マットレス
【課題】褥瘡予防のための接触圧分散と、既に褥瘡が発生している場合の褥瘡緩和のための除荷との双方を達成することができるマットレスを提供する。
【解決手段】マットレス１を構成するための複数のエアセル３、身体の患部またはその近辺に取り付けられるマーカ６、各エアセル３に対するマーカ６の位置を検出する磁気検出センサ５、各エアセル３の内圧を検出する圧力検出センサ１４、および圧力検出センサ１４と磁気検出センサ５の検出出力に基づいてエアセル３の内圧を制御する圧力制御装置７を備えている。
【解決手段】マットレス１を構成するための複数のエアセル３、身体の患部またはその近辺に取り付けられるマーカ６、各エアセル３に対するマーカ６の位置を検出する磁気検出センサ５、各エアセル３の内圧を検出する圧力検出センサ１４、および圧力検出センサ１４と磁気検出センサ５の検出出力に基づいてエアセル３の内圧を制御する圧力制御装置７を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベッドや椅子などを利用する場合の身体への接触圧力を調整して接触圧分散を有効に図ることが可能なマットレスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、老人ホーム等に収容される寝たきりの高齢者や、病院における術後患者などは、就寝状態が長く継続するために褥瘡（床擦れ）が発生し易く、褥瘡が一度発生すると治りにくいため、褥瘡予防が強く望まれている。
【０００３】
褥瘡予防のためには、介護者が就寝者を抱きかかえるなどして就寝姿勢を変更することである程度は対処可能であるが、頻繁に就寝姿勢を変更することは、就寝者に余分な負担を強いるだけでなく、介護者にも過剰な労力を要することになる。このため、従来より、人手に頼り切りにならずに褥瘡発生を防止するための種々の褥瘡防止装置が提案されている。
【０００４】
従来のこのような褥瘡防止装置として、例えば、加圧／減圧の系統の異なる２種のエアセルを長手方向に沿って配置し、就寝者の生体情報から推定演算される睡眠段階情報に基づいて、各エアセルを交互に加圧および減圧制御するようにした就寝用具制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、他の従来技術として、例えば、直方形状をした左右一対のエアセルを長手方向に沿って多数配列するとともに、各エアセルには接触圧を検出する感圧センサを個別に設け、これらの感圧センサで測定される圧力検出信号に基づいて各エアセルの空気量を制御することで、就寝者の身体各部に加わる接触圧を時間的に平均化して褥瘡発生を防止するようにした装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２２９８７５号公報（第１０頁、図１）
【特許文献２】特開２０００−１８９４７２号公報（第１２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
最近ではＱＯＬ（Ｑｕａｌｉｔｙ Ｏｆ Ｌｉｆｅ）向上の高まりにより、褥瘡発生を防止するだけでなく、就寝者の身体に既に褥瘡が発生した場合、この褥瘡発生部位が寝具から受ける接触圧を低減して褥瘡緩和を図り、就寝者を快適に就寝させたいとの要請も強くなっている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１記載の装置は、加圧／減圧するエアセルが２系統に分かれている構成であるため、人体の複雑な形状凹凸に追随した接触圧分散を精度良く行うことが難しい。しかも、仮に褥瘡が発生した特定部位に対してエアセルを減圧することで高い接触圧を受けないようにできたとしても、減圧したエアセルの周辺に位置するエアセルとの間に生じる圧力勾配を考慮していないため、減圧したエアセル以外のエアセルに新たに生じる高接触圧領域の形成によって、現在褥瘡を生じている部位以外の部位に褥瘡を誘発する恐れがある。
【０００９】
また、褥瘡が発生し易い部位は、骨突出部などのように局部的に高い接触圧を受けるところであるが、特許文献２記載の装置のように、就寝者の身体各部位がマットレス面から常に時間的に平均化された接触圧を受けるように周期的にエアセルを加減圧制御するだけでは、骨突出部等のように局部的に高い接触圧を受ける部位の褥瘡発生を有効に防止することが難しい。ましてや、既に褥瘡が発生した部位の接触圧の緩和を図ることは極めて困難である。
【００１０】
本発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、身体に特別な高接触圧部位が発生しないように、エアセル内の圧力制御によって接触圧分散を促して褥瘡予防を図るとともに、既に褥瘡が発生している場合には、その褥瘡発生部位を簡単な構成でもって精度良く特定して当該部位に加わる接触圧を低減することで褥瘡緩和を図り、ＱＯＬを向上させることができるマットレスを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明のマットレスは、複数のエアセルと、身体の患部またはその近辺に取り付けられるマーカと、上記各エアセルに対するマーカの位置を検出するマーカ位置検出手段と、上記各エアセルの内圧を検出する圧力検出センサと、上記圧力検出センサで検出されたエアセルの内圧および上記マーカ位置検出手段で検出されたマーカ位置の情報の少なくとも一方の検出出力に基づいて各々のエアセルに対して空気を吸排気してエアセルの内圧を制御する圧力制御装置とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のマットレスは、圧力検出センサによって全てのエアセルの内圧を計測することによって、各エアセルの内圧を人体の圧力分布を考慮して予め設定された目標値へ整定させるので、身体の特定部位が高い接触圧を受けるのが抑制され、褥瘡予防を図ることができる。
【００１３】
また、既に褥瘡が発生している場合には、その褥瘡が発生している患部にマーカを取り付け、このマーカをマーカ位置検出手段によって検出して当該患部における接触圧を低減するようにしているので、褥瘡緩和を図ることができる。
このように、本発明のマットレスは、褥瘡予防および褥瘡緩和の双方を達成できるため、ＱＯＬを向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１におけるマットレスを示す断面図、図２は同マットレスを構成するエアセルの配列を示す平面図、図３は同マットレスのクッション材を除いた全体構成を示す斜視図、図４はマットレスを構成するクッション材とエアセルを拡大して示す断面図である。
【００１５】
この実施の形態１のマットレス１は、例えば発泡ウレタンなどの低反発性素材からなる上下一対のクッション材２と、このクッション材２の間に配置された多数個のエアセル３とを備える。
【００１６】
各エアセル３は、シリコン樹脂からなる直方体状のもので、その内部は空気が注入できるように中空に形成されており、これらのエアセル３がクッション材２の長手方向および短手方向に沿ってそれぞれ複数個づつ平面状に配置されている。具体例として、エアセル３を構成するシリコン樹脂の肉厚は２ｍｍｔ、外形寸法は６０ｍｍＷ×６０ｍｍＬ×５０ｍｍＨであり、これらの各エアセル３がクッション材２の長手方向に６個、短手方向に７個、それぞれ平面状に配置される。
【００１７】
このように、本発明における個々のエアセル３の上面の寸法は従来に比べて十分に小さいので、身体の各部位に接触するエアセル３の内圧をより細かく制御することができるため、身体に加わる負荷を少なくできる効果がある。
【００１８】
そして、各エアセル３には、エアセル３と同じ材質でできた吸排気用のチューブ４の一端が個別に接続され、各チューブ４の他端は図示しないコネクタを介して流路分配器２１に接続されている。また、各々のエアセル３の上面には凹部３ａが形成され、この凹部３ａ内に後述するマーカ６の位置を検出するマーカ位置検出手段としての磁気検出センサ５が接着固定されている。さらに、磁気検出センサ５の上面には集磁効果を促進する集磁箔８が設置されている。そして、各磁気検出センサ５は、リード線１８ａを介して上記の圧力制御装置７に接続されている。
【００１９】
磁気検出センサ５は、ホール素子、磁気抵抗素子、ピックアップコイルなどが適用される。特に、温度補償回路、オフセット補償回路、増幅回路等が一体となり１チップで構成されたホールＩＣが小型で使い易く、例えばＡ３５１５ＬＵＡ（アレグロ社製）などを好適に使用できる。
【００２０】
なお、この実施の形態１では、エアセル３やクッション材２の上面に余分な凹凸が生じないように、磁気検出センサ５をエアセル３の凹部３ａ内に収納しているが、磁気検出センサ５が薄型であって、設置後にエアセル３やクッション材２の表面に凹凸が生じなければ凹部３ａを省略してもよい。また、外付け回路として、増幅回路、フィルタ回路を追加してもよい。
【００２１】
また、就寝者あるいは座りきり者の身体に生じた褥瘡発生部が受ける接触圧を選択的に低減したい場合には、褥瘡発生箇所にマーカ６が取り付けられる。この場合のマーカ６としては、例えば、磁気粉末を樹脂に混合してシート状に成形してなるシート磁石が使用される。磁気粉末としては、例えば、Ｓｍ−Ｃｏ、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ、フェライトなどがある。また、このマーカ６から発生される磁束を集磁する集磁箔８としては、例えば高透磁率を有するアモルファス磁性体、ファインメット（日立金属製）などが使用される。
【００２２】
図５は本発明の実施の形態１におけるマットレス１が備える圧力制御装置７の構成を示すブロック図である。
この圧力制御装置７は、各々のエアセル３に対して空気を吸排気するためのポンプ１０と、アクチュエータ１９とを備える。ポンプ１０は、吸気口と排気口の２口をもっている。また、アクチュエータ１９は、ポンプ１０による加圧もしくは減圧のいずれか一方のモードを選択する第１の電磁弁１１ａ、１１ｂと、主としてエアセル３の定常状態での内圧を計測するために使用する第２の電磁弁１２と、エアセル３に対して個別に設けられた第３の電磁弁１３とからなる。
【００２３】
上述の流路分配器２１は、第３の電磁弁１３とマニホールド２３とがユニット化されてなり、各エアセル３は、チューブ４を介してマニホールド２３に接続され、各チューブ４の途中に第３の電磁弁１３が設けられている。また、第２の電磁弁１２とマニホールド２３との間を接続する配管２２の途中には各エアセル３の内圧を計測する圧力検出センサ１４が接続されている。
【００２４】
さらに、圧力制御装置７は、磁気検出センサ５および圧力検出センサ１４からの出力信号をデジタル化して取り込むＡ／Ｄ変換部１５と、これらのセンサ５、１４の検出出力を取り込んで各エアセル３の内圧を制御する演算制御部１６と、この演算制御部１６の演算結果に基づいてアクチュエータ１９を制御する制御信号をアナログ化して出力するＤ／Ａ変換部１７とを有している。ここで、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄは、Ｄ／Ａ変換部１７からのリード線であり、それぞれ第３の電磁弁１３、第２の電磁弁１２、第１の電磁弁１１ａならびに１１ｂへ配線される。また、１８ｂは、圧力制御装置７と流路分配器２１内の第３の電磁弁１３とを適当なコネクタによって配線される。
【００２５】
図６は、図５に示した圧力制御装置７の一連の制御演算を実施する電気系統の全体のハードウェアの具体的構成を示しており、図５と対比した場合、複数の検出出力を１つのＡ／Ｄ変換部１５で読み込むためのマルチプレクサ２７と、Ｄ／Ａ変換部１７から出力される信号を増幅するための電力増幅器２８を追記している。
【００２６】
そして、上記の圧力制御装置７の演算制御部１６に所定の制御プログラムをインストールすることにより、特許請求の範囲における圧力整定機能部、および選択的減圧機能部が構成されている。
【００２７】
次に、褥瘡予防のために、個々のエアセル３の内圧を目標値に整定させる圧力制御について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。なお、以下において符号Ｓは各処理ステップを意味する。
【００２８】
褥瘡予防のために、個々のエアセル３の内圧を目標値に整定させる圧力制御は、マーカ位置検出手段である磁気検出センサ５の検出出力は利用されず、専ら圧力検出センサ１４の検出出力に基づいて各エアセル３の内圧が制御される。
【００２９】
すなわち、まず、制御対象であるエアセル３に連結した第３の電磁弁１３を開き、かつ第２の電磁弁１２を閉じてから所定の時間Ｔｓが経過した時点で圧力検出センサ１４によって制御対象である一つのエアセル３の現在の内圧値Ｐ（ｉ）を読み込む（Ｓ１）。
【００３０】
次に、こうして読み込んだ一つのエアセル３の現在の内圧値Ｐ（ｉ）を予め設定された目標値Ｐｄと比較する（Ｓ２）。ここに、褥瘡予防を図る場合において、エアセル３の内圧の目標値Ｐｄは、身体の圧力分布を考慮して各エアセル３ごとに適切な値が個別に設定されている。例えば、就寝時の身体の体重分布から割り出した各部位ごとの体重を、各エアセル３の表面積で除算して得られる単位エアセルあたりの接触圧に基づいて目標値Ｐｄが設定される。なお、このエアセル３の内圧計測時には、本例の場合、第１の電磁弁１１ａならびに１１ｂは、空気を大気中へ排出する減圧モードに設定される。
【００３１】
そして、制御対象である一つのエアセル３の内圧値Ｐ（ｉ）が目標値Ｐｄよりも小さい場合には加圧制御を行う（Ｓ３）。すなわち、具体的動作としては、第２、第３の電磁弁１２、１３を開き、かつ第１の電磁弁１１ａ、１１ｂでポンプ１０を加圧モードに切換えることによって、該当エアセル３に対して加圧制御を実施し、再度、Ｓ１に戻って、所定時間Ｔｓが経過した時点のエアセル３の現在の内圧値Ｐ（ｉ）を読み込んで目標値Ｐｄと比較する。
【００３２】
これとは逆に、制御対象である一つのエアセル３の内圧値Ｐ（ｉ）が目標値Ｐｄよりも大きい場合は減圧制御を行う（Ｓ４）。すなわち、具体的動作としては、第２、第３の電磁弁１２、１３を開き、かつ第１の電磁弁１１ａ、１１ｂでポンプ１０を減圧モードに切換えることによって、該当エアセル３に対して減圧制御を実施し、再度、Ｓ１に戻って、所定時間Ｔｓが経過した時点のエアセル３の現在の内圧値Ｐ（ｉ）を読み込んで目標値Ｐｄと比較する。
【００３３】
そして、現在の内圧値Ｐ（ｉ）が目標値Ｐｄの許容範囲（＝Ｐｄ±α、αは許容マージン）内に達した場合には、該当するエアセル３の圧力制御を完了する（Ｓ５）。次いで、全てのエアセル３について目標値への圧力整定が完了したか否かを判定し（Ｓ６）、全エアセル３についての処理が完了していれば圧力制御を終了する。一方、すべてのエアセル３について目標値への圧力整定が未完了ならば、制御対象とするエアセル３の番号ｉを増やして、次のエアセル３の圧力制御に移行するためにＳ１に戻る。このようにして、全エアセルについて、その内圧が予め設定された目標値になるように圧力制御が行われる。
【００３４】
ところで、この実施の形態１のマットレス１において、加減圧時の圧力検出センサ１４は、物理的にはポンプの過渡的な吸排気圧を計測しているに過ぎず、エアセル３内の実際の圧力を直接計測しているわけではないので、第２の電磁弁１２を閉じた後に圧力検出センサ１４で検出されるエアセル３内の圧力が定常状態になるまでにはある程度のタイムラグが生じる。
【００３５】
そこで、上記のＳ１〜Ｓ４においてエアセル３の加圧制御あるいは減圧制御を行う際に、圧力整定までに要する時間Ｔｓを考慮し、かつエアセル３の内圧目標値に達するまでの応答速度を調整する重みβを予め設定し、時分割でアクチュエータ１９を動作させて加減圧制御することで、エアセル３の内圧を目標値の許容範囲（＝Ｐｄ±α）内に整定するようにしている。
【００３６】
例えば、加圧制御の場合は、図８に示すように、圧力整定までに要する時間Ｔｓと、重みβを予め設定し、圧力検出センサ１４の信号が、目標値Ｐｄと重みβとの和で与えられる圧力検出センサ１４の上限値を上回った場合には、直ちに加圧制御を中断して、所定時間Ｔｓの経過後にエアセル３の内圧を計測する。
【００３７】
一方、エアセルの減圧制御の場合には、加圧制御を行う場合と逆の動作、すなわち図９に示すように、圧力整定までに要する時間Ｔｓと、重みβを予め設定し、圧力検出センサ１４の信号が、目標値Ｐｄと重みβとの差で与えられる圧力検出センサ１４の下限値を下回った場合には、直ちに減圧制御を中断して、所定時間Ｔｓの経過後にエアセル３の内圧を計測する。
【００３８】
このような動作を時分割で繰り返すことによって、各々のエアセル３の内圧が、身体の圧力分布を考慮して予め設定された各目標値の許容範囲内に個別に整定されるため、身体の特定部位のみがマットレス１から高い接触圧を受けるといったことがなくなり、褥瘡予防を図ることができる。
【００３９】
なお、各エアセル３の内圧を目標値の許容範囲内に個別に整定する圧力制御では、吸排気圧の上限および下限を規定する重みβを固定としているが、この重みβを可変パラメータとし、例えば、内圧の目標値Ｐｄとの偏差が大きい場合は重みβを大きくし、目標値Ｐｄの近傍に近づくにつれて重みβを小さくしていってもよい。これにより、短時間の内にエアセル３の内圧を目標値の許容範囲内に収束させることができるので、圧力制御の速応性を改善することができる。
【００４０】
また、図７のフローチャートに示す圧力制御では、各エアセル３の現在の内圧Ｐ（ｉ）を検出するたびに、その都度、当該エアセル３を対象としてその内圧Ｐ（ｉ）が目標値の許容範囲（＝Ｐｄ±α）内になるように整定しているが、これに限らず、例えば全てのエアセル３について現在の内圧を予め計測してそれらのデータを格納した後、現在の内圧Ｐ（ｉ）と目標値Ｐｄとの偏差が大きいエアセル３を抽出し、その抽出したエアセル３から優先的に圧力制御を実施してもよい。これにより、エアセルの内圧が高い高接触圧領域を早期に検出して褥瘡の発生を抑えると共に、内圧整定に要する時間を短縮化することもできる。
【００４１】
次に、褥瘡緩和のために褥瘡発生部位に対応した特定のエアセル３について選択的に減圧制御を実行するにあたり、接触圧を低減したい褥瘡部位に取り付けられたマーカ６直下に位置するエアセル３を磁気検出センサ５を用いて特定するための原理について説明する。
【００４２】
図１０に示すように、褥瘡患部もしくは患部近傍に取り付けられマーカ６と磁気検出センサ５との相対位置が変化すると、両者５、６の相対位置に応じて磁気検出センサ５の検出出力（出力電圧）が変化する。
【００４３】
すなわち、図１１に示すように、磁気検出センサ５の検出出力は、マーカ６が磁気検出センサ５の直上に存在するときに最も高く、マーカ６と磁気検出センサ５の相対的な位置関係がずれるのに伴って磁気検出センサ５の検出出力は次第に小さくなる。
【００４４】
そこで、図１１に示した特性関係に基づいて、予め磁気検出センサ５の検出出力に対する電圧閾値Ｖ０を設定する。この場合の電圧閾値Ｖ０は、エアセル３への実装状態や磁気検出センサ５の検出特性等のバラツキを考慮して設定される。そして、この電圧閾値Ｖ０を圧力制御装置７の演算制御部１６内の図示しないメモリなどに記憶しておく。
【００４５】
これによって、接触圧を低減したい褥瘡部位に取り付けられたマーカ６が磁気検出センサ５の直上、ないしその近傍の位置に存在する場合には、磁気検出センサ５の出力電圧が電圧閾値Ｖ０を越えるので、これによってマーカ６直下に位置するエアセル３を特定することができ、このようにして特定されたエアセル３を選択的に減圧制御することができる。
【００４６】
次に、褥瘡予防のために個々のエアセル３の内圧を目標値に整定させる圧力制御、ならびに、褥瘡緩和のために褥瘡発生部位に対応した特定のエアセル３についての選択的な減圧制御を一定周期で繰り返して行う場合の全体的な制御動作について、図１２に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４７】
まず、圧力制御装置７の演算制御部１６は、各エアセル３に設けられている各磁気検出センサ５のオフセット量を検出するために、各磁気検出センサ５の出力電圧（ｉ＿ｍｓ＿ｉ）を読み込み、これを基準電圧とする（Ｓ１１）。
【００４８】
次に、就寝者あるいは座りきり者の身体の褥瘡発生部位にマーカ６を取り付け、その人体がマットレス１に就寝あるいは着座する（Ｓ１２）。このステップは、場合によっては、次のＳ１３の処理後にマーカ６を取り付けてもよい。
【００４９】
次いで、個々のエアセル３の内圧が各エアセル３ごとに設定された目標値の許容範囲内（＝Ｐｄ±α）となるように整定する圧力制御を実施する（Ｓ１３）。この場合の圧力制御の詳細は、既に図７のフローチャートで示した制御内容と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００５０】
続いて、全てのエアセル３を対象として、各磁気検出センサ５で検出された出力電圧（ｆｓ＿ｍｓ＿ｉ）を読み込む（Ｓ１４）。そして、各磁気検出センサ５の検出電圧の絶対値ａｂｓ（ｆｓ＿ｍｓ＿ｉ）とオフセットとなる基準電圧の絶対値ａｂｓ（ｉ＿ｍｓ＿ｉ）との差分を計算し、この差分を予め設定された電圧閾値Ｖ０と比較する（Ｓ１５）。なお、この電圧閾値Ｖ０は、前述のように、図１１に示した特性曲線に基づいて設定されている。
【００５１】
ここで、接触圧を低減したい褥瘡部位に取り付けられたマーカ６が磁気検出センサ５の直上、ないしその近傍の位置に存在する場合には、検出電圧の絶対値ａｂｓ（ｆｓ＿ｍｓ＿ｉ）とオフセットとなる基準電圧の絶対値ａｂｓ（ｉ＿ｍｓ＿ｉ）との差分が前述の電圧閾値Ｖ０を越えるので、このような電圧閾値Ｖ０を越える磁気検出センサ５の検出出力が得られるエアセル３を特定する。なお、ここでは、電圧閾値Ｖ０を越える磁気検出センサ５の検出出力が得られる位置にあるエアセル３は一つだけであるので、一つのエアセル３のみが特定される。
【００５２】
そして、電圧閾値Ｖ０を超えた該当エアセル３を対象として減圧制御を実行する（Ｓ１６）。また、この場合の減圧制御の仕方は、図７のＳ４における減圧制御の場合と基本的に同じである。一方、Ｓ１５で上記条件を満足しない場合にはステップＳ１４へ戻って再度マーカ６に対応した位置にあるエアセル３を特定する。
【００５３】
ここで、上記の褥瘡緩和のために褥瘡発生部と対応した位置にあるエアセル３の内圧を下げる選択的な減圧制御を行う場合、特定されたエアセル３の内圧を局所的に低下させると、減圧されたエアセルとその周辺のエアセル間の急な圧力勾配、もしくは高接触圧領域の形成により、他の部位の接触圧が増大して褥瘡が発生するおそれがある。
【００５４】
そこで、この実施の形態１では、該当エアセルの減圧制御が終了した時点で、減圧されたエアセル３の内圧はそのままの状態にして、その減圧されたエアセル３の周辺に位置する他のエアセル３を圧力制御する（Ｓ１７）。この場合、例えば、各エアセル３の目標値Ｐｄに対する重み付け係数ｋを予め設定しておき、減圧されたエアセル周辺のエアセル３に対してはｋ・Ｐｄを新たな目標値として圧力制御を行う。これにより、減圧されたエアセル３とその周辺のエアセル３との間に生じる圧力勾配、もしくは高接触圧領域が形成されるのを抑制できるため、他の部位に新たに褥瘡が発生するといった不具合を防止することができる。
【００５５】
次に、適正な待ち時間が経過した後（Ｓ１８）にＳ１４に戻る。なお、この待ち時間は、就寝者あるいは座りきり者の健康状態に応じて、任意に設定できる。これは、人が寝返りを打つなど、身体に取り付けたマーカ６がマットレス１に対して移動する場合があるため、それに対応できるように減圧制御を自動追従する必要があるためである。
【００５６】
このように、この実施の形態１では、個々のエアセル３の内圧を目標値に整定させる圧力制御、ならびに褥瘡発生部位に対応した特定のエアセル３についての選択的な減圧制御を一定周期で繰り返して行うので、褥瘡予防と褥瘡緩和とを同時に達成することができる。
【００５７】
実施の形態２．
上記の実施の形態１では、電圧閾値Ｖ０を一つだけ設定しているので、減圧制御対象となるエアセル３は、マーカ６の直下に位置する一つのエアセル３に限られているが、このようにエアセル３を一つだけ減圧制御対象とする場合には褥瘡緩和を十分に図ることが難しい状況が発生する。例えば、マーカ６の位置が隣接するエアセル３の中間にあるような場合、つまり褥瘡発生部位が隣接するエアセル３間にまたがって位置してるような場合には、単一のエアセル３のみを減圧制御するだけでは不十分である。
【００５８】
そこで、この実施の形態２では、選択的な減圧制御を実施する制御対象となるエアセル３を、磁気検出センサ５に対するマーカ６の位置に応じて１個、２個、４個という単位で切り替えることで選択的な減圧制御を行うようにしている。
【００５９】
すなわち、図１３（ａ）に示すように、マーカ６が磁気検出センサ５の直上もしくはその近傍に存在する場合には、減圧制御対象となるエアセル３を１個とする。また、同図（ｂ）に示すように、マーカ６が互いに隣接する左右２つまたは上下２つのエアセル間に存在している場合には、減圧制御対象となるエアセル３を２個とする。また、同図（ｃ）に示すように、マーカ６が互いに隣接する４個のエアセル３の中央付近に存在している場合には、減圧制御対象となるエアセル３を４個とする。なお、選択的な減圧制御対象となるエアセル３を最大で４個としているのは、褥瘡の大きさを最大で数センチメートル程度と仮定しているためであるが、これに限らず、それ以上の数のエアセルを減圧制御対象とすることも可能である。
【００６０】
そして、前述のごとく、マーカ６と磁気検出センサ５との相対位置に対する磁気検出センサ５の検出出力（出力電圧）の関係は、図１４に示す特性を示すので、磁気検出センサ５に対するマーカ６の位置が図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示した状態にあると、磁気検出センサ５の出力電圧もこの図１３（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の順に次第に低下する。
【００６１】
したがって、例えば、複数個の電圧閾値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を設定し、磁気検出センサ５の電圧出力が第１の電圧閾値Ｖ１を越えた場合には、褥瘡部位に取り付けたマーカ６の位置が図１３（ａ）に示す状態にあるものと判断して１つのエアセル３を選択的に減圧制御する。また、第２の電圧閾値Ｖ２を越えて第１の電圧閾値Ｖ１以下であれば、マーカ６の位置が図１３（ｂ）に示す状態にあるものと判断して２つのエアセル３を選択的に減圧制御する。また、第３の電圧閾値Ｖ３を越えて第２の電圧閾値Ｖ２以下であれば、マーカ６の位置が図１３（ｃ）に示す状態にあるものと判断して４つのエアセル３を選択的に減圧制御する。さらに、磁気検出センサ５の電圧出力が第３の電圧閾値Ｖ３以下であれば、マーカ６なしと判断して減圧制御を実施しないようにする。
【００６２】
次に、この実施の形態２において、褥瘡予防のために個々のエアセル３の内圧を目標値に整定させる圧力制御、ならびに、褥瘡緩和のために褥瘡発生部位に対応した特定のエアセル３についての選択的な減圧制御を一定周期で繰り返して行う場合の全体的な制御動作について、図１５に示すフローチャートを参照して説明する。この場合、選択的な減圧制御を行う制御対象となるエアセル３の数は、マーカ６と磁気検出センサ５との相対位置の違いによって、図１３（ａ）〜（ｃ）に示したように１個、２個、４個のいずれかに選択される。
【００６３】
まず、圧力制御装置７の演算制御部１６は、各エアセル３に設けられている各磁気検出センサ５のオフセット量を検出するために、各磁気検出センサ５の出力電圧（ｉ＿ｍｓ＿ｉ）を読み込み、これを基準電圧とし（Ｓ１１）、次に、就寝者あるいは座りきり者の身体の褥瘡発生部位またはその近傍にマーカ６を取り付け、その人体がマットレス１に就寝あるいは着座する（Ｓ１２）。そして、個々のエアセル３の内圧が各エアセル３ごとに設定された目標値の許容範囲内（＝Ｐｄ±α）となるように圧力を整定する圧力制御を実施する（Ｓ１３）。続いて、全てのエアセル３を対象として、各磁気検出センサ５で検出された出力電圧（ｆｓ＿ｍｓ＿ｉ）を個々に読み込む（Ｓ１４）。ここまでの制御動作は、図１２のフローチャートに示したＳ１１〜Ｓ１４の内容と同じである。
【００６４】
次に、各磁気検出センサ５の検出電圧の絶対値ａｂｓ（ｆｓ＿ｍｓ＿ｉ）とオフセットとなる基準電圧の絶対値ａｂｓ（ｉ＿ｍｓ＿ｉ）との差分を計算し、この差分を予め設定された電圧閾値Ｖ１と比較する（Ｓ２１）。なお、この電圧閾値Ｖ１は、図１４に示した特性曲線に基づいて設定されたものである。
【００６５】
ここで、図１３（ａ）に示したようにマーカ６が磁気検出センサ５の直上、ないしその近傍の位置に存在する場合には、検出電圧の絶対値ａｂｓ（ｆｓ＿ｍｓ＿ｉ）とオフセットとなる基準電圧の絶対値ａｂｓ（ｉ＿ｍｓ＿ｉ）との差分は電圧閾値Ｖ１を越えるので、このような電圧閾値Ｖ１を越える検出出力が得られるエアセル３を抽出する。ここでは電圧閾値Ｖ１を越える検出出力が得られるエアセル３は１つだけなので、この１つのエアセル３を対象として減圧制御を実行する（Ｓ２２）。
【００６６】
一方、Ｓ２１において上記差分が電圧閾値Ｖ１を越えない場合には、引き続いて、互いに隣接する４つのエアセル３を単位として計測対象とし、各磁気検出センサ５の出力電圧の差分が電圧閾値Ｖ２を超えＶ１以下となる検出出力が得られるエアセル３を調べて（Ｓ２３）、この条件に該当するエアセル３を抽出する。ここでは差分がＶ２を越えＶ１以下となる検出出力が得られるのは図１３（ｂ）に示す状態にあるときなので、互いに隣接する２個のエアセル３を対象として減圧制御を実行する（Ｓ２４）。
【００６７】
一方、Ｓ２３で各磁気検出センサ５の出力電圧の差分がＶ２を超えＶ１以下となる検出出力が得られるエアセル３が存在しない場合には、次に、互いに隣接する４つのエアセル３を単位として計測対象とし、各磁気検出センサ５の出力電圧の差分が電圧閾値Ｖ３を超えＶ２以下となる検出出力が得られるエアセル３を調べて（Ｓ２５）、この条件に該当するエアセル３を抽出する。ここでは差分がＶ３を越えＶ２以下となる検出出力が得られるのは図１３（ｃ）に示す状態にあるときなので、互いに隣接する４個のエアセル３を対象として減圧制御を実行する（Ｓ２６）。
【００６８】
さらに、Ｓ２５で各磁気検出センサ５の出力電圧の差分がＶ３を超えＶ２以下となる検出出力が得られるエアセル３が存在しない場合には、マーカ６が存在せず減圧制御対象となるエアセル３は無しと判断し、減圧制御は実行しない（Ｓ２７）。
【００６９】
そして、Ｓ２２、Ｓ２４、Ｓ２６での減圧制御、またはＳ２７での非減圧制御が終了した時点で、減圧されたエアセル３の内圧はそのままの状態にして、その周辺に位置する他のエアセル３の圧力制御を行う（Ｓ２８）。この場合の圧力制御の動作は、図１２のフローチャートに示したＳ１７の内容と同じである。これにより、減圧されたエアセル３とその周辺のエアセル３との間に生じる圧力勾配、もしくは高接触圧領域が形成されるのを抑制できるため、褥瘡緩和した部位を除く他の部位に新たに褥瘡が発生するといった不具合を防止することができる。
【００７０】
次に、適正な待ち時間が経過した後（Ｓ２９）にＳ１４に戻る。なお、この待ち時間は、就寝者あるいは座りきり者の健康状態に応じて、任意に設定できる。これは、前述のように、人が寝返りを打つなど、身体に取り付けたマーカ６がマットレス１に対して移動する場合があるため、それに対応できるように減圧制御を自動追従する必要があるためである。
【００７１】
以上のように、この実施の形態２では、マーカ６の検出位置に応じて減圧制御対象となるエアセル３の個数を切り替えるので、実施の形態１に比べて一層褥瘡緩和を図ることができる。
【００７２】
実施の形態３．
上記の実施の形態１、２では、各エアセル３の内圧を目標値に整定させる際、各エアセル３の現在の内圧Ｐ（ｉ）を検出すると、引き続いて、当該エアセル３を対象としてその内圧Ｐ（ｉ）が目標値の許容範囲内になるように逐次圧力制御を実施している。
【００７３】
これに対して、この実施の形態３では、全エアセル３を対象として現在の個々の内圧を計測してそのデータを格納した後、現在の内圧Ｐ（ｉ）と目標値Ｐｄとの偏差が大きいエアセル群を抽出する。そして、その抽出したエアセル群を対象として同時に加圧ないし減圧制御を実施する。
【００７４】
例えば、目標値に対して現在検出される内圧が低くて加圧対象となるエアセル群については、そのエアセル群に連結されている第３の電磁弁１３を同時に開き、かつ第２の電磁弁１２を閉じて加圧対象のエアセル群の内圧を計測する。この場合に計測されている加圧対象のエアセル群の内圧は、一定時間後に一定値となるので、次の段階では、第２の電磁弁１２を開き、加圧対象のエアセル群に含まれるエアセル３について、エアセル群に直結された第３の電磁弁１３を同時に開き、圧力制御をしてエアセル群の内圧が目標値の許容範囲になるように整定させる。また、逆に目標値に対して現在検出されている内圧が高くて減圧対象となるエアセル群に対しても、これと同様な方法で内圧が目標値の許容範囲内になるように整定させる。
【００７５】
このようにすれば、実施の形態１、２のように、各エアセル３の内圧を目標値に整定させる際、各エアセル３の現在の内圧Ｐ（ｉ）を検出するたびに、引き続いて、当該エアセル３を対象としてその内圧Ｐ（ｉ）が目標値の許容範囲内になるように逐次圧力を整定する場合に比べて、複数のエアセルを同時に圧力制御するので、圧力制御による内圧整定に要する時間を短縮化することができる。
【００７６】
実施の形態４．
上記の実施の形態１では、エアセル３の上面に設けた凹部３ａに磁気検出センサ５を配置しているが、この実施の形態４では、図１６および図１７に示すように、互いに隣接するエアセル３の角部の突き合せ箇所に磁気検出センサ５を配置している。すなわち、互いに隣接する４つのエアセル３の突き合せ箇所にできる隙間部分を利用して磁気検出センサ５が配置されている。
【００７７】
このような位置に磁気検出センサ５を設置するためには、例えば、可撓性の薄いシート（例えばテフロン（登録商標）シート）２０を適用し、このシート２０の下面に磁気検出センサ５を接着固定し、このシート２０をクッション材２とエアセル３との間に挟み込んで、各磁気検出センサ５を各エアセル３の突き合せ箇所にできた隙間部分に装着する。
【００７８】
このように、シート２０を利用して磁気検出センサ５を取り付けるようにすれば、磁気検出センサ５を圧力制御装置７に電気的に接続するリード線１８ａをシート２０上に配線することができるため、磁気検出センサ５の配線と圧力制御に利用するチューブ４とをエアセル３を上下に挟むように分離して構成することができる。このため、リード線１８ａやチューブ４の確保が容易になり構成を簡素化することができる。また、エアセル３上面に凹部３ａを設ける必要もないため、エアセル３の製作も容易になる。さらにまた、エアセル３の隙間部分を利用して集磁のための板等を拡大して設置できるので、マーカ６の検出性能を向上することが可能となる。
なお、このようなシート２０を用いずに、上側のクッション材２の下面のエアセル３の突き合せ箇所に対応する位置に予め磁気検出センサ５を直接接着することも可能である。
【００７９】
実施の形態５．
上記の実施の形態１では、個々のエアセル３について１つの磁気検出センサ５を配置している。この構成の場合、使用する磁気検出センサ５の性能やマーカ６の性能等によっては、互いに隣接するエアセル３の間にマーカ６が位置したときには、磁気検出センサ５の検出出力が小さくなってマーカ６の位置を精度良く特定できない場合がある。
【００８０】
そこで、この実施の形態５では、図１８に示すように、各エアセルの上面に２つの磁気検出センサ５ａ、５ｂを設けている。そして、互いに隣接するエアセル３間で磁気検出センサ５ａ、５ｂの縦横の配置状態が変わるように取り付けるとともに、各エアセル３ごとに磁気検出センサ５ａ、５ｂの出力を加算して圧力制御装置７に送出するように構成されている。
【００８１】
このように、各エアセル３について２つの磁気検出センサ５ａ、５ｂを縦横の配置状態が変わるように設置し、かつ、両センサ５ａ、５ｂの加算出力を用いることで、実施の形態１、２の場合よりもさらにマーカ６の検出性能を向上させることができる。
なお、各エアセル３に対する磁気検出センサの数は２つに限るものではなく、これよりも多い数の磁気検出センサを設置して加算出力を得るようにすることも可能である。
【００８２】
実施の形態６．
この実施の形態６におけるマットレス１の全体構成は図１ないし図６に示した実施の形態１の場合と同じであるが、この実施の形態６の特徴として、圧力制御装置７の演算制御部１６は、エアセル３の圧力制御前あるいは後に圧力検出センサ１４の検出出力Ｐ（ｉ）を読み込んで定常状態の内圧を一定時間にわたって計測し、その内圧が徐々に低下するか否かを判断する。そして、定常状態の内圧が徐々に低下するときには、エアセル３あるいはチューブ４や配管２２等に空気漏れ等の異常が発生しているものと判断する。
【００８３】
また、圧力制御装置７の演算制御部１６は、マーカ６がマットレス１上に存在しない状態において、全磁気検出センサ５からの検出出力を読み込み、初期調整時の出力電圧に対して明らかに差異が大きい検出出力が存在する場合には、該当する磁気検出センサ５の故障あるいはリード線１８ａの断線などの異常が発生しているものと判断する。
【００８４】
そして、圧力制御装置７は、マットレス１の構成要素の異常を検知したときには、これに応じてブザーを鳴らしたりランプ等を点滅したり、あるいはディスプレイを点滅して異常発生を外部に報知する。これにより、ユーザに構成要素の交換を促すことができる。
【００８５】
なお、マットレス１に設けたディスプレイに上記のような異常発生を報知するだけでなく、圧力整定状態や選択的減圧状態を表示して、介護者等に視覚的に圧力制御状態を知らせるようにすることも可能である。
【００８６】
実施の形態７．
上記の各実施の形態１〜５では、褥瘡予防や褥瘡緩和を行う場合の圧力制御について説明したが、この実施の形態７では、エアセル３の内圧を特定のパターンによって圧力制御することによって、就寝者および座りきり者に対してマッサージ効果を促すようにしたものである。例えば、圧力制御装置７は、全エアセル３の内圧を予め計測して内圧の高いエアセル３を検出し、それらに該当するエアセル３を加圧あるいは減圧することによって、当該エアセル３に接触している身体部位の血行を促進する。
【００８７】
このマッサージ機能は、予め内圧の上限値と下限値の範囲内で、圧力制御をかけることによってエアセル３の膨張／収縮を実現してもよいが、特にエアセルの厳密な圧力調整を必要としないならば、例えば圧力検出センサ１４の出力がＰｄ＋βとなるまで加圧（つまり膨張）して、次に圧力検出センサ１４の出力がＰｄ−βとなるまで減圧（つまり収縮）する一連の動作を、任意のエアセルに実行させるという簡易的な動作を行わせてもよい。
【００８８】
上記の各実施の形態１〜７について、次の変形例や応用例を考えることができる。
（１）上記の各実施の形態１〜５では、褥瘡予防や褥瘡緩和を行う場合の圧力制御について説明したが、本発明は、このような褥瘡予防や褥瘡緩和のための圧力制御を行う場合に限定されるものではなく、身体の特定部位がマットレス１から高い接触圧を受けるのを低減したい場合にも広く適用することが可能である。例えば、手術を受けた患者の手術部位が、マットレス１から高い接触圧を受けるのを防止したい場合にも適用することができる。
【００８９】
（２）上記の各実施の形態１〜７では、マーカ６を１つだけ使用していることを前提としているが、患部もしくは患部近傍にマーカ６を複数個を設置してもよい。この場合にも、体位変換等によってマーカ６が移動した場合でも、所定の周期で磁気検出センサ５の検出出力を検索し、それから再度、選択的な減圧制御に移行することができる。さらに、図１２、図１５に示したフローチャートには記載していないが、一度選択的に減圧制御されたエアセル３については、マーカ６の移動によって圧力制御対象となるエアセル３が変化した場合には、元の内圧の目標値Ｐｄへ戻すようにしてもよい。
【００９０】
（３）また、上記の各実施の形態１〜７では、磁気を利用してマーカ６の位置を検出しているが、これに限らず、例えば、各エアセル３ごとに高周波コイルを設ける一方、マーカ６としてコイルとコンデンサとからなる並列共振回路を用いることもできる。この構成の場合には、マーカ６を構成する並列共振回路がエアセル３のコイルに接近すると、並列共振回路による電気エネルギの共振吸収による高周波電圧の減衰変化により、各エアセル３に設けたコイルの両端電圧の変化を検出できるので、磁気を利用する場合と同様に各エアセル３に対するマーカ６の位置を特定することができる。
【００９１】
（４）上記の各実施の形態１〜７では、エアセル３がシリコン樹脂製である場合を示したが、内圧に追従して容積を可変する柔軟性のある素材であればこれに限定されるものではない。また、ここでのエアセル３は接触面が立方体状のものを示したが、エアセル３の平面形状を六角形などの緻密性のある他の形状を採用することもできる。これにより、マトリックス配置によってデッドスペースがなくなるので、エアセル３の相互のずれを抑制することができる。さらには、伸びのあるシーツとの併用によってずれを抑制してもよい。
【００９２】
（５）上記の各実施の形態１〜７では、磁気検出センサ５の上面にシート磁石６からの磁束の集磁効果を促進する集磁箔８を設置した場合を示したが、さらに磁気検出センサ５の検出出力を増加するためには、図１９に示すように、磁気検出センサ５の上下に集磁板９を複合的に設置してもよい。この場合の集磁板９としては、高透磁率を有するフェライト、パーマロイなどがあげられる。
【００９３】
（６）本発明における実施の形態すべてにおいて、体位変換時、寝衣やオムツ交換時等の処置時には、介護に支障をきたさぬように全エアセル３の内圧を一律に増大することもできる。
【００９４】
（７）本発明はベッドに設置されるマットレスに限定されるものではなく、例えば、椅子を構成するマットレスについても本発明を適用することができ、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の実施の形態１におけるマットレスを示す断面図である。
【図２】同マットレスを構成するエアセルの配列状態を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるマットレスのクッション材を除いた全体構成を示す斜視図である。
【図４】同マットレスを構成するクッション材とエアセルを拡大して示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１におけるマットレスが備える圧力制御装置の構成要素を示すブロック図である。
【図６】同圧力制御装置の電気系統のハードウェアを示す構成図である。
【図７】本発明の実施の形態１のマットレスにおいて、個々のエアセルの内圧を目標値に整定させる圧力制御動作の説明に供するフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態１のマットレスにおいて、エアセルを加圧制御する時の電磁弁の挙動と圧力検出センサの出力波形を示す特性図である。
【図９】本発明の実施の形態１のマットレスにおいて、エアセルを減圧制御する時の電磁弁の挙動と圧力検出センサの出力波形を示す特性図である。
【図１０】本発明の実施の形態１のマットレスにおいて、エアセル上部のマーカ位置と磁気検出センサとの相対的な位置関係を示す平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態１のマットレスにおいて、エアセル上部のマーカ位置と磁気検出センサとの相対位置の変化に伴う磁気検出センサの出力電圧の関係を示す特性図である。
【図１２】本発明の実施の形態１のマットレスにおいて、褥瘡予防のための圧力制御と褥瘡緩和のための選択的な減圧制御の処理内容の説明に供するフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態２のマットレスにおいて、エアセル上部のマーカ位置と磁気検出センサとの相対的な位置関係を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態２のマットレスにおいて、エアセル上部のマーカ位置と磁気検出センサとの相対位置の変化に伴う磁気検出センサの出力電圧の関係を示す特性図である。
【図１５】本発明の実施の形態２のマットレスにおいて、褥瘡予防のための圧力制御と褥瘡緩和のための選択的な減圧制御の処理内容の説明に供するフローチャートである。
【図１６】本発明の実施の形態４のマットレスを示す断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態４のマットレスにおいて、隣接するエアセルの突き合わせ部分に磁気検出センサを配置した状態を示す平面図である。
【図１８】本発明の実施の形態５のマットレスにおいて、各エアセルに複数の磁気検出センサを配置した状態を示す平面図である。
【図１９】本発明の他の実施の形態において、一つのエアセルに対して磁気検出センサ、集磁箔、集磁板を配置した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９６】
１ マットレス、２ クッション材、３ エアセル、３ａ 凹部、４ チューブ、
５，５ａ，５ｂ 磁気検出センサ、６ マーカ、７ 圧力制御装置、８ 集磁箔、
９ 集磁板、１０ ポンプ、１１ａ，１１ｂ 第１の電磁弁、１２ 第２の電磁弁、
１３ 第３の電磁弁、１４ 圧力検出センサ、１５ Ａ／Ｄ変換部、１６ 演算制御部、
１７ Ｄ／Ａ変換部、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ リード線、
１９ アクチュエータ、２０ シート、２１ 流路分配器、２２ 配管、
２３ マニホールド、２７ マルチプレクサ、２８ 電力増幅器。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベッドや椅子などを利用する場合の身体への接触圧力を調整して接触圧分散を有効に図ることが可能なマットレスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、老人ホーム等に収容される寝たきりの高齢者や、病院における術後患者などは、就寝状態が長く継続するために褥瘡（床擦れ）が発生し易く、褥瘡が一度発生すると治りにくいため、褥瘡予防が強く望まれている。
【０００３】
褥瘡予防のためには、介護者が就寝者を抱きかかえるなどして就寝姿勢を変更することである程度は対処可能であるが、頻繁に就寝姿勢を変更することは、就寝者に余分な負担を強いるだけでなく、介護者にも過剰な労力を要することになる。このため、従来より、人手に頼り切りにならずに褥瘡発生を防止するための種々の褥瘡防止装置が提案されている。
【０００４】
従来のこのような褥瘡防止装置として、例えば、加圧／減圧の系統の異なる２種のエアセルを長手方向に沿って配置し、就寝者の生体情報から推定演算される睡眠段階情報に基づいて、各エアセルを交互に加圧および減圧制御するようにした就寝用具制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、他の従来技術として、例えば、直方形状をした左右一対のエアセルを長手方向に沿って多数配列するとともに、各エアセルには接触圧を検出する感圧センサを個別に設け、これらの感圧センサで測定される圧力検出信号に基づいて各エアセルの空気量を制御することで、就寝者の身体各部に加わる接触圧を時間的に平均化して褥瘡発生を防止するようにした装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２２９８７５号公報（第１０頁、図１）
【特許文献２】特開２０００−１８９４７２号公報（第１２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
最近ではＱＯＬ（Ｑｕａｌｉｔｙ Ｏｆ Ｌｉｆｅ）向上の高まりにより、褥瘡発生を防止するだけでなく、就寝者の身体に既に褥瘡が発生した場合、この褥瘡発生部位が寝具から受ける接触圧を低減して褥瘡緩和を図り、就寝者を快適に就寝させたいとの要請も強くなっている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１記載の装置は、加圧／減圧するエアセルが２系統に分かれている構成であるため、人体の複雑な形状凹凸に追随した接触圧分散を精度良く行うことが難しい。しかも、仮に褥瘡が発生した特定部位に対してエアセルを減圧することで高い接触圧を受けないようにできたとしても、減圧したエアセルの周辺に位置するエアセルとの間に生じる圧力勾配を考慮していないため、減圧したエアセル以外のエアセルに新たに生じる高接触圧領域の形成によって、現在褥瘡を生じている部位以外の部位に褥瘡を誘発する恐れがある。
【０００９】
また、褥瘡が発生し易い部位は、骨突出部などのように局部的に高い接触圧を受けるところであるが、特許文献２記載の装置のように、就寝者の身体各部位がマットレス面から常に時間的に平均化された接触圧を受けるように周期的にエアセルを加減圧制御するだけでは、骨突出部等のように局部的に高い接触圧を受ける部位の褥瘡発生を有効に防止することが難しい。ましてや、既に褥瘡が発生した部位の接触圧の緩和を図ることは極めて困難である。
【００１０】
本発明は、上述のような問題を解決するためになされたもので、身体に特別な高接触圧部位が発生しないように、エアセル内の圧力制御によって接触圧分散を促して褥瘡予防を図るとともに、既に褥瘡が発生している場合には、その褥瘡発生部位を簡単な構成でもって精度良く特定して当該部位に加わる接触圧を低減することで褥瘡緩和を図り、ＱＯＬを向上させることができるマットレスを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明のマットレスは、複数のエアセルと、身体の患部またはその近辺に取り付けられるマーカと、上記各エアセルに対するマーカの位置を検出するマーカ位置検出手段と、上記各エアセルの内圧を検出する圧力検出センサと、上記圧力検出センサで検出されたエアセルの内圧および上記マーカ位置検出手段で検出されたマーカ位置の情報の少なくとも一方の検出出力に基づいて各々のエアセルに対して空気を吸排気してエアセルの内圧を制御する圧力制御装置とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のマットレスは、圧力検出センサによって全てのエアセルの内圧を計測することによって、各エアセルの内圧を人体の圧力分布を考慮して予め設定された目標値へ整定させるので、身体の特定部位が高い接触圧を受けるのが抑制され、褥瘡予防を図ることができる。
【００１３】
また、既に褥瘡が発生している場合には、その褥瘡が発生している患部にマーカを取り付け、このマーカをマーカ位置検出手段によって検出して当該患部における接触圧を低減するようにしているので、褥瘡緩和を図ることができる。
このように、本発明のマットレスは、褥瘡予防および褥瘡緩和の双方を達成できるため、ＱＯＬを向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１におけるマットレスを示す断面図、図２は同マットレスを構成するエアセルの配列を示す平面図、図３は同マットレスのクッション材を除いた全体構成を示す斜視図、図４はマットレスを構成するクッション材とエアセルを拡大して示す断面図である。
【００１５】
この実施の形態１のマットレス１は、例えば発泡ウレタンなどの低反発性素材からなる上下一対のクッション材２と、このクッション材２の間に配置された多数個のエアセル３とを備える。
【００１６】
各エアセル３は、シリコン樹脂からなる直方体状のもので、その内部は空気が注入できるように中空に形成されており、これらのエアセル３がクッション材２の長手方向および短手方向に沿ってそれぞれ複数個づつ平面状に配置されている。具体例として、エアセル３を構成するシリコン樹脂の肉厚は２ｍｍｔ、外形寸法は６０ｍｍＷ×６０ｍｍＬ×５０ｍｍＨであり、これらの各エアセル３がクッション材２の長手方向に６個、短手方向に７個、それぞれ平面状に配置される。
【００１７】
このように、本発明における個々のエアセル３の上面の寸法は従来に比べて十分に小さいので、身体の各部位に接触するエアセル３の内圧をより細かく制御することができるため、身体に加わる負荷を少なくできる効果がある。
【００１８】
そして、各エアセル３には、エアセル３と同じ材質でできた吸排気用のチューブ４の一端が個別に接続され、各チューブ４の他端は図示しないコネクタを介して流路分配器２１に接続されている。また、各々のエアセル３の上面には凹部３ａが形成され、この凹部３ａ内に後述するマーカ６の位置を検出するマーカ位置検出手段としての磁気検出センサ５が接着固定されている。さらに、磁気検出センサ５の上面には集磁効果を促進する集磁箔８が設置されている。そして、各磁気検出センサ５は、リード線１８ａを介して上記の圧力制御装置７に接続されている。
【００１９】
磁気検出センサ５は、ホール素子、磁気抵抗素子、ピックアップコイルなどが適用される。特に、温度補償回路、オフセット補償回路、増幅回路等が一体となり１チップで構成されたホールＩＣが小型で使い易く、例えばＡ３５１５ＬＵＡ（アレグロ社製）などを好適に使用できる。
【００２０】
なお、この実施の形態１では、エアセル３やクッション材２の上面に余分な凹凸が生じないように、磁気検出センサ５をエアセル３の凹部３ａ内に収納しているが、磁気検出センサ５が薄型であって、設置後にエアセル３やクッション材２の表面に凹凸が生じなければ凹部３ａを省略してもよい。また、外付け回路として、増幅回路、フィルタ回路を追加してもよい。
【００２１】
また、就寝者あるいは座りきり者の身体に生じた褥瘡発生部が受ける接触圧を選択的に低減したい場合には、褥瘡発生箇所にマーカ６が取り付けられる。この場合のマーカ６としては、例えば、磁気粉末を樹脂に混合してシート状に成形してなるシート磁石が使用される。磁気粉末としては、例えば、Ｓｍ−Ｃｏ、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ、フェライトなどがある。また、このマーカ６から発生される磁束を集磁する集磁箔８としては、例えば高透磁率を有するアモルファス磁性体、ファインメット（日立金属製）などが使用される。
【００２２】
図５は本発明の実施の形態１におけるマットレス１が備える圧力制御装置７の構成を示すブロック図である。
この圧力制御装置７は、各々のエアセル３に対して空気を吸排気するためのポンプ１０と、アクチュエータ１９とを備える。ポンプ１０は、吸気口と排気口の２口をもっている。また、アクチュエータ１９は、ポンプ１０による加圧もしくは減圧のいずれか一方のモードを選択する第１の電磁弁１１ａ、１１ｂと、主としてエアセル３の定常状態での内圧を計測するために使用する第２の電磁弁１２と、エアセル３に対して個別に設けられた第３の電磁弁１３とからなる。
【００２３】
上述の流路分配器２１は、第３の電磁弁１３とマニホールド２３とがユニット化されてなり、各エアセル３は、チューブ４を介してマニホールド２３に接続され、各チューブ４の途中に第３の電磁弁１３が設けられている。また、第２の電磁弁１２とマニホールド２３との間を接続する配管２２の途中には各エアセル３の内圧を計測する圧力検出センサ１４が接続されている。
【００２４】
さらに、圧力制御装置７は、磁気検出センサ５および圧力検出センサ１４からの出力信号をデジタル化して取り込むＡ／Ｄ変換部１５と、これらのセンサ５、１４の検出出力を取り込んで各エアセル３の内圧を制御する演算制御部１６と、この演算制御部１６の演算結果に基づいてアクチュエータ１９を制御する制御信号をアナログ化して出力するＤ／Ａ変換部１７とを有している。ここで、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄは、Ｄ／Ａ変換部１７からのリード線であり、それぞれ第３の電磁弁１３、第２の電磁弁１２、第１の電磁弁１１ａならびに１１ｂへ配線される。また、１８ｂは、圧力制御装置７と流路分配器２１内の第３の電磁弁１３とを適当なコネクタによって配線される。
【００２５】
図６は、図５に示した圧力制御装置７の一連の制御演算を実施する電気系統の全体のハードウェアの具体的構成を示しており、図５と対比した場合、複数の検出出力を１つのＡ／Ｄ変換部１５で読み込むためのマルチプレクサ２７と、Ｄ／Ａ変換部１７から出力される信号を増幅するための電力増幅器２８を追記している。
【００２６】
そして、上記の圧力制御装置７の演算制御部１６に所定の制御プログラムをインストールすることにより、特許請求の範囲における圧力整定機能部、および選択的減圧機能部が構成されている。
【００２７】
次に、褥瘡予防のために、個々のエアセル３の内圧を目標値に整定させる圧力制御について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。なお、以下において符号Ｓは各処理ステップを意味する。
【００２８】
褥瘡予防のために、個々のエアセル３の内圧を目標値に整定させる圧力制御は、マーカ位置検出手段である磁気検出センサ５の検出出力は利用されず、専ら圧力検出センサ１４の検出出力に基づいて各エアセル３の内圧が制御される。
【００２９】
すなわち、まず、制御対象であるエアセル３に連結した第３の電磁弁１３を開き、かつ第２の電磁弁１２を閉じてから所定の時間Ｔｓが経過した時点で圧力検出センサ１４によって制御対象である一つのエアセル３の現在の内圧値Ｐ（ｉ）を読み込む（Ｓ１）。
【００３０】
次に、こうして読み込んだ一つのエアセル３の現在の内圧値Ｐ（ｉ）を予め設定された目標値Ｐｄと比較する（Ｓ２）。ここに、褥瘡予防を図る場合において、エアセル３の内圧の目標値Ｐｄは、身体の圧力分布を考慮して各エアセル３ごとに適切な値が個別に設定されている。例えば、就寝時の身体の体重分布から割り出した各部位ごとの体重を、各エアセル３の表面積で除算して得られる単位エアセルあたりの接触圧に基づいて目標値Ｐｄが設定される。なお、このエアセル３の内圧計測時には、本例の場合、第１の電磁弁１１ａならびに１１ｂは、空気を大気中へ排出する減圧モードに設定される。
【００３１】
そして、制御対象である一つのエアセル３の内圧値Ｐ（ｉ）が目標値Ｐｄよりも小さい場合には加圧制御を行う（Ｓ３）。すなわち、具体的動作としては、第２、第３の電磁弁１２、１３を開き、かつ第１の電磁弁１１ａ、１１ｂでポンプ１０を加圧モードに切換えることによって、該当エアセル３に対して加圧制御を実施し、再度、Ｓ１に戻って、所定時間Ｔｓが経過した時点のエアセル３の現在の内圧値Ｐ（ｉ）を読み込んで目標値Ｐｄと比較する。
【００３２】
これとは逆に、制御対象である一つのエアセル３の内圧値Ｐ（ｉ）が目標値Ｐｄよりも大きい場合は減圧制御を行う（Ｓ４）。すなわち、具体的動作としては、第２、第３の電磁弁１２、１３を開き、かつ第１の電磁弁１１ａ、１１ｂでポンプ１０を減圧モードに切換えることによって、該当エアセル３に対して減圧制御を実施し、再度、Ｓ１に戻って、所定時間Ｔｓが経過した時点のエアセル３の現在の内圧値Ｐ（ｉ）を読み込んで目標値Ｐｄと比較する。
【００３３】
そして、現在の内圧値Ｐ（ｉ）が目標値Ｐｄの許容範囲（＝Ｐｄ±α、αは許容マージン）内に達した場合には、該当するエアセル３の圧力制御を完了する（Ｓ５）。次いで、全てのエアセル３について目標値への圧力整定が完了したか否かを判定し（Ｓ６）、全エアセル３についての処理が完了していれば圧力制御を終了する。一方、すべてのエアセル３について目標値への圧力整定が未完了ならば、制御対象とするエアセル３の番号ｉを増やして、次のエアセル３の圧力制御に移行するためにＳ１に戻る。このようにして、全エアセルについて、その内圧が予め設定された目標値になるように圧力制御が行われる。
【００３４】
ところで、この実施の形態１のマットレス１において、加減圧時の圧力検出センサ１４は、物理的にはポンプの過渡的な吸排気圧を計測しているに過ぎず、エアセル３内の実際の圧力を直接計測しているわけではないので、第２の電磁弁１２を閉じた後に圧力検出センサ１４で検出されるエアセル３内の圧力が定常状態になるまでにはある程度のタイムラグが生じる。
【００３５】
そこで、上記のＳ１〜Ｓ４においてエアセル３の加圧制御あるいは減圧制御を行う際に、圧力整定までに要する時間Ｔｓを考慮し、かつエアセル３の内圧目標値に達するまでの応答速度を調整する重みβを予め設定し、時分割でアクチュエータ１９を動作させて加減圧制御することで、エアセル３の内圧を目標値の許容範囲（＝Ｐｄ±α）内に整定するようにしている。
【００３６】
例えば、加圧制御の場合は、図８に示すように、圧力整定までに要する時間Ｔｓと、重みβを予め設定し、圧力検出センサ１４の信号が、目標値Ｐｄと重みβとの和で与えられる圧力検出センサ１４の上限値を上回った場合には、直ちに加圧制御を中断して、所定時間Ｔｓの経過後にエアセル３の内圧を計測する。
【００３７】
一方、エアセルの減圧制御の場合には、加圧制御を行う場合と逆の動作、すなわち図９に示すように、圧力整定までに要する時間Ｔｓと、重みβを予め設定し、圧力検出センサ１４の信号が、目標値Ｐｄと重みβとの差で与えられる圧力検出センサ１４の下限値を下回った場合には、直ちに減圧制御を中断して、所定時間Ｔｓの経過後にエアセル３の内圧を計測する。
【００３８】
このような動作を時分割で繰り返すことによって、各々のエアセル３の内圧が、身体の圧力分布を考慮して予め設定された各目標値の許容範囲内に個別に整定されるため、身体の特定部位のみがマットレス１から高い接触圧を受けるといったことがなくなり、褥瘡予防を図ることができる。
【００３９】
なお、各エアセル３の内圧を目標値の許容範囲内に個別に整定する圧力制御では、吸排気圧の上限および下限を規定する重みβを固定としているが、この重みβを可変パラメータとし、例えば、内圧の目標値Ｐｄとの偏差が大きい場合は重みβを大きくし、目標値Ｐｄの近傍に近づくにつれて重みβを小さくしていってもよい。これにより、短時間の内にエアセル３の内圧を目標値の許容範囲内に収束させることができるので、圧力制御の速応性を改善することができる。
【００４０】
また、図７のフローチャートに示す圧力制御では、各エアセル３の現在の内圧Ｐ（ｉ）を検出するたびに、その都度、当該エアセル３を対象としてその内圧Ｐ（ｉ）が目標値の許容範囲（＝Ｐｄ±α）内になるように整定しているが、これに限らず、例えば全てのエアセル３について現在の内圧を予め計測してそれらのデータを格納した後、現在の内圧Ｐ（ｉ）と目標値Ｐｄとの偏差が大きいエアセル３を抽出し、その抽出したエアセル３から優先的に圧力制御を実施してもよい。これにより、エアセルの内圧が高い高接触圧領域を早期に検出して褥瘡の発生を抑えると共に、内圧整定に要する時間を短縮化することもできる。
【００４１】
次に、褥瘡緩和のために褥瘡発生部位に対応した特定のエアセル３について選択的に減圧制御を実行するにあたり、接触圧を低減したい褥瘡部位に取り付けられたマーカ６直下に位置するエアセル３を磁気検出センサ５を用いて特定するための原理について説明する。
【００４２】
図１０に示すように、褥瘡患部もしくは患部近傍に取り付けられマーカ６と磁気検出センサ５との相対位置が変化すると、両者５、６の相対位置に応じて磁気検出センサ５の検出出力（出力電圧）が変化する。
【００４３】
すなわち、図１１に示すように、磁気検出センサ５の検出出力は、マーカ６が磁気検出センサ５の直上に存在するときに最も高く、マーカ６と磁気検出センサ５の相対的な位置関係がずれるのに伴って磁気検出センサ５の検出出力は次第に小さくなる。
【００４４】
そこで、図１１に示した特性関係に基づいて、予め磁気検出センサ５の検出出力に対する電圧閾値Ｖ０を設定する。この場合の電圧閾値Ｖ０は、エアセル３への実装状態や磁気検出センサ５の検出特性等のバラツキを考慮して設定される。そして、この電圧閾値Ｖ０を圧力制御装置７の演算制御部１６内の図示しないメモリなどに記憶しておく。
【００４５】
これによって、接触圧を低減したい褥瘡部位に取り付けられたマーカ６が磁気検出センサ５の直上、ないしその近傍の位置に存在する場合には、磁気検出センサ５の出力電圧が電圧閾値Ｖ０を越えるので、これによってマーカ６直下に位置するエアセル３を特定することができ、このようにして特定されたエアセル３を選択的に減圧制御することができる。
【００４６】
次に、褥瘡予防のために個々のエアセル３の内圧を目標値に整定させる圧力制御、ならびに、褥瘡緩和のために褥瘡発生部位に対応した特定のエアセル３についての選択的な減圧制御を一定周期で繰り返して行う場合の全体的な制御動作について、図１２に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４７】
まず、圧力制御装置７の演算制御部１６は、各エアセル３に設けられている各磁気検出センサ５のオフセット量を検出するために、各磁気検出センサ５の出力電圧（ｉ＿ｍｓ＿ｉ）を読み込み、これを基準電圧とする（Ｓ１１）。
【００４８】
次に、就寝者あるいは座りきり者の身体の褥瘡発生部位にマーカ６を取り付け、その人体がマットレス１に就寝あるいは着座する（Ｓ１２）。このステップは、場合によっては、次のＳ１３の処理後にマーカ６を取り付けてもよい。
【００４９】
次いで、個々のエアセル３の内圧が各エアセル３ごとに設定された目標値の許容範囲内（＝Ｐｄ±α）となるように整定する圧力制御を実施する（Ｓ１３）。この場合の圧力制御の詳細は、既に図７のフローチャートで示した制御内容と同様であるから、ここでは詳しい説明は省略する。
【００５０】
続いて、全てのエアセル３を対象として、各磁気検出センサ５で検出された出力電圧（ｆｓ＿ｍｓ＿ｉ）を読み込む（Ｓ１４）。そして、各磁気検出センサ５の検出電圧の絶対値ａｂｓ（ｆｓ＿ｍｓ＿ｉ）とオフセットとなる基準電圧の絶対値ａｂｓ（ｉ＿ｍｓ＿ｉ）との差分を計算し、この差分を予め設定された電圧閾値Ｖ０と比較する（Ｓ１５）。なお、この電圧閾値Ｖ０は、前述のように、図１１に示した特性曲線に基づいて設定されている。
【００５１】
ここで、接触圧を低減したい褥瘡部位に取り付けられたマーカ６が磁気検出センサ５の直上、ないしその近傍の位置に存在する場合には、検出電圧の絶対値ａｂｓ（ｆｓ＿ｍｓ＿ｉ）とオフセットとなる基準電圧の絶対値ａｂｓ（ｉ＿ｍｓ＿ｉ）との差分が前述の電圧閾値Ｖ０を越えるので、このような電圧閾値Ｖ０を越える磁気検出センサ５の検出出力が得られるエアセル３を特定する。なお、ここでは、電圧閾値Ｖ０を越える磁気検出センサ５の検出出力が得られる位置にあるエアセル３は一つだけであるので、一つのエアセル３のみが特定される。
【００５２】
そして、電圧閾値Ｖ０を超えた該当エアセル３を対象として減圧制御を実行する（Ｓ１６）。また、この場合の減圧制御の仕方は、図７のＳ４における減圧制御の場合と基本的に同じである。一方、Ｓ１５で上記条件を満足しない場合にはステップＳ１４へ戻って再度マーカ６に対応した位置にあるエアセル３を特定する。
【００５３】
ここで、上記の褥瘡緩和のために褥瘡発生部と対応した位置にあるエアセル３の内圧を下げる選択的な減圧制御を行う場合、特定されたエアセル３の内圧を局所的に低下させると、減圧されたエアセルとその周辺のエアセル間の急な圧力勾配、もしくは高接触圧領域の形成により、他の部位の接触圧が増大して褥瘡が発生するおそれがある。
【００５４】
そこで、この実施の形態１では、該当エアセルの減圧制御が終了した時点で、減圧されたエアセル３の内圧はそのままの状態にして、その減圧されたエアセル３の周辺に位置する他のエアセル３を圧力制御する（Ｓ１７）。この場合、例えば、各エアセル３の目標値Ｐｄに対する重み付け係数ｋを予め設定しておき、減圧されたエアセル周辺のエアセル３に対してはｋ・Ｐｄを新たな目標値として圧力制御を行う。これにより、減圧されたエアセル３とその周辺のエアセル３との間に生じる圧力勾配、もしくは高接触圧領域が形成されるのを抑制できるため、他の部位に新たに褥瘡が発生するといった不具合を防止することができる。
【００５５】
次に、適正な待ち時間が経過した後（Ｓ１８）にＳ１４に戻る。なお、この待ち時間は、就寝者あるいは座りきり者の健康状態に応じて、任意に設定できる。これは、人が寝返りを打つなど、身体に取り付けたマーカ６がマットレス１に対して移動する場合があるため、それに対応できるように減圧制御を自動追従する必要があるためである。
【００５６】
このように、この実施の形態１では、個々のエアセル３の内圧を目標値に整定させる圧力制御、ならびに褥瘡発生部位に対応した特定のエアセル３についての選択的な減圧制御を一定周期で繰り返して行うので、褥瘡予防と褥瘡緩和とを同時に達成することができる。
【００５７】
実施の形態２．
上記の実施の形態１では、電圧閾値Ｖ０を一つだけ設定しているので、減圧制御対象となるエアセル３は、マーカ６の直下に位置する一つのエアセル３に限られているが、このようにエアセル３を一つだけ減圧制御対象とする場合には褥瘡緩和を十分に図ることが難しい状況が発生する。例えば、マーカ６の位置が隣接するエアセル３の中間にあるような場合、つまり褥瘡発生部位が隣接するエアセル３間にまたがって位置してるような場合には、単一のエアセル３のみを減圧制御するだけでは不十分である。
【００５８】
そこで、この実施の形態２では、選択的な減圧制御を実施する制御対象となるエアセル３を、磁気検出センサ５に対するマーカ６の位置に応じて１個、２個、４個という単位で切り替えることで選択的な減圧制御を行うようにしている。
【００５９】
すなわち、図１３（ａ）に示すように、マーカ６が磁気検出センサ５の直上もしくはその近傍に存在する場合には、減圧制御対象となるエアセル３を１個とする。また、同図（ｂ）に示すように、マーカ６が互いに隣接する左右２つまたは上下２つのエアセル間に存在している場合には、減圧制御対象となるエアセル３を２個とする。また、同図（ｃ）に示すように、マーカ６が互いに隣接する４個のエアセル３の中央付近に存在している場合には、減圧制御対象となるエアセル３を４個とする。なお、選択的な減圧制御対象となるエアセル３を最大で４個としているのは、褥瘡の大きさを最大で数センチメートル程度と仮定しているためであるが、これに限らず、それ以上の数のエアセルを減圧制御対象とすることも可能である。
【００６０】
そして、前述のごとく、マーカ６と磁気検出センサ５との相対位置に対する磁気検出センサ５の検出出力（出力電圧）の関係は、図１４に示す特性を示すので、磁気検出センサ５に対するマーカ６の位置が図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示した状態にあると、磁気検出センサ５の出力電圧もこの図１３（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の順に次第に低下する。
【００６１】
したがって、例えば、複数個の電圧閾値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を設定し、磁気検出センサ５の電圧出力が第１の電圧閾値Ｖ１を越えた場合には、褥瘡部位に取り付けたマーカ６の位置が図１３（ａ）に示す状態にあるものと判断して１つのエアセル３を選択的に減圧制御する。また、第２の電圧閾値Ｖ２を越えて第１の電圧閾値Ｖ１以下であれば、マーカ６の位置が図１３（ｂ）に示す状態にあるものと判断して２つのエアセル３を選択的に減圧制御する。また、第３の電圧閾値Ｖ３を越えて第２の電圧閾値Ｖ２以下であれば、マーカ６の位置が図１３（ｃ）に示す状態にあるものと判断して４つのエアセル３を選択的に減圧制御する。さらに、磁気検出センサ５の電圧出力が第３の電圧閾値Ｖ３以下であれば、マーカ６なしと判断して減圧制御を実施しないようにする。
【００６２】
次に、この実施の形態２において、褥瘡予防のために個々のエアセル３の内圧を目標値に整定させる圧力制御、ならびに、褥瘡緩和のために褥瘡発生部位に対応した特定のエアセル３についての選択的な減圧制御を一定周期で繰り返して行う場合の全体的な制御動作について、図１５に示すフローチャートを参照して説明する。この場合、選択的な減圧制御を行う制御対象となるエアセル３の数は、マーカ６と磁気検出センサ５との相対位置の違いによって、図１３（ａ）〜（ｃ）に示したように１個、２個、４個のいずれかに選択される。
【００６３】
まず、圧力制御装置７の演算制御部１６は、各エアセル３に設けられている各磁気検出センサ５のオフセット量を検出するために、各磁気検出センサ５の出力電圧（ｉ＿ｍｓ＿ｉ）を読み込み、これを基準電圧とし（Ｓ１１）、次に、就寝者あるいは座りきり者の身体の褥瘡発生部位またはその近傍にマーカ６を取り付け、その人体がマットレス１に就寝あるいは着座する（Ｓ１２）。そして、個々のエアセル３の内圧が各エアセル３ごとに設定された目標値の許容範囲内（＝Ｐｄ±α）となるように圧力を整定する圧力制御を実施する（Ｓ１３）。続いて、全てのエアセル３を対象として、各磁気検出センサ５で検出された出力電圧（ｆｓ＿ｍｓ＿ｉ）を個々に読み込む（Ｓ１４）。ここまでの制御動作は、図１２のフローチャートに示したＳ１１〜Ｓ１４の内容と同じである。
【００６４】
次に、各磁気検出センサ５の検出電圧の絶対値ａｂｓ（ｆｓ＿ｍｓ＿ｉ）とオフセットとなる基準電圧の絶対値ａｂｓ（ｉ＿ｍｓ＿ｉ）との差分を計算し、この差分を予め設定された電圧閾値Ｖ１と比較する（Ｓ２１）。なお、この電圧閾値Ｖ１は、図１４に示した特性曲線に基づいて設定されたものである。
【００６５】
ここで、図１３（ａ）に示したようにマーカ６が磁気検出センサ５の直上、ないしその近傍の位置に存在する場合には、検出電圧の絶対値ａｂｓ（ｆｓ＿ｍｓ＿ｉ）とオフセットとなる基準電圧の絶対値ａｂｓ（ｉ＿ｍｓ＿ｉ）との差分は電圧閾値Ｖ１を越えるので、このような電圧閾値Ｖ１を越える検出出力が得られるエアセル３を抽出する。ここでは電圧閾値Ｖ１を越える検出出力が得られるエアセル３は１つだけなので、この１つのエアセル３を対象として減圧制御を実行する（Ｓ２２）。
【００６６】
一方、Ｓ２１において上記差分が電圧閾値Ｖ１を越えない場合には、引き続いて、互いに隣接する４つのエアセル３を単位として計測対象とし、各磁気検出センサ５の出力電圧の差分が電圧閾値Ｖ２を超えＶ１以下となる検出出力が得られるエアセル３を調べて（Ｓ２３）、この条件に該当するエアセル３を抽出する。ここでは差分がＶ２を越えＶ１以下となる検出出力が得られるのは図１３（ｂ）に示す状態にあるときなので、互いに隣接する２個のエアセル３を対象として減圧制御を実行する（Ｓ２４）。
【００６７】
一方、Ｓ２３で各磁気検出センサ５の出力電圧の差分がＶ２を超えＶ１以下となる検出出力が得られるエアセル３が存在しない場合には、次に、互いに隣接する４つのエアセル３を単位として計測対象とし、各磁気検出センサ５の出力電圧の差分が電圧閾値Ｖ３を超えＶ２以下となる検出出力が得られるエアセル３を調べて（Ｓ２５）、この条件に該当するエアセル３を抽出する。ここでは差分がＶ３を越えＶ２以下となる検出出力が得られるのは図１３（ｃ）に示す状態にあるときなので、互いに隣接する４個のエアセル３を対象として減圧制御を実行する（Ｓ２６）。
【００６８】
さらに、Ｓ２５で各磁気検出センサ５の出力電圧の差分がＶ３を超えＶ２以下となる検出出力が得られるエアセル３が存在しない場合には、マーカ６が存在せず減圧制御対象となるエアセル３は無しと判断し、減圧制御は実行しない（Ｓ２７）。
【００６９】
そして、Ｓ２２、Ｓ２４、Ｓ２６での減圧制御、またはＳ２７での非減圧制御が終了した時点で、減圧されたエアセル３の内圧はそのままの状態にして、その周辺に位置する他のエアセル３の圧力制御を行う（Ｓ２８）。この場合の圧力制御の動作は、図１２のフローチャートに示したＳ１７の内容と同じである。これにより、減圧されたエアセル３とその周辺のエアセル３との間に生じる圧力勾配、もしくは高接触圧領域が形成されるのを抑制できるため、褥瘡緩和した部位を除く他の部位に新たに褥瘡が発生するといった不具合を防止することができる。
【００７０】
次に、適正な待ち時間が経過した後（Ｓ２９）にＳ１４に戻る。なお、この待ち時間は、就寝者あるいは座りきり者の健康状態に応じて、任意に設定できる。これは、前述のように、人が寝返りを打つなど、身体に取り付けたマーカ６がマットレス１に対して移動する場合があるため、それに対応できるように減圧制御を自動追従する必要があるためである。
【００７１】
以上のように、この実施の形態２では、マーカ６の検出位置に応じて減圧制御対象となるエアセル３の個数を切り替えるので、実施の形態１に比べて一層褥瘡緩和を図ることができる。
【００７２】
実施の形態３．
上記の実施の形態１、２では、各エアセル３の内圧を目標値に整定させる際、各エアセル３の現在の内圧Ｐ（ｉ）を検出すると、引き続いて、当該エアセル３を対象としてその内圧Ｐ（ｉ）が目標値の許容範囲内になるように逐次圧力制御を実施している。
【００７３】
これに対して、この実施の形態３では、全エアセル３を対象として現在の個々の内圧を計測してそのデータを格納した後、現在の内圧Ｐ（ｉ）と目標値Ｐｄとの偏差が大きいエアセル群を抽出する。そして、その抽出したエアセル群を対象として同時に加圧ないし減圧制御を実施する。
【００７４】
例えば、目標値に対して現在検出される内圧が低くて加圧対象となるエアセル群については、そのエアセル群に連結されている第３の電磁弁１３を同時に開き、かつ第２の電磁弁１２を閉じて加圧対象のエアセル群の内圧を計測する。この場合に計測されている加圧対象のエアセル群の内圧は、一定時間後に一定値となるので、次の段階では、第２の電磁弁１２を開き、加圧対象のエアセル群に含まれるエアセル３について、エアセル群に直結された第３の電磁弁１３を同時に開き、圧力制御をしてエアセル群の内圧が目標値の許容範囲になるように整定させる。また、逆に目標値に対して現在検出されている内圧が高くて減圧対象となるエアセル群に対しても、これと同様な方法で内圧が目標値の許容範囲内になるように整定させる。
【００７５】
このようにすれば、実施の形態１、２のように、各エアセル３の内圧を目標値に整定させる際、各エアセル３の現在の内圧Ｐ（ｉ）を検出するたびに、引き続いて、当該エアセル３を対象としてその内圧Ｐ（ｉ）が目標値の許容範囲内になるように逐次圧力を整定する場合に比べて、複数のエアセルを同時に圧力制御するので、圧力制御による内圧整定に要する時間を短縮化することができる。
【００７６】
実施の形態４．
上記の実施の形態１では、エアセル３の上面に設けた凹部３ａに磁気検出センサ５を配置しているが、この実施の形態４では、図１６および図１７に示すように、互いに隣接するエアセル３の角部の突き合せ箇所に磁気検出センサ５を配置している。すなわち、互いに隣接する４つのエアセル３の突き合せ箇所にできる隙間部分を利用して磁気検出センサ５が配置されている。
【００７７】
このような位置に磁気検出センサ５を設置するためには、例えば、可撓性の薄いシート（例えばテフロン（登録商標）シート）２０を適用し、このシート２０の下面に磁気検出センサ５を接着固定し、このシート２０をクッション材２とエアセル３との間に挟み込んで、各磁気検出センサ５を各エアセル３の突き合せ箇所にできた隙間部分に装着する。
【００７８】
このように、シート２０を利用して磁気検出センサ５を取り付けるようにすれば、磁気検出センサ５を圧力制御装置７に電気的に接続するリード線１８ａをシート２０上に配線することができるため、磁気検出センサ５の配線と圧力制御に利用するチューブ４とをエアセル３を上下に挟むように分離して構成することができる。このため、リード線１８ａやチューブ４の確保が容易になり構成を簡素化することができる。また、エアセル３上面に凹部３ａを設ける必要もないため、エアセル３の製作も容易になる。さらにまた、エアセル３の隙間部分を利用して集磁のための板等を拡大して設置できるので、マーカ６の検出性能を向上することが可能となる。
なお、このようなシート２０を用いずに、上側のクッション材２の下面のエアセル３の突き合せ箇所に対応する位置に予め磁気検出センサ５を直接接着することも可能である。
【００７９】
実施の形態５．
上記の実施の形態１では、個々のエアセル３について１つの磁気検出センサ５を配置している。この構成の場合、使用する磁気検出センサ５の性能やマーカ６の性能等によっては、互いに隣接するエアセル３の間にマーカ６が位置したときには、磁気検出センサ５の検出出力が小さくなってマーカ６の位置を精度良く特定できない場合がある。
【００８０】
そこで、この実施の形態５では、図１８に示すように、各エアセルの上面に２つの磁気検出センサ５ａ、５ｂを設けている。そして、互いに隣接するエアセル３間で磁気検出センサ５ａ、５ｂの縦横の配置状態が変わるように取り付けるとともに、各エアセル３ごとに磁気検出センサ５ａ、５ｂの出力を加算して圧力制御装置７に送出するように構成されている。
【００８１】
このように、各エアセル３について２つの磁気検出センサ５ａ、５ｂを縦横の配置状態が変わるように設置し、かつ、両センサ５ａ、５ｂの加算出力を用いることで、実施の形態１、２の場合よりもさらにマーカ６の検出性能を向上させることができる。
なお、各エアセル３に対する磁気検出センサの数は２つに限るものではなく、これよりも多い数の磁気検出センサを設置して加算出力を得るようにすることも可能である。
【００８２】
実施の形態６．
この実施の形態６におけるマットレス１の全体構成は図１ないし図６に示した実施の形態１の場合と同じであるが、この実施の形態６の特徴として、圧力制御装置７の演算制御部１６は、エアセル３の圧力制御前あるいは後に圧力検出センサ１４の検出出力Ｐ（ｉ）を読み込んで定常状態の内圧を一定時間にわたって計測し、その内圧が徐々に低下するか否かを判断する。そして、定常状態の内圧が徐々に低下するときには、エアセル３あるいはチューブ４や配管２２等に空気漏れ等の異常が発生しているものと判断する。
【００８３】
また、圧力制御装置７の演算制御部１６は、マーカ６がマットレス１上に存在しない状態において、全磁気検出センサ５からの検出出力を読み込み、初期調整時の出力電圧に対して明らかに差異が大きい検出出力が存在する場合には、該当する磁気検出センサ５の故障あるいはリード線１８ａの断線などの異常が発生しているものと判断する。
【００８４】
そして、圧力制御装置７は、マットレス１の構成要素の異常を検知したときには、これに応じてブザーを鳴らしたりランプ等を点滅したり、あるいはディスプレイを点滅して異常発生を外部に報知する。これにより、ユーザに構成要素の交換を促すことができる。
【００８５】
なお、マットレス１に設けたディスプレイに上記のような異常発生を報知するだけでなく、圧力整定状態や選択的減圧状態を表示して、介護者等に視覚的に圧力制御状態を知らせるようにすることも可能である。
【００８６】
実施の形態７．
上記の各実施の形態１〜５では、褥瘡予防や褥瘡緩和を行う場合の圧力制御について説明したが、この実施の形態７では、エアセル３の内圧を特定のパターンによって圧力制御することによって、就寝者および座りきり者に対してマッサージ効果を促すようにしたものである。例えば、圧力制御装置７は、全エアセル３の内圧を予め計測して内圧の高いエアセル３を検出し、それらに該当するエアセル３を加圧あるいは減圧することによって、当該エアセル３に接触している身体部位の血行を促進する。
【００８７】
このマッサージ機能は、予め内圧の上限値と下限値の範囲内で、圧力制御をかけることによってエアセル３の膨張／収縮を実現してもよいが、特にエアセルの厳密な圧力調整を必要としないならば、例えば圧力検出センサ１４の出力がＰｄ＋βとなるまで加圧（つまり膨張）して、次に圧力検出センサ１４の出力がＰｄ−βとなるまで減圧（つまり収縮）する一連の動作を、任意のエアセルに実行させるという簡易的な動作を行わせてもよい。
【００８８】
上記の各実施の形態１〜７について、次の変形例や応用例を考えることができる。
（１）上記の各実施の形態１〜５では、褥瘡予防や褥瘡緩和を行う場合の圧力制御について説明したが、本発明は、このような褥瘡予防や褥瘡緩和のための圧力制御を行う場合に限定されるものではなく、身体の特定部位がマットレス１から高い接触圧を受けるのを低減したい場合にも広く適用することが可能である。例えば、手術を受けた患者の手術部位が、マットレス１から高い接触圧を受けるのを防止したい場合にも適用することができる。
【００８９】
（２）上記の各実施の形態１〜７では、マーカ６を１つだけ使用していることを前提としているが、患部もしくは患部近傍にマーカ６を複数個を設置してもよい。この場合にも、体位変換等によってマーカ６が移動した場合でも、所定の周期で磁気検出センサ５の検出出力を検索し、それから再度、選択的な減圧制御に移行することができる。さらに、図１２、図１５に示したフローチャートには記載していないが、一度選択的に減圧制御されたエアセル３については、マーカ６の移動によって圧力制御対象となるエアセル３が変化した場合には、元の内圧の目標値Ｐｄへ戻すようにしてもよい。
【００９０】
（３）また、上記の各実施の形態１〜７では、磁気を利用してマーカ６の位置を検出しているが、これに限らず、例えば、各エアセル３ごとに高周波コイルを設ける一方、マーカ６としてコイルとコンデンサとからなる並列共振回路を用いることもできる。この構成の場合には、マーカ６を構成する並列共振回路がエアセル３のコイルに接近すると、並列共振回路による電気エネルギの共振吸収による高周波電圧の減衰変化により、各エアセル３に設けたコイルの両端電圧の変化を検出できるので、磁気を利用する場合と同様に各エアセル３に対するマーカ６の位置を特定することができる。
【００９１】
（４）上記の各実施の形態１〜７では、エアセル３がシリコン樹脂製である場合を示したが、内圧に追従して容積を可変する柔軟性のある素材であればこれに限定されるものではない。また、ここでのエアセル３は接触面が立方体状のものを示したが、エアセル３の平面形状を六角形などの緻密性のある他の形状を採用することもできる。これにより、マトリックス配置によってデッドスペースがなくなるので、エアセル３の相互のずれを抑制することができる。さらには、伸びのあるシーツとの併用によってずれを抑制してもよい。
【００９２】
（５）上記の各実施の形態１〜７では、磁気検出センサ５の上面にシート磁石６からの磁束の集磁効果を促進する集磁箔８を設置した場合を示したが、さらに磁気検出センサ５の検出出力を増加するためには、図１９に示すように、磁気検出センサ５の上下に集磁板９を複合的に設置してもよい。この場合の集磁板９としては、高透磁率を有するフェライト、パーマロイなどがあげられる。
【００９３】
（６）本発明における実施の形態すべてにおいて、体位変換時、寝衣やオムツ交換時等の処置時には、介護に支障をきたさぬように全エアセル３の内圧を一律に増大することもできる。
【００９４】
（７）本発明はベッドに設置されるマットレスに限定されるものではなく、例えば、椅子を構成するマットレスについても本発明を適用することができ、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の実施の形態１におけるマットレスを示す断面図である。
【図２】同マットレスを構成するエアセルの配列状態を示す平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１におけるマットレスのクッション材を除いた全体構成を示す斜視図である。
【図４】同マットレスを構成するクッション材とエアセルを拡大して示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１におけるマットレスが備える圧力制御装置の構成要素を示すブロック図である。
【図６】同圧力制御装置の電気系統のハードウェアを示す構成図である。
【図７】本発明の実施の形態１のマットレスにおいて、個々のエアセルの内圧を目標値に整定させる圧力制御動作の説明に供するフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態１のマットレスにおいて、エアセルを加圧制御する時の電磁弁の挙動と圧力検出センサの出力波形を示す特性図である。
【図９】本発明の実施の形態１のマットレスにおいて、エアセルを減圧制御する時の電磁弁の挙動と圧力検出センサの出力波形を示す特性図である。
【図１０】本発明の実施の形態１のマットレスにおいて、エアセル上部のマーカ位置と磁気検出センサとの相対的な位置関係を示す平面図である。
【図１１】本発明の実施の形態１のマットレスにおいて、エアセル上部のマーカ位置と磁気検出センサとの相対位置の変化に伴う磁気検出センサの出力電圧の関係を示す特性図である。
【図１２】本発明の実施の形態１のマットレスにおいて、褥瘡予防のための圧力制御と褥瘡緩和のための選択的な減圧制御の処理内容の説明に供するフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態２のマットレスにおいて、エアセル上部のマーカ位置と磁気検出センサとの相対的な位置関係を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施の形態２のマットレスにおいて、エアセル上部のマーカ位置と磁気検出センサとの相対位置の変化に伴う磁気検出センサの出力電圧の関係を示す特性図である。
【図１５】本発明の実施の形態２のマットレスにおいて、褥瘡予防のための圧力制御と褥瘡緩和のための選択的な減圧制御の処理内容の説明に供するフローチャートである。
【図１６】本発明の実施の形態４のマットレスを示す断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態４のマットレスにおいて、隣接するエアセルの突き合わせ部分に磁気検出センサを配置した状態を示す平面図である。
【図１８】本発明の実施の形態５のマットレスにおいて、各エアセルに複数の磁気検出センサを配置した状態を示す平面図である。
【図１９】本発明の他の実施の形態において、一つのエアセルに対して磁気検出センサ、集磁箔、集磁板を配置した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９６】
１ マットレス、２ クッション材、３ エアセル、３ａ 凹部、４ チューブ、
５，５ａ，５ｂ 磁気検出センサ、６ マーカ、７ 圧力制御装置、８ 集磁箔、
９ 集磁板、１０ ポンプ、１１ａ，１１ｂ 第１の電磁弁、１２ 第２の電磁弁、
１３ 第３の電磁弁、１４ 圧力検出センサ、１５ Ａ／Ｄ変換部、１６ 演算制御部、
１７ Ｄ／Ａ変換部、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ リード線、
１９ アクチュエータ、２０ シート、２１ 流路分配器、２２ 配管、
２３ マニホールド、２７ マルチプレクサ、２８ 電力増幅器。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のエアセルと、身体の患部またはその近辺に取り付けられるマーカと、上記各エアセルに対するマーカの位置を検出するマーカ位置検出手段と、上記各エアセルの内圧を検出する圧力検出センサと、上記圧力検出センサで検出されたエアセルの内圧および上記マーカ位置検出手段で検出されたマーカ位置の情報の少なくとも一方の検出出力に基づいて各々のエアセルに対して空気を吸排気してエアセルの内圧を制御する圧力制御装置と、を備えることを特徴とするマットレス。
【請求項２】
上記圧力制御装置は、上記圧力検出センサの検出出力に基づいて各エアセルの内圧を身体の圧力分布を考慮して予め設定された目標値へ整定させる圧力整定機能部を備えることを特徴とする請求項１記載のマットレス。
【請求項３】
上記圧力整定機能部は、上記圧力検出センサによって内圧が検出された全エアセルの内、目標値に対しての偏差が大きいエアセルから優先的に圧力制御を行うものであることを特徴とする請求項２記載のマットレス。
【請求項４】
上記圧力整定機能部は、上記圧力検出センサによって内圧が検出された全エアセルの内、目標値に対して加圧対象あるいは減圧対象となるエアセル群を分別し、分別したエアセル群に対して同時に圧力制御を行うものであることを特徴とする請求項２記載のマットレス。
【請求項５】
上記圧力制御装置は、上記圧力整定機能部により各エアセルの内圧が整定された状態で、上記マーカ位置検出手段で検出されたマーカ検出位置に対応する特定のエアセルについて整定後の内圧よりもさらに減圧する選択的減圧機能部を備えることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載のマットレス。
【請求項６】
上記選択的減圧機能部は、マーカ検出位置に対応する特定のエアセルの内圧を整定後の内圧よりも減圧する際に、その周辺の他のエアセルとの圧力勾配が小さくなるように当該周辺のエアセルの予め整定された内圧を加減するものであることを特徴とする請求項５記載のマットレス。
【請求項７】
上記圧力制御装置は、上記マーカ位置検出手段および圧力検出センサの各出力異常の有無を検知し、いずれかに異常発生を検知した場合には警報を発するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のマットレス。
【請求項８】
上記圧力制御装置は、上記各エアセルを周期的に膨張または収縮させてマッサージを行うマッサージ機能部を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のマットレス。
【請求項９】
上記圧力制御装置は、各エアセルに対して空気を吸排気するポンプおよびアクチュエータを備えており、このアクチュエータは、上記ポンプによる加圧もしくは減圧のいずれか一方のモードを選択する第１の電磁弁と、主として上記各エアセルの定常状態での内圧計測を行うための第２の電磁弁と、各エアセルに対して個別に設けられた第３の電磁弁とが配設されていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のマットレス。
【請求項１０】
上記マーカはシート磁石であり、上記マーカ位置検出手段は磁気検出センサであることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のマットレス。
【請求項１１】
上記磁気検出センサは、上記各エアセルの上面に複数配置され、かつ、互いに隣接するエアセル間で縦横の配置状態が変更して設置されるとともに、各エアセルごとにこれらの磁気検出センサの出力を加算して上記圧力制御装置に送出するように構成されていることを特徴とする請求項１０記載のマットレス。
【請求項１２】
上記磁気検出センサに近接して、集磁箔および集磁板の少なくとも一方が配置されていることを特徴とする、請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載のマットレス。
【請求項１３】
上記各エアセルを覆うようにシートが配置され、このシートの下面には、互いに隣接するエアセルの突き合わせ箇所に対応する位置に上記磁気検出センサが固定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載のマットレス。
【請求項１】
複数のエアセルと、身体の患部またはその近辺に取り付けられるマーカと、上記各エアセルに対するマーカの位置を検出するマーカ位置検出手段と、上記各エアセルの内圧を検出する圧力検出センサと、上記圧力検出センサで検出されたエアセルの内圧および上記マーカ位置検出手段で検出されたマーカ位置の情報の少なくとも一方の検出出力に基づいて各々のエアセルに対して空気を吸排気してエアセルの内圧を制御する圧力制御装置と、を備えることを特徴とするマットレス。
【請求項２】
上記圧力制御装置は、上記圧力検出センサの検出出力に基づいて各エアセルの内圧を身体の圧力分布を考慮して予め設定された目標値へ整定させる圧力整定機能部を備えることを特徴とする請求項１記載のマットレス。
【請求項３】
上記圧力整定機能部は、上記圧力検出センサによって内圧が検出された全エアセルの内、目標値に対しての偏差が大きいエアセルから優先的に圧力制御を行うものであることを特徴とする請求項２記載のマットレス。
【請求項４】
上記圧力整定機能部は、上記圧力検出センサによって内圧が検出された全エアセルの内、目標値に対して加圧対象あるいは減圧対象となるエアセル群を分別し、分別したエアセル群に対して同時に圧力制御を行うものであることを特徴とする請求項２記載のマットレス。
【請求項５】
上記圧力制御装置は、上記圧力整定機能部により各エアセルの内圧が整定された状態で、上記マーカ位置検出手段で検出されたマーカ検出位置に対応する特定のエアセルについて整定後の内圧よりもさらに減圧する選択的減圧機能部を備えることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載のマットレス。
【請求項６】
上記選択的減圧機能部は、マーカ検出位置に対応する特定のエアセルの内圧を整定後の内圧よりも減圧する際に、その周辺の他のエアセルとの圧力勾配が小さくなるように当該周辺のエアセルの予め整定された内圧を加減するものであることを特徴とする請求項５記載のマットレス。
【請求項７】
上記圧力制御装置は、上記マーカ位置検出手段および圧力検出センサの各出力異常の有無を検知し、いずれかに異常発生を検知した場合には警報を発するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のマットレス。
【請求項８】
上記圧力制御装置は、上記各エアセルを周期的に膨張または収縮させてマッサージを行うマッサージ機能部を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のマットレス。
【請求項９】
上記圧力制御装置は、各エアセルに対して空気を吸排気するポンプおよびアクチュエータを備えており、このアクチュエータは、上記ポンプによる加圧もしくは減圧のいずれか一方のモードを選択する第１の電磁弁と、主として上記各エアセルの定常状態での内圧計測を行うための第２の電磁弁と、各エアセルに対して個別に設けられた第３の電磁弁とが配設されていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のマットレス。
【請求項１０】
上記マーカはシート磁石であり、上記マーカ位置検出手段は磁気検出センサであることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のマットレス。
【請求項１１】
上記磁気検出センサは、上記各エアセルの上面に複数配置され、かつ、互いに隣接するエアセル間で縦横の配置状態が変更して設置されるとともに、各エアセルごとにこれらの磁気検出センサの出力を加算して上記圧力制御装置に送出するように構成されていることを特徴とする請求項１０記載のマットレス。
【請求項１２】
上記磁気検出センサに近接して、集磁箔および集磁板の少なくとも一方が配置されていることを特徴とする、請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載のマットレス。
【請求項１３】
上記各エアセルを覆うようにシートが配置され、このシートの下面には、互いに隣接するエアセルの突き合わせ箇所に対応する位置に上記磁気検出センサが固定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載のマットレス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００７−１４４００７（Ｐ２００７−１４４００７Ａ）
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４５０１８（Ｐ２００５−３４５０１８）
【出願日】平成１７年１１月３０日（２００５．１１．３０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月３０日（２００５．１１．３０）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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