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JP-2026076696-A - 生体情報検出システム、生体情報検出方法及びプログラム

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Abstract

【課題】処理負荷を抑えつつ被測定者の呼吸数や心拍数などの生体情報を精度よく測定することができる生体情報生成システム、生体情報生成方法及びプログラムを提供する。 【解決手段】ドップラセンサ選択部２６は、荷重データに基づいて特定される複数の荷重センサのそれぞれにかかる荷重の測定結果に基づいて、測定領域が互いに異なる複数のドップラセンサのうちから少なくとも１つのドップラセンサを選択する。動作制御部３０は、選択される少なくとも１つのドップラセンサ以外のドップラセンサの動作を抑制する。生体情報生成部４０は、選択される少なくとも１つのドップラセンサのそれぞれの測定結果を示すドップラデータに基づいて、被測定者の生体情報を生成する。 【選択図】図３

Inventors

  • 森 文徳
  • 仲本 晶絵
  • 福島 暁洋

Assignees

  • 積水ハウス株式会社

Dates

Publication Date
20260512
Application Date
20241024

Claims (12)

  1. 被測定者がベッド上にいる状況における当該被測定者の位置よりも下に位置する複数の荷重センサのそれぞれについて、当該荷重センサにかかる荷重の測定結果を示す荷重データを取得する荷重データ取得手段と、 前記荷重データに基づいて特定される前記複数の前記荷重センサのそれぞれにかかる荷重の測定結果に基づいて、測定領域が互いに異なる複数のドップラセンサのうちから少なくとも１つのドップラセンサを選択するドップラセンサ選択手段と、 選択される前記少なくとも１つのドップラセンサ以外の前記ドップラセンサの動作を抑制する動作抑制手段と、 選択される前記少なくとも１つのドップラセンサのそれぞれの測定結果を示すドップラデータに基づいて、前記被測定者の生体情報を生成する生体情報生成手段と、 を含む生体情報検出システム。
  2. 請求項１に記載の生体情報検出システムにおいて、 前記複数の荷重センサのそれぞれについて、当該荷重センサにかかる荷重の測定結果を、前記複数の前記荷重センサのそれぞれにかかる荷重の測定結果の合計値で割った割合を算出する割合算出手段、をさらに含み、 前記ドップラセンサ選択手段は、前記複数の前記荷重センサのそれぞれについて算出される前記割合に基づいて、前記少なくとも１つのドップラセンサを選択する、生体情報検出システム。
  3. 請求項１に記載の生体情報検出システムにおいて、 前記複数のドップラセンサは、前記ベッドの幅方向に沿って並んで設けられており、 前記複数の前記荷重センサのそれぞれにかかる荷重の測定結果に基づいて、前記ベッドの幅方向に沿った前記被測定者の位置を推定する位置推定手段、をさらに含み、 前記ドップラセンサ選択手段は、推定される前記被測定者の前記位置に基づいて、前記少なくとも１つのドップラセンサを選択する、生体情報検出システム。
  4. 請求項１に記載の生体情報検出システムにおいて、 前記複数の前記荷重センサのそれぞれにかかる荷重の測定結果に基づいて、前記被測定者の体軸方向を推定する体軸方向推定手段、をさらに含み、 前記ドップラセンサ選択手段は、推定される前記体軸方向に基づいて、前記少なくとも１つのドップラセンサを選択する、生体情報検出システム。
  5. 請求項１に記載の生体情報検出システムにおいて、 前記ベッドの４つの脚のそれぞれに前記荷重センサが設けられている、生体情報検出システム。
  6. 請求項１に記載の生体情報検出システムにおいて、 前記ドップラセンサ選択手段は、最新の荷重の測定結果に基づく前記ドップラセンサの選択を繰り返し実行し、 最新の荷重の測定結果に基づく前記ドップラセンサの選択に応じて、直前の選択で選択されず最新の選択で選択される前記ドップラセンサの動作の抑制を解除する動作抑制解除手段、をさらに含む、生体情報検出システム。
  7. 請求項１に記載の生体情報検出システムにおいて、 前記ドップラセンサ選択手段は、最新の荷重の測定結果に基づく前記ドップラセンサの選択を繰り返し実行し、 前記動作抑制手段は、最新の荷重の測定結果に基づく前記ドップラセンサの選択に応じて、直前の選択で選択され最新の選択で選択されない前記ドップラセンサを停止させ、 最新の荷重の測定結果に基づく前記ドップラセンサの選択に応じて、直前の選択で選択されず最新の選択で選択される前記ドップラセンサを起動する起動手段、をさらに含む、生体情報検出システム。
  8. 請求項１に記載の生体情報検出システムにおいて、 前記複数の前記荷重センサのそれぞれにかかる荷重の測定結果の合計値の変動の大きさに基づいて、前記被測定者の体動が発生しているか否かを判定する体動判定手段と、 前記被測定者の体動が発生していると判定される場合に、前記生体情報の生成を抑制する生成抑制手段と、をさらに含む、生体情報検出システム。
  9. 請求項１に記載の生体情報検出システムにおいて、 前記複数の前記荷重センサのそれぞれにかかる荷重の測定結果の合計値の変動の大きさに基づいて、前記被測定者の体動が発生しているか否かを判定する体動判定手段、をさらに含み、 前記動作抑制手段は、前記被測定者の体動が発生していると判定される場合に、前記複数の前記ドップラセンサのすべての動作を抑制する、生体情報検出システム。
  10. 請求項１に記載の生体情報検出システムにおいて、 前記ドップラセンサ選択手段は、所定数の前記ドップラセンサを選択する、生体情報検出システム。
  11. 被測定者がベッド上にいる状況における当該被測定者の位置よりも下に位置する複数の荷重センサのそれぞれについて、当該荷重センサにかかる荷重の測定結果を示す荷重データを取得するステップと、 前記荷重データに基づいて特定される前記複数の前記荷重センサのそれぞれにかかる荷重の測定結果に基づいて、測定領域が互いに異なる複数のドップラセンサのうちから少なくとも１つのドップラセンサを選択するステップと、 選択される前記少なくとも１つのドップラセンサ以外の前記ドップラセンサの動作を抑制するステップと、 選択される前記少なくとも１つのドップラセンサのそれぞれの測定結果を示すドップラデータに基づいて、前記被測定者の生体情報を生成するステップと、 を含む生体情報検出方法。
  12. 被測定者がベッド上にいる状況における当該被測定者の位置よりも下に位置する複数の荷重センサのそれぞれについて、当該荷重センサにかかる荷重の測定結果を示す荷重データを取得するステップと、 前記荷重データに基づいて特定される前記複数の前記荷重センサのそれぞれにかかる荷重の測定結果に基づいて、測定領域が互いに異なる複数のドップラセンサのうちから少なくとも１つのドップラセンサを選択するステップと、 選択される前記少なくとも１つのドップラセンサ以外の前記ドップラセンサの動作を抑制するステップと、 選択される前記少なくとも１つのドップラセンサのそれぞれの測定結果を示すドップラデータに基づいて、前記被測定者の生体情報を生成するステップと、 をコンピュータに実行させるためのプログラム。

Description

本発明は生体情報検出システム、生体情報検出方法及びプログラムに関し、特にドップラ信号に基づいて被測定者の生体情報を検出するシステムに関する。 ベッド上にいる被測定者の呼吸数又は心拍数などといった生体情報を測定する各種のシステムが検討されている。このようなシステムの一例として、特許文献１には、マイクロ波ドップラセンサによって非接触でベッド上の被介護者の呼吸数及び心拍数を判定する見守り装置が記載されている。 特開２０１７－１３４７９５号公報 本発明の実施形態に係る生体情報検出システムの構成図である。図１に示すベッドの平面図である。本発明の実施形態に係る信号処理装置の機能ブロック図である。本発明の実施形態に係る信号処理装置で行われるドップラセンサ選択処理の流れの一例を示すフロー図である。ドップラデータ取得部の処理の一例を説明する図である。本発明の実施形態に係る信号処理装置で行われる周波数スペクトルの選択処理の流れの一例を示すフロー図である。集約スペクトルの生成の一例を模式的に示す図である。 以下、本発明の実施形態について図面に基づき詳細に説明する。 図１は、本発明の実施形態に係る生体情報検出システム１の構成図である。同図に示すように生体情報検出システム１は、信号処理装置１０と、ドップラセンサユニット１２と、複数の荷重センサ１４と、を含む。ドップラセンサユニット１２には、複数のドップラセンサが含まれている。ここでは例えば、ドップラセンサユニット１２に６個のドップラセンサ（第１ドップラセンサから第６ドップラセンサ）が含まれていることとする。また、図１に示すように、生体情報検出システム１に４つの荷重センサ１４（１４ａから１４ｄ）が含まれている。 図１の例では、ドップラセンサユニット１２が、ベッド１６のヘッドボードに取り付けられている。ここで、ドップラセンサユニット１２が、ベッド１６の中心線（ベッド１６の幅方向の中心を通りベッド１６の長さ方向に延伸する線）Ｌ１に対して対称に設けられていてもよい。また、複数のドップラセンサが、ベッド１６の長さ方向（ベッド１６の中心線Ｌ１に沿った方向）に垂直に並んで設けられていてもよい。すなわち、複数のドップラセンサが、ベッド１６の幅方向に沿って並んで設けられていてもよい。また、複数のドップラセンサが、等間隔に一列に並んで設けられていてもよい。なお、ドップラセンサの位置や向きは以上で説明した例には限定されない。例えば、ドップラセンサが天井に取り付けられていてもよい。また、ドップラセンサの数は６つに限定されない。 ドップラセンサは、いずれもベッド１６の長さ方向（長手方向）を向くように設けられており、ベッド１６の長さ方向にマイクロ波を出射する。マイクロ波はベッド１６で就寝する被測定者の胸部にて反射し、その反射波を各ドップラセンサが受信する。各ドップラセンサは、反射波から呼吸に伴う胸部の動きを示すドップラ信号を生成し、このドップラ信号をデジタル化したドップラデータを出力する。なお、各ドップラセンサから出射されるマイクロ波は、周波数が少しずつずれており、これにより相互の混信を防止している。 ドップラ効果により反射波は周波数シフトしており、これを観測することにより被測定者の呼吸数を得ることができる。反射波は、直交検波により、送信波と同相成分であるＩ信号と直交成分であるＱ信号とを含むドップラ信号として検出され、デジタル形式で信号処理装置１０に出力される。信号処理装置１０に入力されるドップラ信号は時系列データであり、各時刻の振幅（Ｉ成分及びＱ成分）を示している。 図２は、図１に示すベッド１６の平面図である。図２には、６つのドップラセンサにそれぞれ対応付けられる測定領域１８（１８ａから１８ｆ）が示されている。ドップラセンサの測定領域１８は、当該ドップラセンサのマイクロ波の出射方向前方の略直方体形状の領域であってもよい。そして、ドップラセンサは、当該ドップラセンサの測定領域１８に被測定者がいる場合に、当該被測定者からの反射波を的確に検出できるようになっている。また、隣り合う測定領域１８同士が一部重複していてもよい。なお、隣り合う測定領域１８同士が重複していなくてもよい。 荷重センサ１４は、被測定者がベッド１６上にいる状況における当該被測定者の位置よりも下に位置する。図１に示すように、荷重センサ１４がベッド１６の４つの脚のそれぞれに設けられていてもよい。なお、荷重センサ１４の位置や数は図１に示されているものには限定されない。 そして、各荷重センサ１４は、当該荷重センサ１４にかかる荷重の測定結果を示す荷重データを出力する。 信号処理装置１０は、例えばＣＰＵ、メモリ、入力デバイス及びディスプレイを含む、公知のコンピュータにより構成されてよい。そして、信号処理装置１０は、ドップラセンサから出力されるドップラ信号に基づいて被測定者の呼吸数を生成する。 図３は、本発明の実施形態に係る信号処理装置１０の機能ブロック図である。同図に示すように、信号処理装置１０は、荷重データ取得部２０と、割合算出部２２と、位置体軸推定部２４と、ドップラセンサ選択部２６、体動判定部２８と、動作制御部３０と、ドップラデータ取得部３２と、周波数スペクトル生成部３４と、周波数スペクトル選択部３６と、集約スペクトル生成部３８と、生体情報生成部４０と、を含んでいる。これらの機能ブロックは、コンピュータである信号処理装置１０において信号処理プログラムが実行されることにより実現される。この信号処理プログラムは、半導体メモリなどの各種のコンピュータ可読情報記憶媒体に格納され、該媒体から信号処理装置１０にロードされてもよい。あるいは、インターネットなどのデータ通信回線を介して信号処理装置１０にダウンロードされてもよい。 荷重データ取得部２０は、例えば、被測定者がベッド１６上にいる状況における当該被測定者の位置よりも下に位置する複数の荷重センサ１４のそれぞれについて、当該荷重センサ１４にかかる荷重の測定結果を示す荷重データを取得する。 以下の説明では、荷重データ取得部２０は、所定の時間間隔で、４個の荷重センサ１４（荷重センサ１４ａから荷重センサ１４ｄ）のそれぞれから最新の荷重の測定結果を示す荷重データを取得することとする。また、４個の荷重センサ１４において、荷重の測定タイミングは同期がとられていることとする。 割合算出部２２は、例えば、複数の荷重センサ１４のそれぞれについて、当該荷重センサ１４にかかる荷重の測定結果を、複数の荷重センサ１４のそれぞれにかかる荷重の測定結果の合計値で割った割合を算出する。以下、このようにして算出される割合を荷重割合と呼ぶこととする。 位置体軸推定部２４は、例えば、複数の荷重センサ１４のそれぞれにかかる荷重の測定結果に基づいて、ベッド１６の幅方向に沿った被測定者の位置を推定する。位置体軸推定部２４は、上述の荷重割合に基づいて、ベッド１６の幅方向に沿った被測定者の位置を推定してもよい。 また、位置体軸推定部２４は、例えば、複数の荷重センサ１４のそれぞれにかかる荷重の測定結果に基づいて、被測定者の体軸方向を推定する。位置体軸推定部２４は、上述の荷重割合に基づいて、被測定者の体軸方向を推定してもよい。 ドップラセンサ選択部２６は、例えば、荷重データに基づいて特定される複数の荷重センサ１４のそれぞれにかかる荷重の測定結果に基づいて、測定領域１８が互いに異なる複数のドップラセンサのうちから少なくとも１つのドップラセンサを選択する。 ここで、ドップラセンサ選択部２６は、複数の荷重センサ１４のそれぞれについて算出される上述の荷重割合に基づいて、少なくとも１つのドップラセンサを選択してもよい。また、ドップラセンサ選択部２６は、ベッド１６の幅方向に沿った被測定者の位置の推定結果に基づいて、少なくとも１つのドップラセンサを選択してもよい。また、ドップラセンサ選択部２６は、推定される体軸方向に基づいて、少なくとも１つのドップラセンサを選択してもよい。 ここで、最新の荷重データの取得に応じて実行される、ドップラセンサの選択処理の流れの一例を、図４に例示するフロー図を参照しながら説明する。 まず、割合算出部２２が、荷重データが示す最新の荷重の測定結果に基づいて、荷重割合を算出する（Ｓ１０１）。例えば、荷重センサ１４ａ、荷重センサ１４ｂ、荷重センサ１４ｃ、荷重センサ１４ｄによる最新の荷重の測定結果が、それぞれ、ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１であることとする。この場合、割合算出部２２は、ａ１／（ａ１＋ｂ１＋ｃ１＋ｄ１）の値、ｂ１／（ａ１＋ｂ１＋ｃ１＋ｄ１）の値、ｃ１／（ａ１＋ｂ１＋ｃ１＋ｄ１）の値、ｄ１／（ａ１＋ｂ１＋ｃ１＋ｄ１）の値を、それぞれ、荷重センサ１４ａの荷重割合ａ２、荷重センサ１４ｂの荷重割合ｂ２、荷重センサ１４ｃの荷重割合ｃ２、荷重センサ１４ｄの荷重割合ｄ２として算出する。 そして、位置体軸推定部２４は、Ｓ１０１に示す処理で算出された荷重割合に基づいて、ベッド１６の幅方向に沿った被測定者の位置（例えば、被測定者の重心の位置）を推定する（Ｓ１０２）。以下、ベッド１６の幅方向に沿った被測定者の重心の位置を、幅方向重心位置と呼ぶこととする。位置体軸推定部２４は、例えば、（－ａ２＋ｂ２－ｃ２＋ｄ２）との数式により算出される値を、幅方向重心位置値として算出する。この場合、幅方向重心位置値がとりうる値の範囲は－１以上１以下である。 そして、ドップラセンサ選択部２６は、推定される幅方向重心位置が左寄りであるか否かを判定する（Ｓ１０３）。ここで例えば、算出される幅方向重心位置値が所定値未満（例えば、－０．５未満）である場合に、幅方向重心位置が左寄りであると判定され、当該所定値以上（例えば、－０．５以上）である場合に、幅方向重心位置が左寄りでないと判定されてもよい。 幅方向重心位置が左寄りであると判定された場合は（Ｓ１０３：Ｙ）、ドップラセンサ選択部２６は、左から４個のドップラセンサを選択する（Ｓ１０４）。 幅方向重心位置が左寄りでないと判定された場合は（Ｓ１０３：Ｎ）、ドップラセンサ選択部２６は、推定される幅方向重心位置が右寄りであるか否かを判定する（Ｓ１０５）。ここで例えば、幅方向重心位置値が所定値以上（例えば、０．５以上）である場合に、幅方向重心位置が右寄りであると判定され、当該所定値未満（例えば、０．５未満）である場合に、幅方向重心位置が右寄りでないと判定されてもよい。 幅方向重心位置が右寄りであると判定された場合は（Ｓ１０５：Ｙ）、ドップラセンサ選択部２６は、右から４個のドップラセンサを選択する（Ｓ１０６）。 幅方向重心位置が右寄りでないと判定された場合は（Ｓ１０５：Ｎ）、位置体軸推定部２４は、被測定者の体軸方向を推定する（Ｓ１０７）。位置体軸推定部２４は、例えば、（－ａ２＋ｂ２＋ｃ２－ｄ２）との数式により算出される値を、体軸方向値として算出する。この場合、体軸方向値がとりうる値の範囲は－１以上１以下である。 そして、ドップラセンサ選択部２６は、推定される体軸方向が左上から右下に向かう方向であるか否かを判定する（Ｓ１０８）。ここで例えば、体軸方向値が所定値未満（例えば、－０．５未満）である場合に、体軸方向が左上から右下に向かう方向であると判定され、当該所定値以上（例えば、－０．５以上）である場合に、体軸方向が左上から右下に向かう方向でないと判定されてもよい。 体軸方向が左上から右下に向かう方向であると判定された場合は（Ｓ１０８：Ｙ）、ドップラセンサ選択部２６は、左から４個のドップラセンサを選択する（Ｓ１０４）。 体軸方向が左上から右下に向かう方向でないと判定された場合は（Ｓ１０８：Ｎ）、ドップラセンサ選択部２６は、推定される体軸方向が右上から左下に向かう方向であるか否かを判定する（Ｓ１０９）。ここで例えば、体軸方向値が所定値以上（例えば、０．５以上）である場合に、体軸方