JP6583953B1 - 医療用装身器具の自己抜去監視システム及び医療用装身器具の自己抜去監視方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[全体構成]
図1に示す通り、本発明の自己抜去監視システム(自己抜去監視システム100)においては、先ず、病院等における、監視対象者(患者)10の滞在している監視対象者滞在エリア(病室)210等の監視対象領域内が撮影部(監視カメラ)110により撮影され、撮影された監視画像の解析により、監視対象者(患者)110による、医療用装身器具の装着位置Pに対する特定の動作(例えば、図1中における監視対象者10の動作)が認識される。そして、医療用装身器具の装着位置Pに係る位置情報と特定の動作(例えば、図1中における監視対象者10Aの動作)との組合せが、特定の組合せであるか否かによって対応の要否が判定される。この結果、対応が必要であると判定された場合には、監視者滞在エリア220等、監視者20の携帯する携帯情報処理端末等の対応要求通知出力部130に、対応要求通知が出力される。そして、対応要求通知を受信した監視者20Aは、必要な対応に速やかに着手することにより、自己抜去に起因する医療事故の発生の多くを防止することができる。
撮影部110は、所謂、監視カメラである。そして、この撮影部110は、監視対象領域を連続的に撮影する監視撮影ステップ(S12)を行う。
演算処理部120は、撮影部110から送信された画像データに対して、監視に必要な演算処理を行う。演算処理部120は、例えば、パーソナルコンピュータやタブレット端末、スマートフォン等を利用して構成することができる。或いは、演算処理部120は、監視動作に特化した専用の装置として構成することもできる。これらの何れの構成においても、演算処理部120は、CPU、メモリ、通信部等のハードウェアを備えている。そして、このような構成からなる演算処理部120は、コンピュータプログラム(監視プログラム)を実行することにより、以下に説明する各種動作、及び、監視方法を具体的に実行することができる。
座標設定部121は、撮影部110が撮影した監視画像中の床面又は地面に相当する位置を監視対象領域3次元空間内における実寸法と関連付けて特定可能な座標を設定する座標設定ステップ(S11)を行う。尚、撮影部110に3Dカメラや各種の距離センサー等を備えさせ、これにより監視対象領域内の奥行情報を得ることによっても上記座標を設定することも可能であり、この場合は、撮影部110と独立した座標設定部121は、必ずしも必須の構成要件ではない。
座標変換部122は、上述の座標変換ステップ(S13)を行う。この座標変換は、監視画像に係る画像データに対する演算処理として行うことができる。撮影部110に座標変換の機能を備えさせる場合には、演算処理部120に座標変換部122を備えさせることは必須ではない。
監視対象特定部123は、監視動作中に、撮影部110が撮影した監視画像中の任意の患者等を自動的に検出して、これを監視対象者として特定する監視対象特定ステップ(S14)を行う。又、監視対象特定部123は、複数の監視対象者を同時に並行して個別に特定する機能を有するものであることがより好ましい。この監視対象者の特定は、従来公知の様々な画像解析方法によることができるが、ニューラルネットワークを有する機械学習型の画像認識装置(所謂「ディープラーニング技術を用いた画像認識装置」)を用いて監視対象特定部123を構成することが好ましい。「ディープラーニング技術を用いた画像認識装置」の代表的な例として、画像認識のアルゴリズムとして「You only look once (YOLO)」を用いた画像解析装置を挙げることができる。
装着位置特定部124は、例えば、図5に示されるように、監視対象特定部123によって特定された監視対象者10(10a、10b、10c)の身体に装着されている医療用装身器具11の装着位置P(Pa、Pb、Pc)を特定する、装着位置特定(S15)を行う。この装着位置特定部124は、(S15)は、上述の画像解析装置により構成することができる。これにより、機械的に装着位置P(Pa、Pb、Pc)を特定することができる。
動作認識部125は、監視対象特定部123によって特定された監視対象者の動作を認識する動作認識(S16)を行う。ここで、監視対象者の「動作」とは、身体各部の位置及び動きのことを言う。又、「身体各部の位置及び動き」には、監視対象者の位置変動、位置変動を伴わない姿勢の変化等、骨格の特徴点の位置変動によって把握することが可能な監視対象者のあらゆる「身体各部の位置及び動き」が含まれる。これらの「動作」の特定は、従来公知の様々な画像解析方法によることができる。
「Zhe Cao 他 Realtime Multi−Person 2D Human Pose Estimation using Part Affinity Fields, CVPR 2017」
又、演算処理部120は、監視画像中における装着位置Pの周辺の色の変化から血液の流出を検知する出血検知部126を、更に備えることが好ましい。出血を検知する機能を有する限り、出血検知部126の具体的構成は特に限定されないが、例えば、特定位置(装着位置P)周辺に特定の色(赤色)が出現したことを判別して判別結果に係る情報を対応要否判定部127に出力することができる画像解析プログラム等により出血検知部126を構成することができる。
対応要否判定部127は、装着位置Pと監視対象者の動作との組合せが、特定の組合せであるか否かによって対応の要否を判定する対応要否判定(S17)を行う。又、演算処理部120が出血検知部126を備える場合には、対応要否判定部127は、出血に係る情報を要否判定の判断材料とすることができる。
対応要求通知出力部130は、監視画像を表示する監視画面を有し、又、対応要否判定部127によって対応が必要であると判定された場合には、対応要否判定部127の判定結果を対応要求通知として監視者20が認知可能な形式で出力することができる情報出力手段を備える。
[全体構成]
図3は、自己抜去監視システム100を用いて実行することができる本発明の自己抜去監視方法の流れを示すフローチャートである。
座標設定ステップ(S11)では、座標設定部121が、座標設定処理を行う。この座標設定ステップ(S11)で行われる座標設定処理とは、好ましくは、座標設定部121が、撮影部110が撮影した監視画像中の床面又は地面に相当する位置を監視対象領域3次元空間内における実寸法と関連付けて特定可能な座標、即ち、監視対象領域についての奥行き情報も有する3次元座標を設定する処理である。
監視撮影ステップ(S12)では、撮影部110が、監視撮影を行う。ここで、監視撮影は、静止画の撮影を所定間隔で連続して行い、撮影される画像の連続として後述する監視動作を行うが、撮影間隔を非常に短くすることにより、実質的には、動画撮影として、監視動作を行っているものと捉えることもできる。
座標変換ステップ(S13)では、座標変換部122が、撮影部110が撮影した監視画像に設定されている座標軸を回転させる座標変換を行う。この座標変換は、ソフトウエアにおける処理として、演算処理として座標軸を回転させることによって行うことができる。又、座標軸は固定したまま、監視画像自体を回転させることによっても座標変換ステップ(S13)を行うことができる。この監視画像の回転は、ソフトウエアにおける処理として、演算処理として画像データを変換することによって行うこともできるし、より簡易的な実施方法としては、撮影部110を構成する監視カメラ若しくはこれを構成する撮像素子を実際に回転させることによっても行うことができる。
監視対象特定ステップ(S14)では、監視対象特定部123が、撮影部が撮影した監視画像中の監視対象者を検出して特定したか否かについて判定を行う。特に監視画像中において、正立状態以外の状態にある監視対象者については、上述の座標変換処理による座標軸の回転中に、監視画像中において正立状態にない監視対象を特定する。監視対象者を検出して特定した場合(S14、Yes)には、装着位置特定ステップ(S15)へ進み、監視対象者が検出されていない場合(S14、No)には、監視撮影ステップ(S12)へ戻り、監視動作を継続する。
「ディープラーニングと画像認識、オペレーションズ・リサーチ」
(http://www.orsj.o.jp/archive2/or60−4/or60_4_198.pdf)
装着位置特定ステップ(S15)では、装着位置特定部124が、前記監視対象特定ステップ(S14)において特定された監視対象者の身体に装着されている医療用装身器具の装着位置を特定する。具体的には、例えば、図5に示されるように、監視対象者10(10a、10b、10c)の身体に装着されている医療用装身器具11の装着位置P(Pa、Pb、Pc)を特定する装着位置の特定を行う。この装着位置の特定は、上述した各種の画像解析手段により、機械的に行われるようにすることもできるし、或いは、監視者による任意のマニュアル操作で指定された位置を、装着位置として特定することによることもできる。
動作認識ステップ(S16)では、動作認識部125が、監視対象特定ステップ(S14)において特定した監視対象者の動作を認識する。この動作認識は、公知の各種の画像解析方法によることができる。動作認識ステップS16を行うための画像解析方法は特定の方法に限定されないが、複数の特徴点を連接する骨格線で構成される監視対象者の骨格を抽出する骨格抽出部と、骨格抽出部が抽出した特徴点の3次元空間内における位置を特定する特徴点位置特定部と、を備えなる動作認識部125によって行われる動作認識方法によることが好ましい。以下、動作認識ステップS16が、上記の骨格抽出部及び特徴点位置特定部を備える動作認識部125によって行われる場合の実施形態について、具体的に説明する。
「Zhe Cao 他 Realtime Multi−Person 2D Human Pose Estimation using Part Affinity Fields, CVPR 2017」
対応要否判定ステップ(S17)では、対応要否判定部127が、監視対象者における医療用装身器具の装着位置と、当該監視対象者の動作との組合せが、特定の組合せであるか否かによって対応の要否を判定する対応要否判定を行う。又、演算処理部120が出血検知部126を備える場合には、対応要否判定部127は、出血に係る情報を要否判定の判断材料とすることができる。
対応要求通知出力ステップ(S18)では、演算処理部120が、監視対象者に対する対応が必要であると判定した場合に、対応要求通知を対応要求通知出力部130に出力する。対応要求通知の形式は監視者20がどの監視対象者に対して対応が必要であるのかを識別できる形式であれば特定の形式に限定されない。監視対象者を他の対象から区別する特定の色の囲み枠線、動作の状態を認識可能な当該監視対象者の骨格情報、対応を必要としていることを示すサイン(光の点滅や警告音等)等が監視者20の保持する、対応要求通知出力部130から出力されることが好ましい。
110 撮影部(監視カメラ)
111 撮像素子
112 撮影レンズ
120 演算処理部
121 座標設定部
122 座標変換部
123 監視対象特定部
124 装着位置特定部
125 動作認識部
126 対応要否判定部
130 対応要求通知出力部(携帯端末)
210 監視対象者滞在エリア(病室)
220 監視者滞在エリア
10(10A) 監視対象者
11 医療用装身器具
P 装着位置
20 監視者
S11 座標設定ステップ
S12 監視撮影ステップ
S13 座標変換ステップ
S14 監視対象特定ステップ
S15 装着位置特定ステップ
S16 動作認識ステップ
S17 対応要否判定ステップ
S18 対応要求通知出力ステップ
Claims (8)
- 医療用装身器具の自己抜去監視システムであって、
監視対象者を撮影する撮影部と、
前記撮影部が撮影した監視画像に設定されている座標軸を360°逐次回転させて座標変換を行う座標変換部と、
前記座標軸が監視対象者の姿勢に応じた適切な角度に回転されたときに前記監視画像中の監視対象者を特定する監視対象特定部と、
前記監視対象特定部によって特定された監視対象者の身体に装着されている前記医療用装身器具の装着位置を特定する装着位置特定部と、
前記監視対象特定部によって特定された監視対象者の動作を認識する動作認識部と、
前記装着位置と、前記動作との組合せが、特定の組合せであるか否かによって対応の要否を判定する対応要否判定部と、
前記対応要否判定部によって対応が必要であると判定された場合に、対応要求通知を出力する対応要求通知出力部と、を備え、
前記動作認識部は、前記監視画像中における前記監視対象者の視線方向を検知する、視線方向検知部を、更に備え、
前記対応要否判定部は、前記視線方向の前記装着位置を目視する方向に対する相対的変動量及び変動速度が、所定の変動量及び変動速度である場合に対応が必要であると判定する、
自己抜去監視システム。 - 前記監視画像中における前記装着位置の周辺の色の変化から血液の流出を検知する出血検知部を、更に備え、
前記対応要否判定部は、前記出血検知部が所定量以上の血液の流出を検知した場合にも、対応が必要であると判定する、
請求項1に記載の自己抜去監視システム。 - 前記対応要求通知出力部は、前記監視画像を表示する監視画面を有し、
前記装着位置特定部は、監視者が、前記監視画面へのタップ操作又は前記監視画面上でのクリック操作によって指定した位置を、前記医療用装身器具の装着位置として特定する、
請求項1又は2に記載の自己抜去監視システム。 - 前記動作認識部は、複数の特徴点を連接する骨格線で構成される監視対象者の骨格を抽出する骨格抽出部と、前記骨格抽出部が抽出した前記特徴点の監視対象領域を構成する3次元空間内における位置を特定する特徴点位置特定部と、を含んでなり、前記特徴点の前記位置の変動に係る情報に基づいて、前記監視対象者の動作を認識する、
請求項1から3の何れかに記載の自己抜去監視システム。 - 医療用装身器具の自己抜去監視方法であって、
撮影部が、監視対象者を撮影する監視撮影ステップと、
座標変換部が、前記撮影部が撮影した監視画像に設定される座標軸を360°逐次回転させる座標変換ステップと、
監視対象特定部が、前記座標軸が監視対象者の姿勢に応じた適切な角度に回転されたときに、前記監視画像中の監視対象者を特定する監視対象特定ステップと、
装着位置特定部が、前記監視対象特定ステップにおいて特定された監視対象者の身体に装着されている医療用装身器具の装着位置を特定する装着位置特定ステップと、
動作認識部が、前記監視対象特定ステップにおいて特定された前記監視対象者の動作を認識する動作認識ステップと、
対応要否判定部が、前記装着位置と、前記動作との組合せが、特定の組合せであるか否かによって対応の要否を判定する対応要否判定ステップと、
対応要求通知出力部が、前記対応要否判定ステップにおいて対応が必要であると判定された場合に対応要求通知を出力する対応要求通知出力ステップと、
を含んでなり、
前記監視対象特定ステップにおいては、前記座標軸の回転中に前記監視画像中において正立状態にない監視対象を特定し、
前記動作認識ステップにおいては、前記監視画像中における前記監視対象者の視線方向を検知する、視線方向検知処理が、更に行われ、
前記対応要否判定ステップにおいては、前記視線方向の前記装着位置を目視する方向に対する相対的変動量及び変動速度が、所定の変動量及び変動速度である場合に対応が必要であると判定される、
自己抜去監視方法。 - 前記動作認識ステップにおいては、前記監視画像中における前記装着位置の周辺の色の変化から血液の流出を検知する出血検知処理が、更に行われ、
前記対応要否判定ステップにおいては、前記動作認識部が所定量以上の血液の流出を検知した場合に、対応が必要であると判定される、
請求項5に記載の自己抜去監視方法。 - 前記対応要求通知出力部は、前記監視画像を表示する監視画面を有し、
前記装着位置特定ステップにおいては、監視者が、前記監視画面へのタップ操作又は前記監視画面上でのクリック操作によって指定した位置が、前記装着位置として特定される、
請求項5又は6に記載の自己抜去監視方法。 - 前記動作認識ステップにおいては、複数の特徴点を連接する骨格線で構成される前記監視対象者の骨格を抽出する骨格抽出処理と、前記骨格抽出処理によって抽出された前記特徴点の監視対象領域を構成する3次元空間内における位置を特定する特徴点位置特定処理とが行われ、前記特徴点の前記位置の変動に係る情報に基づいて、前記監視対象者の動作を認識する、
請求項5から7の何れかに記載の自己抜去監視方法。
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