JP6262379B1 - 荷重測定用ピンセンサ、見守り用ベッド及び見守りシステム - Google Patents

荷重測定用ピンセンサ、見守り用ベッド及び見守りシステム Download PDF

Info

Publication number
JP6262379B1
JP6262379B1 JP2017031596A JP2017031596A JP6262379B1 JP 6262379 B1 JP6262379 B1 JP 6262379B1 JP 2017031596 A JP2017031596 A JP 2017031596A JP 2017031596 A JP2017031596 A JP 2017031596A JP 6262379 B1 JP6262379 B1 JP 6262379B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bed
load
pin sensor
fulcrum
load measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017031596A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018134278A (ja
Inventor
泰平 和光
泰平 和光
将直 滝澤
将直 滝澤
寿昭 山崎
寿昭 山崎
佳宜 石橋
佳宜 石橋
宏暢 前澤
宏暢 前澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Paramount Bed Co Ltd
Original Assignee
Paramount Bed Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Paramount Bed Co Ltd filed Critical Paramount Bed Co Ltd
Priority to JP2017031596A priority Critical patent/JP6262379B1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6262379B1 publication Critical patent/JP6262379B1/ja
Priority to US15/900,131 priority patent/US10285886B2/en
Priority to CN201810154181.1A priority patent/CN108414070B/zh
Publication of JP2018134278A publication Critical patent/JP2018134278A/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61GTRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G7/00Beds specially adapted for nursing; Devices for lifting patients or disabled persons
    • A61G7/05Parts, details or accessories of beds
    • A61G7/0527Weighing devices
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01GWEIGHING
    • G01G19/00Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups
    • G01G19/52Weighing apparatus combined with other objects, e.g. furniture
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/0205Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1113Local tracking of patients, e.g. in a hospital or private home
    • A61B5/1115Monitoring leaving of a patient support, e.g. a bed or a wheelchair
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6887Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient mounted on external non-worn devices, e.g. non-medical devices
    • A61B5/6891Furniture
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61GTRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G7/00Beds specially adapted for nursing; Devices for lifting patients or disabled persons
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61GTRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G7/00Beds specially adapted for nursing; Devices for lifting patients or disabled persons
    • A61G7/05Parts, details or accessories of beds
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
    • G01L1/2206Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports
    • G01L1/2218Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports the supports being of the column type, e.g. cylindric, adapted for measuring a force along a single direction
    • G01L1/2225Special supports with preselected places to mount the resistance strain gauges; Mounting of supports the supports being of the column type, e.g. cylindric, adapted for measuring a force along a single direction the direction being perpendicular to the central axis
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M1/00Testing static or dynamic balance of machines or structures
    • G01M1/12Static balancing; Determining position of centre of gravity
    • G01M1/122Determining position of centre of gravity
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0077Devices for viewing the surface of the body, e.g. camera, magnifying lens
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/0816Measuring devices for examining respiratory frequency
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61GTRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G2203/00General characteristics of devices
    • A61G2203/10General characteristics of devices characterised by specific control means, e.g. for adjustment or steering
    • A61G2203/20Displays or monitors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61GTRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G2203/00General characteristics of devices
    • A61G2203/30General characteristics of devices characterised by sensor means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61GTRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G2203/00General characteristics of devices
    • A61G2203/30General characteristics of devices characterised by sensor means
    • A61G2203/32General characteristics of devices characterised by sensor means for force
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61GTRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G2203/00General characteristics of devices
    • A61G2203/30General characteristics of devices characterised by sensor means
    • A61G2203/36General characteristics of devices characterised by sensor means for motion
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61GTRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G2203/00General characteristics of devices
    • A61G2203/30General characteristics of devices characterised by sensor means
    • A61G2203/44General characteristics of devices characterised by sensor means for weight

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Nursing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Invalid Beds And Related Equipment (AREA)
  • Measurement Of Force In General (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Abstract

【課題】連結ピンを荷重測定用ピンセンサ化して、既存のベッドでも容易に使用可能とする。【解決手段】ベッドの複数のフレームの連結部に連結ピンとして挿入される荷重測定用ピンセンサ70であって、前記連結ピンを構成する軸部86と、該軸部86に設けられた、一方のフレームの荷重が作用する力点部80、82と、同じく前記軸部86の前記力点部80、82と異なる位置に設けられた、他方のフレームの応力が作用する支点部84と、前記軸部86の前記力点部80、82と支点部84を連結する部分に設けられた受感部81、83と、該受感部81、83に発生する歪を検出する歪ゲージ90と、を備え、前記力点部80、82及び支点部84の一方の横断面が、前記軸部86より大きい円形以外の形とされ、対応するフレーム側のピンセンサ受入部も、前記円形以外の形に対応する形状とされて、回転しないようにされると共に、前記力点部80、82及び支点部84の他方のフレーム側と接触する部分が球形状とされている。【選択図】図6

Description

本発明は、荷重測定用ピンセンサ、見守り用ベッド及び見守りシステムに係り、特に、介護用ベッド、医療用ベッド、電動ベッド又は介護リフト等の病院又は介護施設の患者用装置又は健常者用ベッド(以下、総称してベッドという)において、荷重を測定して、重量、振動及び呼吸、心拍などの生体情報を得る際に用いるのに好適な、ベッドの所要の箇所の荷重を容易に測定でき、ベッド製造時の他、使用中のベッドに後付けで設置することも容易に可能な荷重測定用ピンセンサ、及び、これを備えた見守り用ベッド、及び、これらを用いた見守りシステムに関する。
近年、認知症の高齢者の徘徊及びベッド周りでの転倒や転落の事故が社会的な問題となっており、その対策が求められている。又、高齢者や術後間もない患者など、長期間にわたってベッドに在床している利用者のベッド上での動きをベッドの荷重情報によって監視することで、異常事態の際に、より迅速な対応ができることが期待されている。
この目的で、例えば特許文献1乃至3には、ベッドの脚部や脚部と床の間に荷重検出器を設けて荷重を直接測定したり、床部の昇降機構に荷重を間接的に測定するトルクセンサを設けることが記載されている。又、特許文献4、5には、荷重検出器をベッドのフレームに設けることが記載されている。
特開平2−280733号公報 特許第3093745号公報 特許第3322632号公報 特許第4818162号公報 特許第4514717号公報 特許第4857156号公報
一方近年、特許文献6に記載されているように、電動ベッドが実用化されている。しかしながら従来は、既存のベッドに容易に使用可能な荷重測定用センサが存在しなかった。
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、既存のベッドにも容易に使用可能な、回転しない荷重測定用ピンセンサを提供することを第1の課題とする。
又、本発明は、前記荷重測定用ピンセンサを備えた見守り用ベッドを提供することを第2の課題とする。
又、本発明は、前記見守り用ベッドを用いた見守りシステムを提供することを第3の課題とする。
本発明は、ベッドの複数のフレームの連結部に連結ピンとして挿入される荷重測定用ピンセンサであって、前記連結ピンを構成する軸部と、該軸部に設けられた、一方のフレームの荷重が作用する力点部と、同じく前記軸部の前記力点部と異なる位置に設けられた、他方のフレームの応力が作用する支点部と、前記軸部の前記力点部と支点部を連結する部分に設けられた受感部と、該受感部に発生する歪を検出する歪ゲージと、を備え、前記力点部及び支点部の一方の横断面が、前記軸部より大きい円形以外の形とされ、対応するフレーム側のピンセンサ受入部も、前記円形以外の形に対応する形状とされて、回転しないようにされると共に、前記力点部及び支点部の他方のフレーム側と接触する部分が球形状とされていることを特徴とする荷重測定用ピンセンサにより、前記第1の課題を解決したものである。
ここで、前記一方の横断面を、前記軸部の長手方向中央にある支点部の横断面とすることができる。
又、前記円形以外の形を四角とすることができる。
又、前記受感部を、横断面が長方形である角柱形状とすることができる。
又、前記歪ゲージを、前記受感部に対して斜めに貼ることができる。
本発明は、又、前記荷重測定用ピンセンサを備えたことを特徴とする見守り用ベッドにより、前記第2の課題を解決したものである。
ここで、前記荷重測定用ピンセンサをベッドのフレーム連結部4点に設けることができる。
本発明は、又、荷重測定用ピンセンサを備えた見守り用ベッドと、前記荷重測定用ピンセンサの出力を処理して生体信号を得る信号処理ユニットと、該信号処理ユニットの処理結果を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする見守りシステムにより、前記第3の課題を解決したものである。
ここで、前記生体信号は、呼吸及び心拍の少なくともいずれか一つを含むことができる。
又、前記信号処理ユニットは、生体信号を増幅する生体アンブと、測定対象の生体信号振幅に合わせて、該生体アンブのゲインを動的に制御するゲイン制御回路とを含むことができる。
又、前記信号処理ユニットは、ベッドの頭側に配設された荷重測定用ピンセンサの出力に、ベッドの足側に配設された荷重測定用ピンセンサの出力の逆相を加えてノイズをキャンセルするようにできる。
又、ベッド上の測定対象を監視するモニタカメラを更に含むことができる。
本発明によれば、ベッドの複数のフレーム、例えば上下フレーム間の連結部に連結ピンとして挿入される、回転しないようにされたピンセンサにより荷重を測定できるようにしたので、既存のベッドに対してもピンセンサを容易に使用可能であり、該ピンセンサにより検出される荷重の変化に基いて、患者の動きや呼吸、心拍に関する生体情報を容易に取得できる。
又、該ピンセンサをベッドに装着することにより、荷重測定機能を有する見守り用ベッドを容易に実現できる。
更に、該見守り用ベッドを用いることにより、見守りシステムを容易に実現できる。
本発明に係るピンセンサの実施形態が取り付けられる電動ベッドの全体構成を斜め上方から見た斜視図 同じく斜め下方から見た斜視図 同じく電動ベッドの頭側を上から見た拡大斜視図 同じく実施形態のピンセンサ取付状態を示す図面代用写真 ピンセンサの参考形態の(A)構成を示す斜視図及び(B)取付状態を示す断面図 ピンセンサの実施形態の(A)構成を示す斜視図、(B)取付状態を示す断面図及び(C)ピンセンサ及びステー側のピンセンサ受入部の横断面を示す断面図 実施形態を採用した見守りシステムの第1実施例の全体構成を示すブロック図 同じく連結ピンとして使用されるピンセンサのベッドへの配設位置を示す平面図 同じく(A)生体信号及び(B)処理中の信号変化の例を示す図 同じく生体信号の処理手順を示す流れ図 同じくノイズがキャンセルされた例を示す図 同じく重心位置検出処理で用いる荷重テーブルのサンプル点の例を示す平面図 同じく2点間重心の検出例を示す平面図 同じく2点間重心からベッド上重心位置を検出する例を示す平面図 カメラを加えた見守りシステムの第2実施例の全体構成を示す図 第2実施例のモニタ画面の一例を示す図 同じく他の例を示す図
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態及び実施例に記載した内容により限定されるものではない。又、以下に記載した実施形態及び実施例における構成要件には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。更に、以下に記載した実施形態及び実施例で開示した構成要素は適宜組み合わせてもよいし、適宜選択して用いてもよい。
本発明の実施形態が取り付けられる電動ベッド10は、図1乃至図3に示す如く、主に、上下動可能な上フレーム20と、移動用車輪52を含有する下フレーム50を備えている。
前記上フレーム20上には、患者頭側から足側に向けて順に、背ボトム22、腰ボトム24、膝ボトム26、足ボトム28が設けられている。
前記上フレーム20及び下フレーム50の患者頭側及び足側には、それぞれ横方向に円筒状のパイプ(横パイプと称する)30、36、54、60が設けられている。
前記電動ベッド10は、前記背ボトム22などを支持する上フレーム20が、アクチュエータのロッドを構成するパイプ(外パイプと称する)92(図2参照)の動きにより上下動するようになっており、これにより、上フレーム20の高さを調節することができるようになっている。
前記背ボトム22、腰ボトム24、膝ボトム26、及び足ボトム28の下方には、背ボトム22を上げるための背上げ装置(図示省略)と、膝ボトム26を上げるための膝上げ装置(図示省略)が設置されている。
前記上フレーム20と下フレーム50は、それぞれ上フレーム頭側横パイプ30の両側に固定された右側ステー32及び左側ステー34、上フレーム足側横パイプ36の両側に固定された右側ステー38及び左側ステー40、下フレーム頭側横パイプ54の両側に固定された右側ステー56及び左側ステー58、下フレーム足側横パイプ60の両側に固定された右側ステー62及び左側ステー64を有し、対応するステー32と56、34と58、38と62、40と64が、図4にステー34と58の場合を例示する如く、それぞれ連結ピン71、72、73、74で連結されている。
参考形態では、これらの連結ピン71〜74として図5に示すようなピンセンサ70を用いる。
図5に連結ピン71の場合を例示するピンセンサ70の参考形態は、上フレーム20の荷重が例えばステー32を介して作用する2つの力点部80、82と、下フレーム50の応力が例えばステー56を介して作用する支点部84と、前記力点部80、82と支点部84を連結する受感部81、83と、軸部86及び頭部88と、前記力点部80と支点部84の間の受感部81、及び、支点部84と力点部82の間の受感部83に発生する歪を電気信号に変換する歪ゲージ90とを備えている。
前記力点部80、82及び支点部84は円柱形状とされている。
前記受感部81、83は水平方向に長く、上下方向に必要な厚みを持たせた横長の角柱形状とされ、連結ピンとしての強度を確保するようにされている。
参考形態は、既存ベッドのピン形状を維持し交換可能とする形状となっている。
又、荷重がかかる部分と歪ませる部分を明確に分けるためこのような形状となっている。
前記歪ゲージ90は、例えばベンディング方式で、受感部81、83の上下の表面に貼られており、支点部84を挟んで上下に計4枚設けた歪ゲージ90の出力をブリッジ状に接続することにより、歪を高感度で検出することができるようにされている。ここで、歪ゲージは1枚、2枚、および4枚とすることができる。枚数が多い方が精度は上がる。本参考形態では4枚としており、4枚の歪ゲージでブリッジ回路を構成している。
本発明に係るピンセンサ70の第実施形態を図6(A)に示す。本実施形態は、参考形態の力点部80、82及び支点部84のフレーム側(ここではステー32、56)と接触する部分を球形状とし、力を点で捉える構造としている。これにより、図6(B)に例示するように、ステー(32)が軸方向にずれても、力点部(80,82)と接する位置は、ほぼ変わらない。又、ステー(56)が軸方向にずれても支点部(84)と接する位置はほぼ変わらない。そのため、ピンセンサ70やフレーム(32、56)のずれが支点・力点に影響を与えることがなく、軸方向ずれによる荷重値のばらつきが小さくなる。
更に、この第実施形態では、図6(C)(図6(B)の矢視C方向から見た横断面図)に示す如く、ピンセンサ70の例えば中央の支点部84の横断面を四角形状とし、対応するフレーム側(ステー56)のピンセンサ受入部の横断面も対応する四角形状とすることで、ピンセンサ70が回転しないようにしている。
この第実施形態の受感部81、83は上下方向に長く、水平方向に必要な厚みを持たせた縦長の角柱形状とされ、連結ピンとしての強度を確保するようにされている。
本実施形態の歪ゲージ90はせん断方式とされ、受感部81、83の前後両側面に斜め45°で対称的に貼り付けられた計4枚の歪ゲージ90の出力をブリッジ状に接続することにより、支点部84と力点部80、82に加わる荷重から発生するせん断歪を高感度で検出することができる。ここで、歪ゲージは1枚、2枚、および4枚とすることができる。枚数が多い方が精度は上がる。本実施形態では4枚としており、4枚の歪ゲージでブリッジ回路を構成している。
実施形態の支点部84と同様の構成を参考形態の支点部84や力点部80、82に追加して、参考形態のピンセンサ70の回転を防ぐことも可能である。
なお、参考形態をせん断方式、第実施形態をベンディング方式とすることも可能である。
このようにして、ベッド筐体の上下フレームの連結部に加わる荷重を検出することができ、これから、該部分に加わる荷重や、その変化により、電動ベッド10の筐体に伝わってくる、振動(波)を検出し、呼吸と心拍を含む生体情報を検出することができる。従って、電動ベッド10の上に人が寝るだけで、非接触で、寝ている人の呼吸と心拍を検出することができる。
なお、ピンセンサ70を用いる位置は、連結ピン71〜74の位置に限定されず、ベッドの全荷重がかかる他の4点であっても良い。ベッドの構造によっては、点数も4点に限定されない。
図7にピンセンサの第実施形態を採用した見守りシステムの第1実施例の全体構成を示す。
この第1実施例において、各ピンセンサ71〜74は、図8に示す如く、電動ベッド10の頭側及び足側の左右にそれぞれ配設されている。
ここで、呼吸や心拍などの生体情報を得るには、例えばピンセンサ71と74又は72と73のような少なくとも対角の2つのセンサを使用することで、ベッド全体での生体信号の検出が可能となる。
又、荷重/重心情報を得るためには、全ピンセンサ71〜74を使用することで、高い精度で荷重及び重心を検出できる。
前記ピンセンサ71〜74の出力は、図7に示した如く、信号処理ユニット100の荷重用信号増幅部102に入力される。該荷重用信号増幅部102で増幅されたピンセンサ出力のうち、例えばピンセンサ71と74の出力は生体オフセット追従部104に入力される。該生体オフセット追従部104の出力は生体用信号増幅部106に入力される。該生体用信号増幅部106の出力は、生体用A/D変換部108A、108Bでデジタル信号に変換された後、呼吸検出部110A、心拍検出部110B、生体オフセット追従処理部110Cを含む生体信号検出部110に入力される。
ピンセンサ出力信号の荷重値全体の変化範囲に対する生体信号の変化範囲は、図9(A)に例示する如く非常に小さい。そこで、生体オフセット追従処理部110Cにおいて、図9(B)及び図10に示すような追従処理を行って、生体信号を見つける。
具体的には、まず図10のステップ1100で、ピンセンサ71と74の出力信号を荷重用信号増幅部102及び生体用信号増幅部106により増幅する。
次いでステップ1110で、生体用A/D変換部108A、108Bに入力して、生体AD値を取得する。ここで取得した信号を時系列に並べた波形が生体信号となる。
この生体信号に対して、まず生体オフセットレンジ設定処理を行う。
具体的には、ステップ1120に進み、生体信号が生体ADフルスケールに入っているか否かを判定する。
判定結果がNoであるときには、ステップ1130に進み、生体オフセットを大きく変化させ、生体AD値が生体ADフルスケール範囲の中心に最も近い状態となるように調整する。
ステップ1120の判定結果がYesとなったときには、ステップ1140に進み、生体オフセット粗調整処理を行う。
具体的には、ステップ1140で生体オフセットレンジ処理よりも細かく生体オフセットを中程度に変化させ、生体AD値が生体ADフルスケール範囲の中心に近い値となるように調整する。
ステップ1150の結果がYesとなったときには、生体オフセット微調整処理を行う。
具体的には、ステップ1160で生体信号用のゲインを微調整用に設定し、信号を増幅する。そしてステップ1170で生体信号のオフセットを細かく調整し、生体信号の振幅全体が微調上限から微調下限の微調範囲内に入るように調整する。
ステップ1180で、生体信号の振幅全体が微調上限から微調下限の微調範囲内に入ったと判定されば、生体信号を見つける処理は終了する。
一方、前記4つのピンセンサ71〜74の出力信号は、荷重用信号増幅部102により増幅した後、荷重用A/D変換部112A、112B、112C、112Dにそれぞれ入力してA/D変換し、荷重用AD値を取得する。
ベッド上荷重値の検出は以下の流れで行う。
まず、1.電源投入直後及びリセット直後の荷重用AD値を0オフセット値とする。
次いで、2.ベッド上に荷重を加えた際の荷重用AD値から0オフセット値を減算した値に、ピンセンサごとの感度の違いを補正するための感度補正係数を乗じる。これがピンセンサごとの荷重値となる。
次いで、3.ピンセンサごとの荷重値を合計することで、ベッド上荷重値を検出することができる。
このようにしてベッド上のリアルタイムで得られる荷重値が、荷重/重心テーブル114A、荷重検出部114B及び重心検出部114Cを備えた荷重/重心検出部114に入力される。
この際、頭側のピンセンサ71、72の出力信号に足側のピンセンサ73、74の出力信号の逆相を加えて、電気信号に重畳する床や、空気の振動による外来ノイズをキャンセルし、生体検出精度を向上することができる。足側のピンセンサ73、74にも生体の振動が存在するため、生体信号も減衰するが、床や、空気の振動による外来ノイズの減衰効果が高いため、S/N比は向上する。実施例では、図11に例示する如く、振動ノイズが約50%減少するが生体信号は約30%の減少で済み、S/N比は1.4倍以上向上することが確認できた。
前記荷重検出部114Bにおけるベッド上重心位置検出は、例えば次のようにして行うことができる。
ここでは、先に求めたピンセンサごとのベッド上荷重値を用いて、4点のピンセンサごとの荷重値の割合により重心位置の検出を行う。
まず、1)ピンセンサごとのベッド上荷重値、および表1のような荷重テーブルより、4点のピンセンサ71〜74の中の以下の2点の組合せに対して、それぞれ2点間の重心位置を検出する。
・右頭センサ71上と左頭センサ72上の2点
・右頭センサ71上と右足センサ73上の2点
・左頭センサ72上と左足センサ74上の2点
・右足センサ73上と左足センサ74上の2点
例えば、右頭センサ71上と左頭センサ72上の2点から重心位置を算出する場合は、次のようにする。
まず、4点の荷重の合計に対する右頭荷重、左頭荷重の割合をそれぞれ算出する。荷重割合を算出するために表1のような荷重テーブルを用いる。
表1は図12の各サンプル点において荷重を加えた際に4つのピンセンサに加わる荷重の割合を表す。
1A)ベッド上で4点の合計に対して右頭荷重割合となる可能性のある重心位置を、図13に例示する如く、荷重テーブルから線形補間により算出する。図13では右頭荷重割合が10%となる位置の線形補間の例を示している。
1B)ベッド上で4点の合計に対して左頭荷重割合となる可能性のある重心位置を、荷重テーブルから線形補間により算出する。図13では左頭荷重割合が10%となる位置の線形補間の例を示している。
1C)右頭荷重割合10%の線形補間ラインと左頭荷重割合10%の線形補間ラインの交点を算出する。これが右頭センサ71上と左頭センサ72の2点間の重心位置となる(図13参照)。
2)次いで、4点のピンセンサ71〜74中の「2点に対する重心位置」からベッド上重心位置を検出する。即ち、1)の処理で以下の4つの「2点に対する重心位置」が検出される。
・右頭センサ71上と左頭センサ72上の2点
・右頭センサ71上と右足センサ73上の2点
・左頭センサ72上と左足センサ74上の2点
・右足センサ73上と左足センサ74上の2点
そこで、図14に例示する如く、これら4つの「2点に対する重心位置」の交点からベッド上重心位置を検出する。
前記荷重/重心検出部114及び前記生体信号検出部110の出力は、在床検出部116A、起床検出部116B及び離床検出部116Cを含む離在床検出部116に入力され、離在床が検出される。
該離在床検出部116の出力は、通信部118に入力され、荷重表示部120A、重心表示部120B、呼吸数表示部120C及び心拍数表示部120Dを備えた表示部120に入力され表示される。
次に、図15を参照して、更にモニタカメラを加えた見守りシステムの第2実施例について説明する。
この第2実施例は、図15に示す如く、図7と同様の見守りシステムの第1実施例に加えて、更に、例えば電動ベッド10のフットボードに設けた、足側から頭側に視野を向けたモニタカメラ200と、患者8の人体パーツ(頭部8A、胴体8B、手8C、足8D等)をオブジェクトやパーツとして認識する画像認識ユニット210を加えたものである。
なお、モニタカメラ200の配設位置はフットボードに限定されず、ベッドの全景を撮影可能な他の位置であっても良い。
この第2実施例によれば、第1実施例による重心検出結果に加えて、モニタカメラ200の画像により患者8のオブジェクトやパーツを認識し、その認識結果に応じて、更に的確な見守りを行うことができる。即ち、モニタカメラ200によって得られる2次元画像とベッド情報を組み合わせることで信頼性の高い判断ができる。
例えば、図16に示す如く、ピンセンサ71〜74により重心が電動ベッド10の端部にあると検出され、更にカメラ画像認識結果により患者8が端座位にあると検出された場合には、そのまま見守りを続ける。
一方、図17に示す如く、患者8が寝ていると判定されたときには、転落などの危険性があると判断して警報を発生する等、必要な行動がとれるようにする。
このようにしてモニタカメラ200によって得られる、2次元画像とベッド情報を組み合わせることで信頼性の高い判断ができる。
又、例えば、離床や転倒・転落などのイベント発生時のみ映像データを記録することもできる。
更に、生体、荷重、重心、人間の行動の情報をリアルタイムにデータ化し、機械学習を行うことで危険行動を予知することもできる。
なお、モニタカメラ200の配設位置や方向は、図15の例に限定されない。
前記実施形態においては、本発明が電動ベッドに適用されていたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、電動化されていない介護用ベッド、医療用ベッド、介護リフト、更には健常者用ベッドにも適用可能である。
ピンセンサの取付対象も既存のベッドに限定されず、新品のベッドに最初から取り付けて使用することもできる。
フレームの関係も上下に限定されない。
8…患者
10…電動ベッド
20…上フレーム
30、36、54、60…横パイプ
32、34、38、40、56、58、62、64…ステー
50…下フレーム
70…ピンセンサ
71〜74…連結ピン
80、82…力点部
81、83…受感部
84…支点部
86…軸部
90…歪ゲージ
100…信号処理ユニット
102…荷重用信号増幅部
104…生体オフセット追従部
106…生体用信号増幅部
108A、108B…生体用A/D変換部
110…生体信号検出部
110A…呼吸検出部
110B…心拍検出部
110C…生体オフセット追従処理部
112A、112B、112C、112D…荷重用A/D変換部
114…荷重/重心検出部
114A…荷重/重心テーブル
114B…荷重検出部
114C…重心検出部
116…離在床検出部
116A…在床検出部
116B…起床検出部
116C…離床検出部
118…通信部
120…表示部
120A…荷重表示部
120B…重心表示部
120C…呼吸数表示部
120D…心拍数表示部
200…モニタカメラ
210…画像認識ユニット

Claims (7)

  1. ベッドの複数のフレームの連結部に連結ピンとして挿入される荷重測定用ピンセンサであって、
    前記連結ピンを構成する軸部と、
    該軸部に設けられた、一方のフレームの荷重が作用する力点部と、
    同じく前記軸部の前記力点部と異なる位置に設けられた、他方のフレームの応力が作用する支点部と、
    前記軸部の前記力点部と支点部を連結する部分に設けられた受感部と、
    該受感部に発生する歪を検出する歪ゲージと、
    を備え、
    前記力点部及び支点部の一方の横断面が、前記軸部より大きい円形以外の形とされ、対応するフレーム側のピンセンサ受入部も、前記円形以外の形に対応する形状とされて、回転しないようにされると共に、
    前記力点部及び支点部の他方のフレーム側と接触する部分が球形状とされていることを特徴とする荷重測定用ピンセンサ。
  2. 前記一方の横断面が、前記軸部の長手方向中央にある支点部の横断面であることを特徴とする請求項1に記載の荷重測定用ピンセンサ。
  3. 前記円形以外の形が四角であることを特徴とする請求項1又は2に記載の荷重測定用ピンセンサ。
  4. 前記受感部が、横断面が長方形である角柱形状とされていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の荷重測定用ピンセンサ。
  5. 請求項1乃至4のいずれかに記載の荷重測定用ピンセンサを備えたことを特徴とする見守り用ベッド。
  6. 請求項1乃至4のいずれかに記載の荷重測定用ピンセンサを備えた見守り用ベッドと、
    前記荷重測定用ピンセンサの出力を処理して生体信号を得る信号処理ユニットと、
    該信号処理ユニットの処理結果を表示する表示手段と、
    を備えたことを特徴とする見守りシステム。
  7. ベッド上の測定対象を監視するモニタカメラを更に含むことを特徴とする請求項6に記載の見守りシステム。
JP2017031596A 2017-02-22 2017-02-22 荷重測定用ピンセンサ、見守り用ベッド及び見守りシステム Active JP6262379B1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017031596A JP6262379B1 (ja) 2017-02-22 2017-02-22 荷重測定用ピンセンサ、見守り用ベッド及び見守りシステム
US15/900,131 US10285886B2 (en) 2017-02-22 2018-02-20 Load measuring pin sensor, watching bed, and watching system
CN201810154181.1A CN108414070B (zh) 2017-02-22 2018-02-22 荷重测量用销轴传感器、看护用床以及看护系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017031596A JP6262379B1 (ja) 2017-02-22 2017-02-22 荷重測定用ピンセンサ、見守り用ベッド及び見守りシステム

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017147188A Division JP6345322B1 (ja) 2017-07-28 2017-07-28 見守りシステム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6262379B1 true JP6262379B1 (ja) 2018-01-17
JP2018134278A JP2018134278A (ja) 2018-08-30

Family

ID=60989281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017031596A Active JP6262379B1 (ja) 2017-02-22 2017-02-22 荷重測定用ピンセンサ、見守り用ベッド及び見守りシステム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10285886B2 (ja)
JP (1) JP6262379B1 (ja)
CN (1) CN108414070B (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11096852B2 (en) * 2017-06-01 2021-08-24 Liko Research & Development Ab Systems for monitoring person lifting devices using load tension pins
CN109612402A (zh) * 2019-01-09 2019-04-12 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 一种光纤传感销轴装置和销轴装置应力应变检测方法
SE544251C2 (en) * 2020-07-06 2022-03-15 Arjo Ip Holding Ab Patient handling apparatus comprising a weighing arrangement
JP7457625B2 (ja) * 2020-10-07 2024-03-28 パラマウントベッド株式会社 ベッドシステム

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5740623A (en) * 1980-08-25 1982-03-06 Japanese National Railways<Jnr> Connection pin type axial force detector for railway diverging junction
JPS5932946U (ja) * 1982-08-25 1984-02-29 大和製衡株式会社 ロ−ドセル
JPS6083936U (ja) * 1983-11-15 1985-06-10 川崎製鉄株式会社 軸ロ−ドセル
JPH0470528A (ja) * 1990-07-11 1992-03-05 Toshiba Eng Co Ltd ピン形ロードセル
US5419210A (en) * 1993-03-09 1995-05-30 Blh Electronics, Inc. High capacity weigh module
JPH1038713A (ja) * 1996-07-17 1998-02-13 Minebea Co Ltd ピン型ロードセル
JP2008220603A (ja) * 2007-03-12 2008-09-25 Paramount Bed Co Ltd 電動ベッド及びその制御方法
JP2013108503A (ja) * 2013-02-25 2013-06-06 Hitachi Automotive Systems Ltd 燃料圧力制御装置
JP2013126432A (ja) * 2011-12-16 2013-06-27 Showa Denko Kk ベッドの在床状況計測方法
CN103353365A (zh) * 2013-06-27 2013-10-16 南京航空航天大学 一种点接触柱销式测力传感器
JP2016123848A (ja) * 2014-12-28 2016-07-11 パラマウントベッド株式会社 寝台用センサ及びそれを組み込んだ寝台

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4420985A (en) * 1979-05-08 1983-12-20 Raskin Seymour H Force measurement device
JPS57129037U (ja) 1981-02-03 1982-08-11
US4576053A (en) * 1984-03-20 1986-03-18 Yotaro Hatamura Load detector
US4858475A (en) * 1987-05-26 1989-08-22 Revere Corporation Of America Apparatus and method for measuring strain
JPH02280733A (ja) 1989-04-21 1990-11-16 Paramaunto Bed Kk 寝台
JP3093745B2 (ja) 1998-03-30 2000-10-03 大和製衡株式会社 寝台装置
JP3322632B2 (ja) 1998-04-08 2002-09-09 大和製衡株式会社 寝台装置
JP3932726B2 (ja) 1998-07-29 2007-06-20 株式会社デンソー 生体モニタ装置
US6280392B1 (en) 1998-07-29 2001-08-28 Denso Corporation Infant condition monitoring system and method using load cell sensor sheet
CA2599148A1 (en) 2005-02-22 2006-08-31 Health-Smart Limited Methods and systems for physiological and psycho-physiological monitoring and uses thereof
JP2006346093A (ja) 2005-06-15 2006-12-28 Denso Corp 車内生体情報検出装置
JP4514717B2 (ja) 2006-01-20 2010-07-28 パラマウントベッド株式会社 離床予測・検知システムを備えた寝台装置
JP4984887B2 (ja) 2006-12-28 2012-07-25 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 多分力計測法およびその装置
JP4818162B2 (ja) 2007-02-27 2011-11-16 パラマウントベッド株式会社 可動床板式の寝台装置
CN202382832U (zh) 2011-12-26 2012-08-15 宁波博达电气有限公司 一种吊挂式称重装置
WO2013108503A1 (ja) 2012-01-20 2013-07-25 昭和電工株式会社 荷重検出機能付きベッド及びベッド用荷重検出器
CN204246381U (zh) * 2012-01-20 2015-04-08 昭和电工株式会社 带负荷检测功能的床以及床用负荷检测器
WO2016108266A1 (ja) 2014-12-28 2016-07-07 パラマウントベッド株式会社 寝台用センサ及びそれを組み込んだ寝台
WO2016208422A1 (ja) 2015-06-22 2016-12-29 アルプス電気株式会社 圧力測定装置、圧力測定方法及びプログラム

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5740623A (en) * 1980-08-25 1982-03-06 Japanese National Railways<Jnr> Connection pin type axial force detector for railway diverging junction
JPS5932946U (ja) * 1982-08-25 1984-02-29 大和製衡株式会社 ロ−ドセル
JPS6083936U (ja) * 1983-11-15 1985-06-10 川崎製鉄株式会社 軸ロ−ドセル
JPH0470528A (ja) * 1990-07-11 1992-03-05 Toshiba Eng Co Ltd ピン形ロードセル
US5419210A (en) * 1993-03-09 1995-05-30 Blh Electronics, Inc. High capacity weigh module
JPH1038713A (ja) * 1996-07-17 1998-02-13 Minebea Co Ltd ピン型ロードセル
JP2008220603A (ja) * 2007-03-12 2008-09-25 Paramount Bed Co Ltd 電動ベッド及びその制御方法
JP2013126432A (ja) * 2011-12-16 2013-06-27 Showa Denko Kk ベッドの在床状況計測方法
JP2013108503A (ja) * 2013-02-25 2013-06-06 Hitachi Automotive Systems Ltd 燃料圧力制御装置
CN103353365A (zh) * 2013-06-27 2013-10-16 南京航空航天大学 一种点接触柱销式测力传感器
JP2016123848A (ja) * 2014-12-28 2016-07-11 パラマウントベッド株式会社 寝台用センサ及びそれを組み込んだ寝台

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018134278A (ja) 2018-08-30
US20180235822A1 (en) 2018-08-23
US10285886B2 (en) 2019-05-14
CN108414070A (zh) 2018-08-17
CN108414070B (zh) 2019-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6262379B1 (ja) 荷重測定用ピンセンサ、見守り用ベッド及び見守りシステム
CN102688023B (zh) 心脏力学功能检测系统
US7699784B2 (en) System for detecting and monitoring vital signs
KR101041033B1 (ko) 체중계형 무구속 건강 상태 평가 장치 및 방법
TWI404521B (zh) Body balance signal measurement system and its analysis method
US8123685B2 (en) System for monitoring a number of different parameters of a patient in a bed
Wiard et al. Automatic detection of motion artifacts in the ballistocardiogram measured on a modified bathroom scale
JP4584689B2 (ja) 生体情報計測装置、生体情報計測装置用ベッド及び生体情報計測方法
JP2005300368A (ja) 荷重スケール及びこれを用いた荷重スケールシステム
US11213444B2 (en) On-bed state monitoring system
US11672470B2 (en) Systems and methods for determining an objective pressure injury score and altering a treatment plan based on the same
JPWO2011162138A1 (ja) 生体情報検知システム
JP2010119822A (ja) 生体情報検出装置
WO2003000126A1 (fr) Detecteur biophysiologique
JP6345322B1 (ja) 見守りシステム
JP6923426B2 (ja) 異常判定装置及びそれに用いるプログラム
JP6767193B2 (ja) 身体状態モニタリングシステム
JP2016214839A (ja) 使用者位置検出装置及び方法
JP7299863B2 (ja) ベッドシステム及び荷重検出器の取付方法
WO2004043249A1 (ja) 生体データ検出装置
WO2016186067A1 (ja) 使用者位置検出装置及び方法
JP2021061998A (ja) 椅子型生体情報システム
JP6757642B2 (ja) ベッドシステム
KR20170098497A (ko) 침대 무게 감지 기능을 갖는 환자 자세 추정 시스템
JP2019051097A (ja) 在床状態見守りシステム

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171110

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171121

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171213

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6262379

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250