JP2762297B2 - 体重等測定方法 - Google Patents
体重等測定方法Info
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- JP2762297B2 JP2762297B2 JP1096966A JP9696689A JP2762297B2 JP 2762297 B2 JP2762297 B2 JP 2762297B2 JP 1096966 A JP1096966 A JP 1096966A JP 9696689 A JP9696689 A JP 9696689A JP 2762297 B2 JP2762297 B2 JP 2762297B2
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G19/00—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
- G01G19/44—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing persons
- G01G19/445—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups for weighing persons in a horizontal position
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
- Invalid Beds And Related Equipment (AREA)
- Mattresses And Other Support Structures For Chairs And Beds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は体重等測定方法、より詳細には、主に寝たき
り病人の体重を、横臥姿勢のまま測定するための方法に
関するものである。
り病人の体重を、横臥姿勢のまま測定するための方法に
関するものである。
〔従来の技術〕 現在の医療の場において人体の水分量をコントロール
することは、体外循環や輸液の進歩により、容易且つ高
精度に行なうことができるようになってきたが、寝たき
りの患者については、その水分量コントロールに当って
その基礎体重を知ることは困難である。特に重体の患者
については、種々のチューブやモニター用の電線等が装
着されているため、移動することさえ困難な場合が多い
ので、体重を計測することができない。
することは、体外循環や輸液の進歩により、容易且つ高
精度に行なうことができるようになってきたが、寝たき
りの患者については、その水分量コントロールに当って
その基礎体重を知ることは困難である。特に重体の患者
については、種々のチューブやモニター用の電線等が装
着されているため、移動することさえ困難な場合が多い
ので、体重を計測することができない。
なお、寝たままベッドごと重さを測定する所謂スケー
ルベットがあるが、その場合は、人体を除いた空重量を
知ること必要なため、長期間寝たきりの患者の体重を知
るのは不都合である。
ルベットがあるが、その場合は、人体を除いた空重量を
知ること必要なため、長期間寝たきりの患者の体重を知
るのは不都合である。
上述したように従来は、寝たきりの患者等の体重を測
定し、そのデータを治療等に活用することは困難であっ
た。
定し、そのデータを治療等に活用することは困難であっ
た。
そこで本発明は、寝たきり病人の体重計測等を容易に
行うことができ、以て体重等のデータを有効に活用する
ことが可能ならしめ、患者の病状回復等に寄与するとこ
ろ大であり、また、他の用途の重量計測にも利用可能な
体重等測定方法を提供することを目的とする。
行うことができ、以て体重等のデータを有効に活用する
ことが可能ならしめ、患者の病状回復等に寄与するとこ
ろ大であり、また、他の用途の重量計測にも利用可能な
体重等測定方法を提供することを目的とする。
本発明は、人体その他の被計測物の下にエアーマット
を置き、そのエアーマット内への気体の注入、あるい
は、そのエアーマット内の気体の排出又は移動等の操作
を行なった時の、前記被計測物の重量と均衡する前記エ
アーマット内のバランス圧力と、前記操作による前記エ
アーマット内の圧力変化に関連して求められる支持面積
とに基づき前記被計測物の重量を計測することを特徴と
する体重等測定方法に以て、上記課題を解決した。
を置き、そのエアーマット内への気体の注入、あるい
は、そのエアーマット内の気体の排出又は移動等の操作
を行なった時の、前記被計測物の重量と均衡する前記エ
アーマット内のバランス圧力と、前記操作による前記エ
アーマット内の圧力変化に関連して求められる支持面積
とに基づき前記被計測物の重量を計測することを特徴と
する体重等測定方法に以て、上記課題を解決した。
本発明は、気体を入れたエアーマットの内圧を利用し
て、エアーマット上に載せられた物体の重量を計測しよ
うとするものであるが、上記内圧と重量との間には、単
純な相関はない。即ち、空気の入ったエアーマットａに
物体ｂを載せると（第１図）、マットａの内部圧力が上
昇するが、これは、物体ｂが受けている圧力Ｐと重さＷ
とがバランスしているからである。この重さはＷ＝Ｓ×
Ｐ式から得られるが、マットａに対する物体ｂの接触面
積Ｓが一定の場合にだけ、圧力Ｐに対する比例関係が存
する。第２図のように、２つの物体ｂを重ねないでマッ
トａ上に載せた場合は、圧力は第１図の場合の半分にな
る。従って、マットａが物体ｂを支持する支持面積（接
触面積）が判らなければ、物体の重量は計測できないの
である。しかし、マット上の人体を計測対象とした場
合、支持面積は、体格やマット上における姿勢、マット
の型状等により大きく異なるので、支持面積を測ること
はできず、体重計測に必要な許容誤差内で計測すること
は、通常不可能である。しかし、本発明によった場合
は、それが可能となる。
て、エアーマット上に載せられた物体の重量を計測しよ
うとするものであるが、上記内圧と重量との間には、単
純な相関はない。即ち、空気の入ったエアーマットａに
物体ｂを載せると（第１図）、マットａの内部圧力が上
昇するが、これは、物体ｂが受けている圧力Ｐと重さＷ
とがバランスしているからである。この重さはＷ＝Ｓ×
Ｐ式から得られるが、マットａに対する物体ｂの接触面
積Ｓが一定の場合にだけ、圧力Ｐに対する比例関係が存
する。第２図のように、２つの物体ｂを重ねないでマッ
トａ上に載せた場合は、圧力は第１図の場合の半分にな
る。従って、マットａが物体ｂを支持する支持面積（接
触面積）が判らなければ、物体の重量は計測できないの
である。しかし、マット上の人体を計測対象とした場
合、支持面積は、体格やマット上における姿勢、マット
の型状等により大きく異なるので、支持面積を測ること
はできず、体重計測に必要な許容誤差内で計測すること
は、通常不可能である。しかし、本発明によった場合
は、それが可能となる。
先ず、本発明に係る方法の基本原理から説明する。
第３図に示すような断面のマットａ及び物体ｂを考
え、奥行きを単位長さとし、二次元として、マットａの
全断面を１とする。そして、物体ｂの支持面をＮ（０≦
Ｎ≦１）として、マットの単位長さ当りの体積Ｑ、単位
当りの気体注入速度をＦとする。この場合のマット内圧
力の上昇曲線は時間の関数となり、圧力が上昇し始める
点TNは次の式で表わされ、 圧力上昇の傾きは次の式で表わされる（第４図）。
え、奥行きを単位長さとし、二次元として、マットａの
全断面を１とする。そして、物体ｂの支持面をＮ（０≦
Ｎ≦１）として、マットの単位長さ当りの体積Ｑ、単位
当りの気体注入速度をＦとする。この場合のマット内圧
力の上昇曲線は時間の関数となり、圧力が上昇し始める
点TNは次の式で表わされ、 圧力上昇の傾きは次の式で表わされる（第４図）。
（２）式におけるα、βはＮに無関係であるため、α＝
１、β＝１とし、Ｎ＝０における圧力上昇を開始する時
間を１とし、F/Qを一定と考えて時間の関数として表現
すると となり、第５図に示す如く、PN（Ｔ）はＰ＝−１を原点
とする放射状の線となる。
１、β＝１とし、Ｎ＝０における圧力上昇を開始する時
間を１とし、F/Qを一定と考えて時間の関数として表現
すると となり、第５図に示す如く、PN（Ｔ）はＰ＝−１を原点
とする放射状の線となる。
また、物体ｂがマットａ上に乗っている場合の圧力上
昇は、第６図に〜で示すような履歴を辿る。
昇は、第６図に〜で示すような履歴を辿る。
そこにおける〜は、物体ｂが乗っていない部分の
マットａが自由に膨らむまでの時間、〜は物体ｂが
動くことなくマット内圧が上昇する時間、〜はマッ
トａ上の物体ｂが浮上し始め、マットａが完全に膨らむ
までの時間、そして〜は、マットａが完全に膨らん
だまま圧力が上昇している時間である。〜が、マッ
トａの内圧と物体ｂの重さとが平衡している状態であ
る。この圧力PBと支持面積が判れば重さが計測できる。
マットａが自由に膨らむまでの時間、〜は物体ｂが
動くことなくマット内圧が上昇する時間、〜はマッ
トａ上の物体ｂが浮上し始め、マットａが完全に膨らむ
までの時間、そして〜は、マットａが完全に膨らん
だまま圧力が上昇している時間である。〜が、マッ
トａの内圧と物体ｂの重さとが平衡している状態であ
る。この圧力PBと支持面積が判れば重さが計測できる。
〜の圧力上昇曲線で支持面積Ｎを知るための一つ
の方法は、〜までの時間に着目する方法である。こ
の時間は１−Ｎに比例するため、Ｎ＝０（空の状態）に
おける〜の時間は既知であることから、実際の〜
の時間を知れば、Ｎを求めることができる。もう１つ
の方法は、〜の圧力が上昇していく傾きを利用する
方法である。この方法の場合は、（２）式から容易にＮ
を求めることができる。更に支持面積Ｎとバランス圧力
PBを含み、体重と相関するパラメーターを利用する方法
がある。
の方法は、〜までの時間に着目する方法である。こ
の時間は１−Ｎに比例するため、Ｎ＝０（空の状態）に
おける〜の時間は既知であることから、実際の〜
の時間を知れば、Ｎを求めることができる。もう１つ
の方法は、〜の圧力が上昇していく傾きを利用する
方法である。この方法の場合は、（２）式から容易にＮ
を求めることができる。更に支持面積Ｎとバランス圧力
PBを含み、体重と相関するパラメーターを利用する方法
がある。
即ち、第７図における面積Ｓ、つまり〜の曲線と
Ｎ＝０における〜の圧力上昇曲線で作られる四辺形
の面積Ｓが体重と相関している。面積Ｓと体重は１対１
の相関ではないが、人体の体重計測程度の微圧であれ
ば、両者はかなり良い相関を示す。第８図は、第３図の
如きモデルにおいて、人体に近いパラメーターを用い、
体重Ｗと第７図における断面Ｓとの関係を、Ｗ＝50kgを
基準にして20〜100kgの誤差をプロットしたものであ
る。これによると、誤差率はリニアリティとして20〜10
0kgにおいて0.1％以下であり、体重計測には十分使用可
能であることが判る。また、複数の圧力曲線と比較して
最適な曲線を選んで体重に換算するカーブフィティング
法等を用いることもできる。
Ｎ＝０における〜の圧力上昇曲線で作られる四辺形
の面積Ｓが体重と相関している。面積Ｓと体重は１対１
の相関ではないが、人体の体重計測程度の微圧であれ
ば、両者はかなり良い相関を示す。第８図は、第３図の
如きモデルにおいて、人体に近いパラメーターを用い、
体重Ｗと第７図における断面Ｓとの関係を、Ｗ＝50kgを
基準にして20〜100kgの誤差をプロットしたものであ
る。これによると、誤差率はリニアリティとして20〜10
0kgにおいて0.1％以下であり、体重計測には十分使用可
能であることが判る。また、複数の圧力曲線と比較して
最適な曲線を選んで体重に換算するカーブフィティング
法等を用いることもできる。
以上は、マットａに気体を注入して作られる圧力曲線
について述べてきたものであるが、最初に圧力をかけた
状態から、気体を排出して計測する方法や、注入・排出
の繰り返し、複数のマットの交互注・排気、複数のマッ
ト間の気体の移動等によっても、同様の計測データが得
られることは自明のことである。
について述べてきたものであるが、最初に圧力をかけた
状態から、気体を排出して計測する方法や、注入・排出
の繰り返し、複数のマットの交互注・排気、複数のマッ
ト間の気体の移動等によっても、同様の計測データが得
られることは自明のことである。
次に、本発明に係る計測方法につき更に詳述する。
第９図は本発明を実施するための装置のブロック図で
あり、そこにおいて１〜５は、空気の流れを切り換える
ための電磁弁、６はエアーコンプレッサーである。ま
た、７は空気の流れを一定に制御するための絞り弁、８
はガスの質量に比例した出力信号を出すガス流量計（マ
スフローメーター又はガス流量コントローラ等）、９は
温度センサー、10はエアーマット、11は圧力計である。
12は３方弁で、圧力が微小であるために０点（大気圧）
を確認する際に切換操作をする。
あり、そこにおいて１〜５は、空気の流れを切り換える
ための電磁弁、６はエアーコンプレッサーである。ま
た、７は空気の流れを一定に制御するための絞り弁、８
はガスの質量に比例した出力信号を出すガス流量計（マ
スフローメーター又はガス流量コントローラ等）、９は
温度センサー、10はエアーマット、11は圧力計である。
12は３方弁で、圧力が微小であるために０点（大気圧）
を確認する際に切換操作をする。
この装置において、一例として排気計測の動作につい
て述べる。先ず、電磁弁１、３、４を開き、電磁弁２、
５を閉じてマット内圧を上昇させ、３方弁12をマット内
圧側に切り換え、一定圧にして停止する。その後、３方
弁12を切り換えて圧力計11で大気圧を確認した後、３方
弁12を再びマット内圧に切り換えて電磁弁１、３、４を
閉じ、電磁弁２、５の方を開いて一定速度で排気を行な
い、その排気速度と圧力変化とにより、体重を計測す
る。温度センサー９は、マット10内の気体の温度よりガ
ス流量計８で得られた質量流量より気体の容積に換算す
るために使用する。圧力計11で負圧が計測されるに至
り、計測を終了する。そして、再び３方弁12を切換えて
大気圧を計測し、圧力計11のドリフト分の補正を行な
う。
て述べる。先ず、電磁弁１、３、４を開き、電磁弁２、
５を閉じてマット内圧を上昇させ、３方弁12をマット内
圧側に切り換え、一定圧にして停止する。その後、３方
弁12を切り換えて圧力計11で大気圧を確認した後、３方
弁12を再びマット内圧に切り換えて電磁弁１、３、４を
閉じ、電磁弁２、５の方を開いて一定速度で排気を行な
い、その排気速度と圧力変化とにより、体重を計測す
る。温度センサー９は、マット10内の気体の温度よりガ
ス流量計８で得られた質量流量より気体の容積に換算す
るために使用する。圧力計11で負圧が計測されるに至
り、計測を終了する。そして、再び３方弁12を切換えて
大気圧を計測し、圧力計11のドリフト分の補正を行な
う。
上記の装置において計測したデータを第10図に示す。
第10図（Ａ）はマット上に何もない時の基準圧力曲線を
示し、同（Ｂ）は体重60kgの人体がマット上にある時の
圧力曲線を示している。
第10図（Ａ）はマット上に何もない時の基準圧力曲線を
示し、同（Ｂ）は体重60kgの人体がマット上にある時の
圧力曲線を示している。
本発明は上述した通りであるから、簡易な構成であっ
て、殊に寝たきり病人の体重計測に好適であり、体重デ
ータを有効に活用して治療等に資するところ大であり、
また、種々の重量計測に利用し得る効果がある。
て、殊に寝たきり病人の体重計測に好適であり、体重デ
ータを有効に活用して治療等に資するところ大であり、
また、種々の重量計測に利用し得る効果がある。
第１図乃至第８図は本発明の原理を示す図、第９図は本
発明に係る方法をシステム化した図、第10図（Ａ）、
（Ｂ）は本発明に係る方法に基いて得られた計測データ
のグラフである。 符号の説明 ａ……エアーマット、ｂ……物体 １〜５……電磁弁、６……エアーコンプレッサー ７……絞り弁、８……ガス流量計 ９……温度センサー、10……エアーマット 11……圧力計、12……３方弁
発明に係る方法をシステム化した図、第10図（Ａ）、
（Ｂ）は本発明に係る方法に基いて得られた計測データ
のグラフである。 符号の説明 ａ……エアーマット、ｂ……物体 １〜５……電磁弁、６……エアーコンプレッサー ７……絞り弁、８……ガス流量計 ９……温度センサー、10……エアーマット 11……圧力計、12……３方弁
Claims (1)
- 【請求項１】人体その他の被計測物の下にエアーマット
を置き、そのエアーマット内への気体の注入、あるい
は、そのエアーマット内の気体の排出又は移動等の操作
を行なった時の、前記被計測物の重量と均衡する前記エ
アーマット内のバランス圧力と、前記操作による前記エ
アーマット内の圧力変化に関連して求められる支持面積
とに基づき、前記被計測物の重量を計測することを特徴
とする体重等測定方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1096966A JP2762297B2 (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | 体重等測定方法 |
| US07/597,980 US5092415A (en) | 1989-04-17 | 1990-10-12 | Method for weighing the human body and the like |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1096966A JP2762297B2 (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | 体重等測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02275320A JPH02275320A (ja) | 1990-11-09 |
| JP2762297B2 true JP2762297B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=14178978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1096966A Expired - Lifetime JP2762297B2 (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | 体重等測定方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5092415A (ja) |
| JP (1) | JP2762297B2 (ja) |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5393935A (en) * | 1993-07-09 | 1995-02-28 | Ch Administration, Inc. | Portable scale |
| US5673500A (en) * | 1995-12-11 | 1997-10-07 | Raymond Hwang | Shoe with weighing means |
| US5957491A (en) | 1996-12-19 | 1999-09-28 | Automotive Systems Laboratory, Inc. | Seat weight sensor having fluid filled bladder |
| US6674024B2 (en) | 1996-12-19 | 2004-01-06 | Automotive Systems Laboratory, Inc | Seat weight sensor |
| US6045155A (en) * | 1997-01-16 | 2000-04-04 | Automotive Systems Laboratory, Inc. | Vehicle seat sensor having self-maintaining air bladder |
| US5886301A (en) * | 1997-08-04 | 1999-03-23 | Vitel, Inc. | Method and device for measuring weight |
| US5926883A (en) * | 1997-08-13 | 1999-07-27 | Gaymar Industries, Inc. | Apparatus and method for controlling a patient positioned upon a cushion |
| US6180893B1 (en) * | 1999-03-03 | 2001-01-30 | Peter Salgo | Patient weighing apparatus |
| US20050090721A1 (en) * | 2001-03-19 | 2005-04-28 | Shahzad Pirzada | Weighing and pump system for a bed |
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| JP2008505663A (ja) | 2004-04-30 | 2008-02-28 | タクテクス・コントロールズ・インコーポレイテッド | 自動圧力コントローラを有する身体支持装置、及び、身体支持方法 |
| US20070000048A1 (en) * | 2004-12-16 | 2007-01-04 | Davis David T | Pneumatic lift and method for transferring an invalid patient |
| US8015972B2 (en) * | 2006-01-03 | 2011-09-13 | Shahzad Pirzada | System, device and process for remotely controlling a medical device |
| US8481871B2 (en) | 2007-09-13 | 2013-07-09 | Raf Technology, Inc. | Dynamic thickness adaptation for an in-line scale |
| GB2453371B (en) * | 2007-10-05 | 2010-06-23 | Philip James Hutchinson | Mattress pump apparatus controller, mattress pump apparatus, mattress and method of controlling a mattress |
| US20100132124A1 (en) * | 2008-12-01 | 2010-06-03 | Tsung Hsien Liu | System, apparatus and method for controlling internal pressure of inflatable pad |
| US20100300768A1 (en) * | 2009-05-27 | 2010-12-02 | Reiter Howard J | Portable scale |
| US8330058B2 (en) * | 2010-05-10 | 2012-12-11 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | Portable airbag scale |
| US9655795B2 (en) * | 2012-04-10 | 2017-05-23 | Hill-Rom Services, Inc. | Occupant support with a migration sensitive bladder and method for migration detection |
| US9091585B2 (en) * | 2013-02-08 | 2015-07-28 | Raf Technology, Inc. | Smart phone scale that uses the built-in barometric pressure sensor or orientation sensors to calculate weight |
| US9564849B2 (en) | 2013-05-06 | 2017-02-07 | Raf Technology, Inc. | Scale for weighing flowing granular materials |
| US9863801B2 (en) | 2014-05-01 | 2018-01-09 | Velox Robotics, Llc | High speed robotic weighing system |
| US10466094B2 (en) | 2014-05-09 | 2019-11-05 | Daniel Lin | Method and system to track weight without stepping on a weight scale |
| JP6557107B2 (ja) | 2015-09-30 | 2019-08-07 | パラマウントベッド株式会社 | エアマット装置及びエアセルの内圧制御方法 |
| JP6738086B2 (ja) * | 2016-08-26 | 2020-08-12 | 株式会社ケープ | 体重測定機能付きエアマット装置及び体重測定方法 |
| KR20190102568A (ko) * | 2018-02-26 | 2019-09-04 | 윤희준 | 체중계를 구비하는 방석 |
| JP7080931B2 (ja) * | 2020-07-07 | 2022-06-06 | パラマウントベッド株式会社 | エアセルの内圧制御方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1350918A (en) * | 1970-10-15 | 1974-04-24 | Darenth Weighing Equipment Ltd | Pneumatic pressure transmitting device |
| US4014398A (en) * | 1975-07-07 | 1977-03-29 | William Gresko | Weight distribution measuring instruments |
| US4498550A (en) * | 1983-05-23 | 1985-02-12 | General Electrodynamics Corp. | Weight measuring apparatus with corrugated spring elements |
-
1989
- 1989-04-17 JP JP1096966A patent/JP2762297B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-10-12 US US07/597,980 patent/US5092415A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02275320A (ja) | 1990-11-09 |
| US5092415A (en) | 1992-03-03 |
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