JP2017213063A - Respiration monitoring device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は呼吸モニタ装置に関する。 The present disclosure relates to a respiratory monitoring device.
従来、以下のような呼吸モニタ装置が知られている。呼吸モニタ装置は、センサユニットと、制御部とを有する。センサユニットには、荷重又は振動に対応する信号を出力するセンサが複数配列されている。 Conventionally, the following respiration monitor devices are known. The respiration monitor device includes a sensor unit and a control unit. A plurality of sensors that output a signal corresponding to a load or vibration are arranged in the sensor unit.
センサユニットはシート状の形状を有している。使用者はセンサユニット上に横臥する。各センサは、使用者の荷重又は信号に対応する信号を出力する。制御部は、出力された信号を用いて呼吸信号を算出する。このような技術は特許文献1に開示されている。
The sensor unit has a sheet shape. The user lies on the sensor unit. Each sensor outputs a signal corresponding to the load or signal of the user. The control unit calculates a respiratory signal using the output signal. Such a technique is disclosed in
センサユニット上に二人以上の使用者が横臥する場合がある。例えば、小児と保護者との二人がセンサユニット上に横臥する場合がある。この場合、センサユニットが出力する信号は、二人以上の使用者の呼吸を反映した信号となるので、センサユニットが出力する信号をそのまま用いると、不正確な呼吸信号を算出してしまう。 There may be two or more users lying on the sensor unit. For example, a child and a guardian may lie on the sensor unit. In this case, the signal output from the sensor unit is a signal that reflects the respiration of two or more users. Therefore, if the signal output from the sensor unit is used as it is, an inaccurate respiration signal is calculated.
本開示は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、センサユニット上に二人以上の利用者が存在する場合でも、不正確な呼吸信号を算出してしまうことを抑制できる呼吸モニタ装置を提供することを目的としている。 The present disclosure has been made in view of these problems, and provides a respiratory monitor device that can suppress the calculation of an inaccurate respiratory signal even when two or more users exist on the sensor unit. The purpose is to do.
本開示の一態様は、荷重又は振動に対応する信号を出力するセンサが複数配列されたセンサユニットと、センサユニットから信号を取得する信号取得ユニットと、信号に基づいて呼吸信号を算出する呼吸信号算出ユニットと、センサごとに、信号の周波数パワースペクトルにおけるピーク周波数を算出するピーク周波数算出ユニットと、ピーク周波数算出ユニットにより算出したピーク周波数の分布が2以上の極大値を有するか否かを判断する判断ユニットと、2以上の極大値を有すると判断ユニットが判断した場合、呼吸信号算出ユニットによる呼吸信号の算出を中止する中止ユニットとを備える呼吸モニタ装置である。 One aspect of the present disclosure includes a sensor unit in which a plurality of sensors that output a signal corresponding to a load or vibration are arranged, a signal acquisition unit that acquires a signal from the sensor unit, and a respiratory signal that calculates a respiratory signal based on the signal For each sensor, a peak frequency calculation unit that calculates the peak frequency in the frequency power spectrum of the signal, and whether the distribution of the peak frequency calculated by the peak frequency calculation unit has a maximum value of 2 or more is determined. The respiratory monitoring device includes a determination unit and a stop unit that stops calculation of a respiratory signal by the respiratory signal calculation unit when the determination unit determines that the maximum value is 2 or more.
本開示の呼吸モニタ装置によれば、センサユニット上に二人以上の使用者がいる場合に、不正確な呼吸信号を算出してしまうことを抑制できる。
本開示の一態様は、荷重又は振動に対応する信号を出力するセンサが複数配列されたセンサユニットと、センサユニットから信号を取得する信号取得ユニットと、信号に基づいて呼吸信号を算出する呼吸信号算出ユニットと、センサごとに、信号の周波数パワースペクトルにおけるピーク周波数を算出するピーク周波数算出ユニットと、ピーク周波数算出ユニットにより算出したピーク周波数の分布が2以上の極大値を有するか否かを判断する判断ユニットと、2以上の極大値を有すると判断ユニットが判断した場合、呼吸信号算出ユニットが呼吸信号の算出に用いる信号を、前記ピーク周波数の分布における、1つの前記極大値を中心とするピークに対応する前記信号に限定する信号限定ユニットと、を備える呼吸モニタ装置である。
According to the respiration monitoring device of the present disclosure, it is possible to prevent an inaccurate respiration signal from being calculated when there are two or more users on the sensor unit.
One aspect of the present disclosure includes a sensor unit in which a plurality of sensors that output a signal corresponding to a load or vibration are arranged, a signal acquisition unit that acquires a signal from the sensor unit, and a respiratory signal that calculates a respiratory signal based on the signal For each sensor, a peak frequency calculation unit that calculates the peak frequency in the frequency power spectrum of the signal, and whether the distribution of the peak frequency calculated by the peak frequency calculation unit has a maximum value of 2 or more is determined. If the determination unit determines that the determination unit has a maximum value of 2 or more, the signal used by the respiration signal calculation unit for calculating the respiration signal is a peak centered on the one maximum value in the peak frequency distribution. And a signal limiting unit for limiting to the signal corresponding to.
本開示の呼吸モニタ装置によれば、センサユニット上に二人以上の使用者がいる場合でも、そのうちの一人について正確な呼吸信号を算出することができる。
本開示の一態様は、荷重又は振動に対応する信号を出力するセンサが複数配列されたセンサユニットと、センサユニットから信号を取得する信号取得ユニットと、信号に基づいて呼吸信号を算出する呼吸信号算出ユニットと、センサごとに、信号の周波数パワースペクトルにおけるピーク周波数を算出するピーク周波数算出ユニットと、ピーク周波数算出ユニットにより算出したピーク周波数の分布が2以上の極大値を有するか否かを判断する判断ユニットと、複数のセンサに加わる総荷重の変化、又は、複数のセンサにおける圧力分布の変化を検出する状態検出ユニットと、2以上の極大値を有すると判断ユニットが判断し、且つ、総荷重の変化又は圧力分布の変化を状態検出ユニットが検出した場合、呼吸信号算出ユニットによる呼吸信号の算出を中止する中止ユニットと、を備える呼吸モニタ装置である。
According to the respiratory monitoring device of the present disclosure, even when there are two or more users on the sensor unit, an accurate respiratory signal can be calculated for one of them.
One aspect of the present disclosure includes a sensor unit in which a plurality of sensors that output a signal corresponding to a load or vibration are arranged, a signal acquisition unit that acquires a signal from the sensor unit, and a respiratory signal that calculates a respiratory signal based on the signal For each sensor, a peak frequency calculation unit that calculates the peak frequency in the frequency power spectrum of the signal, and whether the distribution of the peak frequency calculated by the peak frequency calculation unit has a maximum value of 2 or more is determined. A determination unit, a state detection unit that detects a change in the total load applied to the plurality of sensors, or a change in pressure distribution in the plurality of sensors, and the determination unit determines that the sensor has a maximum value of 2 or more, and the total load If the state detection unit detects a change in pressure or a change in pressure distribution, A stop unit to stop the calculation, a respiration monitor device comprising a.
本開示の呼吸モニタ装置によれば、センサユニット上に二人以上の使用者がいる場合に、不正確な呼吸信号を算出してしまうことを抑制できる。また、センサユニット上に二人以上の使用者がいるか否かを一層正確に判断できる。 According to the respiration monitoring device of the present disclosure, it is possible to prevent an inaccurate respiration signal from being calculated when there are two or more users on the sensor unit. Further, it can be more accurately determined whether or not there are two or more users on the sensor unit.
本開示の一態様は、荷重又は振動に対応する信号を出力するセンサが複数配列されたセンサユニットと、センサユニットから信号を取得する信号取得ユニットと、信号に基づいて呼吸信号を算出する呼吸信号算出ユニットと、センサごとに、信号の周波数パワースペクトルにおけるピーク周波数を算出するピーク周波数算出ユニットと、ピーク周波数算出ユニットにより算出したピーク周波数の分布が2以上の極大値を有するか否かを判断する判断ユニットと、複数のセンサに加わる総荷重の変化、又は、複数のセンサにおける圧力分布の変化を検出する状態検出ユニットと、2以上の極大値を有すると判断ユニットが判断し、且つ、総荷重の変化又は圧力分布の変化を状態検出ユニットが検出した場合、呼吸信号算出ユニットが呼吸信号の算出に用いる信号を、前記ピーク周波数の分布における、1つの前記極大値を中心とするピークに対応する前記信号に限定する信号限定ユニットと、を備える呼吸モニタ装置である。 One aspect of the present disclosure includes a sensor unit in which a plurality of sensors that output a signal corresponding to a load or vibration are arranged, a signal acquisition unit that acquires a signal from the sensor unit, and a respiratory signal that calculates a respiratory signal based on the signal For each sensor, a peak frequency calculation unit that calculates the peak frequency in the frequency power spectrum of the signal, and whether the distribution of the peak frequency calculated by the peak frequency calculation unit has a maximum value of 2 or more is determined. A determination unit, a state detection unit that detects a change in the total load applied to the plurality of sensors, or a change in pressure distribution in the plurality of sensors, and the determination unit determines that the sensor has a maximum value of 2 or more, and the total load When the state detection unit detects a change in the pressure or a change in pressure distribution, the breathing signal calculation unit The signal to be used for output, in the distribution of the peak frequency, a respiratory monitoring apparatus comprises a signal limiting unit for limiting the signal corresponding to the peak centered at one of the maximum value.
本開示の呼吸モニタ装置によれば、センサユニット上に二人以上の使用者がいる場合でも、そのうちの一人について正確な呼吸信号を算出することができる。また、センサユニット上に二人以上の使用者がいるか否かを一層正確に判断できる。 According to the respiratory monitoring device of the present disclosure, even when there are two or more users on the sensor unit, an accurate respiratory signal can be calculated for one of them. Further, it can be more accurately determined whether or not there are two or more users on the sensor unit.
本開示の実施形態を図面に基づき説明する。
<第1実施形態>
1.呼吸モニタ装置1の構成
呼吸モニタ装置1の構成を図1〜図4に基づき説明する。図1に示すように、呼吸モニタ装置1は、センサユニット3と、制御部5とを備える。センサユニット3は、2枚のシート保護部材7と、3枚のセンサシート9と、センサ選択部11とを備える。3枚のセンサシート9及びセンサ選択部11は、2枚のシート保護部材7の間に挟まれている。センサ選択部11は、センサシート9ごとに設けられている。
An embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
<First Embodiment>
1. Configuration of
センサシート9は、シート状部材である。センサシート9は、複数のセンサ13を備えている。複数のセンサ13は、センサシート9において等間隔に配置されている。センサ13の個数は、3枚のセンサシート9における合計で162個である。
The
センサ13は、メンブレンスイッチの電極に感圧素子を使用した構造を有する。センサ13に加わる荷重に応じて、センサ13の電気抵抗は減少する。センサ13は、上記の構造により、センサ13に加わる荷重に対応する信号を出力する。センサ選択部11は、制御部5に信号を出力するセンサ13を切り替えることができる。
The
図3に示すように、制御部5は、A/D変換部15、マイコン17、メモリ19、及び表示部21を備える。A/D変換部15は、センサユニット3が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換する。
As shown in FIG. 3, the
制御部5の各種機能は、マイコン17が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ19が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、制御部5を構成するマイコン17の数は1つでも複数でもよい。メモリ19は、RAM、ROM、フラッシュメモリ等の半導体メモリである。表示部21は、LEDや液晶装置等から成るディスプレイである。
Various functions of the
制御部5は、マイコン17がプログラムを実行することで実現される機能の構成として、図4に示すように、信号取得ユニット23と、呼吸信号算出ユニット25と、ピーク周波数算出ユニット27と、判断ユニット29と、中止ユニット31と、フィルタユニット33と、を備える。制御部5を構成するこれらの要素を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部又は全部の要素を、論理回路やアナログ回路等を組み合わせたハードウェアを用いて実現してもよい。
As shown in FIG. 4, the
呼吸モニタ装置1は、図2に示すベッド35において使用される。ベッド35は、載置部37と、背板部39とを備える。載置部37には、敷布団等の寝具41が載置される。センサユニット3は、載置部37上であって、寝具41の下に配置される。上方から見たときのセンサユニット3の位置は、その少なくとも一部が、ベッド35上に横臥した使用者の胸部及び腹部と重複する位置である。センサ13の少なくとも一部は、ベッド35上に横臥した使用者の下に位置する。
The
2.呼吸モニタ装置1が実行する処理
呼吸モニタ装置1(特に制御部5)が実行する処理を図5〜図7に基づき説明する。図5に示す処理は、呼吸モニタ装置1における図示しない操作部が操作されたときに開始される。
2. Processing Performed by
図5のステップ1では、信号取得ユニット23が、センサユニット3から1つの区間における信号を取得する。取得する信号は、複数のセンサ13それぞれの信号である。
1つの区間とは以下のものである。信号取得ユニット23は、10Hzのサンプリング周波数で、センサユニット3から周期的に信号を取得する。信号取得ユニット23が、センサユニット3から信号を取得する周期を1サイクルとする。1つの区間は、256サイクルである。
In
One section is as follows. The signal acquisition unit 23 periodically acquires signals from the
ステップ2では、フィルタユニット33が、前記ステップ1で取得した信号に対し、呼吸の周波数を含む周波数帯を選択的に透過させるフィルタ処理を行う。呼吸の周波数を含む周波数帯は、0.15〜0.6Hzの周波数帯である。フィルタ処理は、センサ13ごとに行う。フィルタ処理により、前記ステップ1で取得した信号のうち、呼吸の周波数帯よりも高周波の成分、及び低周波の成分を低減できる。
In step 2, the filter unit 33 performs a filter process for selectively transmitting the frequency band including the respiration frequency with respect to the signal acquired in
ステップ3では、ピーク周波数算出ユニット27が、高速フーリエ変換を用いて、前記ステップ2でフィルタ処理を行った後の信号における周波数パワースペクトルを算出する。さらに、ピーク周波数算出ユニット27は、周波数パワースペクトルにおけるピーク周波数を算出する。ピーク周波数の算出は、センサ13ごとに行う。
In
ステップ4では、判断ユニット29が、まず、図6に示すような、ピーク周波数の分布を表すヒストグラムを作成する。このヒストグラムの横軸は、前記ステップ3で算出したピーク周波数であり、縦軸はピーク周波数の度数である。このヒストグラムにおける1つのデータは、1つのセンサ13から算出されたピーク周波数である。
In step 4, the determination unit 29 first creates a histogram representing the peak frequency distribution as shown in FIG. The horizontal axis of this histogram is the peak frequency calculated in
次に、判断ユニット29は、作成したヒストグラムが、2以上の極大値を有するか否かを判断する。図6に示すヒストグラムは、2つの極大値A、Bを有する例である。ヒストグラムが2以上の極大値を有する場合はステップ5に進み、1のみの極大値を有する場合はステップ7に進む。 Next, the determination unit 29 determines whether or not the created histogram has a maximum value of 2 or more. The histogram shown in FIG. 6 is an example having two maximum values A and B. If the histogram has a maximum value of 2 or more, the process proceeds to step 5, and if the histogram has a maximum value of only 1, the process proceeds to step 7.
なお、図7に示すように、センサユニット3上に、二人の使用者43、45がいる場合、ヒストグラムは2つの極大値を有することが多い。その理由は以下のとおりである。センサユニット3のうち、領域47には、使用者43の荷重がかかり、領域49には、使用者45の荷重がかかる。領域47にあるセンサ13は、使用者43の荷重に対応する信号を出力する。その信号は、使用者43の呼吸に応じて周期的に変動する。よって、領域47にあるセンサ13が出力する信号におけるピーク周波数は、使用者43の呼吸における周期に対応する。
In addition, as shown in FIG. 7, when there are two
一方、領域49にあるセンサ13が出力する信号におけるピーク周波数は、使用者45の呼吸における周期に対応する。その結果、センサユニット3上に、二人の使用者43、45がいる場合、ヒストグラムは、使用者43の呼吸における周期に対応したピーク周波数による極大値と、使用者45の呼吸における周期に対応したピーク周波数による極大値とを有する。使用者43、45は、例えば、小児とその保護者である。
On the other hand, the peak frequency in the signal output from the
ステップ5では、中止ユニット31が、直前の前記ステップ1で信号を取得した区間における呼吸信号の算出を中止する。
ステップ6では、全区間の計測が終了したか否かを判断ユニット29が判断する。なお、計測すべき区間数は予め決められている。全区間の計測が終了した場合は本処理を終了し、未だ終了していない場合はステップ1に戻り、次の区間の信号を取得する。
In
In step 6, the determination unit 29 determines whether or not the measurement of all sections has been completed. Note that the number of sections to be measured is determined in advance. If the measurement for all the sections has been completed, the present process is terminated. If the measurement has not been completed, the process returns to step 1 to acquire the signal for the next section.
前記ステップ4で否定判断した場合はステップ7に進む。ステップ7では、呼吸信号算出ユニット25が、前記ステップ2でフィルタ処理を行った後の信号を用いて呼吸信号を算出する。呼吸信号を算出する方法は、特開2005−198781号公報に開示された方法である。
If a negative determination is made in step 4, the process proceeds to step 7. In
その方法では、まず、前記ステップ3で算出した、センサ13ごとのピーク周波数を、複数の周波数帯に分類する。複数の周波数帯は、例えば、0.2〜0.5Hzの間を、0.03Hz刻みで分けた周波数帯の集まりである。
In this method, first, the peak frequency for each
次に、各周波数帯と、その周波数帯に属するピーク周波数の信号を出力するセンサ13とを対応付ける。さらに、各周波数帯に対応付けられたセンサ13の数を数え上げる。 次に、最も多くのセンサ13が対応付けられた周波数帯に対応付けられたセンサ13の群をセンサ群SGmとする。センサ群SGmを構成する各センサ13の出力信号に基づいて、センサ群SGmを構成する各センサ13を、π/5の位相幅を有する位相グループPG1〜10にグループ分けする。
Next, each frequency band is associated with a
次に、位相グループPG1〜10のうち、属するセンサ13の数が最も多いグループをPGmaxとする。PGmaxに属するセンサ13を、Sm1、Sm2、Sm3・・・とする。位相グループPG1〜10のうち、PGmaxと位相がπずれているグループに属するセンサをSn1、Sn2、Sn3・・・とする。
Next, among the phase groups PG1 to PG10, a group having the largest number of
次に、数式1を用いて呼吸信号を算出する。
Next, a respiratory signal is calculated using
ステップ7の終了後、ステップ6に進む。
3.呼吸モニタ装置1が奏する効果
(1A)上述したように、ピーク周波数の分布において2以上の極大値がある場合とは、センサユニット3上に二人以上の使用者がいる可能性が高い場合である。センサユニット3上に二人以上の使用者がいると、そのままでは、呼吸信号を正確に算出することは困難である。
After
3. Effects of Respiratory Monitor Device 1 (1A) As described above, the case where there is a maximum value of 2 or more in the peak frequency distribution is a case where there is a high possibility that there are two or more users on the
呼吸モニタ装置1は、ピーク周波数の分布において2以上の極大値がある場合、その区間での呼吸信号の算出を中止する。そのことにより、センサユニット3上に二人以上の使用者がいる場合に、不正確な呼吸信号を算出してしまうことを抑制できる。
When there is a maximum value of 2 or more in the peak frequency distribution, the
(1B)呼吸モニタ装置1は、センサ13が出力する信号に対し、呼吸の周波数を含む周波数帯を選択的に透過させるフィルタ処理を行う。そのことにより、呼吸信号を一層正確に算出できる。
<第2実施形態>
1.第1実施形態との相違点
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
(1B) The
Second Embodiment
1. Differences from the First Embodiment Since the basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, description of the common configuration will be omitted, and differences will be mainly described. Note that the same reference numerals as those in the first embodiment indicate the same configuration, and the preceding description is referred to.
前述した第1実施形態では、制御部5は、マイコン17がプログラムを実行することで実現される機能の1つとして、図4に示すように、中止ユニット31を備えている。これに対し、第2実施形態では、図8に示すように、中止ユニット31に代えて、信号限定ユニット51を備える点で、第1実施形態と相違する。
In the first embodiment described above, the
2.呼吸モニタ装置1が実行する処理
第2実施形態の呼吸モニタ装置1が、第1実施形態の処理(図5)に代えて実行する処理について、図9のフローチャートを用いて説明する。なお、図9におけるS11〜14、16、17の処理は、図5におけるS1〜4、6、7の処理と同様である。
2. Processing Performed by
ステップ15では、信号限定ユニット51が、ヒストグラムでのピーク周波数の分布における2以上の極大値のうち、1つの極大値を選択する。選択する基準は適宜設定することができる。例えば、センサユニット3のうち、予め決められた基準位置に近いセンサ13に対応する極大値を選択することができる。また、ピーク周波数の度数が最も大きい極大値を選択してもよい。
In
次に、信号限定ユニット51は、ピーク周波数の分布において、上記のように選択した1つの極大値を中心とするピークPを特定する。例えば、図6に示すピーク周波数の分布の例において、極大値Aを選択した場合、極大値Aを中心とするピークPを特定する。ピークPは、極大値Aを中心とする、ピーク周波数における一定の範囲である。 Next, the signal limiting unit 51 specifies a peak P centered on one maximum value selected as described above in the distribution of peak frequencies. For example, in the example of the peak frequency distribution shown in FIG. 6, when the maximum value A is selected, the peak P centered on the maximum value A is specified. The peak P is a certain range at the peak frequency centered on the local maximum value A.
次に、信号限定ユニット51は、センサ13の信号のうち、ピーク周波数が、上記のように特定したピークPに属する信号を選択する。選択された信号は、ピークPに対応する信号である。
Next, the signal limiting unit 51 selects a signal whose peak frequency belongs to the peak P identified as described above from the signals of the
次に、信号限定ユニット51は、上記のように選択した信号を用いて、呼吸信号を算出する。呼吸信号の算出方法は、基本的には第1実施形態におけるステップ7と同じであるが、呼吸信号の算出に用いる信号が、上記のように選択した信号に限定される。
Next, the signal limiting unit 51 calculates a respiratory signal using the signal selected as described above. The calculation method of the respiration signal is basically the same as
3.呼吸モニタ装置1が奏する効果
以上詳述した第2実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果(1B)に加え、以下の効果が得られる。
3. Effects of
(2A)上述したように、ピーク周波数の分布において2以上の極大値がある場合とは、センサユニット3上に二人以上の使用者がいる可能性が高い場合である。センサユニット3上に二人以上の使用者がいると、そのままでは、呼吸信号を正確に算出することは困難である。
(2A) As described above, the case where there are two or more maximum values in the peak frequency distribution is a case where there is a high possibility that there are two or more users on the
呼吸モニタ装置1は、ピーク周波数の分布において2以上の極大値がある場合、2以上の極大値のうち、1つの極大値を中心とするピークPに対応する信号に限定して、呼吸信号を算出する。1つの極大値を中心とするピークPに対応する信号は、一人の使用者に対応する信号である。そのことにより、呼吸モニタ装置1は、センサユニット3上に二人以上の使用者がいる場合でも、そのうちの一人について正確な呼吸信号を算出することができる。
<第3実施形態>
1.第1実施形態との相違点
第3実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
When there are two or more maximum values in the peak frequency distribution, the
<Third Embodiment>
1. Differences from the First Embodiment Since the basic configuration of the third embodiment is the same as that of the first embodiment, the description of the common configurations will be omitted, and differences will be mainly described. Note that the same reference numerals as those in the first embodiment indicate the same configuration, and the preceding description is referred to.
第3実施形態では、マイコン17がプログラムを実行することで実現される機能の1つとして、図10に示すように、第1実施形態における各機能に加えて、状態検出ユニット53をさらに備える点で、第1実施形態と相違する。
In the third embodiment, as one of the functions realized by the
2.呼吸モニタ装置1が実行する処理
第3実施形態の呼吸モニタ装置1が、第1実施形態の処理(図5)に代えて実行する処理について、図11のフローチャートを用いて説明する。
2. Processing Performed by
図11のステップ21では、状態検出ユニット53が、初期の状態Cを検出する。状態Cとは、センサユニット3に加わる総荷重と、センサユニット3における圧力分布とを意味する。総荷重は、複数のセンサ13がそれぞれ検出する荷重の総和である。圧力分布は、センサユニット3のうち、センサ13に所定の閾値以上の荷重が加わっている場所の分布の態様である。
In
ステップ22〜24は、第1実施形態におけるステップ1〜3と同じである。
ステップ25では、状態検出ユニット53が、再び状態Cを検出する。
ステップ26では、まず、状態検出ユニット53が、前記ステップ21で検出した初期の状態Cから、直前の前記ステップ25で検出した状態Cへの変化量(以下では状態Cの変化量とする)を算出する。状態Cの変化量とは、センサユニット3に加わる総荷重の変化量と、センサユニット3における圧力分布の変化量である。
Steps 22 to 24 are the same as
In step 25, the state detection unit 53 detects the state C again.
In step 26, first, the state detection unit 53 calculates the amount of change from the initial state C detected in
次に、状態検出ユニット53が、総荷重の変化量と、圧力分布の変化量とが、それぞれ、予め設定された閾値より大きいか否かを判断する。総荷重の変化量と、圧力分布の変化量とのうち、一方でも閾値より大きい場合はステップ27に進み、それ以外の場合はステップ30に進む。 Next, the state detection unit 53 determines whether or not the change amount of the total load and the change amount of the pressure distribution are larger than preset threshold values. If either one of the change amount of the total load and the change amount of the pressure distribution is larger than the threshold value, the process proceeds to step 27, and otherwise, the process proceeds to step 30.
なお、総荷重の変化量が閾値より大きい場合、及び、圧力分布の変化量が閾値より大きい場合とは、センサユニット3上に二人以上の使用者がいる状態に特有の場合である。例えば、それまでセンサユニット3上に一人の使用者がおり、時刻tにおいて、さらに一人の使用者がセンサユニット3上に乗り、合計二人の使用者がセンサユニット3上に存在することになった場合、図12に示すように、時刻tにおいて総荷重が大きく増加する。
The case where the change amount of the total load is larger than the threshold value and the case where the change amount of the pressure distribution is larger than the threshold value are specific cases in which two or more users are present on the
また、それまでセンサユニット3上に一人の使用者がおり、さらに一人の使用者がセンサユニット3上に乗り、合計二人の使用者がセンサユニット3上に存在することになった場合、図13に示すように、新たな使用者に起因する圧力が加わった範囲55が、時間の経過とともに移動し、センサユニット3における圧力分布が大きく変化する。なお、57は、当初からセンサユニット3上に存在した使用者に起因する圧力が加わった範囲である。
In addition, when there is one user on the
ステップ27〜30は、第1実施形態におけるステップ4〜7と同じである。
3.呼吸モニタ装置1が奏する効果
以上詳述した第3実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果に加え、以下の効果が得られる。
Steps 27 to 30 are the same as steps 4 to 7 in the first embodiment.
3. Effects exhibited by the
(3A)上述したように、総荷重の変化量が閾値より大きい場合、及び、圧力分布の変化量が閾値より大きい場合とは、センサユニット3上に二人以上の使用者がいる状態に特有の場合である。
(3A) As described above, the case where the amount of change in the total load is larger than the threshold and the case where the amount of change in the pressure distribution is larger than the threshold are specific to a state where there are two or more users on the
呼吸モニタ装置1は、呼吸信号の算出を中止する条件の1つとして、総荷重の変化量が閾値より大きいこと、又は、圧力分布の変化量が閾値より大きいこと、という条件を有する。そのことにより、センサユニット3上に二人以上の使用者がいるか否かを一層正確に判断できる。
<第4実施形態>
1.第3実施形態との相違点
第4実施形態は、基本的な構成は第3実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第3実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
The
<Fourth embodiment>
1. Differences from the Third Embodiment Since the basic configuration of the fourth embodiment is the same as that of the third embodiment, description of common configurations will be omitted, and differences will be mainly described. In addition, the same code | symbol as 3rd Embodiment shows the same structure, Comprising: Prior description is referred.
前述した第3実施形態では、制御部5は、マイコン17がプログラムを実行することで実現される機能の1つとして、図10に示すように、中止ユニット31を備えている。これに対し、第4実施形態では、図14に示すように、中止ユニット31に代えて、信号限定ユニット51を備える点で、第3実施形態と相違する。
In the third embodiment described above, the
2.呼吸モニタ装置1が実行する処理
第4実施形態の呼吸モニタ装置1が、第3実施形態の処理(図11)に代えて実行する処理について、図15のフローチャートを用いて説明する。なお、図15におけるS31〜37、39、40の処理は、図11におけるS21〜27、29、30の処理と同様である。
2. Processing Performed by
ステップ38では、信号限定ユニット51が、第2実施形態におけるステップ15の処理と同様に、限定した信号を用いて、呼吸信号を算出する。
3.呼吸モニタ装置1が奏する効果
以上詳述した第4実施形態によれば、前述した第1実施形態の(1B)の効果、第2実施形態の(2A)の効果、及び第3実施形態の(3A)の効果が得られる。
<他の実施形態>
以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
In step 38, the signal limiting unit 51 calculates a respiratory signal using the limited signal in the same manner as in
3. Effects of
<Other embodiments>
As mentioned above, although the form for implementing this indication was demonstrated, this indication is not limited to the above-mentioned embodiment, and can carry out various modifications.
(1)センサ13は、振動に対応する信号を出力するものであってもよい。
(2)第3、第4実施形態において、状態Cは、総荷重、及び圧力分布のうちの一方であってもよい。そして、第3実施形態のステップ26、第4実施形態のステップ36では、その一方の変化量が閾値より大きいか否かを判断してもよい。
(1) The
(2) In the third and fourth embodiments, the state C may be one of the total load and the pressure distribution. In step 26 of the third embodiment and step 36 of the fourth embodiment, it may be determined whether one of the change amounts is larger than a threshold value.
(3)上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。 (3) A plurality of functions of one constituent element in the above embodiment may be realized by a plurality of constituent elements, or a single function of one constituent element may be realized by a plurality of constituent elements. . Further, a plurality of functions possessed by a plurality of constituent elements may be realized by one constituent element, or one function realized by a plurality of constituent elements may be realized by one constituent element. Moreover, you may abbreviate | omit a part of structure of the said embodiment. In addition, at least a part of the configuration of the above embodiment may be added to or replaced with the configuration of the other embodiment. In addition, all the aspects included in the technical idea specified only by the wording described in the claims are embodiments of the present disclosure.
(4)上述した呼吸モニタ装置の他、当該呼吸モニタ装置を構成要素とするシステム、当該呼吸モニタ装置におけるマイコン17としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、呼吸モニタ方法等、種々の形態で本開示を実現することもできる。
(4) In addition to the above-described respiration monitor device, a system including the respiration monitor device as a constituent element, a program for causing a computer to function as the
1…呼吸モニタ装置、3…センサユニット、5…制御部、7…シート保護部材、9…センサシート、11…センサ選択部、13…センサ、15…A/D変換部、17…マイコン、19…メモリ、21…表示部、23…信号取得ユニット、25…呼吸信号算出ユニット、27…ピーク周波数算出ユニット、29…判断ユニット、31…中止ユニット、33…フィルタユニット、35…ベッド、37…載置部、39…背板部、41…寝具、43、45…使用者、47、49…領域、51…信号限定ユニット、53…状態検出ユニット
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記センサユニットから前記信号を取得する信号取得ユニットと、
前記信号に基づいて呼吸信号を算出する呼吸信号算出ユニットと、
前記センサごとに、前記信号の周波数パワースペクトルにおけるピーク周波数を算出するピーク周波数算出ユニットと、
前記ピーク周波数算出ユニットにより算出した前記ピーク周波数の分布が2以上の極大値を有するか否かを判断する判断ユニットと、
2以上の前記極大値を有すると前記判断ユニットが判断した場合、前記呼吸信号算出ユニットによる前記呼吸信号の算出を中止する中止ユニットと、
を備える呼吸モニタ装置。 A sensor unit in which a plurality of sensors that output a signal corresponding to a load or vibration are arranged;
A signal acquisition unit for acquiring the signal from the sensor unit;
A respiratory signal calculation unit for calculating a respiratory signal based on the signal;
For each sensor, a peak frequency calculation unit that calculates a peak frequency in a frequency power spectrum of the signal;
A determination unit for determining whether the distribution of the peak frequency calculated by the peak frequency calculation unit has a maximum value of 2 or more;
When the determination unit determines that the maximum value is 2 or more, a stop unit that stops the calculation of the respiratory signal by the respiratory signal calculation unit;
A respiratory monitor device comprising:
前記センサユニットから前記信号を取得する信号取得ユニットと、
前記信号に基づいて呼吸信号を算出する呼吸信号算出ユニットと、
前記センサごとに、前記信号の周波数パワースペクトルにおけるピーク周波数を算出するピーク周波数算出ユニットと、
前記ピーク周波数算出ユニットにより算出した前記ピーク周波数の分布が2以上の極大値を有するか否かを判断する判断ユニットと、
2以上の前記極大値を有すると前記判断ユニットが判断した場合、前記呼吸信号算出ユニットが前記呼吸信号の算出に用いる前記信号を、前記ピーク周波数の分布における、1つの前記極大値を中心とするピークに対応する前記信号に限定する信号限定ユニットと、
を備える呼吸モニタ装置。 A sensor unit in which a plurality of sensors that output a signal corresponding to a load or vibration are arranged;
A signal acquisition unit for acquiring the signal from the sensor unit;
A respiratory signal calculation unit for calculating a respiratory signal based on the signal;
For each sensor, a peak frequency calculation unit that calculates a peak frequency in a frequency power spectrum of the signal;
A determination unit for determining whether the distribution of the peak frequency calculated by the peak frequency calculation unit has a maximum value of 2 or more;
When the determination unit determines that the local signal has two or more local maximum values, the signal used by the respiratory signal calculation unit for calculating the respiratory signal is centered on one local maximum value in the peak frequency distribution. A signal limiting unit for limiting to the signal corresponding to the peak;
A respiratory monitor device comprising:
前記センサユニットから前記信号を取得する信号取得ユニットと、
前記信号に基づいて呼吸信号を算出する呼吸信号算出ユニットと、
前記センサごとに、前記信号の周波数パワースペクトルにおけるピーク周波数を算出するピーク周波数算出ユニットと、
前記ピーク周波数算出ユニットにより算出した前記ピーク周波数の分布が2以上の極大値を有するか否かを判断する判断ユニットと、
前記複数のセンサに加わる総荷重の変化、又は、前記複数のセンサにおける圧力分布の変化を検出する状態検出ユニットと、
2以上の前記極大値を有すると前記判断ユニットが判断し、且つ、前記総荷重の変化又は前記圧力分布の変化を前記状態検出ユニットが検出した場合、前記呼吸信号算出ユニットによる前記呼吸信号の算出を中止する中止ユニットと、
を備える呼吸モニタ装置。 A sensor unit in which a plurality of sensors that output a signal corresponding to a load or vibration are arranged;
A signal acquisition unit for acquiring the signal from the sensor unit;
A respiratory signal calculation unit for calculating a respiratory signal based on the signal;
For each sensor, a peak frequency calculation unit that calculates a peak frequency in a frequency power spectrum of the signal;
A determination unit for determining whether the distribution of the peak frequency calculated by the peak frequency calculation unit has a maximum value of 2 or more;
A state detection unit for detecting a change in total load applied to the plurality of sensors or a change in pressure distribution in the plurality of sensors;
When the determination unit determines that the maximum value is equal to or greater than 2, and the state detection unit detects a change in the total load or a change in the pressure distribution, the calculation of the respiration signal by the respiration signal calculation unit A cancellation unit to cancel
A respiratory monitor device comprising:
前記センサユニットから前記信号を取得する信号取得ユニットと、
前記信号に基づいて呼吸信号を算出する呼吸信号算出ユニットと、
前記センサごとに、前記信号の周波数パワースペクトルにおけるピーク周波数を算出するピーク周波数算出ユニットと、
前記ピーク周波数算出ユニットにより算出した前記ピーク周波数の分布が2以上の極大値を有するか否かを判断する判断ユニットと、
前記複数のセンサに加わる総荷重の変化、又は、前記複数のセンサにおける圧力分布の変化を検出する状態検出ユニットと、
2以上の前記極大値を有すると前記判断ユニットが判断し、且つ、前記総荷重の変化又は前記圧力分布の変化を前記状態検出ユニットが検出した場合、前記呼吸信号算出ユニットが前記呼吸信号の算出に用いる前記信号を、前記ピーク周波数の分布における、1つの前記極大値を中心とするピークに対応する前記信号に限定する信号限定ユニットと、
を備える呼吸モニタ装置。 A sensor unit in which a plurality of sensors that output a signal corresponding to a load or vibration are arranged;
A signal acquisition unit for acquiring the signal from the sensor unit;
A respiratory signal calculation unit for calculating a respiratory signal based on the signal;
For each sensor, a peak frequency calculation unit that calculates a peak frequency in a frequency power spectrum of the signal;
A determination unit for determining whether the distribution of the peak frequency calculated by the peak frequency calculation unit has a maximum value of 2 or more;
A state detection unit for detecting a change in total load applied to the plurality of sensors or a change in pressure distribution in the plurality of sensors;
When the determination unit determines that the local maximum value is equal to or greater than 2, and the state detection unit detects a change in the total load or a change in the pressure distribution, the respiration signal calculation unit calculates the respiration signal. A signal limiting unit that limits the signal used in the above to the signal corresponding to a peak centered on one local maximum in the peak frequency distribution;
A respiratory monitor device comprising:
前記信号に対し、呼吸の周波数を含む周波数帯を選択的に透過させるフィルタ処理を行うフィルタユニットをさらに備え、
前記ピーク周波数算出ユニットは、前記フィルタ処理後の前記信号を用いて前記ピーク周波数を算出する呼吸モニタ装置。 The respiratory monitoring device according to any one of claims 1 to 4,
A filter unit that performs a filter process for selectively transmitting a frequency band including a respiration frequency with respect to the signal;
The respiration monitor device, wherein the peak frequency calculation unit calculates the peak frequency using the signal after the filter processing.
前記周波数帯は、0.15〜0.6Hzを含む周波数帯である呼吸モニタ装置。
The respiratory monitoring device according to claim 5,
The respiratory monitoring device, wherein the frequency band is a frequency band including 0.15 to 0.6 Hz.
Priority Applications (1)
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JP2016107405A JP2017213063A (en) | 2016-05-30 | 2016-05-30 | Respiration monitoring device |
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JP2020141807A (en) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | 日本電産モビリティ株式会社 | Biological information output device, biological information output method, biological information output program, and recording medium |
CN114176567A (en) * | 2021-12-29 | 2022-03-15 | 深圳融昕医疗科技有限公司 | Apnea detecting method and computer-readable storage medium |
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CN114176567A (en) * | 2021-12-29 | 2022-03-15 | 深圳融昕医疗科技有限公司 | Apnea detecting method and computer-readable storage medium |
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