JP2021194046A - エアセル制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マットレス上の利用者等の位置や状態に応じて適切にエアマットの内圧を調整することが可能なマットレス等を提供する。【解決手段】マットレスを構成するエアセルを第１の状態に制御する制御部を備えたエアセル制御装置であって、前記制御部は、前記マットレス上の利用者の姿勢を判定し、前記利用者の姿勢が特定の姿勢の場合には、前記エアセルを第２の状態にする制御を行う。【選択図】図１０

Description

本開示は、エアセル制御装置に関する。

従来から、マットレス上の利用者が、端座位を取ったときの安定性を高めるために、例えばベッド端部に腰をかけたとき、サイドエアマットにて端部をやや持ち上げる構造として腰掛け姿勢を安定なものにする発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−０６６１６４号公報

本開示の目的の１つは、マットレス上の利用者等の位置や状態に応じて適切にエアマットの内圧を調整することが可能なエアセル制御装置等を提供することである。

本開示のエアセル制御装置は、マットレスを構成するエアセルを第１の状態に制御する制御部を備えたエアセル制御装置であって、前記制御部は、前記マットレス上の利用者の姿勢を判定し、前記利用者の姿勢が特定の姿勢の場合には、前記エアセルを第２の状態にする制御を行うことを特徴とする。

本開示のエアセル制御装置は、マットレスを構成するエアセルを制御する制御部を備えたエアセル制御装置であって、前記制御部は、前記マットレス上の利用者の離床又は在床を判定し、前記利用者が離床をした場合又は離床をする場合には、前記エアセルの内圧を高める制御を行うことを特徴とする。

本開示のエアセル制御装置は、マットレスを構成するエアセルを制御する制御部を備えたエアセル制御装置であって、前記制御部は、前記マットレス上の状態を判定し、前記マットレス上の状態として、マットレスの利用者以外の者の膝付き又は端座位を判定した場合には、前記エアセルの内圧を高める制御を行うことを特徴とする。

本開示のエアセル制御装置によれば、マットレス上の利用者等の位置や状態に応じて適切にエアマットの内圧を調整することが可能となる。

本開示の実施形態におけるシステムの概要を示す図である。 本開示の実施形態におけるベッド装置のボトムの構成を示す図である。 本開示の実施形態におけるマットレスの構成を示す図である。 本開示の実施形態におけるセンサ部の構成を示す図である。 本開示の実施形態における動作について説明する図である。 本開示の実施形態におけるサブのエアセルの構成を示す図である。 本開示の実施形態における機能構成を示す図である。 本開示の実施形態における動作について説明する図である。 本開示の実施形態における動作について説明する図である。 本開示の実施形態における第１の処理を説明する動作フローである。 本開示の実施形態における第２の処理を説明する動作フローである。 本開示のマットレスの構成の別の状態を示す図である。 本開示のマットレスの構成の別の状態を示す図である。

以下、図面を参照して本開示を実施するための一実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本開示を説明するための一例であり、特許請求の範囲に記載した発明の技術的範囲が、以下の記載に限定されるものではない。

エアマットレスは、マットレスの１つとして知られている。エアマットレスは、袋状の複数のエアセルから構成されている。エアマットレスの構造上、エアマットレスの表面は滑り易くなっている。とくに、エアマットレスの端部において利用者が端座位をとると、マットレスの外側に滑り易くなってしまうという課題が生じていた。

このような課題を解決するため、利用者がエアマットレスにおいて端座位を取ったときの安定性を高める工夫がされている。例えば、エアマットレスにおいて、サイドエッジ構造をエアセルに設けたり、ウレタンによるサイドエッジを設けたりする方法があった。

しかし、エアマットレスにおいて、サイドエッジの部分だけ別の構造とすることで、利用者が端座位以外の姿勢をとる通常使用時に、サイドエッジ部分を別の構造としていることから、体圧分散性が悪くなるという新たな課題が生じてしまった。

また、利用者が端座位をとる場合等に、エアセルの内圧を高めることで、エアセル上の利用者を安定させることが可能となり、結果として利用者がエアセルから滑り落ちにくくするといった方法があった。

しかし、エアセルの内圧を高めて滑り落ちにくくする場合、利用者や利用者以外の者（例えば、医療従事者や、介助者、家族等）が操作スイッチをその都度操作する必要があった。そうすると、利用者等は、操作スイッチを押し忘れてしまったり、利用者等は押し間違いをしてしまったりするといった課題が生じてしまう。また、利用者等が操作してからエアセルの内圧を調整するため、エアセルの内圧を所定の値まで高めるには時間がかかってしまうといった課題が生じていた。

このような課題を解決するためエアマットレスにおける制御装置について、以下詳細な実施形態に基づいて説明する。なお、以下の実施形態は、本開示の一例であり、当該内容に発明が限定されるものではない。

［１．全体の構成］
図１は、本実施形態におけるベッドシステム１を模式的に説明する図である。ベッドシステム１は、図１（ａ）に示すように、ベッド装置であるベッド本体２０にマットレス１０が載置されている。

なお、マットレス１０は、本実施形態ではエアセルで構成されたエアマットレスである。マットレス１０は、エアマットレス以外にも、例えば、ウレタンマットレスであってもよいし、ウレタンとエアセルとを組み合わせたハイブリッド型のマットレスであってもよい。また、マットレス１０は、ポリエステル繊維構造体、ゲル、スプリングなどの寝具に使われる弾性体であってもよい。

ベッドシステム１は、利用者Ｐが利用する。例えば、ベッド本体２０（マットレス１０）に横たわったときに、図１（ａ）の左側が頭側、右側が足側となる。また、利用者Ｐは、標準的なサイズを想定すれば、利用者Ｐの背中が背ボトムの位置となり、利用者の腰が湾曲ボトムや、腰ボトムの位置となる。具体的には、標準的な利用者の場合、大転子の位置が、マットレス１０（ベッド本体２０）の足側端部から概ね９８０ｍｍの位置になる。

ここで、利用者は、ベッドシステムを利用するもののうち、例えばベッド装置（マットレス）を実際に利用する者をいう。例えば、利用者は、病院や施設に入院する患者、要介護者や、家庭においてベッド装置（マットレス）に横たわる者をいう。

また、本実施形態において、スタッフと言った場合は、利用者をサポートする者をいう。例えば、スタッフは、病院における医師、看護師等の医療スタッフや、施設における介護スタッフ、家庭における利用者の家族等を含むものである。

また、本実施形態において、操作者といった場合は、ベッドシステムを操作する者をいう。操作者は主にスタッフであるが、利用者が操作する場合は操作者に利用者が含まれる。

一般的なベッド本体２０のサイズとしては、標準的な利用者（身長１４０〜１７０ｃｍ程度）を想定し、短手である幅方向が９１０ｍｍ、長手である長さ方向が１９１０ｍｍである。ベッド本体のサイズは、実施形態を説明するための一例であり、例えばより小さいミニサイズ（ベッド本体の長さ方向が１８００ｍｍ）や、より大きいロングサイズ（例えば、ベッド本体の長さが２０５０ｍｍ）といったサイズであってもよい。また、ベッド本体２０のサイズが変われば、利用者の位置も相対的に変化する。

ベッド本体２０や、マットレス１０の大きさに応じて、利用者の部位の場所（位置）が変化する。ベッド本体２０（マットレス１０）の大きさが変化した場合の利用者の位置は、当業者であれば本開示の内容に基づいて容易に理解することが可能である。

また、本実施形態における利用者の体位は、利用者の位置と、利用者の姿勢を含むものである。利用者の位置は、マットレス１０における位置（寝位置）である。利用者の姿勢は、利用者がマットレス１０において寝ているときの姿勢（寝姿勢）をいう。また、体位は、例えば端座位や長座位といった寝ていないときの姿勢を含んでもよい。また、体位を判定するとは、それぞれの体位に対応した又はそれぞれの体位が予測できるセンサの出力を、エアセルの状態の遷移の判定に用いることを示す。すなわち、本実施形態において、利用者の体位を判定する場合、必ずしも寝姿勢や、寝位置として判定する必要はなく、単に座標や、信号に基づいて、処理に利用すればよい。

［２．ベッド本体の構成］
ベッド本体２０の構成について、図１及び図２を参照して説明する。

ベッド本体２０は、上からボトム２２と、上部フレーム２４と、下部フレーム２６とを備えており、上部フレーム２４と、下部フレーム２６との間に昇降機構２８を有している。

ボトム２２は、図１（ｂ）に示すように、利用者がベッド本体２０に横臥したときの頭側から足側にかけて、背ボトム２２ａ（back section）と、腰ボトム（seat section）として湾曲ボトム２２ｂと、膝ボトム２２ｃ（upper leg section）と、足ボトム２２ｄ（lower leg section）とを有している。ここで、ボトム２２の各ボトムは、それぞれ単体又は連動して回動可能である。

なお、湾曲ボトム２２ｂは、背ボトム２２ａの上昇と共に、ボトムが湾曲することで利用者を支持することができる。また、湾曲ボトム２２ｂは、背ボトム２２ａの上昇／下降とともに、湾曲しながら伸縮する仕組みであってもよい。なお、湾曲ボトムは、出願人がキューマラインボトム（キューマボトム）として、製品化しているものである。

また、一例として、背ボトム２２ａの長さ（ベッド本体２０の長手方向に水平の長さ）は、約６４０ｍｍ、湾曲ボトム２２ｂの長さは約３４０ｍｍ、膝ボトム２２ｃの長さは３７５ｍｍ、足ボトム２２ｄの長さは約５５５ｍである。

各ボトムは、例えば駆動装置（アクチュエータ）が接続されている。ボトム２２は、駆動装置が動作することで、回動可能となっている。なお、ボトム２２は、各ボトムに駆動装置を接続しなくても、例えばリンク機構を利用することで、１つの駆動装置で複数のボトムを動作させることが可能である。また、ボトム２２は、隣接するボトムを連結することで、連動して動作する。

また、ベッド本体２０は、各ボトムを回動することで、背上げ動作、膝上げ動作、足下げ動作といった動きを実現する。また、ベッド本体２０は、背上げ動作と、膝上げ動作（足下げ動作）とを連動してもよい。

図１（ｂ）に示すように、ベッド本体２０は、背ボトム２２ａが湾曲ボトム２２ｂ側を中心側として回動して上昇することで、背上げ動作を実現する。このとき、背ボトム２２ａが上がった角度α（水平から背ボトム２２ａが持ち上がった角度α）を背上げ角度αという。

また、背ボトム２２ａが上昇すると、湾曲ボトム２２ｂは背ボトム２２ａと連動して湾曲する。湾曲ボトム２２ｂは、湾曲することにより、利用者の腰に添う形状となり、利用者を支持することができる。背ボトム２２ａと、湾曲ボトム２２ｂとは、例えばお互いの連結部により連結している。

また、ベッド本体２０は、膝ボトム２２ｃを湾曲ボトム２２ｂ側の端部を中心に回動することで、膝上げ動作を実現する。このとき、膝ボトム２２ｃが上がった角度β（水平から膝ボトム２２ｃ上がった角度β）を膝上げ角度βという。

なお、足ボトム２２ｄは、膝ボトム２２ｃの動きと連動してもよい。この場合、膝上げ角度の代わりに足上げ角度（足下げ角度）を利用してもよい。

なお、図１（ｃ）に示すように、ベッド本体２０は、湾曲ボトム２２ｂの代わりに腰ボトム２２ｅにより構成されてもよい。この場合、一例として、背ボトム２２ａの長さは約７８５ｍｍ、腰ボトム２２ｅの長さは約１９５ｍｍとなる。腰ボトム２２ｅは、一般的に回動せず、利用者の腰部（臀部）を支持している。

ボトム２２は、上部フレーム２４により支持されている。上部フレーム２４は、ボトム２２を支持する形状であればよい。また、下部フレーム２６は、ボトム２２を支持する上部フレーム２４を支持する形状であればよい。

昇降機構２８は、上部フレーム２４の高さを調整するものであり、ベッド本体２０の高さを調整する。ここで、ベッド本体２０の高さは一般的には設置されている面（地上面）から上部フレーム２４までの高さ（床高）をいう。なお、ベッド本体２０の高さとしては、地上面からボトム２２までの高さであってもよい。

昇降機構２８は、例えば、リンク機構や、アクチュエータとった駆動装置（駆動機構）により実現する。

図２は、ベッド本体２０の動作を説明する図である。ベッド本体２０は、各ボトムを駆動するための駆動部を有している。

背ボトム駆動部３２は、背ボトム２２ａを上昇させることができる。例えば、背ボトム駆動部３２は、アクチュエータであり、アクチュエータのロッド先端にリンク機構を介して背ボトム２２ａを接続する。

膝ボトム駆動部３４は、膝ボトム２２ｃを上昇させることができる。例えば、膝ボトム駆動部３４は、アクチュエータであり、アクチュエータのロッド先端にリンク機構を介して膝ボトム２２ｃを接続する。

また、各駆動部は、駆動制御部２０００と接続している。駆動制御部２０００は、背ボトム駆動部３２、膝ボトム駆動部３４を制御するボトム制御部２１００と、高さ駆動部３６を制御する高さ制御部２２００として機能する。

ボトム制御部２１００は、背ボトム駆動部３２を制御することにより、背上げ機能を実現し、背ボトム２２ａを上昇させる。具体的には、ボトム制御部２１００は、背ボトム駆動部３２の一例であるアクチュエータのロッドを進出させる。背ボトム駆動部３２は、アクチュエータのロッドが進出したことにより、リンク機構を介して駆動力を背ボトム２２ａに加える。背ボトム２２ａは、駆動力が加わったことにより、背ボトム２２ａの頭側を支点として回動し、足側が上昇する。

このとき、背ボトム２２ａに連結されている湾曲ボトム２２ｂも併せて上昇する。例えば、湾曲ボトム２２ｂの一端側が背ボトム２２ａと連結し、他端側が上部フレーム２４に連結している。また、湾曲ボトム２２ｂは湾曲可能であり、背ボトム２２ａの上昇と共に湾曲しつつ背ボトム２２ａ側の端部が上昇してもよい。また、湾曲ボトム２２ｂは伸縮可能に構成されてもよい。

ボトム制御部２１００は、膝ボトム駆動部３４を制御することにより、膝上げ機能を実現し、膝ボトム２２ｃを上昇させる。具体的には、ボトム制御部２１００は、膝ボトム駆動部３４の一例であるアクチュエータのロッドを進出させる。膝ボトム駆動部３４は、アクチュエータのロッドが進出したことにより、リンク機構を介して駆動力を膝ボトム２２ｃに加える。膝ボトム２２ｃは、駆動力が加わったことにより、膝ボトム２２ｃの湾曲ボトム２２ｂ側を支点として回動し、足ボトム２２ｄ側が上昇する。

このとき、足ボトム２２ｄが、膝ボトム２２ｃと連動して回動してもよい。例えば、足ボトム２２ｄが、膝ボトム２２ｃとリンク機構を介して接続している場合、膝ボトム２２ｃの足ボトム２２ｄ側が上昇することで、足ボトム２２ｄの膝ボトム２２ｃ側の一端が上昇する。足ボトム２２ｄは、一端が上昇することで、ベッド本体２０の足側にある他端が下降する。このとき、足ボトム２２ｄの他端は、上部フレーム２４より下に下降するが、上部フレーム２４に連結してもよい。

また、高さ制御部２２００は、高さ駆動部３６を制御することにより、ベッド本体２０の上昇、下降の機能を実現し、上部フレーム２４を高くしたり低くしたりすることができる。

例えば、高さ駆動部３６は、上部フレーム２４と、下部フレーム２６との間に設けられている。そして、高さ駆動部３６の一例としてアクチュエータの一端を下部フレーム２６に設ける。そして、高さ駆動部３６は、アクチュエータのロッドが進出することで、リンク機構を介して上部フレーム２４が押し上げられて上昇する。これにより、ベッド本体２０の床高が上昇する。

なお、駆動制御部２０００により、各駆動部に対して上述した動作と逆の動作をする制御を行えば、逆の動作となる。すなわち、駆動部は、アクチュエータのロッドを退入させることで、背下げ動作、膝下げ動作、床高の下降といった動作を行う。

［３．マットレスの構成］
［３．１ マットレス全体の構成］
マットレス１０の構成について説明する。図３は、マットレス１０の構成を模式的に示した分解図である。

マットレス１０は、全体がカバー（トップカバー１００及びボトムカバー１０２）で覆われている。トップカバー１００及びボトムカバー１０２は着脱可能に構成されている。なお、トップカバー１００と、ボトムカバー１０２とが一体に形成されていてもよい。

また、マットレス１０のカバーの中は、上層からトップウレタン１１０と、メインセル１２０と、サブセル１３０と、ボトムクッション１４０とを含んでいる。

トップウレタン１１０は、エアセルの上に載置されるものであり、例えば、ウレタンシートにより構成されている。また、トップウレタン１１０と、側地であるトップカバー１００の間にグライドシート１１５を設けている。グライドシート１１５は、摩擦抵抗が低くなる素材であり、トップカバー１００と、トップウレタン１１０とを滑り易くするために設けられる。なお、グライドシート１１５は必要に応じて設ければよい。

メインセル１２０は、複数のエアセルが集まったエアセル群により構成されている。メインセル１２０は、送風チューブ（不図示）を介してポンプ１８０と接続している。メインセル１２０は、本体セルと表すこともある。

ポンプ１８０は、エアセルそれぞれに接続されている。例えば、ポンプ１８０は、メインセル１２０を構成するセルを１又は複数の系統（グループ）にわけ、送風チューブを接続する。そして、ポンプ１８０からメインセル１２０に給気することで、メインセル１２０を膨張させる。また、ポンプ１８０とメインセル１２０の間にも設けられている弁を解放したり、強制的に排気したりすることで、メインセル１２０から排気し、メインセル１２０を収縮させることができる。

また、ポンプ１８０は、併せてサブのエアセル（サブセル）１３０と接続する。上述したのと同様に、ポンプ１８０は、サブセル１３０に給気したり、排気（弁を解放又は強制的に排気）したりすることができる。

また、ポンプは、マットレス１０におけるポンプ収納区画に収納されてもよい。例えば、図３では、マットレス１０の隅部近傍にポンプを収容するための区画１０４が設けられている。なお、区画１０４は、ポンプカバーが設けられている。このように、ポンプ部が、マットレス１０の中の一区画に設けられていることから、マットレス１０として一体感がある状態にすることができる。

なお、ポンプ１８０は、マットレス１０とは別に構成してもよい。この場合、マットレス１０にポンプ１８０を収納する区間を有さなくてもよい。

また、ポンプ１８０は、制御装置と併せてポンプユニット１８２と構成されてもよい。ポンプユニット１８２は、ポンプ１８０、ポンプ１８０を制御する制御装置、動作に必要な情報やプログラムを記憶する記憶装置を含んでいる。例えば、ポンプユニット１８２に含まれる制御装置は、操作装置から入力された信号に応じて、ポンプ１８０の動作を制御することができる。

ここで、制御装置は、単なるＣＰＵのような制御部だけでなく、他の制御する装置を含めてもよい。例えば、制御装置は、ポンプ１８０がダイヤフラムポンプや電磁ポンプである場合、当該ポンプを制御する電磁バルブや、それらを制御する駆動回路、ドライバ回路等が含まれてもよい。

また、操作装置の一例として、操作パネル１８５が接続されていてもよい。すなわち、操作パネル１８５は、制御装置に操作信号を出力する。

なお、ポンプ１８０を制御する制御装置は、何れかにあればよい。本実施形態では、ポンプユニット１８２として、ポンプと一体に構成されているが、例えば操作パネル１８５が制御装置の機能を有していてもよい。

サブセル１３０は、利用者の体位を変換したり、利用者の身体を支持したりするために利用されるエアセルである。サブセル１３０は、サポートセル、体位変換用セル、ＳＦセルと表すこともある。サブセル１３０は、本実施形態では、メインセル１２０の下に配置されるが、メインセル１２０の上に配置されてもよいし、ボトムクッション１４０の下に配置されてもよい。

ボトムクッション１４０は、メインセル１２０の下に配置される支持部材である。例えば、ボトムクッション１４０は、ウレタン、硬綿等の部材によって構成される。また、ボトムクッション１４０は、利用者の寝位置等を検知するセンサ部１５０を設けてもよい。

センサ部１５０は、静電容量センサを利用したセンサである。センサ部１５０は、陽極１５２と、ＧＮＤ基板の入ったケースが貼り付けられたＧＮＤシート１５６とを有している。ＧＮＤシート１５６は、グランド（ＧＮＤ）電極として機能してもよい。

また、陽極１５２をボトムクッション１４０の上に配置するために、センサカバー１５４を設けている。例えば、センサカバー１５４は、陽極１５２を収納可能な形状、例えば、ポケットを有している。そして、陽極１５２をセンサカバー１５４のポケットに収納することで、陽極１５２の位置決めが行われる。

なお、センサカバー１５４は、陽極１５２をボトムクッション１４０（又はボトムクッションのカバー）に固定するための防水カバーである。なお、陽極１５２の位置を決められればよいため、例えば他の方法で陽極１５２を固定してもよい。例えば、ボトムクッション１４０に陽極１５２を固定する部材や、凹みを形成してもよい。また、ボトムクッション１４０と陽極１５２とが動かないように一体に形成してもよい。

また、陽極１５２は、基板の入った部材であり、本開示では長円形のケースに格納されている。そして、陽極１５２は、裏側（設置したときに下側であるボトムクッション１４０に接する側）に導電シート（例えば、後述する図４（ｂ）で示す導電シート１５２ａ）を貼り付けて構成されている。

陽極１５２は、他の形状であってもよい。例えば、陽極１５２は、円形や、楕円形、矩形（長方形、正方形）、多角形といった何れかの形状であればよい。また、陽極１５２は、裏側に導電シートを設けている。なお、導電シートは、陽極１５２の裏側の全体を覆うように構成してもよいし、陽極１５２の一部を覆うように構成してもよい。

また、陽極１５２と、ＧＮＤシート１５６とは、ボトムクッション１４０を挟んでいる。ここで、ＧＮＤシート１５６は、全体又は一部が導電シートにより機能する。すなわち、ＧＮＤシート１５６は全体が導電シートとして機能する素材（例えば、導電性インクが印刷されたシートや導電性繊維からなるシート）で構成されてもよい。また、ＧＮＤシート１５６は、何らかで構成されたシートの一部に導電シートが貼り付けられたり、埋め込まれたりしてもよい。

ここで、利用者がマットレス１０の上に載ると、ボトムクッション１４０が変形することで、陽極１５２と、ＧＮＤシート１５６との距離が変化し、静電容量が変化する。この静電容量が変化したことを、後述する判定部１０１０が取得することで、利用者の体位や、位置を取得することができる。また、利用者以外のスタッフの位置や状態も取得できる。

なお、センサ部１５０に容易にアクセスできるように、ボトムカバー１０２は、センサ部１５０用の開口部（例えば、ファスナーを設けた開口部）を有していてもよい。

また、陽極１５２は、例えば利用者の臀部近傍になるように配置してもよい。すなわち、腰ボトム２２ｅの上や、湾曲ボトム２２ｂの足側近傍の位置に配置してもよい。また、本実施形態では、陽極１５２は左右２つに設けているが、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

［３．２ センサ部の構成］
センサ部１５０の構成について、以下詳細に説明する。図３で説明したように、センサ部１５０は、ボトムクッション１４０を、センサの陽極１５２と、ＧＮＤシート１５６とで挟み込む構造となっている。

利用者がマットレス１０に寝たときに、利用者の荷重によってボトムクッション１４０の形状が変形する。ボトムクッション１４０の形状が変化することで、陽極１５２と、ＧＮＤシート１５６との間の距離が変化する。陽極１５２と、ＧＮＤシート１５６との間の距離が変化することにより、陽極１５２と、ＧＮＤシート１５６との間の静電容量値が変化する。ここで、ボトムクッション１４０は、ウレタン、硬綿、エアセル等の何れの形状であってもよい。ボトムクッション１４０は、柔軟性があり、例えば、比誘電率８．１以下の弾性体（例えば、ポリエステル樹脂）であればよい。

また、図３では、上から陽極１５２、ＧＮＤシート１５６の順に配置されている。陽極１５２と、ＧＮＤ１５６とは、逆に配置されてもよいが、陽極１５２がベッドボトムの影響を受けないように（陽極１５２から出た電荷がベッドに印加されないように）するために、図３の配置が好ましい。

図４は、陽極１５２を説明するための図である。図４（ａ）は、陽極１５２がセンサカバー１５４に設置されており、表面（メインセル１２０側）から表した図である。また、図４（ｂ）は、センサ部１５０の構造を説明するために模式的に説明した図である。

図４（ａ）に示すように、本実施形態では、陽極１５２は、陽極１５２Ｍと、陽極１５２Ｓの２つを設けている。ここで、陽極１５２Ｍはメインとなる陽極であり、図４（ｂ）で示すようにコントローラ１５２ｃを設けている。また、陽極１５２Ｓはサブとなる陽極である。陽極１５２は、本実施形態では左右２つ設けているが、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。この場合、メインとなる陽極１５２Ｍを１つとし、サブとなる陽極１５２Ｓが複数設けられてもよい。

そして、陽極１５２Ｍ及び陽極１５２Ｓは、同軸ケーブルＣ１でそれぞれ接続されている。すなわち、同軸ケーブルＣ１は、陽極１５２が複数ある場合に、それぞれ陽極１５２の間を接続するケーブルである。

また、陽極１５２Ｍは、ケーブルＣ２を介してＧＮＤシート１５６と接続している。また、陽極１５２Ｍは、ケーブルＣ３を介して制御部１０００に接続している。ここでケーブルＣ２、Ｃ３は、通常のリード線であってもよいし、同軸ケーブルであってもよい。

この陽極１５２は、ケーブルＣ３で制御装置（例えば、図７の制御部１０００）に接続されている。ここで、陽極１５２は、陽極１５２Ｍを複数設ける等することで、それぞれが制御部１０００に接続してもよい。また、陽極１５２は、陽極１５２Ｍと、１又は複数の陽極１５２Ｓとを同軸ケーブルＣ１で接続し、陽極１５２Ｍが制御装置（制御部１０００）に接続してもよい。

また、制御装置は、コントロールボックスのような専用の制御装置であってもよいし、操作リモコンのような操作装置であってもよい。また、制御装置は、アプリケーションをインストールしたマットレス１０に接続可能な端末装置であってもよい。

図４（ｂ）に示すように、陽極１５２Ｍは、導電シート１５２ａと、センサ基板１５２ｂとを少なくとも有している。例えば、陽極１５２Ｍは、センサ基板１５２ｂが入ったケースに、導電シート１５２ａが貼り付けられている。導電シート１５２ａは、例えばカーボンインクで印刷された導電性のシートである。また、センサ基板１５２ｂには、コントローラ１５２ｃが配置されてもよい。また、陽極１５２Ｓは、少なくとも導電シートを有している。

そして、図３、図４（ｂ）に示すように、陽極１５２とボトムクッション１４０を挟み込むようにＧＮＤシート１５６が配置される。ＧＮＤシート１５６は、ＧＮＤ基板の入ったケースに導電シートを貼り付けている。このＧＮＤシート１５６における導電シートも、例えば、カーボンインクで印刷された導電性のシートである。

センサ基板１５２ｂは、測定部として機能するコントローラ１５２ｃにより陽極１５２と、ＧＮＤシート１５６との距離の変化による静電容量値を測定する。そして、コントローラ１５２ｃは、Ａ／Ｄ変換を行い制御部（制御装置）に出力する。ここで、各ケースは、基板、基板とケーブルの接続部の保護をする。

例えば、コントローラ１５２ｃは、同軸ケーブルＣ１を介してサブの陽極１５２Ｓからアナログ信号を取得する。このとき、センサ基板１５２ｂは、同軸ケーブルＣ１を利用することで、ノイズとなる高周波がカットされた信号が取得できることが好ましい。

コントローラ１５２ｃは、陽極１５２Ｍと、陽極１５２Ｓとの２つの陽極のアナログ信号（アナログ値）を合わせてＡ／Ｄ変換（アナログ／デジタル変換）する。そして、コントローラ１５２ｃは、デジタル変換された信号（デジタル信号）を制御部１０００に送信する。

なお、センサ基板１５２ｂに含まれるコントローラ１５２ｃが最終的な信号（デジタル信号）を出力しているが、制御装置（例えば、制御部１０００）で信号を受信して同様の処理を実現してもよい。

また、導電シート１５２ａは、天面に同軸ケーブルのシールド及びＧＮＤシートと同電位になる層を設けてもよい。これにより、マット上に臥床した人体による静電容量への影響を防ぐことができる。

（他の構成１）
なお、図３、図４の構成では、センサ部１５０は陽極１５２と、ＧＮＤシート１５６とを有しているが、陽極１５２（センサ）のみであってもよい。

例えば、図５（ａ）、図５（ｂ）は、メインセル１２０の上に利用者Ｐが臥床している状態を示す図である。なお、メインセル１２０は、ボトムクッション１４０に載置されているが、ベッド装置のボトムに載置されてもよい。

ここで、ＧＮＤシート１５６を設けない場合、例えば図５（ａ）のように陽極１５２のセンサを人側（図５（ａ）では上向き）に向けて配置する。このようにすることで、センサ部１５０は、ＧＮＤシート１５６の代わりに利用者Ｐに電荷を蓄積させることができる。そして、センサ部１５０は、電荷が蓄積されることで、静電容量の変化を検出してもよい。

また、図５（ｂ）のように、陽極１５２のセンサをボトムクッション１４０側（図５（ｂ）では下向き）に向けて配置する。このようにすることで、センサ部１５０は、ベッドボトムに電荷を蓄積させることができる。そして、センサ部１５０は、電荷が蓄積されることで、静電容量の変化を検出してもよい。

（他の構成２）
また、異なる部材を組み合わせることで、センサ部１５０の検知範囲を変えることをしてもよい。

マットレスの上の利用者から荷重がかかると、ボトムクッション１４０は変形をする。例えば、利用者Ｐの臀部近傍は大きく変化しやすい。そこで、図５（ｃ）に示すように、ボトムクッション１４０のうち、変形する領域に別のクッション材（例えば、１４０ａ、１４０ｂ）を設けることで、クッションの変形する範囲が変わる。クッションの変形する範囲が変わることで、センサ部１５０の検知する範囲を大きくすることができる。

なお、同様の効果は、２つの異なる素材を利用して実現することができる。例えば、本実施形態ではボトムクッション１４０と利用者との間にメインセル１２０があるため、利用者の沈み込みによる変形をメインセル１２０で拡大させてボトムクッション１４０に伝えることができる。例えば、図５（ｃ）で示した複数のボトムクッション１４０の代わりに、エアセルと、ボトムクッション１４０とで実現してもよい。この場合、１４０ａに相当するのがエアセルであるメインセル１２０となり、１４０ｂに相当するのがボトムクッション１４０となる。

これにより、図５（ｃ）では、利用者Ｐの臀部の直下の１４０ａの層（メインセル１２０）においては沈み込んだ臀部近傍しか変形しないが、その下の層である１４０ｂ（ボトムクッション１４０）にはより広い面積で沈み込みが伝えられる。

（他の構成３）
また、センサ部１５０が、利用者を検知したくない部分があれば、ボトムクッションを厚み方向で切断することで、クッションの変形を断絶することができる。例えば、センサ部１５０を背中と臀部、足部など、体の部位ごとにそれぞれに配置する。そして、それぞれの部位の位置を独立して検知したい場合において、ボトムクッションを各部位ごとに切断することで、センサ部１５０は、他の部位の沈み込みの影響を受けずにその部位だけの静電容量の変化を測定することができる。

（単独の構成）
なお、本実施形態では、マットレス１０にセンサ部１５０が含まれる構成としているが、センサ部１５０をセンサ装置として単独で構成してもよい。すなわち、陽極１５２か、陽極１５２及びＧＮＤシート１５６を備えたセンサ装置として、既存のマットレスに装着することができる。また、制御装置と、センサ部１５０とを備えたセンサシステムとして構成してもよい。

例えば、センサ装置は、既存のマットレス、シート、クッション、マット等の何れかを構成する弾性体を挟み込むように陽極１５２と、ＧＮＤシート１５６とを設置すればよい。これにより、弾性体を有し、弾性体上に物体を支持する支持体に、センサ装置を適用することができる。

［４．セルの構成］
つづいて、各セル（メインセル１２０、サブセル１３０）の構成について図６を参照して説明する。

メインセル１２０は、１又は複数の系統に分かれてポンプ１８０に送風チューブを介して接続する。例えば、図６では、メインセル１２０は、系統Ａ〜系統Ｃに分かれてポンプ１８０と接続する。具体的には、セル１２０Ａは、送風チューブ１８４を介してポンプ１８０から空気が給気及び／又は排気される。そして、セル１２０Ａは、系統Ａに接続されており、他の系統Ａのセルと同じように圧力が変化する。

ポンプ１８０は、例えば切替弁によって給排気する系統を切り替えることができる。ポンプ１８０は、系統毎に順次切り替えて空気を給気、排気してもよいし、各系統を連通して空気を全体に給気、排気してもよい。また、ポンプ１８０から、系統毎に送風チューブを接続してもよいし、全てのエアセルに別の送風チューブを接続してもよい。

また、図６では、系統をＡ〜Ｃと３系統に分けているが、他の系統に分けてもよい。複数の系統に分けることが好ましい。また、一部の領域を別の系統としてもよい。例えば、ポンプ１８０は、利用者Ｐの頭側だけ、足側だけ別系統として空気を給排気してもよい。また、メインセル１２０は、全て同一系統で構成されてもよい。

サブセル１３０は、利用者Ｐの上半身（肩）を中心にサポートする上側サブセル１３０Ｓと、利用者Ｐの下半身（腰や大腿部）を中心にサポートする下側サブセル１３０Ｗを含んでいる。

また、サブセル１３０は、利用者Ｐの左右に配置される。上側サブセル１３０Ｓは、利用者が仰臥位のときの左側に位置する上側左サブセル１３０ＳＬと、上側右サブセル１３０ＳＲとを含んでいる。また、下側サブセル１３０Ｗは、利用者が仰臥位のときの左側に位置する下側左サブセル１３０ＷＬと、下側右サブセル１３０ＷＲとを含んでいる。

そして、サブセル１３０は、メインセル１２０とは、別系統でポンプ１８０に接続されている。例えば、上側左サブセル１３０ＳＬに給排気する系統ＳＳＬ、下側左サブセル１３０ＷＬに給排気する系統ＳＷＬ、上側右サブセル１３０ＳＲに給排気する系統ＳＳＲ、下側右サブセル１３０ＷＲに給排気する系統ＳＷＲを有している。ポンプ１８０は、サブセル１３０にそれぞれ送風チューブを接続してもよいし、切替弁により給気、排気するサブセル１３０を切り替えてもよい。

なお、サブセル１３０の系統は、他の系統として構成してもよい。例えば、サブセル１３０は、上側左サブセル１３０ＳＬと、下側右サブセル１３０ＷＲといった対角にあるサブセルを同系統としてもよい。また、サブセル１３０は、上側左サブセル１３０ＳＬと、下側左サブセル１３０ＷＬといった左右の同じ側にあるサブセルを同系統としてもよい。

また、ポンプ１８０は、各系統に給排気する系統毎に別の送風チューブを接続し、それぞれ別に給排気してもよいし、切替弁を利用して切り替えて給排気してもよい。また、ポンプ１８０は、送風チューブと切替弁とを組み合わせて接続してもよい。

また、ポンプ１８０は、１つのポンプで構成されてもよいし、複数のポンプで構成されてもよい。

［５．機能構成］
図７は、ベッドシステム１（マットレス１０）の機能構成を示す図である。図７（ａ）で示す機能は、マットレス１０を制御する機能を説明するものであり、マットレス１０を制御する制御装置により実現される。なお、図７（ａ）で示す機能は、ベッド本体２０と、マットレス１０とが連携されている場合は、ベッド本体２０の制御装置で実現してもよい。

制御部１０００は、マットレス１０の全体を制御するための機能部である。制御部１０００は、記憶部１３００に記憶されている各種プログラムを読み出して実行することにより各種機能を実現しており、例えば１又は複数の演算装置（例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit））により構成される。

また、制御部１０００は、エアセルであるメインセル１２０や、サブセル１３０を制御することもできる。ここで、制御部１０００がエアセルを制御するとは、エアセルの圧力を制御することをいう。また、エアセルの圧力が変化することにより、エアセルは膨張／収縮する。すなわち、制御部１０００は、エアセルの大きさ（膨らみ）を制御することができる。

例えば、制御部１０００は、ポンプ１８０を制御することで、各エアセルに空気を給気したり、排気したりする。これにより、制御部１０００は、各エアセルの圧力を上昇させたり、低下させたりする制御のことをいう。また、制御部１０００は、エアセルの圧力を低下させるときは、弁を解放することで排気してもよいし、ポンプ１８０を制御することで強制的に排気してもよい。

また、制御部１０００は、記憶部１３００からプログラムを読み出して実行することにより、判定部１０１０、体位変換部１０２０として機能してもよい。

判定部１０１０は、測定部１６０２により測定された情報や、検知部１６００により検知した情報に基づき、利用者の状態を判定する。

判定部１０１０は、利用者の状態として、例えば利用者が在床しているか否か、利用者の位置（寝位置）、利用者の姿勢（寝姿勢）を含む利用者の体位を判定することができる。

例えば、判定部１０１０は、利用者が仰臥位、腹臥位、側臥位（右側臥位、左側臥位）であるかを判定してもよい。また、判定部１０１０は、利用者の寝位置がマットレスのどの位置にいるかを判定してもよい。また、判定部１０１０は、利用者の姿勢として座位（端座位、長座位）を判定してもよい。

また、判定部１０１０は、利用者以外の姿勢や位置を判定してもよい。例えば、マットレス上において、利用者以外のスタッフの膝つきや、利用者以外のスタッフの端座位があることを判定してもよい。

体位変換部１０２０は、サブセル１３０を制御することにより、利用者の体位を変換する。例えば、図６のようにサブセル１３０が配置されている場合、下側右サブセル１３０ＷＲ→上側右サブセル１３０ＳＲ→上側左サブセル１３０ＳＬ→下側左サブセル１３０ＷＬと、順次サブセルの膨張・収縮の制御を行う。このように、各サブセル１３０の膨縮を繰り返すことにより、小枕法による体位変換を行うことができる。

記憶部１３００は、マットレス１０の動作に必要な各種プログラムや、各種データが記憶されている機能部である。記憶部１３００は、例えば、半導体メモリや、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等により構成されている。

記憶部１３００は、制御テーブル１３１０を記憶してもよい。制御テーブル１３１０は、例えばサブセル１３０の膨縮するタイミングである制御パターンを記憶する。体位変換部１０２０は、制御テーブル１３１０に記憶してある制御パターンに基づいて、サブセル１３０の膨縮動作のタイミングを制御する。

操作部１４００は、操作者からの操作入力を受け付ける。例えば、１又は複数の操作ボタンを備えている操作用リモコンや、操作画面が表示可能な接続された端末装置（例えば、スマートフォンやタブレットといった情報処理装置、他の医療システムで利用される端末装置等）等である。

操作部１４００は、マットレス１０を操作することができるが、併せてベッド本体２０を操作できてもよい。また、操作部１４００は、ベッド本体２０の操作部に、マットレス１０の操作が可能な操作ボタンとして追加されてもよい。

表示部１５００は、操作者にマットレスの状態や、操作の状態を表示する。表示部１５００は、ＬＥＤランプや、７セグメントを利用したＬＥＤ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬパネル等といった何れかの表示装置である。また、表示部１５００は、端末装置が接続される場合は当該端末装置の表示装置を利用する。また、表示部１５００は、操作部１４００に設けられてもよいし、タッチ操作可能なタッチパネルとして、操作部１４００と一体に構成されてもよい。

報知部１５５０は、利用者や操作者に報知を行う。報知部１５５０は、例えばスピーカ等によりアラーム音や、警告音を出力したり、表示部１５００に警告表示を行ったり、振動装置により振動を行ったり、発光装置によりフラッシュを行ったりすることで、種々の報知を行う。

検知部１６００は、種々の状態を検知するセンサである。例えば、検知部１６００は、圧力センサによりエアセルの圧力を検知したり、角度センサによりマットレス１０の状態からベッド本体２０の状態を検知したりすることができる。各センサは、マットレス１０に内蔵されてもよいし、外部に設けてもよい。また、ベッド本体２０に設けられたセンサが検知した値を取得してもよい。本実施形態では、例えばセンサ部１５０である。

また、検知部１６００が、センサ部１５０として機能する場合、測定部１６０２を更に有していてもよい。測定部１６０２は、例えば、静電容量の変化を測定する。そして、測定部１６０２は、変化した静電容量の変化値を制御部１０００に出力する。なお、測定部１６０２は、制御部１０００により実現してもよい。また、測定部１６０２はシート状の体圧分布センサで体圧分布の変化を測定してもよいし、内圧センサでエアセルの内圧を測定してもよい。

なお、図７（ａ）の構成は、その他に必要な機能を備えてもよい。例えば、他の端末装置と通信を行うための通信部を備えてもよい。また、必要に応じた構成だけを備えてもよい。例えば、マットレス１０は、少なくとも制御部１０００、記憶部１３００を有していればよく、操作部１４００、表示部１５００、報知部１５５０、検知部１６００は必要に応じて備えればよい。

また、図７（ａ）は、ベッドシステム１（マットレス１０）の全体を説明する図である。例えば、具体的な構成の一例を図７（ｂ）に示す。図７（ｂ）のマットレス１０は、ポンプユニット１８２に制御装置の機能と、ポンプ（例えば、図３のポンプ１８０）とを含んでいる。そして、制御装置は、ポンプ１８０を制御することで、エアセルに空気を吐出したり、エアセルから空気を吸気したりし、エアセルの圧力を制御する。

また、ポンプユニット１８２は、制御装置として制御部１０００及び記憶部１３００を有している。また、ポンプユニット１８２は、操作パネル１８５と、検知部１６００と接続する。

操作パネル１８５は、操作パネル１８５自体を制御する制御部１００２と、操作部１４００と、表示部１５００と、報知部１５５０とを有している。操作パネル１８５は、制御部１０００に操作信号を出力する。また、操作パネル１８５は、制御部１０００から受信した信号に基づき、表示を行ったり、放置を行ったりする。

また、検知部１６００は、例えばセンサ部１５０であり、必要に応じて追加することが可能である。

ポンプユニット１８２、操作パネル１８５、検知部１６００は、必要な情報が送受信される。例えば、操作装置に制御部１０００や、記憶部１３００を備えている場合は、操作パネル１８５が、直接ポンプ１８０を制御してもよい。

また、操作装置の代わりに、スマートフォン等の端末装置で実現してもよい。端末装置が、操作パネル１８５として実現するようなアプリケーションをインストールし、実行することで実現可能となる。同様に、他の構成もマットレスと、他の制御装置とどちらで実現してもよい。

また、ポンプユニット１８２は、ベッド本体２０と接続してもよい。ベッド本体２０と接続することにより、例えばボトムの制御を行ったり、ボトム角度を検出したりすることが可能となる。

なお、ポンプユニット１８２は、制御装置（制御部１０００及び記憶部１３００）が、ポンプ１８０の制御基板に一体として構成されてもよいし、ポンプ１８０と接続した別構成であってもよい。

［６．状態の判定］
つづいて、マットレス１０（エアマットレス）における状態を判定する方法について説明する。マットレス１０（エアマットレス）における状態とは、例えば利用者が在床しているか否かの状態、利用者が在床している場合には、利用者の寝位置や、姿勢、動きの状態、利用者以外の者の位置や姿勢といった状態をいう。以下、判定部１０１０がマットレス１０における状態を判定する方法について説明する。

［６．１ 寝位置の判定］
まず、判定部１０１０が、マットレス１０における利用者の位置（寝位置）を判定する方法について説明する。

図８（ａ）（ｂ）は、利用者がマットレス上に位置する場合の静電容量の変化量（変化値）を示した図である。すなわち、離床状態（マットレス上に利用者がいない状態）から、在床状態（マットレス上に人がいる状態）となった場合に、測定部１６０２が測定した静電容量の変化値を示しているグラフである。

図８（ａ）は、利用者がマットレス１０の中央に寝た場合の静電容量の変化を示すグラフである。縦軸は離床状態からの静電容量の変化値（ｐＦ）を示している。また、左側のグラフは、利用者の臀部右側に配置された陽極１５２が測定した静電容量の変化値を示している。右側のグラフは、利用者の臀部左側に配置された陽極１５２が測定した静電容量の変化値を示している。

この場合、離床状態からの静電容量の変化値は、臀部右側は０．７０ｐＦであり、臀部左側は０．８０ｐＦである。すなわち、左右のセンサ（陽極１５２）ともほぼ同じ静電容量の変化値が測定されている。

それに対して、図８（ｂ）は、利用者がマットレス１０の端部に寝た場合の静電容量の変化を示すグラフである。この場合、離床状態からの静電容量の変化値は、臀部右側が０．２０ｐＦであり、臀部左側が１．００ｐＦである。

このように、利用者がマットレス１０の端部に寝た場合、どちらかの一方のセンサ（陽極１５２）の静電容量の変化量（図８（ｂ）では臀部左）は、他方のセンサ（陽極１５２）の変化量（図８（ｂ）では臀部右）の２倍以上変化する。

判定部１０１０は、この変化量を取得することで、利用者がマットレスのどちら側にずれて寝ているのか、位置しているのかを判定することができる。

なお、センサ部１５０は、陽極１５２を２つ設けた場合を説明したが、３つ以上の場合も同様である。陽極は、を３つ以上設けることにより、例えば短手方向のみならず、長手方向の位置のずれについても寝位置を判定できる。陽極を増やすことで体の部位ごとに寝位置をより細かく判定でき、またマットレス上の寝位置を検出可能な範囲を広げることができる。

［６．２ 姿勢の判定］
判定部１０１０は、利用者の姿勢を判定することもできる。例えば、２つの陽極センサの差が所定の閾値以上となった場合、利用者は、静電容量の変化が大きい方の端部に端座位となっていることを判定する。

図８（ｃ）は、利用者の姿勢の静電容量の変化を示す図である。利用者がマットレス１０に寝た場合の、どちらか一方のセンサ（陽極１５２）の静電容量の変化を示している。例えば、図８（ｃ）は、利用者の側臥位、右寝返り、左寝返り、長座位、端座位の姿勢における臀部右に相当する位置にあるセンサと、臀部左に相当する位置にあるセンサに基づいて検出される静電容量の変化の一例である。

利用者が寝返りをしたときは左右の静電容量値の和（総沈み込み量）が大きく変わらず、左右の差（左右の偏り）が大きくなる。また、利用者が長座位のときは、左右の差が大きく変わらず、左右の和が大きく変化する。また、利用者が端座位のときは、は左右の和、左右の差ともに大きくなる。

このように、判定部１０１０は、静電容量の変化の違いから利用者の姿勢を判定する。また、利用者の姿勢が変わった後の静電容量値の結果だけでなく、姿勢が変わっている最中も変化の仕方（例えば寝返りは左右の和が大きく変わらず左右の差が開いていく、長座位は左右の差が大きく変わらず、左右の和が増えていく等）を検出することで、判定部１０１０は、利用者の姿勢の変化や動作を検知することが可能となる。

また、利用者の姿勢に応じた静電容量の変化パターンを予め記憶部１３００に記憶する。そして、判定部１０１０は、測定部１６０２が測定した静電容量の変化と、記憶部１３００に記憶されている変化パターンを照合する。そして、判定部１０１０は、変化パターンが一致したり、近似していたりするものに基づいて、利用者の姿勢を判定する。記憶部１３００には、あらゆる変化パターンの静電容量の変化を記憶したり、学習することで、判定部１０１０は、利用者の動作予測を行うこともできる。

なお、判定部１０１０は、例えば記憶部１３００に姿勢と静電容量の変化に基づく学習済みのモデル（辞書）が記憶されている場合、学習済みモデルに基づいて姿勢を推定してもよい。

［６．３ スタッフの判定］
判定部１０１０は、例えば、マットレス上の利用者以外のスタッフを判定することもできる。例えば、利用者が在床しているときの静電容量の変化と、異なる静電容量変化が検出された場合、利用者以外の者（スタッフ）がマットレス上にいると判定する。

例えば、どちらか一方のセンサから検出された静電容量の変化が、閾値以上に大きかったり、通常の変化と異なるパターン（例えば、通常であれば徐々に静電容量が変化していたのが、突然大きな変化が検出された等）には、スタッフによる膝つきがあったと判定したり、スタッフが端座位を取っていることを判定する。また、利用者が寝ている状態で、更に片側に沈み込み量が増加する（静電容量の変化が増加する）ことで、判定部１０１０は、スタッフによる膝付きや端座位を判定してもよい。

また、スタッフがマットレス上にいる場合の静電容量の変化パターンを予め記憶部１３００に記憶する。そして、判定部１０１０は、測定部１６０２が測定した静電容量の変化と、記憶部１３００に記憶されている変化パターンを照合する。そして、判定部１０１０は、変化パターンが一致したり、近似していたりするものに基づいて、スタッフがマットレス上にいることを判定したり、スタッフの姿勢、状態（例えば、単なる膝つきか、端座位となっているのか）を判定する。

なお、判定部１０１０は、例えば記憶部１３００にスタッフの状態と静電容量の変化に基づく学習済みのモデル（辞書）が記憶されている場合、学習済みモデルに基づいてスタッフの姿勢、状態を推定してもよい。

［６．４ 陽極が１つの場合］
なお、判定部１０１０がマットレス１０における状態を判定する場合、陽極１５２が１つであってもよい。

例えば、判定部１０１０が、陽極１５２が１つの場合に、利用者の位置（寝位置）を判定する場合について説明する。判定部１０１０は、他のパラメータと併せて利用者の寝位置を判定する。

判定部１０１０は、測定部１６０２により測定された静電容量の変化値１つと、セルの内圧情報や、体重設定値と組み合わせて寝位置を判定する。

（１）内圧変化との組み合わせ１
制御部１０００は、エアセル（メインセル１２０）の排気時間から利用者の体重を推定する。図８（ｄ）は、排気時間と内圧の変化を利用者の体重毎に測定した図である。図８（ｄ）に示すように、内圧２ｋＰａから、０．５ｋＰａまでの排気時間は、利用者の体重が３０ｋｇの場合は３２秒、５９ｋｇでは４０秒、７８ｋｇでは４９秒かかる。これより、このように利用者の体重と、排気時間とは相関関係を有する。したがって、制御部１０００は、排気時間から利用者の体重を推定する。

ここで、離床状態から臥床状態へ変わった場合、寝位置センサの静電容量の変化値は、体重によって異なる。ここで、利用者がマットレス１０の中央（真ん中）にいる場合の静電容量の変化値と、マットレス１０の端部にいる場合の静電容量の変化値とを体重毎に記憶したテーブルを予め記憶部１１００に記憶する。

そして、判定部１０１０は、当該テーブルを参照することにより、利用者の体重と、静電容量の変化値とに基づいて、利用者の寝位置を判定する。

図９（ａ）は、体重１９ｋｇ、４２ｋｇ、６４ｋｇの利用者について、寝位置ごとの静電容量値の離床状態からの変化量を示した図である。図９（ａ）に示すように、中心から離れているほど、中心に配置したセンサの静電容量値の変化量は小さくなる。

例えば、判定部１０１０は、静電容量値が０．２２と測定されても、利用者の寝位置は特定できない。しかし、利用者の体重といった異なるパラメータと組み合わせることで、判定部１０１０は、利用者の寝位置を判定することができる。

なお、利用者の体重が特定されれば、相関関数により算出された静電容量値と、実際に測定された静電容量の変化値とを比較することで、利用者の寝位置を判定してもよい。

（２）内圧との組み合わせ２
なお、制御部１０００が利用者の体重を推定する方法は、エアセルの内圧の上昇に基づいてもよい。エアセル（メインセル１２０）の上に利用者が臥床すると、エアセルの内圧が上昇する。図９（ｂ）は、利用者の体重と内圧の変化とを測定した図である。図９（ｂ）は、内圧が２．５ｋＰａのエアセルに、２０ｋｇ、４０ｋｇ、６０ｋｇの利用者が臥床した場合の内圧の増加量を示す図である。

このように、制御部１０００は、内圧の増加量から利用者の体重を推定する。そして、判定部１０１０は、利用者の体重と、静電容量の変化値とに基づいて、利用者の寝位置を判定する。

（３）体重を設定
なお、制御部１０００がパラメータとして使用する利用者の体重は、操作部１４００により設定されてもよい。この場合、判定部１０１０は、設定された利用者の体重と、静電容量の変化値とに基づいて、利用者の寝位置を判定してもよい。

なお、陽極が１つの場合であっても、利用者の姿勢の判定や、スタッフの判定についても実行可能なことは勿論である。例えば、判定部１０１０は、沈み込み量（静電容量の変化）の単位時間あたりの変化が急激であるか否かより、判定してもよい。

［７．エアセルの制御］
［７．１ 第１の処理］
以下、判定部１０１０が判定したマットレス上の状態に応じて、制御部１０００がエアセルを制御する処理について、図１０を参照して説明する。

図１０の処理は、制御部１０００が、エアセルを第１の状態で制御しているときに、主に第２の状態に切り替える場合の処理である。

まず、制御部１０００（判定部１０１０）は、判定処理を実行することにより、マットレス上の状態を判定する（ステップＳ１０２）。判定部１０１０が実行する判定処理は、上述した状態の判定に記載した通りである。

判定処理が実行されると、制御部１０００は、マットレス上において、特定姿勢があったかを判定する（ステップＳ１０４）。なお、特定姿勢があったかの判定は、判定時点の姿勢を判定するだけでなく、利用者の姿勢に応じた静電容量の変化パターンに基づいた姿勢の変化や動作に基づいて、将来的な利用者の特定姿勢を判定してもよい。

ここで、特定姿勢とは、以下の通りである。
・利用者の姿勢としてマットレス上において長座位である
・利用者の姿勢としてマットレス上において端座位である
・スタッフの姿勢としてマットレス上においてスタッフによる膝つきがある
・スタッフの姿勢として利用者とは別にマットレス上においてスタッフが端座位である
制御部１０００は、これらの姿勢（特定姿勢）があったと判定した場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、エアセルが第２状態になるように制御する（ステップＳ１１０）。

ここでエアセルの状態は、以下の通りである。
（１）第１の状態
制御部１０００がエアセルを通常の制御を行った場合の状態である。例えば、制御部１０００は、動作モードに応じて、メインセル１２０、サブセル１３０の内圧を制御する。すなわち、制御部１０００は、エアセルを第２の状態に切り替えるとき以外は、第１の状態になるように制御する。

（２）第２の状態
制御部１０００がエアセルを通常の制御とは異なった制御を行った場合の状態である。例えば、制御部１０００は、通常の状態におけるエアセルの内圧より内圧が高くなるように制御を行う。この、エアセルが、通常の内圧より高い圧力の状態を第２の状態という。例えば、制御部１０００は、メインセル１２０に給気し、内圧値を所定の圧力以上にする。これにより、メインセル１２０が通常使用時（第１の状態）と比較して膨張状態となり、利用者の姿勢が安定する。また、第２の状態では、利用者が端座位となった場合でも、滑り落ちにくくなる。

また、制御部１０００は、第２の状態のとき、サブセル１３０について排気する制御をしてもよい。これにより、エアセル（マットレス）の上は、フラットの状態となる。適用される場面としては、例えば、利用者が、端座位を行う場合、サブセルが膨らんでいると寝床面が凹凸になりバランスを崩しやすくなるのでサブセルを排気する制御を行うとよい。また、スタッフ等がベッドメイクやカバーの清拭を行う場合、サブセルが膨らんでいると寝床面が凹凸になり、ベッドメイクや清拭が行いにくくなるのでサブセルを排気する制御を行うとよい。

また、制御部１０００は、第１の状態において動作しているエアセルの制御を停止してもよい。例えば、制御部１０００は、エアセルを系統毎に膨縮を繰り返す交互膨縮処理を実行しているとき、第２の状態になると交互膨縮処理を停止してもよい。適用される場面としては、例えば、利用者が端座位を行う場合、交互膨縮が実行されていると寝床面が凹凸になりバランスを崩しやすくなるので交互膨縮を停止する制御を行うとよい。また、スタッフ等が、ベッドメイクやカバーの清拭を行う場合、交互膨縮が実行されていると寝床面が凹凸になり、ベッドメイクや清拭が行いにくくなるので交互膨縮を停止する制御を行うとよい。

そして、制御部１０００は、判定部１０１０により特定姿勢が判定されなかった場合でも、利用者が離床している又は離床する場合には、エアセルを第２の状態で制御する（ステップＳ１０４；Ｎｏ→ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）。ここで、制御部１０００は、利用者の姿勢に応じた静電容量の変化パターンに基づいて姿勢の変化や動作を判定することで、寝返り動作や起き上がり動作から離床を予知してもよい。また、制御部１０００は、更に動作判定からの離床の予知には、時計を判定項目に用いてもよい。例えば、制御部１０００は、離床となるトリガーとなる動作が検出された場合、その検出時刻から離床する可能性があることを判定できる。

また、制御部１０００は、判定部１０１０により、特定姿勢が判定されず、利用者が離床していない又は離床しようとしていないときは（ステップＳ１０４；Ｎｏ→ステップＳ１０６；Ｎｏ）、エアセルを通常の状態（第１の状態）になるように制御する（ステップＳ１０８）。

［７．２ 第２の処理］
図１１の処理は、制御部１０００が、エアセルを第２の状態で制御しているときに、主に第１の状態に切り替える場合の処理である。

まず、制御部１０００は、エアセルは第２の状態であるかを判定する（ステップＳ２０２）。ここで、エアセルは第２の状態である場合、制御部１０００（判定部１０１０）は、判定処理を実行する（ステップＳ２０４）。

制御部１０００は、判定部１０１０により利用者が安静状態であると判定した場合（ステップＳ２０６；Ｙｅｓ）、エアセルを第１の状態で制御する（ステップＳ２０８）。

これは、利用者が離床するタイミングで、制御部１０００は、ポンプ１８０を制御することで、メインセル１２０に給気して内圧を通常より高めていた。これは、利用者は、離床するときにメインセル１２０の内圧が高い方が動きやすいためである。

また、制御部１０００は、利用者が在床していても、端座位や長座位等の特定姿勢である場合や、利用者の動きがある場合には、第２の状態を維持していてもよい。

［８．適用例］
本実施形態によれば、マットレス上の利用者の状態として寝位置（臥床している利用者の位置）や姿勢を判定することができる。そして、利用者の状態に応じて、エアセルの内圧を制御することができる。

例えば、スタッフ（介助者）の膝付きを検知すると、制御部１０００は、自動的にエアセルの内圧を高めることになる。具体的には、制御部１０００は、メインセル１２０の内圧を所定の圧力値以上に制御する。これにより、スタッフや利用者は、あえて操作をする必要なく、自動的にエアセルの圧力が制御されることになる。また、利用者が在床しているとき、スタッフが端座位になったこと場合には、自動的にエアセルの内圧を高めることができるようになる。

また、判定部１０１０が利用者の長座位を判定することで、制御部１０００は、利用者の起き上がりの途中からエアセルの内圧を高めることができるようになる。従来のように、起き上がってから利用者が自ら操作パネルを操作することで、内圧を高めるといった制御を行わないで済むことになる。

［９．効果］
上述したように、本実施形態によれば、マットレスのサイドエッジ部分が別構成となっていないため、マットレス端まで利用者の体圧分散を均等に行うことが可能となる。

また、利用者の姿勢や、寝位置を判定することで、制御部が自動的にエアセルの内圧を制御することができる。これにより、従来のような手動操作と比較し、操作スイッチの押し忘れや、押し間違いといったことを防ぐことが可能となる。

また、制御部１０００は、利用者が操作する前に、利用者の動きに応じて内圧を制御する。したがって、利用者が操作するのと比較して、速やかに内圧を制御することが可能となる。

また、判定部１０１０が、利用者が離床状態であるか在床状態であるかを判定できる。したがって、利用者が利用してから在床するまでの間、制御部１０００はエアセルの内圧を高めることができる。また制御部１０００は、エアセルの膨縮動作を停止することで、エアセルの形状（とくに上端側）をフラットにすることができる。

また、制御部１０００は、メインセル１２００の内圧を高めるのと併せて、サブセル１３０の内圧は大気圧近傍とすることができる。このように、制御部１０００の制御により、エアセルは、形状がフラットになる。

また、制御部１０００は、再び利用者が臥床状態になると、自動的に内圧を下げて、通常の状態（第１の状態）になるように制御を行うことができる。これにより、制御部１０００がメインセルを高圧の状態から解除することになり、ユーザによる操作忘れを防ぐことが可能となる。

［１０．変形例］
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。

また、実施形態において各装置で動作するプログラムは、上述した実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的に一時記憶装置（例えば、ＲＡＭ）に蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤの記憶装置に格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行われる。

ここで、プログラムを格納する非一時的な記録媒体としては、半導体媒体（例えば、ＲＯＭや、不揮発性のメモリカード、ＳＳＤ等）、光記録媒体・光磁気記録媒体（例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＭＯ（Magneto Optical Disc）、ＣＤ（Compact Disc）、ＢＤ等）、磁気記録媒体（例えば、磁気テープ、フレキシブルディスク等）等の何れであってもよい。また、ロードしたプログラムを実行することにより、上述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムの指示に基づき、オペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションプログラム等と共同して処理することにより、本実施形態の機能が実現される場合もある。

また、市場に流通させる場合には、可搬型の非一時的な記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバの記憶装置も本発明に含まれるのは勿論である。

また、上述した処理において説明の都合上、テーブルにて記載したものは、他の方法で実現されてもよい。例えば、テーブル内のパラメータをプログラムに直接記載してもよい。また、制御部は、予め又は生成されたテーブルを参照して出力を得る代わりに、既に学習された学習済みモデルを利用して出力を得てもよい。

［１０．１ マットレスの構成］
上述した実施形態は、マットレスはエアセルとして説明したが、それ以外の構成であってもよい。例えば、図１０に示すように、上カバー１００ａ、下カバー１０２ａの間にあるマットレスはウレタンマットレス１２２であってもよい。このとき、サブセル１３０は、図１０に示すようにウレタンマットレス１２２の下に配置する。なお、サブセル１３０は、ウレタンマットレス１２２の上に配置してもよい。

［１０．２ サブセルの配置］
上述した実施形態では、サブセル１３０は、エアマットレスを構成するメインセル１２０の下や、メインセル１２０の上といったマットレス内の設けることとして説明した。しかし、サブセル１３０は、マットレスと別構成であってもよい。

例えば、図１１は、サブセル１３０が、マットレス１０の下に配置されるアンダーレイ型となっている。この場合、マットレス１０は、既存のマットレスであればよく、手軽に上述した実施形態のサブセル１３０を配置することができる。これにより、専用のマットレスを用意しなくても、既存のマットレスに手軽にサブセルによる体位変換機能を提供することができる。なお、サブセル１３０は、既存のマットレスの上に敷くオーバーレイ型であってもよい。

すなわち、サブセル１３０は、１枚のシートで構成されてもよい。例えば、図１１のサブセルシート１９０は、複数の空間を有している。この空間に、ポンプ１８０から空気が供給されることにより、空間が膨張し、サブセルとして機能する。すなわち、ポンプ１８０から、シートに設けられた空間に空気が給排気されることで、空間が膨縮するため、サブセルと同様の機能を有する。

このように、シート状にサブセルを一体に形成したサブセルシート１９０の場合、サブセルシート１９０をマットレス１０の下に設置するだけで同様の効果が期待できる。また、サブセルシート１９０は、マットレス１０の上に設置してもよい。

［１０．３ ボトム構成］
また、上述した実施形態では、ベッド本体のボトムの構成として、背ボトム、湾曲ボトム、膝ボトム、足ボトムを備えるものを中心に説明したが、当該構成に限定されるものではない。例えば、一般的に湾曲ボトムは、背ボトムの機能を有していてもよいし、腰ボトムの機能を有していてもよい。また、ボトムの構成のうち、足ボトムは、膝ボトムと一体の構成であってもよい。また、背ボトムが、複数に分割されることで、湾曲ボトムと同じ効果（例えば、分割された背ボトムのうち、足側にある背ボトムが利用者の腰を支持する効果）を奏する構成であってもよい。湾曲ボトムは、腰ボトムと表すこともできる。

１ ベッドシステム
１０ マットレス
２０ ベッド本体
２２ ボトム
２２ａ 背ボトム、２２ｂ 湾曲ボトム
２２ｃ 膝ボトム、２２ｄ 足ボトム、２２ｅ 腰ボトム
２４ 上部フレーム
２６ 下部フレーム
２８ 昇降機構
３２ 背ボトム駆動部
３４ 膝ボトム駆動部
３６ 高さ駆動部
１００ トップカバー
１０２ ボトムカバー
１１０ トップウレタン
１１５ グライドシート
１２０ メインセル
１３０ サブセル
１４０ ボトムウレタン
１５０ センサ部
１５２ 陽極
１５４ センサカバー
１５６ ＧＮＤシート
１８０ ポンプ
１８２ ポンプユニット

Claims (11)

1. マットレスを構成するエアセルを第１の状態に制御する制御部を備えたエアセル制御装置であって、
   前記制御部は、
   前記マットレス上の利用者の姿勢を判定し、
   前記利用者の姿勢が特定の姿勢の場合には、前記エアセルを第２の状態にする制御を行う
   ことを特徴とするエアセル制御装置。
2. 前記特定の姿勢は、前記利用者の姿勢が端座位又は長座位であることを特徴とする請求項１に記載のエアセル制御装置。
3. 前記第２の状態は、前記第１の状態に比べてエアセルの内圧が高い状態であることを特徴とする請求項１又は２に記載のエアセル制御装置。
4. 前記制御部は、
   前記利用者が安静の状態にあることを判定した場合、前記エアセルの内圧を高める制御をやめることを特徴とする請求項３に記載のエアセル制御装置。
5. 前記制御部は、
   前記利用者の姿勢を変更する動作を判定し、
   前記利用者の姿勢の変更が完了する前又は姿勢の変更中に、前記エアセルの内圧を高める制御を行う
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載のエアセル制御装置。
6. 導電性シート又は導電性繊維からなる１枚以上の導電シートと、前記導電シートに隣接する弾性体と、前記弾性体が変形することによる前記導電シートの静電容量の変化を測定する測定部と、を備え、
   前記制御部は、前記測定部により測定された静電容量の変化により、前記マットレス上の利用者の姿勢を判定することを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載のエアセル制御装置。
7. 前記第２の状態は、前記第１の状態の動作が停止した状態であることを特徴とする請求項１に記載のエアセル制御装置。
8. マットレスを構成するエアセルを制御する制御部を備えたエアセル制御装置であって、
   前記制御部は、
   前記マットレス上の利用者の離床又は在床を判定し、
   前記利用者が離床をした場合又は離床をする場合には、前記エアセルの内圧を高める制御を行う
   ことを特徴とするエアセル制御装置。
9. 前記制御部は、
   前記利用者が再び在床した場合には、前記エアセルの内圧を高める制御をやめることを特徴とする請求項８に記載のエアセル制御装置。
10. マットレスを構成するエアセルを制御する制御部を備えたエアセル制御装置であって、
    前記制御部は、
    前記マットレス上の状態を判定し、
    前記マットレス上の状態として、マットレスの利用者以外の者の膝付き又は端座位を判定した場合には、前記エアセルの内圧を高める制御を行う
    ことを特徴とするエアセル制御装置。
11. 導電性シート又は導電性繊維からなる１枚以上の導電シートと、前記導電シートに隣接する弾性体と、前記弾性体が変形することによる前記導電シートの静電容量の変化を測定する測定部と、を備え、
    前記制御部は、前記測定部により測定された静電容量の変化により、前記マットレス上の利用者の姿勢を判定することを特徴とする請求項１０に記載のエアセル制御装置。

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