JP4300421B2 - 生体情報検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、クライアントの生体情報を検出して演算処理する生体情報検出装置において、他クライアントからの影響や使用機器からの影響を補正する技術に関する。

クライアントの生活情報、特に睡眠段階情報に基づいてクライアントの使用する機器、例えばベッドやエアコン、照明具等を最適状態に操作するシステムに関連する先行技術文献としては次のようなものがある。

特開２００３−３３９６７４号公報

特許文献１に開示された技術は、無拘束で得られる生体情報を利用し、国際的基準である睡眠の６段階に準拠した、現在の睡眠段階が６段階のどこであるかを、名義的な尺度で精度よくリアルタイムに推定する方法及びその方法を用いた装置であり、無拘束型生体センサで測定される生体の心拍変動情報並びに体動情報に基づき、睡眠の段階を名義的尺度で同定することを特徴としている。

図２により、特許文献１の睡眠段階推定手段１９に開示されている技術で検出可能なクライアントの各種生体情報についての概要を説明する。クライアント３が就寝するエアマットレス１の圧力変動を無拘束型センサ４で検出し、フィルタ手段５を介して心拍、呼吸、いびきを抽出する。

これら生体情報及び赤外線カメラ１０の画像信号を入力する画像処理手段１１により得られる体動情報が点線のブロック９で示される睡眠段階推定演算部に入力され、信号処理されて心拍情報Ｉｂ、連続的睡眠段階情報Ｓｃ、名義的尺度による６段階睡眠情報Ｓａ、体動情報Ｉｍ、いびき情報Ｉｓ、呼吸情報Ｉｒが得られる。信号処理のアルゴリズムについては特許文献１に詳述されているので、ここでは説明を省く。

睡眠段階推定演算部９より得られるこれら生体情報は、記憶保持手段１８に保持されその総合情報Ｓｉを利用してクライアントの状態監視、データ記録、緊急通報、快適環境を維持するための機器制御等を実行する。特許文献１には、各種の機器制御の例が開示されている。

従来の生体情報検出装置では、生体情報検出対象のクライアントは一人だけを対象としている。ダブルベッド等に複数人が近接して寝ている場合には、自分の生体情報の検出信号に別の人の生体情報が重畳されてノイズとなり、自分の生体情報だけを精度良く検出することが困難な場合がある。

従って本発明が解決しようとする課題は、複数人が近接して生活している場合でも、他人の生体情報の影響を極力小さくして、自己の生体情報を精度良く抽出できる生体情報検出装置を実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明の構成は次の通りである。
（１）クライアントの生体情報を検出して演算処理する生体情報検出装置において、
前記クライアントの生体情報を検出する第１の無拘束型センサと、
前記クライアントと近接して生活する少なくとも一人の他のクライアントの生体情報を検出する少なくとも一台の第２の無拘束型センサと、
この第２の無拘束型センサの出力に対して所定の演算を実行するノイズ補正手段と、
前記第１の無拘束型センサの出力より前記ノイズ補正手段の出力を減算する演算手段と、
を備えたことを特徴とする生体情報検出装置。

（２）前記ノイズ補正手段は、前記第２の無拘束型センサの出力に対するゲイン調整及び位相調整の少なくともいずれかの演算を実行することを（１）に記載の生体情報検出装置。

（３）前記無拘束センサは、クライアント毎に設置されていることを特徴とする（１）又は（２）に記載の生体情報検出装置。

以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
（１）クライアントの個人別の生体情報の検出精度を高めることができ、この情報を用いた生活支援機器の制御性を向上させることができる。
（２）複数人全体ではなく、クライアント一人一人に対してきめ細かな制御が可能になる。

以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は本発明を適用した生体情報検出装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。図２で説明した従来装置と同一要素には同一符号を付し、説明を省略する。以下、本発明の特徴部につき説明する。

図１は、複数のクライアントが近接して生活する環境に本発明を適用した実施形態を示し、簡単のためにクライアントは二人の場合を例示している。１ａ，１ｂは、共通のベッドに近接して配置されたエアマットレスであり、クライアント３ａ（Ａさん），３ｂ（Ｂさん）が使用する。

クライアントＡさんの生体情報検出を主体にすれば、Ｂさんの生体情報の影響はＡさんの生体情報検出信号に対してノイズとなる。逆にクライアントＢさんの生体情報検出を主体にすれば、Ａさんの生体情報の影響はＢさんの生体情報検出信号に対してノイズとなる。

４ａはＡさんの使用するエアマットレス１ａに接続された無拘束型センサであり、ｆ（ｔ）はその検出信号である。４ｂはＢさんの使用するエアマットレス１ｂに接続された無拘束型センサであり、ｇ（ｔ）はその検出信号である。ここで、クライアントＡさんの生体情報検出を主体にすれば、４ａは第１の無拘束型センサ、４ｂは第２の無拘束型センサであり、クライアントＢさんの生体情報検出を主体にすれば、４ｂは第１の無拘束型センサ、４ａは第２の無拘束型センサである。

１００ａは、無拘束型センサ４ａの出力ｆ（ｔ）に対するノイズ補正手段であり、無拘束型センサ４ｂの出力ｇ（ｔ）に所定の演算を実行する。１００ｂは、無拘束型センサ４ｂの出力ｇ（ｔ）に対するノイズ補正手段であり、無拘束型センサ４ａの出力ｆ（ｔ）に所定の演算を実行する。

ノイズ補正手段１００ａは、無拘束型センサ４ｂの出力ｇ（ｔ）に対するゲイン調整及び位相調整の少なくともいずれかの演算を実行する。ノイズ補正手段１００ａにおいて、ゲイン調整係数をＡｂ、位相補正量をＡβとすれば、ノイズ補正手段１００ａの演算出力は、
Ａb・ｇ(ｔ＋Ａβ)である。

同様に、ノイズ補正手段１００ｂは、無拘束型センサ４ａの出力ｆ（ｔ）に対するゲイン調整及び位相調整の少なくともいずれかの演算を実行する。ノイズ補正手段１００ｂにおいて、ゲイン調整係数をＢａ、位相補正量をＢαとすれば、ノイズ補正手段１００ｂの演算出力は、
Ｂａ・ｆ(ｔ＋Ｂα)
である。

２００ａは無拘束型センサ４ａの出力ｆ（ｔ）とノイズ補正手段１００ａの差を算出する演算手段であり、その出力は、
ｆ（ｔ）−Ａb・ｇ(ｔ＋Ａβ)
である。この信号がフィルタ手段５ａに入力され、Ｂさん側からの体動情報の影響が補正されたＡさんの生体情報である心拍、呼吸、イビキ、体動情報が抽出される。

２００ｂは無拘束型センサ４ｂの出力ｇ（ｔ）とノイズ補正手段１００ｂの差を算出する演算手段であり、その出力は、
ｇ（ｔ）−Ｂａ・ｆ(ｔ＋Ｂα)
である。この信号がフィルタ手段５ｂに入力され、Ａさん側からの体動情報の影響が補正されたＢさんの生体情報である心拍、呼吸、イビキ、体動情報が抽出される。

係数Ａb、Ｂa、は、主として各センサ間のお互いの間の距離によって決定づけられる。位相Ａβ、Ｂαは、主としてゲインノイズ補正手段１００ａ、１００ｂの位相特性によって決定づけられる。

本発明を利用すれば、複数人が同時に使用する一つの装置・機器・システム（例：ダブルベッド、電気カーペット）に複数のセンサを設置し、複数人の生体情報を検出して、複数人全体ではなく各人個別に対応して生活機器を精度よく制御することができる。

制御動作としては、電気毛布・電気カーペットの温度制御、睡眠時無呼吸防止用枕の変形動作制御、照明の照度制御、音響映像機器の音量制御等である。

図１に示した実施形態では、簡単のため複数クライアントを二人とした場合を説明したが、クライアント数は任意である。ｎ人とした場合には、夫々に対してノイズ補正手段はｎ台、演算手段もｎ台の構成となる。各演算手段は、自己以外のクライアントの生体情報を演算する（ｎ−１）台のノイズ補正手段からの信号を入力して自己の生体情報検出信号と減算演算を実行する。

本発明を適用した生体情報検出装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。 特許文献１に開示されている睡眠段階推定手段の機能ブロック図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ エアマットレス
３ａ，３ｂ クライアント
４ａ，４ｂ 無拘束型センサ
５ａ，５ｂ フィルタ手段
１００ａ，１００ｂ ノイズ補正手段
２００ａ，２００ｂ 演算手段

Claims (3)

1. クライアントの生体情報を検出して演算処理する生体情報検出装置において、
   前記クライアントの生体情報を検出する第１の無拘束型センサと、
   前記クライアントと近接して生活する少なくとも一人の他のクライアントの生体情報を検出する少なくとも一台の第２の無拘束型センサと、
   この第２の無拘束型センサの出力に対して所定の演算を実行するノイズ補正手段と、
   前記第１の無拘束型センサの出力より前記ノイズ補正手段の出力を減算する演算手段と、
   を備えたことを特徴とする生体情報検出装置。
2. 前記ノイズ補正手段は、前記第２の無拘束型センサの出力に対するゲイン調整及び位相調整の少なくともいずれかの演算を実行することを特徴とする請求項１に記載の生体情報検出装置。
3. 前記無拘束センサは、クライアント毎に設置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の生体情報検出装置。

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