(57)【要約】【課題】非接触型バイタルサイン監視システム及び方法を提供する。【解決手段】本発明の非接触型バイタルサイン監視システム及び方法は、被監視対象付近に設置されるレーダーを有する。前記非接触型バイタルサイン監視システムは、所定期間内に順にサンプリングされたレーダーの複数の出力信号が保存されるデータバッファと、これら前記出力信号に基づいて被監視対象の状態を判定するステータス分類器と、被監視対象が静止状態にある場合、これら前記出力信号に基づいて被監視対象のバイタルサインを取得させるバイタルサイン検出器と、を備える。【選択図】図１
2020099661.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被監視対象の付近に設置されるレーダーを有する非接触型バイタルサイン監視システムであって、
前記システムは、
所定期間内に順にサンプリングされた前記レーダーの出力信号が保存されるデータバッファと、
前記出力信号に基づいて前記被監視対象のステータスを判定するステータス分類器と、
静止状態での前記出力信号に基づいて前記被監視対象のバイタルサインを判定するバイタルサイン検出器と、を備えることを特徴とする、
非接触型バイタルサイン監視システム。
【請求項２】
前記バイタルサイン検出器は前記ステータス分類器により判定されたステータスを受信させると共に静止状態での前記出力信号の最大スペクトルエネルギーに関連する周波数に基づいて前記被監視対象の呼吸数または心拍数を判定させることを特徴とする請求項１に記載の非接触型バイタルサイン監視システム。
【請求項３】
被監視対象の付近に設置されたレーダーの複数のバッファリングされた出力信号に基づいて周波数帯域における第１パワー比を判定し、且つ前記第１パワー比が既定の第１閾値より大きいかどうかを判定するステップと、
前記出力信号に基づいて位相点の数を判定し、且つ前記位相点の数が既定の第３閾値より大きいかどうかを判定するステップと、
前記第１パワー比が第１閾値より大きく前記位相点の数が第３閾値より多い場合、前記出力信号に基づいて最大平均差を判定し、且つ前記最大平均差が既定の第２閾値より大きいかどうかを判定するステップと、
前記第１パワー比が前記第１閾値より大きくない場合或いは前記位相点の数が前記第３閾値より大きくない場合、前記出力信号に基づいて周波数帯域における第２パワー比を判定し、且つ前記第２パワー比が既定の第４閾値より大きいかどうかを判定するステップと、
前記出力信号に基づいて電圧差を判定し、且つ前記電圧差が既定の第５閾値より大きいかどうかを判定するステップと、を含むことを特徴とする、
非接触型バイタルサイン監視方法。
【請求項４】
前記最大平均差が前記第２閾値より大きい場合は前記被監視対象が静止状態であると判定され、そうでない場合は前記被監視対象がバイタルサイン無し状態であると判定され、前記第２パワー比が前記第４閾値より大きくない場合、前記被監視対象が静止状態であると判定され、前記電圧差が前記第５閾値より大きい場合、前記被監視対象が活動状態であると判定されることを特徴とする請求項３に記載の非接触型バイタルサイン監視方法。
【請求項５】
同相信号及び直交信号を含むフィルタリングされた信号を生成するためにレーダーの出力信号のバンドパスフィルタリングを行うステップと、
前記フィルタリングされた信号に基づいて時間領域におけるゼロ交差率を判定し、且つ前記ゼロ交差率が既定の閾値が大きいかどうかを判定するステップと、
前記フィルタリングされた信号に基づいて前記同相信号の周波数スペクトル及び前記直交信号の周波数スペクトルを獲得するステップと、
前記同相信号の最大スペクトルエネルギー及び前記直交信号の最大スペクトルエネルギーを比較することで、前記同相信号の前記周波数スペクトルまたは前記直交信号の前記周波数スペクトルを選択された周波数スペクトルとして選択させるステップと、
前記選択された周波数スペクトルの最大スペクトルエネルギーが判定され、前記選択された周波数スペクトルの前記最大スペクトルエネルギーに関連する周波数はバイタルサインとして判定されるステップと、を含むことを特徴とする、
非接触型バイタルサイン監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視システムに関し、更に詳しくは、非接触型バイタルサイン監視システム及びその方法（Ａ  ｎｏｎ−ｃｏｎｔａｃｔ  ｖｉｔａｌ−ｓｉｇｎ  ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  ｍｅｔｈｏｄ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
体温（ＢＴ）、血圧（ＢＰ）、心拍数（ＨＲ）、及び呼吸数（ＲＲ）は４大バイタルサインである。バイタルサインを検出及び測定することで健康状態や病気の兆候を見極める。
【０００３】
従来の健康監視装置の多くは接触型であるが、被監視対象の身体に有線で接触させる必要があるため、接触型健康監視装置では被監視対象の行動が制限されてしまう。さらに、接触型健康監視装置は訓練を受けた者のみが操作可能であった。
【０００４】
専門人員は通常従来の（接触型または非接触型）健康監視装置を使用する際には観察及び記録を行わねばならないが、人手が限られているため、健康測定は定期的にしか行えない。このため、急病の場合はその検出が遅れることがあり、手遅れになる恐れもあった。ゆえに非接触型のバイタルサイン常時監視システムの必要性が高まっている。
【０００５】
そこで、本発明者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本発明の提案に到った。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
かかる従来の実情に鑑みて、本発明は、心拍数及び呼吸数を検出するための非接触型バイタルサイン監視システム及びその方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態に係る非接触型バイタルサイン監視システムは、被監視対象の付近に設置されると共にデータバッファと、ステータス分類器と、バイタルサイン検出器と、を備えるレーダーを有する。前記データバッファには所定期間内に順にサンプリングされた前記レーダーの出力信号が保存される。前記ステータス分類器は前記出力信号に基づいて前記被監視対象のステータスを判定する。前記バイタルサイン検出器は静止状態における前記出力信号に基づいて前記被監視対象のバイタルサインを判定する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る非接触型バイタルサイン監視システムを示すシステムブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るバイタルサイン状態を判断するための非接触型バイタルサイン監視方法を示すフローチャートである。
【図３Ａ】本発明の呼吸数検出方法を示すフローチャートである。
【図３Ｂ】本発明の心拍数検出方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る非接触型バイタルサイン監視方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の他の実施形態に係る非接触型バイタルサイン監視システムを示すシステムブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。
【００１０】
図１は本発明の一実施形態に係る非接触型バイタルサイン監視システム１００が心拍数や呼吸数等のバイタルサインの監視に用いられるブロック図を示す。
【００１１】
本実施形態では、前記非接触型バイタルサイン監視システム（以下、監視システムという）１００は、検出範囲内の被監視対象の付近に設置される連続波（ＣＷ）レーダーのようなレーダー１１を含むレーダーセンサーフロントエンド装置１を備える。一実施形態において、前記レーダー１１はベッドに横たわる前記被監視対象の胸部に載置される。他の実施形態では、前記レーダー１１はベッドの下や横等の他の位置に設置されてもよい。一実施形態において、前記レーダー１１として周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダーのような超広帯域（ＵＷＢ）レーダーを含む。
前記監視システム１００の前記レーダーセンサーフロントエンド装置１は前記レーダー１１に電気的に接続されると共に無線周波数（ＲＦ）信号を伝送させると共に反射された無線周波数信号を受信させるように構成されるアンテナ１２を備える。本実施形態に係る前記レーダー１１は、前記反射された無線周波数信号に基づいてベースバンド出力信号を生成するためのトランシーバー１１１を具備する。他の実施形態では、前記アンテナ１２は前記レーダー１１に統合される。更なる他の実施形態では、前記レーダーセンサーフロントエンド装置１は、様々な位置に設置される複数のレーダー１１を備える。
【００１２】
本実施形態に係る前記監視システム１００の前記レーダーセンサーフロントエンド装置１は、前記レーダー１１からの（アナログ）出力信号を受信させ、且つ前記アナログ出力信号をデジタル出力信号に変換するためのアナログ・デジタルコンバータ（ＡＤＣ）１３を備える。本実施形態では、前記レーダー１１の前記出力信号は、同相偏波信号（以下、同相信号という）Ｉ及び直交偏波信号（以下、直交信号という）Ｑを含む。
【００１３】
前記監視システム１００の前記レーダーセンサーフロントエンド装置１は、所定期間内に順にサンプリングされた前記出力信号を保存するためのデータバッファ１４を備える。例えば、前記データバッファ１４には２．５秒間隔でサンプリングされた８つの出力信号が保存される。これにより、前記データバッファ１４には２０秒スパンの前記出力信号が保存される。特定のアプリケーションに対応するように、前記スパンが１０秒、３０秒、または６０秒に設定されてもよい。サンプリング間隔は反応時間に基づいて決定される。サンプリング間隔が短いほど前記監視システム１００の反応が早くなる。
【００１４】
本実施形態では、前記監視システム１００は、前記レーダー１１の前記出力信号に基づいて前記被監視対象のステータスを判定するように構成されるステータス分類器１５を含むバイタルサインプロセッサ２を備える。本実施形態では、前記被監視対象のステータスは、限定されないが、静止状態、活動状態、及びバイタルサイン無し状態の３種類に分けられる。
静止状態とは前記被監視対象が睡眠中または休憩中である状態を指し、活動状態とは前記被監視対象が寝返りをうったり、動き回っている状態を指し、バイタルサイン無し状態とは前記被監視対象がベッドに不在の状態を指す。特に、例えば、静止状態とは、前記被監視対象が睡眠中に寝返りをうったり、動かずにテレビを見ていたり、ほんのわずかしか動きがない状態を指す。活動状態とは前記被監視対象がベッド上またはその周りで動いていたり、ベッドから下りたりする状態を指す。バイタルサイン無し状態とは、前記被監視対象にバイタルサインが無い状態を指す。他の実施形態では、前記ステータス分類器１５は様々な位置に設置される複数のレーダー１１の出力信号を受信させるために用いられる。
【００１５】
図２は図１の本発明の一実施形態に係る非接触型バイタルサイン監視方法（以下、方法という）２００がバイタルサインステータスを判定させると共に前記ステータス分類器１５に適用されるフローチャートを図示する。ステップ２０１において、周波数帯域における第１パワー比は前記レーダー１１の前記出力信号に基づいて判定され、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）アルゴリズム等が用いられる。本実施形態では、前記第１パワー比は既定の（第１）周波数帯域（例えば、１２．５−２５Ｈｚ）における全パワーに対するパワーの比率と定義され、下記の式で示す。
第１パワー比＝Ｐｆｒ１／Ｐｔ
ここで、Ｐｆｒ１は前記既定の（第１）周波数帯域におけるパワーを示し、Ｐｔは全パワー（全周波数帯域における）を示す。
【００１６】
次に、ステップ２０２において、前記第１パワー比が既定の（第１）閾値より大きいかどうかが判定される。
【００１７】
ステップ２０２において応と判定された場合、ステップ２０３に進んで複数の平均差における最大平均差を示す最大平均差の判定が行われる。本実施形態では、前記データバッファ１４は総平均値Ｍを有する。前記データバッファ１４は、分割平均値ＤＭ１乃至ＤＭｍを各々有する複数の（例えば、ｍ個）ブロックに分けられる。平均差は前記分割平均値と総平均値との差（の絶対値）と定義され、即ち、ＤＭｘ−Ｍであり、ｘは１乃至ｍを表す。前記最大平均差は下記の式に示す。
最大平均差＝ｍａｘ｛ａｂｓ［（ＤＭ１、ＤＭ２、…ＤＭｍ）−（Ｍ、Ｍ、…Ｍ）］｝
ここで、ａｂｓは絶対値関数を表し、ｍａｘは最大値関数を表す。
【００１８】
ステップ２０４において、前記最大平均差が既定の（第２）閾値より大きいかどうかが判定される。ステップ２０４において応と判定された場合、前記被監視対象は静止状態にあると判定または推定される。そうでなければ、前記被監視対象はバイタルサイン無し状態と判定または推定される。
【００１９】
一方、本実施形態に係るバイタルサインのステータスを判定する前記方法２００はステップ２０５及び２０６を含み、ステップ２０１及び２０２と同時に実行される。ステップ２０５において、前記レーダー１１の前記出力信号に基づいて位相点の数が判定される。本実施形態における前記同相信号Ｉ、前記直交信号Ｑ、及び位相φの関係を下記の式に示す。
Ｉ（ｎ）＝ＡＩ（ｎ）ｃｏｓ（ｐ（ｎ）＋θ）
Ｑ（ｎ）＝ＡＱ（ｎ）ｓｉｎ（ｐ（ｎ）＋θ）
φ＝ａｒｃｔａｎ［Ｑ（ｎ）／Ｉ（ｎ）］
【００２０】
本実施形態では、前記位相φが既定の範囲内（例えば、４４．５°乃至４５．５°の間の範囲）にある場合、前記位相点に算入される。次に、ステップ２０６において、前記位相点の数が既定の（第３）閾値より多いかどうかが判定される。
【００２１】
ステップ２０６において応と判定された場合、ステップ２０３に進んで最大平均差が判定される。ステップ２０４では、前記最大平均差が既定の（第２）閾値より大きいかどうかが判定される。ステップ２０４において応と判定された場合、前記被監視対象は静止状態にあると判定または推定される。そうでなければ、前記被監視対象がバイタルサイン無し状態にあると判定または推定される。
【００２２】
ステップ２０２またはステップ２０６において否と判定された場合、ステップ２０７に進み、前記レーダー１１の前記出力信号に基づいて周波数帯域における第２パワー比が判定される。例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）アルゴリズムが用いられる。本実施形態では、前記第２パワー比は既定の（第２）周波数帯域（例えば、３乃至２５Ｈｚ）における全パワーに対するパワーの比率と定義され、下記の式に示す。
第２パワー比＝Ｐｆｒ２／Ｐｔ
ここで、Ｐｆｒ２は前記既定の（第２）周波数帯域におけるパワーを表し、Ｐｔは（全周波数帯域における）全パワーを表す。ちなみに、前記既定の第２周波数帯域は前記既定の第１周波数帯域と等しいまたは相違する。
【００２３】
次に、ステップ２０８において、前記第２パワー比が既定の（第４）閾値より大きいかどうか判定され、これは前記既定の（第１）閾値と等しいまたは相違する。ステップ２０８において否と判定された場合、前記被監視対象は静止状態にあると判定または推定される。そうでなければステップ２０９に進む。前記既定の第２周波数帯域が前記既定の第１周波数帯域に等しく、且つ前記既定の第４閾値が前記既定の第１閾値に等しい場合、ステップ２０７及び２０８はステップ２０１及び２０２と重複するため、ステップ２０７及び２０８が省略される。
【００２４】
ステップ２０９では、前記出力信号のポイント・ツー・ポイントまたはピーク・ツー・ピーク等の電圧差が判定される。次に、ステップ２１０において、前記電圧差が既定の（第５）閾値より大きいかどうかが判定される。ステップ２１０において応と判定された場合、前記被監視対象は活動状態にあると判定または推定される。そうでなければステップ２１１に進む。
【００２５】
ステップ２１１において、前記最大平均差が既定の（第２）閾値より大きいかどうかが判定され（ステップ２０４と相似する）、または最大平均差の合計が既定の（第６）閾値より大きいかどうかが判定される。少なくとも１つの判定が応であった場合、前記被監視対象は静止状態にあると判定または推定される。そうでなければ前記被監視対象はバイタルサイン無し状態にあると判定または推定される。本実施形態では、前記最大平均差の合計は前記同相信号Ｉの最大平均差及び前記直交信号Ｑの最大平均差の合計である。
【００２６】
図１に戻る。本実施形態に係る前記監視システム１００の前記バイタルサインプロセッサ２は、前記ステータス分類器により判定されたステータス１５を受信させると共に前記レーダー１１の前記出力信号（前記同相信号Ｉ及び前記直交信号Ｑを含む）に基づいて静止状態における前記被監視対象の呼吸数を獲得するための呼吸数検出器１６Ａを備える。
上述のように、本実施形態では、前記データバッファ１４には２．５秒間隔でサンプリングされた８つの出力信号が保存される。前記呼吸数が判定される際に、前記被監視対象が静止状態にないと判定または推定された場合、前記データバッファ１４の対応データが前記出力信号の直流（ＤＣ）電圧値のような既定値に設定される。他の実施形態においては、前記既定値は１つ以上の周波数で構成される固定波形である。更なる他の実施形態では、前記既定値は前記データバッファ１４に保存される先行データに基づいた線形−非線形演算結果である。
【００２７】
図３Ａは図１の本発明の一実施形態に係る呼吸数検出方法３００Ａが前記呼吸数検出器１６Ａに適用されるフローチャートを図示する。ステップ３０１において、前記レーダー１１の前記出力信号（前記同相信号Ｉ及び前記直交信号Ｑを含む）がバンドパスフィルターによりバンドパスフィルタリングが行われることによってフィルタリングされた信号が生成される。一実施形態において、前記バンドパスフィルターのパスバンド周波数帯域は呼吸数の周波数帯域に対応させ、例えば、０．１６乃至０．８Ｈｚであるが、これに限られない。
【００２８】
ステップ３０２において、時間領域におけるゼロ交差率は、前記バンドパスフィルターからの前記フィルタリングされた信号に基づいて判定される。本実施形態では、ゼロ交差とは、前記出力信号の交流（ＡＣ）成分と前記出力信号の直流（ＤＣ）成分との交差を指す。前記出力信号が正常であれば、前記ゼロ交差率が大きくなり、前記出力信号が異常（例えば、前記交流成分が上下する）を示せば、前記ゼロ交差率が小さくなる。
【００２９】
次に、ステップ３０３において、前記ゼロ交差率が既定の（第７）閾値より大きいかどうか判定される。ステップ３０３において否と判定された場合（前記出力信号の前記交流成分が偏移したことを示す）、ステップ３０４に進み、前記出力信号の直流電圧値が調整される。
【００３０】
ステップ３０３において応と判定される或いはステップ３０４が終了した場合、ステップ３０５に進み、周波数帯域解析が実行されることにより、前記同相信号Ｉの周波数スペクトル（のエネルギー配分）及び前記直交信号Ｑの周波数スペクトル（のエネルギー配分）が獲得される。次に、ステップ３０６において、前記同相信号Ｉ及び前記直交信号Ｑの前記周波数スペクトルが正規化される。
【００３１】
ステップ３０７において、前記同相信号Ｉの最大スペクトルエネルギー及び前記直交信号Ｑの最大スペクトルエネルギーが比較される。これにより、前記同相信号Ｉの前記周波数スペクトルまたは前記直交信号Ｑの前記周波数スペクトルが選択される。換言すれば、前記同相信号Ｉの前記最大スペクトルエネルギーが前記直交信号Ｑの前記最大スペクトルエネルギーより大きい場合、前記同相信号Ｉの前記周波数スペクトルが選択される。そうでなければ、前記直交信号Ｑの前記周波数スペクトルが選択される。ステップ３０８において、前記選択された周波数スペクトルの最大スペクトルエネルギーが判定され、且つ前記呼吸数として対応周波数が判定される。
【００３２】
図１に戻って、本実施形態に係る前記監視システム１００は、前記ステータス分類器により判定されたステータス１５を受信させると共に、前記レーダー１１の前記出力信号（前記同相信号Ｉ及び前記直交信号Ｑを含む）に基づいて静止状態における前記被監視対象の心拍数を獲得するための心拍数検出器１６Ｂを備える。
【００３３】
図３Ｂは図１の本発明の一実施形態に係る心拍数検出方法３００Ｂが前記心拍数検出器１６Ｂに適用されるフローチャートを図示する。図３Ｂのフローチャートは図３Ａのフローチャートと相似し、対応するステップについては同じ符号を以って表示し、両者の違いについては下述する。
【００３４】
ステップ３０１において、前記心拍数を検出するための前記方法３００Ｂのパスバンド周波数は前記呼吸数の検出するための前記方法３００Ａの前記パスバンド周波数よりも高い（または等しい）。一実施形態において、前記心拍数を検出するための前記方法３００Ｂのパスバンド周波数帯域は心拍数の周波数帯域に対応させ、例えば、限定されないが、０．７乃至３Ｈｚ等である。
前記心拍数を検出するための前記方法３００Ｂは、前記周波数スペクトルの正規化ステップ３０６において省略される。ステップ３０８において、前記選択された周波数スペクトルの最大スペクトルエネルギーが判定され、且つ対応周波数が前記心拍数として判定される。
【００３５】
図１に戻る。本実施形態に係る前記監視システム１００の前記バイタルサインプロセッサ２は、ネットワーク１８（例えば、インターネット）を介して前記レーダー１１の前記出力信号、前記ステータス分類器により判定されたステータス１５、前記呼吸数検出器１６Ａにより判定された前記被監視対象の前記呼吸数、及び／或いは前記心拍数検出器１６Ｂにより判定された前記被監視対象の前記心拍数をアナライザ１９に伝送させるための通信インターフェース１７を備える。
前記通信インターフェース１７はＵＡＲＴ（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｒｅｃｅｉｖｅｒ−ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ、ＵＡＲＴ）、Ｉ２Ｃ（Ｉｎｔｅｒ−Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ、Ｉ２Ｃ）、シリアル・ペリフェラル・インタフェース（Ｓｅｒｉａｌ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ、ＳＰＩ）、コントローラー・エリア・ネットワーク（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ、ＣＡＮ）、ＲＳ（Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ  Ｓｔａｎｄａｒｄ、ＲＳ）２３２、ＲＳ（Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ  Ｓｔａｎｄａｒｄ、ＲＳ）４２２等の有線通信インターフェース、或いはワイヤレスセンサネットワーク（例えば、エンオーシャン（登録商標）、ブルートゥース（登録商標）、またはＺｉｇＢｅｅ（登録商標））等のワイヤレス通信インターフェース、もしくは２Ｇ、３Ｇ、ＬＴＥ、５Ｇ等の移動体通信ネットワークインターフェース、ないしはＷＬＡＮやＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ  Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ  ｆｏｒ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ａｃｃｅｓｓ、ＷｉＭＡＸ）等のワイヤレスローカルネットワークインターフェース、またはＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ、ＲＦＩＤ）、エンオーシャン、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ−ｆｉｅｌｄ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）等の近距離ポイント・ツー・ポイント通信インターフェースである。
他の実施形態では、前記通信インターフェース１７は、信号ケーブルを介して前記レーダー１１の前記出力信号、前記ステータス分類器により判定されたステータス１５、前記呼吸数検出器１６Ａにより判定された前記被監視対象の前記呼吸数、及び／或いは前記心拍数検出器１６Ｂにより判定された前記被監視対象の前記心拍数を前記アナライザ１９に伝送するように構成される。
【００３６】
図４は本発明の一実施形態に係る非接触型バイタルサイン監視方法４００のフローチャートを図示する。ステップ４０１において、前記レーダー１１のパワー、前記アナログ・デジタルコンバータ１３、前記データバッファ１４、前記ステータス分類器１５、前記呼吸数検出器１６Ａ、及び前記心拍数検出器１６Ｂが起動される。
本実施形態では、前記レーダー１１、前記アナログ・デジタルコンバータ１３、前記データバッファ１４、前記ステータス分類器１５、前記呼吸数検出器１６Ａ、及び前記心拍数検出器１６Ｂは、例えば、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）により実施される。
【００３７】
ステップ４０２において、前記データバッファ１４、前記ステータス分類器１５、前記呼吸数検出器１６Ａ、及び前記心拍数検出器１６Ｂの主要なパラメータ（例えば、前記データバッファ１４の分割、前記（第１）周波数帯域（ステップ２０１）、前記（第２）周波数帯域（ステップ２０７）、及び前記パスバンド周波数帯域（ステップ３０１））が構成される。ステップ４０３において、前記通信インターフェース１７は、前記ネットワーク１８を介して前記アナライザ１９（クラウドに設置される）に前記出力信号、前記ステータス、前記呼吸数、及び／或いは前記心拍数を伝送させる。
【００３８】
次に、ステップ４０４において、前記アナライザ１９が複数のレーダーセンサーフロントエンド装置１のうちから１つを選択させる。ステップ４０５において、検出シナリオ（例えば、前記被監視対象が仰向けに寝る、もたれ掛かる、または横になる）が識別される。ステップ４０６において、前記レーダーセンサーフロントエンド装置１の伝送されたデータが分析されると共に監視される。緊急事態が発生した場合、所定の人員やユニットに対して警告が発せられる。ステップ４０７において、広範で十分な判断材料及び理解材料を得るために分析結果が関連システム（例えば、病院のシステム）に統合される。
【００３９】
図５は本発明の他の実施形態に係る非接触型バイタルサイン監視システム（以下、監視システムという）５００のブロック図を示す。図５の前記監視システム５００は図１の前記監視システム１００と相似し、以下では両者の相違について説明する。
本実施形態では、前記監視システム５００の前記通信インターフェース１７は前記データバッファ１４を介して前記レーダー１１の前記出力信号を受信させ、且つ前記レーダー１１の前記出力信号は前記ネットワーク１８を介して（または直接）前記ステータス分類器１５、前記呼吸数検出器１６Ａ、及び／或いは前記心拍数検出器１６Ｂに伝送される。このため、本発明においては、前記ステータス分類器１５、前記呼吸数検出器１６Ａ、及び前記心拍数検出器１６Ｂを除き、前記レーダーセンサーフロントエンド装置１（例えば、前記レーダー１１、前記アンテナ１２、前記アナログ・デジタルコンバータ１３、及び前記データバッファ１４）のみを各病室に設置させるだけでよい。
【００４０】
本明細書に開示された実施例は、本発明を限定するものではなく、説明するためのものであり、このような実施例によって本発明の思想と範囲が限定されるものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲により解釈すべきであり、それと同等の範囲内にある全ての技術は、本発明の権利範囲に含まれるものと解釈すべきである。
【符号の説明】
【００４１】
１００  非接触型バイタルサイン監視システム
１  レーダーセンサーフロントエンド装置
２  バイタルサインプロセッサ
１１  レーダー
１１１  トランシーバー
１２  アンテナ
１３  アナログ・デジタルコンバータ
１４  データバッファ
１５  ステータス分類器
１６Ａ  呼吸数検出器
１６Ｂ  心拍数検出器
１７  通信インタフェース
１８  ネットワーク
１９  アナライザ
２００  バイタルサイン判定方法
２０１  第１パワー比の判定
２０２  第１パワー比が閾値より大きいかどうかの判定
２０３  最大平均差の判定
２０４  最大平均差が閾値より大きいかどうかの判定
２０５  位相点の数の判定
２０６  位相点の数が閾値より多いかどうかの判定
２０７  第２パワー比の判定
２０８  第２パワー比が閾値より大きいかどうかの判定
２０９  電圧差の判定
２１０  電圧差が閾値より大きいかどうかの判定
２１１  最大平均差が閾値より大きいかどうの判定或いは最大平均差の合計が閾値より大きいかどうかの判定
３００Ａ  呼吸数検出器
３００Ｂ  心拍数検出器
３０１  バンドパスフィルタリング
３０２  ゼロ交差率の判定
３０３  ゼロ交差率が閾値より大きいかどうかの判定
３０４  直流電圧値の調整
３０５  周波数帯域解析の実行
３０６  周波数スペクトルの正規化
３０７  同相信号の周波数スペクトルまたは直交信号の周波数スペクトルの比較と選択
３０８  最大スペクトルエネルギーの判定
４００  非接触型バイタルサイン監視方法
４０１  電源の起動
４０２  パラメータの配置
４０３  データの伝送
４０４  レーダーセンサーフロントエンド装置の選択
４０５  検出シナリオの識別
４０６  データの分析及び監視
４０７  関連システムの統合
Ｉ    同相信号
Ｑ  直交信号
【図１】
2020099661.tif 000003
【図２】
2020099661.tif 000004
【図３Ａ】
2020099661.tif 000005
【図３Ｂ】
2020099661.tif 000006
【図４】
2020099661.tif 000007
【図５】
2020099661.tif 000008