JP4579865B2 - 起き上がり検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、起き上がり検知装置に関し、特に、ベッドで人体が起き上がることを検知する起き上がり検知装置に関する。

医療関係の分野においては、患者により、ベッドで起き上がることが危険を伴なう場合がある。このような事情から、患者のベッドでの起き上がりを検知するための装置が種々開発されている。
例えば、ベッドのヘッドボードの上部に距離を計測するセンサを設け、このセンサによって所定の距離が検出された場合に、人体の起き上がりを検知する起き上がり検知装置がある（例えば、非特許文献１参照。）。

また、ベッド上での人体をセンシングする例があるが（例えば、非特許文献２、非特許文献３参照。）、これらは近年着目されている睡眠時間無呼吸症候群をターゲットとしているために、観測対象は「呼吸の状態」であり、起き上がり検知については着目していない。

"枯れた技術に生きるアイデア"、ＩＴメディアニュース、平成１８年１月１０日検索＜http://www.itmedia.co.jp/news/articles/0510/25/news093.html＞

"非接触・無拘束呼吸モニタリングシステムの開発"、慶応義塾大学 理工学部 中島 真人、平成１８年１月１０日検索＜http://www.njima.elec.keio.ac.jp/gazotoku2005/gazotoku-2005-10.pdf＞

"睡眠時の無拘束センシング技術及び睡眠評価技術"、阪井 英隆 他、平成１８年１月１０日検索＜http://www.sanyo.co.jp/giho/no73/pdf/7312.pdf＞

しかしながら、距離を検知するだけのセンサを利用した場合、人物と物体とを区別することができないため、例えば、寝返りの際には布団にセンサが反応して誤報が発生する可能性がある。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ベッド上の人体の起き上がりを正確に検知することができる起き上がり検知装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の発明によれば、検知領域が平面もしくは平面状であり、ベッド上の検知領域の人体の有無をオン／オフ状態で検知する複数のセンサと、起き上がりの状態を含む複数の状態と、複数の状態遷移条件とをそれぞれ互いに関連付けて記憶する状態遷移テーブルと、前記複数のセンサによるベッド上の人体の検出が、前記状態遷移テーブルに記憶された状態遷移条件を満たし、かつ前記複数のセンサの検知時間の合計時間に関する条件に基づいて、起き上がりの状態に遷移したことを検出する手段と、前記起き上がりの状態に遷移したことが検出された場合に、人体の起き上がりを報知する手段とを具備し、前記複数の状態遷移条件の各状態遷移条件は、前記複数のセンサのうちの予め定められた１つのセンサの最短検知時間、最長検知時間及び前記複数のセンサ間の検知時間差に関する条件を含み、前記複数のセンサは、その検知領域が前記ベッド上の領域を複数の領域に分割するように配置され、前記人体の起き上がりを報知する手段は、前記複数のセンサ間の検知時間差に応じて報知の方法を変更することを特徴とする起き上がり検知装置、である。
本発明の第２の発明によれば、第１の発明において、前記複数のセンサは、その検知領域が互いに平行で、かつ前記ベッドに対して垂直方向に取り付けられているセンサを含むことを特徴とする請求項２記載の起き上がり検知装置、である。

本発明によれば、ベッド上の人体の起き上がりを正確に検知する起き上がり検知装置を提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る起き上がり検知装置について説明する。
まず、最初に、本発明の実施の形態に係る起き上がり検知装置のセンサの取り付け位置及びその検知領域を説明する。図１はセンサの検知領域とベッドの断面を示す図であり、図２はベッドを上面側からみた説明図である。

同図に示すように、本実施の形態においては、ベッド本体１にはベッドマット２が載置されており、ベッドマット２に人体８が横たわった際のベッド本体１の頭側にはヘッドボード３が設けられ、足側にはフッドボード４が設けられている。また、ベッド本体１の側面には手すり７が設けられるとともに、センサ設置箇所１２，１３が設けられている。

ヘッドボード３を含む面５には、複数のセンサ１１−１〜１１−Ｎが垂直方向に取り付けられる。図１においてはセンサ１１−１〜１１−Ｎはヘッドボード３を含む面５に取り付けている場合を示しているが、ヘッドボード３に埋め込むなどして取り付けてもよく、センサ１１−１〜１１−Ｎの取り付け位置及び取り付け方法は、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で自由に設定することができる。

例えば、センサ１１−１〜１１−Ｎは、フッドボード４及びフッドボード４を含む面、ベッド側面のセンサ設置箇所１２、１３に取り付けても良い。センサ１１−１〜１１−Ｎは、人体８がベッドマット２に横たわっているときに、人体８に反応しない高さに設置される。

センサ１１−１〜１１−Ｎは、その検知領域が平面もしくは平面状であり、ベッドマット２上の領域を複数の領域に分割するように配置される。図３は、センサの平面的な検知領域の一例を示す図である。
図４及び図５は、センサにより分割されたベッドマッド上の領域をヘッドボードを延長した面に投影した図であり、図４は５つのセンサによりベッドマッド上の領域を１２の領域に分割した例を示す図であり、図５は３つのセンサによりベッドマッド上の領域を７つの領域に分割した例を示す図である。各センサの検知領域は、全く同一の領域でなければ互いに重なっていてもよい。

図５において、検知領域Ｄ１のセンサが反応した後、検知領域Ｄ２のセンサが反応した場合には、人体の頭が領域１、領域５、領域７の順にセンサによって検出される人体８が移動したことが認識される。
本実施の形態においては、最上位の領域を起き上がったときの人体の頭の状態となるようにセンサの検知領域を設定する。図５に示した例においては、検知領域Ｄ２のセンサが反応した後に、検知領域Ｄ１のセンサ又は検知領域Ｄ３のセンサが反応した場合に、人体の頭が領域３にあると認識され、人体の起き上がりが検知される。人体を検知するセンサは、例えば、焦電センサ、サーモパイルがあり、人体の温度の範囲を予めセンサに設定することにより、人体を検知することが可能となる。

本実施の形態においては、複数のセンサ１１−１〜１１−Ｎからのセンサ反応状態情報（オン／オフ状態など）に基づいて、人体８の起き上がりを検知する処理を行なう判定装置２０が設けられている。
図６は、判定装置の構成を示す図である。同図に示すように、判定装置２０は、センサ信号取得部２１、記録部２２、判定部２３及び処理実行部２４を具備している。

センサ信号取得部２１は、センサ１１−１〜１１−Ｎからのセンサの反応状態情報（オン／オフ状態など）を取得し、記録部２２に記憶する。
記録部２２は、図７に示すように、センサ信号取得部２１によって取得されたセンサの反応状態情報の他、後述する実施の形態において使用される起き上がり動作の検知処理を行なう際に使用される判定用データ（センサ反応最短時間Ｔ（Min）、センサ反応最長時間Ｔ（Max）、各センサ間の反応時間差Ｓなど）、状態遷移テーブル、判定に用いるセンサＩＤなどを記憶する。センサＩＤは、センサを特定するための識別情報であり、センサからのセンサデータとともに取得される。

なお、判定用データの記録部２２への記録方法は、手動で設定しても良いし、自動で設定してもよい。手動で設定する方法の例としては、予めセンサ反応最短時間、センサ反応最長時間、判定に用いるセンサを特定するセンサＩＤ（センサ名、センサ番号）などを用意しておき、それらを判定装置２０に入力する。

自動で設定する場合の例としては、利用者に起き上がり動作を行なってもらい、その際のセンサ反応継続時間と時刻を計測し、センサ毎にそれぞれセンサ反応最短時間とセンサ反応最長時間、反応時間差などを記録する。また、この動作の際に利用したセンサのみを判定に用いるセンサとして、そのセンサＩＤを記録する。

判定部２３は、センサ信号取得部２１によって取得されたセンサデータ及び記録部２２に記憶されたデータを使用して起き上がり判定処理を行ない、その判定結果を処理実行部２４に出力する。処理実行部２４は、判定部２３により起き上がりが検知された場合に、外部装置３１に対して起き上がりを検知したことを報知させる。

センサの反応状態情報は、時間と関連付けて記録してもよく、この時間と対応付けて記録されるセンサ反応状態情報は一定個数若しくは一定時間長のみ記録されるもののし、前に記録されたセンサデータは新規なセンサ反応状態情報の取得や時間の経過とともに削除されていくものとする。

判定装置２０は、ロジック回路を用いて実現してもよいし、センサからの信号を受信する回路を備え、判定処理を行なうプログラムを搭載したコンピュータとして実現してもよい。
次に、本発明の実施の形態に係る起き上がり検知処理について説明する。

ここでは、ベッドマット上の領域を図８に示すように、５つの領域Ａ乃至領域Ｅに分割するように、ベッドマットに対して平行な検知領域Ｄ１乃至Ｄ４をそれぞれ有する４つのセンサを設置する。
これら４つのセンサは、ヘッドボード３を含む面５に取り付けられており、その結果、ヘッドボード３に最も近い人体８の頭を最初に検知することになる。同図において、人体の頭が領域Ｅに属する場合、すなわち、検知領域Ｄ４のセンサによって人体の頭が検知された場合に、人体の起き上がりが検知されることになる。

図９は、このような起き上がり検知処理を行なう場合に用意される状態遷移テーブルであり、図１０は、図９の状態遷移テーブルに対応する起き上がり検知処理の状態遷移表である。なお、図９及び図１０においては、センサ反応時間及び状態遷移時間に関する条件は記述していないが、これらセンサ反応時間及び状態遷移時間を含めた状態遷移条件を使用した起き上がり検知処理について以下のフローチャートを参照して説明する。

図１１は、本発明の実施の形態に係る起き上がり検知処理を説明するためのフローチャートである。
まず、最初に、判定装置２０のタイマーのリセットを行なった後（Ｓ１）、タイマーをスタートして（Ｓ２）、最下部のセンサが反応しているか否かの判断が行なわれる（Ｓ３）。図８に示す例においては、検知領域Ｄ１のセンサが反応しているか否かの判断が行なわれる。

Ｓ３において最下部のセンサが反応していると判断された場合には、反応が一定時間継続しているか否かの判断が行なわれる（Ｓ４）。この判断は、タイマーによって計測された最下部のセンサの反応時間ｔがセンサ反応最短時間Ｔ（Min）以上であって反応最長時間Ｔ（Max）以内であるか否かにより行なわれる。この反応最短時間Ｔ（Min）及び反応最長時間Ｔ（Max）は記録部２２にセンサ毎に記録されているものが使用される。

Ｓ４において反応時間が一定時間継続していると判断された場合には、規定時間内に状態遷移表にしたがってセンサが順次反応したか否かの判断が行なわれる（Ｓ５）。この規定時間は、記録部２２に記録された各センサ間の反応時間差Ｓによって定められる。また、センサの反応順序は、記録部２２に記録された図９に示す状態遷移テーブルによって定められる。本実施の形態においては、状態遷移テーブルにより、最下位のセンサは検知領域Ｄ１のセンサであり、最上位のセンサは検知領域Ｄ４のセンサである。

Ｓ５において、状態遷移表によって定められた遷移順序にしたがって、状態Ｊ１から状態Ｊ５に遷移し、センサが順次反応したと判断された場合には、センサ群の反応時間の合計Ｔ(sum)が各センサの反応最短時間Ｔ（Min）の合計時間以上であって、各センサの反応最長時間Ｔ（Max）の合計時間以下であるか否かの判断が行なわれる（Ｓ６）。

そして、Ｓ６において、各センサの反応最短時間Ｔ（Min）の合計時間以上であって、各センサの反応最長時間Ｔ（Max）の合計時間以下の規定時間内であると判断された場合には起き上がりと判定され（Ｓ７）、処理を終了する。
一方、Ｓ３においてセンサが反応していないと判断された場合、Ｓ４において反応が一定時間継続していないと判断された場合、Ｓ５においてセンサが順次反応していないと判断された場合、Ｓ６において規定時間内ではないと判断された場合には、起き上がりではないと判定され（Ｓ８）、Ｓ１の処理に戻る。

Ｓ７において起き上がり状態であると判定された場合には、判定部２３は起き上がりを検知したことを処理実行部２４に通知する。処理実行部２４は、判定部２３から起き上がりを検知したことが通知されると、外部装置３１に対して起き上がりを検知したことを報知させる。

なお、各センサの反応時間差から起き上がり速度を求め、この求めた起き上がり速度に応じて、起き上がりの報知の方法を変更しても良い。例えば、起き上がりの報知をナースコールを利用して行なう場合に、起き上がり速度に応じてナースコールの音を異なるようにしてもよい。

したがって、本発明の実施の形態によれば、検知領域が平面である複数のセンサにより、ベッドマット上の領域を複数に分割し、これらセンサのセンサ反応状態情報及び状態遷移テーブルに記述された状態遷移条件に基づいて、起き上がりの検知を行なうので、正確にベッド上の人体の起き上がりを検知することができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

また、実施形態に記載した手法は、計算機（コンピュータ）に実行させることができるプログラム（ソフトウエア手段）として、例えば磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＭＯ等）、半導体メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等）等の記録媒体に格納し、また通信媒体により伝送して頒布することもできる。なお、媒体側に格納されるプログラムには、計算機に実行させるソフトウエア手段（実行プログラムのみならずテーブルやデータ構造も含む）を計算機内に構成させる設定プログラムをも含む。本装置を実現する計算機は、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、また場合により設定プログラムによりソフトウエア手段を構築し、このソフトウエア手段によって動作が制御されることにより上述した処理を実行する。なお、本明細書でいう記録媒体は、頒布用に限らず、計算機内部あるいはネットワークを介して接続される機器に設けられた磁気ディスクや半導体メモリ等の記憶媒体を含むものである。

センサの検知領域とベッドの断面を示す図である。 ベッドを上面側からみた説明図である。 センサの平面的な検知領域の一例を示す図である。 ５つのセンサによりベッドマッド上の領域を１２の領域に分割した例を示す図である。 ３つのセンサによりベッドマッド上の領域を７つの領域に分割した例を示す図である。 判定装置の構成を示す図である。 記録部の構成を示す図である。 ベッドマット上の領域を５つに分割した例を示す図である。 起き上がり検知処理を行なう場合に用意される状態遷移テーブルである。 図９の状態遷移テーブルに対応する起き上がり検知処理の状態遷移表である。 本発明の実施の形態に係る起き上がり検知処理を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１…ベッド本体、２…ベッドマット、３…ヘッドボード、４…フッドボード、５…ヘッドボードを含む面、６…ヘッドボードを含む面、７…手すり、８…人体、１１−１〜１１−Ｎ…センサ、１２，１３…センサ設置位置、２０…判定装置、２１…センサ信号取得部、２２…記録部、２３…判定部、２４…処理実行部、３１…外部装置。

Claims (4)

1. 検知領域が平面もしくは平面状であり、ベッド上の検知領域の人体の有無をオン／オフ状態で検知する複数のセンサと、
   起き上がりの状態を含む複数の状態と、複数の状態遷移条件とをそれぞれ互いに関連付けて記憶する状態遷移テーブルと、
   前記複数のセンサによるベッド上の人体の検出が、前記状態遷移テーブルに記憶された状態遷移条件を満たし、かつ前記複数のセンサの検知時間の合計時間に関する条件に基づいて、起き上がりの状態に遷移したことを検出する手段と、
   前記起き上がりの状態に遷移したことが検出された場合に、人体の起き上がりを報知する手段とを具備し、
   前記複数の状態遷移条件の各状態遷移条件は、前記複数のセンサのうちの予め定められた１つのセンサの最短検知時間、最長検知時間及び前記複数のセンサ間の検知時間差に関する条件を含み、
   前記複数のセンサは、その検知領域が前記ベッド上の領域を複数の領域に分割するように配置され、
   前記人体の起き上がりを報知する手段は、前記複数のセンサ間の検知時間差に応じて報知の方法を変更することを特徴とする起き上がり検知装置。
2. 前記複数のセンサは、その検知領域が互いに平行で、かつ前記ベッドに対して垂直方向に取り付けられているセンサを含むことを特徴とする請求項２記載の起き上がり検知装置。
3. 検知領域が平面もしくは平面状であり、ベッド上の検知領域の人体の有無をオン／オフ状態で検知する複数のセンサと、起き上がりの状態を含む複数の状態と、複数の状態遷移条件とをそれぞれ互いに関連付けて記憶する状態遷移テーブルとを具備する起き上がり検知装置における起き上がり検知方法において、
   前記複数のセンサによるベッド上の人体の検出が、前記状態遷移テーブルに記憶された状態遷移条件を満たし、かつ前記複数のセンサの検知時間の合計時間に関する条件に基づいて、起き上がりの状態に遷移したことを検出し、
   前記起き上がりの状態に遷移したことが検出された場合に、人体の起き上がりを報知し、
   前記複数の状態遷移条件の各状態遷移条件は、前記複数のセンサのうちの予め定められた１つのセンサの最短検知時間、最長検知時間及び前記複数のセンサ間の検知時間差に関する条件を含み、
   前記複数のセンサは、その検知領域が前記ベッド上の領域を複数の領域に分割するように配置され、
   前記人体の起き上がりを報知する手段は、前記複数のセンサ間の検知時間差に応じて報知の方法を変更することを特徴とする起き上がり検知方法。
4. 前記複数のセンサは、その検知領域が互いに平行で、かつ前記ベッドに対して垂直方向に取り付けられているセンサを含むことを特徴とする請求項３記載の起き上がり検知方法。

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