JP2006320474A - マットレス - Google Patents

Abstract

【課題】 褥瘡の発生しやすい骨突出部、及び、既に発生している褥瘡部への接触圧を、褥瘡患者の身体的負担を増大することなしに選択的かつ自動的に低減して、患者の褥瘡の発生若しくは拡大を防止する軽量なマットレスの提供。
【解決手段】 マットレス２は、搭載体への加圧を均圧化する層状の弾性体４と、前記弾性体４の上面に配置されるシート６であって、マトリクス状に配置され内部に通気管１６を介したコンプレッサ１０からの流体を含み搭載体と前記弾性体との間に位置する複数のセル８を備えるシート６と、前記セル８の各々にて流体を出し入れする孔に対する弁と接続線で繋がり、夫々の弁の開閉を制御する制御装置を含むマットレス２において、前記セル８の各々はセンサを備え、各センサは前記制御装置に接続線で繋がり、前記制御装置１２は、前記センサ８の各々からの信号に従い、前記セル８の夫々に備わる前記弁の開閉を指示する。
【選択図】図１

Description

本発明は、就寝者、特に、寝たきり者や術後患者の褥瘡部位が寝具から受ける接触圧を低減するためのマットレスに関する。

近年、病院における長期入院患者等の褥瘡防止要求の高まりに伴って、様々な褥瘡防止装置が提案されている。例えば、特許文献１では、ベッド上のマットレスを複数の空気袋で構成し、各空気袋に対応する感圧センサを配置して、感圧センサで測定された荷重圧力信号に基づき空気袋の空気量を調整し、就寝者の身体各部に加わっている接触圧を均圧化することによって褥瘡発生を防止する装置が提案されている。

上記の褥瘡防止装置は、就寝者の身体各部に加わっている接触圧を自動的に均圧化することによって褥瘡の発生を防止する。しかしながら褥瘡は主として人体の骨突出部に発生するため、均圧化された個々の空気袋の一つの面が接触する範囲内においては、依然として骨突出部への接触圧が最大となり、そのため褥瘡の発生を充分に防止できないという問題点が、上記の褥瘡防止装置にある。

上記問題点を防ぐために、例えば褥瘡部直下の空気袋の空気量を極端に減らして空気袋の体積を減ずることにより空気袋上面が褥瘡部に触れなくする、ということも可能ではある。しかし、上記の従来の褥瘡防止装置では、２列に配置されている空気袋は褥瘡患者の身体に対して大きく、一つの空気袋の体積を減ずることによって他の空気袋にかかる荷重が増大してしまう。その結果、褥瘡患者の全身が受ける接触圧が逆に増大して褥瘡患者の身体的負担が増大するという問題点も生じてしまう。

また、従来の褥瘡防止装置では、体重の均圧化を行う空気袋が相当に大きいため、装置全体がかなり大きくなってしまう。そのため、介護者が装置を運搬したり設定したりするとき、介護者に身体的負担がかかるという問題点もある。
特開２０００−１８９４７２号公報（第１２頁、第１図）

本発明は、褥瘡の発生しやすい骨突出部、及び、既に発生している褥瘡部への接触圧を、褥瘡患者の身体的負担を増大することなしに選択的かつ自動的に低減して、患者の褥瘡の発生若しくは拡大を防止する軽量なマットレスを作成することを目的とする。

本発明は、上記の目的を達成するために為されたものである。本発明に係るマットレスは、
搭載体への加圧を均圧化する層状の弾性体と、
前記弾性体の上面に配置されるシートであって、マトリクス状に配置され内部に流体を含み搭載体と前記弾性体との間に位置する複数のセルを備えるシートと、
前記セルの各々にて流体を出し入れする孔に対する弁と接続線で繋がり、夫々の弁の開閉を制御する制御装置を含むマットレスである。このようなマットレスにおいて、
前記セルの各々はセンサを備え、各センサは前記制御装置に接続線で繋がり、
前記制御装置は、前記センサの各々からの信号に従い、前記セルの夫々に備わる前記弁の開閉を指示することを特徴とする。

本発明に係るマットレスを利用することによって、就寝者の褥瘡部にかかる接触圧を選択的に低減することができる。また、本発明に係るマットレスを構成するセルは就寝者の身体サイズに対して充分小さいので、褥瘡部直下のセルが褥瘡患者の身体に触れない状態であっても他のセルに分散する応力は充分小さいため、就寝者の褥瘡部以外の身体に掛かる接触圧が増大せず、就寝者の身体にかかる負担も増大しない。更に、本発明に係るマットレスは、内部に含む流体として空気を用いるときシートは軽量化できるので、マットレスの移動時及び設定時に作業者（介護者）の負担を軽減できる。

以下、図面を参照して本発明に係る好適な実施形態を説明する。

実施の形態１
図１は、本発明の実施の形態１に係るマットレス２の全体斜視図である。図２は、本発明の実施の形態１に係るマットレス２のセル８部分の縦断面模式図である。本発明の実施の形態１に係るマットレスは、弾性体４、シート６、コンプレッサ１０、及び制御装置１２を含む。

図２に示すようにシート６は、面状加圧ライン２０と面状減圧ライン２２の上にマトリックス状に並べられたセル８の集合体として構成される。なお、面状加圧ライン２０と面状減圧ライン２２は、シート６の下面全体に層状に拡がっている。個々のセル８は、面状加圧ライン２０とセル８内部とを接続する加圧孔２６と、加圧孔２６に設けられた加圧弁２８と、面状減圧ライン２２とセル８内部とを接続する減圧孔３０と、減圧孔３０に設けられた減圧弁３２と、褥瘡部を検知するセンサ３４と、エアキャップ部３６とを備えている。

図１に示される弾性体４は、就寝者（搭載体）の体重を平均化する層状の低反発ウレタンフォームや綿布団などで構成され、就寝者の体の形状に沿って変形する。面状加圧ライン２０及び面状減圧ライン２２は、弾性体４に形成された就寝者の体形状を維持できる柔軟性と、面外方向の剛性とを備えるシート材を、フィルム状エラストマで覆った構造を有する。ここでの面外方向の剛性は、大気圧との気圧差に抗して加圧及び減圧を確保するための通気性を維持するのに必要な剛性である。面状加圧ライン２０及び面状減圧ライン２２は、通気管１６を介してコンプレッサ１０によって加圧及び減圧される。

面状加圧ライン２０は、加圧孔２６によってセル８内部に通じている。加圧孔２６は、陽圧側に設置された高分子アクチュエータからなる加圧弁２８によって開閉される。また、面状減圧ライン２２は、減圧孔３０によって面状加圧ライン２０を貫通してセル８内部に通じている。減圧孔３０は、陽圧側に設置された高分子アクチュエータからなる減圧弁３２によって開閉される。

図３は、加圧弁２８及び減圧弁３２に利用されている高分子アクチュエータの動きを模式的に示す図である。高分子アクチュエータ（４０ａ、４０ｂ）の一端は電極部３８に固定されている。よく知られているように、高分子アクチュエータ（４０ａ、４０ｂ）の一方の表面と他方の表面とに電極部３８により電位勾配が加えられると、電位勾配が加えられる前の形状から湾曲した形状となる。従って、高分子アクチュエータ４０ａに栓３６を接着し、予め高分子アクチュエータ４０ａを延ばして栓３６が孔を密閉するようにしておき、電極部３８により電位勾配を加えたときに高分子アクチュエータ４０ｂが湾曲して孔（２６、３０）を開放するように、高分子アクチュエータ（４０ａ、４０ｂ）、電極部３８及び栓３６を構成すれば、高分子アクチュエータが孔に対する弁として機能する。

上記のように加圧弁２８及び減圧弁３２を構成すれば、孔の開閉機構を別途設ける必要がない。従って、加圧弁２８及び減圧弁３２を小型化でき、加圧弁２８及び減圧弁３２をセル８及び面状加圧ライン２０の内部に設置することが可能となる。

褥瘡部を検知するセンサ３４は、例えば、就寝者の褥瘡部に貼られたマーカ（図示せず。）をより近距離で検知するようにエアキャップ部３６の天頂部内側に設置され、信号線１４によって制御装置１２と接続する。センサ３４の発する信号は、制御装置１２内部で処理され、制御装置１２は処理に従って加圧弁２８及び減圧弁３２を作動する信号を信号線１４を介して発する。

なお、センサ３４が受けるマーカからの信号は、近いほど大きい。従って、制御装置１２は、マーカ（即ち、褥瘡部）とセンサ３４の近さを、センサ３４からの信号により判定できるようになっている。また、実施の形態１に係るマットレス２では、弁を構成するアクチュエータとして高分子アクチュエータを用いたが、形状記憶合金を用いて弁を構成してもよい。

実施の形態１に係るマットレス２で用いられるセンサとして、例えば褥瘡部に貼られた磁石（即ち、マーカ）を検知するためのホール素子やピックアップコイルが挙げられる。特に、ホール素子は、感度が高く感度の温度依存性が小さいためセンサとして好ましい部材である。そのようなホール素子として、例えば、ＨＷ−１０１Ａ（旭化成株式会社製）が挙げられる。

実施の形態１に係るマットレス２では、弾性体４によって平均化された就寝者の体重がシート６を介して就寝者に接触圧として与えられる。シート６を構成するすべてのセル８内部が大気圧よりも陽圧であるとき、弾性体４によって平均化された接触圧が就寝者の全身に伝えられる。ここで、あるセル８のセンサ３４がマーカ（褥瘡部）を検知しその信号を制御装置１２に送り制御装置１２がそのセンサ３４がマーカに最も近いと判定したとき、制御装置１２が発する信号によりそのセル８における減圧弁３２が開かれる。すると、褥瘡部直下のセル８内部が陰圧となり、セル８は大気圧によってつぶれて就寝者に接触しなくなる。その結果、褥瘡部は接触圧を受けなくなり、就寝者の褥瘡部へのストレスは軽減される。なお、制御装置１２は、あるセンサ３４が検知するマーカからの信号が、他のセンサに比べて最も大きいとき、そのセンサ３４及びセンサの備わるセル８がマーカ（褥瘡部）に最も近いと判定する。

更に、就寝者が体位変換し（即ち、寝返りをうち）それまでとは別のセル８のセンサ３４がマーカ（褥瘡部）と最も近くなった場合、制御装置１２からの信号によりそれまで最も近かったセル８の減圧弁３２が閉じられる。更に、それまで最も近かったセル８は、制御装置１２からの信号により加圧弁２８が一定時間開かれることによって陽圧となる。これによりそれまで最も近かったセル８は、弾性体４により平均化された接触圧を就寝者の健康部位に加えることになる。

新たにマーカ（褥瘡部）に最も近くなったセル８では、上述のように制御装置１２からの信号により減圧弁３２が開かれエアキャップ部３６がつぶれることになる。要するに、制御装置１２は、マーカから検知される信号が最も大きいセンサ３４を備えるセル８の圧力が、他のセル８の圧力より低くなるように、夫々のセル８に備わる弁の開閉を指示することになる。

実施の形態１に係るマットレス２においては、流体を含むセル８が人体に対するインタフェースになるので、就寝者は柔らかい感触を得ることができる。また、流体が空気であるため全体が軽量となり、介護者は容易に運搬及び設定をすることができる。

実施の形態２
図４は、本発明の実施の形態２に係るマットレス２’の全体斜視図である。図５は、本発明の実施の形態２に係るマットレス２’のセル８’部分の縦断面模式図である。実施の形態２に係るマットレス２は、実施の形態１に係るマットレス２’と略同一のものである。従って、同一部位には同一符号を付して説明を省略する。

図５によく示されるように、実施の形態２に係るマットレス２’は、実施の形態１に係るマットレス２から面状加圧ライン及び面状減圧ラインを除いたものである。エアキャップ部３６を保持する下部シート５４は開放孔５０によってセル８内部と大気とを通じる。ここで、アクチュエータである開放弁５２が、開放孔５０の開閉を行う。アクチュエータは、例えば、実施の形態１で示したような高分子アクチュエータであればよい。

実施の形態２に係るマットレス２’では、マーカ（褥瘡部）を検知した一つ又は複数のセンサ３４からの信号を制御装置１２が処理し、制御装置１２はマーカに最も近いセル８のアクチュエータである開放弁５２に開放を指示する信号を発する。信号を受けた開放弁５２が開放孔５０を開放すると、就寝者の体重によって加圧されて陽圧となっていたセル８内部の圧力は、大気圧まで低下する。そうすると、空気の反発による強い接触圧が褥瘡部に伝わることがなくなり、エアキャップ部３６を構成する部材の弾性による弱い圧力だけが褥瘡部に伝わることになる。これによって、褥瘡部に加わる接触圧は周囲に加わる接触圧よりも低減されるので、就寝者の褥瘡部へのストレスは軽減される。

更に、就寝者が体位変換し（即ち、寝返りをうち）それまでとは別のセル８のセンサ３４が褥瘡部と最も近くなった場合、それまで最も近くにあり且つつぶれていたセル８は、エアキャップ部３６の部材の弾性により元の形状に復元しようとする。ここで、それまで最も近くにあったがもはや最も近くにはないセル８において、一定時間開放弁５２が開放し続けるように制御装置１２から制御される。その制御による開放により、そのセル８は開放弁５２から空気を吸い込み元の大気圧に戻る。

新たに近くなったセル８では、上述のように制御装置１２からの信号により開放弁５２が開かれセル８がつぶれることになる。従って、実施の形態１に係るマットレス２と同様に、制御装置１２は、マーカから検知される信号が最も大きいセンサ３４を備えるセル８の圧力が、他のセル８の圧力より低くなるように、夫々のセル８に備わる弁の開閉を指示することになる。

実施の形態２に係るマットレス２’は、実施の形態１に係るマットレスよりも構成が簡素化されるので、より軽量かつ肉薄となる。また実施の形態１に係るマットレス２と同様に、介護者に対する身体的ストレスを低減することができる。

実施の形態２に係るマットレス２’の開放弁５２で用いられる高分子アクチュエータは、例えば含水イオン交換樹脂の板に電極を形成したものなどが挙げられる。また、開放弁５２として形状記憶合金を用いてもよく、この場合形状記憶合金として、例えば、ニッケルとチタンを主成分とする合金を用いることができる。

本発明の実施の形態１に係るマットレスの全体斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るマットレスのセル部分の縦断面模式図である。 加圧弁及び減圧弁に利用されている高分子アクチュエータの動きを模式的に示す図である。 本発明の実施の形態２に係るマットレスの全体斜視図である。 本発明の実施の形態２に係るマットレスのセル部分の縦断面模式図である。

符号の説明

２、２’ マットレス、 ４ 弾性体、 ６ シート、 ８、８’ セル、 １０ コンプレッサ、 １２ 制御装置、 ２０ 面状加圧ライン、 ２２ 面状減圧ライン、 ２６ 加圧孔、 ２８ 加圧弁、 ３０ 減圧孔、 ３２ 減圧弁、 ３４ センサ、 ３６ エアキャップ部、 ３７ 栓、 ３８ 電極部、 ５０ 開放孔、 ５２ 開放弁、 ５４ 下部シート。

Claims (7)

1. 搭載体への加圧を均圧化する層状の弾性体と、
   前記弾性体の上面に配置されるシートであって、マトリクス状に配置され内部に流体を含み搭載体と前記弾性体との間に位置する複数のセルを備えるシートと、
   前記セルの各々にて流体を出し入れする孔に対する弁と接続線で繋がり、夫々の弁の開閉を制御する制御装置を含むマットレスにおいて、
   前記セルの各々はセンサを備え、各センサは前記制御装置に接続線で繋がり、
   前記制御装置は、前記センサの各々からの信号に従い、前記セルの夫々に備わる前記弁の開閉を指示することを特徴とするマットレス。
2. 前記セルの各々が備えるセンサにより検知されるマーカが、前記搭載体の一部に付されており、
   前記制御装置は、前記マーカから前記センサの各々が検知する信号に応じて、前記セルの夫々に備わる前記弁の開閉を指示し前記セルの夫々の圧力を制御することを特徴とする請求項１に記載のマットレス。
3. 前記制御装置は、前記マーカから検知される信号が最も大きいセンサを備えるセルの圧力を、他のセルの圧力より低くなるように、前記セルの夫々に備わる前記弁の開閉を指示することを特徴とする請求項２に記載のマットレス。
4. 前記弁が流体の流束と垂直方向に開閉動作することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のマットレス。
5. 前記弁が、高分子アクチュエータ、又は形状記憶合金を含むことを特徴とする請求項４に記載のマットレス。
6. マトリクス状に配置される複数の前記セルの下面に、
   前記セルの各々に流体を加える加圧ラインと、
   前記セルの各々から流体を減ずる減圧ラインと、
   前記加圧ラインに加圧し前記減圧ラインに減圧するコンプレッサを、更に含み、
   前記セルの各々は、前記加圧ラインと前記セル内部とを接続する加圧孔、前記加圧孔に設けられた加圧のための弁、前記減圧ラインと前記セル内部とを接続する減圧孔、及び、前記減圧孔に設けられた減圧のための弁を有することを特徴とする請求項１〜請求項５のうちのいずれか一つに記載のマットレス。
7. 前記加圧ライン及び前記減圧ラインの形状が、面状であることを特徴とする請求項６に記載のマットレス。
   
   

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