生体センサ装置
【課題】 心電信号だけでなく、被検者の小さな体動も計測することが可能となる生体センサ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 心電信号を計測する心電電極５と身体の動きを計測する３軸加速度センサ６とを身体に貼り付けるためのシール部２に備えさせ、前記シール部２の複数を連結部材３を介して連結することにより身体の複数箇所に貼り付け可能とし、前記各シール部２の心電電極５及び３軸加速度センサ６からの出力信号を記録するための記録媒体１３と該記録媒体１３に記録するための記録手段１２とを該シール部２又は前記連結部３の特定箇所あるいは外部に備え、前記記録手段１２と前記心電電極５及び３軸加速度センサ６とを無線又はケーブル７にて接続する。
【解決手段】 心電信号を計測する心電電極５と身体の動きを計測する３軸加速度センサ６とを身体に貼り付けるためのシール部２に備えさせ、前記シール部２の複数を連結部材３を介して連結することにより身体の複数箇所に貼り付け可能とし、前記各シール部２の心電電極５及び３軸加速度センサ６からの出力信号を記録するための記録媒体１３と該記録媒体１３に記録するための記録手段１２とを該シール部２又は前記連結部３の特定箇所あるいは外部に備え、前記記録手段１２と前記心電電極５及び３軸加速度センサ６とを無線又はケーブル７にて接続する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、身体に装着する心電電極と加速度センサとを備えた生体センサ装置に関するものであり、より詳細には、心電信号及び被検者の姿勢や運動状態の信号を長時間計測するための生体センサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
１９９８年の厚生労働省の調査によると、日本人の成人の５人に１人には何らかの睡眠障害があることが報告されている。また、睡眠障害はうつ病患者の多くで見られる症状のひとつであるだけでなく、不眠症患者がうつ病を発症する確率が約４０倍高くなること等も報告されている。さらに、うつ病と睡眠障害の合併により自殺のリスクが高まることも指摘されている。このような状況から、近年、睡眠障害の治療という立場だけでなく、うつ病の予防という観点からも、患者の睡眠状態を測定することの重要性が増している。
【０００３】
睡眠状態を測定する方法としては、脳波、眼球運動、筋電図等のデータを計測し、それらを解析することで睡眠状態を測定することが可能である。また、脳波、眼球運動、筋電図等のデータ以外にも、体温、心電信号、血圧、呼吸、発汗、体動等の情報から睡眠状態を判定することも知られている。特に、身体的疾患に伴う睡眠障害では、睡眠時における姿勢や体動（寝返り、ふるえ、痙攣等）が関連することも知られており、それらを測定することも重要とされている。
【０００４】
睡眠状態を厳密に（正確に）測定するときには、病院等の検査機関に出向き、そこで少なくとも一泊しなければならず、被検者にとっては時間的、金銭的な負担が大きいだけでなく、検査機関の数も決して多くないため遠方から出向くことや、通常とは異なった環境で一泊して睡眠する必要性があり、肉体的、精神的な負担も大きいことなどから検査を受けづらく、重度の睡眠障害を疾患してから検査を行うことが殆どであった。
【０００５】
そこで、特許文献１に開示されている心電図信号誘導用電極装置のように、心電信号を計測するために、身体の胸部に装着するＣ字形状のベースシートに、５つの心電電極、１つの加速度センサ、１つの圧電センサ、１つの温度センサを備え、各電極及びセンサからの出力信号を、外部に設けておいた解析・処理装置に送信するように構成し、被検者（患者）に装着させることで、被検者の心電信号だけでなく、加速度センサからの出力信号に基づいて運動量や消費カロリーを測定し、圧電センサからの出力信号に基づいて被検者の脈拍及び呼吸を測定し、温度センサからの出力信号に基づいて被検者の体温を測定できるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−２６９３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載の心電図信号誘導用電極装置は、その段落番号［０００１］に記載されているように心電図信号（心電信号）を計測することを主な目的としたものであり、前記心電図信号誘導用電極装置を身体に装着させることで、２４時間（安静時（睡眠時や安静時）や活動時（歩行時や運動時））の心電信号を計測可能である。しかし、加速度センサを１つしか備えていないため、例えば、静止している状態、走っている状態、ゆっくり歩いている状態等の非常に大まかな状態しか計測することしかできないため、睡眠時（安静時）における寝返り、ふるえ、痙攣等の小さな体動や、睡眠時の姿勢を測定することは非常に困難であった。仮に、睡眠時の体動や姿勢を測定するためにデータの測定間隔を非常に短くして測定精度を向上させたとしても、小さな体動を検知するには十分ではなく、かつ、出力信号のデータ量も非常に多くなっていた。
さらに、特許文献１記載の発明のように、１つの加速度センサで姿勢を計測するときには、以下に示すような課題があった。例えば、体の表面は曲面になっていることに加えて、体型（表皮や肉付き）の個人差も大きく、１点での計測では正確な姿勢を計測することが困難であった。つまり、太った人に装着した加速度センサからの出力信号と、標準体型の人又は痩せた人に装着した加速度センサからの出力信号とは、同じ姿勢をしていても大きく異なった内容の信号となっていた。例えば、太った人が横仰位で就寝していたとしても、表皮のたるみにより加速度センサが下向きに位置し、横仰位ではなく腹臥位として計測されることがあった。また、加速度センサ部分のみを腰ベルトに備えさせたとしても、肉付きによる影響を解消することは困難であった。
つまり、特許文献１記載の心電図信号誘導用電極装置では、心電信号だけでなく、安静状態であるか活動状態であるかの計測は可能であるが、睡眠時における寝返り、ふるえ、痙攣等の体動や、睡眠時における姿勢を計測することが非常に困難であった。
【０００７】
本願発明は、係る問題に鑑み、心電信号だけでなく、被検者の小さな体動も計測することが可能となる生体センサ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の課題解決のために、本願発明に係る生体センサ装置は、心電信号を計測する心電電極と身体の動きを計測する３軸加速度センサとを身体に貼り付けるためのシール部に備えさせ、前記シール部の複数を連結部材を介して連結することにより身体の複数箇所に貼り付け可能とし、前記各シール部の心電電極及び３軸加速度センサからの出力信号を記録するための記録媒体と該記録媒体に記録するための記録手段とを該シール部又は前記連結部の特定箇所あるいは外部に備え、前記記録手段と前記心電電極及び３軸加速度センサとを無線又はケーブルにて接続したものである。
したがって、心電電極と３軸加速度センサとをシール部に備えさせて、複数のシール部を身体に貼着させて該心電電極と該３軸加速度センサからの出力信号を記録媒体に記録するので、心電信号だけでなく、シール部を貼着させた部位の動作や状態も計測することができ、睡眠時や活動時における姿勢及び体動（小さな体動）のデータを得ることができる。
【０００９】
前記複数のシール部を、連結部によって略同一平面上に連結してもよい。
【００１０】
前記連結部が、略Ｔ字状若しくは略Ｙ字状であり、前記連結部の３つの端部に前記シール部をそれぞれ備えてもよい。
また、前記連結部が、略Ｌ字状のシートであり、前記連結部の２つの端部及び１つの角部のそれぞれに前記シール部を備えてもよい。
【００１１】
前記連結部を、伸縮性を有するネット部材から構成してもよい。
【００１２】
前記シール部に、単又は複数の補強体を備えさせてもよい。
【００１３】
温度センサ、オキシセンサ、マイクロフォンの中の少なくとも１つを生体センサ装置に備えさせてもよい。
【００１４】
前記シール部の１つを、胸骨の剣状突起の体表面に貼着してもよい。
【００１５】
前記複数のシール部を身体に貼り付ける順番、又は貼り付ける方向を視認可能にするための貼り付け補助手段を前記シール部に備えさせてもよい。
【００１６】
前記記録手段及び前記記録媒体を備えたホルダー部を、１つのシール部の身体に接触する面の反対面に備えさせてもよい。
また、前記記録手段及び記録媒体とを備えたホルダー部をベルト部材で身体に装着してもよい。
【００１７】
前記心電電極及び３軸加速度センサから出力される信号を無線にて送信する送信手段を備えたホルダー部を、１つのシール部の身体に接触する面の反対面、又は身体に装着したベルト部材に備えさせ、前記送信手段から送信された信号を受信する受信手段と、前記記録手段と前記記録媒体とを外部記録部に備えさせてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
以上にしてなる本願発明に係る生体センサ装置は、心電電極と３軸加速度センサとを備えたシール部の複数を連結部で連結し一体としているので、活動時の心電信号、体動や姿勢を計測することができるだけでなく、睡眠時における小さな体動、心電信号も計測可能となり、睡眠障害を診断する際に利用されるデータを計測することができる。
また、シール部には心電電極と３軸加速度センサとを備えているので、シール部が身体から剥がれた場合、心電電極からの異常信号に基づいて、シール部が剥がれているか否かが明確に分かるので、剥がれたシール部からの３軸加速度センサからの出力信号をエラーとすることができ、誤計測を防止することができる。
さらに、異なった箇所にシール部を貼り付けるので、各貼着位置の身体の動作や姿勢を計測することができ、運動の有無だけでなく、前後運動、左右運動、回転運動等の様々な体動を計測することが初めて可能となる。また、各シール部の加速度センサから出力信号とその貼付位置に基づいて出力信号を補正することもでき、体型（表皮や肉付き）による影響を少なくし、正確な姿勢を測定することができる。
【００１９】
また、複数のシール部が、連結部によって同一平面上に連結されるので、身体（特に胸部や背部）に装着し易く長時間の装着においても違和感を少なくすることができる。
【００２０】
また、連結部が略Ｔ字状又は略Ｙ字状若しくは略Ｌ字状のシートからなり、端部や角部に３つのシール部を備えているので、シール部及び連結部を一体としつつも、身体の接触部分を少なくすることができ、被検者にとって違和感の少ない生体センサ装置とすることができる。
【００２１】
また、連結部を伸縮性を有するネット部材から構成しているので、睡眠時や運動時においても身体にフィットし、かつ通気性も高めることもできるので、被検者の違和感をさらに軽減することができる。
さらに、連結部は伸縮性を有しているので、体形が異なる被検者に対しても適切な位置にシール部を貼着させることができる。したがって、１つの生体センサ装置で、多様な体形の被検者に対応することができるので、低コストの生体センサ装置を得ることができる。
【００２２】
また、シール部に補強体を備えることでシール部の撓み強度を高めることができるので、シール部の皮膚巻き込みを抑止することができ、正確なデータを計測することができる。
【００２３】
また、温度センサを備えているので、深部体温や皮膚温を計測することができる。そして、この温度データを睡眠開始時刻の客観材料を得ることができる。
加えて、オキシセンサを備えているので、被検者の酸素飽和度を計測することで、無呼吸による酸素飽和度の低下を知ることができ、睡眠時無呼吸症候群における無呼吸状態が発生しているか否かの判断材料とすることができる。
さらに、マイクロフォンを備えることで、鼾、喘息、咳、心音等を計測することができる。つまり、鼾を計測することによって、閉塞性睡眠時無呼吸症候群の初期判断の判断材料を得ることができ、喘息や咳を計測することによって、呼吸に起因する睡眠障害の判断材料を得ることができ、心音を計測することによって、心機能の判断材料とすることができる。
【００２４】
また、シール部の１つを剣状突起の体表面に貼着するので、被検者が肥満体型の場合、腹部にシール部を貼着するときに比べて肉（脂肪）による影響を受けにくく、より正確な姿勢や体動を計測することができる。また、剣状突起の体表面に貼着するシール部に、温度センサを備えている場合には、深部体温を計測することができる。
【００２５】
また、貼り付け補助手段をシール部に備えているので、一人でも容易に身体に貼着することができる。
【００２６】
また、シール部の身体との接触面との反対面に記録手段を備えるので、シール部と記録手段とを一体化することができる。
一方、記録手段を備えたベース部をベルト部材で身体に装着しているので、シール部の身体への装着性を高めることができ、大きな体動があったときでも身体に装着した状態を保つことができる。
【００２７】
また、無線手段によって心電電極及び３軸加速度センサからの出力信号を外部記録部に送信して記録するので、記録媒体の大きさや重量等を考慮する必要性が無い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本願発明に係る生体センサ装置の一実施例を説明する。
本願発明に係る生体センサ装置１は、例えば図１に示すように、３つのシール部２（２ａ，２ｂ，２ｃ）を、略Ｔ字形状の連結部３で略同一平面上に連結し、被検者の胸部（身体）に装着したときに下半身側（下方側）に位置するシール部２ｃにはベース部４を備えている。また、ベース部４と頭部側（上方側）に位置する前記シール部２ａ，２ｂとはケーブル７で接続し一体化している。
【００２９】
前記シール部２は、図２に示すように、心電信号を計測するための心電電極５と、身体の動きや姿勢を計測するための３軸加速度センサ６とを備え、これらを皮膚Ｓ（図３参照）に貼着させるためのパッチ８によって構成されている。また、シール部２は、心電電極５と３軸加速度センサ６からの出力信号を送信する複数の信号線と該３軸加速度センサに電力を供給するための電力用線とを纏めたケーブル７が接続されている。前記シール部２は、正面視においてほぼ矩形をしているが、略円形や略楕円形や略瓢箪形等の形状であってもよい。また、シール部２は図３等に示すように、可撓性を有する板状（又はシート状）に構成され、前記連結部３とほぼ同じ厚さ又は連結部３よりも厚いものである。
【００３０】
前記生体センサ装置１は、前記３つのシール部２，…，２を被検者の皮膚に貼着させるものであり、図１に示すように、シール部２ａは被検者の右胸部に、シール部２ｂは左胸部に、シール部２ｃは正面視の体軸に沿って位置するようにそれぞれ貼着される。前記シール部２ａとシール部２ｂとは、正面視において該シール部２ａと該シール部２ｂとが同じ高さで、且つ該２つのシール部２ａ，２ｂの略中間位置に体軸（背骨）が位置するように貼着される。そして、前記シール部２ｃは、正面視において、胸骨の剣状突起の体表面に位置するように貼着される。なお、前記シール部２ａ，２ｂ，２ｃは他の体表面に貼着されてもよい。
【００３１】
前記シール部２に備えられる前記心電電極５は、金属、導電性ゴム、導電性繊維等の部材から構成されており、図３に示すように、皮膚Ｓに接触させて心電信号を計測可能としている。なお、皮膚Ｓと心電電極５との間に導電性樹脂等を備えさせて心電信号が計測できるようにしてもよい。
また、前記３軸加速度センサ６は、身体の左右方向（ｘ軸）、前後方向（ｙ軸）、上下方向（ｚ軸）の３つの直交方向の加速度と重力方向とを検出するものである。図２及び図３では、心電電極５と３軸加速度センサ６とが皮膚Ｓとの接触面８ｓに沿うように隣接して配置しているが、それらを離間して配置したり、厚さ方向に並べて配置してもよい。
【００３２】
このように、心電電極５と３軸加速度センサ６とを備えたシール部２を、右胸部（付近）と左胸部（付近）と剣状突起（付近）の体表面にそれぞれ装着させることで、これら３箇所からの心電信号を２４時間（つまり、睡眠時や活動時の双方で）計測することができる。
また、３軸加速度センサからの出力信号から、それぞれの装着位置の３軸方向の加速度と重力方向とを計測することができるので、動作の有無（静止しているのか動作しているのか）だけでなく、寝返り等の小さな体動や、体動の種類や姿勢も測定することができる。また、複数の加速度センサからの出力信号とその貼付位置に基づいて出力信号を補正することができるので、体型（表皮や肉付き）による影響をなくし、正確な姿勢を計測することができる。
特に、正面視において剣状突起の体表面にシール部２ｃを貼付し、左胸部及び右胸部の双方に体軸から略同じ距離となる位置にシール部２ａ，２ｂを貼付しているので、前後運動、左右運動、回転運動（体軸を中心とした回転運動）等の体動を明確に計測することが可能となる。さらに、シール部２ｃを剣状突起の体表面に貼着するので、被検者が肥満体型の場合、腹部にシール部２ｃを貼着するときに比べて肉（脂肪）による影響を受けにくく、より正確な姿勢や体動を計測することができる。
また、シール部２が皮膚Ｓから剥がれたときには、該シール部２に備えられた心電電極からの出力信号が異常な値となり、シール部２が皮膚に貼着しているか否かが明確に分かるので、剥がれたシール部２の３軸加速度センサからの出力信号をエラーとすることができ、誤計測を防止することができる。
【００３３】
また、シール部２のパッチ８の皮膚Ｓとの接触面８ｓは、貼付性が備えられており、睡眠時や運動時でも身体に貼着した状態で心電信号や身体の動きを計測可能にしている。
シール部２（パッチ８）は、厚さが薄くかつ軽量である方が、被検者に違和感（不快感）を与えることがなく好ましい。
しかし、軽量で薄いシール部２（パッチ８）を用いると、シール部２を皮膚で巻き込むことがあった。つまり、皮膚巻き込みによって、３軸加速度センサも皮膚に巻き込まれ、正常な姿勢を計測できないことがあった。
そこで、図３（ａ）に示すように、パッチ８に補強体を備えず、撓み強度の高い材質から構成し、パッチ８の皮膚巻き込みを防止するようにしてもよい。また、パッチ８の撓み強度が低いときには、図３（ｂ）に示すように、撓み強度の高い補強板９を前記接触面８ｓの反対側の面に備えさせ、シール部２の撓み強度を高めてもよい。加えて、図３（ｃ）に示すように、撓み強度の高い複数の軸部材１０，…，１０をパッチ８の内部に備えさせ、シール部２の撓み強度を高めてもよい。
このようにパッチ８に撓み強度の高い材質を用いたり、撓み強度の高い補強板９や軸部材１０をパッチ８に備えさせることによってシール部２の撓み強度を高め、皮膚によるシール部２の巻き込みを防止することができ、３軸加速度センサ６の皮膚巻き込みによる誤計測を防ぐことができ、より正確な体動を計測することができる。
なお、パッチ８に複数の通気孔を設け、長時間連続して貼着したときでもかぶれを少なくするようにしてもよい。
【００３４】
また、図１０に示すように、シール部２，…，２を身体に貼り付ける方向を視認可能にするために、各シール部２の上部（上端）を着色させた貼り付け補助手段１４を備えさせ、シール部２の貼着方向がすぐに分かるようにすることで、一人で容易に装着できるようにしてもよい。
貼り付け補助手段１４としては、シール部２を着色させるだけでなく、シール部２の上面（接触面８ｓの反対側の面）に矢印（例えば、上向きの矢印）を表示させて、貼着方向がすぐに分かるようにし、一人で容易に装着できるようにしてもよい。
また、貼着する順序（例えば、シール部２ｃの上面に「１」、シール部２ｂの上面に「２」、シール部２ａの上面に「３」の数字）を示し、装着する順序を示すだけでなく、数字の向きから装着する方向も同時に分かるようにしてもよい。
【００３５】
前記ベース部４は、図１１に示すように、前記３軸加速度センサ６等に電力を供給するバッテリー１１と、前記心電電極５からの出力信号と前記３軸加速度センサ６からの出力信号とを受信し増幅する増幅手段（図示しない）と、増幅された信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器（図示しない）、記録媒体１３に信号を記録する記録手段１２とを備えており、図１及び図４に示すように、頭部側のシール部２ａ，２ｂからの出力信号を送信するケーブル７，７が接続されている。ベース部４は、下半身側のシール部２ｃの上面（皮膚との接触面８ｓとの反対面）に備えられ、該シール部２ｃに備えられた心電電極５と３軸加速度センサ６からの出力信号を受信できるように配線されている。記録媒体１３は、小型かつ軽量な記録媒体が好ましく、ＳＤメモリーカード等のような半導体を用いた記録媒体が好ましいが、その他の記録媒体を用いてもよい。
上述のように、ベース部４を前記シール部２の上面に備えさせて一体化させることによって装着時の被検者の違和感を軽減することができる。したがって、生体センサ装置１を装着していない状態に近い睡眠状態のデータを測定することができる。
なお、ベース部４を前記シール部２ｃの上面に備えさせて一体化させるときには、シール部２に３軸加速度センサ６を備えさせる変わりに、ベース部４に備えさせてもよい。
【００３６】
前記連結部３は、シート状のネット部材から構成し、通気性を高め被検者のかぶれが発生しにくくすることが好ましい。なお、連結部３を伸縮性を有するネット素材から構成させて、睡眠時や運動時においても身体にフィットするようにして被検者の違和感を軽減してもよい。
また、連結部３には前記ケーブル７を収容するための中空の筒部（図示しない）が備えられ、該筒部内にケーブル７を撓ませて（蛇行させて）収容することで、連結部３が伸長したときにも、ケーブル７がシール部２とベース部４とを接続するようにしている。
上述のように、連結部３は伸縮性を有しているので、体形が異なる被検者に対しても適切な位置にシール部２，…，２を貼着させることができる。したがって、１つの生体センサ装置１で、多様な体形の被検者に対応することができるので、低コストの生体センサ装置を得ることができる。
なお、布等の伸縮性の無い（伸縮が殆ど無い）素材から構成し、各シール部２，…，２間の距離を変更でき難くしてもよい。
【００３７】
なお、生体センサ装置１には、心電電極５及び３軸加速度センサ６以外の体温（皮膚温や深部体温）を計測するための温度センサ（図示しない）、被検者の酸素飽和度を計測するためのオキシセンサ（例えば、反射型オキシセンサ）（図示しない）、鼾、喘息、咳等の呼吸音や心音を計測するためのマイクロフォン（図示しない）等の各種センサを備えさせてもよい。前記温度センサ、前記オキシセンサ、前記マイクロフォン等のセンサは、生体センサ装置１にそれぞれ１つ備えていればよいが、２つ以上を備えさせてもよい。
【００３８】
前記温度センサは、特に剣状突起の体表面に貼着されるシール部２ｃに備えさせることにより、深部体温を計測することが可能となる。なお、他のシール部２ａ，２ｂにも温度センサを備えさせて、皮膚温を計測してもよい。温度センサを備えさせることにより、睡眠開始時（寝入りばな）に自律神経（交感神経、副交感神経支配下のバランス変動）の影響から、末梢血管拡張が起き体表温度が上昇すること（例えば、寝汗をかくこと）が知られており、睡眠開始時刻の客観判断の材料とすることができる。
【００３９】
また、前記オキシセンサは、被検者の酸素飽和度を計測することで、無呼吸による酸素飽和度の低下を知ることができ、睡眠時無呼吸症候群における無呼吸状態が発生しているか否かの判断の材料とすることができる。
【００４０】
さらに、鼾の発症頻度は睡眠障害の特に閉塞性睡眠時無呼吸症候群の初期判断に重要とされており、現状では家族等に観察を要請するなどして鑑別診断時の重要な判断材料としている。加えて、喘息や咳などの呼吸音を計測することで、呼吸に起因する睡眠障害の判断材料としている。そこで、生体センサ装置にマイクロフォンを備えさせて、睡眠時の鼾、喘息や咳等の呼吸音を計測することで、これらを定量的に計測することが可能となる。また、マイクロフォンで心音を計測することにより、心機能の判断材料とすることもできる。
前記マイクロフォンは、前記シール部２やベース部４に備えさせるが、特に身体側に指向性が高くなるように、マイクロフォンの指向方向が身体側に配置されるように、シール部２やベース部４に備えることが好ましく、このように配置することで心音等の小さな音も計測することが可能となる。
【００４１】
なお、図１では、連結部３は、略Ｔ字状の形状をし、この３つの端部のそれぞれにシール部２，…，２を備えさせているが、図５に示すように、略Ｙ字状の連結部３から構成してもよい。なお、前記シール部２ａ，２ｂ，２ｃの貼着位置は、図１で示した略Ｔ字状の形状をしたものと同じである。そして、前記略Ｙ字状の連結部３で３つのシール部２ａ，２ｂ，２ｃを連結するときは、生体センサ装置１の左右方向の中央位置が分かりやすく、体軸と前記シール部２ａの距離と、体軸と前記シール部２ｂとの距離を同じになるように貼着しやすくなる。
また、図８に示すように、連結部３を略Ｌ字状のシートから構成し、Ｌ字状のシートの２つの端部及び１つの角部のそれぞれに３つのシール部２，２，２を備えさせてもよい。Ｌ字状の連結部３の上部に位置するシール部２ｅは、胸骨体（胸骨体の胸骨柄側）の体表面に貼着され、もう一方の端部に位置するシール部２ｇは、該シール部２ｅより下半身側の左胸部に貼着され、角部に位置するシール部２ｆは、剣状突起の体表面に貼着される。また、角部に位置するシール部２ｆには、図１で示したシール部２ｃと同様にベース部４が備えられている。
【００４２】
また、図９に示すように、腰に装着したベルト１５に前記ベース部４を備えさせ、略Ｔ字状の連結部３の３つの端部にそれぞれ備えている３つのシール部２ａ，２ｂ，２ｃから出力された信号をケーブル７を介してベース部４に備えた記録媒体に記録させてもよい。このようにベース部４とシール部２とを別体に構成することにより、シール部２，…，２の貼着時の違和感を軽減することができる。さらに、シール部２や連結部３以外のベルト１５にベース部４を備えさせているので、シール部２の身体への装着性を高めることができ、大きな体動があったときでも身体に装着した状態を保つことができる。
【００４３】
また、図６に示すように、ベース部４を下半身側のシール部２ｃに設けず、Ｔ字状の連結部３に設けてもよい。この場合は、ベース部４が連結部３に備えられているので、該連結部３及び前記ケーブル７と各シール部２とがコネクタ等により取り外し可能な構成にすることで、シール部２のみを交換可能とすることができる。したがって、心電電極５や３軸加速度センサ６が故障したときや、前記パッチ８の貼着力が弱くなったときに容易にシール部２のみを交換することができる。
【００４４】
さらに、図１、５、６では、生体センサ装置１は３つのシール部２を備えていたが、３つに限定するものではなく、図７に示すように、下半身側のシール部２ｃの上方（頭部側）にシール部２ｄを備えさせてもよい。図７のようにシール部２ｄを設けることにより。より詳細なデータを得ることができ、正確な睡眠状態を計測することができるようになる。
なお、３軸加速度センサ６を四肢に備えさせ、それらからの出力信号を記録媒体に記録するようにしてもよい。四肢に３軸加速度センサ６を備えさせることにより、手や足の動きも計測することができ、姿勢をより詳細に測定することができる。
【００４５】
なお、図１２に示すように、記録媒体１３及び記録手段１２をベース部４の外部の外部記録部１６に備えさせるとともに、ベース部４に無線送信手段１７を備えさせて、前述の各種センサ（心電電極、３軸加速度センサ、温度センサ、オキシセンサ、マイクロフォン）からの出力信号を外部の記録媒体に記録させることもできる。このように、記録媒体１３を身体に装着しないので、記録媒体の大きさや重量等を考慮する必要性が無いだけでなく、送信されたデータをネットワーク（例えば、インターネット）を介して解析装置に送信することもできる。
また、被検者の睡眠場所と同じ部屋に前記外部記録部１６を設置するときには、外部記録部１６に、受信手段１８、光センサ１９を備えさせてもよい。前記光センサ１９によって、消灯時間、睡眠時の照度、起床時間、起床時の照度等を計測することができる。また、外部記録部１６に前記マイクロフォン２０を備えさせてもよく、鼾、喘息、咳等を計測することもできる。
【００４６】
また、前記シール部２，…，２のそれぞれにバッテリー１１と送信手段とを備えさせ、外部には受信手段と記録媒体と記録手段とを備えさせることにより、生体センサ装置１からケーブル７を無くし、外部の記録媒体に出力信号を記録させるようにしてもよい。このように外部に備えさせた記録媒体に出力信号を記録することにより、睡眠状態をリアルタイムに解析することもできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】生体センサ装置を身体に装着したときの説明図である。
【図２】シール部の正面図である。
【図３】シール部の断面図である。
【図４】ベース部を備えたシール部の断面図である。
【図５】連結部が略Ｙ字状の生体センサ装置の正面図である。
【図６】連結部にベース部を備えた生体センサ装置の正面図である。
【図７】４つのシール部を備えた生体センサ装置の正面図である。
【図８】連結部が略Ｌ字状の生体センサ装置の正面図である。
【図９】ベルトにベース部を備えさせた生体センサ装置の説明図である。
【図１０】貼り付け補助手段を備えた生体センサ装置の正面図である。
【図１１】ベース部に記録媒体を備えた生体センサ装置のブロック図である。
【図１２】外部記録部に記録媒体を備えた生体センサ装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 生体センサ装置
２ シール部
３ 連結部
４ ベース部
５ 心電電極
６ ３軸加速度センサ
７ ケーブル
８ パッチ
８ｓ 接触面
９ 補強板
１０ 軸部材
１１ バッテリー
１２ 記録手段
１３ 記録媒体
１４ 貼り付け補助手段
１５ ベルト
１６ 外部記録部
１７ 無線送信手段
１８ 受信手段
１９ 光センサ
２０ マイクロフォン
Ｓ 皮膚
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、身体に装着する心電電極と加速度センサとを備えた生体センサ装置に関するものであり、より詳細には、心電信号及び被検者の姿勢や運動状態の信号を長時間計測するための生体センサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
１９９８年の厚生労働省の調査によると、日本人の成人の５人に１人には何らかの睡眠障害があることが報告されている。また、睡眠障害はうつ病患者の多くで見られる症状のひとつであるだけでなく、不眠症患者がうつ病を発症する確率が約４０倍高くなること等も報告されている。さらに、うつ病と睡眠障害の合併により自殺のリスクが高まることも指摘されている。このような状況から、近年、睡眠障害の治療という立場だけでなく、うつ病の予防という観点からも、患者の睡眠状態を測定することの重要性が増している。
【０００３】
睡眠状態を測定する方法としては、脳波、眼球運動、筋電図等のデータを計測し、それらを解析することで睡眠状態を測定することが可能である。また、脳波、眼球運動、筋電図等のデータ以外にも、体温、心電信号、血圧、呼吸、発汗、体動等の情報から睡眠状態を判定することも知られている。特に、身体的疾患に伴う睡眠障害では、睡眠時における姿勢や体動（寝返り、ふるえ、痙攣等）が関連することも知られており、それらを測定することも重要とされている。
【０００４】
睡眠状態を厳密に（正確に）測定するときには、病院等の検査機関に出向き、そこで少なくとも一泊しなければならず、被検者にとっては時間的、金銭的な負担が大きいだけでなく、検査機関の数も決して多くないため遠方から出向くことや、通常とは異なった環境で一泊して睡眠する必要性があり、肉体的、精神的な負担も大きいことなどから検査を受けづらく、重度の睡眠障害を疾患してから検査を行うことが殆どであった。
【０００５】
そこで、特許文献１に開示されている心電図信号誘導用電極装置のように、心電信号を計測するために、身体の胸部に装着するＣ字形状のベースシートに、５つの心電電極、１つの加速度センサ、１つの圧電センサ、１つの温度センサを備え、各電極及びセンサからの出力信号を、外部に設けておいた解析・処理装置に送信するように構成し、被検者（患者）に装着させることで、被検者の心電信号だけでなく、加速度センサからの出力信号に基づいて運動量や消費カロリーを測定し、圧電センサからの出力信号に基づいて被検者の脈拍及び呼吸を測定し、温度センサからの出力信号に基づいて被検者の体温を測定できるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−２６９３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載の心電図信号誘導用電極装置は、その段落番号［０００１］に記載されているように心電図信号（心電信号）を計測することを主な目的としたものであり、前記心電図信号誘導用電極装置を身体に装着させることで、２４時間（安静時（睡眠時や安静時）や活動時（歩行時や運動時））の心電信号を計測可能である。しかし、加速度センサを１つしか備えていないため、例えば、静止している状態、走っている状態、ゆっくり歩いている状態等の非常に大まかな状態しか計測することしかできないため、睡眠時（安静時）における寝返り、ふるえ、痙攣等の小さな体動や、睡眠時の姿勢を測定することは非常に困難であった。仮に、睡眠時の体動や姿勢を測定するためにデータの測定間隔を非常に短くして測定精度を向上させたとしても、小さな体動を検知するには十分ではなく、かつ、出力信号のデータ量も非常に多くなっていた。
さらに、特許文献１記載の発明のように、１つの加速度センサで姿勢を計測するときには、以下に示すような課題があった。例えば、体の表面は曲面になっていることに加えて、体型（表皮や肉付き）の個人差も大きく、１点での計測では正確な姿勢を計測することが困難であった。つまり、太った人に装着した加速度センサからの出力信号と、標準体型の人又は痩せた人に装着した加速度センサからの出力信号とは、同じ姿勢をしていても大きく異なった内容の信号となっていた。例えば、太った人が横仰位で就寝していたとしても、表皮のたるみにより加速度センサが下向きに位置し、横仰位ではなく腹臥位として計測されることがあった。また、加速度センサ部分のみを腰ベルトに備えさせたとしても、肉付きによる影響を解消することは困難であった。
つまり、特許文献１記載の心電図信号誘導用電極装置では、心電信号だけでなく、安静状態であるか活動状態であるかの計測は可能であるが、睡眠時における寝返り、ふるえ、痙攣等の体動や、睡眠時における姿勢を計測することが非常に困難であった。
【０００７】
本願発明は、係る問題に鑑み、心電信号だけでなく、被検者の小さな体動も計測することが可能となる生体センサ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の課題解決のために、本願発明に係る生体センサ装置は、心電信号を計測する心電電極と身体の動きを計測する３軸加速度センサとを身体に貼り付けるためのシール部に備えさせ、前記シール部の複数を連結部材を介して連結することにより身体の複数箇所に貼り付け可能とし、前記各シール部の心電電極及び３軸加速度センサからの出力信号を記録するための記録媒体と該記録媒体に記録するための記録手段とを該シール部又は前記連結部の特定箇所あるいは外部に備え、前記記録手段と前記心電電極及び３軸加速度センサとを無線又はケーブルにて接続したものである。
したがって、心電電極と３軸加速度センサとをシール部に備えさせて、複数のシール部を身体に貼着させて該心電電極と該３軸加速度センサからの出力信号を記録媒体に記録するので、心電信号だけでなく、シール部を貼着させた部位の動作や状態も計測することができ、睡眠時や活動時における姿勢及び体動（小さな体動）のデータを得ることができる。
【０００９】
前記複数のシール部を、連結部によって略同一平面上に連結してもよい。
【００１０】
前記連結部が、略Ｔ字状若しくは略Ｙ字状であり、前記連結部の３つの端部に前記シール部をそれぞれ備えてもよい。
また、前記連結部が、略Ｌ字状のシートであり、前記連結部の２つの端部及び１つの角部のそれぞれに前記シール部を備えてもよい。
【００１１】
前記連結部を、伸縮性を有するネット部材から構成してもよい。
【００１２】
前記シール部に、単又は複数の補強体を備えさせてもよい。
【００１３】
温度センサ、オキシセンサ、マイクロフォンの中の少なくとも１つを生体センサ装置に備えさせてもよい。
【００１４】
前記シール部の１つを、胸骨の剣状突起の体表面に貼着してもよい。
【００１５】
前記複数のシール部を身体に貼り付ける順番、又は貼り付ける方向を視認可能にするための貼り付け補助手段を前記シール部に備えさせてもよい。
【００１６】
前記記録手段及び前記記録媒体を備えたホルダー部を、１つのシール部の身体に接触する面の反対面に備えさせてもよい。
また、前記記録手段及び記録媒体とを備えたホルダー部をベルト部材で身体に装着してもよい。
【００１７】
前記心電電極及び３軸加速度センサから出力される信号を無線にて送信する送信手段を備えたホルダー部を、１つのシール部の身体に接触する面の反対面、又は身体に装着したベルト部材に備えさせ、前記送信手段から送信された信号を受信する受信手段と、前記記録手段と前記記録媒体とを外部記録部に備えさせてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
以上にしてなる本願発明に係る生体センサ装置は、心電電極と３軸加速度センサとを備えたシール部の複数を連結部で連結し一体としているので、活動時の心電信号、体動や姿勢を計測することができるだけでなく、睡眠時における小さな体動、心電信号も計測可能となり、睡眠障害を診断する際に利用されるデータを計測することができる。
また、シール部には心電電極と３軸加速度センサとを備えているので、シール部が身体から剥がれた場合、心電電極からの異常信号に基づいて、シール部が剥がれているか否かが明確に分かるので、剥がれたシール部からの３軸加速度センサからの出力信号をエラーとすることができ、誤計測を防止することができる。
さらに、異なった箇所にシール部を貼り付けるので、各貼着位置の身体の動作や姿勢を計測することができ、運動の有無だけでなく、前後運動、左右運動、回転運動等の様々な体動を計測することが初めて可能となる。また、各シール部の加速度センサから出力信号とその貼付位置に基づいて出力信号を補正することもでき、体型（表皮や肉付き）による影響を少なくし、正確な姿勢を測定することができる。
【００１９】
また、複数のシール部が、連結部によって同一平面上に連結されるので、身体（特に胸部や背部）に装着し易く長時間の装着においても違和感を少なくすることができる。
【００２０】
また、連結部が略Ｔ字状又は略Ｙ字状若しくは略Ｌ字状のシートからなり、端部や角部に３つのシール部を備えているので、シール部及び連結部を一体としつつも、身体の接触部分を少なくすることができ、被検者にとって違和感の少ない生体センサ装置とすることができる。
【００２１】
また、連結部を伸縮性を有するネット部材から構成しているので、睡眠時や運動時においても身体にフィットし、かつ通気性も高めることもできるので、被検者の違和感をさらに軽減することができる。
さらに、連結部は伸縮性を有しているので、体形が異なる被検者に対しても適切な位置にシール部を貼着させることができる。したがって、１つの生体センサ装置で、多様な体形の被検者に対応することができるので、低コストの生体センサ装置を得ることができる。
【００２２】
また、シール部に補強体を備えることでシール部の撓み強度を高めることができるので、シール部の皮膚巻き込みを抑止することができ、正確なデータを計測することができる。
【００２３】
また、温度センサを備えているので、深部体温や皮膚温を計測することができる。そして、この温度データを睡眠開始時刻の客観材料を得ることができる。
加えて、オキシセンサを備えているので、被検者の酸素飽和度を計測することで、無呼吸による酸素飽和度の低下を知ることができ、睡眠時無呼吸症候群における無呼吸状態が発生しているか否かの判断材料とすることができる。
さらに、マイクロフォンを備えることで、鼾、喘息、咳、心音等を計測することができる。つまり、鼾を計測することによって、閉塞性睡眠時無呼吸症候群の初期判断の判断材料を得ることができ、喘息や咳を計測することによって、呼吸に起因する睡眠障害の判断材料を得ることができ、心音を計測することによって、心機能の判断材料とすることができる。
【００２４】
また、シール部の１つを剣状突起の体表面に貼着するので、被検者が肥満体型の場合、腹部にシール部を貼着するときに比べて肉（脂肪）による影響を受けにくく、より正確な姿勢や体動を計測することができる。また、剣状突起の体表面に貼着するシール部に、温度センサを備えている場合には、深部体温を計測することができる。
【００２５】
また、貼り付け補助手段をシール部に備えているので、一人でも容易に身体に貼着することができる。
【００２６】
また、シール部の身体との接触面との反対面に記録手段を備えるので、シール部と記録手段とを一体化することができる。
一方、記録手段を備えたベース部をベルト部材で身体に装着しているので、シール部の身体への装着性を高めることができ、大きな体動があったときでも身体に装着した状態を保つことができる。
【００２７】
また、無線手段によって心電電極及び３軸加速度センサからの出力信号を外部記録部に送信して記録するので、記録媒体の大きさや重量等を考慮する必要性が無い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に、本願発明に係る生体センサ装置の一実施例を説明する。
本願発明に係る生体センサ装置１は、例えば図１に示すように、３つのシール部２（２ａ，２ｂ，２ｃ）を、略Ｔ字形状の連結部３で略同一平面上に連結し、被検者の胸部（身体）に装着したときに下半身側（下方側）に位置するシール部２ｃにはベース部４を備えている。また、ベース部４と頭部側（上方側）に位置する前記シール部２ａ，２ｂとはケーブル７で接続し一体化している。
【００２９】
前記シール部２は、図２に示すように、心電信号を計測するための心電電極５と、身体の動きや姿勢を計測するための３軸加速度センサ６とを備え、これらを皮膚Ｓ（図３参照）に貼着させるためのパッチ８によって構成されている。また、シール部２は、心電電極５と３軸加速度センサ６からの出力信号を送信する複数の信号線と該３軸加速度センサに電力を供給するための電力用線とを纏めたケーブル７が接続されている。前記シール部２は、正面視においてほぼ矩形をしているが、略円形や略楕円形や略瓢箪形等の形状であってもよい。また、シール部２は図３等に示すように、可撓性を有する板状（又はシート状）に構成され、前記連結部３とほぼ同じ厚さ又は連結部３よりも厚いものである。
【００３０】
前記生体センサ装置１は、前記３つのシール部２，…，２を被検者の皮膚に貼着させるものであり、図１に示すように、シール部２ａは被検者の右胸部に、シール部２ｂは左胸部に、シール部２ｃは正面視の体軸に沿って位置するようにそれぞれ貼着される。前記シール部２ａとシール部２ｂとは、正面視において該シール部２ａと該シール部２ｂとが同じ高さで、且つ該２つのシール部２ａ，２ｂの略中間位置に体軸（背骨）が位置するように貼着される。そして、前記シール部２ｃは、正面視において、胸骨の剣状突起の体表面に位置するように貼着される。なお、前記シール部２ａ，２ｂ，２ｃは他の体表面に貼着されてもよい。
【００３１】
前記シール部２に備えられる前記心電電極５は、金属、導電性ゴム、導電性繊維等の部材から構成されており、図３に示すように、皮膚Ｓに接触させて心電信号を計測可能としている。なお、皮膚Ｓと心電電極５との間に導電性樹脂等を備えさせて心電信号が計測できるようにしてもよい。
また、前記３軸加速度センサ６は、身体の左右方向（ｘ軸）、前後方向（ｙ軸）、上下方向（ｚ軸）の３つの直交方向の加速度と重力方向とを検出するものである。図２及び図３では、心電電極５と３軸加速度センサ６とが皮膚Ｓとの接触面８ｓに沿うように隣接して配置しているが、それらを離間して配置したり、厚さ方向に並べて配置してもよい。
【００３２】
このように、心電電極５と３軸加速度センサ６とを備えたシール部２を、右胸部（付近）と左胸部（付近）と剣状突起（付近）の体表面にそれぞれ装着させることで、これら３箇所からの心電信号を２４時間（つまり、睡眠時や活動時の双方で）計測することができる。
また、３軸加速度センサからの出力信号から、それぞれの装着位置の３軸方向の加速度と重力方向とを計測することができるので、動作の有無（静止しているのか動作しているのか）だけでなく、寝返り等の小さな体動や、体動の種類や姿勢も測定することができる。また、複数の加速度センサからの出力信号とその貼付位置に基づいて出力信号を補正することができるので、体型（表皮や肉付き）による影響をなくし、正確な姿勢を計測することができる。
特に、正面視において剣状突起の体表面にシール部２ｃを貼付し、左胸部及び右胸部の双方に体軸から略同じ距離となる位置にシール部２ａ，２ｂを貼付しているので、前後運動、左右運動、回転運動（体軸を中心とした回転運動）等の体動を明確に計測することが可能となる。さらに、シール部２ｃを剣状突起の体表面に貼着するので、被検者が肥満体型の場合、腹部にシール部２ｃを貼着するときに比べて肉（脂肪）による影響を受けにくく、より正確な姿勢や体動を計測することができる。
また、シール部２が皮膚Ｓから剥がれたときには、該シール部２に備えられた心電電極からの出力信号が異常な値となり、シール部２が皮膚に貼着しているか否かが明確に分かるので、剥がれたシール部２の３軸加速度センサからの出力信号をエラーとすることができ、誤計測を防止することができる。
【００３３】
また、シール部２のパッチ８の皮膚Ｓとの接触面８ｓは、貼付性が備えられており、睡眠時や運動時でも身体に貼着した状態で心電信号や身体の動きを計測可能にしている。
シール部２（パッチ８）は、厚さが薄くかつ軽量である方が、被検者に違和感（不快感）を与えることがなく好ましい。
しかし、軽量で薄いシール部２（パッチ８）を用いると、シール部２を皮膚で巻き込むことがあった。つまり、皮膚巻き込みによって、３軸加速度センサも皮膚に巻き込まれ、正常な姿勢を計測できないことがあった。
そこで、図３（ａ）に示すように、パッチ８に補強体を備えず、撓み強度の高い材質から構成し、パッチ８の皮膚巻き込みを防止するようにしてもよい。また、パッチ８の撓み強度が低いときには、図３（ｂ）に示すように、撓み強度の高い補強板９を前記接触面８ｓの反対側の面に備えさせ、シール部２の撓み強度を高めてもよい。加えて、図３（ｃ）に示すように、撓み強度の高い複数の軸部材１０，…，１０をパッチ８の内部に備えさせ、シール部２の撓み強度を高めてもよい。
このようにパッチ８に撓み強度の高い材質を用いたり、撓み強度の高い補強板９や軸部材１０をパッチ８に備えさせることによってシール部２の撓み強度を高め、皮膚によるシール部２の巻き込みを防止することができ、３軸加速度センサ６の皮膚巻き込みによる誤計測を防ぐことができ、より正確な体動を計測することができる。
なお、パッチ８に複数の通気孔を設け、長時間連続して貼着したときでもかぶれを少なくするようにしてもよい。
【００３４】
また、図１０に示すように、シール部２，…，２を身体に貼り付ける方向を視認可能にするために、各シール部２の上部（上端）を着色させた貼り付け補助手段１４を備えさせ、シール部２の貼着方向がすぐに分かるようにすることで、一人で容易に装着できるようにしてもよい。
貼り付け補助手段１４としては、シール部２を着色させるだけでなく、シール部２の上面（接触面８ｓの反対側の面）に矢印（例えば、上向きの矢印）を表示させて、貼着方向がすぐに分かるようにし、一人で容易に装着できるようにしてもよい。
また、貼着する順序（例えば、シール部２ｃの上面に「１」、シール部２ｂの上面に「２」、シール部２ａの上面に「３」の数字）を示し、装着する順序を示すだけでなく、数字の向きから装着する方向も同時に分かるようにしてもよい。
【００３５】
前記ベース部４は、図１１に示すように、前記３軸加速度センサ６等に電力を供給するバッテリー１１と、前記心電電極５からの出力信号と前記３軸加速度センサ６からの出力信号とを受信し増幅する増幅手段（図示しない）と、増幅された信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器（図示しない）、記録媒体１３に信号を記録する記録手段１２とを備えており、図１及び図４に示すように、頭部側のシール部２ａ，２ｂからの出力信号を送信するケーブル７，７が接続されている。ベース部４は、下半身側のシール部２ｃの上面（皮膚との接触面８ｓとの反対面）に備えられ、該シール部２ｃに備えられた心電電極５と３軸加速度センサ６からの出力信号を受信できるように配線されている。記録媒体１３は、小型かつ軽量な記録媒体が好ましく、ＳＤメモリーカード等のような半導体を用いた記録媒体が好ましいが、その他の記録媒体を用いてもよい。
上述のように、ベース部４を前記シール部２の上面に備えさせて一体化させることによって装着時の被検者の違和感を軽減することができる。したがって、生体センサ装置１を装着していない状態に近い睡眠状態のデータを測定することができる。
なお、ベース部４を前記シール部２ｃの上面に備えさせて一体化させるときには、シール部２に３軸加速度センサ６を備えさせる変わりに、ベース部４に備えさせてもよい。
【００３６】
前記連結部３は、シート状のネット部材から構成し、通気性を高め被検者のかぶれが発生しにくくすることが好ましい。なお、連結部３を伸縮性を有するネット素材から構成させて、睡眠時や運動時においても身体にフィットするようにして被検者の違和感を軽減してもよい。
また、連結部３には前記ケーブル７を収容するための中空の筒部（図示しない）が備えられ、該筒部内にケーブル７を撓ませて（蛇行させて）収容することで、連結部３が伸長したときにも、ケーブル７がシール部２とベース部４とを接続するようにしている。
上述のように、連結部３は伸縮性を有しているので、体形が異なる被検者に対しても適切な位置にシール部２，…，２を貼着させることができる。したがって、１つの生体センサ装置１で、多様な体形の被検者に対応することができるので、低コストの生体センサ装置を得ることができる。
なお、布等の伸縮性の無い（伸縮が殆ど無い）素材から構成し、各シール部２，…，２間の距離を変更でき難くしてもよい。
【００３７】
なお、生体センサ装置１には、心電電極５及び３軸加速度センサ６以外の体温（皮膚温や深部体温）を計測するための温度センサ（図示しない）、被検者の酸素飽和度を計測するためのオキシセンサ（例えば、反射型オキシセンサ）（図示しない）、鼾、喘息、咳等の呼吸音や心音を計測するためのマイクロフォン（図示しない）等の各種センサを備えさせてもよい。前記温度センサ、前記オキシセンサ、前記マイクロフォン等のセンサは、生体センサ装置１にそれぞれ１つ備えていればよいが、２つ以上を備えさせてもよい。
【００３８】
前記温度センサは、特に剣状突起の体表面に貼着されるシール部２ｃに備えさせることにより、深部体温を計測することが可能となる。なお、他のシール部２ａ，２ｂにも温度センサを備えさせて、皮膚温を計測してもよい。温度センサを備えさせることにより、睡眠開始時（寝入りばな）に自律神経（交感神経、副交感神経支配下のバランス変動）の影響から、末梢血管拡張が起き体表温度が上昇すること（例えば、寝汗をかくこと）が知られており、睡眠開始時刻の客観判断の材料とすることができる。
【００３９】
また、前記オキシセンサは、被検者の酸素飽和度を計測することで、無呼吸による酸素飽和度の低下を知ることができ、睡眠時無呼吸症候群における無呼吸状態が発生しているか否かの判断の材料とすることができる。
【００４０】
さらに、鼾の発症頻度は睡眠障害の特に閉塞性睡眠時無呼吸症候群の初期判断に重要とされており、現状では家族等に観察を要請するなどして鑑別診断時の重要な判断材料としている。加えて、喘息や咳などの呼吸音を計測することで、呼吸に起因する睡眠障害の判断材料としている。そこで、生体センサ装置にマイクロフォンを備えさせて、睡眠時の鼾、喘息や咳等の呼吸音を計測することで、これらを定量的に計測することが可能となる。また、マイクロフォンで心音を計測することにより、心機能の判断材料とすることもできる。
前記マイクロフォンは、前記シール部２やベース部４に備えさせるが、特に身体側に指向性が高くなるように、マイクロフォンの指向方向が身体側に配置されるように、シール部２やベース部４に備えることが好ましく、このように配置することで心音等の小さな音も計測することが可能となる。
【００４１】
なお、図１では、連結部３は、略Ｔ字状の形状をし、この３つの端部のそれぞれにシール部２，…，２を備えさせているが、図５に示すように、略Ｙ字状の連結部３から構成してもよい。なお、前記シール部２ａ，２ｂ，２ｃの貼着位置は、図１で示した略Ｔ字状の形状をしたものと同じである。そして、前記略Ｙ字状の連結部３で３つのシール部２ａ，２ｂ，２ｃを連結するときは、生体センサ装置１の左右方向の中央位置が分かりやすく、体軸と前記シール部２ａの距離と、体軸と前記シール部２ｂとの距離を同じになるように貼着しやすくなる。
また、図８に示すように、連結部３を略Ｌ字状のシートから構成し、Ｌ字状のシートの２つの端部及び１つの角部のそれぞれに３つのシール部２，２，２を備えさせてもよい。Ｌ字状の連結部３の上部に位置するシール部２ｅは、胸骨体（胸骨体の胸骨柄側）の体表面に貼着され、もう一方の端部に位置するシール部２ｇは、該シール部２ｅより下半身側の左胸部に貼着され、角部に位置するシール部２ｆは、剣状突起の体表面に貼着される。また、角部に位置するシール部２ｆには、図１で示したシール部２ｃと同様にベース部４が備えられている。
【００４２】
また、図９に示すように、腰に装着したベルト１５に前記ベース部４を備えさせ、略Ｔ字状の連結部３の３つの端部にそれぞれ備えている３つのシール部２ａ，２ｂ，２ｃから出力された信号をケーブル７を介してベース部４に備えた記録媒体に記録させてもよい。このようにベース部４とシール部２とを別体に構成することにより、シール部２，…，２の貼着時の違和感を軽減することができる。さらに、シール部２や連結部３以外のベルト１５にベース部４を備えさせているので、シール部２の身体への装着性を高めることができ、大きな体動があったときでも身体に装着した状態を保つことができる。
【００４３】
また、図６に示すように、ベース部４を下半身側のシール部２ｃに設けず、Ｔ字状の連結部３に設けてもよい。この場合は、ベース部４が連結部３に備えられているので、該連結部３及び前記ケーブル７と各シール部２とがコネクタ等により取り外し可能な構成にすることで、シール部２のみを交換可能とすることができる。したがって、心電電極５や３軸加速度センサ６が故障したときや、前記パッチ８の貼着力が弱くなったときに容易にシール部２のみを交換することができる。
【００４４】
さらに、図１、５、６では、生体センサ装置１は３つのシール部２を備えていたが、３つに限定するものではなく、図７に示すように、下半身側のシール部２ｃの上方（頭部側）にシール部２ｄを備えさせてもよい。図７のようにシール部２ｄを設けることにより。より詳細なデータを得ることができ、正確な睡眠状態を計測することができるようになる。
なお、３軸加速度センサ６を四肢に備えさせ、それらからの出力信号を記録媒体に記録するようにしてもよい。四肢に３軸加速度センサ６を備えさせることにより、手や足の動きも計測することができ、姿勢をより詳細に測定することができる。
【００４５】
なお、図１２に示すように、記録媒体１３及び記録手段１２をベース部４の外部の外部記録部１６に備えさせるとともに、ベース部４に無線送信手段１７を備えさせて、前述の各種センサ（心電電極、３軸加速度センサ、温度センサ、オキシセンサ、マイクロフォン）からの出力信号を外部の記録媒体に記録させることもできる。このように、記録媒体１３を身体に装着しないので、記録媒体の大きさや重量等を考慮する必要性が無いだけでなく、送信されたデータをネットワーク（例えば、インターネット）を介して解析装置に送信することもできる。
また、被検者の睡眠場所と同じ部屋に前記外部記録部１６を設置するときには、外部記録部１６に、受信手段１８、光センサ１９を備えさせてもよい。前記光センサ１９によって、消灯時間、睡眠時の照度、起床時間、起床時の照度等を計測することができる。また、外部記録部１６に前記マイクロフォン２０を備えさせてもよく、鼾、喘息、咳等を計測することもできる。
【００４６】
また、前記シール部２，…，２のそれぞれにバッテリー１１と送信手段とを備えさせ、外部には受信手段と記録媒体と記録手段とを備えさせることにより、生体センサ装置１からケーブル７を無くし、外部の記録媒体に出力信号を記録させるようにしてもよい。このように外部に備えさせた記録媒体に出力信号を記録することにより、睡眠状態をリアルタイムに解析することもできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】生体センサ装置を身体に装着したときの説明図である。
【図２】シール部の正面図である。
【図３】シール部の断面図である。
【図４】ベース部を備えたシール部の断面図である。
【図５】連結部が略Ｙ字状の生体センサ装置の正面図である。
【図６】連結部にベース部を備えた生体センサ装置の正面図である。
【図７】４つのシール部を備えた生体センサ装置の正面図である。
【図８】連結部が略Ｌ字状の生体センサ装置の正面図である。
【図９】ベルトにベース部を備えさせた生体センサ装置の説明図である。
【図１０】貼り付け補助手段を備えた生体センサ装置の正面図である。
【図１１】ベース部に記録媒体を備えた生体センサ装置のブロック図である。
【図１２】外部記録部に記録媒体を備えた生体センサ装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００４８】
１ 生体センサ装置
２ シール部
３ 連結部
４ ベース部
５ 心電電極
６ ３軸加速度センサ
７ ケーブル
８ パッチ
８ｓ 接触面
９ 補強板
１０ 軸部材
１１ バッテリー
１２ 記録手段
１３ 記録媒体
１４ 貼り付け補助手段
１５ ベルト
１６ 外部記録部
１７ 無線送信手段
１８ 受信手段
１９ 光センサ
２０ マイクロフォン
Ｓ 皮膚
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心電信号を計測する心電電極と身体の動きを計測する３軸加速度センサとを身体に貼り付けるためのシール部に備えさせ、前記シール部の複数を連結部材を介して連結することにより身体の複数箇所に貼り付け可能とし、前記各シール部の心電電極及び３軸加速度センサからの出力信号を記録するための記録媒体と該記録媒体に記録するための記録手段とを該シール部又は前記連結部の特定箇所あるいは外部に備え、前記記録手段と前記心電電極及び３軸加速度センサとを無線又はケーブルにて接続したことを特徴とする生体センサ装置。
【請求項２】
前記複数のシール部は、連結部によって略同一平面上に連結されてなる請求項１記載の生体センサ装置。
【請求項３】
前記連結部は略Ｔ字状若しくは略Ｙ字状であり、前記連結部の３つの端部に前記シール部をそれぞれ備える、
又は、前記連結部は、略Ｌ字状のシートであり、前記連結部の２つの端部及び１つの角部のそれぞれに前記シール部を備えてなる請求項１又は２記載の生体センサ装置。
【請求項４】
前記連結部は、伸縮性を有するネット部材から構成されてなる請求項１〜３のいずれかに記載の生体センサ装置。
【請求項５】
前記シール部は、単又は複数の補強体を備えてなる請求項１〜４のいずれかに記載の生体センサ装置。
【請求項６】
温度センサ、オキシセンサ、マイクロフォンの中の少なくとも１つを備えてなる請求項１〜５のいずれかに記載の生体センサ装置。
【請求項７】
前記シール部の１つは、胸骨の剣状突起の体表面に貼着されてなる請求項１〜６のいずれかに記載の生体センサ装置。
【請求項８】
前記複数のシール部を身体に貼り付ける順番、又は貼り付ける方向を視認可能にするための貼り付け補助手段を前記シール部に備えさせてなる請求項１〜７のいずれかに記載の生体センサ装置。
【請求項９】
前記記録手段及び前記記録媒体を備えたホルダー部は、１つのシール部の身体に接触する面の反対面に備える、
又は、前記記録手段及び記録媒体とを備えたホルダー部をベルト部材で身体に装着してなる請求項１〜８のいずれかに記載の生体センサ装置。
【請求項１０】
前記心電電極及び３軸加速度センサから出力される信号を無線にて送信する送信手段を備えたホルダー部を、１つのシール部の身体に接触する面の反対面、又は身体に装着したベルト部材に備えさせ、
前記送信手段から送信された信号を受信する受信手段と、前記記録手段と前記記録媒体とを外部記録部に備えさせてなる請求項１〜８のいずれかに記載の生体センサ装置。
【請求項１】
心電信号を計測する心電電極と身体の動きを計測する３軸加速度センサとを身体に貼り付けるためのシール部に備えさせ、前記シール部の複数を連結部材を介して連結することにより身体の複数箇所に貼り付け可能とし、前記各シール部の心電電極及び３軸加速度センサからの出力信号を記録するための記録媒体と該記録媒体に記録するための記録手段とを該シール部又は前記連結部の特定箇所あるいは外部に備え、前記記録手段と前記心電電極及び３軸加速度センサとを無線又はケーブルにて接続したことを特徴とする生体センサ装置。
【請求項２】
前記複数のシール部は、連結部によって略同一平面上に連結されてなる請求項１記載の生体センサ装置。
【請求項３】
前記連結部は略Ｔ字状若しくは略Ｙ字状であり、前記連結部の３つの端部に前記シール部をそれぞれ備える、
又は、前記連結部は、略Ｌ字状のシートであり、前記連結部の２つの端部及び１つの角部のそれぞれに前記シール部を備えてなる請求項１又は２記載の生体センサ装置。
【請求項４】
前記連結部は、伸縮性を有するネット部材から構成されてなる請求項１〜３のいずれかに記載の生体センサ装置。
【請求項５】
前記シール部は、単又は複数の補強体を備えてなる請求項１〜４のいずれかに記載の生体センサ装置。
【請求項６】
温度センサ、オキシセンサ、マイクロフォンの中の少なくとも１つを備えてなる請求項１〜５のいずれかに記載の生体センサ装置。
【請求項７】
前記シール部の１つは、胸骨の剣状突起の体表面に貼着されてなる請求項１〜６のいずれかに記載の生体センサ装置。
【請求項８】
前記複数のシール部を身体に貼り付ける順番、又は貼り付ける方向を視認可能にするための貼り付け補助手段を前記シール部に備えさせてなる請求項１〜７のいずれかに記載の生体センサ装置。
【請求項９】
前記記録手段及び前記記録媒体を備えたホルダー部は、１つのシール部の身体に接触する面の反対面に備える、
又は、前記記録手段及び記録媒体とを備えたホルダー部をベルト部材で身体に装着してなる請求項１〜８のいずれかに記載の生体センサ装置。
【請求項１０】
前記心電電極及び３軸加速度センサから出力される信号を無線にて送信する送信手段を備えたホルダー部を、１つのシール部の身体に接触する面の反対面、又は身体に装着したベルト部材に備えさせ、
前記送信手段から送信された信号を受信する受信手段と、前記記録手段と前記記録媒体とを外部記録部に備えさせてなる請求項１〜８のいずれかに記載の生体センサ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００７−２９６２６６（Ｐ２００７−２９６２６６Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１２９０００（Ｐ２００６−１２９０００）
【出願日】平成１８年５月８日（２００６．５．８）
【出願人】（５０５２１０７４６）フィジオトレース株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月１５日（２００７．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月８日（２００６．５．８）
【出願人】（５０５２１０７４６）フィジオトレース株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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