CN111867468B - 身体活动判定系统 - Google Patents

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Abstract

判定床(BD)上的受检者(S)有无身体活动的身体活动判定系统(100)具备：多个载荷检测，其作为多个载荷检测器(11、12、13、14)，且各自检测上述床上的受检者的载荷；呼吸波形取得部(32)，其基于通过上述多个载荷检测器中的各个检测出的上述受检者的载荷随时间的变动来求出上述受检者的呼吸波形；以及身体活动判定部(33)，其基于通过上述多个载荷检测器中的至少一个检测出的上述受检者的载荷随时间的变动的标准偏差与第一阈值的比较来判定上述受检者有无身体活动。上述身体活动判定部通过上述呼吸波形的振幅来补偿在上述比较中使用的上述标准偏差。

Description

身体活动判定系统
技术领域
本发明涉及基于载荷检测器的检测值来判定床上的受检者有无身体活动的身体活动判定系统。
背景技术
在医疗、护理的领域，提出有经由载荷检测器检测床上的受检者的载荷，基于检测出的载荷判定受检者的状态。具体而言例如，提出有基于检测出的载荷判定受检者有无身体活动。
专利文献1公开有基于来自配置于床的腿之下的载荷传感器的检测值，一步步地判定床上的利用者的身体活动等级的身体活动等级判定装置。专利文献2公开有能够基于配置于床的腿之下的载荷传感器的检测结果，判定床上的人有身体活动的睡眠判定装置和翻身检测装置。
专利文献1:日本特开2014－195543号公报
专利文献2:日本专利第5998559号说明书。
发明内容
本发明的目的在于提供能够基于载荷检测器的检测值更高精度地判定床上的受检者是否产生身体活动的身体活动判定系统。
根据本发明的第一形态，
提供一种身体活动判定系统，其判定床上的受检者有无身体活动，上述身体活动判定系统的特征在于，
具备：
多个载荷检测器，其作为多个载荷检测器，且各自检测上述床上的受检者的载荷；
呼吸波形取得部，其基于通过上述多个载荷检测器中的各个检测出的上述受检者的载荷随时间的变动来求出上述受检者的呼吸波形；以及
身体活动判定部，其基于通过上述多个载荷检测器中的至少一个检测出的上述受检者的载荷随时间的变动的标准偏差与第一阈值的比较来判定上述受检者有无身体活动，
上述身体活动判定部通过上述呼吸波形的振幅来补偿在上述比较中使用的上述标准偏差。
在第一形态的身体活动判定系统中，上述身体活动判定部也可以通过所述呼吸波形的最新的振幅，来补偿在所述比较中使用的所述标准偏差，其中，所述呼吸波形的最新的振幅是基于进行所述受检者有无身体活动的判定的时刻的所述呼吸波形的最新的峰值和该最新的峰值的前一个峰值而求出的。
在第一形态的身体活动判定系统中，上述身体活动判定部也可以通过上述呼吸波形的上述最新的振幅与求出了该最新的振幅的时刻之前的期间的上述呼吸波形的至少一个振幅的平均值，来补偿在上述比较中使用的上述标准偏差。
在第一形态的身体活动判定系统中，上述身体活动判定部也可以在判定为上述受检者有身体活动后，继续进行使用了判定为上述受检者有身体活动的时刻的上述最新的振幅的上述标准偏差的补偿。
在第一形态的身体活动判定系统中，上述补偿通过将上述标准偏差除以上述呼吸波形的上述振幅来进行。
在第一形态的身体活动判定系统中，上述多个载荷检测器也可以包含第一载荷检测器、第二载荷检测器、第三载荷检测器、以及第四载荷检测器，将通过第一载荷检测器检测出的上述受检者的载荷随时间的变动的第一标准偏差设为σ1，将通过第二载荷检测器检测出的上述受检者的载荷随时间的变动的第二标准偏差设为σ2，将通过第三载荷检测器检测出的上述受检者的载荷随时间的变动的第三标准偏差设为σ3，将通过第四载荷检测器检测出的上述受检者的载荷随时间的变动的第四标准偏差设为σ4，将上述平均值设为AAVn，上述身体活动判定部也可以基于σ1/AAVn、σ2/AAVn、σ3/AAVn、以及σ4/AAVn的简单平均值与第一阈值的比较来判定上述受检者有无身体活动。
在第一形态的身体活动判定系统中，上述身体活动判定部也可以将上述标准偏差是规定值以下的期间决定为上述受检者仅进行呼吸的安静期间，也可以通过上述安静期间的上述呼吸波形的上述振幅来补偿在上述比较总使用的上述标准偏差。
第一形态的身体活动判定系统也可以还具备：非负值化平均值计算部，其计算上述载荷检测器的检测值的非负值化平均值；和阈值设定部，其基于在上述受检者仅进行呼吸的安静期间计算出的上述非负值化平均值，来设定在上述受检者有无身体活动的判定中使用的第二阈值，上述身体活动判定部也可以构成为基于上述标准偏差与第二阈值的比较来判定上述受检者有无身体活动，在通过该判定判定为上述受检者没有身体活动后，基于上述标准偏差与第一阈值的比较来判定上述受检者有无身体活动，并且，也可以通过根据基于上述标准偏差与第二阈值的比较的判定而判定为上述受检者没有身体活动的期间的上述呼吸波形的上述振幅来补偿在与第一阈值的比较中使用的上述标准偏差。
根据本发明的第二形态，提供一种床系统，其特征在于，具备：
床；和
第一形态的身体活动判定系统。
本发明的身体活动判定系统能够基于载荷检测器的检测值来更高精度地判定床上的受检者是否产生身体活动。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的身体活动判定系统的结构的框图。
图2是表示载荷检测器相对于床的配置的说明图。
图3是表示使用了身体活动判定系统的身体活动判定方法的流程图。
图4是将通过载荷检测器检测的载荷值的变动的情形针对受检者仅进行呼吸的安静期间、和受检者进行身体活动的期间这双方来表示的简略的曲线图。
图5的(a)是概念性地示出受检者的重心与受检者的呼吸对应地沿受检者的体轴方向振动的情形的说明图。图5的(b)是表示基于与受检者的呼吸对应的受检者的重心的振动而描绘的呼吸波形的一个例子的曲线图。
图6是用于对身体活动判定部的身体活动判定的具体的方法的一个例子进行说明的说明图。
图7是表示参照方式所涉及的生物体状态监视系统的结构的框图。
图8是表示使用了参照方式的生物体状态监视系统的生物体状态的监视方法的流程图。
图9是表示参照方式的生物体状态监视系统所具有的身体活动判定部的具体的结构的框图。
图10是表示参照方式的生物体状态监视系统所具有的身体活动判定部所进行的身体活动判定工序的顺序的流程图。
图11的(a)、图11的(b)是说明针对仅与受检者的呼吸对应地变动的载荷检测器的检测值，求出其规定期间的非负值化平均值的方法的说明图。图11的(a)是简要地表示进行非负值化处理前的检测值的变动的情形的曲线图，图11的(b)是简要地表示进行了非负值化处理后的检测值的变动的情形的曲线图。
图12是分别针对呼吸振幅较小的受检者、呼吸振幅平均的受检者、呼吸振幅较大的受检者简要地表示与受检者的呼吸对应的载荷检测器的检测值的变动的大小(标准偏差)、与受检者的较小的身体活动对应的载荷检测器的检测值的变动的大小(标准偏差)的曲线图。
图13是表示变形例所涉及的床系统的整体结构的框图。
具体实施方式
针对本发明的实施方式的身体活动判定系统100(图1)，以将它与床BD(图2)一同使用，判定床BD上的受检者S有无身体活动的情况为例来进行说明。
如图1所示，本实施方式的身体活动判定系统100主要具有载荷检测部1、控制部3、以及存储部4。载荷检测部1与控制部3经由A/D转换部2连接。在控制部3还连接有显示部5、报告部6、输入部7。
载荷检测部1具备4个载荷检测器11、12、13、14。载荷检测器11、12、13、14例如分别是使用梁形的载荷传感器来检测载荷的载荷检测器。这样的载荷检测器例如记载于日本专利第4829020号、日本专利第4002905号。载荷检测器11、12、13、14分别通过布线或者无线与A/D转换部2连接。
如图2所示，载荷检测部1的4个载荷检测器11～14分别配置于在供受检者S使用的床BD的四角的腿BL1、BL2、BL3、BL4的下端部安装的脚轮C1、C2、C3、C4之下。
A/D转换部2具备将来自载荷检测部1的模拟信号转换为数字信号的A/D转换器，并与载荷检测部1、控制部3分别利用布线或者无线连接。
控制部3是专用或者通用的计算机，在内部构建有标准偏差计算部31、呼吸波形描绘部(呼吸波形计算部、呼吸波形取得部)32、以及身体活动判定部33。
存储部4是对在身体活动判定系统100中使用的数据进行存储的存储装置，例如能够使用硬盘(磁盘)。
显示部5是将从控制部3输出的信息向身体活动判定系统100的使用者显示的液晶监视器等监视器。
报告部6具备基于来自控制部3的信息以听觉的方式进行规定的报告的装置，例如扬声器。
输入部7是用于对控制部3进行规定的输入的接口，能够设为键和鼠标。
对使用这样的身体活动判定系统100，判定床上的受检者有无身体活动的动作进行说明。
使用了身体活动判定系统100的受检者有无身体活动的判定如图3的流程图所示，包含：检测受检者S的载荷的载荷检测工序S11、对表示检测出的载荷的变动的程度的标准偏差进行计算的标准偏差计算工序S12、基于检测出的载荷来描绘受检者的呼吸波形的呼吸波形描绘工序S13、使用在标准偏差计算工序S12中求出的标准偏差和在呼吸波形描绘工序S13中描绘出的呼吸波形的振幅来进行受检者的身体活动判定的身体活动判定工序S14、以及显示身体活动判定的结果的显示工序S15。
[载荷检测工序]
在载荷检测工序S11中，使用载荷检测器11、12、13、14检测床BD上的受检者S的载荷。床BD上的受检者S的载荷分散地施加在配置于床BD的四角的腿BL1～BL4之下的载荷检测器11～14，通过它们来分散地检测。
载荷检测器11～14分别检测载荷(载荷变化)并将模拟信号向A/D转换部2输出。A/D转换部2将取样周期例如设为5毫秒，将模拟信号转换为数字信号，将数字信号(以下称为“载荷信号”)向控制部3输出。以下，把将从载荷检测器11、12、13、14输出的模拟信号在A/D转换部2进行数字转换获得的载荷信号分别称为载荷信号s1、s2、s3、s4。
[标准偏差计算工序]
在标准偏差计算工序S12中，标准偏差计算部31针对各个载荷信号s1、s2、s3、s4，计算其规定的取样期间(作为一个例子，是5秒间)中包含的取样值的标准偏差(移动标准偏差)σ1、σ2、σ3、σ4。计算始终能够进行。
标准偏差显示取样值的差别的大小，因此如图4所示，在床BD上的受检者S安静，载荷信号s1～s4的变动的量较小的期间P1中标准偏差σ1～σ4也变小。另一方面在受检者S活动身体(受检者S产生身体活动)，载荷信号s1～s4的变动的量较大的期间p2中标准偏差σ1～σ4也变大。
因此，在受检者S产生身体活动期间，标准偏差σ1～σ4的值与受检者S未产生身体活动的期间相比变大。
在本说明书和本发明中“身体活动”是指受检者的头部、躯体部(躯干)、四肢的移动。伴随呼吸、心跳等的脏器、血管等的移动不包含于身体活动。作为一个例子，身体活动能够分类为伴随受检者S的躯体部(躯干)的移动的较大的身体活动、和仅伴随受检者的四肢、头部的移动的较小的身体活动。作为较大的身体活动的一个例子，是翻身、起床等，作为较小的身体活动的一个例子，是睡眠中的手足、头部的移动等。在受检者产生了心跳、呼吸、身体活动的情况下，与此相应地来自载荷检测器11～14的载荷信号s1～s4变动。该变动的量按照与受检者S的心跳对应的变动的量、与受检者S的呼吸对应的变动的量、与受检者S的较小的身体活动对应的变动的量、与受检者S的较大的身体活动对应的变动的量的顺序变大。
此外，在本说明书和本发明记载的受检者的身体活动判定中，载荷信号s1～s4的与受检者S的心跳对应的变动的量小到能够忽略的程度。因此，在本说明书和本发明中，“受检者仅进行呼吸”、载荷值、载荷信号“仅与呼吸对应地变动”是指受检者没有进行身体活动、载荷值、载荷信号没有表示与身体活动对应的变动的情况，并不是指受检者没有产生心跳的情况、或载荷值、载荷信号不包含与心跳对应的变动的情况。
[呼吸波形描绘工序]
在呼吸波形描绘工序S13中，呼吸波形描绘部(呼吸波形计算部、呼吸波形取得部)32基于载荷信号s1～s4描绘受检者S的呼吸波形。
人类的呼吸通过使肋骨和横隔膜移动，而使肺膨胀和收缩来进行。这里在吸气时，即肺膨胀时横隔膜向下方下降，内脏也向下方移动。另一方面在呼气时，即肺收缩时横隔膜向上方上升，内脏也向上方移动。如授权给本案的申请人的日本专利第6105703号的说明书中记载的那样，重心G伴随该内脏移动而稍稍移动，其移动方向大致沿着脊柱的延伸方向(体轴方向)。
在本发明和本说明书中“呼吸波形”是指，将与受检者的呼吸对应地沿受检者的体轴方向振动的受检者的重心的振动的情形在时间轴上展开来表示的波形。呼吸波形的1个周期与受检者的1次呼吸(呼气和吸气)对应。呼吸波形的振幅受受检者的体格、呼吸的深度的影响。具体而言例如，在受检者是大骨架、受检者进行了深呼吸的情况下振幅变大，在受检者是小骨架、受检者进行了较浅的呼吸的情况下振幅变小。
呼吸波形描绘部32具体而言如下这样进行呼吸波形的描绘。
呼吸波形描绘部32首先基于来自载荷检测部1的载荷信号s1～s4，针对每个各取样时刻计算受检者S的重心G的位置。如图5的(a)所示，受检者S的重心G与受检者S的呼吸对应地，沿受检者S的体轴SA的方向振动。
呼吸波形描绘部32接着将体轴SA的方向作为纵轴，将时间轴作为横轴，使将各时间的重心G的位置投影在体轴SA的位置、与对应于重心G的呼吸的振动的振动中心之间的距离绘制在纵轴，由此描绘呼吸波形BW(图5的(b))。
此外，呼吸波形描绘部32并非必须实际描绘呼吸波形，也可以仅求出表示呼吸波形的数据。
[身体活动判定工序]
在身体活动判定工序S14中，身体活动判定部33使用在标准偏差计算工序S12中计算出的标准偏差σ1～σ4、和在呼吸波形描绘工序S13中描绘的呼吸波形BW的振幅，来进行受检者S是否产生身体活动的判定。
判定具体而言例如像接下来这样进行。
身体活动判定部33首先进行呼吸波形描绘工序S13中描绘的呼吸波形BW峰值检测，将最新的峰值pn同前一个峰值pn-1之间的期间的最小值与最新的峰值pn之间的差作为呼吸波形BW的最新的振幅An(图5的(b))来计算。而且，求出振幅An与在振幅An之前计算出的振幅An-1、An-2、...的简单平均值亦即平均振幅AAVn。在平均振幅AAVn的计算中使用的振幅An的数量是任意的，作为一个例子能够设为5秒左右的取样期间中能够获得的数量。
此外，为了确认振幅An、An-1、An-2、...、以及平均振幅AAVn的计算所涉及的呼吸波形BW是在安静期间(受检者没有产生身体活动而仅进行呼吸的期间)获得的呼吸波形(即，为了确认不包含与身体活动对应的重心移动造成的误差)，也可以将标准偏差σ1～σ4的简单平均值σAV、或者标准偏差σ1～σ4中的任一个与阈值σ0进行比较。阈值σ0为若简单平均值σAV、或者标准偏差σ1～σ4中的任一个不足该值则能够可靠地判定受检者S没有产生身体活动的程度的较小的值(相反地，可能存在即便简单平均值σAV、或者标准偏差σ1～σ4中的任一个是该值以上，受检者S也没有产生身体活动的情况)。
接下来，身体活动判定部33通过下述的(算式1)，求出规格化标准偏差σs1～σs4。
[数1]
(算式1)
σsm＝σm/AAVn (m＝1、2、3、4)
而且，将计算出的规格化标准偏差σs1～σs4的简单平均值σsAV求出，基于简单平均值σsAV与规定的阈值σsTH的比较，来判定受检者S是否产生身体活动。具体而言例如若简单平均值σsAV是规定的阈值σsTH以上则判定为受检者S产生身体活动，若简单平均值σsAV不足规定的阈值σsTH则判定为受检者S没有产生身体活动。
在判定为受检者S没有产生身体活动的期间，身体活动判定部33基于在呼吸波形描绘部32取得的呼吸波形BW，针对呼吸波形BW的每个1个周期，计算最新的振幅An。而且，使用使用计算出的最新的振幅An的值新计算出的平均振幅AAVn、和针对每个各取样时刻(作为一个例子，是每个5毫秒)计算的标准偏差σ1～σ4的值，通过(算式1)，依次计算规格化标准偏差σs1～σs4，计算简单平均值σsAV。
受检者S有无身体活动的判定通过将这样依次计算的简单平均值σsAV依次与规定的阈值σsTH进行比较而完成。
判定的结果为判定了受检者S产生了身体活动之后，身体活动判定部33停止平均振幅AAVn的更新，继续进行使用在该时刻计算的平均振幅AAVn的简单平均值σsAV的计算。而且基于计算出的简单平均值σsAV与规定的阈值σsTH的比较，继续进行受检者S有无身体活动的判定。这是由于，在受检者S产生身体活动的期间，呼吸波形BW的振幅和周期因身体活动的影响而较大地变动，难以没有误差地计算新的振幅An、和平均振幅AAVn。
接下来，再次地，判定为受检者S无身体活动的情况下，身体活动判定部33基于在呼吸波形描绘部32取得的呼吸波形BW，计算最新的振幅An的值，并使用它重新计算平均振幅AAVn。而且，进行使用最新的平均振幅AAVn的简单平均值σsAV的计算，基于计算出的简单平均值σsAV与规定的阈值σsTH的比较，继续进行受检者S有无身体活动的判定。
使用图6对该工序的具体例进行说明。
如图6所示，在时刻t1获得了呼吸波形BW的峰值P1、最新的振幅A1的情况下，身体活动判定部33针对时刻t1以下的期间，使用振幅A1与在其之前获得的振幅A0、A－1…(均不图示)的简单平均值亦即平均振幅AAV1，依次计算规格化标准偏差σs1～σs4、和简单平均值σsAV(这里记载为σsAV(AAV1))，并基于简单平均值σsAV(AAV1)与阈值σsTH的比较，判定受检者S有无身体活动。
接下来，在时刻t2获得了呼吸波形BW的峰值p2、最新的振幅A2的情况下，身体活动判定部33针对时刻t2以下的期间，使用使用振幅A2计算出的平均振幅AAV2，依次计算规格化标准偏差σs1～σs4、和简单平均值σsAV(这里记载为σsAV(AAV2))，并基于简单平均值σsAV(AAV2)与阈值σsTH的比较，判定受检者S有无身体活动。
在时刻t21，受检者S产生了身体活动的情况下，身体活动判定部33基于简单平均值σsAV(AAV2)变为阈值σsTH以上，判定为受检者S产生了身体活动。而且其后，针对简单平均值σsAV(AAV2)是阈值σsTH以上的期间，继续进行使用简单平均值σsAV(AAV2)的身体活动判定。
在时刻t22，受检者S的身体活动结束了的情况下，身体活动判定部33基于简单平均值σsAV(AAV2)小于阈值σsTH，判定为受检者S没有产生身体活动。其后，直到再次获得呼吸波形BW的最新的振幅An，并计算出最新的平均振幅AAVn为止，继续进行使用简单平均值σsAV(AAV2)的身体活动判定。
身体活动判定部33使用呼吸波形的振幅An(平均振幅AAVn)来进行标准偏差σ1～σ4的值的规格化是基于如下的理由。
如上所述，标准偏差σ1～σ4的值一般在受检者S产生身体活动的期间变大。因此，能够想到通过将标准偏差σ1～σ4的值与规定的阈值进行比较来进行受检者S是否产生身体活动的判定。
然而，根据本发明的发明者的见解，对于标准偏差σ1～σ4的值而言，在体格较大的受检者中，与呼吸对应的脏器的移动量也较大，因此即便在不产生身体活动而仅进行呼吸的期间也可能变成比较大的值。另外，在受检者的体格较大的情况下，例如在该受检者进行了深呼吸时，也可能变成比较大的值。若通过将标准偏差σ1～σ4的值与规定的阈值进行比较来进行身体活动判定，则在这样的情况下，即便受检者没有产生身体活动，也可能做出受检者产生了身体活动的误判定。
另一方面，若着眼于呼吸波形，则对于呼吸波形的振幅而言，如上所述，受受检者的体格、呼吸的深度的影响，在受检者是大骨架、受检者进行了深呼吸的情况下振幅变大，在受检者是小骨架、受检者进行了较浅的呼吸的情况下振幅变小。
即，通过将标准偏差σ1～σ4的值除以呼吸波形BW的平均振幅AAVn，进行规格化，能够减轻(补偿、修正)受检者S的体格、呼吸的深度对标准偏差σ1～σ4的值产生的影响。而且，通过进行使用了根据这样的规格化获得的规格化标准偏差σs1～σs4的身体活动判定，能够提高身体活动判定的精度。
[显示工序]
在显示工序S15中，控制部3将身体活动判定工序S14的判定结果显示于显示部5。另外在显示工序S15中，也可以除使用显示部5的显示以外，或者代替于此地，进行使用报告部6的报告。该情况下例如在受检者S产生了身体活动时发出报告音，将身体活动的产生向身体活动判定系统100的使用者亦即护士、护理者等报告。
以下总结本实施方式的身体活动判定系统100的效果。
本实施方式的身体活动判定系统100使用将标准偏差σ1～σ4的值通过呼吸波形BW的平均振幅AAVn来规格化并进行了补偿(修正)而得的规格化标准偏差σs1～σs4的简单平均值σsAV来进行身体活动判定。因此，受检者S的呼吸的深度的变化、身体的特征对标准偏差σ1～σ4的值、和身体活动判定施加的影响减轻，且判定的精度较高。
本实施方式的身体活动判定系统100基于受检者S在即将进行受检者S的身体活动判定的时刻之前的期间进行的呼吸，计算呼吸波形BW的平均振幅AAVn，并使用它将标准偏差σ1～σ4的值规格化。这样，将标准偏差σ1～σ4的值的规格化以反映受检者S的实际的呼吸状态的方式高精度地进行，因此身体活动判定的精度也较高。另外，进行基于平均振幅AAVn的规格化，因此即便在呼吸波形BW的振幅An因某种原因产生了异常值的情况下，也减轻该异常值对判定施加的影响。
本实施方式的身体活动判定系统100使用配置于床BD的腿BL1～BL4之下的载荷检测器11～14来判定受检者S有无身体活动。因此，无需对受检者S的身体安装测量装置，不会给受检者S带来不舒适感、不协调感。
[变形例]
在上述实施方式的身体活动判定系统100中，也能够采用如下的变形形态。
在上述实施方式的身体活动判定系统100中，通过将标准偏差σ1～σ4除以呼吸波形BW的平均振幅AAVn来进行标准偏差σ1～σ4的规格化，而减轻(补偿、修正)受检者S的体格、呼吸的深度对标准偏差σ1～σ4的值产生的影响，但使用呼吸波形BW的振幅的补偿(修正)的方法并不限定于此。具体而言例如也可以通过除以呼吸波形BW的最新的振幅An来进行标准偏差σ1～σ4的规格化。
此外，也能够代替在使用呼吸波形BW的振幅补偿了标准偏差σ1～σ4后，将补偿后的值与阈值进行比较地，而使用呼吸波形BW的振幅来补偿阈值，将标准偏差σ1～σ4与补偿后的阈值进行比较。具体而言例如，在上述实施方式中，能够代替将标准偏差σ1～σ4除以平均振幅AAVn，通过对规定的阈值乘以AAVn，来进行所希望的补偿(修正)。这样，两者实质上等效，能够适当地选择通过呼吸波形的振幅来补偿(修正)在比较中使用的标准偏差与阈值中的任一方的值。在本说明书和本发明中，“通过呼吸波形的振幅来补偿标准偏差”这一词句也包含通过呼吸波形的振幅来补偿阈值。
在上述实施方式的身体活动判定系统100中，将规格化标准偏差σs1～σs4的简单平均值σsAV与阈值σsTH进行比较来进行身体活动判定，但也能够通过规格化标准偏差σs1～σs4中的至少一个与阈值的比较、规格化标准偏差σs1～σs4中的至少两个以上的简单平均值与阈值的比较、规格化标准偏差σs1～σs4中的至少两个以上的合计值与阈值的比较等来进行身体活动判定。
另外，在上述实施方式的身体活动判定系统100中，也能够代替标准偏差，使用标准偏差的平方亦即方差(分散)。在将方差利用呼吸波形的振幅规格化的情况下，也可以将方差除以呼吸波形的振幅的平方。因此在本说明书和本发明中，标准偏差也包含方差。
身体活动判定部33也可以使在身体活动判定中使用的阈值具有迟滞性。具体而言例如，预先设定好第一阈值、和比其大的第二阈值，在判定为受检者S没有产生身体活动的状况下，直到简单平均值σsAV变为第二阈值以上为止，不判定为受检者S产生了身体活动。另一方面，在判定为受检者S产生身体活动的状况下，即便简单平均值σsAV变为不足第二阈值也不判定为受检者S没有产生身体活动，而在简单平均值σsAV变为不足第一阈值的时刻，判定为受检者S没有产生身体活动。
＜参照方式＞
针对参照方式的身体活动判定系统和包含该身体活动判定系统的生物体状态监视系统200(图7)，以将它与床BD(图2)一同使用，判定床BD上的受检者S有无身体活动，推断呼吸数的情况为例来进行说明。
在以下的说明中，将长方形的床BD(图2)的中心作为中心O，将通过中心O并沿床BD的短边(宽度方向)延伸的轴作为床BD的X轴，将通过中心O并沿床BD的长边(长度方向、上下方向)延伸的轴作为床BD的Y轴。在床BD的俯视下，将床BD的中心O的右侧作为X轴的正侧，将左侧作为X轴的负侧，将床BD的中心O的上侧作为Y轴的正侧，将下侧作为Y轴的负侧。在受检者S躺卧在床BD上的情况下，一般沿着Y轴躺卧，在Y轴向的正侧放置头部，在负侧放置脚部。
如图7所示，本参照方式的生物体状态监视系统200的结构除在控制部3的内部代替标准偏差计算部31、呼吸波形描绘部32、身体活动判定部33地，构建有身体活动判定部34、和呼吸数计算部35以外，与上述实施方式的身体活动判定系统100相同。
此外，具有上述的结构的生物体状态监视系统200中的除控制部3的呼吸数计算部35以外的部分相当于本参照方式的身体活动判定系统。
对使用这样的生物体状态监视系统200，监视床上的受检者的生物体状态(身体活动的有无、呼吸数)的动作进行说明。
使用了生物体状态监视系统200的受检者的生物体状态的监视如图8的流程图所示，包含：检测受检者的载荷的载荷检测工序S21、基于检测出的载荷来判定受检者有无身体活动的身体活动判定工序S22、参照受检者有无身体活动来计算受检者的呼吸数的呼吸数计算工序S23、以及显示身体活动判定工序S22的判定结果和/或者呼吸数计算工序S23的计算结果的显示工序S24。
[载荷检测工序]
载荷检测工序S21的内容与在上述的实施方式的身体活动判定系统100中进行的载荷检测工序S11的内容相同。
[身体活动判定工序]
在身体活动判定工序S22中，身体活动判定部34使用载荷信号s1～s4中的至少一个，判定受检者S有无身体活动。
如图9所示，身体活动判定部34包含直流成分去除部341、标准偏差计算部342、非负值化平均值计算部343、安静期间决定部344、阈值设定部345、以及判定部346。
如图10所示，身体活动判定工序S22包含直流成分去除工序S221、安静期间决定工序S222、阈值设定工序S223、判定工序S224。
在身体活动判定工序S22中，身体活动判定部34首先进行使用直流成分去除部341从各个载荷信号s1～s4去除直流成分的直流成分去除工序S221。直流成分的去除具体而言例如，通过针对各个载荷信号s1～s4将规定期间(作为一个例子，是15秒间)的移动平均值求出，并将求出的移动平均值从载荷信号s1～s4的各取样值中去除来进行。
以下，将从载荷信号s1～s4去除直流成分获得的信号分别记载为载荷信号sc1～sc4。
接下来的安静期间决定工序S222、阈值设定工序S223、以及判定工序S224使用在直流成分去除工序S221中获得的载荷信号sc1～sc4来执行。
对于身体活动判定部34而言，作为执行安静期间决定工序S222、阈值设定工序S223、判定工序S224的前提，始终执行标准偏差计算部342中的标准偏差σ的计算、和非负值化平均值计算部343中的非负值化平均值μ的计算。
标准偏差计算部342针对在直流成分去除工序S221中获得的各个载荷信号sc1～sc4，始终计算其规定的取样期间(作为一个例子，是5秒间)中包含的取样值的标准偏差σ1～σ4。
在标准偏差计算部342中计算的标准偏差σ1～σ4在安静期间决定工序S222中的安静期间(受检者不产生身体活动而仅进行呼吸的期间)的决定、和判定工序S224中的受检者S有无身体活动的判定中使用(详细内容后述)。
非负值化平均值计算部343针对在直流成分去除工序S221中获得的各个载荷信号sc1～sc4，始终计算其规定的取样期间(作为一个例子，是5秒间)中包含的各取样值W11～W14的非负值化平均值μ1～μ4。
关于非负值化平均值的计算方法，以针对安静期间内输出的载荷信号sc1，计算5秒间的取样期间的非负值化平均值μ1的情况为例进行说明。
如图11的(a)所示，载荷信号sc1在安静期间，仅与受检者S的呼吸对应地振动(如上所述，也包含有与心跳对应的振动成分，但很微小因此忽略)。非负值化平均值计算部343首先在这样的载荷信号sc1中确定该取样期间中包含的取样值W11的最小值亦即最小取样值Wmin(负值)。而且，将确定的最小取样值Wmin从取样期间内的各取样值W11减去而进行非负值化(图11的(b))。
非负值化平均值计算部343接下来计算进行了非负值化而得的各取样值W11的平均值，获得非负值化平均值μ1。也同样地计算载荷信号sc2～sc4的非负值化平均值μ2～μ4。
对于在安静期间获得的非负值化平均值μ1～μ4而言，若与受检者S的呼吸对应的载荷变动的振幅较大则变为较大的值，若与受检者S的呼吸对应的载荷变动的振幅较小则变为较小的值。
在非负值化平均计算部343计算的非负值化平均值μ1～μ4在阈值设定工序S223中的阈值σth的设定中使用(详细内容后述)。
若返回图10的流程图，则在身体活动判定部34通过载荷信号s1～s4(和/或者载荷信号sc1～sc4)的增加等，判定为新的受检者S躺到床BD上的情况下通过安静期间决定部344来执行安静期间决定工序S222，进行受检者S处于安静期间(受检者不产生身体活动而仅进行呼吸的期间)的决定。该决定具体而言例如通过对在标准偏差计算部342中计算的标准偏差σ1～σ4中的任意一个是否小于规定的阈值σ0(也可以与在上述实施方式的身体活动判定系统100中使用的阈值σ0相同)进行判定来进行。
如上所述，标准偏差σ1～σ4在载荷信号sc1～sc4的变动的量较小的期间较小，在载荷信号sc1～sc4的变动的量较大的期间较大。因此，在受检者S不产生身体活动而仅进行呼吸的安静期间(作为一个例子，图4的期间P1)中标准偏差σ1～σ4均变为较小的值。因此，若作为阈值σ0设定足够小的值，则在标准偏差σ1～σ4中的任意一个变为阈值σ0情况下，能够决定受检者S处于安静期间。
此外，如后所述，在安静期间，与呼吸对应的载荷信号的变动的量变小至哪种程度存在个体差，因此根据受检者不同，也可能存在在不产生身体活动仅进行呼吸的安静期间，标准偏差σ1～σ4维持在大于阈值σ0的值的情况。该情况下，例如，根据标准偏差σ1～σ4超过规定期间(例如5～10秒)而保持在比阈值σ0稍大的恒定的值，能够决定为受检者处于安静期间。呼吸通常以恒定的节奏产生，因此若标准偏差σ1～σ4连续在规定期间是某种程度的较小的恒定值，则即便该值多少大于阈值σ0，该期间处于安静期间的可能性也较高。
身体活动判定部34在在安静期间决定工序S222中决定为受检者S处于安静期间的情况下，通过阈值设定部345，执行阈值设定工序S223。
在阈值设定工序S223中，阈值设定部345推断受检者S的呼吸振幅的大小，并基于推断出的呼吸振幅的大小，设定在判定工序S224中使用的阈值σth。
受检者S的呼吸振幅是指，与受检者S的呼吸对应的受检者S的重心G的振动的振幅。即，呼吸振幅与利用上述实施方式的身体活动判定系统100计算的呼吸波形BW的振幅An相等。
阈值设定部345对在安静期间决定工序S222中决定出的安静期间非负值化平均值计算部343所计算出的非负值化平均值μ1～μ4的任意一个进行选择，并根据选择出的值的大小，推断受检者S的呼吸振幅的大小。安静期间的非负值化平均值μ1～μ4较大(较小)的情况下，可以说与受检者S的呼吸对应的载荷信号s1～s4、sc1～sc4的振动的振幅较大(较小)，因此推断受检者S的呼吸振幅也较大(较小)。
阈值设定部345接下来基于推断出的受检者S的呼吸振幅的大小，设定在判定工序S224中使用的阈值σth。具体而言例如，在推断出的呼吸振幅的大小大于规定的阈值μth的情况下，将阈值σth设定为第一阈值σth1，在推断出的呼吸振幅的大小小于规定的阈值μth的情况下，将阈值σth设定为第二阈值σth2(＜σth1)。这样与受检者S的呼吸振幅的大小对应地变更阈值σth的大小的理由后述。
此外，也可以以不推断呼吸振幅的大小的方式，将计算出的非负值化平均值μ1～μ4中的任意一个(选择非负值化平均值μs)与规定的阈值μth进行比较，在μs大于阈值μth的情况下将阈值σth设定为第一阈值σth1，在μs小于阈值μth的情况下将阈值σth设定为第二阈值σth2(＜σth1)。该情况下，实质上也完成基于受检者S的呼吸振幅的大小的阈值σth的设定。
其后，身体活动判定部34通过判定部346使用设定的阈值σth来执行判定工序S224，进行受检者S是否产生身体活动的判定。身体活动判定部34在受检者S离开床BD之前继续使用阈值σth，以后也可以仅执行判定工序S224而不进行安静期间决定工序S222、阈值设定工序S223。
受检者S是否产生身体活动的判定具体而言例如，通过将标准偏差计算部342始终计算的，载荷信号sc1～sc4的标准偏差σ1～σ4中的任一个(以下，称为“选择标准偏差σSE”)与在阈值设定工序S223中设定的阈值σth进行比较来进行。
在受检者S产生身体活动的期间，载荷信号sc1～sc4的变动的量变大，标准偏差σ1～σ4、和选择标准偏差σSE也变大(作为一个例子，是图4的期间p2)。因此，在将选择标准偏差σSE与设定的阈值σth(即，σth1或者σth2)进行比较，选择标准偏差σSE大于阈值σth的情况下，判定为受检者S产生身体活动。
这里，本参照方式的身体活动判定部34参照受检者S的呼吸振幅的大小，针对每个受检者S设定不同的阈值σth的理由如下。
如上所述，来自载荷检测器11～14的载荷信号s1～s4与受检者S的心跳、呼吸、以及身体活动对应地变动，但其变动的量与受检者S的身体的特征(身高、体重、体脂率、肌肉量等等)等对应地变化。而且根据本发明的发明者的见解，在与呼吸对应的载荷变动的量(呼吸振幅的大小)同与身体活动对应的载荷变动的量之间存在某种程度的相关关系。
图12是将该情形示意性地表示的曲线图。在图12中，白色圆表示能够与受检者S的呼吸对应地表示的载荷变动的量(在图12中由标准偏差表示)的上限值(呼吸变动上限值BLmax)，黑色圆表示能够与受检者的身体活动(较小的身体活动)对应地表示的载荷变动的量的下限值(身体活动变动下限值BD min)。
如图12所示，呼吸振幅较小的受检者SS的呼吸变动上限值BLmax和身体活动变动下限值BDmin分别小于呼吸振幅平均的受检者SM的呼吸变动上限值BLmax和身体活动变动下限值BDmin。另一方面，呼吸振幅较大的受检者SL的呼吸变动上限值BLmax和身体活动变动下限值BDmin分别大于呼吸振幅平均的受检者SM的呼吸变动上限值BLmax和身体活动变动下限值BDmin。
这里，根据本发明的发明者的见解，如图12所示，存在呼吸振幅较大的受检者SL的呼吸变动上限值BLmax大于呼吸振幅较小的受检者SS的身体活动变动下限值BDmin的情况。因此，难以仅使用单一的阈值高精度地进行呼吸振幅较小的受检者SS的身体活动判定、和呼吸振幅较大的受检者SL的身体活动判定。
即，若假设为了能够正确地进行呼吸振幅较大的受检者SL的身体活动判定，而使用比受检者SL的呼吸变动上限值BLmax大，且比受检者SL的身体活动变动下限值BDmin小的阈值σth1(图12)，则虽然能够正确地进行受检者SL的身体活动判定，但关于呼吸振幅较小的受检者SS，存在在受检者SS产生微量身体活动的情况下，做出没有产生身体活动的误判定的担忧。
相反，若假设为了能够正确地进行呼吸振幅较小的受检者SS的身体活动判定，而使用比受检者SS的呼吸变动上限值BLmax大，且比受检者SS的身体活动变动下限值BDmin小的阈值σth2(图12)，则虽然能够正确地进行受检者SS的身体活动判定，但关于呼吸等级较大的受检者SL，存在在受检者SL仅进行呼吸的情况下，做出产生身体活动的误判定的担忧。
因此，在本参照方式的生物体状态监视系统200中，基于受检者S的呼吸振幅的大小，设定与受检者S对应的阈值σth，并使用设定的阈值σth，判定受检者S有无身体活动。由此，能够高精度地判定呼吸振幅的大小不同的多个受检者S有无各自的身体活动。
[呼吸数计算工序]
在呼吸数计算工序S23中，呼吸数计算部35基于载荷信号s1～s4中的至少一个，计算受检者S的呼吸数。
利用呼吸数计算部35的受检者S的呼吸数的计算具体而言例如，对载荷信号s1～s4(或者载荷信号sc1～sc4)中的至少一个进行傅立叶解析，通过确定与呼吸相当的频带(人类的呼吸在1分钟中大约进行12～20次左右，因此是大约0.2Hz～大约0.33Hz)中出现的峰值频率来进行。能够根据确定的峰值频率，计算(推断)该期间的受检者S的呼吸数。
另外，在受检者S产生身体活动的期间(作为一个例子，是图4的期间P2)，与受检者S仅进行呼吸的期间(作为一个例子，是图4的期间P1)不同地，载荷信号s1～s4、sc1～sc4以同与受检者S的呼吸对应的振动不同的频率振动(或者，不显示振动)。因此，即便将在这样的期间获得的载荷信号s1～s4、sc1～sc4应用于傅立叶解析，也难以正确地计算受检者S的呼吸数。
因此，本参照方式的呼吸数计算部35基于身体活动判定部34的判定结果，针对受检者S产生身体活动的期间，停止呼吸数的计算。针对该期间的呼吸数，可以输出基于该期间的前后的期间的呼吸数的推断值，或者也可以输出呼吸数是不明确的意旨。
[显示工序]
在显示工序S24中，控制部3将身体活动判定工序S22的判定结果、和/或呼吸数计算工序S23的计算结果显示于显示部5。另外在显示工序S24中，也可以除使用显示部5的显示以外，或者对此代替，进行使用报告部6的报告。该情况下例如，在受检者S产生身体活动时发出报告音，将身体活动的产生通知给作为生物体状态监视系统200的使用者的护士或护工等。
以下总结本参照方式的身体活动判定系统、和包含它的生物体状态监视系统200的效果。
本参照方式的身体活动判定系统、和包含它的生物体状态监视系统200在身体活动判定部34中，基于受检者S的呼吸振幅，设定适合各个受检者S的阈值σth，并使用它进行受检者S是否产生身体活动的判定。因此能够针对呼吸振幅的大小相互不同的多个受检者S中的各个高精度地判定有无身体活动。
本参照方式的生物体状态监视系统200在呼吸数计算部35中，基于身体活动判定部34的判定结果从呼吸数的计算对象中去除受检者S的呼吸数的计算困难的期间。因此，通过呼吸数计算部35计算的受检者S的呼吸数的可靠性较高。
本参照方式的身体活动判定系统、和包含它的生物体状态监视系统200使用配置于床BD的腿BL1～BL4之下的载荷检测器11～14来监视受检者S的生物体状态。因此，无需对受检者S的身体安装测量装置，不会给受检者S带来不舒适感、不协调感。
在上述参照方式的身体活动判定系统、和生物体状态监视系统200中，也能够采用如下的变形形态。
在上述参照方式的身体活动判定部34中，也可以是每次判定部346在判定工序S224中判定为受检者S有身体活动，即再次进行安静期间决定工序S222和阈值设定工序S223，设定在判定工序S224中使用的阈值σth。
受检者S的呼吸振幅的大小基本上取决于受检者S的身体的特征，在监视期间中不会较大的改变。因此，通常，只要受检者没有变更，即能够将在阈值设定工序S23中暂时设定的阈值σth在其后的监视中继续使用。
然而，处于临终护理(末期医疗、末期护理)下的患者等大多产生呼吸振幅变化程度的身体状态的变化，这样的身体状态的变化大多伴随着身体活动的产生。因此，针对处于临终护理下的患者等，针对每次身体活动的产生来重新设定阈值σth，使用与此时的身体状态对应的阈值σth，从而能够提高身体活动判定的精度，并提高计算的呼吸数的可靠性。
另一方面，上述参照方式的身体活动判定部34的非负值化平均值计算部343在将暂时设定的阈值σth在判定工序S224中继续使用的情况下，也可以在设定了阈值σth后，停止非负值化平均值μ1～μ4的计算。或者，也可以仅在安静期间决定部344在安静期间决定工序S222中决定了受检者S处于安静期间的情况下，进行非负值化平均值μ1～μ4的计算。
在上述参照方式中，身体活动判定部34的标准偏差计算部342也可以代替标准偏差σ1～σ4，或者除它以外计算方差σ2 1～σ2 4。该情况下，在阈值设定工序S223中，也设定与方差σ2 1～σ2 4对应的阈值σ2 th。另外，在判定工序S224中，将方差σ2 1～σ2 4中的任一个或者任两个以上的合计与阈值σ2 th进行比较，判定受检者S有无身体活动。
在上述参照方式中，身体活动判定部34对标准偏差σ1～σ4中的任意一个是否小于规定的阈值σ0进行比较，决定受检者S处于安静期间，但并不限定于此。身体活动判定部34也可以将标准偏差σ1～σ4的任意的两个以上的合计值与阈值进行比较，决定受检者S处于安静期间。
在上述参照方式中，身体活动判定部34选出非负值化平均值μ1～μ4中的任意一个，并基于此推断受检者S的呼吸振幅的大小，但并不限定于此。身体活动判定部34也可以基于非负值化平均值μ1～μ4中的任意两个以上的合计值来推断受检者S的呼吸振幅的大小。例如，若使用非负值化平均值μ1～μ4的总和，则能够与受检者S在床BD上的位置无关地，以较高的精度推断受检者S的呼吸振幅的大小。
在上述参照方式中，身体活动判定部34将阈值σth设定为第一阈值σth1、或者比它小的第二阈值σth2中的任一个，但并不限定于此。身体活动判定部34也可以与从非负值化平均值μ1～μ44推断的受检者S的呼吸振幅的大小对应地，更详细地设定阈值σth，具体而言，也可以设定为相互不同的第一阈值σth1～第n阈值σthn(n是3以上的自然数)中的任一个。
在上述参照方式中，身体活动判定部34将标准偏差σ1～σ4中的任意一个亦即选择标准偏差σSE与设定的阈值σth进行比较，判定受检者S是否产生身体活动，但并不限定于此。身体活动判定部34也可以将标准偏差σ1～σ4中的任意两个以上的合计值与阈值σth进行比较，判定受检者S是否产生身体活动。此外，该情况下，阈值设定工序S223中设定的阈值σth也与判定工序S224中使用的标准偏差的内容对应。
在上述参照方式中，身体活动判定部34也可以代替标准偏差计算部342，或者除它以外，具备重心位置计算部。重心位置计算部使用来自载荷检测器11～14的载荷信号s1～s4(或者载荷信号sc1～sc4)的取样值W11～W14，计算受检者S的重心G的位置(X、Y)。
重心G的位置(X、Y)的计算通过如下的运算来进行。若在床BD上像图2所示那样设定XY坐标，分别将载荷检测器11、12、13、14的坐标设为(X11、Y11)、(X12、Y12)、(X13、Y13)、(X14、Y14)，则施加在床BD上的载荷的重心位置G(X、Y)通过下式来计算。
[数2]
(算式2)
Figure BDA0002680301370000211
[数3]
(算式3)
Figure BDA0002680301370000212
重心位置计算部基于上述的算式2、算式3将重心G的位置(X、Y)以规定的取样周期T来计算，并且求出重心G的位置(X、Y)的时间的变动、即重心轨迹GT，例如使其存储于存储部4。
这里，受检者S的重心G的移动具有如下的特征。
如上所述，受检者S的重心G与受检者S的呼吸对应地，沿受检者S的体轴SA的方向振动(图5的(a))。另外，受检者S的重心G在受检者S产生了较小的身体活动、较大的身体活动的情况下，与其对应地移动。而且，规定期间的重心G的移动距离按照受检者S仅进行呼吸的期间、受检者S进行较小的身体活动的期间、受检者S进行较大的身体活动的期间的顺序变大。
因此身体活动判定部34通过将规定期间的重心G的移动距离与规定的阈值进行比较，由此能够判定受检者S是否产生身体活动。具体而言例如，在规定期间的重心G的移动距离D大于规定的阈值Dth的情况下，能够判定为受检者S产生较小的身体活动。
在该变形方式中，身体活动判定部34通过阈值设定部345执行阈值设定工序S223，设定与受检者S的呼吸振幅的大小对应的阈值Dth(例如，Dth1、和比它小的Dth2中的任一个)。
在上述参照方式中，呼吸数计算部35针对载荷信号s1～s4(或者载荷信号sc1～sc4)中的至少一个进行傅立叶转换从而计算受检者S的呼吸数，但并不限定于此。
具体而言例如，身体活动判定部34具有重心位置计算部的情况下，能够根据计算出的重心G的位置，描绘受检者S的呼吸波形BW(图5的(b))。呼吸数计算部35能够将这样描绘出的呼吸波形BW的振动数视为受检者S的呼吸数。
此外，该情况下，受检者S产生身体活动的情况下，受检者S的重心G从与呼吸对应的振动偏离而较大地移动，呼吸波形BW也从仅与呼吸对应地振动的状态脱离。因此，身体活动判定部34在判定为受检者S产生身体活动的情况下，停止呼吸数的计算。
在上述参照方式中，控制部3也可以将描绘出的呼吸波形BW显示于显示部5。
在上述参照方式中，身体活动判定部34在安静期间决定工序S222中决定了受检者S处于安静期间的基础上，使用该期间的非负值化平均值μ，推断受检者S的呼吸振幅的大小。然而，并不限定于此。
受检者S在床BD上始终移动(产生身体活动)的情况较少，通常，受检者S在存在于床BD上的大部分期间，不产生身体活动且安静(仅进行呼吸)。因此，若不决定安静期间，仅在规定期间(作为一个例子，是1分钟间或者1分钟以上)连续地观察非负值化平均值μ1～μ4，则在该期间随时间推移而获得的非负值化平均值μ1～μ4中的任一个(或者这些的两个以上的合计值)中的最小的值实质上是在安静期间获得的值的情况较多(换而言之，虽没有明确地决定安静期间，但在获得该最小的值的时刻受检者处于安静状态，该最小的值是安静期间的非负值化平均值的情况较多)。这样，身体活动判定部34也可以基于在规定期间随时间推移获得的非负值化平均值中的最小的值，推断受检者S的呼吸振幅的大小。
另外该情况下，也可以在观察到比暂时获得的非负值化平均值的最小的值更小的值的情况下，基于该值，重新推断受检者S的呼吸振幅的大小，并且/或者，若需要则重新设定阈值σth。
或者，针对来自载荷检测器s11～s14的载荷信号s1～s4(或者载荷信号sc1～sc4)进行傅立叶解析并仅将呼吸带域的信号抽出，根据基于抽出的信号计算出的非负值化平均值，能够推断受检者S的呼吸振幅的大小。根据该方法，能够通过傅立叶解析去除身体活动对载荷信号s1～s4(或者载荷信号sc1～sc4)的影响，因此能够以不决定安静期间的方式，在任意的时机，推断受检者S的呼吸振幅的大小。
在上述参照方式及其变形例中，作为基于非负值化平均值μ来推断受检者S的呼吸振幅的大小的方法的一个例子，能够视为非负值化平均值μ的等倍或者规定倍的大小即是受检者S的呼吸振幅的大小。
在上述参照方式中，身体活动判定部34也能够以不使用非负值化平均值μ的方式，求出受检者S的呼吸振幅。
具体而言例如，在具有重心位置计算部，且描绘有呼吸波形BW的情况下，根据呼吸波形BW的振幅，能够推断(决定)受检者S的呼吸振幅。或者，基于安静期间的载荷信号s1～s4和载荷信号sc1～sc4的振幅中的至少一个，能够推断(决定)受检者S的呼吸振幅。
上述参照方式的生物体状态监视系统200也可以还具备对与受检者S有无身体活动、受检者S的呼吸数不同的其他的生物体状态进行判定的生物体状态判定部。这样的生物体状态判定部例如基于受检者S有无身体活动、受检者S的呼吸数，进行受检者S在床/离床判定、睡眠/睡醒判定、生死判定等。
上述参照方式的生物体状态监视系统200能够高精度地进行受检者S的身体活动判定、和受检者S的呼吸数推断，因此基于它的变形例的生物体状态监视系统200也能够高精度地进行受检者S的在床/离床判定、睡眠/睡醒判定、生死判定等。
上述实施方式的身体活动判定系统100未必需要具备全部的载荷检测器11～14，也可以仅具备其中的任一个。例如载荷检测器是三个的情况下，只要不将其配置在一直线，即能够检测床BD面上的受检者S的重心位置G。另外，载荷检测器未必需要配置于床的四角，以能够检测床上的受检者的载荷及其变动的方式，能够配置于任意的位置。另外，载荷检测器11～14并不限定于使用了梁形载荷传感器的载荷传感器，例如也能够使用力传感器。
在上述实施方式的身体活动判定系统100中，虽然各个载荷检测器11～14配置于在床BD的腿的下端安装的脚轮C之下但并不限定于此。各个载荷检测器11～14可以设置于床BD的4根腿与床BD的床板之间，只要床BD的4根腿能够被分割为上下，也可以设置于上部腿与下部腿之间。另外，也可以构成为将载荷检测器11～14以一体或者能够拆卸的方式组装于床BD，且由床BD和上述实施方式的身体活动判定系统100构成的床系统BDS(图13)。
在上述实施方式的身体活动判定系统100中，也可以在载荷检测部1与A/D转换部2之间，设置将来自载荷检测部1的载荷信号放大的信号放大部、从载荷信号将噪声去除的过滤部。
在上述实施方式的身体活动判定系统100中，显示部5也可以代替监视器地，或者除此以外，具备对表示身体有无活动的的信息打印并输出的打印机、显示身体有无活动的灯等简易的视觉显示机构。报告部6也可以代替扬声器地，或者除此以外，具备通过振动进行报告的振动产生部。
也能够构建将上述实施方式的身体活动判定系统100与上述参照方式的身体活动判定系统组合来使用的身体活动判定系统。该身体活动判定系统具体而言例如在无法具有可靠性地进行系统起动后的呼吸波形BW的描绘和平均振幅AAVn的计算的期间，不以呼吸波形BW为依据，而通过上述参照方式的身体活动判定系统来进行身体活动判定。而且，在变为能够具有可靠性地进行呼吸波形BW的描绘和平均振幅AAVn的计算的时刻，开始利用上述实施方式的身体活动判定系统100的身体活动判定。该身体活动判定系统的身体活动判定部例如在系统起动的紧后，与上述参照方式的身体活动判定部34相同地，进行使用基于非负值化平均值μ1～μ4设定的阈值σth(第二阈值)的受检者S的身体活动判定。而且，在判定为受检者S没有身体活动的情况下，计算受检者S的呼吸波形BW的平均振幅AAVn，其后，进行基于利用平均振幅AAVn进行了规格化的规格化标准偏差σs1～σs4的简单平均值σsAV与阈值σsTH(第一阈值)的比较的受检者S的身体活动判定。
只要维持本发明的特征，本发明就不限定于上述实施方式，在本发明的技术思想的范围内能够想到的其他的方式也包含于本发明的范围内。
工业上的可利用性
根据本发明的身体活动判定系统，能够减轻受检者的呼吸的深度、体格的影响，以较高的精度判定受检者有无身体活动。因此，若使用本发明的身体活动判定系统，则能够提供基于这些高精度的判定的，高质量的医疗、护理。
附图标记说明
1…载荷检测部；11、12、13、14…载荷检测器；2…A/D转换部；3…控制部；31…标准偏差计算部；32…呼吸波形描绘部；33、34…身体活动判定部；35…呼吸数计算部；4…存储部；5…显示部；6…报告部；7…输入部；100…身体活动判定系统；200…生物体状态监视系统；BD…床；BDS…床系统；S…受检者。

Claims (9)

1.一种身体活动判定系统，其判定床上的受检者有无身体活动，所述身体活动判定系统的特征在于，
具备：
多个载荷检测器，所述多个载荷检测器各自检测所述床上的受检者的载荷；
呼吸波形取得部，其基于通过所述多个载荷检测器各自检测出的所述受检者的载荷随时间的变动来求出所述受检者的呼吸波形；以及
身体活动判定部，其基于通过所述多个载荷检测器中的至少一个检测出的所述受检者的载荷随时间的变动的标准偏差与第一阈值的比较来判定所述受检者有无身体活动，
所述身体活动判定部通过所述呼吸波形的振幅来补偿在所述比较中使用的所述标准偏差，
所述补偿通过将所述标准偏差除以所述呼吸波形的所述振幅来进行。
2.根据权利要求1所述的身体活动判定系统，其特征在于，
所述身体活动判定部通过所述呼吸波形的最新的振幅，来补偿在所述比较中使用的所述标准偏差，其中，所述呼吸波形的最新的振幅是基于进行所述受检者有无身体活动的判定的时刻的所述呼吸波形的最新的峰值和该最新的峰值的前一个峰值而求出的。
3.根据权利要求2所述的身体活动判定系统，其特征在于，
所述身体活动判定部通过所述呼吸波形的所述最新的振幅与求出了该最新的振幅的时刻之前的期间的所述呼吸波形的至少一个振幅的平均值，来补偿在所述比较中使用的所述标准偏差。
4.根据权利要求2所述的身体活动判定系统，其特征在于，
所述身体活动判定部在判定为所述受检者有身体活动后，继续进行使用了判定为所述受检者有身体活动的时刻的所述最新的振幅的所述标准偏差的补偿。
5.根据权利要求3所述的身体活动判定系统，其特征在于，
所述身体活动判定部在判定为所述受检者有身体活动后，继续进行使用了判定为所述受检者有身体活动的时刻的所述最新的振幅的所述标准偏差的补偿。
6.根据权利要求3所述的身体活动判定系统，其特征在于，
所述多个载荷检测器包含第一载荷检测器、第二载荷检测器、第三载荷检测器、以及第四载荷检测器，
将通过第一载荷检测器检测出的所述受检者的载荷随时间的变动的第一标准偏差设为σ1，将通过第二载荷检测器检测出的所述受检者的载荷随时间的变动的第二标准偏差设为σ2，将通过第三载荷检测器检测出的所述受检者的载荷随时间的变动的第三标准偏差设为σ3，将通过第四载荷检测器检测出的所述受检者的载荷随时间的变动的第四标准偏差设为σ4，将所述平均值设为AAVn，所述身体活动判定部中的基于上述标准偏差与第一阈值的比较的所述受检者有无身体活动的判定是基于σ1/AAVn、σ2/AAVn、σ3/AAVn、以及σ4/AAVn的简单平均值与第一阈值的比较的所述受检者有无身体活动的判定。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的身体活动判定系统，其特征在于，
所述身体活动判定部将所述标准偏差是规定值以下的期间决定为所述受检者仅进行呼吸的安静期间，并通过所述安静期间的所述呼吸波形的所述振幅来补偿在所述比较中使用的所述标准偏差。
8.根据权利要求1～6中的任一项所述的身体活动判定系统，其特征在于，
还具备：
非负值化平均值计算部，其计算所述载荷检测器的检测值的非负值化平均值；和
阈值设定部，其基于在所述受检者仅进行呼吸的安静期间计算出的所述非负值化平均值，来设定在所述受检者有无身体活动的判定中使用的第二阈值，
所述身体活动判定部构成为基于所述标准偏差与第二阈值的比较来判定所述受检者有无身体活动，在通过该判定判定为所述受检者没有身体活动后，基于所述标准偏差与第一阈值的比较来判定所述受检者有无身体活动，并且，通过根据基于所述标准偏差与第二阈值的比较的判定而判定为所述受检者没有身体活动的期间的所述呼吸波形的所述振幅来补偿在与第一阈值的比较中使用的所述标准偏差。
9.一种床系统，其特征在于，具备：床、和权利要求1～8中的任一项所述的身体活动判定系统。
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