(57)【要約】      （修正有）【課題】ベッド上に滞在する被験者の胴体、特に胸の位置を正確に検出することのできる位置検出装置を提供する。【解決手段】被験者が滞在するベッド１の対向する部分に配され、前記被験者の生体信号を検出するための基本波形信号を検出する少なくとも１対の波形検出手段と、一方の波形検出手段７〜１２によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第１の振幅検出手段と、他方の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第２の振幅検出手段と、前記第１の振幅検出手段によって検出された振幅と、前記第２の振幅検出手段によって検出された振幅とに基づいて、前記基本波形信号の発生源を設定する発生源特定手段とによって構成され、生体信号としては、呼吸信号及び／若しくは体動信号である位置検出装置。【選択図】図１
2006149957.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者が滞在するベッドの対向する部分に配され、前記被験者の生体信号を検出するための基本波形信号を検出する少なくとも１対の波形検出手段と、
一方の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第１の振幅検出手段と、
他方の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第２の振幅検出手段と、
前記第１の振幅検出手段によって検出された振幅と、前記第２の振幅検出手段によって検出された振幅とに基づいて、前記基本波形信号の発生源を設定する発生源特定手段とによって少なくとも構成されることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記一対の波形検出手段は、前記ベッドの長手方向に沿った第１の基準線の両端に位置することを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記一対の波形検出手段は、前記ベッドの短手方向に沿った第２の基準線の両端に位置することを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記一対の波形検出手段は、前記ベッドの一つの対角線に沿った第３の基準線の両端に位置することを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記ベッドの長手方向に沿った第１の基準線と前記ベッドの短手方向に沿った第２の基準線を想定し、
前記第１の基準線両端に位置するそれぞれのフレームに配される波形検出手段を、第１及び第２の波形検出手段とすると共に、第２の基準線両端に位置するそれぞれのフレームに配される波形検出手段を、第３及び第４の波形検出手段とし、
第１の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第１の振幅検出手段と、
第２の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第２の振幅検出手段と、
第３の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第３の振幅検出手段と、
第４の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第４の振幅検出手段と、
前記第１の振幅検出手段によって検出された振幅と、前記第２の振幅検出手段によって検出された振幅に基づいて、前記第１の基準線上における前記基本波形信号の発生源を設定する第１の発生源特定手段と、
前記第３の振幅検出手段によって検出された振幅と、前記第４の振幅検出手段によって検出された振幅に基づいて、前記第２の基準線上における前記基本波形信号の発生源を設定する第２の発生源特定手段とによって少なくとも構成されることを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記ベッドの長手方向に沿った第１の基準線と前記ベッドの短手方向に沿った第２の基準線を想定し、
前記第１の基準線の一端で前記第２の基準線の一端に位置する脚部に配される波形検出手段を第１の波形検出手段、前記第１の基準線の一端で前記第２の基準線の他端に位置する脚部に配される波形検出手段を第２の波形検出手段、前記第１の基準線の他端で前記第２の基準線の一端に位置する脚部に配される波形検出手段を第３の波形検出手段、前記第１の基準線の他端で前記第２の基準線の他端に位置する脚部に配される波形検出手段を第４の波形検出手段とし、
第１の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第１の振幅検出手段と、
第２の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第２の振幅検出手段と、
第３の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第３の振幅検出手段と、
第４の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第４の振幅検出手段と、
前記第１及び／若しくは第２の振幅検出手段よって検出された振幅と、前記第３及び／若しくは第４の振幅検出手段によって検出された振幅に基づいて、前記第１の基準線上における前記基本波形信号の発生源を設定する第１の発生源特定手段と、
前記第１及び／若しくは第３の振幅検手段によって検出された振幅と、前記第２及び／若しくは第４の振幅検出手段によって検出された振幅に基づいて、前記第２の基準線上における前記基本波形信号の発生源を設定する第２の発生源特定手段とによって少なくとも構成されることを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記ベッドの長手方向に沿った第１の基準線と、前記ベッドの短手方向に沿った第２の基準線と、前述ベッドの一方の対角方向に沿った第３の基準線を想定し、
前記第１の基準線両端に位置するそれぞれのフレームに配される波形検出手段を、第１及び第２の波形検出手段とすると共に、第２の基準線両端に位置するそれぞれのフレームに配される波形検出手段を、第３及び第４の波形検出手段とし、第３の基準線両端に位置するそれぞれのフレームに配される波形検出手段を、第５及び第６の波形検出手段とし、
第１の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第１の振幅検出手段と、
第２の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第２の振幅検出手段と、
第３の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第３の振幅検出手段と、
第４の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第４の振幅検出手段と、
第５の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第５の振幅検出手段と、
第６の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第６の振幅検出手段と、
前記第１の振幅検出手段によって検出された振幅と、前記第２の振幅検出手段によって検出された振幅に基づいて、前記第１の基準線上における前記基本波形信号の発生源を設定する第１の発生源特定手段と、
前記第３の振幅検出手段によって検出された振幅と、前記第４の振幅検出手段によって検出された振幅に基づいて、前記第２の基準線上における前記基本波形信号の発生源を設定する第２の発生源特定手段と、
前記第５の振幅検出手段によって検出された振幅と、前記第５の振幅検出手段によって検出された振幅に基づいて、前記第６の基準線上における前記基本波形信号の発生源を設定する第３の発生源特定手段とによって少なくとも構成されることを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
【請求項８】
前記ベッドの一方の対角線に沿った第３の基準線と、他方の対角線に沿った第４の基準線を想定し、
第３の基準線両端に位置するそれぞれのフレームに配される波形検出手段を、第５及び第６の波形検出手段とし、第４の基準線両端に位置するそれぞれのフレームに配される波形検出手段を、第７及び第８の波形検出手段とし、
第５の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第５の振幅検出手段と、
第６の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第６の振幅検出手段と、
第７の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第７の振幅検出手段と、
第８の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第８の振幅検出手段と、
前記第５の振幅検出手段によって検出された振幅と、前記第６の振幅検出手段によって検出された振幅に基づいて、前記第３の基準線上における前記基本波形信号の発生源を設定する第３の発生源特定手段と、
前記第７の振幅検出手段によって検出された振幅と、前記第８の振幅検出手段によって検出された振幅に基づいて、前記第４の基準線上における前記基本波形信号の発生源を設定する第４の発生源特定手段とによって少なくとも構成されることを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
【請求項９】
前記基本波形信号から算出される生体信号は、呼吸波形信号であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の位置検出装置。
【請求項１０】
前記基本波形信号から算出される生体信号は、体動信号であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の位置検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ベッド上に滞在する要介護者等の被験者の滞在位置を検出する位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、寝台と、この寝台の寝床部に掛かる荷重を検出して荷重信号を生成する荷重検出手段と、上記荷重信号に基づいて上記寝床部上の使用者の体重の重心位置を演算する重心位置演算手段と、この重心位置演算手段が演算して得られた複数の重心位置に基づいて重心位置の移動距離を演算する移動距離演算手段とを具備する寝台装置を開示する。
【０００３】
特許文献２は、寝台と、寝台の寝床部に掛かる荷重を検出して荷重信号を生成する第１〜第４の荷重検出器と、荷重信号に基づいて寝床部上の使用者の体重の重心位置を演算する重心位置演算手段と、重心位置演算手段が演算して得られた重心位置が寝床部の予め設定した領域内にある時に警報信号を生成する第１の警報手段と、警報信号を電波に変換して送信する送信部と、この送信部から送信された電波を受信する受信部とを具備する寝台装置を開示する。
【０００４】
特許文献３は、被験者が滞在するベッド、椅子等の滞在器具の一部を構成するフレームの歪みを測定する歪み測定手段と、この歪み測定手段によって測定された歪みの変動量を検出する歪み変動検出手段と、前記歪み変動検出手段によって検出された歪みの変動量を検出する歪み変動量検出手段と、この歪み変動量検出手段によって検出された歪みの変動量から、被験者の生体データを検出する生体データ検出手段とを少なくとも具備し、被験者の離着床、呼吸数、脈拍数、咳、鼾、体動、寝返り等の生体データを検出できる生体信号検出装置を開示する。
【特許文献１】特許第３０９３７４５号公報
【特許文献２】特開平１１−２９０３９４号公報
【特許文献３】ＷＯ２００４／０４３２４９Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１及び２に開示される寝台装置では、ベッド脚４本の下部に体重測定用のロードセルを設置し、このロードセルから検出される各脚の重量データに基づいて重心位置を演算で求めていた。
しかしながら、この方法では、重心位置を正確に求めるために、荷重―出力特性、再現性及び温度特性が良好で、ＤＣレベルの安定性が良い重量測定センサを用いる必要があった。また、寝台を移動した場合又は最初に設置する場合、床面とのアライメント調整が必要なため、設置場所において、掃除などでベッドを移動した場合、掃除や治療などで不意にベッドが動いた場合にベッド重量校正をする必要があった。
【０００６】
また、本出願人による特許文献３には、フレームの歪みを検出することによって、呼吸数信号、体動を検出することが開示されている。
【０００７】
さらに、被験者の重心は、被験者の身体の一部がベッド外にはみ出した場合や、被験者が身体を屈曲した状態では、重心位置が被験者の身体の外に存在するために、被験者の正確な位置を示さない場合があるという不具合があった。このため、被験者の正常な位置として被験者の胴体部分の位置を正確に示すことが必要となり、ベッド重量校正の精度が非常に重要視される。また、重心位置による離床検出には、臥位より座位に移行する場合の重心位置の軌跡は連続的に移動する為に、離床の検出が遅れるもしくは、ベッド内での寝返りとの区別がつかなく誤判断することがあった。
【０００８】
このため、この発明は、被験者の重心ではなく、被験者の胴体、特に胸と腰の位置を正確に検出することのできる位置検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
したがって、この発明の位置検出装置は、被験者が滞在するベッドの対向する部分に配され、前記被験者の生体信号を検出するための基本波形信号を検出する少なくとも１対の波形検出手段と、一方の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第１の振幅検出手段と、他方の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第２の振幅検出手段と、前記第１の振幅検出手段によって検出された振幅と、前記第２の振幅検出手段によって検出された振幅とに基づいて、前記基本波形信号の発生源を設定する発生源特定手段とによって少なくとも構成されることにある。また、前記一対の波形検出手段は、前記ベッドの長手方向に沿った第１の基準線の両端に位置することが望ましく、前記ベッドの短手方向に沿った第２の基準線の両端に位置することが望ましく、また前記ベッドの一つの対角線に沿った第３の基準線の両端に位置することが望ましい。
【００１０】
また、前記位置検出装置は、前記ベッドの長手方向に沿った第１の基準線と前記ベッドの短手方向に沿った第２の基準線を想定し、前記第１の基準線両端に位置するそれぞれのフレームに配される波形検出手段を、第１及び第２の波形検出手段とすると共に、第２の基準線両端に位置するそれぞれのフレームに配される波形検出手段を、第３及び第４の波形検出手段とし、第１の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第１の振幅検出手段と、第２の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第２の振幅検出手段と、第３の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第３の振幅検出手段と、第４の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第４の振幅検出手段と、前記第１の振幅検出手段によって検出された振幅と、前記第２の振幅検出手段によって検出された振幅に基づいて、前記第１の基準線上における前記基本波形信号の発生源を設定する第１の発生源特定手段と、前記第３の振幅検出手段によって検出された振幅と、前記第４の振幅検出手段によって検出された振幅に基づいて、前記第２の基準線上における前記基本波形信号の発生源を設定する第２の発生源特定手段とによって少なくとも構成されることが望ましい。
【００１１】
さらに、前記位置検出装置は、前記ベッドの長手方向に沿った第１の基準線と前記ベッドの短手方向に沿った第２の基準線を想定し、前記第１の基準線の一端で前記第２の基準線の一端に位置する脚部に配される波形検出手段を第１の波形検出手段、前記第１の基準線の一端で前記第２の基準線の他端に位置する脚部に配される波形検出手段を第２の波形検出手段、前記第１の基準線の他端で前記第２の基準線の一端に位置する脚部に配される波形検出手段を第３の波形検出手段、前記第１の基準線の他端で前記第２の基準線の他端に位置する脚部に配される波形検出手段を第４の波形検出手段とし、第１の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第１の振幅検出手段と、第２の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第２の振幅検出手段と、第３の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第３の振幅検出手段と、第４の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第４の振幅検出手段と、前記第１及び／若しくは第２の振幅検出手段よって検出された振幅と、前記第３及び／若しくは第４の振幅検出手段によって検出された振幅に基づいて、前記第１の基準線上における前記基本波形信号の発生源を設定する第１の発生源特定手段と、前記第１及び／若しくは第３の振幅検手段によって検出された振幅と、前記第２及び／若しくは第４の振幅検出手段によって検出された振幅に基づいて、前記第２の基準線上における前記基本波形信号の発生源を設定する第２の発生源特定手段とによって少なくとも構成されることが望ましい。
【００１２】
さらにまた、前記位置検出装置は、前記ベッドの長手方向に沿った第１の基準線と、前記ベッドの短手方向に沿った第２の基準線と、前述ベッドの一方の対角方向に沿った第３の基準線を想定し、前記第１の基準線両端に位置するそれぞれのフレームに配される波形検出手段を、第１及び第２の波形検出手段とすると共に、第２の基準線両端に位置するそれぞれのフレームに配される波形検出手段を、第３及び第４の波形検出手段とし、第３の基準線両端に位置するそれぞれのフレームに配される波形検出手段を、第５及び第６の波形検出手段とし、第１の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第１の振幅検出手段と、第２の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第２の振幅検出手段と、第３の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第３の振幅検出手段と、第４の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第４の振幅検出手段と、第５の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第５の振幅検出手段と、第６の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第６の振幅検出手段と、前記第１の振幅検出手段によって検出された振幅と、前記第２の振幅検出手段によって検出された振幅に基づいて、前記第１の基準線上における前記基本波形信号の発生源を設定する第１の発生源特定手段と、前記第３の振幅検出手段によって検出された振幅と、前記第４の振幅検出手段によって検出された振幅に基づいて、前記第２の基準線上における前記基本波形信号の発生源を設定する第２の発生源特定手段と、前記第５の振幅検出手段によって検出された振幅と、前記第５の振幅検出手段によって検出された振幅に基づいて、前記第６の基準線上における前記基本波形信号の発生源を設定する第３の発生源特定手段とによって少なくとも構成されることが望ましい。
【００１３】
また、前記位置検出装置は、前記ベッドの一方の対角線に沿った第３の基準線と、他方の対角線に沿った第４の基準線を想定し、第３の基準線両端に位置するそれぞれのフレームに配される波形検出手段を、第５及び第６の波形検出手段とし、第４の基準線両端に位置するそれぞれのフレームに配される波形検出手段を、第７及び第８の波形検出手段とし、第５の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第５の振幅検出手段と、第６の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第６の振幅検出手段と、第７の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第７の振幅検出手段と、第８の波形検出手段によって検出された基本波形信号又は基本波形信号から算出された生体信号の振幅を検出する第８の振幅検出手段と、前記第５の振幅検出手段によって検出された振幅と、前記第６の振幅検出手段によって検出された振幅に基づいて、前記第３の基準線上における前記基本波形信号の発生源を設定する第３の発生源特定手段と、前記第７の振幅検出手段によって検出された振幅と、前記第８の振幅検出手段によって検出された振幅に基づいて、前記第４の基準線上における前記基本波形信号の発生源を設定する第４の発生源特定手段とによって少なくとも構成されることが望ましい。
【００１４】
さらに、前記基本波形信号から算出される生体信号は呼吸波形信号であることが望ましい。生体信号としては、脈拍数信号、呼吸信号、鼾信号、体動信号等がある。生体信号を脈拍信号とした場合には、生体信号の発生源として心臓の位置を特定することが可能であり、鼾信号で行う場合には、鼻や喉を生体信号の発生源として特定することができる。特に、ベッドの交流伝達特性は、呼吸領域（０．１〜２Ｈｚ）において直線性があり、また信号の発生源として肺、横隔膜を含む胸の位置が特定されることから、呼吸信号を用いることが最適であると言える。このため、前記生体信号の一つは、特に呼吸信号であることが望ましい。
【００１５】
また、前記生体信号としては、体動信号であることが望ましい。離床及び落下の予知として用いる場合は、離床時に臥位時の患者位置は本発明によると胴体の略中心部より呼吸信号より位置を同定できる。次に起き上がろうとする場合には、呼吸信号は体動信号に埋もれて判断出来ないため、体動により位置検出する。先ず、上半身を起こす、この場合に背中の部分が寝具より離脱するので、背中が寝具に接触して場合までの位置は略胴体中央に患者位置があり、少しでも起き上がる動作になれば、背中は寝具と接触しないため、位置が腰部に素早く移動する為、離床予知が出来るため、離床予知は体動信号であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
したがって、この発明によれば、被験者の位置を生体信号の発生源によって特定することができるので、発生源の移動によって、被験者の移動を認識することができるために、従来の生体データ検出装置によっても被験者の寝返りや離着床を確実に検出することができるものである。また、生体信号の一つとして、特に呼吸信号を設定したことによって、生体信号の発生源の特定が容易であると共に、生体信号の発生源として胸全体を特定できるため、被験者の位置を確実に特定できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施例について図面により説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１（ａ）に示すように、本願発明の実施例１に係る位置検出装置は、要介護者、入院患者等の被験者が滞在するベッド１と、このベッド１の側面フレーム３，４，５，６の内、第１の基準線（ＢＸ）に沿って対向する位置に配されるフレーム３，４の歪みを検出する一対の歪みセンサ１１，１２と、第２の基準線（ＢＹ）に沿って対向する位置に配されるフレーム５，６の歪みを検出する一対の歪みセンサ１４，１３と、これらのセンサ１１，１２、１３，１４からの基本波形信号に伴って生体信号を検出するコントロールユニット２と、このコントロールユニット２において演算処理された後、所定の生体データとして、介護センター、ナースステーション、担当医のコンピュータ等へ連絡するための通信手段２０とによって少なくとも構成される。
【００１９】
図４、図５及び図６で示すように、フレーム３側に位置する前記センサ１１から検出された基本波形信号又はこの基本波形信号から算出された呼吸波形信号をＢＸｗ１とし、フレーム４側に位置する前記センサ１２から検出された基本波形信号又はこの基本波形信号から算出された呼吸波形信号をＢＸｗ２した場合、所定の値における呼吸波形信号の振幅Ｓ１，Ｓ２を計測すると、例えば図３で示すように、それぞれの呼吸波形信号の振幅Ｓ１，Ｓ２は、特性線ＬＳ１及びＬＳ２からわかるように、略リニアに変化していることがわかる。このように、通常、ベッドの交流伝達特性は呼吸領域（０．１〜２Ｈｚ）において直線性がある。
【００２０】
具体的には、図４（ａ）は、被験者がベッド中央に滞在した場合の前記センサ１１によって検出された基本波形信号から算出された呼吸波形信号ＢＸｗ１を示したものであり、図４（ｂ）は、センサ１２によって検出された基本波形信号から算出された呼吸波形信号ＢＸｗ２を示したものである。また、図５（ａ）は、被験者がフレーム３側に滞在した場合に検出されたセンサ１１によって検出された基本波形信号から算出された呼吸波形信号ＢＸｗ１を示したものであり、図５（ｂ）は、フレーム４側のセンサセンサ１２によって検出された基本波形信号から算出された呼吸波形信号ＢＸｗ２を示したものである。さらに、図６（ａ）は、被験者がフレーム４側に滞在した場合に検出されたセンサ１１によって検出された基本波形信号から算出された呼吸波形信号ＢＸｗ１を示したものであり、図６（ｂ）は、センサ１２によって検出された基本波形信号から算出された呼吸波形信号ＢＸｗ２を示したものである。このように、フレーム３側のセンサ１１によって検出された基本波形信号から算出された呼吸波形信号の振幅Ｓ１は、特性線ＬＳ１から明らかなように、フレーム３側で大きくフレーム４側で小さくなり、センサ１２によって検出された基本波形信号から算出された呼吸波形信号の振幅Ｓ２は、特性線ＬＳ２から明らかなようにフレーム４側で大きくフレーム３側で小さくなることが実験により明白である。さらに同じことが、第２の基準線（ＢＹ）上においても言える。また、体動に於いても波形の大きさと位置関係には同様な関係がある為に、体動波形でも位置を求められる。
【００２１】
以下、図２に示されるステップ１００から開始されるフローチャートにしたがって、コントロールユニット２において実行される位置検出制御について説明する。
【００２２】
この位置検出制御は、例えばコントロールユニット２において実行される生体データ検出制御の一環として定期的又は必要に応じて実行されるものである。ステップ１１０では、前記フレーム３側センサ１１によって検出された基本波形信号から算出された呼吸波形信号ＢＸｗ１から呼吸波形信号の振幅Ｓ１ｘが演算される。この振幅Ｓ１ｘは、好ましくは、所定時間内の複数の振幅Ｓ１ｘ（ｎ）、Ｓ１ｘ（ｎ＋１）、・・・の平均値を取ることが望ましい。
【００２３】
ステップ１２０では、前記フレーム４側センサ１２によって検出された呼吸波形信号ＢＸｗ２から呼吸波形信号の振幅Ｓ２ｘが演算される。この振幅Ｓ２ｘは、好ましくは、所定時間内の複数の振幅Ｓ２ｘ（ｎ）、Ｓ２ｘ（ｎ＋１）、・・・の平均値を取ることが望ましい。
【００２４】
ステップ１３０では、例えば数式ｘ＝ＢＸ×Ｓ１ｘ／（Ｓ１ｘ＋Ｓ２ｘ）によって被験者の演算位置ｘが演算される。これは、ベッド幅ＢＸを、フレーム３側センサ１１によって検出された基本波形信号から算出された呼吸波形信号の振幅Ｓ１と、フレーム４側センサ１２によって検出された基本波形信号から算出された呼吸波形信号の振幅Ｓ２との比率によって分配して演算したものであり、呼吸波形信号の信号発生源、具体的には被験者の胸部位置を、フレーム３側からの距離で示したものである。
【００２５】
そして、ステップ１４０では、前記被験者の演算位置ｘがベッド１の長さＢＸの範囲内にあるか否かが判定され、範囲内にない場合（Ｎ）には、被験者の演算位置ｘが正常値でないと判断してステップ１１０に戻って再度演算を行う。また、前記範囲内にある場合（Ｙ）には、ステップ１５０に進んで、前記被験者の演算位置ｘから、所定時間毎又は所定の回数毎の移動平均ＡｖｅＸを演算し、ステップ１６０において被験者の胸部位置Ｘとしてこの移動平均値ＡｖｅＸを設定するものである。
【００２６】
ステップ１７０では、前記フレーム５側センサ１４によって検出された基本波形信号から算出された図示しない呼吸波形信号ＢＹｗ１から呼吸波形信号の振幅Ｓ１ｙが演算される。この振幅Ｓ１ｙは、好ましくは、所定時間内の複数の振幅Ｓ１ｙ（ｎ）、Ｓ１ｙ（ｎ＋１）、・・・の平均値を取ることが望ましい。
【００２７】
ステップ１８０では、前記フレーム６側センサ１３によって検出された呼吸波形信号ＢＹｗ２から呼吸波形信号の振幅Ｓ２ｙが演算される。この振幅Ｓ２ｙは、好ましくは、所定時間内の複数の振幅Ｓ２ｙ（ｎ）、Ｓ２ｙ（ｎ＋１）、・・・の平均値を取ることが望ましい。
【００２８】
ステップ１９０では、例えば数式ｙ＝ＢＹ×Ｓ１ｙ／（Ｓ１ｙ＋Ｓ２ｙ）によって被験者の演算位置ｙが演算される。これは、ベッド幅ＢＹを、フレーム５側センサ１４によって検出された基本波形信号から算出された呼吸波形信号の振幅Ｓ１ｙと、フレーム６側センサ１３によって検出された基本波形信号から算出された呼吸波形信号の振幅Ｓ２ｙとの比率によって分配して演算したものであり、呼吸波形信号の信号発生源、具体的には被験者の胸部位置を、フレーム５側からの距離で示したものである。
【００２９】
そして、ステップ２００では、前記被験者の演算位置ｙがベッド１の幅ＢＹの範囲内にあるか否かが判定され、範囲内にない場合（Ｎ）には、被験者の演算位置ｙが正常値でないと判断してステップ１７０に戻って再度演算を行う。また、前記範囲内にある場合（Ｙ）には、ステップ２１０に進んで、前記被験者の演算位置ｙから、所定時間毎又は所定の回数毎の移動平均ＡｖｅＹを演算し、ステップ２２０において被験者の胸部位置Ｙとしてこの移動平均値ＡｖｅＹを設定するものである。
【００３０】
以下、この被験者の位置（Ｘ、Ｙ）に基づいて、被験者の寝返り、体動等を検出する制御が実行され、必要に応じて前記通信手段２０を介して所定の場所に送信されるものである。
【実施例２】
【００３１】
図１（ｂ）で示すように、本願発明の実施例２に係る位置検出装置は、要介護者、入院患者等の被験者が滞在するベッド１と、このベッド１の４つの脚部７，８，９，１０のそれぞれに設けられた荷重センサ（又は静電容量センサ）１１，１２，１３，１４と、これらのセンサ１１，１２，１３，１４からの基本波形信号に伴って生体信号を検出するコントロールユニット２と、このコントロールユニット２において演算処理された後、所定の生体データとして、介護センター、ナースステーション、担当医のコンピュータ等へ連絡するための通信手段２０とによって少なくとも構成される。
【００３２】
この実施例２において、各センサ１１，１２，１３，１４によって検出された基本波形信号から演算された呼吸波形信号をそれぞれＢｗ１，Ｂｗ２，Ｂｗ３，Ｂｗ４とした場合、ベッド１の中心を原点（０，０）とすると、信号発生源（Ｘ，Ｙ）は、Ｘ＝（Ｂｗ１＋Ｂｗ２−Ｂｗ３−Ｂｗ４）／（Ｂｗ１＋Ｂｗ２＋Ｂｗ３＋Ｂｗ４）×ＢＸ／２及びＹ＝（Ｂｗ１＋Ｂｗ３−Ｂｗ２−Ｂｗ４）／（Ｂｗ１＋Ｂｗ２＋Ｂｗ３＋Ｂｗ４）×ＢＹ／２で求めることができる。
【実施例３】
【００３３】
また、前述した呼吸波形信号に代えて、体動信号を用いることができる。この体動信号は、例えば図８で示すように、基本波形信号Ｗの振幅の変動が大きい場合に、体動が生じたと判定され、その判定時における対向する位置に配置された一対のセンサによって検出された振幅Ｗ１（ｎ）とＷ２（ｎ）、Ｗ１（ｎ＋１）とＷ２（ｎ＋１）、Ｗ１（ｎ＋２）とＷ２（ｎ＋２）・・・というように同時間の振幅を比較することによって実施例１及び実施例２の呼吸波形信号の場合と同様に信号発生源の位置を特定することができるものである。体動信号によって信号発生源の位置を特定する場合には、これによって検出された信号の発生源は、被験者の身体によりベッド１にかかる荷重の中心（被験者とベッドとの接触部分の略中心）であり、被験者の重心とは異なることが実験により明らかである。重心によって検出する場合、被験者の身体の一部がベッドから離れている場合、被験者の身体が屈曲した状態にある場合には、重心が被験者の身体の外側となることがあるため、正確に被験者の位置を特定することができない場合があるが、本願の場合、この不具合を解決できる。
【実施例４】
【００３４】
また、被験者が体動を行った場合、呼吸波形信号による位置の特定が難しくなるため、体動が検出された場合には、体動信号の振幅により、信号発生源を特定すると共に、体動が沈静した場合には、呼吸波形信号によって信号発生源を特定することが望ましい。図７に示されるフローチャートは、その一例を示したものである。
【００３５】
ステップ２００から開始されるこの実施例４に係る位置検出装置の制御では、ステップ２１０において基本波形信号Ｗ（ｎ）が検出される。これは、それぞれのセンサによって検出された基本波形信号の平均値をとっても良い。ステップ２２０では、この基本波形信号Ｗ（ｎ）と所定時間前の基本波形信号Ｗ（ｎ−１）とが比較され、この差の絶対値（｜Ｗ（ｎ）−Ｗ（ｎ−１）｜）が所定値α以下である場合には、ステップ１００に進んで、例えば実施例１の場合と同様に、図２に示すフローチャートに従って呼吸波形信号基づいて信号発生源の特定を行う。
【００３６】
また、前記差の絶対値が所定値αより大きい場合（Ｙ）には、被験者の体動が検出されたとしてステップ２３０に進んで、体動時の信号（体動信号）の振幅によりステップ２３０以下のステップによって信号発生源の特定を行う。
【００３７】
ステップ２３０では、例えばフレーム３側センサ１１によって検出された基本波形信号から算出された体動信号の振幅Ｗ１ｘが演算される。この振幅Ｗ１ｘは、図８に示すように、好ましくは、所定時間内の複数の振幅Ｗ１ｘ（ｎ）、Ｗ１ｘ（ｎ＋１）、・・・の平均値を取ることが望ましい。
【００３８】
ステップ２４０では、例えば前記フレーム４側センサ１２によって検出された呼吸波形信号から算出された体動信号の振幅Ｗ２ｘが演算される。この振幅Ｗ２ｘは、図８に示すように、好ましくは、所定時間内の複数の振幅Ｗ２ｘ（ｎ）、Ｗ２ｘ（ｎ＋１）、・・・の平均値を取ることが望ましい。
【００３９】
ステップ２５０では、例えば数式ｘ＝ＢＸ×Ｗ１ｘ／（Ｗ１ｘ＋Ｗ２ｘ）によって被験者の演算位置ｘが演算される。これは、ベッド幅ＢＸを、フレーム３側センサ１１によって検出された基本波形信号から算出された体動信号の振幅Ｗ１と、フレーム４側センサ１２によって検出された基本波形信号から算出された体動信号の振幅Ｗ２との比率によって分配して演算したものであり、体動信号の信号発生源、具体的には被験者の身体とベッド１とが接触する部分の略中心を、フレーム３側からの距離で示したものである。
【００４０】
そして、ステップ２６０では、前記被験者の演算位置ｘがベッド１の長さＢＸの範囲内にあるか否かが判定され、範囲内にない場合（Ｎ）には、被験者の演算位置ｘが正常値でないと判断してステップ２３０に戻って再度演算を行う。また、前記範囲内にある場合（Ｙ）には、ステップ２７０に進んで、前記被験者の演算位置ｘから、所定時間毎又は所定の回数毎の移動平均ＡｖｅＸを演算し、ステップ２８０において被験者の胸部位置Ｘとしてこの移動平均値ＡｖｅＸを設定するものである。
【００４１】
ステップ２９０では、例えば前記フレーム５側センサ１４によって検出された基本波形信号から算出された図示しない体動信号から体動信号の振幅Ｗ１ｙが演算される。この振幅Ｗ１ｙは、好ましくは、所定時間内の複数の振幅Ｗ１ｙ（ｎ）、Ｗ１ｙ（ｎ＋１）、・・・の平均値を取ることが望ましい。
【００４２】
ステップ３００では、例えば前記フレーム６側センサ１３によって検出された体動信号の振幅Ｗ２ｙが演算される。この振幅Ｗ２ｙは、好ましくは、所定時間内の複数の振幅Ｗ２ｙ（ｎ）、Ｗ２ｙ（ｎ＋１）、・・・の平均値を取ることが望ましい。
【００４３】
ステップ３１０では、例えば数式ｙ＝ＢＹ×Ｗ１ｙ／（Ｗ１ｙ＋Ｗ２ｙ）によって被験者の演算位置ｙが演算される。これは、ベッド幅ＢＹを、フレーム５側センサ１４によって検出された基本波形信号から算出された体動信号の振幅Ｗ１ｙと、フレーム６側センサ１３によって検出された基本波形信号から算出された体動信号の振幅Ｗ２ｙとの比率によって分配して演算したものであり、体動信号の信号発生源、具体的には被験者の身体とベッド１とが接触する部分の略中心を、フレーム５側からの距離で示したものである。
【００４４】
そして、ステップ３２０では、前記被験者の演算位置ｙがベッド１の幅ＢＹの範囲内にあるか否かが判定され、範囲内にない場合（Ｎ）には、被験者の演算位置ｙが正常値でないと判断してステップ２９０に戻って再度演算を行う。また、前記範囲内にある場合（Ｙ）には、ステップ３３０に進んで、前記被験者の演算位置ｙから、所定時間毎又は所定の回数毎の移動平均ＡｖｅＹを演算し、ステップ３４０において被験者の胸部位置Ｙとしてこの移動平均値ＡｖｅＹを設定するものである。
【００４５】
以下、この被験者の位置（Ｘ、Ｙ）に基づいて、被験者の寝返り、体動等を検出する生業が実行され、必要に応じて前記通信手段２０を介して所定の場所に送信されるものである。
【実施例５】
【００４６】
図１（ｂ）で示すように、前述した本願発明の実施例２に係る位置検出装置において、各センサ１１，１２，１３，１４によって検出された基本波形信号から演算された体動信号をそれぞれＷ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４とした場合、ベッド１の中心を原点（０，０）とすると、信号発生源（Ｘ，Ｙ）は、Ｘ＝（Ｗ１＋Ｗ２−Ｗ３−Ｗ４）／（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４）×ＢＸ／２及びＹ＝（Ｗ１＋Ｗ３−Ｗ２−Ｗ４）／（Ｗ１＋Ｗ２＋Ｗ３＋Ｗ４）×ＢＹ／２で求めることができる。
【実施例６】
【００４７】
さらに、図９で示すように、前記信号発生源の位置（Ｘ，Ｙ）が図９（ａ）で示されたように、ベッド１の横方向に移動する場合、被験者が寝返りをうっていることを検出することができる。さらに、図９（ｂ）で示すように、前記信号発生源の位置（Ｘ，Ｙ）が（Ａ）の位置より、（Ｂ）の位置に移動した場合、被験者が起きあがった状態となったことを検出することができるものである。また、このような場合に、被験者が起きあがったことが検出できるので、次の動作として離床することが推測できるため、離床予知のアラームを通報するようにしても良いものである。
【実施例７】
【００４８】
また、実施例２の構成の位置検出装置１において、センサ１１とセンサ１４とを接続する第３の基準線と、センサ１２とセンサ１３とを接続する第４の基準線を想定し、さらにセンサ１１によって検出された基本波形信号又はこの基本波形信号から算出された呼吸波形信号の振幅をＳ１ｘで代用し、センサ１４によって検出された基本波形信号又はこの基本波形信号から算出された呼吸波形信号の振幅をＳ２ｘで代用し、センサ１２によって検出された基本波形信号又はこの基本波形信号から算出された呼吸波形信号の振幅をＳ１ｙで代用し、センサ１３によって検出された基本波形信号又はこの基本波形信号から算出された呼吸波形信号の振幅をＳ２ｙで代用した場合、第３の基準線上の信号発生源の位置ｘは、対角線の長さをＣｘとした場合、ｘ＝Ｃｘ×Ｓ１ｘ／（Ｓ１ｘ＋Ｓ２ｘ）で特適することができ、第４の基準線上の信号発生源の位置ｙは、ｙ＝Ｃｘ×Ｓ１ｙ／（Ｓ１ｙ＋Ｓ２ｙ）によって特定することができる。これによって、第３の基準線及び第４の基準線を軸とする２次元空間において、信号発生源の位置は、（ｘ、ｙ）で特定されるものである。また、この一方の対角線に基づく位置の特定を、上述した第１の基準線及び第２の基準線に基づく信号発生源の特定に加味することによってより正確な位置の特定が可能になるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】（ａ）、（ｂ）は、それぞれ本願発明の実施例に係る位置検出装置の概略構成図である。
【図２】本願発明の実施例１に係る位置検出装置の制御を示したフローチャート図である。
【図３】ベッドの長手方向で対向する位置に配された一対のセンサによって検出されたそれぞれの呼吸波形信号の振幅の大きさと、ベッド上の位置との関係を示した特性線図である。
【図４】被験者がベッド中央付近に滞在した場合の呼吸波形信号を示したもので、（ａ）は一方の側のセンサによる呼吸信号波形であり、（ｂ）は他方の側のセンサによる呼吸信号波形である。
【図５】被験者がベッドの一方の側によった場合の呼吸波形信号を示したもので、（ａ）は一方の側のセンサによる呼吸信号波形であり、（ｂ）は他方の側のセンサによる呼吸信号波形である。
【図６】被験者がベッドの他方の側によった場合の呼吸波形信号を示したもので、（ａ）は一方の側のセンサによる呼吸信号波形であり、（ｂ）は他方の側のセンサによる呼吸信号波形である。
【図７】本願発明の実施例４に係る位置検出装置の制御を示したフローチャート図である。
【図８】被験者がベッドの一方の側によった場合の基本波形信号を示したもので、（ａ）は一方の側のセンサによる基本波形信号であり、（ｂ）は他方の側のセンサによる基本波形信号である。
【図９】信号発生源の変動状態を示したもので、（ａ）は被験者の寝返り、（ｂ）は被験者が起き上がった状態を示したものである。
【符号の説明】
【００５０】
１  ベッド
２  コントロールユニット
３，４，５，６  フレーム
７，８，９，１０  脚部
１１，１２，１３，１４  センサ
２０  通信手段
【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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