JP2008289664A - 起き上がり予兆検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 加速度センサを使用することにより、確実に患者のベッドからの起き上がり予兆を検知することができる起き上がり予兆検知装置を提供する。
【解決手段】 本発明は、上部加速度センサ４ａと下部加速度センサ４ｂとを設け、これら加速度センサ４ａ、４ｂからの加速度からそれぞれの変位量を求め、キャリブレーションによって設定された変位量との差を算出する。そして、この算出された変位量の差が予め設定された変位量閾値を超えた場合に起き上がり予兆を検知する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、起き上がり予兆検知装置に関し、特に、ベッドで患者が起き上がることを検知する起き上がり予兆検知装置に関する。

医療関係の分野においては、患者がベッドで起き上がることが危険を伴なう場合がある。このような事情から、患者のベッドでの起き上がり予兆を検知するための装置が種々開発されている。例えば、起き上がり予兆検知装置の１つに、手摺りの上面にセンサ（感圧スイッチ）を取り付けて、患者が手摺りの上面を掴むことを検知することにより起き上がり予兆を検知するものがある（非特許文献１参照。）。

株式会社テクノスジャパン、タッチコール、２００７年４月９日検索 ＜ＵＲＬ：http://www.technosj.co.jp/alarm/tc.html＞

しかしながら、手摺りにセンサを取り付ける場合、患者の手に直接触れる箇所に取り付けなければならないことから、当該センサのベッドへの取り付け位置の特定が困難であり、センサの設置箇所が適切でないと患者の起き上がり予兆を検知することができないという問題があった。また、タオルや布団などにより、センサが誤反応してしまうという問題もある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、加速度センサを使用することにより、確実に患者のベッドからの起き上がり予兆を検知することができる起き上がり予兆検知装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の観点によれば、ベッドの手摺りに取り付けられた第１の加速度センサと、前記第１のセンサよりも下方の位置のベッドの手摺りに取り付けられた第２の加速度センサと、前記第１の加速度センサの変位量と、前記第２の加速度センサの変位量とを対応付けて記憶する変位量記憶テーブルと、前記第１の加速度センサから出力される加速度から第１のセンサの変位量を算出し、前記第２の加速度センサから出力される加速度から第２のセンサの変位量を算出する手段と、前記算出された第２の加速度センサの変位量に対応する第１の加速度センサの変位量を前記変位量記憶テーブルを検索して取得する手段と、前記取得された第１の加速度センサの変位量と、前記算出された第１の加速度センサの変位量との差が、予め定められた閾値より大きいか否かを判断する手段と、前記変位量の差が、前記予め定められた閾値よりも大きいと判断された場合に、起き上がり予兆を報知する手段とを具備することを特徴とする起き上がり予兆検知装置、である。

また、本発明の第２の観点によれば、本発明の第１の観点において、前記変位量記憶テーブルにおける第１の加速度センサの変位量と第２の加速度センサの変位量とはキャリブレーション処理によって事前に設定されることを特徴とする起き上がり予兆検知装置、である。

さらに、本発明の第３の観点によれば、本発明の第１の観点において、前記閾値の大きさを入力するための閾値入力装置をさらに具備することを特徴とする起き上がり予兆検知装置、である。

本発明によれば、加速度センサを使用することにより、確実に患者のベッドからの起き上がり予兆を検知することができる起き上がり予兆検知装置を提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る起き上がり予兆検知装置について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る起き上がり予兆検知装置が取り付けられるベッドの上面図であり、図２は本発明の実施の形態における起き上がり予兆検知装置のセンサが取り付けられたベッドの側面図である。

同図に示すように、ベッド１には、手摺り２ａ〜２ｄが取り付けられており、これら手摺り２ａ〜２ｄのうち、手摺り２ｄには、図２に示すように、上部加速度センサ４ａ、ベッド１には下部加速度センサ４ｂが取り付けられている。
本実施の形態においては、手摺り２ｄに上部加速度センサ４ａ及びベッド１に下部加速度センサ４ｂを取り付けた場合について説明したが、全ての手摺り２ａ〜２ｄにそれぞれ上部加速度センサ４ａ及び下部加速度センサ４ｂを取り付けても良いし、任意の手摺りに取り付けても良い。

また、上部加速度センサ４ａ及び下部加速度センサ４ｂの取り付け位置は、下部加速度センサ４ｂが上部加速度センサ４ａよりも下方の位置であって、ベッド或いはベッドの手摺りに取り付けられてていれば良く、その取り付け箇所は問わない。上部加速度センサ４ａは、ベッドの手摺り２ｄに取り付けられ、その取り付け箇所は問わない。上部加速度センサ４ａ及び下部加速度センサ４ｂは、患者によって直接触れられない箇所、例えば、手摺りの内部や、ベッドの内部などに取り付けられる。

上部加速度センサ４ａ及び下部加速度センサ４ｂは警報装置３に接続され、これら上部加速度センサ４ａ及び下部加速度センサ４ｂによって測定された加速度は、それぞれ警報装置３に入力される。
図３は、警報装置のハードウェア構成を示す図である。

同図に示すように、警報装置３は、上部加速度センサインターフェイス１１ａ、下部加速度センサインターフェイス１１ｂ、変位量閾値入力用可変抵抗器１２、Ａ／Ｄコンバータ１３、マイクロコンピュータ１４、フラッシュメモリ１５及び警報用スピーカ１６を有している。

上部加速度センサインターフェイス１１ａは、上部加速度センサ４ａからの測定された加速度を入力するためのインターフェイスである。
下部加速度センサインターフェイス１１ｂは、下部加速度センサ４ｂからの測定された加速度を入力するためのインターフェイスである。

変位量閾値入力用可変抵抗器１２は、可変抵抗を利用して、変位量閾値を入力するものである。この可変抵抗は、ユーザにより設定可能である。すなわち、変位量閾値はユーザにより任意に設定することができる。
Ａ／Ｄコンバータ１３は、上部加速度センサインターフェイス１１ａ及び下部加速度センサインターフェイス１１ｂに入力された加速度及び変位量閾値入力用可変抵抗器１２からの閾値をデジタル信号に変換する。

マイクロコンピュータ１４は、本発明の実施の形態に係る起き上がり予兆検知プログラムを搭載しており、この搭載された起き上がり予兆検知プログラムに従って、本発明の実施の形態に係る起き上がり検知処理を行なう。
フラッシュメモリ１５は、後述する変位量記憶テーブル及び入力された変位量閾値を格納する他、マイクロコンピュータ１４のワークエリアなどに使用される。

警報用スピーカ１６は、マイクロコンピュータ１４による起き上がり予兆検知処理により、起き上がり予兆が検知された場合に、警報を出力する。
図４は、警報装置の外観を示す図である。
同図に示すように、警報装置３の外部には変位量閾値入力用可変抵抗器１２によって入力される変位量閾値を調整するための変位量閾値入力ダイアル２１や、スピーカ２２が設けられている。ユーザは、この変位量閾値入力ダイアル２１を使用して、変位量閾値を調整することにより、起き上がり予兆の検知感度を調整することができる。

図５は、本発明の実施の形態に係る起き上がり検知装置の機能ブロック図である。
同図においては、Ａ／Ｄコンバータ１３−１、１３−２、積分部３１−１、３１−２、絶対値取得部３２−１、３２−２、時間積分部３３−１、３３−２、変位量閾値保持部３４、変位量記憶テーブル３５、変位量比較部３６及び警報部３７を有している。

積分部３１−１は、Ａ／Ｄコンバータ１３−１によってＡ／Ｄ変換された上部加速度センサ４ａによって測定された加速度を積分して、速度を算出する。積分部３１−２は、Ａ／Ｄコンバータ１３−２によってＡ／Ｄ変換された下部加速度センサ４ｂによって測定された加速度を積分して、速度を算出する。

絶対値取得部３２−１は、積分部３１−１によって算出された速度に対して正規化処理を行なう。絶対値取得部３２−２は、積分部３１−２によって算出された速度に対して正規化処理を行なう。
時間積分部３３−１は、絶対値取得部３２−１によって正規化された速度を時間積分して上部加速度センサ４ａの一定時間あたりの移動距離を算出する。時間積分部３３−２は、絶対値取得部３２−２によって正規化された速度を時間積分して下部加速度センサ４ｂの一定時間あたりの移動距離を算出する。以降、加速度センサの出力から算出された移動距離を「変位量」と呼ぶ。

なお、時間積分部３３−１、３３−２の積分時間は、センサ及びベッドの特性によって異なるため、実測値を基に定めなければならないが、概ね、過去１〜５秒程度から現在までの区間の積分を行なう。
変位量閾値保持部３４は、ユーザにより変位量閾値入力用可変抵抗器１２を利用して設定された変位量閾値を保持する。

変位量記憶テーブル３５は、図６に示すように、下部加速度センサ４ｂの１秒あたりの変位量と、上部加速度センサ４ａの１秒あたりの変位量とを互いに関連付けて記憶したものである。これら変位量は、患者が手摺りに触れていない平常時の実測値であり、起き上がり予兆検知処理を行なう前のキャリブレーションによって設定されることになる。

変位量比較部３６は、上部加速度センサ４ａの変位量と、下部加速度センサ４ｂの変位量と、変位量閾値保持部３４に保持された変位量閾値及び変位量記憶テーブル３５に格納された上部加速度センサ４ａ及び下部加速度センサ４ｂの変位量に基づいて、起き上がり予兆を検知する。

警報部３７は、変位量比較部３６によって起き上がり予兆が検知された場合に、スピーカにより警報を出力する。なお、本実施の形態においては、スピーカを利用して音声により予兆を検知する場合について説明しているが、例えば、ナースコールシステムと接続して、ナースステーションに報知しても良く、その方法は問わない。

次に、本発明の実施の形態に係る起き上がり予兆検知装置の動作について説明する。まず、起き上がり予兆検知処理を行なう前に行なわれる起き上がり予兆検知装置のキャリブレーション処理について、図７のフローチャートを参照して説明する。
本実施の形態におけるキャリブレーション処理では、手摺りを触らない状態で故意にベッドを揺らすことにより、変位量記憶テーブル３５へ平常時の上部加速度センサ４ａ及び下部加速度センサ４ｂの変位量を互いに関連付けて記憶するものである。

まず、手摺りを触らない状態で故意にベッドを揺らすことにより、下部加速度センサ４ｂの変位量を取得し（Ｓ１）、その時の上部加速度センサ４ａの変位量を取得し（Ｓ２）、変位量記憶テーブル３５に下部加速度センサ４ｂの変位量に対応する上部加速度センサ４ａの変位量に関連付けて記憶する（Ｓ３）。

このようにして、図６に示すように、下部加速度センサ４ｂの複数の変位量に関連付けて、上部加速度センサ４ａの対応する変位量を記憶した変位量記憶テーブル３５を作成する。
変位量記憶テーブル３５を作成した後、起き上がり予兆検知処理が可能になる。以下、図８のフローチャートを参照して、本発明の実施の形態に係る起き上がり予兆検知処置装置の動作について説明する。

起き上がり予兆検知処理が開始されると、下部加速度センサ４ｂの変位量を取得し（Ｓ１１）、上部加速度センサ４ａの変位量を取得する（Ｓ１２）。次に、変位量記憶テーブル３５から取得した下部加速度センサ４ｂの変位量に対応する上部加速度センサ４ａの変位量を検索して取得する（Ｓ１３）。

次に、上部加速度センサ４ａの変位量と、Ｓ１３において変位量記憶テーブル３５から取得した上部加速度センサ４ａの変位量との差を算出し（Ｓ１４）、変位量閾値保持部３４に保持された変位量閾値を取得する（Ｓ１５）。
そして、Ｓ１４において算出された変位量の差と、Ｓ１５において取得された変位量閾値とを比較し、算出された変位量の差は取得された変位量閾値より大きいか否かの判断が行なわれる（Ｓ１７）。

Ｓ１７において、算出された変位量の差は取得された変位量閾値より大きいと判断された場合には、患者の起き上がり予兆が発生したものとみなされ、警報が出力され（Ｓ１８）、大きいと判断されなかった場合には、処理を終了する。
したがって、本発明の実施の形態に係る起き上がり予兆検知装置によれば、加速度センサを使用して起き上がり予兆検知を行なうので、感圧スイッチを使用する場合に比べて、取り付けを簡単に行なうことができる。

また、ユーザにより変位量閾値を設定することができるので、当該変位量閾値を適切な値に設定することにより、起き上がり予兆検知の精度を設定することができる。すなわち、本発明の実施の形態に係る起き上がり予兆検知装置によれば、使用環境などに応じて検知精度を変えることにより、誤って起き上がり予兆検知が行なわれることや、起き上がり検知予兆が検知できなくなることを防止することができる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

また、実施形態に記載した手法は、計算機（コンピュータ）に実行させることができるプログラム（ソフトウエア手段）として、例えば磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＭＯ等）、半導体メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等）等の記録媒体に格納し、また通信媒体により伝送して頒布することもできる。なお、媒体側に格納されるプログラムには、計算機に実行させるソフトウエア手段（実行プログラムのみならずテーブルやデータ構造も含む）を計算機内に構成させる設定プログラムをも含む。本装置を実現する計算機は、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、また場合により設定プログラムによりソフトウエア手段を構築し、このソフトウエア手段によって動作が制御されることにより上述した処理を実行する。なお、本明細書でいう記録媒体は、頒布用に限らず、計算機内部あるいはネットワークを介して接続される機器に設けられた磁気ディスクや半導体メモリ等の記憶媒体を含むものである。

本発明の実施の形態に係る起き上がり予兆検知装置が取り付けられるベッドの上面図である。 起き上がり予兆検知装置のセンサが取り付けられたベッドの側面図である。 警報装置のハードウェア構成を示す図である。 警報装置の外観を示す図である。 本発明の実施の形態に係る起き上がり検知装置の機能ブロック図である。 変位量記憶テーブルを示す図である。 起き上がり予兆検知装置のキャリブレーション処理を説明するためのフローチャートである。 起き上がり予兆検知装置の起き上がり予兆検知処理を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１…ベッド、２ａ〜２ｄ…手摺り、３…警報装置、４ａ…上部加速度センサ、４ｂ…下部加速度センサ、１４…マイクロコンピュータ、１５…フラッシュメモリ、１６…警報用スピーカ。

Claims (9)

1. ベッドの手摺りに取り付けられた第１の加速度センサと、
   前記第１のセンサよりも下方の位置のベッド或いはベッドの手摺りに取り付けられた第２の加速度センサと、
   前記第１の加速度センサの変位量と、前記第２の加速度センサの変位量とを対応付けて記憶する変位量記憶テーブルと、
   前記第１の加速度センサから出力される加速度から第１のセンサの変位量を算出し、前記第２の加速度センサから出力される加速度から第２のセンサの変位量を算出する手段と、
   前記算出された第２の加速度センサの変位量に対応する第１の加速度センサの変位量を前記変位量記憶テーブルを検索して取得する手段と、
   前記取得された第１の加速度センサの変位量と、前記算出された第１の加速度センサの変位量との差が、予め定められた閾値より大きいか否かを判断する手段と、
   前記変位量の差が、前記予め定められた閾値よりも大きいと判断された場合に、起き上がり予兆を報知する手段と
   を具備することを特徴とする起き上がり予兆検知装置。
2. 前記変位量記憶テーブルにおける第１の加速度センサの変位量と第２の加速度センサの変位量とはキャリブレーション処理によって事前に設定されることを特徴とする請求項１記載の起き上がり予兆検知装置。
3. 前記閾値の大きさを入力するための閾値入力装置をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の起き上がり予兆検知装置。
4. ベッドの手摺りに取り付けられた第１の加速度センサの変位量と、前記第１のセンサよりも下方の位置のベッド或いはベッドの手摺りに取り付けられた第２の加速度センサの変位量とを対応付けて記憶する変位量記憶テーブルを具備する起き上がり予兆検知装置に起き上がり予兆検知処理を行なわせるプログラムであって、
   前記プログラムは、前記起き上がり予兆検知装置に、
   前記第１の加速度センサからの加速度及び前記第２の加速度センサからの加速度を入力させ、
   前記入力された第１の加速度センサから出力される加速度から第１のセンサの変位量を算出し、前記入力された第２の加速度センサから出力される加速度から第２のセンサの変位量を算出させ、
   前記算出された第２の加速度センサの変位量に対応する第１の加速度センサの変位量を前記変位量記憶テーブルを検索して取得させ、
   前記取得された第１の加速度センサの変位量と、前記算出された第１の加速度センサの変位量との差が、予め定められた閾値より大きいか否かを判断させ、
   前記変位量の差が、前記予め定められた閾値よりも大きいと判断された場合に、起き上がり予兆を報知させることを特徴とするプログラム。
5. 前記起き上がり予兆検知装置に、前記第１の加速度センサからの加速度及び前記第２の加速度センサからの加速度の入力の前に、前記変位量記憶テーブルにおける第１の加速度センサの変位量と第２の加速度センサの変位量とをキャリブレーション処理によって事前に設定させることをさらに具備することを特徴とする請求項４記載のプログラム。
6. 前記起き上がり予兆検知装置に、前記第１の加速度センサからの加速度及び前記第２の加速度センサからの加速度の入力の前に、前記閾値の大きさを入力させることをさらに具備することを特徴とする請求項４記載のプログラム。
7. ベッドの手摺りに取り付けられた第１の加速度センサの変位量と、前記第１のセンサよりも下方の位置のベッド或いはベッドの手摺りに取り付けられた第２の加速度センサの変位量とを対応付けて記憶する変位量記憶テーブルを具備する起き上がり予兆検知装置における起き上がり予兆検知方法において、
   前記第１の加速度センサからの加速度及び前記第２の加速度センサからの加速度を入力し、
   前記入力された第１の加速度センサから出力される加速度から第１のセンサの変位量を算出し、前記入力された第２の加速度センサから出力される加速度から第２のセンサの変位量を算出し、
   前記算出された第２の加速度センサの変位量に対応する第１の加速度センサの変位量を前記変位量記憶テーブルを検索して取得し、
   前記取得された第１の加速度センサの変位量と、前記算出された第１の加速度センサの変位量との差が、予め定められた閾値より大きいか否かを判断し、
   前記変位量の差が、前記予め定められた閾値よりも大きいと判断された場合に、起き上がり予兆を報知することを特徴とする起き上がり予兆検知方法。
8. 前記第１の加速度センサからの加速度及び前記第２の加速度センサからの加速度の入力の前に、前記変位量記憶テーブルにおける第１の加速度センサの変位量と第２の加速度センサの変位量とをキャリブレーション処理によって事前に設定することをさらに具備することを特徴とする請求項７記載の起き上がり予兆検知方法。
9. 前記第１の加速度センサからの加速度及び前記第２の加速度センサからの加速度の入力の前に、前記閾値の大きさを入力することをさらに具備することを特徴とする請求項７記載の起き上がり予兆検知方法。

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