(57)【要約】      （修正有）【課題】ベッド内の患者のみに音場を制限した音場制限呼出し・対話手段を提供する。【解決手段】ベッド内の患者のみに音場を制限した音場制限呼出し・対話手段２と、発生する音の周波数的特徴と発生位置により患者の体動を推定する患者動作推定手段を備え、患者動作推定手段より得られる体動情報と音声に含まれる息遣い等の言語以外の情報から患者の要求に対する緊急度を判定する緊急度判定手段１０と、判定された緊急度に基づき看護師の対応計画を作成する対応計画作成手段７を備え、さらに、対応計画作成手段は対応計画に基づいた対応手順指示及び患者の状態情報を看護師に通達する看護情報制御手段１２と、必要であれば患者の不安を排除するよう患者と自律的に対話を行う患者対応制御手段１１を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者のベッドサイドに設置され、患者からの呼出し音声を伝えると共にナースステーションから音声情報を患者に伝える呼出し・対話手段と、看護情報を保有し呼出しに対する対応を管理するナースコール管理手段と、看護師に呼出しおよび看護情報を伝える看護情報伝達手段を有し、前記呼出し・対話手段が患者の呼出し音声を検知して、前記管理手段と通信し、前記管理手段は患者の音声を認識して内容を把握し、内容を文字情報等に加工して看護師の保有するＰＨＳ等の前記看護情報伝達手段に通信するナースコールシステムにおいて、前記呼出し・対話手段が患者の耳の近傍でのみで可聴な音量を有する少なくとも１個の音波発生器で構成された限定音場生成手段と複数の音声ピックアップの信号処理により特定の位置のみの意図を選択的に増幅する特定位置音源増幅手段で構成されている事を特徴とするナースコールシステム。
【請求項２】
前記限定音場生成手段が患者の各々の耳の近傍に別々の音場を生成する複数の音波発生器で構成されるものであって、各々の前記音波発生器が生成する音に位相差及び振幅差を付加し、聴者があたかもスピーカの存在しない空間より音声が聞こえるように前記音波発生器の位相差及び振幅差を制御する事を特徴とする請求項第１項に記載のナースコールシステム。
【請求項３】
前記限定音場生成手段の音波発生器が患者の耳の近傍に二次音源を有するパラメトリックアレイであることを特徴とする請求項第１項又は第２項に記載のナースコールシステム。
【請求項４】
前記特定位置音源増幅手段がベッドの周辺の異なる位置に設置された複数の音波ピックアップであって、特定の時間差を以て個々の音波ピックアップの信号の相関処理を行うことにより、所望の位置から発する音波だけを選択的に抽出する事を特徴とする請求項第１項に記載のナースコールシステム。
【請求項５】
前記特定位置音源増幅手段が前記相関処理により音波の発生源を特定する音分布解析手段を有し、患者の口の位置を前記音分布解析手段によって特定することで、寝返り等に起因する患者の口の位置の変化に追従して音声取得位置を制御する事を特徴とする請求項第４項に記載のナースコールシステム。
【請求項６】
前記特定位置音源増幅手段又前記ナースコール管理手段が患者動作推定手段を有し、前記音分布解析手段が取得する患者が発した音及び音声とその発生位置の情報を前記患者動作推定手段に伝送し、前記患者動作推定手段は音の波形情報と位置情報から患者の動作を推定する事を特徴とする請求項第４項又は第５項に記載のナースコールシステム。
【請求項７】
前記ナースコール管理手段が言語認識手段と別に緊急度判別手段を有し、前記特定位置音源増幅手段からの音声信号、又は前記患者動作推定手段による患者動作情報、又はその双方を取得して患者の体調及び感情を推定し、言語による要求事項に加えて患者への看護の緊急度を判断し、優先順位付けをして看護師の前記看護情報伝達手段により看護師の行動を管理すると共に、看護師が到着するまでの間、システムが自律的に患者との対話を維持し、情報を提示するなど患者の心理的な負担を軽減する事を特徴とする請求項第４項又は第５項又は第６項に記載のナースコールシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、病院や福祉介護施設で使用されるナースコール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】通常、病院や福祉介護施設では主に患者（福祉介護施設では被介護者）が看護師（福祉介護施設では介護士など）の呼出す為のナースコール装置が設置されている。このナースコール装置では、患者が呼び出しに使用する呼び出し子機が各ベッドに備えられ、ナースステーションにはナースコール親機が設置されていて、その間で通話できるようになっている。従来から一般的に用いられているナースコールシステムでは、患者からの呼出しにはスイッチが用いられ、ナースステーションで看護師が操作することにより音声通話回線が接続されてスピーカとマイクロホンに依って看護師と患者が会話するように構成されている。【０００３】一方、近年では例えば特開２００７−１５０７０２号公報のようなナースコールの呼出し自体が患者の音声で行われるシステムが提案されている。このシステムでは、ナースコール子機が患者の一定以上の音声を感知すると該ナースコール子機はナースコール制御器を呼出して通話路を確保し、ナースコール処理装置により音声信号を認識して呼出しの種類及び内容を認識する。また、音声合成又は文字情報により患者に対応する機能、ナースコール制御器を介して看護師の保有する携帯端末に文字情報を、ＰＨＳ及び親機に対しては音声信号を伝送する手段を有している。【０００４】また、他では特開２００２−１３５４３５号公報のように患者に小型マイクロホンとイヤホンを装着させ、キーワードの音声によりナースコールを起動する構成も提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１５０７０２号公報
【特許文献２】特開２００２−１３５４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】従来の音声認識機能を有するナースコールシステムでは、子機がシステムへの呼出しを行うのに一定以上の音量の音声が入力される事を閾値としているが、患者が看護師の呼出しを必要としている時は、患者の容態が不良である場合が多く、緊急の対応が必要な重篤な場合に声量が小さくなって閾値に到達しない可能性がある。また、旧来のスイッチ式の呼出し装置を併設していたとしても、患者が重篤であればある程、スイッチを探し且つ操作する事が困難になる。【０００７】また、患者は不安から状況を過大に申告する場合や遠慮から過少に申告する場合があり、看護師による対話では音声に含まれる息遣い等の言語外の情報を看護師が感じ取り対応を決定しているが、従来の機械式ナースコールシステムでは音声認識は言語認識であり、人であれば感知する事の出来る声色に含まれた患者の状態を検出出来ないため、ナースコールが複数重なって対応の順番待ちが生じるときなどに即時対応の必要な患者を後に回してしまうような誤りが発生する可能性が否定できない。【０００８】さらに、ナースコール制御器から送られる音声信号はベッドに設置されたナースコール子機より患者に向けて空間音波として放出されるため、相部屋等で音遮蔽の不十分な環境にある隣接の他患者に音声が到達する。特に重篤な患者や老人では聴力が減退しているため会話の音量が必要であり、夜中であれば安眠の妨げとなり病棟の環境として問題となる可能性がある。【０００９】一方、患者にイヤホンや小型マイクロホンを装着させる場合には、就寝中等に患者が無意識に器具を取り外してしまう可能性がるが、患者による取り外しを困難にすると患者の不快感が増すという問題点がある。【００１０】本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、患者が大きな音声を発することなくナースコールシステムが起動し、他の患者の迷惑にならずに会話し、言語による訴求以上に患者の容態を的確に判断して対応の優先順位付けをして看護指示を行うナースコールシステムを得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のナースコールシステムでは、極めて限られた範囲で聞き取り可能な音量となるフェーズドアレイ型の収束音源又は耳の近傍にて二次音源を形成する超音波のパラメトリックアレイ音源によるスピーカと、複数の音波ピックアップをベッドの所定位置に分散配置し、前記音波ピックアップより得られる音響信号について相互の演算処理を行って特定領域より派生する音波のみを選択的に抽出且つ増幅することで、ベッド内の患者のみに音場を制限した音場制限呼出し・対話手段を備える。【００１２】また、本発明のナースコールシステムでは、前記音波ピックアップの演算処理によりベッド内で発生する音波の発生位置を特定する音分布解析手段と、前記音分布において音声又は呼吸音の発生位置から患者の顔の位置を検出する顔位置検出手段と、発生する音の周波数的特徴と発生位置により患者の体動を推定する患者動作推定手段を備える。【００１３】さらに、本発明のナースコールシステムでは、前記患者動作推定手段より得られる体動情報と音声に含まれる息遣い等の言語以外の情報から患者の要求に対する緊急度を判定する緊急度判定手段と、判定された緊急度に基づき看護師の対応計画を作成する対応計画作成手段を備える。【００１４】対応計画作成手段は対応計画に基づいた対応手順指示及び患者の状態情報を看護師に通達する看護情報制御手段と、必要であれば患者の不安を排除するよう患者と自律的に対話を行う患者対応制御手段を備える。
【発明の効果】
【００１５】本発明のナースコールシステムは音場を患者の耳、口の周辺に制限することが可能となるので、隣接する患者の安静を妨げることなく対話を行う事ができ、病棟の療養の質を向上する事が出来る。また、患者の口の周辺に特化して選択的に音声及び呼吸音を取得する事が可能となるため、患者の状態が重篤で大きな音声が発せられない時、又は呻き声であっても呼出しを起動させることができ、漏れのない看護が可能となる。更に、患者の対応を先ずシステムが受け持ち、患者の緊急度を判断して順位付けして看護師に指示を与えるため効率的な看護を行うことができ、看護師の負担を軽減する事が可能となると共に、看護師が対応するまでの間、システムが患者と自律的に対話を維持し、必要に応じた情報を提供する等を実施し患者の不安を軽減する事が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のナースコールシステムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の限定音場生成手段について、音波発生器を１個で構成する場合の概念図である。
【図３】本発明の限定音場生成手段について、音波発生器を２個で構成する場合の概念図である。
【図４】本発明の特定位置音源増幅手段の機能を説明する概念図である。
【図５】本発明の音分布解析を用いた顔位置検出と患者への対応の緊急度を判定する機能を説明するブロック図である。
【図６】従来の音声認識ナースコールシステムを説明するブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。【００１８】図１は、ナースコールシステムの全体構成を示した図である。患者又は被介護者６はベッドに設置された音場制限呼出し・対話手段２により通信手段８を介してナースコール管理手段１と連結されている。該ナースコール管理手段１はコンピュータシステムであり、１台であっても複数台の分散システムであっても良く、システムは患者からの呼出しを受けて患者とシステムが自律的に対話する音声合成を含む患者対応制御手段１１と音声処理により患者との対話を成立させ患者の要求事項を抽出する言語認識手段９と、患者から発せられる音声及び音情報を解析することにより患者の緊急度を判定する緊急度判定手段１０と患者の要求事項、緊急度、他患者の状態を総合的に判断し対応計画を作成する対応計画作成手段７と、前記対応計画作成手段７の情報を受けて看護師の携帯端末等看護情報伝達手段３に情報を提示する看護情報制御手段１２を有する。【００１９】前記音場制限呼出し・対話手段２は図２又は図３に示される限定音場生成手段４と図４に示される特定位置音源増幅手段５で構成される。限定音場生成手段４は例えば図２のように単一の音波発生器１３で構成される場合と図３のように複数の音波発生器１３で構成される場合がある。ただし音波発生器は収束音波又は超音波二次音源を生成させる個々の伝達遅延の調整されたアレイ上の音源で構成される。【００２０】図２における限定音場生成手段４では、単一の音波発生器１３は患者頭部１５に向けて音波１４を発生し、前記患者頭部１５の概略中央を中心とした音場１６を形成する。範囲の制限された音場１６を形成するためには凹面を有する音波反射体で点音源から発する音波を収束する方法と、複数の点音源がアレイ状に配置され放射音波の遅延時間を制御して全体の位相分布を制御する事により収束波面を形成するフェーズドアレイを用いる方法が考えられるが、柔軟に波面を変更し患者の頭部１５の動きへ追従する事を考えるとフェーズドアレイ音源が望ましく、アレイ数を増加すれば長円や２芯形状の音場を形成し他者への漏話の量を削減することも可能である。一方、音波発生器を複数搭載する限定音場生成手段４では、第１の音波発生器１３ａと第２の音波発生器１３ｂが別々の耳に音声信号を伝送する。このため、両者の音波発生器１３ａ及び１３ｂの位相と音量を制御する事により、患者が知覚する音声信号の発生場所を任意に変化させ、患者があたかも看護師や介護者がベッド脇で話しかけているが如くに感じさせる事が可能である。これにより患者を意図する方向に向けさせ、例えば会話中に患者の発する音声がなるべく隣接患者に影響を与えないよう逆方向を向かせる等制御が可能である。【００２１】患者の音声の取得には図４に詳細を示した特定位置音源増幅手段５を用いる。本特定位置音源増幅手段５は複数の音波ピックアップ（マイクロホン）で構成され、個々の音波ピックアップはベッドに分散配置される。本実施の形態の図４ではベッドの四隅に配置した形態にて説明を行う。患者頭部側のベッド隅に実線により音波ピックアップ１７ａ、１７ｂ、患者頭部と逆側のベッド隅に破線にて音波ピックアップ１７ｃ、１７ｄを示した。例えば頭部側の２個の音波ピックアップにて時間差無にて相互相間により波形を抽出すると、２個の音波ピックアップ１７ａ、１７ｂを結ぶ線の垂直２等分線である１点鎖線上にて発生する音波が選択的に抽出され、他の領域から発せられる音波の影響を排除して高いＳＮ比を持って音波を増幅する事ができる。また、相間演算の際に一方の音波ピックアップの信号に遅れ時間を付加すれば、抽出される音の発生位置を患者の左右に移動する事ができ、患者の移動に追従して患者音声の検出位置つまり口の位置を調整することができる。患者は重篤であるほど音声が小さくなるため、微小な音声もＳＮ良く検出する事が重要であり、それを可能とすることができる。【００２２】上述の２個の音声ピックアップの処理では抽出点が線上に分布することになるが、少なくとも３個の音波ピックアップを備えれば、抽出を１点に絞り込むことができる。ベッドの４隅であれば１７ｃ、１７ｄの位置に少なくとも１個追加すればよく、頭部に近接する位置であれば、例えば音波ピックアップ１７ａ、１７ｂの中点のベッド端に配置すれば１点に特化した音声抽出と高ＳＮ増幅が可能になる。このような高ＳＮの特定位置音源増幅手段５では患者は従来の会話システムのように一定以上の音量を発する必要がなく小声でナースコールシステムとの対話を行う事ができ、双方向において音場を制限する静寂な対話システムが可能となる。【００２３】音波ピックアップ１７ｃ、１７ｄを付加する場合には、顔以外の胴部や手足部より発する動作音をＳＮ良く検出することが出来る。例えば４個の音波ピックアップ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを図５に示す音分布解析手段２１に導入し相互相間演算を行えば、ベッドの面内で音がどの位置から発せられたか特定する事ができる。患者より発せられる音は、呼吸音、擦れ音、体重移動に伴うベッドのきしみ音等患者の動作により様々で、かつその発生位置を特定することで患者がどの様な状態であるかを推測する事が可能であり、情報は通信手段８を経てナースコール管理手段１内の緊急度判定手段１０に送られ、時間経過情報も併せて患者の状態が推定される。ナースコール時の患者との対話状態では、患者の息遣い、声色を上述の情報に加え、患者が切迫状態にあるかどうかといった対応の緊急度の判定が行われる。その判定には例えば発生位置、音の波形特性等を入力とした深層学習やパターンマッチングといった信号処理手法が適用される。【００２４】一方、前記音分布解析手段２１で口や鼻より発せられる呼吸音や音声の位置を解析する事により顔の位置、向きが特定できる。このため、この情報を前記限定音場生成手段４に提供し音場の限定位置を患者の耳の位置に最適化する事により、患者が頭部を動かしたときでも変動の少ない明瞭な音声で対話する事ができ、患者の耳の位置により限定した音場を形成して周囲への静寂性を向上する事も可能となる。【００２５】対応計画作成手段７では、基本的には前記言語認識手段９より出力される患者のナースコール要求を意図する言語に反応して対応シーケンスを起動するが、上述の緊急度判定手段１０にて譫言や喘ぎ声等の特に重篤と判断される状態を検知した場合は、前記言語認識手段９での応答がなくとも前記対応計画作成手段７の対応シーケンスを起動する。また、その場合、前記対応計画作成手段７は対話シーケンスなしに看護師の対応や看護機器の作動を指示する。【００２６】一方、患者の中には寂しさ、不安等から真の必要性が無くとも、錯覚又は故意にナースコールを行う場合がある。これは、他の重篤な患者とナースコールが重なった時に真に必要な患者への対応が遅れたりして、対応に追われる看護師の精神的肉体的ストレスを増大させる原因となる。上記対応計画作成手段７では、前記緊急度判定手段１０の出力により上記寂しさ、不安等から発せられるナースコールに対して優先度を下げた看護師の最適対応計画を作成し、看護情報制御手段１２に情報を提供する。前記看護情報制御手段では、看護師の保持する文字携帯端末や音声端末、ナースステーション端末等で構成される看護情報伝達手段３に対し最適な手段を選択してナースコール情報を伝達する。さらに、看護師が到着するまでの間、特に優先度の低く待ち時間が長くなる患者に対しては、不安解消のためにシステムが自律的な対話を行い、患者の状況、看護師の状態や待ち時間等の情報を必要に応じて提供する。
【産業上の利用可能性】
【００２７】本発明に依れば、所定の患者に閉じて対話を実施し、患者の発する音、音声の波形、発生位置情報から患者の状況を判断して対応の優先度を付けて看護師に指示情報を伝達するので、他の患者の安静を妨げることなく、効率的な看護対応が可能なナースコールシステムを実現する事が可能となる。
【符号の説明】
【００２８】１    ナースコール管理手段
２    音場制限呼出し・対話手段
３    看護情報伝達手段
４    限定音場生成手段
５    特定位置音源増幅手段
６    患者・被介護者
７    対応計画作成手段
８    通信手段
９    言語認識手段
１０  緊急度判定手段
１１  患者対応制御手段
１２  患者情報制御手段
１３  音波発生手段
１４  伝搬音波
１５  頭部
１６  音場
１７  音波ピックアップ
１９  ベッド
２０  患者
２１  音分布解析手段
２２  顔位置検出手段
２３  患者動作推定手段
【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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【手続補正書】
【提出日】平成27年10月13日(2015.10.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
【図１】本発明のナースコールシステムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の限定音場生成手段について、音波発生器を１個で構成する場合の概念図である。
【図３】本発明の限定音場生成手段について、音波発生器を２個で構成する場合の概念図である。
【図４】本発明の特定位置音源増幅手段の機能を説明する概念図である。
【図５】本発明の音分布解析を用いた顔位置検出と患者への対応の緊急度を判定する機能を説明するブロック図である。