JP5682504B2 - 安否監視装置 - Google Patents
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Description
(A)体動異常が第1の時間以上継続する
(B)呼吸異常が第2の時間継続する
(C)体動有りが第3の時間以上継続する
(D)体動無し及び呼吸正常又は異常が第4の時間以上継続する状態から体動無し及び呼吸未検出が第5の時間継続する
(E)体動有りの後、第6の時間以内から第7の時間の間、体動無しと呼吸未検出とが連続する
このような構成とすれば、安否パターンとして、被検者の一般的な行動パターン(健常者の行動パターン:安否の「安」を表すパターン)であるか、異常な行動パターン(安否の「否」を表すパターン)であるかを簡単に判定することができる。
[本発明の原理的説明:図8、図9]
初めに、図8と図9とを用いて安否監視装置に搭載されているマイクロ波ドップラセンサによる信号検出の原理を説明する。 図8は、マイクロ波ドップラセンサと被検者とを示す模式的な図である。図9は、マイクロ波ドップラセンサで検出される信号波形を説明するための波形図である。
[安否監視装置の構成説明:図1、図2]
次に、図1と図2とを用いて安否監視装置の構成を説明する。 初めに、図1を用いて安否監視装置1の概念的な構成を説明する。図1は、安否監視装置1のブロック図であり、安否監視装置1は、マイクロ波ドップラセンサ3と、信号処理部4と体動呼吸検出手段5と安否パターン判定部6と安否報知手段7と報知手段8と計時部9とを備えた存在判別手段2とから構成される。
[体動呼吸検出手段の動作説明:図2〜図4]
次に図2〜図4を用いて本発明の安否監視装置の第1の実施形態の動作を説明する。 まず、体動呼吸検出手段5の動作を説明する。 図3及び図4は、図2に示す体動呼吸検出手段5の動作を説明する波形図であって、横軸は時間で縦軸は振幅を示している。
[安否パターン判定部の動作説明1]
次に、体動と呼吸とで安否を判断する安否パターン判定部6の動作を説明する。まず、体動数Tdや呼吸数Rrの判断基準は、以下に示す例を用いることができる。
・体動数Td<=10 :「体動無し」
・体動数Td>10 :「体動有り」
・体動数Td>500 :「体動異常」
呼吸数Rrは、以下のとおりである。
・区間Rで基本波データRfが検出される:「呼吸正常」
・周波数R2以上で基本波データRfが検出される:「呼吸異常」
・基本波データRfが検出されない:「呼吸未検出」
なお、これらの体動数と呼吸数による体動と呼吸の状態の区分は、体動検出手段5で行ってもよく、その場合安否パターン判定部6は、体動数と呼吸数の区分結果に基づいて以下に説明する安否判定を行う。
[パターンA]
「体動異常」が、時間t1の間続いたら「否判定」とする。 時間t1は、例えば、日中では10分間、就寝時間帯(夜間)では5分間である。
[パターンB]
「呼吸異常」が、時間t2の間続いたら「否判定」とする。 時間t2は、例えば、日中では10分間、就寝時間帯では3分間である。
[パターンC]
「体動有り」が、時間t3の間続いたら「否判定」とする。 時間t3は、例えば、日中では60分間、就寝時間帯では10分間である。
[パターンD]
「体動無し」及び「呼吸正常又は異常」が、時間t4以上(時間t2未満)続いている状態から「体動無し」及び「呼吸未検出」が、時間t5の間続いたら「否判定」とする。時間t4は、例えば、日中では5分間、就寝時間帯では3分間である。 時間t5は、例えば、日中では5分間、就寝時間帯では3分間である。
[パターンE]
「体動有り」の後、時間t6以内から、時間t7の間連続して「体動無し」と「呼吸未検出」とが続いたら「否判定」とする。 時間t6は、例えば、日中では2分間、就寝時間帯では2分間である。 時間t7は、例えば、日中では60分間、就寝時間帯では20分間である。
[安否パターン判定部の動作説明2:図5]
次に、図5を用いて安否パターン判定部6の別の動作を説明する。 この動作は、安否パターンの緊急性、生死重要度が異なるため、各パターンに応じた安否ポイントを予め設定し、1日の安否ポイントの合計を安否レベルとして出力するという動作である。
[安否報知手段の動作説明:図2〜図4]
次に、安否報知手段7の動作を説明する。 安否パターン判定部6から出力された安否パターンデータAsは、一旦記憶部71に記憶され、記憶部71から安否パターン記憶データSdとして読み出され通報判断部72に出力される。 通報判断部72は、入力された安否パターン記憶データSdが通報を要するレベルか否か判断する。
[外観説明:図7]
次に、図7を用いて安否監視装置1の外観を説明する。 図7において、81は表示器、82は通話装置であり、報知手段8を構成する要素である。83及び84は操作スイッチである。 図7に示すように、安否監視装置1はデスクトップ型のフォトフレームに近い外観を有し、上部にはマイクロ波ドップラセンサ3が収納され、前面には報知手段8の表示器81と通話装置82と操作スイッチ83,84とが設けられている。
[第1の実施形態の動作フローの説明:図2、図6]
次に、図2及び図6を用いて、安否監視装置1の動作フローを詳述する。 図6は安否監視装置1の動作を説明する動作フローである。以下に詳述する。
S2は、マイクロ波デジタルデータMdから体動数Tdを出力するマクロルーチンである。以下に詳述する。
以下の2つの条件で体動積算値を計数する。(S22) ΔV > 0.05V(+閾値に相当する) ΔV < −0.05V(−閾値に相当する) この0.05Vという値は、閾値であって一例である。安否監視装置を設置した環境の環境ノイズを除外するために、実験などで決めるものである。
30secの体動数に応じた判断をする。(S24) 体動数>10なら「体動有り」判定。 体動数<=10なら「体動無し」判定。 体動数>500なら「体動異常」判定。
S5は、記憶部71のデータファイルに記憶するルーチンである。 30sec間の結果を日付や時間と共に24時間形式のデータファイルに保存する。また、日付、時間、体動数、体動数積算値、 呼吸数、等に加え、呼吸周波数分布値、呼吸スペクトル値も必要に応じ記憶する。(S5)
S6は、通報し表示するルーチンである。 安否パターン記憶データSdの内容に応じ、また必要に応じ過去の安否パターン記憶データSdの内容を参照し、緊急の場合は通報データNを発信する。(S6)
以上のステップによって、大きな体動を有しないような、寝ながら長時間TVを視聴しているときなどに被験者に起こる異常の検出や健康状態の異常検出が困難であった従来方式の欠点が克服される。
次に、図10を用いて、安否監視装置の第2の実施形態について説明する。 第2の実施形態である安否監視装置100は、安否報知手段7に通信部73の機能が正常であることを監視する通信監視部73aを加え、安否監視動作をより信頼性の高いものにしたものである。
[第2の実施形態の効果説明]
安否監視装置の最も重要な機能は、安否を監視する機能と情報を外部に発信する機能である。一人住まいの高齢者など単独で生活を営む人にとっては、外部との接点が唯一の命綱にも相当する要素である。安否監視装置が被験者の様子を正しく監視できたとしても、その状況を外部に伝える安否報知手段が正しく動作していなければ意味がない。そこで、通信監視部により通信機能の監視をすれば、安否監視装置の信頼性がより高まるといえる。
上述した各実施形態の安否監視装置1,100においては、図12に示すように、マイクロ波ドップラセンサ3と信号処理部4と計時部9と体動呼吸検出手段5とを一体的なセンサユニット300として形成し、安否パターン判定部6と安否報知手段7と報知手段8とを、センサユニット300とは別体のサーバ400に備え、センサユニット300とサーバ400とを通信回線600で結んだ構成としてもよい。
・体動数Td<=10(10以下)のとき「体動無し」
・体動数Td>10(10超え)のとき「体動有り」
・体動数Td>500(500超え)のとき「体動異常」
とする。
・区間Rで基本波データRfが検出されたとき「呼吸正常」
・周波数R2以上で基本波データRfが検出されたとき「呼吸異常」
・基本波データRfが検出されないとき「呼吸未検出」
とする。
[センサユニットが複数の構成]
さらに、サーバ400では、多数のデータを並列的あるいは一括的に処理することもできるため、単一のサーバ400に複数のセンサユニット300,300,…を組み合わせた安否監視装置1,100を構成することができる。
(1)パターンA(異常活動)
各センサユニット300A,300B,300C,300Dからそれぞれ入力された体動数Tdに基づいた判定であり、まず、各センサユニット300A,300B,300C,300Dから入力された体動数Tdごとの判定を行う。
(2)パターンB(異常呼吸)
各センサユニット300A,300B,300C,300Dからそれぞれ入力された呼吸数Rrに基づいた判定であり、まず、各センサユニット300A,300B,300C,300Dから入力された呼吸数Rrごとの判定を行う。
(3)パターンC(長時間活動)
各センサユニット300A,300B,300C,300Dからそれぞれ入力された体動数Tdに基づいた判定であり、まず、各センサユニット300A,300B,300C,300Dから入力された体動数Tdごとの判定を行う。
(4)パターンD(体動・呼吸消失)
各センサユニット300A,300B,300C,300Dからそれぞれ入力された体動数Tdおよび呼吸数Rrに基づいた判定であり、まず、各センサユニット300A,300B,300C,300Dから入力された体動数Tdおよび呼吸数Rrごとの判定を行う。
(5)パターンE(異常外出)
各センサユニット300A,300B,300C,300Dからそれぞれ入力された体動数Tdおよび呼吸数Rrに基づいた判定であり、まず、各センサユニット300A,300B,300C,300Dから入力された体動数Tdおよび呼吸数Rrごとの判定を行う。
2 存在判別手段
3 マイクロ波ドップラセンサ
31 マイクロ波送信機
32 マイクロ波受信機
33 マイクロ波復調器
4 信号処理部
41 帯域制限回路
42 AD変換回路
5 体動呼吸検出手段
51 体動計数部
511 時間微分回路
512 閾値比較回路
513 体動計数回路
52 呼吸検出部
521 FFT回路
522 基本波検出回路
523 呼吸計数回路
6 安否パターン判定部
7、7a 安否報知手段
71 記憶部
72 通報判断部
73 通信部
73a 通信監視部
8 報知手段
81 表示器
82 通話装置
83、84 操作スイッチ
9 計時部
10 被検者
10a 呼吸筋
M マイクロ波
Ma マイクロ波ドップラシフト信号
Ms マイクロ波帯域制限信号
Md マイクロ波デジタルデータ
Dd マイクロ波時間変化率データ
Cd 有効体動信号
Cm 通話データ
Td 体動数
Fs 周波数分布データ
Rf 基本波データ
Rr 呼吸数
As 安否パターンデータ
Si 安否情報
Sd 安否パターン記憶データ
Ed 通報指示信号
Hk 機能点検信号
Al アラーム信号
T1 第1計時信号
T2 第2計時信号
T3 第3計時信号
N 通報データ
Eme マイクロ波電気信号
Emr 受信マイクロ波電気信号
Claims (18)
- 被検者の生体情報を収集して被検者の安否を監視する安否監視装置において、
前記被検者にマイクロ波を照射し、そのドップラシフトした反射波から、前記被検者の体動と呼吸とを検出し、所定時間内の体動数と呼吸数とから前記被検者の安否を監視することを特徴とする安否監視装置。 - 前記被検者の前記体動数と前記呼吸数とに関する安否情報を出力する体動呼吸検出手段と、前記安否情報を入力して前記被験者の安否判定を行って安否パターンデータを出力する安否パターン判定部と、を有することを特徴とする請求項1に記載の安否監視装置。
- 前記安否パターン判定部は、前記安否情報が複数の安否パターンに該当するか否かに応じて前記被験者の安否を判定し、前記安否の判定結果に応じた安否パターンデータを出力することを特徴とする請求項2に記載の安否監視装置。
- 前記安否パターン判定部は、前記複数の安否パターンのそれぞれに前記被験者の緊急度に応じた安否ポイントを設定し、前記複数の安否パターンのいずれかに該当するときは否を表す判定としてそれぞれの安否パターンに設定された安否ポイントを付与し、所定期間に付与された前記安否ポイントを累積することにより安否レベルを判定し、前記安否レベルを前記安否パターンデータに組み込んで出力することを特徴とする請求項2または3に記載の安否監視装置。
- 前記安否パターンデータを入力して通報データを出力する安否報知手段を有し、
前記安否報知手段は、前記安否パターンデータを記憶するとともに安否パターン記憶データとして出力する記憶部と、前記安否パターン記憶データを入力として通報指示信号を出力する通報判断部と、前記通報指示信号を入力として前記通報データを出力する通信部と、を備えたことを特徴とする請求項2から4のうちいずれか1項に記載の安否監視装置。 - 前記マイクロ波ドップラセンサと前記体動呼吸検出手段とがセンサユニットとして形成され、
前記安否パターン判定部と前記安否報知手段とが、前記センサユニットとは別体のサーバに備えられ、
前記センサユニットと前記サーバとは、有線または無線の通信回線で結ばれていることを特徴とする請求項5に記載の安否監視装置。 - 前記体動呼吸検出手段が出力する安否情報は、所定時間の前記体動数と前記呼吸数とに基づいて体動の状態と呼吸の状態とをそれぞれ区分した結果であることを特徴とする請求項2から6のうちいずれか1項に記載の安否監視装置。
- 前記センサユニットは、複数設置され各々のセンサユニットごとにセンサIDを有し、
前記各センサユニットは、前記センサIDと前記安否情報とを含むデータを前記サーバに送信し、
前記サーバは、受信したデータに含まれる前記センサIDに基づいて、被験者とセンサユニットの組み合わせを特定して、被験者ごとに前記安否パターン判定部により安否判定を行うことを特徴とする請求項6または7に記載の安否監視装置。 - 前記複数のセンサユニットは互いに異なる場所に設置され、
前記サーバは、前記複数のセンサユニットからそれぞれ送信された安否情報を組み合わせた安否情報を出力するデータマージ部を備え、
前記安否パターン判定部は、前記データマージ部から出力された前記安否情報を入力して安否判定を行って前記安否パターンデータを出力することを特徴とする請求項6から8のうちいずれか1項に記載の安否監視装置。 - 前記安否報知手段は、前記安否パターンデータが否判定の場合に前記安否レベルを含む前記通報データを出力し、前記安否レベルに応じて前記通報データによる前記被験者へ安否確認の問い合わせの内容を異ならせることを特徴とする請求項5から9のうちいずれか1項に記載の安否監視装置。
- 前記マイクロ波を照射するマイクロ波発信器と、前記反射波を受信するマイクロ波受信器と、前記反射波に基づいてマイクロ波ドップラシフト信号を出力するマイクロ波復調器と、前記マイクロ波ドップラシフト信号を入力してマイクロ波デジタルデータを出力する信号処理部と、を備え、
前記体動呼吸検出手段は、前記マイクロ波デジタルデータを入力して微分処理を行なって前記被検者の前記体動数を出力する体動計数部と、前記マイクロ波デジタルデータを入力してFFT処理を行なって前記被検者の前記呼吸数を出力する呼吸検出部と、を備え、
前記体動計数部は、前記マイクロ波デジタルデータの時間変化率を算出してマイクロ波時間変化率データとして出力する時間微分回路と、前記マイクロ波時間変化率データと予め定められた値とを比較し前記予め定められた値を超える前記マイクロ波時間変化率データを有効体動信号として出力する閾値比較回路と、前記有効体動信号の単位時間当たりの数を計数し前記体動数として出力する体動計数回路と、を備え、
前記呼吸検出部は、前記マイクロ波デジタルデータをFFT変換し周波数分布データとして出力するFFT回路と、前記周波数分布データを入力して呼吸に係わる基本波データを出力する基本波検出回路と、前記基本波データの単位時間当りの数を計数し前記呼吸数として出力する呼吸計数回路と、を備えたことを特徴とする請求項2から10のうちいずれか1項に記載の安否監視装置。 - 前記マイクロ波を照射するマイクロ波発信器と、前記反射波を受信するマイクロ波受信器と、前記反射波に基づいてマイクロ波ドップラシフト信号を出力するマイクロ波復調器と、前記マイクロ波ドップラシフト信号を入力してマイクロ波デジタルデータを出力する信号処理部と、を備え、
前記体動呼吸検出手段は、前記マイクロ波デジタルデータを入力して微分処理を行なって前記被検者の前記体動数を出力する体動計数部と、前記マイクロ波デジタルデータを入力してFFT処理を行なって前記被検者の前記呼吸数を出力する呼吸検出部と、を備えたことを特徴とする請求項2から10のうちいずれか1項に記載の安否監視装置。 - 前記予め定められた値を変化させる体動閾値設定部を備え、前記閾値比較回路は、前記体動閾値設定部により変化された値を超える前記マイクロ波時間変化率データを有効体動信号として出力するものであり、
任意の値を設定可能の呼吸閾値設定部を備え、前記基本波検出回路は、前記FFT回路から出力された周波数分布データのうち、強度が前記呼吸閾値設定部により設定された前記任意の値を超える周波数分布データに基づいて前記基本波データを出力するものであることを特徴とする請求項11または12に記載の安否監視装置。 - 前記体動閾値設定部および前記呼吸閾値設定部は、前記マイクロ波ドップラセンサが設置される条件に応じて異なる閾値を設定することを特徴とする請求項13に記載の安否監視装置。
- 前記安否パターン判定部が前記安否レベルを判定する所定期間は1日であることを特徴とする請求項4に記載の安否監視装置。
- 複数の安否パターンによる安否判定は、下記(A)〜(E)のいずれかに該当するときは否を表す判定とし、いずれにも該当しないときに安を表す判定とすることを特徴とする請求項3から5、15のうちいずれか1項に記載の安否監視装置。
(A)体動異常が第1の時間以上継続する
(B)呼吸異常が第2の時間継続する
(C)体動有りが第3の時間以上継続する
(D)体動無し及び呼吸正常又は異常が第4の時間以上継続する状態から体動無し及び呼吸未検出が第5の時間継続する
(E)体動有りの後、第6の時間以内から第7の時間の間、体動無しと呼吸未検出とが連続する - 前記第1から第5及び第7の時間は、日中と就寝時間帯とで長さが異なることを特徴とする請求項16に記載の安否監視装置。
- 前記安否報知手段は、通報データを出力する通信部と、前記通信部の通信機能を監視する通信監視部を備えたことを特徴とする請求項1から17のうちいずれか1項に記載の安否監視装置。
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