ(36)をオフする。そうすると、重畳波形信号が第1抽出手段や第2抽出手段に送られなくなるので、第1抽出手段や第2抽出手段による心拍情報抽出および呼吸情報抽出が不能動化される。そのため、誤った心拍情報や呼吸情報が抽出されてしまうのを防止できる。
(2) 鹿野清宏,中島淑貴,竹苗浩司,柏岡秀紀,鹿野清宏,キャンベルニック「NAM Interface Communication」情処研報,Vol.2004,No.74,pp.33−40,2004
図1の実施例では、図2または図3に示すNAMマイクロフォン10を被験者1の所定部位、耳介後下方部に装着する。詳しく説明すると、頭蓋底の耳孔のすぐ後ろに乳様突起と呼ばれる骨の突起がある。これは首の筋肉(胸鎖乳突筋)と頭蓋骨とをつなぐ起始部となる部位である。この乳様突起に振動版の上部が一部かかる位置にNAMマイクロフォン10を装着する。このように装着することで、固定板が乳様突起という骨の先端に一部かかるので、NAMマイクロフォン10がしっかりと当該部位に固定される。ただし、振動板の中心は筋肉の上にある。解剖学的にみると、この筋肉の部分は、調音器官である声道を、上は頭蓋底、左右は下顎骨と頸椎とに挟まれた骨の窓を通して、斜め後ろ側から水平に眺めた形になる。骨などの音響的障害物なしに、筋肉や結合組織などのほぼ同じ音響インピーダンスの軟部組織だけを通して直線的に見渡せる構造となっており、調音器官の共鳴による音響フィルタ特性を捕らえるのに適している。この実施例では、本来のNAM採取も兼ねているので、調音器官の共鳴による調音呼気音を効率的にピックアップできる位置にNAMマイクロフォン10を装着した。しかしながら、もし、NAM採取が必要なく、ただ心拍情報や呼吸情報だけを取得するためには、上で説明した位置とは異なる位置にNAMマイクロフォン10を装着するようにしてもよい。
[実験結果]
図4に普通に呼吸をしているときの計測結果の例を示す。図4では、上段から順に、呼吸、心電図、h−NAM、c−NAM、脈波の波形を示し、それぞれ20sec分を表示している。この図4からわかるように、NAMマイクロフォン10の出力に基づくデータc−NAM(図4の4段目)にも1拍ごとに、心音図(h−NAM:図4の3段目)の第I音、第II音と同じような特徴的な2つの信号が観察される。
12 …装着部
14 …コンデンサマイクロフォン
16 …電極
22 …マイクアンプ
24 …第1帯域通過フィルタ(BPF1)
26a …第2帯域通過フィルタ(BPF2)
26b …第3帯域通過フィルタ(BPF3)
28 …信号処理回路
30 …スペクトルアナライザ
34 …レベル検知器
36 …スイッチ
38 …A/D変換器
40 …コンピュータ
Claims (5)
- 被験者の所定部位の体表面上に、軟弾性材料を介して、装着される機械‐電気変換マイクロフォン、
前記機械‐電気変換マイクロフォンの出力信号を増幅するマイクアンプ、
前記マイクアンプの出力信号から心拍情報を抽出する第1抽出手段、および
前記マイクアンプの出力信号から呼吸情報を抽出する第2抽出手段を備え、
前記機械‐電気変換マイクロフォンの出力レベルが所定以上のとき前記第1抽出手段および前記第2抽出手段を不能動化する、心拍および呼吸情報の収集装置。 - 前記第1抽出手段は第1所定周波数以下の信号成分を通過する第1フィルタを含む、請求項1記載の心拍および呼吸情報の収集装置。
- 前記第2抽出手段は第2所定周波数以上の信号成分を通過する第2フィルタを含む、請求項1または2記載の心拍および呼吸情報の収集装置。
- 前記機械‐電気変換マイクロフォンはコンデンサマイクロフォンである、請求項1ないし3のいずれかに記載の心拍および呼吸情報収集装置。
- 前記軟弾性材料は、被験者の体表面における音響インピーダンスと等しいかほぼ等しい音響インピーダンスを有する材料である、請求項1ないし4のいずれかに記載の心拍および呼吸情報収集装置。
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