JPWO2016190348A1 - Monitoring device - Google Patents
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Abstract
監視装置(1)は被検者(P)の動きを検出するための動体検出部(11)と、被検者(P)の生体信号を検出するための生体信号検出部(21)と、動体検出部(11)から得た情報に基づき予め定めたベッドエリア(15a)における被検者(P)の有無を判別する行動判別部(14)と、生体信号検出部(21)から得た情報に基づき被検者(P)の生体信号の有無を判別する生体信号判別部(25)と、を備える。監視装置(1)は行動判別部(14)による判別と、生体信号判別部(25)による判別との双方の情報に基づきベッドエリア(15a)における被検者(P)の有無を確定する。The monitoring device (1) includes a moving body detection unit (11) for detecting the movement of the subject (P), a biological signal detection unit (21) for detecting a biological signal of the subject (P), Based on the information obtained from the moving body detection unit (11), the behavior determination unit (14) for determining the presence or absence of the subject (P) in the predetermined bed area (15a) and the biological signal detection unit (21) A biological signal discriminating unit (25) that discriminates the presence or absence of the biological signal of the subject (P) based on the information. The monitoring device (1) determines the presence / absence of the subject (P) in the bed area (15a) based on both the information determined by the behavior determining unit (14) and the determination by the biological signal determining unit (25).
Description
本発明は、介護施設等で過ごす入居者の健康状態の異常等を見つけるための監視装置に関する。 The present invention relates to a monitoring device for detecting abnormalities in the health status of residents who spend at nursing care facilities and the like.
近年、介護施設や病院等で過ごす入居者の健康状態の異常等を検出するための監視装置が提案されている。介護施設や病院等で過ごす入居者は室内における転倒やベッドからの転落、呼吸や心拍などの異常を起こし易い場合がある。施設には彼らの生活をサポートする介護者、看護者が従事しているが、相対的に人数が少なく、常時付き添うことはできない。このような課題を解決すべく監視装置が提案され、それに係る従来技術の一例が特許文献1及び2に開示されている。 In recent years, monitoring devices have been proposed for detecting abnormalities in the health status of residents living in nursing homes and hospitals. Residents spending in nursing homes, hospitals, etc. may be prone to abnormalities such as falling indoors, falling from bed, breathing and heartbeat. There are caregivers and nurses who support their lives in the facility, but there are relatively few people and they cannot always attend. In order to solve such problems, a monitoring apparatus has been proposed, and examples of related art related thereto are disclosed in
特許文献1に記載された画像処理装置は室内を撮影するための撮像カメラと、撮像カメラによって撮影された画像の画像処理部とを備える。この画像処理装置は撮像カメラによって撮影された室内の画像において床面領域及びベッド領域を予め設定し、床面領域とベッド領域との間の人体移動を検知して被検者のベッドへの入床、離床を判断する。これにより、被検者のベッドへの入床、離床を正確に判断することができる。 The image processing apparatus described in
特許文献2に記載された安否監視装置は被検者に向けて放射した電波の反射波から被検者の体動と呼吸とに係る生体情報を取得し、その生体情報から被検者の安否を監視している。この安否監視装置は被検者の生体情報の取得にはマイクロ波を用いた放射波とその反射波とのずれを検出して出力するドップラーセンサを利用する。これにより、被検者の体動と呼吸とを正しく検出することが可能になる。 The safety monitoring device described in
しかしながら、特許文献1に記載された従来技術では例えばベッドの周囲で揺れるカーテン等や、窓から差し込む光で生じる影などの外乱に装置が反応する虞がある。これにより、被検者のベッドへの入床、離床に誤判定が生じる可能性があるといった課題があった。また、特許文献2に記載された従来技術では被検者のベッドへの入床、離床に対して配慮がなされていない。これにより、被検者がベッドから離床しているときに生体情報が取得できない場合に、被検者に異常があると誤報する可能性があるといった課題があった。 However, in the conventional technique described in
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、被検者の存在や生体情報を正確に把握することができ、被検者の健康状態の異常等を好適に見つけることが可能な監視装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and is capable of accurately grasping the presence and biological information of a subject and preferably detecting abnormalities in the health state of the subject. An object is to provide an apparatus.
上記の課題を解決するため、本発明の監視装置は、被検者の動きを検出するための動体検出部と、被検者の生体信号を検出するための生体信号検出部と、前記動体検出部から得た情報に基づき予め定めた所定領域における被検者の有無を判別する行動判別部と、前記生体信号検出部から得た情報に基づき被検者の生体信号の有無を判別する生体信号判別部と、を備え、前記行動判別部による判別と、前記生体信号判別部による判別との双方の情報に基づき前記所定領域における被検者の有無を確定することを特徴としている。 In order to solve the above problems, a monitoring apparatus of the present invention includes a moving object detection unit for detecting a motion of a subject, a biological signal detection unit for detecting a biological signal of the subject, and the moving object detection. A behavior determination unit for determining the presence or absence of a subject in a predetermined area based on information obtained from the unit, and a biological signal for determining the presence or absence of a biological signal of the subject based on information obtained from the biological signal detection unit A determination unit, wherein the presence / absence of the subject in the predetermined region is determined based on both information of the determination by the behavior determination unit and the determination by the biological signal determination unit.
この構成によると、例えば施設の居室のベッドに被検者が存在するか否かの判断が被検者の体の動きと生体信号との双方の情報に基づいてなされる。被検者の体の動きと生体信号とのいずれか一方の情報に基づいて被検者の有無を判断する場合と比較して精度が向上する。 According to this configuration, for example, whether or not the subject exists on the bed in the room of the facility is determined based on information on both the body movement and the biological signal of the subject. The accuracy is improved as compared with the case where the presence / absence of the subject is determined based on the information on one of the body movement and the biological signal of the subject.
本発明によると、被検者の体の動きと生体信号との双方の情報に基づいて、例えば施設の居室のベッドに被検者が存在するか否かを判断するので、ベッドの周囲で揺れるカーテン等の外乱の影響を受けることを抑制することができる。さらに、ベッドに対する被検者の入床、離床を明確に把握することができる。そして、被検者の健康状態の異常等を好適に見つけることが可能になる。 According to the present invention, for example, it is determined whether or not the subject exists in the bed of the living room of the facility based on the information on both the body movement and the biological signal of the subject. It is possible to suppress the influence of disturbance such as curtains. Furthermore, it is possible to clearly grasp the subject's entering and leaving the bed. And it becomes possible to find abnormality of the health condition of a subject suitably.
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1実施形態>
最初に、本発明の第1実施形態に係る監視装置について、図1を用いてその概略構成を説明する。図1は監視装置の適用例を示す構成図である。<First Embodiment>
First, a schematic configuration of the monitoring apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an application example of a monitoring apparatus.
監視装置1は、例えば図1に示すような介護施設に設置される。介護施設は例えばスタッフステーション100、居室110及び有線LAN(Local Area Network)300を備える。なお、図1に示した居室110は2室であるが、さらに多くの居室を備えていても良い。 The
スタッフステーション100は介護施設で過ごす被介護者の生活をサポートする介護者の所謂詰め所である。 The
居室110には被介護者が使用するベッド111が設置される。なお、図1に示した居室110には各々ベッド111が1台設置されているが、居室110に被介護者が二人以上入居する場合、被介護者各々に対応する複数のベッド111が設置される。 In the
有線LAN300はスタッフステーション100と居室110との間の通信のために設置されている。なお有線LAN300に代えて無線LANが設置されている場合もある。 The
スタッフステーション100には有線LAN300に通信可能に接続されたサーバ装置101が設置される。サーバ装置101は監視装置1から各種信号を受信してその信号処理を行い、施設の介護者、看護者に被介護者の健康状態等を報知する。サーバ装置101は報知部の例として表示部102を備える。 The
表示部102は例えばディスプレイなどといったコンピュータで使用される表示装置から成る。表示部102は監視装置1から受信した居室110の室内画像や被介護者の生体情報などを表示する。なお、表示部102は介護者が所有してサーバ装置101にリンクする携帯端末等の表示装置であっても良い。 The
監視装置1は各居室110のベッド111に対応付けて各居室110の天井部110aに設置され、有線LAN300に通信可能に接続される。なお、居室110に被介護者(被検者P)が二人以上入居して各々に対応する複数のベッド111が設置される場合、被介護者(被検者P)各々に個別に対応する複数の監視装置1が設置される。 The
続いて、監視装置1の詳細な構成を、図2〜図7を用いて説明する。図2は監視装置1のブロック図である。図3は監視装置1の動体検出部の画像及び被検者の状態遷移を示す説明図である。図4及び図5は監視装置1の生体信号検出部による生体信号の出力(AD出力値及びパワースペクトル)を示すグラフである。図6及び図7は監視装置1の生体信号検出部によるノイズ信号の出力(AD出力値及びパワースペクトル)を示すグラフである。 Next, a detailed configuration of the
監視装置1は、図2に示すように動体検出部11、映像信号処理部12、生体信号検出部21、センサ信号処理部22、総合判定部31、制御部32及び各種の時間を計測する計時部33を備える。 As shown in FIG. 2, the
動体検出部11は映像により被検者の動き、状態を検出するためのカメラから成る。動体検出部11は各居室110のベッド111に向けて設置され、被検者のベッド111への入床や離床、転倒などの状態を映像として撮像する。動体検出部11は真っ暗な環境でも被検者の状態が撮像できるようにIRカットフィルタが取り除かれ、近赤外線光の投光部(不図示)を備える。また、動体検出部11のカメラは広角レンズを備えることにより居室全体を撮像することが可能である。 The moving
映像信号処理部12は動体検出部11から受信した映像信号を処理し、映像から被検者の入床や離床などの状態を検出する。映像信号処理部12は画像処理部13及び行動判別部14を備える。 The video
画像処理部13は動体検出部11が撮像した画像から動きが見られる領域を検出する画像処理を実行する。画像処理による動体検出の手法としては背景差分法をはじめ、時間差分法、テンプレートマッチング法、オプティカルフロー法等の手法を適用することができる。 The
行動判別部14は画像処理部13によって画像処理が行われて検出された動体の動きを判別する。図3は動体検出部11が撮像した画像領域11aの全体を示すものであり、所定領域としてのベッドエリア15aと、その他の領域である境界エリア15b及びベッド外エリア15cが予め定められている。なお、所定領域としてのベッドエリア15aは誰もいないときに撮像した居室110の画像を使用して設定される。ベッドエリア15a、境界エリア15b及びベッド外エリア15cに対して例えば図3に矢印で示すように移動する被検者Pに関して、行動判別部14は画像処理部13を介して動体検出部11から得た情報に基づきベッドエリア15aにおける被検者Pの有無を判別する。なお、ベッドエリア15aとベッド外エリア15cとの間の境界エリア15bは広さを有する領域でなくても良く、線であっても良い。 The
生体信号検出部21は電波を放射及び受信して被検者の生体信号を個別に検出するためのマイクロ波ドップラーセンサから成る。生体信号検出部21は不図示の放射部及び受信部を備え、例えば24GHz帯のマイクロ波を各居室110のベッド111に向けて放射し、被検者で反射したドップラーシフトした反射波を受信する。生体信号検出部21はその反射波から被検者の呼吸状態や心拍数を検出する。 The biological
図4及び図5は生体信号検出部21によって検出された生体信号の一例を示す。一方、図6及び図7は生体信号検出部21によって検出されたノイズ信号の一例を示す。図4及び図6は横軸を時間とし、縦軸をAD出力値としたときの生体信号検出部21の出力信号波形を示す。図5及び図7は横軸をドップラー周波数とし、縦軸をフーリエ変換後のパワースペクトルとしたときの生体信号検出部21の出力信号波形を示す。 4 and 5 show an example of a biological signal detected by the
生体信号とは、呼吸に同期した体表の動きに応じてドップラーセンサで検出される信号のことを言う。正常な人の呼吸は一般的に15〜25回/分程度であり、センサ出力を周波数解析すると0.3Hz程度に強いピークが現れる。一方、ドップラーセンサのノイズ信号はパワーが弱く、変化も少ないため、明確なピークが現れない。これらの波形を比較すると明らかに異なる特性が現れているので、生体信号検出部21を用いて被検者の生体信号を検出することが可能になる。 The biological signal is a signal detected by the Doppler sensor in accordance with the movement of the body surface synchronized with respiration. Normal human breathing is generally about 15 to 25 times / minute, and a strong peak appears at about 0.3 Hz when the sensor output is subjected to frequency analysis. On the other hand, the noise signal of the Doppler sensor has weak power and little change, so that no clear peak appears. When these waveforms are compared, clearly different characteristics appear, so that the biological
センサ信号処理部22は生体信号検出部21から受信したセンサ信号を処理し、信号データから被検者の存在や異常などの状態を検出する。センサ信号処理部22は信号切り出し部23、周波数解析部24及び生体信号判別部25を備える。 The sensor
信号切り出し部23は生体信号検出部21から時系列で連続して受信するデジタルデータを所定の比較的短い時間分だけ切り出す。データの切り出し手法としては例えばSTFT(Short Time Fourier Transform)法を利用することができる。0.3Hz程度の呼吸の有無を見る場合、切り出しの周期を10秒から1分の間に設定することが、周波数分解能と時間分解能との両立の観点から望ましい。周波数解析は無限長の繰り返し信号を想定しており、そのために窓関数にてデータ区間の端を滑らかにする処理を行うことが一般的である。また、切り出しのデータ区間をオーバーラップさせることにより、時間分解能を向上させることが可能である。オーバーラップはデータ区間の1/2〜1/4の間であることが望ましい。切り出しの間隔は一定であることが一般的であるが、切り出しを行うたびに変更しても構わない。 The
周波数解析部24は信号切り出し部23が切り出した信号データに対して周波数解析に係る演算を実施する。周波数解析部24の演算はFFT(Fast Fourier Transform)法を利用することができる。また、DFT(Discrete Fourier Transform)法や、DCT(Discrete Cosine Transform)法、ウェーブレット変換を用いても良い。 The
生体信号判別部25は周波数解析部24が周波数解析処理を実施した信号データに対して生体信号の有無をピーク値により判別する。生体信号判別部25はFFT後のパワースペクトルのうち、呼吸周波数が正常範囲である0.2〜0.5Hz以内で最もパワーが強いピーク値を見つけ、あらかじめ設定した閾値(図5における破線の位置の値)より大きいかどうかを比較する。そのピーク値が閾値よりも大きかった場合、生体信号判別部25は生体信号があると判別する。それ以外の場合、生体信号判別部25は生体信号がないと判別する。例えば、何も動いているものがない場合、閾値以下のパワーとなるために呼吸なしと判別される。また、人以外の動き、例えば扇風機のみが回り続けている場合はもっと高い周波数にパワースペクトルが分布する。これにより、ピーク値が呼吸周波数の正常範囲ではなくなるため、上記呼吸の正常範囲である0.2〜0.5Hzに閾値以上のピークが現れなくなって生体信号なしと判別される。このように、生体信号判別部25は呼吸周波数が正常範囲である0.2〜0.5Hz以内で最もパワーが強いピーク値が予め設定した閾値より大きいか否かによって生体信号の有無を判別する。 The biological
総合判定部31は映像信号処理部12及びセンサ信号処理部22から各々の判別結果を受信し、総合的に判断して被検者の状態を確定するとともに、その被検者の状態を保持する。さらに、総合判定部31は被検者の状態に関してサーバ装置101に対して送信すべき各種信号を生成する。 The
制御部32は不図示の演算部や記憶部、その他の電子部品で構成され、記憶部等に予め記憶、入力されたプログラム、データに基づき、動体検出部11及び生体信号検出部21から情報を得るとともにそれらや映像信号処理部12、センサ信号処理部22及び総合判定部31を含む構成要素の動作を制御して被検者の状態の検出に係る画像処理や信号処理を実現する。さらに、制御部32はサーバ装置101と情報の授受を行う。 The
続いて、監視装置1による被検者の有無に係る状態の確定手法について、図8〜図14を用いて説明する。図8は監視装置1で用いられる被検者の状態遷移図である。図9並びに図10は被検者がベッドに入床する状態遷移を示す動体検出部11の画像並びに動体検出の結果画像及び生体信号検出部21の出力である。図11並びに図12は被検者がベッドから離床してベッド際のカーテンが動いた状態を示す動体検出部11の画像並びに動体検出の結果画像及び生体信号検出部21の出力である。図13並びに図14は被検者がベッドに入床してベッド際のカーテンが動いた状態を示す動体検出部11の画像並びに動体検出の結果画像及び生体信号検出部21の出力である。 Next, a method for determining a state related to the presence or absence of the subject by the
図8に示す被検者の状態遷移に関して、離床状態にある被検者Pが境界エリア15b(図3参照)に進入すると(図9の上側参照)、行動判別部14が動体Mとして被検者Pの動きと布団112の動きを判別する(図10の左上側参照)。その後、被検者Pがベッド111に入ると、行動判別部14がベッドエリア15aへの動体Mの進入を判別し、総合判定部31はその動体Mが「入床途中状態」にあることを確定する。「入床途中状態」は境界エリア15bからベッドエリア15aに被検者が進入する中間状態を意味する。 With respect to the state transition of the subject shown in FIG. 8, when the subject P in a bed leaving state enters the
行動判別部14が「入床途中状態」と確定した被検者Pが就寝すると(図9の下側参照)、動きが少なくなり、行動判別部14は動体Mとして検出しなくなる(図10の左下側参照)。 When the subject P who has been determined that the
ここで、生体信号判別部25の判別に関して、被検者Pのベッドエリア15aへの移動の途中では、被検者Pの体の各部が様々な動きをしていることに反応して変化がランダムで振幅の大きな信号が検出される(図10の右上側参照)。この場合、所定の周波数帯域(例えば0.2〜0.5Hz)において特定のピークが現れないため、生体信号判別部25は生体信号なしと判別する。 Here, regarding the discrimination of the biological
被検者Pがベッド111に入って就寝すると、安静呼吸による比較的安定した周期的な体動に反応して、生体信号判別部25は生体信号ありと判別する。この生体信号ありの判別結果をセンサ信号処理部22から受信し、総合判定部31は被検者P(動体M)の状態を「入床途中状態」から「入床状態」に変更する。「入床状態」は被検者Pが安静に就寝中であることを意味する。 When the subject P enters the
「入床状態」において、生体信号判別部25が生体信号の消失を判別すると、総合判定部31は被検者Pが異常状態にあることを確定し、サーバ装置101に対して送信すべき報知信号を生成する。この報知信号はサーバ装置101に送信され、表示部102等を用いて異常が報知される。 When the biological
図11及び図12は、被検者Pがベッド111から離床しているときにベッド際のカーテンCが動いた状態であって、映像のみの判別では被検者Pが入床したと誤認識し易い一例を示している。ベッド際のカーテンCが動いてベッドエリア15aに進入した場合(図11の下側参照)、行動判別部14が動体MとしてのカーテンCの動きを判別し(図12の左下側参照)、総合判定部31はその動体Mが「入床途中状態」にあることを確定する。 11 and 12 show a state in which the curtain C on the bed moves when the subject P is getting out of the
しかしながら、センサ信号処理部22が生体信号を検出しないので(図12の右下側参照)、「入床途中状態」が維持されて「入床状態」には遷移しない。その後、「入床途中状態」で予め定めた所定時間の経過後に生体信号が検出できない場合、総合判定部31は動体Mに係る状態を「離床状態」へと遷移させる。 However, since the sensor
もし仮に生体信号の判別を実施せず、映像のみで判別した場合、ベッド際のカーテンCが動いてベッドエリア15aに進入すると入床状態であると判断する虞があり、その後に生体信号がないことを検出して、被検者Pが異常状態にあると誤報する可能性が高い。しかしながら、本実施形態では上記処理により、誤報の発生を防止することが可能である。 If the biometric signal is not discriminated and only the video is discriminated, there is a risk that the bed C curtain C moves and enters the
図13及び図14は、被検者Pがベッド111に入床しているときにベッド際のカーテンCが動いた状態であって、映像のみの判別では被検者Pが離床途中であると誤報し易い一例を示している。被検者Pが安静に就寝中にベッド際のカーテンCが動いてベッドエリア15aに進入した場合(図13の下側参照)、行動判別部14が動体MとしてのカーテンCの動きを判別し(図14の左下側参照)、総合判定部31はその動体Mが「離床途中状態」にあることを確定する。「離床途中状態」はベッドエリア15aから境界エリア15bに被検者が退出する中間状態を意味する。 13 and 14 show a state in which the curtain C on the bed moves while the subject P is in the
しかしながら、センサ信号処理部22が生体信号を検出し続けているので(図14の右下側参照)、離床へと続く動きではないものとして、総合判定部31は「離床途中状態」から「入床状態」に戻す。 However, since the sensor
もし仮に生体信号の判別を実施せず、映像のみで判別した場合、ベッド際のカーテンCが動いてベッドエリア15aに進入すると、被検者Pが離床途中状態であると判断する虞があり、その後に誤報する可能性が高い。しかしながら、本実施形態では上記処理により誤報の発生を防止することが可能である。なお、就寝中に被検者Pの手足のみが境界エリア15bに進入した場合も同様の処理が行われる。 If the biometric signal is not discriminated, and only the video is discriminated, when the curtain C at the bed moves and enters the
このようにして、ベッド111に被検者Pが存在するか否かの判断が被検者Pの体の動きと生体信号との双方の情報に基づいてなされる。被検者Pの体の動きと生体信号とのいずれか一方の情報に基づいて被検者Pの有無を判断する場合と比較して精度が向上する。したがって、被検者Pの存在や生体情報を正確に把握することができ、被検者Pの健康状態の異常等を好適に見つけることが可能になる。 In this way, the determination as to whether or not the subject P exists on the
続いて、監視装置1による被検者の生体信号の判別手法の詳細について、図15及び図16を用いて説明する。図15は監視装置1による入床状態にある被検者の生体信号の判別手法を示す説明図であり、図16は監視装置1による入床状態に移行する被検者の生体信号の判別手法を示す説明図である。 Next, details of the method for discriminating the biological signal of the subject by the
生体信号が消失する異常は、例えば被検者が就寝中に呼吸停止し、体の動きが見られなくなった場合を意味する。被検者の体の動きがない状態の検出を予め定めた所定の判別期間(例えば10分間)で行うこととした場合、過去10分間における生体信号の有無の判別結果を総合的に判定する必要がある。 The abnormality in which the biological signal disappears means, for example, a case where the subject stops breathing while sleeping and no body movement can be seen. When detection of a state in which there is no movement of the subject is performed in a predetermined determination period (for example, 10 minutes), it is necessary to comprehensively determine the determination result of the presence or absence of a biological signal in the past 10 minutes. There is.
なお、判定結果が確定するまでにはタイムラグが生じる。このタイムラグにより、生体信号の有無の判別結果を行動判別部14による映像を用いた入床判別とそのまま連動させた場合に不具合が生じる虞がある。そこで、この課題に対して、本実施形態では以下に示す被検者の生体信号の判別手法で対応する。 There is a time lag until the determination result is finalized. Due to this time lag, there is a possibility that a malfunction may occur when the determination result of the presence / absence of the biological signal is directly linked to the entrance determination using the video by the
センサ信号処理部22は生体信号判別部25で生体信号の有無を判別するために、前述のように生体信号検出部21から受信したセンサ信号を信号切り出し部23で切り出して周波数解析部24で周波数解析を実施する。センサ信号処理部22はこの一連の処理を1/4ずつ順次オーバーラップさせて実行する。 The sensor
図15は入床状態にある被検者の体の動きが停止する状態について示している。例えば図15に示すように、センサ信号処理部22はセンサ信号から16秒分の信号を切り出し、4秒ごとに周波数解析を実行して生体信号を得る。そして、センサ信号処理部22は4秒ごとに得られる生体信号に対して、予め定めた所定の判別期間(例えば10分間)における生体信号ありの期間の割合を算出する。これにより、短時間における判別ミスの影響を受け難くすることができる。生体信号ありの期間の割合が低減して例えば50%に達した場合、生体信号判別部25が生体信号の消失を判別し、総合判定部31は被検者Pが異常状態にあることを確定して報知信号を生成する。 FIG. 15 shows a state in which the movement of the body of the subject in the flooring state stops. For example, as shown in FIG. 15, the sensor
図16は被検者Pがベッドに入床する前後の状態について示している。図16によると、入床する前の生体信号がない状態(例えば10分に設定された判別期間)では異常に係る報知信号の生成がオンになっているが、報知許可信号の生成がオフになっていることが分かる。すなわち、この段階では報知信号がサーバ装置101に送信されない。このように生体信号がない状態では、報知信号をオンにして、いつでも異常に係る報知信号が送信できる状態に維持している。しかしながら、報知信号は、生体信号がない状態が被検者Pが離床しているためなのか、被験者Pの異常状態によるものであるか否かの判別ができないため、報知信号の発信を報知許可信号の有無によって制御している。 FIG. 16 shows a state before and after the subject P enters the bed. According to FIG. 16, in the state where there is no biological signal before entering the floor (for example, the determination period set to 10 minutes), the generation of the notification signal related to the abnormality is turned on, but the generation of the notification permission signal is turned off. You can see that That is, the notification signal is not transmitted to the
被検者Pが入床状態になったタイミング(生体信号ありの期間の割合が0%近傍から上昇し始めるタイミング)から入床時間がカウントされる。上述のとおり、所定の判別期間における生体信号ありの期間の割合を算出し、センサ信号処理部22がこの一連の処理を1/4ずつ順次オーバーラップさせて実行する。そのため、入床状態になったタイミングでは0%であるが、入床時間が経過するに従って生体信号ありの期間の割合が徐々に増加する。そして、生体信号ありの期間の割合が例えば50%に達した場合、報知信号の生成がオフになる。さらに、入床時間が生体信号ありの期間の割合が100%になる時間に対応する所定の閾値を超えると報知許可信号の生成がオンになる。このようにして、入床時間の閾値は報知信号と報知許可信号とがともにオンにならない値に設定される。言い換えると、報知信号がオフになってから、報知許可信号がオンになるよう、入床時間の閾値に対応付けて制御される。このように制御することにより、判定結果が確定するまでのタイムラグによって、被検者Pがベッドに入床してすぐに生体信号がないと判別される誤報が発生することを抑制することができる。なお、図15に示すように、生体信号ありの期間の割合が100%になった後に50%を下回った場合、被検者Pが異常状態にあるとして報知信号がサーバ装置101に送信される。 The entrance time is counted from the timing when the subject P enters the entrance state (the timing at which the ratio of the period with the biological signal starts to rise from around 0%). As described above, the ratio of the period with the biological signal in the predetermined discrimination period is calculated, and the sensor
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係る監視装置について、図17及び図18を用いて説明する。図17は監視装置のブロック図であり、図18は監視装置による被検者の生体信号及び体動の判別手法を示す説明図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第1実施形態と同じであるので、第1実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付してその説明を省略するものとする。Second Embodiment
Next, a monitoring device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 17 and 18. FIG. 17 is a block diagram of the monitoring device, and FIG. 18 is an explanatory diagram showing a method for discriminating the biological signal and body movement of the subject by the monitoring device. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment described above, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. And
第2実施形態の監視装置1は、図17に示すセンサ信号処理部42を備える。センサ信号処理部42は第1信号切り出し部43、周波数解析部24、生体信号判別部25、第2信号切り出し部44、パワー解析部45及び体動判別部46を備える。なお、第1信号切り出し部43、周波数解析部24及び生体信号判別部25は第1実施形態と同様の信号処理を実施するので、ここではその説明を省略する。 The
第2信号切り出し部44は生体信号の検出を行うための第1信号切り出し部43とは異なる時間間隔で信号を切り出す。パワー解析部45は第2信号切り出し部44が切り出した信号の振幅の2乗和を算出する。体動判別部46はパワー解析部45からの出力が予め定めた所定の閾値を超えた場合に体動ありと判別する。 The second
第2実施形態の監視装置1は、図8に示す被検者の状態遷移に関して、被検者Pがベッド111に入ると、センサ信号処理部42がセンサ信号に基づいてベッドエリア15aへの動体Mの進入を判別し、総合判定部31はその動体Mが「入床途中状態」にあることを確定する。さらに、映像信号処理部12がカメラの映像に基づいてベッドエリア15aへの動体Mの進入を判別し、総合判定部31は被検者P(動体M)の状態を「入床途中状態」から「入床状態」に変更する。 In the
図18に示すように、被検者Pがベッドに入床する場合、大きな体動を伴うため、センサ信号は何も検出できない状態から急激に大きなパワーを有するランダムな波形へと変化する。第2信号切り出し部44、パワー解析部45及び体動判別部46はこの大きな体動に伴う変化を検出し、センサ信号処理部42がベッドエリア15aへの被検者Pの進入を判別する。なお、被検者の離床時にも同様の処理を実現することができる。 As shown in FIG. 18, when the subject P enters the bed, a large body motion is involved, so the sensor signal changes from a state where nothing can be detected to a random waveform having a large power. The second
体動は呼吸のような生体信号よりも時間的に短い事象であるため、第2信号切り出し部44による信号の切り出しの時間間隔を生体信号の場合の第1信号切り出し部43による信号の切り出しの時間間隔よりも短く設定して時間応答性を上げることが望ましい(図18参照)。特に、離床判定は緊急度の高い事象であるため、時間応答性を上げることはより一層効果的である。 Since the body movement is an event that is shorter in time than a biological signal such as respiration, the time interval of signal extraction by the second
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態に係る監視装置について説明する。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第1及び第2実施形態と同じであるので、それら実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付してその説明を省略するものとする。<Third Embodiment>
Next, a monitoring device according to a third embodiment of the present invention will be described. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of the first and second embodiments described above, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. It shall be.
第3実施形態の監視装置1は、第1及び第2実施形態で説明した映像信号処理部12及びセンサ信号処理部22による判別に順序を設けない。また、「入床途中状態」、「離床途中状態」といった中間状態を明示的に定義せず、入床・離床の遷移条件として映像に基づく判別と生体信号に基づく判別とを組み合わせても構わない。 The
<第4実施形態>
次に、本発明の第4実施形態に係る監視装置について、図19を用いて説明する。図19は監視装置の適用例を示す構成図である。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第1及び第2実施形態と同じであるので、それら実施形態と共通する構成要素には前と同じ符号を付してその説明を省略するものとする。<Fourth embodiment>
Next, a monitoring device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a configuration diagram illustrating an application example of the monitoring apparatus. Since the basic configuration of this embodiment is the same as that of the first and second embodiments described above, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. It shall be.
第4実施形態の監視装置1は、図19に示すように生体信号検出部21が監視装置1の本体部から独立してベッド111の近傍に設置される。監視装置1の本体部と生体信号検出部21との間の通信には例えば無線が用いられる。 In the
生体信号検出部21はドップラーセンサに代わって、心拍や呼吸のような微小な動きを捉えることが可能のセンサを利用することができる。特に、生体信号検出部21をベッド111に固定して利用する場合、各種振動センサを利用することも可能である。 Instead of the Doppler sensor, the biological
この構成によると、生体信号検出部21がベッド111の近傍に設置されているため、ベッド111の周辺の事象(例えば、被験者Pや布団の動き)に特化して被検者Pの生体信号を検出することが可能であり、被検者Pの生体信号の有無の判別を高精度化することができる。 According to this configuration, since the biological
上記第1〜第4の実施形態のように、監視装置1は被検者Pの動きを検出するための動体検出部11と、被検者Pの生体信号を検出するための生体信号検出部21と、動体検出部11から得た情報に基づき予め定めたベッドエリア15aにおける被検者Pの有無を判別する行動判別部14と、生体信号検出部21から得た情報に基づき被検者Pの生体信号の有無を判別する生体信号判別部25と、を備える。そして、監視装置1は行動判別部14による判別と、生体信号判別部25による判別との双方の情報に基づきベッドエリア15aにおける被検者Pの有無を確定する。 As in the first to fourth embodiments, the
この構成によると、居室110のベッド111に被検者Pが存在するか否かの判断が被検者Pの体の動きと生体信号との双方の情報に基づいてなされる。被検者Pの体の動きと生体信号とのいずれか一方の情報に基づいて被検者Pの有無を判断する場合と比較して判断の精度が向上させることができる。したがって、被検者Pの存在を正確に把握することが可能になる。 According to this configuration, whether or not the subject P exists on the
また、監視装置1は時間を計測する計時部33を備え、ベッドエリア15aにおける被検者Pの存在を確定した後、予め定めた所定の判別期間(例えば10分間)の経過後に被検者Pの生体信号が検出できない場合に被検者Pに異常があると確定して報知信号を出力する。 In addition, the
この構成によると、被検者Pの健康状態の異常等を好適に見つけることが可能になる。 According to this configuration, it is possible to suitably find an abnormality in the health condition of the subject P.
そして、第1実施形態のように、行動判別部14がベッドエリア15aの外部から内部に被検者Pが進入する中間状態である「入床途中状態」、またはベッドエリア15aの内部から外部に被検者Pが退出する中間状態である「離床途中状態」を判別し、監視装置1は行動判別部14によるそれら中間状態の判別と、生体信号判別部25による被検者Pの生体信号の有無の判別とに基づきベッドエリア15aにおける被検者Pの有無を確定する。 Then, as in the first embodiment, the
また、第2実施形態のように、生体信号判別部25がベッドエリア15aの外部から内部に被検者Pが進入する中間状態である「入床途中状態」、またはベッドエリア15aの内部から外部に被検者Pが退出する中間状態である「離床途中状態」を判別し、監視装置1は生体信号判別部25によるそれら中間状態の判別と、行動判別部14によるベッドエリア15aにおける被検者Pの有無の判別とに基づきベッドエリア15aにおける被検者Pの有無を確定する。 Further, as in the second embodiment, the biological
これらの構成によると、被検者Pによる入床・離床の遷移状態と、ベッド際のカーテンCや被検者Pの手足のみが動いた状態とを区別することができる。したがって、被検者Pの存在をより一層正確に把握することが可能になり、被験者Pが異常状態にあるという誤報を抑制することができる。 According to these configurations, it is possible to distinguish between the transition state of entering / leaving by the subject P and the state in which only the curtain C at the bed and the limbs of the subject P are moved. Therefore, it becomes possible to grasp the presence of the subject P more accurately, and it is possible to suppress a false report that the subject P is in an abnormal state.
また、ベッドエリア15aが被検者Pのベッド111の配置領域である。 The
この構成によると、被検者Pのベッド111に対する入床・離床を正確に把握することが可能になる。 According to this configuration, it is possible to accurately grasp the entrance and leaving of the subject P with respect to the
また、動体検出部11はベッドエリア15aが撮像可能なカメラから成る。 The moving
この構成によると、映像によってベッドエリア15aに対する被検者Pの動き、状態を正確に検出することが可能になる。 According to this configuration, it is possible to accurately detect the movement and state of the subject P with respect to the
また、生体信号検出部21はマイクロ波を放射及び受信するドップラーセンサから成る。 The biological
この構成によると、マイクロ波を用いることによって離れた場所から被検者Pの生体信号を正確に検出することが可能になる。 According to this configuration, it is possible to accurately detect the biological signal of the subject P from a remote place by using the microwave.
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
例えば、上記実施形態で示した動体検出部11を構成するカメラは、被検者の体の動きを捉えることができればいずれの方式を利用したものを採用することができ、例えば光学撮像素子、赤外線2次元撮像素子、3次元撮像デバイスなどを選択することができる。 For example, the camera constituting the moving
本発明は、介護施設等で過ごす人の健康状態の異常等を検出するための監視装置において利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in a monitoring device for detecting an abnormality or the like of the health condition of a person spending at a care facility.
1 監視装置
11 動体検出部
12 映像信号処理部
13 画像処理部
14 行動判別部
21 生体信号検出部
22、42 センサ信号処理部
23 信号切り出し部
24 周波数解析部
25 生体信号判別部
31 総合判定部
32 制御部
33 計時部
43 第1信号切り出し部
44 第2信号切り出し部
45 パワー解析部
46 体動判別部DESCRIPTION OF
Claims (8)
被検者の生体信号を検出するための生体信号検出部と、
前記動体検出部から得た情報に基づき予め定めた所定領域における被検者の有無を判別する行動判別部と、
前記生体信号検出部から得た情報に基づき被検者の生体信号の有無を判別する生体信号判別部と、
を備え、
前記行動判別部による判別と、前記生体信号判別部による判別との双方の情報に基づき前記所定領域における被検者の有無を確定することを特徴とする監視装置。A moving object detection unit for detecting the movement of the subject;
A biological signal detector for detecting a biological signal of the subject;
An action discriminating unit for discriminating the presence or absence of a subject in a predetermined area based on information obtained from the moving object detecting unit;
A biological signal discriminating unit that discriminates the presence or absence of a biological signal of the subject based on information obtained from the biological signal detecting unit;
With
A monitoring apparatus characterized in that the presence or absence of a subject in the predetermined region is determined based on both information of the determination by the behavior determination unit and the determination by the biological signal determination unit.
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