JP2024509427A - 監視用のセンサ及びシステム - Google Patents

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Abstract

センサ（１０１、３０１、４０１、５０１）のための方法、センサ、及びシステムは、計測電子機器などのセンサの計測信号を処理するための手段と、更なる処理のために計測結果及び／又は計測結果に関連するデータを通信するための手段と、を含み、センサ（１０１、３０１、４０１、５０１）は、周波数変調連続波ＭＩＭＯレーダベースのセンサなどのレーダベースのセンサであり、監視エリア内の人を検出し、監視された人の呼吸頻度、場所、速度及び／又は形状などの運動を計測及び検出するように構成されている。センサ（１０１、３０１、４０１、５０１）又はセンサに接続された監視システムは、例えば、睡眠時無呼吸を認識するための、監視された人の呼吸の休止若しくは中断という人の状態、及び／又は、例えば、褥瘡又は圧迫潰瘍を回避するための、監視された人の不動という人の状態、のうちの少なくとも１つを判定するように構成されており、センサ及び／又は監視システムは、人の判定された状態に基づいて警報を提供するように構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、監視エリア内の人を観察、追跡、及び監視することができる方法、センサ、及びシステムに関する。
家庭環境において高齢者の様子を監視することは、彼らの家庭環境において高齢化にうまく対処する可能性を長くすることを望む場合は不可欠である。今日では、安全ブレスレットシステムがこの種の用途に広く使用されている。それらの弱点は、ユーザが継続的にブレスレットを着用しなければならず、かつ緊急時に警報ボタンを押すことができなければならないということである。ユーザの健康状態を確認するブレスレットもあるが、それらは上記と同じ問題を抱えており、加えて、誤警報に関する更なる問題がある。
また、床上に圧電性材料のフィルムが設置され、そのフィルムが、床の表面上の運動によって生じる圧力変化を記録する解決策も提示されている。また、先行技術では、圧力の変化なしに人の存在及び運動を検出するが容量センサによって機能する、床上又は床の下に設置されるセンサの使用も知られている。
高齢者の様子及び状態を監視するために、ビデオカメラ、例えば赤外線を検出することに基づく運動検出器、又は、例えば超音波センサを使用する可能性もまた、先行技術で提示されている。例えば、ＷＯ２０１２／１６４１６９の文献は、物体を追跡するための超音波技術に基づく方法及びシステムを開示している。
人を追跡するためにミリ波（ＭＭＷ）レーダを使用するいくつかの先行技術の解決策が知られている。
当技術分野で知られている観察及び監視システムの欠点は、それらが異なる種類の状況において信頼できる計測結果を提供することができないということである。例えば、呼吸の中断又は休止は、例えば、睡眠時無呼吸シチュエーションを判定するための先行技術の解決策では確実に感知されず、認識されたシチュエーションに基づいて更なるアクションは実装されない。例えば、人が長時間動かない場合、及び／又は人が眠っているときにいびきをかいている場合、人の他の状態又は様子についても同様の問題が指摘されている。それに加えて、先行技術の観察及び監視システムは、製造、設置、及び保守が複雑かつ高価である。例えば、既存のレーダベースセンサは、向きを補正する手段を欠いているため、天井の角に最適な向きで設置することができない。
本発明によるセンサは、人の状態及び／又は姿勢を計測するように構成されたセンサであり、本発明によるシステムは、少なくとも１つのそのようなセンサを備える。本発明による解決策では、センサは、例えば、台、天井、床、又は壁に設置され得る。本発明による解決策は、例えば、高齢者の様子及び状態を、例えば、高齢者自身の自宅内又は老人ホーム内で監視するために使用され得る。人の様子又は状態のうちの１つは、例えば、睡眠時無呼吸シチュエーションを判定するために、センサ又はセンサに接続されたシステムで感知され得る呼吸中断又は休止である。検出され得る人の様子又は状態のうちの１つは、例えば、褥瘡又は圧迫潰瘍を回避するために監視された人の不動である。検出され得る人の様子又は状態のうちの１つは、監視された人のいびきである。人及び／又は他の人には、通知に基づいて警報で警告することもできる。
請求項１に記載のセンサ、請求項１４に記載の方法、及び請求項２５に記載のシステムを使用することにより、最新技術の問題を排除することができる。本発明は、特許請求の範囲に開示されているものによって特徴付けられている。
本発明は、監視エリア内の人の存在、場所、運動、及び／又は姿勢を観察するためのセンサに関する。センサは、計測電子機器などの、センサの計測信号を処理するための手段と、更なる処理のために計測結果及び／又は計測結果に関連するデータを通信するための手段と、を備える。センサは、周波数変調連続波ＭＩＭＯレーダベースのセンサなどのレーダベースのセンサであり、監視エリア内の人を検出し、かつ監視された人の呼吸頻度、場所、速度、及び／又は形状などの運動を計測及び検出するように構成されている。センサ又はセンサに接続された監視システムは、例えば、睡眠時無呼吸を認識するため、監視された人の呼吸の休止若しくは中断という人の状態、又は例えば、褥瘡又は圧迫潰瘍を回避するための、監視された人の不動という人の状態、のうちの少なくとも１つを判定するように構成されている。本発明の一実施形態では、人の状態は、監視された人のいびきである。センサ及び／又は監視システムは、人の呼吸における判定された状態に基づいて、警報を提供するように構成されている。
本発明の一実施形態では、警報は、例えば、スピーカー、ヘッドフォン、若しくは補聴器デバイスを介した可聴警報、光などの視覚警報、並びに／又はベッド、マットレス、及び／若しくは例えば、呼吸中断若しくは睡眠時無呼吸、不動、及び／又はいびきに苦しんでいる監視された人に振動を引き起こす警報を備えるローカル警報である。本発明の一実施形態では、ローカル警報は、ブレスレット又は時計などのウェアラブルデバイス上の警報であり、警報は、ウェアラブルデバイス上で振動しており、かつ／又はウェアラブルデバイスによって引き起こされる電気ショックがある。
本発明の一実施形態では、センサは、呼吸によって引き起こされる人の運動が事前定義された継続時間にわたって判定されない場合に、これが呼吸及び／又は睡眠時無呼吸による休止又は中断として認識されるような方法で、人の呼吸における休止又は中断、例えば、睡眠時無呼吸シチュエーションを認識するように構成されている。
本発明の一実施形態では、センサ及び／又はシステムは、人の運動が所定の継続時間にわたって判定されない場合に、人が不動であると判定されるような方法で、人の不動を認識するように構成されている。所定の継続時間は、人への褥瘡及び／又は圧迫潰瘍のリスクが低い期間であるように設定され得る。
本発明の一実施形態では、センサ及び／又はシステムは、人が運動した、目覚めた、及び／又は再び呼吸し始めたと判定されるまで、ローカル警報を提供するように構成されている。
本発明の一実施形態では、センサ又はシステムは、人の判定された状態、例えば、人の呼吸の休止若しくは中断、人の不動、又は人のいびきに基づいて、リモートシステムに及び／又はモバイルデバイスにメッセージ若しくは警報を送信することによって、リモート警報を提供するように構成されている。
本発明の一実施形態では、人がローカル警報に応答しない場合、例えば、人が所定の時間後にローカル警報に応答して運動しない、目覚めない、及び／又は呼吸し始めない場合に、リモート警報が提供される。
本発明の一実施形態では、センサは、家庭環境又は病院環境内の部屋の台、床、天井、又は壁に配置され、例えば、ベッドの脇又は上方に配置されて、センサの計測エリアが、ベッドの少なくとも一部及び／又はベッド上に横たわっている人をカバーするようになっている。
本発明の一実施形態では、センサは、第１の動作モード及び第２の動作モードを含む。第１の動作モードにおいて、センサは、監視された人の運動を追跡するように構成されており、第２の動作モードにおいて、センサは、人のステータス、例えば、監視された人の呼吸における休止若しくは中断又は人の不動を観察するために、第１の動作モードにおいて人の運動が観察された監視エリアの一部に関連する計測値を計測及び／又は更に分析するように構成されている。本発明の一実施形態では、第２の動作モードにおいて判定され得る人のステータスは、人のいびきを含む。
本発明の一実施形態では、第２の動作モードにおいて、センサは、心拍及び／又は呼吸及び／又は不動及び／又はいびきなどの物体の運動を観察するために、計測信号の位相が判定されるような方法で、計測信号を分析するように構成されている。
本発明の一実施形態では、センサは、例えば、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）などの連続波レーダ技術を用いて、物体の高度、方位角、運動、及び／又は距離を観察するように構成されたレーダセンサである。
本発明の一実施形態では、センサは、加速度計などの、センサの向きを検出するための手段を備え、センサ又はシステムは、監視された人の存在、場所、運動、及び／又は姿勢を判定するときに、例えば、検出された向きに基づいて計測結果を補正することによって、センサの検出された向きを考慮に入れるように構成されている。
本発明の一実施形態では、センサは、監視された人の睡眠の質を判定するように構成されている。本発明の一実施形態では、センサ及び／又はシステムは、例えば、均一な呼吸頻度及び身体運動の量の組み合わせを追跡することによって、監視された人の運動及び／又は呼吸頻度に少なくとも部分的に基づいて、睡眠の質を判定するように構成されている。監視された人の判定された睡眠の質は、人がどれだけ長く眠ったか、人が睡眠中にどれだけ多く運動したか、監視された人が睡眠中にどのような睡眠相を有したか、例えば、人がどのくらい深い睡眠を有したか、のうちの少なくとも１つに関連する情報を含むことができる。
本発明はまた、監視エリア内の人の存在、場所、運動、及び／又は姿勢を観察するための方法に関する。センサは、計測電子機器などの、センサの計測信号を処理するための手段と、更なる処理のために計測結果及び／又は計測結果に関連するデータを通信するための手段と、を含む方法で使用され、センサは、周波数変調連続波ＭＩＭＯレーダベースのセンサなどのレーダベースのセンサである。この方法では、センサは、監視エリア内の人の存在を検出し、監視された人の呼吸頻度、場所、速度、及び／又は形状などの運動を計測及び検出し、センサ又はセンサに接続された監視システムは、例えば、監視された人の睡眠時無呼吸を認識するための、監視された人の呼吸の休止又は中断という人の状態、例えば、褥瘡又は圧迫潰瘍を回避するための、監視された人の不動という人の状態、のうちの少なくとも１つを判定する。センサ又はセンサに接続された監視システムの一実施形態では、監視された人のいびきという人の状態のうちの少なくとも１つを判定する。センサ及び／又は監視システムは、人の判定された状態に基づいて、警報、例えば、ローカル警報を提供する。
本発明の一実施形態では、ローカル警報は、例えば、スピーカー、ヘッドフォン、若しくは補聴器デバイスを介した可聴警報、光などの視覚警報、並びに／又はベッド、マットレス、及び／若しくは監視された人、例えば、呼吸中断若しくは睡眠時無呼吸、不動、及び／若しくはいびきに苦しんでいる監視された人に振動を引き起こす警報である。
本発明の一実施形態では、ローカル警報は、ブレスレット又は時計などのウェアラブルデバイス上の警報であり、警報は、ウェアラブルデバイス上で振動しており、かつ／又はウェアラブルデバイスによって引き起こされる電気ショックがある。
本発明の一実施形態では、センサは、呼吸によって引き起こされる人の運動が事前定義された継続時間にわたって判定されない場合に、これが呼吸及び／又は睡眠時無呼吸の休止又は中断として認識されるような方法で、人の呼吸における休止又は中断、例えば、睡眠時無呼吸シチュエーションを認識する。
本発明の一実施形態では、センサ及び／又はシステムは、人の運動又は閾値レベルを超える運動が所定の継続時間にわたって判定されない場合に、人が不動であると判定されるような方法で、人の不動を認識する。所定の継続時間は、人への褥瘡及び／又は圧迫潰瘍のリスクが低い期間であるように設定され得る。
本発明の一実施形態では、人が運動している、目覚めている、及び／又は再び呼吸し始めるまで、ローカル警報が提供される。
本発明の一実施形態では、センサ又はシステムは、人の判定された状態、例えば、人の呼吸の休止若しくは中断、人の不動、又は人のいびきに基づいて、リモートシステムに及び／又はモバイルデバイスにメッセージ若しくは警報を送信することによって、リモート警報を提供する。
本発明の一実施形態では、人がローカル警報に応答しない場合、例えば、人が所定の時間後にローカル警報に応答して運動しない、目覚めない、及び／又は呼吸し始めない場合に、リモート警報が提供される。
本発明の一実施形態では、センサは、第１の動作モード及び第２の動作モードを含む。第１の動作モードにおいて、センサは、監視された人の運動を追跡し、第２の動作モードにおいて、センサは、監視された人の呼吸における中断若しくは休止、監視された人の不動、及び／又は人のいびきなどの人のステータスを観察するために、第１の動作モードにおいて人の運動が観察された、監視エリアの一部に関連する計測値を計測及び／又は更に分析する。
本発明の一実施形態では、第２の動作モードにおいて、センサは、心拍及び／又は呼吸、いびき、又は不動などの物体の運動を観察するために、計測信号の位相が判定されるような方法で、計測信号を分析する。
本発明の一実施形態では、センサは、加速度計などの、センサの向きを検出するための手段を備え、センサ又はシステムは、監視された人の存在、場所、運動、及び／又は姿勢を判定するときに、例えば、検出された向きに基づいて計測結果を補正することによって、センサの検出された向きを考慮に入れる。
本発明の一実施形態では、センサは、監視された人の睡眠の質を判定する。本発明の一実施形態では、睡眠の質は、例えば、均一な呼吸頻度及び身体運動の量の組み合わせを追跡することによって、監視された人の運動及び／又は呼吸頻度に少なくとも部分的に基づいて判定され得る。監視された人の判定された睡眠の質は、人がどれだけ長く眠ったか、人が睡眠中にどれだけ多く運動したか、監視された人が睡眠中にどのような睡眠相を有したか、例えば、人がどのくらい深い睡眠を有したか、のうちの少なくとも１つに関連する情報を含むことができる。
本発明はまた、監視エリア内の１つ以上の物体の存在、場所、運動、及び／又は姿勢を観察するためのシステムに関する。システムは、本発明による少なくとも１つのセンサを備える。センサ又は複数のセンサは、監視エリア内、例えば、台、床、壁、及び／又は天井に装着されている。
本発明の一実施形態では、システムは、ローカル警報及び／又はリモート警報を提供するように構成されている。
本発明の一実施形態では、センサは、ベッドの脇又は上方に配置されて、センサの計測エリアが、ベッドの少なくとも一部及び／又はベッド上に横たわっている人をカバーするようになっており、センサは、例えば、家庭環境又は病院環境内のベッド上の人を計測するように配置されている。
１つの利点は、とりわけ、システムが、人の運動を確実に観察することが可能であり、加えて、心拍、呼吸、不動、及び／又はいびきなどの人の健康に関連する機能もまた、単一の統合されたセンサを用いて観察することが可能であることである。システムはまた、例えば、例えば人の睡眠時無呼吸、不動によって引き起こされる呼吸中断シチュエーションにおいて、又は人がいびきをかいているときに、人の注意が必要とされるシチュエーションでローカル警報を提供して、人が運動し目覚めて、かつ例えば、再び呼吸し始めることができるようにする。ユーザ又は人に取り付けられるセンサは必要なく、センサは、例えば、家庭環境又は病院環境において、無線の様式で人を監視することができる。
また、一実施形態では、複数のセンサを備えるシステムを提供することができ、その結果、より広いエリア、例えば、ベッドエリアの外側のエリアを監視することができる。複数のレーダベースのセンサが人を監視する際に使用され、センサ及びそれらの動作は、センサが少なくとも部分的に同じ空間内で動作しているにもかかわらず、それらが互いに干渉を引き起こさないように配置され得る、本発明の一実施形態の利点。
上記の本発明の解決策により、異なる種類の状況で信頼性の高い計測結果を提供することができると知られており、かつ設置及び保守が容易である監視システムが提供される。
本発明は、以下の図面で示されている。
監視されるべきエリア内の、本発明のシステムの１つの例示的な実施形態の構成要素を提示する。 本発明のシステムの１つの例示的な実施形態の動作を提示する。 本発明の解決策によるセンサの１つの例示的な実施形態を提示する。 センサが部屋、例えば病院環境内に配置されている本発明の一実施形態を提示する。 センサが部屋、例えば病院環境内に配置されている本発明の一実施形態を提示する。 センサが部屋、例えば家庭環境内に配置されている本発明の一実施形態を提示する。 センサが部屋、例えば家庭環境内に配置されている本発明の一実施形態を提示する。 本発明によるシステムの１つの例示的な実施形態を提示する。 本発明の１つの実施形態による、システムの処理パイプラインの一例を提示する。
本発明の解決策では、センサは、物体の存在及び運動を検出することができるレーダベースのセンサである。監視される物体は、例えば、高齢の人又は監督によって恩恵を受ける他の人であり得る。センサは、台上、例えば、壁、ドア、床、若しくは天井などの表面上、並びに／又は、例えば、アパート、部屋の床面、壁面、ドア面、若しくは天井面などの表面の近辺、及び／又は物体がアクセス可能な監視されるべきエリアなどの近辺に設置され得る。センサは、人の呼吸、例えば、呼吸頻度、及び更には心拍数など、監視された人の生体機能を観察するためにも使用され得る。この特徴により、例えば、睡眠又は転倒した人を監視し、任意の異常な事象が観察された場合に警報を発することができる。
本発明による解決策では、システムは、少なくとも１つのセンサを備え、センサによるセンサ観察結果を生成する計測電子機器、及びセンサ観察結果を処理するように構成されたプロセッサ、及び／又はメモリを備える中央ユニットを更に備え得、その中央ユニットは、例えば、データ処理デバイスである。この機能の目的のために、システムの中央ユニットは、検出されている信号の特有の性質に関する必要なソフトウェア及び情報を含み得る。一般に、計測電子機器及び／又は中央ユニットは、センサを介して受信された信号から情報を推定することができる。システムは、１つ以上のセンサ又はセンサ群を管理することができる中央ユニットを有し得る。本発明の一実施形態では、１つのセンサ群は、例えば、同じ空間内、例えば、同じ部屋内にあるセンサを含む。
センサで監視されるべきエリアは、エリア全体であるか、又はあるエリアのうちの一部のみであり得る。監視されるべきエリアは、例えば、１つ以上の部屋を含み得、エリアの特定の部分、例えば、食器棚などの固定設備は、監視されるべきエリアの範囲外にされ得る。眠っている人が監視される一実施形態では、センサは、ベッドに関連付けられて、ベッドの上方及び／又はベッドの脇に配置されて、センサの監視エリアがベッドの少なくとも一部又はベッド上に横たわっている人をカバーするようにできる。
本発明による解決策では、センサは、監視エリア内の人を検出し、監視された人の場所、速度、及び／又は形状を計測及び検出する。本発明の一実施形態では、センサは、信号強度に基づいて、かつ／又は可能性のある誤った計測結果をフィルタリングすることによって、物体を観察するように構成されている。
センサは、台上、例えば、壁、ドア、床、若しくは天井などの表面上、並びに／又は、例えば、アパートの床面、壁面、ドア面、若しくは天井面などの表面の近辺、及び／又は物体がアクセス可能な監視されるべきエリアなどの近辺に設置され得る。本発明の一実施形態では、センサ又は複数のセンサは、空間の中心に向かって傾斜した天井の直下で監視される空間の角に設置されている。典型的な傾斜角度は、例えば、１５度であり得る。これにより、センサは家具などの障害物をよく見渡すことができる。本発明の一実施形態では、センサ又は複数のセンサは、監視される空間の壁又は角、典型的には床水平面の上方、例えば床から約４０～１５０ｃｍの高さに設置されている。センサの視野は、例えば、水平面上で約９０度であり得る。
センサは、例えば、ＭＩＭＯレーダ原理で動作することができる、例えば、ミリ波（ＭＭＷ）レーダを備え得る。１つの例示的な実施形態では、例えば、３つの送信機アンテナ及び４つの受信機アンテナが存在し得る。この例では、これは１２素子の仮想アンテナを形成する。本発明のセンサにより、物体の高度、方位角、運動、及び距離を良好な精度で観察することが可能である。例えば、ＦＭＣＷ（周波数変調連続波）技術は、レーダに用いることができる。
センサは、監視された人の呼吸頻度、場所、速度、及び／又は形状などの運動を計測及び検出することができる。センサは、例えば、人の睡眠時無呼吸及び／又は不動を認識するために、監視された人の呼吸の休止又は中断などの、人のステータスを判定するように構成されている。本発明の一実施形態では、人の判定されたステータスは、人のいびきを含む。センサ及び／又は監視システムは、人の呼吸の判定された様子に基づいて、ローカル警報などの警報を提供するように構成されている。
本発明のシステムは、圧迫潰瘍の高リスクを検出するために使用され得る。圧力潰瘍（ＰＵ、すなわち、床ずれ、褥瘡）は、過度の圧力及び剪断力の結果として損傷を受けた組織の局所的なエリアである。圧力潰瘍は、移動が制限され、例えば、ベッドで動かずに寝ている間に長時間の圧力にさらされる個人に最も頻繁に発生する。高齢者グループにおける有病率の統計的に有意な増加もある。ほとんどのＰＵは、効果的なリスク評価及びそれに続くターゲットを絞った介入によって回避することができる。
介護施設では、ＰＵは移動が制限されている居住者にとって重大な問題である。ＰＵを回避するために、看護師は睡眠中の居住者を定期的に訪問して、居住者の位置を、例えば、一方の側から他方の側に変える必要がある。明らかに、これはすでに忙しい看護師の仕事量を増やすだけでなく、居住者自身がすでに位置を変えていたとしても、他の居住者の睡眠を妨げる。また、居住者によっては、ＰＵのリスクを評価するのが難しい場合もある。居住者は十分に移動できるかもしれないが、それでもあまりにも動かずに眠る。
本発明は、居住者が不十分な動きに起因してＰＵを被るリスクがある場合に、居住者の場所及び／又は位置を追跡し、休息時のその運動を監視し、介護者に警告することができるシステムによって、これらの問題を解決することができる。場所追跡の目的は、システムが、例えば、エリアを訪問する看護師などの異なる運動の発生源を分離することを可能にすることである。また、これにより、システムが監視されている居住者の異なる場所に動的に適応することも可能である。
本発明の一実施形態では、センサ及び／又はシステムは、人の運動が所定の継続時間にわたって判定されない場合に、人が不動であると判定されるような方法で、人の不動を認識する。このようにして、監視された人の圧迫潰瘍のリスクを低く抑えることができる。所定の継続時間は、人への圧迫潰瘍のリスクが低い期間であるように設定され得る。一実施形態では、人が不動によって引き起こされるローカル警報に応答しない場合、別の人、例えば看護師に人を運動させるように警告することができる。
本発明の一実施形態では、システムは、アンテナアレイを備えたミリ波帯で動作するＦＭＣＷレーダを使用して、人の正確な場所を追跡する。システムは、ベッド、ソファ、及び他の関心のある場所の場所を指定し、これらを部屋構成データストアに保存するために使用され得る、ユーザインターフェース又は別の構成インターフェースを含む。ＣＰＵは、レーダから人の場所を受信し、部屋構成に照会して、居住者がベッド又は休息のための別の場所に位置しているかどうかを判定する。これが起こると、ＣＰＵはレーダに関心のある場所に焦点を合わせ、細かい動きの監視を開始するように指示する。この集束は、例えば、アンテナアレイを用いたビーム形成を使用して、関心のある方向から生じる信号を増幅することによって行うことができる。
大きな動きは、信号の範囲又はドップラースペクトルの変化を観察することによって検出することができる。信号の位相角の変化を観察することによって、小さな動きを検出することができる。これらの方法を組み合わせ、適切な閾値を適用することによって、システムは、例えば、ＰＵを防止するのに十分な大きさの運動を検出することができる。本発明の一実施形態では、システムは、開始時にリセットされ、十分に大きな動きが検出される（動きが設定された閾値を超えている）たびにリセットされるタイマーを含む。本発明の一実施形態では、システムは、ユーザインターフェースを備えることができ、これは、居住者が動かなかった継続時間の長さを示す。継続時間が長すぎると、システムは警報をトリガして看護師にＰＵのリスクを通知する。警報は、携帯電話又は看護師によって使用される任意の他の警報チャネルに送達され得る。
本発明の一実施形態では、センサ及び／又はシステムは、人のいびきを認識する。いびきは、一実施形態では、マイクロフォンによってのみ認識され得る。一実施形態では、いびきは、レーダベースのセンサの計測値に基づいて判定され得る。一実施形態では、レーダベースのセンサ及びマイクロフォンからの計測値の組み合わせが利用され得る。このようにして、人がいびきをかいている場合は、ローカル警報で人に警告することができる。マイクロフォンを利用する本発明の一実施形態では、マイクロフォンは、センサに統合され、及び／又は接続され得る。
本発明の一実施形態では、センサは、監視された人の睡眠の質を判定するように構成されている。監視された人の判定された睡眠の質は、人がどれだけ長く眠ったか、人が睡眠中にどれだけ多く運動したか、監視された人が睡眠中にどのような睡眠相を有したか、例えば、人がどのくらい深い睡眠を有したか、のうちの少なくとも１つに関連する情報を含むことができる。本発明の一実施形態では、睡眠の質は、センサによって感知された監視された人の運動及び／又は呼吸頻度、例えば、均一な呼吸頻度に少なくとも部分的に基づいて判定され得る。本発明の一実施形態では、睡眠の質の判定は、均一な呼吸頻度及び身体運動の量の組み合わせを追跡することによって、少なくとも部分的に実装され得る。
本発明の一実施形態では、センサは、人から反射された信号、例えば、ドップラー周波数、信号の到達の範囲及び角度を分析することによって、第１の動作モードにおいて、観察された人の運動を追跡するように構成されている。本発明の一実施形態では、センサは、計測信号の位相を分析することによって、第２の動作モードにおいて、監視された人の心拍及び／又は呼吸を追跡するように構成されている。本発明の一実施形態では、センサの掃引時間は、第１の動作モードにおけるよりも第２の動作モードにおける方が長い。本発明の一実施形態では、第２の動作モードは、信号に適用されたデジタル信号処理アルゴリズムによってのみ、第１の動作モードと異なることができる。
本発明の一実施形態では、第２の動作モードでは、人の追跡は実行されない。本発明の一実施形態では、１つのセンサは、第１及び第２の動作モードを同時に使用することができ、それにより、例えば、第１の動作モードが常に使用され、第２の動作モードはそれが必要とされたときに作動され、それが必要とされないときに第２の動作モードは非作動とされる。本発明の一実施形態では、１つのセンサは、インターリーブ方式で第１及び第２の動作モードを使用することができる。
センサは、監視された人が運動していない、転倒している、かつ／又は監視された人のスピードが事前定義された閾値よりも遅いことを検出したことに基づいて、第２の動作モードを作動させるように構成され得る。センサは、監視された人が転倒していると判定されていない、人が運動している、及び／又は監視された人のスピードが事前定義された閾値よりも高いことを検出したことに基づいて、第２の動作モードを非作動にするように構成され得る。
第２の動作モードにおいて、センサは、心拍及び／又は呼吸などの人の運動を観察するために、計測信号の位相が判定されるような方法で計測信号を分析するように構成され得る。本発明の一実施形態では、第２の動作モードにおいて、センサ及び／又はセンサの計測電子機器は、第１の動作モードにおいて判定された人のセンサからの判定された方位角、高度、及び／又は距離に関連する、エリア及び／又はエリアの周りのある特定の距離からの計測信号を分析するように構成されている。
一実施形態では、システムは、少なくとも２つのセンサを備え、少なくとも２つのセンサの計測信号に基づいて、監視エリア内の人を検出及び計測するように構成されており、それらのセンサは、監視エリアの同じエリア及び／又は異なる部分を監視することができる。例えば、センサの計測エリアは、例えば、エリアの特定の部分で重複し得る。
本発明の実施形態では、アパート又は介護施設では、各部屋に少なくとも１つのレーダが存在し得る。この場合、レーダは、是正措置が講じられなければ、互いに干渉していることとなる。一実施形態では、モード及び／又はいくつかのレーダの特定のタイムスロットへの分割が提示されており、その結果、干渉を引き起こすことなく、いくつかのレーダが互いに近くで同時に使用され得る。センサの伝送は、センサが同じ人及び／又は同じ部屋を観察することができるような方法で、例えば、同期され、インターリーブ方式で実行され得る。
本発明の一実施形態では、異なるセンサは、異なる動作モードにすることができ、例えば、あるセンサは、第２の動作モードが作動している間に静止物体を判定し、一方、他のセンサは、第１の動作モードのみを使用して、物体の運動を監視し、静止物体を探索する。
システムは、人が転倒したと解釈された場合、及び／又は監視された人の追跡された心拍及び／又は監視された人の呼吸などの生体機能が事前定義された制限内にない場合、転倒の通知を送信し得る。一実施形態では、通知及び／又は転倒通知は、警報又はメッセージを、人の健康を監視する人及び／若しくは組織に、例えば、電話へのメッセージとして、警報として、かつ／又は、例えば、看護師に、親戚に、若しくは救急センターに送信することを含む。
本発明の一実施形態では、人が横たわることができるベッド又はソファなどの固定物体は、センサ及び／又はセンサシステムでユーザによって判定され得、センサは、人をこれらの固定物体のエリア内で転倒したと判定しない。
本発明の一実施形態では、センサは、観察された物体の判定された高度によって、例えば、判定された物体の高度が、ある特定の閾値高度値の下で本質的に一定であるときに物体が人ではないと認識され得るような方法で、物体を観察された人と区別し得る。
いくつかの用途では、主に静止している、変化していない物体及び構造体が定位置にあるときに、まず、変化していないエリアをチャート化し、すなわち、まずセンサの計測情報をチャート化することが有利である。このタイプのシチュエーションは、例えば、家具が所定の位置にあるが、アパート内に、人々、ペット、又はロボットがいない場合の住宅用アパートである。このチャート化された情報は、システム内、例えば、中央ユニット内に位置するメモリ内、又はデータネットワークを介して接続されているメモリ手段内に記録され得、このメモリ手段は、例えば、制御センター又はサービスセンター内にあり得る。この目的のために、メモリ手段は、装置内に統合され、したがって、メモリ手段は、中央ユニット内にあるか、又はデータネットワークを介して中央ユニットに接続され得る。
本発明の一実施形態によれば、システムは、変化していないエリアを連続的に又は定義された間隔でチャート化し、この場合、システムは、例えば、新しい家具によって、又は家具の場所の変化によって引き起こされるエリア内の変化を検出することができる。このようにして、システムは、監視されるべきエリアで発生する変化に徐々に適応することができる。
本発明の一実施形態では、センサ又はシステムは、例えば、人の高度がある特定の閾値高度値未満であるときに、人は転倒したと判定され得るように、人の判定された高度によって人が転倒していること及び／又は座っていることを検出するように構成されている。本発明の一実施形態では、人の高度は、追跡され、ノイズの多い計測値に起因する誤警報を防止するために、カルマンフィルタ又はローパスフィルタなどのフィルタでフィルタリングされる。
図１は、監視されるべきエリアにおける本発明によるシステムの一実施形態の構成要素を提示している。本発明で使用されるセンサ１０１又は複数のセンサは、監視されるべきエリアに関連して、センサ１０１又は複数のセンサによって監視されるべきエリアを監視することができるような方法で配置される。例えば、壁、床、又は天井などの表面の上部上に設置されるセンサの場合は、例えば、両面テープ又はステッカーストリップ（ｓｔｉｃｋｅｒ ｓｔｒｉｐ）などで表面に留めることができ、この場合、それらは簡単に取り外すことができる。センサ１０１は、無線で又は有線でゲートウェイ１０４に接続され得、ゲートウェイ１０４は、センサ１０１から取得された計測された値、又はセンサ１０１によって形成されたステータス情報、例えば、検出された物体、人などの物体の健康状態、及び／若しくは物体の運動及び姿勢を収集する。ゲートウェイ１０４は、情報を、例えば、制御センターに、又はそのエリア及び／若しくはその中の人などの物体を監督する別の人物に向けて送信する。システムと、ある受信者との間の情報の転送は、例えば、電話接続、有線ブロードバンド接続、又は無線接続を使用して実施され得る。データ転送では、多くの公式の規制にも対応するデータセキュリティ及びプライバシーに関する問題を考慮に入れることが有利である。
本発明の一実施形態では、センサ１０１又は複数のセンサは、それら自身の中央ユニットを備え、センサの中央ユニットは、ゲートウェイ１０４に接続されている。本発明の第２の実施形態において、センサ１０１又は複数のセンサの中央ユニットは、ゲートウェイ１０４に統合されている。
中央ユニットの又はゲートウェイ１０４の機能のうちのいくつかは、データネットワーク接続を介して、例えば、中央制御室又はサービスセンター内など他の場所で実行されることが可能である。
本発明の一実施形態によれば、警報信号は、監視されている空間内のシステムによって与えられ得、それは所定の期間持続する。この警報信号は、例えば、警報又は通知を送信する前にローカル警報として与えられ得、この警報信号は、システムの光警報ユニット及び／又は音警報ユニットを介して与えられ得る。光警報ユニット及び／又は音警報ユニットは、構内の、例えば部屋など、各異なる部分にあり得る。この機能は、例えば、全てのセンサに又はセンサのうちのいくつかのセンサのみになど、センサに統合することもできる。
本発明によるシステムはまた、コールプッシュボタン１０２を備え得る。コールプッシュボタンを押すと、システムは、例えば、看護要員、警備要員に接続することができ、又は様々な警報手順を実施することができる。コールプッシュボタンは無線であり得、バッテリなしで機能するように適応され得る。
本発明のシステムによる通知手順及び警報手順は、例えば、ローカル警報、表示シグナリング（ブザー、光、サイレン、警報時計など）の開始、警報センター若しくはサービスセンター、ケア提供者、又は親戚への連絡を含み得る。いくつかの場合では、警報は、監視されている人又はユーザにも直接、例えば、音声合成の手段又は音声録音によって送信され得る。これらのタスクを実行するために、装置は、例えば、クロック回路などの時間データを処理するために必要な手段を備え得る。
本発明によるシステムはまた、有線又は無線接続を介して別のシステムと接続され得る火災感知器１０３を備え得る。火災感知器１０３が火災を警告する場合、例えば、制御センター又は救助当局に警報メッセージを送信することによって、警報手順が実行され得る。
図２は、監視されているエリア内の人２０６の健康状態又は姿勢が監視される、本発明によるシステムの一実施形態の動作を提示している。
システムのセンサ１０１が、監視されているエリア内の人などの物体２０６が転倒したこと、及び／又は人の呼吸頻度などの生体機能が許容レベルではないことを検出した場合、システムは通知を送信し得る。
本発明の一実施形態では、システムは、いくつかのセンサ、例えば、監視されているエリア内の全てのセンサによって計測された情報を検査し、通知、例えば、リモート警報は、エリア内に他の人がセンサによって検出されない場合にのみ送信される。
図２に提示された実施形態のシチュエーションでは、システムは、例えば、人の転倒のために、又は人の判定された生体機能のためにメッセージを送信し、センサ１０１は、シチュエーションに関する情報をシステムのゲートウェイ１０４に送信し、ゲートウェイ１０４は、情報及び／又は警報を、例えば、インターネット接続を介して、又はある他の接続を介してサーバ２０１に向けて送信する。サーバ２０１から、情報及び／又は警報が、人の健康を監視している人物に、例えば、携帯電話２０２へのメッセージとして、警報として、かつ／又は、例えば、看護師２０３に、親戚に、若しくは救急センターに送信される。このようにして、例えば、人の転倒又は健康に関する情報が必要な人々又は組織に届き、転倒した人はで可能な限り迅速な助けを受ける。本発明の一実施形態では、システムは、ゲートウェイ１０４から、監視された人の健康を監視している組織又は人に直接情報を送信し得る。
本発明の解決策で使用されているプロセッサ、中央ユニット、及び／又は計測電子機器は、センサに統合され得るか、又はそれらは、別個に若しくは別個のユニットとして配設され得る。本発明の実施形態では、プロセッサによって実行されるソフトウェアを用いて、センサ又はシステムは、少なくとも１つのセンサによって観察された運動を解釈し得、プログラムのために定義された警報条件が満たされた場合に警報を与え得る。
本発明の一実施形態では、監視されるべきエリアのセンサのうちのいくつかのみが、上記のように、警報信号の発報を可能にする機能を有する。例えば、リビングルームなどのいくつかの部屋のみ内のセンサに、この機能が設けられ得、他の部屋内のセンサは、転倒が検出された後、かつ／又は監視された人の計測結果が許容可能及び／若しくは事前定義された範囲内ではない場合、直ちに通知を送信する。本発明の一実施形態では、部屋内などの１つの空間内のセンサのうちのいくつかのみが、上記のような警報信号の発報を可能にする機能を備える。
システムはまた、制御センターを備え得、物体の存在、場所、運動、及び／又は姿勢に関する所定の情報が制御センターに送信され得る。システムによって使用される警報条件は、例えばＲＦＩＤリーダから受信され得る、例えば存在情報に基づいて変更され得る。通知が送信され得、又は警報が、例えば外部警報システムに、若しくはシステムの中央サーバに無線で与えられ得、そのサーバから警報が伝えられる。
システムはまた、監視されているエリアの時間的依存性及び人の挙動を観察するために、システムが計測信号又はそこから導出される情報を記録するように適合されているメモリ手段を有し得る。これにより、例えば、監視されている人がある特定の時間、ベッドから出ていない、若しくはキッチンを訪れていない場合、又はトイレに頻繁に行きすぎている場合、又は呼吸若しくは心拍など、観察された人の生体機能がある特定の時間内に変化した場合などに、システムは警報を与え得る。メモリ手段はまた、より一般的な日常のリズムの学習、及びその中で発生している異常の検出を可能にする。
以下において、１つの例示的な実施形態が説明される。この例示的な実施形態では、センサの第１の動作モードは、例えば、単一の部屋内での人々の存在及び運動を追跡するために使用される。この実施形態では、追跡は、計測された点群データによって実行される。必要なドップラー範囲は、

によって与えられる。
一例では、人が１ｍ／秒のスピードで運動している場合、必要なドップラー範囲は＋－４００Ｈｚであり、最大計測間隔は６０ＧＨｚの周波数で２．５ｍｓである。吸気は約２秒間続く。対応する運動が５ｍｍの場合、必要なドップラー範囲は＋－１Ｈｚであり、掃引する時間は１秒である。
システムは、人が停止したことを観察すると、第２の動作モードを作動し得、第２の動作モードでは、心拍及び／又は呼吸などの人の生体機能、例えば、呼吸の中断及び／又は頻度を追跡することができる。本発明の一実施形態では、システムは、人の呼吸期間を検出する前に、ある特定の継続時間の計測を実行する必要がある。
人の生体機能が判定された後、システムは、第２の動作モードを非作動にし得る。１つの例示的な実施形態では、システムは、例えば、人が静止したままでいる限り、定期的に同じ人の生体機能を判定し得る。システムが静止した人を観察する場合、システムは、第２の動作モードを使用してこれらの人の生体機能を判定し始める。
本発明の１つの例示的な実施形態では、第２の動作モードにおける動作は、例えば、静止物体が検出されたときに、検出された物体のエリアの周りの点群データが保存され、分析されるように実装され得る。保存されるパッケージは、定期的に、例えば６００ｍｓごとに生成され得る。本発明の一実施形態では、データは、分析のために中央制御ユニットに転送され得る。信号、すなわち点群データの分析により、物体の小さな運動に関する情報が観察され得、したがって、システムは、例えば、人の呼吸活動及び／又は心拍を判定することができる。
本発明の一実施形態では、センサの掃引時間は、第２の動作モードにおいてより長く、このため、より良好な信号対ノイズ比を達成することができる。また、計測時間がより長くなるため、より多くのＴＸアンテナを利用することができる。このようにして、角度分解能を向上させることができる。距離分解能を向上させるために、周波数掃引範囲を増加させることができる。
ドップラー周波数は、例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によって決定され得る。生体機能活動、例えば、心拍及び呼吸活動は、決定されたドップラー周波数に基づいて判定され得る。本発明の一実施形態では、空間分解能を増加させるために、第２の動作モードにおいて、より多くのＴＸアンテナが使用されている。監視された人が運動していないため、信号処理はより小さなエリアに対して行われ得る。
本発明の一実施形態では、センサ及び／又はシステムは、人を識別するための無線ベースの識別手段を備え得る。無線ベースの識別手段は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）低エネルギー（ＢＬＥ）、又はＺｉｇｂｅｅ（登録商標）ベースの手段であり得る。この実施形態では、システムは、人、及びブレスレット、時計、モバイルデバイス、タグなどの、人によって携行されている無線ベースのデバイスを認識し得、計測結果は、特定の認識された人にリンクされ得る。このようにして、システムは、監視エリア内に誰が存在し、監視結果が誰に関連しているかを知ることができる。
本発明の一実施形態では、無線ベースの識別手段は、２人以上の人及び２つ以上のデバイスが存在する場合、識別デバイスをそれらのキャリアにより正確に関連付けることを可能にするアンテナアレイを備え得る。
本発明の一実施形態では、識別手段が監視エリア内の看護師などのある特定の人を検出する場合、警報を自動的に無効にし得る。
本発明の一実施形態では、システムの警報条件は、人の身元を含み得る。例えば、認可されていない人がある特定の場所に入ったときに、警報がトリガされ得る。
本発明の一実施形態では、無線ベースの識別手段、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）低エネルギー（ＢＬＥ）、又はＺｉｇｂｅｅ（登録商標）ベースの手段は、人を特定する際に、又は人を特定する際に支援するときに使用され得る。センサは、無線ベースの識別手段のためのいくつかのアンテナ、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＢＬＥ、又はＺｉｇｂｅｅ（登録商標）アンテナを含んで、方向探知技術、例えば、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）低エネルギー（ＢＬＥ）方向探知技術を、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）５．１仕様に従って可能にし得る。本発明の一実施形態では、センサのレーダが運動を検出したが、無線ベースの識別手段が、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＢＬＥ、若しくはＺｉｇｂｅｅ（登録商標）のタグ又はデバイスなどの、遠隔で読み取り可能なタグ又はデバイスを検出しない場合、レーダによって検出された人は、訪問者とみなされ得る。一方、レーダが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＢＬＥ、若しくはＺｉｇｂｅｅ（登録商標）のタグ又はデバイスなどの、遠隔で読み取り可能なタグ又はデバイスを検出した場合、検出された人が識別され得、識別された人に基づいてアクションが実行され得る。１つの例示的な実施形態では、居住者が部屋内にいて、支援者もまたいるとき、その人又は部屋のステータスは、システム内で「支援者が部屋内に存在する」に設定され得る。同様に、システムが部屋の居住者ではない人が部屋に入ることを認識する際に、居住者によってなされた警報もまた承認され得る。この場合、警報は自動的に承認され得る。一実施形態では、警報は自動的に承認されないが、例えば、ユーザデバイスからの能動的な識別可能であるイベントを必要とする。
本発明の一実施形態では、検出された人物の識別は、他の手段によって、例えば、廊下に配置された見張りカメラを用いて行われ得る。この場合、レーダベースのセンサは、誰かが部屋に入るところを検出し、システムは、例えば、人が部屋に入るのを見ることができる見張り記録からのある特定の時点から、見張りカメラからの情報を確認し得る。一実施形態では、この記録は、進入イベントとして部屋にリンクされ得、必要に応じて、記録を見ることによって、後で進入者が識別され得る。その場合、識別は自動的に行われ得るが、好ましくない場合は自動識別を実装する必要はない。ビデオからの自動識別が使用される場合、自動識別は、例えば、顔認識技術に基づいて実装され得る。一実施形態では、ユーザが他の方法で識別され得る場合、顔認識又はビデオベースの認識は使用されない。一実施形態では、ビデオベースの識別は、他のいずれの方法でも人を識別することができない場合にのみ使用される。
無線ベースの識別手段が使用される本発明の一実施形態では、必要な電子機器及びアンテナがセンサと統合され得る。例示的な実施形態が、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）アンテナアレイがセンサ３０１と統合された図３に提示されている。図３のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）アンテナアレイは、４つのアンテナ３０２と、識別手段及びアンテナの動作を制御する必要な電子機器と、を備える。アンテナアレイは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）５．１方向探知技術を使用して、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイス及びタグを計測かつ検出し、例えば、ブレスレットなどのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイスを携行している人を特定するために利用され得る。一実施形態では、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）アンテナアレイを用いて計測されたデータは、例えば、センサによって、レーダによって計測されたデータと組み合わされて、レーダセンサの場所及び位置決めの精度を増加させる。この実施形態では、センサの中心に、かつ４つのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）アンテナ３０２によって形成されたエリア内に、レーダ３０３（図３では３０３はどこにあるか？）のアンテナ又はアンテナアレイが配置されている。
本発明の一実施形態では、本発明によるセンサは、例えば、病院の部屋内、又は人々が寝ており、それらの監視が必要とされる部屋内において使用され得る。この実施形態では、センサは、ベッドに存在する人を計測及び感知できるように配置され得る。センサは、１つのセンサの監視エリアが１つのベッドの少なくとも一部をカバーするように、部屋内に、又は部屋に関連付けて配置され得る。本発明の一実施形態では、センサは、例えば、各ベッドの上方の１つのセンサなど、部屋の天井、例えば、各ベッドの上方に配置されている。本発明の一実施形態では、センサは、例えば、各ベッドの脇の１つのセンサなど、部屋の壁、例えば、各ベッドの脇に配置されている。これらの実施形態では、センサは、ベッド内の人の計測及び／又は存在を感知することができるだけでなく、人の運動、心拍、及び呼吸などの生体機能も計測及び／又は感知することができる。これらの実施形態の利点のうちの１つは、例えば、有線センサでは不可能である、眠っている人が邪魔されることなく監視され得ることである。また、この実施形態では、寝ているべき人々の監視が、例えば、病院環境における職員及び看護師にとって容易である。これらの実施形態では、センサは、センサの向きを検出するためのその手段を備える必要はない。
本発明の一実施形態では、本発明による少なくとも１つの追加のセンサが、人々が眠っている監視された部屋又はエリア内に配置され得る。この追加のセンサは、ベッドから出た人を感知して監視することができる。この場合、追加のセンサの計測エリアは、ベッドを監視しているセンサの計測エリアよりも大きくあり得る。計測エリアは、例えば、単一の又は複数の追加のセンサを用いて、本質的に部屋全体をカバーし得る。また、この追加のセンサは、センサ又は複数のセンサの計測エリアが部屋、特にベッドの外側のエリアをカバーするように、部屋内に、又は部屋に関連付けて配置され得る。一実施形態では、追加のセンサは、部屋の天井、壁、及び／又は角、又は台に配置され得る。この実施形態では、部屋を職員によってより良好に監視することができ、例えば、人々がベッドを出て、かつ／又は眠ろうとしている他の人々を妨害している場合、警報を与えることができる。これらの追加のセンサはまた、ベッドから出た人々を監視すること、かつ例えば、人が転倒した場合、及び／又は、又は判定された生体機能が事前定義されたかつ／若しくは許容レベルではない場合に、警報を生成することを可能にする。これらの実施形態では、追加のセンサは、センサの向きを検出するための手段を備える必要はない。
図４Ａ及び図４Ｂは、この実施形態が部屋、例えば病院の部屋内にどのように実装され得るかの一例として提示している。図４Ａは、上方からの部屋を提示しており、図４Ｂは、側面図として同じ部屋を提示している。この実施例では、実施形態のベッド４０３が部屋内に配置されている。センサ４０１は、１つのセンサ４０１の計測エリア４０２が１つのベッド４０３の少なくとも一部をカバーするように、部屋内に配置されている。本発明の一実施形態では、センサ４０１は、台上の部屋の壁に、例えば、各ベッド４０３の脇に配置され、例えば、図４Ａ及び図４Ｂに提示されているように、各ベッドの脇に１つのセンサがある。追加のセンサ４１０はまた、人々が寝ている監視部屋又は監視エリアに配置されている。この追加のセンサ４１０は、ベッド４０３から出た人を感知し、計測することができる。この場合、追加のセンサ４１０の計測エリア４１１は、ベッド４０３を監視しているセンサ４０１の計測エリアよりも広い。追加のセンサ４１０の計測エリア４１１は、本質的に部屋全体をカバーし得る。追加のセンサ４１１は、部屋の天井、壁、及び／又は角に配置され得る。
図５Ａ及び図５Ｂは、この実施形態が部屋、例えば家庭環境内にどのように実装され得るかの一例として提示している。図５Ａは、上方からの部屋を提示しており、図５Ｂは、側面図として同じ部屋を提示している。この例示的な実施形態では、１つのベッド５０３が部屋内に配置されている。センサ５０１は、センサ５０１の計測エリア５０２が１つのベッド５０３の少なくとも一部をカバーするように、部屋内に配置されている。センサは、部屋の天井、壁、及び／若しくは角、又は台に配置され得る。本発明の一実施形態では、センサ５０１は、例えば、ベッド５０３の脇など、部屋の壁に配置されている。本発明の一実施形態では、センサは、例えば、ベッドの上方など、部屋の天井に配置され得る。追加のセンサ５１０はまた、監視エリア内に配置され得る。この追加のセンサ５１０は、ベッド５０３から出た人を感知し、計測し、監視することができる。この場合、追加のセンサ５１０の計測エリア５１１は、ベッド５０３を監視しているセンサ５０１の計測エリアよりも広い場合がある。追加のセンサ５１０の計測エリア５１１は、本質的に部屋全体をカバーし得る。追加のセンサ４１１は、部屋の天井、壁、及び／又は角に配置され得る。
本発明の一実施形態では、部屋ごとの１つのセンサは、異なる状況で部屋内の人を計測することができるのに十分である。本発明の一実施形態では、センサは、人の異なる活動のために第１の動作モード及び第２の動作モードを使用することができるため、同じセンサは、人の速い運動に追従することができ、また、ベッドの中の人を監視することができる。センサは、例えば、センサがベッドの近くに設置されている場合、第１の動作モードで部屋全体を監視し、第２の動作モードでベッドでの人の呼吸を検出することができる。本発明の一実施形態では、したがって、ベッド用の別個のセンサは必要とされない。
図６は、圧迫潰瘍などの人の健康関連ステータスを検出するために使用され得る、システムの一実施形態の構成要素の少なくとも一部を示している。ＦＭＣＷレーダ６０５は、部屋１０４を監視し、その中の人々を追跡するように構成されている。人６０２がベッド６００に入ると、ＣＰＵ６０６は、ビーム６０３を人の方向に集束させ、動き検出タイマーをリセットするようにレーダに指示する。ＣＰＵ６０６は、部屋構成データストア６０７を使用して、人がいつベッドの中にいるかを判定する。構成は、ベッド６０９の場所を指定することを可能にするユーザインターフェース６０８を用いて、データストア６０７に入力される。
ＣＰＵ６０６及び部屋構成ストア６０７は、レーダ６０５と統合されてもよく、又はそれらは、別個のコンピュータに位置していてもよい。ユーザインターフェースは、コンピュータプログラム又はＷｅｂブラウザで使用されるＷｅｂベースのアプリケーションであり、構成ストアにリモートでアクセスすることができる。ＣＰＵ６０６は、単一のＣＰＵであってもよく、又はそれは、各々がデータ処理パイプラインのそれらの独自のタスクを実行する複数のＣＰＵを含むことができる。
図７は、本発明のシステムによって使用されるデータ処理パイプラインの一実施形態を示している。基本的なレーダデータ処理パイプライン７０１は、３次元的に人々の位置を判定及び追跡することを担当する。微動検出パイプライン７０２は、ＣＦＡＲ（一定の偽警報率）検出ブロックの閾値を下回る微動を検出する。これは、ビーム形成を適用して、関心のある方向に範囲スペクトルの信号対雑音比（ＳＮＲ）を増加させることから始まる。次に、関心のある範囲内の範囲スペクトルビンの位相角を推定する。位相角は、運動による変化を確認するために、ハイパスフィルタリングされている。変化の大きさは、スパイク検出ブロックで評価され、この信号は、検出ブロックで関心のある領域内に位置するＣＦＡＲ検出と動き組み合わされる。システムが不動又は圧迫潰瘍のリスクを検出するために使用される場合、本発明の実施形態の１つでは、動き検出の出力は、タイマーのリセット信号であり、これは、追跡アルゴリズムがベッドに人がいると判定するたびに実行されている。タイマーが事前定義された安全限界に達したときに、警報がトリガされ得る。
本発明の一実施形態は、監視エリア内の人の存在、場所、運動、及び／又は姿勢を観察するためのセンサ装置に関するものであり、センサ装置は、ＰＩＲ（パッシブ赤外線）センサなどの赤外線ベースのセンサ、及びレーダベースのセンサを含む。センサ装置は、計測電子機器など、センサの計測信号を処理するための手段を更に備える。赤外線ベースのセンサは、監視エリアを計測し、かつ監視エリア内の人の運動を検出するように構成されている。レーダベースのセンサは、監視エリアを計測し、かつ監視エリア内の人の運動を検出するように構成されている。センサ装置は、監視エリア内の運動を観察するために赤外線ベースのセンサを使用し、かつ監視エリア内の赤外線ベースのセンサが監視エリア内の運動を観察することができないとき、及び／又は監視エリア内の赤外線ベースのセンサによる観察された運動が事前定義された閾値レベル未満であるときに、レーダベースのセンサが計測できるように構成されている。レーダベースのセンサは、それが不要な場合、例えば、あらゆる運動が検出されなかったときに、又は正確な計測結果が必要ないときに、無効にされ得る。その場合、赤外線ベースのセンサによってエリアの監視が続行され得る。
本発明の一実施形態では、センサ装置は、赤外線ベースのセンサが監視エリア内の運動を観察することができ、かつ／又は監視エリア内の赤外線ベースのセンサによる観察された運動が事前定義された閾値レベルを超えているときに、レーダベースのセンサを無効にするように構成されている。
本発明の一実施形態では、赤外線ベースのセンサの計測エリアは、赤外線ベースのセンサが、例えば床面など、ある特定の高さ未満の運動を観察できないように配置及び／又は制限されている。
本発明の一実施形態では、センサ装置は、センサ装置にエネルギーを供給するように構成されたバッテリを備える。本発明の一実施形態では、センサ装置は、センサ装置及び／又はバッテリにエネルギーを供給するように構成された主電源を備える。
本発明の一実施形態では、センサ装置の構造は、センサ装置を載置することができる取り付け構造を備え、取り付け構造は、台、壁又は天井に固定可能である。本発明の一実施形態では、センサ装置は、例えば、センサ装置のバッテリを充電するために、あらゆる工具なしに取り付け手段から取り外し可能である。センサ装置又はセンサ装置のための取り付け構造は、例えば、床面から１，５ｍの高さ又はそれを上回る高さで、台、壁に配置され得る。
本発明の一実施形態では、レーダベースのセンサは、計測信号に基づいて、物体、並びにそれらの方位角、高度、及び／又はセンサからの距離を判定するように構成されている。
本発明の一実施形態では、センサ装置は、心拍及び／又は呼吸などの人の運動を観察するために、計測信号の位相が判定されるような方法で、計測信号を少なくともフィルタリングすることによって計測信号を分析するように構成されている。
本発明の一実施形態では、センサ装置は、例えば、人の高度がある特定の閾値高度値未満であるときに、人が転倒したと判定され得るように、人の判定された高度によって人の転倒及び／又は座位を検出するように構成されている。
本発明の一実施形態では、レーダベースのセンサは、例えば、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）などの連続波レーダ技術を用いて、物体の高度、方位角、運動、及び／又は距離を観察するように構成されたレーダセンサである。
本発明の一実施形態では、センサ装置は、加速度計など、センサの姿勢を検出する手段を備え、センサは、方位角、高度、及び／又はセンサから人までの距離を判定するときにセンサの姿勢を考慮するように構成されている。
本発明の一実施形態はまた、センサ装置を用いて監視エリア内の人の存在、場所、運動、及び／又は姿勢を観察するための方法であって、センサ装置が、ＰＩＲセンサなどの赤外線ベースのセンサ、及びレーダベースのセンサを含み、センサ装置が、計測電子機器など、センサの計測信号を処理するための手段を更に備える、方法に関する。赤外線ベースのセンサは、監視エリアを計測し、監視エリア内の人の運動を検出する。レーダベースのセンサは、監視エリアを計測し、監視エリア内の人の運動を検出する。センサ装置は、監視エリア内の運動を観察するために赤外線ベースのセンサを使用し、赤外線ベースのセンサが監視エリア内の運動を観察できないとき、及び／又は監視エリア内の赤外線ベースのセンサによる観察された運動が事前定義された閾値レベル未満であるときに、レーダベースのセンサによる計測を可能にする。
本発明の一実施形態はまた、監視されるべきエリア内で監視されるべき１つ以上の物体の存在、場所、運動及び／又は姿勢を観察するためのシステムに関する。システムは、本発明による少なくとも１つのセンサ装置を備え、センサ装置又は複数のセンサ装置は、監視エリア内、例えば、台、床、壁、及び／又は天井上に装着されている。
本発明の一実施形態では、システムは、本発明の少なくとも２つの該センサ装置を備え、システムは、少なくとも２つのセンサ装置の計測信号に基づいて、監視エリア内の人物を検出及び計測するように構成されており、それらのセンサ装置は、同じエリア及び／又は異なるエリアを監視し得る。
本発明の一実施形態では、システムは、人が転倒したと解釈された場合、並びに／又は監視された人の追跡された心拍及び／若しくは呼吸などの監視された人の生体機能が事前定義された制限内にない場合、転倒の通知を送信するように更に適合されている。
本発明の一実施形態では、通知及び／又は転倒通知は、人の健康を監視している人及び／又は組織に、例えば、電話へのメッセージとして、警報として、かつ／又は、例えば、看護師に、親戚に、若しくは救急センターに向けた、警報又はメッセージの送信である。
本発明の一実施形態では、システムは、有線又は無線通信手段を使用して、人から導出された情報を送信するように適合されている。
本発明の一実施形態では、センサ、センサ装置、及び／又はセンサシステムは、少なくとも１つの光源、例えば、ＬＥＤ光源を備え、センサ装置は、センサが立っている人を観察するとき、例えば、その日のある特定の時間及び／又は監視エリア内の光レベルが低いときに、光源を作動させるように構成されている。センサ装置は、監視エリア内の光レベルを計測する手段を含み得る。
通常、レーダベースのセンサは、赤外線ベースのセンサよりも多くのエネルギーを消費する。レーダベースのセンサ及び赤外線ベースのセンサの両方を備えるセンサ装置を有する実施形態の解決策は、監視解決策のエネルギー消費を低減することができ、したがって、センサ装置が、例えば、バッテリ電力によって電力を供給され得ることを可能にする。本発明の解決策では、センサ装置は、監視エリアにおける運動を観察するために赤外線ベースのセンサを使用し、レーダベースのセンサは、必要なとき、例えば、より正確又は詳細な計測値が必要な場合にのみ計測することを可能にする。これは、例えば、赤外線ベースのセンサが、例えば床面など、ある特定の高さ未満の運動を観察できないように、赤外線ベースのセンサの計測エリアが配置及び／又は制限されている場合、実装され得る。この場合、赤外線ベースのセンサは、監視エリア内の運動を観察することができず、かつ／又は監視エリア内の赤外線ベースのセンサによる観察された運動は、事前定義された閾値レベル未満であるときに、より正確な計測が、例えば、転倒した人のために、レーダベースのセンサを使用して実行され得る。このようなシチュエーションでは、レーダベースのセンサが使用され、正確な計測値が必要ないときは、レーダベースのセンサは無効にされ得、エリアは赤外線ベースのセンサによって監視され得る。
当業者には、本発明の異なる実施形態は、上記の例のみに限定されず、したがって、それらは、以下に提示される特許請求の範囲の範囲内で変化し得ることが明らかである。他の特有の特徴と併せて、説明内に場合によって提示された特有の特徴は、必要に応じて、互いとは別々に使用することもされ得る。

Claims (27)

  1. 監視エリア内の人の存在、場所、運動、及び／又は姿勢を観察するためのセンサであって、前記センサにおいて、
    前記センサ（１０１、３０１、４０１、５０１）が、計測電子機器などの、前記センサの計測信号を処理するための手段と、更なる処理のために計測結果及び／又は前記計測結果に関連するデータを通信するための手段と、を備え、
    前記センサ（１０１、３０１、４０１、５０１）が、周波数変調連続波ＭＩＭＯレーダベースのセンサなどのレーダベースのセンサであり、前記監視エリア内の人を検出し、かつ前記監視された人の呼吸頻度、場所、速度、及び／又は形状などの運動を計測及び検出するように構成されており、
    前記センサ（１０１、３０１、４０１、５０１）又は前記センサに接続された監視システムが、例えば、睡眠時無呼吸を認識するための、前記監視された人の呼吸の休止若しくは中断という前記人の状態、及び／又は例えば、褥瘡又は圧迫潰瘍を回避するための、前記監視された人の不動という前記人の状態、のうちの少なくとも１つを判定するように構成されており、
    前記センサ及び／又は前記監視システムが、前記人の前記判定された状態に基づいて、警報を提供するように構成されていることを特徴とする、センサ。
  2. 前記警報が、例えば、スピーカー、ヘッドフォン、若しくは補聴器デバイスを介した可聴警報、光などの視覚警報、並びに／又は前記ベッド（４０３、５０３）、マットレス、及び／若しくは例えば、呼吸中断若しくは睡眠時無呼吸、不動に苦しんでいる前記監視された人に振動を引き起こす警報、のうちの少なくとも１つを含むローカル警報であり、かつ／又は前記ローカル警報が、ブレスレット若しくは時計などのウェアラブルデバイス上の警報であり、前記ウェアラブルデバイス上で振動している、警報、及び／又は前記ウェアラブルデバイスによって引き起こされる電気ショックである、請求項１に記載のセンサ。
  3. 前記センサ（１０１、３０１、４０１、５０１）は、呼吸によって引き起こされる前記人の運動が事前定義された継続時間にわたって判定されない場合、これが呼吸及び／又は睡眠時無呼吸による休止又は中断として認識されるような方法で、前記人の呼吸における休止又は中断、例えば、睡眠時無呼吸シチュエーションを認識するように構成されている、請求項２又は３に記載のセンサ。
  4. 前記センサ（１０１、３０１、４０１、５０１）及び／又は前記システムは、前記人の運動が所定の継続時間にわたって判定されない場合に、前記人が不動であると判定されるような方法で、前記人の不動を認識するように構成されている、請求項１～請求項３のいずれか一項に記載のセンサ。
  5. 前記センサ（１０１、３０１、４０１、５０１）及び／又は前記システムは、前記人が運動した、目覚めた、及び／又は再び呼吸し始めたと判定されるまで、前記ローカル警報を提供するように構成されている、請求項１～請求項４のいずれか一項に記載のセンサ。
  6. 前記センサ（１０１、３０１、４０１、５０１）又はシステムが、前記人の前記判定された状態、例えば、前記人の呼吸の休止若しくは中断、前記人の不動、又は前記人のいびきに基づいて、リモートシステムに及び／又はモバイルデバイスにメッセージ若しくは警報を送信することによって、リモート警報を提供するように構成されている、請求項１～請求項５のいずれか一項に記載のセンサ。
  7. 前記人が前記ローカル警報に応答しない場合、例えば、前記人が所定の時間後に前記ローカル警報に応答して運動しない、目覚めない、及び／又は呼吸し始めない場合、前記リモート警報が提供される、請求項５に記載のセンサ。
  8. 前記センサ（４０１、５０１）が、家庭環境又は病院環境内の部屋の台、床、天井、又は壁に配置され、例えば、ベッド（４０３、５０３）の脇又は上方に配置されて、前記センサの前記計測エリアが前記ベッド（４０３、５０３）の少なくとも一部及び／又は前記ベッド上に横たわっている人（４０３、５０３）をカバーするようになっている、請求項１～請求項７のいずれか一項に記載のセンサ。
  9. 前記センサ（１０１、３０１、４０１、５０１）が、第１の動作モード及び第２の動作モードを含み、
    前記第１の動作モードにおいて、前記センサが、前記監視された人（２０６）の運動を追跡するように構成されており、
    前記第２の動作モードにおいて、前記センサは、前記監視された人の呼吸の休止若しくは中断及び／又は前記監視された人の不動などの、前記人（２０６）のステータスを観察するために、前記第１の動作モードにおいて前記人の運動が観察された、前記監視エリアの一部に関連する計測値を計測及び／又は更に分析するように構成されている、請求項１～請求項８のいずれか一項に記載のセンサ。
  10. 前記第２の動作モードにおいて、前記センサ（１０１、３０１、４０１、５０１）は、前記人の心拍及び／若しくは呼吸並びに／又は不動などの前記人の運動を観察するために、前記計測信号の位相が判定されるような方法で、前記計測信号を分析するように構成されている、請求項１～請求項９のいずれか一項に記載のセンサ。
  11. 前記センサ（１０１、３０１、４０１、５０１）が、例えば、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）などの連続波レーダ技術によって、物体の高度、方位角、運動、及び／又は距離を観察するように構成されたレーダセンサである、請求項１～請求項１０のいずれか一項に記載のセンサ。
  12. 前記センサ（１０１、３０１、４０１、５０１）が、加速度センサなどの前記センサの向きを検出するための手段を備え、前記センサ（１０１）が、前記監視された人（２０６）についての計測結果を判定するときに、例えば、前記検出された向きに基づいて前記計測結果を補正することによって、前記センサの前記検出された向きを考慮に入れるように構成されている、請求項１～請求項１１のいずれか一項に記載のセンサ。
  13. 前記センサ（１０１、３０１、４０１、５０１）が、前記監視された人の監視された呼吸頻度及び／又は身体運動の量に基づいて、前記監視された人の睡眠の質を少なくとも部分的に判定するように構成されており、かつ／又は前記監視された人の前記判定された睡眠の質が、
    －前記人がどれだけ長く眠ったか、
    －前記人が睡眠中にどれだけ多く運動したか、
    －前記監視された人が睡眠中にどのような睡眠相を有したか、例えば、前記人がどのくらい深い睡眠を有したか、のうちの少なくとも１つに関連する情報を含む、請求項１～請求項１２のいずれか一項に記載のセンサ。
  14. 監視エリア内の人の存在、場所、運動、及び／又は姿勢を観察するための方法であって、前記方法において、
    センサ（１０１、３０１、４０１、５０１）が、計測電子機器などの、前記センサの計測信号を処理するための手段と、更なる処理のために計測結果及び／又は前記計測結果に関連するデータを通信するための手段と、を含む前記方法で使用され、前記センサ（１０１、３０１、４０１、５０１）が、周波数変調連続波ＭＩＭＯレーダベースのセンサなどのレーダベースのセンサであり、
    前記方法において、前記センサ（１０１、３０１、４０１、５０１）又は前記センサに接続された監視システムが、前記監視エリア内の人を検出し、かつ、前記監視された人の呼吸頻度、場所、速度、及び／又は形状などの運動を計測及び検出し、
    前記センサ（１０１、３０１、４０１、５０１）が、例えば、睡眠時無呼吸を認識するための、前記監視された人の呼吸の休止若しくは中断という前記人の状態、及び／又は例えば、褥瘡又は圧迫潰瘍を回避するための、前記監視された人の不動という前記人の状態、のうちの少なくとも１つを判定し、
    前記センサ及び／又は監視システムが、前記人の前記判定された状態に基づいて、警報を提供することを特徴とする、方法。
  15. 前記警報が、例えば、スピーカー、ヘッドフォン、若しくは補聴器デバイスを介した可聴警報、光などの視覚警報、並びに／又は前記ベッド（４０３、５０３）、マットレス、及び／若しくは例えば、呼吸中断又は睡眠時無呼吸、及び／若しくは不動を被る前記監視された人に振動を引き起こす警報、のうちの少なくとも１つを備える警報であり、かつ／又は前記ローカル警報が、ブレスレット若しくは時計などのウェアラブルデバイス上の警報であって、前記ウェアラブルデバイス上で振動している、警報、及び／又は前記ウェアラブルデバイスによって引き起こされる電気ショックである、請求項１４に記載の方法。
  16. 前記センサは、呼吸によって引き起こされる前記人の運動が事前定義された継続時間にわたって判定されない場合に、呼吸及び／又は睡眠時無呼吸による休止又は中断として認識されるような方法で、前記人の呼吸における休止又は中断、例えば、睡眠時無呼吸シチュエーションを認識する、請求項１４又は１５に記載の方法。
  17. 前記センサ（１０１、３０１、４０１、５０１）及び／又は前記システムは、前記人の運動が所定の継続時間にわたって判定されない場合に、前記人が不動であると判定されるような方法で、前記人の不動を認識する、請求項１４～１６のいずれか一項に記載の方法。
  18. 前記人が運動している、目覚めている、かつ／又は再び呼吸し始めるまで、前記ローカル警報が提供される、請求項１４～１７のいずれか一項に記載の方法。
  19. 前記センサ又はシステムが、前記人の前記判定された状態、例えば、前記人の呼吸の休止若しくは中断及び／又は前記人の不動に基づいて、リモートシステム及び／又はモバイルデバイスにメッセージ又は警報を送信することによって、リモート警報を提供する、請求項１４～１８のいずれか一項に記載の方法。
  20. 前記人が前記ローカル警報に応答しない場合、例えば、前記人が所定の時間後に前記ローカル警報に応答して運動しない、目覚めない、及び／又は呼吸し始めない場合、前記リモート警報が提供される、請求項１９に記載の方法。
  21. 前記センサ（１０１、３０１、４０１、５０１）が、第１の動作モード及び第２の動作モードを含み、
    前記第１の動作モードにおいて、前記センサが、前記監視された人（２０６）の運動を追跡し、
    前記第２の動作モードにおいて、前記センサは、前記監視された人の呼吸の休止若しくは中断及び／又は前記監視された人の不動などの、前記人（２０６）のステータスを観察するために、前記第１の動作モードにおいて前記人の運動が観察された、前記監視エリアの一部に関連する計測値を計測及び／又は更に分析する、請求項１４～２０のいずれか一項に記載の方法。
  22. 前記第２の動作モードにおいて、前記センサ（１０１、３０１、４０１、５０１）は、前記人の心拍及び／若しくは呼吸並びに／又は不動などの運動を観察するために、前記計測信号の位相が判定されるような方法で、前記計測信号を分析する、請求項１４～２１のいずれか一項に記載の方法。
  23. 前記センサ（１０１、３０１、４０１）は、加速度センサなどの前記センサの向きを検出するための手段を備え、前記センサ（１０１、３０１、４０１、５０１）が、前記監視された人（２０６）についての計測結果を判定するときに、例えば、前記検出された向きに基づいて前記計測結果を補正することによって、前記センサの前記検出された向きを考慮に入れる、請求項１４～２２のいずれか一項に記載の方法。
  24. 前記センサ（１０１、３０１、４０１、５０１）が、例えば、均一な呼吸頻度及び身体運動の量の組み合わせを追跡することによって、前記監視された人の監視された呼吸頻度及び／又は身体運動の量に少なくとも部分的に基づいて、前記監視された人の睡眠の質を判定し、かつ／又は前記監視された人の前記判定された睡眠の質が、
    －前記人がどれだけ長く眠ったか、
    －前記人が睡眠中にどれだけ多く運動したか、
    －前記監視された人が睡眠中にどのような睡眠相を有したか、例えば、前記人がどのくらい深い睡眠を有したか、のうちの少なくとも１つに関連する情報を含む、請求項１４～２３のいずれか一項に記載の方法。
  25. 監視エリア内の１つ以上の物体の存在、場所、運動、及び／又は姿勢を観察するためのシステムであって、
    前記システムにおいて、前記システムが、請求項１～１３のいずれか一項に記載の少なくとも１つのセンサ（１０１、３０１、４０１、５０１）を備え、
    前記センサ又は複数のセンサが、前記監視エリア内、例えば、台、床、壁、及び／又は天井に装着されていることを特徴とする、システム。
  26. 前記システムが、前記ローカル警報及び／又は前記リモート警報を提供するように構成されている、請求項２５に記載のシステム。
  27. 前記センサ（４０１、５０１）が、ベッド（４０３、５０３）の脇又は上方に配置され、前記センサ（４０１、５０１）の前記計測エリアが、前記ベッド（４０３、５０３）の少なくとも一部及び／又は前記ベッド上に横たわっている人をカバーするように配置されており、前記センサ（４０１、５０１）が、例えば、家庭環境又は病院環境内の、前記ベッド（４０３、４０４）上の人を監視するように配置されている、請求項２５～２６のいずれか一項に記載のシステム。
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