JP5656498B2 - エアマット装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば医療施設や介護施設等で使用されるエアマット装置に関し、特に背ボトムが揺動するエアマット装置に関するものである。

従来より、この種のエアマット装置として、複数のセルを有するエアマットと、エアマットの各セルに空気を供給するポンプユニットとを備えたものが知られている。このポンプユニットから送出された空気は、エアマットの各セルに導入されるようになっている。これらセルに導入される空気量を調節することで、マットの硬さを変更することが可能となっている。

このようなエアマット装置では、患者が例えば畳のような沈み込みの無い硬い所に寝た場合を想定すると、始めのうちは腰が突き上げられる感覚でストレッチのような気持ちよさを覚えるが、腰のくびれから離れた肩や臀部に高い圧力がかかることになるので、時間が経つにつれて寝づらく感じてくる。そこで、柔らかいエアマットを敷くことにより、体を沈み込ませて体とエアマットとの接触面積を増やして体圧分散を図ることが考えられる。しかしながら、柔らかいエアマットでは、体の中で特に重たい臀部が大きく沈み込む一方、腰から上や脚の沈み込みは小さいものとなる。こうなると、脊椎のカーブが不自然になり、寝姿勢としては不適な姿勢となってしまい、快適性が損なわれる。

そのために、上記のようなエアマット装置において、患者が寝た際の体圧分散を図り、しかも、脊椎のカーブを寝るのに適したカーブにして自然で楽な寝姿勢を実現できるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、最近のベッドは病院用でも、或いは在宅介護用でもベッドフレームに背上げ機構が設けられたものが広く普及してきている。このようなベッドでは、仰臥している患者の食事時や或いは気晴らし等においてベッドの背上げを行う際に、ベッドの屈曲形状に合わせてエアマットも屈曲するが、身体の屈曲箇所がこれに一致せず、エアマットと身体にずれ力が生じる。身体がずれようとする際に発生する皮膚表面にかかる摩擦力によって床ずれ要因となったり、身体が圧迫されて不快感を与えることがある。このずれの解消方法として、介護者が背抜きといわれている一旦患者を抱き起こしてからエアマットにもたれかからせたり、また脚抜き・腰抜きといわれている下肢を少し持ち上げて元に戻すようなことも必要となる。

そのために、背上げ時や背下げ時に、エアマットのセルを膨脹・収縮させて褥瘡を低減させるようにしたものが知られている（特許文献２）。

特開２０００−１８９４７２号公報 特開２０１０−０５１５９８号公報

特許文献２では、背ボトムが揺動するベッドフレームの上にマットレスが搭載され、このマットレス上の患者の背の部分に背抜きエアセルを配置して、背上げ時には、この背抜きエアセルに対する空気の供給排出により背抜きエアセルを膨脹・収縮させるようにしたものである。或いは、マットレスの中間に全長の長さのエアマット層を設けて、このエアマット層を膨脹・収縮させる、臀部の位置にエアマット層を設け、このエアマット層を膨脹・収縮させるようにしている。

しかし、このようなものでは、単に膨張・収縮するだけであり、ベッドの背上げ及び背下げ時の患者に対する圧迫感及び患者のベッド長手方向へのズレを確実に防止することができない。それとともに、背抜きエアセルを特別に設けたので、患者が寝ているときにこの背抜きエアセル内の空気を排出した際にこの背抜きエアセルと患者とに密着感が生じるために不快感が生じるために快適性が損なわれる。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ベッド上に仰臥した患者が自然で楽な寝姿勢を実現できて床ずれを防止できるようにするとともに、ベッドの背上げ及び背下げ時等の揺動時に患者に対する圧迫感及び患者のベッド長手方向へのずれを確実に防止することができるようにすることにある。特に、背上げ時や背下げ時用のセルを特別に設けることなく、既存のセルを利用して、揺動時の圧迫感や身長方向のズレを防止することにある。

上記目的を達成するために、エアマット本体に独立した複数のセルが患者の寝姿勢時の身長方向に並設され、揺動時には、背ボトムに対応する位置にある各セルを膨脹・収縮させるようにした。

具体的には、第１の発明では、独立した複数のセルが患者の寝姿勢時の身長方向に並設されてなるエアマット本体と、上記各セルに作用する圧力分布を検出する圧力センサと、上記各セルに接続され、該各セルに空気をそれぞれ供給する空気給排装置と、上記圧力センサと上記空気給排装置に接続され、上記各セルにそれぞれ供給される空気供給量を調整して内圧を制御する制御装置とを備えており、少なくとも背上げ機構によって背ボトムの背上げ角度が変わるベッドフレームの上に載置されるエアマット装置であって、上記背上げ角度の変化を検出する揺動検出部を備え、上記制御装置は、該揺動検出部によって背上げ角度の変化が検出された際には、背ボトムに対応する部位にある上記セル群の圧力を一旦所定圧力値まで低下させ、背ボトムの臀部側位置に対応する部位にあるセルからヘッド側位置に対応する部位にあるセルの方向に向けて順次元の圧力値に回復させるように制御する圧力コントロール部を備える
ことを特徴とする。

第２の発明では、第１の発明に記載のエアマット装置において、上記制御装置は、該揺動検出部によって背上げ角度の変化が検出された際には、少なくとも背ボトムに対応する部位の各セルに対して、隣接するセルについて交互に圧力を増減させる圧力増減部を備えることを特徴とする。

第３の発明では、第２の発明に記載のエアマット装置において、上記独立した複数のセルが、患者の寝姿勢時の身長方向に並設された第２セル群からなり、該第２セル群の上側には、第２セル群に沿って一列に並設された複数の第１セルからなる第１セル群を備え、上記第１セルは、上記第２セルの上側に複数の第１セルが対応して配置され、上記制御装置は、上記第２セルの上側に配置された複数の第１セルに対して内圧を増加・減少して膨脹・収縮させる圧力調整部を備え、上記揺動検出部によって背上げ角度の変化が検出された際には、上記圧力増減部では、上記第２セルに対して交互に圧力を増減させるとともに、上記圧力調整部では、第２セルの上側に配置された複数の第１セルの少なくとも１つの第１セルを膨脹させた状態に維持させるように制御することを特徴とする。

第４の発明では、第２の発明に記載のエアマット装置において、上記独立した複数のセルが、患者の寝姿勢時の身長方向に並設された第２セル群からなり、該第２セル群の上側には、第２セル群に沿って一列に並設された複数の第１セルからなる第１セル群を備え、上記第１セルは、上記第２セルの上側に２つの第１セルが対応して配置され、上記制御装置は、上記第２セルの上側に配置された複数の第１セルに対して内圧を増加・減少して膨脹・収縮させる圧力調整部を備え、該圧力調整部で内圧を増減して膨脹・収縮を繰り返す第１セルの膨脹・収縮の周期が、該圧力増減部での交互に内圧を増減して膨脹・収縮を繰り返す第２セルの膨脹・収縮の周期よりも長くなっており、上記揺動検出部によって背上げ角度の変化が検出された際には、上記圧力調整部では、第２セルの上側に配置された複数の第１セルの少なくとも１つの第１セルを膨脹させた状態に維持させ、少なくとも１つの第１セルを収縮した状態に維持するように制御するとともに、上記圧力増減部では、隣接する第２セルに対して交互に圧力を増減させるように制御することを特徴とする。

第１の発明によれば、背ボトムに対応する位置にある各セルに供給される空気供給量を増減することで、背上げ時や背下げ時等の背ボトムの揺動時に、エアマット本体と患者との密着感や圧迫感を低減することができ、エアマットと患者とのベッド長手方向へのずれを確実に防止することができる。それとともに、背下げが完了して仰臥した状態になっても、各セルのエアを完全に抜いてしまうのでなく、寝ている患者のクッション性を維持させるようにしているので、患者が寝ているときの快適性が損なわれない。また、背ボトムに対応する部位にあるセル群の圧力を一旦所定圧力値まで低下させ、背ボトムの臀部側位置に対応する部位にあるセルからヘッド側位置に対応する部位にあるセルの方向に向けて順次元の圧力値に回復させるようにしたので、さらにエアマット本体と患者との密着感や圧迫感を低減することができ、エアマットと患者とのベッド長手方向へのずれを確実に防止することができる。特に、自然な形でエアマットと患者とのベッド長手方向へのずれを解消できる。

第２の発明によれば、背ボトムの揺動時には、少なくとも背ボトムに対応する部位の各セルに対して、隣接するセルについて交互に圧力を増減させるようにしたので、エアマット本体と患者との密着感や圧迫感を低減することができ、エアマットと患者とのベッド長手方向へのずれを確実に防止することができるとともに、体の同じ部位が常時圧迫されることが防止されるので、自然で楽な寝姿勢を実現しながら、床ずれを抑制することができ、マット装置の商品性を高めることができる。

第３の発明によれば、背ボトムの揺動が検出された際には、圧力増減部によって、隣接する各第２セルに対して交互に圧力を増減させるとともに、圧力調整部によって、隣接する各第１セルを膨脹させた状態に維持させるので、エアマット本体と患者との密着感や圧迫感を低減することができ、エアマットと患者とのベッド長手方向へのずれを確実に防止することができるとともに、自然で楽な寝姿勢を効果的に実現しながら、床ずれを強く抑制することができ、マット装置の商品性を高めることができる。

第４の発明によれば、揺動検出部によって背ボトムの揺動が検出された際には、隣接する両方の第１セルに対して交互に圧力を増減させるとともに、隣接する第２セルに対して交互に圧力を増減させるように制御し、第１セルの膨脹・収縮の周期が、第２セルの膨脹・収縮の周期野中で行われるように制御されているので、エアマット本体と患者との密着感や圧迫感を低減することができ、エアマットと患者とのベッド長手方向へのずれを確実に防止することができるとともに、自然で楽な寝姿勢を強力に実現しながら、床ずれを強く抑制することができ、マット装置の商品性を高めることができる。

本発明の実施形態に係るエアマット装置を備えたベッドの斜視図である。 本発明の実施形態に係るエアマット装置を示すブロック図である。 ベッドフレームに載置された状態のエアマットの側面図であり、図３（ａ）は通常状態を、図３（ｂ）、（ｃ）は、第１セル群のセルが交互に減少・増加を繰り返すとともに、第２セル群の特定のセルが減少・増加を繰り返している状態を示す。 制御装置を示すブロック図である。 本発明の実施形態における制御装置の圧切替モード及び部分圧切替モードの制御を示すグラフであって、第１セル群のセル及び第２セル群の特定のセルの動作タイミングを示す。 エアマット上に横たわる患者に加わる圧力分布を示した図である。 体位判定、体動判定及び体型判定の各組み合わせに応じた各セル内の内圧値の組み合わせをそれぞれ示した図である。 エアマット装置の自動運転における制御動作を示すフローチャート図である。 体位判定処理における制御動作を示すフローチャート図である。 体動判定処理における制御動作を示すフローチャート図である。 本発明の実施形態に係るエアマット装置の背上げ状態を表す側面図である。 エアマット装置の背上げ時や背下げ時の制御動作を示すフローチャート図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

図１は、本発明の実施形態に係るエアマット装置１を備えたベッドＢの斜視図である。エアマット装置１は、ベッドＢのベッドフレームＦに載置されて使用されるエアマット本体２と、エアマット本体２上の患者Ｙ（図３（ａ）に示す）の体圧を検出する圧力センサ８（図３に示す）と、上記エアマット本体２への空気供給量を制御する制御ボックス３とを備えている。該制御ボックス３は、電源コードＷによって電源の供給を受けていて、上記ベッドフレームＦに取り付けられたヘッドボードＨｂに引っ掛けて使用するようになっている。尚、エアマット本体２及び制御ボックス３は、畳や床の上に直接置いて使用してもよい。

ベッドＢは、図１１に示すように、背上げ可能になっている。背上げ機構については、公知の機構を使用できるものであり、ここでは省略する。ベッドＢのベッドフレームＦのベースフレームＦ５の上に、背ボトムＦ１、臀部ボトムＦ２、上脚ボトムＦ３、下脚ボトムＦ４が設けられている。背上げした際には、背ボトムＦ１が揺動によって所定角度に傾くことができるようになっている。図１１は、背ボトムが揺動して背上げ状態になったことを示す。上脚ボトムＦ３と下脚ボトムＦ４とは、患者の膝が曲がって持ち上がる状態を支持するように、上脚ボトムＦ３と下脚ボトムＦ４との合わせ部分が少し持ち上がるようになっている。

尚、本発明では、背ボトムＦ１が背上げされるようになったベッドであれば適用可能なものであり、上脚ボトムＦ３と下脚ボトムＦ４との合わせ部分が少し持ち上がる機構は無くても良い。

上記エアマット本体２は、図３に示すように、患者の寝姿勢の身長方向に並設された独立した複数のセルが表側に一列に並設された第１セル群１２と、複数のセルが上記第１セル群１２の下側に該第１セル群１２に沿って一列に並設された第２セル群１１と、該第２セル群１１の下側に該第２セル群１１に沿って一列に並設された第３セル群１０を備えている。これら第１セル群１２、第２セル群１１及び第３セル群１０の各セルは、柔軟な樹脂シートで気密に構成されていて、その内部には、空気が充填されるようになっている。尚、第１セル群１２の各セルを第１セル１２Ａ，１２Ｂ，…と呼び、第２セル群１１の各セルを第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎと呼び、第３セル群１０の各セルを第３セル１０，１０，…と呼ぶ。

上記第１セル１２Ａ，１２Ｂは、エアマット本体２の幅方向に延びる筒状をなしていて、患者Ｙの頭側から足先に向けて交互に１４個ずつ並設されている。上記第１セル１２Ａ，１２Ａ，…は互いに連通していて、上記制御ボックス３から延びる１本の配管２２Ａ（図２に示す）が接続され、この配管２２Ａを介して全ての第１セル１２Ａ，１２Ａ，…に同時に空気が給排されるようになっている。また、上記第１セル１２Ｂ，１２Ｂ，…も互いに連通していて、上記制御ボックス３から延びる１本の配管２２Ｂが接続され、この配管２２Ｂを介して全ての第１セル１２Ｂ，１２Ｂ，…に同時に空気が給排されるようになっている。すなわち、それぞれ第１セル１２Ａび第１セル１２Ｂは、別々の配管系統により空気が給排されていて、各配管系統に対してそれぞれ空気供給量を調整できるようになっている。したがって、第１セル１２Ａ及び第１セル１２Ｂを交互に減少・増加を繰り返す（図３（ｂ）、（ｃ）に一部を示す）ことでエアマット本体２上の患者Ｙの体全体の血管の圧迫を緩和して床ずれや痛みの発生を抑えることができるようになっている。

上記第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎは、エアマット本体２の幅方向に延びる筒状をなしていて、患者Ｙの頭側から足先に向けて１４個並設されている。上記第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎの径は、上記第１セル１２Ａ，１２Ｂの径よりも大きく設定されていて、各第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎは、上記隣り合う第１セル１２Ａ，１２Ｂ間に跨るように対応配置されている。上記第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎには、制御ボックス３から延びる１４本の配管２１Ａ〜２１Ｎ（図２に一部を示す）がそれぞれ接続され、これら配管２１Ａ〜２１Ｎを介してそれぞれ独立に空気が給排されるようになっている。したがって、各第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎへの空気供給量を独立して調整して内圧を制御できるようになっていて、第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎの特定セルへの空気供給量を増減させてセル内圧を調圧したり、周期的に減少・増加を繰り返すことができるようになっている（図３（ｂ）、（ｃ）に一部を示す）。

上記各第３セル１０は、エアマット２の幅方向に延びる筒状をなしていて、上記第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎの下側において患者Ｙの頭側から足先に向けて１３個並設され、それぞれが上記各第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎの間に位置するようになっている。上記各第３セル１０には、制御ボックス３から延びる１本の配管２０（図２に示す）が接続され、この配管２０を介して全ての第３セル１０に同時に空気が給排されるようになっていて、上記第１セル１２Ａ，１２Ｂ及び第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎへ給排する空気量が減少してしまうような非常時であっても患者ＹがベッドフレームＦの固さを直接感じる状態になるのを確実に防止することができるようになっている。

尚、第１セル１２Ａ，１２Ｂ、第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎ及び第３セル１０の各個数は上記に記載した個数に限らず、複数設けられていればよい。

また、上記各第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎは、２つの第１セル１２に跨るように対応配置されているが、第１セル１２Ａ，１２Ｂのうちの１つに対応配置されていてもよいし、３つ以上の第１セル１２に跨るように対応配置されていてもよい。また、第１セル１２Ａ，１２Ｂがそれぞれ別々の配管２２Ａ，２２Ｂに接続されているが、２つの配管に限られるものではなく、それ以上の配管に接続されるようにして更に細かく調圧するようにしても良い。

上記圧力センサ８は、図６に示すように、エアマット本体２上に横たわる患者Ｙの体の各部分に加わる圧力の分布を検出するものであり、後述する制御装置５に接続され、検出した圧力分布に係る信号を制御装置５に送信するようになっている。上記圧力センサ８は、図３に示すように、上記第１セル１２Ａ，１２Ｂ毎に、シート状の圧力センサが、第１セル１２上に配設されていて、個々のシート状の圧力センサ内に、複数の荷重センサが第１セル１２の長さ方向に並べて配設されている。これにより、エアマット本体２上で患者Ｙに加わる圧力が圧力センサ８に直接伝えられるようになり、精密な圧力測定が可能となっている。尚、上記圧力センサ８は、第１セル１２Ａ，１２Ｂと第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎとの間に設けるようにしてもよい。また、図３では全部の第１セル１２の上側にシート状の圧力センサを配設してあるが、全部に配設する必要はなく、例えば、頭側端や足側端等のように、圧力検出を省略しても差し支えない部分については、シート状の圧力センサを配設することを省いても差し支えない。

上記制御ボックス３は、図２に示すように、上記エアマット本体２に接続され、該エアマット本体２の第１セル１２Ａ，１２Ｂ、第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎ及び第３セル１０に空気をそれぞれ給排する空気給排装置４と、上記圧力センサ８の検出値に基づいて上記空気給排装置４を制御する制御装置５と、設定等を入力する及び表示する操作パネル６とを備えている。

上記空気給排装置４は、空気を継続して吐出可能な電動モータを備えた従来周知の第１空気ポンプ４１及び第２空気ポンプ４８と、上記第１空気ポンプ４１に吐出管４６を介して接続され、第１空気ポンプ４１から吐出された空気を第１セル１２Ａ，１２Ｂに分配する分配弁４２と、上記吐出管４６内の圧力を検出する第１空気圧センサ４３と、上記第２空気ポンプ４８から吐出された空気を第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎ及び各第３セル１０，１０，…に分配する電磁弁４４と、上記第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎ及び第３セル１０，１０，…内の圧力をそれぞれ検出する第２空気圧センサ４５Ａ〜４５Ｎ及び第３空気圧センサ４９とを備えている。

上記分配弁４２は、第１セル１２Ａ，１２Ｂに連通する配管２２Ａ，２２Ｂが接続される独立した接続口を有している。

上記分配弁４２には、図示しない制御モータにより位置が変更可能な弁体が内蔵されていて、制御装置５からの信号に基づいて該弁体の位置を変更することにより、上記接続口のうち１つの接続口を開放するとともに他の接続口を閉塞するようになっている。すなわち、弁体の位置を変更して、例えば、第１セル１２Ａに接続される配管２２Ａの接続口を開放すると、他の接続口が閉塞されて、第１セル１２Ａに接続される配管２２Ａのみが吐出管４６に連通するようになっている。また、第１セル１２Ａ内の空気を排出する際には、弁体を移動させて図示しない排気口から排出させるようにしている。

さらに、分配弁４２には、弁体の位置を検出する弁体位置検出センサ４７が設けられている。この弁体位置検出センサ４７は制御装置５に接続されている。弁体位置検出センサ４７は、図示しないが、弁体に一体化されたスリット付きの円盤と、円盤の表側から光を照射する発光素子と、発光素子から照射された光のうち、スリットを通過して円盤の裏側に達した光を検出する受光素子とを備えている。スリットを通過した光を受光素子で検出することで、弁体の位置を得ることができるようになっている。

上記第１空気圧センサ４３は、第１空気ポンプ４１の吐出管４６に設けられている。上記第１空気圧センサ４３は、吐出管４６内の圧力を随時検出して電気信号に変換して出力し、制御装置５にこの出力信号を送るように構成されている。例えば、第１セル１２Ａ内の圧力を検出する場合、分配弁４２の弁体を移動させ、第１セル１２Ａに接続される配管２２Ａと吐出管４６とを連通させて上記第１セル１２Ａ内の圧力を検出するようになっている。尚、第１空気圧センサ４３は、上記第１空気ポンプ４１に空気が加わっていない状態でキャリブレーション（ゼロ点補正）が行われるようになっていて、これにより、第１空気圧センサ４３は第１セル１２Ａ，１２Ｂ内の圧力を精度良く測定できるようになっている。尚、上記第１空気圧センサ４３を配管２２Ａ及び２２Ｂに設けて、第１セル１２Ａ及び１２Ｂ内の圧力を直接検出するようにしてもよい。

電磁弁４４は、上記第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎ及び第３セル１０にそれぞれ接続される配管２２Ａ〜２２Ｎ，２３毎に配設された各電磁弁の集合を示していて、制御装置５からの信号に基づいて弁体の位置を変更することにより、第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎ及び第３セル１０にそれぞれ接続される配管２２Ａ〜２２Ｎ，２３の接続口を独立して開閉することができるようになっている。停電時のように電力供給がなされない場合には、電磁弁４４を閉状態にして、第３セル１０から空気が抜けてしまうのを防止して、当該第３セル１０を膨張状態で維持できるようになっている。また、第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎ及び各第３セル１０の空気を排出する際には、弁体を移動させて図示しない排気口から排出させるようにしている。

また、電磁弁４４には、上記分配弁４２と同様に、弁体の位置を検出する弁体位置検出センサ４７が設けられている。この弁体位置検出センサ４７は制御装置５に接続されている。

上記各第２空気圧センサ４５Ａ〜４５Ｎ及び第３空気圧センサ４９は、配管２１Ａ〜２１Ｎ及び配管２０にそれぞれ設けられていて、各管内の圧力を検出して電気信号に変換して出力し、この出力信号を制御装置５に送るように構成されている。

操作パネル６は、介護者や看護師等の操作者が各種設定値等を所定のスイッチで入力したり、エアマット本体２上の患者Ｙの状態を表示或いは報知するためのものである。すなわち、操作パネル６には、図示しないが、第１セル１２Ａ，１２Ｂ、第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎ及び第３セル１０内の内圧値Ｐｎ等を設定するための各種スイッチや、図４に示すように、圧力センサ８により検出した圧力分布の表示モニタ等が設けられている。

上記制御装置５は、図示しないが、中央演算処理装置（ＣＰＵ）や、制御プログラムが格納されたメモリ等を備えている。上記制御装置５には、圧力センサ８、上記空気給排装置４の第１空気ポンプ４１、分配弁４２、第１空気圧センサ４３、第２空気ポンプ４８、電磁弁４４、第２空気圧センサ４５Ａ〜４５Ｎ、第３空気圧センサ４９、及び弁体位置検出センサ４７，４７が接続され、さらに、上記操作パネル６の各スイッチが接続されていて、これらから信号が入力されるようになっている。そして、上記制御装置５は、上記操作パネル６の各スイッチ、圧力センサ８、第１空気圧センサ４３、第２空気圧センサ４５Ａ〜４５Ｎ及び弁体位置検出センサ４７，４７から入力された信号を処理して、第１空気ポンプ４１、第２空気ポンプ４８、分配弁４２及び電磁弁４４を制御するようになっている。

上記制御装置５には、図４に示すように、上記圧力センサ８の圧力分布に基づいて患者の姿勢を判定する体位判定部５ａが設けられている。

該体位判定部５ａは、予め設定された所定の基準値（基準体重、基準荷重範囲及び基準荷重比率）と、上記圧力センサ８で検出された検出値とに基づいて、患者Ｙが離床、端座位、背上げ及び仰臥位のうちのどの体位となっているかを判定するようになっている。例えば、圧力センサ８で検出した検出値に所定の係数を掛けて算出した値を推定体重とし、該体重が、上記基準体重Ｗ以下であれば患者Ｙは離床していると判定し、圧力センサ８で検出した検出値から算出した荷重範囲が基準荷重範囲内、すなわち、エアマット本体２の左右端から距離Ｌ１以内か若しくは頭側端及び足側端から距離Ｌ２以内であれば患者Ｙは端座位であると判定するようになっている。尚、頭側端及び足側端からは距離Ｌ２として同じ距離にしているが、それぞれ別々の距離に設定しても良い。また、エアマット本体２を頭側、中間、足側に略３等分し、上記圧力センサ８で検出した圧力分布から算出した荷重の全体に対する中間部分の比率が基準荷重比率Ｘ１％以上であれば患者Ｙは背上げ状態であると判定し、Ｘ１％以上でなければ患者Ｙは仰臥位であると判定するようになっている。

尚、上記荷重比率は、頭側、中間及び足側と３つに分けて算出する場合に限らず、例えば４つの区分に分けてもよいし、区分数にはこだわらない。また、各区分を等しい範囲で区分する必要はない。さらには、上述の如きエアマット本体２の長手方向に複数区切って荷重比率を算出する方法に限らず、エアマット本体２全体に対する所定の位置（例えば、臀部付近の最大体圧位置や患者Ｙの重心位置）の荷重比率を算出するようにしてもよい。

また、上記制御装置５には、上記圧力センサ８の検出信号に基づいて、患者Ｙが寝返りできるかできないかを判定する体動可否判定部５ｂ及び患者Ｙが寝返りをしたか否かを判定する体動有無判定部５ｃと、寝返りしたか否かを判定する位置を上記エアマット本体２上で設定する判定位置設定部５ｄと、寝返りしたと判定する際に基準となる患者Ｙに加わる圧力の基準変化量（基準体圧低下量）が予め設定された変化圧設定部５ｅとが設けられている。さらに、上記制御装置５には、上記体動有無判定部５ｃで患者Ｙが寝返りしたと判定した時間を記憶する体動時間記憶部５ｆと、患者Ｙが寝返りできないと判定する際に基準となる所定の経過時間を設定する判定時間設定部５ｇとが設けられている。本発明では、体動できるとは寝返りできるということを示している。

上記判定位置設定部５ｄは、寝返りするか否かの判定を行う患者Ｙの所定位置を、判定位置として予め設定しておくものであって、上記圧力センサ８で検出する圧力分布に基づいて、当該判定位置がエアマット本体２上でどの位置となるかを特定するようになっている。本実施形態では、上記判定位置は、患者Ｙの重心位置か、若しくは最大体圧位置を選択して、予め設定できるようになっている。尚、当該判定位置は、患者Ｙの重心位置や最大体圧位置でなく、別の位置を設定するようにしてもよい。また、臀部付近の最大体圧位置のように、特定領域での最大体圧位置として、頭部や背中での最大体圧値と区別するようにしても良い。

上記体動有無判定部５ｃは、現在の判定位置と時間ｔ１前の判定位置とを比較し、時間ｔ１前の判定位置に対して現在の判定位置が所定の基準距離Ｌ３以上変化していれば患者Ｙが寝返りをしたものと判定するようになっている。また、制御装置５は、上記時間ｔ１前の判定位置に対して現在の判定位置が所定の基準距離Ｌ３以上変化していなくても、上記判定位置の圧力センサ８で検出した体圧低下量が上記変化圧設定部５ｅで設定された基準体圧低下量Ｘ２％以上であれば、患者Ｙが寝返りしたと判定するようになっている。一方、上記体動有無判定部５ｃは、時間ｔ１前の判定位置に対して現在の判定位置が所定の基準距離Ｌ３以下で、且つ、上記判定位置の圧力センサ８で検出した体圧低下量が上記変化圧設定部５ｅでの基準体圧低下量Ｘ２％以下であれば、患者Ｙが寝返りしていないと判定するようになっている。

上記体動可否判定部５ｂは、上記体動時間記憶部５ｆで記憶された患者Ｙが寝返りしたと判定した時間から、上記判定時間設定部５ｇで設定された所定の経過時間ｔ２以上、且つ、ｔ３以内に上記体動有無判定部５ｃで寝返りをしたと判定すると、患者Ｙは自力で寝返りできると判定する一方、上記体動有無判定部５ｃによって患者Ｙが寝返りしたと判定してから所定の経過時間ｔ２以上、且つ、ｔ３以内に上記体動有無判定部５ｃで寝返りしていないと判定すると、患者Ｙは自力で寝返りできないと判定するようになっている。

また、上記制御装置５には、上記圧力センサ８の圧力分布に基づいて患者の体型を判定する体型判定部５ｈが設けられている。

上記体型判定部５ｈは、圧力センサ８で検出した圧力分布から身長を算出し、且つ、圧力センサ８で検出した検出値に所定の係数を掛けて算出した算出値から体重を推定し、これら算出した身長・体重に基づいて患者Ｙの体型を判定するようになっている。本実施形態では、かなり細い、細い、普通、太い、かなり太い、の５段階の範囲が予め設定されていて、患者Ｙがどの範囲に当てはまるかを判定するようになっている。尚、患者Ｙの体型は上記の如き５段階でなくてもよく、任意の段階を設定すればよい。

また、上記制御装置５には、上記体動可否判定部５ｂ、上記体位判定部５ａ及び上記体型判定部５ｈの各判定結果の組み合わせにそれぞれ対応する第１セル１２Ａ，１２Ｂ、第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎ及び第３セル１０の内圧値Ｐｎを格納する基準圧格納部５ｉが設けられている。上記内圧値Ｐｎは、各第１セル１２Ａ，１２Ｂの内圧値Ｐｎ１、第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎの内圧値Ｐｎ２及び第３セル１０の内圧値Ｐｎ３で構成されていて、これら３つの組み合わせが、例えば１０通りに設定されて上記基準圧格納部５ｉに格納されている。当該１０通りの組み合わせは、図７に示すように、基準圧Ｎを境に、該基準圧Ｎより低い圧力を設定圧Ｓ１〜Ｓ４の４段階に、基準圧Ｎより高い圧力を設定圧Ｈ１〜Ｈ５の５段階に分けて設定されていて、設定圧Ｓ１から設定圧Ｓ４になるにつれて圧力が低くなり、設定圧Ｈ１から設定圧Ｈ５になるにつれて圧力が高くなるように設定されている。尚、内圧値Ｐｎ１，Ｐｎ２，Ｐｎ３の組み合わせは、上述の如く１０通りでなくてもよく、任意の数を設定すればよい。

また、上記制御装置５には、圧力センサ８により検出された検出値が高い圧力値になった場合を判定するために、予め設定された圧力設定値Ｎmaxが記憶された圧力記憶部５ｊが設けられている。

また、上記制御装置５には、背上げや背下げ等の背ボトムの揺動を検出する揺動検出部５ｎが設けられている。また、上記制御装置５には、揺動検出部５ｎで背ボトムＦ１の揺動が検出されたときに、第１セル群１２及び／又は第２セル群１１の圧力を制御する圧力コントロール部５ｋが設けられている。この実施形態では、圧力コントロール部５ｋは、揺動を検出した際にその検出状態が背上げであると、背ボトムＦ１に対応する位置にある第２セル１１群内の空気を抜いて圧力を一旦所定圧力値まで低下させ、背ボトムＦ１の臀部側位置に対応する部位にある第２セル１１からヘッド側位置に対応する部位にある第２セル１１の方向に向けて、空気を供給して順次圧力を元の圧力値に回復させるようになっている。例えば、図３において背ボトムＦ１に対応する位置にある第２セル群１１が１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｇであるとすると、第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｇの空気を同時に所定圧力まで抜いて、次に第２セル１１Ｇ，１１Ｆ，…，１１Ａの順番に空気を供給して元の圧力に回復させる。この実施形態では、圧力コントロール部５ｋにおいて、揺動時には背ボトムＦ１の臀部側位置に対応する部位にある第２セル１１からヘッド側位置に対応する部位にある第２セル１１の方向に向けて、順次圧力を元の圧力値に回復させるように制御しているが、本発明は、この制御に限られるものではなく、第２セル１１を順次時間差を持って回復させれば別の制御でも良い。例えば、適当な間隔を空けて、臀部、背中部、頭部と回復させて、次にその間隔部分のセルを回復させるようにしても良い。また、１つおきに臀部のほうの第２セル１１から回復させ、その後、間の第２セル１１を一度に或いは順次回復させても良い。また、頭部付近の第２セル１１については、圧力を抜くと患者が不快に感じることがあり、その場合には素早く元の圧力に回復させても良い。

また、背ボトムＦ１に対応する位置にある第２セル１１について、圧力を増減する制御を行ったが、臀部ボトムＦ２を含んで上記のような回復制御（即ち圧力の増減制御）をしても良い。逆に、背ボトムＦ１に対応する位置にある第２セル群全てについて、上記のような制御をするのではなく、例えば、患者Ｙの背中部分からヘッド側に位置する第２セル群１１、或いはズレを強く感じる可能性が高い部分の第２セル群１１等に絞って制御するようにしても良い。

また、上記制御装置５には、隣接する各第２セル１１に対して交互に圧力を増減させる圧力増減部５Ｌ及び第２セルの上側に配置された一方の第１セル１２と他方の第１セル１２とに対して交互に内圧を増減して膨脹・収縮を繰り返す状態や隣接する両方の第１セル１２を膨張させた状態に維持する圧力調整部５ｍを備えている。

そして、上記制御装置５は、上記第１セル１２Ａ，１２Ｂ、第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎ及び第３セル１０内の圧力が上記体位判定部５ａ、上記体動可否判定部５ｂ及び上記体型判定部５ｈの各判定結果の組み合わせに対応する内圧値Ｐｎとなるように上記空気給排装置４から第１セル１２Ａ，１２Ｂ、第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎ及び第３セル１０へ供給する空気供給量を調整して内圧を制御するようになっている。上記エアマット２において、第３セル１０内の圧力は、第１セル１２Ａ，１２Ｂ及び第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎから空気が抜けた際に、患者ＹがベッドフレームＦに当たらないようにする、或いは軽いクッション性（患者ＹがベッドフレームＦに当たって硬いと感じることを防止する程度のクッション性）が残されることができる程度の圧力となっている。したがって、第１セル１２Ａ，１２Ｂ及び第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎのセル内圧が減少したときに、患者ＹがベッドフレームＦ等に接触して硬いと感じるのを確実に防止でき、患者Ｙに対する安全性の高いエアマット装置１にできる。

また、制御装置５は、第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎへの空気供給量を調整して内圧を制御することにより、患者Ｙの寝姿勢をコントロールできるようになっている。上記制御装置５は、圧力センサ８により検出された圧力分布からエアマット２にかかる荷重を算出し、該算出した荷重に所定の係数を掛けたものを上記内圧値Ｐｎ２に加えて目標圧力とするようにしていて、上記第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎ内の圧力が上記目標圧力となるように、空気給排装置４を制御して、患者Ｙの寝姿勢をコントロールするようになっている。寝姿勢をコントロールする技術内容は、特開２００９−１８３４９０号に開示された技術内容を利用できるものであり、ここでは詳細な説明を省略する。

尚、本実施形態では、寝姿勢をコントロールすることが採用されているが、本発明はこの寝姿勢のコントロールがない実施形態でも適用可能である。

また、上記制御装置５は、第１セル１２Ａ，１２Ｂへの空気供給量調整して内圧を静止モードと圧切替モードとに変更できるようになっている。静止モードにおける制御装置５は、第１セル１２Ａ，１２Ｂを上記内圧値Ｐｎ１となるまで空気を供給し、その状態を維持するようになっている。一方、圧切替モードの制御装置５は、第１セル１２Ａ，１２Ｂを上記内圧値Ｐｎ１となるまで空気を供給し、その後、図３（ｂ）に示すように、第１セル１２Ｂ内の圧力を内圧値Ｐｎ１で維持したまま、第１セル１２Ａから空気を抜いて該第１セル１２Ａを収縮させ、その状態を所定時間維持した後、図３（ｃ）に示すように、第１セル１２Ａに内圧値Ｐｎ１となるまで空気を供給し、第１セル１２Ｂから空気を抜いて該第１セル１２Ｂを収縮させる動作を繰り返すように、空気給排装置４を調整して内圧を制御するようになっている。すなわち、上記制御装置５は、隣り合う２つの第１セル１２Ａ，１２Ｂの内圧が交互に減少・増加を繰り返して一方が減少状態の際に他方が増加状態となるように空気給排装置４を調整して内圧を制御するようになっている。尚、上記静止モード及び圧切替モードは、通常時において、初期設定後の所定タイミングで自動で圧切替モードとなるように制御されているが、患者Ｙの個々の状況に応じて静止モードに切り替えることができるように上記入力操作パネル６において手動で切替可能となっている。

さらに、上記制御装置５は、圧切替モードにおいて一方の第１セル１２Ａ，１２Ｂが膨張又は収縮している所定時間を短くする圧変動重視モードと、当該所定時間を長くする安定重視モードとに切り替えられるようになっている。尚、上記第１セル１２Ａ，１２Ｂの膨張又は収縮のモードは、上記圧変動重視モード及び安定重視モードだけでなく、例えば、第１セル１２Ａ，１２Ｂが膨張又は収縮している所定時間を数回短くし、その後、第１セル１２Ａ，１２Ｂが膨張又は収縮している所定時間を数回長くするようなモードであってもよい。さらに、膨張又は収縮するたびに、膨張又は収縮している所定時間や第１セル１２Ａ，１２Ｂ内の内圧値Ｐｎ１や収縮させたときの内圧値が変更されるようなモードであってもよい。

また、上記制御装置５は、上記圧力センサ８の検出値が上記圧力記憶部５ｊに記憶された圧力設定値Ｎmaxを超えると、隣り合う２つの第１セル１２Ａ，１２Ｂの一方が増加状態若しくは減少状態を維持した安定状態、すなわち、上記第１セル１２Ａ，１２Ｂが変化している途中の状態を除いて、上記圧力設定値Ｎmaxを超えた位置にある第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎへの内圧の減少・増加を時間の経過に伴って繰り返すように上記空気給排装置４を制御するようになっている。尚、第２セル１１Ａ〜１１Ｎが第１セル群１２の３つ以上のセルに跨っている場合、制御装置５は、上記圧力設定値Ｎmaxを超えた位置にある第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎに対応する第１セル群１２の複数のセルの少なくとも１つが増加状態を維持している間に、上記圧力設定値Ｎmaxを超えた位置にある第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎの内圧の減少・増加を時間の経過に伴って繰り返すように上記空気給排装置４を制御するようになっている。

図５は、横軸を時間、縦軸を第１セル１２Ａ，１２Ｂ及び第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎへの空気供給量を増減させたときの第１セル１２Ａ，１２Ｂ及び第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎ内の圧力値を示したグラフであり、上記圧力センサ８の検出値が圧力設定値Ｎmaxを超えたときの第１セル１２Ａ，１２Ｂの動作に対する第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎの動作タイミングを示している。Ｄ１は、第１セル１２Ａのデータを、Ｄ２は、第１セル１２Ｂのデータを、Ｄ３は、第２セル１１Ａ，１１Ｃ，１１Ｅ，…，１１Ｍのデータを、Ｄ４は、第２セル１１Ｂ，１１Ｄ，１１Ｆ，…，１１Ｎのデータを示していて、圧力センサ８の検出値が第２セル群１１の隣り合う２つのセル（例えば、図６に示す第２セル１１Ｃ，１１Ｄ）の位置で圧力設定値Ｎmaxを超えた場合の動作を示している。また、図中のパターンＡは、第１セル１２Ａ及び第１セル１２Ｂの減少・増加の切替が１回行われる毎に、隣り合う２つの第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎが交互に１回ずつ収縮するパターンを示し、図中のパターンＢは、第１セル１２Ａ及び第１セル１２Ｂの減少・増加の切替が３回行われる毎に、隣り合う２つの第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎが交互に１回ずつ収縮するパターンを示している。

尚、介護者や看護師等の操作者は、入力操作パネル６を操作することによって、患者Ｙの状態に合わせてパターンＡ及びパターンＢを変更することができる。

また、上記第１セル１２Ａ及び第１セル１２Ｂを交互に減少・増加させるパターンは、上述のパターンに限らず、別のパターンであってもよい。例えば、第１セル１２Ａ及び第１セル１２Ｂの減少・増加の切替が１回行われる毎に、第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎのうちの１つが１回収縮するようにしてもよいし、第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎのうち隣り合う３つが交互に１回ずつ収縮するようにしてもよい。

また、パターンＡを数回繰り返した後、パターンＢを数回繰り返すようであってもよい。

さらには、患者Ｙの状態（体動の可否、体型の違い等）に応じてパターンを変更するようにしてもよい。

次に、エアマット装置１の自動運転における具体的な制御動作を図８に示すフローチャートに基づいて説明する。

まず制御ボックス３の電源をＯＮにし、操作者が入力操作パネル６を操作して、例えば、第１セル１２Ａ，１２Ｂ、第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎ及び第３セル１０内の内圧値Ｐｎ１，Ｐｎ２，Ｐｎ３等を設定する。

その後、図８のフローチャートのステップＳＡ１に進む。このステップＳＡ１では、制御装置５が、電磁弁４４を作動させて弁体の位置を変更させ、第３セル１０、１０…に接続される配管２０と、第２空気ポンプ４８とを連通させて第２空気ポンプ４８を作動させる。これにより、第３セル１０に空気が供給される。この間、第３セル１０内の圧力は、上記第３空気圧センサ４９により検出されていて、基準圧Ｎの内圧値Ｐｎ３となったときに弁体の位置を変更して、第３セル１０に接続される配管２０を閉状態にする。

次いで、制御装置５は、分配弁４２の弁体の位置を変更させ、第１セル１２Ａに接続される配管２２Ａと、第１空気ポンプ４１の吐出管４６とを連通させて第１空気ポンプ４１を作動させることにより、第１セル１２Ａに空気が供給される。第１セル１２Ｂにも同様にして空気を供給する。そして、上記第１セル１２Ａ，１２Ｂは基準圧Ｎの内圧値Ｐｎ１に設定された状態で維持される。

しかる後、制御装置５は、電磁弁４４の弁体の位置を変更させ、第２セル１１Ａに接続される配管２１Ａと第２空気ポンプ４８とを連通させて、基準圧Ｎの内圧値Ｐｎ２となるまで上記第２セル１１Ａに空気を供給するように空気給排装置４を制御する。このようにして、各第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎに対して順に空気を供給した後、ステップＳＡ２に進む。

ステップＳＡ２では、入力操作パネル６に圧力センサ８の検出値に基づいて図６に示すような体圧分布を表示する。そして、その後、ステップＳＡ３に進んで体位判定処理が開始される。

ここでステップＳＡ２における体位判定処理の具体的な制御動作を図９に示すフローチャートに基づいて説明する。

まずステップＳＢ１では、上記圧力センサ８で検出した検出値に所定の係数を掛けて体重を算出する。

次に、ステップＳＢ２では、ステップＳＢ１で算出した体重が上記入力操作パネル６の各スイッチにより入力された所定の基準体重Ｗ以上かどうかを判定する。このステップＳＢ２の判定がＮＯであるとき、すなわち、算出した体重が基準体重Ｗ以上でないと判定したときはステップＳＢ３に進み、患者Ｙが離床しているとして終了する。

一方、ステップＳＢ２の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳＢ４に進み、圧力センサ８で検出した圧力分布が基準荷重範囲内であるか否か、すなわち、エアマット２の左右端から距離Ｌ１以内か若しくは頭側端及び足側端から距離Ｌ２以内であるかどうかを判定する。

このステップＳＢ４の判定がＹＥＳであるとき、すなわち、圧力センサ８で検出した圧力分布がエアマット２の左右端から距離Ｌ１以内か若しくは頭側端及び足側端から距離Ｌ２以内であるときには、ステップＳＢ５に進み、患者Ｙが端座位であるとして終了する。

一方、ステップＳＢ４の判定がＮＯであるときには、ステップＳＢ６に進み、中間比率が基準荷重比率Ｘ１％以上かどうかを判定する。

このステップＳＢ６の判定がＹＥＳであるとき、すなわち、中間比率が基準荷重比率Ｘ１％以上であるときには、ステップＳＢ７に進み、患者Ｙが背上げ状態であるとして終了する。

一方、ステップＳＢ６の判定がＮＯであるときには、ステップＳＢ８に進み、患者Ｙが仰臥位であるとして終了する。

体位判定処理が終了し、ステップＳＡ３の判定がＮＯであるとき、すなわち、患者Ｙが離床している、端座位である及び背上げ状態であると判定すると、ステップＳＡ６に進み、後述する体動判定処理を行う。

一方、ステップＳＡ３の判定がＹＥＳであるとき、すなわち、患者Ｙが仰臥位であると判定すると、ステップＳＡ４に進み、圧力センサ８の圧力分布から患者Ｙの身長を算出し、さらに、圧力センサ８で検出した検出値に所定の係数を掛けて算出した値を患者Ｙの体重と推定してステップＳＡ５に進む。

上記ステップＳＡ５では、上記ステップＳＡ４で算出された身長・体重に基づいて患者Ｙの体型を設定する。本実施形態では、かなり細い、細い、普通、太い、かなり太い、の５段階の範囲が予め設定されていて、患者Ｙがどの体型であるかを体型判定部５ｈで判定する。

そして、次のステップＳＡ６に進んで体動判定処理が開始される。ここでステップＳＡ６における体動判定処理の具体的な制御動作を図１０に示すフローチャートに基づいて説明する。

まずステップＳＣ１では、体動判定の判定位置が患者Ｙの重心位置か最大体圧位置のどちらかに選択される。

次に、ステップＳＣ２では、圧力センサ８で検出された圧力分布に基づいてエアマット２上で判定位置を特定してステップＳＣ３に進む。

ステップＳＣ３では、現在の判定位置と時間ｔ１前の判定位置とを比較し、時間ｔ１前の判定位置に対して現在の判定位置が所定の基準距離Ｌ３以上変化したかどうかを判定する。このステップＳＣ３の判定がＹＥＳであるとき、すなわち、時間ｔ１前の判定位置に対して現在の判定位置が基準距離Ｌ３以上変化したと判定したときにはステップＳＣ５に進み、患者Ｙが寝返りしたとしてステップＳＣ７に進む。

一方、ステップＳＣ３の判定がＮＯであるとき、すなわち、時間ｔ１前の判定位置に対して現在の判定位置が基準距離Ｌ３以上変化していないと判定したときには、ステップＳＣ４に進み、上記判定位置で検出した圧力センサ８の体圧低下量と上記変化圧設定部５ｅで設定した基準体圧低下量Ｘ２％とを比較判定する。

このステップＳＣ４の判定がＹＥＳであるとき、すなわち、圧力センサ８で検出した体圧低下量が基準体圧低下量Ｘ２％以上であると判定したときにはステップＳＣ５に進み、患者Ｙが寝返りしたとしてステップＳＣ７に進む。

一方、ステップＳＣ４の判定がＮＯであるときには、ステップＳＣ６に進み、患者Ｙが寝返りをしていないとしてステップＳＣ８に進む。

上記ステップＳＣ７では、上記体動時間記憶部５ｆで記憶された患者Ｙが寝返りしたと前回判定した時間から、所定時間内の寝返りであるかどうかを判定する。このステップＳＣ７の判定がＮＯであるとき、すなわち、今回の寝返りが前回の寝返りから所定の経過時間ｔ２以上、且つ、時間ｔ３以内を外れた場合には、ステップＳＣ１に戻る。

一方、ステップＳＣ７の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳＣ９に進んで患者Ｙが寝返りできるとし、ステップＳＣ１１に進んで圧切替モードを安定重視モードに設定して終了する。

即ち、本発明では、患者Ｙが自力で寝返りできる場合には、時間ｔ２〜ｔ３の間に寝返りすることが経験的に解かっている。それに対して、患者Ｙが自力で寝返りできない場合には、看護師や介護者が定期的に寝返りをさせるが、このときの時間は、通常時間ｔ３以上となっていることが経験的に解かっている。これらの経験に基づいて、時間差を利用して自力で寝返りできるか否かを判定するようにした。

上記ステップＳＣ８では、寝返りしていない経過時間がｔ４以上であるかどうかを判定する。このステップＳＣ８の判定がＮＯであるとき、すなわち、寝返りしていない経過時間がｔ４以上でない場合には、ステップＳＣ１に戻る。

一方、ステップＳＣ８の判定がＹＥＳであるときには、ステップＳＣ１０に進んで患者Ｙが寝返りできないとし、そして、ステップＳＣ１２に進んで圧切替モードを圧変動重視モードに設定して終了する。

上記ステップＳＡ６の判定がＹＥＳであるとき、すなわち、患者Ｙが寝返りできると判定すると、ステップＳＡ７に進み、第１セル１２Ａ，１２Ｂ、第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎ及び第３セル１０が基準圧Ｎの内圧値Ｐｎとなるように空気給排装置４が制御された後、ステップＳＡ８へと進む。

一方ステップＳＡ６の判定がＮＯであるとき、すなわち、患者Ｙが寝返りできないと判定すると、ステップＳＡ８へと進む。

上記ステップＳＡ８では、体位判定部５ａ、体動可否判定部５ｂ及び体型判定部５ｈの各判定結果に対応する設定圧に第１セル１２Ａ，１２Ｂ、第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎ及び第３セル１０の内圧を設定する。本実施形態では、図７に示すテーブルに基づいて、第１セル１２Ａ，１２Ｂ、第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎ及び第３セル１０の内圧を設定圧Ｓ１〜Ｓ４，Ｈ１〜Ｈ５、基準圧Ｎのいずれかの価に基づいて内圧値Ｐｎ１，Ｐｎ２，Ｐｎ３に設定する。

しかる後、ステップ９へと進み、エアマット２上の患者Ｙに対して、寝姿勢をコントロールする。上記制御装置５は、圧力センサ８により検出された圧力分布からエアマット２にかかる荷重を算出し、該算出した荷重に所定の係数を掛けたものを上記内圧値Ｐｎ２に加えて目標圧力とする。そして、上記制御装置５は、上記第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎが上記目標圧力となるように、空気給排装置４を制御する。

その後、ステップ１０へと進み、エアマット２上の患者Ｙに対して、制御装置５が圧切替モードの制御を行う。まず、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、制御装置５が、第１セル１２Ｂ内の圧力を所定値で維持したまま、第１セル１２Ａ内への空気供給量を減少させて圧力を低下させる。この状態で所定時間経過した後に、第１セル１２Ａ内への空気供給量を増加させて圧力を上記第１セル１２Ｂの所定値と同じ圧まで高め、第１セル１２Ｂへの空気供給量を減少させて圧力を低下させる。これが繰り返されることにより、患者Ｙの体の各部位に長時間同じ圧力が作用したままになるのが防止され、床ずれが抑制される。

しかる後、ステップＳＡ１１へと進み、圧力センサ８の検出値から患者Ｙに高い圧力が加わっているかどうかを判定する。このステップＳＡ１１の判定がＮＯであるとき、すなわち、圧力センサ８の検出値が、圧力設定値Ｎmaxを超えていない場合には、ステップＳＡ２に戻る。

一方、ステップＳＡ１１で判定がＹＥＳであるとき、すなわち、圧力センサ８の検出値が、圧力設定値Ｎmaxを超えていると、ステップＳＡ１２へ進み、患者Ｙが寝返りできるかできないかを判定する。このステップＳＡ１２の判定は、ステップＳＡ６で行った判定結果を流用し、判定がＹＥＳであるとき、すなわち、患者Ｙが寝返りできる場合には、ステップＳＡ１４へと進み部分圧切替制御を行って、ステップＳＡ２に戻る。

一方、ステップＳＡ１２で判定がＮＯであるとき、すなわち、患者Ｙが寝返りできない場合には、ステップＳＡ１３へと進み、第１セル１２Ａ，１２Ｂ、第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎ及び第３セル１０内の設定圧がステップＳＡ８で設定した設定圧に対して１段階下げた設定圧かどうかを判定する。このステップＳＡ１３の判定がＮＯであるとき、すなわち、第１セル１２Ａ，１２Ｂ、第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎ及び第３セル１０の設定圧がステップＳＡ８で設定した設定圧である場合には、設定圧を１段階下げてステップＳＡ２へと戻る。本実施形態では、例えば、ステップＳＡ８での設定圧がＨ５の場合、Ｈ４に変更されていなければステップＳＡ２に戻る。

一方、ステップＳＡ１３の判定がＹＥＳであるとき、すなわち、第１セル１２Ａ，１２Ｂ、第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎ及び第３セル１０の設定圧がステップＳＡ８で設定した設定圧より１段階下げた設定圧である場合、ステップＳＡ１４へと進み部分圧切替制御を行って、ステップＳＡ２に戻る。

このステップＳＡ１４では、部分圧切替制御が行われるようになっている。具体的には、圧力センサ８の検出値により、患者Ｙに高い圧力が加わっている箇所に対応する第２セル群１１の各セルへの空気供給量を周期的に減少・増加して内圧を増減する制御を繰り返す。例えば、図６のＤｅ部分が第２セル１１Ｄに予め設定された圧力設定値Ｎmaxを超えると、第２セル１１Ｄへの空気供給量を減少させて元の圧力に戻す。この状態で所定時間経過した後に、第２セル１１Ｄへの空気供給量を増加させて圧力を高くする。尚、本実施形態では、第１セル１２Ａ，１２Ｂが圧切替モードである場合において、第２セル１１Ｄ内の空気供給量が減少しているときに、当該第２セル１１Ｄに跨る２つの第１セル１２Ａ，１２Ｂのうち、１つは空気供給量が減少しないようになっている。したがって、当該箇所の患者Ｙの体の一部が深く沈み込むことを回避することができ、床ずれや痛みの発生を効果的に抑制しながら、患者Ｙの寝姿勢を崩さないようにできる。

更に、本実施形態では、背上げ時や背下げ時のように背ボトムＦ１を揺動させた際に、次のような制御を行うようにしている。図８に示すように、ステップＳＤ１として、揺動検出部５ｎによって、仰臥位から背上げ又は背上げから仰臥位（背下げとも言う）にとベッドフレームＦの揺動が検出されたときには、ステップＳＤ２として揺動処理を行う。
この揺動処理ＳＤ２を図１２に基づいて具体的に説明する。

ステップＳＥ１において、ベースフレームＦ５の上の背ボトムＦ１が揺動されてないと判断するとそのままＥＮＤとなる。一方、背ボトムＦ１が揺動されたことが検出されるとステップＳＥ２に進む。ステップＳＥ２において、この揺動が仰臥位から背上げへの移動であるか否かが判断される。この判断がＹＥＳの場合には、ステップＳＥ３として、圧力増減部５によって、第２セル群１１の中で背上げ部Ｆ１の位置に相当する第２セル群１１について、第２セル群１１内の空気を抜いて一旦所定圧力まで圧力を下げて、臀部に近い方の第２セル１１からヘッドに近い方の第２セル１１の順番にセルに空気を供給して元の圧力に回復させる。これによって、背上げ時の圧迫感や身長方向へのずれを低減することができる。

一方、ステップＳＥ２での判断がＮＯのときには、ステップＳＥ４に進み、背上げから仰臥位に変化したか否かが判断される。この判断がＮＯのときには、そのままＥＮＤとなる。一方ＹＥＳの場合には、ステップＳＥ５として、圧力増減部５Ｌによって、第２セル群１１の中で背上げ部Ｆ１の位置に相当する第２セル群１１について、隣接する第２セル１１の空気供給量を交互に増減させるとともに、第２セル１１上の両方の第１セル１２に空気を供給して膨張させた状態に維持する。これによって、背下げ時の圧迫感や身長方向へのずれを低減することができる。これによって、背下げ時の圧迫感や身長方向へのずれを低減することができる。

尚、ステップＳＥ５として、圧力増減部５Ｌによって隣接する第２セル１１の空気供給量を交互に増減させるとともに、第２セル１１上の両方の第１セル１２も交互に増減させるようにしても良い。特に、この場合、第２セル１１の増減周期を第１セル１０の増減周期よりも短くし、且つ第１セル１２の増減周期内（即ち、一方の第１セルの圧力が増加して他方の第１セルが減少して安定している状態内）で第２セル１１の増減周期を行うようにすることが好ましい（図５参照）。尚、背下げ時の第２セル１１や第１セル１２の圧力の増減は、背ボトムＦ１だけでなく、全ボトムで行なっても良い。

上記説明で仰臥位から背上げに変化したことが検出された際に行なった背上げ制御を背下げ時の制御に適用しても良い。逆に背下げ字の制御を背上げ時の制御に適用しても良い。

以上より、本発明の実施形態によれば、揺動検出部５ｎで背上げや背下げ等の揺動が検出されると、背ボトムＦ１に対応する位置にある第２セル群１１の圧力を減少・増加することにより、ベッドＢの背上げ及び背下げ時の患者に対する圧迫感及び患者のベッドＢ長手方向へのずれ（図１２の矢印Ａ）を確実に防止することができる。

また、本発明の実施形態によれば、圧力センサ８で高い圧力が検出されると、当該箇所に対応する第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎへのセル内圧を周期的に減少・増加を繰り返すことにより、当該箇所に連続して高い圧力がかからないようになるので、患者Ｙの床ずれや痛みの発生を抑制することができる。そして、当該箇所に対応する第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎ内への空気供給量を減らしたままとしないので、当該部分に対応する患者Ｙの体の一部が沈み込んだ状態のまま維持されなくなり、患者Ｙの寝姿勢を崩すことなく快適性を高く維持することができる。また、当該箇所に対応する第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１ｎへのセル内圧を時間の経過に伴って減少・増加させることで当該箇所の静脈、動脈及びリンパ等が開放と押圧を繰り返されるようになり、静脈血やリンパの環流が促進されるとともに、動脈血の流入を盛んにして血行を改善することができる。

また、上記各第１セル１２Ａ，１２Ｂが交互に減少・増加を繰り返すことにより、エアマット２上の患者Ｙの体全体の血管の圧迫を緩和して床ずれや痛みの発生を抑えることができる。それに加えて、特に圧力センサ８で高い圧力が検出された箇所には、第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎを用いてさらに血管を圧迫しないようにできる。

また、エアマット２上で患者Ｙに加わる圧力が圧力センサ８に直接伝えられるようになり、精密な圧力測定が可能となるので、圧力の高い箇所に対応する正確な位置の第２セル１１Ａ，１１Ｂ，…，１１Ｎの内圧を制御できる。

また、第１セル１２Ａ，１２Ｂを２つの配管系統だけで制御可能となるので、シンプルな構成の低コストなエアマット装置１にできる。

また、エアマット２上の患者Ｙの姿勢に応じてエアマットが最適な硬さに変更されるようになるので、患者Ｙがエアマット２上においてどのような姿勢であっても快適さが損なわれない。

また、患者Ｙがエアマット上に寝転ぶだけ（仰臥するだけ）で、圧力センサによって、エアマット２上の患者Ｙの状態、すなわち、患者Ｙの身長、体重や体型等が自動的に推測されるので、これらの設定値を患者毎に入力する手間が省け、作業性が向上すると共にミスを防止できる。

また、患者Ｙの姿勢、即ち、離床、端座位、背上げ、仰臥位等を自動判定できる共に、患者Ｙが自力で寝返りできるか否かも自動判定できるようにしたので、これらの判定を患者毎に入力する手間が省け、作業性が向上すると共にミスを防止できる。

その上、患者Ｙの状態、即ち寝姿勢や体型、さらには、寝返りできるかできないかを自動で判定して、エアマット２をそれぞれの組み合わせに応じた最適な固さとなるように空気給排装置４を制御装置５で制御するようになっている。したがって、看護師や介護者等のエアマット２上の患者Ｙに対する負担を減らすことができ、使い勝手の良いエアマット装置１にできる。

以上説明したように、本発明に係るマット装置は、例えば、医療施設や介護施設等で使用できるものである。

１ エアマット装置
２ エアマット
３ 制御ボックス
４ 空気給排装置
５ 制御装置
５ａ 体位判定部
５ｊ 圧力記憶部
５ｋ 圧力コントロール部
５ｎ 揺動検出部
８ 圧力センサ
１０ 第３セル群
１１ 第２セル群
１２ 第１セル群
Ｆ１ 背ボトム

Claims (4)

1. 独立した複数のセルが患者の寝姿勢時の身長方向に並設されてなるエアマット本体と、
   上記各セルに接続され、該各セルに空気をそれぞれ供給する空気給排装置と、
   上記圧力センサと上記空気給排装置に接続され、上記各セルにそれぞれ供給される空気供給量を調整して内圧を制御する制御装置とを備えており、少なくとも背上げ機構によって背ボトムの背上げ角度が変わるベッドフレームの上に載置されるエアマット装置であって、
   上記背上げ角度の変化を検出する揺動検出部を備え、
   上記制御装置は、該揺動検出部によって背上げ角度の変化が検出された際には、背ボトムに対応する部位にある上記セル群の圧力を一旦所定圧力値まで低下させ、背ボトムの臀部側位置に対応する部位にあるセルからヘッド側位置に対応する部位にあるセルの方向に向けて、順次圧力を元の圧力値に回復させるように制御する圧力コントロール部を備える
   エアマット装置。
2. 請求項１に記載のエアマット装置において、
   上記制御装置は、該揺動検出部によって背上げ角度の変化が検出された際には、少なくとも背ボトムに対応する部位の各セルに対して、隣接するセルについて交互に圧力を増減させる圧力増減部を備えることを特徴とするエアマット装置。
3. 請求項２に記載のエアマット装置において、
   上記独立した複数のセルが、患者の寝姿勢時の身長方向に並設された第２セル群からなり、
   該第２セル群の上側には、第２セル群に沿って一列に並設された複数の第１セルからなる第１セル群を備え、
   上記第１セルは、上記第２セルの上側に複数の第１セルが対応して配置され、
   上記制御装置は、上記第２セルの上側に配置された複数の第１セルに対して内圧を増加・減少して膨脹・収縮させる圧力調整部を備え、
   上記揺動検出部によって背上げ角度の変化が検出された際には、上記圧力増減部では、上記第２セルに対して交互に圧力を増減させるとともに、上記圧力調整部では、第２セルの上側に配置された複数の第１セルの少なくとも１つの第１セルを膨脹させた状態に維持させるように制御することを特徴とするエアマット装置。
4. 請求項２に記載のエアマット装置において、
   上記独立した複数のセルが、患者の寝姿勢時の身長方向に並設された第２セル群からなり、
   該第２セル群の上側には、第２セル群に沿って一列に並設された複数の第１セルからなる第１セル群を備え、
   上記第１セルは、上記第２セルの上側に２つの第１セルが対応して配置され、
   上記制御装置は、上記第２セルの上側に配置された複数の第１セルに対して内圧を増加・減少して膨脹・収縮させる圧力調整部を備え、
   該圧力調整部で内圧を増減して膨脹・収縮を繰り返す第１セルの膨脹・収縮の周期が、該圧力増減部での交互に内圧を増減して膨脹・収縮を繰り返す第２セルの膨脹・収縮の周期よりも長くなっており、
   上記揺動検出部によって背上げ角度の変化が検出された際には、上記圧力調整部では、第２セルの上側に配置された複数の第１セルの少なくとも１つの第１セルを膨脹させた状態に維持させ、少なくとも１つの第１セルを収縮した状態に維持するように制御するとともに、上記圧力増減部では、隣接する第２セルに対して交互に圧力を増減させるように制御することを特徴とするエアマット装置。

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