(57)【要約】【課題】定在波レーダを用いて、継時的に脚力を測定することのできる健康管理装置及びその利用方法を提供する。【解決手段】送信波及び受信波から合成される定在波を検知する定在波検知部と、当該定在波検知部が検知した合成波の周波数の強度分布から、前記被反射体までの距離及び位相の変化分を演算する演算部と、得られた被反射体までの距離成分から、測定空間が無人の場合に得られた距離成分を除去して、測定空間が無人の場合に得られた距離成分とは異なる距離情報を求めることにより、前記測定空間内に存在する測定対象者との距離成分を抽出する信号処理部と、測定対象者との間の距離成分の強度分布の変化から、測定対象者の脚力を算出し、一定期間での脚力の変化に基づき、健康状態を判定する判定部とを備える。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数掃引された電波を外部に送信し、λを送信波の波長として、外部の被反射体から受信した反射波を送信波長に基づく一定距離だけ離隔した２点にて検出し、送信波及び受信波から合成される定在波を検知する定在波検知部と、
前記定在波検知部が検知した合成波の周波数の強度分布から、その直流成分を除去し、フーリエ変換して、距離スペクトルを求めて、前記被反射体までの距離及び位相の変化分を演算する演算部と、
得られた被反射体までの距離成分から、測定空間が無人の場合に得られた距離成分を除去して、測定空間が無人の場合に得られた距離成分とは異なる距離情報を求めることにより、前記測定空間内に存在する測定対象者との距離成分を抽出する信号処理部と、
測定対象者との間の距離成分の強度分布の変化から、測定対象者の脚力を算出して健康状態を判定する判定部と、
判定結果を表示する出力部とを備える、定在波レーダを用いた健康管理装置。
【請求項２】
周波数掃引された電波を外部に送信し、λを送信波の波長として、外部の被反射体から受信した反射波を送信波長に基づく一定距離だけ離隔した２点にて検出し、送信波及び受信波から合成される定在波を検知する定在波検知部と、
前記定在波検知部が検知した合成波の周波数の強度分布から、その直流成分を除去し、フーリエ変換して、距離スペクトルを求め、１周期内の前期間の距離スペクトルと、後期間の距離スペクトルとから、両距離スペクトルの位相差と、位相の変化分を演算する演算部と、
前記位相差から得られた被反射体までの距離成分から、測定空間が無人の場合に得られた距離成分を除去して、測定空間が無人の場合に得られた距離成分とは異なる距離情報を求めることにより、前記測定空間内に存在する測定対象者との距離成分を抽出する信号処理部と、
測定対象者との間の距離成分の強度分布の変化から、測定対象者の脚力を算出して健康状態を判定する判定部と、
判定結果を表示する出力部と備える、定在波レーダを用いた健康管理装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の定在波レーダを用いた健康管理装置を居宅に設置して、測定対象者の脚力を測定し、寝たきりになる危険度を評価する方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の定在波レーダを用いた健康管理装置を居宅に設置して、測定対象者の脚力を測定し、リハビリテーションによる脚力の回復効果を評価する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脚力を継時的に測定することを特徴とする、定在波レーダを用いた、健康管理装置及びその利用方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、人口に占める高齢者の割合が増加する中で、脚の筋力が低下し、病気などをきっかけにして寝たきり状態になる高齢者が増えている（例えば、非特許文献１を参照）。
また、寝たきり状態になることで、脳の活動などが低下し、痴呆が進行するとの報告もなされている。
高齢者の健康状態を向上させるためには、如何にして寝たきり状態にさせないかが非常に重要となり、そのためには、高い脚の筋力を維持させることが必要となる。
【０００３】
脚の筋力を評価する方法としては、超音波を用いて筋量を測定する方法や簡単なものであれば一定時間内に椅子の座り立ちが何回できるかを測定することにより間接的に評価する方法が挙げられる。
しかしながら、いずれも測定するために特殊な装置を使ったり、特定の場所に行ったりすることが必要であり、継続的にかつ連続的に筋力の変化を計測することは困難である。
【０００４】
ところで、定在波レーダを用いて、非侵襲的に人体の異常を検知する装置が開発されている（例えば、特許文献１を参照）。
具体的には、定在波検知部、演算部、信号処理部及び判定部からなる、定在波レーダを用いた装置であり、定在波の変化を検出することにより、被反射体までの距離、及び脈拍や呼吸などの微小な変位を検出し、人体の状態を把握するものである。
当該装置は、トイレ、風呂場、廊下などあらゆる場所に適応することが可能であり、また、市街地の電柱などに設置することにより、災害時の道路の水位の変化や人数の把握などにも活用することが可能である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】福永哲夫、“貯筋のすすめ”、スポーツ科学研究、６、５０−５４、２００９年
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２０１３／０４２７８６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明者は、上記の定在波レーダを用いた、非侵襲的に人体の異常を検知する装置のアプリケーションについて種々の検討を行った結果、当該装置を用いることで、継続的に脚力を測定することが可能であるという知見を得た。
そこで、本発明は、定在波レーダを用いて、継時的に脚力を測定することのできる健康管理装置及びその利用方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち本発明に係る定在波レーダを用いた健康管理装置は、周波数掃引された電波を外部に送信し、λを送信波の波長として、外部の被反射体から受信した反射波を送信波長に基づく一定距離だけ離隔した２点にて検出し、送信波及び受信波から合成される定在波を検知する定在波検知部と、前記定在波検知部が検知した合成波の周波数の強度分布から、その直流成分を除去し、フーリエ変換して、距離スペクトルを求めて、前記被反射体までの距離及び位相の変化分を演算する演算部と、得られた被反射体までの距離成分から、測定空間が無人の場合に得られた距離成分を除去して、測定空間が無人の場合に得られた距離成分とは異なる距離情報を求めることにより、前記測定空間内に存在する測定対象者との距離成分を抽出する信号処理部と、測定対象者との間の距離成分の強度分布の変化から、測定対象者の脚力を算出し、一定期間での脚力の変化に基づき、健康状態を判定する判定部と、判定結果を表示する出力部とを備えることを特徴とする。
また、本発明に係る定在波レーダを用いた健康管理装置は、周波数掃引された電波を外部に送信し、λを送信波の波長として、外部の被反射体から受信した反射波を送信波長に基づく一定距離だけ離隔した２点にて検出し、送信波及び受信波から合成される定在波を検知する定在波検知部と、前記定在波検知部が検知した合成波の周波数の強度分布から、その直流成分を除去し、フーリエ変換して、距離スペクトルを求め、１周期内の前期間の距離スペクトルと、後期間の距離スペクトルとから、両距離スペクトルの位相差と、位相の変化分を演算する演算部と、前記位相差から得られた被反射体までの距離成分から、測定空間が無人の場合に得られた距離成分を除去して、測定空間が無人の場合に得られた距離成分とは異なる距離情報を求めることにより、前記測定空間内に存在する測定対象者との距離成分を抽出する信号処理部と、測定対象者との間の距離成分の強度分布の変化から、測定対象者の脚力を算出し、一定期間での脚力の変化に基づき、健康状態を判定する判定部と、判定結果を表示する出力部と備えることを特徴とする。
このようなものであれば、定在波レーダを用いて得られた測定対象者との間の距離成分の強度分布の変化から測定対象者の脚力を算出しているので、継続的且つ連続的に筋力の変化を計測することができる。これにより、一定期間での脚力の変化に基づき、健康状態を判定することができる。
【０００９】
また、上記の定在波レーダを用いた健康管理装置の利用方法は、当該健康管理装置を居宅に設置して、測定対象者の脚力を測定し、寝たきりになる危険度又はリハビリテーションによる脚力の回復効果を評価することを特徴とする。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係る定在波レーダを用いた健康管理装置の一実施形態について説明する。
【００１１】
本実施形態に係る定在波レーダを用いた健康管理装置は、測定対象者の脚力を継続的且つ連続的に測定することによって、測定対象者の健康状態を判定するものであり、送信波及び受信波から合成される定在波を検知する定在波検知部と、当該定在波検知部により得られた定在波を用いて被反射体までの距離及び位相の変化分を演算する演算部と、得られた被反射体までの距離成分から、測定空間が無人の場合に得られた距離成分を除去して、前記測定空間内に存在する測定対象者との距離成分を抽出する信号処理部と、測定対象者との間の距離成分の強度分布の変化から、測定対象者の脚力を算出し、一定期間での脚力の変化に基づき、健康状態を判定する判定部と、判定結果を表示する出力部とを備える。
【００１２】
なお、定在波検知部、演算部、信号処理部、及び判定部は、少なくとも一部に透明性のカバーを備えたケース内に格納され、当該カバーを介して照明光を外部に照射する発光体としてのＬＥＤ光源と共に格納するものであっても良い。この際、定在波検知部は、前記カバーを介して電波を送受信することになる。また、前記ケースの下部に、電球のソケット又はシーリングに装着可能なコネクタからなる給電部が設けられ、この給電部を介して、ＬＥＤ光源や定在波検知部に給電される構成としても良い。
【００１３】
以下、各部について説明する。
定在波検知部は、周波数掃引された電波を外部に送信し、λを送信波の波長として、外部の被反射体から受信した反射波を送信波長に基づく一定距離だけ離隔した２点にて検出し、送信波及び受信波から合成される定在波を検知するものである。
【００１４】
演算部は、前記定在波検知部が検知した合成波の周波数の強度分布から、その直流成分を除去し、フーリエ変換して、距離スペクトルを求めて、前記被反射体までの距離及び位相の変化分を演算するものである。
【００１５】
信号処理部は、前記演算部により得られた被反射体までの距離成分から、測定空間が無人の場合に得られた距離成分を除去して、測定空間が無人の場合に得られた距離成分とは異なる距離情報を求めることにより、前記測定空間内に存在する測定対象者との距離成分を抽出するものである。
【００１６】
判定部は、前記信号処理部により得られた測定対象者との間の距離成分の強度分布の変化から、測定対象者の脚力を算出し、一定期間での脚力の変化に基づき、健康状態を判定するものである。
【００１７】
ここで、判定部における脚力の算出は、例えば、被験者の横運動の速度や上下運動の速度に基づいて算出することができる。なお、横運動としては、例えば、室内の歩行運動を挙げることができる。また、上下運動としては、例えば、椅子の座り立ち運動や階段の上り下り運動を挙げることができる。
【００１８】
そして、具体的に判定部は、算出した測定対象者の脚力と、年齢及び脚力の相関関係を示す年齢−脚力データとを用いて、測定対象者の健康状態を判定する。ここで、年齢−脚力データは、例えば、上記の横運動や上下運動の速度と被験者の年齢に基づいて予め求められたものである。なお、この年齢−脚力データは、予めデータ格納部に格納されている。
【００１９】
また、判定部は、測定対象者の日々の脚力のデータを蓄積しておき、一定期間での脚力の変化を算出することもできる。これにより、その算出結果をディスプレイ等の出力部に出力することによって、脚力の低下の程度が測定対象者の年齢の平均値よりも有意に高い場合には、寝たきりになる危険度が高いと判定することができる。なお、この判定を判定部が行うように構成しても良い。
【００２０】
さらに、判定部は、測定対象者の日々の脚力のデータを蓄積しておき、一定期間での脚力の変化を算出することもできる。これにより、その算出結果をディスプレイ等の出力部に出力することによって、脚の骨を骨折した場合などのリハビリテーションの効果を判定することもできる。なお、この判定を判定部が行うように構成しても良い。
【００２１】
このように構成した本実施形態の健康管理装置は、以下のように利用することもできる。
つまり、健康管理装置を居宅に設置して、測定対象者の脚力を測定し、寝たきりになる危険度やリハビリテーションによる脚力の回復効果を評価するために利用することができる。
【００２２】
ここで、健康管理装置を設置する居宅部分としては、例えば、リビング、ダイニング、寝室、トイレ、風呂場、廊下、階段を挙げることができる。それらの中でも、トイレ、階段に設置することが好ましく、特にトイレに設置することがより好ましい。このようにトイレに設置することで、測定対象者の行動が、主に立つ、座るに限定されるため、脚力を測定し易くすることができる。
【００２３】
このように構成した本実施形態の健康管理装置によれば、定在波レーダを用いて得られた測定対象者との間の距離成分の強度分布の変化から測定対象者の脚力を算出しているので、継続的且つ連続的に筋力の変化を計測することができる。これにより、一定期間での脚力の変化に基づき、健康状態を判定することができる。
また、本実施形態の健康管理装置を用いることで、寝たきりになる危険度やリハビリテーションによる脚力の回復効果を評価することができる。
【００２４】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、演算部が、定在波検知部が検知した合成波の周波数の強度分布から、その直流成分を除去し、フーリエ変換して、距離スペクトルを求め、１周期内の前期間の距離スペクトルと、後期間の距離スペクトルとから、両距離スペクトルの位相差と、位相の変化分を演算するものであっても良い。この場合、信号処理部は、前記位相差から得られた被反射体までの距離成分から、測定空間が無人の場合に得られた距離成分を除去して、測定空間が無人の場合に得られた距離成分とは異なる距離情報を求めることにより、前記測定空間内に存在する測定対象者との距離成分を抽出することになる。
【００２５】
また、前記実施形態に係る「定在波検知部」、「演算部」及び「信号処理部」の具体的な構成や処理原理などについては、参考文献（ＷＯ２０１３／０４２７８６）を参酌することができる。
【００２６】
さらに、高齢者においては寝たきりになることで痴呆の進行を促進することにもなるため、前記実施形態の健康管理装置は、痴呆になる危険性を評価する場面でも活用することができる。
【００２７】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。