(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御装置と、ユーザ入力を受信するユーザインターフェイスと、人を支持するためのマットレスとを有する圧力調整可能マットレスシステム内の圧力を調整するための方法であって、
前記マットレスが前記人を支持している時に前記圧力調整可能マットレスの第１圧力を自動的に決定するステップと、
圧力調整を含む前記ユーザ入力を前記ユーザインターフェイスから前記制御装置が受信したことに応じて、前記第１圧力を、前記第１圧力と異なる第２圧力に調整するステップと、
前記マットレス上の人の動作および時間の経過を含む事象の発生まで前記第２圧力を維持するステップと、
前記事象が発生した時に第３圧力を自動的に決定するステップであって、前記第３圧力が底打ち状態によって求められた最適圧力であるステップと、
を備える、方法。
【請求項２】
前記第１圧力が底打ち状態によって求められた最適圧力である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２圧力が前記第１圧力よりも大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第２圧力が前記第１圧力よりも小さい、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第３圧力を、前記ユーザ入力を前記ユーザインターフェイスから受信する前記制御装置に応じて前記第３圧力と異なる第４圧力に調整することをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、前記制御装置はメモリーデバイスを有し、前記マットレスは圧力のある第１ゾーン流体室を有し、
前記メモリー内に前記第１ゾーン流体室の圧力を保存するステップと、
前記第１ゾーン流体室の保存された圧力の変化に基づいて動きが発生したかどうかを検知するステップと、
動きが検知された場合に、底打ち状態に基づいて計算された前記第１ゾーン流体室の最適圧力を求め、
前記最適圧力にオフセットを適用することにより求められた調整圧力に前記第１ゾーン流体室の圧力を調整するステップと
を備える、方法。
【請求項７】
前記第１ゾーンは足ゾーンである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
底打ち指標に基づいた前記第１ゾーン流体室の最適圧力を求めるステップと、
前記底打ち指標を保存するステップと、
一定時間の後に前記底打ち指標を再計算するステップと、
前記底打ち指標と前記再計算した底打ち指標とを比較するステップと
を備える請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記底打ち指標は、高圧力閾値を超える各圧力センサの各出力の合計、支持閾値未満の各圧力センサの合計、高圧力閾値を超える出力を有する各圧力センサの合計、圧力センサに通知された最高出力、各最大出力を通知している各圧力センサの平均値、各圧力センサ出力の標準偏差、各圧力センサ出力の高い側の偏差、および、前記第１ゾーン流体室内の圧力の変化に対する比率としての底打ち指標の各変化、の少なくとも一つを含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
動きが検知された場合に、前記第１ゾーン流体室で安定性が得られるまで前記第１ゾーン流体室の前記圧力の調整を防いで、前記第１ゾーン流体室において時間とともに変化する圧力を計算することにより前記第１ゾーン流体室が安定しているかを判断するステップをさらに備える請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記時間とともに変化する圧力が約５秒の期間にわたって約２分の１インチ（約０．０２５ｍ）の水圧よりも少ない場合に安定性が得られる、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者を支持するためのマットレス等の装置に関する。具体的には、本発明は病院、救急治療施設、及び他の患者の看護環境での使用に適切な患者支持体に関する。さらに本発明は、圧力逃し支持面と、様々な大きさと型のベッド、ベッド枠、及び患者のタイプを収容し動作するよう構成された支持面とに関する。
【背景技術】
【０００２】
既知の患者支持体は、例として、Weismiller他に発行されている米国特許第５，６３０，２３８号、Weismiller他に発行されている米国特許第５，７１５，５４８号、Heimbrock他に発行されている米国特許第６，０７６，２０８号、Perez他に発行されている米国特許第６，２４０，５８４号、Menkedick他に発行されている米国特許第６，３２０，５１０号、Washburn他に発行されている米国特許第６，３７８，１５２号、及びEllis他に発行されている米国特許第６，４９９，１６７号に開示されており、これら全ての開示は本発明の譲受人が所有し、全て参照により本願明細書に援用される。
【０００３】
＜関連する出願への相互参照＞
本出願は、２００５年７月８日に出願された米国仮特許出願第６０／６９７，７４８号「PRESSURE CONTROL FOR A HOSPOTAL BED」に優先権を主張する。本出願は、２００４年５月２日に出願された米国特許出願第１１／１１９，９８０号「PRESSURE RELIEF SURFACE」、米国特許出願第１１／１１９，９９１号「PATIENT SUPPORT HAVING REAL TIME PRESSURE CONTROL」、米国特許出願第１１／１１９，６３５号「LACK OF PATIENT MOVEMENT MONITOR AND METHOD」及び米国特許出願第１１／１２０，０８０号「PATIENT SUPPORT」に関連する。上記出願は本発明の譲受人に譲渡され、上記出願の内容を参照によって本願明細書に援用する。  
本出願はさらに、２００４年１２月１５日に出願された米国仮特許出願第６０／６３６，２５２号「QUICK CONNECTOR FOR MULTIMEDIA」に関連し、当該仮出願は本発明の譲受人に譲渡され、その内容を参照によって本願明細書に援用する。  
本出願はさらに、２００５年７月８日に出願された米国仮特許出願第６０／６９７，７０８号「CONTROL UNIT FOR PATIENT SUPPORT」と、米国仮特許出願第６０／６９７，７２３号「PRESSURE RELIEF SUPPORT SURFACE」とに関連し、上記出願は本発明の譲受人に譲渡され、その出願の内容を参照により本願明細書に援用する。  
さらに、２００５年５月２日に出願されたLokhorst他のＰＣＴ特許出願「BODY SUPPORT APPARATUS HAVING AUTOMATIC PRESSURE CONTROL AND RELATED METHODS」（代理人整理番号：Ｔ２８６００１６）の全体の内容を参照により本願明細書に援用する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、支持面と該支持面上の人又は患者との間の最適又は最小化したインターフェイス圧力が決定された時に、支持面と該支持面上の人又は患者との間の界面圧力を調整するための装置及び方法を提供する。
【０００５】
本発明の別の実施形態では、患者を支持するための圧力調整可能マットレスシステムが提供される。該システムは、圧力調整可能マットレスと、自動圧力逃しモード及び調整可能モードで該マットレスを制御するために該圧力調整可能マットレスに結合された制御装置と、該制御装置に結合されたユーザインターフェイスとを備える。該ユーザインターフェイスは、ユーザが該自動圧力逃しモード又は該ユーザ調整可能モードで該圧力調整可能マットレスを制御できるように選択可能な入力を備えている。
【０００６】
また、制御装置と、ユーザ入力を受信するための該制御装置に結合されたユーザインターフェイスと、人を支持するためのマットレスとを備える圧力調整可能マットレスシステムにおいて圧力を調整するための方法を提供する。該方法は、該マットレスが人を支持している時に該圧力調整可能マットレスの第１の圧力を自動的に決定するステップと、該第１の圧力を、該ユーザ入力を受信する該制御装置に合わせて該第１の圧力と異なる第２の圧力に調整するステップとを備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、本発明に係る患者支持体１０の一つの実施形態を示す。患者支持体１０は、典型的なベッド２の上に配置される。図示のようにベッド２は、枠４と、ヘッドボード３６と、フットボード３８と、複数のサイドレール４０とを備え、病院内もしくは他の医療施設で使用するための病院用ベッドである。
【０００８】
典型的なベッド２の枠４は、通常、ベース８によって支えられたデッキ６を備える。デッキ６は、１つ以上のデッキ部（図示せず）を備え、該デッキ部の幾つか又は全ては関節部を備え、ベース８に対して軸回転可能であってよい。通常、患者支持体１０は、デッキ６によって支持されるよう構成される。
【０００９】
患者支持体１０は、該患者支持体１０の特定の内部構成要素の膨張及び収縮を制御する関連した制御ユニット４２を備える。制御ユニット４２は、看護人やサービスプロバイダが特定の患者のニーズに応じて患者支持体１０を構成できるようにするユーザインターフェイス４４を含む。例えば、患者支持体１０の支持特性は、患者の大きさ、体重、位置もしくは動作に従って調整されてもよい。患者支持体１０は、いかなる大きさ、体重、身長もしくは幅の患者も収容することができる。また、最大１０００ポンド（約４５４ｋｇ重）もしくはそれ以上の肥満患者を収容することも本発明の範囲内である。さまざまな大きさの患者を収容するために、患者支持体は最大５０インチ（約１．２７ｍ）もしくはそれ以上の幅を有してもよい。
【００１０】
さらにユーザインターフェイス４４は、患者支持体１０が異なる幾つかのベッド構成に適合できるようにする。例えば、デッキ６は、平坦なデッキ又は段デッキであってもよい。看護人は、ユーザインターフェイス４４によって適切なデッキ構成を選択することができる。典型的な制御ユニット４２とユーザインターフェイス４４は、２００５年７月８日に出願された米国仮特許出願第６０／６９７，７０８号「CONTROL UNIT FOR PATIENT SUPPORT」に詳細に説明されている。当該出願は本発明の譲受人に譲渡され、その出願の内容を参照によって本願明細書に援用する。
【００１１】
次に図２に示すように、患者支持体１０は、患者の頭と上半身を支えるように構成されたヘッド端３２と、患者の足と下半身を支えるよう構成されたフット端３４とを有する。患者支持体１０は、内部領域１４を画成するカバー１２を備える。本実施形態では、内部領域１４は第１層２０、第２層５０及び第３層５２を含む。
【００１２】
図２のように、第１層２０は三次元材料を含み、第２層５０は第１層の下に配置された、垂直に方向付けされた複数の空気流体室（air bladder）を含み、第３層５２は第２層５０の垂直な流体室の下に配置された複数の圧力センサを含む。以下により詳細に説明する。垂直に方向付けされた空気流体室は、流体室の高さが流体室の幅よりも大きい円筒形状も可能である。幅が高さよりも大きい直立した円筒形の流体室を含む他の形状の流体室群も可能である。
【００１３】
さらに、複数のボルスタ５４と、複数の充填材部５６と、空気弁制御ボックス５８とが内部領域１４内に配置される。また、耐火材料（図示せず）が内部領域１４に含まれてもよい。
【００１４】
患者支持体１０は、一つ以上の結合具４６によってデッキ６に結合されてもよい。図示のように、結合具は、ベルクロ（Ｖｅｌｃｒｏ（登録商標））又は類似のファスナを含む従来の織り帯である。しかし、他の適当な結合具も使用できることは理解されるであろう。
【００１５】
本発明による患者支持体の一実施形態の構成要素を図３の分解図に示す。患者支持体１０のこの実施形態は、上面カバー部１６と底面カバー部１８とを備える。上面カバー部１６と底面カバー部１８は、従来の手段（ジッパー、Ｖｅｌｃｒｏ（登録商標）、スナップ、ボタン又は他の適当なファスナ）により結合され、それにより内部領域１４を画成するカバー１２を形成する。複数の層及び／又は構成要素が内部領域１４内に示されているが、本発明はそれら構成要素の全てを必ずしも含む必要がないことは、当業者により理解されるであろう。
【００１６】
第１支持層２０は、内部領域１４内の上面カバー部１６の下に位置する。支持層は、例えば発泡材、膨張可能な流体室又は三次元材料などの患者を支持するのに適している一つ以上の材料、構造、もしくは布地を含む。適切な三次元材料は、Ｓｐａｃｅｎｅｔ（登録商標）及び／又はＴｙｔｅｘ又は類似の材料を含む。
【００１７】
一つ以上の膨張可能な流体室アセンブリを有する第２支持層が、第１支持層２０の下に位置する。第２支持層の本実施形態は、第１、第２、及び第３流体室アセンブリ、すなわち頭部流体室アセンブリ６０、座部流体室アセンブリ６２、及び足部流体室アセンブリ６４を含む。しかし、他の実施形態が、ヘッド端３２からフット端３４まで延びる一つだけの流体室アセンブリを含むこと、又は例えばさらに大腿部流体室アセンブリを有する多数の流体室アセンブリの他の配置を含むことは、当業者により理解されるであろう。
【００１８】
具体的に圧力検知層は、第１、第２センサパッド、すなわちヘッドセンサパッド６８及びシートセンサパッド７０を含み、流体室アセンブリ６０、６２、６４の下に位置する。図示のように、ヘッドセンサパッド６８は概ね頭部流体室アセンブリ６０の下に位置合わせされ、シートセンサパッド７０は概ね座部流体室アセンブリ６２の下に位置合わせされる。他の実施形態が、例えば足部流体室アセンブリ６４の下に配置させた単一のセンサパッド又は追加のセンサパッド、及び／又は前記センサパッド群の異なる配列を備えることは、当業者により理解されるであろう。アセンブリ６４に供給された流体量を制御するためだけでなくその中の圧力を測定するために、流体ラインを介して圧力弁及び変換器を足部流体室アセンブリ６４に結合することができる。
【００１９】
本実施形態では、寝返り補助クッション７４がセンサパッド６８、７０の下に位置する。図３に示した典型的な寝返り補助クッション７４は、一対の膨張可能な流体室を含む。適切な寝返り補助クッションが、例えばEllis他に発行されている米国特許第６，４９９，１６７号明細書に開示されている。この特許は本発明と同一の譲受人に譲渡されており、参照により本明細書に援用する。当業者は寝返り補助クッション７４が本発明において必ずしも必要な要素ではないことを容易に理解するであろう。
【００２０】
また、図３の実施形態は複数の他の支持構成要素６６、７２、７６、７８、８０、８４、８６、９０をさらに備える。患者支持体１０が様々な異なるベッド枠、特に異なるデッキ構造を有する様々なベッド枠と組み合わせて使用することができるように、これらの支持構成要素のうち一つ以上を備えている。患者支持体１０を特定のデッキ構造、例えば段または凹デッキもしくは平坦なデッキに対応させるために、これらの支持構成要素の一つ以上を選択的に患者支持体１０に取付け／取外ししてもよい。
【００２１】
図３に示した支持構成要素は、発泡材、膨張可能な流体室、三次元材料、他の適切な支持材料、又はこれらの組合せから作られる。図示のように、ヘッド充填材部６６は、例えば患者支持体１０を横断して延びる発泡材の複数のリブを備える。充填材部７２は発泡材層を含み、該発泡材層はセンサパッド６８、７０のほぼ真下に位置し、患者支持体１０を横断して延びている。
【００２２】
頭部ボルスタ・アセンブリ７６と座部ボルスタ・アセンブリ７８はそれぞれ、結合板１４４により隔てられた縦方向に膨張可能な流体室を備える。
【００２３】
図示のように、第１足充填材部８０は、患者支持体１０を横断して延びている複数の膨張可能な流体室を備え、第２足充填材部８４は、足部の引込みを可能にするため又は他の理由のために、図示のように切抜き部分を有する発泡部材を備える。デッキ充填材部９０は横方向に延びる複数の膨張可能な流体室を備える。図示のように、デッキ充填材部９０は２つの流体室部を備え、カバー１２の外に配置される。しかし当業者は、デッキ充填材部９０が、本発明の範囲を逸脱することなく、１つ以上の流体室領域を含んでもよいし、又は内部領域１４内に配置されてもよいことを理解するであろう。
【００２４】
また、本実施形態は空気弁ボックス５８と給気管アセンブリ８２とを備える。レセプタクル８８は空気弁ボックス５８を収容する寸法になっている。本実施形態では、レセプタクル８８は、底面カバー部１８に結合される。
【００２５】
図４Ａと図４Ｂは、本発明の制御システムと患者支持体であるマットレス１０の簡易概略図である。図４Ａは患者支持体１０とそのさまざまな構成要素を示し、図４Ｂは制御ユニット４２とその中のさまざまな構成要素を示す。上述のように、患者支持体１０は空気弁制御ボックス５８に結合されたセンサパッド５２を備える。センサパッド５２は、ヘッドセンサパッド６８とシートセンサパッド７０とを含む。ヘッドセンサパッド６８はマットレス１０のヘッド端３２に位置する。シートセンサパッド７０は、ヘッド端３２と空気弁制御ボックス５８の位置との間に配置されたマットレス１０の中間部分に位置する。シートセンサパッド７０は、リクライニング状態ではマットレス１０上に横たわっている患者の中央部または座部がその上に位置するように配置される。また、マットレス１０の頭端部３２が持上げられた時は、患者の座部はシートセンサパッド７０の上に位置する。図３に関して説明したように、ヘッドセンサパッド６８は頭部流体室アセンブリ６０の下に位置し、シートセンサパッド７０は座部流体室アセンブリ６２の下に位置する。ヘッドセンサパッド６８又はシートセンサパッド７０のセンサ群のそれぞれは、直立した円筒形流体室またはクッションの一つの真下に配置される。頭角度センサ５０２は制御ボックス５８に結合されており、センサ５２から受信した信号が頭角度情報及び座部流体室６２の圧力を調整するための圧力調整情報を提供する。
【００２６】
センサパッド５２は、個々のセンサと一体型の電子機器とケーブルとを備え、それらは後に本明細書に詳細に説明される。センサパッド５２は、関連するケーブルを介して空気制御ボックス５８に結合される。空気制御ボックスは、ヘッドセンサパッド６８及びシートセンサパッド７０に信号及び制御ライン５１０を介して結合されたマルチプレクサ５０８を備える。また、マルチプレクサボード５０８は、第１弁ブロック５１４と第２弁ブロック５１６とに順に結合された空気制御基板５１２に結合されている。通信／電源ライン５１８が図４Ｂの制御ユニット４２に結合されている。同様に、患者から水分を取去るだけでなく冷却するために患者支持体１０を介して空気流を与える換気供給ライン５２０が、図４Ｂの制御ユニット４２に結合されている。また、空気加圧／減圧供給ライン５２２も制御ユニット４２に結合されている。
【００２７】
図１及び図４Ｂの制御ユニット４２は、ユーザインターフェイス画面を表示するディスプレイ４４と、制御ユニット４２に例えば本デバイスの様々な機能または特徴を選択するためのユーザ選択可能情報を入力するユーザインターフェイス入力装置５２４とを備える。ユーザインターフェイス入力装置５２４で行った選択は患者支持体１０の動作を制御する。この動作には、マットレス１０内の様々な流体室の選択可能な圧力制御と、ベッド２を頭部が持ち上がった姿勢にする等のためのデッキ６の制御だけでなく、マットレスの現在状態、デッキ位置及び他の特徴を表示することが含まれる。
【００２８】
アルゴリズム制御基板５２６がユーザインターフェイス入力装置５２４に結合されている。アルゴリズム制御基板５２６は、ユーザが前記の機能を選択した時に入力装置５２４を介して生成された入力信号を受信する。入力装置５２４は、圧力で作動する押しボタン、タッチスクリーン、及び音声で作動する又は他の装置で選択可能な入力などの様々な入力装置を含むことができる。アルゴリズム制御基板５２６は、ユーザ入力デバイス５２４から様々な制御信号を受信すると、マットレス１０の圧力調整だけでなく、制御ユニット４２に組み込まれている他の様々な装置も制御する。例えばアルゴリズム制御基板５２６は、接続されたディスプレイ４４に信号を送信する表示基板５２８に結合されている。表示基板５２８は可聴信号を生成するスピーカ５３０にも接続されている。この可聴信号は、入力デバイス２４における様々な特徴の選択を表す。アルゴリズム制御基板５２６は、通常、病室内の壁コンセントに結合されるＡＣ入力モジュール５３４を備える電源５３２から必要な電力を受けとる。
【００２９】
アルゴリズム制御基板５２６は圧縮機５３６と送風機５３８とに結合されている。圧縮機５３６と送風機５３８は両方ともアルゴリズム制御基板５２６が生成した制御信号を受信する。圧縮機５３６は前記空気流体室を膨張させるのに使用される。送風機５３８は、排気供給管５２０を通ってマットレス１０に空気循環を行なうために使用される。しかし、圧縮機５３６を、前記流体室を膨張させるため及びマットレス１０内の空気を循環させるための両方に使用することも可能である。空気加圧／減圧スイッチ弁５４０は圧縮機５３６に結合され、マットレス１０に空気を加圧し、又は減圧するために切り替えられる。マフラ５４１が弁５４０に結合されている。加圧位置では、患者を支えるためにマットレスを膨張させるよう空気圧がマットレス１０に供給される。減圧位置では、弁５４０が該流体室内を減圧するために使用され、それによって別の場所に移動させる又は寝返り補助の間流体室を収縮させるためにマットレスを折りたたんだ状態で置いてもよい。ＣＰＲボタン５４２はアルゴリズム制御基板５２６に結合されている。
【００３０】
図示のように、アルゴリズム制御基板５２６、圧縮機５３６、送風機５３８、及びユーザ入力装置又はユーザ制御モジュール５２４は、マットレスの外部に配置されており、フットボード３８上にある制御ユニット４２の一部でもある。センサとセンサパッド５２、空気弁制御ボックス５８、及び弁とセンサパッドシステム５２とを制御するマイクロプロセッサである空気制御基板５１２がマットレス１０の内部に配置されている。これらのデバイスの幾つかを全システムの他の区域内に配置することは、本発明の範囲内である。例えば、アルゴリズム制御基板５２６をマットレス１０内に配置してもよく、又は空気制御基板５１２を制御ユニット４２内に配置してもよい。
【００３１】
図５は、ヘッドセンサパッド６８とシートセンサパッド７０とを含むセンサパッド５２を示す。それぞれのパッドは、反射波エネルギー信号を提供するよう構成された複数のセンサを備える。この反射波エネルギー信号は２００４年１月２２日に公開された国際公開第ＷＯ２００４／００６７８号パンフレットに記載されており、当該開示内容を参照によって本明細書に援用する。該センサパッドは、通常は光である波動エネルギーを発泡材などの圧縮可能な媒体に導入するファイバ対（fiber pairs）を備える。該発泡材に導入された光は、該発泡材の表面にかかる力に依存する形で分散される。反射又は分散された光エネルギーが検出され、センサにかかった力を表す電気信号に変換される。ヘッドセンサパッド６８とシートセンサパッド７０は、両方ともそれぞれ全域に間隔を空けて４４個の個別センサを備える。各個別圧力検出要素の位置は、１から８８の番号で示されている。センサパッド６８とセンサパッド７０はそれぞれ４４個のセンサを備え、かつ４４個の独立した界面圧センサの一群としてみなすことができる。通常、センサ間の領域は圧力を感知しない。センサによって生成された信号又はデータは圧力分布を示し、該データは基本的に流体室アセンブリの底とデッキ又は枠との間の界面圧のマップである。
【００３２】
ヘッドセンサパッド６８は第１センサ組５５０と第２センサ組５５２とを備える。第１センサ組５５０はセンサパッド５２の左上四半分にあり、第２センサ組５５２はセンサパッド５２の右上四半分にある。センサ組５５０、５５２のそれぞれは、２２個のセンサを含み、その位置は番号で示されている。例えば、第１センサ組５５０はセンサ１〜２２を含み、第２センサ組５５２はセンサ２３〜４４を含む。個別センサの番号の順序は、これらセンサからの情報をマルチプレクサ基板５０８がアクセスする順番を示す。
【００３３】
前述の通り、シートセンサパッド７０は第１センサ組５５０及び第２センサ組５５２とほぼ同じ構成の第３センサ組５５４と第４センサ組５５６とを備える。センサ組５５４、５５６のそれぞれは、信号情報がアクセスされる又は読み出される順番を示す番号が付された２２個のセンサを含んでいる。
【００３４】
センサ組５５０、５５２、５５４、５５６は光学システムデバイス５６０、５６２、５６４、５６６をそれぞれ備える。これらのデバイスはそれぞれ、空気弁制御ボックス５８に接続するためのケーブルを備える。センサ組５５０、５５２、５５４、５５６のそれぞれは構成がほぼ同一であるので、光学システムデバイス５６０について説明するが、残りの光学システムデバイス５６２、５６４、５６６についても同じことが言える。
【００３５】
光学システムデバイス５６０は光エレクトロニクスインターフェイス基板であって、該基板と一体のマイクロコントローラに組込まれたソフトウェアと、センサパッドとを含む。マイクロプロセッサのこの組込みソフトウェアは、通常、ファームウェアと呼ばれる。国際公開第ＷＯ２００４／００６７６８号パンフレットに記載されているように、各センサは光エレクトロニクス基板に結合された光ファイバケーブルを備える。２つの発光ダイオードが、各センサに光を供給し、単一のフォトダイオードアレイが、センサ組内の全２２個のセンサからの光学入力を読取る。消去・プログラム可能な読出し専用メモリーと通信用シリアルインターフェイスドライバが含まれる。光学システムデバイスの主な目的は、光ファイバケーブルを通って個々のセンサに到達した反射光から各センサがそれぞれ検知した情報を取得することである。組込みマイクロプロセッサ内のアルゴリズムが、該センサによって検知されたデータを線形化するのに使用される。センサデータ及び診断データは、ＲＳ−２３２ポートを通ってマルチプレクサ５０８に送られる。該データは、コントローラ・エリア・ネットワーク（ＣＡＮ）バス等のネットワーク５７８を介してアルゴリズム制御ユニット５２６に送信される。
【００３６】
図６は本発明の全体システム構成５７０を示す。前述のように、センサ通信ハブとしても知られるマルチプレクサ５０８は、頭ゾーンセンサ６８及び座ゾーンセンサ７０に結合される。マルチプレクサ５０８は、光学システムデバイスと同様に、後述される複数の検出アルゴリズムを備える。さらにシステム構成５７０は、第二の検出アルゴリズム５７４の集合と制御アルゴリズム５７６とを含むアルゴリズム制御ユニット５２６を備える。マルチプレクサ５０８及びアルゴリズム制御ユニット５２６の出力はネットワーク５７８に結合されている。ネットワーク５７８に空気制御基板５１２とＬＣＤ表示ユニット４４も結合される。ネットワーク５７８は通信ハブとしても知られるインターフェイスハードウェアを備える。ネットワーク５７８は、様々なハードウェア、ソフトウェア、及びファームウェア制御デバイス群のための通信バスとして動作する。
【００３７】
前述のように、マルチプレクサ５０８は検出アルゴリズム５７２を備える。また、アルゴリズム制御ユニット５２６は、圧力緩和、動作計測、重量見積もり、及びＬＣＤモジュールへの統計モデル計算結果を含む情報の供給等のアルゴリズムを含む検出アルゴリズムを備える。
【００３８】
図７は、ＬＣＤ表示ユニット４４と空気制御基板５１２とネットワークである通信ハブ５０８とアルゴリズム制御ユニット５２６とを組込む制御システム５８０のブロック図を示す。頭ゾーンセンサ６８及び座ゾーンセンサ７０からの検出データを受信する通信ハブ５０８は、ＬＣＤ表示ユニット４４とアルゴリズム制御ユニット５２６の両方にそれぞれ第１センサデータ線５８２と第２センサデータ線５８４を介して結合される。図６で説明したように、アルゴリズム制御ユニット５２６は検出アルゴリズム５７４と制御アルゴリズム５７６を含む。アルゴリズム制御ユニット５２６は、患者位置監視状態を送信するためのＬＣＤ表示ユニット４４に結合された第１出力線５８６と、動作の状態を通信するための第２制御線５８８と、アルゴリズム制御ユニットの状態を通信するための第３制御線５９０とを備える。また、アルゴリズム制御ユニット５２６は第４出力線５９２を備え、該出力線５９２は、頭ゾーン、座ゾーン、及び足ゾーンのそれぞれのゾーン圧力設定点を、該出力線５９２が結合された空気制御基板５１２に送信する。空気制御基板５１２は前記圧力センサを備え、制御圧力ゾーン・フィードバック信号を、線５９４を介してアルゴリズム制御ユニット５２６に送り返す。
【００３９】
アルゴリズム制御ユニット５２６とＬＣＤ表示ユニット４４とに結合された第５制御線５９５は、アルゴリズム制御ユニット５２６によって求められた最適圧力に適用される圧力オフセット値に関連した状態情報を送信する。制御線５９５は個別の制御線として示されているが、必要に応じて第３制御線５９０と一緒に備えてもよい。最適圧力に適用される圧力オフセット値に関連した状態情報に加えて、最適化することなく患者の体重に基づいた頭ゾーン、座ゾーン、及び足ゾーンのそれぞれの圧力設定点を表示ユニット４４に送信してもよい。
【００４０】
また、ユーザインターフェイス入力装置５２４を介するＬＣＤ表示ユニット４４は、制御線５９６を介して制御信号をアルゴリズム制御ユニット５２６に送信する。制御線５９６は、ベッドの枠又はデッキを調整するためのベッドタイプ指令信号に加えて様々なモードの指令信号といった信号を含む。これらの信号は、快適制御モードと手動モードの選択を誘導する信号だけでなく、快適制御モードのときにオフセット圧力に適用されるオフセット値を示す信号をも含んでいる。
【００４１】
図６で説明したように、本発明は制御アルゴリズムに加えて検出アルゴリズムを含む。検出アルゴリズムはマルチプレクサ５０８とアルゴリズム制御ユニット５２６内のファームウェア内に設けられる。検出アルゴリズムは、対象の一部が表面ではなくベッド枠によって支えられている状態である底打ちの検出と、ベッドから降りることの検出と、ベッドの縁に座っていることの検出と、該表面の縁に患者が横たわっていることの検出と、ある期間に亘る該表面上の患者の動き不足の検出と、６つの位置（左横たわり、左座位、中央横たわり、中央座位、右横たわり、右座位）を区別する患者位置監視と、ベッド上で下向き姿勢の患者体重の±２０％以内の測定とを含む。制御システムアルゴリズムファームウェア５７６内に位置する制御システムアルゴリズムは、ヘッドセンサパッド６８及びシートセンサパッド７０上に配置されたマットレス１０の空気流体室の表面の動的負荷分配調整によって圧力減少を最適化する。
【００４２】
図８は圧力調整モードにおいて本発明の患者支持体の圧力を求める方法を示すフロー図である。また、このモードは硬度オーバーライドモード又は快適制御モードと呼ばれる。本発明は、流体室内の空気圧を監視し、空気流体室を介してその下に配置されたセンサに送信された力又は圧力の検知によって該空気圧を制御することにより空気流体室内で圧力逃しを行う。本発明は、前述の方法によって求められた最適空気圧の周囲の圧力の調整を制御するオフセット圧力を含む。最適な空気圧は底打ち直前の圧力であるという仮定に基づき、底打ち状態は最適圧力に到達したという信号として使用されてもよい。最適圧力は底打ち直前の圧力と考えられるが、時によって患者は求められた最適圧力の値と異なる値に調整された圧力を要求してもよい。個々の患者又は看護人は最適圧力を好まないかもしれないため、その場合、本発明は最適空気圧の上又は下に空気圧を調整するよう使用されてもよい。
【００４３】
図８のように、ステップ６００では、快適調整又は圧力調整モードは看護人によって選択される。このモードの選択は、後述の図１０〜１５についての説明としてユーザインターフェイスと共にさらに説明される。一度手動圧力調整モードが選択されると、圧力設定が調整される。本発明の一実施形態において、頭ゾーン流体室、座ゾーン流体室、及び足ゾーン流体室を調整することができる。それらの各ゾーンの圧力設定の調整は、求められた最適圧力に近い増分または減少圧力オフセットである。一度圧力調整又はオフセットの量がステップ６０２で看護人によって選択されると、最適圧力が求められる。
【００４４】
最適圧力を求めるために、流体室は図８のステップ６０４で高圧になるよう最初に充填される。始めは、流体室を２５インチ（約０．６４ｍ）の水圧まで充填させてもよい。一度患者がマットレス上に上がると、患者の質量が当業者に周知の質量又は体重アルゴリズムによって算出される。一度患者の質量が算出されると、流体室内の圧力は図８のステップ６０６で一定量ずつ減らされる。圧力が減少すると、センサパッド６８と７０のセンサが図５の順番に従ってアクセスされる。各センサ組内の２２個のセンサから提供されたデータ又は情報が約４分の１秒毎に読み出され、又は提供される。この結果、第１、第２、第３、及び第４センサ組５５０、５５２、５５４、５５６からの情報が約１秒毎に提供される。この情報は、ステップ６０８で底打ち指標を計算するために使用される。底打ち指標は、センサパッド６８と７０のそれぞれのセンサ群から得られた圧力分布データから導かれる。
【００４５】
底打ち指標は底打ち傾向を判断するために使用される。このような指標は、次の指標を含む。  
（ａ）「高圧力閾値」を超えるセンサ出力値の合計。この指標の場合、閾値が設定され、センサがこの閾値を超えた量が累算される。高圧力閾値は固定であってもよいし、又は好ましくは、平均センサ出力値に比例して適宜算出されてもよい。該高圧力閾値は全てのセンサ出力値の平均値の１．２〜３．０倍の範囲に設定されるのが好ましいことが分かっている。  
（ｂ）「支持閾値」未満のセンサの数によって測定される非支持面積。「非支持面積」は、支持面積が増えると減少する。支持閾値は、固定されてもよいし、又は好ましくは、平均センサ出力値に比例して適宜算出されてもよい。該高圧力閾値は全てのセンサ出力値の平均値の０．１〜０．７倍の範囲に設定されるのが好ましいことが分かっている。  
（ｃ）高圧力閾値を超えるセンサの数。上記（ａ）の指標と同様に、高圧力閾値が設定され、この高圧力閾値を超えたセンサの数がカウントされる。  
（ｄ）任意のセンサによって通知された最大出力値。  
（ｅ）最高出力値を通知している３つのセンサの平均値。  
（ｆ）全てのセンサ出力値の標準偏差。この値は次の公式に従って計算される：標準偏差＝（センサ出力値と平均センサ出力値の差の２乗の和の平方根）÷（センサ数−１）。  
（ｇ）センサ出力値の高い側の偏差。この指標は標準偏差と類似の方法で計算される。しかし、この場合、平均センサ出力値を超えたセンサ出力値だけが計算に使用される。  
（ｈ）流体室の空気圧の変化に対する比率としての上記指標群の変化。
【００４６】
圧力最適化アルゴリズムは、頭部及び座部流体室部のそれぞれの内圧に対応する指標を提供するために、上記データの分布標準偏差を使用してもよい。別の実施形態では、座部流体室部だけが最適化アルゴリズムを提供するために使用され、頭部流体室の圧力は求められた座部流体室の圧力の一定量として求められる。分布標準偏差がある値に向かっている時に、決定ステップ６１０において底打ちの予告通知が示されない間は、ステップ６０６で空気圧を連続的に減少させる。しかし、決定ステップ６１０において底打ちの予告通知が発生したと判定した場合、ステップ６１２において好適な又は最適な圧力値に達する。一度ステップ６１２で最適圧力に達すると、圧力調整又はオフセットがステップ６１４でその最適値にかけられる。次に圧力調整アルゴリズムは、頭ゾーン、座ゾーン及び／又は足ゾーン内の圧力を維持するために空気圧制御装置又は空気圧制御基板５１２の弁に信号を送信する。それぞれのゾーンの流体室を介して伝達される圧力又は力は連続的に監視され、該流体室内の圧力を調整するために使用される。
【００４７】
図８のステップ６１６では、上記の求められた最適圧力より上または下に最適圧力を調整する圧力調整オフセットを、上記求められた最適圧力に加算するように維持することによって、快適調整モードにおいて圧力を維持する。上記ゾーンを介して伝達された圧力又は力は、このステップで連続的に監視される。しかし、圧力がユーザインターフェイスを介して調整される場合、又は何も動作が起こらないまま経過時間が生じた場合、又はステップ６１８で求められるような実際の動きがある場合、システムはそれ自身を再初期化し、ステップ６０４に戻る。ステップ６０４では、アルゴリズムが流体室を高空気圧になるまで加圧し、底打ちに向かう傾向を求めるために固定した増加量によって空気圧を減少させる。前述のように、ステップ６１２において一度最適圧力に達すると、最適の上下の圧力調整が決定した最適圧力にかかり、ステップ６１６で維持される。看護人によって圧力調整が何も行なわれなかった場合、又は経過時間が生じなかった場合、又は何も動作がなかった場合、圧力調整オフセットを含む最適圧力はステップ６１６で維持される。
【００４８】
図９は圧力逃し状態機構７４６の状態遷移図を示す。前述の通り、底打ち指標は底打ちの予告通知を提供する。最適な空気圧は底打ち直前の圧力であるという仮定に基づき、この予告通知は最適又は好ましい圧力に到達したという信号として使用される。前述の通り、空気圧は徐々に減少される。各増分の後で、底打ち指標が算出されてもよい。底打ち指標が底打ちの予告通知を提供する時点で、空気圧は設定通りに維持され、最適又は好ましい圧力逃しが達成される。
【００４９】
該図においては、曲線矢印が状態間における許容遷移を示している。一つの状態から別の状態への遷移を引き起こす条件が、各矢印上にラベル付けされている。幾つかの場合では、その理由は特定の条件（例えば、２個未満の指標が減少している）を満たす指標の数に基づいている。該条件は、適切な閾値に対して単一の指標（又は指標の計量された合計）を比較することによって置換えてもよいことを理解すべきである。
【００５０】
動作が終了し、PがP最大より大きい又は等しいと判断される場合、空気は空気削減状態７５０で減少される。該指標が減少していると判断される場合、システムはマットレス流体室内の空気を減少させ続ける。しかし、２つより多くの指標が増加していると判断される場合、システムは底打ち回復状態７５２に入る。指標が一貫していない場合、システムは底打ち回復状態にとどまる。しかし、指標が増加していれば、システムは空気削減状態７５０に戻る。反対に、全ての指標が減少していれば、システムは流体室内の空気が増加される空気増加状態７５４に入る。全ての指標が減少していれば、システムは空気増加状態７５４にとどまる。
【００５１】
２つより多くの指標が増加すれば、システムは空気増加状態７５４を抜けて、底打ち回復状態７５２に戻る。１つの指標が増加する場合、システムは、マットレス内の空気圧が最適又は好ましい圧力逃しに維持される保持状態７５６に移る。該保持状態７５６中に指標に何の変化もない場合、システムは最適圧力モードに留まる。しかし、保持状態７５６中に２つより多くの指標が増加した場合、システムは前述のように底打ち回復状態７５２に戻る。保持状態７５６にある間は、タイムアウトが経過した後にシステムが最適確認状態７５８で最適状態を確認できるようにするタイマーを設定する。最適確認状態７５８のときに、もし１つ又は２つの指標が増加したら、システムは流体室内の空気を減少させる空気削減状態７５０に戻る。空気削減状態７５０の時に最適状態が検知された場合、システムは最適確認状態７５８に移る。さらに、経過時間終了後にすぐシステムが圧力保持状態７５６に戻るように、空気削減状態７５０中にタイマーをセットしてもよい。
【００５２】
ベッドが空いている場合、自動制御システムは「ベッド空」状態にある。この状態では、制御システムが、空気圧設定点を、空気流体室を完全に膨張させるための十分な値に設定する。
【００５３】
患者がベッドに乗ったか否かを、界面圧力センサを使用して検出する方法は周知である（例えば国際公開第ＷＯ２００４／００６７６８号パンフレットを参照）。あるいは、ベッド枠の脚の負荷セル、容量性センサ、他の種類のベッド使用者検出スイッチ等の他の手段を人が該ベッドを使用中か否かを検出するために採用してもよい。使用者が検出され次第、該自動制御システムは「弁閉じ」状態に切り替わる。この状態では、該自動制御システムは空気流体室に流出入する空気流を止める（すなわち、しばらくの間空気圧を調節するのを停止する）指令を空気圧調節器に送信する。一定の時間、好ましくは約５〜３０秒が経過した時、該自動制御システムは「空気削減」状態に切り替わる。
【００５４】
「空気削減」状態では、該自動制御システムは、空気圧をある量だけ減少させるように空気圧調節器に指示する。ある期間後、前記指標群が計算される。該指標群が減少した場合は、該自動制御システムは「空気削減」状態に留まり、空気圧を更に減少し始める。もし１つ又は２つの指標が増加した場合は、底打ち傾向が始まったことを意味し、該自動制御システムは「保持」状態に切り替わる。
【００５５】
「保持」状態では、該自動制御システムは、保持状態に入った時の値に空気圧を維持するように空気圧調節器に指示する。定期的に前記指標群が計算される。該指標群に大幅な変化がない場合は、該自動制御システムは「保持」状態に留まる。保持状態において、ある指標が増加することは、使用者が動いていることを示している可能性がある。この場合、現在維持されている空気圧は最適であるかを判断するためにテストを行なうことが必要である。このテストは、「最適確認」状態に切替わることで自動的に実行される。
【００５６】
「最適確認」状態では、該自動制御システムは、空気圧をある間隔を置いて増加させるように空気圧調節器に指示する。空気圧の所望の増加が達成された（又は適当な長さの時間が経過した）時、該指標群が計算される。もし該指標群が減少した場合は、空気圧の再度の増加が必要であることを示している。それによって、該システムは、下記に説明する「空気増加」状態に切り替わる。上述したように、該指標群は、底打ち前の最低空気圧またはほぼ最低空気圧の時に最小値となるように選択される。従って、空気圧が増加し該指標群が減少する場合、空気圧がまだ低過ぎることを示している。更に空気圧を増加させると、更に該指標群を減少させる可能性がある。反対に、空気圧の増加の後に該指標群が概ね増加する場合は、前記と反対に、空気圧は最適値より高く、該システムは「空気削減」状態に切り替わる。
【００５７】
「空気増加」状態では、該自動制御システムは、空気圧をある量だけ増加させるように空気圧調節器に指示する。ある期間の後、前記指標群が計算される。該指標群が減少した場合は、該自動制御システムは「空気増加」状態に留まり、空気圧の増加を再度開始する。１つか２つの指標が増加した場合は、底打ち傾向が戻ったことを意味し、該自動制御システムは「保持」状態に切り替わる。
【００５８】
図１０は、患者支持体が自動圧力逃しモード又は最適圧力モードにあるときのユーザインターフェイス４４上に表示された画面表示８００である。このモードはマットレスシステムが初めに作動されたときのデフォルト・モードである。図解のように、画面表示８００は現在のモードが表示されている領域又は部分８０２を示しているモードを備える。区域８０２に示すように、現在表示されているモードは自動圧力逃しモードである。メニューボタン８０４を、本明細書に記載される本装置の様々な特徴を選択するために備える。画面表示８００の中間部分８０６は患者支持体の現在の状況を表示するために使用されてもよい。図のように、例えばベッドの頭部が３０度未満に持上げられ、患者８０８が表面８１０上に横たわるよう概略的に示されている。底部８０９は、タッチスクリーンボタン又は電気接触ボタンを備えることができる多数の選択可能ユーザインターフェイスボタン又はユーザインターフェイス入力を示す。上記ユーザインターフェイスボタンには、鍵ボタン８１１と、左向き寝返り補助ボタン８１２と右向き寝返り補助ボタン８１４を含む寝返り補助ボタンと、最大（max）膨張ボタン８１６とが含まれる。
【００５９】
図１１は、メニューボタン８０４がプルダウン・メニュー８１８を表示するために選択された画面表示８００を示す。プルダウン・メニュー８１８は、様々な機能から選択するための多数の選択ボタンを含む。例えば、プルイダウン・メニュー８１８は、アラーム設定のためのセレクタ８２０と、米国特許出願第１１／１１９，６３５号「LACK OF PATIENT MOVEMENT MONITOR AND METHOD」に記載されている動作モニターを選択するためのセレクタ８２２と、表面マップを表示するためのセレクタ８２４と、本発明の快適調整モードを選択するためのセレクタ８２６と、様々な言語から選択するためのセレクタ８２８と、本明細書に記載の装置に特徴を設定する又はサービスを提供するために技術者又は他の職員によって使用されてもよいイン・サービスセレクタ８３０とを備えている。
【００６０】
一度快適調整セレクタ８２６が選択されると、図１２のユーザインターフェイス画面８３２が表示される。画面８３２の部分又は領域８３４を特定しているモードにおいて、選択された快適調整モードが表示されている。状況区域８３６には、快適調整モードを切るためのオフボタン８３８と、表面に患者の概略図を有する快適調整ボタン８３９とが備えられている。「最適な治療のために、快適調整をオフのままにしておくこと」との文言が表示されている。図１０のように画面８３２が最初に表示される場合は、ユーザは最適治療をオン状態に留めて快適調整をオフ状態に留めるべきか否かを選択する機会がある。このようにして、看護人は快適調整が選択されたモードとなるよう確認する機会を与えられる。図１２のように、ユーザインターフェイスセレクタボタン８４１が点線の輪郭で示されているため、部分８４０は快適調整モードがまだ選択されていないことを示している。一実施形態では、部分８４０の画面８４１は、薄い又はぼやけた画像を備え、看護人は薄く表示された様々なボタンを選択できない。選択可能になると、表示画像は濃い又は完全な画像で表示される。さらに画面表示８３２は、看護人が現時点で快適調整モード又は快適調整機能が好ましくないと判断した場合に選択可能な完了ボタン８４４だけでなく、助けが必要なときに情報を看護人に提供するためのヘルプボタン８４２を含む。
【００６１】
快適調整モードが必要だと看護人が判断した場合、看護人は、図１２の快適調整ボタン８３９を選択する。選択されると警告画面８４０（図１３参照）が現れ、前記快適調整モードが起動している時は治療が最適化されていない又は最適な状態ではないことを示す。もし看護人が快適調整機能を継続したい場合、看護人は該快適調整機能に入るようＯＫボタン８４６を選択する。しかし、看護人が該快適調整治療を所望しないと判断した場合、看護人はキャンセルボタンを選択し、画面表示が図１０の画面表示８００に戻る。
【００６２】
図１４は、本発明の快適調整画面表示８５０を示す。画面表示８５０は、快適調整機能が選択されていることを表示する部分又は領域８５２を特定するモードを備える。快適調整機能である間は、部分８５４がマットレスは現在快適調整モード中であり、最適治療モードではないことを示す。ボタン８５５が快適調整を切るために設けられている。画面表示８５０のボタン部分８５６は患者インターフェイス部分８５９のみならずセレクタ部分８５８も備える。該部分８５８は、前述のように最適圧力付近にオフセット圧力を調整するための複数の調整ボタンを備える。例えば、マットレスの頭部において、上昇／下降セレクタ８６０は、該オフセット値をマットレスの頭部８６６に合わせるための上昇ボタン８６２と下降ボタン８６４を含む。座部調整部分８６８は、上昇ボタン８７０と下降ボタン８７２を含む。図のように、座部圧力は座部８７４の最適モードからオフセットを選択するために前記上昇及び下降ボタンで調整されてもよい。足調整セレクタ８７６は、上昇ボタン８８０と下降ボタン８８２を含む座部８７８を調整する。このように、看護人は患者又は看護人の要望によって各区域を好ましい圧力に調整してもよい。さらに、画面表示８５０は前述のヘルプボタン８４２と完了ボタン８４４を含む。
【００６３】
図１５は、快適調整モードとオフセット圧力が選択された時の本発明の画面表示８９０を示す。このモードでは、該快適調整が作動している間は、モード識別部分８９２が支持システムは快適調整モードであることと、治療は最適ではないことを示している。画面８９０の部分８９４は、支持面８１０上に横たわっている患者８０８を示す。該快適調整モードの間、支持面８１８は頭ゾーン８９６と座ゾーン８９８と足ゾーン９００のオフセットされた圧力の量を示す。いかなるゾーンも調整可能である。ある１つのゾーン、ある２つのゾーン、又は３つ全てのゾーンの調整を行うことは、本発明の範囲内である。さらに、増分（正）オフセットだけ、減少（負）オフセットだけ、又は両方のオフセット、又はそのいかなる組合せをも提供することは本発明の範囲内である。ゾーン８９６、８９８及び９００は、自動圧力逃しモードになった変化量を表示するためにそれぞれ図のような１つ以上の水平バーを備える。一実施形態では、調整又はオフセットの全範囲は２インチ（約０．０５ｍ）の水圧である。４つのバーで調整するということは、１つのバーはそれぞれ２分の１インチ（約０．０２５ｍ）の水圧の調整をしている。オフセットの他の範囲及び他の数のバーを有することは本発明の範囲内である。１つのバーに対応する調整量は２分の１インチの水圧以外でもよい。さらに、画面表示８９０は、前述の鍵ボタン８１０、左向き寝返り補助ボタン８１２、右向き寝返り補助ボタン８１４及び最大膨張ボタン８１６を備える。その結果、快適調整モード中は、最大膨張機能と同様に寝返り補助機能が使用できる。
【００６４】
次に図１６には、手動モードを選択するための手動モード表示画面９１０が表示されている。前記手動モード表示画面９１０にアクセスするためには、プルダウン・メニュー８１８を表示するよう図１１のメニューボタン８０４を選択する。イン・サービスボタン８３０を選択することによって、手動モードが別のプルダウン・メニュー（図示せず）を介して選択される。通常、イン・サービスの特性は技術者だけが使用可能である。
【００６５】
手動モードでは、サービス技術者又は他の権限のある人物が手動オン／オフボタン９１２を選択することによって該手動モードを選択してもよい。該手動モードが選択されると、快適調整機能だけでなく自動圧力逃し機能もオフにされ、それによってマットレスの圧力が患者の体重だけに基づいて決定される。患者の体重に対する適切なマットレスの圧力は、当業者が理解しているようにルックアップテーブルに保存される。そのシステムは、該手動モードが２００ポンド（約９１ｋｇ重）の患者の体重をデフォルトとする場合、それを体重ライン９１４に示す。しかし、技術者は他の患者の体重を、例えば７０から４００ポンド（約３２から１８０ｋｇ重）まで選択することができる。他の体重も本発明の範囲内である。患者の体重を選択するために、技術者は数字ボタンとクリアボタンを有するキーパッド９１６で適当な値を入力する。一度体重が入力されると、選択された体重が体重表示９１８に現れる。技術者が入力した体重で納得した場合、体重保存ボタン９２０を押してセーブすることができる。一度体重が入力されると、システムは該ルックアップテーブルに従って適切な圧力を生成してもよい。一度体重が入力されると、メインサービス画面に戻るよう終了ボタン９２２を押してもよい。さらに、画面９１０は、マットレスのシリアルナンバーと、現在の日付と、さらにベッドタイプ、マットレスのモード及び連絡先電話番号を示した識別部分９２４とを備える。入力された体重に基づいて設定された圧力は、技術者又は他の人が変更しない限り維持される。
【００６６】
図１７は、足ゾーン内の足ゾーン流体室の上に位置する患者の存否を判断するための本発明の一実施形態を示すフロー図である。患者がベッドの上に足を載せて座っている時、あるいはベッドの縁に足を垂れ下げながらベッドの脇に座っている時はいつでも、患者とマットレスの間のインターフェイスは安定したものでありまた患者を支持するものであるべきである。適切な支持を提供するために、マットレスの下で余分な動きをせずに患者が座れるようにすることが好ましい。患者の位置は、傾かないよう患者を均等に支持するために十分に安定しているべきである。患者が足ゾーンで完全に座っている場合、又は患者が足ゾーンと座ゾーンの境界をまたいでいる場合でも、均等な支持となることが好ましい。
【００６７】
患者に適切な支持や安定性を提供するために、本発明のソフトウェアやファームウェアに具体化されたアルゴリズムが頭ゾーン、座ゾーン又は足ゾーンにいる患者の存否を検知し、それに応じて空気圧を調整する。患者の位置は本明細書に記載のセンサパッドによって決定されてもよいし、又は足ゾーン流体室に結合された圧力弁／変換器によって求められた足ゾーンの空気圧によって決定されてもよい。
【００６８】
図１７のフロー図は、足ゾーン流体室の圧力を制御することに関連して説明される。しかしながら、頭ゾーン流体室と座ゾーン流体室内の圧力も同様に制御することは本発明の範囲内である。図１７のステップ１０００のように、足ゾーンの圧力は圧力変換器によって監視され、制御システムのメモリーデバイス又はバッファ内に長期間保存される。この圧力弁は継続的に更新され、過去の値はアルゴリズムで使用するために保存される。ステップ１００２では、圧力の変化が、例えば５秒間などの所定の時間の間測定される。別の期間又は時間も本発明の範囲内である。時間内の変化を越える圧力変化は△Ｐ／△Ｔとして表示される。該△Ｐ／△Ｔは動作が発生したことを示す結果である２つの所定の値と比較される。例えば、△Ｐ／△Ｔが第１の所定の値より大きい場合、又は△Ｐ／△Ｔが第２の所定の値よりも小さい場合、動作は図１７のステップ１００４で検知される。患者が乗ることから生じる圧力の増加は正値の△Ｐ／△Ｔをもたらし、この値が該第１の所定の値よりも大きい場合、動作はステップ１００４で検知される。患者が降りることから生じる圧力の減少は、負値の△Ｐ／△Ｔをもたらし、この値が該第２の所定の値よりも小さい場合、動作はステップ１００４で検知される。しかし、動作が検知されない場合、アルゴリズムは△Ｐ／△Ｔを計算し続ける。
【００６９】
動作が感知された場合、ステップ１００６では、検知された動作より先に生じる足ゾーンの圧力が特定され、後で使用するために保存される。一度この圧力値が保存されると、空気を足ゾーンに供給する弁がステップ１００８で閉じ位置にロックされる。それによって足ゾーン流体室が異なる圧力で制御されるのを実質的に防ぐ。一度弁がロックされると、アルゴリズムは足ゾーン圧力が安定しているか又はほとんど変化がないかを判断する。この判断は、一定時間にわたって足ゾーンにおける圧力の変化を計算することによって下される。例えば、該変化が５秒間にわたって２分の１インチ（約０．０２５ｍ）の水圧よりも少ない場合、アルゴリズムはステップ１０１０で動作が止まったと判断する。該圧力が安定していない時は、弁をステップ１００８でロックしたままにする。しかし、該動作が停止すると、停止した後に生じる足ゾーンの圧力はステップ１０１２で保存される。
【００７０】
動作の後に生じる圧力が止まると、圧力値がステップ１０１４で保存される。この圧力値は、該動作が検知される前に求められた事前に保存されている圧力値と比較される。この比較に基づき、圧力はステップ１０１６で足ゾーンと座ゾーン内に設定される。
【００７１】
ステップ１０１６で足ゾーンと座ゾーン内に設定された圧力は、検知された動作以前に生じる足ゾーン圧力の事前に保存された値と比較して、足ゾーン内の圧力が上がったか下がったかの判断に基づいている。圧力が、例えば５インチ（約０．１３ｍ）の水圧などの所定量増加した場合、患者は足ゾーンで座っている又は部分的に座っていることが分かる。しかし、空気圧が所定量減少した場合、患者は足ゾーンに既に座っていないことが分かる。
【００７２】
一度乗ったことが確認され、つまり圧力が増加し、座ゾーンの圧力が足ゾーンの圧力の８０パーセント未満であると判断されと、座ゾーンの圧力は足ゾーンの圧力の８０パーセントに設定される。しかし、座ゾーンの圧力が足ゾーンの圧力の８０パーセント未満ではない場合、足ゾーンの圧力は座ゾーンの圧力の１２５％に設定される。
【００７３】
降りた場合、つまり圧力が減少した場合、流体室は固定された所定の圧力に設定される。例えば、座ゾーン圧力が２５インチ（約０．６４ｍ）の水圧に設定可能であり、足ゾーン圧力は３０インチ（約０．７６ｍ）の水圧に設定可能である。
【００７４】
本発明をその特定の態様と共に説明してきたが、代替例、変形例、及び応用例は当業者に明らかである。例えば、頭部と座部の空気圧の変化の測定は、患者の位置の決定に役立つよう採用することができる。従って、添付の請求項の思想や広い範囲内にあるそのような全ての代替例、変形例、及び応用例を包含することを目的としている。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】典型的な病院用ベッド上に配置された患者支持体の斜視図であって、内部構成要素を示すために患者支持体の一部を切り取った斜視図である。
【図２】内部構成要素を示すために一部を切り取った患者支持体の斜視図である。
【図３】患者支持体の構成要素の展開図である。
【図４Ａ】本発明の制御システム及びマットレスアセンブリの簡易概略図である。
【図４Ｂ】本発明の制御システム及びマットレスアセンブリの簡易概略図である。
【図５】センサパッドのセンサ群からデータを読み出すためのシーケンスを備える第１及び第２センサパッドである。
【図６】通信ネットワークに結合された頭ゾーンセンサ、座ゾーンセンサ及び他のシステム構成要素を示す機能ブロック図である。
【図７】アルゴリズム制御ユニットを含む本発明の制御システムのブロック図である。
【図８】オフセットを最適圧力に適用するための本発明の一実施形態を示すフロー図である。
【図９】本発明の圧力逃し制御システムの状態機構図である。
【図１０】様々な入力セレクタだけでなく支持面の図形表示を有する自動圧力逃しモードにおける本発明の画面表示である。
【図１１】選択可能な様々な特徴を備えるメニューの画面表示である。
【図１２】硬さオーバーライドとしても知られる、頭ゾーン、座ゾーン及び足ゾーン内のオフセット圧力を調整するための快適調整画面の画面表示である。
【図１３】オフボタンを介してオンボタンが選択された時の図１２の画面表示であって、快適調整モードが作動している場合は治療が最適ではないことを知らせる警告画面を示している。
【図１４】頭ゾーン、座ゾーン及び足ゾーンのそれぞれにおける最適に近い硬さを調整するための調整セレクタを備える快適調整機能が選択された後の快適調整モードの画面表示である。
【図１５】快適調整モードが作動している時の頭ゾーン、座ゾーン及び足ゾーン内のそれぞれの圧力を示す快適調整画面の画面表示である。
【図１６】マットレスの圧力を調整するために患者の体重を入力する手動モードを選択するためのサービスモード画面の画面表示である。
【図１７】足ゾーンに位置する患者の存否を判断するための本発明の一実施形態を示すフロー図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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