JP2014147596A - 離床予測装置 - Google Patents
離床予測装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014147596A JP2014147596A JP2013018956A JP2013018956A JP2014147596A JP 2014147596 A JP2014147596 A JP 2014147596A JP 2013018956 A JP2013018956 A JP 2013018956A JP 2013018956 A JP2013018956 A JP 2013018956A JP 2014147596 A JP2014147596 A JP 2014147596A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- bed
- signal corresponding
- amplitude
- pressure sensing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Invalid Beds And Related Equipment (AREA)
- Emergency Alarm Devices (AREA)
Abstract
【課題】シンプルで安価な構成の離床予測装置を提供する。
【解決手段】離床予測装置には、寝具の中央部寄りに配置され、就寝者の体動に伴う圧力が作用するチューブ状の第1感圧部21と、第1感圧部21よりも寝具の外縁部寄りに配置され、就寝者の体動に伴う圧力が作用するチューブ状の第2感圧部31と、第1感圧部21と第2感圧部31のそれぞれの内圧の変化に基づき、各感圧部21,31に対応する生体信号を導出する処理部と、第1感圧部21に対応する生体信号と、第2感圧部31に対応する生体信号とに基づいて就寝者の離床を予め検出する判定部とが設けられる。
【選択図】図1
【解決手段】離床予測装置には、寝具の中央部寄りに配置され、就寝者の体動に伴う圧力が作用するチューブ状の第1感圧部21と、第1感圧部21よりも寝具の外縁部寄りに配置され、就寝者の体動に伴う圧力が作用するチューブ状の第2感圧部31と、第1感圧部21と第2感圧部31のそれぞれの内圧の変化に基づき、各感圧部21,31に対応する生体信号を導出する処理部と、第1感圧部21に対応する生体信号と、第2感圧部31に対応する生体信号とに基づいて就寝者の離床を予め検出する判定部とが設けられる。
【選択図】図1
Description
本発明は、就寝者の離床を予め検出するための離床予測装置に関するものである。
従来より、就寝者が寝具から離床することを予測するための離床予測装置が知られている。
例えば特許文献1に開示の離床予測装置は、同文献の図3に示すように、格子状の多数の電極(エラストマーセンサ)を寝具上に配置し、このセンサにより就寝者の体圧分布を計測している。この離床予測装置では、演算部において、計測された体動分布の経時変化に基づき就寝者の離床の有無が判別される。演算部で離床と判別された場合には、通報装置によって就寝者の離床が通報される。
特許文献1に開示の離床予測装置では、寝具上に多数の電極を配置する必要があり、センサ構造の複雑化、高コスト化を招いてしまう。また、各電極で検出される多数の情報を信号として処理する必要があるため、信号処理部の複雑化、高コスト化を招いてしまう。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、シンプルで安価な構成の離床予測装置を提供することにある。
第1の発明は、離床予測装置を対象とし、寝具の中央部寄りに配置され、就寝者の体動に伴う圧力が作用するチューブ状の第1感圧部(21)と、該第1感圧チューブ(21)よりも寝具の外縁部寄りに配置され、就寝者の体動に伴う圧力が作用するチューブ状の第2感圧部(31)と、上記第1感圧部(21)と上記第2感圧部(31)のそれぞれの内圧の変化に基づき、各感圧部(21,31)に対応する生体信号を導出する処理部(51)と、上記第1感圧部(21)に対応する生体信号と、上記第2感圧部(31)に対応する生体信号とに基づいて、就寝者の離床を予め検出する判定部(53)とを備えていることを特徴とする。なお、ここでいう「就寝者の離床を予め検出する」とは、就寝者が自己の意思によって寝具から離れる動作を検出する意味に加え、睡眠中の就寝者が寝具から落ちてしまう、いわゆる落床を事前に検出することも意味する。
第1の発明では、寝具上に第1感圧部(21)と第2感圧部(31)とが配置される。就寝者の体動がこれらの感圧部(21,31)に作用すると、各感圧部(21,31)の内圧が変化する。処理部(51)は、これらの内圧の変化に基づき、各感圧部(21,31)に対応する生体信号をそれぞれ導出する。
ところで、就寝者が寝具から積極的に離れる動作を行う場合や、睡眠中の就寝者が寝具から落ち易い位置にいる場合(即ち、落床のリスクが高くなる場合)、就寝者の体動は第2感圧部(31)に作用し易くなる。つまり、このような状態では、就寝者が安定在床状態である場合と比較して、寝具の中央部寄りの第1感圧部(21)に体動が作用し難くなり、寝具の外縁部寄りの第2感圧部(31)に体動が作用し易くなる。従って、就寝者の離床の可能性が高くなると、各感圧部(21,31)に対応する生体信号の特性も変化する。このため、本発明では、これらの感圧部(21,31)に対応する各生体信号を用いることで、就寝者が離床することを予め検出できる。
第2の発明は、第1の発明において、上記判定部(53)は、上記第1感圧部(21)に対応する生体信号の振幅に対する上記第2感圧部(31)に対応する生体信号の振幅の比が所定の閾値を越えると、就寝者が離床すると判定するように構成される。
第2の発明では、第1感圧部(21)に対応する生体信号の振幅に対する、第2感圧部(31)に対応する生体信号の振幅の比に基づいて、就寝者の離床が予め検出される。具体的に、就寝者が安定在床状態である場合、第1感圧部(21)に対応する生体信号の振幅が比較的大きくなることが多く、第2感圧部(31)に対応する生体信号の振幅が比較的小さくなる。このため、この状態では、両者の比は比較的小さくなる。一方、就寝者が寝具から離れようとする、あるいは就寝者の落床リスクが高い状態では、第1感圧部(21)に対応する生体信号の振幅が比較的小さくなることが多く、第2感圧部(31)に対応する生体信号の振幅が大きくなるため、両者の比は比較的大きくなる。このため、本発明では、この比が所定の閾値を越えると、就寝者が離床すると判定する。
第3の発明では、第2の発明において、上記各感圧部(21,31)の内圧の変化に基づき、就寝者の呼吸又は心拍に由来する微動信号をそれぞれ抽出するように構成され、上記判定部(53)は、上記第1感圧部(21)に対応する微動信号の振幅に対する上記第2感圧部(31)に対応する微動信号の振幅の比が所定の閾値を越えると、就寝者が離床すると判定するように構成されることを特徴とする。
第3の発明では、処理部(51)において、各感圧部(21,31)の内圧変化に基づき微動信号が抽出される。この微動信号は、就寝者の呼吸又は心拍に由来する成分を抽出したものであり、寝返り等の就寝者の粗体動に由来する成分が除外されたものである。本発明では、第1感圧部(21)に対応する微動信号の振幅に対する、第2感圧部(31)に対応する微動信号の振幅の比に基づいて、就寝者の離床が予め検出される。具体的に、就寝者が安定在床状態である場合、第1感圧部(21)に対応する微動信号の振幅が比較的大きくなることが多く、第2感圧部(31)に対応する微動信号の振幅が比較的小さくなる。このため、この状態では、両者の比は比較的小さくなる。一方、就寝者が寝具から離れようとする、あるいは就寝者の落床リスクが高い状態では、第1感圧部(21)に対応する微動信号の振幅が比較的小さくなることが多く、第2感圧部(31)に対応する微動信号の振幅が比較的大きくなるため、両者の比は比較的大きくなる。このため、本発明では、この比が所定の閾値を越えると、就寝者が離床すると判定する。このように、本発明では、就寝者の離床の判定に用いられる指標として、微動信号の振幅が用いられるため、就寝者の粗体動の影響により、離床の判定の精度が低下してしまうことを抑制できる。
第4の発明は、第2の発明において、上記処理部(51)は、上記各感圧部(21,31)の内圧の変化に基づき、就寝者の呼吸又は心拍に由来する微動信号をそれぞれ抽出するように構成され、上記判定部(53)は、上記第1感圧部(21)に対応する微動信号の振幅に対する上記第2感圧部(31)に対応する微動信号の振幅の比が所定の閾値を越え、且つ該微動信号の比が所定知を越えた時点を含む所定期間において、第2感圧部(31)に対応する微動信号のうち心拍成分に由来する信号の振幅の増大変化量が所定値を越えると、就寝者が離床すると判定するように構成されることを特徴とする。
第4の発明では、第1感圧部(21)に対応する微動信号の振幅に対する第2感圧部(31)に対応する微動信号の比が所定値を越え、且つ該微動信号の比が所定値を越えた時点を含む所定期間において、第2感圧部(31)に対応する微動信号のうち心拍成分に由来する信号の増大変化量が所定値を越えると、就寝者が離床すると判定される。つまり、本発明では、第1感圧部(21)に対応する微動信号の振幅に対する第2感圧部(31)に対応する微動信号の比が所定値を越えたとしても、この時点を含む所定期間において第2感圧部(31)に対応する微動信号のうち心拍成分に由来する信号の振幅の増大変化量が所定値を越えない場合には、就寝者が離床したと判定されない。この点について以下に詳細に説明する。
例えば就寝者の手や足のみが第2感圧部(31)に掛かった状態になると、第2感圧部(31)に対応する微動信号が増大し、これに伴い両者の微動信号の振幅の比も増大する。このため、就寝者が寝具から離れない状態、あるいは就寝者の落床リスクが低い状態であるにも拘わらず、両者の微動信号の比が閾値を越えてしまい、離床の誤判定を招く虞がある。一方、就寝者の手や足が第2感圧部(31)に掛かったとしても、第2感圧部(31)で検出される心拍由来の信号の振幅はさほど上昇しない。手や足は就寝者の体幹部(胴体部)から比較的遠い位置にあるため、このような状態では、心拍由来の体動が第2感圧部(31)に伝わりにくいためである。そこで、本発明では、両者の微動信号の比が所定の閾値を越えたとしても、この時点を含む所定期間において、第2感圧部(31)で検出される心拍由来の信号の振幅の増大変化量が所定値を越えない場合、就寝者が離床すると判定しない。これにより、就寝者の手や足が第2感圧部(31)に掛かることに起因して、離床の誤判定を招くことを防止できる。
第5の発明は、第2乃至第4のいずれか1つの発明において、上記就寝者が安定在床状態であるときの上記第1感圧部(21)に対応する生体信号の振幅に対する上記第2感圧部(31)に対応する生体信号の振幅の比率が上記閾値として設定される閾値設定部(52)を備えている。
第5の発明では、就寝者が安定して寝具の中央部寄りにいる状態において、第2感圧部(31)に対応する生体信号の振幅に対する第1感圧部(21)に対応する生体信号の振幅の比率が上記閾値として閾値設定部(52)に設定される。つまり、本発明では、就寝者が寝具から離れようとする、あるいは就寝者の落床リスクが比較的低く、就寝者が寝返り等を生起することがない状態のときの各生体信号の振幅の比率が、離床の判定閾値として用いられる。
本発明によれば、2つの感圧部(21,31)に対応する生体信号を用いることで、就寝者の離床を予め検出することができる。この結果、例えば病院等において、認知症患者の徘徊をいち早く検知することができる。また、例えば子供や老人等が寝具から落下してしまうリスクをいち早く検出することができ、このような落床を未然に防止できる。
また、本発明では、従来例のように寝具上に多数のセンサを配置する必要がない。このため、装置の簡素化、低コスト化を図ることができる。また、感圧部(21,31)の据え付け作業も比較的簡便に行うことができる。更に、処理部(51)では、従来例のように多数のセンサに対応する信号を処理する必要もないため、処理部(51)の信号処理の簡素化、処理部(51)の低コスト化を図ることができる。
第2の発明によれば、各感圧部(21,31)に対応する生体信号の振幅の比と所定の閾値とを比較することで、就寝者が離床することを速やかに検出できる。特に、第3の発明では、各感圧部(21,31)に対応する微動信号の振幅の比を用いているため、就寝者の粗体動に起因して、離床の予測の精度が低下してしまうことを防止できる。
更に、第4の発明では、就寝者の手や足が第2感圧部(31)に掛かってしまうことに起因して、就寝者が離床していると誤判定されてしまうことを防止でき、離床の予測の精度を更に向上できる。
第5の発明では、就寝者の安定在床状態時における各生体信号の比を離床の判定の閾値として用いている。離床の予測として固有の閾値を用いる場合、就寝者の個体差や睡眠環境の影響により、離床の判定の精度が低下してしまう可能性がある。これに対し、本発明では、就寝者の個体差や睡眠環境の影響を考慮するように離床を予測する閾値が設定されるため、離床の予測の精度を更に向上できる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
《発明の実施形態》
本発明に係る実施形態は、就寝者の睡眠の状態をモニタリングする睡眠判定装置(10)である。睡眠判定装置(10)は、例えば病院や老人ホーム等の就寝者を対象として用いられる。また、睡眠判定装置(10)は、就寝者の離床(詳細は後述する離床前動作や落床リスク)を予め検知するための離床予測装置を兼用している。
本発明に係る実施形態は、就寝者の睡眠の状態をモニタリングする睡眠判定装置(10)である。睡眠判定装置(10)は、例えば病院や老人ホーム等の就寝者を対象として用いられる。また、睡眠判定装置(10)は、就寝者の離床(詳細は後述する離床前動作や落床リスク)を予め検知するための離床予測装置を兼用している。
〈全体構成〉
睡眠判定装置(10)は、第1感圧ユニット(20)と、第2感圧ユニット(30)と、これらの感圧ユニット(20,30)が接続される装置本体(40)とを有している。
睡眠判定装置(10)は、第1感圧ユニット(20)と、第2感圧ユニット(30)と、これらの感圧ユニット(20,30)が接続される装置本体(40)とを有している。
第1感圧ユニット(20)は、チューブ状の第1感圧チューブ(21)と、第1感圧チューブ(21)の一端を閉塞する第1閉塞部(22)と、第1感圧チューブ(21)の他端に接続される第1連絡チューブ(23)とを備えている。同様に、第2感圧ユニット(30)は、チューブ状の第2感圧チューブ(31)と、第2感圧チューブ(31)の他端を閉塞する第2閉塞部(32)と、第2感圧チューブ(31)の他端に接続される第2連絡チューブ(33)とを備えている。
各感圧チューブ(21,31)及び各連絡チューブ(23,33)は、可撓性及び弾性を有する材料で構成される。第1感圧チューブ(21)の内径と第2感圧チューブ(31)の内径は互いに等しく、第1連絡チューブ(23)と第2連絡チューブ(33)の内径は互いに等しい。一方、第1感圧チューブ(21)及び第2感圧チューブ(31)の内径は、第1連絡チューブ(23)及び第2連絡チューブ(33)の外径と概ね一致している。第1感圧チューブ(21)の他端には、第1連絡チューブ(23)の一端が内嵌し、第2感圧チューブ(31)の他端には、第2連絡チューブ(33)の一端が内嵌している。
第1連絡チューブ(23)の他端は、装置本体(40)の第1受圧部(41)に接続され、第2連絡チューブ(33)の他端は、装置本体(40)の第2受圧部(42)に接続される。これにより、各感圧ユニット(20,30)は、各閉塞部(22,32)と受圧部(41,42)とによって封止されている。第1受圧部(41)と第2受圧部(42)とは、例えばマイクロフォンによって構成される。第1受圧部(41)と第2受圧部(42)とには、各感圧ユニット(20,30)の内圧が作用する。各受圧部(41,42)は、就寝者の体動に伴い各感圧ユニット(20,30)の内圧が変化することで、この内圧の変化に対応する圧力信号を出力する。これらの圧力信号は、装置本体(40)の内部に組み込まれた回路ユニット(50)に入力される。
図2に示すように、装置本体(40)の回路ユニット(50)は、処理部(51)、閾値設定部(52)、及び判定部(53)を備えている。処理部(51)は、各受圧部(41,42)から出力された圧力信号を所定レベル、所定周波数帯域の信号に変調するものである。処理部(51)では、就寝者の体動(就寝者の呼吸・心拍に由来する微動、及び就寝者の寝返りや入床・離床動作に由来する粗動)が顕著化された信号(以下、体動信号という)が導出される。処理部(51)では、第1受圧部(41)から出力された圧力信号に基づき、第1の体動信号が導出され、第2受圧部(42)から出力された圧力信号に基づき、第2の体動信号が導出される。
処理部(51)では、第1受圧部(41)に入力された圧力信号から呼吸に由来する成分が抽出された信号(以下、第1呼吸信号という)が抽出され、第2受圧部(42)に入力された圧力信号からも呼吸に由来する成分が抽出された信号(以下、第2呼吸信号という)が抽出される。また、処理部(51)では、第1体動信号から心拍に由来する成分が抽出された信号(以下、第1心拍信号という)が抽出され、第2体動信号からも心拍に由来する成分が抽出された信号(以下、第2心拍信号という)が抽出される。これらの呼吸信号や心拍信号は、就寝者の微動に由来する信号である微動信号を構成する。
閾値設定部(52)には、就寝者の睡眠状態を判定するための判定閾値が設定される。具体的に、閾値設定部(52)には、覚醒判定閾値、離床予測閾値、及び離床判定閾値とが設定される。覚醒判定閾値は、寝具上の就寝者が覚醒しているか、睡眠しているかを判定するための閾値である。離床予測閾値は、就寝者が離床することを予め予測するための閾値である。つまり、離床予測閾値は、就寝者が寝具から離床しようとする動作(離床前動作)や、睡眠中の就寝者が寝具から落ちそうになっていること(落床リスクが大きいこと)を検知するための閾値である。また、離床判定閾値は、就寝者が寝具から完全に離れたことを判定するための閾値である。
判定部(53)は、上記各閾値に基づいて、就寝者の睡眠状態を判定するものである。具体的に、判定部(53)は、上述した第1体動信号の振幅と覚醒判定閾値とを比較することで、就寝者が覚醒しているか否かを判定する。また、判定部(53)は、第1呼吸信号や第1心拍信号と、離床判定閾値とを比較することで、就寝者が寝具から完全に離床しているか否かを判定する。また、判定部(53)は、第1呼吸信号A1の振幅に対する第2呼吸信号の振幅A2の比(=A2/A1)と、離床予測閾値とを比較することで、就寝者が離床することを予め検知する。これらの判定部(53)の各動作の詳細は後述する。
また、睡眠判定装置(10)は、回路ユニット(50)で判定された結果をユーザー(例えば医者や看護師等)へ通知するための通知部(54)を備えている。通知部(54)は、有線又は無線回線を通じて回路ユニット(50)と接続される。通知部(54)は、回路ユニット(50)において就寝者の離床が予め検知されると、アラームやLED等によって、このことをユーザーに通知する。
〈感圧チューブの詳細構造〉
本実施形態の第1感圧チューブ(21)と第2感圧チューブ(31)とは、寝具台とマットレスとの間に介設される。図1に示すように、第1感圧チューブ(21)は、第2感圧チューブ(31)よりも寝具(B)の中央部寄りに配置される第1感圧部を構成する。具体的に、第1感圧チューブ(21)は、寝具(B)の幅方向の中間位置であって、且つ就寝者の頭部寄りに配置される。第1感圧チューブ(21)は、寝具(B)の上側外縁部と下側外縁部とに平行となるように寝具(B)の幅方向に延びている。第1感圧チューブ(21)は、安定在床状態(図1に示す状態)の就寝者の胸部に概ね対応する位置に配置される。また、第1感圧チューブ(21)の下側には、平板状の感圧プレート(25)が敷設される。第1感圧チューブ(21)は、感圧プレート(25)とマットレスとの間に挟持される。感圧プレート(25)は、接着あるいは溶融によって第1感圧チューブ(21)に固定される。
本実施形態の第1感圧チューブ(21)と第2感圧チューブ(31)とは、寝具台とマットレスとの間に介設される。図1に示すように、第1感圧チューブ(21)は、第2感圧チューブ(31)よりも寝具(B)の中央部寄りに配置される第1感圧部を構成する。具体的に、第1感圧チューブ(21)は、寝具(B)の幅方向の中間位置であって、且つ就寝者の頭部寄りに配置される。第1感圧チューブ(21)は、寝具(B)の上側外縁部と下側外縁部とに平行となるように寝具(B)の幅方向に延びている。第1感圧チューブ(21)は、安定在床状態(図1に示す状態)の就寝者の胸部に概ね対応する位置に配置される。また、第1感圧チューブ(21)の下側には、平板状の感圧プレート(25)が敷設される。第1感圧チューブ(21)は、感圧プレート(25)とマットレスとの間に挟持される。感圧プレート(25)は、接着あるいは溶融によって第1感圧チューブ(21)に固定される。
第2感圧チューブ(31)は、第1感圧チューブ(21)よりも寝具(B)の外縁部寄りに配置される第2感圧部を構成する。第2感圧チューブ(31)は、第1側方チューブ(35)と、中間チューブ(36)と、第2側方チューブ(37)とがU字状のチューブを構成するように連続している。第1側方チューブ(35)は、寝具の幅方向の一方の側辺部に沿うように、寝具の長手方向に延びている。第1側方チューブ(35)の一端には、上述した第2連絡チューブ(33)が接続される。中間チューブ(36)は、寝具の長手方向の一方の側辺部(就寝者の足下側の側辺部)に沿うように、寝具の幅方向に延びている。中間チューブ(36)は、第1側方チューブ(35)と第2側方チューブ(37)の間に接続される。第2側方チューブ(37)は、寝具の幅方向の他方の側辺部に沿うように、寝具の長手方向に延びている。第2感圧チューブ(31)は、安定在床状態の就寝者を囲む位置に配置される。
なお、本実施形態では、第1感圧ユニット(20)の第1連絡チューブ(23)と、第2感圧ユニット(30)の第1側方チューブ(35)とが交差しているが、これらのチューブ(23,35)が交差しないように各感圧チューブ(21,31)を配設してもよい。また、これらのチューブ(23,35)の交差部を他の部位よりも硬質な材料としてもよい。これにより、第1感圧ユニット(20)で検出される第1圧力信号と、第2感圧ユニット(30)で検出される第2圧力信号とが互いに干渉してしまうことを防止できる。
〈取付補助具の構成及び取付動作〉
第1感圧チューブ(21)の取付補助具と、該第1感圧チューブ(21)の取付動作について、図3〜図6を参照しながら説明する。睡眠判定装置(10)は、第1感圧チューブ(21)を寝具に取り付けるための取付補助具として、取付キャップ(61)と取付カバー(62)とを有している。図3にも示すように、取付キャップ(61)は、楕円錘の短軸側を軸線に沿って平らに切除したような外形に形成されている。取付キャップ(61)の底面側には、第1感圧チューブ(21)の第1閉塞部(22)側の端部が挿通される円形の挿通孔(60a)が形成される。図4に示すように、取付カバー(62)は、軸直角断面が略コの字状に形成された直線状のレール部材である。取付カバー(62)の内径は、第1感圧チューブ(21)の外径と概ね同じである。
第1感圧チューブ(21)の取付補助具と、該第1感圧チューブ(21)の取付動作について、図3〜図6を参照しながら説明する。睡眠判定装置(10)は、第1感圧チューブ(21)を寝具に取り付けるための取付補助具として、取付キャップ(61)と取付カバー(62)とを有している。図3にも示すように、取付キャップ(61)は、楕円錘の短軸側を軸線に沿って平らに切除したような外形に形成されている。取付キャップ(61)の底面側には、第1感圧チューブ(21)の第1閉塞部(22)側の端部が挿通される円形の挿通孔(60a)が形成される。図4に示すように、取付カバー(62)は、軸直角断面が略コの字状に形成された直線状のレール部材である。取付カバー(62)の内径は、第1感圧チューブ(21)の外径と概ね同じである。
第1感圧チューブ(21)を寝具(B)に取り付ける際には、図5及び図6に示すように、第1感圧チューブ(21)の先端部に取付キャップ(61)を取り付ける。また、第1感圧チューブ(21)の中間部に取付カバー(62)を装着する。この状態の第1感圧チューブ(21)を感圧プレート(25)とともに寝具台とマットレスとの間に挿入していく。具体的には、取付キャップ(61)の先端部を寝具台とマットレスとの間に挿入した状態で、取付カバー(62)を第1感圧チューブ(21)及び感圧プレート(25)とともに寝具の内部へと押し込んでいく。取付キャップ(61)は、先鋭な流線形に形成されているため、第1感圧チューブ(21)を寝具の内部へ円滑に挿入できる。また、取付カバー(62)は、第1感圧チューブ(21)と比べて硬い材料で構成されているため、第1感圧チューブ(21)が湾曲するのを防止しつつ、第1感圧チューブ(21)を寝具台とマットレスとの間に挿通できる。
このようにして、第1感圧チューブ(21)及び感圧プレート(25)を寝具の中央部に取り付けた後、取付キャップ(61)及び取付カバー(62)を寝具の外部へ取り出す。更に、本実施形態の感圧プレート(25)の下面には、粘着層が形成されており、取付時にはこの粘着層に保護シートが取り付けられている。このため、第1感圧プレート(25)を寝具の内部に挿通した後、この保護シートを剥がすことで、第1感圧プレート(25)が粘着層を介して寝具台に固定される。
〈覚醒の判定動作〉
次に、実施形態に係る睡眠判定装置(10)において、就寝者の覚醒の有無を判定する動作の一例を説明する。就寝者の覚醒の有無は、第1感圧ユニット(20)に対応する体動信号に基づいて判定される。
次に、実施形態に係る睡眠判定装置(10)において、就寝者の覚醒の有無を判定する動作の一例を説明する。就寝者の覚醒の有無は、第1感圧ユニット(20)に対応する体動信号に基づいて判定される。
図7に示すように、第1受圧部(41)からの圧力信号が処理部(51)に入力されると、処理部(51)は、まずこの信号を100[sample/sec]に積算・平均化する(ステップS1)。次に、処理部(51)は、この信号から人体の固有振動帯域に相当する帯域(4〜10Hz)の信号を抽出する(ステップS2)。その後、この信号は整流化(絶対値化)された後、所定時間でピークホールドされ、いわゆる包絡線検波処理がなされる(ステップS3)。さらに、処理部(51)は、この信号から比較的低周波の振動帯域(0.5Hz)の信号を抽出する(ステップS4)。その後、処理部(51)は、この信号について約10秒間隔で積算・平均化を行う(ステップS5)、又は、所定の等間隔で標準偏差を算出する。以上のようにして処理部(51)で処理された信号は、特に就寝者の体動(就寝者の呼吸・心拍に由来する微動及び就寝者の入床、離床、寝返りなどに由来する粗動)が顕著化された第1体動信号に変換される。
一方、上記閾値設定部(52)には、この第1体動信号のうち就寝者の微動と粗動とを判別するための閾値(覚醒判定閾値)が設定されている。判定部(53)は、この覚醒判定閾値と第1体動信号との比較を行う(ステップS6)。そして、第1体動信号が覚醒判定閾値よりも所定時間(例えば3分)以上継続して大きい場合、就寝者からは継続的な粗動が生起しているとみなされ、就寝者が覚醒状態であると判定される。
なお、覚醒判定閾値は、経験的に求められた固定値であってもよいし、体動信号に基づいて適宜更新される変動値であってもよい。
〈離床の予測動作〉
次に実施形態に係る睡眠判定装置(10)において、就寝者の離床を予め判定する動作の一例を説明する。就寝者の離床の予測は、第1感圧ユニット(20)に対応する圧力信号と、第2感圧ユニット(30)に対応する圧力信号とに基づいて行われる。
次に実施形態に係る睡眠判定装置(10)において、就寝者の離床を予め判定する動作の一例を説明する。就寝者の離床の予測は、第1感圧ユニット(20)に対応する圧力信号と、第2感圧ユニット(30)に対応する圧力信号とに基づいて行われる。
図8に示す離床予測動作では、第1受圧部(41)からの圧力信号に基づき第1体動信号が導出され、且つ第2受圧部(42)からの圧力信号に基づき第2体動信号が導出される(ステップS11)。これらの体動信号の導出は、例えば図7のステップS1〜S5と同様にして行われる。また、処理部(51)では、第1体動信号から心拍由来の周波数成分(例えば通常の心拍の回数である45〜120拍/分に相当する周波数成分)を抽出した第1心拍信号が導出される。また、処理部(51)では、同様にして第2体動信号から第2心拍信号が導出される(ステップS12)。このように各心拍信号を導出する際には、まず、各体動信号において体幹部の固有振動数4〜10Hz成分を抽出し、その後に心拍成分を抽出することが好ましい。
次いで、処理部(51)では、第1感圧ユニット(20)の圧力信号から呼吸由来の周波数成分(例えば通常の呼吸の回数である12〜30回/分に相当する周波数成分)を抽出した第1呼吸信号が導出される。また、処理部では、同様にして第2感圧ユニット(30)の圧力信号から呼吸由来の周波数成分を抽出した第2呼吸信号が導出される(ステップS13)。これらの体動信号、心拍信号、呼吸信号は生体信号を構成する。
次いで、判定部(53)は、ステップS14において、第1感圧チューブ(21)に対応する第1呼吸信号の振幅A1に対する、第2感圧チューブ(31)に対応する第2呼吸信号の振幅A2の比(α=A2/A1)を算出する。そして、判定部(53)では、この比αが所定の離床予測閾値よりも大きい場合に、ステップS15へ移行する。更に、判定部(53)では、ステップS15において、上記の比αが離床予測閾値を越えた時点t1において、この時点t1よりも所定時間前の時点t2から該時点t1までの期間において、第2心拍信号の振幅の増大変化量が所定値より大きい場合に、就寝者が離床する(離床前動作を行っている、あるいは就寝者の落床リスクが大きい)と判定される。逆に、ステップS15において、第2心拍信号の振幅の増大変化量が所定値以下である場合には、ステップS14において上記αが離床予測閾値よりも大きい場合にも、就寝者が離床すると判定されない。
このように、本実施形態では、第1感圧チューブ(21)に対応する微動信号の振幅に対して、第2感圧チューブ(31)に対応する微動信号の振幅が相対的に大きくなると、就寝者が第2感圧チューブ(31)寄りに位置しており、就寝者が離床前動作を行っている、あるいは落床リスクが大きくなっていると判定される。
このようにして就寝者の離床が予め検知されると、回路ユニット(50)から通知部(54)(図2を参照)へ信号が出力される。この結果、通知部(54)は、例えばアラームやLED等により、就寝者が離床前動作を行っている、又は就寝者の落床リスクが大きくなっていることを医師や看護師等に知らせる。この結果、医師や看護師等は、就寝者の離床前動作や落床リスクをいち早く把握でき、その後の対処を速やかに行うことができる。
なお、離床予測動作において、就寝者が離床すると予め判定された後には、就寝者の実際の離床の判定動作が行われる。この離床判定動作では、例えば第1感圧チューブ(21)に対応する体動信号や微動信号が所定時間に亘って離床判定閾値を下回る場合に、就寝者から体動が生起されておらず、就寝者が完全に寝具から離床していると判定される。就寝者が寝具から完全に離床したことが判定されると、このことが通知部(54)を通じて医師や看護師等に改めて知らされる。
〈離床予測閾値について〉
上述した閾値設定部(52)に設定される離床予測閾値は、各感圧ユニット(20,30)の据付時に予め設定される固有値であってもよい。第1感圧チューブ(21)に対応する微動信号の振幅A1や、第2感圧チューブ(31)に対応する微動信号の振幅A2は、各感圧チューブ(21,31)の長さ、ひいては内容積によって変化する。このため、これらの比(A2/A1)と比較される離床予測閾値は、各感圧チューブ(21,31)の長さや内容積を考慮して決定される。
上述した閾値設定部(52)に設定される離床予測閾値は、各感圧ユニット(20,30)の据付時に予め設定される固有値であってもよい。第1感圧チューブ(21)に対応する微動信号の振幅A1や、第2感圧チューブ(31)に対応する微動信号の振幅A2は、各感圧チューブ(21,31)の長さ、ひいては内容積によって変化する。このため、これらの比(A2/A1)と比較される離床予測閾値は、各感圧チューブ(21,31)の長さや内容積を考慮して決定される。
閾値設定部(52)に設定される離床予測閾値は、各感圧ユニット(20,30)の据付後に適宜更新される変動値であってもよい。この場合には、就寝者が寝具(B)に在床しており、且つ就寝者から粗体動(寝返りや大きな身動き等)が生起されていない状態(即ち、就寝者が安定在床状態)であるときの、第2感圧チューブ(31)に対応する第2呼吸信号の振幅A2’に対する第1感圧チューブ(21)に対応する第1呼吸信号の振幅A1’の比(=A2’/A1’)を離床予測閾値として用いられる。つまり、就寝者が安定在床状態であるときの各振幅の比A2’/A1’を離床予測閾値として用いることで、寝具の仕様、就寝者の睡眠環境、就寝者の個体差、各感圧チューブの仕様等を考慮した離床予測閾値を設定することができ、離床予測の精度を向上できる。このようにして離床予測閾値を決定する場合、就寝者が安定在庄状態である所定期間における上記比A2’/A1’の最小値や最頻値を用いるとよい。
−実施形態の効果−
上述した実施形態では、第1感圧チューブ(21)に対応する生体信号の振幅A1に対する第2感圧チューブ(31)に対応する生体信号の振幅A2の比が、所定の離床予測閾値を越える場合に、就寝者が離床前動作を行っている、あるいは就寝者の落床のリスクが高くなっていると判定している。つまり、本実施形態では、就寝者が寝具から離床し易い状態では、就寝者が外縁部寄りに近づくなり、両者の振幅の比A2/A1が大きくなるため、この比が所定の離床予測閾値を越えることで、就寝者が離床することを速やかに検知することができる。この結果、就寝者の離床の予測結果を通知部(54)を介して医師や看護師等へ速やかに知らせることができる。従って、医師や嵌合し等は、寝具(B)から離れようとする就寝者や、寝具(B)から落ちそうな就寝者に対して、速やかに対処することができる。
上述した実施形態では、第1感圧チューブ(21)に対応する生体信号の振幅A1に対する第2感圧チューブ(31)に対応する生体信号の振幅A2の比が、所定の離床予測閾値を越える場合に、就寝者が離床前動作を行っている、あるいは就寝者の落床のリスクが高くなっていると判定している。つまり、本実施形態では、就寝者が寝具から離床し易い状態では、就寝者が外縁部寄りに近づくなり、両者の振幅の比A2/A1が大きくなるため、この比が所定の離床予測閾値を越えることで、就寝者が離床することを速やかに検知することができる。この結果、就寝者の離床の予測結果を通知部(54)を介して医師や看護師等へ速やかに知らせることができる。従って、医師や嵌合し等は、寝具(B)から離れようとする就寝者や、寝具(B)から落ちそうな就寝者に対して、速やかに対処することができる。
また、上記実施形態では、寝具(B)上に多数のセンサを設定する必要がないため、睡眠判定装置(10)の簡素化、低コスト化を図ることができる。また、感圧ユニット(20,30)の据え付け作業も比較的簡便に行うことができる。また、処理部(51)では、2つの信号の処理を行えばよいため、処理部(51)の信号処理の簡素化、処理部(51)の低コスト化を図ることができる。
また、上述した実施形態では、第1感圧チューブ(21)に対応する第1微動信号の振幅A1に対する第2感圧チューブ(31)に対応する第2微動信号の振幅A2の比(α=A2/A1)に基づいて、就寝者が離床することを予め検知している。これらの微動信号は、就寝者の寝返り等の粗体動に起因する信号が除外された信号となるため、就寝者の粗体動に起因して離床予測の精度が低下することを防止できる。
また、上述した実施形態では、就寝者の離床予測に各感圧チューブ(21,31)に対応する呼吸信号を用いている。就寝者の呼吸に由来する呼吸信号は、就寝者の心拍に由来する心拍信号と比較すると、一般的に振幅が大きくなり易い。このため、この呼吸信号を用いることで、離床予測の精度を向上できる。
また、上述した実施形態では、上記比(α=A2/A1)が所定の離床予測閾値を越えたとしても、この際に、第2感圧チューブ(31)に対応する第2心拍信号の振幅の増大変化量が所定値以下である場合、離床するという判定を無効としている(ステップS14、ステップS15)。これにより、本実施形態では、就寝者の手や足のみが第2感圧チューブ(31)に掛かった状態となった場合に、就寝者が離床すると判定される誤判定を防止できる。この点について具体的に説明する。
例えば就寝者の手や足のみが第2感圧チューブ(31)に掛かった状態になると、第2感圧チューブ(31)に対応する呼吸信号が増大し、これに伴い両者の呼吸信号(α=A2/A1)の振幅の比も増大する。このため、就寝者が寝具から離れない状態、あるいは就寝者の落床リスクが低い状態であるにも拘わらず、両者の呼吸信号の比が離床判定閾値を越えてしまい、離床の誤判定を招く虞がある。
一方、就寝者の手や足が第2感圧チューブ(31)に掛かったとしても、第2感圧チューブ(31)で検出される心拍由来の信号の振幅は、呼吸信号と比較してさほど上昇しない。手や足は就寝者の体幹部(胴体部)から比較的遠い位置にあるため、このような状態では、心拍由来の体動が第2感圧チューブ(31)に伝わりにくいためである。そこで、本実施形態では、各呼吸信号の振幅の比αが所定の離床予測閾値を越えたとしても、この時点を含む所定期間において、第2感圧チューブ(31)で検出される心拍由来の信号の振幅の増大変化量が所定値を越えない場合、就寝者が離床すると判定しない。これにより、就寝者の手や足が第2感圧チューブ(31)に掛かることに起因して、離床の誤判定を招くことを防止できる。
−実施形態の変形例−
上述した実施形態においては、以下のような各変形例の構成としてもよい。
上述した実施形態においては、以下のような各変形例の構成としてもよい。
〈実施形態の変形例1〉
図9に示す変形例1では、寝具(B)が室内の壁面(W)に沿って配置される。これに対応して、変形例1の第2感圧チューブ(31)は、略L字状に形成される。つまり、第2感圧チューブ(31)は、上述した実施形態と同様、第1側方チューブ(35)と中間チューブ(36)とを有する一方、第2側方チューブ(37)が省略された構成となっている。第2側方チューブ(37)の壁面(W)側の端部は、第2閉塞部(32)によって閉塞されている。
図9に示す変形例1では、寝具(B)が室内の壁面(W)に沿って配置される。これに対応して、変形例1の第2感圧チューブ(31)は、略L字状に形成される。つまり、第2感圧チューブ(31)は、上述した実施形態と同様、第1側方チューブ(35)と中間チューブ(36)とを有する一方、第2側方チューブ(37)が省略された構成となっている。第2側方チューブ(37)の壁面(W)側の端部は、第2閉塞部(32)によって閉塞されている。
変形例1では、就寝者が第1側方チューブ(35)側や中間チューブ(36)側に移動した際に、各感圧チューブ(21,31)に対応する生体信号(例えば呼吸信号)の比が大きくなり、上記実施形態と同様にして就寝者が離床することを予め検知することができる。これ以外の作用効果は上記実施形態と同様である。
〈実施形態の変形例2〉
図10に示す変形例2では、寝具(B)が室内の壁面(W)に沿って配置される。変形例2の第2感圧チューブ(31)は、略I字状に形成される。つまり、第2感圧チューブ(31)は、上述した実施形態と同様、第1側方チューブ(35)を有する一方、中間チューブ(36)及び第2側方チューブ(37)が省略された構成となっている。第1側方チューブ(35)における就寝者の足側の端部は、第2閉塞部(32)によって閉塞されている。
図10に示す変形例2では、寝具(B)が室内の壁面(W)に沿って配置される。変形例2の第2感圧チューブ(31)は、略I字状に形成される。つまり、第2感圧チューブ(31)は、上述した実施形態と同様、第1側方チューブ(35)を有する一方、中間チューブ(36)及び第2側方チューブ(37)が省略された構成となっている。第1側方チューブ(35)における就寝者の足側の端部は、第2閉塞部(32)によって閉塞されている。
変形例2では、就寝者が第1側方チューブ(35)側に移動した際に、各感圧チューブ(21,31)に対応する生体信号(例えば呼吸信号)の比が大きくなり、上記実施形態と同様にして就寝者が離床することを予め検知することができる。これ以外の作用効果は上記実施形態と同様である。
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
上述した実施形態では、第1感圧チューブ(21)に対応する第1呼吸信号の振幅に対する第2感圧チューブ(31)に対応する第2呼吸信号の振幅の比に基づいて、就寝者の離床を予め検知するようにしている。しかしながら、第1感圧チューブ(21)に対応する第1心拍信号の振幅に対する第2感圧チューブ(31)に対応する第2心拍信号の振幅の比に基づいて、就寝者の離床を予め検知するようにしてもよい。心拍成分に由来する心拍信号は、呼吸成分に由来する呼吸信号と比較して、比較的変動が小さいため、心拍信号の振幅の比を用いることで、離床の予測の精度を向上できる。
また、第1感圧チューブ(21)に対応する体動信号の振幅に対する第2感圧チューブ(31)に対応する体動信号の振幅の比に基づいて、就寝者の離床を予め検知するようにしてもよい。
以上説明したように、本発明は、就寝者の離床を予め検出するための離床予測装置について有用である。
10 睡眠判定装置(離床予測装置)
21 第1感圧チューブ(第1感圧部)
31 第2感圧チューブ(第2感圧部)
51 処理部
53 判定部
54 閾値設定部
21 第1感圧チューブ(第1感圧部)
31 第2感圧チューブ(第2感圧部)
51 処理部
53 判定部
54 閾値設定部
Claims (5)
- 寝具の中央部寄りに配置され、就寝者の体動に伴う圧力が作用するチューブ状の第1感圧部(21)と、
上記第1感圧部(21)よりも寝具の外縁部寄りに配置され、就寝者の体動に伴う圧力が作用するチューブ状の第2感圧部(31)と、
上記第1感圧部(21)と上記第2感圧部(31)のそれぞれの内圧の変化に基づき、各感圧部(21,31)に対応する体動信号を導出する処理部(51)と、
上記第1感圧部(21)に対応する生体信号と、上記第2感圧部(31)に対応する生体信号とに基づいて就寝者の離床を予め検出する判定部(53)と
を備えていることを特徴とする離床予測装置。 - 請求項1において、
上記判定部(53)は、上記第1感圧部(21)に対応する生体信号の振幅に対する上記第2感圧部(31)に対応する生体信号の振幅の比が所定の閾値を越えると、就寝者が離床すると判定するように構成される
ことを特徴とする離床予測装置。 - 請求項2において、
上記処理部(51)は、上記各感圧部(21,31)の内圧の変化に基づき、就寝者の呼吸又は心拍に由来する微動信号をそれぞれ抽出するように構成され、
上記判定部(53)は、上記第1感圧部(21)に対応する微動信号の振幅に対する上記第2感圧部(31)に対応する微動信号の振幅の比が所定の閾値を越えると、就寝者が離床すると判定するように構成される
ことを特徴とする離床予測装置。 - 請求項2において、
上記処理部(51)は、上記各感圧部(21,31)の内圧の変化に基づき、就寝者の呼吸又は心拍に由来する微動信号をそれぞれ抽出するように構成され、
上記判定部(53)は、上記第1感圧部(21)に対応する微動信号の振幅に対する上記第2感圧部(31)に対応する微動信号の振幅の比が所定の閾値を越え、且つ第2感圧部(31)に対応する微動信号のうち心拍成分に由来する信号の振幅の増大変化量が所定値を越えると、就寝者が離床すると判定するように構成される
ことを特徴とする離床予測装置。 - 請求項2乃至4のいずれか1つにおいて、
上記就寝者が安定在床状態であるときの上記第1感圧部(21)に対応する生体信号の振幅に対する上記第2感圧部(31)に対応する生体信号の振幅の比率が上記閾値として設定される閾値設定部(52)を備えている
ことを特徴とする離床予測装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013018956A JP2014147596A (ja) | 2013-02-01 | 2013-02-01 | 離床予測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013018956A JP2014147596A (ja) | 2013-02-01 | 2013-02-01 | 離床予測装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014147596A true JP2014147596A (ja) | 2014-08-21 |
Family
ID=51571150
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013018956A Pending JP2014147596A (ja) | 2013-02-01 | 2013-02-01 | 離床予測装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014147596A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017022165A1 (ja) * | 2015-07-31 | 2017-02-09 | ダイキン工業株式会社 | 生体情報取得装置 |
WO2019044619A1 (ja) * | 2017-08-30 | 2019-03-07 | 日本電気株式会社 | 生体情報処理システム、生体情報処理方法、及びコンピュータプログラム記録媒体 |
-
2013
- 2013-02-01 JP JP2013018956A patent/JP2014147596A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017022165A1 (ja) * | 2015-07-31 | 2017-02-09 | ダイキン工業株式会社 | 生体情報取得装置 |
WO2019044619A1 (ja) * | 2017-08-30 | 2019-03-07 | 日本電気株式会社 | 生体情報処理システム、生体情報処理方法、及びコンピュータプログラム記録媒体 |
JPWO2019044619A1 (ja) * | 2017-08-30 | 2020-10-01 | 日本電気株式会社 | 生体情報処理システム、生体情報処理方法、及びコンピュータプログラム |
JP7108267B2 (ja) | 2017-08-30 | 2022-07-28 | 日本電気株式会社 | 生体情報処理システム、生体情報処理方法、及びコンピュータプログラム |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6697985B2 (ja) | 生体情報出力装置 | |
JP4013195B2 (ja) | 就寝状態監視装置 | |
WO2016108582A1 (ko) | 스마트 침대 시스템 및 제어 방법 | |
JP2017080560A (ja) | 生体情報モニタリングシステム | |
JP3543392B2 (ja) | 睡眠時呼吸情報測定装置 | |
JP2012502671A (ja) | 臨床症状のモニタリング、予測及び治療 | |
KR20170035851A (ko) | 스마트 침대 시스템 및 제어 방법 | |
JP6311215B2 (ja) | 人存在不在検出方法及び人存在不在検出装置 | |
KR101647431B1 (ko) | 스마트폰을 이용한 실시간 수면 모니터링 시스템 | |
JP2004130012A (ja) | 生体信号強度測定方法、並びに就寝状態判定方法及び就寝状態監視装置 | |
JP6033699B2 (ja) | 生体監視システム | |
JP2000271103A (ja) | 無呼吸検出装置 | |
JP4342298B2 (ja) | 機器利用状況判定方法及び機器利用状況判定装置 | |
JP2011160852A (ja) | 覚醒状態検出装置 | |
JP2013153820A (ja) | ***予知装置及び***予知方法 | |
JP2007327993A (ja) | 音声モニタシステム、音声モニタ方法、プログラム、咳検出システム | |
JP2007151979A (ja) | 被験者健康状態見守り装置 | |
JP2014147596A (ja) | 離床予測装置 | |
JP2014147595A (ja) | 生体監視システム | |
WO2017188194A1 (ja) | 離床判定装置、離床判定システム、及び離床判定プログラム | |
CA3100475C (en) | Apparatus and a method for monitoring a patient during his sleep | |
JP4059298B2 (ja) | 体動判定装置 | |
JP2019154857A (ja) | 睡眠/覚醒判定システム | |
JP2008023052A (ja) | 体動判定装置 | |
JP2012110463A (ja) | 低呼吸検出装置 |