JPH034208B2 - - Google Patents
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- JPH034208B2 JPH034208B2 JP62115852A JP11585287A JPH034208B2 JP H034208 B2 JPH034208 B2 JP H034208B2 JP 62115852 A JP62115852 A JP 62115852A JP 11585287 A JP11585287 A JP 11585287A JP H034208 B2 JPH034208 B2 JP H034208B2
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Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、被検者に電極等を取付けることな
く、体表面変位を基に非接触式に呼吸数もしくは
心拍数又はこれらの双方を検出する非接触式体表
面変位検出装置に関するものである。
く、体表面変位を基に非接触式に呼吸数もしくは
心拍数又はこれらの双方を検出する非接触式体表
面変位検出装置に関するものである。
臨床において手術に際し或はCCU等の装置で
呼吸数もしくは心拍数を長期間にわたりモニタす
ることは重要である。また、未熟児に対しても現
在呼吸・循環系の常時監視が行われており、特に
最近周産期死亡の最大の原因になりつつある突然
死症候群等のスクリーニングのためにもそれは重
要である。
呼吸数もしくは心拍数を長期間にわたりモニタす
ることは重要である。また、未熟児に対しても現
在呼吸・循環系の常時監視が行われており、特に
最近周産期死亡の最大の原因になりつつある突然
死症候群等のスクリーニングのためにもそれは重
要である。
このための典型的な計測方法としては、被検者
に電極又はトランスデユーサを取付けてリード線
を導出することにより接触式で行つている。この
場合、導出されたリード線が看護の妨げになり、
また被検者に対する負担も大きい。
に電極又はトランスデユーサを取付けてリード線
を導出することにより接触式で行つている。この
場合、導出されたリード線が看護の妨げになり、
また被検者に対する負担も大きい。
そこで、最近では非接触式の計測方法として、
超音波を体表面に照射し、マイクロフオンで検出
した反射信号の位相変化から体表面変位として呼
吸数もしくは心拍数を検出するのが周知である。
しかしながら、この方法では空気のゆらぎに起因
する雑音が発生し、また体表面の不均一な動きに
起因する反射波の干渉のために高精度の測定が難
しいと云う問題がある。その外、マイクロ波を照
射する方法も周知であるが、同様に不均一な動き
による反射波の干渉のために誤差を生じ、装置も
複雑になる。
超音波を体表面に照射し、マイクロフオンで検出
した反射信号の位相変化から体表面変位として呼
吸数もしくは心拍数を検出するのが周知である。
しかしながら、この方法では空気のゆらぎに起因
する雑音が発生し、また体表面の不均一な動きに
起因する反射波の干渉のために高精度の測定が難
しいと云う問題がある。その外、マイクロ波を照
射する方法も周知であるが、同様に不均一な動き
による反射波の干渉のために誤差を生じ、装置も
複雑になる。
よつて、本発明は、光ビーム式で呼吸数もしく
は拍動数を高精度に計測する体表面変位検出装置
を提供することを目的とする。
は拍動数を高精度に計測する体表面変位検出装置
を提供することを目的とする。
本発明は、この目的を達成するために、第１図
に示すように、２次元面を極座標の原点位置から
Ｘ−Ｙ平面上及びＺ軸との角度を変化させて光ビ
ームで走査する駆動部１ａを備えた光源１と、被
検者の体表面に取付けられた散乱板２による光ビ
ームの散乱が集光レンズ３ａを通して形成された
光スポツトの２次元位置を検出する第１の光スポ
ツト位置センサ３と、同様に散乱板２による散乱
が集光レンズ３ａよりも長い焦点距離の集光レン
ズ４ａを通して形成された光スポツトの位置を検
出し、かつ入力する極座標信号に応動する駆動部
４ｂを備えた第２の光スポツト位置センサ４と、
第１の光スポツト位置センサ３の検出信号が所定
レベルを上廻つたときの光スポツトの２次元位置
の検出信号及び直交面に対する両走査角度信号を
基に、第２の光スポツト位置センサ４を原点とし
て散乱板２の位置を規定する極座標信号を算出す
る演算部５と、この演算部の出力信号に応動した
第２の光スポツト位置センサ４の検出信号から体
表面変位波形を検出する体表面変位波形検出回路
６と、所定時間に対する体表面変位波形検出回路
の出力信号を計数する体表面変位回数計数回路７
とから構成した。
に示すように、２次元面を極座標の原点位置から
Ｘ−Ｙ平面上及びＺ軸との角度を変化させて光ビ
ームで走査する駆動部１ａを備えた光源１と、被
検者の体表面に取付けられた散乱板２による光ビ
ームの散乱が集光レンズ３ａを通して形成された
光スポツトの２次元位置を検出する第１の光スポ
ツト位置センサ３と、同様に散乱板２による散乱
が集光レンズ３ａよりも長い焦点距離の集光レン
ズ４ａを通して形成された光スポツトの位置を検
出し、かつ入力する極座標信号に応動する駆動部
４ｂを備えた第２の光スポツト位置センサ４と、
第１の光スポツト位置センサ３の検出信号が所定
レベルを上廻つたときの光スポツトの２次元位置
の検出信号及び直交面に対する両走査角度信号を
基に、第２の光スポツト位置センサ４を原点とし
て散乱板２の位置を規定する極座標信号を算出す
る演算部５と、この演算部の出力信号に応動した
第２の光スポツト位置センサ４の検出信号から体
表面変位波形を検出する体表面変位波形検出回路
６と、所定時間に対する体表面変位波形検出回路
の出力信号を計数する体表面変位回数計数回路７
とから構成した。
体表面の散乱板２の位置P0がP1に変動したと
すると、その散乱光が生じなくなり、第１の光ス
ポツト位置センサ３への入射光量が減少して検出
信号レベルが低下する。これにより、光源１は、
駆動部１ａにより光学系を走査運動させられるこ
とにより被検者部分を２次元状に走査する。第１
の光スポツト位置センサ３へ光ビームが入射して
その光量が所定レベルを上廻つた時点で、光源１
は走査を停止する。そして、演算部５は、位置固
定の第１の光スポツト位置センサ３の受光スポツ
ト位置ｘ、ｙの検出信号及び駆動部１ａのＸ−Ｙ
平面上の極座標角度ψ及びＺ軸との極座標角度θ
を基に、散乱板２の極座標位置ｒ、θ、ψを算出
し、第２の光スポツト位置センサ４が自動追尾す
るように、このセンサ位置を原点として散乱板２
の極座標位置r′、θ′、ψ′を算出する。駆動部４ｂ
は、この極座標信号に対応して、第２の光スポツ
ト位置センサ４を応動させ、十分な光量の散乱光
を入射させる。
すると、その散乱光が生じなくなり、第１の光ス
ポツト位置センサ３への入射光量が減少して検出
信号レベルが低下する。これにより、光源１は、
駆動部１ａにより光学系を走査運動させられるこ
とにより被検者部分を２次元状に走査する。第１
の光スポツト位置センサ３へ光ビームが入射して
その光量が所定レベルを上廻つた時点で、光源１
は走査を停止する。そして、演算部５は、位置固
定の第１の光スポツト位置センサ３の受光スポツ
ト位置ｘ、ｙの検出信号及び駆動部１ａのＸ−Ｙ
平面上の極座標角度ψ及びＺ軸との極座標角度θ
を基に、散乱板２の極座標位置ｒ、θ、ψを算出
し、第２の光スポツト位置センサ４が自動追尾す
るように、このセンサ位置を原点として散乱板２
の極座標位置r′、θ′、ψ′を算出する。駆動部４ｂ
は、この極座標信号に対応して、第２の光スポツ
ト位置センサ４を応動させ、十分な光量の散乱光
を入射させる。
その光スポツトの光スポツト位置センサ４への
入射位置は、呼吸又は心拍動による体表面変位に
応じて反射位置が変動することにより変位し、焦
点距離の長い光学系により高感度に検出される。
体表面変位波形検出回路６は、このセンサの検出
信号から雑音を含まない所望の体表面変位波形を
検出し、所定時間についてその出力信号を体表面
変位回数計数回路７に計数させる。
入射位置は、呼吸又は心拍動による体表面変位に
応じて反射位置が変動することにより変位し、焦
点距離の長い光学系により高感度に検出される。
体表面変位波形検出回路６は、このセンサの検出
信号から雑音を含まない所望の体表面変位波形を
検出し、所定時間についてその出力信号を体表面
変位回数計数回路７に計数させる。
第２図乃至第５図は本発明の一実施例を示す。
１０は光源であり、１ｍＷの光ビームを集束レ
ンズ１２を通して発射するレーザ発振器１１と、
中心位置でその光ビームを反射するミラー１３
と、このミラーを被検者の移動する可能性のある
範囲に向けて光ビームを走査させる駆動部１４と
から構成されている。この駆動部は、駆動回路１
４１で駆動されてＸ−Ｙ軸面の所定の角度範囲に
わたりギヤを介して基台１４２をミラー１３の中
心位置を軸として旋回させるロータリエンコーダ
１４４付のモータ１４３及びミラー１３をＹ−Ｚ
軸面の所定の角度範囲にわたり同様にミラー１３
の中心位置を軸として旋回させるロータリエンコ
ーダ１４６付のモータ１４５とから構成されてい
る。この光源は、例えば直径10mm程度の散乱板９
に対して50〜100cm離間させて配置する。散乱板
９は、モニタ確度を高めるために、場合によつて
は胸、腹又は背部等の２個所以上に取付ける。
ンズ１２を通して発射するレーザ発振器１１と、
中心位置でその光ビームを反射するミラー１３
と、このミラーを被検者の移動する可能性のある
範囲に向けて光ビームを走査させる駆動部１４と
から構成されている。この駆動部は、駆動回路１
４１で駆動されてＸ−Ｙ軸面の所定の角度範囲に
わたりギヤを介して基台１４２をミラー１３の中
心位置を軸として旋回させるロータリエンコーダ
１４４付のモータ１４３及びミラー１３をＹ−Ｚ
軸面の所定の角度範囲にわたり同様にミラー１３
の中心位置を軸として旋回させるロータリエンコ
ーダ１４６付のモータ１４５とから構成されてい
る。この光源は、例えば直径10mm程度の散乱板９
に対して50〜100cm離間させて配置する。散乱板
９は、モニタ確度を高めるために、場合によつて
は胸、腹又は背部等の２個所以上に取付ける。
２０は第１の光スポツト位置センサであり、散
乱板９の移動範囲内からの散乱光を確実に集光で
きるように広角の集光レンズ２２を通して受光す
る半導体位置検出素子（PSD）２１と、Ｉ／Ｖ
変換回路２３１、補正回路２３２及び光量検出回
路２３３よりなる付属回路２３とから構成されて
いる。この半導体位置検出素子は、その中心位置
からのＸ及びＹ軸方向の変位に応じた光電流をそ
れぞれ出力する２対の電極を備えたそれ自体周知
の素子である。Ｉ／Ｖ変換回路はそれぞれの光電
流を電圧信号に変換し、補正回路は双方の電極対
の電圧信号を原点に対する光スポツトの２次元変
位dx、dyの電圧信号に変換し、光量検出回路２
３３はPSD２１に光ビームが正規の光量で入射
したのを検知する。
乱板９の移動範囲内からの散乱光を確実に集光で
きるように広角の集光レンズ２２を通して受光す
る半導体位置検出素子（PSD）２１と、Ｉ／Ｖ
変換回路２３１、補正回路２３２及び光量検出回
路２３３よりなる付属回路２３とから構成されて
いる。この半導体位置検出素子は、その中心位置
からのＸ及びＹ軸方向の変位に応じた光電流をそ
れぞれ出力する２対の電極を備えたそれ自体周知
の素子である。Ｉ／Ｖ変換回路はそれぞれの光電
流を電圧信号に変換し、補正回路は双方の電極対
の電圧信号を原点に対する光スポツトの２次元変
位dx、dyの電圧信号に変換し、光量検出回路２
３３はPSD２１に光ビームが正規の光量で入射
したのを検知する。
３０は第２の光スポツト位置センサであり、入
射範囲は狭くなるが、移動しない被検者の体動を
高分解能で検出できる程度に集光レンズ２２に較
べて長い焦点距離の集光レンズ３２を通して受光
するPSD３１と、Ｉ／Ｖ変換回路３４１、Ｙ軸
方向の変位信号を出力する補正回路３４２及び光
量検出回路３４３よりなる付属回路３４と、入力
する極座標信号r′、θ′、ψを基に集光レンズ３２
の中心位置をθ′、ψに応動させ、集光レンズ３２
に対するPSD３１の位置をr′に応動させる駆動部
３５から構成されている。この駆動部は、極座標
信号r′、θ′、ψに応答する駆動回路３５１で駆動
され、ギヤを介して基台３５２を集光レンズ３２
の中心位置を軸として旋回させるロータリエンコ
ーダ３５４付のモータ３５３、基台３５２に直交
方向にヒンジされた副基台３５７を同様に集光レ
ンズ３２の中心位置を軸として旋回させるロータ
リエンコーダ３５６付のモータ３５５及び集光レ
ンズ３２に対するPSD３１の距離を副基台３５
７上でラツクを介して変位させるロータリエンコ
ーダ３５９付のモータ３５８とから構成されてい
る。ロータリエンコーダ３５４，３５６，３５９
は、駆動回路３５１へ負帰還信号を供給する。
射範囲は狭くなるが、移動しない被検者の体動を
高分解能で検出できる程度に集光レンズ２２に較
べて長い焦点距離の集光レンズ３２を通して受光
するPSD３１と、Ｉ／Ｖ変換回路３４１、Ｙ軸
方向の変位信号を出力する補正回路３４２及び光
量検出回路３４３よりなる付属回路３４と、入力
する極座標信号r′、θ′、ψを基に集光レンズ３２
の中心位置をθ′、ψに応動させ、集光レンズ３２
に対するPSD３１の位置をr′に応動させる駆動部
３５から構成されている。この駆動部は、極座標
信号r′、θ′、ψに応答する駆動回路３５１で駆動
され、ギヤを介して基台３５２を集光レンズ３２
の中心位置を軸として旋回させるロータリエンコ
ーダ３５４付のモータ３５３、基台３５２に直交
方向にヒンジされた副基台３５７を同様に集光レ
ンズ３２の中心位置を軸として旋回させるロータ
リエンコーダ３５６付のモータ３５５及び集光レ
ンズ３２に対するPSD３１の距離を副基台３５
７上でラツクを介して変位させるロータリエンコ
ーダ３５９付のモータ３５８とから構成されてい
る。ロータリエンコーダ３５４，３５６，３５９
は、駆動回路３５１へ負帰還信号を供給する。
演算部３６は光量検出回路２３３の出力信号が
発生した時点で、dx、dy信号及び極座標信号θ、
ψを基に、第３図に示す光学追尾経路の幾何学関
係から次の関係式よりr′、θ′を演算する。ψはミ
ラー１３、集光レンズ２２及び集光レンズ３２の
中心位置が極座標系のＺ軸上の１直線上に在るこ
とにより、そのまま出力する。
発生した時点で、dx、dy信号及び極座標信号θ、
ψを基に、第３図に示す光学追尾経路の幾何学関
係から次の関係式よりr′、θ′を演算する。ψはミ
ラー１３、集光レンズ２２及び集光レンズ３２の
中心位置が極座標系のＺ軸上の１直線上に在るこ
とにより、そのまま出力する。
Ｏ：ミラー１３の中心位置
Ｐ：散乱板２の位置
Ａ：集光レンズ２２の中心位置
Ｂ：集光レンズ３２の中心位置
O1：PSD２１の原点
P1：PSD２１の光スポツト位置
P2：PSD３１の光スポツト位置
dx：P1のＸ座標位置、
dy：P1のＹ座標位置
ｌ：Ｏ及びＡ間の距離
l0：Ｏ及びＢ間の距離
ｒ、θ、ψ：原点Ｏに対する位置Ｐの極座標パラ
メータ r′、θ′、ψ：中心位置Ｂに対する位置Ｐの極座標
パラメータ tanψ＝AO1／P1xO1＝ｂ／−dx ………(1) AP1xcosψ＝−dx ………(2) tanα＝P1P1x／AP1x ………(3) rcosθ＋rsinθtanα＝ｌ ………(4) rcosθ−r′cosθ′＝lp ………(5) rsinθ＝r′sinθ′ ………(6) 式(1)から ψ＝tan-1（−ｄ／dx） ………(7) 式(2)から AP1x＝−dxsecψ＝−dxsectan-1（−ｂ／dx）
………(8) 式(2)、(3)から AP1x＝−dx／cosψ＝P1P1x／tanα＝dy／tanα……
…(9) tanα＝−dy／dx・cosψ ………(10) 式(4)から ｒ＝ｌ／cosθ＋sinθtanθ ＝ｌ／cosθ−（dy／dx）sinθcosψ ………(11) 式(5)、(6)から rcosθ−rsinθ／sinθ′cosθ′＝lp ………(12) cotθ′＝rcosθ−lp／rsinθ ………（13） θ′＝cot-1rcosθ−lp／rsinθ ………（14） 式(6)から r′＝rsinθ／sinθ′ ………（15） 動作は次の通りである。
メータ r′、θ′、ψ：中心位置Ｂに対する位置Ｐの極座標
パラメータ tanψ＝AO1／P1xO1＝ｂ／−dx ………(1) AP1xcosψ＝−dx ………(2) tanα＝P1P1x／AP1x ………(3) rcosθ＋rsinθtanα＝ｌ ………(4) rcosθ−r′cosθ′＝lp ………(5) rsinθ＝r′sinθ′ ………(6) 式(1)から ψ＝tan-1（−ｄ／dx） ………(7) 式(2)から AP1x＝−dxsecψ＝−dxsectan-1（−ｂ／dx）
………(8) 式(2)、(3)から AP1x＝−dx／cosψ＝P1P1x／tanα＝dy／tanα……
…(9) tanα＝−dy／dx・cosψ ………(10) 式(4)から ｒ＝ｌ／cosθ＋sinθtanθ ＝ｌ／cosθ−（dy／dx）sinθcosψ ………(11) 式(5)、(6)から rcosθ−rsinθ／sinθ′cosθ′＝lp ………(12) cotθ′＝rcosθ−lp／rsinθ ………（13） θ′＝cot-1rcosθ−lp／rsinθ ………（14） 式(6)から r′＝rsinθ／sinθ′ ………（15） 動作は次の通りである。
駆動回路１４１によりモータ１４３，１４５が
往復回転させられることにより、ミラー１３によ
るレーザー発振器１１の反射ビームが生体の移動
する範囲の２次元面を走査する。ある走査位置で
光ビームが散乱板９により散乱され、その散乱光
が集光レンズ２２で集光されてPSD２１に光ス
ポツトとして入射し、光量検出回路２３３が所定
の光量を検出すると、駆動回路１４１に走査を中
断させると共に、演算部３６は補正回路２３２か
らのdx、dy信号及びエンコーダ１４４，１４６
からのθ、ψ信号を基にr′、θ′を演算してψはそ
のままでr′、θ′、ψ信号を駆動回路３５１へ送出
する。
往復回転させられることにより、ミラー１３によ
るレーザー発振器１１の反射ビームが生体の移動
する範囲の２次元面を走査する。ある走査位置で
光ビームが散乱板９により散乱され、その散乱光
が集光レンズ２２で集光されてPSD２１に光ス
ポツトとして入射し、光量検出回路２３３が所定
の光量を検出すると、駆動回路１４１に走査を中
断させると共に、演算部３６は補正回路２３２か
らのdx、dy信号及びエンコーダ１４４，１４６
からのθ、ψ信号を基にr′、θ′を演算してψはそ
のままでr′、θ′、ψ信号を駆動回路３５１へ送出
する。
これにより、モータ３５３及び３５５でレンズ
３２の中心位置を原点とする直交面の角度をθ′、
ψに調整すると共に、モータ３５８で距離r′に対
応して変化する光スポツト位置にPSD３１を調
整する。これにより、光量検出回路３４３が所定
の光量を検出すると、自動追尾動作を終了させ
る。もし、検出しなければ、ミラー１３の走査及
び演算動作を再度行なわせる。
３２の中心位置を原点とする直交面の角度をθ′、
ψに調整すると共に、モータ３５８で距離r′に対
応して変化する光スポツト位置にPSD３１を調
整する。これにより、光量検出回路３４３が所定
の光量を検出すると、自動追尾動作を終了させ
る。もし、検出しなければ、ミラー１３の走査及
び演算動作を再度行なわせる。
このような自動追尾動作により、補正回路３４
２からは生体が移動しても、絶えず胸壁の呼吸及
び心拍動に応じてレベルの変化する体表面変位信
号を呼吸波検出回路４０及び心拍波検出回路４１
に供給する。
２からは生体が移動しても、絶えず胸壁の呼吸及
び心拍動に応じてレベルの変化する体表面変位信
号を呼吸波検出回路４０及び心拍波検出回路４１
に供給する。
呼吸波検出回路４０に入力した補正回路３４２
の出力信号は、バンドパスフイルタ４０１におい
て心拍成分等を低減され、第４図に示す呼吸波検
出回路本体４０２に入力信号Ｖ１として供給され
る。
の出力信号は、バンドパスフイルタ４０１におい
て心拍成分等を低減され、第４図に示す呼吸波検
出回路本体４０２に入力信号Ｖ１として供給され
る。
同図において、Ａ１，Ａ２は演算増幅器、Ａ３
はコンパレータ、Ａ４はインバータである。コン
パレータＡ３の出力信号Ｖ５が“１”のときにオ
ンになるアナログスイツチSW１、ダイオードＤ
１及びコンデンサＣ１でピークホールド回路を構
成し、出力信号Ｖ５が“０”のときにオンになる
アナログスイツチSW２、ダイオードＤ２及びコ
ンデンサＣ１でボトムホールド回路を構成してい
る。動作は周知の通りであるが、期間Ａについて
説明すると、その直前に第５図に示すように、コ
ンパレータＡ３の出力信号Ｖ５が“１”になつて
いてピーク検出が行われていたとする。入力信号
Ｖ１を演算増幅器Ａ１で反転させた反転信号Ｖ２
が、抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧されて演算増幅器Ａ２
に入力し、そのピーク値がコンパレータＡ３の−
入力信号Ｖ４となる。コンパレータＡ３の＋入力
信号Ｖ３は、反転信号Ｖ２と出力信号Ｖ５とが抵
抗Ｒ６，Ｒ７で分圧されて入力するために、反転
信号Ｖ２の降下によりコンパレータＡ３が反転し
て出力信号Ｖ５は“０”になる。これにより、ア
ナログスイツチSW２がオンになつてボトム検出
が行われる。コンパレータＡ３の＋入力信号Ｖ３
は、反転信号Ｖ２と出力信号Ｖ５とが抵抗Ｒ６，
Ｒ７にて分圧され、ボトムレベルである−入力信
号を不廻る。反転信号Ｖ２が上昇すると、コンパ
レータＡ３が反転して出力信号Ｖ５は再び“１”
になる。これにより、コンパレータＡ３からは呼
吸波周期に対応した論理信号である出力信号Ｖ５
が出力される。
はコンパレータ、Ａ４はインバータである。コン
パレータＡ３の出力信号Ｖ５が“１”のときにオ
ンになるアナログスイツチSW１、ダイオードＤ
１及びコンデンサＣ１でピークホールド回路を構
成し、出力信号Ｖ５が“０”のときにオンになる
アナログスイツチSW２、ダイオードＤ２及びコ
ンデンサＣ１でボトムホールド回路を構成してい
る。動作は周知の通りであるが、期間Ａについて
説明すると、その直前に第５図に示すように、コ
ンパレータＡ３の出力信号Ｖ５が“１”になつて
いてピーク検出が行われていたとする。入力信号
Ｖ１を演算増幅器Ａ１で反転させた反転信号Ｖ２
が、抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧されて演算増幅器Ａ２
に入力し、そのピーク値がコンパレータＡ３の−
入力信号Ｖ４となる。コンパレータＡ３の＋入力
信号Ｖ３は、反転信号Ｖ２と出力信号Ｖ５とが抵
抗Ｒ６，Ｒ７で分圧されて入力するために、反転
信号Ｖ２の降下によりコンパレータＡ３が反転し
て出力信号Ｖ５は“０”になる。これにより、ア
ナログスイツチSW２がオンになつてボトム検出
が行われる。コンパレータＡ３の＋入力信号Ｖ３
は、反転信号Ｖ２と出力信号Ｖ５とが抵抗Ｒ６，
Ｒ７にて分圧され、ボトムレベルである−入力信
号を不廻る。反転信号Ｖ２が上昇すると、コンパ
レータＡ３が反転して出力信号Ｖ５は再び“１”
になる。これにより、コンパレータＡ３からは呼
吸波周期に対応した論理信号である出力信号Ｖ５
が出力される。
同様に、補正回路３４２の出力信号は心拍波検
出回路４１にも入力し、バンドパスフイルタ４１
１において呼吸波成分等の雑音を除去して心拍数
のみを検出し、波形整形回路４１２で心拍周期に
対応したパルスに変換される。
出回路４１にも入力し、バンドパスフイルタ４１
１において呼吸波成分等の雑音を除去して心拍数
のみを検出し、波形整形回路４１２で心拍周期に
対応したパルスに変換される。
クロツク発生回路４３３は１分ごとにクロツク
を発生し、カウンタ４２１，４３１にその間の呼
吸波信号及び心拍信号を計数させ、データ保持回
路４２２，４３２に１分ごとに更新される呼吸数
及び心拍数データを保持させる。表示部４５はそ
の呼吸数及び心拍数を数値表示し、記録部４４は
その記録紙にその連続記録を行う。
を発生し、カウンタ４２１，４３１にその間の呼
吸波信号及び心拍信号を計数させ、データ保持回
路４２２，４３２に１分ごとに更新される呼吸数
及び心拍数データを保持させる。表示部４５はそ
の呼吸数及び心拍数を数値表示し、記録部４４は
その記録紙にその連続記録を行う。
尚、前述の実施例において回路部分４０１，４
０２，４２１，４２２又は回路部分４１１，４１
２，４３１，４３２を廃止することにより、心拍
数検出装置又は呼吸数検出装置のみとして構成す
ることもできる。光スポツト位置センサ２０，３
０としては、CCD型等のイメージセンサを用い、
その撮像面の読出し走査を行うことにより撮像面
における光スポツト位置の変位を検出しても良
い。光ビームの光源としてはLEDを用いること
も考えられる。光ビームは尖頭値を増大させたパ
ルス状とし、光スポツト位置センサ３０に各パル
スに同期して光信号を検出・保持する同期検波回
路を付属させると、体表面変位検出のＳ／Ｎ比を
向上させることができる。
０２，４２１，４２２又は回路部分４１１，４１
２，４３１，４３２を廃止することにより、心拍
数検出装置又は呼吸数検出装置のみとして構成す
ることもできる。光スポツト位置センサ２０，３
０としては、CCD型等のイメージセンサを用い、
その撮像面の読出し走査を行うことにより撮像面
における光スポツト位置の変位を検出しても良
い。光ビームの光源としてはLEDを用いること
も考えられる。光ビームは尖頭値を増大させたパ
ルス状とし、光スポツト位置センサ３０に各パル
スに同期して光信号を検出・保持する同期検波回
路を付属させると、体表面変位検出のＳ／Ｎ比を
向上させることができる。
以上、本発明により体表面変位に応動する反射
光スポツトの変位を検出することにより、非接触
式のあらゆる利点を保持し得ると共に、光式であ
るためにスポツト径を容易に小さくすることがで
き、したがつて超音波及びマイクロ波に比べて干
渉が少なくなるために測定精度が向上する。散乱
板を使用することにより、確実に安定した光反射
が得られ、しかも被検者の移動又は寝返り等に応
じて受光センサが自動追尾するために、確実なモ
ータが保証される。光を利用することから周辺機
器へ妨害を与える問題も一掃される。
光スポツトの変位を検出することにより、非接触
式のあらゆる利点を保持し得ると共に、光式であ
るためにスポツト径を容易に小さくすることがで
き、したがつて超音波及びマイクロ波に比べて干
渉が少なくなるために測定精度が向上する。散乱
板を使用することにより、確実に安定した光反射
が得られ、しかも被検者の移動又は寝返り等に応
じて受光センサが自動追尾するために、確実なモ
ータが保証される。光を利用することから周辺機
器へ妨害を与える問題も一掃される。
第１図は本発明の非接触式体表面変位検出装置
の光学系及び付属回路の構成を示す図、第２図は
本発明の一実施例による非接触式体表面変位検出
装置の光学系及び付属回路の構成を示す図、第３
図は同実施例の動作を説明する図、第４図は同実
施例の呼吸波検出回路本体の回路構成を例示する
図及び第５図は第４図の各部の電圧関係を示す図
である。 ２，９……散乱板、１３……ミラー、１１……
レーザ発振器、２１，３１……PSD、２２，３
２……集光レンズ、１４３，１４５，３５３，３
５５，３５８……モータ。
の光学系及び付属回路の構成を示す図、第２図は
本発明の一実施例による非接触式体表面変位検出
装置の光学系及び付属回路の構成を示す図、第３
図は同実施例の動作を説明する図、第４図は同実
施例の呼吸波検出回路本体の回路構成を例示する
図及び第５図は第４図の各部の電圧関係を示す図
である。 ２，９……散乱板、１３……ミラー、１１……
レーザ発振器、２１，３１……PSD、２２，３
２……集光レンズ、１４３，１４５，３５３，３
５５，３５８……モータ。
Claims (1)
- １ 被検者の移動する範囲の２次元面を光ビーム
で極座標系の原点からＸ−Ｙ平面上及びＺ軸から
の角度（ψ、θ）を変化させて走査する駆動部を
備えた光源と、前記光ビームが前記被検者の体表
面に取付けられた散乱板で散乱されて、集光レン
ズで集光されることにより形成された光スポツト
の２次元位置を検出する第１の光スポツト位置セ
ンサと、同様に前記散乱板による散乱が前記集光
レンズよりも長い焦点距離の集光レンズで集光さ
れることにより形成された光スポツトの位置を検
出し、かつ入力する極座標信号に応動する駆動部
を備えた第２の光スポツト位置センサと、前記第
１の光スポツト位置センサの検出信号が所定レベ
ルを上廻つたときの２次元位置の前記検出信号及
び前記両軸面の前記走査角度信号を基に、前記第
２の光スポツト位置センサを原点とする前記散乱
板の位置を規定する極座標信号を算出する演算部
と、この演算部の出力信号に応動した前記第２の
光スポツト位置センサの検出信号から体表面変位
波形を検出する体表面変位波形検出回路と、所定
時間に対する前記体表面変位波形検出回路の出力
信号を計数する体表面変位回数計数回路とを備え
て成る非接触式体表面変位検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62115852A JPS63281627A (ja) | 1987-05-14 | 1987-05-14 | 非接触式体表面変位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62115852A JPS63281627A (ja) | 1987-05-14 | 1987-05-14 | 非接触式体表面変位検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63281627A JPS63281627A (ja) | 1988-11-18 |
| JPH034208B2 true JPH034208B2 (ja) | 1991-01-22 |
Family
ID=14672734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62115852A Granted JPS63281627A (ja) | 1987-05-14 | 1987-05-14 | 非接触式体表面変位検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63281627A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002102242A1 (fr) * | 2001-06-15 | 2002-12-27 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Dispositif de controle |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004057559A (ja) * | 2002-07-30 | 2004-02-26 | Shimadzu Corp | 呼吸同期ｘ線撮影装置 |
| JPWO2007043328A1 (ja) * | 2005-10-12 | 2009-04-16 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | データ検出装置及びデータ検出方法 |
| WO2014017566A1 (ja) * | 2012-07-24 | 2014-01-30 | 公立大学法人広島市立大学 | 心拍計測方法および装置 |
-
1987
- 1987-05-14 JP JP62115852A patent/JPS63281627A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002102242A1 (fr) * | 2001-06-15 | 2002-12-27 | Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. | Dispositif de controle |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63281627A (ja) | 1988-11-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |