JP4256660B2

JP4256660B2 - ベッド用センサーシート及び介護用ベッドの支援装置

Info

Publication number: JP4256660B2
Application number: JP2002321176A
Authority: JP
Inventors: 則雄大坪
Original assignee: France Bed Co Ltd
Current assignee: France Bed Co Ltd
Priority date: 2002-11-05
Filing date: 2002-11-05
Publication date: 2009-04-22
Anticipated expiration: 2022-11-05
Also published as: JP2004154242A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベッド用センサーシート及び介護用ベッドの支援装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高齢化社会の到来と共に、養護施設または病院等では高齢者に対する安全を確保することが益々重要となっている。養護施設または病院等では、ベッドで寝起きをすることになるが、睡眠中に無意識にベッドから転落し重大事故を招くことがあるため、事前に察知して事故の防止を図ることが必要である。また、近年は介護用又は病院でも介護用の電動式ベッドが導入されるようになってきたが、電動式ベッドの背側部分を起立させる際に、ベッドサイドの落下防止柵に首を挟まれ、事故死することが年間に数〜数十件発生している。また、痴呆性の高齢者の場合、夜中に勝手に徘徊することがあり、着床しているかどうかを管理センター若しくはナースセンターで把握可能とすることも希望されている。
【０００３】
このような状況の中で、所謂マットセンサーをベッドに敷設し、高齢者又は病人等が着床しているかどうかを検出し、着床していない場合には管理室又はナースセンターに自動的に信号が伝送され、ランプ点灯等により知らせる監視システムが提案されている。
【０００４】
例えば、米国特許第4484043号にはベッドの占有状況を監視するために、柔軟性がある長いセンサーの形の重量応動スイッチ装置が提案されている。このセンサは電導層に結合した２つの柔軟なシートからなり、電導層は電気的に絶縁する発泡性の支持フレームにより相互に間隔をおいている。センサーはマットレスを横切って敷設され、患者等はセンサーの上に仰臥すると、その重量により両電導層の間に電気的接触状態が形成され、患者等がベッドから離れたり落下したりすると、接触状態が切れ、アラームが作動し患者等が危険な状態であることを知らせるものである。前記センサーとしては、例えばベルトスイッチ又はテープスイッチ等の商品名で市販されている線状スイッチを用いることができる。
【０００５】
【特許文献１】
米国特許第４４８４０４３号
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、マットセンサの如き面状スイッチの場合には、ある程度の厚みを有し、かつマット自体の剛性を有するため患者等が大きな違和感を感じることになるとともに、通気性が悪いためマットレスに装着するのは不向きである。また、前記面状スイッチおよび線状スイッチのように、電気的な短絡によって患者等の有無を判断するものは、導電ワイヤーを導電シリコンゴムと一体押出し成形したり、電極フィルムを特殊な方法で封入して製造されるため、製造方法が複雑で価格的にも高価である。さらに、２つの導体が電気的に短絡したかどうかのオンオフ検知しかできないため、患者等の姿勢状態の検知、例えばベッドに寝ている状態なのか、起き上がった状態なのか、或いは身体位置がベッドの中央であるか端なのかなどは検知できないなどの問題があった。
【０００７】
そこで本発明の第１の課題は、ベッド使用者が着床しているか離床しているかの他、少なくともベッド上位置での片寄り等を検出可能としたベッド用センサーシートを提供することにある。
【０００８】
第２の課題は、ベッド使用者が落下防止柵による挟まれ事故を起こさないようにしたり、転落事故を起こさないようにした介護用ベッドの支援装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記第１課題を解決するために請求項１に係る本発明として、マットレスの裏面側に着脱自在に配設される第１センサーシートと、マットレスの表面側に着脱自在に配設される第２センサーシートとからなり、
前記第１センサーシートには、ほぼ中央部に帯状スイッチが敷設されるとともに、両側に夫々、液圧式線状スイッチ又は空圧式線状スイッチが敷設され、かつ前記帯状スイッチは、背部対応部と腰部対応部とに分割して配置され、
前記第２センサーシートには、線状圧電センサが巡るように敷設され、
前記第１センサーシートによって、前記背部対応部に配設された帯状スイッチからの出力の有無により使用者が就寝体勢であるか起上がり姿勢であるかを判別するとともに、前記背部対応部に配設された帯状スイッチと腰部対応部に配設された帯状スイッチとからの出力によりベッドのほぼ中央位置で就寝しているか、さらに着床又は離床しているかの判別するようにし、かつ前記液圧式線状スイッチ又は空圧式線状スイッチにより使用者がベッドの片側に寄っているかどうかを判別し、
前記第２センサーシートの線状圧電センサは、使用者の動作速度以下でも出力が出る感度に設定しておき、前記第１センサーシートに配置した帯状スイッチの内、背側対応部に配置した帯状スイッチの出力の有無と、前記線状圧電センサのパルス幅との関連で立ち上がり状態の判別を行うようにしたことを特徴とするベッド用センサーシートが提供される。
【００１０】
前記第２課題を解決するために請求項２に係る本発明として、請求項１記載のベッド用センサーシートを電動式ベッドのマットレスに取付け、前記第１センサーシートの両側に夫々配設された液圧式線状スイッチ又は空圧式線状スイッチからの信号により身体がベッドの片側に寄っていることを感知したならば、前記電動ベッドの起伏動作を制限するようにすることを特徴とする介護用ベッドの支援装置が提供される。
【００１１】
請求項３に係る本発明として、前記線状圧電センサは、前記帯状スイッチによりベッド使用者が起上がり姿勢であると判別された場合にのみ作動するようにし、該線状圧電センサからの出力により使用者が立ち上がったか、立ち上がりつつあることが検知されたならば、照明、音および監視センターへの信号出力の内の１つまたは組合せによりベッド使用者に警告を発するようにした請求項２記載の介護用ベッドの支援装置が提供される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【００１３】
図１は本発明に係る介護用ベッドの支援装置１の全体構成図、図２は介護用ベッドの支援装置の一部を構成するベッド用センサーシート２の取付け状態斜視図、図３はその分解図である。
【００１４】
図１において、本介護用ベッドの支援装置１は、マットレスに対し着脱自在とされるセンサーシート２と、このセンサーシート２からの出力信号が入力されるとともに、この入力信号に基づいて電動ベッド５の照明の点灯制御、起伏動作の制限制御などを行う制御器３と、制御器３に接続された電動式ベッド５の動作制御を行うリモコン４と、ベッド使用者に対し警告を発するメッセージボックス６とから構成されている。
【００１５】
前記センサーシート２は、図２及び図３に示されるように、マットレス９の裏面側に配設される第１センサーシート１０と、マットレス９の表面側に配設される第２センサーシート１１とからなり、それぞれはマットレス９に対して着脱自在となっていて、いずれもセンサーを保護するためにマットレスとセンサーシートとの間にセンサーを配するのが望ましい。
【００１６】
前記第１センサーシート１０は、詳細には図４に示されるように、シート基材１２と、このシート基材１２面に敷設された、１または複数の組合せによる線状スイッチ及び／又は線状センサとからなる。
【００１７】
前記シート基材１２は、好ましくは通気性を有しかつ吸水性を有しないメッシュシートが用いられ、短辺側端部にそれぞれマットレス９への取付け部１３，１４を備えている。
【００１８】
前記マットレス取付け部１３は、シート基材１２の短辺からシート長手方向に突出した第１シート片１５と、シート長辺の端部から側方に突出した第２シート片１６とからなり、前記第１シート片１５の表面両端部に面ファスナー１５ａが設けられているとともに、前記第２シート片１６の裏面側に面ファスナー１６ａが設けられている。マットレス９への取付けは、マットレス９を上面に敷設した状態で、前記第２シート片１６をマットレスの側縁を巻き込むようにしながら上面側に折返し、次いで第１シート片１５をマットレスの側縁を巻き込むようにしながら上面側に折返し、面ファスナー１５ａを前記第２シート片１６の面ファスナー１６ａに接合し固定を図る。一方、マットレス取付け部１４も同様の構成となっている。
【００１９】
前記シート基材１２の面には、ほぼ中央部に帯状スイッチ１７が敷設されているとともに、両側に夫々液圧式線状スイッチ１８が敷設されている。
【００２０】
前記帯状スイッチ１７は、図６に示されるように、帯状部分１７ａにおいて、例えば空間を挟んで２枚の帯状電極が連続して配置され、その周囲が軟質塩化ビニル等の樹脂で覆われた構造とされ、前記帯状部分１７ａの任意点に圧力が掛かると対峙している２枚の電極が接触して通電状態となってスイッチがオンとなるものである。一般的にはテープスイッチ、ベルトスイッチの商品名で市販されている。なお、２枚の電極間は空間ではなく導電性ゴムとされ、圧力が掛かった際に通電状態となるものもあり、構造的には種々のものが提案されているが、２枚の電極が圧力が掛かった際に通電状態となる点は同様である。
【００２１】
前記帯状スイッチ１７は、背部対応部Ｈと腰部対応部Ｌとに分割して配置されており、前記背部対応部Ｈに配置した帯状スイッチ１７Ａ、１７Ａからの出力の有無により使用者が就寝体勢であるか起上がり姿勢であるかを判別することができるようになっているとともに、前記背部対応部Ｈに配設された帯状スイッチ１７Ａ、１７Ａと、腰部対応部Ｌに配設された帯状スイッチ１７Ｂ、１７Ｂとによりベッドのほぼ中央位置で就寝しているか、さらに着床又は離床しているかの判別に使用されるようになっている。また、本例ではベッドの長手方向に沿って２列状態で敷設したが、１列であってもよい。
【００２２】
一方、両側に夫々配置された前記液圧式線状スイッチ１８は、少なくとも半径方向に弾性的に圧潰変形可能とされる可撓性チューブ１９と、この可撓性チューブ１９に封入された液体と、この液体圧力が設定値以上ならば外部に信号を出力する圧力スイッチ２０とからなる。
【００２３】
前記可撓性チューブ１９としては、耐候性、素材の柔軟性等からシリコンチューブを使用するのが望ましく、かつ外径は身体へ違和感を与えないように、概ね、３〜１５mm、好ましくは５〜１０mm程度とするのが望ましい。また、可撓性チューブ１９をマットレス９の下面側に配置することにより違和感を解消できるようになる。
【００２４】
前記圧力スイッチ２０は、図示例では可撓性チューブ１９の中間に接続ボックス２１を接続し、チューブ空間と連通する箇所に圧力スイッチ２０を設けるようにしている。なお、設定圧力を変えた複数の圧力スイッチ２０、２０を取り付けるようにすれば、負荷状態の判別、例えば就寝状態であるか、ベッドに腰を掛けた状態であるかなどを判別することができる。
【００２５】
前記液圧式線状スイッチ１８は、前記圧力スイッチ２０に代えて圧力センサを取付けるとともに、この圧力センサによる検出圧力と予め設定した圧力値とを比較して前記検出圧力が設定圧力を超えたならば外部に信号を出力する比較器（図示せず）とからなる構造とすることもできる。この場合には、コスト高にはなるものの、設定値の変更が容易であるとともに、比較器において設定値を複数設定することが可能である。
【００２６】
上記液圧式線状スイッチ１８は、可撓性チューブ１９と充填液とで線状体を形成するので長さが長くなってもコストがあまり上がらず、安価で長尺の線状スイッチを構成でき、液体による圧力伝播のため応答が早くタイムラグがほとんどない。
【００２７】
ところで、上記例では可撓性チューブ１９に液体を封入したが、気体とした空圧式線状スイッチとすることもできる。この場合には、気体の漏洩を完全に防止することは困難であるため、前記可撓性チューブ１９の一端側を開放した状態で他端側に前記可撓性チューブ１９内に空気を供給するコンプレッサーを設け、前記可撓性チューブ１９内に空気を供給した状態とし、可撓性チューブ１９が外力に押し潰されことにより気圧が急上昇した際に、圧力スイッチ２０が作動し外部に信号を出力するようにする。
【００２８】
前記液圧式線状スイッチ１８をマットレスの両側に位置するように配置することにより、使用者がベッドの片側に寄っているかどうかを判別し、後述のように、電動ベッド５の起伏動作に制限をかけることにより、落下防護柵による挟まれ事故を未然に防止することができる。
【００２９】
前記帯状スイッチ１７及び液圧式線状スイッチ１８をシート基材１２に取り付けるには、例えば取付け位置に沿って、一方がわ側縁部分が長手方向に沿ってシート基材１２に熱溶着されたシート材２２を設け、このシート材２２の自由片部のシート基材当接面側に面ファスナーを取り付けるとともに、対応するシート基材１２部分に面ファスナーを取付け、前記可撓性チューブ１９を挟み込んだ状態でシート材２２をシート基材１２に接合し固定を図るようにする。
【００３０】
次いで、第２センサーシート１１は、図５に示されるように、シート基材２３と、このシート基材２３面に敷設された線状圧電センサ２４とからなる。
【００３１】
前記シート基材２３は、第１センサーシート１０と同様に、好ましくは通気性を有しかつ吸水性を有しないメッシュシートが用いられ、短辺側端部にそれぞれマットレス９への取付け部２５，２５を備えている。このマットレス取付け部２５は、シート基材２３の短辺から側方に連続させたシート片２６の裏面側に面ファスナー２７を設けたもので、マットレス９の上面に敷いた後、マットレス取付け部２５をマットレス９の裏面側に折返し、第１センサーシート１０の側縁部に設けられた面ファスナー２８に接合することにより固定が成されるようになっている。
【００３２】
前記シート基材２３の面を巡るように敷設された線状圧電センサ２４は、図７に示されるように、導体の芯線３０と、その周囲に一定厚さの圧電素子粉体と樹脂の混合物からなる複合圧電体３１を形成し、その外周を導電性のテープ３２で覆い外側電極とし、さらにその外側を軟質塩化ビニル等の外皮３３で覆った線状の圧電センサであり、この線状圧電センサに曲げが働くと、曲げの変化の速さに応じて芯線と外側電極の間に電位差が生じ、この電位差を検出して線状圧電センサに加えられる圧力や振動の有無を検知するものである。前記線状圧電センサとしては例えば、最近松下電器産業（株）から「ピエゾセンサー」の商品名で市販され始めたものを好適に使用することができる。
【００３３】
前記線状圧電センサ２４は、マットレス９の上面側に配置し、マットレス９の収縮によって生ずる線状圧電センサ２４の電位差の変化をアンプで処理し、例えば＋５Ｖのパルスを出力するようにし、このパルスの有無でベッド使用者が立ち上がる状態にあることを検知するようにしている。
【００３４】
前記線状圧電センサ２４は、センサー自身の変位の速さ（加速度）を検知するものであり、静的荷重は検知することができない。アンプの感度設定で各種の動作による出力の有無の調整は可能であるけれども、使用者個々に対応して感度調整するのは、不特定多数を対象とした装置には適当でない。従って、想定される使用者の動作速度以下でも出力が出る感度に設定しておき、前記第１センサーシート１０に配置した帯状スイッチ１７の内の背側対応部Ｈに配置された帯状スイッチ１７Ａの出力の有無と、前記線状圧電センサ２４のパルス幅との関連で立ち上がり状態の判定を行うようにするのが望ましい。
【００３５】
すなわち、立ち上がり判定の第１の条件は、背側対応部Ｈに配置された帯状スイッチ１７Ａからの出力がオフであることとし、第２条件は線状圧電センサ２４のアンプから出力されるパルス幅が一定時間（例えば100μsec）以上であるとき、使用者が立ち上がり状態にあると判定する。使用者が寝た状態でひざを曲げた場合は、かかとの部分がベッドの幅方向に沿って配置した前記線状圧電センサ２４上を通過するので、この時に出力が出る可能性があるが、この時のパルスは通過する瞬間に出るパルスであるのでパルス幅は短いが、これに対して立ち上がろうとする時はパルス幅が長くなるので識別することは容易である。
【００３６】
以上のように構成されるベッド用センサーシート２からの出力信号は制御器３に入力され、ベッド使用者の着床や離床を監視したり、使用者が挟まれ事故を起こさないように電動ベッド５の動作を制限したり、ベッドからの転落を未然に防止するために警告を与えたりするなど、ベッド使用者の安全を確保するために使用される。
【００３７】
具体的に、前記帯状スイッチ１７から出力がある場合には着床していることが検知できる。そして、帯状スイッチ１７及び液圧式線状スイッチ１８の両方から出力がある場合には、若干片寄った位置にいることが検知でき、液圧式線状スイッチ１８のみから出力がある場合にはベッドの際に片寄って位置していることが検知できる。仮に、液圧式線状スイッチ１８から出力がある状態でリモコン４を操作し、電動ベッド５の起伏動作を行おうした場合には、制御器３においてリモコン４からの制御信号を切断し、電動ベッド５に信号を送らないように制御することにより落下防護柵による挟まれ事故を防止するようにする。また、メッセージボックス６のスピーカ４０から例えば、「片寄りを検知しています。中央に移動して下さい」等のメッセージを流すとともに、片寄りランプ４１を点滅させる。
【００３８】
また、帯状スイッチ１７および液圧式線状スイッチ１８からの出力が無い場合には、離床と判断し、離床ランプ４２を点滅させるとともに、照明を点灯させ足下の安全を確保するようにする。また、ナースセンター等の監視センターへ信号を伝送し、使用者が離床したことを知らせ、離床時間が長い場合は介護者へ連絡を行ったり、迅速に探索などの対策を取るようにする。
【００３９】
また、ベッド上で立ち上がったり、立ち上がろうとして床へ転落する事故を防止するためには、前記背側対応部Ｈに配置された帯状スイッチ１７Ａからの出力がオフである状態で、線状圧電センサ２４のアンプから出力されるパルス幅が一定時間以上であるときは、使用者が立ち上がっている、若しくは立ち上がろうとしていると判断し、メッセージボックス６のスピーカ４０から、例えば「危険です。立ち上がらないで下さい。」等のメッセージを流すとともに、立ち上がりランプ４３を点滅し警告を発するようにする。また、照明７を点灯するようにしてもよい。
【００４０】
以上、本発明について具体的に詳述したが、本発明は上記実施態様以外に種々の変更が可能である。例えば、
(1)前記第１センサーシート１０において、中央部に帯状スイッチ１７を配置し、両側に液圧式線状スイッチ１８を配置したが、それぞれの線状スイッチを帯状スイッチ１７のみで構成したり、液圧式線状スイッチ１８のみで構成することもできる。更に他の線状スイッチとすることも可能である。中央部の線状スイッチを液圧式線状スイッチ１８（又は空圧式線状スイッチ）により構成する場合には、図８に示されるように、相対的に長い液圧式可撓性チューブ１９Ａと、短い可撓性チューブ１９Ｂとを平行配置すると共に、長い可撓性チューブ１９Ａの内、短い可撓性チューブ１９Ｂと並列する部分を硬質チューブ４４により覆い作動しないようにし、それぞれの可撓性チューブ１９Ａ、１９Ｂに圧力スイッチ２０を設けるようにすればよい。背部対応部Ｈにおいては長い可撓性チューブ１９Ａ側が作動し、腰部対応部Ｌでは短い可撓性チューブ側が作動するようになる。
【００４１】
(2)前記第２センサーシート１１において、線状圧電センサ２４を用いたが、使用者の立ち上がり動作によってマットレスに生ずる変位に追従して変位し、変化量に対して光の透過率の変化で出力を出す、例えばゴム光ファイバー感圧センサー（商品名：オーネス）を使用することもできる。また、第２センサーシート１１はマットレス９の上面に配置するため、使用者に違和感を与えないようにセンサーは細いものほど望ましい。
【００４２】
(3)本例では線状スイッチは着脱自在とするために面ファスナーシート材２２により取り付けるようにしたが、電気毛布の如く、生地内に埋め込むようにしてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳説のとおり請求項１に係る本発明によれば、ベッド使用者が着床しているか離床しているかの他、少なくともベッド上位置での片寄り等を検出可能としたベッド用センサーシートを提供することができる。
【００４４】
さらに、請求項２，３に係る本発明によれば、ベッド使用者が落下防止柵による挟まれ事故を起こさないようにしたり、転落事故を起こさないようにした介護用ベッドの支援装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る介護用ベッドの支援装置１の全体構成図である。
【図２】介護用ベッドの支援装置１の一部を構成するベッド用センサーシート２の取付け状態斜視図である。
【図３】その分解図である。
【図４】第１センサーシート１０の平面図である。
【図５】第２センサーシート１１の平面図である。
【図６】帯状スイッチ１７の要部斜視図である。
【図７】線状圧電センサ２４の構造図である。
【図８】ベッド中央部に帯状スイッチ１７に代えて液圧式線状スイッチ１８を配置する場合の態様図である。
【符号の説明】
１…ベッド用安全装置、２…センサーシート、３…制御器、４…リモコン、５…電動ベッド、９…マットレス、１０…第１センサーシート、１１…第２センサーシート、１７・１７Ａ・１７Ｂ…帯状スイッチ、１８…液圧式線状スイッチ、１９…可撓性チューブ、２０…圧力スイッチ、２４…線状圧電センサ

Claims

マットレスの裏面側に着脱自在に配設される第１センサーシートと、マットレスの表面側に着脱自在に配設される第２センサーシートとからなり、
前記第１センサーシートには、ほぼ中央部に帯状スイッチが敷設されるとともに、両側に夫々、液圧式線状スイッチ又は空圧式線状スイッチが敷設され、かつ前記帯状スイッチは、背部対応部と腰部対応部とに分割して配置され、
前記第２センサーシートには、線状圧電センサが巡るように敷設され、
前記第１センサーシートによって、前記背部対応部に配設された帯状スイッチからの出力の有無により使用者が就寝体勢であるか起上がり姿勢であるかを判別するとともに、前記背部対応部に配設された帯状スイッチと腰部対応部に配設された帯状スイッチとからの出力によりベッドのほぼ中央位置で就寝しているか、さらに着床又は離床しているかの判別するようにし、かつ前記液圧式線状スイッチ又は空圧式線状スイッチにより使用者がベッドの片側に寄っているかどうかを判別し、
前記第２センサーシートの線状圧電センサは、使用者の動作速度以下でも出力が出る感度に設定しておき、前記第１センサーシートに配置した帯状スイッチの内、背側対応部に配置した帯状スイッチの出力の有無と、前記線状圧電センサのパルス幅との関連で立ち上がり状態の判別を行うようにしたことを特徴とするベッド用センサーシート。
請求項１記載のベッド用センサーシートを電動式ベッドのマットレスに取付け、前記第１センサーシートの両側に夫々配設された液圧式線状スイッチ又は空圧式線状スイッチからの信号により身体がベッドの片側に寄っていることを感知したならば、前記電動ベッドの起伏動作を制限するようにすることを特徴とする介護用ベッドの支援装置。
前記線状圧電センサは、前記帯状スイッチによりベッド使用者が起上がり姿勢であると判別された場合にのみ作動するようにし、該線状圧電センサからの出力により使用者が立ち上がったか、立ち上がりつつあることが検知されたならば、照明、音および監視センターへの信号出力の内の１つまたは組合せによりベッド使用者に警告を発するようにした請求項２記載の介護用ベッドの支援装置。