JP2006187510A - State analysis device and software program - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a state analysis device and a software program, accurately analyzing the state of an object. <P>SOLUTION: This state analysis device includes: a threshold computing means 28 for computing a threshold for determining the state of an object on the basis of the measurement data showing the state of an object having periodic motion; and a state discrimination means 26 for comparing a first measurement data or a second measurement data about an object 2 with the threshold, wherein the threshold computing means 28 computes a first threshold and a second threshold, and the state discrimination means 26 determines that the object 2 is in a first state in the case where the magnitude of periodic motion at a determination object time of the first measurement data is continuously below the first threshold and the magnitude of periodic motion at a determination object time of the first measurement data is not below a second threshold, or in the case where the periodic motion at a determination object time of the first measurement data is not below the first threshold and the magnitude of periodic motion at a determination object time of the second measurement data is continuously below the second threshold. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、状態解析装置及びソフトウエアプログラムに関し、特に対象物の状態を正確に解析できる状態解析装置及びソフトウエアプログラムに関するものである。   The present invention relates to a state analysis device and a software program, and more particularly to a state analysis device and a software program that can accurately analyze the state of an object.

空間内、例えば風呂場やトイレ等での対象物、例えば人物の動きを検出する動き検出装置として、従来から、動き検出センサが提案されている。代表的な例としては、ベッド上の就寝者にパターンを投影し、投影されたパターンを連続的に撮像した画像からパターンの移動量を算出することで、就寝者の呼吸を監視する監視装置があった。(例えば、特許文献1参照。)。
特開2002−175582号公報 (第5−9頁、第1−13図)
2. Description of the Related Art Conventionally, a motion detection sensor has been proposed as a motion detection device that detects a motion of an object in a space, for example, a bathroom or a toilet, for example, a person. As a typical example, there is a monitoring device that monitors a sleeper's breathing by calculating a pattern movement amount from an image obtained by continuously projecting the projected pattern onto a sleeper on the bed. there were. (For example, refer to Patent Document 1).
JP 2002-175582 A (page 5-9, FIG. 1-13)

以上のような従来の装置としては、例えば、周期的な動きのある対象物、例えば、人物の略全体に対応する領域から測定した、人物の状態を示すデータと、所定の基準値とを比較し、前記比較結果に基づいて、注目時点での人物の低呼吸と無呼吸の両方又はいずれか一方を判別する状態解析装置があった。   As a conventional apparatus as described above, for example, data indicating a person's state measured from an object having a periodic motion, for example, an area corresponding to substantially the whole person, and a predetermined reference value are compared. However, there has been a state analysis device that discriminates one or both of hypopnea and apnea of a person at the time of interest based on the comparison result.

しかしながら、上記のような従来の装置では、例えば、複雑な呼吸運動に対して全体としての正しい評価をするため、詳細な状態の解析や解析の精度の向上等、より正確な状態の解析が望まれていた。   However, in the conventional apparatus as described above, for example, in order to accurately evaluate complex respiratory motion as a whole, more accurate state analysis such as detailed state analysis and improvement of analysis accuracy is desired. It was rare.

そこで本発明は、対象物の状態を正確に解析できる状態解析装置及びソフトウエアプログラムを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a state analysis apparatus and a software program that can accurately analyze the state of an object.

上記目的を達成するために、請求項1に係る発明による状態解析装置は、例えば図1に示すように、周期的な動きのある対象物2の状態を示す測定データのうち判定対象時点の前後の第1の所定期間の該測定データに基づいて、対象物2の状態を判定するための閾値を算出する閾値算出手段28と;対象物2の第1の領域2aに対応する第1の測定データ又は対象物2の第1の領域2aとは異なる第2の領域2bに対応する第2の測定データと、閾値とを比較して、対象物2の状態を判別する状態判別手段26とを備え;閾値算出手段28は、第1の領域2aに応じた第1の閾値及び第2の領域2bに応じた第2の閾値を算出し、状態判別手段26は、第1の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第1の閾値を第2の所定期間連続的に下まわり、第2の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第2の閾値を下まわらない場合、又は第1の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第1の閾値を下まわらず、第2の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第2の閾値を第2の所定期間連続的に下まわった場合に、対象物2が第1の状態であると判別するように構成される。   In order to achieve the above object, the state analysis apparatus according to the first aspect of the present invention provides, for example, as shown in FIG. 1, before and after the determination target time point in the measurement data indicating the state of the object 2 with periodic movement. Threshold calculation means 28 for calculating a threshold for determining the state of the object 2 based on the measurement data of the first predetermined period; and a first measurement corresponding to the first region 2a of the object 2 A state determination unit 26 that compares the threshold value with the second measurement data corresponding to the second region 2b different from the first region 2a of the data or the object 2 and the state; Provided; the threshold value calculation means 28 calculates a first threshold value corresponding to the first area 2a and a second threshold value corresponding to the second area 2b, and the state determination means 26 determines the first measurement data. The magnitude of the periodic movement at the target time point exceeds the first threshold value for the second predetermined period. If the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the second measurement data does not fall below the second threshold, or the periodic movement at the determination target time point of the first measurement data If the magnitude does not fall below the first threshold and the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the second measurement data falls below the second threshold continuously for the second predetermined period, the target It is configured to determine that the object 2 is in the first state.

このように構成すると、閾値算出手段は、第1の領域に応じた第1の閾値及び第2の領域に応じた第2の閾値を算出する。状態判別手段は、第1の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第1の閾値を第2の所定期間連続的に下まわり、第2の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第2の閾値を下まわらない場合、又は第1の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第1の閾値を下まわらず、第2の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第2の閾値を第2の所定期間連続的に下まわった場合に、対象物が第1の状態であると判別するので、対象物の状態を正確に解析できる状態解析装置を提供することができる。   If comprised in this way, a threshold value calculation means will calculate the 1st threshold value according to a 1st area | region, and the 2nd threshold value according to a 2nd area | region. The state discriminating unit is configured such that the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the first measurement data is continuously lower than the first threshold value for the second predetermined period, and the period at the determination target time point of the second measurement data. The second measurement data if the magnitude of the general movement does not fall below the second threshold, or the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the first measurement data does not fall below the first threshold. The state of the object is determined because the object is determined to be in the first state when the magnitude of the periodic movement at the determination target time falls below the second threshold continuously for the second predetermined period. It is possible to provide a state analysis device that can accurately analyze.

例えば、対象物が呼吸をしている人物である場合、第1の領域は胸部領域2aであり、第2の領域は腹部領域2bである。また、この場合、第1の状態は、例えば、いわゆる閉塞性無呼吸状態(Obstructive apnea)である。以下、特に断りのない限り同様である。   For example, when the object is a breathing person, the first region is the chest region 2a and the second region is the abdominal region 2b. In this case, the first state is, for example, a so-called obstructive apnea state. The same applies hereinafter unless otherwise specified.

上記目的を達成するために、請求項2に係る発明による状態解析装置は、例えば図1に示すように、周期的な動きのある対象物2の状態を示す測定データに基づいて、対象物の第1の領域2aに対応する第1の測定データ又は対象物の第1の領域2aとは異なる第2の領域2bに対応する第2の測定データと、対象物2の略全体に対応する全体測定データとを比較して、対象物の状態を判別する状態判別手段26を備え;状態判別手段26は、第1の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさ、又は第2の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが、全体測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさを、第3の所定期間連続的に略同等あるいは上まわった場合に、対象物が第1の状態であると判別するように構成される。   In order to achieve the above object, a state analysis apparatus according to a second aspect of the present invention is based on measurement data indicating a state of a target object 2 having a periodic motion, as shown in FIG. The first measurement data corresponding to the first region 2a or the second measurement data corresponding to the second region 2b different from the first region 2a of the object and the whole corresponding to substantially the entire object 2 A state determination unit that compares the measurement data with the state of the object to determine the state of the object; the state determination unit includes a periodical movement magnitude at the determination target time point of the first measurement data; If the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the measurement data is substantially equal to or exceeds the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the entire measurement data for the third predetermined period, Configured to determine that the object is in the first state. That.

このように構成すると、状態判別手段は、第1の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさ、又は第2の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが、全体測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさを、第3の所定期間連続的に略同等あるいは上まわった場合に、対象物が第1の状態であると判別するので、対象物の状態を正確に解析できる状態解析装置を提供することができる。   If comprised in this way, the state discrimination | determination means has the magnitude | size of the periodic motion at the determination object time point of 1st measurement data, or the magnitude of the periodic movement at the determination object time point of 2nd measurement data as a whole. Since it is determined that the object is in the first state when the magnitude of the periodic movement at the determination object time point of the measurement data is substantially equal to or exceeds the continuous value for the third predetermined period, It is possible to provide a state analysis apparatus that can accurately analyze the state.

上記目的を達成するために、請求項3に係る発明による状態解析装置は、例えば図1に示すように、周期的な動きのある対象物2の状態を示す測定データのうち判定対象時点の前後の第1の所定期間の該測定データに基づいて、対象物2の状態を判定するための閾値を算出する閾値算出手段28と;対象物2の第1の領域2aに対応する第1の測定データ又は対象物の第1の領域2aとは異なる第2の領域2bに対応する第2の測定データと、閾値とを比較して、対象物2の状態を判別する状態判別手段26とを備え;閾値算出手段28は、第1の領域2aに応じた第1の閾値、第2の領域2bに応じた第2の閾値及び対象物2の略全体に応じた第3の閾値を算出し、状態判別手段26は、対象物2の略全体に対応する全体測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが、第3の閾値を第4の所定期間連続的に下まわり、第1の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第1の閾値を、又は第2の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第2の閾値を、第5の所定期間連続的に上まわった場合に、対象物が第1の状態であると判別するように構成される。   In order to achieve the above object, a state analysis apparatus according to a third aspect of the present invention provides, for example, as shown in FIG. 1, before and after a determination target time point in measurement data indicating a state of an object 2 having a periodic movement. Threshold calculation means 28 for calculating a threshold for determining the state of the object 2 based on the measurement data of the first predetermined period; and a first measurement corresponding to the first region 2a of the object 2 The state determination means 26 which compares the threshold value with the 2nd measurement data corresponding to the 2nd area | region 2b different from the 1st area | region 2a of data or a target object is provided. The threshold value calculating means 28 calculates a first threshold value corresponding to the first region 2a, a second threshold value corresponding to the second region 2b, and a third threshold value corresponding to substantially the entire object 2; The state determination unit 26 determines the entire measurement data corresponding to substantially the entire object 2. The magnitude of the periodic movement at the time of the elephant is continuously below the third threshold for the fourth predetermined period, and the magnitude of the periodic movement at the determination target time of the first measurement data is the first threshold. Or when the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the second measurement data exceeds the second threshold value continuously for the fifth predetermined period, the object is in the first state. Is configured to discriminate.

このように構成すると、閾値算出手段は、第1の領域に応じた第1の閾値、第2の領域に応じた第2の閾値及び対象物2の略全体に応じた第3の閾値を算出する。状態判別手段は、対象物の略全体に対応する全体測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが、第3の閾値を第4の所定期間連続的に下まわり、第1の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第1の閾値を、又は第2の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第2の閾値を、第5の所定期間連続的に上まわった場合に、対象物が第1の状態であると判別するので、対象物の状態を正確に解析できる状態解析装置を提供することができる。   If comprised in this way, a threshold value calculation means will calculate the 1st threshold value according to a 1st area | region, the 2nd threshold value according to a 2nd area | region, and the 3rd threshold value according to the substantially whole object 2. To do. The state discriminating means detects the first measurement when the magnitude of the periodic movement at the judgment target time point of the whole measurement data corresponding to substantially the whole object is continuously below the third threshold for the fourth predetermined period. The magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the data is the first threshold value, or the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the second measurement data is the second threshold value, the fifth predetermined period. Since the object is determined to be in the first state when continuously up, it is possible to provide a state analysis device that can accurately analyze the state of the object.

また請求項4に記載のように、請求項1又は請求項3に記載の状態解析装置では、例えば図1に示すように、状態判別手段26は、第1の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第1の閾値を、及び第2の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第2の閾値を、第6の所定期間連続的に下まわった場合に、対象物2が第2の状態であると判別するように構成してもよい。   Further, as described in claim 4, in the state analyzing apparatus according to claim 1 or 3, as shown in FIG. 1, for example, the state determining unit 26 is configured to determine the period of the determination target time point of the first measurement data. When the magnitude of the general movement falls below the first threshold and the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the second measurement data falls continuously below the second threshold for the sixth predetermined period. Moreover, you may comprise so that the target object 2 may discriminate | determine that it is a 2nd state.

このように構成すると、状態判別手段は、第1の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第1の閾値を、及び第2の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第2の閾値を、第6の所定期間連続的に下まわった場合に、対象物が第2の状態であると判別するので、対象物の状態が第2の状態であることを正確に解析することができる。さらに、第1の状態と、第1の状態とは異なる第2の状態とを正確に区別して判別することができる。   When configured in this way, the state determination means is configured such that the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the first measurement data is the first threshold and the periodic movement at the determination target time point of the second measurement data. When the size of the object falls below the second threshold continuously for a sixth predetermined period, it is determined that the object is in the second state, so the state of the object is in the second state Can be analyzed accurately. Furthermore, it is possible to accurately distinguish and discriminate between the first state and the second state different from the first state.

例えば、対象物が呼吸をしている人物である場合、第2の状態は、例えば、いわゆる中枢性無呼吸状態(Central apnea)である。以下、特に断りのない限り同様である。   For example, when the object is a breathing person, the second state is, for example, a so-called central apnea state. The same applies hereinafter unless otherwise specified.

また請求項5に記載のように、請求項2に記載の状態解析装置では、例えば図1に示すように、測定データのうち判定対象時点の前後の第1の所定期間の該測定データに基づいて、対象物2の状態を判定するための閾値を算出する閾値算出手段28を備え;閾値算出手段28は、第1の領域2aに応じた第1の閾値及び第2の領域2bに応じた第2の閾値を算出し、状態判別手段26は、第1の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第1の閾値を、及び第2の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第2の閾値を、第6の所定期間連続的に下まわった場合に、対象物2が第2の状態であると判別するように構成してもよい。   Further, as described in claim 5, in the state analysis apparatus described in claim 2, for example, as shown in FIG. 1, based on the measurement data of the first predetermined period before and after the determination target time, among the measurement data. And a threshold value calculating means 28 for calculating a threshold value for determining the state of the object 2; the threshold value calculating means 28 corresponds to the first threshold value corresponding to the first area 2a and the second area 2b. The second threshold value is calculated, and the state determination unit 26 determines that the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the first measurement data is the first threshold value, and the period of the determination target time point of the second measurement data. It may be configured to determine that the target object 2 is in the second state when the magnitude of the actual movement continuously falls below the second threshold for the sixth predetermined period.

このように構成すると、閾値算出手段は、第1の領域に応じた第1の閾値及び第2の領域に応じた第2の閾値を算出する。状態判別手段は、第1の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第1の閾値を、及び第2の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第2の閾値を、第6の所定期間連続的に下まわった場合に、対象物が第2の状態であると判別するので、対象物の状態が第2の状態であることを正確に解析することができる。さらに、第1の状態と、第1の状態とは異なる第2の状態とを正確に区別して判別することができる。   If comprised in this way, a threshold value calculation means will calculate the 1st threshold value according to a 1st area | region, and the 2nd threshold value according to a 2nd area | region. The state determination means is configured such that the magnitude of the periodic motion at the determination target time point of the first measurement data is the first threshold value, and the periodic movement magnitude at the determination target time point of the second measurement data is the second value. When the threshold value of the object is continuously lowered for the sixth predetermined period, it is determined that the object is in the second state. Therefore, it is accurately analyzed that the state of the object is the second state. Can do. Furthermore, it is possible to accurately distinguish and discriminate between the first state and the second state different from the first state.

また請求項6に記載のように、請求項4又は請求項5に記載の状態解析装置では、例えば図1に示すように、状態判別手段26は、第1の状態と第2の状態とが略連続し、対象物2が当該第1の状態である期間と当該第2の状態である期間とが、第7の所定期間略連続した場合に、対象物2が第3の状態であると判別するように構成してもよい。   Further, as described in claim 6, in the state analysis device according to claim 4 or claim 5, as shown in FIG. 1, for example, the state determination means 26 has a first state and a second state. When the object 2 is in the third state when the period in which the object 2 is in the first state and the period in which the object 2 is in the second state are substantially continuous for a seventh predetermined period. You may comprise so that it may discriminate | determine.

このように構成すると、状態判別手段は、第1の状態と第2の状態とが略連続し、対象物が当該第1の状態である期間と当該第2の状態である期間とが、第7の所定期間略連続した場合に、対象物2が第3の状態であると判別するので、第1の状態、第2の状態とは区別した第3の状態を正確に判別することができる。   If comprised in this way, a state discrimination | determination means will be the 1st state and a 2nd state substantially continuing, and the period when a target object is the said 1st state and the period which is the said 2nd state are the 1st. 7 is substantially continuous for a predetermined period, it is determined that the object 2 is in the third state, so the third state distinguished from the first state and the second state can be accurately determined. .

例えば、対象物が呼吸をしている人物である場合、第3の状態は、例えば、いわゆる混合性無呼吸状態(Mixed apnea)である。以下、特に断りのない限り同様である。   For example, when the object is a breathing person, the third state is, for example, a so-called mixed apnea state. The same applies hereinafter unless otherwise specified.

上記目的を達成するために、請求項7に係る発明による状態解析装置は、例えば図1に示すように、周期的な動きのある対象物2の状態を示す測定データのうち判定対象時点の前後の第1の所定期間の該測定データに基づいて、対象物2の状態を判定するための閾値を算出する閾値算出手段28と;対象物2の第1の領域2aに対応する第1の測定データ又は対象物2の第1の領域2aとは異なる第2の領域2bに対応する第2の測定データと、閾値とを比較して、対象物2の状態を判別する状態判別手段26とを備え;閾値算出手段28は、第1の領域2aに応じた第1の閾値及び第2の領域2bに応じた第2の閾値を算出し、状態判別手段26は、第1の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第1の閾値を、及び第2の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第2の閾値を、第6の所定期間連続的に下まわった場合に、対象物2が第2の状態であると判別するように構成される。   In order to achieve the above object, a state analysis apparatus according to a seventh aspect of the present invention provides, for example, as shown in FIG. 1, before and after a determination target time point in measurement data indicating a state of an object 2 having a periodic movement. Threshold calculation means 28 for calculating a threshold for determining the state of the object 2 based on the measurement data of the first predetermined period; and a first measurement corresponding to the first region 2a of the object 2 A state determination unit 26 that compares the threshold value with the second measurement data corresponding to the second region 2b different from the first region 2a of the data or the object 2 and the state; Provided; the threshold value calculation means 28 calculates a first threshold value corresponding to the first area 2a and a second threshold value corresponding to the second area 2b, and the state determination means 26 determines the first measurement data. The magnitude of the periodic movement at the target time point is the first threshold value and the second measurement value. It is configured to determine that the target object 2 is in the second state when the magnitude of the periodic movement at the data determination target time point continuously falls below the second threshold value for a sixth predetermined period. Is done.

このように構成すると、閾値算出手段は、第1の領域に応じた第1の閾値及び第2の領域に応じた第2の閾値を算出する。状態判別手段は、第1の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第1の閾値を、及び第2の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第2の閾値を、第6の所定期間連続的に下まわった場合に、対象物2が第2の状態であると判別するので、対象物の状態を正確に解析できる状態解析装置を提供することができる。   If comprised in this way, a threshold value calculation means will calculate the 1st threshold value according to a 1st area | region, and the 2nd threshold value according to a 2nd area | region. The state determination means is configured such that the magnitude of the periodic motion at the determination target time point of the first measurement data is the first threshold value, and the periodic movement magnitude at the determination target time point of the second measurement data is the second value. When the threshold value of the object 2 is continuously lowered for the sixth predetermined period, it is determined that the object 2 is in the second state. Therefore, it is possible to provide a state analysis apparatus that can accurately analyze the state of the object. it can.

また請求項8に記載のように、請求項1又は請求項3乃至請求項7のいずれか1項に記載の状態解析装置では、例えば図1に示すように、状態判別手段26は、対象物2の略全体に対応する全体測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが、閾値算出手段28によって算出される対象物の略全体に応じた第4の閾値を、第8の所定期間連続的に下まわらなかった場合に、対象物が第4の状態であると判別するように構成してもよい。   Further, as described in claim 8, in the state analysis apparatus according to claim 1 or any one of claims 3 to 7, for example, as shown in FIG. The fourth threshold value corresponding to substantially the whole of the object calculated by the threshold value calculation means 28 is set as the eighth predetermined value. It may be configured to determine that the object is in the fourth state when it has not fallen continuously for a period of time.

このように構成すると、状態判別手段26は、対象物2の略全体に対応する全体測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが、閾値算出手段28によって算出される対象物の略全体に応じた第4の閾値を、第8の所定期間連続的に下まわらなかった場合に、対象物が第4の状態であると判別するので、例えば、何らかの要因に起因して明らかにおかしいと考えられる判別を排除することができ、第1の状態、第2の状態と、第3の状態を正確に判別することができる。   With this configuration, the state determination unit 26 is a target object whose magnitude of periodic movement at the determination target time point of the entire measurement data corresponding to substantially the entire target object 2 is calculated by the threshold value calculation unit 28. When the fourth threshold corresponding to the whole is not continuously lowered for the eighth predetermined period, it is determined that the object is in the fourth state. For example, it is obviously strange due to some factor. The first state, the second state, and the third state can be accurately determined.

例えば、対象物が呼吸をしている人物である場合、第4の状態は、例えば、正常な呼吸の状態である。また、第4の閾値は、典型的には、第3の閾値よりも大きな値である。以下、特に断りのない限り同様である。   For example, when the object is a breathing person, the fourth state is, for example, a normal breathing state. Further, the fourth threshold value is typically a value larger than the third threshold value. The same applies hereinafter unless otherwise specified.

また請求項9に記載のように、請求項2に記載の状態解析装置では、例えば図1に示すように、測定データのうち判定対象時点の前後の第1の所定期間の該測定データに基づいて、対象物2の状態を判定するための閾値を算出する閾値算出手段28を備え;状態判別手段26は、対象物2の略全体に対応する全体測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが、閾値算出手段28によって算出される対象物の略全体に応じた第4の閾値を、第8の所定期間連続的に下まわらなかった場合に、対象物2が第4の状態であると判別するように構成してもよい。   Further, as described in claim 9, in the state analyzing apparatus according to claim 2, for example, as shown in FIG. 1, based on the measurement data of the first predetermined period before and after the determination target time point among the measurement data. And a threshold value calculating means 28 for calculating a threshold value for determining the state of the object 2; the state determining means 26 is a periodic movement at the determination target time point of the entire measurement data corresponding to substantially the entire object 2. The object 2 is in the fourth state when the fourth threshold value corresponding to substantially the whole object calculated by the threshold value calculation means 28 is not continuously reduced for the eighth predetermined period. You may comprise so that it may be determined.

このように構成すると、閾値算出手段は対象物の略全体に応じた第4の閾値を算出する。状態判別手段は、対象物の略全体に対応する全体測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが、閾値算出手段によって算出される対象物の略全体に応じた第4の閾値を、第8の所定期間連続的に下まわらなかった場合に、対象物が第4の状態であると判別するので、例えば、何らかの要因に起因して明らかにおかしいと考えられる判別を排除することができ、第1の状態を正確に判別することができる。   If comprised in this way, a threshold value calculation means will calculate the 4th threshold value according to the substantially whole object. The state discriminating means has a fourth threshold value corresponding to substantially the whole of the object calculated by the threshold value calculating means, wherein the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the entire measurement data corresponding to substantially the whole object. If the object is not continuously lowered for the eighth predetermined period, it is determined that the object is in the fourth state. For example, it is possible to eliminate a determination that is apparently strange due to some factor. And the first state can be accurately determined.

また請求項10に記載のように、請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の状態解析装置では、例えば図10(適宜図9も参照)に示すように、測定データを取得する測定装置10を備え;測定装置10は、対象領域3に複数の輝点11bを投影する投影装置11と、複数の輝点11bが投影された対象領域3を撮像する撮像装置12と、撮像手段12により異なる時点に取得された2フレームの画像から複数の輝点11bの2フレーム間の移動量を算出する移動量算出手段141と、移動量を時系列に並べてなる移動量波形データを生成する移動量波形生成手段142とを有するように構成してもよい。   Further, as described in claim 10, in the state analysis apparatus according to any one of claims 1 to 9, measurement data is acquired as shown in FIG. 10 (see also FIG. 9 as appropriate). A measuring apparatus 10; the measuring apparatus 10 projects a plurality of bright spots 11b on the target area 3, an imaging apparatus 12 that images the target area 3 on which the plurality of bright spots 11b are projected, and imaging means 12 generates a movement amount calculation unit 141 that calculates a movement amount between two frames of a plurality of bright spots 11b from two frame images acquired at different time points, and movement amount waveform data in which the movement amounts are arranged in time series. The movement amount waveform generation unit 142 may be included.

このように構成すると、測定装置を備え、測定データは、測定装置から取得されたものであるので、正確に対象物の状態を測定できる。また、測定装置は、投影装置と、撮像装置と、移動量算出手段と、移動量波形生成手段とを含んで構成されるので、例えば非接触で対象物の状態を正確に測定できる。   If comprised in this way, since a measuring apparatus is provided and measurement data are acquired from the measuring apparatus, the state of a target object can be measured correctly. Further, since the measuring device is configured to include the projection device, the imaging device, the movement amount calculating means, and the movement amount waveform generating means, it is possible to accurately measure the state of the object without contact, for example.

上記目的を達成するために、請求項11に係る発明によるソフトウエアプログラムは、例えば図19に示すように、コンピュータにインストールして、該コンピュータを状態解析装置として作動させるソフトウエアプログラムであって;周期的な動きのある対象物の状態を示す測定データのうち判定対象時点の前後の第1の所定期間の該測定データに基づいて、対象物の状態を判定するための閾値を算出する処理と(S5);対象物の第1の領域2aに対応する第1の測定データ又は対象物の第1の領域2aとは異なる第2の領域2bに対応する第2の測定データと、閾値とを比較して、対象物の状態を判別する処理(S7)とを実行するようにコンピュータを制御し;算出する処理(S5)は、第1の領域2aに応じた第1の閾値及び第2の領域2bに応じた第2の閾値を算出する処理を含み、判別する処理(S7)は、第1の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第1の閾値を第2の所定期間連続的に下まわり、第2の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第2の閾値を下まわらない場合、又は第1の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第1の閾値を下まわらず、第2の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第2の閾値を第2の所定期間連続的に下まわった場合に、対象物が第1の状態であると判別する処理を含むように構成される。   In order to achieve the above object, a software program according to an eleventh aspect of the present invention is a software program that is installed in a computer and operates as a state analysis device, for example, as shown in FIG. Processing for calculating a threshold value for determining the state of the object based on the measurement data of the first predetermined period before and after the determination target time among the measurement data indicating the state of the object having a periodic movement; (S5); first measurement data corresponding to the first region 2a of the object or second measurement data corresponding to the second region 2b different from the first region 2a of the object, and a threshold value. In comparison, the computer is controlled to execute the process of determining the state of the object (S7); the process of calculating (S5) includes a first threshold value and a second threshold value corresponding to the first region 2a. The process of determining (S7) includes a process of calculating a second threshold value corresponding to the region 2b. In the determining process (S7), the magnitude of the periodic motion at the determination target time point of the first measurement data is set to the second threshold value When continuously falling below a predetermined period and the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the second measurement data does not fall below the second threshold, or the periodic measurement at the determination target time point of the first measurement data When the magnitude of movement does not fall below the first threshold and the magnitude of periodic movement at the determination target time point of the second measurement data falls continuously below the second threshold for a second predetermined period. And a process for determining that the object is in the first state.

このように構成すると、周期的な動きのある対象物の第1の領域に応じた第1の閾値及び第2の領域に応じた第2の閾値を算出する。さらに、第1の領域に対応する第1の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第1の閾値を第2の所定期間連続的に下まわり、第2の領域に対応する第2の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第2の閾値を下まわらない場合、又は第1の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第1の閾値を下まわらず、第2の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第2の閾値を第2の所定期間連続的に下まわった場合に、対象物が第1の状態であると判別するので、対象物の状態を正確に解析できるソフトウエアプログラムを提供することができる。   If comprised in this way, the 1st threshold value according to the 1st area | region of the target object with a periodic motion and the 2nd threshold value according to a 2nd area | region will be calculated. Further, the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the first measurement data corresponding to the first area is continuously lower than the first threshold for the second predetermined period, and corresponds to the second area. When the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the second measurement data does not fall below the second threshold, or the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the first measurement data is the first If the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the second measurement data falls below the second threshold value continuously for a second predetermined period without lowering the threshold value, the object is in the first state. Therefore, it is possible to provide a software program that can accurately analyze the state of the object.

以上のように本発明によれば、周期的な動きのある対象物の状態を示す測定データのうち判定対象時点の前後の第1の所定期間の該測定データに基づいて、対象物の状態を判定するための閾値を算出する閾値算出手段と;対象物の第1の領域に対応する第1の測定データ又は対象物の第1の領域とは異なる第2の領域に対応する第2の測定データと、閾値とを比較して、対象物の状態を判別する状態判別手段とを備え;閾値算出手段は、第1の領域に応じた第1の閾値及び第2の領域に応じた第2の閾値を算出し、状態判別手段は、第1の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第1の閾値を第2の所定期間連続的に下まわり、第2の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第2の閾値を下まわらない場合、又は第1の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第1の閾値を下まわらず、第2の測定データの判定対象時点の周期的な動きの大きさが第2の閾値を第2の所定期間連続的に下まわった場合に、対象物が第1の状態であると判別するので、対象物の状態を正確に解析できる状態解析装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, the state of the object is determined based on the measurement data of the first predetermined period before and after the determination target time, among the measurement data indicating the state of the object with periodic movement. Threshold calculation means for calculating a threshold for determination; first measurement data corresponding to the first area of the object or second measurement corresponding to a second area different from the first area of the object A state discriminating unit that compares the data with a threshold value to discriminate the state of the object; the threshold value calculating unit includes a first threshold value corresponding to the first region and a second value corresponding to the second region. And the state determination means is configured such that the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the first measurement data is continuously lower than the first threshold for a second predetermined period, and the second measurement data If the magnitude of the periodic movement at the determination target time does not fall below the second threshold, or The magnitude of the periodic movement at the determination target time of the second measurement data does not fall below the first threshold, and the magnitude of the periodic movement at the determination target time of the second measurement data becomes the second threshold. Since the object is determined to be in the first state when continuously falling for a predetermined period of time, it is possible to provide a state analysis apparatus that can accurately analyze the state of the object.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において互いに同一あるいは相当する部材には同一符号を付し、重複した説明は省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the mutually same or equivalent member, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図1は本発明の第1の実施の形態に係る状態解析装置としての呼吸モニタ1の構成例を示すブロック図である。呼吸モニタ1は、演算装置20と、測定装置としてのFGセンサ10とを含んで構成される。演算装置20は、例えば、パソコンやマイコンといったコンピュータである。また演算装置20は、呼吸モニタ1を操作するための情報を入力する入力装置35と、呼吸モニタ1の処理状態を表示するディスプレイ40とを有している。入力装置35は、例えばタッチパネル、キーボードあるいはマウスである。ディスプレイ40は、典型的にはLCD(Liquid Crystal Displays、液晶表示装置)である。ディスプレイ40に表示される呼吸モニタ1の処理状態は、例えば後述のFGセンサ10によって取得される測定データ、後述の状態判別部26による対象物2の状態の判別結果等である。本図では、入力装置35とディスプレイ40は、演算装置20の本体に外付けするものとして図示されているが、内蔵されていてもよい。なおFGセンサ10については図9で詳述する。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a respiration monitor 1 as a state analysis apparatus according to the first embodiment of the present invention. The respiration monitor 1 is configured to include an arithmetic device 20 and an FG sensor 10 as a measuring device. The arithmetic unit 20 is, for example, a computer such as a personal computer or a microcomputer. The computing device 20 also has an input device 35 for inputting information for operating the respiration monitor 1 and a display 40 for displaying the processing state of the respiration monitor 1. The input device 35 is, for example, a touch panel, a keyboard, or a mouse. The display 40 is typically an LCD (Liquid Crystal Display, liquid crystal display device). The processing state of the respiratory monitor 1 displayed on the display 40 is, for example, measurement data acquired by an FG sensor 10 described later, a determination result of the state of the object 2 by a state determination unit 26 described later, and the like. Although the input device 35 and the display 40 are illustrated as being externally attached to the main body of the arithmetic device 20 in this figure, they may be built in. The FG sensor 10 will be described in detail with reference to FIG.

演算装置20は、周期的な動きのある対象物2の状態を示す測定データのうち判定対象時点の前後の第1の所定期間の該測定データに基づいて、対象物2の状態を判定するための閾値を算出する閾値算出手段としての閾値算出部28と、対象物2の第1の領域2aに対応する第1の測定データ、又は、対象物2の当該第1の領域2aとは異なる第2の領域2bに対応する第2の測定データと閾値とを比較して、対象物2の状態を判別する状態判別手段としての状態判別部26とを備える。   The arithmetic unit 20 determines the state of the target object 2 based on the measurement data of the first predetermined period before and after the determination target time among the measurement data indicating the state of the target object 2 having a periodic movement. The threshold value calculation unit 28 serving as a threshold value calculation means for calculating the threshold value of the first object is different from the first measurement data corresponding to the first region 2a of the target object 2 or the first region 2a of the target object 2. A state determination unit 26 as a state determination unit that determines the state of the object 2 by comparing the second measurement data corresponding to the second region 2b with a threshold value.

また、演算装置20は、対象物2の動きの測定された測定点について、複数の動きの位相が略同一である測定点の位置座標群の代表座標を計算する代表座標演算部24と、動きの位相が異なる位置座標群が2以上あるときは2以上の代表座標間に対象領域を分割する領域分割線を形成する分割線形成部25とを備える。分割線形成部25は、典型的には、対象領域であるベッド3に存在している対象物としての人物2を第1の領域としての胸部領域2aと第2の領域としての腹部領域2bとに分割するように領域分割線2cを形成する。胸部領域2a(第1の領域)、腹部領域2b(第2の領域)については後述する。   The arithmetic unit 20 also includes a representative coordinate calculation unit 24 that calculates the representative coordinates of the position coordinate group of the measurement points at which the phases of the plurality of movements are substantially the same for the measurement points where the movement of the object 2 is measured, When there are two or more position coordinate groups having different phases, a dividing line forming unit 25 for forming an area dividing line for dividing the target area between two or more representative coordinates is provided. The parting line forming unit 25 typically includes a chest region 2a as a first region and an abdominal region 2b as a second region. An area dividing line 2c is formed so as to be divided into two. The chest region 2a (first region) and the abdominal region 2b (second region) will be described later.

さらに、演算装置20は、周期的な動きのある対象物2の状態を示す測定データに基づいて、前記周期的な動きとともに起こる非周期的な動きを判定して検出する非周期的動き検出手段としての体動検出部27を備え、判定対象時点の前後の期間のうち、体動検出部27で非周期的動きの検出された期間を除く第1の所定期間の測定データに基づいて閾値を算出する。なお、本実施の形態の主な所定期間には、第1の所定期間から第10所定期間までがある。これらの所定期間については、順次後述で説明していく(ただし、順番は必ずしも番号順ではない)。   Furthermore, the arithmetic unit 20 determines and detects the non-periodic movement that occurs together with the periodic movement based on the measurement data indicating the state of the object 2 having the periodic movement. And a threshold value based on the measurement data of the first predetermined period excluding the period in which the non-periodic motion is detected by the body motion detection unit 27 among the periods before and after the determination target time point. calculate. The main predetermined period of this embodiment includes the first predetermined period to the tenth predetermined period. These predetermined periods will be sequentially described later (however, the order is not necessarily the number order).

ここで、対象物は、本実施の形態では、人物2であるものとして説明するが、牛やブタ等の家畜であってもよい。なお家畜はネコやイヌ等のペットも含むものとする。以下対象物は人物2として説明する。ここでは人物2はベッド3上で就寝中である場合で説明する。ここで、周期的な動きとは、例えば、人物2の呼吸運動であり、非周期的な動きとは、例えば、人物2の呼吸運動以外の体動(以下特に断りのない限り単に「体動」という。)である。なお、人物2の呼吸運動は、実際にはその周期や振幅等、呼吸運動を示す後述の波形データに不安定性があり、極端な場合には振幅が失われることもあるが、多少の不安定性であれば、無視して解析することができる。人物2の体動とは、例えば寝返りといった呼吸より周期性に乏しく、呼吸より大きい人物2の動きである。さらに呼吸より大きい人物2の動きとは、例えば動きの大きさ、あるいは動きの変化の大きさで呼吸に対して特徴づけられるものである。   Here, although the target object is described as being the person 2 in the present embodiment, it may be a domestic animal such as a cow or a pig. Livestock includes pets such as cats and dogs. Hereinafter, the object is described as a person 2. Here, the case where the person 2 is sleeping on the bed 3 will be described. Here, the periodic motion is, for example, the respiratory motion of the person 2, and the non-periodic motion is, for example, a body motion other than the respiratory motion of the person 2 (hereinafter referred to as “body motion unless otherwise specified”). "). It should be noted that the respiratory motion of the person 2 is actually unstable in later-described waveform data indicating the respiratory motion, such as its period and amplitude. In extreme cases, the amplitude may be lost, but there is some instability. If so, it can be ignored and analyzed. The body movement of the person 2 is a movement of the person 2 that is less periodic than breathing, such as turning over, and is larger than the breathing. Further, the movement of the person 2 larger than the respiration is characterized by respiration, for example, by the magnitude of the movement or the magnitude of the change in movement.

また、本実施の形態に係る呼吸モニタ1は、人物の睡眠時の呼吸の状態を解析し、睡眠時無呼吸症候群(SAS)の診断に用いる呼吸運動検出装置である。   The respiratory monitor 1 according to the present embodiment is a respiratory motion detection device that analyzes the respiratory state of a person during sleep and is used for diagnosis of sleep apnea syndrome (SAS).

また、本実施の形態では、第1の状態は、睡眠中に喉の奥の空気の通り道(上気道)が塞がれて窒息状態になり、無呼吸発作中も呼吸努力が認められる、いわゆる閉塞性無呼吸状態(Obstructive apnea)である。さらに、後述する第2の状態は、睡眠中に呼吸中枢から呼吸筋に対して呼吸指令が届かなくなることで息がとまり、胸腹運動(すなわち呼吸運動そのもの)が停止する、いわゆる中枢性無呼吸状態(Central apnea)である。また、後述する第3の状態は、閉塞性無呼吸の亜種であり、閉塞性無呼吸と中枢性無呼吸とが複合した混合性無呼吸状態Mixed apneaである。さらに、後述する第4の状態は、上述した閉塞性無呼吸、中枢性無呼吸、混合性無呼吸等の呼吸による気流がほぼ止まった状態である無呼吸状態(apnea)、呼吸による気流が明瞭に低下した状態である低呼吸状態(hypopnea)のいずれでもない状態、言い換えれば、睡眠時無呼吸症候群(SAS)の診断上、問題のない正常な呼吸の状態である。   In the present embodiment, the first state is a so-called suffocation state in which the passage of air in the back of the throat (upper airway) is blocked during sleep, and so-called respiratory effort is observed even during an apnea attack. Obstructive apnea. Furthermore, the second state described later is a so-called central apnea in which breathing stops when the respiratory command does not reach the respiratory muscles during sleep, and thoracoabdominal movement (that is, respiratory movement itself) stops. It is a state (Central apnea). A third state to be described later is a subtype of obstructive apnea, which is a mixed apnea state in which obstructive apnea and central apnea are combined. Furthermore, the fourth state described below is an apnea state in which the airflow due to the above-described obstructive apnea, central apnea, mixed apnea, etc. is almost stopped, and the airflow due to respiration is clear. In other words, it is a state of normal breathing which is not a hypopnea state (hypopnea), that is, a state that is lowered to a low level, in other words, a state of normal breathing which has no problem in the diagnosis of sleep apnea syndrome (SAS).

また本実施の形態では、測定データは、FGセンサ10で測定されたデータである。人物2の状態を示す測定データとは、人物2の測定範囲(例えば人物2の胸部や腹部を含む範囲)での一定時間内の動きに関する量、さらに具体的には、体表面の上下方向移動速度に関する量である。また、人物2の状態を示す測定データは、人物2の動きを複数の点で測定した測定結果に基づいたデータであり、複数の点での各測定値の総和に基づく呼吸データと、複数の点での各測定値の絶対値の総和のデータである体動データとの両方またはいずれか一方を含んでいる。なお絶対値の総和は各測定値の二乗の値の総和を含む概念である。ここでは、測定データは呼吸データと体動データとの両方を含んでいる。また、呼吸データ及び体動データは、さらに各々測定点の数又は測定値に一定以上の変動があった測定点の数で除算したデータとしてもよい。   In the present embodiment, the measurement data is data measured by the FG sensor 10. The measurement data indicating the state of the person 2 is the amount related to the movement of the person 2 within a certain time within the measurement range (for example, the range including the chest and abdomen of the person 2), more specifically, the vertical movement of the body surface. It is a quantity related to speed. The measurement data indicating the state of the person 2 is data based on measurement results obtained by measuring the movement of the person 2 at a plurality of points. Respiration data based on the sum of the measurement values at the plurality of points, It includes both and / or one of body motion data which is data of the sum of absolute values of each measured value at a point. The sum of absolute values is a concept including the sum of the squares of the measured values. Here, the measurement data includes both respiration data and body movement data. Further, the respiration data and the body movement data may be data obtained by further dividing the number of measurement points or the number of measurement points in which the measurement value has changed more than a certain value.

図2は、本発明の実施の形態に係る呼吸モニタに用いる、呼吸データ及び体動データが形成する波形パターンの例について示した概要図である。測定データは、例えば図2に示すような波形パターンを形成する。なお(a)は、人物2の正常呼吸を測定した場合の呼吸データを単純化した一例である。また、(b)は体動を示すデータを含む呼吸データの典型例であり、(c)は体動を示すデータを含む体動データの典型例である。(b)、(c)に示すように、呼吸以外の身体の動き(体動)がある場合には、体動データは大きい値の分布を持ち、同時に呼吸データの振れ幅も大きくなり周期性を失う。またここでは測定データのサンプリング間隔(1データの取得間隔)は例えば0.1〜0.25秒である。またここでは、人物2の動きを複数の点で測定した各測定値は、一定時間内の人物2の動き、言い換えれば人物2の動きの速度に関する値である。従って、各測定点の測定値を加え合わせれば、一定期間内の一定方向への全体的な平均的位置変化に関するデータを得ることができる(呼吸データ)。また各測定値の絶対値を加え合わせれば、全体の動きの総量に関するデータを得ることができる(体動データ)。なおここでは、呼吸データと体動データとの両方を用いる場合で説明するが、例えば呼吸データのみでも以下で説明する全てのプロセスを行うことができる。   FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a waveform pattern formed by respiration data and body motion data used in the respiration monitor according to the embodiment of the present invention. For example, the measurement data forms a waveform pattern as shown in FIG. In addition, (a) is an example which simplified the respiration data at the time of measuring the normal respiration of the person 2. FIG. Further, (b) is a typical example of respiratory data including data indicating body movement, and (c) is a typical example of body movement data including data indicating body movement. As shown in (b) and (c), when there is a body motion other than breathing (body motion), the body motion data has a large value distribution, and at the same time, the fluctuation width of the breathing data becomes large and the periodicity is increased. Lose. Here, the sampling interval of measurement data (acquisition interval of one data) is, for example, 0.1 to 0.25 seconds. Further, here, each measurement value obtained by measuring the movement of the person 2 at a plurality of points is a value related to the movement of the person 2 within a predetermined time, in other words, the movement speed of the person 2. Therefore, by adding the measurement values at each measurement point, it is possible to obtain data relating to the overall average position change in a certain direction within a certain period (breathing data). Further, if the absolute values of the respective measured values are added together, data relating to the total amount of the entire movement can be obtained (body movement data). Here, the case where both respiration data and body motion data are used will be described. However, for example, all processes described below can be performed using only respiration data.

なお、FGセンサ10から取得された測定データの本装置による解析は、一定期間の測定データを取得してからまとめ行ってもよいし、人物2の状態推移に伴って、データの取得に対してリアルタイムに行ってもよい。本実施の形態では、一定期間、例えば一晩(7〜10時間程度)の測定データをまとめて処理(解析)する場合で説明する。   Note that the analysis of the measurement data acquired from the FG sensor 10 by the present apparatus may be performed after acquiring the measurement data for a certain period, or the acquisition of the data with the state transition of the person 2 It may be done in real time. In this embodiment, a case where measurement data for a certain period, for example, overnight (about 7 to 10 hours) is collectively processed (analyzed) will be described.

またここで、判定対象時点とは、人物2の状態を判別する時点のことである。判定対象時点は、取得する測定データに対してほぼ等間隔に設定される。判定対象時点の間隔は、例えば、測定データのサンプリング間隔等に合わせて、適宜決めればよい。すなわち、ここでは判定対象時点の間隔は、(1データの取得間隔)は例えば0.1〜0.25秒程度である。
以下、再び図1を参照して上記各構成について詳細に説明する。
Here, the determination target time point is a time point at which the state of the person 2 is determined. The determination target time points are set at approximately equal intervals with respect to the acquired measurement data. The interval between the determination target points may be appropriately determined according to, for example, the sampling interval of the measurement data. That is, here, the interval of the determination target time points (1 data acquisition interval) is, for example, about 0.1 to 0.25 seconds.
Hereinafter, each of the above-described configurations will be described in detail with reference to FIG. 1 again.

体動検出部27は、上述したように周期的な動きのある対象物、すなわち呼吸運動のある人物2の状態を示す測定データに基づいて、呼吸運動とともに起こる非周期的な動き、すなわち体動を判定して検出し、さらに、当該測定データ中から対象物の体動を示すデータの存在する期間である体動期間を検出するように構成される。   As described above, the body motion detection unit 27 is based on the measurement data indicating the state of the object having a periodic motion, that is, the state of the person 2 having the respiratory motion. And detecting a body movement period which is a period in which data indicating the body movement of the object exists from the measurement data.

本実施の形態では、体動検出部27は、判定対象時点直前の第9の所定期間内の測定データ(例えば体動データ)の分布状況に基づいて体動基準値を算出するように構成する。第9の所定期間は、体動基準値を算出するための期間であり、例えば、判定対象時点直前の1〜2分程度とするとよい。   In the present embodiment, the body motion detection unit 27 is configured to calculate the body motion reference value based on the distribution state of measurement data (for example, body motion data) within a ninth predetermined period immediately before the determination target time point. . The ninth predetermined period is a period for calculating the body movement reference value, and may be, for example, about 1 to 2 minutes immediately before the determination target time point.

ここで体動データの分布状況は、例えば、第9の所定期間の体動データ(測定値)の平均値+標準偏差×aにより算出し、これを体動基準値とする。ここでaは定数である。このaを例えば3とすればデータがガウス分布をしている場合、体動データ(測定値)の99.85%は、この式により算出した値の範囲に入るので、そこから外れたものは、通常の分布ではなく、体動であると判定できる。すなわち、体動検出部27は、判定対象時点の体動データ(測定値)が上記のようにして算出する体動基準値を超えた場合に、判定対象時点での動きが体動であると判定する。   Here, the distribution state of the body motion data is calculated by, for example, the average value of the body motion data (measured values) in the ninth predetermined period + standard deviation × a, and this is used as the body motion reference value. Here, a is a constant. If this a is 3, for example, and the data has a Gaussian distribution, 99.85% of the body movement data (measured value) falls within the range of values calculated by this equation. It can be determined that the body motion is not a normal distribution. That is, when the body motion data (measured value) at the determination target time exceeds the body motion reference value calculated as described above, the body motion detection unit 27 determines that the motion at the determination target time is a body motion. judge.

体動検出部27は、判定対象時点の人物2の動きが体動であると判定した場合、さらに、当該測定データ中から人物2の体動を示すデータの存在する期間である体動期間を検出するように構成される。体動期間は、実際に体動があると判定された期間でよいが、体動が検出された期間の前後数秒は、測定データ(例えば呼吸データ)が多少不安定となることが予め予測できるので、実際に体動があると判定された期間に、当該期間の前後数秒を加えた期間を、体動期間とすることが好適である。なお、体動検出部27が上述のように、判定対象時点の動きが体動であるか否かを検出することは、言い換えれば、判定対象時点が体動期間であるか否かを判定することでもある。   When it is determined that the movement of the person 2 at the determination target time point is a body movement, the body movement detection unit 27 further determines a body movement period that is a period in which data indicating the body movement of the person 2 exists from the measurement data. Configured to detect. The body movement period may be a period in which it is determined that there is actually body movement, but it can be predicted in advance that measurement data (for example, respiratory data) becomes somewhat unstable for several seconds before and after the period in which body movement is detected. Therefore, it is preferable that a period obtained by adding several seconds before and after the period to a period in which it is determined that there is actually body movement is a body movement period. In addition, as described above, the body motion detection unit 27 detects whether or not the motion at the determination target time point is a body motion, in other words, determines whether or not the determination target time point is a body motion period. It is also a thing.

なお、時間的に過去(前側)のデータから順次この作業を行っていけば、過去の判定対象時点が体動であるかが次の判定対象時点で判っているので、体動である時点、すなわち体動を示す期間は、次に説明する第1の所定期間と同様に、第9の所定期間から除外することが好ましい。すなわち、体動を示す測定データは以降の体動基準値の計算に入れないようにすることが好ましい。このようにすることでより正確に体動を検出することができるようになる。また、体動検出部27は、体動データ(測定値)が上記のようにして算出する体動基準値を、例えば1〜5秒程度連続的に超えた場合に、体動であると判定するように構成してもよい。   In addition, if this work is performed sequentially from the past (front) data in time, it is known at the next determination target time whether the past determination target time is a body movement, That is, it is preferable to exclude the period indicating body movement from the ninth predetermined period, as in the first predetermined period described below. That is, it is preferable that measurement data indicating body movement is not included in the subsequent calculation of the body movement reference value. By doing so, body movement can be detected more accurately. The body motion detection unit 27 determines that the body motion is detected when the body motion data (measured value) continuously exceeds the body motion reference value calculated as described above, for example, for about 1 to 5 seconds. You may comprise.

また、体動検出部27は、体動基準値を、判定対象時点の前の第9の所定期間内の測定データと、後の第9の所定期間内の測定データとに基づいて、前の第9の所定期間と後の第9の所定期間毎に算出し、人物2の体動の判定を、算出された体動基準値のそれぞれの有効性を評価していずれか一方を採用し、さらに判定対象時点のデータと採用された体動基準値を比較することで行うようにしてもよい。有効性の評価は、例えば有効な情報量を評価することにより行うとよい。有効な情報量の評価は、例えば前の第9の所定期間と後の第9の所定期間とのそれぞれの体動データの情報エントロピーを算出して比較することにより評価できる。情報エントロピーについては後述する。   In addition, the body motion detection unit 27 calculates the body motion reference value based on the measurement data in the ninth predetermined period before the determination target time point and the measurement data in the subsequent ninth predetermined period. Calculated for each of the ninth predetermined period and the subsequent ninth predetermined period, the determination of the body movement of the person 2 is evaluated by evaluating the effectiveness of each calculated body movement reference value, and either one is adopted. Furthermore, the determination may be performed by comparing the data at the determination target time with the adopted body movement reference value. The evaluation of effectiveness may be performed, for example, by evaluating an effective amount of information. The effective information amount can be evaluated by, for example, calculating and comparing information entropy of body motion data in the previous ninth predetermined period and the subsequent ninth predetermined period. Information entropy will be described later.

また有効性の評価は、後述する図3に示すようなヒストグラムを用いてもよい。このようなヒストグラムを用いる場合には、例えば前の第9の所定期間と後の第9の所定期間とのそれぞれの体動データのヒストグラムから、それぞれ出力分布の塊を求め、出力の低い方に分布している塊(図中左側の塊)に含まれる度数の多い方を有効とすることで評価してもよい。このようにすることで、大きな体動等による人物2の姿勢変化で感度が変わり、基準とすべきレベル等(例えば体動基準値)が変ったときにすぐに対応できる。ここで、この塊の範囲は、ガウス分布を仮定して、ヒストグラムのピーク(最頻値)に対して度数が一定割合、例えば60%(即ちe―1/2)となる位置までの再頻値からの距離の一定倍(例えば3倍)を最頻値に加える。なお、ガウス分布を仮定する場合には、図中ヒストグラムのピークの右側(体動データの大きい側)は、体動による影響を受けているので、左側(体動データの小さい側)でピークに対する度数の割合を評価するとよい。あるいは最も簡易に最頻値の4倍まで等のように決める。   The effectiveness may be evaluated using a histogram as shown in FIG. 3 described later. When using such a histogram, for example, from each of the body movement data histograms of the previous ninth predetermined period and the subsequent ninth predetermined period, an output distribution block is obtained, and the lower output is obtained. You may evaluate by making the one with much frequency contained in the lump (left lump in the figure) distributed. In this way, the sensitivity changes due to the posture change of the person 2 due to a large body movement or the like, and it is possible to respond immediately when the level to be used as a reference (for example, the body movement reference value) changes. Here, the range of this lump is assumed to be a Gaussian distribution, and the frequency of the frequency up to a position where the frequency becomes a fixed ratio, for example, 60% (ie, e−1 / 2) with respect to the peak (mode) of the histogram. A certain multiple (for example, 3 times) of the distance from the value is added to the mode value. If a Gaussian distribution is assumed, the right side of the histogram peak in the figure (the side where the body motion data is large) is affected by body motion, so the left side (the side where the body motion data is small) corresponds to the peak. It is recommended to evaluate the frequency ratio. Or, it is determined as simple as 4 times the mode value.

なお、体動検出部27は、判定対象時点の前の第9の所定期間の測定データと、後の第9の所定期間内の測定データの有効性を評価して、前記第9の所定期間内の測定データのいずれか一方を採用し、前記採用された測定データに基づいて体動基準値を算出するようにしてもよい。この場合には、人物2の体動の判定を、第9の所定期間のデータと算出された体動基準値を比較することで行うようにする。   The body motion detection unit 27 evaluates the effectiveness of the measurement data in the ninth predetermined period before the determination target time point and the measurement data in the subsequent ninth predetermined period, and the ninth predetermined period. Any one of the measurement data may be adopted, and the body movement reference value may be calculated based on the adopted measurement data. In this case, the body movement of the person 2 is determined by comparing the data of the ninth predetermined period with the calculated body movement reference value.

また、体動検出部27は、第10の所定期間内の測定データ(例えば体動データ)に基づいて、判定対象時点の人物2の体動を判定するための体動判定値を算出し、算出した体動判定値と、体動の判定の基準となる体動基準値とを比較し、その比較結果に基づいて人物2の体動を判定するように構成してもよい。   Further, the body motion detection unit 27 calculates a body motion determination value for determining the body motion of the person 2 at the determination target time point based on measurement data (for example, body motion data) within the tenth predetermined period, The calculated body movement determination value may be compared with a body movement reference value that is a reference for body movement determination, and the body movement of the person 2 may be determined based on the comparison result.

この場合、第10の所定期間は、人物2の動きが周期的か非周期的かを判定することのできるに十分なある幅をもった時間帯内であり、例えば、体動判定値の算出に後述のように情報エントロピーやCV値を使うような場合には、5〜10秒程度とするとよい。体動判定値は、測定データ(例えば体動データ)から求める各時点での2次パラメータである。   In this case, the tenth predetermined period is within a time zone having a certain width enough to determine whether the movement of the person 2 is periodic or aperiodic. For example, calculation of a body movement determination value In the case where information entropy or CV value is used as will be described later, it may be set to about 5 to 10 seconds. The body movement determination value is a secondary parameter at each time point obtained from measurement data (for example, body movement data).

さらにこの場合、体動判定値は第10の所定期間内の測定データ(例えば体動データ)のバラツキに関する量とするとよい。バラツキに関する量とは、例えば情報エントロピーや変動係数(CV値)である。まずCV値とは、「CV値=標準偏差/平均値」で算出できるものであり、変動の大きさをバイアスレベルで正規化する意味を持つ。従って、測定データのバイアスレベルの変動や、計算期間と比較してゆっくりした変化に対しては大きく反応せず、バイアスの状態に比較して大きい急な変動に反応することになる。   Further, in this case, the body movement determination value may be an amount related to variation in measurement data (for example, body movement data) within the tenth predetermined period. The amount related to variation is, for example, information entropy or variation coefficient (CV value). First, the CV value can be calculated by “CV value = standard deviation / average value”, and has the meaning of normalizing the magnitude of the fluctuation with the bias level. Therefore, it does not react greatly to fluctuations in the bias level of the measurement data or slow changes compared to the calculation period, but reacts to sudden fluctuations that are large compared to the bias state.

また情報エントロピーとは、物理学で用いられるエントロピーを事象の不確かさとして考え、ある情報による不確かさの減少分が、その情報の情報量であるとすると、情報を受け取る前後の不確かさの相対値である。例えば、サイコロを振ったとき、結果を見る前はどの目が出たかまったく分からないので、不確かさ即ち情報エントロピーは最大である。奇数の目が出たという情報を受け取ると、情報エントロピーは減少する。1の目が出たことを知れば、結果は一意に確定し、情報エントロピーは最小となる。また情報量は確率に対して単調減少関数である。珍しい事象が起きたことを知れば、その情報量は大きいが、珍しい事象は当然めったに起こらない。それほど珍しくはないが多少変わったことが起きたということをそのたびに知れば、長い間観察した総情報量は大きくなる場合もある。このような観点から見た長い間の平均的な情報量が情報エントロピーである。ここで、p(x)は、複数の事象の集合Xの中で、事象xが起こる確率を示す。
Information entropy refers to the entropy used in physics as the uncertainty of an event, and if the decrease in uncertainty due to certain information is the amount of information, the relative value of uncertainty before and after receiving the information. It is. For example, when rolling a dice, the uncertainty or information entropy is maximal since it is not known at all what the eye came out before looking at the result. Upon receiving the information that an odd number of eyes have appeared, the information entropy decreases. If it is known that the first eye has come out, the result is uniquely determined and the information entropy is minimized. The amount of information is a monotonically decreasing function with respect to the probability. Knowing that an unusual event has occurred, the amount of information is large, but of course an unusual event rarely occurs. Each time you know that something unusual has happened, but it is not unusual, the total amount of information observed over time can be large. From this point of view, the average amount of information for a long time is information entropy. Here, p (x) indicates the probability that the event x will occur in the set X of a plurality of events.

なお、情報エントロピーは測定データのヒストグラムから求めることができる。ヒストグラムは例えば図3に示すようなものである。図3では縦軸を度数、横軸をクラス(階級)としている。なお、クラスは例えば測定データの出力の大きさに対応するものであり、図示では測定データの分布に基づいて、等間隔に設定されている。具体的にはクラスの幅は、全測定データの平均値と標準偏差を基準として、0から平均値+標準偏差×2までをN分割してもよい。ここでNは全データ数により決定するとよい。例えば通常10〜数十である。あるいは、暫定的に設定したクラスの幅で求めた再頻値の4倍を50分割する等でもよい。ここで、あるクラスのxの生起確率p(x)=クラスの度数/全データ数となる。なお、図中一番右のクラス(Nクラス)は、Nクラス以上のデータがすべてカウントされているため、度数が大きくなっている。   Information entropy can be obtained from a histogram of measurement data. The histogram is, for example, as shown in FIG. In FIG. 3, the vertical axis represents frequency and the horizontal axis represents class (class). The class corresponds to, for example, the magnitude of the output of measurement data, and is set at equal intervals based on the distribution of measurement data in the drawing. Specifically, the class width may be divided into N from 0 to the average value + standard deviation × 2 based on the average value and standard deviation of all measurement data. Here, N may be determined based on the total number of data. For example, it is usually 10 to several tens. Alternatively, it may be possible to divide 50 times by 4 times the frequent value obtained by the provisionally set class width. Here, the occurrence probability p (x) of x of a certain class = frequency of class / total number of data. In the rightmost class (N class) in the figure, since all data of N class or more are counted, the frequency is large.

また、この際には、図3のように縦軸を度数、横軸をクラス(階級)としたヒストグラムを求める場合、クラスの幅(横軸)をLogスケールにしたヒストグラムとするとよい。それによって、クラスの幅がクラスの中心値に比例して変化することになり、信号(例えば測定データ)の感度の変動に対して不変な情報エントロピーを求めることができる。なお、ヒストグラムのクラスの幅は、第10の所定期間内のデータ数や、予め計測しておいた一晩(7〜10時間程度)での体動データの分布範囲、バラツキ等から求めることができる。   In this case, as shown in FIG. 3, when obtaining a histogram with the vertical axis representing the frequency and the horizontal axis representing the class (class), the class width (horizontal axis) is preferably a log scale histogram. As a result, the class width changes in proportion to the center value of the class, and information entropy that is invariant to fluctuations in the sensitivity of the signal (for example, measurement data) can be obtained. The width of the class of the histogram can be obtained from the number of data in the tenth predetermined period, the distribution range of body motion data in the overnight (about 7 to 10 hours), variation, and the like. it can.

なお、体動判定値は、判定対象時点の周囲の周波数分布から算出してもよい。ここで、判定対象時点の周囲とは、例えば、判定対象時点を含む、又は隣接する第10の所定期間のことである。周波数分布は、例えば、ハイパスフィルタを通した出力、フーリエ変換による周波数成分の分布、ウェーブレット変換によるスケールに対する出力の分布に反映されるものである。これにより取出された測定データ(例えば体動データ)の大きさ(出力値等)の分布に基づいて体動判定値を算出するようにしてもよい。   The body movement determination value may be calculated from the frequency distribution around the determination target time point. Here, the periphery of the determination target time point is, for example, a tenth predetermined period including or adjacent to the determination target time point. The frequency distribution is reflected in, for example, an output through a high-pass filter, a distribution of frequency components by Fourier transform, and an output distribution with respect to a scale by wavelet transform. The body motion determination value may be calculated based on the distribution of the magnitude (output value or the like) of the measurement data (for example, body motion data) thus extracted.

また、上記のようにして体動判定値を算出し、比較する場合の基準となる体動基準値は、個々の測定データ(例えば体動データ)に関係なく、基準となる値を1つの値に決めても良いし、判定対象時点毎の複数の体動判定値の分布や、予め計測しておいた一晩(7〜10時間程度)分の体動判定値の分布から決めてもよい。また、体動検出部27は、判定対象時点以前の第9の所定期間内の測定データ(例えば体動データ)に基づいて、人物2の体動の判定の基準となる体動基準値を算出し、判定対象時点の体動判定値と体動基準値とを比較して、その比較結果に基づいて人物2の体動を判定するように構成してもよい。   In addition, the body motion reference value used as a reference when calculating and comparing the body motion determination value as described above is a single value as a reference value regardless of individual measurement data (for example, body motion data). Or may be determined from a distribution of a plurality of body movement determination values for each determination target time point or a distribution of body movement determination values for one night (about 7 to 10 hours) measured in advance. . In addition, the body motion detection unit 27 calculates a body motion reference value that is a reference for determining the body motion of the person 2 based on measurement data (for example, body motion data) within a ninth predetermined period before the determination target time point. Then, the body motion determination value at the determination target time point may be compared with the body motion reference value, and the body motion of the person 2 may be determined based on the comparison result.

また、体動検出部27による体動の判定は、例えば第9の所定期間での測定データ(例えば体動データ)の分布から体動閾値を設定して体動基準値とし、この体動閾値と判定対象時点の体動データとの比較により判定してもよい。ここで上記の体動閾値Thm(図3に図示)は、例えば図3のヒストグラムの最頻値の度数の一定割合(例えば60%(即ちe―1/2))となる位置までの最頻値からの距離の一定倍(例えば3倍)を最頻値に加えた位置として決定できる。なお、図中ヒストグラムのピークの右側は、体動による影響を受けているので、左側でピークに対する度数の割合を評価するとよい。   The body motion determination by the body motion detection unit 27 is performed by setting a body motion threshold value from a distribution of measurement data (for example, body motion data) in a ninth predetermined period, for example, and setting the body motion reference value. And may be determined by comparison with body motion data at the determination target time point. Here, the body motion threshold value Thm (shown in FIG. 3) is, for example, the mode up to a position where the frequency of the mode value in the histogram of FIG. 3 becomes a certain ratio (eg, 60% (ie, e−1 / 2)). It is possible to determine a position obtained by adding a certain multiple (for example, three times) of the distance from the value to the mode value. In addition, since the right side of the peak of the histogram in the figure is affected by body movement, the ratio of the frequency to the peak may be evaluated on the left side.

つぎに、閾値算出部28は、判定対象時点の前後の期間のうち体動検出部27で体動の検出された期間である体動期間を除く第1の所定期間の測定データに基づいて、状態判別部26による人物2の状態の判別に用いる閾値を算出する。   Next, the threshold value calculation unit 28 is based on the measurement data of the first predetermined period excluding the body motion period that is the period in which the body motion detection unit 27 detects the body motion among the periods before and after the determination target time point. A threshold value used for determining the state of the person 2 by the state determining unit 26 is calculated.

第1の所定期間は、例えば1分でもよいし1時間でもよく、閾値を算出するのに充分な時間であればよく、典型的には、判定対象時点が複数含まれていればよい。好ましくは、第1の所定期間は、人物2の直近の状態を表すため、1分〜数分程度が適当であり、ここでは、例えば2分とする。   The first predetermined period may be, for example, 1 minute or 1 hour, and may be a time sufficient to calculate the threshold, and typically includes a plurality of determination target time points. Preferably, since the first predetermined period represents the most recent state of the person 2, approximately 1 minute to several minutes is appropriate, and here, for example, 2 minutes.

ここで、図4(a)に示すように、体動検出部27により検出された体動期間と、第1の所定期間とが重なる場合には、体動期間の測定データを除いた残りの測定データに、前記除いた期間に相当する期間の測定データを加えて、第1の所定期間の測定データとする。具体的には、例えば第1の所定期間の後側(未来側)に体動検出部27により検出された体動期間が存在する場合には、第1の所定期間(2分)の前側(過去側)の測定データから、前記除いた期間に相当する期間の測定データを加えるようにするとよい(図4(b)参照)。なお、例えば、判定対象時点の少し前に大きな体動があって、第1の所定期間の前側(過去側)に体動期間が存在する場合には、第1の所定期間(2分)の判定対象時点に続く後側(未来側)の測定データから、前記除いた期間に相当する期間の測定データを加えるようにするとよい(図4(c))。すなわち、体動期間を含まない連続した2分間(第1の所定期間)の測定データを確保できるようにする。なお、第1の所定期間は、出来るだけ、判定対象時点を含んで体動期間の無い連続的な期間を取るようにするとよい。第1の所定期間に体動期間を含めないことで、閾値算出部28は、後述する呼吸基準値を精度よく算出することができ、呼吸基準値に基づいて算出される閾値を精度良く算出することができるので、状態判別部26による状態の判別をより正確に行うことができる。   Here, as shown in FIG. 4A, when the body motion period detected by the body motion detection unit 27 and the first predetermined period overlap, the remaining data excluding the measurement data of the body motion period are included. Measurement data for a period corresponding to the excluded period is added to the measurement data to obtain measurement data for the first predetermined period. Specifically, for example, when there is a body movement period detected by the body movement detection unit 27 on the rear side (future side) of the first predetermined period, the front side of the first predetermined period (2 minutes) ( It is preferable to add measurement data for a period corresponding to the excluded period from the measurement data on the past side (see FIG. 4B). For example, when there is a large body motion slightly before the determination target time point and a body motion period exists on the front side (past side) of the first predetermined period, the first predetermined period (2 minutes) It is preferable to add measurement data in a period corresponding to the excluded period from the measurement data on the rear side (future side) following the determination target time (FIG. 4C). That is, measurement data for two consecutive minutes (first predetermined period) not including the body movement period can be secured. In addition, it is good to take the continuous period without a body movement period as much as possible for the 1st predetermined period including a determination object time point. By not including the body movement period in the first predetermined period, the threshold value calculation unit 28 can calculate a respiration reference value described later with high accuracy, and accurately calculate a threshold value calculated based on the respiration reference value. Therefore, the state determination by the state determination unit 26 can be performed more accurately.

再び、図1に戻って、閾値算出部28によって第1の所定期間の測定データに基づいて算出され、人物2の状態の判別に用いられる閾値は、後述する呼吸基準値に基づいて定められる。言い換えれば、閾値算出部28は、測定データ、ここでは呼吸データに基づいて呼吸基準値を算定し、当該呼吸基準値に基づいて閾値を算出する。   Returning to FIG. 1 again, the threshold value calculated by the threshold value calculation unit 28 based on the measurement data for the first predetermined period and used for determining the state of the person 2 is determined based on a respiration reference value to be described later. In other words, the threshold value calculation unit 28 calculates a respiration reference value based on measurement data, here, respiration data, and calculates a threshold value based on the respiration reference value.

状態判別部26は、人物2の第1の領域としての胸部領域2aに対応する第1の測定データ、又は、人物2の当該胸部領域2aとは異なる第2の領域としての腹部領域2bに対応する第2の測定データと閾値とを比較して、人物2の状態を判別するように構成される。さらに、状態判別部26は、後述するように、人物2の略全体に対応する全体測定データと閾値とを比較して、人物2の状態を判別するようにも構成される。   The state determination unit 26 corresponds to the first measurement data corresponding to the chest region 2a as the first region of the person 2 or the abdominal region 2b as the second region different from the chest region 2a of the person 2. The second measurement data to be compared is compared with a threshold value to determine the state of the person 2. Further, as will be described later, the state determination unit 26 is also configured to determine the state of the person 2 by comparing the entire measurement data corresponding to substantially the entire person 2 with a threshold value.

ここで、本実施の形態では、人物2の第1の領域としての胸部領域2aは、人物2の上半身の上部(胸部)であり、人物2の第2の領域としての腹部領域2bは、人物2の上半身の下部(腹部)である。また、人物2の略全体は、典型的には、人物2の胸部領域2aと腹部領域2bを合わせた領域である。すなわち、ここでいう人物2の略全体とは、対象物たる人物2の頭からつま先までの意味ではなく、図9で後述するFGセンサによる測定の対象の領域となる部分の略全体の意味であり、人物2の胸部と腹部とを合わせた領域である。   Here, in the present embodiment, the chest region 2a as the first region of the person 2 is the upper part (chest region) of the upper body of the person 2, and the abdominal region 2b as the second region of the person 2 is the person. 2 is the lower part (abdomen) of the upper body. Further, substantially the entire person 2 is typically an area obtained by combining the chest area 2 a and the abdominal area 2 b of the person 2. That is, the term “substantially whole of the person 2” here does not mean from the head to the toe of the person 2 as the object, but the meaning of the whole of a portion that is a region to be measured by the FG sensor described later with reference to FIG. Yes, it is a region where the chest and abdomen of the person 2 are combined.

また、第1の領域に対応する第1の測定データは、人物2の上半身の上部(胸部)に対応する測定データであり、第2の領域に対応する第2の測定データは、人物2の上半身の下部(腹部)に対応する測定データである。全体測定データは、人物2の略全体に対応する測定データであり、典型的には、第1の測定データと第2の測定データとを合わせたデータである。   The first measurement data corresponding to the first region is measurement data corresponding to the upper part (chest) of the upper body of the person 2, and the second measurement data corresponding to the second region is It is measurement data corresponding to the lower part (abdomen) of the upper body. The total measurement data is measurement data corresponding to substantially the entire person 2, and is typically data obtained by combining the first measurement data and the second measurement data.

さらに言えば、閾値算出部28は、人物2の上半身の上部(胸部)に対応する測定データに基づいて第1の閾値、人物2の上半身の下部(腹部)に対応する測定データに基づいて第2の閾値、人物2の略全体に応じた第3の閾値、第4の閾値を各々算出するように構成される。また、呼吸基準値ないし閾値は、対象物の周期的な動きの大きさ、すなわち人物2の呼吸の動きの大きさを示す量に対して設定される。状態判別部26は、典型的には、判定対象時点の人物2の呼吸の動きの大きさを示す量と閾値とを比較して状態の判別を行う。   Furthermore, the threshold value calculation unit 28 is based on the first threshold value based on the measurement data corresponding to the upper part (chest part) of the upper body of the person 2 and the measurement data corresponding to the lower part (abdomen) of the upper part of the person 2. The second threshold value, the third threshold value corresponding to substantially the whole person 2, and the fourth threshold value are calculated. The respiration reference value or threshold is set for an amount indicating the magnitude of the periodic movement of the object, that is, the magnitude of the respiration movement of the person 2. The state determination unit 26 typically determines the state by comparing an amount indicating the magnitude of the respiratory movement of the person 2 at the determination target time point with a threshold value.

なお、以下特に断りのない限り、人物2の第1の領域を「胸部領域2a」、人物2の第2の領域を「腹部領域2b」、人物2の略全体の領域を「全体領域」という。さらに、第1の測定データを「胸部測定データ」、第2の測定データを「腹部測定データ」という。さらに、第1の閾値を「胸部閾値」、第2の閾値を「腹部閾値」、第3の閾値を「第1の全体閾値」、第4の閾値を「第2の全体閾値」という。なお、第2の全体閾値は、人物2の正常な呼吸の状態(第4の状態)を判別する際に用いる閾値であり、典型的には第1の全体閾値よりも大きな値の閾値である。また、胸部閾値、腹部閾値、全体閾値を特に分けて説明する必要のない場合には、単に閾値という。   Unless otherwise specified, the first region of the person 2 is referred to as a “chest region 2a”, the second region of the person 2 is referred to as an “abdominal region 2b”, and the substantially entire region of the person 2 is referred to as an “overall region”. . Further, the first measurement data is referred to as “chest measurement data”, and the second measurement data is referred to as “abdominal measurement data”. Furthermore, the first threshold is referred to as “chest threshold”, the second threshold is referred to as “abdominal threshold”, the third threshold is referred to as “first overall threshold”, and the fourth threshold is referred to as “second overall threshold”. Note that the second overall threshold is a threshold used when determining the normal breathing state (fourth state) of the person 2, and is typically a threshold having a value larger than the first overall threshold. . In addition, when there is no need to describe the chest threshold value, the abdominal threshold value, and the overall threshold value separately, they are simply referred to as threshold values.

ここで、判定対象時点の人物2の呼吸の動きの大きさは、例えば、少なくても1周期分の期間を含む一定期間内(例えば、5〜15秒)の呼吸データ(図2(a)参照)の振幅、ピーク、ボトム、一回換気量に相当する量等を用いることができる。なお、ここで、ピークとは測定データが形成する波形パターンの山の部分であり、ボトムは谷の部分である(図2(a)参照)。またここでは振幅とはピークとボトムの差である。   Here, the magnitude of the breathing motion of the person 2 at the determination target time is, for example, respiratory data within a certain period (for example, 5 to 15 seconds) including a period of at least one cycle (FIG. 2A). Amplitude), peak, bottom, amount corresponding to tidal volume, etc. can be used. Here, the peak is the peak portion of the waveform pattern formed by the measurement data, and the bottom is the valley portion (see FIG. 2A). Here, the amplitude is the difference between the peak and the bottom.

閾値算出部28は、呼吸基準値を人物2の呼吸の動きの大きさに基づいて算出する。ここで、閾値算出部28は、呼吸基準値を測定データのピークとボトムとの両方またはいずれか一方の平均値に基づいて算出するように構成する。閾値算出部28により算出される呼吸基準値は、判定対象時点以前の第1の所定期間内の測定データのピークかボトムのどちらか一方の平均値としても良いし、ピークとボトムとの両方の平均値としてもよい。さらにピークとボトムの平均値の差から算出できる呼吸データの振幅の平均値としてもよい。   The threshold calculation unit 28 calculates the respiration reference value based on the magnitude of the respiration movement of the person 2. Here, the threshold value calculation unit 28 is configured to calculate the respiration reference value based on the average value of both or one of the peak and the bottom of the measurement data. The respiration reference value calculated by the threshold value calculation unit 28 may be the average value of either the peak or the bottom of the measurement data within the first predetermined period before the determination target time, or both the peak and the bottom It may be an average value. Furthermore, it is good also as an average value of the amplitude of the respiration data which can be calculated from the difference of the average value of a peak and a bottom.

さらに、閾値算出部28は、第1の所定期間内の測定データの安定性を評価し、その評価に基づいて呼吸基準値を算出することがより好適である。安定性の評価は、対象期間、ここでは第1の所定期間での呼吸データのピーク(又はボトム)のバラツキ、ピーク間隔(又はボトム間隔、ゼロクロス間隔)のバラツキで評価するとよい。閾値算出部28は、この評価結果により、異なる方法(例えば異なる計算式)で呼吸基準値を算出するようにするとよい。ここで、ゼロクロスとは、周期的な動きも値がゼロになること、例えば、図2(a)のように、横軸を時間、縦軸を速度としたとき、速度が時間軸と交差すること、又はその交差した点をいう。すなわち、速度がゼロとなることあるいはゼロとなる点のことである。   Further, it is more preferable that the threshold value calculation unit 28 evaluates the stability of the measurement data within the first predetermined period and calculates a respiration reference value based on the evaluation. The stability evaluation may be performed based on variations in the peak (or bottom) and peak intervals (or bottom intervals and zero-cross intervals) of the respiratory data in the target period, here the first predetermined period. The threshold value calculation unit 28 may calculate the respiration reference value by a different method (for example, a different calculation formula) based on the evaluation result. Here, the zero cross means that the value of the periodic motion is zero, for example, as shown in FIG. 2A, when the horizontal axis is time and the vertical axis is speed, the speed intersects the time axis. Or the crossing point. That is, the point where the speed becomes zero or zero.

具体的には、安定であると評価された場合には、上記のように第1の所定期間内の呼吸データのピークとボトムとの両方またはいずれか一方の平均値、又はピークとボトムの差(呼吸データの振幅)の平均値あるいはピークの平均値とボトムの平均値の差を呼吸基準値とする。また、不安定であると評価された場合には、第1の所定期間内の呼吸データのピークとボトムとの両方またはいずれか一方で大きい方から3つの値の平均値あるいはピークで大きい方から3つの値の平均値とボトムで大きい方から3つの値の平均値の差を呼吸基準値とする。または呼吸データの振幅の大きい方から3つの値の平均値を呼吸基準値とする。   Specifically, when it is evaluated as stable, as described above, the average value of either or both of the peak and the bottom of the respiratory data within the first predetermined period, or the difference between the peak and the bottom The average value of (respiration data amplitude) or the difference between the average value of the peak and the average value of the bottom is used as the respiration reference value. In addition, if it is evaluated as unstable, the respiratory data peak and bottom within the first predetermined period and / or either one of the larger ones from the average value of the three values or the peak from the larger one The difference between the average value of the three values and the average value of the three values from the larger one at the bottom is taken as the respiratory reference value. Or let the average value of three values from the one with the larger amplitude of respiration data be a respiration standard value.

また、閾値算出部28は、上記の安定性の評価で、不安定と評価された場合には、判定対象時点の後の一定期間の測定データの安定性を評価し、安定と評価されたなら後の一定期間で算出された呼吸基準値を判定対象時点の呼吸基準値とする。ここで後の一定期間は、上述の第1の所定期間と同じ期間であるが、ここでは、第1の所定期間は、より短く、例えば1分間程度でもよい。このようにするのは、例えば人物2の判定対象時点の前側(過去側)が不安定呼吸で、後側(未来側)が振幅の小さい安定呼吸だった場合には、過去を主とした第1の所定期間で評価をすると呼吸基準値が大きい不安定呼吸の状態で算出されてしまう。このため、後述する状態判別部26による判定で、未来の振幅の小さい呼吸が全て無呼吸、低呼吸と判定されてしまう可能性がある。また例えば逆に過去(判定対象時点前の第1の所定期間)が安定呼吸で未来(判定対象時点後の第1の所定期間)が不安定呼吸のときに、判定対象時点が不安定呼吸の領域に入れば、比較的早く不安定と評価されるので、不安定と評価された期間の状態判別部26による判定は正しく判断される。   In addition, the threshold calculation unit 28 evaluates the stability of the measurement data for a certain period after the determination target time when it is evaluated as unstable in the above-described stability evaluation. The respiration reference value calculated in the subsequent fixed period is set as the respiration reference value at the determination target time point. Here, the subsequent fixed period is the same period as the first predetermined period described above, but here, the first predetermined period is shorter, and may be, for example, about one minute. For example, when the front side (past side) of the determination target time point of person 2 is unstable breathing and the rear side (future side) is stable breathing with a small amplitude, If the evaluation is performed in a predetermined period of 1, the respiration reference value is calculated in an unstable respiration state. For this reason, there is a possibility that all future breaths with small amplitudes are determined to be apnea and hypopnea in the determination by the state determination unit 26 described later. Also, for example, when the past (first predetermined period before the determination target time) is stable breathing and the future (first predetermined period after the determination target time) is unstable breathing, the determination target time point is unstable breathing. If it enters the region, it is evaluated as unstable relatively quickly, so that the determination by the state determination unit 26 during the period evaluated as unstable is correctly determined.

なお、閾値算出部28は、上記の安定性の評価で、判定対象時点の後の第1の所定期間の測定データの安定性も常に評価しておき、判定対象時点前の第1の所定期間が不安定と評価されたら直ちに判定対象時点の後の第1の所定期間で算出された呼吸基準値を判定対象時点の呼吸基準値としてもよい。すなわち、不安定と評価された場合に限らず、常に判定対象時点の後の第1の所定期間の測定データの安定性も評価するようにしてもよい。   The threshold calculation unit 28 always evaluates the stability of the measurement data in the first predetermined period after the determination target time in the above-described stability evaluation, and the first predetermined period before the determination target time. If it is evaluated as unstable, the respiration reference value calculated in the first predetermined period after the determination target time may be used as the respiration reference value at the determination target time. That is, the stability of the measurement data in the first predetermined period after the determination target time is always evaluated, not limited to the case where the evaluation is unstable.

さらに、閾値算出部28は、上記安定性の評価で、安定と評価された場合と、不安定と評価された場合との両方で呼吸基準値を算出し、算出された両方の呼吸基準値が乖離している場合には、不安定と評価するようにするとよい。なお、安定と評価された場合と、不安定と評価された場合とで異なる方法で算出された呼吸基準値を用いるとよい。言い換えれば、安定と評価された場合と、不安定と評価された場合との両方の算出法で呼吸基準値を算出するとよい。例えば、安定な場合の呼吸基準値l(エル)を安定性を評価する期間内のピークの平均値とし、不安定な場合の呼吸基準値mを期間内のピークの上位(大きい方から)3つの平均値とした場合に、|l―m|/(l+m)>閾値th1であるときに不安定としてmを、そうでないときに安定としてlを呼吸基準値として採用する。または、さらに上位3つを除いた平均値をnとした場合に、|m―n|/(m+n)>閾値th2であるときにmを、そうでないときにlを採用する。   Further, the threshold value calculation unit 28 calculates a respiration reference value for both the case where the stability evaluation is evaluated as stable and the case where the evaluation is unstable, and both of the calculated respiration reference values are calculated. If there is a divergence, it should be evaluated as unstable. In addition, it is good to use the respiration reference value calculated by the method different in the case evaluated as stable, and the case evaluated as unstable. In other words, it is preferable to calculate the respiration reference value by both the calculation method for the case where the evaluation is stable and the case where the evaluation is unstable. For example, the respiration reference value l (el) when stable is the average value of the peaks in the period for which stability is evaluated, and the respiration reference value m when unstable is the upper (from the larger) peak in the period 3 Assuming that two average values are used, m is assumed to be unstable when | l−m | / (l + m)> threshold th1, and l is adopted as a respiration reference value when it is not. Alternatively, when the average value excluding the top three is n, m is adopted when | mn − / (m + n)> threshold th2, and l is adopted otherwise.

なお、全体領域に対応する全体測定データの判定対象時点の呼吸の動きの大きさを示す量としては、疑似一回換気量を用いることもできる。この場合も上述と同様に、例えば、第1の所定期間内の疑似一回換気量の平均値をとって呼吸基準値とすればよい。   Note that a pseudo tidal volume can also be used as an amount indicating the magnitude of the movement of respiration at the determination target time point of the entire measurement data corresponding to the entire region. In this case as well, for example, the average value of the pseudo tidal volume within the first predetermined period may be taken as the respiration reference value.

ここで、判定対象時点の疑似一回換気量とは、判定対象時点以前のゼロクロスからゼロクロスまでの測定データ、ここでは呼吸データ(図2(a)参照)を積分することにより得られる値であり、厳密な一回換気量ではなく、一回換気量に相当する値であるため「疑似」と記載している。「ゼロクロスからゼロクロスまで」とは、連続する2回のゼロクロスの間で、測定データが予め決められた正又は負のいずれかの符号を持った期間のことをいう。また、ここでは、「判定対象時点以前のゼロクロスからゼロクロスまで」とは、典型的には「判定対象時点の直前のゼロクロスからゼロクロスまで」であり、さらに具体的に言えば、判定対象時点を基準として、判定対象時点の直前のゼロクロスのさらに1つ前のゼロクロスから、判定対象時点の直前のゼロクロスまでをいう。なお、連続する3回のゼロクロスの間で、測定データの符号が異なる前半2回のゼロクロスの間と後半2回のゼロクロスの間で、それぞれ測定データを積分し、その絶対値の平均値をとって疑似一回換気量としても良い。また、第1の所定期間内には、典型的には、複数の判定対象時点が含まれることとなるため、第1の所定期間内の呼吸データに基づいて、複数の疑似一回換気量を得ることができる。   Here, the pseudo tidal volume at the determination target time point is a value obtained by integrating measurement data from the zero cross to the zero cross before the determination target time point, in this case, respiration data (see FIG. 2A). Because it is not a strict tidal volume but a value corresponding to tidal volume, it is described as “pseudo”. “From zero cross to zero cross” means a period in which measurement data has a predetermined positive or negative sign between two consecutive zero crosses. In addition, here, “from the zero cross before the determination target time to the zero cross” is typically “from the zero cross immediately before the determination target time to the zero cross”, and more specifically, the determination target time is the reference. As described above, it means from the zero cross just before the zero cross just before the determination target time to the zero cross just before the determination target time. It should be noted that, during three consecutive zero crossings, the measurement data is integrated between the first two zero crosses and the second half zero crosses, which have different signs of the measurement data, and the average of the absolute values is taken. It is good also as pseudo tidal volume. In addition, since a plurality of determination target time points are typically included in the first predetermined period, a plurality of pseudo tidal volumes are determined based on the respiration data in the first predetermined period. Obtainable.

全体領域に対応する全体測定データの判定対象時点の人物2の呼吸の動きの大きさとして疑似一回換気量を用いることで、呼吸データの振幅とインターバルの両方の変化を反映することができる。すなわち、振幅が小さくなり、インターバルが短くなれば、疑似一回換気量はより小さくなり、振幅のみよりも精度よく変化を反映するということができる。   By using the pseudo tidal volume as the magnitude of the respiratory movement of the person 2 at the determination target time point of the entire measurement data corresponding to the entire area, changes in both the amplitude and the interval of the respiratory data can be reflected. That is, if the amplitude becomes smaller and the interval becomes shorter, the pseudo tidal volume becomes smaller and it can be said that the change is reflected more accurately than the amplitude alone.

以上のようにして閾値算出部28は、判定対象時点の前後の第1の所定期間内の胸部領域2aに対応する胸部測定データ、腹部領域2bに対応する腹部測定データ、全体領域に対応する全体測定データに基づいて、各々の領域についての呼吸基準値を算出する。なお、各呼吸基準値は、各判定対象時点について算出される値が集合することで、まとめて取得した測定データの期間内(例えば一晩、7〜10時間程度)のベースラインを形成する。   As described above, the threshold value calculation unit 28 performs chest measurement data corresponding to the chest region 2a within the first predetermined period before and after the determination target time point, abdominal measurement data corresponding to the abdominal region 2b, and the entire region corresponding to the entire region. Based on the measurement data, a respiration reference value for each region is calculated. In addition, each respiration reference value forms the baseline within the period (for example, overnight, about 7 to 10 hours) of the measurement data acquired collectively by collecting the values calculated for each determination target time point.

図5は、実際の測定により取得した、全体領域に対応する呼吸データと体動データの波形パターンの一定時間分(6分程度)の1例を示したものである。本図を参照して、ベースラインの概略について説明する。さらに本図には算出された呼吸基準値が形成するベースラインも呼吸データに対応するように示されている。ベースラインを形成する呼吸基準値は、上述したように本実施の形態では、呼吸データに基づいて算出される。図示の体動データに示されるように体動を示すデータ(図2(c)参照)が存在する部位では呼吸データも大きく変化するため呼吸基準値の計算から除外している。すなわち、体動期間を境界にして信号レベルが変化することがあり、第1の所定期間はできるだけ体動期間を含まない一連の期間で設定するため、体動期間の前後ではベースラインの位置(呼吸基準値)が変化する。また本図では体動データの平均値が右側で上がっているが、これは、例えば体動に伴う姿勢の変化により人物2の動きを反映している測定点が変ったことにより、FGセンサ10の感度が変化すると共に体動データにバイアスがかかっているためである。   FIG. 5 shows an example of the waveform pattern of respiratory data and body motion data corresponding to the entire region acquired by actual measurement for a certain period (about 6 minutes). An outline of the baseline will be described with reference to FIG. Further, in this figure, the baseline formed by the calculated respiration reference value is also shown corresponding to the respiration data. As described above, the respiration reference value forming the baseline is calculated based on the respiration data in the present embodiment. As shown in the body motion data shown in the drawing, the portion where the data indicating the body motion (see FIG. 2C) is present is excluded from the calculation of the respiration reference value because the respiration data also changes greatly. That is, the signal level may change at the boundary of the body movement period, and the first predetermined period is set as a series of periods that do not include the body movement period as much as possible. (Respiration standard value) changes. In this figure, the average value of the body movement data is increased on the right side. This is because the measurement point reflecting the movement of the person 2 is changed due to, for example, a change in posture accompanying the body movement. This is because the body motion data is biased with the change in sensitivity.

再び図1に戻って、閾値算出部28は、求めた各呼吸基準値に一定の係数をかけて、各閾値を算出する。例えば、閾値算出部28は、求めた各呼吸基準値の25%〜15%程度の値、ここでは20%の値を、判定対象時点の胸部閾値、腹部閾値、第1の全体閾値として算出する。すなわち、閾値算出部28は、胸部領域2a、腹部領域2b、全体領域の各領域についての呼吸基準値に係数0.2を掛けて胸部閾値、腹部閾値、第1の全体閾値を算出する。さらに、閾値算出部28は、全体領域に応じて求めた呼吸基準値の55%〜45%程度の値、ここでは50%の値を第2の全体閾値として算出する。すなわち、閾値算出部28は、全体領域についての呼吸基準値に係数0.5を掛けて第2の全体閾値を算出する。   Referring back to FIG. 1 again, the threshold value calculation unit 28 calculates each threshold value by multiplying each obtained respiration reference value by a certain coefficient. For example, the threshold value calculation unit 28 calculates a value of about 25% to 15% of each obtained respiration reference value, here a value of 20%, as the chest threshold value, the abdominal threshold value, and the first overall threshold value at the determination target time point. . That is, the threshold calculation unit 28 calculates the chest threshold, the abdominal threshold, and the first overall threshold by multiplying the respiration reference value for each of the chest region 2a, the abdominal region 2b, and the entire region by a coefficient of 0.2. Furthermore, the threshold value calculation unit 28 calculates a value of about 55% to 45% of the respiration reference value obtained according to the entire region, in this case, a value of 50% as the second overall threshold value. That is, the threshold calculation unit 28 calculates the second overall threshold by multiplying the respiration reference value for the entire region by the coefficient 0.5.

状態判別部26は、判定対象時点の各領域の測定データと閾値算出部28により算出された各閾値とを比較し、この比較結果に基づいて、判定対象時点での人物2の呼吸の状態を判別する。状態判別部26は、典型的には判定対象時点の呼吸データと閾値を比較する。   The state determination unit 26 compares the measurement data of each region at the determination target time point with each threshold value calculated by the threshold value calculation unit 28, and based on the comparison result, the state of breathing of the person 2 at the determination target time point is determined. Determine. The state determination unit 26 typically compares the respiration data at the determination target time point with a threshold value.

なお、状態判別部26による判別は、例えば閾値算出部28により算出された呼吸基準値がピークかボトムのどちらか一方の平均値である場合には、正側(ピーク側、吸気側)又は負側(ボトム側、呼気側)のみの判定を行ってもよいし、ピークとボトムとの両方の平均値である場合には、正側と負側の両方の判定が一致しているか、又は一方のみで判定されたか(AND又はOR)により判定を行ってもよい。   For example, when the respiration reference value calculated by the threshold calculation unit 28 is an average value of either the peak or the bottom, the determination by the state determination unit 26 is positive (peak side, inspiration side) or negative. Only the side (bottom side, exhalation side) may be determined, and when the average value of both the peak and the bottom is satisfied, both the positive side and negative side judgments match or The determination may be made based on whether only the determination is made (AND or OR).

具体的には、状態判別部26は、各領域での判定対象時点の呼吸の動きの大きさを算定し、胸部領域2aに対応する胸部測定データの判定対象時点の呼吸の動きの大きさが胸部閾値を第2の所定期間連続的に下まわり、腹部領域2bに対応する腹部測定データの判定対象時点の呼吸の動きの大きさが腹部閾値を下まわらない場合、または逆に、胸部測定データの判定対象時点の呼吸の動きの大きさが胸部閾値を下まわらず、腹部測定データの判定対象時点の呼吸の動きの大きさが腹部閾値を第2の所定期間連続的に下まわった場合に、人物2が閉塞性無呼吸状態(第1の状態)であると判別するように構成される。   Specifically, the state determination unit 26 calculates the magnitude of the respiratory movement at the determination target time in each region, and determines the magnitude of the respiratory movement at the determination target time in the chest measurement data corresponding to the chest area 2a. When the chest threshold value continuously falls below the chest threshold value for the second predetermined period and the magnitude of respiratory movement at the determination target time point of the abdomen measurement data corresponding to the abdominal region 2b does not fall below the abdominal threshold value, or conversely, the chest measurement data The magnitude of the respiratory movement at the determination target time does not fall below the chest threshold, and the magnitude of the respiratory movement at the judgment target time in the abdominal measurement data falls below the abdominal threshold continuously for the second predetermined period. The person 2 is configured to be determined to be in an obstructive apnea state (first state).

ここで、第2の所定期間は、典型的には、人物2の正常な呼吸インターバルよりも長いと考えられる期間であり、例えば、6秒から15秒程度とすればよい。なお、現在最も一般的に採用されている睡眠時無呼吸の判定基準では、典型的には、呼吸停止又は呼吸低下が10秒以上続くこととなっているので、ここでも10秒程度とする。ただし、後述するように、閾値を下まわる前後のピークまでの間隔を合わせて10秒間程度としてもよい。なお、本実施の形態では、第2の所定期間連続するとは、例えば、胸部測定データの呼吸の動きの大きさが胸部閾値を下まわり、腹部領域2bに対応する腹部測定データの判定対象時点の呼吸の動きの大きさが腹部閾値を下まわらない判定対象時点が、第2の所定期間に相当する分の複数の判定対象時点で連続することである。すなわち、例えば、判定対象時点の間隔が0.25秒程度で、第2の所定期間が10秒程度として設定されていれば、40個の判定対象時点で上記の条件が連続した場合に、第2の所定期間連続したと判断することができる。なお、第2の所定期間連続的に下まわるとは、必ずしも一度もその条件から外れてはいけないという意味ではなく、実質的に連続していればよく、瞬間的に外れても判別に影響がなければよい。以下の説明でも、特に断りのない限り同様である。   Here, the second predetermined period is typically a period considered to be longer than the normal breathing interval of the person 2, and may be, for example, about 6 seconds to 15 seconds. Note that, in the sleep apnea determination criterion that is most commonly employed at present, typically, respiratory stop or respiratory depression continues for 10 seconds or longer, so here it is also set to about 10 seconds. However, as will be described later, the interval to the peak before and after falling below the threshold may be set to about 10 seconds. In the present embodiment, the second predetermined period is continuous, for example, the magnitude of the respiratory movement of the chest measurement data is below the chest threshold, and the determination target time point of the abdominal measurement data corresponding to the abdominal region 2b The determination target time points at which the magnitude of the respiratory motion does not fall below the abdominal threshold value are continuous at a plurality of determination target time points corresponding to the second predetermined period. That is, for example, if the interval between determination target points is set to about 0.25 seconds and the second predetermined period is set to about 10 seconds, the above condition continues for 40 determination target points. It can be determined that two predetermined periods have been continued. Note that continuously falling for the second predetermined period does not necessarily mean that the condition must not be deviated from the condition, but it may be substantially continuous. If there is no. The same applies to the following description unless otherwise specified.

以上のように、本実施の形態に係る呼吸モニタ1の状態判別部26は、胸部測定データの判定対象時点の呼吸の動きの大きさが胸部閾値を連続的に下まわる場合、または、腹部測定データの判定対象時点の呼吸の動きの大きさが腹部閾値を連続的に下まわる場合のどちらか一方のみの条件を満たした場合に、人物2が閉塞性無呼吸状態(第1の状態)であると判別することにより、閉塞性無呼吸状態(第1の状態)を精度良く検出することができる。   As described above, the state determination unit 26 of the respiratory monitor 1 according to the present embodiment performs the abdominal measurement when the magnitude of the respiratory motion at the determination target time point of the chest measurement data continuously falls below the chest threshold value. The person 2 is in an obstructive apnea state (first state) when only one of the conditions in which the magnitude of the breathing motion at the time of the data determination target continuously falls below the abdominal threshold is satisfied. By determining that it is present, the obstructive apnea state (first state) can be accurately detected.

すなわち、閉塞がない状態では胸部領域と腹部領域とは、ほぼ同様な動きをするので、胸部測定データの呼吸の動きの大きさ又は腹部測定データの呼吸の動きの大きさのどちらか一方のみが閾値以下となり、従って、どちらかの呼吸の大きさが著しく低下した場合には、何らかの閉塞が起こっていると判別することができ、閉塞性無呼吸状態(第1の状態)を精度良く検出することができる。   That is, in the absence of obstruction, the chest region and the abdominal region move in substantially the same manner, so only one of the magnitude of respiratory movement in the chest measurement data or the magnitude of respiratory movement in the abdominal measurement data is If the magnitude of respiration is significantly lower than the threshold value, and therefore the magnitude of either breathing is significantly reduced, it can be determined that some kind of obstruction has occurred, and the obstructive apnea state (first state) is detected with high accuracy. be able to.

図6は、閉塞性無呼吸の呼吸波形(呼吸データ)の第1の具体例を示す図である。図中、上段は全体測定データ、中段は胸部測定データ、下段は腹部測定データを示す。図6では、無呼吸期間の胸部測定データの呼吸の動きの大きさは、正常な呼吸をしている期間の動きの大きさとほとんど変わらないが、腹部測定データでは、無呼吸期間に明確に呼吸の動きの大きさが低下している。言い換えれば、胸部測定データ又は腹部測定データいずれか一方のみの呼吸の動きの大きさが閾値以下に下がるが、他方は顕著に低下してないことがある。すなわち、極端な場合、全体測定データの評価だけでは無呼吸と判定できず、胸部測定データ、腹部測定データに分けて判別することにより無呼吸検出が可能となるものがあることを示している。全体測定データの呼吸の動きの大きさだけで無呼吸の判断を行おうとすると、本図のように、胸部測定データまたは腹部測定データの一方だけの動きの大きさが著しく低下したときに、全体としてはそれほど顕著な低下とならずに無呼吸と判断できないケースがあったが、以上で説明したように、いずれか一方のみが顕著に低下していることを検出することにより、より精度良く無呼吸を検出することができる。   FIG. 6 is a diagram showing a first specific example of a respiratory waveform (respiratory data) of obstructive apnea. In the figure, the upper part shows the whole measurement data, the middle part shows the chest measurement data, and the lower part shows the abdominal measurement data. In FIG. 6, the magnitude of the breathing movement in the chest measurement data during the apnea period is almost the same as the movement during the normal breathing period, but the abdominal measurement data clearly breathes during the apnea period. The magnitude of the movement has decreased. In other words, the magnitude of the respiratory movement of only one of the chest measurement data and the abdominal measurement data falls below the threshold value, but the other may not be significantly reduced. That is, in an extreme case, it can be determined that an apnea cannot be determined only by evaluation of the entire measurement data, and an apnea can be detected by discriminating the measurement data separately from the chest measurement data and the abdomen measurement data. If the determination of apnea is made only by the magnitude of the respiratory movement of the whole measurement data, as shown in this figure, when the movement magnitude of only one of the chest measurement data or the abdominal measurement data is significantly reduced, However, as described above, it can be determined that only one of them is significantly reduced by detecting that there is a significant decrease. Respiration can be detected.

なお、状態判別部26は、胸部測定データが胸部閾値を下まわり、腹部測定データが腹部閾値を下まわらない場合、または、胸部測定データが胸部閾値を下まわらず、腹部測定データが腹部閾値を下まわった場合、その直前、直後で閾値以上となる呼吸データのピークの間隔を閉塞性無呼吸イベント期間とし、そしてこの閉塞性無呼吸イベント期間が一定期間、例えば10秒程度以上あれば、このイベント期間が閉塞性無呼吸状態(第1の状態)であると判定するように構成してもよい。なお、この場合は、厳密に言えば、閉塞性無呼吸イベント期間の始端と終端に呼吸データが閾値を上まわる期間が存在することになるが、当該閾値を上まわる期間が当該イベント期間の一定割合以内、又は、第2の所定期間の一定割合以内、あるいはあらかじめ決められた期間以内であれば、無呼吸、低呼吸等の判別条件を満たしたものとすればよい。言い換えれば、第2の所定期間との比較対象となる当該イベント期間の始端をその直前のピーク、後端をその直後のピークとしたときに、当該イベント期間が第2の所定期間より長く、閾値を上まわる期間が当該イベント期間の一定割合以内、又は、第2の所定期間の一定割合以内、あるいはあらかじめ決められた期間以内であれば、実際に閾値を下まわる期間が第2の所定期間より短くなる場合もあり得るが、実質的には閾値を下まわっているとみなすことができ、第2の所定期間連続的に下まわるという概念に含まれるものとすることができる。このようにすることで、呼吸データが閾値を下まわる期間が実質的に第2の所定期間連続していると見ることができる。なお、特に断りのない限り、以下で説明する状態判別部26による状態の判別でも同様である。   The state determination unit 26 determines that the chest measurement data falls below the chest threshold and the abdomen measurement data does not fall below the abdominal threshold, or the chest measurement data does not fall below the chest threshold and the abdomen measurement data falls below the abdominal threshold. If it falls, the peak interval of the respiratory data that is equal to or greater than the threshold immediately before and after that is defined as an obstructive apnea event period, and if this obstructive apnea event period is a certain period, for example, about 10 seconds or more, You may comprise so that it may determine with an event period being an obstructive apnea state (1st state). In this case, strictly speaking, there is a period in which the respiratory data exceeds the threshold value at the beginning and end of the obstructive apnea event period, but the period exceeding the threshold value is constant for the event period. If it is within the ratio, within a certain ratio of the second predetermined period, or within a predetermined period, it is sufficient to satisfy the determination conditions such as apnea and hypopnea. In other words, when the start end of the event period to be compared with the second predetermined period is the peak immediately before and the rear end is the peak immediately after that, the event period is longer than the second predetermined period, and the threshold value If the period exceeding the threshold is within a certain percentage of the event period, or within a certain percentage of the second predetermined period, or within a predetermined period, the period actually falling below the threshold is greater than the second predetermined period. Although it may be shortened, it can be considered that it is substantially falling below the threshold value, and can be included in the concept of continuously falling below the second predetermined period. By doing in this way, it can be seen that the period during which the respiratory data falls below the threshold is substantially continuous for the second predetermined period. The same applies to the state determination by the state determination unit 26 described below unless otherwise specified.

また、状態判別部26は、判定対象時点として、呼吸データのピークとボトムを拾っていき、その差、すなわち、呼吸データの振幅が閾値未満で、第2の所定期間以上継続した場合には、その継続期間が閉塞性無呼吸状態(第1の状態)であると判別するように構成しても良い。さらに別の判別方法として、判定対象時点として、呼吸データのピーク(又はボトム)を拾っていき、閾値以上の呼吸データのピークの間隔が一定期間、例えば10秒程度以上となったとき、さらにその両ピーク間内で呼吸データが閾値未満である期間が第2の所定期間以上の場合に閉塞性無呼吸状態(第1の状態)であると判別するように構成しても良い。なお、特に断りのない限り、以下で説明する状態判別部26による状態の判別でも同様である。   In addition, the state determination unit 26 picks up the peak and bottom of the respiratory data as the determination target time point, and when the difference, that is, the amplitude of the respiratory data is less than the threshold value and continues for the second predetermined period or longer, You may comprise so that it may discriminate | determine that the continuation period is an obstructive apnea state (1st state). As another determination method, the peak (or bottom) of the respiratory data is picked up as the determination target time point, and when the interval of the peak of the respiratory data that is equal to or higher than the threshold value becomes a certain period, for example, about 10 seconds or more, further You may comprise so that it may discriminate | determine that it is an obstructive apnea state (1st state) when the period when breathing data is less than a threshold value between both peaks is more than a 2nd predetermined period. The same applies to the state determination by the state determination unit 26 described below unless otherwise specified.

状態判別部26は、さらに、胸部領域2aに対応する胸部測定データの判定対象時点の呼吸の動きの大きさが胸部閾値を、かつ、腹部領域2bに対応する腹部測定データの判定対象時点の呼吸の動きの大きさが腹部閾値を第6の所定期間連続的に下まわった場合に、人物2が中枢性無呼吸状態(第2の状態)であると判別するように構成される。   The state determination unit 26 further determines that the magnitude of the respiratory motion at the determination target time point of the chest measurement data corresponding to the chest region 2a is the chest threshold value and the respiration at the determination target time point of the abdominal measurement data corresponding to the abdominal region 2b. When the magnitude of the movement continuously falls below the abdominal threshold for a sixth predetermined period, the person 2 is determined to be in the central apnea state (second state).

ここで、第6の所定期間は、典型的には第2の所定期間と同様の期間であり、人物2の正常な呼吸インターバルよりも長いと考えられる期間であり、例えば、6秒から15秒程度とすればよい。なおここでも、現在最も一般的に採用されている睡眠時無呼吸の判定基準では、典型的には、呼吸停止又は呼吸低下が10秒以上続くこととなっているので、ここでも10秒程度とする。なお、以下で説明する第3の所定期間、第4の所定期間、第5の所定期間、第8の所定期間も同様の期間である。   Here, the sixth predetermined period is typically the same period as the second predetermined period, and is considered to be longer than the normal breathing interval of the person 2, for example, 6 seconds to 15 seconds. It should be about. In this case, too, the sleep apnea criterion that is most commonly adopted at present is typically that respiratory stop or hypopnea lasts for 10 seconds or more, so here again, it is about 10 seconds. To do. The third predetermined period, the fourth predetermined period, the fifth predetermined period, and the eighth predetermined period described below are similar periods.

このように、状態判別部26は、胸部測定データの判定対象時点の呼吸の動きの大きさが胸部閾値を、腹部測定データの判定対象時点の呼吸の動きの大きさが腹部閾値を連続的に下まわる場合、すなわち、胸部領域2aと腹部領域2bの両方の呼吸の動きの大きさが著しく低下した場合に、人物2の全体での呼吸の動きの大きさが著しく低下しているか否かの判断をしなくとも、人物2が中枢性無呼吸状態(第2の状態)であると判別することにより、中枢性無呼吸状態(第2の状態)を精度良く検出することができる。   As described above, the state determination unit 26 continuously determines the respiratory movement magnitude at the determination target time point of the chest measurement data and the respiratory movement magnitude at the determination target time point of the abdominal measurement data as the abdominal threshold value. Whether or not the overall respiratory movement of the person 2 is significantly reduced when the respiratory movement of both the chest region 2a and the abdominal region 2b is significantly reduced. Even if the determination is not made, it is possible to accurately detect the central apnea state (second state) by determining that the person 2 is in the central apnea state (second state).

図7は、中枢性無呼吸の呼吸波形(呼吸データ)の第1の具体例を示す図であり、図6と同様に、図中、上段は全体測定データ、中段は胸部測定データ、下段は腹部測定データを示す。中枢性無呼吸では、胸部測定データの呼吸の動きの大きさと腹部測定データの呼吸の動きの大きさがともに著しく低下する。後述するFGセンサ10を用いる呼吸モニタ1では、胸部測定データと腹部測定データを足し合わせたものが全体測定データとので、胸部測定データの呼吸の動きの大きさと腹部測定データの呼吸の動きの大きさがともに著しく低下していれば、全体測定データも大きく低下するので、全体測定データの呼吸の動きの大きさが閾値以下になっているか否かを判定しなくても、胸部測定データと腹部測定データの呼吸の動きの大きさだけに基づいて中枢性無呼吸状態(第2の状態)の判別を正確にすることができる。また、同時に、中枢性無呼吸状態(第2の状態)を閉塞性無呼吸状態(第1の状態)と、正確に区別して判別することができる。   FIG. 7 is a diagram showing a first specific example of a respiratory waveform (respiration data) of central apnea. Like FIG. 6, in the figure, the upper part is the whole measurement data, the middle part is the chest measurement data, and the lower part is Abdominal measurement data is shown. In central apnea, both the magnitude of respiratory movement in the chest measurement data and the magnitude of respiratory movement in the abdominal measurement data are significantly reduced. In the respiratory monitor 1 using the FG sensor 10 to be described later, the total measurement data is the sum of the chest measurement data and the abdominal measurement data, so the magnitude of the respiratory movement of the chest measurement data and the magnitude of the respiratory movement of the abdominal measurement data. If both are significantly reduced, the overall measurement data is also greatly reduced. Therefore, the chest measurement data and the abdomen can be measured without determining whether the respiratory movement of the overall measurement data is below the threshold. The determination of the central apnea state (second state) can be made accurately based only on the magnitude of the respiratory movement of the measurement data. At the same time, the central apnea state (second state) can be accurately distinguished from the obstructive apnea state (first state).

さらに、本実施の形態では、状態判別部26は、人物2の全体領域に対応する全体測定データの判定対象時点の呼吸の動きの大きさが、第1の全体閾値を第4の所定期間連続的に下まわり、かつ、胸部測定データの判定対象時点の呼吸の動きの大きさが胸部閾値を、又は腹部測定データの判定対象時点の呼吸の動きの大きさが腹部閾値を、第5の所定期間連続的に上まわった場合にも、人物2が閉塞性無呼吸状態(第1の状態)であると判別するように構成される。   Further, in the present embodiment, the state determination unit 26 determines that the magnitude of the respiration movement at the determination target time point of the entire measurement data corresponding to the entire region of the person 2 exceeds the first entire threshold for a fourth predetermined period. The respiratory movement magnitude at the determination target time point of the chest measurement data is the chest threshold value, or the respiratory movement magnitude at the determination target time point of the abdominal measurement data is the abdominal threshold value. It is configured to determine that the person 2 is in the obstructive apnea state (first state) even when the period is continuously increased.

ここで、第4の所定期間、第5の所定期間は、典型的には重複する期間であり、すなわち、全体測定データの呼吸の動きの大きさが、第1の全体閾値を下まわり、同時に、胸部測定データの呼吸の動きの大きさ、または腹部測定データの呼吸の動きの大きさのいずれか一方が胸部閾値または腹部閾値を上まわる期間が、同時に所定期間連続した場合に、状態判別部26は、人物2が閉塞性無呼吸状態(第1の状態)であると判別する。   Here, the fourth predetermined period and the fifth predetermined period are typically overlapping periods, that is, the magnitude of the respiration movement of the total measurement data falls below the first total threshold, and at the same time. When the period during which either the magnitude of the respiratory movement of the chest measurement data or the magnitude of the respiratory movement of the abdominal measurement data exceeds the chest threshold or the abdominal threshold continues for a predetermined period at the same time, the state determination unit 26, it is determined that the person 2 is in an obstructive apnea state (first state).

全体測定データの呼吸の動きの大きさが第1の全体閾値を下まわる、すなわち、人物2の全体領域での呼吸の動きの大きさが著しく小さくなっていることで、少なくとも閉塞性無呼吸状態(第1の状態)又は中枢性無呼吸状態(第2の状態)であることが判別され、さらに、同時に、胸部測定データの呼吸の動きの大きさと腹部測定データの呼吸の動きの大きさが両方とも著しく低下していなければ、閉塞性無呼吸状態(第1の状態)と判別することができる。逆に言えば、同時に、胸部測定データの呼吸の動きの大きさと腹部測定データの呼吸の動きの大きさが両方とも著しく低下していれば、中枢性無呼吸状態(第2の状態)と判別することができる。すなわち、詳細な状態の判別をすることができ、より正確な状態の解析を行うことができる。また、前述した閉塞性無呼吸状態(第1の状態)の判別と併用することで、より確実で漏れのない判別をすることができる。   The magnitude of the respiratory movement of the overall measurement data is below the first global threshold, i.e., the magnitude of the respiratory movement in the entire area of the person 2 is significantly reduced, so that at least an obstructive apnea condition (First state) or central apnea (second state), and at the same time, the magnitude of the respiratory movement of the chest measurement data and the magnitude of the respiratory movement of the abdominal measurement data are If both are not significantly lowered, it can be determined as an obstructive apnea state (first state). Conversely, if the magnitude of respiratory movement in the chest measurement data and the magnitude of respiratory movement in the abdominal measurement data are both significantly reduced, it is determined as a central apnea state (second state). can do. That is, it is possible to determine the detailed state, and it is possible to analyze the state more accurately. Further, when used in combination with the above-described determination of the obstructive apnea state (first state), it is possible to make a more reliable and leak-free determination.

なお、ここで人物2の全体領域に対応する全体測定データの判定対象時点の呼吸の動きの大きさと第1の全体閾値とを比較する場合に、呼吸の動きの大きさとして上述した疑似一回換気量を用いてもよい。疑似一回換気量を用いることで、呼吸データの振幅とインターバルの両方の変化を反映することができ、ピークやボトム、振幅のみを用いる場合と比較してより精度よく判別することができる。   In addition, when comparing the magnitude of the respiratory motion at the determination target time point of the whole measurement data corresponding to the whole area of the person 2 with the first overall threshold, the above-described pseudo one time is described as the magnitude of the respiratory motion. Ventilation may be used. By using the pseudo tidal volume, changes in both the amplitude and interval of the respiration data can be reflected, and the discrimination can be made more accurately than when only the peak, bottom, and amplitude are used.

本実施の形態では、状態判別部26は、さらに、測定データに基づいて人物2の胸部領域2aに対応する胸部測定データ又は腹部領域2bに対応する腹部測定データと、人物2の全体領域に対応する全体測定データとを比較して、人物2の状態を判別するようにも構成されている。   In the present embodiment, the state determination unit 26 further corresponds to the chest measurement data corresponding to the chest region 2a of the person 2 or the abdominal measurement data corresponding to the abdomen region 2b based on the measurement data, and the entire region of the person 2. It is also configured to determine the state of the person 2 by comparing with the whole measurement data.

すなわち、状態判別部26は、胸部測定データの判定対象時点の呼吸の動きの大きさ、又は腹部測定データの判定対象時点の呼吸の動きの大きさが、全体測定データの判定対象時点の呼吸の動きの大きさを第3の所定期間連続的に略同等あるいは上まわった場合にも、人物2が閉塞性無呼吸状態(第1の状態)であると判別するように構成される。   That is, the state determination unit 26 determines whether the magnitude of the respiratory motion at the determination target time point of the chest measurement data or the magnitude of the respiratory movement at the determination target time point of the abdominal measurement data is Even when the magnitude of the movement is substantially equal to or surpassing continuously for the third predetermined period, the person 2 is determined to be in the obstructive apnea state (first state).

図8は、閉塞性無呼吸の呼吸波形(呼吸データ)の第2の具体例を示す図であり、図6と同様に、図中、上段は全体測定データ、中段は胸部測定データ、下段は腹部測定データを示す。胸部測定データ、腹部測定データともに運動振幅が残っているが、それぞれが打ち消しあい、全体測定データは運動振幅がほぼ消失している。これは、一般的に言われる奇異性運動の典型的なもので、図8に見られるように、胸部領域と腹部領域とが逆方向の動きをすることにより、全体領域での運動は、ほぼ消失したように見える。言い換えれば、胸部測定データ又は腹部測定データの呼吸の動きの大きさが、全体測定データの呼吸の動きの大きさと略同等となる、あるいは上まわる。   FIG. 8 is a diagram showing a second specific example of the respiratory waveform (breathing data) of obstructive apnea. Like FIG. 6, the upper part shows whole measurement data, the middle part shows chest measurement data, and the lower part shows Abdominal measurement data is shown. The motion amplitude remains in both the chest measurement data and the abdominal measurement data, but each cancels out, and the motion amplitude is almost lost in the whole measurement data. This is a typical example of the bizarre movement generally called. As shown in FIG. 8, the movements in the whole region are almost equal because the chest region and the abdominal region move in opposite directions. Looks like it disappeared. In other words, the magnitude of the respiratory movement of the chest measurement data or the abdominal measurement data is approximately equal to or greater than the magnitude of the respiratory movement of the entire measurement data.

また、本実施の形態では、後述するようにFGセンサ10を用いて測定データを取得するため、胸部測定データ、腹部測定データと全体測定データとは測定原理が同じである。例えば、上述した全体を測定する口鼻フローセンサと、胸部・腹部を各々測定するコイルやひずみゲージ(ストレインゲージ)等を用いるPSG装置では、測定原理が異なることから、全体に対応する測定値と胸部、腹部に対応する測定値とを直接比較することができなかったが、本実施の形態では、胸部測定データ、腹部測定データと全体測定データとを直接比較することが可能である。   In this embodiment, measurement data is acquired using the FG sensor 10 as will be described later, and therefore the chest measurement data, abdominal measurement data, and the whole measurement data have the same measurement principle. For example, in the PSG apparatus using the mouth-nose flow sensor for measuring the whole as described above and the coil and strain gauge (strain gauge) for measuring the chest and abdomen, the measurement principle is different. Although the measurement values corresponding to the chest and abdomen could not be directly compared, in the present embodiment, it is possible to directly compare the chest measurement data, the abdomen measurement data, and the entire measurement data.

状態判別部26は、全体測定データの判定対象時点の呼吸の動きの大きさと、胸部測定データの呼吸の動きの大きさ又は腹部測定データの呼吸の動きの大きさとの相対的な比較結果に基づいて呼吸の状態を判別するので、人物2の全体での呼吸の動きの大きさが著しく低下しているか否かの判断をしなくとも、人物2が閉塞性無呼吸状態(第1の状態)であると判別することができ、閉塞性無呼吸状態(第1の状態)の検出精度を向上させることができる。また、これにより、人物2の姿勢や上掛けの状況、人物2のベッド3上での位置、外乱光の状況等、環境条件により、後述するFGセンサ10により取得される測定データの検出感度やノイズレベルが変化していた場合でも、例えば1つの固定された閾値を用いずに当該変化に適切に対応した、より正確な判別を下すことができる。また、この場合は、閾値を算出する必要がないので、呼吸モニタ1でのデータ処理量は少なくて済む。   The state determination unit 26 is based on a relative comparison result between the magnitude of the respiratory movement at the determination target time point of the entire measurement data and the magnitude of the respiratory movement of the chest measurement data or the magnitude of the respiratory movement of the abdominal measurement data. Therefore, the person 2 is in the obstructive apnea state (the first state) without determining whether or not the magnitude of the movement of the breathing in the whole person 2 is significantly reduced. Therefore, the detection accuracy of the obstructive apnea state (first state) can be improved. In addition, this makes it possible to detect the detection sensitivity of measurement data acquired by the FG sensor 10 to be described later depending on the environmental conditions such as the posture of the person 2 and the situation of the top, the position of the person 2 on the bed 3, the situation of ambient light, etc. Even when the noise level has changed, for example, it is possible to make a more accurate determination appropriately corresponding to the change without using one fixed threshold value. In this case, since it is not necessary to calculate a threshold value, the data processing amount in the respiratory monitor 1 can be reduced.

状態判別部26は、さらに、閉塞性無呼吸状態(第1の状態)と中枢性無呼吸状態(第2の状態)とが略連続し、人物2が閉塞性無呼吸状態(第1の状態)である期間と中枢性無呼吸状態(第2の状態)である期間とが、第7の所定期間略連続した場合に、人物2が混合性無呼吸状態(第3の状態)であると判別するように構成される。   In the state determination unit 26, the obstructive apnea state (first state) and the central apnea state (second state) are substantially continuous, and the person 2 is in the obstructive apnea state (first state). ) And the central apnea state (second state) are substantially continuous for the seventh predetermined period, the person 2 is in a mixed apnea state (third state). Configured to discriminate.

ここで、第7の所定期間は、典型的には第2の所定期間と同様の期間であり、人物2の正常な呼吸インターバルよりも長いと考えられる期間であり、例えば、6秒から15秒程度とすればよい。なおここでも、現在最も一般的に採用されている睡眠時無呼吸の判定基準では、典型的には、呼吸停止又は呼吸低下が10秒以上続くこととなっているので、ここでも10秒程度とする。さらにここでも、第7の所定期間略連続するとは、必ずしも一度もその条件から外れてはいけないという意味ではなく、実質的に連続していればよく、瞬間的に外れても判別に影響がなければよい。   Here, the seventh predetermined period is typically the same period as the second predetermined period and is considered to be longer than the normal breathing interval of the person 2, for example, 6 seconds to 15 seconds. It should be about. In this case, too, the sleep apnea criterion that is most commonly adopted at present is typically that respiratory stop or hypopnea lasts for 10 seconds or more, so here again, it is about 10 seconds. To do. Furthermore, here, “substantially continuous for the seventh predetermined period” does not necessarily mean that the condition must not be deviated, but it is only necessary that the condition is substantially continuous. That's fine.

混合性無呼吸状態(第3の状態)は、一般的には、中枢性無呼吸状態(第2の状態)が先行し、それが閉塞性無呼吸状態(第1の状態)に移行して無呼吸期間を終了することが多い。しかしながら、この逆の場合も考えられるので、連続する順番はいずれでもよい。   A mixed apnea state (third state) is generally preceded by a central apnea state (second state), which transitions to an obstructive apnea state (first state). Often ends the apnea period. However, since the reverse case is also conceivable, any order may be used.

状態判別部26は、さらに、全体測定データの判定対象時点の呼吸の動きの大きさが、閾値算出部28によって算出される第2の全体閾値を第8の所定期間連続的に下まわらなかった場合に、人物2が睡眠時無呼吸症候群(SAS)の診断上、問題のない正常な呼吸の状態(第4の状態)であると判別するように構成される。言い換えれば、状態判別部26は、全体測定データの判定対象時点の呼吸の動きの大きさが、第2の全体閾値を上まわった場合(連続、不連続を問わず)に、問題のない正常な呼吸の状態(第4の状態)であると判別するように構成してもよい。   Further, the state determination unit 26 does not continuously reduce the second overall threshold value calculated by the threshold value calculation unit 28 for the eighth predetermined period in the magnitude of the respiratory movement at the determination target time point of the total measurement data. In this case, the person 2 is configured to determine that the person 2 is in a normal breathing state (fourth state) having no problem in the diagnosis of sleep apnea syndrome (SAS). In other words, the state determination unit 26 is normal with no problem when the magnitude of the respiration movement at the determination target time of the total measurement data exceeds the second total threshold (regardless of continuous or discontinuous). You may comprise so that it may discriminate | determine that it is in the state (4th state) of the perfect breath.

正常な呼吸の状態(第4の状態)は、閉塞性無呼吸、中枢性無呼吸、混合性無呼吸等の呼吸による気流がほぼ止まった状態である無呼吸状態(apnea)、呼吸による気流が明瞭に低下した状態である低呼吸状態(hypopnea)のいずれでもない状態である。これにより、例えば、人物2の全体での呼吸の動きの大きさが著しく低下しているか否かの判断をせずに、閉塞性無呼吸状態(第1の状態)あるいは中枢性無呼吸状態(第2の状態)を判別した場合に、何らかの要因に起因して明らかにおかしいと考えられる判別を排除することができるので、より正確な状態の解析が可能となる。   The normal breathing state (fourth state) is an apnea state in which the airflow caused by respiration such as obstructive apnea, central apnea, and mixed apnea is almost stopped. It is a state which is not any of the hypopnea state (hypopnea) which is the state which fell clearly. Thereby, for example, without determining whether or not the magnitude of the movement of breathing in the entire person 2 is significantly reduced, an obstructive apnea state (first state) or a central apnea state ( When the second state) is determined, it is possible to eliminate a determination that is considered to be obviously wrong due to some factor, so that a more accurate analysis of the state becomes possible.

なお、言い換えれば、全体測定データの呼吸の動きの大きさが第2の全体閾値を連続的に下まわった場合には、人物2の状態が、いずれかの無呼吸状態(apnea)、あるいは低呼吸状態であるものと考えられる。したがって、状態判別部26は、全体測定データの呼吸の動きの大きさが第2の全体閾値を連続的に下まわり、かつ、上述した閉塞性無呼吸状態(第1の状態)、中枢性無呼吸状態(第2の状態)、混合性無呼吸状態(第3の状態)のいずれでもないと判別した場合には、人物2の状態が呼吸による気流が明瞭に低下した低呼吸状態であると判別するように構成することもできる。これにより、低呼吸状態の判別も正確に行うことができる。   In other words, when the magnitude of the respiration movement of the whole measurement data continuously falls below the second whole threshold, the state of the person 2 is any apnea state or low. Considered to be in a respiratory state. Therefore, the state determination unit 26 continuously reduces the magnitude of the respiration movement of the entire measurement data below the second overall threshold, and the above-described obstructive apnea state (first state), If it is determined that neither the breathing state (second state) nor the mixed apnea state (third state) is present, the state of the person 2 is a hypopnea state in which the airflow due to breathing is clearly reduced. It can also be configured to discriminate. This makes it possible to accurately determine the hypopnea state.

本実施の形態に係る呼吸モニタ1によれば、以上のように胸部領域2a、腹部領域2b、全体領域に応じて人物2の状態を判別することで、例えば、複雑な呼吸運動に対して全体としての正しい評価、詳細な状態の解析、解析の精度の向上等より正確な状態の解析を行うことができる。例えば、人物2の全体領域に対応する全体信号のみでの判別では、判別しにくかった無呼吸状態のより詳細な型の判別、すなわち、第1の状態としての閉塞性無呼吸状態、第2の状態としての中枢性無呼吸状態、第3の状態としての混合性無呼吸状態を区別して判別することができる。   According to the respiratory monitor 1 according to the present embodiment, the state of the person 2 is determined according to the chest region 2a, the abdominal region 2b, and the entire region as described above, for example, for the entire complex respiratory motion. It is possible to perform more accurate state analysis such as correct evaluation, detailed state analysis, and improvement of analysis accuracy. For example, in the determination based only on the entire signal corresponding to the entire region of the person 2, a more detailed type determination of the apnea state that is difficult to determine, that is, the obstructive apnea state as the first state, The central apnea state as the state and the mixed apnea state as the third state can be distinguished and discriminated.

なお、呼吸モニタ1によって判別される無呼吸状態のより詳細な型は、例えば、終夜測定検査で、閉塞性無呼吸状態(第1の状態)、中枢性無呼吸状態(第2の状態)、閉塞性無呼吸混合性無呼吸状態(第3の状態)がそれぞれ何回起こったかを記録することにより、医師等による睡眠時無呼吸症候群(SAS)の診断上必要な項目として用いることができる。   Note that more detailed types of apnea states determined by the respiration monitor 1 are, for example, an overnight measurement test, an obstructive apnea state (first state), a central apnea state (second state), By recording how many times the obstructive apnea mixed apnea state (third state) has occurred, it can be used as an item necessary for diagnosis of sleep apnea syndrome (SAS) by a doctor or the like.

また、以上で説明したように、状態判別部26は、例えば、複数の異なる条件のうちいずれか1つの条件を満たした場合に、人物2の状態が閉塞性無呼吸状態(第1の状態)であると判別することにより、包括的かつ漏れのない状態の判別を行うことができる。ただし、以上で説明した複数の異なる条件の全てを用いなくても良いことは言うまでもない。   As described above, the state determination unit 26 determines that the state of the person 2 is an obstructive apnea state (first state) when any one of a plurality of different conditions is satisfied. By determining that it is, it is possible to determine a comprehensive and leak-free state. However, it goes without saying that it is not necessary to use all of the plurality of different conditions described above.

また、以上の説明では、胸部測定データと胸部閾値、腹部測定データと腹部閾値の比較に基づいて閉塞性無呼吸状態(第1の状態)を判別する状態判別手段、胸部測定データと全体測定データ、腹部測定データと全体測定データの比較に基づいて閉塞性無呼吸状態(第1の状態)を判別する状態判別手段、全体測定データと全体閾値、胸部測定データと胸部閾値、腹部測定データと腹部閾値の比較に基づいて閉塞性無呼吸状態(第1の状態)を判別する状態判別手段は、一体の状態判別部26であるものとして説明した。しかしながら、それぞれ第1の状態判別部(不図示)、第2の状態判別部(不図示)、第3の状態判別部(不図示)として別体に構成してもよい。中枢性無呼吸状態(第2の状態)を判別する状態判別手段、閉塞性無呼吸混合性無呼吸状態(第3の状態)を判別する状態判別手段、正常な呼吸の状態(第4の状態)を判別する状態判別手段についても同様である。   In the above description, the state determination means for determining the obstructive apnea state (first state) based on the comparison between the chest measurement data and the chest threshold and the abdominal measurement data and the abdominal threshold, the chest measurement data and the whole measurement data , State discriminating means for discriminating an obstructive apnea state (first state) based on comparison between abdominal measurement data and overall measurement data, overall measurement data and overall threshold, chest measurement data and chest threshold, abdominal measurement data and abdomen The state determination means for determining the obstructive apnea state (first state) based on the comparison of the threshold values has been described as being the integrated state determination unit 26. However, the first state determining unit (not shown), the second state determining unit (not shown), and the third state determining unit (not shown) may be configured separately. State determining means for determining a central apnea state (second state), state determining means for determining an obstructive apnea mixed apnea state (third state), and a normal breathing state (fourth state) The same applies to the state discriminating means for discriminating.

また、例えば、胸部測定データと全体測定データ、腹部測定データと全体測定データの比較に基づいて閉塞性無呼吸状態(第1の状態)を判別する状態判別手段のみを備える呼吸モニタ1の場合には、閾値を算出する必要はないので閾値算出部28を備えない構成としても良い。すなわち、いずれの状態判別手段を備えるかに応じて適宜構成を変更すればよい。また、以上の実施の形態では、各領域の一定期間の測定データをまとめて取得して解析する場合で説明したが、人物2の状態推移に伴ってリアルタイムに測定データを取得、解析しても良い。この場合も、従来に比較して詳細な状態の解析、解析の精度の向上等、より正確な状態の解析を行うことができる。なお、リアルタイムに測定データを取得、解析する場合は、例えば、閾値を算出するための第1の所定期間は、典型的には、判定対象時点以前の所定期間とするとよいが、判定対象時点以後の所定期間を用いても問題はない。例えば、判定対象時点から数秒経過後に状態の解析を行ってもよく、すなわち、状態の解析に支障がない程度で、測定データの取得と状態の解析に若干のタイムラグがあっても問題はない。   Further, for example, in the case of the respiratory monitor 1 including only the state determination means for determining the obstructive apnea state (first state) based on the comparison between the chest measurement data and the whole measurement data and the abdominal measurement data and the whole measurement data. Since it is not necessary to calculate the threshold value, the threshold value calculating unit 28 may be omitted. That is, the configuration may be changed as appropriate according to which state determination means is provided. Further, in the above embodiment, the case has been described where measurement data for a certain period of each region is acquired and analyzed together. However, even if measurement data is acquired and analyzed in real time along with the state transition of the person 2 good. Also in this case, it is possible to perform more accurate analysis of the state, such as a detailed analysis of the state and an improvement in the accuracy of the analysis as compared with the conventional case. When acquiring and analyzing measurement data in real time, for example, the first predetermined period for calculating the threshold is typically a predetermined period before the determination target time, but after the determination target time. There is no problem even if the predetermined period is used. For example, the state analysis may be performed after a lapse of several seconds from the determination target time, that is, there is no problem even if there is a slight time lag between the acquisition of measurement data and the state analysis as long as there is no problem in the state analysis.

図9は、本発明の実施の形態に係る呼吸モニタ1のFGセンサ10の模式的斜視図である。ここで、本図を参照して、呼吸モニタ1に適した測定装置であるFGセンサ10について説明する。FGセンサ10は、対象領域としてのベッド3に所定の照明パターン11a、言い換えれば複数の輝点11bを投影する投影装置11と、投影装置11により投光された光、すなわち、複数の輝点11bが投影されたベッド3を撮像する撮像装置12と、撮像装置12により撮像された画像に基づいて、人物2の状態を示す測定データを生成する測定部14とを含んで構成される。なお、本実施の形態では測定部14は演算装置20と一体に構成されている場合で説明する。   FIG. 9 is a schematic perspective view of the FG sensor 10 of the respiratory monitor 1 according to the embodiment of the present invention. Here, with reference to this figure, the FG sensor 10 which is a measuring apparatus suitable for the respiration monitor 1 is demonstrated. The FG sensor 10 includes a projection device 11 that projects a predetermined illumination pattern 11a, in other words, a plurality of bright spots 11b, on the bed 3 as a target area, and light projected by the projection apparatus 11, that is, a plurality of bright spots 11b. Is configured to include an imaging device 12 that images the bed 3 on which the image is projected, and a measurement unit 14 that generates measurement data indicating the state of the person 2 based on an image captured by the imaging device 12. In the present embodiment, the measurement unit 14 is described as being configured integrally with the arithmetic device 20.

図10は、本発明の実施の形態に係る呼吸モニタ1のFGセンサ10の概略構成を示すブロック図である。測定部14は、撮像装置12により異なる2時点に取得された2フレームの画像から、複数の輝点の前記2フレーム間の移動量を算出する移動量算出手段としての移動量算出部141と、移動量算出部141により算出された移動量を時系列に並べてなる移動量波形データを生成する移動量波形生成手段としての移動量波形生成部142とを備えている。   FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of the FG sensor 10 of the respiratory monitor 1 according to the embodiment of the present invention. The measurement unit 14 includes a movement amount calculation unit 141 serving as a movement amount calculation unit that calculates a movement amount between the two frames of a plurality of bright spots from two frames of images acquired at two different times by the imaging device 12; A movement amount waveform generation unit 142 is provided as movement amount waveform generation means for generating movement amount waveform data in which movement amounts calculated by the movement amount calculation unit 141 are arranged in time series.

ここで、異なる2時点の像に基づく、輝点の移動の測定について説明する。異なる2時点の像は、任意の時点とそのわずかに前の時点とするとよい。わずかに前とは、人物2の動きを検出するのに十分な時間間隔だけ前であればよい。この場合、人物2のわずかな動きも検出したいときは短く、例えば人物2の動きが大きくなり過ぎず、実質的にはほぼ動き無しとみなせる程度の時間、例えば0.1秒程度とすればよい。あるいはテレビ周期の1〜10周期(1/30〜1/3)とするとよい。また、人物2の大まかな動きを検出したいときは長く、例えば10秒程度としてもよい。但し、本実施の形態のように、人物2の呼吸も検出する場合では長くし過ぎると、正確な呼吸の検出が行えなくなるので、例えば1分などにするのは適切でない。以下、任意の時点(現在)で取得した像を取得像、取得像よりわずかに前(過去)に取得した像を参照像として説明する。なお、参照像は、記憶部(不図示)内に保存される。   Here, the measurement of the movement of the bright spot based on the images at two different time points will be described. The images at two different time points may be an arbitrary time point and a slightly previous time point. “Slightly before” only needs to be a time interval sufficient to detect the movement of the person 2. In this case, when a slight movement of the person 2 is desired to be detected, the time is short, for example, the movement of the person 2 does not become too large, and the time can be regarded as substantially no movement, for example, about 0.1 seconds. . Or it is good to set it as the 1-10 period (1 / 30-1 / 3) of a television period. Further, when it is desired to detect a rough movement of the person 2, it may be long, for example, about 10 seconds. However, in the case of detecting the respiration of the person 2 as in the present embodiment, if it is too long, accurate detection of respiration cannot be performed. Hereinafter, an image acquired at an arbitrary time (current) is described as an acquired image, and an image acquired slightly before (past) the acquired image is described as a reference image. The reference image is stored in a storage unit (not shown).

さらに、本実施の形態では、異なる2時点の像は、取得像(Nフレーム)と、取得像の1つ前に取得した像(N−1フレーム)とする。すなわち参照像は、取得像の1つ前に取得した像である。また、像の取得間隔は、例えば装置の処理速度や、上述のように検出したい動きの内容により適宜決めるとよいが、例えば0.1〜3秒、好ましくは0.1〜0.5秒程度とするとよい。ここでは0.1〜0.25秒とする。また、より短い時間間隔で像を取得し、平均化またはフィルタリングの処理を行うことで、例えばランダムノイズの影響を低減できるので有効である。なお、測定部14については後で詳しく説明する。   Further, in the present embodiment, the images at two different time points are an acquired image (N frame) and an image acquired immediately before the acquired image (N-1 frame). That is, the reference image is an image acquired immediately before the acquired image. The image acquisition interval may be appropriately determined depending on, for example, the processing speed of the apparatus and the content of the motion to be detected as described above. For example, the interval is 0.1 to 3 seconds, preferably about 0.1 to 0.5 seconds. It is good to do. Here, it is set to 0.1 to 0.25 seconds. In addition, it is effective to acquire images at shorter time intervals and perform averaging or filtering to reduce the influence of random noise, for example. The measuring unit 14 will be described in detail later.

図9に戻って、FGセンサ10の設置例について説明する。図中ベッド3上に、人物2が睡眠状態で横たわって存在している。ここでは、人物2の上には、さらに寝具4がかけられており、人物2の一部と、ベッド3の一部とを覆っている。この場合には、FGセンサ10は、寝具4の上面の高さ方向の一定時間内の動きに関する量を測定している。また寝具4を使用しない場合には、FGセンサ10は、人物2そのものの高さ方向の一定時間内の動きに関する量を測定する。なお、人物2の高さ方向の動きは、例えば人物2の呼吸や体動に伴う動きである。   Returning to FIG. 9, an installation example of the FG sensor 10 will be described. On the bed 3 in the figure, the person 2 lies in a sleeping state. Here, the bedding 4 is further hung on the person 2 and covers a part of the person 2 and a part of the bed 3. In this case, the FG sensor 10 measures the amount related to the movement of the upper surface of the bedding 4 in the height direction within a certain time. When the bedding 4 is not used, the FG sensor 10 measures an amount related to the movement of the person 2 in the height direction within a certain time. Note that the movement of the person 2 in the height direction is, for example, movement accompanying the breathing or body movement of the person 2.

FGセンサ10を構成している投影装置11と、撮像装置12は、対象領域であるベッド3の鉛直方向上方に配置されている。なお測定範囲は、人物2の胸部や腹部を含む範囲に設定されている。図示では、人物2のおよそ頭部上方に投影装置11が、ベッド3のおよそ中央部、または中央部よりやや頭部寄り上方に撮像装置12が配置されている。投影装置11は、ベッド3上に照明パターンとしてのパターン11aを投光している。パターン11aは複数の輝点光である。また、撮像装置12の画角は、人物2の上半身に相当する部分を含むベッド3のおよそ中央部分を撮像できるように設定される。撮像装置12はほぼ垂直にベッド3を見下ろすように設置されていが、ある程度傾けて設置してもよい。なおここでは、撮像装置12により撮像できる人物2上に投光された複数の輝点11bの各位置が各測定点に対応する。   The projection device 11 and the imaging device 12 constituting the FG sensor 10 are arranged above the bed 3 that is the target region in the vertical direction. The measurement range is set to a range including the chest and abdomen of the person 2. In the drawing, the projection device 11 is disposed approximately above the head of the person 2, and the imaging device 12 is disposed approximately at the center of the bed 3 or slightly above the head from the center. The projection device 11 projects a pattern 11 a as an illumination pattern on the bed 3. The pattern 11a is a plurality of bright spot lights. In addition, the angle of view of the imaging device 12 is set so that an approximately central portion of the bed 3 including a portion corresponding to the upper half of the person 2 can be captured. The imaging device 12 is installed so as to look down on the bed 3 substantially vertically, but may be installed with a certain degree of inclination. Here, each position of the plurality of bright spots 11b projected on the person 2 that can be imaged by the imaging device 12 corresponds to each measurement point.

投影装置11と撮像装置12とは、ある程度距離を離して設置するとよい。このようにすることで、距離d(基線長d、図12参照)が長くなるので、変化を敏感に検出できるようになる(検出感度がよくなる)。なお、基線長は長く取ることが好ましいが、短くてもよい。但しこの場合には、呼吸等の小さな動きを検出しにくくなるが、後述のように、輝点の重心位置を検出するようにすれば、小さな動き(呼吸)の検出も可能である。   The projection device 11 and the imaging device 12 may be installed with a certain distance. By doing so, the distance d (base line length d, see FIG. 12) becomes longer, so that the change can be detected sensitively (detection sensitivity is improved). The base line length is preferably long, but may be short. However, in this case, it is difficult to detect small movements such as respiration, but small movements (breathing) can be detected by detecting the barycentric position of the bright spot as described later.

ここで基線長d(図12参照)について説明する。ここでは、FGセンサ10は、図12で後述するように、パターンを形成する輝点の移動を測定するものである。この際に、例えば、対象物(ここでは人物2)の高さ又は高さ方向の動きが大きくなればなるほど、輝点の移動量も大きくなる。このため、図12で後述する概念によると、輝点の移動量が大きいと、比較すべき輝点の隣の輝点を飛び越してしまう現象が起こることがある。この場合、隣の輝点から移動したと判断され、測定される輝点の移動量は小さくなってしまうことがある。すなわち、正確に輝点の移動量を測定できない。基線長が短い場合には、輝点の移動量は小さく、上記の飛び越えが起こりにくいが、微小な動きに対してはノイズとの区別が難しくなる。また、基線長d(図12参照)が長い場合には、例えば対象物の僅かな動きであっても、輝点の移動量に大きく反映されるので、微小な高さ又は高さ方向の動きを測定することができるが、例えば大きな動きがあった場合に飛び越えが起きることがある。   Here, the baseline length d (see FIG. 12) will be described. Here, as will be described later with reference to FIG. 12, the FG sensor 10 measures the movement of a bright spot forming a pattern. At this time, for example, the greater the movement of the object (here, the person 2) in the height or height direction, the greater the movement amount of the bright spot. For this reason, according to the concept described later with reference to FIG. 12, if the amount of movement of the bright spot is large, a phenomenon may occur in which the bright spot adjacent to the bright spot to be compared is skipped. In this case, it is determined that the light has moved from the adjacent bright spot, and the amount of movement of the bright spot to be measured may be small. That is, the movement amount of the bright spot cannot be measured accurately. When the base line length is short, the amount of movement of the bright spot is small and the above jump is unlikely to occur, but it is difficult to distinguish it from noise for minute movements. In addition, when the base line length d (see FIG. 12) is long, even a slight movement of the object is greatly reflected in the amount of movement of the bright spot, for example, a minute movement in the height or height direction. Can be measured, but jumping may occur, for example, when there is a large movement.

図11は、本発明の実施の形態に係る呼吸モニタ1の投影装置11を説明する模式的斜視図である。本図を参照して、呼吸モニタ1に適した投影装置11について説明する。なおここでは、説明のために、対象領域を平面102とし、後述のレーザ光束L1を平面102に対して垂直に投射する場合で説明する。投影装置11は、可干渉性の光束を発生する光束発生手段としての光束発生部105と、ファイバーグレーティング120(以下、単にグレーティング120という)とを備えている。光束発生部105により投射される可干渉性の光束は、典型的には赤外光レーザである。光束発生部105は、平行光束を発生するように構成されている。光束発生部105は、典型的には不図示のコリメータレンズを含んで構成される半導体レーザ装置であり、発生される平行光束は、レーザ光束L1である。そしてレーザ光束L1は、断面が略円形状の光束である。ここで平行光束とは、実質的に平行であればよく、平行に近い光束も含む。なお、略円形状とは略楕円形状を含む。   FIG. 11 is a schematic perspective view for explaining the projection device 11 of the respiratory monitor 1 according to the embodiment of the present invention. With reference to this figure, the projection apparatus 11 suitable for the respiration monitor 1 is demonstrated. Here, for the sake of explanation, a case will be described where the target region is the plane 102 and a laser beam L1 described later is projected perpendicularly to the plane 102. The projection apparatus 11 includes a light beam generation unit 105 serving as a light beam generation unit that generates a coherent light beam, and a fiber grating 120 (hereinafter simply referred to as a grating 120). The coherent light beam projected by the light beam generation unit 105 is typically an infrared laser. The light beam generation unit 105 is configured to generate a parallel light beam. The light flux generation unit 105 is typically a semiconductor laser device including a collimator lens (not shown), and the generated parallel light flux is a laser light flux L1. The laser light beam L1 is a light beam having a substantially circular cross section. Here, the parallel light flux only needs to be substantially parallel, and includes a nearly parallel light flux. The substantially circular shape includes a substantially elliptical shape.

またここでは、グレーティング120は、平面102に平行に(Z軸に直角に)配置される。グレーティング120に、レーザ光L1を、Z軸方向に入射させる。するとレーザ光L1は、個々の光ファイバー121により、そのレンズ効果を持つ面内で集光したのち、発散波となって広がって行き、干渉して、投光面である平面102に複数の輝点アレイであるパターン11aが投光される。なお、グレーティング120を平面102に平行に配置するとは、例えば、グレーティング120を構成するFG素子122の各光ファイバー121の軸線を含む平面と、平面102とが平行になるように配置することである。   Further, here, the grating 120 is disposed in parallel to the plane 102 (perpendicular to the Z axis). Laser light L1 is incident on the grating 120 in the Z-axis direction. Then, the laser light L1 is collected in a plane having the lens effect by each optical fiber 121, then spreads as a diverging wave, interferes, and a plurality of bright spots on the plane 102 which is a light projecting surface. The pattern 11a which is an array is projected. Note that the arrangement of the grating 120 in parallel with the plane 102 means, for example, that the plane including the axis of each optical fiber 121 of the FG element 122 constituting the grating 120 and the plane 102 are parallel.

また、グレーティング120は、2つのFG素子122を含んで構成される。本実施の形態では、各FG素子122の平面は、互いに平行である。以下、各FG素子122の平面を素子平面という。また、本実施の形態では、2つのFG素子122の光ファイバー121の軸線は、互いにほぼ直交している。   The grating 120 includes two FG elements 122. In the present embodiment, the planes of the FG elements 122 are parallel to each other. Hereinafter, the plane of each FG element 122 is referred to as an element plane. In the present embodiment, the axes of the optical fibers 121 of the two FG elements 122 are substantially orthogonal to each other.

FG素子122は、例えば、直径が数10ミクロン、長さ10mm程度の光ファイバー121を数10〜数100本程度、平行にシート状に並べて構成したものである。また、2つのFG素子122は、接触して配置してもよいし、それぞれの素子平面の法線方向に距離を空けて配置してもよい。この場合には、2つのFG素子122の互いの距離は、パターン11aの投光に差支えない程度とする。レーザ光束L1は、典型的には、グレーティング122の素子平面に対して垂直に入射させる。   The FG element 122 is configured by arranging, for example, several tens to several hundreds of optical fibers 121 having a diameter of several tens of microns and a length of about 10 mm in parallel in a sheet shape. Further, the two FG elements 122 may be arranged in contact with each other, or may be arranged at a distance from each other in the normal direction of the element plane. In this case, the distance between the two FG elements 122 is set so as not to interfere with the projection of the pattern 11a. The laser beam L1 is typically incident perpendicular to the element plane of the grating 122.

このように、投影装置11は、2つのFG素子122を含んで構成されたグレーティング120が光学系となるので、複雑な光学系を必要とすることなく、光学筐体を小型化できる。さらに投影装置11は、グレーティング120を用いることで、単純な構成で、複数の輝点11bをパターン11aとして対象領域に投光できる。なお、パターン11aは、典型的には正方格子状に配列された複数の輝点11bである。また、輝点の形状は楕円形を含む略円形である。   Thus, since the grating 120 configured to include the two FG elements 122 serves as an optical system, the optical housing can be downsized without requiring a complicated optical system. Furthermore, by using the grating 120, the projection device 11 can project a plurality of bright spots 11b as patterns 11a onto the target area with a simple configuration. The pattern 11a is typically a plurality of bright spots 11b arranged in a square lattice pattern. The bright spot has a substantially circular shape including an ellipse.

図12は、本発明の実施の形態に係る呼吸モニタ1の輝点の移動の概念について説明する概念的斜視図である。本図を参照して撮像装置12について説明する。撮像装置12は、結像光学系12aと撮像素子15を有するものである。撮像素子15は、典型的にはCCD撮像素子である。また、撮像素子15として、CCDの他にCMOS構造の素子が最近盛んに発表されており、それらも当然使用可能である。特にこれらの中には、素子自体にフレーム間差算や二値化の機能を備えたものがあり、これらの素子の使用は好適である。   FIG. 12 is a conceptual perspective view for explaining the concept of the bright spot movement of the respiratory monitor 1 according to the embodiment of the present invention. The imaging device 12 will be described with reference to this figure. The imaging device 12 has an imaging optical system 12 a and an imaging element 15. The image sensor 15 is typically a CCD image sensor. In addition to the CCD, an element having a CMOS structure has recently been actively announced as the image pickup element 15, and these can naturally be used. In particular, some of the elements themselves have inter-frame difference calculation and binarization functions, and it is preferable to use these elements.

また、撮像装置12は、前述の光束発生部105(図11参照)により発生されるレーザ光束L1の波長の周辺部以外の波長の光を減光するフィルタ12bを備えるとよい。フィルタ12bは、典型的には干渉フィルタ等の光学フィルタであり、結像光学系12aの光軸上に配置するとよい。このようにすると、撮像装置12は、撮像素子15に受光する光のうち、投影装置11より投影されたパターン11aの光の強度が相対的にあがるので、外乱光による影響を軽減できる。また、光束発生部105(図11参照)により発生されるレーザ光束L1(図11参照)は、典型的には赤外光レーザの光束である。また、レーザ光L1(図11参照)は、継続的に照射してもよいし、断続的に照射してもよい。断続的に照射する場合には、撮像装置12による撮像を、照射のタイミングに同期させて行うようにする。   The imaging device 12 may include a filter 12b that attenuates light having a wavelength other than the peripheral portion of the wavelength of the laser light beam L1 generated by the light beam generation unit 105 (see FIG. 11). The filter 12b is typically an optical filter such as an interference filter, and may be disposed on the optical axis of the imaging optical system 12a. In this way, the imaging device 12 can reduce the influence of disturbance light because the light intensity of the pattern 11a projected from the projection device 11 out of the light received by the imaging device 15 is relatively increased. Further, the laser beam L1 (see FIG. 11) generated by the beam generation unit 105 (see FIG. 11) is typically an infrared laser beam. Further, the laser beam L1 (see FIG. 11) may be irradiated continuously or intermittently. When irradiating intermittently, imaging by the imaging device 12 is performed in synchronization with the timing of irradiation.

ここで、輝点の移動の概念について説明する。ここでは、判りやすく、対象領域を平面102、対象物を物体103として説明する。さらにここでは、説明のために、参照像は、物体103が平面102に存在しないときのパターン11aの像であり、取得像は、物体103が平面102に存在しているときのパターン11aとして説明する。   Here, the concept of bright spot movement will be described. Here, it is easy to understand, and the target area will be described as the plane 102 and the target object as the object 103. Further, here, for description, the reference image is an image of the pattern 11a when the object 103 is not present on the plane 102, and the acquired image is described as the pattern 11a when the object 103 is present on the plane 102. To do.

図中物体103が、平面102上に載置されている。またXY軸を平面102内に置くように、直交座標系XYZがとられており、物体103はXY座標系の第1象限に置かれている。一方、図中Z軸上で平面102の上方には、投影装置11と、撮像装置12とが配置されている。撮像装置12は、投影装置11によりパターン11aが投光された平面102を撮像する。即ち平面102上に載置された物体103を撮像する。   In the figure, an object 103 is placed on the plane 102. Further, the orthogonal coordinate system XYZ is taken so that the XY axis is placed in the plane 102, and the object 103 is placed in the first quadrant of the XY coordinate system. On the other hand, a projection device 11 and an imaging device 12 are arranged above the plane 102 on the Z axis in the drawing. The imaging device 12 images the plane 102 on which the pattern 11 a is projected by the projection device 11. In other words, the object 103 placed on the plane 102 is imaged.

撮像装置12の結像光学系としての結像レンズ12aは、ここでは、その光軸がZ軸に一致するように配置されている。そして、結像レンズ12aは、平面102あるいは物体103上のパターン11aの像を、撮像装置12の撮像素子15の結像面15’(イメージプレーン)に結像する。結像面15’は、典型的にはZ軸に直交する面である。さらに、結像面15’内にxy直交座標系をとり、Z軸が、xy座標系の原点を通るようにする。平面102から結像レンズ12aと等距離で、結像レンズ12aからY軸の負の方向に距離d(基線長d)だけ離れたところに、投影装置11が配置されている。物体103と平面102には、投影装置11により複数の輝点11bが形成するパターン11aが投光される。   Here, the imaging lens 12a as the imaging optical system of the imaging device 12 is disposed so that its optical axis coincides with the Z-axis. The imaging lens 12 a forms an image of the pattern 11 a on the plane 102 or the object 103 on the imaging surface 15 ′ (image plane) of the imaging device 15 of the imaging device 12. The image plane 15 'is typically a plane orthogonal to the Z axis. Further, an xy orthogonal coordinate system is taken in the image plane 15 'so that the Z axis passes through the origin of the xy coordinate system. The projection device 11 is arranged at a distance equal to the imaging lens 12a from the plane 102 and a distance d (baseline length d) from the imaging lens 12a in the negative direction of the Y axis. A pattern 11 a formed by a plurality of bright spots 11 b is projected onto the object 103 and the plane 102 by the projection device 11.

投影装置11により平面102に投光されたパターン11aは、物体103が存在する部分では、物体103に遮られ平面102には到達しない。ここで物体103が存在していれば、平面102上の点102aに投射されるべき輝点11bは、物体103上の点103aに投射される。輝点11bが点102aから点103aに移動したことにより、また結像レンズ12aと投影装置11とが距離d(基線長d)だけ離れているところから、結像面15’上では、点102a’(x,y)に結像すべきところが点103a’(x,y+δ)に結像する。即ち、物体103が存在しない時点と物体103が存在する時点とは、輝点11bの像がy軸方向に距離δだけ移動することになる。   The pattern 11 a projected onto the plane 102 by the projection device 11 is blocked by the object 103 and does not reach the plane 102 in a portion where the object 103 exists. Here, if the object 103 exists, the bright spot 11 b to be projected onto the point 102 a on the plane 102 is projected onto the point 103 a on the object 103. Since the bright spot 11b has moved from the point 102a to the point 103a and the imaging lens 12a and the projection device 11 are separated by a distance d (baseline length d), the point 102a is formed on the imaging plane 15 ′. An image to be imaged at '(x, y) is imaged at a point 103a' (x, y + δ). That is, when the object 103 does not exist and when the object 103 exists, the image of the bright spot 11b moves by a distance δ in the y-axis direction.

これは、例えば図13に示すように、撮像素子15の結像面15’に結像した輝点は、高さのある物体103により、δだけy軸方向に移動することになる。   For example, as shown in FIG. 13, the bright spot imaged on the imaging surface 15 ′ of the image sensor 15 moves in the y-axis direction by δ by the object 103 having a height.

このように、この輝点の移動量δを算出することにより、物体103上の点103aの位置が三次元的に特定できる。即ち、例えば点103aの高さがわかる。このように、ある点が、物体103が存在しなければ結像面15’上に結像すべき点と、結像面15’上の実際の結像位置との差を算出することにより、物体103の高さの分布、言い換えれば三次元形状が測定できる。あるいは物体103の三次元座標が測定できる。また、輝点11bの対応関係が不明にならない程度に、パターン11aのピッチ、即ち輝点11bのピッチを細かくすれば、物体103の高さの分布はそれだけ詳細に測定できることになる。   Thus, by calculating the moving amount δ of the bright spot, the position of the point 103a on the object 103 can be specified three-dimensionally. That is, for example, the height of the point 103a is known. Thus, by calculating the difference between a point that should be imaged on the imaging plane 15 ′ if the object 103 is not present and the actual imaging position on the imaging plane 15 ′, The height distribution of the object 103, in other words, the three-dimensional shape can be measured. Alternatively, the three-dimensional coordinates of the object 103 can be measured. Further, if the pitch of the pattern 11a, that is, the pitch of the bright spot 11b is made fine enough that the correspondence relationship of the bright spot 11b is not unknown, the height distribution of the object 103 can be measured in detail.

以上のような概念に基づいて、輝点の移動量を算出することで対象物の高さが測定できる。但しここでは、取得像と、取得像の1つ前に取得した像即ち参照像に基づいて、高さ方向の動きを測定するので、輝点の移動量を見ることになる。このため、例えば人物2の絶対的な高さは測定できなくなるが、人物2の高さ方向の動きを検出することが目的であるので問題は無い。   Based on the above concept, the height of the object can be measured by calculating the movement amount of the bright spot. However, here, since the movement in the height direction is measured based on the acquired image and the image acquired immediately before the acquired image, that is, the reference image, the movement amount of the bright spot is observed. For this reason, for example, the absolute height of the person 2 cannot be measured, but there is no problem because the purpose is to detect the movement of the person 2 in the height direction.

再び図10に戻って、測定部14について詳述する。移動量算出部141は、図13で説明したように、輝点の移動量を算出するものである。移動量算出部141は、以上のような、輝点の移動量の算出を、パターン11aを形成する複数の各輝点毎に行うように構成される。即ち、複数の輝点の位置がそれぞれ測定点となる。移動量算出部141は、パターン11aを形成する複数の各輝点毎に算出した輝点の移動量を移動量波形生成部142へ出力する。即ち、算出した各輝点の移動量が、各測定点での測定値となる。言い換えればここでは人物2の動きを複数の点で測定した各測定値は、各輝点の移動量に対応する。   Returning to FIG. 10 again, the measurement unit 14 will be described in detail. The movement amount calculation unit 141 calculates the movement amount of the bright spot as described with reference to FIG. The movement amount calculation unit 141 is configured to calculate the movement amount of the bright spot as described above for each of the plurality of bright spots forming the pattern 11a. That is, the positions of a plurality of bright spots are measurement points. The movement amount calculation unit 141 outputs the movement amount of the bright spot calculated for each of the plurality of bright spots forming the pattern 11 a to the movement amount waveform generation unit 142. That is, the calculated movement amount of each bright spot becomes a measurement value at each measurement point. In other words, here, each measured value obtained by measuring the movement of the person 2 at a plurality of points corresponds to the amount of movement of each bright spot.

なお、任意の時点とそのわずかに前の時点の異なる2時点の像に基づく、輝点の移動の測定で得られる波形(例えば輝点の移動量の総和など)は、距離の微分波形、即ち速度変化を表す波形になる。また例えば、高さ変化を表すような波形を得たいときは、前記波形を積分すれば距離の波形、即ち高さ変化を示す波形になる。   It should be noted that a waveform (for example, a sum of bright spot movement amounts) obtained by measuring bright spot movement based on an image at an arbitrary time point and two time points slightly different from the previous time point is a differential waveform of distance, The waveform represents the speed change. For example, when it is desired to obtain a waveform representing a change in height, if the waveform is integrated, a waveform of distance, that is, a waveform indicating a change in height is obtained.

ここで、取得像と参照像は、例えば撮像装置12により撮像された像であるが、それぞれの像上での、輝点の位置情報も含む概念である。即ち、取得像と参照像は、各々の時点で、投影装置11の投光により形成されたパターン11aの像である。なお、本実施の形態では、参照像は、例えば、いわゆる像としてではなく、各輝点の位置に関する、座標等の位置情報の形で不図示の記憶手段に保存される。このようにすると、後述する輝点の移動量を算出する際に、例えば輝点の座標や方向を比較するだけで済むので処理が単純になる。さらに、ここでは、輝点の位置は、輝点の重心位置とする。このようにすることで、僅かな輝点の移動も計測することができる。   Here, the acquired image and the reference image are images picked up by the image pickup device 12, for example, and are concepts including the position information of the bright spot on each image. In other words, the acquired image and the reference image are images of the pattern 11a formed by the projection of the projection device 11 at each time point. In the present embodiment, the reference image is not stored as a so-called image, for example, but is stored in a storage unit (not shown) in the form of positional information such as coordinates regarding the position of each bright spot. In this way, when calculating the amount of movement of the bright spot, which will be described later, for example, it is only necessary to compare the coordinates and direction of the bright spot, so the processing becomes simple. Further, here, the position of the bright spot is the barycentric position of the bright spot. By doing so, a slight movement of the bright spot can be measured.

また、輝点の移動量は、参照像上の各輝点の位置情報と、取得像上の各輝点の位置情報とを比較することで、輝点の移動量を算出できる。なお、それぞれの移動量は、例えば、輝点の位置が移動した画素数(何画素移動したか)を計数することで求められる。但し、輝点の位置を重心位置として求めれば、1画素より小さい単位で移動量を算出することが可能である。算出される輝点の移動量は、輝点の移動方向を含む概念である。即ち、計測される輝点の移動量には、移動した方向の情報も含まれる。このようにすると、後述のように、差分像を生成しないで済むので処理を単純化できる。   Further, the movement amount of the bright spot can be calculated by comparing the position information of each bright spot on the reference image with the position information of each bright spot on the acquired image. Each amount of movement can be obtained, for example, by counting the number of pixels to which the position of the bright spot has moved (how many pixels have moved). However, if the position of the bright spot is obtained as the position of the center of gravity, the movement amount can be calculated in units smaller than one pixel. The calculated moving amount of the bright spot is a concept including the moving direction of the bright spot. In other words, the measured moving amount of the bright spot includes information on the moving direction. In this way, as will be described later, it is not necessary to generate a difference image, so that the processing can be simplified.

なお上記では、輝点の位置情報を比較する場合で説明したが、参照像と取得像との差分像を作成してもよい。この場合、この差分像から対応する輝点の位置に基づいて、輝点の移動量を算出する。このようにすると、移動した輝点のみが差分像上に残るので、処理量を減らすことができる。   In the above description, the position information of the bright spots is compared. However, a difference image between the reference image and the acquired image may be created. In this case, the movement amount of the bright spot is calculated from the difference image based on the position of the corresponding bright spot. In this way, since only the moved bright spot remains on the difference image, the processing amount can be reduced.

また移動量波形生成部142は、移動量算出部141で算出された各輝点の移動量を時系列に並べてなる移動量波形データを生成するものである。なおここでは、移動量算出部141で算出された輝点の移動量は、上述のように、取得像(Nフレーム)と、取得像の1つ前に取得した像(N−1フレーム)との異なる時点に取得された2フレームの画像に基づいて算出されている。言い換えれば任意の時点とそのわずかに前の時点の異なる2時点の像に基づいて算出されている。このため、生成する移動量波形データは、(例えば各輝点の移動量の総和をとった場合)は、単位時間あたりの体積変動波形、あるいはおおまかな単位時間あたりの平均的高さの変動波形、即ち体積変動の推移あるいは平均的高さの変動の推移を表す波形になる。また例えば、高さの推移を表すような波形を得たいときは、前記波形を積分すれば距離の波形、即ち高さ推移を示す波形になる。   The movement amount waveform generation unit 142 generates movement amount waveform data in which the movement amounts of the bright spots calculated by the movement amount calculation unit 141 are arranged in time series. Here, as described above, the movement amount of the bright spot calculated by the movement amount calculation unit 141 includes the acquired image (N frame) and the image acquired immediately before the acquired image (N-1 frame). Are calculated on the basis of images of two frames acquired at different points in time. In other words, the calculation is made based on images of two time points, which are different from an arbitrary time point and a slightly previous time point. For this reason, the generated movement amount waveform data (for example, when the total movement amount of each bright spot is taken) is a volume fluctuation waveform per unit time or a rough fluctuation waveform of average height per unit time. That is, the waveform represents a change in volume fluctuation or a change in average height. For example, when it is desired to obtain a waveform representing the transition of the height, the waveform of the distance, that is, the waveform indicating the transition of the height is obtained by integrating the waveform.

ここで、移動量の総和をとった場合は、概ね、単位時間あたりの体積変動量を示す。各輝点の移動が個々の高さ変動を示しているため総和を取ることで体積変動となる。また各輝点の移動量は、各輝点位置での単位時間あたりの輝点位置の変化(即ち輝点移動速度)であり、単位時間での高さ変化に概ね相当する。   Here, when the total amount of movement is taken, the volume fluctuation amount per unit time is generally shown. Since the movement of each bright spot indicates individual height fluctuations, taking the summation results in volume fluctuations. The amount of movement of each bright spot is a change in the bright spot position per unit time at each bright spot position (ie, bright spot moving speed), and roughly corresponds to a height change in unit time.

移動量波形生成部142は、胸部領域2a(第1の領域)、腹部領域2b(第2の領域)毎に移動量波形データを生成し、生成された移動量波形データを測定データとして演算装置20の状態判別部26(図1参照)、体動検出部27(図1参照)、閾値算出部28(図1参照)等へ出力するものである。すなわち、移動量波形生成部142は、少なくとも上述した輝点の移動量の総和の移動量波形データである呼吸データと、例えば輝点の移動量の絶対値の総和の移動量波形データである体動データとの両方の波形データを含む胸部領域2a(第1の領域)、腹部領域2b(第2の領域)毎の測定データを出力するものである。   The movement amount waveform generation unit 142 generates movement amount waveform data for each of the chest region 2a (first region) and the abdominal region 2b (second region), and uses the generated movement amount waveform data as measurement data. 20 state determination unit 26 (see FIG. 1), body motion detection unit 27 (see FIG. 1), threshold value calculation unit 28 (see FIG. 1), and the like. That is, the movement amount waveform generation unit 142 is a body that is movement data waveform data that is at least the total movement amount waveform data of the bright spot and the absolute value of the absolute movement amount of the bright spot, for example. Measurement data for each of the chest region 2a (first region) and abdominal region 2b (second region) including both waveform data and motion data is output.

なお、FGセンサで取得される測定データの検出感度やノイズレベルは、外乱光の状況等の環境条件やベッド3上での人物2の姿勢や位置等に影響されることがある。ベッド3上での人物2の姿勢や位置等に影響される場合としては、例えば、基線長d(図13参照)を長くするため投影装置11(図9参照)をベッド3(図9参照)の中心から外して設置した際に、パターン11a(図9参照)の投影が斜めに行われることになり、ベッド3上での輝点の密度、言い換えれば、輝点の間隔が投影装置11から離れるにしたがって広くなり、結果的に投影装置11に近い位置と遠い位置とでは、検出感度やノイズレベルが異なることになる場合がある。   Note that the detection sensitivity and noise level of the measurement data acquired by the FG sensor may be affected by environmental conditions such as ambient light conditions and the posture and position of the person 2 on the bed 3. For example, the projection device 11 (see FIG. 9) is placed in the bed 3 (see FIG. 9) in order to increase the baseline length d (see FIG. 13). The projection of the pattern 11a (see FIG. 9) is performed obliquely when installed off the center of the screen, and the density of bright spots on the bed 3, in other words, the bright spot interval is As the distance increases, the detection sensitivity and noise level may differ between a position close to and far from the projection device 11.

再び図1に戻って説明を続ける。代表座標演算部24は、人物2の動きの測定された測定点について、複数の動きの位相が略同一である測定点の位置座標群の代表座標を計算するように構成される。ここで、上述したように投影装置11(図9参照)によって投影される複数の輝点の位置がそれぞれ測定点となる。分割線形成部25は、動きの位相が異なる位置座標群が2以上あるときは2以上の代表座標間に対象領域を分割する領域分割線2cを形成する用に構成される。分割線形成部25は、典型的には、対象領域に存在している対象物としての人物2の測定範囲を胸部領域2a(第1の領域)と腹部領域2b(第2の領域)とに分割するように領域分割線2cを形成する。対象領域は、ベッド3上であり、上述した撮像装置12(図9参照)で撮像された領域である。   Returning to FIG. 1 again, the description will be continued. The representative coordinate calculation unit 24 is configured to calculate the representative coordinates of the position coordinate group of the measurement points where the phases of the plurality of movements are substantially the same for the measurement points where the movement of the person 2 is measured. Here, as described above, the positions of a plurality of bright spots projected by the projection device 11 (see FIG. 9) are measurement points. The dividing line forming unit 25 is configured to form an area dividing line 2c that divides the target area between two or more representative coordinates when there are two or more position coordinate groups having different motion phases. The dividing line forming unit 25 typically divides the measurement range of the person 2 as an object existing in the target region into a chest region 2a (first region) and an abdominal region 2b (second region). A region dividing line 2c is formed so as to be divided. The target area is an area on the bed 3 and imaged by the above-described imaging device 12 (see FIG. 9).

上述した移動量波形生成部142(図10参照)は、分割線形成部25によって形成される領域分割線2cによって分割された領域、本実施の形態では、第1の領域として胸部領域2a、第2の領域としての腹部領域2b毎に、移動量算出部141(図10参照)で算出された測定点群のデータ(各輝点の移動量)を統合して人物2の測定データ(呼吸データ及び体動データ)を生成、出力する。すなわち、胸部測定データ、腹部測定データを生成、出力する。なお、全体測定データは、全体領域の測定点群のデータ(各輝点の移動量)を統合して生成、出力してもよいが、単に胸部測定データと腹部測定データとを足し合わせたものでもよい。   The movement amount waveform generation unit 142 (see FIG. 10) described above is an area divided by the area dividing line 2c formed by the dividing line forming part 25, in the present embodiment, the chest area 2a, the first area as the first area. For each abdominal region 2b as the region 2, the measurement point group data (movement amount of each bright spot) calculated by the movement amount calculation unit 141 (see FIG. 10) is integrated to measure measurement data (breathing data) of the person 2 And body movement data). That is, chest measurement data and abdominal measurement data are generated and output. The total measurement data may be generated and output by integrating the measurement point group data (movement amount of each bright spot) in the entire area, but is simply the sum of the chest measurement data and the abdominal measurement data But you can.

移動量波形生成部142(図10参照)は、領域分割線2cにより分割された胸部領域2a(第1の領域)、腹部領域2b(第2の領域)毎に、測定データを生成、出力できるので、例えば胸部と腹部で動きの位相が異なる場合であっても、それぞれの測定データが出力されるので正確に人物2の状態を把握することができる。なお、以上で説明した本実施の形態では、移動量波形生成部142(図10参照)によって生成、出力される測定データは、一定期間、例えば一晩(7〜10時間程度)分をまとめて取得する場合で説明したが、人物2の状態推移に伴ってリアルタイムに取得してもよい。すなわち、移動量波形生成部142(図10参照)は、測定データをリアルタイムに出力するように構成してもよい。リアルタイムに出力するとは、例えば撮像装置12により撮像された像毎に演算される代表座標、領域分割線2cに対応する輝点の移動量の総和を即時的に出力することである。さらに言えばこの場合には、この総和をリアルタイムに出力することで、移動量波形生成部142(図10参照)は、時間方向に並べて形成される人物2の呼吸の波形パターンを出力することになる。   The movement amount waveform generation unit 142 (see FIG. 10) can generate and output measurement data for each chest region 2a (first region) and abdominal region 2b (second region) divided by the region dividing line 2c. Therefore, for example, even when the movement phases are different between the chest and the abdomen, each measurement data is output, so that the state of the person 2 can be accurately grasped. In the present embodiment described above, the measurement data generated and output by the movement amount waveform generation unit 142 (see FIG. 10) is collected for a certain period, for example, overnight (about 7 to 10 hours). Although described in the case of acquisition, it may be acquired in real time with the state transition of the person 2. That is, the movement amount waveform generation unit 142 (see FIG. 10) may be configured to output measurement data in real time. To output in real time means to immediately output, for example, the sum of the movement amount of the bright spot corresponding to the representative coordinates calculated for each image captured by the imaging device 12 and the region dividing line 2c. Furthermore, in this case, by outputting this sum in real time, the movement amount waveform generation unit 142 (see FIG. 10) outputs a respiration waveform pattern of the person 2 formed side by side in the time direction. Become.

なおここでは、FGセンサ10で測定される複数の測定点の内、動きの無かった測定点、すなわち、輝点の移動が無かった測定点は無視して(除外して)上記計算(例えば代表座標の計算)を行う。すなわち、ここでは、動きのある(測定された)全ての測定点を用いて処理を行う。   Here, among the plurality of measurement points measured by the FG sensor 10, the measurement points that do not move, that is, the measurement points that do not move the bright spot are ignored (excluded) and the above calculation (for example, representative) Coordinate calculation). That is, here, processing is performed using all measurement points that are in motion (measured).

ここで、位相とは、動きの方向を含む概念であり、位相が略同一とは、単に動きの方向が一致していることを含む概念である。言い換えれば、例えば、動きの方向がおよそ上方向(上昇)、または下方向(下降)のことを含む概念である。さらにここでは、位相が略同一であるかの識別は、前述の測定部14により各測定点で測定された動きが、上方向の動きであるか、又は下方向の動きであるかで識別する。すなわち、本実施の形態では、動きの位相は、上方向と下方向の2方向である。このように、ここでは動きの位相は上昇、下降の2方向であるので、以下位相が略同一であることを単に位相が同一という。また代表座標は撮像された画像内で設定されるものである。   Here, the phase is a concept including the direction of motion, and the phase is substantially the same is a concept including simply matching the directions of motion. In other words, it is a concept including, for example, the direction of movement is approximately upward (upward) or downward (downward). Further, here, the identification of whether the phases are substantially the same is performed by identifying whether the movement measured at each measurement point by the measurement unit 14 is an upward movement or a downward movement. . That is, in the present embodiment, the phase of motion is two directions, upward and downward. Thus, since the phase of the movement is in two directions, up and down, in this case, hereinafter, the phase being substantially the same is simply referred to as the same phase. The representative coordinates are set in the captured image.

また、対象領域を分割するとは、例えば複数の測定点の存在領域を分割することであり、ここではベッド3上に存在する人物2で撮像装置12により撮像された領域を分割することである。ここでは撮像装置12は、測定範囲として主に人物2の胸部と腹部に投影された輝点を撮像しているので、対象領域を分割する領域分割線2cは人物2の胸部領域2a(第1の領域)と腹部領域2b(第2の領域)との境界線ともいうことができる。領域分割線2cは典型的には異なる位相の代表座標同士を結ぶ直線の垂直2等分線である。   Further, dividing the target area means, for example, dividing an existing area of a plurality of measurement points, and here, dividing an area captured by the imaging device 12 with the person 2 existing on the bed 3. Here, since the imaging device 12 mainly captures the bright spots projected on the chest and abdomen of the person 2 as the measurement range, the region dividing line 2c that divides the target region is the chest region 2a of the person 2 (the first region). ) And an abdominal region 2b (second region). The region dividing line 2c is typically a straight bisector of a straight line connecting representative coordinates of different phases.

さらに、測定点群のデータを統合するとは、例えば領域分割線2cにより分割された領域、すなわち、胸部領域2a(第1の領域)、腹部領域2b(第2の領域)に存在する測定点の輝点の移動量の総和、輝点の移動量の絶対値の総和を演算することであり、また出力される動きの波形は前記総和を時間方向に並べて形成される波形パターンである。   Furthermore, integrating the data of the measurement point group means, for example, measurement points existing in the region divided by the region dividing line 2c, that is, the chest region 2a (first region) and the abdominal region 2b (second region). The sum of the bright spot movement amounts and the sum of the absolute values of the bright spot movement amounts are calculated, and the output motion waveform is a waveform pattern formed by arranging the sums in the time direction.

代表座標演算部24は、代表座標が位置座標群を形成する各測定点の座標の平均値とする。以下この平均値を中心座標という。中心座標は次式(2)で表される。

中心座標Xcenter={Σ(Xi)}÷n ・・・(2)

ここでnは位置座標群を形成する測定点の数である。Xiは各測定点の座標値である。2次元で計算するときには、例えばXiをx軸方向の座標値、Yiをy軸方向の座標値としてそれぞれ中心座標を計算する。
The representative coordinate calculation unit 24 sets the average value of the coordinates of each measurement point where the representative coordinates form a position coordinate group. Hereinafter, this average value is referred to as center coordinates. The center coordinates are expressed by the following equation (2).

Center coordinates Xcenter = {Σ (Xi)} ÷ n (2)

Here, n is the number of measurement points forming the position coordinate group. Xi is the coordinate value of each measurement point. When calculating in two dimensions, for example, the central coordinates are calculated with Xi as the coordinate value in the x-axis direction and Yi as the coordinate value in the y-axis direction.

または、代表座標演算部24は、代表座標が位置座標群を形成する各測定点の座標に、動きの量に関する量で重み付けを行った値の平均値としてもよい。以下この平均値を重心座標という。なお動きの量に関する量は、典型的には各測定点での輝点の移動量である。さらに重みは符号無しとする。即ち重心座標は、各測定点の座標に、輝点の移動量で重み付けを行った値の平均値である。重心座標は次式(3)で表される。

重心座標Xcenter’={Σ(Xi×|ΔZi|)}÷Σ|ΔZi| ・・・(3)

ここでΔZiは各測定点での重み即ち輝点の移動量である。また|ΔZi|は各測定点での符号無し重み即ち輝点の移動量の絶対値である。
Alternatively, the representative coordinate calculation unit 24 may use an average value of values obtained by weighting the coordinates of the measurement points that form the position coordinate group by the amount related to the amount of movement. Hereinafter, this average value is referred to as a barycentric coordinate. Note that the amount related to the amount of movement is typically the amount of movement of the bright spot at each measurement point. Furthermore, the weight is unsigned. That is, the barycentric coordinate is an average value of values obtained by weighting the coordinates of each measurement point with the moving amount of the bright spot. The barycentric coordinates are expressed by the following equation (3).

Centroid coordinates Xcenter ′ = {Σ (Xi × | ΔZi |)} ÷ Σ | ΔZi | (3)

Here, ΔZi is a weight at each measurement point, that is, a moving amount of the bright spot. | ΔZi | is an unsigned weight at each measurement point, that is, an absolute value of the amount of movement of the bright spot.

ここで図14を参照して、代表座標演算部24による代表座標の算出と、分割線形成部25による領域分割線2cの形成について具体的に説明する。図示では、説明のために、撮像された像と画角とその画角内での測定点の位置(動きのあった測定点のみ)、さらに人物2(図中破線で表示)を示しているが、実際には座標の数値だけで計算するようにするとよい。(a)に示すように、代表座標演算部24は、まず動きの位相が同一である測定点の集合である位置座標群の代表座標を計算する。位置座標群は、例えば単純に動きの位相が同一即ち輝点の移動方向が同一の測定点の集合である。このようにすることで計算量が少なくて済む。図示では、代表座標は各測定点の座標に輝点移動量で重み付けを行った値の平均値即ち重心座標を計算した場合を示している。   Here, with reference to FIG. 14, the calculation of the representative coordinates by the representative coordinate calculation unit 24 and the formation of the region dividing line 2c by the dividing line forming unit 25 will be specifically described. In the figure, for the purpose of explanation, the captured image, the angle of view, the position of the measurement point within the angle of view (only the measurement point that has moved), and the person 2 (shown by a broken line in the figure) are shown. However, it is better to actually calculate only with the numerical value of coordinates. As shown in (a), the representative coordinate calculation unit 24 first calculates the representative coordinates of a position coordinate group that is a set of measurement points having the same movement phase. The position coordinate group is, for example, a set of measurement points having the same movement phase, that is, the same moving direction of the bright spots. By doing so, the amount of calculation can be reduced. In the figure, the representative coordinates indicate the case where the average value of the values obtained by weighting the coordinates of each measurement point with the bright spot movement amount, that is, the barycentric coordinates is calculated.

なおここでは、動きの位相が異なる位置座標群が2以上ある場合で説明したが、動きの位相が異なる位置座標群が存在しない、即ち位相が同一である位置座標群のみ存在する場合には、例えば代表座標演算部24により複数の測定点全ての位置座標群の代表座標を計算するようにし、分割線形成部25により、算出された代表座標を通り、適切な方向で対象領域を分割する直線を形成してこれを領域分割線2cとするとよい。適切な方向とは、典型的にはFGセンサ10の基線方向(図9参照)に垂直な方向である。これは基線方向がベッド3の中心線と平行であるため、ベッド3上の人物2の背骨方向がベッド3の中心線と略平行であることを予め想定したものである。即ち人物2の背骨方向が基線方向と略平行と見ることができるためである。言い換えれば、適切な方向は、人物2の背骨方向に垂直な方向とする。即ちこの場合には領域分割線2cは背骨方向に垂直であるので、例えば人物2の胸部と腹部を正確に分割でき、好適である。またここでは、領域分割線2cは典型的には基線方向に垂直であり且つ代表座標を通る直線である。なお、例えば基線方向に略直交してベッド3の中心線(ベッドの長手方向)、即ち人物2の背骨方向が配置される場合には、領域分割線2cは基線方向に平行な方向となる。   In addition, although the case where there are two or more position coordinate groups with different motion phases is described here, there is no position coordinate group with different motion phases, that is, when there are only position coordinate groups with the same phase, For example, the representative coordinate calculation unit 24 calculates the representative coordinates of the position coordinate group of all of the plurality of measurement points, and the dividing line forming unit 25 passes the calculated representative coordinates to divide the target area in an appropriate direction. And this may be used as a region dividing line 2c. The appropriate direction is typically a direction perpendicular to the baseline direction of the FG sensor 10 (see FIG. 9). This is based on the assumption that the spine direction of the person 2 on the bed 3 is substantially parallel to the center line of the bed 3 because the base line direction is parallel to the center line of the bed 3. That is, the spine direction of the person 2 can be viewed as being substantially parallel to the baseline direction. In other words, the appropriate direction is a direction perpendicular to the spine direction of the person 2. That is, in this case, since the region dividing line 2c is perpendicular to the spine direction, for example, the chest and abdomen of the person 2 can be accurately divided, which is preferable. Here, the region dividing line 2c is typically a straight line that is perpendicular to the base line direction and passes through the representative coordinates. For example, when the center line of the bed 3 (the longitudinal direction of the bed), that is, the spine direction of the person 2 is arranged substantially orthogonal to the base line direction, the region dividing line 2c is a direction parallel to the base line direction.

分割線形成部25は、(a)の例に示すように、動きの位相が異なる位置座標群が2つ存在した場合には、この2つの代表座標間を結ぶ直線の垂直2等分線を形成し、この垂直2等分線を領域分割線2cとする。図示では人物2のおよそ胸部と腹部で動きの位相が異なる代表座標が計算された場合を示しているので、領域分割線2cは人物2の腹部と胸部の間に形成されている。また異なる位相の代表座標同士を結ぶ直線は背骨方向と略平行であるとも言える。   As shown in the example (a), when there are two position coordinate groups with different movement phases, the dividing line forming unit 25 generates a perpendicular bisector of a straight line connecting the two representative coordinates. The vertical bisector is formed as a region dividing line 2c. Since the figure shows a case where representative coordinates having different movement phases are calculated between the chest and abdomen of the person 2, the region dividing line 2 c is formed between the abdomen and the chest of the person 2. It can also be said that the straight line connecting the representative coordinates of different phases is substantially parallel to the spine direction.

なお(b)に示すように、形成される領域分割線2cは異なる位相の代表座標同士を結ぶ直線の垂直2等分線であるので、基線方向と平行とは限らない(斜めであってもよい)。即ち、ベッド3上で就寝している人物2の背骨方向が基線方向に対して斜めであっても問題ない。   As shown in (b), the formed region dividing line 2c is a straight bisector of a straight line connecting representative coordinates of different phases, and thus is not necessarily parallel to the base line direction (even if it is oblique). Good). That is, there is no problem even if the spine direction of the person 2 sleeping on the bed 3 is oblique to the baseline direction.

さらに、分割線形成部25は、代表座標演算部24により計算された代表座標に、代表座標に関する量で重み付けを行った値を計算し、計算された代表座標が少なくとも2つあり、2つの代表座標を結ぶ直線を、代表座標に関する量で重み付けを行った値で内分する点で2つの代表座標を結ぶ直線と交差するように領域分割線2cを形成するように構成するとよい。代表座標に関する量は、典型的には代表座標の計算に用いた位置座標群を形成する各測定点での動きの量即ち輝点の移動量の総和であるが、位置座標群を形成する測定点の数、又は平均値あってもよい。さらにその他位置座標群を形成する各測定点での中心値(median)、ピーク値(位置座標群内での動きの量の最大値)等であってもよい。以下、代表座標に関する量は、位置座標群を形成する各測定点での輝点の移動量の総和である場合で説明する。なお、中心値やピーク値は、上記以外例えば代表座標や動きの量に関する量としても採用することができる。   Further, the dividing line forming unit 25 calculates a value obtained by weighting the representative coordinates calculated by the representative coordinate calculating unit 24 with an amount related to the representative coordinates, and there are at least two calculated representative coordinates, and there are two representative coordinates. The area dividing line 2c may be formed so as to intersect the straight line connecting the two representative coordinates at a point where the straight line connecting the coordinates is internally divided by a value weighted by the amount related to the representative coordinates. The amount related to the representative coordinate is typically the total amount of movement at each measurement point that forms the position coordinate group used for calculating the representative coordinate, that is, the total amount of movement of the bright spot, but the measurement that forms the position coordinate group. There may be a number of points or an average value. Further, it may be a center value (median) or a peak value (maximum value of the amount of movement in the position coordinate group) at each measurement point forming the position coordinate group. Hereinafter, the amount relating to the representative coordinates will be described in the case where the amount of movement of the bright spot at each measurement point forming the position coordinate group is the sum. The center value and the peak value can also be employed as quantities related to the representative coordinates and the amount of movement other than the above.

例えば図15に示すように、輝点の移動量の総和で重み付けを行った値で内分する点は、2つの代表座標を結ぶ直線を各代表座標に対応する符号付きの重みの比で内分する点である(図中点A)。言い換えれば内分する点は、各代表座標の位置に2つの代表座標を結ぶ直線に対して垂直方向に符号付きで重みの量を示した時の座標である各代表座標に対応する重み付き座標G1、G2を結ぶ直線と2つの代表座標を結ぶ直線の交点である点Aとなる。即ち分割線形成部25は、点Aを通り、2つの代表座標を結ぶ直線に垂直な直線を領域分割線2cとする。なお、この領域分割線2cは例えば点Aを通る基線方向に垂直な直線としてもよい。このようにすることで、人物2の動きの量が反映された領域分割線2cを形成できる。   For example, as shown in FIG. 15, a point that is internally divided by a value weighted by the total amount of movement of bright spots is an internal ratio of a straight line connecting two representative coordinates by a ratio of a signed weight corresponding to each representative coordinate. (Point A in the figure). In other words, the point to be internally divided is a weighted coordinate corresponding to each representative coordinate which is a coordinate when the amount of weight is indicated in the vertical direction with respect to a straight line connecting the two representative coordinates at the position of each representative coordinate. The point A is an intersection of a straight line connecting G1 and G2 and a straight line connecting two representative coordinates. That is, the dividing line forming unit 25 sets a straight line passing through the point A and perpendicular to the straight line connecting the two representative coordinates as the area dividing line 2c. The region dividing line 2c may be a straight line that passes through the point A and is perpendicular to the base line direction. In this way, the area dividing line 2c reflecting the amount of movement of the person 2 can be formed.

なおこの領域分割線2cの位置が、例えば上昇、下降を無視した全ての測定点(動きのある)の中心座標と極端に異なる場合には、全ての測定点の中心座標を領域分割線2cの通る位置として採用してもよい。また、異なる位相の領域でのそれぞれの重みが極端に異なる場合には、重みが大きい方の代表座標(中心座標又は重心座標)、又は全ての測定点の代表座標を領域分割線2cの通る位置とするとよい。これは全ての測定点が同位相で動いていると見ることができるからである。また、1つの代表座標が対象領域の端に寄っている場合には、対象領域の端でない方の代表座標、又は全ての測定点の代表座標を領域分割線2cの通る位置とするとよい。   When the position of the area dividing line 2c is extremely different from the center coordinates of all the measurement points (with movement) ignoring, for example, ascending and descending, the center coordinates of all the measuring points are set to the area dividing line 2c. You may employ | adopt as a passing position. In addition, when the respective weights in the regions having different phases are extremely different, the position through which the region dividing line 2c passes the representative coordinate (center coordinate or barycentric coordinate) with the larger weight or the representative coordinates of all the measurement points. It is good to do. This is because it can be seen that all measurement points are moving in phase. When one representative coordinate is close to the end of the target region, the representative coordinate that is not the end of the target region, or the representative coordinates of all the measurement points may be set as the position where the region dividing line 2c passes.

さらに代表座標演算部24は、複数の測定点の位置座標の一次元方向の座標のみを用いて代表座標の計算を行い、分割線形成部25は、一次元方向に垂直な領域分割線2cを形成するようにしてもよい。一次元方向は、例えばFGセンサ10の基線方向や人物2の背骨方向言い換えれば胸部の中心と腹部の中心を結ぶ直線方向、又は左右の肺の中心を結ぶ直線に垂直な方向である。なお例えば本実施の形態のように、人物2の背骨方向と基線方向がおよそ一致している場合には(図9参照)、一次元方向は基線方向とする。代表座標演算部24は、基線方向即ちy軸の座標(図13参照)のみを用いて代表座標を計算する。そしてこの場合、分割線形成部25は、基線方向に垂直な領域分割線2cを形成する。このようにすると、演算装置20による演算量を軽くできるので処理の高速化が図れる。   Further, the representative coordinate calculation unit 24 calculates the representative coordinates using only the coordinates in the one-dimensional direction of the position coordinates of the plurality of measurement points, and the dividing line forming unit 25 generates the area dividing line 2c perpendicular to the one-dimensional direction. You may make it form. The one-dimensional direction is, for example, the baseline direction of the FG sensor 10 or the spine direction of the person 2, in other words, the direction perpendicular to the straight line connecting the center of the chest and the center of the abdomen, or the line connecting the centers of the left and right lungs. For example, when the spine direction and the base line direction of the person 2 are approximately the same as in the present embodiment (see FIG. 9), the one-dimensional direction is the base line direction. The representative coordinate calculation unit 24 calculates the representative coordinates using only the baseline direction, that is, the y-axis coordinates (see FIG. 13). In this case, the dividing line forming unit 25 forms the area dividing line 2c perpendicular to the base line direction. In this way, the amount of computation by the computing device 20 can be reduced, so that the processing speed can be increased.

また、分割線形成部25は、領域分割線2cの形成を過去に形成した領域分割線2cの位置に基づいて行うようにしてもよい。具体的には領域分割線2cを形成する際に、現在と過去数回の領域分割線2cの位置の平均値を採用するとよい。これはFGセンサ10による動きの測定毎に領域分割線2cを決定すると、例えばノイズ等により(手の動き等とは限らない)、領域分割線2cが揺らぐことがある。そこで、過去の領域分割線2cの位置の平均値で領域分割線2cの位置を決定することにより、ノイズ等の影響を除去することができる。即ちこの場合には領域分割線2cの位置が安定し、例えばノイズや人物2の手の動き等による急激な領域分割線2cの移動を防ぐことができる。このため、例えば移動量波形生成部142(図10参照)による領域毎、言い換えれば人物2の胸部領域2a(第1の領域)と腹部領域2b(第2の領域)のそれぞれ測定データの出力を安定して行える。   The dividing line forming unit 25 may perform the formation of the area dividing line 2c based on the position of the area dividing line 2c formed in the past. Specifically, when the region dividing line 2c is formed, an average value of the positions of the current and the past several times of the region dividing line 2c may be adopted. If the area dividing line 2c is determined for each movement measurement by the FG sensor 10, the area dividing line 2c may fluctuate due to, for example, noise (not necessarily hand movement or the like). Therefore, by determining the position of the area dividing line 2c based on the average value of the positions of the past area dividing lines 2c, the influence of noise and the like can be removed. That is, in this case, the position of the area dividing line 2c is stabilized, and abrupt movement of the area dividing line 2c due to, for example, noise or movement of the hand of the person 2 can be prevented. For this reason, for example, the output of measurement data for each region by the movement amount waveform generation unit 142 (see FIG. 10), in other words, the chest region 2a (first region) and the abdominal region 2b (second region) of the person 2 is output. It can be done stably.

なお、本実施の形態に係る呼吸モニタ1は、変形例として、演算装置20がさらに、複数の測定点を複数の部分領域(図16参照)に区分し、該部分領域毎に複数の高さ方向の動きを平均化する部分領域平均化部29(図1、括弧書き参照)を有し、代表座標演算部24は、平均化された値を、位置座標群の代表座標の計算の対象となる複数の測定点の動きとして用いるように構成しても良い。ここで、複数の部分領域(図16参照)は、胸部領域2a(第1の領域)、腹部領域2b(第2の領域)とは、異なる概念の領域であり、典型的には、これらの領域よりも小さな領域である。   Note that, as a modification, the respiratory monitor 1 according to the present embodiment is further modified so that the computing device 20 further divides a plurality of measurement points into a plurality of partial regions (see FIG. 16), and a plurality of heights for each partial region. It has a partial area averaging unit 29 (see FIG. 1, parentheses) that averages the movement in the direction, and the representative coordinate calculation unit 24 sets the averaged value as a target for calculating the representative coordinates of the position coordinate group. You may comprise so that it may be used as a motion of a plurality of measuring points. Here, the plurality of partial regions (see FIG. 16) are different concept regions from the chest region 2a (first region) and the abdominal region 2b (second region). The area is smaller than the area.

この場合、部分領域平均化部29(図1、括弧書き参照)は、複数の測定点の輝点を複数の所定の部分領域(図16参照)に区分するように構成される。さらに、部分領域平均化部29は、所定の部分領域内の輝点移動量(あるいは高さ変動量)の総和を算出、または、輝点移動量の総和を部分領域内の輝点の数で除して1つの輝点移動量の平均を算出し、該部分領域毎に複数の高さ方向の動き、すなわち、輝点移動量を平均化するように構成される。なお、部分領域平均化部29は、輝点移動量から求めた高さ変動量の総和を算出して上限変動量の平均化をしてもよい。ここで、本実施の形態では、輝点移動量の総和を算出し、輝点移動量を平均化した場合で説明する。なお、高さ変動量は、図12の距離hと基線長dが既知(または一定)と仮定すれば、輝点移動量から求めることができる。   In this case, the partial area averaging unit 29 (see FIG. 1, parentheses) is configured to divide the bright spots of the plurality of measurement points into a plurality of predetermined partial areas (see FIG. 16). Further, the partial area averaging unit 29 calculates the sum of the bright spot movement amounts (or height fluctuation amounts) in the predetermined partial area, or calculates the total bright spot movement amount as the number of bright spots in the partial area. In other words, the average of one bright spot movement amount is calculated, and a plurality of movements in the height direction, that is, the bright spot movement amount is averaged for each partial region. Note that the partial region averaging unit 29 may calculate the sum of the height fluctuation amounts obtained from the bright spot movement amount and average the upper limit fluctuation amount. Here, in the present embodiment, a case will be described in which the sum of the bright spot movement amounts is calculated and the bright spot movement amounts are averaged. Note that the height fluctuation amount can be obtained from the bright spot movement amount assuming that the distance h and the base line length d in FIG. 12 are known (or constant).

部分領域平均化部29は、各部分領域(図16参照)内で平均化された輝点の測定点の座標を、各部分領域内の平均化される前の輝点の測定点に対して、縦、横の部分領域幅のそれぞれ中心、又は、中央の輝点の座標とするか、あるいは、上述した(2)式、あるいは(3)式を用いて算出する(以下特に断りのない限り、部分領域内の平均化された輝点の測定点の座標と輝点移動量の総和を「部分領域内の輝点の平均値」という)。代表座標演算部24は、平均化された輝点を二次的な輝点として、すなわち、各部分領域で平均化された値(部分領域内の輝点の平均値)を位置座標群の代表座標の計算の対象となる複数の測定点の動きとして用い、分割線形成部25は、当該代表座標に基づいて領域分割線2cを形成する。   The partial area averaging unit 29 sets the coordinates of the measurement points of the bright spots averaged in each partial area (see FIG. 16) with respect to the measurement points of the bright spots before being averaged in each partial area. , The center of each of the vertical and horizontal partial area widths, or the coordinates of the bright spot at the center, or calculated using the above-described formula (2) or (3) (unless otherwise noted) The sum of the coordinates of the measurement points of the averaged bright spots in the partial area and the bright spot movement amount is referred to as “average value of bright spots in the partial area”). The representative coordinate calculation unit 24 uses the averaged bright spot as a secondary bright spot, that is, a value averaged in each partial area (average value of bright spots in the partial area) as a representative of the position coordinate group. The dividing line forming unit 25 forms the area dividing line 2c based on the representative coordinates, using the movements of a plurality of measurement points to be subjected to coordinate calculation.

このように構成することで、呼吸モニタ1は、ノイズによる影響を効果的に排除しながら、呼吸の動きに関係する動きに関する出力が相対的に小さくならなず、さらに、領域分割線2cが本来あるべき位置からずれず、領域分割線2cによって分割される各領域、すなわち、胸部領域2a(第1の領域)、腹部領域2b(第2の領域)に対応して出力される波形パターンは、呼吸の動きに関係する動きを各所望の領域に対応するように分離する効果が減殺されないパターンとなる。   With this configuration, the respiration monitor 1 does not effectively reduce the output related to the motion related to the respiration motion while effectively eliminating the influence of noise. The waveform pattern output corresponding to each region divided by the region dividing line 2c, i.e., the chest region 2a (first region) and the abdominal region 2b (second region), without deviating from a desired position, The effect of separating the movement related to the movement of breathing so as to correspond to each desired area is a pattern that is not diminished.

図16は、本発明の第1の実施の形態の変形例に係る呼吸モニタ1の部分領域平均化部29(図1、括弧書き参照)による部分領域の区分の具体例について説明する模式的平面図であり、(a)は第1の具体例、(b)は第2の具体例、(c)は第3の具体例である。なおここでは、説明のために、対象領域を平面102とし、対象物(人物2等)の図示は省略する。   FIG. 16 is a schematic plan view for explaining a specific example of the partial region classification by the partial region averaging unit 29 (see FIG. 1, parentheses) of the respiratory monitor 1 according to the modification of the first embodiment of the present invention. FIG. 4A is a first example, FIG. 2B is a second example, and FIG. 3C is a third example. Here, for the sake of explanation, the target region is the plane 102, and the illustration of the target (person 2 or the like) is omitted.

図16(a)に示す第1の具体例では、部分領域平均化部29は、複数の部分領域として、平面102上の測定点を各測定点毎に区分し、区分された該部分領域には前記測定点の周辺の所定範囲の他の測定点を含めて平均化するように構成される。ここでは、およそ3×3=9点の測定点を含むように区分した例を図示している。   In the first specific example shown in FIG. 16 (a), the partial area averaging unit 29 divides the measurement points on the plane 102 into a plurality of partial areas for each measurement point. Is configured to average including other measurement points in a predetermined range around the measurement point. Here, an example is shown that is divided so as to include approximately 3 × 3 = 9 measurement points.

部分領域平均化部29は、各輝点毎に、各輝点を中心に平面102全体の画素数、輝点間隔等に基づいて適切に設定した範囲の部分領域、例えば20×20pixel程度の範囲の部分領域を設定し、当該部分領域内で輝点を検索する。部分領域平均化部29は、各部分領域毎に部分領域内に含まれる全ての輝点に基づいて、部分領域内の輝点の平均値を算出する。この場合、当該部分領域の平均化された輝点の座標は、中心となる輝点の座標を用いると良い。代表座標演算部24は、部分領域毎に算出された複数の部分領域内の輝点の平均値を、位置座標群の代表座標の計算の対象となる複数の測定点の動きとして用いる。   For each luminescent spot, the partial area averaging unit 29 is a partial area in a range appropriately set based on the number of pixels, the luminescent spot interval, etc. of the entire plane 102 around each luminescent spot, for example, a range of about 20 × 20 pixels. Is set, and a bright spot is searched in the partial area. The partial area averaging unit 29 calculates the average value of the bright spots in the partial area based on all the bright spots included in the partial area for each partial area. In this case, the coordinate of the bright spot that is the center may be used as the average bright spot coordinate of the partial area. The representative coordinate calculation unit 24 uses the average value of the bright spots in the plurality of partial areas calculated for each partial area as the movement of the plurality of measurement points that are the targets for calculating the representative coordinates of the position coordinate group.

このように、各輝点毎に、部分領域を区分し、部分領域内の輝点の平均値を算出すると、以下で説明する他の具体例と比較して、平均化された二次的な輝点の密度は低くならないという有利な効果がある。   In this way, for each luminescent spot, when the partial area is divided and the average value of the luminescent spots in the partial area is calculated, compared to other specific examples described below, an averaged secondary There is an advantageous effect that the density of bright spots does not decrease.

図16(b)に示す第2の具体例では、部分領域平均化部29は、複数の部分領域を、当該部分領域同士が重複しないように、平面102上の複数の測定点を区分して、輝点移動量を平均化するように構成される。また、典型的には、部分領域平均化部29は、平面102を均等に区分するように構成される。   In the second specific example shown in FIG. 16B, the partial area averaging unit 29 classifies the plurality of measurement points on the plane 102 so that the partial areas do not overlap each other. The bright spot moving amount is averaged. Further, typically, the partial region averaging unit 29 is configured to equally divide the plane 102.

第2の具体例の部分領域平均化部29は、各輝点毎に部分領域を区分していた第1の具体例とは異なり、対象領域である平面102全体を略均等に、例えば20×20pixel程度、あるいは40×40pixel程度の部分領域に、部分領域同士が重複しないように区分し、当該部分領域内で輝点を検索する。部分領域平均化部29は、各部分領域毎に部分領域内に含まれる全ての輝点に基づいて、部分領域内の輝点の平均値を算出する。この場合、当該部分領域の平均化された輝点の座標は、各部分領域の縦、横の幅のそれぞれ中心を用いると良い。代表座標演算部24は、部分領域毎に算出された複数の部分領域内の輝点の平均値を、位置座標群の代表座標の計算の対象となる複数の測定点の動きとして用いる。すなわち、複数の元の測定点を含む1つの部分領域を、計算対象となる1つの測定点として用いる。   Unlike the first specific example in which the partial area is divided for each bright spot, the partial area averaging unit 29 of the second specific example substantially uniformly covers the entire plane 102 as the target area, for example, 20 ×. A partial area of about 20 pixels or about 40 × 40 pixels is divided so that the partial areas do not overlap with each other, and a bright spot is searched in the partial area. The partial area averaging unit 29 calculates the average value of the bright spots in the partial area based on all the bright spots included in the partial area for each partial area. In this case, it is preferable to use the centers of the vertical and horizontal widths of the partial areas as the coordinates of the average bright spots of the partial areas. The representative coordinate calculation unit 24 uses the average value of the bright spots in the plurality of partial areas calculated for each partial area as the movement of the plurality of measurement points that are the targets for calculating the representative coordinates of the position coordinate group. That is, one partial region including a plurality of original measurement points is used as one measurement point to be calculated.

このように、部分領域を各部分領域が重複しないように区分し、各部分領域内の輝点の平均値を算出すると、第1の具体例と比較して、平均化された二次的な輝点の密度は低くなるが、その分計算量が小さくなるという有利な効果がある。なお、部分領域の境界に、輝点が係っていた場合には、当該輝点は、当該輝点の重心が位置する側の部分領域に含むようにするとよい。   In this way, when the partial areas are divided so that the partial areas do not overlap with each other, and the average value of the bright spots in each partial area is calculated, the averaged secondary is compared with the first specific example. Although the density of bright spots is lowered, there is an advantageous effect that the amount of calculation is reduced accordingly. If a bright spot is associated with the boundary of the partial area, the bright spot may be included in the partial area on the side where the center of gravity of the bright spot is located.

図16(c)に示す第3の具体例では、部分領域平均化部29は、複数の部分領域を一定方向に略短冊状に区分して、輝点移動量を平均化するように構成される。一定方向とは、典型的には、領域分割線2cで領域を分割したい方向、例えば、胸部の中心と腹部の中心を結ぶ直線方向、又は左右の肺の中心を結ぶ直線に垂直な方向である。言い換えれば、FGセンサ10(図9参照)の基線方向や人物2(図9参照)の背骨方向である。これはベッド3(図9参照)上の人物2(図9参照)の背骨方向がベッドの中心線と略平行な場合を予め想定したものである。したがって、略短冊状である部分領域の長辺は、領域分割線2cと略平行となり、短辺は、基線と略平行となる。以下、一定方向は基線方向であるものとして説明する。   In the third specific example shown in FIG. 16C, the partial area averaging unit 29 is configured to divide a plurality of partial areas into a substantially strip shape in a certain direction and average the bright spot movement amount. The The constant direction is typically the direction in which the region is desired to be divided by the region dividing line 2c, for example, the direction perpendicular to the straight line connecting the center of the chest and the center of the abdomen, or the straight line connecting the centers of the left and right lungs. . In other words, it is the baseline direction of the FG sensor 10 (see FIG. 9) and the spine direction of the person 2 (see FIG. 9). This assumes in advance a case where the spine direction of the person 2 (see FIG. 9) on the bed 3 (see FIG. 9) is substantially parallel to the center line of the bed. Accordingly, the long side of the partial area having a substantially strip shape is substantially parallel to the area dividing line 2c, and the short side is substantially parallel to the base line. In the following description, it is assumed that the certain direction is the baseline direction.

第3の具体例の部分領域平均化部29は、一定方向(基線方向)にのみ、対象領域である平面102全体を区分する点で第2の具体例とは異なる。部分領域平均化部29は、典型的には各部分領域同士が重複しないように、対象領域である平面102全体を、一定方向(基線方向)に、例えば、20pixel程度の一定の幅の短冊状に区切って部分領域を形成する。部分領域平均化部29は、当該各部分領域内で輝点を検索し、各部分領域毎に部分領域内に含まれる全ての輝点に基づいて、部分領域内の輝点の平均値を算出する。代表座標演算部24は、部分領域毎に算出された複数の部分領域内の輝点の平均値を、位置座標群の代表座標の計算の対象となる複数の測定点の動きとして用いる。なお、略短冊状の部分領域を短辺方向に重複させて、同じ短冊幅で多くの部分領域を形成することも可能である。   The partial area averaging unit 29 of the third specific example is different from the second specific example in that the entire plane 102 as the target area is divided only in a certain direction (baseline direction). The partial area averaging unit 29 typically has a rectangular shape with a constant width of, for example, about 20 pixels, in a fixed direction (baseline direction), for example, the entire plane 102 as a target area so that the partial areas do not overlap each other. A partial region is formed by dividing into two. The partial area averaging unit 29 searches for the bright spot in each partial area, and calculates the average value of the bright spots in the partial area based on all the bright spots included in the partial area for each partial area. To do. The representative coordinate calculation unit 24 uses the average value of the bright spots in the plurality of partial areas calculated for each partial area as the movement of the plurality of measurement points that are the targets for calculating the representative coordinates of the position coordinate group. Note that it is also possible to form many partial regions with the same strip width by overlapping substantially strip-shaped partial regions in the short side direction.

このように、複数の部分領域を一定方向(基線方向)に略短冊状に区分すると、部分領域の面積を稼ぎやすくなり、部分領域に多数の輝点が含まれることにより、ランダムノイズを低減する効果が高くなる(ノイズレベルは1/√Nになる。)。さらに、領域分割線2cで領域を分割したい方向が予め決まっている場合には、代表座標演算部24は、一定方向(基線方向)、すなわち、y軸の座標(図13参照)のみを用いて代表座標を計算し、分割線形成部25は、一定方向(基線方向)に垂直な領域分割線2cを形成すればよいわけであるから、部分領域平均化部29が算出する部分領域内の輝点の平均値も、y軸の座標(図13参照)のみを用いて計算すれば足り、演算装置20による演算量を軽くできるので処理の高速化が図れる。   In this way, dividing a plurality of partial areas into a substantially strip shape in a certain direction (baseline direction) makes it easy to increase the area of the partial area, and the random noise is reduced by including a large number of bright spots in the partial area. The effect becomes high (noise level becomes 1 / √N). Furthermore, when the direction in which the region is to be divided by the region dividing line 2c is determined in advance, the representative coordinate calculation unit 24 uses only a certain direction (baseline direction), that is, the y-axis coordinate (see FIG. 13). Since the representative line is calculated and the dividing line forming unit 25 has only to form the area dividing line 2c perpendicular to a certain direction (baseline direction), the brightness in the partial area calculated by the partial area averaging unit 29 is calculated. The average value of the points only needs to be calculated using only the y-axis coordinates (see FIG. 13), and the amount of calculation by the calculation device 20 can be reduced, so that the processing speed can be increased.

以上のように、複数の部分領域内の輝点の平均値を用いて位置座標群の代表座標の計算を行い、当該代表座標領域分割線2cにより対象領域を分割することで、実際に動きがない部分のノイズが代表座標の算出に与える影響を軽減し、例えば、人物2の胸部領域2a(第1の領域)と腹部領域2b(第2の領域)の各領域をより正確に区分でき、移動量波形生成部142(図10参照)により領域毎に測定点群のデータを統合して動きの波形を出力できるので、状態判別部26(図1参照)での人物2の状態をより正確に把握できる。   As described above, by calculating the representative coordinates of the position coordinate group using the average value of the bright spots in the plurality of partial areas, and dividing the target area by the representative coordinate area dividing line 2c, the movement actually occurs. Reduce the influence of the noise of the part that does not have on the calculation of the representative coordinates, for example, can more accurately segment each region of the chest region 2a (first region) and abdominal region 2b (second region) of the person 2, Since the movement amount waveform generation unit 142 (see FIG. 10) can integrate the data of the measurement point group for each region and output the movement waveform, the state determination unit 26 (see FIG. 1) can more accurately determine the state of the person 2. Can grasp.

また、本実施の形態に係る呼吸モニタ1は、第2の変形例として、演算装置20がさらに、部分領域平均化部29によって平均化された複数の動きに基づいて、代表座標演算部24による位置座標群の代表座標の計算に用いる部分領域である有効部分領域(図17参照)を抽出する有効部分領域抽出部30(図1、括弧書き参照)を有する構成としてもよい。   Further, as a second modification, the respiratory monitor 1 according to the present embodiment further includes a calculation unit 20 based on a plurality of movements averaged by the partial region averaging unit 29, based on the representative coordinate calculation unit 24. A configuration having an effective partial area extraction unit 30 (see FIG. 1, parentheses) that extracts an effective partial area (see FIG. 17), which is a partial area used for calculating the representative coordinates of the position coordinate group, may be adopted.

図17は、本発明の第1の実施の形態の第2の変形例に係る呼吸モニタ1の有効部分領域抽出部30による有効部分領域の抽出の具体例について説明する模式的平面図である。なおここでは、図16と同様に、説明のために対象領域を平面102とし、対象物(人物2等)の図示は省略する。さらに、以下の説明は、図16(c)で第3の具体例として示した、部分領域平均化部29が、複数の部分領域を一定方向(基線方向)に略短冊状に区分し、平均化する場合で説明するが、第1、第2の具体例の場合でもよいことはいうまでもない。   FIG. 17 is a schematic plan view for explaining a specific example of the extraction of the effective partial area by the effective partial area extraction unit 30 of the respiratory monitor 1 according to the second modification of the first embodiment of the present invention. Here, as in FIG. 16, the target region is the plane 102 for the sake of explanation, and the illustration of the target (person 2 or the like) is omitted. Further, in the following description, the partial area averaging unit 29 shown as the third specific example in FIG. 16C divides a plurality of partial areas into a substantially strip shape in a certain direction (baseline direction), and calculates the average. However, it is needless to say that the first and second specific examples may be used.

有効部分領域抽出部30(図1、括弧書き参照)は、典型的には、各部分領域内の輝点の平均値と所定の閾値に基づいて有効部分領域を抽出する。有効部分領域抽出部30は、各部分領域内での、過去数フレームの波形パターンの振れ幅が、設定された閾値を上回っている部分領域を有効部分領域と判定して、抽出する。閾値は、最も単純には、予め予想されるノイズレベルから決めておけばよい。また、全ての部分領域(輝点がなかったり、一部分にしか輝点がない部分領域を除く)の中から、部分領域内の平均化された輝点の移動量の総和の最大値と最小値を検出し、当該最大値と最小値の間の一定割合、典型的には、最小値に近い値で閾値を設定してもよい。   The effective partial region extraction unit 30 (see FIG. 1, parentheses) typically extracts an effective partial region based on the average value of the bright spots in each partial region and a predetermined threshold value. The effective partial region extraction unit 30 determines and extracts a partial region in which the fluctuation width of the waveform pattern of the past several frames in each partial region exceeds a set threshold as an effective partial region. The threshold value is most simply determined from a noise level expected in advance. In addition, the maximum and minimum values of the sum of the movements of the averaged bright spots in the partial area from all the partial areas (excluding those with no bright spots or partial bright spots) , And a threshold value may be set at a certain ratio between the maximum value and the minimum value, typically a value close to the minimum value.

また、波形パターンに対する閾値は、ピーク値やボトム値に対して設定してもよい。また、有効部分領域抽出部30(図1、括弧書き参照)は、各々の部分領域に対して有効部分領域であるか否かの判定を行わず、まず、全ての部分領域の中から、部分領域内の平均化された輝点の移動量の総和が最大値である部分領域を有効部分領域として抽出し、その周囲の部分領域で部分領域内の平均化された輝点の移動量の総和が、はじめて閾値を下回る部分領域までの連続した領域のみを有効部分領域として抽出してもよい。これは、呼吸の動きをしている有効部分領域は、典型的には、例えば胸部を中心とする領域や、腹部を中心とする領域で連続していると推定できるからである。   The threshold value for the waveform pattern may be set for the peak value or the bottom value. In addition, the effective partial area extraction unit 30 (see FIG. 1, parentheses) does not determine whether each partial area is an effective partial area. Extract the partial area with the maximum sum of the movements of the averaged bright spots in the area as the effective partial area, and sum the movements of the averaged bright spots in the partial area in the surrounding partial areas. However, only a continuous area up to a partial area below the threshold value may be extracted as an effective partial area for the first time. This is because it can be estimated that the effective partial area in which breathing movement is typically continuous in, for example, an area centered on the chest and an area centered on the abdomen.

代表座標演算部24は、有効部分領域抽出部30(図1、括弧書き参照)によって抽出された有効部分領域で、有効部分領域内の輝点の平均値を用いて位置座標群の代表座標の計算を行い、分割線形成部25は、当該代表座標に基づいて領域分割線2cを形成する。   The representative coordinate calculation unit 24 is an effective partial region extracted by the effective partial region extraction unit 30 (see FIG. 1, parentheses), and uses the average value of the bright points in the effective partial region to represent the representative coordinates of the position coordinate group. Calculation is performed, and the dividing line forming unit 25 forms the area dividing line 2c based on the representative coordinates.

以上のように、部分領域から抽出された有効部分領域内で、有効部分領域内の輝点の平均値を用いて位置座標群の代表座標の計算を行い、当該代表座標に基づいて領域分割線2cを形成すると、極めて効果的にノイズを低減することができ、実際に動きがない部分のノイズが代表座標の算出に与える影響を軽減する。従って、例えば、人物2の胸部領域2a(第1の領域)と腹部領域2b(第2の領域)の各領域を極めて正確に区別でき、移動量波形生成部142(図10参照)により領域毎に測定点群のデータを統合して動きの波形を出力できるので、状態判別部26(図1参照)での人物2の状態を極めて正確に判別することができる。また、代表座標演算部24による位置座標群の代表座標計算は、有効部分領域以外の部分領域の測定点を用いず、有効部分領域内の輝点の平均値を用いるので、計算量も軽くでき、処理の高速化が図れる。   As described above, within the effective partial area extracted from the partial area, the representative coordinates of the position coordinate group are calculated using the average value of the bright spots in the effective partial area, and the area dividing line is calculated based on the representative coordinates. If 2c is formed, noise can be reduced extremely effectively, and the influence of noise in a portion where there is no actual movement on the calculation of representative coordinates is reduced. Therefore, for example, each region of the chest region 2a (first region) and the abdominal region 2b (second region) of the person 2 can be distinguished very accurately, and the movement amount waveform generation unit 142 (see FIG. 10) Since the data of the measurement point group can be integrated and the waveform of the movement can be output, the state of the person 2 can be determined very accurately by the state determination unit 26 (see FIG. 1). In addition, the representative coordinate calculation of the position coordinate group by the representative coordinate calculation unit 24 does not use the measurement points of the partial areas other than the effective partial area, but uses the average value of the bright spots in the effective partial area, so the calculation amount can be reduced. The processing speed can be increased.

なお、移動量波形生成部142(図10参照)での、領域分割線2cによって分割された領域毎の測定点群のデータの統合は、胸部領域2a(第1の領域)、腹部領域2b(第2の領域)毎に、有効部分領域内の測定点のみで行ってもよいし、有効部分領域でない部分領域の測定点を含めて行ってもよい。   The movement amount waveform generation unit 142 (see FIG. 10) integrates the measurement point group data for each region divided by the region dividing line 2c into the chest region 2a (first region) and the abdominal region 2b ( For each (second region), the measurement may be performed only at the measurement points in the effective partial region, or may be performed including the measurement points in the partial region that is not the effective partial region.

なお、部分領域平均化部29は、図18(a)に示すように、複数の第1の部分領域を一定方向(基線方向)に略短冊状に区分して、輝点移動量を平均化し、さらに図18(b)に示すように、第1の部分領域とは別に、複数の第2の部分領域を一定方向(基線方向)に対して垂直な方向に略短冊状に区分して、輝点移動量を平均化するように構成してもよい。ここで、第1の部分領域は、図16(c)で上述したとおり、略短冊状である領域の短辺は、基線と略平行となる。第2の部分領域は、略短冊状である領域の短辺は、基線と略垂直となる。この場合、部分領域平均化部29は、典型的には、第1の部分領域と対応させて、対象領域である平面102全体を、一定方向(基線方向)に対して垂直な方向に、例えば、20pixel程度の幅の短冊状に区切って第2の部分領域を形成する。   As shown in FIG. 18A, the partial region averaging unit 29 divides the plurality of first partial regions into a substantially strip shape in a certain direction (baseline direction), and averages the bright spot movement amount. Further, as shown in FIG. 18 (b), separately from the first partial region, a plurality of second partial regions are divided into substantially strips in a direction perpendicular to a certain direction (baseline direction), You may comprise so that a bright-point movement amount may be averaged. Here, as described above with reference to FIG. 16C, the first partial region has a substantially strip-shaped region whose short side is substantially parallel to the base line. The second partial region has a substantially strip shape, and the short side of the region is substantially perpendicular to the base line. In this case, the partial region averaging unit 29 typically corresponds to the first partial region, and the entire flat surface 102 as the target region in a direction perpendicular to a certain direction (baseline direction), for example, The second partial region is formed by dividing it into strips having a width of about 20 pixels.

この場合、有効部分領域抽出部30は、部分領域平均化部29により各第1の部分領域毎に前記複数の動きを平均化した値、すなわち各第1の部分領域内の輝点の平均値に基づいて、第1の部分領域から代表座標の計算に用いる第1の有効部分領域を抽出するように構成される。有効部分領域抽出部30は、さらに、各第2の部分領域内の輝点の平均値に基づいて、第2の部分領域から代表座標の計算に用いる第2の有効部分領域を抽出するように構成される。   In this case, the effective partial region extraction unit 30 averages the plurality of movements for each first partial region by the partial region averaging unit 29, that is, the average value of the bright spots in each first partial region. Based on the above, the first effective partial area used for calculating the representative coordinates is extracted from the first partial area. The effective partial region extraction unit 30 further extracts a second effective partial region used for calculating the representative coordinates from the second partial region based on the average value of the bright spots in each second partial region. Composed.

さらにこの場合、代表座標演算部24は、図18(c)に示すように、第1の有効部分領域と第2の有効部分領域とで重複する有効部分領域内の動きの測定された測定点について、代表座標を計算するように構成するとよい。ここでは、有効部分領域抽出部30による第1、第2の有効部分領域、重複した有効部分領域の抽出には、各部分領域内の輝点の平均値を用いるが、重複した有効部分領域内での代表座標演算部24による代表座標計算には、平均化されていない値、すなわち、そのままの輝点移動量を用いる。   Furthermore, in this case, as shown in FIG. 18 (c), the representative coordinate calculation unit 24 measures the measurement points in the effective partial region that overlap in the first effective partial region and the second effective partial region. It is good to comprise so that a representative coordinate may be calculated. Here, for the extraction of the first and second effective partial areas and the overlapping effective partial areas by the effective partial area extracting unit 30, the average value of the bright spots in each partial area is used. In the representative coordinate calculation by the representative coordinate calculation unit 24, a value that is not averaged, that is, the bright spot movement amount is used as it is.

このように構成すると、重複する有効部分領域を抽出する際には、部分領域平均化部29が算出する各第1の部分領域内の輝点の平均値は、y軸の座標(図13参照)のみを用いて計算し、有効部分領域抽出部30もy軸の座標(図13参照)のみを用いて第1の有効部分領域を抽出すれば足りる。同様に、部分領域平均化部29が算出する各第2の部分領域内の輝点の平均値は、x軸の座標(図13参照)のみを用いて計算し、有効部分領域抽出部30もx軸の座標(図13参照)のみを用いて第2の有効部分領域を抽出すれば足りる。よって、2方向(基線方向と基線に対して垂直な方向)に細分化された部分領域から有効部分領域を抽出する場合と比較して計算上の効率は良くなる。さらに、代表座標演算部24によって計算される代表座標は、x軸、y軸の座標の2次元の座標として求まるので、有効部分領域が、測定点群全体の中でx軸方向、y軸方向ともに偏った位置に存在していても対応でき、また、領域分割線2cは、例えば、基線に対して傾きを有して形成することが可能である。   With this configuration, when extracting the overlapping effective partial regions, the average value of the bright spots in each first partial region calculated by the partial region averaging unit 29 is the y-axis coordinate (see FIG. 13). ) And the effective partial region extraction unit 30 only needs to extract the first effective partial region using only the y-axis coordinates (see FIG. 13). Similarly, the average value of the bright spots in each second partial region calculated by the partial region averaging unit 29 is calculated using only the x-axis coordinates (see FIG. 13), and the effective partial region extracting unit 30 also calculates. It is sufficient to extract the second effective partial region using only the x-axis coordinates (see FIG. 13). Therefore, the calculation efficiency is improved as compared with the case where the effective partial area is extracted from the partial areas subdivided into two directions (baseline direction and direction perpendicular to the baseline). Further, since the representative coordinates calculated by the representative coordinate calculation unit 24 are obtained as two-dimensional coordinates of the x-axis and y-axis coordinates, the effective partial area is in the x-axis direction and y-axis direction in the entire measurement point group. Both can be dealt with even if they are located at biased positions, and the region dividing line 2c can be formed with an inclination with respect to the base line, for example.

なお、以上の変形例では、部分領域平均化部29によって平均化された値、すなわち、各部分領域内の輝点の平均値を、代表座標の計算に用いるだけでなく、移動量波形生成部142(図10参照)による胸部領域2a(第1の領域)、腹部領域2b(第2の領域)毎の測定点群のデータとして用いてもよい。言い換えれば、移動量波形生成部142(図10参照)は、平均化された値、すなわち、各部分領域内の輝点の平均値を、領域分割線2cによって分割された領域毎の測定点群の統合されるデータとして用いることができる。このように構成されると、ノイズを効果的に排除しながらも、呼吸の動きに関係する動きの出力が相対的に小さくならず、統合されるデータ、すなわち、各波形データ等の精度も低下することがない。   In the above modification, not only the value averaged by the partial region averaging unit 29, that is, the average value of the bright spots in each partial region, is used for calculating the representative coordinates, but also the movement amount waveform generating unit. 142 (see FIG. 10) may be used as measurement point group data for each of the chest region 2a (first region) and the abdominal region 2b (second region). In other words, the movement amount waveform generation unit 142 (see FIG. 10) uses the averaged value, that is, the average value of the bright spots in each partial region, as the measurement point group for each region divided by the region dividing line 2c. Can be used as integrated data. With this configuration, while effectively eliminating noise, the motion output related to breathing motion is not relatively reduced, and the accuracy of the integrated data, that is, each waveform data, etc., is also reduced. There is nothing to do.

図19は、本発明の実施の形態に係る呼吸モニタ1による処理工程の概略を示すフロー図である。本図を参照して呼吸モニタ1による人物2の状態の解析方法について説明する。なお、呼吸モニタ1の構成については適宜図1又は図10を参照する。   FIG. 19 is a flowchart showing an outline of processing steps by the respiratory monitor 1 according to the embodiment of the present invention. With reference to this figure, the analysis method of the state of the person 2 by the respiration monitor 1 is demonstrated. For the configuration of the respiratory monitor 1, refer to FIG. 1 or FIG. 10 as appropriate.

まず、測定工程として、移動量算出部141によりベッド3上に投影される複数の各輝点11b(図9参照)毎に、撮像装置12により異なる時点に取得された2フレームの画像から、複数の輝点11bの前記2フレーム間の輝点移動量を算出する。移動量波形生成部142によって、移動量算出部141により算出された輝点移動量を時系列に並べてなる移動量波形データとして測定データを生成する(S1)。具体的には移動量波形生成部142は、輝点移動量の総和の移動量波形データである呼吸データを、胸部領域2a(第1の領域)、腹部領域2b(第2の領域)毎に生成する。輝点の移動量の絶対値の総和の移動量波形データである体動データは、体動を検出できればよいので全体領域に対応した全体測定データとして生成する(ただし、各領域毎に生成しても良いことは言うまでもない。)。データの生成は、一定期間、例えば、一晩分(7〜10時間程度)で行う。   First, as a measurement process, for each of a plurality of bright spots 11b (see FIG. 9) projected on the bed 3 by the movement amount calculation unit 141, a plurality of images are obtained from two frames of images acquired at different times by the imaging device 12. The amount of bright spot movement between the two frames of the bright spot 11b is calculated. The movement amount waveform generation unit 142 generates measurement data as movement amount waveform data in which the bright spot movement amounts calculated by the movement amount calculation unit 141 are arranged in time series (S1). Specifically, the movement amount waveform generation unit 142 generates the respiration data that is the movement amount waveform data of the sum of the bright spot movement amounts for each chest region 2a (first region) and abdominal region 2b (second region). Generate. The body movement data, which is the movement amount waveform data of the sum of the absolute values of the movement amounts of the bright spots, only needs to be able to detect body movement, so it is generated as total measurement data corresponding to the entire area (however, it is generated for each area) Needless to say. Data generation is performed for a certain period, for example, overnight (about 7 to 10 hours).

次に、体動期間検出工程として、判定対象時点前後の第9の所定期間(ここでは、1〜2分程度)内の測定データ(例えば体動データ)、典型的には、測定データ(例えば体動データ)の分布状況に基づいて体動基準値を算出し、人物2の体動を判定して、さらにその測定データ中から人物2の体動を示すデータの存在する体動期間を、取得された測定データの全処理範囲(一晩分の測定データ中の全ての判定対象時点)で判定、検出する(S3)。   Next, as the body movement period detection step, measurement data (for example, body movement data) within a ninth predetermined period (here, about 1 to 2 minutes) before and after the determination target time point, typically measurement data (for example, A body motion reference value is calculated based on the distribution state of the body motion data), the body motion of the person 2 is determined, and a body motion period in which data indicating the body motion of the person 2 exists from the measurement data, Determination and detection are performed in the entire processing range of the acquired measurement data (all determination target points in the overnight measurement data) (S3).

次に、閾値計算工程として、判定対象時点の前後の期間のうち体動検出部27で体動の検出された期間である体動期間を除く第1の所定期間(ここでは、2分程度)の測定データに基づいて、胸部領域2a(第1の領域)、腹部領域2b(第2の領域)、全体領域の各領域毎に各呼吸基準値を算出し、さらに、判定対象時点の人物2の状態の判別に用いる胸部閾値、腹部閾値、第1の全体閾値、第2の全体閾値を算出する(S5)。なお、ここで、閾値算出部28は、体動期間を除く第1の所定期間の測定データに基づいて、各閾値を算出する。   Next, as a threshold calculation step, a first predetermined period (here, about 2 minutes) excluding a body movement period that is a period in which body movement is detected by the body movement detection unit 27 among periods before and after the determination target time point. Based on the measurement data, the respiratory reference value is calculated for each of the chest region 2a (first region), the abdominal region 2b (second region), and the entire region, and the person 2 at the determination target time point is further calculated. The chest threshold value, the abdominal threshold value, the first overall threshold value, and the second overall threshold value that are used to determine the state are calculated (S5). Here, the threshold value calculation unit 28 calculates each threshold value based on the measurement data of the first predetermined period excluding the body movement period.

次に、状態判別工程として、上述したように、判定対象時点の胸部測定データと胸部閾値とを、腹部測定データと腹部閾値とを比較し、また、胸部測定データと全体測定データとを、腹部部測定データと全体測定データとをを比較し、さらに、全体測定データと第1の全体閾値、第2の全体閾値とを比較して、判定対象時点での人物2の閉塞性無呼吸状態(第1の状態)、中枢性無呼吸状態(第2の状態)、混合性無呼吸状態(第3の状態)、正常な呼吸の状態(第4の状態)の判別をする(S7)。   Next, as described above, as described above, the chest measurement data and the chest threshold at the determination target time point are compared with the abdominal measurement data and the abdominal threshold, and the chest measurement data and the whole measurement data are compared with the abdomen. The measurement data is compared with the whole measurement data, and the whole measurement data is compared with the first whole threshold and the second whole threshold, and the obstructive apnea state of the person 2 at the determination target time point ( The first state), the central apnea state (second state), the mixed apnea state (third state), and the normal breathing state (fourth state) are determined (S7).

そして、判定が終わると、判定対象時点をインクリメント、例えば判定対象時点を後側に隣接する時点に移動させる(S9)。ここで、この移動により新しい注目時点が処理範囲内、例えば一定期間(ここでは、一晩分、7〜10時間程度)内であれば(S11;No)、再び閾値算出工程(S5)へ戻り、上記を繰り返す。また、新しい判定対象時点が一定期間(ここでは、一晩分、7〜10時間程度)外になってしまう場合には(S11;Yes)、閉塞性無呼吸状態(第1の状態)、中枢性無呼吸状態(第2の状態)、閉塞性無呼吸混合性無呼吸状態(第3の状態)等の検出された状態の名称、当該状態の開始時点の時刻、終了時点の時刻、検出された回数などの統計データを算出し、記憶部(不図示)に保存して(S13)、人物2の状態を解析する処理を終了する。なお、低呼吸状態も判別する構成であれば、低呼吸状態の統計データも含めて算出し、保存すればよい。   When the determination is completed, the determination target time point is incremented, for example, the determination target time point is moved to a time point adjacent to the rear side (S9). Here, if the new attention time point is within the processing range by this movement, for example, within a certain period (here, overnight, about 7 to 10 hours) (S11; No), the process returns to the threshold value calculation step (S5) again. Repeat the above. In addition, when the new determination target time point is outside a certain period (here, overnight, about 7 to 10 hours) (S11; Yes), the obstructive apnea state (first state), the central The name of the detected state, such as sexual apnea state (second state), obstructive apnea mixed apnea state (third state), the time of start of the state, the time of end The statistical data such as the number of times of calculation is calculated and stored in a storage unit (not shown) (S13), and the process of analyzing the state of the person 2 is terminated. In addition, if it is the structure which also discriminate | determines a hypopnea state, what is necessary is just to calculate and preserve | save including the statistical data of a hypopnea state.

なお、ここで、演算装置20の各部での各処理、上述の方法は、コンピュータにインストールされ、実行させるソフトウエアプログラムとして実現することが可能であり、係るソフトウエアプログラムを記録する記録媒体としても実現可能である。ソフトウエアプログラムはコンピュータ内蔵のプログラム部(不図示)に記録されて使用されても良く、外付けの記憶装置やCD−ROMに記録され、プログラム部(不図示)に読み出されて使用されても良く、またインターネットからプログラム部(不図示)にダウンロードされて使用されても良い。   Here, each process in each unit of the arithmetic unit 20 and the above-described method can be realized as a software program that is installed and executed in a computer, and can also be used as a recording medium for recording the software program. It is feasible. The software program may be recorded and used in a program unit (not shown) built in the computer, recorded in an external storage device or CD-ROM, and read and used by the program unit (not shown). Alternatively, it may be downloaded from the Internet to a program unit (not shown) and used.

次に、図20のブロック図を参照して、本発明による第2の実施の形態に係る状態解析装置としての呼吸モニタ1aについて説明する。呼吸モニタ1aは、基本的に図1等で説明した第1の実施の形態で説明した呼吸モニタ1と共通であるが、代表座標演算部24の代わりに移動ベクトル積分部24aを、分割線形成部25の代わりに第2の分割線形成部25aを備える点で異なる。ここではFGセンサ10や演算装置20の共通する構成の説明についてはなるべく省略する。   Next, with reference to the block diagram of FIG. 20, a respiratory monitor 1a as a state analyzing apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described. The respiration monitor 1a is basically the same as the respiration monitor 1 described in the first embodiment described with reference to FIG. 1 and the like. However, instead of the representative coordinate calculation unit 24, a movement vector integration unit 24a is used to form dividing lines. The difference is that a second dividing line forming part 25a is provided instead of the part 25. Here, the description of the common configuration of the FG sensor 10 and the arithmetic unit 20 will be omitted as much as possible.

演算装置20は、所定の方向に垂直な方向に各測定点での移動ベクトルを積分した積分値を演算し、該積分値を前記所定の方向に並べて積分波形を形成する移動ベクトル積分部24aと、形成された積分波形の微分値の正負が変化した地点を通るように領域分割線2cを形成する第2の分割線形成部25aとを有している。なお第1の実施の形態と同様に、FGセンサ10で測定される複数の測定点の内、動きの無かった測定点、即ち輝点の移動が無かった測定点は無視して代表座標の計算を行う。   The arithmetic unit 20 calculates an integral value obtained by integrating the movement vector at each measurement point in a direction perpendicular to a predetermined direction, and arranges the integral value in the predetermined direction to form an integrated waveform; And a second dividing line forming part 25a for forming the area dividing line 2c so as to pass through a point where the sign of the differential value of the formed integral waveform has changed. As in the first embodiment, among the plurality of measurement points measured by the FG sensor 10, the measurement points that do not move, that is, the measurement points that do not move the bright spot are ignored, and the representative coordinates are calculated. I do.

ここで移動ベクトルは(動きの量(輝点の移動量),方向(±))で示されるベクトルである。所定の方向は、FGセンサ10の基線方向である。またここでは、領域分割線2cは典型的には基線方向に垂直であり且つ積分波形の微分値の正負が変化した地点を通る直線である。これはベッド3上の人物2の背骨方向がベッドの中心線と略平行な場合を予め想定したものである。   Here, the movement vector is a vector indicated by (amount of movement (movement amount of bright spot), direction (±)). The predetermined direction is the baseline direction of the FG sensor 10. In addition, here, the region dividing line 2c is typically a straight line that passes through a point that is perpendicular to the baseline direction and where the positive / negative of the differential value of the integrated waveform has changed. This presupposes the case where the spine direction of the person 2 on the bed 3 is substantially parallel to the center line of the bed.

さらに図21を参照して、移動ベクトル積分部24aによる積分波形を形成と、第2の分割線形成部25aによる領域分割線2cの形成について具体的に説明する。図示では、説明のために、撮像された像と画角とその画角内での測定点の位置(動きのあった測定点のみ)、さらに人物2(図中破線で表示)を示しているが、実際には座標の数値だけで計算するようにするとよい。さらに移動ベクトルの積分波形は測定点列(輝点列)の間を補間した波形を示しているが、実際には輝点列間隔でプロットされた点が形成する波形でよい。また、(a)では胸部と腹部で動きの位相が反転している場合を示している。また図示では、測定点がきれいに図中縦方向に並んでいる場合を示しているが、多少のずれがあっても同一測定点列と見なして演算を行ってもよい。この場合、例えば所定の幅に入っている測定点を同一測定点列と見なすようにする。所定の幅は、例えば測定点列の間隔程度、さらに言えば測定点列の中心線を挟んで両脇にそれぞれ測定点列の間隔の半分程度の幅とするとよい。   Furthermore, with reference to FIG. 21, the formation of the integrated waveform by the movement vector integration unit 24a and the formation of the region dividing line 2c by the second dividing line forming unit 25a will be specifically described. In the figure, for the purpose of explanation, the captured image, the angle of view, the position of the measurement point within the angle of view (only the measurement point that has moved), and the person 2 (shown by a broken line in the figure) are shown. However, it is better to actually calculate only with the numerical value of coordinates. Further, the integral waveform of the movement vector shows a waveform obtained by interpolating between the measurement point sequences (bright spot sequences), but may actually be a waveform formed by points plotted at the bright spot sequence intervals. Moreover, (a) shows the case where the phase of movement is reversed between the chest and abdomen. In the figure, the measurement points are neatly arranged in the vertical direction in the figure. However, even if there is a slight deviation, the calculation may be performed with the same measurement point sequence. In this case, for example, measurement points falling within a predetermined width are regarded as the same measurement point sequence. The predetermined width may be, for example, about the interval between the measurement point sequences, and more specifically, about half the interval between the measurement point sequences on both sides of the center line of the measurement point sequence.

(a)に示すように、移動ベクトル積分部24aは、まず対象領域即ち画角の端部にある測定点列(ここでは図中左側)の各測定点での移動ベクトルを積分した積分値を演算する。そして演算された積分値を当測定点列の積分値として、縦軸を積分値、横軸を基線方向の位置とした座標軸にプロットする。そして隣の測定点列も同様に移動ベクトルを積分した積分値を演算する。ここで前に演算した測定点列の積分値と当測定点列の積分値の和を演算し、この和を当測定点列の積分値としてプロットする。これを最終測定点列(図中右側)まで繰り返す。このようにして移動ベクトル積分部24aは積分波形を形成する。第2の分割線形成部25aは、基線方向に垂直であり且つ形成された積分波形の微分値の正負が変化した地点を通る直線を形成し、この直線を領域分割線2cとする。図示では人物2のおよそ胸部と腹部で動きの位相が異なる測定点が存在する場合を示しているので、領域分割線2cは人物2の腹部と胸部の間に形成され、胸部領域2a(第1の領域)と腹部領域2b(第2の領域)とが区分けされている。なお積分波形の微分値の正負が変化した地点とは、(b)に示すような積分波形の微分値曲線の例のように、正負が入れ替わる点である。また言い換えれば積分波形の変曲点である。なお(a)の積分波形の例は人物2の胸部で上昇、腹部で下降の動きがある場合を示している。   As shown in (a), the movement vector integration unit 24a first calculates an integration value obtained by integrating the movement vector at each measurement point in the measurement point sequence (here, the left side in the figure) at the end of the target area, that is, the angle of view. Calculate. Then, the calculated integral value is plotted as an integral value of the measurement point sequence, plotted on the coordinate axis with the vertical axis representing the integral value and the horizontal axis representing the baseline direction position. The adjacent measurement point sequence similarly calculates an integral value obtained by integrating the movement vector. Here, the sum of the integration value of the measurement point sequence calculated previously and the integration value of the measurement point sequence is calculated, and this sum is plotted as the integration value of the measurement point sequence. This is repeated until the last measurement point sequence (right side in the figure). In this way, the movement vector integrator 24a forms an integrated waveform. The second dividing line forming unit 25a forms a straight line that passes through a point that is perpendicular to the base line direction and changes in the differential value of the formed integral waveform, and this straight line is defined as a region dividing line 2c. Since the figure shows a case where there are measurement points with different movement phases between the chest and abdomen of the person 2, the region dividing line 2c is formed between the abdomen and the chest of the person 2 and the chest region 2a (first Area) and abdominal area 2b (second area). In addition, the point where the positive / negative of the differential value of the integral waveform changed is a point where the positive / negative is switched as in the example of the differential value curve of the integral waveform as shown in (b). In other words, it is the inflection point of the integrated waveform. In addition, the example of the integrated waveform of (a) has shown the case where there exists a motion of a raise at the chest of the person 2, and a fall at the abdomen.

なお、(c)に示すように、例えば胸部、腹部共に上昇の動きの場合には、積分波形は増加するのみであり(図中実線で表示)、また胸部、腹部共に下降の動きの場合には、積分波形は増加するのみである(図中破線で表示)。なお実際には、例えば積分波形の微分極性変化後(正負が変化後)に続けて変化後の極性になっている場合のみ領域分割線2cを形成したり、積分波形にローパス処理を施したりするとよい。また、第2の分割線形成部25aは、上述した分割線形成部25と同様に、領域分割線2cの形成を過去に形成した領域分割線2cの位置に基づいて行うようにしてもよい。   In addition, as shown in (c), for example, in the case of an upward movement in both the chest and abdomen, the integrated waveform only increases (indicated by a solid line in the figure), and in the case of a downward movement in both the chest and abdomen. The integral waveform only increases (indicated by a broken line in the figure). Actually, for example, when the region dividing line 2c is formed only when the polarity of the integrated waveform is changed after the differential polarity change (after positive / negative changes), or the integrated waveform is subjected to low-pass processing. Good. Further, similarly to the above-described dividing line forming unit 25, the second dividing line forming unit 25a may perform the formation of the region dividing line 2c based on the position of the region dividing line 2c formed in the past.

以上のように第2の実施の形態である呼吸モニタ1aは、演算装置20が、所定の方向に垂直な方向に各測定点での移動ベクトルを積分した積分値を演算し、この積分値を前記所定の方向に並べて積分波形を形成する移動ベクトル積分部24aと、形成された積分波形の微分値の正負が変化した地点を通るように領域分割線2cを形成する第2の分割線形成部25aとを有することで、状態判別部26は、人物2の胸部領域2aと腹部領域2bの各領域の人物2の動きを区別できるので、人物2の状態を正確に把握できる。   As described above, in the respiratory monitor 1a according to the second embodiment, the computing device 20 computes an integral value obtained by integrating the movement vector at each measurement point in a direction perpendicular to a predetermined direction, and this integral value is calculated. A moving vector integration unit 24a that forms an integrated waveform arranged in the predetermined direction, and a second dividing line forming unit that forms a region dividing line 2c so as to pass through a point where the sign of the differential value of the formed integrated waveform changes. Since the state determination unit 26 can distinguish the movement of the person 2 in each of the chest region 2a and the abdominal region 2b of the person 2, the state determination unit 26 can accurately grasp the state of the person 2.

また、呼吸モニタ1aは、移動ベクトル積分部24aにより、所定の方向即ちFGセンサ10の基線方向に垂直な方向に各測定点での移動ベクトルを積分した積分値を演算し、この積分値を基線方向に並べて積分波形を形成するので、例えば各測定点で測定される人物2の動きの量と方向が反映された積分波形が形成できる。さらに第2の分割線形成部25aにより、形成された積分波形の微分値の正負が変化した地点を通るように領域分割線2cを形成するので、比較的単純な処理でありながら、正確に人物2の胸部領域2aと腹部領域2bの測定データを得られる。   Further, the respiration monitor 1a calculates an integral value obtained by integrating the movement vector at each measurement point in a predetermined direction, that is, a direction perpendicular to the base line direction of the FG sensor 10, by the movement vector integration unit 24a. Since the integrated waveforms are formed side by side in the direction, for example, an integrated waveform reflecting the amount and direction of movement of the person 2 measured at each measurement point can be formed. Further, since the area dividing line 2c is formed by the second dividing line forming unit 25a so as to pass through the point where the positive / negative of the differential value of the formed integral waveform has changed, the person can be accurately and accurately processed while being relatively simple processing. Measurement data of two chest regions 2a and abdominal regions 2b can be obtained.

次に、図22のブロック図を参照して、本発明による第3の実施の形態に係る状態解析装置としての呼吸モニタ1bについて説明する。呼吸モニタ1bは、基本的に図1等で説明した第1の実施の形態で説明した呼吸モニタ1と共通であるが、代表座標演算部24、分割線形成部25の代わりに領域形成部24bを備える点で異なる。ここではFGセンサ10や演算装置20の共通する構成の説明についてはなるべく省略する。   Next, with reference to the block diagram of FIG. 22, a respiratory monitor 1b as a state analyzing apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. The respiration monitor 1b is basically the same as the respiration monitor 1 described in the first embodiment described with reference to FIG. 1 and the like, but instead of the representative coordinate calculation unit 24 and the dividing line formation unit 25, a region formation unit 24b. It differs in that it is equipped with. Here, the description of the common configuration of the FG sensor 10 and the arithmetic unit 20 will be omitted as much as possible.

本実施の形態に係る呼吸モニタ1bでは、演算装置20は、上述した測定部14(図10参照)で測定された複数の動きの位相が略同位相である領域を形成する領域形成部24bを備える。   In the respiratory monitor 1b according to the present embodiment, the computing device 20 includes a region forming unit 24b that forms a region in which the phases of a plurality of movements measured by the measuring unit 14 (see FIG. 10) are substantially the same phase. Prepare.

領域形成部24bは、測定部14(図10参照)の移動量算出部141(図10参照)での異なる2時点の像に基づいて測定した各輝点の移動量を含む測定結果である動き情報から、複数の測定点の動きの位相が略同位相である領域を形成するように構成される。ここでは、位相とは、動きの方向を含む概念であり、略同位相(以下単に同位相という)とは、単に動きの方向が一致していることを含む概念である。さらにここでは、領域形成部24bによる同位相であるかの識別は、測定部14(図10参照)により各測定点で測定された動きが、上方向の動きであるか、又は下方向の動きであるかで識別する。即ち、識別された同位相の測定点により、同位相の領域が形成される。   The region forming unit 24b moves as a measurement result including the moving amount of each bright spot measured based on images at two different time points in the moving amount calculating unit 141 (see FIG. 10) of the measuring unit 14 (see FIG. 10). From the information, it is configured to form a region where the phases of movement of the plurality of measurement points are substantially the same phase. Here, the phase is a concept including the direction of movement, and the substantially same phase (hereinafter simply referred to as the same phase) is a concept including that the directions of movement are simply the same. Further, here, the region forming unit 24b identifies whether the phase is the same phase by whether the movement measured at each measurement point by the measurement unit 14 (see FIG. 10) is an upward movement or a downward movement. Identify by That is, an in-phase region is formed by the identified in-phase measurement points.

さらに、領域形成部24bは、所定の領域内の測定点について、動きの位相の種類が同一の種類の測定点の数が、所定値以上であれば、前記所定の領域が、前記種類の位相の動きがある領域とするように構成される。所定値は、例えば所定の領域内の存在する測定点の数の1/5〜1/20程度、好ましくは1/10程度の数(値)である。   Furthermore, the region forming unit 24b determines that the predetermined region is the phase of the type if the number of measurement points of the same type of movement phase is equal to or greater than a predetermined value for the measurement points in the predetermined region. It is comprised so that it may become an area | region with a motion. The predetermined value is, for example, a number (value) of about 1/5 to 1/20, preferably about 1/10 of the number of measurement points existing in the predetermined area.

具体的な例としては、領域形成部24bは、まず、形成したい領域の動きの位相を決定する。ここではまず位相が上方向の領域から形成する。なお前述したが、ここでは各輝点が測定点に当る。次に、1つの測定点に注目し、この注目測定点の輝点の移動量が所定の値以上であり、人物2の動きの位相が上方向であれば、この注目測定点を含む領域を、所定の領域としての探索エリアとして設定する。ここでは、探索エリアの大きさは、測定点を、例えば9〜25個程度含む大きさである。また、前記所定の値は後述の閾値Th3とする。   As a specific example, the area forming unit 24b first determines the phase of movement of the area to be formed. Here, the phase is first formed from the region in the upward direction. As described above, each bright point corresponds to a measurement point here. Next, paying attention to one measurement point, if the amount of movement of the bright spot of the target measurement point is equal to or greater than a predetermined value and the movement phase of the person 2 is upward, the region including the target measurement point is selected. And set as a search area as a predetermined area. Here, the size of the search area is a size including, for example, about 9 to 25 measurement points. The predetermined value is a threshold value Th3 described later.

そして、探索エリア内の測定点のうち、輝点の移動量が閾値Th3以上であり、動きの位相が上方向である測定点の数が所定値以上であれば、この所定の領域を上方向の動きがある領域とし、この探索エリアをラベリングする。次に、この探索エリア外の測定点の1つに注目し、上記と同様な処理を行う。これを、注目する測定点が無くなるまで行う。言い換えれば、全ての測定点について、輝点の移動量が所定の値以上であり、動きの位相が上方向であるかの確認が行われるまで繰り返す。この結果、ラベリングされた探索エリアが複数存在し、各々の探索エリアが隣接している場合には、隣接した探索エリアを接続し、再度ラベリングする。以上のように、人物2の動きの位相が上方向の場合の処理が終了したら、次に人物2の動きの位相が下方向の場合の処理を、上記上方向の場合と同様に行う。このようにして、領域形成部24bは、人物2で上方向の動きの領域と、下方向の動きの領域を形成する。即ち、動きの位相が上方向と、下方向との両方又はいずれか一方の領域が形成できる。このように、領域形成部24bによる動きが同位相の領域を形成することにより、人物2の身体上のどの部位が、上方向又は下方向の動きをしているかを知ることが可能である。   Of the measurement points in the search area, if the amount of movement of the bright spot is equal to or greater than the threshold Th3 and the number of measurement points whose movement phase is in the upward direction is equal to or greater than a predetermined value, the predetermined region is moved upward. This search area is labeled as an area where there is movement. Next, paying attention to one of the measurement points outside the search area, the same processing as described above is performed. This is performed until there are no measurement points of interest. In other words, for all the measurement points, the process is repeated until it is confirmed whether the moving amount of the bright spot is equal to or greater than a predetermined value and the phase of movement is upward. As a result, when there are a plurality of labeled search areas and the search areas are adjacent to each other, the adjacent search areas are connected and labeled again. As described above, when the process when the movement phase of the person 2 is in the upward direction is completed, the process when the movement phase of the person 2 is in the downward direction is performed in the same manner as in the case of the upward direction. In this way, the area forming unit 24b forms an upward movement area and a downward movement area in the person 2. That is, it is possible to form a region where the phase of movement is both upward and downward, or any one of them. In this way, it is possible to know which part on the body of the person 2 is moving upward or downward by forming an area in which the movement by the area forming unit 24b has the same phase.

また、領域形成部24bは、所定の領域内の測定点について、動きの位相の種類が同一の種類の測定点を探索し、この探索の結果に基づいて、動きの位相が同位相である測定点群を形成し、このように形成された測定点群を動きの位相が同位相である領域とするように構成してもよい。   In addition, the region forming unit 24b searches for measurement points of the same type of motion phase at measurement points in a predetermined region, and based on the result of this search, the measurement is performed with the same phase of motion. A point cloud may be formed, and the measurement point cloud thus formed may be configured as a region where the phase of movement is the same phase.

このような場合の具体的な例としては、領域形成部24bは、まず同様に、形成したい領域の動きの位相を決定する。ここではまず位相が上方向の領域から形成する。次に、1つの測定点に注目し、この注目測定点を含む領域を、所定の領域としての探索エリアとして設定する。探索エリアの大きさは、ここでは、測定点を数個、例えば4〜9個程度含む大きさである。そして、この探索エリア内で、動きの位相が上方向である測定点を探索する。   As a specific example in such a case, the area forming unit 24b first determines the phase of the movement of the area to be formed in the same manner. Here, the phase is first formed from the region in the upward direction. Next, attention is paid to one measurement point, and an area including the measurement point of interest is set as a search area as a predetermined area. Here, the size of the search area is a size including several measurement points, for example, about 4 to 9, for example. In this search area, a measurement point whose motion phase is upward is searched.

そして、探索エリア内の測定点のうち、動きの位相が上方向である測定点があれば、注目測定点と同一のラベリングを行い、この測定点を新たな注目測定点として、探索エリアを設定する。そして再び、探索エリア内の測定点のうち、位相が上方向である測定点を探索し、もしあれば、同一のラベリングを行なう。また、探索エリア内に、動きの位相が上方向である測定点が見つからなかったら探索を中止する。但し、探索エリア内に複数動きの位相が上方向である測定点があれば、それぞれの測定点について、この測定点を新たな注目測定点として、探索エリアを設定する。このような探索エリアの設定、位相が上方向である測定点の探索、ラベリングを繰り返すことで、動きの位相が上方向である測定点の測定点群が形成される。   Then, if there is a measurement point in the search area that has an upward movement phase, the same labeling as the target measurement point is performed, and the search area is set with this measurement point as the new target measurement point. To do. Then, again, a measurement point whose phase is upward is searched among the measurement points in the search area, and if there is, the same labeling is performed. In addition, the search is stopped if a measurement point whose motion phase is upward is not found in the search area. However, if there is a measurement point having a plurality of movement phases upward in the search area, the search area is set for each measurement point with this measurement point as a new measurement point of interest. By repeating the setting of the search area, the search for the measurement point whose phase is upward, and the labeling, a measurement point group of the measurement points whose movement phase is upward is formed.

さらに、一度も注目測定点になっておらず、且つ測定点群に含まれない測定点を注目測定点として、同様にラベリングを行う。この際には、先のラベルとは区別できるようにラベリングする(例えば名前を変える)。さらに、以上を繰り返し、一度も注目測定点になっておらず、且つ形成された測定点群に含まれない測定点が無くなったら、動きの位相が上方向である測定点を探索を終了する。言い換えればラベリングを終了する。このように形成された各測定点群を動きの位相が上方向である領域とする。またさらに、このように形成された測定点群の内、含まれる測定点の数が最大の測定点群を動きの位相が上方向である領域としてもよい。そしてさらに、動きの位相が下方向の場合の処理を、上記上方向の場合と同様に行うことで、動きの位相が同位相の領域を形成できる。即ち、動きの位相が上方向と、下方向との両方又はいずれか一方の領域が形成できる。   Further, labeling is performed in the same manner using a measurement point that has never been the measurement point of interest and is not included in the measurement point group as the measurement point of interest. At this time, labeling is performed so that the label can be distinguished from the previous label (for example, the name is changed). Further, the above is repeated, and when there is no measurement point that has never been a target measurement point and is not included in the formed measurement point group, the search for the measurement point whose movement phase is upward is terminated. In other words, the labeling ends. Each measurement point group formed in this way is set as a region where the phase of motion is upward. Furthermore, the measurement point group having the maximum number of measurement points included in the measurement point group formed in this way may be set as the region in which the phase of motion is upward. Further, by performing the processing when the motion phase is in the downward direction in the same manner as in the above-described case, the region having the same motion phase can be formed. That is, it is possible to form a region where the phase of movement is both upward and downward, or any one of them.

さらに、領域形成部24bは、形成した領域に基づいて、動きの位相が反転する境界を演算できるように構成されている。この境界の演算は、上述した領域の形成で、人物2で上方向の動きの領域と、下方向の動きの領域との両方が形成されたときに行うように構成されている。以下、境界の演算について具体的に説明する。なおここでは境界は、線の場合で説明する。すなわち、領域形成部24bは、領域境界線2d(図25参照)を演算する。   Furthermore, the region forming unit 24b is configured to be able to calculate a boundary at which the phase of movement is reversed based on the formed region. The calculation of this boundary is configured to be performed when both the upward movement area and the downward movement area are formed in the person 2 in the above-described area formation. Hereinafter, the boundary calculation will be specifically described. Here, the boundary will be described in the case of a line. That is, the region forming unit 24b calculates the region boundary 2d (see FIG. 25).

まず、領域形成部24bは、上記の領域の形成により、形成された領域のうち、動きの位相の種類が同一即ち同位相の動きの測定点の数が最大の領域を識別する。この最大の領域の識別は、各位相毎に識別する。すなわち、ここでは、動きの位相が上方向、下方向のでそれぞれ最大の領域を識別する。そして、識別した最大の領域内の測定点の平均座標を算出する。これを識別した各最大の領域即ち上方向の位相の領域と下方向の位相の領域について行う。次に算出した各平均座標の中間点を算出し、この中間点を境界点とする。ここでは、この境界点を通る直線で、図9の基線方向と垂直な方向の直線を領域境界線2d(図25参照)とする。この領域境界線2d(図25参照)が、図14等で上述した人物2の胸部領域2a(第1の領域)と腹部領域2b(第2の領域)の領域分割線2cとして用いられる。   First, the region forming unit 24b identifies the region having the same type of motion phase, that is, the maximum number of motion measurement points in the same phase, from the formed regions by forming the region. The maximum area is identified for each phase. That is, here, the maximum regions are identified because the motion phase is upward and downward. And the average coordinate of the measurement point in the identified largest area | region is calculated. This is performed for each identified maximum area, that is, an upper phase area and a lower phase area. Next, an intermediate point of each calculated average coordinate is calculated, and this intermediate point is set as a boundary point. Here, a straight line passing through the boundary point and having a direction perpendicular to the base line direction in FIG. 9 is defined as a region boundary line 2d (see FIG. 25). This region boundary line 2d (see FIG. 25) is used as the region dividing line 2c between the chest region 2a (first region) and the abdominal region 2b (second region) of the person 2 described above with reference to FIG.

なお、本実施の形態では、演算装置20は、さらに、人物2の形状を認識できる形状情報を生成する三次元形状生成部31と、領域形成部24bで形成された領域を含む情報としての解析情報を生成する出力情報生成部32とを備えるとよい。   In the present embodiment, the arithmetic unit 20 further analyzes the information including the region formed by the three-dimensional shape generation unit 31 that generates shape information that can recognize the shape of the person 2 and the region formation unit 24b. An output information generation unit 32 that generates information may be provided.

三次元形状生成部31により生成される形状情報は、例えば、人物2の三次元形状を表す画像であるが、単に人物2を撮像した画像であってもよい。さらには、人物2の身体の外形の概略を示した画像であってもよい。本実施の形態では、形状情報は、三次元形状を示す画像(以下単に三次元形状いう)の場合で説明する。図23に、三次元形状の例を示す。なお、図示の三次元形状は、ディスプレイ40に表示された際の画像のイメージである。   The shape information generated by the three-dimensional shape generation unit 31 is, for example, an image representing the three-dimensional shape of the person 2, but may be an image obtained by simply capturing the person 2. Furthermore, the image which showed the outline of the external shape of the body of the person 2 may be sufficient. In the present embodiment, the shape information will be described in the case of an image showing a three-dimensional shape (hereinafter simply referred to as a three-dimensional shape). FIG. 23 shows an example of a three-dimensional shape. Note that the illustrated three-dimensional shape is an image of the image displayed on the display 40.

なお、三次元形状生成部31は、上述の三次元形状を、FGセンサ10の測定部14(図10参照)の測定結果に基づいて生成するようにしてもよい。この場合には、測定部14(図10参照)による輝点の移動量の測定で、異なる2時点の像を、任意の時点(現在)の像と、人物2がベッド3上に存在しない時点の像とするようにする。そして測定部14(図10参照)は、このような異なる2時点の像に基づいて測定した各測定点での前記測定結果を高さ情報として出力する。そして、三次元形状生成部31は、測定部14(図10参照)の測定結果である高さ情報に基づいて、三次元形状を生成する。   Note that the three-dimensional shape generation unit 31 may generate the above-described three-dimensional shape based on the measurement result of the measurement unit 14 of the FG sensor 10 (see FIG. 10). In this case, the measurement of the moving amount of the bright spot by the measurement unit 14 (see FIG. 10), the images at two different points in time, the image at an arbitrary point (current), and the point at which the person 2 does not exist on the bed 3 To be the image of And the measurement part 14 (refer FIG. 10) outputs the said measurement result in each measurement point measured based on such an image of two different time points as height information. And the three-dimensional shape production | generation part 31 produces | generates a three-dimensional shape based on the height information which is a measurement result of the measurement part 14 (refer FIG. 10).

なお、測定部14(図10参照)の移動量算出部141(図10参照)での測定結果である高さ情報は、複数の測定点での人物2の高さに対応するものであるが、さらに高さ情報から実際に高さを算出する。この場合、高さ情報即ち各測定点での輝点の移動量に基づいて、三角測量法により、各測定点での人物2の高さを算出する。さらに言えば、ベッド3上からの高さを算出する。   The height information, which is the measurement result of the movement amount calculation unit 141 (see FIG. 10) of the measurement unit 14 (see FIG. 10), corresponds to the height of the person 2 at a plurality of measurement points. Further, the height is actually calculated from the height information. In this case, the height of the person 2 at each measurement point is calculated by the triangulation method based on the height information, that is, the moving amount of the bright spot at each measurement point. More specifically, the height from above the bed 3 is calculated.

具体的には、高さの算出は、例えば投影装置11と撮像装置12との距離(基線長)をd、撮像素子15の結像レンズ12aの焦点距離をl(エル)、結像レンズ12aからベッド3上面までの距離をhとし、輝点の移動量がδであったとすと、次式(4)で行える。

Z=(h2・δ)/(d・l+h・δ) ………(4)
Specifically, the height is calculated, for example, by setting the distance (baseline length) between the projection device 11 and the imaging device 12 to d, the focal length of the imaging lens 12a of the imaging device 15 to 1 (el), and the imaging lens 12a. If the distance from the bed 3 to the upper surface of the bed 3 is h and the amount of movement of the bright spot is δ, the following equation (4) can be used.

Z = (h 2 · δ) / (d · l + h · δ) (4)

なおこの場合には、人物2の高さは、各測定点が間隔を空けて配置されているため、各測定点の間の位置の高さは判らない。このため、算出した各測定点での人物2の高さからそのまま三次元形状を生成したのでは、人物2の外形は判り辛い。これを補うために、三次元形状生成部31は、人物2の高さの不足部位について補間を行うようにする。このようにして得た人物2の高さを座標上に並べることで、例えば図23に示すような三次元形状を生成できる。また、高さの算出を行う場合は、呼吸運動を検出するために設置したCCDカメラとは別に、基線長dがより短い位置にもう一台のCCDカメラ(撮像装置)を設置し、当該別のCCDカメラ(撮像装置)で得られた輝点位置のデータを用いて算出すると良い。これにより、測定のダイナミックレンジを実質的に上げることができる。   In this case, the height of the person 2 is not known because the measurement points are spaced apart from each other. For this reason, if the three-dimensional shape is generated as it is from the calculated height of the person 2 at each measurement point, the outer shape of the person 2 is difficult to understand. In order to compensate for this, the three-dimensional shape generation unit 31 performs interpolation for a portion of the person 2 whose height is insufficient. By arranging the heights of the persons 2 obtained in this way on the coordinates, for example, a three-dimensional shape as shown in FIG. 23 can be generated. In addition, when calculating the height, another CCD camera (imaging device) is installed at a position where the baseline length d is shorter, separately from the CCD camera installed for detecting respiratory motion. It is preferable to calculate using the bright spot position data obtained by the CCD camera (imaging device). Thereby, the dynamic range of measurement can be substantially increased.

図22に戻って、出力情報生成部32は、三次元形状生成部31で生成された形状情報即ちここでは三次元形状に、領域形成部24bで形成された領域を重ねて表示するための解析情報を生成するものである。生成された解析情報は、ディスプレイ40へ出力され、ディスプレイ40により表示される。出力情報生成部32は、三次元形状に、領域形成部24bで形成された領域を、それぞれの座標(位置)が対応するように重ねた画像を解析情報として生成する。   Returning to FIG. 22, the output information generation unit 32 performs analysis for displaying the region formed by the region forming unit 24b on the shape information generated by the three-dimensional shape generation unit 31, that is, the three-dimensional shape here. Information is generated. The generated analysis information is output to the display 40 and displayed on the display 40. The output information generating unit 32 generates, as analysis information, an image in which the region formed by the region forming unit 24b is superimposed on the three-dimensional shape so that each coordinate (position) corresponds.

ここで、図24の模式図を参照して、三次元形状に、形成された領域を重ねて表示する際の例、言い換えれば生成される解析情報の例について説明する。なおここでは説明のために、生成された解析情報の例は、ディスプレイ40により表示される際の画像で示す。図示するように、図23で説明した三次元形状に、領域形成部24bにより形成された領域の位置を対応させて重ねる。このように三次元形状に、形成された領域を重ねる際には、形成された領域での動きの位相が識別できるようにする。なお、図24(a)は、人物2の腹部領域2b(第2の領域)が下方向の動きをしている場合、さらに言えば腹式呼吸の呼気の場合を示している。また図24(b)は、人物2の胸部領域2a(第1の領域)が上方向の動きをしている場合、さらに言えば胸式呼吸の吸気の場合を示している。   Here, with reference to the schematic diagram of FIG. 24, an example in which the formed region is displayed superimposed on the three-dimensional shape, in other words, an example of generated analysis information will be described. For the sake of explanation, an example of the generated analysis information is shown as an image when displayed on the display 40. As shown in the figure, the position of the region formed by the region forming unit 24b is overlapped with the three-dimensional shape described in FIG. In this way, when the formed region is superimposed on the three-dimensional shape, the phase of movement in the formed region can be identified. FIG. 24A shows a case where the abdominal region 2b (second region) of the person 2 moves downward, more specifically, a case of abdominal breathing. FIG. 24B shows a case where the chest region 2a (first region) of the person 2 is moving upward, and more specifically, a case of chest-type breathing.

さらにここでは、動きの位相が上方向と下方向との場合で、それぞれの位相の領域を、模様を変えて塗りつぶしているが、それぞれ色を変えるようにしてもよい(例えば上方向を青、下方向を赤のように)。また、例えば矢印(図中破線で表示)により、動きの位相を示すようにしてもよい。このようにすることで、人物2の身体上のどの部位が、上方向又は下方向の動きをしているかを容易に認識することが可能である。また、この際に波形の動きの変化の大きさによって、模様の色の濃さを変えたり、模様の幅を変えたり、矢印の太さ、長さを変えたりして表示すれば、さらに動きの変化がわかりやすい表示となる。さらに、動きの変化を積分した高さの変化データの場合も同様にして、例えば高くなっている部位は、その量を反映させて色を明るくしたり、矢印を長くしたりすることによって、高さの変化がわかりやすい表示となる。   Furthermore, here, in the case where the phase of the movement is upward and downward, each phase region is filled with a different pattern, but each color may be changed (for example, the upward direction is blue, The downward direction is red). Further, for example, the phase of movement may be indicated by an arrow (indicated by a broken line in the figure). By doing in this way, it is possible to easily recognize which part on the body of the person 2 is moving upward or downward. At this time, depending on the magnitude of the change in waveform movement, if you change the pattern color intensity, change the pattern width, or change the thickness or length of the arrow, the movement will increase. The change is easy to understand. Similarly, in the case of the height change data obtained by integrating the change in movement, for example, the high part is reflected by increasing the color by reflecting the amount, or by making the arrow longer. The change in height is easy to understand.

さらに、図25の模式図に示すように、領域形成部24bにより演算される胸部領域2a(第1の領域)と腹部領域2b(第2の領域)との境界も三次元形状に重ねて、解析情報を生成する。なお、境界は領域境界線2dで示される。このようにすることで、例えば人物2の胸部領域2a(第1の領域)と腹部領域2b(第2の領域)との境界を認識することが容易に行える。これは、上述したような睡眠時無呼吸症候群を診断する際に有効である。   Furthermore, as shown in the schematic diagram of FIG. 25, the boundary between the chest region 2a (first region) and the abdominal region 2b (second region) calculated by the region forming unit 24b is also overlapped in a three-dimensional shape. Generate analysis information. The boundary is indicated by a region boundary line 2d. In this way, for example, the boundary between the chest region 2a (first region) and the abdominal region 2b (second region) of the person 2 can be easily recognized. This is effective when diagnosing the sleep apnea syndrome as described above.

以上で説明した第1、第2、第3の発明の実施の形態に係る呼吸モニタ1、1a、1b又はソフトウエアプログラムによれば、以上のように胸部領域2a、腹部領域2b、全体領域に応じて人物2の状態を判別することで、例えば、複雑な呼吸運動に対して全体としての正しい評価、詳細な状態の解析、解析の精度の向上等より正確な状態の解析を行うことができる。例えば、従来の人物2の全体領域に対応する全体信号のみの判別では、判別しにくかった無呼吸状態のより詳細な型の判別、すなわち、閉塞性無呼吸状態(第1の状態)、中枢性無呼吸状態(第2の状態)、閉塞性無呼吸混合性無呼吸状態(第3の状態)を区別して判別することができる。さらに、閾値算出部28は、体動期間の測定データを除いて各閾値を算出するので、状態判別部26での人物2の状態を誤って判断することを防止することができる。   According to the respiratory monitor 1, 1a, 1b or the software program according to the embodiments of the first, second, and third inventions described above, the chest region 2a, the abdominal region 2b, and the entire region as described above. By determining the state of the person 2 accordingly, for example, it is possible to perform accurate state analysis with respect to complex respiratory movements as a whole, such as correct evaluation, detailed state analysis, and improvement in analysis accuracy. . For example, in the conventional determination of only the entire signal corresponding to the entire region of the person 2, a more detailed type determination of an apnea state that is difficult to determine, that is, an obstructive apnea state (first state), centrality An apnea state (second state) and an obstructive apnea mixed apnea state (third state) can be distinguished and distinguished. Furthermore, since the threshold value calculation unit 28 calculates each threshold value excluding the measurement data of the body movement period, it is possible to prevent the state determination unit 26 from erroneously determining the state of the person 2.

また、呼吸モニタ1、1a、1bは、測定装置としてFGセンサ10を用いるため、人物2の状態を示す測定データを人物2に接触することなく取得できるので、人物2に負担をかけることなく睡眠時無呼吸の型を識別して自動検出することができ、より簡便で人物2の呼吸の状態の判別を行うことができる。また、例えば、フローセンサの振幅と、胸腹運動センサによって検出される胸部または腹部の動きに基づいて状態を判別するPSG装置と比較して、人物2の状態を示す測定データを人物2に接触することなく取得できるので、睡眠中の自然な状態でのデータが取れなかったり、睡眠中にセンサが外れてデータが欠落する恐れもない。また、気流の有無を検出できるものの定量性に乏しフローセンサと、上半身の一部の運動しか検出できない胸腹運動センサ等を用いる従来のPSG装置と比較して、低呼吸が正確に判定できなかったり、複雑な呼吸運動に対して全体としての正しい評価ができなかったりすることもなく、フローセンサ、胸腹運動センサ等のセンサを人物の身体に取り付けるために人手を要することもなく、コスト的にも心理的にも負荷を低減することができる。さらに、呼吸のような人物2の小さな動きでも正確に測定できる。   Further, since the respiratory monitors 1, 1a, 1b use the FG sensor 10 as a measuring device, the measurement data indicating the state of the person 2 can be acquired without touching the person 2, so that the person 2 sleeps without burdening the person 2. The type of time apnea can be identified and automatically detected, and the breathing state of the person 2 can be determined more simply. Further, for example, compared with a PSG device that determines the state based on the amplitude of the flow sensor and the chest or abdominal movement detected by the chest-abdominal motion sensor, the measurement data indicating the state of the person 2 is contacted with the person 2 Therefore, there is no possibility that data in a natural state during sleep cannot be obtained or data is lost due to a sensor being detached during sleep. In addition, although it can detect the presence or absence of airflow, it is poor in quantitativeness, and it cannot accurately determine hypopnea compared to conventional PSG devices that use flow sensors and thoracoabdominal motion sensors that can detect only part of the upper body. Without the need for manual operation to attach a sensor such as a flow sensor or thoracoabdominal motion sensor to a person's body. Moreover, the load can be reduced psychologically. Furthermore, even small movements of the person 2 such as breathing can be accurately measured.

なお、以上の説明では、呼吸モニタ1、1a、1bは、代表座標演算部24(図1参照)、分割線形成部25(図1参照)や移動ベクトル積分部24a(図20参照)、第2の分割線形成部25a(図20参照)あるいは領域形成部24b(図22参照)を備え、胸部領域2a(第1の領域)と腹部領域2b(第2の領域)とを区分けするものとして説明したが、これらの構成を備えない呼吸モニタとしてもよい。例えば、人物2があまり動かないと分かっているような場合には、入力装置35(図1参照)を介して、予め手動で、胸部領域2a(第1の領域)、腹部領域2b(第2の領域)を設定しておいてもよい。   In the above description, the respiration monitors 1, 1 a, and 1 b include the representative coordinate calculation unit 24 (see FIG. 1), the dividing line forming unit 25 (see FIG. 1), the movement vector integration unit 24 a (see FIG. 20), Two dividing line forming portions 25a (see FIG. 20) or region forming portions 24b (see FIG. 22), which separate the chest region 2a (first region) from the abdominal region 2b (second region). Although explained, it is good also as a respiration monitor without these composition. For example, when it is known that the person 2 does not move much, the chest region 2a (first region) and the abdominal region 2b (second region) are manually manually in advance via the input device 35 (see FIG. 1). May be set in advance.

本発明の第1の実施の形態に係る呼吸モニタの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the respiration monitor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る呼吸モニタに用いる、呼吸データ及び体動データが形成する波形パターンの例について示した概要図である。It is the schematic shown about the example of the waveform pattern which the respiration data and body movement data which are used for the respiration monitor which concerns on the 1st Embodiment of this invention form. 本発明の実施の形態に係る第1の呼吸モニタに用いる、測定データのヒストグラムの例を示す線図である。It is a diagram which shows the example of the histogram of measurement data used for the 1st respiration monitor which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る第1の呼吸モニタで第1の所定期間に体動期間が重なった場合について説明する図である。It is a figure explaining the case where a body movement period overlaps in the 1st predetermined period with the 1st respiration monitor concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態に係る第1の呼吸モニタに用いる、全体領域の呼吸データ及び体動データとベースラインについて説明する線図である。It is a diagram explaining the respiration data of the whole area | region used for the 1st respiration monitor which concerns on embodiment of this invention, body motion data, and a baseline. 閉塞性無呼吸の呼吸波形(呼吸データ)の第1の具体例を示す図であり、上段は全体測定データ、中段は胸部測定データ、下段は腹部測定データを示す。It is a figure which shows the 1st specific example of the respiratory waveform (respiration data) of obstructive apnea, an upper stage shows whole measurement data, a middle stage shows chest measurement data, and a lower stage shows abdominal measurement data. 中枢性無呼吸の呼吸波形(呼吸データ)の第1の具体例を示す図であり、上段は全体測定データ、中段は胸部測定データ、下段は腹部測定データを示す。It is a figure which shows the 1st specific example of the respiratory waveform (respiration data) of central apnea, an upper stage shows whole measurement data, a middle stage shows chest measurement data, and a lower stage shows abdominal measurement data. 閉塞性無呼吸の呼吸波形(呼吸データ)の第2の具体例を示す図であり、上段は全体測定データ、中段は胸部測定データ、下段は腹部測定データを示す。It is a figure which shows the 2nd specific example of the respiratory waveform (respiration data) of obstructive apnea, an upper stage shows whole measurement data, a middle stage shows chest measurement data, and a lower stage shows abdominal measurement data. 本発明の第1の実施の形態に係る呼吸モニタのFGセンサの模式的斜視図である。It is a typical perspective view of the FG sensor of the respiration monitor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る呼吸モニタのFGセンサの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the FG sensor of the respiration monitor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る呼吸モニタの投影装置を説明する模式的斜視図である。It is a typical perspective view explaining the projection apparatus of the respiration monitor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る呼吸モニタの輝点の移動の概念について説明する概念的斜視図である。It is a conceptual perspective view explaining the concept of the movement of the bright spot of the respiratory monitor according to the first embodiment of the present invention. 図12の場合での受像面に結像した輝点について説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the bright spot imaged on the image receiving surface in the case of FIG. 本発明の第1の実施の形態に係る呼吸モニタの代表座標演算部による代表座標の算出と、分割線形成部による領域分割線の形成の具体例について説明する模式的平面図である。It is a typical top view explaining the example of calculation of the representative coordinate by the representative coordinate calculating part of the respiration monitor which concerns on the 1st Embodiment of this invention, and formation of the area dividing line by a dividing line formation part. 本発明の第1の実施の形態に係る代表座標に関する量で重み付けを行った値で内分する点について説明する線図である。It is a diagram explaining the point internally divided by the value weighted with the quantity regarding the representative coordinate which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の変形例に係る呼吸モニタの部分領域平均化部による部分領域の区分の具体例について説明する模式的平面図であり、(a)は第1の具体例、(b)は第2の具体例、(c)は第3の具体例である。It is a typical top view explaining the specific example of the division | segmentation of the partial region by the partial region averaging part of the respiration monitor which concerns on the modification of the 1st Embodiment of this invention, (a) is a 1st specific example, (B) is a second specific example, and (c) is a third specific example. 本発明の第1の実施の形態の変形例に係る呼吸モニタの有効部分領域抽出部による有効部分領域の抽出の具体例について説明する模式的平面図である。It is a typical top view explaining the example of extraction of the effective partial area | region by the effective partial area | region extraction part of the respiration monitor which concerns on the modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態の変形例に係る呼吸モニタを説明する図である。It is a figure explaining the respiration monitor which concerns on the modification of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態に係る呼吸モニタによる処理工程の概略を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the outline of the process process by the respiration monitor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る呼吸モニタの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the respiration monitor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る呼吸モニタの移動ベクトル積分部による積分波形を形成と、第2の分割線形成部による領域分割線の形成の具体例について説明する模式的平面図である。It is a typical top view explaining the specific example of formation of the integral waveform by the movement vector integration part of the respiration monitor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, and formation of the area parting line by a 2nd parting line formation part. . 本発明の第3の実施の形態に係る呼吸モニタの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the respiration monitor which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る呼吸モニタの三次元形状生成部により生成された三次元形状について説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the three-dimensional shape produced | generated by the three-dimensional shape production | generation part of the respiration monitor which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 図23の場合での三次元形状に領域形成部で形成された領域を重ねた場合を示す、(a)は腹部に下方向の動きがある場合を示す模式図、(b)は胸部に上方向の動きがある場合を示す模式図である。23 shows a case where the region formed by the region forming unit is overlaid on the three-dimensional shape in the case of FIG. 23, (a) is a schematic diagram showing a case where the abdomen has a downward movement, and (b) is an upper part on the chest. It is a schematic diagram which shows the case where there exists a motion of a direction. 図23の場合での三次元形状に領域形成部で形成された領域を重ねた場合を示す図であり、領域形成部により境界を演算した場合を示す模式図である。It is a figure which shows the case where the area | region formed in the area | region formation part in the case of FIG. 23 was overlapped, and is a schematic diagram which shows the case where a boundary is calculated by the area | region formation part.

符号の説明Explanation of symbols

1、1a、1b 呼吸モニタ
2 人物
2a 胸部領域
2b 腹部領域
2c 領域分割線
2d 領域境界線
3 ベッド
10 FGセンサ
11 投影装置
11a パターン
11b 輝点
12 撮像装置
14 測定部
20 演算装置
24 代表座標演算部
24a 移動ベクトル積分部
24b 領域形成部
25 分割線形成部
25a 第2の分割線形成部
26 状態判別部
27 体動検出部
28 閾値酸算出部
29 部分領域平均化部
30 有効部分領域抽出部
31 三次元形状生成部
32 出力情報生成部
141 移動量算出部
142 移動量波形生成部
1, 1a, 1b Respiration monitor 2 Person 2a Thoracic region 2b Abdominal region 2c Region dividing line 2d Region boundary 3 Bed 10 FG sensor 11 Projection device 11a Pattern 11b Bright spot 12 Imaging device 14 Measurement unit 20 Calculation unit 24 Representative coordinate calculation unit 24a movement vector integration unit 24b region forming unit 25 dividing line forming unit 25a second dividing line forming unit 26 state determining unit 27 body motion detecting unit 28 threshold acid calculating unit 29 partial region averaging unit 30 effective partial region extracting unit 31 tertiary Original shape generation unit 32 Output information generation unit 141 Movement amount calculation unit 142 Movement amount waveform generation unit

Claims (11)

周期的な動きのある対象物の状態を示す測定データのうち判定対象時点の前後の第1の所定期間の該測定データに基づいて、前記対象物の状態を判定するための閾値を算出する閾値算出手段と;
前記対象物の第1の領域に対応する第1の測定データ又は前記対象物の第1の領域とは異なる第2の領域に対応する第2の測定データと、前記閾値とを比較して、前記対象物の状態を判別する状態判別手段とを備え;
前記閾値算出手段は、前記第1の領域に応じた前記第1の閾値及び前記第2の領域に応じた前記第2の閾値を算出し、
前記状態判別手段は、前記第1の測定データの前記判定対象時点の前記周期的な動きの大きさが前記第1の閾値を第2の所定期間連続的に下まわり、前記第2の測定データの前記判定対象時点の前記周期的な動きの大きさが前記第2の閾値を下まわらない場合、又は前記第1の測定データの前記判定対象時点の前記周期的な動きの大きさが前記第1の閾値を下まわらず、前記第2の測定データの前記判定対象時点の前記周期的な動きの大きさが前記第2の閾値を第2の所定期間連続的に下まわった場合に、前記対象物が第1の状態であると判別する、
状態解析装置。
A threshold value for calculating a threshold value for determining the state of the target object based on the measurement data of the first predetermined period before and after the determination target time point among the measurement data indicating the state of the target object having a periodic movement. Calculating means;
Comparing the first measurement data corresponding to the first region of the object or the second measurement data corresponding to a second region different from the first region of the object and the threshold value; State discriminating means for discriminating the state of the object;
The threshold value calculating means calculates the first threshold value corresponding to the first region and the second threshold value corresponding to the second region,
The state determination unit is configured such that the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the first measurement data is continuously lower than the first threshold for a second predetermined period, and the second measurement data If the magnitude of the periodic movement at the determination target time does not fall below the second threshold, or the magnitude of the periodic movement at the determination target time in the first measurement data If the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the second measurement data is continuously reduced below the second threshold for a second predetermined period without lowering the threshold of 1. Determining that the object is in the first state;
State analysis device.
周期的な動きのある対象物の状態を示す測定データに基づいて、前記対象物の第1の領域に対応する第1の測定データ又は前記対象物の第1の領域とは異なる第2の領域に対応する第2の測定データと、前記対象物の略全体に対応する全体測定データとを比較して、前記対象物の状態を判別する状態判別手段を備え;
前記状態判別手段は、前記第1の測定データの判定対象時点の前記周期的な動きの大きさ、又は前記第2の測定データの前記判定対象時点の前記周期的な動きの大きさが、全体測定データの前記判定対象時点の前記周期的な動きの大きさを、第3の所定期間連続的に略同等あるいは上まわった場合に、前記対象物が第1の状態であると判別する、
状態解析装置。
First measurement data corresponding to the first region of the object or a second region different from the first region of the object based on measurement data indicating a state of the object having a periodic motion A state determination unit that determines the state of the object by comparing the second measurement data corresponding to 1 and the entire measurement data corresponding to substantially the entire object;
The state determination unit is configured such that the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the first measurement data or the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the second measurement data is When the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of measurement data is substantially equal to or exceeds the continuous period of a third predetermined period, it is determined that the object is in the first state.
State analysis device.
周期的な動きのある対象物の状態を示す測定データのうち判定対象時点の前後の第1の所定期間の該測定データに基づいて、前記対象物の状態を判定するための閾値を算出する閾値算出手段と;
前記対象物の第1の領域に対応する第1の測定データ又は前記対象物の第1の領域とは異なる第2の領域に対応する第2の測定データと、前記閾値とを比較して、前記対象物の状態を判別する状態判別手段とを備え;
前記閾値算出手段は、前記第1の領域に応じた前記第1の閾値、前記第2の領域に応じた前記第2の閾値及び前記対象物の略全体に応じた第3の閾値を算出し、
前記状態判別手段は、前記対象物の略全体に対応する全体測定データの前記判定対象時点の前記周期的な動きの大きさが、前記第3の閾値を第4の所定期間連続的に下まわり、
前記第1の測定データの前記判定対象時点の前記周期的な動きの大きさが前記第1の閾値を、又は前記第2の測定データの前記判定対象時点の前記周期的な動きの大きさが前記第2の閾値を、第5の所定期間連続的に上まわった場合に、前記対象物が第1の状態であると判別する、
状態解析装置。
A threshold value for calculating a threshold value for determining the state of the target object based on the measurement data of the first predetermined period before and after the determination target time point among the measurement data indicating the state of the target object having a periodic movement. Calculating means;
Comparing the first measurement data corresponding to the first region of the object or the second measurement data corresponding to a second region different from the first region of the object and the threshold value; State discriminating means for discriminating the state of the object;
The threshold value calculation means calculates the first threshold value corresponding to the first region, the second threshold value corresponding to the second region, and the third threshold value corresponding to substantially the entire object. ,
The state determination means is configured such that the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the entire measurement data corresponding to substantially the entire target is continuously lower than the third threshold for a fourth predetermined period. ,
The magnitude of the periodic movement of the first measurement data at the determination target time point is the first threshold value, or the magnitude of the periodic movement of the second measurement data at the determination target time is When the second threshold value is continuously increased for a fifth predetermined period, it is determined that the object is in the first state.
State analysis device.
前記状態判別手段は、前記第1の測定データの前記判定対象時点の前記周期的な動きの大きさが前記第1の閾値を、及び前記第2の測定データの前記判定対象時点の前記周期的な動きの大きさが前記第2の閾値を、第6の所定期間連続的に下まわった場合に、前記対象物が第2の状態であると判別する、
請求項1又は請求項3に記載の状態解析装置。
The state determination unit is configured such that the magnitude of the periodic movement of the first measurement data at the determination target time point is the first threshold value, and the periodic measurement at the determination target time point of the second measurement data. When the magnitude of the movement is continuously below the second threshold for a sixth predetermined period, it is determined that the object is in the second state.
The state analysis apparatus according to claim 1 or 3.
前記測定データのうち前記判定対象時点の前後の第1の所定期間の該測定データに基づいて、前記対象物の状態を判定するための閾値を算出する閾値算出手段を備え;
前記閾値算出手段は、前記第1の領域に応じた前記第1の閾値及び前記第2の領域に応じた前記第2の閾値を算出し、
前記状態判別手段は、前記第1の測定データの前記判定対象時点の前記周期的な動きの大きさが前記第1の閾値を、及び前記第2の測定データの前記判定対象時点の前記周期的な動きの大きさが前記第2の閾値を、第6の所定期間連続的に下まわった場合に、前記対象物が第2の状態であると判別する、
請求項2に記載の状態解析装置。
A threshold value calculation means for calculating a threshold value for determining the state of the target object based on the measurement data of the first predetermined period before and after the determination target time point in the measurement data;
The threshold value calculating means calculates the first threshold value corresponding to the first region and the second threshold value corresponding to the second region,
The state determination unit is configured such that the magnitude of the periodic movement of the first measurement data at the determination target time point is the first threshold value, and the periodic measurement at the determination target time point of the second measurement data. When the magnitude of the movement is continuously below the second threshold for a sixth predetermined period, it is determined that the object is in the second state.
The state analysis apparatus according to claim 2.
前記状態判別手段は、前記第1の状態と前記第2の状態とが略連続し、前記対象物が当該第1の状態である期間と当該第2の状態である期間とが、第7の所定期間略連続した場合に、前記対象物が第3の状態であると判別する、
請求項4又は請求項5に記載の状態解析装置。
The state determination means includes a period in which the first state and the second state are substantially continuous, and a period in which the object is in the first state and a period in which the object is in the second state is a seventh state. When the object is substantially continuous for a predetermined period, it is determined that the object is in the third state.
The state analysis apparatus according to claim 4 or 5.
周期的な動きのある対象物の状態を示す測定データのうち判定対象時点の前後の第1の所定期間の該測定データに基づいて、前記対象物の状態を判定するための閾値を算出する閾値算出手段と;
前記対象物の第1の領域に対応する第1の測定データ又は前記対象物の第1の領域とは異なる第2の領域に対応する第2の測定データと、前記閾値とを比較して、前記対象物の状態を判別する状態判別手段とを備え;
前記閾値算出手段は、前記第1の領域に応じた前記第1の閾値及び前記第2の領域に応じた前記第2の閾値を算出し、
前記状態判別手段は、前記第1の測定データの前記判定対象時点の前記周期的な動きの大きさが前記第1の閾値を、及び前記第2の測定データの前記判定対象時点の前記周期的な動きの大きさが前記第2の閾値を、第6の所定期間連続的に下まわった場合に、前記対象物が第2の状態であると判別する、
状態解析装置。
A threshold value for calculating a threshold value for determining the state of the target object based on the measurement data of the first predetermined period before and after the determination target time point among the measurement data indicating the state of the target object having a periodic movement. Calculating means;
Comparing the first measurement data corresponding to the first region of the object or the second measurement data corresponding to a second region different from the first region of the object and the threshold value; State discriminating means for discriminating the state of the object;
The threshold value calculating means calculates the first threshold value corresponding to the first region and the second threshold value corresponding to the second region,
The state determination unit is configured such that the magnitude of the periodic movement of the first measurement data at the determination target time point is the first threshold value, and the periodic measurement at the determination target time point of the second measurement data. When the magnitude of the movement is continuously below the second threshold for a sixth predetermined period, it is determined that the object is in the second state.
State analysis device.
前記状態判別手段は、前記対象物の略全体に対応する全体測定データの前記判定対象時点の前記周期的な動きの大きさが、前記閾値算出手段によって算出される前記対象物の略全体に応じた第4の閾値を、第8の所定期間連続的に下まわらなかった場合に、前記対象物が第4の状態であると判別する、
請求項1又は請求項3乃至請求項7のいずれか1項に記載の状態解析装置。
The state discriminating unit is configured such that the magnitude of the periodic movement of the whole measurement data corresponding to substantially the entire object at the determination target time point corresponds to substantially the entire object calculated by the threshold value calculating unit. If the fourth threshold is not continuously lowered for an eighth predetermined period, it is determined that the object is in the fourth state.
The state analysis apparatus according to claim 1 or any one of claims 3 to 7.
前記測定データのうち前記判定対象時点の前後の第1の所定期間の該測定データに基づいて、前記対象物の状態を判定するための閾値を算出する閾値算出手段を備え;
前記状態判別手段は、前記対象物の略全体に対応する全体測定データの前記判定対象時点の前記周期的な動きの大きさが、前記閾値算出手段によって算出される前記対象物の略全体に応じた第4の閾値を、第8の所定期間連続的に下まわらなかった場合に、前記対象物が第4の状態であると判別する、
請求項2に記載の状態解析装置。
A threshold value calculation means for calculating a threshold value for determining the state of the target object based on the measurement data of the first predetermined period before and after the determination target time point in the measurement data;
The state discriminating unit is configured such that the magnitude of the periodic movement of the whole measurement data corresponding to substantially the entire object at the determination target time point corresponds to substantially the entire object calculated by the threshold value calculating unit. When the fourth threshold value is not continuously lowered for the eighth predetermined period, it is determined that the object is in the fourth state.
The state analysis apparatus according to claim 2.
前記測定データを取得する測定装置を備え;
前記測定装置は、対象領域に複数の輝点を投影する投影装置と、前記複数の輝点が投影された対象領域を撮像する撮像装置と、前記撮像手段により異なる時点に取得された2フレームの画像から前記複数の輝点の前記2フレーム間の移動量を算出する移動量算出手段と、前記移動量を時系列に並べてなる移動量波形データを生成する移動量波形生成手段とを有する、
請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の状態解析装置。
A measuring device for acquiring the measurement data;
The measurement apparatus includes: a projection apparatus that projects a plurality of bright spots on a target area; an imaging apparatus that images a target area on which the plurality of bright spots are projected; and two frames acquired at different times by the imaging unit. A movement amount calculating means for calculating a movement amount between the two frames of the plurality of bright spots from an image; and a movement amount waveform generating means for generating movement amount waveform data in which the movement amounts are arranged in time series.
The state analysis apparatus according to any one of claims 1 to 9.
コンピュータにインストールして、該コンピュータを状態解析装置として作動させるソフトウエアプログラムであって;
周期的な動きのある対象物の状態を示す測定データのうち前記判定対象時点の前後の第1の所定期間の該測定データに基づいて、前記対象物の状態を判定するための閾値を算出する処理と;
前記対象物の第1の領域に対応する第1の測定データ又は前記対象物の第1の領域とは異なる第2の領域に対応する第2の測定データと、前記閾値とを比較して、前記対象物の状態を判別する処理とを実行するように前記コンピュータを制御し;
前記算出する処理は、前記第1の領域に応じた前記第1の閾値及び前記第2の領域に応じた前記第2の閾値を算出する処理を含み、
前記判別する処理は、前記第1の測定データの前記判定対象時点の前記周期的な動きの大きさが前記第1の閾値を第2の所定期間連続的に下まわり、前記第2の測定データの前記判定対象時点の前記周期的な動きの大きさが前記第2の閾値を下まわらない場合、又は前記第1の測定データの前記判定対象時点の前記周期的な動きの大きさが前記第1の閾値を下まわらず、前記第2の測定データの前記判定対象時点の前記周期的な動きの大きさが前記第2の閾値を第2の所定期間連続的に下まわった場合に、前記対象物が第1の状態であると判別する処理を含む、
ソフトウエアプログラム。
A software program installed on a computer and operating the computer as a state analysis device;
A threshold for determining the state of the object is calculated based on the measurement data of the first predetermined period before and after the determination target time point among the measurement data indicating the state of the object with periodic movement. Processing and;
Comparing the first measurement data corresponding to the first region of the object or the second measurement data corresponding to a second region different from the first region of the object and the threshold value; Controlling the computer to perform a process of determining the state of the object;
The calculation process includes a process of calculating the first threshold value according to the first area and the second threshold value according to the second area,
In the determination process, the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the first measurement data is continuously lower than the first threshold for a second predetermined period, and the second measurement data If the magnitude of the periodic movement at the determination target time does not fall below the second threshold, or the magnitude of the periodic movement at the determination target time in the first measurement data If the magnitude of the periodic movement at the determination target time point of the second measurement data is continuously reduced below the second threshold for a second predetermined period without lowering the threshold of 1. Including a process of determining that the object is in the first state,
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