JP7254337B2 - 体位変化判定システム、体位変化判定方法及び体位変化判定プログラム - Google Patents

Description

本開示は、寝具に横たわる臥床者の体位変化がなされた時刻を管理するための体位変化判定システム、体位変化判定方法及び体位変化判定プログラムに関する。

医療機関や介護施設等における入院患者や入所者のうち、自力での活動が困難であり、要介護度の高い入院患者や入所者、特にほぼ寝たきり状態の者（以下、「長期臥床者」という。）は、自力で寝返りをすることが出来ない。このような長期臥床者が同じ姿勢のまま寝たきり状態でいると、身体の一部に常に圧力がかかる状態になり、血流が悪くなる。これにより、褥瘡と呼ばれる、いわゆる床ずれが発生することが知られている。

医療機関や介護施設等では、長期臥床者の褥瘡を防止するため、所定時間間隔で長期臥床者の身体の向きを変えさせる、体位交換と呼ばれる処置が行われている。また、医療機関や介護施設等では、この体位交換を確実に行うようにするため、例えば、１日のスケジュールを示す介護計画の中に、体位交換を行う時刻を設定している。しかしながら、医療機関や介護施設等における、体位交換を行う作業者は多忙であり、介護計画通りに体位交換の作業が行われないことも多い。褥瘡は、長期臥床者に深刻なダメージを与えることがあるため介護計画通りに体位交換が行われる必要がある。

例えば、特許文献１には、人の肺の呼吸活動及び心臓の拍動による振動等を振動センサで検出することで、人の健康状態を２４時間検出することが可能な健康状態検出装置が開示されている。特許文献１に記載の健康状態検出装置は、ベッド上に振動センサを配置することで、寝返り等による体位の変化も検出することが可能である。

特開２０１９－０００６７３号公報

ところで、特許文献１に記載された健康状態検出装置は、寝返り等による体位の変化を検出することが可能であるが、長期臥床者の場合、そもそも自力で寝返りをすることが出来ないため、医療機関や介護施設等において、長期臥床者の体位交換を確実に行うことに資するものではない。そのため、体位交換を確実に行うことを支援する装置やシステムが望まれていた。

そこで、本開示では、臥床者の体位変化を記憶すると共に、長期臥床者のように、自力で寝返りをすることが出来ない者に対する体位交換を確実に行うことを支援するため、寝具に横たわる臥床者の体位交換を管理する体位変化判定システム、体位変化判定方法及び体位変化判定プログラムについて説明する。

本開示の一態様における体位変化判定システムは、寝具と、寝具に横たわる臥床者の体位変化を管理する管理装置と、を備える体位変化判定システムであって、寝具は、臥床者の体位変化による振動を検知するセンサを備え、管理装置は、センサからの検知信号を受信する信号受信部と、受信した検知信号の信号レベルが所定の閾値以上変化し、検知信号の変化が所定の時間以上継続した場合、臥床者が体位交換を行ったと判定する体位交換判定部と、検知信号を、臥床者の体位交換に関連付けて記憶する体位交換記憶部と、を備える。

本開示の一態様における体位変化判定方法は、寝具に横たわる臥床者の体位変化を管理する体位変化判定方法であって、信号受信部が行う、寝具に設けられた、臥床者の体位変化による振動を検知するセンサからの検知信号を受信する信号受信ステップと、体位交換判定部が行う、受信した検知信号の信号レベルが所定の閾値以上変化し、検知信号の変化が所定の時間以上継続した場合、臥床者が体位交換を行ったと判定する体位交換判定ステップと、体位交換記憶部が行う、検知信号を、臥床者の体位交換に関連付けて記憶する体位交換記憶ステップと、を備える。

また、本開示の一態様における体位変化判定プログラムは、寝具に横たわる臥床者の体位変化を管理する体位変化判定プログラムであって、寝具に設けられた、臥床者の体位変化による振動を検知するセンサからの検知信号を受信する信号受信ステップと、受信した検知信号の信号レベルが所定の閾値以上変化し、前記検知信号の変化が所定の時間以上継続した場合、前記臥床者が体位交換を行ったと判定する体位交換判定ステップと、検知信号を、臥床者の体位交換に関連付けて記憶する体位交換記憶ステップと、を電子計算機に実行させる。

本開示によれば、寝具に臥床者の振動を検知するセンサを備え、管理装置でセンサからの検知信号を受信して臥床者が体位交換を行ったか否かを判定するので、体位交換の作業漏れを防止することが可能である。これにより、長期臥床者の褥瘡を防止することが出来る。

本開示の一実施形態に係る体位変化判定システムを示す機能ブロック構成図である。 図１の振動センサ２３０をベッドＢのマットレスＭに配置した一例を示す平面図である。 図１の体位変化判定システム１の動作を示すフローチャートである。 図２のベッドＢに臥床者Ｈが仰向けに横たわる状態の一例を示す模式図である。 図４の臥床者Ｈが向かって左向きに体位交換した状態の一例を示す模式図である。 図４の臥床者Ｈが向かって左向きに体位交換した状態の他の一例を示す模式図である。 図１のアラート出力部１５４におけるアラート出力時刻の決定の例を示すタイムチャートである。 本開示の一実施形態に係る体位変化判定システムの管理装置１００Ａを示す機能ブロック構成図である。 図８の管理装置１００Ａに係る体位変化判定システム１の動作を示すフローチャートである。 図８のアラート出力部１５４におけるアラート出力時刻の決定の例を示すタイムチャートである。 本開示の一実施形態に係る体位変化判定システムの管理装置１００Ｂを示す機能ブロック構成図である。 図１１の介護計画ＤＢ１４２の格納例を示す模式図である。 図１１のアラート出力部１５４におけるアラート出力時刻の決定の例を示すタイムチャートである。 本開示の一実施形態に係る体位変化判定システムを示すブロック構成図である。 本開示の一実施形態に係るコンピュータ７００を示す機能ブロック構成図である。

以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本開示の内容を不当に限定するものではない。また、実施形態に示される構成要素のすべてが、本開示の必須の構成要素であるとは限らない。

（実施形態１）
＜構成＞
図１は、本開示の実施形態１に係る体位変化判定システム１を示す機能ブロック構成図である。この体位変化判定システム１は、主に医療機関や介護施設等において、体位変化を記憶し、自力で寝返りをすることが困難な長期臥床者（以下、「臥床者」という。）に対して体位交換を行う時間を管理するシステムである。体位交換とは、臥床者の身体の向きを変えさせることや、その支援をすることであり、所定時間（例えば、２時間）間隔で定期的に行う必要がある。また、体位変化とは、前述の体位交換に加えて、自力で寝返りを打つことで体の向き（体向）を変化させることを含む概念である。一般的には、体位交換を行う対象者は自力で寝返りをすることが困難な臥床者であるため、その他の身体の動き（腕を動かす等の身体の一部の動き）と体位交換とを区別することは可能である。この体位変化判定システム１は、体位交換を行ってから次の体位交換を行うまでの時間を管理し、経過した場合には通知を出力するシステムである。

体位変化判定システム１は、管理装置１００と、検出装置２００と、ネットワークＮＷとを有している。管理装置１００と、検出装置２００とは、ネットワークＮＷを介して相互に接続される。ネットワークＮＷは、通信を行うための通信網であり、限定ではなく例として、インターネット、イントラネット、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）、ワイヤレスＬＡＮ（Wireless LAN：ＷＬＡＮ）、ワイヤレスＷＡＮ（Wireless WAN：ＷＷＡＮ）、仮想プライベートネットワーク（Virtual Private Network：ＶＰＮ）等を含む通信網により構成されている。また、管理装置１００と検出装置２００とは、限定ではなく例として、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブル等により直接接続しても良い。

管理装置１００は、検出装置２００から臥床者による振動の信号を受信して体位変化を記憶し、体位交換が行われたか否かを判定し、その時刻を記憶して所定時間経過した場合に通知を出力する装置であり、限定ではなく例として、各種Ｗｅｂサービスを提供するコンピュータ（デスクトップ、ラップトップ、タブレットなど）や、サーバ装置を含む装置等により構成されている。なお、サーバ装置は単体で動作するサーバ装置に限られず、ネットワークＮＷを介して通信を行うことで協調動作する分散型サーバシステムや、クラウドサーバでも良い。

検出装置２００は、臥床者の体位交換を行った場合や、起き上がった場合等の振動を検知する装置であり、限定ではなく例として、センサ等により構成されている。この検出装置２００は、臥床者が横たわるベッド等の寝具に取り付けられる。

管理装置１００は、通信部１１０と、表示部１２０と、操作部１３０と、記憶部１４０と、制御部１５０とを備える。

通信部１１０は、ネットワークＮＷを介して検出装置２００と有線または無線で通信を行うための通信インタフェースであり、互いの通信が実行できるのであればどのような通信プロトコルを用いても良い。この通信部１１０は、限定ではなく例として、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）等の通信プロトコルにより通信が行われる。

表示部１２０は、管理装置１００を操作するユーザ、例えば医療機関や介護施設等の職員から入力された操作内容や、検出装置２００からの送信内容を表示するために用いられるユーザインタフェースであり、限定ではなく例として、液晶ディスプレイ、タッチパネル、タッチディスプレイを含む装置等から構成される。

操作部１３０は、管理装置１００を操作するユーザが操作指示を入力するために用いられるユーザインタフェースであり、限定ではなく例として、キーボード、マウス、タッチパネル、タッチディスプレイを含む装置等から構成される。

記憶部１４０は、各種制御処理や制御部１５０内の各機能を実行するためのプログラム、入力データ等を記憶するものであり、限定ではなく例として、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を含むメモリや、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリ等を含むストレージから構成される。また、記憶部１４０は、体位交換時刻ＤＢ１４１を記憶する。さらに、記憶部１４０は、検出装置２００と通信を行ったデータや、後述する各処理にて生成されたデータを一時的に記憶する。

体位交換時刻ＤＢ１４１には、図示は省略するが、臥床者の体位交換を行ったと判定された時刻が、臥床者ごとに格納されている。体位交換を行ってから次の体位交換を行うまでの時間を管理するためには、前回体位交換を行った時刻が記憶されている必要があるからである。体位交換時刻ＤＢ１４１に記憶される体位交換を行った時刻は、直前の時刻だけでも良く、過去の体位交換を行った時刻全てを記憶しても良い。

制御部１５０は、記憶部１４０に記憶されているプログラムを実行することにより、管理装置１００の全体の動作を制御するものであり、限定ではなく例として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、マイクロプロセッサ（Microprocessor）、プロセッサコア（Processor core）、マルチプロセッサ（Multiprocessor）、ＡＳＩＣ（Application-Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）を含む装置等から構成される。制御部１５０の機能として、信号受信部１５１と、体位交換判定部１５２と、体位交換時刻記憶部（体位交換記憶部）１５３と、アラート出力部（通知部）１５４とを備えている。この信号受信部１５１、体位交換判定部１５２、体位交換時刻記憶部１５３、及びアラート出力部１５４は、記憶部１４０に記憶されているプログラムにより起動されて管理装置１００にて実行される。

信号受信部１５１は、検出装置２００が備えるセンサからの検知信号を、検出装置２００から通信部１１０を介して受信する。この検知信号は、限定ではなく例として、電圧や電流の変化を示す時系列の波形信号を含む。

また、信号受信部１５１は、検知信号に対して、様々な周期信号に分解して所定の周期信号を抽出するフーリエ変換を行う。波形信号である検知信号は、ノイズか含まれるため、後続処理で正しい判定を行うためである。そのため、必要な信号の判定が可能な程度にノイズが少ない場合には、フーリエ変換を行わなくても良い。

体位交換判定部１５２は、信号受信部１５１で受信し、フーリエ変換を行った検知信号から、臥床者が体位交換を行ったか否かの判定を行う。例えば、体位交換による振動をセンサで検知した信号は、その他の振動をセンサで検知した信号に比べて大きいため、体位交換判定部１５２では、体位交換を行ったことを検知することが可能である。ここで、センサで検知した信号が大きい場合とは、振動による寝具の上下方向の揺れ（変位）が大きい場合であり、これは概ね振動の原因となる荷重の大きさに応じて変化するものである。そのため、体位交換を行うと略全身を動かすのに対し、腕等の身体の一部を動かす場合とは振動の大きさが異なるので、体位交換を行った場合を判定することが可能である。

具体的には、例えば、臥床者が安定して就寝している状態のとき、センサが検知する信号は、臥床者の脈動と呼吸に伴う横隔膜の動きによる振動によるものであり、臥床者の脈動による振動は、例えば１Ｈｚ程度であり、臥床者の呼吸による振動は、例えば０．１～０．４Ｈｚ程度である。臥床者が寝返りを含む体位変化を行うと、脈動と呼吸による振動とは異なる周波数特性の信号レベルを一定時間以上検知する。臥床者が咳をしたり、意識的または無意識による身体の一部を振動させる行為、いわゆる貧乏ゆすりをしたりすると、大きな体動、すなわち体位変化よりも低い信号レベルを示すデータが検知される。このように安定している状態のデータと、大きな体動のデータとを記憶し、限定ではなく例として、センサが検知した信号レベルを判別する機械学習モデルを構築する。」大きな体動と判別できない信号レベルの低いデータを、小さな体動と判定する。これに対して、臥床者の体位変化や介護者により体位交換を行った結果による振動は、小さな体動の信号レベルの２倍～８倍と強く、２秒～３分程度継続する。体位交換判定部１５２では、この信号を大きな体動と判定し、体位交換が行われた場合の信号は、大きな体動の場合と判定する。

また、体位交換判定部１５２は、臥床者の身体の向き（体向）を判定しても良い。例えば、臥床者の体位交換による振動をセンサで検知した信号を分析すると、その臥床者がそのときに身体をどのような向きにしていたか判定することが可能である。この情報に基づいて、体位交換を行う場合に、例えば現在臥床者が右方向を向いている場合に、左方向に向きを変えるように体位交換を行うように、後述するアラート出力部１５４にて通知しても良い。一般的に、体位交換とは、臥床者の体向が右向きの場合に左向きに変更し、左向きの場合に右向きに変更することであり、このように通知することで、体位交換を間違いなく行うことを可能にする。

体位交換時刻記憶部１５３は、体位交換判定部１５２が体位交換を行ったと判定した検知信号について、臥床者の体位交換に関連付けて記憶する。例えば、体位交換を行った時刻を、体位交換を行った時刻として体位交換時刻ＤＢ１４１に記憶する。体位交換時刻ＤＢ１４１に記憶される時刻が直前の時刻だけの場合、最新の時間に更新し、過去の体位交換を行った時刻全てを記憶する場合、新たに体位交換を行った時刻を記憶する。

アラート出力部１５４は、体位交換時刻記憶部１５３が体位交換を行った時刻を記憶してから、所定時間（例えば、２時間）経過した場合に、通知の一種として、例えばアラートを出力する。ここで、限定ではなく例として、アラート出力部１５４が出力するアラートは通知の一種であり、作業者に対して体位交換を行う時間が到来したことを単に通知しても良い。例えば、アラート出力部１５４は、表示部１２０に該当の臥床者の情報（氏名等）やその臥床者が横たわるベッドの情報（部屋番号、ベッド番号等）と共に、表示部１２０上で赤色に表示させるような警告表示を行う。また、アラート出力部１５４は、音声によるアラートを出力しても良く、管理装置１００は、そのための音声出力装置、例えばスピーカ等を備えても良い。

また、アラート出力部１５４は、例えば複数段階のアラートを出力しても良く、例えば体位交換を行った時刻を記憶してから１時間半経過した場合に、表示部１２０上で黄色に表示させるような注意表示を行い、２時間経過した場合に、表示部１２０上で赤色に表示させるような警告表示を行っても良い。音声出力によるアラート出力の場合は、時間が経過するにつれて音声の音量を大きくしても良い。

検出装置２００は、通信部２１０と、動作制御部２２０と、振動センサ２３０とを備える。

通信部２１０は、ネットワークＮＷを介して管理装置１００と有線または無線で通信を行うための通信インタフェースであり、互いの通信が実行できるのであればどのような通信プロトコルを用いても良い。この通信部２１０は、限定ではなく例として、ＴＣＰ／ＩＰ等の通信プロトコルにより通信が行われる。

動作制御部２２０は、振動センサ２３０の動作制御を行い、検知信号を、通信部２１０を介して管理装置１００に送信する機能を備えており、限定ではなく例として、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ等から構成される。

振動センサ（センサ）２３０は、臥床者の体位交換を行った場合や、自力での寝返り、臥床者が起き上がった場合等の振動を検知するセンサであり、限定ではなく例として、外部から加えられた振動を圧電効果により電気信号に変換する圧電素子等により構成されている。この振動センサ２３０は、臥床者が横たわるベッドのマットレス等の寝具に、臥床者が臥床する箇所に配置される。なお、振動センサ２３０は臥床者の振動を検知するセンサであれば良く、ドップラーセンサやマットセンサ等で構成しても良い。

図２は、図１の振動センサ２３０をベッドＢのマットレスＭに配置した一例を示す平面図である。図２に示すベッドＢのマットレス（寝具）Ｍには、例えば、複数の振動センサ２３０が配置されている。振動センサ２３０は、細長のシート状に構成され、マットレスＭの上面側に配置され、臥床者に直接触れないようにシーツやクッション材等により覆われて埋設されている。このように、臥床者に直接触れないように配置するのは、臥床者に触れることにより感電等のおそれがあることや、臥床者が不快に感じるおそれがあるからである。

振動センサ２３０のマットレスＭ上における配置は、図２に示すように、臥床者がマットレスＭに横たわる際に上半身が載置される箇所に、振動センサ２３０の長手方向が臥床者の身体の上下方向に沿うように、臥床者の身体の幅方向に５本並列に配置され（左から順に、振動センサ２３０ａ，２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄ，２３０ｅ）、臥床者の下半身が載置される箇所に、振動センサ２３０の長手方向が臥床者の身体の幅方向に沿うように、臥床者の身体の上下方向に２本並列に配置され（上から順に、振動センサ２３０ｆ，２３０ｇ）ている。なお、図２に示すベッドＢは、上方向が臥床者の頭側であり、下方向が臥床者の足側である。

このように配置するのは、臥床者の上半身側の５本の振動センサ２３０により、臥床者のマットレスＭ上における幅方向の位置を検知することで、体位交換が行われたことを判定するためである。また、臥床者がマットレスＭ上における幅方向の位置を変更せずに体位交換することも考えられるため、臥床者の下半身の２本の振動センサ２３０により、所定以上の大きな振動を検知することで体位交換が行われたことを判定出来るようにしている。

＜処理の流れ＞
図３を参照しながら、体位変化判定システム１が実行する体位交換時刻管理方法の一例の処理の流れについて説明する。図３は、図１の体位変化判定システム１の動作を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１の処理として、検出装置２００の振動センサ２３０が検知した検知信号は、動作制御部２２０によって通信部２１０を介して管理装置１００に送信されるので、管理装置１００の信号受信部１５１では、通信部１１０を介して受信される。また、信号受信部１５１では、受信された検知信号に対してフーリエ変換が行われる。

ステップＳ１０２の処理として、体位交換判定部１５２では、ステップＳ１０１で受信されてフーリエ変換が行われた検知信号から、臥床者が体位交換を行ったか否かが判定される。

図４は、図２のベッドＢに臥床者Ｈが仰向けに横たわる状態の一例を示す模式図である。図４に示すマットレスＭ上の臥床者Ｈは、例えば、臥床者Ｈの身体の幅方向略中央に仰向けに横たわっている。このとき、振動センサ２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄ，２３０ｆ，２３０ｇの上に臥床者Ｈの身体は載置されているため、これらの振動センサが臥床者Ｈの振動、具体的には臥床者Ｈの脈動と呼吸による振動を検知している。このときの振動センサによる検知信号の信号レベルは、例えば、臥床者Ｈの重心近傍が載置されている振動センサ２３０ｃ，２３０ｆは、強い信号レベルを検知し、臥床者Ｈの重心から離れた振動センサ２３０ｂ，２３０ｄ，２３０ｇは、弱い信号レベルを検知する。

図５は、図４の臥床者Ｈが向かって左向きに体位交換した状態の一例を示す模式図である。図４に示す臥床者Ｈが、向かって左方向（臥床者Ｈから見て右方向）に、身体を転がすように体位交換すると、例えば、図５に示すように、マットレスＭ上において、臥床者Ｈの身体の幅方向左側に左方向を向いて横たわる状態になる。このとき、振動センサ２３０ａ，２３０ｂ，２３０ｆ，２３０ｇの上に臥床者Ｈの身体は載置されているため、これらの振動センサが臥床者Ｈの振動を検知することになる。このときの振動センサによる検知信号の信号レベルは、例えば、臥床者Ｈの重心近傍が載置されている振動センサ２３０ａ，２３０ｂ，２３０ｆは、強い信号レベルを検知する。

この体位交換の際、振動センサ２３０ａは振動を検知していなかったが、強い信号レベルを検知することで新たに振動を検知するようになる。また、振動センサ２３０ｃは振動を検知していたが、新たに振動を検知しない状態になる。さらに、振動センサ２３０ｂ，２３０ｆ，２３０ｇは体位交換の前後両方において振動を検知する状態であるが、振動センサ２３０ｂは強い信号レベルを検知する。このような信号レベルの変化を検知することで、臥床者Ｈの身体が動くことによる大きな振動を検知する。このような検知信号の変化により、体位交換判定部１５２では、臥床者Ｈの体位交換が判定される。

図６は、図４の臥床者Ｈが向かって左向きに体位交換した状態の他の一例を示す模式図である。図４に示す臥床者Ｈが、向かって左方向（臥床者Ｈから見て右方向）に、身体をその場で転回させるように体位交換すると、例えば、図６に示すように、マットレスＭ上において、臥床者Ｈの身体の幅方向略中央に左方向を向いて横たわる状態になる。このとき、振動センサ２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄ，２３０ｆ，２３０ｇの上に臥床者Ｈの身体は載置されているため、これらの振動センサが臥床者Ｈの振動を検知することになる。このときの振動センサによる検知信号の信号レベルは、例えば、臥床者Ｈの重心近傍が載置されている振動センサ２３０ｃ，２３０ｆは、強い信号レベルを検知し、臥床者Ｈの重心から離れた振動センサ２３０ｂ，２３０ｄ，２３０ｇは、弱い信号レベルを検知する。

この体位交換の際、振動センサ２３０ｂ，２３０ｃ，２３０ｄ，２３０ｆ，２３０ｇは体位交換の前後両方において振動を検知する状態であるが、臥床者Ｈの身体が動くので、大きな体動による振動を検知する。このように、体位交換の前後において臥床者Ｈの身体の位置が動かない場合であっても、検知信号の変化により、体位交換判定部１５２では臥床者Ｈの体位交換が判定される。

ステップＳ１０３の処理として、体位交換時刻記憶部１５３では、ステップＳ１０２で体位交換を行ったと判定された検知信号について、その時刻を、体位交換を行った時刻として体位交換時刻ＤＢ１４１に記憶させる。

ステップＳ１０４の処理として、アラート出力部１５４では、ステップＳ１０３で記憶された体位交換を行った時刻から、所定時間（例えば、２時間）経過しているか否かが判定される。

図７は、図１のアラート出力部１５４におけるアラート出力時刻の決定の例を示すタイムチャートである。図７に示すタイムチャートＴ１は、ステップＳ１０３で記憶された体位交換を行った時刻が「１４：５１」であり、所定時間が２時間の場合を示している。このように、体位交換を行った時刻の２時間後が「１６：５１」であるため、この時刻が所定時間経過しているか否かの基準時間となる。

ステップＳ１０５の処理として、アラート出力部１５４では、アラートが出力される。このときのアラートは、例えば、表示部１２０上で赤色に表示させるような警告表示であり、または音声によるアラート出力である。これにより、医療機関や介護施設等の職員等の作業者は、体位交換を行ってから所定時間以上経過し、まだ体位交換をしていない臥床者がいることを認識することが出来る。

＜効果＞
以上のように、本実施形態に係る体位変化判定システム及び体位変化判定方法は、ベッドのマットレスに臥床者の振動を検知する振動センサを備える検出装置が取り付けられ、体位交換判定部により、この振動センサの検知信号から臥床者が体位交換を行ったか否かが判定され、体位交換を行った時刻から所定時間経過した場合、アラート出力部により所定のアラートが出力されるため、医療機関や介護施設等の職員等の作業者は、体位交換を行ってから所定時間以上経過し、まだ体位交換をしていない臥床者がいることを認識することが出来る。これにより、体位交換の作業漏れを防止することができるので、臥床者の褥瘡を防止することが出来る。

また、臥床者が臥床するベッドのマットレス上における、臥床者の上半身が載置される箇所に、臥床者の身体の幅方向に複数並列に配置され、臥床者の下半身が載置される箇所に、臥床者の身体の上下方向に複数並列に配置されるので、臥床者のマットレス上における幅方向の位置を検知することで、体位交換が行われたことを判定することが可能になり、大きな振動を検知することで、体位交換が行われたことを判定することが可能になる。

さらに、信号受信部により、受信した検知信号に対して、様々な周期信号に分解して所定の周期信号を抽出するフーリエ変換が行われるので、波形信号である検知信号から必要な信号を検知することが可能になる。

（実施形態２）
図８は、本開示の実施形態２に係る体位変化判定システム１の管理装置１００Ａを示す機能ブロック構成図である。この管理装置１００Ａは、検出装置２００から臥床者による振動の信号を受信して体位変化を記憶し、体位交換が行われたか否かを判定し、その時刻を記憶して所定時間経過した場合にアラートを出力する点において、実施形態１に係る管理装置１００と同様であるが、制御部１５０の機能として生体情報取得部１５５と、睡眠状態取得部１５６とを備えている点において、実施形態１に係る管理装置１００と異なる。

本実施形態では、振動センサ２３０から受信した検知信号から臥床者の生体情報を取得し、生体情報に基づいて臥床者の睡眠状態を取得し、体位交換が行われた時刻から所定時間経過した場合、生体情報または睡眠状態、あるいはその両方に基づいて最適な時刻にアラートを出力する。臥床者にとって、例えば、体位交換のために睡眠を妨げられるのは苦痛であり、最適な時刻が把握できればその時刻に体位交換を行うべきであるからである。

生体情報取得部１５５は、信号受信部１５１で受信し、フーリエ変換を行った検知信号から、臥床者の生体情報を取得する。生体情報取得部１５５が取得する生体情報は、限定ではなく例として、臥床者の呼吸または心拍、あるいはその両方を含む。人の呼吸や心拍は、通常、一定の周波数を有する周期運動であり、身体の振動を伴うものである。そのため、振動センサ２３０で検知することが可能であるため、検知信号をフーリエ変換して分解された周期信号から、呼吸や心拍に該当すると考えられる周期信号を抽出することにより、このような生体情報を取得する。

睡眠状態取得部１５６は、生体情報取得部１５５で取得した生体情報から、臥床者の睡眠状態を取得する。睡眠状態取得部１５６が取得する睡眠状態は、限定ではなく例として、浅い眠りであるレム睡眠、または深い眠りであるノンレム睡眠を含む。通常、人の睡眠は、レム睡眠とノンレム睡眠とが交互に周期的に発生するようになっている。また、睡眠中の人の呼吸や心拍により、レム睡眠であるかノンレム睡眠であるか判別することが可能である。そのため、呼吸や心拍の情報に基づいて睡眠情報を取得する。このときの睡眠情報の取得は、限定ではなく例として、多数の臥床者の生体情報を機械学習することにより実現しても良い。

本実施形態に係るアラート出力部１５４は、体位交換時刻記憶部１５３が体位交換を行った時刻を記憶してから、所定時間（例えば、２時間）経過した場合、生体情報取得部１５５で取得した生体情報、または睡眠状態取得部１５６で取得した睡眠状態、あるいはその両方に基づいて最適な時刻であるか否かを判定し、最適な時刻である場合にアラートを出力する。生体情報に基づく最適な時刻とは、例えば臥床者が活動状態（起きている状態）であるか、または睡眠状態であるかを判定し、活動状態の時を最適な時刻とする。臥床者にとって、例えば、体位交換のために睡眠を妨げられるのは苦痛であり、身体的負担の少ない時刻に体位交換を行うべきであるからである。

また、睡眠状態に基づく最適な時刻とは、例えば臥床者がレム睡眠であるか、またはノンレム睡眠であるかを判定し、レム睡眠の時を最適な時刻とする。臥床者にとって、例えば、体位交換のために深い眠りであるノンレム睡眠の時に起こされるのは苦痛であり、身体的負担の少ない時刻に体位交換を行うべきであるからである。その他の構成については、実施形態１と同様である。

＜処理の流れ＞
図９を参照しながら、体位変化判定システム１が実行する体位変化判定方法の一例の処理の流れについて、実施形態１と異なる処理について説明する。図９は、図８の管理装置１００Ａに係る体位変化判定システム１の動作を示すフローチャートである。

ステップＳ１０３の後続処理であるステップＳ１１１の処理として、管理装置１００Ａの生体情報取得部１５５では、ステップＳ１０１で受信されてフーリエ変換が行われた検知信号から、臥床者の生体情報、例えば臥床者の呼吸または心拍、あるいはその両方を取得する。

ステップＳ１１２の処理として、睡眠状態取得部１５６では、ステップＳ１１１で取得された生体情報から、臥床者の睡眠状態、例えば浅い眠りであるレム睡眠、または深い眠りであるノンレム睡眠を示す情報が取得される。

ステップＳ１１２の後続処理であるステップＳ１０４の処理として、アラート出力部１５４では、ステップＳ１０３で記憶された体位交換を行った時刻から、所定時間経過しているか否かが判定される。また、生体情報取得部１５５で取得した生体情報、または睡眠状態取得部１５６で取得した睡眠状態、あるいはその両方に基づいて最適な時刻であるか否かが判定される。

図１０は、図８のアラート出力部１５４におけるアラート出力時刻の決定の例を示すタイムチャートである。図１０に示すタイムチャートＴ１は、ステップＳ１０３で記憶された体位交換を行った時刻が「２１：５１」であり、所定時間が２時間の場合を示している。また、タイムチャートＴ２は、ステップＳ１１２で取得された睡眠状態を示しており、レム睡眠になった時刻が最適な時刻であると判定される。このように、体位交換を行った時刻の２時間後が「２３：５１」であるが、その時刻はノンレム睡眠の時間帯であるため、この時間帯からレム睡眠に変化した時刻が最適な時刻であると判定される。

本実施形態によれば、上記実施形態１の効果に加え、生体情報取得部により臥床者の生体情報が取得され、睡眠状態取得部により臥床者の睡眠状態が取得され、生体情報または睡眠状態、あるいはその両方に基づいて最適な時刻であるか否かを判定してアラートが出力される。これにより、臥床者にとって身体的負担の少ない時刻に体位交換を行うことが可能になる。

（実施形態３）
図１１は、本開示の実施形態３に係る体位変化判定システム１の管理装置１００Ｂを示す機能ブロック構成図である。この管理装置１００Ｂは、検出装置２００から臥床者による振動の信号を受信して体位変化を記憶し、体位交換が行われたか否かを判定し、その時刻を記憶して所定時間経過した場合にアラートを出力する点において、実施形態１に係る管理装置１００と同様であるが、記憶部１４０は、実施形態１に係る体位交換時刻ＤＢ１４１に代えて、介護計画ＤＢ１４２を記憶し、制御部１５０の機能として介護計画記憶部１５７を備えている点において、実施形態１に係る管理装置１００と異なる。

本実施形態では、実際に体位交換が行われた時刻から所定の時間経過後にアラートを出力する代わりに、あらかじめ介護計画を策定しておき、その介護計画に定められている体位交換予定時刻から所定時間経過した場合に、アラートを出力する。医療機関や介護施設等では、体位交換予定時刻があらかじめ定められており、生体情報や睡眠状態から最適な時刻に体位交換が行われた場合、体位交換予定時刻との間に乖離が生じるため、予定通りに体位交換が行えないと作業者の負担が大きくなるからである。

介護計画ＤＢ１４２は、限定ではなく例として、臥床者ごとに体位交換を行う予定時刻、実績時刻、体位交換時の身体の向きを含む情報からなる、体位交換表の情報が格納されている。また、これらの情報以外に、臥床者の症状に応じて、投薬、検温、採血等の時刻が格納されても良い。

図１２は、図１１の介護計画ＤＢ１４２の格納例を示す模式図である。介護計画ＤＢ１４２には、図１２に示す入所者ＩＤに紐づいて、図１２に示す介護計画ＤＢ１４２の列名に対応して、入所者氏名、及び体位交換表の情報が含まれる。

入所者ＩＤは、医療機関や介護施設等の入所者（臥床者）の情報を一意に特定する識別情報である。入所者氏名は、入所者の属性情報であり、例として氏名を示している。体位交換表には、体位交換を行う予定時刻である体位交換予定時刻、体位交換を行った実績時刻、及び体位交換を行う際の身体の向きの情報が格納されている。体位交換は、この体位交換表に定められている時刻、身体の向きに従って行われる。

介護計画記憶部１５７は、医療機関や介護施設等においてあらかじめ策定された介護計画に定められている、体位交換予定時刻、及び体位交換を行う際の身体の向きの情報を、臥床者ごとに記憶する。その他の構成については、実施形態１と同様である。

＜処理の流れ＞
実施形態３に係る処理の流れは、ステップＳ１０４の処理内容以外は図９に示す実施形態２に係るフローチャートと同様であるため、図９を参照しながら、体位変化判定システム１が実行する体位変化判定方法の一例の処理の流れについて、実施形態２と異なる処理について説明する。

ステップＳ１０４の処理として、アラート出力部１５４では、介護計画ＤＢ１４２に格納されている体位交換予定時刻から、所定時間経過しているか否かが判定される。また、生体情報取得部１５５で取得した生体情報、または睡眠状態取得部１５６で取得した睡眠状態、あるいはその両方に基づいて最適な時刻であるか否かが判定される。

図１３は、図１１のアラート出力部１５４におけるアラート出力時刻の決定の例を示すタイムチャートである。図１３に示すタイムチャートＴ１は、あらかじめ格納されている体位交換予定時刻が「２３：００」であり、所定時間が２時間の場合を示している。また、タイムチャートＴ２は、ステップＳ１１２で取得された睡眠状態を示しており、レム睡眠になった時刻が最適な時刻であると判定される。このように、体位交換予定時刻の２時間後が「１：００」であるが、その時刻はノンレム睡眠の時間帯であるため、この時間帯からレム睡眠に変化した時刻が最適な時刻であると判定される。

本実施形態によれば、上記実施形態１及び２の効果に加え、介護計画記憶部により体位交換表に定められている、体位交換予定時刻、及び体位交換を行う際の身体の向きの情報が記憶され、アラート出力部により体位交換予定時刻から所定時間経過しているか否かが判定される。これにより、あらかじめ定められた体位交換予定時刻に基づいてアラートが出力されるため、体位交換予定時刻との間に乖離が生じることがなくなるので、作業者の負担を軽減することが出来る。

（実施形態４）
図１４は、本開示の実施形態４に係る体位変化判定システム１Ｃを示すブロック構成図である。この体位変化判定システム１Ｃは、自力で寝返りをすることが困難な臥床者に対して体位交換を行う時間を管理する点において、実施形態１に係る体位変化判定システム１と同様であるが、管理装置１００Ｃと、検出装置２００と、ネットワークＮＷとを有し、さらに携帯端末３００を有している点において、実施形態１に係る体位変化判定システム１と異なる。

本実施形態では、管理装置のアラート出力部によるアラートの出力先として、携帯端末に出力させる。医療機関や介護施設等における職員等の作業者は多忙であり、管理装置の表示部を見ている時間は限られるため、作業者が所持している携帯端末にアラートを出力させるものである。

携帯端末３００は、限定ではなく例として、スマートフォン、携帯電話機を含む携帯端末により構成されている。この携帯端末３００は、管理装置１００Ｃから送信されたアラートを、例えばポップアップ表示させ、アラートが出力されていることが作業者に認識できるように出力する。また、携帯端末３００は、音声によるアラートを出力しても良い。その他の構成及び処理の流れについては、実施形態１と同様である。

本実施形態によれば、上記実施形態１ないし３の効果に加え、携帯端末を備え、携帯端末にアラート出力させるため、アラートが出力されていることを確実に認識することが出来る。これにより、体位交換の作業漏れを防止することが可能である。

（実施形態５（プログラム））
図１５は、コンピュータ（電子計算機）７００の構成の例を示す機能ブロック構成図である。コンピュータ７００は、ＣＰＵ７０１、主記憶装置７０２、補助記憶装置７０３、インタフェース７０４を備える。

ここで、実施形態１ないし４に係る信号受信部１５１、体位交換判定部１５２、体位交換時刻記憶部１５３、アラート出力部１５４、生体情報取得部１５５、睡眠状態取得部１５６、及び介護計画記憶部１５７を構成する各機能を実現するための制御プログラム（体位変化判定プログラム）の詳細について説明する。これらの機能ブロックは、コンピュータ７００に実装される。そして、これらの各構成要素の動作は、プログラムの形式で補助記憶装置７０３に記憶されている。ＣＰＵ７０１は、プログラムを補助記憶装置７０３から読み出して主記憶装置７０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ７０１は、プログラムに従って、上述した記憶部に対応する記憶領域を主記憶装置７０２に確保する。

当該プログラムは、具体的には、コンピュータ７００において、寝具に設けられた、臥床者の振動を検知するセンサからの検知信号を受信する信号受信ステップと、受信した検知信号に基づき、臥床者が体位交換を行ったか否かを判定する体位交換判定ステップと、臥床者が体位交換を行った時刻を記憶する体位交換時刻記憶ステップと、記憶されている体位交換時刻から所定時間経過した場合、所定のアラートを出力するアラート出力ステップと、をコンピュータによって実現する制御プログラムである。

なお、補助記憶装置７０３は、一時的でない有形の媒体の一例である。一時的でない有形の媒体の他の例としては、インタフェース７０４を介して接続される磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等が挙げられる。また、このプログラムがネットワークを介してコンピュータ７００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ７００が当該プログラムを主記憶装置７０２に展開し、上記処理を実行しても良い。

また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、当該プログラムは、前述した機能を補助記憶装置７０３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

以上、開示に係る実施形態について説明したが、これらはその他の様々な形態で実施することが可能であり、種々の省略、置換および変更を行なって実施することが出来る。これらの実施形態および変形例ならびに省略、置換および変更を行なったものは、特許請求の範囲の技術的範囲とその均等の範囲に含まれる。

１，１Ｃ 体位変化判定システム、１００，１００Ａ，１００Ｂ、１００Ｃ 管理装置、１１０ 通信部、１２０ 表示部、１３０ 操作部、１４０ 記憶部、１４１ 体位交換時刻ＤＢ、１４２ 介護計画ＤＢ、１５０ 制御部、１５１ 信号受信部、１５２ 体位交換判定部、１５３ 体位交換時刻記憶部、１５４ アラート出力部、１５５ 生体情報取得部、１５６ 睡眠状態取得部、１５７ 介護計画記憶部、２００ 検出装置、２１０ 通信部、２２０ 動作制御部、２３０ 振動センサ、３００ 携帯端末、ＮＷ ネットワーク

Claims (9)

1. 寝具と、前記寝具に横たわる臥床者の体位変化を管理する管理装置と、を備える体位変化判定システムであって、
   前記寝具は、前記臥床者の前記体位変化による振動を検知するセンサを備え、
   前記管理装置は、
   前記センサからの検知信号を受信する信号受信部と、
   受信した前記検知信号に基づき、前記臥床者の生体情報を取得する生体情報取得部と、
   受信した前記検知信号の信号レベルが所定の閾値以上変化し、前記検知信号の変化が所定の時間以上継続した場合、前記臥床者が体位交換を行ったと判定する体位交換判定部と、
   前記臥床者の前記生体情報に基づき、前記臥床者の睡眠状態を取得する睡眠状態取得部と、
   前記検知信号を、前記臥床者の前記体位交換に関連付けて記憶する体位交換記憶部と、
   前記臥床者が体位交換を行った体位交換時刻から所定時間経過した場合、所定の通知を出力する通知部と、を備え、
   前記通知部は、記憶されている体位交換時刻から所定時間経過した場合、前記生体情報と、前記生体情報から取得された前記睡眠状態とに基づいて、前記臥床者にとって最適な時刻に所定の通知を出力する、体位変化判定システム。
2. 前記寝具は、前記センサを複数備え、
   前記体位交換判定部は、複数の前記センサからの前記検知信号から、１の前記センサにかかる振動が、他の前記センサにかかる振動へと変化し、前記他のセンサにかかる振動が所定の閾値以上であると判定される場合、前記臥床者が体位交換を行ったと判定する、請求項１に記載の体位変化判定システム。
3. 前記体位交換判定部は、前記センサからの前記検知信号から、前記臥床者の身体の向きを判定する、請求項１または請求項２に記載の体位変化判定システム。
4. 前記体位交換記憶部は、前記検知信号を、前記体位交換時刻の記録と共に記憶する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の体位変化判定システム。
5. 前記生体情報取得部は、受信した前記検知信号の所定の周波数の変化に基づき、前記臥床者の呼吸及び／または心拍の情報を取得する、請求項４に記載の体位変化判定システム。
6. 前記臥床者の体位交換を行う予定を示す体位交換予定時刻を記憶する介護計画記憶部を備え、
   前記通知部は、記憶されている体位交換予定時刻から所定時間経過した場合、前記睡眠状態に基づいて最適な時刻に所定の通知を出力する、請求項４に記載の体位変化判定システム。
7. 前記信号受信部は、受信した前記検知信号から所定の周期信号を抽出するフーリエ変換を行う、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の体位変化判定システム。
8. 寝具に横たわる臥床者の体位変化を管理する体位変化判定方法であって、
   信号受信部が行う、前記寝具に設けられた、前記臥床者の前記体位変化による振動を検知するセンサからの検知信号を受信する信号受信ステップと、
   生体情報取得部が行う、受信した前記検知信号に基づき、前記臥床者の生体情報を取得する生体情報取得ステップと、
   体位交換判定部が行う、受信した前記検知信号の信号レベルが所定の閾値以上変化し、前記検知信号の変化が所定の時間以上継続した場合、前記臥床者が体位交換を行ったと判定する体位交換判定ステップと、
   睡眠状態取得部が行う、前記臥床者の前記生体情報に基づき、前記臥床者の睡眠状態を取得する睡眠状態取得ステップと、
   体位交換記憶部が行う、前記検知信号を、前記臥床者の前記体位交換に関連付けて記憶する体位交換記憶ステップと、
   通知部が行う、前記臥床者が体位交換を行った体位交換時刻から所定時間経過した場合、所定の通知を出力する通知ステップと、を備え、
   前記通知ステップにおいて、記憶されている体位交換時刻から所定時間経過した場合、前記生体情報と、前記生体情報から取得された前記睡眠状態とに基づいて、前記臥床者にとって最適な時刻に所定の通知を出力する、体位変化判定方法。
9. 寝具に横たわる臥床者の体位変化を管理する体位変化判定プログラムであって、
   前記寝具に設けられた、前記臥床者の前記体位変化による振動を検知するセンサからの検知信号を受信する信号受信ステップと、
   受信した前記検知信号に基づき、前記臥床者の生体情報を取得する生体情報取得ステップと、
   受信した前記検知信号の信号レベルが所定の閾値以上変化し、前記検知信号の変化が所定の時間以上継続した場合、前記臥床者が体位交換を行ったと判定する体位交換判定ステップと、
   前記臥床者の前記生体情報に基づき、前記臥床者の睡眠状態を取得する睡眠状態取得ステップと、
   前記検知信号を、前記臥床者の前記体位交換に関連付けて記憶する体位交換時刻記憶ステップと、
   前記臥床者が体位交換を行った体位交換時刻から所定時間経過した場合、所定の通知を出力する通知ステップと、を電子計算機に実行させるための体位変化判定プログラムであり、
   前記通知ステップにおいて、記憶されている体位交換時刻から所定時間経過した場合、前記生体情報と、前記生体情報から取得された前記睡眠状態とに基づいて、前記臥床者にとって最適な時刻に所定の通知を出力する、体位変化判定プログラム。

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