JP6535770B2 - Biological information monitoring system - Google Patents

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Description

本発明は、ベッド上の被験者の重心位置の変動に基づいて被験者の生体情報をモニタリングする生体情報モニタリングシステムに関する。   The present invention relates to a biological information monitoring system that monitors biological information of a subject based on changes in the position of the center of gravity of the subject on a bed.

被験者の生体情報は、医療や介護の現場において患者や被介護者の身体状態を知るための重要な情報の一つである。例えば被験者の呼吸状態を把握して、睡眠時無呼吸症候群やいびきなどの症状の把握、及びこれらの症状の改善に役立てることができる。   Subject's biological information is one of the important information for knowing the physical condition of the patient and the care recipient in the medical or nursing care field. For example, the subject's respiratory status can be grasped, and it can be used for grasping symptoms such as sleep apnea syndrome and snoring and improvement of these symptoms.

ベッドの脚部の下に荷重センサを配置して、荷重センサの計測値に基づいて被験者の呼吸状態を計測することが提案されている(特許文献1)。更に、ベッドの脚部の下に荷重検出器を配置してベッド上の被検生体の重心の移動を求め、この重心の移動に基づいて被検生体の呼吸運動と心拍運動とを求めることも提案されている(特許文献2)。   It has been proposed to place a load sensor under the legs of the bed and measure the breathing state of the subject based on the measurement value of the load sensor (Patent Document 1). Furthermore, a load detector may be disposed under the leg of the bed to determine the movement of the center of gravity of the test subject on the bed, and the respiratory movement and the heartbeat movement of the test subject based on the movement of the center of gravity. It is proposed (patent document 2).

特許第4883380号Patent No. 4883380 特公昭61−24010号Japanese Examined Patent Publication No. 61-24010

医療現場では、ベッド上の被験者の重心位置を正確に把握することが望まれているが、特許文献1、2に記載の発明は、このような現場の要望に応えることはできない。   In a medical site, it is desired to accurately grasp the position of the center of gravity of a subject on a bed, but the inventions described in Patent Documents 1 and 2 can not meet the needs of such a site.

そこで本発明は、ベッド上の被験者の重心位置を正確に把握することができる生体情報モニタリングシステムを提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the biometric information monitoring system which can grasp | ascertain the gravity center position of the test subject on a bed correctly.

本発明の第1の態様に従えば、
ベッド上の被験者の各種生体情報をモニタリングする生体情報モニタリングシステムであって、
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し荷重信号として出力する複数の荷重検出器と、
各荷重検出器から出力された荷重信号から、複数の周波数帯域のそれぞれに相当する成分を分離する信号分離部と、
前記分離された成分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を備える生体情報モニタリングシステムが提供される。
According to a first aspect of the invention,
A biological information monitoring system for monitoring various biological information of a subject on a bed, comprising:
A plurality of load detectors provided under the bed or the legs of the bed for detecting the load of the subject and outputting it as a load signal;
A signal separation unit that separates components corresponding to each of a plurality of frequency bands from load signals output from each load detector;
There is provided a living body information monitoring system, comprising: a center of gravity position calculating unit that calculates a center of gravity of a subject based on the separated components.

第1の態様の生体情報モニタリングシステムにおいて、前記複数の周波数帯域は、呼吸の周波数帯域及び心拍の周波数帯域を含んでもよい。   In the biological information monitoring system according to the first aspect, the plurality of frequency bands may include a frequency band of respiration and a frequency band of heartbeats.

第1の態様の生体情報モニタリングシステムにおいて、前記重心位置算出部は、呼吸の周波数帯域に相当する成分に基づいて重心位置を算出してもよい。   In the biological information monitoring system according to the first aspect, the center-of-gravity position calculation unit may calculate the center-of-gravity position based on a component corresponding to a frequency band of respiration.

第1の態様の生体情報モニタリングシステムは、前記算出された重心位置の時間的変動に基づいて、被験者の呼吸状態を分析する生体情報分析部をさらに備えてもよい。   The living body information monitoring system according to the first aspect may further include a living body information analysis unit that analyzes the breathing state of the subject based on the temporal variation of the calculated barycentric position.

本発明の生体情報モニタリングシステムによれば、ベッド上の被験者の重心位置を正確に把握することができる。   According to the biological information monitoring system of the present invention, the position of the center of gravity of the subject on the bed can be accurately grasped.

図1は、本発明の実施形態に係る生体情報モニタリングシステムの構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a biological information monitoring system according to an embodiment of the present invention. 図2は、荷重検出器のベッドに対する配置を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing the arrangement of the load detector with respect to the bed. 図3は、本発明の実施形態に係る重心軌跡算出方法を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing a gravity center locus calculation method according to an embodiment of the present invention. 図4は、ベッド上面に画成される4つの荷重検出領域の配置を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing the arrangement of four load detection areas defined on the bed upper surface. 図5は、荷重検出器からの荷重信号の一例を示す。FIG. 5 shows an example of a load signal from a load detector. 図6は、被験者の重心軌跡の一例を示す。FIG. 6 shows an example of the gravity center locus of the subject. 図7は、各荷重信号から分離した呼吸成分又は心拍成分に基づいて被験者の重心位置を算出する方法を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing a method of calculating the position of the center of gravity of the subject based on the respiratory component or the heartbeat component separated from each load signal. 図8は、変形例に係るベッドシステムの全体構成を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing an overall configuration of a bed system according to a modification.

<第1実施形態>
図1〜図7を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。
First Embodiment
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.

図1に示す通り、本実施形態の生体情報モニタリングシステム(呼吸波形描画システム、呼吸情報取得システム)100は、ベッド上の被験者の生体状態を把握するために観測や測定を行うもので、荷重検出部1、制御部3、記憶部4、表示部5を主に有する。荷重検出部1と制御部3とは、A/D変換部2を介して接続されている。制御部3には更に、報知部6及び入力部7が接続されている。   As shown in FIG. 1, the biological information monitoring system (respiratory waveform drawing system, respiratory information acquisition system) 100 of the present embodiment performs observation and measurement in order to grasp the biological condition of the subject on the bed, and detects the load. The control unit 3 mainly includes a control unit 3, a storage unit 4, and a display unit 5. The load detection unit 1 and the control unit 3 are connected via the A / D conversion unit 2. Further, a notification unit 6 and an input unit 7 are connected to the control unit 3.

荷重検出部1は、4つの荷重検出器11、12、13、14を備える。荷重検出器11、12、13、14のそれぞれは、例えばビーム形のロードセルを用いて荷重を検出する荷重検出器である。このような荷重検出器は例えば、特許第4829020号や特許第4002905号に記載されている。荷重検出器11、12、13、14はそれぞれ、配線によりA/D変換部2に接続されている。   The load detection unit 1 includes four load detectors 11, 12, 13, 14. Each of the load detectors 11, 12, 13, 14 is a load detector that detects a load using, for example, a beam type load cell. Such a load detector is described, for example, in Japanese Patent No. 4829020 and Japanese Patent No. 4002905. The load detectors 11, 12, 13 and 14 are connected to the A / D converter 2 by wires, respectively.

荷重検出部1の4つの荷重検出器11、12、13、14は、被験者が使用するベッドの脚の下に配置される。具体的には荷重検出器11、12、13、14は、図2に示す通り、ベッドBDの四隅の脚の下端部に取り付けられたキャスターC、C、C、Cの下にそれぞれ配置される。 The four load detectors 11, 12, 13, 14 of the load detector 1 are disposed under the legs of the bed used by the subject. Specifically, as shown in FIG. 2, the load detectors 11, 12, 13, 14 are located under the casters C 1 , C 2 , C 3 , C 4 attached to the lower ends of the legs at the four corners of the bed BD. It is arranged respectively.

A/D変換部2は、荷重検出部1からのアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換器を備え、荷重検出部1と制御部3にそれぞれ配線で接続されている。   The A / D conversion unit 2 includes an A / D converter that converts an analog signal from the load detection unit 1 into a digital signal, and is connected to the load detection unit 1 and the control unit 3 by wiring.

制御部3は、専用又は汎用のコンピュータであり、内部に周波数分析部31、信号分離部32、重心位置算出部33、生体情報分析部34が構築されている。   The control unit 3 is a dedicated or general-purpose computer, in which a frequency analysis unit 31, a signal separation unit 32, a gravity center position calculation unit 33, and a biological information analysis unit 34 are constructed.

記憶部4は、生体情報モニタリングシステム100において使用されるデータを記憶する記憶装置であり、例えばハードディスク(磁気ディスク)を用いることができる。表示部5は、制御部3から出力される情報を生体情報モニタリングシステム100の使用者に表示する液晶モニター等のモニターである。   The storage unit 4 is a storage device that stores data used in the biological information monitoring system 100, and can use, for example, a hard disk (magnetic disk). The display unit 5 is a monitor such as a liquid crystal monitor that displays the information output from the control unit 3 to the user of the biological information monitoring system 100.

報知部6は、制御部3からの情報に基づいて所定の報知を視覚的又は聴覚的に行う装置、例えばスピーカを備える。入力部7は、制御部3に対して所定の入力を行うためのインターフェイスであり、キーボード及びマウスにし得る。   The notification unit 6 includes a device that visually or aurally performs predetermined notification based on the information from the control unit 3, for example, a speaker. The input unit 7 is an interface for performing predetermined input to the control unit 3 and may be a keyboard and a mouse.

このような生体情報モニタリングシステム100を使用して、ベッド上の被験者の呼吸状態を始めとした各種生体情報を検知しモニターすることができる。各種生体情報の取得及びモニターは、ベッド上の被験者の重心位置の変動に基づいて行われる。   Such biological information monitoring system 100 can be used to detect and monitor various types of biological information including the breathing state of the subject on the bed. Acquisition and monitoring of various types of biological information are performed based on fluctuations in the position of the center of gravity of the subject on the bed.

生体情報モニタリングシステム100を使用して、ベッド上の被験者の重心位置を算出する動作について説明する。生体情報モニタリングシステム100を使用した被験者の重心位置の算出は、図3に示す通り、被験者の荷重を検出する荷重検出工程(S01)と、検出した荷重に基づいて被験者の重心位置の時間的変動(重心軌跡)を算出する重心軌跡算出工程(S02)とを含む。   The operation | movement which calculates the gravity center position of the test subject on a bed using the biometric information monitoring system 100 is demonstrated. The calculation of the center of gravity of the subject using the biological information monitoring system 100 is, as shown in FIG. 3, a load detection step (S01) for detecting the load of the subject and temporal variation of the center of gravity of the subject based on the detected load. And a center of gravity locus calculation step (S02) for calculating (centroid center of gravity locus).

荷重検出工程S01では、荷重検出器11、12、13、14を用いてベッドBD上の被験者Sの荷重を検出する。荷重検出器11、12、13、14は、上記の通りキャスターC、C、C、Cの下にそれぞれ配置されているため、ベッドBDの上面に加えられる荷重は、4つの荷重検出器11、12、13、14に分散して検知される。具体的には、図4に示す通りベッドBDの矩形状の上面は、縦及び横にそれぞれ2分割されて4つの矩形領域I〜IVに均等に分割される。 In the load detection step S01, the load of the subject S on the bed BD is detected using the load detectors 11, 12, 13, 14. The load detectors 11, 12, 13 and 14 are disposed under the casters C 1 , C 2 , C 3 and C 4 respectively as described above, so the load applied to the upper surface of the bed BD is four loads. Detectors 11, 12, 13, 14 are dispersedly detected. Specifically, as shown in FIG. 4, the rectangular upper surface of the bed BD is vertically and horizontally divided into two and equally divided into four rectangular regions I to IV.

これにより、ベッドBD上の中央部で仰臥する(仰向けに寝る)被験者Sの左下半身が位置する領域Iに加えられる荷重は主に荷重検出器11により検出され、同状態の被験者Sの右下半身が位置する領域IIに加えられる荷重は主に荷重検出器12により検出される。同様に、ベッドBD上の中央部で仰臥する被験者Sの右上半身が位置する領域IIIに加えられる荷重は主に荷重検出器13により検出され、同状態の被験者Sの左上半身が位置する領域IVに加えられる荷重は主に荷重検出器14により検出される。なお、ベッドBD上に被験者Sが乗っていない場合、荷重検出器11、12、13、14からの出力の合計はベッド単体の重量を表わし、ベッドBD上に被験者Sが乗っている場合、荷重検出器11、12、13、14からの出力の合計はベッド単体の重量と被験者Sの体重を表わしているため、予め記憶部4にベッド単体の重量を記憶しておくことにより、被験者Sが在床した時に被験者Sの体重を測定することが出来る。なお、ベッドの重量が4つの領域で均一でない場合には、その相違を荷重検出器に対応するベッド重量として記憶させておく。また、実際の計測中の被験者S以外の重量をもたらす状況、例えば、布団や荷物等が置かれたことをベッド重量に反映させるようにすることが望ましい。   Thereby, the load applied to the region I where the lower left half of the subject S lying on the bed BD lies (is lying on the back) is mainly detected by the load detector 11, and the lower right half of the subject S in the same state The load applied to the region II in which is located is mainly detected by the load detector 12. Similarly, the load applied to the region III where the right upper body of the subject S lying on the bed BD is located is mainly detected by the load detector 13, and the region IV where the left upper body of the subject S in the same condition is located The load applied to is mainly detected by the load detector 14. When the subject S is not on the bed BD, the total of the outputs from the load detectors 11, 12, 13, 14 represents the weight of the bed alone, and when the subject S is on the bed BD, the load Since the total of the outputs from the detectors 11, 12, 13, 14 represents the weight of the bed alone and the weight of the subject S, by storing the weight of the bed alone in the storage unit 4, the subject S can The weight of the subject S can be measured when he / she comes to bed. If the weight of the bed is not uniform in the four regions, the difference is stored as the weight of the bed corresponding to the load detector. In addition, it is desirable to reflect in the bed weight a situation that brings about a weight other than the subject S during actual measurement, for example, that a duvet or luggage is placed.

荷重検出器11、12、13、14はそれぞれ、荷重(荷重変化)を検出してアナログ信号としてA/D変換部2に出力する。A/D変換部2は、サンプリング周期を例えば5ミリ秒として、アナログ信号をデジタル信号(以下、「荷重信号」と呼ぶ。)に変換し、周波数分析部31や信号分離部32を介さずに、重心位置算出部33に出力する。   The load detectors 11, 12, 13 and 14 respectively detect loads (load changes) and output them to the A / D converter 2 as analog signals. The A / D conversion unit 2 converts an analog signal into a digital signal (hereinafter referred to as a “load signal”) with a sampling cycle of, for example, 5 milliseconds, and does not pass through the frequency analysis unit 31 or the signal separation unit 32. , And output to the gravity center position calculation unit 33.

荷重信号の一例を図5に示す。図5は、時刻t10〜時刻t14までの間に出力された荷重検出器11、12、13、14からの荷重信号s(実線)、s(破線)、s(一点鎖線)、s(二点鎖線)の様子を示している。被検者Sは、時刻t10〜時刻t11までの間(期間P11)には図4に示す通りベッドBDの中央部に仰臥しており、時刻t11〜時刻t12までの間(期間P12)にはベッドBDの領域I、IV側に移動しており、時刻t12〜時刻t13までの間(期間P13)には期間P12と比べてややベッドBDの中央側に移動しており、時刻t13〜時刻t14までの間(期間P14)にはベッドBDの中央部に仰臥していたことが観察されている。 An example of the load signal is shown in FIG. 5, the time t 10 ~ time t 14 load signal s 1 from the load detector 11, 12, 13, 14 output until (solid line), s 2 (dashed line), s 3 (dashed line) , S 4 (two-dot chain line). The subject S is supposing to the central portion of the bed BD as shown in FIG. 4 during the period from time t 10 to time t 11 (period P 11 ), and from time t 11 to time t 12 Period P 12 ) moves to the side I of the bed BD and to the side IV of the bed BD, and during the period from time t 12 to time t 13 (period P 13 ), slightly to the center side of the bed BD compared to period P 12 It has been observed that it is moving and supposing on the central part of the bed BD from time t 13 to time t 14 (period P 14 ).

期間P11には、被験者Sは図4に示す通りベッドBDの中央部に仰臥していたので、この期間P11では、被験者Sの頭側に配置された荷重検出器13、14からの信号s、sがほぼ等しく、被験者Sの脚側に配置された荷重検出器11、12からの信号s、sがほぼ等しい。 The period P 11, the subject S so was supine in central as bed BD shown in FIG. 4, in the period P 11, the signal from the load detector 13 and 14 arranged on the head side of the subject S s 3, s 4 are substantially equal, the signal s 1 from the load detector 11, 12 arranged on the leg side of the subject S, s 2 are approximately equal.

期間P12には、被験者SはベッドBDの領域I、IV側に移動していたので、この期間P12では、領域I、IVに配置された荷重検出器11、14からの信号s、sが期間P11に比べて大きな荷重値を示し、領域II、IIIに配置された荷重検出器12、13からの信号s、sは期間P11に比べて小さな荷重値を示している。 The period P 12, the subject S region of the bed BD I, because it was moved to the IV side, in this period P 12, region I, the signal s 1 from the load detector 11 and 14 arranged in IV, s 4 indicates a large load value as compared to the period P 11 , and the signals s 2 and s 3 from the load detectors 12 and 13 disposed in the regions II and III indicate small load values as compared to the period P 11 There is.

期間P13には、被験者Sは、期間P12と比べてややベッドBDの中央側に移動していたので、この期間P13では、領域I、IVに配置された荷重検出器11、14からの信号s、sは期間P12に比べて小さな荷重値を示し、領域II、IIIに配置された荷重検出器12、13からの信号s、sは期間P12に比べて大きな荷重値を示している。 The period P 13, the subject S, so was slightly moves to the center side of the bed BD as compared to the period P 12, in this period P 13, region I, the load detector 11 and 14 arranged in IV The signals s 1 and s 4 indicate small load values compared to the period P 12 , and the signals s 2 and s 3 from the load detectors 12 and 13 disposed in the regions II and III are larger than the period P 12 It shows the load value.

期間P14には、被験者Sは、期間P11と同じくベッドBDの中央部に仰臥していたので、この期間P14における信号s〜sは、期間P11における信号s〜sと同じである。 The period P 14, the subject S, so was supine in central same bed BD to the period P 11, the signal s 1 ~s 4 during this period P 14, the signals s 1 ~s 4 during the period P 11 Is the same as

重心軌跡算出工程S02では、重心位置算出部33が、荷重検出器11〜14からの荷重信号s〜sに基づいてベッドBD上の被験者Sの重心Gの位置G(X、Y)を所定の周期T(例えば上記のサンプリング周期5ミリ秒に等しい)で算出し、被験者Sの重心Gの位置の時間的変動(重心軌跡GT)を求める。ここで、(X、Y)は、ベッドBDの中心部を原点として長手方向にXを、短手方向にYを取ったXY座標面上における座標を示す(図6)。 In the gravity center locus calculation step S02, the gravity center position calculation unit 33 calculates the position G (X, Y) of the gravity center G of the subject S on the bed BD based on the load signals s 1 to s 4 from the load detectors 11 to 14. Calculated at a predetermined cycle T (for example, equal to the above-mentioned sampling cycle 5 ms), the temporal variation (center of gravity locus GT) of the position of the center of gravity G of the subject S is determined. Here, (X, Y) indicates coordinates on the XY coordinate plane where X is taken in the longitudinal direction and Y is taken in the lateral direction with the central portion of the bed BD as the origin (FIG. 6).

重心位置算出部31による重心Gの位置G(X、Y)の算出は、次の演算により行われる。すなわちG(X、Y)は、荷重検出器11、12、13、14の座標をそれぞれ(X11、Y11)、(X12、Y12)、(X13、Y13)、(X14、Y14)、荷重検出器11、12、13、14の荷重の検出値をそれぞれW11、W12、W13、W14として、次式により算出される。

Figure 0006535770
Figure 0006535770
The calculation of the position G (X, Y) of the gravity center G by the gravity center position calculation unit 31 is performed by the following calculation. That G (X, Y), respectively the coordinates of the load detector 11,12,13,14 (X 11, Y 11) , (X 12, Y 12), (X 13, Y 13), (X 14 , Y 14 ) and load detection values of the load detectors 11 , 12 , 13 and 14 are respectively calculated by the following equations as W 11 , W 12 , W 13 and W 14 .
Figure 0006535770
Figure 0006535770

重心位置算出部33は、上記の数式1、数式2に基づいて重心Gの位置G(X、Y)を所定のサンプリング周期Tで算出しながら、重心Gの位置G(X、Y)の時間的変動、即ち重心軌跡GTを求め、例えば記憶部4に記憶させる。   The center-of-gravity position calculation unit 33 calculates the position G (X, Y) of the center of gravity G at a predetermined sampling period T based on Equation 1 and Equation 2 above, while the time of the position G (X, Y) of the center of gravity G Fluctuation, that is, the center of gravity locus GT is determined and stored in, for example, the storage unit 4.

重心位置算出部33で算出された重心軌跡GTの一例を図6に示す。図6は、図5の期間P11、P12、P13内の任意の時刻t110、t120、t130における、ベッドBD上の被験者Sの重心Gの位置G(XP11、YP11)、G(XP12、YP12)、G(XP13、YP13)を示しており、これらを繋ぐ一点鎖線の矢印は、位置G(XP11、YP11)からG(XP13、YP13)まで移動する被験者Sの重心Gの重心軌跡GTを示している。 An example of the gravity center locus GT calculated by the gravity center position calculation unit 33 is shown in FIG. 6 shows the position G (X P11 , Y P11 ) of the center of gravity G of the subject S on the bed BD at any time t 110 , t 120 and t 130 in the period P 11 , P 12 and P 13 of FIG. , G (X P12 , Y P12 ), G (X P13 , Y P13 ), and the dashed-dotted arrows connecting these are from position G (X P11 , Y P11 ) to G (X P13 , Y P13 ) The gravity center locus GT of the gravity center G of the subject S who moves up to is shown.

本実施形態において、生体情報分析部34は、重心位置算出部33によって上記のように算出された被験者Sの重心軌跡GTに基づいて、被験者Sの体動の有無及びその様子を分析する。具体的には、生体情報分析部34は、記憶部4に記憶される各時刻における被験者Sの重心Gの位置の変化に基づいて重心Gの移動速度(単位時間あたりの移動量)を算出し、算出した速度が所定の閾値を越えている場合、被験者Sは体動を行っていると判断する。なお、被験者Sの体動には、寝返りなど、被験者Sの胴部の移動を伴う比較的大きな身体の移動に起因する体動(大きな体動)や、手足や顔の移動など、被験者Sの胴部の移動を伴わない比較的小さな身体の移動に起因する体動(小さな体動)が含まれる。   In the present embodiment, the biological information analysis unit 34 analyzes the presence / absence of the body motion of the subject S and the appearance thereof based on the gravity center locus GT of the subject S calculated as described above by the gravity center position calculation unit 33. Specifically, the biological information analysis unit 34 calculates the moving speed (moving amount per unit time) of the center of gravity G based on the change in the position of the center of gravity G of the subject S at each time stored in the storage unit 4 If the calculated speed exceeds a predetermined threshold, it is determined that the subject S is performing body movement. In addition, the body movement of the subject S includes body movement (large body movement) caused by relatively large movement of the subject S, such as turning over, etc., movement of the hand or foot, face, etc. It includes body movement (small body movement) caused by relatively small movement of the body without movement of the trunk.

ここで、重心軌跡算出工程S02では、上記の数式1、数式2に示されるように、荷重検出器11、12、13、14が検出した全荷重W11、W12、W13、W14に基づいて重心位置G(X、Y)を算出している。このため、例えばベッド上の被験者Sから離れた位置に何等かの物体が置かれた場合、上記の数式1、数式2によって算出した重心位置G(X、Y)は、ベッド上に置かれた物体の荷重の影響により、被験者Sの実際の重心位置からずれることがある。そこで、本実施形態では、荷重検出器11〜14から出力された荷重信号s〜sの各々から特定の周波数帯域に含まれる成分を分離し、分離した成分に基づく被験者Sの重心位置も算出している。 Here, in the center-of-gravity locus calculation step S02, as shown in Equation 1 and Equation 2 above, the total loads W 11 , W 12 , W 13 and W 14 detected by the load detectors 11 , 12 , 13 , 14 are obtained. The center-of-gravity position G (X, Y) is calculated on the basis of this. For this reason, for example, when an object is placed at a position away from the subject S on the bed, the gravity center position G (X, Y) calculated by Equation 1 and Equation 2 above is placed on the bed. Due to the influence of the load of the object, the subject S may deviate from the actual position of the center of gravity. Therefore, in the present embodiment, components included in a specific frequency band are separated from each of the load signals s 1 to s 4 output from the load detectors 11 to 14, and the gravity center position of the subject S based on the separated components is also It is calculated.

以下、荷重信号s〜sの各々から呼吸の周波数帯域(約0.2Hz〜約0.33Hz)に含まれる成分を分離し、分離した成分に基づいて被験者Sの重心位置を算出する処理について、図7のフローチャートを参照しつつ説明する。 A process of separating the components included in the frequency band of respiration (about 0.2 Hz to about 0.33 Hz) from each of the load signals s 1 to s 4 and calculating the gravity center position of the subject S based on the separated components Will be described with reference to the flowchart of FIG.

周波数分析工程S10において、周波数分析部31は、荷重検出器11〜14から出力された荷重信号s〜sの各々、又は少なくとも一つについて、フーリエ変換により周波数スペクトルを求める。 In the frequency analysis step S10, the frequency analysis unit 31 obtains a frequency spectrum by Fourier transform for each or at least one of the load signals s 1 to s 4 output from the load detectors 11 to 14.

信号分離工程S20において、信号分離部32は、周波数分析工程S10において求めた周波数スペクトルから、呼吸の周波数帯域に含まれるピーク周波数(即ち、被験者Sの呼吸の周波数)を特定する。そして、信号分離部32は、荷重信号s〜sの各々から、特定したピーク周波数に対応する成分sb1〜sb4(以下、「呼吸成分」と呼ぶ。)を分離する。 In the signal separation step S20, the signal separation unit 32 specifies, from the frequency spectrum obtained in the frequency analysis step S10, the peak frequency included in the frequency band of respiration (that is, the frequency of the respiration of the subject S). Then, the signal separation unit 32 separates components s b1 to s b4 (hereinafter referred to as “respiratory components”) corresponding to the identified peak frequencies from each of the load signals s 1 to s 4 .

重心位置算出工程S30において、重心位置算出部31は、信号分離工程S20で分離した呼吸成分sb1〜sb4に基づいて、上記の数式1、数式2によりベッド上の被験者Sの重心位置G(X、Y)を算出する。 In the center-of-gravity position calculation step S30, the center-of-gravity position calculation unit 31 calculates the center-of-gravity position G b of the subject S on the bed according to Equation 1 and Equation 2 based on the respiratory components s b1 to s b4 separated in the signal separation step S20. Calculate (X, Y).

生体情報分析工程S40において、生体情報分析部34は、全荷重に基づいて算出した重心位置G(X、Y)と、呼吸成分sb1〜sb4に基づいて算出した重心位置G(X、Y)とのいずれを採用してもよい。例えば、全荷重に基づいて算出した重心位置G(X、Y)と、呼吸成分sb1〜sb4に基づいて算出した重心位置G(X、Y)とを比較した上で、被験者Sの重心位置としてどちらを採用するか決定してもよい。あるいは、全荷重に基づく重心位置G(X、Y)と呼吸成分に基づく重心位置G(X、Y)との間の距離を算出し、その距離が所定の範囲を超えている場合、生体情報分析部34は、呼吸成分に基づく重心位置G(X、Y)を被験者Sの重心位置として採用してもよい。ここで、所定の範囲は、例えばベッドの寸法、被験者Sの身長、体重等を考慮し、適宜設定すればよい。 In the biological information analysis step S40, the biological information analysis unit 34 calculates the gravity center position G (X, Y) calculated on the basis of the total load and the gravity center position G b (X, X) calculated on the basis of the respiratory components s b1 to s b4 . Any one of Y) may be adopted. For example, after comparing the gravity center position G (X, Y) calculated based on the total load and the gravity center position G b (X, Y) calculated based on the respiratory components s b1 to s b4 , It may be determined which one is adopted as the center of gravity position. Alternatively, the distance between the gravity center position G (X, Y) based on the total load and the gravity center position G b (X, Y) based on the respiration component is calculated, and if the distance exceeds a predetermined range The information analysis unit 34 may adopt the gravity center position G b (X, Y) based on the respiration component as the gravity center position of the subject S. Here, the predetermined range may be set appropriately in consideration of, for example, the size of the bed, the height of the subject S, the weight, and the like.

生体情報分析部34は、採用した重心位置を用いて、被験者Sの各種生体情報を分析する。   The living body information analysis unit 34 analyzes various living body information of the subject S using the adopted center of gravity position.

ところで、人間の呼吸は、胸郭及び横隔膜を移動させて、肺を膨張及び収縮させることにより行われる。ここで吸気時、すなわち肺が膨張する時には横隔膜は下方に下がり、内臓も下方に移動する。一方で呼気時、すなわち肺が収縮する時には横隔膜は上方に上がり、内臓も上方に移動する。本発明の発明者は、研究により、この内臓移動に伴って、重心Gが、背骨の延在方向(体軸方向)にほぼ沿って振動することを見出した(以下、「呼吸振動」と呼ぶ)。   By the way, human respiration is performed by moving the thorax and the diaphragm to expand and contract the lungs. Here, when inhaling, that is, when the lungs expand, the diaphragm lowers, and the viscera also move downwards. On the other hand, at the time of exhalation, that is, when the lungs contract, the diaphragm rises upward, and the viscera also moves upward. The inventor of the present invention found through research that the center of gravity G vibrates substantially along the extension direction of the spine (body axis direction) along with this visceral movement (hereinafter referred to as "respiratory vibration". ).

したがって、重心位置が特定の方向に呼吸振動している場合、生体情報分析部34は、その特定の方向を被験者Sの体軸の方向とみなし、ベッド上の被験者Sの姿勢(体軸がベッドの長手方向に対して平行なのか、傾いているのか)を判定する。呼吸振動の方向は、例えば、呼吸振動の軌跡からある極値点と当該極値点の直前又は直後に現れる極値点とを特定し、両者を結ぶ軸を求めることにより特定することができる。   Therefore, when the center-of-gravity position vibrates in a specific direction, the biological information analysis unit 34 regards the specific direction as the direction of the body axis of the subject S, and the posture of the subject S on the bed (body axis is bed Whether parallel or inclined with respect to the longitudinal direction of The direction of respiratory vibration can be specified, for example, by specifying an extreme point from the trajectory of respiratory vibration and an extreme point appearing immediately before or after the extreme point, and finding an axis connecting the two.

また、生体情報分析部34は、体軸の方向を縦軸、時間軸を横軸として、各時間における重心位置を体軸に投影した位置と呼吸振動の振動中心との間の距離をプロットすることにより、被験者Sの呼吸波形を描画する。そして、生体情報分析部34は、呼吸波形上に現れる極大値又は極小値の数をカウントすることにより、被験者Sの呼吸数を判定する。さらに、重心位置の振幅(即ち、呼吸振動の振幅、又は呼吸波形の振幅)に基づいて、被験者Sの1回の呼吸における換気量(呼吸の深さ)を算出する。   Further, the biological information analysis unit 34 plots the distance between the position where the center of gravity position at each time is projected on the body axis and the vibration center of respiratory vibration, with the direction of the body axis as the vertical axis and the time axis as the horizontal axis. Thus, the breathing waveform of the subject S is drawn. Then, the biological information analysis unit 34 determines the respiration rate of the subject S by counting the number of maximum values or minimum values appearing on the respiratory waveform. Furthermore, the tidal volume (respiration depth) in one breath of the subject S is calculated based on the amplitude of the barycentric position (that is, the amplitude of the respiratory vibration or the amplitude of the respiratory waveform).

次に、荷重信号s〜sの各々から心拍の周波数帯域(約0.5Hz〜約3.3Hz。以下「心拍帯域」と呼ぶ)に含まれる成分を分離し、分離した成分に基づいて被験者Sの重心位置を算出する処理について、図7のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、この処理は、上記の呼吸成分に基づく重心位置G(X、Y)の算出と並行して実行されてもよく、単独で実行されてもよい。 Next, the components included in the frequency band of the heart beat (about 0.5 Hz to about 3.3 Hz, hereinafter referred to as “heart beat band”) are separated from each of the weight signals s 1 to s 4 , and based on the separated components The process of calculating the barycentric position of the subject S will be described with reference to the flowchart of FIG. 7. Note that this process may be performed in parallel with the calculation of the gravity center position G b (X, Y) based on the above-described respiration component, or may be performed alone.

周波数分析工程S10において、周波数分析部31は、荷重検出器11〜14から出力された荷重信号s〜sの各々、又は少なくとも一つについて、フーリエ変換により、心拍帯域の周波数スペクトルを求める。 In the frequency analysis step S10, the frequency analysis unit 31 obtains the frequency spectrum of the heart rate band by Fourier transform for each or at least one of the load signals s 1 to s 4 output from the load detectors 11 to 14.

信号分離工程S20において、信号分離部32は、周波数分析工程S10において求めた周波数スペクトルから、心拍帯域に含まれるピーク周波数(即ち、被験者Sの心拍の周波数)を特定する。そして、信号分離部32は、荷重信号s〜sの各々から、特定したピーク周波数に対応する成分sh1〜sh4(以下、「心拍成分」と呼ぶ。)を分離する。 In the signal separation step S20, the signal separation unit 32 specifies the peak frequency (that is, the frequency of the heart rate of the subject S) included in the heart rate band from the frequency spectrum obtained in the frequency analysis step S10. Then, the signal separation unit 32, from each of the load signal s 1 ~s 4, components s h1 ~s h4 corresponding to the peak frequencies identified (hereinafter, referred to as "heartbeat component".) To separate.

重心位置算出工程S30において、重心位置算出部31は、信号分離工程S20で分離した心拍成分sh1〜sh4に基づいて、上記の数式1、数式2によりベッド上の被験者Sの重心G(以下、「心拍成分に基づく重心G」と呼ぶ)を算出する。 In the center-of-gravity position calculation step S30, the center-of-gravity position calculation unit 31 calculates the center of gravity G of the subject S on the bed according to Equation 1 and Equation 2 above based on the heartbeat components s h1 to s h4 separated in the signal separation step S20. , “The center of gravity G h based on the heart rate component” is calculated.

荷重信号s〜sから分離した心拍成分sh1〜sh4を用いて算出されたベッド上の被験者Sの心拍成分に基づく重心Gは、次の特徴を有する。 The center of gravity G h based on the heart rate component of the subject S on the bed calculated using the heart rate components s h1 to s h4 separated from the load signals s 1 to s 4 has the following features.

(1)心拍成分に基づく重心Gは、荷重信号s〜sのうち、被験者Sの心拍に応じて振動する心拍成分sh1〜sh4のみを用いて算出されているため、例えば、被験者Sとは異なる周波数の心拍を有する第3者(見舞客等)による荷重や、心拍を有さない無生物(カバン等)による荷重がベッドBD上に加えられた場合には移動せず、被験者Sが移動した場合にのみ移動する。 (1) the center of gravity G h based on heart rate component of the load signal s 1 ~s 4, because it is calculated using only heartbeat component s h1 ~s h4 that vibrates in response to the heartbeat of the subject S, for example, The subject does not move when a load by a third person (such as a visitor) with a heartbeat different from that of the subject S or a load by an inanimate object (such as a bag) without a heartbeat is applied on the bed BD. Move only when S moves.

(2)本発明の発明者が、心拍成分に基づく重心Gの移動の軌跡を観察したところ、心拍成分に基づく重心Gが、被験者Sの体軸を反時計まわりにある程度回転させた方向に沿ってわずかに振動していることが見出された。この振動(以下、「心拍振動」と呼ぶ)は、心臓の鼓動に起因すると考えられる。 (2) The inventors of the present invention, observation of the trajectory of the movement of the center of gravity G h based on the heartbeat component, the direction the center of gravity G h based on the heartbeat component, which has a certain degree rotating body axis of the subject S counterclockwise It was found to be slightly oscillating along the. This vibration (hereinafter referred to as "heartbeat vibration") is considered to be caused by the heartbeat.

生体情報分析工程S40において、生体情報分析部34は、全荷重に基づいて算出した重心位置G(X、Y)と、心拍成分に基づく重心Gの位置とを比較し、被験者Sの重心位置としてどちらを採用するか決定してよい。この決定は、呼吸成分に基づく重心位置G(X、Y)に関する上記説明と同様の方法で行うことができる。 In the biological information analysis step S40, the biological information analysis unit 34 compares the gravity center position G (X, Y) calculated based on the total load with the position of the gravity center G h based on the heart rate component. You may decide which one to use as This determination can be made in the same manner as described above for the center-of-gravity position G b (X, Y) based on the respiratory component.

また、生体情報分析部34は、心拍成分に基づく重心Gが求められるか否かに基づいて、被験者SがベッドBD上に存在するか否かの判断、すなわち在床判断を行うこともできる。被験者SがベッドBD上に存在しない場合には、荷重検出器11〜14の信号成分s〜sのそれぞれには、被験者Sの心拍に応じて変動する成分が存在しないため、そのような成分を分離することができず、心拍成分に基づく重心Gを算出することができない。それゆえ、心拍成分の存否や、心拍成分に基づく重心Gの算出可否に基づいて在床判断を行うことが可能である。生体情報分析部34は、例えば、算出された心拍成分に基づく重心GがベッドBD上に存在することが確認された場合に被験者Sが在床していると判定してもよく、より精密に、心拍成分に基づく重心Gが被験者Sの体軸に対して傾いた所定の方向に振動していることが確認された場合に被験者Sが在床していると判定してもよい。 In addition, the living body information analysis unit 34 can also determine whether the subject S is present on the bed BD, that is, the presence determination, based on whether or not the gravity center G h based on the heartbeat component is obtained. . In the case where the subject S does not exist on the bed BD, there is no component that fluctuates according to the heart rate of the subject S in each of the signal components s 1 to s 4 of the load detectors 11 to 14. The components can not be separated, and the center of gravity G h based on the heartbeat component can not be calculated. Therefore, presence or heartbeat component, it is possible to perform the bed determined based on the calculated whether the center of gravity G h based on heartbeat components. The living body information analysis unit 34 may determine that the subject S is present, for example, when it is confirmed that the center of gravity G h based on the calculated heart rate component is present on the bed BD. Alternatively, when it is confirmed that the center of gravity G h based on the heartbeat component vibrates in a predetermined direction tilted with respect to the body axis of the subject S, it may be determined that the subject S is on the floor.

生体情報分析部34は更に、心拍成分に基づく重心Gの振動方向から、被験者Sの体軸の方向を求めることもでき、心拍成分に基づく重心Gの1分間あたりの振動数から心拍数を求めることもできる。 Biometric information analysis unit 34 further includes a vibration direction of the center of gravity G h based on the heartbeat component, can also be determined, the direction of the body axis of the subject S, the heart rate from the vibration per minute of the center of gravity G h based on heartbeat component You can also ask for

本実施形態の生体情報モニタリングシステム100の効果を以下にまとめる。   The effects of the biological information monitoring system 100 of the present embodiment are summarized below.

本実施形態の信号分離部32は、荷重検出器11〜14から出力された荷重信号s〜sの各々から、例えば呼吸の周波数帯域に含まれる呼吸成分や、心拍の周波数帯域に含まれる心拍成分を分離する。そして、本実施形態の重心位置算出部33は、全荷重に基づいて算出した重心位置G(X、Y)だけでなく、呼吸成分に基づく重心位置G(X、Y)や、心拍成分に基づく重心位置G(X、Y)をそれぞれ算出する。このため、生体情報分析部34は、呼吸成分に基づく重心位置G(X、Y)や、心拍成分に基づく重心位置G(X、Y)を、被験者Sの様々な生体情報を分析するために活用することができる。呼吸成分に基づく重心位置G(X、Y)や、心拍成分に基づく重心位置G(X、Y)は、ベッドBD上に、荷物や見舞客など、被験者Sに由来しない荷重が加えられた場合には変動しないため、これらを用いれば、被験者Sの生体情報をより正確に分析することができる。 The signal separation unit 32 according to the present embodiment is included in, for example, a respiratory component included in a frequency band of respiration and a frequency band of heartbeats from each of the load signals s 1 to s 4 output from the load detectors 11 to 14. Separate heart rate components. The center-of-gravity position calculator 33 according to the present embodiment not only calculates the center-of-gravity position G b (X, Y) based on the respiratory component, but also the heart rate component, as well as the center-of-gravity position G (X, Y) calculated based on the total load. The barycentric positions G h (X, Y) based on each are calculated. For this reason, the biological information analysis unit 34 analyzes various biological information of the subject S for the gravity center position G b (X, Y) based on the respiration component and the gravity center position G h (X, Y) based on the heart rate component. Can be used to The gravity center position G b (X, Y) based on the respiratory component and the gravity center position G h (X, Y) based on the heartbeat component are loaded on the bed BD with loads not derived from the subject S, such as luggage and visitors. In this case, since it does not change, the biological information of the subject S can be more accurately analyzed by using these.

例えば、生体情報分析部34は、呼吸成分に基づく重心位置G(X、Y)を用いて、ベッド上の被験者Sの姿勢(体軸方向)や、呼吸波形、呼吸数、呼吸換気量といった呼吸状態を分析することができる。 For example, the biological information analysis unit 34 uses the gravity center position G b (X, Y) based on the respiratory component to indicate the posture (body axis direction) of the subject S on the bed, the respiratory waveform, the respiratory rate, and the respiratory ventilation amount. Breathing status can be analyzed.

また、生体情報分析部34は、心拍成分や心拍成分に基づく重心Gの有無に基づき、被験者Sの在床判断を行うことができる。心拍は呼吸とは異なり、意識的に停止させることができないため、心拍成分や心拍成分に基づく重心Gの有無に基づき在床判断を行うことで、被験者Sの在床/離床をより確実に判断できる。 In addition, the living body information analysis unit 34 can determine the presence of the subject S based on the heartbeat component or the presence or absence of the center of gravity G h based on the heartbeat component. Heart rate is different from breathing, and can not be stopped consciously, so by making a presence determination based on the heart rate component or the presence or absence of the center of gravity G h based on the heart rate component, the subject S gets up and down more reliably. It can be judged.

本実施形態の生体情報モニタリングシステム100は、ベッドBDの脚の下に配置した荷重検出器11〜14を用いて被験者Sの生体情報を求めている。したがって、被験者Sの身体に計測装置を取り付ける必要がなく、被験者Sに不快感や違和感を与えることがない。   The living body information monitoring system 100 of the present embodiment obtains the living body information of the subject S using the load detectors 11 to 14 disposed under the legs of the bed BD. Therefore, it is not necessary to attach the measuring device to the body of the subject S, and the subject S does not feel uncomfortable or uncomfortable.

<変形例>
上記実施形態の生体情報モニタリングシステム100において、次の変形態様を採用することもできる。
<Modification>
The following modification can also be adopted in the biological information monitoring system 100 according to the above embodiment.

例えば、呼吸の周期は被験者Sの性別、体格、肺活量等によって異なり、心拍の周期にも個人差がある。そのため、ベッドBD上に複数人の被験者Sが存在する場合、周波数分析工程S10で求めた周波数スペクトルにおける呼吸及び/又は心拍の周波数帯域には、被験者Sの数だけ、異なるピーク周波数が現れる。   For example, the cycle of breathing differs depending on the sex, physical size, vital capacity, etc. of the subject S, and there are individual differences in the cycle of heartbeats. Therefore, when there are a plurality of subjects S on the bed BD, different peak frequencies appear by the number of subjects S in the frequency bands of respiration and / or heart beat in the frequency spectrum obtained in the frequency analysis step S10.

そこで、呼吸及び/又は心拍の周波数帯域に複数のピーク周波数が現れた場合、信号分離部32は、ベッド上の被験者Sの人数が複数であると判定し、荷重信号s〜sの各々から、各被験者Sに対応する呼吸成分及び/又は心拍成分を分離してもよい。そして、重心位置算出部33は、各被験者Sに対応する呼吸成分及び/又は心拍成分に基づいて、各被験者Sの重心位置を算出してもよい。例えば、呼吸の周波数帯域において、周波数ν1と周波数ν2にピークが現れた場合、信号分離部32は、ベッド上の被験者Sが2人であると判定し、信号分離工程S20において、荷重信号s〜sの各々から、周波数ν1に対応する呼吸成分と、周波数ν2に対応する呼吸成分を分離する。そして、重心位置算出部33は、重心位置算出工程S30において、ピーク周波数νに対応する呼吸成分に基づく重心位置Gb1(X、Y)と、ピーク周波数νに対応する呼吸成分に基づく重心位置Gb2(X、Y)とを算出する。 Therefore, when a plurality of peak frequencies appear in the frequency band of respiration and / or heartbeat, the signal separation unit 32 determines that there are a plurality of subjects S on the bed, and each of the load signals s 1 to s 4 And the respiratory component and / or the cardiac component corresponding to each subject S may be separated. Then, the center-of-gravity position calculation unit 33 may calculate the center-of-gravity position of each subject S based on the respiration component and / or the heart rate component corresponding to each subject S. For example, when peaks appear in the frequency 11 and the frequency 22 in the frequency band of respiration, the signal separation unit 32 determines that there are two subjects S on the bed, and in the signal separation step S20, the load signal s 1 from each ~s 4, the respiratory component corresponding to the frequency .nu.1, separating the respiratory component corresponding to the frequency .nu.2. Then, in the gravity center position calculation step S30, the gravity center position calculation unit 33 calculates the gravity center position G b1 (X, Y) based on the respiration component corresponding to the peak frequency 1 1 and the gravity center based on the respiration component corresponding to the peak frequency 2 2 The position G b2 (X, Y) is calculated.

上記変形例によれば、ベッド上の被験者Sの人数が複数の場合であっても、各被験者Sの呼吸に基づく重心G、心拍に基づく重心Gを個別に求めることができ、各被験者Sの重心位置を正確に把握することができる。 According to the above modification, even if there are a plurality of subjects S on the bed, the center of gravity G b based on the respiration of each subject S and the center of gravity G h based on the heart beat can be determined individually. The gravity center position of S can be grasped | ascertained correctly.

上記実施形態の生体情報モニタリングシステム100において、生体情報分析部34は、ベッドBDに加えられる荷重が所定値(例えば約40kg)以上増加し、且つ心拍成分又は心拍に基づく重心Gが求められた場合に被験者Sが着床したと判定してもよく、ベッドBDに加えられる荷重が所定値以上減少し、且つ心拍成分又は心拍に基づく重心Gが求められない場合に被験者Sが離床したと判定してもよい。 In the biological information monitoring system 100 of the above embodiments, the biological information analyzer 34 increases the load applied to the bed BD predetermined value (for example, about 40 kg) or more, and the center of gravity G h based on the heartbeat component or heart obtained If may be determined that the subject S is implanted in, a load applied to the bed BD is reduced by more than a predetermined value, and the center of gravity G h based on the heartbeat component or heart in the subject S If not prompted to liftoff You may judge.

なお、ベッドBD上にベッドBDを所定の周期で叩く要素(インパクト要素)が存在する場合には、荷重検出器11〜14からの荷重信号s〜sには、当該所定の周期で同位相の波形が現れる。周波数分析部31、信号分離部32を用いて当該波形を含む荷重成分を分離し、これを用いて重心位置算出部33により重心位置を算出すれば、インパクト要素の重心位置を算出することができる。 When there is an element (impact element) which strikes the bed BD at a predetermined cycle on the bed BD, the load signals s 1 to s 4 from the load detectors 11 to 14 are the same at the predetermined cycle. A waveform of the phase appears. If the load component including the waveform is separated using the frequency analysis unit 31 and the signal separation unit 32, and the gravity center position is calculated by the gravity center position calculation unit 33, the gravity center position of the impact element can be calculated. .

上記の実施形態において、荷重検出器11、12、13、14は、ビーム形ロードセルを用いた荷重センサに限られず、例えばフォースセンサを使用することもできる。   In the above embodiment, the load detectors 11, 12, 13, 14 are not limited to load sensors using beam type load cells, and for example, force sensors can also be used.

上記の実施形態において、荷重検出器は4つに限られない。ベッドBDに追加の脚を設けて5つ以上の荷重検出器を使用してもよい。又はベッドBDの脚のうち3つのみに荷重検出器を配置してもよい。荷重検出器が3つの場合でも、これを一直線に配置しなければ、ベッドBD面上での被験者Sの重心位置Gを検出できる。   In the above embodiment, the load detector is not limited to four. Bed BD may be provided with additional legs and more than four load detectors may be used. Alternatively, load detectors may be arranged on only three of the legs of the bed BD. Even in the case of three load detectors, the gravity center position G of the subject S on the bed BD can be detected if the load detectors are not arranged in a straight line.

上記の実施形態においては、荷重検出器11、12、13、14は、ベッドBDの脚の下端に取り付けられたキャスターC、C、C、Cの下にそれぞれ配置されていたがこれには限られない。荷重検出器11、12、13、14はそれぞれ、ベッドBDの4本の脚とベッドBDの床板との間に設けられてもよいし、ベッドBDの4本の脚が上下に分割可能であれば、上部脚と下部脚との間に設けられても良い。また、荷重検出器11、12、13、14をベッドBDと一体型とし、ベッドBDと本実施形態の生体情報モニタリングシステム100とからなるベッドシステムBDSを構成してもよい(図8)。なお、本明細書において「ベッドに設けられた荷重検出器」とは、上述のようにベッドBDの4本の脚とベッドBDの床板との間に設けられた荷重検出器や、上部脚と下部脚との間に設けられた荷重検出器を意味する。 In the above embodiment, the load detector 11, 12, 13 and 14 had been arranged under the bed casters C 1 attached to the lower end of the leg of the BD, C 2, C 3, C 4 It is not restricted to this. The load detectors 11, 12, 13, 14 may be respectively provided between the four legs of the bed BD and the floor plate of the bed BD, or the four legs of the bed BD may be divided up and down. For example, it may be provided between the upper leg and the lower leg. In addition, the load detectors 11, 12, 13, and 14 may be integrated with the bed BD, and a bed system BDS including the bed BD and the biological information monitoring system 100 according to the present embodiment may be configured (FIG. 8). In the present specification, the “load detector provided in the bed” refers to the load detector provided between the four legs of the bed BD and the floor plate of the bed BD as described above, the upper leg, and the like. It means a load detector provided between the lower leg.

上記の実施形態において、荷重検出部1とA/D変換部2との間に、荷重検出部1からの荷重信号を増幅する信号増幅部や、荷重信号からノイズを取り除くフィルタリング部を設けても良い。   In the above embodiment, even if a signal amplification unit for amplifying the load signal from the load detection unit 1 and a filtering unit for removing noise from the load signal are provided between the load detection unit 1 and the A / D conversion unit 2 good.

上記実施形態の生体情報モニタリングシステム100において、表示部5は、使用者が視覚的に認識できるようにモニター上に情報を表示するものには限られない。例えば表示部5は、被験者Sの呼吸状態(呼吸数、呼吸換気量)、心拍の状態や身体状況を定期的に印字して出力するプリンタでもよく、又は在床中なら青ランプの点灯、離床中なら赤ランプの点灯といった簡易な視覚的表現を用いて表示するものであってもよい。または表示部5は、被験者Sの生体情報を使用者に音声で伝えるものであってもよい。さらに、生体情報モニタリングシステム100は表示部5を有さなくてもよく、情報を出力する出力端子を有するのみであってもよい。表示を行うためのモニター(ディスプレイ装置)等は、当該出力端子を介して生体情報モニタリングシステム100に接続される。   In the biological information monitoring system 100 according to the above-described embodiment, the display unit 5 is not limited to the display of information on the monitor so that the user can visually recognize. For example, the display unit 5 may be a printer that periodically prints and outputs the respiratory state (respiratory rate and respiratory ventilation), heart rate and physical condition of the subject S, or the blue lamp lights up or leaves the room while in the bed If it is inside, it may be displayed using a simple visual expression such as lighting of a red lamp. Alternatively, the display unit 5 may transmit the biological information of the subject S to the user by voice. Furthermore, the biological information monitoring system 100 may not have the display unit 5 but may have only an output terminal for outputting information. A monitor (display device) or the like for performing display is connected to the biological information monitoring system 100 via the output terminal.

上記実施形態の報知部6は聴覚的に報知を行っていたが、報知部6は、光の点滅等によって視覚的に報知を行う構成であってもよく、振動により報知を行う構成であってもよい。また、上記実施形態の生体情報モニタリングシステム100は、報知部6を有さなくても良い。   Although the notification unit 6 of the above embodiment performs notification in an auditory manner, the notification unit 6 may be configured to perform notification visually by blinking light or the like, and is configured to perform notification by vibration. It is also good. In addition, the biological information monitoring system 100 of the above embodiment may not have the notification unit 6.

本発明の特徴を維持する限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。   The present invention is not limited to the above embodiment as long as the features of the present invention are maintained, and other embodiments considered within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention. .

本発明の生体情報モニタリングシステムによれば、被験者の重心位置をより正確に求めることができるため、主に医者である使用者により観察に適したデータを提供して、医療の質の向上に寄与することができる。   According to the biological information monitoring system of the present invention, since the center of gravity of the subject can be determined more accurately, the user who is mainly a doctor provides data suitable for observation, which contributes to the improvement of medical quality. can do.

1 荷重検出部
11、12、13、14 荷重検出器
2 A/D変換部
3 制御部
31 周波数分析部
32 信号分離部
33 重心位置算出部
34 生体情報分析部
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
Reference Signs List 1 load detection unit 11, 12, 13, 14 load detector 2 A / D conversion unit 3 control unit 31 frequency analysis unit 32 signal separation unit 33 center of gravity calculation unit 34 biological information analysis unit 4 storage unit 5 display unit 6 notification unit 7 input unit 100 biological information monitoring system BD bed BDS bed system GT center of gravity locus S subject

Claims (3)

ベッド上の被験者の各種生体情報をモニタリングする生体情報モニタリングシステムであって、
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し荷重信号として出力する複数の荷重検出器と、
各荷重検出器から出力された荷重信号から、呼吸の周波数帯域及び心拍の周波数帯域のそれぞれに相当する成分を分離する信号分離部と、
前記分離された成分の少なくとも1つ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を備える生体情報モニタリングシステム。
A biological information monitoring system for monitoring various biological information of a subject on a bed, comprising:
A plurality of load detectors provided under the bed or the legs of the bed for detecting the load of the subject and outputting it as a load signal;
A signal separation unit that separates components corresponding to the frequency band of respiration and the frequency band of heart rate from the load signal output from each load detector;
And a center-of-gravity position calculation unit that calculates the center-of-gravity position of the subject based on at least one of the separated components.
前記重心位置算出部は、呼吸の周波数帯域に含まれる成分に基づいて重心位置を算出する請求項1に記載の生体情報モニタリングシステム。The biological information monitoring system according to claim 1, wherein the center-of-gravity position calculation unit calculates the center-of-gravity position based on a component included in a frequency band of respiration. 前記算出された重心位置の時間的変動に基づいて、被験者の呼吸状態を分析する生体情報分析部をさらに備える請求項2に記載の生体情報モニタリングシステム。The living body information monitoring system according to claim 2, further comprising a living body information analysis unit that analyzes a breathing state of the subject based on the temporal change of the calculated barycentric position.
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