JP4993565B2

JP4993565B2 - 介護支援システム

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Publication number: JP4993565B2
Application number: JP2006230360A
Authority: JP
Inventors: 仁司伊藤; 仁小宅; 武司阿部
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2006-08-28
Filing date: 2006-08-28
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2026-08-28
Also published as: JP2008049023A

Description

本発明は、被介護者のベッド上からの離床や呼吸状況等を判定し、その判定結果を記録したり、判定結果に応じて警報を発する介護支援システムに関するものである。

従来から、ベッドに臥床（仰臥、横臥、伏臥の総称であり、以下同じ。）している被介護者の体動を圧電素子で検出し、その検出信号を処理することで、ベッド上の被介護者の在／不在を検出する監視装置が提案されている（例えば、特許文献１）。また、腕に取り付けた脈波センサで脈波を検出し、加速度センサで体動を検出して、これらを処理することで睡眠状態や無呼吸状態を判定する装置があった（例えば、特許文献２）。
特開平７−２０４１６６号公報特開２００５−２７９１１３号公報

しかしながら、ベッドに臥床している被介護者の体動を検出してその被介護者の臥床／離床を検出することと、ベッドに臥床している被介護者の呼吸状況を検出することとは、その検出信号の大きさが極端に異なり、また外部環境ノイズの影響を受け易いことから、両者を共通のセンサで検出することは困難であった。

本発明の目的は、１個のセンサ手段を用いながらも、被介護者の臥床／離床の判定と呼吸状況の判定が実現できるようにした介護支援システムを提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１にかかる発明の介護システムは、ベッドに設置したセンサ手段と、該センサ手段から出力する信号を処理する信号処理手段とを有する介護支援システムであって、前記センサ手段は、前記ベッドに設置され印加する圧力に応じて静電容量値が変化する静電容量圧力センサおよび該静電容量圧力センサに一体化され該静電容量圧力センサの前記静電容量値の変化に応じた周波数信号を発振する発振回路からなるセンサマットと、該センサマットの前記発振回路で発生する周波数信号をケーブルを介して取り込み周波数を表すサンプリング信号を一定時間毎に出力するセンサ本体とを備え、前記信号処理手段は、前記センサ手段で得られた前記サンプリング信号を取り込んで処理を加え、臥床者の前記ベッドからの離床判定、臥床者の無呼吸判定、臥床者の呼吸状況判定等の判定を行い、前記離床判定は、前記サンプリング信号により得られる周波数値が予め設定したしきい値を上回った状態が所定時間を継続したとき、離床と判定する処理であることを特徴とする。
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の介護支援システムにおいて、前記呼吸状況判定は、前記サンプリング信号から直流成分およびノイズ成分を除去して得た時間軸呼吸信号をフーリエ変換してスペクトルを得、最大スペクトルの大きさに応じて臥床者の無呼吸、通常呼吸、体位変化を判定する処理であり、前記最大スペクトルの周波数に応じて、臥床者の前記通常呼吸の強弱を判定することを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項１に記載の介護支援システムにおいて、前記呼吸状況判定は、前記サンプリング信号から直流成分およびノイズ成分を除去して得た時間軸呼吸信号をフーリエ変換してスペクトルを得、最大スペクトルの大きさに応じて臥床者の無呼吸、通常呼吸、体位変化を判定する処理であり、前記最大スペクトルの半値幅に応じて、臥床者の呼吸の揺らぎの大きさを判定することを特徴とする。
請求項４にかかる発明は、請求項１に記載の介護支援システムにおいて、前記呼吸状況判定は、前記サンプリング信号から直流成分およびノイズ成分を除去して得た時間軸呼吸信号をフーリエ変換してスペクトルを得、最大スペクトルの大きさに応じて臥床者の無呼吸、通常呼吸、体位変化を判定する処理であり、前記最大スペクトルより小さな強度で且つ該最大スペクトルの第２高調波でないスペクトルが存在するとき、臥床者の呼吸変化があったと判定することを特徴とする。
請求項５にかかる発明は、請求項１に記載の介護支援システムにおいて、前記呼吸状況判定は、前記サンプリング信号から直流成分およびノイズ成分を除去して得た時間軸呼吸信号をフーリエ変換してスペクトルを得、最大スペクトルの大きさに応じて臥床者の無呼吸、通常呼吸、体位変化を判定する処理であり、前記最大スペクトルの大きさと該最大スペクトルの第２高調波の大きさの比率に応じて、前記臥床者の呼吸の非対称を判定することを特徴とする。
請求項６にかかる発明は、請求項１乃至５のいずれか１つに記載の介護支援システムにおいて、前記判定の結果を記録する記録手段を設けたことを特徴とする。
請求項７にかかる発明は、請求項１乃至５のいずれか１つに記載の介護支援システムにおいて、前記判定の結果に応じて警報を発する警報手段を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、静電容量圧力センサと発振回路をセンサマットに一体化しているので、発振周波数に静電容量圧力センサ以外の容量成分が関与しないようにすることができ、精度の高い検出信号を取得することができる。よって、そのセンサマットを設置したベッドに臥床している被介護者の離床判定と呼吸状況判定の両方を行うことが可能となる。

また、離床判定では、実際に離床があってから所定時間が経過した後にその判定を行うので、体位変動等を離床と誤って判定することを回避できる。また、無呼吸判定は、単位時間内の複数の時間軸呼吸信号の分散を用いて判定するので、正確で迅速な判定を行うことができる。

また、呼吸状況判定は、周波数信号をフーリエ変換して得たスペクトルを分析して判定するので、臥床者の無呼吸、通常呼吸、体位変化、通常呼吸での強弱、揺らぎ、呼吸変化、呼吸非対称等を判定できる。

以下、本発明の介護支援システムの実施例について説明する。図１は介護支援システムの全体構成を示すブロック図である。１００はセンサ装置であって、ベッドにセットされるセンサマット１１０、ケーブル１２０、センサ本体１３０、および無線ＬＡＮシステム１４０からなる。２００はセンサ装置１００から取り込んだ信号を処理する信号処理装置であって、無線ＬＡＮシステム２１０、信号処理部２２０、およびデータ管理装置２３０からなる。３００は一部の信号処理機能と警報発生機能を備えた遠隔端末装置であって、無線ＬＡＮシステム３１０、警報端末部３２０、およびコンピュータ装置３３０からなる。警報端末部３２０は、ＬＡＮインターフェース３２１、ＣＰＵ３２２、メモリ書き込み部３２３、メモリ３２４、警報表示器３２５、警報応答釦３２６、および電源回路３２７を有する。コンピュータ装置３３０は、メモリ３２４に蓄えられたデータを随時ＤＳＵ端子等から読み込んで信号処理を行う。請求項との関係では、センサ装置１００がセンサ手段に相当し、信号処理部２００や遠隔端末装置３００が信号処理手段に相当する。

図２は、センサ装置１００のセンサマット１１０とケーブル１２０とセンサ本体１３０の詳細を示す回路図である。センサマット１１０は静電容量圧力センサ（容量素子）１１１、抵抗１１２、および演算増幅器１１３の組み込みにより構成されたシュミットトリガ型の発振回路１１４を備え、その発振周波数は静電容量圧力センサ１１１の容量変化に応じて変化する。

センサ本体１３０は、ケーブル１２０を介してセンサマット１１０に電力を供給する電池１３１、発振回路１１０をセンサ本体１３０の内部回路と絶縁するためのホトカプラ等の絶縁回路１３２、ノイズ除去用の容量１３３、発振回路１１４から入力する発振周波数信号の信号処理および通信制御のためのＣＰＵ１３４、無線ＬＡＮシステム１４０に信号を送るインターフェース１３５、商用電源から内部電源を作成する電源回路１３６、電源スイッチ１３７等を備える。ＣＰＵ１３４からはインターフェース１３５に信号を出力する他に、ナースコールＮＣも出力する。

図３は、前記したセンサマット１１０の構成を示す図である。基材シート１の上面に静電容量圧力センサ１１１と発振回路１１４が一体的に構成されている。静電容量圧力センサ１１１は、中心導体箔２の両面に誘電体としての絶縁クッション材３，４を介して外部シールド箔５，６を重ねて構成したものであり、中心導体箔２が一方の電極となり、外部シールド箔５，６が他方の電極となって、その外部シールド箔５，６は発振回路１１４で発振した周波数信号に対する外来ノイズの干渉防止の役目も果たしている。絶縁クッション材３，４は外部シールド箔５，６で覆われた内部に中心導体箔２と共に実装され外来雑音の誘導を無くしている。また、発振回路１１４の内のセンサマット１１０以外はその構成部品の周囲がシールドケースに覆われている。

このセンサマット１１０は、発振回路１１４が静電容量圧力センサ１１１と一体化されているので、静電容量圧力センサ１１１と発振回路１１４との間の配線の浮遊容量の影響を殆ど回避することができ、ノイズ成分を低減できるので、センサ感度を大きくすることができる。しかも、その発振回路１１４の出力は、信号線がシールドされたケーブル１２０により引き出され、このケーブル１２０は商用電源を使用する電源回路１３５に対して絶縁回路１３２により絶縁されているので、電源回路１３６が誘導雷などで異常高圧を発生する場合があっても、その影響を受けることはない。このように低ノイズで高感度な構造が実現できることによって、１個のセンサマット１１０が、被介護者の大きな変化を伴う臥床／離床の検出と微小な変化の呼吸信号検出に、共用可能となる。呼吸信号は強くでている場合であっても、臥床／離床の差の信号強度に比べ５０ｄＢ程度も低いが、これが検出可能となる。

さて、センサマット１１０は、ベッドに臥床する被介護者の胸部付近の下に敷いてセットする。これにより、センサマット１１０から出力する周波数信号であるパルス信号は、図４(a)に示すように、パルス幅が臥床者の体位変化および呼吸によって変化する信号となる。例えば、静電容量圧力センサ１１１にかかる圧力が大きいときは、その静電容量圧力センサ１１１の静電容量が大きくなるので、発振回路１１４の発振周波数が低下してパルスのパルス幅が大きくなり、圧力が小さいときは発振周波数が上昇してパルス幅が小さくなる。

センサ１３０において、この図４(a)のパルス信号を時間Ｔsの間だけカウントして、そのカウント値を時間Ｔsごとに図４(b)のサンプリグパルスによりサンプリングすると、図４(c)のサンプリング信号ＶＳ(n)を得ることができる（ｎ＝１〜ｎ）。そのサンプリング信号ＶＳ(n)の値は、静電容量圧力センサ１１１にかかる圧力が大きいときは小さな値となり、圧力が低いときは大きな値となる。このサンプリング信号ＶＳ(n)を信号処理装置２００の信号処理部２２０に取り込んで行われる処理を、図６に示すフローチャートをも参照して説明する。なお、警報や記録は信号処理装置２００のデータ管理装置２３０で行われる。

＜離床判定＞
ベッドに臥床していた被介護者が離床したときは、サンプリング信号ＶＳ(n)は小さな値から大きな値に変化するので、予め離床判断のしきい値ＶＳthを設定しておいて、
ＶＳ(n)＞ＶＳth (1)
となったときに、図４(d)に示す“１”のしきい値判定信号を出力する判定手段を設けておくことにより、離床の判定を行う。

ここで、しきい値ＶＳthは次のようにして決める。まず、デフォルトでの離床状態のサンプリング値をＶＳempと設定し（センサマット１１０の種類やベッドに載せる布団等によって異ならせる）、臥床時のサンプリング値をＶＳprsntとする。この臥床時のサンプリング値ＶＳprsntは臥床者の体型や重量および臥床の仕方によって異なるため、最大値に設定する。以上から、離床判定のしきい値ＶＳthは、次式のごとく、変化する離床／臥床時の値に対し中心点になる次の式(2)
ＶＳth＝√（ＶＳemp×ＶＳprsnt） (2)
により幾何平均で決定する。なお、通常の算術平均によってもよい。

ところで、各サンプリング信号ＶＳ(ｎ)の値をしきい値ＶＳethと比較して、上記式(1)が満足されたとき、直ちにこれを離床状態となったと判定すると、寝返り等の体位変化をも離床と誤判定してしまう恐れがある。

そこで、本実施例では、サンプリング信号ＶＳ(n)の値が、例えば３〜５秒間連続して上記式(1)を満足したときに、図４(e)に示すように、初めて、離床と判定する方式を採用する。このときは、この時間を３秒間とすると、サンプリング回数ｂは、サンプリング間隔Ｔｓ＝５０ｍ秒では、ｂ＝３／０．０５（＝６０）個となる。このように、一旦式(1)を満足してから、この状態がサンプリング回数ｂが６０に達しても継続しているときに初めて、図４(e)の離床判定信号を出力する。こように積分操作を加えると、寝返り等の体位変化を離床と誤検出することを避けることができる。図６のフローチャートでは待機時間については記載しなかったが、ステップＳ１では、しきい値ＶＳeth＝１００００として、ＶＳ(n)が１００００を超えたときに離床と判定し、ステップＳ２で警報を発する。この場合は、離床でなくマットはずれの場合もある。

＜無呼吸判定＞
次に、呼吸検出のための処理を説明する。各サンプリング信号ＶＳ(n)の値は、図４(f)に示すように、得られるサンプリング信号ＶＳ(n)の時間軸に沿って、ｋ個毎にブロック化する。これにより、第１ブロック、第２ブロック、・・・・が得られる。このブロックの大きさ、つまりデータ数ｋは、呼吸の状態の判別を許容時間以内に行うことと、後記する呼吸スペクトルの周波数間隔をスペクトル分析の精度を損なわない粗さに確保することから、３０秒間のデータ数とする。３０秒間のデータ数は３０／０．０５＝６００であるが、演算処理の関係から５１２個とする。

まず、臥床時の直流成分を取り除き（ステップＳ３）、演算桁数を下げる。直流成分除去は、各サンプリング信号ＶＳ(ｎ)の任意の値を、以降の連続するサンプリング値から減算することで行うが、この操作は、後記する統計の分散値に影響はなく、以降の信号処理において結果に影響を与えることはない。

センサマット１１０で検出する周波数変化から得られる呼吸信号の強度は、強く出ている場合でも、臥床時と離床時の信号強度差に比べて５０ｄＢ程度低いので、次に、緩慢な体位変化や心拍による信号成分および諸環境ノイズ成分を除去するために、前記直流成分を除去したサンプリング信号ＶＳ(n)の値をデジタル帯域濾波器に通過させてノイズ除去を行い（ステップＳ３）、図４(g)に示す時間軸呼吸信号Ｓｔ(n)を得る。

このデジタル帯域濾波の処理においては、以降の信号処理を効果的にするため、約３０秒間に得られる２^ｍ個（５１２個）の有効データが必要であり、[（２^ｎ個＋ディジタル帯域濾波器の次数ｍ−１）個]のサンプリング値を算出する。追加される（ｍ−１）個のサンプリング値の最初のサンプリング値は、次のディジタル帯域通過濾波器の処理を行う先頭のサンプリング値となる。本処理方法により、サンプリング値の欠落をなくし、かつＦＦＴ（高速フーリエ変換）対象の信号を乱れさせないように準備できる。

無呼吸判定は、図４(g)に示したノイズ除去後の時間軸呼吸信号Ｓｔ(n)の波形に従って実行する。まず、予め無呼吸時の時間軸呼吸信号Ｓｔ(n)の分散値Ｖｎを測定しておき、この分散値Ｖｎに応じてしきい値Ｖntを定める。一方、時間軸呼吸信号Ｓｔ(n)のサンプリング値に対して、１ブロックを複数分割した時間Ｔna（約５秒）のサンプリング数ｋa個について、図４(h)に示すように、時間軸呼吸信号Ｓｔ(n)の平均値Ｓtavを求める。次に図４(i)に示すように、（Ｓt(n)−Ｓtav）を求め、（Ｓt(n)−Ｓtav）^２のｋa個の総和を求めた後に、その平方根を求め、図４(j)に示すように、分散値Ｖtevを得る。そして、
Ｖtev＜Ｖnt (3)
の場合に、ステップＳ４に示すように、無呼吸と判断する。臥床と判断されているときにのみ、式(3)の判定を行うことにより、ほぼＴna時間（約５秒）という短い時間内で迅速に確度の高いかつ無呼吸の判定を行うことができる。

ただ、この方法は、ｋa個の連続する時間軸呼吸信号Ｓｔ(n)に対し平均値Ｓtavが順次計算され、その後、逆戻りして、更に（Ｓt(n)−Ｓtav）^２のｋa個の総和を求めることになり、手順が複雑で処理上でメモリーエリアを節約できない。

これを回避するには、式の変形を行い、順次計算し前のデータを消滅させる方式を採用する。これにより、メモリーの節約と演算時間の抑制をすることができる。すなわち、各時間軸呼吸信号Ｓｔ(n)の先頭の値Ｓｔ(1)を仮の平均値として演算する。そのとき、式(3)に適用する分散値Ｖtevは次の式(4)で計算されるため、メモリーの占有量を約ka分の１に減少でき時間を半減できる。

Ｎ＝ka、Ｖｉ＝Ｓｔ(i)、Ａ＝仮の平均値である。

＜呼吸状況判断＞
式(3)で無呼吸判定とされなかった場合は、次に呼吸状況を判断する。このときは、時間軸呼吸信号Ｓｔ(n)をＦＦＴ（高速フーリエ変換）して（ステップＳ７）スペクトルを算出し、このスペクトル分析を行う（ステップＳ８）ことで、呼吸状況の判断を行う。

まず、前述の時間軸呼吸信号Ｓt(n)について、前記した１ブロック当りの全値（５１２個）を対象として、各ブロック毎にＦＦＴ演算を行い、周波数軸の呼吸信号スペクトルを得る。そして、呼吸信号スペクトルを周波数軸で微分し、スペクトルの要素を抽出する。これにより、呼吸の周波数の変化、呼吸のスペクトルのピーク強度および各スペクトルの相対的強度等を算出し、呼吸状況の判断を行う。本方法により、従来では困難であった呼吸周波数、その周波数安定度、呼吸の揺らぎ、呼吸の吸引と排出の特徴、体位変動等を検出することが可能となる。

図５は呼吸信号のスペクトルを周波数軸で表したスペクトル分布図である。横軸の周波数であるｋの最大値は２５６であり、その１目盛りは０．０３９Hzである。ｋ＝１は周波数０Ｈｚである。最大ピーク値はＡmax(km)、２番目のピーク値はＡmp（kp)、最小ピーク値はＡmin（kmin)、A２m（k2m)はＡmax(km)の第２高調波である。km、kp、kmin、k2mは周波数である。ｋ2m＝２×（km-1)+1である

呼吸信号の分析は、先ず、最大振幅値Ａmaxが十分な大きさであるかを判断する（ステップＳ９）。本実施例では無呼吸判断のしきい値（Ａmax＝１００）に対し約５倍の値（Ａmax＝５００）をしきい値とする。また振幅値により体位変化の有無を判断し、このときのしきい値は、無呼吸判断のしきい値に対し約８０倍以上（Ａmax＝８０００）に設定し、これを超えると体位変化と判断する。以上により、無呼吸警報および記録（ステップＳ１０）、センサマット位置確認警報および記録（ステップＳ１１）、体位変化有無判定（ステップＳ１２）に分類できる。体位変化があるときは体位変化警報および記録を行う（ステップＳ１３)。

次に、信号強度がある程度あり、且つ体位変化が無いときに、最大振幅Ａmaxの周波数kmの値を判定する。このときは、まず、第１段階として、その周波数kmが、km＜７、７≦km＜１０、１０≦ｋｍのいずれの範囲にあるかを判定（ステップＳ１４）し、km＜７では呼吸が遅い領域としてこれを記録（ステップＳ１５）し、７≦km＜１０では呼吸が普通の領域としてこれを記録（ステップＳ１６）し、１０≦ｋｍでは呼吸が速い領域としてこれを記録（ステップＳ１７）する。

第２段階として、ステップＳ１４での各判定結果について、ピーク値Ａmaxの半値幅kbを求め、その半値幅kbがＡmaxの周波数kmに対し、ある比率、例えばkb/km＜０．３であれば揺らぎ無しとし、そうでなければ揺らぎ有りと判定して、呼吸の安定性を判断する。半値幅kbは補間の技術により求める。このように半値幅kbを使用することおよび周波数kmで基準化することにより、センサマット１１０からの信号の強さおよび個人差のある呼吸周波数に影響されないで、遅い呼吸時、普通の呼吸時、速い呼吸時のそれぞれについて、揺らぎの有無を観察することができる（ステップＳ１８〜Ｓ２１）。

第３段階として、平常の呼吸周波数領域にＡmax(km)の高調波ではない別のピーク値（図５ではＡmp(kp)を示した）が複数個存在する場合は、呼吸に変化があったと判断できる。

第４段階として、Ａmax(km)の第２高調波周波数k2mに、Ａmax(km)の例えば１/２の値より大きいピークがある場合は、呼吸が非対称（吸う時間と吐く時間が異なる）であり呼吸の特異な状況と判断する。

＜呼吸観察＞
本実施例では、以上のようにして採取した時間軸呼吸信号、離床判定結果、無呼吸判定結果、並びに呼吸状況に関する判定（呼吸が遅い／普通／速い、呼吸の揺らぎの有無、呼吸の変化、呼吸の非対称の有無等）結果のデータを信号処理装置２００のデータ管理装置２３０に蓄積する。そして、本データの中から任意の主要な項目を選択し、１時間ごとに発生件数をグラフ表示できるようにすれば、例えば、睡眠時間帯の呼吸状況を遅い／普通／速いの分類毎に累積しておくことで、各呼吸状況の累積時間を求め、被介護者の状況を判断することができる。また、時間軸呼吸信号や処理データの記憶と表示を行う機能を持たせ、データと表示を結び付け、日々の介護および健康管理に役立てることができる。

以上から、異常な呼吸（呼吸が速い、非対称等）の時間帯がある場合は、グラフの該当時間をクリックすることにより、その時間帯の約３０秒毎にブロック化された時間軸呼吸信号の波形および周波数軸のスペクトルを観察できる。本観察により、目視により呼吸状況が把握でき、より感性的な判断が出来ると共に呼吸状況の判定精度を上げることができる。この観察波形およびスペクトルは、蓄積されたデータに対し３〜５秒間隔での表示が選択できるようにしておけば、チェックが容易になる。

図７に呼吸安定状態の呼吸信号の時間軸波形(a)とスペクトル(b)を、図８に呼吸不安定状態の呼吸信号の時間軸波形(a)とスペクトル(b)を、図９に寝返り（体位変化）時の呼吸信号の時間軸波形(a)とスペクトル(b)を、図１０にノイズの時間軸波形(a)とスペクトル(b)を、それぞれ示した。時間軸波形(a)の横軸は時間（秒）、縦軸は振幅（任意単位）、スペクトル(b)の横軸は周波数（Hz)、縦軸は振幅（任意単位）である。図５との比較では、横軸の周波数は、０Hzがｋ＝１、０．１９５Ｈｚがｋ＝６、０．３９０Ｈがｋ＝１１、０．５８５Ｈｚがｋ＝１６、０．７８０Ｈｚがｋ＝２１、０．９７５Ｈｚがｋ＝２６、１．１１７Ｈｚがｋ＝３１である。

本実施例の介護支援システムは、家庭での看護等において個人が使用することもできる。この場合は、センサ装置１００と遠隔端末装置３００を組み合わせ、センサ装置１００で得られたサンプリング信号ＶＳ(n)を遠隔端末装置３００の警報端末部３２０に取り込んでコンピュータ装置３３０との連動により、前述したのと同様に処理する。そして、遠隔警報端末部３２０に実装したメモリ３２４に、時間軸呼吸信号Ｓｔ(n)や得られた各種データを蓄えて、後の観察に供する。また、離床判定および無呼吸判定では、その結果に応じて介護者に警報通知を行う。この場合の警報は、警報表示器３２５により警報音とランプの点滅により行う。なお、遠隔端末装置３００のコンピュータ装置３３０は必ずしも必要なく、これを削除した場合は、遠隔警報端末部３２０によって、前出の離床判定および無呼吸判定のみのを行う。この簡易化により、容易な使用方法と装置価格の低減ができ、家庭への導入が容易になる。

＜別の実施例＞
前記したセンサ装置１００は、そのセンサマット１１０を小型化して、車椅子の着座部の前側と後側の両方に個々に取り付けて、両センサ装置１００が離席を検出（前記臥床判定の式(1)の処理と同じ）したときに、実際に離席があったと判定し、その離席検出の信頼性を向上させることもできる。なお、着座部の前側と後側の両センサマットを１つのセンサ装置に実装し、両センサマットによる離席検出を行うよう１つのセンサ装置を構成してもよい。このような車椅子からの離席の検出は、転倒の場合もあり得るので瞬間的な検出が必要なことから、ベッドからの離床と異なって、ある時間を待つことなく、直ちに検出信号を出力させる。この車椅子の離席についても前記同様に監視／記録を行うことができる。遠隔端末装置３００に取り込めば、遠隔地で離席の監視／記録を行うことができる。また、センサ装置１００を２つ用いて、一方は離床判定、無呼吸判定、呼吸状況判断、および呼吸観察等を行うようにし、他方は離床判定のみを行うようにし、一方のセンサマットから臥床者の身体が離れてしまうような身体移動（マットはずれ）と離床を判別することもできる。

本発明の介護支援システムの構成を示すブロック図である。センサ装置の一部の回路図である。センサマットの説明図である。処理の信号波形図である。スペクトル分析のための波形図である。処理のフローチャートである。呼吸安定状態の呼吸信号の時間軸波形(a)とスペクトル(b)を示す図である。呼吸不安定状態の呼吸信号の時間軸波形(a)とスペクトル(b)を示す図である。寝返り（体位変化）時の呼吸信号の時間軸波形(a)とスペクトル(b)を示す図である。ノイズの時間軸波形(a)とスペクトル(b)を示す図である。

符号の説明

１００：センサ装置、１１０：センサマット、１１１：静電容量圧力センサ、１１２：抵抗、１１３：増幅器、１１４：発振回路、１２０：ケーブル、１３０：センサ本体、１３１：電池、１３２：絶縁回路、１３３：容量、１３４：CPU、１３５：インターフェース、１３６：電源回路、１３７：スイッチ、１：基材、２：中心導体箔，３，４：絶縁クッション材、５，６：外部シールド箔、１４０：無線ＬＡＮシステム
２００：信号処理装置、２１０：無線ＬＡＮシステム、２２０：信号処理部、２３０：データ管理装置
３００：遠隔端末装置、３１０：無線ＬＡＮシステム、３２０：警報端末部、３２１：インターフェース、３２２：ＣＰＵ、３２３：メモリ書き込み回路、３２４：メモリ、３２５：警報表示器、３２６：警報応答釦

Claims

ベッドに設置したセンサ手段と、該センサ手段から出力する信号を処理する信号処理手段とを有する介護支援システムであって、
前記センサ手段は、前記ベッドに設置され印加する圧力に応じて静電容量値が変化する静電容量圧力センサおよび該静電容量圧力センサに一体化され該静電容量圧力センサの前記静電容量値の変化に応じた周波数信号を発振する発振回路からなるセンサマットと、該センサマットの前記発振回路で発生する周波数信号をケーブルを介して取り込み周波数を表すサンプリング信号を一定時間毎に出力するセンサ本体とを備え、
前記信号処理手段は、前記センサ手段で得られた前記サンプリング信号を取り込んで処理を加え、臥床者の前記ベッドからの離床判定、臥床者の無呼吸判定、臥床者の呼吸状況判定等の判定を行い、
前記離床判定は、前記サンプリング信号により得られる周波数値が予め設定したしきい値を上回った状態が所定時間を継続したとき、離床と判定する処理であることを特徴とする介護支援システム。
請求項１に記載の介護支援システムにおいて、
前記呼吸状況判定は、前記サンプリング信号から直流成分およびノイズ成分を除去して得た時間軸呼吸信号をフーリエ変換してスペクトルを得、最大スペクトルの大きさに応じて臥床者の無呼吸、通常呼吸、体位変化を判定する処理であり、
前記最大スペクトルの周波数に応じて、臥床者の前記通常呼吸の強弱を判定することを特徴とする介護支援システム。
請求項１に記載の介護支援システムにおいて、
前記呼吸状況判定は、前記サンプリング信号から直流成分およびノイズ成分を除去して得た時間軸呼吸信号をフーリエ変換してスペクトルを得、最大スペクトルの大きさに応じて臥床者の無呼吸、通常呼吸、体位変化を判定する処理であり、
前記最大スペクトルの半値幅に応じて、臥床者の呼吸の揺らぎの大きさを判定することを特徴とする介護支援システム。
請求項１に記載の介護支援システムにおいて、
前記呼吸状況判定は、前記サンプリング信号から直流成分およびノイズ成分を除去して得た時間軸呼吸信号をフーリエ変換してスペクトルを得、最大スペクトルの大きさに応じて臥床者の無呼吸、通常呼吸、体位変化を判定する処理であり、
前記最大スペクトルより小さな強度で且つ該最大スペクトルの第２高調波でないスペクトルが存在するとき、臥床者の呼吸変化があったと判定することを特徴とする介護支援システム。
請求項１に記載の介護支援システムにおいて、
前記呼吸状況判定は、前記サンプリング信号から直流成分およびノイズ成分を除去して得た時間軸呼吸信号をフーリエ変換してスペクトルを得、最大スペクトルの大きさに応じて臥床者の無呼吸、通常呼吸、体位変化を判定する処理であり、
前記最大スペクトルの大きさと該最大スペクトルの第２高調波の大きさの比率に応じて、前記臥床者の呼吸の非対称を判定することを特徴とする介護支援システム。
請求項１乃至５のいずれか１つに記載の介護支援システムにおいて、
前記判定の結果を記録する記録手段を設けたことを特徴とする介護支援システム。
請求項１乃至５のいずれか１つに記載の介護支援システムにおいて、
前記判定の結果に応じて警報を発する警報手段を設けたことを特徴とする介護支援システム。