JP2005185650A - 機器利用状況判定方法及び機器利用状況判定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
離床を確実に判定することができる在床／不在決定装置及び在床／不在決定方法を提供することを目的とする。
【解決手段】
本発明に係る在床・不在決定装置は、離床判定装置１であって、利用者１０の身体より下に配置され、流体の移動を検出することによって、利用者１０の生体運動に起因して発生する生体振動を含む振動を検出し、検出信号を出力するエアマット１１と、当該エアマット１１によって出力された検出信号から、利用者１０の在床／不在を示す在／不在信号を生成するコントローラ１２とを備えたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高齢者や入院患者等の在床／不在を決定する在床／不在決定装置及び在床／不在決定方法に関し、特に、徘徊が懸念される高齢者や要安静の入院患者等の離床を判定する機器利用状況判定方法及び機器利用状況判定装置に関する。

従来、老人ホーム、病院等において、看護婦やヘルパー等は、各部屋に設置されたベッド上に高齢者や入院患者が在床しているか否かを、部屋を巡回することによって監視していた。この巡回によって、老人ホームや病院側は、入院患者の就寝・徘徊等を把握していたが、高齢者や入院患者の全てを監視することは困難であった。

近年、高齢者や入院患者等のベッドからの離床を判定し、この判定結果をナースセンター等に通報する装置が開発されてきた。その１つとして、ベッドにかかる荷重値を検出し、この荷重によって人がヘッドにいるかいないかの判断を行うシステムが知られている。このような人体の荷重を検出して利用者の離床・在床を検知するシステムの一例が、特許文献１に開示されている。

この特許文献１に開示された床判定装置では、人体の重さを検出する歪み抵抗体、ロードセルもしくはコイルスプリングの変形等を利用したセンサが用いられている。この離床在床検知システムは、荷重値が予め定められた値以上となり、かつ一定時間以上であれば離床検出の計測を開始する。そして、離床在床検知システムは、この計測開始後、荷重値が予め定められた値以下に一定時間以上になった場合、離床と判定する。
特開平１１−７６１７８号公報

このような従来の荷重を検出する方法によると、人ではなく、例えば荷物や医療器具などの物を誤って置いた場合、この物による荷重を検出し、人が在床するものと判定されていた。そのため、従来の方法では、誤作動する場合があり、人体のみを検出することが困難であった。このような誤作動によって、誤作動に基づいて誤ってナースコール等に通報されるため、通報の信頼性にかけるという問題点があった。

特許文献１に開示の離床在床検知システムでは、人体の複雑な表面形状によって、装置自体と人体との接触面が小さい部分が生じる。この接触面が小さい部分においては、高齢者や入院患者の荷重が装置に伝わらず、高齢者や入院患者が在床しているときにもコイルスプリングが変形しない等によって接点信号が出力されないことがある。このように、上記人体の重さを検出する歪み抵抗体、ロードセルもしくはコイルスプリングの変形等を利用したセンサなどは、利用者の在／不在をより的確に検出するために適切な場所にセンサを設置することが困難である。このため、利用者の在／不在を的確に検出することができない問題がある。また、寝具の重みや利用者の体重は、それぞれ、寝具あるいは利用者毎に異なるため、誤認識をする可能性がある。あるいは、この誤認識を避けるために、予め装置のチューニングを行うことが必要とされる。
本発明は、上記事情を背景としてなされたものであって、本発明の目的は、利用者の在床／不在など、利用者の機器の利用状況をより確実に決定することである。

本発明に係る利用者の機器の利用状況を判定する利用状況判定方法は、流体封入体内の流体に伝達される上記利用者の生体運動に起因して発生する生体振動を前記流体の圧力変動から検出するステップと、前記圧力変動が予め定めされた範囲から外れた場合に前記利用者の機器利用状況が変化したと判定するステップと、を有する。これによって、機器の利用状況を的確に判定することができる。

前記判定するステップは、前記圧力変動が所定時間検出されない場合に、前記利用者が離床したと判定することができる。

本発明に係る利用者の機器の利用状況を判定する機器利用状況判定装置は、流体を収容し、前記利用者と直接的もしくは間接的に接触する流体封入体と、流体封入体内の流体に伝達される上記利用者の生体運動に起因して発生する生体振動を検出し、検出信号を出力するセンサと、前記検出信号に基づいて、前記利用者の機器利用状況が変化したと判定するコントローラとを有する。これによって、機器の利用状況を的確に判定することができる。

前記コントローラは、前記利用者の在床と離床を判定するための在／不在信号を生成することができる。これによって、利用者の離床を判定することができる。

さらにまた、前記コントローラは、前記在／不在信号が在床から不在に変化し、当該不在が第１の設定時間以上継続した場合に、前記利用者が離床したと判定する。これによって、利用者の離床を迅速に検知することができる。

また、前記コントローラは、前記在／不在信号が不在から在床に変化し、当該在床が第２の設定時間以上継続した場合に、前記利用者が入床したと判定する。これによって、利用者の離床のみならず、入床も確実に判定することができる。

さらに、前記コントローラは、前記センサによって出力された検出信号を平滑化し、平滑化された信号の振幅変化に基づき、前記在／不在信号を生成する。好適には、前記コントローラは、前記検出信号を全波整流した後に前記検出信号を平滑化する。

また、前記コントローラは、平滑化された信号の振幅に基づき２値化信号を生成し、前記２値化信号の第１のレベルの継続時間に基づき前記在／不在信号を生成することができる。またさらに、前記コントローラは、前記第１のレベルの継続時間が予め設定された閾値上である場合に、在床を示す在／不在信号を生成する。

また、前記コントローラは、所定時間内における前記２値化信号の第１レベルの継続時間をカウントするカウンタを備え、前記カウンタによってカウントされたカウント数と、予め設定された閾値とを比較することによって在床／不在を決定する。これによって、２値化信号の第１のレベルを容易に設定することができ、在／不在信号を簡便に変更することができる。

本発明によれば、物体と利用者の誤認識をなくし、利用者の機器の利用をより確実に判定することができる。あるいは、本発明によれば、装置の詳細な事前チューニングを行うことなく、利用者の機器の利用を効果的に判定することができる。

本発明に係る利用者の機器の利用状況を判定する利用状況判定方法は、流体封入体内の流体に伝達される利用者の生体運動に起因して発生する生体振動を、流体の物理変化から検出し、物理変化が予め定めされた範囲から外れた場合に、利用者の機器利用状況が変化したと判定する。以下においては、機器の利用として利用者の在床／離床を流体の圧力変動によって判定する、離床判定装置が説明される。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。

まず、図１を参照して、実施の形態１にかかる離床判定装置の全体構成について説明する。図１は、この離床判定装置の一構成を示す模式図である。
図１に示すように、離床判定装置１は、エアマット１１、コントローラ１２を備えている。エアマット１１は、利用者１０の睡眠時における体動に起因して発生する振動を検出する装置である。本明細書においては、胸腹部運動、いびき、心拍などの利用者１０の生体運動によって発生する振動成分を生体振動と呼ぶ。コントローラ１２は、エアマット１１からの電気信号に基づいて、特に生体振動を示すデータを収集して利用者１０の在床／離床を判定する装置である。

このような離床判定装置１において、エアマット１１によって検出された電気信号がコントローラ１２に入力される。コントローラ１２は、この生体振動を示すデータに基づいて、利用者１０の離床・在床を示すための情報を収集し、利用者１０の離床・在床を判定する。

続いて、エアマット１１、コントローラ１２の各構成について順に詳細に説明する。
図２の模式図に、エアマット１１の一構成例が示されている。このエアマット１１は、流体封入体１１１、エアチューブ１１２、圧力センサ１１３、出力ケーブル１１４、出力端子１１５を備えている。流体封入体１１１は、エアマットや流体袋とも呼ばれ、流体封入体１１１には、水又は空気等の流体が封入されている。従って、本明細書において、エアマットは液体が封入されたマットを含む。流体封入体１１１は、シート形状の一体の封入体、あるいは、互いに分離された複数のシート状封入体から構成することができる。

流体封入体１１１は、典型的には、利用者１０の頭部近傍に配置される。例えば、流体封入体１１１は、枕の内部や下部、あるいは頭部付近のマットレスやシーツ等の寝具の上部や下部に取り付けられる。このように、流体封入体１１１を利用者１０の頭部近傍に配置することによって、利用者１０が離床する際に最初に頭部を起こすので、より迅速に利用者１０の離床を検出することが可能となる。
エアチューブ１１２は、流体封入体１１１の圧力変動を圧力センサ１１３に伝達する。エアチューブ１１２は中空状に構成され、流体封入体１１１に封入された流体が自由に移動することができる。エアチューブ１１２は、例えば、ビニル等により形成される。

圧力センサ１１３は、エアチューブ１１２を介して流体封入体１１１の圧力変動を検出し、電気信号として出力する。この圧力センサ１１３は、例えば、人体の体動等に起因する１００Ｈｚ程度までの周波数を有する電気信号を取り出して出力する。また、圧力センサ１１３は、周波数が４００Ｈｚ〜５００Ｈｚ程度までの電気信号を取り出すように構成してもよい。なお、圧力センサ１１３の代わりに流体封入体１１１の外表面形状の変化を計測する変位検出器を用いることも可能である。またなお、圧力センサ１１３は、エアチューブ１１２を介さずに、流体封入体１１１に直接接続されるようにしてもよい。
出力ケーブル１１４は、圧力センサ１１３が検出した流体封入体１１１の圧力変動を示すセンサ信号を伝達する。出力端子１１５は、コントローラ１２に接続され、出力ケーブル１１４を介してセンサ信号をコントローラ１２へと出力する。

図３のブロック図に、コントローラ１２の論理構成の一例が示されている。各ブロックは、ハードウェア、もしくは、ハードウェアとハードウェア上で動作するソフトウェアによって、構成することができる。ソフトウェアは内部メモリにロードされ、プロセッサがソフトウェアに従ってデータ処理を行うことによって、所望の機能を実現することができる。

図３に示すように、コントローラ１２は、信号処理部２１、制御部２２、記憶部２３、報知部２４、操作部２５、表示部２６を備えている。
信号処理部２１は、図示しないコントローラ１２の入力端子を介して圧力センサ１１３から入力されたセンサ信号について、内部処理を行うためのインターフェース処理を実行する。さらに、信号処理部２１は、後述するように、インターフェース処理されたセンサ信号を信号処理することによって利用者１０の在床・不在を示す在／不在信号を生成する。

制御部２２は、コントローラ１２における信号処理制御、表示制御、記憶制御等、各構成による処理を制御するものである。また、外部の検査機器から入力された各信号について、必要なデータ処理を実行し、記憶部２３に各信号のデータを記録する。
記憶部２３は、信号処理部２１から入力された信号を表すデータを記憶する。さらに、例えば、記憶部２３は、コントローラ１２が動作するためのプログラムや離床判定プログラム等を格納することができる。また、記憶部２３に格納されたデータは、必要に応じて、メモリ格納部（図示せず）に格納される外部記憶媒体に格納される。記憶部２３に格納されたデータは、事後的に診断のための詳細解析に用いることも可能である。

報知部２４は、インターフェース回路等を備え、制御部２２の出力命令に応じて、警報をナースセンターや外部の緊急管理センター等の管理装置に出力する機能を有する。また、報知部２４が信号処理部２１から入力されたデータを管理装置に送信するようにしてもよい。報知部２４は、インターネット、専用回線、電話回線、他の公衆網等の通信網を介して管理装置に警報出力を行う。また、この警報出力は、有線通信、無線通信により行われる。

操作部２５は、コントローラ１２に設けられた操作ボタン（図示せず）から入力をインターフェース処理し、制御部２２に対して出力する。この入力されたデータは、制御部２２を介して記憶部２３に格納される。
表示部２６は、インターフェース回路等から構成され、コントローラ１２の操作状態を示す情報、記憶部２３に記憶された情報、信号処理部２１から入力された信号に関する情報を表示画面に表示するために、インターフェース処理する。

さらに続いて、図４及び図５を用いて、信号処理部２１について詳細に説明する。図４のブロック図に、信号処理部２１の論理構成の一例が示されている。図４に示すように、信号処理部２１は、信号増幅部３１、整流部３２、エンベロープ信号検出部３３、比較処理部３４、閾値保持部３５を備えている。
信号増幅部３１は、圧力センサ１１３から入力されたセンサ信号を増幅する機能を有する。整流部３２は、信号増幅部３１で増幅されたセンサ信号を全波整流し、負方向に振れたセンサ信号を正方向に反転させる機能を有する。エンベロープ信号検出部３３は、整流部３２で整流された整流信号から、この信号波形の放絡線を示すエンベロープ信号を検出する機能を有する。

比較処理部３４は、エンベロープ信号検出部３３で検出されたエンベロープ信号から、利用者の在床／不在を示す在／不在信号を生成する機能を有する。閾値保持部３５は、記憶回路等から構成され、比較処理部３４が在床／不在を決定するための閾値を保持する機能を有する。閾値保持部３５が保持する閾値は、例えば、離床判定装置１の使用開始時に利用者１０が試験的に横たわった状態で操作部２５から入力される。閾値は、後述するように、センサ信号をデジタル処理することによって生成されるデジタルデータと比較するために、デジタルデータとして保持されるので、容易に設定変更することができる。このため、利用者１０の体型や寝相等にあわせて、利用者１０ごとに適切な閾値を容易に設定することができる。

図５に、信号処理部２１の主要な内部回路の好ましい構成が概略的に示されている。この図５において、３１１はオペアンプ、３２１は整流回路、３３１は平滑回路、３４１，３４２はインバータ、３４３はカウンタ、３４４はラッチ、３４５は比較回路である。
信号増幅部３１はオペアンプ３１１等によって構成され、整流部３２は全波整流回路等の整流回路３２１によって構成されている。エンベロープ信号検出部３３は平滑回路３３１等によって構成される。平滑回路３３１は、入力波形をより平坦化する機能を有する。さらに、比較処理部３４４はインバータ３４１、３４２、カウンタ３４３、ラッチ３４４、比較回路３４５等の各回路によって構成されている。ここで、信号処理部２１はデジタル回路等によって物理的に構成されているが、この信号処理部２１が行う信号処理をソフトウェアによって行うように構成してもよい。
尚、上記説明において、比較処理部３４はデジタル回路によって構成されているが、比較処理部３４をアナログ回路によって構成することができる。例えば、アナログ回路によって比較回路を構成し、比較回路に所定の閾値電圧と平滑回路３３１からの出力を入力する。比較回路が、閾値電圧と平滑回路３３１からの出力とを比較し、比較結果に応じた信号を出力することによって、比較処理を実行することができる。尚、適切な閾値を容易に設定することができる点から、比較処理部３４はデジタル回路によって構成されていることが好ましい。

図６の模式図に、このような信号処理部２１において処理される信号波形が示されている。この図６において、座標軸を省略するが、横方向は時間、縦方向は信号の振幅を示している。図６（ａ）は整流部３２の整流回路３２１によって全波整流されたセンサ信号、図６（ｂ）はエンベロープ信号検出部３３の平滑回路３３１によって検出されたエンベロープ信号をそれぞれ示している。また、図６（ｃ）は比較処理部３４によって生成された在／不在信号を模式的に示している。また、図６（ｄ）は、制御部２２から報知部２４に出力される離床警報の出力命令を示す信号である。全波整流されたセンサ信号は、胸腹部運動、いびき、心拍など、利用者１０の生体運動によって発生する実質的に全ての振動成分を含む信号である。

次に、コントローラ１２による利用者１０の離床判定について詳細に説明する。
まず、図６、特に図６（ｃ）を用いて、コントローラ１２による離床判定処理の概略について説明する。離床判定処理は、制御部２２が行うことができる。
図６（ｃ）において、コントローラ１２は、在／不在信号が不在から在床に変化し（時刻ｔ１）、所定の設定時間Ｔ１の間、在／不在信号が在床を示している場合に利用者１０の在床を監視する監視モードを開始する（時刻ｔ２）。すなわち、コントローラ１２は、時刻ｔ１に利用者１０が睡眠のために入床したものと判定する。この設定時間Ｔ１は、利用者１０が入床して入眠するまでの時間であり、例えば、約３分〜５分程度に設定することができる。

また、時刻ｔ０に一時的に在／不在信号が不在から在床に変化するが、在床が設定時間Ｔ１だけ継続していない。そのため、コントローラ１２は、例えば枕を置いた場合のように、利用者１０が入床したものとは判定せず、監視モード開始をキャンセルする。ベッドメイキング等の短時間に発生する目的以外の振動による誤動作を防止する効果がある。

監視モードを開始したコントローラ１２は、所定の設定時間Ｔ２だけ利用者１０が不在となった場合、利用者１０が離床したものと判断して離床警報を出力する。具体的には、図６（ｃ）において、在／不在信号が在床から不在に変化したのを検知し（時刻ｔ５）、設定時間Ｔ２だけ在／不在信号が不在を示す場合に離床警報を出力する（時刻ｔ６）。コントローラ１２は、この離床警報の出力が終了すると、監視モードを終了する（時刻ｔ７）。

また、時刻ｔ３や時刻ｔ４においては、在／不在信号が不在を示す時間が設定時刻Ｔ２よりも短いため、離床警報の出力がキャンセルされる。具体的には、この時刻ｔ３、ｔ４において、利用者１０が一時的に頭を枕から上げたり、利用者１０の頭が一時的に枕から落ちたりした場合であり、利用者１０が離床していないと判断される。

このように、設定時間Ｔ２は、利用者１０が離床してから離床を知らせる離床警報を報知するまでの時間であり、例えば、約３秒程度に設定することができる。この設定時間Ｔ２が短いほど、コントローラ１２は利用者１０の離床をより迅速に判定することができ、より速やかに離床警報をナースセンターや管理センター等に通報することが可能となる。一方、離床してないにもかかわらず離床警報を報知することを避けるため、設定時間Ｔ２は、所定時間以上であることが好ましい。したがって、利用者１０の離床をナースセンター等に伝えるためには、設定時間Ｔ２は３秒程が好ましい。

続いて、コントローラ１２の内部処理について詳細に説明する。図７のフローチャートに、コントローラ１２による処理フローが示されている。
圧力センサ１１３がコントローラ１２の信号処理部２１に対してセンサ信号を出力すると、信号処理部２１は、入力されたセンサ信号に、種々の信号処理を施して在／不在信号として制御部２２に出力する。制御部２２は、記憶部２２に格納された離床判定プログラムを読み込んで実行しており、信号処理部２１から在／不在信号を取得可能な状態となっている。

図７に示すように、制御部２２は、在床を示す在／不在信号が入力されるのを待ち、在床を示す在／不在信号が入力されると、この離床判定プログラムに基づいて、在／不在信号が在床を示すか否かを判定する（Ｓ１０１）。制御部２２は、在床を示す在／不在信号が入力された場合には、さらにこの在／不在信号が設定時間Ｔ１以上継続して入力される否かを判定する（Ｓ１０２）。

制御部２２は、在／不在信号が継続して在床を示している場合には、利用者１０を監視するための監視モードに入り（Ｓ１０３）、在／不在信号に基づいて利用者１０の離床を監視し始める。監視モード下の制御部２２は、信号処理部２１から不在に対応した在／不在信号が入力されるのを待ち（Ｓ１０４）、この不在に対応した在／不在信号が入力された場合には、この信号が設定時間Ｔ２以上継続して入力される否かを判定する（Ｓ１０５）。

制御部２２は、不在に対応した在／不在信号が時間Ｔ２だけ継続して入力されると、報知部２４に対して離床警報の出力を命令する。報知部２４は、この出力命令を受けて、ナースセンターや外部の管理センター等に対して離床警報を出力する（Ｓ１０６）。制御部２２は、この離床警報の報知後、利用者１０が不在となったものと判定して監視モードを終了する（Ｓ１０７）。

さらに続いて、コントローラ１２の信号処理部２１による在／不在信号の生成処理について詳細に説明する。図８のフローチャートに、この信号処理部２１による処理フローが示されている。
図８に示すように、信号処理部２１の信号増幅部３１がオペアンプ３１１等によってセンサ信号を増幅する（Ｓ１１１）と、整流部３２は、整流回路３２１等によって、この増幅されたセンサ信号を全波整流する（Ｓ１１２）。この整流信号は、エンベロープ信号検出部３３に入力され、平滑回路３３１によって平滑化されてエンベロープ信号として出力される（Ｓ１１３）。

このエンベロープ信号は、比較処理部３４に入力され、インバータ３４１、３４２によって所定の閾値に応じて二値化され、デジタル信号であるインバータ出力としてカウンタ３４３へと出力される。カウンタ３４３は、カウンタクロックに従って、高電位のインバータ出力が入力されるまで待機している（Ｓ１１４）。カウンタ３４３は、カウンタクロックの立ち上がり時に入力されているインバータ出力が高電位の場合にカウントし（Ｓ１１５）、低電位の場合にはカウントしない。

カウンタ３４３は、所定の期間カウントしたカウンタ値をラッチ３４４に出力し、ラッチ３４４はこのカウンタ値を記憶する（Ｓ１１６）。ラッチ３４４は、入力されたカウンタ値を所定の期間保持した後に比較回路３４５に対して出力する。また、カウンタ３４３が次の期間にカウントしたカウンタ値を入力すると、ラッチ３４４は、カウンタ値を上書きして記憶する。

比較回路３４５は、ラッチ３４４からカウンタ値が入力されると、閾値保持部３５から閾値を取得し、このカウンタ値を閾値と比較する（Ｓ１１７）。カウンタ３４３は、カウンタ値が閾値以上である場合には、この結果を制御部２１に、在床に対応する在／不在信号として出力し（Ｓ１１８）、ラッチ３４４からカウンタ値が閾値より小さい場合には、不在に対応する在／不在信号として出力する（Ｓ１１９）。

このような信号処理部２１の処理について、図９を用いて、より具体的に説明する。図９は、この信号処理部２１の処理を説明するための模式図である。この図９においては、カウンタクロックの周波数は２０Ｈｚであり、カウンタクロックの立ち上がりは１秒間に２０回ある。また、カウンタクロックの周波数は、特に限定されるものではない。クロック周波数が高ければカウント数が増加し、精度を向上することができる。

図９（ａ）の模式図に、信号処理部２１が在床に対応した在／不在信号を出力する場合が示されている。図９（ａ）において、カウンタ値０は、カウンタクロックの立ち上がり時に入力されているインバータ出力が低電位であるため、カウンタ３４３がカウントしていないことを示している。その次にカウンタクロックが立ち上がるとき、入力されているインバータ出力が高電位であるため、次のカウンタ値が１となる。以下順に、カウンタ３４３は、カウンタクロックの立ち上がりごとに２，３，・・・，１１とカウントする。

カウンタ３４３は、カウンタ値１１をカウントした後、次のカウンタクロックの立ち上がり時には高電位のインバータ出力が入力されているので１２とカウントする。その次の３度の立ち上がり時には入力されているインバータ出力が低電位であるからカウントしない。その後、カウンタ３４３は、カウンタクロックの立ち上がり時に高電位のインバータ出力が入力されているので、１３，１４，１５，１６とカウントし、１秒間に１６カウントしている。

カウンタ３４３は、カウンタクロックが１秒間に２０立ち上がった時点でカウントしたカウンタ値をラッチ３４４に出力した後にカウンタ値を０にリセットする。具体的には、図９（ａ）においては、カウンタ３４３は、カウンタ値「１６」をラッチ３４４に出力する。ラッチ３４４は、このカウンタ値「１６」が入力されると、それを保持し（このラッチ３４４が保持する値をラッチ値と呼ぶ）、次の１秒後にカウンタ３４３がカウントしたカウンタ値が入力されるまで保持し続ける。図９（ａ）において、カウンタ３４３がカウンタ値「１６」をカウントする間のラッチ値「１２」は、この前の１秒間にカウンタ３４３がカウントしたカウンタ値を示している。

ラッチ３４４は、カウンタ３４３が次の１秒間にカウントしたカウンタ値をラッチ３４４に入力する前に、このカウンタ値「１６」を比較回路３４５に出力する。比較回路３４５は、閾値保持部３５から、例えば閾値「１０」を取得し、カウンタ値「１６」と閾値「１０」とを比較する。この比較結果は、カウンタ値「１６」の方が大きいので、在床に対応した在／不在信号として制御部２１に出力される。ここで、閾値保持部３５における閾値「１０」は、カウンタ３４３の周波数が２０Ｈｚであるため、一例としてその半分である「１０」に設定されているが、これに限られるものではない。

図９（ｂ）の模式図に、信号処理部２１が不在に対応した在／不在信号を出力する場合が示されている。上記図９（ａ）における説明と同様に、カウンタ３４３はカウンタクロックが立ち上がるタイミングで０，１，・・・，７までカウントを行い、図９（ｂ）に示すように、このカウンタ値７をラッチ３４４が保持する。上記と同様に、このラッチ３４４に保持されたカウンタ値７が比較回路３４５に出力されると、比較回路３４５は、カウンタ値７を閾値保持部３５が保持する閾値１０と比較する。比較回路３４５は、カウンタ値７が閾値よりも小さいので、その比較結果を、不在に対応した在／不在信号として制御部２１に出力する。

以上のように、本発明に係る離床判定装置１においては、圧力センサ１１３が検出した生体振動を示すセンサ信号に基づいて、利用者１０の在・不在を判定する。そのため、センサ信号が生体運動等の生体に特有な生体振動を示しているので、利用者１０と荷物等の物体とを確実に区別して利用者１０の離床を検出することができる。これによって、荷物等による誤作動を防ぐことができ、利用者１０の離床を確実に検出して判定することができる。

さらに、本発明に係る離床判定装置１においては、圧力センサ１１３から入力されたセンサ信号を実質的に直接用いて利用者１０の離床を判定している。すなわち、圧力センサ１１３からのセンサ信号から、胸腹部運動、いびき、心拍などの特定の信号を得るためにバンドパスフィルタ等によって特定周波数のセンサ信号を抽出することなく、利用者１０の生体運動によって発生する様々な振動成分を含むセンサ信号の振幅に基づき、在／不在信号を生成する。これによって、在／不在信号を簡便に生成することが可能となり、この在／不在を生成するための論理構成を簡便にすることができる。

さらにまた、離床判定装置１においては、圧力センサ１１３からのセンサ信号を二値化してデジタル信号に変換し、このデジタル信号と予め設定されている閾値とを比較することによって、在／不在信号を生成する。閾値はデジタルデータであるから、閾値の設定、変更を簡便に行うこともできる。これによって、離床判定装置１を利用者１０それぞれに対応した閾値に基づいて在／不在信号を生成することが可能となり、利用者１０の離床をより確実に判定することができる。

また、離床判定装置１は、利用者１０が離床するときには頭部から起こすので、利用者１０の頭部近傍に取り付けることによって、利用者１０の離床をより迅速に検出することができる。利用者１０の離床に伴って報知される離床警報によって、看護婦やヘルパーは、起き上がるときに転倒したりつまずいたりして倒れている利用者１０のもとに迅速に駆けつけることが可能となり、高齢者や入院患者の介護の質を向上させることができる。

本発明に係る離床判定装置の一構成例を示す説明図である。 本発明に係る離床判定装置におけるエアマットの一構成例を示す模式図である。 本発明に係る離床判定装置におけるコントローラの内部構成の一例を示すブロック図である。 本発明に係る離床判定装置における信号処理部の内部構成の一例を示すブロック図である。 本発明に係る離床判定装置における信号処理部の主要な内部回路の一例を示す概略図である。 本発明に係る離床判定装置におけるコントローラの処理信号の一例を示す波形図である。 本発明に係る離床判定装置におけるコントローラの処理フローを示すフローチャートである。 本発明に係る離床判定装置における信号処理部の処理フローを示すフローチャートである。 本発明に係る離床判定装置における信号処理部の処理信号の一例を示す模式図である。

符号の説明

１ 離床判定装置、１０ 利用者、１１ エアマット、１１１ 流体封入体、
１１２ エアチューブ、１１３ 圧力センサ、１１４ 出力ケーブル、１１５ 出力端子、１２ コントローラ、２１ 信号処理部、２２ 制御部、２３ 記憶部、２４ 報知部、２５ 操作部、２６ 表示部、３１ 信号増幅部、３２ 整流部、３４ 比較処理部、３５ 閾値保持部

Claims (10)

1. 利用者の機器の利用状況を判定する機器利用状況判定装置であって、
   流体を収容し、前記利用者と直接的もしくは間接的に接触する流体封入体と、
   流体封入体内の流体に伝達される上記利用者の生体運動に起因して発生する生体振動を検出し、検出信号を出力するセンサと、
   前記検出信号に基づいて、前記利用者の機器利用状況の変化を判定するための信号を生成するコントローラと、
   を有する、機器利用状況判定装置。
2. 前記コントローラは、前記利用者の在床と離床を判定するための在／不在信号を生成する、請求項１に記載の機器利用状況判定装置。
3. 前記コントローラは、前記在／不在信号が在床から不在に変化し、当該不在が第１の設定時間以上継続した場合に、前記利用者が離床したと判定することを特徴とする請求項２記載の機器利用状況判定装置。
4. 前記コントローラは、前記在／不在信号が不在から在床に変化し、当該在床が第２の設定時間以上継続した場合に、前記利用者が入床したと判定することを特徴とする請求項３に記載の機器利用状況判定装置。
5. 前記コントローラは、前記センサによって出力された検出信号を平滑化し、平滑化された信号の振幅変化に基づき、前記在／不在信号を生成することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の機器利用状況判定装置。
6. 前記コントローラは、前記検出信号を全波整流した後に前記検出信号を平滑化することを特徴とする請求項５記載の機器利用状況判定装置。
7. 前記コントローラは、平滑化された信号の振幅に基づき２値化信号を生成し、前記２値化信号の第１のレベルの継続時間に基づき前記在／不在信号を生成することを特徴とする請求項５又は６記載の機器利用状況判定装置。
8. 前記コントローラは、前記第１のレベルの継続時間が予め設定された閾値上である場合に、在床を示す在／不在信号を生成することを特徴とする請求項７記載の機器利用状況判定装置。
9. 前記コントローラは、所定時間内における前記２値化信号の第１レベルの継続時間をカウントするカウンタを備え、前記カウンタによってカウントされたカウント数と、予め設定された閾値とを比較することによって在床／不在を決定することを特徴とする請求項７記載の機器利用状況判定装置。
10. 利用者の機器の利用状況を判定する利用状況判定方法であって、
    流体封入体内の流体に伝達される上記利用者の生体運動に起因して発生する生体振動を前記流体の圧力変動から検出するステップと、
    前記圧力変動が予め定めされた範囲から外れた場合に前記利用者の機器利用状況が変化したと判定するステップと、
    を有する、利用状況判定方法。
    
    

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