JP2017029452A - 非接触式バイタル情報監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】バイタル情報の収集場所を選ぶことなく正確なバイタル情報の収集を可能とする移設可能な無拘束・無侵襲の非接触式バイタル情報監視システムの提供。【解決手段】監視対象の身体内外の動きを示す検出信号をマイクロ波ドップラー効果により非接触で検出するセンサユニット１と、センサユニット１の検出方向へポインタを照射する照準ユニット２と、センサユニット１の検出信号から監視対象のバイタル情報を導く制御ユニット３と、センサユニット１を支持する方向調整可能なフレーム４を備える非接触式バイタル情報監視システム。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、様々な寝所において監視対象の心肺機能などのバイタル情報を監視し得る可動式の非接触式バイタル情報監視システムに関するものである。

近年、健康に対する関心が高まりつつあるなか、運動時や休息時における呼吸、心拍又は血圧の変化などのバイタル情報を検出するシステムが多く紹介されている（例えば下記特許文献参照）。

従来は、監視対象の身体にプローブなどを装着してバイタル情報の検出を行っており（例えば下記特許文献３参照）、例えば、睡眠ポリグラフで休息時における監視対象の睡眠状況を検出する際には、プローブなどが監視対象の身体に取り付けられていた。
その様に、様々な装置を身体に取り付けることは、休息時における監視対象の身体を拘束することともなり、それが監視対象にとってストレスとなる。
そのようなストレスは、却って、監視対象の休息、睡眠又は体位変化の妨げとなり、ひいては睡眠状況の正確な検出の妨げとなることが指摘されているため、今日では非接触式のバイタル情報監視システムが主流となりつつある（例えば下記特許文献１若しくは特許文献２又は特許文献４若しくは特許文献５参照）。

特許第３０５７４３８号公報 特開２００６−２７１９４９号公報 特表２００９−５１５６３１号公報 特許第５５３３７２６号公報 特許第５６２３９５５号公報

しかしながら、従来のバイタル情報監視システムは、主に、医療機関の施設内で用いられ、例えば、睡眠障害が疑われる監視対象などの多くは、医療機関の病室に宿泊した上でそのシステムを用いた検査が強いられる。
その様な実態は、例えば、睡眠時無呼吸症候群の発見を目的とする情報収集を行う場所を制限し、様々な疾患の予防や早期発見を妨げる要因ともなる。

このように、様々な疾患の予防や早期発見のためには、宿泊という煩雑な事態を回避し自宅など手近な場所で行えることが望ましい。
しかしながら、従来のバイタル情報監視システムを用いてバイタル情報を正確に採取し且つ適切な診断を行うには、その目的に応じてシステムの設置位置から向きの調整に至るまでの作業を行うための一定の知識や技術が必要となり、素人には容易に行え得ないという実情も存在した。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、バイタル情報の収集場所を選ぶことなく正確なバイタル情報の収集を可能とする移設可能な無拘束・無侵襲の非接触式バイタル情報監視システムの提供を目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明による非接触式バイタル情報監視システムは、監視対象の身体内外の動きを示す検出信号をマイクロ波ドップラー効果により非接触で検出するセンサユニットと、前記センサユニットの検出方向へポインタを照射する照準ユニットと、前記センサユニットの検出信号から監視対象のバイタル情報を導く制御ユニットと、前記センサユニットを支持する方向調整可能なフレームを備えることを特徴とする。

また、前記照準ユニットは、前記ポインタの照射域を前記センサユニットの向きを中心として変化させる照射域調整手段を備え、前記センサユニットは、当該センサユニットの向きを中心として当該センサユニットのセンサの検出域を変化させる検出域調整手段を備える構成とすることもできる。

更に、本発明による非接触式バイタル情報監視システムは、前記照準ユニットの照射域の増減に合わせて前記センサユニットの検出域を増減させるトリミング手段を備える構成とすることもできる。
前記照準ユニットは、入／切切替可能とすることもでき、可視光線からなる前記ポインタを照準対象に照射する構成としても良い。
前記フレームは、載置可能な基台を備える構成とすれば、平坦な都合の良い場所に載置することができる。

本発明による非接触式バイタル情報監視システムによれば、バイタル情報を正確に採取するに適したセンサユニットの向きや検出エリアを設定するための一定の知識や配線工事などの技術も必要とせず、たとえ素人であってもバイタル情報の収集場所を選ぶことなく、容易にシステムの設置及び撤去を行うことができる。

その様に、素人であっても比較的容易にセンサに適正な指向性と検出エリアを持たせ得る構成によって、身体の適正な部位から適正な信号を検出することができることから、自宅など医療機関以外の場所で安静時における正確なバイタル情報の収集を無拘束・無侵襲配で行うことができる。

また、比較的小型に構成できることとも相俟って、在宅でモニタリングが可能となり、システムの使用に長期間待機することなく自宅に非接触式バイタル情報監視システムを搬入し、睡眠時など長時間にわたって連続的にバイタル情報の採取が行え、例えば、睡眠時無呼吸症候群など様々な疾患の予防や早期発見が可能となる。

本発明による非接触式バイタル情報監視システムの一例を示すブロック図である。 本発明による非接触式バイタル情報監視システムの調整作業の実施態様例を示す斜視図である。 本発明による非接触式バイタル情報監視システムの処理の一例を示したフローチャートである。 本発明による非接触式バイタル情報監視システムの実施態様例を示す斜視図である。

以下、本発明による非接触式バイタル情報監視システムの実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、非接触式バイタル情報監視システムの一例である。
この例は、住居、グループホーム、特別養護老人ホーム又は医療機関などの居室に設置される監視装置として構成され、当該監視装置と通信網を介して接続されるコントロールセンターとの通信を行うものである。
前記コントロールセンターは、前記施設等の内外に設置され、医療機関、研究機関又は各種所掌機関に必要情報を通知する。

前記監視装置は、監視対象の身体内外の動き（以下「生態」と記す）を示す検出信号を検出するセンサユニット１と、前記センサユニット１の検出方向へ可視光からなるポインタを照射する照準ユニット２と、前記センサユニット１の検出信号から監視対象のバイタル情報（心拍、呼吸、体動など）を導く制御ユニット３と、前記センサユニット１を支持する検出向き（方向）が調整可能なフレーム４を備える。

この監視装置の例は、睡眠状況推測システムとして実現されたものであって、その前記センサユニット１は、睡眠時無呼吸症候群などの睡眠障害の兆候を、身体を拘束せず（無拘束）且つ身体を傷つけず（無侵襲）に安全に検出すべく、監視対象のバイタル情報をマイクロ波（例えば１０ＧＨｚ〜２４ＧＨｚ程度）のドップラー効果により非接触で検出するマイクロ波ドップラーセンサを用いて構成される（例えば、特開２０１１−３４９３８号公報参照）。

この例のセンサユニット１は、監視対象の生態を検出するマイクロ波ドップラーセンサと、その検出エリアを調整する検出域調整手段と、前記マイクロ波の質（周波数、出力又は波形など）又はセンサの感度などを調整する出力調整手段で構成される。
この例の前記センサユニット１における前記検出域調整手段は、金属性のアイリスシャッター（例えば特開平５−９４７０４参照）等により検出範囲の調整を行う。
尚、前記検出域調整手段によって調整される検出エリアの形状は、センサの向きを中心とした円形状であっても良いし、多角形状であっても良い。

この例の照準ユニット２は、照準信号としてレーザー光などの可視光を照射する光源と、前記光源が照射した可視光の照射域を前記センサユニット１の向きを中心として変化させる照射域調整手段を備える。
前記照射域調整手段は、前記光源の向き（光軸）を中心として、円形状又は多角形状に制限された可視光の照射域の拡大及び縮小を行うものであって、コンデンサレンズを用いた光学系（以下「コンデンサ光学系」と記す）等による焦点距離の調整又はアイリスシャッター等による照射範囲の調整によってそれを可能とする。尚、調整は、手動又は自動（電動など）のいずれを採用してもよい。

非接触式バイタル情報監視システムは、前記照準ユニット２の照射域の調整量に合わせて前記センサユニット１の検出域を拡大又は縮小させるトリミング手段を備える構成とすることもできる。
前記トリミング手段は、レーザー光や超音波等を利用したセンサ（距離計測手段）で監視対象までの距離を測定し、計測した距離と前記照準ユニット２のコンデンサ光学系を構成するレンズの移動量を入力とし、そこから監視対象の計測面における照射域を導き、監視対象までの距離で前記検出域と当該照射域が合致するように前記検出域調整手段のアイリスシャッターの口径を調整するなどの制御を行う（図２及び図３参照）。
尚、前記マイクロ波ドップラーセンサの出力を監視対象までの距離に換算し、前記距離計測手段として用いる構成とすることもできる。

また、この例の前記制御ユニット３は、暦を保持するカレンダー、時刻を検出し及び時間を測定するタイマー、マイクロプロセッサ、メモリ、Ｉ／Ｏインターフェース、通信インターフェースなどからなる情報処理装置と、記録装置とで構成され、これらのハードウエア資源とそこに組み込まれたソフトウエアとが協働する機能的手段として動作する（図１参照）。

前記制御ユニット３は、前記センサユニット１による検出信号の形態若しくはパターン又は当該検出信号の周波数分布から前記バイタル情報を導く演算手段と、前記距離計測手段から得た距離情報などから、前記バイタル情報を導くに適した検出信号が得られるように前記センサユニット１の出力調整手段を調節し、前記ドップラーセンサの出力、サンプリング周波数（例えば１６Ｈｚ）、測定周期（１分単位）又は感度などの稼動条件を調整する測定制御手段と、当該測定制御手段の処理に対する前記センサユニット１の検出信号の応答に基づいて（例えば調整に対する応答が少ない場合は向き不良と判断するなど）前記ドップラーセンサの位置又は向きの適不適を、前記センサユニット１による検出信号から判定する設置支援手段を備える。

上記例は、以上の如く構成されることによって、自宅のテーブル若しくは袖机又は寝床の枕元などに、蛍光灯などの形で載置し、又は柱やかもい等に取り付け、例えば、図３の手順に従って、手動又は自動的に設置調整することによって、非接触式バイタル情報監視システムを寝室に容易に設置し、長時間にわたり継続的に行われるバイタル情報の監視を正確に行うことができる。
その際、監視対象の胸部など所望の生態に応じて検出すべき箇所へポインタを照射することができるため、前記センサユニット１を誤った向きに向けることも回避することができる。
また、前記設置支援手段や前記トリミング手段を備えれば、より高い精度でバイタル情報監視システムの良好な設置が可能となる。

前記制御ユニット３は、前記センサユニット１が検出した信号をデータ化し、その情報管理を行う監視センターへ送信する通信装置を備える構成とすることができる。
例えば、前記演算手段が導いたバイタル情報を分析する分析手段、監視対象それぞれの個人情報を蓄えたデータベース、前記分析手段が導いた結果から監視対象の異常の虞を導く評価手段又は当該評価手段が異常と判定した場合に前記監視対象の健康状態に対し直接的に又は間接的に介入する介入手段を備える構成としても良い。

睡眠障害を予測し診断し予防する例において、前記センサユニット１で収集され、前記制御ユニット３で導かれた監視対象のバイタル情報は、前記ソフトウエアに基づく処理の下、例えば、呼吸、心拍及び体動や体位の変化を含む身体内外の動きの組合せパターンなどから脳波を用いることなく睡眠と覚醒状態を弁別するアルゴリズムに供され、睡眠障害等の早期発見及び予防に用いられる。

前記フレーム４は、載置可能な基台（例えば図１参照）、マグネット、粘着面又は挟持手段（例えば図２参照）などの定着手段と、当該定着手段から伸びる屈曲自在又は湾曲自在な腕部又は前記センサユニット１を首振り自在に支持する間接部を備える。
前記定着手段を、目的とする支持態様に副って選択すれば、居室や寝室など、監視対象が休息するエリアに比較的容易に配置することができ、睡眠状態以外についても、検出すべき情報に応じて、トイレ、洗面所、キッチン、作業場、風呂、廊下などに、監視対象が見渡せる様に配置することができる。

その様に、バイタル情報の収集場所を選ぶことなく正確なバイタル情報の収集を可能とする移設可能な無拘束・無侵襲の非接触式バイタル情報監視システムが提供されることによって、例えば、人工透析時、リハビリ時、入浴時、排泄時、炊事時などの異状や異変の検知、更には表示を、非接触式バイタル情報監視システムの設置場所を適宜移動させて行うことができる。
しかも、その際に生じる様々な用途における検知エリアの死角を、前記ポインタ、更には、照射域調整手段や検出域調整手段を駆使して容易に確認することができ、例えば、セキュリティーシステムとして侵入者を検知する様な場合にあっても、その検知エリアの死角を容易に確認し、確実な防犯体制を敷くことができる。
尚、各ユニットの電源は、家庭の商用電源を利用するが、充放電可能な蓄電池を採用しても良い。

１ センサユニット、２ 照準ユニット、３ 制御ユニット，４ フレーム，

Claims (4)

1. 監視対象の身体内外の動きを示す検出信号をマイクロ波ドップラー効果により非接触で検出するセンサユニットと、
   前記センサユニットの検出方向へポインタを照射する照準ユニットと、
   前記センサユニットの検出信号から監視対象のバイタル情報を導く制御ユニットと、
   前記センサユニットを支持する方向調整可能なフレームを備えることを特徴とする非接触式バイタル情報監視システム。
2. 前記照準ユニットは、可視光線からなる前記ポインタを監視対象に照射することを特徴とする前記請求項１に記載の非接触式バイタル情報監視システム。
3. 前記照準ユニットは、前記ポインタの照射域を前記センサユニットの向きを中心として変化させる照射域調整手段を備え、
   前記センサユニットは、当該センサユニットの向きを中心として当該センサユニットのセンサの検出域を変化させる検出域調整手段を備えることを特徴とする前記請求項１又は請求項２に記載の非接触式バイタル情報監視システム。
4. 前記照準ユニットの照射域の増減に合わせて前記センサユニットの検出域を増減させるトリミング手段を備えることを特徴とする前記請求項１乃至請求項３に記載の非接触式バイタル情報監視システム。
   

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