JP5858940B2 - 離床監視システム - Google Patents

Description

本発明は病院や老人介護施設等において、ベッドに寝ている病人や被介護者の状態を監視し、ベッドからの転落事故や離床・徘徊を予防するための監視システムに関するものである。

近年における人口の急速な高齢化にともない、病院や老人介護施設等に収容される被介護者の数は増加の一途を辿っている。しかしながら、これらの被介護者をケアするための看護師や介護師などの介護スタッフの絶対数は大幅に不足しているため、例えば、当直時において一人の介護スタッフが担当する被介護者の数が数十人に及ぶこともある。

そのため、ベッドに寝ていた被介護者がベッドから転落したり、或いはベッドを離れて徘徊を行なう事態を未然に防止するのに、介護スタッフには頻繁な巡回・監視や迅速な動きが要求されることになる。これによって、介護業務が一段と厳しい重労働になり、介護スタッフへの応募者がさらに減少するという悪循環を招いている。

このように繁忙な介護業務を緩和させるべく、従来から、例えば特許文献１ないし３に示されるような離床監視装置、或いは離床監視システムが提案されていた。因みに、特許文献１に開示された発明は、被介護者が寝伏されているベッドの一面に感圧センサを敷設し、係る感圧センサ群からの検出情報を遠隔的に監視して被介護者の動きや離床状況を把握するものである。

また、特許文献２に開示された発明は、特殊な圧力センサ付の履物と特許文献１の離床監視方法を組み合せて、被介護者の離床のみならずその徘徊などを監視するものである。さらに、特許文献３に開示された発明は、いわゆるマルチフォーカスカメラを用いた監視システムであり、上記の各先行技術とは異なり、被介護者の身体とは非接触で被介護者の動静を監視できるというメリットを有している。

特開２０１１−２４５０５９号公報 特開２０１０−２８６９７１号公報 特開２０１０−０８６２８６号公報

しかしながら、特許文献１或いは２に示された従来技術は、被介護者の状態を検知する素子として感圧センサなどの物理的な接触を必要とするセンサを用いているため、被介護者の横臥姿勢に起因する誤検知や、機械的な故障、或いは感度の劣化が生じ易いという問題があった。

一方、特許文献３に開示された従来技術は、上記の先行発明とは異なり被介護者に対して非接触で監視を行なえるメリットを有している。しかしながら、その基本原理は、単に平面位置と比較水準高を設定し、係る半面位置と比較水準高との差分から、被介護者がベッドサイドで立っているか或いは転倒しているかを判断するものであるため、被介護者のベッドからの起床や、或いはベッドからの転落前の予兆であるベッドからの身体部位の逸脱というような状態を検出することが難しいという問題があった。

また、これらの従来技術によるシステムでは被介護者の離床、或いは徘徊を示す情報を介護スタッフに通知するのみであるため、介護スタッフは被介護者がどのような状態に陥っているかを正確に把握できず、発生状況が緊急性を帯びたものか否かの迅速な判断が困難であった。このため、介護スタッフは、監視システムからの警報が通知されると、その通知が、単に被介護者の腕がベッドサイドから垂れ下がったこと（いわゆる「はみ出し」）によって生じたような場合であっても、被介護者の下に早急に駆けつける必要があり介護スタッフへの負荷が軽減できないという問題があった。

本発明は、従来技術におけるこのような課題の解決を目的とするものであって、より具体的には非接触で被介護者の寝伏状況や離床状況を監視し、かつその状況を明確に介護スタッフに通知して、異常事態の発生状況の緊急性に対応する迅速な判断が容易な離床監視システムを提供することを目的とする。

本発明の第１の観点による離床監視システムは、上記の課題を解決するために、
被介護者が寝伏されたベッドを監視して、被介護者の寝伏状況や離床状況を把握する離床監視システムであって、
センサ本体から離れた任意のポイントの距離を計測し、センサ本体と該被計測ポイントとの距離データをセンサから見た方位と関連付けて取得可能な赤外線レーザーセンサと、
該センサに接続された制御送信部と、該制御送信部から発信される各種の信号を所定の通信回線網を介して受信する少なくとも一つの携帯端末とを含み、
前記制御送信部は、赤外線レーザーセンサから取得した距離データを基に、被介護者がベッド上に寝た状態を覆う箱形の矩形状監視領域と、被介護者が寝たベッドの略中央を中心としてベッド全体をドーム型に覆う半球状監視領域の２つの立体監視領域を設定し、該立体監視領域の各々について被介護者または被介護者の体の一部が該立体監視領域から逸脱した際にこれを検出して、逸脱状態に応じた所定の異常検出信号を前記携帯端末に発信し、
前記所定の異常検出信号には、赤外線レーザーセンサから取得した方位と関連付けられた距離データの前記被計測ポイントそれぞれをモノクロ表示させたシルエット画像が含まれることを特徴とする。

したがって、このような構成によれば被介護者にセンサ類を接触させること無く、被介護者の寝伏・離床状況を監視し、異常状態の発生時には状態に応じた適切な情報を介護者に通知することが可能である。

また、このような構成によれば、従来の警告灯点灯や警報音発生とは異なり、介護スタッフは、シルエット画像によって、多面的かつ直感的に被介護者の状況を把握することができるので、発生状況に対する緊急性の判断を容易かつ迅速に行うことが可能となる。

また、本発明の第２の観点による監視領域の設定方法は、上記第１の観点における離床監視システムにおいて、矩形状監視領域および半球状監視領域を含む複数の異なる立体監視領域を設定する方法であって、
対象とする監視領域上で互いに隔離された任意の３つのポイントを設け、係る３つのポイントを含んだ平面を特定する第１ステップと、
第１ステップで特定された平面上の略中心部に所定の長さの中心設定用ラインを設ける第２ステップと、
前記中心設定用ライン上に沿って寝伏された被介護者の身体各部のポイントと前期赤外線レーザーセンサとの距離を計測し、該計測値に基づいて矩形状監視領域の水平幅および垂直高さを設定する第３ステップと、
前記中心設定用ラインの略中心点を基準にして所定の長さの半径を有する半球状監視領域を設定する第４ステップを含むことを特徴とする。

したがって、このような構成によれば、被介護者の寝伏されたエリアに対し立体的な監視領域を正確かつ迅速・容易に設定することが可能となる。

本発明によれば、監視対象となる被介護者に対して適切な監視領域を容易かつ迅速に設定することができるうえ、被介護者の寝伏・離床状況を正確に介護スタッフに通知することができるため、極めて簡易なシステム構成であるにも関らず、被介護者に対する効果的・効率的な介護を行なうことが可能となる。

本発明を実施するための最良の形態である実施例について、それぞれの添付図面を参照しつつ以下に説明を行なう。先ず、本発明の一つの実施形態である離床監視システム１（以下、単に「本システム」という）に関し、その構成を図１のブロック図に示す。

同図に示すように、本システムは、主に赤外線レーザーセンサ１０、制御送信部２０、通信回線網３０、少なくとも１台以上の携帯端末４０から構成されている。なお、本システムでは、監視デバイスとして携帯端末４０以外にも、例えば、ナースセンタ等に設けられた監視表示端末５０を含むようにしても良い。

また、同図には赤外線レーザーセンサ１０、制御送信部２０、および携帯端末４０（或いは監視表示端末５０）から成る一組の監視システムのみが図示されているが、本発明は係る事例に限定されるものではなく、本システムには複数の送信側器材（赤外線レーザーセンサ１０と制御送信部２０）、ならびに受信側器材（携帯端末４０または監視表示端末５０）が含まれることは言うまでもない。

なお、送信側器材と受信側器材の数は一対一に対応するものではなく、例えば、数十台の送信側器材を数台の受信側器材（例えば、二人の看護スタッフの所持する携帯端末４０と一台の監視表示端末５０）で対応することも可能である。このようなシステムを自在に組むことによって、多数の被介護者を少数の介護スタッフで効率的にケアすることが可能となる。

図１に示されるように、赤外線レーザーセンサ１０は、被介護人が寝ているベッドが監視できる位置に設けられており、その近傍に置かれた制御送信部２０に、例えばＵＳＢケーブルなどで接続されている。なお、赤外線レーザーセンサ１０の電源は、制御送信部２０からＵＳＢケーブルを介して供給するようにしても良いし、或いはセンサの本体内部に独立して設けるようにしても良い。

通信回線網３０は、例えば介護施設内に設けられた構内ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）であっても良いし、或いはＮＴＴなどの一般の公衆通信回線網を用いるようにしても良い。また、携帯端末４０は、介護スタッフが携帯しているものであり、通信回線網３０として一般の公衆通信回線網を利用した場合は、通常の携帯電話器を携帯端末４０として用いることができる。

赤外線レーザーセンサ１０は、監視領域内の対象とするポイントに対し方位を指定して（すなわち方向を合わせて）赤外線レーザーを照射し、センサ本体と当該対象ポイントとの正確な距離を測定できる測距機能を有している。赤外線レーザーセンサ１０は、三次元空間内を高速で走査しながら、これらの複数の対象ポイントに対してこのような測距機能を発揮し得るので、同センサを用いれば、得られた測距データと指定した方位のデータとの組み合わせ、すなわち方位と関連付けられた距離データから、三次元空間内に置かれた監視対象物の位置・形状等を立体的に把握することが可能となる。

制御送信部２０は、本システムの全体を制御管理する部位であり、主に赤外線レーザーセンサインターフェイスユニット２１（以下、単に「インターフェイスユニット２１」という）、制御処理ユニット２２、データ送信ユニット２３から構成されている。インターフェイスユニット２１は、赤外線レーザーセンサ１０と制御送信部２０とのインターフェイスを司る部位であり、同センサからの測距データを取り込み、これを制御処理ユニット２２に伝達する働きを担っている。

制御処理ユニット２２は、マイクロプロセッサを含む演算処理部や各種の情報を記憶するメモリ部等（何れも図示せず）から構成されている。制御処理ユニット２２は、以下に説明する立体監視領域の設定モードや、その後の監視モードにおいて、制御送信部２０全体の動作を制御する中枢部位である。なお、本システムの処理動作を規定したソフトウェア・プログラムも係るメモリ部に予め格納されていることは言うまでもない。

また、データ送信ユニット２３は、制御送信部２０と通信回線網３０とのインターフェイスを司る部位であり、制御処理ユニット２２で作成された各種の信号を通信回線網３０を介して携帯端末４０に送信する。なお、制御送信部２０には上記の各ユニット以外にも、例えば、各種の表示回路や入力回路、或いは電源回路などの種々の機能部位が含まれているが、これらの各部位は本発明の骨子と直接の関係が無いため、その記載ならびに説明は省略する。

次に、本システムにおける立体監視領域の初期設定モードについて、図２に示す説明図に基づいて解説を行なう。先ず、本システムにおいて立体監視領域を初期設定する場合には、制御送信部２０に直接にパーソナルコンピュータ（以下、単に「パソコン」という）を接続しその画面上から行なうようにしても良いし、或いは通信回線網３０を介して離れた場所に置かれた制御用のパソコンから行なうようにしても良い。

なお、本実施例においては具体的な立体監視領域として、被介護者がベッド上に寝た状態を覆う箱型の矩形状監視領域と、被介護者が寝たベッドの略中央を中心としてベッド全体をドーム型に覆う半球状監視領域の２つを想定している。

（１）矩形状監視領域の設定
（１−１）監視領域内における平面の特定（第１ステップ）
初期設定時において本システムのオペレータは、先ず、制御送信部２０に直接的或いは間接的に接続されたパソコンから、監視領域内で隔離された任意の３つのポイントＡ、Ｂ、Ｃを指定し、係る３つのポイントを含んだ平面を特定する（図（２ａ）参照のこと）。これによって、三次元的に監視領域を設定するための基準となる平面が特定されることになる。

なお、第１ステップによる平面の特定時には、監視領域内には被介護者が寝るベッドのみが置かれた状態として、被介護者はもちろんのこと布団や毛布、或いは枕等の寝具も全て取り払った状態で処理が行なわれる。すなわち、第１ステップで特定される平面は何も置かれていないベッドの上面を疑似するものとなる。

（１−２）中心設定用ラインの設定（第２ステップ）
続いてオペレータは、図（２ｂ）に示すように、第１ステップで特定された平面上の長手方向の略中心部に所定の長さの中心設定用ラインＤＥを設ける。すなわち、係る中心設定用ラインが矩形状監視領域の長手方向の中心線となるものである。

（１−３）矩形状監視領域の水平幅および垂直高さの設定（第３ステップ）
以上の第２ステップまでの処理が終了すると、オペレータは他の介護スタッフの協力を得て、監視領域の設定を行なっているベッドに被介護者を導き入れ、被介護者に寝てもらうよう指示する。この際、被介護者が通常の寝伏状態となるように、ベッド上に布団や枕などの寝具がセットされることは言うまでもない。

その後オペレータは、制御送信部２０に接続されたパソコンから、或いは制御送信部２０に直接、所定の矩形状監視領域の調整処理を指示する。係る指示によって、制御送信部２０は赤外線レーザーセンサ１０を用い、被介護者が寝ている状態を包含した矩形状監視領域の水平幅Ｗや、垂直方向の高さＨを自動的に測距して、被介護者を見守る（監視する）ための矩形状監視領域を完成させる（図（２ｃ）参照のこと）。

（２）半球状監視領域の設定（第４ステップ）
矩形状監視領域の設定が終了すると、オペレータは続いて半球状監視領域の設定を行なう。半球状監視領域は、被介護者の寝ているベッドの略中央部を中心としてベッド全体を覆うドーム型の半球状をしている。すなわち、オペレータは、上記の中心設定用ラインＤＥの略中心点を基準にして、所定の長さの半径Ｒを有する半球状の監視領域をパソコンから設定する。

以上の処理を行なうことによって立体監視領域の初期設定モードが完了し、その結果、被介護者が寝ているベッドおよびその周囲には、図３の説明図に示されるような矩形状監視領域と半球状監視領域からなる立体監視領域が形成され、その後は監視モードに移行して被介護者の見守り（監視）を行なうことが可能となる。

なお、以下に記載する監視モードの説明では、例えば被介護者の腕や足などの身体の一部が矩形状監視領域から逸脱した場合これを「はみ出し」と定義し、被介護者がベッドから起き上がり、その頭部や上半身が矩形状監視領域から逸脱した場合を「起き上がり」と定義する。また、被介護者の身体が半球状監視領域から逸脱した場合は、これを「離床」定義する。

続いて、本システムにおける監視モードの具体的な運用例について図４および図５の説明図を用いて解説する。先ず、図４は、本システムの通信回線網３０としてＮＴＴなどの公衆通信網を利用した場合のシステム構成を表している。

図４に示された事例は、８台の送信側器材（赤外線レーザーセンサ１０と制御送信部２０）を、介護スタッフが所持する携帯端末４０で監視するものである。なお、この場合は通信回線網３０としてＮＴＴなどの公衆通信網を利用するため、携帯端末４０として通常の携帯電話器が使用できることは言うまでもない。

例えば、本システムの監視下にある１０１号室において、被介護者がベッドから起き上がりその上半身が矩形状監視領域の上面から突出すると、赤外線レーザーセンサ１０を介してその状況を取得した制御送信部２０は、これを起き上がりと判定し、起き上がりの異常検出信号を通信回線網３０に送信する。前述のように、本事例では通信回線網３０として公衆通信網を利用しているため、制御送信部２０は同信号の送信時に通常のモバイルルーターやＷＩＦＩルーターを介して通信回線網３０にアクセスを行なう。

携帯端末４０は、通信回線網３０を経由して上記の信号を受信すると、図４の右側下部に示されるような表示を行い介護スタッフに異常の発生を告知する。本事例では、表示画面には「１０１号室 田中 起き上がり」のように異常が検出された場所とこれを特定する個人名、ならびに発生事象などが表示され、さらに起き上がりを示すシルエット画像も併せて表示される。

因みに、シルエット画像とは、赤外線レーザーセンサ１０から取得された「方位と関連付けられた距離でデータ」のそれぞれの被計測ポイントについてを、方位データを画面上の位置座標に換算した上でその座標上に、モノクロ表示させたときのこれらのポイントの集合で表現される画像であり、これによって赤外線レーザーセンサ１０の監視対象物の外形が鮮明に表示される。

表示画像としてシルエット画像を用いた訳は、監視下にある被介護者のプライバシーを尊重したものである。但し、実際の運用においては、必要に応じて、異常検出信号にシルエット画像以外の実際のカメラ画像や、さらには赤外線レーザーセンサ１０から取得した画像の距離データを基に作成された立体３次元画像を含めるようにしても良い。

また、被介護者がベッド面から起き上がり、さらにベッドから降りてその身体が半球状監視領域から逸脱した場合、係るデータを赤外線レーザーセンサ１０から取得した制御送信部２０は、これを離床と判定して通信回線網３０を介し離床の異常検出信号を携帯端末４０に送信する。

この場合、携帯端末４０の表示画面には、図４の左側下部に示されるような表示がなされる。すなわち、表示画面には「１０１号室 田中 離床」のように異常が検出された場所と、これを特定する個人名、ならびに発生事象などが表示され、さらに離床を示すシルエット画像も併せて表示されることになる。

次に、監視モードの他の運用例を図５の説明図を用いて解説する。図５は、本システムの通信回線網３０として施設内に設けられた構内ＬＡＮを利用した場合のシステム構成を表している。因みに、構内ＬＡＮに使用される伝送媒体は、有線媒体であっても良いし、或いは電波や赤外線等の無線媒体であっても良い。また、本事例では監視を行なう受信側器材として、例えばナースセンタ等に置かれた監視表示端末５０を想定している。

本事例において、監視下にある１０１号室で被介護者がベッドから起き上がり、その上半身が矩形状監視領域の上面から突出されると、赤外線レーザーセンサ１０を介してその状況を取得した制御送信部２０は、起き上がりの異常検出信号を通信回線網３０に送信する。

監視表示端末５０は、通信回線網３０を介して上記の異常検出信号を受信すると、そのディスプレイ画面上に「１０１号室 田中 起き上がり」のような異常が検出された場所と、これを特定する個人名、ならびに発生事象などを表示し、さらに、被介護者の起き上がりを示すシルエット画像も併せて表示する。なお、前述した図４のシステムの場合と同様に、異常検出信号にシルエット画像以外の実際のカメラ画像や立体３次元画像を含め、これらの画像の全て或いは一部をディスプレイ画面上に表示するようにしても良い。

以上に説明したように、本発明の実施例によれば、一般的な赤外線センサや接触式のマットセンサを用いた離床監視システムに較べ、被介護者の監視領域を立体的に捉えて、監視領域の範囲や異常検出の条件などを詳細に設定できるため、監視精度が向上していわゆる誤報を減らすことが可能となる。また、三次元の距離情報を基に監視領域が自動設定されるため、監視システムを始動する際の初期設定処理を極めて簡単に行なうことができる。

さらに、シルエット画像などの画像情報を表示させることによって、介護スタッフは被介護者の置かれた状況を的確かつ迅速に把握できるので、複数件の異常発生通報がなされた場合でも、各案件に対する優先順位を容易に判断することが可能となる。

なお、本発明は以上に説明した各実施形態に限定されるものではなく、例えば、本発明を構成する各部位の形状や配置、或いはその素材等は、本発明の趣旨を逸脱することなく、現実の実施対応に即して適宜変更ができるものであることは言うまでもない。

以上に説明した本発明の構成は、病院や老人介護施設等においてその利用が可能である。

本発明の実施例による離床監視システムの構成を示す概略図である。 本システムにおける立体監視領域の初期設定時の処理を示す説明図である。 本システムにおける立体監視領域の概要を示す説明図である。 本システムの具体的な運用例を示す説明図である。 本システムの他の具体的な運用例を示す説明図である。

１ … 離床監視システム
１０ … 赤外線レーザーセンサ
２０ … 制御送信部
２１ … 赤外線レーザーセンサインターフェイスユニット
２２ … 制御処理ユニット
２３ … データ送信ユニット
３０ … 通信回線網
４０ … 携帯端末
５０ … 監視表示端末

Claims (2)

1. 被介護者が寝伏されたベッドを監視して、被介護者の寝伏状況や離床状況を把握する離床監視システムであって、
   センサ本体から離れた任意のポイントの距離を計測し、センサ本体と該被計測ポイントとの距離データをセンサから見た方位と関連付けて取得可能な赤外線レーザーセンサと、
   該センサに接続された制御送信部と、該制御送信部から発信される各種の信号を所定の通信回線網を介して受信する少なくとも一つの携帯端末とを含み、
   前記制御送信部は、赤外線レーザーセンサから取得した距離データを基に、被介護者がベッド上に寝た状態を覆う箱形の矩形状監視領域と、被介護者が寝たベッドの略中央を中心としてベッド全体をドーム型に覆う半球状監視領域の２つの立体監視領域を設定し、該立体監視領域の各々について被介護者または被介護者の体の一部が該立体監視領域から逸脱した際にこれを検出して、逸脱状態に応じた所定の異常検出信号を前記携帯端末に発信し、
   前記所定の異常検出信号には、赤外線レーザーセンサから取得した方位と関連付けられた距離データの前記被計測ポイントそれぞれをモノクロ表示させたシルエット画像が含まれることを特徴とする離床監視システム。
2. 請求項１に記載された離床監視システムにおいて、矩形状監視領域および半球状監視領域を含む複数の立体監視領域を設定する方法であって、
   対象とする監視領域上で互いに隔離された任意の３つのポイントを設け、係る３つのポイントを含んだ平面を特定する第１ステップと、
   第１ステップで特定された平面上の略中心部に所定の長さの中心設定用ラインを設ける第２ステップと、
   前記中心設定用ライン上に沿って寝伏された被介護者の各部のポイントと前記赤外線レーザーセンサとの距離を計測し、該計測値に基づいて矩形状監視領域の水平幅および垂直高さを設定する第３ステップと、
   前記中心設定用ラインの略中心点を基準にして所定の長さの半径を有する半球状監視領域を設定する第４ステップを含むことを特徴とする立体監視領域の設定方法。

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