(57)【要約】【課題】アクチグラフでは睡眠中の被験者の姿勢まで検出することができない。【解決手段】被験者の睡眠中の姿勢をモニタする睡眠姿勢モニタシステムであって、被験者の関節位置に配置され、電源を供給されることにより識別ＩＤを発信するＲＦＩＤタグ１０２と、あらかじめ定められた計測時刻に前記ＲＦＩＤタグ１０２に電源を供給するとともに、ＲＦＩＤタグ１０２から識別ＩＤを受信する複数のアンテナ部１０１と、識別ＩＤを受信したアンテナ部１０１での受信電磁場強度を測定する電磁場強度測定部１０３と、受信された識別ＩＤと、識別ＩＤを受信したアンテナ部１０１の位置と、アンテナで測定された電磁場強度とから、関節の空間位置を算出し、算出された関節の空間位置に基づいて、被験者の睡眠中の姿勢または姿勢の変化を検出する関節位置算出部１０９とを備える。【選択図】図１
2008017947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の睡眠中の姿勢をモニタする睡眠姿勢モニタシステムであって、
被験者の関節位置に配置され、電源を供給されることにより識別ＩＤを発信するＲＦＩＤタグと、
あらかじめ定められた複数の位置に配置され、前記ＲＦＩＤタグに電源を供給するとともに、前記ＲＦＩＤタグから識別ＩＤを受信する複数のアンテナと、
前記識別ＩＤを受信したアンテナから前記識別ＩＤを発信したＲＦＩＤタグまでの距離を測定する距離測定手段と、
受信された前記識別ＩＤと、前記識別ＩＤを受信したアンテナの位置と、前記アンテナおよび前記ＲＦＩＤタグ間の距離とから、前記関節の空間位置を算出する関節位置算出手段と、
算出された関節の空間位置に基づいて、前記被験者の睡眠中の姿勢または姿勢の変化を検出する姿勢検出手段と
を備えることを特徴とする睡眠姿勢モニタシステム。
【請求項２】
前記距離測定手段は、
前記識別ＩＤを受信した前記アンテナでの電磁場強度を測定する電磁場強度測定部を備え、
前記距離測定手段は、測定された前記電磁場強度を距離に換算し、
前記関節位置算出手段は、換算された前記距離だけアンテナの位置から離れた位置にＲＦＩＤタグが存在するという条件が、前記各アンテナについて満たされる空間位置を関節の空間位置として算出する
ことを特徴とする請求項１記載の睡眠姿勢モニタシステム。
【請求項３】
前記電磁場強度測定部は、前記アンテナで受信される前記ＲＦＩＤタグからの識別ＩＤの電磁場強度を測定する
ことを特徴とする請求項２記載の睡眠姿勢モニタシステム。
【請求項４】
前記アンテナは、発生する電磁波の強度を強い方から弱い方へまたは弱い方から強い方へ段階的に変化させて電磁波を発生し、
前記電磁場強度測定部は、前記ＲＦＩＤタグからの前記識別ＩＤが受信不能または受信可能となったときの前記アンテナにおける電磁波の強度を前記電磁場強度として測定し、
前記関節位置算出手段は、１つのＲＦＩＤタグにつき、少なくとも３つのアンテナで測定された電磁場強度から前記識別ＩＤに対応する関節の空間位置を算出する
ことを特徴とする請求項２記載の睡眠姿勢モニタシステム。
【請求項５】
前記複数のアンテナは、被験者が横臥する床面にマトリクス状に配置され、
前記睡眠姿勢モニタシステムは、さらに、
予め定められた計測時刻ごとに繰り返して、前記複数のアンテナを行方向および列方向に順次切り替えて駆動するアンテナ切り替え手段を備える
ことを特徴とする請求項１記載の睡眠姿勢モニタシステム。
【請求項６】
前記アンテナ切り替え手段は、複数のアンテナから構成されるアンテナ群を単位として行方向および列方向に順次駆動し、駆動されたアンテナ群のうち、前記アンテナ群に属するアンテナの１つでも前記識別ＩＤを受信したアンテナがあれば、前記アンテナ群に含まれるより少数のアンテナのグループを行方向および列方向に順次切り替えて駆動する
ことを特徴とする請求項５記載の睡眠姿勢モニタシステム。
【請求項７】
前記アンテナ切り替え手段は、行方向および列方向のあらかじめ定められた個数ごとに前記アンテナを順次駆動し、駆動されたアンテナのうち、前記識別ＩＤを受信したアンテナがあれば、前記アンテナの周辺に位置するアンテナをあらかじめ定められた順序で切り替えて駆動する
ことを特徴とする請求項５記載の睡眠姿勢モニタシステム。
【請求項８】
前記睡眠姿勢モニタシステムは、さらに、
各被験者のあらかじめ定められた関節から関節までの距離をあらかじめ記憶している記憶手段を備え、
前記関節位置算出手段は、あらかじめ記憶している前記関節から関節までの距離を用いて各関節の空間位置を補正する
ことを特徴とする請求項５記載の睡眠姿勢モニタシステム。
【請求項９】
前記ＲＦＩＤタグは、被験者の両肩を含む関節位置に配置され、
前記関節位置算出手段は、計測時刻ごとの前記両肩の空間位置を算出し、
前記姿勢検出手段は、計測時刻ごとの前記両肩の空間位置の変化に基づいて、睡眠中の寝返りの回数を検出する
ことを特徴とする請求項５記載の睡眠姿勢モニタシステム。
【請求項１０】
前記姿勢検出手段は、いずれのアンテナによっても識別ＩＤが受信されなくなったとき被験者が離床したと判定し、その後、いずれかのアンテナで識別ＩＤが受信されたとき被験者が就床したと判定し、被験者が就寝後に離床した回数を検出する
ことを特徴とする請求項５記載の睡眠姿勢モニタシステム。
【請求項１１】
前記ＲＦＩＤタグは、被験者の両腕または両足の関節を含む関節位置とさらに体幹部とに配置され、
前記関節位置算出手段は、計測時刻ごとの前記両腕、両足および体幹部の空間位置を算出し、
前記姿勢検出手段は、前記計測時刻ごとの前記両腕、両足および体幹部の空間位置の変化に基づいて、被験者の両腕、両足および体幹部の動きを検出する
ことを特徴とする請求項５記載の睡眠姿勢モニタシステム。
【請求項１２】
前記姿勢検出手段は、全てのＲＦＩＤタグの識別ＩＤが受信されたときから、全ての関節の位置変化が静止とみなせる範囲以下になるまでの時間で、かつ、前記静止状態があらかじめ定めた時間以上持続する場合を入眠潜時として検出する
ことを特徴とする請求項５記載の睡眠姿勢モニタシステム。
【請求項１３】
前記姿勢検出手段は、全ての関節が静止したときからあらかじめ定められた時間を経過した後、いずれかの関節の空間位置が変化したことを検出したとき被験者が目覚めたと判定し、再び全ての関節が静止したとき被験者が入眠したと判定し、被験者が目覚めた回数を検出する
ことを特徴とする請求項５記載の睡眠姿勢モニタシステム。
【請求項１４】
前記姿勢検出手段は、全ての関節が静止していた時間を被験者の睡眠時間とし、全てのＲＦＩＤタグの識別ＩＤが受信されていた時間を被験者が横になっている時間とし、式１から、被験者の睡眠効率を検出する
（睡眠効率）＝（（総睡眠時間）／（全就床時間））×１００    ・・・（式１）
ことを特徴とする請求項５記載の睡眠姿勢モニタシステム。
【請求項１５】
被験者の睡眠中の姿勢をモニタする睡眠姿勢モニタ方法であって、
被験者の関節位置に配置され、電源を供給されることにより識別ＩＤを発信するＲＦＩＤタグと、あらかじめ定められた複数の位置に配置され、前記ＲＦＩＤタグに電源を供給するとともに、前記ＲＦＩＤタグから識別ＩＤを受信する複数のアンテナとを備え、
前記識別ＩＤを受信したアンテナから前記識別ＩＤを発信したＲＦＩＤタグまでの距離を測定し、
受信された前記識別ＩＤと、前記識別ＩＤを受信したアンテナの位置と、前記アンテナおよび前記ＲＦＩＤタグ間の距離とから、前記関節の空間位置を算出し、
算出された関節の空間位置に基づいて、前記被験者の睡眠中の姿勢または姿勢の変化を検出する
ことを特徴とする睡眠姿勢モニタ方法。
【請求項１６】
物体の空間位置を測定する空間位置測定システムであって、
対象となる物体に配置され、電源を供給されることにより識別ＩＤを発信するＲＦＩＤタグと、
あらかじめ定められた複数の位置に配置され、前記ＲＦＩＤタグに電源を供給するとともに、前記ＲＦＩＤタグから識別ＩＤを受信する複数のアンテナと、
前記識別ＩＤを受信したアンテナから前記識別ＩＤを発信したＲＦＩＤタグまでの距離を測定する距離測定手段と、
受信された前記識別ＩＤと、前記識別ＩＤを受信した前記アンテナの位置と、前記アンテナおよび前記ＲＦＩＤタグ間の距離とから、前記物体の空間位置を測定する空間位置測定手段と
を備えることを特徴とする空間位置測定システム。
【請求項１７】
前記距離測定手段は、
前記識別ＩＤを受信した前記アンテナでの電磁場強度を測定する電磁場強度測定部を備え、
前記距離測定手段は、測定された前記電磁場強度を距離に換算し、
前記空間位置測定手段は、換算された前記距離だけアンテナの位置から離れた位置にＲＦＩＤタグが存在するという条件が、前記各アンテナについて満たされる空間位置を前記物体の空間位置として算出する
ことを特徴とする請求項１６記載の空間位置測定システム。
【請求項１８】
前記アンテナは、発生する電磁波の強度を強い方から弱い方へまたは弱い方から強い方へ段階的に変化させて電磁波を発生し、
前記電磁場強度測定部は、前記ＲＦＩＤタグからの前記識別ＩＤが受信不能または受信可能となったときの前記アンテナにおける電磁波の強度を前記電磁場強度として測定し、
前記空間位置測定手段は、１つのＲＦＩＤタグにつき、少なくとも３つのアンテナで測定された電磁場強度から前記識別ＩＤに対応する物体の空間位置を算出する
ことを特徴とする請求項１７記載の空間位置測定システム。
【請求項１９】
物体の空間位置を測定する空間位置測定方法であって、
対象となる物体に配置され、電源を供給されることにより識別ＩＤを発信するＲＦＩＤタグと、前記ＲＦＩＤタグに電源を供給するとともに、前記ＲＦＩＤタグから識別ＩＤを受信する複数のアンテナとを備え、
前記識別ＩＤを受信したアンテナから前記識別ＩＤを発信したＲＦＩＤタグまでの距離を測定し、
受信された前記識別ＩＤと、前記識別ＩＤを受信した前記アンテナの位置と、前記アンテナおよび前記ＲＦＩＤタグ間の距離とから、前記物体の空間位置を測定する
ことを特徴とする空間位置測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
被験者の関節の空間位置を測定することにより、被験者の睡眠中の姿勢およびその変化をモニタする睡眠姿勢モニタシステムに関する。また、本発明の睡眠姿勢モニタシステムにおける空間位置測定方法は、一般的な空間位置測定システムに応用することができる。
【背景技術】
【０００２】
生活スタイルの変化や、ストレスの増大などにより、睡眠障害は老若男女を問わず急増している。貧弱な睡眠や睡眠障害は、起床時の気分や機嫌の悪さの原因ともなり、高齢者では意欲の低下や抑うつ状態を引き起こし、社会的な活動を低下させる原因となることが知られている。発達期の青少年では、記憶や集中力の障害による学習機能の低下、感情コントロール機能の低下、運動能力の低下、不規則な生活習慣の定着などを引き起こし、社会問題の１つとなっている。
【０００３】
睡眠障害の改善策や治療法の評価にあたっては、睡眠を定性的かつ定量的に捉える検査法が必須であり、従来は心拍変動、脳波、体温などの生理的指標が用いられてきた。終夜睡眠ポリグラフ検査では、脳波や眼球運動、頤筋電図、呼吸運動、心電図、前脛骨筋電図、脈波、血液酸素飽和度、ビデオモニタリングなどを組み合わせて生体現象の評価を行っている。しかし、睡眠の質の評価は環境の影響が大きいため、１日のみの検査では病像を把握しきれず、数日にわたる検査が必要な場合もある。しかも、人口の２割から３割が睡眠障害を経験しているとされる現状では限られた医療資源で対応するには限界がある。そのため、自宅でも簡便に施行できる検査法が望まれている。
【０００４】
これに対し、アクチグラフという測定機器が考案されている。アクチグラフは、３次元加速度を検出する機器で、腕時計のように手首などに取り付けることができ、手の動きや体全体の動きによって手首に生じる加速度から、被験者の活動状態を検出することができる（特許文献１参照。）。また、この加速度の計測は、例えば、３分おきぐらいに自動的に行われる。図１０は、アクチグラフを用いて測定された睡眠時及び覚醒時における被験者の動きの一例を示すグラフである。同図において、横軸は時間を表し、縦軸は測定された３次元加速度の大きさを表している。グラフに示されるように、睡眠時にはあまり大きな動きは見られず、覚醒時には頻繁に大きな動きが見られる。同図では被験者は、例えば、２２：００ぐらいから６：３０ぐらいまで睡眠しており、６：３０以降は覚醒していることがわかる。このようにアクチグラフによれば、比較的簡便に被験者の睡眠覚醒状態を測定することができる。また、アクチグラフによれば、例えば、被験者の体が動いているか動いていないかによって、入眠潜時(横になってから睡眠に入るまでの時間)、被験者の睡眠効率(横になっている時間に対する睡眠時間の割合)および覚醒エピソード(就寝中の目覚めの回数)などを調べることができる。さらに、この場合では、被験者が睡眠中に一定時間間隔でわずかに動いていることが検出されている。また、アクチグラフ以外にも、ポジションセンサというものがあり、これを体幹部に巻き付けることにより、仰臥位、側臥位および腹臥頤位のいずれであるかを判定することができる。
【特許文献１】国際公開第００／２６８４１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、最近、睡眠障害の原因のひとつに睡眠の姿勢が挙げられており、睡眠の姿勢を簡便に評価することができれば、新しい睡眠治療法の開発ができる可能性があると思われる。この点、アクチグラフは、高価であるために通常は片方の腕に１つだけ巻きつけて使用される。このため、被験者の動きの有無を検出することはできても、睡眠中の被験者の姿勢までは検出することができない。また、ポジションセンサは体幹部に巻きつけて使用するため、手足の動きや複雑な姿勢までは検出することができないという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、上記課題を解決し、睡眠中の被験者の姿勢および姿勢の変化を簡便に検出することができる睡眠姿勢モニタシステムを提供することである。また、本発明の第２の目的は、睡眠姿勢モニタシステムにおける空間位置測定方法を応用した空間位置測定システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の睡眠姿勢モニタシステムは、被験者の睡眠中の姿勢をモニタする睡眠姿勢モニタシステムであって、被験者の関節位置に配置され、電源を供給されることにより識別ＩＤを発信するＲＦＩＤタグと、あらかじめ定められた複数の位置に配置され、前記ＲＦＩＤタグに電源を供給するとともに、前記ＲＦＩＤタグから識別ＩＤを受信する複数のアンテナと、前記識別ＩＤを受信したアンテナから前記識別ＩＤを発信したＲＦＩＤタグまでの距離を測定する距離測定手段と、受信された前記識別ＩＤと、前記識別ＩＤを受信したアンテナの位置と、前記アンテナおよび前記ＲＦＩＤタグ間の距離とから、前記関節の空間位置を算出する関節位置算出手段と、算出された関節の空間位置に基づいて、前記被験者の睡眠中の姿勢または姿勢の変化を検出する姿勢検出手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
また、前記距離測定手段は、前記識別ＩＤを受信した前記アンテナでの電磁場強度を測定する電磁場強度測定部を備え、前記距離測定手段は、測定された前記電磁場強度を距離に換算し、前記関節位置算出手段は、換算された前記距離だけアンテナの位置から離れた位置にＲＦＩＤタグが存在するという条件が、前記各アンテナについて満たされる空間位置を関節の空間位置として算出するとしてもよい。
【０００９】
さらに、前記電磁場強度測定部は、前記アンテナで受信される前記ＲＦＩＤタグからの識別ＩＤの電磁場強度を測定するとしてもよい。
【００１０】
また、前記アンテナは、発生する電磁波の強度を強い方から弱い方へまたは弱い方から強い方へ段階的に変化させて電磁波を発生し、前記電磁場強度測定部は、前記ＲＦＩＤタグからの前記識別ＩＤが受信不能または受信可能となったときの前記アンテナにおける電磁波の強度を前記電磁場強度として測定し、前記関節位置算出手段は、１つのＲＦＩＤタグにつき、少なくとも３つのアンテナで測定された電磁場強度から前記識別ＩＤに対応する関節の空間位置を算出するとしてもよい。
【００１１】
さらに、前記複数のアンテナは、被験者が横臥する床面にマトリクス状に配置され、前記睡眠姿勢モニタシステムは、さらに、予め定められた計測時刻ごとに繰り返して、前記複数のアンテナを行方向および列方向に順次切り替えて駆動するアンテナ切り替え手段を備えるとしてもよい。
【００１２】
また、前記アンテナ切り替え手段は、複数のアンテナから構成されるアンテナ群を単位として行方向および列方向に順次駆動し、駆動されたアンテナ群のうち、前記識別ＩＤを受信したアンテナ群があれば、前記アンテナ群に含まれるより少数のアンテナのグループを行方向および列方向に順次切り替えて駆動するとしてもよい。
【００１３】
さらに、前記アンテナ切り替え手段は、行方向および列方向のあらかじめ定められた個数ごとに前記アンテナを順次駆動し、駆動されたアンテナのうち、前記識別ＩＤを受信したアンテナがあれば、前記アンテナの周辺に位置するアンテナをあらかじめ定められた順序で切り替えて駆動するとしてもよい。
【００１４】
さらに、前記睡眠姿勢モニタシステムは、さらに、各被験者のあらかじめ定められた関節から関節までの距離をあらかじめ記憶している記憶手段を備え、前記関節位置算出手段は、あらかじめ記憶している前記関節から関節までの距離を用いて各関節の空間位置を補正するとしてもよい。
【００１５】
なお、本発明は、睡眠姿勢モニタシステムおよび睡眠姿勢モニタ装置として実現できるだけでなく、そのシステムおよび装置を構成する処理手段をステップとする方法として実現したり、それらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体として実現したり、そのプログラムを示す情報、データ又は信号として実現したりすることもできる。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信してもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、睡眠姿勢モニタシステムは、ＲＦＩＤタグから送信される識別ＩＤと、識別ＩＤを受信したアンテナの位置と、前記アンテナおよび前記ＲＦＩＤタグ間の距離とから、ＲＦＩＤタグが配置された関節の空間位置を算出し、算出された関節の空間位置に基づいて、被験者の睡眠中の姿勢または姿勢の変化を検出することができる。これにより、睡眠姿勢モニタシステムは、被験者の睡眠中の姿勢および姿勢の変化を測定するための被験者や医師等双方の負担を軽減することができる。また、睡眠障害の治療および研究に携わる医師等の人達は、睡眠姿勢モニタシステムによる測定結果を用いて、被験者の睡眠中の姿勢および姿勢の変化を分析することによって、被験者の睡眠の質や外部環境による睡眠への影響などを簡便に評価することができるという効果がある。
【００１７】
また、アンテナがマトリクス状に配置されていることにより、関節位置算出手段は容易に各アンテナの座標を算出することができるので、関節位置算出手段の処理負荷を低減することができる。また、アンテナ切り替え手段は、予め定められた計測時刻ごとに繰り返して、前記複数のアンテナを行方向および列方向に順次切り替えて駆動するので、計測時刻ごとの睡眠中の姿勢を検出することができ、相前後する計測時刻における睡眠中の姿勢を比較することにより、被験者の睡眠中の姿勢の変化を検出することができる。
【００１８】
さらに、アンテナ切り替え手段は、複数のアンテナから構成されるアンテナ群を単位として行方向および列方向に順次駆動し、識別ＩＤを受信したアンテナ群があれば、そのアンテナ群に含まれるより少数のアンテナのグループを行方向および列方向に順次切り替えて駆動する。従って、アンテナ群という大きな単位で、識別ＩＤの受信範囲をざっと特定しておき、識別ＩＤが受信されたアンテナ群内で、識別ＩＤの受信範囲をより小さい範囲に絞り込んでいくことができるので、より効率よくアンテナを駆動することができるという効果がある。
【００１９】
また、アンテナ切り替え手段は、あらかじめ定められた個数ごとにアンテナを飛び飛びに順次駆動して、識別ＩＤを受信したアンテナがあれば、その周辺に位置するアンテナを駆動するので、上記とは別の方法で、より効率よくアンテナを駆動することができるという効果がある。
【００２０】
さらに、本発明の睡眠姿勢モニタシステムによれば、被験者の関節から関節までの距離をあらかじめ記憶しておき、あらかじめ記憶している距離を用いて各関節の空間位置を補正するので、被験者ごとの体型の個人差を吸収して、より正確な睡眠姿勢をモニタすることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態における睡眠姿勢モニタシステム１００について詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態の睡眠姿勢モニタシステム１００の構成を示すブロック図である。
【００２２】
睡眠姿勢モニタシステム１００は、被験者の各関節位置に配置されたＲＦＩＤタグの空間位置を特定することによって睡眠中の被験者の姿勢をモニタするシステムであって、アンテナ部１０１、ＲＦＩＤタグ１０２、プリンタ１１２、モニタ１１３および睡眠姿勢モニタ装置１２０を備える。睡眠姿勢モニタ装置１２０は、アンテナ部１０１やＲＦＩＤタグ１０２からなる測定部を駆動し、測定部から得られる測定結果を信号処理することによって被験者の睡眠中の姿勢をモニタする装置であって、電磁場強度測定部１０３、アンテナ切り替え部１０４、制御部１０５、計時部１０６、受信データ書き込み部１０７、関節位置蓄積部１０８、関節位置算出部１０９、グラフ作成部１１０および画像生成部１１１を備える。
【００２３】
アンテナ部１０１は、請求項でいう「あらかじめ定められた複数の位置に配置され、前記ＲＦＩＤタグに電源を供給するとともに、前記ＲＦＩＤタグから識別ＩＤを受信する複数のアンテナ」に相当する。アンテナ部１０１は、無線によりＲＦＩＤタグ１０２に電源を供給し、ＲＦＩＤタグ１０２から識別ＩＤを受信する。ＲＦＩＤタグ１０２は、請求項でいう「被験者の関節位置に配置され、電源を供給されることにより識別ＩＤを発信するＲＦＩＤタグ」および「対象となる物体に配置され、電源を供給されることにより識別ＩＤを発信するＲＦＩＤタグ」に相当する。ＲＦＩＤタグ１０２は、アンテナ部１０１から電源を供給されると、内部にあらかじめ記憶している識別ＩＤを送信する。電磁場強度測定部１０３は、請求項でいう「前記識別ＩＤを受信したアンテナから前記識別ＩＤを発信したＲＦＩＤタグまでの距離を測定する距離測定手段」、「前記識別ＩＤを受信した前記アンテナでの電磁場強度を測定する電磁場強度測定部」および「前記アンテナで受信される前記ＲＦＩＤタグからの識別ＩＤの電磁場強度を測定する前記電磁場強度測定部」に相当する。電磁場強度測定部１０３は、制御部１０５による制御のもとで、アンテナ部１０１で受信された識別ＩＤごとの受信電磁場強度を測定する。さらに、電磁場強度測定部１０３は、制御部１０５を介して取得した現在時刻とともに、各識別ＩＤについて測定した電磁場強度と、アンテナ部１０１の座標とを受信データ書き込み部１０７に出力する。アンテナ切り替え部１０４は、マトリクス状に配置されたアンテナ部１０１を一定時間ごとに、行方向、列方向に順次、切り替えて駆動する。制御部１０５は、関節位置の測定を行うべき計測時刻をテーブルなどであらかじめ内部に記憶している。制御部１０５は、計時部１０６を参照して、現在時刻が関節位置の測定を行う計測時刻になると、電磁場強度測定部１０３とアンテナ切り替え部１０４とを駆動する。計時部１０６は、現在時刻を計測する。アンテナ切り替え部１０４、制御部１０５および計時部１０６は、請求項でいう「予め定められた計測時刻ごとに繰り返して、前記複数のアンテナを行方向および列方向に順次切り替えて駆動するアンテナ切り替え手段」に相当する。受信データ書き込み部１０７は、電磁場強度測定部１０３によって現在時刻、電磁場強度およびアンテナ部１０１の座標が入力されると、アンテナ部１０１で受信された識別ＩＤと現在時刻および電磁場強度などのデータとを対応付けて関節位置蓄積部１０８に蓄積する。
【００２４】
関節位置算出部１０９は、請求項でいう「受信された前記識別ＩＤと、前記識別ＩＤを受信したアンテナの位置と、前記アンテナおよび前記ＲＦＩＤタグ間の距離とから、前記関節の空間位置を算出する関節位置算出手段」、「算出された関節の空間位置に基づいて、前記被験者の睡眠中の姿勢または姿勢の変化を検出する姿勢検出手段」、「測定された前記電磁場強度を距離に換算する前記距離測定手段、および換算された前記距離だけアンテナの位置から離れた位置にＲＦＩＤタグが存在するという条件が、前記各アンテナについて満たされる空間位置を関節の空間位置として算出する前記関節位置算出手段」、「換算された前記距離だけアンテナの位置から離れた位置にＲＦＩＤタグが存在するという条件が、前記各アンテナについて満たされる空間位置を前記物体の空間位置として算出する前記空間位置測定手段」および「受信された前記識別ＩＤと、前記識別ＩＤを受信した前記アンテナの位置と、前記アンテナおよび前記ＲＦＩＤタグ間の距離とから、前記物体の空間位置を測定する空間位置測定手段」に相当する。関節位置算出部１０９は、関節位置蓄積部１０８内に蓄積されている識別ＩＤごとの計測時刻、アンテナ部１０１の座標、電磁場強度とから、計測時刻ごとにアンテナ部１０１を１スキャン（走査）した分の各関節の空間位置を算出する。具体的には、関節位置算出部１０９は、識別ＩＤの受信電磁場強度と、アンテナ−ＲＦＩＤタグ間の距離との関係をあらかじめ内部に記憶しており、アンテナ部１０１で受信される識別ＩＤの受信電磁場強度とアンテナ部１０１の座標とから、三角測量などにより、受信された識別ＩＤで特定される関節の空間位置を表す３次元位置座標を算出する。この計算を全ての識別ＩＤについて行うことにより、各関節の空間位置を算出する。グラフ作成部１１０は、関節位置算出部１０９による算出結果に基づいて、例えば、関節の空間位置の時間変化を示すグラフを関節ごとに生成する。画像生成部１１１は、関節位置算出部１０９による算出結果に基づいて、例えば、コンピュータグラフィックで生成した被験者の計測時刻ごとの寝姿の画像を生成する。プリンタ１１２は、グラフ作成部１１０で生成されたグラフおよび画像生成部１１１で生成された画像を印刷する。モニタ１１３は、グラフ作成部１１０で生成されたグラフおよび画像生成部１１１で生成された画像を表示する。なお、ここでは、プリンタ１１２がグラフ作成部１１０で作成されたグラフを印刷し、モニタ１１３が画像生成部１１１で生成された画像を表示すると説明したが、本発明はこれに限定されない。プリンタ１１２やモニタ１１３は、いずれも睡眠姿勢モニタ装置１２０の外部機器であるので、グラフ作成部１１０で生成されたグラフおよび画像生成部１１１で生成された画像の一方または両方を印刷し、表示するとしても良い。
【００２５】
なお、図１では、電磁場強度測定部１０３、アンテナ切り替え部１０４、制御部１０５、計時部１０６、受信データ書き込み部１０７、関節位置蓄積部１０８、関節位置算出部１０９、グラフ作成部１１０および画像生成部１１１を睡眠姿勢モニタ装置１２０としているが、本発明はこれに限定されない。例えば、電磁場強度測定部１０３、アンテナ切り替え部１０４、制御部１０５、計時部１０６、受信データ書き込み部１０７および関節位置蓄積部１０８を、アンテナ部１０１に接続されるコントローラとして睡眠姿勢モニタ装置１２０とは独立した構成とし、睡眠姿勢モニタ装置１２０には関節位置算出部１０９、グラフ作成部１１０および画像生成部１１１などを備えることとしてもよい。この場合、関節位置蓄積部１０８を、メモリカードやＩＣメモリなどの記録媒体とし、受信データ書き込み部１０７を記録媒体の書き込みドライブとし、併せて、睡眠姿勢モニタ装置１２０に記録媒体の読出し／書き込みドライブを備えることが好ましい。このようにすることによって、被験者は、ＲＦＩＤタグ１０２、アンテナ部１０１、コントローラおよび記録媒体を自宅に持ち帰って睡眠中の関節位置を自宅で測定することができる。従って、病院等の施設に夜間何日も拘束されることなく、睡眠中の関節位置を測定することができる。そして、測定した関節位置を記録媒体に蓄積しておいて、病院等の睡眠姿勢モニタ装置１２０を備えた施設に記録媒体を持参することにより、医師等から適切なアドバイスや治療を受けることができるという効果がある。
【００２６】
図２は、睡眠姿勢モニタシステム１００の使用形態の一例を示す外観図である。ここで、ＲＦＩＤタグ１０２は、例えば、被験者のパジャマに縫い付けられたり、ベルクロや両面接着テープ等で接着されたりすることにより、パジャマに取り付けられる。ＲＦＩＤタグ１０２は、被験者の肩、ひじ、手首、股関節、ひざ、くるぶしなどの各関節の前面と背面とに取り付けられている。また、ここではＲＦＩＤタグ１０２は、前述したような関節部位だけでなく、左右の胸、脇、横腹それぞれの前面および背面などの体幹部にも設置される。さらに、同図のように、ベルトなどによりＲＦＩＤタグ１０２を頭部にも設置することにより、より正確に被験者の姿勢を特定することができる。個々のアンテナ部１０１は、例えば、５ｃｍ角程度の大きさであり、被験者が横になっているシーツ２０１の裏面にマトリクス状に設置されている。アンテナ部１０１と睡眠姿勢モニタ装置１２０とを接続する信号線は、例えば、シーツ２０１の一端にまとめられる。
【００２７】
図３は、シーツ２０１に設けられたアンテナ部１０１の配置の一例を示す図である。同図に示すように、アンテナ部１０１はマトリクス状に配置される。このように配置されたアンテナ部１０１は、アンテナ切り替え部１０４によって行方向に（１、１）、（１、２）、（１、３）、（１、４）、・・・の順に切り替えて駆動される。このようにして、１行目のアンテナ部１０１が全て駆動されると、２行目のアンテナ部１０１が（２、１）、（２、２）、（２、３）、（２、４）、・・・の順に切り替えて駆動される。同様にして、順次、３行目、４行目、・・・と、最後の行まで切り替えられ、全てのアンテナ部１０１が切り替えて駆動される。
【００２８】
なお、ここでは、各アンテナ部１０１が隙間なくタイル状に設置されるように説明しているが、これに限定されず、行方向、列方向に一定間隔を置いて設置されても良い。また、ここでは、アンテナ部１０１を１つずつ順次に切り替えて駆動する例を示したが、本発明はこの方法に限定されない。アンテナ部１０１の駆動方法の他の例について、以下に説明する。
【００２９】
図４は、ＲＦＩＤタグ１０２からの識別ＩＤを効率よく受信するためのアンテナ部１０１の駆動方法の一例を示す図である。図４（ａ）は、３×３個のアンテナ部１０１からなるアンテナ群４０１を単位として、順次切り替えて駆動し、駆動されているアンテナ群４０１全体でＲＦＩＤタグ１０２からの識別ＩＤを受信する例を示す図である。同図において、斜線のハッチングを付した部分は識別ＩＤを受信したアンテナ群４０１を示している。この場合のアンテナ切り替え部１０４は、請求項でいう「複数のアンテナから構成されるアンテナ群を単位として行方向および列方向に順次駆動し、駆動されたアンテナ群のうち、前記アンテナ群に属するアンテナの１つでも前記識別ＩＤを受信したアンテナがあれば、前記アンテナ群に含まれるより少数のアンテナのグループを行方向および列方向に順次切り替えて駆動する前記アンテナ切り替え手段」に相当する。図中の矢印はアンテナ群４０１をスキャンする方向を示し、行方向にアンテナ群４０１を順次切り替えて駆動することを示している。具体的には、アンテナ群４０１は、（１、１）のアンテナ部１０１が左上に位置するアンテナ群４０１から、（１、４）のアンテナ部１０１が左上に位置するアンテナ群４０１、（１、７）のアンテナ部１０１が左上に位置するアンテナ群４０１、・・・の順に切り替えて駆動される。このようにして行方向に全てのアンテナ群４０１が駆動されると、（４、１）のアンテナ部１０１が左上に位置するアンテナ群４０１、（４、４）のアンテナ部１０１が左上に位置するアンテナ群４０１、（４、７）のアンテナ部１０１が左上に位置するアンテナ群４０１、・・・のように、次の行のアンテナ群４０１が順次駆動される。この際に、駆動されているアンテナ群４０１でいずれかの識別ＩＤが受信されると、アンテナ切り替え部１０４はそのアンテナ群４０１を特定して記憶しておく。そして、全てのアンテナ群４０１が駆動された後、記憶しておいたアンテナ群４０１について、より少数のアンテナ部１０１を単位としてスキャンする。
【００３０】
図４（ｂ）は、図４（ａ）で示したアンテナ群４０１のうち、識別ＩＤが受信されたアンテナ群４０１について、内部を１つずつのアンテナ部１０１を単位として切り替えて駆動し、識別ＩＤを受信する一例を示す図である。図中の矢印はアンテナ部１０１をスキャンする方向を示している。ここでは、アンテナ部１０１は、識別ＩＤが受信されたアンテナ群４０１の内部を行方向に順次切り替えて駆動される。駆動されたアンテナ部１０１は、識別ＩＤを受信した場合、受信した識別ＩＤを受信データ書き込み部１０７に出力する。このとき、受信された識別ＩＤごとに電磁場強度測定部１０３によってアンテナ部１０１における受信電磁場強度が測定される。このようにして、その行の３個のアンテナ部１０１が駆動されると、次の行の３個が順次駆動される。アンテナ群４０１内に３行３列に配置されたアンテナ部１０１の全てが駆動されると、アンテナ切り替え部１０４に記憶されている次のアンテナ群４０１の内部のアンテナ部１０１が、同様にして駆動される。このようにして、アンテナ群４０１を単位として一通りすべてのアンテナ部１０１をスキャンし、その後、識別ＩＤが受信されたアンテナ群４０１についてだけ、詳細にスキャンすることによって、より効率よく識別ＩＤを受信することができるという効果がある。
【００３１】
図５は、ＲＦＩＤタグ１０２からの識別ＩＤを効率よく受信するためのアンテナ部１０１の駆動方法の他の例を示す図である。上記の図４では、複数のアンテナ部１０１からなるアンテナ群４０１を１つの単位として、順次アンテナ群４０１を行方向に切り替えて駆動し、識別ＩＤを受信する例を示した。しかし、本発明はこれに限定されず、図５に示すように、個々のアンテナ部１０１を飛び飛びに切り替えて駆動するとしても良い。このアンテナ切り替え部１０４は、請求項でいう「行方向および列方向のあらかじめ定められた個数ごとに前記アンテナを順次駆動し、駆動されたアンテナのうち、前記識別ＩＤを受信したアンテナがあれば、前記アンテナの周辺に位置するアンテナをあらかじめ定められた順序で切り替えて駆動する前記アンテナ切り替え手段」に相当する。ここでは、駆動されるアンテナ部１０１である駆動アンテナ部５０１は、例えば、（１、１）、（１、３）、・・・のようにアンテナ部１０１が行方向に１つ置きに切り替えられ、駆動される。このとき、ある駆動アンテナ部５０１で識別ＩＤが受信されると、アンテナ切り替え部１０４は識別ＩＤを受信した、現在の駆動アンテナ部５０１であるアンテナ部１０１を特定して記憶しておき、駆動アンテナ部５０１を次のアンテナ部１０１に切り替える。１行目のすべてのアンテナ部１０１を駆動し終えると、アンテナ切り替え部１０４は、（３、１）、（３、３）、・・・のように、一行をおいて次の行のアンテナ部１０１によるスキャンを行う。このようにして、すべてのアンテナ部１０１を駆動し終えると、アンテナ切り替え部１０４は、先のスキャンのときに記憶しておいたアンテナ部１０１と、そのアンテナ部１０１に隣接するアンテナ部１０１とを順次、切り替えて駆動する。例えば、（３、３）のアンテナ部１０１で識別ＩＤが受信されていた場合、アンテナ切り替え部１０４は、まず、（３、３）のアンテナ部１０１を駆動して識別ＩＤを受信し、識別ＩＤを受信した現在時刻、受信された識別ＩＤ、駆動アンテナ部５０１であるアンテナ部１０１の座標および電磁場強度を関節位置蓄積部１０８に蓄積する。次いで、アンテナ切り替え部１０４は、（３、３）のアンテナ部１０１に隣接するアンテナ部１０１を（２、２）、（２、３）、（２、４）、（３、４）、（４、４）、（４、３）、（４、２）、（３、２）の順に切り替えて駆動し、識別ＩＤを受信したアンテナ部１０１があれば、識別ＩＤを受信した現在時刻、受信された識別ＩＤ、駆動アンテナ部５０１であるアンテナ部１０１の座標および電磁場強度を関節位置蓄積部１０８に蓄積する。このように、アンテナ部１０１を飛び飛びにスキャンし、識別ＩＤを受信したものがあった場合に、その周辺部を詳細に調べることにより、効率よく識別ＩＤを受信することができるという効果がある。
【００３２】
なお、図５では、アンテナ部１０１を１つずつ切り替えて駆動すると説明したが、飛び飛びに駆動する場合であっても１つずつ駆動する必要はなく、図４を用いて説明したように、複数のアンテナ部１０１からなるアンテナ群４０１を単位として飛び飛びに切り替えて駆動するとしてもよい。また、図５では、アンテナ部１０１を１つおきに駆動したが、本発明はこれに限定されず、例えば、シーツ２０１の中央部を密にスキャンし、シーツ２０１の周縁部では両端部と中央部の３か所程度だけ駆動するというように場所によって異なる間隔や密度で駆動するように定めてもよい。また、一般的に被験者の関節位置が存在する確立が高い領域が集中的に密度高くスキャンされるように、例えば、性別、年齢別などの平均的な関節位置に基づいて、駆動アンテナ部５０１の配置や、切り替え順序などのパターンをあらかじめ定めておいてもよい。
【００３３】
図６は、本実施の形態の睡眠姿勢モニタシステム１００の関節位置測定時における動作を示すフローチャートである。睡眠姿勢モニタシステム１００に電源が投入されると、まず制御部１０５は、計時部１０６を参照して、現在時刻が関節位置の測定を行うべき計測時刻かどうかを判定する（Ｓ６０１）。制御部１０５は、現在時刻が関節位置の測定を行うべき計測時刻でなければ、制御部１０５は、計測時刻になるまで待機する。制御部１０５は、現在時刻が関節位置の測定を行うべき計測時刻であれば、電磁場強度測定部１０３とアンテナ切り替え部１０４とを駆動する。アンテナ切り替え部１０４は、アンテナ部１０１を切り替えて駆動し（Ｓ６０２）、駆動されたアンテナ部１０１は、ＲＦＩＤタグ１０２に電源を供給する（Ｓ６０３）。電磁場強度測定部１０３は、駆動されたアンテナ部１０１での電磁場強度を測定する。このとき、一定以上の電磁場強度が測定された場合、電磁場強度測定部１０３は、識別ＩＤが受信されたと判定する。駆動されたアンテナ部１０１で識別ＩＤが受信されると（Ｓ６０４）、電磁場強度測定部１０３は、識別ＩＤごとに電磁場強度を測定する。電磁場強度測定部１０３は、測定した電磁場強度、制御部１０５を介して取得した現在時刻および駆動されたアンテナ部１０１の座標を受信データ書き込み部１０７に出力する。受信データ書き込み部１０７は、アンテナ部１０１で受信された識別ＩＤごとに、電磁場強度測定部１０３から入力された電磁場強度、現在時刻およびアンテナ部１０１の座標を対応付けて関節位置蓄積部１０８に蓄積する（Ｓ６０５）。アンテナ切り替え部１０４は、すべてのアンテナ部１０１を駆動したか否かを判定して（Ｓ６０６）、まだすべてのアンテナ部１０１を駆動していなければ、次のアンテナ部１０１に切り替えて駆動し（Ｓ６０２）、すべてのアンテナ部１０１を駆動した後であれば、次の計測時刻まで待機する（ステップＳ６０１）。以上のようにして、あらかじめ定められた計測時刻ごとに、睡眠中の被験者の関節位置の測定を行うことができる。
【００３４】
図７は、関節位置蓄積部１０８に蓄積された各関節位置に関するデータに基づいて、モニタ１１３に被験者の計測時刻ごとの睡眠姿勢を示す画像を表示する場合の睡眠姿勢モニタシステム１００の動作を示すフローチャートである。関節位置算出部１０９は、関節位置蓄積部１０８から、あらかじめ定められた計測時刻から一定範囲内の時刻に対応した識別ＩＤ、電磁場強度およびアンテナ部１０１の座標からなるデータの組を読み出す（Ｓ７０１）。関節位置算出部１０９は、読み出したデータの組を、識別ＩＤでソートし、さらに、同一時間帯に同一識別ＩＤについて測定された電磁場強度とその電磁場強度で識別ＩＤを受信した１以上のアンテナ部１０１の座標とから、その識別ＩＤで特定される関節の空間的位置を算出する。具体的には、関節の空間位置の算出には、あらかじめ内部に記憶している電磁場強度とタグ−アンテナ間の距離との関係を参照する。この処理をすべての識別ＩＤについて行うことにより、関節位置算出部１０９は、ある計測時刻を基準として同一時間帯における、被験者のすべての関節の３次元座標で表される空間位置を算出する（Ｓ７０２）。画像生成部１１１は、関節位置算出部１０９によって算出された各関節の３次元座標に基づいて、コンピュータグラフィックなどにより、ある計測時刻における被験者の睡眠姿勢を示す画像データを生成する（Ｓ７０３）。モニタ１１３は、生成された画像データで表される画像を表示する（Ｓ７０４）。睡眠姿勢モニタシステム１００は、以上のステップＳ７０１からステップＳ７０４までの処理を繰り返すことにより、計測時刻ごとの被験者の睡眠姿勢のＣＧ画像を順次、表示することができる。
【００３５】
図８は、図４（ａ）および（ｂ）に示した、効率よく識別ＩＤを受信するためのアンテナ部１０１の駆動方法の手順を示すフローチャートである。アンテナ切り替え部１０４は、３×３個のアンテナ部１０１からなるアンテナ群４０１を単位として、アンテナ群４０１を切り替えて駆動し、駆動されているアンテナ群４０１全体でＲＦＩＤタグ１０２からの識別ＩＤを受信する（Ｓ８０１）。駆動されているアンテナ群４０１でいずれかの識別ＩＤが受信されると（Ｓ８０２）、アンテナ切り替え部１０４はそのアンテナ群４０１を特定して記憶しておく（Ｓ８０３）。そして、全てのアンテナ群４０１を駆動し終わったか否かを判定し（Ｓ８０４）、まだ全てのアンテナ群４０１を駆動し終わっていなければ、アンテナ群４０１を次のアンテナ群４０１に切り替えて駆動し、そのアンテナ群４０１全体で識別ＩＤを受信する（Ｓ８０１）。
【００３６】
そして、全てのアンテナ群４０１を駆動し終わっていれば（Ｓ８０４）、アンテナ切り替え部１０４は、図４（ｂ）に示すように、記憶しておいたアンテナ群４０１の内部を、１つずつのアンテナ部１０１を単位として切り替えて駆動し、駆動されたアンテナ部１０１で識別ＩＤを受信する（Ｓ８０５）。この場合のアンテナ部１０１の切り替えの順序は、例えば、アンテナ切り替え部１０４に記憶されている１つのアンテナ群４０１の内部でアンテナ部１０１を１つずつ行方向に切り替えて駆動し、１つの行の中のすべてのアンテナ部１０１が駆動されると、次の行のアンテナ部１０１が行方向に順次、切り替えて駆動される。１つのアンテナ群４０１の内部のすべてのアンテナ部１０１が駆動されると、アンテナ切り替え部１０４は、記憶しておいた次のアンテナ群４０１の内部で、同様にしてアンテナ部１０１を１つずつ行方向に切り替えて駆動する。
【００３７】
このような順序で切り替えられ駆動されたアンテナ部１０１が識別ＩＤを受信した場合（Ｓ８０６）、アンテナ部１０１は、受信した識別ＩＤを受信データ書き込み部１０７に出力する。このとき、受信された識別ＩＤごとに、電磁場強度測定部１０３によってアンテナ部１０１における受信電磁場強度が測定されている。電磁場強度測定部１０３からは、測定された電磁場強度の他に、現在時刻およびアンテナ部１０１の座標が受信データ書き込み部１０７に入力される。受信データ書き込み部１０７は、入力された現在時刻、識別ＩＤ、電磁場強度およびアンテナ部１０１の座標を対応付けて関節位置蓄積部１０８に蓄積する（Ｓ８０７）。駆動されたアンテナ部１０１が、識別ＩＤを受信していない場合（Ｓ８０６）、アンテナ切り替え部１０４は、駆動アンテナ部５０１を次のアンテナ部１０１に切り替える（Ｓ８０５）。駆動されたアンテナ部１０１は識別ＩＤを受信する。
【００３８】
アンテナ切り替え部１０４は、記憶しておいたすべてのアンテナ群４０１内のすべてのアンテナ部１０１が駆動されたか否かを判定し（Ｓ８０８）、全てのアンテナ部１０１が駆動された場合、処理を終了する。また、まだ全てのアンテナ部１０１が駆動されていない場合、アンテナ切り替え部１０４は、駆動アンテナ部５０１を次のアンテナ部１０１に切り替えて駆動し、識別ＩＤを受信する（Ｓ８０５）。
【００３９】
図９は、関節位置算出部１０９によって算出された各関節の空間位置に基づいて表示される被験者の睡眠姿勢を表すＣＧ画像の一例を示す図である。同図は、例えば、モニタ１１３にサムネイル表示された被験者の睡眠姿勢の一覧を示している。サムネイル表示された各画像は、例えば、３０分ごとに測定された被検者の関節位置から作成された画像である。ここで、関節位置算出部１０９は、請求項でいう「全てのＲＦＩＤタグの識別ＩＤが受信されたときから、全ての関節が静止するまでの時間を入眠潜時として検出する前記姿勢検出手段」に相当する。同図において、２２：００の画像は被験者が右を下にして横を向いて寝ている姿を示している。次いで２２：３０の画像では、被験者が寝返りを打って上を向こうとしている姿を示している。また、２３：００の画像では被験者は真上を向いて寝ており、００：３０まで同じ姿勢を続けている。これに対し、関節位置算出部１０９は、被験者が２２：００に測定を開始して全てのＲＦＩＤタグの識別ＩＤが受信されたときから、すなわち、測定を開始してすべての関節の位置が測定されたときから、全ての関節位置の変化が静止とみなせる程度に小さくなるまでの時間を入眠潜時として算出する。ただし、静止後、例えば、最低３分間の静止状態が続くことを条件とする。これによって、被験者は、２３：００に眠りについたものと判定される。従って、被験者が２２：００に床について測定を開始したとすれば、入眠潜時は１時間と算出される。また、関節位置算出部１０９は、請求項でいう「計測時刻ごとの前記両肩の空間位置を算出する前記関節位置算出手段、および計測時刻ごとの前記両足の空間位置の変化に基づいて、被験者の足の動きを検出する前記姿勢検出手段」に相当する。０１：００には、被験者は００：３０の画像と比較して右足の位置を移動しており、睡眠が浅くなって、足をもぞもぞしている様子が伺える。この場合、関節位置算出部１０９は、両足の関節に配置されたＲＦＩＤタグ１０２の識別ＩＤに基づいて、００：３０のときの座標位置から０１：００のときの座標位置までの足の関節それぞれの移動距離を算出し、算出された移動距離が例えば、３ｃｍ以上であれば足の動きがあったと判断する。この場合、関節位置算出部１０９は、画像生成部１１１により、０１：００の姿勢を示す画像に「足の動きあり」などの表示を行うとしてもよい。その後、被験者は００：３０から０２：３０まで同じ姿勢を続けており、眠っていると判定される。さらに、０３：００には、被験者が右手を腰に当てている様子が示されており、腰にかゆみがある可能性が推定される。また、その後、０３：３０と０４：００の画像には、被験者が寝返りを打って、左体側が下になるように横を向いて寝ている姿が示されており、０４：３０から０５：３０まで真上を向いて寝ている姿が示されている。
【００４０】
このように、計測時刻ごとの被験者の関節位置（睡眠姿勢）の変化を解析することによって、睡眠姿勢モニタシステム１００は、単に睡眠中の姿勢を表示したり各関節の位置変化を示すグラフを表示したりするだけではなく、関節位置算出部１０９により寝返りの回数、トイレの回数、手足の動き、入眠潜時、覚醒エピソード（目覚めた回数）および睡眠効率などを測定することができる。この場合、関節位置算出部１０９は、請求項でいう「計測時刻ごとの前記両肩の空間位置を算出する前記関節位置算出手段、および計測時刻ごとの前記両肩の空間位置の変化に基づいて、睡眠中の寝返りの回数を検出する前記姿勢検出手段」に相当する。関節位置算出部１０９は、計測時刻ごとの両肩の空間位置の変化を調べ、両肩を結ぶ線が例えば、９０°以上回転した場合、寝返り１回とカウントする。この場合の被験者の寝返りの回数は２回である。また、関節位置算出部１０９は、請求項でいう「全ての関節が静止したときからあらかじめ定められた時間を経過した後、いずれかの関節の空間位置が変化したことを検出したとき被験者が目覚めたと判定し、再び全ての関節が静止したとき被験者が入眠したと判定し、被験者が目覚めた回数を検出する前記姿勢検出手段」に相当する。覚醒エピソードは、０１：００と、０３：００との２回である。また、関節位置算出部１０９は、請求項でいう「全ての関節が静止していた時間を被験者の睡眠時間とし、全てのＲＦＩＤタグの識別ＩＤが受信されていた時間を被験者が横になっている時間とし、式１から、被験者の睡眠効率を検出する前記姿勢検出手段」に相当する。この被験者の睡眠効率は、睡眠時間の合計が５時間３０分であり、横になっている時間（「就床時間」という）の合計が８時間であるので、以下の式から６８．７５％と算出される。
【００４１】
（睡眠効率）＝（（総睡眠時間）／（全就床時間））×１００
＝５．５÷８×１００
＝６８．７５
【００４２】
また、関節位置算出部１０９は、いずれのアンテナによっても識別ＩＤが受信されなくなったとき被験者がトイレにたったと判定し、その後、いずれかのアンテナで識別ＩＤが受信されたとき被験者がトイレから戻ったと判定して、トイレから戻った回数をカウントすることによって被験者が就寝後にトイレにたった回数を検出する。この場合も、画像生成部１１１によって、５：３０の画像に合成して「トイレの回数：○回」などと表示するようにしてもよい。なお、ここでは、いずれのアンテナによっても識別ＩＤが受信されなくなったとき被験者がトイレにたったと判定したが、被験者が床を立ったとしても必ずしもトイレに行ったとは限らないので、単に、「離床した」ことを判定するとしてもよい。そして、その後、いずれかのアンテナで識別ＩＤが受信されたとき被験者が「就床した」と判定して、就床した回数をカウントすることによって離床した回数を検出するとしてもよい。
【００４３】
以上のように、本発明の睡眠姿勢モニタシステムによれば、被験者はＲＦＩＤタグ１０２が取り付けられたパジャマを着用して、シーツ２０１の上に横になって眠るだけで、一晩中の睡眠中の関節位置のデータが自動的に取得されるので、非常に簡便に睡眠中の姿勢を表すデータを取得することができる。また、被験者は自宅で簡単にデータを取得することができるので、何日間も連続して、睡眠姿勢に関するデータを取得することができるという効果がある。また、本発明の睡眠姿勢モニタシステムでは、画像解析や目視による睡眠姿勢のモニタリングなどを行わず、非接触による関節位置の検出を行うので、毛布などを被験者の上に掛けても支障がないというメリットもある。
【００４４】
さらに、本発明の睡眠姿勢モニタシステムは、被験者の睡眠中の関節位置を測定する以外に、通信などにより外部の測定装置とリンクする機能を持たせるとしてもよい。この外部装置は、被験者の睡眠状態を調べるために並行して測定を行う装置であり、例えば、ＰＳＧデータ（睡眠段階、心拍変動、外的環境（照明の照度、温度、湿度など））を測定する装置である。この場合、睡眠姿勢モニタシステムは、このような外部測定装置とデータのやり取りを行い、外部測定装置から取得したデータと、被験者の関節位置を示すデータとを関連付けて格納する。このように、本発明の睡眠姿勢モニタシステムは、外部測定装置とリンクすることによって、外部から得られたデータと、被験者の睡眠中の姿勢とを関連付けることができるので、被験者の睡眠の質についてより正確な評価を行うことができるという効果がある。また、本発明の睡眠姿勢モニタシステムによれば、適切な睡眠環境（温度、湿度、騒音、光、アレルギー、ベッドおよび枕など）を評価することができるという効果がある。また、本発明の睡眠姿勢モニタシステムは、睡眠障害の治療による効果の判定にも用いることができる。
【００４５】
また、上記実施の形態では、アンテナ部１０１から電磁波を発信し、それによるＲＦＩＤタグ１０２からの応答となる微弱電磁波を電磁場強度測定部１０３が計測するとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、アンテナ部１０１から発生する電磁波の強度を強い方から弱い方へ、または弱い方から強い方へ段階的に変化させ、ＲＦＩＤタグ１０２からの識別ＩＤが検出可能または検出不能となるときの電磁波の強度を電磁場強度として測定するとしてもよい。ここで、アンテナ部１０１は、請求項でいう「発生する電磁波の強度を強い方から弱い方へまたは弱い方から強い方へ段階的に変化させて電磁波を発生する前記アンテナ」に相当し、電磁場強度測定部１０３は「前記ＲＦＩＤタグからの前記識別ＩＤが受信不能または受信可能となったときの前記アンテナにおける電磁波の強度を前記電磁場強度として測定する前記電磁場強度測定部」に相当し、関節位置算出部１０９は「１つのＲＦＩＤタグにつき、少なくとも３つのアンテナで測定された電磁場強度から前記識別ＩＤに対応する関節の空間位置を算出する前記関節位置算出手段」および「１つのＲＦＩＤタグにつき、少なくとも３つのアンテナで測定された電磁場強度から前記物体の空間位置を算出する前記空間位置測定手段」に相当する。上記実施の形態のような測定方法によれば、電磁場強度の測定に時間がかからずリアルタイム性に優れているが、測定の対象が微弱な電磁場であるので高い測定精度が要求されるという短所がある。これに対し、この例では、電磁波を発生する側で電磁波の強度を測定するので、簡単な構成で正確に電磁場強度を測定できるという長所がある。しかし、この例では、アンテナ部１０１が電磁波の強度を強い方から弱い方へ、または弱い方から強い方へ段階的に変化させて電磁波を発生するために、アンテナ部１０１の回路構成が複雑になり、リアルタイム性も犠牲になるという短所がある。さらに、他の例として、電磁場強度測定部１０３をＲＦＩＤタグ１０２の側に備えておき、ＲＦＩＤタグ１０２からの応答となる識別ＩＤを送信するための微弱電磁波をＲＦＩＤタグ１０２内部の電磁場強度測定部１０３が計測するとしてもよい。この場合、ＲＦＩＤタグ１０２から識別ＩＤを受信するアンテナ部１０１の側で測定する場合と比較して、より精度よく微弱電磁波の電磁場強度を測定することができ、かつ、リアルタイム性にも優れるという長所がある。しかし、電磁場強度測定および測定値送信のためにＲＦＩＤタグ１０２の回路構成が複雑となり、それらの処理のための電力を確保するために電池などを必要とする場合が生じるという短所がある。
【００４６】
なお、ここでは、３０分ごとに被検者の関節位置を測定した場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、関節位置の測定はもっと短い時間間隔で行われるとしてもよい。例えば、睡眠中の姿勢は覚醒時ほど頻繁に変化しないので、これは１分〜１０分が好ましいが、３分おきや、３０秒おき、１０秒おきなどに測定するとしてもよい。このように短い時間間隔で関節位置の測定を行えば、睡眠中の被験者のより滑らかな動きを観察することができ、より正確な動きを判定することができる。また、関節位置の測定は、一定時間間隔で行う必要はなく、一般に眠りが浅くなる時間帯には短い時間間隔で、眠りが深くなる時間帯には長い時間間隔で関節位置の測定を行うよう計測時刻を設定するとしてもよい。さらに、あらかじめ被験者から問診などによって、よく目が覚める時間帯などの情報を得ておき、その時間帯には短い時間間隔で、それ以外の時間帯には長い時間間隔で関節位置の測定を行うよう計測時刻を設定してもよい。
【００４７】
また、関節位置の測定を行う計測時刻を、短い時間間隔で、例えば、１０秒間隔で設定しておき、測定の都度、前回蓄積した各関節の位置と今回の測定された対応する各関節の位置とのずれを算出する。そして、そのずれで表される各関節の動きの大きさが、いずれもあらかじめ定めた閾値に達しない場合には、動きがないものとして、今回測定された関節位置のデータを消去するとしてもよい。これにより、関節位置蓄積部１０８は、被験者がじっと眠っているときの関節位置のデータは、１回の測定分だけ保持することになる。この結果、関節位置蓄積部１０８の記憶領域を有効に利用して、被験者の睡眠姿勢に動きがあったときには、より多くの関節位置のデータを蓄積することができるという効果がある。そして、被験者の睡眠姿勢に動きがあったときには、蓄積されているより多くの関節位置のデータに基づいて、より正確な動きを解析することができる。
【００４８】
なお、睡眠姿勢モニタ装置１２０に、マウスやキーボードなどの入力部および記憶部を備えておき、操作者はあらかじめ測定した被験者の身体データを補正用に入力するとしてもよい。入力された被験者の身体データは、例えば、関節位置算出部１０９に格納する。被験者の身体データは、具体的には、特定の関節と関節との距離であり、手首から肘関節までの距離やくるぶしからひざまでの距離などである。ここで、関節位置算出部１０９は、請求項でいう「各被験者のあらかじめ定められた関節から関節までの距離をあらかじめ記憶している記憶手段」に相当する。この補正用の身体データは、両腕および両足について測定しておいてもよいし、ＲＦＩＤタグが配置されるすべての関節について測定しておいてもよいし、あらかじめ定めた１か所だけ測定しておいてもよい。また、関節位置算出部１０９は、請求項における「あらかじめ記憶している前記関節から関節までの距離を用いて各関節の空間位置を補正する前記関節位置算出手段」に相当する。関節位置算出部１０９は、格納されている被験者の実測による身体データと、同じ部位について、電磁場強度に基づいて算出された関節間の距離とを比較し、比較結果に基づいて、各関節間の距離を補正することによって、より正確な各関節の空間位置を算出することができる。例えば、睡眠姿勢モニタ装置１２０の操作者は、あらかじめ被験者のひざ関節からくるぶしの関節までの距離を測定し、測定値を入力部から入力して、ひざ−くるぶし間の距離を関節位置算出部１０９に格納しておく。関節位置算出部１０９は、同一被検者について最初に測定が行われたとき、ひざの関節に配置されたＲＦＩＤタグ１０２の空間位置と、くるぶしの関節に配置されたＲＦＩＤタグ１０２の空間位置とから、ひざ−くるぶし間の距離を算出する。関節位置算出部１０９は、あらかじめ格納されている実測値と、各関節の空間位置から算出されたひざ−くるぶし間の距離とを比較し、比較結果に応じて、電磁場強度と距離との関係を補正する。
【００４９】
さらに、タグが配置されるすべての関節について隣接する関節との間の距離を測定しておき、電磁場強度に基づいて関節位置算出部１０９によって算出された、対応する各関節の空間位置を補正することによって、個人によって異なるような関節ごとの関節間の距離を睡眠姿勢に正しく反映することができる。これにより、体型の個人差を吸収して、より正確な睡眠姿勢をモニタすることができるという効果がある。
【００５０】
またさらに、特定のアンテナ部１０１から特定の関節までの距離と、そのアンテナ部１０１で受信される関節に対応した識別ＩＤの受信電磁場強度との組をあらかじめ測定して、関節位置算出部１０９に格納しておくとしてもよい。関節位置算出部１０９は、例えば、実測によるアンテナ−関節間の距離と、電磁場強度から算出されたアンテナ−関節間の距離との比を求め、求めた比で、あらかじめ記憶している受信電磁場強度とアンテナ−タグ間の距離との関係を補正する。あらかじめ測定しておくアンテナ−関節間の距離と受信される識別ＩＤの電磁場強度との組は、一組だけであってもよいし、複数組であってもよい。複数組の距離と電磁場強度を測定した場合には、例えば、それぞれの平均値を求め、平均値から比を求めて全体を補正するとしてもよい。
【００５１】
なお、上記実施の形態では、ＲＦＩＤタグ１０２をパジャマで覆われる被験者の関節部分および体幹部に取り付けることとしたが、本発明はこれに限定されず、例えば、姿勢の特定にあまり重要と判断されない箇所、例えば、体幹部等については取り付けを省略するとしてもよい。また、ＲＦＩＤタグ１０２の取り付けを省略する代わりに、不要な関節位置に関するデータを識別ＩＤにより特定して、それらの蓄積および関節位置の算出を省略するとしてもよい。さらに、操作者からの入力操作により、例えば、不要な関節位置を特定し、特定された関節位置に関するデータ処理を省略することにより、場合に応じてデータ処理を行うＲＦＩＤタグ１０２を切り替えるようにしてもよい。これにより、電磁場強度測定部１０３、受信データ書き込み部１０７および関節位置算出部１０９などの処理負荷を低減することができるとともに、関節位置蓄積部１０８の記憶領域を節約することができるという効果がある。また、逆に、より詳細な姿勢および身体の動きを測定するために必要と判断されるときには、手足の指の関節等にもＲＦＩＤタグ１０２を取り付けることとしてもよい。この場合、ＲＦＩＤタグ１０２の取り付けは、例えば、接着テープなどにより手足の指の関節に貼付するとしてもよいし、ＲＦＩＤタグ１０２を取り付けた手袋や靴下などを被験者に装着してもらうようにしてもよい。
【００５２】
なお、ブロック図（図１など）の各機能ブロックは典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように１チップ化されても良い。例えば、上記でコントローラとして説明した図１の電磁場強度測定部１０３、アンテナ切り替え部１０４、制御部１０５、計時部１０６および受信データ書き込み部１０７を含む部分が１チップ化されてもよいし、関節位置算出部１０９、グラフ作成部１１０および画像生成部１１１などを含む部分が１チップ化されてもよい。
【００５３】
また、例えば睡眠姿勢モニタ装置１２０のメモリ（関節位置蓄積部１０８）以外の機能ブロックが１チップ化されるとしても良い。
【００５４】
ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【００５５】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサー を利用しても良い。
【００５６】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、睡眠中の被験者の姿勢および姿勢の変化をモニタする睡眠姿勢モニタシステム等に適用でき、また、睡眠姿勢モニタシステムにおける関節の空間位置測定方法は、あらゆる物品の空間位置を測定する空間位置測定システムに応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態の睡眠姿勢モニタシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】睡眠姿勢モニタシステムの使用形態の一例を示す外観図である。
【図３】シーツに設けられたアンテナ部の配置の一例を示す図である。
【図４】図４は、ＲＦＩＤタグからの識別ＩＤを効率よく受信するためのアンテナ部の駆動方法の一例を示す図である。（ａ）は、３×３個のアンテナ部からなるアンテナ群を単位として、順次切り替えて駆動し、駆動されているアンテナ群全体でＲＦＩＤタグからの識別ＩＤを受信する例を示す図である。（ｂ）は、図４（ａ）で示したアンテナ群のうち、識別ＩＤが受信されたアンテナ群について、内部を１つずつのアンテナ部を単位として切り替えて駆動し、識別ＩＤを受信する一例を示す図である。
【図５】ＲＦＩＤタグからの識別ＩＤを効率よく受信するためのアンテナ部の駆動方法の他の例を示す図である。
【図６】本実施の形態の睡眠姿勢モニタシステムの関節位置測定時における動作を示すフローチャートである。
【図７】関節位置蓄積部に蓄積された各関節位置に関するデータに基づいて、モニタに被験者の計測時刻ごとの睡眠姿勢を示す画像を表示する場合の睡眠姿勢モニタシステムの動作を示すフローチャートである。
【図８】図４（ａ）および（ｂ）に示した、効率よく識別ＩＤを受信するためのアンテナ部の駆動方法の手順を示すフローチャートである。
【図９】関節位置算出部によって算出された各関節の空間位置に基づいて表示される被験者の睡眠姿勢を表すＣＧ画像の一例を示す図である。
【図１０】アクチグラフを用いて測定された睡眠時及び覚醒時における被験者の動きを示すグラフである。
【符号の説明】
【００５９】
１００  睡眠姿勢モニタシステム
１０１  アンテナ部
１０２  ＲＦＩＤタグ
１０３  電磁場強度測定部
１０４  アンテナ切り替え部
１０５  制御部
１０６  計時部
１０７  受信データ書き込み部
１０８  関節位置蓄積部
１０９  関節位置算出部
１１０  グラフ作成部
１１１  画像生成部
１１２  プリンタ
１１３  モニタ
１２０  睡眠姿勢モニタ装置
２０１  シーツ
４０１  アンテナ群
５０１  駆動アンテナ部
【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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【図１０】
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