寝返り促進装置
【課題】ベッド利用者の体重情報と重心移動量情報を組み合わせた情報を判断することによって、正確に利用者の動きを監視でき、利用者が寝返りをしていないことを高精度で検出することができ、また、装置コストが低く、ベッド利用者への負担がない寝返り促進装置を提供する。
【解決手段】体重閾値判定部がベッド上の利用者の体重が体重閾値以上であり、第１の重心移動量閾値判定部が、重心位置のベッド長手方向の移動量が第１の重心移動量閾値を超えていないと判定し、第２の重心移動量閾値判定部が、重心位置のベッド幅方向の移動量が第２の重心移動量閾値を超えていないと判定した場合に、体重重心位置監視部がこの状態が継続する時間を監視し、この監視時間が所定の時間継続したときに、ベッド利用者の寝返りがなく、体位交換が必要であることを検知する。
【解決手段】体重閾値判定部がベッド上の利用者の体重が体重閾値以上であり、第１の重心移動量閾値判定部が、重心位置のベッド長手方向の移動量が第１の重心移動量閾値を超えていないと判定し、第２の重心移動量閾値判定部が、重心位置のベッド幅方向の移動量が第２の重心移動量閾値を超えていないと判定した場合に、体重重心位置監視部がこの状態が継続する時間を監視し、この監視時間が所定の時間継続したときに、ベッド利用者の寝返りがなく、体位交換が必要であることを検知する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、寝た切りの患者等を対象に、ベッド上で寝返りの有無を検知し、寝返りが不足する場合に介護者へ通報して、体位の変化を促し、ベッド上で同じ姿勢を継続することによる褥瘡等の発生の防止に有効な寝返り促進装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、認知症の高齢者のように、ベッド上で寝たきりになる患者は、そのままの状態におかれると、身体の一部が常に圧迫された状態になり、血行障害が生じて褥瘡等が発生する。この褥瘡の発生を防止するためには、介護者が常に付き添って、ベッド上の患者に対し、寝返りをさせる必要がある。このため、介護者にとって、負担が大きいという問題点がある。
【０００３】
そこで、病院のベッド等の上に横臥している寝たきり老人又は患者等の体位の変化を定期的に検出して、寝返りの状態を管理して、褥瘡の発生を予防する寝返り管理システムが提案されている（特許文献１）。この寝返り管理システムは、患者の左右の肩及び腰等に測定センサを装着し、ベッドのフレームの下方に前記測定センサとの間で情報を送受信する受診アンテナを設置し、超音波マイクが前記測定センサから発信される超音波を受診してこの超音波に関する情報を出力し、測定通信機器が、前記超音波マイクから送信される超音波情報及び前記受信アンテナから送信される識別番号を含む識別情報に基づいて、前記測定センサの時間変化にともなう体位の変化を検出するものである。そして、前記測定センサは、受信アンテナから発信される電波を受信して起電した際に自信に付与された識別番号を送信するチップマイコン及びその識別番号の送信に起因して超音波を発信する超音波圧電素子を有する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３２５６８３（請求項１及び段落００３２乃至００３６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の従来技術においては、患者本人に測定センサを装着する必要があり、また、ベッドの周囲に超音波マイク及び受信アンテナを設置する必要があって、装置が大がかりであると共に、患者への負担が大きいという難点がある。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、ベッド利用者の体重情報と重心移動量情報を組み合わせた情報を判断することによって、正確に利用者の動きを監視でき、利用者が寝返りをしていないことを高精度で検出することができ、また、装置コストが低く、ベッド利用者への負担がない寝返り促進装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明に係る寝返り促進装置は、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、前記体重が所定の閾値以上にあるか否かを判定する体重閾値判定手段と、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重心移動量を演算する重心移動量演算手段と、前記重心位置の寝床部の長手方向の移動量が第１の重心移動量閾値を超えていないか否かを判定する第１の重心移動量閾値判定手段と、前記重心位置の寝床部の幅方向の移動量が第２の重心移動量閾値を超えていないか否かを判定する第２の重心移動量閾値判定手段と、前記体重閾値判定手段並びに第１及び第２の重心移動量閾値判定手段の判定結果を基に前記体重が所定の閾値以上であり、且つ前記重心位置が前記第１の重心移動量閾値を超えておらず、第２の重心移動量閾値を超えていないと判定した状態にある時間を監視する体重重心移動量監視手段と、を有し、前記体重重心移動量監視手段が監視する時間が継続して所定時間を超えたときに、体位変化の必要性を判定することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る他の寝返り促進装置は、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、前記体重が所定の範囲内にあるか否かを判定する体重範囲判定手段と、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重心移動量を演算する重心移動量演算手段と、前記重心位置の寝床部の長手方向の移動量が第１の重心移動量閾値を超えていないか否かを判定する第１の重心移動量閾値判定手段と、前記重心位置の寝床部の幅方向の移動量が第２の重心移動量閾値を超えていないか否かを判定する第２の重心移動量閾値判定手段と、前記体重範囲判定手段並びに第１及び第２の重心移動量閾値判定手段の判定結果を基に前記体重が所定の範囲内にあり、且つ前記重心位置が前記第１の重心移動量閾値を超えておらず、第２の重心移動量閾値を超えていないと判定した状態にある時間を監視する体重重心移動量監視手段と、を有し、前記体重重心移動量監視手段が監視する時間が継続して所定時間を超えたときに、体位変化の必要性を判定することを特徴とする。
【０００９】
この場合に、前記体位変化の必要性が判定されたときに、それを介護者に通知する警報手段を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、利用者の体重情報と重心位置情報とを組み合わせて判断することによって、ベッド上で患者等のベッド利用者の寝返りの有無を高精度で検出することができる。また、この利用者の移動を、ベッドの長手方向と幅方向に分けて、その移動量を把握するので、ベッド幅方向の寝返り動作と、ベッド長手方向の起き上がり動作とを区別して検知することができる。更に、本発明の装置は、ベッドの回りに設置する必要があるものは、ロードセル等の荷重計測手段のみでよく、患者等のベッド利用者には、何ら測定センサ等を装着する必要がないので、ベッド利用者の負担がないと共に、装置コストが低い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係る寝返り促進装置について、添付の図面を参照して具体的に説明する。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。
【００１２】
コントローラ５には、体重演算部、重心位置演算部、重心移動量演算部、体重閾値判定部、第１の重心移動量閾値判定部、第２の重心移動量閾値判定部、体重重心移動量監視部、記憶部、警報装置、警報選択部等が設けられており、各部の処理がソフトウェアによって実施されるようになっている。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。体重演算部は、この読み込んだ信号を基に、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ＷＴを演算する。
【００１３】
重心位置演算部は、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ＢＸ、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ＢＹ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Ｗ１乃至Ｗ４（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４＝ＷＴ）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、重心位置演算部は、寝床部１の上の利用者の重心位置を演算する。
【００１４】
【数１】
【００１５】
重心移動量演算部は、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は、現在の重心位置の演算結果と重心移動量時間差設定部によって設定された重心移動量時間差Ｔ２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。
【００１６】
ある時刻ｔ２の利用者の重心位置を（Ｘ２，Ｙ２）、ある時刻ｔ２から重心移動量時間差Ｔ２だけ遡った過去ｔ２−Ｔ２の重心位置を（Ｘ２−Ｔ２，Ｙ２−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を演算する。
【００１７】
【数２】
【００１８】
一方、ベッド利用者が寝返りをうった場合には、重心位置は、ベッドの幅方向（短手方向）に移動する。そこで、重心移動量演算部は、Ｙ方向の重心位置の移動量｜ΔＹ｜＝｜Ｙ２−Ｙ２−Ｔ２｜を、演算する。
【００１９】
体重閾値判定部は体重演算部によって演算される寝床部１の上の利用者の体重ＷＴを監視して、利用者の体重ＷＴが所定の体重閾値ＷＴ１以上にあるか否かを判定する。又は、体重ＷＴが所定の範囲内にあるか否かを判定する。この体重測定値が、体重閾値ＷＴ１以上にあれば、ベッド利用者がベッド上に位置していることが判定される。また、このベッド利用者の体重測定値が所定の範囲内にあれば、即ち、下限値以外に、上限値を設け、この上限値以下であると判定されれば、ベッド上に荷物がおかれた結果、重心移動が生じたのではないことが判定され、外乱による重心移動を寝返り判定の対象から外すことができる。このように、体重閾値判定部は、ベッド上に利用者が位置していることを、体重測定値が体重閾値以上であるか、又は体重範囲内であることにより、判定する。
【００２０】
第１の重心移動量閾値判定部は、ベッド長手方向（Ｘ方向）の移動量ΔＸが、第１の重心移動量閾値を超えていないか否かを判定する。第１の重心移動量閾値判定部が、ΔＸが第１の重心移動量閾値を超えたと判定したときに、起き上がりを検知する。一方、第２の重心移動量閾値判定部は、ベッド幅方向（Ｙ方向）の移動量ΔＹが、第２の重心移動量閾値を超えていないか否かを判定する。第２の重心移動量閾値判定部が、ΔＹが第２の重心移動量閾値を超えたと判定したときに、寝返りを検知する。
【００２１】
体重閾値設定部は、寝床部１の上の利用者がベッド上に位置しているか否かを判定するときの体重閾値ＷＴ１又は体重範囲を設定する。体重閾値ＷＴ１及び体重範囲はコントローラ５に接続されたパソコンから入力され、コントローラ５の演算部において演算され、記憶部に記憶される。第１の重心移動量設定部及び第２の重心移動量設定部は、第１の重心移動量閾値及び第２の重心移動量閾値を設定し、コントローラ５に接続されたパソコンから入力され、コントローラ５の演算部において演算され、記憶部に記憶される。
【００２２】
警報装置は体重閾値判定部及び重心位置領域判定部の判定結果によって警報を発生し、また、警報選択部は、警報の有無及び種類を選択する機能を有している。
【００２３】
図３は図１の第１の荷重センサ３−１乃至第４の荷重センサ３−４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。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は、コントローラ５の演算部２１によって一定時間毎に読み込まれ、演算される。演算部２１は寝床部１の上の利用者の体重ＷＴを演算する体重演算部、寝床部１の上の利用者の重心移動量を演算する重心移動量演算部、利用者の体重が所定の体重閾値ＷＴ１以上にあるかどうかを判定する体重閾値判定部、重心位置のベッド長手方向の移動量が第１の重心移動量閾値を超えていないか否かを判定する第１の重心移動量閾値判定部、重心位置のベッド幅方向の移動量が第２の重心移動量閾値を超えていないか否かを判定する第２の重心移動量閾値判定部、前記体重閾値判定手段並びに第１及び第２の重心移動量閾値判定手段の判定結果を基に前記体重が所定の閾値以上であり、且つ前記重心位置が前記第１の重心移動量閾値を超えておらず、第２の重心移動量閾値を超えていないと判定した状態にある時間を監視する体重重心移動量監視部、体重の閾値を設定する体重閾値設定部、第１及び第２の移動量閾値を設定する第１及び第２重心移動量閾値設定部、記憶部、警報装置、警報選択部等を有し、また、判定に使用する体重閾値及び重心移動量閾値等が記憶される記憶部２２、各判定部の判定結果により警報を発生する警報信号発信部３１を有している。また、更にコントローラ５は、操作スイッチ、電源スイッチ等の設定操作部２４、警報表示部２５及びナースコール２９等の警報／停止操作部２６を有している。
【００２４】
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。
【００２５】
次に、上述の如く構成された本発明の実施形態に係る寝返り促進装置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ＷＴを演算する。利用者が寝床部１の上に寝た直後の状態でコントローラ５の操作スイッチ（図示せず）を押すか又はパソコンを操作することによって、コントローラ５の記憶部２２に利用者の体重を記憶させることができ、このときの利用者の体重を利用者の基準体重ＷＳとする。また、体重計等によって得られた利用者の体重をコントローラ５に接続されたパソコンから入力することによって、利用者の基準体重ＷＳをコントローラ５の記憶部に記憶させることもできる。
【００２６】
図４は、本実施形態における寝返り促進装置の動作を示すフローチャートである。先ず、体重閾値判定部が、体重測定値が所定の体重閾値以上にあることを判定し（ステップＳ１）、第１の重心移動量閾値判定部が、重心位置の移動量のベッド（寝床部）の長手方向の成分が第１の重心移動量閾値を超えていないことを判定し（ステップＳ２）、第２の重心移動量閾値判定部が、重心位置の移動量のベッドの幅方向の成分が第２の重心移動量閾値を超えていないことを判定し（ステップＳ３）たときに、体重重心移動量監視部が、その判定状態が継続する時間を監視する（ステップＳ４）。そして、体重重心移動量監視部が監視している時間が所定の監視時間を超えたときに、ベッド利用者がその監視時間中、一度も寝返りがなかったと判定し（ステップＳ５）、介護者に体位交換の要請として、警報を発令する（ステップＳ６）。なお、この警報とは、文字どおり音によるものに限らず、ナースステーション等の離れた場所におかれた端末の画面に、警報情報を表示することとしてもよく、この警報の手段としては、種々考えられる。一方、所定の監視時間を経過する前に、重心位置の移動量のベッド長手方向の成分が第１の重心移動量閾値を超えた場合には、これを、ベッド長手方向の移動であるから、起き上がりであると検知し、体重重心移動量監視部は、監視時間を０に更新し、再度、体重閾値判定部、第１の重心移動量閾値判定部及び第２の重心移動量判定部の判定結果の監視を開始する。また、所定の監視時間を経過する前に、重心位置の移動量のベッド幅（短手）方向の成分が第２の重心移動量閾値を超えた場合には、これを、ベッド短手方向の移動であるから、寝返りであると検知し、体重重心移動量感支部は、監視時間を０に更新し、再度、体重閾値判定部、第１の重心移動量閾値判定部及び第２の重心移動量判定部の判定結果の監視を開始する。
【００２７】
このようにして、所定の監視時間内に、ベッド幅方向の重心移動量成分が、第２の重心移動量閾値を超えた場合は、これを寝返りと判定し、ベッド長手方向の重心移動量成分が、第１の重心移動量閾値を超えた場合は、これを起き上がりと判定し、いずれも、ベッド利用者の身体の局部的な圧迫状況は解消され、褥瘡の虞が解消されたものとして、警報は出力されない。一方、所定の監視時間を超えても、寝返り又は起き上がりと判定されるような重心位置の移動が生じなかった場合には、体重重心移動量監視部は、警報信号を出力し、音による警報又は端末への表示による警報等の手段で、介護者に体位交換を促す。これにより、身体への局部的な圧迫により血液循環が停滞することが防止され、褥瘡の発生が防止される。また、看護師等の介護者は、常に、ベッド利用者（患者）のそばに付き添っている必要はなく、介護者の労力が軽減される。更に、この寝返り監視のために、患者には、何ら器具を装着する必要がないので、患者に対する負担はない。更にまた、ベッド回りに装着する器具としては、ロードセル等の荷重検出器のみであり、また、演算及び判定はコンピュータ等により、ベッドから離隔した場所で処理できるので、装置が大がかりになることはない。しかも、装置コストは低い。
【００２８】
次に、本発明の第２実施形態について図５を参照して説明する。本実施形態は、体重閾値判定部の代わりに、体重範囲判定部を設けたものである。この体重範囲判定部は、体重測定値が、所定の上限値及び下限値の範囲内にあることを判定する。体重測定値がこの所定の体重範囲から外れる場合は、ベッド上に介護者の荷物等が載置された等のように、重心位置を正確に測定できない。よって、この場合は、ベッド利用者の重心位置の移動量が重心移動量閾値を超えても、寝返り動作として判定しない。
【００２９】
以上、本発明において、各閾値、所定の範囲等は、コントローラ５に接続されたパソコンより入力し、コントローラ５の演算部２１によって演算されるものとしているが、この演算操作をパソコンによって行うこともでき、この演算結果をパソコンよりコントローラ５に入力することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る寝台装置の概略図である。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】本発明の第１実施形態に係る寝返り促進装置の動作フローを示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る寝返り促進装置の動作フローを示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
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
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 ； ＬＡＮ ＡＰ
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
【技術分野】
【０００１】
本発明は、寝た切りの患者等を対象に、ベッド上で寝返りの有無を検知し、寝返りが不足する場合に介護者へ通報して、体位の変化を促し、ベッド上で同じ姿勢を継続することによる褥瘡等の発生の防止に有効な寝返り促進装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、認知症の高齢者のように、ベッド上で寝たきりになる患者は、そのままの状態におかれると、身体の一部が常に圧迫された状態になり、血行障害が生じて褥瘡等が発生する。この褥瘡の発生を防止するためには、介護者が常に付き添って、ベッド上の患者に対し、寝返りをさせる必要がある。このため、介護者にとって、負担が大きいという問題点がある。
【０００３】
そこで、病院のベッド等の上に横臥している寝たきり老人又は患者等の体位の変化を定期的に検出して、寝返りの状態を管理して、褥瘡の発生を予防する寝返り管理システムが提案されている（特許文献１）。この寝返り管理システムは、患者の左右の肩及び腰等に測定センサを装着し、ベッドのフレームの下方に前記測定センサとの間で情報を送受信する受診アンテナを設置し、超音波マイクが前記測定センサから発信される超音波を受診してこの超音波に関する情報を出力し、測定通信機器が、前記超音波マイクから送信される超音波情報及び前記受信アンテナから送信される識別番号を含む識別情報に基づいて、前記測定センサの時間変化にともなう体位の変化を検出するものである。そして、前記測定センサは、受信アンテナから発信される電波を受信して起電した際に自信に付与された識別番号を送信するチップマイコン及びその識別番号の送信に起因して超音波を発信する超音波圧電素子を有する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３２５６８３（請求項１及び段落００３２乃至００３６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の従来技術においては、患者本人に測定センサを装着する必要があり、また、ベッドの周囲に超音波マイク及び受信アンテナを設置する必要があって、装置が大がかりであると共に、患者への負担が大きいという難点がある。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、ベッド利用者の体重情報と重心移動量情報を組み合わせた情報を判断することによって、正確に利用者の動きを監視でき、利用者が寝返りをしていないことを高精度で検出することができ、また、装置コストが低く、ベッド利用者への負担がない寝返り促進装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明に係る寝返り促進装置は、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、前記体重が所定の閾値以上にあるか否かを判定する体重閾値判定手段と、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重心移動量を演算する重心移動量演算手段と、前記重心位置の寝床部の長手方向の移動量が第１の重心移動量閾値を超えていないか否かを判定する第１の重心移動量閾値判定手段と、前記重心位置の寝床部の幅方向の移動量が第２の重心移動量閾値を超えていないか否かを判定する第２の重心移動量閾値判定手段と、前記体重閾値判定手段並びに第１及び第２の重心移動量閾値判定手段の判定結果を基に前記体重が所定の閾値以上であり、且つ前記重心位置が前記第１の重心移動量閾値を超えておらず、第２の重心移動量閾値を超えていないと判定した状態にある時間を監視する体重重心移動量監視手段と、を有し、前記体重重心移動量監視手段が監視する時間が継続して所定時間を超えたときに、体位変化の必要性を判定することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る他の寝返り促進装置は、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、前記体重が所定の範囲内にあるか否かを判定する体重範囲判定手段と、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重心移動量を演算する重心移動量演算手段と、前記重心位置の寝床部の長手方向の移動量が第１の重心移動量閾値を超えていないか否かを判定する第１の重心移動量閾値判定手段と、前記重心位置の寝床部の幅方向の移動量が第２の重心移動量閾値を超えていないか否かを判定する第２の重心移動量閾値判定手段と、前記体重範囲判定手段並びに第１及び第２の重心移動量閾値判定手段の判定結果を基に前記体重が所定の範囲内にあり、且つ前記重心位置が前記第１の重心移動量閾値を超えておらず、第２の重心移動量閾値を超えていないと判定した状態にある時間を監視する体重重心移動量監視手段と、を有し、前記体重重心移動量監視手段が監視する時間が継続して所定時間を超えたときに、体位変化の必要性を判定することを特徴とする。
【０００９】
この場合に、前記体位変化の必要性が判定されたときに、それを介護者に通知する警報手段を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、利用者の体重情報と重心位置情報とを組み合わせて判断することによって、ベッド上で患者等のベッド利用者の寝返りの有無を高精度で検出することができる。また、この利用者の移動を、ベッドの長手方向と幅方向に分けて、その移動量を把握するので、ベッド幅方向の寝返り動作と、ベッド長手方向の起き上がり動作とを区別して検知することができる。更に、本発明の装置は、ベッドの回りに設置する必要があるものは、ロードセル等の荷重計測手段のみでよく、患者等のベッド利用者には、何ら測定センサ等を装着する必要がないので、ベッド利用者の負担がないと共に、装置コストが低い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係る寝返り促進装置について、添付の図面を参照して具体的に説明する。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。
【００１２】
コントローラ５には、体重演算部、重心位置演算部、重心移動量演算部、体重閾値判定部、第１の重心移動量閾値判定部、第２の重心移動量閾値判定部、体重重心移動量監視部、記憶部、警報装置、警報選択部等が設けられており、各部の処理がソフトウェアによって実施されるようになっている。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。体重演算部は、この読み込んだ信号を基に、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ＷＴを演算する。
【００１３】
重心位置演算部は、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ＢＸ、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ＢＹ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Ｗ１乃至Ｗ４（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４＝ＷＴ）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、重心位置演算部は、寝床部１の上の利用者の重心位置を演算する。
【００１４】
【数１】
【００１５】
重心移動量演算部は、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は、現在の重心位置の演算結果と重心移動量時間差設定部によって設定された重心移動量時間差Ｔ２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。
【００１６】
ある時刻ｔ２の利用者の重心位置を（Ｘ２，Ｙ２）、ある時刻ｔ２から重心移動量時間差Ｔ２だけ遡った過去ｔ２−Ｔ２の重心位置を（Ｘ２−Ｔ２，Ｙ２−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を演算する。
【００１７】
【数２】
【００１８】
一方、ベッド利用者が寝返りをうった場合には、重心位置は、ベッドの幅方向（短手方向）に移動する。そこで、重心移動量演算部は、Ｙ方向の重心位置の移動量｜ΔＹ｜＝｜Ｙ２−Ｙ２−Ｔ２｜を、演算する。
【００１９】
体重閾値判定部は体重演算部によって演算される寝床部１の上の利用者の体重ＷＴを監視して、利用者の体重ＷＴが所定の体重閾値ＷＴ１以上にあるか否かを判定する。又は、体重ＷＴが所定の範囲内にあるか否かを判定する。この体重測定値が、体重閾値ＷＴ１以上にあれば、ベッド利用者がベッド上に位置していることが判定される。また、このベッド利用者の体重測定値が所定の範囲内にあれば、即ち、下限値以外に、上限値を設け、この上限値以下であると判定されれば、ベッド上に荷物がおかれた結果、重心移動が生じたのではないことが判定され、外乱による重心移動を寝返り判定の対象から外すことができる。このように、体重閾値判定部は、ベッド上に利用者が位置していることを、体重測定値が体重閾値以上であるか、又は体重範囲内であることにより、判定する。
【００２０】
第１の重心移動量閾値判定部は、ベッド長手方向（Ｘ方向）の移動量ΔＸが、第１の重心移動量閾値を超えていないか否かを判定する。第１の重心移動量閾値判定部が、ΔＸが第１の重心移動量閾値を超えたと判定したときに、起き上がりを検知する。一方、第２の重心移動量閾値判定部は、ベッド幅方向（Ｙ方向）の移動量ΔＹが、第２の重心移動量閾値を超えていないか否かを判定する。第２の重心移動量閾値判定部が、ΔＹが第２の重心移動量閾値を超えたと判定したときに、寝返りを検知する。
【００２１】
体重閾値設定部は、寝床部１の上の利用者がベッド上に位置しているか否かを判定するときの体重閾値ＷＴ１又は体重範囲を設定する。体重閾値ＷＴ１及び体重範囲はコントローラ５に接続されたパソコンから入力され、コントローラ５の演算部において演算され、記憶部に記憶される。第１の重心移動量設定部及び第２の重心移動量設定部は、第１の重心移動量閾値及び第２の重心移動量閾値を設定し、コントローラ５に接続されたパソコンから入力され、コントローラ５の演算部において演算され、記憶部に記憶される。
【００２２】
警報装置は体重閾値判定部及び重心位置領域判定部の判定結果によって警報を発生し、また、警報選択部は、警報の有無及び種類を選択する機能を有している。
【００２３】
図３は図１の第１の荷重センサ３−１乃至第４の荷重センサ３−４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。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は、コントローラ５の演算部２１によって一定時間毎に読み込まれ、演算される。演算部２１は寝床部１の上の利用者の体重ＷＴを演算する体重演算部、寝床部１の上の利用者の重心移動量を演算する重心移動量演算部、利用者の体重が所定の体重閾値ＷＴ１以上にあるかどうかを判定する体重閾値判定部、重心位置のベッド長手方向の移動量が第１の重心移動量閾値を超えていないか否かを判定する第１の重心移動量閾値判定部、重心位置のベッド幅方向の移動量が第２の重心移動量閾値を超えていないか否かを判定する第２の重心移動量閾値判定部、前記体重閾値判定手段並びに第１及び第２の重心移動量閾値判定手段の判定結果を基に前記体重が所定の閾値以上であり、且つ前記重心位置が前記第１の重心移動量閾値を超えておらず、第２の重心移動量閾値を超えていないと判定した状態にある時間を監視する体重重心移動量監視部、体重の閾値を設定する体重閾値設定部、第１及び第２の移動量閾値を設定する第１及び第２重心移動量閾値設定部、記憶部、警報装置、警報選択部等を有し、また、判定に使用する体重閾値及び重心移動量閾値等が記憶される記憶部２２、各判定部の判定結果により警報を発生する警報信号発信部３１を有している。また、更にコントローラ５は、操作スイッチ、電源スイッチ等の設定操作部２４、警報表示部２５及びナースコール２９等の警報／停止操作部２６を有している。
【００２４】
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。
【００２５】
次に、上述の如く構成された本発明の実施形態に係る寝返り促進装置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ＷＴを演算する。利用者が寝床部１の上に寝た直後の状態でコントローラ５の操作スイッチ（図示せず）を押すか又はパソコンを操作することによって、コントローラ５の記憶部２２に利用者の体重を記憶させることができ、このときの利用者の体重を利用者の基準体重ＷＳとする。また、体重計等によって得られた利用者の体重をコントローラ５に接続されたパソコンから入力することによって、利用者の基準体重ＷＳをコントローラ５の記憶部に記憶させることもできる。
【００２６】
図４は、本実施形態における寝返り促進装置の動作を示すフローチャートである。先ず、体重閾値判定部が、体重測定値が所定の体重閾値以上にあることを判定し（ステップＳ１）、第１の重心移動量閾値判定部が、重心位置の移動量のベッド（寝床部）の長手方向の成分が第１の重心移動量閾値を超えていないことを判定し（ステップＳ２）、第２の重心移動量閾値判定部が、重心位置の移動量のベッドの幅方向の成分が第２の重心移動量閾値を超えていないことを判定し（ステップＳ３）たときに、体重重心移動量監視部が、その判定状態が継続する時間を監視する（ステップＳ４）。そして、体重重心移動量監視部が監視している時間が所定の監視時間を超えたときに、ベッド利用者がその監視時間中、一度も寝返りがなかったと判定し（ステップＳ５）、介護者に体位交換の要請として、警報を発令する（ステップＳ６）。なお、この警報とは、文字どおり音によるものに限らず、ナースステーション等の離れた場所におかれた端末の画面に、警報情報を表示することとしてもよく、この警報の手段としては、種々考えられる。一方、所定の監視時間を経過する前に、重心位置の移動量のベッド長手方向の成分が第１の重心移動量閾値を超えた場合には、これを、ベッド長手方向の移動であるから、起き上がりであると検知し、体重重心移動量監視部は、監視時間を０に更新し、再度、体重閾値判定部、第１の重心移動量閾値判定部及び第２の重心移動量判定部の判定結果の監視を開始する。また、所定の監視時間を経過する前に、重心位置の移動量のベッド幅（短手）方向の成分が第２の重心移動量閾値を超えた場合には、これを、ベッド短手方向の移動であるから、寝返りであると検知し、体重重心移動量感支部は、監視時間を０に更新し、再度、体重閾値判定部、第１の重心移動量閾値判定部及び第２の重心移動量判定部の判定結果の監視を開始する。
【００２７】
このようにして、所定の監視時間内に、ベッド幅方向の重心移動量成分が、第２の重心移動量閾値を超えた場合は、これを寝返りと判定し、ベッド長手方向の重心移動量成分が、第１の重心移動量閾値を超えた場合は、これを起き上がりと判定し、いずれも、ベッド利用者の身体の局部的な圧迫状況は解消され、褥瘡の虞が解消されたものとして、警報は出力されない。一方、所定の監視時間を超えても、寝返り又は起き上がりと判定されるような重心位置の移動が生じなかった場合には、体重重心移動量監視部は、警報信号を出力し、音による警報又は端末への表示による警報等の手段で、介護者に体位交換を促す。これにより、身体への局部的な圧迫により血液循環が停滞することが防止され、褥瘡の発生が防止される。また、看護師等の介護者は、常に、ベッド利用者（患者）のそばに付き添っている必要はなく、介護者の労力が軽減される。更に、この寝返り監視のために、患者には、何ら器具を装着する必要がないので、患者に対する負担はない。更にまた、ベッド回りに装着する器具としては、ロードセル等の荷重検出器のみであり、また、演算及び判定はコンピュータ等により、ベッドから離隔した場所で処理できるので、装置が大がかりになることはない。しかも、装置コストは低い。
【００２８】
次に、本発明の第２実施形態について図５を参照して説明する。本実施形態は、体重閾値判定部の代わりに、体重範囲判定部を設けたものである。この体重範囲判定部は、体重測定値が、所定の上限値及び下限値の範囲内にあることを判定する。体重測定値がこの所定の体重範囲から外れる場合は、ベッド上に介護者の荷物等が載置された等のように、重心位置を正確に測定できない。よって、この場合は、ベッド利用者の重心位置の移動量が重心移動量閾値を超えても、寝返り動作として判定しない。
【００２９】
以上、本発明において、各閾値、所定の範囲等は、コントローラ５に接続されたパソコンより入力し、コントローラ５の演算部２１によって演算されるものとしているが、この演算操作をパソコンによって行うこともでき、この演算結果をパソコンよりコントローラ５に入力することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る寝台装置の概略図である。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】本発明の第１実施形態に係る寝返り促進装置の動作フローを示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る寝返り促進装置の動作フローを示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
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
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 ； ＬＡＮ ＡＰ
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、前記体重が所定の閾値以上にあるか否かを判定する体重閾値判定手段と、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重心移動量を演算する重心移動量演算手段と、前記重心位置の寝床部の長手方向の移動量が第１の重心移動量閾値を超えていないか否かを判定する第１の重心移動量閾値判定手段と、前記重心位置の寝床部の幅方向の移動量が第２の重心移動量閾値を超えていないか否かを判定する第２の重心移動量閾値判定手段と、前記体重閾値判定手段並びに第１及び第２の重心移動量閾値判定手段の判定結果を基に前記体重が所定の閾値以上であり、且つ前記重心位置が前記第１の重心移動量閾値を超えておらず、第２の重心移動量閾値を超えていないと判定した状態にある時間を監視する体重重心移動量監視手段と、を有し、前記体重重心移動量監視手段が監視する時間が継続して所定時間を超えたときに、体位変化の必要性を判定することを特徴とする寝返り促進装置。
【請求項２】
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、前記体重が所定の範囲内にあるか否かを判定する体重範囲判定手段と、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重心移動量を演算する重心移動量演算手段と、前記重心位置の寝床部の長手方向の移動量が第１の重心移動量閾値を超えていないか否かを判定する第１の重心移動量閾値判定手段と、前記重心位置の寝床部の幅方向の移動量が第２の重心移動量閾値を超えていないか否かを判定する第２の重心移動量閾値判定手段と、前記体重範囲判定手段並びに第１及び第２の重心移動量閾値判定手段の判定結果を基に前記体重が所定の範囲内にあり、且つ前記重心位置が前記第１の重心移動量閾値を超えておらず、第２の重心移動量閾値を超えていないと判定した状態にある時間を監視する体重重心移動量監視手段と、を有し、前記体重重心移動量監視手段が監視する時間が継続して所定時間を超えたときに、体位変化の必要性を判定することを特徴とする寝返り促進装置。
【請求項３】
前記体位変化の必要性が判定されたときに、それを介護者に通知する警報手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の寝返り促進装置。
【請求項１】
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、前記体重が所定の閾値以上にあるか否かを判定する体重閾値判定手段と、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重心移動量を演算する重心移動量演算手段と、前記重心位置の寝床部の長手方向の移動量が第１の重心移動量閾値を超えていないか否かを判定する第１の重心移動量閾値判定手段と、前記重心位置の寝床部の幅方向の移動量が第２の重心移動量閾値を超えていないか否かを判定する第２の重心移動量閾値判定手段と、前記体重閾値判定手段並びに第１及び第２の重心移動量閾値判定手段の判定結果を基に前記体重が所定の閾値以上であり、且つ前記重心位置が前記第１の重心移動量閾値を超えておらず、第２の重心移動量閾値を超えていないと判定した状態にある時間を監視する体重重心移動量監視手段と、を有し、前記体重重心移動量監視手段が監視する時間が継続して所定時間を超えたときに、体位変化の必要性を判定することを特徴とする寝返り促進装置。
【請求項２】
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、前記体重が所定の範囲内にあるか否かを判定する体重範囲判定手段と、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重心移動量を演算する重心移動量演算手段と、前記重心位置の寝床部の長手方向の移動量が第１の重心移動量閾値を超えていないか否かを判定する第１の重心移動量閾値判定手段と、前記重心位置の寝床部の幅方向の移動量が第２の重心移動量閾値を超えていないか否かを判定する第２の重心移動量閾値判定手段と、前記体重範囲判定手段並びに第１及び第２の重心移動量閾値判定手段の判定結果を基に前記体重が所定の範囲内にあり、且つ前記重心位置が前記第１の重心移動量閾値を超えておらず、第２の重心移動量閾値を超えていないと判定した状態にある時間を監視する体重重心移動量監視手段と、を有し、前記体重重心移動量監視手段が監視する時間が継続して所定時間を超えたときに、体位変化の必要性を判定することを特徴とする寝返り促進装置。
【請求項３】
前記体位変化の必要性が判定されたときに、それを介護者に通知する警報手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の寝返り促進装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２０６８６７（Ｐ２００８−２０６８６７Ａ）
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−４８１７１（Ｐ２００７−４８１７１）
【出願日】平成１９年２月２７日（２００７．２．２７）
【出願人】（３９００３９９８５）パラマウントベッド株式会社 (165)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２７日（２００７．２．２７）
【出願人】（３９００３９９８５）パラマウントベッド株式会社 (165)
【Ｆターム（参考）】
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