JP5026444B2

JP5026444B2 - 離床検出装置

Info

Publication number: JP5026444B2
Application number: JP2009016901A
Authority: JP
Inventors: 成宗松村; 学茂木; 智広山田; 伸洋武藤
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2009-01-28
Filing date: 2009-01-28
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2029-01-28
Also published as: JP2010172420A

Description

この発明は、補助を必要とする患者がベッドから起き上がるときの予兆を検出するために使用する離床検出装置に関する。

病院や養護老人ホーム等の医療・介護施設において、補助を必要とする患者又は被介護者が一人でベッドから起き上がろうとすると、転落等を起こすことがあり非常に危険である。このような事情から、患者又は被介護者がベッドから起き上がるときの予兆を検出するための離床検出装置が種々開発されている。例えば、患者又は被介護者がベッドの手摺りに手を触れたことを超音波センサを用いて検出する装置が提案されている（特許文献１を参照。）。

特開２００８−２６４３１５号公報

ところが、超音波センサを使用した従来の離床検出装置は、タオル等の看護用品や、ベッドのリモートコントローラやナースコール用のボタン等の付属機器のストラップを手摺りに掛けた場合にも、これを患者又は被介護者が手摺りに手を触れたものとして検出して誤報を発生することがあり、検出精度が低かった。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、患者又は被介護者が手摺りに触れる動作を、看護用品や付属機器を手摺りに掛ける動作と区別して検出できるようにし、これにより誤報の発生を低減して検出精度の向上を図った離床検出装置を提供することにある。

上記目的を達成するためにこの発明の一観点は、ベッドの側部に設けられた手摺りの第１の端部に発光器を取着すると共に、上記手摺りの上記第１の端部と対向する第２の端部に受光器を取着し、発光器から上記ベッドを使用する人の手指の厚さ寸法に対応して直径が設定されたビーム状の検出光を上記手摺りの長手方向にその把持面に対し平行に送信し、当該把持面上を通過した検出光を上記受光器で受光してその受光量に対応する信号レベルを有する受光信号を出力する。そして、上記受光器から出力された受光信号を制御部に取り込み、今回取り込んだ受光信号の信号レベルを前回取り込んだ受光信号の信号レベルと比較し、その差が予め設定したしきい値以上であるか否かを判定し、上記差が上記しきい値以上であると判定された場合に、上記人がベッドから起き上がる兆候を検出したことを表す警報を発生するように構成したものである。

したがって、タオルや付属機器のストラップ等が手摺りに掛けられたとしても、検出光のビーム直径はベッドを使用する患者や被介護者の手指の厚さ寸法に対応して太く設定されているため、検出光は一部が遮られても大半は受光器で受光される。これに対し、患者又は被介護者がベッドから起き上がろうとして手摺りに触れると、上記検出光はその大半が手指で遮られて受光器で受光される受光量が著しく減少する。この受光量の変化がしきい値をもとに判定され、変化が大きいときに警報が発生される。

すなわち、この発明によれば、患者又は被介護者が手摺りに触れる動作を、看護用品や付属機器を手摺りに掛ける動作と区別して検出できるようになり、これにより誤報の発生を低減して検出精度の向上を図った離床検出装置を提供することができる。

この発明の一実施形態に係わる離床検出装置の構成を示す斜視図である。図１に示した離床検出装置の一部を拡大して示す平面図である。図２のＡ−Ａ矢視断面図である。図１に示した離床検出装置の警報ユニットの回路構成を示すブロック図である。図４に示した警報ユニットの制御部による処理手順と処理内容を示すフローチャートである。

以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。
図１はこの発明の一実施形態に係わる離床検出装置の全体の構成を示す斜視図、図２は図１に示した離床検出装置の一部を拡大して示した平面図、図３は図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
ベッドは、４本の脚部１１〜１４とフレーム１５とから構成される基台上にマットレス等の寝床２０を載置したもので、その両側部にはそれぞれ２個の手摺り３１〜３４が設置されている。なお、２１はナースコール通信装置等のベッド周辺機器を収容する周辺機器収容部である。

ところで、上記各手摺り３１〜３４にはそれぞれ赤外線センサが取着される。赤外線センサは、互いに対をなす赤外線発光器４１〜４４と赤外線受光器５１〜５４とからなる。これらの赤外線発光器４１〜４４及び赤外線受光器５１〜５４の対はそれぞれ、手摺り３１〜３４の長手方向の両端部に互いに向き合うように配置される。

赤外線発光器４１〜４４は、後述する警報ユニット６０から出力される発光駆動信号Ｓ１１〜Ｓ４１に応じて赤外線ビームからなる検出光ＢＭを発光するもので、この検出光ＢＭは図２に示すように上記手摺り３１〜３４の長手方向にその把持面に対し平行に送られる。このとき、手摺り３１〜３４の把持面上と赤外線ビームとの間には、図２に示すように一定間隔だけ隙間が形成されるように設定される。この隙間の寸法は、タオルやリモートコントローラのストラップ等の非検出対象物により赤外線ビームが遮断されないように、当該非検出対象物の厚さとほぼ同等の値に設定される。

また、上記検出光ＢＭのビーム径Ｗは、ベッドを使用する患者又は被介護者の手指の厚さ寸法に対応して設定される。例えば、一般成人の指部分の厚さは２０mm程度なので、上記ビーム径Ｗはこの指部分の厚さに対応して２０mmに設定される。なお、ビーム径Ｗは、ベッドごとに当該ベッドを使用する患者又は被介護者の指の厚さ寸法に応じて個別に設定してもよい。

赤外線受光器５１〜５４は、上記赤外線発光器４１〜４４から発光された検出光ＢＭを受光するもので、その受光量に対応する信号強度を有する受光信号Ｓ１２〜Ｓ４２を警報ユニット６０へ出力する。この赤外線受光器５１〜５４と警報ユニット６０の間は、図示しない信号ケーブルを介して接続される。赤外線発光器４１〜４４と警報ユニット６０の間も同様である。なお、赤外線発光器４１〜４４及び赤外線受光器５１〜５４と警報ユニット６０との間は、有線又は無線を使用するＬＡＮ（Local Aria Network）を介して接続することも可能である。このようにすると信号ケーブルの本数を減らすことが可能となる。

警報ユニット６０は、例えばナースセンタに設けられるもので、以下のように構成される。図４はその回路構成を示すブロック図である。なお、同図では図示の簡単のため、赤外線発光器４１及び赤外線受光器５１の系統のみを図示している。
すなわち、警報ユニット６０はマイクロコンピュータからなる制御部７０を備える。制御部７０には、発光駆動信号生成部７４が設けられ、この発光駆動信号生成部７４により生成された発光駆動信号Ｓ１１はＤ／Ａ変換器６１によりディジタル信号からアナログ信号に変換されたのち、図示しない信号ケーブルを介して赤外線発光器４１に送られる。

一方、赤外線受光器５１から出力された受光信号Ｓ１２は、受光増幅器６２によりＡ／Ｄ変換に適した信号レベルに増幅されたのち、Ａ／Ｄ変換器６３によりアナログ信号からディジタル信号に変換され、一定の時間間隔（例えば１秒間隔）で制御部７０に取り込まれる。

制御部７０は、遅延処理部７１、１／２処理部７２及び比較部７３を備える。遅延処理部７１は、上記Ａ／Ｄ変換器６３からディジタル受光信号が取り込まれるごとに、当該ディジタル受光信号の信号強度を１秒間遅延した後、記憶部６６に記憶させる。記憶部６６は例えばフラッシュメモリからなる。１／２処理部７２は、上記記憶部６６から上記１秒間遅延処理されたディジタル受光信号の信号強度を読み出し、この信号強度の１／２となる信号値を算出して比較部７３に供給する。

比較部７３は、上記Ａ／Ｄ変換器６３から今回取り込んだディジタル受光信号の信号強度（今回の受光信号強度）Ｄn を、上記１／２処理部７２から供給された信号値、つまり前回（１秒前）に取り込んだディジタル受光信号の信号強度Ｄn-1 を上記１／２処理部７２により１／２とした信号値と比較する。そして、今回の受光信号強度Ｄn が、前回の受光信号強度Ｄn-1 を１／２とした値より小さければ、警報信号を生成し、この警報信号を図示しないＤ／Ａ変換器によりアナログ信号に変換して出力増幅器６４へ出力する。
出力増幅器６４は、上記比較部７３から出力されたアナログ警報信号を増幅したのちスピーカ６５から拡声出力させる。

次に、以上のように構成された離床検出装置の動作を説明する。
監視期間において、警報ユニット６０からは発光駆動信号Ｓ１１が出力され、この発光駆動信号Ｓ１１に応じて赤外線発光器４１から赤外線ビームからなる検出光ＢＭが発光される。この検出光ＢＭは、図２に示すように手摺り３１の長手方向にその把持面に対し平行に送られる。この検出光ＢＭは、上記赤外線発光器４１と相対向する位置に配置された赤外線受光器５１で受光され、その受光信号は警報ユニット６０に取り込まれる。

そして警報ユニット６０では、制御部７０の制御の下で以下のような処理が行われる。図５は、制御部７０による処理手順と処理内容を示すフローチャートである。
すなわち、制御部７０はステップＳ７１により一定時間Ｔ（Ｔ＝１秒）の時間経過を監視しており、一定時間Ｔ（Ｔ＝１秒）が経過するごとに、ステップＳ７２により、上記赤外線受光器５１から出力された受光信号を受光増幅器６２及びＡ／Ｄ変換器６３を介してディジタル値として取り込む。そして、ステップＳ７３により、この取り込んだ受光信号の信号強度Ｄn を遅延処理部７１で上記一定時間Ｔ（Ｔ＝１秒）分遅延したのち、記憶部６６に記憶させる。

次に制御部７０は、ステップＳ７４により、上記一定時間Ｔ（Ｔ＝１秒）前に取り込んだ受光信号の信号強度（前回の受光信号強度Ｄn-1 ）を記憶部６６から読み出し、この読み出した前回の受光信号強度Ｄn-1 をステップＳ７５により１／２処理部７２で１／２とする演算を行う。

続いて制御部７０はステップＳ７６に移行し、先にステップＳ７２において取り込んだ今回の受光信号強度Ｄn を、上記ステップＳ７５において算出された前回の受光信号強度Ｄn-1 の１／２の信号値と比較する。そして、今回の受光信号強度Ｄn が前回の受光信号強度Ｄn-1 を１／２とした信号値より小さいとステップＳ７７により判定されれば、ステップＳ７８により警報信号を生成してこの警報信号を図示しないＤ／Ａ変換器によりアナログ信号に変換したのち出力増幅器６４へ出力する。この結果、スピーカ６５から警報音が拡声出力される。一方、今回の受光信号強度Ｄn が前回の受光信号強度Ｄn-1 を１／２とした信号値以上であれば、警報信号を生成せずに処理を終了し、ステップＳ７１による一定時間Ｔの経過監視に戻る。

このような構成及び処理動作であるから、先ず患者又は被介護者が手摺り３１に触れておらず、かつタオルやリモートコントローラのストラップ等も手摺り３１に掛かっていない状態では、赤外線発光器４１から発光された検出光ＢＭは途中でまったく遮られずに赤外線受光器５１で受光される。このため、警報ユニット６０の制御部７０における今回と前回の受光信号強度の比較結果は、Ｄn ≧Ｄn-1 の１／２となる。このため、警報音は発生されない。

次に、看護師又は家族が、タオル又はリモートコントローラのストラップ等を手摺り３１に掛けたとする。この場合、赤外線発光器４１から発光された検出光ＢＭの赤外線ビームは、図２に示したように手摺り３１〜３４の把持面上に対し一定の隙間を隔てて通過する。このため、検出光ＢＭは、タオルやリモートコントローラのストラップ等の非検出対象物によりほとんど遮られることなく赤外線受光器５１で受光される。また、検出光ＢＭのビーム径は患者又は被介護者の手指の厚さ寸法に対応して２０mmに設定されているので、仮に遮られたとしても検出光ＢＭの一部分のみに限られる。このため、警報ユニット６０の制御部７０における今回と前回の受光信号強度の比較結果は、Ｄn ≧Ｄn-1 の１／２を維持し、この結果警報音は発生されない。

一方、患者又は被介護者が自力で起き上がろうとして手摺り３１に手を掛けたとする。そうすると、上記したように検出光ＢＭのビーム径は患者又は被介護者の手指の厚さ寸法に対応して２０mmに設定されているので、赤外線発光器４１から発光された検出光ＢＭはその大部分が患者又は被介護者の手指により遮断され、赤外線受光器５１で受信されない。このため、警報ユニット６０の制御部７０における今回と前回の受光信号強度の比較結果は、Ｄn ＜Ｄn-1 の１／２となり、この結果スピーカ５６から警報音が発生される。したがって、看護師又は家族はたとえ病室に居なくても、或いは患者又は被介護者から目を離していても、患者又は被介護者が起き上がろうとする予兆を認識して、補助に向かう等の迅速な対応が可能となる。

以上詳述したようにこの実施形態では、ベッド２０の側部に設けられた手摺り３１〜３４の両端部にそれぞれ赤外線発光器４１〜４４及び受光器５１〜５４を取着し、赤外線発光器４１〜４４から患者の手指の厚さ寸法に対応して直径が設定されたビーム状の検出光を上記手摺り３１〜３４の把持面に対し平行に送信して、当該把持面上を通過した検出光を上記受光器５１〜５４で受光するようにしている。

したがって、タオルやリモートコントローラのストラップ等が手摺り３１〜３４に掛けられたとしても、検出光ＢＭのビーム直径Ｗはベッド２０を使用する人の手指の厚さ寸法に対応して太く設定されているため、検出光ＢＭはその一部が遮られても大半は受光器５１〜５４で受光される。これに対し、患者又は被介護者がベッド２０から起き上がろうとして手摺り３１〜３４を握ると、上記検出光ＢＭはその大半が手指で遮られて受光器５１〜５４で受光される受光量が著しく減少する。したがって、患者又は被介護者の起床の兆候を、タオルやリモートコントローラのストラップ等のように厚さの薄い非検出対象物と区別してより正確に判定することが可能となる。

しかも、受光器５１〜５４から出力された受光信号を１秒間隔で制御部７０に取り込み、今回取り込んだ受光信号の信号強度Ｄn を前回取り込んだ受光信号の信号強度Ｄ1 の半値（１／２）と比較し、Ｄn ＜Ｄn-1 ／２と判定された場合に、離床の兆候を検出したことを表す警報をスピーカ６５から発生するようにしている。すなわち、１秒間における受光器５１〜５４の受光信号強度の低下量が５０％以上になった場合にのみ、警報が発生される。したがって、これによっても起床の兆候の検出をさらに正確に行うことが可能となる。

また受光信号強度の低下量が５０％以上になったその直後にのみ警報が発生され、その後患者又は被介護者が手摺り３１を握り続けても警報の発生は停止される。このため、警報が長時間にわたり鳴り続けることはなくなり、この結果他の患者からのナースコール等の認識を阻害しないようにすることができる。

なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態では赤外線センサの検出信号のみをもとに離床の兆候を判定するようにしたが、赤外線センサに加えて人感センサを設け、これらのセンサの検出信号に基づいて離床の兆候を判定するようにしてもよい。

すなわち、一般に病院等では、タオル等の看護用品やリモートコントローラは看護師又は家族がベッドの手摺りに掛けることが多い。そこで、病室に赤外線センサ又はカメラ等を用いた人感センサを設け、この人感センサにより病室内又はベッド周辺領域における患者以外の人の有無を判定する。そして、患者以外の人が検出された場合には、たとえ手摺りに取着した赤外線発光器及び受光器により離床の兆候が検出されたとしても、その検出結果をブロックして出力しないようにする。このようにすると、患者又は被介護者が手摺りに触れる動作を、看護用品や付属機器を手摺りに掛ける動作とさらに明確に区別して検出することが可能となる。

また、手摺りに取着するセンサとしては、赤外線センサつまり赤外線発光器４１〜４４及び受光器５１〜５４のペアを使用する以外に、赤外線以外の波長を使用する発光器及び受光器のペアを使用してもよい。その他、警報ユニットの構成や受光信号の判定手法、検出光のビーム径、手摺りに対する発光器及び受光器の取着位置等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

１１〜１４…ベッドの脚部、１５…ベッドのフレーム、２０…寝床、２１…周辺機器収容部、３１〜３４…手摺り、４１〜４４…赤外線発光器、５１〜５４…赤外線受光器、６０…警報ユニット、６１…Ｄ／Ａ変換器、６２…受光増幅器、６３…Ａ／Ｄ変換器、６４…出力増幅器、６５…スピーカ、６６…記憶部、７０…制御部、７１…遅延処理部、７２…１／２処理部、７３…比較部、７４…発光駆動信号生成部。

Claims

ベッドの側部に設けられた手摺りの第１の端部に取着され、前記ベッドを使用する人の手指の厚さ寸法に対応して直径が設定されたビーム状の検出光を前記手摺りの長手方向にその把持面に対し平行に送出する発光器と、
前記手摺りの前記第１の端部と対向する第２の端部に取着され、前記発光器から送出された検出光を受光してその受光量に対応する信号レベルを有する受光信号を出力する受光器と、
前記受光器から出力された受光信号を取り込むごとに、今回取り込んだ受光信号の信号レベルを前回取り込んだ受光信号の信号レベルと比較し、その差が予め設定したしきい値以上であるか否かを判定する手段と、
前記差が前記しきい値以上であると判定された場合に、前記人がベッドから起き上がる兆候を検出したことを表す警報を発生する手段と
を具備することを特徴とする離床検出装置。