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呼吸心拍監視装置 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P110002668
掲載日 2011年5月24日
出願番号 特願2005-291717
公開番号 特開2007-061587
登録番号 特許第4863047号
出願日 平成17年9月1日(2005.9.1)
公開日 平成19年3月15日(2007.3.15)
登録日 平成23年11月18日(2011.11.18)
発明者
  • 陳 文西
  • 朱 欣
  • 根本 鉄
出願人
  • 公立大学法人会津大学
発明の名称 呼吸心拍監視装置 コモンズ 新技術説明会
発明の概要

【課題】 この発明は、座位、仰臥位や側臥位の姿勢を取っている際の呼吸数と心拍数を高精度かつリアルタイムに検出する監視装置を提供する。
【解決手段】 この発明は、呼吸及び心臓拍動による圧力変化を検知し、その圧力変化信号を収集し、デジタル信号処理とデータ解析を行う。計測された圧力変化の信号を処理し、データを解析し、呼吸関連の信号成分と心臓拍動関連の信号成分に分離し、呼吸数と心拍数を求める。また、ウェーブレット変換処理手法を用いて呼吸数検出用の信号成分と心拍数検出用の信号成分を構成する。検出データの信頼性を評価するため、信号品質を表す指標としてSQIを用いる。1本、または2本のチューブを折り回し配置した装置を枕の下、小腿部、足部周辺、椅子等、圧力変動が検知できる部位に設置して使用する。
【選択図】図2

従来技術、競合技術の概要

特許文献1には、ベッド等のような寝具に複数個の振動検知型呼吸センサを敷いて、無拘束に呼吸信号を測定する。この呼吸信号の自己相関係数を求め、ある所定値以上になったら、呼吸信号が確実に計測されていることを判断した後、呼吸周期と呼吸数を解析し、睡眠時に発生する呼吸障害である無呼吸症を的確に判定する。


特許文献2には、枕またはその近傍に複数の圧力センサを設置して、生体の呼吸に伴う頭部の動きに対応する圧力変化を検出する。検出された圧力変化の信号を処理して、生体の呼吸状態を間接的に検出することで、生体に負担をかけずに就寝者の呼吸状態の測定を可能にした。


特許文献3には、睡眠の快適さを測定するため、枕に圧力センサを埋め込む。この圧力センサから検出された生体信号をLPF(Low Pass Filter)(カットオフ周波数=0.8Hz)、BPF(Band Pass Filter)(カットオフ周波数=0.8Hz~10Hz)とHPF(High Pass Filter)(カットオフ周波数=10Hz)を通過して、それぞれのフィルタの出力から呼吸の信号成分、心臓拍動の信号成分と体動やいびきの信号成分を抽出し、呼吸数、心拍数と体動レベルを算出して、睡眠の深さ、交感神経の活動度と副交感神経の活動度を算出し、睡眠の快適さを判定する。



【特許文献1】特開平8-131421号公報
【特許文献2】特開2002-119496号公報
【特許文献3】特開2004-113329号公報

産業上の利用分野

この発明は、圧力検知素子を用いて検出された呼吸運動と心臓拍動に由来する圧力変化から呼吸数と心拍数を検出する監視装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】 計測された呼吸による圧力変化、及び心臓拍動による圧力変化の信号を収集し、ウェーブレット変換処理手法を用いて、収集した信号を分解するフィルタと再構成するフィルタを設け、呼吸関連の信号成分A6と心臓拍動関連の信号成分D4+D5に分離し、雑音を除去することによって呼吸数検出用の信号成分と心拍数検出用の信号成分を構成することを特徴とする呼吸心拍監視装置。
【請求項2】複数のセンサから計測された信号に含まれる有用成分の波形パターンとの類似性が一番高いウェーブレット関数を用いて、高精度な結果が得られるように最適な信号分解用フィルタと構成用フィルタを備えたことを特徴とする請求項1に記載の呼吸心拍監視装置。
【請求項3】複数のセンサによって収集した呼吸と心臓拍動による圧力変化の信号に対してSQI(Signal Quality Index)を求め、SQIの最も高い信号を選択し、その出力を用いて呼吸数と心拍数を推定するよう構成し、体動によるアーチファクトが生じるSQIの低い信号に対して、呼吸数と心拍数の検出が不能な場合に、SQIの高い呼吸数と心拍数を用いて検出不能な呼吸数と心拍数を補間するように構成することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の呼吸心拍監視装置
【請求項4】一本のチューブを折り返し、このようなチューブ複数本を交互に配列したセンサユニットを設けることを特徴とする請求項3に記載の呼吸心拍監視装置。
【請求項5】一本のチューブの折り返し幅を、被験体の大きさより広いよう構成することを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の呼吸心拍監視装置。
【請求項6】 複数本のチューブを用いる場合、チューブの配置幅を被験体の大きさより間隔を狭く配置するよう構成することを特徴とする請求項3乃至請求項5に記載の呼吸心拍監視装置。
【請求項7】 呼吸運動と心臓拍動による圧力変化を頭部、小腿部、足部、臀部から検知するため、枕の下、小腿部、足部周辺、椅子およびその他の圧力変動が検知できる部位に設置するよう構成することを特徴とする請求項1乃至請求項6に記載の呼吸心拍監視装置。
【請求項8】 座位を取っている際に、椅子の背もたれ、椅子の座に設置するよう構成することを特徴とする請求項1乃至請求項7に記載の呼吸心拍監視装置。
産業区分
  • 治療衛生
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2005291717thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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