(57)【要約】ユニット圧力センサ基盤で横になっている乳幼児の状態を判断する方法に関する技術に関する発明である。
2021531836.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセッサによって圧力情報を用いて横になっている乳幼児の状態を判断する方法であって、
マット装置に含まれている複数のユニット圧力センサが、前記乳幼児によって前記マット装置に加えられる圧力を検知するステップと、
一定時間の間に、前記複数のユニット圧力センサによって検知された圧力データの波形から周波数帯域フィルタを用いて互いに区別される周波数帯域の呼吸波形情報と心拍波形情報を抽出するステップと、
乳幼児の年齢情報を基準にして作成されたテーブルに基づいて、前記圧力データが指示する圧力基盤危険レベル、前記呼吸波形情報が指示する呼吸基盤危険レベル、及び前記心拍波形情報が指示する心拍基盤危険レベルを決定するステップと、
前記圧力基盤危険レベル、前記呼吸基盤危険レベル、及び前記心拍基盤危険レベルの１つ又は２以上の組み合わせにより、前記横になっている乳幼児の状態を判断するステップと、
を含む乳幼児状態判断方法。
【請求項２】
前記呼吸波形情報と心拍波形情報から抽出するステップは、
前記圧力データの波形から周波数帯域フィルタを用いて特定の周波数に関する波形情報を抽出するステップと、
前記抽出された周波数ごとの波形情報を互いに区別される振幅範囲を基準にして前記呼吸波形情報と前記心拍波形情報から抽出するステップと、
を含む、請求項１に記載の乳幼児状態判断方法。
【請求項３】
前記乳幼児の状態を判断するステップは、
前記圧力基盤危険レベル及び前記呼吸基盤危険レベルの持続時間に応じて乳幼児状態を判断するステップと、
前記判断された乳幼児状態に応じて互いに区別されるアラーム情報を提供するステップと、
を含む、請求項１に記載の乳幼児状態判断方法。
【請求項４】
前記複数のユニット圧力センサの圧力検知パターンを判断するステップと、
前記圧力検知パターンに基づいて乳幼児の状態を判断するステップと、
を含む、請求項１に記載の乳幼児状態判断方法。
【請求項５】
前記マット装置内の一定範囲のユニット圧力センサが前記乳幼児による圧力が検知されるか否かを判断するステップと、
前記一定範囲から前記乳幼児によって圧力が検知されると判断された場合、前記複数のユニット圧力センサの圧力検知パターンを判断するステップと、
前記一定範囲から前記乳幼児によって圧力が検知されないと判断された場合、ユーザに警告アラームを提供するステップと、
を含む、請求項４に記載の乳幼児状態判断方法。
【請求項６】
前記圧力検知パターンを判断するステップは、ユニット圧力センサが臨界圧力の大きさを超過する圧力を検知する場合、前記ユニット圧力センサに圧力が検知されていると判断するステップを含む、請求項４に記載の乳幼児状態判断方法。
【請求項７】
前記圧力検知パターンを判断するステップは、
前記複数のユニット圧力センサのうち、圧力が検知されたユニット圧力センサの個数を決定するステップと、
前記ユニット圧力センサの個数変化に基づいて前記圧力検知パターンを判断するステップと、
を含む、請求項６に記載の乳幼児状態判断方法。
【請求項８】
前記乳幼児状態を判断するステップは、
前記圧力が検知されたユニット圧力センサの個数が閾値以上である場合、前記乳幼児が安定状態であると判断するステップと、
前記圧力が検知されたユニット圧力センサの個数が前記閾値以上である場合から前記閾値未満である場合に変化すれば、前記乳幼児が測位状態であると判断するステップと、
含む、請求項７に記載の乳幼児状態判断方法。
【請求項９】
前記乳幼児状態を判断するステップは、
前記圧力が検知されたユニット圧力センサの個数が閾値以上である場合、前記乳幼児が安定状態であると判断するステップと、
前記圧力が検知されたユニット圧力センサの個数が前記閾値以上である場合から前記閾値未満である場合に変化し、再び前記閾値以上である場合に変化する場合、前記乳幼児がうつ伏せ状態と判断するステップと、
を含む、請求項７に記載の乳幼児状態判断方法。
【請求項１０】
前記乳幼児状態を判断するステップは、前記圧力が検知されたユニット圧力センサ個数の変化率が閾値変化率以上であると判断する場合、前記乳幼児が体を動かす状態であると判断するステップを含む、請求項７に記載の乳幼児状態判断方法。
【請求項１１】
前記呼吸波形情報と心拍波形情報から抽出するステップは、
前記複数のユニット圧力センサによって検知された圧力データの平均圧力値を算出するステップと、
前記一定時間の間に前記平均圧力値の変化に基づいて前記圧力データの波形を分析するステップと、
を含む、請求項１に記載の乳幼児状態判断方法。
【請求項１２】
請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の乳幼児状態判断方法を実行するための命令語を含む１つ以上のコンピュータプログラムを格納したコンピュータで読み出し可能な記録媒体。
【請求項１３】
複数のユニット圧力センサを含み、乳幼児によってマット装置に加えられる圧力を検知する検知部と、
一定時間の間に前記複数のユニット圧力センサによって検知された圧力データの波形を分析し、前記圧力データの波形を周波数帯域フィルタを用いて互いに区別される周波数帯域の呼吸波形情報と心拍波形情報を抽出し、乳幼児の年齢情報を基準にして作成されたテーブルに基づいて、前記圧力データが指示する圧力基盤危険レベル、前記呼吸波形情報が指示する呼吸基盤危険レベル、及び前記心拍波形情報が指示する心拍基盤危険レベルを決定し、前記圧力基盤危険レベル、前記呼吸基盤危険レベル、及び前記心拍基盤危険レベルの１つ又は２以上の組み合わせにより前記横になっている乳幼児の状態を判断するプロセッサと、
を含む、乳幼児状態判断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下、ユニット圧力センサ基盤で横になっている乳幼児の状態を判断する方法に関する技術が提供される。
【背景技術】
【０００２】
乳幼児突然死（Ｓｕｄｄｅｎ  Ｉｎｆａｎｔ  Ｄｅａｔｈ  Ｓｙｎｄｒｏｍｅ：ＳＩＤＳ）は、１歳未満の乳児が予想外に突然死亡した場合をいい、ほとんどは２〜４ヶ月で発生している。死亡事例の調査後の死因は、主に窒息、締り、心臓不整脈、損傷又は乳幼児突然死（ＳＩＤＳ）などと診断される。
【０００３】
ベッドにおける事故による窒息（Ｓｕｆｆｏｃａｔｉｏｎ）と首締り（Ｓｔｒａｎｇｕｌａｔｉｏｎ）の死亡は睡眠と関連し、予想しない乳幼児突然死の一形態である。乳幼児突然死は、適切でない睡眠環境によってもたらされた気道閉塞（窒息）により発生する場合が多い。
【０００４】
ベッドにおける窒息による乳幼児突然死を防止するためには、赤ちゃんに安全な睡眠環境を提供しなければならない。赤ちゃんにとって安全な睡眠環境は、仰向けに寝かせることから始まる。赤ちゃんをうつ伏せに寝かせたり横に寝かせたりすることは危険である。真っすぐ寝かせるためには、親が周期的に赤ちゃんの睡眠状態を確認しなければならない。
【０００５】
従来、乳幼児状態を判断するための装置として、カメラを用いて乳幼児の状態をモニタリングするカメラタイプの装置が存在している。カメラタイプの装置は、価格の面で比較的に合理的ではなく、動くか否かのみを判断し、具体的な動きを判断できないという側面がある。また、従来における睡眠パターンをモニタリングするクリップタイプの装置は、乳幼児の腹部に置くにはそのサイズが大き過ぎるという短所があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
大韓民国特許登録公報第１０−１７６０６１６号（登録日：２０１７年０７月１７日）
大韓民国特許登録公報第１０−１６７８７８４号（登録日：２０１６年１１月１６日）
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態に係るプロセッサによって圧力情報を用いて横になっている乳幼児の状態を判断する方法であって、マット装置に含まれている複数のユニット圧力センサが、前記乳幼児によって前記マット装置に加えられる圧力を検知するステップと、一定時間の間に、前記複数のユニット圧力センサによって検知された圧力データの波形から周波数帯域フィルタを用いて互いに区別される周波数帯域の呼吸波形情報と心拍波形情報を抽出するステップと、乳幼児の年齢情報を基準にして作成されたテーブルに基づいて、前記圧力データが指示する圧力基盤危険レベル、前記呼吸波形情報が指示する呼吸基盤危険レベル、及び前記心拍波形情報が指示する心拍基盤危険レベルを決定するステップと、前記圧力基盤危険レベル、前記呼吸基盤危険レベル、及び前記心拍基盤危険レベルの１つ又は２以上の組み合わせにより、前記横になっている乳幼児の状態を判断することができる。
【０００８】
一実施形態によると、前記呼吸波形情報と心拍波形情報から抽出するステップは、前記圧力データの波形から周波数帯域フィルタを用いて特定の周波数に関する波形情報を抽出するステップを含むことができる。
【０００９】
また、前記乳幼児の状態を判断するステップは、前記圧力基盤危険レベル及び前記呼吸基盤危険レベルの持続時間に応じて乳幼児状態を判断するステップと、前記判断された乳幼児状態に応じて互いに区別されるアラーム情報を提供するステップとを含むことができる。
【００１０】
他の一実施形態によると、前記複数のユニット圧力センサの圧力検知パターンを判断するステップと、前記圧力検知パターンに基づいて乳幼児の状態を判断するステップとを含むことができる。
【００１１】
一側面に係る乳幼児状態判断方法は、前記マット装置内の一定範囲のユニット圧力センサが前記乳幼児による圧力が検知されるか否かを判断するステップと、前記一定範囲で前記乳幼児によって圧力が検知されると判断された場合、前記複数のユニット圧力センサの圧力検知パターンを判断するステップと、前記一定範囲で前記乳幼児によって圧力が検知されないと判断された場合、ユーザに警告アラームを提供するステップとを含むことができる。
【００１２】
一実施形態に係る乳幼児状態判断方法は、前記複数のユニット圧力センサの圧力検知パターンを判断するステップと、前記圧力検知パターンに基づいて乳幼児の状態を判断するステップとを含むことができる。
【００１３】
一実施形態によると、前記マット装置内の一定範囲のユニット圧力センサが前記乳幼児による圧力が検知されるか否かを判断するステップと、前記一定範囲で前記乳幼児によって圧力が検知されると判断された場合、前記複数のユニット圧力センサの圧力検知パターンを判断するステップと、前記一定範囲で前記乳幼児によって圧力が検知されないと判断された場合、ユーザに警告アラームを提供するステップとを含むことができる。
【００１４】
また、乳幼児状態判断方法の前記圧力検知パターンを判断するステップは、ユニット圧力センサが臨界圧力の大きさを超過する圧力を検知する場合、前記ユニット圧力センサに圧力が検知されていると判断するステップを含むことができる。
【００１５】
一実施形態によると、前記圧力検知パターンを判断するステップは、前記複数のユニット圧力センサのうち、圧力が検知されたユニット圧力センサの個数を決定するステップと、前記ユニット圧力センサの個数変化に基づいて前記圧力検知パターンを判断するステップとを含むことができる。
【００１６】
一実施形態に係る乳幼児状態判断方法の前記乳幼児状態を判断するステップは、前記圧力が検知されたユニット圧力センサの個数が閾値以上である場合、前記乳幼児が安定状態であると判断するステップと、前記圧力が検知されたユニット圧力センサの個数が前記閾値以上である場合から前記閾値未満である場合に変化すれば、前記乳幼児が測位状態であると判断するステップとを含むことができる。
【００１７】
また、前記乳幼児状態を判断するステップは、前記圧力が検知されたユニット圧力センサの個数が閾値以上である場合、前記乳幼児が安定状態であると判断するステップと、前記圧力が検知されたユニット圧力センサの個数が前記閾値以上である場合から前記閾値未満である場合に変化し、再び前記閾値以上である場合に変化する場合、前記乳幼児がうつ伏せ状態と判断するステップとを含むことができる。
【００１８】
他の一実施形態によると、前記乳幼児状態を判断するステップは、前記圧力が検知されたユニット圧力センサ個数の変化率が閾値変化率以上であると判断する場合、前記乳幼児が体を動かす状態であると判断するステップを含むことができる。
【００１９】
一側面に係る乳幼児状態判断方法の前記呼吸波形情報と心拍波形情報から抽出するステップは、前記複数のユニット圧力センサによって検知された圧力データの平均圧力値を算出するステップと、前記一定時間の間に前記平均圧力値の変化に基づいて前記圧力データの波形を分析するステップとを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施形態に係る乳幼児状態判断方法を示すフローチャートである。
【図２】一実施形態に係る複数のユニット圧力センサによって検知された圧力値で生成されたデータを示す。
【図３】一実施形態により圧力データの波形情報として呼吸波形情報及び心拍波形情報を抽出する方法を示す。
【図４】一実施形態により危険レベルを分類する基準テーブルを示す。
【図５】一実施形態に係る複数のユニット圧力センサのうち一部のセンサが検知されたものを示す。
【図６】一実施形態に係る乳幼児の状態を出力する画面を示す。
【図７】一実施形態に係る乳幼児の状態を提供するシステムを示す。
【図８】一実施形態に係る乳幼児状態を判断する装置を示すブロック図である。
【図９】一実施形態に係る複数の乳幼児状態を提供するシステムを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本明細書で開示されている特定の構造的又は機能的な説明は単に実施形態を説明するための目的として例示されたものであり、実施形態は様々な異なる形態で実施されることができる。したがって、実施形態は、特定の開示形態に限定されることなく、本明細書の範囲は技術的な思想に含まれる変形、均等物、又は代替物を含む。
【００２２】
第１又は第２などの用語を複数の構成要素を説明するために用いることがあるが、このような用語は１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的としてのみ解釈されなければならない。例えば、第１構成要素は第２構成要素と命名することができ、同様に第２構成要素は第１構成要素にも命名することができる。
【００２３】
いずれかの構成要素が他の構成要素に「連結」されていると言及されたときには、他の構成要素に直接的に連結されているか又は接続されているが、中間に他の構成要素が存在し得るものと理解されなければならない。
【００２４】
単数の表現は、文脈上、明白に異なる意味をもたない限り複数の表現を含む。本明細書において、「含む」又は「有する」等の用語は明細書上に記載した特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたものが存在することを示すものであって、１つ又はそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品、又はこれを組み合わせたものなどの存在又は付加の可能性を予め排除しないものとして理解しなければならない。
【００２５】
異なるように定義されない限り、技術的であるか又は科学的な用語を含む。ここで用いる全ての用語は、本実施形態が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。一般的に用いられる予め定義された用語は、関連技術の文脈上で有する意味と一致する意味を有するものと解釈すべきであって、本明細書で明白に定義しない限り、理想的又は過度に形式的な意味として解釈されることはない。以下、実施形態を添付する図面を参照しながら詳細に説明する。添付の図面を参照して説明することにおいて、図面符号に関係なく、同じ構成要素は同じ参照符号を付し、これに対する重複する説明は省略することにする。
【００２６】
図１は、一実施形態に係る乳幼児状態判断方法を示すフローチャートである。
一実施形態に係る乳幼児状態判断方法によれば、ステップ１１０において、マット装置に含まれている複数のユニット圧力センサが乳幼児によってマット装置に加えられる圧力を検知する。マット装置は複数のユニット圧力センサを含み、ユニット圧力センサは、ピエゾ（Ｐｉｅｚｏ）方式で圧力の大きさを電気的信号に切り替えて圧力データを取得する。即ち、ユニット圧力センサは、機械的変化に応じて誘電分極が発生する圧電効果を用いて圧力の大きさを検知することができる。プロセッサは、ユニット圧力センサが検知した圧力の大きさを含む圧力データを用いて圧力データの波形を生成する。
【００２７】
一実施形態によると、プロセッサは、複数のユニット圧力センサによって検知された圧力データの平均圧力値を算出し、平均圧力値を乳幼児により検知される圧力の大きさとして決定し、それに基づいて圧力データの波形を生成することができる。
【００２８】
ステップ１２０において、プロセッサは、一定時間の間に複数のユニット圧力センサによって検知された圧力データの波形（ｗａｖｅｆｏｒｍ）から、周波数帯域フィルタを用いて互いに区別される周波数帯域の呼吸波形情報と心拍波形情報とを抽出する。プロセッサは、一定時間の間に連続して圧力の大きさを検知し、これを時間の流れに伴った圧力データの波形として生成する。プロセッサは、生成された圧力データの波形に基づいて、呼吸波形情報と心拍波形情報を抽出する。呼吸波形情報及び心拍波形情報は、それぞれ一定周波数の帯域内で抽出される周波数情報及び当該の周波数における振幅値を含み、呼吸波形情報と心拍波形情報の抽出については図３を参照して詳細に説明する。
【００２９】
ステップ１３０において、プロセッサは、乳幼児の年齢情報を基準にして作成されたテーブルに基づいて、圧力データが指示する圧力基盤危険レベル、呼吸波形情報が指示する呼吸基盤危険レベル、及び心拍波形情報が指示する心拍基盤危険レベルを決定する。乳幼児の年齢情報を基準にして作成されたテーブルは、乳幼児の年齢ごとの正常呼吸及び心拍数値に基づいて作成されたテーブルである。例示的に、心拍の場合、１２ヶ月未満の乳幼児は、分当り８０〜１７０回が正常数値であると予め指定されてもよく、テーブルにおいて１２ヶ月未満の乳幼児の心拍が指示している数値の下限の正常閾値数値は８０回、上限の正常閾値数値は１７０回であってもよい。一実施形態によると、プロセッサは、ユーザによって初期入力された乳幼児の生年月日と乳幼児状態を判断する時点の差から乳幼児の年齢を算出し、テーブルにおいて乳幼児年齢に対応する数値に基づいて、危険レベルを決定することができる。危険レベルは「正常（ｎｏｒｍａｌ）」レベルを基準にして、「注意（ｗａｒｎｉｎｇ）」、「危険（ｄａｎｇｅｒ）」、及び「応急（ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ）」のレベルに区分される。圧力データ、呼吸波形情報、心拍波形情報のそれぞれが指示している危険レベルを決定することについては、図４を参照して詳細に説明する。
【００３０】
ステップ１４０において、プロセッサは、圧力基盤危険レベル、呼吸基盤危険レベル、及び心拍基盤危険レベルの１つ又は２以上の組み合わせにより、前記横になっている乳幼児の状態を判断する。一実施形態によると、プロセッサは、圧力基盤危険レベルと呼吸基盤危険レベルを持続時間と従属して乳幼児状態を判断し、これとは独立的に、心拍基盤危険レベルに基づいて乳幼児状態を判断してもよい。例えば、一定の持続時間以上に圧力と呼吸が危険状態である場合とは別に、心拍が危険状態になっているときの両方において、マット装置は、ユーザに乳幼児が危険状態であると出力し、２つのうち１つに基づいて乳幼児状態を提供する場合よりも正確に状態情報を提供することができる。
【００３１】
一実施形態によると、プロセッサは、複数のユニット圧力センサの圧力検知パターンを判断し、圧力検知パターンに基づいて乳幼児状態を判断することができる。圧力検知パターンは、複数のユニット圧力センサのうち、それぞれのユニット圧力センサが圧力を検知するか否かを判断した後、圧力が検知されたユニット圧力センサの有機的関係に基づいて生成されたパターンである。圧力検知パターンに基づいて乳幼児状態を判断する方法については、図５を参照して詳細に説明する。
【００３２】
従来は、ジャイロセンサ（Ｇｙｒｏ  ｓｅｎｓｏｒ）などを用いて乳幼児の呼吸及び心拍状態を判断する乳幼児状態判断装置が使用されていた。ジャイロセンサが乳幼児の身体に付着されたり、首にかけて乳幼児の身体データを検知したが、この場合、ジャイロセンサが乳幼児のみぞおちに圧力を加え、かえって補助機構によって乳幼児が窒息する場合が生じた。対照的に、図１に示す実施形態によると、センサが乳幼児に直接的に圧力を加える場合が減少し、精度の高いユニット圧力センサを用いてプロセッサは、乳幼児の寝返りを認識することができ、安全に乳幼児呼吸及び心拍状態を確認することができる。
【００３３】
図２は、一実施形態に係る複数のユニット圧力センサによって検知された圧力値で生成されたデータを示すものである。
【００３４】
ステップ２１０において、複数のユニット圧力センサは、乳幼児によって加えられた圧力を検知する。圧力に関する情報は、圧力の大きさ、圧力が検知されたユニット圧力センサの個数であってもよい。
【００３５】
ステップ２２０において、プロセッサは、一定時間の間に複数のユニット圧力センサによって、検知された圧力データに基づいて時間による圧力データの波形情報を算出し、算出結果を少なくとも一時的にメモリに格納する。ステップ２３０において、プロセッサは、ユニット圧力センサによって検知された圧力データを少なくとも一時的にメモリに格納する。圧力データは、ユニット圧力センサが取得した圧力の大きさを含んでもよく、圧力基盤危険レベルを決定するためのデータであってもよい。ステップ２４０において、プロセッサは、圧力が検知されたユニット圧力センサの個数を算出し、少なくとも一時的にメモリに格納することができる。
【００３６】
ステップ２５０において、プロセッサは、圧力データの波形情報に基づいて呼吸波形情報と心拍波形情報を抽出する。呼吸波形情報と心拍波形情報は、互いに区別される周波数帯域の周波数情報を含んでもよく、それぞれ呼吸基盤危険レベル及び心拍基盤危険レベルを決定するためのデータであってもよい。
【００３７】
ステップ２６０において、プロセッサは、圧力が検知されたユニット圧力センサの個数に基づいて圧力検知パターンを決定する。圧力検知パターンは、検知されたユニット圧力センサの個数が時間に応じて変化するパターンであってもよく、例示的に、検知されたユニット圧力センサの個数が減少した場合、プロセッサは、乳幼児がマットに圧力を加える部分が減少したと判断する。圧力検知パターンは、乳幼児の体位変化による状態を判断するためのデータであってもよい。
【００３８】
図３は、一実施形態により圧力データの波形３１０から呼吸波形情報及び心拍波形情報を抽出する方法を示すものである。
【００３９】
プロセッサは、一定時間の間に検知された圧力データに基づいて、振幅及び周波数が一定でない不規則的な圧力データの波形３１０を取得する。複数のユニット圧力センサが検知している圧力は、乳幼児の呼吸と心拍によって時間に応じて変化する情報が複合したデータであってもよい。
【００４０】
プロセッサは、周波数帯域フィルタを用いて互いに区別される周波数帯域の呼吸波形情報３２０と心拍波形情報３３０を抽出する。例示的に、プロセッサは、不規則的な圧力データの波形３１０をフーリエ変換（Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）に基づいて、複数の特定の周波数に関する波形情報から抽出する。その後、プロセッサは、呼吸波形情報３２０と心拍波形情報３３０に関する周波数帯域内で抽出した周波数のうち、振幅値が最も大きい周波数に関する情報を、呼吸波形情報３２０及び心拍波形情報３３０から抽出する。例えば、分当たり呼吸回数が１０回以上７０回未満であって、乳幼児の呼吸波形情報３２０を抽出するための周波数帯域対は、０．１６７Ｈｚ以上１．１６７Ｈｚ未満に設定され、分当たり心拍回数が７０回以上１８０回未満であって、乳幼児の心拍波形情報３３０を抽出するための周波数帯域対は、１．１６７Ｈｚ以上３Ｈｚ未満に設定されてもよい。プロセッサは、周波数帯域フィルタに基づいて区別される周波数帯域の周波数のうち、振幅値が最も大きい周波数を抽出することができる。例示的に、プロセッサは、０．１６７Ｈｚ以上１．１６７Ｈｚ未満の周波数帯域対内の周波数のうち、０．３３Ｈｚ周波数に該当する波形の振幅が最も大きいと判断された場合、０．３３Ｈｚの周波数及び分当り２０回の呼吸回数を呼吸波形情報３２０として抽出することができる。
【００４１】
一実施形態によると、圧力データの波形３１０を互いに区別される振幅範囲を基準にして呼吸波形情報３２０と心拍波形情報３３０とに分類することができる。乳幼児の呼吸に応じて、マット装置に加える圧力の大きさと心拍によってマット装置に加える圧力の大きさはそれぞれ異なってもよく、そのため、呼吸波形情報３２０及び心拍波形情報３３０の振幅の大きさは互いに区別される。従って、プロセッサは、呼吸及び心拍のそれぞれに対して予め指定された振幅範囲内に属する振幅を有する波形に対して、それぞれ呼吸波形情報３２０及び心拍波形情報３３０に決定することができる。呼吸波形情報の振幅値が心拍波形情報の振幅値よりも大きい振幅値を有するが、これは一実施形態に過ぎず、これに限定されることなく、心拍波形情報が呼吸波形情報よりも大きい振幅値を有し得る。
【００４２】
図４は、一実施形態により危険レベルを分類する基準テーブルを示すものである。
【００４３】
プロセッサは、乳幼児の年齢情報を基準にして作成されたテーブルに基づいて、圧力データが指示する圧力基盤危険レベル４１０、呼吸波形情報が指示する呼吸基盤危険レベル４２０、及び心拍波形情報が指示する心拍基盤危険レベル４４０を決定する。圧力データは圧力の大きさ／体重×１００（％）に算出された情報を含むことができる。呼吸波形情報は、呼吸波形の周波数を含んでもよく、そのため、算出された分当たり呼吸回数を含む。心拍波形情報は、心拍波形の周波数を含んでもよく、そのため、算出された分当たり心拍回数を含む。危険レベルは、「正常（ｎｏｒｍａｌ）」レベルを基準にして「注意（ｗａｒｎｉｎｇ）」、「危険（ｄａｎｇｅｒ）」、及び「応急（ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ）」のレベルに区分されるが、各レベルの基準となる閾値は、テーブルによって年齢ごとに予め指定された値である。例示的に、プロセッサは、６ヶ月未満の乳幼児に対して分当たり呼吸回数が３０回以上６０回以下である場合、正常レベルとして決定し、６ヶ月以上１２ヶ月未満の乳幼児に対して、分当たり呼吸回数が２４回以上３０回以下である場合、正常レベルとして決定してもよい。また、プロセッサは、１２ヶ月以上の乳幼児に対して、分当たり呼吸回数が２０回以上４０回以下である場合、正常レベルとして決定してもよい。
【００４４】
プロセッサは、圧力データ、呼吸波形情報、及び心拍波形情報に対して正常レベルを基準にして注意、危険レベルに区分してもよい。例示的に、６ヶ月未満の乳幼児に対して、分当たり呼吸回数が３０回以上６０回以下である場合Ｙ０、正常レベルとして決定し、２０回以上３０回未満である場合Ｙ−１、及び６０回超過７０回以下である場合Ｙ１、注意レベルとして決定する。また、プロセッサは、乳幼児の分当たり呼吸回数が１０回以上２０回未満である場合Ｙ−２、及び７０回超過８０回以下である場合Ｙ２、危険レベルとして決定する。プロセッサは、直ちに確認の通知が必要であると予め指定された０回以上１０回未満である場合Ｙ−３、応急レベルとして決定する。呼吸基盤危険レベル４２０が応急レベルとして決定された場合、プロセッサは、他のデータ基盤の危険レベルの判断と関係なく、乳幼児状態を直ちに確認の必要な状態として決定する。
【００４５】
プロセッサは、テーブルによって決定された圧力基盤危険レベル４１０、呼吸基盤危険レベル４２０、心拍基盤危険レベル４４０のうちの１つ又は２以上の組み合わせに基づいて乳幼児の状態を判断することができる。ここで、圧力基盤危険レベル４１０及び呼吸基盤危険レベル４２０の持続時間４３０により乳幼児状態を判断する。即ち、乳幼児確認が必要な状態であると判断する危険レベルは、持続時間４３０が１分以上５分未満である場合と、持続時間４３０が５分以上である場合とにそれぞれ相違に指定される。また、プロセッサは、同一の危険レベルに対して持続時間４３０が１分以上５分未満である場合と、持続時間４３０が５分以上である場合とに互いに異なる乳幼児状態であると判断する。
【００４６】
例えば、持続時間４３０が１分以上５分未満である場合、圧力基盤危険レベル４１０がＸ２状態であれば、プロセッサは、乳幼児によって過剰な圧力が加えられていると判断し、圧力基盤危険レベル４１０がＸ−２であれば、プロセッサは、乳幼児が席を離脱しているか、ひっくり返った状態であると判断する。また、呼吸基盤危険レベル４２０がＹ２状態であれば、プロセッサは、乳幼児が過呼吸状態であると判断し、Ｙ−２状態であれば、プロセッサは、乳幼児が呼吸困難状態であると判断する。
【００４７】
持続時間４３０が５分以上である場合、呼吸基盤危険レベル４２０がＹ１又はＹ−１である状態であれば、プロセッサは、乳幼児の呼吸チェックが必要であるとユーザに案内する。更なる一実施形態によると、圧力基盤危険レベル４１０がＸ１状態であれば、プロセッサは、乳幼児に圧力を加える要因の確認が必要であると判断し、Ｘ−１状態であれば、乳幼児の姿勢に異常があるとユーザに提供することができる。
【００４８】
更なる一実施形態によると、持続時間４３０が１分以上５分未満であっても、圧力基盤危険レベル４１０と呼吸基盤危険レベル４２０の全てが注意状態である場合、プロセッサは、乳幼児の圧力、呼吸の全てが正常ではないことから、確認が必要であるとユーザに提供する。例えば、圧力基盤危険レベル４１０がＸ１であり、呼吸基盤危険レベル４２０がＹ−１である場合、持続時間４３０が１分以上５分未満であっても、プロセッサは、ユーザに乳幼児チェックが必要であると案内する。一方、危険レベルがＸ３又はＹ−３に決定された場合、プロセッサは、持続時間４３０に関係なく直ちに確認の通知を出力することができる。
【００４９】
図５は、一実施形態に係る複数のユニット圧力センサのうち一部のセンサが検知されたものを示す。
【００５０】
プロセッサは、複数のユニット圧力センサ５１０の圧力検知パターンを判断し、圧力検知パターンに基づいて乳幼児の状態を判断することができる。それぞれのユニット圧力センサ５１０に対して、臨界圧力の大きさを超過する圧力が検知された場合、当該ユニット圧力センサ５１０に圧力が検知されていると判断する。対照的に、プロセッサは、ユニット圧力センサ５１０に臨界圧力の大きさ以下の圧力が検知された場合、当該ユニット圧力センサ５１０に圧力が検知されないと判断する。
【００５１】
プロセッサは、複数のユニット圧力センサ５１０のうち、圧力が検知されたユニット圧力センサ５２０の個数を決定し、時間によるユニット圧力センサ５１０の個数変化に基づいて圧力検知パターンを判断する。例示的に、プロセッサは、ユニット圧力センサ５１０の個数変化に応じて圧力が検知される面積変化を算出し、そのため、圧力が検知された面積パターンを判断することができる。
【００５２】
一実施形態によると、プロセッサはマット装置５００内の一定範囲のユニット圧力センサ５１０が乳幼児による圧力が検知されるか否かを判断し、一定範囲から乳幼児による圧力が検知されると判断された場合、複数のユニット圧力センサ５１０の圧力検知パターンを判断することができる。対照的に、一定範囲から乳幼児によって圧力が検知されていないと判断された場合、プロセッサは、ユーザに警告アラームを提供する。例示的に、一定範囲は、マットの中央から一定の範囲になり、プロセッサは、乳幼児がマット中央の一定範囲から離脱したと判断した場合に正確な圧力検知が困難であるため、正確な圧力検知のために乳幼児の姿勢調整が必要であるとユーザに案内する。
【００５３】
また、プロセッサは、圧力が検知されたユニット圧力センサ５２０の個数が閾値以上である場合、乳幼児が安定状態であると判断し、圧力が検知されたユニット圧力センサ５２０の個数が閾値以上である場合から閾値未満の場合に変化すれば、乳幼児が測位状態であると判断する。即ち、プロセッサは、安定状態の場合から検知されたユニット圧力センサ５２０の個数が減少すれば、圧力が加えられると判断される面積も減少すると判断し、そのため、プロセッサは、乳幼児がマットに接触している部分が減少したと判断し、乳幼児の姿勢は測位状態であると判断することができる。
【００５４】
他の一実施形態によると、圧力が検知されたユニット圧力センサ５２０の個数が閾値以上である場合、乳幼児が安定状態であると判断し、圧力が検知されたユニット圧力センサ５２０の個数が閾値以上である場合から閾値未満の場合に変化し、再び閾値以上である場合に変化する場合、乳幼児はうつ伏せ状態と判断する。即ち、安定状態の場合から検知されたユニット圧力センサ５２０の個数が減少すれば、圧力が加えられると判断される面積も減少すると判断し、再び検知されたユニット圧力センサ５２０の個数が増加すれば、乳幼児がマットに接触している面積が増加したと判断し、乳幼児の姿勢はうつ伏せ状態と判断することができる。
【００５５】
また、プロセッサは、圧力が検知されたユニット圧力センサ５２０の個数の変化率が、閾値変化率以上であると判断する場合、乳幼児が体を動かす状態であると判断することができる。
【００５６】
図６は、一実施形態に係る乳幼児の状態を出力する画面を示すものである。
【００５７】
プロセッサは、乳幼児状態を判断し、ユーザ端末を介してユーザに乳幼児状態を提供する。マット装置とユーザ端末は、互いに通信できる通信部を含んでもよく、通信部を介してマット装置とユーザ端末は乳幼児状態を含むデータを送受信することができる。
【００５８】
ユーザ端末の出力画面６１０で、ユーザ端末は、マット装置と通信が樹立されたか否かをユーザに提供する。ユーザ端末は、マット装置と通信が樹立されていない場合「Ｎｏ  Ｓｉｇｎａｌ」という案内文句を出力することで、ユーザがマット装置とユーザ端末の通信状態を再点検できるように案内する。
【００５９】
ユーザ端末の出力画面６２０で、マット装置とユーザ端末が通信可能な状態である場合、ユーザ端末は、マット装置から乳幼児状態を受信し、受信された乳幼児状態をユーザに提供する。乳幼児状態は、圧力基盤危険レベル、呼吸基盤危険レベル、心拍基盤危険レベルのうちの１つ又は２以上に組み合せにより判断された状態であってもよい。マット装置のプロセッサ又はユーザ端末が乳幼児状態が危険状態であるため、乳幼児状態の確認が必要であると判断した場合、ユーザ端末は、「Ｄａｎｇｅｒ」という文句をユーザに提供する。
【００６０】
ユーザ端末の出力画面６３０で、ユーザ端末は、ユーザが乳幼児の名前、性別、生年月日、及び体重のうち少なくとも１つを入力するグラフィックオブジェクトを出力してもよい。ユーザ端末は、ユーザによって入力されたデータを格納し、プロセッサは、ユーザによって入力された生年月日データに基づいて乳幼児の年齢を算出する。また、プロセッサは、ユーザによって入力された乳幼児の体重データに基づいて圧力データを生成してもよい。
【００６１】
ユーザ端末の出力画面６４０で、ユーザ端末は、乳幼児によって加えられる圧力データに関する情報を出力する。圧力データに関する情報は、圧力基盤危険レベルであってもよく、圧力検知パターンに基づいて判断された乳幼児状態であってもよい。例示的に、圧力基盤危険レベルが正常レベルであるとプロセッサが判断した場合、ユーザ端末は「Ｃｕｒｒｅｎｔ  ｒａｔｅ：ＧＯＯＤ」という案内文句を出力することができる。
【００６２】
ユーザ端末の出力画面６５０で、ユーザ端末は、心拍基盤危険レベルに関する情報を出力する。心拍基盤危険レベルに関する情報は、分当たり心拍回数、分当たり心拍回数に基づく心拍基盤危険レベルを含む。例示的に、プロセッサは、心拍波形情報により分当たり心拍回数が６０ｂｐｍであり、心拍基盤危険レベルが正常であると決定された場合、ユーザ端末は、６０ｂｐｍの分当たり心拍回数と現在の乳幼児の心拍は「Ｓｔｅａｄｙ  ａｎｄ  Ｃｏｏｌ」という案内文句を出力してもよい。また、一実施形態によると、ユーザ端末又はプロセッサは、心拍ヒストリーを格納し、ユーザ端末は、心拍ヒストリーに基づいて最近の心拍変化グラフを出力する。心拍ヒストリーは、プロセッサによって周期的に算出された分当たり心拍回数を含むことができる。
【００６３】
ユーザ端末の出力画面６６０で、ユーザ端末は、外部装置から受信した部屋の状態に関する情報を出力する。部屋の状態に関する情報は、部屋の湿度、温度、空気状態を含んでもよく、例示的に、ハブ装置が検知しているデータに基づいて算出されるが、これに限定されることなく、外部装置から入力されるデータであってもよい。
【００６４】
図７は、一実施形態に係る乳幼児の状態を提供するシステムを示すものである。
【００６５】
乳幼児状態を提供するシステムは、乳幼児によって加えられる圧力を検知するマット装置７２０、マット装置７２０によって取得したデータを中継するハブ装置７３０、ユーザに乳幼児状態を提供するユーザ端末７１０を含んでいる。マット装置７２０は、複数のユニット圧力センサを含んでもよく、１つのユニット圧力センサは、これに対応する地点で乳幼児によって加えられる圧力の大きさを電気的信号に切り替えることができる。
【００６６】
ハブ装置７３０は、マット装置７２０から検知されたデータをユーザ端末７１０に送信する通信部を含んでいる。マット装置７２０から検知されたデータは、圧力データを含んでもよく、圧力データに基づいて判断された乳幼児状態を含んでもよい。一実施形態によると、ハブ装置７３０がマット装置７２０から圧力データを受信し、受信された圧力データに基づいて乳幼児状態を判断し、ユーザ端末７１０に乳幼児状態に関するデータを送信することができる。
【００６７】
ユーザ端末７１０は、ハブ装置７３０を介して乳幼児状態に関するデータを受信する。ユーザ端末７１０がユーザに提供する出力画面に対して、図６を参照して説明したため、詳細な説明は省略する。
【００６８】
互いに区別されるマット装置７２０、ハブ装置７３０、及びユーザ端末７１０はそれぞれプロセッサを含んでもよく、それぞれのプロセッサのうち少なくとも１つが圧力データに基づいて乳幼児状態を判断することができる。マット装置７２０、ハブ装置７３０、及びユーザ端末７１０の通信部は、それぞれのプロセッサから出力されたデータを互いに異なる装置に送信することができる。
【００６９】
図８は、一実施形態に係る乳幼児状態を判断する装置８００を示すブロック図である。
【００７０】
乳幼児状態判断装置８００は、検知部８１０、プロセッサ８２０、及びメモリ８３０を含んでいる。検知部８１０は、複数のユニット圧力センサを含み、乳幼児によってマット装置に加えられる圧力を検知する。プロセッサ８２０は、一定時間の間に複数のユニット圧力センサによって検知された圧力データの波形（ｗａｖｅｆｏｒｍ）を分析し、圧力データの波形を周波数帯域フィルタを用いて互いに区別される周波数帯域の呼吸波形情報と心拍波形情報を抽出する。また、プロセッサ８２０は、乳幼児の年齢情報を基準にして作成されたテーブルに基づいて、圧力データが指示する圧力基盤危険レベル、呼吸波形情報が指示する呼吸基盤危険レベル、及び心拍波形情報が指示する心拍基盤危険レベルを決定し、圧力基盤危険レベル、呼吸基盤危険レベル、及び心拍基盤危険レベルのうちの１つ又は２以上の組み合わせにより、横になっている乳幼児の状態を判断することができる。
【００７１】
メモリ８３０は、プロセッサ８２０によって生成されたデータを少なくとも一時的に格納し、データは、圧力データ、呼吸波形情報、心拍波形情報、乳幼児の年齢情報を基準にして作成されたテーブル、圧力基盤危険レベル、呼吸基盤危険レベル、心拍基盤危険レベル、及び乳幼児状態に関するデータを含むことができる。
【００７２】
図９は、一実施形態に係る複数の乳幼児状態を提供するシステム９００を示すものである。
【００７３】
ハブ装置９２０は、マット装置９１０から検知されたデータをユーザ端末９３０に送信する。ハブ装置９２０は、１つのマット装置９１０から検知されたデータをユーザ端末９３０に送信できるが、複数のマット装置９１０とペアリング（Ｐａｉｒｉｎｇ）して複数のマット装置９１０から個別的に取得したデータをユーザ端末９３０に送信する。そのため、複数の乳幼児状態を提供するシステムは、複数名の乳幼児を管理する病院、産後ケアセンター、及び乳児院で１つのハブ装置９２０を介して複数名の乳幼児状態を困難なく管理することができる。
【００７４】
一実施形態に係るハブ装置９２０は照明部を含んでもよく、照明部の点灯はハブ装置９２０のプロセッサから電気的な信号が送信されて駆動されることができる。照明部の点滅動作によって、ユーザ端末９３０又はマット装置９１０との接続状態をユーザに知らせることができる。さらに、照明部は、ユーザ入力に応じて乳幼児が熟眠を取るための最適な照度及びパターンの光を出力する。照明部は、部屋の状態に応じて、光の照度及びパターンを区別して出力してもよく、緊急状況を知らせるアラーム表示照明を出力してもよい。部屋の状態は、部屋の湿度、温度、空気状態を含んでもよく、ハブ装置９２０が直接検知するデータに基づいて算出されてもよいが、これに限定されることなく、外部装置から入力されるデータであり得る。
【００７５】
以上述した実施形態は、ハードウェア構成要素、ソフトウェア構成要素、又はハードウェア構成要素及びソフトウェア構成要素の組み合せで具現される。例えば、本実施形態で説明した装置及び構成要素は、例えば、プロセッサ、コントローラ、ＡＬＵ（ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ  ｌｏｇｉｃ  ｕｎｉｔ）、デジタル信号プロセッサ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、マイクロコンピュータ、ＦＰＡ（ｆｉｅｌｄ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ａｒｒａｙ）、ＰＬＵ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサー、又は命令（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）を実行して応答する異なる装置のように、１つ以上の汎用コンピュータ又は特殊目的コンピュータを用いて具現される。処理装置は、オペレーティングシステム（ＯＳ）及びオペレーティングシステム上で実行される１つ以上のソフトウェアアプリケーションを実行する。また、処理装置は、ソフトウェアの実行に応答してデータをアクセス、格納、操作、処理、及び生成する。理解の便宜のために、処理装置は１つが使用されるものとして説明する場合もあるが、当技術分野で通常の知識を有する者は、処理装置が複数の処理要素（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｅｌｅｍｅｎｔ）及び／又は複数類型の処理要素を含むことが把握する。例えば、処理装置は、複数のプロセッサ又は１つのプロセッサ及び１つのコントローラを含む。また、並列プロセッサ（ｐａｒａｌｌｅｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）のような、他の処理構成も可能である。
【００７６】
ソフトウェアは、コンピュータプログラム、コード、命令、又はそのうちの一つ以上の組合せを含み、希望の通りに動作するよう処理装置を構成したり、独立的又は結合的に処理装置を命令することができる。ソフトウェア及び／又はデータは、処理装置によって解釈されたり処理装置に命令又はデータを提供するために、いずれかの類型の機械、構成要素、物理的装置、仮想装置、コンピュータ格納媒体又は装置、又は送信される信号波に永久的又は一時的に具体化することができる。ソフトウェアはネットワークに連結されたコンピュータシステム上に分散され、分散した方法で格納されたり実行され得る。ソフトウェア及びデータは一つ以上のコンピュータで読出し可能な記録媒体に格納され得る。
【００７７】
本実施形態による方法は、様々なコンピュータ手段を介して実施されるプログラム命令の形態で具現され、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録される。記録媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独又は組み合せて含む。記録媒体及びプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計して構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知のものであり使用可能なものであってもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例として、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスクのような磁気−光媒体、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置を含む。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるような機械語コードだけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行される高級言語コードを含む。ハードウェア装置は、本発明に示す動作を実行するために１つ以上のソフトウェアモジュールとして作動するように構成してもよく、その逆も同様である。
【００７８】
上述したように実施形態をたとえ限定された図面によって説明したが、当技術分野で通常の知識を有する者であれば、上記の説明に基づいて様々な技術的な修正及び変形を適用することができる。例えば、説明された技術が説明された方法と異なる順で実行されるし、及び／又は説明されたシステム、構造、装置、回路などの構成要素が説明された方法と異なる形態で結合又は組み合わせられてもよいし、他の構成要素又は均等物によって置き換え又は置換されたとしても適切な結果を達成することができる。
【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】
2021531836.tif 000009
【図８】
2021531836.tif 000010
【図９】
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【国際調査報告】
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2021531836.tif 000013
2021531836.tif 000014
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