(57)【要約】【課題】従来の技術の不足に対して、人体支持装置の調整方法及びそのシステムを提供する。【解決手段】本発明は、人体支持装置の調整方法を提供する。それは、使用者が人体支持装置に寄りかかった際の感圧分布情報を取得して、感圧分布情報を基にして使用者の姿勢を解析する。感圧分布情報を基にして使用者の骨格と筋肉による人間の骨格筋肉分布情報を検知して、それを使用者使用者の骨格筋肉に係る複数の座標に対応させる。人間の骨格筋肉分布情報、使用者の骨格筋肉に対応した複数の座標、及び使用者の姿勢に基づいて、複数の区域について複数のハイリスクエリアを特定する。それにより、複数のハイリスクエリアに基づいて人体支持装置のエアバッグモジュールの圧力の構成を調整する。【選択図】図１
2020151469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者が人体支持装置に寄りかかる際の感圧分布情報を取得するステップと、
前記感圧分布情報に基づいて前記使用者の使用者姿勢を分析するステップと、
前記感圧分布情報に基づいて、前記使用者の骨格筋肉に係る人間の骨格筋肉分布情報と、前記使用者の骨格筋肉と対応する複数の座標とを分析するステップと、
前記人間の骨格筋肉分布情報、前記使用者の骨格筋肉に対応する複数の座標、及び前記使用者姿勢に基づいて、対応的に複数のエリアにおける複数のハイリスクエリアを取得するステップと、
前記複数のハイリスクエリアに基づいて、前記人体支持装置におけるエアバッグモジュールの圧力値構成を調整するステップと、
を含む、
人体支持装置の調整方法。
【請求項２】
前記複数のハイリスクエリアのそれぞれの圧力値が所定の圧力値を下回ることを確認するステップをさらに含む、請求項１に記載の人体支持装置の調整方法。
【請求項３】
前記人体支持装置は、前記マットレス装置の一側に配置され、圧力検知モジュールを含み、
前記エアバッグモジュールは、複数のエアバッグユニットを含み、
前記圧力値構成は、前記複数のエアバッグユニットのそれぞれの圧力値を含む、請求項１に記載の人体支持装置の調整方法。
【請求項４】
前記感圧分布情報に基づいて前記使用者の使用者姿勢を分析するステップにおいて、さらに、前記人体支持装置の配置状態に基づいて、前記使用者が前記人体支持装置に取りかかる姿勢を分析する、請求項１に記載の人体支持装置の調整方法。
【請求項５】
前記人体支持装置はマットレス装置である、請求項１に記載の人体支持装置の調整方法。
【請求項６】
前記使用者姿勢は、仰臥位、腹臥位、及び側臥位を含む、請求項５に記載の人体支持装置の調整方法。
【請求項７】
前記人体支持装置は、シートクッション又はクッションである、請求項１に記載の人体支持装置の調整方法。
【請求項８】
制御装置、及び前記制御装置に通信接続される人体支持装置を備える人体支持装置調整システムであって、
前記人体支持装置は、
前記人体支持装置の一側に配置され、使用者が前記人体支持装置に寄りかかる際の感圧分布情報を検知するための圧力検知モジュールと、
前記圧力検知モジュールに電気的に接続される処理モジュールと、
前記処理モジュールに電気的に接続されるエアバッグモジュールと、
前記処理モジュールに電気的に接続されると共に、前記エアバッグモジュールに対して圧力調整を行うために、前記エアバッグモジュールに接続される圧力調整モジュールと、
前記処理モジュールに電気的に接続される通信モジュールと、  
前記処理モジュール、前記圧力調整モジュール、前記圧力検知モジュール及び前記通信モジュールに電気的に接続される電源モジュールと、
を含み、
前記人体支持装置は、前記通信モジュールを通じて前記制御装置と通信接続し、
前記処理モジュールは、前記感圧分布情報を前記制御装置に提供し、前記制御装置は、少なくとも前記感圧分布情報に基づいて、前記使用者の使用者姿勢を分析することになり、
前記制御装置は、前記感圧分布情報に基づいて、前記使用者の骨格筋肉に係る人間の骨格筋肉分布情報、及び前記使用者の骨格筋肉と対応する複数の座標を分析し、前記制御装置は、前記人間の骨格筋肉分布情報、前記使用者の骨格筋肉と対応する複数の座標、及び前記使用者姿勢に基づいて、対応的に複数のエリアにおける複数のハイリスクエリアを取得し、
前記制御装置は、前記複数のハイリスクエリアに基づいて、圧力制御信号を前記人体支持装置の前記圧力調整モジュールに提供し、それにより、前記エアバッグモジュールの圧力値構成を調整する、人体支持装置調整システム。
【請求項９】
前記人体支持装置は、マットレス装置、シートクッション又はクッションである、請求項８に記載の人体支持装置調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体支持装置の調整方法及びそのシステムに関し、特に人体の構造に合わせて調整できる人体支持装置の調整方法及びそのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
長時間寝たきり状態を維持する使用者にとって、伝統的なマットレス装置の硬さが調整できないため、体の各部分が受けた圧力が違って、長い期間で使用すると、褥瘡発生の原因になる場合もある。
【０００３】
そのため、多様な身体構造に応じて調整する人体支持装置の調整方法及びそのシステムを提供することは、業界にとって重要な課題となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題では、従来の技術の不足に対して、人体支持装置の調整方法及びそのシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を実現するために、本発明による人体支持装置の調整方法は、使用者が人体支持装置に寄りかかる際の感圧分布情報を得るステップと、感圧分布情報に基づいて使用者の姿勢を分析するステップと、感圧分布情報に基づいて使用者の骨格筋肉による人間の骨格筋肉分布情報、及び使用者の骨格筋肉に係る複数の座標を分析するステップと、人間の骨格筋肉分布情報、使用者の骨格筋肉に対応する複数の座標、及び使用者の姿勢に基づいて、対応的に複数のエリアにおける複数のハイリスクエリアを得るステップと、複数のハイリスクエリアに基づいて人体支持装置のエアバッグモジュールの圧力値構成を調整するステップと、を含む。
【０００６】
また、上記の目的を実現するために、本発明による人体支持装置調整システムでは、制御装置、及び前記制御装置と通信接続する人体支持装置を備える。前記人体支持装置は、処理モジュールと、前記処理モジュールに電気的に接続されるエアバッグモジュールと、前記エアバッグモジュール及び前記処理モジュールに電気的に接続され、前記エアバッグモジュールに対して圧力調整を行う圧力調整モジュールと、前記人体支持装置の一側に配置され、使用者が前記人体支持装置に寄りかかる際の感圧分布情報を検知するための圧力検知モジュールと、前記処理モジュールに電気的に接続され、前記人体支持装置を前記制御装置に通信接続させる通信モジュールと、前記処理モジュール、前記圧力調整モジュール、前記圧力検知モジュール及び前記通信モジュールに電気的に接続される電源モジュールと、を含む。なかでも、前記処理モジュールは、前記感圧分布情報を前記制御装置に提供し、前記制御装置は、少なくとも前記感圧分布情報に基づいて前記使用者の姿勢を分析する。なかでも、前記制御装置は、前記感圧分布情報に基づいて前記使用者の骨格筋肉による人間の骨格筋肉分布情報、及びそれと対応する前記使用者の骨格筋肉に係る複数の座標を分析する。前記制御装置は、前記人間の骨格筋肉分布情報、前記使用者の骨格筋肉と対応する複数の座標、及び前記使用者の前記姿勢に基づいて、対応的に複数のエリアにおける複数のハイリスクエリアを取得する。前記制御装置は、前記複数のハイリスクエリアに基づいて圧力制御信号を前記人体支持装置の前記圧力調整モジュールに提供して、それにより前記エアバッグモジュールの圧力値構成を調整する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明による有益な効果としては、本発明が提供する人体支持装置の調整方法及びそのシステムによれば、人体の構造において圧力に対して弱い部分について圧力を調整することになり、感圧分布情報のデータを調整するのみならず、さらに人体に力が加えられる部分に応じて圧力を調整することにより、使用者の体に加えられた力をより柔軟にして、使用者エクスペリエンスが効果的に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る人体支持装置の調整方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明の人体支持装置の調整方法を利用して、機械学習を行うフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る人体支持装置の調整システムを示す模式図である。
【図４】使用者が人体支持装置に仰向けで寝る時の感圧分布情報を示す模式図である。
【図５】使用者が本発明第１の実施形態に係る人体支持装置に仰向け寝る時の状態を示す模式図である。
【図６】使用者が本発明の第１の実施形態に係る人体支持装置に横向きで寝る時の状態を示す模式図である。
【図７】本発明の人体支持装置が圧力の構成の調整を行われる前の状態を示す模式図である。
【図８】本発明の人体支持装置が圧力の構成の調整を行われた状態を示す模式図。
【図９】本発明の第２の実施形態にかかる人体支持装置の調整システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の特徴及び技術内容がより一層分かるように、以下本発明に関する詳細な説明と添付図面を参照する。しかし、提供される添付図面は参考と説明のために提供するものに過ぎず、本発明の特許請求の範囲を制限するためのものではない。
【００１０】
［発明を実施するための形態］
下記より、具体的な実施例で本発明が開示する「人体支持装置の調整方法及びそのシステム」に係る実施形態を説明する。当業者は本明細書の公開内容により本発明のメリット及び効果を理解し得る。本発明は他の異なる実施形態により実行又は応用できる。本明細書における各細節も様々な観点又は応用に基づいて、本発明の精神逸脱しない限りに、均等の変形と変更を行うことができる。また、本発明の図面は簡単で模式的に説明するためのものであり、実際的な寸法を示すものではない。以下の実施形態において、さらに本発明に係る技術事項を説明するが、公開された内容は本発明を限定するものではない。
【００１１】
なお、本明細書において「第１」、「第２」、「第３」等の用語で各種の部品又は信号を説明する可能性があるが、これらの部品又は信号はこれらの用語によって制限されるものではない。これらの用語は、主として一つの部品と別の部品、又は一つの信号と別の信号を区分するためのものであることが理解されたい。また、本明細書に用いられる「又は」という用語は、実際の状況に応じて、関連する項目中の何れか一つ又は複数の組合せを含み得る。
［第１の実施形態］
【００１２】
図１、図２、図３、図４、図５及び図６を参照する。図１は、本発明第１の実施形態にかかる人体支持装置の調整方法を示すフローチャートである。図２は、本発明の人体支持調整方法で機械学習を行うフローチャートである。図３は、本発明の第１の実施形態にかかる人体支持装置の調整システムを示す模式図である。図４は、使用者が人体支持装置に仰向けて寝る時の感圧分布情報を示す模式図である。図５は、使用者が本発明の第１の実施形態にかかる人体支持装置に仰向けて寝る時の状況を示す模式図である。図６は、使用者が本発明の第１の実施形態にかかる人体支持装置に横向けて寝る時の状況を示す模式図である。
【００１３】
本実施形態にかかる人体支持装置の調整方法は、人体支持装置調整システム１に適用する。人体支持装置の調整システム１は、制御装置１１及び人体支持装置１２を備える。
【００１４】
人体支持装置１２は、処理モジュール１２０、エアバッグモジュール１２１、圧力調整モジュール１２２、圧力検知モジュール１２３、通信モジュール１２４、電源モジュール１２５及び装置本体１２９を含む。
【００１５】
本実施形態の人体支持装置の調整方法は、下記のステップを含む。
【００１６】
使用者が人体支持装置に寄りかかった時の感圧分布情報を取得する（ステップＳ１１０）。
【００１７】
感圧分布情報に基づいて使用者の姿勢を分析する（ステップＳ１２０）。
【００１８】
感圧分布情報に基づいて使用者の骨格筋肉による人間の骨格筋肉分布情報、及び使用者の骨格筋肉に対応する複数の座標を分析する（ステップＳ１３０）。
【００１９】
前記人間の骨格筋肉分布情報、前記使用者の骨格筋肉に対応する複数の座標、及び使用者の姿勢に基づいて、対応的に複数のエリアにおける複数のハイリスクエリアを取得する（ステップＳ１４０）。
【００２０】
複数のハイリスクエリアに基づいて人体支持装置におけるエアバッグモジュールの圧力値構成を調整する（ステップＳ１５０）。
【００２１】
前記複数のハイリスクエリアのそれぞれの圧力値は所定の圧力値を下回るかについて確認する（ステップＳ１６０）。
【００２２】
ステップＳ１１０において、人体支持装置１２はマットレス装置である。他の実施形態において、人体支持装置１２はシートクッション装置またはクッション装置であってもよく、本発明はそれらの例に制限されない。人体支持装置１２の圧力検知モジュール１２３はフレキシブル圧力検知モジュールであり、人体支持装置１２の一側に配置される。圧力検知モジュール１２３は複数の圧力検出ユニット（図示しない）をふくむ。それらの圧力検出ユニット（図示しない）は、例えば、プラスチック基板または布基板などのフレキシブル基板（図示しない）にマトリックスに配列するように配置されてもよいが、本発明はこの例に制限されない。本実施形態において、圧力検知モジュール１２３における複数の圧力検出ユニット（図示しない）の全部または一部は、支持装置１２の上表面に配置されてもよい。なかでも、圧力検知モジュール１２３における複数の圧力検出ユニット（図示しない）は、少なくとも使用者の背部及び臀部に対応するエリアに配置される。つまり、圧力検知モジュール１２３における複数の圧力検出ユニット（図示しない）はそれぞれ、使用者の背部及び臀部に対応するエリアに配置されてもよい。また、圧力検知モジュール１２３における複数の圧力検出ユニット（図示しない）は、使用者の背部、腰部及び臀部に対応するエリア、即ち、胴体部に対応するエリアに配置されてもよい。
【００２３】
使用者が人体支持装置１２に仰向いて寝る時、圧力検知モジュール１２３は人体支持装置１２に使用者が与える圧力による感圧分布情報を検知する。該感圧分布情報は、処理モジュール１２０に送信される。
【００２４】
ステップＳ１２０において、処理モジュール１２０は、通信モジュール１２４を通じて感圧分布情報を制御装置１１に送信する。制御装置１１は、感圧分布情報に基づいて使用者の姿勢を分析する。感圧分布情報は、少なくとも二次元圧力分布画像であり、制御装置１１は、感圧分布情報における、例えば、頭、肩、肩甲骨、肘、手首、腸骨部、膝、足首等複数の特徴的な圧力点を姿勢分析の基にして、使用者が人体支持装置１２に寄りかかる時の姿勢を判断する。
【００２５】
本実施形態において、使用者が人体支持装置１２に寄りかかる姿勢には、仰臥位、腹臥位、側臥位（右向き又は左向きを含む）がある。ここでの姿勢とは、使用者の上半身の姿勢を重点にして、他の規則のない姿勢では上記の寝る姿勢に含まれないため、説明を省略する。他の実施形態において、姿勢の類別では、実際のニーズに応じて分けることができるが、本発明ではそれを制限しない。使用者が仰向きに支持装置１２に寄りかかる時、臀部エリアを例とすれば、臀部エリアの感圧分布情報によれば、２つ乃至３つの圧力ピーク値を有する区域となる。なお、使用者が横向きに支持装置１２に寄りかかる時、人体が横向きに寝る場合、支持装置１２で圧迫したのは腸骨部であるため、臀部エリアの感圧分布情報は、単一のピーク値を有する区域となると共に、圧力のピーク値は一般より高いとなっている。
【００２６】
制御装置１１は、体圧プロファイルの特性パラメータＰＡ１と内圧の局所ピーク点の分布パラメータＰＡ２に基づいて使用者の姿勢を判断することができる。なかでも、体圧プロファイルの特性パラメータＰＡ１は、使用者の背部エリア及び臀部エリアが占める面積に係る圧力分布特徴を含む。内圧の局所ピーク点の分布パラメータＰＡ２は、前に述べたように、異なるエリアの圧力ピーク値の数を表する。制御装置１１は、上記２つの要因につきそれぞれ重み配分を行ってもよい。例えば、体圧プロファイルの特性パラメータＰＡ１  が第１の重み付け要因Ｗ１に対応するが、内圧の局所ピーク点の分布パラメータＰＡ２が第２の重み付け要因Ｗ２に対応する。制御装置は、判断因子と重み付け要因とを組み合わせて機械学習（Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｌｅａｒｎｉｎｇ）を行うことができる。
【００２７】
本実施形態において、制御装置１１は、下記の式１に従って、判断及び学習を行ってもよい。
【００２８】
ＬＦ＝ＰＡ１*Ｗ１＋ＰＡ２*Ｗ２    …式１
【００２９】
なかでも、ＬＦは使用者の寝る姿勢に係るパラメータである。制御装置１１は、複数の使用者を寝る姿勢にして、第１の重み付け要因Ｗ１及び第２の重み付け要因Ｗ２の調整を行うことにより、使用者の寝る姿勢を判断する精度を高めてもよい。本実施形態において、使用者の寝る姿勢パラメータＬＦが所定の姿勢参照値よりも大きい場合、仰臥位と判断する。一方、使用者の寝る姿勢パラメータＬＦが姿勢参照値よりも小さい場合、側臥位と判断する。また、本実施形態において、仰臥位であるか又は側臥位であるかについての判断が成功されたかについて確認することにより、第１の重み付け要因Ｗ１、第２の重み付け要因Ｗ２、又は体圧プロファイルの特性パラメータＰＡ１及び内圧の局所ピーク点の分布パラメータＰＡ２のパラメータ組合せを修正することができる。
【００３０】
他の実施形態において、人体支持装置１２はシートクッション又はクッションのいずれであってもよい。即ち、人体支持装置１２は使用者の体の一部を支持して一部の重量のみを受ける構成になってもよい。また、人体支持装置１２に対して、支持する人体の部分の違いに加えて、人体支持装置１２の配置状態、例えば、平置き、直立、または傾斜放置等に応じても、人体による圧迫力が変化する場合がある。従って、ステップＳ１２０に置いて、制御装置１１は、人体支持装置１２の配置状態により、使用者が人体支持装置１２に寄りかかる際の姿勢を判断することができる。
【００３１】
制御装置１１としては、デスクトップ、ノートパソコン、ローカルサーバー、リモートサーバー、携帯電話、タブレット、またはウェアラブル電子デバイスが挙げられるが、本発明はこの例に制限されない。
【００３２】
ステップＳ１３０及びステップＳ１４０において、制御装置１１は、感圧分布情報を分析することにより、使用者の骨格筋肉の分布状態に係る人間の骨格筋肉分布情報、及び使用者の骨格筋肉に対応する複数の座標を取得する。さらに、制御装置１１は、人間の骨格筋肉分布情報、使用者の骨格筋肉と対応する複数の座標、及び使用者の姿勢に基づいて、対応的に複数のエリアにおける複数のハイリスクエリアを取得する。また、制御装置１１は、例えば、図５、図６に示した感圧分布情報における複数のエリアＡ１−Ａ１２のそれぞれの最大圧力点を参考としてピックアップする。
【００３３】
ステップＳ１３０において、制御装置１１は、使用者の感圧分布情報に基づいて、使用者の身長及び体重を推計することによって、さらに対応する使用者の人間の骨格筋肉分布情報を計算する。また、制御装置１１は、使用者の身長又は体重を予めに得てから、当該使用者の人間の骨格筋肉分布情報を計算することもできる。人間の骨格筋肉分布情報は、人体の骨格筋肉分布の状況を示す以外に、さらに、どの部位が圧迫に弱いかについても示すことができる。
【００３４】
従って、制御装置１１は、人間の骨格筋肉分布情報、使用者の骨格筋肉と対応する複数の座標、及び使用者の姿勢に基づいて、対応的に例えば、図５、図６に示した複数のエリアにおける複数のハイリスクエリアＰ１−Ｐ１１を取得することができる。
【００３５】
また、制御装置１１は、使用者の人間の骨格筋肉分布情報、及び図５、図６に示した感圧分布情報における各エリアＡ１−Ａ１２の最大圧力値に基づいて、使用者の体が当時受ける力の状態を判断することができる。
【００３６】
さらに言えば、制御装置１１は、使用者の人間の骨格筋肉分布情報及び感圧分布情報で得られた姿勢に基づいて、使用者の姿勢に基づいた人間の骨格筋肉分布情報を取得する。さらに、制御装置１１は、使用者の姿勢に基づいた人間の骨格筋肉分布情報と感圧分布情報について更なる比較を行うことになっている。それにより、感圧分布情報における、例えば、図５又は図６に示した複数のハイリスクエリアＰ１−Ｐ１１を得ることができる。
【００３７】
上記の比較過程において、各エリアの最大圧力値の位置につきそれが人体において圧迫に弱い部位であるかについて判断を行う。それが圧迫に弱い部位と判断すれば、ハイリスクエリアとマークし、逆に、それが圧迫に弱い部位ではないと判断すれば、各エリアの最大圧力値が現れる位置の周りにおいてより圧迫に弱い部位をハイリスクエリアとマークする。
【００３８】
各エリアにおいて、最大圧力値が現れる区域が必ずしも圧迫に最も弱い部位とはならなく、多くの場合、圧力がかかっている各エリアで骨が突出する位置は弱くなる。そのため、ハイリスクエリアと各エリアの最大圧力値の位置と同じでない場合がある。
【００３９】
ステップＳ１５０において、制御装置１１は、複数のハイリスクエリアに基づいて、制御信号を人体支持装置１２の処理モジュール１２０に送信する。処理モジュール１２０は、前記制御に従って、エアバッグモジュール１２１の圧力値構成を調整する。本実施形態において、エアバッグモジュール１２１は、複数のエアバッグユニット（図示しない）を含む。それらのエアバッグユニット（図示しない）は、人体支持装置１２にマトリックスに配列される。また、エアバッグユニット（図示しない）毎には独立で調整する圧力値を有する。そのため、制御装置１１が送信する制御信号は、エアバッグモジュール１２１の各エアバッグユニット（図示しない）を精密に調整することができる。
【００４０】
図２を参照する。図２は、本発明の人体支持調整方法により機械学習を行うフローチャートである。人工知能教師あり機械学習システムＫ１は、看護治療モデル及びヒューマンファクター力学モデルＫ２により提供された人体モデル情報、使用者テスト情報Ｋ４により提供されたリアルタイムの人体情報、臨床データＫ３により提供された臨床データを取り受けて、人体快適性検証Ｋ５に係る快適性データを生成する。
【００４１】
本発明の人工知能教師あり機械学習システムＫ１は、既存のデータに基づいて学習を行うため、人体快適性検証Ｋ５の快適性データは、看護治療モデル及びヒューマンファクター力学モデルＫ２及び臨床データＫ３にフィットバックする。それにより、看護治療モデル及びヒューマンファクター力学モデルＫ２の人体モデル情報、及び臨床データＫ３臨床データを更新する。
【００４２】
即ち、人体支持装置１２は、エアバッグモジュール１２１の圧力値を調整することにより、使用者が人体支持装置１２に寄りかかる時の感圧分布情報を調整することができる。それにより、ハイリスクエリアの圧力値が減ってさらに寄りかかる行為が導く不快感やリスク、例えば、褥瘡または血行不良を減らすことができる。本実施形態において、まず各ハイリスクエリアの圧力値を２０％下げて、その後、使用者の感圧分布情報に基づいて、さらに調整を行う。
【００４３】
図７及び図８を参照する。図７は、本発明の人体支持装置で圧力の構成を調整される前の状態を示す模式図である。図８は、本発明の人体支持装置で圧力の構成が調整された後の状態を示す模式図である。
【００４４】
ステップＳ１６０において、制御装置１１は再びエアバッグモジュール１２１が調整された後の感圧分布情報を確認することにより、使用者の各部位は低いリスクを伴い快適的に支持されることを確認する。即ち、制御装置１１は、各ハイリスクエリアＰ１−Ｐ１１のそれぞれの圧力値は所定の圧力値を下回るかを確認する。本実施形態において、各ハイリスクエリアに係る所定の圧力値は異なり、使用者の人間の骨格筋肉分布情報に従って規定されるものである。
【００４５】
言い換えれば、本実施形態の人体支持装置調整システムでは、まず使用者の感圧分布情報を検出して、感圧分布情報に基づいて、使用者が仰臥位又は側臥位にしたかについて検知する。また、本実施形態における人体支持装置の調整システムは、感圧分布情報に基づいて使用者に係る骨格筋肉分布関連性及び使用者の骨格筋肉と対応する座標位置を計算する。さらに、使用者の姿勢、骨格筋肉分布関連性及び座標位置により、複数のハイリスクエリアを取得して、さらに使用者に力をかけた領域の分布、つまりハイリスクエリアの圧力を改める。それにより、圧力による血行不良で形成した褥瘡の形成を抑えることができる。
【００４６】
図７及び図８において、ハイリスクエリアＰ３、Ｐ４と対応するエアバッグモジュールの圧力を調整することにより使用者が受けた力を調整し、さらに使用者に係った圧力分布を再割り当てることを示す。図８では、エアバッグモジュールの圧力の再割り当たりにより、ハイリスクエリアＰ３の圧迫力が減らされる。そのため、ハイリスクエリアＰ３に係る圧迫力を改めて調整することにより圧力重心を移動することができる。
［第２の実施形態］
【００４７】
図９を参照する。図９は、本発明の第２の実施形態に係る人体支持装置調整システムを示すブロック図である。
【００４８】
人体支持装置調整システム１は、制御装置１１及び人体支持装置１２を含む。制御装置１１は人体支持装置１２に通信接続する。
【００４９】
人体支持装置１２は、処理モジュール１２０、エアバッグモジュール１２１、圧力調整モジュール１２２、圧力検知モジュール１２３、通信モジュール１２４、電源モジュール１２５、及び装置本体１２９を含む。処理モジュール１２０は、圧力調整モジュール１２２、圧力検知モジュール１２３、通信モジュール１２４及び電源モジュール１２５に電気的に接続される。
【００５０】
圧力調整モジュール１２２は、圧力検知モジュール１２３に接続される。本実施形態において、圧力調整モジュール１２２は、バンプー（図示しない）、複数の送気バルブ（図示しない）及び複数の排気バルブ（図示しない）を含む。圧力調整モジュール１２２のバンプー（図示しない）は、複数の送気バルブ（図示しない）、複数の排気バルブ（図示しない）、少なくとも１本の中空排気管（図示しない）、及びエアバッグモジュール１２１を通じて接続される。エアバッグモジュール１２１は、複数のエアバッグユニット（図示しない）を含む。エアバッグモジュール１２１における複数のエアバッグユニット（図示しない）は、装置本体１２９にマトリックスに配列される。
【００５１】
処理モジュール１２０は、圧力制御信号を圧力調整モジュール１２２のバンプー（図示しない）に送信することにより、エアバッグモジュール１２１に対して送気又は排気を行う。本実施形態において、エアバッグモジュール１２１の複数のエアバッグユニット（図示しない）はそれぞれ独立に送気され又は排気されることができる。
【００５２】
圧力検知モジュール１２３は、人体支持装置１２の一側に配置され、使用者が人体支持装置１２に寄りかかる時の感圧分布情報を検知するために用いられる。人体支持装置１２はマットレス装置である。他の実施形態において、人体支持装置１２はシートクッション又はクッションであってもよいが、本発明はそれらの例で制限されない。人体支持装置１２の圧力検知モジュール１２３は、フレキシブル圧力検知モジュールであり、人体支持装置１２の一側に配置される。圧力検知モジュール１２３は、複数の圧力検出ユニット（図示しない）を含、む。それらの圧力検出ユニット（図示しない）は、例えば、プラスチック基板や布基板等のフレキシブル基板（図示しない）にマトリックスに配列されてもよいが、本発明はこの例に制限されない。圧力検知モジュール１２３は、人体支持装置１２の一側に敷設される。本実施形態において、圧力検知モジュール１２３の複数の圧力検出ユニット（図示しない）は、全部又は局部が支持装置１２の上表面に配置される。かつ、圧力検知モジュール１２３の複数の圧力検出ユニット（図示しない）は、少なくとも使用者の背部エリア及び臀部エリアに対応するエリアに配置される。即ち、圧力検知モジュール１２３における複数の圧力検出ユニット（図示しない）は、それぞれ使用者の背部エリア及び臀部エリアに対応するエリアに配置されてもよい。また、圧力検知モジュール１２３の複数の圧力検出ユニット（図示しない）は使用者の背部、腰部及び臀部に対応するエリア、即ち、胴体部に対応するエリアに配置されてもよい。
【００５３】
通信モジュール１２４は、処理モジュール１２０に電気的に接続される。人体支持装置１２は、通信モジュール１２４により制御装置１１と通信接続される。通信モジュール１２４としては、有線通信モジュール、Ｗｉ−Ｆｉ通信モジュール、ブルートゥース（登録商標）通信モジュール、ＬｏＲａ通信モジュール、Ｓｉｇｆｏｘ通信モジュール、又はＮＢ−ＩｏＴ通信モジュールが挙げられるが、本発明はこの例に制限されない。
【００５４】
電源モジュール１２５は、処理モジュール１２０、圧力調整モジュール１２２、圧力検知モジュール１２３及び通信モジュール１２４に電気的に接続される。電源モジュール１２５は、処理モジュール１２０、圧力調整モジュール１２２、圧力検知モジュール１２３及び通信モジュール１２４に給電するために用いられる。本実施形態において、電源モジュール１２５としては、ＤＣ／ＤＣ電圧コンバーターまたはＡＣ／ＤＣ電圧コンバーターが挙げられるが、本発明はこの例に制限されない。
【００５５】
まず、使用者が人体支持装置１２に寝る時、圧力検知モジュール１２３は、使用者が人体支持装置１２に加えた感圧分布情報を検知する。使用者に係る感圧分布情報は、処理モジュール１２０に送信する。
【００５６】
処理モジュール１２０は、通信モジュール１２４により、感圧分布情報を制御装置１１に提供する。制御装置１１は少なくとも感圧分布情報に基づいて使用者の姿勢を分析する。
【００５７】
感圧分布情報は、少なくとも二次元圧力分布画像である。制御装置１１は、感圧分布情報における、例えば、頭、肩、肩甲骨、肘、手首、腸骨部、膝、足首等複数の特徴的な圧力点を姿勢分析の基にして、使用者が人体支持装置１２に寄りかかる時の姿勢を判断する。
【００５８】
本実施形態において、使用者が人体支持装置１２に寄りかかる姿勢には、仰臥位、腹臥位、側臥位（右向き又は左向きを含む）がある。ここでの姿勢とは、使用者の上半身の姿勢を重点にして、他の規則でない姿勢では上記の寝る姿勢に含まれないため、説明を省略する。他の実施形態において、姿勢の類別では、実際のニーズに応じて分けることができるが、本発明ではそれを制限しない。使用者が仰向きに支持装置１２に寄りかかる時、臀部エリアを例とすれば、臀部エリアの感圧分布情報によれば、２つ乃至３つの圧力ピーク値を有する区域となる。なお、使用者が横向きに支持装置１２に寄りかかる時、人体が横向きに寝る場合、支持装置１２で圧迫したのは腸骨部であるため、臀部エリアの感圧分布情報は、単一のピーク値を有する区域となると共に、圧力のピーク値は一般より高いとなっている。
【００５９】
また、制御装置１１は、体圧プロファイルの特性パラメータＰＡ１と内圧の局所ピーク点の分布パラメータＰＡ２に基づいて使用者の姿勢を判断することができる。なかでも、体圧プロファイルの特性パラメータＰＡ１は、使用者の背部エリア及び臀部エリアが占める面積及びに係る圧力分布特徴を含む。内圧の局所ピーク点の分布パラメータＰＡ２は、前に述べたように、異なるエリアの圧力ピーク値の数を表する。制御装置１１は、上記２つの要因につきそれぞれ重み配分を行ってもよい。例えば、体圧プロファイルの特性パラメータＰＡ１が第１の重み付け要因Ｗ１に対応するが、内圧の局所ピーク点の分布パラメータＰＡ２が第２の重み付け要因Ｗ２に対応する。制御装置は、判断因子と重み付け要因とを組み合わせて機械学習（Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｌｅａｒｎｉｎｇ）を行うことができる。
【００６０】
本実施形態において、制御装置１１は、下記の式２に従って、判断及び学習を行ってもよい。
【００６１】
ＬＦ＝ＰＡ１*Ｗ１＋ＰＡ２*Ｗ２    …式２
【００６２】
なかでも、ＬＦは使用者の寝る姿勢に係るパラメータである。制御装置１１は、複数の使用者を寝る姿勢にして、第１の重み付け要因Ｗ１及び第２の重み付け要因Ｗ２の調整を行うことにより、使用者の寝る姿勢を判断する精度を高めてもよい。本実施形態において、使用者の寝る姿勢パラメータＬＦが所定の姿勢参照値よりも大きい場合、仰臥位と判断する。一方、使用者の寝る姿勢パラメータＬＦが姿勢参照値よりも小さい場合、側臥位と判断する。また、本実施形態において、仰臥位であるか又は側臥位であるかについての判断が成功されたかについて確認することにより、第１の重み付け要因Ｗ１、第２の重み付け要因  Ｗ２、又は体圧プロファイルの特性パラメータＰＡ１及び内圧の局所ピーク点の分布パラメータＰＡ２のパラメータ組合せを修正することができる。
【００６３】
他の実施形態において、人体支持装置１２はシートクッション又はクッションのいずれであってもよい。即ち、人体支持装置１２は使用者の体の一部を支持して一部の重量のみを受ける構成になってもよい。また、人体支持装置１２に対して、支持する人体の部分の違いに加えて、人体支持装置１２の配置状態、例えば、平置き、直立、または傾斜放置等に応じても、人体による圧迫力が変化する場合がある。従って、ステップＳ１２０に置いて、制御装置１１は、人体支持装置１２の配置状態により、使用者が人体支持装置１２に寄りかかる際の姿勢を判断することができる。
【００６４】
制御装置１１としては、デスクトップ、ノートパソコン、ローカルサーバー、リモートサーバー、携帯電話、タブレット、またはウェアラブル電子デバイスが挙げられるが、本発明はこの例に制限されない。
【００６５】
制御装置１１は、感圧分布情報を分析することにより、使用者の骨格筋肉の分布状態に係る人間の骨格筋肉分布情報、及び使用者の骨格筋肉に対応する複数の座標を取得する。さらに、制御装置１１は、人間の骨格筋肉分布情報、使用者の骨格筋肉と対応する複数の座標、及び使用者の姿勢に基づいて、対応的に複数のエリアにおける複数のハイリスクエリアを取得する。また、制御装置１１は、例えば、図５、図６に示した感圧分布情報における複数のエリアＡ１−Ａ１のそれぞれの最大圧力点を参考としてピックアップする。
【００６６】
制御装置１１は、使用者の感圧分布情報に基づいて、使用者の身長及び体重を推計することによって、さらに対応する使用者の人間の骨格筋肉分布情報を計算する。また、制御装置１１は、使用者の身長又は体重を予めに得てから、当該使用者の人間の骨格筋肉分布情報を計算することもできる。人間の骨格筋肉分布情報は、人体の骨格筋肉分布の状況を示す以外に、さらに、どの部位が圧迫力に弱いかについても示すことができる。
【００６７】
従って、制御装置１１は、人間の骨格筋肉分布情報、使用者の骨格筋肉と対応する複数の座標、及び使用者の姿勢に基づいて、対応的に例えば、図５、図６に示した複数のエリアにおける複数のハイリスクエリアＰ１−Ｐ１１を取得することができる。
【００６８】
また、制御装置１１は、使用者の人間の骨格筋肉分布情報、及び図５、図６に示した感圧分布情報における各エリアＡ１−Ａ１２の最大圧力値に基づいて、使用者の体が当時受ける力の状態を判断することができる。
【００６９】
さらに言えば、制御装置１１は、使用者の人間の骨格筋肉分布情報及び感圧分布情報で得られた姿勢に基づいて、使用者の姿勢に基づいた人間の骨格筋肉分布情報を取得する。さらに、制御装置１１は、使用者の姿勢に基づいた人間の骨格筋肉分布情報と感圧分布情報について更なる比較を行うことになっている。それにより、感圧分布情報における複数のハイリスクエリアＰ１−Ｐ１１を得ることができる。
【００７０】
上記の比較過程において、各エリアの最大圧力値の位置につきそれが人体において圧迫に弱い部位であるかについて判断を行う。それが圧迫に弱い部位と判断すれば、ハイリスクエリアとマークし、逆に、それが圧迫に弱い部位ではないと判断すれば、各エリアの最大圧力値が現れる位置の周りにおいてより圧迫に弱い部位をハイリスクエリアとマークする。
【００７１】
各エリアにおいて、最大圧力値が現れる区域が必ずしも圧迫に最も弱い部位とはならなく、多くの場合、圧力がかかっている各エリアで骨が突出する位置は弱くなる。そのため、ハイリスクエリアと各エリアの最大圧力値の位置と同じでない場合がある。
【００７２】
制御装置１１は、複数のハイリスクエリアに基づいて、制御信号を人体支持装置１２の処理モジュール１２０に送信する。処理モジュール１２０は、前記制御に従って、エアバッグモジュール１２１の圧力値構成を調整する。本実施形態において、エアバッグモジュール１２１は、複数のエアバッグユニット（図示しない）を含む。そのため、制御装置１１が送信する制御信号は、エアバッグモジュール１２１の各エアバッグユニット（図示しない）を精密に調整することができる。
【００７３】
人体支持装置１２は、エアバッグモジュール１２１の圧力値を調整することにより、使用者が人体支持装置１２に寄りかかる時の感圧分布情報を調整することができる。それにより、ハイリスクエリアの圧力値が減ってさらに寄りかかる行為が導く不快感やリスク、例えば、褥瘡または血行不良を減らすことができる。本実施形態において、まず各ハイリスクエリアの圧力値を２０％下げて、その後、使用者の感圧分布情報に基づいて、さらに調整を行う。さらに、制御装置１１は再びエアバッグモジュール１２１が調整された後の感圧分布情報を確認することにより、使用者の各部位は低いリスクを伴い快適的に支持されることを確認する。即ち、制御装置１１は、各ハイリスクエリアＰ１−Ｐ１１のそれぞれの圧力値は所定の圧力値を下回るかを確認する。本実施形態において、各ハイリスクエリアに係る所定の圧力値は異なり、使用者の人間の骨格筋肉分布情報に従って規定されるものである。
［実施形態による有益な効果］
【００７４】
本発明による有益な効果の１つとしては、本発明が提供する人体支持装置の調整方法及びシステムによれば、人体において圧迫力によい弱い部位に対して圧力の調整を行い、つまり、感圧分布情報のデータに対して調整を行うのみならず、さらに体に力がかかった部位に対応して調整を行い、使用者の体に快適感を感じさせ、ユーザーエクスペリエンスを効果的に改善する。
【００７５】
以上に開示される内容は本発明の好ましい実施可能な実施例に過ぎず、これにより本発明の特許請求の範囲を制限するものではないので、本発明の明細書及び添付図面の内容に基づき為された等価の技術変形は、全て本発明の特許請求の範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００７６】
Ｓ１１０−Ｓ１６０：ステップ
１：人体支持装置調整システム
１１：制御装置
１２：人体支持装置
１２０：処理モジュール
１２１：エアバッグモジュール
１２２：圧力調整モジュール
１２３：圧力検知モジュール
１２４：通信モジュール
１２５：電源モジュール
１２９：装置本体
Ａ１−Ａ１２：感圧分布情報の各エリア
Ｐ１−Ｐ１１：ハイリスクエリア
Ｋ１：人工知能教師あり機械学習システム
Ｋ２：看護治療モデル及びヒューマンファクター力学モデル
Ｋ３：臨床データ
Ｋ４：使用者テスト情報
Ｋ５：人体快適性検証
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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