(57)【要約】【課題】複数のほぼ缶形の膨張可能な垂直袋（５０）を備える患者支持体（１０）を提供する。【解決手段】該袋群の下に配置された複数の圧力センサ（１３６）と、該袋群の上に配置された支持層（２０）と、異なるデッキ構成に該患者支持体を合わせるために選択可能な１つ以上の充填材部（８０、８４、８６、９０）とを備える。該袋群内の圧力は、複数の圧力センサによって検知された圧力または力に基づいて制御される。また、圧力センサは患者の動きを検出し、一定期間における患者の動きが不足していると判定すると警報を発する。垂直袋群の上に配置された３次元繊維材（１３０２）の複数の層から成る圧力緩和支持面（１０１０）を更に備える。
2007535378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部領域（１４）を画成するカバー（１２）と、
該内部領域内に配置されたベース（９６）と、
複数の膨張可能な袋（５０）であって、各袋は該ベースから上方に、該ベースにほぼ垂直な垂直軸（１０１）に沿って延びる複数の袋と、
該ベースの下に配置された複数の互いに離間された圧力センサ（１３６）であって、各圧力センサは前記複数の袋の１つと整列される複数の圧力センサと
を備える患者支持体。
【請求項２】
前記ベースは第１ベース部（９７）と第２ベース部（９５）とを備え、該第２ベース部は該第１ベース部の上に配置され、該第２ベース部は該第１ベース部に結合され前記袋群を相互接続する複数の流体チャンネル（１１２）を画成する請求項１に記載の患者支持体。
【請求項３】
前記第２ベース部は複数の開口（１９６）を備え、各開口は結合領域（９９）を画成し、上方に延びる前記各袋は、該結合領域群の１つにおいて該第２ベース部に結合されている請求項２に記載の患者支持体。
【請求項４】
前記各圧力センサは、前記袋群のうち少なくとも１つの袋の真下に配置されている請求項１に記載の患者支持体。
【請求項５】
前記圧力センサ群が中に配置される圧力センサ格納体（６８、７０）を更に備える請求項１に記載の患者支持体。
【請求項６】
前記格納体が前記カバーの該内部領域内に配置されている請求項５に記載の患者支持体。
【請求項７】
前記各圧力センサは１つ以上の光送信機（１２８）を備える請求項１に記載の患者支持体。
【請求項８】
前記各圧力センサは、前記袋群のうち少なくとも１つに印加された圧力を測定する請求項１に記載の患者支持体。
【請求項９】
前記各圧力センサは、その圧力センサ内に拡散された光エネルギの強度の変化を測定する請求項１に記載の患者支持体。
【請求項１０】
前記袋群に結合された少なくとも１つの圧力変換器（３２８）を更に備え、該圧力変換器は前記袋内の流体の内圧を測定する請求項１に記載の患者支持体。
【請求項１１】
前記ベースは複数のベース部を備え、複数の袋（６０、６２、６４）が該各ベース部に配置されており、該各ベース部の該袋群は個別に膨張可能である請求項１に記載の患者支持体。
【請求項１２】
前記ベースは、第１ベース部（６０、６２）と第２ベース部（６４）とを備え、該第１ベース部の袋は該ベースからその上部までの第１高さ（１１６）を有し、該第２ベース部の袋は該ベースからその上部までの第２高さ（１１８）を有し、第１高さは第２高さより高い請求項１に記載の患者支持体。
【請求項１３】
前記各袋は、上部（９８）と、該上部と前記ベースとの間にある垂直部（１００）と、該上部と該垂直部との間にある面取りされた部分とを有する請求項１に記載の患者支持体。
【請求項１４】
内部領域（１４）を画成するカバー（１２）と、
該内部領域内に配置されたベース（９６）であって、縦方向に互いに離間された第１端（３２）と第２端（３４）とを有するベースと、
該ベースに結合された複数のほぼ缶形の膨張可能な袋（５０）と、
該ほぼ缶形の膨張可能な袋群の上に配置された支持層（２０）と
を備える患者支持体。
【請求項１５】
前記支持層は通気性のある材料を含む請求項１４に記載の患者支持体。
【請求項１６】
前記支持層は複数の弾力性のある部分を備える請求項１４に記載の患者支持体。
【請求項１７】
前記支持層は複数の突出（２２）と凹み（２４）とを備える請求項１４に記載の患者支持体。
【請求項１８】
前記膨張可能な袋は第１支持特性を有し、前記支持層は第２支持特性を有し、該第１支持特性は該第２支持特性と異なる請求項１４に記載の患者支持体。
【請求項１９】
前記支持層が中に配置される支持層格納体（１０１２）を更に備える請求項１４に記載の患者支持体。
【請求項２０】
内部領域（１４）を画成するカバー（１２）と、
該内部領域に配置され第１支持特性を有する第１支持層（２０）と、
該第１支持層の下に配置され第２支持特性を有する第２支持層（５０）と、
複数の取外し可能な充填材部（８０、８２）であって、第１デッキ構成と第２デッキ構成のうち１つに該患者支持体を合わせるために選択可能な複数の充填材部と
を備える患者支持体。
【請求項２１】
前記第１デッキ構成は段デッキを含み、前記第２デッキ構成は平坦なデッキを含む請求項２０に記載の患者支持体。
【請求項２２】
複数の空気袋（５０）と、
複数の力センサ（１３６）であって、各力センサは前記複数の空気袋（５０）のうち少なくとも１つに対向し、その空気袋を通して伝達された力を検知する複数の力センサと、
検知された力を表す信号を送信する複数の出力線（１３２）であって、各出力線が前記複数の力センサの少なくとも１つに結合されている複数の出力線と
を備える圧力調整可能なマットレス（１０）。
【請求項２３】
前記複数の力センサは圧縮可能な媒体内に配置された光応答デバイスを備える請求項２２に記載の圧力調整可能なマットレス。
【請求項２４】
前記各出力線に動作可能に結合された変換器（５６０）を更に備え、該変換器は検知された力を表す前記信号をデジタル化するデジタル化部と、検知された力を表す該信号をフィルタするフィルタとを備える請求項２３に記載の圧力調整可能なマットレス。
【請求項２５】
圧力調整可能なマットレスを通って伝達され検知された力を表す力信号を生成する複数の力センサを備える該マットレスの圧力をある圧力値に調整する方法であって、
該力信号群を所定の順に順番付けすることと、
該順番付けされた力信号群の関数としての示度信号を計算することと、
該示度信号を所定の値と比較し、誤差信号を生成することと、
該誤差信号に基づいて該圧力調整可能なマットレスの圧力を調整することと
を備える調整方法。
【請求項２６】
前記順番付けするステップは、前記力信号群を所定のシーケンスで読み出すことで所定の順に順番付けすることを含む請求項２５に記載の調整方法。
【請求項２７】
前記計算するステップは、底打ち傾向を検出することで前記順番付けされた力信号群の関数としての示度信号を計算することを含む請求項２６に記載の調整方法。
【請求項２８】
前記計算するステップは、前記生成された力信号群の標準偏差関数としての前記示度信号を計算することを含む請求項２７に記載の調整方法。
【請求項２９】
患者を支える内圧を有する袋と、該袋を通して伝達された力を検知するために該袋に対向し検知された力に応じた信号を生成するセンサとを備える圧力調整可能な支持体における方法であって、
該センサにより該袋上の該患者の位置を検出するステップと、
該センサにより該袋上の該患者の動きを検出するステップと、
該患者の検出された位置と検出された動きに応じて該袋内の圧力を調整するステップとを含む方法。
【請求項３０】
前記袋を初期圧力に加圧するステップを更に含む請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
圧力を調整する前記ステップは、前記初期の圧力を所定の圧力に下げることを含む請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
圧力を調整する前記ステップは、前記患者の前記検出された位置と検出された動きに応じて決定された圧力に前記所定の圧力を下げることを含む請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
患者の位置を検出する前記ステップは、右側に横たわっていることの検出と左側に横たわっていることの検出とを含む請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
患者の動きを検出する前記ステップは、前記患者が座っていることの検出を含む請求項２９に記載の方法。
【請求項３５】
圧力を調整する前記ステップは、前記袋内の圧力を座っている患者に十分な圧力に調整することを含む請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
患者を支えるための複数の垂直袋を有する袋システムと、それぞれが該垂直袋のうち１つ以上の垂直袋に対向し、その垂直袋を通して伝達された力を検知する複数のセンサとを備える圧力調整可能な支持体における方法であって、
該複数のセンサにより該複数の垂直袋上の該患者の位置を検出するステップと、
該複数のセンサにより該複数の垂直袋上の該患者の動きを検出するステップと、
該患者の検出された位置と検出された動きに応じて該垂直袋内の圧力を調整するステップとを含む方法。
【請求項３７】
前記複数のセンサがそれぞれ、検知した力に応じた信号を生成するステップを更に含む請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記複数のセンサにより生成された前記信号群を所定の順に読み出すステップを更に含む請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
袋圧を示す示度信号を算出するために前記信号群に数学関数を適用するステップを更に含む請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記信号群を読み出す前記ステップは、前記信号群を所定の期間に亘って読み出すことを含む請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記信号群に数学関数を適用する前記ステップは、平均値で除した標準偏差を算出することを含む請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
患者を支えるための複数の垂直袋を有する袋システムと、それぞれが該垂直袋のうち１つ以上の垂直袋に対向し、その垂直袋を通して伝達された力を検知する複数のセンサとを備える圧力調整可能な支持体における方法であって、
活動レベルを検出するための期間を設定するステップと、
該検知された力に関する閾値レベルを設定するステップと、
該垂直袋群を通して伝達され該複数のセンサにより検知された力群をサンプリングするステップと、
該設定された期間と該設定された閾値レベルとサンプリングされた力群との関数としての信号を生成するステップとを含む方法。
【請求項４３】
検知された力群をサンプリングする前記ステップは、前記複数のセンサにより検知された力群を所定の期間に亘ってサンプリングすることを含む請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
検知された力群をサンプリングする前記ステップは、高周波成分を検出するためにサンプリングされた力をフィルタすることを含む請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
サンプリングされフィルタされた前記力群のうち何れが前記設定された閾値レベルを超えているかを判定するステップを更に含む請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
前記閾値レベルを超えていると判定されたサンプリングされフィルタされた力群の数を算出するステップを更に含む請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
サンプリングされフィルタされた前記力群が、前記所定の期間の間に前記閾値レベルを超えた時間の量を算出するステップを更に含む請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
サンプリングされフィルタされた前記力群のうち前記閾値レベルを超えるものの総量和を算出するステップを更に含む請求項４７に記載の方法。
【請求項４９】
サンプリングされフィルタされた最大力を決定するステップを更に含む請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
サンプリングされフィルタされた前記最大力を記憶するステップを更に含む請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記閾値レベルを超えているサンプリングされフィルタされた力群の数と、サンプリングされフィルタされた前記力群が前記所定の期間の間に前記閾値レベルを超えた時間の量と、サンプリングされフィルタされた前記力群のうち前記閾値レベルを超えるものの総量和と、サンプリングされフィルタされた最大力とのうち少なくとも１つに対する重みを決定するステップを更に含む請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記袋システムは複数の垂直袋を備える請求項４２に記載の方法。
【請求項５３】
前記袋システムは、前記複数の垂直袋によって共有された空気室を備える請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
前記各センサは、圧縮可能な媒体内に配置された光応答デバイスを備える請求項４２に記載の方法。
【請求項５５】
検知された力群をサンプリングする前記ステップは、所定の順に該力群をサンプリングすることを含む請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
所定の順に該力群をサンプリングする前記ステップは、該力群を非近接のセンサ群から連続にサンプリングすることを含む請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
マットレス（１０）を備える病院ベッド（２）上に横たわる患者の動きを監視する動き監視装置であって、
該マットレスに対向する複数のセンサ（１３６）と、
動き情報を表示する画面（４４）と、患者の動きを算出するために動きパラメータを入力するための入力デバイスとを有し、前記複数のセンサに動作可能に結合されたユーザインターフェイス装置（４２）と
を備える動き監視装置。
【請求項５８】
前記入力デバイスは、患者の動きを測定する期間を選択する期間選択部を備える請求項５７に記載の動き監視装置。
【請求項５９】
前記入力デバイスは、患者が動いているか否かを判定する動きの閾値を選択する閾値選択部（８２８）を備える請求項５８に記載の動き監視装置。
【請求項６０】
前記入力デバイスは、監視された動きの履歴を選択する履歴選択部（８３２）を備える請求項５９に記載の動き監視装置。
【請求項６１】
前記ユーザインターフェイス装置は、一定期間における患者の動きが選択された前記閾値未満になったことを示す警報を備える請求項５９に記載の動き監視装置。
【請求項６２】
前記ユーザインターフェイス装置と前記複数のセンサとに動作可能に結合され、前記入力デバイスから動きパラメータを受取り、情報を前記画面に送るプロセッサを更に備える請求項５７に記載の動き監視装置。
【請求項６３】
前記プロセッサは、前記複数のセンサによって検知された患者の動きに応じた運動信号を画面表示のために生成する請求項６２に記載の動き監視装置。
【請求項６４】
前記プロセッサは、前記複数のセンサによって検知された患者の動きに応じた静止信号を画面表示のために生成する請求項６３に記載の動き監視装置。
【請求項６５】
前記プロセッサは、前記複数のセンサによって検知された空きベッドに応答したベッド空き信号を画面表示のために生成する請求項６４に記載の動き監視装置。
【請求項６６】
上面（１０１６）と底面（１０１８）とを有し、内部領域（１０１４）を画成するカバー（１０１２）と、
該内部領域内に配置された第１層の３次元材であって、互いに離間され該カバーの該上面に向かって上方に突出した複数のドーム形突出（１０２２）を含む熱可塑性繊維の網状構造から成る３次元材の第１層と、
該内部領域内で該第１層の下に配置された第２層（１０３０）の該３次元材であって、該ドーム形突出は該第１層から該カバーの該底面に向かって下方に突出した第２層と、
該内部領域内で該第２層の下に配置された複数の缶形垂直袋（５０）と
を備える患者支持面。
【請求項６７】
前記第２層の前記ドーム形突出群は、前記第１層の前記ドーム形突出群とほぼ整列されている請求項６６に記載の患者支持面。
【請求項６８】
前記第１層とほぼ類似した第３層（１０３２）を更に備え、該第３層は前記第２層の下に配置され、該第３層の前記ドーム形突出群は該第２層に向かって上方に突出している請求項６７に記載の患者支持面。
【請求項６９】
前記第２層とほぼ類似した第４層（１０３４）を更に備え、該第４層は前記第３層の下に配置され、該第４層の前記ドーム形突出群は該カバーの該底面に向かって下方に突出している請求項６８に記載の患者支持面。
【請求項７０】
前記第２層と前記第３層との間に配置された１層の３次元分離材（１０３６）を更に備える請求項６９に記載の患者支持面。
【請求項７１】
前記第１層と前記第２層と前記第３層と前記第４層と前記分離材層とが１つのサブ層を構成し、複数の該サブ層が前記カバーの内部領域内に積層状に配置されている請求項７０に記載の患者支持面。
【請求項７２】
前記各ドーム形突出は、先端と底とを有し、前記第１層のドーム形突出の該先端から前記第２層のドーム形突出の該底までの距離は約０．４４インチ（約１１．２ｍｍ）である請求項６６に記載の患者支持面。
【請求項７３】
前記第１層と前記第２層とが１つのサブ層（１０４４）を構成し、少なくとも３つの該サブ層（１０４４、１０４８、１０５０）が前記カバーの内部領域内に積層状に配置されている請求項６６に記載の患者支持面。
【請求項７４】
前記サブ層の数が１から２０の間である請求項７３に記載の患者支持面。
【請求項７５】
前記第１層と前記第２層のそれぞれのドーム形突出は、互いに反対方向に突出する一方ほぼ整列されている請求項６６に記載の患者支持面。
【請求項７６】
前記カバーの前記上面は空気透過性を有する請求項６６に記載の患者支持面。
【請求項７７】
内部領域（１４）を画成する外カバー（１２）と、
該内部領域内に配置され支持カバー（１３００）と上部（１３０６）と下部（１３０８）とを有する支持層（１０１０）であって、該上部と下部は熱可塑性繊維の網状構造から成る３次元材（１３０２）から形成されている支持層と、
該内部領域内で該支持層の下に配置された複数の缶形垂直袋（５０）と
を備える患者支持面。
【請求項７８】
前記上部は第１層（１３５０）の熱可塑性繊維網状構造と第２層（１３５２）の熱可塑性繊維網状構造とを備え、該第１層の熱可塑性繊維網状構造は、互いに離間され前記支持カバーの上面に向かって上方に突出した複数のドーム形突出（１３１０）を備え、該第２層の熱可塑性繊維網状構造は、互いに離間され前記支持カバーの底面に向かって下方に突出した複数のドーム形突出を備える請求項７７に記載の患者支持面。
【請求項７９】
前記下部は第１層（１３５４）の熱可塑性繊維網状構造と第２層（１３５６）の熱可塑性繊維網状構造とを備え、該第１層の熱可塑性繊維網状構造は、互いに離間され前記支持カバーの上面に向かって上方に突出した複数のドーム形突出を備え、該第２層の熱可塑性繊維網状構造は、互いに離間され前記支持カバーの底面に向かって下方に突出した複数のドーム形突出を備える請求項７７に記載の患者支持面。
【請求項８０】
内部領域（１４）を画成するカバー（１２）と、
該内部領域内に配置された本体（１０１０、５０）であって、複数の膨張可能なゾーン（５０）を有し、各ゾーンは複数の缶形垂直袋を有する本体と、
該内部領域内で該本体の上に配置された上部層（１０１０）であって、熱可塑性繊維網状構造から成る空気透過性の３次元材の少なくとも１つの層（１３０２）を有する上部層と
を備える患者支持面。
【請求項８１】
前記上部層は、前記空気透過性の３次元材の少なくとも４つの層（１３５０、１３５２、１３５４、１３５６）を有する請求項８０に記載の患者支持面。
【請求項８２】
前記上部層は、前記空気透過性の３次元材の少なくとも８つの層（１３５８、１３６０、１３６２、１３６４、１３６６、１３６８、１３７０、１３７２）を有する請求項８０に記載の患者支持面。
【請求項８３】
内部領域を画成するカバー（１０１０）と、
該内部領域内に配置され上部（１３０６）と下部（１３０８）を有する第１層であって、該上部と下部とはそれぞれ熱可塑性繊維の網状構造から成る空気透過性の３次元材（１３０２）の少なくとも１つの層を有する第１層と、
該内部領域内で該第１層の下に配置され頭部（６０）と座部（６２）と足部（６４）とを有する第２層（５０）であって、該頭部と座部と足部とのうち少なくとも１つは膨張可能な垂直袋群を有する第２層と
を備える患者支持面。
【請求項８４】
膨張可能な前記各垂直袋は、ほぼ円筒形である請求項８３に記載の患者支持面。
【請求項８５】
前記上部は第１支持特性を有し、前記下部は該第１支持特性と異なる第２支持特性を有する請求項８３に記載の患者支持面。
【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デバイスに関し、特に病院、救急施設、及び他の看護環境での使用に適切な患者支持体に関する。本明細書に開示された幾つかの実施形態は、様々な大きさと型のベッド、ベッド枠、及び患者タイプを収容し動作するよう構成された圧力緩和支持面または患者支持面に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】米国特許第６，４９９，１６７号明細書
【特許文献２】国際公開第ＷＯ２００４／００６７６８号パンフレット
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の図示された１つの実施形態は、内部領域を画成するカバーを有する患者支持体を提供する。１つのベースが該内部領域に配置される。膨張可能な袋群が、該ベースから上方に垂直軸に沿って延びている。該垂直軸は、該ベースにほぼ垂直である。
【０００４】
圧力センサ群は、該ベースの下に配置されてよい。該圧力センサ群は、その各圧力センサが、該垂直な袋群の少なくとも１つに整列されるように配置される。該圧力センサ群は、全体が格納体の中に入れられてもよい。この格納体は該カバーの該内部領域に配置されてよい。
【０００５】
該圧力センサ群は、１つ以上の光送信機または導線または光ファイバを備えていてもよい。該圧力センサ群は、該袋群のうち少なくとも１つの袋に加わった圧力を測定するよう動作してよい。該圧力センサ群のうち１つ以上の圧力センサは、その圧力センサ内で拡散した光エネルギの強度の変化を測定してもよい。
【０００６】
１つ以上の圧力変換器が、該膨張可能な袋群に結合されてもよい。該圧力変換器は、該袋群内の流体の内圧を測定するよう動作してよい。
【０００７】
支持層が、該膨張可能な袋群の上に配置されてもよい。該支持層は、該膨張可能な袋群の支持特性と異なる１つ以上の支持特性を有してもよい。該支持層は、空気透過性の材料を含んでよい。該支持層は、弾性部分を備えてもよい。該支持層は、突出及びへこみを備えていてもよい。該支持層は格納体の中に入れられてもよい。この格納体は該カバーの該内部領域内に配置されてよい。該膨張可能な袋は、ほぼ缶状または円筒形であってよい。該膨張可能な袋群のうち１つ以上の袋は、その袋の上部と垂直部の間に面取りされた部分を有してもよい。
【０００８】
該患者支持体は、１つ以上の取外し可能な充填材部を備えてもよい。この充填材部は、平坦なデッキ構造及び段または凹デッキ構造を含む１つ以上のデッキ構造を有するベッド枠に該患者支持体を対応させるよう選択される。
【０００９】
幾つかの実施形態では、本発明は、支持面と該支持面上の人または患者の間の界面圧力を最小化するための装置と方法を提供する。
【００１０】
本発明の図示された実施形態は、圧力調整可能なマットレスシステムである。該マットレスシステムは、複数の空気袋と、該複数の空気袋のうち少なくとも１つの空気袋にそれぞれ対向し、その空気袋を介して伝達された力を検知する複数の力センサと、検知された力を表す信号を送信するための複数の出力線とを含む。該複数の出力は、それぞれ該力センサの少なくとも１つに結合されている。
【００１１】
本発明の別の態様は、圧力調整可能なマットレスの圧力を所定の値に調整するための方法を提供する。該マットレスは、圧力調整可能なマットレスを介して伝達され検知された力を表す力信号を生成する複数の力センサを含む。本方法は、複数の力信号を所定の順に順番付けするステップと、順番付けされた該力信号群の関数としての指標信号を計算するステップと、該指標信号を該所定の値と比較し誤差信号を生成するステップと、該誤差信号に基づいて圧力調整可能なマットレスの圧力を調整するステップとを含む。
【００１２】
また、患者を支える内圧を有する袋と、該袋に対向し、その袋を介して伝達された力を検知し検知された力に応じた信号を生成するセンサとを備える圧力調整可能な支持体における方法が提供される。この方法は、該袋上の患者の位置を該センサで検出するステップと、該袋上の患者の動きを該センサで検出するステップと、検出された患者の位置と動きとに応じて該袋内の圧力を調整するステップとを含む。
【００１３】
本発明の別の態様は、患者を支えるための複数の垂直袋を有する袋システムと、それぞれが該垂直袋のうち１つ以上の垂直袋に対向し、その垂直袋を通して伝達された力を検知する複数のセンサとを備える圧力調整可能な支持体における方法であって、この方法は、該複数のセンサにより該複数の垂直袋上の該患者の位置を検出するステップと、該複数のセンサにより該複数の垂直袋上の該患者の動きを検出するステップと、該患者の検出された位置と検出された動きに応じて該垂直袋内の圧力を調整するステップとを含む。
【００１４】
本発明の別の態様は、患者を支えるための複数の垂直袋を有する袋システムと、それぞれが該垂直袋のうち１つ以上の垂直袋に対向し、その垂直袋を通して伝達された力を検知する複数のセンサとを備える圧力調整可能な支持体における方法であって、この方法は、活動レベルを検出するための期間を設定するステップと、該検知された力に関する閾値レベルを設定するステップと、該垂直袋群を通して伝達され該複数のセンサにより検知された力群をサンプリングするステップと、該設定された期間と該設定された閾値レベルとサンプリングされた力群との関数としての信号を生成するステップとを含む。
【００１５】
本発明の別の態様は、マットレスを備える病院ベッド上に横たわる患者の動きを監視する動き監視装置であって、この動き監視装置は、該マットレスに対向する複数のセンサと、動き情報を表示する画面と、患者の動きを算出するために動きパラメータを入力するための入力デバイスとを有し、前記複数のセンサに動作可能に結合されたユーザインターフェイス装置とを備える。
【００１６】
１つの実施形態では、内部領域を画成するカバーを有する患者支持面が提供される。このカバーは、上面と底面を有する。該内部領域内に３次元材の第１層と第２層と複数の缶形垂直袋とが配置される。該複数の缶形垂直袋は該第２層の下に配置される。３次元材は熱可塑性繊維の網状構造から成る。この網状構造は互いに離間された複数のドーム形突出を有する。該第１層は該カバーの該上面に向かって上方に突出したドーム形突出を有する。該第２層は該第１層の下に配置され、第２層のドーム形突出は該第１層から該カバーの該底面に向かって下方に突出する。
【００１７】
別の実施形態では、内部領域を画成する外カバーを有する患者支持面が提供される。該内部領域内に支持層と複数の缶形垂直袋とが配置される。該複数の缶形垂直袋は該支持層の下に配置される。支持層は支持カバーと上部と下部とを有する。該上部と下部は熱可塑性繊維の網状構造から成る３次元材から形成されている。
【００１８】
別の実施形態では、内部領域を画成するカバーを有する患者支持面が提供される。該内部領域内に本体と上部層とが配置される。本体は複数の膨張可能なゾーンを有し、各ゾーンは複数の缶形垂直袋を有する。上部層は該内部領域内で該本体の上に配置され、熱可塑性繊維網状構造から成る空気透過性の３次元材の少なくとも１つの層を有する。
【００１９】
別の実施形態では、内部領域を画成するカバーを有する患者支持面が提供される。該内部領域内に第１層と第２層とが配置される。第２層は該第１層の下に配置される。第１層は上部と下部を有する。該上部と下部とはそれぞれ熱可塑性繊維の網状構造から成る空気透過性の３次元材の少なくとも１つの層を有する。第２層は頭部と座部と足部とを有する。該頭部と座部と足部とのうち少なくとも１つは膨張可能な垂直袋群を有する。
【００２０】
本発明の更に別の特徴と利点は、発明を実施するための現時点での最良の形態である以下の実施形態の詳細な説明から、当業者には明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は、本発明に係る患者支持体またはマットレス１０の１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とを備えた病院ベッドである。
【００２２】
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（不図示）を備え、該デッキ部の幾つか又は全ては関節を備え、ベース８に対して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。
【００２３】
患者支持体１０は、患者支持体１０の構成要素の膨張及び収縮を制御する関連する制御ユニット４２を備える。制御ユニット４２は、看護人、サービス技術者、及び／又はサービス提供者が特定の患者のニーズに応じて患者支持体１０を構成することを可能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、患者のサイズ、体重、位置、又は活動レベルに従って調整することができる。ユーザインターフェイス４４は、パスワード保護又は他の方法で、権限のない人によるアクセスを防ぐように設計されている。
【００２４】
ユーザインターフェイス４４は、患者支持体１０を異なる幾つかのベッド構成に変更するのを可能にする。例えば、デッキ６は平坦なデッキ又は段または凹デッキであってよい。看護人は、ユーザインターフェイス４４を介して適当なデッキ構成を選択することができる。特定のマットレス構成要素の膨張及び収縮は、病院ベッド枠またはデッキの構成のユーザ選択に応答して発生する可能性がある。
【００２５】
図２において、患者支持体１０は、患者の頭及び／又は上半身を支えるよう概ね構成されたヘッド端３２と、患者の足及び／又は下半身を支えるよう概ね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と、第２層５０と第３層５２とを含む。しかし、本発明の他の実施形態は、本発明の範囲を逸脱することなく、これら３つの層の全ては含まないか、又は追加の層を含むことが可能であることは、当業者により理解されるであろう。
【００２６】
本実施形態では、第１層２０は支持材料を含み、第２層５０は第１層２０の下に配置された垂直に方向付けされた膨張可能な複数の袋を含み、第３層５２は第２層５０の垂直な膨張可能な袋の下に配置された複数の圧力センサを含む。下記により詳細に説明する。
【００２７】
また、複数のボルスタ５４と、１つ以上の充填材部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（不図示）が内部領域１４内に含まれてもよい。
【００２８】
患者支持体１０は、１つ以上の結合具４６によってデッキ６に結合される。図示のように、結合具４６は、通常の織られた又は編まれた又は布地の帯であり、例えば、Ｄリングまたはフックとループとの組合せ、又はＶｅｌｃｒｏ（登録商標）の帯、又は類似のファスナである。しかし、ボタン、スナップ、綱等の他の結合手段も同様に使用できることは、当業者により理解されるであろう。
【００２９】
本発明に係る患者支持体の１つの実施形態の構成要素は、図３の展開図に示されている。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とは通常の手段（ジッパー、Ｖｅｌｃｒｏ商標の帯、スナップ、ボタン等）により結合され、カバー１２を形成する。カバー１２は内部領域１４を画成する。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。
【００３０】
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。第１支持層２０は、患者を支えるための１つ以上の材料、構造、又は布地、例えば発泡材、膨張可能な袋、３次元材等を含む。適切な３次元材は、Spacenet、Tytex、及び／又は類似の材料を含む。図４は、後で説明する第１支持層２０の適切な３次元材の実施例を示す。
【００３１】
図３に戻って、第２支持層５０は、１つ以上の膨張可能な袋システムを含み、第１支持層２０の下に位置する。第２支持層５０の実施例は、第１、第２、第３の袋システム、すなわち頭部袋システム６０、座部袋システム６２、及び足部袋システム６４を含む。しかし、他の実施形態は、ヘッド端３２からフット端３４まで延びる１つだけの袋システムを含むこと、又は例えば大腿部袋システムを含む多数の袋システムが配置されてもよいことは、当業者により理解されるであろう。これら袋システム６０、６２、６４とそれらの構成要素を、図５〜図１９を参照しながら後で説明する。本明細書に開示された袋システムは、軽量で、可撓性のある空気非透過性材料（例えばポリウレタン、ウレタンが被覆された布地、ビニール、ゴム等の重合材料）から作られている。
【００３２】
圧力検知層６９は、第１、第２センサパッド、すなわち頭センサパッド６８及び座センサパッド７０を含み、袋システム６０、６２、６４の下に位置する。図示のように、頭センサパッド６８は、頭部袋システム６０の下にほぼ位置合わせされ、座センサパッド７０は、座部袋システム６２の下にほぼ位置合わせされる。患者の頭部又は上半身を支える可能性の最も高い患者支持体１０の領域の下に頭センサパッド６８を適切に配置するために、ヘッド充填材部６６を、ヘッド端３２に近い頭センサパッド６８に近接して配置してよい。他の実施形態は、単一のセンサパッドを、又は例えば足部袋システム６４の下に位置する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置を備える。センサパッド６８、７０を、図２０、図２１を参照しながら後で説明する。
【００３３】
本実施形態では、寝返り補助クッションまたは寝返り袋または回転袋７４はセンサパッド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、一対の膨張可能な袋７４ａ、７４ｂを含む。別の適切な回転袋７４は、ふいご形の袋である。別の適切な寝返り補助クッションが、例えばEllisらの米国特許第６，４９９，１６７号明細書に開示されている。この特許は本出願と同一の譲受人に譲渡されている。この特許を本明細書に援用する。本発明においては、寝返り補助クッション７４は必ずしも必要ではない。
【００３４】
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を備える。これらの支持構成要素のうち１つ以上は、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されるのを可能にするために備えられている。これらの支持構成要素の１つ以上は、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または平坦なデッキに対応させるために選択的に膨張／収縮されるか、または患者支持体１０に取付け／取外しされる。
【００３５】
図３に示した支持構成要素は、発泡材、膨張可能な袋、３次元材、他の支持材料、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の横方向に延びる発泡材の複数のリブを備える。また、ヘッド充填部６６は膨張可能な袋であってもよい。充填材部７２は、センサパッド６８、７０のほぼ真下に位置し、患者支持体１０の横方向に延びる発泡材層を含む。本実施形態では、充填材部７２は、非常に硬い発泡材、例えば厚み０．５インチ（約１２．７ｍｍ）のポリエチレン閉セル発泡材を含む。
【００３６】
頭ボルスタシステム７６、座ボルスタシステム７８、及び足ボルスタシステム８６はそれぞれ、結合板１４４により隔てられた縦方向に延びる膨張可能な袋を備える。ボルスタシステム７６、７８、８６を、図２２を参照しながら後で説明する。
【００３７】
図示のように、第１足充填材部８０は、患者支持体１０の横方向に延びる複数の膨張可能な袋を備え、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、図示のように空孔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袋を備える。図示のように、デッキ充填材部９０は、マットレスの頭部及び座部の下にそれぞれ位置する２つの袋部を備え、カバー１２の外に配置される。デッキ充填材部９０は１つ以上の袋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。
【００３８】
また、本実施形態は空気弁ボックス５８と給気管システム８２とを備える。レセプタクル８８は空気弁ボックス５８を収容できる寸法になっている。本実施形態では、レセプタクル８８は、Ｖｅｌｃｒｏ（登録商標）の帯によって底カバー部１８に結合される。空気弁ボックス５８と管システム８２を図６、図２３、図２５、図２６を参照しながら後で説明する。
【００３９】
本実施形態では、支持層２０は、その上に位置する患者にクッションまたは支えを提供する通気性または空気透過性の材料を含み、患者の下の空気の循環を可能にする。循環される空気の温度は周囲温度であってよいし、又は所望の治療効果を実現するために冷やしても又は暖めてもよい。
【００４０】
また、本実施形態では、支持層２０は、患者支持体１０上の患者の動きに合わせて剪断力を減らすために支持層２０が移動するのを可能にする低摩擦空気透過性材料（例えばスパンデックス、ナイロン等）の格納体を含むか又はその格納体に入れられる。他の実施形態では、前記格納体は空気非透過性で水蒸気透過性の材料、例えばテフロン（登録商標）又はウレタンが被覆された布地から作られている。
【００４１】
図４は、支持層２０で使用するのに適した典型的な３次元材を示す。支持層２０の本実施例は、複数の交互する第１と第２の層２７、２９を含む。層２７、２９はそれぞれ第１と第２のサブ層２８、３０を含む。図示のようにサブ層２８、３０は背中合わせに配置され、各サブ層２８、３０は複数の半円、円錐、またはドーム形の突出２２と窪み２４を有する。分離材２６は第１、第２サブ層２８、３０の間に設けられる。他の実施形態では、分離材２６は層２７、２９の間に設けても、又は層２７、２９の間に追加して設けても、又は全く設けなくてもよい。
【００４２】
支持層２０の特定の実施例において、望ましい任意の数の層及びサブ層が設けられてよい。幾つかの実施形態は４つの層を備え、他の実施形態は８つの層を備える。通常、支持層２０は、０〜２０層の３次元材を備える。
【００４３】
支持層２０で使用するのに適した適切な３次元材は、ポリエステル織物、例えばドイツ国WeinheimにあるFreudenberg & Co.社製のSpacenetと、米国Tytex社が販売するTytexと、他の織られた又は編まれた空気透過性の、微細繊維、単繊維、又は熱可塑性繊維からなる弾性部分を有する支持材料又は布地とを含む。支持層の他の実施例と適切な３次元材は、本出願と同じ日に出願され、同一の譲渡人に譲渡された「圧力緩和支持表面」と称する米国特許出願第＿＿＿＿号（Attorney Docket No. 8266-1220）に開示されている。この出願を本明細書に援用する。
【００４４】
ベース９６と複数の膨張可能な袋５０とを備える典型的な第２の支持層が、図５の側面図に示されている。膨張可能な袋５０はベース９６から上方に垂直軸１０１に沿って延びている。膨張可能な袋５０の群は、複数のゾーン、頭袋ゾーン６０、座袋ゾーン６２、及び足袋ゾーン６４に分けられ配置されている。第１、第２の足充填材部８０、８４と管システム８２は、足袋システム６４の下の患者支持体１０のフット端３４に配置される。空気弁制御ボックス５８もまた、足袋システム６４の下の患者支持体１０のフット端３４に配置される。他の実施形態では、空気弁制御ボックス５８は患者支持体１０内の別の場所または患者支持体１０外に配置される。
【００４５】
図６は、患者支持体１０の上記実施形態の上面図であり、フット端３４における配給管９２、空気分配器９４、及び空気弁制御ボックス５８の配置を示すためにカバー１２、支持層２０、及び足袋システム６４が取外されている。空気弁制御ボックス５８は、弁と、回路と、垂直な袋５０を膨張及び収縮させるために空気源１５２（図２３）に接続するための他の構成要素とを備える。空気弁制御ボックス５８を図２５、図２６を参照しながら後で説明する。
【００４６】
配給管９２は、空気源に接続され、空気を空気分配器９４に送る。本実施形態では、配給管は横方向に及び／又は対角に患者支持体１０を横切って延び、座部袋ゾーン６２に向かって湾曲させるか折り曲げられる。管９２と分配器９４はプラスチック等の軽量の空気非透過性材料から作られる。
【００４７】
空気分配器９４は、座部袋ゾーン６２近くに配置された配給管９２の端に結合されている。空気分配器９４は、１つ以上の開口９３を備えた長い空洞部材である。開口９３を通って、空気が配給管９２を出て垂直な袋５０の間及び３次元材２０内を巡回する。幾つかの実施形態では、この空気は支持層２０を通って上方に向かう。該巡回した空気が内部領域１４を出るようにする通気孔（不図示）がカバー１２に設けられている。この通気孔は、通常、配給管９２から見て患者支持体１０の反対側の端に位置する。３次元材２０が内部領域１４内の格納体に入れられている実施形態の場合は、追加の通気孔がこの格納体に設けられてもよい。この実施形態では、該通気孔も配給管９２とは反対側に設けられる。
【００４８】
本実施形態では、配給管９２によって供給された空気は、カバー１２を通過して上方に流れ出ることはないが、他の実施形態ではカバー１２は、空気がカバー１２を通過して上方に患者へ向けて流れるように通気性または空気透過性の材料を含んでもよい。また、他の実施形態では単一の供給管が配給管９２及び空気分配器９４の代わりに設けられる。本発明においては、上記空気巡回は必ずしも必要ではない。
【００４９】
図７、図１４、図１６、図１７の斜視図は、典型的な垂直袋システムを示す。図７は頭部袋システム６０を示す。頭部袋システム６０は、ベース９６と、ベース９６にほぼ垂直な軸１０１に沿ってベース９６から上方に延びる垂直に向いた膨張可能な複数の袋５０とを備える。
【００５０】
頭部袋システム６０は、ヘッド端３２と、フット端３４と、第１の辺３３と、第２の辺３５とを備える。垂直な袋５０は、縦方向に延びる列状にヘッド端３２からフット端３４まで、また、横方向に延びる行の形態で第１辺３３から第２辺３５まで配列される。
【００５１】
各袋５０は、継ぎ手１０４によってベース９６に結合されている。本実施形態では、無線周波数（ＲＦ）溶接を用いて、袋５０をベース９６に結合している。他の実施形態では、他の従来の結合手段、例えば接着剤または封止剤を使用してもよい。
【００５２】
図１２Ｂ、図１２Ｃ、図１３に示すように、ベース９６は、ベース上部９７とベース下部９５とを備える。空気流路２１２（図１２Ｂ）はベース上部９７とベース下部９５との間に形成され、空気源から袋５０に空気を供給する（図２４Ｂ）。空気放出流路２０６は空気流路２１２に結合されている（図１２Ｂ）。
【００５３】
図１６に示すように、Ｌ字形流出口１１０と取付け部１１４は空気放出流路２０６と安全弁１１２とに結合されている。１つの適切な取付け部１１４は、１／２インチ（約１２．７ｍｍ）×３／８インチ（約９．５ｍｍ）のナイロン製の突起付コネクタ、米国コロラド州LovelandにあるEldon James社のモデルＣ８−６ＷＮである。
【００５４】
圧力安全弁１１２は、例えば袋５０内部の空気圧が最大値を超えると空気を大気に放出する。１つの適切な安全弁１１２は、２．０ｐｓｉ（約１３８ｈＰａ）圧力安全弁、米国フロリダ州St. PetersburgにあるHalkey-Roberts社のモデル７３０ＲＯＡである。本実施形態では、安全弁１１２は１／２インチ（約１２．７ｍｍ）透明ＰＶＣ管等の管に挿入される。
【００５５】
図７、図９において、ベース上部９７はベース下部９５と溶接１０４によって結合され、プレナムを形成する。留め具１０６、１０８、１０９は、ほぼベース９６の外縁に沿って間隔をあけて配置されている。留め具１０６、１０８、１０９は、袋システム６０を内部領域１４内に固定する。すなわち、袋システム６０を別の袋システムに、又はカバー１２の内側に、又はスチフナ板１４４に、又は内部領域１４内の別の構成要素に結合する。図示のように、留め具１０６は袋システム６０をセンサパッド６８に、留め具１０８は袋システム６０をスチフナ板１４４に、留め具１０９は袋システム６０を袋システム６２に、それぞれ結合する。本実施形態では、留め具１０６、１０８、１０９はプラスチックまたは金属製のボタン及びスナップである。しかし、リベット等の他の適当な留め具であってもよい。
【００５６】
Ｌ字形流出口１１０群は、袋システム６０の第１辺３３及び第２辺３５の外縁に沿って間隔をあけて配置されている。本実施形態では、３／８インチ（約９．５ｍｍ）流出口が袋システム６０の各辺に配置されていて、少なくとも１つの流出口が頭部袋システム６０、座部袋システム６２、及び足部袋システム６４のそれぞれに設けられている。
【００５７】
半円領域１０３は、頭部袋システム６０と別の袋システムとの結合を容易にする。例えば、半円領域１０３は、別の袋システム、例えば座部袋システム６２の垂直袋部群に合致する寸法になっている。
【００５８】
図８は、頭部袋システム６０の袋５０群の側面図である。各袋５０は、垂直部１００と、上部９８と、上部９８と垂直部１００との間の傾斜した又は面取りされた部分１０２とを有する。各袋５０は、ベース９６に結合され、垂直高さ１１６を有する。幾つかの実施形態では、頭部袋システム６０の各袋の垂直高さ１１６は、約４〜６インチ（約１０１〜１５２ｍｍ）である。１つの実施形態では、垂直高さ１１６は４．９インチ（約１２４ｍｍ）であり、ベース下部９５、上部９７を含む高さは約６インチ（約１５２ｍｍ）である。
【００５９】
図９は、本実施形態の頭部袋システム６０で使用される継ぎ手１０４（ＲＦ溶接）のパターンを示す。無線周波数溶接部１０４は、各袋５０の外周に沿って、またベース９６上の袋５０群の間に島状に、また袋システムの外縁に沿って設けられている。図１０、図１１、図１２Ｂ、図１２Ｃに示すように、各袋５０の外周に沿った溶接部１９４は、袋５０の結合部９９をベース上部９７に結合する。図１０、図１１、図１２Ｂに示すように、溶接部１９６、１９８はベース上部９７をベース下部９５に結合する。図１１、図１２Ｂに示すように、誘電体溶接部１０５がＬ字形流出口１１０群をベース下部９５に結合するために使用される。
【００６０】
図１０は図９の領域Ａの拡大図であり、外縁溶接部１９２、袋溶接部１９４、第１円形溶接部１９６及び第２円形溶接部１９８を示す。本実施形態では、溶接部１９８は、約４インチ（約１０１ｍｍ）の直径１９７と約１／８インチ（約３．２ｍｍ）の厚みを有する。溶接部１９６、１９８は約３／４インチ（約１９．１ｍｍ）の直径と約１／８インチ（約３．２ｍｍ）を有する。溶接部１９２は約１／８インチ（約３．２ｍｍ）を有する。他の適切な溶接構成を使用してもよい。また、円形溶接部１９６、１９８は留め具１０６、１０８を囲っていてもよい。
【００６１】
図１１はまたＬ字形流出口１１０を囲う溶接部２００も示す。溶接部２００は上記の誘電体溶接部である。
【００６２】
図１２Ａは袋システム６０の１つの溶接部１９６、袋５０、及びＬ字形流出口１１０を含む部分を示す。上記のように、袋５０は上部９８と面取りされた部分１０２を有する。袋５０は、ほぼ円錐または缶形、または円筒形である。しかし、当業者により理解されるように他の実施形態では、袋５０は、正方形または立方体形、矩形、六角形、八角形、または任意の他の適当な形状であってもよい。溶接部１９６、１９４、２００は通常、円形である。溶接部１９４は袋５０の外周に沿い、溶接部２００はＬ字形流出口１１０の外周に沿っている。
【００６３】
図１２Ｂは図１２Ａの１２Ｂ−１２Ｂ線に沿った断面図である。図１２Ｂに示すように、空気流路２１２は空気源（不図示）から袋５０の内部領域２０４に空気を供給する。空気流路２１２によって供給された空気の一部は空気放出流路２０６に留まる。内部領域２０４、２０６、２１２内の圧力が最大値を超えた場合、放出流路２０６に結合された圧力安全弁１１２が空気を大気に放出する。
【００６４】
空気流路２１２は、溶接部１９６により結合されたベース上部９７とベース下部９５の間に形成されている。ベース上部９７は、袋５０を形成する材料が挿入される複数の切取られた領域または孔（不図示）を備える。図１２Ｃ、図１３に示すように、各袋５０の端部９９はベース上部９７とベース下部９５の間に位置する。端部９９は結合または溶接部１９４によってベース上部９７に固定される。同様に、放出流路２０６の端部１１１は継ぎ手または溶接部２００によってベース上部９７に固定される。
【００６５】
本実施形態では、袋５０は熱形成され、端部９９がベース上部９７と接する所においてのみ溶接される。他の実施形態では、袋５０は、手作業、すなわち上部９８を溶接された継ぎ目のある垂直部１００に溶接することで形成されてもよい。
【００６６】
図１３は袋システム６０の一部の別の断面を示す。図１３は、ベース上部９７をベース下部９５に、及び／又はベース９６を内部領域１４内の別の面（カバ−１２の底面等）に結合するのに適した典型的な留め具１０６、１０８を示す。本実施形態では、各留め具１０６、１０８は第１留め具部または鋲２０８と、第２留め具部またはポスト２１０とを有する。他の実施形態では、第１留め具部２０８はボタン、第２留め具部２１０はソケットである。いずれの場合も、第１、第２留め具部２０８、２１０は互いに嵌合し、それらの間にある部材群を結合する。
【００６７】
図１３はベース上部９７及び下部９５の間の空気流路２１２と、袋内部領域２０４を画成するベース９６から上方に延びる垂直袋壁１００と、袋上部９８と、袋上部９８と袋壁１００の間に位置する冠または面取り部１０２とを示す。本実施形態では、各垂直袋壁１００の直径は約３．５インチ（約８９ｍｍ）である。他の実施形態では、より小さいか又はより大きい直径であってもよい。
【００６８】
図１４、図１５は典型的な座部袋システム６２を示す。座部袋システム６２は、通常、患者の座部、大腿部、または中央部を支えるよう構成される。座部袋システム６２の構成要素は、頭部袋システム６０で説明したものとほぼ同じである。座部袋システム６２の袋５０は垂直高さ１１６を有し、本実施形態では、垂直高さ１１６は、頭部袋システム６０の袋の垂直高さ１１６と同じか、略同じである。
【００６９】
図１６〜図１９は典型的な足部袋システム６４を示す。足部袋システム６４は、通常、患者の脚及び／又は足を支えるよう構成される。足部袋システム６４の構成要素は、頭部袋システム６０で説明したものとほぼ同じである。図１８に示すように足部袋システム６４の袋５０は垂直高さ１１８を有する。本実施形態では、垂直高さ１１８は、垂直高さ１１６より低い。幾つかの実施形態では垂直高さ１１８は約２〜５インチ（約５１〜１２７ｍｍ）である。１つの実施形態では、垂直高さは約３．５インチ（約８９ｍｍ）であり、ベース下部９５、上部９７を含む高さは約４インチ（約１０１ｍｍ）である。
【００７０】
図１９に示すように本実施形態の足部袋システム６４は、頭部及び座部袋システム６０、６２より幅が広い。本実施形態では、足部袋システム６４は、足部の枕として機能する縦方向部２１４、２１６を含む。縦方向部２１４、２１６は、足部袋システム６４の他の部分とは独立に膨張可能である。
【００７１】
本実施形態では、患者支持体１０は袋システム６０、６２、６４の下に位置する圧力検知部６７を備える。図２０に示すように圧力検知部６７は、第１または頭部センサパッド６８と第２または座部センサパッド７０とを備える。また、各センサパッド６８、７０は第１及び第２センサパッド部１２４、１２６を備える。各センサパッド部１２４、１２６は基板２２０上に配置された複数の圧力センサ１３６を備える。センサ１３６は、患者支持体１０の上面に患者により力が印加された時に、応答するよう設計されている。センサ１３６群は基板２２０上に互いに隔てられて配置され、１つ以上の垂直袋５０の近傍または真下に位置する。本実施形態では、センサ１３６は各垂直袋５０の中心または中央の真下に位置する。基板２２０は非常に硬い材料で作られている。印加された力をセンサ１３６に向ける等のために、追加のインターフェイス層をベース９６と基板２２０との間に設けてもよい。センサ１３６は発泡材等の柔軟な材料と、該発泡材内に位置する１つ以上の光伝導体または光ファイバ（不図示）とを含む。図２１に示すようにセンサ１３６及び基板１３７はカバー２２内に入れられている。
【００７２】
各センサパッド６８、７０内のセンサ１３６群は、センサ１３６から圧力データを受信し、該データを、通信線１３２を介して空気弁ボックス５８内の回路に送信する収集器／送信機１２８または１３０に結合されている。収集器／送信機１２８、１３０はそれぞれセンサパッド部１２４、１２６の一方の端に位置する。
【００７３】
本実施形態では、センサ１３６が得た圧力データは、（患者支持体１０が支えている患者または患者の体の一部によって）１つ以上の垂直袋５０に印加されている圧力量を示す。圧力検知部６７とその部品と動作は、本出願と同じ日に出願され、同一の譲受人に譲渡された、「リアルタイム圧力制御機能付き患者支持体」と称する米国特許出願第＿＿＿＿号（Attorney Docket No. 8266-1287）により詳細に記載されている。この出願を本明細書に援用する。
【００７４】
図２２はボルスタシステム７６、７８を示す。ボルスタシステム７６、７８は、通常、患者支持体１０の縦方向外縁に沿った患者の体の一部を支えるように構成されている。１つ以上のボルスタシステム７６、７８を、患者支持体１０を特定のベッド枠構成にするために、又は患者支持体１０の外縁に沿って追加の支えを提供するために、又は患者の患者支持体１０への入出時の助けとして、又は患者支持体１０の中心領域に患者を保つために、又は他の理由のために設けてもよい。これらの１つ又は他の目的を達成するために、例えば、ボルスタ袋の内部空気圧を袋システム６０、６２、６４の内部空気圧より高くしてもよいし、又はリアルタイムに増減してもよい。
【００７５】
各ボルスタシステム７６、７８は複数のボルスタ、すなわち上部ボルスタ１４０とその下に位置する下部ボルスタ１４２とを備える。１組の上部、下部ボルスタ１４０、１４２が患者支持体１０の各縦方向外縁に沿って配置される。各上部、下部ボルスタ１４０、１４２組はカバー１３８によって囲われる。
【００７６】
本実施形態では、ボルスタ１４０、１４２はそれぞれ膨張可能な袋である。他の実施形態では、ボルスタ１４０、１４２の両方または何れかは発泡材から作られてもよい、又は３次元材、流体、または他の適切な支持材が充填されてもよい。例えば、上部ボルスタ１４０は２層の発泡材、すなわち粘弾性の上層と非粘弾性の下層を含み、下側ボルスタ１４２は膨張可能な袋であってもよい。図２３に示し下記に説明するようにボルスタ１４０、１４２は一緒に又は別々に膨張させることができる。
【００７７】
各ボルスタ１４０、１４２組は、患者支持体１０の垂直袋５０等の構成要素を支える１つ以上の支持板１４４の一方の端に結合される。支持板１４４は成形プラスチック等の非常に硬いが軽量の材料で作られていてもよい。他の実施形態では、患者支持体１０の収納時の折りたたみ易さのために追加の重みが望ましい場合は、支持板１４４はステンレス鋼または鋼から作られてもよい。特に輸送時に患者支持体１０を支えるために、又は組立て易さのために、又は他の理由のために支持板１４４を設けてもよい。
【００７８】
本実施形態では、各支持板１４４はマットレス１０を横切って横方向に延びる矩形部材である。図面に示すように、マットレス１０の頭部及び座部の下に５つのそのような肋骨状の部材１４４が間隔をあけて設けられている。他の実施形態では、各支持板１４４は横方向に延びる中央部が取除かれて、ボルスタの下の各端において２つの板縁だけが残る。従って、マットレス１０の縦方向に沿って隔てられた５つの支持板対が設けられる。
【００７９】
ボルスタシステム８６は、その上層が縦方向部２１４、２１６の垂直袋５０群を含む以外はボルスタシステム７６、７８と類似である。ボルスタシステム８６は、その下部として縦方向に延びる袋を有する。
【００８０】
図２３は患者支持体１０の空気制御システムの概略図である。図２３は、左から右に、各空気ゾーン１６０を示すために他の部分を取去り簡略化した患者支持体１０の上面図、患者支持体１０の簡略化した側面図、及び空気弁ボックス５８と制御ユニット４２と空気管１４６、１４８、１５０との概略図を示す。これらの空気管は制御ユニット４２と空気弁ボックス５８と空気ゾーン１６０とをつなぐ。
【００８１】
図２３に示すように患者支持体１０の空気ゾーン１６０は、次のように割当てられている。ゾーン１は頭部袋システム６０に対応し、ゾーン２は座部袋システム６２に対応し、ゾーン３は足部袋システム６４に対応し、ゾーン４は上側ボルスタ１４０に対応し、ゾーン５は下側ボルスタ１４２に対応し、ゾーン６は上側足ボルスタ１４０に対応し、ゾーン７は下側足ボルスタ１４２に対応し、ゾーン８は第１寝返り補助袋７４に対応し、ゾーン９は第２寝返り補助袋７４に対応し、ゾーン１０はデッキ充填材部９０に対応し、ゾーン１１は足充填材部８０に対応する。
【００８２】
空気管１５０は、各ゾーンを空気弁ボックス５８の弁システム１６２に結合する。空気弁ボックス５８は患者支持体１０の足部３４に位置する。図示のように空気弁ボックス５８は内部領域１４内のカバー１２の底部１８に、１つ以上のＶｅｌｃｒｏ（登録商標）留め具または他の結合具によって取外し可能に結合されている。
【００８３】
各空気管１５０の一方の端は、対応する袋または袋システムの注入口１３５に結合されている。各空気管１５０の他方の端は、弁システム１６２に結合されている。各弁システム１６２は第１または注入弁１６３と第２または排気弁１６５とを備える。第１弁１６３は制御ユニット４２の空気源１５２に空気管１４８により結合されている。第１弁１６３は対応するゾーン１６０の膨張を制御するために動作し、そのゾーンに空気を充填する。例えば、ゾーン１６０の内部空気圧が所定の最大値を超えた場合、又は収縮が必要な場合（例えば医療緊急時または患者支持体１０の輸送時）に、第２弁１６５は対応するゾーン１６０を少なくとも部分的に収縮または排気するよう動作する。
【００８４】
各弁１６３、１６５は、開モード２２４と閉モード２２６と各弁を制御ユニット４２からの制御信号に基づいてモードを切替えるばね等のスイッチ機構２２８とを有する。閉モード２２６では、空気源１５２から弁１６３を通ってゾーン１６０へ空気が流れ対応する袋を膨張させ、排気弁１６５の場合は、これを通ってゾーン１６０から大気に空気が流れる。開モード２２８では、膨張も収縮もしない。
【００８５】
本実施形態では、緊急排気弁２３０が、寝返り補助袋７４の急速な収縮を可能にするために設けられる。この排気弁は大気から空気をフィルタ１６４を通して引込み、またフィルタ１６４を通して大気に空気を排気する。空気源１５２は空気ポンプ、圧縮機、送風機、又は他の適当な空気源である。
【００８６】
空気源１５２はスイッチ弁１５５に空気管１４６を介して結合されている。スイッチ弁１６６はゾーン１６０を膨張させるか又は収縮させるかを制御する。オプションの定量弁１７１を、寝返り補助袋７４の円滑な膨張／収縮を容易にするために空気管１４８に結合してもよい。
【００８７】
本実施形態では、空気弁ボックス５８は第１弁モジュール１５６と第２弁モジュール１５８とを備える。第１弁モジュール１５６は患者の第１の側（患者支持体１０上の患者から見て）に概ね対応する複数の弁を含む。第２弁モジュール１５８は患者の第２の側に概ね対応する複数の弁を含む。
【００８８】
各ゾーン１６０は個別に膨張可能である。患者支持体１０が異なるベッド枠構成となるように幾つかのゾーン１６０を膨張／収縮させる。例えばデッキ充填材部９０（図２３のゾーン１０）を、患者支持体１０があるベッド枠構成、例えば米国ヒル−ロム社のTotalCare(登録商標)及びCareAssist（登録商標）等の段デッキ構成となるよう膨張させるが、患者支持体１０が平坦デッキベッド枠、例えば米国ヒル−ロム社のAdvanta（登録商標）ベッドと一緒に使用される場合は、収縮させる。別の例としては、足充填材部８０（図２３のゾーン１１）を、患者支持体１０がVersaCare(登録商標)、TotalCareまたはCareAssistベッドと一緒に使用される場合は膨張させるが、患者支持体１０がVersaCareベッドと一緒に使用される場合は、下側足ボルスタ１４２（図２３のゾーン５）を膨張させない。更に別の例としては、下側足ボルスタ１４２（図２３のゾーン７）を、患者支持体１０が平坦デッキまたは他のベッド枠、例えばヒル−ロム社のAdvanta及びVersaCareベッド枠上で使用される場合は膨張させる。
【００８９】
図２４Ａと図２４Ｂは、本発明の制御システムと患者支持体またはマットレス１０との簡略化された概略図である。図２４Ａは患者支持体１０とその構成要素を示し、図２４Ｂは制御ユニット４２とその構成要素を示す。上述のように患者支持体１０は空気弁ボックス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は頭センサパッド６８と座センサパッド７０とを含む。頭センサパッド６８はマットレス１０のヘッド端３２に位置する。座センサパッド７０は、ヘッド端３２と空気弁ボックス５８の間のマットレス１０の中央部に位置する。座センサパッド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のヘッド端３２が持上げられた時は、患者の座部は座センサパッド７０の上に位置する。図３に関して説明したように、頭センサパッド６８は頭部袋システム６０の下に位置し、座センサパッド７０は座部袋システム６２の下に位置する。頭センサパッド６８と座センサパッド７０のセンサ群のそれぞれは円筒形袋またはクッション５０の１つの真下または近接して配置される。頭角度センサ５０２は空気弁制御ボックス５８に結合されている。センサ５２から受信した信号が頭角度情報及び座部袋システム６２の圧力を調整するための圧力調整情報を提供する。
【００９０】
センサパッド５２は、関連するケーブルを介して空気弁制御ボックス５８に結合されている。空気弁制御ボックス５８は、頭センサパッド６８及び座センサパッド７０に信号及び制御線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５０８は、第１弁ブロック５１４と第２弁ブロック５１６とに結合された空気制御基板５１２に結合されている。通信／電源線５１８が図２４Ｂの制御ユニット４２に結合されている。同様に、冷却及び患者からの水分を取去るために患者支持体１０を通る空気流を提供する排気供給管５２０が図２４Ｂの制御ユニット４２に結合されている。また、空気圧／真空供給管５２２が制御ユニット４２に結合されている。
【００９１】
図１、図２４Ｂ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表示４４と、制御ユニット４２にユーザ選択可能情報を入力し、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インターフェイス入力デバイス５２４とを備える。ユーザインターフェイス入力デバイス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の様々な袋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の制御と、マットレスまたはデッキ姿勢の現在状態の表示とが含まれる。
【００９２】
アルゴリズム制御基板５２６はユーザインターフェイス入力デバイス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デバイス５２４で生成された入力信号を受信する。入力デバイス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デバイス等の様々な入力デバイスを含むことができる。アルゴリズム制御基板５２６は、入力デバイス５２４からの前記信号を受信すると、マットレス１０の動作だけでなく、制御ユニット４２が備える他の様々なデバイスも制御する。例えばアルゴリズム制御基板５２６は、表示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、または患者支持体１０上の患者の状態（例えば、降りている）、または患者に治療を行っている状態を示す（例えば、回転治療完了）。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。
【００９３】
アルゴリズム制御基板５２６は空気源に結合されている。この空気源は本実施形態では圧縮機５３６と送風機５３８とを備える。圧縮機５３６と送風機５３８の両方は、アルゴリズム制御基板５２６によって生成された制御信号を受信する。圧縮機５３６は前記空気袋を膨張させるために使用される。送風機５３８は、排気供給管５２０を通ってマットレス１０への空気循環のために使用される。しかし、圧縮機５３６を、前記空気袋を膨張させるためとマットレス１０内の空気を循環させるための両方に使用してもよい。空気圧／真空スイッチ弁５４０は圧縮機５３６に結合され、マットレス１０に空気圧または真空を供給するためにスイッチングされる。マフラ５４１が弁５４０に結合されている。圧力位置では、患者を支えるためのマットレス１０を膨張させるために空気圧がマットレス１０に供給される。弁５４０の真空位置は、例えば別の場所に移動させる又はＣＰＲ機能を提供する場合に使用され、マットレス１０をしぼんだ状態にするために、該袋群内を真空にする。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。
【００９４】
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、及びユーザ入力デバイスまたはユーザ制御モジュール５２４は、マットレス１０の外部に配置されており、制御ユニット４２の一部である。制御ユニット４２は図１のようにフットボード３８上に配置されてもよい。センサまたはセンサパッド５２、空気弁制御ボックス５８、及び弁とセンサパッド５２とを制御する空気制御基板又はマイクロプロセッサ５１２はマットレス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部分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はマットレス１０内に配置してもよい、又は空気制御基板５１２は制御ユニット４２内に配置してもよい。
【００９５】
図２５、図２６のように、制御ボックス５８はマルチプレクサ２５２と空気制御基板２５０とを備える。制御基板２５０はマルチプレクサ２５２にジャンパ２５４により結合されている。マルチプレクサ２５２は頭センサパッド６８及び座センサパッド７０に信号及び制御線（不図示）を介して更に結合されている。また、制御基板２５０は第１弁モジュール１５６及び第２弁モジュール１５８にワイヤ線２５１により結合されている。通信／電源線２５８は制御基板２５０を制御ユニット４２に結合する。通信線２５８は制御基板２５０の通信プラグ２５９に結合される。ジャンパ２５４は、電力と通信線２５８へのアクセスのためにマルチプレクサ２５２を制御基板２５０に結合する。ワイヤ線２５１は第１及び第２弁モジュール１５６、１５８に駆動電力を提供する。
【００９６】
角度センサケーブル２５６は頭角度センサ５０２から制御基板２５０に信号を送信するためのものである。角度センサケーブル２５６は制御基板２５０の角度プラグ２５７に結合される。本実施形態では、頭角度センサ５０２は、図２４Ａのように、頭ボルスタシステム７６内に配置されている。枠４の頭部が関節を上方に曲げて患者の頭を持ち上げる、又は下方に伸ばして患者の頭を下げる時に、頭角度センサ５０２はベッド２のヘッド端３２の持ち上がり角度を示す。１つの実施例では、頭角度センサ５０２はヘッド端３２の角度を、マットレス制御システム４２、５８内の全てのノード及び回路基板に送信する。ヘッド端３２の角度が５度以上、３０度以上、及び４５度以上の時に、頭角度センサ５０２は示度信号を生成する。頭角度示度は、この信号を評価及び処理する制御ユニット４２に送信される。ヘッド端３２の角度が３０度を超えた時、寝返り補助袋７４は主に患者の安全性の理由で作動しなくなる。ヘッド端３２の角度が４５度を超えた時、アルゴリズムで使用するために情報が制御ユニット４２に送信される。角度５度の示度は、主に患者支持体１０の相対的な平坦性を保証する。本実施形態では、頭角度センサ５０２はボールスイッチまたはストリングポテンショメータである。
【００９７】
上記のように、第１及び第２弁モジュール１５６、１５８は注入弁１６３と排気弁１６５を備える。第１弁モジュール１５６は注入弁１６３ａ〜１６３ｆと排気弁１６５ａ〜１６５ｆを備える。第２弁モジュール１５６は注入弁１６３ｇ〜１６３ｌと排気弁１６５ｇ〜１６５ｌを備える。本実施形態では注入弁１６３ａ〜１６３ｌと排気弁１６５ａ〜１６５ｌは１２ボルト・７ワット・ソレノイド直接能動ポペット弁である。制御基板２５２は注入弁１６３ａ〜１６３ｌと排気弁１６５ａ〜１６５ｌのそれぞれを独立に又は同時に作動できる。注入弁１６３ａ〜１６３ｌと排気弁１６５ａ〜１６５ｌは全て同時に動作可能である。各弁１６３、１６５を起動する時、制御基板２５０は信号を対象の弁に送信する。この信号は各弁のコイル（不図示）を０．５秒間、励磁させた後、作動時の電力を節約するために電流がパルス状になる（高速でオン・オフする）ように切替わる。この動作により、各弁は開くか又は閉じる。
【００９８】
注入弁１６３は制御ユニット４２の空気源１５２に第２空気管１４８により結合されている。空気管１４８は、ボックス外側管部２６０とボックス内側管部２６２とを含む。ボックス外側管部２６０は外部注入口ホース２６４とホース２６４に結合されたＬ字形部２６６とを備える。ボックス内側管部２６２はＬ字形部２６６に結合された内部注入口ホース２６８と、結合Ｔ字形コネクタ２７０と、第１モジュールホース２７２と、第２モジュールホース２７４とを備える。コネクタ２７０は、内部注入口ホース２６８を受容する第１開口２７６と、第１モジュールホース２７２を受容する第２開口２７８と、第２モジュールホース２７４を受容する第３開口２８０とを備える。第１及び第２モジュールホース２７２、２７４は雄結合具２８２を介して第１及び第２弁モジュール１５６、１５８にそれぞれ結合されている。動作時、空気源１５２からの空気は空気管１４８を通り、外部注入口ホース２６４を通ってボックス外側管部２６０に入り、肘形部２６６を通って内部注入口ホース２６８へ進む。次に、その空気は内部注入口ホース２６８から結合Ｔ字形コネクタ２７０へ進み、そこで第１モジュールホース２７２と第２モジュールホース２７４とに分かれる。該空気は第１及び第２モジュールホース２７２、２７４を通り、第１及び第２弁モジュール１５６、１５８にそれぞれ進入する。第１及び第２弁モジュール１５６、１５８の動作を後で説明する。
【００９９】
制御ボックス５８はベース２８４と、カバー２８６と、トレイ２８８とを備える。カバー２８６は複数の留め具（ねじ）２９０を備える。ベース２８４は複数のねじが切られたカバー柱２９２を備える。カバー２８６をベース２８４に結合するためにカバー柱２９２は、ねじ２９０を受容するように構成されている。カバー２８６とベース２８４は内部領域２９８を画成する。トレイ２８８及びベース２８４の複数のリベット孔２９３にリベットされた複数のリベット２９１を用いて、トレイ２８８はベース２８４に結合される。
【０１００】
ボックス内側管部２６２、第１弁モジュール１５６、第２弁モジュール１５８、制御基板２５０、及びマルチプレクサ２５２は内部領域２９８に収容されている。ベース２８４は複数の制御板柱２９４と、複数のマルチプレクサ柱２９６と、複数のモジュール柱３００とを更に備える。第１及び第２弁モジュール１５６、１５８はモジュール柱３００に肩ねじ３０２及びワッシャ３０４によって結合されている。制御基板２５０とマルチプレクサ２５２は制御板柱２９４とマルチプレクサ柱２９６に、複数のスナップ取付具によりそれぞれ結合される。
【０１０１】
第１及び第２弁モジュール１５６、１５８は、複数の結合器３０８を介して第３空気管１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｄ〜１５０ｌに取付けられる。結合器３０８は第１端３１０と第２端３１２とを備える。第３空気管１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｄ〜１５０ｌはそれぞれ第２端３１２によって受容可能な取付具（不図示）を備える。各第１端３１０は第１及び第２弁モジュール１５６、１５８のポート３１４に装着される。各第１端３１０はベース２８４の開口３１６を通して装着される。
【０１０２】
複数のフィードバック結合器３１８がベース２８４の複数のフィードバック開口３２０を通して装着される。フィードバック結合器３１８は第１フィードバック端３２２と第２フィードバック端３２４とを備える。第１フィードバック端３２２はフィードバック線（不図示）に結合される。各空気ゾーン１６０のフィードバックポート１３５にフィードバック線が結合する。第２フィードバック端３２４はフィードバック転送線３２６を受容する。各フィードバック転送線３２６は制御基板２５０上に配置された圧力変換器３２８に結合される。圧力変換器３２８は各空気ゾーン１６０からの圧力を受取り、該ゾーン１６０の内部空気圧を表す圧力データ信号を制御ユニット４２に送信する。制御ユニット４２はこれらの圧力データ信号を使用して、ＣＰＲ、患者移送、最大膨張等のマットレス機能のための適切な圧力を決定する。また、足ゾーン１６０ｋに結合された圧力変換器３２８からの圧力データ信号は、足ゾーン１６０ｋの最適圧力を維持するためにも使用される。本実施形態では、足ゾーン１６０ｋ（ゾーン３）の圧力は座ゾーン１６０ｅ（ゾーン２）の圧力に対する比率として計算される。座ゾーン１６０ｅと頭ゾーン１６０ｆの圧力は、圧力変換器３２８と圧力センサ１３６の両方を使用して算出される。ゾーン１６０群のうち１つ以上の圧力をリアルタイムに調整できる。
【０１０３】
図２３に示すように注入弁１６３ａ〜１６３ｌと排気弁１６５ａ〜１６５ｌは患者支持体１０の様々な部分に第３空気管１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｄ〜１５０ｌを介して結合されている。注入弁１６３ａと排気弁１６５ａは上側足ボルスタ１４０ｃに結合され、注入弁１６３ｂと排気弁１６５ｂは下側サイドボルスタ１４２ａ、１４２ｂに結合され、注入弁１６３ｃは大気に結合され、排気弁１６５ｃは将来のための予備である。また、注入弁１６３ｄと排気弁１６５ｄは第１寝返り補助袋７４ａに結合され、注入弁１６３ｅと排気弁１６５ｅは座袋システム６２に結合され、注入弁１６３ｆと排気弁１６５ｆは頭袋システム６０に結合され、注入弁１６３ｇと排気弁１６５ｇは足充填部８０に結合され、注入弁１６３ｈと排気弁１６５ｈは上側サイドボルスタ１４０ａ、１４０ｂに結合され、注入弁１６３ｉと排気弁１６５ｉはデッキ充填部９０に結合され、注入弁１６３ｊと排気弁１６５ｊは第１寝返り補助袋７４ｂに結合され、注入弁１６３ｋと排気弁１６５ｋは足袋システム１６４に結合され、注入弁１６３ｌと排気弁１６５ｌは下側足ボルスタ１４２ｃに結合されている。第１及び第２寝返り補助袋７４ａ、７４ｂが使用されていない時、それらから空気を抜くために排気弁１６５ｄ、１６５ｊは開位置において付勢されている。第１及び第２寝返り補助袋７４ａ、７４ｂから空気が抜けてマットレスが圧力を失った時、排気弁１６５ｄ、１６５ｊは開位置に戻る。ゾーン１６０から空気が抜かれた時、該ゾーン１６０の収縮後の圧力は、あらかじめ決定されるのではなく制御システム４２、５８によってリアルタイムに検出される。
【０１０４】
１つの実施形態では、ユーザは制御ユニット４２に入力コマンドを入力する。制御ユニット４２は該入力コマンドを処理し、該入力コマンドに基づく制御信号を、通信線２５８を介して制御基板２５０に送信する。あるいは又はこれに加えて、制御信号は、圧力変換器３２８及び／又は圧力センサ１３６からの情報に基づいて１つ以上のゾーン１６０の圧力を増減するために制御ユニット４２からの動作情報に基づいていてもよい。
【０１０５】
本実施形態では、マットレス制御システム４２、５８はベッド枠４の動作とは独立している。しかし、他の実施形態ではベッド枠４とマットレス１０は、通信線２５８を介してデータを交換または共有するように構成されてもよい。例えば、データはベッド枠４からマットレス制御システム４２、５８に送信され、マットレス１０の支持パラメータを調整するために使用される。例えば１つの実施形態では、足部３４を引込めている時、これに応答してマットレス制御システム４２、５８が足部袋システム６４の垂直な袋５０の内圧を下げるように、信号がベッド枠４から送信される。
【０１０６】
上記のように、空気源１５２はゾーン１６０群に空気を供給または取除く（真空に引く）ことができる。空気供給モード時、制御基板２５０上のマイクロプロセッサは、対応する注入弁１６３ａ〜１６３ｌまたは排気弁１６５ａ〜１６５ｌを制御ユニット４２からの制御信号に基づいて作動する。例えば、該制御信号が頭部袋システム１６０の圧力を増加させることを指示している時は、注入弁１６３ｆが作動される。しかし、該制御信号が頭部袋システム１６０の圧力を減少させることを指示している時は、排気弁１６５ｆが作動される。真空モード時、対応するゾーン内の空気を急速に取除くために１つ以上の注入弁１６３ａ〜１６３ｌが作動される。
【０１０７】
図２７は頭センサパッド６８及び座センサパッド７０を含むセンサパッド５２を示す。各パッドは、反射波エネルギ信号を提供する複数のセンサを備えている。この反射波エネルギ信号は国際公開第ＷＯ２００４／００６７８号パンフレットに記載されている。これを本明細書に援用する。前記センサパッドは波エネルギ、通常は光、を発泡材等の圧縮可能な媒体に導入するファイバ対を備える。発泡材に導入された光は発泡材の面に加えられた力に依存する態様で散乱される。反射または散乱された光エネルギは検出され、前記センサに加えられた力を表す電気信号に変換される。頭センサパッド６８及び座センサパッド７０はそれぞれ、間隔をあけて配置された４４個の個別センサを備える。各個別圧力センサの位置は１から８８の番号で示されている。頭センサパッド６８及び座センサパッド７０はそれぞれ、４４個の独立した界面圧力センサの集合である。通常、センサの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またはデータは、圧力分布を示す。該データは、基本的に、袋システムの底とデッキまたは枠との間の界面圧力のマップである。
【０１０８】
頭センサパッド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。これらセンサの番号は、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。
【０１０９】
座センサパッド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。
【０１１０】
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、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。
【０１１１】
光学システムデバイス５６０は光電子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。マイクロコントローラ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、各センサは光電子インターフェイス基板に結合されるファイバ光学ケーブルを備える。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ーが、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とシリアル通信インターフェイスドライバを備える。光学システムデバイスの主な目的は、ファイバ光学ケーブルを通ってセンサに到達した反射光から該センサが検知した情報を取得することである。組込みマイクロコントローラ内のアルゴリズムが、これら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。
【０１１２】
図２８は本発明の全体システム構成５７０を示す。前述のように、マルチプレクサ５０８（センサ通信ハブとも呼ばれる）は頭センサパッド６８及び座センサパッド７０に結合される。マルチプレクサ５０８と光学システムデバイスは、後述される複数の検出アルゴリズムを備える。システム構成５７０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は通信ハブとも呼ば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働く。
【０１１３】
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、動き計測、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。
【０１１４】
図２９は、ＬＣＤ表示ユニット４４と空気制御基板５１２と通信ハブまたはネットワーク５０８とアルゴリズム制御ユニット５２６とを備える制御システム５８０のブロック図を示す。頭センサパッド６８及び座センサパッド７０からのセンサ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にて説明したように、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、動き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空気制御基板５１２に送信する第４出力線５９２を備える。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、制御線５９４を介してアルゴリズム制御ユニット５２６にフィードバックする。ＬＣＤ表示ユニット４４は、ユーザ入力デバイス５２４と制御線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。この制御信号は、ベッドの枠またはデッキを調整するためのベッドタイプコマンド信号と様々なモードコマンド信号とを含む。
【０１１５】
図２８で前述のように、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の不足の検出と、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内に含まれる制御アルゴリズムは、マットレス１０の頭センサパッド６８及び座センサパッド７０の上の空気袋群の動的負荷分配調整によって圧力減少を最適化する。
【０１１６】
図３０は、本発明の動き監視のフロー図である。図３０のフロー図８００は本発明のアルゴリズムとファームウェアとにおいて実現されたステップを示す。患者の動き状態を看護人に提示するために、センサパッド７０の複数のセンサのそれぞれからセンサデータが所定の周期でサンプリングされる。ステップ８０２では、４Hzの周期でサンプリングされる。４Hzの周期でサンプリングされた多量の情報のために、アルゴリズム制御ユニット５２６が受信したデータは、患者の動きを正確に示す多数の計測量に変換されてもよい。ステップ８０４では、動き計測量が、サンプリングされたデータの関数として計算される。全てのセンサ出力の和の時間微分をとる、又は個々のセンサ出力の時間微分の２乗の和をとる、又は個々のセンサ出力の時間微分の絶対値の和をとることは本発明の範囲に含まれる。本フローチャートでは、動き計測量を求めるのに、個々の高域フィルタを通ったセンサ出力の絶対値の和をとる。この動き計測量は瞬間動き計測量とも呼ばれ、次の式により求められる。  
2007535378.tif 000003
Ｔｉはｉ番目のセンサ値、Ｎはセンサの数、関数Ｈは時間的高域フィルタである。ステップ８０６では、後のステップで活動計測量を算出するための期間が選択される。ステップ８０８では、後で詳述する第１閾値が設定される。
【０１１７】
ステップ８１０では、前記期間において第１閾値を横切る動き計測量の数をカウントして、第１活動計測量を算出する。これは「ゼロクロス」カウントと呼ばれる。ステップ８１２では、前記期間において第１閾値を超える動き計測量のセンサデータのサンプルの数を計算して、第２活動計測量を算出する。この活動計測量は「タイムオーバーゼロ」と呼ばれる。ステップ８１４では、前記期間において第１閾値を超える動き計測量を合計して、第３活動計測量を算出する。ステップ８１６では、前記期間における最大の動き計測量を保存して、第４活動計測量を算出する。ステップ８１０、ステップ８１２、ステップ８１４、ステップ８１６において算出された活動計測量を、ステップ８０６において設定された前記期間に発生する単一の値として表すことができる。ステップ８１８において、これら４つの活動計測量は、加重和を計算することで単一の値に結合される。この加重和に使用される係数は、注目する患者の動きを際立たせるように選択される。このようにして、所定の期間に亘る患者の動きの大きさが単一の値に圧縮される。この値がステップ８１８において算出された後、第２閾値と比較される。加重和が第２閾値未満の場合は、警告信号が信号線５８８を介してＬＣＤ表示ユニット４４に送信される。
【０１１８】
図３１は、本発明の動き監視ユーザインターフェイス画面の表示である。インターフェイス画面８２２はグラフィック・ユーザインターフェイス中で加重和を表示する第１表示部を含む。第２表示部８２６は患者の動きを監視する期間を調整するための複数のユーザインターフェイス・ボタンを含む。これらのボタンはタッチスクリーン表示または他のユーザ入力デバイスである。図示のように、監視期間は、オフ以外に３０分、１時間、１．５時間、２時間が選択可能である。点線で示された第３表示部８２８は、図３０のステップ８２０で説明したようにユーザまたは看護人が第２閾値レベルを調整するのを可能にする。第３表示部は、監視がオフになっている場合は、薄い色合い又はバックグラウンド画像として表示されてもよい。また、ユーザインターフェイス８２２は、ユーザまたは看護人に説明を提供するヘルプボタン８３０と、後述する履歴ボタン８３２と、看護人がユーザインターフェイス画面の別のセットに移動できる完了ボタンとを含む。
【０１１９】
図３２に示すように、看護人は第３表示部８２８内の５つの閾値レベルの１つを選択できる。警戒期間が選択されると、警戒期間が選択されたことを示すために、第３表示部８２８は視覚的に強調される。最小動きレベルとしての選択された閾値レベルは、最小活動レベルを設定する。最小活動レベルは、看護人が患者の活動レベルを監視するために選択する。図示のように、プラスボタン８３６は看護人が第２閾値レベルまたは最小動きレベルを上げることを可能にする。マイナスボタン８３８は看護人が第２閾値レベルまたは最小動きレベルを下げることを可能にする。患者の活動レベルが選択された警戒期間のあいだ設定された閾値未満である場合は、音と視覚による警報が作動する。第１表示部８２４の棒グラフは５分毎に更新される。この５分の活動は、図３０のステップ８０６で決定された活動計測量を検出するために選択された期間に対応する。他の期間も本発明の範囲内である。第１表示部８２４に示された各棒は５分の幅である。
【０１２０】
第１表示部８２４の垂直棒のそれぞれは、５分の期間に対応する。閾値レベル線８４０はボタン８３６またはボタン８３８により設定された最小動きレベルを示す。最小動きレベルが閾値レベル８４０を超えていると判定した時は、棒グラフの棒がハイライトされる。閾値レベル８４０を超えている棒グラフの棒は中が黒く塗られているが、棒の中をグレイスケールにすること、又はカラー表示のために各棒を色コード化することは本発明の範囲内である。棒グラフは、下線８４４の下に延びる棒８４２により、ベッドが空いている時も示す。ベッドが空であることは、患者体重または力がないことをセンサが検知した場合に決定される。
【０１２１】
３０分毎に、５分の棒のいずれかが看護人が選択した最小動きレベルを超えたか否かを判定するために計算が行われる。これらの閾値計算は３０分毎に行われるが、警報は、看護人が選択した警報期間（第２表示部８２６に示されている）の最後に作動される。例えば、２時間（１２０分）の期間が選択された場合、２時間の期間の最後に警報が発生する前に、計算を行うことができる。４つの計算、各３０分期間に１つの計算のそれぞれで該閾値を超えなかったと判定した場合、警報が鳴る。しかし、４つの期間のいずれかで該閾値を超えた場合、警報は鳴らない。動き監視はデータの記録と計算を続ける。これに対応して１時間及び１．５時間警報期間はそれぞれ、警報を鳴らすために、連続して２つ及び３つの、閾値を超えなかった３０分計算を必要とする。
【０１２２】
該閾値を超えなかった場合、音と視覚による警報が、患者に付き添う必要があることを看護人に知らせる。患者に付き添う看護人がその警報を解除する。前記設定された期間が再びスタートする。この新しい期間に、患者の活動は監視され画面に表示され続ける。該閾値を超えた場合、これは患者が動いていることを示し、この場合、動き監視は５分間隔でデータを取得し、各３０分期間の最後に閾値計算を実行し、警報条件を判定する。
【０１２３】
図３３は、動き監視が３０分期間に設定された場合の動き監視ユーザインターフェイス画面の画面表示８２２を示す。図１１に示すように、看護人は３０分ボタンを押して警戒期間を調整でき、第１表示部８２４の棒グラフまたはグラフィック表示は３０分監視期間が選択されたことを示す。ユーザインターフェイス上では、３０分監視期間は、３０分期間内の棒群を囲う矩形部８４６として表示される。この矩形部は実線で示されているが、その３０分期間の６つの棒の背景色が棒とは異なる色で表示されるように背景色を使用してもよい。この矩形部は図３２にも示されている。前述したように、３０分期間内の個別の棒のいずれかが動きレベルを超えている場合、その棒は黒く塗られる。
【０１２４】
図３４は、動き監視が３０分期間に設定され、最小動きレベルが最高に設定された場合の動き監視ユーザインターフェイス画面の画面表示を示す。この図では、該３０分期間の個別の棒はいずれも設定された閾値レベルを超えていない。この結果、いずれの棒も閾値レベルを超えたことを示すためのハイライトはされない。いずれの棒も設定された最小動きレベルを超えていないこの状況においては、看護人に最小動きレベルに達していないことを示すために警報が鳴る。
【０１２５】
図３５は、履歴ボタン８３２が選択され、直前の２４時間のモニターされた動きを示すデフォルト履歴を表示した場合の動き監視ユーザインターフェイス画面８２２の画面表示を示す。直前の８時間等のデフォルト履歴の他の期間も選択し表示させることができる。第１表示部８２４に表示される履歴概要を見る場合、看護人は履歴ボタン８３２を押すと、第１表示部８２４の棒グラフが表示される。デフォルト条件は、直前の２４時間の動きの表示であるので、２４時間の棒グラフが表示され、該期間の個別の棒のそれぞれが表示される。患者の活動レベルの量に加えて、患者の活動レベルが発生する時間が追跡される。この情報は、患者の看護決定のために看護人によって使用されてよい。今日ボタン８４８を押すことによる直前の２４時間の表示に加えて、マイナス１日ボタン８５０を押すと、前日の活動レベルが表示される。マイナス１日ボタンを押すと、現在時刻の２４時間前から始まり４８時間前に終わる２４時間期間が表示される。同様にマイナス２日ボタンを押すと、現在時刻の４８時間前から始まりそれより前の２４時間に亘る期間が表示される。
【０１２６】
図３６は、本発明のスクリーン表示８６０の別の実施例を示す。この実施例では、第１表示部８６２は棒グラフを含む。第２表示部８６４は第１表示部８６２の各棒に対応する患者またはベッドの状態を説明する。これら状態は、ベッド空き、静止、及び運動を含む。第３表示部８６６は看護人が患者の動きが監視される警報期間を選択することを可能にする。図３６の実施例の場合、第１表示部８６２に部分的に表示される各棒の幅は５分である。この実施例のインターフェイスでは閾値は選択できない。代わりに、閾値レベルは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定されている。
【０１２７】
図３６では、警報期間はオフされている。その結果、ベッド空き状態８６８、患者が静止状態８７０、及び運動状態８７２を含む患者の動き状態を見ることが可能であるが、本システムは警報が鳴る警報モードにはならない。本システムは自動的にベッド空きと、患者の動きと、静止状態とを４時間のローリンググラフとしてグラフ表示する。看護人は、メニューにある動き監視ボタンを押すことでグラフにアクセスできる。静止状態は、Bradenスケールを使用して、呼吸をしている、手足の小刻みな揺れ、及び頭を左右に振ることと定義される。
【０１２８】
図３７では、看護人は患者がその期間の間静止状態か否かを検出するための警報期間として２時間期間を既に選択している。ユーザインターフェイス８６０は２時間期間が選択されたことを、現在時刻から２時間前までの矩形８７４を表示することで示す。この２時間期間は、複数の運動状態８７６を含んでおり、患者が十分に動き回れることを示す。この例では、警報は鳴らない。
【０１２９】
図３８は、選択された２時間期間のあいだ患者が静止状態であると判定された場合のスクリーン表示８６０を示す。静止状態棒８７０だけが２時間期間８７４に亘って表示されている。従って、患者は該期間の間静止状態であった。運動状態８７２が該２時間の間なかったので警報が鳴る。
【０１３０】
音警報は、図２４Ｂのスピーカ５３０を用いて発生される。また、図３９に示すように、視覚警報がユーザインターフェイスを用いて発生されてもよい。過去２時間のあいだ動きレベルが低かったことを告げる警報が表示される。閾値レベルが図３４で説明したように設定されている場合にも、類似の表示を使用してよい。本実施例では、９０分期間が選択された場合は、該警報は過去９０分のあいだ動きレベルが閾値設定未満であったことを通知してもよい。
【０１３１】
図４０は、本発明の圧力最適化制御システム７８０のブロック図を示す。この制御システムは患者を支えるのに好適な空気圧を見つけるために閉ループフィードバックを提供する。頭センサパッド６８及び座センサパッド７０の上の袋群内の空気圧は、パッド６８及びパッド７０によって検知された圧力に応じて調整される。患者とマットレス間の界面圧力は直接には測定されない。代わりに、頭センサパッド６８及び座センサパッド７０内のセンサ群が関連する頭袋部及び座袋部を介して伝達される力または圧力を検知する。これら袋部のそれぞれの空気圧は空気弁制御ボックス５８内の圧力変換器によって測定される。
【０１３２】
図４０に示すように、制御アルゴリズムファームウェア５７６内に含まれる圧力最適化アルゴリズム７０２はアルゴリズム７０２が生成し記憶する複数の圧力設定点を空気制御基板５１２内の空気圧コントローラに送信する。空気圧コントローラ７０４は制御信号群を生成する。これらの制御信号は第１弁ブロック５１４及び第２弁ブロック５１６の弁群と制御ユニット４２の圧縮機５３６とに送信され結合される。空気の制御された流れが、患者の圧力緩和のためにマットレス１０に供給される。空気管７０６内の空気は空気圧センサ群７０８に結合され監視される。センサ７０８は圧力信号を、信号線７０９を介して空気圧コントローラ７０４と圧力最適化アルゴリズム７０２の両方に送信する。また、頭センサパッド６８及び座センサパッド７０はマットレス１０表面を介して供給された力を測定し、力検知情報が圧力最適化アルゴリズム７０２に信号線７１０を介して送信される。
【０１３３】
図４１は、本発明の患者支持体の好適な圧力の決定方法を示すフローチャートである。本発明は、空気袋を介してその下のセンサに伝達された力または圧力を検出することで該空気袋内の空気圧を監視し制御することにより該空気袋内の圧力緩和を可能にする。
【０１３４】
最適な空気圧は底打ちの直前の圧力であるという仮定に基づいて、この示度を予告通知として、又は最適圧力に到達した合図として使用することができる。図４１に示すように、空気圧を一定量ずつ減少させる。各一定量減少の後、底打ち指標が計算される。該指標が底打ち傾向を通知している時に、空気圧はその設定に維持され、最適圧力緩和が達成される。原理として、該アルゴリズムは、異なる個人及びベッド上での姿勢に対応して最適空気圧を自動的に決定するために使用される。
【０１３５】
本システムが最初にオンされた時に、ブロック７１１でコントローラは空気袋圧を高い空気圧に調整する。始めは、空気袋に２５インチ水圧まで充填する。次に、患者が該マットレス上に載せられ、質量または体重アルゴリズムに従って患者の質量が計算される。図４１のブロック７１２において空気袋内の圧力は一定量ずつ下げられる。圧力が下げられる間、センサパッド６８及び７０のセンサは、図２７のシーケンスに従ってアクセスされる。各センサ組の２２個のセンサからのデータまたは情報が約０．２５分毎に読み出される。この結果、第１、第２、第３、及び第４センサ組５５０、５５２、５５４、５５６の全てからの情報が約１分毎に提供される。この情報は、ブロック７１４において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及び７０のセンサ群から読み出された圧力分布データから導かれる。
【０１３６】
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和。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示される非支持面積。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）袋空気圧の変化に対する比率としての上記指標群の変化。
【０１３７】
圧力最適化アルゴリズム７０２は、頭袋部及び座袋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決定する。分布標準偏差がある値に向かっている間、ブロック７２６における算出において底打ちの予告通知が示されない場合は、ブロック７１２において空気圧を連続的に減少させる。しかし、もしブロック７１４において底打ちの予告通知が発生したと判定した場合、ブロック７１５において好適な又は最適な圧力値に達する。次に圧力最適化アルゴリズム７０２は、頭袋部及び座袋部内の圧力を維持するために空気圧コントローラ７０４に信号を送信する。頭ゾーン袋及び座ゾーン袋を介して伝達される圧力または力は連続的に監視され、袋内の圧力を調整するために使用される。
【０１３８】
アルゴリズム７０２が図４１のブロック７１２において空気圧を一定量ずつ減少させるために、ファームウェアは患者体重と対応する圧力の参照表を含む。開始時は、２５インチ（約６３５ｍｍ）水圧の袋圧は、漸減されない。代わりに、本システムが患者の最適な圧力分布に達するのに要する時間を削減するために、より大きな量、例えば８インチ（約２０３ｍｍ）水圧だけ減少させる。該参照表は患者体重と相関する圧力値を含むため、該システムは最適な状態を２５インチ（約６３５ｍｍ）水圧の初期圧力から一定量ずつ減少させる場合よりも速く達成する。
【０１３９】
本発明の患者支持体の好適な圧力を決定する図４１のフローチャートは、患者の位置を検出する図４２の第１アルゴリズム７１８と、患者の動きを検出する図４２の第２アルゴリズム７１９とを含んでよい。患者位置検出アルゴリズム７１８は図２７に関して説明したようにセンサ５２を使って患者の位置を検出する。センサ５２のそれぞれからの出力は、患者の位置を決定するのに使用できる。次の患者の位置または状態が検出される：ベッドは空、中心線、左側に横たわっている、右側に横たわっている、左側に座っている、右側に座っている、及び中央に座っている。患者位置検出に加えて、患者の動き検出アルゴリズム７１９は、マットレス表面上の患者の動き量を定量化する。この動きは、前記袋群において発生しセンサ５２によって検知される圧力変化を監視することで定量化される。患者位置検出アルゴリズム７１８の出力と、動き検出アルゴリズム７１９の出力は、圧力緩和アルゴリズム７２０によって使用される。図４１に関して概略説明したように、圧力緩和アルゴリズムは、一定量ずつ空気圧を減少させ、底打ちを事前に検知するために前記底打ち指標を使用する。
【０１４０】
図４３は、患者に対して空気圧を最適化する方法のフローチャートを示す。始めに圧力緩和アルゴリズム７２０は、決定７２１においてベッドが空か否かを判定する。ベッドが空の場合、該アルゴリズムはベッド空状態７２６に移り、患者がマットレス上にいないのでマットレス圧をより低い圧力に設定する。しかし、ステップ７２１においてベッドが空でないと判定された場合、該アルゴリズムはステップ７２２において患者が動いているか否かを判定する。患者が動いている場合は、患者が動いていないと判定されるまで、ステップ７２２が繰返される。患者が動いていない場合は、圧力緩和アルゴリズム７２０は、患者位置検出アルゴリズム７１８によって決定された患者位置情報を使用する。ステップ７２３において左側か又は右側に座っている場合、座部の空気圧はステップ７２５においてマットレス上の患者に対応して調整される。しかし、ステップ７２３において患者が座っていないと判定された場合、該アルゴリズムは空気圧を最適化する。空気圧は、変化する空気圧と後述する変化するセンサデータに基づいて最適化される。
【０１４１】
図４４は、本発明の制御システムの状態マシン図を示す。状態マシン図７３０は、本システムのファームウェアによる様々な状態を示す。状態マシンは、様々なアルゴリズムの出力に依存する本マットレスシステムの動作と、複数の指標の算出とを表す。該状態マシン図は、検知された条件または読み出された値に応じた本システムの動作を示す。これらの条件と値は、（１）指標、（２）患者位置情報、及び（３）空気圧を含む。図において、曲線矢印は状態間の許される遷移を表す。１つの状態から別の状態への遷移を引起す条件が、各矢印にラベル付けされている。
【０１４２】
指標はセンサ出力から導かれる。例えば、各センサの現在状態は、図２７で説明したシーケンスである期間に亘ってアクセスされる。ある情報がある期間に亘って検知された場合、指標を導くためにその記録された情報を使用する。例えば、指標の１つは、平均値に対して標準偏差を算出することを含む。指標は、ある期間に亘るセンサ出力を使って計算され、メモリに記憶される。指標の変化は、所定の閾値または指標自身に基づく他の値と比較される。例えば、ある期間に亘って指標群が導かれると、該期間における最小指標値を決定することができる。該最小指標値は、該最小指標値のある割合に等しい閾値を算出するために使用されてもよい。該算出された値は指標と比較され、その結果、１つの状態から別の状態へ遷移する。
【０１４３】
本発明において、底打ち指標、すなわち標準偏差÷時間平均値は底打ちの予告通知をするために使用される。患者にとって最適な空気圧は底打ち直前の圧力であるということを仮定する。該指標は、袋内の圧力の示度及びそれが増加しているか減少しているかの示度として使用されてもよい。その結果、底打ちを予測することができる。予測された底打ちに基づいて圧力が調整される。最適な圧力に達した後、該圧力を維持するように連続的に調整される。
【０１４４】
上述のように、圧力の増減後毎に、底打ち指標を再計算する。該底打ち指標が底打ちの予告を示した後、空気圧はその設定に維持され、最適または好適な圧力緩和が達成される。このアルゴリズムは、様々な患者個人及びベッド上の異なる姿勢に対応して最適空気圧を決定する方法を提供する。
【０１４５】
図４４に患者支持体の状態遷移図が開示されている。各状態は、ソフトウェアまたはファームウェアとして実現可能な対応するソフトウェア機能を表す。オフ状態７３２からスタートして、圧力削減（ＰＲ）が停止された場合だけでなく全ての状態からオフ状態７３２に遷移することができる。（圧力削減はユーザによってユーザインターフェイス４４を介して停止可能である。）ベッドが空である場合だけでなく圧力削減を活性化させることで、ベッド空状態７３４へ遷移する。ベッド空状態７３４になった後、この状態は、ベッドが使用中であることが検出された場合、変化する。ベッド空状態７３４においてベッドが使用中であることが検出された場合、弁閉状態７３６に入る。また、圧力削減を活性化されベッドが使用中である場合に、オフ状態から弁閉状態７３６に遷移することができる。
【０１４６】
弁閉状態７３６では、本システムが使用者または患者または該枠自体が状態変化しているか否かを判定するために、設定された期間の間全ての弁は閉じられる。弁閉状態７３６においてベッドが空であると判定された場合、状態遷移図はベッド空状態７３４に戻る。しかし、弁閉状態７３６において頭角度が変化したと判定された場合、本システムは座ブースト状態７３８に遷移する。座ブースト状態７３８では、約１５秒間、座部の圧力を増加させる。しかし、弁閉状態７３６では、頭角度は変更されないが、ある期間が経過し使用者が横になっていないことが検出された場合に、本システムは患者がベッドに載ろうとしていることを示す進入状態７４０に遷移する。進入状態７４０において、本システムは患者が横になっているか否かを判定するために待つ。進入状態７４０において使用者が座っていると判定された場合、状態遷移図は進入状態７４０を維持する。
【０１４７】
使用者または患者が１秒を超える期間、横になっていると判定された場合、進入状態７４０からの遷移が発生し、動き終了まで待つ状態７４２に入る。動き終了まで待つ状態７４２において、デッキの頭角度が変更された場合、該システムは座ブースト状態７３８に入る。しかし、状態７４２において使用者が座っていると判定された場合、該システムは座っている状態７４４に移る。状態７４４において患者が座っていると判定されている間、患者または使用者が横になった期間が１秒未満の場合、該システムは座っている状態７４４に留まる。座っている状態７４４において頭角度が変更された場合、該システムは座ブースト状態７３８に移り、座袋の圧力を約１５秒間、増加させる。状態７３８における該時間経過後、該システムは座っている状態７４４に戻る。
【０１４８】
座っている状態７４４において使用者が１秒を超える期間、横になっていたと判定された場合、該システムは動き終了まで待つ状態７４２に移る。状態７４２において動きが終了したと判定された場合、該システムは、２つの条件の下、圧力緩和状態７４６に移る。この２つの条件は、１）動きが終了し、圧力が最大圧力を超えているか又は２）動きが終了し、圧力が力最大未満である。圧力緩和状態７４６の間、図４５において詳細に説明するうつ伏せ姿勢の患者に対して圧力が調整される。しかし、使用者がこの状態において起き上がった場合は、該システムは状態７４６から座っている状態７４４に戻る。同様に、圧力緩和状態７４６において頭角度が変更された場合、該システムは座ブースト状態７３８に移る。また、該システムは、動きが検出された時も圧力緩和状態７４６から遷移する。動きを検出した時、該動きが終了するまで圧力緩和は一時的に停止される。動きの終了時点で、該システムは圧力緩和状態７４６に戻り、空気圧を連続的に監視し、調整し最適な圧力緩和を与える。ベッド空き復帰待ち状態７４８は、オフ状態と、ベッド空状態７３４と、弁閉状態７３６とを除く全ての状態から遷移することができる。
【０１４９】
図４５は圧力緩和状態マシン７４６の状態遷移図を示す。上述したように、底打ち指標は底打ち予告を示す。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いて、この予告が最適または好適な圧力に到達した合図として使用される。上述したように、空気圧はある量ずつ下げられる。下げるごとに底打ち指標を算出してよい。底打ち指標が底打ち予告を示す時は、維持されている空気圧は設定された値であり、最適または好適な圧力緩和が達成される。
【０１５０】
図において、曲線矢印は状態間の許される遷移を表す。１つの状態から別の状態への遷移を引起す条件が、各矢印にラベル付けされている。幾つかの場合、これら条件は、ある条件を満たす指標群の数のカウント（例えば３つ以上の指標が減少する）に基づいている。なお、条件は、１つの指標（又は指標群の加重和）を適当な閾値と比較することであってもよい。
【０１５１】
該動きが終了し、「Ｐ」がＰｍａｘ以上であると判定された場合、空気削減状態７５０において空気を減らす。該指標群が減少していると判定されると、本システムはマットレス袋群の空気を減らし続ける。しかし、３つ以上の指標が増加していると判定された場合は、本システムは底打ち回復状態７５２に入る。これらの指標間に一貫性がない場合は、本システムは底打ち回復状態７５２に留まる。しかし、これらの指標が増加する場合は、該システムは空気削減状態７５０に戻る。他方、全ての指標が減少する場合は、該システムは空気増加状態７５４に入り、袋群の空気を増加させる。全ての指標が減少する場合は、該システムは空気増加状態７５４に留まる。
【０１５２】
３つ以上の指標が増加する場合は、該システムは空気増加状態７５４から底打ち回復状態７５２に戻る。１つの指標が増加する場合は、該システムは保持状態７５６に移り、マットレス内の空気圧を維持し、最適または好適な圧力緩和を達成する。保持状態７５６においてこれらの指標に変化がない場合は、該システムは最適圧力モードに留まる。しかし、保持状態７５６において３つ以上の指標が増加した場合は、該システムは底打ち回復状態７５２に戻る。保持状態７５６においてタイマがセットされ、ある時間経過後に、チェック最適状態７５８において最適状態か否かをチェックする。チェック最適状態７５８において１つ以上の指標が増加した場合は、該システムは空気削減状態７５０に戻り、袋群の空気を減らす。空気削減状態７５０において最適状態が検出された場合は、該システムはチェック最適状態７５８に移る。また、空気削減状態７５０においてタイマがセットされ、ある時間経過後に該システムは保持状態７５６に戻る。遷移７４６の間、動きが検出された場合は、該システムは図４４の動き終了まで待つ状態７４２に戻る。
【０１５３】
ベッドが空きの時、前記自動制御システムはベッド空状態にある。この状態で、該制御システムは空気袋を完全に膨張させるのに十分な値を空気圧設定点にセットする。
【０１５４】
界面圧力センサを使用して患者がベッドに載ったか否かを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、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使用してもよい。使用者が検出されしだい、該自動制御システムは空気袋に流出入する空気流を止める（すなわち、しばらくのあいだ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替わる。
【０１５５】
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、空気圧を更に減少させる。１つか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替わる。
【０１５６】
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。該示度群に重大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チェックし判定することが必要である。このチェックは、チェック最適状態に切替わることで自動的に実行される。
【０１５７】
チェック最適状態では、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。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。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。その結果、該自動制御システムは、下記に説明する空気増加状態に切替わる。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、多分、更に該指標群は減少する。他方、空気圧が増加させた時、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、該自動制御システムは空気削減状態に切替わる。
【０１５８】
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行う。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替わる。
【０１５９】
上記の説明は、該自動制御システムの通常の動作に関する。しかし、実際には、時折ある出来事のために別の状態と他の状態遷移との追加が必要となる。例えば、空気削減状態においてベッド使用者が動くことがある。この動きは、さもなければ減少し続けるはずの１つ以上の指標を増加させ、誤って該システムが保持状態に切替わる場合がある。このため、該システムが保持状態に留まる時間の長さにリミットを設定することが好ましい。この時間が経過した時、該システムはチェック最適状態に切替わる。該時間リミットを可変にすることが好ましい（例えば、ベッドが使用中となってから保持状態に入った最初の瞬間まで）。該時間リミットはかなり短く、たった数秒でもよい。該システムがチェック最適状態と空気削減状態とを通過した後で保持状態に入った時、空気圧が前の保持状態における最後の空気圧にほぼ等しい場合は、時間リミットにより大きな値、数分から数時間を設定してもよい。
【０１６０】
時々、空気袋が底打ちするように患者が動くことがある。例えば、始めは横になっていた患者が起きることがある。該袋内の空気圧は、患者が横になっている間、患者を支えるのに十分であったが、座っている患者を支えるのにたぶん十分ではなく、該空気袋が崩れ、底打ちが発生する。一般的に底打ちが発生する時、該指標群は急峻に増加する。本システムは、底打ち傾向の開始を示す指標の僅かな増加と、実際の底打ちを示す指標の急峻な増加とを区別する。空気削減状態、保持状態、チェック最適状態、又は空気増加状態のいずれにおいても、該指標群のうち３つ以上が増加する場合は、底打ちが発生したことを示し、該自動制御システムは底打ち回復状態に切替わる。底打ち回復状態では、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。ある期間後、前記指標群が計算される。該指標群が互いに一貫性がない（すなわち、あるものは増加し、他のものは減少する）場合は、該システムはまだ底打ち状態であり、該自動制御システムは底打ち回復状態に留まり、空気圧設定点を再び増加させる。該指標群の全てが増加している場合は、該システムは底打ちから回復し、更に底打ち傾向が戻ったことを示し、該自動制御システムは空気削減状態に切替わる。該指標群の全てが減少している場合は、該システムは底打ちから回復したが、底打ち傾向はまだ戻っていないことを示し、該自動制御システムは空気増加状態に切替わる。
【０１６１】
本発明は、可能な状態遷移を制限することで該制御システムの安定性を制御する特徴を備えている。例えば、不安定動作を避けるために空気削減状態と空気増加状態の間ではただ１つの直接遷移が許されている。この不安定動作においては、該システムがこれらの状態間を振動する。前記許された遷移は、最大圧が検出された時にだけ、発生する。
【０１６２】
本発明の圧力緩和支持面の第１の実施形態は、カバーと該カバーの内部領域内に配置された３次元材の複数層とを含む。
【０１６３】
該３次元材は、ばねのような弾力性を有し、傷を治すのを助け、患者の発汗を最小にするために冷却を行う内部空気循環が可能な空気透過性の繊維網状構造である。この循環された空気の温度は、患者が冷たい場合は暖めるために、又はそれと反対に、又は他の所望の治療効果のために外気より高くても又は低くても、又は外気と同じであってもよい。
【０１６４】
また、該３次元材は低摩擦特性を有している。すなわち、剪断力を減少させるために支持面上の患者の動きとともに動く又は滑ることができる。
【０１６５】
幾つかの実施形態では、該３次元材は折りたためる、スライドまたはロック可能な材料である。通常、該３次元材は織られた又は編まれた又は不織布の、熱可塑性繊維または単繊維でできた布地から作られている。１つの実施形態では、該３次元材は、通気性のある単繊維ポリエステルメッシュ生地、例えばドイツ国WeinheimにあるFreudenberg & Co.社の製品であり、織られた後、様々な３次元パターンに成形される。
【０１６６】
他の実施形態では、３次元編物、例えばTytex Group(米国Tytex社）によって製造されたものを、前記SpaceNetまたは他の３次元材の代わりに又は一緒に使用される。
【０１６７】
図４６ａ〜図４６ｆは、カバーの内部領域内に配置された３次元材を含む支持面の他の実施形態を示す。図４６ａ〜図４６ｆに示すように、図示された３次元材は、複数の交互するドームまたは半円形の突出と凹み、又は山と谷を備えている。
【０１６８】
これらの山と谷の具体的な寸法は、下記の特定の実施形態において説明するが、寸法はそれには限定されない。任意の寸法の山と谷を有するいかなる種類の３次元材も使用可能である。幾つかの実施形態では、これら寸法は、例えば特定の支持特性を実現するために調整される。
【０１６９】
図４６ａは、カバー１０１２内に配置される３次元材を備える支持面１０１０の第１の実施形態の側面図である。図４６ａに示すように、カバー１０１２は、複数層の３次元材１０２０を収容する内部領域１０１４を画成する。図４６ａに示すように、該３次元材の４つの層１０２８、１０３０、１０３２、１０３４がカバー１０１２の内部領域１０１４に存在する。各層は複数の山またはほぼドーム形の突出１０２２と谷または凹み１０２４を備えている。
【０１７０】
図４６ａに示すように、分離層１０２６の上に、反対方向を向いたドーム形の突出または山群を有する３次元材の２つの層１０２８、１０３０が背中合わせに積層されている。分離層１０２６の下に、３次元材の２つの層１０３２、１０３４が背中合わせに積層されている。ドーム形の突出または山１０２２群と、凹みまたは谷１０２４群とはそれぞれほぼ整列されている。分離層１０２６はカバー１０１２に使用されているのと同じ材料または他の適当な材料から成る。本実施形態では、分離層１０２６は層１０２８、１０３０を支える。他の実施形態では分離層１０２６を使用しない。
【０１７１】
カバー１０１２は上面１０１６と底面１０１８を有する。該３次元材の第１の層１０２８は、内部領域１０１４内で該カバーの上面１０１６に隣接する上方に突き出たドーム形の突出１０２２を有する。該３次元材の第２の層１０３０は、分離層１０２６に隣接する下方に向いたドーム形の突出１０２２を有する。該３次元材の第３の層１０３２は、分離層１０２６に隣接する上方に向いたドーム形の突出１０２２を有する。該３次元材の第４の層１０３０は、カバー１０１２の底面１０１８に向い下方に突き出たドーム形の突出１０２２を有する。
【０１７２】
図４６ｂは、カバー１０１２の内部領域１０１４内に３次元分離材の３つの層１０３６、１０３８、１０４０が存在する以外は図４６ａの実施形態に類似した支持面１０１０の別の実施形態を示す。分離材の第１層１０３６は３次元布地の第１層１０２８の上に位置する。３次元分離材の第２層１０３８は３次元布地の第２、第３層１０３０、１０３２の間に位置する。３次元分離材の第３層１０４０は３次元布地の第４層１０３４の下に位置する。
【０１７３】
３次元分離材の各層１０３６、１０３８、１０４０は空気透過性の分離布地１０４１から作られている。通常、この３次元分離布地は、軽量でクッション効果を有し、通気性があり水分を通す。本実施形態では、該分離布地はTytex Groupによって製造された３次元分離布地である。または、該３次元分離布地はラテックスを含まなくてもよい。図４６ｇは、１つの形態の分離布地１０４１の側面図である。
【０１７４】
図４６ｃは、分離材の第２層１０４２と３次元材の２つの追加の層１０５２、１０５４を備えている以外は図４６ａの実施形態に類似した支持面１０１０の別の実施形態を示す。図４６ｃに示すように、３次元材の第１、第２層１０４４、１０４６は第１分離材１０２６の上に位置する。３次元材の第２、第３層１０４８、１０５０は第１分離材１０２６と第２分離材１０４２の間に位置する。３次元材の第３、第４層１０５２、１０５４は第２分離材１０４２とカバー１０１２の底面１０１８の間に位置する。
【０１７５】
分離材の層１０２６、１０４２はカバー１０１２に使用されているのと同じ材料（前記３次元分離布地）または他の類似の適当な材料から成る。
【０１７６】
図４６ｄは、支持面１０１０の更に別の実施形態を示す。図４６ｄにおいて、３次元材の第１層１０５６は、カバー１０１２内で分離材１０２６によって３次元材の第２層１０５８から分離され、分離材１０２６のいずれの側にも３次元材の層が１つだけ存在する。層１０５６、１０５８の山またはドーム形の突出群と谷または凹み群はそれぞれほぼ整列されている。
【０１７７】
図４６ｅは、山またはドーム形の突出１０６６群と谷または凹み１０６８群がそれぞれ垂直方向に整列された３次元材の背中合わせの２つの層１０６０、１０６２の側面図である。層１０６０、１０６２の山と谷１０６６、１０６８は、材料同士が点１０６４で溶接されている。材料同士を点１０６４で溶接、接合、または他の方法で結合することにより、山１０６６群と谷１０６８群それぞれの背中合わせの整列が維持される。いずれの実施形態においても材料同士は図４６ｅに示すように溶接されてもよい。
【０１７８】
図４６ｆは、支持面１０１０のカバー１０１２内に位置する３次元材の更に別の実施形態を示す。図４６ｆにおいて、前記３次元分離布地から作られた４つの分離層１０７０、１０７４、１０７８、１０８２が存在する。分離布地の第１、第２層１０７０、１０７４間には３次元材の背中合わせに整列された１対のサブ層１０７２が存在する。分離布地の第２、第３層１０７４、１０７８間には３次元材の背中合わせに整列された１対のサブ層１０７６が位置する。分離布地の第３、第４層１０７８、１０８２間には３次元材の背中合わせの２つのサブ層から成る層１０８０が存在する。幾つかの実施形態では、３次元材のサブ層１０７２、１０７６と層１０８０は溶接、プラスチック紐、又は他の適当な留め具により束ねられる。
【０１７９】
幾つかの実施形態では、図４６ａ〜図４６ｆの３次元材の突出と凹みの高さは約３．１ｍｍである。また、図４６ｇの３次元分離布地１０４１の高さは約０．２インチ（約５．１ｍｍ）である。従って、３次元材の２つの突出が背中合わせに配置され、分離材を使用する場合、上方突出の先端から下方突出の底までの全高さは約０．４４インチ（約１１．２ｍｍ）となる。他の実施形態では３次元材と分離布地は異なる寸法を有し、従って、前記層群または層群の組合せは異なる高さを有する。
【０１８０】
図４７は支持面１０１０のカバー１０１２内に位置する該３次元材の更に別の実施形態を示す。図４７において、第１の種類の３次元材の４つの層１０８４、１０８６、１０８８、１０９０と第２の種類の３次元材の３つの層１０９２、１０９４、１０９６が存在する。層１０９２、１０９４、１０９６の突出と凹みは、層１０８４、１０８６、１０８８、１０９０のより小さい。言い換えれば、層１０９２、１０９４、１０９６の突出と凹みはそれぞれ、直径及び／又は高さが層１０８４、１０８６、１０８８、１０９０のより小さい。
【０１８１】
層１０８４、１０８６、１０８８、１０９０、１０９２、１０９４、１０９６は全て、３次元材の背中合わせに配置された２つの層を備えるが、層１０９２、１０９４、１０９６の突出群と凹み群は、層１０８４、１０８６、１０８８、１０９０とは違い整列されていない。
【０１８２】
他の実施形態では、分離布地が前記層群またはサブ層群のうち１つ以上の層の間に配置される。支持面１０１０の他の実施形態では、異なる数の３次元材と分離布地との層群及び／又はサブ層群が存在する。例えば通常、層またはサブ層の数は１〜２０の間である。層の数は１０１２でもよい。
【０１８３】
本実施形態ではその中に前記３次元材が配置され支持面を形成する内部領域を画成するカバー１０１２は、Lycra（登録商標）等の弾力があり通気性のある材料から作られている。支持面１０１０を形成するために図４ａ〜図４ｆの実施形態のいずれもカバー１０１２の内部領域１０１４内に装入可能である。
【０１８４】
他の実施形態では、図４６ａ〜図４６ｆに示した構成のいずれでも、これを１つの層として、複数のこのような層がカバー１０１２の内部領域１０１４内に装入される。幾つかの実施形態では、支持面１０１０は、上層または覆いとしての層を構成し、患者支持体１０の１つ以上の他の層の上または下または間に配置される。更に別の実施形態では、１つ以上の他の支持材、例えば発泡材及び／又は空気袋の層がカバーの内部領域内に追加装入される。
【０１８５】
例えば、１つの実施形態では支持面１０１０は３次元材と発泡材ベースを備える。このような実施形態が図４８に示されている。図４８において、カバー１１００は上面１１０２と空気取入れ口１１０４を備える。上面１１０２の少なくとも部分１１０７は、通気性があり矢印１１０３の方向の空気流を通す。空気取入れ口１１０４は空気源（不図示）に結合され、空気が矢印１１０５の方向に空気取入れ口１１０４を通ってカバー１１００の内部領域１１１０内へ流れる。上面１１０２の少なくとも部分１１０７は空気流を通すので、内部領域１１１０内へ流れる空気は内部領域１１１０を通って流れ、上面１１０２を通って上方に出る。
【０１８６】
支持面を通って循環される空気の温度は、ほぼ外気温である。外気温より高い又は低い様々な温度の空気を循環することは本発明の範囲内である。例えば、空気は循環の前に加熱または冷却される。このような実施形態では空気温度を患者または看護人が制御するか、又は患者の体温または患者支持体の表面温度の測定に応じて自動的に制御される。更に別の実施形態では、上面１１０２は蒸気または水分は透過するが、空気は透過しない。空気は上面１１０２ではなく、支持面１０１０のヘッド端１１０３にある開口またはスリット（不図示）を通って放出される。更に別の実施形態では、流体が支持面を通って循環される。この流体は、患者を温め／冷やすための水、冷媒、ゲル、又は他の適当な流体を含む。
【０１８７】
複数の３次元材層１１０６と発泡材ベース１１０８がカバー１１００の内部領域１１１０内に配置されている。複数の３次元材層１１０６は、図４６ａ〜図４６ｆ、図４７、図５１〜図５３ａ、図５３ｂに示した方法のいずれかに従って構成されてよい。本実施形態では３次元材層１１０６はSpacenetとして一般に知られている種類である。しかし、他の適当な３次元網状繊維材を使用してもよい。
【０１８８】
発泡材ベース１１０８は、カバー１１００の内部領域１１１０内の前記複数の３次元材層１１０６の下に位置する。本実施形態ではベース１１０８は網状発泡材から作られている。図示のように、発泡材ベース１１０８は約１インチ（約２５．４ｍｍ）の厚みを有する。しかし、他の適当な厚みと種類の発泡材を使用してもよい。別の実施形態では、発泡材ベース１１０８がカバー１１００内にはないか又は使用されない。
【０１８９】
図４８の支持面１０１０の実施例は、例えば患者が病院ベッド上に横たわっている時、患者の踵の下の領域を支えるのに特に有用であると考えられる。上面１１０２を通る空気流は冷却効果を有し、３次元材層１１０６の弾力性が患者の踵とカバー１１００の上面１１０２との間の界面圧力を削減する。
【０１９０】
図４９に示した支持面１１１０の実施例は、内部領域１１１０内の３次元材層１１０６の積層体が複数の柱または材木状セル１１１６に分割されている以外は、図４８の実施例と類似している。柱１１１６は、３次元材の柱１１１６群の間を上方に向かいカバー１１１２の上面１１２０を通過する空気流を通すチャネル１１１８によって分離されている。
【０１９１】
カバー１１１２の上面１１２０は、内部領域１１１０内のチャネル１１１８の位置に概ね対応する位置に複数のひだ、谷、凹み、又は折り目１１１４を有する。カバー１１１２の上面１１２０は、上面１１２０を通る空気流を通す複数の開口１１２２を有する。
【０１９２】
３次元材１１０６の柱１１１６は、該３次元材が支持面上の患者の動きに応答してより自由に動くのを可能にする。柱１１１６はそれぞれ、他とは独立に動くことができる。
【０１９３】
空気取入れ口１１０４を通るカバー１１１２の内部領域１１１０内への空気流の量は、内部領域１１１０または上面１１２０から水分を取除くために調整でき、上面１１２０に近い患者の皮膚または患者の体の一部に乾燥効果を及ぼすことができる。また、空気取入れ口１１０４を通る空気流の量も調整可能である。例えば、該支持面の移動の容易さ又は患者体重を支える目的のために、内部領域１１１０を幾分か又は完全に膨張させ上面１１２０を所望の硬さにするためにこの量を増加させることができる。
【０１９４】
支持面１１１０の更に別の実施例は、３次元材と１つ以上の膨張可能クッションまたは袋との組合せの１つの層を備えてもよい。
【０１９５】
図５０〜図５２は支持面１０１０の更に別の実施例を示す。支持面１０１０はカバー１３００と複数の３次元材層１３０２とを備える。カバー１３００は、該複数の３次元材１３０２の層を収容する内部領域１３０４を画成する。図５２に示すように、２つの３次元材層１３０６、１３０８が、カバー１３００の内部領域１３０４内に設けられている。各３次元材層は、複数の山またはほぼドーム形の突出１３１０と谷または凹み１３１２とを有する。
【０１９６】
カバー１３００は第１縦方向側１３１４、第２縦方向側１３１６、ヘッド端１３１５、フット端１３１７、上側カバー１３１８、及び下側カバー１３２０を備える。ループ留め具１３２２が第１縦方向側１３１４と第２縦方向側１３１６それぞれに沿って設けられている。ループ留め具１３２２は患者支持カバーの内面（不図示）に位置するフック留め具（不図示）と係合する。フック留め具とループ留め具１３２２はカバー１３００を患者支持カバー内の適正な位置に保持する。
【０１９７】
図５１は第１縦方向側１３１４に沿った断面を示す。反対方向を向いたドーム形の突出または山１３１０を有する３次元材の２つの層１３０６、１３０８が背中合わせに積層されている。ドーム形の突出または山１３１０群と谷または凹み１３１２群はそれぞれほぼ整列されている。
【０１９８】
図５１に示すように、上側カバー１３１８と下側カバー１３２０は前記２つの層１３０６、１３０８を越えて延びる。上側カバー１３１８と下側カバー１３２０は、従来のステッチを用いて第１ステッチ位置１３２４、第２ステッチ位置１３２６、第３ステッチ位置１３２８、及び第４ステッチ位置１３３０において縫われている。第１ステッチ位置は層１３０６、１３０８の近くにあり、カバー１３００内に層１３０６、１３０７を保持するためにある。第２ステッチ位置１３２６は第１ステッチ位置１３２４を補強するために設けられている。上側カバー１３１８と下側カバー１３２０は、それらの端１３３２の近くに折られた領域１３３１を画成する。第３及び第４ステッチ位置１３２８、１３３０において該折られた領域１３３１を通るステッチがされている。また、折り返し１３３４は折られた領域１３３１全体を覆う。フープ留め具１３２２は折り返し１３３４によって適正な位置に保持されている。別の実施例では、上側カバー１３１８と下側カバー１３２０はステッチ位置及び折り返し位置においてＲＦ溶接されている。
【０１９９】
図５２はフット端１３１７に沿った断面を示す。上側カバー１３１８と下側カバー１３２０は、それらの端１３４２の近くに折られた領域１３４０を画成する。第５ステッチ位置１３４４において該折られた領域１３４０を通るステッチがされている。ステッチは折られた領域１３４０を通る。折られた領域１３４０は層１３０６、１３０８の一部と上側及び下側カバー１３１８、１３２０の一部とを含む。
【０２００】
図５３Ａと図５３Ｂは、図５０〜図５２と類似した支持面１０１０の別の実施例を示す。図５３Ａは、カバー１３００の内部領域１３０４内に設けられた３次元材の４つの層１３５０、１３５２、１３５４、１３５６を示す。図５３Ｂは、カバー１３００の内部領域１３０４内に設けられた３次元材の８つの層１３５８、１３６０、１３６２、１３６４、１３６６、１３６８、１３７０、１３７２を示す。別の実施例では、任意の数の３次元材層を使用してよい。また、異なる厚み及び支持特性を持つ層を使用してもよい。また、前記カバーと同様の材料の層を３次元材層または３次元材層のグループ間に設けてもよい。
【０２０１】
前述のように、支持面１０１０の幾つかの実施例において使用された３次元材は通常、カバーによって囲われている。２つ以上の支持層（すなわち３次元材層と空気袋群）を備える支持面１０１０の実施例では、１つの外側カバーまたは布地を内部領域１０１４内の支持面の全ての内部層を囲うために使用する。
【０２０２】
外側カバーまたは布地を、前記３次元材を囲うカバーに加えて又は代わりに設けてもよい。通常、ジッパーまたは他の適当な留め具が、支持面層群を囲う外側カバーの２つの半部分を結合するために設けられる。
【０２０３】
通常、外側カバーまたは布地は、プラスチックまたはプラスチック被覆材料等の耐湿性材料から作られている。ウレタン被覆布地を使用してもよい。
【０２０４】
他の実施例では、外側布地の全体または一部は、低空気損失プラスチックまたはプラスチック被覆材料から作られているか、又は他の方法により通気性を持つ。あるいは、又はこれに加えて、患者と支持面の間の剪断力を減少させるために、外側布地はTeflon（登録商標）等の低摩擦材料で被覆されてもよい。バクテリア耐性を持たせるために、外側布地またはその一部は化学物質、オゾン、又はイオンを用いて処置されてもよい。また、外側布地面の全体または一部は、例えば模様がついた布地を使用することでよごれ耐性を持つように処置または構成されてよい。
【０２０５】
通常、外側布地は、シールされた布地チャネルを使用して流体の侵入を防ぐように構成される。また、外側布地は、使い捨て又は取替え可能となるように構成されてもよい。
【０２０６】
他の実施形態では、外側カバーまたは布地は水分及び蒸気透過性を持ち空気非透過性の材料で作られている。このような材料は、通常、Teflon膜またはウレタン膜により被覆されている。
【０２０７】
外側布地のこれらの特徴は、主に適切なケアに必要な保守の量を最小にし、外側布地及びその中の支持層の状態を維持するためのものである。
【０２０８】
また、外側布地は支持面１０１０のユーザに対する親和性を向上するように作られる。例えば、支持面１０１０の適切な設置と使用に関する看護人への指示書は、外側布地の上面または他の容易に見える領域に貼付けられる。看護人を適切な設置と使用とに導くために、例えば表示群、アイコン群、記号群、又は色分け方法を使用することができる。また、アライメントマーク及び／又は支持面上の患者の適切な向きの略図が設けられてもよい。
【０２０９】
本発明について、幾つかの実施形態、変形例、及び応用例を参照しながら説明したが、本発明は添付の請求項によって定義される。従って、上記実施形態、変形例、及び応用例によって限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０２１０】
【図１】典型的な病院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１実施形態の構成要素の展開図である。
【図４】典型的な３次元支持材の概略図である。
【図５】患者支持体の１実施形態の選択された構成要素の側面図である。
【図６】図５の患者支持体の構成要素の上面図である。
【図７】患者支持体の第１袋システムの斜視図である。
【図８】図７の袋システムの側面図である。
【図９】図７の袋システムの概略上面図である。
【図１０】図９のエリアＡの概略拡大図である。
【図１１】図９のエリアＢの概略拡大図である。
【図１２Ａ】垂直袋と流入管とを備える袋システムの一部の上面図である。
【図１２Ｂ】図１２ＡのＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【図１２Ｃ】図９のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図１３】ベースの一部と垂直袋の断面図である。
【図１４】患者支持体の第２袋システムの斜視図である。
【図１５】図１４の袋システムの概略上面図である。
【図１６】患者支持体の第３袋システムの斜視図である。
【図１７】図１６の袋システムの別の斜視図である。
【図１８】図１６の袋システムの側面図である。
【図１９】図１６の袋システムの概略上面図である。
【図２０】典型的なセンサパッドの上面図である。
【図２１】内部構成要素を示す典型的なセンサパッドの斜視図である。
【図２２】典型的なボルスタシステムの斜視図である。
【図２３】患者支持体の空気ゾーンと関連する空気供給システムの概略図である。
【図２４Ａ】患者支持体の制御システムの一部の概略図である。
【図２４Ｂ】患者支持体の制御システムの一部の概略図である。
【図２５】典型的な空気システムの展開図である。
【図２６】図２５の空気システムの斜視図である。
【図２７】第１、第２センサパッドと該センサパッドのセンサ群からデータを読む順番とを示す図である。
【図２８】頭ゾーンと座ゾーンと通信ネットワークに結合された他のシステム構成要素とを示す機能ブロック図である。
【図２９】本発明の制御システムのブロック図である。
【図３０】患者動き監視装置を用いて患者の動きを測定する本発明の１実施形態を示すフロー図である。
【図３１】動き監視装置がオフの時の動き監視ユーザインターフェイス画面の表示である。
【図３２】動き監視装置が２時間に設定されている時の動き監視ユーザインターフェイス画面の表示である。
【図３３】動き監視装置が３０分に設定され、最小動きレベルが５つのうちレベル４に設定されている時の動き監視ユーザインターフェイス画面の表示である。
【図３４】動き監視装置が３０分に設定され、最小動きレベルが最高レベルに設定されている時の動き監視ユーザインターフェイス画面の表示である。
【図３５】履歴ボタンが、過去２４時間の監視された動きを示すデフォルト履歴を表示するよう選択された時の動き監視ユーザインターフェイス画面の表示である。
【図３６】動き監視装置がオフの時の動き監視ユーザインターフェイス画面の表示の別の実施例である。
【図３７】動き監視警告が２時間に設定された図１４の表示である。
【図３８】動き監視警告が２時間に設定され、その期間において動きがないと判定された場合の図１４の表示である。
【図３９】動きレベルが最小動きレベルを超えない場合の警告通知を示す動き監視ユーザインターフェイス画面の表示である。
【図４０】本発明の圧力最適化制御システムのブロック図である。
【図４１】本発明の患者支持体に対して圧力を決定する方法を示すフローチャートである。
【図４２】本発明のアルゴリズムのブロック図である。
【図４３】本発明において圧力の最適化のフローチャートである。
【図４４】本発明の制御システムのステートマシン図である。
【図４５】本発明の圧力緩和制御システムのステートマシン図である。
【図４６ａ】３次元材の構成の側面図である。
【図４６ｂ】３次元材の構成の側面図である。
【図４６ｃ】３次元材の構成の側面図である。
【図４６ｄ】３次元材の構成の側面図である。
【図４６ｅ】３次元材の構成の側面図である。
【図４６ｆ】３次元材の構成の側面図である。
【図４６ｇ】３次元分離材の１実施例の側面図である。
【図４７】３次元材の別の構成例を示す。
【図４８】３次元材と発泡材ベースとを備える支持面の１実施形態のカバーの一部を切り取った斜視図である。
【図４９】３次元材と発泡材ベースとを備える支持面の第２の実施形態のカバーの一部を切り取った斜視図である。
【図５０】３次元材の層を備える支持面の別の実施形態のカバーの一部を切り取った上面図である。
【図５１】支持面の内部を示す図５０の９−９線に沿った断面図である。
【図５２】支持面の内部を示す図５０の１０−１０線に沿った断面図である。
【図５３ａ】図５０に類似の３次元材の構成の側面図である。
【図５３ｂ】図５０に類似の３次元材の構成の側面図である。
【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】
2007535378.tif 000014
【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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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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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６Ａ】
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【図４６Ｂ】
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【図４６Ｃ】
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【図４６Ｄ】
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【図４６Ｅ】
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【図４６Ｆ】
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【図４６Ｇ】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３Ａ】
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【図５３Ｂ】
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【国際調査報告】
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