JP2013198618A - バイタル計測器 - Google Patents

Abstract

【課題】流体袋の小型化および薄型化が図られた携帯性に優れるバイタル計測器を提供する。
【解決手段】バイタル計測器１０は、流体が封入され、被検者が載置可能な流体袋２０と、流体袋に載置された被検者の呼吸運動に伴う流体袋内の圧力変動、および流体袋に掛かる被検者の体圧による流体袋内の圧力変動を、流体を介して検知する検知部５０と、検知部が検知した圧力変動に基づいて、被検者の呼吸数と流体袋に掛かる被検者の体圧を計測する計測部と、計測部が計測した呼吸数および体圧、並びに検知部が検知した流体袋内の圧力の少なくとも一方を表示する表示部３１とを有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、被検者の呼吸数を計測するためのバイタル計測器に関する。

肺炎や尿路感染症等の感染症は、現在、高齢者の死亡原因の上位を占めている。一般に、高齢者における感染症は発熱などの症状に乏しいケースも多く、対処の遅れによる重症化・死亡例も少なくない。このため、早期発見による治療の開始が重要とされている。肺炎に関しては、通常、医師が聴診器で胸部の音を聞くことにより鑑別が可能であり、胸部Ｘ線検査を行うことで、より確実に診断を行うことができる。尿路感染症については、血液検査や尿の培養、腹部ＣＴ検査、腹部エコー検査等を行うことで、診断することが可能である。つまり、感染症は、適切な検査設備のもとで医師等による診断を受ければ、重症化を回避することが可能な疾患であるといえる。しかしながら、上記のような検査設備を備え、医師が常駐している病院や特定の介護施設等の場合には、早期診断が可能であるが、在宅介護を受けている高齢者や、一般の介護施設、あるいは、医療過疎地域にいる高齢者等の場合には、そもそもこのような診断を早期に受けることは困難である。

検査設備がなく、判断する医師もいない状況下では、介護者等が肺炎や尿路感染症の兆候を日常のバイタル変動から鑑別しなければならないが、介護者等がそのような判断まで行うことは容易ではない。実際には、感染症の疑いがあると判断した場合であっても、重症度に関する十分な判断をすることが困難であり、しばらく様子を見てから対応することも少なくない。このようなことから、上述のような介護現場や医療過疎地域では、介護者等でも簡単に計測を行うことができ、かつ、容態悪化を早期に判断することが可能な医療機器が求められている。

一方で、近年、肺炎や尿路感染症等の感染症の早期の発見にあたり、呼吸機能評価に着目した診断方法が試みられている。呼吸機能の中において呼吸数は、体温、血圧、脈拍とともに基礎バイタルに数えられ、患者（被検者）の容態を判断する上で非常に重要な項目とされている。健常者の呼吸数は２０回／分程度とされ、２５回／分を超えると頻呼吸として扱われ、特に感染症診断において重要とされ、被検者の重篤度を判断する上で有用な指標とされている。具体的には、肺炎の重症度診断基準であるＰｏｒｔ Ｓｃｏｒｅ（非特許文献１）及びＣＵＲＢ−６５（非特許文献２）では、呼吸数≧３０回／分が重症度判断基準の項目として取り上げられている。

呼吸数を計測する機器としては、感染症を頻発する高齢者の多くが寝たきりであることを理由に、特許文献１および特許文献２に記載されているように、空気のような流体が封入された空気袋に被検者を載置させ、患者の呼吸運動に伴う体振動を空気袋内の空気圧の変化をセンサによって検知し、この検知結果から呼吸数を計測する比較的簡便な構成のマットレスタイプの呼吸数計測器が提案されている。

「Ｔｈｅ Ｎｅｗ ＥＮＧＬＡＮＤ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＭＥＤＩＣＩＮＥ」、１９９７、Ｖｏｌ．３３６、ｐ．２４３−２５０ 「Ｔｈｏｒａｘ」、２００１、Ｖｏｌ．５６、ｐ．２９６−３０１

特開２００１−１４５６０５号公報 特開２００１−２７６０１９号公報

上記特許文献１および特許文献２に記載の呼吸数計測器においては、患者の呼吸振動を精度よく検出するために、比較的大きな面積の空気袋上に患者を載置させる設計となっており、空気袋をベッドに常設させる構造が採用されている。このため、入院患者の基礎バイタルとして呼吸数を日常的に管理する用途や、患者の症状の急変時に呼吸数を簡易的に計測する用途には適してない。すなわち、従来の呼吸数計測器に備えられる空気袋は、ベッドやマットに常設して使用されるものであるため、比較的大型に作られており、携帯性が悪い。このため、空気袋が小型化および薄型化された携帯性に優れるバイタル計測器の提供が望まれている。しかしながら、空気袋を小型化すると、以下のような問題が生じ得る。

空気袋を利用した呼吸数の計測において、被検者の体圧が空気袋に十分に掛かっていない状態で計測が行われてしまうと、空気袋による呼吸振動の検出感度が低下するため、良好な計測結果を得ることができない。この点、従来の呼吸数計測器は、空気袋が比較的大きく形成されているため、被検者の体圧が空気袋に掛かかり易く、空気袋上に被検者が載置されていれば検出感度の低下は生じにくいと言える。これに対し、空気袋が小型化および薄型化される場合には、被検者の身体を空気袋上に載置しただけでは、被検者の体圧が空気袋に十分に掛からず、検出感度が低下した状態で計測が行われる可能性がある。一方で、空気袋に過剰に体圧が掛かった状態で計測が行われると、被検者の皮下の毛細血管が圧迫阻血され、長時間放置されるような場合には褥瘡の原因になることが考えられる。したがって、小型化された空気袋を利用する場合には、呼吸数とともに空気袋に掛かる被検者の体圧を計測することが重要になるが、これまでは被検者の体圧の計測については何ら着目されておらず、呼吸数とともに体圧を計測することが可能なバイタル計測器は存在しなかった。

本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、流体袋の小型化および薄型化が図られた携帯性に優れるバイタル計測器を提供することを目的とする。

（１）流体が封入され、被検者が載置可能な流体袋と、前記流体袋に載置された前記被検者の呼吸運動に伴う前記流体袋内の圧力変動、および前記流体袋に掛かる前記被検者の体圧による前記流体袋内の圧力変動を、前記流体を介して検知する検知部と、前記検知部が検知した圧力変動に基づいて、前記被検者の呼吸数と前記流体袋に掛かる前記被検者の体圧を計測する計測部と、前記計測部が計測した前記呼吸数および前記体圧、並びに前記検知部が検知した前記流体袋内の圧力の少なくとも一方を表示する表示部と、を有することを特徴とするバイタル計測器。

（２）前記流体袋の容積を調整するための調整部をさらに有し、当該調整部は、前記呼吸運動に伴う圧力変動および前記体圧による圧力変動を前記検知部が検知し得る容積に前記流体袋の容積を増加可能に設けられていることを特徴とする上記（１）に記載のバイタル計測器。

（３）前記流体袋内に保持される流体は、空気であり、前記調整部は、前記流体袋の内部を大気開放することによって前記流体袋内に空気を流入させる開放弁を有することを特徴とする上記（２）に記載のバイタル計測器。

（４）前記調整部は、前記流体袋内に配置され前記流体袋を厚み方向に支持する弾性部材を有することを特徴とする上記（２）または上記（３）に記載のバイタル計測器。

（５）前記表示部は、前記流体袋内の圧力を振幅値で表示することが可能に設けられていることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれか１つに記載のバイタル計測器。

（６）前記流体袋は、前記被検者の身体の異なる部位がそれぞれ載置される第１流体袋と第２流体袋を少なくとも有し、前記検知部は、前記第１流体袋内の圧力変動および前記第２流体袋内の圧力変動を検知可能に設けられており、当該バイタル計測器は、さらに、前記検知部が前記第１流体袋と前記第２流体袋とにおいて異なる圧力変動を検知した際に、大きな圧力変動を検知した流体袋を使用者に知らせる変更指示部を有することを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれか１つに記載のバイタル計測器。

（７）前記変更指示部は、大きな圧力変動が検知された一方の流体袋に他方の流体袋を近付けて設置するように設置位置の変更を指示可能に設けられていることを特徴とする上記（６）に記載のバイタル計測器。

（８）前記変更指示部は、前記被検者の上肢から下肢に沿う体軸方向への設置位置の変更指示、および前記体軸方向と交差する方向への設置位置の変更指示の少なくとも一方を指示可能に設けられていることを特徴とする上記（７）に記載のバイタル計測器。

本発明のバイタル計測器によれば、呼吸数とともに体圧を計測することができるため、呼吸数を計測する際に流体袋に体圧が十分に掛からず計測精度が低下するという問題や、流体袋に過剰に体圧が掛かった状態で計測が行われてしまうことにより被検者の皮下の毛細血管が圧迫阻血されてしまうという問題が起こることを未然に防ぐことができる。より詳細には、バイタル計測器に表示部が設けられていることにより、被検者やバイタル計測器を使用するユーザーが、流体袋に適正な体圧が掛かっていることを確認しながら呼吸数の計測を行うことができるため、十分な体圧が掛かかっていない状態で計測が行われてしまうことによる計測精度の低下や、過剰な体圧が掛かった状態で計測が行われることによる褥瘡の発生などを確実に防止することができる。したがって、流体袋の小型化および薄型化が図られた携帯性に優れるバイタル計測器を提供することが可能になる。

図１は、本発明の第１実施形態に係るバイタル計測器の使用状態を模式的に示す図であり、図１（Ａ）は、斜視図、図１（Ｂ）は、側面図である。 第１実施形態に係るバイタル計測器の全体構成を示す平面図である。 第１実施形態に係るバイタル計測器の全体構成を示す側面図である。 第１実施形態に係るバイタル計測器の各部を説明するための図であり、図４（Ａ）は、バイタル計測器の本体部を示す図、図４（Ｂ）は、図２の４Ｂ−４Ｂ線に沿う断面を示す拡大断面図である。 第１実施形態に係るバイタル計測器の計測システムを示すブロック図である。 第１実施形態に係るバイタル計測器の変形例の全体構成を示す平面図である。 第２実施形態に係るバイタル計測器の全体構成を示す平面図である。 第２実施形態に係るバイタル計測の使用例を説明するための図であり、流体袋の設置位置とバイタル計測器が備える指示部の変更指示機能の関係を示す図である。 バイタル計測器によって計測された計測結果を示す図であり、被検者の体軸方向に沿って流体袋の設置位置を変更したときの設置位置と呼吸振動圧との関係、および設置位置と体圧との関係を示す図である。 バイタル計測器によって計測された計測結果を示す図であり、被検者の体軸と交差する方向に沿って流体袋の設置位置を変更したときの設置位置と呼吸振動圧との関係、および設置位置と体圧との関係を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明を実施形態に基づいて説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るバイタル計測器１０の使用状態を示す図である。バイタル計測器１０は、例えば、ベッドやマットレスなどに横たえさせた被検者９０に使用され、被検者９０の基礎バイタルとしての呼吸数を計測するものである。また、後述するように、バイタル計測器１０は、呼吸数とともに、被検者９０を載置させる流体袋２０に掛かる体圧を計測することもできる。使用対象となる被検者９０は、例えば、在宅介護を受けている高齢者、肺炎や尿路感染症等の感染症を患った臥位患者などが挙げられるが、これらに限定されず、呼吸数を定期的・日常的に計測する健常者であってもよい。

図１〜図５を参照して、バイタル計測器１０の全体構成について説明する。図１（Ａ）、（Ｂ）は、バイタル計測器１０の使用状態を示す外観図であり、図２は、バイタル計測器１０の全体構成を示す平面図であり、図３は、バイタル計測器１０の全体構成を示す側面図であり、図４（Ａ）は、バイタル計測器１０の本体部３０を示す図、図４（Ｂ）は、図２の４Ｂ−４Ｂ線に沿う断面図、図５は、バイタル計測器１０の計測システムを示す図である。

図２、図３に示すように、本実施形態に係るバイタル計測器１０は、概説すれば、流体が封入された流体袋２０と、流体袋２０内の圧力変動を検知する検知部５０と、検知部５０が検知した圧力変動に基づいて被検者９０の呼吸数および体圧を計測する計測部６０と、流体袋２０の容積を調整するための調整部８０とを有している。

流体袋２０は、被検者９０が載置される載置部としての機能を備える。流体袋２０に被検者９０を載置させた状態で被検者９０が呼吸運動を行うと、この呼吸運動に応じた流体袋２０内の圧力変動（呼吸振動圧）が検知部５０によって検知される。また、被検者９０が流体袋２０に載置されることにより流体袋２０に被検者９０の体圧が掛かかると、この体圧による圧力変動が検知部５０によって検知される。計測部６０は、この検知結果に基づいて呼吸数および体圧を計測する。

図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示す破線部Ｍは、流体袋２０を設置する設置位置を例示するものである。流体袋２０は、例えば、被検者９０の背部や腰部が部分的に載置されるように、被検者９０の背中とベッドやマットレスなどのような寝具との間に配置させることができる。なお、以下の実施形態の説明中において用いられる「流体袋２０の表面２１」とは、バイタル計測器１０を使用する際に被検者９０が向かい合わせられる側の面であり、「流体袋２０の裏面２３」とは、被検者９０が横たえられるベッドやマットレスが向かい合わせられる側の面である（図３、図４（Ｂ）を参照）。

流体袋２０を構成する材料には、封入された流体を液密・気密に保持することが可能な材料を使用することができ、例えば、柔軟なゴム、プラスチック、布材、樹脂製のシート材などが挙げられる。

流体袋２０の外形形状および外形寸法等は、被検者９０の呼吸数および被検者９０の体圧を計測することが可能であれば特に制限はなく、例えば、外周部分の一辺が２〜３ｃｍ×１０ｃｍ程度の寸法を備える矩形形状に形成することができる。また、厚みは、最大膨張時に０．３ｃｍ〜１ｃｍ程度になるように形成することができる。流体袋２０が上記のような矩形形状に形成される場合には、図１（Ａ）に示すように、例えば、流体袋２０の長手方向と被検者９０の上肢から下肢に沿う体軸Ｃとが一致するように流体袋２０を配置して計測することができる。

流体袋２０に封入される流体には、例えば、空気、水、オイル、高分子ゲルなどを使用することができる。

図４（Ａ）に示すように、バイタル計測器１０は、バイタル計測器１０の各部を操作するための操作部として機能する本体部３０を有している。本体部３０は、呼吸数、呼吸波形、および体圧等の計測結果を表示する表示部３１と、検知部５０や計測部６０を統括的に制御する制御部４０（図５を参照）を収容する筐体３２と、表示内容の切替えや電源のオン／オフを操作するための各種の操作スイッチとを有する。

本体部３０が備える筐体３２の材料には、例えば、電子機器類のハードカバーに一般的に用いられる硬質のプラスチック材料や、ステンレス等の金属材料などを用いることができる。

表示部３１には、例えば、液晶表示パネルや有機ＥＬパネルなど電子機器類に用いられる公知のディスプレイを用いることができる。

本体部３０に設けられた電源スイッチ３３は、本体部３０の電源をオン／オフするためのものである。モード切替えスイッチ３４は、リアルタイム計測モードと、メモリデータ閲覧モードとを切り替えるためのものである。リアルタイム計測モードを使用する場合には、例えば、警告アラーム機能が併用される。警告アラーム機能は、予め設定した呼吸数を超える呼吸数が計測されたときには、警告音を発して、ユーザーにバイタル異常の発生を早期に知らせることを可能にするものである。警告アラームは、例えば、呼吸数が３０回／ｍｉｎ以上に達したときや、８回／ｍｉｎ以下に達したときに警告音が発せられるように設定することが好ましい。健常者の呼吸数は１５〜２０回／ｍｉｎ程度とされており、３０回／ｍｉｎを越える場合には重篤と判断され、８回／ｍｉｎを下回る場合は、被検者９０の容体の悪化による徐呼吸の可能性があると判断されるためである。また、本体部３０には、体圧計測に関する警告を行うための警告機能を付加することもできる。例えば、体圧が３０ｍｍＨｇ以上掛かるような場合には、体圧が過剰に掛かっていると判断し、そのような状態で計測が行われていることを警告する警告アラームが発せられるように設定することができる。

波形確認スイッチ３５は、制御部４０が備えるＲＡＭに記憶された呼吸波形を確認するためのものである。メモリデータ閲覧モードにおいて、図中上側に位置する先送りボタン、図中下側に位置する巻き戻しボタンを押すことにより、計測開始時の波形から計測終了時における波形を時系列に沿って表示部３１に表示することが可能になっている。

表示部３１の右端には、計測された呼吸数および体圧を表示することが可能になっている。呼吸数は、例えば、単位時間（例えば、１分間）における呼吸数（ＲＲ：Ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ Ｒａｔｅ）が表示される。また、呼吸数の算出は、計測開始から所定の時間（図４（Ａ）中の破線で囲む部分。例えば、１５秒程度。）でサンプリングしたデータに基づいて計測され、その計測結果を表示部３１にリアルタイムで表示させることが可能になっている。

表示部３１に表示される体圧は、例えば、図示するようなゲージｇで表示されるが、これに限定されず、呼吸数と同様に数値で表示させてもよく、また、波形表示部のスケール軸に振動圧強度（振幅値）として呼吸波形とともに表示させてもよい。

ゲージｇによる表示は、流体袋２０に掛かる体圧に応じて点灯や点滅するように構成することができる。体圧とゲージｇの対応関係は、一例として、次のように設定することができる。流体袋２０に掛かる体圧が５ｍｍＨｇ以下のときはゲージｇの点灯なし、体圧が５〜１５ｍｍＨｇのときはゲージｇが１つ点灯、体圧が１５〜３０ｍｍＨｇのときはゲージｇが２つ点灯、体圧が３０ｍｍＨｇ以上のときはゲージｇが３つ点灯する。このように、表示部３１に呼吸数とともに体圧が表示されるため、被検者９０やバイタル計測器１０を使用するユーザーは、流体袋２０に適正な体圧が掛かっているかどうかを確認しながら呼吸数の計測を行うことができる。

また、波形表示部のスケール軸に体圧を表示させる場合には、一例として、流体袋２０に掛かる振動圧の振幅が０．１ｍｍＨｇ以下のときは体圧波形の振幅が小、振動圧の振幅が０．５ｍｍＨｇ程度のときは体圧波形の振幅が中、振動圧の振幅が１ｍｍＨｇ程度のときは体圧波形の振幅が大となるように、検出された体圧に応じて波形の振幅を変化させるように表示させることができる。なお、表示は数値で表示することもでき、さらに体波形表示機能、ゲージ表示機能、数値表示機能の各表示機能を組み合わせて併用してもよい。

バイタル計測器１０には、計測した呼吸数や体圧等のデータをバイタル計測器１０から外部機器へ転送させることを可能にする各種のデータ転送機能を付加することができる。データの転送方法は、例えば、カード型のメモリー機器による方法や、無線・有線方式によるデータの送受信など公知の方法を採用することができる。

流体袋２０内の圧力の変動を検知するための検知部５０には、流体の圧力変動を経時的に捉えるセンサを用いることができる。図２、図３に示すように、検知部５０は、例えば、本体部３０の筐体３２内に設けられた所定の収容部３６に収容して配置することができる。この収容部３６は、図示するように流体が流通可能なチューブ２７を介して流体袋２０に連通される。なお、検知部５０の設置位置は特に限定されず、例えば、流体袋２０内に配置してもよいし、後述する流体袋２０の送流路２６内に配置してもよい。

検知部５０を構成するセンサには、流体圧の検知に用いられる公知の無指向性マイクロフォンを使用しているが、これに限定されず、圧力センサ、ＰＶＤＦ（ＰｏｌｙＶｉｎｙｌｉｄｅｎｅ ＤｉＦｌｕｏｒｉｄｅ）センサやＥＭＦｉＴセンサに代表される各種圧電フィルム及び圧電シート、歪ゲージなどを流体の特性に合わせて適宜使用することが可能である。なお、検知部５０と制御部４０との間で行われる電気信号の送受信は、リード線や一般的な電気ケーブルを用いた送受信方法、無線方式による送受信方法などの公知の方法を採用することが可能である。

図２、図３に示すように、流体袋２０は、被検者９０の呼吸振動および体圧を感知する感知部２５と、感知部２５から導出され感知部２５内の流体を流通可能に保持する送流路２６とを有する。また、図３に示すように、例えば、感知部２５および送流路２６が一体的に形成された流体袋２０を使用することができる。このような流体袋２０は、２枚の樹脂製のシート材を熱融着等によって張り合わせて、この２枚の樹脂製シート材の間に感知部２５と送流路２６を形成する空間を区画することで製造することができる。なお、感知部２５および送流路２６の構成は、このような構成に限定されず、例えば、感知部２５をシート材などによって構成し、送流路２６を感知部２５とは異なる材質の流体チューブなどによって構成してもよい。

流体袋２０の感知部２５は、被検者９０がこの感知部２５に直接的に載置されるように、表面２１側に凸状に盛り上がった形状に形成することができる。送流路２６の一端は、チューブ２７を介して本体部３０に設けられた収容部３６と連通される。このチューブ２７は、流体袋２０と本体部３０との間の距離を延長させ、バイタル計測器１０の利便性を向上させるために設けられるものである。チューブ２７の材質は、液体や気体などの流体を流通させることが可能であれば特に限定されず、例えば、樹脂製のチューブやナイロン製のチューブを使用することができる。

計測を行う際には、被検者９０の身体は感知部２５に載置される。被検者９０が載置されることにより、または被検者９０が載置された状態で呼吸運動が行われることにより、流体袋２０の感知部２５、流体袋２０の送流路２６、チューブ２７、本体部３０の収容部３６の各構成部材の間で流体が移動する。収容部３６に収容された検知部５０が、この流体の移動による感知部２５内の圧力変動を検知すると、その検知結果が制御部４０へ送信される。そして、制御部４０が備える計測部６０によって被検者９０の呼吸数および体圧が計測される。

図２に示すように、流体袋２０には、計測された体圧に応じて発光するランプ７１を備える体圧表示部７０を設置することができる。この体圧表示部７０は、例えば、本体部３０の表示部３１に表示される体圧ゲージｇと同期して発光、点滅等の動作を行うように構成することができる。体圧表示部７０が設けられることにより、被検者９０やバイタル計測器１０を使用するユーザーは、本体部３０が備える表示部３１を目視することなく流体袋２０に掛かる体圧を確認することができるようになる。図示するように、体圧表示部７０には、当該体圧表示部７０の電源をオン／オフするための電源スイッチ７２を設けることができる。ランプ７１には、例えば、ＬＥＤランプ等の公知の発光ランプを使用することができる。また、ランプ７１の設置数および設置位置等は、図示される数および位置には特に限定されず、変更することが可能である。

本体部３０には、当該本体部３０とチューブ２７とを連結させるための連結部３７が設けられる。連結部３７は、例えば、はめ込み等の簡単な作業でチューブ２７を連結することが可能なロック機構を備えるように構成することができる。また、チューブ２７の端部には、このようなロック機構を備える連結部３７との連結を円滑に行うことを可能にするためのコネクタを適宜取り付けることができる。このような連結・分離機構を設けることにより、バイタル計測器１０の未使用時には、流体袋２０と本体部３０とを分離した状態で携帯することが可能になるため、バイタル計測器１０をコンパクトに収容して持ち運ぶことができる。なお、連結・分離機構には、例えば、嵌合式やねじ込み式などの機械的な連結構造を備えるものを用いることができるが、その構造は特に限定されない。

バイタル計測器１０が備える調整部８０は、被検者９０の呼吸運動に伴う圧力変動および体圧による圧力変動を検知部５０が検知し得る容積に流体袋２０内の容積を増加させるために設けられる。バイタル計測器１０を繰り返し使用すると、流体袋２０にはへたりが生じる。このへたりは、流体袋２０にチューブ２７を介して連結された本体部３０内での流体の微量な漏洩や、バイタル計測器１０の使用に際し、流体袋２０に連結されたチューブ２７と本体部３０の連結部３７とを連結するのに伴い流体袋２０から本体部３０へ微量に流入する流体のデッドボリュームなどが要因である。このへたりによる流体袋２０の容積の減少が顕著になると、呼吸振動や体圧の検出感度が低下し、良好な計測結果を得ることができなおそれがある。特に、流体袋２０が小型化および薄型化されている場合には、流体袋２０内に保持される空気の容量が相対的に少なくなるため、流体の容量の変化が検出感度に与える影響も大きい。そこで、バイタル計測器１０には、流体袋２０の容積を適宜に増加させることを可能にする調整部８０を設けている。

図２、図３に示すように、調整部８０には、流体袋２０の内部を大気開放することによって流体袋２０内に空気を流入させる開放弁８１を用いることができる。この開放弁８１を調整部８０として用いる場合には、流体袋２０に封入させる流体には、空気が用いられる。開放弁８１には、例えば、通常時には流体袋２０の内部を気密に封止し、開放されることにより流体袋２０内へ外気を取り入れる公知の機械式の一方弁を用いることができる。

前述したように、流体袋２０のへたりの要因の一つには、流体袋２０、チューブ２７、本体部３０が相互に液密・気密に連結された状態で、これらの各構成部材以外の部位へ流体が漏洩してしまうことが挙げられるが、この漏洩する量が微量であると、流体袋２０内部は負圧状態となる。これは、流体が流出する際には、流体袋２０に載置された被検者９０の体圧や荷重によって流体が流出し易くなる一方で、流体の流出が一旦生じると、流体袋２０は外部から押圧された状態に維持されるため、流体袋２０内へ流体が流入し難くなり、流体袋２０内の圧力が過度に減少するためである。このように、流体袋２０内部の容積が減少し、かつ、負圧状態となっている場合に、バイタル計測器１０に設けられた開放弁８１を開くと、流体袋２０内に外気が流入して空気が満たされるため、流体袋２０の内部容積を増加させることができる。なお、開放弁８１を設置する位置は、流体袋２０内へ空気を流入することが可能であればよく、例えば、流体袋２０、チューブ２７、本体部３０のいずれかに設置することもできるし、この中から複数の位置を選択して設置してもよい。

なお、呼吸数や体圧が計測可能な流体袋１０内の容積は、３ｃｃ〜３０ｃｃ程度であるため、少なくともこの程度まで容積を増加させることができるように調整部８０が構成されることが好ましい。

図４（Ｂ）に示すように、調整部８０には、流体袋２０内に配置され流体袋２０を厚み方向に支持する弾性部材８３を用いることができる。弾性部材８３には、例えば、スポンジやバネなどを用いることができる。弾性部材８３は、流体袋２０を内側から押し広げるように伸長し、流体袋２０にへたりが生じることを防止する。また、流体袋２０にへたりが生じて容積が減少した場合においても、弾性部材８３が元の形状に復帰するように厚み方向に伸長することによって流体袋２０の容積を増加させることができる。弾性部材８３の設置数や形状等は、図示する形態に限定されず、流体袋２０を内側から厚み方向に沿って支持し得る限りにおいて変更することが可能である。

図４（Ｂ）に示すように、流体袋２０の裏面２３側には、流体袋２０を柔軟に支持するための支持部材２８や、流体袋２０の検出感度を向上させるための裏打ち材２９を設置することができる。

支持部材２８には、例えば、ラテックス製のバルーン、スポンジ、ゲルなどのように弾性的に流体袋２０を支持し得る材質のものも使用することができる。なお、バルーンを使用する場合には、流体注入口（図中省略する）を介してバルーン内部に空気や水等の流体を注入させて膨張させることができ、かつ、使用後にはバルーン内部に注入した流体を排出させて、しぼませた状態で流体袋２０とともにケース内などに収納して持ち運ぶ形態を採用することができる。支持部材２８は、流体袋２０をベッド側から押し上げるように支持して、流体袋２０と被検者９０との接触を安定させる。また、支持部材２８が柔軟に変形可能な材質で構成されている場合には、流体袋２０に載置された被検者９０の身体に掛かる負担を低減させることができる。

裏打ち材２９には、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル等の高分子シートを用いることができる。裏打ち材２９を設置することにより、流体袋２０の裏面２３側への呼吸振動の拡散を防止することができるため、より高精度に呼吸数を計測することが可能になる。裏打ち材２９は、バイタル計測器１０の小型化を図る観点から、１〜５ｍｍ程度の厚みのものを使用するのが好ましい。なお、支持部材２８および裏打ち材２９のどちらか一方のみを備える構成とすることも可能であるし、支持部材２８及び裏打ち材２９の両方を備える場合には図示する設置位置の上下関係を逆にすることも可能である。

図５に示すように、本体部３０が備える制御部４０は、検知部５０から送信された圧力変動の検知結果に基づいて各種演算処理を行う演算処理部と、本体部３０の表示部３１に表示される内容を制御する表示制御部４１と、検知部５０、演算処理部、および表示制御部４０のそれぞれを制御する制御回路とを有している。本実施形態においては、制御部４０が備える演算処理部が、呼吸数を計測する計測部６０として機能する。

演算処理部は、検知部５０から送信された電気信号に基づいて呼吸波形を生成して呼吸数を予測演算するプログラムや、検知部５０から送信された電気信号に基づいて体圧を予測演算するプログラムを格納したＲＯＭと、呼吸波形および呼吸数を時系列で記憶するためのＲＡＭと、所定の音声データ等を格納したＥＥＰＲＯＭとを有している。演算処理部は、検知部５０によって得られた圧力変動の検知結果に対して種々の演算処理を実行する。また、演算処理部は、呼吸数の計測以外にも、呼吸数を表示部３１に表示させるように表示制御部４１の制御や、音声出力部から警告アラームを発する動作の制御を行う。

本実施形態に係るバイタル計測器１０の作用について説明する。

バイタル計測器１０によれば、呼吸数とともに体圧を計測することができ、かつ、これらの計測結果を表示する表示部３１が設けられているため、呼吸数を計測する際に流体袋２０に体圧が十分に掛からず計測精度が低下するという問題や、流体袋２０に過剰に体圧が掛かった状態で計測が行われてしまうことにより被検者９０の皮下の毛細血管が圧迫阻血されてしまうという問題が起こることを未然に防ぐことができる。より詳細には、バイタル計測器１０に表示部３１が設けられていることにより、被検者９０やバイタル計測器１０を使用するユーザーが、流体袋２０に適正な体圧が掛かっていることを確認しながら呼吸数の計測を行うことができるため、十分な体圧が掛かかっていない状態で計測が行われてしまうことによる計測精度の低下や、過剰な体圧が掛かった状態で計測が行われることによる褥瘡の発生などを確実に防止することができる。したがって、流体袋の小型化および薄型化が図られた携帯性に優れるバイタル計測器を提供することが可能になる。

また、バイタル計測器１０に流体袋２０内の容積を増加させるための調整部８０が設けられている場合には、流体袋２０の容積を適宜に増加させることができるため、流体袋２０のへたりによる検出感度の低下を防止することもできる。したがって、被検者９０の呼吸数および体圧を計測することを可能にし、かつ、長期に亘って繰り返し使用する場合においても高い検出感度を維持することが可能なバイタル計測器１０を提供することができる。

また、流体袋２０内に保持される流体が空気であり、かつ、調整部８０が流体袋２０の内部を大気開放することによって流体袋２０内に空気を流入させる開放弁８１を有する場合には、調整部８０が機械式の簡便な弁によって構成されるため、調整部８０を設けることによるバイタル計測器１０の製造コストの増加や構造の複雑化を抑えることができる。さらに、開放弁８１を開くだけの簡単な作業によって流体袋２０の容積を増加することが可能になる。

また、調整部８０が流体袋２０内に配置され流体袋２０を厚み方向に支持する弾性部材８３を有する場合には、弾性部材８３によって流体袋２０にへたりが生じることを未然に防止することができる。流体袋２０にへたりが生じて容積が減少した場合においても、弾性部材８３が元の形状に復帰するように厚み方向に伸びることによって流体袋２０の容積が増加させられるため、流体袋２０内の容積の減少を効果的に防止することができる。

また、表示部３１が、呼吸振動や体圧の掛かりによる流体袋２０内の圧力の変動を振幅値で表示することが可能に設けられている場合には、表示部３１に表示された振幅値を目視で確認することができるため、利便性がより一層向上されたバイタル計測器１００を提供することが可能になる。

＜変形例＞
図６は、上述した第１実施形態の変形例に係るバイタル計測器１００の全体構成を示す図である。

第１の実施形態に示すバイタル計測器１０にあっては、本体部３０の表示部３１に体圧が表示可能に設けられ、さらに流体袋２０側に設置された体圧表示部７０においても体圧を表示することが可能に設けられている。一方、本変形例に係るバイタル計測器１００では、体圧は、流体袋２０側に設置された体圧表示部７０のみに表示可能である。体圧の表示は、流体袋２０に十分に体圧が掛かっているか、または流体袋２０に過剰に体圧が掛かっているかどうかといったことを判断するための指標として用いられるものであるため、バイタル計測器１０のいずれかの箇所で体圧の掛かり具合を確認することが可能なものであればよい。したがって、本変形例に示すように、表示部３１での体圧の表示を省略した構成を採用することも可能である。なお、体圧表示部７０を設置せず、表示部３１のみに体圧を表示させる構成としてもよいし、図示するように１つのランプ７１のみで体圧の掛かり具合を表示する構成を採用してもよい。

＜第２実施形態＞
図７〜図１０は、本発明の第２実施形態に係るバイタル計測器２００を説明するための図である。図７は、本実施形態に係るバイタル計測器２００の全体構成を示す図、図８は、本実施形態に係るバイタル計測器２００の適用例を説明するための図、図９および図１０は、本実施形態に係るバイタル計測器２００の作用を説明するための図である。なお、各図において第１実施形態において説明した部材と同様の部材には同一の符号を付して、その説明を一部省略する。

図７に示すように、バイタル計測器２００には、第１流体袋２２１と第２流体袋２２２の二つの流体袋が備えられている。また、各流体袋２２１、２２２内の圧力の変動を検知する検知部５０は、第１流体袋２２１内の圧力の変動と第２流体袋２２２内の圧力の変動をそれぞれ検知することが可能に設けられている。そして、バイタル計測器２００が備える表示部３１には、各流体袋２２１、２２２の圧力の変動に基づいて、第１流体袋２２１の設置位置の変更および第２流体袋２２２の設置位置の変更を指示する変更指示部２３７が設けられている。これらの構成を備える点において、第２実施形態に係るバイタル計測器２００は、第１実施形態に係るバイタル計測器１０と相違する。

図７に示すように、変更指示部２３７は、例えば、Ｈ方向、Ｌ方向、Ｗ１方向、Ｗ２方向の４方向への設置位置の変更を矢印等の画像によって指示するように構成することができる。なお、指示方法は、画像による指示以外であってもよく、例えば、音声や発光などによって指示する方法であってもよい。なお、本変形例に係るバイタル計測器２００においては、二つの流体袋２２１、２２２は、図示されるように一体的に構成されてもよいし、それぞれが別体で構成されてもよいが、バイタル計測器２００の小型化および操作性の向上の観点から一体的に構成されている方が好ましい。

図８を参照して各矢印が示す方向を説明する。Ｈ方向は、被検者９０の身体の上肢から下肢に沿う体軸Ｃの上肢側に向かう方向である。Ｌ方向は、Ｈ方向の逆方向であり、体軸Ｃの下肢側に向かう方向である。Ｗ１方向、Ｗ２方向は、体軸Ｃと交差する方向（図中では体軸Ｃと直交する方向）である。このような４方向の設置位置の変更を指示可能な構成を採用した理由を図９、図１０を参照して説明する。

図９は、被検者９０の体軸Ｃに沿って流体袋２０の設置位置をずらした場合に、設置位置の変更が計測結果にどのような影響を与えるかを検討したものである。計測には、１つの流体袋を備えるバイタル計測器を利用した。また、図８に示すように、流体袋の長手方向が体軸Ｃと平行になるように流体袋を設置した。

図中の設置位置は、へその直下と流体袋２０の中心位置が重なる位置（図８のＰ点）を０ｃｍとし、Ｐ点から上肢側へずらした距離である。この結果から、へそ下周辺からみぞおち周辺にかけて流体袋２０が設置されると、呼吸振動および体圧ともに検出感度が向上する傾向にあるが、みぞおちよりも上肢側に流体袋２０が設置されると、呼吸振動の検出感度が低下することが確認できる。すなわち、計測を行う際には、体圧の検出感度が比較的高く、かつ、呼吸振動の検出感度が高くなるみぞおち周辺に流体袋２０が設置されることが好ましいことがわかる。一方、図１０には、被検者９０の身体の体軸Ｃと交差する方向へ流体袋２０の設置位置をずらして計測を行った計測結果を示す。破線で示すＡ、Ｂ、Ｃのそれぞれは、図８のＰ点から体軸Ｃと交差する方向へ移動させた際の計測結果を示す図である。破線Ｃが体軸Ｃの中心位置、破線Ｂ、破線Ａの順に体軸Ｃから離れる方向に設置させて計測した。この結果から、体軸Ｃに近接して配置されると、呼吸振動および体圧の検出感度が高くなることが確認できる。

図９、図１０に示す結果から、体軸Ｃ方向に沿う２方向、および体軸Ｃ方向と交差する方向に沿う２方向への設置位置の変更指示を行わせることにより、各流体袋２２１、２２２を適切な設置位置に案内することが可能になることが確認できた。この結果に基づき、バイタル計測器１０においては、第１流体袋２２１および第２流体袋２２２のいずれかを基準にして、より大きな圧力変動が検出された一方の流体袋へ他方の流体袋を近付けるように変更指示を行う構成を採用している。

本実施形態に係るバイタル計測器２００を使用する場合には、各流体袋２２１、２２２の検出感度が高められる位置に流体袋を容易に設置することができるため、例えば、第１流体袋２２１と第２流体袋２２２の圧力変動の総和から呼吸数や体圧を計測するような場合、計測精度の向上を図ることが可能になる。また、圧力変動の総和を計測結果に用いない場合においても、計測部６０において各流体袋２２１、２２２の検出結果を比較させ、より大きな圧力変動を感知した流体袋の検出結果を出力させることにより、計測結果の信頼性を高めることができる。

また、変更指示部２３７が、被検者９０の上肢から下肢に沿う体軸方向への設置位置の変更指示、および体軸方向と交差する方向への設置位置の変更指示の少なくとも一方を指示可能に設けられている場合には、流体袋２０の検出感知がより向上される適切な位置へ各流体袋２２１、２２２を設置することができる。

以上、本発明に係るバイタル計測器を実施形態および変形例に基づいて説明したが、本発明のバイタル計測器は、特許請求の範囲に記載された範囲内において変更することが可能であり、各部材の構成や材質、構造等は上述した実施形態および変形例において説明したもののみに限定されることはない。

１０、１００、２００ バイタル計測器、
２０ 流体袋、
２５ 感知部、
２６ 送流路、
２７ チューブ、
３０ 本体部、
３１ 表示部、
４０ 制御部、
４１ 表示制御部、
５０ 検知部、
６０ 計測部、
７０ 体圧表示部、
８０ 調整部、
８１ 開放弁、
８３ 弾性部材、
９０ 被検者、
２２１ 第１流体袋、
２２２ 第２流体袋、
２３７ 変更指示部。

Claims (8)

1. 流体が封入され、被検者が載置可能な流体袋と、
   前記流体袋に載置された前記被検者の呼吸運動に伴う前記流体袋内の圧力変動、および前記流体袋に掛かる前記被検者の体圧による前記流体袋内の圧力変動を、前記流体を介して検知する検知部と、
   前記検知部が検知した圧力変動に基づいて、前記被検者の呼吸数と前記流体袋に掛かる前記被検者の体圧を計測する計測部と、
   前記計測部が計測した前記呼吸数および前記体圧、並びに前記検知部が検知した流体袋内の圧力の少なくとも一方を表示する表示部と、を有することを特徴とするバイタル計測器。
2. 前記流体袋の容積を調整するための調整部をさらに有し、当該調整部は、前記呼吸運動に伴う圧力変動および前記体圧による圧力変動を前記検知部が検知し得る容積に前記流体袋の容積を増加可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のバイタル計測器。
3. 前記流体袋内に保持される流体は、空気であり、
   前記調整部は、前記流体袋の内部を大気開放することによって前記流体袋内に空気を流入させる開放弁を有することを特徴とする請求項２に記載のバイタル計測器。
4. 前記調整部は、前記流体袋内に配置され前記流体袋を厚み方向に支持する弾性部材を有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のバイタル計測器。
5. 前記表示部は、前記流体袋内の圧力を振幅値で表示することが可能に設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のバイタル計測器。
6. 前記流体袋は、前記被検者の身体の異なる部位がそれぞれ載置される第１流体袋と第２流体袋を少なくとも有し、
   前記検知部は、前記第１流体袋内の圧力変動および前記第２流体袋内の圧力変動を検知可能に設けられており、
   当該バイタル計測器は、さらに、前記検知部が前記第１流体袋と前記第２流体袋とにおいて異なる圧力変動を検知した際に、大きな圧力変動を検知した流体袋を使用者に知らせる変更指示部を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のバイタル計測器。
7. 前記変更指示部は、大きな圧力変動が検知された一方の流体袋に他方の流体袋を近付けて設置するように設置位置の変更を指示可能に設けられていることを特徴とする請求項６に記載のバイタル計測器。
8. 前記変更指示部は、前記被検者の上肢から下肢に沿う体軸方向への設置位置の変更指示、および前記体軸方向と交差する方向への設置位置の変更指示の少なくとも一方を指示可能に設けられていることを特徴とする請求項７に記載のバイタル計測器。