JP6315196B2 - 生体情報検出装置およびベッド - Google Patents

Description

本発明は、生体の状態を検出する生体情報検出装置およびベッドなどに関する。

福祉または介護の分野において、ベッドに横たわる高齢者または病人などの被介助者または被介護者の状態を検出するシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このようなシステムでは、ベッドが置かれている部屋の天井や壁面に設置された電波センサであるドップラーセンサーを用いて、そのベッドにいる被介護者の呼吸や体動などの状態を検出する。

特開２０１２−５７４５号公報

しかしながら、上記電波センサでは、被介護者などの生体の状態を精度よく検出することができないという課題がある。

そこで、本発明は、検出精度の高い生体情報検出装置などを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る生体情報検出装置の一態様は、生体の状態を検出する生体情報検出装置であって、電波を生体に送信し、前記電波の反射波を受信し、送信された前記電波の周波数と受信された前記反射波の周波数との差の周波数の信号を取り出すことによって、前記生体の状態に応じたドップラー信号を生成する信号生成部と、前記ドップラー信号の周波数の２倍以上のサンプリングレートで前記ドップラー信号をサンプリングすることにより、デジタル信号を生成するサンプリング部と、前記デジタル信号に対してウェーブレット変換を行うことにより、生体の動きに応じた周波数および強度を時間経過ごとに示すスカログラムを生成する信号解析部と、生成された前記スカログラムにおいて、共通の特徴的な周波数および強度が現れている各時点で、当該時点と直前の時点との間の間隔に基づく情報を生体情報として出力する出力部とを備える。

本発明によれば、生体の状態の検出精度を高めることができる。

図１は、実施の形態における生体情報検出システムの構成図である。 図２は、実施の形態における生体情報検出装置の取り付け場所を示す図である。 図３は、実施の形態における生体情報検出装置のより詳細な取り付け場所を示す図である。 図４は、実施の形態における生体情報検出装置の取り付け例を示す図である。 図５は、実施の形態における生体情報検出装置の他の取り付け例を示す図である。 図６は、実施の形態における生体情報検出システムの機能構成を示すブロック図である。 図７は、実施の形態における警告範囲格納部に格納されている警告範囲情報の内容を示す図である。 図８は、実施の形態における生体情報検出装置と表示装置２００との間に行われる処理を示すシーケンス図である。 図９は、実施の形態における生体情報検出装置の処理動作を示すフローチャートである。 図１０は、実施の形態における表示装置の処理動作を示すフローチャートである。 図１１Ａは、実施の形態における表示装置によって表示される画面の一例を示す図である。 図１１Ｂは、実施の形態における送信命令の送信後に表示装置によって表示される画面の例を示す図である。 図１２Ａは、実施の形態における表示装置によって表示される画面の他の例を示す図である。 図１２Ｂは、実施の形態における送信命令の送信後に表示装置によって表示される画面の他の例を示す図である。 図１３Ａは、実施の形態における表示装置によって表示される画面の他の例を示す図である。 図１３Ｂは、実施の形態における表示装置によって表示される生体ウィンドウを含む画面の他の例を示す図である。 図１４は、実施の形態における検出部の構成を示すブロック図である。 図１５は、実施の形態における信号解析部の構成を示すブロック図である。 図１６Ａは、実施の形態における、メキシカンハット関数を用いたウェーブレット変換によって生成されるスカログラムを示す図である。 図１６Ｂは、実施の形態における、ガボール関数を用いたウェーブレット変換によって生成されるスカログラムを示す図である。 図１７Ａは、実施の形態における、生体の位置と生体情報検出装置との位置関係を示す図である。 図１７Ｂは、実施の形態における、生体の位置ごとに観測されるＩ信号およびＱ信号を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示す。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明する。

なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略または簡略化する。

（実施の形態）
図１は、本実施の形態における生体情報検出システムの構成図である。

本実施の形態における生体情報検出システム１は、例えば病院または介護施設などの、複数のベッド３００が置かれている施設に設置される、いわゆる見守りシステムである。具体的には、生体情報検出システム１は、それぞれ生体の状態を検出する複数の生体情報検出装置１００と、それらの生体情報検出装置１００によって検出された生体の状態を表示する表示装置２００とを備える。なお、生体は、上記施設におけるベッド３００を使用する高齢者、病人、被介助者または被介護人であるが、本実施の形態では、生体の一例として被介護者をあげて説明する。また、生体の状態とは、生体の動きであって、例えば心拍、脈拍、呼吸、または寝返りなどの体動である。また、このような動きの回数は、生体値として表現される。なお、本実施の形態では、心拍と脈拍とを区別することなく同義として説明する。

生体情報検出装置１００は、施設内のベッド３００に取り付けられ、例えばマイクロ波などの電波を送受信することによって、ベッド３００上にいる被介護者の状態を検出する。そして、生体情報検出装置１００は、検出された被介護者の状態に異常などがあれば、後述するアラート信号を送信することによって、表示装置２００に警報を出す。例えば、生体情報検出装置１００は、被介護者の心拍がない状態が所定期間継続すると、表示装置２００に警報を出す。さらに、生体情報検出装置１００は、表示装置２００からの命令に応じて、検出された被介護者の状態を示す生体情報を表示装置２００に送信する。

表示装置２００は、例えば介護施設の介護ステーションに設置され、生体情報検出装置１００のそれぞれと電力線搬送通信（以下、ＰＬＣ：Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎという）を介して通信する。したがって、表示装置２００は、生体情報検出装置１００からアラート信号をそのＰＬＣを介して受信すると、介護スタッフに警報を発する。また、表示装置２００は、そのＰＣＬを介して、生体情報検出装置１００に命令し、生体情報検出装置１００から生体情報を受信すると、その生体情報によって示される被介護者の状態を表示する。

図２は、生体情報検出装置１００の取り付け場所を示す図である。

ベッド３００は、図２に示すように、マットレス４００が載置されるボトム３１０と、ボトム３１０を支持する例えば金属製のフレーム３２０と、ボトム３１０の姿勢および高さを調節する調節機構３３０とを備える。被介護者は、このようなベッド３００のマットレス４００の上に横たわったり、端座位の姿勢をとったりする。

生体情報検出装置１００は、このようなベッド３００に取り付けられている。つまり、生体情報検出装置１００は、ベッド３００における、マットレス４００よりも下の部位に取り付けられている。より具体的には、生体情報検出装置１００は、フレーム３２０における、ボトム３１０よりも下の部位に取り付けられている。

生体情報検出装置１００は、このように取り付けられた部位から、マットレス４００の上側に向けて電波を送信し、その電波の反射波を受信する。そして、生体情報検出装置１００は、マットレス４００の上にある被介護者の状態をその反射波に基づいて検出する。

図３は、生体情報検出装置１００のより詳細な取り付け場所を示す図である。なお、図３の（ａ）は、マットレス４００が外されているベッド３００を上から見た図であり、図３の（ｂ）は、そのベッド３００を下から見た図である。

ボトム３１０は、それぞれ略平板状の背ボトム３１１、腰ボトム３１２、膝ボトム３１３および足ボトム３１４を備える。背ボトム３１１、腰ボトム３１２、膝ボトム３１３および足ボトム３１４は、ベッド３００の長手方向に沿って配列され、それぞれ互いに隣接するボトムと回動自在に連結されている。

生体情報検出装置１００は、図３に示すように、フレーム３２０のうち、背ボトム３１１よりも下にある部位に取り付けられている。

ここで、フレーム３２０は複数の梁３２１を具備している。例えば、複数の梁３２１のそれぞれは、ボトム３１０に平行な面上において、ベッド３００の長手方向と垂直な方向に沿い、長手方向に配列されている。生体情報検出装置１００は、これらの梁３２１のうち、被介護者がベッド３００に横たわった場合に、その被介護者の胸に最も近い梁３２１に取り付けられている。より具体的には、生体情報検出装置１００は、その梁３２１の中央部分に取り付けられている。

また、上述の調節機構３３０は、例えば複数のアームを備え、その複数のアームによってフレーム３２０を昇降することによって、背ボトム３１１、腰ボトム３１２、膝ボトム３１３および足ボトム３１４の高さを変える。この場合、複数の梁３２１と、それらの梁３２１に対向するボトムとの位置関係は変わらない。つまり、背ボトム３１１の高さが変わっても、背ボトム３１１と、その背ボトム３１１に対向する梁３２１に取り付けられた生体情報検出装置１００との間の相対的な位置関係は変化しない。

図４は、生体情報検出装置１００の取り付け例を示す図である。なお、図４は、ベッド３００を斜め下から見た図である。

生体情報検出装置１００は、フレーム３２０の梁３２１上面に固定具３２９によって固定されている。固定具３２９は、例えば金属製のプレートであって、生体情報検出装置１００は、その固定具３２９との間に梁３２１を挟み込むように固定される。

図５は、生体情報検出装置１００の他の取り付け例を示す図である。

図４に示す例では、生体情報検出装置１００は梁３２１上面に固定されているが、図５に示すように、２つの梁３２１の間に挟まれるように固定されていてもよい。つまり、生体情報検出装置１００は、２つの梁３２１の間に懸架される固定具３２８上に取り付けられる。

以上のように、本実施の形態における生体情報検出システム１では、生体情報検出装置１００がベッド３００に取り付けられている。したがって、ベッド３００が移動しても、ベッド３００および被介護者と生体情報検出装置１００との相対的な位置関係は変わらないため、ベッド３００の移動による検出精度の低下を抑えることができる。例えば、上記特許文献１のシステムでは、電波センサが天井に取り付けられているため、ベッドが移動すれば、ベッドおよび被介護者と電波センサとの相対的な位置関係が変化し、検出精度が低下することがある。しかし、本実施の形態では、上述のように、その位置関係が変わらないため、検出精度の低下を抑えることができる。したがって、例えば認知症の被介護者のように、日常的にベッド３００の移動が必要な被介護者であっても、本実施の形態では、その被介護者の状態を適切に検出することができる。

さらに、本実施の形態では、生体情報検出装置１００が、ベッド３００における、マットレス４００よりも下の部位に取り付けられている。したがって、認知症の被介護者が生体情報検出装置１００を移動したり取り除いたりする可能性が低い。その結果、検出精度が突然低下してしまうことを抑えることができる。

さらに、本実施の形態では、生体情報検出装置１００が、フレーム３２０における、ボトム３１０よりも下の部位に取り付けられている。したがって、被介護者の動きなどによって生体情報検出装置１００がずれてしまうことを抑えることができる。さらに、本実施の形態では、被介護者がベッド３００上にいる場合、被介護者からの反射波だけでなく、ボトム３１０からの反射波も受信する。ここで、被介護者の動きは、ボトム３１０にも伝わり、そのボトム３１０も動くことがある。したがって、本実施の形態では、上述の各反射波を受信することにより、被介護者の動きを直接的に検出するだけでなく、間接的にも検出することができる。また、ボトム３１０が例えば電波を通しにくい金属などの素材で構成されていることがある。この場合、生体情報検出装置１００から送信される電波が被介護者に届かなくても、本実施の形態における生体情報検出装置１００は、ボトム３１０からの反射波を受信することにより、被介護者の状態を間接的に検出することができる。これにより、被介護者の状態、つまり被介護者の動きを精度よく検出することができる。また、被介護者の動きを直接的に検出するだけでは、その被介護者の位置または向きによって、反射波が減衰しやすく、反射波を適切に受信することができない場合がある。しかし、本実施の形態では、上述のように被介護者の動きを間接的にも検出するため、このような被介護者の位置または向きによる影響を受けずに、被介護者の動きを適切に検出することができる。 また、介護のために、背ボトム３１１、腰ボトム３１２、膝ボトム３１３および足ボトム３１４の高さが変更される場合がある。この場合であっても、本実施の形態では、背ボトム３１１とともに動くフレーム３２０の梁３２１に生体検出装置１００が取り付けられているため、その高さの変更による検出精度の低下を抑えることができる。つまり、背ボトム３１１と生体検出装置１００との相対的な位置関係を一定に保つことができ、その位置関係の変化による検出精度の低下を抑えることができる。

さらに、本実施の形態では、生体情報検出装置１００が電波の送受信によって生体の状態を検出するため、生体に対する非接触検知を行うことができ、被介護者の体格（細い、太い）に依存することなく、精度よく被介護者の状態を検出することができる。

また、本実施の形態では、上述のように、各生体情報検出装置１００と表示装置２００とはＰＬＣを介して通信する。このＰＬＣを利用することの効果について以下に説明する。

各生体情報検出装置１００と表示装置２００との間の通信には、病院または介護施設などに敷設されているナースコール信号線、あるいは、有線または無線のインターネット通信などを利用することも考えられる。しかし、ナースコール信号線およびインターネット通信にはそれぞれ以下の問題がある。

ナースコール信号線では、送信される情報が、１ビットの信号（オンまたはオフ）程度のデータ量に制限されるという問題がある。また、インターネット通信では、多くのデータ量の情報を送信することができるが、その通信環境を施設内に構築するための負担が大きく、経済的な問題もある。

そこで、本実施の形態では、ＰＬＣを利用することによって、データ量の制限を受けることなく、簡単に低コストで通信を行うことができる。また、通信環境の増設および移設も簡単に行うことができる。したがって、各種多様な施設において、かつ、各状態の被介護者に対して、本実施の形態における生体情報検出システム１を利用することができる。具体的には、施設において、当初、介護ステーションの表示装置２００を導入しておけば、必要に応じて簡単に生体情報検出装置１００を増設したり、移設したりすることができる。これにより施設は経済的なメリットを享受することができる。

以下、生体情報検出システム１の機能構成について詳細に説明する。

図６は、生体情報検出システム１の機能構成を示すブロック図である。

生体情報検出装置１００は、検出部１１０、アラート判定部１３０、警告範囲格納部１４０、登録部１５０、検出制御部１６０、検出通信部１７０、および検出結果格納部１８０を備える。

検出通信部１７０は、表示装置２００とＰＬＣを介して通信する。

検出部１１０は、電波を送信し、その電波の反射波を受信する。そして、検出部１１０は、被介護者の生体値、具体的には脈拍、呼吸、および体動のそれぞれの単位時間当たりの回数を、その反射波に基づいて検出する。また、検出部１１０は、検出された生体値をアラート判定部１３０に通知するとともに、その生体値を検出結果として検出結果格納部１８０に格納する。

検出結果格納部１８０は、上述のように、検出部１１０によって検出された生体値を格納するための記録媒体である。例えば、この検出結果格納部１８０には、数時間分または数日分などの所定期間分の生体値を格納することができる。

警告範囲格納部１４０は、被介護者の生体値の警告範囲を示す情報（以下、警告範囲情報という）を格納するための記録媒体である。

アラート判定部１３０は、検出部１１０によって検出された生体値が警告範囲内にあるか否かを判定し、警告範囲内にあると判定すると、検出通信部１７０を介してアラート信号を表示装置２００に送信する。なお、アラート判定部１３０は、検出部１１０によって検出された生体値を、検出部１１０からの通知によって直接取得してもよく、検出結果格納部１８０に格納されている生体値を読み出すことによって、検出された生体値を間接的に取得してもよい。また、アラート判定部１３０はバッファを備えていてもよい。つまり、アラート判定部１３０は、検出部１１０からの通知によって、検出された生体値を直接取得する場合には、その取得した生体値を上述のバッファに一時的に蓄積しておく。これにより、アラート判定部１３０は、検出された最新の検出値だけでなく、過去に検出された生体値が警告範囲内にあるか否かを判定することできる。さらに、アラート判定部１３０は、随時検出される生体値が所定期間継続して警告範囲内にあるか否かを判定することができる。

登録部１５０は、表示装置２００から検出通信部１７０を介して登録情報を受信する。そして、登録部１５０は、その登録情報を上述の警告範囲情報として警告範囲格納部１４０に格納する。なお、この登録情報は、表示装置２００によって生成された、被介護者の生体値の警告範囲を示す情報である。

検出制御部１６０は、表示装置２００から検出通信部１７０を介して送信命令を受信すると、検出部１１０によって検出された生体値を示す生体情報を、検出通信部１７０を介して表示装置２００に送信する。具体的には、検出制御部１６０は、検出結果格納部１８０から、検出部１１０によって検出された生体値を読み出し、その生体値を示す生体情報を生成して送信する。また、生体情報に示される生体値は、現在の生体値であってもよく、過去の生体値（例えば、昨日の生体値）であってもよく、現在および過去の生体値であってもよい。なお、検出制御部１６０は、検出部１１０によって検出された生体値を、検出結果格納部１８０を介さず、検出部１１０から直接取得して、その生体値を示す生体情報を表示装置２００に送信してもよい。

表示装置２００は、表示部２１０、表示制御部２２０、介護データベース２４０、表示通信部２５０、および入力部２６０を備える。

表示通信部２５０は、複数の生体情報検出装置１００とＰＬＣを介して通信する。

表示部２１０は、例えば、液晶ディスプレイまたは有機ＥＬ（Organic Electro-Luminescence）ディスプレイなどである。

入力部２６０は、例えば介護スタッフからの操作を受け付けるキーボードまたはマウス、あるいは、介護スタッフからの音声入力を受け付けるマイクである。また、入力部２６０は、表示部２１０に組み込まれていてもよい。この場合、表示部２１０は、介護スタッフからのタッチ操作を受け付けるタッチディスプレイとして構成される。

介護データベース２４０は、例えば施設のフロアマップ、各部屋番号、各ベッド３００の識別番号、およびベッド３００のそれぞれに割り当てられている介護者の氏名などを示す介護データを格納している。

表示制御部２２０は、各生体情報検出装置１００に共通の警告範囲を示す登録情報を、表示通信部２５０を介して各生体情報検出装置１００に送信する。さらに、表示制御部２２０は、介護データベース２４０に格納されている介護データに応じた画面を表示部２１０に表示させる。また、表示制御部２２０は、生体情報検出装置１００から表示通信部２５０を介してアラート信号を受信したとき、あるいは、介護スタッフによる操作が入力部２６０に受け付けられると、そのアラート信号または介護スタッフの操作に応じた処理を行う。そして、表示制御部２２０は、その結果を表示部２１０に表示させる。

図７は、警告範囲格納部１４０に格納されている警告範囲情報の内容を示す図である。

この警告範囲情報１４０ｄは、被介護者の状態が不穏とされる生体値の範囲（図７に示す第１の警告範囲）と、被介護者の状態が異常、つまり離床しているとされる生体値の範囲（図７に示す第２の警告範囲）とを示す。

第１の警告範囲は、脈拍が８０回／分以上である範囲と、呼吸が１０回／分以下である範囲と、体動が５回／分以上である範囲とを示す。

第２の警告範囲は、脈拍が１０回／分以下である範囲と、呼吸が３回／分以下である範囲と、体動が０回／分である範囲とを示す。また、第２の警告範囲は、時間的な条件も示している。つまり、第２の警告範囲は、脈拍については上記範囲の生体値が３０秒以上継続すること、呼吸については上記範囲の生体値が１分以上継続すること、および、体動については上記範囲の生体値が１０分以上継続すること、を条件として示している。なお、図７に示す例では、第２の警告範囲のみ時間的な条件を示しているが、第１の警告範囲も、第２の警告範囲と同様に、時間的な条件を示していてもよい。この場合、第１の警告範囲の時間的な条件と、第２の警告範囲の時間的な条件とが異なっていてもよい。

アラート判定部１３０は、上述のような警告範囲情報１４０ｄを警告範囲格納部１４０から読み出す。そして、アラート判定部１３０は、検出された被介護者の生体値が第１の警告範囲内にあると判定したときには、第１の警告範囲に応じた第１のアラート信号（以下、不穏アラート信号という）を送信する。さらに、アラート判定部１３０は、被介護者の生体値が第２の警告範囲内にあると判定したときには、第２の警告範囲に応じた第２のアラート信号（以下、異常アラート信号という）を送信する。

表示装置２００の表示制御部２２０は、表示通信部２５０を介して生体情報検出装置１００から不穏アラート信号を受信すると、その不穏アラート信号を受信したことを第１の態様で報知する。また、表示制御部２２０は、表示通信部２５０を介して生体情報検出装置１００から異常アラート信号を受信すると、その異常アラート信号を受信したことを、第１の態様と異なる第２の態様で報知する。具体的には、表示制御部２２０は、第１の態様で報知する際には、黄色の画像を表示部２１０に表示させ、第２の態様で報知する際には、赤色の画像を表示部２１０に表示させる。これらの具体的な表示方法については、後述する。

このように、本実施の形態では、第１および第２の警告範囲を用いることによって、検出された脈拍、呼吸および体動などから、ベッド３００上の被介護者の状態を適切に判定することができる。つまり、ベッド３００上の被介護者が正常な状態か、不穏な状態（例えば、脈拍が少ない状態、呼吸が荒い状態、または体動が多い状態）か、離床している状態、つまり異常な状態かを、適切に判定することができる。

図８は、生体情報検出装置１００と表示装置２００との間で行われる処理を示すシーケンス図である。

まず、表示装置２００は、第１の警告範囲、つまり不穏を定義するための閾値と、第２の警告範囲、つまり異常を定義するための閾値とを、生体情報検出装置１００に登録する（ステップＳ１１）。この登録は、表示装置２００が上述の登録情報を生体情報検出装置１００に送信することによって行われる。次に、生体情報検出装置１００は、検出された生体値が第１の警告範囲または第２の警告範囲内にあると判定すると、不穏または異常を知らせるアラート信号を表示装置２００に送信する（ステップＳ１２）。

次に、表示装置２００は、介護スタッフによる操作に応じて、生体情報の送信を促す送信命令を生体情報検出装置１００に送信する（ステップＳ１３）。生体情報検出装置１００は、その送信命令を受信すると、生体情報を表示装置２００に送信する（ステップＳ１４）。

図９は、生体情報検出装置１００の処理動作を示すフローチャートである。

まず、生体情報検出装置１００は、表示装置２００から登録情報を受信すると、その登録情報を警告範囲情報１４０ｄとして警告範囲格納部１４０に格納することにより、その登録情報によって示される第１および第２の警告範囲を登録する（ステップＳ１０１）。次に、生体情報検出装置１００は、被介護者の生体値を検出し（ステップＳ１０３）、その生体値が第１または第２の警告範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。ここで、いずれかの警告範囲内にあると判定すると（ステップＳ１０５のＹ）、生体情報検出装置１００は、アラート信号を表示装置２００に送信する（ステップＳ１０７）。

次に、生体情報検出装置１００は、生体情報の送信命令を受けたか否かを判定する（ステップＳ１０９）。ここで、送信命令を受けたと判定すると（ステップＳ１０９のＹ）、生体情報検出装置１００は、検出された生体値を示す生体情報を表示装置２００に送信する（ステップＳ１１１）。

図１０は、表示装置２００の処理動作を示すフローチャートである。

まず、表示装置２００は、各生体情報検出装置１００に共通の警告範囲（具体的には、第１および第２の警告範囲）を示す登録情報を、その各生体情報検出装置１００に送信する。つまり、表示制御部２２０は、表示通信部２５０を介して複数の生体情報検出装置１００と通信することにより、複数の生体情報検出装置１００に対して共通の範囲を警告範囲として登録する。

次に、表示装置２００は、介護データベース２４０に格納されている介護データに基づく画面を表示する（ステップＳ２０３）。

次に、表示装置２００は、いずれかの生体情報検出装置１００からアラート信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ２０５）。ここで、表示装置２００は、アラート信号を受信したと判定すると（ステップＳ２０５のＹ）、そのアラート信号に対応するベッド３００の識別番号または被介護者の氏名を提示することによって、アラート信号を受信したことを報知する（ステップＳ２０７）。このとき、表示装置２００は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）などによる光出力、画像表示または音声出力によって、アラート信号を受信したことを報知してもよい。

次に、表示装置２００は、介護スタッフが入力部２６０を操作することにより、生体値の表示の指示を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ２０９）。ここで、受け付けたと判定すると（ステップＳ２０９のＹ）、表示装置２００は、生体情報の送信命令を生体情報検出装置１００に送信し（ステップＳ２１１）、その送信命令に応じて生体情報検出装置１００から送信された生体情報を受信する（ステップＳ２１３）。そして、表示装置２００は、その生体情報に示される生体値を表示する（ステップＳ２１５）。

上述のように、本実施の形態における生体情報検出システム１では、表示装置２００によって共通の警告範囲が各生体情報検出装置１００に登録される。したがって、施設内の介護スタッフの利便性を向上させることができる。つまり、施設全体で一律にその警告範囲を登録することができ、一人ひとりの被介護者の警告範囲を登録するわずらわしさを低減することができる。

さらに、本実施の形態では、各生体情報検出装置１００から生体情報が常時送信されることなく、表示装置２００から生体情報検出装置１００に送信命令が送信されたときに、その送信命令を受けた生体情報検出装置１００のみから生体情報が送信される。したがって、施設内における各生体情報検出装置１００から表示装置２００に送信される全体的な情報のデータ量またはトラフィックを抑えることができる。その結果、通信制御が簡易となり、データ通信速度や精度を向上させることができる。さらに、表示装置２００と、ＰＬＣに必要な機器では、処理すべき情報のデータ量が少なくなるため、その表示装置２００および機器の構成を簡単にすることができるとともに、低コスト化を図ることができる。

図１１Ａは、表示装置２００によって表示される画面の一例を示す図である。

表示装置２００は、介護データに基づいて、複数のベッド３００または複数の部屋のそれぞれを模式的に示す矩形画像ａ１を表示する。例えば、施設内の各部屋にベッド３００が１台ずつ設置され、各ベッド３００に生体情報検出装置１００が取り付けられている場合には、矩形画像ａ１は部屋を模式的に示す。この場合、この矩形画像ａ１には、その矩形画像ａ１に対応する部屋の識別番号と、その部屋に割り当てられた被介護者の名字とが示されている。また、矩形画像ａ１はベッド３００を模式的に示してもよい。この場合、この矩形画像ａ１には、その矩形画像ａ１に対応するベッド３００の識別番号と、そのベッド３００に割り当てられた被介護者の名字とが示される。

表示装置２００は、アラート信号を受信すると、そのアラート信号を送信した生体情報検出装置１００がある部屋またはベッド３００に対応する矩形画像ａ１の色を、他の矩形画像ａ１と異なる色に変えることによって、アラート信号を受信したことを報知する。例えば、表示装置２００は、識別番号「２０４」および名字「佐藤さん」のベッド３００の生体情報検出装置１００からアラート信号を受信したときには、その識別番号「２０４」が付された矩形画像ａ１の色を青色から黄色または赤色に変更する。つまり、表示装置２００の表示制御部２２０は、アラート信号を受信していないときには、例えば青色の矩形画像ａ１を表示部２１０に表示させる。ここで、表示制御部２２０は、不穏アラート信号を受信したときには、表示されている矩形画像ａ１の色を黄色に変更する。また、表示制御部２２０は、異常アラート信号を受信したときには、表示されている矩形画像ａ１の色を赤色に変更する。このような色の変更によって、アラート信号が受信されたことが報知される。

ここで、このような報知が行われると、介護スタッフは、入力部２６０を操作することによって、識別番号「２０４」が付された矩形画像ａ１を選択する。これにより、その識別番号「２０４」のベッド３００に取り付けられている生体情報検出装置１００が指定される。表示装置２００は、その指定を受け付けると、その生体情報検出装置１００に対して生体情報の送信命令を送信する。

図１１Ｂは、送信命令の送信後に表示装置２００によって表示される画面の例を示す図である。

表示装置２００は、上述のように送信命令を送信した結果、生体情報検出装置１００から最新の生体情報を受信すると、図１１Ｂに示すように、その生体の状態を示す生体ウィンドウａ１０を表示する。表示装置２００は、矩形画像ａ１の一覧の下に、その一覧と区別して生体ウィンドウａ１０を表示する。

ここで、生体情報は、生体の状態として、１分間あたりの心拍数、呼吸数、および体動数などの生体値を示す。表示装置２００は、その生体情報に示される１分間あたりの心拍数および呼吸数を生体ウィンドウａ１０内に表示する。また、表示装置２００は、その生体情報に示される１分間あたりの体動数を、数としては表示せず、体動の状態、つまり１分間あたりの体動数が正常であるか不穏であるか異常であるかを表示する。また、図１１Ｂの例では、ハート型のマークａ１１は、そのマークａ１１の右隣の数値が心拍数であることを示し、丸いマークａ１２は、そのマークａ１２の右隣の数値が呼吸数であることを示す。人型のマークａ１３は、そのマークａ１３の右隣の「正常」、「不穏」または「異常」が体動の状態であることを示す。さらに、表示装置２００は、「昨日のデータを見る」と記載されているボタンａ１４を生体ウィンドウａ１０内に表示する。このボタンａ１４が選択されると、表示装置２００は、識別番号「２０４」のベッド３００に取り付けられている生体情報検出装置１００によって検出された昨日の生体値または状態を表示する。

このように、本実施の形態では、図１１Ｂに示すように、生体ウィンドウａ１０が矩形画像ａ１の一覧と区別して表示されるため、生体情報によって示される被介護者の現在の状態を介護スタッフに分かりやすく提示することができる。

図１２Ａは、表示装置２００によって表示される画面の他の例を示す図である。

表示装置２００は、図１２Ａに示す画面の代わりに、介護データに基づいて、施設のフロアごとのマップを表示してもよい。例えば、表示装置２００は、フロアの選択部ａ２を画面の左上端に表示し、その選択部ａ２に表示されるいずれかの階数（例えば２階など）が選択されると、その階数のフロアのマップを表示する。また、このマップでは、各部屋にその部屋の部屋番号が付されている。例えば、施設において部屋ごとにベッド３００が１台ずつ設置されている場合には、各ベッド３００に取り付けられている生体情報検出装置１００はその部屋番号によって識別される。

表示装置２００は、アラート信号を受信すると、マップ上において、そのアラート信号を送信した生体情報検出装置１００が取り付けられているベッド３００の部屋の色を、他の部屋と異なる色に変えることによって、アラート信号を受信したことを報知する。例えば、表示装置２００は、部屋番号「２０５」の部屋の生体情報検出装置１００からアラート信号を受信したときには、マップ上において、その部屋番号「２０５」が付された部屋の色を変える。

ここで、このような報知が行われると、介護スタッフは、入力部２６０を操作することにより、部屋番号「２０５」が付されたマップ上の部屋を選択する。これにより、その部屋番号「２０５」の部屋のベッド３００に取り付けられている生体情報検出装置１００が指定される。表示装置２００は、その指定を受け付けると、その生体情報検出装置１００に対して生体情報の送信命令を送信する。

図１２Ｂは、送信命令の送信後に表示装置２００によって表示される画面の他の例を示す図である。

表示装置２００は、上述のように送信命令を送信した結果、生体情報検出装置１００から生体情報を受信すると、図１２Ｂに示すように、生体の状態を示す生体ウィンドウａ２０を表示する。表示装置２００は、画面の中央部に、その生体ウィンドウ２０をフロアのマップに重畳する。表示装置２００は、生体ウィンドウ２０に、図１１Ｂに示す生体ウィンドウ１０と同様の内容を表示するとともに、さらに、昨日に検出された生体値および状態も表示する。

このように、図１２Ａおよび図１２Ｂに示す例では、フロアごとに、そのフロアのマップが表示されるため、生体情報検出装置１００が取り付けられているベッド３００がある部屋の位置を、介護スタッフに分かりやすく通知することができる。

また、本実施の形態では、図１１Ａおよび図１２Ａに示すように、被介護者の状態が、不穏か、異常か、それら以外の状態（以下、平穏という）かが、表示装置２００に表示されるその被介護者のベッド３００または部屋の画像の色によって報知される。これにより、被介護者の状態を分かりやすく介護スタッフに報知することができる。

さらに、本実施の形態では、矩形画像ａ１またはマップ上の部屋が指定されると、その矩形画像ａ１または部屋に対応する生体情報検出装置１００から送信される生体情報の内容が表示装置２００に表示される。これにより、介護ステーションなどで介護スタッフは各部屋の被介護者各々の生体情報を観察することができる。

なお、各生体情報検出装置１００は、送信命令の受信に関わらず、定期的に生体情報を送信してもよい。この場合、表示装置２００は、各生体情報検出装置１００によって検出された生体の状態を随時表示する。

図１３Ａは、表示装置２００によって表示される画面の他の例を示す図である。

表示装置２００は、介護データに基づいて、複数のベッド３００または複数の部屋のそれぞれを模式的に示す矩形画像ａ３を表示する。例えば、施設内の各部屋にベッド３００が１台ずつ設置され、各ベッド３００に生体情報検出装置１００が取り付けられている場合には、矩形画像ａ３は部屋を模式的に示す。この場合、この矩形画像ａ３には、その矩形画像ａ１に対応する部屋の識別番号が示されている。また、矩形画像ａ１はベッド３００を模式的に示してもよい。この場合、この矩形画像ａ１には、その矩形画像ａ１に対応するベッド３００の識別番号が示されている。

さらに、この矩形画像ａ３には、この矩形画像ａ３に対応するベッド３００または部屋にある生体情報検出装置１００によって検出された被介護者の現在の状態が示されている。さらに、表示装置２００は、現在の日時ａ４を画面の左上端に表示する。これにより、表示されている被介護者の状態がいつのものであるかを容易に把握することができる。さらに、表示装置２００は、お知らせウィンドウａ３０を表示する。このお知らせウィンドウａ３０には、不穏または異常とされる被介護者ごとに、その被介護者の状態が表示される。

また、表示装置２００は、第１の警告範囲内にある生体値が示されている矩形画像ａ３（例えば、識別番号「３０１」、「４０１」および「４０６」の矩形画像ａ３）を黄色で表示する。また、表示装置２００は、第２の警告範囲内にある生体値が示されている矩形画像ａ３（例えば、識別番号「２０５」の矩形画像ａ３）を赤色で表示する。また、表示装置２００は、第１および第２の警告範囲の何れにも入っていない生体値が示されている矩形画像ａ３（例えば、識別番号「１０１」の矩形画像ａ３）を青色で表示する。これにより、複数の生体情報検出装置１００で一度に不穏または異常が検出されても、介護スタッフはそれらの詳細な状態を容易に知ることができる。

この図１３Ａに示す例では、全ての生体情報検出装置１００によって検出された被介護者の脈拍数および呼吸数などの状態を、矩形画像ａ３を個別に指定することなく、介護スタッフに一目で認識させることができる。また、お知らせウィンドウａ３０には、平穏でないと検出された被介護者のそれぞれの、部屋またはベッド３００の識別番号、および脈拍数などの状態が表示されるため、どの被介護者に対して注意が必要かを介護スタッフに分かりやすく知らせることができる。また、このお知らせウィンドウａ３０では、緊急度が高い被介護者から順に、その被介護者の状態を表示してもよい。これにより、介護スタッフに、緊急度が高い被介護者を容易に知らせることができる。また、このお知らせウィンドウａ３０では、不穏な状態または異常な状態が検出された時刻が古いものから、それらの状態を表示してもよい。

ここで、介護スタッフは、入力部２６０を操作することによって、識別番号「２０５」が付された矩形画像ａ３を選択する。これにより、その識別番号「２０５」のベッド３００または部屋にある生体情報検出装置１００が指定される。表示装置２００は、その指定を受け付けると、生体ウィンドウａ２０を表示する。

図１３Ｂは、表示装置２００によって表示される生体ウィンドウａ２０を含む画面の他の例を示す図である。

表示装置２００は、介護スタッフによって指定された識別番号「２０５」のベッド３００に取り付けられている生体情報検出装置１００によって検出された生体の状態を示す生体ウィンドウ２０を表示する。このとき、上述と同様に、表示装置２００は、現在検出された生体値および状態を表示するとともに、昨日に検出された生体値および状態も生体ウィンドウ２０に表示する。

次に、本実施の形態における生体情報検出装置１００の検出部１１０について詳細に説明する。

図１４は、本実施の形態における検出部１１０の構成を示すブロック図である。

検出部１１０は、送信アンテナ１１１ｔ、受信アンテナ１１１ｒ、増幅器１１２ｔ，１１２ｒ、局部発振器１１３、ミキサ１１４、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路１１５、バンドパスフィルタ１１６、Ａ／Ｄコンバータ１１７、信号解析部１１８、および出力部１１９を備える。

局部発振器１１３は、予め定められた周波数の電気信号を出力する。以下、その周波数を送信周波数といい、その電気信号を送信信号という。増幅器１１２ｔは、局部発振器１１３からの送信信号を増幅する。送信アンテナ１１１ｔは、例えばパッチアンテナであって、その増幅された送信信号に基づいて、送信周波数のマイクロ波などの電波を送信波として、マットレス４００を介して生体に送信する。その送信波は生体に照射されて反射される。この反射によって、反射波が受信アンテナ１１１ｒに向かって送信される。反射波の周波数は、生体に動きがなければ、送信周波数と等しく、生体に動きがあれば、その動きに応じた周波数となる。以下、反射波の周波数を反射周波数という。

受信アンテナ１１１ｒは、例えばパッチアンテナであって、上述の反射波を受信し、その反射波に応じた電気信号（以下、受信信号という）を出力する。増幅器１１２ｒは、その受信アンテナ１１１ｒからの受信信号を増幅してミキサ１１４に出力する。ミキサ１１４は、受信信号と送信信号とを混合する。つまり、ミキサ１１４は、送信周波数と受信周波数との差の周波数の信号を取り出すことによって、生体の状態に応じたドップラー信号を生成する。また、ミキサ１１４は、そのドップラー信号の同相成分（以下、Ｉ信号という）と、そのドップラー信号の直交成分（以下、Ｑ信号という）とを出力する。

なお、本実施の形態では、送信アンテナ１１１ｔ、受信アンテナ１１１ｒ、増幅器１１２ｔ，１１２ｒ、局部発振器１１３、およびミキサ１１４を含むユニットが、信号生成部１２０を実現している。つまり、信号生成部１２０は、電波を生体に送信し、その電波の反射波を受信し、送信された電波の周波数と受信された反射波の周波数との差の周波数の信号を取り出すことによって、生体の状態に応じたドップラー信号を生成する。

ＡＧＣ回路１１５は、ミキサ１１４から出力されるＩ信号とＱ信号との利得を自動的に調整する。具体的には、ＡＧＣ回路１１５は、生成されたＩ信号とＱ信号の信号レベルが予め定められた信号レベルに調整されるように、例えば数秒の時定数でそのＩ信号とＱ信号の利得を制御する。

バンドパスフィルタ１１６は、ＡＧＣ回路１１５から出力されるＩ信号およびＱ信号のそれぞれの周波数帯域を所定の帯域に制限する。

Ａ／Ｄコンバータ１１７は、帯域制限されたＩ信号およびＱ信号を、それらの信号の周波数の２倍以上のサンプリングレートでサンプリングすることにより、Ｉ信号およびＱ信号のそれぞれのデジタル信号をＩデジタル信号およびＱデジタル信号として生成する。

信号解析部１１８は、Ｉデジタル信号およびＱデジタル信号に対して連続ウェーブレット変換による時間周波数解析を行うことにより、生体の動きに応じた周波数および強度を時間経過ごとに示すスカログラムを生成する。

出力部１１９は、その信号解析部１１８によって生成されたスカログラムにおいて、共通の特徴的な周波数および強度が現れている各時点で、その時点と直前の時点との間の間隔に基づく情報を、上述の生体情報として出力する。この間隔は、例えば１回あたりの呼吸にかかる時間、または、１回あたりの心拍にかかる時間である。つまり、出力部１１９は、その間隔に基づいて、例えば１分間あたりの呼吸数、または１分間あたりの心拍数を生体情報として出力する。

図１５は、本実施の形態における信号解析部１１８の構成を示すブロック図である。

信号解析部１１８は、ウェーブレット変換部１２１ｉ，１２１ｑと、二乗演算部１２２ｉ，１２２ｑと、加算器１２３とを備える。

ウェーブレット変換部１２１ｉは、Ｉデジタル信号に対して連続ウェーブレット変換を行う。二乗演算部１２２ｉは、その連続ウェーブレット変換によって得られた各変換値を二乗することによって、各変換値の二乗値を出力する。同様に、ウェーブレット変換部１２１ｑは、Ｑデジタル信号に対して連続ウェーブレット変換を行う。二乗演算部１２２ｑは、その連続ウェーブレット変換によって得られた各変換値を二乗することによって、各変換値の二乗値を出力する。

なお、Ｉデジタル信号またはＱデジタル信号の入力波形ｆ（ｘ）に対して、ウェーブレット変換部１２１ｉ，１２１ｑによって行われる連続ウェーブレット変換は、以下の（式１）によって定義される。

ここで、ｘは時間、ａはスケール、ｂはトランスレート（平行移動量）である。さらに、φ（ｘ）はマザーウェーブレットであって、例えば、以下の（式２）によって定義されるメキシカンハット関数である。

加算器１２３は、二乗演算部１２２ｉから出力される二乗値と、二乗演算部１２２ｑから出力される二乗値とを加算することによって、上述のスカログラムを生成する。

図１６Ａは、メキシカンハット関数を用いた連続ウェーブレット変換によって生成されるスカログラムを示す図である。

このスカログラムでは、縦軸は周波数［Ｈｚ］を示し、横軸は時間［秒］を示し、濃淡は信号成分のパワーを示している。周波数が０．８Ｈｚ〜２．５Ｈｚの帯域におけるパワーの強い部分は、生体の呼吸の「吸う」または「吐く」に対応している。

出力部１１９は、このスカログラムにおいて、上述の帯域のパワーの強い部分であるピークと次のピークとの時間間隔を、呼吸の１回の動作にかかった時間として特定する。そして、出力部１１９は、この時間間隔に基づいて、上述の次のピークが現れた時点における１分間あたりの呼吸数を算出する。

なお、このように出力されるスカログラムは、生体情報検出装置１００と生体との位置に応じて異なる。図１６Ａに示すスカログラムは、生体情報検出装置１００が図１７Ａに示す位置ｅにあり、被介護者の胸の中心が位置ｄにある場合に得られたものである。位置ｅは、ベッド３００の長さ方向の上端から下端側に９０ｃｍだけ離れ、ベッド３００の幅方向の中心にある。位置ｄは、生体情報検出装置１００から見て右側に１５ｃｍだけ離れた位置にある。

ここで、メキシカンハット関数の代わりにガボール関数を連続ウェーブレット変換のマザーウェーブレットに用いてもよい。

図１６Ｂは、ガボール関数を用いた連続ウェーブレット変換によって生成されるスカログラムを示す図である。

このスカログラムにおいても、縦軸は周波数［Ｈｚ］を示し、横軸は時間［秒］を示し、濃淡は信号成分のパワーを示している。周波数が０．８Ｈｚ〜２．５Ｈｚの帯域におけるパワーの強い部分は、生体の呼吸の「吸う」または「吐く」に対応している。さらに高い周波数帯域におけるパワーの強い部分は、心拍に対応している。

出力部１１９は、このスカログラムにおいて、高い周波数帯域のパワーの強い部分であるピークと次のピークとの時間間隔（つまり、心拍のＲ波と次のＲ波との間隔）を、心拍の１回の動作にかかった時間として特定する。そして、出力部１１９は、この時間間隔に基づいて、上述の次のピークが現れた時点における１分間あたりの心拍数を算出する。なお、出力部１１９は心拍を脈拍として算出してもよい。

このように、本実施の形態における生体情報検出装置１００では、ピークが現れている各時点で、そのピークと直前のピークとの間の間隔に基づく情報が、生体情報として出力されるため、生体情報をリアルタイムに得ることができる。

また、本実施の形態における生体情報検出装置１００は、上述のように、ボトム３１０の下に取り付けられている。また、ボトム３１０の上にいる被介護者が動くと、その動きはボトム３１０に伝わり、そのボトム３１０も動くことになる。さらに、ボトム３１０は、生体情報検出装置１００からの電波の少なくとも一部を反射する。したがって、本実施の形態における生体情報検出装置１００は、生体である被介護者の動きだけでなくボトム３１０の動きも検出する。言い換えれば、本実施の形態における生体情報検出装置１００は、生体の動きを直接的に検出するだけでなく、間接的にも検出している。

その結果、本実施の形態では、生体の動き、つまり呼吸、心拍、および体動をより精度よくリアルタイムに検出することができる。このように、本実施の形態では、呼吸の間隔がリアルタイムに検出されるため、その検出結果に基づいて例えば被介護者が睡眠時無呼吸症候群であると判断することができる。または、心拍の間隔（つまり、Ｒ波とＲ波との間隔）がリアルタイムに検出されるため、その検出結果に基づいて例えば被介護者が不整脈であると判断することができる。このように、被介護者の体調を適切に管理することができる。

また、本実施の形態における生体情報検出装置１００では、Ｉ信号とＱ信号との位相差を検出していない。生体の動きを直接的に検出する場合には、Ｉ信号とＱ信号との位相差によって、その動きが接近しているものか、離反しているものかを判定することができる。つまり、Ｉ信号の位相がＱ信号の位相よりも９０度進んでいる場合には、生体が接近していると判定することができ、Ｉ信号の位相がＱ信号の位相よりも９０度遅れている場合には、生体が離反していると判定することができる。しかし、上述のように、本実施の形態における生体情報検出装置１００は、間接的にも生体の動きを検出しているため、上述のようなＩ信号とＱ信号との位相差の関係を用いることができない。そこで、本実施の形態における生体情報検出装置１００では、上述の位相差の関係を用いることなく、Ｉ信号とＱ信号のそれぞれのデジタル信号に対して上述のような連続ウェーブレット変換および二乗演算を行っている。

図１７Ａは、生体の位置と生体情報検出装置１００との位置関係を示す図である。

生体情報検出装置１００の位置は、例えば図１７Ａのセンサ位置（位置ｅ）として示されるように、ベッド３００の長さ方向の上端から下端側へ９０ｃｍだけ離れた位置であって、ベッド３００の幅方向の中心位置にある。なお、ベッド３００の長さ方向は、ベッド３００の長手方向に沿う方向である。上端は、ベッド３００の長さ方向の一端（例えば、被介護者の頭側の端）であり、下端は、その長さ方向の他端（例えば、被介護者の足側の端）である。また、ベッド３００の幅方向は、ベッド３００の長手方向と垂直な方向である。

ここで、生体情報検出装置１００が上述のセンサ位置にあっても、生体である被介護者の胸の中心の位置が異なれば、Ｉ信号は異なり、Ｑ信号も異なる。例えば、図１７Ａに示す位置ａ〜ｉのそれぞれではＩ信号は異なり、Ｑ信号も異なる。

なお、位置ａは、上端から長さ方向下側に４５ｃｍだけ離れた位置にあって、センサ位置から見て幅方向右側に１５ｃｍだけ離れた位置にある。位置ｂは、上端から長さ方向下側に４５ｃｍだけ離れた位置にあって、センサ位置と同じ幅方向の位置にある。位置ｃは、上端から長さ方向下側に４５ｃｍだけ離れた位置にあって、センサ位置から見て幅方向左側に１５ｃｍだけ離れた位置にある。また、位置ｄは、上端から長さ方向下側に９０ｃｍだけ離れた位置にあって、センサ位置から見て幅方向右側に１５ｃｍだけ離れた位置にある。位置ｅは、上端から長さ方向下側に９０ｃｍだけ離れた位置にあって、センサ位置と同じ幅方向の位置にある。つまり、位置ｅは、長さ方向および幅方向ともにセンサ位置と同じ位置である。位置ｆは、上端から長さ方向下側に９０ｃｍだけ離れた位置にあって、センサ位置から見て幅方向左側に１５ｃｍだけ離れた位置にある。位置ｇは、下端から長さ方向上側に４５ｃｍだけ離れた位置にあって、センサ位置から見て幅方向右側に１５ｃｍだけ離れた位置にある。位置ｈは、下端から長さ方向上側に４５ｃｍだけ離れた位置にあって、センサ位置と同じ幅方向の位置にある。位置ｉは、下端から長さ方向上側に４５ｃｍだけ離れた位置にあって、センサ位置から見て幅方向左側に１５ｃｍだけ離れた位置にある。

図１７Ｂは、生体の位置ごとに観測されるＩ信号およびＱ信号を示す図である。具体的には、図１７Ｂの（ａ）〜（ｉ）に示す各グラフは、被介護者が、図１７Ａに示す位置ａ〜ｉのそれぞれに自らの胸の中心が一致するように寝たときのＩ信号およびＱ信号のそれぞれの波形の一例を示す。Ｉ信号およびＱ信号は、被介護者の姿勢、向き、および体重などのさまざまな要因に応じて異なるが、この図１７Ｂに示すように、被介護者の位置によっても異なる。具体的には、Ｉ信号は、生体、つまり被介護者の胸の中心の位置が位置ａ〜ｉのいずれにあるかに応じて異なり、Ｑ信号も、被介護者の胸の中心の位置が位置ａ〜ｉのいずれにあるかに応じて異なる。したがって、Ｉ信号とＱ信号との大きさの関係および位相の関係は、上述の被介護者の姿勢、向きおよび体重などだけでなく、被介護者の寝ているときの位置によっても変わる。また、間接的にもＩ信号とＱ信号とが得られているため、Ｉ信号とＱ信号との位相差によって、生体の動きを判定することはできない。例えば、位置ａ、位置ｂおよび位置ｈでは、Ｉ信号とＱ信号との位相は略同じになっている。また、位置ｂおよび位置ｆでは、Ｉ信号およびＱ信号の何れか一方の振幅が小さくなっている。しかし、本実施の形態における生体情報検出装置１００では、Ｉ信号とＱ信号の利得がＡＧＣ回路１１５によって調整され、さらにそれらのデジタル信号に対して上述のようなウェーブレット変換および二乗演算を行っている。したがって、上述のような被介護者の位置による影響を受けることなく、精度よく被介護者の状態を検出することができる。

以上のように、本実施の形態における生体情報検出システム１は、被介護者の状態を検出するシステムであって、生体情報検出装置１００と、表示装置２００とを備える。生体情報検出装置１００は、ベッド３００における、マットレス４００よりも下の部位に取り付けられ、マットレス４００の上側に向けて電波を送信し、その電波の反射波を受信し、マットレス４００の上にある被介護者の状態をその反射波に基づいて検出する。表示装置２００は、生体情報検出装置１００によって検出された被介護者の状態を表示する。

これにより、生体情報検出装置１００がベッド３００に取り付けられているため、ベッド３００が移動されても、生体情報検出装置１００と、ベッド３００上の被介護者との相対的な位置関係は変化しない。したがって、ベッド３００が移動されても、被介護者の状態を精度よく検出することができる。また、生体情報検出装置１００が、ベッド３００における、マットレス４００よりも下の部位に取り付けられているため、被介護者が生体情報検出装置１００を不適切に移動してしまうことを抑えることができる。その結果、生体情報検出装置１００の移動によって被介護者の状態が突然検出されなくなることを防ぐことができる。

また、ベッド３００は、マットレス４００が載置されるボトム３１０と、ボトム３１０を支持するフレーム３２０とを備える。そして、生体情報検出装置１００は、フレーム３２０における、ボトム３１０よりも下の部位に取り付けられている。

これにより、マットレス４００がずれるような場合であっても、生体情報検出装置１００の位置ずれを抑えることができる。その結果、被介護者の状態をより精度よく検出することができる。また、被介護者が生体情報検出装置１００を不適切に移動してしまうことをさらに抑えることができる。

また、生体情報検出装置１００は、ボトム３１０からの反射波を含む上述の電波の反射波を受信する。

これにより、ボトム３１０が電波を通し難い素材であっても、被介護者の動きがボトム３１０に伝わり、そのボトム３１０からの反射波が受信されるため、被介護者の動きを間接的にも検出することができ、検出精度の向上を図ることができる。

また、生体情報検出装置１００は、検出された被介護者の状態を示す生体値が警告範囲内にあるか否かを判定し、警告範囲内にあると判定したときには、アラート信号を表示装置２００に送信する。表示装置２００は、そのアラート信号を受信すると、光出力、画像表示または音声出力によって、アラート信号を受信したことを報知する。

これにより、被介護者の生体値が警告範囲内あると、警報が発せられるため、介護スタッフによる被介護者の監視の負担を軽減することができる。

また、生体情報検出システム１は、生体情報検出装置１００を複数備える。そして、表示装置２００は、複数の生体情報検出装置１００と通信することにより、複数の生体情報検出装置１００に対して共通の範囲を警告範囲として登録する。この場合、複数の生体情報検出装置１００は、表示装置２００によって登録された共通の警告範囲内に生体値があるか否かを判定する。

これにより、それぞれの生体情報検出装置１００に対して個別に警告範囲を登録する必要がなく、介護スタッフの負担を軽減することができる。

また、警告範囲は、第１の警告範囲と第２の警告範囲とからなる。そこで、生体情報検出装置１００は、生体値が第１の警告範囲内にあると判定したときには、第１の警告範囲に応じた第１のアラート信号を送信し、生体値が第２の警告範囲内にあると判定したときには、第２の警告範囲に応じた第２のアラート信号を送信する。表示装置２００は、第１のアラート信号を受信すると、第１のアラート信号を受信したことを第１の態様で報知し、第２のアラート信号を受信すると、第２のアラート信号を受信したことを、第１の態様と異なる第２の態様で報知する。

これにより、被介護者の状態に応じた警報が発せられるため、介護スタッフはその状態を容易に把握することができる。

また、第１の警告範囲は、生体の状態が不穏とされる生体値の範囲であり、第２の警告範囲は、生体が離床しているとされる生体値の範囲である。

これにより、介護スタッフは、被介護者の状態が不穏であるか、被介護者が離床しているかを、容易に把握することができる。

また、表示装置２００は、生体情報検出装置１００に対して生体情報の送信を促す送信命令を送信する。生体情報検出装置１００は、送信命令を受信したときには、検出された生体の状態を示す生体情報を表示装置２００に送信する。

これにより、送信命令に応じて生体情報が送信されため、例えば生体情報検出装置１００から短い周期で生体情報が繰り返し送信される場合と比べて、送信される情報のデータ量を抑えることができる。つまり、生体情報検出装置１００と表示装置２００との間のトラフィックを軽減することができる。

また、生体情報検出装置１００は、被介護者の脈拍の回数、呼吸の回数、および体動の回数のうちの少なくとも１つを被介護者の状態として検出する。

これにより、介護スタッフは被介護者の状態を定量的に把握することができる。

また、生体情報検出装置１００は、ＰＣＬを介して表示装置２００と通信する。これにより、生体情報検出装置１００と表示装置２００との間の通信環境を容易に構築することができる。

また、本実施の形態における生体情報検出装置１００は、生体の状態を検出する装置であって、信号生成部１２０と、Ａ／Ｄコンバータ１１７と、信号解析部１１８と、出力部１１９とを備える。信号生成部１２０は、電波を被介護者に送信し、その電波の反射波を受信し、送信された電波の周波数と受信された反射波の周波数との差の周波数の信号を取り出すことによって、被介護者の状態に応じたドップラー信号を生成する。Ａ／Ｄコンバータ１１７は、ドップラー信号の周波数の２倍以上のサンプリングレートでそのドップラー信号をサンプリングすることにより、デジタル信号を生成するサンプリング部である。信号解析部１１８は、デジタル信号に対して連続ウェーブレット変換を行うことにより、被介護者の動きに応じた周波数および強度を時間経過ごとに示すスカログラムを生成する。出力部１１９は、生成されたスカログラムにおいて、共通の特徴的な周波数および強度が現れている各時点で、つまり各ピークが現れる時点で、当該時点と直前の時点との間の間隔に基づく情報を生体情報として出力する。

これにより、スカログラムにおける各ピークが現れる時点で、その時点における生体情報が出力されるため、正確な生体情報をリアルタイムに得ることができる。その結果、被介護者の状態を精度よく検出することができる。

また、生体情報検出装置１００は、さらに、生成されたドップラー信号の信号レベルが予め定められた信号レベルに調整されるように、ドップラー信号の利得を制御するＡＧＣ回路１１５を備えている。Ａ／Ｄコンバータ１１７は、その予め定められた信号レベルに調整されたドップラー信号をサンプリングする。

これにより、反射波の強度が弱い場合であっても、被介護者の状態を精度よく検出することができる。つまり、被介護者がベッド３００上のどの位置にいても、精度よく検出することができる。

また、信号解析部１１８は、ドップラー信号の同相成分および直交成分のそれぞれのデジタル信号に対してウェーブレット変換を行い、ウェーブレット変換によって生成された２つの信号を合成することによりスカログラムを生成する。

これにより、Ｉ信号およびＱ信号の位相に関わらず、被介護者の状態を検出することができるため、生体からの直接的な反射波だけでなく、間接的な反射波にも基づいて、被介護者の状態を検出することができる。その結果、被介護者の状態をより精度よく検出することができる。

また、本実施の形態におけるベッド３００は、ボトム３１０とフレーム３２０と生体情報検出装置１００とを備えていてもよい。

以上、本発明の生体情報検出装置、生体情報検出システムおよびベッドについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、実施の形態および変形例における一部の構成要素を任意に組み合わせて構築される別の形態も、本発明の範囲内に含まれる。

例えば、上記実施の形態では、ウェーブレット変換部１２１ｉ，１２１ｑは、連続ウェーブレット変換を行うが、離散ウェーブレット変換を行ってもよい。この場合にも、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、上記実施の形態では、生体情報検出装置１００はフレーム３２０に取り付けられているが、ボトム３１０に取り付けられていてもよい。この場合にも、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素および機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１ 生体情報検出システム
１００ 生体情報検出装置
１１５ ＡＧＣ回路（増幅部）
１１７ Ａ／Ｄコンバータ（サンプリング部）
１１８ 信号解析部
１１９ 出力部
１２０ 信号生成部
２００ 表示装置
３００ ベッド
３１０ ボトム
３２０ フレーム

Claims (6)

1. 生体の状態を検出する生体情報検出装置であって、
   電波を生体に送信し、前記電波の反射波を受信し、送信された前記電波の周波数と受信された前記反射波の周波数との差の周波数の信号を取り出すことによって、前記生体の状態に応じたドップラー信号を生成する信号生成部と、
   前記ドップラー信号の周波数の２倍以上のサンプリングレートで前記ドップラー信号をサンプリングすることにより、デジタル信号を生成するサンプリング部と、
   前記デジタル信号に対してウェーブレット変換を行うことにより、生体の動きに応じた周波数および強度を時間経過ごとに示すスカログラムを生成する信号解析部と、
   生成された前記スカログラムにおいて、共通の特徴的な周波数および強度が現れている各時点で、当該時点と直前の時点との間の間隔に基づく情報を生体情報として出力する出力部と
   を備える生体情報検出装置。
2. 前記生体情報検出装置は、さらに、
   生成された前記ドップラー信号の信号レベルが予め定められた信号レベルに調整されるように、前記ドップラー信号の利得を制御する自動利得制御回路を備え、
   前記サンプリング部は、前記予め定められた信号レベルに調整された前記ドップラー信号をサンプリングする
   請求項１に記載の生体情報検出装置。
3. 前記信号解析部は、前記ドップラー信号の同相成分および直交成分のそれぞれのデジタル信号に対してウェーブレット変換を行い、前記ウェーブレット変換によって生成された２つの信号を合成することにより前記スカログラムを生成する
   請求項１または２に記載の生体情報検出装置。
4. 前記出力部は、前記生体の脈拍の回数、呼吸の回数、および体動の回数のうちの少なくとも１つを示す情報を前記生体情報として出力する
   請求項１〜３の何れか１項に記載の生体情報検出装置。
5. 前記生体情報検出装置は、
   マットレスが載置されるボトムと、前記ボトムを支持するフレームとを備えたベッドのうち、前記フレームにおける、前記ボトムよりも下の部位に取り付けられている
   請求項１〜４の何れか１項に記載の生体情報検出装置。
6. マットレスが載置されるボトムと、
   前記ボトムを支持するフレームと、
   請求項１〜４の何れか１項に記載の生体情報検出装置とを備え、
   前記生体情報検出装置は、前記フレームにおける、前記ボトムよりも下の部位に取り付けられている
   ベッド。