KR20220111261A - 상태 판정 방법, 상태 판정 장치, 상태 판정 시스템, 상태 판정 프로그램 및 기록 매체 - Google Patents

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KR20220111261A
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야스유키 시라사카
데츠히로 가토우
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유우타 가츠라야마
료우스케 다카하시
유리 히로노
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세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤
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Abstract

검출한 진동에 기초하는 전기 신호로부터 생체의 상태를 판정하는 상태 판정 방법, 상태 판정 장치, 상태 판정 시스템, 상태 판정 프로그램 및 기록 매체를 제공한다. 상태 판정 장치(2)는 검출한 진동에 기초하는 전기 신호를 취득하고, 정류 처리를 행하고(스텝 S2), 정류한 전기 신호로부터 포락선을 도출하는 포락선 검파 처리를 행하고(스텝 S3), 도출한 포락선에 기초하여, 생체의 상태를 판정하는 상태 판정 처리를 행한다(스텝 S4). 생체의 상태를 판정한 상태 판정 장치(2)는 판정한 결과를 출력한다(스텝 S5).

Description

상태 판정 방법, 상태 판정 장치, 상태 판정 시스템, 상태 판정 프로그램 및 기록 매체
본 발명은 생체의 상태를 판정하는 상태 판정 방법, 그러한 방법을 적용하는 상태 판정 장치, 그러한 상태 판정 장치를 구비하는 상태 판정 시스템, 그러한 상태 판정 장치를 실현하기 위한 상태 판정 프로그램, 및 그러한 상태 판정 프로그램을 기록하고 있는 기록 매체에 관한 것이다.
병원, 양로원, 개호 시설 등의 시설 내에 있어서, 간호사, 개호사 등의 담당자는, 환자, 입주자 등의 요개호자가, 병실 내의 베드에서 취침하고 있는지, 기상해 있는지 등의 상태를 확인하는 순찰 업무를 행하고 있다. 이러한 순찰 업무를 지원하기 위해, 예를 들어, 본원 출원인은, 베드 상에 적재하여, 요개호자의 존부를 검출하는 생체 검출 시스템을 제안하고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조.).
일본 특허 공개 제2015-154926호 공보
특허문헌 1에서는, 우수한 생체 검출 시스템을 제안하고 있지만, 더한층 간호 및 개호의 질의 향상 등을 목적으로 하여, 베드 상의 요개호자의 상태가 어떤지를 검출할 것이 요구되고 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 생체의 상태를 판정하는 것이 가능한 상태 판정 방법의 제공을 주된 목적으로 한다.
또한, 본 발명에서는, 본 발명에 관계되는 상태 판정 방법을 적용한 상태 판정 장치의 제공을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 본 발명에 관계되는 상태 판정 장치를 구비하는 상태 판정 시스템의 제공을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 본 발명에 관계되는 상태 판정 장치를 실현하기 위한 상태 판정 프로그램의 제공을 또다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 본 발명에 관계되는 상태 판정 장치를 실현하기 위한 상태 판정 프로그램을 기록하고 있는 기록 매체의 제공을 또다른 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본원에 기재된 상태 판정 방법은, 생체로부터 발생하는 진동에 기초하는 전기 신호를 정류하고, 정류한 전기 신호로부터 포락선을 도출하고, 도출한 포락선에 기초하여, 생체의 상태를 판정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원에서는, 상기 상태 판정 방법에 있어서, 상기 판정은, 생체의 상태로서, 생체의 체위를 판정하는 것을 특징으로 하는 상태 판정 방법을 개시한다.
또한, 본원에서는, 상기 상태 판정 방법에 있어서, 상기 판정은, 도출한 포락선이 나타내는 값과, 소정의 기준값의 비교에 의해, 생체인 사람의 체위를 판정하도록 되어 있고, 판정 결과가 되는 사람의 체위에는, 적어도 와위 또는 좌위를 포함하는 것을 특징으로 하는 상태 판정 방법을 개시한다.
또한, 본원에서는, 상기 상태 판정 방법에 있어서, 상기 소정의 기준값은, 사람의 입상 동작을 판정하는 입상 판정 기준값 및 입상해 있는 사람의 일어서기 동작을 판정하는 일어서기 판정 기준값이며, 상기 입상 판정 기준값은, 상기 일어서기 판정 기준값보다 큰 값이 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 상태 판정 방법을 개시한다.
또한, 본원에서는, 상기 상태 판정 방법에 있어서, 상기 판정은, 포락선이 나타내는 값이, 상기 입상 판정 기준값 및 상기 일어서기 판정 기준값을 하회하는 상태가 소정 시간 이상 연속하는 경우, 부재이다라고 판정하고, 부재이다라고 판정한 후, 포락선이 나타내는 값이, 상기 일어서기 판정 기준값 및 상기 입상 판정 기준값을 상회하는 상태로 된 경우, 입상 동작이 행하여졌다고 판정하는 것을 특징으로 하는 상태 판정 방법을 개시한다.
또한, 본원에서는, 상기 상태 판정 방법에 있어서, 상기 판정은, 입상 동작이 행하여졌다고 판정한 후, 포락선이 나타내는 값이, 상기 일어서기 판정 기준값을 상회하고, 또한 상기 입상 판정 기준값을 하회하는 경우, 사람의 체위가 와위이다라고 판정하고, 와위이다라고 판정한 후, 포락선이 나타내는 값이 상기 일어서기 판정 기준값을 하회하는 경우에, 사람의 체위가 좌위이다라고 판정하는 것을 특징으로 하는 상태 판정 방법을 개시한다.
또한, 본원에서는, 상기 상태 판정 방법에 있어서, 상기 포락선의 도출은, 소정의 주파수대의 전기 신호를 통과시킴으로써, 포락선을 도출하는 것을 특징으로 하는 상태 판정 방법을 개시한다.
또한, 본원에서는, 상기 상태 판정 방법에 있어서, 상기 포락선의 도출은, 전기 신호의 이동 평균을 취함으로써, 포락선을 도출하는 것을 특징으로 하는 상태 판정 방법을 개시한다.
또한, 본원에서는, 상기 상태 판정 방법에 있어서, 진동에 기초하는 아날로그 신호로서 취득한 전기 신호를 디지털 전기 신호로 변환하는 A/D 변환부를 사용하고, 상기 정류는, 디지털 전기 신호로 변환된 전기 신호를 정류하는 것을 특징으로 하는 상태 판정 방법을 개시한다.
또한, 본원에 기재된 상태 판정 장치는, 제어부 및 기록부를 포함하는 컴퓨터를 구비하는 상태 판정 장치로서, 상기 기록부에는, 생체로부터 발생하는 진동에 기초하는 전기 신호를 정류하는 정류 수단과, 정류한 전기 신호로부터 포락선을 도출하는 포락선 검파 수단과, 도출한 포락선에 기초하여, 생체의 상태를 판정하는 판정 수단을 상기 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원에 기재된 상태 판정 장치에 있어서, 상기 판정 수단은, 생체의 상태로서, 생체의 체위를 판정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원에 기재된 상태 판정 장치에 있어서, 상기 판정 수단은, 상기 포락선 검파 수단이 도출한 포락선이 나타내는 값과, 소정의 기준값의 비교에 의해, 생체인 사람의 체위를 판정하고, 판정 결과가 되는 사람의 체위에는, 적어도 와위 또는 좌위를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원에 기재된 상태 판정 장치에 있어서, 상기 소정의 기준값은, 사람의 입상 동작을 판정하는 입상 판정 기준값 및 입상해 있는 사람의 일어서기 동작을 판정하는 일어서기 판정 기준값이며, 상기 입상 판정 기준값은, 상기 일어서기 판정 기준값보다 큰 값이 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원에 기재된 상태 판정 장치에 있어서, 상기 판정 수단은, 포락선이 나타내는 값이, 상기 입상 판정 기준값 및 상기 일어서기 판정 기준값을 하회하는 상태가 소정 시간 이상 연속하는 경우, 부재이다라고 판정하고, 부재이다라고 판정한 후, 포락선이 나타내는 값이, 상기 일어서기 판정 기준값 및 상기 입상 기준을 상회하는 상태로 된 경우, 입상 동작이 행하여졌다고 판정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원에 기재된 상태 판정 장치에 있어서, 상기 판정 수단은, 입상 동작이 행하여졌다고 판정한 후, 포락선이 나타내는 값이, 상기 일어서기 판정 기준값을 상회하고, 또한 상기 입상 판정 기준값을 하회하는 경우, 사람의 체위가 와위이다라고 판정하고, 와위이다라고 판정한 후, 포락선이 나타내는 값이 상기 일어서기 판정 기준값을 하회하는 경우에, 사람의 체위가 좌위이다라고 판정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원에 기재된 상태 판정 장치에 있어서, 상기 포락선 검파 수단은, 소정의 주파수대의 전기 신호를 통과시킴으로써, 포락선을 도출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원에 기재된 상태 판정 장치에 있어서, 상기 포락선 검파 수단은, 전기 신호의 이동 평균을 취함으로써, 포락선을 도출하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원에 기재된 상태 판정 장치에 있어서, 진동에 기초하는 아날로그 신호로서 취득한 전기 신호를 디지털 전기 신호로 변환하는 A/D 변환 수단을 구비하고, 상기 정류 수단은, 디지털 전기 신호로 변환된 전기 신호를 정류하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원에 기재된 상태 판정 시스템은, 진동을 검출하는 검출부 및 검출한 진동에 기초하는 전기 신호를 출력하는 출력부를 갖는 진동 검출 장치와, 상기 상태 판정 장치를 구비하고, 상기 상태 판정 장치는, 상기 진동 검출 장치로부터 출력한 전기 신호에 기초하여, 생체의 상태를 판정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원에 기재된 상태 판정 시스템에 있어서, 상기 진동 검출 장치의 검출부는 시트상을 이루는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원에 기재된 상태 판정 프로그램은, 검출한 진동에 기초하는 전기 신호를 취득한 컴퓨터에, 생체의 상태를 판정시키는 상태 판정 프로그램으로서, 컴퓨터에, 진동에 기초하는 전기 신호를 정류하는 스텝과, 정류한 전기 신호로부터 포락선을 도출하는 스텝과, 도출한 포락선에 기초하여, 생체의 상태를 판정하는 스텝을 실행시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원에 기재된 기록 매체는, 검출한 진동에 기초하는 전기 신호를 취득한 컴퓨터에, 생체의 상태를 판정시키는 상태 판정 프로그램을 기록하고 있는 기록 매체로서, 컴퓨터에, 진동에 기초하는 전기 신호를 정류하는 스텝과, 정류한 전기 신호로부터 포락선을 도출하는 스텝과, 도출한 포락선에 기초하여, 생체의 상태를 판정하는 스텝을 실행시키는 상태 판정 프로그램을 기록하고 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원에서는, 상기 입상 판정 기준값 또는 상기 일어서기 판정 기준값을 상회하거나 또는 하회한다라는 판정을 행하는 경우에, 소정 시간 이상 그 상태가 계속되는 것을 판정 기준으로 하는 것을 특징으로 하는 상태 판정 장치를 개시한다.
또한, 본원에서는, 진동에 기초하는 전기 신호를 증폭하도록 하고 있고, 상태를 판정하는 생체 또는 상태를 판정하는 환경에 따라서 증폭률을 조정하는 것을 특징으로 하는 상태 판정 장치를 개시한다.
또한, 본원에서는, 상기 입상 판정 기준값 또는 상기 일어서기 판정 기준값을, 생체의 상태에 따라서 소정 기간 변화시키는 것을 특징으로 하는 상태 판정 장치를 개시한다.
또한, 본원에서는, 신체 정보를 검출하는 검출 장치를 구비하고, 상기 상태 판정 장치는, 상기 검출 장치가 검출한 신체 정보를 병용하여 생체의 상태를 판정하는 것을 특징으로 하는 상태 판정 시스템을 개시한다.
본 발명에 관계되는 상태 판정 방법, 상태 판정 장치, 상태 판정 시스템 및 상태 판정 프로그램은, 검출한 진동에 기초하는 전기 신호의 포락선으로부터 생체의 상태를 판정한다. 이에 의해, 본 발명에서는, 예를 들어, 시설의 요개호자 등의 생체의 상태를 판정하는 것이 가능한 등, 우수한 효과를 발휘한다.
도 1은 본원에 기재된 상태 판정 시스템의 구성예를 모식적으로 도시하는 개략도이다.
도 2는 본원에 기재된 상태 판정 시스템이 구비하는 각종 장치의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 3은 본원에 기재된 상태 판정 장치의 처리의 일례를 도시하는 흐름도이다.
도 4는 본원에 기재된 상태 판정 장치에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본원에 기재된 상태 판정 장치에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본원에 기재된 상태 판정 장치에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본원에 기재된 상태 판정 장치에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본원에 기재된 상태 판정 장치에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본원에 기재된 상태 판정 장치에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본원에 기재된 상태 판정 장치에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 11은 본원에 기재된 상태 판정 장치에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 12는 본원에 기재된 상태 판정 장치에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 13은 본원에 기재된 상태 판정 장치에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 14는 본원에 기재된 상태 판정 장치에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 15는 본원에 기재된 상태 판정 장치에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 16은 본원에 기재된 상태 판정 장치에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 17은 본원에 기재된 상태 판정 장치에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 18은 본원에 기재된 상태 판정 장치에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는, 본 발명을 구현화한 일례이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 성격의 것은 아니다.
<상태 판정 시스템>
도 1은, 본원에 기재된 상태 판정 시스템의 구성예를 모식적으로 도시하는 개략도이다. 본원에 기재된 상태 판정 시스템은, 병원, 양로원, 개호 시설 등의 시설 내에 설치된다. 시설 내에는, 환자, 입주자 등의 요개호자가 들어가는 병실, 개호실 등의 방이 설치되어 있고, 방 내에는 요개호자가 사용하는 베드가 배치되어 있다. 또한, 시설 내에는, 요개호자의 간호, 개호 등의 케어를 행하는 간호사, 개호사, 의사 등의 직원이 대기하는 너스 스테이션 등의 대기소가 설치되어 있다.
요개호자가 사용하는 베드에는, 진동 검출 장치(1)가 설치되어 있다. 진동 검출 장치(1)는 시트상의 진동 센서를 사용한 진동 검출부(10)를 구비하고, 검출한 진동에 기초하는 전기 신호를 증폭하여 출력한다. 진동 검출 장치(1)의 진동 검출부(10)는 예를 들어, 요개호자가 사용하는 베드 상에서 매트의 위 또는 아래에 적재되어 있다. 매트 및 진동 검출부(10) 상에는, 필요에 따라 시트 등이 깔린다. 도 1에서는, 매트 및 진동 검출부(10) 상의 요개호자가, 와위의 상태로부터 일어서서 좌위의 상태로 되는 상황을 예시하고 있다. 본원에 있어서, 와위의 상태란, 요개호자가 베드 상에서 누워 있는 상태이며, 앙와위, 측와위 또는 복와위의 상태를 나타낸다. 좌위의 상태란, 요개호자가 베드 상에서 상반신을 일으킨 상태를 나타낸다.
진동 검출 장치(1)에는, 상태 판정 장치(2)가 접속되어 있고, 진동 검출 장치(1)로부터 출력되는 전기 신호는 통신선을 통하여 상태 판정 장치(2)에 입력된다. 또한, 상태 판정 장치(2)와 통신 가능한 장치로서, 간호사가 소지하는 너스콜 수신 장치, 너스 스테이션에 배치된 모니터, 외부의 관계자가 보유하는 휴대 전화 등의 각종 통신 장치(3)가 사용되고 있다. 상태 판정 장치(2) 및 통신 장치(3)는 무선 LAN(근거리 네트워크(Local Area Network)), 유선 LAN, WAN(광역 네트워크(Wide Area Network)), 전용 통신선 등의 통신망(NW)으로 통신 가능하게 접속되어 있다.
<각종 장치의 구성>
이어서, 본원에 기재된 상태 판정 시스템이 구비하는 각종 장치의 하드웨어 구성에 대하여 설명한다. 도 2는, 본원에 기재된 상태 판정 시스템이 구비하는 각종 장치의 구성예를 도시하는 블록도이다. 상태 판정 시스템은, 진동 검출 장치(1), 진동 검출 장치(1)에 접속된 상태 판정 장치(2), 상태 판정 장치(2)와 통신 가능한 통신 장치(3), 상태 판정 장치(2)와 접속 가능한 신체 정보 검출 장치(4) 등의 각종 장치를 구비하고 있다.
진동 검출 장치(1)는 시트상의 진동 센서를 사용한 전술한 진동 검출부(10) 외에, 진폭 증폭부(11), 출력부(12) 등의 각종 구성을 구비하고 있다. 진동 검출부(10)는 요개호자 등의 생체의 진동을 검출하고, 검출한 진동을 아날로그 전기 신호로 변환하여 진폭 증폭부(11)로 출력한다. 진폭 증폭부(11)는 전기 신호의 전압을 증폭하는 신호 증폭 앰프이며, 진동 검출부(10)로부터 입력된 아날로그 전기 신호의 전압 진폭을 증폭하고, 출력부(12)로 출력한다. 출력부(12)는 진폭 증폭부(11)에서 증폭된 아날로그 전기 신호를 상태 판정 장치(2)로 접속선을 통하여 출력한다.
상태 판정 장치(2)는 신호 처리용 컴퓨터, 퍼스널 컴퓨터 등의 각종 컴퓨터를 사용한 장치이며, 제어부(20), 입력부(21), A/D 변환부(22), 기록부(23), 기억부(24), 조작부(25), 출력부(26), 통신부(27), 보조 기억부(28) 등의 각종 구성을 구비하고 있다.
제어부(20)는 정보 처리 회로, 계시 회로, 레지스터 회로 등의 각종 회로를 구비하고, 장치 내의 각 부를 제어하는 처리를 실행하는 CPU(중앙 처리 장치(Central Processing Unit)) 등의 프로세서이다.
입력부(21)는 진동 검출 장치(1)로부터 접속선을 통하여 송신되는 아날로그 전기 신호의 입력을 접수하는 각종 어댑터 및 제어 회로 등의 인터페이스 디바이스이다.
A/D 변환부(22)는 입력부(21)가 입력을 접수한 아날로그 전기 신호를 디지털 전기 신호로 변환하는 컨버터이다.
기록부(23)는 하드 디스크, RAID(저가 디스크의 중복 배열(Redundant Arrays of Inexpensive Disks)), 플래시 메모리 등의 불휘발성 메모리, 각종 RAM(랜덤 액세스 메모리(Random Access Memory)) 등의 휘발성 메모리를 사용하여 구성되는 회로이며, 여러가지 정보를 기록하고 있다. 기록부(23)에는, 기본 프로그램(OS: Operating System), 기본 프로그램 상에서 동작하는 응용 프로그램(애플리케이션 프로그램) 등의 프로그램을 기록하고 있다. 응용 프로그램으로서는, 상태 판정 장치(2)를 실현하기 위한 상태 판정 프로그램(230) 등의 각종 프로그램이 기록되어 있다. 또한, 기록부(23)에는, 상태 판정 프로그램(230)에서 사용하는 각종 기준값 등의 마스터 데이터, 처리의 이력을 기록하는 실적 데이터 등의 각종 데이터가 기록되어 있다.
기억부(24)는 휘발성 메모리를 사용하여 구성되는 회로이며, 각종 프로그램의 실행 시에 발생하는 데이터를 일시적으로 기억한다. 또한, 편의상, 기록부(23) 및 기억부(24)를 다른 회로로서 나타내고 있지만, 하나의 회로로 구성해도 되고, 또한 서로 그의 기능을 보완하는 것도 가능하다.
조작부(25)는 터치 패널, 누름 버튼 등의 조작용 디바이스이며, 상태 판정 장치(2)에 대한 조작의 입력을 접수한다. 또한, 퍼스널 컴퓨터 등의 컴퓨터를 사용하여 상태 판정 장치(2)를 구성하는 경우, 키보드, 마우스 등의 조작용 디바이스를 조작부(25)로서 사용해도 된다.
출력부(26)는 액정 디스플레이, 스피커 등의 출력용 디바이스이다. 또한, 조작부(25) 및 출력부(26)를 예를 들어, 박판상을 이루는 액정 디스플레이 및 터치 패널을 적층한 액정 터치 패널로서 구비하게 해도 된다.
통신부(27)는 통신망(NW)을 통하여 통신 장치(3)와 무선 통신 또는 유선 통신을 하기 위한 안테나, LAN 어댑터, 제어 회로 등의 인터페이스 디바이스이다.
보조 기억부(28)는 상태 판정 프로그램(230) 등의 각종 프로그램 및 데이터가 기록된 CD-ROM, DVD-ROM, 반도체 메모리 등의 가반형의 기록 매체 REC로부터 각종 프로그램 및 데이터를 판독하는 드라이브, 슬롯 등의 인터페이스 디바이스이다.
이상 예시한 여러가지 구성을 구비하는 컴퓨터는, 제어부(20)의 제어에 의해, 예를 들어, 가반형의 기록 매체 REC에 기록되어 있는 상태 판정 프로그램(230) 등의 각종 프로그램을 판독하고, 기록부(23)에 기록한다. 그리고, 컴퓨터는, 기록부(23)에 기록되어 있는 상태 판정 프로그램(230) 등의 각종 프로그램을 판독하고, 적절히, 기억부(24)에 각종 정보를 기억시키고, 정류 처리, 포락선 검파 처리, 상태 판정 처리, 판정 결과 출력 처리 등의 각종 수순을 실행함으로써, 상태 판정 장치(2)로서 동작한다.
통신 장치(3)는 통신망(NW)을 통하여 상태 판정 장치(2)와 통신하는 통신부(30), 각종 출력을 행하는 출력부(31) 등의 구성을 구비하고 있다. 출력부(31)에 의한 출력이란, 광의 출력, 화상의 표시, 음성의 출력, 명동, 진동 등의 처리이다.
신체 정보 검출 장치(4)는 요개호자의 심박수, 호흡수, 맥박 등의 신체 정보를 검출하는 장치이며, 필요에 따라 적절히 사용된다.
<각종 장치의 처리>
이어서, 본원에 기재된 상태 판정 시스템에 있어서의 각종 장치의 처리에 대하여 설명한다. 진동 검출 장치(1)는 진동 검출부(10)에 의해, 요개호자 등의 생체에 관한 진동을 검출하고, 검출한 진동을 아날로그 전기 신호로 변환한다. 또한, 진동 검출 장치(1)는 진폭 증폭부(11)에 의해, 진동에 기초하는 아날로그 전기 신호의 전압을 증폭하고, 출력부(12)에 의해, 증폭한 아날로그 전기 신호를 상태 판정 장치(2)로 출력한다.
도 3은, 본원에 기재된 상태 판정 장치(2)의 처리의 일례를 도시하는 흐름도이다. 상태 판정 장치(2)는 입력부(21)에서, 진동 검출 장치(1)로부터 아날로그 전기 신호의 입력을 접수하고, 접수한 아날로그 전기 신호를 디지털 전기 신호로 변환하는 A/D 변환 처리를, A/D 변환부(22)에서 행한다(스텝 S1). 스텝 S1의 A/D 변환 처리에서는, 수신한 아날로그 전기 신호를 10ms 등의 소정의 샘플링 간격으로 샘플링하고, 예를 들어 16bit 등의 디지털 전기 신호로 변환하는 처리를 행한다.
스텝 S1에서, A/D 변환부(22)가 변환한 후의 디지털 전기 신호는, 예를 들어 16bit화된 디지털 데이터이다. 상태 판정 장치(2)가 구비하는 제어부(20)는 상태 판정 프로그램(230) 등의 각종 프로그램을 실행함으로써, 디지털 데이터인 디지털 전기 신호에 대하여 정류 처리, 포락선 검파 처리, 상태 판정 처리, 판정 결과 출력 처리 등의 각종 수순을 포함하는 알고리즘으로 처리를 행한다.
A/D 변환 처리를 행한 디지털 전기 신호에 대하여 제어부(20)는 정류 처리를 행한다(스텝 S2). 스텝 S2의 정류 처리는, 반파 정류, 전파 정류 등의 정류 처리에서, 맥류로 변환하는 처리이다.
정류 처리를 행한 디지털 전기 신호에 대하여 제어부(20)는 정류한 디지털 전기 신호로부터 포락선을 도출하는 포락선 검파 처리를 행한다(스텝 S3). 스텝 S3의 포락선 검파 처리는, 맥류로 변환된 디지털 전기 신호를 평활화하는 처리이다. 포락선 검파 처리로 평활화하는 방법으로서는, 이동 평균 처리, BPF(대역 통과 필터) 처리, LPF(저역 통과 필터) 처리의 어느 하나 또는 어느 것을 조합한 처리를 예시 열거할 수 있다. 이동 평균 처리는, 설정된 소정의 샘플링수의 신호값을 평균함으로써, 포락선을 도출하는 처리이다. BPF 처리는, 특정한 주파수대의 디지털 전기 신호를 통과시키고, 통과시키는 주파수대 이외의 주파수대의 디지털 전기 신호를 차단하는 디지털 필터 처리이며, FIR 필터(유한 임펄스 응답 필터), IIR 필터(무한 임펄스 응답 필터) 등의 필터 처리에 의해 행하여진다. LPF 처리는, 특정한 주파수 이하의 주파수대의 디지털 전기 신호를 통과시키고, 통과시키는 주파수대 이외의 주파수대의 디지털 전기 신호를 차단하는 디지털 필터 처리이며, FIR 필터, IIR 필터 등의 필터 처리에 의해 행하여진다.
포락선 검파 처리 후, 제어부(20)는 도출한 포락선에 기초하여, 생체의 상태를 판정하는 상태 판정 처리를 행한다(스텝 S4). 스텝 S4의 상태 판정 처리는, 포락선 검파 처리에서 도출한 포락선이 나타내는 신호값과, 기록부(23)에 미리 기록하고 있는 각종 기준값을 비교함으로써, 생체의 상태를 판정하는 처리이다. 포락선이 나타내는 신호값과 각종 기준값을 비교함으로써, 생체인 요개호자의 존부, 체위 등의 상태를 판정한다. 상태로서 판정하는 체위란, 와위, 좌위 등의 체위이다. 즉, 상태에는, 존부, 체위 등이 포함된다. 또한, 체위에는, 와위, 좌위 등이 포함된다.
생체의 상태를 판정한 제어부(20)는 판정한 결과를 출력하는 판정 결과 출력 처리를 행한다(스텝 S5). 스텝 S5의 판정 결과 출력 처리는, 통신부(27)로부터 통신망(NW)을 통하여 통신 장치(3)에, 판정 결과를 나타내는 정보를 송신하는 처리이다.
통신 장치(3)는 상태 판정 장치(2)로부터 통신망(NW)을 통하여 송신되는 판정 결과를 나타내는 정보를 통신부(30)에서 수신하고, 수신한 판정 결과를 나타내는 정보를 출력부(31)로부터 출력한다. 판정 결과의 출력은, 간호사가 소지하는 너스콜 수신 장치, 너스 스테이션에 배치된 모니터, 외부의 관계자가 보유하는 휴대 전화 등의 각종 통신 장치(3)로부터의 광의 출력, 화상의 표시, 음성의 출력, 명동, 진동 등의 통보 처리로서 실행된다. 통신 장치(3)로부터 출력되는 판정 결과를 확인한 간호사, 개호사, 의사 등의 직원, 가족 등의 관계자는, 대상으로 되는 요개호자의 상태에 따라서 적절한 대응을 취할 수 있다.
<신호 처리의 구체예>
이어서, 상태 판정 장치(2)가 실행하는 정류 처리, 포락선 검파 처리, 상태 판정 처리 등의 처리에 관한 구체적인 신호 처리의 예를 설명한다. 도 4는, 본원에 기재된 상태 판정 장치(2)에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 4는, 상태 판정 장치(2)에 의한 요개호자의 상태의 판정의 개요를 나타내는 그래프이다. 도 4는, 횡축에 시간을 취하고, 종축에 전압을 증폭 후의 디지털 전기 신호의 신호값을 취하고, 어떤 시각으로부터 20초간의 전기 신호의 추이를 10ms의 샘플링 간격으로 나타내고 있다. 도 4 중 Sv1은, 스텝 S1에서 A/D 변환 처리를 한 후의 신호값을 나타내고 있고, Sv2는, 스텝 S2의 정류 처리 및 스텝 S3의 포락선 검파 처리를 행한 후의 신호값을 나타내고 있다. 또한, 도 4 중의 Th1은, 일어서기 판정 기준값이며, Th2는, 입상 판정 기준값이다. 일어서기 판정 기준값 Th1 및 입상 판정 기준값 Th2는, 종축에 나타내는 신호값의 변동에 대한 상태 판정을 위하여 기록되어 있는 기준값이다. 도 4 중의 횡축에 나타내는 기간 Pa, 기간 Pb, 기간 Pc, 기간 Pd 및 기간 Pe는, 요개호자의 체위의 상태에 따른 기간을 나타내고 있다. 도 4에 있어서, 기간 Pa는, 요개호자가 베드 상에 있지 않은 부재의 상태였던 기간이며, 기간 Pb는 요개호자가 베드에 들어가는 입상 동작을 행한 기간이며, 기간 Pc는 입상 후에 와위의 상태였던 기간이며, 기간 Pd는, 요개호자가 와위로부터 베드 상에서 일어서기 동작을 행한 기간이며, 그리고, 기간 Pe는, 요개호자가 일어서서 베드 상에서 앉아 있는 좌위의 상태였던 기간이다. 신호값 Sv1은, 기간 Pc에 있어서, 와위 상태에 있는 요개호자에게서 발생하는 심장의 박동에 의한 진동, 폐호흡에 의한 진동, 신체의 움직임에 의한 진동 등의 여러가지 진동을 검출하고 있다. 신호값 Sv1은, 요개호자가 입상 동작을 행한 기간 Pb 및 일어서는 기간 Pd에 있어서 크게 변화하고, 좌위 상태에 있는 기간 Pe에서 안정된다. 또한, 신호값 Sv2도, 신호값 Sv1의 기간 Pa, 기간 Pb, 기간 Pc, 기간 Pd 및 기간 Pe에서의 개략적인 변화를 포착하고 있다. 상태 판정 장치(2)는 신호값 Sv2를, 일어서기 판정 기준값 Th1 및 입상 판정 기준값 Th2와 비교함으로써, 요개호자의 상태를 판정한다. 도 4에 도시하는 예에서는, 신호값 Sv2가, 요개호자가 부재이다라고 판정하고 나서 일어서기 판정 기준값 Th1보다도 낮은 상태가 연속하는 경우, 요개호자가 부재이다라고 판정한다. 요개호자가 부재이다라고 판정한 뒤에, 신호값 Sv2가 일어서기 판정 기준값 Th1보다도 높고, 입상 판정 기준값 Th2보다도 높은 상태로 된 경우, 입상 동작이 행하여졌다고 판정한다. 입상 동작이 행하여졌다고 판정한 후에, 신호값 Sv2가 일어서기 판정 기준값 Th1보다도 높고, 입상 판정 기준값 Th2보다도 낮은 상태로 된 경우, 와위이다라고 판정한다. 와위 상태라고 판정한 후에, 신호값 Sv2가 일어서기 판정 기준값 Th1을 하회하는 경우에, 요개호자의 체위가 좌위로 되었다고 판정한다.
각 스텝에 있어서의 신호 처리의 구체예에 대하여 또한 설명한다. 도 5 및 도 6은, 본원에 기재된 상태 판정 장치(2)에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 5 및 도 6은, 횡축에 시간을 취하고, 종축에 전압을 증폭 후의 디지털 전기 신호의 신호값을 취하고, 어떤 시각으로부터 20초간의 전기 신호의 추이를 10ms의 샘플링 간격으로 나타내고 있다. 도 5 및 도 6에 예시하는 그래프는, 요개호자의 체위가 와위인 경우의 신호이며, 도 4에서는 기간 P1에 있어서의 상태에 상당한다. 도 5는, 스텝 S1에서 A/D 변환 처리를 한 후의 신호값을 나타내고 있고, 도 6은, 도 5의 신호값을 스텝 S2의 정류 처리로서 반파 정류를 행한 후의 신호값을 나타내고 있다. 도 5 및 도 6을 비교하면 명백한 바와 같이, 도 5에서는 존재하는 음의 값을 취하는 신호값이, 도 6에서는, 「0」으로 되어 있어, 반파 정류가 행하여진 것이 명확하다. 상태 판정 장치(2)는 스텝 S2의 정류 처리로서, 도 5 및 도 6과 같은 반파 정류를 실행할 수 있다.
도 7 및 도 8은, 본원에 기재된 상태 판정 장치(2)에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 7 및 도 8은, 횡축에 시간을 취하고, 종축에 전압을 증폭 후의 디지털 전기 신호의 신호값을 취하고, 어떤 시각으로부터 20초간의 전기 신호의 추이를 10ms의 샘플링 간격으로 나타내고 있다. 도 7 및 도 8에 예시하는 그래프는, 요개호자의 체위가 와위인 경우의 신호이며, 도 4에서는 기간 P1에 있어서의 상태에 상당한다. 도 7은, 스텝 S1에서 A/D 변환 처리를 한 후의 신호값을 나타내고 있고, 도 8은, 도 7의 신호값을 스텝 S2의 정류 처리로서 전파 정류를 행한 후의 신호값을 나타내고 있다. 도 7 및 도 8을 비교하면 명백한 바와 같이, 도 7에서 음의 값을 취하는 신호값이, 도 8에서는, 양의 값으로 반전되어 있어, 전파 정류가 행하여진 것이 명확하다. 상태 판정 장치(2)는 스텝 S2의 정류 처리로서, 도 7 및 도 8과 같은 전파 정류를 실행할 수 있다.
도 9는, 본원에 기재된 상태 판정 장치(2)에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 9는, 횡축에 시간을 취하고, 종축에 전압을 증폭 후의 디지털 전기 신호의 신호값을 취하고, 어떤 시각으로부터 20초간의 전기 신호의 추이를 10ms의 샘플링 간격으로 나타내고 있다. 도 9에서는, 스텝 S1에서 A/D 변환 처리를 한 후의 신호값 Sv1과, 스텝 S2의 정류 처리 및 스텝 S3의 포락선 검파 처리를 행한 신호값 Sv2를 나타내고 있다. 도 9에서는, 스텝 S3의 포락선 검파 처리로서, 이동 평균 처리로 평활화한 신호값 Sv2를 예시하고 있고, 이동 평균 처리로서 바로 근처의 100 샘플 평균을 취하고 있다. 그리고, 상태 판정 장치(2)는 스텝 S4의 상태 판정 처리로서, 포락선 검파 처리 후의 신호값 Sv2를, 일어서기 판정 기준값 Th1과 비교하여, 일어서기 판정 기준값 Th1보다, 신호값 Sv2가 상회하는지 또는 하회하는지를 판정함으로써, 요개호자의 체위를 판정한다. 도 9에 도시하는 예에서는, 신호값 Sv2가, 일어서기 판정 기준값 Th1을 상회하는 경우, 요개호자의 체위는, 좌위가 아니라 와위이다라고 판정하고, 일어서기 판정 기준값 Th1을 하회하는 경우, 요개호자의 체위는, 좌위이다라고 판정한다. 따라서, 도 9의 예에서는, 기간 P1에서, 요개호자는 와위이다(좌위가 아니다)라고 판정하고, 기간 P3에서, 요개호자는 일어서서 좌위가 되었다고 판정한다.
도 10은, 본원에 기재된 상태 판정 장치(2)에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 10은, 횡축에 시간을 취하고, 종축에 전압을 증폭 후의 디지털 전기 신호의 신호값을 취하고, 어떤 시각으로부터 20초간의 전기 신호의 추이를 10ms의 샘플링 간격으로 나타내고 있다. 도 10에서는, 스텝 S1에서 A/D 변환 처리를 한 후의 신호값 Sv1과, 스텝 S2의 정류 처리 및 스텝 S3의 포락선 검파 처리를 행한 신호값 Sv2를 나타내고 있다. 도 10에서는, 스텝 S3의 포락선 검파 처리로서, LPF 처리로 평활화한 신호값 Sv2를 예시하고 있다. 도 10에 예시한 LPF 처리에서는, 0.5Hz 이하의 주파수대의 디지털 전기 신호를 통과시키고, 0.5Hz보다 큰 주파수대의 디지털 전기 신호를 차단하고 있다. LPF 처리로 평활화한 경우에도, 요개호자의 체위가, 와위부터 좌위로 되는 것에 의해, 신호값 Sv2의 저하가 발현하고 있다. 따라서, 적절한 일어서기 판정 기준값 Th1을 설정함으로써, 요개호자의 상태의 판정이 가능하다.
도 11은, 본원에 기재된 상태 판정 장치(2)에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 11은, 횡축에 시간을 취하고, 종축에 전압을 증폭 후의 디지털 전기 신호의 신호값을 취하고, 어떤 시각으로부터 20초간의 전기 신호의 추이를 10ms의 샘플링 간격으로 나타내고 있다. 도 11에서는, 스텝 S1에서 A/D 변환 처리를 한 후의 신호값 Sv1과, 스텝 S2의 정류 처리 및 스텝 S3의 포락선 검파 처리를 행한 신호값 Sv2를 나타내고 있다. 도 11에서는, 스텝 S3의 포락선 검파 처리로서, 이동 평균 처리 및 LPF 처리를 조합한 처리로 평활화한 신호값 Sv2를 예시하고 있다. 도 11에 예시한 포락선 검파 처리에서는, LPF 처리에서 통과하는 0.5Hz 이하의 주파수대의 디지털 전기 신호에 대하여 최근 100의 샘플에 기초하는 이동 평균을 취함으로써, 포락선으로서 신호값 Sv2를 도출하고 있다. 포락선 검파 처리로서, 이동 평균 처리 및 LPF 처리를 조합한 경우에도, 요개호자의 체위가, 와위부터 좌위로 되는 것에 의해, 신호값 Sv2의 저하가 발현하고 있다. 따라서, 적절한 일어서기 판정 기준값 Th1을 설정함으로써, 요개호자의 상태의 판정이 가능하다.
도 12는, 본원에 기재된 상태 판정 장치(2)에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 12는, 횡축에 시간을 취하고, 종축에 전압을 증폭 후의 디지털 전기 신호의 신호값을 취하고, 어떤 시각으로부터 20초간의 전기 신호의 추이를 10ms의 샘플링 간격으로 나타내고 있다. 도 12에서는, 스텝 S1에서 A/D 변환 처리를 한 후의 신호값 Sv1과, 스텝 S2의 정류 처리 및 스텝 S3의 포락선 검파 처리를 행한 신호값 Sv2를 나타내고 있다. 도 12에서는, 스텝 S3의 포락선 검파 처리로서, BPF 처리로 평활화한 신호값 Sv2를 예시하고 있다. 도 12에 예시한 BPF 처리에서는, 0.1 내지 0.5Hz의 주파수대의 디지털 전기 신호를 통과시키고, 당해 주파수대 이외의 주파수대의 디지털 전기 신호를 차단하고 있다. BPF 처리에 의해 평활화한 경우에도, 요개호자의 체위가, 와위부터 좌위로 되는 것에 의해, 신호값 Sv2의 저하가 발현하고 있다. 따라서, 적절한 일어서기 판정 기준값 Th1을 설정함으로써, 요개호자의 상태의 판정이 가능하다.
도 13은, 본원에 기재된 상태 판정 장치(2)에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 13은, 횡축에 시간을 취하고, 종축에 전압을 증폭 후의 디지털 전기 신호의 신호값을 취하고, 어떤 시각으로부터 20초간의 전기 신호의 추이를 10ms의 샘플링 간격으로 나타내고 있다. 도 13에서는, 스텝 S1에서 A/D 변환 처리를 한 후의 신호값 Sv1과, 스텝 S2의 정류 처리 및 스텝 S3의 포락선 검파 처리를 행한 신호값 Sv2를 나타내고 있다. 도 13에서는, 스텝 S3의 포락선 검파 처리로서, 이동 평균 처리 및 BPF 처리를 조합한 처리로 평활화한 신호값 Sv2를 예시하고 있다. 도 13에 예시한 포락선 검파 처리에서는, BPF 처리에서 통과하는 0.1 내지 0.5Hz의 주파수대의 디지털 전기 신호에 대하여 최근 100의 샘플에 기초하는 이동 평균을 취함으로써, 포락선으로서 신호값 Sv2를 도출하고 있다. 포락선 검파 처리로서, 이동 평균 처리 및 BPF 처리를 조합한 경우에도, 요개호자의 체위가, 와위부터 좌위로 되는 것에 의해, 신호값 Sv2의 저하가 발현하고 있다. 따라서, 적절한 일어서기 판정 기준값 Th1을 설정함으로써, 요개호자의 상태의 판정이 가능하다.
본원에 기재된 상태 판정 장치(2)는 요개호자의 상태의 판정으로서, 베드 상에서의 체위를 판정할뿐만 아니라, 요개호자의 존부를 판정하는 것도 가능하다. 요개호자의 존부를 판정하는 경우의 신호 처리의 예에 대하여 설명한다. 도 14는, 본원에 기재된 상태 판정 장치(2)에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 14는, 횡축에 시간을 취하고, 종축에 전압을 증폭 후의 디지털 전기 신호의 신호값을 취하고, 어떤 시각으로부터 20초간의 전기 신호의 추이를 10ms의 샘플링 간격으로 나타내고 있다. 도 14 중 Sv1은, 스텝 S1에서 A/D 변환 처리를 한 후의 신호값을 나타내고 있고, Sv2는, 스텝 S2의 정류 처리 및 스텝 S3의 포락선 검파 처리를 행한 후의 신호값을 나타내고 있다. 도 14에서는, 스텝 S3의 포락선 검파 처리로서, 이동 평균 처리로 평활화한 신호값 Sv2를 예시하고 있고, 이동 평균 처리로서 바로 근처의 100 샘플 평균을 취하고 있다. 또한, 도 14 중의 Th2는, 입상 판정 기준값을 나타내고 있다. 도 14 중의 횡축에 나타내는 기간 P4, 기간 P5 및 기간 P6은, 요개호자의 존부 및 체위의 상태에 따른 기간을 나타내고 있다. 도 14에 있어서, 기간 P4는, 요개호자가 베드 상에 있지 않은 부재의 상태였던 기간이며, 기간 P5는, 요개호자가 베드에 들어가는 입상 동작을 행한 기간이며, 그리고, 기간 P6은, 요개호자가 베드에 들어간 와위의 상태였던 기간이다. 상태 판정 장치(2)는 스텝 S4의 상태 판정 처리로서, 포락선 검파 처리 후의 신호값 Sv2를, 입상 판정 기준값 Th2와 비교하여, 입상 판정 기준값 Th2보다, 신호값 Sv2가 상회하는지 또는 하회하는지를 판정함으로써, 요개호자의 존부 및 상태를 판정한다. 도 14에 도시하는 예에서는, 신호값 Sv2가, 요개호자가 부재이다라고 판정하고 나서 입상 판정 기준값 Th2를 하회하는 상태가 소정 시간 이상 연속하고 있는 경우, 요개호자는 부재이다라고 판정한다. 또한, 신호값 Sv2가 입상 판정 기준값 Th2를 하회하는 상태에서 상회하는 상태로 변화하고, 일정 시간 이상 안정된 경우, 요개호자는 입상하고, 와위 상태이다라고 판정한다.
도 15는, 본원에 기재된 상태 판정 장치(2)에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 15는, 횡축에 시간을 취하고, 종축에 전압을 증폭 후의 디지털 전기 신호의 신호값을 취하고, 어떤 시각으로부터 20초간의 전기 신호의 추이를 10ms의 샘플링 간격으로 나타내고 있다. 도 15에서는, 스텝 S1에서 A/D 변환 처리를 한 후의 신호값 Sv1과, 스텝 S2의 정류 처리 및 스텝 S3의 포락선 검파 처리를 행한 신호값 Sv2를 나타내고 있다. 도 15에서는, 스텝 S3의 포락선 검파 처리로서, LPF 처리로 평활화한 신호값 Sv2를 예시하고 있다. 도 15에 예시한 LPF 처리에서는, 0.5Hz 이하의 주파수대의 디지털 전기 신호를 통과시키고, 0.5Hz보다 큰 주파수대의 디지털 전기 신호를 차단하고 있다. LPF 처리로 평활화한 경우에도, 요개호자가 입상하고, 와위로 되는 것에 의해, 신호값 Sv2의 상승이 발현하고 있다. 따라서, 적절한 입상 판정 기준값 Th2를 설정함으로써, 요개호자의 상태의 판정이 가능하다.
도 16은, 본원에 기재된 상태 판정 장치(2)에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 16은, 횡축에 시간을 취하고, 종축에 전압을 증폭 후의 디지털 전기 신호의 신호값을 취하고, 어떤 시각으로부터 20초간의 전기 신호의 추이를 10ms의 샘플링 간격으로 나타내고 있다. 도 16에서는, 스텝 S1에서 A/D 변환 처리를 한 후의 신호값 Sv1과, 스텝 S2의 정류 처리 및 스텝 S3의 포락선 검파 처리를 행한 신호값 Sv2를 나타내고 있다. 도 16에서는, 스텝 S3의 포락선 검파 처리로서, 이동 평균 처리 및 LPF 처리를 조합한 처리로 평활화한 신호값 Sv2를 예시하고 있다. 도 16에 예시한 포락선 검파 처리에서는, LPF 처리에서 통과하는 0.5Hz 이하의 주파수대의 디지털 전기 신호에 대하여 최근 100의 샘플에 기초하는 이동 평균을 취함으로써, 포락선으로서 신호값 Sv2를 도출하고 있다. 포락선 검파 처리로서, 이동 평균 처리 및 LPF 처리를 조합한 경우에도, 요개호자가 입상하고, 와위로 되는 것에 의해, 신호값 Sv2의 상승이 발현하고 있다. 따라서, 적절한 입상 판정 기준값 Th2를 설정함으로써, 요개호자의 상태의 판정이 가능하다.
도 17은, 본원에 기재된 상태 판정 장치(2)에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 17은, 횡축에 시간을 취하고, 종축에 전압을 증폭 후의 디지털 전기 신호의 신호값을 취하고, 어떤 시각으로부터 20초간의 전기 신호의 추이를 10ms의 샘플링 간격으로 나타내고 있다. 도 17에서는, 스텝 S1에서 A/D 변환 처리를 한 후의 신호값 Sv1과, 스텝 S2의 정류 처리 및 스텝 S3의 포락선 검파 처리를 행한 신호값 Sv2를 나타내고 있다. 도 17에서는, 스텝 S3의 포락선 검파 처리로서, BPF 처리로 평활화한 신호값 Sv2를 예시하고 있다. 도 17에 예시한 BPF 처리에서는, 0.1 내지 0.5Hz의 주파수대의 디지털 전기 신호를 통과시키고, 당해 주파수대 이외의 주파수대의 디지털 전기 신호를 차단하고 있다. BPF 처리에 의해 평활화한 경우에도, 요개호자가 입상하고, 와위로 되는 것에 의해, 신호값 Sv2의 상승이 발현하고 있다. 따라서, 적절한 입상 판정 기준값 Th2를 설정함으로써, 요개호자의 상태의 판정이 가능하다.
도 18은, 본원에 기재된 상태 판정 장치(2)에 의해 처리되는 전기 신호의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 18은, 횡축에 시간을 취하고, 종축에 전압을 증폭 후의 디지털 전기 신호의 신호값을 취하고, 어떤 시각으로부터 20초간의 전기 신호의 추이를 10ms의 샘플링 간격으로 나타내고 있다. 도 18에서는, 스텝 S1에서 A/D 변환 처리를 한 후의 신호값 Sv1과, 스텝 S2의 정류 처리 및 스텝 S3의 포락선 검파 처리를 행한 신호값 Sv2를 나타내고 있다. 도 18에서는, 스텝 S3의 포락선 검파 처리로서, 이동 평균 처리 및 BPF 처리를 조합한 처리로 평활화한 신호값 Sv2를 예시하고 있다. 도 18에 예시한 포락선 검파 처리에서는, BPF 처리에서 통과하는 0.1 내지 0.5Hz의 주파수대의 디지털 전기 신호에 대하여 최근 100의 샘플에 기초하는 이동 평균을 취함으로써, 포락선으로서 신호값 Sv2를 도출하고 있다. 포락선 검파 처리로서, 이동 평균 처리 및 BPF 처리를 조합한 경우이더라도 요개호자가 입상하고, 와위로 되는 것에 의해, 신호값 Sv2의 상승이 발현하고 있다. 따라서, 적절한 입상 판정 기준값 Th2를 설정함으로써, 요개호자의 상태의 판정이 가능하다.
이상과 같이, 본원에 기재된 상태 판정 장치(2)는 검출한 진동에 기초하는 전기 신호를 취득하고, 취득한 전기 신호에 기초하는 포락선으로부터 생체의 존부, 체위 등의 상태를 판정하는 것이 가능하다. 이에 의해, 예를 들어, 시설에 입주하고 있는 요개호자의 상태의 판정에 적용한 경우에, 개호자가 그 자리에 있지 않을 때이더라도, 요개호자의 상태를 판정하고, 개호자에게 통지할 수 있다. 따라서, 요개호자에게 이상이 있는 상태가 발생해 있을 가능성이 있는 경우, 개호자는, 신속히 대응하는 것이 가능한 등, 우수한 효과를 발휘한다.
본 발명은 이상 설명한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 다른 다양한 형태로 실시하는 것이 가능하다. 그 때문에, 이러한 실시 형태는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않고, 한정적으로 해석하면 안된다. 본 발명의 범위는 청구범위에 의해 나타내는 것으로서, 명세서 본문에는 전혀 구속되지 않는다. 또한, 청구범위의 균등 범위에 속하는 변형이나 변경은, 모두 본 발명의 범위 내의 것이다.
예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 일어서기 판정 기준값 Th1 및 입상 판정 기준값 Th2를 상회하거나 또는 하회하는 것에 대해서만 예시했지만, 본 발명은 이것에 한정하는 것은 아니고, 다른 판정 기준값의 설정, 판정의 방법 등, 적절히 설정하는 것이 가능하다. 예를 들어, 와위 상태, 좌위 상태 등의 상태를 판정하기 위해서, 일어서기 판정 기준값 Th1, 입상 판정 기준값 Th2 등의 판정 기준값을, 어떤 일정한 시간 계속하여 상회하거나 또는 하회하는 등의 판정 기준을 또한 마련해도 된다. 이에 의해, 확실하게 상태 변화하고 나서 판정이 이루어지므로 오보를 저감하는 것이 가능하게 된다.
또한, 상기 실시 형태에 있어서, 진폭 증폭부(11)에 의해, 진동에 기초하는 아날로그 전기 신호의 전압을 증폭할 때에 매트리스의 두께, 요개호자의 개체차 등의 변동 요인에 의존하는 진동의 크기에 대하여 일정한 전압 진폭이 출력되도록 증폭도를 조정시켜도 된다. 즉, 상태 판정 장치(2)는 상태를 판정하는 생체 또는 상태를 판정하는 환경에 따라서 증폭률을 조정하는 것이 가능하다. 이에 의해, 일어서기 판정 기준값 Th1, 입상 판정 기준값 Th2의 판정 기준값을, 변동 요인마다 변경하지 않고, 각각 하나의 값으로 하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 센서가 설치되는 환경, 요개호자의 개체차 등의 변동 요인에 의존하여 판정 기준값을 변동시킬 필요가 없어진다.
또한, 예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 일어서기 판정 기준값 Th1 및 입상 판정 기준값 Th2를 변동하지 않는 기준값으로서 예시했지만, 본 발명은 이것에 한정하는 것은 아니고, 요개호자의 움직임에 따라서 소정 기간 변경시키게 해도 된다. 하나의 예로서, 스텝 S1에서 A/D 변환 처리를 한 후의 신호값 Sv1이, 어떤 기준값을 상회한 후, 소정 기간, 일어서기 판정 기준값 Th1을 크게 한다. 요개호자가 와위로부터 베드 상에서 일어서기 동작을 행할 때에 큰 움직임이 있는 경우, 체동에 의한 큰 움직임이 있었던 경우 등의 큰 움직임이 있었던 경우에, 신호값 Sv1은 커지고, 그에 수반하여 신호값 Sv2도 커지기 때문에, 일어선 후에 신호값 Sv2가 감소하는 데 시간을 요할 때가 있어, 일어서기 판정이 지연될 가능성이 있다. 이러한 큰 움직임이 있었던 경우에, 신호값 Sv1이 어떤 기준값을 초과한 경우, 일어서기 판정 기준값 Th1을 일정 기간 크게 변동시켜 둠으로써, 변동시키지 않는 종래의 일어서기보다도 시간적으로 빨리 일어서기 판정을 하는 것이 가능해진다.
또한, 예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 검출한 진동에 기초하는 전기 신호를 취득하고, 취득한 전기 신호에 기초하는 포락선으로부터 생체의 존부, 체위 등의 상태를 판정하는 것만을 예시했지만, 본 발명은 이것에 한정하는 것은 아니다. 심박수, 호흡수, 맥박 등의 신체 정보를 검출하는 신체 정보 검출 장치(4)로 검출한 신체 정보를 상태 판정에 병용해도 된다. 하나의 예로서, 진동 검출 장치(1)의 검출에 기초하는 포락선으로부터의 입상 판정에 추가로, 심박수를 검출하고 나서 입상 확정한다. 이에 의해, 보다 고정밀도로 입상 상태를 확정시키는 것이 가능해진다.
또한, 예를 들어, 상기 실시 형태에서 나타낸 여러가지 수치는 모두 예시이며, 샘플링 간격, 이동 평균의 샘플링수, LPF, BPF에 있어서의 주파수대, 각종 기준값 등의 수치는, 실시하는 양태에 따라서 적절히 설정하는 것이 가능하다.
또한, 예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 와위로부터 일어서서 좌위로 되는 상황, 및 부재 상태로부터 와위로 되는 상황에 대하여 예시했지만, 본 발명은 이것에 한정하는 것은 아니다. 즉, 본원에 기재된 상태 판정 장치(2)는 적절히, 상태의 기록 및 적절한 기준값을 설정함으로써, 좌위로부터 와위로 되는 상황, 좌위로부터 부재 상태로 되는 상황 등의 여러가지 상황에 대응한 상태의 변화를 검출하는 것이 가능하다.
또한, 예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 진동 검출 장치(1)의 진동 검출부(10)를 베드 상에 적재하여 요개호자의 상태를 판정하는 형태를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 차량의 운전석에 앉아 있는 운전자의 상태를 판정하고, 졸음운전 등의 이상을 방지하는 등, 다양한 형태로 전개하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명에 있어서, 상태를 판정하는 생체란, 인간에 한정하는 것은 아니고, 개, 고양이 등의 동물에 대하여 적용하는 것도 가능한 등, 다양한 형태로 전개하는 것이 가능하다.
또한, 예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 진동 검출 장치(1)가 진폭 증폭부(11)를 구비하고, 상태 판정 장치(2)가 A/D 변환부(22)를 구비하는 형태를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정하는 것은 아니고, 각각의 장치의 구성은 적절히 설계하는 것이 가능하다. 즉, 진동 검출 장치(1)가 A/D 변환 처리를 행한 뒤에 디지털 전기 신호를 출력하게 해도 되고, 또한, 상태 판정 장치(2)에서 아날로그 전기 신호를 증폭하도록 해도 된다. 나아가서는, 통신 장치(3)의 출력부(31)에 대체하여, 상태 판정 장치(2)의 출력부(26)로부터 판정 결과를 나타내는 정보를 출력하는 통보 처리를 행하는 등, 적절히 설계하는 것이 가능하다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 스텝 S2의 정류 처리, 스텝 S3의 포락선 검파 처리 등의 처리를 디지털 전기 신호에 대한 알고리즘 처리로서 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정하는 것은 아니고, 아날로그 전기 신호에 대한 아날로그 전기 회로에 의한 처리로서 실현하는 것도 가능하다. 즉, 본원에 기재된 상태 판정 장치(2)는 다이오드, 저항기, 콘덴서 등의 전자 소자를 조합하여 이들 처리를 실현하는 것이 가능하다. 그 경우, 스텝 S1의 A/D 변환 처리를 생략하는 것이 가능하다.
단, 다이오드, 저항기, 콘덴서 등의 전자 소자를 조합하여 아날로그 전기 회로를 구성하고, 정류 처리, 포락선 검파 처리 등의 처리를 행하는 경우, 알고리즘 처리에서는 특별히 문제가 되지 않았던 과제가 발생한다. 예를 들어, 아날로그 전기 회로에서는, 정류 처리를 행하는 다이오드의 순방향 전압 이하의 전기 신호에 대한 처리가 곤란한 경우가 있다. 또한, 진동 검출부(10)가 검출한 미소한 전압 변화에 대한 정류 처리 및 포락선 검파 처리의 정밀도가 과제가 된다. 또한, BPF 처리, LPF 처리 등의 포락선 검파 처리는, 연산 증폭기 등의 전기 부품, 및 저항기, 다이오드, 콘덴서 등의 전자 소자를 사용한 아날로그 전기 회로로 행하는 것도 가능하지만, 필터 특성의 향상에 과제를 갖는다. 또한, 아날로그 전기 회로에서는, 포락선 검파 처리로서 이동 평균 처리를 행하는 것은 곤란한 경우가 있다. 따라서, 본원에 기재된 상태 판정 시스템에 있어서는, 디지털 전기 신호를 처리하는 소자, 회로, 장치 등의 기술을 사용하여 구성함으로써, 보다 우수한 시스템을 구축하는 것이 가능하다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 요개호자의 상태를 실시간으로 판정하는 형태를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정하는 것은 아니다. 즉, 본원에 기재된 상태 판정 시스템은, 검출한 진동에 기초하는 데이터를 기록해 두고, 후일, 기록되어 있었던 데이터로부터 요개호자의 상태 변화를 판정하고, 행동을 해석하도록 하는 등, 다양한 형태로 전개하는 것이 가능하다.
1: 진동 검출 장치
10: 진동 검출부
11: 진폭 증폭부
12: 출력부
2: 상태 판정 장치
20: 제어부
21: 입력부
22: A/D 변환부
23: 기록부
230: 상태 판정 프로그램
24: 기억부
25: 조작부
26: 출력부
27: 통신부
3: 통신 장치
30: 통신부
31: 출력부
4: 신체 정보 검출 장치
NW: 통신망
REC: 기록 매체

Claims (14)

  1. 생체로부터 발생하는 진동에 기초하는 전기 신호를 정류하고,
    정류한 전기 신호로부터 포락선을 도출하고,
    도출한 포락선에 기초하여, 생체의 상태를 판정하는
    것을 특징으로 하는 상태 판정 방법.
  2. 제어부 및 기록부를 포함하는 컴퓨터를 구비하는 상태 판정 장치로서,
    상기 기록부에는,
    생체로부터 발생하는 진동에 기초하는 전기 신호를 정류하는 정류 수단과,
    정류한 전기 신호로부터 포락선을 도출하는 포락선 검파 수단과,
    도출한 포락선에 기초하여, 생체의 상태를 판정하는 판정 수단
    을 상기 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 상태 판정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 판정 수단은,
    생체의 상태로서, 생체의 체위를 판정하는
    것을 특징으로 하는 상태 판정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 판정 수단은,
    상기 포락선 검파 수단이 도출한 포락선이 나타내는 값과, 소정의 기준값의 비교에 의해, 생체인 사람의 체위를 판정하고,
    판정 결과가 되는 사람의 체위에는, 적어도 와위 또는 좌위를 포함하는
    것을 특징으로 하는 상태 판정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 소정의 기준값은,
    사람의 입상 동작을 판정하는 입상 판정 기준값 및 입상해 있는 사람의 일어서기 동작을 판정하는 일어서기 판정 기준값이며,
    상기 입상 판정 기준값은, 상기 일어서기 판정 기준값보다 큰 값이 설정되어 있는
    것을 특징으로 하는 상태 판정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 판정 수단은,
    포락선이 나타내는 값이, 상기 입상 판정 기준값 및 상기 일어서기 판정 기준값을 하회하는 상태가 소정 시간 이상 연속하는 경우, 부재이다라고 판정하고,
    부재이다라고 판정한 후, 포락선이 나타내는 값이, 상기 일어서기 판정 기준값 및 상기 입상 판정 기준값을 상회하는 상태로 된 경우, 입상 동작이 행하여졌다고 판정하는
    것을 특징으로 하는 상태 판정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 판정 수단은,
    입상 동작이 행하여졌다고 판정한 후, 포락선이 나타내는 값이, 상기 일어서기 판정 기준값을 상회하고, 또한 상기 입상 판정 기준값을 하회하는 경우, 사람의 체위가 와위이다라고 판정하고,
    와위이다라고 판정한 후, 포락선이 나타내는 값이 상기 일어서기 판정 기준값을 하회하는 경우에, 사람의 체위가 좌위이다라고 판정하는
    것을 특징으로 하는 상태 판정 장치.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 포락선 검파 수단은,
    소정의 주파수대의 전기 신호를 통과시킴으로써, 포락선을 도출하는
    것을 특징으로 하는 상태 판정 장치.
  9. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 포락선 검파 수단은,
    전기 신호의 이동 평균을 취함으로써, 포락선을 도출하는
    것을 특징으로 하는 상태 판정 장치.
  10. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    진동에 기초하는 아날로그 신호로서 취득한 전기 신호를 디지털 전기 신호로 변환하는 A/D 변환부를 구비하고,
    상기 정류 수단은,
    디지털 전기 신호로 변환된 전기 신호를 정류하는
    것을 특징으로 하는 상태 판정 장치.
  11. 진동을 검출하는 검출부 및 검출한 진동에 기초하는 전기 신호를 출력하는 출력부를 갖는 진동 검출 장치와,
    제2항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 상태 판정 장치
    를 구비하고,
    상기 상태 판정 장치는, 상기 진동 검출 장치로부터 출력된 전기 신호의 입력을 접수하는 입력부를 구비하고,
    상기 입력부에서 입력을 접수한 전기 신호에 기초하여, 생체의 상태를 판정하는
    것을 특징으로 하는 상태 판정 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 진동 검출 장치의 검출부는 시트상을 이루는
    것을 특징으로 하는 상태 판정 시스템.
  13. 검출한 진동에 기초하는 전기 신호를 취득한 컴퓨터에, 생체의 상태를 판정시키는 상태 판정 프로그램으로서,
    컴퓨터에,
    진동에 기초하는 전기 신호를 정류하는 스텝과,
    정류한 전기 신호로부터 포락선을 도출하는 스텝과,
    도출한 포락선에 기초하여, 생체의 상태를 판정하는 스텝
    을 실행시키는 것을 특징으로 하는 상태 판정 프로그램.
  14. 검출한 진동에 기초하는 전기 신호를 취득한 컴퓨터에, 생체의 상태를 판정시키는 상태 판정 프로그램을 기록하고 있는 기록 매체로서,
    컴퓨터에,
    진동에 기초하는 전기 신호를 정류하는 스텝과,
    정류한 전기 신호로부터 포락선을 도출하는 스텝과,
    도출한 포락선에 기초하여, 생체의 상태를 판정하는 스텝
    을 실행시키는 상태 판정 프로그램을 기록하고 있는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
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