JP2005204931A - Bed monitoring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、ベッド上で寝ている人の動きを認識する寝床モニタ装置に関するものである。 The present invention relates to a bed monitoring apparatus that recognizes the movement of a person sleeping on a bed, for example.
ベッド等の寝床部に寝ている患者等の人の動きを認識する寝床モニタ装置として、ベッド等の寝床部に、押圧力に応じて出力が変化する感圧センサを複数配置し、各感圧センサの出力に基づいて寝床部上の人の位置や姿勢を順次判別して、モニタに表示したり、寝返りを検出したりするようにしたものがある(例えば、特許文献1,2)。
しかしながら、従来の寝床モニタ装置では、現在の寝床部上の患者の位置や姿勢又は寝返りの回数を認識することができるが、例えば一定期間(24時間等)に亘る寝床部での患者の姿勢変化や人体部位の位置の変化を把握することは困難であり、寝床部上でのリハビリや高齢者の機能訓練に有効な資料とすることができなかった。
本発明は、上記問題点に鑑み、一定期間に亘る寝床部での人の姿勢変化や人体部位の位置の変化を容易に把握することができる寝床モニタ装置を提供することを目的とする。
However, the conventional bed monitoring apparatus can recognize the current position and posture of the patient on the bed portion or the number of times of turning over. It is difficult to grasp the change in the position of the human body part and the human body part, and could not be used as effective data for rehabilitation on the bed and functional training of the elderly.
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a bed monitoring apparatus capable of easily grasping a change in a posture of a person and a change in a position of a human body part over a certain period.
この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、寝床部10に、押圧力に応じて出力が変化する感圧センサ手段が複数配置され、各感圧センサ手段の出力に基づいて寝床部10上の人の動きを認識するようにした寝床モニタ装置において、
複数の感圧センサ手段のうちその出力の示す押圧力が所定以上となる感圧センサ手段の数の多少によって、寝床部10上の人の姿勢を所定時間毎に順次判別する姿勢判別機能35が設けられ、姿勢判別機能35により判別した人の姿勢を所定時間毎にグラフにプロットして、寝床部10上の人の姿勢の変化を表示するようにした点にある。
The technical means of the present invention for solving this technical problem is that a plurality of pressure-sensitive sensor means whose outputs change according to the pressing force are arranged in the
A
また、本発明の他の技術的手段は、前記姿勢判別機能35による姿勢の判別は、感圧センサ手段の出力の示す押圧力が所定以上となる感圧センサ手段の数の少ない順に、離床姿勢と座位姿勢と側臥位姿勢と仰臥位姿勢とになすようにした点にある。
また、本発明の他の技術的手段は、寝床部10に、押圧力に応じて出力が変化する感圧センサ手段が複数配置され、各感圧センサ手段の出力に基づいて寝床部上の人の動きを認識するようにした寝床モニタ装置において、
複数の感圧センサ手段のうちその出力の示す押圧力が所定以上となる感圧センサ手段の寝床部10の位置から、寝床部10における人の人体部位の位置を順次判別する位置判別機能36が設けられ、位置判別機能36により判別した人体部位の位置を所定時間毎にグラフにプロットして、人体部位の位置の変化を表示するようにした点にある。
According to another technical means of the present invention, the posture determination by the
According to another technical means of the present invention, a plurality of pressure-sensitive sensor means whose outputs change according to the pressing force are arranged on the
A position
また、本発明の他の技術的手段は、寝床部10に、押圧力に応じて出力が変化する感圧センサ手段が複数配置され、各感圧センサ手段の出力に基づいて寝床部10上の人の動きを認識するようにした寝床モニタ装置において、
寝床部10の第1範囲41にある複数の感圧センサ手段のうちその出力の示す押圧力が所定以上となる感圧センサ手段の数と、寝床部10の第2範囲42にある複数の感圧センサ手段のうちその出力の示す押圧力が所定以上となる感圧センサ手段の数とを比較し、第1範囲41の感圧センサ手段の数が第2範囲42の感圧センサ手段の数よりも所定数を越えて多いときに、人の人体部位が第1範囲41の側にあると判別し、第2範囲42の感圧センサ手段の数が第1範囲41の感圧センサ手段の数よりも所定数を越えて多いときに、人の人体部位が第2範囲42の側にあると判別し、第1範囲41の感圧センサ手段の数と第2範囲42の感圧センサ手段の数との差が所定数以内のとき、人の人体部位が第1範囲41と第2範囲42との中間部にあると判別する位置判別機能36が設けられ、
位置判別機能36により判別した判別結果を所定時間毎にグラフにプロットして、人の人体部位の位置の変化を表示するようにした点にある。
Further, according to another technical means of the present invention, a plurality of pressure-sensitive sensor means whose outputs change according to the pressing force are arranged on the
Among the plurality of pressure-sensitive sensor means in the
The determination result determined by the
また、本発明の他の技術的手段は、前記第1範囲41が、寝床部10に寝た人の上半身に対応する寝床部10の前半部のうちの右側の範囲とされ、前記第2範囲42が、寝床部10に寝た人の上半身に対応する寝床部10の前半部のうちの左側の範囲とされ、前記位置判別機能36により、寝床部10における人の上半身の位置を右側と左側と左右中央とに判別するようにした点にある。
また、本発明の他の技術的手段は、前記第1範囲41が、寝床部10に寝た人の下半身に対応する寝床部10の後半部のうちの右側の範囲とされ、前記第2範囲42が、寝床部10に寝た人の下半身に対応する寝床部10の後半部のうちの左側の範囲とされ、前記位置判別機能36により、寝床部10における人の下半身の位置を右側と左側と左右中央とに判別するようにした点にある。
According to another technical means of the present invention, the
According to another technical means of the present invention, the
また、本発明の他の技術的手段は、前記複数の感圧センサ手段は、寝床部10を複数のブロックに区画するように寝床部10に配置された複数のセンサユニット2であって、各ブロックに対して作用する押圧力に対応する出力が取り出せるように、複数の感圧センサ13を有すると共にこの複数の感圧センサ13が互いに接続された複数のセンサユニット2である点にある。
また、本発明の他の技術的手段は、前記複数の感圧センサ手段は、寝床部10に配置された複数の感圧センサであって押圧力に応じて出力が変化する複数の感圧センサである点にある。
Another technical means of the present invention is that the plurality of pressure-sensitive sensor means are a plurality of
According to another technical means of the present invention, the plurality of pressure-sensitive sensor means are a plurality of pressure-sensitive sensors arranged on the
寝床部での一定時間に亘る人の姿勢変化を容易に把握することができる。また、寝床部での一定時間に亘る人の人体部位の位置の変化を容易に把握することができる。 It is possible to easily grasp a change in the posture of a person over a certain time in the bed. In addition, it is possible to easily grasp the change in the position of the human body part over a certain time in the bed portion.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、ベッド3は、平面視で略長方形状に形成された架台4と、この架台4の上に敷かれるマット5とを有している。
このマット5の上側には、カバー6が設けられ、このカバー6の上にセンサユニット(感圧センサ手段)2が載置され、センサユニット2の上にセンサユニット2を取り付ける取付シート7が設けられている。また、この取付シート7の上にクッション材8(例えば不織布)、防水布9等が順に設けられている。この取付シート7は布等で構成され、その下面は、どの位置でも後述する面ファスナ17を着脱自在に接着可能である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the
A cover 6 is provided above the
これら、カバー6,取付シート7,クッション材8は、防水布9によってカバーされてマット5の上に載置されており、これらは、マット5よりもやや小さめ又は同じ大きさで平面視長方形状に形成されている。そして、防水布9の上に通常のシーツ11が敷かれており、このシーツ11によって、カバー6,取付シート7,クッション材8,防水布9が覆われている。
したがって、これら、マット5、カバー6,取付シート7,クッション材8,防水布9,シーツ11によって、寝床部10が構成され、寝床部10上に人が寝ることができるようになっている。
The cover 6, the
Therefore, the
図1〜3、5に示すようにセンサユニット2は、取付シート7とカバー6との間に複数(16個)設けられ、各ユニットセンサ2は、複数の感圧センサ13と、可撓性を有する一対の支持板14と、複数の感圧センサ13が取り付けられる一対の基板15と、収納体16と、取付具17とを有している。
収納体16は、例えば防水性を有するポリエチレン樹脂で形成された上シート16aと下シート16bとを有しており、上シート16aの周縁と下シート16bの周縁とを溶着することによって、袋状に形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 5, a plurality (16) of
The
この収納体16の内部に感圧センサ13、支持板14、基板15等が収納されている。 収納体16は平面視で長方形状であり、この収納体16の外側上面の四隅及び長手方向略中間部の幅方向両端には、面ファスナー(取付具)17が設けられている。
したがって、図3に示すように、収納体16の面ファスナ17を取付シート7の下面に取り付けることによって、収納体16(センサユニット2)を取付シート7を介してクッション材8に固定できるようになっている。
一対の支持板14は、収納体16の幅方向両端部(短手方向両端部)に収納されており、各支持板14は、例えばポリカ−ボネート樹脂で長方形板状に形成されている。各支持板14の厚みは0.5mm程度に設定されて撓み可能となっている。
The
Therefore, as shown in FIG. 3, the storage body 16 (sensor unit 2) can be fixed to the
The pair of
収納体16内の一対の支持板14間には、上シート16aと下シート16bとを接着する両面テープ18が設けられており、これによって、支持板14は幅方向にがたつかないようになっている。
各支持板14の上面には、シート状に形成された基板15(シート基板)が設けられており、このシート基板15上には、各感圧センサ13を並列接続するための銅箔等で構成した配線20がプリントされている。
各シート基板15上には、感圧センサ13がシート基板15の長手方向に一定の間隔をおいて複数(4個)設けられており、各ユニットセンサ2には8個の感圧センサ13がその全域に亘って略均等に散らばるように設けられている。
A double-
A substrate 15 (sheet substrate) formed in a sheet shape is provided on the upper surface of each
On each
この各感圧センサ13は支持板14上に配置され、各感圧センサ13は、シート基板15上で並列接続されている。
具体的には、シート基板15上に長手方向に延びる2本の配線20a,20bが設けられ、感圧センサ13からは2本のリード線21a,21bが設けられており、感圧センサ13の一方のリード線21aは基板15の一方の配線20aに接続され、感圧センサ13の他方のリード線21bは基板15の他方の配線20bに接続されて、各シート基板15の配線20a同士及び配線20b同士は、接続線19を介して互いに接続されている。
The
Specifically, two
各感圧センサ13は、押圧力に応じて出力値が変化するものであり、具体的には、感圧センサ13に荷重が加えられるとその荷重に応じて電気的な抵抗が変化する可変抵抗素子で、図4に示すように、感圧センサ13に荷重が加えられていない場合には、その抵抗値は大きく、感圧センサ13に荷重が加えられるほどその抵抗値が減少するようになっている。
したがって、センサユニット2の合成抵抗Rは、各感圧センサ13の抵抗をr1,r2,r3・・・r8とすると、次のように表すことができる。
Each pressure-
Therefore, the combined resistance R of the
1/R=1/r1+1/r2+1/r3+・・・+1/r8
また、上記の如くセンサユニット2に8個の感圧センサ13が略均等に散らばるように設けられていることによって、例えば、単位面積当たりの押圧力が一定でセンサユニット2を押す押圧面積が大きいと、センサユニット2の抵抗(合成抵抗)は小さく、逆に単位面積当たりの押圧力が一定でセンサユニット2を押す押圧面積が小さいと、センサユニット2から取り出される抵抗は大きくなる。
即ち、単位面積当たりの押圧力が一定あるとき、押圧面積に応じてセンサユニット2の抵抗が増減するようになっている。
1 / R = 1 / r1 + 1 / r2 + 1 / r3 + ... + 1 / r8
In addition, as described above, the eight pressure
That is, when the pressing force per unit area is constant, the resistance of the
また、例えば、センサユニット2を押す押圧面積が一定で、センサユニット2を押す押圧力が大きいと、センサユニット2の抵抗は小さくなり、逆に押圧面積が一定でセンサユニット2を押す押圧力が小さいと、センサユニット2の抵抗は大きくなる。
即ち、センサユニット2を押す押圧面積が一定であるとき、押圧力に応じてセンサユニット2の抵抗が増減するようになっている。
一方のシート基板15には出力線22(出力コード)が設けられ、この出力線22は後述する電圧変換部28に接続可能となっている。
Also, for example, if the pressing area for pressing the
That is, when the pressing area for pressing the
One
この出力線22は、収納体16の前端部に設けられた配線用孔23を介して、収納体16の内部から外部に配線可能となっている。この配線用孔23は防水性を有する接着剤で塞がれており、これによって、収納体16は封止されて、収納体16内に水滴等の液体等が入らないようにしている。
図1、図5に示すように、寝床モニタ装置1は、寝床部10と、複数のセンサユニット2と、センサユニット2から取り出された出力(抵抗)を電圧に変換する電圧変換部28と、電圧変換部28で変換された電圧をA/D変換するA/D変換部29と、制御部31(パソコン)、表示部32(モニタ)とを有する。
The
As shown in FIGS. 1 and 5, the
図5,6に示すように、複数のセンサユニット2は、寝床部10を複数のブロックに区画するように、寝床部10全体を縦横に複数分割するように設けられている。
具体的には、寝床部10の前端部側に、センサユニット2の出力線22側を寝床部10の前側(ベッド3の短辺前側)に向けたセンサユニット2が、寝床部10の幅方向へ4個配置され、寝床部10の後端部側に、センサユニット2の出力線22側を寝床部10の前側に向けたセンサユニット2が、寝床部10の幅方向へ4個配置されている。
また、寝床部10の中途部に、センサユニット2の出力線22側を寝床部10の前側に向けたセンサユニット2が、寝床部10の幅方向へ4個ずつ前後2列で計8個配置されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the plurality of
Specifically, the
Further, in the middle part of the
即ち、寝床部10の幅方向(縦方向)に4個のセンサユニット2が配置されると共に、幅方向に配置した4個のセンサユニット2群が寝床部10の長さ方向(横方向)に4列配置されており、これによって、寝床部10に16個のセンサユニット2が設けられている。
寝床部10に設けられた複数のセンサユニット2は同一の大きさであり、センサユニット2の幅方向の配置間隔は略一定であると共に、センサユニット2の幅方向の配置間隔は略一定である。これによって、寝床部10の上面は16のブロックに区画され、各ブロックの面積は略均等となっている。
That is, the four
The plurality of
また、寝床部10において、幅方向に隣り合うセンサユニット2の各感圧センサ13の幅方向の間隔は、センサユニット2に設けられた各感圧センサ13の幅方向の間隔と略同じに設定されている。
また、複数のセンサユニット2には、図5に示すようにそれぞれチャンネル番号が0番〜15番(ch0〜15)まで割り当てられており、これによって、各センサユニット2が寝床部10のどのブロック(部分)に対応しているか分かるようになっている。
人が寝床部10に寝た状態で、ch0〜3までの4個のセンサユニット2は、人体の頭部及び胸部に対応し、ch4〜7の4個のセンサユニット2は、人体の胸部及び腰部に対応し、ch8〜11の4個のセンサユニット2は、人体の大腿部に対応し、ch12〜15の4個のセンサユニット2は、人体の下腿部に対応している。
Further, in the
In addition, as shown in FIG. 5,
In the state where a person is sleeping on the
また、0ch〜7の8個のセンサユニット2は、人体の上半身に対応し、8ch〜15の8個のセンサユニット2は人体の下半身に対応している。
これら各センサユニット2は、電圧変換部28に接続しており、各ブロックに作用する押圧力の大きさがセンサユニット2を介して電圧変換部28に入力されるようになっている。
電圧変換部28は、各センサユニット2の抵抗を抵抗分圧回路等により電圧変換するものであり、この電圧変換部28には出力線22を介して16個のセンサユニット2が接続されている。
The eight
Each of these
The
したがって、各センサユニット2の抵抗は、電圧変換部28で電圧に変換された後、A/D変換部29に送られてA/D変換部29でデジタル信号に変換され、パソコン31に送信されるようになっている。
例えば、この実施の形態の場合、図7のようにブロックに作用する押圧力が大きいと、それに対応するセンサユニット2から出力される抵抗が小さくなり、電圧変換部28で出力される電圧は大きくなる、逆にブロックに作用する押圧力が小さいと、それに対応するセンサユニット2から出力される抵抗が大きくなり、電圧変換部28で出力される電圧は小さくなるようになっている。そして、電圧変換部28で出力された電圧の大きさを、A/D変換部29で数値化し、その数値化した信号をデジタル信号に変換して、パソコン31に送信している。
Accordingly, the resistance of each
For example, in the case of this embodiment, when the pressing force acting on the block is large as shown in FIG. 7, the resistance output from the corresponding
A/D変換部29は、電圧変換部28の出力信号(電圧)を12ビット(0〜4095)に分割してデジタル化しており、電圧が高いほど数値が大きくなるように設定されている。即ち、ブロックに作用する押圧力が大きいと数値が大きくなり、ブロックに作用する押圧力が小さいと数値は小さくなる。
而して、各センサユニット2に対応して、12ビットの値に数値化された16個のデジタル信号がA/D変換部29からパソコン31に出力される。例えば、ch7のセンサユニット2に対応するデジタル信号が、寝床部10上の人の動きに応じて変動する図8に示すような電圧波形になり、A/D変換部29からパソコン31に出力される。
The A /
Thus, 16 digital signals converted into 12-bit values are output from the A /
パソコン(制御手段)31は、A/D変換部29から入力されたデジタル信号を基に、寝床部10に寝ている人がどのような状態であるか判定(推測)したり、各ブロックに作用している押圧力をモニタ32を介してに表示する。
また、図5に示すように、パソコン31に、寝床部10上の人の姿勢を所定時間毎に順次判別する姿勢判別機能35と、寝床部10における人の人体部位の位置を順次判別する位置判別機能36とが設けられ、パソコン31は、姿勢判別機能35により判別した人の姿勢を所定時間毎にグラフにプロットして、寝床部10上の人の姿勢の変化を表示すると共に、位置判別機能36により判別した人体部位の位置を所定時間毎にグラフにプロットして、人体部位の位置の変化を表示するようになっている。
The personal computer (control means) 31 determines (estimates) the state of the person sleeping on the
Further, as shown in FIG. 5, the
姿勢判別機能35は、ch0〜15のセンサユニット2のうちその出力の示す押圧力が所定(図8に示す1000(1000は3cN/cm2))以上となるセンサユニット2の数の多少によって、寝床部10上の人の姿勢を所定時間毎に順次判別する。この姿勢判別機能35による姿勢の判別は、センサユニット2の出力の示す押圧力が所定以上となるセンサユニット2の数の少ない順に、離床姿勢と座位姿勢と側臥位姿勢と仰臥位姿勢とになす。
より具体的には、ch0〜15のセンサユニット2のうちその出力の示す押圧力(各センサユニット2に対応するデジタル信号)が、図8に示す1000より小さくなるとき、そのデジタル信号を「1」に変換し、押圧力(各センサユニット2に対応するデジタル信号)が、図8に示す1000以上となるとき、そのデジタル信号を「0」に変換する。その変換した各デジタル信号の変換値(「1」又は「0」)を、ch0〜15のセンサユニット2に対応する16個のデジタル信号について、加算し、その加算値が、「14」より大(「16」又は「15」)になれば、離床と判別し、加算値が、「14」以下で「11」より大(「14」、「13」又は「12」)になれば、座位と判別し、加算値が、「11」以下で「8」より大(「11」、「10」又は「9」)になれば、側臥位と判別し、加算値が、「8」以下(「8」〜「0」)になれば、仰臥位と判別する。そして、姿勢判別機能35により離床と判別すれば、離床であることを示す数値「5.5」をグラフにプロットし、姿勢判別機能35により座位と判別すれば、座位であることを示す数値「5.0」をグラフにプロットし、姿勢判別機能35により側臥位と判別すれば、側臥位であることを示す数値「4.5」をグラフにプロットし、姿勢判別機能35により仰臥位と判別すれば、仰臥位であることを示す数値「4.0」をグラフにプロットする。
The
More specifically, when the pressing force (digital signal corresponding to each sensor unit 2) indicated by the output of the
そして、上記姿勢判別機能35による離床、座位、側臥位又は仰臥位の姿勢判別と、上記離床「5.5」、座位「5.0」、側臥位「4.5」又は仰臥位「4.0」のグラフへのプロットとを、設定時間(例えば24時間)まで、所定時間(2秒)毎に順次繰り返して行い、図12の上段に示すように、寝床部10上の人の姿勢の変化を表示するようになっている。
位置判別機能36は、複数のセンサユニット2のうちその出力の示す押圧力が所定以上となるセンサユニット2の寝床部10の位置から、寝床部10における人の人体部位の位置を順次判別する。この位置判別機能36による人体部位の位置の判別は、寝床部10の第1範囲41にある複数のセンサユニット2のうちその出力の示す押圧力が所定以上となるセンサユニット2の数と、寝床部10の第2範囲42にある複数のセンサユニット2のうちその出力の示す押圧力が所定以上となるセンサユニット2の数とを比較し、第1範囲41のセンサユニット2の数が第2範囲42のセンサユニット2の数よりも所定数を越えて多いときに、人の人体部位が第1範囲41の側にあると判別し、第2範囲42のセンサユニット2の数が第1範囲41のセンサユニット2の数よりも所定数を越えて多いときに、人の人体部位が第2範囲42の側にあると判別し、第1範囲41のセンサユニット2の数と第2範囲42のセンサユニット2の数との差が所定数以内のとき、人の人体部位が第1範囲41と第2範囲42との中間部にあると判別する。
Then, the
The
より具体的には、第1範囲41が、寝床部10に寝た人の上半身に対応する寝床部10の前半部のうちの右側の範囲(ch0,1,4,5のセンサユニット2が配置されている範囲)とされ、第2範囲42が、寝床部10に寝た人の上半身に対応する寝床部10の前半部のうちの左側の範囲(ch2,3,6,7のセンサユニット2が配置されている範囲)とされ、位置判別機能36により、第1範囲41にあるch0,1,4,5のセンサユニット2のうちその出力の示す押圧力(ch0,1,4,5,の各センサユニット2に対応するデジタル信号)が、所定(図8に示す1000)以上となるセンサユニット2(デジタル信号)の数と、第2範囲42にあるch2,3,6,7のセンサユニット2のうちその出力の示す押圧力(ch2,3,6,7の各センサユニット2に対応するデジタル信号)が、所定(図8に示す1000)以上となるセンサユニット2(デジタル信号)の数とを比較し、第1範囲41のセンサユニット2(デジタル信号)の数が第2範囲42のセンサユニット2(デジタル信号)の数よりも所定数(2.2)を越えて多いときに、人の上半身が第1範囲41の側(左側)にあると判別し、第2範囲42のセンサユニット2(デジタル信号)の数が第1範囲41のセンサユニット2(デジタル信号)の数よりも所定数(2.2)を越えて多いときに、人の上半身が第2範囲42の側(右側)にあると判別し、第1範囲41のセンサユニット2(デジタル信号)の数と第2範囲42のセンサユニット2(デジタル信号)の数との差が所定数(2.2)以内のとき、人の上半身が第1範囲41と第2範囲42との中間部(左右中央)にあると判別する。そして、位置判別機能36により上半身が左側にあると判別すれば、左側であることを示す数値「1.0」をグラフにプロットし、位置判別機能36により上半身が右側にあると判別すれば、右側であることを示す数値「3.0」をグラフにプロットし、位置判別機能36により上半身が左右中央にあると判別すれば、左右中央であることを示す数値「2.0」をグラフにプロットする。なお、下半身のときは、「1.1」,「2.1」,「3.1」と表示し、上半身とだぶらないないようにすることでグラフを読みやすくする。
More specifically, the
そして、上記位置判別機能36による上半身の左側、右側又は左右中央の位置判別と、上記左側「1.1」、右側「3.1」又は左右中央「2.1」のグラフへのプロットとを、設定時間(例えば24時間)まで、所定時間(2秒)毎に順次繰り返して行い、図12の下段に示すように、寝床部10上の人の上半身の位置の変化を表示するようになっている。
また、他の第1範囲41が、寝床部10に寝た人の下半身に対応する寝床部10の前半部のうちの右側の範囲(ch8,9,12,13のセンサユニット2が配置されている範囲)とされ、他の第2範囲42が、寝床部10に寝た人の下半身に対応する寝床部10の前半部のうちの左側の範囲(ch10,11,14,15のセンサユニット2が配置されている範囲)とされ、前記位置判別機能36により、第1範囲41にあるch8,9,12,13のセンサユニット2のうちその出力の示す押圧力(ch8,9,12,13の各センサユニット2に対応するデジタル信号)が、所定(図8に示す1000)以上となるセンサユニット2(デジタル信号)の数と、第2範囲42にあるch10,11,14,15のセンサユニット2のうちその出力の示す押圧力(ch10,11,14,15の各センサユニット2に対応するデジタル信号)が、所定(図8に示す1000)以上となるセンサユニット2(デジタル信号)の数とを比較し、第1範囲41のセンサユニット2(デジタル信号)の数が第2範囲42のセンサユニット2(デジタル信号)の数よりも所定数(2.2)を越えて多いときに、人の下半身が第1範囲41の側(左側)にあると判別し、第2範囲42のセンサユニット2(デジタル信号)の数が第1範囲41のセンサユニット2(デジタル信号)の数よりも所定数(2.2)を越えて多いときに、人の下半身が第2範囲42の側(右側)にあると判別し、第1範囲41のセンサユニット2(デジタル信号)の数と第2範囲42のセンサユニット2(デジタル信号)の数との差が所定数(2.2)以内のとき、人の下半身が第1範囲41と第2範囲42との中間部(左右中央)にあると判別する。そして、位置判別機能36により下半身が左側にあると判別すれば、左側であることを示す数値「1.1」をグラフにプロットし、位置判別機能36により下半身が右側にあると判別すれば、右側であることを示す数値「3.1」をグラフにプロットし、位置判別機能36により下半身が左右中央にあると判別すれば、左右中央であることを示す数値「2.1」をグラフにプロットする。
Then, the
Further, the other
そして、上記位置判別機能36による下半身の左側、右側又は左右中央の位置判別と、上記左側「1.1」、右側「3.1」又は左右中央「2.1」のグラフへのプロットとを、設定時間(例えば24時間)まで、所定時間(2秒)毎に順次繰り返して行い、図12の下段に示すように、寝床部10上の人の下半身の位置の変化を表示するようになっている。なお、上半身の8個のセンサユニット2(ch0〜ch7)のうちの出力の示す押圧力が所定(図8に示す1000)以上となるセンサユニット2の数が所定数(6)を越えるときは、プロットしない(下半身も同様)。
Then, the
上記実施の形態によれば、寝床部10に人が寝ている場合において、例えば、ch7のセンサユニット2が人体によって押圧されると、ch7のセンサユニット2に対する押圧力の大きさ及び押圧力の面積に応じて、ch7のセンサユニット2の抵抗値(合成抵抗R)が変化する。そして、その抵抗値の大きさに応じて電圧変換部28で電圧に変換され、その電圧の大きさをA/D変換部29でデジタル化し、図8に示すように、寝床部10上の人の動き応じて電圧(押圧力)が変化するような電圧波形のデジタル信号がパソコン31に送られる。
According to the embodiment, when a person is sleeping on the
したがって、この寝床部モニタ装置によれば、複数の感圧センサ13を有するセンサユニット2で、寝床部10を複数のブロックに区画し、各センサユニット2に作用する押圧力を各センサユニット2から出力可能にしているので、各センサユニット2の押圧力の時間的変化(各ブロックにおける押圧力の変化)をパソコン31で受信して表示部33でモニタすることによって、寝床部10に居る患者の動きを認識することができる。
寝床部10の患者の動きを認識するために、複数の感圧センサ13を互いに接続してユニット化し、且つ、ユニット化したセンサユニット2で寝床部10を縦横に区画するようにし、センサユニット2のその出力を取り出すようにしているので、寝床部10全体に対して出力線22の本数を少なくでき、その結果、配線構造を簡単にすることができる。
Therefore, according to the bed portion monitoring apparatus, the
In order to recognize the movement of the patient on the
また、例えば寝床部10に寝ている患者の動きを認識するには、ユニット化したセンサユニット2の出力を処理するだけでよく、各感圧センサ13から得られる出力をすべて処理する必要がないので、出力の処理が行いやすい。
また、ブロックの面積が略均等となり且つ寝床部10全体を縦横に複数分割しているので、寝床部10のどこの位置に患者が居ても患者の動きを認識でき、且つ、縦横に分割しているために寝床部10での患者の位置を特定しやすく患者が寝床部10のどの位置に居るか把握することが可能であり、患者がどの体勢になっているか推測することが可能である。
Further, for example, in order to recognize the movement of a patient sleeping on the
In addition, since the block area is substantially equal and the
さらに、感圧センサ13を押圧力に応じて抵抗が変化するように構成しているので、感圧センサ13から出力が取り出しやすく、その感圧センサ13から出力される信号を処理し易い。
次に、パソコン(制御手段)31による姿勢判別動作について、図9のフローチャートを参照しながら説明する。
ステップ1で、A/D変換部29から送信されたch0〜15のセンサユニット2に対応する16ch分のデジタル信号をパソコン31に取り込む。
Furthermore, since the
Next, the posture determination operation by the personal computer (control means) 31 will be described with reference to the flowchart of FIG.
In
ステップ2で、ch0〜15のセンサユニット2に対応するデジタル信号のうちそのデジタル信号の示す押圧力が1000より小さいとき、そのデジタル信号を「1」に変換し、デジタル信号の示す押圧力が1000以上のとき、そのデジタル信号を「0」に変換する。
ステップ3で、ch0〜15のセンサユニット2に対応する各デジタル信号の変換値(「1」又は「0」)を加算する。
ステップ4で、加算値が14よりも大か否かを判別し、加算値が14よりも大であれば、ステップ5に進み、ステップ5で離床「5.5」と判別(決定)し、ステップ11で離床「5.5」をグラフにプロットする。
In
In
In
ステップ4で加算値が14以下であると判別すれば、ステップ4からステップ6に進み、ステップ6で、加算値が11よりも大か否かを判別し、加算値が11よりも大であれば、ステップ7に進み、ステップ7で座位「5.0」と判別(決定)し、ステップ11で座位「5.0」をグラフにプロットする。
ステップ6で加算値が11以下であると判別すれば、ステップ6からステップ8に進み、ステップ8で、加算値が8よりも大か否かを判別し、加算値が8よりも大であれば、ステップ9に進み、ステップ9で側臥位「4.5」と判別(決定)し、ステップ11で側臥位「4.5」をグラフにプロットする。
If it is determined in
If it is determined in step 6 that the added value is 11 or less, the process proceeds from step 6 to step 8. In
ステップ8で加算値が8以下であると判別すれば、ステップ8からステップ10に進み、ステップ10で仰臥位「4.0」と判別(決定)し、ステップ11で仰臥位「4.0」をグラフにプロットする。
ステップ11からステップ12に進み、ステップ12で、姿勢の変化を表示するための設定期間(例えば24時間)以内であるか否かによって次の2秒後のデジタル信号を取り込むか否かを判別し、設定期間以内であれば取り込みと判別して、ステップ1に戻り、以下、同様の動作を設定期間になるまで繰り返す。
If it is determined in
Proceeding from
従って、図12の上段に示すように、2秒間隔おきに折れ線が屈曲して、離床「5.5」、座位「5.0」、側臥位「4.5」又は仰臥位「4.0」の4通りの姿勢の変化を設定時間(例えば24時間)に亘って表示するグラフが得られる。この図12の上段のグラフから、長期間に亘って寝床部10での人の姿勢がどのように変化するかを容易に情報収集することができて、長期間に亘る寝床部10上での人(患者)Mの姿勢の変化を簡単かつ確実に知ることができる。これにより、例えば虚弱要介護者のリハビリのための運動努力度を高精度で評価することが可能になるし、要介護者の運動能力の増進、ひいては寝たきり防止を有効に図ることができる。また、寝返りの回数、運動能力から患者の健康状態の判断に活用することができる。
Therefore, as shown in the upper part of FIG. 12, the bent line is bent every 2 seconds, leaving the bed “5.5”, the sitting position “5.0”, the lateral position “4.5”, or the supine position “4.0”. ”Is displayed over a set time (for example, 24 hours). From the upper graph of FIG. 12, it is possible to easily collect information on how the posture of the person on the
次に、パソコン(制御手段)31による位置判別動作について、図10及び図11のフローチャートを参照しながら説明する。
ステップ21で、A/D変換部29から送信されたch0〜15のセンサユニット2に対応する16ch分のデジタル信号をパソコン31に取り込む。
ステップ22で、ch0〜15のセンサユニット2に対応するデジタル信号のうちそのデジタル信号の示す押圧力が1000より小さいとき、そのデジタル信号を「1」に変換し、デジタル信号の示す押圧力が1000以上のとき、そのデジタル信号を「0」に変換する。
Next, the position determination operation by the personal computer (control means) 31 will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
In
In
寝床部10に寝た人の上半身の位置を判別する動作の場合は、ステップ22からステップ23に進み、ステップ23で、ch0,1,4,5,2,3,6,7のセンサユニット2に対応する各デジタル信号の変換値(「1」又は「0」)を加算した加算値が、6よりも大か否かを判別し、6よりも大であれば、ステップ24で、プロット無し(不正常)と判別(決定)し、ステップ37でグラフにプロットすることなく、ステップ38に進む。
ステップ23で加算値が6以下であると判別すれば、ステップ23からステップ25に進み、ステップ25で、ch0,1,4,5のセンサユニット2に対応する各デジタル信号の変換値(「1」又は「0」)を加算した第1加算値と、ch2,3,6,7のセンサユニット2に対応する各デジタル信号の変換値(「1」又は「0」)を加算した第2加算値とを求め、第1加算値から第2加算値を減算し、その減算値が2.2よりも大か否かを判別し、2.2よりも大であれば、ステップ26で、左側「1.0」と判別(決定)し、ステップ37で左側「1.0」をグラフにプロットする。
In the case of an operation for determining the position of the upper body of the person sleeping on the
If it is determined in
ステップ25で減算値が2.2以下であると判別すれば、ステップ25からステップ27に進み、ステップ27で、ステップ25で求めた第1加算値から第2加算値を減算した減算値が、−2.2よりも大か否かを判別し、−2.2よりも大であれば、ステップ28で、右側「3.0」と判別(決定)し、ステップ37で右側「3.0」をグラフにプロットする。
ステップ27で減算値が−2.2以下であると判別すれば、ステップ27からステップ29に進み、ステップ29で、左右中央「2.0」と判別(決定)し、ステップ37で左右中央「2.0」をグラフにプロットする。
If it is determined in
If it is determined in
寝床部10に寝た人の下半身の位置を判別する動作の場合は、ステップ22からステップ30に進み、ステップ30で、ch8,9,12,13,10,11,14,15のセンサユニット2に対応する各デジタル信号の変換値(「1」又は「0」)を加算した加算値が、6よりも大か否かを判別し、6よりも大であれば、ステップ31で、プロット無し(不正常)と判別(決定)し、ステップ37でグラフにプロットすることなく、ステップ38に進む。
ステップ30で加算値が6以下であると判別すれば、ステップ30からステップ32に進み、ステップ32で、ch8,9,12,13のセンサユニット2に対応する各デジタル信号の変換値(「1」又は「0」)を加算した第1加算値と、ch10,11,14,15のセンサユニット2に対応する各デジタル信号の変換値(「1」又は「0」)を加算した第2加算値とを求め、第1加算値から第2加算値を減算し、その減算値が2.2よりも大か否かを判別し、2.2よりも大であれば、ステップ33で、左側「1.1」と判別(決定)し、ステップ37で左側「1.1」をグラフにプロットする。
In the case of the operation of determining the position of the lower body of the person sleeping on the
If it is determined in
ステップ32で減算値が2.2以下であると判別すれば、ステップ32からステップ34に進み、ステップ34で、ステップ32で求めた第1加算値から第2加算値を減算した減算値が、−2.2よりも大か否かを判別し、−2.2よりも大であれば、ステップ35で、右側「3.1」と判別(決定)し、ステップ37で右側「3.1」をグラフにプロットする。
ステップ34で減算値が−2.2以下であると判別すれば、ステップ34からステップ36に進み、ステップ36で、左右中央「2.1」と判別(決定)し、ステップ37で左右中央「2.1」をグラフにプロットする。
If it is determined in
If it is determined in
ステップ37からステップ38に進み、ステップ37で、姿勢の変化を表示するための設定期間(例えば24時間)以内であるか否かによって次の2秒後のデジタル信号を取り込むか否かを判別し、設定期間以内であれば取り込みと判別して、ステップ21に戻り、以下、同様の動作を設定期間になるまで繰り返す。
従って、図12の下段に示すように、2秒間隔おきに折れ線が屈曲して、人の上半身と下半身についてそれぞれ、左側「1.1」、右側「3.1」、左右中央「2.1」又はプロットなしの4通りの位置の変化を設定時間(例えば24時間)に亘って表示するグラフが得られる。この図12の下段のグラフから、長期間に亘って寝床部10での人の上半身及び下半身の位置がどのように変化するかを容易に情報収集することができて、長期間に亘る寝床部10上での人(患者)Mの上半身及び下半身の位置の変化を簡単かつ確実に知ることができる。これにより、例えば虚弱要介護者のリハビリのための運動努力度を高精度で評価することが可能になるし、要介護者の運動能力の増進、ひいては寝たきり防止を有効に図ることができる。しかも、人体の特定部位毎に位置の変化を判断すことが可能になり、人体の特定部位毎の運動量の過不足を判断することができる。また、寝返りの回数、運動能力から患者の健康状態の判断に活用することができる。また、姿勢の変化とベッド上の上半身、下半身の位置変化から、離床のタイミングを推測するデータとして活用することも可能である。
The process proceeds from
Accordingly, as shown in the lower part of FIG. 12, the bent line is bent every 2 seconds, and the left and right sides of the human upper and lower body are “1.1”, “3.1” and “2.1”, respectively. ”Or 4 positions change without plotting are obtained over a set time (eg, 24 hours). From the lower graph of FIG. 12, it is possible to easily collect information on how the positions of the upper and lower body of the person in the
なお、前記実施の形態では、第1範囲41を、寝床部10に寝た人の下半身に対応する寝床部10の後半部のうちの右側の範囲とし、第2範囲42を、寝床部10に寝た人の下半身に対応する寝床部10の後半部のうちの左側の範囲とし、位置判別機能36により、寝床部10における人の下半身の位置を右側と左側と左右中央とに判別するようにし、また、他の第1範囲41を、寝床部10に寝た人の下半身に対応する寝床部10の後半部のうちの右側の範囲とし、他の第2範囲42を、寝床部10に寝た人の下半身に対応する寝床部10の後半部のうちの左側の範囲とし、位置判別機能36により、寝床部10における人の下半身の位置を右側と左側と左右中央とに判別するようにし、これにより、位置判別機能36により判別する人体部位の位置として、上半身と下半身との位置を判別して、上半身と下半身との位置の変化を表示するようにしているが、これに代え、位置判別機能36により、上半身又は下半身以外の他の人体部位の位置を判別して、その位置の変化を表示するようにしてもよく、例えば、第1範囲41を、寝床部10に寝た人の頭部及び胸部に対応する部分(ch0,1,2,3のセンサユニット2が配置されている部分)のうちの右側の範囲(ch0,1のセンサユニット2が配置されている範囲)とし、第2範囲42を、寝床部10に寝た人の頭部及び胸部に対応する部分(ch0,1,2,3のセンサユニット2が配置されている部分)のうちの左側の範囲(ch2,3のセンサユニット2が配置されている範囲)とし、位置判別機能36により、寝床部10における人の頭部及び胸部の位置を、右側と左側と左右中央とに判別するようにしてもよい。
In the above embodiment, the
また、前記実施の形態では、人の姿勢や人体部位の位置を求めるための複数の感圧センサ手段を、寝床部10を複数のブロックに区画するように寝床部10に配置された複数のセンサユニット2であって、各ブロックに対して作用する押圧力に対応する出力が取り出せるように、複数の感圧センサ13を有すると共にこの複数の感圧センサ13が互いに接続された複数のセンサユニット2により構成しているが、これに代え、寝床部10に配置された複数の感圧センサ手段として、寝床部10に互いに間隔をおいて配置した複数の感圧センサにより構成し、各感圧センサの出力をそれぞれ別個にパソコン31に入力して、各感圧センサの出力から人の姿勢や人の人体部位の位置を求めるようにしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, the several sensor arrange | positioned in the
また、前記実施の形態では、感圧センサ手段(センサユニット2乃至感圧センサ13)は、押圧力に応じて抵抗値が変化するものであったが、これに代え、感圧センサ手段(センサユニット2乃至感圧センサ13)は、押圧力に応じて電圧又は電流を直接出力するものであってもよい。
また、前記実施の形態では、ベッド3の上部のマット5、カバー6,取付シート7,クッション材8,防水布9,シーツ11によって寝床部10を構成していたが、これに代え、床等に敷いた布団やマットで寝床部10を構成してもよい。
In the above-described embodiment, the pressure sensor means (
In the above embodiment, the
また、前記実施の形態では、センサユニット2に設けた複数の各感圧センサ13は、並列接続していたが、これに代え、各感圧センサ13を互いに直列に接続するようにしてもよい。
また、前記実施の形態では、16個のセンサユニット2で寝床部10全体を縦4分割、横4分割の計16分割しているが、寝床部10全体の縦横分割数又は寝床部10全体に対して縦の分け数及び横の分け数は上記に限定されず、例えば、15個のセンサユニット2で寝床部10全体を縦5分割、横3分割の計15分割にしてもよい。
In the embodiment, the plurality of
Further, in the above embodiment, the
また、前記実施の形態では、寝床部10に設けられる複数のセンサユニット2は、それぞれ同じ大きさ(同じ面積)であったが、センサユニット2の互いの大きさは上記に限定されず、例えば大きさの異なる大小2種類のセンサユニット2を寝床部10に設けるようにしてもよい。また、A/D変換部29の後にデータを記録できる装置を取り付け、一定時間にデータを取り込んだ後に、データのみを別の場所にあるパソコン31に転送したり、データ取り込み済みユニットを別の場所にあるパソコン31に持って行き、データをパソコン31に読み込ませるようにしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the
1 寝床モニタ装置
2 センサユニット
10 寝床部
13 感圧センサ
31 パソコン(制御手段)
35 姿勢判別機能
36 位置判別機能
41 第1範囲
42 第2範囲
DESCRIPTION OF
35
Claims (8)
複数の感圧センサ手段のうちその出力の示す押圧力が所定以上となる感圧センサ手段の数の多少によって、寝床部(10)上の人の姿勢を所定時間毎に順次判別する姿勢判別機能(35)が設けられ、姿勢判別機能(35)により判別した人の姿勢を所定時間毎にグラフにプロットして、寝床部(10)上の人の姿勢の変化を表示するようにしたことを特徴とする寝床モニタ装置。 A plurality of pressure-sensitive sensor means whose outputs change according to the pressing force are arranged on the bed part (10), and the movement of a person on the bed part (10) is recognized based on the output of each pressure-sensitive sensor means. In the sleeping bed monitor device,
Posture discriminating function for sequentially discriminating the posture of a person on the bed (10) at predetermined time intervals depending on the number of pressure-sensitive sensor portions at which the pressing force indicated by the output thereof exceeds a predetermined value among a plurality of pressure-sensitive sensor devices. (35) is provided, and the posture of the person discriminated by the posture discriminating function (35) is plotted on a graph every predetermined time so as to display the change in the posture of the person on the bed (10). A bed monitoring device as a feature.
複数の感圧センサ手段のうちその出力の示す押圧力が所定以上となる感圧センサ手段の寝床部(10)の位置から、寝床部(10)における人の人体部位の位置を順次判別する位置判別機能(36)が設けられ、位置判別機能(36)により判別した人体部位の位置を所定時間毎にグラフにプロットして、人体部位の位置の変化を表示するようにしたことを特徴とする寝床モニタ装置。 A plurality of pressure-sensitive sensor means whose outputs change according to the pressing force are arranged on the bed part (10), and the movement of a person on the bed part (10) is recognized based on the output of each pressure-sensitive sensor means. In the sleeping bed monitor device,
A position for sequentially determining the position of the human body part of the bed portion (10) from the position of the bed portion (10) of the pressure sensor means where the pressure indicated by the output of the plurality of pressure sensor means is greater than or equal to a predetermined value. A discriminating function (36) is provided, and the position of the human body part discriminated by the position discriminating function (36) is plotted on a graph every predetermined time to display a change in the position of the human body part. Bed monitoring device.
寝床部(10)の第1範囲(41)にある複数の感圧センサ手段のうちその出力の示す押圧力が所定以上となる感圧センサ手段の数と、寝床部(10)の第2範囲(42)にある複数の感圧センサ手段のうちその出力の示す押圧力が所定以上となる感圧センサ手段の数とを比較し、第1範囲(41)の感圧センサ手段の数が第2範囲(42)の感圧センサ手段の数よりも所定数を越えて多いときに、人の人体部位が第1範囲(41)の側にあると判別し、第2範囲(42)の感圧センサ手段の数が第1範囲(41)の感圧センサ手段の数よりも所定数を越えて多いときに、人の人体部位が第2範囲(42)の側にあると判別し、第1範囲(41)の感圧センサ手段の数と第2範囲(42)の感圧センサ手段の数との差が所定数以内のとき、人の人体部位が第1範囲(41)と第2範囲(42)との中間部にあると判別する位置判別機能(36)が設けられ、
位置判別機能(36)により判別した判別結果を所定時間毎にグラフにプロットして、人の人体部位の位置の変化を表示するようにしたことを特徴とする寝床モニタ装置。 A plurality of pressure-sensitive sensor means whose outputs change according to the pressing force are arranged on the bed part (10), and the movement of a person on the bed part (10) is recognized based on the output of each pressure-sensitive sensor means. In the sleeping bed monitor device,
Of the plurality of pressure-sensitive sensor means in the first range (41) of the bed part (10), the number of pressure-sensitive sensor means for which the pressing force indicated by the output is equal to or greater than a predetermined value, and the second range of the bed part (10) The number of pressure-sensitive sensor means in the first range (41) is compared with the number of pressure-sensitive sensor means in which the pressing force indicated by the output of the plurality of pressure-sensitive sensor means in (42) exceeds a predetermined value. When the number of pressure-sensitive sensor means in the two ranges (42) exceeds the predetermined number, it is determined that the human body part is on the first range (41) side, and the sense of the second range (42) When the number of the pressure sensor means is larger than the number of the pressure sensitive sensor means in the first range (41) exceeding the predetermined number, it is determined that the human body part is on the second range (42) side, When the difference between the number of pressure-sensitive sensor means in one range (41) and the number of pressure-sensitive sensor means in the second range (42) is within a predetermined number, Position determination function of parts of the human body determines that the middle portion of the first range (41) and a second range (42) (36) is provided,
A bed monitoring apparatus characterized by plotting the discrimination results discriminated by the position discriminating function (36) on a graph every predetermined time to display a change in the position of a human body part.
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