JP2019024674A - 在床状態監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】ベッド上の被験者が端座位に至ろうとしていることをより早い時点で予測することのできる在床状態監視システムを提供する。【解決手段】ベッド上の被験者の在床状態を監視する在床状態監視システムは、前記ベッドの四隅に設けられ且つ前記被験者の荷重を検出する４つの荷重検出器と、前記４つの荷重検出器に含まれ且つ前記ベッドを対角方向に挟んで配置された２つの荷重検出器からの検出値の大小関係の変化に基づいて前記被験者が端座位状態に至ることを予測する端座位判定部とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、荷重検出器の検出値に基づいてベッド上の被験者の在床状態を監視する在床状態監視システムに関する。

医療や介護の分野において、荷重検出器を介してベッド上の被験者の荷重を検出し、検出した荷重に基づいて被験者の状態を判定することが提案されている。具体的には例えば、検出した荷重に基づいて在床・離床判定を行うことや、被験者の呼吸数の推定を行うこと等が提案されている。

特許文献１〜３は、ベッド寝床部に掛かる荷重を４つの荷重検出手段により検出し、当該４つの荷重検出手段から出力された荷重値を複数の判定式に当てはめて実行される判定工程に基づいて、被験者の在床位置がベッド寝床部の端部領域にある旨の情報を報知するベッドの在床状況検出方法を開示している。

また特許文献１〜３は、被験者がベッドの端部に腰掛けた端座位であるか否かを判定することも開示している。

特許第４６７６９２４号明細書 特許第４９６５９０４号明細書 特許第５０８６９９６号明細書

下半身の不自由な入院患者や介護施設の入所者などは、端座位に至った後、ベッドから離床する際に、転倒、転落などの事故を起こすことがある。そのため、端座位の発生を検知して、これを看護師や介護士等に報知することのできるシステムが望まれている。

本発明は、ベッド上の被験者が端座位に至ろうとする状況をより早い時点で予測することのできる在床状態監視システムを提供することを第１の目的とする。

本発明は、ベッド上の被験者が端座位に至ったことを、より高い精度で判定することのできる在床状態監視システムを提供することを第２の目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、
ベッド上の被験者の在床状態を監視する在床状態監視システムであって、
前記ベッドの四隅に設けられ且つ前記被験者の荷重を検出する４つの荷重検出器と、
前記４つの荷重検出器に含まれ且つ前記ベッドを対角方向に挟んで配置された２つの荷重検出器からの検出値の大小関係の変化に基づいて前記被験者が端座位状態に至ることを予測する端座位判定部とを備える在床状態監視システムが提供される。

第１の態様の在床状態監視システムにおいて、前記端座位判定部は、前記ベッドを対角方向に挟んで配置された前記２つの荷重検出器からの検出値の大小関係の反転に基づいて前記被験者が端座位状態に至ることを予測してもよい。

第１の態様の在床状態監視システムは、前記４つの荷重検出器に含まれる少なくとも１つの荷重検出器の検出値に基づいて前記被験者の体動の有無を判定する体動判定部を更に備えても良く、前記４つの荷重検出器に含まれ且つ前記ベッドの幅方向一方側に設けられた少なくとも１つの荷重検出器の検出値と、前記４つの荷重検出器に含まれ且つ前記ベッドの幅方向他方側に設けられた少なくとも１つの荷重検出器の検出値とに基づいて前記被験者の前記ベッドの幅方向における位置を判定する体位置判定部を更に備えてもよい。第１の態様の在床状態監視システムにおいて、前記端座位判定部は、前記体動判定部の判定結果と前記体位置判定部の判定結果とに基づいて前記被験者が端座位状態であるか否かを判定してもよい。

第１の態様の在床状態監視システムにおいて、前記端座位判定部は、前記被験者が端座位状態に至ると予測した場合に、前記体動判定部の判定結果と前記体位置判定部の判定結果とに基づいて前記被験者が端座位状態であるか否かを判定してもよい。

本発明の第２の態様に従えば、
ベッド上の被験者の在床状態を監視する在床状態監視システムであって、
前記ベッドの四隅に設けられ且つ前記被験者の荷重を検出する４つの荷重検出器と、
前記４つの荷重検出器に含まれる少なくとも１つの荷重検出器の検出値に基づいて前記被験者の体動の有無を判定する体動判定部と、
前記４つの荷重検出器に含まれ且つ前記ベッドの幅方向一方側に設けられた少なくとも１つの荷重検出器の検出値と、前記４つの荷重検出器に含まれ且つ前記ベッドの幅方向他方側に設けられた少なくとも１つの荷重検出器の検出値とに基づいて前記被験者の前記ベッドの幅方向における位置を判定する体位置判定部と、
前記体動判定部の判定結果と前記体位置判定部の判定結果とに基づいて前記被験者が端座位状態であるか否かを判定する端座位判定部とを備える在床状態監視システムが提供される。

第１の態様及び第２の態様の在床状態監視システムは、前記端座位判定部の判定結果に基づいて報知を行う報知部を更に備えてもよい。

本発明の第３の態様に従えば、
ベッドと、
第１の態様及び第２の態様のいずれかの在床状態監視システムとを備えるベッドシステムが提供される。

本発明の在床状態監視システムによれば、べッド上の被験者が端座位に至ろうとする状況を、より早い時点で予測することができる。

本発明の在床状態監視システムによれば、ベッド上の被験者が端座位に至ったことを、より高い精度で判定することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る在床状態監視システムの構成を示すブロック図である。 図２は、荷重検出器のベッドに対する配置を示す説明図である。 図３は、在床状態監視システムを用いた在床状態の監視方法を示すフローチャートである。 図４は、荷重検出器により検出された荷重値の一例を概略的に示すグラフである。 図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）は、被験者の端座位予測に用いられる原理を説明するための図であり、被験者がベッド中央で仰臥した状態から端座位状態に至るまでの期間における、４つの荷重検出器の検出信号の変動の様子を示す。 図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）は、被験者の端座位予測に用いられる原理を説明するための図であり、被験者がベッド中央から幅方向一方側にずれた位置で仰臥した状態から、ベッドの幅方向他方側で端座位状態に至るまでの期間における、４つの荷重検出器の検出信号の変動の様子を示す。 図７（ａ）、図７（ｂ）、図７（ｃ）は、被験者の端座位予測に用いられる原理を説明するための図であり、被験者がベッド中央から幅方向一方側にずれた位置で仰臥した状態から、当該一方側で端座位状態に至るまでの期間における、４つの荷重検出器の検出信号の変動の様子を示す。 図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）は、被験者の端座位予測に用いられる原理を説明するための図であり、被験者がベッド中央で仰臥した状態から、ベッド中央で上半身を起こした状態に至るまでの期間における、４つの荷重検出器の検出信号の変動の様子を示す。 図９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）は、被験者の端座位予測に用いられる原理を説明するための図であり、被験者がベッド中央で仰臥した状態から寝返りを打ち、ベッド中央から幅方向一方側にずれた位置で伏臥した状態に至るまでの期間における、４つの荷重検出器の検出信号の変動の様子を示す。 図１０（ａ）は本実施形態の在床状態監視システムを用いて行った端座位予測、及び端座位判定に用いた荷重信号ｓ_１〜ｓ_４の一例である。図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）は、図１０（ａ）の荷重信号が得られた期間における、体動判定部の判定結果及び体位置判定部の判定結果を示す。 図１１は、変形例に係るベッドシステムの全体構成を示すブロック図である。

＜実施形態＞
本発明の実施形態の在床状態監視システム１００（図１）について、これをベッドＢＤ（図２）と共に使用して、ベッドＢＤ上の被験者Ｓの在床状態を監視する場合を例として説明する。

以下の説明においては、直方形のベッドＢＤ（図２）の中心を中心Ｏとして、中心Ｏを通りベッドＢＤの短手（幅方向）に延びる軸をベッドＢＤのＸ軸とし、中心Ｏを通りベッドＢＤの長手（長さ方向、上下方向）に延びる軸をベッドＢＤのＹ軸とする。ベッドＢＤの平面視において、ベッドＢＤの中心Ｏの右側をＸ軸の正側、左側をＸ軸の負側とし、ベッドＢＤの中心Ｏの上側をＹ軸の正側、下側をＹ軸の負側とする。被験者ＳがベッドＢＤ上に横たわる場合は、一般にＹ軸に沿って横たわり、Ｙ軸方向の正側に頭部を置き、負側に脚部を置く。

図１に示す通り、本実施形態の在床状態監視システム１００は、荷重検出部１、制御部３、記憶部４、報知部５を主に有する。荷重検出部１と制御部３とは、Ａ／Ｄ変換部２を介して接続されている。制御部３には更に入力部６が接続されている。

荷重検出部１は、４つの荷重検出器１１、１２、１３、１４を備える。荷重検出器１１、１２、１３、１４のそれぞれは、例えばビーム形のロードセルを用いて荷重を検出する荷重検出器である。このような荷重検出器は例えば、特許第４８２９０２０号や特許第４００２９０５号に記載されている。荷重検出器１１、１２、１３、１４はそれぞれ、配線又は無線によりＡ／Ｄ変換部２に接続されている。

図２に示す通り、荷重検出部１００の４つの荷重検出器１１〜１４は、被験者Ｓが使用するベッドＢＤの四隅の脚ＢＬ_１、ＢＬ_２、ＢＬ_３、ＢＬ_４の下端部に取り付けられたキャスターＣ_１、Ｃ_２、Ｃ_３、Ｃ_４の下にそれぞれ配置される。

Ａ／Ｄ変換部２は、荷重検出部１からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を備え、荷重検出部１と制御部３にそれぞれ配線又は無線で接続されている。

制御部３は、専用又は汎用のコンピュータであり、内部に体動判定部３１、体位置判定部３２、及び端座位判定部３３が構築されている。

記憶部４は、在床状態監視システム１００において使用されるデータを記憶する記憶装置であり、例えばハードディスク（磁気ディスク）を用いることができる。報知部５は、制御部３からの出力に基づいて所定の報知を行う部分であり、画像（映像）による報知を行う液晶モニター等のモニター５１と、音声による報知を行うスピーカー５２とを含む。

入力部６は、制御部３に対して所定の入力を行うためのインターフェイスであり、キーボード及びマウスにし得る。

このような在床状態監視システム１００を使用して、ベッド上の被験者の在床状態を監視する動作について説明する。ここで、被験者の在床状態の監視とは、具体的には例えば、被験者が端座位状態に至ること（至ろうとする状況）の予測、及び／又は被験者が端座位状態に至ったか否かの判定である。なお、本明細書及び本発明において「端座位状態」とは、被験者がベッドの幅方向の端部に座った状態を意味する。被験者の足がベッドの下の床面に接触している状態及び接触していない状態のいずれも、端座位状態に含まれる。

在床状態監視システム１００を使用した被験者の在床状態の監視は、図３のフローチャートに示す通り、被験者の荷重を検出する荷重検出工程Ｓ１と、検出した荷重に基づいて被験者の体動の有無を判定する体動判定工程Ｓ２と、検出した荷重に基づいて被験者がベッドの端部に近づいているか否かを判定する体位置判定工程Ｓ３と、荷重検出工程Ｓ１において検出された被験者の荷重、体動判定工程Ｓ２において判定された被験者の体動の有無、体位置判定工程Ｓ３において判定された被験者がベッドの端部に近づいているか否かの判定結果の少なくとも一つに基づいて、被験者が端座位状態に至ることを予測し、及び／又は被験者が端座位状態に至ったか否かを判定する端座位判定工程Ｓ４と、端座位判定工程Ｓ４の判定結果に基づいて所定の報知を行う報知工程Ｓ５とを含む。

［荷重検出工程］
荷重検出工程Ｓ１では、荷重検出器１１、１２、１３、１４を用いてベッドＢＤ上の被験者Ｓの荷重を検出する。ベッドＢＤ上の被験者Ｓの荷重は、ベッドＢＤの四隅の脚ＢＬ_１〜ＢＬ_４の下に配置された荷重検出器１１〜１４に分散して付与され、これらによって分散して検出される。

荷重検出器１１〜１４はそれぞれ、荷重（荷重変化）を検出してアナログ信号としてＡ／Ｄ変換部２に出力する。Ａ／Ｄ変換部２は、サンプリング周期を例えば５ミリ秒として、アナログ信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号（以下「荷重信号」）として制御部３に出力する。以下では、荷重検出器１１、１２、１３、１４から出力されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換部２においてデジタル変換して得られる荷重信号を、それぞれ荷重信号ｓ_１、ｓ_２、ｓ_３、ｓ_４と呼ぶ。

［体動判定工程］
体動判定工程Ｓ２では、体動判定部３１が、荷重信号ｓ_１〜ｓ_４の少なくとも１つを用いて、被験者Ｓに体動が生じているか否かを判定する。

ここで「体動」とは、被験者の頭部、胴部（体幹）、四肢の移動を意味する。呼吸や心拍等に伴う臓器、血管等の移動は体動には含まれない。体動は、一例として、被験者Ｓの胴部（体幹）の移動を伴う大きな体動と、被験者の四肢や頭部の移動のみを伴う小さな体動とに分類し得る。大きな体動の一例は、寝返りや起き上がり等であり、小さな体動の一例は、睡眠中の手足や頭部の移動等である。

体動判定部３１は、次の原理に基づいて、被験者Ｓに体動が生じているか否かの判定を行う。

図４に、時刻ｔ_０、ｔ_１、ｔ_２を含む所定期間に得られた、荷重検出器１１からの荷重信号ｓ_１の概略的な波形を示す。

図４に示す波形が得られた所定期間のうち、時刻ｔ_０から時刻ｔ_１までの期間（期間Ｐ_１）においては、被験者Ｓに体動は生じていなかった。そのため、この期間の荷重信号ｓ_１は、被験者Ｓの呼吸及び心拍に応じた被験者の臓器や血管の移動を反映してわずかに振動するのみであり、その変動量は小さい。換言すると、被験者Ｓに体動が生じていない期間Ｐ_１においては、荷重信号ｓ_１のサンプリング値のばらつきは小さい。

一方で、図４に示す波形が得られた所定期間のうち、時刻ｔ_１から時刻ｔ_２までの期間（期間Ｐ_２）においては、被験者Ｓに体動が生じていた。具体的には、被験者Ｓは右腕を動かしていた。そのため、この期間の荷重信号ｓ_１は、被験者Ｓの右腕の移動を反映して大きく変動している。換言すると、被験者Ｓに体動が生じている期間Ｐ_２においては、荷重信号ｓ_１のサンプリング値のばらつきは大きい。

このように、荷重検出器１１からの荷重信号ｓ_１のサンプリング値のばらつきは、被験者Ｓに体動が生じていない期間において小さくなり、被験者Ｓに体動が生じている期間において大きくなる。荷重検出器１２、１３、１４からの荷重信号ｓ_２、ｓ_３、ｓ_４についても同様である。

そのため、体動判定部３１は、荷重検出器１１〜１４からの荷重信号ｓ_１〜ｓ_４の少なくとも１つについて、所定期間（一例として５秒間）に含まれるサンプリング値のばらつきの大きさを表わす標準偏差σを算出し、算出した標準偏差σと所定の閾値σ_ｔｈとの比較に基づいて、被験者Ｓに体動が生じているか否かを判定する。

具体的には例えば、所定期間について算出した標準偏差σの値が所定の閾値σ_ｔｈよりも小さければ、当該期間においては被験者Ｓに体動は生じていないと判定する。一方で、所定のサンプリング期間について算出した標準偏差σの値が所定の閾値σ_ｔｈよりも大きければ、当該期間において被験者Ｓに体動が生じていると判定する。なお、標準偏差σに代えて、分散σ^２を所定の閾値σ^２ _ｔｈと比較して、被験者Ｓの体動の有無を判定してもよい。

［体位置判定工程］
体位置判定工程Ｓ３では、体位置判定部３２が、荷重検出器１１〜１４からの荷重信号ｓ_１〜ｓ_４に基づいて、被験者Ｓの体位置がベッドＢＤの幅方向（Ｘ軸方向）の端部に近づいているか否かを判定する。

以下においては、ベッドＢＤのＸ軸方向正側の端部を第１ベッド端部Ｂｅ１と呼び、ベッドＢＤのＸ軸方向負側の端部を第２ベッド端部Ｂｅ２と呼ぶ（図２）。また、第１ベッド端部Ｂｅ１、第２ベッド端部Ｂｅ２を総称して、ベッド端部と呼ぶ。

体位置判定部３２は、荷重検出器１１、１２、１３、１４からの荷重信号ｓ_１、ｓ_２、ｓ_３、ｓ_４の各サンプリング時刻におけるサンプリング値をＷ_１、Ｗ_２、Ｗ_３、Ｗ_４として、次の式１を用いて値Ｘを求める。

そして、求めた値Ｘを用いて、次の原理により、被験者Ｓがベッド端部に近づいているか否かを判定する。

本実施形態の在床状態監視システム１００が備える荷重検出器１１〜１４のうち、荷重検出器１１、１４は第１ベッド端部Ｂｅ１に設けられた脚ＢＬ_１、ＢＬ_４の下に設置されており、荷重検出器１２、１３は第２ベッド端部Ｂｅ２に設けられた脚ＢＬ_２、ＢＬ_３の下に設置されている。

被験者ＳがベッドＢＤの中心Ｏの近傍に位置する場合には、被験者Ｓの荷重は第１ベッド端部Ｂｅ１側と第２ベッド端部Ｂｅ２側とに均等に付与されるため、荷重検出器１１、１４からの荷重信号ｓ_１、ｓ_４のサンプリング値Ｗ_１、Ｗ_４の和（Ｗ_１＋Ｗ_４）と、荷重検出器１２、１３からの荷重信号ｓ_２、ｓ_３のサンプリング値Ｗ_２、Ｗ_３の和（Ｗ_２＋Ｗ_３）とは略等しくなり、式１により求められる値Ｘは、ほぼ０に等しくなる。

一方で、被験者Ｓが第１ベッド端部Ｂｅ１に近づくに従って荷重検出器１１、１４からの荷重信号ｓ_１、ｓ_４のサンプリング値Ｗ_１、Ｗ_４は次第に大きくなり、且つ荷重検出器１２、１３からの荷重信号ｓ_２、ｓ_３のサンプリング値Ｗ_２、Ｗ_３は次第に小さくなる。この時、式１により求められる値Ｘは次第に大きくなる。同様に、被験者Ｓが第２ベッド端部Ｂｅ２に近づくに従って荷重検出器１２、１３からの荷重信号ｓ_２、ｓ_３のサンプリング値Ｗ_２、Ｗ_３は大きくなり、且つ荷重検出器１１、１４からの荷重信号ｓ_１、ｓ_４のサンプリング値Ｗ_１、Ｗ_４は次第に小さくなる。この時も、式１により求められる値Ｘは次第に大きくなる。

体位置判定部３２は、被験者ＳのベッドＢＤ上でのＸ軸方向の位置と値Ｘとの間のこのような関係に基づき、被験者Ｓがベッド端部に近づいているか否かを判定する。具体的には、式１により求めた値Ｘを所定の閾値Ｘ_ｔｈと比較し、値Ｘが所定の閾値Ｘ_ｔｈを越えた時点で、被験者Ｓがベッド端部に近づいたと判定する。

所定の閾値Ｘ_ｔｈは適宜設定することができる。被験者がベッド端部に近づいたとの判断をより早い時点で（即ち、被験者Ｓとベッド端部との間の距離が比較的大きい時点で）行うことが望ましい場合には所定の閾値Ｘ_ｔｈを小さめに設定する。反対に、被験者がベッド端部に近づいたとの判断をより遅い時点で（即ち、被験者Ｓとベッド端部との間の距離が比較的小さくなった時点で）行うことが望ましい場合には所定の閾値Ｘ_ｔｈを大きめに設定する。

なお、剛体は３点支持が最も安定的であるため、ベッドＢＤも３点支持気味の状態（即ち、ベッドＢＤが四隅の脚ＢＬ_１〜ＢＬ_４によって均等に支持されるのではなく、これらの内の３つによる支持の分担量が増え、残る１つによる支持の分担量が減った状態）となる場合がある。この時、ベッドＢＤ及びその上の被験者Ｓの荷重は四隅の脚ＢＬ_１〜ＢＬ_４の下の荷重検出器１１〜１４の内の３つに対しては多めに付与され、残る１つに対しては少なめに付与される。本実施形態の体位置判定部３２は、荷重検出器１１〜１４からの荷重信号ｓ_１〜ｓ_４のサンプリング値Ｗ_１〜Ｗ_４を総合的に用いる式１により被験者Ｓの体位置を判定しているため、ベッドＢＤが３点支持気味の状態に至った場合でも、３点支持気味の状態が発生することによりサンプリング値Ｗ_１〜Ｗ_４の値に生じ得る誤差をある程度相殺し、判定精度の低下を抑制することができる。

［端座位判定工程］
端座位判定工程Ｓ４においては、まず、端座位判定部３３が、荷重検出器１１〜１４からの荷重信号ｓ_１〜ｓ_４に基づいて、被験者Ｓが端座位状態に至ろうとする状況を予測する。そして、被験者Ｓが端座位状態に至ろうとする状況を予測した後に、端座位判定部３３が、体動判定工程Ｓ２における判定結果と体位置判定工程Ｓ３における判定結果とに基づいて、被験者Ｓが実際に端座位状態に至ったか否かの判定を行う。

端座位判定部３３は、被験者Ｓが端座位状態に至ろうとする状況を、次の原理に基づいて予測する。

本発明の発明者は、被験者Ｓが端座位状態に至ることをより早い段階で検知すべく、ベッドＢＤ上での被験者Ｓの移動の様子と、被験者Ｓの移動に応じた荷重検出器１１〜１４からの荷重信号ｓ_１〜ｓ_４の変動の様子との関係について研究を重ねた。そして、被験者ＳがベッドＢＤ上に横たわった状態（仰臥、横臥、又は伏臥した状態）からベッド端部に座った端座位状態へと移動する過程においては、ベッドＢＤを対角方向に挟んで配置された一対の荷重検出器（ベッドＢＤの対角位置に配置された一対の荷重検出器）の間で、荷重信号のサンプリング値の大小関係が極めて高い確率で反転することを見出した。

端座位判定部３３は、本発明の発明者のこの知見に基づき、荷重検出器１１からの荷重信号ｓ_１のサンプリング値Ｗ_１と荷重検出器１３からの荷重信号ｓ_３のサンプリング値Ｗ_３との大小関係、又は荷重検出器１２からの荷重信号ｓ_２のサンプリング値Ｗ_２と荷重検出器１４からの荷重信号ｓ_４のサンプリング値Ｗ_４との大小関係が反転したことに基づいて、被験者Ｓが端座位状態に至ろうとしている状況を予測する。

被験者ＳがベッドＢＤ上に横たわった状態からベッド端部に座った端座位状態へと移動する過程で、ベッドＢＤを対角方向に挟んで配置された一対の荷重検出器の間で、荷重信号のサンプリング値の大小関係が反転することを、いくつかの具体例を挙げて示す。

（１）具体例１
図５（ａ）に示すように、被験者Ｓが、時刻Ｔ_１に、ベッドＢＤのＸ軸方向略中央に、体軸をＹ軸方向に一致させて仰臥している場合、ベッドＢＤの四隅に設けられた荷重検出器１１、１２、１３、１４には、被験者Ｓの荷重が約３：３：７：７の比率で付与される。したがって、荷重検出器１１、１２、１３、１４からの荷重信号ｓ_１、ｓ_２、ｓ_３、ｓ_４のサンプリング値Ｗ_１、Ｗ_２、Ｗ_３、Ｗ_４の大きさも約３：３：７：７となる。被験者Ｓの脚側に設置された荷重検出器１１、１２に付与される荷重の割合よりも被験者Ｓの頭側に設置された荷重検出器１３、１４に付与される荷重の割合が大きいのは、人間の上半身と下半身の重さの比率が約７：３であることによる。

図５（ｂ）に示すように、被験者Ｓが、時刻Ｔ_２に、ベッドＢＤの第２ベッド端部Ｂｅ２のＹ軸方向略中央に端座している場合、被験者Ｓの荷重は大部分が第２ベッド端部Ｂｅ２側の荷重検出器１２、１３に付与される。ここでは例えば、ベッドＢＤの四隅に設けられた荷重検出器１１、１２、１３、１４に、被験者Ｓの荷重が、約１：９：９：１の比率で付与されるものとする。この場合、荷重検出器１１、１２、１３、１４からの荷重信号ｓ_１、ｓ_２、ｓ_３、ｓ_４のサンプリング値Ｗ_１、Ｗ_２、Ｗ_３、Ｗ_４の大きさも約１：９：９：１となる。

ここで、ベッドＢＤのＸ軸方向負側且つＹ軸方向負側に設置された荷重検出器１２からの荷重信号ｓ_２と、ベッドＢＤのＸ軸方向正側且つＹ軸方向正側（即ち、荷重検出器１２の対角位置）に設置された荷重検出器１４からの荷重信号ｓ_４に着目する。

被験者Ｓがベッド中央で仰臥している時刻Ｔ_１においては、被験者Ｓの脚側に設置された荷重検出器１２には被験者Ｓの荷重の約３／２０が付与されており、被験者Ｓの頭側に設置された荷重検出器１４には被験者Ｓの荷重の約７／２０が付与されている。すなわち、被験者Ｓがベッド中央で仰臥している時刻Ｔ_１においては、被験者Ｓの脚側に設置された荷重検出器１２よりも、被験者Ｓの頭側に設置された荷重検出器１４により多くの荷重が付与されており、荷重信号ｓ_４のサンプリング値Ｗ_４は、荷重信号ｓ_２のサンプリング値Ｗ_２よりも大きい（図５（ｃ））。

一方で、被験者Ｓが第２ベッド端部Ｂｅ２に端座している時刻Ｔ_２においては、被験者Ｓが存在する第２ベッド端部Ｂｅ２に設置された荷重検出器１２には被験者Ｓの荷重の約９／２０が付与されており、被験者Ｓが存在していない第１ベッド端部Ｂｅ１側に設置された荷重検出器１４には被験者Ｓの荷重の約１／２０が付与されている。すなわち、被験者Ｓが第２ベッド端部Ｂｅ２に端座している時刻Ｔ_２においては、被験者Ｓの存在しない第１ベッド端部Ｂｅ１側に設置された荷重検出器１４よりも、被験者Ｓの存在する第２ベッド端部Ｂｅ２側に設置された荷重検出器１２により多くの荷重が付与されており、荷重信号ｓ_２のサンプリング値Ｗ_２は、荷重信号ｓ_４のサンプリング値Ｗ_４よりも大きい（図５（ｃ））。

このように、被験者Ｓがベッド中央で仰臥した状態から、第２ベッド端部Ｂｅ２に端座した状態に移動する過程においては、荷重検出器１２の荷重信号ｓ_２のサンプリング値Ｗ_２と、荷重検出器１４の荷重信号ｓ_４のサンプリング値Ｗ_４の大小関係が反転する。

被験者Ｓがベッド中央に仰臥している時刻Ｔ_１と、被験者が第２ベッド端部Ｂｅ２で端座している時刻Ｔ_２との間の期間における、荷重信号ｓ_１〜ｓ_４のサンプリング値Ｗ_１〜Ｗ_４の変動の様子を概略的に示すと、図５（ｃ）のグラフのようになる。このグラフからも、荷重検出器１２の荷重信号ｓ_２のサンプリング値Ｗ_２と、荷重検出器１４の荷重信号ｓ_４のサンプリング値Ｗ_４の大小関係が、時刻Ｔ_１と時刻Ｔ_２との間の期間の、被験者Ｓが端座位状態となる直前の時点において反転していることが読み取れる。また、サンプリング値の大小関係の反転は、荷重信号ｓ_２のサンプリング値Ｗ_２と荷重信号ｓ_４のサンプリング値Ｗ_４との間でのみ生じており、その他のサンプリング値の間では生じていないことが読み取れる。

なお、時刻Ｔ_２において被験者Ｓが端座する位置がベッドＢＤの第１端部Ｂｅ１である場合にも同様に、時刻Ｔ_１と時刻Ｔ_２との間において、荷重信号ｓ_１のサンプリング値Ｗ_１と荷重信号ｓ_３のサンプリング値Ｗ_３との間でサンプリング値の大小関係の反転が生じることが理解されるであろう。

（２）具体例２
図６（ａ）に示すように、被験者Ｓが、時刻Ｔ_１に、ベッドＢＤのＸ軸方向略中央の第１ベッド端部Ｂｅ１側に、体軸をＹ軸方向に一致させて仰臥している場合を考える。この場合は、被験者ＳがベッドＢＤのＸ軸方向略中央に体軸をＹ軸方向に一致させて仰臥している場合（図５（ａ））に比較して、より多くの荷重が、第１ベッド端部Ｂｅ１側に設置された荷重検出器１１、１４に付与される。ここでは例えば、被験者Ｓの荷重が、荷重検出器１１、１２、１３、１４に、約４：２：６：８の比率で付与されるものとする。この場合、荷重信号ｓ_１、ｓ_２、ｓ_３、ｓ_４のサンプリング値Ｗ_１、Ｗ_２、Ｗ_３、Ｗ_４の大きさも約４：２：６：８となる。

図６（ｂ）に示すように、被験者Ｓが、時刻Ｔ_２に、ベッドＢＤの第２ベッド端部Ｂｅ２のＹ軸方向略中央に端座している場合には、上記の具体例１において述べた通り、荷重検出器１１、１２、１３、１４からの荷重信号ｓ_１、ｓ_２、ｓ_３、ｓ_４のサンプリング値Ｗ_１、Ｗ_２、Ｗ_３、Ｗ_４の大きさは約１：９：９：１となる。

被験者Ｓがベッド中央の第１ベッド端部Ｂｅ１側で仰臥している時刻Ｔ_１においては、被験者Ｓの脚側に設置された荷重検出器１２には被験者の荷重の２／２０が付与されており、被験者Ｓの頭側に設置された荷重検出器１４には被験者の荷重の８／２０が付与されている。即ち、荷重検出器１４からの荷重信号ｓ_４のサンプリング値Ｗ_４は、荷重検出器１２からの荷重信号ｓ_２のサンプリング値Ｗ_２よりも大きい（図６（ｃ））。

一方で、被験者Ｓが第２ベッド端部Ｂｅ２に端座している時刻Ｔ_２においては、被験者Ｓの存在しない第１ベッド端部Ｂｅ１側に設置された荷重検出器１４には被験者Ｓの荷重の１／２０が付与されており、被験者Ｓの存在する第２ベッド端部Ｂｅ２側に設置された荷重検出器１２には被験者の荷重の９／２０が付与されている。即ち、荷重検出器１２からの荷重信号ｓ_２のサンプリング値Ｗ_２は、荷重検出器１４からの荷重信号ｓ_４のサンプリング値Ｗ_４よりも大きい（図６（ｃ））。

このように、被験者Ｓがベッド中央の第１ベッド端部Ｂｅ１側で仰臥した状態から、第２ベッド端部Ｂｅ２に端座した状態に移動する過程においても、荷重検出器１２からの荷重信号ｓ_２のサンプリング値Ｗ_２と、荷重検出器１４からの荷重信号ｓ_４のサンプリング値Ｗ_４の大小関係が反転する。

時刻Ｔ_１と時刻Ｔ_２との間の期間における、荷重信号ｓ_１〜ｓ_４のサンプリング値Ｗ_１〜Ｗ_４の変動の様子を概略的に示すと、図６（ｃ）のグラフのようになる。このグラフからも、荷重検出器１２の荷重信号ｓ_２のサンプリング値Ｗ_２と、荷重検出器１４の荷重信号ｓ_４のサンプリング値Ｗ_４の大小関係が、時刻Ｔ_１と時刻Ｔ_２との間の期間の、被験者Ｓが端座位状態となる直前の時点において反転していることが読み取れる。

（３）具体例３
図７（ａ）に示すように、被験者Ｓが、時刻Ｔ_１に、ベッドＢＤのＸ軸方向略中央の第２ベッド端部Ｂｅ２側に、体軸をＹ軸方向に一致させて仰臥している場合を考える。この場合は、被験者ＳがベッドＢＤのＸ軸方向略中央に体軸をＹ軸方向に一致させて仰臥している場合（図５（ａ））に比較して、より多くの荷重が、第２ベッド端部Ｂｅ２側に設置された荷重検出器１２、１３に付与される。ここでは例えば、被験者Ｓの荷重が、荷重検出器１１、１２、１３、１４に、約２：４：８：６の比率で付与されるものとする。この場合、荷重信号ｓ_１、ｓ_２、ｓ_３、ｓ_４のサンプリング値Ｗ_１、Ｗ_２、Ｗ_３、Ｗ_４の大きさも約２：４：８：６となる。

図７（ｂ）に示すように、被験者Ｓが、時刻Ｔ_２に、ベッドＢＤの第２ベッド端部Ｂｅ２のＹ軸方向略中央に腰掛けている場合には、上記の具体例１において述べた通り、荷重検出器１１、１２、１３、１４からの荷重信号ｓ_１、ｓ_２、ｓ_３、ｓ_４のサンプリング値Ｗ_１、Ｗ_２、Ｗ_３、Ｗ_４の大きさは約１：９：９：１となる。

被験者Ｓがベッド中央の第２ベッド端部Ｂｅ２側で仰臥している時刻Ｔ_１においては、被験者Ｓの脚側に設置された荷重検出器１２には被験者の荷重の４／２０が付与されており、被験者Ｓの頭側に設置された荷重検出器１４には被験者の荷重の６／２０が付与されている。即ち、荷重検出器１４からの荷重信号ｓ_４のサンプリング値Ｗ_４は、荷重検出器１２からの荷重信号ｓ_２のサンプリング値Ｗ_２よりも大きい（図７（ｃ））。

一方で、被験者Ｓが第２ベッド端部Ｂｅ２に端座している時刻Ｔ_２においては、被験者Ｓの存在しない第１ベッド端部Ｂｅ１側に設置された荷重検出器１４には被験者Ｓの荷重の１／２０が付与されており、被験者Ｓの存在する第２ベッド端部Ｂｅ２側に設置された荷重検出器１２には被験者の荷重の９／２０が付与されている。即ち、荷重検出器１２からの荷重信号ｓ_２のサンプリング値Ｗ_２は、荷重検出器１４からの荷重信号ｓ_４のサンプリング値Ｗ_４よりも大きい（図７（ｃ））。

このように、被験者Ｓがベッド中央の第２ベッド端部Ｂｅ２側で仰臥した状態から、第２ベッド端部Ｂｅ２に端座した状態に移動する過程においても、荷重検出器１２の荷重信号ｓ_２のサンプリング値Ｗ_２と、荷重検出器１４の荷重信号ｓ_４のサンプリング値Ｗ_４の大小関係が反転する。

時刻Ｔ_１と時刻Ｔ_２との間の期間における、荷重信号ｓ_１〜ｓ_４のサンプリング値Ｗ_１〜Ｗ_４の変動の様子を概略的に示すと、図７（ｃ）のグラフのようになる。このグラフからも、荷重検出器１２の荷重信号ｓ_２のサンプリング値Ｗ_２と、荷重検出器１４の荷重信号ｓ_４のサンプリング値Ｗ_４の大小関係が、時刻Ｔ_１と時刻Ｔ_２との間の期間の、被験者Ｓが端座位状態となる直前の時点において反転していることが読み取れる。また、サンプリング値の大小関係の反転は、荷重信号ｓ_２のサンプリング値Ｗ_２と荷重信号ｓ_４のサンプリング値Ｗ_４との間でのみ生じており、その他のサンプリング値の間では生じていないことが読み取れる。

具体例１〜３において例示した場合の他も、被験者ＳがベッドＢＤ上に横たわった状態（仰臥、横臥、又は伏臥した状態）からベッド端部に座った端座位状態へと移動する期間内の、被験者Ｓが端座位状態に至る直前の時点で、ベッドＢＤの対角位置に設置された一対の荷重検出器の荷重信号のサンプリング値の大小関係が入れ替わる場合が極めて多い。被験者Ｓが横たわった状態においては被験者の脚側に位置し且つ被験者Ｓが端座した状態においては被験者の存在する側に位置するように設置された第１の荷重検出器のサンプリング値が、被験者が端座位へと移動する期間に大きく増大すること、及び被験者Ｓが横たわった状態においては被験者の頭側に位置し且つ被験者Ｓが端座した状態において被験者の存在しない側に位置するように設置された（即ち、第１の荷重検出器に対して、ベッドＢＤの対角位置に設置された）第２の荷重検出器のサンプリング値が、被験者が端座位へと移動する期間に大きく減少することがその理由である。

また、具体例１〜３においては、被験者ＳがベッドＢＤ上に横たわった状態において被験者Ｓの重心はベッドＢＤのＹ軸方向正側に位置しているが、仮に被験者ＳがベッドＢＤ上に横たわった状態において被験者Ｓの重心がＹ軸方向負側に位置している場合には、被験者Ｓがベッド端部Ｂｅ２のＹ軸方向略中央に座った端座位状態へと移動する期間内に、荷重検出器１１の荷重信号ｓ_１のサンプリング値Ｗ_１と、荷重検出器１３の荷重信号ｓ_３のサンプリング値Ｗ_３の大小関係が反転する。

なお、本実施形態の在床状態監視システム１００の端座位判定部３３は、ベッドＢＤを対角方向に挟んで配置された一対の荷重検出器（ベッドＢＤの対角位置に配置された一対の荷重検出器）の間で、荷重信号のサンプリング値が一致した時点で被験者Ｓが端座位状態に至ることを予測しても良い。本明細書及び本発明においては、「２つの荷重検出器からの検出値（信号値、サンプリング値）の大小関係の変化に基づいて被験者が端座位状態に至ることを予測する」とは、２つの荷重検出器からの検出値の反転に基づく端座位状態の予測と、２つの荷重検出器からの検出値の一致に基づく端座位状態の予測の両方を含むものとする。

また、図５（ｃ）、図６（ｃ）、図７（ｃ）に示すような荷重信号ｓ_２と荷重信号ｓ_４との大小関係の一致及び反転は、例えば、時刻Ｔ_１と時刻Ｔ_２との間の所定の時刻Ｔにおける荷重信号ｓ_２のサンプリング値Ｗ_２と、時刻Ｔにおける荷重信号ｓ_４のサンプリング値Ｗ_４との間の標準偏差が、時刻Ｔ_１から時刻Ｔ_２に向かうにしたがって小さくなり、その後再び大きくなる現象として捉えることもできる。このように、２つの荷重検出器からの検出値の一致及び反転を、例えば両検出値の間の標準偏差の変化といった異なる観点で捉え、これに基づき端座位予測を行う場合も、本発明に記載された「２つの荷重検出器からの検出値（信号値、サンプリング値）の大小関係の変化に基づいて被験者が端座位状態に至ることを予測する」に含まれる。

次に、被験者ＳがベッドＢＤ上に横たわった状態からベッドの幅方向に移動することなく起き上がり、上半身を起こした状態へと移動する過程、及び被験者ＳがベッドＢＤ上で寝返りを打つ過程においては、具体例１〜３で示したような、サンプリング値の大小関係の反転が生じないことを、比較例１、２を挙げて示す。

（４）比較例１（起き上がり）
図８（ａ）に示すように、被験者Ｓが、時刻Ｔ_１に、ベッドＢＤのＸ軸方向略中央に、体軸をＹ軸方向に一致させて仰臥している場合には、上記の具体例１において述べた通り、荷重検出器１１、１２、１３、１４からの荷重信号ｓ_１、ｓ_２、ｓ_３、ｓ_４のサンプリング値Ｗ_１、Ｗ_２、Ｗ_３、Ｗ_４の大きさは約３：３：７：７となる。

図８（ａ）に示す被験者Ｓが、上半身を起こし、時刻Ｔ_２において、ベッドＢＤのＸ軸方向略中央に上半身を起こした状態で座っている場合（図８（ｂ））を考える。この場合は、被験者Ｓが仰臥している場合（図８（ａ））に比較して、より多くの荷重が、被験者Ｓの脚側に設置された荷重検出器１１、１２に付与される。ここでは例えば、被験者Ｓの荷重が、荷重検出器１１、１２、１３、１４に、約４：４：６：６の比率で付与されるものとする。この場合、荷重信号ｓ_１、ｓ_２、ｓ_３、ｓ_４のサンプリング値Ｗ_１、Ｗ_２、Ｗ_３、Ｗ_４の大きさも約４：４：６：６となる。

被験者ＳがベッドＢＤのＸ軸方向略中央で仰臥している時刻Ｔ_１においては、被験者Ｓの脚側に設置された荷重検出器１１、１２には被験者の荷重の３／２０が付与されており、被験者Ｓの頭側に設置された荷重検出器１３、１４には被験者の荷重の７／２０が付与されている。被験者ＳがベッドＢＤのＸ軸方向略中央に上半身を起こして座っている時刻Ｔ_２においては、被験者Ｓの脚側に設置された荷重検出器１１、１２には被験者の荷重の４／２０が付与されており、被験者Ｓの頭側に設置された荷重検出器１３、１４には被験者の荷重の６／２０が付与されている。このように、比較例１においては、ベッドＢＤの対角位置に設置された一対の荷重検出器１１、１３の間においても、一対の荷重検出器１２、１４の間においても、サンプリング値の大小関係の反転は生じていない。

時刻Ｔ_１と時刻Ｔ_２との間の期間における、荷重信号ｓ_１〜ｓ_４のサンプリング値Ｗ_１〜Ｗ_４の変動の様子を概略的に示すと、図８（ｃ）のグラフのようになる。このグラフからも、荷重検出器１１の荷重信号ｓ_１のサンプリング値Ｗ_１と、荷重検出器１３の荷重信号ｓ_３のサンプリング値Ｗ_３の大小関係は反転（変化）しておらず、且つ荷重検出器１２の荷重信号ｓ_２のサンプリング値Ｗ_２と、荷重検出器１４の荷重信号ｓ_４のサンプリング値Ｗ_４の大小関係も反転（変化）していないことが読み取れる。

（５）比較例２（寝返り）
図９（ａ）に示すように、被験者Ｓが、時刻Ｔ_１に、ベッドＢＤのＸ軸方向略中央に、体軸をＹ軸方向に一致させて仰臥している場合には、上記の具体例１において述べた通り、荷重検出器１１、１２、１３、１４からの荷重信号ｓ_１、ｓ_２、ｓ_３、ｓ_４のサンプリング値Ｗ_１、Ｗ_２、Ｗ_３、Ｗ_４の大きさは約３：３：７：７となる。

図９（ａ）に示す被験者Ｓが、寝返りを打ち、時刻Ｔ_２において、ベッドＢＤのＸ軸方向中央の第１ベッド端部Ｂｅ１側で、体軸をＹ軸方向に向けて伏臥している場合（図９（ｂ））を考える。この場合は、例えば、上記の具体例２の時刻Ｔ_１における状況と、仰臥、伏臥の違いを除いてほぼ同様の状況に至り、荷重検出器１１、１２、１３、１４からの荷重信号ｓ_１、ｓ_２、ｓ_３、ｓ_４のサンプリング値Ｗ_１、Ｗ_２、Ｗ_３、Ｗ_４の大きさは約４：２：６：８となる。

被験者ＳがベッドＢＤのＸ軸方向略中央で仰臥している時刻Ｔ_１においては、被験者Ｓの脚側に設置された荷重検出器１１、１２には被験者の荷重の３／２０が付与されており、被験者Ｓの頭側に設置された荷重検出器１３、１４には被験者の荷重の７／２０が付与されている。被験者ＳがベッドＢＤのＸ軸方向中央の第１ベッド端部Ｂｅ１側で伏臥している時刻Ｔ_２においては、被験者Ｓの脚側に設置された荷重検出器１１、１２には被験者の荷重の４／２０、２／２０が付与されており、被験者Ｓの頭側に設置された荷重検出器１３、１４には被験者の荷重の６／２０、８／２０が付与されている。このように、比較例２においては、ベッドＢＤの対角位置に設置された一対の荷重検出器１１、１３の間においても、一対の荷重検出器１２、１４の間においても、サンプリング値の大小関係の反転は生じていない。

時刻Ｔ_１と時刻Ｔ_２との間の期間における、荷重信号ｓ_１〜ｓ_４のサンプリング値Ｗ_１〜Ｗ_４の変動の様子を概略的に示すと、図９（ｃ）のグラフのようになる。このグラフからも、荷重検出器１１からの荷重信号ｓ_１のサンプリング値Ｗ_１と、荷重検出器１３からの荷重信号ｓ_３のサンプリング値Ｗ_３の大小関係は反転（変化）しておらず、且つ荷重検出器１２からの荷重信号ｓ_２のサンプリング値Ｗ_２と、荷重検出器１４からの荷重信号ｓ_４のサンプリング値Ｗ_４の大小関係も反転（変化）していないことが読み取れる。

端座位判定部３３は、荷重検出器１１〜１４からの荷重信号ｓ_１〜ｓ_４に基づいて被験者Ｓが端座位状態に至ろうとする状況を予測した後、被験者Ｓが実際に端座位状態に至ったか否かの判定を行う。この判定は、具体的には次のようにして行う。

端座位判定部３３は、体動判定工程Ｓ２において体動判定部３１が被験者Ｓに体動が生じていると判定した場合には、その判定結果を受け取り、「体動有り」のフラグを立てる。また、体位置判定工程Ｓ３において体位置判定部３２が被験者Ｓがベッド端部に近づいていると判定した場合には、その判定結果を受け取り、「ベッド端部」のフラグを立てる。

端座位判定部３３は、被験者Ｓが端座位状態に至ろうとする状況を予測した後に、「体動有り」フラグ、及び「ベッド端部」フラグが立っているか否かを確認する。そして、「体動有り」フラグ、及び「ベッド端部」フラグの両方が立っている場合、又は立った場合には、被験者Ｓが端座位状態に至ったと判定する。

［報知工程］
報知工程Ｓ５においては、報知部５が、端座位判定部３３における予測、及び判定の結果を、在床状態監視システム１００の利用者である看護師や介護士等に報知する。

報知部５による報知は、モニター５１を用いた視覚的な報知、及び／又はスピーカー５２を用いた聴覚的な報知を含む、様々な態様でなされ得る。一例として、被験者Ｓが端座位に至ろうとする状況を予測した時点、及び被験者Ｓが端座位に至ったと判定した時点のそれぞれにおいて、その旨をモニタ−５１にアイコン等により表示する。これと同時に、スピーカー５２から、何らかの報知音を発しても良い。

被験者Ｓが端座位に至ったと判定した時点で行われる報知を、被験者Ｓが端座位に至ろうとする状況を予測した時点に行われる報知よりも、緊急度の高い印象を与える態様としてもよい。例えば視覚的な報知であれば、前者のアイコンに赤色を用い、後者のアイコンに黄色を用いる等である。

看護師や介護士等は、報知部５による報知に応じて、ベッドＢＤに向かうことが出来る。そして、端座位に至った被験者Ｓ（即ち、入院患者や介護施設の入所者等）の状況を確認し、必要に応じて立上りや車いすへの移動を介助することができる。

次に、本実施形態の在床状態監視システム１００を用いて行った、実際の端座位予測と端座位判定の一例について説明する。

この例における被験者Ｓの実際の姿勢の変動の様子は次の通りであった。
（１）時刻０ｓ〜時刻３．０ｓ： ベッドＢＤのＸ軸方向中央部に体軸をＹ軸に対して時計回りに幾分傾けた状態で仰臥。
（２）時刻３．０ｓ： 端座位に向かって移動を開始。
（３）時刻４．５ｓ〜５．０ｓ頃： 第２ベッド端部Ｂｅ２に腰掛けた端座位状態に至る。
（４）時刻６．３ｓ： 立ち上がって離床。

被験者Ｓが上述の移動を行った期間における、荷重検出器１１〜１４からの荷重信号ｓ_１〜ｓ_４の変動の様子は、図１０（ａ）のグラフの通りである。図１０のグラフのうち、時刻０ｓ〜時刻１．５ｓの期間は、在床状態監視システム１００の起動に伴って信号がブレており、データとしては無効である。

図１０（ａ）のグラフから、被験者ＳがベッドＢＤの中央に仰臥していた時刻１．５ｓ〜時刻３．０ｓの期間においては、荷重信号ｓ_１〜ｓ_４はいずれも安定していたことが読み取れる。また、この期間において、被験者Ｓの頭側に位置する荷重検出器１３、１４からの荷重信号ｓ_３、ｓ_４が、被験者Ｓの脚側に位置する荷重検出器１１、１２からの荷重信号ｓ_１、ｓ_２よりも大きいことや、被験者Ｓの体軸がＹ軸に対して傾いているため、荷重信号ｓ_２、ｓ_４が荷重信号ｓ_１、ｓ_３よりも大きくなっていることも読み取れる。

また、図１０（ａ）から、被験者Ｓが端座位に向かって移動を開始した直後の約３．７ｓの時点で、荷重検出器１２からの荷重信号ｓ_２の値と、荷重検出器１４からの荷重信号ｓ_４の値とで、大小関係が反転していることが読み取れる。

被験者Ｓが上述の移動を行った期間における、体動判定部３１による被験者Ｓの体動の有無の判定結果、及び体位置判定部３２による被験者Ｓがベッド端部に近づいているか否かの判定の結果は、それぞれ図１０（ｂ）、図１０（ｃ）の通りであった。

図１０（ｂ）のグラフにおいて、縦軸の「１」は端座位判定部３３に「体動あり」フラグが立てられていることを、「０」は、端座位判定部３３に「体動あり」フラグが立てられていないことをそれぞれ意味する。体動判定部３１は、時刻０ｓ〜時刻１０ｓの全期間において体動有りと判定しているが、この点は、体動の有無を判定すべく標準偏差σと比較される閾値σ_ｔｈを調整することにより改善し得る。具体的には例えば、閾値σ_ｔｈを適宜調整して大きめの値とすることにより、被験者Ｓが仰臥状態から端座位状態へと移動し、離床する時刻３ｓ〜時刻６．３ｓの期間のみ「体動あり」との判定結果を得ることができる。

図１０（ｃ）のグラフにおいて、縦軸の「１」は端座位判定部３３に「ベッド端部」フラグが立てられていることを、「０」は、端座位判定部３３に「ベッド端部」フラグが立てられていないことをそれぞれ意味する。図１０（ｃ）から、被験者Ｓがベッド端部Ｂｅ２に座った端座位に至った時刻４．５ｓ〜５．０ｓ頃と、被験者Ｓが離床した時刻６．３ｓとの間の期間において、「ベッド端部」フラグが立っていたことが読み取れる。

在床状態監視システム１００は、図１０（ａ）に示す荷重信号ｓ_１〜ｓ_４、及び図１０（ｂ）、図１０（ｃ）に示す体動判定部３１、体位置判定部３２の判定結果に基づいて、時刻３．７ｓに被験者Ｓが端座位状態に至ろうとする状況を予測し、その後、時刻４．７ｓに、被験者Ｓが端座位に至ったと判定した。即ち、上述した被験者Ｓの実際の姿勢の変動の様子に応じた正確な予測及び判定を行った。

本実施形態の在床状態監視システム１００の効果を次にまとめる。

本実施形態の在床状態監視システム１００は、荷重検出器１１〜１４からの荷重信号ｓ_１〜ｓ_４に基づいて、被験者Ｓが実際に端座位状態に至る前に、被験者Ｓが端座位状態に至ろうとする状況を予測することができる。したがって、本実施形態の在床状態監視システム１００によれば、在床状態監視システム１００の使用者である看護師や介護士等に、より早い段階で報知を行うことができ、看護師や介護士等は、当該報知に基づき、ベッドＢＤ上の入院患者等をより適切に介助することができる。これにより、入院患者等の離床時に生じ得る転倒や転落等の事故をより確実に防止することができる。

本実施形態の在床状態監視システム１００は、荷重検出器１１〜１４からの荷重信号ｓ_１〜ｓ_４に基づいて被験者Ｓが端座位状態に至ろうとする状況を予測した後に、被験者Ｓが端座位状態に至ったか否かの判定をしている。このように、被験者Ｓが端座位状態に至る前の荷重変動の履歴も考慮して端座位判定を行っているため、判定の精度が高い。

また、本実施形態の在床状態監視システム１００は、体位置判定部３２による被験者Ｓがベッド端部に近づいているか否かの判定結果のみではなく、体動判定部３１による被験者Ｓに体動が生じているか否かの判定結果も考慮に入れて、被験者Ｓが端座位状態に至ったか否かを判定している。このように体動の有無を考慮にいれた判定を行っているため、被験者Ｓが実際に端座位に至っている場合と、例えば被験者Ｓがベッド端部付近で体動を生じることなく睡眠している場合とを区別して、より精度の高い判定を行うことができる。

本実施形態の在床状態監視システム１００は、ベッドＢＤの脚ＢＬ_１〜ＢＬ_４の下に配置した荷重検出器１１〜１４を用いて被験者Ｓの在床状態を判定している。したがって、被験者Ｓの身体に計測装置を取り付ける必要がなく、被験者Ｓに不快感や違和感を与えることがない。

＜変形例＞
上記実施形態の在床状態監視システム１００において、次の変形態様を用いることもできる。

上記実施形態の在床状態監視システム１００においては、体動判定部３１は、荷重検出器１１〜１４からの荷重信号ｓ_１〜ｓ_４の少なくとも１つを任意に選び、選んだ荷重信号について標準偏差σを算出していたがこれには限られない。体動判定部３１は荷重信号ｓ_１〜ｓ_４の全てについて標準偏差σを算出してもよく、この場合は例えば、算出した標準偏差σのうち最大の値と、所定の閾値σ_ｔｈとを比較して被験者Ｓの体動の有無を判定してもよい。

上記実施形態の在床状態監視システム１００においては、体動判定部３１は、Ａ／Ｄ変換部２からの荷重信号ｓ_１〜ｓ_４の少なくとも１つをそのまま用いて標準偏差σを算出していたが、これには限られない。体動判定部３１は、荷重信号ｓ_１〜ｓ_４の少なくとも１つについてダウンサンプリングを行った上で標準偏差σを算出してもよい。

上記実施形態の在床状態監視システム１００において、体動判定部３１は、荷重信号ｓ_１〜ｓ_４の少なくとも１つについて、例えば１５秒の移動平均処理を施して直流成分をブロックした上で、処理後の信号を用いて標準偏差σを求めても良い。上記実施形態の在床状態監視システム１００において、体動判定部３１は、上記ダウンサンプリングと上記移動平均処理の両方を施して、処理後の信号を用いて標準偏差σを求めてもよい。

上記実施形態の在床状態監視システム１００において、体動判定部３１は、標準偏差σを算出することなく、体動の有無を判定してもよい。

具体的には例えば、被験者Ｓに体動が生じた場合には、これに応じて被験者Ｓの重心Ｇの位置は移動するが、その移動量は、呼吸や心拍による内臓や血管の移動に応じた重心Ｇの移動量よりも大きい。したがって、体動判定部３１は、荷重信号ｓ_１〜ｓ_４を用いて被験者Ｓの重心Ｇの位置、及びその時間的変化である重心軌跡ＧＴを算出し、重心Ｇが、所定の期間内に、所定の距離を越えて移動した場合に、被験者Ｓに体動があったと判定してもよい。

上記実施形態の在床状態監視システム１００において、体位置判定部３２は、式１に代えて、第１ベッド端部Ｂｅ１側に配置された荷重検出器１１、１４からの荷重信号ｓ_１、ｓ_４のサンプリング値Ｗ_１、Ｗ_４のいずれかと、第１ベッド端部Ｂｅ２側に配置された荷重検出器１２、１３からの荷重信号ｓ_２、ｓ_３のサンプリング値Ｗ_２、Ｗ_４のいずれかとの差分の絶対値と、所定の閾値との比較に基づいて、被験者Ｓがベッド端部に近づいているか否かを判定してもよい。例えばＸ’＝｜Ｗ_１−Ｗ_２｜で表される値Ｘ’も、被験者Ｓがベッド端部に近づくにしたがって大きくなるため、値Ｘ’と所定の閾値Ｘ’_ｔｈとの比較に基づいて、被験者Ｓがベッド端部に近づいているか否かを判定し得る。

上記実施形態の在床状態監視システム１００において、体位置判定部３２は、被験者Ｓの重心Ｇの位置と、第１、第２ベッド端部Ｂｅ１、Ｂｅ２との間の距離に基づいて、被験者Ｓがベッド端部に近づいているか否かを判定してもよい。

上記実施形態の在床状態監視システム１００において、端座位判定部３３は、被験者Ｓが端座位状態に至ろうとする状況を予測した際に、被験者Ｓが第１ベッド端部Ｂｅ１と、第２ベッド端部Ｂｅ２のいずれにおいて端座位状態に至ろうとしているのかも予測してよい。

具体的には例えば、荷重検出器１１からの荷重信号ｓ_１のサンプリング値Ｗ_１と荷重検出器１３からの荷重信号ｓ_３のサンプリング値Ｗ_３との間で大小関係の入れ替わりが検知された場合には被験者Ｓが第１ベッド端部Ｂｅ１で端座位に至ろうとしていると予測し、荷重検出器１２からの荷重信号ｓ_２のサンプリング値Ｗ_２と荷重検出器１４からの荷重信号ｓ_４のサンプリング値Ｗ_４との間で大小関係の入れ替わりが検知された場合には被験者Ｓが第２ベッド端部Ｂｅ２で端座位に至ろうとしていると予測する。また、予測においては更に、重心Ｇの位置を参酌してもよい。

上記実施形態の在床状態監視システム１００においては、端座位判定部３３は、荷重信号ｓ_１〜ｓ_４に基づいて被験者Ｓが端座位に至ろうとする状況を予測した後に、体動判定部３１の判定結果及び体位置判定部３２の判定結果を用いた端座位判定を行っていた。しかしながら、これには限られない。

端座位判定部３３は、被験者Ｓが端座位に至ろうとする状況が予測されているか否かにかかわらず（端座位に至ると予測されているか否かにかかわらず）、体動判定部３１の判定結果に基づき「体動有り」フラグが立っているか否か、及び体位置判定部３２の判定結果に基づき「ベッド端部」フラグが立っているか否かを確認し、両フラグが立っている場合には、被験者Ｓが端座位状態に至っていると判定してもよい。

上記実施形態の在床状態監視システム１００においては、端座位判定部３３は、端座位予測及び端座位判定の両方を行うことができるように構成されている。しかしながらこれには限られず、端座位判定部３３は、端座位予測又は端座位判定のいずれか一方のみを行うことの出来る構成であってもよい。

上記実施形態の在床状態監視システム１００において、荷重検出器１１〜１４は、ビーム形ロードセルを用いた荷重センサに限られず、例えばフォースセンサを使用することもできる。

上記実施形態の在床状態監視システム１００においては、荷重検出器１１〜１４の各々は、ベッドＢＤの脚ＢＬ_１〜ＢＬ_４の下端に取り付けられたキャスターＣ_１〜Ｃ_４の下に配置されていたがこれには限られない。荷重検出器１１〜１４の各々は、ベッドＢＤの４本の脚とベッドＢＤの床板との間に設けられてもよいし、ベッドＢＤの４本の脚が上下に分割可能であれば、上部脚と下部脚との間に設けられても良い。また、荷重検出器１１〜１４をベッドＢＤと一体に又は着脱可能に組み合わせて、ベッドＢＤと本実施形態の生体状態モニタリングシステム１００とからなるベッドシステムＢＤＳを構成してもよい（図１１）。

上記実施形態の在床状態監視システム１００において、荷重検出部１とＡ／Ｄ変換部２との間に、荷重検出部１からの荷重信号を増幅する信号増幅部や、荷重信号からノイズを取り除くフィルタリング部を設けても良い。

上記実施形態の生体状態モニタリングシステム１００において、表示部５は、モニター５１に代えて、又はこれに加えて、生体状態を表わす情報を印字して出力するプリンタや、生体状態を表示するランプ等の簡易な視覚表示手段を備えてもよい。また、スピーカー５２に代えて、又はこれに加えて、振動により報知を行う振動発生部を備えてもよい。

本発明の特徴を維持する限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

本発明の在床状態監視システムを病院や介護施設において用いれば、入院患者が施設の入所者が、ベッドから離床する際に転倒等の事故を起こすことを防止できる。

１ 荷重検出部、１１，１２，１３，１４ 荷重検出器、２ Ａ／Ｄ変換部、３ 制御部、３１ 体動判定部、３２ 体位置判定部、３３ 端座位判定部、４ 記憶部、５ 報知部、６ 入力部、１００ 在床状態監視システム、ＢＤ ベッド、ＢＤＳ ベッドシステム、Ｓ 被験者

Claims (7)

1. ベッド上の被験者の在床状態を監視する在床状態監視システムであって、
   前記ベッドの四隅に設けられ且つ前記被験者の荷重を検出する４つの荷重検出器と、
   前記４つの荷重検出器に含まれ且つ前記ベッドを対角方向に挟んで配置された２つの荷重検出器からの検出値の大小関係の変化に基づいて前記被験者が端座位状態に至ることを予測する端座位判定部とを備える在床状態監視システム。
2. 前記端座位判定部は、前記ベッドを対角方向に挟んで配置された２つの荷重検出器からの検出値の大小関係の反転に基づいて前記被験者が端座位状態に至ることを予測する請求項１に記載の在床状態監視システム。
3. 前記４つの荷重検出器に含まれる少なくとも１つの荷重検出器の検出値に基づいて前記被験者の体動の有無を判定する体動判定部と、
   前記４つの荷重検出器に含まれ且つ前記ベッドの幅方向一方側に設けられた少なくとも１つの荷重検出器の検出値と、前記４つの荷重検出器に含まれ且つ前記ベッドの幅方向他方側に設けられた少なくとも１つの荷重検出器の検出値とに基づいて前記被験者の前記ベッドの幅方向における位置を判定する体位置判定部とを更に備え、
   前記端座位判定部は、前記体動判定部の判定結果と前記体位置判定部の判定結果とに基づいて前記被験者が端座位状態であるか否かを判定する請求項１に記載の在床状態監視システム。
4. 前記端座位判定部は、前記被験者が端座位状態に至ると予測した場合に、前記体動判定部の判定結果と前記体位置判定部の判定結果とに基づいて前記被験者が端座位状態であるか否かを判定する請求項３に記載の在床状態監視システム。
5. ベッド上の被験者の在床状態を監視する在床状態監視システムであって、
   前記ベッドの四隅に設けられ且つ前記被験者の荷重を検出する４つの荷重検出器と、
   前記４つの荷重検出器に含まれる少なくとも１つの荷重検出器の検出値に基づいて前記被験者の体動の有無を判定する体動判定部と、
   前記４つの荷重検出器に含まれ且つ前記ベッドの幅方向一方側に設けられた少なくとも１つの荷重検出器の検出値と、前記４つの荷重検出器に含まれ且つ前記ベッドの幅方向他方側に設けられた少なくとも１つの荷重検出器の検出値とに基づいて前記被験者の前記ベッドの幅方向における位置を判定する体位置判定部と
   前記体動判定部の判定結果と前記体位置判定部の判定結果とに基づいて前記被験者が端座位状態であるか否かを判定する端座位判定部とを備える在床状態監視システム。
6. 前記端座位判定部の判定結果に基づいて報知を行う報知部を更に備える請求項１〜５のいずれか一項に記載の在床状態監視システム。
7. ベッドと、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の在床状態監視システムとを備えるベッドシステム。
   

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