JP2014097385A - ベッドのロードセルに基づく生理学的検出システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】使用者保持装置により保持された使用者の生理学的パラメータをモニタリングする。
【解決手段】使用者保持装置により保持された使用者の生理学的信号を力変換器からの信号を使用して使用者の生理学的パラメータを決定する。力変換器は、それらに作用する体重を示す信号を伝達するために、制御装置と交信している。制御装置は、力変換器から受信した信号からの血液量パルス情報を決定する。心拍数および呼吸数の情報が、血液量パルス情報から導き出される。
【選択図】図１

Description

使用者保持装置により保持された使用者の生理学的パラメータのモニタリングは、進行中の課題である。患者周辺の空間的制約は、患者周辺に装置の数を追加することなく、技術を効果的に使用して患者をモニタリングする機会を与えるものとなっている。使用者保持装置により保持された使用者の生理学的信号を検出するためのシステムや方法がいくつか存在するものの、この分野での継続的な開発のための機会が存在する。

本開示には、添付した請求項に詳説に記述した特徴および／または単独あるいは任意の組み合わせにより特許性のある主題を構成しうる下記の特徴のうち一つ以上の特徴が含まれている。

システムの一つの実施形態は、使用者保持装置を備えうる。それらに作用する力を示す信号を生成するように構成された少なくとも２台の力変換器は、使用者保持装置に取り付けるように構成しうる。プロセッサを備える制御装置は、少なくとも２台の力変換器からの信号を受信・処理して血液量パルス（容積脈波）情報を決定するように構成しうる。

使用者保持装置の一つの実施形態は、使用者を保持するよう構成されたマットレスを備えうる。少なくとも２台の力変換器は、少なくとも２台の力変換器に作用するマットレスにより保持される使用者の体重の成分を示す信号を生成するように構成しうる。プロセッサを備える制御装置は、少なくとも２台の力変換器からの信号を受信・処理して血液量パルス（容積脈波）情報を決定するように構成しうる。

使用者保持装置と併用するための生理学的検出システムの一つの実施形態は、それらによって保持される体重に応じて信号を生成するように構成されている少なくとも２台の力変換器を備えうる。プロセッサを備える制御装置は、少なくとも２台の力変換器からの信号を受信・処理して血液量パルス（容積脈波）情報を決定するように構成しうる。

システムの別の実施形態は、使用者保持装置と、使用者保持装置に作用する体重の成分を示す信号を生成する手段と、使用者保持装置に作用する体重の成分を示す信号から血液量パルス情報を決定する手段とを含みうる。

使用者保持装置により保持された使用者の生理学的信号を検出する方法の一つの実施形態は、少なくとも２台の力変換器を使用して、使用者保持装置に作用する体重の成分を示す信号を生成する手順と、その信号を制御装置に伝達する手順と、使用者保持装置に作用する体重の成分を示す信号を処理して血液量パルス情報を決定する手順とを含みうる。

本明細書に組み込まれ、その一部を形成する添付の図面は、請求項に記載された主題のいくつかの態様を説明し、その説明と共に請求項に記載の主題の原理を説明する役割を果たす。添付図面は以下のとおりである。

本明細書で開示した１つ以上の原理に従って構成した、使用者保持装置の斜視図である。 本明細書で開示した１つ以上の原理に従って構成した、図１の使用者保持装置に対する多数のロードセルの模範的な位置を図示したブロック図である。 本明細書で開示した１つ以上の原理に従って構成した、生理学的検出システムの一つの実施形態を図示したブロック図である。 本明細書で開示した１つ以上の原理に従って構成した、生理学的検出システムの別の実施形態を図示したブロック図である。 本明細書で開示した１つ以上の原理に従って構成した、生理学的信号を検出する方法を図示したフローチャートである。

請求項に記載された主題の実施形態およびそのさまざまな特徴と利点が、添付の図面に記述および／または説明された非限定的実施形態および実施例を参照してさらに詳しく説明され、以下の記述で詳述される。図面で説明された特徴は、必ずしも原寸に比例して描かれておらず、本明細書に明確に記述されていない場合でも、当業者であれば認識できるように一実施形態の特徴は他の実施形態で利用されうることに注意すべきである。記述された請求項の主題の実施形態を不必要に分かりにくくしないように、よく知られた部品および処理技術の記述は簡潔に言及されるか省略されうる。本明細書に使用された実施例は、請求項に記載された主題が実施されうる方法の理解を促進するため、およびさらに当業者が本明細書に記述された請求項の主題の実施形態を実施できるようにすることのみを目的としている。従って、本明細書の実施例および実施形態は例証にすぎず、添付の請求項および適用法によってのみ定義される請求項の主題の範囲を限定するものとして解釈されるべきでない。さらに、図面のいくつかの表示を通して、類似の参照番号は類似部分を表すことに注意されたい。

請求項に記載の主題は変化することがあるため、本明細書に記述された特定の方法、プロトコル、デバイス、装置、材料、適用などに限定されないことが理解される。本明細書に使用される用語は、特定の実施形態のみを記述する目的で使用されており、請求項に記載の主題の範囲を限定することを意図したものではないことも理解される。

他に定義されていない限り、本明細書で使用されたすべての専門用語および学術用語は、当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を持つ。

本明細書の主題は、少なくとも２台の力変換器から受信した信号をもとに、使用者保持装置により保持された使用者の生理学的信号を測定するためのシステムおよび方法を対象とする。

図１に示すとおり、使用者保持装置１０は、車輪１４により保持された下部フレーム１２を備える。この実施形態では、使用者保持装置１０はベッドであり、また他の実施形態では、使用者保持装置１０は、ストレッチャーまたはその他任意の家具・備品としてもよい。体重測定フレーム１８は、図１に示すとおり、保持装置１６により保持され、また同装置によって、下部フレーム１２に対して可変的に上昇するよう構成されている。少なくとも一つのデッキ部分２０が、体重測定フレーム１８上で保持されている。この実施形態では、デッキ部分２０は、使用者の上体を保持するように構成された少なくとも一つの頭部保持デッキ部分と、使用者の座部分を保持するように構成された座部保持デッキ部分と、使用者の足を保持するように構成された足部保持デッキ部分を備えている。別の実施形態では、デッキ部分２０は任意の数の部分を備えうる。さらに別の実施形態では、体重測定フレーム１８は、デッキ部分２０の機能を果たすことができ、複数の部分を備えうる。

使用者保持装置はまた、使用者保持装置１０の頭側端部を画定するヘッドボード２２と、足側端部を画定するフットボード２４と、側方の端部を画定するサイドレール２６も備える。マットレス２８は、この実施形態での使用者保持装置１０のデッキ部分２０上に載るように構成される。別の実施形態では、マットレス２８は、体重測定フレーム１８の上に載るように構成してもよい。流体供給源３０は、入口３２を通してマットレス２８に流体を供給するよう構成される。この実施形態では、流体供給源３０はコンプレッサ（圧縮機）であり、他の実施形態では、流体供給源３０はブロアーまたはポンプとしてもよい。図１に示す実施形態では、流体供給源は下部フレーム１２に取り付けられるが、別の実施形態では、流体供給源３０はフットボード２４に取り付けられる。他の実施形態では、流体供給源３０は、サイドレール２６またはデッキ部分２０など、使用者保持装置１０のその他任意の部分に取り付けてもよい。さらに別の実施形態では、流体供給源３０は床の上に置くよう構成してもよい。この実施形態では、流体供給源３０は、マットレス内にそれ専用の流体の流れを供給する目的でシステムに特定用途であるが、別の実施形態では、流体供給源３０はその他の用途のために流体を供給するように構成される。

ユーザーインターフェース３４は、この実施形態で図１に示すようにサイドレール２６に取り付けられるが、別の実施形態では、ユーザーインターフェース３４は、手持ち式のペンダントとして構成される。さらに別の実施形態では、ユーザーインターフェース３４は、遠隔位置にあり、ベッドの制御装置と無線で交信するよう構成しうる。ユーザーインターフェース３４は、システムメッセージの表示、および／または介護者による制御パラメータの入力ができる。座標系を、相対的な位置や動作の説明を分かりやすくするために、図１で開示している。図示したとおり、Ｘ軸は、使用者保持装置の幅の中心を通過するように設定されている。Ｙ軸は、Ｘ−Ｙ平面が実質的に体重測定フレームと並行になるように、Ｘ軸に直交する。Ｚ軸は、Ｘ−Ｙ平面に直交する。

この実施形態でのロードセル３６である多数の力変換器は、この実施形態では、体重測定フレーム１８と下部フレーム１２の間に位置する。他の実施形態では、ロードセル３６は、デッキ部分２０と体重測定フレーム１８の間に配置してもよい。他の実施形態では、体重測定フレームは、使用者保持装置１０および／またはマットレス１２上のどの部位に取り付けてもよい。さらに別の実施形態では、ロードセル３６は、使用者保持装置１０および／またはマットレス１２の上に配置されたシーツに取り付けられる。ロードセル３６は、それらが受ける力を表す信号を生成するように構成され、またこの実施形態では、ロードセル３６は、電気信号を生成するように構成される一方、他の実施形態では、ロードセル３６は、光信号を含むがこれに限定されない任意のタイプの信号を生成しうる。他の実施形態では、その他任意のタイプの力変換器を、代替的に、および／またはロードセルと組み合わせて使用してもよい。

デッキ部分２０を調整できるように配置するために、従来的な構造や装置を提供することができ、またこうした従来的な構造や装置は、体重測定フレーム１８と下部フレーム１２の間、および／または体重測定フレーム１８とデッキ部分２０の間に連結された連結部、駆動部およびその他の可動部位や装置を含みうる。下部フレーム１２に対するデッキ部分２０およびマットレス２８の位置の制御は、一つの実施形態では、ユーザーインターフェース３４、マットレス位置制御パネル（図示せず）および／または多数のマットレス配置ペダル（図示せず）により提供される。

使用者保持装置の実施形態は、米国特許ＵＳ７２９６３１２号、ＵＳ６０４７４２４号、ＵＳ７１７６３９１号、ＵＳ７３３５８３９号、ＵＳ７４３７７８７号、ＵＳ７２５３３６６号および米国特許出願公報ＵＳ２００７／０２６６４９９号に記載があるが、これらすべてを参照により本明細書に組み込む。

図２は、図１の使用者保持装置１０に対する多数のロードセル３６の模範的な位置を図示したブロック図を示す。図２は、この実施形態で体重測定フレーム１８と下部フレーム１２の間に分布した４つのロードセル３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃおよび３６Ｄを示す。他の実施形態では、任意の数のロードセル３６を使用しうる。この実施形態では、患者の体重についての負荷の経路は、デッキ部分２０から体重測定フレーム２８、ロードセル３６Ａ〜Ｄ、下部フレーム１２へとなっている。下部フレーム１２は、負荷を地面などの保持表面に伝達する。

図３は、使用者保持装置１０と併用する生理学的検出システムの一つの実施形態のいくつかの要素を示すブロック図である。複数のロードセル３６は、それらが受ける力を表す信号を制御装置３８に伝達するよう構成されている。この実施形態では、ロードセル３６は、電気信号を生成するよう構成されるが、他の実施形態では、ロードセル３６は、光信号を含むがそれに限定されない任意のタイプの信号を生成しうる。制御装置３８は、この実施形態では少なくとも一つのプロセッサ４０およびメモリ４２を備えている。プロセッサ４０は、この実施形態では、ロードセル３６から受信した信号を処理するが、メモリ４２はロードセル３６からの未加工の信号および／またはプロセッサ４０から受信した処理済みの信号のうち少なくとも一つを保存するように構成される。

この実施形態では、プロセッサ４０およびメモリ４２は、回路基板（図示せず）上に取り付けられる。一つの実施形態では、プロセッサ４０は複数の処理装置を備えるが、別の実施形態では、制御装置３８は複数のプロセッサおよび／またはメモリ素子４２を備える。メモリ４２は、揮発性および不揮発性のメモリを含む任意のタイプでありうる。この実施形態では、制御装置３８は、袋の膨張・収縮、頭部保持デッキ部分の傾きの増減、および下部フレームに対するデッキ保持部分の昇降を含むがこれらに限定されない、使用者保持装置の少なくとも一つの機能を制御するように構成される。別の実施形態では、制御装置３８は、ロードセル３６からの信号の処理専用である。

制御装置３８は、ユーザーインターフェース３４と交信するよう構成される。この実施形態では、ユーザーインターフェースは、タッチスクリーンディスプレイ４４を備える。タッチスクリーンディスプレイ４４は、制御装置３８により、ユーザーインターフェース３４に中継されるシステムメッセージおよび警告を表示するよう構成される。ユーザーインターフェース３４はまた、介護者および／または使用者が、生物学的感知のためのルーチンの起動および終了を含むがこれに限定されない、制御装置３８の機能性を使用できるように構成されている。この実施形態では、すべての接続は、有線接続であることが意図されている。他の実施形態では、ロードセル３６のどれか一つと制御装置３８の間、および／または制御装置３８とユーザーインターフェース３４との間の接続は無線である。

図４は、使用者保持装置１０と併用する生理学的検出システムの一つの実施形態のいくつかの要素を示すブロック図である。複数のロードセル３６は、それらが受ける力を表す信号を制御装置３８に伝達するよう構成されている。この実施形態では、ロードセル３６は、電気信号を生成するよう構成されるが、他の実施形態では、ロードセル３６は、光信号を含むがそれに限定されない任意のタイプの信号を生成しうる。制御装置３８は、この実施形態では少なくとも一つのプロセッサ４０およびメモリ４２を備えている。プロセッサ４０は、この実施形態では、ロードセル３６から受信した信号を処理するが、メモリ４２はロードセル３６からの未加工の信号および／またはプロセッサ４０から受信した処理済みの信号のうち少なくとも一つを保存するように構成される。この実施形態では、プロセッサ４０およびメモリ４２は、回路基板（図示せず）上に取り付けられる。

一つの実施形態では、プロセッサ４０は複数の処理装置を備えるが、別の実施形態では、制御装置３８は複数のプロセッサおよび／またはメモリ素子４２を備える。メモリ４２は、揮発性および不揮発性のメモリを含む任意のタイプでありうる。この実施形態では、制御装置３８は、マットレス２８の袋（図示せず）の膨張・収縮、頭部保持デッキ部分の傾きの増減、および下部フレーム１２に対するデッキ部分２０の昇降を含むがこれらに限定されない、使用者保持装置の少なくとも一つの機能を制御するように構成される。別の実施形態では、制御装置３８は、ロードセル３６からの信号の処理専用である。制御装置３８は、遠隔制御装置４６と交信するよう構成されており、遠隔制御装置４６は、少なくとも一つのリモートプロセッサ４８と、少なくとも一つのリモートメモリ５０とを備える。一つの実施形態では、制御装置３８は、ロードセル３６からの未加工の信号、および／または処理済みの信号のうち少なくとも一つを、遠隔制御装置４６に伝達するように構成されている。遠隔制御装置４６は、ロードセル３６から受信した信号の処理作業を支援するように構成されている。

この実施形態では、制御装置３８はロードセル３６から受信した信号を部分的に処理し、一方で遠隔制御装置４６が処理を完了する。遠隔制御装置４６は、この実施形態では処理済みの情報を制御装置３８に返すが、別の実施形態では、遠隔制御装置４６はユーザーインターフェース３４と交信する。リモートメモリ５０は、ロードセル３６からの未加工の信号および／またはプロセッサ４０から受信した処理済みの信号、およびリモートプロセッサ４８から受信した処理済みの信号のうち少なくとも一つを保存するように構成される。この実施形態では、遠隔制御装置４６は使用者保持装置１０を格納する病室の外部に位置するサーバとして構成されるが、他の実施形態では、遠隔制御装置４６は、制御装置３８付きの使用者保持装置１０と同じ病室の外部または内部に位置する制御装置３８とは物理的に別個の任意の装置としうる。

制御装置３８は、一つの実施形態ではユーザーインターフェース３４と交信するよう構成される。この実施形態では、ユーザーインターフェースは、タッチスクリーンディスプレイ４４と、音声出力５２とを備える。タッチスクリーンディスプレイ４４は、制御装置３８により、ユーザーインターフェース３４に中継されるシステムメッセージおよび警告を表示するよう構成される。音声出力は、制御装置３８から受信した警告信号を表す可聴信号を発生するよう構成される。ユーザーインターフェース３４はまた、介護者および／または使用者が、生物学的感知のためのルーチンの起動および終了を含むがこれに限定されない、制御装置３８の機能性を使用できるように構成されている。この実施形態では、すべての接続は、有線接続であることが意図されている。他の実施形態では、ロードセル３６のどれか一つと制御装置３８の間、および／または制御装置３８とユーザーインターフェース３４との間、および／または遠隔制御装置４６と制御装置３８の間の接続は無線である。

図５は、ロードセル３６から受信した信号を使用して、少なくとも一つの生理学的パラメータを検出する方法を図示するフローチャート１００を示す。下記に説明する任意の作業は、省略したり、および／または下記に説明する模範的実施形態以外の順序で実行したりすることができ、こうした置換は本開示の一部として意図されている。電子ヘルスケアデータベースへのデータの伝送を含むがこれに限定されない、追加的な作業を実施しうるが、データの平滑化やトレンド分析、適切な介護者への警告およびデータのチャート化や視覚化などの作業も本開示の一部であると意図される。

フローチャート１００は、少なくとも２つのロードセル３６からの信号が収集される作業１０２を示す。この実施形態では、ロードセルのデータは、１５Ｈｚのレートで収集されるが、他の実施形態では、ロードセルのデータは、任意のレートで収集されうる。その後、ロードセルのデータは、作業１０４で、オフセットおよび／またはゲイン誤差を除去するため、および／またはデータに含まれる人為産物のトレンド分析（一つの模範的な実施形態では、データの平滑化）のために処理される。この実施形態では、作業１０４でトレンド除去されたロードセルのデータの出力は、２４ビット信号であるが、他の実施形態では、この信号は、任意のサイズおよび周波数としうる。この実施形態では、作業１０４でのトレンド除去は、下記の方程式１に示す平滑化事前分析アプローチに基づく正規化によって達成される。下記の方程式１で、ｙ_ｉ（ｔ）は、未加工のロードセル信号、μ_ｉおよびσ_ｉは、それぞれ信号ｙ_ｉ（ｔ）の平均値および標準偏差、およびｙ_ｉ（ｔ）は、信号ｉ＝１、２、３、．．、ｎの各ソースについて正規化された信号である。

別の実施形態では、ロードセルのデータを正規化するその他任意の方法を使用しうる。さらに別の実施形態では、作業１０６でのブラインド信号源分離に未加工のロードセルのデータが使用でき、作業１０４は実施されない。

作業１０６では、この実施形態で独立成分分析（ＩＣＡ）変換を使用して、ブラインド信号源分離操作が実施される。ＩＣＡは、基本的源信号の線形混合から構成される一組の観測値から独立信号を分離するための一つの技法である。この実施形態での関心の基本的信号は、体内を伝わる血液量パルス情報（ＢＶＰ）である。心周期中、身体の血管を通した流れが増加すると、結果的に身体によって、身体に接触するかまたは身体に近接する物体に対して力が発生する。ＢＶＰが変動すると、ベッドのそれぞれのロードセルは、異なる体重のＢＶＰ信号の混合を記録する。観測されたこれらの信号は、ｔの時点で記録された信号であるｙ_１（ｔ）、ｙ_２（ｔ）、．．、ｙ_ｎ（ｔ）により示される。この実施形態では、ＩＣＡモデルは、観測された信号は、下記の方程式２に示すとおり、源信号の線形混合であると仮定される。下記の方程式２では、ｙ’（ｔ）は観測された信号の行列を表し、ｘ（ｔ）は、基本的源信号の推定値であり、行列Ａは混合係数を含む。

この実施形態でのＩＣＡの目的は、下記の方程式３に示す分離行列Ｗを決定することであり、これは元の混合行列Ａの逆数を近似するものであり、その出力は基本的源信号を含む行列ｘ（ｔ）の推定である。一つの実施形態では、独立した信号源を明らかにするそれぞれの信号源の非ガウス性を測定する費用関数を最大化または最小化するために反復的方法が使用される。この実施形態では、ＩＣＡ分析は、固有行列の同時近似対角化（ＪＡＤＥ）アルゴリズムに基づく。

作業１０６でのブラインド信号源分離ＩＣＡ分析は、主にＢＶＰを原因とするロードセル信号変動から分離するよう構成される。一つの実施形態では、ロードセル３６から受信したデータは、パーカッション／バイブレーション セラピーおよび／またはマットレス２８の膨張および収縮、および／または使用者保持装置１０の任意のモーターの動作を含むがこれに限定されないマットレス２８および／または使用者保持装置１０の動作を含み、またブラインド信号源分離ＩＣＡ分析は、これらの源信号を分離するように構成されている。一つの代替的な実施形態では、マットレス２８および／または使用者保持装置１０の動作を示す信号の成分の識別は、マットレスおよび／または使用者保持装置１０の動作の特性を識別するために事前に決定された情報により支援される。

いったんＩＣＡ信号が作業１０６から生成されると、ＩＣＡ信号のパワースペクトルが生成された時点で、ＢＶＰに関与している関数が作業１０８で明らかになる。一つの実施形態では、最も高いピークを持つ信号のパワースペクトルが分析に選択される。別の実施形態では、ＢＶＰが存在することが分かっている範囲内にパワースペクトルのピークを持つ信号が選択され、これはこの実施形態では自動的に実行されるが、他の実施形態では、介護者がユーザーインターフェース３４を使用して関心の信号を選択してもよい。一つの実施形態では、ロードセルにより決定された体重が、患者が実際にベッドに寝ているかを判断するために使用される。使用者がベッドにいないと判断される場合、別の実施形態では、動作が中止され、介護者にメッセージが表示される。

作業１０８で識別された関心の信号は、この実施形態での作業１１０で、アーチファクト抑制プロセスを受ける。この実施形態でのアーチファクト抑制作業は、データの補間および／または除去を含み、一方で別の実施形態では、データは補間および／または除去の後で正規化されうる。さらに別の実施形態では、アーチファクト抑制の作業１０８は省略してもよい。

作業１１２では、関心の信号は平滑化される。この実施形態では、関心の信号は、５点移動平均フィルターを使用して平滑化され、この実施形態では０．７〜４Ｈｚの関心領域で帯域フィルター処理される。他の実施形態では、任意のデータ操作アルゴリズムを使用しうる。

血液量パルス情報が作業１１４で獲得され、これがさらに調整される。この実施形態では、ＢＶＰピーク基準点は、２５６Ｈｚの周波数での３次スプライン関数で信号を補間することにより調整される。他の実施形態では、その他任意のデータ処理関数を実行しうる。

拍動間隔情報（ＩＢＩ）は、作業１１６のＢＶＰ情報から決定される。ＩＢＩ信号は、作業１１８でフィルター処理され、作業１２０の心拍数（ＨＲ）情報が決定される。この実施形態では、ＩＢＩ信号は、作業１１８で非因果変動閾値（ＮＣ−ＶＴ）アルゴリズムを使用してフィルター処理される。心拍数（ＨＲ）は、この実施形態では６０／ＩＢＩとして、平均ＩＢＩ時系列から計算される。この実施形態では、心拍数情報は、ディスプレイ４４に表示される。一つの実施形態では、心拍数情報が所定範囲外となった場合、一つの実施形態では警告メッセージがディスプレイ４４上に表示され、また別の実施形態では音声出力５２によって音声警告が発せられる。一つの実施形態では、警告メッセージは、リモートディスプレイおよび／または音声出力および／または介護者ステーションおよび／またはナースコールシステムに有線もしくは無線の接続により伝達される。一つの実施形態では、心拍数は毎分の拍動数（ｂｐｍ）として表現される。

作業１２２では、ＩＢＩ情報のパワースペクトル密度推定分析は、心拍変動性（ＨＲＶ）情報を識別するために使用される。この実施形態では、ＨＲＶの分析にＬｏｍｂピリオドグラムが使用される。パワースペクトル密度推定分析からの情報は、この実施形態では作業１２４で正規化されるが、他の実施形態では、この作業は除外されうる。作業１２４で正規化された情報は、バロフレックス活動の分析のために作業１３２で分析される。この実施形態では、０．０４〜０．１５Ｈｚ範囲の低頻度心拍数変動性成分は、交感神経および／または副交感神経の影響により調節されるバロフレックス活動について作業１３２で分析される。

作業１２４で正規化された情報は、呼吸数の分析のために作業１２６で分析される。この実施形態では、０．１５〜０．４０Ｈｚ範囲の心拍数変動性情報の高頻度成分が分析される。高頻度成分は、遠心性の迷走神経活動による心臓に対する副交感神経の影響を反映するが、吸入および呼気と同相のＩＢＩ変動で特徴づけられる心臓呼吸性の現象である、呼吸性洞性不整脈（ＲＳＡ）と関連付けられうる。低頻度心拍数変動性の高頻度心拍数変動性に対する比率は、交感神経／迷走神経のバランスを反映する、または交感神経の調節を反映すると考えられる。作業１２８では、高頻度心拍数変動性（ｆ_{ＨＩ＿Ｆｐｅａｋ}）情報のピークの中央頻度が決定される。呼吸数は、作業１３０では６０／ｆ_{ＨＩ＿Ｆｐｅａｋ}として決定される。呼吸の頻度が変化すると、心拍数変動性の高頻度成分の中央頻度が変化する。一つの実施形態では、呼吸数は毎分の呼吸回数として表現される。

一つの実施形態では、呼吸数および／または心拍数変動性情報の部分および／または心拍数が、ディスプレイ４４上に表示される。一つの実施形態では、呼吸数、または心拍数変動性情報の部分および／または心拍数のうち少なくとも一つが、所定の範囲外となった場合、警告メッセージがディスプレイ４４上に表示され、および／または別の実施形態では音声出力５２によって音声警告が発せられる。一つの実施形態では、警告メッセージは、リモートディスプレイおよび／または音声出力および／または介護者ステーションおよび／またはナースコールシステムに有線もしくは無線の接続により伝達される。

主題の記述の原文の文脈における（特に以下の請求項の文脈における）「ａ」および「ａｎ」および「ｔｈｅ」および類似の指示対象は、本明細書に別段の指示があるか、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、単数形および複数形の両方を含むと解釈されるべきである。本明細書の値の範囲の記述は、本明細書に別段の指示がない限り、単に、その範囲内にある別々の各値を個別に言及することの簡単な方法としての役割を果たすことを目的とし、別々の各値はそれが本明細書で個別に記述されたかのように本明細書に組み込まれる。さらに、求められる保護の範囲は、本明細書に記述される請求項およびその権利がある任意の均等物によって定義されるため、前述の説明は例示のみを目的としており、限定することを目的としたものではない。本明細書で提供されるすべての実施例、または例示的用語（例えば、「などの」）は、主題をより良く説明することのみを目的とするものであり、別段主張されない限り、本主題の範囲に関する限定をもたらさない。請求項および記載説明の両方において、結果をもたらす状態を示す「〜に基づく」という用語および類似の句の使用は、その結果をもたらす他の状態を除外することを意図しない。本明細書のどの言葉も、請求される本発明の実施に必須である非請求要素を示すものとして解釈されるべきではない。

請求項に記載の主題を実行するために発明者が把握している最適モードを含む好適な実施形態が、本明細書に記述されている。もちろん、これらの好適実施形態の変形は、前述の説明を読めば当業者には明らかとなる。発明者は、当該技術分野の専門家がこのような変形を適宜採用することを予測しており、発明者は、請求項に記載の主題が本明細書に特に記述されたものとは別の方法で実施されることを意図している。従って、この請求対象の主題は、適用法で認められる限り、本明細書に添付の請求項で記述された主題の変更および均等物すべてを含む。さらに、本明細書に別段の指示があるか、または文脈によって明らかに矛盾しない限り、上述の要素の可能なすべての変形の任意の組み合わせが包含される。

上記に引用された任意の参考文献および出版物の開示は、参照によりそれぞれが個別に組み込まれたかのように同じ程度で、参照によってその全体が明示的に組み込まれる。

Claims (30)

1. システムであって、
   使用者保持装置と、
   前記使用者保持装置に取り付けられるように構成された、少なくとも２台の力変換器であって、前記少なくとも２台の力変換器が、前記少なくとも２台の力変換器に作用する力を示す信号を生成するように構成されている力変換器と、
   前記少なくとも２台の力変換器からの信号を受信するように構成されたプロセッサを備える制御装置であって、前記制御装置が前記少なくとも２台の力変換器から受信した信号を処理して血液量パルス情報を決定するように構成された前記制御装置と、
   を備えるシステム。
2. メモリをさらに備え、前記メモリが前記少なくとも２台の力変換器から受信した信号および処理済みの信号のうち少なくとも一つの信号を保存するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
3. リモートプロセッサを備える遠隔制御装置をさらに備え、前記遠隔制御装置が前記制御装置と交信する、請求項１に記載のシステム。
4. 前記制御装置と交信するユーザーインターフェースをさらに備え、前記ユーザーインターフェースが前記制御装置から受信したメッセージを表示するよう構成されている、請求項１に記載のシステム。
5. 前記ユーザーインターフェースが、音声信号を出力するよう構成された音声出力をさらに備える、請求項４に記載のシステム。
6. 前記制御装置が、前記血液量パルス情報から心拍数を決定するように構成された、請求項１に記載のシステム。
7. 前記制御装置が、前記血液量パルス情報から呼吸数を決定するように構成された、請求項１に記載のシステム。
8. 前記制御装置が、前記少なくとも２台の力変換器から受信された信号から、前記使用者保持装置の少なくとも一つの動作の効果を正規化するよう構成されている、請求項１に記載のシステム。
9. 使用者保持装置であって、
   使用者を支えるように構成されたマットレスと、
   前記少なくとも２台の力変換器に作用する前記マットレスにより保持される使用者の体重の成分を示す信号を生成するように構成された少なくとも２台の力変換器と、
   前記少なくとも２台の力変換器からの信号を受信するように構成されたプロセッサであって、前記制御装置が前記少なくとも２台の力変換器から受信した信号を処理して血液量パルス情報を決定するように構成されている制御装置と、
   を備える使用者保持装置。
10. リモートプロセッサを備える遠隔制御装置をさらに備え、前記遠隔制御装置が前記制御装置と交信する、請求項９に記載の使用者保持装置。
11. 前記制御装置と交信するユーザーインターフェースをさらに備え、前記ユーザーインターフェースが前記制御装置から受信した情報を表示するよう構成されたディスプレイを備える、請求項９に記載の使用者保持装置。
12. 前記制御装置が、前記少なくとも２台の力変換器から受信された信号から、前記マットレスの少なくとも一つの動作の効果を正規化するよう構成されている、請求項９に記載の使用者保持装置。
13. 前記制御装置が、前記血液量パルス情報から心拍数を決定するように構成された、請求項９に記載の使用者保持装置。
14. 前記制御装置が、前記血液量パルス情報から呼吸数を決定するように構成された、請求項９に記載の使用者保持装置。
15. 使用者保持装置と併用するための生理学的信号検出システムであって、
    前記少なくとも２台の力変換器により保持される体重に応じて信号を生成するように構成された、少なくとも２台の力変換器と、
    前記少なくとも２台の力変換器からの信号を受信するように構成されたプロセッサであって、前記制御装置が前記少なくとも２台の力変換器から受信した信号を処理して血液量パルス情報を決定するように構成されている制御装置と、
    を備える使用者保持装置。
16. 前記制御装置が、前記血液量パルス情報から心拍数を決定するように構成された、請求項１５に記載のシステム。
17. 心拍数を表示するように構成されたディスプレイ装置をさらに備える、請求項１６に記載のシステム。
18. 前記制御装置が、前記血液量パルス情報から呼吸数を決定するように構成された、請求項１５に記載のシステム。
19. 呼吸数情報を表示するように構成されたディスプレイ装置をさらに備える、請求項１８に記載のシステム。
20. システムであって、
    使用者保持装置と、
    前記使用者保持装置に作用する体重の成分を示す信号を生成する手段と、
    前記使用者保持装置に作用する体重の成分を示す前記信号から血液量パルス情報を決定する手段と、
    を備えるシステム。
21. 前記血液量パルス情報から導き出された心拍数を表示する手段をさらに備える、請求項２０に記載のシステム。
22. 前記血液量パルス情報から導き出された呼吸数を表示する手段をさらに備える、請求項２０に記載のシステム。
23. 使用者保持装置により保持された使用者の生理学的信号を検出する方法であって、
    少なくとも２台の力変換器を使用して、前記使用者保持装置に作用する力の成分を示す信号を生成する手順と、
    前記信号を制御装置に伝送する手順と、
    前記使用者保持装置に作用する力の成分を示す信号を処理して血液量パルス情報を決定する手順と、
    を含む方法。
24. 前記血液量パルス情報から心拍数を決定する作業をさらに含む、請求項２３に記載の方法。
25. 心拍数をディスプレイ装置に表示する作業をさらに含む、請求項２４に記載の方法。
26. 前記血液量パルス情報から呼吸数を決定する作業をさらに含む、請求項２３に記載の方法。
27. 呼吸数をディスプレイ装置に表示する作業をさらに含む、請求項２６に記載の方法。
28. 前記使用者保持装置により保持されるマットレスおよび前記使用者保持装置のうち少なくとも一つの動作を正規化する作業をさらに含む、請求項２３に記載の方法。
29. 前記少なくとも２つの変換器から受信した信号がブラインド信号源分離分析を受け、その結果として前記血液量パルス情報を示す情報が得られる、請求項２３に記載の方法。
30. 前記ブラインド信号源分離分析が、前記使用者保持装置の上の使用者により発生した力を示す源信号を識別する独立成分分析（ＩＣＡ）変換を含み、前記力が、使用者の心周期において使用者の血管を通過する流量の変化を示す、請求項２３に記載の方法。

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