JP6852733B2 - 生体監視装置及び生体監視方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、看護を必要とする者や介護を必要とする者（以下、要看護者等）の生体を監視する技術に関する。

我が国（日本）は、戦後の高度経済成長に伴う生活水準の向上、衛生環境の改善及び医療水準の向上等によって、高齢化社会、より詳しくは、総人口に対する６５歳以上の人口の割合である高齢化率が２１％を超える超高齢化社会になっている。また、２００５年では、総人口約１億２７６５万人に対し６５歳以上の高齢者人口は、約２５５６万人であったのに対し、２０２０年では、総人口約１億２４１１万人に対し高齢者人口は、約３４５６万人となる予測もある。このような高齢化社会では、高齢化社会ではない通常の社会よりも、病気や怪我や高齢等による要看護者等の数の増加が見込まれる。

このような要看護者等は、病院や、老人福祉施設（日本の法令では老人短期入所施設、養護老人ホーム及び特別養護老人ホーム等）等の施設に入所し、その看護や介護を受ける。このような病院や老人福祉施設等の施設では、要看護者等が快適で安心して過ごせるように、例えば、看護師や介護士のような要看護者等の看護や介護をする者（以下、看護師等）は、定期的に巡視することによってその安否を確認している。しかしながら、日勤の時間帯に較べ、準夜勤や夜勤の時間帯では、看護師等の人数が減るため、一人当たりの業務負荷が増大するので、業務負荷の軽減が要請される。このため、近年では、要看護者等を、被監視者として監視（モニタ）する被監視者監視装置が研究、開発されている。

被監視者監視装置の一つとして、被監視者の生体監視装置がある。この装置は、被監視者の生体信号を測定し、これに基づいて、被監視者の生体情報（例えば、呼吸数、心拍数、体動数）を算出し、生体情報に基づいて、例えば、被監視者の安否、被監視者が寝ている姿勢（仰向き、横向き、うつ伏せ）、被監視者の睡眠時間を監視する。

生体監視装置として、マイクロ波ドップラセンサを用いる方式がある。例えば、特許文献１は、被監視者にマイクロ波を照射し、そのドップラシフトした反射波から、被監視者の体動と呼吸とを検出し、所定時間内の体動数と呼吸数とから被監視者の安否を監視する安否監視装置を開示している。例えば、特許文献２は、被監視者にマイクロ波を照射し、被監視者で反射されたマイクロ波を検出する検出部と、検出部によって検出されたマイクロ波に含まれる呼吸成分を抽出する抽出部と、抽出部によって抽出された呼吸成分の信号強度に基づいて睡眠時の体位を判定する判定部と、を含む生体情報取得装置を開示している。

マイクロ波ドップラセンサ方式の生体監視装置によれば、非接触で被監視者の生体信号を測定できる。よって、生体信号の測定時に被監視者の負担をなくすことができる。

マイクロ波ドップラセンサが天井に設置され、被監視者の寝床に向けて、マイクロ波が照射される態様を考える。被監視者が寝床にいるとき、マイクロ波ドップラセンサが生成したドップラ信号は、被監視者の生体信号である。しかし、被監視者がトイレ等に行くために、寝床を離れたとき、マイクロ波ドップラセンサが生成したドップラ信号は、被監視者の生体信号ではない。生体監視装置が、後者のドップラ信号を基にして、生体情報を算出すれば、誤った生体情報を算出することになる。

これを防ぐために、被監視者が寝床に入るときに、被監視者が生体監視装置をオンし、被監視者が寝床から離れるとき、被監視者が生体監視装置をオフすることが考えられる。しかし、これでは、被監視者の負担となる。被監視者が認知症の場合、被監視者は生体監視装置のオンオフ操作をすることができない。

特開２０１２−７５８６１号公報 特開２０１４−２０７９３４号公報

本発明の目的は、寝床にいる被監視者の生体信号を自動で測定できる生体監視装置及び生体監視方法を提供することである。

本発明の一態様における生体監視装置は、判定部と、取得部と、を備える。前記判定部は、監視対象となる被監視者が寝床にいるか否かを判定する。前記取得部は、前記寝床にいる前記被監視者に対して、非接触で前記被監視者の生体信号を測定可能なセンサを含み、前記判定部による前記被監視者が前記寝床にいる判定と前記寝床にいない判定とを基にして、前記寝床にいる前記被監視者の前記生体信号を取得する。

上記並びにその他の本発明の目的、特徴及び利点は、以下の詳細な記載と添付図面から明らかになるであろう。

本実施形態における生体監視装置を備える被監視者監視システムの構成を示す図である。 センサ装置（生体監視装置）が配置された居室を示す模式図である。 本実施形態におけるセンサ装置のブロック図である。 センサ装置が配置された居室において、被監視者が寝床にいない場合の一例を示す模式図である。 取得部による生体信号の取得を説明する説明図である。 本実施形態におけるセンサ装置ＳＵ（生体監視装置）によって生体信号を取得する動作を説明するフローチャートである。

以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。

本実施形態における生体監視装置は、被監視者監視システムに備えられる。この被監視者監視システムは、監視すべき監視対象である被監視者（言い換えれば、見守るべき見守り対象である見守り対象者）を複数の装置を用いて監視するシステムであり、端末装置と、前記端末装置と通信可能に接続され、被監視者に関わる所定のイベント（事象）を検知して前記イベントを前記端末装置へ通知する被監視者監視装置とを備える。前記被監視者監視装置は、１個の装置で一体に構成されて良いが、本明細書では、被監視者監視装置は、センサ装置と、前記センサ装置及び前記端末装置それぞれと通信可能に接続される管理サーバ装置とを備えることで、２種類の各装置で別体に構成される。このセンサ装置は、被監視者に関わる前記所定のイベントを検知して前記管理サーバ装置へ通知（報知、送信）する。前記管理サーバ装置は、前記センサ装置から前記通知を受けると、前記通知を受けた前記イベントを管理するとともに前記イベントを前記センサ装置に対応付けられた所定の端末装置へ再通知（再報知、再送信）する。前記端末装置は、１種類の装置であって良いが、本明細書では、前記端末装置は、固定端末装置と携帯端末装置との２種類の装置である。これら固定端末装置と携帯端末装置との主な相違は、固定端末装置が固定的に運用される一方、携帯端末装置が例えば看護師や介護士等の監視者（ユーザ）に携行されて運用される点であり、これら固定端末装置と携帯端末装置とは、略同様であるので、以下では、携帯端末装置を主に説明する。

図１は、本実施形態における生体監視装置を備える被監視者監視システムＭＳの構成を示す図である。被監視者監視システムＭＳは、より具体的には、例えば、１または複数のセンサ装置ＳＵ（ＳＵ−１〜ＳＵ−４）と、管理サーバ装置ＳＶと、固定端末装置ＳＰと、１または複数の携帯端末装置ＴＡ（ＴＡ−１、ＴＡ−２）と、構内交換機（ＰＢＸ、Ｐｒｉｖａｔｅ Ｂｒａｎｃｈ ｅＸｃｈａｎｇｅ）ＣＸとを備え、これらは、有線や無線で、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の網（ネットワーク、通信回線）ＮＷを介して通信可能に接続される。ネットワークＮＷには、通信信号を中継する例えばリピーター、ブリッジ及びルーター等の中継機が備えられても良い。図１に示す例では、これら複数のセンサ装置ＳＵ−１〜ＳＵ−４、管理サーバ装置ＳＶ、固定端末装置ＳＰ、複数の携帯端末装置ＴＡ−１、ＴＡ−２及び構内交換機ＣＸは、Ｌ２スイッチの集線装置（ハブ、ＨＵＢ）ＬＳ及びアクセスポイントＡＰを含む有線及び無線の混在したＬＡＮ（例えばＩＥＥＥ８０２．１１規格に従ったＬＡＮ等）ＮＷによって互いに通信可能に接続されている。より詳しくは、複数のセンサ装置ＳＵ−１〜ＳＵ−４、管理サーバ装置ＳＶ、固定端末装置ＳＰ及び構内交換機ＣＸは、集線装置ＬＳに接続され、複数の携帯端末装置ＴＡ−１、ＴＡ−２は、アクセスポイントＡＰを介して集線装置ＬＳに接続されている。そして、ネットワークＮＷは、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｉｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）及びＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）等のインターネットプロトコル群が用いられることによっていわゆるイントラネットを構成する。構内交換機ＣＸは、公衆電話網ＰＮによって電話ＴＬと接続されている。

被監視者監視システムＭＳは、被監視者Ｏｂ（見守り対象者）に応じて適宜な場所に配設される。被監視者Ｏｂは、例えば、病気や怪我等によって看護を必要とする者や、身体能力の低下等によって介護を必要とする者や、一人暮らしの独居者等である。特に、早期発見と早期対処とを可能にする観点から、被監視者Ｏｂは、例えば異常状態等の所定の不都合な事象がその者に生じた場合にその発見を必要としている者であることが好ましい。このため、被監視者監視システムＭＳは、被監視者Ｏｂの種類に応じて、病院、老人福祉施設及び住戸等の建物に好適に配設される。図１に示す例では、被監視者監視システムＭＳは、複数の被監視者Ｏｂが入居する複数の居室ＲＭや、ナースステーション等の複数の部屋を備える介護施設の建物に配設されている。

センサ装置ＳＵは、ネットワークＮＷを介して他の装置ＳＶ、ＳＰ、ＴＡと通信する通信機能等を備え、被監視者Ｏｂに関わる所定のイベントを検知してこの検知した前記イベントを管理サーバ装置ＳＶへ通知し、端末装置ＳＰ、ＴＡとの間で音声通話を行い、そして、動画を含む画像を生成して端末装置ＳＰ、ＴＡへ動画を配信する装置である。前記所定のイベント（事象）は、好ましくは、対処（対応）が必要なイベントを含む。

図１には、一例として、４個の第１ないし第４センサ装置ＳＵ−１〜ＳＵ−４が示されており、第１センサ装置ＳＵ−１は、被監視者Ｏｂの一人であるＡさんＯｂ−１の居室ＲＭ−１（不図示）に配設され、第２センサ装置ＳＵ−２は、被監視者Ｏｂの一人であるＢさんＯｂ−２の居室ＲＭ−２（不図示）に配設され、第３センサ装置ＳＵ−３は、被監視者Ｏｂの一人であるＣさんＯｂ−３の居室ＲＭ−３（不図示）に配設され、そして、第４センサ装置ＳＵ−４は、被監視者Ｏｂの一人であるＤさんＯｂ−４の居室ＲＭ−４（不図示）に配設されている。

管理サーバ装置ＳＶは、ネットワークＮＷを介して他の装置ＳＵ、ＳＰ、ＴＡと通信する通信機能等を備え、センサ装置ＳＵから、被監視者Ｏｂに関わる所定のイベントの通知を受信すると被監視者Ｏｂに対する監視に関する情報（監視情報）を管理する装置である。管理サーバ装置ＳＶは、センサ装置ＳＵから前記イベントの通知として第１イベント通知通信信号を受信すると、前記第１イベント通知通信信号に収容された各情報に基づいて、被監視者Ｏｂに対する監視に関する前記監視情報を記憶（記録）し、そして、被監視者Ｏｂに対する監視に関する前記監視情報を収容した通信信号（第２イベント通知通信信号）を、前記センサ装置ＳＵに予め対応付けられた所定の端末装置ＳＰ、ＴＡに送信する。このために、管理サーバ装置ＳＶは、センサ装置ＳＵから送信された第１イベント通知通信信号等の通知先（再通知先、再報知先、送信先）を示す、送信元であるセンサＩＤと通知先（再通知先）である端末ＩＤとの対応関係（通知先対応関係）、及び、その通信アドレスを記憶する。端末ＩＤ（端末装置識別子）は、端末装置ＳＰ、ＴＡを特定し識別するための識別子である。そして、管理サーバ装置ＳＶは、クライアント（本実施形態では固定端末装置ＳＰ及び携帯端末装置ＴＡ等）の要求に応じたデータを前記クライアントに提供する。このような管理サーバ装置ＳＶは、例えば、通信機能付きのコンピュータによって構成可能である。

固定端末装置ＳＰは、ネットワークＮＷを介して他の装置ＳＵ、ＳＶ、ＴＡと通信する通信機能、所定の情報を表示する表示機能、及び、所定の指示やデータを入力する入力機能等を備え、管理サーバ装置ＳＶや携帯端末装置ＴＡに与える所定の指示やデータを入力したり、センサ装置ＳＵで得られた監視情報を表示したり等をすることによって、被監視者監視システムＭＳのユーザインターフェース（ＵＩ）として機能する装置である。このような固定端末装置ＳＰは、例えば、通信機能付きのコンピュータによって構成可能である。なお、前記端末装置の一例としての固定端末装置ＳＰは、携帯端末装置ＴＡと同様に動作するが、本明細書では、前記端末装置の他の一例である携帯端末装置ＴＡについて説明される。

携帯端末装置ＴＡは、監視者ＮＳが携帯している。携帯端末装置ＴＡは、ネットワークＮＷを介して他の装置ＳＶ、ＳＰ、ＳＵと通信する通信機能、所定の情報を表示する表示機能、所定の指示やデータを入力する入力機能、及び、音声通話を行う通話機能等を備え、管理サーバ装置ＳＶやセンサ装置ＳＵに与える所定の指示やデータを入力したり、管理サーバ装置ＳＶからの通知によってセンサ装置ＳＵで得られた監視情報（動画を含む）を表示したり、センサ装置ＳＵとの間で音声通話によってナースコールの応答や声かけしたり等をするための機器である。

センサ装置ＳＵは、上述した機能（例えば、被監視者Ｏｂの動画を生成する機能、端末装置ＳＰ、ＴＡとの間で音声通話をする機能）に加えて、被監視者Ｏｂの生体を監視する機能を有する。従って、センサ装置ＳＵは、生体監視装置として機能する。この機能の観点からセンサ装置ＳＵについて詳しく説明する。図２は、センサ装置ＳＵが配置された居室ＲＭを示す模式図である。居室ＲＭには、被監視者Ｏｂの寝床１が設けられている。寝床１は、ベッド３に敷かれた布団５である。寝床１は、これに限らず、例えば、畳みに敷かれた布団５でもよいし、床に敷かれた布団５でもよい。図２は、被監視者Ｏｂが、寝床１で寝ている状態を示しており、被監視者Ｏｂの身体のうち、被監視者Ｏｂの頭部のみが表れている。居室ＲＭの天井７には、センサ装置ＳＵが取り付けられている。

図３は、本実施形態におけるセンサ装置ＳＵのブロック図である。センサ装置ＳＵは、撮像部１１を含む行動検知部１２、ドップラセンサ１３を含む取得部１４、センサ側制御処理部１５（ＳＵ制御処理部）、センサ側通信インターフェース部１６（ＳＵ通信ＩＦ部）、体動判定部１７、呼吸数算出部１８及び心拍数算出部１９を備える。図２では、センサ装置ＳＵを構成するブロックのうち、撮像部１１及びドップラセンサ１３が示され、他のブロックは省略されている。

図２及び図３を参照して、撮像部１１は、ＳＵ制御処理部１５に接続され、ＳＵ制御処理部１５の制御に従って、画像（画像データ）を生成する装置である。前記画像には、静止画（静止画データ）及び動画（動画データ）が含まれる。撮像部１１は、被監視者Ｏｂが所在を予定している空間（所在空間、図１に示す例では配設場所の居室ＲＭ）を監視可能に配置され、前記所在空間を撮像対象としてその上方から撮像し、前記撮像対象を俯瞰した画像（画像データ）を生成する。好ましくは、被監視者全体を撮像できる蓋然性が高いことから、撮像部１１は、被監視者Ｏｂの寝床１における、被監視者Ｏｂの頭部が位置すると予定されている予め設定された頭部予定位置（通常、枕の配設位置）の直上から撮像対象を撮像できるように配設される。センサ装置ＳＵは、この撮像部１１によって、被監視者Ｏｂを、被監視者Ｏｂの上方から撮像した画像、好ましくは前記頭部予定位置の直上から撮像した画像を取得する。

このような撮像部１１は、可視光の画像を生成する装置であって良いが、比較的暗がりでも被監視者Ｏｂを監視できるように、本実施形態では、赤外線の画像を生成する装置である。このような撮像部１１は、例えば、本実施形態では、撮像対象における赤外の光学像を所定の結像面上に結像する結像光学系、前記結像面に受光面を一致させて配置され、前記撮像対象における赤外の光学像を電気的な信号に変換するイメージセンサ、及び、イメージセンサの出力を画像処理することで前記撮像対象における赤外の画像を表すデータである画像データを生成する画像処理部等を備えるデジタル赤外線カメラである。撮像部１１の前記結像光学系は、本実施形態では、その配設された居室ＲＭ全体を撮像できる画角を持つ広角な光学系（いわゆる広角レンズ（魚眼レンズを含む））であることが好ましい。

図２を参照して、ドップラセンサ１３は、非接触で被監視者Ｏｂの生体信号を測定するセンサの一例である。ドップラセンサ１３は、送信波を送信し、物体で反射した送信波の反射波を受信し、送信波と反射波とに基づいてドップラ周波数成分のドップラ信号を出力する体動センサである。物体が動いている場合、いわゆるドップラ効果により物体の動いている速度に比例して反射波の周波数がシフトするため、送信波の周波数と反射波の周波数とに差（ドップラ周波数成分）が生じる。ドップラセンサ１３は、このドップラ周波数成分の信号をドップラ信号として生成する。送信波は、超音波やマイクロ波等であって良いが、本実施形態では、マイクロ波である。マイクロ波は、着衣を透過して被監視者Ｏｂの体表で反射できるため、被監視者Ｏｂが衣服を着ていても体表の動きを検知でき、好ましい。

上記物体が、寝ている人間の場合に、ドップラセンサ１３が生成したドップラ信号が、生体信号となり、このドップラ信号を基にして、寝ている人間の体動（体動とは、寝返り、四肢の動き等を意味する）、呼吸数、及び、心拍数が検出できることは広く知られている。このドップラ信号の周波数成分には、呼吸を示す周波数成分と心拍数を示す周波数成分とが含まれており、これらを基にして、呼吸数、心拍数が算出できるのである。体動が起きたときのドップラ信号の出力値は、体動が起きていないときのドップラ信号の出力値より大きいので、これを基にして、体動が検出できるのである。

ドップラセンサ１３の測定範囲Ｒ１は、ドップラセンサ１３が放射した送信波が、寝床１で寝ている被監視者Ｏｂに照射できる範囲である。撮像部１１の撮像範囲Ｒ２は、寝床１を含む、寝床１より広い範囲である。これは、後で説明するように、被監視者Ｏｂの離床、転倒及び転落を検知するためである。撮像範囲Ｒ２は、測定範囲Ｒ１を含み、測定範囲Ｒ１よりも広い。

図２において、撮像部１１及びドップラセンサ１３は、作動中である。撮像部１１から出ている点線は、撮像部１１の撮像範囲Ｒ２を規定する仮想の線である。ドップラセンサ１３から出ている点線は、ドップラセンサ１３の測定範囲Ｒ１を規定する仮想の線である。

ドップラセンサ１３は、被監視者Ｏｂが使用するベッド３上方の天井７に設置されている。ドップラセンサ１３の設置場所は、これに限らず、ドップラセンサ１３は、例えば、被監視者Ｏｂが使用するベッド３のマット下に設置してもよい。

図１及び図３を参照して、ＳＵ通信ＩＦ部１６は、ＳＵ制御処理部１５に接続され、ＳＵ制御処理部１５の制御に従って通信を行うための通信回路である。ＳＵ通信ＩＦ部１６は、ＳＵ制御処理部１５から入力された転送すべきデータを収容した通信信号を、この被監視者監視システムＭＳのネットワークＮＷで用いられる通信プロトコルに従って生成し、この生成した通信信号を、ネットワークＮＷを介して他の装置ＳＶ、ＳＰ、ＴＡへ送信する。ＳＵ通信ＩＦ部１６は、ネットワークＮＷを介して他の装置ＳＶ、ＳＰ、ＴＡから通信信号を受信し、この受信した通信信号からデータを取り出し、この取り出したデータをＳＵ制御処理部１５が処理可能な形式のデータに変換してＳＵ制御処理部１５へ出力する。ＳＵ通信ＩＦ部１６は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１規格等に従った通信インターフェース回路を備えて構成される。

ＳＵ制御処理部１５は、センサ装置ＳＵの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御し、被監視者Ｏｂに関わる所定のイベントを検知してこの検知した前記イベントを管理サーバ装置ＳＶへ通知し、端末装置ＳＰ、ＴＡとの間で音声通話を行い、そして、動画を含む画像を生成して端末装置ＳＰ、ＴＡへ動画を配信するための装置である。ＳＵ制御処理部１５は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、及び、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等によって実現されるコンピュータである。

図２及び図３を参照して、行動検知部１２は、検知部の一例である。検知部は、撮像部１１を含み、被監視者Ｏｂが起きた起床、被監視者Ｏｂが寝床１から離れた離床、被監視者Ｏｂが寝床１から落ちた転落、及び、被監視者Ｏｂが倒れた転倒のうち、少なくとも一つを検知する。

行動検知部１２は、被監視者Ｏｂにおける、予め設定された所定の行動を検知して検知結果を前記所定のイベントの一例として管理サーバ装置ＳＶへ通知するものである。より具体的には、本実施形態では、前記所定の行動は、例えば、被監視者Ｏｂが起きた起床、被監視者Ｏｂが寝床１から離れた離床、被監視者Ｏｂが寝床１から落ちた転落、及び、被監視者Ｏｂが倒れた転倒の４つの行動である。そして、行動検知部１２は、例えば、撮像部１１で撮像した対象画像に基づいて被監視者Ｏｂの頭部を検出し、この検出した被監視者Ｏｂの頭部における大きさの時間変化に基づいて被監視者Ｏｂの起床、離床、転倒及び転落を検知する。

より詳しくは、寝床１の所在領域、寝床１の所在領域内における横臥姿勢の頭部の大きさと座位姿勢の頭部の大きさとを識別するための第１閾値Ｔｈ１、寝床１の所在領域を除く居室ＲＭ内における立位姿勢の頭部の大きさであるか否かを識別するための第２閾値Ｔｈ２、及び、寝床１の所在領域を除く居室ＲＭ内における横臥姿勢の頭部の大きさであるか否かを識別するための第３閾値Ｔｈ３が、予め行動検知部１２に記憶される。そして、行動検知部１２は、対象画像から例えば背景差分法やフレーム差分法によって被監視者Ｏｂの人物の領域として動体領域を抽出し、この抽出した動体領域から、例えば円形や楕円形のハフ変換によって、また例えば予め用意された頭部のモデルを用いたパターンマッチングによって、また例えば頭部検出用に学習したニューラルネットワークによって、被監視者Ｏｂの頭部領域を抽出し、この抽出した頭部の位置および大きさから起床、離床、転倒及び転落を検知する。

例えば、行動検知部１２は、この抽出した頭部の位置が寝床１の所在領域内であって、前記抽出した頭部の大きさが前記第１閾値Ｔｈ１を用いることによって横臥姿勢の大きさから座位姿勢の大きさへ時間変化した場合には、起床と判定し、前記起床を検知する。例えば、行動検知部１２は、この抽出した頭部の位置が寝床１の所在領域内から寝床１の所在領域外へ時間変化した場合であって、前記抽出した頭部の大きさが前記第２閾値Ｔｈ２を用いることによって或る大きさから立位姿勢の大きさへ時間変化した場合には、離床と判定し、前記離床を検知する。例えば、行動検知部１２は、この抽出した頭部の位置が寝床１の所在領域内から寝床１の所在領域外へ時間変化した場合であって、前記抽出した頭部の大きさが前記第３閾値Ｔｈ３を用いることによって或る大きさから横臥姿勢の大きさへ時間変化した場合には、転落と判定し、前記転落を検知する。例えば、行動検知部１２は、この抽出した頭部の位置が寝床１の所在領域を除く居室ＲＭ内であって、前記抽出した頭部の大きさが前記第３閾値Ｔｈ３を用いることによって或る大きさから横臥姿勢の大きさへ時間変化した場合には、転倒と判定し、前記転倒を検知する。なお、横臥姿勢は、横たわっている姿勢に限らず、仰向き姿勢、うつ伏せ姿勢を含む。

このように前記所定の行動を検知すると、行動検知部１２は、被監視者Ｏｂに関わる所定のイベント（事象）の内容を表すイベント情報（事象情報）を収容した、前記イベントを通知するための第１イベント通知通信信号をＳＵ通信ＩＦ部１６で管理サーバ装置ＳＶへ通知する。より詳しくは、行動検知部１２は、自機のセンサＩＤ、前記イベントの内容を表すイベント情報、前記所定の行動の検知に用いられた対象画像を収容した通信信号（第１イベント通知通信信号）を、ＳＵ通信ＩＦ部１６を介して管理サーバ装置ＳＶへ送信する。前記イベント情報は、本実施形態では、起床、離床、転落、転倒及びナースコール（ＮＣ）のうちの１または複数であり、ここでは、行動検知部１２は、検知した起床、離床、転落及び転倒のうちの１又は複数を前記イベント情報として、第１イベント通知通信信号に収容する。前記画像は、静止画および動画のうちの少なくとも一方であって良く、本実施形態では、まず、静止画が報知され、ユーザの要求に応じて動画が配信される。

行動検知部１２は、判定部の一例である。判定部は、寝床１を含む所定範囲（撮像範囲Ｒ２）を撮像する撮像部１１を含み、撮像部１１が撮像した画像に対して所定の画像処理をして、被監視者Ｏｂが寝床１にいるか否かを判定する。詳しく説明すると、図４は、センサ装置ＳＵが配置された居室ＲＭにおいて、被監視者Ｏｂが寝床１にいない場合の一例を示す模式図である。図４において、撮像部１１は作動しており、ドップラセンサ１３は作動していない。撮像部１１からは、点線で示す仮想線が出ている。ドップラセンサ１３からは、点線で示す仮想線が出ていない。図２は、被監視者Ｏｂが寝床１にいる場合の一例を示す模式図である。図２において、撮像部１１及びドップラセンサ１３は作動している。

行動検知部１２は、上記抽出した頭部の位置が寝床１の所在領域内であって、前記抽出した頭部の大きさが前記第１閾値Ｔｈ１を用いることによって横臥姿勢の大きさと判定した場合、被監視者Ｏｂが寝床１にいると判定する。行動検知部１２は、これ以外の場合、被監視者Ｏｂが寝床１にいないと判定する。つまり、行動検知部１２は、被監視者Ｏｂが寝床１で横臥姿勢であれば（図２）、被監視者Ｏｂが寝床１にいると判定し、これ以外であれば（図４）、被監視者Ｏｂが寝床１にいないと判定する。

なお、行動検知部１２は、被監視者Ｏｂが寝床１で座位姿勢又は横臥姿勢であれば、被監視者Ｏｂが寝床１にいると判定し、これら以外であれば、被監視者Ｏｂが寝床１にいないと判定してもよい。被監視者Ｏｂが寝床１で座位姿勢か否かは、次のようにして判定される。行動検知部１２は、上記抽出した頭部の位置が寝床１の所在領域内であって、前記抽出した頭部の大きさが前記第１閾値Ｔｈ１を用いることによって座位姿勢の大きさと判定した場合、被監視者Ｏｂが寝床１で座位姿勢と判定する。

図２及び図３を参照して、取得部１４は、ドップラセンサ１３を含み、行動検知部１２（判定部の一例）による被監視者Ｏｂが寝床１にいる判定と寝床１にいない判定とを基にして、寝床１にいる被監視者Ｏｂの生体信号（本実施形態ではドップラ信号）を取得する。

図５は、取得部１４による生体信号の取得を説明する説明図である。取得部１４は、行動検知部１２による被監視者Ｏｂが寝床１にいない判定から寝床１にいる判定に変化したタイミングでドップラセンサ１３による生体信号の測定を開始し、行動検知部１２による被監視者Ｏｂが寝床１にいる判定から寝床１にいない判定に変化したタイミングでドップラセンサ１３による生体信号の測定を終了する。

取得部１４によれば、ドップラセンサ１３を常時作動させる必要が無くなる。取得部１４の変形例を説明する。この変形例は、ドップラセンサ１３を常時作動させて、ドップラセンサ１３が生成したドップラ信号を記憶し、被監視者Ｏｂが寝床１にいない判定から寝床１にいる判定に変化したタイミングと、被監視者Ｏｂが寝床１にいる判定から寝床１にいない判定に変化したタイミングとの間のドップラ信号を、寝床１にいる被監視者Ｏｂの生体信号として取得する。

図３を参照して、体動判定部１７は、取得部１４によって取得された生体信号（ドップラ信号）を基にして、被監視者Ｏｂの体動を判定する。呼吸数算出部１８は、取得部１４によって取得された生体信号（ドップラ信号）を基にして、被監視者Ｏｂの呼吸数を算出する。心拍数算出部１９は、取得部１４によって取得された生体信号（ドップラ信号）を基にして、被監視者Ｏｂの心拍数を算出する。これらは、いずれも公知の技術によって実現することができる。

センサ装置ＳＵは、体動判定部１７で判定された体動を基にして、被監視者Ｏｂが睡眠状態か覚醒状態かを判定し、これを基にして、被監視者Ｏｂの睡眠時間を測定する睡眠時間測定部を備えてもよい。詳しく説明すると、睡眠時間測定部は、取得部１４によって取得された生体信号（ドップラ信号）の振幅が予め定められた第１の閾値を超えたとき、体動と判定する。睡眠時間測定部は、単位時間（例えば、１０秒）において、体動と判定した回数を積算する。睡眠時間測定部は、積算値が予め定められた第２の閾値を超えたとき、覚醒状態と判定し、積算値が第２の閾値以下のとき、睡眠状態と判定する。睡眠時間測定部は、これらを基にして、睡眠時間を測定する。

センサ装置ＳＵは、測定した睡眠時間を基にして、被監視者Ｏｂの睡眠日誌（例えば、毎日の睡眠時間帯と覚醒時間帯とを示すグラフ）を作成する睡眠日誌作成部を備えてもよい。センサ装置ＳＵは、呼吸数算出部１８で算出された呼吸数、及び、心拍数算出部１９で算出された心拍数を基にして、特定の疾患を予測する疾患予測部を備えてもよい。これらは、いずれも公知の技術によって実現することができる。

睡眠時間測定部で測定された睡眠時間、睡眠日誌作成部で作成された睡眠日誌、疾患予測部で予測された疾患は、端末（固定端末装置ＳＰ、携帯端末装置ＴＡ）に表示することができる。睡眠時間を例にして説明する。図１及び図３を参照して、センサ装置ＳＵは、ＳＵ通信ＩＦ部１６を用いて、測定した睡眠時間を示す睡眠時間データを管理サーバ装置ＳＶに送信する。管理サーバ装置ＳＶは、受信した睡眠時間データを記録し、端末（固定端末装置ＳＰ、携帯端末装置ＴＡ）からの要求に応じて、睡眠時間データを、要求した端末に送信する。端末は、睡眠時間データを受信し、睡眠時間を表示する。これらは、いずれも公知の技術をよって実現することができる。

本実施形態におけるセンサ装置ＳＵ（生体監視装置）によって生体信号を取得する動作を説明する。図６は、この動作を説明するフローチャートである。被監視者Ｏｂは、当初、寝床１にいないとする。

図３、図４及び図６を参照して、センサ装置ＳＵに備えられる撮像部１１は、作動中であり、ドップラセンサ１３は、作動していない。行動検知部１２は、被監視者Ｏｂが寝床１にいるか否かを判定する（ステップＳ１）。行動検知部１２が、被監視者Ｏｂが寝床１にいないと判定したとき（ステップＳ１でＮｏ）、行動検知部１２は、ステップＳ１の処理を繰り返す。

図２、図３及び図６を参照して、行動検知部１２が、被監視者Ｏｂが寝床１にいると判定したとき（ステップＳ１でＹｅｓ）、取得部１４は、ドップラセンサ１３を作動させ、これにより、ドップラセンサ１３は、生体信号の測定を開始する（ステップＳ２）。

行動検知部１２が、被監視者Ｏｂが寝床１にいるか否かを判定する（ステップＳ３）。行動検知部１２が、被監視者Ｏｂが寝床１にいると判定したとき（ステップＳ３でＹｅｓ）、ドップラセンサ１３は、生体信号の測定を継続する（ステップＳ４）。そして、行動検知部１２は、ステップＳ３の処理をする。

図３、図４及び図６を参照して、行動検知部１２が、被監視者Ｏｂが寝床１にいないと判定したとき（ステップＳ３でＮｏ）、取得部１４は、ドップラセンサ１３を停止させ、これにより、ドップラセンサ１３は、生体信号の測定を終了する（ステップＳ５）。そして、行動検知部１２は、ステップＳ１の処理をする。

本実施形態の主な効果を説明する。図３及び図５を参照して、ドップラセンサ１３は、行動検知部１２による被監視者Ｏｂが寝床１にいない判定から寝床１にいる判定に変化したタイミングで、生体信号の測定を開始し、行動検知部１２による被監視者Ｏｂが寝床１にいる判定から寝床１にいない判定に変化したタイミングで、生体信号の測定を終了する。従って、本実施形態によれば、寝床１にいる被監視者Ｏｂの生体信号を自動で測定できる。

図３を参照して、被監視者Ｏｂの起床、離床、転落及び転倒を検知する検知部と、被監視者Ｏｂが寝床１にいるか否かを判定する判定部とが、撮像部１１を共用している。従って、本実施形態によれば、センサ装置ＳＵ（生体監視装置）のサイズを小さくでき、かつ、コストを低減できる。

（実施形態の纏め）
実施形態における生体監視装置は、監視対象となる被監視者が寝床にいるか否かを判定する判定部と、前記寝床にいる前記被監視者に対して、非接触で前記被監視者の生体信号を測定可能なセンサを含み、前記判定部による前記被監視者が前記寝床にいる判定と前記寝床にいない判定とを基にして、前記寝床にいる前記被監視者の前記生体信号を取得する取得部と、を備える。

実施形態における生体監視装置は、判定部による被監視者が寝床にいる判定と寝床にいない判定とを基にして、寝床にいる被監視者の生体信号を取得するので、寝床にいる被監視者の生体信号を自動で測定できる。

寝床とは、例えば、ベッドに敷かれた布団、畳みに敷かれた布団、床に敷かれた布団を意味する。被監視者が寝床にいるとは、被監視者が寝床で寝ている場合に限定されず、被監視者が寝床で安静な状態であればよい（例えば、被監視者が寝床上で座っている）。被監視者が寝床で寝ているとは、被監視者が寝床で睡眠している場合、睡眠していない場合のいずれでもよい。

上記構成において、前記取得部は、前記判定部による前記被監視者が前記寝床にいない判定から前記寝床にいる判定に変化したタイミングで前記センサによる測定を開始し、前記判定部による前記被監視者が前記寝床にいる判定から前記寝床にいない判定に変化したタイミングで前記センサによる測定を終了する。

この構成は、取得部の一例である。この構成によれば、センサを常時作動させる必要がなくなる。

上記構成において、前記判定部は、前記寝床を含む所定範囲を撮像する撮像部を含み、前記撮像部が撮像した画像に対して所定の画像処理をして、前記被監視者が前記寝床にいるか否かを判定する。

この構成は、判定部の一例である。

上記構成において、前記生体監視装置は、前記撮像部を含み、前記被監視者が起きた起床、前記被監視者が前記寝床から離れた離床、前記被監視者が前記寝床から落ちた転落、前記被監視者が倒れた転倒のうち、少なくとも一つを検知する検知部をさらに備える。

この構成によれば、判定部と検知部とで撮像部を共用できる。

上記構成において、前記センサは、送信波と前記送信波の反射波とに基づいてドップラ周波数成分のドップラ信号を、前記生体信号として生成するドップラセンサである。

この構成は、非接触で被監視者の生体信号を測定できるセンサの一例である。

上記構成において、前記生体監視装置は、さらに、前記生体信号を基にして、前記被監視者の体動を判定する体動判定部、前記生体信号を基にして、前記被監視者の呼吸数を算出する呼吸数算出部、及び、前記生体信号を基にして、前記被監視者の心拍数を算出する心拍数算出部のうち、少なくとも一つを備える。

この構成によれば、被監視者の生体情報（体動、呼吸数、心拍数）を得ることができる。

実施形態における生体監視方法は、監視対象となる被監視者が寝床にいるか否かを判定する判定ステップと、前記寝床にいる前記被監視者に対して、非接触で前記被監視者の生体信号を測定可能なセンサを用いるステップであり、前記判定ステップによる前記被監視者が前記寝床にいる判定と前記寝床にいない判定とを基にして、前記寝床にいる前記被監視者の前記生体信号を取得する取得ステップと、を備える。

実施形態における生体監視方法は、実施形態における生体監視装置を方法の観点から規定しており、実施形態における生体監視装置と同様の作用効果を有する。

この出願は、２０１６年６月９日に出願された日本国特許出願特願２０１６−１１４９６９を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。

本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。

本発明によれば、生体監視装置及び生体監視方法を提供することができる。

Claims (7)

1. 監視対象となる被監視者が寝床にいるか否かを判定する判定部と、
   前記寝床にいる前記被監視者に対して、非接触で前記被監視者の生体信号を測定可能なセンサを含み、前記判定部による前記被監視者が前記寝床にいる判定を基にして、前記寝床にいる前記被監視者の前記生体信号を取得し、前記判定部による前記被監視者が前記寝床にいない判定を基にして、前記センサによる測定を終了する取得部と、を備える生体監視装置。
2. 前記取得部は、前記判定部による前記被監視者が前記寝床にいない判定から前記寝床にいる判定に変化したタイミングで前記センサによる測定を開始し、前記判定部による前記被監視者が前記寝床にいる判定から前記寝床にいない判定に変化したタイミングで前記センサによる測定を終了する請求項１に記載の生体監視装置。
3. 前記判定部は、前記寝床を含む所定範囲を撮像する撮像部を含み、前記撮像部が撮像した画像に対して所定の画像処理をして、前記被監視者が前記寝床にいるか否かを判定する請求項１又は２に記載の生体監視装置。
4. 前記生体監視装置は、前記撮像部を含み、前記被監視者が起きた起床、前記被監視者が前記寝床から離れた離床、前記被監視者が前記寝床から落ちた転落、前記被監視者が倒れた転倒のうち、少なくとも一つを検知する検知部をさらに備える請求項３に記載の生体監視装置。
5. 前記センサは、送信波と前記送信波の反射波とに基づいてドップラ周波数成分のドップラ信号を、前記生体信号として生成するドップラセンサである請求項１〜４のいずれか一項に記載の生体監視装置。
6. 前記生体監視装置は、さらに、前記生体信号を基にして、前記被監視者の体動を判定する体動判定部、前記生体信号を基にして、前記被監視者の呼吸数を算出する呼吸数算出部、及び、前記生体信号を基にして、前記被監視者の心拍数を算出する心拍数算出部のうち、少なくとも一つを備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の生体監視装置。
7. 監視対象となる被監視者が寝床にいるか否かを判定する判定ステップと、
   前記寝床にいる前記被監視者に対して、非接触で前記被監視者の生体信号を測定可能なセンサを用いるステップであり、前記判定ステップによる前記被監視者が前記寝床にいる判定を基にして、前記寝床にいる前記被監視者の前記生体信号を取得し、前記判定部による前記被監視者が前記寝床にいない判定を基にして、前記センサによる測定を終了する取得ステップと、を備える生体監視方法。

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