JP2006212271A - Respiration sensor, using method of respiration sensor and respiration state-monitoring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、圧電フィルム等を用いて、例えば睡眠時などの呼吸の正常・異常やいびきなどの呼吸状態を調べることができる呼吸センサ、呼吸センサの使用方法、及び呼吸状態監視装置に関する。 The present invention relates to a respiration sensor, a method for using a respiration sensor, and a respiration condition monitoring apparatus that can check a respiration condition such as normal / abnormal respiration and snoring during sleep, for example, using a piezoelectric film.
従来より、人の呼吸の状態を調べる技術として、口元にサーミスタを貼り付ける技術が知られている(特許文献1参照)
また、体の動きを圧電素子で検出し、その検出結果から呼吸の状態を調べる技術も知られている(特許文献2参照)。
Conventionally, as a technique for examining a person's breathing state, a technique for attaching a thermistor to the mouth is known (see Patent Document 1).
A technique is also known in which body movement is detected by a piezoelectric element and the state of respiration is examined from the detection result (see Patent Document 2).
更に、赤外線を用いた画像処理により呼吸を検出する技術も知られている(特許文献3参照)。
その上、近年では、口にPVDF(ポリフッ化ビニリデン)フィルムを貼り付け、その検出信号から呼吸を検出する技術も開示されている(特許文献4参照)。
In addition, in recent years, a technique has been disclosed in which a PVDF (polyvinylidene fluoride) film is attached to the mouth and respiration is detected from the detection signal (see Patent Document 4).
しかし、引用文献1の技術では、サーミスタの位置による誤差が大きいという問題があった。
また、引用文献2、3の技術では、装置が大型化するという問題があった。
However, the technique of the cited document 1 has a problem that an error due to the position of the thermistor is large.
Further, the techniques of the cited documents 2 and 3 have a problem that the apparatus is enlarged.
更に、引用文献4の技術では、平板状のフィルムを口の上に貼り付けるので、口からの息は検出できるものの、鼻から出る息はフィルムと並行に流れてしまい、鼻からの息を確実に検出できないという問題があった。 Furthermore, in the technique of the cited document 4, since a flat film is stuck on the mouth, the breath from the mouth can be detected, but the breath coming out from the nose flows in parallel with the film, and the breath from the nose is surely secured. There was a problem that could not be detected.
また、いびきについても同様に、簡易な方法で安定していびきの検出ができないという問題があった。
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、誤差が少なく、装置を小型化でき、口からの息と鼻からの息を例えば同程度の信号レベルで容易に検知でき、しかも、いびきの状態も検出できる呼吸センサ、呼吸センサの使用方法、及び呼吸状態監視装置を提供すること目的とする。
Similarly, snoring has a problem that it cannot be detected stably by a simple method.
The present invention has been made in view of the above points, has a small error, can reduce the size of the apparatus, can easily detect breath from the mouth and breath from the nose, for example, with similar signal levels, and snoring. It is an object of the present invention to provide a respiration sensor that can also detect the state of respiration, a method for using the respiration sensor, and a respiration condition monitoring device.
(1)請求項1の発明は、生体の呼吸及びいびきのうち少なくとも一方の呼吸状態に対応した信号を出力する圧電素子を用いて、生体の呼吸状態を検出する呼吸センサであって、呼吸センサは、板状の口側圧電素子を有し口側における呼吸状態を検出する口呼吸検出部と、口側圧電素子の配置平面と交差する平面に配置された板状の鼻側圧電素子を有し鼻側における呼吸状態を検出する鼻呼吸検出部と、を備えるとともに、口側圧電素子と鼻側圧電素子とが電気的に接続されたことを特徴とする。 (1) The invention of claim 1 is a respiration sensor for detecting a respiration state of a living body using a piezoelectric element that outputs a signal corresponding to at least one of the respiration and snoring of the living body. Has a plate-like mouth-side piezoelectric element that detects a breathing state on the mouth-side, and a plate-like nose-side piezoelectric element that is arranged on a plane that intersects the plane where the mouth-side piezoelectric element is arranged. And a nose breathing detector for detecting a breathing state on the nose side, and the mouth side piezoelectric element and the nose side piezoelectric element are electrically connected.
本発明では、口側圧電素子と鼻側圧電素子とが従来の様に(一体であることにより)並行に配置されるのではなく、口側圧電素子と鼻側圧電素子が異なる平面にあるように配置されている。従って、この呼吸センサを、息がかかるように口及び鼻の近傍に取り付ける際には、口の前に口側圧電素子を配置できるとともに、鼻(鼻孔)の前(先)に鼻側圧電素子を配置することができる。よって、口から出た息は口側圧電素子に対して例えば直角に近い深い角度で当たるように配置できるので、口の呼吸を精度良く検出することができる。しかも、鼻孔から出た息は鼻側圧電素子に対して例えば直角に近い深い角度で当たるように配置できるので、鼻の呼吸も精度良く検出することができる。 In the present invention, the mouth-side piezoelectric element and the nose-side piezoelectric element are not arranged in parallel as in the prior art (by being integrated), but the mouth-side piezoelectric element and the nose-side piezoelectric element are on different planes. Is arranged. Therefore, when this breathing sensor is attached in the vicinity of the mouth and nose so as to breathe, the mouth side piezoelectric element can be arranged in front of the mouth, and the nose side piezoelectric element in front of the nose (nose). Can be arranged. Therefore, since the breath that has come out of the mouth can be arranged so as to strike the mouth-side piezoelectric element at a deep angle close to, for example, a right angle, breathing in the mouth can be detected with high accuracy. Moreover, since the breath that has come out of the nostril can be arranged so as to hit the nose side piezoelectric element at a deep angle close to, for example, a right angle, the breathing of the nose can be detected with high accuracy.
また、同様に、本発明では、呼吸に伴っていびきが発生した場合には、その音の振動を、口側圧電素子や鼻側圧電素子により効率良くキャッチできるので、いびきも精度良く検出することができる。 Similarly, in the present invention, when snoring occurs with breathing, vibration of the sound can be efficiently caught by the mouth side piezoelectric element or the nose side piezoelectric element, so that snoring can be detected with high accuracy. Can do.
この様に、本発明では、口及び鼻からの息を精度良く検出できるので、口及び鼻のどちらか一方で呼吸されている場合でも、或いはいびきがある場合でも、生体の呼吸状態を正確に把握することができるという顕著な効果を奏する。 As described above, in the present invention, since the breath from the mouth and nose can be detected with high accuracy, the respiratory state of the living body can be accurately determined even when breathing in either the mouth or the nose or when snoring occurs. There is a remarkable effect that it can be grasped.
尚、圧電素子としては、板状の圧電体の両側に電極を備えたもの、特にフィルム状の圧電体の両側にそれぞれ薄膜の電極を配置したものが挙げられ、この圧電体としては、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)等の有機高分子材料を用いた圧電体を採用できる。 Examples of the piezoelectric element include those provided with electrodes on both sides of a plate-like piezoelectric body, and particularly those having thin film electrodes disposed on both sides of a film-like piezoelectric body. A piezoelectric body using an organic polymer material such as (polyvinylidene fluoride) can be employed.
(2)請求項2の発明は、呼吸センサは、板状の口呼吸検出部と、口呼吸検出部から立設された板状の鼻呼吸検出部と、を備えたことを特徴とする。
本発明では、口呼吸検出部と鼻呼吸検出部とが従来の様に並行ではなく、口呼吸検出部から鼻呼吸検出部が立設された立体形状であるので、口側圧電素子と鼻側圧電素子も同様な立体配置となっている。従って、請求項1の発明と同様に、この呼吸センサを、息がかかるように口及び鼻の近傍に取り付ける際には、口の前に口呼吸検出部を配置できるとともに、鼻(鼻孔)の前(先)に鼻呼吸検出部を配置することができる。
(2) The invention of claim 2 is characterized in that the respiration sensor includes a plate-shaped mouth respiration detection unit and a plate-shaped nasal respiration detection unit erected from the mouth respiration detection unit.
In the present invention, the mouth breathing detection unit and the nasal breathing detection unit are not parallel as in the prior art, and are a three-dimensional shape in which the nasal breathing detection unit is erected from the mouth breathing detection unit. The piezoelectric element has a similar three-dimensional arrangement. Therefore, as in the first aspect of the present invention, when the breathing sensor is attached in the vicinity of the mouth and nose so as to breathe, the mouth breathing detector can be disposed in front of the mouth, and the nose (nasal passage) can be disposed. A nasal respiratory detection unit can be arranged in front (front).
よって、口及び鼻からの息を精度良く検出できるので、口及び鼻のどちらか一方で呼吸されている場合でも、或いはいびきがある場合でも、生体の呼吸状態を正確に把握することができるという顕著な効果を奏する。 Therefore, since the breath from the mouth and nose can be detected with high accuracy, it is possible to accurately grasp the respiratory state of the living body even when breathing in either the mouth or nose or when snoring occurs. Has a remarkable effect.
(3)請求項3の発明は、口呼吸検出部と鼻呼吸検出部とは、立設位置にて曲げられた一体の部材からなることを特徴とする。
これにより、呼吸センサの構成を簡易化することができる。
(3) The invention of claim 3 is characterized in that the mouth breathing detection unit and the nasal breathing detection unit are formed of an integral member bent at the standing position.
Thereby, the structure of a respiration sensor can be simplified.
(4)請求項4の発明は、口呼吸検出部と鼻呼吸検出部とは、立設位置にて略垂直に曲げられたものであることを特徴とする。
本発明は、呼吸センサがどのように曲げられているかを例示したものである。これにより、口側圧電素子と鼻側圧電素子とが略垂直の位置に配置される。尚、曲げられる角度としては、口呼吸検出部が口から息が流れる方向に対して垂直になる方向が望ましく、鼻呼吸検出部が鼻から息が流れる方向に対して垂直になる方向が望ましいので、口側圧電素子と鼻側圧電素子と(特に口呼吸検出部と鼻呼吸検出部と)が、略垂直(例えば45〜100度の範囲)が好適である。
(4) The invention of claim 4 is characterized in that the mouth breathing detection unit and the nasal breathing detection unit are bent substantially vertically at the standing position.
The present invention illustrates how the respiration sensor is bent. Thereby, the mouth side piezoelectric element and the nose side piezoelectric element are arranged at substantially vertical positions. The angle at which the mouth breathing detector is perpendicular to the direction in which the breath flows from the mouth is desirable, and the direction in which the nasal breathing detector is perpendicular to the direction in which the breath flows from the nose is desirable. The mouth-side piezoelectric element and the nose-side piezoelectric element (particularly the mouth-breathing detection unit and the nasal-breathing detection unit) are preferably substantially vertical (for example, in the range of 45 to 100 degrees).
(5)請求項5の発明は、口呼吸検出部と鼻呼吸検出部とは、立設位置にて湾曲するように曲げられたものであることを特徴とする。
本発明は、呼吸センサがどのように曲げられているかを例示したものである。
(5) The invention of claim 5 is characterized in that the mouth breathing detection unit and the nasal breathing detection unit are bent so as to bend at the standing position.
The present invention illustrates how the respiration sensor is bent.
(6)請求項6の発明は、口側圧電素子と鼻側圧電素子とは、一体の圧電素子からなることを特徴とする。
本発明は、使用する圧電素子の構成を例示したものであり、一体の圧電素子を用いることにより、呼吸センサの構成を簡易化できる。
(6) The invention of claim 6 is characterized in that the mouth-side piezoelectric element and the nose-side piezoelectric element are formed of an integral piezoelectric element.
The present invention exemplifies the configuration of a piezoelectric element to be used, and the configuration of a respiration sensor can be simplified by using an integral piezoelectric element.
(7)請求項7の発明は、口側圧電素子と鼻側圧電素子とは、電気的に接続された別体の圧電素子からなることを特徴とする。
本発明は、使用する圧電素子の構成を例示したものである。
(7) The invention according to claim 7 is characterized in that the mouth side piezoelectric element and the nose side piezoelectric element are composed of separate piezoelectric elements that are electrically connected.
The present invention exemplifies the configuration of a piezoelectric element to be used.
(8)請求項8の発明は、口呼吸検出部は、鼻呼吸検出部が設けられた側と逆方向に伸びて、口の位置まで届く長尺の部材であることを特徴とする。
本発明は、口呼吸検出部を例示したものである。この場合は、口側圧電素子が長尺の口呼吸検出部のほぼ全体を構成してもよく、或いは、口の息がかかる部分のみに口側圧電素子を配置してよい。
(8) The invention of claim 8 is characterized in that the mouth breathing detection unit is a long member that extends in the direction opposite to the side where the nasal breathing detection unit is provided and reaches the mouth position.
The present invention exemplifies a mouth breath detection unit. In this case, the mouth side piezoelectric element may constitute substantially the entire long mouth breathing detection unit, or the mouth side piezoelectric element may be arranged only in a portion where the mouth breaths.
(9)請求項9の発明は、鼻呼吸検出部は、その立設方向に突出し鼻側圧電素子を有する一対のタブを備えたことを特徴とする。
本発明は、鼻呼吸検出部を例示したものである。ここでは、タブを鼻孔の先に配置することにより、効果的に鼻の息を検出できる。尚、タブ全体を鼻側圧電素子により構成してもよく、或いは、鼻の息がかかる部分のみに鼻側圧電素子を配置してよい。
(9) The invention of claim 9 is characterized in that the nasal respiration detecting unit includes a pair of tabs protruding in the standing direction and having a nasal piezoelectric element.
The present invention exemplifies a nasal respiration detection unit. Here, the nasal breath can be effectively detected by arranging the tab at the tip of the nostril. The entire tab may be constituted by a nose side piezoelectric element, or the nose side piezoelectric element may be disposed only in a portion where the nose breaths.
(10)請求項10の発明は、口呼吸検出部及び鼻呼吸検出部の一方又は両方の面に、呼吸センサの立体形状を保持部材を備えたことを特徴とする。
これにより、例えば口呼吸検出部や鼻呼吸検出部がフィルム状で、その曲がった形状を保持しにくい場合でも、容易に立体形状を保持できる。尚、保持部材は、圧電素子の動作を邪魔しないように、口や鼻の息がかからない位置に配置することが望ましい。
(10) The invention of claim 10 is characterized in that a holding member having a three-dimensional shape of the respiration sensor is provided on one or both surfaces of the mouth respiration detection unit and the nasal respiration detection unit.
Thereby, for example, even when the mouth breathing detection unit and the nasal breathing detection unit are film-like and it is difficult to maintain the bent shape, the three-dimensional shape can be easily retained. The holding member is preferably arranged at a position where the mouth and nose are not breathed so as not to disturb the operation of the piezoelectric element.
(11)請求項11の発明は、口呼吸検出部の鼻呼吸検出部側において、立設方向と逆の面に、呼吸センサを生体に貼り付ける口接着部を備えたことを特徴とする。
この口接着部を例えば口と鼻との間に貼り付けることにより、呼吸センサを容易に顔に貼り付けることができる。
(11) The invention of claim 11 is characterized in that, on the nasal respiration detection unit side of the mouth respiration detection unit, a mouth bonding unit for attaching a respiration sensor to a living body is provided on the surface opposite to the standing direction.
For example, by sticking the mouth adhesive portion between the mouth and the nose, the respiration sensor can be easily attached to the face.
(12)請求項12の発明は、前記口呼吸検出部と前記口接着部との間に、断熱性及びクッション性を有する緩衝層を備えたことを特徴とする。
この緩衝層(例えばスポンジ状の板材)はクッション性を有するので、生体への密着性が高いという利点がある。また、断熱性を有するので、生体から圧電素子に熱が伝わり難くなる。
(12) The invention of claim 12 is characterized in that a buffer layer having a heat insulating property and a cushioning property is provided between the mouth breathing detecting portion and the mouth adhering portion.
Since this buffer layer (for example, sponge-like plate material) has cushioning properties, it has an advantage of high adhesion to a living body. Moreover, since it has heat insulation, it becomes difficult for heat to be transmitted from the living body to the piezoelectric element.
(13)請求項13の発明は、鼻呼吸検出部の口呼吸検出部側と反対側に、呼吸センサを鼻の頭に取り付ける鼻取付部を延設したことを特徴とする。
従って、この鼻取付部を鼻の頭の上に配置し、接着テープ等で固定することにより、呼吸センサを容易に顔に取り付けることができる。
(13) The invention of claim 13 is characterized in that a nose attachment portion for attaching the respiration sensor to the head of the nose is extended on the opposite side of the nasal respiration detection portion from the mouth respiration detection portion side.
Therefore, the respiration sensor can be easily attached to the face by placing the nose attachment portion on the head of the nose and fixing it with an adhesive tape or the like.
(14)請求項14の発明は、鼻取付部と鼻呼吸検出部と口呼吸検出部との一方の面又は両方の面に、呼吸センサの立体形状を保持する保持部材を備えたことを特徴とする。
これにより、例えば鼻取付部や鼻呼吸検出部や口呼吸検出部がフィルム状で、その曲がった形状を保持しにくい場合でも、容易に立体形状を保持できる。尚、保持部材は、圧電素子の動作を邪魔しないように、口や鼻の息がかからない位置に配置することが望ましい。
(14) The invention of claim 14 is characterized in that a holding member that holds the three-dimensional shape of the respiration sensor is provided on one or both of the nose attachment portion, the nasal respiration detection portion, and the mouth respiration detection portion. And
Thereby, for example, even when the nose attachment part, the nasal respiration detection part, and the mouth respiration detection part are film-like and it is difficult to maintain the bent shape, the three-dimensional shape can be easily maintained. The holding member is preferably arranged at a position where the mouth and nose are not breathed so as not to disturb the operation of the piezoelectric element.
(15)請求項15の発明は、呼吸センサの表面の一部又は全体を覆うように、導電性を有するシールド層を配置したことを特徴とする。
本発明では、呼吸センサの表面、例えば生体側の面や生体側と反対の面に導電性を有するシールド層を配置している。従って、このシールド層をアースと接続することにより、電磁波をシールドすることができるので、圧電素子に対する電気的ノイズを低減できる。また、センサーの帯電を防止できる。その結果、測定精度が向上する。尚、シールド層は、呼吸センサの出力信号の妨害とならないように、生体や圧電素子と接触しないように配置したり、或いは、一方の電極と接するように配置してもよい。
(15) The invention of claim 15 is characterized in that a conductive shield layer is disposed so as to cover a part or the whole of the surface of the respiratory sensor.
In the present invention, a shield layer having conductivity is arranged on the surface of the respiratory sensor, for example, the surface on the living body side or the surface opposite to the living body side. Therefore, since the electromagnetic wave can be shielded by connecting this shield layer to the ground, electrical noise to the piezoelectric element can be reduced. Moreover, charging of the sensor can be prevented. As a result, measurement accuracy is improved. The shield layer may be disposed so as not to contact the living body or the piezoelectric element, or may be disposed so as to be in contact with one electrode so as not to interfere with the output signal of the respiration sensor.
ここで、シールド層としては、アルミ等の金属箔や導電塗料など各種の材料を使用できる。
(16)請求項16の発明は、呼吸センサと呼吸センサを生体に貼り付ける部材(例えば口接着部)との間に、シールド層を配置したことを特徴とする。
Here, as the shield layer, various materials such as a metal foil such as aluminum and a conductive paint can be used.
(16) The invention of claim 16 is characterized in that a shield layer is disposed between a respiration sensor and a member (for example, a mouth bonding portion) for attaching the respiration sensor to a living body.
本発明は、シールド層の好ましい配置箇所を例示したものである。
(17)請求項17の発明は、請求項1〜16のいずれかに記載の呼吸センサの使用方法であって、口側圧電素子を口の前に配置し、鼻側圧電素子を鼻孔の前に配置することを特徴とする。
The present invention exemplifies a preferred location of the shield layer.
(17) The invention of claim 17 is the method of using the respiratory sensor according to any one of claims 1 to 16, wherein the mouth side piezoelectric element is arranged in front of the mouth, and the nose side piezoelectric element is placed in front of the nostril. It arrange | positions at the feature.
この様に呼吸センサを配置することにより、口及び鼻の息を確実に検出することができる。また、いびきも確実に検出することができる。
(18)請求項18の発明は、口側圧電素子及び鼻側圧電素子からの信号に基づいて、生体の呼吸を検出することを特徴とする。
By arranging the respiration sensor in this way, it is possible to reliably detect the breath of the mouth and nose. In addition, snoring can be reliably detected.
(18) The invention of claim 18 is characterized in that the respiration of the living body is detected based on signals from the mouth side piezoelectric element and the nose side piezoelectric element.
つまり、これらの圧電素子からの信号により、呼吸を検出することができる。
(19)請求項19の発明は、口側圧電素子及び鼻側圧電素子からの信号に基づいて、生体のいびきを検出することを特徴とする。
That is, respiration can be detected by signals from these piezoelectric elements.
(19) The invention of claim 19 is characterized in that snoring of a living body is detected based on signals from the mouth side piezoelectric element and the nose side piezoelectric element.
つまり、これらの圧電素子からの信号により、いびきを検出することができる。
(20)請求項20の発明は、口呼吸検出部の口接着部を、口と鼻との間に貼り付けることを特徴とする。
That is, snoring can be detected by signals from these piezoelectric elements.
(20) The invention of claim 20 is characterized in that the mouth adhesive part of the mouth breathing detecting part is pasted between the mouth and the nose.
これにより、呼吸センサを口と鼻の間に容易に取り付けることができる。
(21)請求項21の発明は、請求項13又は14に記載の呼吸センサの使用方法であって、鼻取付部を鼻の頭に貼り付け、口側圧電素子を口の前に配置し、鼻側圧電素子を鼻孔の前に配置することを特徴とする。
Thereby, a respiration sensor can be easily attached between a mouth and a nose.
(21) The invention of claim 21 is a method of using the respiratory sensor according to claim 13 or 14, wherein the nose attachment portion is attached to the head of the nose, the mouth side piezoelectric element is disposed in front of the mouth, The nose side piezoelectric element is arranged in front of the nostril.
本発明では、鼻取付部を鼻の頭に貼り付けることにより、呼吸センサを固定するので、例えば口ひげがあった場合でも、呼吸センサを容易に取り付けることができる。
(22)請求項22の発明は、請求項1〜21のいずれかに記載の呼吸センサの信号を用いて生体の呼吸状態を監視する呼吸状態監視装置であって、呼吸センサの信号を増幅するアンプ部と、信号を記憶する記憶装置を備えたことを特徴とする。
In the present invention, since the respiration sensor is fixed by sticking the nose attachment portion to the head of the nose, for example, even when there is a mustache, the respiration sensor can be easily attached.
(22) The invention of claim 22 is a respiratory condition monitoring apparatus for monitoring a respiratory condition of a living body using the signal of the respiratory sensor according to any one of claims 1 to 21, and amplifies the signal of the respiratory sensor. An amplifier unit and a storage device for storing signals are provided.
従って、呼吸センサと呼吸状態監視装置とを接続することにより、呼吸状態を容易に検出することができる。
(23)請求項23の発明は、呼吸センサの信号を周波数帯により識別し、呼吸を表す呼吸信号といびきを表すいびき信号とを検出することを特徴とする。
Therefore, the respiratory state can be easily detected by connecting the respiratory sensor and the respiratory state monitoring device.
(23) The invention of claim 23 is characterized in that a respiration sensor signal is identified by a frequency band, and a respiration signal representing respiration and a snore signal representing snoring are detected.
呼吸によって圧電素子から得られる呼吸信号と、いびきによって圧電素子から得られるいびき信号とは、その周波数が異なる。従って、信号の周波数から、呼吸かいびきかを識別することができる。 The respiration signal obtained from the piezoelectric element by respiration and the snore signal obtained from the piezoelectric element by snoring have different frequencies. Therefore, it is possible to discriminate between breathing and snoring from the frequency of the signal.
(24)請求項24の発明は、携帯可能な記憶装置を着脱可能としたことを特徴とする。
これにより、データの取り扱いが容易になる。尚、携帯可能な記憶装置としては、メモリカード(フラッシュカード、SDカード等)やCD等の各種のものを採用できる。
(24) The invention of claim 24 is characterized in that a portable storage device is removable.
This facilitates data handling. As a portable storage device, various devices such as a memory card (flash card, SD card, etc.) and CD can be adopted.
(25)請求項25の発明は、データを外部に通信する通信機能を備えたことを特徴とする。
これにより、データの取り扱いが容易になる。尚、通信機能としては、有線や無線(電波や赤外線等)を採用できる。
(25) The invention of claim 25 is provided with a communication function for communicating data to the outside.
This facilitates data handling. As a communication function, wired or wireless (radio waves, infrared rays, etc.) can be adopted.
次に、本発明を実施するための最良の形態の例(実施例)について説明する。 Next, an example (example) of the best mode for carrying out the present invention will be described.
a)まず、本実施例の呼吸センサの構成を図1〜図5を用いて説明する。
図1及び図2(図1は展開図、図2は斜視図)に示すように、本実施例の呼吸センサ1は、主として、直角に曲げられた略T字形状のセンサ本体3と、センサ本体3の左右から伸びる一対のリード線5、7から構成されている。
a) First, the configuration of the respiration sensor of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1 and FIG. 2 (FIG. 1 is a developed view and FIG. 2 is a perspective view), the respiration sensor 1 of the present embodiment mainly includes a sensor body 3 having a substantially T-shape bent at a right angle and a sensor. It is composed of a pair of lead wires 5 and 7 extending from the left and right of the main body 3.
前記センサ本体3は、薄肉のフィルム状の部材であり、図2に示す様に、口からの息を検出するためのT字状の口呼吸検出部9と、鼻からの息を検出するために、口呼吸検出部9の端部(リード線5、7の取付部分の端部)にて直角に折り曲げられて立設された鼻呼吸検出部11とから構成されている。 The sensor body 3 is a thin film-like member, and as shown in FIG. 2, a T-shaped mouth breathing detection unit 9 for detecting breath from the mouth and a breath from the nose are detected. And a nasal respiration detection unit 11 that is bent at a right angle at the end of the mouth respiration detection unit 9 (the end of the attachment portion of the lead wires 5 and 7).
このうち、口呼吸検出部9は、鼻呼吸検出部11に連接する幅広の基端部10と、基端部10の中央から先端側に伸びる長尺の先端部12とから構成されている。また、鼻呼吸検出部11は、左右一対のタブ13、15によって構成されている。 Of these, the mouth breathing detection unit 9 includes a wide base end portion 10 connected to the nasal breathing detection unit 11 and a long tip end portion 12 extending from the center of the base end portion 10 to the tip end side. The nasal respiration detection unit 11 includes a pair of left and right tabs 13 and 15.
前記センサ本体3は、主として、センサ本体3とほぼ同一形状の圧電素子16と、その表面を覆う防湿フィルム23、25とにより構成されている。この圧電素子16は、直角に曲げられた略T字形状のフィルム状の部材であり、口呼吸検出部9と略同一形状の口側圧電素子部6と、鼻呼吸検出部11と略同一形状で口側圧電素子部6に対して垂直に伸びる鼻側圧電素子部8とから構成されている。 The sensor body 3 is mainly composed of a piezoelectric element 16 having substantially the same shape as the sensor body 3 and moisture-proof films 23 and 25 covering the surface thereof. The piezoelectric element 16 is a substantially T-shaped film-shaped member bent at a right angle. The mouth-side piezoelectric element section 6 has substantially the same shape as that of the mouth-breathing detection section 9 and substantially the same shape as the nasal-breathing detection section 11. The nose side piezoelectric element portion 8 extends perpendicularly to the mouth side piezoelectric element portion 6.
前記圧電素子16は、図3及び図4に示す様に、圧電体である略T字状のPVDFフィルム17の上下両面に、電極19、21を備えたものである。この電極19、21は、Ag、Pt、Au、Ni等の金属の層を、蒸着、厚膜印刷、箔を貼り付けなどにより形成したものである。尚、電極19、21の外側は、前記防湿フィルム23、25により覆われている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the piezoelectric element 16 includes electrodes 19 and 21 on both upper and lower surfaces of a substantially T-shaped PVDF film 17 that is a piezoelectric body. The electrodes 19 and 21 are formed by depositing a metal layer such as Ag, Pt, Au, or Ni by vapor deposition, thick film printing, or pasting a foil. The outer sides of the electrodes 19 and 21 are covered with the moisture-proof films 23 and 25.
また、左右のリード線5、7は、図1及び図4に示す様に、それぞれカシメ端子27、29により、電極19、21の一方に接続されている。つまり、一方のリード線5は、カシメ端子27により、図1の裏側の電極21に接続されており、他方のリード線7は、カシメ端子29により、図1の表側の電極19(図1の斜線部分)に接続されている。尚、カシメ端子27、29の近傍の接続されない側の電極19、21は、カシメ端子27、29に接触しないように正方形状に切り欠かれている。 The left and right lead wires 5 and 7 are connected to one of the electrodes 19 and 21 by caulking terminals 27 and 29, respectively, as shown in FIGS. That is, one lead wire 5 is connected to the electrode 21 on the back side of FIG. 1 by the crimping terminal 27, and the other lead wire 7 is connected to the front electrode 19 (FIG. 1 in FIG. 1) by the crimping terminal 29. It is connected to the shaded area. In addition, the electrodes 19 and 21 on the unconnected side in the vicinity of the crimping terminals 27 and 29 are cut out in a square shape so as not to contact the crimping terminals 27 and 29.
そして、呼吸センサ1を実際に使用する際には、図5に示す様に、呼吸センサ1を口と鼻との間に貼り付けるための構成が追加される。
具体的には、図5(a)に示す様に、センサ本体3の折れ曲がり部分に沿って、口呼吸検出部9の基端部10の表側(図5(a)の上方)と、カシメ端子27、29と、左右のリード線5、7の一部とを覆うように、接着テープ31が貼り付けられている。また、図5(b)に示す様に、接着テープ31と同形状の両面テープ33が、口呼吸検出部9の基端部10の裏側(図5(b)の上方)と、カシメ端子27、29と、左右のリード線5、7の一部とを覆うように、接着テープ31に貼り付けられている。つまり、口呼吸検出部9の基端部10と、カシメ端子27、29と、左右のリード線5、7の一部とは、接着テープ31と両面テープ33とにより挟まれている。
And when actually using the respiration sensor 1, as shown in FIG. 5, the structure for sticking the respiration sensor 1 between a mouth and a nose is added.
Specifically, as shown in FIG. 5A, along the bent portion of the sensor body 3, the front side of the proximal end portion 10 of the mouth breathing detection unit 9 (above FIG. 5A) and the crimping terminal 27 and 29 and an adhesive tape 31 are attached so as to cover the left and right lead wires 5 and 7. Further, as shown in FIG. 5B, the double-sided tape 33 having the same shape as the adhesive tape 31 is connected to the back side of the proximal end portion 10 of the mouth breathing detection unit 9 (above FIG. , 29 and a part of the left and right lead wires 5, 7 are attached to the adhesive tape 31. That is, the base end portion 10 of the mouth breathing detection unit 9, the crimping terminals 27 and 29, and a part of the left and right lead wires 5 and 7 are sandwiched between the adhesive tape 31 and the double-sided tape 33.
更に、本実施例では、図6(a)に示す様に、センサ本体3の直角に折れ曲がった形状を保つために、センサ本体3の内側(凹になる側)に、直角に折れ曲がった形状の保持部材35を貼り付けてもよい。 Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 6A, in order to keep the sensor body 3 bent at a right angle, the sensor body 3 has a shape bent at a right angle on the inner side (the concave side). The holding member 35 may be attached.
この保持部材35は、プラスチックや金属からなる(センサ本体3よりは)硬めの部材であり、口呼吸検出部9の基端部10形状に対応した長方形の板材37と、タブ13、15形状に対応した長方形の板材39、41とからなる。尚、保持部材35は、鼻の息がタブ13、15に当たった場合に、タブ13、15が十分にしなるような弾性を有している。 The holding member 35 is a hard member made of plastic or metal (rather than the sensor main body 3), and has a rectangular plate material 37 corresponding to the shape of the base end portion 10 of the mouth breath detection unit 9 and the shapes of the tabs 13 and 15. Corresponding rectangular plates 39 and 41 are formed. Note that the holding member 35 has elasticity such that the tabs 13 and 15 become sufficient when the breath of the nose hits the tabs 13 and 15.
また、図6(b)に示す様に、センサ本体3の外側(凸になる側)に、直角に折れ曲がった形状の保持部材36を貼り付けてもよい。
b)次に、呼吸センサ1の使用方法を図7及び図8を用いて説明する。
Further, as shown in FIG. 6B, a holding member 36 having a shape bent at a right angle may be attached to the outside (convex side) of the sensor body 3.
b) Next, the usage method of the respiration sensor 1 is demonstrated using FIG.7 and FIG.8.
図7に示す様に、前記両面テープ33を用いて、呼吸センサ1を、口と鼻との間に貼り付ける。つまり、呼吸センサ1の先端部12を口の前に配置するとともに、タブ13、15が左右の鼻孔の前に位置するようにして、呼吸センサ1を貼り付ける。 As shown in FIG. 7, the respiration sensor 1 is stuck between the mouth and the nose using the double-sided tape 33. That is, the respiratory sensor 1 is attached so that the distal end portion 12 of the respiratory sensor 1 is disposed in front of the mouth and the tabs 13 and 15 are positioned in front of the right and left nostrils.
そして、リード線5、7を、図8に示す呼吸状態監視装置43に接続する。
この呼吸状態監視装置43は、周知のアンプ45、A/D変換器47、CPU49、記憶装置(バックアップRAM等)51、電源53等を備えている。また、呼吸状態監視装置43には、メモリカード等を着脱可能である。更に、呼吸状態監視装置43からは、有線(又は無線)により、測定データ等を外部に送信可能である。
And the lead wires 5 and 7 are connected to the respiratory condition monitoring apparatus 43 shown in FIG.
The breathing state monitoring device 43 includes a known amplifier 45, an A / D converter 47, a CPU 49, a storage device (such as a backup RAM) 51, a power source 53, and the like. In addition, a memory card or the like can be attached to and detached from the respiratory condition monitoring device 43. Furthermore, from the respiratory condition monitoring device 43, measurement data and the like can be transmitted to the outside by wire (or wireless).
従って、本実施例では、口からの息が先端部12に垂直に近い角度でかかると、その先端部12の圧電素子16がたわむので、そのたわみによって発生した電圧を、呼吸状態監視装置43によって検出でき、よって、口での呼吸を検出することができる。同様に、鼻からの息がタブ13、15に垂直に近い角度でかかると、そのタブ13、15の圧電素子16がたわむので、そのたわみによって発生した電圧から、鼻での呼吸を検出することができる。 Therefore, in the present embodiment, when the breath from the mouth is applied at an angle close to the tip portion 12, the piezoelectric element 16 at the tip portion 12 bends, so that the voltage generated by the deflection is generated by the breathing state monitoring device 43. Can be detected, and thus breathing in the mouth can be detected. Similarly, when the breath from the nose is applied to the tabs 13 and 15 at an angle close to perpendicular to the tabs 13 and 15, the piezoelectric elements 16 of the tabs 13 and 15 bend, so that the nose breathing is detected from the voltage generated by the deflection. Can do.
また、圧電素子16のPVDFは、焦電効果も示すので、温度変化にも反応する。従って、呼吸に伴う温度変化も検出できるので、呼吸を検出する際の精度も向上する。
c)次に、本実施例の効果を確認するために行った実験例について説明する。
Further, the PVDF of the piezoelectric element 16 also exhibits a pyroelectric effect, and therefore reacts to temperature changes. Therefore, since the temperature change accompanying respiration can also be detected, the accuracy when detecting respiration is improved.
c) Next, an experimental example performed to confirm the effect of this example will be described.
(i)まず、実験例では、人の顔に呼吸センサ1を貼り付け、その呼吸センサ1を呼吸状態監視装置43に接続して、実際に人の呼吸状態を調べた。その結果を図9に示す。図9は、実験の際のセンサ信号を周知のオシロスコープで表示したグラフを示している。 (i) First, in the experimental example, the respiration sensor 1 was attached to a person's face, the respiration sensor 1 was connected to the respiration state monitoring device 43, and the respiration state of the person was actually examined. The result is shown in FIG. FIG. 9 shows a graph in which the sensor signal in the experiment is displayed with a known oscilloscope.
図9(a)は口で呼吸した場合の呼吸センサ1の出力信号であり、図9(b)は(本実施例において)鼻で呼吸した場合の呼吸センサ1の出力信号であり、図9(c)は(従来技術4において)鼻で呼吸した場合の呼吸センサ1の出力信号であり、図9(d)は無呼吸の場合の呼吸センサ1の出力信号である。 9A shows an output signal of the respiration sensor 1 when breathing through the mouth, and FIG. 9B shows an output signal of the respiration sensor 1 when breathing through the nose (in this embodiment). (C) is an output signal of the respiration sensor 1 when breathing through the nose (in Prior Art 4), and FIG. 9D is an output signal of the respiration sensor 1 when there is no apnea.
図9から明らかな様に、本実施例では、口及び鼻における呼吸を確実に検出することができることが分かる。
この様に、本実施例では、フィルム状の圧電素子16がラミネートされるとともに直角に曲げられた呼吸センサ1を用い、その先端部12を口の前に配置し、タブ13、15を鼻孔の前に配置するので、口と鼻との呼吸を確実に検出することができる。
As is apparent from FIG. 9, it can be seen that in this embodiment, breathing in the mouth and nose can be reliably detected.
As described above, in this embodiment, the film-shaped piezoelectric element 16 is laminated and the respiration sensor 1 bent at a right angle is used, the tip portion 12 thereof is arranged in front of the mouth, and the tabs 13 and 15 are arranged in the nostrils. Since it arrange | positions ahead, the respiration with a mouth and a nose can be detected reliably.
次に、実施例2について説明するが、前記実施例1と同様な内容の説明は省略する。
図10(a)に示す様に、本実施例の呼吸センサ69のセンサ本体61は、口呼吸検出部63と鼻呼吸検出部65とは曲げられているが、前記実施例1の様に直角に折れ曲がっているのではなく、カーブするように例えば半径2〜3mmのR形状に曲げられている。
Next, the second embodiment will be described, but the description of the same contents as the first embodiment will be omitted.
As shown in FIG. 10 (a), the sensor body 61 of the respiration sensor 69 of the present embodiment is bent at the mouth respiration detector 63 and the nasal respiration detector 65, but at right angles as in the first embodiment. For example, it is bent into an R shape with a radius of 2 to 3 mm so as to be curved.
また、R形状を保持するために、センサ本体61の内側(凹になる側)に、R形状に曲げられた板状の保持部材67が貼り付けられている。
尚、図10(b)に示す様に、センサ本体61の外側(凸になる側)に、同様のR形状に曲げられた板状の保持部材68を貼り付けてもよい。
Further, in order to hold the R shape, a plate-like holding member 67 bent into an R shape is attached to the inner side (the concave side) of the sensor body 61.
As shown in FIG. 10B, a plate-like holding member 68 bent in the same R shape may be attached to the outside (the convex side) of the sensor body 61.
図11に示す様に、本実施例の呼吸センサ69は、前記実施例1と同様に、口と鼻との間に接着テープ71で止めて用いる。
本実施例によっても前記実施例1と同様な効果を奏するとともに、フィルム状のセンサ本体61をR形状に曲げるので、その形成が容易であり曲げ部分が破損し難いという利点がある。
As shown in FIG. 11, the respiration sensor 69 of the present embodiment is used by being stopped with an adhesive tape 71 between the mouth and the nose, as in the first embodiment.
Also in this embodiment, the same effects as in the first embodiment are obtained, and the film-like sensor body 61 is bent into an R shape, so that there is an advantage that the formation is easy and the bent portion is not easily damaged.
次に、実施例3について説明するが、前記実施例1と同様な内容の説明は省略する。
本実施例の呼吸センサは、前記実施例1とは異なり、鼻の頭に取り付けるタイプのものである。
Next, the third embodiment will be described, but the description of the same contents as the first embodiment will be omitted.
Unlike the first embodiment, the respiration sensor of the present embodiment is of a type that is attached to the head of the nose.
図12に示す様に、本実施例の呼吸センサ71は、展開した状態が縦に長い十字形のセンサ本体73を、階段状に2箇所で直角(又はR形状)に曲げたものである。
つまり、センサ本体73は、センサ本体73の長手方向に伸びる長尺の口呼吸検出部75と、口呼吸検出部75と直角に曲げられて左右に突出する鼻呼吸検出部77と、鼻呼吸検出部77と直角に曲げられてセンサ本体73の長手方向に伸びる長尺の鼻取付部79とを備えている。尚、鼻取出部79には、圧電素子が配置されている必要はない。
As shown in FIG. 12, the respiration sensor 71 of the present embodiment is obtained by bending a sensor body 73 having a cross shape that is long in a deployed state into two right angles (or R shapes) in two steps.
That is, the sensor main body 73 includes a long mouth respiration detection unit 75 extending in the longitudinal direction of the sensor main body 73, a nasal respiration detection unit 77 that is bent at right angles to the mouth respiration detection unit 75 and protrudes left and right, and a nasal respiration detection. A long nose attachment portion 79 that is bent at right angles to the portion 77 and extends in the longitudinal direction of the sensor main body 73 is provided. Note that the nose extraction part 79 does not need to be provided with a piezoelectric element.
また、センサ本体73の一方の面(同図上面)には保持部材81が貼り付けられている。つまり、センサ本体73とほぼ同様な立体形状(但し寸法がやや小型)の保持部材81が貼り付けられている。尚、口呼吸検出部75の上面では保持部材81は短くなっている。 A holding member 81 is attached to one surface of the sensor main body 73 (the upper surface in the figure). That is, a holding member 81 having a substantially three-dimensional shape (however, a small size) similar to that of the sensor main body 73 is attached. Note that the holding member 81 is shortened on the upper surface of the mouth breath detection unit 75.
図13に示す様に、本実施例の呼吸センサ71は、鼻取付部79を鼻の上に載置し、保持部材81の上から接着テープ83で止めて用いる。
本実施例によっても前記実施例1と同様な効果を奏するとともに、呼吸センサ71を鼻の上で固定するので、例えば口ひげがある場合に、呼吸センサ71を顔に取り付ける場合に好適である。
As shown in FIG. 13, the respiration sensor 71 of the present embodiment uses the nose attachment portion 79 placed on the nose and is stopped from the holding member 81 with an adhesive tape 83.
Also in this embodiment, the same effect as in the first embodiment is obtained, and the respiration sensor 71 is fixed on the nose, which is suitable for attaching the respiration sensor 71 to the face when there is a mustache, for example.
次に、実施例4について説明するが、前記実施例1と同様な内容の説明は省略する。
本実施例の呼吸センサは、前記実施例1と同様に、口と鼻との間に取り付けるタイプのものである。
Next, the fourth embodiment will be described, but the description of the same contents as the first embodiment will be omitted.
As in the first embodiment, the respiration sensor of the present embodiment is of a type that is attached between the mouth and the nose.
図14(a)に示す様に、本実施例の呼吸センサ91では、口呼吸検出部93と鼻呼吸検出部95とは直角(又はR形状に)曲げられ、保持部材97によりその形状が保持されている。 As shown in FIG. 14A, in the respiration sensor 91 of the present embodiment, the mouth respiration detection unit 93 and the nasal respiration detection unit 95 are bent at right angles (or in an R shape), and the shape is held by the holding member 97. Has been.
保持部材97は、薄肉の板状の部材であり、プラスチック製の長方形の上板材99と(同様な形状の)下板材101とを結合したものである。つまり、同図上方より、上板材99の左右のスリット103から左右の鼻呼吸検出部95を通し、上板材99と下板材101との間に口呼吸検出部93を挟むようにして、上板材99と下板材101とを、図示しないフックと凹部等の周知の係止機構により結合する。尚、上板材99と下板材101とを接着剤により接合してもよい。 The holding member 97 is a thin plate-like member, and is formed by combining a plastic rectangular upper plate material 99 and a lower plate material 101 (having a similar shape). That is, from the upper side of the figure, the left and right nasal breathing detection units 95 are passed through the left and right slits 103 of the upper plate member 99, and the mouth breathing detection unit 93 is sandwiched between the upper plate member 99 and the lower plate member 101. The lower plate material 101 is coupled by a well-known locking mechanism such as a hook and a recess (not shown). In addition, you may join the upper board | plate material 99 and the lower board | plate material 101 with an adhesive agent.
次に、実施例5について説明するが、前記実施例4と同様な内容の説明は省略する。
図14(b)に示す様に、本実施例の呼吸センサ111では、口呼吸検出部113と鼻呼吸検出部115とは直角(又はR形状に)曲げられ、前記実施例4とほぼ同様な板状の保持部材117によりその形状が保持されている。
Next, the fifth embodiment will be described, but the description of the same contents as the fourth embodiment will be omitted.
As shown in FIG. 14B, in the respiration sensor 111 of the present embodiment, the mouth respiration detection unit 113 and the nasal respiration detection unit 115 are bent at a right angle (or in an R shape), and are substantially the same as the fourth embodiment. The shape is held by a plate-like holding member 117.
特に本実施例では、保持部材117は、鼻呼吸検出部115の立設位置より後方(口呼吸検出部113と反対側)に、例えば3〜10mm程度突出している。
これにより、突出部117により、鼻呼吸検出部115と鼻孔とが適度の距離に保たれるので、鼻呼吸検出部115が鼻孔を塞ぐことがない。また、鼻呼吸検出部115と鼻孔とが一定の距離に保たれるので、例えば呼吸センサ111を貼り替えた場合でもあっても、同じ測定条件で測定ができることになり、よって、測定精度が向上するという利点がある。
In particular, in the present embodiment, the holding member 117 protrudes from the standing position of the nasal respiration detection unit 115 to the rear (opposite the mouth respiration detection unit 113), for example, by about 3 to 10 mm.
As a result, the nasal respiration detection unit 115 and the nostril are kept at an appropriate distance by the protrusion 117, so that the nasal respiration detection unit 115 does not block the nostril. In addition, since the nasal respiration detection unit 115 and the nostril are kept at a constant distance, for example, even when the respiration sensor 111 is replaced, measurement can be performed under the same measurement conditions, thereby improving measurement accuracy. There is an advantage of doing.
次に、実施例6について説明するが、前記実施例1と同様な内容の説明は省略する。
a)図15に示す様に、本実施例の呼吸センサ121は、直角に曲がった略T字形状の保持部材123、直角に曲げられた略T字形状のセンサ本体125、導電性のシールド層(例えばアルミ箔)127、保持部材123と同様な材質からなるベース板129、断熱性及びクッション性を有する厚み2〜3mmのスポンジ状の緩衝板131、粘着性を有するシール材(例えば両面テープ)133が、順次積層されたものである。
Next, the sixth embodiment will be described, but the description of the same contents as the first embodiment will be omitted.
a) As shown in FIG. 15, the respiration sensor 121 of this embodiment includes a substantially T-shaped holding member 123 bent at a right angle, a substantially T-shaped sensor body 125 bent at a right angle, and a conductive shield layer. (For example, aluminum foil) 127, a base plate 129 made of the same material as the holding member 123, a sponge buffer 131 having a thickness of 2 to 3 mm having heat insulation and cushioning properties, and an adhesive sealing material (for example, double-sided tape) 133 is sequentially laminated.
このうち、センサ本体125の上面の電極135には一方のリード線137が接続されている。また、シールド層127には他方のリード線139が接続されており、シールド層127は、下面の電極(図示せず)と接触するとともに、リード線139によりアースされている。 Among these, one lead wire 137 is connected to the electrode 135 on the upper surface of the sensor body 125. The other lead wire 139 is connected to the shield layer 127. The shield layer 127 is in contact with an electrode (not shown) on the lower surface and is grounded by the lead wire 139.
尚、保持部材123、ベース板129、緩衝板131、シール材133は、絶縁性を有している。また、各部材間は接着剤により接合して一体化することができる。
また、本実施例では、ベース板129等は、鼻呼吸検出部141の立設位置より後方(口呼吸検出部143と反対側)に、例えば3〜10mm突出している。
The holding member 123, the base plate 129, the buffer plate 131, and the sealing material 133 have insulating properties. Further, the members can be integrated by bonding with an adhesive.
Further, in this embodiment, the base plate 129 and the like protrude 3 to 10 mm, for example, rearward from the standing position of the nasal respiration detection unit 141 (on the side opposite to the mouth respiration detection unit 143).
そして、上述した呼吸センサ121は、図16に示す様に、呼吸状態監視装置145に接続される。
この呼吸状態監視装置145は、プリアンプ147からA/D変換器149の間に、ローパスフィルタ151及びメインアンプ153を備えるとともに、ハイパスフィルタ155及びメインアンプ157を備えている。また、CPU159、記憶装置161、電源163等を備えている。更に、呼吸状態監視装置145には、メモリカード等を着脱可能である。尚、呼吸状態監視装置145からは、有線(又は無線)により、測定データ等を外部に送信可能である。
And the respiration sensor 121 mentioned above is connected to the respiration condition monitoring apparatus 145, as shown in FIG.
The respiratory condition monitoring device 145 includes a low-pass filter 151 and a main amplifier 153 between the preamplifier 147 and the A / D converter 149, and also includes a high-pass filter 155 and a main amplifier 157. Further, a CPU 159, a storage device 161, a power source 163, and the like are provided. Further, a memory card or the like can be attached to and detached from the respiratory condition monitoring device 145. Note that the respiratory data monitoring device 145 can transmit measurement data and the like to the outside by wire (or wireless).
このうち、ローパスフィルタ151やハイパスフィルタ155は、いびきを検出するためのものである。
つまり、後の実験例からも明かな様に、通常の呼吸動作(いびき無しの場合)では、呼吸センサ121の出力信号の周波数は低く、逆に、いびきの場合には、呼吸センサ121の出力信号の周波数は高くなる。従って、ローパスフィルタ151やハイパスフィルタ155を用いて、呼吸センサ121の出力信号の周波数の大きさを識別することにより、いびきを検出することが可能となる。
Among these, the low-pass filter 151 and the high-pass filter 155 are for detecting snoring.
In other words, as is clear from the following experimental example, the frequency of the output signal of the respiration sensor 121 is low in normal breathing motion (in the case of no snoring), and conversely, in the case of snoring, the output of the respiration sensor 121 is low. The frequency of the signal is increased. Therefore, snoring can be detected by identifying the magnitude of the frequency of the output signal of the respiration sensor 121 using the low-pass filter 151 and the high-pass filter 155.
従って、本実施例では、前記実施例4と同様な効果を奏するとともに、センサ本体125の下面(人体側)との間に、アースされたシールド層127を備えているので、呼吸センサ121の帯電を防止できる。また、シールド層127により電磁波シールドを行うので、ノイズによる測定精度の低下を防止できる。 Therefore, in this embodiment, the same effect as in the fourth embodiment is obtained, and since the grounded shield layer 127 is provided between the lower surface (the human body side) of the sensor main body 125, the charging of the respiration sensor 121 is performed. Can be prevented. Further, since the electromagnetic wave shielding is performed by the shield layer 127, it is possible to prevent the measurement accuracy from being lowered due to noise.
また、センサ本体125とシール材133との間に、緩衝層131を備えているので、呼吸センサ121をしっかりと人体に貼り付けることができる。また、この緩衝層131は断熱性に優れているので、人体の熱がセンサ本体125に伝わり難く、よって、測定精度が高いという利点がある。 Moreover, since the buffer layer 131 is provided between the sensor main body 125 and the sealing material 133, the respiration sensor 121 can be firmly attached to the human body. Moreover, since this buffer layer 131 is excellent in heat insulation, there is an advantage that the heat of the human body is not easily transmitted to the sensor body 125, and thus the measurement accuracy is high.
更に、本実施例では、通常の呼吸を検出できるだけでなく、いびきの検出も行うことができるという顕著な効果を奏する。
b)次に、本実施例の効果を確認するために行った実験例について説明する。
Furthermore, in this embodiment, not only normal respiration can be detected, but also the snoring detection can be performed.
b) Next, an experimental example performed to confirm the effect of this example will be described.
(i)まず、実験例1では、人の顔にマイクロフォンを近づけ、呼吸に伴う音を測定した。その結果を図17に示す。図17は、実験の際のマイクロフォンの音をオシロスコープで表示したグラフを示している。 (i) First, in Experimental Example 1, a microphone was brought close to a person's face, and sound accompanying breathing was measured. The result is shown in FIG. FIG. 17 shows a graph in which the microphone sound during the experiment is displayed on an oscilloscope.
図17(a)はいびきが無いときの呼吸時の音(呼吸音)、図17(b)はいびきの音(いびき音)、図17(a)は無呼吸時の音を示している。
図17から、いびきの有無によって音が異なることや、呼吸の有無によって音が異なることが分かる。
17A shows a sound during breathing (breathing sound) when there is no snoring, FIG. 17B shows a snoring sound (snoring sound), and FIG. 17A shows a sound during apnea.
It can be seen from FIG. 17 that the sound varies depending on the presence or absence of snoring and the sound varies depending on the presence or absence of breathing.
(ii)次に、実験例2では、人の顔に呼吸センサ121を貼り付け、その呼吸センサ121を呼吸状態監視装置43に接続して、実際に人の呼吸状態を調べた。それらの結果を図18に示す。 (ii) Next, in Experimental Example 2, a respiration sensor 121 was attached to a person's face, the respiration sensor 121 was connected to the respiration state monitoring device 43, and the respiration state of the person was actually examined. The results are shown in FIG.
図18(a)は「いびきが無い呼吸時→無呼吸時→いびきがある時」と変化した場合の呼吸センサ121の出力信号を示したものであり、図18(b)は呼吸センサ121のハイパスフィルタ155を経た高周波数側の信号である。これにより、図17と同様ないびきの信号が得られた。 FIG. 18A shows an output signal of the respiration sensor 121 when it changes as “when breathing without snoring → when apnea → when snoring”, and FIG. It is a signal on the high frequency side that has passed through the high pass filter 155. As a result, a snore signal similar to that shown in FIG. 17 was obtained.
図18から、呼吸状態が変化すると呼吸センサ121の出力信号(特に周波数)が変化するので、呼吸センサ121の出力信号からいびきの有無を検出できることが分かる。
つまり、出力信号の周波数成分は、いびきの発生時といびきの無い呼吸時では異なるので、具体的には、いびきがある場合は無い場合比べて高い周波数成分が多くなるので、出力信号の周波数の状態から、いびきの有無を検出することができる。
As can be seen from FIG. 18, since the output signal (particularly the frequency) of the respiration sensor 121 changes when the respiration state changes, the presence or absence of snoring can be detected from the output signal of the respiration sensor 121.
In other words, the frequency component of the output signal is different between when snoring occurs and when breathing without snoring.Specifically, the frequency component of the output signal increases when there is snoring compared to when there is no snoring. The presence or absence of snoring can be detected from the state.
尚、本発明は前記実施例に何ら限定されることなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない限り、種々の態様で実施できることはいうまでもない。
(1)例えば前記実施例では、口と鼻との呼吸を検出するために、一体の圧電素子を用いたが、別体の圧電素子を用い、それらを電気的に接続してもよい。
Needless to say, the present invention is not limited to the above-described embodiments and can be carried out in various modes without departing from the technical scope of the present invention.
(1) For example, in the above-described embodiment, an integrated piezoelectric element is used to detect respiration between the mouth and the nose, but separate piezoelectric elements may be used and electrically connected.
(2)また、前記実施例では、口呼吸検出部及び鼻呼吸検出部のほぼ全面に圧電素子が配置されていたが、口の前の部分や鼻孔の前の部分のみに圧電素子を配置してもよい。
(3)導電性のシールド層で、呼吸センサの下面全体や呼吸センサの周囲全体を覆ってもよい。尚、シールド層は、前記一方の電極に接続するのではなく、センサ本体と絶縁した状態で、別途アース線に接続してもよい。
(2) In the above embodiment, the piezoelectric elements are arranged on almost the entire surface of the mouth breathing detection unit and the nasal breathing detection unit. However, the piezoelectric elements are arranged only on the front part of the mouth and the front part of the nostril. May be.
(3) A conductive shield layer may cover the entire lower surface of the respiratory sensor and the entire periphery of the respiratory sensor. The shield layer may not be connected to the one electrode, but may be separately connected to a ground wire while being insulated from the sensor body.
1、69、71、91、111、121・・・呼吸センサ
3、61、73、125・・・センサ本体
5、7・・・リード線
9、63、75、93、113、143・・・口呼吸検出部
11、65、77、95、115、141・・・鼻呼吸検出部
13、15・・・タブ
16・・・圧電素子
17・・・圧電体(PVDFフィルム)
19、21・・・電極
35、36、67、68、81、97、117、123・・・保持部材
1, 69, 71, 91, 111, 121 ... Respiration sensor 3, 61, 73, 125 ... Sensor body 5, 7 ... Lead wire 9, 63, 75, 93, 113, 143 ... Mouth breathing detection unit 11, 65, 77, 95, 115, 141 ... Nasal breathing detection unit 13, 15 ... Tab 16 ... Piezoelectric element 17 ... Piezoelectric body (PVDF film)
19, 21 ... Electrodes 35, 36, 67, 68, 81, 97, 117, 123 ... Holding members
Claims (25)
前記呼吸センサは、板状の口側圧電素子を有し口側における前記呼吸状態を検出する口呼吸検出部と、前記口側圧電素子の配置平面と交差する平面に配置された板状の鼻側圧電素子を有し鼻側における前記呼吸状態を検出する鼻呼吸検出部と、を備えるとともに、前記口側圧電素子と前記鼻側圧電素子とが電気的に接続されたことを特徴とする呼吸センサ。 A respiratory sensor that detects a respiratory state of the living body using a piezoelectric element that outputs a signal corresponding to at least one of the respiratory state and snoring of the living body,
The respiration sensor includes a plate-like mouth-side piezoelectric element, a mouth-breathing detection unit that detects the breathing state on the mouth-side, and a plate-like nose arranged on a plane that intersects the plane on which the mouth-side piezoelectric element is arranged And a nasal breathing detector for detecting the breathing state on the nasal side, wherein the mouth side piezoelectric element and the nasal side piezoelectric element are electrically connected. Sensor.
前記口側圧電素子を口の前に配置し、前記鼻側圧電素子を鼻孔の前に配置することを特徴とする呼吸センサの使用方法。 A method of using the respiration sensor according to any one of claims 1 to 16,
A method of using a respiratory sensor, wherein the mouth side piezoelectric element is disposed in front of a mouth, and the nose side piezoelectric element is disposed in front of a nostril.
前記鼻取付部を鼻の頭に貼り付け、前記口側圧電素子を口の前に配置し、前記鼻側圧電素子を鼻孔の前に配置することを特徴とする呼吸センサの使用方法。 15. A method of using the respiratory sensor according to claim 13 or 14,
A method of using a respiratory sensor, wherein the nose attachment portion is attached to a head of a nose, the mouth side piezoelectric element is disposed in front of the mouth, and the nose side piezoelectric element is disposed in front of a nostril.
前記呼吸センサの信号を増幅するアンプ部と、前記信号を記憶する記憶装置を備えたことを特徴とする呼吸状態監視装置。 A respiratory condition monitoring device that monitors a respiratory condition of a living body using a signal from the respiratory sensor according to any one of claims 1 to 21,
A respiratory condition monitoring apparatus comprising: an amplifier that amplifies a signal of the respiratory sensor; and a storage device that stores the signal.
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