(57)【要約】【課題】使用者の身体の状態を精度良く判定することができる身体状態判定装置を提供する。【解決手段】身体状態判定装置１１は、使用者Ｐの体重による圧力分布を複数検出する検出部１２と；検出部１２が検出した複数の圧力分布同士を比較することにより、使用者Ｐの身体の状態を判定する判定部１３と；を備える。【選択図】図１
2018126205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用者の体重による圧力分布を複数検出する検出部と；
前記検出部が検出した前記複数の圧力分布同士を比較することにより、前記使用者の身体の状態を判定する判定部と；
を備える
身体状態判定装置。
【請求項２】
前記複数の圧力分布は、同一時刻における前記使用者の身体のうち、互いに異なる部位での圧力分布である
請求項１に記載の身体状態判定装置。
【請求項３】
前記検出部は、第一の方向に沿って横たわる前記使用者の体重を支持しつつ、前記第一の方向に沿った複数の領域ごとに前記圧力分布を検出する
請求項２に記載の身体状態判定装置。
【請求項４】
前記複数の領域は、頭部領域、上半身領域、臀部領域、及び足部領域のうちの少なくとも１つを含む
請求項３に記載の身体状態判定装置。
【請求項５】
前記足部領域のうち前記第一の方向の中央部よりも前記臀部領域寄りの領域の圧力分布を足部第一圧力分布とし、さらに、
前記足部領域のうち前記中央部よりも前記臀部領域とは反対寄りの領域の圧力分布を足部第二圧力分布とした場合に、
前記検出部が、前記足部第一圧力分布がいずれかの位置で０Ｐａよりも大きいことと、前記足部第二圧力分布がいずれの位置においても０Ｐａに等しいこととを検出したときに、前記判定部が、前記使用者の身体の状態が下肢拘縮であると判定する
請求項４に記載の身体状態判定装置。
【請求項６】
前記上半身領域のうち前記第一の方向の中央部よりも前記頭部領域寄りの領域の圧力分布を上半身第一圧力分布とし、さらに、
前記上半身領域のうち前記中央部よりも前記臀部領域寄りの領域の圧力分布を上半身第二圧力分布とした場合に、
前記検出部が、前記上半身第一圧力分布による全荷重よりも前記上半身第二圧力分布による全荷重の方が大きいと検出したときに、前記判定部が、前記使用者の身体の状態が円背であると判定する
請求項４又は５に記載の身体状態判定装置。
【請求項７】
前記検出部に沿うとともに前記第一の方向に直交する方向を第二の方向と規定し、さらに、
前記領域における圧力中心位置に対する前記第二の方向の各側の圧力分布を第一圧力分布、第二圧力分布とした場合に、
前記第一圧力分布による全荷重と前記第二圧力分布による全荷重とに基づいて、前記判定部が前記使用者の前記領域における向きを判定する
請求項４から６のいずれか一項に記載の身体状態判定装置。
【請求項８】
前記複数の圧力分布は、互いに異なる時刻における前記使用者の身体のうち、同一の部位での圧力分布である
請求項１に記載の身体状態判定装置。
【請求項９】
前記判定部が、前記複数の圧力分布の変化量を、時刻の差分で除した変化率に基づいて、前記使用者の身体の状態を判定する
請求項８に記載の身体状態判定装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載に記載の身体状態判定装置と；
前記検出部を含む支持部と；
を備える
身体支持装置。
【請求項１１】
前記支持部は、流体を収容可能な複数の流体セルを有するマット部であり；
それぞれの前記流体セルへの前記流体の供給及び前記流体セルからの前記流体の排出を行う供給排出部と；
前記判定部の判定に基づいて前記供給排出部を駆動する流体調整部と；
を備える
請求項１０記載の身体支持装置。
【請求項１２】
使用者の体重による圧力分布を複数検出し；
検出した前記複数の圧力分布同士を比較することにより、前記使用者の身体の状態を判定する；
身体状態判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、身体状態判定装置、身体支持装置、及び身体状態判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のエアセル（流体セル）を有するマット部を備えたエアマット装置（身体支持装置）が知られている。この種のエアマット装置としては、例えば特許文献１に開示された装置がある。エアマット装置は、複数のエアセル内に空気（流体）を供給したり排出したりしてマット部の上面を所望の形状にする。これにより、マット部上に寝る使用者がマット部に作用させる力の圧力分布（体圧）を調節することができる。
【０００３】
この圧力分布の最大値が大きいと、最大値が生じている部分で使用者の身体が集中的に押圧され、使用者の血流が悪くなる。そこで、圧力分布の最大値を抑えて使用者の体圧を分散させる検討が行われている。
特許文献２のエアマット装置では、マット部とベースとの間に、使用者をサポートするためのサポートセル（エアセル）が設けられている。サポートセルは、エアマット装置の右側及び左側にそれぞれ配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００２−５２８１７５号公報
【特許文献２】特開２０１４−８３１４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えばサポートセルを利用するとき等には、使用者の身体の状態を高精度に判定することが望まれている。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、使用者の身体の状態を精度良く判定することができる身体状態判定装置、この身体状態判定装置を備える身体支持装置、及び身体状態判定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
（１）本発明に係る身体状態判定装置は、使用者の体重による圧力分布を複数検出する検出部と；前記検出部が検出した前記複数の圧力分布同士を比較することにより、前記使用者の身体の状態を判定する判定部と；を備えることを特徴とする。
（１２）本発明に係る身体状態判定方法は、使用者の体重による圧力分布を複数検出し；検出した前記複数の圧力分布同士を比較することにより、前記使用者の身体の状態を判定することを特徴とする。
これらの発明によれば、例えば複数の圧力分布同士を比較することで、１つの圧力分布に基づいて判定する場合に比べて、使用者の身体の状態を精度良く判定することができる。
【０００８】
（２）  （１）に記載の身体状態判定装置であって、前記複数の圧力分布は、同一時刻における前記使用者の身体のうち、互いに異なる部位での圧力分布であってもよい。
この場合、同一時刻における使用者の身体の状態を、身体のより広い範囲にわたり精度良く判定することができる。
【０００９】
（３）  （２）に記載の身体状態判定装置であって、前記検出部は、第一の方向に沿って横たわる前記使用者の体重を支持しつつ、前記第一の方向に沿った複数の領域ごとに前記圧力分布を検出してもよい。
この場合、複数の領域ごとに使用者の身体の状態を検出することができる。
【００１０】
（４）  （３）に記載の身体状態判定装置であって、前記複数の領域は、頭部領域、上半身領域、臀部領域、及び足部領域のうちの少なくとも１つを含んでもよい。
この場合、使用者の圧力分布を、使用者の頭部、頭部以外の上半身、臀部、及び足部に分けて検出し、使用者の身体の状態を使用者の頭部等ごとに判定することができる。
【００１１】
（５）  （４）に記載の身体状態判定装置であって、前記足部領域のうち前記第一の方向の中央部よりも前記臀部領域寄りの領域の圧力分布を足部第一圧力分布とし、さらに、前記足部領域のうち前記中央部よりも前記臀部領域とは反対寄りの領域の圧力分布を足部第二圧力分布とした場合に、前記検出部が、前記足部第一圧力分布がいずれかの位置で０Ｐａよりも大きいことと、前記足部第二圧力分布がいずれの位置においても０Ｐａに等しいこととを検出したときに、前記判定部が、前記使用者の身体の状態が下肢拘縮であると判定してもよい。
この場合、足部領域のうちで検出部により圧力が検出される範囲に基づいて、使用者の身体の状態が下肢拘縮であると判定することができる。
【００１２】
（６）  （４）又は（５）に記載の身体状態判定装置であって、前記上半身領域のうち前記第一の方向の中央部よりも前記頭部領域寄りの領域の圧力分布を上半身第一圧力分布とし、さらに、前記上半身領域のうち前記中央部よりも前記臀部領域寄りの領域の圧力分布を上半身第二圧力分布とした場合に、前記検出部が、前記上半身第一圧力分布による全荷重よりも前記上半身第二圧力分布による全荷重の方が大きいと検出したときに、前記判定部が、前記使用者の身体の状態が円背であると判定してもよい。
この場合、検出部が検出する上半身領域の各圧力分布の全荷重の第一の方向の偏りに基づいて、使用者の身体の状態が円背であると判定することができる。
【００１３】
（７）  （４）から（６）のいずれか一項に記載の身体状態判定装置であって、前記検出部に沿うとともに前記第一の方向に直交する方向を第二の方向と規定し、さらに、前記領域における圧力中心位置に対する前記第二の方向の各側の圧力分布を第一圧力分布、第二圧力分布とした場合に、前記第一圧力分布による全荷重と前記第二圧力分布による全荷重とに基づいて、前記判定部が前記使用者の前記領域における向きを判定してもよい。
この場合、検出部が検出する領域の第二の方向における各圧力分布による全荷重の大小関係に基づいて、その領域における使用者の向きを判定することができる。
【００１４】
（８）  （１）に記載の身体状態判定装置であって、前記複数の圧力分布は、互いに異なる時刻における前記使用者の身体のうち、同一の部位での圧力分布であってもよい。
この場合、使用者の身体のある部位における時刻による状態の変化を、精度良く判定することができる。
【００１５】
（９）  （８）に記載の身体状態判定装置であって、前記判定部が、前記複数の圧力分布の変化量を、時刻の差分で除した変化率に基づいて、前記使用者の身体の状態を判定してもよい。
この場合、変化率に基づいて使用者の身体の状態の変化の速さを判定することができる。
【００１６】
（１０）本発明に係る身体支持装置は、（１）から（９）のいずれか一項に記載の身体状態判定装置と；前記検出部を含む支持部と；を備えることを特徴とする。
この発明によれば、検圧力分布の検出を安定した状態で行うことができる。
【００１７】
（１１）  （１０）に記載の身体支持装置であって、前記支持部は、流体を収容可能な複数の流体セルを有するマット部であり；それぞれの前記流体セルへの前記流体の供給及び前記流体セルからの前記流体の排出を行う供給排出部と；前記判定部の判定に基づいて前記供給排出部を駆動する流体調整部と；を備えてもよい。
この場合、流体調整部が判定部の判定に基づいて供給排出部を駆動することで、複数の流体セルを使用者の身体の状態に応じた形状にすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の身体状態判定装置、身体支持装置、及び身体状態判定方法によれば、使用者の身体の状態を精度良く判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態のエアマット装置の概要構成を示す側面図である。
【図２】同エアマット装置の概要構成を示す平面図である。
【図３】本実施形態の身体状態判定方法を示すフローチャートである。
【図４】同身体状態判定方法の円背判定工程を示すフローチャートである。
【図５】同身体状態判定方法の下肢拘縮判定工程を示すフローチャートである。
【図６】同身体状態判定方法の上半身向き判定工程を示すフローチャートである。
【図７】同身体状態判定方法の下半身向き判定工程を示すフローチャートである。
【図８】第一グループの各主エアセル内から排気した状態を示す側面図である。
【図９】第二グループの各主エアセル内から排気した状態を示す側面図である。
【図１０】実施例において、センサ部上に寝る使用者の状態を示す斜視図である。
【図１１】圧力分布検出部が検出した圧力分布を示す図である。
【図１２】圧力分布検出部が検出した他の使用者の圧力分布を示す図である。
【図１３】実施例において、補助エアセルを膨らませる前のセンサ部上に寝る円背である使用者の状態を示す斜視図である。
【図１４】圧力分布検出部が検出した圧力分布を示す図である。
【図１５】補助エアセルを膨らませた後のセンサ部上に寝る円背である使用者の状態を示す斜視図である。
【図１６】圧力分布検出部が検出した圧力分布を示す図である。
【図１７】実施例において、補助エアセルを膨らませる前のセンサ部上に寝る下肢拘縮である使用者の状態を示す斜視図である。
【図１８】圧力分布検出部が検出した圧力分布を示す図である。
【図１９】補助エアセルを膨らませた後のセンサ部上に寝る下肢拘縮である使用者の状態を示す斜視図である。
【図２０】圧力分布検出部が検出した圧力分布を示す図である。
【図２１】本発明の第２実施形態のエアマット装置における要部の概要構成を示すブロック図である。
【図２２】本発明の変形例の実施形態における補助エアセルを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る身体支持装置の第１実施形態を、身体支持装置がエアマット装置である場合を例にとって、図１から図２０を参照しながら説明する。
図１及び図２に示す本実施形態のエアマット装置１は、例えば、医療環境下（介護環境下を含む）において利用することができる。図１以降において、矢印Ｈは、エアマット装置１に仰臥位で寝る使用者Ｐに対して頭側となる向きを示す。また、矢印Ｆ、Ｒ、Ｌは仰臥位で寝る使用者Ｐに対して足側、右側（一方側）、左側（他方側）となる向きを示している。後述する各エアセル２２には、グループ毎にハッチングを付して示している。
以下の説明においては、頭側Ｈ及び脚側Ｆを含む方向を頭足方向（第一の方向）Ｄ１、右側Ｒ及び左側Ｌを含む方向を左右方向（第二の方向）Ｄ２と称する。左右方向Ｄ２は、頭足方向Ｄ１に直交（交差）する方向である。
【００２１】
エアマット装置１は、複数の主エアセル（流体セル）２２、複数の補助エアセル（流体セル）２３、及び圧力分布検出部（検出部）１２を有するマット部（支持部）２１と、エアセル２２、２３への空気（流体）の供給及びエアセル２２、２３からの空気の排出を行う供給排出部２５と、身体状態判定装置１１の後述する判定部１３の判定に基づいて供給排出部２５を駆動する流体調整部２６と、を備えている。
エアマット装置１のマット部２１は、例えば公知の寝台装置１０１に支持される。寝台装置１０１は、図示はしないがパネル部材が頭足方向Ｄ１に複数に分割され、これらのパネル部材の角度が変化することで背上げ及び脚上げ（膝上げ）動作が可能であるものであってもよい。
【００２２】
圧力分布検出部１２は、使用者Ｐの体重による圧力分布を複数検出する。なお、圧力分布検出部１２、及び後述する判定部１３を有して、本実施形態の身体状態判定装置１１が構成される。
【００２３】
圧力分布検出部１２は、例えば公知の圧力センサ１５ａを複数配置したセンサ部１５と、センサ部１５の検出結果を処理する処理部１６と、を有している。圧力センサ１５ａが圧力を検出する方式は特に限定されず、静電容量式、ピエゾ抵抗式（感圧式）、袋状のフィルムを用いた空圧センサ式等でもよい。
複数の圧力センサ１５ａは、例えば頭足方向Ｄ１及び左右方向Ｄ２に沿って碁盤目状に配置されている。なお、複数の圧力センサ１５ａは、特定の部分だけ設けなかったり、後述する上半身領域Ａ２、臀部領域Ａ３、又は使用者Ｐの腰やかかと等に対応する部分にピンポイント（局所的）に１つ又は複数設けたりしてもよい。
【００２４】
各圧力センサ１５ａが検出した圧力（検出結果）は、処理部１６に送信される。複数の圧力センサ１５ａ間の相対的な位置は、図示しない保持部材等により保持されている。センサ部１５は、全体としてシート状に形成されている。前述の頭足方向Ｄ１及び左右方向Ｄ２は、センサ部１５（センサ部１５の主面１５ｂ）に沿う方向であり、使用者Ｐはセンサ部１５上に頭足方向Ｄ１に沿って横たわる。センサ部１５は、水平面に沿って延びるように配置される。
各圧力センサ１５ａにより、圧力（圧力値）が検出される。検出された圧力を圧力センサ１５ａの位置に碁盤目状に配置することで、圧力分布が検出される。
【００２５】
処理部１６は、図２に示すように、使用者Ｐの体重を支持しつつ、頭足方向Ｄ１に沿った複数の領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４ごとに圧力分布を検出する。複数の領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４は、頭部領域Ａ１、上半身領域Ａ２、臀部領域Ａ３、及び足部領域Ａ４の４つの領域を含んでいる。頭部領域Ａ１、上半身領域Ａ２、臀部領域Ａ３、及び足部領域Ａ４は、頭側Ｈから脚側Ｆに向けてこの順に位置している。
なお、複数の領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４は頭部領域Ａ１、上半身領域Ａ２、臀部領域Ａ３、及び足部領域Ａ４の少なくとも１つを含むように構成してもよい。処理部１６が検出可能な圧力分布の分割数は４つに限られず、２つ、３つでもよいし、５つ以上でもよい。
頭部領域Ａ１は、使用者Ｐの身体の頭部による圧力分布が検出される領域である。同様に、上半身領域Ａ２は使用者Ｐの身体の頭部以外の上半身による圧力分布が検出される領域であり、臀部領域Ａ３は使用者Ｐの身体の臀部による圧力分布が検出される領域であり、足部領域Ａ４は使用者Ｐの身体の足部による圧力分布が検出される領域である。
領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の圧力分布は、使用者Ｐの身体のうち、頭部、頭部以外の上半身等の互いに異なる部位での圧力分布である。
【００２６】
さらに、上半身領域Ａ２は、頭側Ｈから脚側Ｆに向けて上半身第一領域Ａ２１、上半身第二領域Ａ２２を有する。上半身第一領域Ａ２１は、上半身領域Ａ２のうち頭足方向Ｄ１の中央部よりも頭部領域Ａ１寄りの領域である。上半身第二領域Ａ２２は、上半身領域Ａ２のうち頭足方向Ｄ１の中央部よりも臀部領域Ａ３寄りの領域である。
足部領域Ａ４は、頭側Ｈから脚側Ｆに向けて足部第一領域Ａ４１、足部第二領域Ａ４２を有する。足部第一領域Ａ４１は、足部領域Ａ４のうち頭足方向Ｄ１の中央部よりも臀部領域Ａ３寄りの領域である。足部第二領域Ａ４２は、足部領域Ａ４のうち頭足方向Ｄ１の中央部よりも臀部領域Ａ３とは反対寄りの領域である。
各領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ２１、Ａ２２、Ａ４１、Ａ４２の頭足方向Ｄ１の長さは、エアマット装置１を使用する複数の使用者の体型等に応じて適切な値に設定されている。
【００２７】
処理部１６は、図示しない演算回路やメモリ等を有している。メモリには、演算回路を制御するための制御プログラムが記憶されている。なお、判定部１３、流体調整部２６、及び後述する主制御部４７も、処理部１６と同様に構成することができる。
処理部１６のメモリには、各圧力センサ１５ａが占める面積、各圧力センサ１５ａが属する頭部領域Ａ１等の種類等が記憶されている。さらに、このメモリには、各圧力センサ１５ａから送信された圧力の検出結果が記憶される。すなわち、メモリには頭部領域Ａ１等の圧力分布が記憶される。
演算回路は、メモリに記憶された複数の圧力から、頭部領域Ａ１等に作用する全荷重等を演算することができる。
なお、処理部１６はセンサ部１５に取付けられてもよい。
【００２８】
各主エアセル２２の構成は、特に限定されない。本実施形態では、図１及び図２に示すように、各主エアセル２２は、マット部２１の左右方向Ｄ２の全長にわたり延びる棒状のセルである。複数の主エアセル２２は、頭足方向Ｄ１に並べられることで、マット部２１の外形となる主マット部２１Ａを構成する。主マット部２１Ａは、例えば２０本から３０本の主エアセル２２により構成される。
各主エアセル２２は、例えば塩化ビニル又はウレタン製のフィルムを袋状に溶着して製造することができる。頭足方向Ｄ１に隣接して配置された主エアセル２２同士は、互いに固定されていてもよいし、互いに固定されていなくてもよい。各主エアセル２２は、複数の主エアセル２２を一体に覆う図示しないカバーに、ボタンや紐等を介して固定すること等もできる。
主マット部２１Ａは、センサ部１５よりも下方に配置されている。なお、主マット部２１Ａは、センサ部１５よりも上方に配置されてもよい。
【００２９】
複数の主エアセル２２は、複数のグループＧ１、Ｇ２に区分けされている。すなわち、複数の主エアセル２２は、第一グループＧ１及び第二グループＧ２の２つのグループＧ１、Ｇ２に区分けされている。なお、複数の主エアセル２２が区分けされるグループの数は特に限定されない。複数の主エアセル２２が３つ以上のグループに区分けされていてもよいし、複数の主エアセル２２が複数のグループに区分けされていなく１つのグループであってもよい。
この例では、同一グループに属する主エアセル２２が、主マット部２１Ａにおいて頭足方向Ｄ１に沿って交互に配置されている。第一グループＧ１に属する主エアセル２２の内部は、連通路２９Ａを通して互いに連通されている。このため、第一グループＧ１に属する主エアセル２２では、互いの内圧が同期して変動する。連通路２９Ａには、塩化ビニル等の樹脂製のエアーチューブ等を好適に使用することができる。
第二グループＧ２に属する主エアセル２２も同様に構成され、第二グループＧ２に属する主エアセル２２の内部は、連通路２９Ｂを通して互いに連通されている。
【００３０】
本実施形態では、補助エアセル２３として、７つの補助エアセル２３Ａ〜２３Ｇが用いられている。なお、補助エアセル２３Ａ〜２３Ｇを区別なく呼ぶときは、補助エアセル２３と総称する。各補助エアセル２３は、例えば三日月形に形成されている。各補助エアセル２３は、主エアセル２２と同様に製造することができる。なお、マット部２１が有する補助エアセル２３の数は１つ以上であれば特に限定されない。補助エアセル２３の形状は、三日月形に限定されないし、各補助エアセル２３の形状は互いに異なっていてもよい。
図２に示すように、補助エアセル２３Ａは、例えば左右方向Ｄ２に延びるとともに凹部２３Ａａが脚側Ｆを向くように配置されている。補助エアセル２３Ａは、使用者Ｐの例えば首部に接触するように、センサ部１５の上半身領域Ａ２おける左右方向Ｄ２の中央部の上部に配置されている。
補助エアセル２３Ｂは、頭足方向Ｄ１に延びるとともに凹部２３Ｂａが左側Ｌを向くように配置されている。補助エアセル２３Ｂは、使用者Ｐの例えば右肩部に接触するように、センサ部１５の上半身領域Ａ２における右側Ｒの部分に配置されている。
補助エアセル２３Ｃは、補助エアセル２３Ｂに対して左右方向Ｄ２に対向するように配置されている。
【００３１】
補助エアセル２３Ｄは、頭足方向Ｄ１に延びるとともに凹部２３Ｄａが左側Ｌを向くように配置されている。補助エアセル２３Ｄは、使用者Ｐの例えば右臀部に接触するように、センサ部１５の臀部領域Ａ３における右側Ｒの部分に配置されている。
補助エアセル２３Ｅは、補助エアセル２３Ｄに対して左右方向Ｄ２に対向するように配置されている。
補助エアセル２３Ｆは、頭足方向Ｄ１に延びるとともに凹部２３Ｆａが左側Ｌを向くように配置されている。補助エアセル２３Ｆは、使用者Ｐの例えば右ひざ部に接触するように、センサ部１５の足部第一領域Ａ４１における右側Ｒの部分に配置されている。
補助エアセル２３Ｇは、補助エアセル２３Ｆに対して左右方向Ｄ２に対向するように配置されている。
補助エアセル２３Ａ〜２３Ｇは、例えば主マット部２１Ａとセンサ部１５との間に配置される。
【００３２】
判定部１３は、圧力分布検出部１２が検出した頭部領域Ａ１等の複数の圧力分布同士を比較することにより、使用者Ｐの身体の状態を判定する。判定部１３は、使用者Ｐの身体の状態、具体的には使用者Ｐの身体の円背、下肢拘縮、上半身及び下半身の向き等である身体の水平位からの屈曲及び捻じれの少なくとも一方を判定する。判定部１３は、さらに、仰臥位と側臥位との違い、仰臥位時の足や腕の開閉状態、背上げ時の身体の向きや姿勢の崩れ等を判定する。
判定部１３のメモリには、使用者Ｐの体重に対する割合を表す第四の割合、上半身領域Ａ２、臀部領域Ａ３の左右に作用する全荷重の割合を表す第五の割合、第六の割合が予め記憶されている。なお、第一の割合から第三の割合は、後述するように主制御部４７に記憶されている。
第四〜六の割合は、例えば「１０％」等の値や、「２０％以上３０％以下」等の範囲として設定することができる。
判定部１３の制御フローについては、後述する。
【００３３】
供給排出部２５の構成は、特に限定されない。図１に示すように、供給排出部２５は、例えばエアセル２２、２３への給気を行うポンプ３２と、エアセル２２、２３からの排気を行う排気弁３３と、エアセル２２、２３とポンプ３２及び排気弁３３とを各別に接続する接続路３４と、接続路３４を開閉する複数の開閉弁３５Ａ、３５Ｂ、３６Ａ〜３６Ｇと、を備えている。
接続路３４は、主エアセル２２のグループＧ１、Ｇ２に対応して２つ設けられた分岐路３７Ａ、３７Ｂと、補助エアセル２３Ａ〜２３Ｇに対応して７つ設けられた分岐路３８Ａ〜３８Ｇと、分岐路３７Ａ、３７Ｂ、３８Ａ〜３８Ｇが共通して接続される共通路３９と、を有している。分岐路３７Ａは連通路２９Ａに接続され、分岐路３７Ｂは連通路２９Ｂに接続されている。なお、分岐路３７Ａは、第一グループＧ１の主エアセル２２に直接接続されてもよい。分岐路３７Ｂも同様である。
【００３４】
分岐路３８Ａは補助エアセル２３Ａに接続されている。同様に、分岐路３８Ｂ〜３８Ｇは、補助エアセル２３Ｂ〜２３Ｇにそれぞれ接続されている。
共通路３９は、分岐路３７Ａ、３７Ｂ、３８Ａ〜３８Ｇとポンプ３２及び排気弁３３との間を各別に接続している。
開閉弁３５Ａは、分岐路３７Ａと、ポンプ３２及び排気弁３３と、の間を互いに連通した開状態と、この連通が解除された閉状態とに切り替える。開閉弁３５Ｂ、３６Ａ〜３６Ｇについても、分岐路３７Ｂ、３８Ａ〜３８Ｇと、ポンプ３２及び排気弁３３と、の間で同様の切り替え動作をする。
【００３５】
このように構成された供給排出部２５は、以下のように動作する。
すなわち、例えば第一グループＧ１の各主エアセル２２に給気（空気の供給）を行う場合には、開閉弁３５Ａを開状態にするとともに、開閉弁３５Ｂ、３６Ａ〜３６Ｇ、排気弁３３を閉状態にする。ポンプ３２を駆動することで、共通路３９、分岐路３７Ａ、連通路２９Ａを通して、第一グループＧ１の各主エアセル２２内に空気が給気される。給気された空気は、各主エアセル２２内に収容される。
一方で、第一グループＧ１の各主エアセル２２の排気（空気の排出）を行う場合には、開閉弁３５Ａを開状態にするとともに、開閉弁３５Ｂ、３６Ａ〜３６Ｇを閉状態にする。排気弁３３を開状態にすることで、第一グループＧ１の各主エアセル２２内に空気が、連通路２９Ａ、分岐路３７Ａ、及び共通路３９を通して、排気弁３３から外部に排出される。
第二グループＧ２の各主エアセル２２、各補助エアセル２３についても、同様に給気及び排気をすることができる。
【００３６】
前述の開閉弁３５Ａ、３５Ｂ、３６Ａ〜３６Ｇ、ポンプ３２、排気弁３３、及び共通路３９は、ケーシング４２内に収容されている。ケーシング４２内には、伝送路であるバス４３に接続された圧力センサ４４、流体調整部２６、及び主制御部４７が収容されている。なお、ケーシング４２内に収容された開閉弁３５Ａ等により、制御ユニット５０が構成される。入出力部４５は、ケーシング４２の外部に配置され、バス４３に接続されている。
バス４３には、前述の判定部１３、ポンプ３２、排気弁３３、開閉弁３５Ａ、３５Ｂ、３６Ａ〜３６Ｇが接続されている。
【００３７】
圧力センサ４４は、公知の構成のものであり、前述の共通路３９に接続されている。なお、圧力センサ４４、接続路３４、開閉弁３５Ａ、３５Ｂ、３６Ａ〜３６Ｇで、内圧検出部５１が構成される。
すなわち、本実施形態では、圧力センサ４４は各主エアセル２２及び補助エアセル２３に対して１つ設けられている。内圧検出部５１は、接続路３４を通してグループＧ１、Ｇ２の主エアセル２２内、及び各補助エアセル２３内の圧力を検出する。
例えば内圧検出部５１が第一グループＧ１の各主エアセル２２内の圧力を検出する場合には、開閉弁３５Ａを開状態にするとともに、開閉弁３５Ｂ、３６Ａ〜３６Ｇを閉状態にして、第一グループＧ１の各主エアセル２２内の圧力を検出する。
なお、内圧検出部５１は、各グループＧ１の主エアセル２２、及び各補助エアセル２３に対応してそれぞれ設けられてもよい。
【００３８】
入出力部４５は、図示はしないがキーボード等の入力装置と、液晶モニタ等の出力装置と、を有している。医療従事者等の介助者が入力装置から入力した指示は、バス４３を介して流体調整部２６や主制御部４７に送信される。出力装置には、判定部１３が判定した結果等が表示される。
【００３９】
流体調整部２６は、判定部１３が行った使用者Ｐの身体の状態の判定に基づいて供給排出部２５のポンプ３２、排気弁３３、開閉弁３５Ａ、３５Ｂ、３６Ａ〜３６Ｇを駆動する。
主制御部４７は、エアマット装置１についての全般的な制御を行う。主制御部４７のメモリには、使用者Ｐの体重に対する割合を表す第一の割合、第二の割合、及び第三の割合が予め記憶されている。各割合は、前述の第四〜六の割合と同様に設定することができる。
【００４０】
次に、本実施形態の身体状態判定方法及びエアマット装置１の動作について説明する。図３から図７は、本実施形態の身体状態判定方法を示すフローチャートである。
介助者が入出力部４５の入力装置を操作すると、エアマット装置１が起動される。エアマット装置１を起動した後、センサ部１５上に使用者Ｐが仰臥位で乗る前の初期状態において、流体調整部２６は以下のように動作する。すなわち、流体調整部２６は、ポンプ３２を駆動するとともに排気弁３３、開閉弁３５Ａ、３５Ｂ、３６Ａ〜３６Ｇを切り替えて、各主エアセル２２及び補助エアセル２３Ａ〜２３Ｇを初期状態にする。初期状態では、各主エアセル２２内の空気の圧力が比較的高圧（例えば、４〜５ｋＰａＧ（キロパスカル・ゲージ））に制御される。
これにより、例えば、エアマット装置１の最大使用荷重の使用者Ｐが仰臥位で乗ったときであっても、使用者Ｐの底付きを抑えることができる。
一方で、初期状態では、各補助エアセル２３内には空気が供給されていなく、各補助エアセル２３は平坦な状態になっている。
【００４１】
例えば、センサ部１５上に使用者Ｐが仰臥位で頭足方向Ｄ１に沿って横たわると、センサ部１５は使用者Ｐの体重による圧力分布を検出する。センサ部１５の各圧力センサ１５ａの検出結果は、処理部１６に送信される。送信された圧力分布は、各領域Ａ１、Ａ３、Ａ２１、Ａ２２、Ａ４１、Ａ４２等ごとに処理部１６のメモリに記憶される。これら各領域Ａ１、Ａ３、Ａ２１、Ａ２２、Ａ４１、Ａ４２等の圧力分布は、同一時刻における互いに異なる部位での圧力分布である。
処理部１６の演算回路は、例えば頭部領域Ａ１に属する各圧力センサ１５ａの検出した圧力に、圧力センサ１５ａが占める面積を掛けた値を足し合わせること等により、頭部領域Ａ１の圧力分布による（作用する）全荷重を演算する。同様に、各領域Ａ２１、Ａ２２、Ａ３、Ａ４１、Ａ４２の圧力分布による全荷重を演算する。上半身第一領域Ａ２１の圧力分布による全荷重に上半身第二領域Ａ２２の圧力分布による全荷重を足すことで、上半身領域Ａ２の圧力分布による全荷重を演算する。同様に、足部第一領域Ａ４１の圧力分布による全荷重に足部第二領域Ａ４２の圧力分布による全荷重を足すことで、足部領域Ａ４の圧力分布による全荷重を演算する。
これらの各領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４の圧力分布による全荷重を合計することで、使用者Ｐの体重を演算する。
【００４２】
なお、演算回路は、図１１に示すように、上半身領域Ａ２における圧力分布の圧力中心位置Ｐ２を算出する。圧力中心位置Ｐ２は、例えば、圧力が分布する範囲の左右方向Ｄ２の幅に対する中心線である。
この際に、上半身領域Ａ２における圧力分布を、上半身領域Ａ２内で最も広い範囲にわたり連続した圧力分布が生じている領域である主領域Ｒ２１と、主領域Ｒ２１から離間して圧力分布が生じている領域である離間領域Ｒ２２とに分けてもよい。そして、圧力中心位置を、上半身領域Ａ２の主領域Ｒ２１における圧力を検出した圧力センサ１５ａの位置の重心としてもよい。
同様に、演算回路は、臀部領域Ａ３における圧力分布の圧力中心位置Ｐ３を算出する。
【００４３】
演算回路は、上半身領域Ａ２の圧力中心位置Ｐ２に対する右側Ｒの上半身右側領域Ａ２３の圧力分布による全荷重と、上半身領域Ａ２の圧力中心位置Ｐ２に対する左側Ｌの上半身左側領域Ａ２４の圧力分布による全荷重と、をそれぞれ演算する。
演算回路は、臀部領域Ａ３の圧力中心位置Ｐ３に対する右側Ｒの臀部右側領域Ａ３３の圧力分布による全荷重と、上半身領域Ａ２の圧力中心位置Ｐ３に対する左側Ｌの臀部左側領域Ａ３４の圧力分布による全荷重と、をそれぞれ演算する。
演算された各領域Ａ２３、Ａ２４、Ａ３３、Ａ３４ごとの圧力分布による全荷重は、処理部１６のメモリに記憶される。
【００４４】
処理部１６は、演算した各領域に作用する荷重、及び使用者Ｐの体重等を、主制御部４７及び判定部１３に送信する。各荷重及び体重等は、主制御部４７及び判定部１３のメモリに記憶される。
以上で、使用者Ｐの身体の状態を判定するための基礎となる演算が終了する。
次に、身体の状態を判定する前に、使用者Ｐの初期の位置を調節する初期工程（図３のステップＳ１）を行う。
なお、以下で説明する初期工程Ｓ１におけるステップＳ２の工程は、センサ部１５に対して使用者Ｐが寝る頭足方向Ｄ１の位置が、使用者Ｐの臀部を中心に一意に定まると考えるために行う工程である。また、初期工程Ｓ１におけるステップＳ３の工程は、センサ部１５上に使用者Ｐを正しく寝させるための工程である。
【００４５】
主制御部４７は、初期工程Ｓ１において、送信された臀部領域Ａ３に作用する荷重、及び使用者Ｐの体重から、臀部領域Ａ３に使用者Ｐの体重の第一の割合の荷重が分布（作用）したか否かを判断する（ステップＳ２）。臀部領域Ａ３に使用者Ｐの体重の第一の割合の荷重が分布していることは、使用者Ｐが臀部領域Ａ３上に臀部を正しく乗せた状態で寝ていて、臀部領域Ａ３に使用者Ｐの体重がある程度集中していることを意味する。
ステップＳ２でＹＥＳと判断したときには、ステップＳ３に移行する。一方で、ステップＳ２でＮＯと判断したときには、ステップＳ４に移行する。
【００４６】
ステップＳ３では、主制御部４７は、上半身領域Ａ２に使用者Ｐの体重の第二の割合の荷重が分布し、足部領域Ａ４に使用者Ｐの体重の第三の割合の荷重が分布したか否かを判断する。上半身領域Ａ２に使用者Ｐの体重の第二の割合の荷重が分布していることは、使用者Ｐが上半身領域Ａ２上に頭部以外の上半身を正しく乗せた状態で寝ていることを意味する。足部領域Ａ４に使用者Ｐの体重の第三の割合の荷重が分布していることは、使用者Ｐが足部領域Ａ４上に足部を正しく乗せた状態で寝ていることを意味する。
ステップＳ３でＹＥＳと判断したときには、初期工程Ｓ１を終了してステップＳ１１に移行する。一方で、ステップＳ３でＮＯと判断したときには、ステップＳ４に移行する。
【００４７】
ステップＳ４では、主制御部４７は、入出力部４５の出力装置に、使用者Ｐがセンサ部１５上に寝直すことを促す表示や、寝台装置１０１を背上げすること等によりマット部２１の角度を修正することを促す表示をする。そして、ステップＳ２に移行する。介助者は、寝台装置１０１を操作して背上げしたりする。また、使用者Ｐは、必要に応じて介助者に手助けしてもらって寝直す。
ステップＳ２でＹＥＳと判断され、さらに、ステップＳ３でＹＥＳと判断されるまで、ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４の工程を繰り返し行う。
【００４８】
ステップＳ１１では、円背判定工程を行う。図４に示すように、まず、判定部１３が、上半身第一領域Ａ２１の圧力分布である上半身第一圧力分布による全荷重よりも上半身第二領域Ａ２２の圧力分布である上半身第二圧力分布による全荷重の方が大きいか否かを判断する（ステップＳ１２）。言い換えれば、上半身第一圧力分布による全荷重と上半身第二圧力分布による全荷重とを比較し、上半身領域Ａ２に作用する荷重が臀部領域Ａ３側（脚側Ｆ）に偏っているか否かを判断する。使用者Ｐが円背であると、使用者Ｐの上半身が脚側Ｆに曲がるため、このように判断する。
なお、ステップＳ１２では、圧力分布検出部１２が検出した上半身第一圧力分布等の複数の圧力分布同士を比較して、上半身領域Ａ２に作用する荷重の偏りを判断してもよい。
ステップＳ１２でＹＥＳと判断したときには、ステップＳ１３に移行する。一方で、ステップＳ１２でＮＯと判断したときには、ステップＳ１４に移行する。
ステップＳ１３では、判定部１３が使用者Ｐの身体が屈曲していて使用者Ｐの身体の状態が円背であると判定する。そして、ステップＳ１１の全ての工程を終了し、ステップＳ２１に移行する。ステップＳ１４では、判定部１３は使用者Ｐが円背でないと判定する。そして、ステップＳ１１の全ての工程を終了し、ステップＳ２１に移行する。
【００４９】
ステップＳ２１では、下肢拘縮判定工程を行う。図５に示すように、まず、判定部１３が、足部第一領域Ａ４１の圧力分布である足部第一圧力分布がいずれかの位置で０Ｐａ（パスカル）よりも大きく、足部第二領域Ａ４２の圧力分布である足部第二圧力分布がいずれの位置においても０Ｐａに等しいか否かを判断する（ステップＳ２２）。言い換えれば、足部第一圧力分布及び足部第二圧力分布を、０Ｐａである基準圧力と比較する。
足部第一圧力分布がいずれかの位置で０Ｐａよりも大きいとは、足部第一領域Ａ４１に対応する複数の圧力センサ１５ａのいずれかが０Ｐａよりも大きい圧力を検出することを意味する。足部第二圧力分布がいずれの位置においても０Ｐａに等しいとは、足部第二領域Ａ４２に対応する複数の圧力センサ１５ａのいずれも０Ｐａの圧力を検出することを意味する。
【００５０】
使用者Ｐが下肢拘縮であると、使用者Ｐの足部が脚側Ｆに伸びにくくなるため、このように判断する。
ステップＳ２２でＹＥＳと判断したときには、ステップＳ２３に移行する。一方で、ステップＳ２２でＮＯと判断したときには、ステップＳ２４に移行する。
ステップＳ２３では、判定部１３が使用者Ｐの身体の状態が下肢拘縮であると判定する。そして、ステップＳ２１の全ての工程を終了し、ステップＳ３１に移行する。
【００５１】
ステップＳ２４では、判定部１３は、足部領域Ａ４に使用者Ｐの体重の第四の割合の荷重が分布したか否かを判断する。足部領域Ａ４に使用者Ｐの体重の第四の割合の荷重が分布していることは、使用者Ｐの足部が脚側Ｆに伸びているが、使用者Ｐ全体の重さに比べて足部の重さが軽くなっていることを意味する。使用者Ｐが下肢拘縮であると、使用者Ｐ全体の重さに比べて足部の重さが軽くなるため、このように判断する。
ステップＳ２４でＹＥＳと判断したときには、ステップＳ２３に移行する。一方で、ステップＳ２４でＮＯと判断したときには、ステップＳ２５に移行する。
ステップＳ２５では、判定部１３は使用者Ｐが下肢拘縮でないと判定する。そして、ステップＳ２１の全ての工程を終了し、ステップＳ３１に移行する。
【００５２】
ステップＳ３１では、上半身向き判定工程を行う。図６に示すように、まず、判定部１３は、上半身右側領域Ａ２３の圧力分布である第一圧力分布による全荷重と上半身左側領域Ａ２４の圧力分布である第二圧力分布による全荷重とを比較する（ステップＳ３２）。より具体的には、第一圧力分布による全荷重と第二圧力分布による全荷重との和（以下、上半身全荷重の和と称する）に対する第一圧力分布による全荷重の比に基づいて判断する。
ステップＳ３２で、上半身全荷重の和に対する第一圧力分布による全荷重が第五の割合よりも小さいと判断したときには、ステップＳ３３に移行する。ステップＳ３２で、上半身全荷重の和に対する第一圧力分布による全荷重が第五の割合よりも大きいと判断したときには、ステップＳ３４に移行する。そして、ステップＳ３２で、上半身全荷重の和に対する第一圧力分布による全荷重が第五の割合に入ると判断したときには、ステップＳ３５に移行する。
【００５３】
ステップＳ３３では、判定部１３は使用者Ｐの上半身が右向きと判定する。そして、ステップＳ３１の全ての工程を終了し、ステップＳ４１に移行する。ステップＳ３４では、判定部１３は使用者Ｐの上半身が左向きと判定する。そして、ステップＳ３１の全ての工程を終了し、ステップＳ４１に移行する。ステップＳ３５では、判定部１３は使用者Ｐの上半身が仰向けと判定する。そして、ステップＳ３１の全ての工程を終了し、ステップＳ４１に移行する。
【００５４】
ステップＳ４１では、下半身向き判定工程を行う。図７に示すように、まず、判定部１３は、臀部右側領域Ａ３３の圧力分布である第一圧力分布による全荷重と臀部左側領域Ａ３４の圧力分布である第二圧力分布による全荷重とを比較する（ステップＳ４２）。より具体的には、第一圧力分布による全荷重と第二圧力分布による全荷重との和（以下、上半身全荷重の和と称する）に対する第一圧力分布による全荷重の比に基づいて判断する。
ステップＳ４２で、臀部全荷重の和に対する第一圧力分布による全荷重が第六の割合よりも小さいと判断したときには、ステップＳ４３に移行する。ステップＳ４２で、臀部全荷重の和に対する第一圧力分布による全荷重が第六の割合よりも大きいと判断したときには、ステップＳ４４に移行する。そして、ステップＳ４２で、臀部全荷重の和に対する第一圧力分布による全荷重が第六の割合に入ると判断したときには、ステップＳ４５に移行する。
【００５５】
ステップＳ４３では、判定部１３は使用者Ｐの下半身が右向きと判定する。そして、ステップＳ４１の全ての工程を終了し、さらに身体状態判定方法の全ての工程を終了する。ステップＳ４４では、判定部１３は使用者Ｐの下半身が左向きと判定する。そして、ステップＳ４１の全ての工程を終了し、さらに身体状態判定方法の全ての工程を終了する。ステップＳ４５では、判定部１３は使用者Ｐの下半身が仰向けと判定する。そして、ステップＳ４１の全ての工程を終了し、さらに身体状態判定方法の全ての工程を終了する。
【００５６】
このように、本実施形態の身体状態判定方法では、使用者Ｐの体重による圧力分布を複数検出し、検出した複数の圧力分布同士を比較することにより、使用者Ｐの身体の状態を判定する。
例えば、上半身向き判定工程Ｓ３１で第一、二圧力分布による全荷重を比較して使用者Ｐの上半身が右向きと判定し、下半身向き判定工程Ｓ４１で第一、二圧力分布による全荷重を比較して使用者Ｐの下半身が仰向け又は左向きと判定することで、使用者の身体の捻じれを判定することができる。上半身向き判定工程Ｓ３１で使用者Ｐの上半身が左向きと判定し、下半身向き判定工程Ｓ４１で使用者Ｐの下半身が仰向け又は右向きと判定した場合、及び、上半身向き判定工程Ｓ３１で使用者Ｐの上半身が仰向けと判定し、下半身向き判定工程Ｓ４１で使用者Ｐの下半身が右向き又は左向きと判定した場合も同様に、使用者の身体の捻じれを判定することができる。
使用者Ｐの身体の水平位からの屈曲及び捻じれに応じて、使用者Ｐが作用させた圧力分布が変化する。この圧力分布の偏りや分布等を分析することで、使用者Ｐの身体が水平位から屈曲したり、捻じれている状態が分かる。
【００５７】
なお、本実施形態では、身体状態判定方法において円背判定工程Ｓ１１、下肢拘縮判定工程Ｓ２１、上半身向き判定工程Ｓ３１、及び下半身向き判定工程Ｓ４１の全ての工程を行った。しかし、身体状態判定方法では、円背判定工程Ｓ１１、下肢拘縮判定工程Ｓ２１、上半身向き判定工程Ｓ３１、及び下半身向き判定工程Ｓ４１の少なくとも１つの工程を行えばよい。身体状態判定装置１１は、円背判定工程Ｓ１１、下肢拘縮判定工程Ｓ２１、上半身向き判定工程Ｓ３１、及び下半身向き判定工程Ｓ４１の少なくとも１つの工程が行えるように構成されていればよい。
【００５８】
判定部１３は、使用者Ｐに関して判定した円背か否か、下肢拘縮か否か、上半身の向き、及び下半身の向きを表す身体の状態を、流体調整部２６に送信する。流体調整部２６は、判定部１３の判定に基づいて供給排出部２５を駆動する。
例えば、判定部１３が、使用者Ｐが円背であると判定したとする。このときに、流体調整部２６は平坦になっている補助エアセル２３Ａを膨らませる（補助エアセル２３Ａを膨らませた状態は、図８参照）ことで使用者Ｐの首部に補助エアセル２３Ａを接触させる。これにより、複数のエアセル２２、２３が使用者Ｐの円背に応じた形状になる。使用者Ｐの首部に接触するマット部２１の面積が広がり、使用者Ｐの体圧が分散される。
【００５９】
使用者Ｐの体圧を分散した状態で、流体調整部２６は、図８に示すように第二グループＧ２の各主エアセル２２内から排気させずに、第一グループＧ１の各主エアセル２２内から排気させ、第一グループＧ１の各主エアセル２２の上端の位置を下げる。なお、図８及び後述する図９では、エアマット装置１は、主エアセル２２及び補助エアセル２３を中心に示している。
内圧検出部５１で第一グループＧ１の各主エアセル２２内の圧力を検出しながら各主エアセル２２内に給気し、第一グループＧ１の各主エアセル２２を初期状態にする。
【００６０】
次に、流体調整部２６は、図９に示すように第一グループＧ１の各主エアセル２２内から排気させずに、第二グループＧ２の各主エアセル２２内から排気させ、第二グループＧ２の各主エアセル２２の上端の位置を下げる。内圧検出部５１で第二グループＧ２の各主エアセル２２内の圧力を検出しながら各主エアセル２２内に給気し、第二グループＧ２の各主エアセル２２を初期状態にする。
このように、各グループＧ１、Ｇ２の主エアセル２２を交互に排気させる（いわゆる交互膨縮をさせる）ことで、使用者Ｐの身体の同一箇所に圧力がかかり続けるのを抑制することができる。
【００６１】
（実施例）
以下では、本発明の実施例を具体的に示してより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
本実施形態のエアマット装置１及び身体状態判定方法を用いて、実験を行った。この実施例では、センサ部１５として頭足方向Ｄ１に沿って１４４個、左右方向Ｄ２に沿って４８個（図１１参照）の圧力センサ１５ａを碁盤目状に配置した。
頭部領域Ａ１、上半身領域Ａ２、臀部領域Ａ３、及び足部領域Ａ４の頭足方向Ｄ１の長さの比は、１：２：２：４とした。上半身第一領域Ａ２１、上半身第二領域Ａ２２の頭足方向Ｄ１の長さの比は、１：１とした。足部第一領域Ａ４１、足部第二領域Ａ４２の頭足方向Ｄ１の長さの比は、１：１とした。
このため、頭足方向Ｄ１において、Ｎｏ．１〜１６の圧力センサ１５ａが頭部領域Ａ１となる。同様に、Ｎｏ．１７〜４８の圧力センサ１５ａが上半身領域Ａ２となり、Ｎｏ．４９〜８０の圧力センサ１５ａが臀部領域Ａ３となり、Ｎｏ．８１〜１４４の圧力センサ１５ａが足部領域Ａ４となる。
左右方向Ｄ２において、Ｎｏ．１〜２４の圧力センサ１５ａが左側Ｌとなり、Ｎｏ．２５〜４８の圧力センサ１５ａが右側Ｒとなる。
【００６２】
第一の割合として、３５％以上５５％以下の範囲を用いた。第二の割合として、３０％以上５０％以下の範囲を用いた。第三の割合として、３％以上２０％以下の範囲を用いた。第四の割合として、０％以上１０％以下の範囲を用いた。そして、第五の割合及び第六の割合として、４５％以上５５％以下の範囲を用いた。
なお、第一の割合から第六の割合は、これらの範囲に限定されず、適切な範囲に設定することができる。
【００６３】
（１．円背、下肢拘縮、上半身及び下半身の向きの評価）
〔サンプル１〕
使用者Ｐの円背、下肢拘縮、上半身及び下半身の向きを評価した。図１０に示すように、エアマット装置１のセンサ部１５上で、使用者Ｐに仰臥位で寝て（横たわって）もらった。なお、図１０及び後述する図１３、図１５、図１７、図１９では、エアマット装置１は、主に関連する構成のみ示している。この使用者Ｐは、わずかに円背であり、下肢拘縮である。使用者Ｐは、上半身は仰向け、下半身は右向きの状態で寝ていた。
圧力分布検出部１２が検出した圧力分布を、図１１に示す。図１１では、約０Ｐａの圧力が検出された部分を白色で示し、検出された圧力が高くなるのにしたがって濃い灰色で示す。後述する図１２、図１４、図１６、図１８、及び図２０も同様である。
使用者Ｐの身体の水平位からの屈曲及び捻じれに応じて、使用者Ｐの体重による圧力分布が変化する。
【００６４】
検出した使用者Ｐの圧力分布から、圧力分布検出部１２は以下のように演算した。なお、括弧内には、使用者Ｐの体重に対する割合を示す。
・使用者Ｐの体重：４３．６ｋｇ
・頭部領域Ａ１に作用する荷重：３．５ｋｇ（８％）
・上半身領域Ａ２に作用する荷重：１８．３ｋｇ（４２％）
上半身第一領域Ａ２１に作用する荷重：６．０ｋｇ（１４％）
上半身第二領域Ａ２２に作用する荷重：１２．３ｋｇ（２８％）
上半身右側領域Ａ２３の圧力分布による全荷重：９．１ｋｇ（２１％）
上半身左側領域Ａ２４の圧力分布による全荷重：９．２ｋｇ（２１％）
・臀部領域Ａ３に作用する荷重：１８．７ｋｇ（４３％）
臀部右側領域Ａ３３の圧力分布による全荷重：６．３ｋｇ（１４％）
臀部左側領域Ａ３４の圧力分布による全荷重：１２．４ｋｇ（２９％）
・足部領域Ａ４に作用する荷重：３．０ｋｇ（７％）
【００６５】
上半身第一圧力分布よる全荷重よりも上半身第二圧力分布による全荷重の方が大きいことから、身体状態判定方法のステップＳ１２においてＹＥＳと判断し、使用者Ｐが円背であると判定した。
図１１より足部第一圧力分布及び足部第二圧力分布がいずれかの位置でそれぞれ０Ｐａよりも大きいため、ステップＳ２２においてＮＯと判断した。足部領域Ａ４に体重の７％（第四の割合は０％以上１０％以下）の荷重が分布していることから、ステップＳ２４においてＹＥＳと判断し、使用者Ｐが下肢拘縮であると判定した。
上半身全荷重の和に対する第一圧力分布による全荷重が５０％（第五の割合は４５％以上５５％以下）であることから、ステップＳ３２において上半身全荷重の和に対して第一圧力分布による全荷重が第五の割合に入ると判断し、使用者Ｐの上半身が仰向けと判定した。
臀部全荷重の和に対する第一圧力分布による全荷重が３４％（第六の割合は４５％以上５５％以下）であることから、ステップＳ４２において臀部全荷重の和に対して第一圧力分布による全荷重が第六の割合よりも小さいと判断し、使用者Ｐの下半身が右向きと判定した。
【００６６】
これらの判定部１３による使用者Ｐの判定結果が、センサ部１５上で寝ている使用者Ｐの円背、下肢拘縮、上半身及び下半身の向きの状態を適切に判定できていることが分かった。
使用者Ｐの上半身が仰向けであり下半身が左向きと判定したときには、使用者Ｐの身体の軸が捻じれていることが分かる。この場合には、例えば使用者Ｐの下半身が仰向けになるように、流体調整部２６は補助エアセル２３Ｅや補助エアセル２３Ｇを膨らませてもよい。このようにすることで、使用者Ｐの身体の軸の捻じれを無くし、使用者Ｐの姿勢を矯正することができる。
【００６７】
〔サンプル２〕
使用者Ｐが寝ている状態は示さないが、使用者Ｐは円背及び下肢拘縮がなく、上半身は仰向け、下半身は仰向けの状態で寝ていた。圧力分布検出部１２が検出した圧力分布を、図１２に示す。
検出した使用者Ｐの圧力分布から、圧力分布検出部１２は以下のように演算した。
・使用者Ｐの体重：５９ｋｇ
・頭部領域Ａ１に作用する荷重：３．３ｋｇ（６％）
・上半身領域Ａ２に作用する荷重：２３．８ｋｇ（４０％）
上半身第一領域Ａ２１に作用する荷重：１２．４ｋｇ（２１％）
上半身第二領域Ａ２２に作用する荷重：１１．４ｋｇ（１９％）
上半身右側領域Ａ２３の圧力分布による全荷重：１２．２ｋｇ（２１％）
上半身左側領域Ａ２４の圧力分布による全荷重：１１．６ｋｇ（２０％）
・臀部領域Ａ３に作用する荷重：２５．２ｋｇ（４３％）
臀部右側領域Ａ３３の圧力分布による全荷重：１２．９ｋｇ（２２％）
臀部左側領域Ａ３４の圧力分布による全荷重：１２．３ｋｇ（２１％）
・足部領域Ａ４に作用する荷重：６．８ｋｇ（１２％）
【００６８】
上半身第一圧力分布よる全荷重よりも上半身第二圧力分布による全荷重の方が大きくないことから、身体状態判定方法のステップＳ１２においてＮＯと判断し、使用者Ｐが円背でないと判定した。
図１２より足部第一圧力分布及び足部第二圧力分布がいずれかの位置でそれぞれ０Ｐａよりも大きいため、ステップＳ２２においてＮＯと判断した。足部領域Ａ４に体重の１２％（第四の割合は０％以上１０％以下）の荷重が分布していることから、ステップＳ２４においてＮＯと判断し、使用者Ｐが下肢拘縮でないと判定した。
上半身全荷重の和に対して第一圧力分布による全荷重が５１％（第五の割合は４５％以上５５％以下）であることから、ステップＳ３２において上半身全荷重の和に対する第一圧力分布による全荷重が第五の割合に入ると判断し、使用者Ｐの上半身が仰向けと判定した。
臀部全荷重の和に対して第一圧力分布による全荷重が５１％（第六の割合は４５％以上５５％以下）であることから、ステップＳ４２において臀部全荷重の和に対する第一圧力分布による全荷重が第六の割合に入ると判断し、使用者Ｐの下半身が仰向けと判定した。
【００６９】
これらの判定部１３による使用者Ｐの判定結果が、センサ部１５上で寝ている使用者Ｐの円背、下肢拘縮、上半身及び下半身の向きの状態を適切に判定できていることが分かった。
【００７０】
（２．円背である判定した後の対応例）
図１３に示すように、エアマット装置１のセンサ部１５上で、円背である使用者Ｐに仰臥位で寝てもらった。各主エアセル２２及び各補助エアセル２３は、前述の初期状態になっている。
このとき、圧力分布検出部１２が検出した圧力分布を、図１４に示す。図１４及び後述する図１６中には、補助エアセル２３Ａの位置を示した。圧力分布検出部１２が検出した圧力の最大値は４５．７ｍｍＨｇ（１ｍｍＨｇは１３３．３Ｐａ（パスカル））であった。
【００７１】
図１５に示すように、補助エアセル２３Ａを膨らませて、使用者Ｐの首部に補助エアセル２３Ａを接触させる。このとき、圧力分布検出部１２が検出した圧力分布を、図１６に示す。圧力分布検出部１２が検出した圧力の最大値は４０．１ｍｍＨｇに低下し、使用者Ｐの体圧が分散することが分かった。
【００７２】
（３．下肢拘縮である判定した後の対応例）
図１７に示すように、エアマット装置１のセンサ部１５上で、下肢拘縮である使用者Ｐに仰臥位で寝てもらった。各主エアセル２２及び各補助エアセル２３は、前述の初期状態になっている。
このとき、圧力分布検出部１２が検出した圧力分布を、図１８に示す。図１８及び後述する図２０中には、補助エアセル２３Ｆの位置を示した。圧力分布検出部１２が検出した圧力の最大値は５４ｍｍＨｇであった。
【００７３】
図１９に示すように、補助エアセル２３Ｆを膨らませて、使用者Ｐのひざ部に補助エアセル２３Ｆを接触させる。このとき、圧力分布検出部１２が検出した圧力分布を、図２０に示す。圧力分布検出部１２が検出した圧力の最大値は４１．１ｍｍＨｇに低下し、使用者Ｐの体圧が分散することが分かった。
さらに、使用者Ｐの身体の軸の捻じれが改善され、捻じれによって生じる筋緊張を緩和し、拘縮の進行を抑えることができる。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態の身体状態判定装置１１及び身体状態判定方法によれば、例えば上半身第一圧力分布と上半身第二圧力分布という２つの圧力分布を比較することで、１つの圧力分布に基づいて判定する場合に比べて、円背等の使用者Ｐの身体の状態を精度良く判定することができる。
身体の状態が分かれば、例えばその判定結果に基づいて身体を支持しているマット部２１を変形させることで、使用者Ｐの体圧の最大値を減らすように体圧を分散させたり、使用者Ｐの姿勢を矯正したりできる。
【００７５】
上半身第一圧力分布及び上半身第二圧力分布は、同一時刻における異なる領域の圧力分布である。これにより、同一時刻における使用者Ｐの身体の状態を、身体のより広い範囲にわたり精度良く判定することができる。
圧力分布検出部１２は、頭足方向Ｄ１に沿って位置する領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４ごとに圧力分布を検出する。このため、複数の領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４ごとに使用者Ｐの身体の状態を検出することができる。
【００７６】
複数の領域Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４は、頭部領域Ａ１、上半身領域Ａ２、臀部領域Ａ３、及び足部領域Ａ４の少なくとも１つを含む。したがって、使用者Ｐの圧力分布を、使用者Ｐの頭部、頭部以外の上半身、臀部、及び足部に分けて検出し、使用者Ｐの身体の状態を使用者Ｐの頭部等ごとに判定することができる。
判定部１３が、足部第一圧力分布がいずれかの位置で０Ｐａよりも大きく、足部第一圧力分布がいずれの位置においても０Ｐａに等しいことが検出されたときに、使用者Ｐの身体の状態が下肢拘縮であると判定する。このため、足部領域Ａ４のうちで圧力分布検出部１２により圧力が検出される範囲に基づいて、使用者Ｐの身体の状態が下肢拘縮であると判定することができる。
【００７７】
判定部１３は、上半身第一圧力分布よる全荷重よりも上半身第二圧力分布による全荷重の方が大きいことを検出したときに、使用者Ｐの身体の状態が円背であると判定する。これにより、圧力分布検出部１２が検出する上半身領域Ａ２の全荷重の頭足方向Ｄ１の偏りに基づいて、使用者Ｐの身体の状態が円背であると判定することができる。
判定部１３は、圧力分布検出部１２が検出する上半身領域Ａ２及び臀部領域Ａ３の左右方向Ｄ２における各圧力分布による全荷重の大小関係に基づいて、上半身領域Ａ２及び臀部領域Ａ３における使用者Ｐの向きを判定することができる。
【００７８】
また、本実施形態のエアマット装置１によれば、マット部２１が圧力分布検出部１２を含むことで、圧力分布の検出を安定した状態で行うことができる。
支持部が複数のエアセル２２、２３を有するマット部２１であり、さらにエアマット装置１が供給排出部２５及び流体調整部２６を備える。流体調整部２６が判定部１３の判定に基づいて供給排出部２５を駆動することで、複数のエアセル２２、２３を使用者Ｐの身体の状態に応じた形状にすることができる。
【００７９】
なお、マット部２１が圧力分布検出部１２を有するとしたが、マット部２１が圧力分布検出部１２及び判定部１３を有する、すなわちマット部２１が身体状態判定装置１１を有するように構成してもよい。
【００８０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図２１を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図２１に示すように、本実施形態のエアマット装置２は、第１実施形態の各構成に加えて記憶部５３を備えている。記憶部５３はメモリ等を有していて、バス４３に接続されている。
記憶部５３は、エアマット装置２のセンサ部１５上に寝た使用者の身体の自重による頭部領域Ａ１等における圧力分布を記憶する。
なお、圧力分布を記憶される使用者は前述の使用者Ｐと同一人物であってもよいし、使用者Ｐとは異なる人物であってもよい。
【００８１】
次に、本実施形態の身体状態判定方法及びエアマット装置２の動作について説明する。
センサ部１５上に使用者Ｐが寝ると、圧力分布検出部１２は、使用者Ｐの身体の自重による頭部領域Ａ１等における圧力分布を検出する。検出された頭部領域Ａ１等における圧力分布は、記憶部５３に記憶される。
一定の時間が経過すると、圧力分布検出部１２は使用者Ｐの身体の自重による頭部領域Ａ１等における圧力分布を検出する。
判定部１３は、例えば新たに検出された上半身領域Ａ２における圧力分布と、記憶部５３に記憶された上半身領域Ａ２における圧力分布とに基づいて（比較して）、使用者Ｐの身体の状態である姿勢の時間による変化等を判定する。この場合、両圧力分布は、互いに異なる時刻における使用者Ｐの身体のうち、上半身領域Ａ２という同一の部位での圧力分布である。
なお、本実施形態で圧力分布を検出する領域は上半身領域Ａ２に限られず、頭部領域Ａ１や臀部領域Ａ３等でもよい。
【００８２】
以上説明したように、本実施形態の身体状態判定装置１１及びエアマット装置２によれば、互いに異なる時刻における同一の部位での圧力分布に基づいて、使用者Ｐの身体の頭部以外の上半身（上半身領域Ａ２に対応する使用者Ｐの部位）における時刻による状態の変化を、精度良く判定することができる。
【００８３】
なお、本実施形態では、記憶部５３は、各圧力分布、及びこれらの圧力分布を検出した時刻を組みにした情報の束を記憶するように構成してもよい。
すなわち、例えば第一時刻ｔ１において圧力分布検出部１２が使用者Ｐの圧力分布Ｑ１を検出したときに、記憶部５３は、第一時刻ｔ１及び圧力分布Ｑ１を組みにした情報の束（ｔ１，Ｑ１）を記憶する。第一時刻ｔ１よりも後の第二時刻ｔ２において、圧力分布検出部１２が使用者Ｐの圧力分布Ｑ２を検出したときに、記憶部５３は、第二時刻ｔ２及び圧力分布Ｑ２を組みにした情報の束（ｔ２，Ｑ２）を記憶する。圧力分布Ｑ１及び圧力分布Ｑ２は、例えば上半身領域Ａ２という同一領域の圧力分布である。
このとき、判定部１３は、圧力分布Ｑ１に対する圧力分布Ｑ２の変化量を、時刻の差分で除した変化率に基づいて、使用者Ｐの身体の状態を判定してもよい。時刻の差分は、第二時刻ｔ２と第一時刻ｔ１との差（ｔ２−ｔ１）である。
【００８４】
このように判定部１３が判定することで、上半身領域Ａ２等のある領域の圧力分布の変化率が分かり、使用者Ｐが身体の向きを変えた速度等、使用者Ｐの身体の状態の変化の速さを判定することができる。
【００８５】
以上、本発明の第１実施形態及び第２実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
例えば、前記実施形態では流体は空気であるとした。しかし、流体は空気に限定されず、水や油等でもよい。
【００８６】
補助エアセル２３の形状は三日月形であるとしたが、補助エアセル２３の形状は特に限定されない。例えば、図２２（Ａ）に示すように補助エアセル５６は半円形でもよい。図示はしないが、補助エアセルはこの形以外にも、矩形、Ｌ字形（ブーメラン形）等でもよい。図２２（Ｂ）に示すように、補助エアセル５７は三角柱形等でもよい。図示はしないが、補助エアセルはこの形以外にも、円柱形、半円柱形等でもよい。
図２２（Ｃ）に示すように、補助エアセル５８は、Ｃ字形でもよい。図示はしないが、補助エアセルはこの形以外にも、丸形、Ｏ字形、凹字形等でもよい。図２２（Ｄ）に示すように、補助エアセル５９はＶ字形（半円筒形）でもよい。図示はしないが、補助エアセルはこの形以外にも、山字形等でもよい。
【００８７】
身体支持装置はエアマット装置であるとしたが、身体支持装置はこれに限られず、椅子、介護等に用いられるロボット等でもよい。例えば、身体支持装置がロボットであり、ロボットが頭部、胴体部、右腕部、及び左腕部を備えているとする。そして、左腕部で使用者Ｐの頭部以外の上半身を支持し、右腕部で使用者の臀部及び足部を支持するとする。この場合、使用者の胸部に作用する荷重は左腕部で検出することができ、臀部及び足部に作用する荷重は右腕部で検出することができる。ロボットが備える腕部の数を増やし、各腕部で使用者の頭部、頭部以外の上半身、臀部、足部をそれぞれ支持することで、本実施形態の身体状態判定装置と同様に、使用者に作用する荷重を分けて検出することができる。
身体支持装置が例えばロボットである場合には、身体状態判定装置は、使用者の身体の立位からの屈曲及び捻じれの少なくとも一方を判定する。ここで言う立位とは、身体を鉛直方向に沿って伸ばしている状態を意味する。
身体支持装置が椅子等である場合も同様である。
【符号の説明】
【００８８】
１    エアマット装置（身体支持装置）
１１  身体状態判定装置
１２  圧力分布検出部（検出部）
１３  判定部
２１  マット部（支持部）
２２  主エアセル（流体セル）
２３、５６、５７、５８、５９  補助エアセル（流体セル）
２５  供給排出部
２６  流体調整部
Ａ１  頭部領域
Ａ２  上半身領域
Ａ３  臀部領域
Ａ４  足部領域
Ｄ１  頭足方向（第一の方向）
Ｄ２  左右方向（第二の方向）
Ｌ    左側（他方側）
Ｐ    使用者
Ｐ２、Ｐ３  圧力中心位置
Ｒ    右側（一方側）
【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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【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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