JP2005270627A - 気道確保ベッド及び気道確保方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置が大がかりになることなく、いびき又は無呼吸が発生したときの就寝者の気道を確実に確保することができ、これにより、いびき及び無呼吸を確実に防止することができる気道確保ベッド及び気道確保方法を提供する。
【解決手段】 体動信号が検出された場合に、その直前の呼吸信号の振幅Ａと、その直後の呼吸信号の振幅Ｂとの変化率｜（Ａ−Ｂ）／Ｂ｜がしきい値Ｃ以上である場合に、体動の前後の呼吸信号の振幅が変化したと判断し、これを就寝者の姿勢が仰臥位から横臥位に又はその逆に変化したものであると判断して、就寝者の寝姿勢を把握する。そして、就寝者からいびき信号が検出された場合に、ベッド１のヘッドレスト２０の部分を下降させる等して就寝者の気道を確保する。
【選択図】図５

Description

本発明は、ベッド等の寝具上に寝ている就寝者のいびき又は無呼吸を検出してその気道を確保することにより、いびき又は無呼吸を防止する気道確保ベッド及び気道確保方法に関する。

いびきを予防又は軽減するために、枕を改善したり、マウスピースを使用して舌の落ち込みを防止することが行われている。しかし、これらの改善では、使用者に負担をかけるという難点がある。

そこで、いびき防止用安眠ベッドのように、ベッドの構造又は機構を改善する試みがなされている（特許文献１：特開２００３−１０２５９、特開２００２−３００９３８）。この従来技術は、ベッドの長手方向の傾斜角度を調整することができる可動式ベッド本体部と、音声探知センサと、傾斜角度を調整する駆動機構とからなるベッド装置により、仰臥状態にある就寝者の体位をいびきの発生にあわせて横臥状態に変えることにより、いびきの発生を防止するものである。

特開２００３−１０２５９号公報 特開２００２−３００９３８号公報

しかしながら、上述の特許文献１又は２に記載された技術では、装置が大がかりになるという欠点がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、装置が大がかりになることなく、いびき又は無呼吸が発生したときの就寝者の気道を確実に確保することができ、これにより、いびき及び無呼吸を確実に防止することができる気道確保ベッド及び気道確保方法を提供することを目的とする。

本願第１発明に係る気道確保ベッドは、ボトムを駆動する駆動部と、就寝者と寝具との間に配置され前記就寝者と前記寝具との間の圧力変化を電気信号として検出する圧力センサと、前記圧力センサによる検出信号をフィルタリングして体動信号と生体信号といびき信号とを分離するフィルタと、前記体動信号の前後における前記生体信号の変化を基に就寝者が仰臥位であるか又は横臥位であるかを判断する判断部と、前記判断部が前記就寝者の状態を仰臥位であると判断している場合に前記いびき信号が入力されたときに前記駆動部を駆動して頭部に該当するボトムを下降させるか、頸部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、背部に該当するボトムを持ち上げるか、膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げるか、背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、又は背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げることにより気道を確保する制御部とを有することを特徴とする。

前記生体信号は、例えば、呼吸信号若しくは心拍信号又はその双方である。本発明においては、就寝者の体動（身体が動くこと）と、就寝者から発せられる呼吸、心拍及びいびきとにより、エアマットの圧力変化が生じる。そして、この圧力変化を電気信号として検出すると、体動信号と、呼吸信号及び心拍信号を含む生体信号と、いびき信号とは、その周波数分離により区別することができる。また、生体信号の振幅は、横臥状態と仰臥状態とで異なる。

ところで、体動信号が入力されると、身体が動いて寝返りが生じたかもしれないと判断されるものの、それだけでは、必ずしもその体動信号が寝返りによるものであるかは判断できない。しかし、生体信号は、横臥状態か又は仰臥状態かによりその振幅が異なるので、体動信号が検出されたときに、その検出時点の前後において生体信号が変化した場合に、それが寝返りによるものであると判断できる。また、その生体信号の振幅により、現状の就寝者の寝姿が、横臥状態か仰臥状態かを判断できる。そこで、就寝者の状態が仰臥位であると判断されている場合に、いびき信号が入力されたときに、駆動部を駆動して頭部に該当するボトムを下降させる等すれば、就寝者に頸の捻挫等をもたらすことなく、いびきを抑制することができる。

本願第２発明に係る気道確保ベッドは、ボトムを駆動する駆動部と、就寝者と寝具との間に配置され前記就寝者と前記寝具との間の圧力変化を電気信号として検出する圧力センサと、前記圧力センサによる検出信号をフィルタリングして体動信号と生体信号としての呼吸信号とを分離するフィルタと、前記体動信号の前後における前記呼吸信号の変化を基に就寝者が仰臥位であるか又は横臥位であるかを判断する判断部と、前記判断部が前記就寝者の状態を仰臥位であると判断している場合に前記呼吸信号が一定時間入力されないときに前記駆動部を駆動して頭部に該当するボトムを下降させるか、頸部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、背部に該当するボトムを持ち上げるか、膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げるか、背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、又は背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げることにより気道を確保する制御部とを有することを特徴とする。

本願第３発明に係る気道確保ベッドは、ボトムを駆動する駆動部と、就寝者と寝具との間に配置され前記就寝者と前記寝具との間の圧力変化を電気信号として検出する圧力センサと、前記圧力センサによる検出信号をフィルタリングして体動信号と生体信号である呼吸信号及び心拍信号とを分離するフィルタと、前記体動信号の前後における前記呼吸信号及び／又は前記心拍信号の変化を基に就寝者が仰臥位であるか又は横臥位であるかを判断する判断部と、前記判断部が前記就寝者の状態を仰臥位であると判断している場合に前記呼吸信号が一定時間入力されないときに前記駆動部を駆動して頭部に該当するボトムを下降させるか、頸部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、背部に該当するボトムを持ち上げるか、膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げるか、背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、又は背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げることにより気道を確保する制御部とを有することを特徴とする。

これらの気道確保ベッドにおいて、前記生体信号の変化は、例えば、前記体動信号の前後における前記生体信号の振幅を夫々Ａ及びＢであるとした場合に、その振幅の変化の大きさ｜（Ａ−Ｂ）｜、振幅の変化率｜（Ａ−Ｂ）／Ｂ｜又は｜（Ａ−Ｂ）／Ａ｜、一定期間における振幅の積分値の変化、又はＳ／Ｎの変化である。また、前記生体信号の変化の判断は、振幅が所定のしきい値以上である体動信号又は所定値以上の振幅が所定時間以上継続した体動信号を検出した場合に行うことが好ましい。

本願第４発明に係る気道確保方法は、就寝者と寝具との間に、前記就寝者と前記寝具との間の圧力変化を電気信号として検出する圧力センサを配置し、この圧力センサの検出信号をフィルタリングして体動信号と生体信号といびき信号とを分離する工程と、前記体動信号の前後における前記生体信号の変化を基に就寝者が仰臥位であるか又は横臥位であるかを判断する工程と、前記判断部が前記就寝者の状態を仰臥位であると判断している場合に前記いびき信号を入力したときに前記駆動部を駆動して頭部に該当するボトムを下降させるか、頸部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、背部に該当するボトムを持ち上げるか、膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げるか、背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、又は背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げることにより気道を確保する工程と、を有することを特徴とする。

前記生体信号は、例えば、呼吸信号若しくは心拍信号又はその双方である。

本願第５発明に係る気道確保方法は、就寝者と寝具との間に、前記就寝者と前記寝具との間の圧力変化を電気信号として検出する圧力センサを配置し、この圧力センサの検出信号をフィルタリングして体動信号と生体信号としての呼吸信号とを分離する工程と、前記体動信号の前後における前記呼吸信号の変化を基に就寝者が仰臥位であるか又は横臥位であるかを判断する工程と、前記判断部が前記就寝者の状態を仰臥位であると判断している場合に前記呼吸信号が一定時間入力されないときに前記駆動部を駆動して頭部に該当するボトムを下降させるか、頸部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、背部に該当するボトムを持ち上げるか、膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げるか、背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、又は背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げることにより気道を確保する工程と、を有することを特徴とする。

本願第６発明に係る気道確保方法は、就寝者と寝具との間に、前記就寝者と前記寝具との間の圧力変化を電気信号として検出する圧力センサを配置し、この圧力センサの検出信号をフィルタリングして体動信号と生体信号としての呼吸信号及び心拍信号とを分離する工程と、前記体動信号の前後における前記呼吸信号及び／又は心拍信号の変化を基に就寝者が仰臥位であるか又は横臥位であるかを判断する工程と、前記判断部が前記就寝者の状態を仰臥位であると判断している場合に前記呼吸信号が一定時間入力されないときに前記駆動部を駆動して頭部に該当するボトムを下降させるか、頸部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、背部に該当するボトムを持ち上げるか、膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げるか、背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、又は背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げることにより気道を確保する工程と、を有することを特徴とする。

これらの気道確保方法において、前記生体信号の変化は、例えば、前記体動信号の前後における前記生体信号の振幅を夫々Ａ及びＢであるとした場合に、その振幅の変化の大きさ｜（Ａ−Ｂ）｜、振幅の変化率｜（Ａ−Ｂ）／Ｂ｜又は｜（Ａ−Ｂ）／Ａ｜、一定期間における振幅の積分値の変化、又はＳ／Ｎの変化である。更に、前記生体信号の変化の判断は、振幅が所定のしきい値以上である体動信号又は所定値以上の振幅が所定時間以上継続した体動信号を検出した場合に行うことが好ましい。

本発明によれば、体動信号を検出した後、この体動信号の前後で検出された生体信号の振幅を比較し、振幅の差が実質的に存在した場合に、前記体動信号が寝返りによるものであったことを検知し、現在の就寝者の状態（横臥位又は仰臥位）を判断する。そして、就寝者が仰臥位にある場合にのみ、駆動部を駆動して、頭部に該当するボトムを下降させるか、頸部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、背部に該当するボトムを持ち上げるか、膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げるか、背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、又は背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げることにより気道を確保する。よって、本発明によれば、就寝者が仰臥位にある場合にのみボトムを動かして、就寝者の頭部等を動かし、気道を確保するから、いびきが生じたとき、又は無呼吸が生じたときに、確実に気道を確保することができると共に、就寝者が横臥位であるときには、ボトムを動かさないので、横臥位にある場合に頭部相当ボトムが下降したときの頸のねんざ等を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施の形態に係る気道確保ベッドを示す模式図、図２は同じくその信号処理ブロック図、図３はその動作を示すフローチャート図、図４は信号の一例を示す図である。図５は就寝者の頭部に相当するボトムを下降させた状態を示す図、図６はそのボトム下降機構を示す平面図、図７は同じくボトム下降機構を抽出して示す正面図、図８はいびき軽減の動作を示すフローチャート図、図９は無呼吸軽減の動作を示すフローチャート図である。

本実施形態においては、図５に示すように、ベッド１のヘッドレスト２０を下降させることができるようになっている。具体的には、図６に示すように、ベッド１は背ボトム２１と、腰ボトム２３と、これらの背ボトム２１と腰ボトム２３とを連結する湾曲ボトム２２とを有し、背ボトム２１は基部２１ｂと、ヘッドレスト２０となる先端部２１ａとから構成されている。腰ボトム２３は水平に固定されており、背ボトム２１は適宜のアクチュエータ（図示せず）により腰ボトム２３側の回転支点を中心として頭部先端側が上昇するように起きあがることができるようになっている。このとき、湾曲ボトム２２は腰ボトム２３と背ボトム２１とを滑らかに連結するように湾曲する。そして、本実施形態においては、図７に示すように、背ボトム２１が水平状態にあるときに、基部２１ｂの先端部に設けられた回転支点２４を中心として先端部２１ａが下降する方向に回転可能になっており、アクチュエータ２５により先端部２１ａを基部２１ｂ側に引くことにより、先端部２１ａは下方に回転し、従ってヘッドレスト２０がその先端が下降する方向に回転する。

次に、このベッド上で就寝している者の姿勢が、横臥位であるか、仰臥位であるかを判断する方法について説明する。図１に示すように、ベッド１の背ボトム上にエアマット２を敷き、その上に、マットレス３を載置する。そして、このマットレス３上に就寝者が横臥又は仰臥状態で寝る。このエアマット２は密閉袋の中に空気が封入されており、就寝者からの心拍及び呼吸等の生体信号と、体動信号と、いびき信号とが混在した信号が、エアマット２内の空気の圧力変動として、エアマット２にチューブを介して連結されたマイク１０により検出される。このマイク１０により検出された信号は、アンプ１１により増幅された後、フィルタ１２により、周波数分離されてその信号の強度が求められる（図２参照）。即ち、フィルタ１２には、１．６Ｈｚ以下の信号を通過させるフィルタａと、０．１乃至０．８Ｈｚの信号を通過させるフィルタｂと、６０乃至１４０Ｈｚの信号を通過させるフィルタｃとが設けられており、フィルタａを通過した信号は体動信号１３として、フィルタｂを通過した信号は呼吸信号１４として、またフィルタｃを通過した信号はいびき信号１５として、夫々Ａ／Ｄ変換器１６ａ、１６ｂ、１６ｃによりデジタル信号に変換される。これらのデジタル信号はコンピュータ１７に入力され、各信号が比較されて、その結果がメモリ１８に入力されてこのメモリ１８に記憶される。心拍信号を分離する周波数は５乃至１５Ｈｚであり、検出信号から心拍信号を分離する際は５乃至１５Ｈｚの信号を通過させるフィルタが使用される。

次に、このコンピュータ１７及びメモリ１８による信号処理について説明する。先ず、図３に示すように、信号処理のスタート後（ステップＳ１）、図２に示すように、生体信号がマイク１０により検出され、アンプ１１により増幅された後、フィルタ１２にかけられ、体動信号１３、呼吸信号１４及びいびき信号１５が分離される。コンピュータ１７には、これらの信号が経時的に入力されている。

呼吸信号で姿勢変化を判断する場合、図４に示すように、呼吸信号の振幅が検出されたとすると、図３に示すように、先ず呼吸信号１４の振幅Ａが取得される（ステップＳ２）。この振幅Ａはメモリ１８にストアされる。この場合に、就寝者が仰臥位で寝ているときと、横臥位で寝ているときの振幅は相違し、振幅の大きさを相対的に比較することにより、就寝者が仰臥位で寝ているのか、横臥位で寝ているのかを判断することができる。図４の前半の信号は比較的大きな振幅Ａを有しているので、仰臥位である。また、図４の後半の信号は比較的小さな振幅Ｂを有しているので、横臥位である。

次いで、体動信号が検出された場合に（ステップＳ３）、体動信号の後に、振幅Ａとは異なる振幅Ｂの呼吸信号１４が取得されたときは（ステップＳ４）、コンピュータ１７にメモリ１８から振幅Ａが読み出され、コンピュータ１７において、振幅変化率｜（Ａ−Ｂ）／Ｂ｜が演算される。そして、コンピュータ１７は、この振幅変化率｜（Ａ−Ｂ）／Ｂ｜と所定のしきい値Ｃとを比較し（ステップＳ５）、｜（Ａ−Ｂ）／Ｂ｜≧Ｃである場合に（ステップＳ５のＮｏ）、体動信号の前後で、呼吸信号の振幅にしきい値Ｃ以上の変化が存在したことを把握し、これを寝返りであると判断する（ステップＳ７）。一方、｜（Ａ−Ｂ）／Ｂ｜＜Ｃである場合は、「姿勢変化なし」と判断される（ステップＳ６）。

このように、本実施形態においては、体動信号を検出した後、その前後の呼吸信号の振幅を比較し、その振幅の差（振幅変化率）が所定のしきい値以上の場合に、前記体動信号が寝返りを示していると判断し、振幅の差が前記しきい値より小さい場合に、前記体動信号が寝返りではなく、例えば、就寝者が手を動かしただけであると判断する。従って、本実施形態によれば、寝返りを高精度で検出することができる。

なお、寝返りか否かを検出するための生体信号は、呼吸信号に限らず、心拍信号等、種々の生体信号を使用することができる。また、この生体信号の内、複数の生体信号（例えば、呼吸信号及び心拍信号）を使用して寝返りか否かを検出しても良い。これらの生体信号は、就寝者が横臥状態にいる場合と、仰臥状態にいる場合とで、その振幅が相違し、通常、仰臥状態の方が大きな振幅の生体信号が得られる。よって、体動信号のみではなく、体動信号の前後における生体信号の変化から、寝返りを判断することにより、寝返りを高精度で検出することができる。

また、寝返りを検出するための生体信号の変化は、上記実施形態においては、前記体動信号の前後における前記生体信号の振幅を夫々Ａ及びＢであるとした場合に、振幅の変化率｜（Ａ−Ｂ）／Ｂ｜を基準として判断したが、本発明はこれに限らず、｜（Ａ−Ｂ）／Ａ｜を振幅の変化率としてもよいし、又は振幅の変化の大きさ｜（Ａ−Ｂ）｜自体で判断してもよいし、又は、一定期間における振幅の積分値の変化、若しくはＳ／Ｎ（信号／ノイズ比）の変化を基準として判断しても良い。なお、積分値及びＳ／Ｎのいずれの場合も、側臥位よりも仰臥位の方が大きい。

更に、前記生体信号の変化の判断は、全ての体動信号についてするのではなく、検出された体動信号の中で、振幅が所定のしきい値以上である体動信号又は所定値以上の振幅が所定時間以上継続した体動信号を検出した場合に、行うことが好ましい。これにより、就寝者が手を動かしただけの場合、又は頭を動かしただけの場合等を、体動信号の前後における生体信号の変化をみるまでもなく、寝返りではない体動信号を排除することができる。

そして、図４に示すように、就寝者が横臥位である場合と、仰臥位である場合とで、呼吸信号の振幅が相違し、仰臥位の場合の呼吸信号の振幅Ａの方が、横臥位の場合の呼吸信号の振幅Ｂより大きいので、この振幅が大から小に代わった場合には、現在の就寝者の寝姿勢は横臥位であることが把握され、振幅が小から大に代わった場合には、現在の就寝者の寝姿勢が仰臥位であることが把握される。

そこで、コンピュータ１７は、就寝者の寝姿勢が現在仰臥位であることを把握している場合に限り、いびき信号を入力したときに、アクチュエータ２５を引いて、ヘッドレスト２０（先端部２１ａ）を下降させる。

次に、いびきの検出方法について図８を参照して説明する。先ず、いびき信号１５の発生が監視され（ステップＱ１）、一定時間Ｔの間にいびきがＸ回以上発生するか否かを判断し（ステップＱ２）、一定時間Ｔの間にいびきがＸ回以上発生した場合に、ヘッドレスト２０をＡ°下げるための制御信号を出力する（ステップＱ３）。更に、いびき信号１５の監視が継続され（ステップＱ４）、一定時間Ｔの間にいびきがＸ回以上発生した場合に（ステップＱ５）、ヘッドレストを更にＢ°下げる制御信号を出力する（ステップＱ６）。一方、ステップＱ５で、一定時間Ｔの間にいびきがＸ回以上発生しなかった場合は、ヘッドレスト２０をもとの状態、即ち水平状態に戻す（ステップＱ７）。

これにより、就寝者が仰臥位であっていびき信号が一定時間Ｔの間に所定回数Ｘ回以上検出された場合に、就寝者の後頭部が降下する。これにより、気道が確保されるため、いびきが停止又は軽減される。この場合に、就寝者は、必ず、仰臥位であるので、横臥位のときにヘッドレスト２０が下降することはなく、頸のねんざが発生する虞がない。

次に、図９を参照して、無呼吸症状を軽減する方法について説明する。無呼吸症状の場合は、先ず、呼吸信号１４が監視される（ステップＲ１）。次に、この呼吸信号から呼吸間隔Ｔを算出する（ステップＲ２）。この呼吸間隔Ｔが一定値Ｄ以上である場合に（ステップＲ３）、ヘッドレスト２０をＡ°下げ（ステップＲ４）、気道を確保する。その後、また呼吸信号を監視し（ステップＲ５）、呼吸間隔Ｔを算出し（ステップＲ６）、呼吸間隔Ｔが一定値Ｄ以上である場合に（ステップＲ７）、ヘッドレスト２０を更にＢ°下げて更に気道を広げる（ステップＲ８）。ステップＲ７において、呼吸間隔Ｔが一定値Ｄ未満である場合には、ヘッドレストをもとの水平状態に戻し（ステップＲ９）、更に呼吸信号１４を監視する（ステップＲ１）。

このようにして、就寝者が仰臥位にある場合に、呼吸間隔Ｔが一定値Ｄ以上であることを検出すると、ヘッドレスト２０をＡ°又はＡ＋Ｂ°に下降させ、気道を確保し、また気道を広げるベッド動作を行う。これにより、無呼吸症状が改善される。

次に、いびき又は無呼吸が検出された場合に、ベッドのヘッドレストを頸の部分で持ち上げて、図１０に示すように、ヘッドレストを山形に動かす場合の実施形態について説明する。即ち、図１１はベッド１の各ボトムを省略して示す平面図であり、図１２はボトムの移動動作を示す正面図、図１３は各ボトムを示す平面図である。本実施形態のボトムは、背ボトム３４が前述のように適宜のアクチュエータ（図示せず）により、起きあがることができるように回転可能に支持されており、この背ボトム３４の先端側に（頭部側に）、湾曲ボトム３３を介してヘッドレスト３２が連結されている。この湾曲ボトム３３は樹脂製であり、平板状の背ボトム３４とヘッドレスト３２とを滑らかに連結するものである。ベッドフレームには、その両側に１対の回転軸３８が設けられており、この回転軸３８に夫々アーム３５が回転可能に支持されている。このアーム３５の先端にはロール３６が設けられている。また、アーム３５間にはリンク３７が架け渡されている。そして、ベッドフレームには、アクチュエータ３１が設置されており、このアクチュエータ３１のピストンロッドの先端がリンク３７に回転可能に連結されている。

これにより、アクチュエータ３１のピストンロッドが退入してリンク３７を引くと、図１２に示すように、アーム３５が図１２において反時計方向に回動し、ロール３６が円弧を描いて上昇するため、このロール３６が樹脂製湾曲ボトム３３を持ち上げる。これにより、湾曲ボトム３３が山の頂上となり、ヘッドレスト３２が湾曲ボトム３３に対して下降する山形状が得られる。このようにして、本実施形態においては、図１０に示すように、ボトムが就寝者の頸の部分で持ち上がり、この頸の部分に対して、頭部が下がるように、ボトムが移動し、就寝者の気道を確保する。

この場合においても、就寝者が横臥位にある場合は、ヘッドレスト３２を動かさず、就寝者が仰臥位にある場合にのみ、ヘッドレスト３２を動かすので、このベッドの移動により、就寝者の頸がねんざを起こすようなことはない。

いびき又は無呼吸が検出されたときに、頭部に該当するボトムを下降させるか、又は頸部に該当するボトムを持ち上げて山形にする操作について説明したが、本実施形態においては、これらの操作の外、就寝者が仰臥位にある場合において、いびき又は無呼吸が検出されたときに、背部に該当するボトムを持ち上げるようにしてもよい。

次に、背部に該当するボトムの持ち上げについて説明する。

図１４は本実施形態における背ボトム持ち上げ装置を示す図であって、上述した図６に対応する図である。図１４において、ベッドの長手方向に延びる１対の平行な支持棒４１が背ボトム２１の下面に固定されて、この背ボトム２１を支持している。また、同様にベッドの長手方向に延びる１対の平行な第１リンク４２が固定支点Ｆ１を中心として回転可能に設けられている。そして、この第１リンク４２の先端と、支持棒４１の腰ボトム２３側の部分とが、移動支点Ｍ１により連結されている。また、第２リンク４３が固定支点Ｆ２を中心として回転可能に設けられており、この第２リンク４３の先端は、支持棒４１における移動支点Ｍ１より更に腰ボトム２３側の部分に移動支点Ｍ３を介して連結されている。支持棒４１にはその腰ボトム２３側の位置に、下方に突出する突部４４が設けられており、この突部４４の先端には、移動支点Ｍ２を介して第３リンク４５が連結されている。この第３リンク４５は背上げ用のアクチュエータ４６のピストンロッド４７に移動支点Ｍ４を介して連結されており、更に、腰ボトム２３には第４リンク４８が固定支点Ｆ３を介して回転可能に支持されていて、第４リンク４８の先端は、第３リンク４５とピストンロッド４７との連結点である移動支点Ｍ４に連結されている。なお、アクチュエータ４６はその後端が固定支点Ｆ６に回転可能に支持されており、ピストンロッド４７の進出退避方向が若干水平からずれることを許容している。

次に、このような構成の背ボトム持ち上げ装置の動作について説明する。図１４の水平状態から、図１５に示すように、アクチュエータ４６を動作させて、ピストンロッド４７を進出させると、固定支点Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３は移動しないので、第４リンク４８が固定支点Ｆ３を中心として時計方向に回動し、第３リンク４５が背ボトム２１の支持棒４１の突部４４を時計方向に回転させようとする。支持棒４１には、固定支点Ｆ１、Ｆ２に軸支された第１リンク４２及び第２リンク４３が夫々移動支点Ｍ１及び移動支点Ｍ３で連結されているので、長寸の第１リンク４２と短寸の第２リンク４３との共同作用により、背ボトム２１は２点Ｍ１、Ｍ３を回動中心として起き上がるように回動して図５に示すように持ち上がる。背ボトム２１と腰ボトム２３との間は図示省略した背湾曲部により滑らかに湾曲する。

このように、背部に該当するボトムを持ち上げることにより、気道を確保することができる。仰向けに寝ると顎が下がり、同時に舌の根元、軟口蓋及び口蓋垂も下がって気道が狭くなり、その状態で呼吸をすると、気道が振動していびきが発生する。しかし、背ボトムを上げて、上半身を起こすことにより、舌の根元、軟口蓋及び口蓋垂が下がることを防止することができ、いびきを停止又は緩和することができ、また無呼吸状態を緩和することができる。また、背上げ動作により、身体に刺激が与えられ、これによりいびきが停止又は緩和され、また無呼吸状態が緩和される。

なお、アクチュエータ４６のピストンロッド４７を退避移動させると、第３リンク４５が突部４４を引張り、支持棒４１及び背ボトム２１が水平状態に戻る。これにより、図１４に示すように、背ボトム２１と、背湾曲部及び腰ボトム２３が水平状態に戻る。

いびき又は無呼吸が検出された場合に、ベッドの膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げるか、又はこれらの操作を、夫々前記背部に該当するボトムの持ち上げ操作と併用することにより、いびき状態又は無呼吸状態を改善することもできる。

次に、膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にする場合について説明する。

図１６は本実施形態における膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にする装置を示す説明図である。図１６において、膝ボトム５１の下面に支持部５２が固定されており、足ボトム５３の下面に支持部５４が固定されている。膝ボトム５１と腰ボトム２３との間は固定支点Ｆ４により相互に回転可能に連結されている。腰ボトム２３は固定されているので、膝ボトム５１は固定支点Ｆ４を介して揺動する。支持部５２は足ボトム５３側に延出し、支持部５４は膝ボトム５１側に延出している。そして、支持部５２と支持部５４との相互に近接する部分は、膝湾曲部５５の下方の移動支点Ｍ５により相互に連結されている。膝ボトム５１及び足ボトム５３が水平の状態で、図１６に示すように、支持部５２及び支持部５４は膝湾曲部５５から離れ、膝ボトム５１が立ち上がった状態で、図１７に示すように、支持部５２及び支持部５４がその上縁が弧を描くように湾曲し、同様に湾曲した膝湾曲部５５を下方から支持するようになっている。固定支点Ｆ５には、第５リンク５６が回転可能に軸支されており、この第５リンク５６の先端には、足ボトム５３の先端側の部分が、移動支点Ｍ７を介して連結されている。支持部５２における支持部５４の反対側の部分５７は、腰ボトム２３側に延出し、この部分５７の先端は、膝上げ用アクチュエータ５８のピストンロッド５９に移動支点Ｍ６を介して連結されている。なお、アクチュエータ５８はその後端が固定支点Ｆ７に回転可能に支持されており、ピストンロッド５９の進出退避方向が若干水平からずれることを許容するようになっている。

なお、本実施形態において、固定支点とは、支点の位置が移動せず固定されていることを意味し、この固定支点に軸支されたリンク自体は固定支点に対して回転可能である。なお、固定支点は前述の背ボトム２１等を支持するフレームに対して固定されており、フレーム全体が昇降してベッドの高さが変化する場合には、それと共に、昇降する。また、移動支点は、支点自体がリンクの回動により移動するものである。

次に、このような構成の膝ボトム持ち上げ装置５０の動作について説明する。図１６に示すように、アクチュエータ５８、ピストンロッド５９が進出した状態で、膝ボトム５１、膝湾曲部５５及び足ボトム５３が水平状態にある。そして、図１７に示すように、アクチュエータ５８のピストンロッド５９を退入させることにより、固定支点Ｆ４を中心として、膝ボトム５１及び支持部５２が反時計方向に回動する。これにより、膝ボトム５１が立ち上がる。この場合に、膝ボトム５１は支持部５２及び支持部５４を介して足ボトム５３に連結されており、足ボトム５３は固定支点Ｆ５に連結された第５リンク５６に連結されている。よって、膝ボトム５１が立ち上がると、支持部５４が持ち上がり、後方部分を第５リンク５６に連結された足ボトム５３が移動支点Ｍ５、Ｍ７で回転可能に支持されながら、上方に移動する。このとき、膝ボトム５１と足ボトム５３との間は、膝湾曲部５５により連結されており、この膝湾曲部５５の下部は支持部５２、５４により支持されていて、膝湾曲部５５は支持部５２及び支持部５４の上縁の包絡線に沿って、滑らかに湾曲する。

次に、膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げる場合は、図１７における固定支点Ｆ５を図示省略した別のアクチュエータのピストンロッドに連結し、この連結部を膝ボトム５１の持ち上げに伴って図１７中右方向に所定幅だけ移動させることにより、足ボトム５３を水平状態のまま上昇させることによって行う。

このような、膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にする操作及び膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げる操作は、夫々単独で又は背部に該当するボトムの持ち上げと併用して行われ、これによって、いびき状態又は無呼吸状態を緩和することができる。

表１は、Ａ乃至Ｇの７人を被検者とし、第１夜はフラット状態のベッドで睡眠させ、第２夜は背部に該当するボトムを２４度持ち上げると共に膝部に該当するボトムを１０度持ち上げて山形にした状態のベッドで睡眠させた場合における第１夜及び第２夜のいびき回数を測定し、その結果を夫々第１夜のいびき回数に対する比として示したものである。表１において、全ての被験者において、第１夜に比べて第２夜のいびき回数が減少していることが分かる。

また、表１のいびき測定結果を図１８にまとめて示した。図１８において、５人の被験者Ａ、Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＧにおけるいびき回数は半数以下になっており、特に、被験者Ａ及びＤにおいては１／１０以下になっていることが分かる。このように、本実施形態において、背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にすることにより、いびき回数を確実に減少させることができる。なお、統計処理により、ｔ検定を行った結果、信頼区間１０％を満たすものであった。

上記実施形態において、就寝者と寝具との間の圧力変化を電気信号として検出する圧力センサとしてエアマットセンサを使用した場合について説明したが、本発明において圧力センサはエアマットセンサに限定されるものではなく、ロードセル、ピエゾセンサその他のセンサを使用することができる。本発明において、就寝者には、健常者の外、病院をはじめとする各種医療施設に入院している患者が含まれる。

本発明は、就寝者の頸にねんざを起こす虞がないと共に、装置の大型化をもたらすことなく、いびき又は無呼吸を確実に防止又は軽減することができる。

本発明の実施の形態に係る気道確保ベッドを示す模式図である。 同じくその気道確保ベッドの信号処理系を示すブロック図である。 同じくその動作を示すフローチャート図である。 信号の一例を示す図である。 就寝者の頭部に相当するボトムを下降させた状態を示す図である。 そのボトム下降機構を示す平面図である。 同じくボトム下降機構を抽出して示す正面図である。 いびき軽減の動作を示すフローチャート図である。 無呼吸軽減の動作を示すフローチャート図である。 就寝者の頸に相当するボトムを持ち上げて山形にした状態を示す図である。 そのボトム移動機構を示す平面図である。 同じくボトム移動機構を抽出して示す正面図である。 同じくボトムを示す平面図である。 背ボトム持ち上げ装置を示す説明図である。 背ボトムを持ち上げた状態の背ボトム持ち上げ装置を示す説明図である。 膝ボトム持ち上げ装置を示す説明図である。 膝ボトムを持ち上げた状態の膝ボトム持ち上げ装置を示す説明図である。 本発明における実施形態の効果を示す図である。

符号の説明

１：ベッド
２：エアマット
３：マットレス
４：就寝者
１０：マイク
１１：アンプ
１２：フィルタ
１３：体動信号
１４：呼吸信号
１５：心拍信号
１７：コンピュータ
１８：メモリ
２０：ヘッドレスト
２１、３４：背ボトム
２１ａ：先端部
２１ｂ：基部
２２、３３：湾曲部
２３：腰ボトム
２５、３１：アクチュエータ
３２：ヘッドレスト
３５：アーム
３６：ロール
３７：リンク
４０：背ボトム持ち上げ装置
４１：支持棒
４２：第１リンク
４３：第２リンク
４４：突部
４５：第３リンク
４６：アクチュエータ
４７：ピストンロッド
４８：第４リンク
５０：膝ボトム持ち上げ装置
５１：膝ボトム
５２：支持部
５３：足ボトム
５４：支持部
５５：膝湾曲部
５６：第５リンク
５８：アクチュエータ
５９：ピストンロッド

Claims (12)

1. ボトムを駆動する駆動部と、就寝者と寝具との間に配置され前記就寝者と前記寝具との間の圧力変化を電気信号として検出する圧力センサと、前記圧力センサによる検出信号をフィルタリングして体動信号と生体信号といびき信号とを分離するフィルタと、前記体動信号の前後における前記生体信号の変化を基に就寝者が仰臥位であるか又は横臥位であるかを判断する判断部と、前記判断部が前記就寝者の状態を仰臥位であると判断している場合に前記いびき信号が入力されたときに前記駆動部を駆動して頭部に該当するボトムを下降させるか、頸部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、背部に該当するボトムを持ち上げるか、膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げるか、背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、又は背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げることにより気道を確保する制御部とを有することを特徴とする気道確保ベッド。
2. 前記生体信号は、呼吸信号及び／又は心拍信号であることを特徴とする請求項１に記載の気道確保ベッド。
3. ボトムを駆動する駆動部と、就寝者と寝具との間に配置され前記就寝者と前記寝具との間の圧力変化を電気信号として検出する圧力センサと、前記圧力センサによる検出信号をフィルタリングして体動信号と生体信号としての呼吸信号とを分離するフィルタと、前記体動信号の前後における前記呼吸信号の変化を基に就寝者が仰臥位であるか又は横臥位であるかを判断する判断部と、前記判断部が前記就寝者の状態を仰臥位であると判断している場合に前記呼吸信号が一定時間入力されないときに前記駆動部を駆動して頭部に該当するボトムを下降させるか、頸部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、背部に該当するボトムを持ち上げるか、膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げるか、背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、又は背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げることにより気道を確保する制御部とを有することを特徴とする気道確保ベッド。
4. ボトムを駆動する駆動部と、就寝者と寝具との間に配置され前記就寝者と前記寝具との間の圧力変化を電気信号として検出する圧力センサと、前記圧力センサによる検出信号をフィルタリングして体動信号と生体信号である呼吸信号及び心拍信号とを分離するフィルタと、前記体動信号の前後における前記呼吸信号及び／又は前記心拍信号の変化を基に就寝者が仰臥位であるか又は横臥位であるかを判断する判断部と、前記判断部が前記就寝者の状態を仰臥位であると判断している場合に前記呼吸信号が一定時間入力されないときに前記駆動部を駆動して頭部に該当するボトムを下降させるか、頸部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、背部に該当するボトムを持ち上げるか、膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げるか、背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、又は背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げることにより気道を確保する制御部とを有することを特徴とする気道確保ベッド。
5. 前記生体信号の変化は、前記体動信号の前後における前記生体信号の振幅を夫々Ａ及びＢであるとした場合に、その振幅の変化の大きさ｜（Ａ−Ｂ）｜、振幅の変化率｜（Ａ−Ｂ）／Ｂ｜又は｜（Ａ−Ｂ）／Ａ｜、一定期間における振幅の積分値の変化、又はＳ／Ｎの変化であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の気道確保ベッド。
6. 前記生体信号の変化の判断は、振幅が所定のしきい値以上である体動信号又は所定値以上の振幅が所定時間以上継続した体動信号を検出した場合に行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の気道確保ベッド。
7. 就寝者と寝具との間に、前記就寝者と前記寝具との間の圧力変化を電気信号として検出する圧力センサを配置し、この圧力センサの検出信号をフィルタリングして体動信号と生体信号といびき信号とを分離する工程と、前記体動信号の前後における前記生体信号の変化を基に就寝者が仰臥位であるか又は横臥位であるかを判断する工程と、前記判断部が前記就寝者の状態を仰臥位であると判断している場合に前記いびき信号を入力したときに前記駆動部を駆動して頭部に該当するボトムを下降させるか、頸部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、背部に該当するボトムを持ち上げるか、膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げるか、背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、又は背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げることにより気道を確保する工程と、を有することを特徴とする気道確保方法。
8. 前記生体信号は、呼吸信号及び／又は心拍信号であることを特徴とする請求項７に記載の気道確保方法。
9. 就寝者と寝具との間に、前記就寝者と前記寝具との間の圧力変化を電気信号として検出する圧力センサを配置し、この圧力センサの検出信号をフィルタリングして体動信号と生体信号としての呼吸信号とを分離する工程と、前記体動信号の前後における前記呼吸信号の変化を基に就寝者が仰臥位であるか又は横臥位であるかを判断する工程と、前記判断部が前記就寝者の状態を仰臥位であると判断している場合に前記呼吸信号が一定時間入力されないときに前記駆動部を駆動して頭部に該当するボトムを下降させるか、頸部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、背部に該当するボトムを持ち上げるか、膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げるか、背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、又は背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げることにより気道を確保する工程と、を有することを特徴とする気道確保方法。
10. 就寝者と寝具との間に、前記就寝者と前記寝具との間の圧力変化を電気信号として検出する圧力センサを配置し、この圧力センサの検出信号をフィルタリングして体動信号と生体信号としての呼吸信号及び心拍信号とを分離する工程と、前記体動信号の前後における前記呼吸信号及び／又は心拍信号の変化を基に就寝者が仰臥位であるか又は横臥位であるかを判断する工程と、前記判断部が前記就寝者の状態を仰臥位であると判断している場合に前記呼吸信号が一定時間入力されないときに前記駆動部を駆動して頭部に該当するボトムを下降させるか、頸部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、背部に該当するボトムを持ち上げるか、膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げるか、背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部に該当するボトムを持ち上げて山形にするか、又は背部に該当するボトムを持ち上げ、且つ膝部から足先までに該当するボトムを水平に持ち上げることにより気道を確保する工程と、を有することを特徴とする気道確保方法。
11. 前記生体信号の変化は、前記体動信号の前後における前記生体信号の振幅を夫々Ａ及びＢであるとした場合に、その振幅の変化の大きさ｜（Ａ−Ｂ）｜、振幅の変化率｜（Ａ−Ｂ）／Ｂ｜又は｜（Ａ−Ｂ）／Ａ｜、一定期間における振幅の積分値の変化、又はＳ／Ｎの変化であることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の気道確保方法。
12. 前記生体信号の変化の判断は、振幅が所定のしきい値以上である体動信号又は所定値以上の振幅が所定時間以上継続した体動信号を検出した場合に行うことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の気道確保方法。

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