JP2010063594A - System for predicting getting-out of bed - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To inexpensively provide a less-malfunction and highly-reliable prediction of a bed user's getting out of a bed by acquiring the bed user's posture and weight with few resources. <P>SOLUTION: An apparatus for measuring a bed user's load at a plurality of points on a surface of a bed or the like, estimating the bed user's posture by the acquired load and the center of gravity and predicting the bed user's getting out of a bed, includes: a means for dividing the whole bed surface into 2-4 areas, wherein respective divided areas have panels retained by a plurality of load measuring means for measuring load signals, and computing respective loads of the respective divided areas, and gravity centers of the respective divided areas from the plurality of acquired loads; a means for determining a probability of the user's getting out of the bed based on the acquired loads of the areas and the gravity centers of the areas; and an external output means for a nurse call button or the like. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は,転倒のおそれのある筋力が低下した高齢者等を対象に,ベッド利用者の離床を予測し,介護者等に離床前の段階で通知することにより,高齢者が快適で安全な生活を確保するために必要な環境を提供する技術分野を対象にする。   The present invention predicts the bed user's getting out of bed for elderly people with reduced muscle strength who may fall, and notifies the caregiver etc. at the stage before getting out of bed. Target technical fields that provide the environment necessary to secure a living.

近年,筋力の低下した高齢者がベッド周りで転倒・転落する事故が社会的な問題となっており,その対策が求められている。   In recent years, an accident in which elderly people with weak muscles fall or fall around a bed has become a social problem, and countermeasures are required.

現在最も一般的な対応として,ベッド降り口の床に離床マット(ベッド利用者が離床時に踏むことにより,ナースコール等の警報を鳴らすことが可能なセンサ)を設置する方法がある。この場合,警報を発した時には,既に足が床に着いている状態であり,介護者が駆けつけるには時間的に余裕がない。 At present, the most common countermeasure is to install a floor mat (a sensor that can sound an alarm such as a nurse call when the bed user steps on the floor) on the floor of the bed exit. In this case, when the alarm is issued, the feet are already on the floor, and the caregiver has no time to run.

また,寝床面の布団下に離床予測センサ(ベッド利用者が起きあがり,センサへの荷重が無くなることで警報を鳴らすことが可能なセンサ)を設置するなどの対策もあるが,寝返り等でセンサが反応するなど誤作動が多く,一般的に使用されていない。 In addition, there is a measure such as installing a bed prediction sensor (a sensor that can alarm when the bed user gets up and the load on the sensor disappears) under the bedclothes. There are many malfunctions such as reaction, and it is not generally used.

このように現状の対策は十分に機能しているとはいえず,離床前の段階で警報を発する誤作動の少ない離床予測システムが望まれている。 Thus, it cannot be said that the current countermeasures are functioning sufficiently, and there is a need for a bed prediction system with few malfunctions that issues a warning at the stage before bed removal.

確実な離床予測や誤作動の少ないシステムを構築するには,ベッド利用者のベッド上での体位(位置や姿勢)を把握することが重要であるが,さらにベッド利用者以外の人物がベッドに寄り添って座ったり,またベッド上に物が置かれるなど各種外乱を判定するためにベッド利用者の体重を正確に測定することが有効である。 It is important to know the posture (position and posture) of the bed user on the bed in order to build a reliable bed prediction and a system with few malfunctions. It is effective to accurately measure the weight of the bed user in order to judge various disturbances such as sitting close to each other and placing objects on the bed.

体位を把握するためには,寝床面に多数の荷重センサをアレイ状に配置してデータを得る方法や,4点荷重から重心を測定してその重心位置の変化から体位を推定する方法がある。 In order to grasp the posture, there are a method of obtaining data by arranging a large number of load sensors in an array on the bed surface, and a method of measuring the centroid from a four-point load and estimating the posture from the change of the centroid position. .

特許文献1および2が開示している技術は,寝床面に荷重を測定するセンサをアレイ状に多数配置し,各センサの出力からベッド利用者の体位を取得し,体位の変化から離床予測や床ずれ防止を行うものである。 In the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2, a large number of sensors for measuring the load are arranged in an array on the bed surface, the posture of the bed user is obtained from the output of each sensor, It prevents bed slip.

特許文献3が開示している技術は,寝床面の4隅に荷重センサを配置して,ベッド利用者の重心位置と寝床面上の総荷重を取得し,重心位置の変化から体位の変化を推定し,また総荷重の変化から各種外乱を検知することで誤作動の少ない離床予測を行うものである。 In the technique disclosed in Patent Document 3, load sensors are arranged at the four corners of the bed surface, the center of gravity position of the bed user and the total load on the bed surface are acquired, and the change of the body position is detected from the change of the center of gravity position. Estimating and detecting various disturbances from changes in the total load makes predictions for getting out of bed with few malfunctions.

特許文献4が開示している技術は,ベッド短手方向へ沿って延びる平行な一対の長辺部を有するパネルを離床が予測できそうな位置に複数枚配置し,荷重の測定と,ベッド短手方向のみの重心位置を測定し,荷重変化と重心位置の変化から離床予測を行うものである。
特開2001−258957 特開2003−24392 特開2007−190269 特開2006−247384
In the technique disclosed in Patent Document 4, a plurality of panels having a pair of parallel long sides extending in the widthwise direction of the bed are arranged at positions where the bed can be predicted, the load measurement, The center of gravity is measured only in the hand direction, and the bed is predicted from the load change and the change in the center of gravity.
JP 2001-258957 A JP2003-24392A JP2007-190269 JP 2006-247384 A

我々は離床予測を実現するために,ベッド利用者が離床に至るまでの体位を分析することが必要と考え,特許文献1,2と同様の手法を用いて実験した。 We considered that it is necessary for the bed user to analyze the posture until getting out of bed in order to realize the prediction of getting out of bed, and experimented using the same method as in Patent Documents 1 and 2.

具体的には,先ず寝床面全体に94個の荷重センサを千鳥状に配置し,20チャンネルのA/D変換器で5回に分割して計測し,荷重データを制御パソコンに取り込むシステムを構築した。 Specifically, 94 load sensors are first arranged in a staggered pattern on the entire bed surface, divided into 5 measurements with a 20-channel A / D converter, and a system for loading the load data into the control PC is constructed. did.

このシステムで得られた体位の一例を図1に示す。これは256階調のアナログデータであり,荷重が大きい場所は濃く,小さい場所は薄く表現されている。同じ時刻に足下方向から撮影した写真図2と比較すると,正確に体位を把握できていることがわかる。 An example of the posture obtained by this system is shown in FIG. This is analog data of 256 gradations, where a place where the load is large is dark and a place where the load is small is lightly expressed. Compared with the photograph 2 taken from the same time at the same time, it can be seen that the body position can be accurately grasped.

このシステムを用いて離床に至る動作時の荷重データを複数の被験者で収集し,動作解析を行った結果,離床に至る動作で,共通の着目すべき場所が被験者の頭部,臀部,ベッドの降り口であり,この場所をピンポイントで着目することが離床予測には重要であると思われた。 As a result of collecting the load data at the time of moving up to the bed using this system and analyzing the movement, the common points of interest in the movement up to the floor are the head, buttocks, and bed of the subject. It seems that it is important for the prediction of getting out of bed.

しかし,各被験者により寝姿勢は様々であり,また同一被験者においても時と場合により寝姿勢は異なる。そのため上記の着目場所をベッド上のピンポイントで測定することは困難であることが判明した。 However, the sleeping posture varies depending on each subject, and even in the same subject, the sleeping posture varies depending on the time and occasion. For this reason, it has been found difficult to measure the above-mentioned point of interest at a pinpoint on the bed.

このように特許文献1,2と同様の方法では離床予測のための着目ポイントを設定することが困難であり,またそれ以前にセンサの数が多いため装置コストが非常に高くなる。 As described above, it is difficult to set a point of interest for prediction of getting out of bed by the same method as in Patent Documents 1 and 2, and the number of sensors is large before that, resulting in a very high apparatus cost.

また,多数の「点」で荷重を測定するこの方法では,センサが設置されていない「点」と「点」の間の部分にもベッド上の荷重がかかっており,外乱の検知に必要なベッド利用者の正確な体重は測定できないという不備がある。 In this method of measuring the load at a large number of “points”, the load on the bed is also applied to the area between the “points” where no sensors are installed, which is necessary for detecting disturbances. There is a deficiency that the exact weight of the bed user cannot be measured.

次に重心の利用について特許文献3と同様の手法を用いて実験した。 Next, the use of the center of gravity was tested using the same method as in Patent Document 3.

具体的には,ベッドを支える足4本に,ひずみゲージを貼り付けた起歪材を設置し,測定した4点の荷重から重心位置を測定する構成とした。 Specifically, a strain-generating material with a strain gauge attached to four legs that support the bed was installed, and the position of the center of gravity was measured from the four loads measured.

取得したデータを解析したところ,特許文献3で着目されている起きあがり動作での重心位置の変化量は,ベッド利用者の他の動きによる変化量と比較して,やや大きいことがわかった。 As a result of analyzing the acquired data, it was found that the amount of change in the center of gravity position in the rising action, which is noted in Patent Document 3, is slightly larger than the amount of change caused by other movements of the bed user.

しかし,同じ起きあがり動作でも,重心位置の変化量を測定する単位時間を長くすると重心位置の変化量は大きくなり,単位時間を短くすると重心位置の変化量は小さくなり一定の値にはならない。また起きあがりの速度がゆっくりの場合と速い場合とを比較しても重心位置の変化量は異なる。よって起きあがりを精度良く検出することは難しいと思われる。 However, even in the same rising operation, if the unit time for measuring the change amount of the center of gravity is lengthened, the change amount of the center of gravity is increased, and if the unit time is shortened, the change amount of the center of gravity is reduced and does not become a constant value. Even if the rising speed is slow and fast, the amount of change in the center of gravity position is different. Therefore, it seems difficult to detect the rising up accurately.

また利用者がベッド上の周辺部近傍に寝ている場合などには,重心位置がベッド周辺部近傍にあり,離床判定に対して誤作動を起こしやすいことも判明した。 It was also found that when the user is sleeping near the periphery of the bed, the position of the center of gravity is near the periphery of the bed, and it is easy for malfunctions to occur when getting out of bed.

このことから,特許文献3の重心位置の情報を中心とした離床予測は誤作動が多いと思われる。 From this fact, it is considered that the prediction of getting out of the bed centering on the information on the position of the center of gravity of Patent Document 3 has many malfunctions.

特許文献4は,荷重とベッド短手方向の重心位置を測定するパネルを,離床が予測できそうな位置に複数枚設置するもので,被験者に最適なパネルの設置位置を決定しなければならないが,精度良い離床予測と少ない誤作動を実現するために予めパネルの設置位置を決定することは困難である。寝床面全体にこのパネルを設置すれば体位を直接得ることが可能であるが特許文献1,2同様コスト高になる。 In Patent Document 4, a plurality of panels that measure the load and the center of gravity in the short direction of the bed are installed at positions where the bed can be predicted, and the optimal panel installation position for the subject must be determined. Therefore, it is difficult to determine the installation position of the panel in advance in order to realize accurate bed leaving prediction and few malfunctions. If this panel is installed on the entire bed surface, it is possible to obtain the posture directly, but the cost becomes high as in Patent Documents 1 and 2.

本発明は特許文献1,2,3,4の問題を解決するために,ベッド利用者の体位と体重を少ないリソースで取得し,誤作動が少なく信頼性の高い離床予測を安価に提供することを目的とする。   In order to solve the problems of Patent Documents 1, 2, 3, and 4, the present invention obtains the bed user's body posture and weight with less resources, and provides a low-cost prediction with low malfunction and high reliability. With the goal.

そこで我々は,ベッド等の寝床面で,ベッド利用者の荷重を複数点で測定し,得られる荷重や重心からベッド利用者の体位を推定し離床予測を行う装置において,寝床面全体を2〜4個の領域に分割し,各分割領域に荷重信号を計測する複数の荷重計測手段により保持されるパネルを有し,得られた複数の荷重から各分割領域それぞれの領域荷重と各分割領域それぞれの領域重心を演算する手段と,得られた領域荷重と領域重心から離床の可能性を判断する手段と,ナースコール等への外部出力手段とを有するシステムを考案した。 Therefore, we measured the bed user's load at multiple points on the bed surface such as a bed, estimated the bed user's position from the obtained load and center of gravity, and predicted the bed separation. Each of the divided areas is divided into four areas, and each divided area has a panel held by a plurality of load measuring means for measuring a load signal. We have devised a system that has means to calculate the area center of gravity, means to determine the possibility of getting out of bed from the obtained area load and area center of gravity, and external output means to nurse call etc.

離床とは,ベッド利用者がベッドを離れることであり,ベッド利用者が床に足を着き,体重をベッドから足に移動させる時点を指す。 Getting out of bed is when the bed user leaves the bed, and when the bed user puts his feet on the floor and moves his weight from the bed to his feet.

離床予測とは,離床する前の段階で離床すると判断することである。 Getting out of bed is to judge getting out of bed at the stage before getting out of bed.

寝床面とは,ベッド利用者が横たわるベッド上面のことである。 The bed surface is the upper surface of the bed on which the bed user lies.

荷重信号とは,荷重計測手段により得られる荷重である。領域荷重とは,分割された各領域において,その領域にかかる総荷重のことである。領域重心とは,分割された各領域において,その領域にかかる総荷重の重心位置のことである。 The load signal is a load obtained by the load measuring means. The area load is the total load applied to each divided area. The area center of gravity is the position of the center of gravity of the total load applied to each divided area.

荷重計測手段は,各分割領域にそれぞれ4個有することが望ましい。荷重計測手段が4個あるということは,それぞれ独立した4つの荷重信号が得られることをいう。これは,領域重心を2次元的(X軸方向とY軸方向)に把握するためと,寝床面のパネルを安定して固定するためである。 It is desirable to have four load measuring means in each divided area. The fact that there are four load measuring means means that four independent load signals can be obtained. This is to grasp the area center of gravity two-dimensionally (X-axis direction and Y-axis direction) and to stably fix the bed surface panel.

領域重心の情報が1次元(X軸方向もしくはY軸方向のみ)で良い分割領域がある場合に,寝床面のパネルを安定して固定できるなら荷重計測手段が2個であっても良い。 If there is a divided area where the information on the center of gravity of the area is one-dimensional (only in the X-axis direction or the Y-axis direction), the number of load measuring means may be two if the bed surface panel can be stably fixed.

離床の可能性を数値で表現するために,離床の可能性を表現する数値(以後離床レベルと呼ぶ)と,領域荷重と,領域重心との3者の関係を例えば図8のように予め定義していることを特徴としている。 In order to express the possibility of getting out of the floor numerically, the relationship between the numerical value expressing the possibility of getting out (hereinafter referred to as the level of getting out), the area load, and the area center of gravity is defined in advance as shown in FIG. It is characterized by that.

この定義は,予め複数の被験者により離床動作の解析を行い決定する。この定義により,離床に至る様々な段階を数値で簡便に指定することができる。これから後,「離床する可能性を表現する数値」を離床レベルと呼ぶこととする。 This definition is determined by analyzing the bed leaving motion by a plurality of subjects in advance. By this definition, various stages leading up to bed can be easily specified numerically. In the following, the “numerical value expressing the possibility of getting out of bed” will be referred to as the bed leaving level.

「ベッド利用者が離床する」と判断する離床レベルを,ナースコール等の外部出力を行うしきい値として設定する手段を有し,一定時間毎にシステムが判断する離床レベルが,設定したしきい値を越えたときに外部出力を行うことを特徴としている。これにより,ベッド利用者に応じて離床予測の判断基準を簡単に調整できる。 There is a means to set the bed removal level at which the bed user decides to get out as a threshold for external output such as nurse call, and the threshold level set by the system at regular intervals is set. It is characterized by external output when the value is exceeded. This makes it possible to easily adjust the judgment standard for getting out of bed according to the bed user.

例えばベッド利用者が横になっている状態を離床レベル0,離床寸前の状態を離床レベル10とする。その間の状態は1〜9の数値で表され,離床動作を開始し,離床に近くなるにつれて本システムが判断する離床レベルが大きくなっていく。ここで外部出力のしきい値を5と設定したと仮定する。システムが判断する離床レベルが5以上になったとき外部出力を行う。またしきい値を一つ大きく,または小さくすることで利用者に最適なタイミングで離床予測が可能となる。 For example, assume that the bed user is lying down at level 0 and the level just before the bed level is level 10. The state in the meantime is represented by a numerical value of 1 to 9, and the getting-off operation starts, and the getting-off level judged by the present system increases as the getting-off is approached. Here, it is assumed that the threshold value of the external output is set to 5. When the bed level determined by the system is 5 or more, external output is performed. Also, by increasing or decreasing the threshold by one, it is possible to predict bed leaving at the optimal timing for the user.

得られる情報を表示する機能を有することで,利用者の状態やシステムの状態をリアルタイムで把握することができる。 By having a function to display the obtained information, the user status and system status can be grasped in real time.

得られる情報とは,荷重信号や,領域荷重や,領域重心や,離床レベルの数値や,在・不在の状態や,システムの内部状態を表すパラメータである。 The obtained information is a load signal, a region load, a region center of gravity, a numerical value of a bed leaving level, a presence / absence state, and a parameter representing an internal state of the system.

さらに,得られる情報を蓄積する機能を有し,それを外部に出力する手段を有することで過去のデータを参考に,より適正な外部出力のしきい値を設定することが可能となる。また収集した長期データを解析することにより,ベッド利用者の生活管理などにも利用可能である。 Furthermore, it has a function of accumulating the obtained information and has means for outputting it to the outside, so that it becomes possible to set a more appropriate external output threshold value with reference to past data. In addition, by analyzing the collected long-term data, it can be used for life management of bed users.

本システムは「点」ではなく「面」で荷重を測定しているため,ベッド上の荷重を余すことなく全て計測している。このため各分割領域の領域荷重の総和はベッド上の荷重の総和となり,外乱の検知に必要な正確なベッド利用者の体重が正確に測定でき,誤作動防止を実現できる。 Since this system measures the load not on “points” but on “surfaces”, all the loads on the bed are measured. For this reason, the sum of the area loads in each divided area becomes the sum of the loads on the bed, and the accurate weight of the bed user necessary for detecting the disturbance can be accurately measured, thereby preventing malfunction.

また各領域重心の位置関係と,各領域荷重の大きさの割合から体位を推定することが可能である。 It is also possible to estimate the body posture from the positional relationship between the center of gravity of each region and the ratio of the magnitude of each region load.

近年の福祉用ベッドは,離床の介助機能として背上げや足上げの機能が付加されており,寝床面は2〜4個の領域に物理的に分割されているものが多い。背上げは体を起こすための機能で,足上げは主に背上げ時に臀部が足方向にずれないための機能である。 In recent years, welfare beds are provided with functions of raising the back and raising the legs as assistance functions for leaving the bed, and the bed surface is often physically divided into 2 to 4 areas. Raising the back is a function to raise the body, and raising the foot is a function to prevent the buttocks from shifting in the foot direction when the back is raised.

ここで,寝床面が4分割であるベッドを例にして,図3のように背上げ部,固定部,足上げ部1,足上げ部2の順番に領域A,B,C,Dとし,離床に至る動作の着目場所である頭部,臀部,ベッドの降り口を対応させてみる。 Here, taking a bed whose bed surface is divided into four parts as an example, as shown in FIG. 3, regions A, B, C, and D are set in the order of a back raising part, a fixing part, a leg raising part 1, and a leg raising part 2, Let's make the head, buttocks, and bed exits, which are the places of interest for the movement to get out of bed, correspond.

先ずベッド利用者が寝ている状態では,頭部は領域Aの上方(頭方向)にある。頭部に着目したのは起きあがりを検知するためである。起きあがることにより頭部はもちろん臀部より上はベッドに触れない状態になる。このことから領域A全体をモニタすることで起きあがりを監視することが可能である。 First, when the bed user is sleeping, the head is above the region A (head direction). The focus on the head is to detect rising. By getting up, the head and of course the upper part of the buttocks are not touched. From this, it is possible to monitor the rising up by monitoring the entire area A.

起きあがり後の位置によっては,領域Aの下方(足方向)端部に臀部が乗っていることがある。一定の荷重がかかっているため,領域荷重のみでは起きあがりを感知できず誤作動を引き起こす可能性があるが,領域重心が領域Aの極端に下方向にあるためこれを判別できる。このように領域重心と領域荷重を組み合わせることで,体位を把握することが可能となる。 Depending on the position after waking up, a buttock may be on the lower (foot direction) end of region A. Since a certain load is applied, it is not possible to detect the rising with only the area load, and there is a possibility of causing a malfunction. However, since the area center of gravity is extremely below the area A, this can be determined. By combining the area center of gravity and the area load in this way, it is possible to grasp the posture.

次に臀部であるが,通常の寝姿勢をとった場合,背上げ領域のすぐ下方向の領域Bに臀部が存在する。寝姿勢がやや足下方向である場合などは,領域Cにかかることがある。またベッドの降り口は,領域BとCの両方にまたがっていた。 Next, regarding the buttocks, when the normal sleeping posture is taken, the buttocks are present in a region B immediately below the back-raising region. When the sleeping posture is slightly below the feet, the region C may be applied. Also, the bed exit spanned both areas B and C.

このようなことから領域BとCはどちらも臀部とベッド降り口を網羅しているため特に分割されている必要はない。しかし,ベッドの介助機能を阻害しないためには,領域BとCは分割する必要がある。 For this reason, both the regions B and C do not need to be divided because they cover both the buttocks and the bed exit. However, regions B and C need to be divided so as not to hinder the assistance function of the bed.

またベッドの降り口が右側であろうと左側であろうと,X軸方向の領域重心の符号が逆になるだけであるため,特に左右を意識する必要がないメリットがある。 In addition, regardless of whether the bed exit is on the right side or the left side, the sign of the center of gravity in the X-axis direction is only reversed, so there is an advantage that there is no need to be particularly aware of the left and right sides.

領域Dは通常の離床動作において特別なデータは得られていない。これは被験者である高齢者の身長があまり高くないことと,起きあがる際に,足も同時にベッド下に下ろすため,つまり斜めに起きあがり,その起きあがった姿勢が既に端座位(ベッドの端に座った状態)になっていることが多いためである。寝姿勢が足下方向にずれている場合や,正確な体重測定に対応するためには領域荷重と領域重心の測定が必要であるため,パネルの設置は必要となる。 In the region D, no special data is obtained in the normal bed leaving operation. This is because the elderly person who is the subject is not very tall, and when they get up, their feet are also lowered under the bed at the same time, that is, they get up at an angle, and their raised position is already in the end-sitting position (the state of sitting on the edge of the bed) This is because it is often the case. If the sleeping posture is deviated in the foot direction, or if it is necessary to measure the area load and the area center of gravity in order to cope with accurate weight measurement, it is necessary to install a panel.

ベッド寝床面の物理的分割数が2個,または3個の場合でも同じように考えることができるため,寝床面の分割数はベッドの物理的な分割数と結果的に同じでよい。 Even if the number of physical divisions of the bed surface is two or three, the number of divisions of the bed surface may be the same as the number of physical divisions of the bed.

特許文献3の場合,離床予測のための情報としては,寝床面全体の重心位置が一つだけであるため,誤作動が懸念される。しかしベッド寝床面全体を2〜4個の領域に分割して計測する本手法は,特許文献3より多くの情報量を得ることが可能になり,誤作動が少ないシステムの構築が可能である。 In the case of Patent Document 3, as the information for predicting bed leaving, there is only one center of gravity position of the entire bed surface, so there is a concern about malfunction. However, this method of dividing and measuring the entire bed bed surface into 2 to 4 regions can obtain a larger amount of information than that of Patent Document 3, and can construct a system with few malfunctions.

以上の説明から明らかなように,寝床面を複数の領域に分割して,各分割領域において領域荷重と領域重心を得る本手法は,各領域荷重の大きさや,各領域重心の位置関係や,ベッド利用者の正確な体重の測定など,離床予測に必要な多くの情報を安価に得ることが可能であり,正確にベッド利用者の動きを把握でき,誤作動が少なく信頼性の高い離床予測を安価に実現することができる。 As is clear from the above explanation, the present method for dividing the bed surface into a plurality of regions and obtaining the region load and the region centroid in each divided region is the size of each region load, the positional relationship between each region centroid, It is possible to obtain a lot of information necessary for bed prediction, such as accurate measurement of bed user's weight, at a low cost. Can be realized at low cost.

誤作動の少ない離床予測が可能となることで,ベッド利用者が単独でベッドから離れることが無くなり転倒防止や徘徊防止に寄与する。 Being able to predict getting out of bed with few malfunctions makes it possible to prevent the bed user from leaving the bed alone and contribute to prevention of falling and wrinkles.

ベッド寝床面が物理的に4分割されたベッドに,荷重計測手段によって保持されるパネルを4枚取り付ける場合について図4を用いて説明する。図4のA,B,C,Dは,図3のA,B,C,Dに対応しており,Aは背上げ部,Bは固定部,Cは足上げ部1,Dは足上げ部2である。 A case where four panels held by the load measuring means are attached to a bed whose bed bed surface is physically divided into four will be described with reference to FIG. 4, A, B, C, and D correspond to A, B, C, and D in FIG. 3, A is a back raising portion, B is a fixed portion, C is a foot raising portion 1, and D is a foot raising. Part 2.

パネル10は,ベッド本体の背上げ部と同程度の大きさで,背上げ部の領域にかかる荷重を全て受けるものである。パネル10は,かかる荷重によりゆがみが生じない程度の剛性を有するものを用いる。
パネル10は,ベッド本体の背上げを行う機構に4隅4点で荷重計測手段11〜14により保持される。
The panel 10 is about the same size as the back raising part of the bed body and receives all the load applied to the area of the back raising part. The panel 10 has a rigidity that does not cause distortion due to the load.
The panel 10 is held by load measuring means 11 to 14 at four corners and four points in a mechanism for raising the back of the bed main body.

荷重計測手段の設置位置は,4個の荷重計測手段ができるだけ大きな長方形を形作るように設置する。 The load measuring means are installed so that the four load measuring means form a rectangle as large as possible.

荷重計測手段は,図6に示す様な起歪材11cにひずみゲージを貼り付けたものを使用し,これでベッド本体の背上げ部とパネル10とをボルト11dで固定する。 The load measuring means uses a strain generating material 11c as shown in FIG. 6 with a strain gauge attached thereto, and the back raising portion of the bed body and the panel 10 are fixed with bolts 11d.

使用する起歪材は,全て同じ材質,同じ形状にする。使用するひずみゲージも同じ製造ロットのものを使用し,起歪材への貼り付け位置も全て同じにする。 All strain-generating materials used should be the same material and shape. Use the same strain gauges as the strain gauges used, and make all the attachment points to the strain-generating material the same.

使用するひずみゲージの抵抗値は特に限定しないが,抵抗値の大きなものを用いることで大きな電圧を印加でき感度が向上する。 The resistance value of the strain gauge to be used is not particularly limited, but using a resistor with a large resistance value can apply a large voltage and improve sensitivity.

ひずみゲージ11aと11bは,温度補償のために一つの起歪材の表裏に1枚ずつ2枚一組で使用することが望ましい。 The strain gauges 11a and 11b are preferably used in pairs, one on each side of one strain-generating material for temperature compensation.

荷重計測手段11〜14は,分割された領域内の領域荷重と領域重心の2つの情報を取得するため,それぞれ個々に平衡ブリッジ1を組み,抵抗変化を電圧変化に変換する。得られる電圧を増幅器2で増幅し,A/D変換器4−1に入力する。 In order to acquire two pieces of information about the region load and the region center of gravity in the divided regions, the load measuring means 11 to 14 individually assemble the balanced bridges 1 and convert resistance changes into voltage changes. The obtained voltage is amplified by the amplifier 2 and input to the A / D converter 4-1.

A/D変換器4−1のチャンネル数が不足する場合は,フォトリレー3等を介し複数回に分けてA/D変換する。A/D変換器4−1で得られた荷重信号は,演算器4−2で領域荷重と領域重心を演算し,後述する定義テーブルを参照し離床レベルを判断し,I/Oポート4−3を制御する。I/Oポート4−3には外部出力,コントロールボックス5,蓄積装置6,表示装置7が必要に応じて接続されている。 When the number of channels of the A / D converter 4-1 is insufficient, A / D conversion is performed in a plurality of times via the photo relay 3 or the like. The load signal obtained by the A / D converter 4-1 calculates the area load and the area center of gravity by the calculator 4-2, determines the bed leaving level by referring to a definition table described later, and the I / O port 4-4. 3 is controlled. An external output, control box 5, storage device 6, and display device 7 are connected to the I / O port 4-3 as required.

平衡ブリッジ1は図5に示すように1個の固定抵抗R1と1個の可変抵抗R2と2個のひずみゲージ11a,11bで構成する。 As shown in FIG. 5, the balanced bridge 1 is composed of one fixed resistor R1, one variable resistor R2, and two strain gauges 11a and 11b.

可変抵抗R2は,増幅した電圧値が,A/D変換器4−1の測定範囲内に収まるよう調整するために用いる。 The variable resistor R2 is used to adjust the amplified voltage value so as to be within the measurement range of the A / D converter 4-1.

ここでベッド利用者が不在時の荷重信号を,予め初期値として取得しておく。それ以後取得する荷重信号から初期値を差し引いた値は,初期値を取得した後にベッド上に加わった物体にのみ起因する値となる。便宜上初期値を差し引いた値についても,荷重信号と呼ぶ。 Here, a load signal when the bed user is absent is acquired as an initial value in advance. The value obtained by subtracting the initial value from the load signal acquired thereafter is a value caused only by the object that is added on the bed after the initial value is acquired. For convenience, the value obtained by subtracting the initial value is also called a load signal.

得られた荷重信号を 数1 にしたがって処理することにより領域荷重が,数2に従って処理することにより領域重心が得られる。数1および数2の数字は,その数字の荷重計測手段により得られる荷重信号のことである。領域重心はX軸方向(ベッド短手方向)とY軸方向(ベッド長手方向)の2つが得られる。 The region load is obtained by processing the obtained load signal in accordance with Equation 1, and the region centroid is obtained by processing in accordance with Equation 2. The numbers in the formulas 1 and 2 are load signals obtained by the load measuring means of the numbers. Two area centroids are obtained: the X-axis direction (bed short direction) and the Y-axis direction (bed long direction).

Figure 2010063594
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Figure 2010063594
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領域重心は,その値が0のときパネル10の中央部分であり,領域重心の絶対値が1のときはパネル10の辺に相当する部分に存在することになる。 The area centroid is present at the center portion of the panel 10 when the value is 0, and exists at the portion corresponding to the side of the panel 10 when the absolute value of the area centroid is 1.

図7で具体的に説明すると,領域重心X=0,領域重心Y=0の場合,領域重心が示す位置は点Oとなり,領域重心X=0,領域重心Y=−1の場合,領域重心が示す位置は点Pとなり,領域重心X=1,領域重心Y=−1の場合,領域重心が示す位置は点Qとなる。 More specifically, in FIG. 7, when the area centroid X = 0 and the area centroid Y = 0, the position indicated by the area centroid is point O. When the area centroid X = 0 and the area centroid Y = −1, the area centroid The position indicated by is the point P. When the area centroid X = 1 and the area centroid Y = −1, the position indicated by the area centroid is the point Q.

パネル20,30,40についても同様の方法で設置し,領域荷重と領域重心を得る。 The panels 20, 30 and 40 are also installed in the same manner, and the area load and the area center of gravity are obtained.

各パネルは,ベッド本体の寝床面の上に重ねて設置されるため,背上げ,足上げ機能の可動により隣接するパネルが接触しないように設置する。 Since each panel is installed on the bed surface of the bed body, it is installed so that adjacent panels do not come into contact with each other by the movement of the back raising and foot raising functions.

本システムは,一定時間毎に荷重信号を取得し,領域荷重と領域重心を演算し,図8に示す様な定義に照らし合わせて離床レベルを判断する。
図8の定義は,予め複数被験者の離床動作を解析した結果を基に定義したものである。
The system obtains load signals at regular intervals, calculates the area load and area center of gravity, and determines the bed leaving level in light of the definition shown in FIG.
The definition of FIG. 8 is defined based on the result of analyzing the bed leaving motion of a plurality of subjects in advance.

図8について説明する。分類No.は事象を指し示すために便宜的につけた連番である。 FIG. 8 will be described. Classification No. Is a sequential number assigned for the sake of convenience.

「領域荷重による分類」の欄にあるA,B,C,Dは,図4の領域A,B,C,Dに対応する記号であり,本システムが一定時間毎に演算した各領域荷重の値である。「領域荷重による分類」の欄にあるαは,ベッド利用者がベッド上に寝た状態で最初に取得した領域荷重A,B,C,Dの総和,つまりベッド利用者の体重である。「領域荷重による分類」の欄アは,演算した領域荷重A,B,C,Dの総和が,最初に取得したαに対してどれくらいの割合かを示す欄である。 A, B, C, and D in the “classification by area load” column are symbols corresponding to areas A, B, C, and D in FIG. 4. Value. “Α” in the “classification by area load” column is the sum of area loads A, B, C, and D acquired first when the bed user is lying on the bed, that is, the weight of the bed user. The column “A classification by region load” is a column indicating the ratio of the sum of the calculated region loads A, B, C, and D to α acquired first.

同様に欄イは,演算した領域荷重Aの値が,最初に取得したαに対してどれくらいの割合かを示す欄であり,欄ウは,演算した領域荷重BとCの値の和が,最初に取得したαに対してどれくらいの割合かを示す欄であり,欄エは,演算した領域荷重Dの値が,最初に取得したαに対してどれくらいの割合かを示す欄である。 Similarly, column A is a column that indicates how much the calculated area load A value is relative to the initially acquired α, and column C is the sum of the calculated area loads B and C. This is a column indicating the ratio of the first acquired α, and column D is a column indicating the ratio of the calculated area load D to the first acquired α.

欄アにおいて,値が90%以上,110%未満である場合は,ベッド利用者がベッド上に存在していることを表しており,分類No.1〜21の事象を定義している。90%以上,110%未満の20%の幅は,ベッド利用者の動きによる荷重信号の振れを吸収するために設けたものである。分類No.22では,ベッド上の総荷重が減って90%未満になった場合,つまり離床直前の状態を定義している。分類No.23では,ベッド上の総荷重が増えて110%以上になった場合,つまりベッド利用者以外の人物がベッドに座るなどの外乱がある状態を定義している。 In the column A, if the value is 90% or more and less than 110%, it means that the bed user is present on the bed. 1 to 21 events are defined. The width of 90% or more and less than 110% of 20% is provided to absorb the fluctuation of the load signal due to the movement of the bed user. Classification No. No. 22 defines the state immediately before leaving the bed when the total load on the bed decreases to less than 90%. Classification No. 23 defines a state in which there is a disturbance such as a person other than the bed user sitting on the bed when the total load on the bed increases to 110% or more.

「領域重心による分類」の欄にあるA,B,C,Dも,図4の領域A,B,C,Dに対応する記号であり,本システムが一定時間毎に演算した各領域重心の値である。「領域重心による分類」の欄オ,キは,演算した領域重心A,Dの値を示す欄であり,欄カは,演算した領域重心Bと領域重心Cの,どちらか絶対値の大きい方の値を示す欄である。XはX軸方向,YはY軸方向のことであり,ベッド上での方向を示している。表中の−の部分は,値が何でも良いということである。 A, B, C, and D in the “classification by area centroid” column are also symbols corresponding to areas A, B, C, and D in FIG. 4. Value. Columns “o” and “ki” of “classification based on area centroid” are fields indicating the values of the calculated area centroids A and D, and the column “C” indicates the larger of the calculated area centroid B and area centroid C, whichever has the larger absolute value. It is a column which shows the value of. X is the X-axis direction, and Y is the Y-axis direction, indicating the direction on the bed. The minus part in the table means that the value can be anything.

「離床レベル」の欄は,任意行の領域荷重と領域重心の各条件を全て満たしたときの離床レベルとして定義した値である。 The “leaving level” column is a value defined as the leaving level when all conditions of the area load and area center of gravity of an arbitrary row are satisfied.

例えば分類No.1を説明すると,領域荷重の総和A+B+C+Dがαの90%以上110%未満であり,かつ領域荷重Aがαの30%以上である場合,離床レベルは0と定義する。 For example, classification No. Describing 1, when the total area load A + B + C + D is 90% or more and less than 110% of α and the area load A is 30% or more of α, the bed leaving level is defined as 0.

例えば分類No.19を説明すると,領域荷重の総和A+B+C+Dがαの90%以上110%未満であり,かつ領域荷重Aがαの10%未満であり,かつ領域荷重Dがαの10%未満であり,かつ領域重心BとCで,X軸方向の絶対値の大きい方の値が0.5以上0.7未満である場合,離床レベルは7と定義する。 For example, classification No. 19, the total area load A + B + C + D is 90% to less than 110% of α, the area load A is less than 10% of α, the area load D is less than 10% of α, and the area When the center of gravity B and C and the larger absolute value in the X-axis direction is 0.5 or more and less than 0.7, the bed leaving level is defined as 7.

離床レベルは離床に近い状態ほど値が大きくなるように定義する。図8に示す定義テーブルの数値は,一例を示したものであり,その内容を限定したものではない。 The bed leaving level is defined so that the value becomes larger as the bed gets closer to the bed. The numerical values in the definition table shown in FIG. 8 show an example, and the contents are not limited.

ナースコール等への外部出力のしきい値を設定するスイッチを,例えばコントロールボックス5に設けて,ベッド利用者に応じた値を設定する。 For example, a control box 5 is provided with a switch for setting a threshold value for external output to a nurse call or the like, and a value corresponding to the bed user is set.

コントロールボックス5には前述したボタンやスイッチ以外にも必要に応じて別のスイッチやボタンやLEDを設けて良い。例えばシステムが稼働中であることを示すLEDや,荷重信号の初期値を取得していることを示すLEDや,体重を取得していることを示すLEDや,外部出力を行ったことを示すLEDなどがあげられる。 In addition to the buttons and switches described above, the control box 5 may be provided with other switches, buttons, and LEDs as necessary. For example, an LED indicating that the system is in operation, an LED indicating that the initial value of the load signal has been acquired, an LED indicating that the weight has been acquired, and an LED indicating that an external output has been performed Etc.

図4のとおり,本システムにより得られる荷重信号や,領域荷重,領域重心や,離床レベルの数値や,在・不在の状態や,システムの内部状態を示すパラメータなどを蓄積する装置6を必要に応じて設ける。また表示機能7も必要に応じて設ける。 As shown in FIG. 4, a device 6 for storing the load signal obtained by this system, the area load, the area center of gravity, the numerical value of the bed leaving level, the presence / absence state, the parameters indicating the internal state of the system, etc. is required. Provide accordingly. A display function 7 is also provided as necessary.

実際の運用について次に説明する。 The actual operation will be described next.

パネルを設置したベッドに,マッレス,布団,枕,かけ布団等を設置し,荷重信号の初期値を取得する。これにより,ベッド利用者が不在時の状態を設定できる。不在を自動的に判断できる場合は自動で取得しても良い。 Place a bed with a panel on the floor, and place a bed, mattress, pillow, comforter, etc. to obtain the initial value of the load signal. Thereby, the state when the bed user is absent can be set. If the absence can be automatically determined, it may be acquired automatically.

この後,ベッド利用者がベッドに入り,安定した寝姿勢をとった状態で,ベッド利用者の体重を取得する。安定な寝姿勢を自動的に判断できる場合は自動で取得しても良い。体重を取得した後,外部出力ができる状態になる。 Thereafter, the weight of the bed user is acquired while the bed user enters the bed and takes a stable sleeping posture. If a stable sleeping posture can be automatically determined, it may be acquired automatically. After getting the weight, it is ready for external output.

これ以後システムは一定時間毎に荷重信号を取得し,4つの領域の領域荷重と領域重心を演算し,離床レベルの定義を参照して離床レベルを判断する。 Thereafter, the system acquires load signals at regular intervals, calculates the area load and area center of gravity of the four areas, and determines the bed leaving level by referring to the definition of the bed leaving level.

本システムで判断された離床レベルが,一定時間連続で外部出力のしきい値以上になったら外部出力を行う。一度外部出力を行った後は,再びベッド利用者が安定な寝姿勢になるまで外部出力をできない状態にする。これは,外部出力が行える状態が続くと,ナースコールを一度止めても,またすぐにナースコールが鳴ってしまい,いつまでもナースコールを止めることができないからである。 When the bed leaving level determined by this system exceeds the external output threshold for a certain period of time, external output is performed. Once external output is performed, external output cannot be performed until the bed user is in a stable sleeping position again. This is because if the state in which external output can be continued continues, even if the nurse call is stopped once, the nurse call sounds again and cannot be stopped indefinitely.

寝床面を2もしくは3分割にした場合も,離床レベルを新たに定義すること以外は4分割の場合と同様の方法で実現可能である。   Even when the bed surface is divided into two or three, it can be realized by the same method as in the case of dividing into four, except that the bed leaving level is newly defined.

ひずみゲージを用いた荷重計測について説明したが,ロードセルや感圧センサなどを用いても良く,得られたデータの処理方法は,ひずみゲージを用いた場合と同様の方法で実現できる。   Although load measurement using a strain gauge has been described, a load cell or a pressure sensor may be used, and the processing method of the obtained data can be realized in the same way as when using a strain gauge.

ベッド寝床面が物理的に4分割されたベッドに,荷重計測手段によって保持されるパネルを4枚取り付ける場合について図4を用いて説明する。 A case where four panels held by the load measuring means are attached to a bed whose bed bed surface is physically divided into four will be described with reference to FIG.

パネル10は,スチール製のφ25.4mmパイプで外周のフレームを作成し,Lアングルで補強したものを用いた。フレーム内部はマットレスを保持するためにスチール製メッシュを取り付けた。
パネル10の大きさは,ベッド短手方向についてはベッド本体の背上げ部の構成部材と同じ大きさに,ベッド長手方向は2cm短くした。
The panel 10 was made of a steel φ25.4 mm pipe with an outer peripheral frame and reinforced with an L angle. Inside the frame, a steel mesh was attached to hold the mattress.
The size of the panel 10 is the same as the component of the back-up part of the bed body in the bed short direction, and the bed length direction is 2 cm shorter.

パネル20,30,40についても,ベッド短手方向については各領域のベッド本体の構成部材と同じ大きさにした。ベッド長手方向については,パネル20は4cm短く,パネル30は2cm短く,パネル40は同じにした。 The panels 20, 30, and 40 were also made the same size as the constituent members of the bed body in each region in the bed short direction. In the longitudinal direction of the bed, the panel 20 was 4 cm shorter, the panel 30 was 2 cm shorter, and the panel 40 was the same.

各パネルを短くする理由は,背上げ部,足上げ部の可動により隣接するパネル同士が接触することを防止するためである。 The reason for shortening each panel is to prevent adjacent panels from coming into contact with each other due to the movement of the back raising portion and the foot raising portion.

荷重計測手段は,120Ωのひずみゲージ11a,11bを図6に示す形状の起歪材11cの中央部に表裏1枚ずつ貼り付けた構造のものを16個用意し,ベッド本体の背上げ部,固定部,足上げ部1,足上げ部2の構成部材に,パネル10,20,30,40を4角4点でボルト11dにより固定した。 Sixteen load measuring means are prepared, each having a structure in which 120 Ω strain gauges 11a and 11b are attached to the central portion of the strain-generating material 11c having the shape shown in FIG. The panels 10, 20, 30, and 40 were fixed to the constituent members of the fixing portion, the foot raising portion 1, and the foot raising portion 2 by bolts 11d at four corners and four points.

ひずみゲージは,図5のとおり接続して平衡ブリッジ1を構成した。平衡ブリッジ1に印加する電圧は1.5Vとした。固定抵抗R1は120Ω,可変抵抗R2は多回転トリマ20Ωと110Ω固定抵抗を組み合わせて120±10Ωとした。 The strain gauges were connected as shown in FIG. The voltage applied to the balanced bridge 1 was 1.5V. The fixed resistor R1 is 120Ω, and the variable resistor R2 is 120 ± 10Ω by combining a multi-rotation trimmer 20Ω and a 110Ω fixed resistor.

増幅器2の増幅率は2000倍とした。 The amplification factor of the amplifier 2 was 2000 times.

A/D変換器4−1と演算器4−2,I/Oポート4−3にはルネサス社製SH7125マイコン4を用いた。 A SH7125 microcomputer 4 manufactured by Renesas Corp. was used for the A / D converter 4-1, the arithmetic unit 4-2, and the I / O port 4-3.

SH7125はA/D変換のチャンネル数が8個である。そのためフォトリレー3を用いて,16個の荷重信号を8個づつ2回に分けてA/D変換した。 SH7125 has 8 channels for A / D conversion. Therefore, using the photo relay 3, 16 load signals were A / D-converted by dividing each of the eight load signals into eight.

測定サイクルは,10Hz,つまり寝床面全体を1秒間に10回測定するスピードで行った。 The measurement cycle was 10 Hz, that is, the speed at which the entire bed surface was measured 10 times per second.

コントロールボックス5には,荷重信号の初期値を収集するボタンと,ベッド利用者の体重を収集するボタンと,外部出力を行うしきい値となる離床レベルの設定を行うスイッチと,領域荷重の初期値の収集中であることを示すLEDと,ベッド利用者の体重を収集中であることを示すLEDと,外部出力機能が無効であることを示すLEDと,システムが稼働中であることを示すLEDとを具備した。 The control box 5 includes a button for collecting an initial value of the load signal, a button for collecting the weight of the bed user, a switch for setting a bed leaving level as a threshold for external output, and an initial value of the area load. An LED indicating that the value is being collected, an LED indicating that the bed user's weight is being collected, an LED indicating that the external output function is disabled, and an indication that the system is operating LED.

蓄積装置6と表示装置7にはパソコンを用い,マイコン4とRS−232Cインターフェイスで接続した。 A personal computer is used for the storage device 6 and the display device 7 and is connected to the microcomputer 4 via an RS-232C interface.

実施例1のシステムを用いて,離床予測の状況を説明する。 The situation of bed leaving prediction will be described using the system of the first embodiment.

外部出力を行うしきい値は7に設定した。ベッド利用者の不在時に,荷重信号の初期値を取得しゼロ調整を行った。 The threshold for external output was set to 7. When the bed user was absent, the initial value of the load signal was acquired and zero adjustment was performed.

ベッド利用者の在床時に,体重を取得した。 Body weight was obtained when the bed user was in bed.

離床レベルは図8の様に定義した。 The bed leaving level was defined as shown in FIG.

ベッド利用者が離床動作を行う際に取得したデータの一部を図9に示す。図9は上から領域重心,領域荷重,離床レベルの3つの情報を記述してある。横軸は時間の経過を示している。 FIG. 9 shows a part of data acquired when the bed user performs the bed leaving operation. FIG. 9 describes three pieces of information, that is, the area center of gravity, the area load, and the bed leaving level from the top. The horizontal axis shows the passage of time.

領域重心のグラフは,4領域でXYそれぞれ2個合計8個の演算結果があるが,AyとBxのみ示した。Ayは領域AのY軸方向(ベッド長手方向),Bxは領域BのX軸方向(ベッド短手方向)の値である。領域荷重のグラフは,4領域の総和に対する各領域荷重の割合を示しており,A,B,C,Dはそれぞれ図4で示す領域A,B,C,Dに対応している。離床レベルは,領域荷重と領域重心の値から,図8の定義に従って本システムが判断した値である。 The graph of the area centroid shows a total of 8 calculation results, 2 each for XY in 4 areas, but only Ay and Bx are shown. Ay is a value in the Y-axis direction (bed longitudinal direction) of the region A, and Bx is a value in the X-axis direction (bed short direction) of the region B. The area load graph shows the ratio of each area load to the total of the 4 areas, and A, B, C, and D correspond to the areas A, B, C, and D shown in FIG. The bed leaving level is a value determined by the system according to the definition of FIG. 8 from the values of the area load and the area centroid.

グラフを時系列に見ていくと,まず領域荷重Dが0%付近まで低下した。次に領域荷重Aが0%付近まで低下,それに伴い領域荷重B,Cが増加した。これはベッド利用者が起きあがったことを示している。 Looking at the graph in chronological order, the region load D first decreased to around 0%. Next, the area load A decreased to near 0%, and the area loads B and C increased accordingly. This indicates that the bed user has woken up.

領域荷重Aが0%付近まで低下した同じタイミングで,領域重心Ayが0付近から−1付近まで変化した。これは領域Aの重心位置が足下方向に変化したことを示している。グラフが途中で切れているが,これは領域Aの荷重が無くなったために領域重心の計算が不可能になるためである。 At the same timing when the area load A decreased to near 0%, the area gravity center Ay changed from near 0 to near -1. This indicates that the position of the center of gravity of the region A has changed in the foot direction. The graph is cut off halfway, because the area centroid cannot be calculated because the load on the area A is lost.

その後,領域重心Bxが0付近から1付近へ徐々に変化した。これはベッド降り口方向に重心が移動したことを示している。 Thereafter, the area centroid Bx gradually changed from near 0 to near 1. This indicates that the center of gravity has moved in the direction of the bed exit.

システムが判断した離床レベルは,ベッド利用者の離床動作により,徐々に大きな数字へと変化し,設定したしきい値7に達した時点で外部出力を行った。 The bed level determined by the system gradually changed to a larger number due to the bed user's bed leaving operation, and when the set threshold value 7 was reached, external output was performed.

実際の離床時間から20秒速い離床予測であった。 It was predicted to get out of bed 20 seconds faster than the actual bed leaving time.

本実施例に用いたデータは,蓄積装置6に蓄積した情報を基に作成した。 The data used in this example was created based on information stored in the storage device 6.

寝床面が3分割されたベッドを用いて実施例1と同様のシステムを構築した場合も,同様の結果を得た。   Similar results were obtained when the same system as in Example 1 was constructed using a bed whose bed surface was divided into three.

寝床面が2分割されたベッドを用いて実施例1と同様のシステムを構築した場合も,同様の結果を得た。   Similar results were obtained when the same system as in Example 1 was constructed using a bed whose bed surface was divided into two.

ベッド上に多数の荷重センサを千鳥状に設置して得られた寝姿勢の2次元表示画像Two-dimensional display image of sleeping posture obtained by installing a number of load sensors in a staggered pattern on the bed 図1と同じ時刻に足下から撮影された写真Photo taken at the same time as Fig. 1 ベッド寝床面が,4つの領域に分割されているベッドの図Figure of bed where bed surface is divided into 4 areas 離床予測システムの構成図Configuration diagram of bed leaving prediction system ひずみゲージの抵抗変化を電圧変化に変換する平衡ブリッジの図Diagram of balanced bridge that converts resistance change of strain gauge into voltage change ひずみゲージと起歪材を用いた荷重計測手段のイメージ図Image of load measuring means using strain gauge and strain generating material 領域重心の位置説明図Position explanatory diagram of the area center of gravity 離床レベルの定義テーブルBed level definition table 離床動作時に蓄積したデータのグラフGraph of data accumulated during bed removal

符号の説明Explanation of symbols

10,20,30,40 パネル
11〜14 荷重計測手段
11a,11b ひずみゲージ
11c 起歪材
11d ボルト
1 平衡ブリッジ
2 増幅器
3 フォトリレー
4 マイコン
4−1 マイコン内のA/D変換器
4−2 マイコン内の演算器
4−3 マイコン内のI/Oポート
5 コントロールボックス
6 蓄積装置
7 表示装置
10, 20, 30, 40 Panel 11-14 Load measuring means 11a, 11b Strain gauge 11c Strain generating material 11d Bolt 1 Balance bridge 2 Amplifier 3 Photo relay 4 Microcomputer 4-1 A / D converter in microcomputer 4-2 Microcomputer 4-3 I / O port in microcomputer 5 Control box 6 Storage device 7 Display device

Claims (5)

ベッド等の寝床面で,ベッド利用者の荷重を複数点で測定し,得られる荷重や重心からベッド利用者の体位を推定し離床予測を行う装置において,寝床面全体を2〜4個の領域に分割し,各分割領域に荷重信号を計測する複数の荷重計測手段により保持されるパネルを有し,得られた複数の荷重信号から各分割領域それぞれの領域荷重と各分割領域それぞれの領域重心を演算する手段と,得られた領域荷重と領域重心から離床の可能性を判断する手段と,ナースコール等への外部出力手段とを有する離床予測システム。   In a device that measures the bed user's load at multiple points on the bed surface, such as a bed, and estimates the bed user's position from the resulting load and center of gravity to predict bed leaving, the entire bed surface is divided into 2 to 4 areas. Each of the divided areas has a panel held by a plurality of load measuring means for measuring the load signal, and the area load of each divided area and the center of gravity of each divided area are obtained from the obtained plurality of load signals. A bed leaving prediction system comprising: means for calculating the above, means for judging the possibility of getting out of bed from the obtained area load and area center of gravity, and means for external output to a nurse call or the like. 荷重計測手段を各分割領域にそれぞれ4個有することを特徴とする請求項1記載の離床予測システム。   The bed leaving prediction system according to claim 1, wherein each of the divided areas has four load measuring means. 離床の可能性を数値で表現するために,離床の可能性を表現する数値(以後離床レベルと呼ぶ)と,領域荷重と,領域重心との3者の関係を予め定義していることを特徴とする請求項1から請求項2記載の離床予測システム。   In order to express the possibility of getting out of the floor numerically, the relationship between the numerical value expressing the possibility of getting out (hereinafter referred to as the level of getting out), the area load, and the area center of gravity is defined in advance. The bed leaving prediction system according to claim 1 or 2. 「ベッド利用者が離床する」と判断する離床レベルを,ナースコール等の外部出力を行うしきい値として設定する手段を有し,一定時間毎にシステムが判断する離床レベルが,設定したしきい値を越えたときに外部出力を行う請求項1から請求項3記載の離床予測システム。   There is a means to set the bed removal level at which the bed user decides to get out as a threshold for external output such as nurse call, and the threshold level set by the system at regular intervals is set. The bed leaving prediction system according to claim 1, wherein external output is performed when the value is exceeded. 得られる情報を表示する機能と蓄積する機能を有し,蓄積した情報を外部に出力する手段を有する請求項1から請求項4記載の離床予測システム。   5. The bed leaving prediction system according to claim 1, further comprising means for displaying the obtained information and a function for accumulating, and means for outputting the accumulated information to the outside.
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