JP2013179985A - マットレスおよびその制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】使用者の意思に応じた適切なタイミングで寝返りを補助することのできる、新規な構造のマットレスおよびその制御方法を提供すること。
【解決手段】使用者の身体の中心軸を検出する中心軸検出工程(S1)と、該中心軸検出工程(S1)で得られた前記使用者の身体の中心軸の変位に基づいて該使用者の寝返りの初動を検出する寝返り初動検出工程(S2)と、該寝返り初動検出工程(S2)が前記使用者の寝返りの初動を検出した場合には、セル24の流体室42の圧力を変化させることにより、前記使用者の寝返りを補助する寝返り補助工程(S4)を設けた。
【選択図】図9

Description

本発明は、介護用ベッド等に用いられるマットレスおよびその制御方法に関するものである。
従来から、介護用ベッド等における人体の支持部分には、クッション作用を有するマットレスが採用されており、使用者の身体を弾性的に支持することで寝心地の改善が図られている。
ところで、寝返りをすることが困難な使用者が、一般的なマットレスを長期に亘って連続的に使用すると、体圧(人体の荷重による圧力)の反力が身体の局所に連続して作用することから、血流の悪化等に起因する褥瘡が生じるおそれがある。そこで、褥瘡の発生を防止するために、介護者が使用者の体位を変化させて、同じ個所の血流が長時間阻害されないような介護が広く一般的に行われている。
しかし、使用者の体位を変化させる体位変換作業は、例えば2時間に1回程度の所定時間毎に行わなければならず、介護者にとって大変な重労働であり、作業性の改善が求められている。また、使用者本人が自ら寝返りをすることが可能となれば、自分で体位変換と同じ効果が得られることから、本人の自立を促すと共に、介護者の負担を軽減することが出来る。
そこで、特開平11−76318号公報(特許文献1)には、人体を支持する基体の体圧作用面(人体の支持部分)を複数の空気袋で構成して、各空気袋に空気を送入/排出することにより空気袋の内圧を調節可能としたマットレスが開示されている。このようなマットレスにおいては、各空気袋の内圧を調節して、マットレスを傾斜させることにより、使用者の体位を変化させることが出来る。
しかし、特許文献1に記載のマットレスでは、使用者の意思に関わらず、所定時間毎に強制的に体位が変化させられることから、寝心地が悪く、使用者が揺さ振られて船酔いに類似する不快感を覚える場合があった。
特開平11−76318号公報
本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、使用者の意思に応じた適切なタイミングで寝返りを補助することのできる、新規な構造のマットレスおよびその制御方法を提供することにある。
以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。
マットレスの制御方法に関する本発明の第一の態様は、使用者の身体を支持する基体の体圧作用面に複数のセルが配設されていると共に、該セルの内部に形成された流体室の圧力を調節する圧力調節手段と、該セルに加わる体圧を測定する体圧測定手段が設けられているマットレスの制御方法であって、前記体圧測定手段の測定結果に基づいて前記使用者の身体の中心軸を検出する中心軸検出工程と、前記中心軸検出工程で得られた前記使用者の身体の中心軸の変位に基づいて前記使用者の寝返りの初動を検出する寝返り初動検出工程と、前記寝返り初動検出工程が前記使用者の寝返りの初動を検出した場合には、前記圧力調節手段を用いて前記流体室の圧力を変化させることにより、前記使用者の寝返りを補助する寝返り補助工程とを、含むことを特徴とする。
本発明に従うマットレスの制御方法においては、中心軸検出工程において、マットレス上の使用者の身体の中心軸を検出すると共に、寝返り初動検出工程において、使用者の身体の中心軸の動きから寝返りの初動、即ち、使用者が寝返りしようとする意思を検出するようにした。そして、使用者の寝返りの意思が検出された場合には、寝返り補助工程において、使用者の身体を支持する複数のセルの内圧を変化させることにより、使用者が寝返りをし易い形にマットレス形状を変化させるようにした。これにより、使用者が寝返りをしようとする適切なタイミングでマットレス形状を変化させて、使用者の寝返りを容易にすることが出来る。その結果、使用者が自力で寝返りすることを可能として、介護者の負担を大幅に軽減することが出来る。また、使用者が自力で寝返りすることが困難な場合でも、マットレス形状を体位変換を容易とする形状に変化させることで介護者を支援して、介護者の負担を軽減することが出来る。
そして、本発明に従う制御方法によれば、使用者の寝返りの初動を検出した場合にマットレス形状を変化させるようにした。従って、使用者が意図しないタイミングでマットレス形状が変化して使用者の体位を強制的に変化させることが無く、良好な寝心地を提供することが出来る。
マットレスの制御方法に関する本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記寝返り補助工程は、前記使用者の身体の中心軸を支持する前記セルを含む複数の前記セルの前記流体室を一体に連通するものである。
本態様においては、使用者が寝返りをしようとした場合には、身体の中心軸を支持するセルを含む複数のセルの流体室を連通して、流体室内の流体を複数のセル間で流動可能とした。これにより、寝返り方向のセルに掛かる荷重が自然と大きくなり、寝返り方向と逆側のセルに流体が移動する。その結果、使用者の動きに追従して寝返り方向のセルの高さが低くなると共に、寝返り方向と逆側のセルの高さが高くなって、使用者の身体の移動を補助することが出来る。
そして、本態様においては、複数のセルを連通させるのみでマットレス形状を変化させることから、複数のセルの内圧を各別に調節する場合に比して、マットレス形状を速やかに変化させることが出来る。更に、マットレスの表面形状が使用者の体型に自然に沿うことから、寝返り動作中も使用者の身体が局所的に圧迫される状態を回避することが出来る。
マットレスの制御方法に関する本発明の第三の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記寝返り補助工程は、前記使用者の身体の中心軸の変位方向の前方に位置する前記セルの前記流体室内を減圧すると共に、後方に位置する前記セルの前記流体室内を加圧するものである。
本態様によれば、使用者が寝返りしようとした場合には、寝返り方向のセルの高さが低くされると共に、寝返り方向と逆側のセルの高さが高くされる。これにより、マットレス形状が寝返り方向を下にする傾斜形状とされて、使用者の身体の移動を補助することが出来る。
マットレスの制御方法に関する本発明の第四の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記寝返り補助工程は、全ての前記セルの前記流体室内を加圧して、該セルの高さ寸法を増大せしめるものである。
本態様においては、寝返り初動検出工程において、使用者の身体の中心軸の変位が検出された場合には、全てのセルが加圧されることによって、全セルが高くされると共に硬くされる。従って、介護者が使用者の体位を変化させようとして、使用者の体を少し動かした場合には、使用者がマットレスで持ち上げられて、介護者が前方に屈む量を小さくすることが出来る。また、マットレスが硬くされることから、使用者の身体の沈み込みを抑えることが出来る。これにより、介護者の体位変換作業を支援して、介護者の負担を軽減することが出来る。また、介護者が使用者の身体を少し動かした時点で自動的にマットレス形状が変化することから、介護者がマットレスを特別に操作する必要もなく、優れた作業性を得ることが出来る。
マットレスに関する本発明は、使用者の身体を支持する基体の体圧作用面に複数のセルが配設されていると共に、該セルの内部に形成された流体室の圧力を調節する圧力調節手段と、該セルに加わる体圧を測定する体圧測定手段が設けられているマットレスにおいて、前記体圧測定手段の測定結果に基づいて前記使用者の身体の中心軸を検出する中心軸検出手段と、前記中心軸検出手段で得られた前記使用者の身体の中心軸の変位に基づいて前記使用者の寝返りの初動を検出する寝返り初動検出手段と、前記寝返り初動検出手段が前記使用者の寝返りの初動を検出した場合には、前記圧力調節手段を用いて前記流体室の圧力を変化させることにより、前記使用者の寝返りを補助する寝返り補助手段とを、備えたことを特徴とする。
本発明に従う構造とされたマットレスにおいては、寝返り初動検出手段によって、使用者の寝返りの初動、即ち、寝返りの意思を検出して、寝返りの意思が検出された場合には、寝返り補助手段によって、使用者が寝返りをし易い形にマットレス形状を変化させることが出来る。これにより、使用者自身による寝返りを可能乃至は容易としたり、介護者の体位変換作業の負担を軽減することが出来る。そして、使用者が寝返りしようとした時にマットレス形状が変化されることから、使用者の欲しないタイミングで強制的に体位を変換させることもなく、良好な寝心地を提供することが出来る。
本発明に従うマットレスおよびその制御方法によれば、使用者が寝返りをしたいと欲した適切なタイミングで、マットレス形状を変化させて寝返りを補助することが出来る。これにより、従来のマットレスでは単独で寝返りすることが困難な使用者でも、自身の欲するタイミングで自力で寝返り可能として使用者の快適性を向上すると共に自立を促したり、介護者の負担を軽減することが出来る。また、介護者の手を要する場合でも、介護者の体位変換作業の負担を軽減することが出来る。そして、使用者の欲しないタイミングで強制的に体位を変換させることも無いことから、良好な寝心地を提供することが出来る。
本発明のマットレスを備えたベッドの斜視組立図。 本発明のマットレスの上面図。 図2におけるIII−III断面図。 セルの斜視図。 図4に示したセルの断面図。 本発明のマットレスのシステム構成の説明図。 体圧センサの上面図。 図7におけるVIII−VIII断面図。 本発明の制御方法を示すフローチャート。 本発明の制御方法を説明するための説明図。 中心軸検出処理を示すフローチャート。 寝返り初動検出処理を示すフローチャート。 本発明の第一の実施形態における寝返り補助処理を示すフローチャート。 本発明の第一の実施形態の作動態様を説明するための説明図。 本発明の第二の実施形態における寝返り補助処理を示すフローチャート。 本発明の第二の実施形態の作動態様を説明するための説明図。 本発明の第三の実施形態における寝返り補助処理を示すフローチャート。 本発明の第三の実施形態の作動態様を説明するための説明図。 本発明の異なる態様を説明するための説明図。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
先ず、図1に、本発明に従う構造とされたマットレス10を備えたベッド12を示す。ベッド12は、ベッド本体14における床板16の上面にマットレス10が載置された構造とされている。マットレス10は、マットレス本体18と、天部マット20を含んで構成されている。
図2および図3に、マットレス10を示す。なお、図2においては、天部マット20を透視して図示する。マットレス本体18は、箱状の筐体部22と、筐体部22に収容された複数のセル24とを備えている。なお、以下の説明において、特に断りの無い限り、縦方向とは、図2中の上下方向、横方向とは、図2中の左右方向を言い、上下方向とは、鉛直上下方向である図3中の上下方向をいうものとする。
筐体部22は、全体が弾性を有するクッション材で形成されており、枠体26の下側開口部に基体としての底部マット28が嵌め込まれていると共に、枠体26の上側開口部にクッション層としての天部マット20が嵌め込まれて形成されている。
枠体26は、全体が多孔質のウレタンフォームで形成された弾性を有する部材であって、互いに平行をなすように配置された頭部側ブロック30と脚部側ブロック32が一対の側方ブロック34,34で連結された構造とされて、上下方向で矩形枠状を呈している。なお、枠体26の形成材料は特に限定されるものではなく、発泡性材料にも限定されないが、人体への接触や背上げを行う場合の変形追従性等を考慮すると、ウレタンフォームのような弾性を有する材料で形成されていることが望ましい。
底部マット28は、枠体26に比して上下方向で薄肉とされた矩形板状の部材であって、本実施形態では多孔質のウレタンフォームによって形成されている。また、底部マット28は、上下方向視の形状が枠体26の開口部と対応している。このような底部マット28が枠体26の下側開口部に嵌め込まれることによって、枠体26の内部に収容空所36が形成されている。
収容空所36には、複数のセル24が収容配置されている。セル24は、図4および図5に示されているように、例えばウレタンフィルム等から形成されており、平面視(高さ方向視)で角部が円弧状に丸められた略矩形(角丸矩形状)を呈する袋状乃至は風船状とされている。より詳細には、セル24は、開口部を有する略きん着形状とされた上側袋状部38と下側袋状部40が、互いの開口部を相互に固着することで形成されている。
セル24の内部には、流体室42が形成されている。流体室42は、上側袋状部38の内部空間と下側袋状部40の内部空間が、それらの開口部を利用した連通部43を通じて相互に連通されることで形成されている。流体室42は外部から略密閉されており、セル24の底部に貫設された筒状のポート44を通じて外部に連通されている。そして、ポート44を通じて流体室42内に空気等の流体が給排されることにより、流体室42の内圧が調節されて、セル24が膨張および収縮されるようになっている。なお、セル24に給排される流体は、空気等の気体に限定されるものではなく、例えば、水等の液体を用いることも出来る。
セル24の高さ方向中間部分には、括れ部46が形成されている。即ち、上側袋状部38と下側袋状部40が何れも開口部に向かって次第に窄む形状とされていることにより、上側袋状部38と下側袋状部40との固着部分(開口部)に括れ部46が形成されている。これにより、セル24は、括れ部46の設けられた高さ方向中間部分において細くなっており、膨張時の縦断面において略8の字形乃至は瓢箪形を呈する2段構造とされている。
このようなセル24は、図3に示したように、底部マット28の上面に配設されており、底面が中央部分(ポート44の周囲)において底部マット28に固着されて、底部マット28に対して傾動可能に支持されている。これにより、複数のセル24が、筐体部22の収容空所36内に収容されている。
図6に概略的に示すように、セル24は、マットレス10の横方向に7つ隣接して配設されており、これら7つのセル24と、1つの子制御機48を含んで、1つのセルユニット50が構成されている。このようなセルユニット50が、マットレス10の縦方向で21組並設されることによって、筐体部22には、合計147個(7個×21組)のセル24が配設されている。以下、特定位置のセル24を示す場合には、図2中の縦方向をx軸、横方向をy軸として、セル24(x,y)と表記して示す。即ち、図2中、左上隅に位置するセル24をセル24(01,01)と表記し、右下隅に位置するセル24をセル24(21,07)と表記する。
セルユニット50には、サブ管路52と、サブ管路52から各セル24毎に分岐してセル24のポート44と接続された分岐管路54が設けられている。図示は省略するが、セル24のポート44が底部マット28を貫通して配設されており、分岐管路54がポート44に接続されている。各分岐管路54上には、セル駆動バルブ56が設けられている。セル駆動バルブ56は例えば電磁バルブであり、子制御機48と電気的に接続されて、子制御機48からの制御信号に基づいて、分岐管路54の連通と遮断を選択的に切り替えられるようになっている。なお、詳細な図示は省略するが、子制御機48は、マットレス10の側方に配設されている。そして、セル駆動バルブ56は、マットレス10の下方の例えばベッド本体14内に配設しても良いが、分岐管路54を長くすることによって、子制御機48と共に7つのセル駆動バルブ56をマットレス10の側方に集中して配設する等しても良い。
これらセルユニット50のサブ管路52は、ポンプ装置58から延出されたメイン管路60と接続されている。ポンプ装置58には例えば電磁バルブからなる給気バルブ62および排気バルブ64が設けられており、メイン管路60と接続されている。給気バルブ62はポンプ装置58に設けられたポンプ66と接続されている。一方、排気バルブ64は大気中に連通されている。更に、ポンプ装置58には圧力計68が設けられており、メイン管路60と接続されている。
また、ポンプ装置58には、親制御機70が設けられている。親制御機70は給気バルブ62および排気バルブ64、ポンプ66と電気的に接続されており、後述する制御装置74からの制御信号に基づいて、これらの作動を制御するようになっている。更にまた、親制御機70は圧力計68と電気的に接続されており、メイン管路60の内圧を測定可能とされている。更に、親制御機70は各セルユニット50の子制御機48と電気的に接続されており、各子制御機48に制御信号を送信することにより、それぞれのセルユニット50における各セル駆動バルブ56の作動を制御するようになっている。更にまた、ポンプ装置58には電源装置72が設けられている。電源装置72は各セルユニット50の子制御機48に接続されており、子制御機48およびセル駆動バルブ56の駆動電源を供給するようになっている。
このようなポンプ装置58の親制御機70は、制御装置74と電気的に接続されている。制御装置74は、CPU(Central Processing Unit)76と、ROM(Read Only Memory)78と、RAM(Random Access Memory)80と、駆動回路82と、後述する電源回路102を備えている。ROM78には後述する制御方法に基づく制御プログラム等が記憶されている。RAM80には、制御プログラムの演算値や圧力計68からの計測値等が一時的に格納される。そして、CPU76がROM78に記憶された制御プログラムに基づいて、駆動回路82を通じてポンプ装置58の親制御機70に制御信号を送信することによって、メイン管路60への空気の給排と各セル駆動バルブ56の作動が制御されるようになっている。
これにより、例えば制御装置74からの制御信号に基づいて、給気バルブ62を開放してポンプ66からメイン管路60に空気を送入すると共に、複数のセル駆動バルブ56の内の幾つかを選択的に開放して、セル24の流体室42をメイン管路60と連通することにより、メイン管路60と連通された特定のセル24の流体室42の圧力のみを高くして、セル24の高さを高くすることが出来る。また、排気バルブ64を開放してメイン管路60を大気と連通すると共に、特定のセル駆動バルブ56のみを選択的に開放してセル24の流体室42をメイン管路60と連通することにより、メイン管路60と接続された特定のセル24の流体室42の圧力のみを低くして、セル24の高さを低くすることが出来る。このように、本実施形態においては、制御装置74、ポンプ装置58、および各セルユニット50の子制御機48およびセル駆動バルブ56を含んで、セル24の流体室42の圧力を調節する圧力調節手段が構成されている。
そして、図3に示したように、収容空所36に複数のセル24を収容した枠体26の上側開口部に、天部マット20が嵌め込まれて、収容空所36内のセル24に重ね合わされている。天部マット20は、上下方向視の形状が底部マット28と略同一とされると共に、底部マット28よりも厚肉の矩形板状を呈している。天部マット20は、それぞれが多孔質のウレタンフォームで形成された第1クッション層としての表層部84と、第2クッション層としての裏層部86とを有する積層構造とされている。なお、表層部84と裏層部86は同一の材料で形成されていても良いが、弾性係数等が異なる材料で形成することで、より優れた寝心地が発揮され得る。
天部マット20において、表層部84と裏層部86の間には、体圧測定手段としての体圧センサ88が設けられている。体圧センサ88としては、歪ゲージや磁歪体を用いたロードセル等を用いることも可能であるが、本実施形態においては、体圧センサ88として、シート状の静電容量型センサが用いられている。このような静電容量型センサとしては、従来公知のものが適宜に採用可能であることから、以下、概略を説明するに留める。
図7および図8に、体圧センサ88を概略的に示す。なお、図7においては、後述する誘電層90および表側基材92を透視して図示すると共に、後述する検出部100を黒塗りで示す。
体圧センサ88は、誘電層90と、第一電極膜としての表側電極01X〜48Xと、第二電極膜としての裏側電極01Y〜16Yと、表側配線01x〜48xと、裏側配線01y〜16yと、表側基材92と、裏側基材94と、表側配線用コネクタ96と、裏側配線用コネクタ98と、制御装置74と、を備えている。なお、表側配線01x〜48x、裏側配線01y〜16y、表側配線用コネクタ96および裏側配線用コネクタ98は、何れも体圧センサ88内に配設されるものであるが、図7においては、視認を容易とするために、体圧センサ88の外に概略的に示している。
誘電層90は、エラストマーとしてのウレタン発泡体製であって、四角形板状のシート状を呈し、弾性変形可能とされている。誘電層90は、枠体26の上側開口部と略等しい大きさとされている。
表側基材92は、ゴム製であって、四角形板状を呈している。表側基材92は、誘電層90の上方(表側)に積層されている。裏側基材94は、ゴム製であって、四角板形状を呈している。裏側基材94は、誘電層90の下方(裏側)に積層されている。
図8に示すように、表側基材92の外縁と裏側基材94の外縁とは接合されており、表側基材92と裏側基材94が、袋状に貼り合わされている。誘電層90は、当該袋内に収容されている。誘電層90の上面四隅は、表側基材92の下面四隅に、スポット的に接着されている。また、誘電層90の下面四隅は、裏側基材94の上面四隅に、スポット的に接着されている。このように、誘電層90は、表側基材92および裏側基材94に、使用時にシワがよらないように、位置決めされている。ただし、誘電層90は、四隅が接着された状態で、表側基材92および裏側基材94に対して、水平方向(前後左右方向)に弾性変形可能である。
表側電極01X〜48Xは、誘電層90の上面に、合計48本配置されている。表側電極01X〜48Xは、各々、アクリルゴムと、導電性カーボンブラックと、を含んで形成されている。表側電極01X〜48Xは、各々、帯状を呈しており、柔軟に伸縮可能に形成されている。表側電極01X〜48Xは、各々、横方向(図7中、左右方向)に延在している。表側電極01X〜48Xは、縦方向(図7中、上下方向)に所定間隔を隔てて離間して、互いに略平行になるように配置されている。
表側配線01x〜48xは、誘電層90の上面に、合計48本配置されている。表側配線01x〜48xは、各々、アクリルゴムと、銀粉と、を含んで形成されている。表側配線01x〜48xは、各々、線状を呈している。表側配線用コネクタ96は、表側基材92および裏側基材94の隅部に配置されている。表側配線01x〜48xは、各々、表側電極01X〜48Xの端部と表側配線用コネクタ96と、を接続している。
裏側電極01Y〜16Yは、誘電層90の下面に、合計16本配置されている。裏側電極01Y〜16Yは、各々、アクリルゴムと、導電性カーボンブラックと、を含んで形成されている。裏側電極01Y〜16Yは、各々、帯状を呈しており、柔軟に伸縮可能に形成されている。裏側電極01Y〜16Yは、各々、縦方向(図7中、上下方向)に延在している。裏側電極01Y〜16Yは、横方向(図7中、左右方向)に所定間隔を隔てて離間して、互いに略平行になるように配置されている。このように、表側電極01X〜48Xと裏側電極01Y〜16Yとは、上方または下方から見て、互いに直交する格子状に配置されている。
裏側配線01y〜16yは、誘電層90の下面に、合計16本配置されている。裏側配線01y〜16yは、各々、アクリルゴムと、銀粉と、を含んで形成されている。裏側配線01y〜16yは、各々、線状を呈している。裏側配線用コネクタ98は、表側基材92および裏側基材94の隅部に配置されている。裏側配線01y〜16yは、各々、裏側電極01Y〜16Yの端部と裏側配線用コネクタ98と、を接続している。
検出部100は、図7に黒塗りの四角で示すように、表側電極01X〜48Xと、裏側電極01Y〜16Yと、が上下方向に交差する部分(重複する部分)に配置されて、誘電層90の略全面に亘って、縦横に略均等に配置されている。検出部100は、各々、表側電極01X〜48Xの一部と、裏側電極01Y〜16Yの一部と、誘電層90の一部と、を備えている。検出部100は、合計768個(=16個×48個)配置されている。このように、本実施形態においては、検出部100は、セル24(01,01)〜(21,07)(合計147個)よりも多数設けられている。以下、特定位置の検出部100を示す場合には、表側電極01X〜48Xをx座標値、裏側電極01Y〜16Yをy座標値として用いて、検出部100(x、y)として表記する。例えば、表側電極01Xと裏側電極01Yの交差部分に配置されている、図7中左上隅に位置する検出部100を検出部100(01,01)と表記し、表側電極48Xと裏側電極16Yの交差部分に配置されている、図7中右下隅に位置する検出部100を検出部100(48,16)と表記する。
図7に示すように、制御装置74は、表側配線用コネクタ96、裏側配線用コネクタ98と、電気的に接続されている。制御装置74には、電源回路102が設けられている。電源回路102は、検出部100に、周期的な矩形波電圧を走査的に順番に印加する。ROM78には、予め、検出部100に構成されたコンデンサの静電容量と体圧(荷重)との対応を示すマップが格納されている。一方、RAM80には、表側配線用コネクタ96、裏側配線用コネクタ98から入力される検出部100の静電容量が一時的に格納される。そして、CPU76が、RAM80に格納された検出部100の静電容量から、ROM78に記憶されたマップに基づいて、検出部100に作用している体圧を検出するようになっている。
図3に示したように、このような体圧センサ88を備えた天部マット20が、枠体26の上側開口部に嵌め込まれて、枠体26の収容空所36内に収容された複数のセル24に重ね合わされる。これにより、体圧センサ88が複数のセル24を介して底部マット28に沿って広げられると共に、図2に示したように、体圧センサ88の各検出部100が、それぞれ、各セル24に重ね合わされる。その結果、各セル24に加わる体圧を体圧センサ88で検出することが可能とされている。なお、検出部100がセル24よりも多数設けられていることから、各セル24上には、複数の検出部100が重ね合わされている。
このような構造とされたマットレス10は、図1に示したように、ベッド本体14の床板16上に重ね合わされている。そして、マットレス10上に使用者が横たわると、天部マット20と複数のセル24と底部マット28に使用者の体圧が作用して、使用者の身体がベッド本体14の床板16で支持されるようになっている。そして、使用者に作用する重力に基づいた体荷重(体圧)が、下方に向かって作用することにより、天部マット20、セル24、底部マット28、床板16の各上面が、それぞれ体圧作用面とされる。
次に、マットレス10におけるセル24の内圧を調節する、マットレスの制御方法に関する本発明の第一の実施形態について説明する。図9に、制御装置74のCPU76の処理内容を示す。本制御処理は、例えば1.0秒程度の所定間隔毎に繰り返して実行され、CPU76は、S1において、使用者の身体の中心軸を検出する中心軸検出工程としての中心軸検出処理を実行した後に、S2において、使用者の寝返りの初動を検出する、寝返り初動検出工程としての寝返り初動検出処理を実行する。そして、S3において、寝返り初動検出処理(S2)で寝返りの初動が検出された場合(S3=Yes)には、S4において、マットレス10の形状を変化させる寝返り補助工程としての寝返り補助処理を行うようになっている。
図10を用いて、中心軸検出処理(S1)と寝返り初動検出処理(S2)の処理内容を概略的に説明する。先ず、マットレス10として、検出部100(01,01)〜100(48,16)に対応する、x軸が1〜48、y軸が1〜16(原点は(x=1,y=1))の座標平面を設定する。そして、図11(a)に示すように、中心軸検出処理(S1)において、各x列(01x〜48x)上におけるy方向(01y〜16y)の荷重分布から、下式に基づいて各x列上での重心位置:G(x)を算出し、各x列上での重心位置:G(x)を結ぶ線を身体の中心軸:Oとする。なお、下式中、Sr(x,y)は、座標(x,y)に対応する検出部100(例えば、(1,1)の場合、検出部100(01,01))の検出値である。このような中心軸検出処理(S1)を、所定間隔毎に実施する。
Figure 2013179985
次に、寝返り初動検出処理(S2)において、図10(b)に示すように、各x列について、前回の中心軸検出処理(S1)で得られた重心位置:G(x)’(y座標値)に対する、今回の中心軸検出処理(S1)で得られた重心位置:G(x)(y座標値)の移動量:G(x)’−G(x)を算出して、各x列の重心移動量:G(x)’−G(x)の平均:Ga を算出する。図から明らかなように、各x列上で、重心位置:G(x)が使用者の右側(図10中、下側)に変位した場合、重心移動量:G(x)’−G(x)は正の値となる。一方、重心位置:G(x)が使用者の左側(図10中、上側)に変位した場合、重心移動量:G(x)’−G(x)は負の値となる。従って、各x列の重心移動量:G(x)’−G(x)の平均:Ga が正となる場合には、身体の中心軸:Oは全体として使用者の右側に変位しており、右方向への寝返りの初動であると判定し、重心移動量の平均:Ga が負となる場合には、身体の中心軸:Oは全体として使用者の左側に変位しており、左方向への寝返りの初動であると判定して、以降の寝返り補助処理(S4)を実施するものである。
このような制御を実現するために、制御装置74のROM78には、表1に示す、検出部−セル対応テーブルが記憶されている。検出部−セル対応テーブルには、各検出部100(01,01)〜100(48,16)と、これが重ね合わされているセル24(01,01)〜24(21,07)との対応が記憶されている。
Figure 2013179985
また、制御装置74のRAM80には、表2に示す、重心位置記憶領域が設けられている。重心位置記憶領域には、各x列(01x〜48x)のそれぞれについて、前回の中心軸検出処理(S1)で設定および算出された検出フラグおよび重心位置:G(x)と、今回の中心軸検出処理(S1)で設定および算出された検出フラグおよび重心位置:G(x)’が記憶されるようになっている。検出フラグは、例えば使用者の身体がx列上に存しない場合があることから、重心位置:G(x)が検出されたか否かを示すフラグであり、検出フラグがONの場合には重心位置:G(x)が検出されたことを示し、検出フラグがOFFの場合には重心位置:G(x)が検出されていないことを示す。
Figure 2013179985
図11に、CPU76が行う中心軸検出処理(S1)の処理内容を示す。先ず、前処理として、CPU76は、S11において、全てのx列について、重心位置記憶領域(表2参照)の今回分に検出フラグと重心位置:G(x)が記憶されている場合には、今回分に記憶されている検出フラグと重心位置:G(x)の値を、前回分の検出フラグと重心位置:G(x)’として記憶し直す。
次に、CPU76は、S12において、各x列(01x〜48x)毎に、01xから順にS13以降の処理を繰り返す。CPU76は、S13において、当該x列に位置する全ての検出部100(x,01)〜100(x,16)(xは当該x列の番号、01〜48。以下同じ。)から各検出部100(x,01)〜100(x,16)に及ぼされている荷重を取得する。次に、CPU76は、S14において、得られた検出値の中から、人体を支持している場合に及ぼされると想定される程度の閾値:mth以上の荷重が検出されているか否かを判定する。閾値:mth以上の荷重が検出された場合(S14=Yes)には、S15において、当該x列の検出フラグ(表2参照)をONにして、重心位置記憶領域の今回分に記憶すると共に、S16において、各検出部100(x,01)〜100(x,16)の検出結果と前記数1に基づいて、当該x列上における重心位置:G(x)を算出して、重心位置記憶領域の今回分に記憶した後に、S18以降の処理を実施する。
一方、S14において、得られた検出値の中に閾値:mth以上の荷重が検出されなかった場合(S14=No)には、当該x列上には人体が存しないか、頸部等のようにマットレス10から浮いており重心位置:G(x)を算出不能であるものとして、S17において、検出フラグをOFFにしてRAM80の重心位置記憶領域の今回分に記憶した後に、S18以降の処理を実施する。
そして、CPU76は、S18において、01x〜48xの全てのx列について上記処理を完了していない場合(S18=No)には、次のx列についてS13以降の処理を繰り返す。一方、全てのx列について上記処理が完了した場合には、中心軸検出処理(S1)を終了する。
これにより、01x〜48xの全てのx列上における使用者の身体の重心位置:G(x)が求められ、これら各x列上における重心位置:G(x)を結ぶ線が、使用者の身体の中心軸:O(図10参照)とされる。このように、本実施形態においては、体圧センサ88、制御装置74、S1を含んで中心軸検出手段が構成されている。
中心軸検出処理(S1)の完了後、CPU76は、寝返り初動検出処理(S2)を実施する。図12に、寝返り初動検出処理(S2)の処理内容を示す。先ず、CPU76は、S21において、RAM80に記憶された重心位置記憶領域(表2参照)から、前回と今回の検出フラグが何れもONであるx列について、前回の重心位置:G(x)’に対する今回の重心位置:G(x)の移動量:G(x)’−G(x)を算出し、各列の重心移動量:G(x)’−G(x)の平均:Ga を算出する。従って、重心移動量:G(x)’−G(x)は、前回に実施した中心軸検出処理(S1)と、今回実施した中心軸検出処理(S1)との両方で重心位置:G(x)’、G(x)が得られたもののみを対象として算出する。そして、前回に実施した中心軸検出処理(S1)と、今回実施した中心軸検出処理(S1)との両方で重心位置:G(x)’、G(x)が得られたx列の数は寝返り初動検出処理(S2)の実行時毎に異なる場合があることから、各列の重心移動量:G(x)’−G(x)の総和を、重心位置:G(x)’、G(x)が得られたx列の数で除算して重心移動量の平均:Ga を算出している。
次に、CPU76は、S22において、得られた重心移動量の平均:Ga が予め設定された所定値:a(但し、a<0)よりも小さい場合(S22=Yes)には、S23において、右方への寝返りと判定して、判定結果をRAM80に記憶する。一方、S22において、得られた重心移動量の平均:Ga が予め設定された所定値:aよりも大きい場合(S22=No)には、S24において、重心移動量の平均:Ga が予め設定された所定値:b(但し、b>0)よりも大きいか否かを判定する。重心移動量の平均:Ga が所定値:bよりも大きい場合(S24=Yes)には、S25において、左方への寝返りと判定して、判定結果をRAM80に記憶する。重心移動量の平均:Ga が所定値:bよりも小さい場合(S24=No)には、S26において、寝返りの初動無しと判定して、判定結果をRAM80に記憶する。なお、所定値:a,bをそれぞれ0として、重心移動量の平均:Ga <0の場合は右方への寝返り、平均:Ga >0の場合は左方への寝返りと判定することも可能であるが、使用者の微小な変位で寝返りと判定することを避けるために、所定値:a,bを適当に離れた値に設定することによって、a<Ga <bの場合には寝返り無しと判定することが好ましい。このように、本実施形態においては、制御装置74、S2を含んで寝返り初動検出手段が構成されている。
図9に示したように、寝返り初動検出処理(S2)の完了後、CPU76は、S3において、寝返り初動検出処理(S2)の判定結果が右方への寝返り又は左方への寝返りと判定された場合(S3=Yes)には、寝返り補助処理(S4)を実施する。一方、寝返り初動検出処理(S2)の判定結果が寝返り無しと判定された場合(S3=No)には、処理を終了する。
図13に、寝返り補助処理(S4)の処理内容を示す。CPU76は、S31において、RAM80に記憶された重心位置記憶領域(表2参照)の内容に基づいて、前回の検出フラグと今回の検出フラグが何れもONであるx列毎に、S32以降の処理を繰り返す。なお、本実施形態では、前回の検出フラグと今回の検出フラグが何れもONであるx列のうち、列の番号が若い、即ち、使用者の頭部側に位置するx列から順次処理を行うようになっている。
CPU76は、S32において、セル24(01,01)〜24(21,07)のうち、当該x列の重心位置:G(x)が存するセルを検索する。具体的には、重心位置記憶領域(表2参照)から、当該x列の今回のG(x)(y座標値)を取得して、該G(x)に基づいて整数のy座標値:yi を取得する。整数のy座標値:yi は、G(x)の小数点以下を四捨五入しても良いし、小数点以下を切り捨てても良い。これにより、当該x列の番号と、整数のy座標値:yi から、重心位置:G(x)に近接する検出部(x,yi )を取得する。そして、ROM78に記憶された検出部−セル対応テーブル(表1参照)に基づいて、得られた検出部(x,yi )が位置するセル24(xg ,yg )を検索することにより、重心位置:G(x)の存するセル24(xg ,yg )が決定される。
次に、CPU76は、S33において、重心位置:G(x)の存するセル24(xg ,yg )と、該セル24(xg ,yg )と横方向で隣接する左右両側2つのセル24(xg ,yg +1)、セル24(xg ,yg +2)、セル24(xg ,yg −1)、セル24(xg ,yg −2)の計5つのセル24のセル駆動バルブ56を開放して、これら計5つのセル24の流体室42をサブ管路52を通じて相互に連通する。
S33によって、図14に概略的に示すように、重心位置:G(x)が存するセル24と、左右両側2つのセル24の間で、これら5つのセル24の流体室42が一体に連通されて、空気が自由に流動可能とされる。これにより、例えば使用者が右側(図14中、右側)に寝返りしようとした場合には、重心位置:G(x)の存するセル24(xg ,yg )の右側に隣接する2つのセル24(xg ,yg −1)、セル24(xg ,yg −2)に掛かる荷重が大きくなって流体室42内の圧力が高くなることにより、これら右側の2つのセル24(xg ,yg −1)、セル24(xg ,yg −2)内の空気が、セル24(xg ,yg )の左側に隣接する2つのセル24(xg ,yg +1)、セル24(xg ,yg +2)に移動する。その結果、使用者の動きに追従して右側のセル24(xg ,yg −1)、セル24(xg ,yg −2)は高さが低くなると共に、左側のセル24(xg ,yg +1)、セル24(xg ,yg +2)は高さが高くなって、使用者の寝返りを補助することが出来る。このように、本実施形態においては、制御装置74、S4を含んで、寝返り補助手段が構成されている。
次に、CPU76は、図13に示したS34において、例えば10秒等の所定時間が経過するまで(S34=No)セル24の連通を維持して、所定時間が経過した場合(S34=Yes)には、S35において、連通していたセル24(xg ,yg )、セル24(xg ,yg +1)、セル24(xg ,yg +2)、セル24(xg ,yg −1)、セル24(xg ,yg −2)のセル駆動バルブ56を閉鎖して、これらセル24の相互の連通を遮断する。なお、連通を遮断した後に、ポンプ66、給気バルブ62、排気バルブ64等を用いてこれらセル24の内圧を各別に調節して、マットレス10の表面形状を平坦に戻す等しても良い。
次に、CPU76は、S36において、全てのx列について上記処理を完了していない場合(S36=No)には、前回と今回の検出フラグが何れもONのx列のうち、次のx列についてS32以降の処理を繰り返す。なお、次のx列の検出部100が、先に連通したセル24と同じセル24上に存するものである場合には、縦方向で次列のセル24に存するx列になるまで処理をスキップしても良い。そして、前回と今回の検出フラグが何れもONの全てのx列について上記処理が完了した場合(S36=Yes)には、寝返り補助処理(S4)を終了する。
本実施形態に従う構造とされたマットレス10およびその制御方法によれば、図9に示したように、寝返り初動検出処理(S2)において使用者の寝返りの初動を検出した場合に、寝返り補助処理(S4)を実施して、セル24の内圧を調節して使用者が寝返りし易いようにした。これにより、使用者が寝返りしようとする適切なタイミングでマットレス10の形状を変化させて寝返りを補助することが出来、従来のマットレスでは単独で寝返りが困難な使用者でも、単独での寝返りを可能としたり、介護者の手を要する場合でも、介護者の体位変換作業の負担を軽減することが出来る。そして、使用者が寝返りしようとする時にマットレス形状を変化させることから、使用者が望まないタイミングで強制的に体位を変換させることも無く、良好な寝心地を提供することが出来る。
特に、寝返り初動検出処理(S2)は、中心軸検出処理(S1)で得られた使用者の身体の中心軸:O(図10参照)の動きに基づいて、寝返りの初動を検出するようになっている。そして、中心軸検出処理(S1)は、マットレス10の略全面に分布して配設されている検出部100の検出結果を用いて、使用者の頭部から脚部にかけて身体の中心軸:Oを検出することから、使用者の身体の移動をより正確に検出することが出来る。
また、本実施形態における寝返り補助処理(S4)は、横方向での使用者の身体の重心位置:G(x)が存するセル24と、これに左右方向で隣接するセル24を相互に連通することで、使用者の寝返りを補助するようにされている。これにより、セル24の内圧制御を速やかに行うことが出来て、マットレス形状を速やかに変化させることが出来る。更に、マットレス10の表面形状が使用者の体型に自然に沿うことから、寝返り中に使用者の身体が局所的に圧迫されるおそれを軽減することも出来る。
なお、本実施形態においては、セル24は横方向に連通されて、かかる横方向の連通が使用者の頭部側から順に行われるようになっていたが、セル24を連通する方向や、連通させる列の順序はこれに限定されることは無い。例えば、セル24の横方向の連通を、使用者の脚部側から順に行なうようにしても良いし、或いは、縦方向の列(x列)毎に荷重の最大値をRAM80に記憶しておいて、荷重の大きい、即ち、局所的な圧迫が大きいと予想される列から連通を行なう等しても良い。また、セル24を縦方向に連通させても良いし、セル24を縦方向と横方向で連通させて、所定領域に亘って連通させる等しても良い。
次に、本発明の第二の実施形態としてのマットレスおよびその制御方法について説明する。なお、第二の実施形態および後述する第三の実施形態は、前記第一の実施形態における寝返り補助処理(S3)(図9参照)の処理内容が異なるのみであり、マットレスの構造および中心軸検出処理(S1)や寝返り初動検出処理(S2)は同一のものであることから、前記第一の実施形態と同一のものについては同一の符号を用いて説明する。
図15に、本実施形態の寝返り補助処理(S4)を示す。先ず、CPU76は、S41において、RAM80に記憶された重心位置記憶領域(表2参照)の内容に基づいて、前回の検出フラグと今回の検出フラグが何れもONであるx列毎に、S42以降の処理を繰り返す。なお、本実施形態では、前回の検出フラグと今回の検出フラグが何れもONであるx列のうち、列の番号が若い、即ち、使用者の頭部側に位置するx列から順次処理を行うようになっている。
CPU76は、S42において、当該x列の重心位置:G(x)が存するセル24(xg ,yg )を検索する。本処理は、前記第一の実施形態における寝返り補助処理のS32(図13参照)と同一であることから、その説明を省略する。
続いて、CPU76は、S43において、RAM80の記憶内容を参照して、寝返り初動検出処理(S2)(図9、図12参照)の判定結果が右方への寝返りであるか否かを判定し、右方への寝返りであった場合(S43=Yes)には、図16に概略的に示すように、S44において、重心位置:G(x)の存するセル24(xg ,yg )の右側に隣接する2つのセル24(xg ,yg −1)、セル24(xg ,yg −2)のセル駆動バルブ56を開放すると共に排気バルブ64を開放して、これらの内圧を所定量だけ減圧する。次に、S45において、重心位置:G(x)の存するセル24(xg ,yg )の左側に隣接する2つのセル24(xg ,yg +1)、セル24(xg ,yg +2)のセル駆動バルブ56を開放すると共に給気バルブ62とポンプ66を駆動して、これらの内圧を所定量だけ加圧する。これにより、マットレス10が、左から右に行くに連れて下方に傾斜する形状に変形される。なお、これらセル24の減圧量および加圧量は、予め設定した一定量でも良いし、使用者の体型や体重、セル24の高さ等を考慮して動的に決定しても良い。好適には、重心位置:G(x)の存するセル24(xg ,yg )から遠位となるセル24(xg ,yg −2)の高さが、セル24(xg ,yg −1)の高さよりも低くなるように減圧されると共に、同様に、セル24(xg ,yg +2)の高さが、セル24(xg ,yg +1)よりも高くなるように加圧される。
一方、S43において、右方への寝返りで無い場合(S43=No)には、左方への寝返りであるとして、前記S44,S45の左右を逆転した略同様の操作によって、重心位置:G(x)の存するセル24(xg ,yg )の左側に隣接する2つのセル24(xg ,yg +1)、セル24(xg ,yg +2)を減圧すると共に、重心位置:G(x)の存するセル24(xg ,yg )の右側に隣接する2つのセル24(xg ,yg −1)、セル24(xg ,yg −2)を加圧する。これにより、マットレス10が、右から左に行くに連れて下方に傾斜する形状に変形される。
そして、CPU76は、S48において、全てのx列について上記処理を完了していない場合(S48=No)には、前回と今回の検出フラグが何れもONのx列のうち、次のx列についてS42以降の処理を実施する。なお、次のx列の検出部100が、先に内圧を調節したセル24と同じセル24上に存するものである場合には、縦方向で次列のセル24に存するx列になるまで処理をスキップしても良い。そして、前回と今回の検出フラグが何れもONの全てのx列について上記処理が完了した場合(S48=Yes)には、寝返り補助処理(S4)を終了する。なお、S48の終了後に、各セル24のセル駆動バルブ56とポンプ66、給気バルブ62、排気バルブ64等を用いてこれらセル24の内圧を各別に調節して、マットレス10の表面形状を平坦に戻す等しても良い。
本実施形態に従う制御方法によれば、図16に示したように、使用者が右方に寝返りしようとした場合には、重心位置:G(x)の存するセル24(xg ,yg )の右側に隣接する2つのセル24(xg ,yg −1)、セル24(xg ,yg −2)が減圧されて低くされると共に、左側に隣接する2つのセル24(xg ,yg +1)、セル24(xg ,yg +2)が加圧されて高くされる。これにより、マットレス10の表面が、左から右に行くにつれて下方に傾斜する形に変形される。その結果、使用者の右方への寝返りを補助することが出来る。また、図示は省略するが、使用者が左方に寝返りしようとした場合には、同様に、左側のセル24が低く、右側のセル24が高くされることにより、マットレス10の表面が右から左に行くに連れて下方に傾斜する形に変形されて、使用者の左方への寝返りを補助することが出来る。このように、本実施形態においては、制御装置74、S4を含んで、寝返り補助手段が構成されている。
そして、本実施形態によれば、各セル24の内圧を個別に調節することによって、傾斜形状を安定的に形成することが出来る。また、使用者の体型等を考慮してセル24の加圧量や減圧量を設定して、使用者に応じた傾斜を形成するようにすれば、寝返りをより効果的に補助することも出来る。
なお、本実施形態においては、セル24の内圧調節が、使用者の頭部側から縦方向で列毎に行われるようになっていたが、例えば使用者の脚部側や、荷重の大きい列から行う等しても良い。また、セル24の内圧調節は、必ずしも縦方向の列毎に行われる必要は無く、縦方向の複数列のセル24の内圧調整を同時に行う等しても良い。
次に、図17に、本発明の第三の実施形態としてのマットレスおよびその制御方法において、寝返り補助手段および寝返り補助工程を構成する寝返り補助処理(S4)を示す。本実施形態の寝返り補助処理(S4)は、S51において、マットレス10に設けられた全てのセル24(01,01)〜セル24(21,07)のセル駆動バルブ56を開放すると共に、給気バルブ62およびポンプ66を駆動して、これら全てのセル24(01,01)〜セル24(21,07)を加圧するものである。なお、セル24の加圧量は、予め設定された一定量でも良いし、圧力計68を用いて各セル24の内圧を考慮して、使用者の体型や姿勢、制御時におけるマットレス形状等を考慮して動的に決定しても良い。好適には、使用者を支持した状態で、マットレス10の表面形状が平坦面となるように各セル24の内圧が調節される。なお、全セル24(01,01)〜セル24(21,07)の加圧状態は、例えば所定時間が経過することで終了したり、制御装置74にスイッチを設けて、外部からのスイッチ操作で終了する等しても良い。
本実施形態においては、寝返り初動検出処理(S2)(図9、図12参照)において、使用者の身体の中心軸:Oの変位が検出された場合には、図18に概略的に示すように、全てのセル24が加圧されて硬くされると共に、高さ寸法(図18中、上下方向寸法)が大きくされる。従って、例えば介護者が使用者の体位を変換させるに際して、使用者の身体を僅かに動かした時点で、セル24の高さ寸法が大きくされて使用者が上方に持ち上げられる。これにより、介護者が前方に屈む量を小さくすることが出来る。そして、マットレス10が硬くされることから、使用者のマットレス10への沈み込みを防いで、使用者の身体の向きを容易に変換することが出来る。その結果、介護者の体位変換作業の負担を軽減することが出来る。
以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、本発明はその具体的な記載によって限定されない。例えば、セルの具体的形状はあくまでも例示であって、各種の形状が適宜に採用可能である。従って、セルとしては、前記実施形態の如き2段形状ではなく、単一の袋状体のもの等も採用可能である。
また、前記実施形態においては、21個全てのセルユニット50が、ポンプ装置58に設けられた1つの給気バルブ62やポンプ66、排気バルブ64を共通して用いるようにされていたが、例えば、各セルユニット50毎に給気バルブやポンプ、排気バルブを設けて、各セルユニット50間で同時に作動させても良い。更に、各セル24に設けられたセル駆動バルブ56に代えて、各セル24毎に給気バルブやポンプ、排気バルブを設ける等しても良い。
さらに、体圧センサ88に設けられる検出部100の数をセル24と同数として、各セル24に一つずつ検出部100を設ける等しても良い。
また、本発明に従う制御方法は、好適には、マットレス形状を使用者の体表面に沿う形状に変化させて褥瘡の発生を防止する体圧分散制御等の、他の制御方法と組み合わせて用いられる。例えば、使用者の体位が変化していない間は体圧分散制御を行ない、使用者が寝返りをしようとした場合に、本発明に従う寝返り補助制御を行なうようにする等しても良い。
そして、そのような場合には、本発明における中心軸検出処理(S1)(図9、図11参照)で検出される使用者の身体の中心軸:Oから使用者の姿勢を推測して、使用者の姿勢に応じた体圧分散制御や寝返り補助制御を行なうことも出来る。即ち、図19に概略的に示すように、一般に、使用者の身体の中心軸:Oは、図19(a)に示す仰臥位の場合に比して、図19(b)に示す側臥位の場合の方が曲がり度合:dθが大きくなる。そこで、使用者の身体の中心軸:Oの曲がり度合から使用者が仰臥位であるか側臥位であるかを判定して、使用者の姿勢に応じた制御を行うことが出来る。
例えば、体圧分散制御において、体圧が大きく作用しているセルの高さを下げる制御を行なう場合に、図19(b)に示す側臥位の場合には、体圧が大きく作用する腰部Aのセルのみを低くしたとしても、身体がマットレスに落ち込むのみとなる可能性があることから、側臥位の場合には身体全体の合成重心位置(身体内にあるとは限らない)を考慮して、仰臥位の場合とは異なる制御方法を採用する等することが出来る。また、本発明に従う寝返り補助制御において、体位変換は仰臥位と側臥位を交互に繰り返して行われることに着目して、大きな労力を要する仰臥位から側臥位への体位変換の場合にはマットレス形状を変化させて使用者の寝返りを補助する一方、比較的労力の小さい側臥位から仰臥位への体位変換の場合にはマットレスを変形させなかったり、変形量を小さくする等しても良い。
10:マットレス、24:セル、28:底部マット(体圧作用面)、42:流体室、56:セル駆動バルブ(圧力調節手段)、58:ポンプ装置(圧力調節手段)、74:制御装置、88:体圧センサ(体圧測定手段)、100:検出部

Claims (5)

  1. 使用者の身体を支持する基体の体圧作用面に複数のセルが配設されていると共に、該セルの内部に形成された流体室の圧力を調節する圧力調節手段と、該セルに加わる体圧を測定する体圧測定手段が設けられているマットレスの制御方法であって、
    前記体圧測定手段の測定結果に基づいて前記使用者の身体の中心軸を検出する中心軸検出工程と、
    前記中心軸検出工程で得られた前記使用者の身体の中心軸の変位に基づいて前記使用者の寝返りの初動を検出する寝返り初動検出工程と、
    前記寝返り初動検出工程が前記使用者の寝返りの初動を検出した場合には、前記圧力調節手段を用いて前記流体室の圧力を変化させることにより、前記使用者の寝返りを補助する寝返り補助工程と
    を、含むことを特徴とするマットレスの制御方法。
  2. 前記寝返り補助工程は、前記使用者の身体の中心軸を支持する前記セルを含む複数の前記セルの前記流体室を一体に連通するものである
    請求項1に記載のマットレスの制御方法。
  3. 前記寝返り補助工程は、前記使用者の身体の中心軸の変位方向の前方に位置する前記セルの前記流体室内を減圧すると共に、後方に位置する前記セルの前記流体室内を加圧するものである
    請求項1に記載のマットレスの制御方法。
  4. 前記寝返り補助工程は、全ての前記セルの前記流体室内を加圧して、該セルの高さ寸法を増大せしめるものである
    請求項1に記載のマットレスの制御方法。
  5. 使用者の身体を支持する基体の体圧作用面に複数のセルが配設されていると共に、該セルの内部に形成された流体室の圧力を調節する圧力調節手段と、該セルに加わる体圧を測定する体圧測定手段が設けられているマットレスにおいて、
    前記体圧測定手段の測定結果に基づいて前記使用者の身体の中心軸を検出する中心軸検出手段と、
    前記中心軸検出手段で得られた前記使用者の身体の中心軸の変位に基づいて前記使用者の寝返りの初動を検出する寝返り初動検出手段と、
    前記寝返り初動検出手段が前記使用者の寝返りの初動を検出した場合には、前記圧力調節手段を用いて前記流体室の圧力を変化させることにより、前記使用者の寝返りを補助する寝返り補助手段と
    を、備えたことを特徴とするマットレス。
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