JP2010167147A - Discriminating system and method for discriminating that human is separated from bed - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ベッド等の寝具から人が離床したことを識別する識別装置およびその識別方法に関するものである。 The present invention relates to an identification device for identifying that a person has left the bed such as a bed and a method for identifying the identification device.
病院や介護施設等において被看護者の世話を行う場合には、24時間に亘って被看護者の行動を把握する必要がある。特に、被看護者の最も注意すべき行動として、ベッド等の寝具からの離床を把握することが重要である。しかしながら、看護者にとっては精神的、肉体的に非常に大きな負担がかかるため、これらを軽減するために様々な介護支援装置が提案されている。例えば、介護が必要な患者等がベッドから離れたことを看護師等に速やかに通報することができるベッド通報装置が開示されている(特許文献1参照)。また、患者等の離床検出時の精度を向上し誤検出を防止するものとして、人体に誘導される商用交流電圧を検出するセンサと、センサからの出力に基づき人体の寝具に対する離床を検出する離床検出装置とを備えた、ベッド離床検出システム及び方法が開示されている(例えば、特許文献2参照)。 When caring for a patient at a hospital or a nursing facility, it is necessary to grasp the behavior of the patient for 24 hours. In particular, it is important to ascertain getting out of bed, such as a bed, as an action that should be taken most care of by a nurse. However, since a great burden is imposed on the nurse mentally and physically, various care support devices have been proposed to alleviate these. For example, a bed reporting device is disclosed that can quickly notify a nurse or the like that a patient or the like who needs care has left the bed (see Patent Document 1). In addition, a sensor that detects commercial AC voltage induced by the human body and a bed that detects the bed with respect to the human bedding based on the output from the sensor, in order to improve accuracy and prevent false detection of the patient A bed bed detection system and method including a detection device are disclosed (for example, see Patent Document 2).
特許文献1に記載されたベッド通報装置は、ベッド使用者がベッドから離れたことを検知し離床信号を出力する検知手段と、この検知手段からの離床信号を受信し外部に注意信号を表示する外部表示手段を備え、検知手段として圧力感知マット等を用い患者等がこれを踏んだことにより、ベッドから離れたと判断してこれを外部表示するものである。しかしながら、この通報装置では離床検出対象の患者以外の者(例えば、看護師や介護人)がマットを踏むことにより、誤検出が発生する場合がある。即ち、この検知手段では人と物とを識別することができないので、検知精度が不正確であり誤作動が多いという問題がある。
The bed reporting device described in
また、特許文献2に記載されたベッド離床検出システム及び方法は、商用電源の周波数の誘導を原理とし、誘電体を挟んだ上下2枚の電極で形成し、該2枚の電極に誘導される電極を信号として利用するものである。これによれば、人と物を識別することが可能であるが、誘導による商用周波数信号を利用する場合は、電位がフローティング状態であるため、人体に誘導される商用交流電圧が不安定となり、正確な離床を判断することができないという問題がある。また、この方法では、2枚の電極の一方をアース電極とする必要があるため、電気的に設置しなければならず、製品として使用する場合には設置場所が限定されるので非常に不便である。
The bed bed detection system and method described in
本発明は、前記問題を解決するためになされたものであり、商用周波数を使用せず、アース電極が不要で、しかも非常に安定した作動を得ることができる、寝具から人が離床したことを識別する識別装置およびその識別方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and does not use a commercial frequency, does not require a ground electrode, and can obtain a very stable operation. It is an object of the present invention to provide an identification device and a method for identifying the identification device.
本発明の識別装置では、人や物が、近接または接触(以下、接触等という)したときに反応するセンサと、該センサの反応に基づいて所定の信号を出力する本体部で構成されている。前記センサは、コイル形状に基づくキャパシタンス(C)成分および抵抗(R)成分を有してCR発振回路として機能するコイル状素子を有したもの、またはインダクタンス(L)成分、キャパシタンス(C)成分および抵抗(R)成分を有してLCR発振回路を有したものであり、人や物の接触等に反応してキャパシタンス(C)またはインダクタンス(L)が変化する。前記本体部は、前記センサの反応に基づいて異なった発振出力(E(v)またはF(Hz))を発振する発振回路部と、該発振回路部の発振出力を予め設定された基準値と比較する比較設定部と、該比較設定部における比較結果に基づいて所定の信号を出力する制御部と、識別装置全体に電源を供給する電源部より構成されている。 The identification device of the present invention includes a sensor that reacts when a person or an object approaches or comes into contact (hereinafter referred to as contact or the like), and a main body that outputs a predetermined signal based on the reaction of the sensor. . The sensor includes a coil-shaped element having a capacitance (C) component and a resistance (R) component based on a coil shape and functioning as a CR oscillation circuit, or an inductance (L) component, a capacitance (C) component, and It has a resistance (R) component and has an LCR oscillation circuit, and the capacitance (C) or inductance (L) changes in response to contact of a person or an object. The main body includes an oscillation circuit unit that oscillates different oscillation outputs (E (v) or F (Hz)) based on the response of the sensor, and a reference value set in advance for the oscillation output of the oscillation circuit unit. The comparison setting unit includes a comparison setting unit, a control unit that outputs a predetermined signal based on a comparison result in the comparison setting unit, and a power supply unit that supplies power to the entire identification device.
ここで、本発明の識別装置の原理を説明する。発振回路部は、CR発信回路またはLCR発信回路が用いられており、キャパシタンス(C)またはインダクタンス(L)の素子に人や物が接触等すると、CR発振回路またはLCR発振回路の発振出力(以下、発振周波数という)が変化する。これは人または物の影響でキャパシタンス(C)またはインダクタンス(L)が変化することによるものである。一般的に発振周波数Fsigは、以下の式で表される。
L:インダクタンス
C:キャパシタンス
Here, the principle of the identification device of the present invention will be described. As the oscillation circuit unit, a CR oscillation circuit or an LCR oscillation circuit is used. When a person or an object contacts the capacitance (C) or inductance (L) element, the oscillation output of the CR oscillation circuit or the LCR oscillation circuit (hereinafter referred to as an oscillation output) The oscillation frequency) changes. This is because the capacitance (C) or inductance (L) changes due to the influence of a person or an object. In general, the oscillation frequency Fsig is expressed by the following equation.
L: Inductance C: Capacitance
この発振周波数Fsigの変化はキャパシタンス(C)またはインダクタンス(L)に接触等する対象物によって異なる。例えば、素子に靴(スリッパを含む)を接触させた場合と人の足(靴下を履いた足を含む)では発振周波数Fsigが明らかに異なる。本センサはこれを利用したものである。すなわち、センサに人または物が接触等していないときは、発振周波数はF1=1,000Hzとなり、センサに人が接触等したときは、発振周波数はF2=400Hzとなり、センサに物が接触等したときは、発振周波数はF3=700Hzとなる。発振回路部の発振周波数をモニターすると、センサに接触等したのが靴か人の足かを識別することが可能となるので、人や物を識別できるセンサとなる。発振回路部の発振周波数Fsigの信号は比較部に供給される。一方、設定部では、例えば、発振周波数の帯域を3段階に分けて基準値を設定しており、これらが比較部に設定値Fref(E(v)またはF(Hz))として供給される。比較部では設定値Frefと発振周波数Fsigとを比較する。 The change in the oscillation frequency Fsig differs depending on an object that contacts the capacitance (C) or the inductance (L). For example, the oscillation frequency Fsig is clearly different between a case where shoes (including slippers) are brought into contact with the element and a human foot (including feet wearing socks). This sensor uses this. That is, when a person or an object is not in contact with the sensor, the oscillation frequency is F1 = 1,000 Hz. When a person is in contact with the sensor, the oscillation frequency is F2 = 400 Hz, and the object is in contact with the sensor. In this case, the oscillation frequency is F3 = 700 Hz. When the oscillation frequency of the oscillation circuit section is monitored, it is possible to identify whether a shoe or a person's foot is in contact with the sensor, so that the sensor can identify a person or an object. The signal of the oscillation frequency Fsig of the oscillation circuit unit is supplied to the comparison unit. On the other hand, in the setting unit, for example, the reference value is set by dividing the band of the oscillation frequency into three stages, and these are supplied to the comparison unit as the setting value Fref (E (v) or F (Hz)). The comparison unit compares the set value Fref with the oscillation frequency Fsig.
この識別装置によれば、容易に人と物を識別することができる。また、商用周波数を使用せず、アース電極が不要であるため、ベッド周辺または部屋の任意場所に容易に設置することが可能となる。また、非常に安定した作動により識別精度を向上させることができる。 According to this identification device, a person and an object can be easily identified. In addition, since a commercial frequency is not used and a ground electrode is unnecessary, it can be easily installed around the bed or in any place in the room. Further, the identification accuracy can be improved by a very stable operation.
本発明の識別装置では、センサがシート状の下面外皮と、該下面外皮上に形成された金属箔のコイル状素子と、該金属箔のコイル状素子全体を覆うように下面外皮に被せられた上面外皮で構成されている。このようにすると、前記金属箔が、コイル形状に基づくキャパシタンス(C)成分および抵抗(R)成分を有してCR発振回路として機能し、または、コイル形状に基づくインダクタンス(L)成分、キャパシタンス(C)成分および抵抗(R)成分を有してLCR発振回路として機能するので、センサに人や物が接触等すると、発振周波数の相違により人または物が接触等することを容易に識別することができる。 In the identification device of the present invention, the sensor is placed on the lower skin so as to cover the sheet-like lower skin, the coiled element of the metal foil formed on the lower skin, and the entire coiled element of the metal foil. It consists of an upper skin. In this case, the metal foil has a capacitance (C) component and a resistance (R) component based on the coil shape and functions as a CR oscillation circuit, or an inductance (L) component based on the coil shape, capacitance ( C) Since it has a component and a resistance (R) component and functions as an LCR oscillation circuit, when a person or an object comes into contact with the sensor, it is easily identified that the person or an object comes into contact due to a difference in oscillation frequency. Can do.
本発明の識別装置では、前記本体部は、人または物が接触等したときに、人と物とでは異なった発振周波数に基づいて、夫々異なったデジタル信号を出力する3口の出力端子を備えていることを特徴としている。これにより、センサに人や物が接触等すると、出力端子より出力されたデジタル信号をモニターすることにより、人がベッド等から離床したことを容易に知ることができる。 In the identification device of the present invention, the main body section includes three output terminals that output different digital signals based on oscillation frequencies different between the person and the object when the person or the object comes into contact with each other. It is characterized by having. Thereby, when a person or an object comes into contact with the sensor, it is possible to easily know that the person has left the bed or the like by monitoring the digital signal output from the output terminal.
本発明の識別装置では、前記本体部は、前記センサからの出力に基づき、所定時間以上連続して離床検出状態が続いたときに異常であると判断し、別途設けられた報知手段に対して異常を通知することを特徴としている。センサに人または靴下を履いた人が接触等した場合に、制御部から作動信号(アラーム)を出す時間を設定するものであり、例えば、時間設定を1秒に設定すると、人または靴下を履いた人が1秒以上センサに接触等すると、制御部から作動信号を出すようになっている。これによれば、何らかの事情で、瞬間的にセンサに人または靴下を履いた人が接触等した場合の作動信号を防止できるので、誤作動を少なくすることができる。 In the identification device according to the present invention, the main body unit determines that an abnormality occurs when the bed leaving detection state continues continuously for a predetermined time or more based on an output from the sensor, and provides a notification means provided separately. It is characterized by notifying abnormality. This is to set the time for issuing an operation signal (alarm) from the control unit when a person or a person wearing socks touches the sensor. For example, when the time setting is set to 1 second, the person or socks is worn. When a person touches the sensor for more than 1 second, an operation signal is output from the control unit. According to this, since the operation signal when a person or a person wearing socks instantaneously touches the sensor for some reason can be prevented, malfunctions can be reduced.
本発明の識別装置では、前記本体部は前記センサからの発振周波数を基準値と比較することで離床/在床の区別を行い、前記基準値は人についての裸足または靴下着用時に発振される発振周波数と、靴またはスリッパ着用時に発振される発振周波数とを識別できるように設定されている。これにより、センサに人や物が接触等した場合に、発振周波数の相違により人または物が接触等したことを容易に識別することができる。 In the identification device according to the present invention, the main body unit compares the oscillation frequency from the sensor with a reference value to distinguish between bed leaving / bed-in, and the reference value oscillates when a person is wearing bare feet or socks. It is set so that the frequency and the oscillation frequency oscillated when wearing shoes or slippers can be identified. Thereby, when a person or an object contacts the sensor, it can be easily identified that the person or the object has contacted due to a difference in oscillation frequency.
本発明の識別方法では、人や物が接触等したときにセンサが反応し、該センサの反応に基づいて異なった発振周波数を発振回路部が発振し、該発振回路部から発振された発振周波数を比較設定部で予め設定された基準値と比較し、該比較設定部の比較結果に基づいて異なったデジタル信号を制御部から出力することを特徴としている。
これにより、容易に人と物を識別することができる。また、商用周波数を使用せず、アース電極が不要であるため、ベッド周辺または部屋の任意場所に容易に設置することが可能となる。また、非常に安定した作動により識別精度を向上させることができる。
In the identification method of the present invention, the sensor reacts when a person or an object touches, the oscillation circuit unit oscillates different oscillation frequencies based on the response of the sensor, and the oscillation frequency oscillated from the oscillation circuit unit Is compared with a reference value preset by the comparison setting unit, and a different digital signal is output from the control unit based on the comparison result of the comparison setting unit.
Thereby, a person and an object can be easily identified. In addition, since a commercial frequency is not used and a ground electrode is not required, it can be easily installed around the bed or in any place in the room. Further, the identification accuracy can be improved by a very stable operation.
本発明によれば、被看護者の寝具からの離床の検出精度を向上させることができる。また、裸足時等とスリッパ着用時等の区別が可能となることから、看護者や外来者等がセンサを踏むことによる誤検出を防止することができる。また、ベッド等の周囲の床上や部屋の任意位置に設置することができるので便利である。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the detection accuracy of the bed removal from a nursing person's bedding can be improved. Further, since it becomes possible to distinguish between barefoot and slippers, etc., it is possible to prevent erroneous detection caused by a nurse or an outpatient stepping on a sensor. Moreover, it can be conveniently installed on the floor around the bed or at any position in the room.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る識別装置の構成を示したブロック図であり、図2は本発明のセンサを示したもので、(a)は平面図、(b)は(a)のX−X線断面図である。図3は本発明のセンサのコイル状素子を示したもので、(a)は矩形渦巻状、(b)は短冊状、(c)は円形螺旋状である。図4は本発明の発振回路を示したもので、(a)はCR発振回路、(b)はLCR発振回路である。図5は本発明の発振周波数を示したもので、(a)はセンサに何も接触等していない状態、(b)は人が接触等した状態、(c)は靴が接触等した状態を示す図である。図6は本発明のデジタル出力信号を示した図である。図7は本発明の実施例を示したブロック図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an identification device according to the present invention, FIG. 2 shows a sensor of the present invention, (a) is a plan view, and (b) is an XX of (a). It is line sectional drawing. FIG. 3 shows a coil-shaped element of the sensor of the present invention. (A) is a rectangular spiral shape, (b) is a strip shape, and (c) is a circular spiral shape. FIG. 4 shows an oscillation circuit according to the present invention, where (a) is a CR oscillation circuit and (b) is an LCR oscillation circuit. FIG. 5 shows the oscillation frequency of the present invention, where (a) is a state where nothing is in contact with the sensor, (b) is a state where a person is in contact, etc. (c) is a state where a shoe is in contact, etc. FIG. FIG. 6 is a diagram showing a digital output signal of the present invention. FIG. 7 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
図1において、識別装置1は病院や福祉施設等に設置されたベッド上で横臥する被看護者がベッドから離れたことを識別して検出するためのものであり、センサ2と本体部3から構成されている。センサ2と本体部3はケーブル4で接続されている。センサ2は人や物が接触等したときに反応して、センサ2のキャパシタンス(C)またはインダクタンス(L)が変化する。本体部3は前記センサ2の反応に基づいて異なった周波数を発振する発振回路部31と、該発振回路部31の発振周波数を予め設定された基準値と比較する比較部32および設定部33と、該比較部32からの比較結果に基づいて所定のデジタル信号を出力する制御部34と、識別装置1に電力を供給する電源部35より構成されている。なお、本発明では電源部35を電池(乾電池、充電可能蓄電池など)としているが、商用電源や二次電池等を用いることも可能である。なお、前記本体部3を前記センサ2の周縁部分に取付けることにより、ベッドの周辺や部屋の任意場所に容易に設置することが可能となる。
In FIG. 1, an
図2において、センサ2はシート状の下面外皮21と、該下面外皮21上に形成された金属箔のコイル状素子23と、該金属箔のコイル状素子23全体を覆うように下面外皮21に被せられた上面外皮22で構成されている。下面外皮21および上面外皮22は、ポリエステル、エポキシ、ポリイミド、PVC,PET等の合成樹脂シートが用いられており、下面外皮21の上面にAl、Cu−Ni合金またはNi−Cr合金等からなる金属箔のコイル状素子23を貼付、ラミネート加工または印刷により形成している。センサ2のキャパシタンス(C)またはインダクタンス(L)の変化を取り出すために、コイル状素子23の両端部(始端および終端)に夫々発振周波数の引出口25a,25bが設けられており、この引出口25a,25bに発振周波数取出ケーブル24a,24bが接続されている。
In FIG. 2, the
図3に示すように、金属箔のコイル状素子23a,23b,23cはカッター等による切断加工、プレス打抜等により形成することが可能であり、(a)は矩形渦巻状としたもの、(b)は短冊状としたもの、(c)は円形螺旋状としたものである。これにより、インダクターまたはキャパシターを任意に形成することができる。なお、コイル状素子23a,23b,23cは、この形状に限定されるものではなく、インダクターまたはキャパシターを形成することができれば、どのような形状にしてもよい。
As shown in FIG. 3, the coil-
図4(a)はCR発振回路の一例を示したものである。C1、C2はキャパシターであり、R1、R2、R3,R4は抵抗であり、AMPは増幅器である。発振回路の周波数F(Hz)はキャパシターの容量で決定される。図4(b)はLCR発振回路の一例を示したものである。C1、C2はキャパシターであり、R1、R2、R3,R4は抵抗であり、Lはインダクターであり、AMPは増幅器である。LCR発振回路は、キャパシターと抵抗は固定し、発振回路の周波数F(Hz)はインダクターの値で決定される。 FIG. 4A shows an example of a CR oscillation circuit. C1 and C2 are capacitors, R1, R2, R3 and R4 are resistors, and AMP is an amplifier. The frequency F (Hz) of the oscillation circuit is determined by the capacitance of the capacitor. FIG. 4B shows an example of the LCR oscillation circuit. C1 and C2 are capacitors, R1, R2, R3, and R4 are resistors, L is an inductor, and AMP is an amplifier. In the LCR oscillation circuit, the capacitor and the resistance are fixed, and the frequency F (Hz) of the oscillation circuit is determined by the value of the inductor.
図5および図6において、センサに何も接触等していないときの発振周波数F1を1,000Hz、人の足を接触等させたときの発振周波数F2を400Hz,靴を接触等させたときの発振周波数F3を700Hzとする。一方、図1に示す設定部33の基準値1を900〜1,100Hz,基準値2を300〜500Hz,基準値3を600〜800Hzに設定する。いま、センサ2に何も接触等していないときの発振周波数はF1=1,000Hzであり、基準値1=900〜1,100であるから、発振周波数F1は基準値1に含まれるので、制御部34の出力イに、デジタル信号1が出力される。この場合、出力ロ、出力ハは出力周波数が該当しないので、デジタル信号0である。
5 and 6, the oscillation frequency F1 when nothing is in contact with the sensor is 1,000 Hz, the oscillation frequency F2 is 400 Hz when a human foot is contacted, and the shoe is contacted. The oscillation frequency F3 is set to 700 Hz. On the other hand, the setting
また、人の足を接触等させたときの発振周波数はF2=400Hzであり、基準値2=300〜500であるから、発振周波数F2は基準値2に含まれるので、制御部34の出力ロに、デジタル信号1が出力される。この場合、出力イ、出力ハは出力周波数が該当しないので、デジタル信号0である。また、靴を接触等させたときの発振周波数はF3=700Hzであり、基準値3=600〜800であるから、発振周波数F3は基準値3に含まれるので、制御部34の出力ハに、デジタル信号1が出力される。この場合、出力イ、出力ロは出力周波数が該当しないので、デジタル信号0である。このようにして、出力イ,ロ,ハをモニターすることにより、センサ2に接触等したものが何か(人が接触等したか、物が接触等したか)を識別することができる。
In addition, since the oscillation frequency when a person's foot is brought into contact is F2 = 400 Hz and the
図7において、識別装置の本体部3に報知手段5が有線または無線で接続されている。報知手段5はナースコールシステム、チャイムまたはランプ等を用いることができる。センサ2に人の足または靴下を履いた人の足を乗せたときだけ、本体部3から出力信号が出るようにしておけば、チャイムやランプで報知することができる。また、ナースコールシステムに接続すれば、ナースコールで報知することができる。センサ2に何もないとき、靴やスリッパが接触したときは本体部3から出力信号が出ないので、報知手段5には報知されない。このようにすれば、人や靴下を履いた人を識別して報知することが可能となる。人が靴をはいていると靴のみを検出し、人がスリッパを履いているとスリッパのみ検出する。
In FIG. 7, the notification means 5 is connected to the
本発明は、主としてベッド等の寝具から人が離床したことを識別する識別装置およびその識別方法である。この機能を利用して、病院、福祉施設または介護施設などで、人と物を識別するために施設内の適宜な場所に設置して利用することができる。 The present invention mainly relates to an identification apparatus and an identification method for identifying that a person has left the bed such as a bed. By using this function, it can be installed and used in an appropriate place in the facility for identifying a person and an object in a hospital, a welfare facility or a care facility.
1 識別装置
2 センサ
3 本体部
4 ケーブル
5 報知手段
21 下面外皮
22 上面外皮
23,23a,23b,23c コイル状素子
24a,24b 取出ケーブル
25a,25b 引出口
31 発振回路部
32 比較部
33 設定部
34 制御部
35 電源部
AMP 増幅器
C1,C2 キャパシター
L インダクター
R1、R2、R3,R4 抵抗
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記センサは、コイル形状に基づくキャパシタンス(C)成分および抵抗(R)成分を有してCR発振回路として機能するコイル状素子、またはインダクタンス(L)成分、キャパシタンス(C)成分および抵抗(R)成分を有してLCR共振回路として機能するコイル状素子を有しており、
前記本体部は、前記センサの反応に基づいて異なった発振周波数を発振する発振回路部と、該発振回路部の発振周波数を予め設定された基準値と比較する比較部および設定部と、該比較部における比較結果に基づいて所定の信号を出力する制御部と、識別装置全体に電力を供給する電源部より構成されていることを特徴とする寝具から人が離床したことを識別する識別装置。 A sensor that reacts when a person or an object approaches or touches, and a main body that identifies that the person has left the bed based on the response of the sensor,
The sensor has a coil-shaped element having a capacitance (C) component and a resistance (R) component based on a coil shape and functions as a CR oscillation circuit, or an inductance (L) component, a capacitance (C) component, and a resistance (R) A coil-shaped element having a component and functioning as an LCR resonance circuit;
The main body includes an oscillation circuit unit that oscillates different oscillation frequencies based on a response of the sensor, a comparison unit and a setting unit that compare the oscillation frequency of the oscillation circuit unit with a preset reference value, and the comparison An identification device for identifying that a person has left the bed, comprising: a control unit that outputs a predetermined signal based on a comparison result in the unit; and a power supply unit that supplies power to the entire identification device.
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