JP2014147596A - 離床予測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シンプルで安価な構成の離床予測装置を提供する。
【解決手段】離床予測装置には、寝具の中央部寄りに配置され、就寝者の体動に伴う圧力が作用するチューブ状の第１感圧部２１と、第１感圧部２１よりも寝具の外縁部寄りに配置され、就寝者の体動に伴う圧力が作用するチューブ状の第２感圧部３１と、第１感圧部２１と第２感圧部３１のそれぞれの内圧の変化に基づき、各感圧部２１，３１に対応する生体信号を導出する処理部と、第１感圧部２１に対応する生体信号と、第２感圧部３１に対応する生体信号とに基づいて就寝者の離床を予め検出する判定部とが設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、就寝者の離床を予め検出するための離床予測装置に関するものである。

従来より、就寝者が寝具から離床することを予測するための離床予測装置が知られている。

例えば特許文献１に開示の離床予測装置は、同文献の図３に示すように、格子状の多数の電極（エラストマーセンサ）を寝具上に配置し、このセンサにより就寝者の体圧分布を計測している。この離床予測装置では、演算部において、計測された体動分布の経時変化に基づき就寝者の離床の有無が判別される。演算部で離床と判別された場合には、通報装置によって就寝者の離床が通報される。

特開平２０１１−２４５０５９号公報

特許文献１に開示の離床予測装置では、寝具上に多数の電極を配置する必要があり、センサ構造の複雑化、高コスト化を招いてしまう。また、各電極で検出される多数の情報を信号として処理する必要があるため、信号処理部の複雑化、高コスト化を招いてしまう。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、シンプルで安価な構成の離床予測装置を提供することにある。

第１の発明は、離床予測装置を対象とし、寝具の中央部寄りに配置され、就寝者の体動に伴う圧力が作用するチューブ状の第１感圧部（21）と、該第１感圧チューブ（21）よりも寝具の外縁部寄りに配置され、就寝者の体動に伴う圧力が作用するチューブ状の第２感圧部（31）と、上記第１感圧部（21）と上記第２感圧部（31）のそれぞれの内圧の変化に基づき、各感圧部（21,31）に対応する生体信号を導出する処理部（51）と、上記第１感圧部（21）に対応する生体信号と、上記第２感圧部（31）に対応する生体信号とに基づいて、就寝者の離床を予め検出する判定部（53）とを備えていることを特徴とする。なお、ここでいう「就寝者の離床を予め検出する」とは、就寝者が自己の意思によって寝具から離れる動作を検出する意味に加え、睡眠中の就寝者が寝具から落ちてしまう、いわゆる落床を事前に検出することも意味する。

第１の発明では、寝具上に第１感圧部（21）と第２感圧部（31）とが配置される。就寝者の体動がこれらの感圧部（21,31）に作用すると、各感圧部（21,31）の内圧が変化する。処理部（51）は、これらの内圧の変化に基づき、各感圧部（21,31）に対応する生体信号をそれぞれ導出する。

ところで、就寝者が寝具から積極的に離れる動作を行う場合や、睡眠中の就寝者が寝具から落ち易い位置にいる場合（即ち、落床のリスクが高くなる場合）、就寝者の体動は第２感圧部（31）に作用し易くなる。つまり、このような状態では、就寝者が安定在床状態である場合と比較して、寝具の中央部寄りの第１感圧部（21）に体動が作用し難くなり、寝具の外縁部寄りの第２感圧部（31）に体動が作用し易くなる。従って、就寝者の離床の可能性が高くなると、各感圧部（21,31）に対応する生体信号の特性も変化する。このため、本発明では、これらの感圧部（21,31）に対応する各生体信号を用いることで、就寝者が離床することを予め検出できる。

第２の発明は、第１の発明において、上記判定部（53）は、上記第１感圧部（21）に対応する生体信号の振幅に対する上記第２感圧部（31）に対応する生体信号の振幅の比が所定の閾値を越えると、就寝者が離床すると判定するように構成される。

第２の発明では、第１感圧部（21）に対応する生体信号の振幅に対する、第２感圧部（31）に対応する生体信号の振幅の比に基づいて、就寝者の離床が予め検出される。具体的に、就寝者が安定在床状態である場合、第１感圧部（21）に対応する生体信号の振幅が比較的大きくなることが多く、第２感圧部（31）に対応する生体信号の振幅が比較的小さくなる。このため、この状態では、両者の比は比較的小さくなる。一方、就寝者が寝具から離れようとする、あるいは就寝者の落床リスクが高い状態では、第１感圧部（21）に対応する生体信号の振幅が比較的小さくなることが多く、第２感圧部（31）に対応する生体信号の振幅が大きくなるため、両者の比は比較的大きくなる。このため、本発明では、この比が所定の閾値を越えると、就寝者が離床すると判定する。

第３の発明では、第２の発明において、上記各感圧部（21,31）の内圧の変化に基づき、就寝者の呼吸又は心拍に由来する微動信号をそれぞれ抽出するように構成され、上記判定部（53）は、上記第１感圧部（21）に対応する微動信号の振幅に対する上記第２感圧部（31）に対応する微動信号の振幅の比が所定の閾値を越えると、就寝者が離床すると判定するように構成されることを特徴とする。

第３の発明では、処理部（51）において、各感圧部（21,31）の内圧変化に基づき微動信号が抽出される。この微動信号は、就寝者の呼吸又は心拍に由来する成分を抽出したものであり、寝返り等の就寝者の粗体動に由来する成分が除外されたものである。本発明では、第１感圧部（21）に対応する微動信号の振幅に対する、第２感圧部（31）に対応する微動信号の振幅の比に基づいて、就寝者の離床が予め検出される。具体的に、就寝者が安定在床状態である場合、第１感圧部（21）に対応する微動信号の振幅が比較的大きくなることが多く、第２感圧部（31）に対応する微動信号の振幅が比較的小さくなる。このため、この状態では、両者の比は比較的小さくなる。一方、就寝者が寝具から離れようとする、あるいは就寝者の落床リスクが高い状態では、第１感圧部（21）に対応する微動信号の振幅が比較的小さくなることが多く、第２感圧部（31）に対応する微動信号の振幅が比較的大きくなるため、両者の比は比較的大きくなる。このため、本発明では、この比が所定の閾値を越えると、就寝者が離床すると判定する。このように、本発明では、就寝者の離床の判定に用いられる指標として、微動信号の振幅が用いられるため、就寝者の粗体動の影響により、離床の判定の精度が低下してしまうことを抑制できる。

第４の発明は、第２の発明において、上記処理部（51）は、上記各感圧部（21,31）の内圧の変化に基づき、就寝者の呼吸又は心拍に由来する微動信号をそれぞれ抽出するように構成され、上記判定部（53）は、上記第１感圧部（21）に対応する微動信号の振幅に対する上記第２感圧部（31）に対応する微動信号の振幅の比が所定の閾値を越え、且つ該微動信号の比が所定知を越えた時点を含む所定期間において、第２感圧部（31）に対応する微動信号のうち心拍成分に由来する信号の振幅の増大変化量が所定値を越えると、就寝者が離床すると判定するように構成されることを特徴とする。

第４の発明では、第１感圧部（21）に対応する微動信号の振幅に対する第２感圧部（31）に対応する微動信号の比が所定値を越え、且つ該微動信号の比が所定値を越えた時点を含む所定期間において、第２感圧部（31）に対応する微動信号のうち心拍成分に由来する信号の増大変化量が所定値を越えると、就寝者が離床すると判定される。つまり、本発明では、第１感圧部（21）に対応する微動信号の振幅に対する第２感圧部（31）に対応する微動信号の比が所定値を越えたとしても、この時点を含む所定期間において第２感圧部（31）に対応する微動信号のうち心拍成分に由来する信号の振幅の増大変化量が所定値を越えない場合には、就寝者が離床したと判定されない。この点について以下に詳細に説明する。

例えば就寝者の手や足のみが第２感圧部（31）に掛かった状態になると、第２感圧部（31）に対応する微動信号が増大し、これに伴い両者の微動信号の振幅の比も増大する。このため、就寝者が寝具から離れない状態、あるいは就寝者の落床リスクが低い状態であるにも拘わらず、両者の微動信号の比が閾値を越えてしまい、離床の誤判定を招く虞がある。一方、就寝者の手や足が第２感圧部（31）に掛かったとしても、第２感圧部（31）で検出される心拍由来の信号の振幅はさほど上昇しない。手や足は就寝者の体幹部（胴体部）から比較的遠い位置にあるため、このような状態では、心拍由来の体動が第２感圧部（31）に伝わりにくいためである。そこで、本発明では、両者の微動信号の比が所定の閾値を越えたとしても、この時点を含む所定期間において、第２感圧部（31）で検出される心拍由来の信号の振幅の増大変化量が所定値を越えない場合、就寝者が離床すると判定しない。これにより、就寝者の手や足が第２感圧部（31）に掛かることに起因して、離床の誤判定を招くことを防止できる。

第５の発明は、第２乃至第４のいずれか１つの発明において、上記就寝者が安定在床状態であるときの上記第１感圧部（21）に対応する生体信号の振幅に対する上記第２感圧部（31）に対応する生体信号の振幅の比率が上記閾値として設定される閾値設定部（52）を備えている。

第５の発明では、就寝者が安定して寝具の中央部寄りにいる状態において、第２感圧部（31）に対応する生体信号の振幅に対する第１感圧部（21）に対応する生体信号の振幅の比率が上記閾値として閾値設定部（52）に設定される。つまり、本発明では、就寝者が寝具から離れようとする、あるいは就寝者の落床リスクが比較的低く、就寝者が寝返り等を生起することがない状態のときの各生体信号の振幅の比率が、離床の判定閾値として用いられる。

本発明によれば、２つの感圧部（21,31）に対応する生体信号を用いることで、就寝者の離床を予め検出することができる。この結果、例えば病院等において、認知症患者の徘徊をいち早く検知することができる。また、例えば子供や老人等が寝具から落下してしまうリスクをいち早く検出することができ、このような落床を未然に防止できる。

また、本発明では、従来例のように寝具上に多数のセンサを配置する必要がない。このため、装置の簡素化、低コスト化を図ることができる。また、感圧部（21,31）の据え付け作業も比較的簡便に行うことができる。更に、処理部（51）では、従来例のように多数のセンサに対応する信号を処理する必要もないため、処理部（51）の信号処理の簡素化、処理部（51）の低コスト化を図ることができる。

第２の発明によれば、各感圧部（21,31）に対応する生体信号の振幅の比と所定の閾値とを比較することで、就寝者が離床することを速やかに検出できる。特に、第３の発明では、各感圧部（21,31）に対応する微動信号の振幅の比を用いているため、就寝者の粗体動に起因して、離床の予測の精度が低下してしまうことを防止できる。

更に、第４の発明では、就寝者の手や足が第２感圧部（31）に掛かってしまうことに起因して、就寝者が離床していると誤判定されてしまうことを防止でき、離床の予測の精度を更に向上できる。

第５の発明では、就寝者の安定在床状態時における各生体信号の比を離床の判定の閾値として用いている。離床の予測として固有の閾値を用いる場合、就寝者の個体差や睡眠環境の影響により、離床の判定の精度が低下してしまう可能性がある。これに対し、本発明では、就寝者の個体差や睡眠環境の影響を考慮するように離床を予測する閾値が設定されるため、離床の予測の精度を更に向上できる。

図１は、実施形態に係る睡眠判定装置（離床予測装置）の概略の構成図である。 図２は、実施形態に係る睡眠判定装置（離床予測装置）のブロック図である。 図３は、実施形態に係る感圧チューブの取付キャップの斜視図である。 図４は、実施形態に係る感圧チューブの取付カバーの斜視図である。 図５は、実施形態に係る感圧チューブの取付時の側面図である。 図６は、実施形態に係る感圧チューブの取付時の上面図である。 図７は、実施形態に係る睡眠判定装置（離床予測装置）の覚醒の判定動作を示すフローチャートである。 図８は、実施形態に係る睡眠判定装置（離床予測装置）の離床の予測動作を示すフローチャートである。 図９は、変形例１に係る睡眠判定装置（離床予測装置）の概略の構成図である。 図１０は、変形例２に係る睡眠判定装置（離床予測装置）の概略の構成図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

《発明の実施形態》
本発明に係る実施形態は、就寝者の睡眠の状態をモニタリングする睡眠判定装置（10）である。睡眠判定装置（10）は、例えば病院や老人ホーム等の就寝者を対象として用いられる。また、睡眠判定装置（10）は、就寝者の離床（詳細は後述する離床前動作や落床リスク）を予め検知するための離床予測装置を兼用している。

〈全体構成〉
睡眠判定装置（10）は、第１感圧ユニット（20）と、第２感圧ユニット（30）と、これらの感圧ユニット（20,30）が接続される装置本体（40）とを有している。

第１感圧ユニット（20）は、チューブ状の第１感圧チューブ（21）と、第１感圧チューブ（21）の一端を閉塞する第１閉塞部（22）と、第１感圧チューブ（21）の他端に接続される第１連絡チューブ（23）とを備えている。同様に、第２感圧ユニット（30）は、チューブ状の第２感圧チューブ（31）と、第２感圧チューブ（31）の他端を閉塞する第２閉塞部（32）と、第２感圧チューブ（31）の他端に接続される第２連絡チューブ（33）とを備えている。

各感圧チューブ（21,31）及び各連絡チューブ（23,33）は、可撓性及び弾性を有する材料で構成される。第１感圧チューブ（21）の内径と第２感圧チューブ（31）の内径は互いに等しく、第１連絡チューブ（23）と第２連絡チューブ（33）の内径は互いに等しい。一方、第１感圧チューブ（21）及び第２感圧チューブ（31）の内径は、第１連絡チューブ（23）及び第２連絡チューブ（33）の外径と概ね一致している。第１感圧チューブ（21）の他端には、第１連絡チューブ（23）の一端が内嵌し、第２感圧チューブ（31）の他端には、第２連絡チューブ（33）の一端が内嵌している。

第１連絡チューブ（23）の他端は、装置本体（40）の第１受圧部（41）に接続され、第２連絡チューブ（33）の他端は、装置本体（40）の第２受圧部（42）に接続される。これにより、各感圧ユニット（20,30）は、各閉塞部（22,32）と受圧部（41,42）とによって封止されている。第１受圧部（41）と第２受圧部（42）とは、例えばマイクロフォンによって構成される。第１受圧部（41）と第２受圧部（42）とには、各感圧ユニット（20,30）の内圧が作用する。各受圧部（41,42）は、就寝者の体動に伴い各感圧ユニット（20,30）の内圧が変化することで、この内圧の変化に対応する圧力信号を出力する。これらの圧力信号は、装置本体（40）の内部に組み込まれた回路ユニット（50）に入力される。

図２に示すように、装置本体（40）の回路ユニット（50）は、処理部（51）、閾値設定部（52）、及び判定部（53）を備えている。処理部（51）は、各受圧部（41,42）から出力された圧力信号を所定レベル、所定周波数帯域の信号に変調するものである。処理部（51）では、就寝者の体動（就寝者の呼吸・心拍に由来する微動、及び就寝者の寝返りや入床・離床動作に由来する粗動）が顕著化された信号（以下、体動信号という）が導出される。処理部（51）では、第１受圧部（41）から出力された圧力信号に基づき、第１の体動信号が導出され、第２受圧部（42）から出力された圧力信号に基づき、第２の体動信号が導出される。

処理部（51）では、第１受圧部（41）に入力された圧力信号から呼吸に由来する成分が抽出された信号（以下、第１呼吸信号という）が抽出され、第２受圧部（42）に入力された圧力信号からも呼吸に由来する成分が抽出された信号（以下、第２呼吸信号という）が抽出される。また、処理部（51）では、第１体動信号から心拍に由来する成分が抽出された信号（以下、第１心拍信号という）が抽出され、第２体動信号からも心拍に由来する成分が抽出された信号（以下、第２心拍信号という）が抽出される。これらの呼吸信号や心拍信号は、就寝者の微動に由来する信号である微動信号を構成する。

閾値設定部（52）には、就寝者の睡眠状態を判定するための判定閾値が設定される。具体的に、閾値設定部（52）には、覚醒判定閾値、離床予測閾値、及び離床判定閾値とが設定される。覚醒判定閾値は、寝具上の就寝者が覚醒しているか、睡眠しているかを判定するための閾値である。離床予測閾値は、就寝者が離床することを予め予測するための閾値である。つまり、離床予測閾値は、就寝者が寝具から離床しようとする動作（離床前動作）や、睡眠中の就寝者が寝具から落ちそうになっていること（落床リスクが大きいこと）を検知するための閾値である。また、離床判定閾値は、就寝者が寝具から完全に離れたことを判定するための閾値である。

判定部（53）は、上記各閾値に基づいて、就寝者の睡眠状態を判定するものである。具体的に、判定部（53）は、上述した第１体動信号の振幅と覚醒判定閾値とを比較することで、就寝者が覚醒しているか否かを判定する。また、判定部（53）は、第１呼吸信号や第１心拍信号と、離床判定閾値とを比較することで、就寝者が寝具から完全に離床しているか否かを判定する。また、判定部（53）は、第１呼吸信号Ａ１の振幅に対する第２呼吸信号の振幅Ａ２の比（＝Ａ２／Ａ１）と、離床予測閾値とを比較することで、就寝者が離床することを予め検知する。これらの判定部（53）の各動作の詳細は後述する。

また、睡眠判定装置（10）は、回路ユニット（50）で判定された結果をユーザー（例えば医者や看護師等）へ通知するための通知部（54）を備えている。通知部（54）は、有線又は無線回線を通じて回路ユニット（50）と接続される。通知部（54）は、回路ユニット（50）において就寝者の離床が予め検知されると、アラームやＬＥＤ等によって、このことをユーザーに通知する。

〈感圧チューブの詳細構造〉
本実施形態の第１感圧チューブ（21）と第２感圧チューブ（31）とは、寝具台とマットレスとの間に介設される。図１に示すように、第１感圧チューブ（21）は、第２感圧チューブ（31）よりも寝具（Ｂ）の中央部寄りに配置される第１感圧部を構成する。具体的に、第１感圧チューブ（21）は、寝具（Ｂ）の幅方向の中間位置であって、且つ就寝者の頭部寄りに配置される。第１感圧チューブ（21）は、寝具（Ｂ）の上側外縁部と下側外縁部とに平行となるように寝具（Ｂ）の幅方向に延びている。第１感圧チューブ（21）は、安定在床状態（図１に示す状態）の就寝者の胸部に概ね対応する位置に配置される。また、第１感圧チューブ（21）の下側には、平板状の感圧プレート（25）が敷設される。第１感圧チューブ（21）は、感圧プレート（25）とマットレスとの間に挟持される。感圧プレート（25）は、接着あるいは溶融によって第１感圧チューブ（21）に固定される。

第２感圧チューブ（31）は、第１感圧チューブ（21）よりも寝具（Ｂ）の外縁部寄りに配置される第２感圧部を構成する。第２感圧チューブ（31）は、第１側方チューブ（35）と、中間チューブ（36）と、第２側方チューブ（37）とがＵ字状のチューブを構成するように連続している。第１側方チューブ（35）は、寝具の幅方向の一方の側辺部に沿うように、寝具の長手方向に延びている。第１側方チューブ（35）の一端には、上述した第２連絡チューブ（33）が接続される。中間チューブ（36）は、寝具の長手方向の一方の側辺部（就寝者の足下側の側辺部）に沿うように、寝具の幅方向に延びている。中間チューブ（36）は、第１側方チューブ（35）と第２側方チューブ（37）の間に接続される。第２側方チューブ（37）は、寝具の幅方向の他方の側辺部に沿うように、寝具の長手方向に延びている。第２感圧チューブ（31）は、安定在床状態の就寝者を囲む位置に配置される。

なお、本実施形態では、第１感圧ユニット（20）の第１連絡チューブ（23）と、第２感圧ユニット（30）の第１側方チューブ（35）とが交差しているが、これらのチューブ（23,35）が交差しないように各感圧チューブ（21,31）を配設してもよい。また、これらのチューブ（23,35）の交差部を他の部位よりも硬質な材料としてもよい。これにより、第１感圧ユニット（20）で検出される第１圧力信号と、第２感圧ユニット（30）で検出される第２圧力信号とが互いに干渉してしまうことを防止できる。

〈取付補助具の構成及び取付動作〉
第１感圧チューブ（21）の取付補助具と、該第１感圧チューブ（21）の取付動作について、図３〜図６を参照しながら説明する。睡眠判定装置（10）は、第１感圧チューブ（21）を寝具に取り付けるための取付補助具として、取付キャップ（61）と取付カバー（62）とを有している。図３にも示すように、取付キャップ（61）は、楕円錘の短軸側を軸線に沿って平らに切除したような外形に形成されている。取付キャップ（61）の底面側には、第１感圧チューブ（21）の第１閉塞部（22）側の端部が挿通される円形の挿通孔（60a）が形成される。図４に示すように、取付カバー（62）は、軸直角断面が略コの字状に形成された直線状のレール部材である。取付カバー（62）の内径は、第１感圧チューブ（21）の外径と概ね同じである。

第１感圧チューブ（21）を寝具（Ｂ）に取り付ける際には、図５及び図６に示すように、第１感圧チューブ（21）の先端部に取付キャップ（61）を取り付ける。また、第１感圧チューブ（21）の中間部に取付カバー（62）を装着する。この状態の第１感圧チューブ（21）を感圧プレート（25）とともに寝具台とマットレスとの間に挿入していく。具体的には、取付キャップ（61）の先端部を寝具台とマットレスとの間に挿入した状態で、取付カバー（62）を第１感圧チューブ（21）及び感圧プレート（25）とともに寝具の内部へと押し込んでいく。取付キャップ（61）は、先鋭な流線形に形成されているため、第１感圧チューブ（21）を寝具の内部へ円滑に挿入できる。また、取付カバー（62）は、第１感圧チューブ（21）と比べて硬い材料で構成されているため、第１感圧チューブ（21）が湾曲するのを防止しつつ、第１感圧チューブ（21）を寝具台とマットレスとの間に挿通できる。

このようにして、第１感圧チューブ（21）及び感圧プレート（25）を寝具の中央部に取り付けた後、取付キャップ（61）及び取付カバー（62）を寝具の外部へ取り出す。更に、本実施形態の感圧プレート（25）の下面には、粘着層が形成されており、取付時にはこの粘着層に保護シートが取り付けられている。このため、第１感圧プレート（25）を寝具の内部に挿通した後、この保護シートを剥がすことで、第１感圧プレート（25）が粘着層を介して寝具台に固定される。

〈覚醒の判定動作〉
次に、実施形態に係る睡眠判定装置（10）において、就寝者の覚醒の有無を判定する動作の一例を説明する。就寝者の覚醒の有無は、第１感圧ユニット（20）に対応する体動信号に基づいて判定される。

図７に示すように、第１受圧部（41）からの圧力信号が処理部（51）に入力されると、処理部（51）は、まずこの信号を１００[sample/sec]に積算・平均化する（ステップＳ１）。次に、処理部（51）は、この信号から人体の固有振動帯域に相当する帯域（４〜１０Ｈｚ）の信号を抽出する（ステップＳ２）。その後、この信号は整流化（絶対値化）された後、所定時間でピークホールドされ、いわゆる包絡線検波処理がなされる（ステップＳ３）。さらに、処理部（51）は、この信号から比較的低周波の振動帯域（０．５Ｈｚ）の信号を抽出する（ステップＳ４）。その後、処理部（51）は、この信号について約１０秒間隔で積算・平均化を行う（ステップＳ５）、又は、所定の等間隔で標準偏差を算出する。以上のようにして処理部（51）で処理された信号は、特に就寝者の体動（就寝者の呼吸・心拍に由来する微動及び就寝者の入床、離床、寝返りなどに由来する粗動）が顕著化された第１体動信号に変換される。

一方、上記閾値設定部（52）には、この第１体動信号のうち就寝者の微動と粗動とを判別するための閾値（覚醒判定閾値）が設定されている。判定部（53）は、この覚醒判定閾値と第１体動信号との比較を行う（ステップＳ６）。そして、第１体動信号が覚醒判定閾値よりも所定時間（例えば３分）以上継続して大きい場合、就寝者からは継続的な粗動が生起しているとみなされ、就寝者が覚醒状態であると判定される。

なお、覚醒判定閾値は、経験的に求められた固定値であってもよいし、体動信号に基づいて適宜更新される変動値であってもよい。

〈離床の予測動作〉
次に実施形態に係る睡眠判定装置（10）において、就寝者の離床を予め判定する動作の一例を説明する。就寝者の離床の予測は、第１感圧ユニット（20）に対応する圧力信号と、第２感圧ユニット（30）に対応する圧力信号とに基づいて行われる。

図８に示す離床予測動作では、第１受圧部（41）からの圧力信号に基づき第１体動信号が導出され、且つ第２受圧部（42）からの圧力信号に基づき第２体動信号が導出される（ステップＳ１１）。これらの体動信号の導出は、例えば図７のステップＳ１〜Ｓ５と同様にして行われる。また、処理部（51）では、第１体動信号から心拍由来の周波数成分（例えば通常の心拍の回数である４５〜１２０拍／分に相当する周波数成分）を抽出した第１心拍信号が導出される。また、処理部（51）では、同様にして第２体動信号から第２心拍信号が導出される（ステップＳ１２）。このように各心拍信号を導出する際には、まず、各体動信号において体幹部の固有振動数４〜１０Ｈｚ成分を抽出し、その後に心拍成分を抽出することが好ましい。

次いで、処理部（51）では、第１感圧ユニット（20）の圧力信号から呼吸由来の周波数成分（例えば通常の呼吸の回数である１２〜３０回／分に相当する周波数成分）を抽出した第１呼吸信号が導出される。また、処理部では、同様にして第２感圧ユニット（30）の圧力信号から呼吸由来の周波数成分を抽出した第２呼吸信号が導出される（ステップＳ１３）。これらの体動信号、心拍信号、呼吸信号は生体信号を構成する。

次いで、判定部（53）は、ステップＳ１４において、第１感圧チューブ（21）に対応する第１呼吸信号の振幅Ａ１に対する、第２感圧チューブ（31）に対応する第２呼吸信号の振幅Ａ２の比（α＝Ａ２／Ａ１）を算出する。そして、判定部（53）では、この比αが所定の離床予測閾値よりも大きい場合に、ステップＳ１５へ移行する。更に、判定部（53）では、ステップＳ１５において、上記の比αが離床予測閾値を越えた時点ｔ１において、この時点ｔ１よりも所定時間前の時点ｔ２から該時点ｔ１までの期間において、第２心拍信号の振幅の増大変化量が所定値より大きい場合に、就寝者が離床する（離床前動作を行っている、あるいは就寝者の落床リスクが大きい）と判定される。逆に、ステップＳ１５において、第２心拍信号の振幅の増大変化量が所定値以下である場合には、ステップＳ１４において上記αが離床予測閾値よりも大きい場合にも、就寝者が離床すると判定されない。

このように、本実施形態では、第１感圧チューブ（21）に対応する微動信号の振幅に対して、第２感圧チューブ（31）に対応する微動信号の振幅が相対的に大きくなると、就寝者が第２感圧チューブ（31）寄りに位置しており、就寝者が離床前動作を行っている、あるいは落床リスクが大きくなっていると判定される。

このようにして就寝者の離床が予め検知されると、回路ユニット（50）から通知部（54）（図２を参照）へ信号が出力される。この結果、通知部（54）は、例えばアラームやＬＥＤ等により、就寝者が離床前動作を行っている、又は就寝者の落床リスクが大きくなっていることを医師や看護師等に知らせる。この結果、医師や看護師等は、就寝者の離床前動作や落床リスクをいち早く把握でき、その後の対処を速やかに行うことができる。

なお、離床予測動作において、就寝者が離床すると予め判定された後には、就寝者の実際の離床の判定動作が行われる。この離床判定動作では、例えば第１感圧チューブ（21）に対応する体動信号や微動信号が所定時間に亘って離床判定閾値を下回る場合に、就寝者から体動が生起されておらず、就寝者が完全に寝具から離床していると判定される。就寝者が寝具から完全に離床したことが判定されると、このことが通知部（54）を通じて医師や看護師等に改めて知らされる。

〈離床予測閾値について〉
上述した閾値設定部（52）に設定される離床予測閾値は、各感圧ユニット（20,30）の据付時に予め設定される固有値であってもよい。第１感圧チューブ（21）に対応する微動信号の振幅Ａ１や、第２感圧チューブ（31）に対応する微動信号の振幅Ａ２は、各感圧チューブ（21,31）の長さ、ひいては内容積によって変化する。このため、これらの比（Ａ２／Ａ1）と比較される離床予測閾値は、各感圧チューブ（21,31）の長さや内容積を考慮して決定される。

閾値設定部（52）に設定される離床予測閾値は、各感圧ユニット（20,30）の据付後に適宜更新される変動値であってもよい。この場合には、就寝者が寝具（B）に在床しており、且つ就寝者から粗体動（寝返りや大きな身動き等）が生起されていない状態（即ち、就寝者が安定在床状態）であるときの、第２感圧チューブ（31）に対応する第２呼吸信号の振幅Ａ２’に対する第１感圧チューブ（21）に対応する第１呼吸信号の振幅Ａ１’の比（＝Ａ２’／Ａ１’）を離床予測閾値として用いられる。つまり、就寝者が安定在床状態であるときの各振幅の比Ａ２’／Ａ１’を離床予測閾値として用いることで、寝具の仕様、就寝者の睡眠環境、就寝者の個体差、各感圧チューブの仕様等を考慮した離床予測閾値を設定することができ、離床予測の精度を向上できる。このようにして離床予測閾値を決定する場合、就寝者が安定在庄状態である所定期間における上記比Ａ２’／Ａ１’の最小値や最頻値を用いるとよい。

−実施形態の効果−
上述した実施形態では、第１感圧チューブ（21）に対応する生体信号の振幅Ａ１に対する第２感圧チューブ（31）に対応する生体信号の振幅Ａ２の比が、所定の離床予測閾値を越える場合に、就寝者が離床前動作を行っている、あるいは就寝者の落床のリスクが高くなっていると判定している。つまり、本実施形態では、就寝者が寝具から離床し易い状態では、就寝者が外縁部寄りに近づくなり、両者の振幅の比Ａ２／Ａ１が大きくなるため、この比が所定の離床予測閾値を越えることで、就寝者が離床することを速やかに検知することができる。この結果、就寝者の離床の予測結果を通知部（54）を介して医師や看護師等へ速やかに知らせることができる。従って、医師や嵌合し等は、寝具（Ｂ）から離れようとする就寝者や、寝具（Ｂ）から落ちそうな就寝者に対して、速やかに対処することができる。

また、上記実施形態では、寝具（Ｂ）上に多数のセンサを設定する必要がないため、睡眠判定装置（10）の簡素化、低コスト化を図ることができる。また、感圧ユニット（20,30）の据え付け作業も比較的簡便に行うことができる。また、処理部（51）では、２つの信号の処理を行えばよいため、処理部（51）の信号処理の簡素化、処理部（51）の低コスト化を図ることができる。

また、上述した実施形態では、第１感圧チューブ（21）に対応する第１微動信号の振幅Ａ１に対する第２感圧チューブ（31）に対応する第２微動信号の振幅Ａ２の比（α＝Ａ２／Ａ１）に基づいて、就寝者が離床することを予め検知している。これらの微動信号は、就寝者の寝返り等の粗体動に起因する信号が除外された信号となるため、就寝者の粗体動に起因して離床予測の精度が低下することを防止できる。

また、上述した実施形態では、就寝者の離床予測に各感圧チューブ（21,31）に対応する呼吸信号を用いている。就寝者の呼吸に由来する呼吸信号は、就寝者の心拍に由来する心拍信号と比較すると、一般的に振幅が大きくなり易い。このため、この呼吸信号を用いることで、離床予測の精度を向上できる。

また、上述した実施形態では、上記比（α＝Ａ２／Ａ１）が所定の離床予測閾値を越えたとしても、この際に、第２感圧チューブ（31）に対応する第２心拍信号の振幅の増大変化量が所定値以下である場合、離床するという判定を無効としている（ステップＳ１４、ステップＳ１５）。これにより、本実施形態では、就寝者の手や足のみが第２感圧チューブ（31）に掛かった状態となった場合に、就寝者が離床すると判定される誤判定を防止できる。この点について具体的に説明する。

例えば就寝者の手や足のみが第２感圧チューブ（31）に掛かった状態になると、第２感圧チューブ（31）に対応する呼吸信号が増大し、これに伴い両者の呼吸信号（α＝Ａ２／Ａ１）の振幅の比も増大する。このため、就寝者が寝具から離れない状態、あるいは就寝者の落床リスクが低い状態であるにも拘わらず、両者の呼吸信号の比が離床判定閾値を越えてしまい、離床の誤判定を招く虞がある。

一方、就寝者の手や足が第２感圧チューブ（31）に掛かったとしても、第２感圧チューブ（31）で検出される心拍由来の信号の振幅は、呼吸信号と比較してさほど上昇しない。手や足は就寝者の体幹部（胴体部）から比較的遠い位置にあるため、このような状態では、心拍由来の体動が第２感圧チューブ（31）に伝わりにくいためである。そこで、本実施形態では、各呼吸信号の振幅の比αが所定の離床予測閾値を越えたとしても、この時点を含む所定期間において、第２感圧チューブ（31）で検出される心拍由来の信号の振幅の増大変化量が所定値を越えない場合、就寝者が離床すると判定しない。これにより、就寝者の手や足が第２感圧チューブ（31）に掛かることに起因して、離床の誤判定を招くことを防止できる。

−実施形態の変形例−
上述した実施形態においては、以下のような各変形例の構成としてもよい。

〈実施形態の変形例１〉
図９に示す変形例１では、寝具（Ｂ）が室内の壁面（Ｗ）に沿って配置される。これに対応して、変形例１の第２感圧チューブ（31）は、略Ｌ字状に形成される。つまり、第２感圧チューブ（31）は、上述した実施形態と同様、第１側方チューブ（35）と中間チューブ（36）とを有する一方、第２側方チューブ（37）が省略された構成となっている。第２側方チューブ（37）の壁面（Ｗ）側の端部は、第２閉塞部（32）によって閉塞されている。

変形例１では、就寝者が第１側方チューブ（35）側や中間チューブ（36）側に移動した際に、各感圧チューブ（21,31）に対応する生体信号（例えば呼吸信号）の比が大きくなり、上記実施形態と同様にして就寝者が離床することを予め検知することができる。これ以外の作用効果は上記実施形態と同様である。

〈実施形態の変形例２〉
図１０に示す変形例２では、寝具（Ｂ）が室内の壁面（Ｗ）に沿って配置される。変形例２の第２感圧チューブ（31）は、略Ｉ字状に形成される。つまり、第２感圧チューブ（31）は、上述した実施形態と同様、第１側方チューブ（35）を有する一方、中間チューブ（36）及び第２側方チューブ（37）が省略された構成となっている。第１側方チューブ（35）における就寝者の足側の端部は、第２閉塞部（32）によって閉塞されている。

変形例２では、就寝者が第１側方チューブ（35）側に移動した際に、各感圧チューブ（21,31）に対応する生体信号（例えば呼吸信号）の比が大きくなり、上記実施形態と同様にして就寝者が離床することを予め検知することができる。これ以外の作用効果は上記実施形態と同様である。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

上述した実施形態では、第１感圧チューブ（21）に対応する第１呼吸信号の振幅に対する第２感圧チューブ（31）に対応する第２呼吸信号の振幅の比に基づいて、就寝者の離床を予め検知するようにしている。しかしながら、第１感圧チューブ（21）に対応する第１心拍信号の振幅に対する第２感圧チューブ（31）に対応する第２心拍信号の振幅の比に基づいて、就寝者の離床を予め検知するようにしてもよい。心拍成分に由来する心拍信号は、呼吸成分に由来する呼吸信号と比較して、比較的変動が小さいため、心拍信号の振幅の比を用いることで、離床の予測の精度を向上できる。

また、第１感圧チューブ（21）に対応する体動信号の振幅に対する第２感圧チューブ（31）に対応する体動信号の振幅の比に基づいて、就寝者の離床を予め検知するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明は、就寝者の離床を予め検出するための離床予測装置について有用である。

10 睡眠判定装置（離床予測装置）
21 第１感圧チューブ（第１感圧部）
31 第２感圧チューブ（第２感圧部）
51 処理部
53 判定部
54 閾値設定部

Claims (5)

1. 寝具の中央部寄りに配置され、就寝者の体動に伴う圧力が作用するチューブ状の第１感圧部（21）と、
   上記第１感圧部（21）よりも寝具の外縁部寄りに配置され、就寝者の体動に伴う圧力が作用するチューブ状の第２感圧部（31）と、
   上記第１感圧部（21）と上記第２感圧部（31）のそれぞれの内圧の変化に基づき、各感圧部（21,31）に対応する体動信号を導出する処理部（51）と、
   上記第１感圧部（21）に対応する生体信号と、上記第２感圧部（31）に対応する生体信号とに基づいて就寝者の離床を予め検出する判定部（53）と
   を備えていることを特徴とする離床予測装置。
2. 請求項１において、
   上記判定部（53）は、上記第１感圧部（21）に対応する生体信号の振幅に対する上記第２感圧部（31）に対応する生体信号の振幅の比が所定の閾値を越えると、就寝者が離床すると判定するように構成される
   ことを特徴とする離床予測装置。
3. 請求項２において、
   上記処理部（51）は、上記各感圧部（21,31）の内圧の変化に基づき、就寝者の呼吸又は心拍に由来する微動信号をそれぞれ抽出するように構成され、
   上記判定部（53）は、上記第１感圧部（21）に対応する微動信号の振幅に対する上記第２感圧部（31）に対応する微動信号の振幅の比が所定の閾値を越えると、就寝者が離床すると判定するように構成される
   ことを特徴とする離床予測装置。
4. 請求項２において、
   上記処理部（51）は、上記各感圧部（21,31）の内圧の変化に基づき、就寝者の呼吸又は心拍に由来する微動信号をそれぞれ抽出するように構成され、
   上記判定部（53）は、上記第１感圧部（21）に対応する微動信号の振幅に対する上記第２感圧部（31）に対応する微動信号の振幅の比が所定の閾値を越え、且つ第２感圧部（31）に対応する微動信号のうち心拍成分に由来する信号の振幅の増大変化量が所定値を越えると、就寝者が離床すると判定するように構成される
   ことを特徴とする離床予測装置。
5. 請求項２乃至４のいずれか１つにおいて、
   上記就寝者が安定在床状態であるときの上記第１感圧部（21）に対応する生体信号の振幅に対する上記第２感圧部（31）に対応する生体信号の振幅の比率が上記閾値として設定される閾値設定部（52）を備えている
   ことを特徴とする離床予測装置。

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