JPWO2019212029A1 - 要介護者見守り支援システム - Google Patents
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Abstract
Description
従って、施設によっては、要介護者が自由に行動することを規制することすら生じている。
屋外では、GPSを利用して要介護者の見守りが可能であるが、屋内では利用が困難である。
特許文献1は、壁や床、家具什器など障害物が存在する施設内において、無線端末を携帯した個人の位置及び状態を即時かつ正確に検知することが可能な通信システムを提案している。
特許文献1では、要介護者が装着する無線タグと、屋内の所定箇所に設置する複数のアクセスポイントと、アクセスポイントでの無線タグからのそれぞれの受信信号レベルをあらかじめ位置推定用信号レベルパターンとして位置情報とともに記憶しておく記憶手段と、アクセスポイントでの無線タグからの受信信号レベルを検出信号レベルパターンとし、検出信号レベルパターンに最も近い位置推定用信号レベルパターンを選択し、選択された位置推定用信号レベルパターンの位置情報を抽出する位置情報抽出手段とを有しており、位置情報抽出手段で抽出される位置情報から、屋内における要介護者の存在位置を推定することができる。
また、特許文献1では、要介護者が特定領域に位置する場合、特定領域外へ移動した場合、および移動速度が規定範囲外である場合に報知する報知手段を示唆している。
請求項2記載の本発明は、請求項1に記載の要介護者見守り支援システムにおいて、同一の前記屋内区画属性情報の抽出が継続中に、時系列の前記位置情報から前記要介護者の移動方向を推定し、推定した前記移動方向から見守りレベルを判定する判定手段50を更に有し、前記判定手段50で前記見守りレベル情報とは異なる前記見守りレベルを判定した場合には、前記出力手段60では、前記見守りレベル情報に代えて前記見守りレベルを出力することを特徴とする。
請求項3記載の本発明は、請求項1に記載の要介護者見守り支援システムにおいて、前記無線タグ10には、送信信号の送信間隔を変更する送信間隔変更手段を有し、前記無線タグ10では、前記位置情報抽出手段40で抽出される前記屋内区画属性情報に応じて、前記送信間隔を変更して前記送信信号を送信することを特徴とする。
請求項4記載の本発明は、請求項1に記載の要介護者見守り支援システムにおいて、前記記憶手段30には、時間帯に応じた見守りレベル変更情報が記憶され、前記出力手段60では、前記見守りレベル変更情報によって変更した前記見守りレベル情報を出力することを特徴とする。
請求項5記載の本発明は、請求項1に記載の要介護者見守り支援システムにおいて、前記無線タグ10には、3Dセンサーを備え、前記無線タグ10からは、前記3Dセンサーで検出値を送信信号として出力することを特徴とする。
請求項6記載の本発明は、請求項1に記載の要介護者見守り支援システムにおいて、前記無線タグ10には、固有識別コードが付与されており、前記記憶手段30には、前記固有識別コードに対応する要介護者識別情報と、前記要介護者識別情報に対応して設定した個別見守りレベル情報とが記憶され、前記出力手段60では、前記個別見守りレベル情報が見守り不要又は見守りレベル低であれば、前記見守りレベル情報が要見守りレベル又は見守りレベル高であっても、前記見守り不要又は前記見守りレベル低を出力することを特徴とする。
請求項7記載の本発明は、請求項1に記載の要介護者見守り支援システムにおいて、前記無線タグ10として、前記要介護者を介護する介護者が装着する介護者用無線タグ10bを有し、前記位置情報抽出手段40では、前記要介護者の前記位置情報と前記介護者の位置情報とを抽出し、前記位置情報抽出手段40で抽出される前記要介護者の前記位置情報と前記介護者の前記位置情報とから、前記要介護者の所定範囲内に前記介護者が存在しない場合には見守りレベルを判定する判定手段50を更に有し、前記出力手段60では、前記判定手段50で要見守りレベルが判定された場合には、判定結果を前記位置情報とともに出力することを特徴とする。
請求項8記載の本発明は、請求項1に記載の要介護者見守り支援システムにおいて、前記アクセスポイント20に、人体有無感知センサー27と、距離センサー28とを備え、前記人体有無感知センサー27で感知される人体の有無情報、及び前記距離センサー28で計測される距離情報を、前記アクセスポイント20から送信することを特徴とする。
請求項9記載の本発明は、請求項8に記載の要介護者見守り支援システムにおいて、前記人体有無感知センサー27と前記距離センサー28とを備えた前記アクセスポイント20をトイレに設置し、前記無線タグ10による位置推定によって前記トイレに至るまでの動きを推定し、
前記人体有無感知センサー27によって前記トイレに出入りするタイミングを感知し、前記トイレ内での静止状態を前記距離センサー28で感知することを特徴とする。
請求項10記載の本発明は、請求項5に記載の要介護者見守り支援システムにおいて、前記3Dセンサーが3軸加速度センサーを備え、前記要介護者が前記要介護者の前記居室に位置するとの条件の下で、前記3軸加速度センサーによって、起床、入床、浅睡眠、深睡眠を判定することを特徴とする。
請求項11記載の本発明は、請求項1に記載の要介護者見守り支援システムにおいて、前記要介護者が就眠する前記居室においては、前記アクセスポイント20を前記居室の天井面の中央位置に設置し、前記居室の前記天井面に設置する前記アクセスポイント20に用いる無線タグ受信用アンテナには、平板指向性アンテナを用いることを特徴とする。
請求項12記載の本発明は、請求項1に記載の要介護者見守り支援システムにおいて、前記アクセスポイント20に、人体有無感知センサー27を備え、前記人体有無感知センサー27で感知される人体の有無情報を、前記アクセスポイント20からクラウドシステム80に送信するとともに、前記クラウドシステム80とは別に警報出力表示警光灯端末62に送信することを特徴とする。
図1は、本実施例による要介護者見守り支援システムを機能実現手段で現したブロック図である。
本実施例による要介護者見守り支援システムは、要介護者が装着する無線タグ10と、屋内Aの所定箇所に設置する複数のアクセスポイント20と、記憶手段30と、位置情報抽出手段40と、判定手段50と、出力手段60とを有し、屋内Aにおける要介護者の存在位置を推定する。
無線タグ10には、3Dセンサーを備えており、無線タグ10からは、3Dセンサーでの検出値を送信信号として出力する。3Dセンサーでの検出値を送信信号として出力することで、要介護者の姿勢を見守りでき、静止、歩行、転倒、睡眠など要介護者の状況を推定できる。
記憶手段30には、計測位置に対して、居室、共同生活室、談話室、キッチン、浴室、又はエントランス等の屋内区画属性情報が記憶されている。
また、記憶手段30には、屋内区画属性情報に対応させた見守りレベル情報が記憶されている。例えば、居室前廊下は見守りの必要性が低いため見守りレベル1、浴室周辺は浴室に入室する可能性があり、見守りの必要性があるため見守りレベル2、玄関前廊下は玄関から外に出る可能性があり、見守りの必要性が高いため見守りレベル3、トイレは見守りレベル4とする。なお、見守りレベル4は見守りレベル3より見守りレベルが高く、見守りレベル3は見守りレベル2より見守りレベルが高く、見守りレベル2は見守りレベル1より見守りレベルが高いとしている。
また記憶手段30には、固有識別コードに対応する要介護者識別情報及び介護者識別情報と、要介護者識別情報に対応して設定した個別見守りレベル情報とが記憶されている。個別見守りレベル情報は、例えば、見守りの必要が無い要介護者では見守り不要、見守りの必要性が低い要介護者であれば見守りレベル低、見守りの必要性がある要介護者であれば要見守り、見守りの必要性が高い要介護者であれば見守りレベル高とする。
また、記憶手段30には、時間帯に応じた見守りレベル変更情報が記憶されている。ここで時間帯とは、8時から20時まで、20時から8時までのように24時間の中での時間帯の他に、平日と休日のように24時間を越える時間帯を含む。すなわち、時間帯に応じた見守りレベル変更情報とは、見守りレベル情報が見守りレベル高であっても、見守りがさほど必要のない昼間の時間帯であれば見守りレベル低又は見守り不要レベルに変更し、見守りレベル情報が見守りレベル低であっても、見守りが必要な夜間の時間帯であれば見守りレベル高又は要見守りレベルに変更する情報である。なお、見守りレベル変更情報を用いて判定手段50が判定を行って見守りレベルを変更することもできる。
なお、位置情報抽出手段40では、位置情報とともに、屋内区画属性情報と見守りレベル情報とを抽出する。
また、位置情報抽出手段40では、記憶手段30に固有識別コードに対応する要介護者識別情報及び介護者識別情報が記憶されている場合には、要介護者識別情報及び介護者識別情報を抽出する。
また、判定手段50では、位置情報抽出手段40で抽出される要介護者の位置情報と介護者の位置情報とから、要介護者の所定範囲内に介護者が存在しない場合には要見守りレベルを判定する。なお、位置情報に代えて、屋内区画属性情報を判定に用いることができる。すなわち、要介護者が見守り不要レベル又は見守りレベル低に存在していても、介護者が同一の屋内区画に存在しない場合には要見守りレベル又は見守りレベル高を判定する。また、要介護者が要見守りレベル又は見守りレベル高の屋内区画に存在しても、同一の屋内区画に介護者が存在する場合には、見守り不要レベル、又は見守りレベル低を判定する。
見守りレベル情報は、モニター(表示手段)で出力する場合には、危険性等の見守りレベル情報を文字や数値で表示する他、位置情報を異なる色表示で表示し、又は位置情報を点滅表示で表示する。また、見守りレベル情報は、音声や警報音によって区別して出力することもできる。
見守りレベル情報を位置情報とともに出力することで、例えば、玄関前廊下のように危険区域に入った要介護者に対する見守りを確実に行える。
判定手段50で見守りレベル情報とは異なる見守りレベルを判定した場合には、出力手段60では、見守りレベル情報に代えて判定した見守りレベルを出力する。
出力手段60では、所定期間における位置情報を、時系列で出力する。時系列で出力することで、要介護者の移動経路を確認でき、見守りレベルを判定できるとともに、要介護者別及び介護者別にトレースファイルを作成できる。
出力手段60では、判定手段50で要見守りレベルが判定された場合には、判定結果を位置情報とともに出力する。位置情報と屋内区画属性情報とを時系列で見守りレベルを判定する場合には、例えば、同一の屋内区画属性情報の抽出が継続中に、時系列の位置情報から要介護者の移動方向を推定し、見守りレベルの高い位置に近づくのか離れるのかを推定した移動方向から見守りレベルを判定することで、見守りすべき対象者を絞ることができる。また、要介護者の位置情報と介護者の位置情報とから、要介護者の所定範囲内に介護者が存在しない場合には見守りレベルを判定する場合には、介護者がそばに居る場合を見守り対象から外すことができるため、見守りが必要な対象者を絞ることができる。
また出力手段60では、記憶手段30に時間帯に応じた見守りレベル変更情報が記憶されている場合には、見守りレベル変更情報によって変更した見守りレベル情報を出力する。例えば、見守りレベル情報が見守りレベル高であっても、見守りがさほど必要のない昼間の時間帯であれば見守りレベル低又は見守り不要レベルに変更し、見守りレベル情報が見守りレベル低であっても、見守りが必要な夜間の時間帯であれば見守りレベル高又は要見守りレベルに変更する。従って、見守りが必要な時間帯での見守りを強化でき、休日などで家族が存在するような時間帯での見守りを弱めることで介護者の負担を軽減できる。
また出力手段60では、記憶手段30に要介護者識別情報に対応して設定した個別見守りレベル情報が記憶されている場合には、個別見守りレベル情報が見守り不要又は見守りレベル低であれば、見守りレベル情報が要見守りレベル又は見守りレベル高であっても、見守り不要又は見守りレベル低を出力し、また、個別見守りレベル情報が要見守り又は見守りレベル高であれば、見守りレベル情報が見守り不要レベル又は見守りレベル低であっても、要見守り又は見守りレベル高を出力する。このように、要介護者識別情報に対応して個別見守りレベル情報を設定することで、要介護者を個別に判断でき、見守りすべき対象者を絞ることで介護者の負担を軽減できる。なお、個別見守りレベル情報を用いて判定手段50が判定を行って見守りレベルを変更することもできる。
位置推定用信号レベルパターンを設定するためには、あらかじめアクセスポイント20を所定箇所に設置する。
図2では、5つのアクセスポイント20a、20b、20c、20d、20eを設置した状態を示している。
次に、屋内Aにおける、要介護者及び介護者が行動可能なエリアについて、任意の計測位置を決定する。例えば、要介護者及び介護者が行動可能なエリアを、格子状に区分し、それぞれの格子点を計測位置Pとする。
図2で示している、計測位置P0101、P0102、P0201、P1607、P1707、P1907、P1909は、以下の説明のための代表位置であり、全ての格子点を計測位置とする。なお、本実施例では、全てのエリアを均一に格子状に区画し、全ての格子点を計測位置としているが、すなわち屋内区画属性情報に対応させて、見守りレベルの高いエリアは計測位置を密とし、見守りレベルの低いエリアは計測位置を疎としてもよい。
例えば、計測位置P0101における、アクセスポイント20aの受信信号レベルが82、アクセスポイント20bの受信信号レベルが88、アクセスポイント20cの受信信号レベルが52、アクセスポイント20dの受信信号レベルが71、アクセスポイント20eの受信信号レベルが90の場合をP0101=(82、88、52、71、90)で表すものとすると、P0101=(82、88、52、71、90)が計測位置P0101における位置推定用信号レベルパターンである。
P0101=(82、88、52、71、90)
P0102=(85、88、52、71、90)
P0201=(90、88、52、71、90)
P1607=(95、50、30、10、42)
P1707=(98、52、33、15、40)
P1907=(92、55、29、16、38)
P1909=(92、51、34、12、39)
P0407=(70、95、95、30、88)
なお、本実施例のように屋内Aの場合には、電波は壁や天井などで反射するため、受信信号レベルは、無線タグ10とアクセスポイント20との単純な距離や見通しとの相関性はない。
要介護者が装着する無線タグ10から検出される検出信号パターンが(70、95、95、30、88)であったとすると、計測位置P0407での位置推定用信号レベルパターンと一致するため、計測位置P0407に要介護者が居ると推定できる。
この場合には、検出信号パターン(86、88、52、71、90)に一致する位置推定用信号レベルパターンは存在しないが、検出信号パターンに近い位置推定用信号レベルパターンとして、計測位置P0101、P0102、P0201がある。この場合には、検出信号パターン(86、88、52、71、90)に最も近い位置推定用信号レベルパターンは計測位置P0102の(85、88、52、71、90)であるため、計測位置P0102に要介護者が居ると推定する。
計測位置P0101、P0102、P0201、P0407については、屋内区画属性情報が居室前廊下であり、見守りの必要性が低いため見守りレベル1とする見守りレベル情報をあらかじめ記憶させる。
一方、計測位置P1607、P1707、P1907、P1909については、屋内区画属性情報が玄関前廊下であり、玄関から外に出る可能性があり、見守りの必要性が高いため見守りレベル3とする見守りレベル情報をあらかじめ記憶させる。
計測位置P1607、P1707、P1907、P1909については、見守りレベル情報が見守りレベル3であるため、同一の屋内区画属性情報の抽出が継続中に、判定手段50によって、時系列の位置情報から要介護者の移動方向を推定し、推定した移動方向から見守りレベルを判定する。
この場合に、時系列での位置情報が、計測位置P1909から計測位置P1907への移動であれば、要介護者が玄関から外へ出る危険性が高いため、判定手段50では更に見守りレベルを上げる判定を行うか、又は見守りレベル3を継続する判定を行う。一方、時系列での位置情報が、計測位置P1909から計測位置P1607への移動であれば、要介護者が玄関から外へ出る危険性が低いため、判定手段50では見守りレベルを下げる判定、例えば見守りレベル2の判定を行う。このように、同一の屋内区画属性情報の抽出が継続中に、時系列の位置情報から要介護者の移動方向を推定し、推定した移動方向から見守りレベルを判定することで、要介護者の今後の行動、すなわち移動の方向を推定して見守りレベルを変更でき、あらかじめ設定した見守りレベルを変更することで、見守りすべき対象者を絞ることができる。
無線タグ10は、10円硬貨相当の小型軽量の円盤状の筺体のウェアラブル端末であり要介護者の衣服に装着して用いられる。円盤状の筐体の一方の面には電波吸収体膜を備えている。電波吸収体膜を備えている一方の面を、人体側面として装着することで、人体に及ぼす電波影響を低減している。
無線タグ10は、円形状の電子基板上に、アンテナ11、無線LSI12、制御CPU13、及び3D事象感知センサー14が実装され、これらを駆動する電池15を備えている。アンテナ11は、チップ型でハート型指向性を有する。無線LSI12は、上位のネットワークからのビーコン電波を捉え、自己を認識し、特定の通信手順で3D事象感知センサー14のデータをパケットにまとめて、上位の無線アクセスポイントにその都度送信する。制御CPU13は、3D事象感知センサー14の信号レベルが閾値を超えると、無線LSI12を駆動することで省エネ電池駆動となる。3D事象感知センサー14から出力される3Dデータは、第1のアクセスポイント20A、第2のアクセスポイント20Bを経由して、上位のクラウドシステム80(図5参照)にアップされ、クラウドシステム80にて、無線タグ10の固有識別コードと3Dデータとが確保され、各種の判断が行われる。電池15には一次電池を用い、コイン型リチウム電池を用いることができる。クラウドシステム80は、図1に示す、記憶手段30と、位置情報抽出手段40と、判定手段50とを有している。
アクセスポイント20として、第1のアクセスポイント20Aと第2のアクセスポイント20Bとを有する。
第1のアクセスポイント20Aは、電子基板上に、第1アンテナ21、第2アンテナ22、第1無線LSI23、第2無線LSI24、及び制御CPU25が実装され、これらを駆動する電池26を備え、主に居室用として設置される。
第2のアクセスポイント20Bは、電子基板上に、第1アンテナ21、第2アンテナ22、第1無線LSI23、第2無線LSI24、制御CPU25、人体有無感知センサー27、及び距離センサー28が実装され、これらを駆動する電池26を備え、例えばトイレ用として設置される。人体有無感知センサー27には例えば焦電型センサーを用いることができ、距離センサー28には例えば超音波センサー又はレーザセンサーを用いることができる。人体有無感知センサー27感知される人体の有無情報、及び距離センサー28で計測される距離情報は、アクセスポイント20Bから送信される。
なお、第1のアクセスポイント20Aが備える電池26、及び第2のアクセスポイント20Bが備える電池26は二次電池とし、交流電源が接続可能な場所では、第1のアクセスポイント20A及び第2のアクセスポイント20Bには交流電源を接続する。
第1無線LSI23は、無線タグ10の無線LSI12と無線電波通信を行い、第2無線LSI24は、無線タグ10との通信とは異なる無線電波通信にてインターネットとの接続を行う無線ルータに接続される。
このように、1つの通信手段としてのアクセスポイント20に、無線タグ10の無線LSI12と通信を行う第1無線LSI23と、上位のインターネット接続を行う第2無線LSI24とを備え、垂直偏波タイプの第1アンテナ21と水平偏波タイプの第2アンテナ22とを用いることで電波の混信を防ぎ、更に施設内の他の用途の無線電波との混信を防ぎ、通信品質の向上を図ることができる。
図4(a)は図3に示す第2のアクセスポイント20Bをトイレに設置した場合を示している。
要介護者がトイレなどの特定エリアに出入りするタイミングは人体有無感知センサー27で感知できるが、要介護者がトイレで静止状態となると人体有無感知センサー27では感知できない。
そこで、無線タグ10による位置推定によってトイレのドアに至るまでの動きを推定し、人体有無感知センサー27によって扉を開けてトイレに出入りするタイミングを感知し、トイレ内に居る要介護者の状態を距離センサー28で感知する。また、トイレ内での要介護者の状態は、無線タグ10内に設けた要介護者IDの値と距離センサー28で検出した論理和により危険度の追跡を行う。要介護者がトイレを出るタイミングは、人体有無感知センサー27で感知し、その後の要介護者の動きは、無線タグ10による位置推定によって行う。
多くの施設では、トイレなどの個室の保全見守りに多くの時間を要しており、介護者の負担を軽減し、人命を守る上でも効果が大きい。
人体有無感知センサー27からの人体の有無情報、及び距離センサー28からの距離情報は、判定手段50によって見守りレベルの判定に用いられ、判定手段50では、弁座からの倒れ込みの判定や、トイレ内での滞在時間による見守りレベル変更の判定を行う。トイレ内での滞在時間は、人体有無感知センサー27によって人体の有情報を感知してからの経過時間の計測で行うことができる。
そして、出力手段60では、要介護者の氏名とともに、トイレでの倒れ込みやトイレでの滞在時間による見守りレベルを出力する。
介護者は、要介護者と同等の無線タグ10を携帯する。従って、介護者が携帯する無線タグ10には、介護者としての固有識別コードが付与されている。介護者の位置は、複数の計測位置に設定されたアクセスポイント20で計測される無線タグ10からのそれぞれの受信信号レベルによってクラウドシステム80において特定される。
要介護者情報は、クラウドシステム80からインターネットを経由して介護者が携帯するスタッフ用端末61に通知される。
このように、介護者は、施設以外の場所でもクラウドシステム80からの情報を受け取ることで、要介護者を確認し、通報を受けることが可能となる。
介護者の位置情報は、クラウドシステム80上にアップロードされて蓄積される。蓄積された所定期間における介護者の位置情報は、統計的に処理することで、日、週、又は月単位のトレンドデータとして蓄積され、介護者の行動分析や介護行動の履歴情報として利用できる。
要介護者から得られた、各属性データは全てクラウドシステム80にて保存集積する。クラウドシステム80にて保存集積したこれらのビックデータから、特定の要介護者に適合する事象と判断するための判定モデルを構築する。判定モデルは、バッチ処理による多変量解析を利用した統計処理を行うと共に、オンライン学習法を取り入れたアルゴリズムによる判断処理を行うことで構築される。統計処理された事象データは、日、週、又は月時として保存される。
統計処理された3Dセンサーの事象データは、センサーの動作ベクトル値として捉えた多変量データ値の行列データを正規化した後に、多変量解析で得られた主成分分析値から、深睡眠状態、浅睡眠状態、覚醒状態での判断基準とする。
3軸は、人体の足先から頭頂部にいたる軸をX軸とし、人体の左側面から右側面にいたる軸をY軸とし、人体の背中側から腹側にいたる軸をZ軸とする。
X軸と鉛直軸(重力方向上向き)とのなす角度を、0度から90度で定義する、0度とは人体が立った状態、又は座った状態とし、90度は人体が横たわった状態とする。
判定の基準は、X軸が、0〜45度の間を推移する状態は起床状態、X軸が45〜90度の状態を入床状態、入床状態でY軸Z軸方向の加速度変化が僅少の場合には深睡眠状態、入床状態でY軸Z軸方向の加速度変化が一定の値を超える場合には浅睡眠状態、と判定する。
例えば、人体立つ座る状態を「A」、人体横たわる状態を「B」、起床状態を「C」、入床状態を「D」、深睡眠を「O」、浅睡眠を「P」、起床イベントを「M」のように、記号定義する。
離床は、「C」状態から「M」イベント経過後T1秒後で判定、又は「C」状態から「M」イベント経由してT2秒後に「A」状態へ遷移することで判定する。なお、T1又はT2は要介護者による個別変数とする。また、「A」状態を判定する角度についても、要介護者による個別変数とすることが好ましい。
離床判定状態を「SO」とすると、「SO」判定基準値は、範囲判定・論理判定・角度範囲判定、又は複数論理判定から人間行動パターン時系列、記号列SO1、SO2・・・・である。この記号列状態は時系列に要介護者IDと共に記憶される。
以上の時系列データを記憶領域に保存し、保存した時系列データを出力手段60で時系列グラフ表示することで可視化でき、要介護者の夜間の行動履歴・睡眠状態の見守りとすることができる。また、同時に時系列データを、日・週・月次トレンドグラフ表示可視化する。これらのデータは、事後のバッチ処理にて、データ行列から主成分分析、独立成分分析等の多変量解析を行う。これらの各事象成分の行列値から抽出される固有ベクトル又は固有値は、個人を特定することができる。また、これらの行列値から分散共分散値が得られる。分散共分散値からの相関係数値についても重要な特徴値として利用できる。
オムツに無線タグ10を装着することで、無線タグ10での3Dセンサーの事象処理として、オムツ内部の排尿を検知する仕組みを実装することで、排尿検知や排便検知とする。
この場合には、3Dセンサーが例えば温度センサーを備える。判定基準は、時系列温度分布で定める。排尿時の温度、排出値の温度は、要介護者による個別指数として初期値との比較分布である。過去の時系列データ(排便・排尿タイミング)から予測して判断することが好ましい。
また、3Dセンサーの事象データとして、排尿から検知した温度、水分をアナログ値で検出する。判定基準が多様であるために、決められた方法で既にテキスト変換を行ったデータを排尿検出値とすることで、判定方法が高速で判定処理が容易である。
3Dセンサーの事象データからのアナログサンプル値での取得処理は、将来の予測を行うために、統計・学習値モデル作成を行い、モデル判定にて個人の適応値を予測する。夜間の介護者の手間を省くためのオムツ交換時期を明確化する指針データとすることができ、同時に介護者本人の気持度の改善に貢献する。また、寝たきり要介護者のおむつ交換作業の削減や交換タイミングの予測値から介護者の夜間作業を減らすことができる。
なお、3Dセンサーがバイタルセンサーを備えることで、心拍・呼吸値を検知できる。温度センサーやバイタルセンサーは、指先、耳タブに取り付けて脈動を検知し、心拍・呼吸値の振動波形から、心拍・呼吸値を求める。このように、3Dセンサーは、ヒトの姿勢を感知する加速度センサー、施設内の環境を計測するセンサー、及びヒトの生態情報を収集検知するセンサーの少なくとも一つを含むセンサーである。
図8(a)に示すように、各居室には第1のアクセスポイント20A、トイレや浴室には第2のアクセスポイント20B、廊下には第3のアクセスポイント20Cを設置している。なお、第3のアクセスポイント20Cは、第1のアクセスポイント20Aと同様に第1アンテナ21、第2アンテナ22、第1無線LSI23、第2無線LSI24、及び制御CPU25が実装され、これらを駆動する電池26を備えている。
また、施設内には、第1のアクセスポイント20A、第2のアクセスポイント20B、及び第3のアクセスポイント20Cと無線通信を行うとともに、インターネットルータに接続する無線ゲートウェイ70を設置している。
広い空間では、アクセスポイント20Cの設置後、様々に無線タグ10を移動しながらその場に合わせた物理的集合位置との相関データから整合処理情報を得て居場所推定を行うことができる。
しかし、図8(b)に示すように、特に居室等の狭い空間では、躯体壁とパネル壁とでは電波の透過率が異なるというような施設内建物構造問題や、無線タグ10の装着位置(例えば胸側と背中側)により、アクセスポイント20Aで検出される受信信号レベルが位置情報との間で相関が取れない場合がある。
このように、アクセスポイント20Aを居室の天井面の中央位置に設置し、居室の天井面に設置するアクセスポイント20Aに用いる無線タグ受信用アンテナには、平板指向性アンテナを用いることで、隣接する居室に電波が漏れない処置を行え、また無線タグ10の装着位置による受信レベルの変動も解消する。
なお、時系列のデータの中で、受信信号レベルが想定外の無相関値であれば、その判定を無視して過去の1つ古い検出信号パターンを用いるという位置判定を行うことも有効である。またこのような位置判定とともに区画情報を優先し、特定の区画情報では判定基準を変更させることも有効である。
本実施例では、アクセスポイント20は人体有無感知センサー27を備えており、人体有無感知センサー27によって人体の有無情報を感知する。このようなアクセスポイント20は、玄関前廊下など出入り口近くなどの要見守り区域に設定される。
本実施例においても、無線タグ10との通信データは、クラウドシステム80に送信され、クラウドシステム80にてアルゴリズム処理した後に、インターネットを経由して介護者が用いるスタッフ用端末61にメッセージとして出力される。
そして、要介護者が要見守り区域に侵入した場合にはスタッフ用端末61で警報が出力されるが、インターネット経由であることからアラーム(警報)出力に数秒の遅延が生じることがある。
そこで本実施例では、アクセスポイント20から警報出力表示警光灯端末62に対して人体感知情報を送信し、警報出力表示警光灯端末62では警報情報を出力する。このように、インターネットを経由することなくローカルネットワークによって警報情報を出力することで出力の遅延を防止することができる。
なお、アクセスポイント20から警報出力表示警光灯端末62に対する送信は、無線タグ10の固有識別コードによって要介護者であることを判別した場合に限られ、更には個別見守りレベル情報によって見守りレベル高である場合に限ることもできる。また、介護者がそばに居る場合を除外することも有効である。また、時系列での位置情報によって、要介護者が玄関から外へ出る危険性が低い場合も除外することが有効である。
図12(a)に示すように、各居室別に、要介護者氏名とともに、所在場所と要介護者の状態(起床、離床、入床、就寝、トイレ)が出力表示される。
また、図12(b)に示すように、それぞれの要介護者について、覚醒、浅睡眠、又は深睡眠などの睡眠解析履歴が出力表示される。
10b 介護者用無線タグ
11 アンテナ
12 無線LSI
13 制御CPU
14 3D事象感知センサー
15 電池
20 アクセスポイント
20a、20b、20c、20d、20e アクセスポイント
20A 第1のアクセスポイント
20B 第2のアクセスポイント
20C 第3のアクセスポイント
21 第1アンテナ
22 第2アンテナ
23 第1無線LSI
24 第2無線LSI
25 制御CPU
26 電池
27 人体有無感知センサー
28 距離センサー
30 記憶手段
40 位置情報抽出手段
50 判定手段
60 出力手段
61 スタッフ用端末
62 警報出力表示警光灯端末
70 無線ゲートウェイ
80 クラウドシステム
P 計測位置
P0101、P0102、P0201、P1607、P1707、P1907、P1909 計測位置
A 屋内
従って、施設によっては、要介護者が自由に行動することを規制することすら生じている。
屋外では、GPSを利用して要介護者の見守りが可能であるが、屋内では利用が困難である。
特許文献1は、壁や床、家具什器など障害物が存在する施設内において、無線端末を携帯した個人の位置及び状態を即時かつ正確に検知することが可能な通信システムを提案している。
特許文献1では、要介護者が装着する無線タグと、屋内の所定箇所に設置する複数のアクセスポイントと、アクセスポイントでの無線タグからのそれぞれの受信信号レベルをあらかじめ位置推定用信号レベルパターンとして位置情報とともに記憶しておく記憶手段と、アクセスポイントでの無線タグからの受信信号レベルを検出信号レベルパターンとし、検出信号レベルパターンに最も近い位置推定用信号レベルパターンを選択し、選択された位置推定用信号レベルパターンの位置情報を抽出する位置情報抽出手段とを有しており、位置情報抽出手段で抽出される位置情報から、屋内における要介護者の存在位置を推定することができる。
また、特許文献1では、要介護者が特定領域に位置する場合、特定領域外へ移動した場合、および移動速度が規定範囲外である場合に報知する報知手段を示唆している。
請求項2記載の本発明の要介護者見守り支援システムは、要介護者が装着する無線タグ10と、屋内Aの所定箇所に設置する複数のアクセスポイント20と、前記アクセスポイント20を前記所定箇所に設置し、任意の複数の計測位置Pで、前記アクセスポイント20での前記無線タグ10からのそれぞれの受信信号レベルをあらかじめ計測し、計測したそれぞれの前記受信信号レベルを、位置推定用信号レベルパターンとして、計測した前記計測位置Pについての位置情報とともに記憶しておく記憶手段30と、前記無線タグ10からの前記アクセスポイント20でのそれぞれの前記受信信号レベルを検出し、検出したそれぞれの前記受信信号レベルを検出信号レベルパターンとし、前記検出信号レベルパターンに最も近い前記位置推定用信号レベルパターンを選択し、選択された前記位置推定用信号レベルパターンの前記位置情報を抽出する位置情報抽出手段40と、を有し、前記位置情報抽出手段40で抽出される前記位置情報から、前記屋内Aにおける前記要介護者の存在位置を推定して、前記要介護者の見守りを支援する要介護者見守り支援システムであって、前記記憶手段30には、前記計測位置Pに対して、前記位置情報とともに、居室、共同生活室、談話室、キッチン、浴室、又はエントランス等の屋内区画属性情報と、前記屋内区画属性情報に対応させた見守りレベル情報とが記憶され、前記位置情報抽出手段40では、前記位置情報とともに、前記屋内区画属性情報と前記見守りレベル情報とを抽出し、出力手段60では、前記位置情報とともに前記屋内区画属性情報と前記見守りレベル情報とを出力し、前記無線タグ10には、送信信号の送信間隔を変更する送信間隔変更手段を有し、前記無線タグ10では、前記位置情報抽出手段40で抽出される前記屋内区画属性情報に応じて、前記送信間隔を変更して前記送信信号を送信することを特徴とする。
請求項3記載の本発明は、請求項1又は請求項2に記載の要介護者見守り支援システムにおいて、前記記憶手段30には、時間帯に応じた見守りレベル変更情報が記憶され、前記出力手段60では、前記見守りレベル変更情報によって変更した前記見守りレベル情報を出力することを特徴とする。
請求項4記載の本発明は、請求項1又は請求項2に記載の要介護者見守り支援システムにおいて、前記無線タグ10には、3Dセンサーを備え、前記無線タグ10からは、前記3Dセンサーで検出値を送信信号として出力することを特徴とする。
請求項5記載の本発明の要介護者見守り支援システムは、要介護者が装着する無線タグ10と、屋内Aの所定箇所に設置する複数のアクセスポイント20と、前記アクセスポイント20を前記所定箇所に設置し、任意の複数の計測位置Pで、前記アクセスポイント20での前記無線タグ10からのそれぞれの受信信号レベルをあらかじめ計測し、計測したそれぞれの前記受信信号レベルを、位置推定用信号レベルパターンとして、計測した前記計測位置Pについての位置情報とともに記憶しておく記憶手段30と、前記無線タグ10からの前記アクセスポイント20でのそれぞれの前記受信信号レベルを検出し、検出したそれぞれの前記受信信号レベルを検出信号レベルパターンとし、前記検出信号レベルパターンに最も近い前記位置推定用信号レベルパターンを選択し、選択された前記位置推定用信号レベルパターンの前記位置情報を抽出する位置情報抽出手段40と、を有し、前記位置情報抽出手段40で抽出される前記位置情報から、前記屋内Aにおける前記要介護者の存在位置を推定して、前記要介護者の見守りを支援する要介護者見守り支援システムであって、前記記憶手段30には、前記計測位置Pに対して、前記位置情報とともに、居室、共同生活室、談話室、キッチン、浴室、又はエントランス等の屋内区画属性情報と、前記屋内区画属性情報に対応させた見守りレベル情報とが記憶され、前記位置情報抽出手段40では、前記位置情報とともに、前記屋内区画属性情報と前記見守りレベル情報とを抽出し、出力手段60では、前記位置情報とともに前記屋内区画属性情報と前記見守りレベル情報とを出力し、前記無線タグ10には、固有識別コードが付与されており、前記記憶手段30には、前記固有識別コードに対応する要介護者識別情報と、前記要介護者識別情報に対応して設定した個別見守りレベル情報とが記憶され、前記出力手段60では、前記個別見守りレベル情報が見守り不要又は見守りレベル低であれば、前記見守りレベル情報が要見守りレベル又は見守りレベル高であっても、前記見守り不要又は前記見守りレベル低を出力することを特徴とする。
請求項6記載の本発明の要介護者見守り支援システムは、要介護者が装着する無線タグ10と、屋内Aの所定箇所に設置する複数のアクセスポイント20と、前記アクセスポイント20を前記所定箇所に設置し、任意の複数の計測位置Pで、前記アクセスポイント20での前記無線タグ10からのそれぞれの受信信号レベルをあらかじめ計測し、計測したそれぞれの前記受信信号レベルを、位置推定用信号レベルパターンとして、計測した前記計測位置Pについての位置情報とともに記憶しておく記憶手段30と、前記無線タグ10からの前記アクセスポイント20でのそれぞれの前記受信信号レベルを検出し、検出したそれぞれの前記受信信号レベルを検出信号レベルパターンとし、前記検出信号レベルパターンに最も近い前記位置推定用信号レベルパターンを選択し、選択された前記位置推定用信号レベルパターンの前記位置情報を抽出する位置情報抽出手段40と、を有し、前記位置情報抽出手段40で抽出される前記位置情報から、前記屋内Aにおける前記要介護者の存在位置を推定して、前記要介護者の見守りを支援する要介護者見守り支援システムであって、前記記憶手段30には、前記計測位置Pに対して、前記位置情報とともに、居室、共同生活室、談話室、キッチン、浴室、又はエントランス等の屋内区画属性情報と、前記屋内区画属性情報に対応させた見守りレベル情報とが記憶され、前記位置情報抽出手段40では、前記位置情報とともに、前記屋内区画属性情報と前記見守りレベル情報とを抽出し、出力手段60では、前記位置情報とともに前記屋内区画属性情報と前記見守りレベル情報とを出力し、前記無線タグ10として、前記要介護者を介護する介護者が装着する介護者用無線タグ10bを有し、前記位置情報抽出手段40では、前記要介護者の前記位置情報と前記介護者の位置情報とを抽出し、前記位置情報抽出手段40で抽出される前記要介護者の前記位置情報と前記介護者の前記位置情報とから、前記要介護者の所定範囲内に前記介護者が存在しない場合には見守りレベルを判定する判定手段50を更に有し、前記出力手段60では、前記判定手段50で要見守りレベルが判定された場合には、判定結果を前記位置情報とともに出力することを特徴とする。
請求項7記載の本発明は、請求項1又は請求項2に記載の要介護者見守り支援システムにおいて、前記アクセスポイント20に、人体有無感知センサー27と、距離センサー28とを備え、前記人体有無感知センサー27で感知される人体の有無情報、及び前記距離センサー28で計測される距離情報を、前記アクセスポイント20から送信することを特徴とする。
請求項8記載の本発明は、請求項7に記載の要介護者見守り支援システムにおいて、前記人体有無感知センサー27と前記距離センサー28とを備えた前記アクセスポイント20をトイレに設置し、前記無線タグ10による位置推定によって前記トイレに至るまでの動きを推定し、前記人体有無感知センサー27によって前記トイレに出入りするタイミングを感知し、前記トイレ内での静止状態を前記距離センサー28で感知することを特徴とする。
請求項9記載の本発明は、請求項4に記載の要介護者見守り支援システムにおいて、前記3Dセンサーが3軸加速度センサーを備え、前記要介護者が前記要介護者の前記居室に位置するとの条件の下で、前記3軸加速度センサーによって、起床、入床、浅睡眠、深睡眠を判定することを特徴とする。
請求項10記載の本発明は、請求項1又は請求項2に記載の要介護者見守り支援システムにおいて、前記要介護者が就眠する前記居室においては、前記アクセスポイント20を前記居室の天井面の中央位置に設置し、前記居室の前記天井面に設置する前記アクセスポイント20に用いる無線タグ受信用アンテナには、平板指向性アンテナを用いることを特徴とする。
請求項11記載の本発明は、請求項1又は請求項2に記載の要介護者見守り支援システムにおいて、前記アクセスポイント20に、人体有無感知センサー27を備え、前記人体有無感知センサー27で感知される人体の有無情報を、前記アクセスポイント20からクラウドシステム80に送信するとともに、前記クラウドシステム80とは別に警報出力表示警光灯端末62に送信することを特徴とする。
図1は、本実施例による要介護者見守り支援システムを機能実現手段で現したブロック図である。
本実施例による要介護者見守り支援システムは、要介護者が装着する無線タグ10と、屋内Aの所定箇所に設置する複数のアクセスポイント20と、記憶手段30と、位置情報抽出手段40と、判定手段50と、出力手段60とを有し、屋内Aにおける要介護者の存在位置を推定する。
無線タグ10には、3Dセンサーを備えており、無線タグ10からは、3Dセンサーでの検出値を送信信号として出力する。3Dセンサーでの検出値を送信信号として出力することで、要介護者の姿勢を見守りでき、静止、歩行、転倒、睡眠など要介護者の状況を推定できる。
記憶手段30には、計測位置に対して、居室、共同生活室、談話室、キッチン、浴室、又はエントランス等の屋内区画属性情報が記憶されている。
また、記憶手段30には、屋内区画属性情報に対応させた見守りレベル情報が記憶されている。例えば、居室前廊下は見守りの必要性が低いため見守りレベル1、浴室周辺は浴室に入室する可能性があり、見守りの必要性があるため見守りレベル2、玄関前廊下は玄関から外に出る可能性があり、見守りの必要性が高いため見守りレベル3、トイレは見守りレベル4とする。なお、見守りレベル4は見守りレベル3より見守りレベルが高く、見守りレベル3は見守りレベル2より見守りレベルが高く、見守りレベル2は見守りレベル1より見守りレベルが高いとしている。
また記憶手段30には、固有識別コードに対応する要介護者識別情報及び介護者識別情報と、要介護者識別情報に対応して設定した個別見守りレベル情報とが記憶されている。個別見守りレベル情報は、例えば、見守りの必要が無い要介護者では見守り不要、見守りの必要性が低い要介護者であれば見守りレベル低、見守りの必要性がある要介護者であれば要見守り、見守りの必要性が高い要介護者であれば見守りレベル高とする。
また、記憶手段30には、時間帯に応じた見守りレベル変更情報が記憶されている。ここで時間帯とは、8時から20時まで、20時から8時までのように24時間の中での時間帯の他に、平日と休日のように24時間を越える時間帯を含む。すなわち、時間帯に応じた見守りレベル変更情報とは、見守りレベル情報が見守りレベル高であっても、見守りがさほど必要のない昼間の時間帯であれば見守りレベル低又は見守り不要レベルに変更し、見守りレベル情報が見守りレベル低であっても、見守りが必要な夜間の時間帯であれば見守りレベル高又は要見守りレベルに変更する情報である。なお、見守りレベル変更情報を用いて判定手段50が判定を行って見守りレベルを変更することもできる。
なお、位置情報抽出手段40では、位置情報とともに、屋内区画属性情報と見守りレベル情報とを抽出する。
また、位置情報抽出手段40では、記憶手段30に固有識別コードに対応する要介護者識別情報及び介護者識別情報が記憶されている場合には、要介護者識別情報及び介護者識別情報を抽出する。
また、判定手段50では、位置情報抽出手段40で抽出される要介護者の位置情報と介護者の位置情報とから、要介護者の所定範囲内に介護者が存在しない場合には要見守りレベルを判定する。なお、位置情報に代えて、屋内区画属性情報を判定に用いることができる。すなわち、要介護者が見守り不要レベル又は見守りレベル低に存在していても、介護者が同一の屋内区画に存在しない場合には要見守りレベル又は見守りレベル高を判定する。また、要介護者が要見守りレベル又は見守りレベル高の屋内区画に存在しても、同一の屋内区画に介護者が存在する場合には、見守り不要レベル、又は見守りレベル低を判定する。
見守りレベル情報は、モニター(表示手段)で出力する場合には、危険性等の見守りレベル情報を文字や数値で表示する他、位置情報を異なる色表示で表示し、又は位置情報を点滅表示で表示する。また、見守りレベル情報は、音声や警報音によって区別して出力することもできる。
見守りレベル情報を位置情報とともに出力することで、例えば、玄関前廊下のように危険区域に入った要介護者に対する見守りを確実に行える。
判定手段50で見守りレベル情報とは異なる見守りレベルを判定した場合には、出力手段60では、見守りレベル情報に代えて判定した見守りレベルを出力する。
出力手段60では、所定期間における位置情報を、時系列で出力する。時系列で出力することで、要介護者の移動経路を確認でき、見守りレベルを判定できるとともに、要介護者別及び介護者別にトレースファイルを作成できる。
出力手段60では、判定手段50で要見守りレベルが判定された場合には、判定結果を位置情報とともに出力する。位置情報と屋内区画属性情報とを時系列で見守りレベルを判定する場合には、例えば、同一の屋内区画属性情報の抽出が継続中に、時系列の位置情報から要介護者の移動方向を推定し、見守りレベルの高い位置に近づくのか離れるのかを推定した移動方向から見守りレベルを判定することで、見守りすべき対象者を絞ることができる。また、要介護者の位置情報と介護者の位置情報とから、要介護者の所定範囲内に介護者が存在しない場合には見守りレベルを判定する場合には、介護者がそばに居る場合を見守り対象から外すことができるため、見守りが必要な対象者を絞ることができる。
また出力手段60では、記憶手段30に時間帯に応じた見守りレベル変更情報が記憶されている場合には、見守りレベル変更情報によって変更した見守りレベル情報を出力する。例えば、見守りレベル情報が見守りレベル高であっても、見守りがさほど必要のない昼間の時間帯であれば見守りレベル低又は見守り不要レベルに変更し、見守りレベル情報が見守りレベル低であっても、見守りが必要な夜間の時間帯であれば見守りレベル高又は要見守りレベルに変更する。従って、見守りが必要な時間帯での見守りを強化でき、休日などで家族が存在するような時間帯での見守りを弱めることで介護者の負担を軽減できる。
また出力手段60では、記憶手段30に要介護者識別情報に対応して設定した個別見守りレベル情報が記憶されている場合には、個別見守りレベル情報が見守り不要又は見守りレベル低であれば、見守りレベル情報が要見守りレベル又は見守りレベル高であっても、見守り不要又は見守りレベル低を出力し、また、個別見守りレベル情報が要見守り又は見守りレベル高であれば、見守りレベル情報が見守り不要レベル又は見守りレベル低であっても、要見守り又は見守りレベル高を出力する。このように、要介護者識別情報に対応して個別見守りレベル情報を設定することで、要介護者を個別に判断でき、見守りすべき対象者を絞ることで介護者の負担を軽減できる。なお、個別見守りレベル情報を用いて判定手段50が判定を行って見守りレベルを変更することもできる。
位置推定用信号レベルパターンを設定するためには、あらかじめアクセスポイント20を所定箇所に設置する。
図2では、5つのアクセスポイント20a、20b、20c、20d、20eを設置した状態を示している。
次に、屋内Aにおける、要介護者及び介護者が行動可能なエリアについて、任意の計測位置を決定する。例えば、要介護者及び介護者が行動可能なエリアを、格子状に区分し、それぞれの格子点を計測位置Pとする。
図2で示している、計測位置P0101、P0102、P0201、P1607、P1707、P1907、P1909は、以下の説明のための代表位置であり、全ての格子点を計測位置とする。なお、本実施例では、全てのエリアを均一に格子状に区画し、全ての格子点を計測位置としているが、すなわち屋内区画属性情報に対応させて、見守りレベルの高いエリアは計測位置を密とし、見守りレベルの低いエリアは計測位置を疎としてもよい。
例えば、計測位置P0101における、アクセスポイント20aの受信信号レベルが82、アクセスポイント20bの受信信号レベルが88、アクセスポイント20cの受信信号レベルが52、アクセスポイント20dの受信信号レベルが71、アクセスポイント20eの受信信号レベルが90の場合をP0101=(82、88、52、71、90)で表すものとすると、P0101=(82、88、52、71、90)が計測位置P0101における位置推定用信号レベルパターンである。
P0101=(82、88、52、71、90)
P0102=(85、88、52、71、90)
P0201=(90、88、52、71、90)
P1607=(95、50、30、10、42)
P1707=(98、52、33、15、40)
P1907=(92、55、29、16、38)
P1909=(92、51、34、12、39)
P0407=(70、95、95、30、88)
なお、本実施例のように屋内Aの場合には、電波は壁や天井などで反射するため、受信信号レベルは、無線タグ10とアクセスポイント20との単純な距離や見通しとの相関性はない。
要介護者が装着する無線タグ10から検出される検出信号パターンが(70、95、95、30、88)であったとすると、計測位置P0407での位置推定用信号レベルパターンと一致するため、計測位置P0407に要介護者が居ると推定できる。
この場合には、検出信号パターン(86、88、52、71、90)に一致する位置推定用信号レベルパターンは存在しないが、検出信号パターンに近い位置推定用信号レベルパターンとして、計測位置P0101、P0102、P0201がある。この場合には、検出信号パターン(86、88、52、71、90)に最も近い位置推定用信号レベルパターンは計測位置P0102の(85、88、52、71、90)であるため、計測位置P0102に要介護者が居ると推定する。
計測位置P0101、P0102、P0201、P0407については、屋内区画属性情報が居室前廊下であり、見守りの必要性が低いため見守りレベル1とする見守りレベル情報をあらかじめ記憶させる。
一方、計測位置P1607、P1707、P1907、P1909については、屋内区画属性情報が玄関前廊下であり、玄関から外に出る可能性があり、見守りの必要性が高いため見守りレベル3とする見守りレベル情報をあらかじめ記憶させる。
計測位置P1607、P1707、P1907、P1909については、見守りレベル情報が見守りレベル3であるため、同一の屋内区画属性情報の抽出が継続中に、判定手段50によって、時系列の位置情報から要介護者の移動方向を推定し、推定した移動方向から見守りレベルを判定する。
この場合に、時系列での位置情報が、計測位置P1909から計測位置P1907への移動であれば、要介護者が玄関から外へ出る危険性が高いため、判定手段50では更に見守りレベルを上げる判定を行うか、又は見守りレベル3を継続する判定を行う。一方、時系列での位置情報が、計測位置P1909から計測位置P1607への移動であれば、要介護者が玄関から外へ出る危険性が低いため、判定手段50では見守りレベルを下げる判定、例えば見守りレベル2の判定を行う。このように、同一の屋内区画属性情報の抽出が継続中に、時系列の位置情報から要介護者の移動方向を推定し、推定した移動方向から見守りレベルを判定することで、要介護者の今後の行動、すなわち移動の方向を推定して見守りレベルを変更でき、あらかじめ設定した見守りレベルを変更することで、見守りすべき対象者を絞ることができる。
無線タグ10は、10円硬貨相当の小型軽量の円盤状の筺体のウェアラブル端末であり要介護者の衣服に装着して用いられる。円盤状の筐体の一方の面には電波吸収体膜を備えている。電波吸収体膜を備えている一方の面を、人体側面として装着することで、人体に及ぼす電波影響を低減している。
無線タグ10は、円形状の電子基板上に、アンテナ11、無線LSI12、制御CPU13、及び3D事象感知センサー14が実装され、これらを駆動する電池15を備えている。アンテナ11は、チップ型でハート型指向性を有する。無線LSI12は、上位のネットワークからのビーコン電波を捉え、自己を認識し、特定の通信手順で3D事象感知センサー14のデータをパケットにまとめて、上位の無線アクセスポイントにその都度送信する。制御CPU13は、3D事象感知センサー14の信号レベルが閾値を超えると、無線LSI12を駆動することで省エネ電池駆動となる。3D事象感知センサー14から出力される3Dデータは、第1のアクセスポイント20A、第2のアクセスポイント20Bを経由して、上位のクラウドシステム80(図5参照)にアップされ、クラウドシステム80にて、無線タグ10の固有識別コードと3Dデータとが確保され、各種の判断が行われる。電池15には一次電池を用い、コイン型リチウム電池を用いることができる。クラウドシステム80は、図1に示す、記憶手段30と、位置情報抽出手段40と、判定手段50とを有している。
アクセスポイント20として、第1のアクセスポイント20Aと第2のアクセスポイント20Bとを有する。
第1のアクセスポイント20Aは、電子基板上に、第1アンテナ21、第2アンテナ22、第1無線LSI23、第2無線LSI24、及び制御CPU25が実装され、これらを駆動する電池26を備え、主に居室用として設置される。
第2のアクセスポイント20Bは、電子基板上に、第1アンテナ21、第2アンテナ22、第1無線LSI23、第2無線LSI24、制御CPU25、人体有無感知センサー27、及び距離センサー28が実装され、これらを駆動する電池26を備え、例えばトイレ用として設置される。人体有無感知センサー27には例えば焦電型センサーを用いることができ、距離センサー28には例えば超音波センサー又はレーザセンサーを用いることができる。人体有無感知センサー27感知される人体の有無情報、及び距離センサー28で計測される距離情報は、アクセスポイント20Bから送信される。
なお、第1のアクセスポイント20Aが備える電池26、及び第2のアクセスポイント20Bが備える電池26は二次電池とし、交流電源が接続可能な場所では、第1のアクセスポイント20A及び第2のアクセスポイント20Bには交流電源を接続する。
第1無線LSI23は、無線タグ10の無線LSI12と無線電波通信を行い、第2無線LSI24は、無線タグ10との通信とは異なる無線電波通信にてインターネットとの接続を行う無線ルータに接続される。
このように、1つの通信手段としてのアクセスポイント20に、無線タグ10の無線LSI12と通信を行う第1無線LSI23と、上位のインターネット接続を行う第2無線LSI24とを備え、垂直偏波タイプの第1アンテナ21と水平偏波タイプの第2アンテナ22とを用いることで電波の混信を防ぎ、更に施設内の他の用途の無線電波との混信を防ぎ、通信品質の向上を図ることができる。
図4(a)は図3に示す第2のアクセスポイント20Bをトイレに設置した場合を示している。
要介護者がトイレなどの特定エリアに出入りするタイミングは人体有無感知センサー27で感知できるが、要介護者がトイレで静止状態となると人体有無感知センサー27では感知できない。
そこで、無線タグ10による位置推定によってトイレのドアに至るまでの動きを推定し、人体有無感知センサー27によって扉を開けてトイレに出入りするタイミングを感知し、トイレ内に居る要介護者の状態を距離センサー28で感知する。また、トイレ内での要介護者の状態は、無線タグ10内に設けた要介護者IDの値と距離センサー28で検出した論理和により危険度の追跡を行う。要介護者がトイレを出るタイミングは、人体有無感知センサー27で感知し、その後の要介護者の動きは、無線タグ10による位置推定によって行う。
多くの施設では、トイレなどの個室の保全見守りに多くの時間を要しており、介護者の負担を軽減し、人命を守る上でも効果が大きい。
人体有無感知センサー27からの人体の有無情報、及び距離センサー28からの距離情報は、判定手段50によって見守りレベルの判定に用いられ、判定手段50では、弁座からの倒れ込みの判定や、トイレ内での滞在時間による見守りレベル変更の判定を行う。トイレ内での滞在時間は、人体有無感知センサー27によって人体の有情報を感知してからの経過時間の計測で行うことができる。
そして、出力手段60では、要介護者の氏名とともに、トイレでの倒れ込みやトイレでの滞在時間による見守りレベルを出力する。
介護者は、要介護者と同等の無線タグ10を携帯する。従って、介護者が携帯する無線タグ10には、介護者としての固有識別コードが付与されている。介護者の位置は、複数の計測位置に設定されたアクセスポイント20で計測される無線タグ10からのそれぞれの受信信号レベルによってクラウドシステム80において特定される。
要介護者情報は、クラウドシステム80からインターネットを経由して介護者が携帯するスタッフ用端末61に通知される。
このように、介護者は、施設以外の場所でもクラウドシステム80からの情報を受け取ることで、要介護者を確認し、通報を受けることが可能となる。
介護者の位置情報は、クラウドシステム80上にアップロードされて蓄積される。蓄積された所定期間における介護者の位置情報は、統計的に処理することで、日、週、又は月単位のトレンドデータとして蓄積され、介護者の行動分析や介護行動の履歴情報として利用できる。
要介護者から得られた、各属性データは全てクラウドシステム80にて保存集積する。クラウドシステム80にて保存集積したこれらのビックデータから、特定の要介護者に適合する事象と判断するための判定モデルを構築する。判定モデルは、バッチ処理による多変量解析を利用した統計処理を行うと共に、オンライン学習法を取り入れたアルゴリズムによる判断処理を行うことで構築される。統計処理された事象データは、日、週、又は月時として保存される。
統計処理された3Dセンサーの事象データは、センサーの動作ベクトル値として捉えた多変量データ値の行列データを正規化した後に、多変量解析で得られた主成分分析値から、深睡眠状態、浅睡眠状態、覚醒状態での判断基準とする。
3軸は、人体の足先から頭頂部にいたる軸をX軸とし、人体の左側面から右側面にいたる軸をY軸とし、人体の背中側から腹側にいたる軸をZ軸とする。
X軸と鉛直軸(重力方向上向き)とのなす角度を、0度から90度で定義する、0度とは人体が立った状態、又は座った状態とし、90度は人体が横たわった状態とする。
判定の基準は、X軸が、0〜45度の間を推移する状態は起床状態、X軸が45〜90度の状態を入床状態、入床状態でY軸Z軸方向の加速度変化が僅少の場合には深睡眠状態、入床状態でY軸Z軸方向の加速度変化が一定の値を超える場合には浅睡眠状態、と判定する。
例えば、人体立つ座る状態を「A」、人体横たわる状態を「B」、起床状態を「C」、入床状態を「D」、深睡眠を「O」、浅睡眠を「P」、起床イベントを「M」のように、記号定義する。
離床は、「C」状態から「M」イベント経過後T1秒後で判定、又は「C」状態から「M」イベント経由してT2秒後に「A」状態へ遷移することで判定する。なお、T1又はT2は要介護者による個別変数とする。また、「A」状態を判定する角度についても、要介護者による個別変数とすることが好ましい。
離床判定状態を「SO」とすると、「SO」判定基準値は、範囲判定・論理判定・角度範囲判定、又は複数論理判定から人間行動パターン時系列、記号列SO1、SO2・・・・である。この記号列状態は時系列に要介護者IDと共に記憶される。
以上の時系列データを記憶領域に保存し、保存した時系列データを出力手段60で時系列グラフ表示することで可視化でき、要介護者の夜間の行動履歴・睡眠状態の見守りとすることができる。また、同時に時系列データを、日・週・月次トレンドグラフ表示可視化する。これらのデータは、事後のバッチ処理にて、データ行列から主成分分析、独立成分分析等の多変量解析を行う。これらの各事象成分の行列値から抽出される固有ベクトル又は固有値は、個人を特定することができる。また、これらの行列値から分散共分散値が得られる。分散共分散値からの相関係数値についても重要な特徴値として利用できる。
オムツに無線タグ10を装着することで、無線タグ10での3Dセンサーの事象処理として、オムツ内部の排尿を検知する仕組みを実装することで、排尿検知や排便検知とする。
この場合には、3Dセンサーが例えば温度センサーを備える。判定基準は、時系列温度分布で定める。排尿時の温度、排出値の温度は、要介護者による個別指数として初期値との比較分布である。過去の時系列データ(排便・排尿タイミング)から予測して判断することが好ましい。
また、3Dセンサーの事象データとして、排尿から検知した温度、水分をアナログ値で検出する。判定基準が多様であるために、決められた方法で既にテキスト変換を行ったデータを排尿検出値とすることで、判定方法が高速で判定処理が容易である。
3Dセンサーの事象データからのアナログサンプル値での取得処理は、将来の予測を行うために、統計・学習値モデル作成を行い、モデル判定にて個人の適応値を予測する。夜間の介護者の手間を省くためのオムツ交換時期を明確化する指針データとすることができ、同時に介護者本人の気持度の改善に貢献する。また、寝たきり要介護者のおむつ交換作業の削減や交換タイミングの予測値から介護者の夜間作業を減らすことができる。
なお、3Dセンサーがバイタルセンサーを備えることで、心拍・呼吸値を検知できる。温度センサーやバイタルセンサーは、指先、耳タブに取り付けて脈動を検知し、心拍・呼吸値の振動波形から、心拍・呼吸値を求める。このように、3Dセンサーは、ヒトの姿勢を感知する加速度センサー、施設内の環境を計測するセンサー、及びヒトの生態情報を収集検知するセンサーの少なくとも一つを含むセンサーである。
図8(a)に示すように、各居室には第1のアクセスポイント20A、トイレや浴室には第2のアクセスポイント20B、廊下には第3のアクセスポイント20Cを設置している。なお、第3のアクセスポイント20Cは、第1のアクセスポイント20Aと同様に第1アンテナ21、第2アンテナ22、第1無線LSI23、第2無線LSI24、及び制御CPU25が実装され、これらを駆動する電池26を備えている。
また、施設内には、第1のアクセスポイント20A、第2のアクセスポイント20B、及び第3のアクセスポイント20Cと無線通信を行うとともに、インターネットルータに接続する無線ゲートウェイ70を設置している。
広い空間では、アクセスポイント20Cの設置後、様々に無線タグ10を移動しながらその場に合わせた物理的集合位置との相関データから整合処理情報を得て居場所推定を行うことができる。
しかし、図8(b)に示すように、特に居室等の狭い空間では、躯体壁とパネル壁とでは電波の透過率が異なるというような施設内建物構造問題や、無線タグ10の装着位置(例えば胸側と背中側)により、アクセスポイント20Aで検出される受信信号レベルが位置情報との間で相関が取れない場合がある。
このように、アクセスポイント20Aを居室の天井面の中央位置に設置し、居室の天井面に設置するアクセスポイント20Aに用いる無線タグ受信用アンテナには、平板指向性アンテナを用いることで、隣接する居室に電波が漏れない処置を行え、また無線タグ10の装着位置による受信レベルの変動も解消する。
なお、時系列のデータの中で、受信信号レベルが想定外の無相関値であれば、その判定を無視して過去の1つ古い検出信号パターンを用いるという位置判定を行うことも有効である。またこのような位置判定とともに区画情報を優先し、特定の区画情報では判定基準を変更させることも有効である。
本実施例では、アクセスポイント20は人体有無感知センサー27を備えており、人体有無感知センサー27によって人体の有無情報を感知する。このようなアクセスポイント20は、玄関前廊下など出入り口近くなどの要見守り区域に設定される。
本実施例においても、無線タグ10との通信データは、クラウドシステム80に送信され、クラウドシステム80にてアルゴリズム処理した後に、インターネットを経由して介護者が用いるスタッフ用端末61にメッセージとして出力される。
そして、要介護者が要見守り区域に侵入した場合にはスタッフ用端末61で警報が出力されるが、インターネット経由であることからアラーム(警報)出力に数秒の遅延が生じることがある。
そこで本実施例では、アクセスポイント20から警報出力表示警光灯端末62に対して人体感知情報を送信し、警報出力表示警光灯端末62では警報情報を出力する。このように、インターネットを経由することなくローカルネットワークによって警報情報を出力することで出力の遅延を防止することができる。
なお、アクセスポイント20から警報出力表示警光灯端末62に対する送信は、無線タグ10の固有識別コードによって要介護者であることを判別した場合に限られ、更には個別見守りレベル情報によって見守りレベル高である場合に限ることもできる。また、介護者がそばに居る場合を除外することも有効である。また、時系列での位置情報によって、要介護者が玄関から外へ出る危険性が低い場合も除外することが有効である。
図12(a)に示すように、各居室別に、要介護者氏名とともに、所在場所と要介護者の状態(起床、離床、入床、就寝、トイレ)が出力表示される。
また、図12(b)に示すように、それぞれの要介護者について、覚醒、浅睡眠、又は深睡眠などの睡眠解析履歴が出力表示される。
10b 介護者用無線タグ
11 アンテナ
12 無線LSI
13 制御CPU
14 3D事象感知センサー
15 電池
20 アクセスポイント
20a、20b、20c、20d、20e アクセスポイント
20A 第1のアクセスポイント
20B 第2のアクセスポイント
20C 第3のアクセスポイント
21 第1アンテナ
22 第2アンテナ
23 第1無線LSI
24 第2無線LSI
25 制御CPU
26 電池
27 人体有無感知センサー
28 距離センサー
30 記憶手段
40 位置情報抽出手段
50 判定手段
60 出力手段
61 スタッフ用端末
62 警報出力表示警光灯端末
70 無線ゲートウェイ
80 クラウドシステム
P 計測位置
P0101、P0102、P0201、P1607、P1707、P1907、P1909 計測位置
A 屋内
Claims (12)
- 要介護者が装着する無線タグと、
屋内の所定箇所に設置する複数のアクセスポイントと、
前記アクセスポイントを前記所定箇所に設置し、任意の複数の計測位置で、前記アクセスポイントでの前記無線タグからのそれぞれの受信信号レベルをあらかじめ計測し、計測したそれぞれの前記受信信号レベルを、位置推定用信号レベルパターンとして、計測した前記計測位置についての位置情報とともに記憶しておく記憶手段と、
前記無線タグからの前記アクセスポイントでのそれぞれの前記受信信号レベルを検出し、検出したそれぞれの前記受信信号レベルを検出信号レベルパターンとし、前記検出信号レベルパターンに最も近い前記位置推定用信号レベルパターンを選択し、選択された前記位置推定用信号レベルパターンの前記位置情報を抽出する位置情報抽出手段と、
を有し、
前記位置情報抽出手段で抽出される前記位置情報から、前記屋内における前記要介護者の存在位置を推定して、前記要介護者の見守りを支援する要介護者見守り支援システムであって、
前記記憶手段には、前記計測位置に対して、前記位置情報とともに、居室、共同生活室、談話室、キッチン、浴室、又はエントランス等の屋内区画属性情報と、前記屋内区画属性情報に対応させた見守りレベル情報とが記憶され、
前記位置情報抽出手段では、前記位置情報とともに、前記屋内区画属性情報と前記見守りレベル情報とを抽出し、
出力手段では、前記位置情報とともに前記屋内区画属性情報と前記見守りレベル情報とを出力する
ことを特徴とする要介護者見守り支援システム。 - 同一の前記屋内区画属性情報の抽出が継続中に、時系列の前記位置情報から前記要介護者の移動方向を推定し、推定した前記移動方向から見守りレベルを判定する判定手段を更に有し、
前記判定手段で前記見守りレベル情報とは異なる前記見守りレベルを判定した場合には、前記出力手段では、前記見守りレベル情報に代えて前記見守りレベルを出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の要介護者見守り支援システム。 - 前記無線タグには、送信信号の送信間隔を変更する送信間隔変更手段を有し、
前記無線タグでは、前記位置情報抽出手段で抽出される前記屋内区画属性情報に応じて、前記送信間隔を変更して前記送信信号を送信する
ことを特徴とする請求項1に記載の要介護者見守り支援システム。 - 前記記憶手段には、時間帯に応じた見守りレベル変更情報が記憶され、
前記出力手段では、前記見守りレベル変更情報によって変更した前記見守りレベル情報を出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の要介護者見守り支援システム。 - 前記無線タグには、3Dセンサーを備え、
前記無線タグからは、前記3Dセンサーでの検出値を送信信号として出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の要介護者見守り支援システム。 - 前記無線タグには、固有識別コードが付与されており、
前記記憶手段には、前記固有識別コードに対応する要介護者識別情報と、前記要介護者識別情報に対応して設定した個別見守りレベル情報とが記憶され、
前記出力手段では、前記個別見守りレベル情報が見守り不要又は見守りレベル低であれば、前記見守りレベル情報が要見守りレベル又は見守りレベル高であっても、前記見守り不要又は前記見守りレベル低を出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の要介護者見守り支援システム。 - 前記無線タグとして、前記要介護者を介護する介護者が装着する介護者用無線タグを有し、
前記位置情報抽出手段では、前記要介護者の前記位置情報と前記介護者の位置情報とを抽出し、
前記位置情報抽出手段で抽出される前記要介護者の前記位置情報と前記介護者の前記位置情報とから、前記要介護者の所定範囲内に前記介護者が存在しない場合には見守りレベルを判定する判定手段を更に有し、
前記出力手段では、前記判定手段で要見守りレベルが判定された場合には、判定結果を前記位置情報とともに出力する
ことを特徴とする請求項1に記載の要介護者見守り支援システム。 - 前記アクセスポイントに、人体有無感知センサーと、距離センサーとを備え、
前記人体有無感知センサーで感知される人体の有無情報、及び前記距離センサーで計測される距離情報を、前記アクセスポイントから送信する
ことを特徴とする請求項1に記載の要介護者見守り支援システム。 - 前記人体有無感知センサーと前記距離センサーとを備えた前記アクセスポイントをトイレに設置し、
前記無線タグによる位置推定によって前記トイレに至るまでの動きを推定し、
前記人体有無感知センサーによって前記トイレに出入りするタイミングを感知し、
前記トイレ内での静止状態を前記距離センサーで感知する
ことを特徴とする請求項8に記載の要介護者見守り支援システム。 - 前記3Dセンサーが3軸加速度センサーを備え、
前記要介護者が前記要介護者の前記居室に位置するとの条件の下で、
前記3軸加速度センサーによって、起床、入床、浅睡眠、深睡眠を判定する
ことを特徴とする請求項5に記載の要介護者見守り支援システム。 - 前記要介護者が就眠する前記居室においては、
前記アクセスポイントを前記居室の天井面の中央位置に設置し、
前記居室の前記天井面に設置する前記アクセスポイントに用いる無線タグ受信用アンテナには、平板指向性アンテナを用いる
ことを特徴とする請求項1に記載の要介護者見守り支援システム。 - 前記アクセスポイントに、人体有無感知センサーを備え、
前記人体有無感知センサーで感知される人体の有無情報を、前記アクセスポイントからクラウドシステムに送信するとともに、前記クラウドシステムとは別に警報出力表示警光灯端末に送信する
ことを特徴とする請求項1に記載の要介護者見守り支援システム。
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