JP2000189472A

JP2000189472A - 床ずれ防止装置

Info

Publication number: JP2000189472A
Application number: JP11286476A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Ito; 正彦伊藤; Kenichi Yanai; 謙一柳井; Tomohisa Yoshimi; 知久吉見
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-10-22
Filing date: 1999-10-07
Publication date: 2000-07-11

Abstract

(57)【要約】【課題】就寝者の床ずれを防ぐことができる床ずれ防
止装置の提供。【解決手段】床ずれ防止装置Ａは、ベット１の上に設
置されるマットレス２と、該マットレス２の内部に配置
される空気袋３１１〜３３４と、マットレス２の内部に
設置される荷重センサシート４と、各感圧素子４１１〜
４３４が出力する圧力信号の時間的変化に基づいて各荷
重圧力の推移を観測する荷重圧力観測回路５と、電磁
弁、ポンプ６１、および制御器６２からなり、各空気袋
の空気量を個別に調整可能な空気量調整手段６とを備
え、空気量調整手段６は、体位変更時間になると、高い
荷重圧力の推移が観測された感圧素子に対応する空気袋
の空気量を減らし、その分、空気袋が底付きしない様
に、低い荷重圧力の推移が観測された感圧素子に対応す
る空気袋の空気量を増やす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、就寝者、特に寝た
きり老人や術後患者の床ずれを防止するための床ずれ防
止装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、老人ホーム等に収容されている寝
たきり老人や、病院における術後患者の床ずれの防止が
求められている。しかし、介護人や看護婦の過労防止、
人員不足、人件費の削減等により、床ずれの防止を全て
人手に頼ることは難しい。

【０００３】そこで、従来より下記の技術が提案されて
いる。床ずれ防止装置（手動式）は、手元スイッチにより、
寝具に装着したアクチュエータを駆動して寝具の状態を
変化させている。床ずれ防止装置（自動式）は、タイマーにより、寝具
に装着したアクチュエータを駆動して寝具の状態を変化
させている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術では、下記の様な不具合が生じる。の床ずれ防止装置は、床ずれが起きそうな時間や位置
を想定して手元スイッチを操作する必要があり、手間が
かかる。の床ずれ防止装置では、床ずれの虞がある場所を考慮
してアクチュエータが駆動するとは限らないので、床ず
れが進行してしまう場合がある。

【０００５】本発明の目的は、就寝者の床ずれを防ぐこ
とができる床ずれ防止装置の提供にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】〔請求項１について〕就
寝者の下側に位置する寝具の内部には、空気袋が複数個
配置されている。これら各空気袋に対応する、寝具の
下、内部、または表面に、複数の感圧センサが設置され
ている。荷重圧力観測手段は、これら感圧センサが出力
する複数の圧力信号の時間的変化に基づいて各荷重圧力
の推移を観測する。空気量調整手段は、荷重圧力観測手
段が観測した各荷重圧力の推移に基づいて、各空気袋の
空気量を増減する。

【０００７】これにより、就寝者の就寝姿勢が変わっ
て、身体各部に加わっている圧力を平均化することがで
き、体力が低下した就寝者（寝たきり老人や術後患者
等）の床ずれを防ぐことができる。

【０００８】〔請求項２について〕就寝者の下側に位置
する寝具の内部には、空気袋が複数個配置されている。
これら各空気袋に対応する、寝具の下、内部、または表
面に、複数の感圧センサが設置されている。荷重圧力観
測手段は、これら感圧センサが出力する複数の圧力信号
の時間的変化に基づいて各荷重圧力の推移を観測する。
空気量調整手段は、高い荷重圧力が長時間観測される
と、該当する感圧センサに対応する空気袋の空気量を減
らし、低い荷重圧力が長時間観測されると、該当する感
圧センサに対応する空気袋の空気量を増やす。なお、長
時間と限定する理由は、寝返り等によって観測される荷
重圧力の影響を排除するためであり、数十秒以上や数十
分以上に設定する必要がある。これにより、就寝者の就
寝姿勢が変わって、身体各部に加わっている圧力を平均
化することができ、体力が低下した就寝者（寝たきり老
人や術後患者等）の床ずれを防ぐことができる。

【０００９】〔請求項３について〕就寝者の下側に位置
する寝具の内部には、空気袋が複数個配置されている。
これら各空気袋に対応する、寝具の下、内部、または表
面に、複数の感圧センサが設置されている。荷重圧力観
測手段は、これら感圧センサが出力する複数の圧力信号
の時間的変化に基づいて各荷重圧力の推移を観測する。
空気量調整手段は、体位変更時間になると、高い荷重圧
力の推移が観測された感圧センサに対応する空気袋の空
気量を減らし、低い荷重圧力の推移が観測された感圧セ
ンサに対応する空気袋の空気量を増やす。これにより、
就寝者の就寝姿勢を、体位変更時間毎に床ずれが起きな
い体位に変えることができ、体力が低下した就寝者（寝
たきり老人や術後患者等）の床ずれを防ぐことができ
る。

【００１０】〔請求項４について〕ベットは、個々に傾
斜が可変可能な複数の可動部分を有する。このベットの
内部または表面には複数の感圧センサが設置されてい
る。荷重圧力観測手段は、これら感圧センサが出力する
複数の圧力信号の時間的変化に基づいて各荷重圧力の推
移を観測する。

【００１１】制御手段は、高い荷重圧力が長時間観測さ
れると、該当する感圧センサで検出される荷重圧力が低
下する様にアクチュエータを操作し、低い荷重圧力が長
時間観測されると、該当する感圧センサで検出される荷
重圧力が上昇する様にアクチュエータを操作する。これ
により、就寝者の就寝姿勢が変わって、身体各部に加わ
っている圧力を平均化することができ、体力が低下した
就寝者（寝たきり老人や術後患者等）の床ずれを防ぐこ
とができる。

【００１２】〔請求項５について〕ベットは、個々に傾
斜が可変可能な複数の可動部分を有する。このベットの
内部または表面には複数の感圧センサが設置されてい
る。荷重圧力観測手段は、これら感圧センサが出力する
複数の圧力信号の時間的変化に基づいて各荷重圧力の推
移を観測する。

【００１３】制御手段は、体位変更時間になると、高い
荷重圧力の推移が観測された感圧センサで検出される荷
重圧力が低下する様にアクチュエータを操作し、低い荷
重圧力の推移が観測された感圧センサで検出される荷重
圧力が上昇する様にアクチュエータを操作する。

【００１４】これにより、就寝者の就寝姿勢を、体位変
更時間毎に床ずれが起きない体位に変えることができ、
体力が低下した就寝者（寝たきり老人や術後患者等）の
床ずれを防ぐことができる。

【００１５】〔請求項６について〕複数の空気袋を有す
るエアマットの下、内部、または表面に所定の分布で設
置された複数の荷重センサは、印加荷重に対応した荷重
信号を出力する。荷重信号処理回路は、これら複数の荷
重信号を順次取り込む。特徴量算出手段は、取り込まれ
た複数の荷重信号から荷重分布の特徴量を算出する。姿
勢算出手段は、荷重分布の特徴量からエアマット上の就
寝者の就寝姿勢を算出する。部位別荷重算出手段は、算
出された就寝者の就寝姿勢と複数の荷重信号とから就寝
者の身体各部に加わっている荷重を算出する。空気量調
整手段は、算出された身体各部の荷重に基づいて各空気
袋の空気量を個別に調整する。これにより、就寝者の就
寝姿勢が変わり、身体各部に加わっている圧力を平均化
することができ、体力が低下した就寝者（寝たきり老人
や術後患者等）の床ずれを防ぐことができる。

【００１６】〔請求項７について〕複数の空気袋を有す
るエアマットの下、内部、または表面に所定の分布で設
置された複数の荷重センサは、印加荷重に対応した荷重
信号を出力する。荷重信号処理回路は、これら複数の荷
重信号を順次取り込む。特徴量算出手段は、取り込まれ
た複数の荷重信号から荷重分布の特徴量を算出する。姿
勢算出手段は、荷重分布の特徴量からエアマット上の就
寝者の就寝姿勢を算出する。部位別荷重算出手段は、算
出された就寝者の就寝姿勢と複数の荷重信号とから就寝
者の身体各部に加わっている荷重を算出する。荷重履歴
記録手段は、身体各部に加わっている荷重の履歴を記録
する。褥瘡判定手段は、就寝者の就寝姿勢と身体各部の
荷重履歴とから身体各部の褥瘡危険度を判定する。空気
量調整手段は、判定された身体各部の褥瘡危険度に基づ
いて各空気袋の空気量を個別に調整する。これにより、
就寝者の身体各部の褥瘡危険度を低く保つことができ、
体力が低下した就寝者（寝たきり老人や術後患者等）の
褥瘡を防ぐことができる。

【００１７】〔請求項８について〕荷重信号処理回路に
取り込まれた各荷重信号を所定の閾値で比較して得られ
た比較結果の分布に基づいて特徴量算出手段が荷重分布
の特徴量を算出するので、特徴分布の特徴量が正確に算
出される。そして、姿勢算出手段が就寝者のエアマット
上の特定位置から特定部位までを基準とし、身体各部の
関節部の曲がり具合を考慮するので、寝具上の就寝者の
就寝姿勢を正確に算出することができる。

【００１８】〔請求項９について〕姿勢算出手段は、モ
デル就寝者が各就寝姿勢を取った状態における特徴量を
記憶させた各就寝姿勢別の特徴モデルを記憶手段に記憶
させておき、特徴量算出手段が算出した特徴量と、各就
寝姿勢別の特徴モデルに係る特徴量とを比較して適合度
の最も高い特徴モデルに対応する就寝姿勢を現在の就寝
姿勢とする。これにより、就寝者の就寝姿勢が正確に算
出されるので、部位別荷重算出手段が就寝者の身体各部
に加わっている荷重を正確に算出することができる。

【００１９】〔請求項１０について〕モデル身長修正手
段は、特徴量算出手段が算出した荷重分布の特徴量から
身長特徴量を算出し、この算出した身長特徴量でモデル
就寝者の身長データを修正する。姿勢算出手段は、特徴
量算出手段が算出した特徴量と、修正された各就寝姿勢
別の特徴モデルに係わる特徴量とを比較して適合度の最
も高い特徴モデルに対応する就寝姿勢を現在の就寝姿勢
とする。これにより、モデル就寝者の身長と実際の就寝
者の身長とが異なる場合でも、就寝者の寝姿を精度良く
算出することができる。

【００２０】〔請求項１１について〕モデル肉づけ修正
手段は、特徴量算出手段が算出した荷重分布の特徴量か
ら肉づき特徴量を算出し、この算出した肉づき特徴量で
モデル就寝者の肉づけデータを修正する。姿勢算出手段
は、特徴量算出手段が算出した特徴量と、修正された各
就寝姿勢別の特徴モデルに係わる特徴量とを比較して適
合度の最も高い特徴モデルに対応する就寝姿勢を現在の
就寝姿勢とする。これにより、モデル就寝者の肉づきと
実際の就寝者の肉づきとが異なる場合でも、就寝者の寝
姿を精度良く算出することができる。

【００２１】〔請求項１２について〕モデル修正手段
は、特徴量算出手段が算出した荷重分布の特徴量から身
長特徴量と肉づき特徴量とを算出し、この算出した各特
徴量で前記モデル就寝者の身長データと肉づけデータと
を修正する。姿勢算出手段は、特徴量算出手段が算出し
た特徴量と、修正された各就寝姿勢別の特徴モデルに係
る特徴量とを比較して適合度の最も高い特徴モデルに対
応する就寝姿勢を現在の就寝姿勢とする。これにより、
モデル就寝者の体格と実際の就寝者の体格とが異なる場
合でも、就寝者の寝姿を精度良く算出することができ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施例（請求項１、
３に対応）を、図１〜図５に基づいて説明する。図に示
す様に、床ずれ防止装置Ａは、ベット１の上に載置され
るマットレス２と、マットレス２の内部に配置される空
気袋３１１〜３３４と、マットレス２の内部に設置され
る荷重センサシート４と、荷重圧力観測回路５と、電磁
弁（図示せず）、ポンプ６１、および制御器６２からな
る空気量調節手段６とを備える。

【００２３】ベット１は、マットレス２を載置するため
の載置部１１と、載置部１１の端から立設する背板部１
２とを備える。空気袋３１１〜３３４は、ゴム等中空同
形の直方体形状を呈し、マットレス２の内部に配置（２
×１２個）されている。この空気袋３１１〜３３４の各
空気出入口には、袋内の空気を出し入れするための電磁
弁が配設されている。

【００２４】荷重センサシート４は、素子に加わる荷重
に対応して素子の電気抵抗値が変化する感圧素子（イン
ターリンク社製のＦＳＲセンサ）を等間隔に２４個、配
置（感圧素子４１１〜４３４）したものであり、マット
レス２の内底面に敷かれている。なお、感圧素子４１１
〜４３４は、空気袋３１１〜３３４の下面中央が当接す
る様に位置決めされている（図２参照）。

【００２５】荷重圧力観測回路５は、感圧素子４１１〜
４３４から出力される２４ｃｈ分（＝センサ数）の圧力
信号から各荷重圧力を数十ｍｓ毎に算出し、算出した各
荷重圧力値の平均値を１分毎に荷重観測時間（本実施例
では２時間）の間、メモリに格納する（図４参照）。

【００２６】ポンプ６１は、空気の吸引と、空気の供給
とを行うためのものであり、接続ホース６１１、６１２
を介して、マットレス２内の空気袋３１１〜３３４の電
磁弁に接続されている。なお、接続ホース６１１は空気
袋３１１〜３２２の空気を出し入れするためのものであ
り、接続ホース６１２は空気袋３２３〜３３４の空気を
出し入れするためのものである。

【００２７】制御器６２は、荷重圧力観測回路５で観測
された荷重観測時間中の荷重圧力の推移に基づき、下記
の様にポンプ６１および電磁弁（２４個）を制御する。
例えば、荷重観測時間（２時間）中における感圧素子４
１２、４１３、４１４の荷重圧力の推移が図４に示す状
態であった場合、体位変更時間になると、移行期間（数
分間）中に、ポンプ６１および電磁弁（２４個）を制御
する。

【００２８】具体的には、移行期間（数分間）中に、高
い荷重圧力の推移が観測された感圧素子４１２、４１４
に対応する空気袋３１２、３１４の空気量を所定量減ら
し、低い荷重圧力の推移が観測された感圧素子４１３、
４１４に対応する空気袋３１３、３１４の空気量を所定
量増やす。

【００２９】この際、空気量を減らす動作と、増やす動
作とを一気に行うと、就寝者の体位が急激に変わってベ
ット１から転げ落ちる虞があるので、交互に複数回に分
けて行う。

【００３０】この例では、移行期間中に就寝者の体位が
変わるとともに、つぎに荷重観測時間中に、感圧センサ
４１２、４１４で高い荷重圧力が観測される様になり、
感圧センサ４１２、４１４で高い荷重圧力が観測される
様になる（図４参照）。

【００３１】本実施例の床ずれ防止装置Ａは、以下の利
点を有する。就寝者の就寝姿勢を、体位変更時間毎（２
時間毎）に床ずれが起きない体位に自動的変えることが
できるので、体力が低下した就寝者（寝たきり老人や術
後患者等）の床ずれを防止することができる。

【００３２】〔変形例〕上記実施例の床ずれ防止装置Ａ
は、荷重観測時間（２時間）が経過して体位変更時間に
なると、毎回、空気量調節手段６が、高い荷重圧力の推
移が観測された感圧素子群に対応する空気袋の空気量を
所定量減らし、その分、空気袋が底付きしない様に、低
い荷重圧力の推移が観測された感圧素子群に対応する空
気袋の空気量を所定量増やす構成である。

【００３３】しかし、空気袋の空気量を所定量増減する
代わりに、その荷重圧力の推移を観測した感圧素子が所
定の高い荷重圧力または所定の低い荷重圧力を検知する
まで、対応する空気袋の空気量を増減する構成に変更し
ても良い（第２実施例；請求項３に対応）。

【００３４】また、高い荷重圧力が連続して長時間（例
えば２時間）観測されると、その観測された感圧素子群
に対応する空気袋の空気量を所定量増やす、低い荷重圧
力が連続して長時間（例えば２時間）観測されると、そ
の観測された感圧素子群に対応する空気袋の空気量を所
定量増やす構成に変更しても良い（第３実施例；請求項
２に対応）。この場合、低い（高い）荷重圧力が（小さ
い）大きいほど、空気袋の空気量を増減するための時間
を短くする構成にしても良い。

【００３５】さらに、高い荷重圧力または低い荷重圧力
を連続して長時間（例えば２時間）観測されると、その
荷重圧力を連続して長時間観測した感圧素子が高い荷重
圧力または低い荷重圧力を検知するまで、対応する空気
袋の空気量を増減する構成に変更しても良い（第４実施
例；請求項２に対応）。

【００３６】上記第１〜第４実施例において、荷重セン
サシート４は、マットレス２の内部以外に、マットレス
２の下面、上面に設置しても良い。また、素子の配設パ
ターンや配設数は任意である。

【００３７】つぎに、本発明の第５実施例（請求項５に
対応）を図５に基づいて説明する。図５に示す様に、床
ずれ防止装置Ｂは、ベット１の上に載置されるマットレ
ス２と、マットレス２の内部に設置される荷重センサシ
ート４と、荷重圧力観測回路５と、油圧ジャッキ７１、
７２（アクチュエータ）と、制御回路８とを備える。

【００３８】ベット１は、傾斜が可変可能な可動部分１
３、１４と、水平な固定部分１５とを連結材で連結した
ベット本体１６と、ベット本体１６を支える４本の脚１
７と、背板１８とを備える。

【００３９】このベット１の可動部分１３、１４の下方
には、油圧により可動部分１３、１４の傾斜を夫々−３
０°〜＋３０°の範囲で可変可能な油圧ジャッキ７１、
７２が配設されている。

【００４０】荷重センサシート４は、素子に加わる荷重
に対応して素子の電気抵抗値が変化する感圧素子（イン
ターリンク社製のＦＳＲセンサ）を等間隔に５４４個、
配置したものであり、マットレス２の内底面に敷かれて
いる。

【００４１】荷重圧力観測回路５は、感圧素子から出力
される５４４ｃｈ分（＝センサ数）の圧力信号から各荷
重圧力を数十ｍｓ毎に算出し、算出した各荷重圧力の平
均値を１分毎に荷重観測時間（本実施例では２時間）の
間、メモリに格納する。

【００４２】制御回路８は、荷重圧力観測回路５で観測
された荷重観測時間中の荷重圧力の推移に基づき、下記
の様に油圧ジャッキ７１、７２を制御する。例えば、荷
重観測時間（２時間）中における可動部分１３、１４に
対応する感圧素子群の荷重圧力が高い状態で推移してい
る場合、体位変更時間になると、移行期間（数分間）中
に、可動部分１３、１４の傾斜角度が所定角度下がる
（傾斜角度マイナス方向）様に油圧ジャッキ７１、７２
を作動させる。

【００４３】また、例えば、荷重観測時間（２時間）中
における可動部分１３、１４に対応する感圧素子群の荷
重圧力が低い状態で推移している場合、体位変更時間に
なると、移行期間（数分間）中に、可動部分１３、１４
の傾斜角度が所定角度上がる（傾斜角度がプラス方向）
様に油圧ジャッキ７１、７２を作動させる。

【００４４】本実施例の床ずれ防止装置Ｂは、以下の利
点を有する。就寝者の就寝姿勢を、体位変更時間毎（２
時間毎）に床ずれが起きない体位に自動的変えることが
できるので、体力が低下した就寝者（寝たきり老人や術
後患者等）の床ずれを防止することができる。

【００４５】〔変形例〕上記実施例の床ずれ防止装置Ｂ
は、荷重観測時間（２時間）が経過して体位変更時間に
なると、空気量調節手段６が、高い荷重圧力の推移が観
測された感圧素子群に対応する可動部分の傾斜角度を油
圧ジャッキで所定角度上げ、低い荷重圧力の推移が観測
された感圧素子群に対応する可動部分の傾斜角度を油圧
ジャッキで所定角度上げる構成である。

【００４６】しかし、可動部分の傾斜角度を所定角度上
下させる代わりに、その荷重圧力の推移を観測した感圧
素子が所定の高い荷重圧力または所定の低い荷重圧力を
検知するまで、対応する油圧ジャッキを作動させる構成
に変更しても良い（第６実施例；請求項５に対応）。

【００４７】また、高い荷重圧力が連続して長時間（例
えば２時間）観測されると、その観測された感圧素子群
に対応する稼働部分の傾斜角度を所定角度下げ、低い荷
重圧力が連続して長時間（例えば２時間）観測される
と、その観測された感圧素子群に対応する稼働部分の傾
斜角度を所定角度上げる構成に変更しても良い（第７実
施例；請求項４に対応）。

【００４８】さらに、高い荷重圧力または低い荷重圧力
を連続して長時間（例えば２時間）観測されると、その
荷重圧力を観測した感圧素子群が高い荷重圧力または低
い荷重圧力を検知するまで、対応する油圧ジャッキを作
動させる構成に変更しても良い（第８実施例；請求項４
に対応）。

【００４９】上記第５〜第８実施例において、荷重セン
サシート４は、マットレス２の内部以外に、マットレス
２の下面や上面に設置しても良い。また、素子の配設パ
ターンや配設数は任意である。

【００５０】つぎに、本発明の第９実施例（請求項６〜
１２に対応）を、図６〜図１７に基づいて説明する。図
６に示す様に、床ずれ防止装置Ｔは、ベット１に設置さ
れたマットレス２と、マットレス２の上に設置されたエ
アマット３、荷重センサシート４と、制御装置９とを備
える。

【００５１】ベット１は、マットレス２を載置するため
の載置部１１と、載置部１１の端から立設する背板部１
２とを備える。荷重センサシート４は、感圧素子に加わ
る荷重に対応して感圧素子の電気抵抗値が変化する感圧
素子４４０を等間隔に２１０個、配置したものであり
（図７参照）、１０８個の空気袋３０を有するエアマッ
ト３の上部に敷かれている。

【００５２】図９に示す様に、各感圧素子４４０の一端
は共通端子としてＶ_Dに接続され、他端は信号出力端子
としてマルチプレクサ回路９１のアナログマルチプレク
サ９１１に接続されている。

【００５３】各感圧素子４４０からの荷重信号は、図９
に示す様にマルチプレクサ回路９１において、パラレル
Ｉ／Ｏ９２からのスイッチング信号により、アナログマ
ルチプレクサ９１１で順次切り替えられ、パラレル信号
からシリアルのアナログ電圧信号に変換され、Ａ／Ｄ変
換器９３に出力される。尚、本実施例では、マルチプレ
クサ回路９１は、２１０個の感圧素子４４０が出力する
荷重信号を約７０Ｈｚで読み込む。

【００５４】マルチプレクサ回路９１からのアナログ電
圧信号は、Ａ／Ｄ変換器９３で荷重値に変換され、ＥＣ
Ｕ９４に入力される。ＥＣＵ９４は、就寝者の寝姿特徴
量を算出し、この姿勢特徴量と最も適合度が高い姿勢別
特徴モデルに対応する就寝姿勢を決定（図１０のステッ
プｓ２０）し、この決定した就寝姿勢における身体各部
位に加わる荷重を算出（図１０のステップｓ３０）し、
この決定した就寝姿勢における身体各部位に加わる荷重
を算出（図１０のステップｓ４０）し、予め設定した各
々の姿勢の身体各部位別の荷重と時間に対する褥瘡危険
値により、その部位における褥瘡発生の危険性の有無を
判定する（図１０のステップｓ５０）。次にその値より
危険度が高い箇所について、エアマット３の空気袋３０
を除圧する（図１０のステップｓ７０）。

【００５５】つぎに、制御装置９の制御器９０のソフト
ウェアー処理の詳細を図１１、図１２に示すフローチャ
ートに基づいて説明する。ステップｓ０において、パラ
レルＩ／Ｏ９２やＡ／Ｄ変換器９３等の初期設定を行
う。ステップｓ１０において、２１０個の感圧素子４４
０が出力する２１０種類の荷重信号が制御器９０に入力
される。

【００５６】ステップｓ２０（ステップｓ２１、ｓ２
２）において、ＥＣＵ９４は２１０種類のアナログ電圧
信号（荷重信号）から就寝者の姿勢特徴量を算出する。
先ず、ステップｓ２１で、数式１から閾値Ｐｔｈを算出
する。この閾値Ｐｔｈは２１０個の感圧素子４４０が出
力する荷重信号から姿勢特徴量を算出するために必要で
ある。なお、本実施例では、係数ｋを０．５としている
が、特にこの値に限定されない。

【００５７】

【数１】次に、ステップｓ２２で、この閾値Ｐｔｈと荷重信号と
を比較して、図１３（ｃ）に示す様な就寝者の姿勢特徴
量を算出する。尚、図１３（ａ）は側臥位で就寝中の画
像であり、（ｂ）はその時の荷重分布、（ｃ）は上記二
値化により求められた姿勢特徴量である。

【００５８】ステップｓ６０（ステップｓ６１〜ｓ６
６）では、ステップｓ２０で求めた就寝者の姿勢特徴量
に基づいて身長補正と肉づき補正とを行う。ステップｓ
６１で、就寝者の姿勢特徴量から身長特徴量を算出す
る。具体的には、上記姿勢特徴量から体の部位を認識
し、図１３の（ｅ）に示した、肩から足の付け根関節ま
での長さＬ２を求める。この長さは身長Ｈと予めコンピ
ュータ内に用意した特徴モデルの身長Ｈｓｔとから補正
係数Ｋｈを次式により求める。

【００５９】補正係数Ｋｈ＝Ｈ／Ｈｓｔ（ステップｓ６２）この補正係数Ｋｈを用いて特徴モデルデータを縮小・拡
大する（ステップｓ６３）。この処理により、特徴モデ
ルを作成する際に用いたモデル就寝者の身長と、実際の
就寝者の身長とが異なる場合でも精度良く寝姿が算出可
能となる。

【００６０】ステップｓ６４で、就寝者の姿勢特徴量か
ら肉づき特徴量を算出する。具体的には、上記姿勢特徴
量から体の部位を認識し、ヒップ部の幅Ｗを求める。こ
の幅Ｗと、予めコンピュータ内に用意した特徴モデルの
ヒップ部の幅Ｗｓｔとから補正係数Ｋｗを次式により求
める。

【００６１】補正係数Ｋｗ＝Ｗ／Ｗｓｔ（ステップｓ６５）この補正係数Ｋｗを用いて特徴モデルデータを縮小・拡
大する（ステップｓ６６）。この処理により、特徴モデ
ルを作成する際に用いたモデル就寝者の肉づき（ヒップ
幅）と、実際の就寝者の肉づき（ヒップ幅）とが異なる
場合でも精度良く寝姿が算出可能となる。

【００６２】補正された姿勢特徴量から、就寝者の姿勢
をステップｓ３０で（ステップｓ３１〜ｓ３４）で算出
する。先ず、ステップｓ３１で、予めモデル就寝者の姿
勢別毎に用意された特徴モデルをランダムに選択する。
姿勢別の特徴モデルについて、側臥位を例に図１３
（ｄ）〜（ｆ）に基づいて説明する。

【００６３】図１３（ｄ）は、モデル就寝者が側臥位で
就寝した場合の骨格を示し、Ｓ１〜Ｓ２０は関節を示
す。この骨格情報を基に図１３（ｅ）に示す簡易人体モ
デルが作成でき、これに骨が出ている部位、肉づき等を
考慮して図１３（ｆ）に示す姿勢別の特徴モデルを作成
する。この姿勢別の特徴モデルは、モデル就寝者が寝具
上で取り得る全ての姿勢が用意されている。

【００６４】次に、ステップｓ３２において、ステップ
ｓ２０で算出された現在の姿勢特徴量｛図１３の（ｅ）
とステップｓ３１で抽出された就寝姿勢別の特徴モデル
｛図１３（ｆ）｝のマッチングを行い、各姿勢別の相関
関係を求める。

【００６５】（相関関係の算出方法）ｆを現在の姿勢特
徴量データ、ｇを姿勢別特徴モデルデータ、Ｄをｇの占
有範囲として表すと、姿勢特徴量データと姿勢別特徴モ
デルデータの不一致度の測度として下記の数式２を用い
ることができる。

【００６６】

【数２】

【００６７】そして、ｇをｆの中の可能な位置に移動さ
せ、各移動（ｍ、ｎ）毎に上記積分値を求めると下記の
数式３となる。

【００６８】

【数３】

【００６９】ここで、コーシーシュバルツの不等式を用
いると、下記の数式４が得られる。

【００７０】

【数４】デジタル画像の場合、積分は総和で置き換えられるの
で、数式４は、下記の数式５に置き換えられる。

【００７１】

【数５】

【００７２】そして、数式５の左辺を右辺で割ると、下
記の数式６が得られる。

【数６】

【００７３】数式６の相互関数は、モデル就寝者が寝具
上で取り得る全就寝姿勢（関節の角度も含む）について
算出する。ステップｓ３３で、全就寝姿勢の相互関数が
算出されたか否かを判断し、終了したらステップｓ３４
で全就寝姿勢の相互関数から最も適合度が高い就寝姿勢
を現在の就寝姿勢と認識し、身体の寝具上の就寝位置、
各関節角、および姿勢を決定する。

【００７４】次に、ステップｓ４０（ステップｓ４１〜
ステップｓ４３）で、認識した就寝姿勢での身体各部位
に加わる荷重を算出する。尚、ステップｓ３０における
特徴モデルでは、頭部を基準として量子化しているの
で、下半身で実際の荷重分布と特徴モデルとの間にずれ
が生じる。そこで、上半身と下半身で荷重算出方法を変
更する。

【００７５】上半身の荷重は、荷重検出手段で検出され
た荷重分布と、認識した特徴モデルとを重ね合わせ、特
徴モデルの各部位と対応する荷重データをその部位に加
わっている荷重としている（ステップｓ４２）。下半身
の荷重は、まず荷重検出手段で検出された荷重分布と、
認識した特徴モデルとを重ね合わせ、特徴モデルの各部
位に対応する荷重分布を調べ、その周辺で最も高い荷重
をその部位に加わっている荷重としている（ステップｓ
４３）。

【００７６】図１６、図１７に示す通り、褥瘡の発生し
易い部位のデータと、部位別の荷重履歴に対する褥瘡発
生範囲などを予め入力したデータと、荷重センサシート
４から求めた寝姿と、各部位の荷重履歴とから褥瘡発生
危険度を判定する｛ステップｓ５０（ステップｓ５１、
ｓ５２）｝。

【００７７】つぎに、制御装置９は、空気量調整ポンプ
９００を制御して、その褥瘡発生危険度が高い部位に関
しては特異的に周囲の部分より空気袋３０内の空気量を
減らして除圧する（ステップｓ７０）。これにより、あ
らゆる寝姿で的確な部分除圧が可能となる。なお、褥瘡
発生危険度が高い部位に位置する空気袋３０の空気量を
減らすとともに、その周囲の空気袋３０の空気量を増や
す様にすれば、エアマット３の支持力低下や寝心地低下
を防止することができる。

【００７８】本発明は、上記実施例以外につぎの実施態
様を含む。ａ．第１実施例〜第８実施例において、感圧素子を多数
個、高密度に使用する場合には、各感圧素子が出力する
複数の荷重信号から荷重分布の特徴量を算出し、算出し
た特徴分布の特徴量から寝具上の就寝者の寝姿を算出
し、算出された寝姿と複数の荷重信号とから就寝者の部
位別の荷重を算出し、表示器に、就寝者の現在の寝姿を
ホリゴン図形で表示し、就寝者の部位別荷重履歴とをグ
ラフで表示する構成にしても良い。

【００７９】ｂ．第１〜第４実施例において、空気袋に
空気圧センサを取り付け、空気圧センサが検知する空気
圧で空気袋内の空気量を把握しても良い。また、空気袋
の排気をポンプを使用せずに排気バルブの開閉操作で行
っても良い。

【００８０】ｃ．第９実施例において、寝具上の姿勢を
算出することができれば、上記実施例で示したテンプレ
ートマッチング方法以外の、例えば、ニュラルネットワ
ークを用いた推定方法を用いても良い。

【００８１】ｄ．第９実施例において、就寝者の寝姿
が、仰向け寝やうつ伏せ寝となった時にヒップ部の幅を
求めることが好ましい。また、肉づき特徴量は、体の他
の部位（例えば腹周り）から求めても良い。

【００８２】ｅ．第９実施例において、図１４、図１５
に示す様に、ステップｓ６０を省き、ステップｓ２０で
求めた姿勢特徴量から就寝者の寝姿をステップｓ３０で
算出する構成でも良い。

【００８３】ｆ．第９実施例において、荷重センサ信号
を積算して体重情報を得、この体重情報に基づいて、肉
づけデータや身長データを増減しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１〜第４実施例に係る床ずれ防止装
置の概略図である。

【図２】本発明の第１〜第４実施例に係る床ずれ防止装
置に使用するマットレスの要部断面図である。

【図３】本発明の第１〜第４実施例に係る床ずれ防止装
置において、体位変更時間中における空気袋の様子を示
す要部断面図である。

【図４】本発明の第１〜第４実施例に係る経過時間- 荷
重圧力の特性グラフである。

【図５】本発明の第５〜第８実施例に係る床ずれ防止装
置の概略図である。

【図６】本発明の第９実施例に係る床ずれ防止装置の概
略図である。

【図７】その床ずれ防止装置に用いるセンサシートの説
明図である。

【図８】その床ずれ防止装置の制御器周りのブロック図
である。

【図９】その床ずれ防止装置に用いるマルチプレクサの
説明図である。

【図１０】その床ずれ防止装置に用いる制御器の作動を
説明するフローチャートである。

【図１１】その床ずれ防止装置に用いる制御器の作動を
説明するフローチャートである。

【図１２】その床ずれ防止装置に用いる制御器の作動を
説明するフローチャートである

【図１３】（ａ）は側臥位で就寝中の画像の説明図、
（ｂ）はその時の荷重分布を示す説明図、（ｃ）は二値
化により求められた姿勢特徴量の説明図、（ｄ）は就寝
者が側臥位で就寝した場合の骨格を示す説明図、（ｅ）
は算出された現在の姿勢特徴量の説明図、（ｆ）は就寝
寝姿別の特徴モデルの説明図である。

【図１４】他の実施例に係る床ずれ防止装置の制御器の
作動を説明するフローチャートである。

【図１５】他の実施例に係る床ずれ防止装置の制御器の
作動を説明するフローチャートである。

【図１６】骨突起部において、加圧持続時間および圧力
から、褥瘡が発生しない安全域と褥瘡が発生する危険領
域とを判別するためのグラフである。

【図１７】体位別褥瘡好発部位を示す説明図である。

【符号の説明】

１ベット２マットレス（寝具）３エアマット５荷重圧力観測回路（荷重圧力観測手段）８制御回路（制御手段）１３、１４可動部分３０空気袋６１ポンプ（空気量調節手段）７１、７２油圧ジャッキ（アクチュエータ）９１マルチプレクサ回路（荷重信号処理回路）３１１〜３３４空気袋４４０感圧素子（荷重センサ）４１１〜４３４感圧素子（感圧センサ）９００空気量調整ポンプ（空気量調整手段）Ｔ床ずれ防止装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】就寝者の下側に位置する寝具の内部に複
数個配置される空気袋と、これら各空気袋に対応する、前記寝具の下、内部、また
は表面に設置され、印加荷重に応じた圧力信号を出力す
る複数の感圧センサと、これら感圧センサが出力する複数の圧力信号の時間的変
化に基づいて各荷重圧力の推移を観測する荷重圧力観測
手段と、前記空気袋の空気量を個別に調整可能な空気量調整手段
とを備え、前記空気量調整手段は、前記荷重圧力観測手段が観測し
た各荷重圧力の推移に基づいて、各空気袋の空気量を増
減することを特徴とする床ずれ防止装置。
【請求項２】就寝者の下側に位置する寝具の内部に複
数個配置される空気袋と、これら各空気袋に対応する、前記寝具の下、内部、また
は表面に設置され、印加荷重に応じた圧力信号を出力す
る複数の感圧センサと、これら感圧センサが出力する複数の圧力信号の時間的変
化に基づいて各荷重圧力の推移を観測する荷重圧力観測
手段と、前記空気袋の空気量を個別に調整可能な空気量調整手段
とを備え、前記空気量調整手段は、高い荷重圧力が長時間観測され
ると、該当する感圧センサに対応する空気袋の空気量を
減らし、低い荷重圧力値が長時間観測されると、該当す
る感圧センサに対応する空気袋の空気量を増やすことを
特徴とする床ずれ防止装置。
【請求項３】就寝者の下側に位置する寝具の内部に複
数個配置される空気袋と、これら各空気袋に対応する、前記寝具の下、内部、また
は表面に設置され、印加荷重に応じた圧力信号を出力す
る複数の感圧センサと、これら感圧センサが出力する複数の圧力信号の時間的変
化に基づいて各荷重圧力の推移を観測する荷重圧力観測
手段と、前記空気袋の空気量を個別に調整可能な空気量調整手段
とを備え、前記空気量調整手段は、体位変更時間になると、高い荷
重圧力の推移が観測された感圧センサに対応する空気袋
の空気量を減らし、低い荷重圧力の推移が観測された感
圧センサに対応する空気袋の空気量を増やすことを特徴
とする床ずれ防止装置。
【請求項４】個々に傾斜が可変可能な複数の可動部分
を有するベットと、該ベットの内部または表面に設置され、印加荷重に応じ
た圧力信号を出力する複数の感圧センサと、これら感圧センサが出力する複数の圧力信号の時間的変
化に基づいて各荷重圧力の推移を観測する荷重圧力観測
手段と、前記ベットの可動部分の傾斜を個別に調整可能なアクチ
ュエータと、該アクチュエータを操作する制御手段とを備え、前記制御手段は、高い荷重圧力が長時間観測されると、
該当する感圧センサで検出される荷重圧力が低下する様
に前記アクチュエータを操作し、低い荷重圧力が長時間
観測されると、該当する感圧センサで検出される荷重圧
力が上昇する様に前記アクチュエータを操作することを
特徴とする床ずれ防止装置。
【請求項５】個々に傾斜が可変可能な複数の可動部分
を有するベットと、該ベットの内部または表面に設置され、印加荷重に応じ
た圧力信号を出力する複数の感圧センサと、これら感圧センサが出力する複数の圧力信号の時間的変
化に基づいて各荷重圧力の推移を観測する荷重圧力観測
手段と、前記ベットの可動部分の傾斜を個別に調整可能な複数の
アクチュエータと、該アクチュエータを操作する制御手段とを備え、前記制御手段は、体位変更時間になると、高い荷重圧力
の推移が観測された感圧センサで検出される荷重圧力が
低下する様に前記アクチュエータを操作し、低い荷重圧
力の推移が観測された感圧センサで検出される荷重圧力
が上昇する様に前記アクチュエータを操作することを特
徴とする床ずれ防止装置。
【請求項６】複数の空気袋を有するエアマットの下、
内部、または表面に所定の分布で設置され、印加荷重に
対応した荷重信号を出力する複数の荷重センサと、これら複数の荷重信号を順次取り込む荷重信号処理回路
と、取り込まれた複数の荷重信号から荷重分布の特徴量を算
出する特徴量算出手段と、前記荷重分布の特徴量からエアマット上の就寝者の就寝
姿勢を算出する姿勢算出手段と、算出された前記就寝者の就寝姿勢と前記複数の荷重信号
とから前記就寝者の身体各部に加わっている荷重を算出
する部位別荷重算出手段と、算出された身体各部の荷重に基づいて各空気袋の空気量
を個別に調整する空気量調整手段とを備える床ずれ防止
装置。
【請求項７】複数の空気袋を有するエアマットの下、
内部、または表面に所定の分布で設置され、印加荷重に
対応した荷重信号を出力する複数の荷重センサと、これら複数の荷重信号を順次取り込む荷重信号処理回路
と、取り込まれた複数の荷重信号から荷重分布の特徴量を算
出する特徴量算出手段と、前記荷重分布の特徴量からエアマット上の就寝者の就寝
姿勢を算出する姿勢算出手段と、算出された前記就寝者の就寝姿勢と前記複数の荷重信号
とから前記就寝者の身体各部に加わっている荷重を算出
する部位別荷重算出手段と、身体各部に加わっている荷重の履歴を記録する荷重履歴
記録手段と、前記就寝者の就寝姿勢と身体各部の荷重履歴とから身体
各部の褥瘡危険度を判定する褥瘡判定手段と、判定された身体各部の褥瘡危険度に基づいて各空気袋の
空気量を個別に調整する空気量調整手段とを備える床ず
れ防止装置。
【請求項８】前記特徴量算出手段は、前記荷重信号処
理回路に取り込まれた複数の荷重信号と所定の閾値とを
比較して得られた比較結果の分布に基づいて荷重分布の
特徴量を算出し、前記姿勢算出手段は、前記就寝者のエアマット上の特定
位置から特定部位までを基準とし、身体各部の関節部の
曲がり具合を考慮して前記就寝者の就寝姿勢を算出する
請求項６または請求項７に記載の床ずれ防止装置。
【請求項９】前記姿勢算出手段は、モデル就寝者が各
就寝姿勢を取った状態における特徴量を記憶させた各就
寝姿勢別の特徴モデルを記憶手段に記憶させておき、前記特徴量算出手段が算出した特徴量と、各就寝者別の
特徴モデルに係わる特徴量とを比較して適合度の最も高
い特徴モデルに対応する就寝姿勢を現在の就寝姿勢とす
る請求項６乃至請求項８の何れかに記載の床ずれ防止装
置。
【請求項１０】前記特徴量算出手段が算出した荷重分
布の特徴量から身長特徴量を算出し、この算出した身長
特徴量で前記モデル就寝者の身長データを修正するモデ
ル身長修正手段を設け、前記姿勢算出手段は、前記特徴量算出手段が算出した特
徴量と、修正された各就寝姿勢別の特徴モデルに係わる
特徴量とを比較して適合度の最も高い特徴モデルに対応
する就寝姿勢を現在の就寝姿勢とする請求項９記載の床
ずれ防止装置。
【請求項１１】前記特徴量算出手段が算出した荷重分
布の特徴量から肉づき特徴量を算出し、この肉づき特徴
量で前記モデル就寝者の肉づけデータを修正するモデル
肉づけ修正手段を設け、前記姿勢算出手段は、前記特徴量算出手段が算出した特
徴量と、修正された各就寝姿勢別の特徴モデルに係わる
特徴量とを比較して適合度の最も高い特徴モデルに対応
する就寝姿勢を現在の就寝姿勢とする請求項９記載の床
ずれ防止装置。
【請求項１２】前記特徴量算出手段が算出した荷重分
布の特徴量から身長特徴量と肉づき特徴量とを算出し、
この算出した各特徴量で前記モデル就寝者の身長データ
と肉づけデータとを修正するモデル修正手段を設け、前記姿勢算出手段は、前記特徴量算出手段が算出した特
徴量と、修正された各就寝姿勢別の特徴モデルに係る特
徴量とを比較して適合度の最も高い特徴モデルに対応す
る就寝姿勢を現在の就寝姿勢とする請求項９記載の床ず
れ防止装置。