JP2021074379A - Body state monitoring system and bed system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、身体状態モニタリングシステム、及びベッドシステムに関する。 The present invention relates to a physical condition monitoring system and a bed system.
病院の入院患者の看護や、介護施設の入所者の介護においては、患者や要介護者がおむつを着用している場合もある。また、おむつの中に排泄があったことを検知して適切なタイミングでおむつ交換を行うことを可能とすべく、特許文献1や特許文献2に記載のシステムが提案されている。
In the care of inpatients in hospitals and the care of residents in long-term care facilities, patients and long-term care recipients may wear diapers. Further, a system described in Patent Document 1 and
特許文献1には、被験者の排泄の有無を、ベッドに加えられる荷重に基づいて求めた全体重心の位置と、ベッドに加えられる荷重から分離した呼吸成分(被験者の呼吸に応じて振動する成分)に基づいて求めた呼吸重心の位置との比較に基づいて判定する身体状態モニタリングシステムが記載されている。 Patent Document 1 describes the position of the total center of gravity obtained by determining the presence or absence of excretion of a subject based on the load applied to the bed, and the respiratory component separated from the load applied to the bed (a component that vibrates according to the subject's breathing). Describes a physical condition monitoring system that determines based on comparison with the position of the respiratory center of gravity obtained based on.
特許文献2には、被介護者等が載置される載置台からガス経路を介して吸引されたガスの湿度変化に基づいて、被介護者等の排泄を検知する排泄検知システムが記載されている。
患者や被介護者等に排泄があった場合にこれを適切に検知できなければ、患者や被介護者等は、例えばおむつが汚れた状態のまま放置されてしまう恐れがある。反対に、患者や被介護者等に排泄がない場合に排泄があったとの誤検知がなされれば、患者や被介護者等への不要なアクセスが増え、患者や被介護者等にとって煩わしいばかりでなく、医療従事者、介護従事者等に不要な負担をかけることになる。 If the patient or the care recipient cannot properly detect the excretion, the patient or the care recipient may be left with the diaper in a dirty state, for example. On the other hand, if the patient or the care recipient is falsely detected as having excretion when there is no excretion, unnecessary access to the patient or the care recipient will increase, which will be annoying to the patient or the care recipient. Instead, it puts an unnecessary burden on medical staff, long-term care workers, etc.
したがって、患者や被介護者等に排泄があったことの適切な検知を可能として、必要な処置、例えばおむつ交換等を適切なタイミングで行うことを可能とすることが望まれている。これにより、患者や被介護者等のQOL(クオリティ・オブ・ライフ)を向上させることができ、同時に医療従事者、介護従事者等の負担も軽減できる。 Therefore, it is desired to enable appropriate detection of excretion in a patient, a long-term care person, or the like, and to enable necessary treatment, for example, diaper change, to be performed at an appropriate timing. As a result, the QOL (quality of life) of patients, long-term care workers, etc. can be improved, and at the same time, the burden on medical staff, long-term care workers, etc. can be reduced.
上記に鑑み、本発明は、被験者に排泄があったことをより高い精度で検知することのできる身体状態モニタリングシステム、及びベッドシステムを提供することを目的とする。 In view of the above, it is an object of the present invention to provide a physical condition monitoring system and a bed system capable of detecting that a subject has excretion with higher accuracy.
本発明の第1の態様に従えば、
ベッド上の被験者の身体状態をモニタする身体状態モニタリングシステムであって、
ベッド又はベッドの脚下に設けられて前記被験者の荷重を検出する複数の荷重検出器と、
前記検出された荷重に基づいて前記被験者の重心位置の時間的変動を求める重心位置算出部と、
所定時間内に移動する前記重心位置の移動距離に基づいて、前記重心位置の時間的変動から前記被験者の呼吸とは異なる大きな体動に応じて変動する大きな体動成分を決定し、前記重心位置の時間的変動から該大きな体動成分を除去する大きな体動成分除去部と、
前記重心位置の移動方向に基づいて、前記重心位置の時間的変動から前記被験者の呼吸とは異なる小さな体動に応じて変動する小さな体動成分を決定し、前記重心位置の時間的変動から該小さな体動成分を除去する小さな体動成分除去部と、
前記大きな体動成分と前記小さな体動成分とが除去された前記重心位置の時間的変動に基づいて前記被験者による排泄の有無を判定する排泄判定部とを備える身体状態モニタリングシステムが提供される。
According to the first aspect of the present invention,
A physical condition monitoring system that monitors the physical condition of a subject on the bed.
A plurality of load detectors provided on the bed or under the legs of the bed to detect the load of the subject, and
A center of gravity position calculation unit that obtains a temporal variation in the center of gravity position of the subject based on the detected load, and a center of gravity position calculation unit.
Based on the movement distance of the center of gravity position that moves within a predetermined time, a large body movement component that fluctuates according to a large body movement different from the breath of the subject is determined from the temporal fluctuation of the center of gravity position, and the center of gravity position is determined. A large body movement component removing part that removes the large body movement component from the temporal fluctuation of
Based on the moving direction of the center of gravity position, a small body movement component that fluctuates according to a small body movement different from the breath of the subject is determined from the temporal fluctuation of the center of gravity position, and the temporal fluctuation of the center of gravity position is used to determine the small body movement component. A small body movement component removing part that removes small body movement components,
Provided is a physical condition monitoring system including an excretion determination unit that determines the presence or absence of excretion by the subject based on the temporal variation of the position of the center of gravity from which the large body movement component and the small body movement component are removed.
第1の態様の身体状態モニタリングシステムは、前記重心位置の移動距離に基づいて、前記大きな体動成分と前記小さな体動成分とが除去された前記重心位置の時間的変動から前記被験者の排泄に応じて変動する排泄成分を特定する排泄成分特定部を更に備えてもよい。 In the physical condition monitoring system of the first aspect, based on the movement distance of the center of gravity position, the subject is excreted from the temporal fluctuation of the center of gravity position from which the large body movement component and the small body movement component are removed. An excretory component specifying unit that specifies an excretory component that fluctuates according to the situation may be further provided.
第1の態様の身体状態モニタリングシステムは、前記検出された荷重の時間的変動の周波数に基づいて、前記大きな体動成分と前記小さな体動成分とが除去された前記重心位置の時間的変動から前記被験者の排泄に応じて変動する排泄成分を特定する排泄成分特定部を更に備えてもよい。 The physical condition monitoring system of the first aspect is based on the time fluctuation of the center of gravity position from which the large body movement component and the small body movement component are removed, based on the frequency of the time fluctuation of the detected load. An excretion component specifying unit that specifies an excretion component that fluctuates according to the excretion of the subject may be further provided.
第1の態様の身体状態モニタリングシステムは、前記ベッドに設けられて前記ベッド上の湿度を検出する湿度センサを更に備えてもよく、前記排泄判定部は、前記大きな体動成分と前記小さな体動成分とが除去された前記重心位置の時間的変動と、前記湿度センサの検出値とに基づいて前記被験者による排泄の有無を判定してもよい。 The physical condition monitoring system of the first aspect may further include a humidity sensor provided on the bed to detect the humidity on the bed, and the excretion determination unit includes the large body movement component and the small body movement. The presence or absence of excretion by the subject may be determined based on the temporal fluctuation of the position of the center of gravity from which the component has been removed and the value detected by the humidity sensor.
第1の態様の身体状態モニタリングシステムにおいて、前記排泄判定部は、前記被験者の排泄により前記重心位置が変動した後、所定の期間内に前記湿度センサの検出値が上昇した場合に、前記被験者による排泄があったと判定してもよい。 In the physical condition monitoring system of the first aspect, the excretion determination unit is performed by the subject when the detection value of the humidity sensor rises within a predetermined period after the position of the center of gravity changes due to the excretion of the subject. It may be determined that there was excretion.
本発明の第2の態様に従えば、
ベッド上の被験者の身体状態をモニタする身体状態モニタリングシステムであって、
ベッド又はベッドの脚下に設けられて前記被験者の荷重を検出する複数の荷重検出器と、
前記検出された荷重に基づいて前記被験者の重心位置の時間的変動を求める重心位置算出部と、
前記被験者の重心位置の時間的変動に基づいて前記被験者の体幹の移動を伴う大きな体動の有無を判定する体動判定部と、
前記ベッドに設けられて前記ベッド上の湿度を検出する湿度検出器と、
前記体動判定部の判定結果と前記湿度検出器の検出値とに基づいて前記被験者における排泄の有無を判定する排泄判定部とを備える身体状態モニタリングシステムが提供される。
According to the second aspect of the present invention,
A physical condition monitoring system that monitors the physical condition of a subject on the bed.
A plurality of load detectors provided on the bed or under the legs of the bed to detect the load of the subject, and
A center of gravity position calculation unit that obtains a temporal variation in the center of gravity position of the subject based on the detected load, and a center of gravity position calculation unit.
A body movement determination unit that determines the presence or absence of a large body movement that accompanies the movement of the trunk of the subject based on the temporal fluctuation of the position of the center of gravity of the subject.
A humidity detector provided on the bed to detect the humidity on the bed, and
Provided is a physical condition monitoring system including an excretion determination unit that determines the presence or absence of excretion in the subject based on the determination result of the body movement determination unit and the detection value of the humidity detector.
第2の態様の身体状態モニタリングシステムにおいて、前記排泄判定部は、前記湿度センサの検出値が上昇し、且つ該検出値の上昇が生じた時点から遡った所定の期間内に前記被験者に大きな体動が生じていない場合に、前記被験者による排泄があったと判定してもよい。 In the physical condition monitoring system of the second aspect, the excretion determination unit has a large body for the subject within a predetermined period from the time when the detection value of the humidity sensor rises and the rise of the detection value occurs. When there is no movement, it may be determined that the subject has excreted.
第1又は第2の態様の身体状態モニタリングシステムにおいて、前記複数の荷重検出器は、前記ベッドの四隅に設けられた四つの脚部の下にそれぞれが設置される4つの荷重検出器であってもよい。 In the physical condition monitoring system of the first or second aspect, the plurality of load detectors are four load detectors, each of which is installed under four legs provided at four corners of the bed. May be good.
本発明の第3の態様に従えば、
ベッドと、
第1の態様又は第2の態様の身体状態モニタリングシステムとを備えるベッドシステムが提供される。
According to the third aspect of the present invention,
Bed and
A bed system comprising the physical condition monitoring system of the first aspect or the second aspect is provided.
本発明の身体状態モニタリングシステム及びベッドシステムによれば、被験者に排泄があったことをより高い精度で検知することができる。 According to the physical condition monitoring system and the bed system of the present invention, it is possible to detect that the subject has excreted with higher accuracy.
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態の身体状態モニタリングシステム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の身体状態、主に排泄の有無をモニタする場合を例として説明する。
<First Embodiment>
Regarding the physical condition monitoring system 100 (FIG. 1) of the first embodiment of the present invention, this is used together with the bed BD (FIG. 2) to monitor the physical condition of the subject S on the bed BD, mainly the presence or absence of excretion. The case will be described as an example.
図1に示す通り、第1実施形態の身体状態モニタリングシステム100は、荷重検出部1、湿度検出部2、制御部4、記憶部5を主に有する。荷重検出部1及び湿度検出部2と制御部4とは、A/D変換部3を介して接続されている。制御部4には更に表示部6、報知部7、入力部8が接続されている。
As shown in FIG. 1, the physical condition monitoring system 100 of the first embodiment mainly includes a load detection unit 1, a
荷重検出部1は、4つの荷重検出器11、12、13、14を備える(図2)。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3に接続されている。
The load detection unit 1 includes four
図2に示す通り、荷重検出部1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BL1、BL2、BL3、BL4の下端部に取り付けられたキャスターC1、C2、C3、C4の下にそれぞれ配置される。
As shown in FIG. 2, the four
湿度検出部2は、6つの湿度センサ2a、2b、2c、2d、2e、2fを備える(図2)。6つの湿度センサ2a〜2fの各々は、電気抵抗式、静電容量式などのセンサチップとし得る。
The
6つの湿度センサ2a〜2fは、ベッドBDの長さ方向(X方向)の中央部の一方側且つ幅方向(Y方向)の中央部、即ち、長さ方向に沿ってベッドBD上に横たわる被験者の臀部近傍の領域に、マトリックス状に配置されている。長さ方向に隣接する2つの湿度センサの間の距離、及び幅方向に隣接する2つの湿度センサの間の距離は、一例として30〜100mm程度とし得る。
The six
本実施形態では6つの湿度センサ2a〜2fが、長さ方向に2行、幅方向に3列の2×3のマトリックス状に配置されているが、湿度検出部2が備える湿度センサの数及び配置は任意であり、湿度検出(詳細後述)に適した任意の数及び配置とし得る。
In the present embodiment, the six
6つの湿度センサ2a〜2fはそれぞれ、被験者Sが着用したおむつから放出される水分による湿度変化を検出できるように配置されており、具体的には例えばシーツの下側に配置されている。6つの湿度センサ2a〜2fの各々は、配線又は無線によりA/D変換部3に接続されている。6つの湿度センサ2a〜2fをシート状のベースの上に一体に配置した湿度検出シートを湿度検出部2として用いて、これをシーツの下に引いてもよい。
Each of the six
A/D変換部3は、荷重検出部1及び湿度検出部2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、湿度検出部2、及び制御部4にそれぞれ配線又は無線で接続されている。
The A /
制御部4は、専用又は汎用のコンピュータであり、内部に重心位置算出部41、及び排泄判定部42が構築されている。
The
記憶部5は、身体状態モニタリングシステム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。 The storage unit 5 is a storage device that stores data used in the physical condition monitoring system 100, and for example, a hard disk (magnetic disk) can be used.
表示部6は、制御部4から出力される情報を身体状態モニタリングシステム100の使用者に表示する液晶モニタ等の画像表示装置である。
The
報知部7は、制御部4からの情報に基づいて所定の報知を聴覚的に行う装置、例えばスピーカを備える。
The notification unit 7 includes a device that aurally performs a predetermined notification based on information from the
入力部8は、制御部4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。
The
このような身体状態モニタリングシステム100を使用して、ベッド上の被験者の身体状態(主に排泄の有無)をモニタする動作について説明する。 An operation of monitoring the physical condition (mainly the presence or absence of excretion) of the subject on the bed by using the physical condition monitoring system 100 will be described.
身体状態モニタリングシステム100を使用した被験者の身体状態のモニタは、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(荷重値)に基づいて被験者の重心位置、及び該重心位置の時間的変動の軌跡(重心軌跡)を算出する重心軌跡算出工程S2と、ベッド上の湿度を検出する湿度検出工程S3と、重心軌跡算出工程S2において算出した被験者の重心軌跡と湿度検出工程S3において検出したベッド上の湿度とに基づいて被験者に排泄があったか否かを判定する排泄判定工程S4と、排泄判定工程S4の判定結果を表示する表示工程S5とを含む。 As shown in the flowchart of FIG. 3, the physical condition monitor of the subject using the physical condition monitoring system 100 is a load detection step S1 for detecting the load of the subject and the position of the center of gravity of the subject based on the detected load (load value). , And the center of gravity trajectory calculation step S2 for calculating the locus of temporal fluctuation (center of gravity locus) of the center of gravity position, the humidity detection step S3 for detecting the humidity on the bed, and the center of gravity locus of the subject calculated in the center of gravity locus calculation step S2. It includes an excretion determination step S4 for determining whether or not the subject has excretion based on the humidity on the bed detected in the humidity detection step S3, and a display step S5 for displaying the determination result of the excretion determination step S4.
[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BL1〜BL4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。なお、ここでは、ベッドBDの重量は風袋引きされているものとするが、風袋引きは必須ではない。
[Load detection process]
In the load detection step S1, the load of the subject S on the bed BD is detected by using the
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3に出力する。A/D変換部3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4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3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s1、s2、s3、s4と呼ぶ。
Each of the
[重心軌跡算出工程]
重心軌跡算出工程S2では、重心位置算出部41が、荷重検出器11〜14からの荷重信号s1〜s4に基づいてベッドBD上の被験者Sの重心Gの位置G(X、Y)を所定の周期T(例えば上記のサンプリング周期である5ミリ秒に等しい)で算出し、被験者Sの重心Gの位置の時間的変動(重心軌跡GT)を求める。ここで、(X、Y)は、ベッドBDの中心部を原点Oとして長さ方向にXを、幅方向にYを取ったXY座標面上における座標を示す(図2)。
[Center of gravity trajectory calculation process]
In the center of gravity trajectory calculation step S2, the center of gravity
重心位置算出部41による重心Gの位置G(X、Y)の算出は、次の演算により行われる。すなわちG(X、Y)は、荷重検出器11、12、13、14の座標をそれぞれ(X11、Y11)、(X12、Y12)、(X13、Y13)、(X14、Y14)、荷重検出器11、12、13、14の荷重の検出値をそれぞれW11、W12、W13、W14として、次式により算出される。
重心位置算出部41は、上記の数式1、数式2に基づいて重心Gの位置G(X、Y)を所定のサンプリング周期Tで算出しながら、重心Gの位置G(X、Y)の時間的変動、即ち重心軌跡GTを求め、例えば記憶部5に記憶させる。
The center of gravity
[湿度検出工程]
湿度検出工程S3では、湿度検出部2の6つの湿度センサ2a〜2fを用いて、ベッドBD上の湿度を検出する。6つの湿度センサ2a〜2fの各々は、湿度(湿度変化)を検出してアナログ信号としてA/D変換部3に出力する。A/D変換部3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「湿度信号」)として制御部4に出力する。以下では、湿度センサ2a、2b、2c、2d、2e、2fから出力されたアナログ信号をA/D変換部3においてデジタル変換して得られる湿度信号を、それぞれ湿度信号sa、sb、sc、sd、se、sfと呼ぶ。制御部4は受け取った湿度信号sa〜sfを記憶部5に記憶させる。
[Humidity detection process]
In the humidity detection step S3, the humidity on the bed BD is detected by using the six
図2に示す状態において、おむつを着用した被験者Sが時刻t1(図4)に排尿を行った場合、被験者Sの尿を吸収したおむつは周囲に水分を放出する。これにより、時刻t1よりも少し遅れた(一例として60秒程度遅れた)時刻t2から、被験者Sの股間近くに配置された湿度センサ2b、2eからの湿度信号sb、seが上昇を始める。一方で、被験者Sの股間から離れた位置に配置された湿度センサ2a、2c、2d、2fからの湿度信号sa、sc、sd、sfには大きな変化は見られない。
In the state shown in FIG. 2, when the subject S wearing the diaper urinates at time t 1 (FIG. 4), the diaper that has absorbed the urine of the subject S releases water to the surroundings. As a result, the humidity signals sb and se from the
[排泄判定工程]
排泄判定工程S4では、排泄判定部42が、重心軌跡算出工程S2において算出した重心軌跡GTと、湿度検出工程S3において検出したベッド上の湿度とに基づいて、被験者Sによる排泄の有無、即ち被験者Sが排泄行為を行ったか否かを判定する。
[Excretion judgment process]
In the excretion determination step S4, the presence or absence of excretion by the subject S, that is, the subject, based on the center of gravity trajectory GT calculated by the
排泄判定部42における被験者による排泄の有無の判定は、次の原理に基づいて行われる。
The determination of the presence or absence of excretion by the subject in the
特開2018−126423号に記載の通り、被験者Sの生体活動は「大きな体動」、「小さな体動」、及び「呼吸」に分類することができる。大きな体動に応じた重心Gの位置の時間的変動の軌跡(以下「大きな体動軌跡」と呼ぶ)、小さな体動に応じた重心Gの位置の時間的変動の軌跡(以下「小さな体動軌跡」と呼ぶ)、及び呼吸に応じた重心Gの位置の時間的変動の軌跡(以下「呼吸振動軌跡」と呼ぶ)はそれぞれ異なる特徴を示す。 As described in JP-A-2018-126423, the biological activity of subject S can be classified into "large body movement", "small body movement", and "breathing". Trajectories of temporal fluctuations in the position of the center of gravity G in response to large body movements (hereinafter referred to as "large body movement trajectories"), loci of temporal fluctuations in the position of the center of gravity G in response to small body movements (hereinafter referred to as "small body movements") The locus (referred to as "trajectory") and the locus of temporal fluctuation of the position of the center of gravity G in response to breathing (hereinafter referred to as "respiratory vibration locus") show different characteristics.
本明細書及び本発明において、「大きな体動」とは、被験者の体動のうち胴体部(体幹)の移動を伴う比較的大きなものを意味し、具体的には例えば、寝返りや起き上がり等である。被験者に大きな体動が生じた時には、一般的に、被験者の体軸の向き(被験者の背骨の延びる向き)が変化する。 In the present specification and the present invention, the "large body movement" means a relatively large body movement of a subject accompanied by movement of the body (trunk), and specifically, for example, turning over or getting up. Is. When a subject experiences large body movements, the orientation of the subject's body axis (the orientation in which the subject's spine extends) generally changes.
大きな体動を重心Gの位置の時間的変動の様子という観点でとらえると、一般的に大きな体動は、所定期間内に生じる所定距離以上の比較的長い距離の重心Gの移動、例えば重心Gの比較的高速度での移動を生じる体動である。そのため例えば、所定期間PPに所定距離PD1を越える重心移動を生じる体動、及び/又は所定値V1を越える速度での重心移動を生じる体動を大きな体動と定義することができる。あるいは、小さな体動により生じる重心Gの位置の時間的変動との相違に基づき、例えば、単位時間内に、小さな体動による重心Gの移動距離と比較して、所定倍程度よりも大きく重心Gを移動させる体動を大きな体動と定義することもできる。大きな体動軌跡は、このような重心Gの移動の軌跡である。 Looking at a large body movement from the viewpoint of the state of temporal fluctuation of the position of the center of gravity G, in general, a large body movement is a movement of the center of gravity G over a relatively long distance that occurs within a predetermined period, for example, the center of gravity G. It is a body movement that causes movement at a relatively high speed. Therefore, for example, a body movement that causes a movement of the center of gravity exceeding a predetermined distance PD1 in a predetermined period PP and / or a body movement that causes a movement of the center of gravity at a speed exceeding a predetermined value V1 can be defined as a large body movement. Alternatively, based on the difference from the temporal fluctuation of the position of the center of gravity G caused by a small body movement, for example, the center of gravity G is larger than a predetermined time, compared with the movement distance of the center of gravity G due to a small body movement within a unit time. The body movement that moves the body can also be defined as a large body movement. The large body movement locus is such a locus of movement of the center of gravity G.
本明細書及び本発明において、「小さな体動」とは、被験者の体動のうち胴体部(体幹)の移動を伴わない比較的小さいものを意味し、具体的には例えば、手足や頭部のみの運動等である。 In the present specification and the present invention, the "small body movement" means a relatively small body movement of a subject without movement of the torso (trunk), and specifically, for example, a limb or a head. Exercise only for the club.
小さな体動を重心Gの位置の時間的変動の様子という観点でとらえると、一般的に小さな体動は、単位時間内の比較的短い距離の重心Gの移動、例えば重心Gの比較的低速度での移動を生じる体動である。そのため例えば、所定期間PPに所定距離PD2(<PD1)程度の重心移動を生じる体動及び/又は、移動速度が所定値V2(<V1)程度の重心移動を生じる体動を小さな体動と定義することができる。 Looking at a small body movement in terms of the state of temporal fluctuation of the position of the center of gravity G, in general, a small body movement is a movement of the center of gravity G over a relatively short distance within a unit time, for example, a relatively low velocity of the center of gravity G. It is a body movement that causes movement in. Therefore, for example, a body movement that causes a movement of the center of gravity of a predetermined distance PD2 (<PD1) in a predetermined period PP and / or a body movement that causes a movement of the center of gravity of a predetermined value V2 (<V1) is defined as a small body movement. can do.
また、小さな体動を、所定期間PPに所定距離PD2程度の重心移動を生じ又は移動速度が所定値V2程度であり、且つ周期性を有さず、被験者Sの体軸方向とは異なる方向に向かう重心移動を生じる体動を小さな体動と定義してもよい。小さな体動軌跡は、このような重心Gの移動の軌跡である。 In addition, a small body movement causes a movement of the center of gravity of about a predetermined distance PD2 in a predetermined period PP, or the movement speed is about a predetermined value V2, has no periodicity, and is in a direction different from the body axis direction of the subject S. The body movement that causes the movement of the center of gravity toward the body may be defined as a small body movement. The small body movement locus is such a locus of movement of the center of gravity G.
呼吸に応じた重心Gの位置の時間的変動の様子は次の通りである。人間の呼吸は胸郭及び横隔膜を移動させて、肺を膨張及び収縮させることにより行われる。ここで吸気時、すなわち肺が膨張する時には横隔膜は下方に下がり、内臓も下方に移動する。一方で呼気時、すなわち肺が収縮する時には横隔膜は上方に上がり、内臓も上方に移動する。本出願人に発行された特許第6,105,703号に記載の通り、呼吸はこの内臓の上下移動に伴うために、呼吸により重心Gが被験者の上下方向(背骨の方向)即ち体軸方向にほぼ沿って振動する。したがって、体軸方向の重心の振動として現れる呼吸と、体軸方向とは異なる方向の重心の移動として現れる小さな体動とは区別できる。 The state of the temporal fluctuation of the position of the center of gravity G according to the respiration is as follows. Human breathing is performed by moving the thorax and diaphragm to inflate and contract the lungs. Here, during inspiration, that is, when the lungs expand, the diaphragm moves downward and the internal organs also move downward. On the other hand, during exhalation, that is, when the lungs contract, the diaphragm rises upwards and the internal organs also move upwards. As described in Japanese Patent No. 6,105,703 issued to the applicant, since breathing accompanies the vertical movement of the internal organs, the center of gravity G of the subject is moved in the vertical direction (direction of the spine), that is, the body axis direction due to the breathing. It vibrates almost along. Therefore, it is possible to distinguish between respiration, which appears as a vibration of the center of gravity in the body axis direction, and small body movement, which appears as a movement of the center of gravity in a direction different from the body axis direction.
本発明の発明者は、ベッド上における被験者の重心移動を更に詳細に検討し、被験者の体動及び呼吸に応じた上記の重心移動のほか、被験者が排尿行為を行った場合にも特徴的な重心移動が観察できることを見出した。 The inventor of the present invention examined the movement of the center of gravity of the subject on the bed in more detail, and in addition to the above-mentioned movement of the center of gravity according to the body movement and respiration of the subject, it is also characteristic when the subject urinates. We found that the movement of the center of gravity can be observed.
具体的には、ベッドの長手方向に体軸を一致させた状態でベッド上に横たわっている被験者がおむつへと排尿を行うと、排尿に合わせて、被験者の重心が、被験者の体軸方向に沿って比較的低い速度V3(<V2)で、被験者の足側へと移動する。これは、所定の重量を有する被験者の尿が、排尿により、被験者の足側に移動するためである。また、被験者が排便を行った場合も同様に、被験者の重心が、被験者の体軸方向に沿って比較的低い速度V4(<V2)で、被験者の足側へと移動する。本発明及び本明細書では、このような重心Gの移動の軌跡を、「排泄軌跡」と呼ぶ。 Specifically, when a subject lying on the bed with the body axis aligned in the longitudinal direction of the bed urinates into the diaper, the subject's center of gravity moves in the body axis direction of the subject in accordance with the urination. Along, at a relatively low velocity V3 (<V2), it moves to the foot side of the subject. This is because the urine of the subject having a predetermined weight moves to the foot side of the subject by urination. Similarly, when the subject defecates, the center of gravity of the subject moves toward the foot side of the subject at a relatively low velocity V4 (<V2) along the body axis direction of the subject. In the present invention and the present specification, such a locus of movement of the center of gravity G is referred to as an “excretion locus”.
ここで、第1実施形態の身体状態モニタリングシステム100は、被験者Sの重心の位置を、被験者の衣服やおむつも含めた重量の重心の位置として算出している。したがって、おむつ内に排泄された尿や便(即ち、被験者Sの体外に排出された尿や便)も、被験者Sの体内に存在していた場合と同様に、被験者Sの重心位置の算出に影響を及ぼす。 Here, the physical condition monitoring system 100 of the first embodiment calculates the position of the center of gravity of the subject S as the position of the center of gravity of the weight including the clothes and diapers of the subject. Therefore, the urine and stool excreted in the diaper (that is, the urine and stool excreted outside the body of the subject S) are also used to calculate the position of the center of gravity of the subject S in the same manner as when they are present in the body of the subject S. affect.
第1実施形態の排泄判定部42は、大きな体動軌跡、小さな体動軌跡、呼吸振動軌跡が、上記の通り異なる特徴を有することに基づき、被験者の重心軌跡中の大きな体動軌跡、小さな体動軌跡、及び呼吸振動軌跡を特定し、排泄軌跡を特定する。その後、ベッド上の湿度上昇の有無を確認し、湿度上昇の存在が確認された場合に被験者に排泄があったと判定する。
The
排泄判定部42が、上記の原理に基づいて被験者Sによる排泄の有無を判定する方法の具体例は次の通りである。
A specific example of a method in which the
排泄判定部42は、図5に示す通り、記憶部5から被験者Sの重心軌跡を取り出す重心軌跡取得部420と、取り出した重心軌跡に含まれる被験者Sの大きな体動軌跡を特定して除去する大きな体動軌跡決定部(大きな体動成分除去部、体動判定部)421と、取り出した重心軌跡GTに含まれる被験者Sの小さな体動軌跡を特定して除去する小さな体動軌跡決定部(小さな体動成分除去部)422と、大きな体動軌跡及び小さな体動軌跡が除去された重心軌跡GTを呼吸振動軌跡と排泄軌跡とに区別する呼吸振動軌跡/排泄軌跡決定部(排泄成分特定部)423と、記憶部5からベッド上の湿度情報を取り出す湿度情報取得部424と、湿度情報と重心軌跡GTに含まれる被験者Sの排泄軌跡とに基づいて被験者による排泄の有無を判定する判定部425とを備える。
As shown in FIG. 5, the
排泄判定部42が実行する排泄判定工程S4は、図6に示す通り、大きな体動決定工程S41と、小さな体動決定工程S42と、呼吸振動軌跡/排泄軌跡決定工程S43と、判定工程S44とを含む。
As shown in FIG. 6, the excretion determination step S4 executed by the
[大きな体動決定工程]
大きな体動決定工程S41においては、まず、重心軌跡取得部420を用いて所定期間における被験者Sの重心軌跡GTを記憶部5から取り出す。取り出される重心軌跡GTの一例は図7(a)に示す通りである。
[Large body movement determination process]
In the large body movement determination step S41, first, the center-of-gravity
図7(a)に示す重心軌跡GTは、被験者Sが大きな体動(寝返り等)によりベッド上を左右方向に一往復していることを示している。また、大きな体動が生じていない期間(以下、「安定体位期間」と呼ぶ)において、被験者Sの重心Gが、領域A、B、C内でそれぞれ移動する様子を示している。領域A、B、C内での重心Gの移動は、被験者Sの小さな体動、呼吸、及び排泄に起因して生じている。 The center-of-gravity locus GT shown in FIG. 7A shows that the subject S makes one round trip in the left-right direction on the bed due to a large body movement (turning over, etc.). Further, it shows how the center of gravity G of the subject S moves within the regions A, B, and C, respectively, during the period when no major body movement occurs (hereinafter, referred to as “stable posture period”). The movement of the center of gravity G within regions A, B, and C is caused by subject S's small body movements, respiration, and excretion.
排泄判定部42は、次いで、大きな体動軌跡決定部421を用いて、重心軌跡GTから被験者Sの大きな体動軌跡を特定する。大きな体動軌跡決定部421は、各サンプリング時刻における重心Gの位置を解析し、「大きな体動」の定義に基づき適宜大きな体動に応じた重心Gの移動の軌跡(大きな体動軌跡)を特定することができる。具体的には例えば、重心Gが、所定時間内に所定距離を越えて移動している場合に、この移動の軌跡が大きな体動軌跡であると特定する。
The
大きな体動軌跡決定部421は、重心Gが所定時間内に所定距離を越えて移動したか否かを、次の方法を用いて判断する。まず、図7(a)に示す重心軌跡GTを、より低いサンプリング周波数に変換した重心軌跡GT1に変換する(図7(b))。より低いサンプリング周波数への変換は、サンプリング周期5ミリ秒で取得されている重心位置Gのデータを間引いたり、移動平均処理を施すことによって行うことができる。又は重心軌跡GTを周波数分解してローパスフィルタにより所定の低周波数成分を取り出すことによっても行うことができる。
The large body movement
なお、低いサンプリング周波数は、大きい体動を抽出するのに十分な程度に短い周期(大きい周波数)であり、且つ小さな体動や呼吸等の他の要因による重心の変動の影響を受けない程度に長い周期(小さい周波数)とすることが望ましい。 The low sampling frequency has a short period (large frequency) sufficient to extract a large body movement, and is not affected by fluctuations in the center of gravity due to other factors such as small body movement and respiration. It is desirable to have a long period (small frequency).
図7(b)において、点A1と点B1との間の軌跡は、例えば、右方向に、所定時間内に所定距離を越えて移動している。従って大きな体動軌跡決定部421は、この区間における軌跡を大きな体動軌跡であると特定する。同様に、点B2と点C1との間の軌跡も、例えば、左方向に、所定時間内に所定距離を越えて移動している。従って大きな体動軌跡決定部421は、この区間における軌跡を大きな体動軌跡であると特定する。
In FIG. 7B, the locus between the points A1 and the point B1 moves, for example, to the right over a predetermined distance within a predetermined time. Therefore, the large body movement
大きな体動軌跡決定部421は、大きな体動軌跡を特定した後、重心軌跡GTから大きな体動軌跡を除去し、大きな体動軌跡が除去された重心軌跡GTを小さな体動軌跡決定部422に送る。図7(a)に示す重心軌跡GTから、大きな体動軌跡を除去したものを図8(a)〜図8(c)に示す。図8(a)は図7(a)の領域Aにおける重心軌跡GT、図8(b)は図7(a)の領域Bにおける重心軌跡GT、図8(c)は図7(a)の領域Cにおける重心軌跡GTである。これらはそれぞれ、安定体位期間における重心軌跡GTに相当する。
After identifying the large body movement locus, the large body movement
[小さな体動決定工程]
続く小さな体動決定工程S42において、排泄判定部42は、小さな体動軌跡決定部422を用いて、大きな体動軌跡が除去された重心軌跡GTに含まれる小さな体動軌跡を特定する。具体的な工程を、領域Cの重心軌跡GT(図8(c))を小さな体動軌跡と呼吸振動軌跡とに分離する工程を例に説明する。
[Small body movement determination process]
In the subsequent small body movement determination step S42, the
図8(c)において、重心軌跡GTは、呼吸による重心Gの振動を表す部分gt1、gt3、gt5と、小さな体動による重心Gの移動を表す部分gt2と、排尿による重心Gの移動を表す部分gt4とを含んでいる。呼吸による重心Gの移動を表す部分gt1、gt3、gt5は周期的な振動を示している。なお、部分gt1、gt3、gt5の振動軌跡は、実際には振動方向に沿った一軸上に重複して現れているが、図8(c)においては、説明のため、体軸方向に直交する方向にずらして描いている。図8(a)、図8(b)、図9においても同様である。 In FIG. 8C, the center-of-gravity locus GT represents the parts gt1, gt3, and gt5 representing the vibration of the center of gravity G due to respiration, the part gt2 representing the movement of the center of gravity G due to small body movements, and the movement of the center of gravity G due to urination. Includes partial gt4 and. The parts gt1, gt3, and gt5 representing the movement of the center of gravity G by respiration indicate periodic vibration. The vibration loci of the parts gt1, gt3, and gt5 actually appear overlapping on one axis along the vibration direction, but in FIG. 8C, they are orthogonal to the body axis direction for explanation. It is drawn with a shift in the direction. The same applies to FIGS. 8 (a), 8 (b), and 9.
小さな体動による重心Gの移動を表す部分gt2は、体軸方向とは異なる方向に延びる軌跡であり、排尿による重心Gの移動を表す部分gt4は体軸方向に延びる軌跡である。 The portion gt2 representing the movement of the center of gravity G due to a small body movement is a locus extending in a direction different from the body axis direction, and the portion gt4 representing the movement of the center of gravity G due to urination is a locus extending in the body axis direction.
したがって、小さな体動軌跡決定部422は、一例として、外れ値除去の方法により被験者Sの小さな体動軌跡を特定することができる。
Therefore, the small body movement
具体的には、図8(c)に示す重心軌跡が、図9のように、v1〜v48までの48個の動きベクトルを含んでいるものとする。小さな体動軌跡決定部422はまず、これらの48個の動きベクトルから最頻値ベクトルvfの向きを求める。動きベクトルv1〜v48はそれぞれ向きを有するが、図9に示されるように、動きベクトルv1〜v48の多くは、それぞれ互いに同一の向きを有している。最頻値ベクトルvfの向きは、動きベクトルv1〜v48の向きのうち、最も多く表れる向きに等しく、図9から明らかなように動きベクトルv1〜v11、v15〜v48のいずれかの向きに等しい(上述の通り、これらの動きベクトルは、図示の都合上互いに対して傾いているが、実際はいずれもがほぼ体軸方向に沿っている)。
Specifically, it is assumed that the locus of the center of gravity shown in FIG. 8 (c) includes 48 motion vectors from v 1 to v 48 as shown in FIG. First, the small body movement
次に、小さな体動軌跡決定部422は、動きベクトルv1〜v48の内、自らの向きと最頻値ベクトルvfの向き(又は最頻値ベクトルvfに対して180°の角度を有する向き)との間の相違が一定の閾値以下の動きベクトルを多数派ベクトルとみなし、自らの向きと最頻値ベクトルvfの向き(及び最頻値ベクトルvfに対して180°の角度を有する向き)との間の相違が一定の閾値よりも大きい動きベクトルを少数派ベクトルとみなす。具体的には、被験者Sの体軸方向にほぼ沿った向きを有する動きベクトルv1〜v11、v15〜v48を多数派ベクトルとみなし、その他の動きベクトルv12〜v14を少数派ベクトルとみなし、抽出する。このように抽出された少数派ベクトルにより表される軌跡が、小さな体動軌跡に相当する。
Next, the small body movement
小さな体動軌跡決定部422は、小さな体動軌跡を決定した後、重心軌跡GTから小さな体動軌跡を除去し、小さな体動軌跡が除去された重心軌跡GTを呼吸振動軌跡/排泄軌跡決定部423に送る。
The small body movement
[呼吸振動軌跡/排泄軌跡決定工程]
続く呼吸振動軌跡/排泄軌跡決定工程S43において、呼吸振動軌跡/排泄軌跡決定部423は、大きな体動軌跡及び小さな体動軌跡が取り除かれた重心軌跡GTを、呼吸振動軌跡と排泄軌跡とに区別する。呼吸振動軌跡と排泄軌跡との区別は、具体的には例えば、重心Gの、同一方向又は略同一方向に沿った所定距離以上の直線移動を特定することにより行う。
[Respiratory vibration trajectory / excretion trajectory determination process]
In the subsequent respiratory vibration locus / excretion locus determination step S43, the respiratory vibration locus / excretion
具体的には以下の手順による。呼吸振動軌跡/排泄軌跡決定部423は、小さな体動軌跡決定部422より、小さな体動軌跡が除去された重心軌跡GTを受け取る。受け取られる重心軌跡GTは例えば、図9の重心軌跡GTにおいて、動きベクトルv12〜v14が除去された軌跡である。
Specifically, the procedure is as follows. The respiratory vibration locus / excretion
呼吸振動軌跡/排泄軌跡決定部423は、受け取った重心軌跡GTを解析して、重心Gが、同一方向又は略同一方向に沿って所定距離以上の直線移動を行う領域を特定する。この特定は例えば、向きが同一又は略同一の動きベクトルが、所定数を超えて連続して生じる領域を特定することにより行う。或いは、大きな体動軌跡決定部421と同様に、各サンプリング時刻における重心Gの位置を参照して、重心Gが、同一方向又は略同一方向に沿って所定距離以上の直線移動を行う領域を特定してもよい。
The respiratory vibration locus / excretion
呼吸振動軌跡/排泄軌跡決定部423は、重心Gが同一方向又は略同一方向に沿って所定距離以上の直線移動を行う領域を特定した後、当該領域における重心Gの移動の軌跡を排泄軌跡であると決定し、その他の領域を呼吸振動軌跡であると決定する。
The respiratory vibration locus / excretion
判定工程S44においては、判定部425が次の手順により被験者Sによる排泄の有無を判定する。
In the determination step S44, the
判定部425は、まず、呼吸振動軌跡/排泄軌跡決定部423が排泄軌跡を特定した場合に、排泄軌跡フラグを立てる。次いで、湿度情報取得部424を介して記憶部5から取得する湿度信号sa〜sfを参照し、排泄軌跡フラグを立てた後の所定の期間(一例として60秒程度)の内に湿度信号sa〜sfの少なくとも1つが所定値を超えて上昇した場合に、被験者Sに排泄があったと判定する。
The
一方で判定部425は、排泄軌跡フラグを立てた後の所定期間内に、湿度信号sa〜sfのいずれにおいても所定値を超える上昇が生じない場合は、被験者Sに排泄があったとの判定は行わない。そして所定期間経過後に排泄軌跡フラグを下げる。
On the other hand, the
このように、判定部425は、排泄軌跡が特定されたことに基づいて被験者Sによる排泄があったと推定し、推定後の所定期間内に、排泄に伴う湿度上昇が確認された場合にのみ、被験者Sによる排泄があったと判定する。一方で、排泄軌跡の特定に基づいて被験者Sによる排泄があったと推定した場合も、推定後の所定期間内に排泄に伴う湿度上昇が確認されない場合には、被験者Sによる排泄があったとの判定は行わない。
In this way, the
<表示工程>
表示工程S5では、排泄判定部42が判定した被験者Sによる排泄の有無をモニタに表示する。使用者は、モニタを目視することで、被験者Sに排泄があったか否か、換言すれば被験者Sのおむつ交換が必要であるか否かを容易に確認することができる。
<Display process>
In the display step S5, the presence or absence of excretion by the subject S determined by the
身体状態モニタリングシステム100の使用者は、被験者Sによる排泄があった場合に報知部7により報知がなされるよう設定することもできる。 The user of the physical condition monitoring system 100 can also be set so that the notification unit 7 notifies when the subject S excretes.
第1実施形態の身体状態モニタリングシステム100の効果を以下にまとめる。 The effects of the physical condition monitoring system 100 of the first embodiment are summarized below.
第1実施形態の身体状態モニタリングシステム100は、排泄に応じて生じる重心位置の特徴的な移動が特定されたことと、排泄に応じた湿度上昇が生じたこととの両方に基づいて、被験者Sによる排泄の有無を判定しているため、被験者による排泄の有無の判定を、非常に高い精度で行うことができる。 In the physical condition monitoring system 100 of the first embodiment, the subject S is based on both that the characteristic movement of the center of gravity position that occurs in response to excretion is identified and that the humidity rises in response to excretion. Since the presence or absence of excretion by the subject is determined, the presence or absence of excretion by the subject can be determined with extremely high accuracy.
<第1実施形態の変形例>
第1実施形態の身体情報モニタリングシステム100において、次の変形態様を採用することもできる。
<Modified example of the first embodiment>
In the physical information monitoring system 100 of the first embodiment, the following modified modes can also be adopted.
第1実施形態の身体状態モニタリングシステム100においては、排泄軌跡が特定され且つ、その後の所定期間内に湿度上昇が検知された場合に、被験者Sに排泄があったと判定している。しかしながらこれには限られず、湿度上昇の有無を考慮することなく、被験者Sの排泄軌跡が特定されたことのみに基づいて被験者Sに排泄があったと判定してもよい。このような判定を行うシステムにおいては、湿度検出部2等の、湿度検出に関連する構成は省略してもよい。
In the physical condition monitoring system 100 of the first embodiment, when the excretion trajectory is specified and the humidity increase is detected within a predetermined period thereafter, it is determined that the subject S has excreted. However, the present invention is not limited to this, and it may be determined that the subject S has excreted only based on the fact that the excretion trajectory of the subject S is specified without considering the presence or absence of an increase in humidity. In a system that makes such a determination, the configuration related to humidity detection, such as the
ベッド上の被験者の体動や呼吸により、排泄軌跡のような、被験者の体軸方向に沿った重心Gの移動が生じる可能性は、ゼロではないまでも高くはない。したがって、排泄軌跡の特定のみに基づいて被験者による排泄の有無を判定する態様であっても、判定の精度は十分に高い。 The possibility that the movement or respiration of the subject on the bed causes the movement of the center of gravity G along the body axis direction of the subject, such as the excretion trajectory, is not high, if not zero. Therefore, the accuracy of the determination is sufficiently high even in the mode of determining the presence or absence of excretion by the subject based only on the identification of the excretion trajectory.
第1実施形態の身体状態モニタリングシステム100においては、排泄判定部42が呼吸振動軌跡/排泄軌跡決定部423を備え、排泄軌跡を明示的に特定した上で被験者Sの排泄の有無を判定しているがこれには限られない。判定部425は、大きな体動軌跡及び小さな体動軌跡が除去された重心軌跡に基づいて、具体的には例えば当該軌跡が軸方向に所定値を越える広がりを有していること(即ち、当該軌跡が排泄軌跡を含むことを示す)に基づいて、明示的に排泄軌跡を特定することなく排泄フラグを立ててもよい。
In the physical condition monitoring system 100 of the first embodiment, the
第1実施形態の身体状態モニタリングシステム100において、小さな体動軌跡決定部422や呼吸振動軌跡/排泄軌跡決定部423を、被験者Sの呼吸振動軌跡の振動方向(例えば最頻値ベクトルvfの方向)に基づいて、当該方向を被験者Sの体軸の延びる方向であると決定する体軸方向決定部として機能させてもよい。
In the physical condition monitoring system 100 of the first embodiment, the small body movement
<第2実施形態>
本発明の第2実施形態の身体状態モニタリングシステム200(図1)について、第1実施形態の身体状態モニタリングシステム100との相違点を中心に説明する。
<Second Embodiment>
The physical condition monitoring system 200 (FIG. 1) of the second embodiment of the present invention will be described focusing on the differences from the physical condition monitoring system 100 of the first embodiment.
第2実施形態の身体状態モニタリングシステム200は、排泄判定部42の内部構成、及び排泄判定部42により実行される排泄判定工程S4の内容が第1実施形態とは異なる点を除いては、第1実施形態の身体状態モニタリングシステム100と同一である。
The physical condition monitoring system 200 of the second embodiment is the first except that the internal configuration of the
第2実施形態の身体状態モニタリングシステム200の排泄判定部42は、図10に示す通り、湿度情報取得部426、重心軌跡取得部427、大きな体動軌跡決定部428、判定部429を備える。
As shown in FIG. 10, the
第2実施形態の身体状態モニタリングシステム200の排泄判定部42により実行される排泄判定工程S4は、図11に示す通り、湿度情報取得工程S46、大きな体動決定工程S47、判定工程S48を含む。
As shown in FIG. 11, the excretion determination step S4 executed by the
[湿度情報取得工程S46]
湿度情報取得工程S46においては、判定部429が、湿度情報取得部426を介して記憶部5から湿度信号sa〜sfを常時取得する。判定部429は、湿度信号sa〜sfの少なくとも一つに所定値を越える上昇があった場合に、湿度フラグを立てる。
[Humidity information acquisition process S46]
In the humidity information acquisition step S46, the
[大きな体動決定工程S47]
大きな体動決定工程S47においては、大きな体動軌跡決定部428が、重心軌跡取得部427を介して記憶部5から取得される被験者Sの重心軌跡に含まれる大きな体動軌跡を特定する。大きな体動軌跡の特定は例えば、第1実施形態と同様の手順で特定される。大きな体動軌跡の特定は常時行われてもよく、後述する湿度フラグが立てられた場合にのみ行われてもよい。
[Large body movement determination step S47]
In the large body movement determination step S47, the large body movement
[判定工程S48]
判定工程S48は、湿度情報取得工程S46において、湿度フラグが立てられた場合に行われる。この場合、判定部429は、湿度フラグが立てられた時刻から遡った所定期間の内に、大きな体動軌跡の特定がなされていたか否かを確認する。
[Determination step S48]
The determination step S48 is performed when the humidity flag is set in the humidity information acquisition step S46. In this case, the
判定部429は、湿度フラグを立てた時刻から遡った所定期間(一例として60秒程度の期間)の内に大きな体動軌跡の特定がなされていない場合には、被験者Sによる排泄があったと判定する。一方で判定部429は、湿度フラグを立てた時刻から遡った所定期間内に大きな体動軌跡の特定がなされていた場合は、被験者Sに排泄があったとの判定は行わなず、湿度フラグを下げる。
The
このように、判定部429は、湿度上昇が生じたことに基づいて被験者Sによる排泄があったと推定し、湿度上昇に先立って被験者Sに大きな体動が生じていないことが確認された時点で、被験者Sによる排泄があったと判定する。一方で、湿度上昇に基づいて被験者Sに排泄があったと推定した場合も、湿度上昇に先立って被験者Sに大きな体動が生じていた場合には、被験者Sによる排泄があったとの判定は行わない。このような場合の湿度上昇は、被験者Sと寝具(マットレス等)との間に閉じ込められていた、発汗等により生じた排泄とは無関係な水分が、被験者Sの大きな体動に伴って放出されたことに起因する湿度上昇であると考えられるためである。
In this way, the
このように、第2実施形態の身体状態モニタリングシステム100は、湿度上昇が生じたことと、湿度上昇を引き起こし得る排泄以外の要因である大きな体動が生じていないこととの両方に基づいて、被験者Sによる排泄の有無を判定しているため、非常に精度の高い判定を行うことができる。 As described above, the physical condition monitoring system 100 of the second embodiment is based on both the fact that the humidity rise has occurred and that the large body movement, which is a factor other than excretion that can cause the humidity rise, has not occurred. Since the presence or absence of excretion by the subject S is determined, a very accurate determination can be made.
<第1、第2実施形態の変形例>
第1、第2実施形態の身体状態モニタリングシステム100、200において、次の変形態様を採用することもできる。
<Modified examples of the first and second embodiments>
The following modifications can also be adopted in the physical condition monitoring systems 100 and 200 of the first and second embodiments.
第1、第2実施形態の身体状態モニタリングシステム100、200において、大きな体動軌跡決定部421、428は、被験者Sの重心Gが略一方向に所定時間内に所定距離を超えて移動した場合に大きな体動が生じたと判断し、この期間の重心軌跡GTが大きな体動軌跡であると特定してもよい。重心Gが略一方向に移動しているか否かは、一例として、所定のサンプリング期間における重心Gの動きベクトルと、次のサンプリング期間における重心Gの動きベクトルとの間の角度が所定の角度以下であるか否かに基づいて判断することができる。
In the physical condition monitoring systems 100 and 200 of the first and second embodiments, the large body movement
具体的には例えば、図12に示すように、重心Gの動きベクトルv52〜v54は、その直前のサンプリング期間における動きベクトルに対して、約5°以下の角度を有しているが、動きベクトルv55は、その直前のサンプリング期間における動きベクトルv54に対して5°以上の角度を有している。このような場合、重心Gは、動きベクトルv51〜v54に対応するサンプリング期間においては略一定方向に移動し、動きベクトルv55に対応するサンプリング期間においては移動方向が変更されたとみなすことができる。 Specifically, for example, as shown in FIG. 12, the motion vectors v 52 to v 54 of the center of gravity G have an angle of about 5 ° or less with respect to the motion vector in the sampling period immediately before the motion vector. The motion vector v 55 has an angle of 5 ° or more with respect to the motion vector v 54 in the sampling period immediately before the motion vector v 55. In such a case, it can be considered that the center of gravity G moves in a substantially constant direction during the sampling period corresponding to the motion vectors v 51 to v 54 , and the moving direction is changed during the sampling period corresponding to the motion vector v 55. it can.
大きな体動軌跡決定部421、428は、移動方向が変更されたとみなした場合には、移動方向の変更があった時点の前の動きベクトル(ここでは動きベクトルv51〜v54)に基づき、所定時間内に所定距離を越える移動が生じていたか否かを判定する。そして、所定時間内に所定距離を越える移動が生じていた場合は、これらの動きベクトルにより表される軌跡は大きな体動軌跡であると特定する。
When the large body movement
なお、動きベクトルを用いた大きな体動軌跡の特定を行う前に、重心軌跡GTをローパスフィルタでフィルタリングしてもよい。これにより高周波成分(ノイズ)が除去され、特定の精度を向上させることができる。 The center of gravity locus GT may be filtered by a low-pass filter before specifying a large body movement locus using a motion vector. As a result, high frequency components (noise) are removed, and specific accuracy can be improved.
第1実施形態の身体状態モニタリングシステム100においては、呼吸振動軌跡/排泄軌跡決定部423は、重心Gの位置の直線的な移動の量に基づいて呼吸振動軌跡と排泄軌跡とを分離していたが、これには限られない。呼吸振動軌跡/排泄軌跡決定部423は、小さな体動軌跡決定部422から受け取った重心軌跡GTに対応する荷重信号にフィルタリングを適用して高周波成分を除去し、残った荷重成分に基づく重心軌跡を排泄軌跡と特定してもよい。
In the physical condition monitoring system 100 of the first embodiment, the respiratory vibration locus / excretion
このように、周波数フィルタリングを適用して、呼吸振動軌跡と排泄軌跡との特定を行うこともできる。 In this way, frequency filtering can be applied to identify the respiratory vibration locus and the excretion locus.
第1実施形態、第2実施形態においては、被験者Sがおむつを装着している場合を例として説明したが、被験者がおむつを装着していない場合も、第1、第2実施形態の身体状態モニタリングシステム100、200を用いて、第1、第2実施形態と同様の原理で、被験者の排泄検知を行うことができる。 In the first embodiment and the second embodiment, the case where the subject S is wearing a diaper has been described as an example, but even when the subject is not wearing a diaper, the physical condition of the first and second embodiments is described. Using the monitoring systems 100 and 200, the excretion of the subject can be detected by the same principle as in the first and second embodiments.
第1、第2実施形態の身体状態モニタリングシステム100、200は、必ずしも荷重検出器11〜14の全てを備える必要はなく、このいずれか一つを備えるのみでもよい。また、荷重検出器は、必ずしもベッドの四隅に配置される必要はなく、ベッド上の被験者の荷重及びその変動を検出しうるように、任意の位置に配置し得る。また、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。
The physical condition monitoring systems 100 and 200 of the first and second embodiments do not necessarily have to include all of the
第1、第2実施形態の身体状態モニタリングシステム100、200においては、荷重検出器11〜14の各々は、ベッドBDの脚の下端に取り付けられたキャスターC1〜C4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。
First, in the physical condition monitoring system 100 and 200 of the second embodiment, each of the
第1、第2実施形態の身体状態モニタリングシステム100、200においては、ベッド上に横たわる被験者の下方、一例としてシーツの下にマトリックス状に配置された多数の感圧センサ(圧力センサ)により荷重検出部1を構成することもできる。この態様においては、多数の感圧センサの出力に基づいて、被験者の重心の位置を求めることができる。また、荷重検出部1を構成する多数の感圧センサと、湿度検出部2を構成する複数の湿度センサとを同一のシート上に設け、荷重検出部1と湿度検出部2とを単一のシート状構造としてもよい。
In the physical condition monitoring systems 100 and 200 of the first and second embodiments, the load is detected by a large number of pressure sensors (pressure sensors) arranged in a matrix below the subject lying on the bed, for example, under the sheets. Part 1 can also be configured. In this aspect, the position of the center of gravity of the subject can be determined based on the outputs of a large number of pressure sensors. Further, a large number of pressure-sensitive sensors constituting the load detection unit 1 and a plurality of humidity sensors constituting the
荷重検出部1とベッドBDと一体に又は着脱可能に組み合わせて、ベッドBDと第1実施形態の身体状態モニタリングシステム100又は第2実施形態の身体状態モニタリングシステム200とからなるベッドシステムBDSを構成してもよい(図13)。 The bed system BDS including the bed BD and the physical condition monitoring system 100 of the first embodiment or the physical condition monitoring system 200 of the second embodiment is configured by integrally or detachably combining the load detection unit 1 and the bed BD. It may be (Fig. 13).
第1、第2実施形態の身体状態モニタリングシステム100、200において、荷重検出部1及び/又は湿度検出部2とA/D変換部3との間に、荷重検出部1及び/又は湿度検出部2からの信号を増幅する信号増幅部や、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。
In the physical condition monitoring systems 100 and 200 of the first and second embodiments, the load detection unit 1 and / or the humidity detection unit 1 and / or the humidity detection unit 1 and / or the humidity detection unit 1 and / or the
第1、第2実施形態の身体状態モニタリングシステム100、200において、表示部6は、モニタに代えて、又はこれに加えて、身体状態を表わす情報を印字して出力するプリンタや、身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。報知部7はスピーカに代えて、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。
In the physical condition monitoring systems 100 and 200 of the first and second embodiments, the
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。 As long as the features of the present invention are maintained, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and other modes considered within the scope of the technical idea of the present invention are also included within the scope of the present invention. ..
本発明の身体状態モニタリングシステムによれば、被験者による排泄があったことを高い精度で検知して、医療、介護等の質の向上に資することができる。 According to the physical condition monitoring system of the present invention, it is possible to detect the excretion by the subject with high accuracy and contribute to the improvement of the quality of medical treatment, long-term care and the like.
1 荷重検出部、11,12,13,14 荷重検出器、2 湿度検出部、3 A/D変換部、4 制御部、41 重心位置算出部、42 排泄判定部、5 記憶部、6 表示部、7 報知部、8 入力部、100、200 身体状態モニタリングシステム、BD ベッド、BDS ベッドシステム、S 被験者
1 Load detector, 11, 12, 13, 14 Load detector, 2 Humidity detector, 3 A / D conversion unit, 4 Control unit, 41 Center of gravity position calculation unit, 42 Excretion determination unit, 5 Storage unit, 6 Display unit , 7 Notification unit, 8 Input unit, 100, 200 Physical condition monitoring system, BD bed, BDS bed system, S Subject
Claims (9)
ベッド又はベッドの脚下に設けられて前記被験者の荷重を検出する複数の荷重検出器と、
前記検出された荷重に基づいて前記被験者の重心位置の時間的変動を求める重心位置算出部と、
所定時間内に移動する前記重心位置の移動距離に基づいて、前記重心位置の時間的変動から前記被験者の呼吸とは異なる大きな体動に応じて変動する大きな体動成分を決定し、前記重心位置の時間的変動から該大きな体動成分を除去する大きな体動成分除去部と、
前記重心位置の移動方向に基づいて、前記重心位置の時間的変動から前記被験者の呼吸とは異なる小さな体動に応じて変動する小さな体動成分を決定し、前記重心位置の時間的変動から該小さな体動成分を除去する小さな体動成分除去部と、
前記大きな体動成分と前記小さな体動成分とが除去された前記重心位置の時間的変動に基づいて前記被験者による排泄の有無を判定する排泄判定部とを備える身体状態モニタリングシステム。 A physical condition monitoring system that monitors the physical condition of a subject on the bed.
A plurality of load detectors provided on the bed or under the legs of the bed to detect the load of the subject, and
A center of gravity position calculation unit that obtains a temporal variation in the center of gravity position of the subject based on the detected load, and a center of gravity position calculation unit.
Based on the movement distance of the center of gravity position that moves within a predetermined time, a large body movement component that fluctuates according to a large body movement different from the breath of the subject is determined from the temporal fluctuation of the center of gravity position, and the center of gravity position is determined. A large body movement component removing part that removes the large body movement component from the temporal fluctuation of
Based on the moving direction of the center of gravity position, a small body movement component that fluctuates according to a small body movement different from the breath of the subject is determined from the temporal fluctuation of the center of gravity position, and the temporal fluctuation of the center of gravity position is used to determine the small body movement component. A small body movement component removing part that removes small body movement components,
A physical condition monitoring system including an excretion determination unit that determines the presence or absence of excretion by the subject based on the temporal variation of the position of the center of gravity from which the large body movement component and the small body movement component are removed.
前記排泄判定部は、前記大きな体動成分と前記小さな体動成分とが除去された前記重心位置の時間的変動と、前記湿度センサの検出値とに基づいて前記被験者による排泄の有無を判定する請求項1〜3のいずれか一項に記載の身体状態モニタリングシステム。 A humidity sensor provided on the bed to detect the humidity on the bed is further provided.
The excretion determination unit determines the presence or absence of excretion by the subject based on the temporal fluctuation of the position of the center of gravity from which the large body movement component and the small body movement component are removed and the detection value of the humidity sensor. The physical condition monitoring system according to any one of claims 1 to 3.
ベッド又はベッドの脚下に設けられて前記被験者の荷重を検出する複数の荷重検出器と、
前記検出された荷重に基づいて前記被験者の重心位置の時間的変動を求める重心位置算出部と、
前記被験者の重心位置の時間的変動に基づいて前記被験者の体幹の移動を伴う大きな体動の有無を判定する体動判定部と、
前記ベッドに設けられて前記ベッド上の湿度を検出する湿度検出器と、
前記体動判定部の判定結果と前記湿度検出器の検出値とに基づいて前記被験者における排泄の有無を判定する排泄判定部とを備える身体状態モニタリングシステム。 A physical condition monitoring system that monitors the physical condition of a subject on the bed.
A plurality of load detectors provided on the bed or under the legs of the bed to detect the load of the subject, and
A center of gravity position calculation unit that obtains a temporal variation in the center of gravity position of the subject based on the detected load, and a center of gravity position calculation unit.
A body movement determination unit that determines the presence or absence of a large body movement that accompanies the movement of the subject's trunk based on the temporal fluctuation of the center of gravity position of the subject
A humidity detector provided on the bed to detect the humidity on the bed, and
A physical condition monitoring system including an excretion determination unit that determines the presence or absence of excretion in the subject based on the determination result of the body movement determination unit and the detection value of the humidity detector.
請求項1〜8のいずれか一項に記載の身体状態モニタリングシステムとを備えるベッドシステム。 Bed and
A bed system including the physical condition monitoring system according to any one of claims 1 to 8.
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