JP2020049280A - 寝台用センサ及びそれを組み込んだ寝台 - Google Patents

Abstract

【課題】ベッドの所要部分に作用する荷重を検出する際に、簡易な構成でこの荷重を検出することができ、しかも容易にベッドに実装することができると共に、汎用性が高い寝台用センサ及びそれを組み込んだベッドを提供することを目的とする。【解決手段】寝台用センサは、支持部材と、この支持部材に支持される被支持部材と、を有する寝台において、前記被支持部材から前記支持部材に印加される荷重を検出する。この寝台用センサは、被支持部材に設けた第１の孔及び支持部材に設けた第２の孔に共通に挿通するピン１０を有し、このピン１０が前記被支持部材と前記支持部材とを連結する。そして、歪ゲージ２０がピン１０の中間部１３の小径部分に貼り付けられている。このピン１０の変形を歪ゲージ２０により検出して、ピン１０に印加される荷重を検出する。【選択図】図１

Description

本発明は、介護用ベッド、電動ベッド又は介護リフト等（以下、総称して寝台という）の病院又は介護施設の患者用寝台又は健常者用寝台において、例えば、荷重を測定して、重量，振動及び生体信号を得るための寝台用センサと、それを組み込んだ寝台に関し、特に、寝台の所要の箇所の荷重を容易に測定でき、寝台製造時の他、使用中の寝台にあとづけで設置することもできる寝台用センサ及びそれを組み込んだ寝台に関する。

病院及び介護施設又は家庭等で使用される寝台並びに電動寝台においては、その種々の制御のために、その荷重を検出する荷重センサが設置されている。例えば、認知症の高齢者及び術後間もない患者等を対象に、離床・在床の判別と、寝台上での利用者の動きから、離床予測を実現する離床予測・検知システムを備えた寝台装置においては、寝台の荷重情報を取得することが必須である（特許文献１及び特許文献２）。例えば，特許文献１の離床予測・検知システムにおいては、寝床部を支持するフレームの４隅部の脚に、荷重センサを設置し、４個の荷重測定値から、比例配分することにより、寝台における重心位置を演算する。そして、寝台荷重の平均値又は総重量から、寝台上における患者の在床の判別が可能であり、重心位置の移動から、寝台上の患者が寝台の端部の端座位にいて、いままさに離床しようとしているのか否か等の判別が可能となる。

また、電動寝台においては、寝台台車に基端部を支持されたアクチュエータにより、寝台フレーム（中床）を上下動させたり、寝台フレームに支持された背ボトム等を上方及び下方に揺動させる。この場合に、このアクチュエータに印加される荷重を検出するために、荷重センサをアクチュエータに設置することが必要である。

このように、寝台においては、寝台脚又は駆動装置（アクチュエータ）等に印加される荷重を検出することが必要であり、従来、荷重センサを寝台脚に組み込んだり、アクチュエータに荷重センサを内蔵させることにより、所要位置の荷重を検出している。例えば、特許文献３においては、アクチュエータの作動筒体（７）が支持筒体（８）に支持されるようになっているが、この支持筒体（８）と作動筒体（７）との間に、検出筒体（９）を設け、この検出筒体（９）に歪みゲージ（１０）を貼付することにより、作動筒体（７）に作用する荷重を、歪みゲージ（１０）により検出するようになっている（符号は特許文献３の図２参照）。

特開２００７−１９０２６９号公報 特許第４０８７８３２号公報 特開２００９−１２１５６６号公報 特表２０１３／１０８５０３号公報 特許第４４２３６０３号公報 特許第４８２９０２０号公報 特許第５１０８７７６号公報 特許第５４３５５９８号公報 特開２００８−２０６８６８

しかしながら、従来の荷重センサは、寝台の構成部品に組み込んだり、駆動装置のアクチュエータ等に組み込んだりしているので、寝台製造時に、同時に荷重センサを組み込み、その検出出力を調整する必要があり、また、アクチュエータに荷重センサを組み込む場合にも、アクチュエータの製造時に、同時に荷重センサをアクチュエータに組み込み、その検出出力の調整を行う必要がある。

よって、荷重センサの寝台への実装が大がかりで困難であり、荷重センサの設置が煩雑である。また、荷重センサが故障した場合に、荷重センサは寝台構成部材に組み込まれているので、それを取り替えることが容易ではなく、メンテナンスコストが高くなる。更に、寝台の使用過程で、荷重センサの性能が不足することが判明した場合に、荷重センサの調整が煩雑であり、センサ出力等の調整が困難である。更に、寝台の仕様が決まると、その構成部材及びアクチュエータ等の駆動装置も、特定のものに決まるので、荷重センサもその寝台専用のものとなり、汎用性が低い。

その他、特許文献４には、ロードセルにより寝台に印加される荷重を検出する寝台用荷重検出器が開示されており、特許文献５には、寝台の構成部品に歪センサを設置し、その歪変動量から呼吸数及び心拍数を検出する生体データ検出装置が開示されており、特許文献６には、寝台の４隅部の脚に荷重検出器を設置した寝台の荷重検出器が開示されており、特許文献７には、寝台の支柱の上端部にセンサユニットを設け、鉛直方向の力を検出し、心拍数、呼吸数及び体重をモニタすることを開示されており、特許文献８には、寝台のアクチュエータに荷重センサを内蔵させたことが開示されている。また、特許文献９には、寝台の４隅の脚に荷重センサを設置し、その検出信号から、寝台上の患者の位置を示す寝台重心位置を演算する寝台装置が開示されている。

しかし、これらの特許文献４乃至９に開示された公知技術も、簡易な構成で荷重を検出することができるものではなく、専用の実装方法で寝台に組み込まれ、汎用性が低いという問題点を有するものであった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、寝台の所要部分に作用する荷重を検出する際に、簡易な構成でこの荷重を検出することができ、しかも容易に寝台に実装することができると共に、汎用性が高い寝台用センサ及びそれを組み込んだ寝台を提供することを目的とする。

本発明に係る寝台用センサは、
支持部材と、この支持部材に支持される被支持部材と、を有する寝台における前記被支持部材から前記支持部材に印加される荷重を検出する寝台用センサにおいて、
前記被支持部材に設けた第１の孔及び前記支持部材に設けた第２の孔に共通に挿通されて、前記被支持部材と前記支持部材とを連結する連結部材と、
前記連結部材に設けられた歪ゲージと、
を有することを特徴とする。

この寝台用センサにおいて、
前記連結部材は、例えば、細長い棒状等のピン状をなし、その長手方向の中間部に、外面が凹んだ凹部分を有し、この凹部分に前記歪みゲージが貼り付けられているように構成することが好ましい。

また、本発明の寝台用センサは、例えば、前記歪ゲージから電気的に導出され、前記歪ゲージの信号を外部に接続するための導線を有する。

更に、前記連結部材は、その長手方向の一端部に前記第１の孔及び前記第２の孔より大きなストッパを有し、この連結部材をその長手方向の他端部から前記第１の孔及び前記第２の孔に共通に挿通し、前記第１の孔及び前記第２の孔から突出した前記他端部に、スナップピンを係合させることにより、前記連結部材の前記第１の孔及び前記第２の孔から前記連結部材が抜け出ないようにすることができる。

更にまた，前記連結部材は、中空構造を有し、前記歪ゲージの導線は、中空の前記連結部材の内部を挿通して、外部に導出されるように構成することができる。

前記連結部材は、例えば、寝台の構成部材を相互に締結する締結部品である。

本発明に係る寝台は、
支持部材と、この支持部材に支持された被支持部材と、前記被支持部材から前記支持部材に印加される荷重を検出する１又は複数個のセンサと、前記センサの検出値に基づいて、寝台重心位置、寝台使用者の離床及び在床、寝台使用者の体重又は寝台使用者の生体情報を含む寝台の使用者状況を検知する制御装置と、を有する寝台用センサを備えた寝台であって、前記センサは、前述のいずれかの寝台用センサであることを特徴とする。

また、例えば、
前記制御装置は、
前記センサの信号を入力する入力部と、前記センサからの入力信号に基づいて、寝台重心位置、寝台使用者の離床及び在床、寝台使用者の体重又は寝台使用者の生体情報を含む寝台の使用者状況を演算する演算部と、この演算部の演算結果を出力する出力部と、を一筐体内に具備するユニットを有するものである。前記制御装置は、更に、前記ユニットの前記出力部から、前記寝台の使用者状況を示す信号を入力して、前記寝台使用者の診断又は介護情報を演算する外部演算ユニットを有するように構成することができる。

本発明によれば、支持部材に被支持部材を連結して、寝台の構成部材を組み立てる際に、前記支持部材と前記被支持部材とを連結するピン等の連結部材に歪ゲージを貼り付け、前記被支持部材に荷重が印加された場合に、前記連結部材に貼り付けられた前記歪ゲージが変形するので、この歪ゲージの変形による電気信号を検出することにより、前記荷重を検出することができる。この場合に、寝台の構成部材は、連結部材により連結されているので、この連結部材を、本発明の連結部材に変更することにより、容易に前記被支持部材から支持部材に印加される荷重を検出することができる。そして、従来のように、構成部材であるフレーム脚又はアクチュエータに内蔵されている荷重センサと異なり、センサに不具合が生じても、本発明の場合は、構成部材である被支持部材と支持部材とを連結するピン等の連結部材を交換するだけで、容易に所望の特性を有する寝台用センサを設置することができる。また、本発明の連結部材型センサを寝台に組み込んだ後の出力調整も、容易である。更に、本発明は構成部材を連結する連結部材型のセンサであるので、種々の構成部材の荷重検出に、汎用的に使用することができる。

本発明の実施形態に係る寝台用センサを示す図である。 本発明の実施形態の寝台用センサが装着された寝台を示す図である。 被支持部材と支持部材との連結態様を示す斜視図である。 本発明の実施形態の寝台用センサを使用して、寝台重心位置、寝台使用者の離床及び在床、寝台使用者の体重又は寝台使用者の生体情報を含む寝台の使用者状況を検知する場合の実施形態を示すブロック図である。 本発明の実施形態の寝台用センサの変形例を示す図である。 本発明の実施形態の寝台用センサを、段付きボルトとして具体化した例を示す図である。 本発明の実施形態の寝台用センサを、連動杆として具体化した例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る寝台用センサのピン１０を示す図、図２（ａ）は本発明の実施形態の寝台用センサが適用される寝台の一例を示す平面図、図２（ｂ）はそのフレーム部分の正面図である。図２（ａ）に示すように、フレーム３０は、矩形の枠状をなし、そのフレーム３０内に、寝台幅方向に延びる複数本の横桟３１と、寝台縦方向に延びる複数本の縦桟３２が設置されている。そして、特定の横桟３１には、アクチュエータ４１，４２の基端部４１ｂ、４２ｂが若干の揺動可能に支持されている。例えば、横桟３１には、支持部３３が立設されており、アクチュエータ４２の基端部４２ｂがこの支持部３３に揺動可能に支持されている。アクチュエータ４１の基端部４１ｂも同様である。そして、アクチュエータ４１，４２のピストン４１ａ，４２ａは、その先端部４１ｃ、４２ｃが、夫々、アクチュエータ４１，４２により移動させるべき（作用を及ぼす）リンク３４，３５に、夫々連結されている。

このように、寝台の構成部材であるアクチュエータ４１，４２は、他の寝台の構成部材であるリンク３４，３５を支持している。これを、図３により、一般的に説明する。即ち、アクチュエータ４２は、そのピストン４２ａの先端部４２ｃが、寝台の被支持部材３６のリンク３５に連結されており、これにより、支持部材としてのアクチュエータ４２は、被支持部材３６をリンク３５を介して支持している。そして、アクチュエータ４２のピストン４２ａが進出及び退入すると、ピストン４２ａはリンク３５を前方に移動させ、又は後方に引き戻す。これにより、被支持部材３６はアクチュエータ４２により寝台に必要な動作をする。例えば、被支持部材３６が寝台の背ボトムである場合は、アクチュエータ４２の動作により、背ボトムが上下に揺動して、背ボトムが起立状態又は水平状態に移動する。

このとき、図３に示すように、被支持部材３６に固定されたリンク３５は、その寝台幅方向に離隔した２位置に、１対の連結片３７ａ、３７ｂが相互に平行に垂れ下がるように設けられている。この連結片３７ａ、３７ｂには、寝台幅方向に対向する位置に、孔が形成されており、ピストン４２ａの先端部４２ｃにもこの先端部４２ｃの部分を貫通するように孔が設けられている。そして、これらの孔に共通に、ピン１０が挿通されて、このピン１０によりピストン４２ａと連結片３７ａ、３７ｂとが相互に回動可能に連結されている。

従来、このピストン４２ａと連結片３７ａ、３７ｂとを、相互に連結するピンは、図１（ａ）に示すように、ピン１であった。このピン１は、基本的には円柱状をなし、その一端部に、本体１ｂよりも大径のストッパ１ａが設けられている。そして、ピン１の先端１ｃ側から、連結片３７ａ、３７ｂ及びピストン４２ａの先端部４２ｃに設けた各孔に挿入し、ピン１の先端１ｃにおける前記孔から露出した部分に、例えばスナップピンを係止することにより、ピン１が前記孔から抜け出ないようにする。このようにして、従来、アクチュエータ４２のピストン４２ａと、被支持部材３６とを、ピン１により連結し、これにより、被支持部材３６がアクチュエータ４２により支持されている。本実施形態においても、荷重を検出する必要がない部材については、このピン１により連結する。

一方、本実施形態においては、被支持部材３６からアクチュエータ４２に作用する荷重を検出するために、従来のピン１の代わりに、図１（ｂ）に示すピン１０を使用する。このピン１０は、ストッパ１１の外径及び厚さはストッパ１ａと同一である。また、ピン１０の長さは、ピン１と同一であり、その外形形状もピン１と同様の形状を有する。但し、ピン１０は、そのストッパ１１側の基端部１２及び先端部１４は、その外形がピン１と同様であるが、この基端部１２及び先端部１４間の中間部１３は、基端部１２及び先端部１４よりも小径である。そして、この中間部１３の周面に、歪ゲージ２０が貼り付けられている。ピン１０の基端部１２，中間部１３及び先端部１４は、中空状をなし、この歪ゲージ２０に接続された導線１６は、中間部１３の肉厚部分を挿通して、ピン１０の内部に導入される。ストッパ１１は円輪状をなし、その開口は、図１（ｃ）に示す蓋１５により閉塞されている。そして、ピン１０内に導入された導線１６は、この蓋１５に設けた孔１５ａを介して、外部に導出される。ピン１０に荷重が印加されると、ピン１０の変形に伴い、歪ゲージ２０が変形し、その変形の程度が電気信号として導線１６を介して外部に導出される。なお、ストッパ１１は、円輪状に限らず、開口を楕円形状にし、蓋１５も楕円形状にする等、導線１６を導出するための形状は任意である。

次に、上述の如く構成された本実施形態の寝台用センサの動作について説明する。先ず、寝台部品をユーザーに納入した後、ユーザーの寝台設置場所において、寝台を組み立てる。このとき、アクチュエータ４２と被支持部材３６のリンク３５とを連結する際に、従来のピン１の代わりに、ピン１０を使用する。そして、図３（ａ）に示すように、ピン１０の先端部１４から、ピン１０を、連結片３７ａの孔、ピストン４２ａの先端部４２ｃの孔及び連結片３７ｂの孔に挿通し、連結片３７ｂから先端部１４を外方に突出させる。なお、ピン１０の挿入方向は、上記場合に限らず、連結片３７ｂの孔、ピストン４２ａの先端部４２ｃの孔及び連結片３７ａの孔の順番でも良いことは勿論である。そして、このピン１０の先端部１４に設けた孔１４ａに、スナップピン２１を挿入して、スナップピン２１を先端部１４に係止させる。これにより、ピン１０が連結片３７ａ、３７ｂ及びピストン４２ａから抜け出てしまうことが防止され、アクチュエータ４２と被支持部材３６とが連結される。そして、アクチュエータ４２のピストン４２ａが進出し、退入することにより、アクチュエータが被支持部材３６を移動させる。例えば、被支持部材３６が背ボトムである場合は、背ボトムの背上げ及び背下げ動作がなされる。なお、ピン１０を使用した寝台の組み立ては、工場における寝台製造時にも適用することができることは勿論である。

このとき、被支持部材３６から、ピストン４２ａに荷重が印加されるが、この荷重により、被支持部材３６とピストン４２ａとを連結するピン１０に荷重が印加され、ピン１０が歪むことにより、歪ゲージ２０による検出信号が変化し、導線１６を介して歪ゲージ２０に接続された外部の荷重演算部により、ピン１０に印加された荷重を検出することができる。

本実施形態においては、ピン１０の本体の中間部１３の外径が基端部１２及び先端部１４の外径より小さいので、この中間部１３は、連結片３７ａ、３７ｂの孔及びピストン４２ａの先端部４２ｃの孔には接触しない。このため、この中間部１３に貼り付けた歪ゲージ２０もこれらの孔に接触することはなく、歪ゲージ２０が損壊することが防止される。但し、被支持部材の第１の孔及び支持部材の第２の孔に接触するピンの部分が、確実に、基端部１２及び先端部１４のみである場合には、必ずしも、中間部１３の外径を基端部１２及び先端部１４よりも小さくする必要はない。また、本実施形態においては、歪ゲージ２０の検出信号は、導線を介して導出されるが、無線の発信回路を、中間部１３の周面に設置することにより、歪ゲージ２０の検出信号を無線で、外部に導出することもできる。なお、ピン１０を中空構造に形成し、導線１６をこの中空内部に挿通させることにより、導線１６が連結部の孔に干渉することが確実に防止される。

このように、本発明においては、荷重を検出したい箇所の連結ピンを、ピン１０に変更するだけで、容易に寝台構成部材に印加される荷重を検出することができる。このピン１０は、支持部材と被支持部材とを連結するピンの代わりに設置するだけで、前記被支持部材から支持部材に作用する荷重を検出できるので、本発明の寝台用センサは汎用性が高い。また、検出信号の調整が必要になった場合には、スナップピン２１を取り外して、ピン１０を抜き取るだけで、容易にピン１０及び歪ゲージ２０からなる寝台用センサの検出特性を調整することができ、メインテナンスが容易である。

なお、本実施形態においては、歪ゲージをピン１０の中間部の小径部に貼付したものであるが、本発明は、これに限らず、例えば、ピン１０のストッパ１１に歪ゲージを貼付しても良い。また、図１（ｂ）の図示例は、歪ゲージ２０を１枚使用しているが、これに限らず、複数枚の歪ゲージを貼付することにより、検出精度を高めることも可能である。更に、本実施形態においては、歪ゲージが貼付される連結部材として、ピンを使用したが、本発明はこれに限らず、寝台締結部品のボルト等に歪ゲージを貼付して、連結部材とする
ことも可能である。

なお、本発明は、アクチュエータに対し寝台構成部材から印加される荷重を検出する場合に限らず、重心位置検出等のために、寝台の脚柱に作用する荷重を検出する場合においても、同様にピンで連結する部分に、本発明のピン１０を使用することにより、荷重を検出することができる。即ち、本発明は、アクチュエータに印加する荷重を検出する場合に限らず、寝台に印加される任意の位置の荷重を検出するために、その任意の位置に締結部材が使用されていれば、適用することが可能である。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。図４は、上述の本発明の寝台用センサが組み込まれた寝台の制御部５１を示すブロック図である。本発明の寝台用センサは、上述のごとく、寝台締結部品等に組み込まれており、寝台の近傍に設置された制御部５１に接続されている。図４に示すように、本発明の実施形態のセンサ５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄの検出信号は、入出力部５０３ａ，５０３ｂ，５０３ｃ，５０３ｄを介して、制御部５１に入力される。また、寝台の手元スイッチ５３ｂからの指示信号が、入出力部５０２ｂを介して、制御部５１に入力される。更に、制御部５１への電力供給は、ＡＣアダプタ５２又はベッドコントローラ５３ａから、夫々端子５０１又は端子５０２ａを介してなされる。この制御部５１に入力された直流電源は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０４により制御部５１内で使用する電圧及び電流に変換される。そして、制御部５１は、ベッドコントローラ５３ａに対する信号の送受信を行い、又は、制御部５１は、ベッドコントローラからの信号を受信する。この受信信号は、演算部５０６に入力されて、所定の演算がなされる。

制御部５１の上述の各回路は、例えば、樹脂製筐体内に設置されており、この制御部５１には、更に、温度・湿度センサ５０７も設置されている。また、制御部５１内には、無電圧接点出力部５０８が設置されていて、この無電圧接点出力部から、非接触で外部機器に信号が出力されるようになっている。また、制御部５１内には、ＷＩＦＩ（Wireless Fidelity）５０９ａ、センサネットワークのＺｉｇＢｅｅ５０９ｂ(登録商標)、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(登録商標)の拡張仕様であるＢＬＥ（Bluetooth(登録商標) Low Energy）５０９ｃ等の近距離無線通信技術の入出力機器が設置されており、演算部５０６で演算された結果が、これらの近距離無線通信技術を使用して、外部の機器に出力される。更に、制御部５１には、信号の入出力用のＵＳＢ端子５１０が設置されており、このＵＳＢ端子５１０を介して、外部のパーソナルコンピュータ５１１を制御部５１に接続し、演算部５０６の演算結果が、コンピュータ５１１に出力されると共に、コンピュータ５１１からの信号が、制御部５１内に入力される。

演算部５０６は、センサ５４ａ〜５４ｄの検出信号を基に、寝台上に使用者が在床しているか、又は離床しているかという情報、寝台の重心位置を検出して寝台上の使用者の位置を求めた情報、寝台上の使用者の体動についての情報、寝台上の使用者の体重若しくは体重変化量についての情報、又は寝台上の使用者の呼吸数又は心拍数等の生体信号についての情報等の寝台の使用者状況を演算する。

例えば、演算部５０６は、以下のようにして、上記各寝台の使用者状況を検知する。
（１）重心位置
先ず、寝台の矩形の寝台における平面視で４箇所の位置にある寝台締結部品に、図１に示すセンサを組み込み、その荷重を検出する。そして、４個のセンサから得られた荷重検出値を、夫々Ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４とする。また、矩形の寝台の隅部の一つを原点とし、矩形の寝台の前記原点をとおる２辺を夫々ｘ軸及びｙ軸とするｘ−ｙ直交座標系を想定したとき、荷重検出値Ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４が得られた位置のｘ−ｙ座標系における座標を、夫々、（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）、（ｘ４，ｙ４）とする。このとき、重心位置を（ｘ０，ｙ０）とすると、重心位置は、下記数式１にて表される。

このようにして、寝台の２次元的な重心位置（ｘ０，ｙ０）が求まる。この重心位置は、寝台上の使用者の位置とみなすことができ、寝台使用者の寝台上の位置は、重心位置（ｘ０，ｙ０）を演算することにより、検知することができる。そして、この寝台使用者の寝台上の位置から、寝台使用者が、離床しているか、若しくは在床しているかという情報はもとより、寝台使用者が寝台の端座位にいて、いままさに離床しようとしているか否か、寝台から落下する危険性があるか否かという情報と、寝台上で使用者が移動し、体動が起きているか否かという情報、寝台上の使用者の体重変化量という情報も検知することができる。更に、重心位置の移動軌跡を検出することにより、寝台上で使用者が横臥状体から起き上がり状態に変化した場合も、この起き上がりを検知することができる。

（２）生体信号
次に、演算部５０６は、センサ５４ａ〜５４ｄが検出した荷重検出信号から、寝台使用者の呼吸数及び心拍数等の生体情報を検出する。即ち、演算部５０６は、荷重の検出信号を、高速フーリエ変換し、周波数解析する。例えば、寝台フレームのボトム上に載置されるマットレス上に、患者等の生体が横たわっている場合は、寝台の構成部材を締結する締結部品に設けられたセンサの荷重検出信号には、微小振動があらわれる。この微小振動を伴う荷重信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）すると、微小距離の変動として、生体の呼吸数及び心拍数（脈拍数）等の生体情報データが得られる。

また、演算部５０６が、重心位置の検出結果から、寝台上に使用者が在床していると検知した場合であっても、演算部５０６が、生体信号検出部６が、呼吸及び心拍等の生体情報を検出していない場合には、その寝台ボトム上には、使用者は存在せず、荷物の荷重を寝台用センサが検出していることがわかる。このようにして、荷重データと生体情報データとを組み合わせることにより、寝台使用者の状態（在床か否か）を高精度で判定することができる。

制御部５１には、温度・湿度センサ５０７も設置されており、演算部５０６で演算された各種の寝台の使用者状況に関する信号は、温度・湿度センサ５０７の温度信号及び湿度信号と共に、ＵＳＢ端子５１０に接続されたコンピュータ（ＰＣ）５１１に出力される。また、この寝台の使用者状況に関する信号及び温度・湿度信号は、無電圧接点出力５０８を介して、適宜の外部装置に出力することもできる。更に、寝台の使用者状況に関する信号及び温度・湿度信号は、ＷＩＦＩ５０９ａ、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）５０９ｂ又はＢＬＥ５０９ｃを介して、近距離無線通信により、外部の病院サーバ等に送信されて、この病院サーバにて、寝台上の患者の位置情報及び生体情報が、サーバに接続されたモニタに表示される。なお、外部設備としては、病院サーバ以外に、介護施設又は自宅介護の家庭に設置されたコンピュータ等があり、更に、上記患者の位置情報及び生体情報は、クラウドに格納して、種々の立場の医療・介護従事者が使用することもできる。

この本発明の他の実施形態においては、本発明の寝台用センサを使用して、制御部５１にて、その演算部５０６が、重心位置及び重心位置の移動を演算することにより、寝台上の使用者が、寝台のマットレスの端座位にいるか否か、離床しているか在床しているか、起き上がっているか、及び横臥しているか等を検知することができる。また、演算部５０６は、端に、寝台上の使用者の体重の変化量を検知するだけで、仮に、寝台使用者が離床しているときは、体重が０又はそれに近い値になるので、重心位置を演算しなくても、離床を検知することができる。よって、重心位置を検知する必要がないので、本発明のセンサを、複数個設置する必要はなく、１個のみ設置すれば、離床及び在床の検知に足りる。また、患者の体重値そのものを経時的に把握することができる。更に、演算部５０６が重心位置の移動軌跡を検出するか又は所定時間内の体動の回数（重心位置の移動回数）を検出することにより、患者の活動量を監視することができる。

なお、重心位置の移動軌跡の監視については、少なくとも、２個のセンサを、２箇所の寝台締結部品に組み込めば良い。例えば、起き上がり判定の場合には、この２個のセンサの検出信号を演算処理すれば検知できる。また、寝台上の平面的な患者位置を検知する場合には、少なくとも３個のセンサが必要である。なお、重心位置の検知により、患者が寝台の端座位にいることを検出した場合には、患者がいままさに寝台のマットレス上から離床しようとしていることを通知するために、外部の警報装置に警報信号を出力する。また、寝台の側柵を、電動で（自動で）降下及び上昇させる装置を設置し、演算部５０６が、患者が寝台の端部に移動したことを検知した場合に、側柵を電動で降下させるように、外部の側柵制御装置に指令信号を出力するように構成することもできる。これにより、患者が寝台から車椅子等に移乗する際に、それを支援することができる。逆に、演算部５０６が一定期間患者の体動がないことを検知した場合には、演算部５０６は外部の警報装置に褥瘡危険のアラーム信号を出力するか、又は、外部の寝台制御装置に、寝台のボトム又はマットレスを動かして、患者の体位変換を促すための信号を出力することができる。この重心位置の検出から求められる患者の移動軌跡は、外部のコンピュータに出力して記憶させ、医師又は看護師等による患者の治療又は介護の検討に使用することができる。

また、演算部５０６は、呼吸数を演算し、これを制御部５１は外部に出力して継続的に監視することができる。このため、患者の状態を見守りすることができるとともに、患者の容体の変化を検知することができる。また、患者の呼吸が乱れたときには、制御部５１に接続された外部のコンピュータにて、寝台の背ボトムを上げて、マットレス等の背上げを行うことができ、これにより、患者に安楽な姿勢をとらせることができると共に、誤飲等が生じないようにすることができる。なお、この寝台の背ボトムの上昇下降は、外部のコンピュータに制御させることなく、制御部５１内で、演算部５０６にて、背ボトムの制御信号を出力させるようにすることもできる。更に、演算部５０６は、心拍数を演算し、これを連続データとして記憶し、患者の容体の監視に仕様することができる。

なお、手元スイッチ５３ｂは、制御部５１に接続されているので、患者又は介護者が、手元スイッチ５３ｂを使用して、寝台の背ボトム又は膝ボトム等のボトムの上昇及び下降を駆動し、又は寝台フレームの昇降を駆動したときの履歴情報を、制御部５１を介して、外部のコンピュータに出力し、記憶させることができる。これにより、寝台情報を知る必要があるときに、後にこれを利用することができる。また、通常、寝台のメインテナンス時には、ボトムの昇降及び下降動作並びに寝台フレームの昇降動作をさせて検査するが、このとき、作業者は、メインテナンスに際し、通常の寝台使用時よりも高速で上記動作をさせる。本実施形態においては、生体信号を検知しておらず、しかも寝台上の使用者の体重値が極めて小さいときは、寝台上に患者等の寝台使用者がいないことを検知することができるので、この場合に、寝台の駆動制御を行う制御装置に、ボトムの昇降及び下降動作並びに寝台フレームの昇降動作のための指令信号が入力された場合には、寝台制御装置は、これらの動作をメインテナンスの際の指令であると認識して、高速動作させることができる。従って、メインテナンス時の動作速度の設定が不要となり、メインテナンス作業を効率化することができる。なお、制御部５１に温度・湿度センサ５０７を設置して、寝台周辺の温度及び湿度を測定するのは、センサ５４ａ〜５４ｄが歪センサである場合に、演算部５０６において、この歪センサの出力の温度補償をするためである。また、この温度・湿度センサ５０７が検出した温度及び湿度を基に、外部の病室を制御している制御装置が病室のエアコンを制御して、適切な温度及び湿度を保持するようにすることができる。これは、特に、患者が自宅療養の独居老人であって、自分で部屋の温度及び湿度を調整することができないようなときに、有益である。

上述のごとく、本発明の寝台用センサ、即ち、既存の寝台構造体に汎用的に設置可能なセンサを使用し、重心位置の検出により寝台上の患者の位置を検出し、また、患者の在床又は離床を検知することにより、患者の状態を把握すると共に、生体信号を検出して、呼吸数及び心拍数等の生体情報を常時監視する。このようにして、汎用性が高いセンサを寝台に組み込むだけで、寝台上の患者の状態を、常時見守ることができる。そして、この見守りの状況は、病院サーバ等で常時把握し、異常時には、警報を発して覚知させることができ、医師及び看護師等の病院従事者にとって、有益である。また、この見守り情報を、遠隔地に居住する患者の家族等に送信することもでき、その場合は、あたかも、病院寝台上の患者の周りで、家族等が患者の状態を認知しているかの如き状態を作ることができる。これにより、医療及び介護を受ける患者の孤独感並びに患者家族の安心感を満たすことができる。この場合に、患者の状況に関する医療的な情報に加えて、カメラ又はカメラ付き情報機器等を患者の近傍に設置し、これらの機器により患者の様子を撮影した撮影情報も、同時に、遠隔地にいる患者家族に送信することとしても良い。医療従事者がいない介護施設又は患者自宅に設置された寝台に、このセンサを組み込んだ場合には、介護者が、患者を常時見守ることなく、常時患者の状態を検知することができるので、介護の負担を軽減できると共に、生体信号等を、病院のサーバ等に送信することにより、病院の医療従事者も、病院内で、常時患者の状態を把握することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限らず、種々の変形が可能である。例えば、図５はピン１の変形例を示す。なお、図５（ｃ）は図５（ｂ）のＣ−Ｃ線による断面図である。この図５（ｃ）に示すように、ピン１の中間部１３ａを、図１の円柱状の中間部１３ではなく、断面矩形の角棒状とすることもできる。これにより、歪みゲージ２０の検出方向の指向性は悪くなるが、歪みに対する電気的出力は大きくなる。また、本発明の寝台用センサの装着部位も、図２及び図３に示すものに限らず、例えば，図５に示すように、寝台に用いられている段付きボルト６１に、歪みゲージ２０を貼り付けることとしても良い。また、図７に示すように、寝台の昇降動作を実現する上で必要となる連動幹６６と台車等のベッドフレーム６７を連結するピン６８に、歪みゲージ２０を貼り付けることとしても良い。いずれにしても、本発明の歪みゲージを備えたセンサは、寝台を構成する部材における荷重が印加される部位であれば、任意の部位に置き換えることができる。

また、例えば、得られた呼吸数、心拍数及び体重等を、手元スイッチ等のベッド操作リモコンの操作パネルに表示することもできる。

１，１０：ピン
１ａ，１１：ストッパ
１２：基端部
１３：中間部
１４：先端部
２０：歪ゲージ
３０：フレーム
３４，３５：リンク
３６：被支持部材
３７ａ、３７ｂ：連結片
４１，４２：アクチュエータ
４１ａ，４２ａ：ピストン
４１ｃ、４２ｃ：先端部
４１ｂ、４２ｂ：基端部
５１：制御部
５３ａ：寝台
５３ｂ：手元スイッチ
５４ａ〜５４ｄ：センサ（本発明の寝台用センサ）
５０１、５０２，５０３ａ〜５０３ｄ：入出力部
５０６：演算部（ＣＰＵ）

Claims (2)

1. 背ボトムを支持する支持部材と、
   前記支持部材に設けられた歪ゲージと、
   制御部と、
   を備えた寝台であって、
   前記歪ゲージは、前記背ボトムから前記支持部材に印加される荷重を検出して前記寝台の使用者の生体情報に対応する第１信号を出力し、
   前記制御部は、前記第１信号に応じた信号を無線通信により出力する、寝台。
2. 前記制御部から出力される前記信号は、前記第１信号を高速フーリエ変換することで得られる、請求項１記載の寝台。

Images