JP5842543B2 - 安否監視装置 - Google Patents

Description

本発明は、ひとり住まいの高齢者など単独で生活を営む人の日々の生活状態や健康状態の異常などを検出し、総合的な身体状態を監視する安否監視装置に関するものである。

近年、社会構造が複雑化し、単独で生活を営む人が増えている。例えば、単身赴任者や通学に便利な場所に単身で住む学生、いわゆる独居高齢者などである。独居高齢者とは、様々な事情により単独で生活を営むことを余儀なくされた高齢の人である。

このような単独生活者のうち独居高齢者の中には、家族との結びつきが希薄であるなどの理由で、親族の誰とも連絡を殆どしない人もいる。このような人が地域社会にも溶け込むことなく、かつ地域活動にも参加しない場合は、他者との接触が殆どない隔絶状態となってしまう。

そして、そのような隔絶状態の人は、直近でその人の状態を把握できる人がいないため、健康状態や安否などの確認に時間を要することが多く、その人が体調を崩すなどしたときは、適切な対応が遅れるおそれがあった。

そこで、例えば、赤外線センサを用いて、部屋の中に人がいるか否か、あるいはその人の移動を検出する技術が提案されている（特許文献１）。

特開平１１−３４６２７０号公報（第３〜５頁、図１等）

ここで、特許文献１に開示された先行技術は、人体が発する体温を赤外線センサで検出することで人体の有無を検知するものであるため、例えば座った状態で読書をしている場合等殆ど静止状態でありながら容体が急に悪くなった場合などでは、その容体の悪化状態を検出することはできない。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、体温によっては検知できない体動や呼吸の異常等を適切に検出することで、人体の安否を監視することができる安否監視装置を提供することを目的とする。

本発明に係る安否監視装置は、被検者にマイクロ波を照射して、被検者の動きに応じてドップラシフトした反射波に基づいて被検者の体動等を検出することで被検者が正常（安静状態）状態か異常状態かの安否を監視するものである。

また、本発明に係る安否監視装置は、体動の検出レベルが被検者とマイクロ波ドップラセンサとの間の距離に応じて変化するため、被検者とマイクロ波ドップラセンサとの間の距離範囲に応じて、安否の区分を判定するために設定された体動数の閾値を変動させることで、体動数に基づく安否の区分を適切に特定することができ、精度の高い安否判定を行うことができる。

すなわち、本発明に係る安否監視装置は、マイクロ波を出射し、そのマイクロ波が照射された被検者からの、ドップラシフトした反射波を検出するマイクロ波ドップラセンサと、検出された前記反射波に基づいて、前記被検者の体動を検出し、検出した前記体動に基づいて体動数を得る体動検出手段と、少なくとも前記体動数に応じて前記被検者の安否を特定し、特定された前記安否に対応した安否パターンデータを出力する安否パターン判定手段と、前記マイクロ波ドップラセンサと前記被検者との間の距離範囲を特定する距離判定手段とを備え、前記安否パターン判定手段は、特定された前記距離範囲に応じて、前記安否を特定するために前記体動数に対して設定される閾値を変動させることを特徴とする。

本発明に係る安否監視装置によれば、体温によっては検知できない体動の異常等を適切に検出することで、人体の安否を精度よく監視することができる。

しかも、被検者とマイクロ波ドップラセンサとの間の距離範囲に応じて、安否の区分を判定するために設定された体動数の閾値を変動させることで、体動数に基づく安否の区分を適切に特定することができ、精度の高い安否判定を行うことができる。

本発明に係る安否監視装置の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。 （ａ）は体動波を含むマイクロ波ドップラシフト信号の一例を示す図であり、（ｂ）は体動波を省いた呼吸波と心拍波のみが含まれるマイクロ波ドップラシフト信号の一例を示す図である。 帯域制限されたマイクロ波デジタルデータをＦＦＴ処理して得られた、呼吸成分と心拍成分の周波数分布を示す図である。 心拍の検出有無と呼吸の検出有無との組み合わせに応じて特定される距離範囲、および閾値との対応関係を示す表である。 被検者とマイクロ波ドップラセンサとの間の距離ごとのマイクロ波ドップラシフト信号の一例を示す図であり、（ａ）は距離が近いとき、（ｂ）は距離が遠いとき、をそれぞれ示す。 本発明に係る安否監視装置の第１の実施形態の構成を示すブロック図である。 検出された呼吸の基本成分の強さに応じて特定される距離範囲、および閾値との対応関係を示す表である。

以下、本発明に係る安否監視装置の具体的な実施の形態について図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１に示した本発明の第１の実施形態である安否監視装置１００は、マイクロ波を出射し、そのマイクロ波が照射された被検者２００からの、ドップラシフトした反射波を検出するマイクロ波ドップラセンサ１０と、このマイクロ波ドップラセンサ１０によって検出された反射波に基づいて被検者２００の体動に対応した体動波を検出する体動検出部２０（体動検出手段）と、同じく反射波に基づいて被検者２００の心拍に対応した心拍波を検出する心拍検出部４０（心拍検出手段）と、同じく反射波に基づいて被検者２００の呼吸に対応した呼吸波を検出する呼吸検出部３０（呼吸検出手段）とを備えている。

安否監視装置１００はまた、検出された体動波に基づいて得られた体動数および呼吸波に基づいて得られた呼吸数に応じて被検者２００の安否を特定し、特定された安否に対応した安否パターンデータを出力する安否パターン判定部６０（安否パターン判定手段）と、マイクロ波ドップラセンサ１０と被検者２００との間の距離範囲を特定する距離判定部７０（距離判定手段）とを備えていて、安否パターン判定部６０は、特定された距離範囲に応じて、安否を特定するために体動数に対して設定される閾値を変動させるものとなっている。

安否監視装置１００はさらに、マイクロ波ドップラセンサ１０から出力された信号に対して帯域制限を行うとともに、デジタル信号化する帯域制限フィルタ・Ａ／Ｄコンバータ９１と、時間情報を出力する計時部９２と、安否パターン判定部６０で得られた結果を記憶する記憶部９３と、安否パターン判定部６０で得られた結果に応じて、ケアマネージャ等外部の管理者９６（管理者のパーソナルコンピュータや携帯電話等）に、その結果を通報するか否かを判定する通報判断部９４と、その通報判断部９４により通報すると判定されたとき、その通報を送信し、また管理者９６からの問い合わせ等を受信する通信部９５と、安否パターン判定部６０で得られた結果や管理者９６からの問い合わせ等を視覚的出力または音響的出力により被検者２００に報知する報知部８０（報知手段）とを備えている。

ここで、マイクロ波ドップラセンサ１０は、具体的には、マイクロ波を出射するマイクロ波発信器、マイクロ波の反射波を受信するマイクロ波受信器、およびマイクロ波復調器を備えた構成である。

マイクロ波ドップラセンサ１０には、その出力信号がアナログ信号のものとデジタル信号のものとがあるが、本実施形態の安否監視装置１００におけるマイクロ波ドップラセンサ１０は、マイクロ波復調器からアナログ信号を出力する形式ものであり、このアナログの信号出力はマイクロ波ドップラセンサ１０の外部に備えられた帯域制限フィルタ・Ａ／Ｄコンバータ９１によって帯域制限されるとともにデジタル信号化される。

マイクロ波発信器は、周波数約２．５［ＧＨｚ］のマイクロ波を被検者２００に発射するとともに、この出射したマイクロ波に対応するマイクロ波電気信号を出力する。

マイクロ波発信器から発射されたマイクロ波は、その一部が被検者２００の体表で反射されてマイクロ波受信器で受信され、他の一部が被検者２００の内部に入り、心筋等や呼吸筋等で反射され、再び被検者２００の体表を経由してマイクロ波受信器で受信される。

被検者２００の心筋等（心筋や脈拍を打つ部位等）で反射された反射波（心拍波）は、その心筋等の動き、すなわち心拍に対応した動き（心拍動）によって、照射されたマイクロ波に対して周波数がドップラシフトしたものとなっている。

同様に、被検者２００の呼吸筋等（胸郭の拡大、収縮を行う筋肉の総称であり、例えば、横隔膜、内肋間筋、外肋間筋、胸鎖乳突筋、前斜角筋、中斜角筋、後斜角筋、腹直筋、内腹斜筋、外腹斜筋、腹横筋などがある。）で反射された反射波（心拍波）は、その呼吸筋等の動き、すなわち呼吸に対応した動き（呼吸動）によって、照射されたマイクロ波に対して周波数がドップラシフトしたものとなっている。

さらに、被検者２００の体表で反射された反射波（体動波）は、その四肢や頭部、胸部、腹部等の比較的大きな部位の動き、すなわち体動によって、照射されたマイクロ波に対して周波数がドップラシフトしたものとなっている。

このように、ドップラシフトした反射波は、周期的な動きである心拍動に対応した心拍波、同じく周期的な動きである呼吸動に対応した呼吸波、周期性はほとんど無い体動に対応した体動波が含まれている。

なお、心拍動は呼吸動よりも小さい動きであり、体動は呼吸動よりも大きい動きであり、また、心拍動は呼吸動よりも高い周波数の動きである。

マイクロ波受信器は、反射されたマイクロ波を受信するとともに、この受信したマイクロ波に対応するマイクロ波電気信号を出力する。

マイクロ波復調器は、マイクロ波発信器から入力されたマイクロ波電気信号とマイクロ波受信器から入力された受信マイクロ波電気信号とに基づいて、マイクロ波ドップラシフト信号を出力する。

そして、このマイクロ波ドップラシフト信号が、例えば図２（ａ）に示したものであり、このマイクロ波ドップラシフト信号のうち、周期性がなく、かつ比較的大きな振幅の部分Ａが体動波であり、最も短い周期の周期性があって、かつ最も小さい振幅の部分Ｃが心拍波であり、心拍波よりも長い周期の周期性があって、かつ心拍波よりも大きい振幅の部分Ｂが呼吸波である。

図２（ｂ）は、呼吸波と心拍波のみが含まれるマイクロ波ドップラシフト信号を示すものであり、同図（ａ）と同様に、短い周期で、かつ小さい振幅の部分Ｃが心拍波であり、心拍波よりも長い周期で、かつ心拍波よりも大きい振幅の部分Ｂが呼吸波である。

帯域制限フィルタ・Ａ／Ｄコンバータ９１の帯域制限フィルタは、マイクロ波ドップラシフト信号のうち、心拍動、呼吸動および体動以外の動きを排除するのに適当な周波数帯域制限をかけるものであり、予め統計的。実験的に得られた心拍動、呼吸動および体動を検出するのに適した帯域制限が設定されている。

帯域制限フィルタ・Ａ／Ｄコンバータ９１のＡ／Ｄコンバータは、帯域制限されたマイクロ波ドップラシフト信号をデジタル信号のマイクロ波デジタルデータに変換する。

体動検出部２０は、帯域制限フィルタ・Ａ／Ｄコンバータ９１から出力されたマイクロ波デジタルデータを入力してマイクロ波時間変化率データを出力する時間微分処理部２１と、マイクロ波時間変化率データを入力して有効体動信号を出力する閾値比較部２２と、有効体動信号を入力して体動数を出力する体動数計数部２３とを備えている。

時間微分処理部２１が、入力されたマイクロ波デジタルデータを時間微分すると、信号の時間変化率が現れ、マイクロ波時間変化率データは、０（ゼロ）を中心にして、ある振幅範囲を増減するような波形となる。

マイクロ波時間変化率データは、閾値比較部２２によって予め定められた値、すなわち正の閾値（０より大きい＋側の閾値（＋閾値））と負の閾値（０より小さい−側の閾値（−閾値））で表される２つの閾値と比較され、予め定められた「＋閾値」、「−閾値」より大きいマイクロ波時間変化率データが、有効体動信号として閾値比較部２２より出力される。

なお、この「＋閾値」および「−閾値」は、実験などにより予め設定されている。

体動数計数部２３は、有効体動信号と、計時部９２で計時された所定時間（例えば、３０秒間）における単位時間当りの体を動かした数である体動数Ｔｄが計数され、その計数された体動数Ｔｄが、距離判定部７０および安否パターン判定部６０に出力される。

なお、所定時間は上述した例示の３０秒間に限定されるものではない。

呼吸検出部３０は、帯域制限フィルタ・Ａ／Ｄコンバータ９１から出力されたマイクロ波デジタルデータを入力して周波数分布データを出力するＦＦＴ処理部３１（ＦＦＴ（ＦＦＴ；Fast Fourier Transform（高速フーリエ変換））処理を行う）と、周波数分布データを入力して呼吸の基本成分を出力する呼吸基本波検出部３２と、呼吸の基本成分Ｒを入力して呼吸数Ｒｒを出力する呼吸数計数部３３とを備えている。

心拍検出部４０は、帯域制限フィルタ・Ａ／Ｄコンバータ９１から出力されたマイクロ波デジタルデータを入力して周波数分布データを出力するＦＦＴ処理部３１と、周波数分布データを入力して心拍の基本成分を出力する心拍基本波検出部４２と、心拍の基本成分Ｐを入力して心拍数Ｐｒを出力する心拍数計数部４３とを備えている。

なお、心拍検出部４０のＦＦＴ処理部３１は、呼吸検出部３０のＦＦＴ処理部３１を共用したものであるが、呼吸検出部３０のＦＦＴ処理部３１とは別の、心拍検出部４０専用のＦＦＴ処理部を適用してもよい。

次に、呼吸検出部３０および心拍検出部４０のＦＦＴ処理部３１は、計時部９２で計時された所定時間（例えば、３０秒間）に入力されたマイクロ波デジタルデータを蓄積し、この蓄積されたマイクロ波デジタルデータに対してＦＦＴ処理を施すことにより、周波数分布データを得、この周波数分布データを表す周波数分布は例えば図３に示すものとなる。

ここで、図３は、横軸を周波数、縦軸を強度（強さ）で表した周波数分布である。

人間の安静時における呼吸の周波数は０．２５〜０．３［Ｈｚ］程度であり、同じく人間の安静時における心拍の周波数は０．８〜３．０［Ｈｚ］程度であることは統計的に知られている。

したがって、図３において、周波数分布のうち周波数ｆ１（例えば０．０６［Ｈｚ］）から周波数ｆ２（例えば０．５［Ｈｚ］）までの範囲Ｄ１の帯域に示された分布が安静時の呼吸成分であり、呼吸基本波検出部３２が周波数分布データに対して範囲Ｄ１で呼吸成分を抽出し、これらの呼吸成分のうち強さが最も強い呼吸の基本成分Ｒを呼吸数計数部３３に出力する。

このとき、最も強いものが単発で現れているものを選ぶのではなく、２回連続で強さが上昇傾向にあり、かつ、ノイズと識別するため特定の閾値以上の条件を満たすものを選択すれば、より確度の高い基本成分Ｒとすることができるので好ましい。

なお、呼吸の基本成分Ｒが範囲Ｄ１外である周波数ｆ２を上回る範囲で探索されたときは、周波数ｆ２を上回る旨の情報とともに、その探索された呼吸の基本成分Ｒを呼吸数計数部３３に出力する。

同様に、周波数分布のうち周波数ｆ３（例えば０．８［Ｈｚ］）から周波数ｆ４（例えば３．０［Ｈｚ］）までの範囲Ｄ２の帯域に示された分布が心拍成分であり、心拍基本波検出部４２が周波数分布データに対して範囲Ｄ２で帯域制限することにより上述した心拍成分を抽出し、これらの心拍成分のうち強さが最も強い心拍の基本成分Ｐを心拍数計数部４３に出力する。

このときも、最も強いものが単発で現れているものを選ぶのではなく、２回連続で強さが上昇傾向にあり、かつ、ノイズと識別するため特定の閾値以上の条件を満たすものを選択すれば、より確度の高い基本成分Ｐとすることができるので好ましい。

なお、体動については上述したように周期性がないため、図３の周波数分布においては体動を表す体動成分が明確に出現する可能性は低い。

呼吸数計数部３３は、入力された呼吸の基本成分Ｒに基づいて、前述した所定時間（例えば３０秒間）における呼吸数Ｒｒを求め、得られた呼吸数Ｒｒは距離判定部７０と安否パターン判定部６０に入力される。

なお、呼吸の基本成分Ｒが、周波数ｆ２を上回る範囲で探索されていたときは、呼吸数Ｒｒとともにその旨を表す情報も安否パターン判定部６０に入力される。

心拍数計数部４３は、入力された心拍の基本成分Ｐに基づいて、前述した所定時間（例えば３０秒間）における心拍数Ｐｒを求め、得られた心拍数Ｐｒは距離判定部７０に入力される。

距離判定部７０は、入力された体動数Ｔｄ、心拍数Ｐｒおよび呼吸数Ｒｒに基づいて、マイクロ波ドップラセンサ１０と被検者２００との間のおおよその距離範囲を特定する。

ここで、マイクロ波ドップラセンサ１０は、動きの大きなものほど大きな振幅のマイクロ波ドップラシフト信号を得るとともに、同じ大きさの動きであっても、マイクロ波ドップラセンサ１０からの距離が遠くなるにしたがって、その検出されたマイクロ波ドップラシフト信号は小さくなる。

そして、前述したように呼吸動は心拍動よりも大きく、体動は呼吸動よりも大きいため、マイクロ波ドップラセンサ１０と被検者２００とが近いときは、心拍動、呼吸動および体動の全てが検出されるが、両者間の距離が大きくなるにしたがって、心拍動が検出されなく（計数された心拍数Ｐｒがゼロに）なり、さらに距離が大きくなると、心拍動も呼吸動も検出されなく（計数された心拍数Ｐｒおよび呼吸数Ｒｒがゼロに）なる。

したがって、距離判定部７０は、入力された心拍数Ｐｒおよび呼吸数Ｒｒに基づいて、
（ａ）心拍が有（心拍数Ｐｒが１以上）かつ呼吸が有（呼吸数Ｒｒが１以上）のとき、両者間の距離範囲は最も近接した近接距離範囲であると特定し、
（ｂ）心拍が無（心拍数Ｐｒが１未満）かつ呼吸が有（呼吸数Ｒｒが１以上）のとき、両者間の距離範囲は上記（ａ）の近接距離範囲よりも遠い中間距離範囲であると特定し、
（ｃ）心拍が無（心拍数Ｐｒが１未満）かつ呼吸が無（呼吸数Ｒｒが１未満）のとき、両者間の距離範囲は上記（ｂ）の中間距離範囲よりも遠い遠隔距離範囲であると特定する。

ここで、距離判定部７０には体動数Ｔｄも入力されているが、体動数Ｔｄは、上述した距離範囲の判定処理そのものには直接利用されるものではなく、体動数Ｔｄが１以上のとき、すなわち体動が有ることを前提として、上述した距離範囲を特定する処理を実行するものであり、体動数Ｔｄが１未満のとき、すなわち体動が無いときは、上述した距離範囲の特定処理は行わない。

なお、体動が無い（体動数Ｔｄが１未満のとき）場合に、必ずしも上述した距離範囲の特定処理を行わない、というものに限定されるものではなく、体動が無い場合にも距離範囲の特定処理を行ってもよい。

上述した近接距離範囲は例えば０〜１．０［ｍ］の範囲であり、中間距離範囲は例えば１．１〜２．０［ｍ］の範囲であり、遠隔距離範囲は例えば２．１［ｍ］以上の範囲である。

このように、本実施形態の安否監視装置１００は、入力された心拍数Ｐｒおよび呼吸数Ｒｒに基づいて、マイクロ波ドップラセンサ１０と被検者２００との間の距離範囲を簡単に特定することができる。

なお、マイクロ波ドップラセンサ１０の発信出力を大きくしたとしても、心拍波を受信しうる距離範囲は、一般的に上述した例示の近接距離範囲から大きく伸びることはなく、同様に、呼吸波を受信しうる距離範囲も、一般的に上述した例示の中間距離範囲から大きく伸びることはないため、上記（ａ），（ｂ），（ｃ）を図４に示すように表すことができる。ただし、受診性能の向上等により例示の距離範囲よりも大きな範囲を設定することを排除するものではない。

そして、上述した（ａ）〜（ｃ）により特定された距離範囲は、距離判定部７０から安否パターン判定部６０に入力される。

一方、安否パターン判定部６０は、体動検出部２０から入力された体動数Ｔｄ、呼吸検出部３０から入力された呼吸数Ｒｒ（周波数ｆ２を上回る周波数帯域で呼吸の基本成分Ｒが検出されたときは、周波数ｆ２を上回る旨の情報も含む）および計時部９２から入力された時間情報に基づいて、被検者２００の安否パターンデータを生成する。

ここで、体動数Ｔｄについて考察したとき、体動数Ｔｄが所定の第２閾値Ｓ２以下のとき（Ｔｄ≦Ｓ２）は「体動無し（体動が無い状態）」と考えてよい。

また、体動数Ｔｄが所定の第１閾値Ｓ１を超えるとき（Ｓ１＜Ｔｄ）は「体動異常（通常の体動ではない異常な体動の状態）」と考えてよい。

そして、体動数Ｔｄが第２閾値Ｓ２を超え第１閾値Ｓ１以下のとき（Ｓ２＜Ｔｄ≦Ｓ１）は通常状態に対応した「体動有り」と考えてよい。

そこで、安否パターン判定部６０は上述した体動数Ｔｄと各閾値Ｓ１，Ｓ２との大小関係に応じて、「体動無し」、「体動有り」、「体動異常」の別を判定する。

ここで、体動検出部２０は、閾値比較部２２において予め設定されている閾値との比較により、その閾値を超えた信号を体動数計数部２３に出力して体動数を計数しているが、マイクロ波ドップラシフト信号は、前述したようにマイクロ波ドップラセンサ１０と被検者２００との間の距離が近いときは大きな出力変化となり、距離が遠くなるにしたがって、出力変化は小さくなる。

すなわち、マイクロ波ドップラセンサ１０と被検者２００との間の距離が近いときは図５（ａ）に示すように、マイクロ波ドップラシフト信号の強度が全体的に大きいため、マイクロ波ドップラシフト信号をデジタル化したマイクロ波デジタルデータにおいても、値の大きなデータとなり、閾値比較部２２に予め設定された閾値（「＋閾値」および「−閾値」）と比較したときに、閾値を上回るデータの数が多くなって、体動数計数部２３で計数された体動数Ｔｄは大きな値となりやすい。

一方、マイクロ波ドップラセンサ１０と被検者２００との間の距離が遠いときは図５（ｂ）に示すように、マイクロ波ドップラシフト信号の強度が全体的に小さいため、マイクロ波ドップラシフト信号をデジタル化したマイクロ波デジタルデータにおいても、値の小さなデータとなり、閾値比較部２２に予め設定された閾値（「＋閾値」および「−閾値」）と比較したときに、閾値を上回るデータの数が少なくなって、体動数計数部２３で計数された体動数Ｔｄは小さな値となりやすい。

したがって、安否パターン判定部６０が体動数Ｔｄと各閾値Ｓ１，Ｓ２との大小関係に応じて、「体動無し」、「体動有り」、「体動異常」の別を判定するに際しても、マイクロ波ドップラセンサ１０と被検者２００との間の距離を考慮したものとするのが好ましい。

そこで、安否パターン判定部６０は距離判定部７０から入力されたマイクロ波ドップラセンサ１０と被検者２００との間の距離範囲に応じて、被検者２００の安否を特定するために体動数Ｔｄに対して設定された第１閾値Ｓ１、第２閾値Ｓ２の値を変動させる。

具体的には、両者間の距離範囲が近接距離範囲であるときは、第１閾値Ｓ１、第２閾値Ｓ２の値を相対的に大きな値に設定し、両者間の距離範囲が中間距離範囲であるときは、第１閾値Ｓ１、第２閾値Ｓ２の値を、近接距離範囲に対応した第１閾値Ｓ１、第２閾値Ｓ２の値よりも小さい値（中間値）に設定し、両者間の距離範囲が遠隔距離範囲であるときは、第１閾値Ｓ１、第２閾値Ｓ２の値を、中間値よりも小さい値に設定する。

ここで、第１閾値Ｓ１、第２閾値Ｓ２の具体的な値としては、上述した相対的に大きな値として例えばＳ１＝１０００、Ｓ２＝５０であり、上述した中間値として例えばＳ１＝５００、Ｓ２＝１０であり、上述した中間値よりも小さい値として例えばＳ１＝２５０、Ｓ２＝５である。

図４は、心拍の有無および呼吸の有無の組み合わせに対応させて、各閾値Ｓ１，Ｓ２の値、および体動数Ｔｄに応じた「体動無し」、「体動有り」、「体動異常」の別をまとめたものである。

このように、安否パターン判定部６０が、マイクロ波ドップラセンサ１０と被検者２００との間の距離範囲が小さいほど、被検者２００の安否を特定するために体動数Ｔｄに対して設定された第１閾値Ｓ１、第２閾値Ｓ２の値を大きくするように変動させ、これとは反対に、マイクロ波ドップラセンサ１０と被検者２００との間の距離範囲が大きいほど、被検者２００の安否を特定するために体動数Ｔｄに対して設定された第１閾値Ｓ１、第２閾値Ｓ２の値を小さくするように変動させることにより、体動数Ｔｄに基づく安否の判定を的確に行うことができる。

ここで、安否パターン判定部６０は、上述した体動数Ｔｄのみによる判定であってもよいが、本実施形態においては、この体動数Ｔｄと呼吸数Ｒｒとの組み合わせによって規定される。

具体的には、呼吸が周波数の範囲Ｄ１（図３参照）で検出されたとき（１≦Ｒｒ）は「呼吸正常（正常な呼吸状態）」と考えてよい。

また、周波数ｆ２を超えた範囲で呼吸が検出されたとき（周波数ｆ１＜において、１≦Ｒｒ）は「呼吸異常（通常の呼吸ではない異常な呼吸の状態）」と考えてよい。

呼吸が範囲Ｄ１においても、周波数ｆ２を超えた範囲でも検出されないとき（Ｒｒ＜１）は「呼吸未検出」と考えてよい。

そして、安否パターン判定部６０は、計時部９２から入力された時間情報（時間ｔ）と、上述した体動数Ｔｄによる安否（「体動無し」、「体動有り」、「体動異常」）と呼吸数Ｒｒによる安否（「呼吸正常」、「呼吸異常」、「呼吸未検出」）との組み合わせに応じて、被検者２００の安否を以下のパターンＡからパターンＥのうちから特定される。

安否パターンのパターンＡからパターンＥの具体的な内容は以下の通りである。なお、被検者２００に異常がないと判定した状態を「安判定」、被検者２００に異常があると判定した状態を「否判定」と称する。

［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。

上記のパターンＡは、高齢者などは、通常、室内で一定時間激しい運動をし続けることは異常と判断するものである。このような状況を検出するため、この時間ｔ１を選定した。

［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。

上記のパターンＢは、高齢者などは、通常、室内で一定時間早い呼吸を続けることは異常と判断するものである。このような状況を検出するため、この時間ｔ２を選定した。

［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。

上記のパターンＣは、高齢者などは、通常、室内で一定時間身体を動かし続けることは異常と判断するものである。このような状況を検出するため、この時間ｔ３を選定した。

［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。

上記のパターンＤは、被検者２００が外出したとすれば、室外へ移動するため「呼吸未検出」になる直前に必ず一時的な「体動有り」又は「体動異常」を伴う。「体動無し」状態からいきなり呼吸が無くなることは異常と判断するものである。このような状況を検出するため、この時間ｔ４と時間ｔ５とを選定した。

［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。

上記のパターンＥは、被検者２００が「体動有り」又は「体動異常」と判定された後、一定時間以上、体動も呼吸も検出されない状態は、室外への外出も考えられる。一定時間内に体動又は呼吸が戻らなければ異常と判断する。

以上のようにして得られた安否パターンデータは、報知部８０と、記憶部９３と、通報判断部９４とに出力され、記憶部９３は安否パターンデータを記憶する。

通報判断部９４は、「安判定」については通報を行わないと判定し、「否判定」のときは通報を行うと判定し、通信部９５を通じて管理者９６に、「否判定」を送信する。

報知部８０は、入力された安否パターンデータを可視的に文字等によって表示する。また、報知部８０に対しては、安否パターン判定部６０から、距離判定部７０で特定された距離範囲を表す距離範囲データも入力されている。

ここで、報知部８０は、前述したマイクロ波ドップラセンサ１０が一体的に設けられている。したがって、マイクロ波ドップラセンサ１０と被検者２００との間の距離範囲は、報知手段８０被検者２００との間の距離範囲ということができる。

「否判定」が送られた管理者９６は、その「否判定」に対して、被検者２００に対して、安否の確認を行うための問い合わせを行うが、この問い合わせは、通信部９５で受信され、通報判断部９４を介して報知部８０に入力される。

報知部８０はその問い合わせに対応した文字等の視覚的な情報として可視的に出力（表示）することもできるし、その問い合わせに対応した音声等の音響情的な情報として可聴的に出力（発音）することもできるため、これらのうちいずれか一方の出力方式で、または両方の出力方式で出力する。

なお、被検者２００が報知部８０に近接した場所に居るとき、すなわち安否パターン判定部６０から入力された距離範囲データが例えば近接距離範囲を表すものであるとき（所定の距離よりも近い範囲であるとき）は、音響的な情報の出力で問い合わせを行うと、被検者２００がその音に驚くおそれがあるため、本実施形態においては、例えば近接距離範囲のときは、視覚的な情報の出力のみを行うように切り替えられている。

一方、被検者２００が報知部８０から遠い場所に居るとき、すなわち安否パターン判定部６０から入力された距離範囲データが例えば遠隔距離範囲を表すものであるとき（所定の距離よりも遠い範囲であるとき）は、視覚的な情報の出力で問い合わせを行っても、距離が遠いため被検者２００はその出力（表示）を視認することができないおそれがあるため、本実施形態においては、例えば遠隔距離範囲のときは、音響的な情報の出力のみを行うように切り替えられている。この出力方式の切り替えを行う所定の距離範囲については、被検者２００の年齢や健康状態（視力や聴力の状態や、心臓病の有無等）等に応じて適宜調整してもよい。

なお、本実施形態において報知部８０は、入力された距離範囲データが中間距離範囲を表すものであるときは視覚的な情報の出力と音響的な情報の出力との両方を行うように設定されている。

以上のように、本実施形態の安否監視装置１００によれば、体温によっては検知できない体動や呼吸の異常等を適切に検出することで、人体の安否を監視することができる。

しかも、本実施形態の安否監視装置１００によれば、マイクロ波ドップラセンサ１０と被検者２００との間の距離範囲に応じて、被検者２００の安否を特定するために体動数Ｔｄに対して設定された第１閾値Ｓ１、第２閾値Ｓ２の値を変動させることで、被検者２００の安否の判定を的確に行うことができる。

（第２の実施形態）
図６に示した本発明の第２の実施形態である安否監視装置１００′は、第１の実施形態である安否監視装置１００のうち、心拍検出部４０を省略するとともに、距離判定部７０に代えて、呼吸検出部３０が出力した呼吸の基本成分Ｒに基づいてその基本成分Ｒの強さ（レベル）を求め、その基本成分Ｒの強さに基づいて、マイクロ波ドップラセンサ１０と被検者２００との間のおおよその距離範囲を特定する距離判定部７０′を適用した構成が異なる他は、第１の実施形態である安否監視装置１００と同じ構成である。

以下、第１の実施形態の安否監視装置１００と同じ構成についての説明は省略する。

呼吸検出部３０の呼吸基本波検出部３２は、図３において、周波数分布のうち周波数ｆ１（例えば０．０６［Ｈｚ］）から周波数ｆ２（例えば０．５［Ｈｚ］）までの範囲Ｄ１の帯域に示された呼吸成分のうち強さが最も強い呼吸の基本成分Ｒを呼吸数計数部３３に出力するが、このとき、呼吸の基本成分Ｒは距離判定部７０′にも入力される。

そして、距離判定部７０′は、呼吸基本波検出部３２から入力された呼吸の基本成分Ｒに基づいてその基本成分Ｒの強さを求める。

ここで、呼吸の基本成分Ｒの強さは、マイクロ波ドップラセンサ１０と被検者２００との間の距離に応じたものとなっており、具体的には、マイクロ波ドップラセンサ１０と被検者２００とが近いときは、基本成分Ｒの強さは強く検出されるが、両者間の距離が大きくなるにしたがって、基本成分Ｒの強さは小さくなる。

したがって、距離判定部７０′は、入力された呼吸の基本成分Ｒの強さに基づいて、
（ａ）基本成分Ｒの強さが予め設定された第１の所定値よりも大きいとき、両者間の距離範囲は最も近接した近接距離範囲であると特定し、
（ｂ）基本成分Ｒの強さが第１の所定値以下であって予め設定された第２の所定値（第１の所定値よりも小さい値）を超えるとき、両者間の距離範囲は上記（ａ）の近接距離範囲よりも遠い中間距離範囲であると特定し、
（ｃ）基本成分Ｒの強さが第２の所定値以下のとき、両者間の距離範囲は上記（ｂ）の中間距離範囲よりも遠い遠隔距離範囲であると特定する。

上述した近接距離範囲は例えば０〜１．０［ｍ］の範囲であり、中間距離範囲は例えば１．１〜２．０［ｍ］の範囲であり、遠隔距離範囲は例えば２．１［ｍ］以上の範囲である。

また、第１の所定値や第２の所定値の具体的な値は、マイクロ波ドップラシフト信号をどのような単位の出力とするかに応じて、また、特定しようとする距離範囲に応じて適宜設定されるべきものであるため、特定の具体的な値に限定されるものではないが、例えば、マイクロ波ドップラシフト信号を電圧値（単位［Ｖ］）としたときは、第１の所定値としては１０［Ｖ］、第２の所定値としては１［Ｖ］などの値を適用することができる。

また、レベル表現として無次元の単位［ｄＢ］によって表された値を適用することもできる。

そして、距離判定部７０′が特定した上述の距離範囲（近接距離範囲、中間距離範囲、遠隔距離範囲の別）は、安否パターン判定部６０に入力される。

安否パターン判定部６０以降の作用は第１の実施形態の安否監視装置１００と同じである。

図７は、呼吸の基本成分Ｒのレベルに対応させて、閾値Ｓ１，Ｓ２の値、および体動数Ｔｄに応じた「体動無し」、「体動有り」、「体動異常」の別をまとめたものである。

以上のように、本実施形態の安否監視装置１００′によれば、体温によっては検知できない体動や呼吸の異常等を適切に検出することで、人体の安否を監視することができる。

そして、本実施形態の安否監視装置１００′は、入力された呼吸の基本成分Ｒの強さに基づいて、マイクロ波ドップラセンサ１０と被検者２００との間の距離範囲を簡単に特定することができる。

しかも、本実施形態の安否監視装置１００′によれば、安否パターン判定部６０が、マイクロ波ドップラセンサ１０と被検者２００との間の距離範囲が小さいほど、被検者２００の安否を特定するために体動数Ｔｄに対して設定された第１閾値Ｓ１、第２閾値Ｓ２の値を大きくするように変動させ、これとは反対に、マイクロ波ドップラセンサ１０と被検者２００との間の距離範囲が大きいほど、被検者２００の安否を特定するために体動数Ｔｄに対して設定された第１閾値Ｓ１、第２閾値Ｓ２の値を小さくするように変動させることにより、体動数Ｔｄに基づく安否の判定を的確に行うことができる。

なお、本実施形態の安否監視装置１００′は、入力された呼吸の基本成分Ｒの強さに基づいて、マイクロ波ドップラセンサ１０と被検者２００との間の距離範囲を特定したが、呼吸の基本成分Ｒの強さに代えて、実施形態１の心拍検出部４０を用いて求められる心拍の基本成分Ｐの強さを適用し、この心拍の基本成分Ｐの強さに基づいてマイクロ波ドップラセンサ１０と被検者２００との間の距離範囲を特定することもできる。

また、上述した各実施形態における体動検出部２０、呼吸検出部３０、心拍検出部４０の各構成やその他の構成については、ハードウェアとしての電気回路で構築してもよいし、ソフトウェアによる信号演算処理部として構築してもよい。

１０ マイクロ波ドップラセンサ
２０ 体動検出部（体動検出手段）
３０ 呼吸検出部（呼吸検出手段）
４０ 心拍検出部（心拍検出手段）
６０ 安否パターン判定部（安否パターン判定手段）
７０ 距離判定部（距離判定手段）
８０ 報知部（報知手段）
９６ 管理者
１００ 安否監視装置
２００ 被検者
Ｐｒ 心拍数
Ｒｒ 呼吸数
Ｔｄ 体動数
Ｓ１，Ｓ２ 閾値

Claims (7)

1. マイクロ波を出射し、そのマイクロ波が照射された被検者からの、ドップラシフトした反射波を検出するマイクロ波ドップラセンサと、
   検出された前記反射波に基づいて、前記被検者の体動を検出し、検出した前記体動に基づいて体動数を得る体動検出手段と、
   少なくとも前記体動数に応じて前記被検者の安否を特定し、特定された前記安否に対応した安否パターンデータを出力する安否パターン判定手段と、
   前記マイクロ波ドップラセンサと前記被検者との間の距離範囲を特定する距離判定手段とを備え、
   前記距離判定手段は、前記マイクロ波ドップラセンサにより検出された前記反射波に基づいて、前記距離範囲を特定し、
   前記安否パターン判定手段は、特定された前記距離範囲に応じて、前記安否を特定するために前記体動数に対して設定される閾値を変動させることを特徴とする安否監視装置。
2. 前記マイクロ波ドップラセンサにより検出された前記反射波に基づいて、前記被検者の心拍を検出する心拍検出手段と、
   前記マイクロ波ドップラセンサにより検出された前記反射波に基づいて、前記被検者の呼吸を検出し、検出した前記呼吸に基づいて呼吸数を得る呼吸検出手段とを備え、
   前記距離判定手段は、前記心拍検出手段による前記心拍の検出の有無と前記呼吸検出手段による前記呼吸の検出の有無との組み合わせに応じて、前記距離範囲を特定するものであり、
   前記安否パターン判定手段は、前記体動数に加えて前記呼吸数に応じて前記被検者の安否を特定するものであって、特定された前記距離範囲に応じて、前記安否を特定するために前記体動数に対して設定される閾値を変動させることを特徴とする請求項１に記載安否監視装置。
3. （ａ）前記距離判定手段は、前記心拍が有かつ前記呼吸が有のとき、前記距離範囲として最も近接した近接距離範囲であることを特定するとともに、前記安否パターン判定手段は、前記閾値を相対的に大きな値に設定し、
   （ｂ）前記距離判定手段は、前記心拍が無かつ前記呼吸が有のとき、前記距離範囲として前記近接距離範囲よりも遠い中間距離範囲であることを特定するとともに、前記安否パターン判定手段は、前記閾値を前記（ａ）の値よりも小さい値に設定し、
   （ｃ）前記距離判定手段は、前記心拍が無かつ前記呼吸が無のとき、前記距離範囲として前記中間距離範囲よりも遠い遠隔距離範囲であることを特定するとともに、前記安否パターン判定手段は、前記閾値を前記（ｂ）の値よりも小さい値に設定する、
   ものであることを特徴とする請求項２に記載の安否監視装置。
4. 前記マイクロ波ドップラセンサにより検出された前記反射波に基づいて、前記被検者の呼吸を検出し、検出した前記呼吸に基づいて呼吸数を得る呼吸検出手段を備え、
   前記距離判定手段は、前記呼吸検出手段により検出された前記呼吸のレベルに応じて、前記距離範囲を特定するものであり、
   前記安否パターン判定手段は、前記体動数に加えて前記呼吸数に応じて前記被検者の安否を特定するものであって、特定された前記距離範囲に応じて、前記安否を特定するために前記体動数に対して設定される閾値を変動させることを特徴とする請求項１に記載の安否監視装置。
5. （ａ）前記距離判定手段は、前記呼吸のレベルが予め設定された第１の所定値よりも大きいとき、前記距離範囲として最も近接した近接距離範囲であることを特定するとともに、前記安否パターン判定手段は、前記閾値を相対的に大きな値に設定し、
   （ｂ）前記距離判定手段は、前記呼吸のレベルが前記第１の所定値以下であって予め設定された第２の所定値を超えるとき、前記距離範囲として前記近接距離範囲よりも遠い中間距離範囲であることを特定するとともに、前記安否パターン判定手段は、前記閾値を前記（ａ）の値よりも小さい値に設定し、
   （ｃ）前記距離判定手段は、前記呼吸のレベルが予め設定された前記第２の所定値以下のとき、前記距離範囲として前記中間距離範囲よりも遠い遠隔距離範囲であることを特定するとともに、前記安否パターン判定手段は、前記閾値を前記（ｂ）の値よりも小さい値に設定する、
   もの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。
6. 所定の問い合わせを視覚的な情報および音響的な情報を出力可能で、前記視覚的な情報および前記聴覚的な情報のうち少なくとも一方の出力として行う、前記マイクロ波ドップラセンサが設置された報知手段を備え、
   前記報知手段は、特定された前記距離範囲が所定の距離よりも近い範囲であるときは、前記問い合わせを前記視覚的な情報として出力し、特定された前記距離範囲が所定の距離よりも遠い範囲であるときは、前記問い合わせを前記聴覚的な情報として出力することを特徴とする請求項１から５のうちいずれか１項に記載の安否監視装置。
7. 前記安否パターン判定手段は、前記呼吸数と前記体動数との組み合わせに応じて予め設定された複数の安否を記憶し、前記得られた体動数と前記得られた呼吸数との組み合わせに基づいて前記複数の安否のうち１つ以上の安否を特定し、特定された安否に対応する安否パターンデータを出力するもの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。