JP2009039453A

JP2009039453A - 寝台装置

Info

Publication number: JP2009039453A
Application number: JP2007210470A
Authority: JP
Inventors: Hiroki Kazuno; 裕樹数野; Hisao Morimura; 久男森村
Original assignee: Paramount Bed Co Ltd
Current assignee: Paramount Bed Co Ltd
Priority date: 2007-08-10
Filing date: 2007-08-10
Publication date: 2009-02-26
Anticipated expiration: 2027-08-10
Also published as: JP5068602B2

Abstract

【課題】利用者の重心移動量情報を２段階で判断し、更に好ましくは、この重心移動量情報に、利用者の体重情報も組み合わせた情報を判断することによって、より正確に利用者の動きを監視でき、ベッド利用者の個性に合わせて、誤検出が少なくまた検出精度が高く、高信頼性で利用者の動きを監視できる検知システムを備えた寝台装置を提供する。
【解決手段】体重が第１の範囲内に入った後第１の時間内に重心位置移動量が第１の閾値以上となり、そのときの体重が第２の範囲内であるときに監視モードに入り、この監視モードに入った時点から第１の時間だけさかのぼった時点を基準時点として、この基準時点から第１の時間より長い第２の時間内に重心位置移動量が第１の閾値より長い第２の閾値以上となり、そのときの体重が第３の範囲内にあるときに利用者の起き上がりを検知する。
【選択図】図８

Description

本発明は、認知症の高齢者及び手術後間もない患者等を対象に、ベッド利用者が起き上がろうとしていることを、ベッド利用者の個性に合わせて高精度で検知することができる寝台装置に関する。

近時、認知症の高齢者の徘徊及びベッド周りでの転倒・転落の事故が社会的な問題となっており、その対策が求められている。また、高齢者及び術後間もない患者等、長期間にわたってベッドに在床している利用者のベッド上での動きをベッドの荷重情報によって監視することで、異常事態の際に、より迅速な対応ができることを期待されている。

特許文献１が開示している技術は、重量情報を利用して、利用者がベッドに在床しているか離床しているかを判断しており、ベッド上の利用者の動きを監視することができない。

この問題点を改善すべく、特許文献２乃至４及び非特許文献１が開示している技術は、ベッド上の４点の荷重情報から重心位置を求め、この重心位置情報を利用して在床時の利用者の動きを監視するというものである。

特開平２−２８０７３３特許３０９３７４５号公報特許３３２２６３２号公報ＵＳＰ５，２７６，４３２ J.C.Barbenel et al., Monitoring the mobility of patients in bed, Medical & Biological Engineering & Computing, pp.466-468(Sep 1985)

しかしながら、上述の特許文献２乃至４に記載の従来技術においては、ゆっくりとした起き上がり動作を高精度に検知するためには、重心移動量を判定する際の時間を長くする必要がある。この場合、長時間起きた状態からその時間よりも短い周期で寝る動作−起き上がり動作を実施した後、寝た場合、これを検知できないという問題点がある、

また、利用者のベッド上の重心位置に関する情報のみによる監視では、例えばベッドの端に利用者がいることは検知できても、それが寝返り等の動作によってベッド端部にいる状態であるのか、離床しようとしてベッド端部にいる状態なのか、又は利用者が寝ている寝床部に品物を置いたり、利用者でない別の人間が寝床部に寄りかかったり、座ったりしたことによる重心位置の変動なのかの区別ができない。また、柵などの付帯物を取り除く等といった行為によって重心移動が発生した場合に、起き上がり動作と区別ができず、誤判定することがあるという問題点がある。

また、非特許文献１には、ベッド上の患者の動きを監視するために４本のベッド足の荷重をロードセルにより測定してベッド上の患者の体重を測定し、各ベッド足の荷重測定値の相違からベッド上の重心位置を演算し、重心位置の移動距離を演算する技術及びベッド上の患者の移動回数から患者の状態を判断する技術が開示されている。

しかしながら、非特許文献１に開示されている技術においても、ベッド上の利用者の動きをベッド上の重心位置の移動距離のみによって監視しているため、利用者が寝ている寝床部に品物を置いたり、利用者でない別の人間が寝床部に寄りかかったり、座ったりしたことによる重心位置の移動なのかの区別ができず、誤判定をすることがあるという問題点がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、利用者の重心移動量情報を２段階で判断し、更に好ましくは、この重心移動量情報に、利用者の体重情報も組み合わせた情報を判断することによって、より正確に利用者の動きを監視でき、ベッド利用者の個性に合わせて、誤検出が少なくまた検出精度が高く、高信頼性で利用者の動きを監視できる検知システムを備えた寝台装置を提供することを目的とする。

本願第１発明に係る寝台装置は、寝床部の荷重を検出して荷重信号を生成する荷重計測手段と、前記荷重信号に基づいて前記利用者の重心位置を演算する重心位置演算手段と、前記重心位置の演算結果から重心位置の移動量を演算する重心移動量演算手段と、前記重心位置移動量が第１の閾値以上となったか否かを判定する第１の判定手段と、前記第１の判定手段が前記重心位置移動量が第１の閾値以上となった時点より第１の時間前の時点を基準時点として、前記基準時点から前記第１の時間より長い第２の時間内に前記重心位置移動量が前記第１の閾値より長い第２の閾値以上となったか否かを判定する第２の判定手段と、前記第１の判定手段が前記重心位置移動量が第１の閾値以上となったと判定したときに監視モードに入りこの監視モードにおいて前記第２の判定手段が前記重心位置移動量が前記第１の閾値より長い第２の閾値以上となったと判定したときに前記利用者の起き上がりを検知する検知手段と、を有することを特徴とする。

本願第２発明に係る寝台装置は、上記第１発明において、更に、前記荷重信号に基づいて寝床部上に位置する利用者の体重を演算する体重演算手段を有し、前記第１の判定手段は、前記体重が第１の範囲内に入った後第１の時間経過時に前記重心位置移動量が第１の閾値以上となると共に、前記体重が第２の範囲内であるか否かを判定し、前記第２の判定手段は、前記第１の判定手段が前記体重が第２の範囲内であると判定した時点より第１の時間前の時点を基準時点として、前記基準時点から前記第１の時間より長い第２の時間内に前記重心位置移動量が前記第１の閾値より長い第２の閾値以上となったときにそのときの体重が第３の範囲内にあるか否かを判定し、前記検知手段は、前記第１の判定手段が前記体重が前記第２の範囲内にあると判定したときに監視モードに入りこの監視モードにおいて前記第２の判定手段が前記体重が前記第３の範囲内にあると判定したときに前記利用者の起き上がりを検知することを特徴とする。

本願第３発明に係る寝台装置は、上記第１発明において、更に、前記荷重信号に基づいて寝床部上に位置する利用者の体重を演算する体重演算手段を有し、前記第１の判定手段は、前記体重が第１の範囲内に入った後第１の時間内に前記重心位置移動量が第１の閾値以上となったときにそのときに体重が第２の範囲内であるか否かを判定し、前記第２の判定手段は、前記第１の判定手段が前記体重が第２の範囲内であると判定した時点より第１の時間前の時点を基準時点として、前記基準時点から前記第１の時間より長い第２の時間内に前記重心位置移動量が前記第１の閾値より長い第２の閾値以上となったときにそのときの体重が第３の範囲内にあるか否かを判定し、前記検知手段は、前記第１の判定手段が前記体重が前記第２の範囲内にあると判定したときに監視モードに入りこの監視モードにおいて前記第２の判定手段が前記体重が前記第３の範囲内にあると判定したときに前記利用者の起き上がりを検知することを特徴とする。

本願第４発明に係る寝台装置は、上記第２発明又は第３発明において、前記体重が第１の範囲内に入った後第３の時間経過時に前記重心位置移動量が第３の閾値以上となったときにそのときの体重が第４の範囲内にあるか否かを判定する第３の判定手段と、前記第３の判定手段が前記体重が前記第４の範囲内にあると判定したときに前記利用者の起き上がりを検知する第２の検知手段と、前記検知手段及び前記第２の検知手段のいずれかを使用するように切り替える切替手段と、を有することを特徴とする。

これらの場合に、前記利用者の起き上がりを検知したときに警報を発する警報手段を有することが好ましい。

本発明によれば、利用者の重心移動量を２段階で判断し、また好ましくは、これに体重情報を組み合わせて判断することによって、より正確に利用者の動きを監視することができる。また、起き上がりの検知に先立ち、第１の判定手段が、重心位置移動量が第１の時間内に第１の閾値以上となったか否かを判定し、第１の閾値以上となった場合に、監視モードに入り、この監視モードにあることを前提に第２の判定手段が起き上がりを検知するので、起き上がり初期に、利用者が若干身体を起こしたことを第１の判定手段が検知することができ、この利用者が若干身体を起こしたときに監視モードに入って第２の判定手段が長時間にわたる起き上がり動作を検知するので、利用者が起き上がり動作に長時間を要する場合にも高精度で起き上がりを検知することができる。これにより、誤検出及び検出精度の低下を防止することができ、起き上がり検知の信頼性が向上する。

以下、本発明の実施形態に係る寝台装置について、添付の図面を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第１実施形態の寝台装置について説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る寝台装置の概略図、図２は寝床部１の４端に４つの荷重センサ３−１乃至３−４を配置した例を示す概略図、図３は各荷重センサ３の信号をコントローラ５で情報処理し、各機能を動作させるときのブロック図を示す。図１に示すように、寝床部１を支持する脚付のフレーム２の４隅に寝床部１の上の荷重を検出して荷重信号を生成する荷重センサ３（３−１，３−２，３−３，３−４）が１個ずつ計４個備えられている。この荷重センサ３によって生成された荷重信号は、寝床部１の２つの短辺に設けられた壁部４の一方に備えられた離床予測・検知システムコントローラ５（以下、コントローラ５）によって一定時間毎に読み込まれる。

コントローラ５には、制御部２０，演算部２１及び記憶部２２が設けられており、これらにより、図４に示す重心位置演算部１２、重心位置移動量演算部１３、各種判断部１７，１８、判定部１９がソフトウエアによって実施されるようになっている。更に、コントローラ５には、警報信号を発信する警報信号発信部３１が設けられており、更に、判定に使用する重心位置移動量の第１の閾値、第２の閾値等の設定値を入力する設定操作部２４が設けられている。また，コントローラ５には、各設定値を記憶する記憶部２２と、判定結果が起き上がりを検知したときに警報を表示する警報表示部２５と、警報信号を発信する警報信号発信部３１と、ナースコール２９等の警報／停止操作部２６とが設けられている。各警報装置は、コントローラ５より警報信号を発信し、ナースコール２９を介してナースステーション３０に通報するか又は複数台のベッドを管理する場合は通信コネクタ１２よりＬＡＮ（Local Area Network）アクセスポイント２７を中継して遠隔地のパソコン３０に通報することができる。そして、コントローラ５は、荷重センサ３によって生成された荷重信号を一定時間毎に読み込む。

図４に示す重心位置演算部１２は、コントローラ５が一定時間毎に読み込む荷重センサ３によって生成された荷重信号を基に、寝床部１の上の利用者の重心位置を演算する。図２に示すように、第１の荷重センサ３−１と第３の荷重センサ３−３とを結ぶ辺を頭側、第２の荷重センサ３−２と第４の荷重センサ３−４とを結ぶ辺を足側とする。寝床部１の頭側左端（図２において寝床部１の左下端部）を原点（０，０）とし、第１の荷重センサ３−１と第２の荷重センサ３−２との間の距離をＢ_Ｘ、第１の荷重センサ３−１と第３の荷重センサ３−３との間の距離をＢ_Ｙとする。利用者が寝床部１の上に寝たときの、第１乃至４の荷重センサ３−１乃至３−４によって生成される荷重信号の基準からの荷重増加分の演算値をＷ_１乃至Ｗ_４（Ｗ_１＋Ｗ_２＋Ｗ_３＋Ｗ_４＝Ｗ_Ｔ）とすると、利用者の重心位置（Ｘ，Ｙ）は下記の数式１で表すことができる。この式に従って、重心位置演算部１２は、寝床部１の上の利用者の重心位置を演算する。

重心位置移動量演算部１３は、以下のようにして重心位置の移動量を求める。コントローラ５の演算部２１が荷重信号を一定時間毎に読み込む度に、重心位置移動量演算部１３は、重心位置演算部１２による現在の重心位置の演算結果と重心移動量時間差Ｔ_２だけ遡った過去の重心位置の演算結果とから重心位置の移動量を演算する。利用者が起き上がるときの動作は、仰臥位から長座位又は仰臥位から側臥位を経由して長座位といった動作が考えられるが、いずれの動作においても重心は頭側から足側へベッド長手方向に移動しているため、起き上がり検知においてはＸ軸方向のみの重心位置移動量を考慮する。

ある時刻ｔ_２の利用者の重心位置を（Ｘ_２，Ｙ_２）、ある時刻ｔ_２から重心移動量時間差Ｔ_２だけ遡った過去ｔ_２−Ｔ_２の重心位置を（Ｘ_２−Ｔ２，Ｙ_２−Ｔ２）とすると、Ｘ軸方向の重心位置の移動量ΔＸは下記の数式２で表すことができる。この式に従って、重心移動量演算部は、寝床部１の上の利用者の重心位置の移動量ΔＸを演算する。なお、このΔＸは、起き上がり検知に適用する場合には、頭側から足側に重心が移動するので、方向性がある。これは、寝るときの動作の逆であり、例えば、ΔＸの値が正の場合に、起き上がり、負の場合に、横臥と判断することができる。

また、コントローラ５には、重心位置移動量演算部１３により演算された重心位置移動量が、第１の閾値以上か否かを判断する判断部１７と、第２の閾値以上か否かを判断する判断部１８とが設けられている。これらの判断結果は、判定部１９に入力されて起き上がりが検知される。

判定部１９においては、判断部１７により重心位置移動量が第１の閾値以上となったことが判断されたときに、監視モードに入る。そして、判断部１８により、基準時点から第１の時間より長い第２の時間が経過する前に、前記重心位置移動量が前記第１の閾値より長い第２の閾値以上となったことが判断されたときに、判定部１９は、これを利用者の起き上がりと検知する。

本第１実施形態に対応する発明は、以下のように構成されている。即ち、第１実施形態に対応する発明の寝台装置は、寝床部の荷重を検出して荷重信号を生成する荷重計測手段と、前記荷重信号に基づいて前記利用者の重心位置を演算する重心位置演算手段と、前記重心位置の演算結果から重心位置の移動量を演算する重心移動量演算手段と、第１の時間における重心位置移動量が第１の閾値以上であるか否かを判定する第１の判定手段と、前記第１の時間よりも長い第２の時間における重心位置移動量が第２の閾値以上であるか否かを判定する第２の判定手段と、前記第１の判定手段が前記第１の時間における重心位置移動量が第１の閾値以上であると判定したときに監視モードに入り、前記監視モードに入った時点から前記第１の時間だけさかのぼった時点を基準時点とし、前記第２の判定手段が前記基準時点から前記第２の時間経過するまでの重心位置移動量が前記第２の閾値以上であると判定したときに前記利用者の起き上がりを検知する検知手段と、を有することを特徴とするものである。

この第１実施形態に対応する発明においては、体重が特定の範囲に入っているか否かは検知しないが、第１の時間が経過したときの重心位置移動量が第１の閾値以上である場合に、監視モードに入り、この監視モードに入った時点から第１の時間だけさかのぼった時点を基準時点とし、この基準時点から第２の時間が経過した時点における重心位置移動量が第２の閾値以上である場合に、起き上がりを検知する。この場合に、本発明のように、起き上がりに時間がかかるような利用者であっても起き上がりを検知するという目的をもった場合に、必然的に第２の時間は、長くなる。このように、第２の時間が長く設定される場合に、ベッド利用者が起き上がっている状態から寝た状態に移り、更に直ちに起き上がる動作をしたような周期的な起き上がり動作（重心位置の周期的な移動）があったときには、従来のように、第２の時間のみ設定されている場合は、それが長いために、上述の一旦寝た後の急な起き上がりを検知することができない。しかし、本第３発明においては、２段階で起き上がりを検知し、比較的短い第１の時間が設定されているので、このような急な起き上がりも検知することができ、起き上がり検知の信頼性が向上する。

次に、本発明の第１実施形態について、更に詳細に説明する。図５はこの第１実施形態の起き上がり検知のフローを示す図、図６はその動作を示す模式図である。図５に示すように、第１の時間を経過した時点で（ステップＳ４１）、重心位置移動量が第１の閾値を超えた場合（ステップＳ４２）、この重心位置移動量が第１の閾値を超えた時点から、第１の時間だけさかのぼった時点を基準時点とし、監視モードに入る。そして、基準時点から第２の時間が経過した時点で（ステップＳ４３）、重心位置移動量が基準時点における重心位置からの移動量として第２の閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ４４）。このように基準時点からの重心位置移動量が第２の閾値を超えたときに、起き上がりを検知する（ステップＳ４５）。

このように、本実施形態においては、２段階で起き上がりを検知する。重心位置移動量の第１の閾値は、起き上がりの初期段階を検知するもので、起き上がり動作から、荷物がベッド上に載置されたような外乱を排除するものである。この起き上がりの初期段階の検知がなされた後、重心位置移動量は第２の閾値を基に判定されるが、この第２の閾値は、ベッド上でベッド利用者が上半身を起こすまでの重心位置移動量である。本発明は、起き上がりに時間がかかるような利用者であっても起き上がりを検知するという目的を有し、このため、必然的に第２の時間ｔ２（図９参照）は、長くなる。このように、第２の時間ｔ２が長く設定される場合に、ベッド利用者が起き上がっている状態から寝た状態に移り、更に直ちに起き上がる動作をしたような周期的な起き上がり動作（重心位置の周期的な移動）があったときには、従来のように、第２の時間ｔ２のみ設定されている場合は、それが長いために、上述の一旦寝た後の急な起き上がりを検知することができない。しかし、本実施形態においては、２段階で起き上がりを検知し、比較的短い第１の時間ｔ１が設定されているので、このような急な起き上がりも検知することができ、起き上がり検知の信頼性が向上する。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。本第２実施形態及び後述する第３及び第４実施形態においては、コントローラ５に体重演算部１１が設けられている。即ち、コントローラ５には、制御部２０，演算部２１及び記憶部２２が設けられており、これらにより、図７に示す体重演算部１１、重心位置演算部１２、重心位置移動量演算部１３、各種判断部１４乃至１８、判定部１９がソフトウエアによって実施されるようになっている。更に、コントローラ５には、警報信号を発信する警報信号発信部３１が設けられており、更に、判定に使用する体重の第１の範囲、第２の範囲、第３の範囲と、重心位置移動量の第１の閾値、第２の閾値等の設定値を入力する設定操作部２４が設けられている。また，コントローラ５には、各設定値を記憶する記憶部２２と、判定結果が起き上がりを検知したときに警報を表示する警報表示部２５と、警報信号を発信する警報信号発信部３１と、ナースコール２９等の警報／停止操作部２６とが設けられている。各警報装置は、コントローラ５より警報信号を発信し、ナースコール２９を介してナースステーション３０に通報するか又は複数台のベッドを管理する場合は通信コネクタ１２よりＬＡＮ（Local Area Network）アクセスポイント２７を中継して遠隔地のパソコン３０に通報することができる。そして、コントローラ５は、荷重センサ３によって生成された荷重信号を一定時間毎に読み込む。

図７に示す体重演算部１１は、この読み込んだ荷重信号を基に、寝床部１の上の利用者の体重を演算する。寝床部１には、マットレス、掛け布団及び柵等（図示せず）の付帯物が設置されているので、体重演算部は、この状態を基準（＝０ｋｇ、重心位置の原点補正）とし、利用者が寝床部１の上に寝たときの寝床部１の荷重信号をコントローラ５によって読み込み、基準からの荷重増加分を演算することによって利用者の体重Ｗ_Ｔを演算する。

重心位置演算部１２は、前述のとおりである。また、重心位置移動量演算部１３も前述のとおりである。

一方、コントローラ５には、体重演算部１１の演算結果である体重が、第１の範囲内にあるか否かを判断する判断部１４、第２の範囲内にあるか否かを判断する判断部１５、第３の範囲内にあるか否かを判断する判断部１６が設けられている。更に、コントローラ５には、重心位置移動量演算部１３により演算された重心位置移動量が、第１の閾値以上か否かを判断する判断部１７と、第２の閾値以上か否かを判断する判断部１８とが設けられている。これらの判断結果は、判定部１９に入力されて起き上がりが検知される。

判定部１９においては、判断部１４により、前記体重が第１の範囲内に入ったことが検知された後、この体重が第１の範囲内に入った時点を基準時点とし、この基準時点から第１の時間経過時に、判断部１７により重心位置移動量が第１の閾値以上となったことが判断され、更に、体重が第２の範囲内にあることを、判断部１５により判断されたときに、監視モードに入る。そして、判断部１８により、基準時点から第１の時間より長い第２の時間が経過する前に、前記重心位置移動量が前記第１の閾値より長い第２の閾値以上となったことが判断され、更に、重心位置移動量が第２の閾値以上となったときの体重が第３の範囲内にあることを、判断部１６により判断されたときに、判定部１９は、これを利用者の起き上がりと検知する。

この第２実施形態に対応する発明の寝台装置は、寝床部の荷重を検出して荷重信号を生成する荷重計測手段と、前記荷重信号に基づいて寝床部上に位置する利用者の体重を演算する体重演算手段と、前記荷重信号に基づいて前記利用者の重心位置を演算する重心位置演算手段と、前記重心位置の演算結果から重心位置の移動量を演算する重心移動量演算手段と、前記体重が第１の範囲内に入った後第１の時間経過時に前記重心位置移動量が第１の閾値以上となり前記体重が第２の範囲内であるか否かを判定する第１の判定手段と、前記第１の判定手段が前記体重が第２の範囲内であると判定した時点より第１の時間前の時点を基準時点として、前記基準時点から前記第１の時間より長い第２の時間内に前記重心位置移動量が前記第１の閾値より長い第２の閾値以上となったときにそのときの体重が第３の範囲内にあるか否かを判定する第２の判定手段と、前記第１の判定手段が前記体重が前記第２の範囲内にあると判定したときに監視モードに入りこの監視モードにおいて前記第２の判定手段が前記体重が前記第３の範囲内にあると判定したときに前記利用者の起き上がりを検知する検知手段と、を有することを特徴とするものである。

この第２実施形態に対応する発明においては、第２の時間内に重心位置の移動量が第２の閾値以上になったときに利用者の起き上がりを検知する。この場合に、体重が基準時点で第１の範囲内であり、監視モードに入るときに体重が第２の範囲内であり、起き上がり検知時に体重が第３の範囲内であることを必要条件とする。これにより、利用者が寝ている寝床部に品物を置いたり、利用者でない別の人間が寝床部に寄りかったり、座ったりしたことによる重心位置の移動を起き上がり検知から排除し、誤判定を防止することができる。

また、起き上がり検知に先立ち、第２の時間よりも短い第１の時間経過時に重心位置移動量が第２の閾値よりも短い第１の閾値以上になり、そのときの体重が第２の範囲内であったときに監視モードに入り、この監視モードでなければ、前記重心位置の移動量が第２の閾値以上になっても、これを起き上がりと検知しない。これは、ベッド利用者の運動能力に応じて起き上がりまでに長時間が必要である場合があり、この場合は、通常の利用者に合わせた短い時間内に重心位置移動量が第２の閾値以上となったか否かを判定すると、重心位置移動量が起き上がりのときの通常の移動量（第２の閾値）に足りず、起き上がりを検知できないからである。一方、重心位置の移動量が第２の閾値以上であることを判定する期間を、長時間とすると、その間に、患者の動作又は外乱により誤報が発生する可能性がある。そこで、本発明においては、２段階の移動量の判断により、起き上がりに長時間を要する利用者の起き上がりを高精度で検知する。

更に、第２実施形態に対応する寝台装置においては、第１の時間が経過した時点を、監視モードに入るか否かを決める時点としているので、監視モードに入る時点が、重心位置移動量が第１の閾値以上となった時点を超えて、第１の時間が経過した時点である。この場合には、重心位置の移動量が第１の閾値を超えるか否かを常に（所定の制御タイミングで）演算する必要はなく、第１の時間が経過する時点で、重心位置の移動量を演算してそれが第１の閾値を超えているか否かを判断すればよいので、後述の本願第２発明に比して、演算の必要量が低減され、装置の低コスト化が可能である。

次に、この第２実施形態の寝台装置における起き上がり検知システムの動作について説明する。寝床部１には、マットレス、掛け布団及び柵等（図示せず）の付帯物が設置されているので、体重演算部は、この状態を基準（＝０ｋｇ、重心位置の原点補正）とし、利用者が寝床部１の上に寝たときの寝床部１の荷重信号をコントローラ５によって読み込み、基準からの荷重増加分を演算することによって利用者の体重Ｗ_Ｔを演算する。また、重心位置演算部１２が荷重信号から重心位置を演算し、重心位置移動量演算部１３がこの重心位置から重心位置の移動量を演算する。

図５は、本実施形態における起き上がり検知のフローチャートを示す。先ず、第１の判定手段としての判断部１４が体重の演算値が第１の範囲内にあるか否かを判断し（ステップＳ１）、体重が第１の範囲内にある場合に、第１の時間が経過した時点（ステップＳ２）で第１の時間における重心位置移動量が第１の閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ３）。そして、この重心位置移動量が第１の閾値を超えたときに体重が第２の範囲内にあるか否かを判断する（ステップＳ４）。体重が第２の範囲内にあるときに、第１段階の起き上がり検知を完了し、監視モードに入る。そして、この体重が第２の範囲内にあると判定した時点、即ち、第１段階の起き上がり検知が完了した時点から第１の時間だけさかのぼった時点を基準時点とする。そして、この第１の時間が経過した時点で、この重心位置移動量が第１の閾値を超えなかった場合には、ステップＳ１に戻る。また、第１の時間が経過した時点で、体重が第２の範囲内にない場合もステップＳ１に戻る。

この場合に、体重の第１の範囲及び第２の範囲は、利用者の体重に近い範囲である。これにより、重心位置の移動が、ベッド上に他人が座ったり、ベッド上の柵などの付帯物を取り外したり、取り付けたりすることに起因した場合を、起き上がり検知から排除することができる。また、第１段階の起き上がり検知は、利用者が若干起き上がった状態を検知するものであるから、利用者の全身はベッド上にあるので、第１の範囲及び第２の範囲は、利用者の体重を中心としてそれより若干大きい値と小さい値を夫々上限値及び下限値とする。また、第１段階は、利用者が若干起き上がる状態なので、重心位置の移動量の第１の閾値は、比較的短い距離である。これにより、利用者がベッド上で寝返りしたことにより、重心位置の移動が生じた場合を、起き上がり検知から排除することができる。このようにして、利用者が起き上がりのために、若干身体を起こしたことを検知することができ、起き上がり動作の初期段階が開始されたことを検知することができる。なお、体重が第２の範囲内にない場合は、上述の外乱により、重心位置が第１の閾値以上移動したので、ステップＳ１に戻る。

次いで、基準時点から第２の時間が経過したときに（ステップＳ５）、判断部１８がこのときの重心位置移動量が第２の閾値を超えたかを判断し（ステップＳ６）、基準時点からの重心位置移動量が第２の閾値を超えたときに、この重心位置移動量が第２の閾値を超えたときの体重が第３の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ７）。第２の時間が経過しても重心位置移動量が第２の閾値を超えない場合は、起き上がりに見合う重心位置の移動がなかったので、起き上がりではないと検知し、ステップＳ１に戻る。

第２の時間が経過したときの基準時点からの重心位置移動量が第２の閾値以上となったときに、体重が第３の範囲内にあったときに、この重心位置の移動を利用者の起き上がりであると検知する（ステップＳ８）。しかし、このときの体重が第３の範囲内にない場合は、このときの重心移動が起き上がりに起因するものではないとして、ステップＳ１に戻る。

この重心位置移動量の第２の閾値は、多数の人がベッド上で起き上がるときの重心位置の移動量に基づいて決まる。また、第２の時間は、高齢者が起き上がるときの基準時点から起き上がりが完了するまでの時間に基づいて決まるものであり、特に高齢者の場合は、起き上がりに必要な時間は、通常の利用者が起き上がりに必要な時間を大幅に超える場合がある。そして、体重の第３の範囲は、第１の範囲及び第２の範囲よりも広いものである。これは、起き上がりが完了すると、利用者はベッドの端に座った状態になることがあり、このとき、利用者の足が床につくため、荷重検出信号により算出された体重測定値が体重よりもかなり大きく低下する。このため、特に、第３の範囲の下限値は体重よりもかなり小さいものとする必要がある。

このようにして、利用者が極めてゆっくりと起き上がる場合にも、体重及び重心位置移動量を基に、起き上がりを検知することができる。起き上がりを検知すると、警報装置は警報を発生し、また、警報選択部は、警報の有無及び種類を選択する。警報発生中は、ナースコール２９又はパソコン２８等を経由して看護師に通報するほか、コントローラ５の警報表示部２５で通報することもできる。

本実施形態においては、起き上がり検知を、ベッド上の利用者が若干上半身を起こす動作を第１段階として検知し、これを検知して監視モードに入った後、更に利用者の上半身が大きく移動する動作を第２段階として検知するというように、２段階に分けて行うことにより、高精度で起き上がりを検知することができ、また外乱等により誤検知を防止することができる。

なお、第１段階の検知の次に、第２段階の検知を行うが、この第２段階の検知においても、重心位置移動量は、体重が第１の範囲に入った時点、即ち基準時点からの移動量である。これにより、第２の閾値は、第１段階の重心位置移動量に拘わらず、横臥状態から起き上がったときの重心位置移動量を基に決めることになり、第１段階で第１の時間内に重心位置がどの程度移動したによらず、第２の閾値を定めることができる。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。この第３実施形態の寝台装置においては、前記体重が第１の範囲内に入った後第３の時間内に前記重心位置移動量が第３の閾値以上となったときにそのときの体重が第４の範囲内にあるか否かを判定する第３の判定手段と、前記第３の判定手段が前記体重が前記第４の範囲内にあると判定したときに前記利用者の起き上がりを検知する第２の検知手段と、前記検知手段及び前記第２の検知手段のいずれかを使用するように切り替える切替手段と、を有するものである。

本実施形態においては、図８に示す動作と、１段階の検知動作とを選択することができるようになっている。この１段階の検知動作は、図９に示すように、体重が第１の範囲内にあるか否かを判断し（ステップＳ１１）、体重が第１の範囲内に入った時点を基準時点として、この基準時点から第１の時間を経過したときに（ステップＳ１２）、重心位置移動量が基準時点から第３の閾値以上移動し（ステップＳ１３）、重心位置移動量が第３の閾値以上移動した時点で、体重が第４の範囲内にあるときに（ステップＳ１４）、起き上がりを検知する（ステップS１５）ものである。

そして、本実施形態においては、この図８に示す動作と、図９に示す動作とを切り替えることができるようになっている。これにより、本実施形態の寝台装置は、起き上がり動作が通常の人のように速い利用者の場合は、図９の動作を選択し、高齢者のように起き上がり動作が遅い人の場合は、図８の動作を選択する。

次に、本発明の第４実施形態について説明する。この第４実施形態に対応する発明は、寝床部の荷重を検出して荷重信号を生成する荷重計測手段と、前記荷重信号に基づいて寝床部上に位置する利用者の体重を演算する体重演算手段と、前記荷重信号に基づいて前記利用者の重心位置を演算する重心位置演算手段と、前記重心位置の演算結果から重心位置の移動量を演算する重心移動量演算手段と、前記体重が第１の範囲内に入った後第１の時間内に前記重心位置移動量が第１の閾値以上となったときにそのときに体重が第２の範囲内であるか否かを判定する第１の判定手段と、前記第１の判定手段が前記体重が第２の範囲内であると判定した時点より第１の時間前の時点を基準時点として、前記基準時点から前記第１の時間より長い第２の時間内に前記重心位置移動量が前記第１の閾値より長い第２の閾値以上となったときにそのときの体重が第３の範囲内にあるか否かを判定する第２の判定手段と、前記第１の判定手段が前記体重が前記第２の範囲内にあると判定したときに監視モードに入りこの監視モードにおいて前記第２の判定手段が前記体重が前記第３の範囲内にあると判定したときに前記利用者の起き上がりを検知する検知手段と、を有するものである。

この発明に係る寝台装置においては、第１の時間内に重心位置移動量が第１の閾値以上となり、そのときの体重が第２の範囲内であるときに、監視モードに入る。即ち、監視モードに入る時点が、重心位置移動量が第１の閾値以上となった時点（体重が第２の範囲内にあることを前提として）である。この場合には、重心位置の移動量が第１の閾値を超えることを条件として、監視モードに入り、重心位置の移動量が第２の閾値を超えた時点で起き上がりを検知するので、正しい起き上がりが発生した場合には、可及的速やかに起き上がりを検知できる。

本第４実施形態は、監視モードに入るタイミングを、重心位置移動量が第１の閾値以上となった時点とするものである。本実施形態は制御部２０における制御態様が第２実施形態と異なるものである。判定部１９においては、判断部１４により、体重が第１の範囲内に入ったことが検知された後、この体重が第１の範囲内に入った時点を基準時点とし、この基準時点から第１の時間内に、判断部１７により重心位置移動量が第１の閾値以上となったことが判断され、更に、重心位置移動量が第１の閾値以上となったときの体重が第２の範囲内にあることを、判断部１５により判断されたときに、監視モードに入る。そして、判断部１８により、基準時点から第１の時間より長い第２の時間が経過する前に、前記重心位置移動量が前記第１の閾値より長い第２の閾値以上となったことが判断され、更に、重心位置移動量が第２の閾値以上となったときの体重が第３の範囲内にあることを、判断部１６により判断されたときに、判定部１９は、これを利用者の起き上がりと検知する。

次に、上述の如く構成された本発明の第４実施形態に係る起き上がり検知システムの動作について説明する。重心位置移動量演算部１３は常に所定のタイミングで重心位置の移動量を演算している。

図１０は、本実施形態における起き上がり検知のフローチャートを示す。先ず、判断部１４が体重の演算値が第１の範囲内にあるか否かを判断し（ステップＳ３１）、体重が第１の範囲内に入った後、第１の時間を経過する前か否かを判断する（ステップＳ３２）。基準時点からの経過時間が第１の時間を超えたときには、ステップＳ３１に戻る。そして、基準時点からの経過時間がこの第１の時間が経過する前であれば、そのときの第１の時間における重心位置移動量が第１の閾値を超えたか否かを判定する（ステップＳ３３）。この重心位置移動量が第１の閾値を超えなかった場合には、ステップＳ３１に戻る。そして、判断部１５が、この重心位置移動量が第１の閾値を超えたときに、体重が第２の範囲内にあるか否かを判断し（ステップＳ３４）、体重が第２の範囲内にあるときに、第１段階の起き上がり検知を完了し、監視モードに入る。また、監視モードに入った時点から第１の時間だけさかのぼった時点を基準時点とする。

次いで、基準時点から第２の時間が経過したときに（ステップＳ３５）、判断部１８がこのときの重心位置移動量が第２の閾値を超えたか否かを判断し（ステップＳ３６）、基準時点からの重心位置移動量が第２の閾値を超えたときに、この重心位置移動量が第２の閾値を超えたときの体重が第３の範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ３７）。第２の時間が経過しても重心位置移動量が第２の閾値を超えない場合は、起き上がりに見合う重心位置の移動がなかったので、起き上がりではないと検知し、ステップＳ３１に戻る。

第２の時間が経過したときの基準時点からの重心位置移動量が第２の閾値以上となったときに、体重が第３の範囲内にあったときに、この重心位置の移動を利用者の起き上がりであると検知する（ステップＳ３８）。しかし、このときの体重が第３の範囲内にない場合は、このときの重心移動が起き上がりに起因するものではないとして、ステップＳ３１に戻る。

この第４実施形態においても、第２実施形態と同様の効果を奏する。第４実施形態において、第２実施形態と相違する点は、監視モードに入るタイミングのとらえ方である。第２の実施形態においては、基準時点から第１の時間が経過する時点で、重心位置移動量が第１の閾値を超えたか否かを判断し、第４の実施形態においては、基準時点から第１の時間が経過する前に、重心位置移動量が第１の閾値を超えたか否かを、第１の時間内において、常に判断する。このため、第４実施形態においては、起き上がり検知の第１段階における起き上がりの初動動作を敏感に検知することができる。しかし、第４実施形態においては、敏感に初動動作を検知する反面、起き上がりでない外乱を、起き上がりの第１段階として検知してしまう可能性が、第１実施形態よりは大きい。また、第４実施形態は、重心位置移動量の演算処理の負荷が大きい。即ち、第２の実施形態においては、常に、一定時間分の重心位置のデータを記憶しておくが、重心位置移動量の演算に際しては、基準時点における１個の重心位置データと、現在の重心位置データとを比較して、重心位置移動量を算出すればよい。これに対し、第４実施形態の場合は、同様に、常に、一定時間分の重心位置のデータを記憶しておくと共に、常に、全データと現在の重心位置データとを比較して、重心位置移動量を演算する必要がある。よって、第４実施形態の場合は、演算部の処理能力が高いことが必要になる。なお、前記一定時間とは、第１実施形態においては、第１段階の起き上がり検知の場合は、第１の時間であり、第２段階の起き上がり検知の場合は、第２の時間より短く、基準時点から重心位置移動量が第２の閾値を超えた時点までの時間である。また、第４実施形態においては、前記一定時間とは、第１段階の起き上がり検知の場合は、第１の時間より短く、基準時点から重心位置移動量が第１の閾値を超えた時点までの時間であり、第２段階の起き上がり検知の場合は、第２の時間より短く、基準時点から重心位置移動量が第２の閾値を超えた時点までの時間である。

本発明の第１実施形態に係る寝台装置の概略図である。寝床部１の４端に４つの荷重センサ３−１乃至３−４を配置した例を示す概略図である。各荷重センサ３の信号をコントローラ５で情報処理し、各機能を動作させるときのブロック図を示したものである。本発明の第１実施形態に係る寝台装置の構成を示すブロック図である。本発明の第１実施形態に係る寝台装置の起き上がり検知のフローを示す図である。同じく第１実施形態の動作を示す図である。本発明の第２実施形態に係る寝台装置の構成を示すブロック図である。同じくその起き上がり検知のフローを示す図である。本発明の第３実施形態に係る寝台装置の起き上がり検知のフローを示す図である。本発明の第４実施形態に係る寝台装置の起き上がり検知のフローを示す図である。

符号の説明

１；寝床部
２；フレーム
３；荷重センサ
３−１；第１の荷重センサ
３−２；第２の荷重センサ
３−３；第３の荷重センサ
３−４；第４の荷重センサ
４；壁部
５；離床予測・検知システムコントローラ
６；端座位検知領域
１１；体重演算部
１２；重心位置演算部
１３；重心位置移動量演算部
１４，１５，１６、１７，１８；判断部
１９；判定部
２０；制御部
２１；演算部
２２；記憶部
２３；操作表示部
２４；設定操作部
２５；警報表示部
２６；警報／停止操作部
２７；ＬＡＮＡＰ
２８；パソコン
２９；ナースコール
３０；ナースステーション
３１；警報信号発信部

Claims

寝床部の荷重を検出して荷重信号を生成する荷重計測手段と、前記荷重信号に基づいて前記利用者の重心位置を演算する重心位置演算手段と、前記重心位置の演算結果から重心位置の移動量を演算する重心移動量演算手段と、前記重心位置移動量が第１の閾値以上となったか否かを判定する第１の判定手段と、前記第１の判定手段が前記重心位置移動量が第１の閾値以上となった時点より第１の時間前の時点を基準時点として、前記基準時点から前記第１の時間より長い第２の時間内に前記重心位置移動量が前記第１の閾値より長い第２の閾値以上となったか否かを判定する第２の判定手段と、前記第１の判定手段が前記重心位置移動量が第１の閾値以上となったと判定したときに監視モードに入りこの監視モードにおいて前記第２の判定手段が前記重心位置移動量が前記第１の閾値より長い第２の閾値以上となったと判定したときに前記利用者の起き上がりを検知する検知手段と、を有することを特徴とする寝台装置。
更に、前記荷重信号に基づいて寝床部上に位置する利用者の体重を演算する体重演算手段を有し、前記第１の判定手段は、前記体重が第１の範囲内に入った後第１の時間経過時に前記重心位置移動量が第１の閾値以上となると共に、前記体重が第２の範囲内であるか否かを判定し、前記第２の判定手段は、前記第１の判定手段が前記体重が第２の範囲内であると判定した時点より第１の時間前の時点を基準時点として、前記基準時点から前記第１の時間より長い第２の時間内に前記重心位置移動量が前記第１の閾値より長い第２の閾値以上となったときにそのときの体重が第３の範囲内にあるか否かを判定し、前記検知手段は、前記第１の判定手段が前記体重が前記第２の範囲内にあると判定したときに監視モードに入りこの監視モードにおいて前記第２の判定手段が前記体重が前記第３の範囲内にあると判定したときに前記利用者の起き上がりを検知することを特徴とする請求項１に記載の寝台装置。
更に、前記荷重信号に基づいて寝床部上に位置する利用者の体重を演算する体重演算手段を有し、前記第１の判定手段は、前記体重が第１の範囲内に入った後第１の時間内に前記重心位置移動量が第１の閾値以上となったときにそのときに体重が第２の範囲内であるか否かを判定し、前記第２の判定手段は、前記第１の判定手段が前記体重が第２の範囲内であると判定した時点より第１の時間前の時点を基準時点として、前記基準時点から前記第１の時間より長い第２の時間内に前記重心位置移動量が前記第１の閾値より長い第２の閾値以上となったときにそのときの体重が第３の範囲内にあるか否かを判定し、前記検知手段は、前記第１の判定手段が前記体重が前記第２の範囲内にあると判定したときに監視モードに入りこの監視モードにおいて前記第２の判定手段が前記体重が前記第３の範囲内にあると判定したときに前記利用者の起き上がりを検知することを特徴とする請求項１に記載の寝台装置。
前記体重が第１の範囲内に入った後第３の時間経過時に前記重心位置移動量が第３の閾値以上となったときにそのときの体重が第４の範囲内にあるか否かを判定する第３の判定手段と、前記第３の判定手段が前記体重が前記第４の範囲内にあると判定したときに前記利用者の起き上がりを検知する第２の検知手段と、前記検知手段及び前記第２の検知手段のいずれかを使用するように切り替える切替手段と、を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の寝台装置。
前記利用者の起き上がりを検知したときに警報を発する警報手段を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の寝台装置。