JP6134214B2 - 離床センサおよび離床検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、寝具上の使用者の離床を検出する離床センサおよび離床検出方法に関するものである。

例えば病院や介護施設等において、ベッド等の寝具に在床する体の不自由な患者や高齢者等の被介護者は、ベッドから自力で離れようとすると、ベッドから転落したり、転倒するおそれがある。そこで、被介護者がベッドから離れる離床を検出する離床センサを用いて、離床センサが被介護者の離床を検出した場合には、介護者に通知することにより、被介護者の離床を補助することが検討されている。

そのような離床センサとして、特開２０１２−２９８７１号公報（特許文献１）には、寝具上に圧力センサを配設して、圧力センサで検出される使用者の体圧が所定値以下となった場合に、離床したと判定する離床センサが提案されている。また、特開２０１２−１１１７４号公報（特許文献２）には、ベッドの各脚部に荷重センサを設け、それら荷重センサで検出された荷重重心の移動量が所定値以下となった場合に、離床したと判定する離床センサが提案されている。しかし、特許文献１や特許文献２に記載の離床センサでは、使用者が完全に離床した後に離床が検出されることから、検出タイミングが遅く、介護者が駆けつけた時には既に転倒等の事故が発生しているおそれがあった。

一方、特開２００７−３１３１８９号公報（特許文献３）には、使用者の身体重心の移動量や移動方向に基づいて、使用者が上体を起こしたことを検出する動作判別装置が提案されている。しかし、特許文献３に記載の動作判別装置では、使用者が上体を起こしただけで離床と判定されることから、離床に繋がらない単なる上体起こしでも離床と検出されることがあり、誤報のおそれが高いと共に、検出タイミングが早く、介護者が頻繁に呼び出されるおそれがあった。

特開２０１２−２９８７１号公報 特開２０１２−１１１７４号公報 特開２００７−３１３１８９号公報

本発明は、上述の事情を背景に為されたものであって、その解決課題は、使用者の離床を、離床が完了する前に、且つ精度良く検出することのできる、新規な構造の離床センサ、および離床検出方法を提供することを目的とする。

以下、このような課題を解決するために為された本発明の態様を記載する。なお、以下に記載の各態様において採用される構成要素は、可能な限り任意の組み合わせで採用可能である。

離床センサに関する本発明の第一の態様は、寝具上の使用者の離床を検出する離床センサにおいて、前記寝具上には、複数の圧力検出部によって体圧の大きさと分布を検出し得る圧力センサが配設されており、該圧力センサの検出値に基づいて前記使用者の座位を離床前に検出する座位検出手段と、前記圧力センサの検出値に基づいて前記使用者の足の移動を離床前に検出する足移動検出手段と、予め設定された離床予定領域内での前記座位又は前記足の移動が検出されたことを条件として前記使用者の離床行動を検出する離床行動検出手段とを備えており、前記座位検出手段は、前記離床予定領域において使用者が離床する場合に臀部が乗ることを想定される領域として前記圧力センサに予め設定されて前記圧力検出部の複数が配された座位判定領域内で、使用者の臀部が有意に接触していると判定される値として予め設定された接触閾値以上の圧力が検出された領域の感圧中心の周囲に判定エリアを設定し、該判定エリア内で検出された圧力の合計が該座位判定領域内で検出された圧力の合計に占める割合が使用者の座位姿勢による臀部への体圧の集中と判定される値として予め設定された閾値以上であることと、該座位判定領域内で該接触閾値以上の圧力が検出された領域の広さが使用者の臀部の大きさに相当する値以上であることと、該座位判定領域内で検出された圧力の合計が使用者の座位姿勢による体圧に相当する閾値以上であることとが、何れも充足されることに基づいて前記座位を検出するものである一方、前記足移動検出手段は、前記離床予定領域において使用者が離床する場合に移動のための足圧が作用することを想定される領域として前記圧力センサに予め設定されて前記圧力検出部の複数が配された足圧検知領域内で、使用者の足が有意に接触していると判定される値として予め設定された接触閾値以上の圧力が検出された領域の広さが使用者の足の大きさに相当する範囲内であることと、離床行動時に使用者の足圧が継続して及ぼされるのに相当する時間に亘って該足圧検知領域内で検出された圧力の合計が離床行動時に使用者の足から及ぼされる圧力合計値に相当する閾値以上であることと、該足圧検知領域内で検出された圧力の最大値が離床行動時に使用者の足から及ぼされる最大圧力に相当する閾値以上であることとが、何れも充足されることに基づいて前記足の移動を検出するものであることを、特徴とする。

本発明に従う離床センサにおいては、予め設定された離床予定領域内で使用者の座位が検出された場合に、離床を検出することができる。なお、本発明における離床とは、離床に繋がる離床行動を含む。また、離床予定領域とは、寝具上において、使用者が離床する場合に使用者の臀部の乗ることが想定される領域であり、例えばベッドの外周部分や、ベッドに落下防止用の柵が設けられている場合には、柵が設けられていない足側の領域等をいう。そして、本発明によれば、離床しようとする使用者が、所定の離床予定領域で座位の姿勢を取った時点で離床と判定されることから、使用者が寝具から完全に離れる前に離床を検出することができる。それと共に、単なる座位では離床とは判定されないことから、離床行動をより精度良く検出することが出来て、誤報のおそれを低減することができる。更に、離床予定領域内で足の移動が検出された場合にも離床と判定される。これにより、離床しようとする使用者が、寝具から足を降ろすために離床予定領域内で足を移動させた時点で、離床を判定することができる。その結果、より迅速に離床を検出することができる。このように、本発明の離床センサによれば、寝具上の使用者が離床しようとする離床行動を検出することが可能であり、使用者が完全に寝具から離れる前に離床を検出することができると共に、離床を精度良く検出することができる。
さらに、本態様によれば、圧力センサで検出された領域の広さ、圧力の大きさを用いることにより、使用者が座位であることを精度良く検出することができる。即ち、接触閾値以上の圧力が検出された領域の大きさが臀部相当であり、圧力の大きさが、座位によって臀部に圧力が集中した場合相当の大きさである場合に座位と判定することにより、仰臥や横臥と座位とを区別することができる。なお、感圧中心は、圧力が検出されている領域の中心部分が概ね特定できるものであれば良い。例えば、感圧中心は、圧力が検出されている領域の重心であっても良いし、圧力が検出されている領域の面積中心であっても良い。
さらにまた、本態様によれば、圧力が検出された領域の広さと、圧力の最大値、および所定時間に亘って所定値以上の圧力が継続して検出されたことを条件として用いることにより、離床しようとする時の足の移動を、より精度良く検出することができる。即ち、離床しようとする場合には、使用者が寝具上で足に荷重を掛けることにより、寝返り等に比して大きな圧力が及ぼされる。そして、所定値以上の圧力が所定時間に亘って継続して検出されたことを条件に用いることにより、寝返り等とは異なる、離床しようとする際の足の移動を精度良く検出することができる。

離床センサに関する本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記離床予定領域が、前記寝具上における足側領域に設定されているものである。

本態様においては、使用者の座位および足の移動を検出する離床予定領域を、通常の使用状態において使用者の足が位置する寝具の足側領域に設定することにより、離床しようとする使用者の座位と、使用者の足の移動を精度良く検出することができる。

離床センサに関する本発明の第三の態様は、前記第一又は第二の態様に記載のものにおいて、前記圧力センサが、使用者が前記寝具から降りることのできる該寝具上の領域である離床可能領域のみに配設されているものである。

本態様における寝具上の離床可能領域とは、使用者が寝具から降りることのできる寝具上の領域であり、寝具において外周が柵や壁などで塞がれずに開放されている領域をいう。そして、本態様によれば、圧力センサを小型化して、使用者の寝心地を良好に確保することができる。

離床センサに関する本発明の第四の態様は、前記第一〜第三の何れか１つの態様に記載のものにおいて、前記感圧中心が、前記圧力センサにおいて前記接触閾値以上の圧力が検出された領域の重心であるものである。

本態様によれば、感圧中心として重心を採用することで、接触閾値以上の出力値が検出された領域の中心部分を精度良く特定することができ、座位の判定精度を高めることができる。

離床センサに関する本発明の第五の態様は、前記第一〜第三の何れか１つの態様に記載のものにおいて、前記感圧中心が、前記圧力センサにおいて前記接触閾値以上の圧力が検出された領域の面積中心であるものである。

本態様によれば、感圧中心として面積中心を採用することで、感圧中心の算出処理を簡素にすることができ、より速やかに座位を判定することができる。

離床センサに関する本発明の第六の態様は、前記第一〜第五の何れか１つの態様に記載のものにおいて、前記使用者の離床行動を検出したことを通知する通知手段を備えたものである。

本態様によれば、寝具上の使用者が離床しようとした場合には、通知手段によって例えば介護者などに通知することができる。なお、通知手段としては、例えば、音を鳴らすものでも良いし、寝具が備えられている部屋から離れたナースステーションに音や警告灯で通知するもの等でも良い。

離床検出方法に関する本発明の第一の態様は、寝具上の使用者の離床を検出する離床検出方法において、前記寝具上に配設されて、複数の圧力検出部によって体圧の大きさと分布を検出し得る圧力センサを用い、該圧力センサの検出値に基づいて前記使用者の座位を離床前に検出する座位検出工程と、前記圧力センサの検出値に基づいて前記使用者の足の移動を離床前に検出する足移動検出工程と、予め設定された離床予定領域内での前記座位又は前記足の移動が検出されたことを条件として前記使用者の離床行動を検出する離床行動検出工程とを含んでおり、前記座位検出工程では、前記離床予定領域において使用者が離床する場合に臀部が乗ることを想定される領域として前記圧力センサに予め設定されて前記圧力検出部の複数が配された座位判定領域内で、使用者の臀部が有意に接触していると判定される値として予め設定された接触閾値以上の圧力が検出された領域の感圧中心の周囲に判定エリアを設定し、該判定エリア内で検出された圧力の合計が該座位判定領域内で検出された圧力の合計に占める割合が使用者の座位姿勢による臀部への体圧の集中と判定される値として予め設定された閾値以上であることと、該座位判定領域内で該接触閾値以上の圧力が検出された領域の広さが使用者の臀部の大きさに相当する値以上であることと、該座位判定領域内で検出された圧力の合計が使用者の座位姿勢による体圧に相当する閾値以上であることとが、何れも充足されることに基づいて前記座位を検出する一方、前記足移動検出工程では、前記離床予定領域において使用者が離床する場合に移動のための足圧が作用することを想定される領域として前記圧力センサに予め設定されて前記圧力検出部の複数が配された足圧検知領域内で、使用者の足が有意に接触していると判定される値として予め設定された接触閾値以上の圧力が検出された領域の広さが使用者の足の大きさに相当する範囲内であることと、離床行動時に使用者の足圧が継続して及ぼされるのに相当する時間に亘って該足圧検知領域内で検出された圧力の合計が離床行動時に使用者の足から及ぼされる圧力合計値に相当する閾値以上であることと、該足圧検知領域内で検出された圧力の最大値が離床行動時に使用者の足から及ぼされる最大圧力に相当する閾値以上であることとが、何れも充足されることに基づいて前記足の移動を検出することを、特徴とする。

本発明に従う離床検出方法によれば、上述の本発明の離床センサの場合と同様に、寝具上の使用者が離床する前に、使用者の離床しようとする離床行動を精度良く検出することができる。
さらに、本態様によれば、上述の本発明の離床センサの場合と同様に、使用者の座位を精度良く検出することができる。
さらにまた、本態様によれば、上述の本発明の離床センサの場合と同様、離床しようとする時の足の移動を、より精度良く検出することができる。

離床検出方法に関する本発明の第二の態様は、前記第一の態様に記載のものにおいて、前記離床予定領域として、前記寝具上における足側領域を設定するものである。

本態様によれば、使用者の座位および足の移動を検出する離床予定領域を、通常の使用状態において使用者の足が位置する寝具の足側領域に設定することにより、離床しようとする使用者の座位と、使用者の足の移動を精度良く検出することができる。

本発明に従う離床センサおよび離床検出方法によれば、所定の離床予定領域内で、座位又は足の移動が検出されたことを条件として離床を判定するようにした。これにより、離床者が寝具から完全に離れる前に、且つ精度良く離床を検出することができる。

本発明の一実施形態としての離床センサを備えた寝具の側面図。 図１に示した寝具の上面図。 図１に示した寝具に設けられる圧力センサの上面図。 図３におけるＩＶ−ＩＶ断面図。 離床行動時の足の圧力分布を示す説明図。 座位時の圧力センサへの人体の接触面を示す説明図。 離床行動時の座位の圧力分布を示す説明図。 本発明の一実施形態としての離床検出方法を示すフローチャート。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

先ず、図１および図２に、本発明の一実施形態としての離床センサ１０を備えた寝具としてのベッド１２を示す。ベッド１２は、人体を支持する床板１４が４つの脚部１５で支持された構造とされている。なお、以下の説明において、特に断りの無い限り、縦方向とは、ベッド１２の長手方向となる図１中の左右方向をいい、横方向とは、ベッド１２の幅方向となる図２中の上下方向をいうものとする。

ベッド１２には、使用者の胴体が位置する両側に落下防止用の柵１６，１６が設けられている。これにより、ベッド１２は、柵１６，１６が設けられていない足側領域１７から離床が可能とされており、使用者は、ベッド１２から降りる場合には、足側領域１７から離床することとなる。このように、本実施形態においては、使用者がベッド１２から降りることのできる離床可能領域が、足側領域１７のみに設定されていると共に、使用者が離床する際に座位になると想定される離床予定領域が、足側領域１７に設定されている。

ベッド１２の床板１４には、圧力センサ１８が配設されている。圧力センサ１８は、足側領域１７に対応する大きさをもって、足側領域１７のみに配設されている。そして、ベッド１２上の使用者の足部が、圧力センサ１８に乗るようにされている。

図３および図４に、圧力センサ１８を概略的に示す。なお、図３においては、理解を容易とするために、後述する誘電層２０および表側基材２２を透視して図示すると共に、圧力検出部３２に斜線を付して示している。圧力センサ１８は、誘電層２０と、表側電極０１Ｘ〜０８Ｘと、裏側電極０１Ｙ〜０８Ｙと、表側配線０１ｘ〜０８ｘと、裏側配線０１ｙ〜０８ｙと、表側基材２２と、裏側基材２４と、表側配線用コネクタ２６と、裏側配線用コネクタ２８と、を備えており、これら表側配線用コネクタ２６と裏側配線用コネクタ２８が、データ処理装置３０に電気的に接続されている。なお、表側配線０１ｘ〜０８ｘ、裏側配線０１ｙ〜０８ｙ、表側配線用コネクタ２６および裏側配線用コネクタ２８は、何れも圧力センサ１８内に配設されているが、図３においては、視認を容易とするために、圧力センサ１８の外に概略的に示している。

誘電層２０は、エラストマーとしてのウレタン発泡体製であって、四角形板状のシート状を呈し、弾性変形可能とされている。誘電層２０は、ベッド１２の足側領域１７を覆う大きさとされている。

表側基材２２は、ゴム製であって、四角形板状を呈している。表側基材２２は、誘電層２０の上方（表側）に積層されている。裏側基材２４は、ゴム製であって、四角板形状を呈している。裏側基材２４は、誘電層２０の下方（裏側）に積層されている。

図４に示すように、表側基材２２の外縁と裏側基材２４の外縁とは接合されており、表側基材２２と裏側基材２４が、袋状に貼り合わされている。誘電層２０は、当該袋内に収容されている。誘電層２０の上面四隅は、表側基材２２の下面四隅に、スポット的に接着されている。また、誘電層２０の下面四隅は、裏側基材２４の上面四隅に、スポット的に接着されている。このように、誘電層２０は、表側基材２２および裏側基材２４に、使用時にシワがよらないように、位置決めされている。ただし、誘電層２０は、四隅が接着された状態で、表側基材２２および裏側基材２４に対して、水平方向（前後左右方向）に弾性変形可能である。

表側電極０１Ｘ〜０８Ｘは、誘電層２０の上面に、合計８本配置されている。表側電極０１Ｘ〜０８Ｘは、各々、アクリルゴムと、導電性カーボンブラックと、を含んで形成されている。表側電極０１Ｘ〜０８Ｘは、各々、帯状を呈しており、柔軟に伸縮可能に形成されている。表側電極０１Ｘ〜０８Ｘは、各々、縦方向（図３中、上下方向）に延在している。表側電極０１Ｘ〜０８Ｘは、横方向（図３中、左右方向）に所定間隔を隔てて離間して、互いに略平行になるように配置されている。

表側配線０１ｘ〜０８ｘは、誘電層２０の上面に、合計８本配置されている。表側配線０１ｘ〜０８ｘは、各々、アクリルゴムと、銀粉と、を含んで形成されている。表側配線０１ｘ〜０８ｘは、各々、線状を呈している。表側配線用コネクタ２６は、表側基材２２および裏側基材２４の隅部に配置されている。表側配線０１ｘ〜０８ｘは、各々、表側電極０１Ｘ〜０８Ｘの端部と表側配線用コネクタ２６と、を接続している。

裏側電極０１Ｙ〜０８Ｙは、誘電層２０の下面に、合計８本配置されている。裏側電極０１Ｙ〜０８Ｙは、各々、アクリルゴムと、導電性カーボンブラックと、を含んで形成されている。裏側電極０１Ｙ〜０８Ｙは、各々、帯状を呈しており、柔軟に伸縮可能に形成されている。裏側電極０１Ｙ〜０８Ｙは、各々、横方向（図３中、左右方向）に延在している。裏側電極０１Ｙ〜０８Ｙは、縦方向（図３中、上下方向）に所定間隔を隔てて離間して、互いに略平行になるように配置されている。このように、表側電極０１Ｘ〜０８Ｘと裏側電極０１Ｙ〜０８Ｙとは、上方または下方から見て、互いに直交するマトリックス状に配置されている。

裏側配線０１ｙ〜０８ｙは、誘電層２０の下面に、合計８本配置されている。裏側配線０１ｙ〜０８ｙは、各々、アクリルゴムと、銀粉と、を含んで形成されている。裏側配線０１ｙ〜０８ｙは、各々、線状を呈している。裏側配線用コネクタ２８は、表側基材２２および裏側基材２４の隅部に配置されている。裏側配線０１ｙ〜０８ｙは、各々、裏側電極０１Ｙ〜０８Ｙの端部と裏側配線用コネクタ２８と、を接続している。

圧力センサ１８が備える複数の圧力検出部３２は、図３に斜線を付した四角で示すように、表側電極０１Ｘ〜０８Ｘと、裏側電極０１Ｙ〜０８Ｙとが上下方向に交差する部分（重複する部分）に配置されて、誘電層２０の略全面に亘って、縦横に略均等に配置されている。圧力検出部３２は、各々、表側電極０１Ｘ〜０８Ｘの一部と、裏側電極０１Ｙ〜０８Ｙの一部と、誘電層２０の一部と、を備えている。圧力検出部３２は、合計６４個（＝８個×８個）配置されている。なお、離床センサ１０において実行される後述する離床検出方法においては、各圧力検出部３２が、表側電極０１Ｘ〜０８Ｘをｘ座標値、裏側電極０１Ｙ〜０８Ｙをｙ座標値として用いて、圧力検出部３２（ｘ、ｙ）として認識される。例えば、表側電極０１Ｘと裏側電極０１Ｙの交差部分に配置されている、図３中左下隅に位置する圧力検出部３２を圧力検出部３２（１，１）と認識し、表側電極０８Ｘと裏側電極０８Ｙの交差部分に配置されている、図３中右上隅に位置する圧力検出部３２を圧力検出部３２（８，８）と認識する。

図３に示すように、データ処理装置３０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３４と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３６と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３８と、電源回路４０を備えている。ＲＯＭ３６には後述する離床検出方法に基づく図８に示す検出プログラムや、圧力検出部３２に構成されたコンデンサの静電容量と体圧（荷重）との対応を示すマップ等が記憶されている。ＲＡＭ３８には、検出プログラムの演算値や、表側配線用コネクタ２６、裏側配線用コネクタ２８から入力される圧力検出部３２の静電容量としての出力値が一時的に格納される。また、電源回路４０は、圧力検出部３２に、周期的な矩形波電圧を走査的に順番に印加する。そして、ＣＰＵ３４がＲＯＭ３６に記憶された圧力検出部３２の静電容量から、ＲＯＭ３６に記憶されたマップに基づいて圧力検出部３２に作用している体圧を検出するようになっている。

このような構造とされた圧力センサ１８が、図１および図２に示したように、ベッド１２における床板１４上の、柵１６，１６から外れた足側領域１７に重ね合わされている。そして、圧力センサ１８上に使用者が横たわると、圧力センサ１８の複数の圧力検出部３２に、使用者に作用する重力に基づいた体荷重（体圧）が及ぼされる。

次に、このような離床センサ１０のデータ処理装置３０において実行される、離床検出方法としての本発明の一実施形態について、図５〜７を参照しつつ予め概略を説明する。図５は、使用者が離床しようとして足に力を加えた場合の、圧力センサ１８上の実際の圧力分布を示している。本実施形態においては、圧力センサ１８の全面が、使用者の足の移動を検出する足圧検知領域とされている。そして、図中の色の薄い領域が圧力が検出された領域であり、符号４２が使用者の右足、符号４４が使用者の左足を示している。これら右足４２、左足４４の領域のそれぞれにおいて、中心に近づくに従って、圧力が大きくなっている。なお、図中の符号４６の白点は、右足４２と左足４４を合わせた領域の重心である。離床につながる離床行動の際には、使用者が起き上がろうとして両足に力が入ることから、右足４２および左足４４で検出される圧力値は、通常の寝返り等の場合よりも大きい。そして、本実施形態においては、このような圧力分布が所定時間に亘って検出された場合に、圧力センサ１８上で足が移動しているものと判定し、離床行動として検出する。

また、図６に、座位時の圧力センサ１８への人体の接触面を概略的に示すと共に、図７に、座位時の圧力センサ１８上の実際の圧力分布を示す。本実施形態においては、圧力センサ１８の全面が、使用者の座位を判定する座位判定領域とされている。図中の符号４８が使用者の臀部、符号５０が使用者の大腿部を示している。なお、図６中の符号５２は、使用者の右手を示している。また、図７において、色の薄い領域が圧力が検出された領域であり、感圧中心５４に近づくに従って、圧力が大きくなっている。そして、本実施形態においては、離床予定領域としての足側領域１７に配設された圧力センサ１８で使用者の座位が検出された場合にも、離床行動として検出するようになっている。

図８に、データ処理装置３０のＣＰＵ３４が実行する処理内容を示す。本処理は、例えば０．０５秒〜１秒程度の所定間隔毎に繰り返して実行される。先ず、ＣＰＵ３４は、Ｓ１において、圧力センサ１８の全ての圧力検出部３２の出力値を取得する。

次に、ＣＰＵ３４は、Ｓ２において、ＲＡＭ３８に記憶された出力値合計配列をシフトする。出力値合計配列は、過去１秒分の圧力検出部３２の出力値の合計が記憶可能な配列とされている。ＣＰＵ３４は、Ｓ２において、過去１秒間の出力値合計配列をシフトして、Ｓ１で検出した出力値の合計を、出力値合計配列の現在（最新）位置に記憶する。

次に、ＣＰＵ３４は、Ｓ３において、出力値合計配列の値を参照して、過去１秒間の出力値合計が、全て所定の閾値（本実施形態においては、１６．１５ｍｍＨｇ）以上であるか否かを判定する。該閾値は、離床行動時に使用者の足から及ぼされると判定し得る出力値合計が実測等により求められて設定されている。過去１秒間の出力値合計が閾値以上である場合（Ｓ３＝Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ３４は、Ｓ４以降の処理を実行する。一方、閾値以上でない場合（Ｓ３＝Ｎｏ）には、足の移動は無いものとして、Ｓ６以降の処理を実行する。

続いて、ＣＰＵ３４は、Ｓ４において、圧力センサ１８の全ての圧力検出部３２のうち、最大の出力値が、予め設定された閾値（本実施形態においては、６．３７５ｍｍＨｇ）以上であるか否かを判定する。該閾値についても、離床行動時に使用者の足から及ぼされると判定し得る最大出力値が実測等により求められて設定されている。最大出力値が６．３７５ｍｍＨｇ以上である場合（Ｓ４＝Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ３４は、Ｓ５以降の処理を実行する。最大出力値が６．３７５ｍｍＨｇ以上でなかった場合（Ｓ４＝Ｎｏ）には、足の移動は無いものとして、Ｓ６以降の処理を実行する。

さらに、ＣＰＵ３４は、Ｓ５において、圧力センサ１８において、接触閾値以上の圧力が検出された領域の広さが所定範囲内であるか否か、即ち、接触閾値以上の圧力が検出された圧力検出部３２の個数が、所定範囲内（本実施形態においては、６個以上１３個以下）であるか否かを判定する。接触閾値とは、圧力検出部３２に何かが有意に接触していると認定し得る値であって、座位判定に有意に用いられる圧力検出部３２を識別するために任意に設定可能な値である。例えば、本実施形態では、１．６ｍｍＨｇに設定されている。また、接触閾値以上の領域の広さの所定範囲は、足の大きさに相当する値が、実測等により求められて設定されている。接触閾値以上の圧力検出部３２の数が６以上１３以下である場合（Ｓ５＝Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ３４は、圧力センサ１８が配設された足側領域１７上で足が移動している離床行動であると判定して、Ｓ１１において、ナースコールを行う。ナースコールは、例えば、データ処理装置３０に接続された電気回線を通じて、ベッド１２が置かれている部屋から離れたナースステーションで警告音を鳴らしたり警告灯を表示して、ナースステーション内の介護者に、使用者が離床中であることを通知するようにされる。ナースコール（Ｓ１１）の終了後、ＣＰＵ３４は、処理を終了する。

一方、接触閾値以上の圧力検出部３２の数が６以上１３以下でなかった場合（Ｓ５＝Ｎｏ）には、ＣＰＵ３４は、足の移動は無いものとして、Ｓ６において、図６および図７に示した感圧中心５４を算出し、ＲＡＭ３８に記憶する。感圧中心５４は、圧力センサ１８において圧力が検出されている領域の中心部分が概ね特定できるものであればよく、本実施形態では、下式に基づいて、予め設定された接触閾値以上の出力値を有する複数の圧力検出部３２の重心を、圧力検出部３２の座標値（Ｃ_px，Ｃ_py）として算出するようになっている。なお、下式において、任意の圧力検出部３２（ｘ，ｙ）をｉとした場合、当該圧力検出部３２の出力値をｐ_i 、ｘ座標値をｘ_i 、ｙ座標値をｙ_i と表す。また、全圧力検出部３２（ｘ，ｙ）の総数をＮ、接触閾値をｔと表す。

なお、感圧中心５４として、圧力センサ１８において接触閾値以上の圧力が検出された領域の面積中心を採用しても良い。面積中心は、例えば圧力検出部３２の座標値（Ｃ_ax，Ｃ_ay）として下式に基づいて算出することができる。なお、下式において、接触閾値以上の出力値を有する圧力検出部３２（ｘ，ｙ）の個数をｎとして表す。このようにすれば、計算処理を簡素化して、より迅速な判定を行うことができる。

次に、ＣＰＵ３４は、Ｓ７において、図６および図７に示す、感圧中心５４を中心とする、所定半径の円形状の判定エリア５６を設定する。判定エリア５６の半径は、圧力センサ１８の全体の大きさや圧力検出部３２の配設ピッチ等を考慮して任意に設定可能であるが、本実施形態では、圧力検出部３２の座標値で「３」とされている。

続いて、ＣＰＵ３４は、Ｓ８において、予め設定された接触閾値以上の出力値を有する領域の広さが所定値以上か否か、即ち、接触閾値以上の出力値を有する圧力検出部３２の数が１０以上か否かを判定し、１０以上であった場合（Ｓ８＝Ｙｅｓ）には、Ｓ９以降の処理を実行する一方、１０以上でなかった場合（Ｓ８＝Ｎｏ）には、処理を終了する。

次に、ＣＰＵ３４は、Ｓ９において、圧力センサ１８の全体の圧力検出部３２の出力値の合計が、所定の閾値（本実施形態においては、２２．９５ｍｍＨｇ）以上か否かを判定する。出力値の合計が閾値以上の場合（Ｓ９＝Ｙｅｓ）には、Ｓ１０以降の処理を実行する一方、出力値の合計が閾値以上でない場合（Ｓ９＝Ｎｏ）には、処理を終了する。

さらに、ＣＰＵ３４は、Ｓ１０において、判定エリア５６内に位置する圧力検出部３２の出力合計値の、圧力センサ１８の全体の圧力検出部３２の出力合計値に占める割合が、所定の閾値（本実施形態においては、８０％）以上か否かを判定する。閾値以上の場合（Ｓ１０＝Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ３４は、足側領域１７において使用者が座位である離床行動を行っていると判定して、Ｓ１１において、ナースコールを行い、処理を終了する。一方、閾値以上でない場合（Ｓ１０＝Ｎｏ）には、使用者は足側領域１７上で座位ではなく、離床行動中ではないものとして、ナースコールを行わずに処理を終了する。

このように、本実施形態においては、Ｓ３〜Ｓ５を含んで足移動検出工程が構成されており、データ処理装置３０、Ｓ３〜Ｓ５を含んで足移動検出手段が構成されている。また、Ｓ８〜Ｓ１０を含んで座位検出工程が構成されており、データ処理装置３０、Ｓ８〜Ｓ１０を含んで座位検出手段が構成されている。そして、これらＳ３〜Ｓ５、およびＳ８〜Ｓ１０を含んで離床行動検出工程が構成されていると共に、データ処理装置３０、Ｓ３〜Ｓ５、Ｓ８〜Ｓ１０を含んで離床行動検出手段が構成されている。また、データ処理装置３０、Ｓ１１を含んで通知手段が構成されている。

本実施形態によれば、ベッド１２の柵１６，１６の外で、離床が可能とされた足側領域１７で使用者が座位の姿勢を取った場合に、離床に繋がる離床行動として検出されて、ナースコールが行われる。これにより、使用者がベッド１２から完全に離床する前にナースコールを行うことができる。更に、足側領域１７で座位が検出された場合に離床行動と判定されることから、単なる座位とは区別することができて、離床行動をより精度良く判定することができる。その結果、誤報を低減することができて、ナースコールが頻繁に行われるようなことも回避することができる。特に、圧力センサ１８において、圧力が検出された領域の感圧中心５４の周囲に判定エリア５６を設定して、該判定エリア５６の大きさや、圧力センサ１８全体に占める割合などに基づいて使用者の座位を検出することにより、装置自体の固定的な方向に依存することなく、座位を精度良く検出することができる。

また、足側領域１７で足の移動が検出された場合には、離床行動があったものとしてナースコールが行われる。これにより、使用者の臀部が足側領域１７に到達する前の、臀部を足側領域１７に移動させようとした段階で離床行動を検出することができて、より早い段階で離床を検出することができる。そして、使用者の足から圧力センサ１８に及ぼされる圧力の最大値や、所定以上の圧力が所定時間（本実施形態においては、１秒間）に亘って継続して及ぼされていることを条件として、離床行動としての足の移動を判定することにより、単なる寝返りなどの足の移動と、離床行動としての足の移動とを区別して、離床行動を精度良く検出することができる。

さらに、本実施形態においては、圧力センサ１８が、離床可能領域としての足側領域１７のみに配設されている。これにより、圧力センサ１８を小型化することが出来て、使用者の寝心地を良好に確保することができる。また、ベッド１２の柵１６，１６を外れた領域である足側領域１７に圧力センサ１８が配設されていることにより、離床の際には使用者は必ず圧力センサ１８上で座位を取ることとなり、離床に際する使用者の座位を確実に検出することができる。

以上、本発明の離床センサおよび離床検出方法の実施形態について詳述したが、本発明はこれらの具体的な記載によって限定されない。例えば、座位又は足の移動を検出する離床予定領域や座位判定領域、足圧検知領域は、寝具の配設環境や、想定される使用者の離床時の動き等を考慮して任意に設定され得るものであり、寝具が建物の壁に沿って配設されているような場合には、壁と反対側の外周部分の頭側から足側にかけて離床予定領域や座位判定領域を設定する等しても良い。また、圧力センサは、寝具の全面に配設されていても良く、離床予定領域や座位判定領域、足圧検知領域は、圧力センサの一部の領域に設定されていても良い。例えば、圧力センサを寝具の全面に配設しつつ、離床予定領域や座位判定領域、足圧検知領域を、圧力センサにおける足側の領域のみに設定しても良い。更にまた、座位を検出する座位判定領域と、足の移動を検出する足圧検知領域は、互いに異なる領域が設定されていても良く、例えば寝具の全面に圧力センサが配設される場合には、足圧検知領域を寝具の足側領域に設定する一方、座位判定領域を、寝具の頭部側から足側に延びる外周端部に設定する等しても良い。

また、前記各実施形態で示した閾値等の具体値は、使用者の体格や寝具および圧力センサの大きさ、圧力センサに設けられる圧力検出部の数等を考慮して、適宜に設定され得るものであり、前記実施形態の具体的数値に限定されるものではない。したがって、例えば接触閾値は、使用者の体重等に応じて使用者毎に変更可能とする等しても良い。

１０：離床センサ、１２：ベッド（寝具）、１６：柵、１７：足側領域（離床予定領域、離床可能領域、座位判定領域、足圧検知領域）、１８：圧力センサ、３０：データ処理装置、３２：圧力検出部、４２：右足、４４：左足、４８：臀部、５４：感圧中心、５６：判定エリア

Claims (8)

1. 寝具上の使用者の離床を検出する離床センサにおいて、
   前記寝具上には、複数の圧力検出部によって体圧の大きさと分布を検出し得る圧力センサが配設されており、
   該圧力センサの検出値に基づいて前記使用者の座位を離床前に検出する座位検出手段と、
   前記圧力センサの検出値に基づいて前記使用者の足の移動を離床前に検出する足移動検出手段と、
   予め設定された離床予定領域内での前記座位又は前記足の移動が検出されたことを条件として前記使用者の離床行動を検出する離床行動検出手段と
   を備えており、
   前記座位検出手段は、前記離床予定領域において使用者が離床する場合に臀部が乗ることを想定される領域として前記圧力センサに予め設定されて前記圧力検出部の複数が配された座位判定領域内で、使用者の臀部が有意に接触していると判定される値として予め設定された接触閾値以上の圧力が検出された領域の感圧中心の周囲に判定エリアを設定し、該判定エリア内で検出された圧力の合計が該座位判定領域内で検出された圧力の合計に占める割合が使用者の座位姿勢による臀部への体圧の集中と判定される値として予め設定された閾値以上であることと、該座位判定領域内で該接触閾値以上の圧力が検出された領域の広さが使用者の臀部の大きさに相当する値以上であることと、該座位判定領域内で検出された圧力の合計が使用者の座位姿勢による体圧に相当する閾値以上であることとが、何れも充足されることに基づいて前記座位を検出するものである一方、
   前記足移動検出手段は、前記離床予定領域において使用者が離床する場合に移動のための足圧が作用することを想定される領域として前記圧力センサに予め設定されて前記圧力検出部の複数が配された足圧検知領域内で、使用者の足が有意に接触していると判定される値として予め設定された接触閾値以上の圧力が検出された領域の広さが使用者の足の大きさに相当する範囲内であることと、離床行動時に使用者の足圧が継続して及ぼされるのに相当する時間に亘って該足圧検知領域内で検出された圧力の合計が離床行動時に使用者の足から及ぼされる圧力合計値に相当する閾値以上であることと、該足圧検知領域内で検出された圧力の最大値が離床行動時に使用者の足から及ぼされる最大圧力に相当する閾値以上であることとが、何れも充足されることに基づいて前記足の移動を検出するものであること
   を、特徴とする離床センサ。
2. 前記離床予定領域が、前記寝具上における足側領域に設定されている請求項１に記載の離床センサ。
3. 前記圧力センサが、使用者が前記寝具から降りることのできる該寝具上の領域である離床可能領域のみに配設されている請求項１又は２に記載の離床センサ。
4. 前記感圧中心が、前記圧力センサにおいて前記接触閾値以上の圧力が検出された領域の重心である請求項１〜３の何れか１項に記載の離床センサ。
5. 前記感圧中心が、前記圧力センサにおいて前記接触閾値以上の圧力が検出された領域の面積中心である請求項１〜３の何れか１項に記載の離床センサ。
6. 前記使用者の離床行動を検出したことを通知する通知手段を備えた請求項１〜５の何れか１項に記載の離床センサ。
7. 寝具上の使用者の離床を検出する離床検出方法において、
   前記寝具上に配設されて、複数の圧力検出部によって体圧の大きさと分布を検出し得る圧力センサを用い、
   該圧力センサの検出値に基づいて前記使用者の座位を離床前に検出する座位検出工程と、
   前記圧力センサの検出値に基づいて前記使用者の足の移動を離床前に検出する足移動検出工程と、
   予め設定された離床予定領域内での前記座位又は前記足の移動が検出されたことを条件として前記使用者の離床行動を検出する離床行動検出工程と
   を含んでおり、
   前記座位検出工程では、前記離床予定領域において使用者が離床する場合に臀部が乗ることを想定される領域として前記圧力センサに予め設定されて前記圧力検出部の複数が配された座位判定領域内で、使用者の臀部が有意に接触していると判定される値として予め設定された接触閾値以上の圧力が検出された領域の感圧中心の周囲に判定エリアを設定し、該判定エリア内で検出された圧力の合計が該座位判定領域内で検出された圧力の合計に占める割合が使用者の座位姿勢による臀部への体圧の集中と判定される値として予め設定された閾値以上であることと、該座位判定領域内で該接触閾値以上の圧力が検出された領域の広さが使用者の臀部の大きさに相当する値以上であることと、該座位判定領域内で検出された圧力の合計が使用者の座位姿勢による体圧に相当する閾値以上であることとが、何れも充足されることに基づいて前記座位を検出する一方、
   前記足移動検出工程では、前記離床予定領域において使用者が離床する場合に移動のための足圧が作用することを想定される領域として前記圧力センサに予め設定されて前記圧力検出部の複数が配された足圧検知領域内で、使用者の足が有意に接触していると判定される値として予め設定された接触閾値以上の圧力が検出された領域の広さが使用者の足の大きさに相当する範囲内であることと、離床行動時に使用者の足圧が継続して及ぼされるのに相当する時間に亘って該足圧検知領域内で検出された圧力の合計が離床行動時に使用者の足から及ぼされる圧力合計値に相当する閾値以上であることと、該足圧検知領域内で検出された圧力の最大値が離床行動時に使用者の足から及ぼされる最大圧力に相当する閾値以上であることとが、何れも充足されることに基づいて前記足の移動を検出すること
   を、特徴とする離床検出方法。
8. 前記離床予定領域として、前記寝具上における足側領域を設定する請求項７に記載の離床検出方法。