JP5679556B2 - 飲酒状態検知装置、コンピュータプログラム及び記録媒体 - Google Patents
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Description
前記動脈脈波の加速度脈波加齢指数の時系列波形に基準値領域を設定する基準値領域設定手段をさらに具備すると共に、
前記基準値領域設定手段における基準値領域を求める手段として、
人の指尖容積脈波の加速度脈波加齢指数の時系列波形を求める第2の加速度脈波加齢指数演算手段、又は、人の動脈脈波の2階微分波形をさらに2階微分して得られる加速度脈波加齢指数の時系列波形を求める第3の加速度脈波加齢指数演算手段のいずれか少なくとも一方を具備し、
前記飲酒状態判定手段は、
前記基準値領域設定手段により基準値領域として設定される、前記第2の加速度脈波加齢指数演算手段により得られる前記指尖容積脈波の加速度脈波加齢指数の時系列波形、又は、前記第3の加速度脈波加齢指数演算手段により得られる前記動脈脈波の2階微分波形の加速度脈波加齢指数の時系列波形と、
前記第1の加速度脈波加齢指数演算手段によって得られた飲酒判定時の前記動脈脈波の加速度脈波加齢指数の時系列波形と
を比較し、
飲酒判定時の動脈脈波の加速度脈波加齢指数の前記基準値領域に対する分散度合いが、所定の変化を示している場合に、飲酒状態と判定する構成であることを特徴とする飲酒状態検知装置を提供する。
また、前記基準値領域設定手段が、前記第3の加速度脈波加齢指数演算手段により得られる飲酒判定時の前記動脈脈波の2階微分波形の加速度脈波加齢指数の時系列波形を基準値領域として設定する場合、前記飲酒状態判定手段は、前記基準値領域のバンド幅に対し、前記第1の加速度脈波加齢指数演算手段によって得られる飲酒判定時の動脈脈波の加速度脈波加齢指数の時系列波形のバンド幅が、2倍以上の場合に、飲酒状態と判定する前記飲酒状態検知装置を提供する。
また、前記第1の加速度脈波加齢指数演算手段が、前記動脈脈波として人の背部から得られる大動脈脈波を用い、該大動脈脈波の加速度脈波加齢指数の時系列波形を求める手段である前記飲酒状態検知装置を提供する。
また、前記第3の加速度脈波加齢指数演算手段が、前記動脈脈波として人の背部から得られる大動脈脈波を用い、該大動脈脈波の2階微分波形をさらに2階微分して得られる加速度脈波加齢指数の時系列波形を求める手段である前記飲酒状態検知装置を提供する。
また、前記人の動脈脈波を検知する動脈脈波検知手段が、人体支持手段における、少なくとも人の腰部付近を支持する部位の表皮部材と該表皮部材の裏面側に配設されるクッション支持部材との間に組み込まれる空気袋を備えたエアクッションと、動脈の脈波による前記空気袋の空気圧変動を検出するセンサとを備えてなることを特徴とする前記飲酒状態検知装置を提供する。
また、本発明は、コンピュータを、人の動脈脈波の加速度脈波加齢指数を算出し、その時系列波形を求める第1の加速度脈波加齢指数演算手段と、前記第1の加速度脈波加齢指数演算手段から求められる前記動脈脈波の加速度脈波加齢指数を用いて飲酒状態を判定する飲酒状態判定手段として機能させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータを、前記動脈脈波の加速度脈波加齢指数の時系列波形に基準値領域を設定する基準値領域設定手段としてさらに機能させると共に、
前記基準値領域設定手段における基準値領域を求める手段として、
人の指尖容積脈波の加速度脈波加齢指数の時系列波形を求める第2の加速度脈波加齢指数演算手段、又は、人の動脈脈波の2階微分波形をさらに2階微分して得られる加速度脈波加齢指数の時系列波形を求める第3の加速度脈波加齢指数演算手段のいずれか少なくとも一方を機能させ、
前記飲酒状態判定手段は、
前記基準値領域設定手段により基準値領域として設定される、前記第2の加速度脈波加齢指数演算手段により得られる前記指尖容積脈波の加速度脈波加齢指数の時系列波形、又は、前記第3の加速度脈波加齢指数演算手段により得られる前記動脈脈波の2階微分波形の加速度脈波加齢指数の時系列波形と、
前記第1の加速度脈波加齢指数演算手段によって得られた飲酒判定時の前記動脈脈波の加速度脈波加齢指数の時系列波形と
を比較し、
飲酒判定時の動脈脈波の加速度脈波加齢指数の前記基準値領域に対する分散度合いが、所定の変化を示している場合に、飲酒状態と判定することを特徴とするコンピュータプログラムを提供する。
また、前記基準値領域設定手段が、前記第3の加速度脈波加齢指数演算手段により得られる飲酒判定時の前記動脈脈波の2階微分波形の加速度脈波加齢指数の時系列波形を基準値領域として設定する場合、前記飲酒状態判定手段は、前記基準値領域のバンド幅に対し、前記第1の加速度脈波加齢指数演算手段によって得られる飲酒判定時の動脈脈波の加速度脈波加齢指数の時系列波形のバンド幅が、2倍以上の場合に、飲酒状態と判定する前記コンピュータプログラムを提供する。
また、前記第1の加速度脈波加齢指数演算手段が、前記動脈脈波として人の背部から得られる大動脈脈波を用い、該大動脈脈波の加速度脈波加齢指数の時系列波形を求める前記コンピュータプログラムを提供する。
また、前記第3の加速度脈波加齢指数演算手段が、前記動脈脈波として人の背部から得られる大動脈脈波を用い、該大動脈脈波の2階微分波形をさらに2階微分して得られる加速度脈波加齢指数の時系列波形を求める前記コンピュータプログラムを提供する。
また、本発明は、前記コンピュータプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。
裏側エアクッション12は、3つの小空気袋111を連接してなる表側エアクッション11の全長と同じ長さの大空気袋121とこの大空気袋121内に収容される復元力付与部材としての三次元立体編物122とを備えて構成される(図4参照)。表側エアクッション11と裏側エアクッション12とは、長手方向に沿った一方の側縁同士が接合され、接合された側縁を中心にして2つ折りにされて、相互に重ね合わせられて用いられる(図3(d)及び図4参照)。
材質:
表側のグランド編地・・・300デシテックス/288fのポリエチレンテレフタレート繊維仮撚加工糸と700デシテックス/192fのポリエチレンテレフタレート繊維仮撚加工糸との撚り糸
裏側のグランド編地・・・450デシテックス/108fのポリエチレンテレフタレート繊維仮撚加工糸と350デシテックス/1fのポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメントとの組み合わせ
連結糸・・・・・・・・・350デシテックス/1fのポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメント
材質:
表側のグランド編地・・・450デシテックス/108fのポリエチレンテレフタレート繊維仮撚加工糸の2本の撚り糸
裏側のグランド編地・・・450デシテックス/108fのポリエチレンテレフタレート繊維仮撚加工糸の2本の撚り糸
連結糸・・・・・・・・・350デシテックス/1fのポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメント
材質:
表側のグランド編地・・・450デシテックス/144fのポリエチレンテレフタレート繊維仮撚加工糸の2本の撚り糸
裏側のグランド編地・・・450デシテックス/144fのポリエチレンテレフタレート繊維仮撚加工糸と350デシテックス/1fのポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメントとの組み合わせ
連結糸・・・・・・・・・350デシテックス/1fのポリトリメチレンテレフタレートモノフィラメント
(静荷重特性)
図7に示したように、測定盤上に、エアクッション10を保持した収容体15(エアクッションユニット100)のみを単独で置いた場合(図8の「エアパック」のデータ)、エアクッション10を保持した収容体15(エアクッションユニット100)上に第1のビーズ発泡樹脂弾性部材20を積層した場合(図8の「A+エアパック」のデータ)、エアクッション10を保持した収容体15(エアクッションユニット100)上に第2のビーズ発泡樹脂弾性部材30を積層した場合(図8の「B+エアパック」のデータ)、及び、エアクッション10を保持した収容体15(エアクッションユニット100)上に第2のビーズ発泡樹脂弾性部材30を積層し、さらにその上に第1のビーズ発泡樹脂弾性部材20を積層した場合(図8の「A+B+エアパック」のデータ)について、センサ111bが付設された小空気袋111に対応する位置を、直径30mmの加圧板によってたわみ量1mmまで加圧して荷重−たわみ特性を測定した。エアクッション10の各空気袋111,121内に収容した三次元立体編物は、住江織物(株)製、製品番号49013Dであり、各部位の主な寸法は、図5(a),(b)に示したとおりであった。
(外乱振動の影響)
図9に示したように、加振機の加振台上に、エアクッション10を保持した収容体15(エアクッションユニット100,試験例1のものと同じ構造、サイズ)を載置し、そのさらに上面に、第2のビーズ発泡樹脂弾性部材30と第1のビーズ発泡樹脂弾性部材20を順に積層したもの(図9では、第2のビーズ発泡樹脂弾性部材30と第1のビーズ発泡樹脂弾性部材20を重ね合わせたものを「緩衝材」として表示)について(図8の「A+B+エアパック」と同じ形態)、第1のビーズ発泡樹脂弾性部材20上に2kgの重りを載せ、振幅1mmで1.0Hz〜10Hzまで、0.5Hz刻みで加振した(試験例2−A)。また、エアクッション10を保持した収容体15に代えて、小空気袋111を一つ加振台上に配置し、その上に、第2のビーズ発泡樹脂弾性部材30と第1のビーズ発泡樹脂弾性部材20を順に積層し、さらに、2kgの重りを載せて同様に加振した(比較例2−A)。なお、第1のビーズ発泡樹脂弾性部材20の表皮部材511に対向する面、第2のビーズ発泡樹脂弾性部材30のエアクッションユニット100に対向する面には、それぞれPENフィルムが貼着されている。そして、それぞれについて小空気袋111のに設けたセンサ111b(コンデンサ型マイクロフォンセンサ)の出力電圧を測定した。その結果を図10〜図14に示す。
(外乱振動の影響と生体信号の検出)
図15(a)に示したように、加振機の加振台上に、シートバック部510におけるクッション支持部材512に相当する三次元立体編物(3Dネット)、エアクッション10を保持した収容体15(エアクッションユニット100,試験例1のものと同じ構造、サイズ)、第2のビーズ発泡樹脂弾性部材30、第1のビーズ発泡樹脂弾性部材20、シートバック部510における表皮部材511に相当する三次元立体編物(3Dネット)を順に積層し、その上に2kgの重りを載せ、振幅1mmで、大動脈の脈波の周波数に近い1.0Hz、1.5Hz、2.0Hzで加振した。図15(a)は、クッション支持部材512側から振動を入力するようにして、本実施形態の動脈脈波検知手段1をシートバック部510に実際に組み込んだ際に受ける外乱振動の影響を調べるものである。
(飲酒実験)
図2に示したように、シート500のシートバック部510に、上記実施形態で説明したエアクッション10を保持した収容体15(エアクッションユニット100,試験例1のものと同じ構造、サイズ)、第2のビーズ発泡樹脂弾性部材30、第1のビーズ発泡樹脂弾性部材20を順に収容した。なお、このシートバック部510に使用した表皮部材511は、三次元立体編物である(住江織物(株)製、製品番号49013D)。また、センサ111bを備えた、着座者の左側のエアクッション10を構成する中央の小空気袋111(幅60mm、長さ160mm)のシートバック部510の中心寄りの側縁と下縁の交差部Pが、シートクッション部520の上面からシートバック部510の表面に沿った長さで220mm、シートバック部510の中心から80mmとなるようにシートバック部510に組み込んだ。そして、上記小空気袋111のセンサ111bからの電気信号を測定して得られる空気圧変動をもとに飲酒の有無を分析するコンピュータからなる飲酒状態検知装置60を配置し(図1参照)、20歳代から40歳代の日本人男性3名をそれぞれシート500に着座させ、背部の大動脈の脈波を採取した。また、比較用の生体信号を採取するため、各被験者には指尖容積脈波計((株)アムコ製、フィンガークリッププローブ SR−5C)を装着し、指尖容積脈波を測定すると共に、心電計(日本光電工業(株)製心電計 ECG−9122)により心拍変動の測定も行った。また、アルコール検出器(東海電子(株)製 ALC−mini)により呼気アルコール濃度の測定も行った。
被験者には、あらかじめ飲酒実験とは別の日にエタノールパッチテストを行い、3名とも活性型(NN型)であることを確認した。なお、被験者の体重及び身長は、被験者Aが体重68kg、身長178cm、被験者Bが体重65kg、身長171cm、被験者Cが体重58kg、身長166cmである。エアクッション(エアパックセンサ)と上記した比較用センサーによる生体信号の計測は、飲酒前に20分間の計測を1回行い、その後、飲酒(ビール:アルコール濃度5%:500ml)をして、飲酒後に最も血液中のアルコール濃度が高くなるとされている20〜40分後の20分間に飲酒後の計測を行った。図19に、飲酒前と飲酒後の呼気アルコール濃度の測定結果を示す。なお、図19中、「爽快期」は、被験者が、飲酒により気分が高揚して心地よく感じる程度のアルコール濃度を指し、「酩酊期」は、被験者が、深酔い若しくはそれに近い程度となったアルコール濃度を指す。
[エアパック脈波の検出及び飲酒との関連]
図20及び図21は、被験者Aの指尖容積脈波と背部の大動脈の脈波(エアパック脈波)の原波形と、その1階微分波形、2階微分波形を示す。図22及び図23は、被験者Bの指尖容積脈波と背部の大動脈の脈波(エアパック脈波)の原波形と、その1階微分波形、2階微分波形を示し、図24及び図25は、被験者Cの指尖容積脈波と背部の大動脈の脈波(エアパック脈波)の原波形と、その1階微分波形、2階微分波形を示す。
図30〜図32は、各被験者について、エアパック脈波及び指尖容積脈波の各加速度脈波から算出した加速度脈波加齢指数(SDPTGAI)の時系列波形である。加速度脈波加齢指数は脈波1拍ごとに算出するため、各算出時間に対応させて各値をプロットしたものである。図において、白抜きの三角印は、エアパック脈波の加速度脈波加齢指数の算出ポイントを示し、線状に濃く見える部分は、指尖容積脈波の加速度脈波加齢指数の算出ポイントを示す黒丸が寄せ集まっている状態である。
図33〜図35は、各被験者のエアパック脈波を2階微分し、得られたエアパック脈波2階微分波形から加速度脈波加齢指数(SDPTGAI)の時系列波形を求め、この時系列波形を指尖容積脈波の加速度脈波から得られた加速度脈波加齢指数(SDPTGAI)と比較したものである。図において、白抜きの丸印は、エアパック脈波の2階微分波形の加速度脈波加齢指数の算出ポイントを示し、線状に濃く見える部分は、指尖容積脈波の加速度脈波加齢指数の算出ポイントを示す黒丸が寄せ集まっている状態である。
図36〜図38は、各被験者について、エアパック脈波及びエアパック脈波2階微分波形の各加速度脈波から算出した加速度脈波加齢指数(SDPTGAI)の時系列波形である。図において、白抜きの丸印は、エアパック脈波の2階微分波形の加速度脈波加齢指数の算出ポイントを示し、黒丸はエアパック脈波の加速度脈波加齢指数の算出ポイントを示す。
10 エアクッション
11 表側エアクッション
111 小空気袋
111b センサ
112 三次元立体編物
12 裏側エアクッション
121 大空気袋
122 三次元立体編物
15 収容体
100 エアクッションユニット
20 第1のビーズ発泡樹脂弾性部材
30 第2のビーズ発泡樹脂弾性部材
40,45 三次元立体編物
60 飲酒状態検知装置
61 第1の加速度脈波加齢指数演算手段
62 基準値領域設定手段
63 飲酒状態判定手段
64 第2の加速度脈波加齢指数演算手段
65 第3の加速度脈波加齢指数演算手段
500 シート
510 シートバック部
511 表皮部材
512 クッション支持部材
520 シートクッション部
Claims (10)
- 人の動脈脈波の加速度脈波加齢指数を算出し、その時系列波形を求める第1の加速度脈波加齢指数演算手段と、前記第1の加速度脈波加齢指数演算手段から求められる前記動脈脈波の加速度脈波加齢指数を用いて飲酒状態を判定する飲酒状態判定手段とを具備する飲酒状態検知装置であって、
前記動脈脈波の加速度脈波加齢指数の時系列波形に基準値領域を設定する基準値領域設定手段をさらに具備すると共に、
前記基準値領域設定手段における基準値領域を求める手段として、
人の指尖容積脈波の加速度脈波加齢指数の時系列波形を求める第2の加速度脈波加齢指数演算手段、又は、人の動脈脈波の2階微分波形をさらに2階微分して得られる加速度脈波加齢指数の時系列波形を求める第3の加速度脈波加齢指数演算手段のいずれか少なくとも一方を具備し、
前記飲酒状態判定手段は、
前記基準値領域設定手段により基準値領域として設定される、前記第2の加速度脈波加齢指数演算手段により得られる前記指尖容積脈波の加速度脈波加齢指数の時系列波形、又は、前記第3の加速度脈波加齢指数演算手段により得られる前記動脈脈波の2階微分波形の加速度脈波加齢指数の時系列波形と、
前記第1の加速度脈波加齢指数演算手段によって得られた飲酒判定時の前記動脈脈波の加速度脈波加齢指数の時系列波形と
を比較し、
飲酒判定時の動脈脈波の加速度脈波加齢指数の前記基準値領域に対する分散度合いが、所定の変化を示している場合に、飲酒状態と判定する構成であることを特徴とする飲酒状態検知装置。 - 前記基準値領域設定手段が、前記第3の加速度脈波加齢指数演算手段により得られる飲酒判定時の前記動脈脈波の2階微分波形の加速度脈波加齢指数の時系列波形を基準値領域として設定する場合、前記飲酒状態判定手段は、前記基準値領域のバンド幅に対し、前記第1の加速度脈波加齢指数演算手段によって得られる飲酒判定時の動脈脈波の加速度脈波加齢指数の時系列波形のバンド幅が、2倍以上の場合に、飲酒状態と判定する請求項1記載の飲酒状態検知装置。
- 前記第1の加速度脈波加齢指数演算手段が、前記動脈脈波として人の背部から得られる大動脈脈波を用い、該大動脈脈波の加速度脈波加齢指数の時系列波形を求める手段である請求項1又は2記載の飲酒状態検知装置。
- 前記第3の加速度脈波加齢指数演算手段が、前記動脈脈波として人の背部から得られる大動脈脈波を用い、該大動脈脈波の2階微分波形をさらに2階微分して得られる加速度脈波加齢指数の時系列波形を求める手段である請求項1〜3のいずれか1に記載の飲酒状態検知装置。
- 前記人の動脈脈波を検知する動脈脈波検知手段が、人体支持手段における、少なくとも人の腰部付近を支持する部位の表皮部材と該表皮部材の裏面側に配設されるクッション支持部材との間に組み込まれる空気袋を備えたエアクッションと、動脈の脈波による前記空気袋の空気圧変動を検出するセンサとを備えてなることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1に記載の飲酒状態検知装置。
- コンピュータを、人の動脈脈波の加速度脈波加齢指数を算出し、その時系列波形を求める第1の加速度脈波加齢指数演算手段と、前記第1の加速度脈波加齢指数演算手段から求められる前記動脈脈波の加速度脈波加齢指数を用いて飲酒状態を判定する飲酒状態判定手段として機能させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータを、前記動脈脈波の加速度脈波加齢指数の時系列波形に基準値領域を設定する基準値領域設定手段としてさらに機能させると共に、
前記基準値領域設定手段における基準値領域を求める手段として、
人の指尖容積脈波の加速度脈波加齢指数の時系列波形を求める第2の加速度脈波加齢指数演算手段、又は、人の動脈脈波の2階微分波形をさらに2階微分して得られる加速度脈波加齢指数の時系列波形を求める第3の加速度脈波加齢指数演算手段のいずれか少なくとも一方を機能させ、
前記飲酒状態判定手段は、
前記基準値領域設定手段により基準値領域として設定される、前記第2の加速度脈波加齢指数演算手段により得られる前記指尖容積脈波の加速度脈波加齢指数の時系列波形、又は、前記第3の加速度脈波加齢指数演算手段により得られる前記動脈脈波の2階微分波形の加速度脈波加齢指数の時系列波形と、
前記第1の加速度脈波加齢指数演算手段によって得られた飲酒判定時の前記動脈脈波の加速度脈波加齢指数の時系列波形と
を比較し、
飲酒判定時の動脈脈波の加速度脈波加齢指数の前記基準値領域に対する分散度合いが、所定の変化を示している場合に、飲酒状態と判定することを特徴とするコンピュータプログラム。 - 前記基準値領域設定手段が、前記第3の加速度脈波加齢指数演算手段により得られる飲酒判定時の前記動脈脈波の2階微分波形の加速度脈波加齢指数の時系列波形を基準値領域として設定する場合、前記飲酒状態判定手段は、前記基準値領域のバンド幅に対し、前記第1の加速度脈波加齢指数演算手段によって得られる飲酒判定時の動脈脈波の加速度脈波加齢指数の時系列波形のバンド幅が、2倍以上の場合に、飲酒状態と判定する請求項6記載のコンピュータプログラム。
- 前記第1の加速度脈波加齢指数演算手段が、前記動脈脈波として人の背部から得られる大動脈脈波を用い、該大動脈脈波の加速度脈波加齢指数の時系列波形を求める請求項6又は7記載のコンピュータプログラム。
- 前記第3の加速度脈波加齢指数演算手段が、前記動脈脈波として人の背部から得られる大動脈脈波を用い、該大動脈脈波の2階微分波形をさらに2階微分して得られる加速度脈波加齢指数の時系列波形を求める請求項6〜8のいずれか1に記載のコンピュータプログラム。
- 請求項6〜9のいずれか1に記載のコンピュータプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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