(57)【要約】【課題】感染性物質を排出したことが疑われる疑排出者に関する情報を表示することができる感染性物質モニタリングシステムを提供する。【解決手段】感染性物質モニタリングシステム１０は、捕集部１１と、検出部１２と、画像取得部１３と、記憶部１４と、表示部１８と、制御処理部１５とを備える。制御処理部１５は、検出部１２によって所定量を超える感染性物質が検出された場合に、検出が完了した時刻から所定時間以上遡った時刻に画像取得部１３によって取得された画像を、記憶部１４に蓄積された複数の画像の中から特定する。制御処理部１５は、特定された画像を解析することにより、空間に滞在する人の中から感染性物質を排出したことが疑われる疑排出者を特定し、特定された疑排出者を示す画像を表示部１８に表示させる。【選択図】図２
2019083395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人が滞在する空間の空気を吸気することにより、前記空間に浮遊する微粒子を捕集する捕集部と、
捕集された前記微粒子に含まれる感染性物質を検出する検出部と、
前記空間の複数の画像を取得する画像取得部と、
取得された前記複数の画像が蓄積される記憶部と、
表示部と、
制御処理部とを備え、
前記制御処理部は、前記検出部によって所定量を超える感染性物質が検出された場合に、
検出が完了した時刻から所定時間以上遡った時刻に取得された画像を、前記記憶部に蓄積された前記複数の画像の中から特定し、
特定された画像を解析することにより、前記空間に滞在する人の中から前記感染性物質を排出したことが疑われる疑排出者を特定し、
特定された疑排出者を示す画像を前記表示部に表示させる
感染性物質モニタリングシステム。
【請求項２】
前記制御処理部は、特定された画像を解析することにより、前記空間に滞在する人のうち飛沫の排出動作を行った人を、前記疑排出者として特定する
請求項１に記載の感染性物質モニタリングシステム。
【請求項３】
前記制御処理部は、前記疑排出者の特定において、
特定された画像を解析することにより、前記空間に滞在する人のうち飛沫の排出動作を行った人を疑排出者候補とし、かつ、前記疑排出者候補が排出動作を行った排出時刻、及び、前記疑排出者候補が排出動作を行ったときの前記空間内の位置である排出位置を特定し、
特定された前記排出時刻及び前記排出位置に基づいて、前記排出動作によって排出された飛沫が前記捕集部に到達するまでの到達時間を推定し、
推定された前記到達時間に基づいて、前記疑排出者候補を前記疑排出者とするか否かの判定を行う
請求項２に記載の感染性物質モニタリングシステム。
【請求項４】
前記制御処理部は、推定された前記到達時間に基づいて、前記捕集部が前記微粒子を捕集していた捕集期間中に前記飛沫が前記捕集部に到達したと推定される場合に、前記疑排出者候補を前記疑排出者であると判定する
請求項３に記載の感染性物質モニタリングシステム。
【請求項５】
前記制御処理部は、
前記疑排出者候補の複数回の飛沫の排出動作のそれぞれについて、前記排出時刻及び前記排出位置の特定、並びに、前記到達時間の推定を行い、
複数回の前記到達時間の推定結果に基づいて、前記疑排出者候補を前記疑排出者とするか否かの判定を行う
請求項３または４に記載の感染性物質モニタリングシステム。
【請求項６】
前記制御処理部は、
前記空間内の空気の流れを示す気流情報を取得し、
特定された前記排出時刻及び前記排出位置、並びに、取得された気流情報に基づいて、前記到達時間を推定する
請求項３〜５のいずれか１項に記載の感染性物質モニタリングシステム。
【請求項７】
さらに、前記空間内を移動するための移動部を有する感染性物質検出装置を備え、
前記制御処理部は、前記疑排出者の特定において、
特定された画像を解析することにより、前記空間に滞在する人のうち飛沫の排出動作を行った人を疑排出者候補とし、
前記感染性物質検出装置を前記疑排出者候補の位置まで移動させ、かつ、前記感染性物質検出装置に当該位置における前記感染性物質を検出させ、
前記感染性物質検出装置によって検出された前記感染性物質の量に基づいて、前記疑排出者候補を前記疑排出者とするか否かの判定を行う
請求項２に記載の感染性物質モニタリングシステム。
【請求項８】
前記感染性物質モニタリングシステムは、前記空間内の互いに異なる位置に配置された複数組の前記捕集部及び前記検出部を備え、
前記制御処理部は、複数組の前記捕集部及び前記検出部を用いて、前記疑排出者を特定する
請求項１〜７のいずれか１項に記載の感染性物質モニタリングシステム。
【請求項９】
前記制御処理部は、
複数の前記疑排出者候補のそれぞれについて、当該疑排出者候補の排出動作によって排出された飛沫が前記捕集部に到達するまでの到達時間を推定し、
推定された前記到達時間に基づいて、複数の前記疑排出者候補のうち、排出した飛沫の前記捕集部への到達時刻が、前記捕集部が前記微粒子を捕集していた捕集期間に近いほうの前記疑排出者候補を前記疑排出者であると判定する
請求項３に記載の感染性物質モニタリングシステム。
【請求項１０】
前記検出部は、抗原抗体反応を利用して前記感染性物質を検出する
請求項１〜９のいずれか１項に記載の感染性物質モニタリングシステム。
【請求項１１】
前記所定時間は、前記検出部が前記所定量を超える前記感染性物質の検出に要する時間よりも長い時間である
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の感染性物質モニタリングシステム。
【請求項１２】
人が滞在する空間の空気を吸気することにより、前記空間に浮遊する微粒子を捕集する捕集ステップと、
捕集された前記微粒子に含まれる感染性物質を検出する検出ステップと、
前記空間の複数の画像を取得する画像取得ステップと、
取得された複数の画像を蓄積する蓄積ステップと、
前記検出ステップにおいて所定量を超える感染性物質が検出された場合に、検出が完了した時刻から所定時間以上遡った時刻に取得された画像を、蓄積された前記複数の画像の中から特定する画像特定ステップと、
特定された画像を解析することにより、前記空間に滞在する人の中から前記感染性物質を排出したことが疑われる疑排出者を特定する疑排出者特定ステップと、
特定された疑排出者を示す画像を表示する表示ステップとを含む
感染性物質モニタリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、空間内の空気中を浮遊するウィルス等の感染性物質を検知し、感染性物質の推定排出源に関する情報を提示する感染性物質モニタリングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
体力の弱い高齢者の増加により、介護施設及び病院などでインフルエンザ等の感染症が流行し、死亡例も増えている。また国境を越える人及び物の移動が盛んになり、未知の病原体による感染症の大流行も懸念されている。このような背景に基づき、インフルエンザ等の重い感染症の流行を防止するために、空気中を浮遊する微粒子からウィルスを検出するための技術が開発されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−５２８６５号公報
【特許文献２】特開２０１２−５２８６６号公報
【特許文献３】特開２０１３−５２７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、感染性物質を排出したことが疑われる疑排出者に関する情報を表示することができる感染性物質モニタリングシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様に係る感染性物質モニタリングシステムは、人が滞在する空間の空気を吸気することにより、前記空間に浮遊する微粒子を捕集する捕集部と、捕集された前記微粒子に含まれる感染性物質を検出する検出部と、前記空間の複数の画像を取得する画像取得部と、取得された前記複数の画像が蓄積される記憶部と、表示部と、制御処理部とを備え、前記制御処理部は、前記検出部によって所定量を超える感染性物質が検出された場合に、検出が完了した時刻から所定時間以上遡った時刻に取得された画像を、前記記憶部に蓄積された前記複数の画像の中から特定し、特定された画像を解析することにより、前記空間に滞在する人の中から前記感染性物質を排出したことが疑われる疑排出者を特定し、特定された疑排出者を示す画像を前記表示部に表示させる。
【０００６】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本開示の感染性物質モニタリングシステムによれば、感染性物質を排出したことが疑われる疑排出者に関する情報を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態１に係る感染性物質モニタリングシステムが配置された室内空間を示す平面図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る感染性物質モニタリングシステムの機能構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、解析部の詳細な機能構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、飛沫の排出が行われてから当該飛沫が捕集されるまでの様子を概念的に示す図である。
【図５】図５は、表示部に表示される画像の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１に係る感染性物質モニタリングシステムの基本動作のフローチャートである。
【図７】図７は、実施の形態２に係る感染性物質モニタリングシステムが配置された室内空間を示す平面図である。
【図８】図８は、実施の形態２に係る感染性物質モニタリングシステムの機能構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、実施の形態３に係る感染性物質モニタリングシステムの機能構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（本開示の基礎となった知見）
インフルエンザ等の重い感染症の流行を防止するために、空気中を浮遊する微粒子からウィルス等の病原体を捕集する技術が開発されている。例えば、特許文献１には、ウィルスを捕集可能なフィルタに空気を流した後、抽出液を用いて当該フィルタに捕集されたウィルス等を抽出液中に抽出する技術が開示されている。また、特許文献２には、ウィルスを、サイクロン構造を利用して直接液体に衝突させて、液体中にウィルス等を捕集する技術が開示されている。
【００１０】
また、ウィルス等の病原体の濃度を計測する方法として、蛍光分析法または表面増強ラマン分光測定方法が知られている。蛍光分析法においては、空気中のカビまたは菌にレーザ光を照射する。表面増強ラマン分光測定方法においては、ウィルス等と特異的に結合する抗体等を金または銀等の貴金属で形成されたナノ構造体に固定化する。このナノ構造体に局在化表面プラズモン共鳴が発生する光を照射すると、抗体等において表面増強ラマン散乱光が発生する。表面増強ラマン分光測定方法においては、このような表面増強ラマン散乱光に基づいてウィルス等の病原体の濃度を計測する。
【００１１】
ところで、空気中を浮遊しているウィルスは、ウィルス単体で浮遊している訳ではなく、他の浮遊している微粒子に付着している。例えば、ウィルスは、人が放出する飛沫等に含まれて空気中を浮遊している。ウィルスを含む体液は、人の咳またはくしゃみによって人の体外に放出され、放出後瞬時に乾燥してウィルスを含む飛沫核となる。飛沫核の直径は数μｍ以下と小さい。一般に、粒子の沈降速度は粒径の２乗に比例し、空気中において直径５μｍかつ比重１の球形粒子の沈降速度は約５ｃｍ／分である。空気中で直径１μｍかつ比重１の球形粒子の沈降速度は約１２ｃｍ／時間と非常に遅い。このため、ウィルスを含んだ微粒子は、長時間に渡って空気中を浮遊し、さらに空調などの気流の影響を受けて移動する。
【００１２】
従来の技術では、空気中を浮遊する微粒子を捕集し、ウィルスが含まれているか否かを検知することはできる。しかしながら、空気中からインフルエンザ等のウィルスが検出されたからといって、ウィルスの感染の拡大を抑制するために、ウィルスが検出された室内または施設全体を閉鎖することは公益を損う場合があり、経済的な損失も大きい。加えて、感染拡大抑制策の対象である感染者、濃厚接触者、及び、濃厚接触場所を絞れないために、対策が遅れたり、抜けが生じたりする可能性が高い。
【００１３】
したがって、室内にいる多人数の中から、ウィルスを排出している可能性が高い人物を絞り込んだ上で、体液の採取等による感染確認検査、感染者および濃厚接触者の隔離、並びに、濃厚接触場所の洗浄消毒等の感染拡大抑制措置が実施されれば、より効果的にウィルスの感染拡大を抑制することができる。
【００１４】
そこで、本開示は、空気中を浮遊する微粒子から感染性物質を検出したときに、感染性物質を排出する感染者である可能性が高い人物の情報を提示する感染性物質モニタリングシステムを提供する。感染者である可能性が高い人物は、疑排出者とも記載される。感染性物質モニタリングシステムは、具体的には、多人数が使用する室内空間に浮遊する所定の感染性物質をセンサにより検出し、センサの検出結果と室内空間を撮影した画像情報とを利用して、疑排出者を推定する。これにより、感染性物質モニタリングシステムは、感染拡大抑制措置の効果的な実施を可能にする。
【００１５】
本開示の第１態様に係る感染性物質モニタリングシステムは、人が滞在する空間の空気を吸気することにより、前記空間に浮遊する微粒子を捕集する捕集部と、捕集された前記微粒子に含まれる感染性物質を検出する検出部と、前記空間の複数の画像を取得する画像取得部と、取得された前記複数の画像が蓄積される記憶部と、表示部と、制御処理部とを備え、前記制御処理部は、前記検出部によって所定量を超える感染性物質が検出された場合に、検出が完了した時刻から所定時間以上遡った時刻に取得された画像を、前記記憶部に蓄積された前記複数の画像の中から特定し、特定された画像を解析することにより、前記空間に滞在する人の中から前記感染性物質を排出したことが疑われる疑排出者を特定し、特定された疑排出者を示す画像を前記表示部に表示させる。
【００１６】
このような感染性物質モニタリングシステムは、感染性物質を排出したことが疑われる疑排出者に関する情報を表示することができる。
【００１７】
本開示の第２態様に係る感染性物質モニタリングシステムにおいて、前記制御処理部は、特定された画像を解析することにより、前記空間に滞在する人のうち飛沫の排出動作を行った人を、前記疑排出者として特定する。
【００１８】
このような感染性物質モニタリングシステムは、空間内に滞在する人が飛沫の排出動作を行ったか否かに基づいて、疑排出者を特定することができる。
【００１９】
本開示の第３態様に係る感染性物質モニタリングシステムにおいて、前記制御処理部は、前記疑排出者の特定において、特定された画像を解析することにより、前記空間に滞在する人のうち飛沫の排出動作を行った人を疑排出者候補とし、かつ、前記疑排出者候補が排出動作を行った排出時刻、及び、前記疑排出者候補が排出動作を行ったときの前記空間内の位置である排出位置を特定し、特定された前記排出時刻及び前記排出位置に基づいて、前記排出動作によって排出された飛沫が前記捕集部に到達するまでの到達時間を推定し、推定された前記到達時間に基づいて、前記疑排出者候補を前記疑排出者とするか否かの判定を行う。
【００２０】
このような感染性物質モニタリングシステムは、排出動作によって排出された飛沫が捕集部に到達するまでの到達時間を推定することにより、疑排出者を高精度に特定することができる。
【００２１】
本開示の第４態様に係る感染性物質モニタリングシステムにおいて、前記制御処理部は、推定された前記到達時間に基づいて、前記捕集部が前記微粒子を捕集していた捕集期間中に前記飛沫が前記捕集部に到達したと推定される場合に、前記疑排出者候補を前記疑排出者であると判定する。
【００２２】
このような感染性物質モニタリングシステムは、排出動作によって排出された飛沫が捕集部に到達するまでの到達時間を推定することにより、疑排出者を高精度に特定することができる。
【００２３】
本開示の第５態様に係る感染性物質モニタリングシステムにおいて、前記制御処理部は、前記疑排出者候補の複数回の飛沫の排出動作のそれぞれについて、前記排出時刻及び前記排出位置の特定、並びに、前記到達時間の推定を行い、複数回の前記到達時間の推定結果に基づいて、前記疑排出者候補を前記疑排出者とするか否かの判定を行う。
【００２４】
このような感染性物質モニタリングシステムは、１回目の処理で疑排出者を特定できなかった場合も、２回目以降の処理によって疑排出者を特定することができる。
【００２５】
本開示の第６態様に係る感染性物質モニタリングシステムにおいて、前記制御処理部は、前記空間内の空気の流れを示す気流情報を取得し、特定された前記排出時刻及び前記排出位置、並びに、取得された気流情報に基づいて、前記到達時間を推定する。
【００２６】
このような感染性物質モニタリングシステムは、空間内の空気の流れを考慮して到達時間を推定することにより、疑排出者を高精度に特定することができる。
【００２７】
本開示の第７態様に係る感染性物質モニタリングシステムは、さらに、前記空間内を移動するための移動部を有する感染性物質検出装置を備え、前記制御処理部は、前記疑排出者の特定において、特定された画像を解析することにより、前記空間に滞在する人のうち飛沫の排出動作を行った人を疑排出者候補とし、前記感染性物質検出装置を前記疑排出者候補の位置まで移動させ、かつ、前記感染性物質検出装置に当該位置における前記感染性物質を検出させ、前記感染性物質検出装置によって検出された前記感染性物質の量に基づいて、前記疑排出者候補を前記疑排出者とするか否かの判定を行う。
【００２８】
このような感染性物質モニタリングシステムは、感染性物質検出装置を疑排出者候補の近傍に移動させた上で感染性物質の検出を行うことにより、疑排出者を高精度に特定することができる。
【００２９】
本開示の第８態様に係る感染性物質モニタリングシステムは、前記空間内の互いに異なる位置に配置された複数組の前記捕集部及び前記検出部を備え、前記制御処理部は、複数組の前記捕集部及び前記検出部を用いて、前記疑排出者を特定する。
【００３０】
このような感染性物質モニタリングシステムは、空間内の複数箇所で微粒子の捕集及び感染性物質の検出を行うことにより、感染者の位置、または、気流などが多様化した場合であっても、疑排出者を特定することができる。
【００３１】
本開示の第９態様に係る感染性物質モニタリングシステムにおいて、前記制御処理部は、複数の前記疑排出者候補のそれぞれについて、当該疑排出者候補の排出動作によって排出された飛沫が前記捕集部に到達するまでの到達時間を推定し、推定された前記到達時間に基づいて、複数の前記疑排出者候補のうち、排出した飛沫の前記捕集部への到達時刻が、前記捕集部が前記微粒子を捕集していた捕集期間に近いほうの前記疑排出者候補を前記疑排出者であると判定する。
【００３２】
このような感染性物質モニタリングシステムは、複数の疑排出者候補の中から疑排出者を特定することができる。
【００３３】
本開示の第１０態様に係る感染性物質モニタリングシステムにおいて、前記検出部は、抗原抗体反応を利用して前記感染性物質を検出する。
【００３４】
このような感染性物質モニタリングシステムは、インフルエンザウィルス等の感染性物質を検出対象とすることができる。
【００３５】
本開示の第１１態様に係る感染性物質モニタリングシステムにおいて、前記所定時間は、前記検出部が前記所定量を超える前記感染性物質の検出に要する時間よりも長い時間である。
【００３６】
このような感染性物質モニタリングシステムは、疑排出者候補が写っている可能性が高い画像を効率的に特定することができる。
【００３７】
本開示の第１２態様に係る感染性物質モニタリング方法は、人が滞在する空間の空気を吸気することにより、前記空間に浮遊する微粒子を捕集する捕集ステップと、捕集された前記微粒子に含まれる感染性物質を検出する検出ステップと、前記空間の複数の画像を取得する画像取得ステップと、取得された複数の画像を蓄積する蓄積ステップと、前記検出ステップにおいて所定量を超える感染性物質が検出された場合に、検出が完了した時刻から所定時間以上遡った時刻に取得された画像を、蓄積された前記複数の画像の中から特定する画像特定ステップと、特定された画像を解析することにより、前記空間に滞在する人の中から前記感染性物質を排出したことが疑われる疑排出者を特定する疑排出者特定ステップと、特定された疑排出者を示す画像を表示する表示ステップとを含む。
【００３８】
このような感染性物質モニタリング方法は、感染性物質を排出したことが疑われる疑排出者に関する情報を表示することができる。
【００３９】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【００４０】
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００４１】
（実施の形態１）
［概要］
まず、実施の形態１に係る感染性物質モニタリングシステムの概要について説明する。図１は、実施の形態１に係る感染性物質モニタリングシステムが配置された室内空間を示す平面図である。図１は、介護施設または病院の待合室のような多人数が利用する室内空間の状況を模式的に描いている。室内空間は、言い換えれば、建物の中の閉空間であり、以下、単に空間１００と記載される。顔のマークは、空間１００内に位置する人を示す。
【００４２】
図１に示される空間１００には、空調機器２０が配置されている。空調機器２０からは風が吹き出している。空調機器２０は、矢印２２ａ、矢印２２ｂ、矢印２２ｃのように、風向を順次変えて、温度または湿度を調整している。図１において空間１００の右側には、感染性物質モニタリングシステム１０が配置されている。
【００４３】
感染性物質モニタリングシステム１０は、空間１００に滞在する人の中から感染性物質を排出したことが疑われる疑排出者を特定するシステムである。感染性物質モニタリングシステム１０の表側（つまり、空間１００側）には、空気を吸引する捕集部１１と、空間１００内の状況を撮影する画像取得部１３とが配置される。さらに、空間１００の外には、特定された疑排出者を示す画像を施設管理者等に提示する表示部１８が配置される。
【００４４】
［構成］
感染性物質モニタリングシステム１０の具体的構成を、図２のブロック図を参照しながら説明する。図２は、感染性物質モニタリングシステム１０の機能構成を示すブロック図である。図２に示されるように、感染性物質モニタリングシステム１０は、捕集部１１と、検出部１２と、画像取得部１３と、記憶部１４と、制御処理部１５と、表示部１８とを備える。
【００４５】
捕集部１１は、人が滞在する空間１００の空気を吸気することにより、空間１００に浮遊する微粒子を捕集する。捕集部１１は、例えば、ファンまたはポンプと、サイクロン構造または多孔質フィルタと、媒体が収容される容器とを有する。媒体は、液体であってもよいし、気体であってもよい。捕集部１１は、ファンまたはポンプによって空間１００内の空気を吸気し、サイクロン構造または多孔質フィルタによって、微粒子を捕集部１１が有する容器中の媒体内に捕集する。
【００４６】
検出部１２は、捕集された微粒子に含まれる感染性物質を検出する。検出部１２は、具体的には、捕集された微粒子に感染性物質が含まれるか否か、及び、捕集された微粒子に含まれる感染性物質の量を検出するセンサである。検出部１２は、検出対象となる感染性物質に応じて適切な検出方法を用いる。捕集部１１が有する容器内の媒体も、検出方法に合わせて適切な媒体が採用されればよい。
【００４７】
例えば、検出対象が細胞内に蛍光物質を含むカビまたは細菌である場合、検出方法として、空気中のカビまたは菌にレーザ光を照射する蛍光分析法が採用されれば、高速にカビまたは細菌の量を検出可能である。この場合、捕集部１１が有する容器内の媒体は、例えば、空気である。
【００４８】
蛍光分析法は、検出対象がウィルス、または、細胞内に蛍光物質を含有しない細菌である場合、使用できない。検出部１２は、検出対象がインフルエンザなどのウィルスである場合、抗原抗体反応を用いる表面増強ラマン分光測定方法などの各種方法、または、ＤＮＡを分析するＰＣＲ（ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ  Ｃｈａｉｎ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ）法を用いる。いずれの方法も液中での反応を伴うので、捕集部１１が有する容器内の媒体には水などの液体が用いられる。また、この場合、検出対象の検出及び検出対象の量の計測には分単位の時間を要する。
【００４９】
なお、空気中に漂うウィルス等の濃度は僅かである。そこで、捕集部１１は、検出下限に相当する量のウィルス等を捕集するために、一定時間捕集した微粒子を媒体中に貯めてから、検出部１２に送る。捕集及び計測は、自動で繰り返し行われる。つまり、感染性物質のモニタリングが連続的に行われる。
【００５０】
画像取得部１３は、空間１００の画像を取得する。画像取得部１３は、具体的には、空間１００の動画像を撮影するカメラを有し、捕集部１１による捕集と並行して、空間１００の状況を撮影する。動画像には、複数の静止画像が含まれる。つまり、画像取得部１３は、時間的に連続する複数の画像を取得する。本明細書中では、静止画像のことを単に画像とも記載する。
【００５１】
画像取得部１３は、空間１００に滞在する人の顔または様子が分かる画像を撮影するカメラを有していてもよい。また、画像取得部１３は、空間１００における音声を取得するマイク、または、空間１００に滞在する人の体温を計測できる赤外線カメラを備えていてもよい。
【００５２】
また、画像取得部１３が有するカメラは、複眼カメラであってもよい。これにより、画像取得部１３は、撮影した画像から室内滞在者との距離を計測できる。また、画像取得部１３は、図１のように捕集部１１に隣接している必要はない。画像取得部１３は、室内の滞在者が見通せる位置に配置されればよい。また、感染性物質モニタリングシステム１０は、画像取得部１３を複数備えてもよい。画像取得部１３によって取得された画像は、画像情報として記憶部１４に蓄積される。画像取得部１３がマイクを有する場合、画像情報には、マイクによって取得された音声が含まれる。
【００５３】
記憶部１４には、取得された複数の画像が蓄積される。つまり、記憶部１４には、複数の画像が録画される。複数の画像は、具体的には、画像情報として蓄積される。なお、画像情報には、動画像を構成する複数の画像のそれぞれの撮影時刻を示す時刻情報が含まれる。時刻情報は、例えば、タイムスタンプ情報である。記憶部１４は、半導体メモリ、または、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）などによって実現される。
【００５４】
制御処理部１５は、検出部１２によって所定量を超える感染性物質が検出されたことをトリガとして、記憶部１４に蓄積された複数の画像を用いて、空間１００に滞在する人の中から感染性物質を排出したことが疑われる疑排出者を特定する。また、制御処理部１５は、特定された疑排出者を示す画像を表示部１８に表示させる処理を行う。制御処理部１５は、例えば、マイクロコンピュータなどによって実現される。制御処理部１５は、具体的には、解析部１６及び判定部１７を有する。
【００５５】
まず、制御処理部１５が有する解析部１６について説明する。図３は、解析部１６の詳細な機能構成を示すブロック図である。解析部１６は、具体的には、排出動作検出部１６ａと、到達時間推定部１６ｂと、人物識別部１６ｃと、メモリ１６ｄとを備える。
【００５６】
排出動作検出部１６ａは、記憶部１４に記憶された画像情報を読み出し、読み出した画像情報に基づく画像解析によって、口から感染性物質の飛沫を排出する、くしゃみまたは咳などの排出動作を行った人を検出する。排出動作検出部１６ａの排出動作の検出には、既存の技術が適用される。例えば、くしゃみなどをする人をカメラで検知する画像認識技術等が知られており（例えば、特許文献３：特開２０１３−５２７８４号公報等を参照）、排出動作の検出にはこのような技術が用いられる。なお、排出動作検出部１６ａは、排出動作の種類及び向きを検出してもよい。
【００５７】
また、排出動作検出部１６ａは、空間１００に滞在する人のうち飛沫の排出動作を行った人を疑排出者候補とし、かつ、疑排出者候補が排出動作を行った排出時刻、及び、疑排出者候補が排出動作を行ったときの空間１００内の位置である排出位置を特定する。疑排出者候補は、言い換えれば、空間１００に滞在する人のうち疑排出者の候補となる人物である。排出時刻は、例えば、画像情報に含まれる時刻情報に基づいて定められる。排出位置は、例えば、空間１００内の位置と画像内の位置との対応関係に基づいて定められる。この対応関係は、画像取得部１３の設置時に、空間１００内の画像取得部１３の位置に応じてあらかじめ定められる。排出位置は、少なくとも疑排出者候補及び捕集部１１の相対的な位置関係を示せばよい。
【００５８】
到達時間推定部１６ｂは、特定された排出時刻及び排出位置に基づいて、排出動作によって排出された飛沫が捕集部１１に到達するまでの到達時間を推定する。到達時間の始点は、飛沫が排出された時点である。以下の明細書中では、到達時間推定部１６ｂが推定した到達時間は、推定到達時間とも記載される。なお、到達時間推定部１６ｂは、到達時間の推定に、空間１００内の空気の流れを示す気流情報を使用してもよい。到達時間推定部１６ｂは、例えば、気流情報を空調機器２０から取得するが、空調機器２０別体の気流センサなどから気流情報を取得してもよい。
【００５９】
人物識別部１６ｃは、疑排出者候補の顔、姿勢、及び歩き方などの少なくとも１つを含む特徴情報を抽出する。また、人物識別部１６ｃは、疑排出者候補の体温、心拍数、及び、表情などの少なくとも１つを含む体調情報を抽出してもよい。体温及び心拍数は、例えば、画像取得部１３が有する赤外線カメラによって撮影された赤外線画像によって抽出される。心拍数は、赤外線画像における疑排出者候補の顔色の変化に応じて定められる。表情は、例えば、可視光カメラによって撮影された画像によって抽出される。空港でサーモカメラにより発熱者をモニタリングするような技術が知られており、体調情報の抽出には、例えば、このような技術が用いられる。
【００６０】
メモリ１６ｄには、排出時刻、排出位置、排出動作の種類、排出動作の向き、推定到達時間、及び、人物識別情報が記憶される。人物識別情報には、特徴情報及び体調情報が含まれる。また、メモリ１６ｄには、解析部１６及び判定部１７が実行する制御プログラム等が記憶されてもよい。なお、これらの情報は、メモリ１６ｄに代えて記憶部１４に記憶されてもよい。
【００６１】
次に、制御処理部１５が有する判定部１７について説明する。判定部１７は、メモリ１６ｄに出力命令を送ることによりメモリ１６ｄに記憶された情報を読み出す。判定部１７は、例えば、メモリ１６ｄから推定到達時間を読み出し、読み出した推定到達時間に基づいて、疑排出者候補を疑排出者とするか否かの判定を行う。また、判定部１７は、判定結果に基づいて、空間１００に滞在する人の中から感染性物質を排出したことが疑われる疑排出者を特定し、特定された疑排出者を示す画像を表示部１８に表示させる。判定部１７は、具体的には、疑排出者を示す画像を表示部１８に表示させるための情報を表示部１８に出力する。
【００６２】
表示部１８は、判定部１７から出力される情報に基づいて、疑排出者を示す画像を表示する。表示部１８は、具体的には、液晶パネルまたは有機ＥＬパネルなどの表示パネルを有するディスプレイ装置である。
【００６３】
発明者らは、感染性物質モニタリングシステム１０における、検出部１２によるインフルエンザウィルスなどの感染性物質の検出、及び、排出動作検出部１６ａによる、撮影された画像の分析に基づく排出動作の検出よって疑排出者を絞ろうと鋭意検討した。しかしながら、感染性物質の検出、及び、排出動作の検出を単に組み合わせても疑排出者を精度よく特定することは容易ではない。なぜなら、空気中を浮遊する微粒子の移動速度は遅く、気流の影響も受けるため、感染性物質を含む微粒子が排出されてから捕集部１１によって捕集されるまでに時間遅れがあり、遅れる時間も一定ではないからである。また、感染性物質モニタリングシステム１０が病院で用いられるような場合には、風邪または花粉症などの様々な病気に起因して咳またはくしゃみをしている人がいる。また、様々な病気に起因して発熱している人がいる一方で、高齢者は体温調節機能が衰えており、感染性物質に感染していても必ずしも高熱を出さない。つまり、上述した排出動作及び体調情報は多分にノイズを含んでおり、検出部１２による感染性物質の検出との時間的な因果関係も単純ではない。
【００６４】
例えば、図１の平面図に示されるように、空間１００に、顔のマークで表記された利用者が５名いるシチュエーションが考えられる。５名の利用者のうち、利用者Ａ及び利用者Ｂが疑排出者候補である。
【００６５】
利用者Ａは、インフルエンザウィルスなどの感染性物質を含む飛沫を、咳またはくしゃみによって空気中に排出している。利用者Ｂも飛沫の排出動作をしているが、利用者Ｂが排出する飛沫にはインフルエンザウィルスは含まれない。
【００６６】
一般に、くしゃみで口から出た飛沫は、時速数十ｋｍ／ｓの高速で飛び出し、４ｍまたは５ｍ程度まで一瞬で到達することが報告されている。図１において、利用者Ａが排出した飛沫の軌跡は、一点鎖線２３ａで例示されている。利用者Ａが排出した飛沫は、直線状に高速で飛び出した後、乾燥して微小な飛沫核になってからはゆらぎながら浮遊する。そして、途中、空調機器２０などの気流にも流されながら捕集部１１に接近し、吸引されて加速する。この結果、飛沫核は、微粒子として捕集される。
【００６７】
一方、捕集部１１の近くにいる利用者Ｂが排出した飛沫の軌跡は、一点鎖線２３ｂで例示されている。利用者Ｂの排出した飛沫は直線的に飛び、すみやかに捕集される。
【００６８】
このようなシチュエーションにおいて、感染性物質の検出、及び、排出動作の検出を単に組み合わせた手法では、利用者Ａ及び利用者Ｂのどちらが感染者（つまり、疑排出者）であるかを判別することが難しい。
【００６９】
そこで、感染性物質モニタリングシステム１０は、このような飛沫の移動特性を考慮し、ある程度の時間幅を持たせて到達時間を推定する。具体的には、感染性物質モニタリングシステム１０においては、到達時間推定部１６ｂが排出動作によって排出された飛沫が捕集部１１に到達するまでの到達時間を、時間情報及び空間情報を含む各種情報を用いて推定する。これにより、疑排出者の特定精度が高められる。なお、上述した排出時刻は、時間情報の一例であり、排出位置は、空間情報の一例である。
【００７０】
［動作例］
以上説明した感染性物質モニタリングシステム１０の動作について、図４を参照しながら詳細に説明する。図４は、飛沫の排出が行われてから当該飛沫が捕集されるまでの様子を、横軸に時間、縦軸に距離を取って概念的に示す図である。
【００７１】
なお、図４の例では、捕集部１１は、ｎ（ｎ：自然数）回目の捕集が終わると、媒体を検出部１２に送出し、ｎ＋１回目の捕集を開始する。したがって、検出部１２によるｎ回目の感染性物質の量の計測は、捕集部１１によるｎ＋１回目の捕集と並行して行われる。なお、図４では、ｎ回目の捕集が行われる期間は、捕集期間ｎと記載される。
【００７２】
図４の例では、利用者Ａが時刻ａ１に排出した感染性物質を含む飛沫は、曲線のように浮遊した後、時刻ａ２において捕集部１１に捕集される。一方、利用者Ｂは、時刻ａ１よりも後の時刻ｂ１において飛沫を排出し、当該飛沫は、時刻ａ２よりも前の時刻ｂ２において捕集部１１に捕集される。
【００７３】
ここで、捕集期間３の直後の計測において所定量を超えるインフルエンザウィルスが検出されると、排出動作検出部１６ａは、捕集期間３の終わりの時刻ｔ１よりも前の時刻に取得及び記憶された画像情報を読み出し、画像解析を行うことにより空間１００に滞在する人のうち飛沫の排出動作を行った人を疑排出者候補とする。このとき、直近に排出動作を行った人を疑排出者と判定する手法では、実際にインフルエンザウィルスに感染しているのが利用者Ａであるにもかかわらず、インフルエンザウィルスに感染していない利用者Ｂが疑排出者と判定されてしまう。つまり、疑排出者候補が飛沫の排出動作を行った排出時刻だけでは判定を誤ってしまう。
【００７４】
そこで、感染性物質モニタリングシステム１０では、排出時刻に加えて、少なくとも捕集部１１との位置関係を示す排出位置を用いることにより、感染性物質が排出されてから捕集されるまでの到達時間を推定する。これにより、疑排出者の判定の精度を高めることができる。例えば、図４の例では、排出動作検出部１６ａは、直近に排出動作を行った利用者Ｂだけでなく、利用者Ｂよりも時間的に少し前に捕集部１１から遠い位置で排出動作を行った利用者Ａも疑排出者候補とする。つまり、排出動作検出部１６ａは、排出時刻が利用者Ｂよりも前の時刻である利用者Ａが感染者である可能性を排除しない。そして、排出動作検出部１６ａは、利用者Ａが排出した飛沫の到達時間、及び、利用者Ｂが排出した飛沫の到達時間のそれぞれを推定する。つまり、排出動作検出部１６ａは、複数の疑排出者候補のそれぞれについて、当該疑排出者候補の排出動作によって排出された飛沫が捕集部１１に到達するまでの到達時間を推定する。これにより、判定部１７は、利用者Ａを疑排出者と判定することが可能となる。
【００７５】
なお、排出動作検出部１６ａは、排出時刻及び排出位置に加えて、疑排出者候補が空間１００内のどの方向を向いてくしゃみをしたか、といった排出動作の向き、排出動作の種類、及び、空間１００内の空気の流れを示す気流情報の少なくとも１つをさらに用いて到達時間を推定してもよい。これにより、到達時間の推定精度が高まる。
【００７６】
判定部１７は、飛沫が捕集部１１に到達する推定到達時刻と特定した捕集期間３とのずれが大き過ぎる排出動作を行った疑排出者候補は、疑排出者であると判定しない。
【００７７】
例えば、判定部１７は、推定到達時間に基づいて、捕集部１１が微粒子を捕集していた捕集期間３中に飛沫が捕集部１１に到達したと推定される場合に、疑排出者候補を疑排出者であると判定する。判定部１７は、推定到達時間に基づいて、捕集部１１が微粒子を捕集していた捕集期間３中に飛沫が捕集部１１に到達していないと推定される場合には、疑排出者候補を疑排出者でないと判定する。
【００７８】
また、判定部１７は、推定到達時間に基づいて、利用者Ａ及び利用者Ｂのうち、排出した飛沫の捕集部１１への到達時刻が、捕集部１１が微粒子を捕集していた捕集期間３に近いほうの利用者を疑排出者であると判定してもよい。つまり、判定部１７は、推定された到達時間に基づいて、複数の疑排出者候補のうち、排出した飛沫の捕集部１１への到達時刻が、捕集部１１が微粒子を捕集していた捕集期間３に近いほうの疑排出者候補を疑排出者であると判定してもよい。到達時刻が捕集期間３に近い、とは、より正確には、到達時刻が捕集期間３内の所定時点（例えば、中間時点）に近いことを意味する。
【００７９】
また、判定部１７は、捕集期間に飛沫が捕集部１１に到達する到達確率、及び、検出部１２のインフルエンザウィルスの検出量に基づいて疑排出者候補が感染者である可能性を評価してもよい。この場合、判定部１７は、必要に応じて疑排出者候補の体調情報を重み付けして、疑排出者候補が感染者である可能性の高さを評価してもよい。上述のように、体調情報は、解析部１６から判定部１７に出力される人物識別情報に含まれる。
【００８０】
また、制御処理部１５は、１回目のインフルエンザウィルスの検出時における解析処理及び判定処理だけでは感染者を絞りきれないときには、さらに、２回目のインフルエンザウィルスの検出時において、解析処理及び判定処理をさらに行ってもよい。例えば、１回目のインフルエンザウィルスの検出時の解析結果、及び、２回目のインフルエンザウィルスの検出時の解析結果を比較することで、判定が確定しやすくなる。
【００８１】
図４では、捕集期間１１の直後の計測において、所定量を超えるインフルエンザウィルスが検出され、解析処理及び判定処理が生じる。利用者Ａが排出した飛沫の推定到達時間は、１回目の解析処理及び２回目の解析処理でも同程度の時間となるが、利用者Ｂが排出した飛沫の到達時間は、１回目の解析処理及び２回目の解析処理で大きく異なる。二人の利用者が排出動作を行うタイミングが２回とも同じようなタイミングとなる確率は低いため、二人の利用者のうちいずれが感染者であるかは絞りやすくなる。
【００８２】
また、空調機器２０から送出される風の風向きが一定時間毎に変わるような場合、空間１００内を浮遊する微粒子の流れもこれに同期して変化する。したがって、気流情報に基づく空調機器２０の風向に基づいて、１回目の解析処理及び２回目の解析処理のそれぞれにおいて到達時間が補正されれば、到達時間の推定精度が高まる。
【００８３】
このように、到達時間推定部１６ｂは、疑排出者候補の複数回の飛沫の排出動作のそれぞれについて、排出時刻及び排出位置の特定、並びに、到達時間の推定を行ってもよい。判定部１７は、複数回の到達時間の推定結果に基づいて、疑排出者候補を疑排出者とするか否かの判定を行ってもよい。判定部１７は、具体的には、例えば、複数回の到達時間が同程度である、つまり、複数回の到達時間の差が所定値よりも小さい場合に当該疑排出者候補が疑排出者であると判定してもよい。
【００８４】
到達時間の推定においては、空間１００のレイアウト、及び、空調機器２０の性能等をモデル化し、当該モデルを用いた流体シミュレーションにより、推定到達時間の算出式が定められる。また、推定到達時間の算出式は、微粒子を用いた模擬実験を行うことにより実験的に定められてもよい。
【００８５】
また、解析部１６がどこまで時間を遡って画像解析を行うかついても、空間１００の広さ、空調機器２０の能力、及び、捕集部１１の吸気量などに応じて定められればよい。解析部１６は、例えば、これらの情報に基づいて微粒子の推定到達時間の最大値を求め、捕集期間３の開始時刻から推定到達時間の最大値分遡った時刻を画像解析開始点とすればよい。なお、解析部１６がどこまで時間を遡って画像解析を行うかは、あらかじめ定められていてもよい。
【００８６】
判定部１７による判定の結果、疑排出者が特定されると、特定された疑排出者の人物識別情報に基づく画像を表示部１８に表示させる。図５は、表示部１８に表示される画像の一例を示す図である。図５に示される画像においては、疑排出者の体温、及び、心拍数が含まれているが、このような情報が含まれることは必須ではない。表示部１８に表示される画像は、疑排出者を示す画像であればよい。疑排出者を示す画像は、例えば、画像取得部１３によって取得された画像のうち疑排出者の顔が表示された部分の拡大画像である。表示部１８は、このような画像を表示することにより、施設の管理者に注意を喚起する。
【００８７】
これにより、施設の管理者は、表示部１８に表示された情報に基づいて、特定された疑排出者、つまり、インフルエンザウィルスに感染している可能性の高い利用者に対して、感染拡大抑制策を施すことができる。また、施設の管理者は、疑排出者だけでなく、疑排出者が飛沫を排出するときに近くにいた濃厚接触者、または、疑排出者が飛沫を排出した位置の周辺の濃厚接触場所を、記憶部１４に蓄積された画像から抽出し、適宜処置を施すこともできる。
【００８８】
以上のように、感染性物質モニタリングシステム１０は、目に見えない空気中を浮遊する感染性物質を検出部１２によって検出するだけでなく、感染性物質を排出したことが疑われる疑排出者を特定する。感染性物質モニタリングシステム１０は、画像取得部１３によって取得された画像を解析して疑排出者候補から排出された飛沫が捕集部１１に到達するまでの到達時間を推定することにより、感染者である可能性の高い疑排出者を特定することができる。したがって、施設の管理者等は、的確な感染拡大予防策を取りやすくなる。
【００８９】
［動作のフローチャート］
以上説明した感染性物質モニタリングシステム１０の基本動作を、フローチャートを用いて説明する。図６は、感染性物質モニタリングシステム１０の基本動作のフローチャートである。
【００９０】
まず、捕集部１１は、人が滞在する空間１００の空気を吸気することにより、空間１００に浮遊する微粒子を捕集する（Ｓ１１）。検出部１２は、捕集された微粒子に含まれる感染性物質を検出する（Ｓ１２）。検出部１２は、検出対象がインフルエンザウィルスなどである場合、抗原抗体反応を利用して感染性物質を検出する。なお、図６のフローチャートには示されていないが、ステップＳ１１及びステップＳ１２と並行して、画像取得部１３は、空間１００の画像を取得し、記憶部１４には、取得された複数の画像が蓄積されている。つまり、空間１００の動画像の録画が常時行われている。
【００９１】
ステップＳ１２に続いて、検出部１２は、所定量を超える感染性物質が検出されたか否かの判定を行う（Ｓ１３）。検出部１２によって所定量を超える感染性物質が検出されていない場合（Ｓ１３でＮｏ）、２回目の微粒子の捕集が開始される。なお、図４で説明したように、２回目の微粒子の捕集は、１回目の検出部の検出と並行して行われてもよい。
【００９２】
一方で、検出部１２によって所定量を超える感染性物質が検出された場合（Ｓ１３でＹｅｓ）、解析部１６による解析処理が開始される。排出動作検出部１６ａは、検出が完了した時刻から所定時間以上遡った時刻に取得された画像を、記憶部１４に蓄積された複数の画像の中から特定する（Ｓ１４）。ステップＳ１４においては、例えば、一定期間にわたって連続的に取得された複数の画像、つまり動画像が特定される。なお、所定時間は、検出部１２が所定量を超える感染性物質の検出に要する時間よりも長い時間である。検出部１２が所定量を超える感染性物質の検出に要する時間とは、例えば、上記図４における時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間である。
【００９３】
次に、排出動作検出部１６ａは、特定された画像を解析することにより、空間１００に滞在する人のうち飛沫の排出動作を行った人を疑排出者候補とし、かつ、疑排出者候補が排出動作を行った排出時刻、及び、疑排出者候補が排出動作を行ったときの空間１００内の位置である排出位置を特定する（Ｓ１５）。到達時間推定部１６ｂは、特定された排出時刻及び排出位置に基づいて、排出動作によって排出された飛沫が捕集部１１に到達するまでの到達時間を推定する（Ｓ１６）。なお、ステップＳ１６において、到達時間推定部１６ｂは、空間１００内の空気の流れを示す気流情報を取得し、特定された排出時刻及び排出位置、並びに、取得された気流情報に基づいて、到達時間を推定してもよい。
【００９４】
次に、判定部１７は、推定された到達時間に基づいて、捕集部１１が微粒子を捕集していた捕集期間中に飛沫が捕集部１１に到達したと推定されるか否かを判定する（Ｓ１７）。判定部１７は、捕集期間中に飛沫が捕集部１１に到達したと推定される場合、疑排出者候補を疑排出者であると判定する（Ｓ１８）。そして、判定部１７は、特定された疑排出者を示す画像を表示部１８に表示させる（Ｓ１９）。一方、判定部１７は、捕集期間中に飛沫が捕集部１１に到達していないと推定される場合、疑排出者候補を疑排出者でないと判定する（Ｓ２０）。
【００９５】
このように、判定部１７は、推定された到達時間に基づいて、疑排出者候補を疑排出者とするか否かの判定を行うことにより、空間１００に滞在する人の中から感染性物質を排出したことが疑われる疑排出者を特定する。判定部１７は、具体的には、特定された画像を解析することにより、空間１００に滞在する人のうち飛沫の排出動作を行った人を、疑排出者として特定する。そして、表示部１８は、特定された疑排出者を示す画像を表示する。
【００９６】
このような感染性物質モニタリングシステム１０は、感染性物質を排出したことが疑われる疑排出者に関する情報を表示することができる。
【００９７】
（実施の形態２）
［構成］
以下、実施の形態２に係る感染性物質モニタリングシステムについて説明する。図７は、実施の形態２に係る感染性物質モニタリングシステムが配置された室内空間を示す平面図である。図８は、実施の形態２に係る感染性物質モニタリングシステムの機能構成を示すブロック図である。なお、以下の実施の形態２では、実施の形態１との相違点を中心に説明が行われ、既出事項の説明については適宜省略される。
【００９８】
図７及び図８に示されるように、実施の形態２に係る感染性物質モニタリングシステム１０ａは、感染性物質検出装置３０を備える点が感染性物質モニタリングシステム１０と異なる。また、実施の形態２に係る感染性物質モニタリングシステム１０ａは、制御処理部１５ａが感染性物質検出装置３０と通信を行うための通信部１９も備える。制御処理部１５ａは、通信部１９に制御指令を送信させることにより、感染性物質検出装置３０を制御することができる。通信部１９は、例えば、無線通信回路または無線通信モジュールである。つまり、制御処理部１５ａ及び感染性物質検出装置３０は、無線通信を行う。
【００９９】
感染性物質検出装置３０は、制御処理部１５ａの制御に基づいて、空間１００内を自在に移動するロボット型の装置であり、捕集した微粒子中に含まれる感染性物質を検出することができる。感染性物質検出装置３０の外形は、平たい円柱状である。感染性物質検出装置３０は、具体的には、捕集部３１と、検出部３２と、制御部３３と、通信部３４と、移動部３５とを備える。
【０１００】
捕集部３１は、捕集部１１と同様に、人が滞在する空間１００の空気を吸気することにより、空間１００に浮遊する微粒子を捕集する。捕集部３１は、例えば、感染性物質検出装置３０の本体の上面または側面に位置する吸気口から空気中の微粒子を捕集することができる。また、捕集部３１は、床上の微粒子を捕集することもできる。捕集部３１は、例えば、ファンまたはポンプと、サイクロン構造または多孔質フィルタと、媒体が収容される容器とを有する。
【０１０１】
検出部３２は、検出部１２と同様に、捕集された微粒子に含まれる感染性物質を検出する。なお、感染性物質検出装置３０は、検出部３２を備えていなくてもよい。この場合、感染性物質検出装置３０は、捕集部３１によって容器内の媒体に捕集された微粒子を、容器ごと検出部１２に供給する。
【０１０２】
制御部３３は、通信部３４を介して制御処理部１５ａからの制御指令を取得し、制御指令に基づいて、捕集部３１、検出部３２、及び、移動部３５を制御する。制御部３３は、例えば、マイクロコンピュータなどによって実現される。
【０１０３】
通信部３４は、通信部１９から制御指令を受信する。また、通信部３４は、制御部３３の制御に基づいて、検出部３２によって検出された感染性物質の量を示す情報を通信部１９に送信する。通信部３４は、例えば、無線通信回路または無線通信モジュールである。つまり、制御処理部１５ａ及び感染性物質検出装置３０は、無線通信を行う。
【０１０４】
移動部３５は、具体的には、感染性物質検出装置３０の本体の下面に配置された、モータで動く車輪である。感染性物質検出装置３０は、ロボット掃除機と同様に移動部３５を用いて障害物を回避しながら進む。
【０１０５】
［動作］
次に、感染性物質モニタリングシステム１０ａの動作について説明する。上記図４の動作例において、実施の形態１に係る感染性物質モニタリングシステム１０は、１回目の解析処理及び判定処理だけでは感染者を絞りきれないときに、２回目の解析処理及び判定処理を行った。これに対し、感染性物質モニタリングシステム１０ａは、１回目の解析処理及び判定処理だけでは感染者を絞りきれないときに、制御処理部１５ａは、通信部１９に制御指令を送信させることにより、感染性物質検出装置３０を利用者Ａ及び利用者Ｂの２人の疑排出者候補の位置に移動させる。そして、制御処理部１５ａは、感染性物質検出装置３０に、空気中または床上の微粒子の捕集、及び、インフルエンザウィルスの検出を実行させる。
【０１０６】
疑排出者候補の口から排出された飛沫のうち大きなものは早く落下し、疑排出者候補の近くの床上に残存している。したがって、感染性物質検出装置３０が疑排出者候補に接近して床上の微粒子を捕集すれば、疑排出者候補が２回目の排出動作をするのを待たずに、１回目の排出動作による床上の残存物にインフルエンザウィルスが含まれているか否かを検出することができる。このように、感染性物質検出装置３０によれば、疑排出者候補の近傍の適切な距離で微粒子の捕集が可能であるため、疑排出者の判定の精度を高めることができる。また、感染性物質検出装置３０による微粒子の捕集及び感染性物質の検出は、捕集部１１の捕集及び検出部１２による感染性物質の検出と同時期に並行して行われてもよい。このように、複数組の捕集部及び検出部が並行して用いられることにより、疑排出者の特定が容易になる。
【０１０７】
以上説明したように、実施の形態２に係る感染性物質モニタリングシステム１０ａは、空間１００内を移動するための移動部３５を有する感染性物質検出装置３０を備える。制御処理部１５ａは、疑排出者の特定において、特定された画像を解析することにより、空間に滞在する人のうち飛沫の排出動作を行った人を疑排出者候補とする。また、制御処理部１５ａは、疑排出者の特定において、感染性物質検出装置３０を疑排出者候補の位置まで移動させ、かつ、感染性物質検出装置３０に当該位置における感染性物質を検出させる。制御処理部１５ａは、疑排出者の特定において、感染性物質検出装置３０によって検出された感染性物質の量に基づいて、疑排出者候補を疑排出者とするか否かの判定を行う。例えば、制御処理部１５ａは、通信部１９を介して得られる検出部３２によって検出された感染性物質の量を示す情報に基づいて、検出部３２によって検出された感染性物質が所定量を超えると判定した場合に、疑排出者候補を疑排出者であると判定する。
【０１０８】
これにより、疑排出者候補の位置において感染性物質の検出が行われるため、疑排出者の判定の精度を高めることができる。
【０１０９】
（実施の形態３）
［構成］
以下、実施の形態３に係る感染性物質モニタリングシステムについて説明する。図９は、実施の形態３に係る感染性物質モニタリングシステムの機能構成を示すブロック図である。なお、以下の実施の形態３では、実施の形態１との相違点を中心に説明が行われ、既出事項の説明については適宜省略される。
【０１１０】
図９に示されるように、実施の形態３に係る感染性物質モニタリングシステム１０ｂは、捕集部１１及び検出部１２に加えて、捕集部１１ｂ及び検出部１２ｂをさらに備える。捕集部１１ｂは、捕集部１１と同様の構成であり、検出部１２ｂは、検出部１２と同様の構成である。しかしながら、捕集部１１ｂ及び検出部１２ｂは、空間１００内における位置が捕集部１１及び検出部１２と異なる。
【０１１１】
このように、感染性物質モニタリングシステム１０ｂは、空間１００内の互いに異なる位置に配置された複数組の捕集部及び検出部を備える。感染性物質モニタリングシステム１０ｂが備える制御処理部１５ｂは、複数組の捕集部及び検出部を用いて、疑排出者を特定する。制御処理部１５ｂは、例えば、互いに異なる位置に配置された複数の検出部の少なくとも１つによって所定量を超える感染性物質が検出された場合に、疑排出者を特定するための処理を開始する。
【０１１２】
このように、空間１００内の複数箇所で微粒子の捕集及び感染性物質の検出が行われることにより、感染者の位置、または、気流などが多様化した場合であっても、疑排出者を特定するための情報が豊富に得られ、疑排出者の特定精度を高めることができる。このような構成は、感染性物質モニタリングシステム１０ｂが空港のように広い場所で用いられる場合に特に有用である。なお、感染性物質モニタリングシステム１０ｂは、互いに異なる位置に配置された複数の画像取得部１３を備えてもよい。これにより、疑排出者が移動した場合であっても疑排出者の位置を特定しやすくなり、疑排出者を追跡することも可能となる。
【０１１３】
（その他の実施の形態）
以上、実施の形態に係る感染性物質モニタリングシステムについて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。
【０１１４】
例えば、感染性物質モニタリングシステムが微粒子の捕集を行う空間は、介護施設、病院、または、病院の待合室などに限定されない。感染性物質モニタリングシステムが微粒子の捕集を行う空間は、空港であってもよい。また、感染性物質モニタリングシステムが微粒子の捕集を行う空間は、建屋に限らず、鉄道または飛行機など移動体内の空間であってもよい。
【０１１５】
また、上記実施の形態において、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、複数の処理の順序が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。
【０１１６】
また、上記実施の形態において、感染性物質モニタリングシステムは、複数の装置によって実現されてもよいし、単一の装置として実現されてもよい。また、感染性物質モニタリングシステムが複数の装置によって構成される場合、感染性物質モニタリングシステムが備える構成要素は、複数の装置へどのように振り分けられてもよい。
【０１１７】
また、感染性物質モニタリングシステムは、クライアントサーバシステムとして実現されてもよい。例えば、感染性物質モニタリングシステムは、制御処理部を備えるサーバ装置と、捕集部、検出部、画像取得部などを備えるクライアント装置とによって実現されてもよい。
【０１１８】
また、上記実施の形態において、制御処理部などの構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
【０１１９】
また、制御処理部などの構成要素は、回路（または集積回路）でもよい。これらの回路は、全体として１つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路でもよい。また、これらの回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。
【０１２０】
また、本開示の全般的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよい。また、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。例えば、本開示は、コンピュータ等によって実行される感染性物質モニタリング方法として実現されてもよい。本開示は、感染性物質モニタリング方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現されてもよい。本開示は、当該プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体として実現されてもよい。
【０１２１】
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、または、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
【０１２２】
本開示は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術に熟練した人々にとっては種々の変形及び修正は明白である。そのような変形及び修正は、添付した請求の範囲による本開示の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本開示の感染性物質モニタリングシステムは、室内の空気中を浮遊する、インフルエンザウィルスなどの所定の感染性物質の検出を行うとともに、画像解析により感染性物質を排出している可能性の高い人物を特定することができる。本開示の感染性物質モニタリングシステムは、セキュリティシステムまたは工場の衛生管理システムに適用可能である。
【符号の説明】
【０１２４】
１０、１０ａ、１０ｂ  感染性物質モニタリングシステム
１１、１１ｂ、３１  捕集部
１２、１２ｂ、３２  検出部
１３  画像取得部
１４  記憶部
１５、１５ａ、１５ｂ  制御処理部
１６  解析部
１６ａ  排出動作検出部
１６ｂ  到達時間推定部
１６ｃ  人物識別部
１６ｄ  メモリ
１７  判定部
１８  表示部
１９、３４  通信部
２０  空調機器
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ  矢印
２３ａ、２３ｂ  一点鎖線
３０  感染性物質検出装置
３３  制御部
３５  移動部
１００  空間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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