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公開番号2024104301
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-02
出願番号2024053605,2020534898
出願日2024-03-28,2018-12-21
発明の名称動き感知のための装置、システムおよび方法
出願人レスメッドセンサーテクノロジーズリミテッド
代理人個人,個人,個人,個人
主分類A61B 5/11 20060101AFI20240726BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】生物学的な動きのモニターを効率的かつ有効な態様で行う方法が、所望されている。
【解決手段】対話型オーディオデバイスなどに対してアクティブ音声生成により生理学的な動きの検出を提供する。プロセッサは、前記対話型オーディオデバイスへ接続されたマイクロフォンを介して、感知された可聴の言語通信を評価し得る。プロセッサは、プロセッサへ接続されたスピーカを介して音声信号をユーザの近隣に生成することを制御し得る。プロセッサは、反射された音声信号の感知をプロセッサへ接続されたマイクロフォンを介して制御し得る。この反射された音声信号は、ユーザや近隣からの生成された音声信号の反射である。プロセッサは、反射された音声を例えば復調技術によって処理して、生理学的な動きの信号を導出し得る。プロセッサは、前記感知された可聴の言語通信に応答して、前記導出された生理学的な動きの信号の評価に基づいた出力を生成させ得る。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
プロセッサにより実行可能な命令が保存されたプロセッサにより読取可能な媒体であっ
て、前記プロセッサにより実行可能な命令は、対話型オーディオデバイスのプロセッサに
よって実行されると、前記プロセッサにユーザの生理学的な動きを検出させ、前記プロセ
ッサにより実行可能な命令は、
前記対話型オーディオデバイスへ接続されたスピーカを介して前記対話型オーディオデ
バイスの近傍への音声信号の生成を制御する命令と、
前記対話型オーディオデバイスへ接続されたマイクロフォンを介して前記近傍からの反
射された音声信号の感知を制御する命令と、
前記感知された反射音信号の少なくとも一部および前記音声信号の少なくとも一部を示
す信号を用いて生理学的な動きの信号を導出する命令と、
前記導出された生理学的な動きの信号の少なくとも一部の評価に基づいた出力を生成す
る命令と
を含む、プロセッサにより読取可能な媒体。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記生成された音声信号の少なくとも一部は、実質的に非可聴音のレンジ内にある、請
求項１に記載のプロセッサにより読取可能な媒体。
【請求項３】
前記生成された音声信号の一部は、低周波超音波音響信号である、請求項２に記載のプ
ロセッサにより読取可能な媒体。
【請求項４】
前記音声信号の一部を示す信号は、内部生成したオシレータ信号またはダイレクトパス
測定信号を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載のプロセッサにより読取可能な媒体
。
【請求項５】
前記導出された生理学的な動きの信号は、呼吸の動き、全身の動きまたは心臓の動きの
うち１つ以上を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載のプロセッサにより読取可能な
媒体。
【請求項６】
前記生理学的な動きの信号を導出する命令は、オシレータ信号を前記感知された反射音
信号の一部で乗算するように構成される、請求項１～５のいずれか一項に記載のプロセッ
サにより読取可能な媒体。
【請求項７】
前記対話型オーディオデバイスへ接続された前記マイクロフォンを介して感知された前
記可聴の言語通信の評価を行うようにとの旨のプロセッサにより実行可能な命令をさらに
含み、前記出力を生成する前記命令は、前記感知された可聴の言語通信に応答して前記出
力を生成するように構成される、請求項１～６のいずれか一項に記載のプロセッサにより
読取可能な媒体。
【請求項８】
前記生理学的な動きの信号の導出のために前記プロセッサにより実行可能な命令は、前
記感知された反射音信号の一部の復調を前記音声信号の少なくとも一部を用いて行うこと
を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載のプロセッサにより読取可能な媒体。
【請求項９】
前記復調は、前記音声信号の一部と、前記感知された反射音信号の一部との乗算を含む
、請求項８に記載のプロセッサにより読取可能な媒体。
【請求項１０】
前記音信号の生成を制御する前記プロセッサにより実行可能な命令により、デュアルト
ーン周波数変調された連続波信号が生成される、請求項１～９のいずれか一項に記載のプ
ロセッサにより読取可能な媒体。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
１関連出願への相互参照
本出願は、米国仮特許出願第６２／６１０，０１３号（出願日：２０１７年１２月２２
日）の利益を主張する。本明細書中、その内容の全体を引用することにより本明細書の一
部とする。
続きを表示（約 4,700 文字）【０００２】
２技術の背景
２．１技術の分野
本技術は、オーディオ装備を用いた生体の生物学的な動き（bio-motion）の検出に関す
る。より詳細には、本技術は、オーディオ装備を用いた音響感知を利用して、生理学的な
動き（movement）（例えば、呼吸の動作、心臓動作および／または他の周期性の低い生体
の身体動作）などの生理学的な特性を検出することに関する。
【背景技術】
【０００３】
２．２関連技術の説明
例えば睡眠時において人の呼吸および身体（手足を含む）の動きを監視又はモニターす
ることは、多数の状況において有用であり得る。例えば、このようなモニターは、睡眠時
呼吸障害の状態（例えば、睡眠時無呼吸）のモニターおよび／または診断において有用で
あり得る。従来、アクティブ無線測位または関連する用途への導入の障壁としては、特別
なハードウェア回路やアンテナが必要になる点がある。
【０００４】
スマートフォンおよび他のポータブルで目立たない処理デバイスまたは電子通信デバイ
スは、陸上通信線の利用が不可能な発展途上国においても、日常生活において普遍的なも
のになっている。例えば、多くの家庭において、音の放出および記録が可能なオーディオ
デバイスが用いられている（例えば、スマートスピーカ、アクティブサウンドバー、スマ
ートデバイス、スマートＴＶおよび他のデバイス）。このようなデバイスは、バーチャル
アシスタントを用いて音声コマンドをサポートし得る。バーチャルアシスタントは、受信
した言語（verbal）コマンドを処理し、オーディオ出力と共に応答する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
生物学的な動き（すなわち、生理学的な動き（physiological movement））のモニター
を効率的かつ有効な態様で行う方法が、所望されている。このようなシステムおよび方法
の実現は、相当な技術的チャレンジを伴う。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
３技術の簡単な説明
本技術は、例えば対象が睡眠中のときの対象の動きを検出するシステム、方法および装
置に関する。このような動き検出（例えば、例えば呼吸の動作、対象の動作）に基づいて
、睡眠関連特性、呼吸特性、心臓の特性、睡眠状態などが検出され得る。より詳細には、
プロセッサにより作動可能なオーディオ機器（例えば、対話型オーディオデバイス）また
は他の処理デバイス（例えば、スマートフォン、タブレット、スマートスピーカ）に関連
する用途において、動き検出のために、処理デバイスセンサ（例えば、一体型のかつ／ま
たは外部から接続可能なスピーカ（単数または複数）およびマイクロフォン（単数または
複数））のオーディオ機能が適用される。本明細書中、「デバイス」という用語は広範な
意味を持つものとして用いられ、集中型または分散型のシステムを含み得る。このシステ
ムは、１つ以上のスピーカと、１つ以上のマイクロフォンと、１つ以上のプロセッサとを
含み得る。しかし、いくつかのバージョンにおいて、これは、例えばコンポーネントと本
明細書中に記載の感知方法／検出方法の機能のうち任意の１つ以上とをユニットとして実
質的に提供するための一体型デバイスであってもよい。例えば、処理デバイスならびにそ
の方法および感知機能を有するコンポーネントを、例えば、ハンドヘルドシステム（例え
ば、感知構成型スマートフォン）または他のそのようなポータブルシステムなどの一体型
ハウジング内に、一体型にすることができる。
【０００７】
本技術のいくつかのバージョンは、プロセッサにより読取可能な媒体を含み得る。この
媒体上には、プロセッサにより実行可能な命令が保存される。これらの命令がプロセッサ
によって実行されると、プロセッサは、ユーザの生理学的な動きの検出などにより生理学
的パラメータを検出する。生理学的な動きは、呼吸動作、心臓動作、手足動作、ジェスチ
ャー動作および全身動作のうち任意の１つ以上を含み得る。生理学的パラメータは、検出
された生理学的な動きから導出される１つ以上の特性も含み得る（例えば、呼吸振幅、相
対的呼吸振幅、呼吸数（respiration rate）、呼吸数の変動性、心臓の振幅、相対的心臓
の振幅、心拍数、心拍数の変動性）、ならびに他の生理学的パラメータから導出され得る
他の特性（例えば、（ａ）存在状態（存在・不存在）、（ｂ）睡眠状態（例えば、覚醒ま
たは睡眠）、（ｃ）睡眠ステージ（例えば、Ｎ－ＲＥＭ１（ノンレムの浅い睡眠サブステ
ージ１）、Ｎ－ＲＥＭ２（ノンレムの浅い睡眠サブステージ２）、Ｎ－ＲＥＭ３（ノンレ
ム熟睡（徐波睡眠（ＳＷＳ）とも呼ばれる））、ＲＥＭ睡眠など）、または、（ｄ）疲労
および／または（ｅ）眠気といった他の睡眠関連パラメータ）。プロセッサにより実行可
能な命令は、対話型オーディオデバイスへ接続されたスピーカを介してユーザを含み得る
近傍への音声信号の生成を制御する命令を含み得る。プロセッサにより実行可能な命令は
、対話型オーディオ処理デバイスへ接続されたマイクロフォンを介した、ユーザから反射
された音声信号の感知を制御する命令を含み得る。プロセッサにより実行可能な命令は、
感知された音声信号を処理する命令を含み得る。プロセッサにより実行可能な命令は、対
話型オーディオデバイスへ接続されたマイクロフォンを介して感知された可聴の言語（ve
rbal）通信の評価を行うようにとの旨の命令を含み得る。プロセッサにより実行可能な命
令は、生理学的な動きの信号を音信号および反射音信号を用いて導出する命令を含み得る
。プロセッサにより実行可能な命令は、感知された可聴な言語通信に応答して、導出され
た生理学的な動きの信号の評価に基づいた出力を生成させる命令を含み得る。
【０００８】
本技術のいくつかのバージョンは、プロセッサにより読取可能な媒体を含む。この媒体
上には、プロセッサにより実行可能な命令が保存される。これらの命令が対話型オーディ
オデバイスのプロセッサによって実行されると、プロセッサは、ユーザの生理学的な動き
を検出する。プロセッサにより実行可能な命令は、対話型オーディオデバイスへ接続され
たスピーカを介して対話型オーディオデバイスの近傍の音声信号の生成を制御する命令を
含み得る。プロセッサにより実行可能な命令は、対話型オーディオデバイスへ接続された
マイクロフォンを介した、近傍からの反射された音声信号の感知を制御する命令を含み得
る。プロセッサにより実行可能な命令は、感知された反射音信号の少なくとも一部および
音声信号の少なくとも一部を示す信号を用いて生理学的な動きの信号を導出する命令を含
み得る。プロセッサにより実行可能な命令は、導出された生理学的な動きの信号の少なく
とも一部の評価に基づいた出力を生成する命令を含み得る。
【０００９】
いくつかのバージョンにおいて、生成された音声信号のうち少なくとも一部（例えば、
感知用途に用いられる一部）は、実質的に非可聴音域内にあり得る。生成された音声信号
の少なくとも一部は、低周波超音波音響信号であり得る。音声信号の一部を示す信号は、
内部生成したオシレータ信号またはダイレクトパス測定信号で含み得る。生理学的な動き
の信号を導出する命令は、生理学的な動きの信号を（ａ）生成された音声信号の少なくと
も一部および感知された反射音信号の少なくとも一部と共にまたは（ｂ）感知された反射
音信号の一部および生成された音声信号の少なくとも一部と関連付けられ得る関連信号を
用いて導出するように構成され得る。任意選択的に、関連信号は、内部生成したオシレー
タ信号またはダイレクトパス測定信号であり得る。生理学的な動きの信号を導出する命令
は、オシレータ信号を感知された反射音信号の一部で乗算するように、構成され得る。導
出された生理学的な動きの信号は、呼吸動き、全身動きまたは心臓動きのうち１つ以上あ
るいはこのような動きのうちいずれか１つ以上の検出を含み得る。媒体は、対話型オーデ
ィオデバイスへ接続されたマイクロフォンを介して感知された可聴の言語（verbal）通信
の評価を行うようにとの旨のプロセッサにより実行可能な命令をさらに含み得る。出力を
生成する命令は、感知された可聴な言語通信に応答して出力を生成させるように構成され
得る。生理学的な動きの信号の導出のために前記プロセッサにより実行可能な命令は、感
知された反射音信号の一部の復調を音声信号の少なくとも一部を用いて行うことを含む。
復調は、音声信号の一部と、感知された反射音信号の一部とを乗算することを含み得る。
【００１０】
音声信号の生成を制御するプロセッサにより実行可能な命令は、デュアルトーン周波数
変調の連続波信号を生成し得る。デュアルトーン周波数変調の連続波信号は、反復波形に
おいて第２の鋸歯状（sawtooth）周波数変化と重複された第１の鋸歯状周波数変化を含み
得る。この媒体は、超広帯域（ＵＷＢ）音声信号を可聴のホワイトノイズとして生成する
プロセッサにより実行可能な命令を含み得る。プロセッサにより読取可能な媒体は、ＵＷ
Ｂ音声信号を用いてユーザの動きを検出する命令を含み得る。媒体は、低周波超音波エコ
ーの距離測定を較正するためにセットアッププロセスにおいてスピーカからプロービング
音響シーケンスを生成させるプロセッサにより実行可能な命令をさらに含み得る。媒体は
、マイクロフォンと対話型オーディオデバイスの別のマイクロフォンとの間の距離の推定
のためにセットアッププロセスにおいてスピーカを含む１つ以上のスピーカから時間同期
された較正（calibration）音響信号を生成させるプロセッサにより実行可能な命令を含
み得る。媒体は、検出される領域をさらに局所化するためにビーム形成プロセスを作動さ
せるプロセッサにより実行可能な命令を含み得る。導出された生理学的な動きの信号の評
価に基づいて生成された出力は、モニターされたユーザ睡眠情報を含み得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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