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公開番号2025122132
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-20
出願番号2025086655,2022552255
出願日2025-05-23,2021-03-01
発明の名称生体情報取得装置及び生体情報取得方法
出願人株式会社マリ
代理人個人
主分類A61B 5/11 20060101AFI20250813BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】被験者にマイクロ波を送信し、レーダ信号の差分信号強度の評価を使用して被験者の呼吸間隔を推定する。
【解決手段】生体情報取得装置は、少なくとも1つの送信アンテナ104と少なくとも1つの受信アンテナ106とを含み、超広帯域ミリ波を被験者に送信し、被験者から反射された超広帯域ミリ波を受信する超広帯域ミリ波レーダシステム102と、複数の受信超広帯域ミリ波を前記被験者から反射されたレーダ信号に変換し、レーダ信号を記憶し、各位置におけるレーダ信号間の差分信号を計算し、各位置における差分信号の強度を計算し、被験者の呼吸間隔、心拍間隔及び位置を推定する、回路を含むコントローラ110と、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
生体情報取得装置であって、
少なくとも１つの送信アンテナと少なくとも１つの受信アンテナとを含み、複数のマイクロ波を被験者に送信し、前記被験者によって反射された複数のマイクロ波を受信するマイクロ波レーダシステムと、
複数の受信マイクロ波を複数のレーダ信号に変換し、前記レーダ信号を記憶し、前記レーダ信号間の差分信号を計算し、前記差分信号の強度を計算および評価し、前記被験者の呼吸間隔、心拍間隔及び／又は位置を推定するように構成された回路を備えるコントローラとを備える、生体情報取得装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
生体情報取得装置であって、
少なくとも１つの送信アンテナと少なくとも１つの受信アンテナとを含み、複数の超広帯域ミリ波を被験者に送信し、前記被験者によって反射された複数の超広帯域ミリ波を受信するように構成された超広帯域ミリ波レーダシステムと、
複数の受信超広帯域ミリ波をレーダ信号に変換し、前記レーダ信号を記憶し、各位置における前記レーダ信号間の差分信号を計算し、各位置における前記差分信号の強度を計算および評価し、前記被験者の呼吸間隔、心拍間隔、及び／又は位置を推定するように構成された回路を備えるコントローラとを備える、生体情報取得装置。
【請求項３】
前記回路を備えるコントローラは、各位置における前記差分信号の強度を最小にする時間差により、前記被験者の呼吸間隔、心拍間隔及び／又は位置を推定するように構成されている、請求項２に記載の生体情報取得装置。
【請求項４】
前記回路を備えるコントローラは、０．２から１０秒の前記時間差内で、各位置における前記差分信号の強度を最小にする前記時間差により、前記被験者の呼吸間隔を推定するように構成されている、請求項３に記載の生体情報取得装置。
【請求項５】
前記回路を備えるコントローラは、０．１から２秒の前記時間差内で、各位置における前記差分信号の強度を最小にする前記時間差により、前記被験者の心拍間隔を推定するように構成されている、請求項３に記載の生体情報取得装置。
【請求項６】
前記回路を備えるコントローラは、被験者情報を入力し、前記差分信号の強度を最小にする時間差の範囲を前記被験者に調節させるように構成されている、請求項３に記載の生体情報取得装置。
【請求項７】
前記回路を備えるコントローラは、時間領域及び／又は空間領域の各位置における前記差分信号の強度に対して、メディアンフィルタ、移動平均フィルタおよびハンペルフィルタを含む少なくとも１つの平滑化フィルタを、前記被験者の呼吸間隔及び／又は心拍間隔に適用するように構成されている、請求項３に記載の生体情報取得装置。
【請求項８】
前記回路を備えるコントローラは、ある位置において、前記差分信号の強度、呼吸間隔及び／又は心拍間隔の大きな低下が検出されるとき、前記被験者がある位置にいると決定するように構成されている、請求項３に記載の生体情報取得装置。
【請求項９】
前記レーダシステムは、複数の送信アンテナ及び／又は複数の受信アンテナを含み、複数の電磁波を複数の方向に送信し、及び／又は複数の方向から反射された複数の電磁波を受信するように構成され、前記回路を備えるコントローラは、少なくとも１つの被験者の呼吸間隔、心拍間隔、及び／又は、位置を推定するように構成されている、請求項１、２又は３に記載の生体情報取得装置。
【請求項１０】
前記レーダシステムに接続された駆動ユニットをさらに備え、
前記コントローラは、前記送信アンテナおよび前記受信アンテナを測定方向に向けて、少なくとも１人の被験者の呼吸間隔、心拍間隔、及び／又は位置を推定するように構成されている、請求項１、２又は３に記載の生体情報取得装置。
（【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】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年２月２７日に出願された米国仮出願第６２／９８２，０６４号、２０２１年１月３１日に出願された米国仮出願第６３／１４３，９０５号、及び２０２１年２月２１日に出願された米国仮出願第６３／１５１，７７４号に基づいており、これらの優先権の利益を主張する。上記出願の内容全体が、参照により本明細書に組み込まれている。
続きを表示（約 3,500 文字）【０００２】
本発明は、被験者の呼吸間隔、心拍間隔及び位置を推定する生体情報取得装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
生体情報モニタリングは、患者に適切なヘルスケアサービスを提供するために非常に重要である（ＰＬ１、ＮＰＬ１）。近年、心拍数や呼吸間隔を含む生体情報を取得するためのいくつかのミリ波レーダ技術（ＰＬ２、ＮＰＬ２、ＮＰＬ３）が報告されている。
【０００４】
先行技術文献特許文献（ＣｉｔａｔｉｏｎＬｉｓｔＰａｔｅｎｔＬｉｔｅｒａｔｕｒｅ）
ＰＬ１ＫａｔｓｕｙａＮａｋａｇａｗａ，ｅｔ．ａｌ．Ｖｉｔａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｉｎｇｄｅｖｉｃｅ，ｍａｎａｇｉｎｇｄｅｖｉｃｅ，ａｎｄｖｉｔａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ＥＰ１８８７４８８Ａ１．
ＰＬ２ＭｉｌａｎＳａｖｉｃ，ｅｔ．ａｌ．，ＭＭ－ｗａｖｅｒａｄａｒｖｉｔａｌｓｉｇｎｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｐｐａｒａｔｕｓａｎｄｍｅｔｈｏｄｏｆｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ＷＯ２０１５／１７４８７９Ａ１．
【０００５】
先行技術文献非特許文献（ＣｉｔａｔｉｏｎＬｉｓｔＮｏｎＰａｔｅｎｔＬｉｔｅｒａｔｕｒｅ）
ＮＰＬ１ＳａｎｄｙＲｏｌｆｅ，Ｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｃｅｏｆｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙｒａｔｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ＢｒｉｔｉｓｈＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｕｒｓｉｎｇ，２０１９．
ＮＰＬ２ＺｈｉｃｈｅｎｇＹａｎｇ，ｅｔ．ａｌ．，Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｖｉｔａｌｓｉｇｎｓｕｓｉｎｇｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒｗａｖｅ，ＭｏｂｉＨｏｃ’ １６，２０１６．
ＮＰＬ３ＴａｋｕｙａＳａｋａｍｏｔｏ，Ｒｅｃｅｎｔｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｍｉｌｌｉｍｅｔｅｒ－ｗａｖｅｒａｄａｒｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，１２ｔｈＧｌｏｂａｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍｏｎＭｉｌｌｉｍｅｔｅｒＷａｖｅｓ，２０１９．
【発明の概要】
【０００６】
本発明の態様にしたがうと、生体情報取得装置は、少なくとも１つの送信アンテナと少なくとも１つの受信アンテナとを含み、超広帯域ミリ波を被験者に送信し、被験者から反射された超広帯域ミリ波を受信するように構成された、超広帯域ミリ波レーダシステムと、受信超広帯域ミリ波を被験者によって反射されたレーダ信号に変換し、レーダ信号を記憶し、各位置におけるレーダ信号間の差分信号を計算し、各位置における差分信号の強度を計算し、被験者の呼吸間隔、心拍間隔及び位置を推定する回路を含むコントローラと、を含む。
【０００７】
本発明についてのより完全な認識、及び本発明に付随する利点の多くは、添付の図面との関連において考察されたときの以下の詳細な説明を参照することによって、本発明がより良く理解されたときに、容易に取得される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、被験者にマイクロ波を送信し、レーダ信号の差分信号強度の評価を使用して被験者の呼吸間隔を推定する生体情報取得装置の概略図である。
図２は、超広帯域ミリ波を被験者に送信し、レーダ信号の差分信号強度の評価を使用して被験者の呼吸間隔を推定する生体情報取得装置の概略図である。
図３は、超広帯域のミリ波を被験者に送信し、レーダ信号の差分信号強度の評価を使用して被験者の呼吸間隔を推定し、被験者情報を利用して被験者の呼吸間隔を推定する生体情報取得装置の概略図である。
図４は、差分信号の強度が最小となる時間差から被験者の呼吸間隔を推定する生体情報取得方法の概略図である。
図５は、差分信号の計算のための矩形窓、Ｂスプライン窓、ハン窓、ハミング窓、テューキー窓を含む窓関数のうちの１つを使用して、時系列データの複数の部分を抽出する生体情報取得方法の概略図である。
図６は、複数の被験者にマイクロ波を送信し、異なるレーダで取得したレーダ信号間の信号相関を使用して複数の被験者の生体情報を推定する生体情報取得装置の概略図である。
図７は、複数の被験者に超広帯域ミリ波を送信し、異なるレーダによって取得されたレーダ信号間の信号相関を使用して複数の被験者の生体情報を推定する、複数の超広帯域ミリ波レーダを有する生体情報取得装置の概略図である。
図８は、複数の被験者に超広帯域ミリ波を送信し、複数の被験者の生体情報を推定し、異なるレーダによって取得されたレーダ信号間の信号相関を使用して複数のレーダの測定座標を位置合わせする、複数の超広帯域ミリ波レーダを有する生体情報取得装置の概略図である。
図９は、異なる超広帯域ミリ波レーダの座標系を位置合わせし、バイオメトリック情報を計算する生体情報取得装置の概略図である。
図１０は、異なる超広帯域ミリ波レーダの測定範囲が部分的に重複する生体情報取得装置の概略図である。
図１１は、複数の被験者に超広帯域のミリ波を送信し、複数の被験者の生体情報を推定する生体情報取得装置の概略図である。
図１２は、異なる超広帯域ミリ波レーダの座標系を位置合わせしてバイオメトリック情報を計算する生体情報取得装置の概略図である。
図１３は、装置の４つの角に位置付けられた４つのレーダを用いた生体情報取得装置の概略図である。
図１４は、三角形状に位置付けられた３つのレーダを用いた生体情報取得装置の概略図である。
図１５は、生体情報取得装置の概略図であり、生体情報取得装置の異なるレーダの測定方向は異なる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施形態が、添付の図面を参照して説明されるが、様々な図面のいずれにおいても、同様の参照番号は、対応する要素又は同一の要素を指定する。
【００１０】
本発明の一実施形態にしたがう生体情報取得装置は、被験者にマイクロ波を送信し、レーダ信号の差分信号強度の評価を使用して被験者の呼吸間隔を推定する。図１は、本発明の実施形態を利用する、睡眠時無呼吸治療装置の概略図を示している。マイクロ波レーダシステム１０２は、少なくとも１つの送信アンテナ１０４及び少なくとも１つの受信アンテナ１０６を含む。マイクロ波１０８は、送信アンテナ１０４から送信される。送信マイクロ波１０８は、パルス圧縮技術のうちの１つ、例えばｍ系列を使用して変調することができる。送信マイクロ波は、被験者１００の体表で反射される。反射マイクロ波は、受信アンテナ１０６によって受信される。システムコントローラ１１０は、複数の受信マイクロ波を複数のレーダ信号に変換し、レーダ信号を記憶し１１２、レーダ信号の間の差分信号を計算し１１４、差分信号の強度を計算及び評価し１１６、被験者の呼吸間隔、心拍間隔、及び位置を推定する１１８ように構成された回路を含む。システムコントローラ１１０は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、及びリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）のようなメモリを含むコンピュータであってもよい。コントローラのＣＰＵは、（単一の処理ユニットを含む）シングルコアプロセッサ又はマルチコアプロセッサであることがある。コンピュータは、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ラップトップコンピュータ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、又はセルラ電話機などのモバイルデバイスであってもよい。中央処理ユニット（ＣＰＵ）と、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などのメモリとを含むコンピュータは、システムコントローラ１１０を含むことができる。システムコントローラ１１０は、情報の受け渡し及び処理を管理することができる。システムコントローラ１１０又はコンピュータは、レーダ信号を記憶することができる１１２。
（【００１１】以降は省略されています）

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