JP3531512B2 - 睡眠状態監視装置 - Google Patents
睡眠状態監視装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被検体の微小な動
きを非接触にて観察して睡眠状態を監視する睡眠状態監
視装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】病院や老人施設では、患者に異常が起こ
っていないかどうかを、リアルタイムに知ることが重要
である。そこで、目の行き届き難い夜間などにあって
は、看護人や介護者は、患者に異常が起こっていないか
どうかを知るために、患者の部屋を巡回し、就寝してい
るベッドのそばまで行って、患者の寝息などの様子を窺
う必要がある。また、痴呆性の患者の場合、夜間に患者
が一人でベッドから離れるようなことがあれば、転倒に
よる怪我や徘徊による事故が起こる恐れがある。 【０００３】そこで、夜間などに、患者に呼吸の仕方な
どに異常が起こっていないかどうか、痴呆性の患者がベ
ッドから離れていないかどうかをセンサにて検知し、自
動的に集中監視を行いたいという要求がある。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところで、従来から非
接触にて微小な動きを精確に観測し得るものとして、モ
アレ縞を用いることが行われている。例えば、特開昭５
６−８０３６号公報に見るように、ベッドの上に臥位状
態にある人体の、呼吸などによる微小な動きを精確に観
測し得る臥位用モアレ縞撮影装置などが既に知られてい
る。しかし、このものは、治療を目的とするものであ
り、患者の睡眠状態の監視を行うものではない。 【０００５】また、従来から、病室にＣＣＴＶカメラ
（特定の建築物や施設の中の連絡通信用有線テレビカメ
ラ）を設置して、患者を監視するものがある。しかし、
ＣＣＴＶカメラからの映像を監視テレビで一晩中見て監
視することもできず、常時の監視が難しいという問題点
がある。 【０００６】また、監視を省力化するために、ベッドに
荷重センサを設置して、患者がベッド内にいることを検
知するものや、ＣＣＴＶカメラと画像処理によって患者
の動きを検知するものもあるが、いずれにしても患者の
呼吸による微動までをも検知できるものではなく、非接
触で患者の呼吸や寝返りのような睡眠状態を監視するこ
とは実現できていないという問題点があった。 【０００７】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、非接触にて、
被検体である患者のベッド内での呼吸や寝返りのような
微動を精確に監視することで、被検体である患者の睡眠
状態、すなわち、被検体である患者の状態が覚醒か睡眠
か、また、呼吸が正常かどうかなどの情報をリアルタイ
ムに常時監視できる、優れた睡眠状態監視装置を提供す
ることにある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】 本発明は上記の問題点
を解決するため、被検体を赤外照明する光源と、被検体
を撮像する撮像手段と、光源と撮像手段との前方に配置
されるモアレ縞発生用スリットと、撮像手段からの映像
信号を受けて１フレームごとに逐次デジタル画像化する
Ａ／Ｄ変換部と、デジタル画像化された画像データを１
フレームごとに記憶する第１の画像メモリと、デジタル
画像化された画像データを１フレームごとに記憶する第
２の画像メモリと、第１の画像メモリに記憶されている
画像データを１フレームごとに第２の画像メモリへ移す
とともにＡ／Ｄ変換部のデジタル画像化した画像データ
を最新の１フレームごとに第１の画像メモリへ格納する
記憶制御部と、第１の画像メモリが記憶する１フレーム
画像と第２の画像メモリの記憶する１フレーム画像との
相関値を逐次算出する相関演算手段、ならびに、前記相
関値の変動に基づいて被検体の睡眠状態を推定する睡眠
状態推定手段を含んで構成され、第１の画像メモリが記
憶する画像と第２の画像メモリの記憶する画像とを比較
解析する解析手段と、を具備し、睡眠状態推定手段は、
相関値の振幅変遷を時系列変化としてデータ化してお
り、相関値の時系列振幅が略一定で、且つその周期が通
常の人間が睡眠中に呼吸を行うときの周期と略等しい場
合には、前記被検体である患者はベッド内に居て、通常
に呼吸を行っていると判断し、相関値の時系列振幅が略
一定であっても、その周期が通常の人間が睡眠中に呼吸
を行うときの周期より短い場合には、前記被検体である
患者はベッド内に居たままで容態が変化していると判断
し、また、前記被検体である患者がベッド内に居て通常
に呼吸を行っている場合と比べて極めて低い相関値の時
系列振幅が周期的にあらわれる場合には、前記被検体で
ある患者はベッド内に居て寝返りを打って再び健康な状
態で呼吸を行っていると判断し、またさらに、相関値の
時系列振幅の大きな低下が頻繁に生じる場合は、前記被
検体である患者は覚醒して動いていると判断することを
特徴とする。 【０００９】 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係る睡眠状態監視
装置の一実施の形態を図１乃至図４に基づいて詳細に説
明する。図１は睡眠状態監視装置を示す概略ブロック
図、図２は撮像手段が撮像した映像を示す概略説明図、
図３はモアレ縞の変化を示す説明図、図４は相関値の変
化から睡眠状態を監視する方法を示す説明図である。 【００１１】図１に示すように、睡眠状態監視装置は、
光源１と、撮像手段に相当するＣＣＴＶカメラ２と、モ
アレ縞発生用スリット３ａ，３ｂと、Ａ／Ｄ変換部４
と、画像メモリ５と、記憶制御部６と、解析手段７とを
備える。なお、Ｍは被検体に相当する患者である。 【００１２】光源１としては、モアレ縞が際立つよう
に、点光源に近いものが用いられる。また、光源１は、
可視光を照射するものであっても赤外線を照射するもの
であっても良く、とにかくＣＣＴＶカメラ２によって撮
像できるように被検体を照明できるものであれば良いの
であり、就寝中に使用することを考慮すれば赤外線を用
いることが好ましい。 【００１３】ＣＣＴＶカメラ２は、ベッドで布団を掛け
て寝ている患者Ｍを撮像し、その映像信号を送出する。
モアレ縞発生用スリット３ａ，３ｂは、例えば黒色のナ
イロンのような化学繊維を１mmピッチの等間隔で張設
し、平行格子としたものである。モアレ縞発生用スリッ
ト３ａは光源１の前方に配設され、モアレ縞発生用スリ
ット３ｂはＣＣＴＶカメラ２の前方に配設される。 【００１４】Ａ／Ｄ変換部４は、ＣＣＴＶカメラ２の送
出する映像信号を逐次デジタル画像化し、デジタル画像
化した画像データを出力する。画像メモリ５は、デジタ
ル画像化された画像データを記憶するもので、第１の画
像メモリ５ａと第２の画像メモリ５ｂとを備える。記憶
制御部６は、第１の画像メモリ５ａに格納されている１
フレーム分の画像データを第２の画像メモリ５ｂへ移し
替えるとともに、Ａ／Ｄ変換部４が新たにデジタル画像
化した最新の１フレーム分の画像データを第１の画像メ
モリ５ａへ格納する。 【００１５】解析手段７は、第１の画像メモリ５ａに格
納されている１フレーム分の画像と、第２の画像メモリ
５ｂに格納されている１フレーム分の画像とを比較解析
するものであり、このものにあっては相関演算手段７ａ
と睡眠状態推定手段７ｂとを備える。 【００１６】相関演算手段７ａは、第１の画像メモリ５
ａに格納されている１フレーム分の画像データと、第２
の画像メモリ５ｂに格納されている１フレーム分の画像
データとに基づいて、第１の画像メモリ５ａに格納され
ている１フレーム分の画像と、第２の画像メモリ５ｂに
格納されている１フレーム分の画像との相関値を逐次算
出する。相関演算手段７ａとしては、ＦＡ（factory au
tomation）用途によく用いられるパターンマッチング回
路を用いる。睡眠状態推定手段７ｂは、相関演算手段７
ａの出力する相関値を逐次監視し、この相関値の変動に
基づき被検体の睡眠状態を推定する。 【００１７】上述のような睡眠状態監視装置にあっては
次のように動作する。すなわち、光源１はモアレ縞発生
用スリット３ａを透して被検体Ｍを照明する。ＣＣＴＶ
カメラ２は、モアレ縞発生用スリット３ａを透った光が
照明する被検体Ｍを、モアレ縞発生用スリット３ｂを透
して撮像する。従って、ＣＣＴＶカメラ２の撮像する映
像には、被検体Ｍの高さ情報を等高線で示すモアレ縞が
現れている。 【００１８】このモアレ縞の現れている画像の映像信号
はＡ／Ｄ変換部４へ逐次入力される。Ａ／Ｄ変換部４
は、映像信号を逐次デジタル画像化し、１フレーム分の
画像データをつくりあげ、つくりあげた旨を記憶制御部
６へ通知する。すると、記憶制御部６は、第１の画像メ
モリ５ａに格納されている１フレーム分の画像データを
第２の画像メモリ５ｂへ移すとともに、Ａ／Ｄ変換部４
のデジタル画像化した画像データを第１の画像メモリ５
ａへ格納し、画像データの移し替えと新たな画像データ
の格納の完了した旨を解析手段７へ通知する。 【００１９】解析手段７の相関演算手段７ａは、第１の
画像メモリ５ａに格納されている１フレーム分の画像デ
ータと、第２の画像メモリ５ｂに格納されている１フレ
ーム分の画像データとに基づいて、第１の画像メモリ５
ａに格納されている１フレーム分の画像と、第２の画像
メモリ５ｂに格納されている１フレーム分の画像との相
関値ρn を算出し、睡眠状態推定手段７ｂへ出力する。
この睡眠状態監視装置は、上述のような動作を繰り返し
行っている。 【００２０】睡眠状態推定手段７ｂは、逐次算出されて
くる新たな相関値ρn を含めながら、今迄の相関値ρn,
ρn-1,ρn-2,…の変化に基づいて、つまりモアレ縞を含
めて今迄の画像の変化を総合的に判断し、患者Ｍの睡眠
状態を判定する。例えば、睡眠状態推定手段７ｂは、相
関値ρn,ρn-1,ρn-2,…に振幅が略一定で、且つその周
期が通常の人間が睡眠中に呼吸を行うときの周期と略等
しければ、その患者はベッド内に居て、通常に呼吸を行
っていると判断する。 【００２１】上述の解析手段７の動作を、図２乃至図４
を用いて、視覚的に説明する。図２は、ベッドＢで布団
Ｃを掛けて寝ている患者ＭをＣＣＴＶカメラ２で撮像し
た画像を示し、布団Ｃの上に環状のモアレ縞Ｈが６重に
生じている。 【００２２】患者Ｍが呼吸を行い、息を吸って胸や腹を
膨らませると、布団Ｃがその分持ち上がり、図３（ａ）
のように６重であったモアレ縞Ｈは、図３（ｂ）のよう
に７重の拡大したモアレ縞Ｈに変化する。その後、患者
Ｍが息を吐き、胸や腹を窄めると、布団Ｃがその分沈
み、図３（ｂ）のように７重であったモアレ縞Ｈは、図
３（ａ）のような６重のモアレ縞Ｈに再び戻る。 【００２３】このように、モアレ縞Ｈは、患者Ｍの呼吸
などによる微動に応じて、その縞間隔、縞数、縞の形状
が変化する。そして、呼吸によるモアレ縞Ｈの変化は非
常に小さいため、相関値は総じて高く、その過程でも、
息を吸い切ったまたは息を吐き切った瞬間には、動きが
一瞬止まるためモアレ縞Ｈの変化が殆ど無くなり、相関
値ρは極大値を示す。逆に、息を吸ったり吐いたりして
いる途中では、モアレ縞Ｈの変化は若干有り、相関値ρ
は相対的に低下する。また、患者Ｍが大きく寝返りなど
で動いた場合、モアレ縞Ｈのパターンは大きくずれ、そ
の相関値は非常に低くなることになる。 【００２４】そこで、睡眠状態推定手段７ｂは、相関演
算手段７ａから逐次受け取った相関値ρn,ρn-1,ρn-2,
…をグラフ化した場合、図４に示すようなグラフになっ
たとすると、例えば次のように分析する。すなわち、睡
眠状態推定手段７ｂは、時刻ｔ0 〜ｔ1 にかけては、比
較的高い相関値を保ちつつ、しかもその相関値は周期的
に変化していて、その周期も通常の場合と等しい、従っ
て、患者Ｍはベッド内に居て健康な状態で呼吸を行って
いると判断する。なお、呼吸周期は、時刻ｔ0〜ｔ1 に
おける２周期Ｔとして求めることができる。もしもこの
とき、患者Ｍの呼吸周期が通常より短いときは、患者Ｍ
の容態が変化していると判断する。 【００２５】また、睡眠状態推定手段７ｂは、時刻ｔ1
〜ｔ2 にかけての短い期間ではあるが相関値が極めて低
くなっていて、時刻ｔ2 以降は再び時刻ｔ0 〜ｔ1 にか
けての場合と同様、比較的高い相関値を保ちつつ、しか
もその相関値は周期的に変化していてその周期も通常の
場合と等しい、従って、時刻ｔ1 〜ｔ2 にかけて患者Ｍ
は寝返りを打って、再び健康な状態で呼吸を行っている
と判断する。また、もしも、大きな相関値の低下が頻繁
に生じる場合は、患者Ｍは覚醒して動いていると判断す
る。 【００２６】 【発明の効果】 請求項１記載の発明によれば、被検体
である患者が覚醒しているか睡眠しているか、被検体で
ある患者の呼吸は正常か異常かなどの患者の睡眠状態を
非接触にて監視できる、優れた睡眠状態監視装置を提供
できるという効果を奏する。 【００２７】
きを非接触にて観察して睡眠状態を監視する睡眠状態監
視装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】病院や老人施設では、患者に異常が起こ
っていないかどうかを、リアルタイムに知ることが重要
である。そこで、目の行き届き難い夜間などにあって
は、看護人や介護者は、患者に異常が起こっていないか
どうかを知るために、患者の部屋を巡回し、就寝してい
るベッドのそばまで行って、患者の寝息などの様子を窺
う必要がある。また、痴呆性の患者の場合、夜間に患者
が一人でベッドから離れるようなことがあれば、転倒に
よる怪我や徘徊による事故が起こる恐れがある。 【０００３】そこで、夜間などに、患者に呼吸の仕方な
どに異常が起こっていないかどうか、痴呆性の患者がベ
ッドから離れていないかどうかをセンサにて検知し、自
動的に集中監視を行いたいという要求がある。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】ところで、従来から非
接触にて微小な動きを精確に観測し得るものとして、モ
アレ縞を用いることが行われている。例えば、特開昭５
６−８０３６号公報に見るように、ベッドの上に臥位状
態にある人体の、呼吸などによる微小な動きを精確に観
測し得る臥位用モアレ縞撮影装置などが既に知られてい
る。しかし、このものは、治療を目的とするものであ
り、患者の睡眠状態の監視を行うものではない。 【０００５】また、従来から、病室にＣＣＴＶカメラ
（特定の建築物や施設の中の連絡通信用有線テレビカメ
ラ）を設置して、患者を監視するものがある。しかし、
ＣＣＴＶカメラからの映像を監視テレビで一晩中見て監
視することもできず、常時の監視が難しいという問題点
がある。 【０００６】また、監視を省力化するために、ベッドに
荷重センサを設置して、患者がベッド内にいることを検
知するものや、ＣＣＴＶカメラと画像処理によって患者
の動きを検知するものもあるが、いずれにしても患者の
呼吸による微動までをも検知できるものではなく、非接
触で患者の呼吸や寝返りのような睡眠状態を監視するこ
とは実現できていないという問題点があった。 【０００７】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、非接触にて、
被検体である患者のベッド内での呼吸や寝返りのような
微動を精確に監視することで、被検体である患者の睡眠
状態、すなわち、被検体である患者の状態が覚醒か睡眠
か、また、呼吸が正常かどうかなどの情報をリアルタイ
ムに常時監視できる、優れた睡眠状態監視装置を提供す
ることにある。 【０００８】 【課題を解決するための手段】 本発明は上記の問題点
を解決するため、被検体を赤外照明する光源と、被検体
を撮像する撮像手段と、光源と撮像手段との前方に配置
されるモアレ縞発生用スリットと、撮像手段からの映像
信号を受けて１フレームごとに逐次デジタル画像化する
Ａ／Ｄ変換部と、デジタル画像化された画像データを１
フレームごとに記憶する第１の画像メモリと、デジタル
画像化された画像データを１フレームごとに記憶する第
２の画像メモリと、第１の画像メモリに記憶されている
画像データを１フレームごとに第２の画像メモリへ移す
とともにＡ／Ｄ変換部のデジタル画像化した画像データ
を最新の１フレームごとに第１の画像メモリへ格納する
記憶制御部と、第１の画像メモリが記憶する１フレーム
画像と第２の画像メモリの記憶する１フレーム画像との
相関値を逐次算出する相関演算手段、ならびに、前記相
関値の変動に基づいて被検体の睡眠状態を推定する睡眠
状態推定手段を含んで構成され、第１の画像メモリが記
憶する画像と第２の画像メモリの記憶する画像とを比較
解析する解析手段と、を具備し、睡眠状態推定手段は、
相関値の振幅変遷を時系列変化としてデータ化してお
り、相関値の時系列振幅が略一定で、且つその周期が通
常の人間が睡眠中に呼吸を行うときの周期と略等しい場
合には、前記被検体である患者はベッド内に居て、通常
に呼吸を行っていると判断し、相関値の時系列振幅が略
一定であっても、その周期が通常の人間が睡眠中に呼吸
を行うときの周期より短い場合には、前記被検体である
患者はベッド内に居たままで容態が変化していると判断
し、また、前記被検体である患者がベッド内に居て通常
に呼吸を行っている場合と比べて極めて低い相関値の時
系列振幅が周期的にあらわれる場合には、前記被検体で
ある患者はベッド内に居て寝返りを打って再び健康な状
態で呼吸を行っていると判断し、またさらに、相関値の
時系列振幅の大きな低下が頻繁に生じる場合は、前記被
検体である患者は覚醒して動いていると判断することを
特徴とする。 【０００９】 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、本発明に係る睡眠状態監視
装置の一実施の形態を図１乃至図４に基づいて詳細に説
明する。図１は睡眠状態監視装置を示す概略ブロック
図、図２は撮像手段が撮像した映像を示す概略説明図、
図３はモアレ縞の変化を示す説明図、図４は相関値の変
化から睡眠状態を監視する方法を示す説明図である。 【００１１】図１に示すように、睡眠状態監視装置は、
光源１と、撮像手段に相当するＣＣＴＶカメラ２と、モ
アレ縞発生用スリット３ａ，３ｂと、Ａ／Ｄ変換部４
と、画像メモリ５と、記憶制御部６と、解析手段７とを
備える。なお、Ｍは被検体に相当する患者である。 【００１２】光源１としては、モアレ縞が際立つよう
に、点光源に近いものが用いられる。また、光源１は、
可視光を照射するものであっても赤外線を照射するもの
であっても良く、とにかくＣＣＴＶカメラ２によって撮
像できるように被検体を照明できるものであれば良いの
であり、就寝中に使用することを考慮すれば赤外線を用
いることが好ましい。 【００１３】ＣＣＴＶカメラ２は、ベッドで布団を掛け
て寝ている患者Ｍを撮像し、その映像信号を送出する。
モアレ縞発生用スリット３ａ，３ｂは、例えば黒色のナ
イロンのような化学繊維を１mmピッチの等間隔で張設
し、平行格子としたものである。モアレ縞発生用スリッ
ト３ａは光源１の前方に配設され、モアレ縞発生用スリ
ット３ｂはＣＣＴＶカメラ２の前方に配設される。 【００１４】Ａ／Ｄ変換部４は、ＣＣＴＶカメラ２の送
出する映像信号を逐次デジタル画像化し、デジタル画像
化した画像データを出力する。画像メモリ５は、デジタ
ル画像化された画像データを記憶するもので、第１の画
像メモリ５ａと第２の画像メモリ５ｂとを備える。記憶
制御部６は、第１の画像メモリ５ａに格納されている１
フレーム分の画像データを第２の画像メモリ５ｂへ移し
替えるとともに、Ａ／Ｄ変換部４が新たにデジタル画像
化した最新の１フレーム分の画像データを第１の画像メ
モリ５ａへ格納する。 【００１５】解析手段７は、第１の画像メモリ５ａに格
納されている１フレーム分の画像と、第２の画像メモリ
５ｂに格納されている１フレーム分の画像とを比較解析
するものであり、このものにあっては相関演算手段７ａ
と睡眠状態推定手段７ｂとを備える。 【００１６】相関演算手段７ａは、第１の画像メモリ５
ａに格納されている１フレーム分の画像データと、第２
の画像メモリ５ｂに格納されている１フレーム分の画像
データとに基づいて、第１の画像メモリ５ａに格納され
ている１フレーム分の画像と、第２の画像メモリ５ｂに
格納されている１フレーム分の画像との相関値を逐次算
出する。相関演算手段７ａとしては、ＦＡ（factory au
tomation）用途によく用いられるパターンマッチング回
路を用いる。睡眠状態推定手段７ｂは、相関演算手段７
ａの出力する相関値を逐次監視し、この相関値の変動に
基づき被検体の睡眠状態を推定する。 【００１７】上述のような睡眠状態監視装置にあっては
次のように動作する。すなわち、光源１はモアレ縞発生
用スリット３ａを透して被検体Ｍを照明する。ＣＣＴＶ
カメラ２は、モアレ縞発生用スリット３ａを透った光が
照明する被検体Ｍを、モアレ縞発生用スリット３ｂを透
して撮像する。従って、ＣＣＴＶカメラ２の撮像する映
像には、被検体Ｍの高さ情報を等高線で示すモアレ縞が
現れている。 【００１８】このモアレ縞の現れている画像の映像信号
はＡ／Ｄ変換部４へ逐次入力される。Ａ／Ｄ変換部４
は、映像信号を逐次デジタル画像化し、１フレーム分の
画像データをつくりあげ、つくりあげた旨を記憶制御部
６へ通知する。すると、記憶制御部６は、第１の画像メ
モリ５ａに格納されている１フレーム分の画像データを
第２の画像メモリ５ｂへ移すとともに、Ａ／Ｄ変換部４
のデジタル画像化した画像データを第１の画像メモリ５
ａへ格納し、画像データの移し替えと新たな画像データ
の格納の完了した旨を解析手段７へ通知する。 【００１９】解析手段７の相関演算手段７ａは、第１の
画像メモリ５ａに格納されている１フレーム分の画像デ
ータと、第２の画像メモリ５ｂに格納されている１フレ
ーム分の画像データとに基づいて、第１の画像メモリ５
ａに格納されている１フレーム分の画像と、第２の画像
メモリ５ｂに格納されている１フレーム分の画像との相
関値ρn を算出し、睡眠状態推定手段７ｂへ出力する。
この睡眠状態監視装置は、上述のような動作を繰り返し
行っている。 【００２０】睡眠状態推定手段７ｂは、逐次算出されて
くる新たな相関値ρn を含めながら、今迄の相関値ρn,
ρn-1,ρn-2,…の変化に基づいて、つまりモアレ縞を含
めて今迄の画像の変化を総合的に判断し、患者Ｍの睡眠
状態を判定する。例えば、睡眠状態推定手段７ｂは、相
関値ρn,ρn-1,ρn-2,…に振幅が略一定で、且つその周
期が通常の人間が睡眠中に呼吸を行うときの周期と略等
しければ、その患者はベッド内に居て、通常に呼吸を行
っていると判断する。 【００２１】上述の解析手段７の動作を、図２乃至図４
を用いて、視覚的に説明する。図２は、ベッドＢで布団
Ｃを掛けて寝ている患者ＭをＣＣＴＶカメラ２で撮像し
た画像を示し、布団Ｃの上に環状のモアレ縞Ｈが６重に
生じている。 【００２２】患者Ｍが呼吸を行い、息を吸って胸や腹を
膨らませると、布団Ｃがその分持ち上がり、図３（ａ）
のように６重であったモアレ縞Ｈは、図３（ｂ）のよう
に７重の拡大したモアレ縞Ｈに変化する。その後、患者
Ｍが息を吐き、胸や腹を窄めると、布団Ｃがその分沈
み、図３（ｂ）のように７重であったモアレ縞Ｈは、図
３（ａ）のような６重のモアレ縞Ｈに再び戻る。 【００２３】このように、モアレ縞Ｈは、患者Ｍの呼吸
などによる微動に応じて、その縞間隔、縞数、縞の形状
が変化する。そして、呼吸によるモアレ縞Ｈの変化は非
常に小さいため、相関値は総じて高く、その過程でも、
息を吸い切ったまたは息を吐き切った瞬間には、動きが
一瞬止まるためモアレ縞Ｈの変化が殆ど無くなり、相関
値ρは極大値を示す。逆に、息を吸ったり吐いたりして
いる途中では、モアレ縞Ｈの変化は若干有り、相関値ρ
は相対的に低下する。また、患者Ｍが大きく寝返りなど
で動いた場合、モアレ縞Ｈのパターンは大きくずれ、そ
の相関値は非常に低くなることになる。 【００２４】そこで、睡眠状態推定手段７ｂは、相関演
算手段７ａから逐次受け取った相関値ρn,ρn-1,ρn-2,
…をグラフ化した場合、図４に示すようなグラフになっ
たとすると、例えば次のように分析する。すなわち、睡
眠状態推定手段７ｂは、時刻ｔ0 〜ｔ1 にかけては、比
較的高い相関値を保ちつつ、しかもその相関値は周期的
に変化していて、その周期も通常の場合と等しい、従っ
て、患者Ｍはベッド内に居て健康な状態で呼吸を行って
いると判断する。なお、呼吸周期は、時刻ｔ0〜ｔ1 に
おける２周期Ｔとして求めることができる。もしもこの
とき、患者Ｍの呼吸周期が通常より短いときは、患者Ｍ
の容態が変化していると判断する。 【００２５】また、睡眠状態推定手段７ｂは、時刻ｔ1
〜ｔ2 にかけての短い期間ではあるが相関値が極めて低
くなっていて、時刻ｔ2 以降は再び時刻ｔ0 〜ｔ1 にか
けての場合と同様、比較的高い相関値を保ちつつ、しか
もその相関値は周期的に変化していてその周期も通常の
場合と等しい、従って、時刻ｔ1 〜ｔ2 にかけて患者Ｍ
は寝返りを打って、再び健康な状態で呼吸を行っている
と判断する。また、もしも、大きな相関値の低下が頻繁
に生じる場合は、患者Ｍは覚醒して動いていると判断す
る。 【００２６】 【発明の効果】 請求項１記載の発明によれば、被検体
である患者が覚醒しているか睡眠しているか、被検体で
ある患者の呼吸は正常か異常かなどの患者の睡眠状態を
非接触にて監視できる、優れた睡眠状態監視装置を提供
できるという効果を奏する。 【００２７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施の形態の睡眠状態監視装置
を示す概略ブロック図である。 【図２】上記睡眠状態監視装置の撮像手段が撮像した映
像を示す概略説明図である。 【図３】モアレ縞の変化を示す説明図である。 【図４】相関値の変化から睡眠状態を監視する方法を示
す説明図である。 【符号の説明】 １ 光源 ２ 撮像手段 ３ａ モアレ縞発生用スリット ３ｂ モアレ縞発生用スリット ４ Ａ／Ｄ変換部 ５ａ 第１の画像メモリ ５ｂ 第２の画像メモリ ６ 記憶制御部 ７ 解析手段 ７ａ 相関演算手段 ７ｂ 睡眠状態推定手段 Ｍ 被検体
を示す概略ブロック図である。 【図２】上記睡眠状態監視装置の撮像手段が撮像した映
像を示す概略説明図である。 【図３】モアレ縞の変化を示す説明図である。 【図４】相関値の変化から睡眠状態を監視する方法を示
す説明図である。 【符号の説明】 １ 光源 ２ 撮像手段 ３ａ モアレ縞発生用スリット ３ｂ モアレ縞発生用スリット ４ Ａ／Ｄ変換部 ５ａ 第１の画像メモリ ５ｂ 第２の画像メモリ ６ 記憶制御部 ７ 解析手段 ７ａ 相関演算手段 ７ｂ 睡眠状態推定手段 Ｍ 被検体
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(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０４Ｎ 7/18 Ａ６１Ｂ 5/10 ３１０Ｚ
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
A61B 5/00 - 5/14
G01B 11/24
G08B 25/00
H04N 7/18
G06T 1/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】被検体を赤外照明する光源と、 被検体を撮像する撮像手段と、光源と撮像手段との前方
に配置されるモアレ縞発生用スリットと、 撮像手段からの映像信号を受けて１フレームごとに逐次
デジタル画像化するＡ／Ｄ変換部と、 デジタル画像化された画像データを１フレームごとに記
憶する第１の画像メモリと、 デジタル画像化された画像データを１フレームごとに記
憶する第２の画像メモリと、 第１の画像メモリに記憶されている画像データを１フレ
ームごとに第２の画像メモリへ移すとともにＡ／Ｄ変換
部のデジタル画像化した画像データを最新の１フレーム
ごとに第１の画像メモリへ格納する記憶制御部と、第１の画像メモリが記憶する１フレーム画像と第２の画
像メモリの記憶する１フレーム画像との相関値を逐次算
出する相関演算手段、ならびに、前記相関値の変動に基
づいて被検体の睡眠状態を推定する睡眠状態推定手段を
含んで構成され、第１の画像メモリが記憶する画像と第
２の画像メモリの記憶する画像とを比較解析する解析手
段と、 を具備し、 睡眠状態推定手段は、 相関値の振幅変遷を時系列変化としてデータ化してお
り、 相関値の時系列振幅が略一定で、且つその周期が通常の
人間が睡眠中に呼吸を行うときの周期と略等しい場合に
は、前記被検体である患者はベッド内に居て、通常に呼
吸を行っていると判断し、 相関値の時系列振幅が略一定であっても、その周期が通
常の人間が睡眠中に呼吸を行うときの周期より短い場合
には、前記被検体である患者はベッド内に居たままで容
態が変化していると判断し、 また、前記被検体である患者がベッド内に居て通常に呼
吸を行っている場合と比べて極めて低い相関値の時系列
振幅が周期的にあらわれる場合には、前記被検体である
患者はベッド内に居て寝返りを打って再び健康な状態で
呼吸を行っていると判断し、 またさらに、相関値の時系列振幅の大きな低下が頻繁に
生じる場合は、前記被検体である患者は覚醒して動いて
いると判断する ことを特徴とする睡眠状態監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37027098A JP3531512B2 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 睡眠状態監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37027098A JP3531512B2 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 睡眠状態監視装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000189389A JP2000189389A (ja) | 2000-07-11 |
| JP3531512B2 true JP3531512B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=18496480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37027098A Expired - Lifetime JP3531512B2 (ja) | 1998-12-25 | 1998-12-25 | 睡眠状態監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3531512B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
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|---|---|---|---|---|
| JP3477166B2 (ja) * | 2000-12-07 | 2003-12-10 | 学校法人慶應義塾 | 監視装置 |
| US6841780B2 (en) * | 2001-01-19 | 2005-01-11 | Honeywell International Inc. | Method and apparatus for detecting objects |
| JP4703049B2 (ja) * | 2001-07-17 | 2011-06-15 | 住友大阪セメント株式会社 | 監視装置 |
| JP4576416B2 (ja) * | 2007-11-15 | 2010-11-10 | 住友大阪セメント株式会社 | 監視装置 |
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| RU2604701C2 (ru) * | 2011-05-30 | 2016-12-10 | Конинклейке Филипс Н.В. | Способ и устройство для мониторинга движений и дыхания множества субъектов в общей кровати |
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| EP3628213A1 (en) * | 2018-09-25 | 2020-04-01 | Koninklijke Philips N.V. | Deriving information about a person's sleep and wake states from a sequence of video frames |
-
1998
- 1998-12-25 JP JP37027098A patent/JP3531512B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000189389A (ja) | 2000-07-11 |
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