WO2017213136A1 - 生体監視装置及び生体監視方法 - Google Patents
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- A61B5/113—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb occurring during breathing
Definitions
- the present invention relates to a technique for monitoring a living body of, for example, a person who needs nursing or a person who needs care (hereinafter referred to as a nurse who needs nursing).
- Japan is an aging society due to the improvement of living standards accompanying the post-war high economic growth, the improvement of sanitation environment and the improvement of medical standards, and more specifically the ratio of the population over 65 years old to the total population It is a super-aging society with an aging rate exceeding 21%.
- the total population was about 126.5 million, while the elderly population over the age of 65 was about 25.56 million.
- the total population was about 124.11 million.
- the elderly population will be about 34.56 million.
- an increase in the number of nurses requiring medical attention due to illness, injury, aging, etc. is expected, compared to a normal society that is not an aging society.
- Such nurses are required to enter hospitals and other facilities such as welfare facilities for the elderly (such as short-term welfare facilities for the elderly, nursing homes for the elderly and special nursing homes for the elderly under Japanese law) and receive nursing care.
- facilities such as hospitals and welfare facilities for the elderly, for example, those who need nursing care such as nurses or caregivers, etc. Nurses, etc.
- Nurses, etc. confirm their safety by periodically patrols.
- the number of nurses and the like is reduced in the quasi-night shift and night shift hours compared to the day shift hours, the work load per person increases, and therefore the work load must be reduced. For this reason, in recent years, a monitored person monitoring device that monitors (monitors) a patient who needs nursing is monitored and developed.
- the monitored person monitoring devices there is a monitored person's biological monitoring device.
- This apparatus measures the biological signal of the monitored person, calculates the biological information (for example, respiratory rate, heart rate, body movement number) of the monitored person based on this, and based on the biological information, for example, Monitors the safety of the monitored person, the posture of the monitored person (sleeping, lying down, lying down) and the sleeping time of the monitored person.
- biological information for example, respiratory rate, heart rate, body movement number
- Patent Document 1 irradiates a monitored person with microwaves, detects body movement and respiration of the monitored person from the Doppler-shifted reflected wave, and calculates the number of body movements and respiration rate within a predetermined time.
- a safety monitoring device for monitoring the safety of a monitored person is disclosed.
- Patent Document 2 irradiates a monitored person with microwaves, detects a microwave reflected by the monitored person, and extracts a respiratory component included in the microwave detected by the detecting section. And a determination unit that determines the body position during sleep based on the signal intensity of the respiratory component extracted by the extraction unit.
- the biological signal of the monitored person can be measured without contact. Therefore, it is possible to eliminate the burden on the monitored person when measuring the biological signal.
- a microwave Doppler sensor is installed on the ceiling and microwaves are irradiated toward the bed of the person being monitored.
- the Doppler signal generated by the microwave Doppler sensor is a biological signal of the monitored person.
- the Doppler signal generated by the microwave Doppler sensor when the monitored person leaves the bed to go to the toilet or the like is not the biological signal of the monitored person. If the biological monitoring device calculates biological information based on the latter Doppler signal, incorrect biological information is calculated.
- An object of the present invention is to provide a living body monitoring apparatus and a living body monitoring method capable of automatically measuring a living body signal of a monitored person in a bed.
- the biological monitoring apparatus includes a determination unit and an acquisition unit.
- the determination unit determines whether the monitored person to be monitored is in the bed.
- the acquisition unit includes a sensor that can measure the biological signal of the monitored person in a non-contact manner with respect to the monitored person who is in the bed, and the determination unit determines that the monitored person is in the bed Based on the determination that the person is not on the bed, the biological signal of the person being monitored who is on the bed is acquired.
- FIG. 1 It is a figure which shows the structure of the to-be-monitored person monitoring system provided with the biological monitoring apparatus in this embodiment. It is a schematic diagram which shows the living room where the sensor apparatus (biological monitoring apparatus) is arrange
- the living body monitoring apparatus in this embodiment is provided in a monitored person monitoring system.
- the monitored person monitoring system is a system for monitoring a monitored person to be monitored (in other words, a watching target person to be watched over) using a plurality of devices, the terminal device, And a monitored person monitoring device that is connected to the terminal device so as to be communicable, detects a predetermined event (event) related to the monitored person, and notifies the terminal device of the event.
- the monitored person monitoring device may be integrally configured by a single device. However, in this specification, the monitored person monitoring device is connected to the sensor device and the sensor device and the terminal device so as to communicate with each other. By providing the management server device, the two types of devices are configured separately.
- This sensor device detects the predetermined event related to the monitored person and notifies (notifies and transmits) the management server device.
- the management server device manages the event that has received the notification, and re-notifies the event to a predetermined terminal device associated with the sensor device.
- the terminal device may be one type of device, in the present specification, the terminal device is two types of devices, a fixed terminal device and a mobile terminal device. The main difference between these fixed terminal devices and portable terminal devices is that the fixed terminal device is fixedly operated, while the portable terminal device is operated by being carried by a supervisor (user) such as a nurse or a caregiver. Since the fixed terminal device and the mobile terminal device are substantially the same, the mobile terminal device will be mainly described below.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a monitored person monitoring system MS including a biological monitoring apparatus according to the present embodiment.
- the monitored person monitoring system MS includes, for example, one or a plurality of sensor devices SU (SU-1 to SU-4), a management server device SV, a fixed terminal device SP, and one or a plurality of ones. It includes a portable terminal device TA (TA-1, TA-2) and a private branch exchange (PBX, Private Branch eXchange) CX, which are wired or wireless, such as a network (network, communication) such as a LAN (Local Area Network). Line) Connected to be communicable via NW.
- a network network, communication
- LAN Local Area Network
- the network NW may be provided with repeaters such as repeaters, bridges, and routers that relay communication signals.
- the plurality of sensor devices SU-1 to SU-4, the management server device SV, the fixed terminal device SP, the plurality of portable terminal devices TA-1, TA-2, and the private branch exchange CX include an L2 switch.
- a wired / wireless LAN for example, a LAN in accordance with the IEEE 802.11 standard
- NW including the LS and the access point AP.
- the plurality of sensor devices SU-1 to SU-4, the management server device SV, the fixed terminal device SP, and the private branch exchange CX are connected to the line concentrator LS, and the plurality of portable terminal devices TA-1, TA-2. Is connected to the line concentrator LS via the access point AP.
- the network NW configures a so-called intranet by using Internet protocol groups such as TCP (Transmission Control Protocol) and IP (Internet Protocol).
- TCP Transmission Control Protocol
- IP Internet Protocol
- the monitored person monitoring system MS is arranged at an appropriate place according to the monitored person Ob (observed person).
- the monitored person Ob is, for example, a person who needs nursing due to illness or injury, a person who needs care due to a decrease in physical ability, or a single person living alone.
- the monitored person Ob may be a person who needs the detection when a predetermined inconvenient event such as an abnormal state occurs in the person. preferable.
- the monitored person monitoring system MS is suitably arranged in a building such as a hospital, a welfare facility for the elderly, and a dwelling unit according to the type of the monitored person Ob.
- the monitored person monitoring system MS is disposed in a building of a care facility that includes a plurality of rooms RM in which a plurality of monitored persons Ob live and a plurality of rooms such as a nurse station.
- the sensor device SU has a communication function that communicates with other devices SV, SP, TA via the network NW, detects a predetermined event related to the monitored person Ob, and sends the detected event to the management server device SV. To the terminal devices SP and TA, generate an image including a moving image, and distribute the moving image to the terminal devices SP and TA.
- the predetermined event preferably includes an event that needs to be dealt with (responded).
- FIG. 1 shows four first to fourth sensor devices SU-1 to SU-4 as an example, and the first sensor device SU-1 is one of the monitored persons Ob.
- the second sensor device SU-2 is arranged in a room RM-2 (not shown) of Mr. B Ob-2 who is one of the monitored persons Ob.
- the third sensor device SU-3 is disposed in the room RM-3 (not shown) of Mr. C Ob-3, one of the monitored subjects Ob, and the fourth sensor device SU-4 It is arranged in the room RM-4 (not shown) of Mr. D Ob-4, one of the monitored persons Ob.
- the management server device SV has a communication function that communicates with other devices SU, SP, TA via the network NW, and receives a notification of a predetermined event related to the monitored person Ob from the sensor device SU. It is a device that manages information related to monitoring Ob (monitoring information). When the management server device SV receives the first event notification communication signal from the sensor device SU as the event notification, the management server device SV relates to the monitoring of the monitored person Ob based on each information accommodated in the first event notification communication signal.
- a predetermined terminal device that stores (records) monitoring information and associates a communication signal (second event notification communication signal) containing the monitoring information related to monitoring of the monitored person Ob in advance with the sensor device SU. Send to SP, TA.
- the management server device SV indicates the notification destination (re-notification destination, re-notification destination, transmission destination) such as the first event notification communication signal transmitted from the sensor device SU and the notification of the sensor ID that is the transmission source.
- a correspondence relationship (notification destination correspondence relationship) with a terminal (re-notification destination) terminal ID and a communication address thereof are stored.
- the terminal ID (terminal device identifier) is an identifier for identifying and identifying the terminal devices SP and TA.
- the management server device SV provides the client with data corresponding to the request of the client (in this embodiment, the fixed terminal device SP and the portable terminal device TA).
- Such a management server device SV can be configured by, for example, a computer with a communication function.
- the fixed terminal device SP includes a communication function for communicating with other devices SU, SV, TA via the network NW, a display function for displaying predetermined information, an input function for inputting predetermined instructions and data, and the like. By inputting predetermined instructions and data to be given to the management server device SV and the mobile terminal device TA, displaying the monitoring information obtained by the sensor device SU, etc., the user interface of the monitored person monitoring system MS ( A device that functions as a UI).
- Such a fixed terminal device SP can be configured by, for example, a computer with a communication function.
- the fixed terminal device SP as an example of the terminal device operates in the same manner as the mobile terminal device TA. However, in this specification, a mobile terminal device TA that is another example of the terminal device will be described.
- the supervisor NS is carrying the portable terminal device TA.
- the mobile terminal device TA communicates with other devices SV, SP, SU via the network NW, a display function for displaying predetermined information, an input function for inputting predetermined instructions and data, and a voice call.
- a monitoring function (including moving images) obtained by the sensor device SU by inputting a predetermined instruction or data to be provided to the management server device SV or the sensor device SU, or by notification from the management server device SV.
- This is a device for displaying or making a nurse call response or calling by voice call with the sensor device SU.
- the sensor device SU monitors the living body of the monitored person Ob in addition to the above-described functions (for example, a function of generating a moving image of the monitored person Ob and a function of performing a voice call with the terminal apparatuses SP and TA). It has a function. Therefore, the sensor device SU functions as a living body monitoring device.
- the sensor device SU will be described in detail from the viewpoint of this function.
- FIG. 2 is a schematic diagram showing a living room RM in which the sensor device SU is arranged. In the living room RM, the bed 1 of the monitored person Ob is provided. The bed 1 is a futon 5 laid on the bed 3.
- the bed 1 is not limited to this, and may be, for example, a futon 5 laid in a tatami mat or a futon 5 laid on the floor.
- FIG. 2 shows a state in which the monitored person Ob is sleeping on the bed 1, and only the head of the monitored person Ob appears in the body of the monitored person Ob.
- a sensor device SU is attached to the ceiling 7 of the living room RM.
- FIG. 3 is a block diagram of the sensor device SU in the present embodiment.
- the sensor device SU includes an action detection unit 12 including an imaging unit 11, an acquisition unit 14 including a Doppler sensor 13, a sensor side control processing unit 15 (SU control processing unit), a sensor side communication interface unit 16 (SU communication IF unit), A body motion determination unit 17, a respiration rate calculation unit 18, and a heart rate calculation unit 19 are provided.
- the imaging unit 11 and the Doppler sensor 13 are shown, and the other blocks are omitted.
- the imaging unit 11 is an apparatus that is connected to the SU control processing unit 15 and generates an image (image data) under the control of the SU control processing unit 15.
- the image includes a still image (still image data) and a moving image (moving image data).
- the imaging unit 11 is arranged so as to be able to monitor a space where the monitored person Ob is scheduled (location space, in the example shown in FIG. 1, the room RM of the installation location), and the above location space is taken as an imaging target. And image (image data) overlooking the imaging target is generated.
- the imaging unit 11 has a preset head on which the head of the monitored person Ob is located in the bed 1 of the monitored person Ob.
- the sensor device SU uses the imaging unit 11 to acquire an image of the monitored person Ob taken from above the monitored person Ob, preferably an image taken from directly above the planned head position.
- Such an imaging unit 11 may be a device that generates an image of visible light, but in the present embodiment, it is a device that generates an infrared image so that the monitored person Ob can be monitored even in a relatively dark place.
- the imaging unit 11 has an imaging optical system that forms an infrared optical image of an imaging target on a predetermined imaging surface, and a light receiving surface that matches the imaging surface.
- An image sensor that is arranged and converts an infrared optical image in the imaging target into an electrical signal, and image data that represents an infrared image in the imaging target by performing image processing on the output of the image sensor It is a digital infrared camera provided with the image processing part etc. which produce
- the imaging optical system of the imaging unit 11 is preferably a wide-angle optical system (so-called wide-angle lens (including a fisheye lens)) having an angle of view that can image the entire living room RM in which the imaging unit 11 is disposed. .
- the Doppler sensor 13 is an example of a sensor that measures a biological signal of the monitored person Ob without contact.
- the Doppler sensor 13 is a body motion sensor that transmits a transmission wave, receives a reflected wave of the transmission wave reflected by an object, and outputs a Doppler signal having a Doppler frequency component based on the transmission wave and the reflected wave.
- the frequency of the reflected wave is shifted in proportion to the moving speed of the object due to the so-called Doppler effect, so that a difference (Doppler frequency component) occurs between the frequency of the transmitted wave and the frequency of the reflected wave.
- the Doppler sensor 13 generates a Doppler frequency component signal as a Doppler signal.
- the transmission wave may be an ultrasonic wave or a microwave, but in the present embodiment, it is a microwave. Since the microwave can be transmitted through the clothing and reflected from the body surface of the monitored person Ob, the movement of the body surface can be detected even when the monitored person Ob is wearing clothes.
- the Doppler signal generated by the Doppler sensor 13 becomes a biological signal, and based on the Doppler signal, the body movement of the sleeping person (body movement is a rollover, limbs It is widely known that respiratory rate and heart rate can be detected.
- the frequency component of the Doppler signal includes a frequency component indicating respiration and a frequency component indicating heart rate. Based on these, the respiration rate and heart rate can be calculated. Since the output value of the Doppler signal when the body motion occurs is larger than the output value of the Doppler signal when the body motion does not occur, the body motion can be detected based on this.
- the measurement range R1 of the Doppler sensor 13 is a range in which the transmission wave radiated by the Doppler sensor 13 can irradiate the monitored person Ob sleeping on the bed 1.
- the imaging range R2 of the imaging unit 11 is a range wider than the bed 1 including the bed 1. As described later, this is for detecting the floor, fall, and fall of the monitored person Ob.
- the imaging range R2 includes the measurement range R1 and is wider than the measurement range R1.
- a dotted line extending from the imaging unit 11 is a virtual line that defines the imaging range R ⁇ b> 2 of the imaging unit 11.
- a dotted line extending from the Doppler sensor 13 is a virtual line that defines the measurement range R ⁇ b> 1 of the Doppler sensor 13.
- the Doppler sensor 13 is installed on the ceiling 7 above the bed 3 used by the monitored person Ob.
- the installation location of the Doppler sensor 13 is not limited to this, and the Doppler sensor 13 may be installed, for example, under the mat of the bed 3 used by the monitored person Ob.
- the SU communication IF unit 16 is a communication circuit that is connected to the SU control processing unit 15 and performs communication in accordance with the control of the SU control processing unit 15.
- the SU communication IF unit 16 generates a communication signal containing data to be transferred input from the SU control processing unit 15 in accordance with a communication protocol used in the network NW of the monitored person monitoring system MS, and the generated communication The signal is transmitted to other devices SV, SP, and TA via the network NW.
- the SU communication IF unit 16 receives communication signals from other devices SV, SP, and TA via the network NW, extracts data from the received communication signals, and the SU control processing unit 15 can process the extracted data.
- the data is converted into data in a proper format and output to the SU control processing unit 15.
- the SU communication IF unit 16 includes, for example, a communication interface circuit that complies with the IEEE 802.11 standard or the like.
- the SU control processing unit 15 controls each unit of the sensor device SU according to the function of each unit, detects a predetermined event related to the monitored person Ob, and notifies the management server device SV of the detected event.
- This is a device for performing a voice call with the terminal devices SP and TA, generating an image including a moving image, and distributing the moving image to the terminal devices SP and TA.
- the SU control processing unit 15 is a computer realized by, for example, a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and the like.
- the behavior detection unit 12 is an example of a detection unit.
- the detection unit includes the imaging unit 11, and the monitored person Ob gets up, the monitored person Ob leaves the bed 1, the monitored person Ob falls from the bed 1, and the monitored person Ob At least one of the fallen falls is detected.
- the behavior detection unit 12 detects a predetermined behavior set in advance in the monitored person Ob and notifies the management server device SV of a detection result as an example of the predetermined event. More specifically, in the present embodiment, the predetermined action is, for example, when the monitored person Ob has woken up, the monitored person Ob has left the bed 1, or the monitored person Ob has fallen from the bed 1. These are four actions of falling and falling when the monitored person Ob falls. And the action detection part 12 detects the head of the monitoring subject Ob based on the target image imaged with the imaging part 11, for example, and based on the time change of the magnitude
- the location area of the bed 1, the first threshold value Th ⁇ b> 1 for identifying the size of the head in the lying posture and the size of the head in the sitting posture in the location area of the bed 1, and the location area of the bed 1 are excluded.
- a third threshold Th3 for identifying whether or not there is is stored in the action detection unit 12 in advance.
- the behavior detection unit 12 extracts a moving body region as a person's region of the monitored person Ob from the target image, for example, by a background difference method or a frame difference method, and from the extracted moving body region, for example, a circular or elliptical Hough transform
- the head region of the monitored person Ob is extracted by, for example, pattern matching using a head model prepared in advance, or by a neural network learned for head detection, for example. Detects getting up, getting out of bed, falling and falling from the position and size.
- the behavior detection unit 12 determines that the position of the extracted head is within the location area of the bed 1 and the size of the extracted head is determined from the size of the lying posture by using the first threshold Th1.
- the time changes to the size of the sitting posture it is determined that the user is getting up and the rising is detected.
- the behavior detection unit 12 is a case where the position of the extracted head changes over time from the location area of the bed 1 to the outside area of the bed 1, and the size of the extracted head is the second size.
- the time Th is changed from a certain size to the size of the standing posture by using the threshold Th2
- it is determined that the user has left the bed and the bed is detected.
- the behavior detecting unit 12 is a case where the position of the extracted head changes over time from the location area of the bed 1 to the outside of the location area of the bed 1, and the size of the extracted head is the third size.
- the threshold Th3 is used and the time changes from a certain size to the size of the lying posture, it is determined that the vehicle has fallen, and the fall is detected.
- the action detection unit 12 has the extracted head position in the living room RM excluding the location area of the bed 1 and the size of the extracted head is determined by using the third threshold Th3.
- the lying posture is not limited to a lying posture, but includes a supine posture and a prone posture.
- the behavior detection unit 12 When the predetermined behavior is detected in this way, the behavior detection unit 12 notifies the event containing event information (event information) representing the content of the predetermined event (event) related to the monitored person Ob.
- the first event notification communication signal is notified to the management server device SV by the SU communication IF unit 16. More specifically, the behavior detection unit 12 includes a communication signal (first event notification communication signal) containing a sensor ID of the own device, event information indicating the content of the event, and a target image used for detection of the predetermined behavior. Is transmitted to the management server device SV via the SU communication IF unit 16.
- the event information is one or more of getting up, getting out of bed, falling, falling, and nurse call (NC).
- the behavior detecting unit 12 detects the getting up, getting out of bed, falling, and falling. Are accommodated in the first event notification communication signal as the event information.
- the image may be at least one of a still image and a moving image. In the present embodiment, first, the still image is notified and the moving image is distributed in response to a user request.
- the behavior detection unit 12 is an example of a determination unit.
- the determination unit includes an imaging unit 11 that captures a predetermined range (imaging range R2) including the bed 1, performs predetermined image processing on the image captured by the imaging unit 11, and the monitored person Ob is placed on the bed 1. It is determined whether or not.
- FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example in the case where the monitored person Ob is not in the bed 1 in the living room RM in which the sensor device SU is arranged.
- the imaging unit 11 is operating, and the Doppler sensor 13 is not operating. From the imaging part 11, the virtual line shown with a dotted line has come out. From the Doppler sensor 13, the virtual line shown with a dotted line does not come out.
- FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example when the monitored person Ob is on the bed 1. In FIG. 2, the imaging unit 11 and the Doppler sensor 13 are operating.
- the behavior detection unit 12 determines that the extracted head position is within the location area of the bed 1 and the extracted head size is the size of the lying posture by using the first threshold Th1. It is determined that the monitored person Ob is in the bed 1. In other cases, the behavior detection unit 12 determines that the monitored person Ob is not on the bed 1. That is, the behavior detection unit 12 determines that the monitored person Ob is on the bed 1 if the monitored person Ob is in the bed 1 (FIG. 2), and otherwise (FIG. 4). It is determined that the observer Ob is not on the bed 1.
- the behavior detection unit 12 determines that the monitored person Ob is in the bed 1 if the monitored person Ob is in the sitting position or the lying position in the bed 1, and otherwise, the monitored person Ob is in the bed. It may be determined that the number is not 1. Whether or not the monitored person Ob is in the sitting position on the bed 1 is determined as follows. When the action detection unit 12 determines that the extracted head position is within the location area of the bed 1 and the extracted head size is the size of the sitting posture by using the first threshold Th1. The monitored person Ob determines the sitting posture on the bed 1.
- acquisition unit 14 includes Doppler sensor 13, and performs determination by behavior detection unit 12 (an example of a determination unit) that monitored person Ob is in bed 1 and determination that bed 1 is not in bed 1. Based on this, a biological signal (Doppler signal in this embodiment) of the monitored person Ob in the bed 1 is acquired.
- behavior detection unit 12 an example of a determination unit
- FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the acquisition of the biological signal by the acquisition unit 14.
- the acquisition unit 14 starts the measurement of the biological signal by the Doppler sensor 13 at the timing when the determination by the behavior detection unit 12 that the monitored person Ob is not in the bed 1 has changed to the determination in the bed 1, and is monitored by the behavior detection unit 12.
- the measurement of the biological signal by the Doppler sensor 13 is ended at a timing when the determination that the person Ob is in the bed 1 is changed to the determination that the person Ob is not in the bed 1.
- the Doppler sensor 13 is always operated, the Doppler signal generated by the Doppler sensor 13 is stored, and the timing at which the determination that the monitored object Ob is not in the bed 1 is changed to the determination in the bed 1 is made.
- the Doppler signal between the determination that the person Ob is in the bed 1 and the timing when the determination is made that the person Ob is not in the bed 1 is acquired as the biological signal of the monitored person Ob in the bed 1.
- the body movement determination unit 17 determines the body movement of the monitored person Ob based on the biological signal (Doppler signal) acquired by the acquisition unit 14.
- the respiration rate calculation unit 18 calculates the respiration rate of the monitored person Ob based on the biological signal (Doppler signal) acquired by the acquisition unit 14.
- the heart rate calculation unit 19 calculates the heart rate of the monitored person Ob based on the biological signal (Doppler signal) acquired by the acquisition unit 14.
- the sensor device SU determines whether the monitored person Ob is in a sleeping state or a wakeful state based on the body movement determined by the body movement determining unit 17, and based on this, determines the sleep time of the monitored person Ob. You may provide the sleep time measurement part to measure. More specifically, when the amplitude of the biological signal (Doppler signal) acquired by the acquisition unit 14 exceeds a predetermined first threshold, the sleep time measurement unit determines that it is a body movement. The sleep time measurement unit integrates the number of times determined as body movement in a unit time (for example, 10 seconds). The sleep time measurement unit determines that the state is awake when the integrated value exceeds a predetermined second threshold, and determines the sleep state when the integrated value is equal to or less than the second threshold. The sleep time measurement unit measures the sleep time based on these.
- the sensor device SU may include a sleep diary creation unit that creates a sleep diary of the monitored person Ob (for example, a graph indicating a daily sleep time zone and an awakening time zone) based on the measured sleep time.
- the sensor device SU may include a disease prediction unit that predicts a specific disease based on the respiration rate calculated by the respiration rate calculation unit 18 and the heart rate calculated by the heart rate calculation unit 19. These can all be realized by a known technique.
- the sleep time measured by the sleep time measurement unit, the sleep diary created by the sleep diary creation unit, and the disease predicted by the disease prediction unit can be displayed on the terminal (fixed terminal device SP, portable terminal device TA).
- the sensor device SU uses the SU communication IF unit 16 to transmit sleep time data indicating the measured sleep time to the management server device SV.
- the management server device SV records the received sleep time data, and transmits the sleep time data to the requested terminal in response to a request from the terminal (fixed terminal device SP, portable terminal device TA).
- the terminal receives the sleep time data and displays the sleep time.
- FIG. 6 is a flowchart for explaining this operation. It is assumed that the monitored person Ob is not in the bed 1 at the beginning.
- the imaging unit 11 provided in the sensor device SU is in operation, and the Doppler sensor 13 is not in operation.
- the behavior detection unit 12 determines whether or not the monitored person Ob is in the bed 1 (step S1). When the behavior detection unit 12 determines that the monitored person Ob is not on the bed 1 (No in step S1), the behavior detection unit 12 repeats the process of step S1.
- Step S 2 when the behavior detection unit 12 determines that the monitored person Ob is on the bed 1 (Yes in Step S ⁇ b> 1), the acquisition unit 14 operates the Doppler sensor 13. Thereby, the Doppler sensor 13 starts measurement of a biological signal (step S2).
- the behavior detection unit 12 determines whether or not the monitored person Ob is in the bed 1 (step S3).
- the Doppler sensor 13 continues the measurement of the biological signal (Step S4). And the action detection part 12 processes step S3.
- step S when the behavior detection unit 12 determines that the monitored person Ob is not on the bed 1 (No in step S ⁇ b> 3), the acquisition unit 14 stops the Doppler sensor 13. Thereby, the Doppler sensor 13 ends the measurement of the biological signal (step S5). And the action detection part 12 processes step S1.
- the Doppler sensor 13 starts the measurement of a biological signal at the timing changed from the determination that the monitored person Ob is not in the bed 1 to the determination in the bed 1 by the behavior detection unit 12,
- the measurement of the biological signal is finished at the timing when the behavior detection unit 12 changes from the determination that the monitored person Ob is in the bed 1 to the determination that it is not in the bed 1. Therefore, according to this embodiment, the biological signal of the monitored person Ob in the bed 1 can be automatically measured.
- the detection unit that detects the rising, leaving, falling, and falling of the monitored person Ob and the determination unit that determines whether the monitored person Ob is in the bed 1 share the imaging unit 11. is doing. Therefore, according to the present embodiment, the size of the sensor device SU (biological monitoring device) can be reduced, and the cost can be reduced.
- the biological monitoring apparatus includes a determination unit that determines whether or not a monitored person to be monitored is in the bed, and the biological signal of the monitored person in a non-contact manner with respect to the monitored person in the bed Acquisition of the biological signal of the monitored person who is in the bed based on the determination by the determination unit that the monitored person is in the bed and the determination that the monitored person is not in the bed A section.
- the biological monitoring apparatus in the embodiment acquires the biological signal of the monitored person in the bed based on the determination by the determination unit based on the determination that the monitored person is in the bed and the determination that the monitored person is not in the bed. Can be measured automatically.
- Bedding means, for example, a futon laid on a bed, a futon laid on a tatami mat, and a futon laid on the floor. That the monitored person is on the bed is not limited to the case where the monitored person is sleeping on the bed, and may be as long as the monitored person is resting on the bed (for example, the monitored person is sitting on the bed) ) The monitored person sleeping on the bed may be either when the monitored person is sleeping on the bed or not sleeping.
- the acquisition unit starts measurement by the sensor at a timing when the determination by the determination unit is changed from determination that the monitored person is not in the bed to determination that the monitored person is in the bed, and the monitored person by the determination unit The measurement by the sensor is terminated at a timing when the determination changes from the determination of being in the bed to the determination of not being in the bed.
- This configuration is an example of an acquisition unit. According to this configuration, it is not necessary to always operate the sensor.
- the determination unit includes an imaging unit that captures a predetermined range including the bed, and performs predetermined image processing on the image captured by the imaging unit, so that the monitored person is in the bed Determine whether or not.
- This configuration is an example of a determination unit.
- the living body monitoring apparatus includes the imaging unit, and the wake-up when the monitored person wakes up, the floor where the monitored person leaves the bed, the fall when the monitored person falls from the bed, It further includes a detection unit that detects at least one of the falls where the monitored person falls.
- the image pickup unit can be shared by the determination unit and the detection unit.
- the senor is a Doppler sensor that generates a Doppler signal having a Doppler frequency component as the biological signal based on a transmission wave and a reflected wave of the transmission wave.
- This configuration is an example of a sensor that can measure a biological signal of a monitored person without contact.
- the living body monitoring device further includes a body movement determining unit that determines body movement of the monitored person based on the biological signal, and a respiratory rate of the monitored person based on the biological signal. At least one of a respiration rate calculation unit for calculating the heart rate and a heart rate calculation unit for calculating the heart rate of the monitored person based on the biological signal.
- the biological information (body movement, respiratory rate, heart rate) of the monitored person can be obtained.
- the biological monitoring method in the embodiment includes a determination step of determining whether or not a monitored person to be monitored is in a bed, and a biological signal of the monitored person in a non-contact manner with respect to the monitored person in the bed Using the sensor capable of measuring the biological signal of the monitored person in the bed based on the determination in the determining step that the monitored person is in the bed and the determination that the monitored person is not in the bed An acquisition step of acquiring.
- the biological monitoring method in the embodiment defines the biological monitoring device in the embodiment from the viewpoint of the method, and has the same effects as the biological monitoring device in the embodiment.
- a living body monitoring apparatus and a living body monitoring method can be provided.
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Abstract
寝床にいる被監視者の生体信号を自動で測定できる生体監視装置を提供する。生体監視装置(センサ装置)は、判定部(行動検知部)と、取得部と、を備える。判定部は、被監視者が寝床にいるか否かを判定する。取得部は、寝床にいる被監視者に対して、非接触で被監視者の生体信号を測定可能なセンサ(ドップラセンサ)を含み、判定部による被監視者が寝床にいる判定と寝床にいない判定とを基にして、寝床にいる被監視者の生体信号を取得する。
Description
本発明は、例えば、看護を必要とする者や介護を必要とする者(以下、要看護者等)の生体を監視する技術に関する。
我が国(日本)は、戦後の高度経済成長に伴う生活水準の向上、衛生環境の改善及び医療水準の向上等によって、高齢化社会、より詳しくは、総人口に対する65歳以上の人口の割合である高齢化率が21%を超える超高齢化社会になっている。また、2005年では、総人口約1億2765万人に対し65歳以上の高齢者人口は、約2556万人であったのに対し、2020年では、総人口約1億2411万人に対し高齢者人口は、約3456万人となる予測もある。このような高齢化社会では、高齢化社会ではない通常の社会よりも、病気や怪我や高齢等による要看護者等の数の増加が見込まれる。
このような要看護者等は、病院や、老人福祉施設(日本の法令では老人短期入所施設、養護老人ホーム及び特別養護老人ホーム等)等の施設に入所し、その看護や介護を受ける。このような病院や老人福祉施設等の施設では、要看護者等が快適で安心して過ごせるように、例えば、看護師や介護士のような要看護者等の看護や介護をする者(以下、看護師等)は、定期的に巡視することによってその安否を確認している。しかしながら、日勤の時間帯に較べ、準夜勤や夜勤の時間帯では、看護師等の人数が減るため、一人当たりの業務負荷が増大するので、業務負荷の軽減が要請される。このため、近年では、要看護者等を、被監視者として監視(モニタ)する被監視者監視装置が研究、開発されている。
被監視者監視装置の一つとして、被監視者の生体監視装置がある。この装置は、被監視者の生体信号を測定し、これに基づいて、被監視者の生体情報(例えば、呼吸数、心拍数、体動数)を算出し、生体情報に基づいて、例えば、被監視者の安否、被監視者が寝ている姿勢(仰向き、横向き、うつ伏せ)、被監視者の睡眠時間を監視する。
生体監視装置として、マイクロ波ドップラセンサを用いる方式がある。例えば、特許文献1は、被監視者にマイクロ波を照射し、そのドップラシフトした反射波から、被監視者の体動と呼吸とを検出し、所定時間内の体動数と呼吸数とから被監視者の安否を監視する安否監視装置を開示している。例えば、特許文献2は、被監視者にマイクロ波を照射し、被監視者で反射されたマイクロ波を検出する検出部と、検出部によって検出されたマイクロ波に含まれる呼吸成分を抽出する抽出部と、抽出部によって抽出された呼吸成分の信号強度に基づいて睡眠時の***を判定する判定部と、を含む生体情報取得装置を開示している。
マイクロ波ドップラセンサ方式の生体監視装置によれば、非接触で被監視者の生体信号を測定できる。よって、生体信号の測定時に被監視者の負担をなくすことができる。
マイクロ波ドップラセンサが天井に設置され、被監視者の寝床に向けて、マイクロ波が照射される態様を考える。被監視者が寝床にいるとき、マイクロ波ドップラセンサが生成したドップラ信号は、被監視者の生体信号である。しかし、被監視者がトイレ等に行くために、寝床を離れたとき、マイクロ波ドップラセンサが生成したドップラ信号は、被監視者の生体信号ではない。生体監視装置が、後者のドップラ信号を基にして、生体情報を算出すれば、誤った生体情報を算出することになる。
これを防ぐために、被監視者が寝床に入るときに、被監視者が生体監視装置をオンし、被監視者が寝床から離れるとき、被監視者が生体監視装置をオフすることが考えられる。しかし、これでは、被監視者の負担となる。被監視者が認知症の場合、被監視者は生体監視装置のオンオフ操作をすることができない。
本発明の目的は、寝床にいる被監視者の生体信号を自動で測定できる生体監視装置及び生体監視方法を提供することである。
本発明の一態様における生体監視装置は、判定部と、取得部と、を備える。前記判定部は、監視対象となる被監視者が寝床にいるか否かを判定する。前記取得部は、前記寝床にいる前記被監視者に対して、非接触で前記被監視者の生体信号を測定可能なセンサを含み、前記判定部による前記被監視者が前記寝床にいる判定と前記寝床にいない判定とを基にして、前記寝床にいる前記被監視者の前記生体信号を取得する。
上記並びにその他の本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な記載と添付図面から明らかになるであろう。
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
本実施形態における生体監視装置は、被監視者監視システムに備えられる。この被監視者監視システムは、監視すべき監視対象である被監視者(言い換えれば、見守るべき見守り対象である見守り対象者)を複数の装置を用いて監視するシステムであり、端末装置と、前記端末装置と通信可能に接続され、被監視者に関わる所定のイベント(事象)を検知して前記イベントを前記端末装置へ通知する被監視者監視装置とを備える。前記被監視者監視装置は、1個の装置で一体に構成されて良いが、本明細書では、被監視者監視装置は、センサ装置と、前記センサ装置及び前記端末装置それぞれと通信可能に接続される管理サーバ装置とを備えることで、2種類の各装置で別体に構成される。このセンサ装置は、被監視者に関わる前記所定のイベントを検知して前記管理サーバ装置へ通知(報知、送信)する。前記管理サーバ装置は、前記センサ装置から前記通知を受けると、前記通知を受けた前記イベントを管理するとともに前記イベントを前記センサ装置に対応付けられた所定の端末装置へ再通知(再報知、再送信)する。前記端末装置は、1種類の装置であって良いが、本明細書では、前記端末装置は、固定端末装置と携帯端末装置との2種類の装置である。これら固定端末装置と携帯端末装置との主な相違は、固定端末装置が固定的に運用される一方、携帯端末装置が例えば看護師や介護士等の監視者(ユーザ)に携行されて運用される点であり、これら固定端末装置と携帯端末装置とは、略同様であるので、以下では、携帯端末装置を主に説明する。
図1は、本実施形態における生体監視装置を備える被監視者監視システムMSの構成を示す図である。被監視者監視システムMSは、より具体的には、例えば、1または複数のセンサ装置SU(SU-1~SU-4)と、管理サーバ装置SVと、固定端末装置SPと、1または複数の携帯端末装置TA(TA-1、TA-2)と、構内交換機(PBX、Private Branch eXchange)CXとを備え、これらは、有線や無線で、LAN(Local Area Network)等の網(ネットワーク、通信回線)NWを介して通信可能に接続される。ネットワークNWには、通信信号を中継する例えばリピーター、ブリッジ及びルーター等の中継機が備えられても良い。図1に示す例では、これら複数のセンサ装置SU-1~SU-4、管理サーバ装置SV、固定端末装置SP、複数の携帯端末装置TA-1、TA-2及び構内交換機CXは、L2スイッチの集線装置(ハブ、HUB)LS及びアクセスポイントAPを含む有線及び無線の混在したLAN(例えばIEEE802.11規格に従ったLAN等)NWによって互いに通信可能に接続されている。より詳しくは、複数のセンサ装置SU-1~SU-4、管理サーバ装置SV、固定端末装置SP及び構内交換機CXは、集線装置LSに接続され、複数の携帯端末装置TA-1、TA-2は、アクセスポイントAPを介して集線装置LSに接続されている。そして、ネットワークNWは、TCP(Transimission Control Protocol)及びIP(Internet Protocol)等のインターネットプロトコル群が用いられることによっていわゆるイントラネットを構成する。構内交換機CXは、公衆電話網PNによって電話TLと接続されている。
被監視者監視システムMSは、被監視者Ob(見守り対象者)に応じて適宜な場所に配設される。被監視者Obは、例えば、病気や怪我等によって看護を必要とする者や、身体能力の低下等によって介護を必要とする者や、一人暮らしの独居者等である。特に、早期発見と早期対処とを可能にする観点から、被監視者Obは、例えば異常状態等の所定の不都合な事象がその者に生じた場合にその発見を必要としている者であることが好ましい。このため、被監視者監視システムMSは、被監視者Obの種類に応じて、病院、老人福祉施設及び住戸等の建物に好適に配設される。図1に示す例では、被監視者監視システムMSは、複数の被監視者Obが入居する複数の居室RMや、ナースステーション等の複数の部屋を備える介護施設の建物に配設されている。
センサ装置SUは、ネットワークNWを介して他の装置SV、SP、TAと通信する通信機能等を備え、被監視者Obに関わる所定のイベントを検知してこの検知した前記イベントを管理サーバ装置SVへ通知し、端末装置SP、TAとの間で音声通話を行い、そして、動画を含む画像を生成して端末装置SP、TAへ動画を配信する装置である。前記所定のイベント(事象)は、好ましくは、対処(対応)が必要なイベントを含む。
図1には、一例として、4個の第1ないし第4センサ装置SU-1~SU-4が示されており、第1センサ装置SU-1は、被監視者Obの一人であるAさんOb-1の居室RM-1(不図示)に配設され、第2センサ装置SU-2は、被監視者Obの一人であるBさんOb-2の居室RM-2(不図示)に配設され、第3センサ装置SU-3は、被監視者Obの一人であるCさんOb-3の居室RM-3(不図示)に配設され、そして、第4センサ装置SU-4は、被監視者Obの一人であるDさんOb-4の居室RM-4(不図示)に配設されている。
管理サーバ装置SVは、ネットワークNWを介して他の装置SU、SP、TAと通信する通信機能等を備え、センサ装置SUから、被監視者Obに関わる所定のイベントの通知を受信すると被監視者Obに対する監視に関する情報(監視情報)を管理する装置である。管理サーバ装置SVは、センサ装置SUから前記イベントの通知として第1イベント通知通信信号を受信すると、前記第1イベント通知通信信号に収容された各情報に基づいて、被監視者Obに対する監視に関する前記監視情報を記憶(記録)し、そして、被監視者Obに対する監視に関する前記監視情報を収容した通信信号(第2イベント通知通信信号)を、前記センサ装置SUに予め対応付けられた所定の端末装置SP、TAに送信する。このために、管理サーバ装置SVは、センサ装置SUから送信された第1イベント通知通信信号等の通知先(再通知先、再報知先、送信先)を示す、送信元であるセンサIDと通知先(再通知先)である端末IDとの対応関係(通知先対応関係)、及び、その通信アドレスを記憶する。端末ID(端末装置識別子)は、端末装置SP、TAを特定し識別するための識別子である。そして、管理サーバ装置SVは、クライアント(本実施形態では固定端末装置SP及び携帯端末装置TA等)の要求に応じたデータを前記クライアントに提供する。このような管理サーバ装置SVは、例えば、通信機能付きのコンピュータによって構成可能である。
固定端末装置SPは、ネットワークNWを介して他の装置SU、SV、TAと通信する通信機能、所定の情報を表示する表示機能、及び、所定の指示やデータを入力する入力機能等を備え、管理サーバ装置SVや携帯端末装置TAに与える所定の指示やデータを入力したり、センサ装置SUで得られた監視情報を表示したり等をすることによって、被監視者監視システムMSのユーザインターフェース(UI)として機能する装置である。このような固定端末装置SPは、例えば、通信機能付きのコンピュータによって構成可能である。なお、前記端末装置の一例としての固定端末装置SPは、携帯端末装置TAと同様に動作するが、本明細書では、前記端末装置の他の一例である携帯端末装置TAについて説明される。
携帯端末装置TAは、監視者NSが携帯している。携帯端末装置TAは、ネットワークNWを介して他の装置SV、SP、SUと通信する通信機能、所定の情報を表示する表示機能、所定の指示やデータを入力する入力機能、及び、音声通話を行う通話機能等を備え、管理サーバ装置SVやセンサ装置SUに与える所定の指示やデータを入力したり、管理サーバ装置SVからの通知によってセンサ装置SUで得られた監視情報(動画を含む)を表示したり、センサ装置SUとの間で音声通話によってナースコールの応答や声かけしたり等をするための機器である。
センサ装置SUは、上述した機能(例えば、被監視者Obの動画を生成する機能、端末装置SP、TAとの間で音声通話をする機能)に加えて、被監視者Obの生体を監視する機能を有する。従って、センサ装置SUは、生体監視装置として機能する。この機能の観点からセンサ装置SUについて詳しく説明する。図2は、センサ装置SUが配置された居室RMを示す模式図である。居室RMには、被監視者Obの寝床1が設けられている。寝床1は、ベッド3に敷かれた布団5である。寝床1は、これに限らず、例えば、畳みに敷かれた布団5でもよいし、床に敷かれた布団5でもよい。図2は、被監視者Obが、寝床1で寝ている状態を示しており、被監視者Obの身体のうち、被監視者Obの頭部のみが表れている。居室RMの天井7には、センサ装置SUが取り付けられている。
図3は、本実施形態におけるセンサ装置SUのブロック図である。センサ装置SUは、撮像部11を含む行動検知部12、ドップラセンサ13を含む取得部14、センサ側制御処理部15(SU制御処理部)、センサ側通信インターフェース部16(SU通信IF部)、体動判定部17、呼吸数算出部18及び心拍数算出部19を備える。図2では、センサ装置SUを構成するブロックのうち、撮像部11及びドップラセンサ13が示され、他のブロックは省略されている。
図2及び図3を参照して、撮像部11は、SU制御処理部15に接続され、SU制御処理部15の制御に従って、画像(画像データ)を生成する装置である。前記画像には、静止画(静止画データ)及び動画(動画データ)が含まれる。撮像部11は、被監視者Obが所在を予定している空間(所在空間、図1に示す例では配設場所の居室RM)を監視可能に配置され、前記所在空間を撮像対象としてその上方から撮像し、前記撮像対象を俯瞰した画像(画像データ)を生成する。好ましくは、被監視者全体を撮像できる蓋然性が高いことから、撮像部11は、被監視者Obの寝床1における、被監視者Obの頭部が位置すると予定されている予め設定された頭部予定位置(通常、枕の配設位置)の直上から撮像対象を撮像できるように配設される。センサ装置SUは、この撮像部11によって、被監視者Obを、被監視者Obの上方から撮像した画像、好ましくは前記頭部予定位置の直上から撮像した画像を取得する。
このような撮像部11は、可視光の画像を生成する装置であって良いが、比較的暗がりでも被監視者Obを監視できるように、本実施形態では、赤外線の画像を生成する装置である。このような撮像部11は、例えば、本実施形態では、撮像対象における赤外の光学像を所定の結像面上に結像する結像光学系、前記結像面に受光面を一致させて配置され、前記撮像対象における赤外の光学像を電気的な信号に変換するイメージセンサ、及び、イメージセンサの出力を画像処理することで前記撮像対象における赤外の画像を表すデータである画像データを生成する画像処理部等を備えるデジタル赤外線カメラである。撮像部11の前記結像光学系は、本実施形態では、その配設された居室RM全体を撮像できる画角を持つ広角な光学系(いわゆる広角レンズ(魚眼レンズを含む))であることが好ましい。
図2を参照して、ドップラセンサ13は、非接触で被監視者Obの生体信号を測定するセンサの一例である。ドップラセンサ13は、送信波を送信し、物体で反射した送信波の反射波を受信し、送信波と反射波とに基づいてドップラ周波数成分のドップラ信号を出力する体動センサである。物体が動いている場合、いわゆるドップラ効果により物体の動いている速度に比例して反射波の周波数がシフトするため、送信波の周波数と反射波の周波数とに差(ドップラ周波数成分)が生じる。ドップラセンサ13は、このドップラ周波数成分の信号をドップラ信号として生成する。送信波は、超音波やマイクロ波等であって良いが、本実施形態では、マイクロ波である。マイクロ波は、着衣を透過して被監視者Obの体表で反射できるため、被監視者Obが衣服を着ていても体表の動きを検知でき、好ましい。
上記物体が、寝ている人間の場合に、ドップラセンサ13が生成したドップラ信号が、生体信号となり、このドップラ信号を基にして、寝ている人間の体動(体動とは、寝返り、四肢の動き等を意味する)、呼吸数、及び、心拍数が検出できることは広く知られている。このドップラ信号の周波数成分には、呼吸を示す周波数成分と心拍数を示す周波数成分とが含まれており、これらを基にして、呼吸数、心拍数が算出できるのである。体動が起きたときのドップラ信号の出力値は、体動が起きていないときのドップラ信号の出力値より大きいので、これを基にして、体動が検出できるのである。
ドップラセンサ13の測定範囲R1は、ドップラセンサ13が放射した送信波が、寝床1で寝ている被監視者Obに照射できる範囲である。撮像部11の撮像範囲R2は、寝床1を含む、寝床1より広い範囲である。これは、後で説明するように、被監視者Obの離床、転倒及び転落を検知するためである。撮像範囲R2は、測定範囲R1を含み、測定範囲R1よりも広い。
図2において、撮像部11及びドップラセンサ13は、作動中である。撮像部11から出ている点線は、撮像部11の撮像範囲R2を規定する仮想の線である。ドップラセンサ13から出ている点線は、ドップラセンサ13の測定範囲R1を規定する仮想の線である。
ドップラセンサ13は、被監視者Obが使用するベッド3上方の天井7に設置されている。ドップラセンサ13の設置場所は、これに限らず、ドップラセンサ13は、例えば、被監視者Obが使用するベッド3のマット下に設置してもよい。
図1及び図3を参照して、SU通信IF部16は、SU制御処理部15に接続され、SU制御処理部15の制御に従って通信を行うための通信回路である。SU通信IF部16は、SU制御処理部15から入力された転送すべきデータを収容した通信信号を、この被監視者監視システムMSのネットワークNWで用いられる通信プロトコルに従って生成し、この生成した通信信号を、ネットワークNWを介して他の装置SV、SP、TAへ送信する。SU通信IF部16は、ネットワークNWを介して他の装置SV、SP、TAから通信信号を受信し、この受信した通信信号からデータを取り出し、この取り出したデータをSU制御処理部15が処理可能な形式のデータに変換してSU制御処理部15へ出力する。SU通信IF部16は、例えば、IEEE802.11規格等に従った通信インターフェース回路を備えて構成される。
SU制御処理部15は、センサ装置SUの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、被監視者Obに関わる所定のイベントを検知してこの検知した前記イベントを管理サーバ装置SVへ通知し、端末装置SP、TAとの間で音声通話を行い、そして、動画を含む画像を生成して端末装置SP、TAへ動画を配信するための装置である。SU制御処理部15は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、及び、ROM(Read Only Memory)等によって実現されるコンピュータである。
図2及び図3を参照して、行動検知部12は、検知部の一例である。検知部は、撮像部11を含み、被監視者Obが起きた起床、被監視者Obが寝床1から離れた離床、被監視者Obが寝床1から落ちた転落、及び、被監視者Obが倒れた転倒のうち、少なくとも一つを検知する。
行動検知部12は、被監視者Obにおける、予め設定された所定の行動を検知して検知結果を前記所定のイベントの一例として管理サーバ装置SVへ通知するものである。より具体的には、本実施形態では、前記所定の行動は、例えば、被監視者Obが起きた起床、被監視者Obが寝床1から離れた離床、被監視者Obが寝床1から落ちた転落、及び、被監視者Obが倒れた転倒の4つの行動である。そして、行動検知部12は、例えば、撮像部11で撮像した対象画像に基づいて被監視者Obの頭部を検出し、この検出した被監視者Obの頭部における大きさの時間変化に基づいて被監視者Obの起床、離床、転倒及び転落を検知する。
より詳しくは、寝床1の所在領域、寝床1の所在領域内における横臥姿勢の頭部の大きさと座位姿勢の頭部の大きさとを識別するための第1閾値Th1、寝床1の所在領域を除く居室RM内における立位姿勢の頭部の大きさであるか否かを識別するための第2閾値Th2、及び、寝床1の所在領域を除く居室RM内における横臥姿勢の頭部の大きさであるか否かを識別するための第3閾値Th3が、予め行動検知部12に記憶される。そして、行動検知部12は、対象画像から例えば背景差分法やフレーム差分法によって被監視者Obの人物の領域として動体領域を抽出し、この抽出した動体領域から、例えば円形や楕円形のハフ変換によって、また例えば予め用意された頭部のモデルを用いたパターンマッチングによって、また例えば頭部検出用に学習したニューラルネットワークによって、被監視者Obの頭部領域を抽出し、この抽出した頭部の位置および大きさから起床、離床、転倒及び転落を検知する。
例えば、行動検知部12は、この抽出した頭部の位置が寝床1の所在領域内であって、前記抽出した頭部の大きさが前記第1閾値Th1を用いることによって横臥姿勢の大きさから座位姿勢の大きさへ時間変化した場合には、起床と判定し、前記起床を検知する。例えば、行動検知部12は、この抽出した頭部の位置が寝床1の所在領域内から寝床1の所在領域外へ時間変化した場合であって、前記抽出した頭部の大きさが前記第2閾値Th2を用いることによって或る大きさから立位姿勢の大きさへ時間変化した場合には、離床と判定し、前記離床を検知する。例えば、行動検知部12は、この抽出した頭部の位置が寝床1の所在領域内から寝床1の所在領域外へ時間変化した場合であって、前記抽出した頭部の大きさが前記第3閾値Th3を用いることによって或る大きさから横臥姿勢の大きさへ時間変化した場合には、転落と判定し、前記転落を検知する。例えば、行動検知部12は、この抽出した頭部の位置が寝床1の所在領域を除く居室RM内であって、前記抽出した頭部の大きさが前記第3閾値Th3を用いることによって或る大きさから横臥姿勢の大きさへ時間変化した場合には、転倒と判定し、前記転倒を検知する。なお、横臥姿勢は、横たわっている姿勢に限らず、仰向き姿勢、うつ伏せ姿勢を含む。
このように前記所定の行動を検知すると、行動検知部12は、被監視者Obに関わる所定のイベント(事象)の内容を表すイベント情報(事象情報)を収容した、前記イベントを通知するための第1イベント通知通信信号をSU通信IF部16で管理サーバ装置SVへ通知する。より詳しくは、行動検知部12は、自機のセンサID、前記イベントの内容を表すイベント情報、前記所定の行動の検知に用いられた対象画像を収容した通信信号(第1イベント通知通信信号)を、SU通信IF部16を介して管理サーバ装置SVへ送信する。前記イベント情報は、本実施形態では、起床、離床、転落、転倒及びナースコール(NC)のうちの1または複数であり、ここでは、行動検知部12は、検知した起床、離床、転落及び転倒のうちの1又は複数を前記イベント情報として、第1イベント通知通信信号に収容する。前記画像は、静止画および動画のうちの少なくとも一方であって良く、本実施形態では、まず、静止画が報知され、ユーザの要求に応じて動画が配信される。
行動検知部12は、判定部の一例である。判定部は、寝床1を含む所定範囲(撮像範囲R2)を撮像する撮像部11を含み、撮像部11が撮像した画像に対して所定の画像処理をして、被監視者Obが寝床1にいるか否かを判定する。詳しく説明すると、図4は、センサ装置SUが配置された居室RMにおいて、被監視者Obが寝床1にいない場合の一例を示す模式図である。図4において、撮像部11は作動しており、ドップラセンサ13は作動していない。撮像部11からは、点線で示す仮想線が出ている。ドップラセンサ13からは、点線で示す仮想線が出ていない。図2は、被監視者Obが寝床1にいる場合の一例を示す模式図である。図2において、撮像部11及びドップラセンサ13は作動している。
行動検知部12は、上記抽出した頭部の位置が寝床1の所在領域内であって、前記抽出した頭部の大きさが前記第1閾値Th1を用いることによって横臥姿勢の大きさと判定した場合、被監視者Obが寝床1にいると判定する。行動検知部12は、これ以外の場合、被監視者Obが寝床1にいないと判定する。つまり、行動検知部12は、被監視者Obが寝床1で横臥姿勢であれば(図2)、被監視者Obが寝床1にいると判定し、これ以外であれば(図4)、被監視者Obが寝床1にいないと判定する。
なお、行動検知部12は、被監視者Obが寝床1で座位姿勢又は横臥姿勢であれば、被監視者Obが寝床1にいると判定し、これら以外であれば、被監視者Obが寝床1にいないと判定してもよい。被監視者Obが寝床1で座位姿勢か否かは、次のようにして判定される。行動検知部12は、上記抽出した頭部の位置が寝床1の所在領域内であって、前記抽出した頭部の大きさが前記第1閾値Th1を用いることによって座位姿勢の大きさと判定した場合、被監視者Obが寝床1で座位姿勢と判定する。
図2及び図3を参照して、取得部14は、ドップラセンサ13を含み、行動検知部12(判定部の一例)による被監視者Obが寝床1にいる判定と寝床1にいない判定とを基にして、寝床1にいる被監視者Obの生体信号(本実施形態ではドップラ信号)を取得する。
図5は、取得部14による生体信号の取得を説明する説明図である。取得部14は、行動検知部12による被監視者Obが寝床1にいない判定から寝床1にいる判定に変化したタイミングでドップラセンサ13による生体信号の測定を開始し、行動検知部12による被監視者Obが寝床1にいる判定から寝床1にいない判定に変化したタイミングでドップラセンサ13による生体信号の測定を終了する。
取得部14によれば、ドップラセンサ13を常時作動させる必要が無くなる。取得部14の変形例を説明する。この変形例は、ドップラセンサ13を常時作動させて、ドップラセンサ13が生成したドップラ信号を記憶し、被監視者Obが寝床1にいない判定から寝床1にいる判定に変化したタイミングと、被監視者Obが寝床1にいる判定から寝床1にいない判定に変化したタイミングとの間のドップラ信号を、寝床1にいる被監視者Obの生体信号として取得する。
図3を参照して、体動判定部17は、取得部14によって取得された生体信号(ドップラ信号)を基にして、被監視者Obの体動を判定する。呼吸数算出部18は、取得部14によって取得された生体信号(ドップラ信号)を基にして、被監視者Obの呼吸数を算出する。心拍数算出部19は、取得部14によって取得された生体信号(ドップラ信号)を基にして、被監視者Obの心拍数を算出する。これらは、いずれも公知の技術によって実現することができる。
センサ装置SUは、体動判定部17で判定された体動を基にして、被監視者Obが睡眠状態か覚醒状態かを判定し、これを基にして、被監視者Obの睡眠時間を測定する睡眠時間測定部を備えてもよい。詳しく説明すると、睡眠時間測定部は、取得部14によって取得された生体信号(ドップラ信号)の振幅が予め定められた第1の閾値を超えたとき、体動と判定する。睡眠時間測定部は、単位時間(例えば、10秒)において、体動と判定した回数を積算する。睡眠時間測定部は、積算値が予め定められた第2の閾値を超えたとき、覚醒状態と判定し、積算値が第2の閾値以下のとき、睡眠状態と判定する。睡眠時間測定部は、これらを基にして、睡眠時間を測定する。
センサ装置SUは、測定した睡眠時間を基にして、被監視者Obの睡眠日誌(例えば、毎日の睡眠時間帯と覚醒時間帯とを示すグラフ)を作成する睡眠日誌作成部を備えてもよい。センサ装置SUは、呼吸数算出部18で算出された呼吸数、及び、心拍数算出部19で算出された心拍数を基にして、特定の疾患を予測する疾患予測部を備えてもよい。これらは、いずれも公知の技術によって実現することができる。
睡眠時間測定部で測定された睡眠時間、睡眠日誌作成部で作成された睡眠日誌、疾患予測部で予測された疾患は、端末(固定端末装置SP、携帯端末装置TA)に表示することができる。睡眠時間を例にして説明する。図1及び図3を参照して、センサ装置SUは、SU通信IF部16を用いて、測定した睡眠時間を示す睡眠時間データを管理サーバ装置SVに送信する。管理サーバ装置SVは、受信した睡眠時間データを記録し、端末(固定端末装置SP、携帯端末装置TA)からの要求に応じて、睡眠時間データを、要求した端末に送信する。端末は、睡眠時間データを受信し、睡眠時間を表示する。これらは、いずれも公知の技術をよって実現することができる。
本実施形態におけるセンサ装置SU(生体監視装置)によって生体信号を取得する動作を説明する。図6は、この動作を説明するフローチャートである。被監視者Obは、当初、寝床1にいないとする。
図3、図4及び図6を参照して、センサ装置SUに備えられる撮像部11は、作動中であり、ドップラセンサ13は、作動していない。行動検知部12は、被監視者Obが寝床1にいるか否かを判定する(ステップS1)。行動検知部12が、被監視者Obが寝床1にいないと判定したとき(ステップS1でNo)、行動検知部12は、ステップS1の処理を繰り返す。
図2、図3及び図6を参照して、行動検知部12が、被監視者Obが寝床1にいると判定したとき(ステップS1でYes)、取得部14は、ドップラセンサ13を作動させ、これにより、ドップラセンサ13は、生体信号の測定を開始する(ステップS2)。
行動検知部12が、被監視者Obが寝床1にいるか否かを判定する(ステップS3)。行動検知部12が、被監視者Obが寝床1にいると判定したとき(ステップS3でYes)、ドップラセンサ13は、生体信号の測定を継続する(ステップS4)。そして、行動検知部12は、ステップS3の処理をする。
図3、図4及び図6を参照して、行動検知部12が、被監視者Obが寝床1にいないと判定したとき(ステップS3でNo)、取得部14は、ドップラセンサ13を停止させ、これにより、ドップラセンサ13は、生体信号の測定を終了する(ステップS5)。そして、行動検知部12は、ステップS1の処理をする。
本実施形態の主な効果を説明する。図3及び図5を参照して、ドップラセンサ13は、行動検知部12による被監視者Obが寝床1にいない判定から寝床1にいる判定に変化したタイミングで、生体信号の測定を開始し、行動検知部12による被監視者Obが寝床1にいる判定から寝床1にいない判定に変化したタイミングで、生体信号の測定を終了する。従って、本実施形態によれば、寝床1にいる被監視者Obの生体信号を自動で測定できる。
図3を参照して、被監視者Obの起床、離床、転落及び転倒を検知する検知部と、被監視者Obが寝床1にいるか否かを判定する判定部とが、撮像部11を共用している。従って、本実施形態によれば、センサ装置SU(生体監視装置)のサイズを小さくでき、かつ、コストを低減できる。
(実施形態の纏め)
実施形態における生体監視装置は、監視対象となる被監視者が寝床にいるか否かを判定する判定部と、前記寝床にいる前記被監視者に対して、非接触で前記被監視者の生体信号を測定可能なセンサを含み、前記判定部による前記被監視者が前記寝床にいる判定と前記寝床にいない判定とを基にして、前記寝床にいる前記被監視者の前記生体信号を取得する取得部と、を備える。
実施形態における生体監視装置は、監視対象となる被監視者が寝床にいるか否かを判定する判定部と、前記寝床にいる前記被監視者に対して、非接触で前記被監視者の生体信号を測定可能なセンサを含み、前記判定部による前記被監視者が前記寝床にいる判定と前記寝床にいない判定とを基にして、前記寝床にいる前記被監視者の前記生体信号を取得する取得部と、を備える。
実施形態における生体監視装置は、判定部による被監視者が寝床にいる判定と寝床にいない判定とを基にして、寝床にいる被監視者の生体信号を取得するので、寝床にいる被監視者の生体信号を自動で測定できる。
寝床とは、例えば、ベッドに敷かれた布団、畳みに敷かれた布団、床に敷かれた布団を意味する。被監視者が寝床にいるとは、被監視者が寝床で寝ている場合に限定されず、被監視者が寝床で安静な状態であればよい(例えば、被監視者が寝床上で座っている)。被監視者が寝床で寝ているとは、被監視者が寝床で睡眠している場合、睡眠していない場合のいずれでもよい。
上記構成において、前記取得部は、前記判定部による前記被監視者が前記寝床にいない判定から前記寝床にいる判定に変化したタイミングで前記センサによる測定を開始し、前記判定部による前記被監視者が前記寝床にいる判定から前記寝床にいない判定に変化したタイミングで前記センサによる測定を終了する。
この構成は、取得部の一例である。この構成によれば、センサを常時作動させる必要がなくなる。
上記構成において、前記判定部は、前記寝床を含む所定範囲を撮像する撮像部を含み、前記撮像部が撮像した画像に対して所定の画像処理をして、前記被監視者が前記寝床にいるか否かを判定する。
この構成は、判定部の一例である。
上記構成において、前記生体監視装置は、前記撮像部を含み、前記被監視者が起きた起床、前記被監視者が前記寝床から離れた離床、前記被監視者が前記寝床から落ちた転落、前記被監視者が倒れた転倒のうち、少なくとも一つを検知する検知部をさらに備える。
この構成によれば、判定部と検知部とで撮像部を共用できる。
上記構成において、前記センサは、送信波と前記送信波の反射波とに基づいてドップラ周波数成分のドップラ信号を、前記生体信号として生成するドップラセンサである。
この構成は、非接触で被監視者の生体信号を測定できるセンサの一例である。
上記構成において、前記生体監視装置は、さらに、前記生体信号を基にして、前記被監視者の体動を判定する体動判定部、前記生体信号を基にして、前記被監視者の呼吸数を算出する呼吸数算出部、及び、前記生体信号を基にして、前記被監視者の心拍数を算出する心拍数算出部のうち、少なくとも一つを備える。
この構成によれば、被監視者の生体情報(体動、呼吸数、心拍数)を得ることができる。
実施形態における生体監視方法は、監視対象となる被監視者が寝床にいるか否かを判定する判定ステップと、前記寝床にいる前記被監視者に対して、非接触で前記被監視者の生体信号を測定可能なセンサを用いるステップであり、前記判定ステップによる前記被監視者が前記寝床にいる判定と前記寝床にいない判定とを基にして、前記寝床にいる前記被監視者の前記生体信号を取得する取得ステップと、を備える。
実施形態における生体監視方法は、実施形態における生体監視装置を方法の観点から規定しており、実施形態における生体監視装置と同様の作用効果を有する。
この出願は、2016年6月9日に出願された日本国特許出願特願2016-114969を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および/または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
本発明によれば、生体監視装置及び生体監視方法を提供することができる。
Claims (7)
- 監視対象となる被監視者が寝床にいるか否かを判定する判定部と、
前記寝床にいる前記被監視者に対して、非接触で前記被監視者の生体信号を測定可能なセンサを含み、前記判定部による前記被監視者が前記寝床にいる判定と前記寝床にいない判定とを基にして、前記寝床にいる前記被監視者の前記生体信号を取得する取得部と、を備える生体監視装置。 - 前記取得部は、前記判定部による前記被監視者が前記寝床にいない判定から前記寝床にいる判定に変化したタイミングで前記センサによる測定を開始し、前記判定部による前記被監視者が前記寝床にいる判定から前記寝床にいない判定に変化したタイミングで前記センサによる測定を終了する請求項1に記載の生体監視装置。
- 前記判定部は、前記寝床を含む所定範囲を撮像する撮像部を含み、前記撮像部が撮像した画像に対して所定の画像処理をして、前記被監視者が前記寝床にいるか否かを判定する請求項1又は2に記載の生体監視装置。
- 前記生体監視装置は、前記撮像部を含み、前記被監視者が起きた起床、前記被監視者が前記寝床から離れた離床、前記被監視者が前記寝床から落ちた転落、前記被監視者が倒れた転倒のうち、少なくとも一つを検知する検知部をさらに備える請求項3に記載の生体監視装置。
- 前記センサは、送信波と前記送信波の反射波とに基づいてドップラ周波数成分のドップラ信号を、前記生体信号として生成するドップラセンサである請求項1~4のいずれか一項に記載の生体監視装置。
- 前記生体監視装置は、さらに、前記生体信号を基にして、前記被監視者の体動を判定する体動判定部、前記生体信号を基にして、前記被監視者の呼吸数を算出する呼吸数算出部、及び、前記生体信号を基にして、前記被監視者の心拍数を算出する心拍数算出部のうち、少なくとも一つを備える請求項1~5のいずれか一項に記載の生体監視装置。
- 監視対象となる被監視者が寝床にいるか否かを判定する判定ステップと、
前記寝床にいる前記被監視者に対して、非接触で前記被監視者の生体信号を測定可能なセンサを用いるステップであり、前記判定ステップによる前記被監視者が前記寝床にいる判定と前記寝床にいない判定とを基にして、前記寝床にいる前記被監視者の前記生体信号を取得する取得ステップと、を備える生体監視方法。
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