JP2022008947A - 離床判定装置、離床判定システム、及び離床判定プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザの離床を速やかに精度良く判定することができる離床判定装置、離床判定システム、及び離床判定プログラムを提供する。
【解決手段】寝具上のユーザの体動を示す体動情報を取得する体動取得手段４０と、寝具上のユーザによる荷重を示す荷重情報を取得する荷重取得手段４０と、取得された体動情報によって示される体動の時系列変化と、荷重情報によって示される荷重の時系列変化とに基づいて、ユーザの離床を判定する判定手段と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、ユーザが離床したか否かを判定する離床判定装置、離床判定システム、及び離床判定プログラムに関する。

高齢者の介護施設等では、在床中の被介護者が離床する際に転倒してしまったり、介護者が目を離している隙に在床中の被介護者が１人で離床して徘徊してしまったりする場合がある。そのため、被介護者がベッド上で起き上がったこと、離床したこと等を検知して介護者に報知する離床判定装置が提案されてきた。

例えば、特許文献１には、被介護者の生体信号に基づいて被介護者の離床を判定する離床判定装置が開示されている。この離床判定装置は、被介護者の生体信号を無侵襲且つ無拘束で検出する生体信号検出手段と、生体信号検出手段によって検出された生体信号に対して利得制御を行うことによってピーク値を一定に制御し、そのときの利得の値を用いて生体信号強度を算出する生体信号強度算出手段と、生体信号強度算出手段によって算出された生体信号強度に基づいて、被介護者の在床を判定する在床判定手段と、利得制御を行うことによってピーク値を一定に制御した生体信号の波形振幅に基づいて、被介護者の体動の有無を検出する体動検出手段と、在床判定手段による判定結果と体動検出手段による検出結果とに基づいて、被介護者の離床の有無を判定する離床判定手段とを備えている。

また、この離床判定装置の離床判定手段は、在床判定手段によって被介護者の在床が判定された状態で、体動検出手段によって体動があった旨が検出された場合に利得制御のレベルをロックするか又は一定レベル以下には利得を下げないようにし、且つ、生体信号強度のピーク値が所定値以上となるように利得制御を行わせ、体動検出手段によって所定時間継続した体動があった旨が検出された後に生体信号の波形振幅が略ゼロ値となった場合に離床があったものと判定する。

特開２０１３－１８３８１２号公報

上記特許文献１に開示された離床判定装置では、被介護者の生体信号を逐次解析して在床を判定するため、離床の判定に時間を要してしまう。離床の判定に時間を要し、被介護者が離床した旨を介護者に報知するタイミングが遅れた場合には、介護者が、被介護者が離床したことを認識した段階で、被介護者の居場所を特定できなくなってしまう場合がある。

また、被介護者の離床を判定する方法として、被介護者の寝具の下部に荷重センサを配置し、配置された荷重センサにより計測された荷重の変化を用いる方法も考えられる。しかしながら、この方法では、例えば被介護者の所有物等の被介護者の荷重以外の荷重によって被介護者の在床又は離床が誤検知される可能性があり、被介護者の離床の判定の精度が低下する。

本発明は、ユーザの離床を速やかに精度良く判定することができる離床判定装置、離床判定システム、及び離床判定プログラムを提供することを目的とする。

請求項１に係る離床判定装置は、寝具上のユーザの体動を示す体動情報を取得する体動取得手段と、前記寝具上のユーザによる荷重を示す荷重情報を取得する荷重取得手段と、取得された前記体動情報によって示される体動の時系列変化に基づいて前記ユーザが在床状態である場合を判定し、前記荷重情報によって示される現在の荷重と、前記ユーザが在床状態である場合の荷重と、の差分に基づいて、前記ユーザが離床したか否かを判定する判定手段と、を備える。

請求項２に係る離床判定装置は、寝具上のユーザの体動を検出する体動検出手段と、前記寝具上のユーザの荷重を検出する荷重検出手段と、を備え、前記体動取得手段は、前記体動検出手段により検出された体動を示す体動情報を取得し、前記荷重取得手段は、前記荷重検出手段により検出された荷重を示す荷重情報を取得する。

請求項３に係る離床判定装置は、請求項２記載の発明において、前記体動検出手段は、前記ユーザが在床している場合には前記ユーザからの圧力が加わると共に、前記ユーザが離床している場合には前記ユーザからの圧力が加わらない位置に設けられた圧力伝達体における振動を検出する振動センサであり、前記荷重検出手段は、前記圧力伝達体における圧力の変化を検出する圧力センサである。

請求項４に係る離床判定装置は、請求項２記載の発明において、前記荷重検出手段は、前記ユーザが在床している場合には前記ユーザからの外力が加わると共に、前記ユーザが離床している場合には前記ユーザからの外力が加わらない位置に設けられたシートに加わる外力を検出する外力センサである。

請求項５に係る離床判定装置は、請求項１～４の何れか１項記載の発明において、前記判定手段は、前記体動の時系列変化に基づいて前記ユーザが在床状態であるか不在状態であるかを判定し、前記ユーザが在床状態である場合の荷重、及び前記ユーザが不在状態である場合の荷重に基づいて前記ユーザが離床したか否かを判定する。

請求項６に係る離床判定装置は、請求項５記載の発明において、前記判定手段は、前記体動の時系列変化において体動が検出されていない場合は前記ユーザが不在状態であると判定し、前記体動の時系列変化において体動が検出されている場合は前記ユーザが在床状態であると判定する。

請求項７に係る離床判定装置は、請求項６記載の発明において、前記判定手段は、前記ユーザが在床状態である時間帯の初めの時刻を含む予め定めた時間帯の荷重を用いずに、前記ユーザが在床状態である場合の荷重を算出する。

請求項８に係る離床判定装置は、請求項１～７の何れか１項記載の発明において、前記判定手段は、予め定めた時間を遡った時刻における前記ユーザの荷重から現在の時刻の荷重を減算した差分が、前記ユーザが在床状態である場合の荷重に基づいて決定された、前記ユーザが離床したか否かを判定するための閾値より大きい場合に、前記ユーザが離床したと判定する。

請求項９に係る離床判定装置は、請求項１～８の何れか１項記載の発明において、前記ユーザが離床したと判定した場合、前記判定手段は、前記体動の時系列変化に基づいて前記ユーザが睡眠状態であるか覚醒状態であるかを判定し、予め定めた時間を遡った時間帯で前記ユーザが睡眠状態である場合、予め定めた時間を遡った時間帯に睡眠状態であった前記ユーザが離床したと判定する。

請求項１０に係る離床判定装置は、請求項５～７および請求項５を引用する請求項９の何れか１項記載の発明において、前記判定手段は、前記ユーザが在床状態である場合の荷重、及び前記ユーザが不在状態である場合の荷重に基づいて前記ユーザが離床したか否かを判定するための基準値を算出し、前記ユーザが在床状態である場合の荷重から現在の荷重を減算した差分が前記基準値より大きい状態が予め定めた時間以上継続した場合に、前記ユーザが離床したと判定する。

請求項１１に係る離床判定装置は、請求項１０記載の発明において、前記判定手段は、予め定めた複数の時間を遡った複数の時間帯のうちの少なくとも１つの時間帯における前記ユーザの荷重から現在の荷重を減算した差分が前記基準値より大きい状態が予め定めた時間以上継続した場合に、前記ユーザが離床したと判定する。

請求項１２に係る離床判定装置は、請求項１～１１の何れか１項記載の発明において、前記判定手段により前記ユーザが離床したと判定した場合、前記ユーザが離床した旨を報知する報知手段を更に備える。

請求項１３に係る離床判定装置は、請求項９記載の発明において、前記判定手段により前記ユーザが離床したと判定した場合、予め定めた時間を遡った時間帯に睡眠状態であった前記ユーザが離床した旨を報知する報知手段を更に備える。

請求項１４に係る離床判定装置は、請求項１～１３の何れか１項記載の発明において、前記ユーザの入床、離床、睡眠時からの離床の少なくとも１つの情報を外部装置に送信する送信手段を更に備える。

請求項１５に係る離床判定システムは、請求項１記載の体動取得手段及び荷重取得手段と、を備える第１装置と、請求項１記載の判定手段を備える第２装置と、を備える。

請求項１６に係る離床判定プログラムは、コンピュータを、請求項１～１４の何れか１項記載の離床判定装置を構成する各手段として機能させるプログラムである。

請求項１、１５、１６の発明によれば、ユーザの離床を速やかに精度良く判定することができる。

請求項２の発明によれば、離床判定装置が単体でユーザの離床を速やかに精度良く判定することができる。

請求項３の発明によれば、ユーザが在床する際に不快感を与えることなく、ユーザの離床を速やかに精度良く判定することができる。

請求項４の発明によれば、ユーザに離床判定装置が設置されていることを認識させることなく、ユーザの離床を速やかに精度良く判定することができる。

請求項５の発明によれば、ユーザ毎の荷重に応じてユーザの離床を判定することができる。

請求項６の発明によれば、ユーザが在床状態であるか否かを精度良く判定することができる。

請求項７の発明によれば、ユーザが在床状態である場合の荷重を精度良く求めることができる。

請求項８の発明によれば、ユーザが離床したことを速やかに精度良く判定することができる。

請求項９の発明によれば、予め定めた時間を遡った時間帯に睡眠状態であったユーザが離床したことを速やかに精度良く判定することができる。

請求項１０の発明によれば、ユーザが離床したことを更に速やかに精度良く判定することができる。

請求項１１の発明によれば、ユーザの離床時の状態に関係なく、ユーザが離床したことを速やかに精度良く判定することができる。

請求項１２の発明によれば、ユーザの離床を第三者に速やかに認識させることができる。

請求項１３の発明によれば、予め定めた時間を遡った時間帯に睡眠状態であったユーザが離床したことを第三者に速やかに認識させることができる。

請求項１４の発明によれば、ユーザの入床、離床、睡眠時からの離床の少なくとも１つを外部装置に速やかに通知することができる。

実施形態に係る離床判定システムの全体構成を示す構成図である。 実施形態に係る離床判定装置の使用状態の一例を示す模式図である。 実施形態に係る離床判定装置の機能的な構成を示すブロック図である。 実施形態に係る離床判定装置における体動センサ及び荷重センサの構成を示す斜視図である。 実施形態に係る状態コードを示す模式図である。 実施形態に係る体動の時系列変化、及び荷重の時系列変化の一例を示すグラフである。 実施形態に係る状態判定処理のプログラムの流れを示すフローチャートである。 実施形態に係る荷重の基準値の設定方法を説明するための模式図である。 実施形態に係る体動の時系列変化、及び荷重の時系列変化の一例を示すグラフである。 実施形態に係る体動の時系列変化、及び荷重の時系列変化の一例を示すグラフである。 実施形態に係る離床判定処理のプログラムの流れを示すフローチャートである。 実施形態に係る荷重の基準値の設定方法を説明するための模式図である。 実施形態に係る荷重の基準値の設定方法を説明するための模式図である。 実施形態に係る荷重の基準値の設定方法を説明するための模式図である。 実施形態に係る体動の時系列変化、及び荷重の時系列変化の一例を示すグラフである。 実施形態に係る体動の時系列変化、及び荷重の時系列変化の一例を示すグラフである。 実施形態に係る体動の時系列変化、及び荷重の時系列変化の一例を示すグラフである。 実施形態に係る体動の時系列変化、及び荷重の時系列変化の一例を示すグラフである。 実施形態に係る体動の時系列変化、及び荷重の時系列変化の一例を示すグラフである。

以下、添付図面を参照して、本実施形態に係る離床判定システムについて説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る離床判定システム１は、ユーザ（被介護者）の離床を判定し、ユーザが離床した場合にはユーザが離床した旨を示す情報を外部装置に送信する離床判定装置１０を備えている。また、離床判定システム１は、ユーザが離床した旨を示す情報を受信した場合、ユーザが離床した旨を報知する情報端末２０を有している。

離床判定装置１０は、ユーザの体動、及びユーザの荷重を検出するマットレス部１２と、検出したユーザの体動の時系列変化、及びユーザの荷重の時系列変化に基づいてユーザの離床を判定し、ユーザが離床した場合にはユーザが離床した旨を示す情報を情報端末２０に送信する本体部１４と、を備えている。

図２に示すように、マットレス部１２は、例えば精製水等の流体が内封された内部空間を有する袋状の部材であり、ユーザ２００が横たわる寝具１５０の下部に配置される。具体的には、マットレス部１２は、ユーザ２００が在床している場合にはユーザ２００からの圧力が加わると共に、ユーザ２００が離床している場合にはユーザ２００からの圧力が加わらない位置に配置される。本実施形態では、マットレス部１２は、ユーザが在床している場合にユーザ２００の胸部及び腹部を支える位置に配置される場合について説明するが、これに限らず、マットレス部１２は、ユーザ２００が在床している場合にユーザ２００からの圧力が加わる位置に配置されれば良い。これにより、マットレス部１２は、上面に横たわったユーザ２００等による、外部から加えられた圧力を、上記流体により伝達する圧力伝達体として機能する。また、本体部１４には、各種情報を表示する表示部２２、及び、ユーザ２００又はユーザ２００の介護者等により操作される操作部２４が設けられている。

ここで、離床判定装置１０のシステム構成について説明する。

図３に示すように、離床判定装置１０は、上述したマットレス部１２、体動検出手段の一例である体動センサ３２、及び、荷重検出手段の一例である荷重センサ３４を備えている。また、離床判定装置１０は、体動センサ３２により検出されたユーザ２００の体動を示す体動情報を入力し、入力した体動情報を処理する信号処理部３６を備えている。また、離床判定装置１０は、荷重センサ３４により検出されたユーザ２００の荷重を示す荷重情報と、信号処理部３６により処理された体動情報と、をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部３８を備えている。また、離床判定装置１０は、変換されたデジタル信号からユーザ２００の離床を判定する、体動取得手段、荷重取得手段、判定手段、報知手段、及び送信手段の一例である制御部４０を備えている。また、離床判定装置１０は、制御部４０による判定結果を情報端末２０等の外部装置に送信する外部通信部４２を備えている。

体動センサ３２は、図４に示すように、マットレス部１２の上記流体が内封された内部空間の圧力の変化によりユーザ２００の体動を検出するセンサを有する。このセンサとしては、例えば、コンデンサマイクロホン、振動センサ等が例示されるが、本実施形態では、コンデンサマイクロホンが使用された場合について説明する。体動センサ３２は、当該センサにより検出された圧力を示す検出信号を信号処理部３６及びＡＤ変換部３８を介して制御部４０に出力する。検出信号を入力した制御部４０は、検出信号に基づいてユーザ２００の体動の時系列変化を示す情報を生成する。なお、体動センサ３２により検出された体動の時系列変化によって、マットレス部１２の上に横たわったユーザ２００の呼吸、心拍、及び体動が検出される。本実施形態では、後述するように、ユーザ２００の呼吸、心拍、及び体動により、ユーザ２００の振動が安定しているか否かが判定される。

荷重センサ３４は、図４に示すように、マットレス部１２の上記流体が内封された内部空間に加わっている圧力の変化によりユーザ２００の荷重を検出するセンサを有する。このセンサとしては、例えば、圧力の変化を検出する圧力センサ、マットレス部１２に加わる外力によるマットレス部１２の変形の度合いを検出する、外力センサの一例である歪みゲージ、マットレス部１２の変位を検出する変位センサ等が例示されるが、本実施形態では、圧力センサが使用された場合について説明する。荷重センサ３４は、当該センサにより検出された荷重を示す検出信号をＡＤ変換部３８を介して制御部４０に出力する。検出信号を入力した制御部４０は、検出信号に基づいてユーザ２００の荷重の時系列変化を示す情報を生成する。なお、後述するように、ユーザ２００の荷重の時系列変化によって、マットレス部１２の上に在床したユーザ２００が在床しているか否かが判定される。

なお、体動センサ３２により検出される圧力は、圧力の変化分であっても、圧力それ自体であっても構わない。また、荷重センサ３４により検出される荷重も、荷重の変化分であっても、荷重それ自体であっても構わない。

信号処理部３６は、入力した信号のうちの所定の帯域のみを通過させるフィルタを備える。例えば、信号処理部３６は、３つのバンドパスフィルタ(以降、ＢＰＦと略称する)である第１ＢＰＦ、第２ＢＰＦ、及び第３ＢＰＦを有している。第１ＢＰＦは、体動センサ３２から入力した体動の時系列変化を示す信号から、０．５Ｈｚ～２Ｈｚといった周波数帯域の脈拍に対応する信号を、脈拍信号として抽出するＢＰＦである。第２ＢＰＦは、体動センサ３２から入力した体動の時系列変化を示す信号から、０．２Ｈｚ～１Ｈｚ程度の周波数帯域の呼吸に対応する信号を、呼吸信号として抽出するＢＰＦである。第３ＢＰＦは、体動センサ３２から入力した体動の時系列変化を示す信号から、１０Ｈｚ以上１００Ｈｚ以下の周波数帯域のその他の身体の動きに対応する信号を、体動信号として抽出するＢＰＦである。

Ａ／Ｄ変換部３８は、信号処理部３６から入力した脈拍信号、呼吸信号、体動信号、及び、荷重センサ３４から入力した荷重情報をＡ／Ｄ変換してデジタルデータを生成し、制御部４０に出力する。

制御部４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を備えている。制御部４０は、ＣＰＵにより所定のプログラムを実行することにより、離床判定装置１０の各部を統括的に制御して、後述する状態判定処理及び離床判定処理を含む各種処理を実行する。

制御部４０は、体動の時系列変化に基づいてユーザ２００の状態を判定し、判定結果に応じてユーザ２００の状態コードを作成する。ここで、ユーザ２００の状態コードについて説明する。

図５に示すように、本実施形態では、体動情報から、ユーザ２００が在床しているか否かを示す在床是非状態、及びユーザ２００が睡眠状態であるか否かを示す睡眠是非状態が判定される。そして、状態コードは、在床是非状態、睡眠是非状態の順で羅列された「０」又は「１」で表される２ケタのコードで表される。

すなわち、在床是非状態は、体動センサ３２により体動が検出されている場合に、ユーザ２００が在床していると判定され、「０」で表され、体動センサ３２により体動が検出されていない場合に、ユーザ２００が不在状態であると判定され、「１」で表される。

睡眠是非状態は、体動センサ３２により検出される振動が安定している場合に、睡眠状態であることを示す「０」で表され、体動センサ３２により検出される振動が安定していない場合、及び振動していない場合に、覚醒状態であることを示す「１」で表される。

そして、状態コードが「００」（在床是非状態：０，睡眠是非状態：０）である場合には、ユーザ２００が睡眠状態であると判定される。また、状態コードが「０１」（在床是非状態：０，睡眠是非状態：１）である場合には、ユーザ２００が覚醒状態であると判定される。一方、状態コードが「１１」（在床是非状態：１，睡眠是非状態：１）である場合には、ユーザ２００が不在状態であると判定される。

図６に、ユーザ２００の体動の時系列変化、及びユーザ２００の荷重の時系列変化の一例を示した。図６に示す例では、体動の時系列変化における０秒後（初期）では、状態コードが「００」となっていて、その３２秒後にも、状態コードが「００」となっている。この場合には、０秒後（初期）にはユーザ２００が睡眠状態であり、その３２秒後にもユーザ２００が睡眠状態であることが表されている。

また、図６に示す例では、荷重の時系列変化における０秒後（初期）～６４秒後の間は、マットレス部１２に加わる荷重がほぼ一定であるが、１２８秒後には、マットレス部１２に加わる荷重が軽くなっている。この場合には、マットレス部１２に加わる荷重がほぼ一定である状態から、荷重が軽くなった時点で、ユーザ２００が離床したことが表されている。

なお、本実施形態では、制御部４０は、図６に示すように、ユーザ２００の状態コードは、体動の時系列変化に基づき、予め定めた時間（例えば、１６秒）毎に判定する。また、本実施形態では、荷重の時系列変化に基づいて、制御部４０は、予め定めた時間（例えば、１６秒）毎に荷重の平均値を算出し、算出した荷重の平均値に基づいてユーザ２００の離床を判定する。

まず、本実施形態に係る離床判定装置１０が、ユーザ２００の状態を判定する状態判定処理を行う際の処理の流れを、図７に示すフローチャートを参照して説明する。

なお、本実施形態では、状態判定処理のプログラムは予め制御部４０の記憶手段に記憶されているが、これに限らない。例えば、状態判定処理のプログラムは、外部装置から通信手段を介して受信して実行されても良い。また、ＣＤ（Compact Disc）、半導体メモリ等の記録媒体に記録された状態判定処理のプログラムが読み込まれることにより、状態判定処理が実行されるようにしてもよい。

本実施形態では、状態判定処理のプログラムは、予め定めた時間（例えば、１分）が経過する毎に実行される。

ステップＳ１０１では、制御部４０は、体動センサ３２により検出されたユーザ２００の体動の時系列変化から、何れかの時間帯を選択し、選択した時間帯における体動の時系列変化を抽出する。ここで選択される時間帯は、例えば、後述するステップＳ１０３乃至Ｓ１１９の処理を行っていない時間帯における初めの１６秒間である。

ステップＳ１０３では、制御部４０は、抽出した時系列変化においてユーザ２００の体動が検出されていないか否かを判定する。ステップＳ１０３でユーザ２００の体動が検出されていないと判定した場合（Ｓ１０３，Ｙ）はステップＳ１０５に移行し、ユーザ２００の体動が検出されたと判定した場合（Ｓ１０３，Ｎ）はステップＳ１０９に移行する。

ステップＳ１０５では、制御部４０は、ユーザ２００が不在状態であると判定し、選択した時間帯における状態コードを「１１」とする。

ステップＳ１０７では、制御部４０は、選択した時間帯における荷重の平均値を、不在時の荷重を示す基準値Ｐ１として設定する。

一方、ステップＳ１０９では、制御部４０は、ユーザ２００が在床状態であると判定する。

ステップＳ１１１では、制御部４０は、抽出した時系列変化に基づいて、抽出した時間帯における体動の振動が安定しているか否かを判定する。ステップＳ１１１で体動の振動が安定していると判定した場合（Ｓ１１１，Ｙ）はステップＳ１１３に移行する。また、ステップＳ１１１で対動の振動が安定していないと判定した場合（Ｓ１１１，Ｎ）はステップＳ１１７に移行する。

ステップＳ１１３では、制御部４０は、ユーザ２００が睡眠状態であると判定し、選択した時間帯における状態コードを「００」とする。

ステップＳ１１５では、制御部４０は、抽出した時系列変化に基づいて、選択した時間帯における荷重の平均値を、在床時の荷重を示す基準値Ｐ３として設定する。

なお、ステップＳ１０７及びＳ１１５により、一例として図８に示すように、不在時の荷重を示す基準値Ｐ１と、基準値Ｐ１より値が大きい在床時の荷重を示す基準値Ｐ３が設定される。

また、一例として図９に示すように、ユーザ２００がマットレス部１２の上に入床する際には、例えば、入床時はマットレス部１２に座ったり、マットレス部１２上で上体を手で支えたりする等の動作に伴い、図９に示すグラフにおける楕円枠Ｃ１内の部分に示されるように、ユーザ２００の睡眠時の荷重以上の荷重がかかる場合が多い。そこで、本実施形態では、基準値Ｐ３を設定する際、抽出した時系列変化における荷重と、基準値Ｐ１との差分が予め定めた閾値（例えば、ユーザ２００の体重に基づく、ユーザ２００が在床しているか否かを判定するための閾値）より大きい状態が予め定めた時間（例えば、３２秒）継続した場合に、ユーザ２００が在床したとする。この場合、一例として図１０に示すように、上記予め定めた時間ｔ３における上記予め定めた時間の初めを含む時間帯ｔ４（例えば、前半の１６秒）を用いずに、基準値Ｐ３を設定する。例えば、上記予め定めた時間ｔ３における上記予め定めた時間の初めを含まない時間帯ｔ５（例えば、後半の１６秒）における荷重の平均値を、基準値Ｐ３とする。

ステップＳ１１７では、制御部４０は、ユーザ２００が覚醒していると判定し、抽出した時間帯における状態コードを「０１」とする。

ステップＳ１１９では、制御部４０は、ユーザ２００の体動の時系列変化において、未処理の時間帯、すなわちステップＳ１０３乃至Ｓ１１９の処理を行っていない時間帯があるか否かを判定する。

ステップＳ１１９で未処理の時間帯があると判定した場合（Ｓ１１９，Ｙ）はステップＳ１０１に移行し、未処理の時間帯がないと判定した場合（Ｓ１１９，Ｎ）はステップＳ１２１に移行する。

ステップＳ１２１では、制御部４０は、例えば判定時刻と状態コード状態との組が羅列された、状態コードの時系列変化を作成し、本状態判定処理のプログラムの実行を終了する。

このようにして、離床判定装置１０は、体動センサ３２により検出されたユーザ２００の体動の時系列変化に基づいて、ユーザ２００の状態を推定し、状態コードの時系列変化を作成する。

なお、本実施形態では、制御部４０が体動センサ３２からユーザ２００の体動の時系列変化を取得して、状態判定処理を行う場合について説明したが、これに限らない。例えば、体動センサ３２が状態判定処理を行い、判定結果として、状態コードの時系列変化を制御部４０に対して出力するようにしても良い。また、ユーザ２００の状態を判定する方法はこれに限らず、例えば、特開２０１３－９９５０７号公報に開示されている方法を用いても良い。

次に、本実施形態に係る離床判定装置１０が、ユーザ２００の離床を判定する離床判定処理を行う際の処理の流れを、図１１に示すフローチャートを参照して説明する。

なお、本実施形態では、離床判定処理のプログラムは予め制御部４０の記憶手段に記憶されているが、これに限らない。例えば、離床判定処理のプログラムは、外部装置から通信手段を介して受信して実行されても良い。また、ＣＤ（Compact Disc）、半導体メモリ等の記録媒体に記録された離床判定処理のプログラムが読み込まれることにより、離床判定処理が実行されるようにしてもよい。

本実施形態では、離床判定処理のプログラムは、予め定めた時間（例えば、１秒）が経過する毎に実行される。

ステップＳ２０１では、制御部４０は、荷重センサ３４により検出されたユーザ２００の荷重の時系列変化、及び上述した図７のステップＳ１２１で作成した状態コードの時系列変化を取得する。

ステップＳ２０２では、制御部４０は、ユーザ２００が不在状態であるか否かを判定する。ステップＳ２０２でユーザ２００が不在状態であると判定した場合（Ｓ２０２，Ｙ）はステップＳ２０３に移行し、ユーザ２００が在床状態であると判定した場合（Ｓ２０２，Ｎ）はステップＳ２０９に移行する。

ステップＳ２０３では、制御部４０は、入床の判定対象とする時刻（例えば、現在の時刻）における荷重から、不在時の荷重を示す基準値Ｐ１を減算した差分ΔＰ１が、予め定めた規定値Ｐａより大きいか否かを判定する。予め定めた規定値Ｐａは、ユーザ２００が入床したか否かを判定するための閾値であり、例えば、ユーザ２００の体重、ユーザ２００が入床している場合に荷重センサ３４により検出されている荷重の平均値等に基づいて決定される。

ステップＳ２０３で差分ΔＰ１が規定値Ｐａより大きいと判定した場合（Ｓ２０３，Ｙ）はステップＳ２０５に移行し、差分ΔＰ１が規定値Ｐａ以下であると判定した場合（Ｓ２０３，Ｎ）は本離床判定処理のプログラムの実行を終了する。

ステップＳ２０５では、制御部４０は、差分ΔＰ１が規定値Ｐａ以下より大きい状態が予め定めた時間ｔ１（例えば、１０分）以上継続したか否かを判定する。予め定めた時間ｔ１は、ユーザ２００が入床したか否かを判定するための閾値であり、例えば、ユーザ２００が入床してから睡眠状態となるまでの平均時間等に基づいて決定される。

ステップＳ２０５で差分ΔＰ１が規定値Ｐａより大きい状態が予め定めた時間ｔ１以上継続したと判定した場合（Ｓ２０５，Ｙ）はステップＳ２０７に移行する。また、ステップＳ２０５で差分ΔＰ１が規定値Ｐａ以下である状態が予め定めた時間ｔ１以上継続しなかったと判定した場合（Ｓ２０５，Ｎ）は、ユーザ２００が入床していないことが推定されるため、本離床判定処理のプログラムの実行を終了する。

ステップＳ２０７では、制御部４０は、現在の時刻の荷重に基づいて、離床の判定の基準値Ｐ２を設定する。本実施形態では、一例として図１２に示すように、現在の時刻の荷重から不在時の荷重を示す基準値Ｐ１を減算した差分の予め定めた割合（例えば、２／３）を、離床の判定の基準値Ｐ２とする。これにより、ユーザ２００の体重に応じた適切な基準値Ｐ２が設定される。

このように、本実施形態では、ユーザ２００が入床する毎に、ユーザ２００の体動及び荷重に基づき、ユーザ２００の在床時の荷重及び不在時の荷重が算出され、算出されたユーザ２００の在床時の荷重及び不在時の荷重に基づき、離床の判定の基準値Ｐ２が設定される。そして、ユーザ２００が入床する毎に設定された基準値Ｐ２を用いてユーザ２００の離床が判定されることにより、ユーザ２００の離床を速やかに精度良く判定することができる。

ステップＳ２０８では、制御部４０は、ユーザ２００が入床したと判定し、入床イベントを発生させ、本離床判定処理のプログラムの実行を終了する。本実施形態では、入床イベントが発生すると、ユーザ２００が入床した旨を示す入床情報を情報端末２０に送信する。情報端末２０は、入床情報を受信すると、例えば、ユーザ２００が入床した旨を示す情報を表示手段に表示させると共に、警報音を発生させることにより、ユーザ２００の介護者等にその旨を報知する。

ステップＳ２０９では、制御部４０は、現在の時刻から時間ｔａだけ遡った時刻の荷重から、現在の時刻の荷重を減算した差分ΔＰ２が、予め定めた規定値Ｐｂより大きいか否かを判定する。予め定めた規定値Ｐｂは、ユーザ２００が在床状態から離床したか否かを判定するための閾値であり、例えば、ユーザ２００の体重、ユーザ２００が在床している場合に荷重センサ３４により検出される荷重の平均値等に基づいて決定される。本実施形態では、一例として図１３に示すように、時間ｔａ前の荷重から現在の時刻の荷重までの変化量が規定値Ｐｂより大きい場合に、ユーザ２００が離床したことが推定される。

ステップＳ２０９で差分ΔＰ２が規定値Ｐｂより大きいと判定した場合（Ｓ２０９，Ｙ）はステップＳ２１１に移行する。また、ステップＳ２０９で差分ΔＰ２が規定値Ｐｂ以下であると判定した場合（Ｓ２０９，Ｎ）は、ユーザ２００が離床していないことが推定されるため、本離床判定処理のプログラムの実行を終了する。

ステップＳ２１１では、制御部４０は、ユーザ２００が離床したと判定し、離床イベントを発生させる。本実施形態では、離床イベントが発生すると、ユーザ２００が離床した旨を示す第１離床情報を情報端末２０に送信する。情報端末２０は、第１離床情報を受信すると、例えば、ユーザ２００が離床した旨を示す情報を表示手段に表示させることにより、ユーザにその旨を報知する。なお、この段階では、ユーザ２００が睡眠状態であるか覚醒状態であるかに関わらず、ユーザ２００が離床した旨が報知される。

ステップＳ２１３では、制御部４０は、状態コードの時系列変化に基づいて、予め定めた時間ｔｘ前、すなわち現在の時刻から予め定めた時間ｔｘ遡った時刻に、ユーザ２００が睡眠状態であったか否かを判定する。予め定めた時間ｔｘは、ユーザ２００が睡眠状態から離床したか否かを判定するための閾値であり、例えば、ユーザ２００が睡眠状態から覚醒してから離床するまでの平均時間を予め求めておき、この平均時間に基づいて決定される。

ステップＳ２１３で時間ｔｘ前にユーザ２００が睡眠状態であったと判定した場合（Ｓ２１３，Ｙ）はステップＳ２１５に移行する。また、ステップＳ２１３で時間ｔｘ前にユーザ２００が睡眠状態ではなかったと判定した場合（Ｓ２１３，Ｎ）は、ユーザ２００が睡眠状態から離床していないことが推定されるため、本離床判定処理のプログラムの実行を終了する。

ステップＳ２１５では、制御部４０は、在床時の荷重を示す基準値Ｐ３から現在の時刻の荷重を減算した差分ΔＰ３が、離床の判定の基準値Ｐ２より大きいか否かを判定する。一例として図１４に示すように、在床時の荷重から現在の時刻の荷重までの変化量が基準値Ｐ２より大きい場合に、ユーザ２００が睡眠時から離床したことが推定される。

ステップＳ２１５で差分ΔＰ３が基準値Ｐ２より大きいと判定した場合（Ｓ２１５，Ｙ）はステップＳ２１７に移行する。また、ステップＳ２１５で差分ΔＰ３が基準値Ｐ２以下であると判定した場合（Ｓ２１５，Ｎ）は、ユーザ２００が離床していないことが推定されるため、本離床判定処理のプログラムの実行を終了する。

ステップＳ２１７では、在床時の荷重を示す基準値Ｐ３から現在の時刻の荷重を減算した差分ΔＰ３が、離床の判定の基準値Ｐ２より大きい状態が、予め定めた時間ｔ２以上継続したか否かを判定する。本実施形態では、予め定めた時間ｔ２は、ユーザ２００が在床状態から離床したか否かを判定するための閾値であり、例えば、ユーザ２００が在床状態から一旦離床した後に、直ぐに在床した場合、すなわちユーザ２００が一旦起き上がって直ぐに横になった場合に、ユーザ２００が離床した後に再び在床するまでの平均時間を予め求めておき、この平均時間に基づいて決定される。ステップ２１７で差分Δ３が基準値Ｐ２より大きい状態が時間ｔ２以上継続したと判定した場合（Ｓ２１７，Ｙ）はステップＳ２１９に移行する。また、ステップＳ２１７で差分Δ３が基準値Ｐ２より大きい状態が時間ｔ２以上継続しなかったと判定した場合（Ｓ２１７，Ｎ）は、ユーザ２００が離床していないことが推定されるため、本離床判定処理のプログラムの実行を終了する。

ステップＳ２１９では、制御部４０は、ユーザ２００が睡眠時から離床したと判定し、睡眠時からの離床イベントを発生させ、本離床判定処理のプログラムの実行を終了する。本実施形態では、睡眠時からの離床イベントが発生すると、ユーザ２００が睡眠時から離床した旨を示す第２離床情報を情報端末２０に送信する。情報端末２０は、第２離床情報を受信すると、例えば、ユーザ２００が睡眠時から離床した旨を示す情報を表示手段に表示させると共に、警報音を発生させることにより、ユーザの介護者等にその旨を報知する。

一例として図１５に示すように、現在の時刻から時間ｔａだけ遡った時刻（例えば、１６秒）の荷重から、現在の時刻の荷重を減算した差分ΔＰ２が規定値Ｐｂより大きい状態が、予め定めた時間（例えば、５秒）以上継続した場合には、ステップＳ２１１において、現在の時刻から時間ｔｘだけ遡った時刻にユーザ２００が睡眠状態でなくても、離床判定装置１０は、離床イベント発生を発生させる。

また、一例として図１６に示すように、現在の時刻から時間ｔｘだけ遡った時刻にユーザ２００が睡眠中であって、在床時の荷重を示す基準値Ｐ３から、現在の時刻の荷重を減算した差分ΔＰ３が基準値Ｐ２より大きい状態が、予め定めた時間（例えば、５秒）以上継続した場合には、ステップＳ２１９において、離床判定装置１０は、睡眠時からの離床イベント発生を発生させる。

このように、本実施形態では、ユーザ２００が離床した場合と、ユーザ２００が睡眠時から離床した場合とで、それぞれ別個のイベントを発生させる。これにより、イベント発生時に実行する処理をイベント毎に設定しておくことで、例えば、ユーザ２００が離床する度に介護者等にその旨を報知する、ユーザ２００が睡眠時から離床した場合のみ、介護者等にその旨を報知する等、ユーザ２００の状態に応じた処理を行わせることができる。

また、本実施形態では、在床時の荷重を示す基準値Ｐ３から、現在の時刻の荷重を減算した差分ΔＰ３が基準値Ｐ２より大きい状態が、予め定めた時間以上継続した場合に、睡眠時からの離床イベント発生を発生させる場合について説明したが、これに限らない。例えば、現在の時刻から複数の時間を遡った複数の時間帯における荷重を用いて下記（Ａ）乃至（Ｃ）に示すような判定を行い、その判定結果に基づいて複数種類の睡眠時からの離床イベントの少なくとも１つを発生させるようにしても良い。

（Ａ）第１の時間（例えば、１分）前に睡眠状態であり、第１の時間前における荷重と現在の時刻の荷重との差分が、離床の判定の基準値Ｐ２より大きい状態が時間ｔ２以上継続した場合、睡眠時からの離床イベントＡを発生させる。

（Ｂ）第２の時間（例えば、２分）前に睡眠状態であり、第２の時間前における荷重と現在の時刻の荷重との差分が、離床の判定の基準値Ｐ２より大きい状態が時間ｔ２以上継続した場合、睡眠時からの離床イベントＢを発生させる。

（Ｃ）第３の時間（例えば、３分）前に睡眠状態であり、第３の時間前における荷重と現在の時刻の荷重との差分が、離床の判定の基準値Ｐ２より大きい状態が時間ｔ２以上継続した場合、睡眠時からの離床イベントＣを発生させる。

例えば、ユーザ２００が、段階的に体をずらして離床する場合には、一例として図１７の楕円枠Ｃ２に示すように、荷重の時系列変化が階段状となる。このような場合であっても、複数の時間ｔ６、ｔ７を遡った各々の時刻における荷重を用いることにより、ユーザの離床の判定を精度良く行うことができる。

また、例えば、ユーザ２００が寝たり起きたりを繰り返しながら離床する場合には、一例として図１８の楕円枠Ｃ３に示すように、荷重の時系列変化において、荷重が増えたり減ったりを繰り返す。このような場合であっても、複数の時間を遡った各々の時刻における荷重の少なくとも１つから、現在の時刻の荷重を減算した差分が閾値より大きい状態が予め定めた時間以上継続した場合に、離床判定装置１０は、離床イベントを発生させる。これにより、ユーザ２００の離床の判定を精度良く行うことができる。

なお、一例として図１９に示すように、離床イベントを発生させてから予め定めた時間における離床の判定を無効とするような無効時間を設定できるようにしても良い。これにより、例えば、ユーザ２００が寝たり起きたりを繰り返しながら離床する場合であっても、ユーザ２００の離床が誤検知されることにより、ユーザ２００が離床した旨が複数回にわたって報知されることが防止される。

このように、本実施形態では、ユーザ２００による荷重の時系列変化から、ユーザ２００の離床を判定すると共に、ユーザ２００の体動の時系列変化から、その離床が睡眠時からの離床であるか否かを判定する。これにより、ユーザ２００の離床を速やかに精度良く判定することが可能となる。

なお、本実施形態では、離床判定装置１０によりユーザ２００の離床が判定された場合、ユーザ２００が離床した旨を示す情報を情報端末２０に送信する場合について説明したが、これに限らない。例えば、離床判定装置１０によりユーザ２００の離床が判定された場合、離床判定装置１０が警告音を鳴らす等により、ユーザが離床した旨を報知しても良い。これにより、離床判定装置１０が単体でユーザ２００の離床を速やかに精度良く判定すると共に、ユーザ２００が離床した旨を報知することができる。

また、本実施形態では、離床判定装置１０が体動センサ３２及び荷重センサ３４を備えている場合について説明したが、これに限らない。例えば、離床判定装置１０が、外部に設けられた体動センサ又は荷重センサから体動情報又は荷重情報を取得しても良い。これにより、体動センサ及び荷重センサが既に常用されている場合等に、離床判定装置１０が、これらの体動センサ及び荷重センサから体動情報及び荷重情報を取得することにより、離床判定装置１０が体動センサ３２及び荷重センサ３４を有さなくても、ユーザ２００の離床を速やかに精度良く判定することができる。

また、本実施形態では、離床判定装置１０が体動情報及び荷重情報を取得して、状態判定処理及び離床判定処理を行う場合について説明したが、これに限らない。例えば、離床判定装置１０が、体動情報及び荷重情報を外部に設けられた情報端末２０等の外部装置に送信し、外部装置が状態判定処理及び離床判定処理を行っても良い。これにより、例えば、情報処理能力に優れたコンピュータに状態判定処理及び離床判定処理を行わせることにより、ユーザ２００の離床を更に速やかに精度良く判定することができる。

また、本実施形態では、体動センサ３２及び荷重センサ３４を用いてユーザ２００の体動及び荷重を検知する場合について説明したが、これに限らない。例えば、ユーザ２００が在床している場合にはユーザ２００からの外力が加わると共に、ユーザ２００が離床している場合にはユーザ２００からの外力が加わらない位置に設けられた、圧電センサを備えたシート状のセンサを用いて、ユーザ２００の体動及び荷重を検知しても良い。圧電センサを備えたシート状のセンサは、外力センサの一例であり、マットレス部１２に加わる外力による厚み方向の変形に対して起電することで、マットレス部１２に加わる外力を検出する。例えば、厚さが薄いシート状のセンサを用いることで、ユーザ２００に離床判定装置１００が設置されていることを認識させることなく、ユーザ２００の離床を速やかに精度良く判定することができる。

また、本実施形態では、マットレス部１２に加わる圧力の変化を検出することによりユーザ２００の体動の時系列変化を取得する場合について説明したが、これに限らない。例えば、脈拍等を検出するリストバンド等をユーザ２００が身に着け、リストバンド等から脈拍等の時系列変化を取得するにより、ユーザ２００の体動の時系列変化を取得しても良い。これにより、ユーザ２００が健康管理用の器具を身に着けている場合等に、離床判定装置１０が、この健康管理用の器具で生成された体動情報を用いることにより、離床判定装置１０が体動センサ３２を有さなくても、ユーザ２００の離床を速やかに精度良く判定することができる。

また、情報端末２０は、患者又は被介護者が離床したことを示す情報を受信し、その旨を報知する手段を有すれば良く、看護師又は介護者が身に着ける携帯端末、腕時計等であっても良い。これにより、看護師又は介護者の居場所に関わらず、ユーザ２００が離床した旨を報知することができる。

本実施形態に係る離床判定システム１は、例えば、病院施設、介護施設等に設置されると良い。この場合には、離床判定装置１０が患者又は被介護者のベッドのシーツの下方に配置されると共に、情報端末２０が看護師又は介護者の待機室に配置される。そして、離床判定装置１０が患者又は被介護者が離床したことを検知した場合に、その旨を示す情報が情報端末２０に送信され、情報端末２０により看護師又は介護者にその旨が報知される。これにより、看護師又は介護者は、患者又は被介護者が離床したことを速やかに認識することができる。

１ 離床判定システム
１０ 離床判定装置
１２ マットレス部
１４ 本体部
２０ 情報端末
３２ 体動センサ
３４ 荷重センサ
３６ 信号処理部
３８ Ａ／Ｄ変換部
４０ 制御部
４２ 外部通信部
２００ ユーザ

Claims (16)

1. 寝具上のユーザの体動を示す体動情報を取得する体動取得手段と、
   前記寝具上のユーザによる荷重を示す荷重情報を取得する荷重取得手段と、
   取得された前記体動情報によって示される体動の時系列変化に基づいて前記ユーザが在床状態である場合を判定し、前記荷重情報によって示される現在の荷重と、前記ユーザが在床状態である場合の荷重と、の差分に基づいて、前記ユーザが離床したか否かを判定する判定手段と、
   を備えた離床判定装置。
2. 寝具上のユーザの体動を検出する体動検出手段と、
   前記寝具上のユーザの荷重を検出する荷重検出手段と、を備え、
   前記体動取得手段は、前記体動検出手段により検出された体動を示す体動情報を取得し、
   前記荷重取得手段は、前記荷重検出手段により検出された荷重を示す荷重情報を取得する
   請求項１記載の離床判定装置。
3. 前記体動検出手段は、前記ユーザが在床している場合には前記ユーザからの圧力が加わると共に、前記ユーザが離床している場合には前記ユーザからの圧力が加わらない位置に設けられた圧力伝達体における振動を検出する振動センサであり、
   前記荷重検出手段は、前記圧力伝達体における圧力の変化を検出する圧力センサである
   請求項２記載の離床判定装置。
4. 前記荷重検出手段は、前記ユーザが在床している場合には前記ユーザからの外力が加わると共に、前記ユーザが離床している場合には前記ユーザからの外力が加わらない位置に設けられたシートに加わる外力を検出する外力センサである
   請求項２記載の離床判定装置。
5. 前記判定手段は、前記ユーザが在床状態である場合の荷重、及び前記ユーザが不在状態である場合の荷重に基づいて前記ユーザが離床したか否かを判定する
   請求項１～４の何れか１項記載の離床判定装置。
6. 前記判定手段は、前記体動の時系列変化において体動が検出されていない場合は前記ユーザが不在状態であると判定し、前記体動の時系列変化において体動が検出されている場合は前記ユーザが在床状態であると判定する
   請求項５記載の離床判定装置。
7. 前記判定手段は、前記ユーザが在床状態である時間帯の初めの時刻を含む予め定めた時間帯の荷重を用いずに、前記ユーザが在床状態である場合の荷重を算出する
   請求項６記載の離床判定装置。
8. 前記判定手段は、予め定めた時間を遡った時刻における前記ユーザの荷重から現在の時刻の荷重を減算した差分が、前記ユーザが在床状態である場合の荷重に基づいて決定された、前記ユーザが離床したか否かを判定するための閾値より大きい場合に、前記ユーザが離床したと判定する
   請求項１～７の何れか１項記載の離床判定装置。
9. 前記判定手段は、前記ユーザが離床したと判定した場合、前記体動の時系列変化に基づいて前記ユーザが睡眠状態であるか覚醒状態であるかを判定し、予め定めた時間を遡った時間帯で前記ユーザが睡眠状態である場合、予め定めた時間を遡った時間帯に睡眠状態であった前記ユーザが離床したと判定する
   請求項１～８の何れか１項記載の離床判定装置。
10. 前記判定手段は、前記ユーザが在床状態である場合の荷重、及び前記ユーザが不在状態である場合の荷重に基づいて前記ユーザが離床したか否かを判定するための基準値を算出し、前記ユーザが在床状態である場合の荷重から現在の荷重を減算した差分が前記基準値より大きい状態が予め定めた時間以上継続した場合に、前記ユーザが離床したと判定する
    請求項５～７および請求項５を引用する請求項９の何れか１項記載の離床判定装置。
11. 前記判定手段は、予め定めた複数の時間を遡った複数の時間帯のうちの少なくとも１つの時間帯における前記ユーザの荷重から現在の荷重を減算した差分が前記基準値より大きい状態が予め定めた時間以上継続した場合に、前記ユーザが離床したと判定する
    請求項１０記載の離床判定装置。
12. 前記判定手段により前記ユーザが離床したと判定した場合、前記ユーザが離床した旨を報知する報知手段を更に備えた
    請求項１～１１の何れか１項記載の離床判定装置。
13. 前記判定手段により前記ユーザが離床したと判定した場合、予め定めた時間を遡った時間帯に睡眠状態であった前記ユーザが離床した旨を報知する報知手段を更に備えた
    請求項９記載の離床判定装置。
14. 前記ユーザの入床及び離床の少なくとも１つの情報を外部装置に送信する送信手段を更に備えた
    請求項１～１３の何れか１項記載の離床判定装置。
15. 請求項１記載の体動取得手段及び荷重取得手段と、を備える第１装置と、
    請求項１記載の判定手段を備える第２装置と、
    を備えた離床判定システム。
16. コンピュータを、請求項１～１４の何れか１項記載の離床判定装置を構成する体動取得手段、荷重取得手段、及び判定手段として機能させるプログラム。

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