WO2018074576A1

WO2018074576A1 - 生体情報監視装置及びシステム

Info

Publication number: WO2018074576A1
Application number: PCT/JP2017/037950
Authority: WO
Inventors: 菊洋萬屋
Original assignee: Ｗｖｓ株式会社
Priority date: 2016-10-21
Filing date: 2017-10-20
Publication date: 2018-04-26
Also published as: JPWO2018074576A1

Abstract

室内に居る監視対象者（２０）の生体情報を監視する生体情報監視装置であり、監視対象者と非接触で生体情報を検出するバイタルセンサ、及び、バイタルセンサで検出した生体情報を送信する通信部を収容する筐体部を有する。筐体部は、室内に設けられる照明器具接続用のコネクタ（２）に接続可能なプラグ部（４）を備える。コネクタ（２）と照明器具（３）の間に、筐体部を簡便に取り付けることができ、容易に生体情報監視装置を設置することが可能となる。

Description

生体情報監視装置及びシステム

　本発明は、介護、医療、健康管理、高齢者見守りを行うための生体情報監視分野において、取り付け、情報取得を簡便に行うことが可能で、且つ、省力、省エネ機能を有し、利便性の高い生体情報監視装置、及びそのシステムに関するものである。

　従来より、介護、医療、健康管理、高齢者見守りのために、監視対象者の血圧、脈拍、呼吸、睡眠状態、体動などの各種の情報を、生体情報として集中管理し、介護担当者、家族等に異常状態を知らせことが行われている。監視対象者の日常の健康状態を監視するシステムの必要性は、高齢者の増加や健康管理のニーズの高まりからますます重要なものとなってきている。

　特に、夜間において、介護施設、病院、老人ホーム等における監視対象者（病人、高齢者、被介護者等）の異常状態を常時監視することは、介護担当者が減少するなかで難しい状況となっている。そこで、介護対象者の異常状態を常時自動で監視し、異常が検出された際に警報を発したり、生体情報を記録することで、種々の健康管理や介護、医療管理を効率的に行い、事故や異常事態の発生を防止することが行われている。

　このような健康管理、生活習慣管理、介護、医療管理のために、種々のバイタルセンサが開発されている。監視対象者にマーカーや小型発信器等の検出用機器を取り付けて体動や移動を監視する方法、感圧センサをベッドや寝具に取り付けて寝返り、体動、ベッドからの離床、着床を監視する方法、監視カメラを部屋に設置し対象者の移動を監視する方法、等が実用に供されている。

　しかし、高齢者や認知症患者等の監視対象者にマーカーや小型発信器等のセンサを取り付ける場合には、監視対象者が違和感や煩わしさを感じることが有る。このため、自らセンサを外したり、破壊することが有り、安定した生体情報の取得が難しいという問題がある。また、対象者の動きを感圧センサで検出する場合には、設置場所が限定されたり、感圧を検出する場所に応じて検出感度或いは検出する生体情報にばらつきが生じることがある。

　上記問題に対応するため、監視対象者に負担をかけない非接触型のバイタルセンサが開発されている。非接触型のバイタルセンサは、監視対象者から離れた場所で、該監視対象者の心拍、呼吸、体動等の各種の生体情報を取得することができる。非接触型のバイタルセンサは、マイクロ波を発信し、反射波の速度を感知するドップラーセンサによるものが実用化されており、監視対象者から数メートル離れた場所に設置して、この監視対象者の呼吸、心拍、体動を検出することができる。

　非接触型のバイタルセンサは、監視対象者の呼吸、心拍、体動等の生体情報を検出し、記録する。記録した生体情報は、生活状態、健康管理、栄養管理等の日常の生活管理に利用できる。また、平常状態と異なる異常状態を検出することに利用できる。このような非接触型のバイタルセンサを用いた高齢者の介護サポート管理システムとして、特許文献１に開示されたものが知られている。

　かかる特許文献１には、保護者や介護者が、サポートすべき高齢者の身体状況を容易に監視し、速やかにサポート措置をとることを目的とした高齢者介護サポート管理システムが開示されている。このシステムは、家屋内の高齢者の動きを検出する体動検出センサと、就寝箇所に配置され生体信号を検出する非接触型のバイタルセンサを備える。更に、高齢者の個人識別情報を予め保持し、体動信号、生体信号を収集して当該高齢者の個人識別情報に関連付けてサポート情報として出力するコンピュータ及びモバイル機器等の読取処理手段を有する。更に、サポート情報に基づいて高齢者の状況を示すデータを作成し、このデータを高齢者の保護者が所持するコンピュータ、携帯電話に送信するする管理サーバと、データの送受信を行う無線データ回線と、管理サーバとコンピュータや携帯電話との間の通信を行うインターネット回線網と、を含む構成とされている。

　上記のような非接触型のバイタルセンサは、その利用目的により種々の設置方法や使用方法が提案されている。例えば、病院、介護施設等では、患者や被介護者のベッドの下にバイタルセンサを設置して監視対象者の呼吸、心拍、体動を検出する。トイレや浴室では、測定条件が異なるため別途装置を配置する等の工夫がなされている。

　しかしながら、上述したバイタルセンサは、監視対象者の心拍、呼吸、体動を離れた場所から検出するので、監視対象者との間の距離に応じて調整する必要があり、設置場所を常に特定して監視対象者とバイタルセンサとの距離を常に一定に保つ必要がある。また、被介護者や患者の監視を目的とする場合には、最終的には人による目視で監視対象者の状況を判断すべきことが多い。更に、バイタルセンサを多くの場所に設置する必要があるなどの諸ニーズを考慮した場合に、現在の管理システムでは設置、初期設定、監視精度に多くの問題を包含している。

　上述した特許文献１においても、ベッドの下にバイタルセンサを設置し、天井側に体動検出装置を設置し、それらの出力をそれぞれ読取り処理装置へ送信して、処理を行う構成となっており、非接触型であってもその装置の設置は、配線や専門家の取り付け工事を必要とし、簡便なものとはいえない。

実用新案登録第３１９０９７７号公報

　本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、非接触式のバイタルセンサの設置工事、初期設定の煩雑さを解消し、監視精度の向上を図るため、非接触式のバイタルセンサの取り付けの簡便化を図り、短時間で特別な工事や技能を必要とせず、多くの場所に取り付けることが可能な生体情報監視装置及びシステムを提供することを目的とする。

　本発明に係る生体情報監視装置は、室内に居る監視対象者の生体情報を監視する生体情報監視装置であって、前記監視対象者と非接触で生体情報を検出するバイタルセンサ、及び、前記バイタルセンサで検出した生体情報を送信する通信部を収容する筐体部を有し、前記筐体部は、前記室内の照明器具接続用のコネクタに接続可能なプラグ部を備えたことを特徴とする。

　また、前記筐体部は、前記照明器具を接続するソケット部を更に備えたことを特徴とする。

　また、前記通信部は、前記生体情報に加え、前記室内に設けられた撮影部で撮影される前記監視対象者の画像を取得して送信することを特徴とする。

　また、前記筐体部は、前記バイタルセンサで検出される生体情報の異常を検出する異常信号検出部を更に有し、前記通信部は、前記異常信号検出部にて異常が検出されたときに限って、前記監視対象者の画像を送信することを特徴とする。

　また、前記筐体部は、照明器具の内部に設けられることを特徴とする。

　また、前記通信部は、前記生体情報に加え、前記照明器具に設けられた撮影部で撮影される前記監視対象者の画像を取得して送信することを特徴とする。
　また、前記バイタルセンサは、マイクロ波によるドップラー効果を利用して、前記生体情報を検出することを特徴とする。

　本発明に係る生体情報監視システムは、室内の天井部に設けられ該室内に居る監視対象者の生体情報を監視する生体情報監視装置と、前記生体情報監視装置との間で通信が可能な監視制御装置からなる生体情報監視システムであって、前記生体情報監視装置は、前記室内の照明器具接続用のコネクタに接続可能なプラグ部が設けられた筐体部を有し、前記筐体部は、前記監視対象者と非接触で生体情報を検出するバイタルセンサと、前記バイタルセンサで検出される生体情報の異常を検出する異常信号検出部と、前記生体情報及び異常信号検出部の検出データを送信し、且つ、前記監視制御装置より送信されるデータを受信する通信部と、を有し、前記監視制御装置は、前記生体情報監視装置との間で通信が可能であり、前記生体情報を記録する記録部、及び前記異常信号検出部での異常検出の閾値を設定する入力部、を有することを特徴とする。

　また、本発明に係る生体情報監視システムは、室内の天井部に設けられ、該室内に居る監視対象者の生体情報を監視する生体情報監視装置と、前記生体情報監視装置との間で通信が可能な受信装置からなる生体情報監視システムであって、前記生体情報監視装置は、前記室内の照明器具接続用のコネクタに接続可能なプラグ部が設けられた筐体部を有し、前記筐体部は、前記監視対象者と非接触で生体情報を検出するバイタルセンサと、前記バイタルセンサで検出される生体情報の異常を検出する異常信号検出部と、前記生体情報及び異常信号検出部の検出データを送信する通信部を有し、前記受信装置は、前記生体情報監視装置より送信された生体情報、及び異常信号検出部の検出データを表示する表示部を有することを特徴とする。

　本発明の生体情報監視装置によれば、照明器具接続用のコネクタを備えている室内であれば、このコネクタを用いることにより、簡単な操作で生体情報監視装置の筐体部を取り付けることができる。このため、専門的知識を有しない人でも容易に取り付け可能となる。更に、照明器具接続用のコネクタを用いることにより、電源用の配線を容易に接続することができるので、電源用の配線を接続する作業を軽減することができる。また、筐体部の取り外しも簡単に行うことができる。このため、筐体部の取り付け、取り外しを適宜行うことにより、監視が必要な室内に、生体情報監視装置を容易に設置することが可能になる。

　また、筐体部に照明器具接続用のソケット部を備えるので、照明器具を容易に筐体部に接続することができる。従って、既存の照明器具に何ら加工を加えることなく、従来の照明器具をそのまま用いることができる。

　更に、通信部は、撮影部で撮影した監視対象者の画像を取得して送信するので、監視対象者の生体情報のみならず、画像情報を送信することができる。従って、生体情報では確認できない事象を画像を見ることにより目視で確認できるようになり、より高い精度で監視対象者を監視することができる。

　また、異常信号検出部にてバイタルセンサで検出される生体情報に異常が検出されたときに限って画像情報を送信することにより、撮影部を常時作動させることを回避することができ、電力の削減、及び送信データの削減を図ることができる。更に、異常が検出されない平常時には、監視対象者の画像は送信されないので、監視対象者のプライバシーを保護することができる。

　また、生体情報監視装置を照明器具の内部に設けることにより、照明器具の取り付けと同時に生体情報監視装置も取り付けることが可能となり、簡便に生体情報監視装置の取り付けができる。更に、照明器具の内部に撮影部が設けられることにより、撮影部を設置する工事が不要になり、簡単な操作で生体情報監視装置を含む照明器具を設置することが可能となる。また、照明器具内に撮影部が設けられるので、監視対象者にとって監視されているという違和感や警戒感を和らげることができる。

　本発明の生体情報監視システムによれば、取り付け、取り外しが容易であり、且つ、複数のバイタルセンサで検出された生体情報を、監視制御装置にて一括して管理することが可能となる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る生体情報監視装置を室内の天井に設置した様子を示す説明図である。図２は、生体情報監視装置と照明器具の接続状態を示す説明図である。図３は、プラグインライティングコネクタのソケット部と、そのソケット部に嵌合するプラグ部を模式的に示す説明図である。図４は、第１実施形態に係る生体情報監視装置の詳細な構成を示すブロック図である。図５は、集中管理室に設置する監視制御装置の構成を示すブロック図である。図６Ａは、バイタルセンサによリ取得した監視対象者の一般的な呼吸時の胸腔の変動を示す波形図である。図６Ｂは、バイタルセンサにより取得した監視対象者の一般的な心拍波形図である。図７は、第２実施形態に係る生体情報監視装置、及びその周辺機器の構成を示す説明図である。図８は、第３実施形態に係り、生体情報監視装置内に、複数のバイタルセンサを設けた構成を示す説明図である。

　本発明は、装置の設置や配線工事等の、専門的知識や技能を必要とせず、簡便且つ短時間で設置することが可能な非接触式のバイタルセンサを用いた生体情報監視装置を提供するものである。心拍、呼吸、睡眠、体動等の生体情報を日常的に取得することは、被介護者や高齢者、入院患者等に限らず、健常者の健康管理においても必要である。従って、健常者においても種々の方法で生体情報管理が行われている。

　本発明では、生体情報監視装置の専門的な知識がない人でも、照明器具が設置可能な室内であればどこでも、利用目的に合わせて簡便に取り付け、取り外しができることを目的としている。このため、生体情報処理装置を、室内の天井に配置されたプラグインライティングコネクタに接続可能な筐体の内部に設ける。なお、プラグインライティングコネクタは、日本国内では「天井シーリングローゼット」ということもある。

　上記の筐体内部に、非接触で心拍及び呼吸を検出するバイタルセンサ部、該バイタルセンサ部の出力信号により監視対象者の生体情報を処理する信号処理部、及び通信部を配置する。こうすることにより、非接触で監視対象者の生体情報を取得し、且つ記憶保存することができる。

　非侵襲、非接触で収集可能な監視対象者の生体情報として、呼吸、血圧、心拍、血糖値、血流、脈波、いびき、体動、体温等が挙げられる。どのデータを生体情報として取得するかは、利用目的により異なる。例えば、病院の患者や介護施設の入居者の場合には、ベッドや部屋内、トイレ、風呂場等での呼吸、心拍、体動（倒れているか否か）等が重要監視事項となる。また、健常者の日常的な健康管理や労務管理においては、睡眠状態を監視するために、呼吸、心拍、体動（寝返り）、体温等の生体情報を測定することが必要になる。

　非侵襲、且つ非接触型のバイタルセンサとして、マイクロ波によるドップラーセンサが広く利用されている。ドップラーセンサは、一例として電波利用基準に基づきＸバンドまたはＫバンドと称される１０．５［ＧＨｚ］、或いは２４［ＧＨｚ］の、小電力で移動体検出センサ用バンドのマイクロ波で２種類の９０度位相の異なる信号を発信し、反射波との比較により監視対象者の呼吸や心拍の変化を検出するものである。

　このマイクロ波はほとんどの国で法律的には最大出力が数十［ｍＷ］と制限されており、また、マイクロ波の性質から測定範囲が極めて限定されている。従って、この生体情報監視装置は、非接触型といっても監視対象者の近傍で固定して監視対象者の動きを監視することとなる。

　バイタルセンサは、より監視対象者に近い位置に設置する方が、良好な感度での生体情報を得ることができる。従って、ベッドの下方に配置することが考えられる。しかし、この場合には、監視対象者の移動やベッドの振動の影響を受けないように配慮する必要がある。更に、監視対象者の身体の動きによりバイタルセンサが損傷や移動しないようにバイタルセンサを収容する筐体の強度を高めて固定する必要がある。本実施形態で示す天井に固定する形式の生体情報監視装置では、監視対象者から３～５ｍ程度の範囲内に設置するという条件のみを満足すれば、筐体の強度を高める等の必要がなく、安定的に固定して使用することができる。

　日本国内で使用される天井シーリングローゼットは、ＪＩＳＣ８３１０においてシーリングローゼットとして規格化されているほか、欧州では、ＬＳＣ（Ｌｕｍｉｎａｉｒｅ　Ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ　Ｃｏｕｐｌｅｒ）ＢＳ７００１などで標準化が図られている。また、配線器具の業界団体である日本配線システム工業会が工業会規格ＪＷＤＳ００１５（引っ掛けシーリングローゼット）として規格標準化されている。家庭用、工業用の引っ掛けシーリングローゼットとして、照明器具への電力供給するための電源ソケットおよびこれに接続するプラグとして制定され、照明器具の重量を支える支持器具としての役割も兼ねている。また、電気用品安全法では、特定電気用品＜ＰＳ＞Ｅマーク適用対象に定められている。このため、天井シーリングローゼットは広く家庭用照明器具の取り付け具として普及しており、多くの家庭で利用されている。

　本発明では、これらの技術的条件や使用条件を考慮して、プラグインライティングコネクタを利用することにより、専門的知識や配線工事の技能を必要とすることなく、簡便且つ短時間で取り付け、取り外しが可能な生体情報監視装置を実現し、提供するものである。

　以下、本発明に係る生体情報監視装置を図面を参照して説明する。
　［第１実施形態の説明］
　図１は、本発明の第１実施形態に係る生体情報監視装置１を室内の天井５１（天井部）に設置した様子を示す説明図、図２は、生体情報監視装置１と照明器具３の接続状態を示す説明図である。図１に示すように、第１実施形態に係る生体情報監視装置１は、天井５１に設けられたプラグインライティングコネクタ２（以下、「コネクタ２」と略す）と照明器具３の間に設置されている。生体情報監視装置１は、全体が筐体構造をなす筐体部とされている。

　また、天井５１の、照明器具３と重複しない位置（天井５１の法線方向で照明器具３と重複しない位置）には、カメラ装置９（撮影部）が設けられている。該カメラ装置９は、室内に居る監視対象者（例えば、ベッドで寝ている高齢者）を撮影し、撮影した画像データを生体情報監視装置１に送信する。

　図２に示すように、生体情報監視装置１の上部（天井側）には、コネクタ２に連結可能な２つのプラグ部４が設けられている。各プラグ部４は、天井５１に取り付けられたコネクタ２のソケット部（ソケット穴）５に嵌合する。各プラグ部４は、家庭用のＡＣ電源（例えば、ＡＣ１００Ｖ）に接続される。従って、生体情報監視装置１に駆動用の電力が供給される。

　また、生体情報監視装置１の下部（天井５１の反対側）にはソケット部５’が設けられ、照明器具３に設けられているプラグ部４’と嵌合する。従って、簡単な操作で生体情報監視装置１に照明器具３を取り付けることができる。生体情報監視装置１のプラグ部４は、照明器具３のプラグ部４’と電気的に接続されており、照明器具３に電力が供給される。

　生体情報監視装置１は、監視対象者の呼吸、心拍、等の生体情報を検出するバイタルセンサを搭載したバイタルセンサ基板６を備えている。更に、バイタルセンサで検出した生体情報を処理し、監視対象者に異常が発生しているか否かを判定する異常信号検出部１６（図４参照）と、該異常信号検出部１６で得られた検出データを介護者、監視者、関係者または集中管理室や監視室の監視制御装置へ送信する通信部１４（図４参照）と、を含む情報処理基板７を備えている。更に、生体情報監視装置１内の各機器に電力を供給する電源基板８を備えている。

　生体情報監視装置１の構成は、上記の構成に加え、カメラ信号処理部や上記のバイタルセンサ以外の感知用センサ処理部を組み込むことも可能である。また、最小限必要となるバイタルセンサ部、通信部、電源部のみを生体情報監視装置１に配置し、それ以外の信号処理部や異常信号検出部等は省略し、集中管理部や別の場所で処理する構成とすることも可能である。

　図３は一般的なコネクタ２のソケット部５と、そのソケット部５に嵌合するプラグ部４を模式的に示す説明図である。このコネクタ２は、前述の通り日本においてはＪＩＳ規格や工業会規格として標準化されており、また諸外国においても照明器具の取り付け器具として同様なものが標準化されている。いずれの照明器具においても、プラグ部４をソケット部５の幅の広い部分５ａに挿入し、その後、わずかに回転させるだけで、プラグ部４をソケット部５に連結することができる。このため、生体情報監視装置１の取り付け、取り外しを簡便に行うことが可能である。

　利用者は、監視対象者の近傍にあるコネクタ２から照明器具３を取り外し、コネクタ２用のプラグ部４を備えた本発明の生体情報監視装置１を、コネクタ２のソケット部５に取り付ける。更に、その下に照明器具３を取り付ける。こうすることにより、生体情報監視装置１は監視対象者の近傍の天井に固定され、監視対象者の生体情報を生体情報監視装置１内の通信部１４を介して介護者や、監視者または集中管理室の監視制御装置へ送信することができる。

　図４は、第１実施形態に係る生体情報監視装置１の詳細な構成を示すブロック図である。図４に示すように、生体情報監視装置１は、バイタルセンサ基板６と、情報処理基板７と、電源基板８と、を備えている。更に、カメラ装置９に接続されている。

　カメラ装置９は、図１に示したように、天井５１の照明器具３と重複しない位置に設置されている。カメラ装置９は、監視対象者２０を撮影する監視カメラ１８と、該監視カメラ１８の作動を制御する監視カメラ部１７を備えている。

　バイタルセンサ基板６は、バイタルセンサ部１１を有している。情報処理基板７は、ＡＩ学習部１３と、信号処理部１２と、異常信号検出部１６と、カメラ信号処理部１９と、通信部１４を備えている。

　バイタルセンサ部１１は、監視対象者の呼吸、心拍等の生体情報を非接触で検出するバイタルセンサを備えている。このバイタルセンサは、監視する対象や利用目的に応じて、呼吸、心拍、体温、体動等の生体情報を検出する。呼吸、心拍の検出方法としては、マイクロ波ドップラー効果を利用した市販のドップラーセンサを用いることができる。また、体温は赤外線を利用したサーモグラフ等のセンサを用いることができる。

　バイタルセンサ部１１のドップラーセンサにより検出された生体情報は、信号処理部１２へ出力される。検出された監視対象者の生体情報は、種々のノイズ情報を含んでおり、これらの取得した生体情報から、呼吸、心拍の情報のみを取り出す必要がある。人間の呼吸及び心拍は、定期的リズム間隔で変動するため、その間隔となる周波数以外の成分は基本的にノイズと見なすことができる。従って、信号処理部１２では、検出した波形から不要な周波数成分を除去し、呼吸及び心拍の周波数成分を取り出す帯域通過フィルタにより呼吸及び心拍の生体情報を取り出す。

　また、ベッド上での監視対象者の寝返り、着床を検出するために、前述したマイクロ波を用いたドップラーセンサにより検出される信号を用いる。寝返りや着床は、身体が大きく動作するので、呼吸、心拍を示す周波数とは異なる特徴を有する周波数帯域の信号を用いる。或いは、マイクロ波の反射信号の有無に基づいて、寝返り、着床を検出する。

　それぞれの監視対象者より取得した生体情報は、取得した生体情報と監視対象者とを対応付ける必要がある。一人の監視対象者のみが利用する個室等であれば、特別に本人の認証は必要ない。しかし、複数の監視対象者が出入りする場所においては、本人の認証を行うことが望ましい。

　監視対象者の多くは、高齢者、病人、被介護人であり、監視場所は殆どの場合において、各々のベッド近傍である。また、健常者が生活習慣の改善、睡眠の監視を目的としてベッド近傍、或いは寝室内での監視を行うこともある。

　本人を認証する例として、ベッド着床時または寝室入室時に、生体情報監視装置１に、本人がＰＩＮコード、パスワード、ＩＤ等の情報を赤外線リモコンで入力することにより、本人の認証を行うことができる。或いは、生体情報監視装置１に監視対象者の顔の画像を予め登録しておき、初期設定時に、カメラ装置９で撮影した画像に基づいて本人の認証を行うことも可能である。その他、種々の方法を用いることができる。

　また、上述した顔認証等の本人認証を行わなくても、各監視対象者毎の特有の呼吸、心拍の生体情報を予め学習して記憶し、監視時に検出した呼吸、心拍の生体情報が、記録している生体情報と大きく相違するか、或いは定常的に相違する場合には、想定している監視対象者とは異なる人であるものと判断する。そして、アラート信号を発することにより、監視者に報知するようにしてもよい。

　また、信号処理部１２は、監視対象者の異常を判断する異常判断機能を有している。平常時の呼吸、心拍のパターンから、所定の数値以上または所定の数値以下に外れた場合に、異常事態が発生したものと判断する。また、心拍、呼吸信号が所定時間以上検出されない場合（退室時、空室時を含む）においても、異常事態が発生したものと判断する。これら一連の処理は信号処理部１２が有する異常判断機能のアルゴリズムにより行われる。また、これらの異常を判断する条件の設定は、監視対象者や利用目的により異なるので、装置の導入後に継続的にアルゴリズムを変更し、より詳細な設定を行うことが好ましい。

　バイタルセンサにより取得された呼吸、心拍、体動等の各生体情報や、異常事態を示すアラート信号は、生体情報監視装置１の通信部１４へ出力される。

　通信部１４は、通信モジュールの無線通信回線を用いて、介護者、監視者、その他の関係者が所有する携帯電話やスマートフォン等の受信装置３０へ、異常事態を示すアラート信号を送信する。或いは、電話回線やネットワーク回線１５等の回線を経由して、集中管理室やその他の記録部へ異常事態を示す信号を送信する。更に、ネットワーク回線１５を経由して、受信装置３０へ異常事態を示すアラート信号を送出する。

　いずれの場合においても、異常状態を知らせるアラート信号に加えて、以下に述べるようにカメラ装置９により撮影された画像信号を送信してもよい。通信部１４は、公衆無線電話回線で用いられている各種方式、ＷｉＦｉ、ブルートゥース（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ、赤外線通信、可視光通信等の、少なくとも一つの方式を用いる。監視対象者の部屋に無線ルータが設置してある場合は、この無線ルータを経由してローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）により各種のデータを送信することも可能である。

　バイタルセンサで検出される生体情報は、通信部１４を経由して常に集中管理室に設けられる監視制御装置（後述する図５参照）、及び記録部（図示省略）へ送信される。信号処理部１２にて監視対象者の異常事態が検出されると、異常信号検出部１６より警告（アラート）信号（検出データ）が出力され、通信部１４により上述した介護者、監視者、関係者が所持する携帯電話やスマートフォン等の受信装置３０へアラート信号が送信される。更に、カメラ装置９を作動し、監視カメラ１８により監視対象者を撮影する。撮影した画像データは、カメラ信号処理部１９にて送信用のデータに変換され、通信部１４より送信される。

　介護者、監視者、関係者は、このアラート信号を受信することにより、監視対象者の異常事態を認識する。また、監視カメラ１８で撮影された画像を、携帯電話、スマートフォン等の受信装置３０、或いはモニタで見ることにより、異常事態の詳細な状態を確認することができる。更に、適切な医療処置を行うことができる。カメラ信号処理部１９は、生体情報監視装置１と一体でも、別体として設けることも可能である。

　このように、生体情報監視装置１により監視対象者の異常事態を検出したときにのみ、カメラ装置９を作動させて監視対象者を撮影する。即ち、監視対象者のプライバシー配慮の観点から、監視対象者が平常状態で、日常生活を行っているときにはカメラ装置９による撮影は行わない。異常状態が検出されたときにのみ、監視対象者を撮影し、撮影した画像を送信することにより、監視対象者のプライバシーを極力保護する。

　更に、監視対象者の生体情報に異常事態が発生していないときには画像データを送信しないので、送信信号の情報量を削減できる。また、監視カメラ１８、カメラ信号処理部１９の使用頻度、及び消費電力を低減できる。また、介護者、管理者は、平常状態では監視対象者を監視する必要がなく、アラート信号が検出されたときにのみ監視すれば良い。従って、特に夜間等に常時監視を行う必要がないため、大幅な省力化、省人化が可能となる。

　本実施形態に係る生体情報監視装置１では、アラート信号を、介護者や監視者が所持する携帯電話、スマートフォン等の受信装置３０に送信する例について説明した。これに限らず、生体情報監視装置１で検出した生体情報を集中管理室にて管理するシステムとすることもできる。集中管理するシステムとすることにより、複数の生体情報監視装置より送信される生体情報を一括して管理することができる。

　図５は、集中管理室に設置する監視制御装置２１の構成を示すブロック図である。生体情報監視装置１は、複数の部屋またはベッド毎に設置されており、各生体情報監視装置１で検出された生体情報、アラート情報、画像情報はネットワーク回線１５を経由して監視制御装置２１に送信される。監視制御装置２１では、各監視対象者の年齢、健康状態、利用目的に応じて異常事態を検出する際の条件を設定する。

　各生体情報監視装置１から監視制御装置２１に、前述した各種の通信方式により、生体情報が送信される。図５ではＷｉＦｉ等の無線通信を利用した例を示している。ネットワーク回線１５を介して送信された生体情報は、通信部２２で受信され、その後、集中管理サーバ２３へ出力される。集中管理サーバ２３には、通信部２２、記録部２４、表示部２５が無線または有線により接続されている。更に、各種のデータの入力、出力、及び操作者の操作を行う操作・入出力部２６が接続されている。操作・入出力部２６は、異常信号検出部１６での異常検出の閾値を設定する入力部としての機能を備えている。

　通信部２２においては生体情報監視装置１からの情報信号を受信し、集中管理サーバ２３へ生体情報を出力する。監視対象者の異常事態が検出され、生体情報監視装置１よりアラート信号が送信された場合には、通信部２２において予め登録されている介護者、監視者、関係者へ異常事態の発生を通知する。通知する情報として、アラート信号と同時にカメラ装置９で撮影した画像を送信することもできる。通知信号は監視者の携帯電話やパソコン端末へ送信される。監視者は、監視対象者の異常事態がいかなる状態であるかを画像により目視観察でき、適切な対応措置を採ることが可能となる。

　また、表示部２５のモニタには、アラート情報、及びカメラ装置９で撮影した監視対象者の画像を表示する。アラート情報として、例えば、マイクロ波による心拍、呼吸、体動等の変化、またはそれらから判断される呼吸停止、心拍の上昇・下降、等の情報を表示する。更に、カメラ装置９で撮影された画像により、監視対象者が単に離床、着床、退室による異常なのか、あるいは病気、体調不良によるものかを目視により判断可能となる。

　監視制御装置２１は、記録部２４を備えており、すべての部屋（監視対象者）の生体情報が平常時、異常時も含め記録部２４にてすべて記録される。また、これらの生体情報の記録データを用いて監視対象者の生活パターンを分析し、記録することが可能となる。この生体情報の記録分析は、初期設定や監視対象者の利用目的に応じた監視条件（パラメータ）の設定に利用することができる。

　本発明による生体情報監視装置１、及びシステムの利用目的としては、病院や介護施設に於ける重篤患者、認知症患者、痴呆症患者、介護対象者、妊婦及び胎児、睡眠障害者等の状態監視を挙げることができる。このほか、健常者において、生活習慣の認識、食生活改善、健康管理、更に、アスリートのパフォーマンス向上等が挙げられ、これらの目的に添って適切な監視条件（パラメータ）の設定を行う。この条件設定操作は、図５に示す操作・入出力部２６において行われる。

　上記のパラメータ設定では、各監視対象者の一般的な情報である年齢、性別（男・女）、体重に基づき、心拍数、呼吸数のスレッシュホールド等のデフォルト値がパターンとして記憶されている。このデフォルト値に対し、利用目的別の条件設定、上記監視対象者の状態監視目的の重要度監視レベル（重篤度、認知・痴呆度など）、特定条件（睡眠時間特性、併発病の有無、異常行動の有無、無呼吸・過呼吸症の有無等）を数値化して、異常事態と判定する際のスレッシュホールドを設定し、このスレッシュホールドに基づいてプログラムを決定する。

　図６Ａは、マイクロ波を用いたバイタルセンサによリ取得した監視対象者の一般的な呼吸時の胸腔の変動を示す波形図、図６Ｂは心拍波形図である。実際の測定では、多くのノイズ波が重畳されたり、常に波形が変動しているため、図６Ａ、図６Ｂでは理想的なイメージ図として示している。

　マイクロ波を用いたバイタルセンサを用いて、監視対象者の胸腔の拡大と縮小を検出し、拡大と縮小の回数に基づいて一分間の呼吸数を測定する。平常状態での呼吸数の正常範囲は、年齢により異なる。大凡成人で１２～１８回／分、３歳児で２０～３０回／分、新生児で３０～６０回／分、６５歳以上で１２～２８回／分である。上記のデータに基づき、監視対象者の異常呼吸を検出できる。例えば、成人の場合では、呼吸数２４回／分以上を「頻呼吸」、１２回／分以下を「徐呼吸」、徐々に呼吸数が増加する場合を「過呼吸」、徐々に呼吸数が減少する場合を「減弱呼吸」、一時的に１０秒以上呼吸停止する場合を「無呼吸」として症状を検出することができる。これらのスレッシュホールド値は一般的に医学界で利用されている経験値でもありデフォルト値として設定する。　

　また、図６Ｂに示す心拍波形では、一分間の心臓の収縮をマイクロ波センサにより検出している。心電図のようにＰ波、Ｒ波、Ｔ波、Ｕ波を検出するのではなく、波形のピーク点がＲ波に相当するため、ピーク点を測定することで心拍を検出することができる。

　以上のように、呼吸、心拍等の生体情報を、各監視対象者の種々の利用目的に適合した個々の監視条件（パラメータ）を、監視制御装置２１の操作・入出力部２６にて設定し、通信部２２を経由して各生体情報監視装置１へ送信する。

　集中管理室の監視制御装置２１に設けられる記録部２４及び表示部２５は集中管理サーバ２３に接続されている。集中管理サーバ２３は操作・入出力部２６に接続されている。集中管理サーバ２３により、各監視対象者の生体情報を利用目的に応じて更に加工、分析し、操作・入出力部２６から詳細なデータを取り出すこともできる。

　例えば、監視対象者が重篤患者の場合には、カメラ装置９の監視カメラ１８で監視対象者を撮影し、且つ赤外線サーモカメラ（図示省略）等を用いて監視対象者の体温を測定する。更に、監視対象者の心拍や呼吸の変化と連動して、撮影の回数、温度測定の回数を変化させる。

　また、監視対象者が認知症の場合には、離床や退室、火気の使用、転倒等を主たる監視項目として設定する。具体的には、監視対象者が離床したときの行動を監視できるように、離床時にはカメラ監視に切り替える等の設定を行う。更に、監視対象者の生活習慣を監視する場合には、監視対象者の運動後や入浴後の呼吸、心拍の変化、及び睡眠状態の変化等を測定して記録する。測定結果は監視対象者の生活改善に利用することができる。

　つまり、操作・入出力部２６により、各監視対象者の健康状態や監視目的に応じて、監視対象の項目や監視の頻度を設定する。更に、操作者の手動操作によるカメラ装置９の切り替え、監視カメラ１８から赤外線サーモカメラへの切り替え、監視対象者の症状（重篤患者、認知症等）の設定、監視の回数、異常事態を判定するスレッシュホールドを設定する。そして、個々の監視対象者毎に監視プログラムを設定する。

　［第２実施形態の説明］
　次に、本発明の第２実施形態について説明する。図７は、第２実施形態に係る生体情報監視装置、及びその周辺機器の構成を示す説明図である。第２実施形態では、照明器具３の内部に生体情報監視装置１を設置する。

　照明器具３は、プラグ部４を有しており、該プラグ部４を天井５１に設けられたコネクタ２のソケット部５に嵌合して天井５１に固定される。また、プラグ部４を介して生体情報監視装置１、及び照明器具３の電力が供給される。

　照明器具３の下面の中央部には、カメラ・レンズ部７０が配置されている。カメラ・レンズ部７０は、レンズ及びＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子を備え、該カメラ・レンズ部７０を用いて室内の監視対象者を撮影する。また、映像信号処理部７２を有しており、カメラ・レンズ部７０で撮影した画像を送信用の画像信号に変換する。映像信号処理部７２で生成された画像に基づいて、監視対象者の状態を確認する。正確なリニアリティや高解像度が不要である場合には、カメラ・レンズ部７０として、無焦点の広角レンズや３６０度監視用のレンズを用いることもできる。レンズで取得した映像は、撮像素子により電気信号として映像信号処理部７２に供給される。なお、光ファイバやプリズム等を用いて光学的な映像信号として映像信号処理部７２に供給することも可能である。

　カメラ・レンズ部７０は、レンズ支持体７１にて連結されて生体情報監視装置１と一体化し、照明器具３の中央に設けた開口部によりレンズが照明器具３の下方を向くように配置される。生体情報監視装置１に設けられる映像信号処理部７２で生成された画像信号は、情報処理基板７に設けられる通信部１４（図４参照）より、受信装置３０（図４参照）へ送信される。

　また、カメラ・レンズ部７０は、温度を検出する赤外線サーモカメラに切り替えて使用することが可能である。また、監視対象の映像を撮影するカメラと、温度を測定する赤外線サーモカメラとを併用して使用することもできる。

　監視対象者の体温を測定するために赤外線サーモカメラを設置する場合には、赤外線撮像ＣＣＤを用いるか、可視光および赤外帯域兼用のＣＣＤを用いる。このように、生体情報監視装置１を照明器具３内に設け、且つ、カメラ・レンズ部７０を照明器具３と一体化することにより、より一層設置を簡便に行うことができる生体情報監視装置１を提供することができる。

［第３実施形態の説明］
　次に、第３実施形態について説明する。第３実施形態では、図２に示した生体情報監視装置１の内部に、複数のバイタルセンサを設ける点で、前述した第１実施形態と相違する。図８は、第３実施形態に係り、生体情報監視装置１内に、複数（図では２個）のバイタルセンサ１１Ａ、１１Ｂを設けた構成を示している。

　複数のバイタルセンサ１１Ａ、１１Ｂを設置し、これらを切り替えたり、組み合わせたりすることにより、異なる種類の生体情報を同時に取得することや、より詳細な生体情報を取得することが可能となる。このため、より詳細な生体情報を得ることができる。バイタルセンサ１１Ａ、１１Ｂは、異なる種類のセンサであっても、同一のセンサであってもよい。

　例えば、一方のバイタルセンサ１１Ａをマイクロ波センサとし、他方のバイタルセンサ１１Ｂをサーモセンサとする。マイクロ波センサにより監視対象者の心拍、呼吸を検出し、監視対象者に異常が検出された場合に、サーモセンサを作動させることにより、監視対象者の体温を測定する。その結果、より詳細な生体情報を監視することができる。また、同じバイタルセンサを複数用いる場合（例えば、バイタルセンサ１１Ａ、１１Ｂを共にマイクロ波センサとする場合）は、それぞれのバイタルセンサを一定の距離Ｌだけ離間して設置することにより、同一の監視対象者を複数のバイタルセンサを用いて監視することができる。このため、監視対象者の寝返りや、体動の方向を高精度に検出することが可能になる。また、同一の部屋に複数の生体情報監視装置を設置しても、同様の効果を得ることができる。

　各バイタルセンサ１１Ａ、１１Ｂにより検出された生体情報は、図２に示した信号処理部１２へ出力される。該信号処理部１２は、２つのバイタルセンサ１１Ａ、１１Ｂで検出された生体情報の差分を検出し、フィルタリングにより監視対象者の移動方向、体動変化の回数等の詳細データを取り出す。その後の信号処理は、前述した第１実施形態と同様である。このように、複数のバイタルセンサを用いることにより、生体情報をより高精度に検出することが可能になる。

　更に、生体情報監視装置で、最も重要な監視項目は、監視対象者の生死に関わる情報である。室内での生死に関わる生体情報は、監視対象者の転倒、呼吸停止、心肺停止である。これらの生体情報の検出精度を高めるために、生体情報監視装置を、監視対象者の居室内に限らず、転倒の可能性が高いトイレや浴室に設置し、複数のバイタルセンサを用いて監視対象者を監視することが望ましい。本発明に係る生体情報監視装置では、居室と距離的に離れたトイレや浴室においても天井に設けられるコネクタ２、或いは照明器具３に簡便に取り付けることができる。

　本発明に係る生体情報監視装置および生体情報監視システムでは、生体情報監視装置１を照明器具の取り付け用として天井５１に設けられるコネクタ２に取り付けるという簡単な作業で設置することができる。従って、特別な技能や、工事を必要とすることなく、コネクタ２が設置されている室内であればどこでも、簡便に設置することが可能となる。このため、病人、介護対象者の異常検出、或いは健常者の健康管理を容易に行うことが可能となる。

　以上、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

　１　生体情報監視装置
　２　プラグインライティングコネクタ（コネクタ）
　３　照明器具
　４　プラグ部
　５　ソケット部
　６　バイタルセンサ基板
　７　情報処理基板
　８　電源基板
　９　カメラ装置
　１１　バイタルセンサ部
　１１Ａ　バイタルセンサ
　１１Ｂ　バイタルセンサ
　１２　信号処理部
　１３　ＡＩ学習部
　１４　通信部
　１５　ネットワーク回線
　１６　異常信号検出部
　１７　監視カメラ部
　１８　監視カメラ
　１９　カメラ信号処理部
　２０　監視対象者
　２１　監視制御装置
　２２　通信部
　２３　集中管理サーバ
　２４　記録部
　２５　表示部
　２６　操作・入出力部
　３０　受信装置
　５１　天井
　７０　カメラ・レンズ部
　７１　レンズ支持体
　７２　映像信号処理部

Claims

　室内に居る監視対象者の生体情報を監視する生体情報監視装置であって、
　前記監視対象者と非接触で生体情報を検出するバイタルセンサ、及び、前記バイタルセンサで検出した生体情報を送信する通信部を収容する筐体部を有し、
　前記筐体部は、前記室内の天井に設けられる照明器具接続用のコネクタに接続可能なプラグ部を備えたこと
　を特徴とする生体情報監視装置。
　請求項１に記載の生体情報監視装置において、
　前記筐体部は、前記照明器具を接続するソケット部を更に備えたこと
　を特徴とする生体情報監視装置。
　請求項１または２に記載の生体情報監視装置において、
　前記通信部は、前記生体情報に加え、前記室内に設けられた撮影部で撮影される前記監視対象者の画像を取得して送信すること
　を特徴とする生体情報監視装置。
　請求項３に記載の生体情報監視装置において、
　前記筐体部は、前記バイタルセンサで検出される生体情報の異常を検出する異常信号検出部を更に有し、
　前記通信部は、前記異常信号検出部にて異常が検出されたときに限って、前記監視対象者の画像を送信すること
　を特徴とする生体情報監視装置。
　請求項１に記載の生体情報監視装置において、
　前記筐体部は、照明器具の内部に設けられること
　を特徴とする生体情報監視装置。
　請求項５に記載の生体情報監視装置において、
　前記通信部は、前記生体情報に加え、前記照明器具に設けられた撮影部で撮影される前記監視対象者の画像を取得して送信すること
　を特徴とする生体情報監視装置。
　前記請求項１～６のいずれか１項に記載の生体情報監視装置において、
　前記バイタルセンサは、マイクロ波によるドップラー効果を利用して、前記生体情報を検出すること
　を特徴とする生体情報監視装置。
　室内の天井部に設けられ該室内に居る監視対象者の生体情報を監視する生体情報監視装置と、前記生体情報監視装置との間で通信が可能な監視制御装置からなる生体情報監視システムであって、
　前記生体情報監視装置は、前記室内の照明器具接続用のコネクタに接続可能なプラグ部が設けられた筐体部を有し、
　前記筐体部は、前記監視対象者と非接触で生体情報を検出するバイタルセンサと、前記バイタルセンサで検出される生体情報の異常を検出する異常信号検出部と、前記生体情報及び異常信号検出部の検出データを送信し、且つ、前記監視制御装置より送信されるデータを受信する通信部と、を有し、
　前記監視制御装置は、前記生体情報監視装置との間で通信が可能であり、前記生体情報を記録する記録部、及び前記異常信号検出部での異常検出の閾値を設定する入力部、を有すること
　を特徴とする生体情報監視システム。
　室内の天井部に設けられ、該室内に居る監視対象者の生体情報を監視する生体情報監視装置と、前記生体情報監視装置との間で通信が可能な受信装置からなる生体情報監視システムであって、
　前記生体情報監視装置は、前記室内の照明器具接続用のコネクタに接続可能なプラグ部が設けられた筐体部を有し、
　前記筐体部は、前記監視対象者と非接触で生体情報を検出するバイタルセンサと、前記バイタルセンサで検出される生体情報の異常を検出する異常信号検出部と、前記生体情報及び異常信号検出部の検出データを送信する通信部を有し、
　前記受信装置は、前記生体情報監視装置より送信された生体情報、及び異常信号検出部の検出データを表示する表示部を有すること
　を特徴とする生体情報監視システム。