JP5867847B2 - Patient behavior identification method and patient behavior detection system - Google Patents

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Description

この発明は、患者の行動を遠隔的に監視するとともに、行動パターンを認識して事故を予防する患者行動識別方法と患者行動検知システムに関する。   The present invention relates to a patient behavior identification method and a patient behavior detection system for remotely monitoring a patient's behavior and recognizing a behavior pattern to prevent an accident.

近年、高齢化や療養ベッド数の不足、本人の希望などから、入院治療後の回復期を在宅でリハビリテーションを行う患者が増加している。自宅療養に移行するには、病院での入院中に食事や排泄、整容、移動、入浴等の日常生活動作を自立的に行うことができるようになるまで、医師や看護師、介護士による指導や補助が行われ、事故の危険性がないと判断した上で、在宅療養への移行が許可される。   In recent years, the number of patients who undergo rehabilitation at home during the recovery period after hospitalization has increased due to aging, a lack of treatment beds, and the desires of the person. In order to shift to home medical treatment, guidance by doctors, nurses, and caregivers until they can perform daily activities such as eating, excretion, preparation, movement, and bathing independently during hospitalization. After being judged that there is no risk of accidents, the shift to home care is permitted.

しかしながら、在宅で療養を続ける患者が転倒や転落などの事故で再び入院してしまう事例が増えている。これらは、在宅療養に移行した患者には看護師や介護士の目が届かないことや、患者の過失や患者自身のへの過信などで、病院での行動制限を超える動作を行ってしまうことが原因となっている。   However, there are an increasing number of cases where patients who continue to be treated at home are hospitalized again due to accidents such as falls or falls. These patients may not be able to reach the eyes of nurses or caregivers for patients who have shifted to home care, or may behave beyond hospital behavior restrictions due to patient negligence or overconfidence with the patient. Is the cause.

一方、病院などで入院患者の容態を常時監視するシステムとして、特許文献1に開示されているようなシステムも提案されている。この患者監視システムは、患者の生体情報を測定する生体情報測定装置と、複数の看護師にそれぞれ携帯されその生体情報測定装置により測定される生体情報に異常がある場合には、その異常の内容を表す異常情報を出力する複数の携帯端末装置とを備えた患者監視システムであって、前記複数の携帯端末装置の位置をそれぞれ検出する位置検出手段と、生体情報測定装置から警報が出力された場合には、その位置検出手段により検出された複数の携帯端末装置の位置に基づいて、その生体情報測定装置に最も近い携帯端末装置に、異常情報を送信する異常情報送信制御手段を備えた患者監視システムである。   On the other hand, a system as disclosed in Patent Document 1 has been proposed as a system for constantly monitoring the condition of an inpatient in a hospital or the like. This patient monitoring system includes a biological information measuring device for measuring the biological information of a patient, and the contents of the abnormality when there are abnormalities in the biological information carried by each of a plurality of nurses and measured by the biological information measuring device. A patient monitoring system including a plurality of portable terminal devices that output abnormality information representing the position of the plurality of portable terminal devices, and an alarm is output from the biological information measuring device. In this case, the patient includes abnormality information transmission control means for transmitting abnormality information to the portable terminal device closest to the biological information measuring device based on the positions of the plurality of portable terminal devices detected by the position detecting means. It is a monitoring system.

その他、特許文献2に開示されているように、車椅子に着座センサを設けて、使用者が車椅子から離れたことを検知して警報ブザー等を鳴らし、車椅子から離れたことによる転倒事故等を防止する装置も提案されている。   In addition, as disclosed in Patent Document 2, a seating sensor is provided on the wheelchair to detect that the user has left the wheelchair and to sound an alarm buzzer, etc. to prevent a fall accident caused by leaving the wheelchair. Devices have also been proposed.

特開2004−65471号公報JP 2004-65471 A 特開2005−81053号公報JP 2005-81053 A

特許文献1に開示されている患者監視システムは、病院内での監視システムであり在宅患者の事故防止に適用できるものではなかった。また、特許文献2に開示されているように患者が使用する機器にセンサを設けた場合は、患者がその機器から離れた場合を検知するもので、事故が起き得る状態にならないと警報が出ず、結果として、不測の事態が生じてしまうものである。   The patient monitoring system disclosed in Patent Document 1 is a monitoring system in a hospital and cannot be applied to prevent accidents at home patients. Also, as disclosed in Patent Document 2, when a sensor is provided on a device used by a patient, it detects when the patient leaves the device, and an alarm is issued if an accident cannot occur. As a result, unforeseen circumstances will occur.

この発明は、上記背景技術に鑑みて成されたもので、患者の行動パターンを検知し蓄積した患者の行動を、事後に医療関係者が見てその行動に危険行動が含まれている場合に、その行動が危険行動に該当することをシステムに学習させるとともに、今後危険行動をとらないように患者に指導することが可能な患者行動識別方法と患者行動検知システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned background art. When a medical person sees the behavior of the patient who has detected and accumulated the behavior pattern of the patient afterwards, and the behavior includes dangerous behavior. The purpose is to provide a patient behavior identification method and a patient behavior detection system that allow the system to learn that the behavior corresponds to the dangerous behavior and to instruct the patient not to take the dangerous behavior in the future. .

さらにこの発明は、患者の回復期リハビリ実施中に患者単位の危険行動を学習したシステムにより、在宅化後には患者の危険行動を検知して患者が危険行動をとったときに、警報を出してその危険行動を中止させることが可能な患者行動識別方法と患者行動検知システムを提供することを目的とする。   Furthermore, the present invention uses a system that learns the risk behavior of each patient during the patient's convalescent rehabilitation, and detects the patient's risk behavior after going home, and issues a warning when the patient takes the risk behavior. It is an object of the present invention to provide a patient behavior identification method and a patient behavior detection system capable of stopping the dangerous behavior.

この発明は、患者が使用する複数の機器や部材に力や位置を検知する各種センサを設け、予めその患者の各種動作や行動により得られる前記センサからのセンサデータを個別の患者毎に蓄積し、この蓄積された前記センサデータを基に、個別の患者毎に動作モデルを作成して記憶し、前記動作モデルを基に、その後の通常生活時の前記個別の患者の動作から得られる前記センサデータを識別し、その動作状態を判別する患者行動識別方法である。 In this invention, various sensors for detecting force and position are provided in a plurality of devices and members used by a patient, and sensor data from the sensors obtained by the various operations and actions of the patient are accumulated in advance for each individual patient. Based on the accumulated sensor data , a motion model is created and stored for each individual patient, and the sensor obtained from the motion of the individual patient during normal life based on the motion model. This is a patient behavior identification method for identifying data and determining its operating state.

前記複数の機器は、少なくとも前記個別の患者が使用する車椅子とベッドであり、前記センサは、前記車椅子やベッドに掛かる荷重や各部材の位置情報を検知するものであり、前記車椅子と前記ベッドには、各々情報を検知する複数のセンサが設けられ、先ず、前記各センサからのデータを取得して、取得した動作データの動作ラベリングを行い、その患者の動作の特徴を抽出し、危険な動作か否かを判別するための動作の分類情報を蓄積し、この後、上記動作ラベリングで得られたラベルと抽出した前記特徴の特徴量データを基に、前記個別の患者毎の動作の各種パターンを分類して、前記個別の患者毎の各種の動作モデルを設定し、前記動作モデルを基に、前記個別の患者毎の通常生活の動作について、前記各センサからのセンサデータの患者動作を識別し、識別した前記センサデータの動作が、行動ルール記憶部に記録された行動ルールと照合して危険か否かを判断し、前記患者毎の前記車椅子及び前記ベッドでの動作が危険か否かの行動判別処理を行い、前記車椅子と前記ベッドの何れかから危険な状態と判断される基準値以上のが得られた場合に、その動作状態を前記患者及び周囲に知らせ、及び/又は前記動作状態を蓄積して後に参照可能とするものである。前記患者の動作の識別は、例えばSVM(Support Vector Machine)を用いるものである。 The plurality of devices are at least a wheelchair and a bed used by the individual patient, and the sensor detects a load applied to the wheelchair or the bed and position information of each member, and the wheelchair and the bed Are provided with a plurality of sensors for detecting information, respectively, first acquiring data from each sensor, performing operation labeling of the acquired operation data, extracting features of the patient's operation, and dangerous operation The action classification information for discriminating whether or not each of the individual patients is stored on the basis of the label obtained by the action labeling and the extracted feature amount data of the feature. And various motion models for each individual patient are set, and based on the motion model, sensor data from each sensor for the motion of normal life for each individual patient. The patient motion is identified, and the motion of the identified sensor data is compared with the behavior rule recorded in the behavior rule storage unit to determine whether it is dangerous, and the motion in the wheelchair and the bed for each patient is determined. perform dangerous whether behavior determining process, when the wheelchair with a reference value or more values determined from either a dangerous state of the bed is obtained, notified its operating status to the patient and surrounding, And / or the operation state is accumulated and can be referred to later. The identification of the movement of the patient uses, for example, SVM (Support Vector Machine).

またこの発明は、患者が使用する複数の機器や部材に取り付けられ力や位置を検知する複数のセンサと、予めその患者の各種動作や行動により得られる前記センサからのセンサデータを個別の患者毎に記憶する記憶装置と、前記センサデータを基に前記個別の患者の動作を分類して動作モデルを作成し、この動作モデルを基に前記個別の患者の動作を識別し、その動作状態を送信する処理を行う処理装置を備えた患者行動検知システムである。 The present invention also provides a plurality of sensors attached to a plurality of devices and members used by a patient to detect forces and positions, and sensor data from the sensors obtained in advance by various operations and actions of the patient for each individual patient. And a motion model is created by classifying the movement of each individual patient based on the sensor data, the movement of each individual patient is identified based on the movement model, and the movement state It is a patient action detection system provided with the processing apparatus which performs the process which transmits.

前記複数の機器は、少なくとも前記個別の患者が使用する車椅子とベッドであり、前記センサは、前記車椅子に設けられた荷重センサと、前記ベッドに設けられた荷重センサ及び力センサであり、前記処理装置は、前記各センサからのデータを取得して、取得した動作データの動作ラベリングを行い、その患者の動作の特徴を抽出し、危険な動作か否かを判別するための動作の分類情報を蓄積し、得られたラベルと抽出した前記特徴の特徴量データを基に、前記個別の患者毎の動作の各種パターンを分類して、前記個別の患者毎の各種の動作モデルを設定し、この動作モデルを基に、前記個別の患者毎の通常生活の動作について、前記各センサからのセンサデータの患者動作を識別し、識別した前記センサデータの動作が、行動ルール記憶部に記録された行動ルールと照合して危険か否かを判断する行動判別処理を行い、前記車椅子と前記ベッドの何れかからの複数の前記センサデータを識別処理して、前記車椅子と前記ベッドの何れかから危険な状態と判断される基準値以上の値が得られた場合に、その動作状態を前記患者及び周囲に知らせる処理を行うものである。 The plurality of devices are at least a wheelchair and a bed used by the individual patient, and the sensors are a load sensor provided on the wheelchair, a load sensor and a force sensor provided on the bed, and the processing The apparatus acquires data from each sensor, performs operation labeling of the acquired operation data, extracts the characteristics of the patient's movement, and classifies movement classification information for determining whether the movement is dangerous or not. Based on the accumulated and obtained labels and the feature amount data of the extracted features, the various patterns of motion for each individual patient are classified, and various motion models for each individual patient are set. Based on the behavior model, the behavior of normal life for each individual patient is identified with the patient behavior of the sensor data from each sensor, and the behavior of the identified sensor data is the behavior rule storage unit Perform an action determination processing of determining whether dangerous or not by collating the recorded behavioral rules, to identify processing a plurality of the sensor data from one of the bed and the wheelchair, one of the said wheel chair bed When a value equal to or higher than a reference value determined to be a dangerous state is obtained , a process of notifying the patient and the surroundings of the operation state is performed.

前記複数の機器は、無線通信の送受信機を備え、無線通信により前記処理装置と前記センサデータの授受を行うものである。   The plurality of devices include wireless communication transceivers, and exchange the sensor data with the processing device by wireless communication.

この発明の患者行動識別方法と患者行動検知システムは、予めその患者の行動パターンを各種センサにより把握して蓄積し、その患者の危険な行動時に表れるセンサデータの動作モデルを作成し、これを基に、例えば在宅療養時に、上記患者行動を監視して、危険行動が起こる可能性のあるデータが得られた場合には、アラームを鳴らして、患者や周囲の人に警告することが出来る。これにより、在宅療養時等の危険行動による不測の事態や事故を防止することが出来る。特に、行動パターンの分類にSVMを用いることにより、正確な判断が可能となる。   The patient behavior identification method and patient behavior detection system according to the present invention grasps and accumulates the patient's behavior patterns in advance using various sensors, creates an operation model of sensor data that appears during the dangerous behavior of the patient, and uses this as a basis. For example, during home medical treatment, if the patient behavior is monitored and data that may cause dangerous behavior is obtained, an alarm can be sounded to warn the patient and the surrounding people. As a result, it is possible to prevent unexpected situations and accidents due to dangerous behavior during home medical treatment. In particular, accurate determination is possible by using SVM for classification of behavior patterns.

この発明の一実施形態の患者行動検知システムを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the patient action detection system of one Embodiment of this invention. この実施形態の患者行動検知システムに用いられる車椅子を示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the wheelchair used for the patient action detection system of this embodiment. この実施形態の車椅子の足置き部の左右方向の部分破断正面図である。It is a partial fracture front view of the horizontal direction of the footrest part of the wheelchair of this embodiment. この実施形態の患者行動検知システムの車椅子の座面部の左右方向の縦断面図(a)と、座面側部の部分破断側面図(b)である。It is the longitudinal cross-sectional view (a) of the left-right direction of the seat surface part of the wheelchair of the patient action detection system of this embodiment, and the partially broken side view (b) of the seat surface side part. この実施形態の車椅子の肘掛け部の左右方向の縦断面図(a)と、肘掛け部の部分破断側面図(b)である。It is the longitudinal cross-sectional view (a) of the left-right direction of the armrest part of the wheelchair of this embodiment, and the partially broken side view (b) of an armrest part. この実施形態のベッドの概略平面図(a)と、概略正面図(b)である。It is the schematic plan view (a) and schematic front view (b) of the bed of this embodiment. この実施形態のベッドの手摺りの概略正面図である。It is a schematic front view of the handrail of the bed of this embodiment. この実施形態の壁手摺りを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the wall handrail of this embodiment. この実施形態の患者行動検知システムに用いられる歪みゲージセンサの回路図である。It is a circuit diagram of the strain gauge sensor used for the patient action detection system of this embodiment. この実施形態の患者行動検知システムの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the patient action detection system of this embodiment. この実施形態の患者行動検知システムの事前処理を示すフローチャート(a)と、動作時の処理を示すフローチャート(b)である。It is the flowchart (a) which shows the preliminary process of the patient action detection system of this embodiment, and the flowchart (b) which shows the process at the time of operation | movement.

以下、この発明の一実施形態の患者行動検知システム10について、図1〜図11に基づいて説明する。患者行動検知システム10は、図1に示すように、車椅子12、ベッド14、及びトイレ16の壁に取り付けられた手摺り18に、患者による各機器の使用状態を検出するセンサ類が取り付けられている。   Hereinafter, a patient behavior detection system 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the patient behavior detection system 10 is provided with sensors for detecting a use state of each device by a patient on a handrail 18 attached to a wheelchair 12, a bed 14, and a wall of a toilet 16. Yes.

先ず、車椅子12には、図2〜図5に示すように、背もたれ22の背もたれ部22a内には圧電素子等による圧力分布センサ24が配置され、背もたれ部22aへの患者のもたれ具合を検出可能に設けられている。車椅子12の車輪26に近接したブレーキレバー28の近傍には、車椅子12の車体フレーム30の前方垂直フレーム30aに、フォトインタラプタ等の光学センサ32が取り付けられている。これにより、ブレーキレバー28の揺動動作による、車輪ロック状態とロック解除状態を検出可能としている。車椅子12の足置き部34にも、車体フレーム30から前方に延びた足置きフレーム30bに取り付けられたフォトインタラプタ等の光学センサ32が設けられている。これにより、足置き板34aが水平にされた使用状態と、跳ね上げられた不使用状態とを検出可能としている。光学センサ32は、レバー等の有無の二値状態を検知するものである。   First, in the wheelchair 12, as shown in FIGS. 2 to 5, a pressure distribution sensor 24 using a piezoelectric element or the like is disposed in the backrest portion 22a of the backrest 22 so that the patient's leaning state against the backrest portion 22a can be detected. Is provided. An optical sensor 32 such as a photo interrupter is attached to the front vertical frame 30 a of the vehicle body frame 30 of the wheelchair 12 in the vicinity of the brake lever 28 adjacent to the wheel 26 of the wheelchair 12. Thereby, it is possible to detect the wheel locked state and the unlocked state by the swinging operation of the brake lever 28. The footrest part 34 of the wheelchair 12 is also provided with an optical sensor 32 such as a photo interrupter attached to a footrest frame 30 b extending forward from the vehicle body frame 30. Thereby, the use state in which the footrest plate 34a is leveled and the non-use state in which the footrest plate 34a is flipped up can be detected. The optical sensor 32 detects a binary state with or without a lever or the like.

さらに車椅子12には、使用者である患者の使用状態における荷重の掛かり方を検知する圧電素子やその他の圧力センサから成る荷重センサ20が設けられている。足置き部34の足置き板34aには、図3に示すように、荷重センサ20が足置き板34aの内部に設けられ、患者が足置き板34aに足を載せた際の荷重を検出可能としている。   Furthermore, the wheelchair 12 is provided with a load sensor 20 including a piezoelectric element and other pressure sensors for detecting how to apply a load in a use state of a patient who is a user. As shown in FIG. 3, the footrest plate 34a of the footrest portion 34 is provided with a load sensor 20 inside the footrest plate 34a, and can detect the load when the patient puts the foot on the footrest plate 34a. It is said.

車椅子12の座面部38には、図4に示すように、車体フレーム30に固定された座面支持構造材40が設けられ、座面38の表面側の座面布38aを支持した座面布保持部材40aと座面支持構造材40の両端部の各間に荷重センサ20が一対ずつ設けられ、患者の着座を検知し、荷重の値を検出可能としている。   As shown in FIG. 4, the seat surface portion 38 of the wheelchair 12 is provided with a seat surface support structure 40 fixed to the vehicle body frame 30, and supports the seat surface fabric 38 a on the surface side of the seat surface 38. A pair of load sensors 20 are provided between both ends of the holding member 40a and the seat support structure 40 to detect the patient's sitting and to detect the load value.

車椅子12の肘掛け部42には、図5に示すように、肘掛け板42aの裏面の取付板42bと、車体フレーム30側の取付板42cとの間に、一対の荷重センサ20が前後方向端部に取り付けられている。肘掛け板42aの下面と車体フレーム30の上面との間には、ずれ防止用の保持部材44が挿入されている。   As shown in FIG. 5, the pair of load sensors 20 is provided between the mounting plate 42 b on the back surface of the armrest plate 42 a and the mounting plate 42 c on the vehicle body frame 30 side. Is attached. A holding member 44 for preventing displacement is inserted between the lower surface of the armrest plate 42 a and the upper surface of the vehicle body frame 30.

この実施形態の患者行動検知システム10に用いられるベッド14は、図6,図7に示すように、ベッド14の上面に載置された2枚の上面板52の裏面四隅に荷重センサ20が取り付けられ、患者がベッド14上に居る状態を検出可能としている。ベッド14の手摺り54には、水平部材54aの上面に歪みゲージセンサ50が貼り付けられ、垂直部材54bの周囲2方向にも、歪みゲージセンサ50が貼り付けられている。これにより、ベッド14及び手摺り54に掛かる力を検出可能としている。   As shown in FIGS. 6 and 7, the bed 14 used in the patient behavior detection system 10 of this embodiment has load sensors 20 attached to the four corners of the back surface of the two upper surface plates 52 placed on the upper surface of the bed 14. The state where the patient is on the bed 14 can be detected. On the handrail 54 of the bed 14, the strain gauge sensor 50 is attached to the upper surface of the horizontal member 54a, and the strain gauge sensor 50 is also attached to the two directions around the vertical member 54b. Thereby, the force applied to the bed 14 and the handrail 54 can be detected.

さらにこの実施形態では、図8に示すように、トイレ16の壁に取り付けられた手摺り18の取付部材18aにも、歪みゲージセンサ50が3箇所に巻き付けられ、手摺り18に掛かる力とその方向を検出可能としている。取付部材18aに巻き付けられた歪みゲージセンサ50は、1本の取付部材18aに対して3本の歪みゲージセンサ50が取り付けられ、上下左右方向の力を検出可能としている。   Furthermore, in this embodiment, as shown in FIG. 8, the strain gauge sensor 50 is also wound around the attachment member 18a of the handrail 18 attached to the wall of the toilet 16, and the force applied to the handrail 18 and the force applied thereto. The direction can be detected. The strain gauge sensor 50 wound around the attachment member 18a has three strain gauge sensors 50 attached to one attachment member 18a, and can detect force in the vertical and horizontal directions.

この実施形態の患者行動検知システム10は、図1に示すように、各センサで検出した力の値や部材位置を無線通信を用いて、各種プログラムの処理装置であり記録装置であるパーソナルコンピュータ(以下、PCと称す。)60に送信可能に設けられている。PC60は、例えばノートパソコン程度の大きさのものを車椅子12に搭載して置くことができる。通信には、既存の短距離無線通信規格のZigbeeやBluetoothを用いることが出来る。また、USB端子を経由した有線によりデータを授受しても良い。例えば車椅子12に設けられたPC60には、通信アダプタが接続され、ベッド14とトイレ16には、送受信機62が据え付けられている。   As shown in FIG. 1, the patient behavior detection system 10 of this embodiment is a personal computer (processing device for various programs and a recording device) that uses force values and member positions detected by each sensor by wireless communication. (Hereinafter referred to as “PC”). The PC 60 can be placed on the wheelchair 12 with a size about the size of a notebook computer, for example. For communication, the existing short-range wireless communication standard Zigbee or Bluetooth can be used. Further, data may be exchanged by wire via a USB terminal. For example, a communication adapter is connected to the PC 60 provided in the wheelchair 12, and a transceiver 62 is installed in the bed 14 and the toilet 16.

各荷重センサ20の出力は、図示しないアンプを介して荷重に比例した値が出力され、図示しないA/D変換器を介して荷重の値を示すデジタルデータが送受信機62から出力され、PC60へ送られ、後述する所定の処理が処理プログラムにより行われて、荷重データが記憶装置64に記録される。   The output of each load sensor 20 is a value proportional to the load via an amplifier (not shown), and digital data indicating the value of the load is output from the transceiver 62 via an A / D converter (not shown) to the PC 60. Then, predetermined processing described later is performed by the processing program, and the load data is recorded in the storage device 64.

同様に、歪みゲージセンサ50の出力は、図9に示すセンサ回路56を介して、荷重の値が出力される。センサ回路56は、歪みゲージセンサ50をブリッジの一つに配置したブリッジ回路56aを備え、ブリッジ回路56aの一対の出力をアンプ56bに入力して、アンプ56bの出力が、A/D変換と荷重データの記録を行うデータロガー58に出力される。データロガー58に記録された荷重データは、送受信機62を介して、PC60内の記憶装置64に記録される。   Similarly, as the output of the strain gauge sensor 50, a load value is output via the sensor circuit 56 shown in FIG. The sensor circuit 56 includes a bridge circuit 56a in which the strain gauge sensor 50 is arranged in one of the bridges, and a pair of outputs of the bridge circuit 56a is input to the amplifier 56b, and the output of the amplifier 56b is converted into A / D conversion and a load. The data is output to a data logger 58 that records data. The load data recorded in the data logger 58 is recorded in the storage device 64 in the PC 60 via the transceiver 62.

PC60内の処理は、図1、図10、図11に示すように、車椅子12、ベッド14、及びトイレ16に設けられた各センサにより取得されたセンサデータがPC60に送信され、所定のプログラムによりセンサデータが集約され、集約されたセンサデータに対して、その動作の動作識別処理が行われる。   As shown in FIGS. 1, 10, and 11, the processing in the PC 60 is performed by transmitting sensor data acquired by the sensors provided in the wheelchair 12, the bed 14, and the toilet 16 to the PC 60, according to a predetermined program. The sensor data is aggregated, and the operation identification processing of the operation is performed on the aggregated sensor data.

動作識別処理に先立ち、各センサからのデータを集約してその患者の行動パターンの分類の基準となる動作モデルを作成する。動作モデルの作成は、図11(a)に示すように、その患者の動作の特徴を抽出し、危険な動作か否かを判別するための動作の分類情報を蓄積し、動作モデルの情報を作成し、記憶装置64の動作モデル記憶部64aに記録する。ここで、センサデータの分類処理には、SVM(サポートベクターマシン・Support Vector Machine)を用いる。SVMは、教師あり学習を用いる識別手法の一つであり、非線形分類問題にも優れた性能を発揮することを特徴とする学習モデルである。そこで、この実施形態の動作分類には、SVMを用いて分類処理を行っている。   Prior to the motion identification process, the data from each sensor is aggregated to create a motion model that serves as a reference for classification of the behavior pattern of the patient. As shown in FIG. 11A, the motion model is created by extracting the features of the patient's motion, accumulating motion classification information for determining whether the motion is dangerous, and storing the motion model information. It is created and recorded in the behavior model storage unit 64a of the storage device 64. Here, SVM (Support Vector Machine) is used for the sensor data classification process. SVM is one of identification methods using supervised learning, and is a learning model characterized by exhibiting excellent performance for nonlinear classification problems. Therefore, classification processing is performed using SVM for the operation classification of this embodiment.

先ず、図11(a)に示すように、センサデータを取得すると(s1)、取得した動作データの動作ラベリング(s2)と特徴量抽出処理(s3)を行う。この後、得られたラベルと特徴量データを基に、SVMを用いて、SVM分類による動作モデルを作成する(s4)。これにより、その患者の動作の各種パターンが分類されて各種の動作モデルが設定される。この動作モデルは、後に例えば患者の動作の識別に用いられる。   First, as shown in FIG. 11A, when sensor data is acquired (s1), operation labeling (s2) and feature amount extraction processing (s3) of the acquired operation data are performed. Thereafter, based on the obtained label and feature amount data, an operation model based on SVM classification is created using SVM (s4). Thereby, various patterns of the patient's motion are classified and various motion models are set. This motion model is later used, for example, to identify patient motion.

SVMモデルが作成された後は、図10に示すように、その患者の動作について動作識別処理が行われ、その後その患者の行動について危険か否かの行動判別処理が行われる。また、得られたセンサデータによる各動作の検出値は、記憶装置64内の動作ログ記憶部64bに動作時刻とともに記録される。患者動作に対する動作識別処理は、図11(b)に示すように、センサデータを取得し(s11)、センサデータの特徴量の抽出処理を行う(s12)。抽出した特徴量データをSVM分類処理する(s13)。このSVM分類処理には、先に作成したSVMモデルを動作モデル記憶部64aから呼び出して用いる。これにより、その患者のセンサデータによる動作識別がなされる。   After the SVM model is created, as shown in FIG. 10, an action identification process is performed for the movement of the patient, and then an action determination process for determining whether the patient's action is dangerous is performed. The detected value of each operation based on the obtained sensor data is recorded in the operation log storage unit 64b in the storage device 64 together with the operation time. As shown in FIG. 11B, in the motion identification process for the patient motion, sensor data is acquired (s11), and a feature amount extraction process for the sensor data is performed (s12). The extracted feature data is subjected to SVM classification processing (s13). In this SVM classification process, the previously created SVM model is called from the behavior model storage unit 64a and used. Thereby, the operation | movement identification by the patient's sensor data is made.

動作識別処理が行われたセンサデータは、行動判別処理が施され、危険な動作であるか否かが判別される。判別には、記憶装置64内の行動ルール記憶部64cに記録された行動ルールが適用される。即ち、検出されたセンサデータが行動ルール記憶部64cの行動ルールに照らして、危険であると判断される場合は、アラーム生成部66からアラーム信号が送信され、その動作が行われている箇所の図示しないアラームが鳴り、患者やその周囲の人はその動作が危険であることを認識することができる。   The sensor data that has been subjected to the action identification process is subjected to an action determination process to determine whether it is a dangerous action. For the determination, an action rule recorded in the action rule storage unit 64c in the storage device 64 is applied. That is, when it is determined that the detected sensor data is dangerous in light of the action rules in the action rule storage unit 64c, an alarm signal is transmitted from the alarm generation unit 66 and the location of the operation is performed. An alarm (not shown) sounds and the patient and the people around him can recognize that the operation is dangerous.

以上説明したように、この実施形態の患者行動識別方法と患者行動検知システム10は、患者の行動パターンを把握して、予めその患者の行動により得られる各センサからのセンサデータにより、その患者の危険な行動時に表れるセンサデータの値を認識し、これを基に、例えば在宅療養時に、上記患者行動を監視して、危険行動が起こる可能性のあるデータが得られた場合には、アラームを鳴らして、患者やその周囲の人に警告を発することが出来る。これにより、在宅療養時等の危険行動による事故を防止することが出来る。特に、行動時に得られるセンサデータのモデル作成や分類にSVMを用いることにより、正確な分類が可能となり、適切な判断が可能となる。   As described above, the patient behavior identification method and the patient behavior detection system 10 according to this embodiment grasps a patient's behavior pattern and uses the sensor data from each sensor obtained in advance based on the behavior of the patient to determine the patient's behavior. Recognize the value of sensor data that appears at the time of dangerous behavior, and based on this, monitor the above patient behavior during home medical treatment, for example, and if data that can cause dangerous behavior is obtained, an alarm is issued. It can be used to alert the patient and those around him. As a result, accidents due to dangerous behavior such as home medical treatment can be prevented. In particular, by using SVM for model creation and classification of sensor data obtained at the time of action, accurate classification is possible, and appropriate determination is possible.

なお、この発明の患者行動識別方法と患者行動検知システムは、上記実施形態に限定されるものではなく、センサの設置箇所は適宜選択可能なものであり、療養箇所の廊下等の手摺りや、洗面所に設置しても良く、センサの種類も適宜選択可能なものである。   The patient behavior identification method and the patient behavior detection system according to the present invention are not limited to the above-described embodiment, and the installation location of the sensor can be selected as appropriate. The sensor type may be selected as appropriate.

10 患者行動検知システム
12 車椅子
14 ベッド
16 トイレ
18 手摺り
20 荷重センサ
22 背もたれ
24 圧力分布センサ
30 車体フレーム
32 光学センサ
34 足置き部
38 座面部
50 歪みゲージセンサ
52 肘掛け部
60 PC
62 送受信機
64 記憶装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Patient action detection system 12 Wheelchair 14 Bed 16 Toilet 18 Handrail 20 Load sensor 22 Backrest 24 Pressure distribution sensor 30 Body frame 32 Optical sensor 34 Footrest part 38 Seat surface part 50 Strain gauge sensor 52 Armrest part 60 PC
62 Transceiver 64 Storage device

Claims (4)

患者が使用する複数の機器や部材に力や位置を検知する各種センサを設け、予めその患者の各種動作や行動により得られる前記センサからのセンサデータを個別の患者毎に蓄積し、この蓄積された前記センサデータを基に、個別の患者毎に動作モデルを作成して記憶し、前記動作モデルを基に、その後の通常生活時の前記個別の患者の動作から得られる前記センサデータを識別し、その動作状態を判別する患者行動識別方法であって、
前記複数の機器は、少なくとも前記個別の患者が使用する車椅子とベッドであり、前記センサは、前記車椅子やベッドに掛かる荷重や各部材の位置情報を検知するもので、前記車椅子と前記ベッドには、各々情報を検知する複数のセンサが設けられ、
先ず、前記各センサからのデータを取得して、取得した動作データの動作ラベリングを行い、その患者の動作の特徴を抽出し、危険な動作か否かを判別するための動作の分類情報を蓄積し、
この後、上記動作ラベリングで得られたラベルと抽出した前記特徴の特徴量データを基に、前記個別の患者毎の動作の各種パターンを分類して、前記個別の患者毎の各種の動作モデルを設定し、
前記動作モデルを基に、前記個別の患者毎の通常生活の動作について、前記各センサからのセンサデータの患者動作を識別し、識別した前記センサデータの動作が、行動ルール記憶部に記録された行動ルールと照合して危険か否かを判断し、前記患者毎の前記車椅子及び前記ベッドでの動作が危険か否かの行動判別処理を行い、
前記車椅子と前記ベッドの何れかから危険な状態と判断される基準値以上の値が得られた場合に、その動作状態を前記患者及び周囲に知らせることを特徴とする患者行動識別方法。
Various sensors and sensors that detect the force and position are provided on a plurality of devices and members used by patients, and sensor data from the sensors obtained by the various operations and actions of the patients are stored in advance for each individual patient. Based on the sensor data , a motion model is created and stored for each individual patient, and the sensor data obtained from the motion of the individual patient during normal life is identified based on the motion model. , A patient behavior identification method for determining the operation state ,
The plurality of devices are at least a wheelchair and a bed used by the individual patient, and the sensor detects a load applied to the wheelchair or the bed and position information of each member. A plurality of sensors each for detecting information;
First, data from each of the sensors is acquired, operation labeling of the acquired operation data is performed, characteristics of the operation of the patient are extracted, and operation classification information for determining whether or not the operation is dangerous is stored. And
After that, based on the label obtained by the motion labeling and the extracted feature amount data of the feature, various motion patterns for each individual patient are classified, and various motion models for each individual patient are obtained. Set,
Based on the behavior model, the behavior of the normal data for each individual patient is identified with the patient behavior of the sensor data from each sensor, and the behavior of the identified sensor data is recorded in the behavior rule storage unit. It is determined whether or not it is dangerous by collating with an action rule, and action determination processing is performed as to whether or not the operation on the wheelchair and the bed for each patient is dangerous,
A patient behavior identification method characterized by notifying the patient and the surroundings of an operation state when a value equal to or higher than a reference value determined as a dangerous state is obtained from either the wheelchair or the bed .
前記患者の動作の識別は、SVM(Support Vector Machine)を用いる請求項1記載の患者行動識別方法。   The patient behavior identification method according to claim 1, wherein the patient's movement is identified using an SVM (Support Vector Machine). 患者が使用する複数の機器や部材に取り付けられ力や位置を検知する複数のセンサと、予めその患者の各種動作や行動により得られる前記センサからのセンサデータを個別の患者毎に記憶する記憶装置と、前記センサデータを基に前記個別の患者の動作を分類して動作モデルを作成し、この動作モデルを基に前記個別の患者の動作を識別し、その動作状態を送信する処理を行う処理装置を備えた患者行動検知システムであって、
前記複数の機器は、少なくとも前記個別の患者が使用する車椅子とベッドであり、前記センサは、前記車椅子に設けられた荷重センサと、前記ベッドに設けられた荷重センサ及び力センサであり、
前記処理装置は、前記各センサからのデータを取得して、取得した動作データの動作ラベリングを行い、その患者の動作の特徴を抽出し、危険な動作か否かを判別するための動作の分類情報を蓄積し、得られたラベルと抽出した前記特徴の特徴量データを基に、前記個別の患者毎の動作の各種パターンを分類して、前記個別の患者毎の各種の動作モデルを設定し、この動作モデルを基に、前記個別の患者毎の通常生活の動作について、前記各センサからのセンサデータの患者動作を識別し、識別した前記センサデータの動作が、行動ルール記憶部に記録された行動ルールと照合して危険か否かを判断する行動判別処理を行い、前記車椅子と前記ベッドの何れかからの複数の前記センサデータを識別処理して、前記車椅子と前記ベッドの何れかから危険な状態と判断される基準値以上の値が得られた場合に、その動作状態を前記患者及び周囲に知らせる処理を行うことを特徴とする患者行動検知システム。
A plurality of sensors attached to a plurality of devices and members used by a patient to detect forces and positions, and a storage device that stores sensor data from the sensors obtained in advance by various operations and actions of the patient for each individual patient When the processing of the sensor data said classifying the operation of the individual patient to patient based on creating an operation model, the identifying operation of the individual for each patient on the basis of this operation model, and sends the operating state A patient behavior detection system comprising a processing device to perform,
The plurality of devices are at least a wheelchair and a bed used by the individual patient, and the sensors are a load sensor provided in the wheelchair, a load sensor and a force sensor provided in the bed,
The processing device acquires data from each sensor, performs operation labeling of the acquired operation data, extracts the characteristics of the patient's operation, and classifies the operation to determine whether it is a dangerous operation Based on the obtained label and extracted feature value data of the feature, information is accumulated, and various patterns of motion for each individual patient are classified, and various motion models for each individual patient are set. Based on this behavior model, the patient behavior of the sensor data from each sensor is identified for the behavior of normal life for each individual patient, and the behavior of the identified sensor data is recorded in the behavior rule storage unit. Action discriminating process for judging whether or not it is dangerous by comparing with the action rule, discriminating a plurality of the sensor data from either the wheelchair or the bed, and either the wheelchair or the bed When the reference value or more values is determined to al dangerous condition is obtained, the patient behavior detection system characterized by performing a process of notifying the operation state to the patient and the surroundings.
前記複数の機器は、無線通信の送受信機を備え、無線通信により前記処理装置と前記センサデータの授受を行う請求項3記載の患者行動検知システム。
The patient behavior detection system according to claim 3, wherein the plurality of devices includes a transceiver for wireless communication, and exchanges the sensor data with the processing device by wireless communication.
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