JP6268218B2 - 呼吸波形描画システム及び呼吸波形描画方法 - Google Patents
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Description
ベッド上の被験者の呼吸波形を描画する呼吸波形描画システムであって、
ベッド又はベッドの脚下に設けられ、被験者の荷重を検出する複数の荷重検出器と、
前記荷重に基づいて被験者の重心位置を算出する重心位置算出部と、
前記重心位置の時間的変動に基づいて被験者の呼吸波形を描画する波形描画部と、
前記呼吸波形の描画状態を補償する描画補償部とを備え、
前記描画補償部は、前記重心位置の過去の時間的変動に基づいて被験者の呼吸波形の予測波形を生成する予測波形生成部と、所定のサンプリング時刻における、前記呼吸波形と前記予測波形との間の距離を算出する補正距離算出部とを備え、前記距離に応じて前記呼吸波形の描画状態を補償する呼吸波形描画システムが提供される。
ベッド上の被験者の呼吸波形を描画する呼吸波形描画方法であって、
ベッド又はベッドの脚下に設けられた複数の荷重検出器により被験者の荷重を検出することと、
前記荷重に基づいて被験者の重心位置を算出することと、
前記重心位置の時間的変動に基づいて被験者の呼吸波形を描画することと、
前記重心位置の過去の時間的変動に基づいて被験者の呼吸波形の予測波形を生成し、所定のサンプリング時刻における、前記呼吸波形と前記予測波形との間の距離を算出し、前記距離に応じて前記呼吸波形の描画状態を補償することとを備える呼吸波形描画方法が提供される。
図1〜図24を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。
体動判定工程S1では、上述の通り、体動検出部32が、ベッド上の被験者Sに体動(大きな体動、小さな体動)が生じているか否かを検出する。
被験者数判定工程S2においては、制御部(被験者数判定部)3がベッドBD上の被験者Sが一人であるか否かを判定する。具体的には例えば、次の方法が用いられる。
振動座標設定工程S3では、振動座標設定部34が、被験者Sの重心軌跡GTに含まれる呼吸振動の振動座標を設定し、設定した振動座標に基づいて呼吸波形の描画に必要な変位を算出する。波形描画工程S4では、波形描画部35が、振動座標設定部34で算出された変位に基づいて被験者Sの呼吸波形を描画する。
振動座標設定部34は、図11(a)に示すように、体動判定工程S1で体動がなくなったと判定した点を第1仮振動原点TO1と置く。この点は、図9(b)に例示する重心軌跡GTにおいては点dに相当する。この時点において、波形描画部35は呼吸波形の描画を開始していない(図11(b))。
第2仮振動座標設定工程S302において、振動座標設定部34は、第1極値点EP1から移動する重心Gから第1仮振動軸TA1に下した垂線の足FP1と第1仮振動原点TO1との間の距離D1を逐次算出し、算出した値を波形描画部35に送る。波形描画部35は、受け取った算出値に基づいて被験者Sの仮の呼吸波形を描画し(図15(b)、図16(b))、表示部5に表示する。
次に、振動座標設定部34は、第1仮振動座標設定工程S301で設定された第1仮振動原点TO1と、第2仮振動座標設定工程S302で設定した第2仮振動原点TO2との間の距離を算出し、算出した距離が所定の値以下であるか否かを判定する。所定の値は、一例として第1極値点EP1と第2極値点EP2との間の距離の10%とすることができる。
振動座標設定部34は、比較の結果、第1仮振動原点TO1と第2仮振動原点TO2との間の距離が所定の値以下であれば(S303:Yes)、図18(a)に示す通り、第2仮振動原点TO2を呼吸振動の振動原点Oと決定し、第2仮振動軸TA2を呼吸振動の振動軸Aと決定して振動座標を決定する。すなわち、体軸方向を振動軸Aの方向に向けた被験者Sの重心Gが、被験者Sの呼吸により、振動原点Oを振動中心として振動軸Aに沿って振動していると決定する。
ここで、波形描画工程S4において呼吸波形を描画している最中にベッド上の被験者Sに小さな体動が生じた場合、この小さな体動により、呼吸波形は振動軸方向にシフトする。例えば、図9(b)に示すように、点d〜点lの安定呼吸期間の後に小さな体動が生じ、その後点m〜点sの安定呼吸期間が続いた場合、図20に示すように、小さな体動前の呼吸波形W1に対して、小さな体動後の呼吸波形W2が、振動座標設定工程S3で設定した振動軸A方向にシフトする。そして、シフトの幅によっては、小さな体動後の呼吸波形W2を、表示部5の表示範囲内に描画できないことも起こり得る。このような場合には、本発明では描画補償部36により、以下のような方法で描画位置を補正する。
波形分離工程S6において、波形分離部33は、被験者数判定工程S2において複数のピーク周波数が特定された場合に、特定された各周波数に対して、各荷重信号の荷重成分を求める。これらの荷重成分は、例えば、荷重信号s1〜s4の各々に対するバンドパスフィルタ処理によって求めることができる。例えば、被験者数判定工程S2において2つのピーク周波数ν1、ν2が特定された場合、ピーク周波数ν1に対応した4つの荷重成分s11、s21、s31、s41と、ピーク周波数ν2に対応した4つの荷重成分s12、s22、s32、s42とを求める。そして、波形分離部33は、ピーク周波数ν1、ν2の各々に対応する4つの荷重成分を重心位置算出部31に出力する。重心位置算出部31は、波形分離部33から入力された4つの荷重成分に基づいて、ピーク周波数ν1、ν2の各々(即ち、被験者Sの各々)に対応する重心位置及び重心軌跡を、重心軌跡算出工程S02と同様に算出する。
<変形例>
11、12、13、14 荷重検出器
2 A/D変換部
3 制御部
31 重心位置算出部
32 体動検出部
33 波形分離部
34 振動座標設定部
35 波形描画部
36 描画補償部
4 記憶部
5 表示部
6 報知部
7 入力部
100 生体情報モニタリングシステム
BD ベッド
BDS ベッドシステム
GT 重心軌跡
S 被験者
Claims (8)
- ベッド上の被験者の呼吸波形を描画する呼吸波形描画システムであって、
ベッド又はベッドの脚下に設けられ、被験者の荷重を検出する複数の荷重検出器と、
前記荷重に基づいて被験者の重心位置を算出する重心位置算出部と、
前記重心位置の時間的変動に基づいて被験者の呼吸波形を描画する波形描画部と
前記呼吸波形の描画状態を補償する描画補償部とを備え、
前記描画補償部は、前記重心位置の過去の時間的変動に基づいて被験者の呼吸波形の予測波形を生成する予測波形生成部と、所定のサンプリング時刻における、前記呼吸波形と前記予測波形との間の距離を算出する補正距離算出部とを備え、前記距離に応じて前記呼吸波形の描画状態を補償する呼吸波形描画システム。 - 前記描画補償部は、前記距離が所定の範囲内であるか判断し、
前記距離が前記所定の範囲内である場合、前記描画補償部は、前記呼吸波形を前記距離だけ前記予測波形側にオフセットさせる請求項1に記載の呼吸波形描画システム。 - 前記描画補償部は、前記予測波形の周期よりも短い所定時間内の複数のサンプリング時刻における前記距離の平均値が前記所定の範囲内であるか判断し、
前記平均値が前記所定の範囲内である場合、前記描画補償部は、前記所定時間内の前記呼吸波形を前記平均値だけ前記予測波形側にオフセットさせる請求項1又は2に記載の呼吸波形描画システム。 - 前記描画補償部は、前記予測波形の周期よりも短い所定時間内の複数のサンプリング時刻における前記距離の各々が前記所定の範囲内であり、且つ、前記複数のサンプリング時刻における前記距離が一定であるか判断し、
前記複数のサンプリング時刻における前記距離の各々が前記所定の範囲内であり、且つ、前記複数のサンプリング時刻における前記距離が一定である場合、前記描画補償部は、前記所定時間内の前記呼吸波形を前記距離だけ前記予測波形側にオフセットさせる請求項1又は2に記載の呼吸波形描画システム。 - ベッド上の被験者の呼吸波形を描画する呼吸波形描画方法であって、
ベッド又はベッドの脚下に設けられた複数の荷重検出器により被験者の荷重を検出することと、
前記荷重に基づいて被験者の重心位置を算出することと、
前記重心位置の時間的変動に基づいて被験者の呼吸波形を描画することと、
前記重心位置の過去の時間的変動に基づいて被験者の呼吸波形の予測波形を生成し、所定のサンプリング時刻における、前記呼吸波形と前記予測波形との間の距離を算出し、前記距離に応じて前記呼吸波形の描画状態を補償することとを備える呼吸波形描画方法。 - 前記距離が所定の範囲内であるか判断することを更に備え、
前記距離が前記所定の範囲内である場合、前記呼吸波形を前記距離だけ前記予測波形側にオフセットさせる請求項5に記載の呼吸波形描画方法。 - 前記予測波形の周期よりも短い所定時間内の複数のサンプリング時刻における前記距離の平均値が前記所定の範囲内であるか判断し、
前記平均値が前記所定の範囲内である場合、前記所定時間内の前記呼吸波形を前記平均値だけ前記予測波形側にオフセットさせる請求項5又は6に記載の呼吸波形描画方法。 - 前記予測波形の周期よりも短い所定時間内の複数のサンプリング時刻における前記距離の各々が前記所定の範囲内であり、且つ、前記複数のサンプリング時刻における前記距離が一定であるか判断し、
前記複数のサンプリング時刻における前記距離の各々が前記所定の範囲内であり、且つ、前記複数のサンプリング時刻における前記距離が一定である場合、前記所定時間内の前記呼吸波形を前記距離だけ前記予測波形側にオフセットさせる請求項5又は6に記載の呼吸波形描画方法。
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