(57)【要約】【課題】ベッド寝床部上のベッド使用者の背上げ動作についてその速さに追従して判定しうるベッドの在床状況検知方法を提供する。【解決手段】検知方法は、ベッド寝床部21の頭側右部、頭側左部、足側右部及び足側左部に掛かる荷重をそれぞれ第１〜第４荷重検出センサ1A〜１Dにより検出する荷重検出工程と、第１及び第２荷重検出センサ1A、1Bからの出力値W1、W2を合計した頭側出力値Ｈを算出して記憶する出力値データ記憶工程S5と、頭側出力値Ｈの減少率に関する所定の第１条件と第２条件とのうち少なくとも一方を満足しているか否かを判定する背上げ判定工程S7と、第１条件と第２条件とのうち少なくとも一方を満足していると判定された場合、寝床部21上のベッド使用者Ｕが背上げ動作をした旨の情報を報知する報知工程S28と、を含んでいる。【選択図】図１
2014100425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベッド使用者が臥床するためのベッド寝床部の頭側右部、頭側左部、足側右部及び足側左部に掛かる荷重をそれぞれ第１〜第４荷重検出センサにより検出する荷重検出工程と、
前記第１及び第２荷重検出センサからの出力値を合計した頭側出力値を算出して記憶する出力値データ記憶工程と、
現時刻からｔ１（但し０＜ｔ１）時間前の頭側出力値に対する現時刻の頭側出力値の減少率がα１（但し０＜α１）以上である状態がβ１（但し０＜β１）時間以上継続しているという第１条件と、現時刻からｔ２（但しｔ１≦ｔ２）時間前の頭側出力値に対する現時刻の頭側出力値の減少率がα２（但し０＜α２＜α１）以上である状態がβ２（但しβ１＜β２）時間以上継続しているという第２条件と、のうち少なくとも一方を満足しているか否かを判定する背上げ判定工程と、
前記背上げ判定工程で前記第１条件と前記第２条件とのうち少なくとも一方を満足していると判定された場合、寝床部上の使用者が背上げ動作をした旨の情報を報知する報知工程と、
を含んでいることを特徴とするベッドの在床状況検知方法。
【請求項２】
前記出力値データ記憶工程は、更に、前記第３及び第４荷重検出センサからの出力値を合計した足側出力値を算出して記憶するものであり、
前記背上げ判定工程の前記第２条件は、前記頭側出力値の減少率が前記α２以上であり且つ現時刻から前記ｔ２時間前の足側出力値に対する現時刻の足側出力値の増加率がα３（但し０＜α３≦α２）以上である状態が前記β２時間以上継続しているという条件である請求項１記載のベッドの在床状況検知方法。
【請求項３】
在床状況検知方法は、更に、
前記第１〜第４荷重検出センサからの出力値に基づいて使用者が寝床部上に臥床したか否かを判定する臥床判定工程と、
前記臥床判定工程で使用者が寝床部上に臥床したと判定された場合、その時の前記第１〜第４荷重検出センサからの出力値を合計した総出力値を臥床時総出力値として算出して記憶する臥床時総出力値記憶工程と、を含んでおり、  
前記臥床判定工程及び前記臥床時総出力値記憶工程は、前記出力値データ記憶工程及び前記背上げ判定工程の前で行われるものであり、
前記出力値データ記憶工程は、更に、前記第１〜第４荷重検出センサからの出力値を合計した総出力値を算出して記憶するものであり、
前記背上げ判定工程は、現時刻から前記ｔ１時間前の総出力値と現時刻の総出力値との差の絶対値が前記臥床時総出力値の１／ａ（但し１＜ａ）倍以下であるか否かを判定し、前記差の絶対値が前記臥床時総出力値の１／ａ倍以下であると判定した場合、前記第１条件と前記第２条件とのうち少なくとも一方を満足しているか否かを判定するものである請求項１又は２記載のベッドの在床状況検知方法。
【請求項４】
前記背上げ判定工程は、前記差の絶対値が前記臥床時総出力値の１／ａ倍以下ではないと判定した場合、前記臥床判定工程へ戻る請求項３記載のベッドの在床状況検知方法。
【請求項５】
ｔ１は、ｔ１＜ｔ２の関係を満足している請求項１〜４のいずれかに記載のベッドの在床状況検知方法。
【請求項６】
β１は、β１≦β２×（３／５）の関係を満足している請求項１〜５のいずれかに記載のベッドの在床状況検知方法。
【請求項７】
ベッド使用者が臥床するためのベッド寝床部の頭側右部、頭側左部、足側右部及び足側右部に掛かる荷重をそれぞれ検出する第１〜第４荷重検出センサと、
前記第１及び第２荷重検出センサからの出力値を合計した頭側出力値を算出して記憶する出力値データ記憶手段と、
現時刻からｔ１（但し０＜ｔ１）時間前の頭側出力値に対する現時刻の頭側出力値の減少率がα１（但し０＜α１）以上である状態がβ１（但し０＜β１）時間以上継続しているという第１条件と、現時刻からｔ２（但しｔ１≦ｔ２）時間前の頭側出力値に対する現時刻の頭側出力値の減少率がα２（但し０＜α２＜α１）以上である状態がβ２（但しβ１＜β２）時間以上継続しているという第２条件と、のうち少なくとも一方を満足しているか否かを判定する背上げ判定手段と、
前記背上げ判定手段で前記第１条件と前記第２条件とのうち少なくとも一方を満足していると判定された場合、寝床部上の使用者が背上げ動作をした旨の情報を報知する報知手段と、
を具備していることを特徴とするベッドの在床状況検知装置。
【請求項８】
前記出力値データ記憶手段は、更に、前記第３及び第４荷重検出センサからの出力値を合計した足側出力値を算出して記憶するものであり、
前記背上げ判定工程の前記第２条件は、前記頭側出力値の減少率が前記α２以上であり且つ現時刻から前記ｔ２時間前の足側出力値に対する現時刻の足側出力値の増加率がα３（但し０＜α３≦α２）以上である状態が前記β２時間以上継続しているという条件である請求項７記載のベッドの在床状況検知装置。
【請求項９】
在床状況検知装置は、更に、
前記第１〜第４荷重検出センサからの出力値に基づいて使用者が寝床部上に臥床したか否かを判定する臥床判定手段と、
前記臥床判定手段で使用者が寝床部上に臥床したと判定された場合、その時の前記第１〜第４荷重検出センサからの出力値を合計した総出力値を臥床時総出力値として算出して記憶する臥床時総出力値記憶手段と、を含んでおり、  
前記臥床判定手段及び前記臥床時総出力値記憶手段は、前記出力値データ記憶手段及び前記背上げ判定手段の実行の前で実行されるものであり、
前記出力値データ記憶手段は、更に、前記第１〜第４荷重検出センサからの出力値を合計した総出力値を算出して記憶するものであり、
前記背上げ判定手段は、現時刻から前記ｔ１時間前の総出力値と現時刻の総出力値との差の絶対値が前記臥床時総出力値の１／ａ（但し１＜ａ）倍以下であるか否かを判定し、前記差の絶対値が前記臥床時総出力値の１／ａ倍以下であると判定した場合、前記第１条件と前記第２条件とのうち少なくとも一方を満足しているか否かを判定するものである請求項７又は８記載のベッドの在床状況検知装置。
【請求項１０】
前記背上げ判定手段は、前記差の絶対値が前記臥床時総出力値の１／ａ倍以下ではないと判定した場合、前記臥床判定手段を再実行させる請求項９記載のベッドの在床状況検知装置。
【請求項１１】
ｔ２は、ｔ１＜ｔ２の関係を満足している請求項７〜１０のいずれかに記載のベッドの在床状況検知装置。
【請求項１２】
β１は、β１≦β２×（３／５）の関係を満足している請求項７〜１１のいずれかに記載のベッドの在床状況検知装置。
【請求項１３】
ベッド使用者が臥床するためのベッド寝床部の頭側右部、頭側左部、足側右部及び足側左部に掛かる荷重をそれぞれ検出する第１〜第４荷重検出センサと、
前記第１及び第２荷重検出センサからの出力値を合計した頭側出力値を算出して記憶する出力値データ記憶手段と、
現時刻からｔ１（但し０＜ｔ１）時間前の頭側出力値に対する現時刻の頭側出力値の減少率がα１（但し０＜α１）以上である状態がβ１（但し０＜β１）時間以上継続しているという第１条件と、現時刻からｔ２（但しｔ１≦ｔ２）時間前の頭側出力値に対する現時刻の頭側出力値の減少率がα２（但し０＜α２＜α１）以上である状態がβ２（但しβ１＜β２）時間以上継続しているという第２条件と、のうち少なくとも一方を満足しているか否かを判定する背上げ判定手段と、
前記背上げ判定手段で前記第１条件と前記第２条件のうち少なくとも一方を満足していると判定された場合、寝床部上の使用者が背上げ動作をした旨の情報を報知する報知手段と、
を具備していることを特徴とするベッドの在床状況検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベッドの寝床部上のベッド使用者の在床状況を検知するベッドの在床状況検知方法、在床状況検知装置及び在床状況検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ベッドの寝床部上におけるベッド使用者（例：高齢者、病人、健康人、乳幼児）の臥床、寝返り、離床行動、離床などの在床状況を検知する方法として、幾つか知られており（例えば、特許文献１〜７）、その基本的な構成は次のとおりである。
【０００３】
すなわち、ベッド寝床部の頭側右部、頭側左部、足側右部及び足側左部に掛かる荷重をそれぞれ第１〜４荷重検出センサにより検出し、これらの荷重検出センサから出力された荷重値を用いて寝床部上の使用者の在床状況を検知する。そして、もし寝床部上で使用者が離床行動をしたことを検知した場合には、その旨の情報を介護者等にアラーム等で報知する。こうして報知された介護者等は、離床行動をした使用者の介助（介護を含む）のために使用者の元へ向かうことができる。
【０００４】
このような検知方法において、寝床部上の使用者が離床行動を開始する際には、通常、使用者は背上げ動作（即ち使用者の上体を起こす動作）をする。したがって、使用者の離床行動を早期に検知するためには、使用者の背上げ動作を検知できる方が望ましい。
【０００５】
特許文献７は背上げ動作の判定（検知）について開示している。すなわち、ベッド寝床部の頭側右部及び頭側左部にそれぞれ掛かる荷重を検出する２個の荷重検出センサから出力された荷重値を合計した頭側荷重値は、通常、使用者の背上げ動作に伴って減少する。そこで特許文献７では、頭側荷重値についての時間的変化が所定の閾値以下である場合に使用者が背上げ動作をしたと判定（検知）している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３１６９１５号公報
【特許文献２】特開２００７−１９０２６９号公報
【特許文献３】特開２００６−３０５３４３号公報
【特許文献４】特開２００７−１７５２０８号公報
【特許文献５】特開２００７−３３０６５８号公報
【特許文献６】特開２００７−３３０６８９号公報
【特許文献７】特開２０１１−６７２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
而して、使用者の背上げ動作の速さは使用者の健康状態などによって異なる。例えば、一般的に、健康状態が良好な使用者は背上げ動作が比較的速く、一方、健康状態があまり良好でない使用者は背上げ動作が比較的遅い。また、使用者が同一人物であっても背上げ動作の速さはいつも同じであるとは限らない。したがって、使用者の背上げ動作を確実に判定するためには、背上げ動作についてその速さに追従して判定できる方が望ましい。
【０００８】
本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、ベッド使用者の背上げ動作についてその速さに追従して判定しうるベッドの在床状況検知方法、在床状況検知装置及び在床状況検知システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は以下の手段を提供する。
【００１０】
［１］  ベッド使用者が臥床するためのベッド寝床部の頭側右部、頭側左部、足側右部及び足側左部に掛かる荷重をそれぞれ第１〜第４荷重検出センサにより検出する荷重検出工程と、
前記第１及び第２荷重検出センサからの出力値を合計した頭側出力値を算出して記憶する出力値データ記憶工程と、
現時刻からｔ１（但し０＜ｔ１）時間前の頭側出力値に対する現時刻の頭側出力値の減少率がα１（但し０＜α１）以上である状態がβ１（但し０＜β１）時間以上継続しているという第１条件と、現時刻からｔ２（但しｔ１≦ｔ２）時間前の頭側出力値に対する現時刻の頭側出力値の減少率がα２（但し０＜α２＜α１）以上である状態がβ２（但しβ１＜β２）時間以上継続しているという第２条件と、のうち少なくとも一方を満足しているか否かを判定する背上げ判定工程と、
前記背上げ判定工程で前記第１条件と前記第２条件とのうち少なくとも一方を満足していると判定された場合、寝床部上の使用者が背上げ動作をした旨の情報を報知する報知工程と、
を含んでいることを特徴とするベッドの在床状況検知方法。
【００１１】
［２］  前記出力値データ記憶工程は、更に、前記第３及び第４荷重検出センサからの出力値を合計した足側出力値を算出して記憶するものであり、
前記背上げ判定工程の前記第２条件は、前記頭側出力値の減少率が前記α２以上であり且つ現時刻から前記ｔ２時間前の足側出力値に対する現時刻の足側出力値の増加率がα３（但し０＜α３≦α２）以上である状態が前記β２時間以上継続しているという条件である前項１記載のベッドの在床状況検知方法。
【００１２】
［３］  在床状況検知方法は、更に、
前記第１〜第４荷重検出センサからの出力値に基づいて使用者が寝床部上に臥床したか否かを判定する臥床判定工程と、
前記臥床判定工程で使用者が寝床部上に臥床したと判定された場合、その時の前記第１〜第４荷重検出センサからの出力値を合計した総出力値を臥床時総出力値として算出して記憶する臥床時総出力値記憶工程と、を含んでおり、  
前記臥床判定工程及び前記臥床時総出力値記憶工程は、前記出力値データ記憶工程及び前記背上げ判定工程の前で行われるものであり、
前記出力値データ記憶工程は、更に、前記第１〜第４荷重検出センサからの出力値を合計した総出力値を算出して記憶するものであり、
前記背上げ判定工程は、現時刻から前記ｔ１時間前の総出力値と現時刻の総出力値との差の絶対値が前記臥床時総出力値の１／ａ（但し１＜ａ）倍以下であるか否かを判定し、前記差の絶対値が前記臥床時総出力値の１／ａ倍以下であると判定した場合、前記第１条件と前記第２条件とのうち少なくとも一方を満足しているか否かを判定するものである前項１又は２記載のベッドの在床状況検知方法。
【００１３】
［４］  前記背上げ判定工程は、前記差の絶対値が前記臥床時総出力値の１／ａ倍以下ではないと判定した場合、前記臥床判定工程へ戻る前項３記載のベッドの在床状況検知方法。
【００１４】
［５］  ｔ１は、ｔ１＜ｔ２の関係を満足している前項１〜４のいずれかに記載のベッドの在床状況検知方法。
【００１５】
［６］  β１は、β１≦β２×（３／５）の関係を満足している前項１〜５のいずれかに記載のベッドの在床状況検知方法。
【００１６】
［７］  ベッド使用者が臥床するためのベッド寝床部の頭側右部、頭側左部、足側右部及び足側右部に掛かる荷重をそれぞれ検出する第１〜第４荷重検出センサと、
前記第１及び第２荷重検出センサからの出力値を合計した頭側出力値を算出して記憶する出力値データ記憶手段と、
現時刻からｔ１（但し０＜ｔ１）時間前の頭側出力値に対する現時刻の頭側出力値の減少率がα１（但し０＜α１）以上である状態がβ１（但し０＜β１）時間以上継続しているという第１条件と、現時刻からｔ２（但しｔ１≦ｔ２）時間前の頭側出力値に対する現時刻の頭側出力値の減少率がα２（但し０＜α２＜α１）以上である状態がβ２（但しβ１＜β２）時間以上継続しているという第２条件と、のうち少なくとも一方を満足しているか否かを判定する背上げ判定手段と、
前記背上げ判定手段で前記第１条件と前記第２条件とのうち少なくとも一方を満足していると判定された場合、寝床部上の使用者が背上げ動作をした旨の情報を報知する報知手段と、
を具備していることを特徴とするベッドの在床状況検知装置。
【００１７】
［８］  前記出力値データ記憶手段は、更に、前記第３及び第４荷重検出センサからの出力値を合計した足側出力値を算出して記憶するものであり、
前記背上げ判定工程の前記第２条件は、前記頭側出力値の減少率が前記α２以上であり且つ現時刻から前記ｔ２時間前の足側出力値に対する現時刻の足側出力値の増加率がα３（但し０＜α３≦α２）以上である状態が前記β２時間以上継続しているという条件である前項７記載のベッドの在床状況検知装置。
【００１８】
［９］  在床状況検知装置は、更に、
前記第１〜第４荷重検出センサからの出力値に基づいて使用者が寝床部上に臥床したか否かを判定する臥床判定手段と、
前記臥床判定手段で使用者が寝床部上に臥床したと判定された場合、その時の前記第１〜第４荷重検出センサからの出力値を合計した総出力値を臥床時総出力値として算出して記憶する臥床時総出力値記憶手段と、を含んでおり、  
前記臥床判定手段及び前記臥床時総出力値記憶手段は、前記出力値データ記憶手段及び前記背上げ判定手段の実行の前で実行されるものであり、
前記出力値データ記憶手段は、更に、前記第１〜第４荷重検出センサからの出力値を合計した総出力値を算出して記憶するものであり、
前記背上げ判定手段は、現時刻から前記ｔ１時間前の総出力値と現時刻の総出力値との差の絶対値が前記臥床時総出力値の１／ａ（但し１＜ａ）倍以下であるか否かを判定し、前記差の絶対値が前記臥床時総出力値の１／ａ倍以下であると判定した場合、前記第１条件と前記第２条件とのうち少なくとも一方を満足しているか否かを判定するものである前項７又は８記載のベッドの在床状況検知装置。
【００１９】
［１０］  前記背上げ判定手段は、前記差の絶対値が前記臥床時総出力値の１／ａ倍以下ではないと判定した場合、前記臥床判定手段を再実行させる前項９記載のベッドの在床状況検知装置。
【００２０】
［１１］  ｔ２は、ｔ１＜ｔ２の関係を満足している前項７〜１０のいずれかに記載のベッドの在床状況検知装置。
【００２１】
［１２］  β１は、β１≦β２×（３／５）の関係を満足している前項７〜１１のいずれかに記載のベッドの在床状況検知装置。
【００２２】
［１３］  ベッド使用者が臥床するためのベッド寝床部の頭側右部、頭側左部、足側右部及び足側左部に掛かる荷重をそれぞれ検出する第１〜第４荷重検出センサと、
前記第１及び第２荷重検出センサからの出力値を合計した頭側出力値を算出して記憶する出力値データ記憶手段と、
現時刻からｔ１（但し０＜ｔ１）時間前の頭側出力値に対する現時刻の頭側出力値の減少率がα１（但し０＜α１）以上である状態がβ１（但し０＜β１）時間以上継続しているという第１条件と、現時刻からｔ２（但しｔ１≦ｔ２）時間前の頭側出力値に対する現時刻の頭側出力値の減少率がα２（但し０＜α２＜α１）以上である状態がβ２（但しβ１＜β２）時間以上継続しているという第２条件と、のうち少なくとも一方を満足しているか否かを判定する背上げ判定手段と、
前記背上げ判定手段で前記第１条件と前記第２条件のうち少なくとも一方を満足していると判定された場合、寝床部上の使用者が背上げ動作をした旨の情報を報知する報知手段と、
を具備していることを特徴とするベッドの在床状況検知システム。
【発明の効果】
【００２３】
上記［１］に記載のベッドの在床状況検知方法の効果は以下のとおりである。
【００２４】
この検知方法において、背上げ判定工程の第１条件は、ベッド使用者の背上げ動作が比較的速い場合に適する背上げ判定条件となっており、一方、背上げ判定工程の第２条件は、ベッド使用者の背上げ動作が比較的遅い場合に適する背上げ判定条件となっている。
【００２５】
すなわち、背上げ動作が速い場合は比較的短時間で頭側出力値が減少し、一方、背上げ動作が遅い場合は比較的長い時間をかけて頭側出力値が減少する。そこで、第１条件のｔ１と第２条件のｔ２との関係を「ｔ１≦ｔ２」と設定している。
【００２６】
さらに、背上げ動作が速い場合は、比較的短時間で頭側出力値が減少するのでその減少率は比較的大きく、一方、背上げ動作が遅い場合は、比較的長い時間をかけて頭側出力値が減少するのでその減少率は比較的小さい。そこで、第１条件のα１と第２条件のα２との関係を「α１＞α２」と設定している。
【００２７】
このように設定することにより、第１条件が背上げ動作が速い場合に適する背上げ判定条件となるとともに、第２条件が背上げ動作が遅い場合に適する背上げ判定条件となっている。そして、背上げ判定工程では、第１条件と第２条件とのうち少なくとも一方を満足しているか否かが判定され、報知工程では、背上げ判定工程で少なくとも一方を満足していると判定された場合、寝床部上の使用者が背上げ動作をした旨の情報を報知する。したがって、使用者の背上げ動作が速い場合でも遅い場合でも使用者が背上げ動作をしたか否かについて判定することができ、すなわち、使用者の背上げ動作についてその速さに追従して判定することができ、これにより使用者の背上げ動作を確実に検知することができる。
【００２８】
さらに、背上げ動作が遅い場合は、上述したように頭側出力値の減少率は比較的小さいことから、背上げ動作が遅い場合の頭側出力値の減少率は、背上げ動作が速い場合の頭側出力値の減少率よりも、背上げ動作に関係のない小さな出力値の変動（ノイズ）の影響を受け易い。そこで、第１条件のβ１と第２条件のβ２との関係を「β１＜β２」と設定している。これにより、ノイズの影響による誤判定を回避することができ、その結果、背上げ動作についての判定精度を向上させることができるし、更に、背上げ動作が速い場合は背上げ動作が遅い場合よりも早期に背上げ動作を検知することができる。
【００２９】
しかも、背上げ判定工程で使用者の背上げ動作の判定に用いる値は、頭側出力値の減少量ではなく減少率なので、使用者の体重の大小による判定のばらつきを極力なくすことができ、これにより背上げ動作についての判定精度を更に向上させることができる。
【００３０】
上記［２］に記載の検知方法は更に次の効果を奏する。
【００３１】
背上げ判定工程の第２条件は、上述したように使用者の背上げ動作が遅い場合に適する背上げ判定条件である。しかるに、このように背上げ動作が遅い場合は、頭側出力値の減少率は比較的小さく、背上げ判定について誤判定を生じ易い。一方、第３及び第４荷重検出センサからの出力値を合計した足側出力値は、使用者の背上げ動作に伴って増加する。そこで、第２条件では、頭側出力値の減少率だけではなく足側出力値の増加率についても背上げ判定の条件に追加している。すなわち、背上げ判定工程の第２条件として、頭側出力値の減少率がα２以上であり且つ現時刻からｔ２時間前の足側出力値に対する現時刻の足側出力値の増加率がα３（但し０＜α３≦α２）以上である状態がβ２時間以上継続しているという条件を採用している。こうすることにより、背上げ動作（特に、遅い背上げ動作）についての判定精度を更に向上させることができる。ここで、もしα３をα２よりも大きく設定する（即ち、α３＞α２）と、背上げ判定のタイミングが遅くなり、背上げ動作に追従した判定が困難になる。そこで、α３を「α３≦α２」と設定する。こうすることにより、背上げ判定のタイミングを速くし得て、背上げ動作に追従した判定を確実に行うことができる。
【００３２】
上記［３］に記載の検知方法は更に次の効果を奏する。
【００３３】
背上げ判定工程では、現時刻からｔ１時間前の総出力値と現時刻の総出力値との差の絶対値が臥床時総出力値の１／ａ（但し１＜ａ）倍以下であるか否かを判定し、当該差の絶対値が臥床時総出力値の１／ａ倍以下であると判定した場合、第１条件と第２条件とのうち少なくとも一方を満足しているか否かを判定する。したがって、当該差の絶対値が臥床時総出力値の１／ａ倍以下であるといった総出力値の変動が比較的小さい場合にのみ、第１条件と第２条件とのうち少なくとも一方を満足しているか否かを判定できるから、臥床判定工程で使用者がベッド寝床部上に臥床したと判定された後で背上げ動作に関係のない大きな総出力値の変動があった場合（例えば、使用者が臥床したと判定された後でベッド寝床部上に大きな重量物が載置されることで総出力値の変動が大きくなった場合や、ベッド寝床部上に載置されていた大きな重量物が使用者が臥床したと判定された後で取り除かされることで総出力値の変動が大きくなった場合）を排除することができ、これにより、背上げ動作についての判定精度を更に向上させることができる。なお、１／ａの値が１以上（即ち、ａ≦１）であることは非常に大きな総荷重値の変動（例えば、使用者Ｕが離床した場合や、他人がベッド寝床部２１上に乗った場合や、柵がベッド２０に取り付けられた場合）があったと考えられ正確な背上げ判定が困難になるので、１／ａの値は１よりも小さい（即ち、１＜ａ）とする。
【００３４】
上記［４］に記載の検知方法によれば、背上げ判定工程では、差の絶対値が臥床時総出力値の１／ａ倍以下ではないと判定した場合、臥床判定工程へ戻る。これにより、背上げ動作についての判定精度を更に向上させることができる。
【００３５】
上記［５］に記載の検知方法によれば、ｔ１がｔ１＜ｔ２の関係を満足していることにより、第１条件で用いた頭側出力値の減少率を第２条件よりも直近の背上げ動作に確実に対応させることができる。これにより、第１条件が背上げ動作が速い場合の背上げ判定条件に更に適するものとなる。したがって、使用者の背上げ動作についてその速さに確実に追従して判定することができ、これにより、使用者の背上げ動作を更に確実に検知することができるし、背上げ動作が速い場合は背上げ動作が遅い場合よりも確実に早期に検知することができる。
【００３６】
上記［６］に記載の検知方法によれば、β１がβ１≦β２×（３／５）の関係を満足していることにより、第１条件が背上げ動作が速い場合の背上げ判定条件に更に一層適するものとなる。したがって、使用者の背上げ動作についてその速さに更に確実に追従して判定することができ、これにより、使用者の背上げ動作を更に確実に検知することができるし、背上げ動作が速い場合は背上げ動作が遅い場合よりも更に確実に早期に検知することができる。
【００３７】
上記［７］〜［１２］に記載のベッドの在床状況検知装置は、それぞれ上記［１］〜［６］に記載のベッドの在床状況検知方法に好適に用いることができる。
【００３８】
上記［１３］に記載のベッドの在床状況検知システムは、上記［１］に記載のベッドの在床状況検知方法に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るベッドの在床状況検知装置の概略図である。
【図２】図２は、ベッドの概略平面図である。
【図３】図３は、同検知装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、同検知装置の基本的な動作を示す主フローチャートである。
【図５】図５は、図４に示した背上げ判定工程の詳細を示すフローチャートである。
【図６】図６は、ベッド寝床部上の仰臥姿勢のベッド使用者が背上げ動作をした状態を示すベッドの概略平面図である。
【図７】図７は、使用者が背上げ動作をした場合における頭側荷重値（頭側出力値）の時間的変動の一例を示すグラフである。
【図８】図８は、使用者が背上げ動作をした場合における足側荷重値（足側出力値）の時間的変動の一例を示すグラフである。
【図９】図９は、使用者が背上げ動作をし且つ背上げ判定工程の第１条件を適用する場合における、頭側荷重値の減少率についての時間的変動の一例を示すグラフである。
【図１０】図１０は、使用者が背上げ動作をし且つ背上げ判定工程の第２条件を適用する場合における、頭側荷重値の減少率及び足側荷重値の増加率についての時間的変動の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
次に、本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。なお本実施形態において、１ｋｇｆは９．８Ｎであるとする。
【００４１】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るベッドの在床状況検知装置１５は、ベッド２０の寝床部２１上におけるベッド使用者Ｕの在床状況を検知するものである。在床状況としては、臥床、寝返り、背上げ動作、離床行動、離床、ベッド寝床部２１上の使用者Ｕの重心位置Ｇ等が挙げられる。また、本発明の一実施形態に係るベッドの在床状況検知システム１６は、本実施形態のベッドの在床状況検知装置１５を具備している。
【００４２】
ベッド２０は、医療施設（例：病院）、高齢者施設、介護施設、一般家庭等で用いられるものであり、一般的に、寝室（病室を含む）等の部屋内の床面２５上に設置されるものである。ベッド２０の寝床部２１は、平面視方形状（詳述すると長方形状）である（図２参照）。そして、ベッド２０の４個の脚部としての頭側右脚部２２Ａ、頭側左脚部２２Ｂ、足側右脚部２２Ｃ及び足側左脚部２２Ｄによってベッド寝床部２１が下方から略水平状に支持されている。各脚部２２Ａ〜２２Ｄの下端部には、ベッド２０が床面２５上をスムーズに移動できるようにするためのベッド移動用キャスタ２３が固定状態に設けられている。ベッド寝床部２１上にはベッド使用者Ｕが就寝などのために臥床する。使用者Ｕとしては、高齢者、病人、健康人等が挙げられる。
【００４３】
本実施形態では、ベッド寝床部２１上に使用者Ｕが仰臥姿勢で臥床した状態において、使用者Ｕの右側、左側、頭側及び足側を、それぞれベッド寝床部２１の右側、左側、頭側及び足側という。
【００４４】
本実施形態のベッドの在床状況検知装置１５は、図１に示すように、４個の荷重検出センサ１Ａ〜１Ｄ、制御手段２などを具備している。
【００４５】
各荷重検出センサ１Ａ〜１Ｄは、例えば公知のロードセル式のものであり、また特開２００６−３０２２６６号公報、特開２００７−１６７４９２号公報、特開２００８−１２２０２号公報などに開示されているものであって、ベッド寝床部２１の各脚部２２Ａ〜２２Ｄと床面２５との間に配置されている。これらの荷重検出センサ１Ａ〜１Ｄにおいて、頭側右脚部２２Ａと床面２５との間に配置された荷重検出センサ（これを「第１荷重検出センサ１Ａ」という）は、ベッド寝床部２１の頭側右部に掛かる荷重を検出するものである。頭側左脚部２２Ｂと床面２５との間に配置された荷重検出センサ（これを「第２荷重検出センサ１Ｂ」という）は、ベッド寝床部２１の頭側左部に掛かる荷重を検出するものである。足側右脚部２２Ｃと床面２５との間に配置された荷重検出センサ（これを「第３荷重検出センサ１Ｃ」という）は、ベッド寝床部２１の足側右部に掛かる荷重を検出するものである。足側左脚部２２Ｄと床面２５との間に配置された荷重検出センサ（これを「第４荷重検出センサ１Ｄ」という）は、ベッド寝床部２１の足側左部に掛かる荷重を検出するものである。
【００４６】
各荷重検出センサ１Ａ〜１Ｄは、互いに同一構成のものであり、その上面に設けられた荷重受け面上にベッド２０の対応する脚部２２Ａ〜２２Ｄが載置されることでベッド寝床部２１の対応する部位に掛かる荷重を所定の検出周期毎に検出するものである。そして、各荷重検出センサ１Ａ〜１Ｄからは、ベッド寝床部２１の対応する部位に掛かる荷重に対応する荷重値が出力値として荷重検出センサの検出周期毎に出力される。すなわち、第１荷重検出センサ１Ａからは、ベッド寝床部２１の頭側右部に掛かる荷重に対応する荷重値が出力値として検出周期毎に出力される。第２荷重検出センサ１Ｂからは、ベッド寝床部２１の頭側左部に掛かる荷重に対応する荷重値が出力値として検出周期毎に出力される。第３荷重検出センサ１Ｃからは、ベッド寝床部２１の足側右部に掛かる荷重に対応する荷重値が出力値として検出周期毎に出力される。第４荷重検出センサ１Ｄからは、ベッド寝床部２１の足側左部に掛かる荷重に対応する荷重値が出力値として検出周期毎に出力される。
【００４７】
ここで本発明では、荷重検出センサの検出周期は限定されるものではないが、０．００５〜１秒の範囲に設定されるのが望ましい。本実施形態では、検出周期は０．５秒としている。
【００４８】
各荷重検出センサ１Ａ〜１Ｄから出力される荷重値は、有線通信手段（又は無線通信手段）を介して制御手段２に荷重検出センサの検出周期毎に送信される。なお本実施形態では、各荷重検出センサ１Ａ〜１Ｄから出力される荷重値の単位は、例えば「ｋｇｆ」であるとする。
【００４９】
制御手段２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ等を有するマイクロコンピュータを搭載した制御器からなるものであり、図３に示すように、動作モード選択手段３、臥床判定手段４、臥床時総荷重値記憶手段（臥床時総出力値記憶手段）５、荷重値データ記憶手段（出力値データ記憶手段）６、背上げ判定手段７、離床判定手段８、報知手段９、閾値記憶手段１０などを備えている。コンピュータには、所定の動作モードを実行するためのプログラムが予めインストールされている。なお、この制御手段２は、通常、ベッド２０の近傍、介護者（看護師を含む）の詰め所などに設置される。
【００５０】
動作モード選択手段３は、背上げ判定モードを含む複数の動作モードの中から介護者等の操作者に所望する動作モードを選択させるためのものであり、例えばタッチパネルで構成された表示部（図示せず）を有している。表示部には、背上げ判定モード選択用タッチボタンを含む複数の動作モード選択用タッチボタンが表示されている。背上げ判定モードを開始する場合は、操作者は、在床状況の検知を開始する際に、複数のタッチボタンの中から背上げ判定モード選択用タッチボタンをタッチ操作する。これにより、背上げ判定モードが選択されて当該モードが開始される。
【００５１】
臥床判定手段４は、第１〜第４荷重検出センサ１Ａ〜１Ｄから出力された荷重値を用いてベッド寝床部２１上に使用者Ｕが臥床したか否かを荷重検出センサの検出周期毎に判定するものである。その具体的な判定は次のように行われる。
【００５２】
図２に示すように、第１荷重検出センサ１Ａから出力された荷重値をＷ１、第２荷重検出センサ１Ｂから出力された荷重値をＷ２、第３荷重検出センサ１Ｃから出力された荷重値をＷ３、及び、第４荷重検出センサ１Ｄから出力された荷重値をＷ４とする。ここで、Ｗ１〜Ｗ４は、ベッド２０の重量を風袋値として減算処理された値であることが望ましく、即ち風袋処理された値であることが望ましい。なお、この風袋処理は制御手段（又は各荷重検出センサ１Ａ〜１Ｄ）に備えられた風袋処理手段（図示せず）で行われる。本実施形態では、Ｗ１〜Ｗ４は風袋処理された値であるとする。そして、臥床判定手段４は、これらの荷重値Ｗ１〜Ｗ４を合計した総荷重値ＷＴが所定の閾値（例えば２０ｋｇｆ）以上であり、更に、これらの荷重値Ｗ１〜Ｗ４を用いて演算されたベッド寝床部２１上の使用者Ｕの重心位置Ｇ（ＧＸ，ＧＹ）がベッド寝床部２１の周縁領域ではなく臥床領域としての中央領域（クロスハッチングで示した領域）２１ａ内にあり且つその状態が所定時間（例えば５秒）以上継続している場合、使用者Ｕがベッド寝床部２１上に臥床したと判定し、一方、そうでない場合、使用者Ｕは臥床していないと判定する。
【００５３】
ここで、ベッド寝床部２１上の使用者Ｕの重心位置Ｇ（ＧＸ，ＧＹ）は、例えば次式（１Ｘ）及び（１Ｙ）に従って演算される。なお、図中のＯ（０，０）は重心位置Ｇを定めるＸ−Ｙ直交座標の原点を示している。
【００５４】
ＧＸ＝（Ｗ１＋Ｗ２−Ｗ３−Ｗ４）×（１／ＷＴ）×（ＢＸ／２）  …式（１Ｘ）
ＧＹ＝（Ｗ１＋Ｗ３−Ｗ２−Ｗ４）×（１／ＷＴ）×（ＢＹ／２）  …式（１Ｙ）
但し、
ＢＸ：ベッド寝床部２１の長さ方向（即ちＸ軸方向）の脚部間隔
ＢＹ：ベッド寝床部２１の幅方向（左右方向、即ちＹ軸方向）の脚部間隔
ＷＴ：Ｗ１〜Ｗ４を合計した総荷重値（即ち、ＷＴ＝Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４）。
【００５５】
臥床時総荷重値記憶手段５は、臥床判定手段４で使用者Ｕがベッド寝床部２１上に臥床したと判定された場合、その時の総荷重値ＷＴを臥床時総荷重値ＧＷＴとして算出して記憶するものである。
【００５６】
荷重値データ記憶手段６は、荷重値Ｗ１〜Ｗ４、頭側荷重値、足側荷重値など、背上げ判定に必要な荷重値に関するデータ（これを「荷重値データ」という）を荷重検出センサの検出周期毎に算出して記憶するものである。
【００５７】
頭側荷重値とは、第１及び第２荷重検出センサ１Ａ、１Ｂから出力された荷重値Ｗ１、Ｗ２を合計した値であり、これをＨとするとき、Ｈは次式（２）で算出される。足側荷重値とは、第３及び第４荷重検出センサ１Ｃ、１Ｄから出力された荷重値Ｗ３、Ｗ４を合計した値であり、これをＦとするとき、Ｆは次式（３）で算出される。
【００５８】
頭側荷重値Ｈ＝Ｗ１＋Ｗ２  …式（２）
足側荷重値Ｆ＝Ｗ３＋Ｗ４  …式（３）。
【００５９】
背上げ判定手段７は、臥床時総荷重値記憶手段５に記憶された臥床時総荷重値ＧＷＴ及び荷重値データ記憶手段６に記憶された荷重値データを用いて、ベッド寝床部２１上の使用者Ｕが背上げ動作をしたか否かを判定するものである。この背上げ判定手段７による具体的な判定方法は、次のとおりである。
【００６０】
すなわち、背上げ判定手段７は、所定の第１条件と所定の第２条件とのうち少なくとも一方を満足しているか否かを判定し、少なくとも一方を満足していると判定した場合にベッド寝床部２１上の使用者Ｕが背上げ動作をしたと判定し、一方、そうでないと判定した場合にベッド寝床部２１上の使用者Ｕが背上げ動作をしていないと判定するものでる。
【００６１】
第１条件とは、現時刻（即ち現在の時刻）からｔ１時間前の頭側荷重値に対する現時刻の頭側荷重値の減少率がα１以上である状態がβ１時間以上継続しているという条件である。但し、ｔ１、α１、β１は、それぞれ０＜ｔ１、０＜α１、０＜β１である。
【００６２】
ここで、第１条件において、現時刻の頭側荷重値をＨ０、現時刻からｔ１時間前の頭側荷重値をＨ１、現時刻からｔ１時間前の頭側荷重値Ｈ１に対する現時刻の頭側荷重値Ｈ０の減少率をＨＧ１とするとき、ＨＧ１は次式（４）で算出される（図７参照）。
【００６３】
ＨＧ１＝（Ｈ１−Ｈ０）／Ｈ１  …式（４）。
【００６４】
第２条件とは、現時刻からｔ２時間前の頭側荷重値に対する現時刻の頭側荷重値の減少率がα２以上であり且つ現時刻からｔ２時間前の足側荷重値に対する現時刻の足側荷重値の増加率がα３以上である状態がβ２時間以上継続しているという条件である。但し、ｔ２、α２、β２、α３は、それぞれｔ１≦ｔ２、０＜α２＜α１、β１＜β２、０＜α３≦α２の関係を満足するように設定されている。その理由については後述する。
【００６５】
ここで、第２条件において、現時刻の頭側荷重値をＨ０、現時刻からｔ２時間前の頭側荷重値をＨ２、現時刻からｔ２時間前の頭側荷重値Ｈ２に対する現時刻の頭側荷重値Ｈ０の減少率をＨＧ２、現時刻の足側荷重値をＦ０、現時刻からｔ２時間前の足側荷重値をＦ２、現時刻からｔ２時間前の足側荷重値Ｆ２に対する現時刻の足側荷重値Ｆ０の増加率をＦＺ２とするとき、ＨＧ２及びＦＺ２はそれぞれ次式（５ａ）及び（５ｂ）で算出される（図７、８参照）。
【００６６】
ＨＧ２＝（Ｈ２−Ｈ０）／Ｈ２  …式（５ａ）
ＦＺ２＝（Ｆ０−Ｆ２）／Ｆ２  …式（５ｂ）。
【００６７】
なお後述するように、ｔ１はｔ１＜ｔ２の関係を満足するように設定されることが望ましく、またβ１はβ１≦β２×（３／５）の関係を満足するように設定されることが望ましい。その理由については後述する。
【００６８】
さらに、この背上げ判定手段７は、上述のような第１条件と第２条件に関する判定を行うための前提条件を満足しているか否かの判定として、現時刻からｔ１時間前の総荷重値と現時刻の総荷重値との差の絶対値が臥床時総荷重値記憶手段５に記憶された臥床時総荷重値ＧＷＴの１／ａ倍以下であるか否かを判定するものとなっている。そしてこの背上げ判定手段７は、もし当該差の絶対値が臥床時総荷重値ＧＷＴの１／ａ倍以下であると判定した場合に、第１条件と第２条件とのうち少なくとも一方を満足しているか否かを判定し、一方、そうではないと判定した場合、臥床判定手段４を再実行させるものとなっている。但し、ａは１＜ａである。
【００６９】
ここで、前提条件の判定において、現時刻の総荷重値をＷＴ０、現時刻からｔ１時間前の総荷重値をＷＴ１、現時刻からｔ１時間前の総荷重値ＷＴ１と現時刻の総荷重値ＷＴ０との差の絶対値を｜ΔＷＴ｜とするとき、｜ΔＷＴ｜は次式（６）で算出される。
【００７０】
｜ΔＷＴ｜＝｜ＷＴ１−ＷＴ０｜  …式（６）。
【００７１】
なお、この背上げ判定手段７で用いられるｔ１、ｔ２、α１、α２、α３、β１、β２、１／ａなどの閾値は、いずれも、制御手段２の閾値記憶手段１０に介護者等が任意に変更可能に予め設定記憶されている。
【００７２】
背上げ判定手段７について図６〜８を参照して更に具体的に説明すると、以下のとおりである。なお本実施形態では、背上げ判定手段７を理解し易くするため、ｔ１、ｔ２、β１、β２の単位は、いずれも「秒（ｓ）」であるとする。
【００７３】
図６に示すようにベッド寝床部２１上で仰臥姿勢で臥床していた使用者Ｕが背上げ動作をした場合、頭側荷重値Ｈは例えば図７に示すように減少し、一方、足側荷重値Ｆは例えば図８に示すように増加する。
【００７４】
第１条件において、現時刻ｔ０秒からｔ１秒前の頭側荷重値Ｈ１に対する現時刻ｔ０秒の頭側荷重値Ｈ０の減少率ＨＧ１とは、上記式（４）から分かるように（Ｈ１−Ｈ０）／Ｈ１の値である（図７参照）。ＨＧ１がα１以上であり且つその状態がβ１秒以上継続している場合には、背上げ判定手段７は第１条件を満足していると判定し、すなわちベッド寝床部２１上の使用者Ｕが背上げ動作をしたと判定する。
【００７５】
第２条件において、現時刻ｔ０秒からｔ２秒前の頭側荷重値Ｈ２に対する現時刻ｔ０秒の頭側荷重値Ｈ０の減少率ＨＧ２とは、上記式（５ａ）から分かるように（Ｈ２−Ｈ０）／Ｈ２の値である（図７参照）。また、現時刻ｔ０秒からｔ２秒前の足側荷重値Ｆ２に対する現時刻ｔ０秒の足側荷重値Ｆ０の増加率ＦＺ２とは、上記式（５ｂ）から分かるように（Ｆ０−Ｆ２）／Ｆ２の値である（図８参照）。ＨＧ２がα２以上であり且つＦＺ２がα３以上であり更にその状態がβ２秒以上継続している場合には、背上げ判定手段７は第２条件を満足していると判定し、すなわちベッド寝床部２１上の使用者Ｕが背上げ動作をしたと判定する。
【００７６】
したがって、背上げ判定手段７で第１条件と第２条件とのうち少なくとも一方を満足していると判定された場合には、ベッド寝床部２１上の使用者Ｕが背上げ動作をしたことを検知できる。
【００７７】
ここで、背上げ判定手段７において、第１条件が背上げ動作が速い場合に適する背上げ判定条件になり、第２条件が背上げ動作が遅い場合に適する背上げ判定条件になるようにするため、本実施形態では、ｔ１、ｔ２、α１、α２、α３、β１、β２を次のように設定する。なお、これらの値はいずれも０よりも大きな値である。
【００７８】
すなわち、背上げ動作が速い場合は比較的短時間で頭側荷重値Ｈが減少し、一方、背上げ動作が遅い場合は比較的長い時間をかけて頭側荷重値Ｈが減少する。そこで、第１条件のｔ１と第２条件のｔ２との関係を「ｔ１≦ｔ２」と設定する。
【００７９】
さらに、背上げ動作が速い場合は、比較的短時間で頭側荷重値Ｈが減少するのでその減少率は比較的大きく、一方、背上げ動作が遅い場合は、比較的長い時間をかけて頭側荷重値Ｈが減少するのでその減少率は比較的小さい。そこで、第１条件のα１と第２条件のα２との関係を「α１＞α２」と設定する。
【００８０】
このように設定することにより、第１条件が背上げ動作が速い場合に適する背上げ判定条件となるとともに、第２条件が背上げ動作が遅い場合に適する背上げ判定条件となる。そして、背上げ判定手段７では、第１条件と第２条件とのうち少なくとも一方を満足しているか否かを判定し、後述する報知手段９では、背上げ判定手段７で少なくとも一方を満足していると判定された場合、寝床部２１上の使用者Ｕが背上げ動作をした旨の情報を報知する。したがって、使用者Ｕの背上げ動作が速い場合でも遅い場合でも使用者Ｕが背上げ動作をしたか否かについて判定することができ、すなわち、使用者Ｕの背上げ動作についてその速さに追従して判定することができ、これにより使用者Ｕの背上げ動作を確実に検知することができる。
【００８１】
さらに、背上げ動作が遅い場合は、上述したように頭側荷重値の減少率は比較的小さいことから、背上げ動作が遅い場合の頭側荷重値の減少率は、背上げ動作が速い場合の頭側荷重値の減少率よりも、背上げ動作に関係のない小さな荷重値の変動（ノイズ）の影響を受け易い。そこで、第１条件のβ１と第２条件のβ２との関係を「β１＜β２」と設定する。これにより、ノイズの影響による誤判定を回避することができ、その結果、背上げ動作についての判定精度を向上させることができる。さらに、「β１＜β２」と設定することにより、背上げ動作が速い場合は背上げ動作が遅い場合よりも早期に背上げ動作を検知することができる。
【００８２】
さらに、背上げ動作が遅い場合は、上述したように頭側荷重値の減少率は比較的小さく、背上げ判定について誤判定を生じ易い。一方、第３及び第４荷重検出センサ１Ｃ、１Ｄから出力される荷重値Ｗ３、Ｗ４を合計した足側荷重値Ｆは、図８に示すように使用者Ｕの背上げ動作に伴って増加する。そこで、第２条件では、頭側荷重値の減少率だけではなく足側荷重値の増加率についても背上げ判定の条件に追加している。こうすることにより、背上げ動作（特に、遅い背上げ動作）についての判定精度を更に向上させることができる。ここで、もしα３をα２よりも大きく設定する（即ち、α３＞α２）と、背上げ判定のタイミングが遅くなり、背上げ動作に追従した判定が困難になる。そこで、α３を「α３≦α２」と設定する。こうすることにより、背上げ判定のタイミングを速くし得て、背上げ動作に追従した判定を確実に行うことができる。
【００８３】
ｔ１とｔ２は、いずれも１秒〜１０分（６００秒）の範囲に設定されることが望ましく、こうすることにより、様々な背上げ動作の速さに対応した判定を確実に行うことができる。
【００８４】
α１は、５〜８０％の範囲に設定されることが望ましく、こうすることにより速い背上げ動作についての判定を確実に行うことができる。
【００８５】
α２は、５〜５０％の範囲に設定されることが望ましく、こうすることにより遅い背上げ動作についての判定を確実に行うことができる。
【００８６】
α３は、５〜５０％の範囲に設定されることが望ましく、こうすることにより遅い背上げ動作についての判定を更に確実に行うことができる。
【００８７】
β１は、１〜５秒の範囲に設定されることが望ましく、こうすることにより速い背上げ動作についての判定を確実に行うことができる。
【００８８】
β２は、１〜１０秒の範囲に設定されることが望ましく、こうすることにより遅い背上げ動作についての判定を確実に行うことができる。
【００８９】
さらに、ｔ１はｔ１＜ｔ２の関係を満足するように設定されることが望ましく、こうすることにより、背上げ判定手段７の第１条件で用いた頭側荷重値の減少率ＨＧ１を第２条件よりも直近の背上げ動作に確実に対応させることができる。これにより、第１条件が背上げ動作が速い場合の背上げ判定条件に更に適するものとなる。したがって、使用者Ｕの背上げ動作についてその速さに確実に追従して判定することができ、これにより、使用者Ｕの背上げ動作を更に確実に検知することができるし、背上げ動作が速い場合は背上げ動作が遅い場合よりも確実に早期に検知することができる。
【００９０】
さらに、β１はβ１≦β２×（３／５）の関係を満足するように設定されることが望ましく、こうすることにより、背上げ判定手段７の第１条件が背上げ動作が速い場合の背上げ判定条件に更に一層適するものとなる。したがって、使用者Ｕの背上げ動作についてその速さに更に確実に追従して判定することができ、これにより、使用者Ｕの背上げ動作を更に確実に検知することができるし、背上げ動作が速い場合は背上げ動作が遅い場合よりも更に確実に早期に検知することができる。
【００９１】
さらに、背上げ判定手段７は、上述したように、第１条件と第２条件とのうち少なくとも一方を満足しているか否かを判定する前に、現時刻からｔ１時間前の総荷重値ＷＴ１と現時刻の総荷重値ＷＴ０との差の絶対値｜ΔＷＴ｜が臥床時総荷重値ＧＷＴの１／ａ（但し１＜ａ）倍以下であるか否かを判定するものとなっており、当該差の絶対値｜ΔＷＴ｜が臥床時総荷重値ＧＷＴの１／ａ倍以下であると判定した場合に、第１条件と第２条件とのうち少なくとも一方を満足しているか否かを判定し、一方、そうではないと判定した場合、臥床判定手段４を再実行させるものとなっている。したがって、当該差の絶対値｜ΔＷＴ｜が臥床時総荷重値ＧＷＴの１／ａ倍以下であるといった総荷重値ＷＴの変動が比較的小さい場合にのみ、第１条件と第２条件とのうち少なくとも一方を満足しているか否かを判定できるから、臥床判定手段４で使用者Ｕがベッド寝床部２１上に臥床したと判定された後において背上げ動作に関係のない大きな総荷重値ＷＴの変動があった場合（例えば、使用者Ｕが臥床したと判定された後でベッド寝床部２１上に大きな重量物が載置されることで総荷重値ＷＴの変動が大きくなった場合や、ベッド寝床部２１上に載置されていた大きな重量物が使用者Ｕが臥床したと判定された後で取り除かされることで総荷重値ＷＴの変動が大きくなった場合）を排除することができ、これにより、背上げ動作についての判定精度を更に向上させることができる。一方、差の絶対値｜ΔＷＴ｜が臥床時総荷重値ＧＷＴの１／ａ倍以下ではないと判定した場合、臥床判定手段４を再実行させる。これにより、背上げ動作についての判定精度を更に向上させることができる。なお、１／ａの値が１以上（即ち、ａ≦１）であることは非常に大きな総荷重値の変動（例えば、使用者Ｕが離床した場合や、他人がベッド寝床部２１上に乗った場合や、柵がベッド２０に取り付けられた場合）があったと考えられ正確な背上げ判定が困難になるので、１／ａの値は１よりも小さい（即ち、１＜ａ）とする。
【００９２】
１／ａは、１／１０〜１／２（即ち、２≦ａ≦１０）の範囲に設定されることが望ましく、こうすることにより、背上げ動作に関係のない大きな総荷重値の変動による背上げ動作についての誤判定を確実に回避することができ、その結果、背上げ動作についての判定精度を更に向上させることができる。
【００９３】
さらに、背上げ判定手段７で使用者Ｕの背上げ動作の判定に用いる値は、頭側荷重値Ｈの減少量ではなく減少率なので、使用者Ｕの体重の大小による判定のばらつきを極力なくすことができ、これにより背上げ動作についての判定精度を更に向上させることができる。  
【００９４】
離床判定手段８は、ベッド寝床部２１上の使用者Ｕがベッド寝床部２１から離床したか否かを判定するものであり、本実施形態では、第１〜第４荷重検出センサ１Ａ〜１Ｄから出力された荷重値Ｗ１〜Ｗ４を用いてその判定が行われる。この離床判定手段８による具体的な判定は、例えば次のように行われる。
【００９５】
すなわち、離床判定手段８は、第１〜第４荷重検出センサ１Ａ〜１Ｄから出力される荷重値Ｗ１〜Ｗ４を合計した総荷重値ＷＴが所定の閾値（例えば、臥床時総荷重値ＧＷＴに対して５０％）未満である場合、ベッド寝床部２１上の使用者Ｕが離床したと判定し、一方、総荷重値ＷＴが前記閾値未満でない場合、ベッド寝床部２１上の使用者Ｕが離床していないと判定するものである。
【００９６】
報知手段９は、報知スピーカ、報知ランプ、表示部（例：液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＣＲＴ）等を備えたものである。そして、この報知手段９は、背上げ判定手段７で第１条件と第２条件とのうち少なくとも一方を満足していると判定された場合に、ベッド寝床部２１上の使用者Ｕが背上げ動作をした旨の情報を、当該情報に対応するアラームや音声等の音を報知スピーカから発したり、当該情報に対応する報知ランプを点灯や点滅したり、当該情報に対応する文字や図等を表示部に表示したりすることで報知対象者（例：介護者、監視者）に対して報知するものとなされている。ここで本実施形態では、報知対象者は例えば介護者であるとし、またベッド寝床部２１上の使用者Ｕが背上げ動作をした旨の情報は、当該情報に対応するアラーム（即ち使用者Ｕが背上げ動作をしたことを示すアラーム）が報知スピーカから発せられることで報知対象者に対して報知されるものとする。
【００９７】
さらに、この報知手段９は、離床判定手段８でベッド寝床部２１上の使用者Ｕがベッド寝床部２１から離床したと判定した場合にも、ベッド寝床部２１上の使用者Ｕが離床した旨の情報を、当該当該情報に対応するアラームや音声等の音を報知スピーカから発したり、当該当該情報に対応する報知ランプを点灯や点滅したり、当該当該情報に対応する文字や図等を表示部に表示したりすることで報知対象者に対して報知するものとなされている。
【００９８】
閾値記憶手段１０は、上述したように背上げ判定手段７で用いられるｔ１、ｔ２、α１、α２、α３、β１、β２、１／ａなどはじめ、その他の閾値を記憶する。閾値記憶手段１０に記憶された閾値は、介護者等が任意に変更可能になっている。
【００９９】
次に、本実施形態の検知装置１５を用いたベッドの在床状況検知方法について図４及び図５を参照して以下に説明する。なお、ｔ１、ｔ２、β１、β２の単位はいずれも「秒（ｓ）」である。
【０１００】
まず、検知装置１５の基本的な動作について図４を参照して説明する。
【０１０１】
ステップＳ１では、前準備工程として、介護者等の所定の作業者は第１〜第４荷重検出センサ１Ａ〜１Ｄのベッド２０への設置作業（配置作業）を行う。その作業方法は例えば次のとおりである。まず、床面２５上に４個の荷重検出センサ１Ａ〜１Ｄをベッド２０の４個の脚部間２２Ａ〜２２Ｄの間隔に対応して互いに離間して配置する（図１参照）。次いで、各荷重検出センサ１Ａ〜１Ｄの上面の荷重受け面上にベッド２０の対応する脚部（詳述するとキャスタ２３）を載置する。これにより、各荷重検出センサ１Ａ〜１Ｄのベッド２０への設置作業（配置作業）が完了する。そして、各荷重検出センサ１Ａ〜１Ｄの動作を開始させる。これにより、各荷重検出センサ１Ａ〜１Ｄから荷重値が出力される。
【０１０２】
ステップＳ２では、介護者等の所定の操作者が動作モード選択手段３で複数の動作モードの中から所望する動作モードとして背上げ判定モードを選択する。これにより、背上げ判定モードが開始される。次いで、ステップＳ３へ進む。
【０１０３】
ステップＳ３では、背上げ判定モードについての正常な実行に必要な値やデータ等が初期化される。この工程Ｓ３を初期化工程という。次いで、ステップＳ４へ進む。
【０１０４】
ステップＳ４では、第１〜第４荷重検出センサ１Ａ〜１Ｄから出力される荷重値Ｗ１〜Ｗ４を用いて、ベッド寝床部２１上に使用者Ｕが臥床しているか否かを臥床判定手段４により荷重検出センサの検出周期毎に判定する。この工程を「臥床判定工程Ｓ４」という。そして、もし使用者Ｕがベッド寝床部２１上に臥床したと判定した場合、ステップＳ５へ進む。この臥床判定工程Ｓ４は、使用者Ｕがベッド寝床部２１上に臥床したと判定するまで繰り返し行われる。
【０１０５】
ステップＳ５では、臥床判定工程Ｓ４で使用者Ｕがベッド寝床部２１上に臥床したと判定した時の第１〜第４荷重検出センサ１Ａ〜１Ｄから出力された荷重値Ｗ１〜Ｗ４を合計した総荷重値ＷＴを臥床時総荷重値ＧＷＴとして算出して臥床時総荷重値記憶手段５に記憶する。この工程Ｓ５を「臥床時総荷重値記憶工程Ｓ５」という。次いで、ステップＳ６へ進む。
【０１０６】
ステップＳ６では、荷重値Ｗ１〜Ｗ４、頭側荷重値Ｈ、足側荷重値Ｆなど、背上げ判定に必要な荷重値データを荷重検出センサの検出周期毎に算出して荷重値データ記憶手段６に記憶することを開始する。この工程を「荷重値データ記憶工程Ｓ６」の開始という。次いで、ステップＳ７へ進む。
【０１０７】
ステップＳ７では、第１条件と第２条件のうち少なくとも一方を満足しているか否かを背上げ判定手段７により荷重検出センサの検出周期毎に判定する。この工程を「背上げ判定工程Ｓ７」という。そして、もし使用者Ｕが背上げ動作をしたと判定した場合、ステップＳ８へ進む。なお、この背上げ判定工程Ｓ７の詳細については後述する。
【０１０８】
ステップＳ８では、ベッド寝床部２１上の使用者Ｕがベッド寝床部２１上から離床したか否かを離床判定手段８により判定する。この工程を「離床判定工程Ｓ８」という。そして、もし使用者Ｕが離床したと判定した場合、ステップＳ９へ進み、荷重値データ記憶手段６による荷重値データの記憶を終了する。そしてステップＳ１０へ進む。ステップＳ１０では、臥床時総荷重値記憶手段５に記憶された臥床時総荷重値ＧＷＴをリセットする。次いでステップＳ４（臥床判定工程）へ戻る。
【０１０９】
次に、背上げ判定工程Ｓ７の詳細について図５を参照して説明する。なお、以下で説明する背上げ判定工程Ｓ７における判定は全て背上げ判定手段７により行われる。
【０１１０】
ステップＳ２０では背上げ判定を開始する。ステップＳ２１では、臥床判定工程Ｓ４で使用者Ｕがベッド寝床部２１上に臥床したと判定した時（即ち臥床時）からｔ１秒以上経過したか否かを判定する。そして、もし臥床時からｔ１秒以上経過していると判定した場合（「ＹＥＳ」の場合）、ステップＳ２２へ進む。一方、もし臥床時からｔ１秒以上経過していないと判定した場合（「ＮＯ」の場合）、本ステップＳ２１へ戻る。
【０１１１】
ステップＳ２２では、第１条件と第２条件に関する判定を行うための前提条件を満足しているか否かの判定として、現時刻ｔ０からｔ１秒前の総荷重値ＷＴ１と現時刻ｔ０の総荷重値ＷＴ０との差の絶対値｜ΔＷＴ｜が臥床時総荷重値記憶工程Ｓ５で記憶された臥床時総荷重値ＧＷＴの１／ａ（但し１＜ａ）倍以下であるか否かを判定する。そして、もし当該差の絶対値｜ΔＷＴ｜が臥床時総荷重値ＧＷＴの１／ａ倍以下であると判定した場合（「ＹＥＳ」の場合）、ステップＳ２３へ進む。一方、もし当該差の絶対値｜ΔＷＴ｜が臥床時総荷重値ＧＷＴの１／ａ倍以下ではない判定した場合（「ＮＯ」の場合）、臥床判定工程Ｓ４へ戻る。
【０１１２】
ステップＳ２３では、現時刻ｔ０からｔ１秒前の頭側荷重値Ｈ１に対する現時刻ｔ０の頭側荷重値Ｈ０の減少率ＨＧ１がα１（但し０＜α１）以上であるか否かを判定する。そして、もし頭側荷重値Ｈ０の減少率ＨＧ１がα１以上であると判定した場合（「ＹＥＳ」の場合）、ステップＳ２４へ進む。一方、もし頭側荷重値Ｈ０の減少率ＨＧ１がα１以上ではない判定した場合（「ＮＯ」の場合）、ステップＳ２５へ進む。
【０１１３】
ステップＳ２４では、頭側荷重値Ｈ０の減少率ＨＧ１がα１以上である状態がβ１（但し０＜β１）秒以上継続しているか否かを判定する。そして、もしその状態がβ１秒以上継続していると判定した場合（「ＹＥＳ」の場合）、ステップＳ２８へ進む。一方、もしその状態がβ１秒以上継続していないと判定した場合（「ＮＯ」の場合）、ステップＳ２５へ進む。なお、ステップＳ２３とＳ２４が、第１条件を満足しているか否かを判定する工程である。
【０１１４】
ステップＳ２５では、臥床時からｔ２秒以上経過したか否かを判定する。そして、もし臥床時からｔ２秒以上経過していると判定した場合（「ＹＥＳ」の場合）、ステップＳ２６へ進む。一方、もし臥床時からｔ２秒以上経過していないと判定した場合（「ＮＯ」の場合）、ステップＳ２２へ戻る。
【０１１５】
ステップＳ２６では、現時刻ｔ０からｔ２（但しｔ１≦ｔ２）秒前の頭側荷重値Ｈ２に対する現時刻ｔ０の頭側荷重値Ｈ０の減少率ＨＧ２がα２（但し０＜α２＜α１）以上であり、且つ、現時刻ｔ０からｔ２秒前の足側荷重値Ｆ２に対する現時刻ｔ０の足側荷重値Ｆ０の増加率ＦＺ２がα３（但し０＜α３≦α２）以上であるか否かを判定する。そして、もし頭側荷重値Ｈ０の減少率ＨＧ２がα２以上であり且つ足側荷重値Ｆ０の増加率ＦＺ２がα３以上であると判定した場合（「ＹＥＳ」の場合）、ステップＳ２７へ進む。一方、もしそうではないと判定した場合（「ＮＯ」の場合）、ステップＳ２２へ戻る。
【０１１６】
ステップＳ２７では、頭側荷重値Ｈ０の減少率ＨＧ２がα２以上であり且つ足側荷重値Ｆ０の増加率ＦＺ２がα３以上である状態がβ２秒以上継続しているか否かを判定する。そして、もしその状態がβ２秒以上継続していると判定した場合（「ＹＥＳ」の場合）、ステップＳ２８へ進む。一方、もしその状態がβ２秒以上継続していないと判定した場合（「ＮＯ」の場合）、ステップＳ２２へ戻る。なお、ステップＳ２６とＳ２７が、第２条件を満足しているか否かを判定する工程である。
【０１１７】
ステップＳ２８では、ベッド寝床部２１上の使用者Ｕが背上げ動作をしたと判定し、その旨の情報としてアラームを報知手段９により所定時間（例えば２秒間）発する。この工程を「報知工程Ｓ２８」という。次いで、ステップＳ２９へ進む。
【０１１８】
ステップＳ２９では、背上げ判定に用いた荷重値データをリセットする。次いで、離床判定工程Ｓ８へ進む。
【０１１９】
次に、本実施形態の検知装置１５を用いた検知方法の背上げ判定工程Ｓ７での背上げ判定についての具体的な一例を、図９及び１０を参照して以下に説明する。
【０１２０】
図９は、ベッド寝床部２１上の使用者Ｕが実際に背上げ動作をし且つ背上げ判定工程Ｓ７の第１条件を適用する場合における、頭側荷重値の減少率ＨＧ１についての時間的変動の一例を示すグラフである。横軸は使用者Ｕが背上げ動作を開始した時刻（これを０秒としている）からの時間経過である。縦軸は現時刻ｔ０からｔ１秒前の頭側荷重値Ｈ１に対する現時刻ｔ０の頭側荷重値Ｈ０の減少率ＨＧ１である。また、第１条件では、ｔ１＝５秒、β１＝１．５秒、α１＝３５％に設定している。荷重検出センサの検出周期は０．５秒である。
【０１２１】
図１０は、ベッド寝床部２１上の使用者Ｕが実際に背上げ動作をし且つ背上げ判定工程Ｓ７の第２条件を適用する場合における、頭側荷重値の減少率ＨＧ２及び足側荷重値の増加率ＦＺ２についての時間的変動の一例を示すグラフである。横軸は使用者Ｕが背上げ動作を開始した時刻（これを０秒としている）からの経過時間である。縦軸の下半分（０％よりも下側）は現時刻ｔ０からｔ２秒前の頭側荷重値Ｈ２に対する現時刻ｔ０の頭側荷重値Ｈ０の減少率ＨＧ２であり、縦軸の上半分（０％よりも上側）は現時刻ｔ０からｔ２秒前の足側荷重値Ｆ２に対する現時刻ｔ０の足側荷重値Ｆ０の増加率ＦＺ２である。また、第２条件では、ｔ２＝１５秒、β２＝２．５秒、α２＝２０％、α３＝２０％に設定している。荷重検出センサの検出周期は０．５秒である。
【０１２２】
図９に示すように、第１条件では、背上げ動作の速い使用者Ｕが背上げ動作をした場合、使用者Ｕが背上げ動作を開始した時刻から１．５秒経過したとき頭側荷重値の減少率ＨＧ１がα１（＝３５％）以上になり、この状態がβ１（＝１．５）秒継続したとき（即ち、使用者Ｕが背上げ動作を開始した時刻から３秒経過したとき）、第１条件を満足し、使用者Ｕが背上げ動作をしたと判定される。
【０１２３】
一方、背上げ動作の遅い使用者Ｕが背上げ動作をした場合では、使用者Ｕが背上げ動作を開始した時刻から６．５秒を経過しても頭側荷重値の減少率ＨＧ１がα１（＝３５％）以上にならず、すなわち第１条件を満足せず、使用者Ｕが背上げ動作をしたと判定されない。
【０１２４】
したがって、第１条件は、背上げ動作が速い場合（背上げ動作の速い使用者Ｕ）に適する背上げ判定条件となっていることが分かる。
【０１２５】
図１０に示すように、第２条件では、背上げ動作の速い使用者Ｕが背上げ動作をした場合、使用者Ｕが背上げ動作を開始した時刻から１秒経過したとき頭側荷重値の減少率ＨＧ２がα２（＝２０％）以上になり、この状態がβ２（＝２．５）秒継続したとき（即ち、使用者Ｕが背上げ動作を開始した時刻から３．５秒経過したとき）、第２条件を満足し、使用者Ｕが背上げ動作をしたと判定されている。
【０１２６】
一方、背上げ動作の遅い使用者Ｕが背上げ動作をした場合では、使用者Ｕが背上げ動作を開始した時刻から３秒を経過したとき頭側荷重値の減少率ＨＧ２がα２（＝２０％）以上となるが、このときの足側荷重値の増加率ＦＺ２はα３（＝２０％）以上ではなく、よって第２条件を満足せず、使用者Ｕが背上げ動作をしたと判定されない。そして、使用者Ｕが背上げ動作を開始した時刻から４秒を経過したとき頭側荷重値の減少率ＨＧ２がα２（＝２０％）以上であり且つ足側荷重値の増加率ＦＺ２がα３（＝２０％）以上になり、この状態がβ２（＝２．５）秒以上継続したとき（即ち、使用者Ｕが背上げ動作を開始した時刻から６．５秒経過したとき）、第２条件を満足し、使用者Ｕが背上げ動作をしたと判定される。
【０１２７】
したがって、第２条件は、背上げ動作が速い場合（背上げ動作の速い使用者Ｕ）だけではなく、更に、背上げ動作が遅い場合（背上げ動作の遅い使用者Ｕ）にも適する背上げ判定条件となっていることが分かる。
【０１２８】
以上で本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく本発明の要旨を変更しない範囲内で様々に変更可能である。
【０１２９】
また上記実施形態では、背上げ判定工程S７の第２条件は、現時刻からｔ２時間前の頭側荷重値に対する現時刻の頭側荷重値の減少率ＨＧ２がα２以上であり現時刻からｔ２時間前の足側荷重値に対する現時刻の足側荷重理の増加率ＦＺ２がα３以上である状態がβ２時間以上継続しているという条件であるが、本発明では、第２条件はこれに限定されず、現時刻からｔ２時間前の頭側荷重値に対する現時刻の頭側荷重値の減少率ＨＧ２がα２以上である状態がβ２時間以上継続しているという条件であっても良い。
【０１３０】
また上記実施形態では、第１〜第４荷重検出センサ１Ａ〜１Ｄからの出力値として荷重値Ｗ１〜Ｗ４を用いているが、本発明では、荷重検出センサからの出力値は荷重値であることに限定されるものではなく、その他に例えば、ベッド寝床部２１の対応する部位に掛かる荷重に対応する電圧値であっても良い。なおこの場合、荷重値は電圧値を所定の変換式に従って変換することにより演算可能であり、その演算を行うための荷重値演算手段（信号増幅部及びＡ／Ｄ変換部を含む）は例えば制御手段２に備えられる。
【０１３１】
また上記実施形態では、荷重検出センサ１Ａ〜１Ｄはベッド２０の脚部２２Ａ〜２２Ｄと床面２５との間に配置されているが、本発明では、荷重検出センサはこの箇所に配置されることに限定されるものではない。例えば、荷重検出センサは、ベッド寝床部２１に掛かる荷重が当該寝床部２１から床面２５に伝達される荷重伝達経路の途中に配置される。具体的には、荷重検出センサは、寝床部と脚部とを連結する連結部（例：連結フレーム）や、寝床部と脚部との間に配置されて寝床部を支持する支持部（例：支持フレーム）や、寝床部を昇降させる昇降機構のリンク部（例：リンクフレーム、リンク軸）や、脚部や、脚部とベッド移動用キャスタとを連結する連結部や、キャスタ軸部などに取り付けられたり組み込まれたりするなどして配置される。
【０１３２】
さらに本発明では、ベッドの荷重伝達経路を寝床部の側と床面の側とに上下に分割する任意の分割面を想定し、当該分割面を上下に貫通する構造部材の少なくとも一箇所に荷重検出センサとしてのロードセルを設けた態様としても良い。例えば、ベッドの荷重伝達経路の途中における、支軸とこれを受ける軸受け部とが接する面を分割面と想定することができ、この場合、支軸及び軸受け部が分割面を上下に貫通する構造部材に相当する。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明は、ベッドの寝床部上のベッド使用者の在床状況を検知するベッドの在床状況検知方法、在床状況検知装置及び在床状況検知システムに利用可能である。
【符号の説明】
【０１３４】
１Ａ〜１Ｄ：荷重検出センサ
４：臥床判定手段
５；臥床時荷重値記憶手段（臥床時出力値記憶手段）
６：荷重値データ記憶手段（出力値データ記憶手段）
７：背上げ判定手段
９：報知手段
１５：ベッドの在床状況検知装置
１６：ベッドの在床状況検知システム
２０：ベッド
２１：寝床部
２５：床面
Ｕ：ベッド使用者
【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】
2014100425.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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