JP2020031787A - エアマット制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】患者や要介護者などの利用者の使い勝手を向上させ、病院スタッフや介護スタッフなどの操作者の負担を軽減させる。【解決手段】エアマット制御装置２００は、マイク２１０、認識部２５０、および駆動部２９０を備える。マイク２１０は音響を取得し、認識部２５０は、マイク２１０が取得した音響からエアマット１００の制御内容を認識する。駆動部２９０は、認識部２５０が認識した制御内容に基づいてエアマット１００を駆動させる。【選択図】図２

Description

本発明は、エアマット制御装置に関する。

病院ベッドや介護ベッドの上に患者や要介護者などの利用者が長期に渡って横たわる際、ベッドの上にエアマットを載置して利用者の体が受ける圧力を分散し、床ずれ（褥瘡）等の発生を防止する技術が知られている。

近年では、たとえば、特許文献１に開示されているような、病院スタッフや介護スタッフなどの操作者が、エアマットの操作部のスイッチを操作し、ベッドの背上げや背下げ時に利用者が感じる痛みを少なくするようにしたエアマットが知られている。

特開２０１４−４６０４３号公報

ところが、特許文献１に記載されているような従来のエアマットでは、エアマットの状態を変えるためには、エアマットの利用者または操作者が、操作部のスイッチを手動で操作する必要がある。

このため、たとえば、重症患者や要介護度の高い利用者がエアマットの状態を変える場合、操作部の操作がわからない、または身体的に操作部の操作ができない、などの理由により、簡単な操作であっても、アラームを用いて病院スタッフや介護スタッフを呼び出すことが多い。

病院スタッフや介護スタッフは、アラームが鳴る度に利用者のところに駆けつけなければならないため、看護および介護の負担が増加する。一方、患者や要介護者などの利用者は、病院スタッフや介護スタッフが来るまで、我慢して待たなければならず、精神的な負担が増す。

そこで、本発明は、患者や要介護者などの利用者の使い勝手が向上し、病院スタッフや介護スタッフなどの操作者の負担が軽減される、エアマット制御装置の提供を目的とする。

上記の目的を達成するための本発明のエアマット制御装置は、マイク、認識部、および駆動部を備える。マイクは音響を取得する。認識部は、マイクが取得した音響からエアマットの制御内容を認識する。駆動部は、認識部が認識した制御内容に基づいてエアマットを駆動させる。

本発明のエアマット制御装置によれば、エアマットを音響に基づいて駆動させることができるので、患者や要介護者などの利用者の使い勝手が向上するとともに、病院スタッフや介護スタッフなどの操作者の負担を軽減させることができる。

実施形態１に係るエアマット制御装置を備えるエアマットシステムの概略構成図である。 図１のエアマット制御装置のブロック図である。 図１のエアマット制御装置の記憶部に記憶される制御情報の一例を示す図である。 図１のエアマット制御装置の動作フローチャートである。 実施形態２に係るエアマット制御装置を備えるエアマットシステムの概略構成図である。 図５のエアマット制御装置のブロック図である。 図５のエアマット制御装置の記憶部に記憶される制御情報の一例を示す図である。 図５のエアマット制御装置の動作フローチャートである。

以下、本発明のエアマット制御装置を［実施形態１］と［実施形態２］とに分けて説明する。

［実施形態１］
実施形態１は、音響によってエアマットを作動させる実施形態である。なお、本明細書では、音声、拍手などの音の総称として音響という用語を用いる。以下、各構成について詳細に説明する。

図１は、実施形態１に係るエアマット制御装置を備えるエアマットシステムの概略構成図である。図１のエアマットシステムは、たとえば、病院や介護施設などの各種施設において使用される。実施形態１では、各種施設の使用を前提に説明するが、もちろん個人宅での使用も可能である。

＜エアマットシステムの構成＞
図１に示すように、エアマットシステムは、エアマット１００およびエアマット制御装置２００から構成される。エアマット１００およびエアマット制御装置２００は、接続チューブＴ１を介して相互に接続されている。接続チューブＴ１は、それぞれ独立して空気を移送可能な複数の送風チューブを有し、接続チューブＴ１には、電気信号を伝達可能な配線が沿わせてある。

エアマット制御装置２００は、接続チューブＴ１を介してエアマット１００に空気を供給するとともに、エアマット１００に設けられたセンサーやヒーターなどの構成要素との間で電気信号を送受信する。また、エアマット制御装置２００は、人間の声などの音声または拍手などの音を入力するマイク２１０を有している。

＜エアマット１００＞
エアマット１００は、たとえば、ベッドマットレス１１０上に載置され、ベッドマットレス１１０の短手方向に伸びる袋状のエアセル１２０を、ベッドマットレス１１０の長手方向に複数並べて構成される。エアマット１００は、それぞれ独立した複数の空気供給系統を有する。各空気供給系統には、それぞれ異なる送風チューブ（図示せず）が接続され、各空気供給系統にそれぞれ独立して空気が供給される。各エアセル１２０は、複数の空気供給系統のいずれかに接続され、空気供給系統ごとに内圧が制御される。各エアセル１２０は、複数のグループに分けられ、グループごとに各エアセル１２０同士が連通されていてもよい。

たとえば、図１に示す例では、エアマット１００は、３つの空気供給系統を有している。各エアセル１２０は、並べられた順に、順次３つのグループに分けられ、各グループ内のエアセル１２０同士が連通される。各グループは３つの空気供給系統にそれぞれ接続される。

たとえば、３つの空気供給系統のそれぞれの内圧設定を変更することによって、各空気供給系統に接続されたエアセル１２０の膨張および収縮の度合いを変え、エアマット１００の一部を硬く、その他の部分を柔らかくすることができる。この硬さの調整は、エアマット制御装置２００によって行われる。

また、エアマット１００の各エアセル１２０間にはヒーター（図示せず）が設置されている。このヒーターに電流を流すことによってエアマット１００全体の温度を上げることができる。この温度の調整も、エアマット制御装置２００によって行われる。

なお、エアセル１２０の種類、形状、個数、並び方等は、図１に示す例に限定されず、いかなる態様でエアセル１２０が使用されてもよい。また、空気供給系統の数やエアセル１２０の接続方法、ヒーターの取り付け方なども、上記の例に限定されない。

さらに、エアマット１００は、背上げした際のエアマット１００の傾きを検出する角度センサーを備えても良い。なお、各エアセル１２０の内圧を検出する内圧センサーはエアマット制御装置２００側に設けられる。また、エアマット１００は、温度調整手段、送風手段、表示手段や発音手段など、利用者の状態や使用環境などに応じて制御可能な各種の構成要素を備えても良い。

＜エアマット制御装置２００＞
エアマット制御装置２００は、音声、拍手などの音響によってエアマット１００を作動させる。以下、エアマット制御装置２００について詳細に説明する。

図２は、図１のエアマット制御装置２００のブロック図である。エアマット制御装置２００は、マイク２１０、認識部２５０、および駆動部２９０を有する。マイク２１０は音声、拍手などの音響を取得する。認識部２５０は、マイク２１０が取得した音響からエアマット１００の制御内容を認識する。駆動部２９０は、認識部２５０が認識した制御内容に基づいてエアマット１００を駆動する。

認識部２５０は、音響認識部２２０、記憶部２３０、および登録部２４０を有する。音響認識部２２０は、マイク２１０が取得した音響を認識する。たとえば、患者や要介護者などの利用者が、「柔らかくして」と発声した音声や利用者の拍手の音を認識する。記憶部２３０は、音響とエアマット１００の制御内容とを対応付けた制御情報を記憶する。

記憶部２３０に記憶されている制御情報は、図３に示すような形態のものである。たとえば、「柔らかくして」との音声に対しては「マットの内圧を一段下げる」という制御内容が対応付けて記憶され、「温かくして」との音声に対しては「マットの温度を一段上げる」という制御内容が対応付けて記憶される。記憶部２３０に記憶されている制御情報については後で詳細に説明する。

登録部２４０は、マイク２１０が取得した固有の音響と制御内容とを対応付けて登録する。たとえば、利用者の固有の音声や利用者の拍手の音などと制御内容とを対応付けて登録する。登録部２４０が登録した固有の音響と制御内容とは記憶部２３０に記憶される。

現在では人間の言葉を非常に高い精度で認識できるようになっている。しかし、利用者がたとえば身体の一部に麻痺がある患者や言葉がはきはきとしゃべれなくなった要介護者のような場合には、一般的な音声認識方法では音声の認識が困難である。このような場合でも利用者の音声が認識できるように、利用者の固有の音声と制御内容とを対応付けて登録部２４０に登録しておく。これによって、音声の認識精度が向上する。

また、登録部２４０は、マイク２１０が取得した音響と登録されている固有の音響との一致性を、マイク２１０が取得した音響に基づいて学習することができる。このように、音響を学習させる機能を持たせることによって、エアマット制御装置２００の汎用性が向上する。

さらに、登録部２４０は、特定の利用者の音声のみが認識されるように、個人の発音の癖や声紋を登録できるようにしても良い。このようにすれば、登録部２４０に登録した利用者だけがエアマット１００を作動させることができるので、セキュリティーの観点から望ましい。

音響認識部２２０は、マイク２１０が取得した音響と記憶部２３０に記憶されている固有の音響との一致性を認識し、一致しているときにはマイク２１０が取得した音響の意味を認識する。一方、一致していないときにはマイク２１０が取得した音響は認識されずに無視される。これにより、たとえば、記憶されている音声の利用者だけがエアマット１００を作動させることができる。

駆動部２９０は、エアマット駆動部２６０および制御部２７０を有する。エアマット駆動部２６０は、エアマット１００の構成要素、たとえば、各エアセル１２０に空気を供給するポンプ（図示せず）やエアマット１００を加温するヒーター（図示せず）を駆動する。制御部２７０は、音響認識部２２０が認識した音響に該当する制御内容を記憶部２３０から取り出し、取り出した制御内容に基づいて、エアマット１００の構成要素の駆動をエアマット駆動部２６０に指示する。

図３は、図１のエアマット制御装置２００の記憶部２３０に記憶される制御情報の一例を示す図である。

図３に示すように、「柔らかくして」との音声に対しては、「マットの内圧を一段下げる」という制御内容を、「硬くして」との音声に対しては、「マットの内圧を一段上げる」という制御内容を対応させている。「温かくして」との音声に対しては、「マットの温度を一段上げる」という制御内容を対応させている。「止めて」との音声に対しては、「制御ＯＦＦ」という制御内容を対応させている。「寒い」との音声に対しては、「温調モードＯＮ、ＯＦＦ」という制御内容を、「背上げ」との音声に対しては、「背上げモードＯＮ、ＯＦＦ」という制御内容を、「ハード」との音声に対しては、「クイックハードモードＯＮ、ＯＦＦ」という制御内容を、それぞれ対応させている。また、手を一回叩く（パン）という音響に対しては、「体重設定一段アップ」という制御内容を、手を二回叩く（パンパン）という音に対しては、「体重設定一段ダウン」という制御内容をそれぞれ対応させている。

なお、「マットの内圧を一段下げる」、「マットの内圧を一段上げる」という制御内容は、具体的に内圧をどの程度下げるのか、どの程度上げるのか、記憶部２３０内に具体的な数値が記憶されている。「マットの温度を一段上げる」、…、「体重設定一段ダウン」などについても同様である。

なお、図３に示した制御情報は一例である。多数の制御情報を記憶させておくことによって、多くの制御が可能になる。しかし、あまり多すぎると利用者はかえって使いづらくなるので、主要なものを記憶させておくことが好ましい。

本実施形態では、音声を認識してエアマット１００を作動させるようにしている。たとえば、「柔らかくして」という音声でなければ、エアマット１００を作動させることはできない。しかし、たとえば、ＡＩ（人工知能）を利用して意味内容を理解させ、理解させた意味内容に基づいてエアマット１００を作動させるようにしても良い。たとえば、「もう少し柔らかく」、「空気抜いて」、「内圧下げて」などの音声の意味内容は、「柔らかくして」という音声と同一であるので、音声の意味内容に基づいて「マットの内圧を一段下げる」という動作をさせるようにしても良い。

図４は、図１のエアマット制御装置２００の動作フローチャートである。

まず、マイク２１０が操作者の発した音声を入力する（Ｓ１００）。次に、音響認識部２２０は、マイク２１０が取得した音声を認識する（Ｓ１１０）。そして、制御部２７０は、音響認識部２２０が認識した音声に対応する制御内容を記憶部２３０から取り出す（Ｓ１２０）。最後に、制御部２７０は、取り出した制御内容をエアマット駆動部２６０に指令し、エアマット駆動部２６０は、その指令に基づいてエアマット１００を作動させる（Ｓ１３０）。

たとえば、図３に示したように、音響認識部２２０が「柔らかくして」との音声を認識すると、制御部２７０がエアマット駆動部２６０に「マットの内圧を一段下げる」との指示をし、エアマット駆動部２６０は、エアマット１００から空気を抜いて、マットの内圧を一段下げ、マットを柔らかくする。

また、音響認識部２２０が「パン」という手を叩く音を認識したときには、制御部２７０がエアマット駆動部２６０に「体重設定一段アップ」との指示をし、エアマット駆動部２６０は、エアマット１００に空気を供給して、マットの内圧を高め、マットの状態を利用者の好みに応じた状態に変更する。

以上のように、本実施形態に係るエアマット制御装置２００によれば、操作者の音声や操作者が発した音によって、エアマット１００の状態を変化させることができるので、操作者が、たとえば、重症患者や要介護度の高い利用者であっても、エアマット１００を自分が発した音響によって容易に作動させることができる。

したがって、患者や要介護者などの利用者の使い勝手が向上するとともに、病院スタッフや介護スタッフなどの操作者の負担を軽減させることができる。

［実施形態２］
実施形態２は、音響によってエアマットの作動とアラームの報知をする実施形態である。

図５は、実施形態２に係るエアマット制御装置を備えるエアマットシステムの概略構成図である。図５のエアマットシステムは、図１のエアマットシステムにアラームを報知するための通信機能を付加している。

＜エアマットシステムの構成＞
本実施形態のエアマットシステムは、ネットワーク回線３００に接続されたアクセスポイント３１０を備えている。また、本実施形態のエアマット制御装置２００Ａは、患者や要介護者など利用者の悲鳴やうめき声を認識して、無線でアラームを出力する機能を備えている。なお、本実施形態ではアクセスポイント３１０に無線でアラームを伝達させる場合を例示するが、有線でアラームを伝達させるようにしても良い。この場合、エアマット制御装置２００Ａは有線でネットワーク回線３００に接続する。さらに、無線または有線でアラームを伝達させる場合のみに限らず、エアマット制御装置２００Ａ自体にアラームを出力させる機能を持たせても良い。

本実施形態のエアマットシステムは、ネットワーク回線３００に接続されたアクセスポイント３１０を介して、エアマット制御装置２００Ａが出力したアラームを、利用者のスマートフォン４１０やナースステーションに設置されているセントラルモニター４２０などの端末に伝達させる。本実施形態のエアマットシステムは、アラームを出力して端末に伝達させる構成以外の構成は、実施形態１に係るエアマットシステムと同一の構成を有している。

＜エアマット制御装置２００Ａ＞
図６は、図５のエアマット制御装置２００Ａのブロック図である。このブロック図において、通信部２８０以外の構成は図２のエアマット制御装置２００の構成と同一である。

記憶部２３０には、図３の制御情報に加え、図７に示すように、音響とアラームの制御内容とを対応付けた制御情報も記憶させている。制御部２７０は、音響認識部２２０が認識した音響に該当するアラームの制御内容を記憶部２３０から取り出し、取り出したアラームの制御内容に基づいて、アラームを発生させる。

通信部２８０は、制御部２７０が発生させたアラームを、図５のアクセスポイント３１０に無線で伝達させ、ネットワーク回線３００を介して、病院スタッフや介護スタッフなどの操作者のスマートフォン４１０やセントラルモニター４２０などの端末に出力させる。操作者は端末から出力されたアラームによりエアマット１００の利用者に何か重大な事態が発生したことを認識できる。

図７は、図５のエアマット制御装置２００Ａの記憶部２３０に記憶される制御情報の一例を示す図である。図７に示す制御情報は、図３の制御情報に加え、「うめき声」の音声に対しては、「警告アラーム」を発生させるという制御内容を、「悲鳴」の音声に対しては、「緊急アラーム」を発生させるという制御内容を対応させている。

「うめき声」および「悲鳴」の音声を認識させることは難しいが、ＡＩ（人工知能）の技術を用いて、繰り返し学習させながら認識精度を向上させるようにする。「うめき声」を認識したときには、緊急性が高いと思われるので、病院のスタッフや介護施設の介護者などの操作者の注意を引くような、たとえば、「ピッ、ピッ」というような間欠音を端末から出力させるようにする。「悲鳴」を認識したときには、緊急性がさらに高いと思われるので、操作者が慌てるような、たとえば、「ビー」というような大音量の連続音を端末から出力させるようにする。なお、アラームは、このような警告音だけでなく、光やバイブレータを併用するようにしても良い。

特に、利用者がエアマット１００を自宅で使用している場合、これらのアラームが病院のスタッフや介護施設の介護者の端末から出力されるので、患者や要介護者の見守りには非常に有効である。

図８は、図５のエアマット制御装置２００Ａの動作フローチャートである。

まず、マイク２１０が操作者の発した音声を入力する（Ｓ２００）。次に、音響認識部２２０は、マイク２１０が取得した音声を認識する（Ｓ２１０）。制御部２７０は、音響認識部２２０が認識した音声に対応する制御内容を記憶部２３０から取り出す（Ｓ２２０）。そして、制御部２７０は、その音声が緊急呼び出しを要するものであるか否かを判断し（Ｓ２３０）、緊急呼び出しを要するものでなければ（Ｓ２３０：ＮＯ）、取り出した制御内容をエアマット駆動部２６０に指令し、エアマット駆動部２６０は、その指令に基づいてエアマット１００を作動させる（Ｓ２４０）。一方、緊急呼び出しを要するものであれば（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、制御部２７０は、取り出した制御内容に基づいてアラームを発生させ、通信部２８０、ネットワーク回線３００、およびアクセスポイント３１０を介して、病院のスタッフや介護施設の介護者などの操作者の、スマートフォン４１０やセントラルモニター４２０などの端末にアラームを出力させる（Ｓ２５０）。

本実施形態では、音声を認識してエアマット１００を作動させるだけではなく、アラームを発生させたりするようにしている。したがって、本実施形態に係るエアマット制御装置２００Ａによれば、エアマットシステムに患者や要介護者などの利用者の見守りをさせることもできる。

以上の実施形態では、エアマットシステムのエアマット制御装置２００、２００Ａに音声認識の機能を備えたものを例示したが、近年普及しつつあるスマートスピーカーを用いて音声認識させるようにしても良い。

以上の実施形態は、本発明のエアマット制御装置の技術的思想を具現化した一例であって、具体的なエアマット制御装置の構成は、本発明の技術的思想の範囲内で種々の形態に改変することができる。したがって、本発明のエアマット制御装置は以上に記した実施形態の内容に限定されるものではない。

１００ エアマット、
１１０ ベッドマットレス、
１２０ エアセル、
２００、２００Ａ エアマット制御装置、
２１０ マイク、
２２０ 音響認識部、
２３０ 記憶部、
２４０ 登録部、
２５０ 認識部、
２６０ エアマット駆動部、
２７０ 制御部、
２８０ 通信部、
２９０ 駆動部、
Ｔ１ 接続チューブ。

Claims (8)

1. 音響を取得するマイクと、
   前記マイクが取得した前記音響からエアマットの制御内容を認識する認識部と、
   前記認識部が認識した前記制御内容に基づいて前記エアマットを駆動させる駆動部と、
   を有する、エアマット制御装置。
2. 前記認識部は、
   前記マイクが取得した前記音響を認識する音響認識部と、
   前記音響と前記エアマットの前記制御内容とを対応付けて記憶する記憶部と、
   を有する、請求項１に記載のエアマット制御装置。
3. 前記駆動部は、
   前記エアマットの構成要素を駆動するエアマット駆動部と、
   前記音響認識部が認識した前記音響に該当する前記制御内容を前記記憶部から取り出し、取り出した前記制御内容に基づいて、前記エアマットの前記構成要素の駆動を前記エアマット駆動部に指示する制御部と、
   を有する請求項２に記載のエアマット制御装置。
4. 前記認識部は、さらに、
   前記マイクが取得した固有の前記音響と前記制御内容とを対応付けて登録する登録部を有し、
   前記登録部が登録した前記固有の前記音響と前記制御内容とは前記記憶部に記憶される、請求項２に記載のエアマット制御装置。
5. 前記音響認識部は、
   前記マイクが取得した前記音響と前記記憶部に記憶されている前記固有の前記音響との一致性を認識し、一致しているときには前記マイクが取得した前記音響の意味を認識する、請求項４に記載のエアマット制御装置。
6. 前記登録部は、
   前記マイクが取得した前記音響と登録されている前記固有の前記音響との一致性を、前記マイクが取得した前記音響に基づいて学習する、請求項５に記載のエアマット制御装置。
7. 前記記憶部は、さらに、前記音響とアラームの前記制御内容とを対応付けて記憶し、
   前記制御部は、さらに、前記音響認識部が認識した前記音響に該当する前記アラームの前記制御内容を前記記憶部から取り出し、取り出した前記アラームの前記制御内容に基づいて、前記アラームを発生させる、請求項３に記載のエアマット制御装置。
8. 前記制御部が発生させた前記アラームは、有線または無線によって、病院のスタッフや介護施設の介護者などの操作者が利用する端末に出力される、請求項７に記載のエアマット制御装置。