(57)【要約】      （修正有）【課題】患者の沈み込みを検出するための改善されたセンサーを提供する。【解決手段】患者支持システム１０は、パルス１４と患者または患者を支持する患者支持面の一部で反射する反射信号１８の飛行時間（ＴＯＦ）を決定するためのレーダーアンテナ１２を含む。ＴＯＦは、マットレスまたはパッドなどの患者支持面に支持された患者の沈み込みの深さまたは底づきまでの距離を示す。レーダーアンテナ１２は、物体１６を非常に近距離で検出することができるように、極めて短い幅のパルス１４を放射する。レーダーアンテナ１２は、パルス１４の送信と反射信号１８の受信との間の飛行時間（ＴＯＦ）を使用して、患者の底づきまでの距離を決定し、それによって患者が患者支持面に適切に沈み込んでいるか否かを決定することができる。ＴＯＦ閾値の上限と下限との間の許容範囲内で所望の沈み込み量を達成するために、１つ以上の空気袋３０の膨張または収縮が調節される。【選択図】図１
2019048033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者を支持するための患者支持面であって、
少なくとも１つの患者支持要素を含むコアと、
前記コアを囲み、前記コアの上にある上層と前記コアの下にある下層とを有するティッキングと、
前記コアの下に配置された少なくとも１つの電波探知測距（レーダー）アンテナであって、前記コアを通って伝播するとともに前記患者または前記ティッキングの前記上層の内面で反射信号として反射して前記少なくとも１つのレーダーアンテナまで戻るパルスを放射するレーダーアンテナと、
前記パルスおよび前記反射信号の飛行時間（ＴＯＦ）を決定して、前記患者支持面への不適切な沈み込みが原因で前記患者支持面の上に支持された前記患者に褥瘡を生じる危険性があるか否かを決定するプロセッサー回路と、
を備える患者支持面。
【請求項２】
前記少なくとも１つのレーダーアンテナは、少なくとも１つの平面アンテナを含む、請求項１に記載の患者支持面。
【請求項３】
前記少なくとも１つの平面アンテナは、円偏波送信とするためのスパイラルアンテナ、アルキメデルスパイラル広帯域アンテナおよび対数周期スパイラル広帯域アンテナのうちの少なくとも１つを含む、請求項２に記載の患者支持面。
【請求項４】
前記少なくとも１つのアンテナをチューニングして、前記コアのインピーダンスを整合させるように構成されたインピーダンス整合回路をさらに含む、請求項１に記載の患者支持面。
【請求項５】
前記インピーダンス整合回路と前記少なくとも１つのレーダーアンテナとに接続されたインピーダンス整合遅延線をさらに備え、前記インピーダンス整合遅延線は、前記反射信号が前記インピーダンス整合回路に到達するのにかかる時間を長くすることで、前記放射されたパルスと前記反射信号との間の干渉を防止する、請求項４に記載の患者支持面。
【請求項６】
前記インピーダンス整合遅延線は、無線周波数（ＲＦ）ケーブル、同軸ケーブル、ＲＦ伝送ライン、プリント回路基板のＲＦトレース、プリント回路基板のマイクロストリップおよび導波路のうちの１つまたは複数を含む、請求項５に記載の患者支持面。
【請求項７】
前記少なくとも１つのレーダーアンテナに対する少なくとも１本のアンテナ給電線をさらに備え、前記少なくとも１本のアンテナ給電線は、バランを含む、請求項１に記載の患者支持面。
【請求項８】
前記バランは、無限バランまたは先細のバランである、請求項７に記載の患者支持面。
【請求項９】
少なくとも１つの無線周波数（ＲＦ）ドライバー回路をさらに備え、前記バランは、前記少なくとも１つのＲＦドライバー回路から前記少なくとも１つのレーダーアンテナにインピーダンス整合をするように構成されている、請求項７に記載の患者支持面。
【請求項１０】
前記ティッキングの前記上層の内面には、レーダー反射コーティングがほどこされている、請求項１に記載の患者支持面。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのレーダーアンテナに接続されたドライバー回路をさらに備え、前記ドライバー回路は、前記少なくとも１つのレーダーアンテナと協働して、周期が約０．５５ナノ秒（ｎｓ）から約０．２ｎｓの範囲であるパルスを放射する、請求項１に記載の患者支持面。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのレーダーアンテナをチューニングして、前記パルスおよび前記反射信号が伝播する環境のインピーダンスを整合させるように構成されているインピーダンス整合回路をさらに備える、請求項１に記載の患者支持面。
【請求項１３】
前記環境は、前記コアの前記少なくとも１つの患者支持要素の一部、前記ティッキングの一部、前記患者支持面の少なくとも一部を支持するパネルの一部および前記患者支持面を支持する患者支持システムのフレームの一部のうちの１つまたは複数を含む、請求項１２に記載の患者支持面。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの患者支持要素は、空気袋、複数の空気袋および少なくとも１つのフォーム層のうちの１つまたは複数を含む、請求項１３に記載の患者支持面。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのアンテナは、前記パルスを放射する送信機アンテナと前記反射信号を受信する受信機アンテナと、を含む、請求項１に記載の患者支持面。
【請求項１６】
前記送信機アンテナおよび前記受信機アンテナは、前記ドライバー回路および前記プロセッサー回路を含む集積回路に接続されている、請求項１５に記載の患者支持面。
【請求項１７】
前記送信機アンテナおよび前記受信機アンテナは、インピーダンス整合回路によって集積回路チップに接続されている、請求項１５に記載の患者支持面。
【請求項１８】
前記集積回路チップは、前記ドライバー回路または前記プロセッサー回路またはその両方も含む、請求項１５に記載の患者支持面。
【請求項１９】
前記プロセッサー回路は、ＴＯＦを使用して、一定の時間にわたって受信された複数の反射信号の生のレーダーデータを平均することに基づいて距離を決定するか、複数のＴＯＦ決定結果に基づいて距離を決定する、請求項１に記載の患者支持面。
【請求項２０】
前記プロセッサー回路は、パルス対処理を使用して、連続した反射信号の位相を比較し、前の反射信号からの位相シフトのない反射信号を無視する、請求項１に記載の患者支持面。
【請求項２１】
前記プロセッサー回路は、バックグラウンド減算を使用して、前記患者支持面の上に患者が存在しないときに受信したデータを、前記患者が存在するときに受信した前記反射信号から差し引く、請求項１に記載の患者支持面。
【請求項２２】
前記少なくとも１つのレーダーアンテナは、レーダーアンテナのアレイを含む、請求項１に記載の患者支持面。
【請求項２３】
前記レーダーアンテナのアレイは、アンテナの位相格子アレイを含む、請求項２２に記載の患者支持面。
【請求項２４】
前記プロセッサー回路は、ドップラーフィルターを実装して、所望の周波数範囲内の反射信号を通すとともに、他の反射信号を弾く、請求項１に記載の患者支持面。
【請求項２５】
前記ドップラーフィルターは、
下の周波数閾値と上の周波数閾値との間の反射信号を通すための帯域通過フィルターと、
周波数が第１のあらかじめ定められた閾値未満の反射信号を通すための低域通過フィルターと、
周波数が第２のあらかじめ定められた閾値よりも高い反射信号を通すための高域通過フィルターと、
のうちの少なくとも１つとして構成されている、請求項２４に記載の患者支持面。
【請求項２６】
前記コアは、１つまたは複数の空気袋を含み、前記１つまたは複数の空気袋の膨張が前記ＴＯＦに応答して変更される、請求項１に記載の患者支持面。
【請求項２７】
前記１つまたは複数の空気袋の前記膨張は、収縮によって前記ＴＯＦを小さくするように変更されるか、膨張によって前記ＴＯＦを大きくするように変更される、請求項２６に記載の患者支持面。
【請求項２８】
前記プロセッサー回路は、連続したパルスの前記ＴＯＦに基づいて、前記患者の心拍数（ＨＲ）および呼吸数（ＲＲ）を決定するように構成されている、請求項１に記載の患者支持面。
【請求項２９】
前記プロセッサー回路は、ドップラーシフト情報または心弾道撮影を使用して、前記ＨＲおよび前記ＲＲを決定する、請求項２８に記載の患者支持面。
【請求項３０】
前記プロセッサー回路は、前記患者の鼓動による胸の動きを検出して、前記ＨＲを決定する、請求項２８に記載の患者支持面。
【請求項３１】
前記プロセッサー回路は、前記患者の横隔膜の動きを検出して、前記ＲＲを決定する、請求項２８に記載の患者支持面。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき、２０１７年７月１２日に出願された米国特許仮出願第６２／５３１，４４０号および２０１８年３月２０日に出願された米国特許仮出願第６２／６４５，４９５号の優先権の利益を主張するものであり、その各々の全体を本明細書に援用する。
【背景技術】
【０００２】
本開示は、患者用ベッドの上で使用されるマットレスなどの患者支持面ならびに、椅子、ストレッチャー、手術台、検査用テーブル、他のタイプの患者支持システムの上で使用されるパッドに関する。特に、本開示は、沈み込みセンサーを有する患者支持面に関する。
【０００３】
患者支持面への患者の沈み込み量を決定するためのセンサーを有する、エアーマットレスなどの患者支持面ならびに他のタイプの患者支持パッドが知られている。たとえば、米国特許第５，５６０，３７４号、同第６，００９，５８０号、同第６，０３４，５２６号、同第６，０７９，０６８号、同第６，２４４，２７２号、同第６，５６０，８０４号、この点に関して同第９，４６８，３０７号を参照のこと。一般に、患者がマットレスまたはパッドに沈み込めば沈み込むほど、患者と支持面との間の接触面積が大きくなり、それによって患者と支持面との間の界面圧が低下する。このような先行技術の沈み込みセンサーでは、上側と下側の導電性シートまたはコイル間の距離を測定するためのインダクタンスおよび／またはキャパシタンスの原理に頼っていることが多い。マットレスの上面に導電性の構成要素を備えるか、あるいは導電性の層を有するマットレスの上層の内側にライナーを設けると、導電性材料の領域におけるマットレスの界面圧性能が低下しがちである。先行技術におけるいくつかの実施形態では、マットレスの上側の空気層の下にあるマットレスのサブレイヤーに導電性の構成要素を設けた上で、サブレイヤーの圧縮量に基づいて患者の沈み込みの深さが仮定されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の多くの装置では、患者の臀部の下にあたるマットレスのシート領域にのみ沈み込みセンサーが配置され、下にある空気層および／または場合によってはフォーム層だけで患者の沈み込みを測定してマットレスの膨張を最適化するために用いられている。ベッドフレームのヘッドセクションが持ち上げられると、底づきが生じる危険性が大きくなる。これはたとえば、患者の体重が臀部でマットレスのシート領域により多く下向きに当たるようになるためである。このような従来技術の装置では、頭部、肩甲骨、踵など患者の身体の他の部分における沈み込みの深さは検出されない。先行技術の沈み込み検出装置にはマットレスの空気袋内に構成要素を持つものもあるが、マットレスの製造工程が複雑になり、コストもかさむ。このため、患者支持面における患者の沈み込みを検出するためのセンサーの使用を改善することには需要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
単独または任意の組み合わせで特許性のある主題を構成する、添付の特許請求の範囲に記載の１つまたは複数の特徴および／または以下の特徴を、装置、システムまたは方法に含むことができる。
【０００６】
本開示によれば、電波探知測距（レーダー）装置を、約２センチメートル以下の範囲で物体を検出するように構成することができ、動作させることができるが、約２ｃｍから約１００ｃｍの範囲での検出も考えられている。このレーダー装置には、少なくとも１つのレーダーアンテナと、少なくとも１つのレーダーアンテナに接続することができるトランシーバー回路と、を含むことができる。トランシーバー回路は、少なくとも１つのレーダーアンテナと協働して、約２センチメートルの範囲で物体の検出を支援するプロファイルを持つことができるパルスを放射した後、これを受信することができる。また、レーダー装置は、パルスの送信と、少なくとも１つのレーダーアンテナによる、物体で反射して戻ってくることができる反射信号の受信との間の飛行時間（ＴＯＦ）を決定するように構成されてもよいプロセッサー回路を有してもよい。
【０００７】
いくつかの実施形態では、物体は主に水からなるものであってもよい。たとえば、物体は人間であってもよい。上記に代えてまたは上記に加えて、物体には、マットレスの反射性の部分を含むことができる。反射性の部分は、反射性の層であってもよいし、箔片、金属糸など、小さな反射性の物体であってもよい。
【０００８】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つのレーダーアンテナに、少なくとも１つの平面アンテナを含むことができる。たとえば、少なくとも１つの平面アンテナは、円偏波送信とするためのスパイラルアンテナを少なくとも１つ含んでもよい。上記に代えてまたは上記に加えて、少なくとも１つの平面アンテナは、少なくとも１つのアルキメデルスパイラル広帯域アンテナを含んでもよい。さらに、上記に代えてまたは上記に加えて、少なくとも１つの平面アンテナは、少なくとも１つの対数周期スパイラル広帯域アンテナを含んでもよい。少なくとも１つの平面アンテナは、少なくとも１つのパッチ照射素子を含んでもよい。少なくとも１つの平面アンテナは、少なくとも１つの照射素子を含んでもよい。
【０００９】
レーダー装置に、少なくとも１つのアンテナをチューニングして、パルスおよび反射信号が伝播することができる環境のインピーダンスを整合させるように構成されていてもよいインピーダンス整合回路をさらに含むことができる。この環境には、たとえば、マットレスの少なくとも一部を含んでもよい。マットレスの一部に、少なくとも１つの空気袋を含んでもよいし、複数の空気袋を含んでもよく、少なくとも１つのフォーム層を含んでもよいし、少なくとも１つの微気候管理（ＭＣＭ）層またはこれらの空気袋と層との組み合わせを含んでもよい。上記に代えてまたは上記に加えて、環境には、患者支持システムのフレームの一部を含んでもよい。患者支持システムに、ベッド、椅子、車椅子、ストレッチャー、手術台、検査用テーブル、患者用リフトまたはイメージング装置を含んでもよい。いくつかの実施形態では、環境には、患者支持システムのフレームの一部と、フレームに支持されたマットレスの一部とを含んでもよい。
【００１０】
任意に、レーダー装置には、インピーダンス整合回路と少なくとも１つのレーダーアンテナとに接続することができるインピーダンス整合遅延線をさらに含むことができる。インピーダンス整合遅延線は、送信信号が生成された後に反射信号がインピーダンス整合回路に戻るのにかかる時間を長くすることで、放射されたパルスと反射信号との間の干渉を防止することができる。インピーダンス整合遅延線は、たとえば、無線周波数（ＲＦ）ケーブル、同軸ケーブル、ＲＦ伝送ライン、プリント回路基板のＲＦトレース、プリント回路基板のマイクロストリップおよび導波路のうちの１つまたは複数を含んでもよい。
【００１１】
レーダー装置には、少なくとも１つのレーダーアンテナに対する少なくとも１本のアンテナ給電線をさらに含むことができ、少なくとも１本のアンテナ給電線は、バランを含んでもよい。バランは、たとえば無限バランであっても先細のバランであってもよい。
【００１２】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つのアンテナに、パルスを放射する送信機アンテナと、反射信号を受信する受信機アンテナと、を含むことができる。任意に、送信機アンテナおよび受信機アンテナを、トランシーバー回路およびプロセッサー回路を含む集積回路チップに接続することができる。いくつかの実施形態では、プロセッサー回路は、一定の時間にわたって受信された複数の反射信号の生のレーダーデータを平均することに基づいて、少なくとも１つのアンテナと物体との間の距離を決定することができる。上記に代えてまたは上記に加えて、プロセッサー回路は、複数のＴＯＦ決定結果に基づいて、少なくとも１つのアンテナと物体との間の距離を決定することができる。たとえば、距離ｄを、式ＴＯＦ＝２×ｄ／ｃ（ここで、ｃは光速である）に基づくものとすることができる。よって、ｄ＝ＴＯＦ×ｃ／２である。いくつかの実施形態では、距離に正比例する測定を行うことができる。たとえば、送信機アンテナおよび受信アンテナが角度をなして物体のほうを向いているのであれば、送信機アンテナと受信アンテナとの間の空間によって生じるスラントレンジを補償するために、正比例距離をｄ×ｃｏｓ（角度）またはｄ×ｓｉｎ（角度）として、スラントレンジを垂直距離に変換してもよい。
【００１３】
いくつかの実施形態では、プロセッサー回路は、パルス対処理を使用して、連続した反射信号の位相を比較し、前の反射信号からの位相シフトのない反射信号を無視することができる。上記に代えてまたは上記に加えて、プロセッサー回路は、バックグラウンド減算を使用して、物体が存在しないときに受信したデータを、物体が存在するときに受信した反射信号から差し引くことができる。任意に、少なくとも１つのレーダーアンテナは、レーダーアンテナのアレイを含んでもよい。たとえば、レーダーアンテナのアレイは、レーダーアンテナの位相格子アレイを含んでもよい。
【００１４】
いくつかの実施形態では、プロセッサー回路は、ドップラーフィルターを実装して、所望の周波数範囲内の反射信号を通すとともに、他の反射信号を弾くことができる。このドップラーフィルターを、下の周波数閾値と上の周波数閾値との間の反射信号を通すための帯域通過フィルターとして構成してもよい。あるいは、ドップラーフィルターを、周波数があらかじめ定められた閾値未満の反射信号を通すための低域通過フィルターとして構成してもよい。さらに、これとは別に、ドップラーフィルターを、周波数があらかじめ定められた閾値よりも高い反射信号を通すための高域通過フィルターとして構成してもよい。
【００１５】
本開示の別の態様によれば、床ずれを低減し、臨床ワークフローを改善する方法を提供することができる。この方法は、患者支持システムの上にいる患者の沈み込みの深さを患者と患者支持システムとの間の界面圧を最適にすることができる許容範囲内に維持するために、電波探知測距（レーダー）システムによって、患者から患者支持システムの底までの飛行時間（ＴＯＦ）または距離を決定することを含んでもよい。許容範囲は、ＴＯＦの上限と下限の閾値に基づくものであってもよいし、距離の上限と下限の閾値に基づくものであっても、その両方に基づくものであってもよい。
【００１６】
いくつかの実施形態では、この方法は、ＴＯＦまたは距離をリモートサーバーに提供することをさらに含んでもよい。必要があれば、この方法は、患者支持システムをＴＯＦまたは距離の関数として調節することをさらに含んでもよい。たとえば、患者支持システムを調節することは、患者支持システムのベッドフレームのヘッドセクションを下げることを含んでもよい。上記に代えてまたは上記に加えて、患者支持システムを調節することは、患者支持システムのマットレスの空気袋を膨張または収縮させることを含んでもよい。この方法は、ＴＯＦまたは距離が閾値未満である場合に、臨床医に通知をすることを含んでもよい。
【００１７】
いくつかの実施形態では、この方法は、レーダーシステムを用いて患者の動きを決定することを含んでもよい。この方法は、患者の動き情報を臨床医に提供することをさらに含んでもよい。この方法は、患者を支えている様々な空気袋の膨張圧を変更することによって、患者を動かすことを含んでもよい。任意に、この方法は、患者の動き情報をリモートサーバーに提供することを含んでもよい。
【００１８】
本開示のさらに別の態様によれば、患者支持システムに、患者を支えるための患者支持構造と、患者支持構造に接続することができる制御回路と、患者支持構造に接続することができる少なくとも１つの電波探知測距（レーダー）装置と、を含むことができる。制御回路は、少なくとも１つのレーダー装置に電力を供給することができ、少なくとも１つのレーダー装置からデータを受信することができる。制御回路は、少なくとも１つのレーダー装置から受信することができるデータに応答して、少なくとも１つの機能を実行することができる。
【００１９】
いくつかの実施形態では、患者支持構造に、１つまたは複数の空気袋を含むことができ、少なくとも１つの機能に、１つまたは複数の空気袋の膨張を変更することを含んでもよい。少なくとも１つのレーダー装置に、少なくとも１つのレーダーアンテナを含んでもよく、１つまたは複数の空気袋の膨張を変更することには、１つまたは複数の空気袋を収縮させて患者と少なくとも１つのレーダーアンテナとの間の距離を短くすることを含んでもよい。上記に代えてまたは上記に加えて、少なくとも１つのレーダー装置に、少なくとも１つのレーダーアンテナを含んでもよく、１つまたは複数の空気袋の膨張を変更することには、１つまたは複数の空気袋を膨張させて患者と少なくとも１つのレーダーアンテナとの間の距離を長くすることを含んでもよい。
【００２０】
患者支持システムに、患者支持構造から離れていてもよいサーバーと、制御回路と、少なくとも１つのレーダー装置と、を含むことができ、少なくとも１つの機能に、データをサーバーに送信することを含んでもよい。いくつかの実施形態では、サーバーは、制御回路によって少なくとも１つのレーダーシステムから受信され、制御回路によって患者支持構造の１つまたは複数の構成要素の位置に関する位置データと一緒に送信されたデータと、患者の人口統計に関連する人口統計データと、床ずれの臨床結果に関連する床ずれデータと、をひとまとめにすることができる。患者の人口統計には、機動性が限られるなどの患者の状態、患者の病歴、患者の身長、患者の体重および患者の年齢のうちの１つまたは複数を含んでもよい。
【００２１】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つのレーダー装置を、患者の心拍数（ＨＲ）および呼吸数（ＲＲ）を決定するように構成することができる。たとえば、少なくとも１つのレーダー装置は、ドップラーシフト情報を使用して、ＨＲおよびＲＲを決定することができる。上記に代えてまたは上記に加えて、少なくとも１つのレーダー装置は、心弾道撮影を使用して、ＨＲおよびＲＲを決定することができる。任意に、少なくとも１つのレーダー装置は、患者の鼓動による胸の動きを検出して、ＨＲを決定することができる。任意に、少なくとも１つのレーダー装置は、患者の横隔膜の動きを検出して、ＲＲを決定する。
【００２２】
いくつかの実施形態では、制御回路を、少なくとも１つのレーダー装置から受信したデータに基づいて、患者の心拍数（ＨＲ）および呼吸数（ＲＲ）を決定するように構成してもよい。たとえば、制御回路は、少なくとも１つのレーダー装置からのデータを使用してドップラーシフト情報を決定し、ＨＲおよびＲＲを決定することができる。上記に代えてまたは上記に加えて、制御回路は、少なくとも１つのレーダー装置からのデータを使用して心弾道撮影を実施し、ＨＲおよびＲＲを決定することができる。任意に、制御回路は、少なくとも１つのレーダー装置からのデータを使用して、患者の鼓動による胸の動きを検出し、ＨＲを決定することができる。任意に、制御回路は、少なくとも１つのレーダー装置からのデータを使用して、患者の横隔膜の動きを検出し、ＲＲを決定することができる。
【００２３】
本開示のさらに別の態様によれば、患者支持システムには、表側面と裏側面とを有していてもよいマットレスを含むことができる。このマットレスを、表側面の上に患者を支持するように構成してもよい。また、患者支持システムは、マットレスの少なくとも１箇所での不適切な沈み込みが原因で褥瘡を生じる危険性を示す情報を測定するように動作可能であってもよい電波探知測距（レーダー）装置を有していてもよい。
【００２４】
いくつかの実施形態では、レーダー装置に、レーダーアンテナのアレイを含むことができる。レーダーアンテナのアレイは、たとえば位相格子アレイを含んでもよい。レーダーアンテナのアレイは、静止位置、静止位相、多重アレイを含んでもよい。必要があれば、レーダーアンテナのアレイの少なくとも１つまたは複数のアンテナを、マットレスに対して機械的に移動してもよい。
【００２５】
いくつかの実施形態では、患者支持システムに、マットレスを支持するためのフレームと、マットレスの裏側面の下にあるフレームに対して移動可能であってもよいアンテナホルダーと、をさらに含むことができる。１つまたは複数のアンテナが、アンテナホルダーに保持されていてもよい。アンテナホルダーは、板を含んでもよい。患者支持システムは、フレームに連結されてもよく、なおかつフレームに対して移動できるように板を支持するように構成されてもよいガイドを含んでもよい。患者支持システムには、板をガイドおよびフレームに対して移動するように動作することができるアクチュエーターをさらに含むことができる。アクチュエーターは、親ねじ、モーター、歯車減速機、リンク機構、プーリー、スプロケット、ケーブル、ベルトおよびチェーンのうちの１つまたは複数を含んでもよい。
【００２６】
いくつかの実施形態では、フレームの一部を、移動できるように板を支持するためのガイドとして機能させることができる。患者支持システムには、ガイドとして機能するフレームの一部に対して板を移動させるように動作することができるアクチュエーターを含むことができる。アクチュエーターは、親ねじ、モーター、歯車減速機、リンク機構、プーリー、スプロケット、ケーブル、ベルトおよびチェーンのうちの１つまたは複数を含んでもよい。
【００２７】
アンテナホルダーに保持される１つまたは複数のアンテナが、マットレスによって支持された患者の仙骨の領域の下に位置してもよく、そこで移動可能であってもよい３つのアンテナを含むことは、本開示の範囲内である。上記に代えてまたは上記に加えて、アンテナホルダーに保持される１つまたは複数のアンテナは、マットレスによって支持された患者の背中の領域の下に位置してもよく、そこで移動可能であってもよい２つのアンテナを含んでもよい。上記に代えてまたは上記に加えて、アンテナホルダーに保持される１つまたは複数のアンテナは、マットレスによって支持された患者の踵の領域の下に位置してもよく、そこで移動可能であってもよい２つのアンテナを含んでもよい。
【００２８】
本開示のさらに他の態様によれば、患者を支持するための患者支持面に、少なくとも１つの患者支持要素を含んでもよいコアと、コアを囲むことができるティッキングと、を含むことができる。ティッキングは、コアの上にある上層とコアの下にある下層とを有していてもよい。また、患者支持面は、ティッキングの下層とコアとの間などのコアの下またはティッキングの下層とコアの両方の下に配置されていてもよい少なくとも１つの電波探知測距（レーダー）アンテナを有していてもよい。少なくとも１つのレーダーアンテナは、コアを通って伝播するとともに患者またはティッキングの上層の内面で反射信号として反射して少なくとも１つのレーダーアンテナまで戻ることができるパルスを放射することができる。また、患者支持面は、パルスおよび反射信号の飛行時間（ＴＯＦ）を決定して、患者支持面への不適切な沈み込みが原因で患者支持面の上に支持された患者に褥瘡を生じる危険性があるか否かを決定することができるプロセッサー回路を含んでもよい。
【００２９】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つのレーダーアンテナに、少なくとも１つの平面アンテナを含むことができる。たとえば、少なくとも１つの平面アンテナは、円偏波送信とするためのスパイラルアンテナを少なくとも１つ含んでもよい。上記に代えてまたは上記に加えて、少なくとも１つの平面アンテナは、アルキメデルスパイラル広帯域アンテナを含んでもよい。上記に代えてまたは上記に加えて、少なくとも１つの平面アンテナは、対数周期スパイラル広帯域アンテナを含んでもよい。
【００３０】
いくつかの実施形態では、患者支持面に、少なくとも１つのアンテナをチューニングして、コアのインピーダンスを整合させるように構成されていてもよいインピーダンス整合回路をさらに含むことができる。患者支持面には、少なくとも１つのレーダーアンテナに対する少なくとも１本のアンテナ給電線を含むことができる。少なくとも１本のアンテナ給電線は、バランを含んでもよい。バランは、たとえば無限バランであってもよいし、先細のバランであってもよい。患者支持面には、少なくとも１つの無線周波数（ＲＦ）ドライバー回路を含んでもよく、バランを、少なくとも１つのＲＦドライバー回路から少なくとも１つのレーダーアンテナにインピーダンス整合をするように構成してもよい。ＰＩフィルターなどの他のインピーダンス整合回路を使用してもよい。このような整合フィルターを、離散的な構成要素または伝送ライン要素を用いて実現してもよい。
【００３１】
いくつかの実施形態では、患者支持面に、少なくとも１つのレーダーアンテナに接続することができるドライバー回路を含むことができる。任意に、ドライバー回路は、少なくとも１つのレーダーアンテナと協働して、周期が約０．５５ナノ秒（ｎｓ）から約０．２ｎｓの範囲であってもよいパルスを放射することができる。これは、超広帯域（ＵＷＢ）パルスで典型的なパルス長である。このような短いパルスを用いることで、検出対象の少なくとも１つのレーダーアンテナから２センチメートル以内の物体を検出することができるようになる。
【００３２】
いくつかの実施形態では、患者支持面に、少なくとも１つのレーダーアンテナをチューニングして、パルスおよび反射信号が伝播する環境のインピーダンスを整合させるように構成されていてもよいインピーダンス整合回路を含むことができる。この環境には、たとえば、少なくとも、コアの少なくとも１つの患者支持要素の一部とティッキングの一部とを含んでもよい。少なくとも１つの患者支持要素に、空気袋を含んでもよいし、複数の空気袋を含んでもよい。上記に代えてまたは上記に加えて、少なくとも１つの患者支持要素に、少なくとも１つのフォーム層を含んでもよい。環境には、患者支持面の少なくとも一部を支持するパネルの一部または患者支持面を支持する患者支持システムのフレームの一部を含んでもよい。たとえば、患者支持システムは、ベッド、椅子、車椅子、ストレッチャー、手術台、検査用テーブル、患者用リフトまたはイメージング装置を含んでもよい。必要があれば、ティッキングの上層の内面に、レーダー反射コーティングをほどこしてもよい。
【００３３】
任意に、患者支持面に、インピーダンス整合回路と少なくとも１つのレーダーアンテナとに接続することができるインピーダンス整合遅延線をさらに含むことができる。インピーダンス整合遅延線は、反射信号がインピーダンス整合回路に到達するのにかかる時間を長くすることで、放射されたパルスと反射信号との間の干渉を防止してもよい。インピーダンス整合遅延線は、たとえば、無線周波数（ＲＦ）ケーブル、同軸ケーブル、ＲＦ伝送ライン、プリント回路基板のＲＦトレース、プリント回路基板のマイクロストリップおよび導波路のうちの１つまたは複数を含んでもよい。
【００３４】
本開示では、少なくとも１つのアンテナが、パルスを放射することができる送信機アンテナと、反射信号を受信することができる受信機アンテナとを含んでもよいことが考えられている。いくつかの実施形態では、送信機アンテナおよび受信機アンテナを、ドライバー回路およびプロセッサー回路を含んでもよい集積回路に接続することができる。任意に、送信機アンテナおよび受信機アンテナを、インピーダンス整合回路によって集積回路チップに接続してもよい。このような集積回路チップは、ドライバー回路を含んでもよいし、プロセッサー回路を含んでもよいし、その両方を含んでもよい。
【００３５】
いくつかの実施形態では、プロセッサー回路は、ＴＯＦを使用して、一定の時間にわたって受信された複数の反射信号の生のレーダーデータを平均することに基づいて距離を決定することができる。上記に代えてまたは上記に加えて、プロセッサー回路は、複数のＴＯＦ決定結果に基づいて、距離を決定することができる。いくつかの実施形態では、プロセッサー回路は、パルス対処理を使用して、連続した反射信号の位相を比較し、前の反射信号からの位相シフトのない反射信号を無視することができる。上記に代えてまたは上記に加えて、プロセッサー回路は、バックグラウンド減算を使用して、患者支持面の上に患者が存在しないときに受信したデータを、患者が存在するときに受信した反射信号から差し引くことができる。
【００３６】
患者支持面のいくつかの実施形態では、少なくとも１つのレーダーアンテナに、レーダーアンテナのアレイを含むことができる。レーダーアンテナのアレイは、たとえば、アンテナの位相格子アレイを含んでもよい。必要があれば、プロセッサー回路は、ドップラーフィルターを実装して、所望の周波数範囲内の反射信号を通すとともに、他の反射信号を弾くことができる。このドップラーフィルターを、下の周波数閾値と上の周波数閾値との間の反射信号を通すための帯域通過フィルターとして構成してもよい。あるいは、ドップラーフィルターを、周波数があらかじめ定められた閾値未満の反射信号を通すための低域通過フィルターとして構成してもよい。さらに、これとは別に、ドップラーフィルターを、周波数があらかじめ定められた閾値よりも高い反射信号を通すための高域通過フィルターとして構成してもよい。
【００３７】
いくつかの実施形態では、コアに１つまたは複数の空気袋を含んでもよく、１つまたは複数の空気袋の膨張が、ＴＯＦに応答して変更される。たとえば、１つまたは複数の空気袋を、収縮によって、ＴＯＦを小さくするように変更してもよい。１つまたは複数の空気袋を、膨張によって、ＴＯＦを大きくするように変更してもよい。このように、ある範囲内にＴＯＦを制御して、患者が底づきするのを防ぐが、患者が界面圧を低減するのに十分なだけ患者支持面に沈み込むことができるようにすることができる。
【００３８】
いくつかの実施形態では、患者支持面のプロセッサー回路を、連続したパルスのＴＯＦに基づいて、患者の心拍数（ＨＲ）および呼吸数（ＲＲ）を決定するように構成することができる。プロセッサー回路は、ドップラーシフト情報を使用して、ＨＲおよびＲＲを決定することができる。上記に代えてまたは上記に加えて、プロセッサー回路は、心弾道撮影を使用して、ＨＲおよびＲＲを決定することができる。必要があれば、プロセッサー回路は、患者の鼓動による胸の動きを検出して、ＨＲを決定することができる。上記に代えてまたは上記に加えて、プロセッサー回路は、患者の横隔膜の動きを検出して、ＲＲを決定することができる。
【００３９】
本開示のさらに別の態様によれば、患者を支持するための患者支持システムに、コアと、コアを囲むことができるティッキングと、を含んでもよいマットレスを含むことができる。ティッキングは、コアの上にある上層とコアの下にある下層とを有していてもよい。患者支持システムは、マットレスを支持することができるマットレス支持デッキを含んでもよいフレームを有していてもよい。少なくとも１つの電波探知測距（レーダー）アンテナを、ティッキングの下層の下でフレームに接続することができる。少なくとも１つのレーダーアンテナは、マットレスを通って伝播することができるとともに患者またはティッキングの上層の内面またはティッキングの上層の内面の一部（たとえば、反射性の糸またはパッチなど）で反射信号として反射して少なくとも１つのレーダーアンテナまで戻ることができるパルスを放射することができる。患者支持システムは、パルスおよび反射信号の飛行時間（ＴＯＦ）を決定して、患者支持面に支持された患者に底づきの危険性があるか否かを決定することができるプロセッサー回路を有していてもよい。
【００４０】
いくつかの実施形態では、マットレス支持デッキに、複数のデッキセクションを含んでもよく、少なくとも１つのレーダーアンテナを、複数のデッキセクションのうち第１のデッキセクションの上面に接続することができる。上記に代えてまたは上記に加えて、マットレス支持デッキには、複数のデッキセクションを含んでもよく、少なくとも１つのレーダーアンテナを、複数のデッキセクションのうち第１のデッキセクションの裏側面に接続してもよい。このように、パルスは、第１のデッキセクションとマットレスとを通って伝播することができる。
【００４１】
いくつかの実施形態では、患者支持システムの少なくとも１つのレーダーアンテナに、少なくとも１つの平面アンテナを含むことができる。少なくとも１つの平面アンテナは、たとえば、円偏波送信とするためのスパイラルアンテナを少なくとも１つ含んでもよい。少なくとも１つの平面アンテナは、アルキメデルスパイラル広帯域アンテナを含んでもよい。上記に代えてまたは上記に加えて、少なくとも１つの平面アンテナは、対数周期スパイラル広帯域アンテナを含んでもよい。
【００４２】
患者支持システムに、少なくとも１つのレーダーアンテナをチューニングして、パルスおよび反射信号が伝播するマットレスの一部のインピーダンスを整合するように構成されていてもよいインピーダンス整合回路を含むことは、本開示の範囲内である。また、患者支持システムに、少なくとも１つのレーダーアンテナをチューニングして、パルスおよび反射信号が伝播するマットレスおよびフレームの一部のインピーダンスを整合するように構成されたインピーダンス整合回路を含むことも、本開示の範囲内である。
【００４３】
いくつかの実施形態では、患者支持システムに、少なくとも１つのレーダーアンテナに対する少なくとも１本のアンテナ給電線を含むことができ、少なくとも１本のアンテナ給電線は、バランを含んでもよい。バランは、たとえば無限バランを含んでもよいし、先細のバランを含んでもよい。患者支持システムには、少なくとも１つの無線周波数（ＲＦ）ドライバー回路を含んでもよく、バランを、少なくとも１つのＲＦドライバー回路から少なくとも１つのレーダーアンテナにインピーダンス整合をするように構成してもよい。
【００４４】
任意に、患者支持システムに、インピーダンス整合回路と少なくとも１つのレーダーアンテナとに接続することができるインピーダンス整合遅延線をさらに含むことができる。インピーダンス整合遅延線は、反射信号がインピーダンス整合回路に到達するのにかかる時間を長くすることで、放射されたパルスと反射信号との間の干渉を防止することができる。インピーダンス整合遅延線は、たとえば、無線周波数（ＲＦ）ケーブル、同軸ケーブル、ＲＦ伝送ライン、プリント回路基板のＲＦトレース、プリント回路基板のマイクロストリップおよび導波路のうちの１つまたは複数を含んでもよい。
【００４５】
患者支持システムのいくつかの実施形態では、ティッキングの上層の内面に、レーダー反射コーティングをほどこしてもよい。必要があれば、コアには、空気袋を含んでもよい。上記に代えてまたは上記に加えて、コアは、少なくとも第１の空気袋が第２の空気袋の上に位置する複数の空気袋を含んでもよい。上記に代えてまたは上記に加えて、コアは、少なくとも１つのフォーム層を含んでもよい。
【００４６】
本開示では、少なくとも１つのアンテナが、パルスを放射することができる送信機アンテナと、反射信号を受信することができる受信機アンテナと、を含んでもよいことが考えられている。この送信機アンテナおよび受信機アンテナを、ドライバー回路およびプロセッサー回路を含んでもよい集積回路に接続することができる。プロセッサー回路は、一定の時間にわたって受信された複数の反射信号の生のレーダーデータを平均することに基づいて、少なくとも１つのアンテナと患者との間の距離を決定することができる。上記に代えてまたは上記に加えて、プロセッサー回路は、複数のＴＯＦ決定結果に基づいて、少なくとも１つのアンテナと患者との間の距離を決定することができる。
【００４７】
患者支持システムのプロセッサー回路は、パルス対処理を使用して、連続した反射信号の位相を比較し、前の反射信号からの位相シフトのない反射信号を無視することができる。上記に代えてまたは上記に加えて、プロセッサー回路は、バックグラウンド減算を使用して、マットレスの上に患者が存在しないときに受信したデータを、マットレスの上に患者が存在するときに受信した反射信号から差し引くことができる。少なくとも１つのレーダーアンテナは、レーダーアンテナのアレイを含んでもよい。レーダーアンテナのアレイは、アンテナの位相格子アレイを含んでもよい。
【００４８】
いくつかの実施形態では、プロセッサーは、ドップラーフィルターを実装して、所望の周波数範囲内の反射信号を通すとともに、他の反射信号を弾くことができる。このドップラーフィルターを、下の周波数閾値と上の周波数閾値との間の反射信号を通すための帯域通過フィルターとして構成してもよい。ドップラーフィルターを、周波数があらかじめ定められた閾値未満の反射信号を通すための低域通過フィルターとして構成してもよい。ドップラーフィルターを、周波数があらかじめ定められた閾値よりも高い反射信号を通すための高域通過フィルターとして構成してもよい。
【００４９】
患者支持システムのいくつかの実施形態では、コアに、１つまたは複数の空気袋を含んでもよく、１つまたは複数の空気袋の膨張を、ＴＯＦに応答して変更してもよい。たとえば、１つまたは複数の空気袋を、収縮によって、患者がさらにマットレスに沈み込むことができるように変更してもよい。１つまたは複数の空気袋を、膨張によって、患者が底づきする危険性を減らすように変更してもよい。
【００５０】
患者支持システムのいくつかの実施形態では、プロセッサー回路を、連続したパルスのＴＯＦに基づいて、患者の心拍数（ＨＲ）および呼吸数（ＲＲ）を決定するように構成してもよい。プロセッサー回路は、たとえばドップラーシフト情報を使用して、ＨＲおよびＲＲを決定することができる。上記に代えてまたは上記に加えて、プロセッサー回路は、心弾道撮影を使用して、ＨＲおよびＲＲを決定することができる。プロセッサー回路は、患者の鼓動による胸の動きを検出して、ＨＲを決定することができる。プロセッサー回路は、患者の横隔膜の動きを検出して、ＲＲを決定することができる。
【００５１】
本開示の別の態様によれば、患者支持面に、層と底層との間に内部領域が画定されていてもよいティッキングを含むことができる。少なくとも１つのフォーム材料層が、内部領域を満たしてもよい。電波探知測距（レーダー）装置が、マットレスの上にいる患者の底づきまでの距離を測定するように動作可能なものであってもよい。レーダー装置は、少なくとも１つのレーダーアンテナを含んでもよい。距離に基づいて、あるいは距離と患者の体重とに基づいて、少なくとも１つのフォーム材料層の性能が劣化しているか否かを決定するためのプロセッサー回路を提供してもよい。
【００５２】
いくつかの実施形態では、プロセッサー回路は、劣化によって患者支持面の耐用寿命に至っていることが示されたら、警告をするものであってもよい。
【００５３】
本開示のさらに別の態様によれば、患者支持面に、上層と底層との間に内部領域が画定されていてもよいティッキングを含むことができる。少なくとも１つのフォーム材料層が、内部領域を満たしてもよい。電波探知測距（レーダー）装置が、フォーム材料を通って伝播することができるとともに患者またはティッキングの上層の内面で反射信号として反射して少なくとも１つのレーダーアンテナまで戻ることができるパルスを放射することができる少なくとも１つのレーダーアンテナを有していてもよい。パルスおよび反射信号の飛行時間（ＴＯＦ）を決定するプロセッサー回路を提供してもよい。また、プロセッサー回路は、ＴＯＦおよび患者の体重に基づいて、フォーム材料の劣化量を決定することができる。
【００５４】
いくつかの実施形態では、プロセッサー回路は、劣化量が閾値を超えて患者支持面の耐用寿命に至っていることが示されたら、警告をするものであってもよい。
【００５５】
本開示のさらに別の態様によれば、患者支持システムに、表側面と裏側面とを有してもよいマットレスを含むことができる。このマットレスを、表側面の上に患者を支持するように構成してもよい。電波探知測距（レーダー）装置が、マットレスを通って伝播することができるとともに患者または表側面を画定する材料の内面で反射信号として反射して少なくとも１つのレーダーアンテナまで戻ることができるパルスを放射することができる、少なくとも１つのレーダーアンテナを有してもよい。プロセッサー回路は、パルスおよび反射信号の飛行時間（ＴＯＦ）を決定することができる。患者支持システムは、マットレスを支持するためのフレームを有してもよい。アンテナホルダーがマットレスの裏側面の下でフレームに対して移動可能であってもよい。少なくとも１つのアンテナが、アンテナホルダーに保持されていてもよい。
【００５６】
いくつかの実施形態では、アンテナホルダーは、板を含んでもよい。患者支持システムは、フレームに連結されてもよく、なおかつフレームに対して移動できるように板を支持するように構成されてもよいガイドを含んでもよい。さらに、患者支持システムには、板をガイドおよびフレームに対して移動させるように動作してもよいアクチュエーターを含むことができる。アクチュエーターは、親ねじ、モーター、歯車減速機、リンク機構、プーリー、スプロケット、ケーブル、ベルトおよびチェーンのうちの１つまたは複数を含んでもよい。
【００５７】
いくつかの実施形態では、フレームの一部が、移動できるように板を支持するためのガイドとして機能してもよい。患者支持システムには、板をガイドとして機能するフレームの一部に対して移動させるように動作してもよいアクチュエーターを含むことができる。アクチュエーターは、親ねじ、モーター、歯車減速機、リンク機構、プーリー、スプロケット、ケーブル、ベルトおよびチェーンのうちの１つまたは複数を含んでもよい。
【００５８】
いくつかの実施形態では、アンテナホルダーに保持される少なくとも１つのアンテナに、マットレスによって支持された患者の仙骨の領域の下に位置してもよく、そこで移動可能であってもよい３つのアンテナを含むことができる。上記に代えてまたは上記に加えて、アンテナホルダーに保持される少なくとも１つのアンテナには、マットレスによって支持された患者の背中の領域の下に位置してもよく、そこで移動可能であってもよい２つのアンテナを含むことができる。上記に代えてまたは上記に加えて、アンテナホルダーに保持される少なくとも１つのアンテナには、マットレスによって支持された患者の踵の領域の下に位置してもよく、そこで移動可能であってもよい２つのアンテナを含むことができる。
【００５９】
本開示のさらに別の態様によれば、患者支持装置に、フレームと、フレームに支持されていてもよいマットレスと、フレームに接続されてもよくマットレスの外に位置してもよい沈み込みセンサーとを含むことができる。沈み込みセンサーは、マットレスの上面への患者の沈み込みを決定するように動作可能であってもよい。
【００６０】
いくつかの実施形態では、沈み込みセンサーがマットレスの下に配置されていてもよい。沈み込みセンサーは、電波探知測距（レーダー）アンテナを含んでもよく、マットレスの裏側面がレーダーアンテナの上面に当接してもよい。任意に、レーダーアンテナは筐体を含んでもよく、筐体の一部が上面となってもよい。フレームには、少なくとも１つの枢動可能なデッキセクションを含んでもよいマットレス支持デッキを含むことができ、レーダーアンテナを、枢動可能なデッキセクションの上に配置してもよい。
【００６１】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの枢動可能なデッキセクションを含んでもよいマットレス支持デッキをフレームに含むことができ、沈み込みセンサーには、枢動可能なデッキセクションの下に位置してもよい電波探知測距（レーダー）アンテナを含むことができる。たとえば、レーダーアンテナを、枢動可能なデッキセクションの裏側面に接続することができる。
【００６２】
いくつかの実施形態では、フレームに、枢動可能なデッキセクションの裏側面の下に位置してもよいアンテナホルダーを含むことができ、レーダーアンテナが、アンテナホルダーに保持されてもよい。必要であれば、アンテナホルダーは、板を含んでもよい。枢動可能なデッキセクションは、枢動可能なデッキセクションに対して移動できるように板を支持するように構成されていてもよいガイドを含んでもよい。患者支持装置には、板を移動させるように動作してもよいアクチュエーターをさらに含むことができる。アクチュエーターは、親ねじ、モーター、歯車減速機、リンク機構、プーリー、スプロケット、ケーブル、ベルトおよびチェーンのうちの１つまたは複数を含んでもよい。
【００６３】
本開示のいくつかの実施形態で考えられているように、沈み込みセンサーは、電波探知測距（レーダー）アンテナと、無線周波数（ＲＦ）ドライバーおよびレシーバー回路と、レーダーアンテナに接続することができるとともに、ＲＦドライバーおよびレシーバー回路に接続することができるインピーダンス整合回路と、ＲＦドライバーおよびレシーバー回路に接続することができるプロセッサー回路と、を含んでもよい。
【００６４】
任意に、患者支持装置に、インピーダンス整合回路と少なくとも１つのレーダーアンテナとに接続することができるインピーダンス整合遅延線をさらに含むことができる。インピーダンス整合遅延線は、反射信号がインピーダンス整合回路に到達するのにかかる時間を長くすることで、放射されたパルスと反射信号との間の干渉を防止することができる。インピーダンス整合遅延線は、たとえば、無線周波数（ＲＦ）ケーブル、同軸ケーブル、ＲＦ伝送ライン、プリント回路基板のＲＦトレース、プリント回路基板のマイクロストリップおよび導波路のうちの１つまたは複数を含んでもよい。
【００６５】
本開示のさらに別の態様によれば、患者支持システムにおける飛行時間を検出するためのシステムを提供することができる。このシステムは、患者支持部（ベッド、椅子、テーブル、ストレッチャーなど）と、患者支持部に一体化されていてもよいレーダーと、アンテナと、レーダーパルスの送信と受信との間の時間を決定するためのアルゴリズムと、を含んでもよい。
【００６６】
本開示のさらに別の態様によれば、マットレスと併用されるマットレス耐用寿命終了試験装置を提供することができる。このマットレス耐用寿命終了試験装置は、マットレスの下に配置されてもよい少なくとも１つのレーダーアンテナと、マットレスの上に配置されてもよい少なくとも１つの試験おもりと、少なくとも１つのレーダーアンテナに接続することができ、レーダーパルスの送信時と受信時との間の時間を決定するためのアルゴリズムを有してもよい回路を含んでもよい。この時間を、マットレスがその耐用寿命の終わりに至っているか否かを決定するのに用いることができる。
【００６７】
本開示のさらに他の態様によれば、患者支持装置に、患者支持フレームと、患者支持フレームに支持されていてもよい患者支持面と、患者支持フレームに保持されていてもよく、患者が患者支持面に沈み込む深さを決定するように動作可能であってもよく、かつドップラー分析を行って、患者の心拍数および呼吸数のうちの少なくとも１つを決定するように動作可能であってもよいレーダーシステムと、を含むことができる。
【００６８】
いくつかの実施形態では、レーダーシステムは、患者の心拍数と呼吸数の両方を決定するように動作可能であってもよい。レーダーシステムは、たとえば、電子ステアリング可能なレーダーセンサーを含んでもよい。電子ステアリング可能なレーダーセンサーは、ひいては、複数の送信アンテナと、複数の受信アンテナと、を含んでもよい。複数の送信アンテナおよび複数の受信アンテナは、患者支持面の上面の下で格子状に配置されていてもよい。複数の送信アンテナからの反射信号を組み合わせて、信号対雑音比を改善、利得を変更、ビームの方向を操作および／またはさらに大きな面積の走査を可能にしてもよい。
【００６９】
いくつかの実施形態では、複数の受信アンテナによって受信される信号を、レーダーシステムによって、体輪郭マッピングのために使用してもよい。体輪郭マッピングを使用して、患者に褥瘡が生じる危険性があるか否かを決定してもよい。上記に代えてまたは上記に加えて、体輪郭マッピングを、ブレーデンスコアの患者の機動性サブファクターを決定することを含む、患者のブレーデンスコアを決定することに関連して使用してもよい。たとえば、ドップラー処理を使用して、患者の微細な動きを決定することができる。さらに、上記に代えてまたは上記に加えて、体輪郭マッピングを、患者の機能低下を決定することに関連して使用してもよい。さらに、上記に代えてまたは上記に加えて、体輪郭マッピングを、患者の脚、腕、胴、骨盤および頭のうちの少なくとも１つの患者支持面上での位置を決定することに関連して使用してもよい。
【００７０】
任意に、体輪郭マッピングを使用して、患者が横向きに横たわっているか、うつぶせに横たわっているか、仰向けに横たわっているかを決定してもよい。患者支持面には、１つまたは複数の空気袋を含むことができ、１つまたは複数の空気袋のうちの少なくとも１つの空気袋の膨張を、患者が横向きに横たわっているか、うつぶせに横たわっているか、仰向けに横たわっているかに基づいて調節してもよい。上記に代えてまたは上記に加えて、体輪郭マッピングを使用して、患者が患者支持面のフットエンドに向かって滑ってしまったか否かを決定してもよい。患者支持面には、１つまたは複数の空気袋を含むことができ、１つまたは複数の空気袋のうちの少なくとも１つの空気袋の膨張を、患者が患者支持面のフットエンドに向かって滑ってしまったか否かまたは患者が患者支持装置上の適切な位置にいるか否かに基づいて調節してもよい。必要があれば、体輪郭マッピングを使用して、たとえば動きおよび／または呼吸を分析することで、患者の睡眠の質を決定してもよい。上記に代えてまたは上記に加えて、体輪郭マッピングを使用して、患者支持装置から患者が出ようとしていることを決定してもよい。
【００７１】
いくつかの実施形態では、レーダーシステムは、（ｉ）複数の送信アンテナからのパルスの送信と、複数の受信アンテナによる、患者で反射して戻ってくるまたは患者に隣接する患者支持面の表面で反射して戻ってくる反射信号の受信との間の飛行時間（ＴＯＦ）、（ｉｉ）アンテナビームの角度と形状、（ｉｉｉ）信号強度を使用して、複数の受信アンテナの受信アンテナごとに、患者までの距離または患者に隣接する患者支持面の表面までの距離を決定するように動作可能であってもよい。
【００７２】
本開示では、患者の心拍数および呼吸数のうちの少なくとも１つを決定するためのドップラー分析が、複数の送信アンテナによって送信することができる第１の信号と、複数の受信アンテナによって受信することができる第２の信号との位相の変化を決定することができるマイクロドップラー分析を含んでもよいことが考えられている。ドップラー分析を使用して、患者の心臓の早期心室収縮（ＰＶＣ）、患者の心臓の心拍数を基準にした不整脈、患者の心臓の致命的な不整脈、鬱血性心不全の発症および鬱血性心不全の進行のうちの１つまたは複数を決定してもよい。上記に代えてまたは上記に加えて、ドップラー分析を使用して、患者の無呼吸および／または閉塞性睡眠時無呼吸を検出してもよい。
【００７３】
いくつかの実施形態では、レーダーシステムは、局部発振器と、局部発振器に接続された入力を有してもよいパワースプリッターと、パワースプリッターの第１の出力に接続することができる少なくとも１つの送信アンテナと、を含んでもよい。レーダーシステムは、パワースプリッターの第２の出力に接続することができる第１の入力を含んでもよいミキサーと、ミキサーの第２の入力に接続することができる少なくとも１つの受信アンテナと、をさらに有してもよい。レーダーシステムの第１の低域通過フィルターが、ミキサーの直角位相出力に接続することができる入力を有していてもよく、レーダーシステムの第２の低域通過フィルターが、ミキサーの同相出力に接続することができる入力を有していてもよい。レーダーシステムは、第１の低域通過フィルターの出力に接続することができる第１のアナログデジタル変換器と、第２の低域通過フィルターの出力に接続することができる第２のアナログデジタル変換器と、をさらに有していてもよい。本開示では、レーダーシステムを、ＳＯＣ（ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−ｃｈｉｐ）として例示してもよいことが考えられている。
【００７４】
さらに他の特徴を、上記に列挙した特徴および特許請求の範囲に列挙した特徴などの他の任意の特徴と単独または組み合わせたものにも、特許性のある主題が含まれることがあり、それは、現在認識されている実施形態を実施する最良の形態を例示する様々な実施形態の詳細な説明を考慮すれば、当業者には自明であろう。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
詳細な説明では、特に添付の図面を参照する。
【図１】図１は、実線で示す電波探知測距（レーダー）装置が一体化され、点線で示す１つまたは複数の任意のレーダー装置も一体化されている患者支持システムを示すブロック図である。レーダー装置は、レーダーアンテナと、インピーダンス整合回路と、ＲＦドライバー／レシーバー回路と、プロセッサー回路と、を含む。レーダー装置は、制御回路に接続され、制御回路は、レーダー装置によって決定される、レーダーアンテナと物体または標的との間の距離ｄまたはパルスと戻り信号の飛行時間に基づいて、空気圧システムに信号を送信して１つまたは複数の空気袋の膨張を調節および／または１つまたは複数のアクチュエーターに信号を送信して患者支持システムの移動可能な部分を移動させる。
【図２】図２は、図１のレーダー装置の別の実施形態を示すブロック図であり、この別の実施形態のレーダー装置は、レーダー送信アンテナと、レーダー送信アンテナとは別のレーダー受信アンテナと、レーダー送信アンテナおよび受信アンテナに接続されたインピーダンス整合回路と、インピーダンス整合回路に接続されたＲＦドライバー回路およびレシーバー回路と、ＲＦドライバー回路およびレシーバー回路に接続されたプロセッサー回路とを有し、ＲＦドライバー回路およびプロセッサー回路は、任意に、集積回路として（点線で示す）パッケージングされている。
【図３】図３は、図１のレーダー装置の第２の別の実施形態を示すブロック図であり、第２の別の実施形態のレーダー装置は、複数のレーダーアンテナおよびこれに対応する複数のインピーダンス整合回路と、どのレーダーアンテナをアクティブにするかを選択するマルチプレクサーと、を有し、マルチプレクサーは、複数のレーダーアンテナで共有されたＲＦドライバー／レシーバー回路（ａｋａ  ＲＦトランシーバー回路）と、ＲＦトランシーバー回路に接続されて複数のレーダーアンテナで共有されるプロセッサー回路とに接続されている。
【図４】図４は、図１の患者支持システムのレーダー装置に関連して使用するのに適したアルキメデススパイラルアンテナの上面図である。
【図５】図５は、図１の患者支持システムのレーダー装置に関連して使用するのに適した対数周期スパイラルアンテナの上面図である。
【図６】図６は、いくつかの実施形態では図１のインピーダンス整合回路に含まれ、スパイラルアンテナに接続された同軸ケーブルの形態としての無限バランの斜視図であり、この同軸ケーブルの中央の導体がスパイラルアンテナの一対のアームのうちの第１アームに接続され、外側の導体はスパイラルアンテナの一対のアームのうちの第２アームに接続されたている。
【図７】図７は、同軸ケーブルが無線機（たとえば、図１のＲＦドライバー／レシーバー回路）から延び、渦を巻いてスパイラルアンテナの一対のアームのうちの第１のアームを形成している状態を示す無限バランの第２の実施形態の上面図であり、同軸ケーブルの中央の導体がスパイラルアンテナの一対のアームのうちの第２のアームに接続され、第２の実施形態の同軸ケーブルは、図１のレーダーアンテナの一部として機能し、インピーダンス整合回路の一部としても機能する。
【図８】図８は、いくつかの実施形態では図１のインピーダンス整合回路に含まれる同軸ケーブルの形態としての先細のバランの一部の斜視図であり、同軸の外側の導体に先細のノッチが設けられ、外側の導体の端領域が同軸ケーブルの中央の導体と平衡される伝送ラインに形成されている状態を示している。
【図９】図９は、いくつかの実施形態では図１のインピーダンス整合回路に含まれるマイクロストリップ伝送ラインの形態としての先細のバランの一部の別の実施形態の斜視図であり、先細のバランの頂部のストリップは幅が長さ方向に均一であり、底部のストリップには、先細のバランの端部分で平衡伝送ラインを形成するために、頂部のストリップト実質的に幅の等しい端部分に向かって先細になる幅広部分がある状態を示している。
【図１０Ａ】図１０Ａは、エアーマットレスの一部、エアーマットレスに支持された患者の一部、エアーマットレスを支持する患者支持装置のフレームの一部（点線で示す）を示す断面図であり、エアーマットレスは、エアーマットレスの下面側のティッキング層とエアーマットレスのベースフォーム層との間に挟まれたレーダーアンテナと、ベースフォーム層の上にある膨張可能な空気袋と、膨張可能な空気袋と患者との間にあるティッキングの上層と、を有する。また、同図には、膨張可能な空気袋の一番上の部分の内面に、任意のレーダー反射コーティング（破線で示す）も示されている。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０Ａと同様であるがフォーム層を取り除いた断面図であり、レーダーアンテナが下面側のティッキング層と膨張可能な空気袋との間に挟まれているため、図１２Ａのマットレスと比較して、マットレスの垂直方向の厚さが薄くなったことを示している。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、図１０Ａと同様の断面図であり、ベースフォーム層の上にある下側の膨張可能な空気袋と、下側の膨張可能な空気袋の上にある一組の３つの上側の空気袋と、上側の空気袋の上にある微気候管理層と、を有するマットレスの別の実施形態を示している。
【図１１Ａ】図１１Ａは、患者支持装置の一部分の分解図であり、マットレスと、マットレスから下方向に離れている患者支持装置のフレームの関節式のマットレス支持デッキと、２つのレーダーアンテナが接続されたマットレス支持デッキのヘッドセクションの上面と、３つのレーダーアンテナが接続されたマットレス支持デッキのシートセクションの上面と、２つのレーダーアンテナが接続されたマットレス支持デッキのフットセクションの上面と、を示している。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、レーダーアンテナがフォームマットレスの下面側のティッキング層と患者支持装置のフレームとの間に位置することを示すフォームマットレスの断面図である。
【図１２】図１２は、図１１Ａと同様の患者支持装置の一部の分解図であり、マットレスと、マットレスから下方向に離れている患者支持装置のフレームの関節式のマットレス支持デッキと、２つのレーダーアンテナが接続されたマットレス支持デッキのヘッドセクションの裏側面と、３つのレーダーアンテナが接続されたマットレス支持デッキのシートセクションの裏側面と、２つのレーダーアンテナが接続されたマットレス支持デッキのフットセクションの裏側面と、を示している。
【図１３】図１３は、図１１Ａおよび図１２のマットレス支持デッキと同様のマットレス支持デッキの底面図であり、それぞれレーダーアンテナを保持した可動板であって、それぞれのアクチュエーター（図１５に概略的に示す）の動作に応答して、マットレス支持デッキの長手方向に沿って移動してレーダーアンテナの位置を変えることができる可動板が連結された、マットレス支持デッキのヘッドセクション、シートセクション、フットセクションを示している。
【図１４】図１４は、図１５のマットレス支持デッキの一部の斜視図であり、マットレス支持デッキのそれぞれの部分のそれぞれのサイドフレーム部材に取り付けられて、可動板の両端がおさまっているＣ字形のガイドと、可動板の裏側面に取り付けられたねじ付きナットを貫通して延びるねじ付きのジャックスクリューと、エンドフレーム部材に装着されてジャックスクリューと連結されたモーター／歯車減速機ユニットとを含む、可動板を移動させるためのアクチュエーターを示し、モーター／歯車減速機ユニットはジャックスクリューを回転させて可動板をガイドに沿って移動させるように動作可能である。
【図１５】図１５は、可動板を動かすための第１の別のアクチュエーターを示す、図１５のマットレス支持デッキのデッキセクションの底面図であり、第１の別のアクチュエーターは、モーター駆動式の駆動輪（たとえば、プーリーまたはスプロケット）と遊び車（たとえば、プーリーまたはスプロケット）の周りに渡した可撓性テザー（たとえば、ケーブル、バンド、ベルトまたはチェーン）を含み、モーター駆動式の駆動輪が対応するモーターによって回転すると、可動板がガイドに沿って移動するように、可撓性テザーの１つのフライトが可動板に固定されている。
【図１６】図１６は、図１５と同様に、可動板を移動させるための第２の別のアクチュエーターを示す、マットレス支持デッキのデッキセクションの底面図であり、第２の別のアクチュエーターは、デッキセクションのエンドフレーム部材と可動板との間に相互接続された多段のレイジートング形連結機構を含み、エンドフレーム部材には、モーターが取り付けられ、モーターは、レイジートング形連結機構のメインリンクを枢動させてレイジートング形連結機構を伸び縮みさせ、可動板をガイドに沿って移動させるように動作可能である。
【図１７】図１７は、図１と同様であるがレーダーアンテナとインピーダンス整合回路とを相互接続するインピーダンス整合遅延線を有するレーダー装置の一部を示すブロック図である。
【図１８】図１８は、局部発振器と、局部発振器に接続された入力を有するパワースプリッターと、パワースプリッターの第１の出力に接続された少なくとも１つの送信アンテナと、パワースプリッターの第２の出力に接続された第１の入力を有するミキサーと、ミキサーの第２の入力に接続された少なくとも１つの受信アンテナと、ミキサーの直角位相出力に接続された入力を有する第１の低域通過フィルターと、ミキサーの同相出力に接続された入力を有する第２の低域通過フィルターと、第１の低域通過フィルターの出力に接続された第１のアナログデジタル変換器と、第２の低域通過フィルターの出力に接続された第２のアナログデジタル変換器と、を含むレーダーシステムを示すレーダー装置またはシステムのブロック図である。
【図１９】図１９は、上のグラフに心電図信号、下のグラフに位相グラフを示した一対のグラフを含み、図中、Ｒ波矢印で上下のグラフのＲ波スパイクの対応関係を示し、図１８のレーダー装置によって測定された値を、患者の心拍数を決定するのに使用可能であることを示している。
【発明を実施するための形態】
【００７６】
本開示のいくつかの実施形態によれば、１つ以上の電波探知測距（レーダー）装置が患者支持システムに統合され、患者の沈み込みの決定、より正確に言えば患者支持システムの患者支持面で患者の底づきが生じる危険性を決定するのに用いられている。本明細書に開示するレーダー装置を、レーダーパルスの飛行時間（ＴＯＦ）を測定し、必要であれば、このレーダーパルスを少なくとも１つのレーダーアンテナと患者などの目的の物体との間の距離を計算するのに使用することができる。いくつかの考えられる実施形態では、ＴＯＦまたは距離を使用して空気袋の膨張と収縮を制御し、患者を、沈み込みに関する許容範囲の上限と下限との間の所望の深さに維持する。許容範囲の上限および下限とは、ＴＯＦ閾値の上限と下限であるか、距離の閾値の上限と下限であるか、その両方のことである。患者の底づきを防止しつつ患者を所望の沈み込み深さに保つことで、患者と患者を支える表面との間の界面圧が最適な値に維持される。
【００７７】
本明細書では、あらゆるタイプの患者支持システムが考えられているが、患者支持システムのいくつかの例としては、独立型のマットレスシステム、マットレスのオーバーレイ、患者用ベッド、一体型のマットレスシステムを有する患者用ベッド、手術台、検査用テーブル、イメージングテーブル、ストレッチャー、椅子、車椅子、患者用リフトなどがあげられる。本明細書で考えられている患者支持面をいくつかあげると、エアーマットレス、フォームマットレス、コンビネーションエアー／フォームマットレス、マットレスのオーバーレイ、手術台パッドおよびマットレス、ストレッチャーパッドおよびマットレス、椅子パッド、車椅子パッド、患者用リフトパッドなどである。
【００７８】
図１に概略的に示すように、患者支持システム１０には、標的または物体１６に向かってほぼ上方にパルス１４を放射するように動作する１つ以上のレーダーアンテナ１２が含まれる。いくつかの実施形態では、患者支持システム１０のマットレスまたはパッドなどの患者支持面上に位置する患者が物体１６である。患者は主に水からなる。パルス１４が反射信号１８として物体１６で反射し、この信号がレーダーアンテナ１２によって検出されるか読み取られる。吸収されるエネルギーや屈折するエネルギーなどの損失を、図１では波状の矢印で概略的に示してある。
【００７９】
患者支持システム１０には、図１に概略的に示すように、対応するインピーダンス整合回路２２によってそれぞれのレーダーアンテナ１２に接続された無線周波数（ＲＦ）ドライバーおよびレシーバー回路２０が含まれる。本明細書では、ＲＦドライバー／レシーバー回路をＲＦトランシーバー回路と呼ぶこともある。回路２０のＲＦドライバー部分は、インピーダンス整合回路２２を介して電気エネルギーのパルス（すなわち、電流および電圧）を供給し、レーダーアンテナ１２にパルス１４を放射させるように動作する。回路２０のレシーバー部分は、インピーダンス整合回路２２を介してレーダーアンテナ１２から反射信号１８を受信する。
【００８０】
また、患者支持システムには、それぞれのＲＦドライバー／レシーバー回路２０に接続されたプロセッサー回路２４も含まれる。レーダーアンテナ１２および回路２０，２２，２４のうちの１つ以上が、本開示によるレーダー装置またはレーダーシステムであるとみなされる。いくつかの実施形態では、回路２０のレシーバー部分またはプロセッサー回路２４には、受信したアナログ反射信号１８をデジタルデータに変換するアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）が含まれる。いくつかの実施形態では、回路２０によって、レーダーアンテナ１２によるパルス１４の送信時刻および反射信号１８の到着時刻を示すデータをプロセッサー回路２４に送信する。この送信時刻と到着時刻との差が、パルス１４および信号１８の飛行時間（ＴＯＦ）である。いくつかの実施形態では、プロセッサー２４によってＴＯＦが決定され、他の実施形態では、ＴＯＦは回路２０によって決定される。回路２０がＴＯＦを計算する実施例では、ＴＯＦは回路２０からプロセッサー回路２４に出力される。
【００８１】
プロセッサー回路２４は、ＴＯＦデータを使用して、本明細書では「患者１６」と呼ぶこともある物体に底づきの危険性があるか否かを決定する。本明細書において、底づきを単に「ボトミング」と呼ぶこともあるが、この底づきとは、マットレスまたはパッド上の患者または他の重みによって、マットレスまたはパッドの最も外側がマットレスまたはパッドの最も低い点に達するまで、すなわちそれ以上圧縮できないところまで圧縮された状態をいう。その時点でクッション性は皆無かそれに近い状態になり、マットレスまたはパッドは、患者にとって硬く不快に感じられるであろう。このため、患者１６がマットレスまたはパッドの上で底づきすると、この患者に褥瘡が生じる危険性が大幅に増加する。上記に代えてまたは上記に加えて、プロセッサー回路２４は、ＴＯＦデータを使用して、マットレスまたはパッドに対する患者の沈み込みが最適になってマットレスまたはパッドの条件と患者との間の界面圧（ＩＦＰ）が近くなるように空気袋の圧力を設定または調節する。ＴＯＦデータがＴＯＦ閾値の上限と下限との間の許容範囲内にあれば、沈み込みが最適になると考えられる。
【００８２】
いくつかの実施形態では、ＴＯＦデータをプロセッサー回路２４によって直接使用して、患者に底づきの危険性があるか否かを決定することができる。そのような実施形態では、ＴＯＦデータをＴＯＦ閾値と比較して、決定を行う。他の実施形態では、ＴＯＦに基づいてレーダーアンテナ１２と患者１６との間の図１に示す距離ｄが計算され、この距離ｄが距離の閾値と比較される。ＴＯＦと距離ｄとは数学的にＴＯＦ＝２×ｄ／ｃの関係にあり、ｃは光の速度である。よって、ｄ＝ＴＯＦ×ｃ／２となる。このように、ＴＯＦまたは距離ｄを閾値と比較して、患者１６が底づきにどれだけ近いかを決定することができる。
【００８３】
本開示によれば、底づきまで約２センチメートル（ｃｍ）以下にある患者を検出することができるように、パルス１４の持続時間は非常に短い。もちろん、システム設計者の選択で、必要に応じて２ｃｍよりも大きい閾値を使用することもできる。たとえば、パルス１４の周期が０．２ナノ秒（ｎｓ）（すなわち２×１０−１０秒）である場合、ブラインドレンジは１／２×２×１０−１０ｓ×３×１０１０ｃｍ／ｓ＝３ｃｍとなる。すなわち、レーダーアンテナ１２から３ｃｍの範囲にある標的１６については、０．２ｎｓのパルスは、パルス１４の立ち上がりからの反射が反射信号１８としてレーダーアンテナ１２に戻る時刻ちょうどに完了するであろう。本開示のレーダー装置１２，２０，２２，２４は、患者支持装置１０のパルス１４および反射信号１８が通る部分の厚さ全体で物体１６のＴＯＦまたは距離ｄを検出する。患者支持システム１０で用いられるマットレスまたはパッドは、厚さがたとえば約１２インチまたはそれ以上程度のことがある。
【００８４】
ブラインドレンジとは、パルス１４の送信中にレーダーアンテナが反射信号１８を適切に受信できないことを示す用語である。１パルスの周期が６．２５×１０−１１秒であるパルスであれば、ブラインドレンジは１．８７５ｃｍである。このため、１．８７５ｃｍ以上の範囲における物体１６を検出するには、パルス周期を６．２５×１０−１１秒以下にする必要がある。いくつかの実施形態では、ドライバー回路２０を、一般に０．５５ｎｓ（５５０ｐｓ）という狭いパルスを発生させる超広帯域Ｎビットデジタル調整式パルス発生器として構成する。本開示によれば、底づきまで約２ｃｍから約２．５ｃｍ以内の患者１６の沈み込みを検出可能であるが、いくつかの実施形態では、底づきまで約５ｃｍから約７ｃｍ以内の患者の沈み込みで十分である。そのような実施形態では、すぐ上で言及したものよりパルス周期を長くすることができる。たとえば図２を参照して後述する双安定レーダーを使用する他のシステムでは、ブラインド時間のあいだに反射信号１８を検出することが可能である。
【００８５】
ここで図１７を参照すると、いくつかの実施形態では、レーダーアンテナ１２とインピーダンス整合回路２２との間にインピーダンス整合型遅延線２１を挿入することによって、レーダーシステムのブラインドレンジを変更する。このため、アンテナ１２とインピーダンス整合回路２２に遅延線２１が接続されている。図１７は、レーダーシステムにおける遅延線２１の位置を示すために、図１の患者支持装置１０の関連する部分を示したものである。これと同じ効果を達成するために、他の場所に遅延を挿入してもよい。各アンテナ１２に遅延線２１を有する図１７のレーダーシステムには、図１に示す回路２０，２４，２６など患者支持装置１０の他の要素も含まれていることを理解されたい。したがって、図１から図１６の構成要素およびその変形例についての上記の説明は、各アンテナ１２に遅延線２１を有する図１７のレーダーシステムにも等しく適用可能である。
【００８６】
遅延線２１は、それぞれのアンテナ１２と標的１６との間に領域を追加したのと同じ効果を生み出す。すなわち、ドライバー回路２０で発生させたパルスがレーダーアンテナ１２に達するまでにかかる時間が長くなり、同様に反射信号１８がレシーバー回路２０に戻るまでにかかる時間も長くなる。この概念を説明するために、ドライバー回路２０（またはトランシーバー）が１ナノ秒のパルス１４を放射する状況を考えると、レーダーアンテナ１２がパルス１４の送信を完了する前に、そのパルスの立ち上がりがｄ＝ｃ×１ナノ秒＝３０ｃｍ移動していることになる。標的１６までの距離ｄが１５ｃｍ以下であれば、アンテナ１２がまだパルス１４を放射している間に反射信号１８がレーダーアンテナ１２に戻る。
【００８７】
ここで、長さ３０ｃｍの、当業者に知られたプリント回路基板（ＰＣＢ）マイクロストリップ、同軸ケーブル、導波路または他のタイプの遅延線２１など、ある長さのＲＦ伝送ラインによって、インピーダンス整合回路２２に、したがってトランシーバー２０にアンテナ１２が接続されている状況を考える。ＲＦ信号が伝送ラインを光速ｃで伝播すると仮定すると、パルス１４の立ち上がりエッジは、立ち下がりエッジが送信機（たとえば、ＲＦドライバー部分）２０を離れるときに、アンテナ１２に到達する。このとき、立ち上がりエッジはインピーダンス整合回路２２および遅延線２１を通ってきている。また、反射信号１８が遅延線２１およびインピーダンス整合回路２２を通過した後、レシーバー（たとえば、ＲＦレシーバー部分）２０に達するまでに、さらに１ナノ秒かかる。アンテナ１２から３ｃｍ離れた物体１６であれば、放射の１．１ナノ秒後にパルス１８が反射する。遅延線２１の長さ分で生じる既知の１ナノ秒の遅延を差し引くことで、レーダーシステムのプロセッサー回路２４は、パルス１４がアンテナ１２を離れて０．１ナノ秒後に反射が生じたと決定する。これに光速ｃを掛け合わせて、実際の範囲ｄが３ｃｍと求められる。
【００８８】
再び図１を参照すると、プロセッサー回路２４は、説明のための例では患者支持システム制御回路２６に接続されている。いくつかの実施形態では、回路２４，２６は各々、マイクロプロセッサーまたはマイクロコントローラーを、これに付随するメモリ、電力回路、入力／出力回路、クロックまたは発振器などと共に含む。回路２４のマイクロコントローラーは、レーダー装置１２，２０，２２の他の部分を制御するための命令を実行し、回路２６は、患者支持システム１０の機能を制御するための命令を実行する。他の実施形態では、回路２４は、回路２６を含む。このような実施形態では、回路２６のマイクロプロセッサーまたはマイクロコントローラーは、患者支持システム１０およびレーダー装置１２，２０，２２の機能を制御するための命令を実行する。このような実施形態では、回路２６は、レーダー装置のプロセッサー回路であり患者支持システム１０の制御回路であると考えられる。このため、回路２０，２４によってなされる上記の様々な処理や計算、たとえばＴＯＦおよび距離ｄの決定に関する処理や計算、空気袋の圧力の設定または調節に関する処理や計算などについての説明は、いくつかの実施形態では、回路２６によってその全部または一部が実行される。
【００８９】
回路２６は、図１に概略的に示すように、患者支持システム１０の空気圧システム２８に接続されている。空気圧システム２８は、患者支持システム１０の１つ以上の空気袋３０の膨張を制御するように動作する。たとえば、距離ｄまたはＴＯＦがそれぞれ第１の閾値距離またはＴＯＦより大きい場合、空気圧システム２８は、患者１６が関連するマットレスまたはパッドにより多く沈み込むように１つ以上の空気袋３０を収縮させて膨張を制御する。これにより、距離ｄまたはＴＯＦが小さくなり、なおかつ患者１６とマットレスまたはパッドとの間の接触面積が大きくなるがゆえに患者１６とマットレスまたはパッドとの間の界面圧も低下する。一方、距離ｄまたはＴＯＦがそれぞれ第２の閾値距離またはＴＯＦ未満である場合、空気圧システム２８は、距離ｄまたはＴＯＦが大きくなって患者１６の底づきが生じる可能性が低減されるように、１つ以上の空気袋３０を膨張させて膨張を制御する。したがって、いくつかの実施形態では、患者支持面での患者１６の沈み込み量が、第１の閾値距離またはＴＯＦと第２の閾値距離またはＴＯＦとの間になるように、制御回路２６によって空気圧システム２８を作動させる。
【００９０】
図１では概略的に示してあるが、空気圧システム２８によって、空気袋３０を膨張および収縮させるのに用いられる様々な構成要素を表すことが想定されている。このため、空気圧システム２８として、ブロワ、コンプレッサまたはポンプなどの１つ以上の空気源、ソレノイドバルブ、ロータリーバルブ、チェックバルブ、圧力リリーフバルブなどの１つ以上のバルブ、マニホールドおよびマニホールドブロック、チューブ、ホース、通路などの導管、圧力センサーなどがあげられる。
【００９１】
また、回路２６は、患者支持システム１０の移動可能な構成要素３４を移動させるように動作可能な１つ以上のアクチュエーター３２に接続されている。いくつかの実施形態では、アクチュエーター３２に、リニアアクチュエーター、電動ジャックねじ、連結システムを動作させるモーターなどの電気機械的アクチュエーターを含む。他の実施形態では、アクチュエーター３２に、油圧シリンダまたは空気圧シリンダを含む。いくつかの実施形態では、移動可能な構成要素３４に、マットレス支持デッキのセクションを含む。そのようなマットレス支持デッキセクションには、ヘッドセクション、シートセクション、大腿セクション、フットセクションのうちの１つ以上を含むことができる。他の移動可能な構成要素としては、イメージングテーブル、手術台、検査テーブルなどのテーブルトップ、椅子のフレームセクション、車椅子のフレームセクション、患者用リフトセクションなどがあげられる。
【００９２】
マットレス支持デッキのヘッドセクションがシートセクションに対してピボット動作で昇降する患者用ベッドの場合、ヘッドセクションが上昇するにつれて、シートセクションによって支えられたマットレスのシート領域で下向きにかかる患者の体重が大きくなる。このため、本開示によれば、ＴＯＦまたは距離ｄが、マットレスのシート領域で患者が底づきするかもしれない危険性を示す下限の閾値に達したら、制御回路２６によって患者用ベッドのヘッドセクションが自動的に下がるようにしてもよいし、ヘッドセクションの上昇動作を制御回路２６によって抑制してもよい。いくつかの実施形態では、仮にヘッドセクションがさらに上昇したとしても患者の底づきの危険性をなくすのに十分な量までマットレスのシート領域で空気圧システムによって１つ以上の空気袋３０を膨張させるのに十分な時間が経過したら、ヘッドセクションの上昇を再開することができる。いくつかの実施形態では、ヘッドセクションを上昇させる中断時のメッセージを、患者用ベッドのディスプレイスクリーンに表示して、ユーザー（たとえば、介護者またはヘッドアップボタンを押している患者）に、患者の底づきを防ぐためにシートセクションがさらに膨張するまでヘッドセクションの上昇が一時停止される旨を通知することができる。
【００９３】
このまま図１を参照すると、患者支持システム１０には、制御回路２６に接続された、電源インタフェース３５とネットワークインタフェース３６とが含まれる。電源インタフェース３５は、電源コード３９の一端にあるコネクタ３７につながるように構成されている。電源コード３９の反対側の端には、標準的なＡＣ電源コンセントへの接続用の標準的な交流（ＡＣ）電源プラグ４１が備えられている。いくつかの実施形態では、ネットワークインタフェース３６は、たとえば医療施設のネットワーク３８への有線接続用のポートおよび／または無線アクセスポイントを介したネットワーク３８との無線通信用のトランシーバーを含む。患者支持装置１０のレーダー装置１２，２０，２２，２４からのデータは、保存および分析用に少なくとも１つのリモートサーバー４０に送信される。サーバー４０は、ＨＩＬＬ−ＲＯＭ（登録商標）ＮＡＶＩＣＡＲＥ（登録商標）ナースコールシステムなどのナースコールシステムのナースコールサーバー、ＥＭＲシステムの電子カルテ（ＥＭＲ）サーバーまたはＷＥＬＣＨ  ＡＬＬＹＮ（登録商標）ＣＯＮＮＥＸ（登録商標）サーバーなどの他の何らかのサーバーであってもよい。
【００９４】
ＴＯＦまたは距離ｄによって、患者１６が底づきするリスクがあることが示されると、サーバー４０からネットワーク３８を介して介護者または臨床医の通知装置４２に警告メッセージが送信される。本開示による臨床医の通知装置４２の例としては、スマートフォン、タブレットコンピュータ、ＡＳＣＯＭまたはＳｐｅｃｔｒａｌｉｎｋから入手可能なものなどの電話の送受話器、たとえばＶｏｃｅｒａから入手可能なものなどの通信バッジ、ポケットベルなどの手持ち式の無線通信装置があげられる。臨床医の通知装置４２の他のタイプとして、ナースコールシステムの一部として患者のいる部屋に設置されたグラフィカルオーディオステーションと、臨床医のいるところと同じ場所に配置されてもよいコンピューター端末があげられる。このため、サーバー４０のうちの１つが、医療施設内で臨床医の位置を追跡するリアルタイム位置特定システム（ＲＴＬＳ）に含まれていてもよい。底づきの危険性がある患者１６を担当する臨床医と同じ場所にある通知装置４２に、警告メッセージが送信される。患者の沈み込み履歴のプロファイルがサーバー４０によって生成されるように、かつ、患者支持システム１０のマットレス上で患者が底づきしているか否かに関するコンプライアンスレポートをサーバー４０によって生成することができるように、ＴＯＦおよび／または距離ｄに関するデータを、一定間隔（たとえば、５分ごと、１５分ごと、１時間ごとなど）でサーバー４０に格納してもよい。
【００９５】
いくつかの実施形態では、サーバー４０には、様々な患者支持システム１０で支持される複数の患者１６に関する人口統計データが格納される。このため、様々な患者支持システム１０の少なくとも１つのレーダーシステム１２，２０，２２，２４から制御回路２６によって受信され、それぞれの制御回路２６によって各患者支持システム１０の１つ以上の移動可能な構成要素３４の位置に関する位置データと一緒に送信されるデータを、サーバー４０でひとまとめにする。いくつかの実施形態では、サーバー４０によって、入院／退院／転院（ＡＤＴ）サーバー４０などの別のサーバー４０などの他のソースから各々の患者に関する他の人口統計データが受信される。床ずれの臨床結果に関するデータを含む床ずれデータも、患者支持システム１０上の様々な患者１６についてサーバー４０に提供される。人口統計データは、患者の人口統計に関連し、たとえば、機動性に限りがあるといった患者の状態、患者の病歴、患者の身長、患者の体重、患者の年齢を含む。高齢の患者は、たとえば若い患者よりも皮膚が薄く、機動性が低い。
【００９６】
本開示によれば、サーバー４０に格納された情報のデータマイニングを実行して、格納されたデータ（たとえば、人口統計データ、床ずれデータ、ＴＯＦデータ、距離ｄデータなど）間の相関を発見することができる。このため、患者のより良いアウトカム（たとえば、床ずれが減るなど）に至る要因を特定することができる。たとえば、所与のマットレス構成に対して、底づきに向かう患者の沈み込みで最適な範囲を特定することができる。この最適な範囲は、たとえば患者に生じる床ずれが最小限になるＴＯＦおよび／または距離ｄの範囲である。これらの最適な範囲は、患者の体格、体重、年齢によって異なる場合があり、マットレスによっても変わることがある。
【００９７】
ここで図２を参照すると、レーダー装置の別の実施形態には、レーダー送信アンテナ１２ａと、レーダー送信アンテナ１２ａとは別のレーダー受信アンテナ１２ｂとが含まれる。インピーダンス整合回路２２は、レーダー送信アンテナ１２ａ、レーダー受信アンテナ１２ｂと接続されている。別のレーダーシステムは、レシーバー回路２０ｂとは別のＲＦドライバー回路２０ａを有する。しかしながら、回路２０ａおよび回路２０ｂは、どちらもインピーダンス整合回路２２に接続されている。さらに、ＲＦドライバー回路２０ａおよびレシーバー回路２０ｂには、プロセッサー回路２４が接続されている。いくつかの実施形態では、ＲＦドライバー回路２０ａ、レシーバー回路２０ｂ、プロセッサー回路２４が、図２に（点線で）模式的に示すように集積回路４４としてパッケージングされている。図２に示す別のレーダー装置１２ａ，１２ｂ，２０ａ，２０ｂ，２２，２４のうちの１つ以上を、図１の患者支持システムの１つ以上のレーダー装置１２，２０，２２，２４と置き換えてもよいことを理解されたい。このため、図１に関連する上記の説明は、以下に述べる点を除いて、図２のレーダー装置１２ａ，１２ｂ，２０ａ，２０ｂ，２２，２４にも等しく適用可能である。
【００９８】
図１では、説明の便宜上なおかつ説明を容易にするために、パルス１４と反射信号１８を互いに角度をなすように模式的に示してある。しかしながら、（主経路を考慮して）１つのアンテナ１２を送信アンテナと受信アンテナの両方として使用する場合、送信されるパルスと反射信号は、図１の例示的な構成において、垂直方向など基本的に同じ経路を伝播する。しかしながら、図２の実施形態では、送信アンテナ１２ａと受信アンテナ１２ｂとの間に間隔があるため、アンテナ１２ａから物体１６へのパルス１４の経路、そして物体１６から受信アンテナ１２ｂへの反射信号１８の経路に角度が生じる。図２の構成において距離ｄを計算するためには、正確な測定値を得るのにパルス１４および／または反射信号１８の角度を考慮する必要がある。これは、パルス１４の方向と水平方向（実際には、実例として水平方向であるアンテナ１２ａ，１２ｂの平面）との間の角度αを用いるか、反射信号１８の方向と垂直（実際には、実例として垂直であるアンテナ１２ａ，１２ｂの平面に垂直な方向）との間の角度βを使用して、達成することができる。距離ｄは、ｄ＝（ＴＯＦ×ｃ／２）×サイン（α）またはｄ＝（ＴＯＦ×ｃ／２）×コサイン（β）のいずれかとして計算することができる。
【００９９】
距離ｄが決定されると、これを制御回路２６による制御パラメーターとして使用して、上述した方法と同じ方法で、患者支持システム１０の空気袋３０の膨張を調節するおよび／または１つ以上の移動可能な構成要素３４を移動させることができる。また、マットレスまたはパッド上の患者１６の界面圧分布が所望の状態になるよう、底づきに向かう所望の最小距離ｄと最大距離ｄに対応する適切な最小ＴＯＦ閾値と最大ＴＯＦ閾値が選択されるかぎり、図２のレーダー装置の実施形態における患者支持システム１０の空気袋３０の膨張の調節および／または移動可能な構成要素３４の移動に関する制御パラメーターとしてＴＯＦも使用可能であることに注意されたい。
【０１００】
ここで図３を参照すると、レーダー装置のさらに別の実施形態には、対応するインピーダンス整合回路２２を介して、ＲＦドライバー／レシーバー回路２０およびプロセッサー回路２４を複数のレーダーアンテナ１２のうちの選択されたアンテナに接続するためのマルチプレクサー４６が含まれる。このため、それぞれのアンテナ１２が自己の回路２０，２４を有する図１のレーダー装置の実施形態とは異なり、図３のレーダー装置の実施形態では、回路２０，２４が複数のレーダーアンテナ１２で共有されるように、マルチプレクサー４６を使用する。したがって、図３のレーダー装置１２，２０，２２，２４，４６は、図１の実施形態よりも低コストであり、なおかつ回路の構成要素が少ない。
【０１０１】
マルチプレクサー４６については、複数のレーダーアンテナ１２をサイクルして、１つのレーダーアンテナ１２がパルス１４の放射と反射信号の受信に対してアクティブで残りのアンテナ１２を休止状態にするにあたって、どの１つをアクティブにするかを選択するための任意の所望の方法で動作させることができる。さらに別の変形例では、図３の実施形態における各アンテナ１２に代えて図２のアンテナ１２ａ，１２ｂを使用および／または図３の回路２０に代えて図２の回路２０ａ，２０ｂを使用する。すぐ上で説明した図３の別のレーダー装置１２，２０，２２，２４，４６またはその変形例を、図１の患者支持システム１０のレーダー装置１２，２０，２２，２４の代わりに用いることができることを理解されたい。このため、図１を参照して距離ｄまたはＴＯＦに基づく回路２６による患者支持システム１０の制御について説明した上記の内容を、図３のレーダー装置１２，２０，２２，２４，４６およびその変形例にも等しく適用可能である。
【０１０２】
いくつかの実施形態では、レーダー装置１２，２０，２２，２４は、患者支持装置１０の制御回路２６から動作用の電力を得る。回路２６は、たとえば医療施設の室内のＡＣ電源コンセントに差し込まれる電源コード３９から電力を得る。電源インタフェース３５および／または回路２６は、レーダー装置１２，２０，２２，２４をはじめとする患者支持装置１０の様々な構成要素を動作させるのに必要な、１１０〜２５０ボルト、５０／６０ヘルツの標準ＡＣ電力を様々な電圧レベル（たとえば、５ＶＤＣ、２４ＶＤＣ、１２ＶＤＣ）に変換するための電力絶縁回路および電力変換回路を含む。いくつかの実施形態では、電源インタフェース３５および／または制御回路２６は、電源コード３９がＡＣ電源コンセントに挿入されていないときに、レーダー装置１２，２０，２２，２４をはじめとする患者支持装置１０の様々な構成要素に電力を供給する１つ以上のバッテリーを含む。当業者に知られた他のレーダーアーキテクチャを使用してもよい。
【０１０３】
いくつかの実施形態では、各アンテナ１２には平面アンテナが考えられている。平面アンテナすなわち平らなアンテナ１２を有することにより、患者１６が感じる可能性があるか、マットレスまたはパッドの支持力を妨げる可能性があると思われる大きな出っ張りまたは突起を生じることなく、図１０Ａから図１０Ｃを参照して後述するようにマットレスまたはパッドの内部あるいは、図１１Ａおよび図１１Ｂを参照して後述するようにマットレスまたはパッドのすぐ下で、アンテナ１２を使用することができる。好適な平面アンテナ１２の例を、図４および図５に示す。
【０１０４】
図４を参照すると、アルキメデススパイラルアンテナ１２’が示されている。このアルキメデススパイラルアンテナ１２’を、図１〜図３に関連して上述したアンテナ１２，１２ａ，１２ｂのどれにでも使用することができる。アンテナ１２’には、給電部５２の正端子と電気的に接続された導電性の第１のアーム４８と、給電部５２の負端子と電気的に接続された導電性の第２のアーム５０とが含まれる。給電部５２は、インピーダンス整合回路２２とアンテナ１２’との間のインタフェースである。アーム４８，５０は互いに１８０度回転した位置にあるが、アーム４８，５０の形状は同一であり、式ｒ＝ａφで定義される。ここで、ｒは螺旋の中心からの半径であり、ａは係数であり、φは螺旋の開始点からの角度である。説明のための例では、ａ＝０．１である。また、説明のための例では、短い直線状の導電性セグメント５４が各アーム４８，５０の内側の端部を給電部５２と相互に接続する。
【０１０５】
図５を参照すると、対数周期スパイラルアンテナ１２’’が示されている。対数周期スパイラルアンテナ１２’’は、図１〜図３に関連して上述したアンテナ１２，１２ａ，１２ｂのどれにでも使用することができる。アンテナ１２’’には、給電部５２の正端子と電気的に接続された第１の導電性アーム５６と、給電部５２の負端子と電気的に接続された導電性の第２のアーム５８とが含まれる。給電部５２は、インピーダンス整合回路２２とアンテナ１２’’との間のインタフェースである。アーム５６，５８は互いに１８０度回転した位置にあるが、アーム５６，５８の形状は同一であり、式ｒ＝Ｒｏｅａφで定義される。ここで、ｒは螺旋の中心からの半径であり、Ｒｏは螺旋の初期半径を規定する定数であり、ａは各アーム５６，５８が渦を描くにつれて広がる、すなわち大きくなる量を規定する係数であり、φは螺旋の開始点からの角度である。ａの好適な値は０．２２である。説明のための例では、短い直線状の導電性セグメント５４が、各アーム４６，５８の内側の端部を給電部５２と相互に接続する。
【０１０６】
アンテナ１２’，１２’’からのアンテナビームは、アンテナ１２’，１２’’の平面に対して垂直である。さらに、アンテナ１２’のアーム４８，５０の巻き数およびアンテナ１２’’のアーム５６，５８の巻き数は、設計者の選択で約１／２周から約３周までの範囲にすることができ、スパイラルアンテナでは約１．５周が一般的な巻き数である。また、スパイラルアンテナ１２’，１２’’には、円偏波のアンテナ特性を示すという利点がある。円偏波は、マルチパス信号の鏡面反射成分を排除する能力が高いため、頻繁に用いられる。レーダーシステムにおける鏡面反射（たとえば、金属表面での反射など）は、入射信号（たとえば、パルス１４）とは偏波方向が逆の（逆方向に回転する）円偏波となるのに対し、目的の反射信号１８は、同一の偏波方向となる。したがって、円偏波を用いることにより、パルス１４とは回転方向が反対の信号がアンテナによって排除される。すなわち、右旋（ＲＨ）円偏波アンテナは、左旋（ＬＨ）円偏波信号を受信することができない。なぜなら、金属表面からのＲＨ円偏波信号の反射は、ＬＨ円偏波となり、排除されるためである。このため、スパイラルアンテナ１２’，１２’’を用いることにより、鏡面反射からの偏波方向が逆のノイズが少ない状態で、目的の反射信号１８が受信される。また、スパイラルアンテナは、帯域幅が広く、超広帯域（ＵＷＢ）レーダーシステムで必要とされるような広範囲の周波数で動作させるのに適している。
【０１０７】
いくつかの実施形態では、本開示のインピーダンス整合回路２２の給電部５２を、バランとして構成する。このため、本明細書では、給電部５２をバラン５２と呼ぶこともある。バランは、不平衡信号を平衡信号に、またはその逆に変換するのに使用される一種の変圧器である。バランは伝送ラインを分離し、バランスの取れた出力を提供する。バラン（ｂａｌｕｎ）という語は、平衡（ｂａｌａｎｃｅｄ）と不平衡（ｕｎｂａｌａｎｃｅｄ）を合成して作られたものである。本明細書に開示するアンテナとバラン５２とを併用することにより、スパイラルアンテナの両方のアーム（たとえば、アンテナ１２’のアーム４８，５０およびアンテナ１２’’のアーム５６，５８）に確実に平衡電流を流すことができる。広帯域アンテナには、広帯域バラン５２を使用する必要がある。
【０１０８】
ここで図６を参照すると、バラン５２が無限バランとして構成され、説明のための例では、スパイラルアンテナ１２’に電気的に接続された同軸ケーブルを含む。同軸ケーブルは、その中央の導体６０がアンテナ１２’の第１のアーム４８に接続され、外側の導体またはグランドシールドがアンテナ１２’の第２のアーム５０に接続されている。グランドシールドは同軸ケーブルの外側のクラッド６２で囲まれているため、図６ではグランドシールドは見えないが、同軸ケーブルは周知の構造を有する。
【０１０９】
ここで図７を参照すると、無限バランの第２の実施形態が示されている。第２の実施形態では、同軸ケーブル６４が無線機６６（たとえば、図１のＲＦドライバー／レシーバー回路２０）から延び、螺旋状にされてスパイラルアンテナ１２’’’の第１のアームを形成する。特に、同軸ケーブル６４の外側の導体またはグランドシールドは、アンテナ１２’’’の第１のアームとして使用される。アンテナ１２’’’には、導電性の第２のアーム６８も含まれる。アンテナ１２’’’は、図１〜図３に関連して上述したアンテナ１２，１２ａ，１２ｂのどれにでも使用することができる。スパイラルアンテナ１２’’’の同軸ケーブル６４は、レーダーアンテナ１２’’’の一部として、かつインピーダンス整合回路２２の一部として機能する。したがって、同軸ケーブル６４およびバラン５２と、アンテナ１２’’’の導電性のアームのうちの１つは、図７の実施形態のものと同一である。
【０１１０】
任意に、無限バラン５２ではなく先細のバランを、インピーダンス整合回路２２において、本明細書で開示するアンテナ１２，１２ａ，１２ｂ，１２’，１２’’，１２’’’への給電部として使用してもよい。先細のバランは、不平衡伝送ラインから平衡伝送ラインに形状が徐々に変化する。１つのタイプの先細のバラン５２’を図８に示し、別のタイプの先細のバラン５２’’を図９に示す。図８において、同軸ケーブル７０の一部が外側の導体７２を有し、外側の導体７２には、外側の導体７４を中央の導体７６から剥がして、剥がした材料の端の部分を、中央の導体７６と実質的に同じ形状の導体７８に再形成することができるようにするためのＶ字形のノッチ７４が形成されている。導体７６，７８は、同軸ケーブル７０の端において実質的に等しい形状を有する伝送ラインであり、これらの伝送ライン７６，７８は、アンテナ１２’などの付随するアンテナに電気的に接続するための正負の端子を提供する。ノッチ７４によって形成される先細部分の形状は、想定されるパルス１４のいくつかの波長にわたって延びるように少しずつ変化するものでなければならない。
【０１１１】
ここで図９を参照すると、マイクロストリップ伝送ライン８０に先細のバラン５２’’が形成されている。伝送ライン８０は、向かい合った細長い縁８４の間の幅が均一である頂部ストリップ８２を有する。また、伝送ライン８０は、グランドプレートとして機能し、向かい合った細長い縁８８の間に幅広部分がある底部のストリップ８６も有する。ストリップ８６は、縁８４の間にある頂部のストリップ８２と幅がほぼ等しい端部９０に向かって先細になっている。ストリップ８６は、それぞれの端８８から対応する縁９２への遷移部分にあたる先細の縁９４を有する。よって、ストリップ８６の端部９０は、ストリップ８２の重なり部分と実質的に同一の形状を有する。このため、先細のバラン５２’’の端部には、平衡伝送ラインが設けられている。縁９４の先細部分は、想定されるパルス１４のいくつかの波長にわたって延びるように少しずつ変化するものでなければならない。ストリップ８２は、正端子として機能してアンテナ１２’などの付随するアンテナのアームの１つにＲＦフィードを与え、ストリップ８６は、付随するアンテナの他方のアームに接続される負端子として機能する。
【０１１２】
以下の図１０Ａから図１６の説明では、１つ以上のアンテナ１２についてのみ言及する。しかしながら、本明細書に開示するアンテナの各々の実施形態（たとえば、アンテナ１２，１２ａ，１２ｂ，１２’，１２’’，１２’’’）が、図１０Ａから図１６に示す構造で使用するのに適したアンテナとして考えられている。また、以下の説明では、様々なタイプの「マットレス」に言及するが、この説明は、マットレスのオーバーレイ、外科用パッド、椅子用クッションまたはパッドなどにも等しく適用可能である。
【０１１３】
ここで図１０Ａを参照すると、エアーマットレスまたは支持パッド１００ａの一部の断面図が示されている。エアーマットレス１００ａは、その上に乗った患者１６を支持し、複数の空気袋３０を含む。特に、図１０Ａに示すマットレス１００ａの部分に関して、空気袋３０ａ，３０ｂ，３０ｃの一部を見ることができる。空気袋３０ａ，３０ｂ，３０ｃはそれぞれ、実質的に空気不透過性であり、中に一定量の加圧空気が入るエンクロージャを形成するように構成された可撓性材料の層３１が含まれている。マットレス１００ａは、空気袋３０ａ〜ｃの下にあるベースフォーム層１０２を含む。また、マットレス１００ａは、上面側のティッキング層１０６と下面側のティッキング層１０８とを含む外側ティッキング１０４を含む。マットレス１００ａは、患者支持システム１０のフレーム１１０によって支持される。また、マットレスは、従来技術において周知のように、ベースフォーム層を囲む防炎カバー（図示せず）、空気袋３０ａ〜ｃ、マットレス１００ａの他の空気袋３０、ティッキング１０４内部のマットレス１００ａの他の構成要素も含む。図１０Ａの例では、空気袋３０ａ〜ｃおよびベースフォーム層１０２など、マットレス１００ａのティッキング１０４内の患者支持要素または構成要素が、マットレス１００ａのコアであると考えられる。
【０１１４】
図１０Ａの実施形態では、レーダーアンテナ１２がマットレス１００ａの中に配置され、下面側のティッキング層１０８とベースフォーム層１０２との間に挟まれている。例示的な実施形態では、ベースフォーム層１０２は、レーダーアンテナ１２の周囲と同一の輪郭である。いくつかの実施形態では、マットレス１００ａ全体の他の位置で、追加のレーダーアンテナ１２が下面側のティッキング層１０８とベースフォーム層１０２との間に挟まれていることを理解されたい。マットレス１００ａ内のレーダーアンテナ１２の位置は、マットレス設計者の裁量に委ねられている。各アンテナ１２は、上述したようにパルス１４を放射し、かつ反射信号１８を受信するように動作して、ＴＯＦを決定するとともに、いくつかの実施形態では、アンテナ１２の上方の領域におけるマットレス１００ａへの患者１６の沈み込み量によって決定される距離ｄを決定する。マットレス１００ａの内部領域には、少なくとも部分的に、アンテナ給電線５２（または場合によってはアンテナ給電線５２’，５２’’）の導体が引き回されていることを理解されたい。
【０１１５】
任意に、いくつかの実施形態では、レーダー反射コーティング１１２が、空気袋３０ａの材料３１の上部の内面に設けられる。このような実施形態では、レーダー反射コーティングがパルス１４を反射信号１８として反射する標的または物体となるため、決定または計算されるのは、レーダーアンテナ１２とレーダー反射コーティング１１２との間のＴＯＦおよび／または距離ｄである。しかしながら、反射コーティング１１２を物体または標的として使用してもなお、患者の底づきの危険性に関する決定ができるため、患者支持システム１０の回路２６によって補正の対処をして、上述したような危険性を軽減することができる。
【０１１６】
ここで図１０Ｂを参照すると、図１０Ａのものと同様のエアーマットレスまたは支持パッド１００ｂの一部の断面図が示されている。したがって、図１０Ａおよび図１０Ｂと同様の構成要素には、同じ参照符号を付す。さらに、図１０Ａのマットレス１００ａの構成要素に関する上記の説明は、図１０Ｂのマットレス１００ｂの同様の構成要素にも等しく適用可能である。マットレス１００ａとマットレス１００ｂの主な違いは、マットレス１００ｂではベースフォーム層１０２が省略されていることである。また、図１０Ｂのマットレス１００ｂにおいて、空気袋３０ａの材料３１の下部は、下面側のティッキング層１０８と空気袋３０ａの材料３１の下部との間に挟まれたアンテナ１２の周囲と同一の輪郭である。
【０１１７】
多くのマットレスには、図１０Ａのマットレス１００ａのベースフォーム層のような層１０２があり、底づきが生じた場合に患者１６にいくらかクッション性を持たせている（たとえば、空気袋３０ａの材料３１の上部が患者１６の体重のかかる箇所全体で逸れて、逸れた空気袋３０ａの材料３１の底部に接触するなど）。しかしながら、底づき状態を防止するために、レーダー装置のレーダーアンテナ１２およびこれに付随する回路２０，２２，２４が患者支持装置１０の制御回路２６に出力を提供し、この制御回路２６が適切な状況で空気圧システム２８に信号を送って１つ以上の空気袋３０をさらに膨張させるおよび／または１つ以上のアクチュエーター３２に信号を送って１つ以上の付随する移動可能な構成要素３４を移動させるため、図１０Ｂのマットレス１００ｂの実施形態に示すように、マットレス１００ａのベースフォーム層１０２をなくすことができる。
【０１１８】
図１０Ｂのマットレス１００ｂではベースフォーム層１０２が省略されるため、垂直寸法でのマットレス厚は、ベースフォーム層１０２を有する図１０Ａのマットレス１００ａより小さい。換言すれば、マットレス１００ｂの厚さは、マットレス１００ａのベースフォーム層１０２の厚さ分だけ小さくなり、この厚さは、マットレスによって、約１インチから約３インチ程度またはそれ以上になり得る。マットレス１００ａと比較して「より薄い」マットレス１００ｂとすることにより、患者支持システム１０のフレーム１１０で他の設計上の利点が得られる。たとえば、患者支持システム１０が、マットレス１００ｂから患者が出るのを阻止する上昇位置と患者が出ることができる下降位置との間でそれぞれ移動する１本以上のサイドレールのついたフレーム１１０を有する患者用ベッドである実施形態では、患者用ベッド１０の１本以上のサイドレールの垂直高が、薄いマットレスのときほど高い必要がない。このような高さの低いサイドレールが下降位置にあるとき、フレーム１１０の上側のフレーム部分をフレーム１１０の下側のフレーム部分に対して（またはその下にある床に対して）最も低い位置まで下げることができる。従来技術では、この位置を低／低位置と呼ぶこともあり、政府や病院の規制を満たすためにサイドレールの一番下と床との間に十分な間隔を維持しつつ、ベースフォーム層１０２のあるマットレス１００ａを有するベッド１０よりも患者１６を床の近くに位置させる。
【０１１９】
ここで図１０Ｃを参照すると、マットレスまたはパッド１００ｃの別の実施形態の断面図が示されている。マットレス１００ｃのうち、マットレス１００ａの同様の部分と実質的に同一である部分を同様の参照符号で示し、上記の説明が同様に適用可能である。よって、図１０Ｃに示す例示的なレーダーアンテナ１２が、下面側のティッキング層１０８と、レーダーアンテナ１２の周囲と同一の輪郭であるベースフォーム層１０２との間に挟まれている。図１０Ｃのマットレス１００ｃと図１０Ａのマットレス１００ａとの間の顕著な違いの１つは、マットレス１００ａの例示的な空気袋３０ａ〜ｃを含む空気袋３０からなる単一層の代わりに、マットレス１００ｃは、空気袋３０の層を複数有する点である。特に、マットレス１００ｃは、ベースフォーム層１０２の上に空気袋３０の下層と、空気袋の下層の上にある空気袋３０の上層とを含む。図１０Ｃでは、空気袋３０ｄ，３０ｅ，３０ｆの部分を下層に、空気袋３０ｇ，３０ｈ，３０ｉ，３０ｊ，３０ｋの部分を上層に設けることが可能である。マットレス１００ｃは、上層の３つの空気袋３０が下層の各空気袋３０の上に位置するように構成されている。たとえば、マットレス１００ｃの上側の空気袋層の空気袋３０ｇ，３０ｈ，３０ｉは、マットレス１００ｃの下側の空気袋層の空気袋３０ｄの上に位置する。
【０１２０】
図１０Ａのマットレス１００ａと図１０Ｃのマットレス１００ｃとの間の別の相違点は、マットレス１００ｃでは、空気袋３０ｇ〜ｋなどの空気袋３０の上層の上に微気候管理（ＭＣＭ）層１１４が設けられている点にあり、その一部を図１０Ｃに見ることができる。また、説明のための例では、ＭＣＭ層１１４の構成要素の１つとして、上面側のティッキング層１０６が含まれる。ＭＣＭ層１１４は、ボトムシートまたは層１１６と、層１０６，１１６間に位置する３次元（３Ｄ）加工材料層１１８とを含む。３Ｄ加工材料１１８は、空気の流れを通り抜けさせて、上面側のティッキング層１０６を通って患者１６から水分を吸収することを可能にする空気透過性材料を含む。好適な３Ｄ加工材料の例としてニュージャージー州ＳｏｍｅｒｖｉｌｌｅのＨｏｅｃｈｓｔ  Ｃｅｌａｎｅｓｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが所有し、ＳＰＡＣＥＮＥＴ（登録商標）材料として市販されている、米国特許第５，７３１，０６２号および同第５，４５４，１４２号に図示および説明されているような織物布帛から作られた繊維網があげられるが、これらに限定されるものではない。好適な３Ｄ加工材料の他の例として、ミシガン州のＭｕｌｌｅｒ  Ｔｅｘｔｉｌｅ  ｏｆ  Ｔｒｏｙから入手可能な型番５８７５、５８８６、５８９８、５８８２の材料、およびオランダ国アムステルダムのＡｋｚｏ  Ｎｏｂｅｌから入手可能な成形熱可塑性スペーサーマトリックス材料があげられる。したがって、「３次元（３Ｄ）加工材料」という用語は、これらのタイプの材料および類似の材料のいずれをも含むことを意味する。
【０１２１】
図１０Ｃに示されるマットレス１００ｃのレーダーアンテナ１２は、パルス１４を放射し、レーダーアンテナ１２と患者１６との間に位置するマットレス１００ｃの例示的な構成要素すべてを通して反射信号１８を受信する。したがって、パルス１４および反射信号は、マットレス１００ｃに含まれ、レーダーアンテナ１２と患者１６との間に位置する、フォームベース層１０２、下側の空気袋層の１つ以上の空気袋３０ｄ〜ｆ、上側の空気袋層の１つ以上の空気袋３０ｇ〜ｋ、ＭＣＭ層１１４、マットレス１００ｃの他の構成要素（たとえば、防炎カバー）を通って伝播する。
【０１２２】
図１０Ａ〜図１０Ｃに示すマットレスの例から明らかなように、レーダー装置１２，２０，２２，２４は、マットレスのデザインが単純であるか複雑であるかを問わず、あらゆるタイプのマットレスまたはパッドと併用可能である。図１０Ａ〜図１０Ｃに示すマットレス１００ａ〜１００ｃの例では、１つ以上のレーダーアンテナ１２が、それぞれのマットレス１００ａ〜１００ｃの内部に配置される。レーダーアンテナ１２は、マットレス１００ａ〜１００ｃの説明のための例では下面側のティッキング層１０８の真上に配置されているが、レーダーアンテナ１２がそれぞれのマットレス１００ａ〜ｃの他の場所、たとえばベースフォーム層１０２の上または１つ以上の空気袋３０の中に配置されることも、本開示の範囲内である。しかしながら、レーダーアンテナ１２を図示のようにマットレス１００ａ〜ｃの底の近くに配置し、レーダー装置１２，２０，２２，２４のブラインドレンジがマットレス１００ａ〜ｃの底にできるだけ近くなるようにすることが好ましい。レーダーアンテナ１２をマットレス１００ａ〜ｃ内の所定の位置に固定するには、接着剤、接着テープ、ＶＥＬＣＲＯ（登録商標）材料などのフックアンドループファスナーなどを使用すればよい。いくつかの実施形態では、たとえばレーダーアンテナ１２を入れるポケットを提供するために、ＲＦまたは音波溶接または縫い付けなどによって、追加の材料をティッキング１０８の底層の内面に取り付けることができる。
【０１２３】
ここで図１１Ａを参照すると、マットレス１００は、患者支持装置１０のフレーム１１０の関節式マットレス支持デッキ１２０から離れるように展開される。図１１Ａではデッキ１２０を単純化して示してあるが、これは通常、患者用ベッド、ストレッチャー、手術台に使用されるもののうちの１つである。デッキ１２０は、ヘッドセクションまたはバックセクション１２２と、シートセクション１２４と、大腿セクション１２６と、フットセクション１２８とを含む。ヘッドセクション１２２は、シートセクション１２４のヘッドエンドに枢動可能に連結され、大腿セクション１２６は、シートセクション１２４のフットエンドに枢動可能に連結されている。フットセクション１２８は、大腿セクション１２６のフットエンドに枢動可能に連結されている。いくつかの患者用ベッドでは、シートセクション１２４は、たとえばアクチュエーター３２を使用して、シートセクション１２４に対してセクション１２２，１２６，１２８が移動可能な状態で、上側のフレームに取り付けられている。このため、セクション１２２，１２６，１２８は、マットレス１００、ひいてはマットレス１００で支持される患者１６を支持するための様々な位置まで、関節のように動作する。
【０１２４】
例示的なセクション１２２，１２４，１２６，１２８は各々、一般に鋼などの金属材料で作られたフレームワーク１３０と、それぞれのフレームワーク１３０の上に位置する支持パネル１３２とを含む。支持パネルは、成形プラスチック材料または炭素繊維またはガラス繊維などの放射線透過性材料で作られるが、必要であればパネル１３２を金属材料で製造することも本開示の範囲内である。パネル１３２は各々、上面１３４を有する。説明のための例では、レーダーアンテナ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇは、パネル１３２の上面１３４に接続されている。具体的には、レーダーアンテナ１２ａ，１２ｂは、ヘッドセクション１２２のパネル１３２の上面１３４に接続され、レーダーアンテナ１２ｃ，１２ｄ，１２ｅは、シートセクション１２４のパネル１３２の上面１３４に接続され、レーダーアンテナ１２ｆ，１２ｇは、フットセクション１２８のパネル１３２の上面１３４に接続されている。
【０１２５】
デッキ１２０上のレーダーアンテナ１２ａ〜ｇの位置は、患者１６がマットレス１００の上に仰臥位で横たわっているときに、患者１６の骨突出が予想される位置とほぼ一致する。このため、レーダーアンテナ１２ａ，１２ｂは、患者１６の左右の肩甲骨がマットレス１００の上にくると予想される一般的な位置の下にあるヘッドセクション１２２上に位置する。レーダーアンテナ１２ｃ，１２ｄ，１２ｅは、患者１６の骨盤または仙骨の領域の下にあるシートセクション１２４上に位置する。特に、レーダーアンテナ１２ｃ，１２ｅは、患者の左右の腸骨粗面がマットレス１００の上にくると予想される一般的な位置の下にあるシートセクション１２４上に位置し、レーダーアンテナ１２ｄは、患者の尾骨がマットレス１００の上にくると予想される一般的な位置の下にあるシートセクション１２４上に位置する。最後に、レーダーアンテナ１２ｆ，１２ｇは、患者の左右の踵がマットレス１００の上にくると予想される一般的な位置の下にあるフットセクション１２８上に位置する。
【０１２６】
図１１Ａに示したよりも多くのレーダーアンテナ１２をデッキ１２０上に設けることは、本開示の範囲内である。たとえば、いくつかの実施形態では、患者の頭部の下にくるヘッドセクション１２２に追加のレーダーアンテナ１２が設けられるが、一般に患者の頭部の下には枕が置かれるためクッション性が高まり、患者の肩甲骨の領域よりも患者の頭部のほうが褥瘡は生じにくい。患者の大腿部は一般に褥瘡の影響を受けにくいが、１つ以上のレーダーアンテナ１２を大腿セクション１２６にも含むようにしてもよい。また、図１１Ａに示したよりも少ないレーダーアンテナをデッキ１２０上に設けることも本開示の範囲内である。たとえば、いくつかの実施形態では、レーダーアンテナ１２ｄを省略することができる。アンテナ１２ａ〜ｇの下にあるパネル１３２に設けられたそれぞれの穴（図示せず）を通って上向きに延びるか、それぞれのアンテナ１２ａ〜ｇへパネル１３２の上面１３４に沿って配線するなどの形で、それぞれのアンテナ給電線５２が各レーダーアンテナ１２ａ〜ｇに配線されることを理解されたい。
【０１２７】
いくつかの実施形態では、レーダーアンテナ１２ａ〜ｇは、パネル１３２の上面１３４からわずかに上方に突出する（たとえば、図１１Ｂを参照のこと）。他の実施形態では、アンテナ１２ａ〜ｇの上面またはアンテナ１２ａ〜ｇを含んでもよい筐体の上面がパネル１３２の面１３４と実質的に同じ高さまたは同一平面上になるように、デッキ１２０のパネル１３２には、レーダーアンテナ１２ａ〜ｇが中に配置される凹部またはポケットが設けられる。本開示では、レーダーアンテナ１２ａ〜ｇをデッキ１２０に接続するのに使用することができる様々なタイプの留め具が考えられている。たとえば、いくつかの実施形態では、糊または接着テープなどの接着性物質を使用することができる。いくつかの実施形態では、ＶＥＬＣＲＯ（登録商標）材料などのフックアンドループファスナーを使用することができる。レーダーアンテナ１２ａ〜ｇが筐体を含む実施形態では、ネジを使用してアンテナ１２ａ〜ｇをデッキ１２０のパネル１３２に取り付けてもよい。レーダーアンテナ１２ａ〜ｇをデッキ１２０に接続するための好適な留め具の他の例に、スナップおよびクリップがある。
【０１２８】
マットレス１００の中ではなく、デッキ１２０の上にレーダーアンテナ１２ａ〜ｇを設けることにより、デッキ１２０の上に載っているマットレスがどのようなタイプであっても付随する患者支持システム１０のレーダー装置１２，２０，２２，２４を併用して、患者が特定のマットレスで底づきを起こす危険性があるか否かを決定することができる。いくつかの実施形態では、患者支持システム１０には、デッキ１２０上で支持されるマットレスのタイプを選択するのに使用される、グラフィカルユーザーインタフェース（ＧＵＩ）などのユーザーインタフェースが含まれる。たとえば、システム１０のＧＵＩを使用して、上述したマットレス１００ａ〜１００ｃのうちの１つがデッキ１２０の上で支持された特定のタイプのマットレスであることを示すようにしてもよい。この場合、制御回路２６によって、デッキ１２０の上にあるマットレスのタイプを示す情報をプロセッサー回路２４に送信すればよい。
【０１２９】
マットレスのタイプが異なれば、それらの特定の構造に応じて、インピーダンスも異なることになる。本開示によれば、インピーダンス整合回路２２のインピーダンスを、パルス１４および反射信号１８が通過する環境に適合するように調整する。このため、回路２６および／または回路２４に、異なるマットレスタイプのインピーダンスに関する情報を含み、デッキ１２０上で用いる特定のマットレスのインピーダンスに適合するようにインピーダンス整合回路２２を調整する。この点に関して、トランジスタまたはマイクロスイッチなどのスイッチを入れたり切ったりして、それぞれのインピーダンス素子（たとえば、抵抗器、コンデンサー、インダクター）を選択し、インピーダンス整合回路２２に含めるかインピーダンス整合回路２２から除外するようにしてもよい。
【０１３０】
上記に代えてまたは上記に加えて、インピーダンス素子を動的に調整して、回路２２のインピーダンスを変更してもよい。たとえば、回転式ポテンショメーターまたはレオスタットを、小型モーターなどで調整して、その抵抗を変えるようにしてもよい。同様に、調整可能なコンデンサーにスペースを設けてプレート間の間隔を調節したり、回転式可変コンデンサーの場合であれば、オーバーラップの表面積を調節したりして、キャパシタンスを変更すればよい。ワイヤコイル内で磁気コアを調整してインダクタンスを変化させる可変インダクターも考えられている。さらに、マットレスのゾーンごとに、様々なゾーンの構成に応じてインピーダンスが異なるようにしてもよい。このため、デッキ１２０上の各レーダーアンテナ１２ａ〜ｇに対するインピーダンス整合回路２２が、特定のレーダーアンテナ１２ａ〜１２ｇの上に位置するマットレス部分の構成に応じて異なっていてもよい。
【０１３１】
ここで図１１Ｂを参照すると、フォームマットレス１００ｄの断面図が示されている。フォームマットレス１００ｄには、上面側のティッキング層１０６と下面側のティッキング層１０８との間のティッキング１０４の中に、１つ以上のフォーム層１３６が詰まっている。例示的な実施形態ではフォームからなる１つの層１３６がマットレス１００ｄのコアとして機能するが、他の実施形態では、ティッキング１０４内のコアとして機能させるようにフォームからなる２つ以上の層を設けることができる。図１１Ｂに示す説明のための例では、レーダーアンテナ１２が、フォーム層１３６の一部とともにレーダーアンテナ１２の周囲と同一の輪郭であるティッキング１０８の底層の下で、患者支持システム１０のフレーム１１０のデッキ１２０上に配置されている。
【０１３２】
調節対象となるマットレス１００ｄ内に空気袋がないとしても、レーダー装置１２，２０，２２，２４を使用して、ＴＯＦまたは距離ｄをモニターあるいは決定することでマットレス１００ｄへの患者１６の沈み込みをモニターすることには、依然として利点がある。フォームの支持特性は時間とともに低下することが知られている。フォームのタイプ次第で、たとえば酸化がゆえにマットレス１００ｄが時間の経過とともに硬くなる場合もあれば、フォームの気泡材料が壊れてマットレス１００ｄが時間の経過とともに軟らかくなることもある。また、粘弾性フォームなどのいくつかのフォーム材では、永久的に圧縮されたり変形したりしてクッション性能が失われ、より硬くなる場合がある。したがって、患者支持システム１０の重量スケールで測定される患者１６の体重に応じて、マットレス１００ｄへの沈み込み量が最大閾値と最小閾値との間にくると想定すればよい。
【０１３３】
沈み込みの最小閾値がＴＯＦおよび／または距離ｄの最大閾値に対応し、沈み込みの最大閾値が最小のＴＯＦおよび／または距離ｄに対応する。これらの最大閾値および最小閾値の一部または全部を回路２６または回路２４のメモリに格納してもよい。マットレス１００ｄなどのフォームマットレスと併用されるレーダーシステム１２，２０，２２，２４によって、ＴＯＦまたは距離ｄが所与の体重の患者１６に対する最大閾値を超えていることが示されたら、マットレス１００ｄのフォーム層１３６が劣化して硬くなり過ぎているということである。一方、マットレス１００ｄなどのフォームマットレスと併用されるレーダーシステム１２，２０，２２，２４によって、ＴＯＦまたは距離ｄが所与の体重の患者１６に対する最小閾値よりも小さいことが示されたら、マットレス１００ｄのフォーム層１３６が劣化して軟らかすぎになっているということである。いずれの場合も、マットレスが硬くなりすぎたり軟らかくなりすぎたりすると、警告メッセージが出される。この警告メッセージは、たとえば回路網２６からネットワーク３８を介して１つ以上の臨床医通知装置４２に伝達され、マットレス１００ｄを交換する必要があることを示すようなものである。
【０１３４】
本開示では、独立型のレーダー装置１２，２０，２２，２４を、製造時などに特定の患者支持システムに一体化されているのではなく、本明細書に開示した患者支持システム１０と併用できることが考えられている。したがって、独立型のレーダー装置を、患者用ベッドなどの既存の患者支持システム１０に後付けすることができる。レーダーアンテナ１２を、対応するマットレスの下に配置してもよいし、他の要素２０，２２，２４を、既存の患者支持システムに取り付ける筐体の中にパッケージングしておいてもよい。また、好適な留め具（たとえば、ＶＥＬＣＲＯ（登録商標）ファスナー、ストラップ、バンド、ねじなど）または接着剤またはテープによって、アンテナ１２を適所に保持してもよい。いくつかの実施形態では、データ交換用として、患者支持システム１０の回路２６の入力ポートに回路２４を接続することができる。したがって、回路２６が回路２４から受信するデータ（たとえば、ＴＯＦおよび／または距離データ）に基づいて各々の空気圧システム２８および／またはアクチュエーター３２を制御するのに用いるソフトウェアを回路２６にダウンロードすることで、回路２４によって独立型のレーダー装置１２，２０，２２，２４にプラグアンドプレイ機能を持たせることができる。
【０１３５】
また、独立型のレーダー装置１２，２０，２２，２４を、マットレス、特に図１１Ｂに示すものなどのフォームマットレスの耐用寿命終了試験用に使用してもよい。このような実施形態では、１つ以上のレーダーアンテナをマットレス１００ｄの下に配置することができ、マットレス１００ｄの上に、値が既知である１つ以上のおもりを、対応する１箇所以上の指定された位置に配置することができる。図１１Ｂに関連して上述したように、マットレス１００ｄが硬すぎになったり軟らかすぎになったりすると、たとえばレーダー装置の要素２０，２２，２４を搭載した筐体に設けられた表示画面に表示されるなどの形で、警告メッセージが出される。
【０１３６】
既存の患者支持システムに後付けする、あるいはマットレスの耐用寿命終了試験に使用するために、上述した独立型のレーダー装置１２，２０，２２，２４を異なるタイプのマットレス１００と併用してもよい。このため、いくつかの実施形態では、独立型のレーダー装置１０，２０，２２，２４の筐体には、独立型のレーダー装置１２，２０，２２，２４を使用することになるマットレス１００のタイプを選択するのに用いられる１つ以上の入力がある。選択されたマットレスのタイプに基づいて、適切なＴＯＦおよび／または距離の閾値が、本明細書の他の部分で説明した様々な方法で使用される。独立型のレーダー装置の回路２４が既存の患者支持システム１０の回路２６と通信するいくつかの実施形態では、患者支持装置１０に含まれて回路２６に接続された入力を用いて、使用されているマットレスのタイプを選択する。
【０１３７】
ここで図１２を参照すると、患者支持システム１０の一実施形態が示されており、レーダーアンテナ１２ａ〜ｇが、ヘッドセクション１２２、シートセクション１２４、フットセクション１２８のパネル１３２の裏側面１３８に接続されている。以下に注記する場合を除き、図１１ａの実施形態についての上記の説明は、患者の骨突出に対するアンテナ１２ａ〜ｇの配置に関することなど、図１２の実施形態にも等しく適用可能である。各アンテナ１２ａ〜ｇそれぞれのアンテナ給電部５２は、裏側面１３８に沿って対応する各アンテナ１２ａ〜ｇまで配線される。パネル１３８の裏側面１３８にアンテナ１２ａ〜ｇを配置することで、パネル１３２の厚さ分だけパネル１３２が各アンテナ１２ａ〜ｇのブラインドレンジの一部に入り込むことになる。これによって、アンテナ１２をそれぞれのマットレスの内側に配置するかデッキ１２０のパネル１３２の表側面１３２に配置する上述の実施形態と比較して、あるパルス周期について、レーダーアンテナ１２ａ〜ｇのブラインドレンジの上限位置を、マットレス１００内でその下面側のティッキング層１０８に向かってさらに下に移動させることが可能になる。あるいは、上述した実施形態と比較して、パルス１４の周期を必要に応じて長くすることができ、それでもなおブラインドレンジの上限位置がマットレス１００内で同じ深さに維持される。
【０１３８】
図１１Ａの実施形態の場合と同様に、異なるタイプのマットレスを図１２の実施形態のデッキ１２０上に配置することができ、それに応じてインピーダンス整合回路２２のインピーダンスを調整することができる。しかしながら、デッキ１２０のパネル１３２の裏側面１３８に接続されたレーダーアンテナ１２ａ〜ｇのある図１２の構成では、パルス１４と反射信号１８もパネル１３２を通って進む。このため、インピーダンス整合回路２２が整合される環境の全体としてのインピーダンスにパネル１３２のインピーダンスが寄与する。さらに、パネル１３２の厚さを考慮するために、底づき状態を決定するための閾値であるＴＯＦおよび距離ｄを、たとえば回路２４および／または回路２６のソフトウェアの中で確立する。
【０１３９】
ここで図１３を参照すると、マットレス支持デッキ１２０の底面図が示されている。しかしながら、図１３の実施形態では、可動式のアンテナ支持プレート１４０が、ヘッドセクション１２２、シートセクション１２４、大腿セクション１２８の各々に接続され、それぞれのレーダーアンテナ１２ａ〜ｇがそれぞれのプレート１４０に装着される。具体的には、ヘッドセクション１２２に接続されたプレート１４０にはレーダーアンテナ１２ａ，１２ｂが装着され、シートセクション１２４に接続されたプレート１４０にはレーダーアンテナ１２ｃ，１２ｄ，１２ｅが装着され、フットセクション１２８に接続されたプレート１４０にはレーダーアンテナ１２ｆ，１２ｇが装着されている。図１３に概略的に示すように、各セクション１２２，１２４，１２８の底部にアクチュエーター１４２が設けられ、それぞれのプレートを（当然ながらプレート１４０で支持されたレーダーアンテナ１２ａ〜ｇも）両方向矢印１４４で示すように、デッキ１２０の長手方向の寸法に沿って、セクション１２２，１２４，１２８の下で前後に移動させるように動作可能である。
【０１４０】
患者の形態と呼ばれることもある患者の大きさと形状は患者によって異なるため、レーダーアンテナ１２ａ〜ｇをデッキ１２０に対して移動させることができ、よってその上にあるマットレス１００および患者１６に対して移動させることができる機能がゆえ、患者の骨突出がマットレス１００に最大限に沈み込む場所の下の最適な位置に、レーダーアンテナ１２ａ〜ｇを配置することができる。さらに、いくつかの実施形態では、各セクション１２２，１２４，１２８の一方の端から他方の端までプレート１４０を移動させ、ＴＯＦを測定および／または距離ｄを計算することにより、プレート１４０がその移動範囲全体にわたって移動すると、マットレス１００に対する患者の沈み込みの輪郭を画像化することができる。
【０１４１】
いくつかの実施形態では、回路２６が各アクチュエーター１４２に接続され、各アクチュエーター１４２の動作を制御して、それぞれのプレート１４０を移動させる。シートセクション１２４に付随するプレート１４０上のレーダーアンテナ１２ｃ〜ｅを、図１１Ａおよび図１２に示す三角形のパターンに配置せず、デッキ１２０の横方向の寸法に合わせることが注目に値する。なぜなら、シートセクション１２４のプレート１４０の移動時、レーダーアンテナ１２ｄがプレート１４０の１箇所で患者の尾骨のほぼ真下に位置し、レーダーアンテナ１２ｃ，１２ｅがプレート１４０の別の箇所で患者の左右の腸骨粗面のほぼ真下に位置することになるためである。
【０１４２】
ここで図１４〜図１６を参照すると、デッキ１２０に対してプレート１４０を移動させるためのアクチュエーター１４２の異なる例が示されている。これらは説明のための例として示されているため、似たようなタイプの他のアクチュエーターを代わりに使用してもよいことを理解されたい。図１４〜１６に関する以下の説明では、デッキ１２０のヘッドセクション１２２で用いられるアクチュエーター１４２について説明する。しかしながら、ヘッドセクション１２２で用いられるアクチュエーター１４２についての説明は、シートセクション１２４およびフットセクション１２８でのアクチュエーター１４２の使用にも等しく適用可能であり、可動板１４０と大腿セクション１２６に付随する１つ以上のレーダーとを有する実施形態であれば、大腿セクション１２６でのアクチュエーター１４２の使用にも等しく適用可能である。
【０１４３】
図１４の実施形態に示すように、アクチュエーター１４２には、ねじ切りのされたジャックスクリュー１４６とモーター１４８とが含まれる。モーター１４８は、歯車減速機１５０を介して動作し、板１４０をフレームワーク１３０のヘッドエンドフレーム部材１３０ａのほうに移動させるか、ヘッドエンドフレーム部材１３０ａから離れるほうに移動させるかに応じて、ジャックスクリュー１４６を第１の方向と第２の方向に回転させる。モーター１４８は、患者支持システム１０の回路２６に接続され、そこからコマンド信号を受信する。板１４０の裏面には、ねじ切りのされたナット１４９が連結され、板１４０から下方向に延びている。ナット１４９には、ジャックスクリュー１４８がねじこまれて貫通している。ナット１４９とジャックスクリュー１４８とがねじ係合しているため、ジャックスクリューがモーター／歯車減速機１４８，１５０によって回転すると、ナット１４９と板１４０がジャックスクリュー１４８に沿って移動する。例示的な実施形態では、フレーム部材１３０ａの内側側壁にギヤボックス１５０が取り付けられている。この目的のために、ねじなどの好適な留め具を設けることができる。他の実施形態では、上にあるパネル１３２に直接または上にあるパネル１３２から下に垂れ下がるブラケットなどを介して、ギヤボックス１５０および／またはモーターを上にあるパネル１３２に取り付けてもよい。
【０１４４】
例示的な図１４の例では、フレームワーク１３０のそれぞれのサイドフレーム部材１３０ｂ，１３０ｃの内壁に、断面がＣ字形のガイド１５２が取り付けられている。Ｃ字形のガイド１５２によって画定されるチャネルの中に、板１４０の端の領域がおさまっている。このように、ガイド１５２がそれぞれの板１４０をヘッドセクション１２２に対して摺動できるように支持し、かつ、板１４０が実質的にヘッドセクション１２２のパネル１３２と平行の向きに保たれるように板１４０を拘束する。よって、Ｃ字形のガイド１５２によって画定されるチャネルは、板１４０の端の領域がチャネルの中におさまるような大きさであり、チャネルとチャネルの間には最小限の隙間がある。別の実施形態では、ガイド１５２が省略され、フレーム部材１３０ｂ，１３ｃが一体のガイドで構成されている。たとえば、いくつかの実施形態では、フレーム部材１３０ｂ，１３０ｃの内壁に、板１４０の端の領域が入る大きさのスロットを設けることができる。他の実施形態では、フレーム部材１３０ｂ，１３０ｃの内壁自体に溝が形成され、その中でＣ字形のチャネルを画定することができる。
【０１４５】
図１４に示唆されているように、レーダーアンテナ１２ａ，１２ｂを支える板１４０の上面は、上にあるパネル１３２の裏側面から約１／４インチ乃至約１インチといったわずかな距離だけ垂直下方に離れた位置にある。したがって、板１４０がデッキ１２０の上に設けられる図１３〜図１６の実施形態では、レーダーアンテナ１２ａ，１２ｂとパネル１３２との間にエアギャップが存在する。このエアギャップは、インピーダンス整合回路２２が整合されることになる環境の全体的なインピーダンスに寄与する。エアギャップなどの自由空間では、インピーダンスが３７７Ωになることが知られている。本開示では、レーダーアンテナ１２を、デッキ１２０の上面１３４から１０ｃｍ以上も下まで支持してもよいと考えられている。
【０１４６】
また、板１４０とパネル１３２との間にエアギャップをとって板１４０上にアンテナ１２ａ，１２ｂを配置することで、パネル１３２の厚さ分だけでなく、エアギャップも各アンテナ１２ａ，１２ｂのブラインドレンジの一部に入り込むことになる。これにより、アンテナ１２をデッキ１２０のパネル１３２の裏面に配置した図１２の上述した実施形態と比較して、あるパルス周期について、レーダーアンテナ１２ａ，１２のブラインドレンジの上限位置を、マットレス１００内でその下面側のティッキング層１０８に向かってさらに下に移動させることが可能になる。あるいは、図１３〜図１６の実施形態では、上述した実施形態と比較して、パルス１４の周期を必要に応じて長くすることができ、それでもなおブラインドレンジの上限位置がマットレス１００内で同じ深さに維持される。
【０１４７】
図１５の実施形態に示すように、アクチュエーター１４２は、モーター駆動式の駆動輪１５６（たとえば、プーリーまたはスプロケット）と遊び車１５８（たとえば、プーリーまたはスプロケット）の周りに渡した可撓性テザー１５４（たとえば、ケーブル、バンド、ベルトまたはチェーン）を含む。フレーム部材１３０ａおよび／またはパネル１３２には、モーター１６０が装着されている。モーター１６０は、回転式駆動輪１５６の回路２６の制御下で、ヘッドセクション１２２の長手方向に、板１４０をフレーム部材１３０ａに向かって移動させるかフレーム部材１３０ａから離れるほうに移動させるかに応じて、第１の方向と、これとは逆の第２の方向に動作する。モーター駆動式の駆動輪１５６がモーター１６０によって回転すると可動板がガイド１５２に沿って移動するように、可撓性テザー１５４の１つのフライトを板１４０に固定すべく、アンカー１６２が設けられている。駆動輪１５６と遊び車１５８が回転する軸は、パネル１３２および板１４０に対してほぼ垂直である。図１４の実施形態に関連する別のガイド、インピーダンス整合、ブラインドレンジの境界位置に関する上記の説明を、図１５の実施形態にも等しく適用可能である。
【０１４８】
図１６の実施形態に示すように、アクチュエーター１４２は、ヘッドセクション１２２のエンドフレーム部材１３０ａと可動板１４０との間に相互接続された多段のレイジートング形連結機構１６４を含む。エンドフレーム部材１３０ａおよび／またはパネル１３２には、モーター１６６が取り付けられている。モーター１６６は、レイジートング形連結機構１６４のメインリンク１６８を、両方向矢印１７０で示すような第１の方向と、これとは逆の第２の方向に枢動させて、レイジートング形連結機構１６４を伸び縮みさせ、可動板１４０をパネル１３２に対してガイド１５２に沿って移動させるように動作可能である。リンク機構１６４のヘッドエンドには第１のスライダー１７２が設けられ、リンク機構１６４のフットエンドには第２のスライダー１７４が設けられている。レイジートング形連結機構１６４が伸び縮みすると、スライダー１７２はベイル１７６に沿って摺動し、スライダー１７４は板１４０に沿って摺動する。図１４の実施形態に関連する別のガイド、インピーダンス整合、ブラインドレンジの境界位置に関する上記の説明を、図１６の実施形態にも等しく適用可能である。
【０１４９】
本開示によれば、アンテナ１２は、インピーダンス整合回路２２によってチューニングされ、パルス１４および反射信号１８がドライバー回路２０まで伝播する環境に整合される。いくつかの実施形態では、これは一般に約５０Ω〜約７０Ωである。特に、アンテナ１２は、患者支持システム１０の環境にチューニングされる。ここに開示する実施形態では、アンテナ１２は、完全な自由空間への照射ではなく、患者支持システム１０のマットレスの中および／またはフレームの中への照射である。したがって、いくつかの実施形態では、マットレスの中に配置されるアンテナ１２の場合で、アンテナ１２がマットレスのインピーダンスと整合するようにチューニングされる。他の実施形態では、マットレスの下に配置されるアンテナ１２の場合で、アンテナ１２が患者支持システム１０のフレームおよびマットレスのインピーダンスと整合するようにチューニングされる。
【０１５０】
上述したように、本明細書で開示するアンテナ１２のいくつかの実施形態では、円偏波の特徴を呈している。しかしながら、設計者の裁量で、水平偏波、垂直偏波または楕円偏波を呈するようにアンテナ１２を構成することも、本開示の範囲内である。
【０１５１】
いくつかの実施形態では、患者支持システム１０は、すべてが１つのレーダーシステム１２，２０，２２，２４に接続された複数のアンテナ１２からなるアレイを有してもよく、任意に、レーダーシステムがアンテナアレイのアンテナ１２間で多重送信をしてもよい。あるいは、患者支持システム１０で、各々が１つ以上のアンテナ１２を有するレーダーシステム１２，２０，２２，２４からなるアレイを使用してもよい。いくつかの実施形態では、システム１０で、バイスタティックレーダーシステム１２，２０，２２，２４を使用してもよい。
【０１５２】
レーダーシステム１２，２０，２２，２４が非常に近い物体を探知できなくなるブラインドレンジの問題に加えて、レーダーシステム１２，２０，２２，２４では、反射信号１８からクラッターを除去することに対処する必要がある。クラッターは、無関係なレーダー反射波を生む物体によって発生する。たとえば、マットレスの内部にある構成要素または患者支持装置１０のフレームの構成要素から反射する戻り信号。すなわち、目的の標的または物体１６以外のもので反射した戻り信号が、望ましくないクラッターとみなされる。したがって、回路２４および／または回路２６は、クラッターの影響を減らすようにプログラムまたは構成されている。
【０１５３】
クラッターを減らす１つの方法として、バックグラウンド減算を使用して、目的のものではない患者支持システム１０のマットレスおよび／またはフレームの部分を無視することがある。たとえば、患者１６が患者支持装置１０の上にいない場合、レーダーシステム１２，２０，２２，２４を、１つ以上のパルス１４を放射して１つ以上の反射信号１８を測定するように動作させることができる。このような条件下における１つ以上の反射信号１８はバックグラウンド信号を表すが、それは多くの場合、患者１６から反射するものとは異なる範囲の構成要素からの反射になる。回路２４または回路２６は、患者１６がマットレスの上にいる場合に、反射信号データから「患者なし」の反射信号データを減算するようにプログラムされている。
【０１５４】
いくつかの実施形態では、回路２４または回路２６を、パルス圧縮アルゴリズムを実装するように構成することができる。パルス圧縮を用いることによって、レーダーアンテナ１２と物体１６との間の距離よりパルスのほうが長い（すなわち、パルス長（距離）＝パルス長（秒）×光速）場合であっても、標的１６までの距離ｄまたはＴＯＦを求めることができる。たとえば、パルス圧縮は、患者１６からのレーダーパルス反射１８とマットレスからのレーダーパルス反射１８とを区別する１つの可能な方法である。これらの反射は互いに非常に近いため、（距離での）パルス長がアンテナと患者との間の距離ｄよりも大きくなりがちである。パルス圧縮は、線形変調、非線形変調またはコスタス符号などの符号化波形を使用するといった周波数分析によって達成することができ、位相変調によっても達成することができる。パルス圧縮の使用は、レーダー装置１２，２０，２２，２４の検出範囲に悪影響をおよぼすことになるため、悪影響があるにもかかわらず底づき状態または関連する閾値を依然として検出可能または決定可能である、レーダーアンテナ１２が患者１６から十分な距離に位置する実施形態にのみ適していることに注意されたい。
【０１５５】
レーダーシステム１２，２０，２２，２４には、固有のノイズがある。このため、各レーダー測距サンプルによって、それぞれのアンテナ１２から患者１６までの距離ｄの推定値を与える。ランダムノイズがあると仮定すると、信号（たとえば、ＴＯＦまたは距離ｄ）を平均化することにより、測距測定値が１つだけの場合よりも患者１６までの実際の距離ｄを良好に推定することができる。平均化は、生のレーダー信号（生のレーダーデータを平均化した上で、この平均データを用いてレンジ推定値を生成する）またはレンジ推定値（各レーダー測距サンプルを使用してレンジ推定値を生成した上で、多くのレンジ推定値を平均化する）について、回路２４または回路２６によって行うことができる。また、たとえば、生信号を平均化した後にレンジ推定値を平均化するなど、平均化を複数のステップで行ってもよい。いくつかの実施形態では、信号観測値が強く相関するように、オーバサンプリング（ナイキストレートより高レートでのサンプル）が回路２４または回路２６によって実装される。
【０１５６】
いくつかの実施形態では、回路２４または回路２６は、パルス対処理を実施して、連続するパルス対の位相（すなわち、連続した反射信号１８の位相）を比較することによって、どの標的１６（たとえば、患者１６のどの部分）が動いているかを決定するようにプログラムされる。ある範囲に、連続する反射信号１８の位相の変化がない物体１６がある場合、それは回路２４または回路２６によってクラッターとみなされ、無視される。一方、呼吸しており、なおかつ患者の心拍がゆえに血液量の動きがある患者１６では、連続した反射信号１８にＧＨｚ周波数でみて数度の位相シフトが生じることになる。よって、受信した信号１８の位相が常に同じであれば、信号１８が反射する物体は動いていないため、これに関連する信号１８が無視される。
【０１５７】
いくつかの実施形態では、回路２４または回路２６は、ドップラーフィルターを実装するようにプログラムされる。すなわち、反射信号１８を処理してドップラーシフトの大きさを決定し、１つ以上のフィルター（たとえば、ソフトウェアフィルター）を使用して、以後の分析または処理にどのデータを含むか、どのデータを除外するかを決定する。目的の領域でドップラーシフトを生じる標的１６だけが考慮される。たとえば、ドップラーシフトが第１の周波数Ｆ１より小さいが第２の周波数Ｆ２より大きい反射信号１８を維持するのであれば、帯域通過フィルターを実装する。ドップラーシフトが第１の周波数Ｆ１より小さい反射信号１８を維持するのであれば、低域通過フィルターを実装する。このようなフィルターを使用して、必要に応じて以後の使用（たとえば、バックグラウンド減算）または将来の分析用に移動しないクラッターを維持することもできる。ドップラーシフトが第２の周波数Ｆ２より大きい反射信号１８なら、高域通過フィルターを実装する。
【０１５８】
いくつかの実施形態では、患者支持装置１０の少なくとも１つのレーダー装置１２，２０，２２，２４および／または制御回路２６は、患者の心拍数（ＨＲ）および／または呼吸数（ＲＲ）を決定するように構成されている。たとえば、すぐ上で説明したドップラーシフト情報を処理し、ＨＲおよびＲＲを決定してもよい。上記に代えてまたは上記に加えて、回路２４または回路２６に心弾道撮影アルゴリズムを実装し、ＨＲおよびＲＲを決定してもよい。たとえば、回路２４または回路２６によって第１のドップラーフィルターを実装し、患者の心拍に起因する胸部の動きを検出して、ＨＲを決定することができる。同様に、回路２４または回路２６によって第２のドップラーフィルターを実装し、患者の横隔膜の動きを検出して、ＲＲを決定することができる。このように、回路２４または回路２６では、信号１８からのドップラーシフト情報を使用して、ＨＲおよびＲＲを決定する。
【０１５９】
いくつかの実施形態では、レーダーアンテナ１２は、上述したようなレーダーアンテナ１２からなるアレイとして構成されている。レーダーアンテナ１２のアレイには、たとえばアンテナ１２の位相格子アレイを含むことができる。アンテナ１２の位相格子アレイを用いると、必ずしも放射アンテナ１２の垂直方向の真上ではない標的１６の様々な部分にパルス１４が向けられるように、より正確に言えば、放射されたパルス１４波が１つ以上の放射アンテナ１２によって画定される平面に対して９０度以外の角度であるように、放射されたパルス１４のビームステアリングまたはビーム形成が可能になる。ビームステアリング／形成は、たとえば、放射されたパルス１４のビーム全体を整形するために、位相格子アレイで隣接するアンテナ１２から放射されるパルス１４の位相を、パルス１４同士の位相がさらに同相になるかさらに異なる位相になるように調節することによって達成することができる。隣接するアンテナ１２のパルス１４の位相を変更することにより、放射されるパルス１４によって規定されるビームの方向および／または形状が変化する。ビーム形成では位相差に基づいているため、狭い帯域の信号で機能する。さらに、ビーム形成を使用すると、本明細書で開示する患者支持システム１０の実施形態での場合のように、近距離で最大１ｃｍまで測距精度を改善することができる。また、本開示によるレーダーアンテナ１２間の距離を変更することで、ビーム形成を達成してもよい。
【０１６０】
任意に、１つ以上のレーダーレンズをそれぞれのレーダーアンテナ１２と併用し、測距精度を改善してもよい。レーダーレンズは、放射されたパルスを標的のより限局された領域に集束させる。レーダーアンテナ１２がマットレスの外にある実施形態、特にレーダーアンテナがマットレス支持デッキ１２０の下にある図１２〜図１６の実施形態では、１つ以上のレーダーレンズを使用するほうが適切な場合があることに、注意されたい。これは、マットレスの中に配置すると、患者１６が１つ以上のレーダーレンズの厚さを感じる可能性があるためである。既知のレーダーレンズとしては、たとえば、リューネブルクレンズおよびマクスウェルの魚眼レンズがあげられる。いくつかの実施形態では、レーダーレンズも保持するそれぞれの筐体でレーダーアンテナ１２を保持してもよい。このため、各レーダーアンテナ、筐体、レンズを一緒にして、１つのユニットとしてパッケージ化してもよい。筐体の外面に、同軸ケーブルなどのアンテナ給電部５２を接続するためのポートを設けてもよい。あるいは、アンテナ給電部５２に、筐体から延びて電気コネクタで終端するケーブルの短いセグメントを含むようにしてもよい。
【０１６１】
上述したように、本明細書で考えられるレーダーシステムでは、患者の心拍数および／または呼吸数を決定することができる。したがって、本開示では、患者支持装置１０に、患者支持フレーム１１０と、患者支持フレーム１１０上に支持された患者支持面１００と、患者支持フレームに保持されたレーダーシステム１２，２０，２１，２２，２４とが含まれる実施形態が考えられている。レーダーシステム１２，２０，２１，２２，２４は、患者が患者支持面１００に沈み込む深さを決定するように動作可能であり、かつ、ドップラー分析を行って患者の心拍数または呼吸数のうちの少なくとも１つを決定するようにも動作可能である。いくつかの実施形態では、レーダーシステム１２，２０，２１，２２，２４は、患者の心拍数および呼吸数の両方を決定するように動作可能である。
【０１６２】
いくつかの実施形態では、レーダーシステム１２，２０，２１，２２，２４は、電子ステアリング可能なレーダーアンテナなど、電子ステアリング可能なレーダーセンサーを含む。たとえば、電子ステアリング可能なレーダーセンサーは、複数の送信アンテナ１２ａと、複数の受信アンテナ１２ｂとを含む。複数の送信アンテナ１２ａおよび複数の受信アンテナ１２ｂは、患者支持面１００の上面の下で格子状に配置されている。
【０１６３】
いくつかの実施形態では、複数の受信アンテナ１２ｂで受信される信号１８を、体輪郭マッピング用にレーダーシステム１２，２０，２１，２２，２４で使用する。そして、体輪郭マッピングを、回路２４、回路２６および／またはリモートサーバー４０または他のコンピューター装置で使用して、患者に褥瘡が生じる危険性があるか否かの決定、ブレーデンスコアのサブファクターである患者の機動性の決定を含む患者のブレーデンスコアの決定、患者の機能低下の決定、患者の脚、腕、胴、骨盤または頭のうちの少なくとも１つの患者支持面上の位置の決定、患者が横向きに横たわっているか、うつぶせで横たわっているか、仰向けに横たわっているかの決定、患者が患者支持面のフットエンドに向かって滑ってしまったか、または患者が患者支持装置１０の患者支持面１００上の適切な位置にいるか否かの決定、患者の睡眠の質の決定、患者支持装置１０から患者が出ようとしていることの決定のうちの１つ以上など、多岐にわたる以後の決定の１つ以上を実施してもよい。
【０１６４】
ブレーデンスコアのサブファクターである患者の機動性を決定することに関連して、以下の数値が与えられる。１．完全に動かない−介助がなければ患者が身体または四肢の位置をわずかたりとも変えない。２．非常に限られる−患者が身体または四肢の位置を時々わずかに変えるが、自立的に頻繁にまたは大幅に変えることはできない。３．わずかに限定−患者がわずかながら身体または四肢の位置を自立的に変化させる。５．無制限−患者が介助なしに位置を大幅かつ頻繁に変える。
【０１６５】
いくつかの実施形態では、体輪郭マッピングで決定される、患者が横向きに横たわっているか、うつぶせで横たわっているか、仰向けに横たわっているかに基づいて、患者支持面１００の１つ以上の空気袋３０のうち少なくとも１つの空気袋３０の膨張を調節する。上記に代えてまたは上記に加えて、体輪郭マッピングで決定される、患者支持面１００のフットエンドに向かって患者がスライドしたか否かに基づいて、患者支持面１００の１つ以上の空気袋３０のうち少なくとも１つの空気袋３０の膨張を調節する。本明細書では、空気袋の「膨張」を「調節」するというとき、その表現には、空気袋の膨張（すなわち、空気を加えて圧力を増す）および空気袋の収縮（すなわち、空気を除去して圧力を下げる）の両方を含む。
【０１６６】
いくつかの実施形態では、レーダーシステム１２，２０，２１，２２，２４は、（ｉ）複数の送信アンテナ１２ａからのパルス１４の送信と、患者１６で反射するか、患者に隣接する患者支持面１００の表面１１２で反射する反射信号１８の複数の受信アンテナ１２ｂによる受信との間の飛行時間（ＴＯＦ）、（ｉｉ）アンテナのビーム角と形状、（ｉｉｉ）信号強度を使用して、複数の受信アンテナ１２ｂの受信アンテナ１２ｂごとに、患者１６または患者１６に隣接する患者支持面１００の表面１１２までの距離ｄを決定するように動作可能である。
【０１６７】
本開示では、患者の心拍数または呼吸数の少なくとも１つを決定するためのドップラー分析が、複数の送信アンテナ１２ａによって送信される第１の信号１４と複数の受信アンテナ１２ｂによって受信される第２の信号１８との間の位相変化を決定するマイクロドップラー分析を含むことが考えられる。ドップラー分析を使用して、心拍数、患者の心臓の早期心室収縮（ＰＶＣ）、患者の心臓での心拍数を基準にした不整脈、患者の心臓での致命的な不整脈、鬱血性心不全の発症および鬱血性心不全の進行の検出のうちの１つ以上を決定する。上記に代えてまたは上記に加えて、ドップラー分析を使用して、患者の閉塞性睡眠時無呼吸を含む無呼吸を検出する。
【０１６８】
ここで図１８を参照すると、患者の心拍数および／または呼吸を検出するためのレーダーシステムの一実施形態におけるＲＦドライバー／レシーバー回路２０の一例には、パワースプリッター１８４の入力に送られる出力信号１８２を発生する局部発振器（ＬＯ）１８０が含まれる。説明のための例では、信号１８２は、周波数約６ギガヘルツ（ＧＨｚ）から約１８ＧＨｚのａＳｉｎ（ωｔ）の形でＬＯ１８０から出力される。パワースプリッター１８４には第１の出力があり、ここから第１の出力信号１８６が送信アンテナ１２ａに送信される。パワースプリッター１８４には第２の出力もあり、ここから第２の出力信号１８８がミキサー１９０の局部発振器の入力（Ｌ）に送信される。説明のための例では、信号１８６，１８８は各々ａ／２×Ｓｉｎ（ωｔ）の形式である。このため、パワースプリッター１９０で信号１８２が半分に分割される。
【０１６９】
他の実施形態に関連して上述したのと同様に、図１８の送信アンテナ１２ａは信号１８として標的１６で反射するパルス１４を放射し、この反射が受信アンテナ１２ｂで受信される。受信アンテナ１２ｂからの出力信号１９２は低雑音増幅器（ＬＮＡ）１９２に入力され、ＬＮＡ１９２からの出力信号１９４がミキサー１９０の反射信号入力（Ｒ）に送信される。図１８のブロック１９６に示すように、ＬＮＡ１９２から出力される信号１９４は、Ａ×Ｓｉｎ（ωｔ＋φｔ）の形式であり、ここで、φ（ｔ）＝φｏ＋４π／λ×ｘ（ｔ）およびｄφ（ｔ）／ｄｔ＝４π／λ×ｄｘ／ｄｔ＜＜ωである。上記の式において、φｏは、送信距離に起因する受信アンテナ１２ｂに対する送信アンテナ１２ａの（仮定による静的な）位相オフセットであり、ｄｘは呼吸と鼓動による胸壁の動きである。係数Ａは、アンテナ１２ａ，１２ｂの利得、標的反射係数、送信アンテナ１２ａから受信アンテナ１２ｂへの経路損失、ＬＮＡ利得を含む。Ａ係数は（たとえば、ミキサー１９０の挿入損失のために）変化し得る集中定数であるが、レーダーシステムの利得は、ドップラーシフトによる位相変化の決定とは無関係である。
【０１７０】
説明のための例において、ミキサー１９０は、カリフォルニア州Ｍｏｒｇａｎ  ＨｉｌｌのＭａｒｋｉ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ，Ｉｎｃ．から入手可能な型番ＩＱ−０６１８のミキサーである。上述したように、ミキサー１９０のＬ入力では、パワースプリッター１８８から信号１８８を受信し、ミキサー１９０のＲ入力では、ＬＮＡ１９２から信号１９４を受信する。ミキサーブロック１９０の文字「ＷａｎｔＰＬ＞＞ＰＲ」で示すように、ミキサー１９０のＲ入力における信号１９４の電力レベルよりも、ミキサー１９０のＬ入力における信号１８８の電力レベルのほうが、たとえば１０倍程度などはるかに大きいことが望ましい。ミキサー１９０は、ミキサー１９０のＱ出力で直角位相１９８を生成し、ミキサー１９０のＩ出力で同相信号２００を生成する。
【０１７１】
図１８のブロック２０４に示すように、同相信号２００は、Ａ×Ｓｉｎ（ωｔ＋φ（ｔ））×Ｓｉｎ（ωｔ）の形式であり、Ａ×［Ｃｏｓ（２ωｔ＋φ（ｔ））＋Ｃｏｓ（φ（ｔ））］と等しい。図１８のブロック２０２に示すように、直角位相信号１９８は、Ａ×Ｃｏｓ（ωｔ＋φ（ｔ））×Ｓｉｎ（ωｔ）の形式であり、Ａ×［Ｓｉｎ（２ωｔ＋φ（ｔ））＋Ｓｉｎ（φ（ｔ））］と等しい。これは、Ｉ信号２００と比較してＱ信号１９８の位相が＋９０シフトしているためである。図１８のレーダーシステムの第１の低域通過フィルター（ＬＰＦ）２０６には、ミキサー１９０のＱ出力から直角位相信号１９８を受信する入力があり、図１８のレーダーシステムの第２の低域通過フィルター（ＬＰＦ）２０８には、ミキサー１９０のＩ出力から同相信号２００を受信する入力がある。説明のための例では、各ＬＰＦのカットオフ周波数は約１００Ｈｚに設定されているが、カットオフ周波数が約２０００ｋＨｚから約１０Ｈｚの範囲にあるＬＰＦも適切であると考えられる。
【０１７２】
第１のＬＰＦ２０６からの出力信号２１０は、直角位相チャネル用の第１のアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２１２に入力され、第２のＬＰＦ２０８からの出力信号２１４は、同相チャネル用の第２のＡ／Ｄ変換器２１６に入力される。出力信号２１０はＳｉｎ（φ（ｔ））の形式であり、出力信号２１４はＣｏｓ（φ（ｔ））の形式である。したがって、ＬＰＦ２０６，２０８は、それぞれ直角位相信号および同相信号１９８，２００の２ωｔ＋φ（ｔ）成分を濾波する。いくつかの実施形態では、図１８のブロック２１８に示すように、それぞれのＡ／Ｄ変換器２１２，２１６のデジタルＱ出力およびＩ出力を、たとえば回路２４によって処理し、式φ（ｔ）＝ａｔａｎ（Ｑ／Ｉ）＝φ０＋４π／λ×ｘ（ｔ）およびｘ（ｔ）＝λ／（４π）×（ａｔａｎ（Ｑ／Ｉ）−φｏ）を用いることでφ（ｔ）を決定する。
【０１７３】
ブロック図の特徴を実装するには、プリント回路基板上の素子、たとえばＭｉｃｒｏｓｅｍｉ  ＭＤＵ１０２０シリーズのプレーナトランシーバを使用すればよいことを、当業者であれば認識する。このプレーナトランシーバは、動きの検知にドップラーシフト現象を利用するＸバンド動き検出器である。具体例として、狭帯域レーダーの場合、９０度の位相シフトを、１／４波長の長さの伝送ラインで実施することができる。同様に、システムオンチップ、たとえばＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のＡＷＲ１６４２シングルチップレーダーセンサとして、図１８に示す特徴を実現することができる。
【０１７４】
距離測定値ｘ（ｔ）を経時的に取ることにより、操作可能なレーダーセンサー（たとえば、アンテナ１２ａ，１２ｂ）の目標となるか焦点となる格子上の１箇所以上の位置について、変位グラフが生成される。患者の心拍信号を生成し、患者の心拍数と呼吸数を決定するために、１つ以上のレーダーセンサーが患者の上部胸郭領域に向けられているなどの選択された変位測定値ｘ（ｔ）について、平均化とフィルタリングのアルゴリズムを実装する。さらに、格子上のすべての位置のｘ（ｔ）測定値を使用して、体輪郭マップを生成することができる。必要であればマットレス１００の上面に対応させることができる基準面上のＸＹ座標で格子を構成してもよく、この場合、患者がマットレス１００に沈み込むため、変位ｘ（ｔ）は各格子点で基準面から下に向かって測定される。あるいは、基準面がマットレス１００の中またはマットレス１００の下に配置されたアンテナ１２ａ，１２ｂの上面に対応してもよく、その場合、基準面から物体１６までの上方向への距離ｄは、ｘ（ｔ）測定値に基づいて各ＸＹグリッド位置で調節される。Ｘ−Ｙ基準面がほぼ水平面として確立されている場合、図１８に示して上記にて言及した距離の測定値ｘ（ｔ）は、Ｚ方向（たとえば、ほぼ垂直）の動きに対応することを理解されたい。
【０１７５】
ここで図１９を参照すると、上のグラフ２２０は、心電図（ＥＫＧ）からのトレースまたはグラフの例を示し、グラフ２２０のｘ軸は時間（秒）であり、ｙ軸はアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）のカウントである。ＡＤＣカウントは、鼓動する心臓の電気的活動の実測電圧を表す正規化された値である。図１９の下のグラフ２２４は、図１８のシステム２０によって決定される位相φ（ｔ）である。グラフ２２４は、いくつかの実施形態では、患者の胸で連続的に、または少なくとも長時間にわたって目標とされる単一のレーダーセンサー（たとえば、単一のアンテナ対１２ａ，１２ｂ）からの測定値に基づいて生成される。下のグラフ２２４において、ｘ軸は時間（秒）であって上のグラフ２２０のｘ軸に対応し、ｙ軸は位相（度）である。図１９における一連の両方向矢印２２２は、上のグラフ２２０のＲ波スパイクが、下のグラフの位相スパイクと一致することを示している。このため、測定された位相φ（ｔ）のＲ波に対応するスパイクを使用して、患者の心拍数を計算することができる。
【０１７６】
以下の番号を付した項は、潜在的に特許性のある主題を定義するために本開示に従って起草することができるものである。
【０１７７】
１．約２センチメートル以下の範囲で物体を検出するように構成されて動作する電波探知測距（レーダー）装置であって、少なくとも１つのレーダーアンテナと、少なくとも１つのレーダーアンテナに接続されたトランシーバー回路であって、少なくとも１つのレーダーアンテナと協働して、約２センチメートルの範囲で物体の検出を支援するプロファイルを持つパルスを放射した後、これを受信するトランシーバー回路と、パルスの送信と、少なくとも１つのレーダーアンテナによる、物体で反射して戻ってくる反射信号の受信との間の飛行時間（ＴＯＦ）を決定するように構成されたプロセッサー回路と、を備える、レーダー装置。
【０１７８】
２．物体は主に水からなる、項１に記載のレーダー装置。
【０１７９】
３．物体は、マットレスの反射性の部分を含む、項１に記載のレーダー装置。
【０１８０】
４．少なくとも１つのレーダーアンテナは、少なくとも１つの平面アンテナを含む、項１に記載のレーダー装置。
【０１８１】
５．少なくとも１つの平面アンテナは、円偏波送信とするためのスパイラルアンテナを少なくとも１つ含む、項２に記載のレーダー装置。
【０１８２】
６．少なくとも１つの平面アンテナは、少なくとも１つのアルキメデルスパイラル広帯域アンテナを含む、項２に記載のレーダー装置。
【０１８３】
７．少なくとも１つの平面アンテナは、少なくとも１つの対数周期スパイラル広帯域アンテナを含む、項２に記載のレーダー装置。
【０１８４】
８．少なくとも１つのアンテナをチューニングして、パルスおよび反射信号が伝播する環境のインピーダンスを整合させるように構成されたインピーダンス整合回路をさらに備える、項１に記載のレーダー装置。
【０１８５】
９．環境は、マットレスの少なくとも一部を含む、項８に記載のレーダー装置。
【０１８６】
１０．マットレスの一部は、少なくとも１つの空気袋を含む、項８に記載のレーダー装置。
【０１８７】
１１．マットレスの一部は、複数の空気袋を含む、項８に記載のレーダー装置。
【０１８８】
１２．マットレスの一部は、少なくとも１つのフォーム層または少なくとも１つの微気候管理（ＭＣＭ）層またはその両方を含む、項８に記載のレーダー装置。
【０１８９】
１３．環境は、患者支持システムのフレームの一部を含む、項８に記載のレーダー装置。
【０１９０】
１４．患者支持システムは、ベッド、椅子、車椅子、ストレッチャー、手術台、検査用テーブル、患者用リフトまたはイメージング装置を含む、項１３に記載のレーダー装置。
【０１９１】
１５．環境は、患者支持システムのフレームの一部と、フレームに支持されたマットレスの一部とを含む、項８に記載のレーダー装置。
【０１９２】
１６．少なくとも１つのレーダーアンテナに対する少なくとも１本のアンテナ給電線をさらに備え、少なくとも１本のアンテナ給電性はバランを含む、項１に記載のレーダー装置。
【０１９３】
１７．バランは、無限バランである、項１６に記載のレーダー装置。
【０１９４】
１８．バランは、先細のバランである、項１６に記載のレーダー装置。
【０１９５】
１９．少なくとも１つのアンテナは、パルスを放射する送信機アンテナと、反射信号を受信する受信機アンテナと、を含む、項１に記載のレーダー装置。
【０１９６】
２０．送信機アンテナおよび受信機アンテナは、トランシーバー回路およびプロセッサー回路を含む集積回路チップに接続されている、項１９に記載のレーダー装置。
【０１９７】
２１．プロセッサー回路は、一定の時間にわたって受信された複数の反射信号の生のレーダーデータを平均することに基づいて、少なくとも１つのアンテナと物体との間の距離を決定する、項１に記載のレーダー装置。
【０１９８】
２２．プロセッサー回路は、複数のＴＯＦ決定結果に基づいて、少なくとも１つのアンテナと物体との間の距離を決定する、項１に記載のレーダー装置。
【０１９９】
２３．プロセッサー回路は、パルス対処理を使用して、連続した反射信号の位相を比較し、前の反射信号からの位相シフトのない反射信号を無視する、項１に記載のレーダー装置。
【０２００】
２４．プロセッサー回路は、バックグラウンド減算を使用して、物体が存在しないときに受信したデータを、物体が存在するときに受信した反射信号から差し引く、項１に記載のレーダー装置。
【０２０１】
２５．少なくとも１つのレーダーアンテナは、レーダーアンテナのアレイを含む、項１に記載のレーダー装置。
【０２０２】
２６．レーダーアンテナのアレイは、レーダーアンテナの位相格子アレイを含む、項２５に記載のレーダー装置。
【０２０３】
２７．プロセッサー回路は、ドップラーフィルターを実装して、所望の周波数範囲内の反射信号を通すとともに、他の反射信号を弾く、項１に記載のレーダー装置。
【０２０４】
２８．ドップラーフィルターは、下の周波数閾値と上の周波数閾値との間の反射信号を通すための帯域通過フィルターとして構成されている、項２７に記載のレーダー装置。
【０２０５】
２９．ドップラーフィルターは、周波数があらかじめ定められた閾値未満の反射信号を通すための低域通過フィルターとして構成されている、項２７に記載のレーダー装置。
【０２０６】
３０．ドップラーフィルターは、周波数があらかじめ定められた閾値よりも高い反射信号を通すための高域通過フィルターとして構成されている、項２７に記載のレーダー装置。
【０２０７】
３１．床ずれを低減し、臨床ワークフローを改善する方法であって、患者支持システムの上にいる患者の沈み込みの深さを患者と患者支持システムとの間の界面圧が最適になる許容範囲内に維持するために、電波探知測距（レーダー）システムによって、患者から患者支持システムの底までの飛行時間（ＴＯＦ）または距離を決定することを含み、許容範囲は、ＴＯＦの上限と下限の閾値に基づくか、距離の上限と下限の閾値に基づくか、その両方に基づいている、方法。
【０２０８】
３２．ＴＯＦまたは距離をリモートサーバーに提供することをさらに含む、項３１に記載の方法。
【０２０９】
３３．患者支持システムをＴＯＦまたは距離の関数として調節することをさらに含む、項３１に記載の方法。
【０２１０】
３４．患者支持システムを調節することは、患者支持システムのベッドフレームのヘッドセクションを下げることを含む、項３３に記載の方法。
【０２１１】
３５．患者支持システムを調節することは、患者支持システムのマットレスの空気袋を膨張または収縮させることを含む、項３３に記載の方法。
【０２１２】
３６．レーダーシステムを用いて患者の動きを決定することをさらに含む、項３１に記載の方法。
【０２１３】
３７．患者の動き情報を臨床医に提供することをさらに含む、項３６に記載の方法。
【０２１４】
３８．患者を支えている様々な空気袋の膨張圧を変更することによって、患者を動かすことをさらに含む、項３６に記載の方法。
【０２１５】
３９．患者の動き情報をリモートサーバーに提供することをさらに含む、項３６に記載の方法。
【０２１６】
４０．患者を支えるための患者支持構造と、患者支持構造に接続された制御回路と、患者支持構造に接続された少なくとも１つの電波探知測距（レーダー）装置と、を含み、制御回路は、少なくとも１つのレーダー装置に電力を供給し、少なくとも１つのレーダー装置からデータを受信し、制御回路は、少なくとも１つのレーダー装置から受信したデータに応答して、少なくとも１つの機能を実行する、患者支持システム。
【０２１７】
４１．患者支持構造は、１つまたは複数の空気袋を含み、少なくとも１つの機能は、１つまたは複数の空気袋の膨張を変更することを含む、項４０に記載の患者支持システム。
【０２１８】
４２．少なくとも１つのレーダー装置は、少なくとも１つのレーダーアンテナを含み、１つまたは複数の空気袋の膨張を変更することは、１つまたは複数の空気袋を収縮させて患者と少なくとも１つのレーダーアンテナとの間の距離を短くすることを含む、項４１に記載の患者支持システム。
【０２１９】
４３．少なくとも１つのレーダー装置は、少なくとも１つのレーダーアンテナを含み、１つまたは複数の空気袋の膨張を変更することは、１つまたは複数の空気袋を膨張させて患者と少なくとも１つのレーダーアンテナとの間の距離を長くすることを含む、項４１に記載の患者支持システム。
【０２２０】
４４．患者支持構造から離れたサーバーと、制御回路と、少なくとも１つのレーダー装置と、をさらに備え、少なくとも１つの機能は、データをサーバーに送信することを含む、項４０に記載の患者支持システム。
【０２２１】
４５．サーバーは、制御回路によって少なくとも１つのレーダーシステムから受信され、制御回路によって患者支持構造の１つまたは複数の構成要素の位置に関する位置データと一緒に送信されたデータと、患者の人口統計に関連する人口統計データと、床ずれの臨床結果に関連する床ずれデータと、をひとまとめにする、項４４に記載の患者支持システム。
【０２２２】
４６．患者の人口統計は、患者の状態、患者の病歴、患者の身長、患者の体重および患者の年齢のうちの１つまたは複数を含む、項４５に記載の患者支持システム。
【０２２３】
４７．少なくとも１つのレーダー装置は、患者の心拍数（ＨＲ）および呼吸数（ＲＲ）を決定するように構成されている、項４０に記載の患者支持システム。
【０２２４】
４８．少なくとも１つのレーダー装置は、ドップラーシフト情報を使用して、ＨＲおよびＲＲを決定する、項４７に記載の患者支持システム。
【０２２５】
４９．少なくとも１つのレーダー装置は、心弾道撮影を使用して、ＨＲおよびＲＲを決定する、項４７に記載の患者支持システム。
【０２２６】
５０．少なくとも１つのレーダー装置は、患者の鼓動による胸の動きを検出して、ＨＲを決定する、項４７に記載の患者支持システム。
【０２２７】
５１．少なくとも１つのレーダー装置は、患者の横隔膜の動きを検出して、ＲＲを決定する、項４７に記載の患者支持システム。
【０２２８】
５２．制御回路は、少なくとも１つのレーダー装置から受信したデータに基づいて、患者の心拍数（ＨＲ）および呼吸数（ＲＲ）を決定するように構成されている、項４０に記載の患者支持システム。
【０２２９】
５３．制御回路は、少なくとも１つのレーダー装置からのデータを使用してドップラーシフト情報を決定し、ＨＲおよびＲＲを決定する、項５２に記載の患者支持システム。
【０２３０】
５４．制御回路は、少なくとも１つのレーダー装置からのデータを使用して心弾道撮影を実施し、ＨＲおよびＲＲを決定する、項５２に記載の患者支持システム。
【０２３１】
５５．制御回路は、少なくとも１つのレーダー装置からのデータを使用して、患者の鼓動による胸の動きを検出し、ＨＲを決定する、項５２に記載の患者支持システム。
【０２３２】
５６．制御回路は、少なくとも１つのレーダー装置からのデータを使用して、患者の横隔膜の動きを検出し、ＲＲを決定する、項５２に記載の患者支持システム。
【０２３３】
５７．表側面と裏側面とを有し、表側面の上に患者を支持するように構成されたマットレスと、マットレスの少なくとも１箇所での不適切な沈み込みが原因で患者に褥瘡を生じる危険性を示す情報を測定するように動作可能な電波探知測距（レーダー）装置と、を備える、患者支持システム。
【０２３４】
５８．レーダー装置は、レーダーアンテナのアレイを含む、項５７に記載の患者支持システム。
【０２３５】
５９．レーダーアンテナのアレイは、位相格子アレイを含む、項５８に記載の患者支持システム。
【０２３６】
６０．レーダーアンテナのアレイは、静止位置、静止位相、多重アレイを含む、項５８に記載の患者支持システム。
【０２３７】
６１．レーダーアンテナのアレイの少なくとも１つまたは複数のアンテナは、マットレスに対して機械的に移動される、項５８に記載の患者支持システム。
【０２３８】
６２．マットレスを支持するためのフレームと、マットレスの裏側面の下にあるフレームに対して移動可能なアンテナホルダーと、をさらに備え、１つまたは複数のアンテナは、アンテナホルダーに保持されている、項６１に記載の患者支持システム。
【０２３９】
６３．アンテナホルダーは、板を含む、項６２に記載の患者支持システム。
【０２４０】
６４．フレームに連結されて、フレームに対して移動できるように板を支持するように構成されたガイドをさらに備え、板をガイドおよびフレームに対して移動するように動作するアクチュエーターをさらに備える、項６３の患者支持システム。
【０２４１】
６５．アクチュエーターは、親ねじ、モーター、歯車減速機、リンク機構、プーリー、スプロケット、ケーブル、ベルトおよびチェーンのうちの１つまたは複数を含む、項６４に記載の患者支持システム。
【０２４２】
６６．フレームの一部は、移動できるように板を支持するためのガイドとして機能し、ガイドとして機能するフレームの一部に対して板を移動させるように動作するアクチュエーターをさらに備える、項６３に記載の患者支持システム。
【０２４３】
６７．アクチュエーターは、親ねじ、モーター、歯車減速機、リンク機構、プーリー、スプロケット、ケーブル、ベルトおよびチェーンのうちの１つまたは複数を含む、項６６に記載の患者支持システム。
【０２４４】
６８．アンテナホルダーに保持される１つまたは複数のアンテナは、マットレスによって支持された患者の仙骨の領域の下に位置し、そこで移動可能な３つのアンテナを含む、項６２に記載の患者支持システム。
【０２４５】
６９．アンテナホルダーに保持される１つまたは複数のアンテナは、マットレスによって支持された患者の背中の領域の下に位置し、そこで移動可能な２つのアンテナを含む、項６２に記載の患者支持システム。
【０２４６】
７０．アンテナホルダーに保持される１つまたは複数のアンテナは、マットレスによって支持された患者の踵の領域の下に位置し、そこで移動可能な２つのアンテナを含む、項６２に記載の患者支持システム。
【０２４７】
７１．患者を支持するための患者支持面であって、少なくとも１つの患者支持要素を含むコアと、コアを囲み、コアの上にある上層とコアの下にある下層とを有するティッキングと、ティッキングの下層とコアとの間に配置された少なくとも１つの電波探知測距（レーダー）アンテナと、パルスおよび反射信号の飛行時間（ＴＯＦ）を決定して、患者支持面への不適切な沈み込みが原因で患者支持面の上に支持された患者に褥瘡を生じる危険性があるか否かを決定するプロセッサー回路と、を備え、少なくとも１つのレーダーアンテナは、コアを通って伝播するとともに患者またはティッキングの上層の内面で反射信号として反射して少なくとも１つのレーダーアンテナまで戻るパルスを放射する、患者支持面。
【０２４８】
７２．少なくとも１つのレーダーアンテナは、少なくとも１つの平面アンテナを含む、項７１に記載の患者支持面。
【０２４９】
７３．少なくとも１つの平面アンテナは、円偏波送信とするためのスパイラルアンテナを少なくとも１つ含む、項７２に記載の患者支持面。
【０２５０】
７４．少なくとも１つの平面アンテナは、アルキメデルスパイラル広帯域アンテナを含む、項７２に記載の患者支持面。
【０２５１】
７５．少なくとも１つの平面アンテナは、対数周期スパイラル広帯域アンテナを含む、項７２に記載の患者支持面。
【０２５２】
７６．少なくとも１つのアンテナをチューニングして、コアのインピーダンスを整合させるように構成されたインピーダンス整合回路をさらに備える、項７１に記載の患者支持面。
【０２５３】
７７．少なくとも１つのレーダーアンテナに対する少なくとも１本のアンテナ給電線をさらに備え、少なくとも１本のアンテナ給電線は、バランを含む、項７１に記載の患者支持面。
【０２５４】
７８．バランは、無限バランである、項７７に記載の患者支持面。
【０２５５】
７９．バランは、先細のバランである、項７７に記載の患者支持面。
【０２５６】
８０．少なくとも１つの無線周波数（ＲＦ）ドライバー回路をさらに備え、バランは、少なくとも１つのＲＦドライバー回路から少なくとも１つのレーダーアンテナにインピーダンス整合をするように構成されている、項７７に記載の患者支持面。
【０２５７】
８１．ティッキングの上層の内面には、レーダー反射コーティングがほどこされている、項７１に記載の患者支持面。
【０２５８】
８２．少なくとも１つのレーダーアンテナに接続されたドライバー回路をさらに備え、ドライバー回路は、少なくとも１つのレーダーアンテナと協働して、周期が約０．５５ナノ秒（ｎｓ）から約０．２ｎｓの範囲であるパルスを放射する、項７１に記載の患者支持面。
【０２５９】
８３．少なくとも１つのレーダーアンテナをチューニングして、パルスおよび反射信号が伝播する環境のインピーダンスを整合させるように構成されているインピーダンス整合回路をさらに備える、項７１に記載の患者支持面。
【０２６０】
８４．環境は、少なくとも、コアの少なくとも１つの患者支持要素の一部とティッキングの一部とを含む、項８３に記載の患者支持面。
【０２６１】
８５．少なくとも１つの患者支持要素は、空気袋を含む、項８４に記載の患者支持面。
【０２６２】
８６．少なくとも１つの患者支持要素は、複数の空気袋を含む、項８４に記載の患者支持面。
【０２６３】
８７．少なくとも１つの患者支持要素は、少なくとも１つのフォーム層を含む、項８４に記載の患者支持面。
【０２６４】
８８．環境は、患者支持面を支持する患者支持システムのフレームの一部を含む、項８３に記載の患者支持面。
【０２６５】
８９．患者支持システムは、ベッド、椅子、車椅子、ストレッチャー、手術台、検査用テーブル、患者用リフトまたはイメージング装置を含む、項８８に記載の患者支持面。
【０２６６】
９０．少なくとも１つのアンテナは、パルスを放射する送信機アンテナと反射信号を受信する受信機アンテナと、を含む、項７１に記載の患者支持面。
【０２６７】
９１．送信機アンテナおよび受信機アンテナは、ドライバー回路およびプロセッサー回路を含む集積回路に接続されている、項９０に記載の患者支持面。
【０２６８】
９２．送信機アンテナおよび受信機アンテナは、インピーダンス整合回路によって集積回路チップに接続されている、項９０に記載の患者支持面。
【０２６９】
９３．集積回路チップは、ドライバー回路またはプロセッサー回路またはその両方も含む、項９２に記載の患者支持面。
【０２７０】
９４．プロセッサー回路は、ＴＯＦを使用して、一定の時間にわたって受信された複数の反射信号の生のレーダーデータを平均することに基づいて距離を決定する、項７１に記載の患者支持面。
【０２７１】
９５．プロセッサー回路は、複数のＴＯＦ決定結果に基づいて、距離を決定する、項７１に記載の患者支持面。
【０２７２】
９６．プロセッサー回路は、パルス対処理を使用して、連続した反射信号の位相を比較し、前の反射信号からの位相シフトのない反射信号を無視する、項７１に記載の患者支持面。
【０２７３】
９７．プロセッサー回路は、バックグラウンド減算を使用して、患者支持面の上に患者が存在しないときに受信したデータを、患者が存在するときに受信した反射信号から差し引く、項７１に記載の患者支持面。
【０２７４】
９８．少なくとも１つのレーダーアンテナは、レーダーアンテナのアレイを含む、項７１に記載の患者支持面。
【０２７５】
９９．レーダーアンテナのアレイは、アンテナの位相格子アレイを含む、項９８に記載の患者支持面。
【０２７６】
１００．プロセッサー回路は、ドップラーフィルターを実装して、所望の周波数範囲内の反射信号を通すとともに、他の反射信号を弾く、項７１に記載の患者支持面。
【０２７７】
１０１．ドップラーフィルターは、下の周波数閾値と上の周波数閾値との間の反射信号を通すための帯域通過フィルターとして構成されている、項１００に記載の患者支持面。
【０２７８】
１０２．ドップラーフィルターは、周波数があらかじめ定められた閾値未満の反射信号を通すための低域通過フィルターとして構成されている、項１００に記載の患者支持面。
【０２７９】
１０３．ドップラーフィルターは、周波数があらかじめ定められた閾値よりも高い反射信号を通すための高域通過フィルターとして構成されている、項１００に記載の患者支持面。
【０２８０】
１０４．コアは、１つまたは複数の空気袋を含み、１つまたは複数の空気袋の膨張がＴＯＦに応答して変更される、項７１に記載の患者支持面。
【０２８１】
１０５．１つまたは複数の空気袋は、収縮によって、ＴＯＦを小さくするように変更される、項１０４に記載の患者支持面。
【０２８２】
１０６．１つまたは複数の空気袋は、膨張によって、ＴＯＦを大きくするように変更される、項１０４に記載の患者支持面。
【０２８３】
１０７．プロセッサー回路は、連続したパルスのＴＯＦに基づいて、患者の心拍数（ＨＲ）および呼吸数（ＲＲ）を決定するように構成されている、項７１に記載の患者支持面。
【０２８４】
１０８．プロセッサー回路は、ドップラーシフト情報を使用して、ＨＲおよびＲＲを決定する、項１０７に記載の患者支持面。
【０２８５】
１０９．プロセッサー回路は、心弾道撮影を使用して、ＨＲおよびＲＲを決定する、項１０７に記載の患者支持面。
【０２８６】
１１０．プロセッサー回路は、患者の鼓動による胸の動きを検出して、ＨＲを決定する、項１０７に記載の患者支持面。
【０２８７】
１１１．プロセッサー回路は、患者の横隔膜の動きを検出して、ＲＲを決定する、項１０７に記載の患者支持面。
【０２８８】
１１２．患者を支持するための患者支持システムであって、コアと、コアを囲み、コアの上にある上層とコアの下にある下層とを有するティッキングと、を含むマットレスと、マットレスを支持するマットレス支持デッキを含むフレームと、ティッキングの下層の下でフレームに接続された少なくとも１つの電波探知測距（レーダー）アンテナと、パルスおよび反射信号の飛行時間（ＴＯＦ）を決定して、患者支持面に支持された患者に褥瘡が生じる危険性があるか否かを決定するプロセッサー回路と、を備え、少なくとも１つのレーダーアンテナは、マットレスを通って伝播するとともに患者またはティッキングの上層の内面で反射信号として反射して少なくとも１つのレーダーアンテナまで戻るパルスを放射する、患者支持システム。
【０２８９】
１１３．マットレス支持デッキは複数のデッキセクションを含み、少なくとも１つのレーダーアンテナは、複数のデッキセクションのうち第１のデッキセクションの上面に接続されている、項１１２に記載の患者支持システム。
【０２９０】
１１４．マットレス支持デッキは複数のデッキセクションを含み、少なくとも１つのレーダーアンテナは、複数のデッキセクションのうち第１のデッキセクションの裏側面に接続されている、項１１２に記載の患者支持システム。
【０２９１】
１１５．パルスは、第１のデッキセクションとマットレスとを通って伝播する、項１１４に記載の患者支持システム。
【０２９２】
１１６．少なくとも１つのレーダーアンテナは、少なくとも１つの平面アンテナを含む、項１１２に記載の患者支持システム。
【０２９３】
１１７．少なくとも１つの平面アンテナは、円偏波送信とするためのスパイラルアンテナを少なくとも１つ含む、項１１６に記載の患者支持システム。
【０２９４】
１１８．少なくとも１つの平面アンテナは、アルキメデルスパイラル広帯域アンテナを含む、項１１６に記載の患者支持システム。
【０２９５】
１１９．少なくとも１つの平面アンテナは、対数周期スパイラル広帯域アンテナを含む、項１１６に記載の患者支持システム。
【０２９６】
１２０．少なくとも１つのレーダーアンテナをチューニングして、パルスおよび反射信号が伝播するマットレスの一部のインピーダンスを整合するように構成されたインピーダンス整合回路をさらに備える、項１１２に記載の患者支持システム。
【０２９７】
１２１．少なくとも１つのレーダーアンテナをチューニングして、パルスおよび反射信号が伝播するマットレスおよびフレームの一部のインピーダンスを整合するように構成されたインピーダンス整合回路をさらに備える、項１１２に記載の患者支持システム。
【０２９８】
１２３．少なくとも１つのレーダーアンテナに対する少なくとも１本のアンテナ給電線をさらに備え、少なくとも１本のアンテナ給電線は、バランを含む、項１１２に記載の患者支持システム。
【０２９９】
１２４．バランは、無限バランである、項１２３に記載の患者支持システム。
【０３００】
１２５．バランは、先細のバランである、項１２３に記載の患者支持面。
【０３０１】
１２６．少なくとも１つの無線周波数（ＲＦ）ドライバー回路をさらに備え、バランは、少なくとも１つのＲＦドライバー回路から少なくとも１つのレーダーアンテナにインピーダンス整合をするように構成されている、項１２３に記載の患者支持システム。
【０３０２】
１２７．ティッキングの上層の内面には、レーダー反射コーティングがほどこされている、項１１２に記載の患者支持システム。
【０３０３】
１２８．コアは空気袋を含む、項１１２に記載の患者支持システム。
【０３０４】
１２９．コアは、複数の空気袋を含み、少なくとも第１の空気袋が第２の空気袋の上に位置する、項１１２に記載の患者支持システム。
【０３０５】
１３０．コアは、少なくとも１つのフォーム層を含む、項１１２に記載の患者支持システム。
【０３０６】
１３１．少なくとも１つのアンテナは、パルスを放射する送信機アンテナと、反射信号を受信する受信機アンテナと、を含む、項１１２に記載の患者支持システム。
【０３０７】
１３２．送信機アンテナおよび受信機アンテナは、ドライバー回路およびプロセッサー回路を含む集積回路に接続されている、項１３１に記載の患者支持システム。
【０３０８】
１３３．プロセッサー回路は、一定の時間にわたって受信された複数の反射信号の生のレーダーデータを平均することに基づいて、少なくとも１つのアンテナと患者との間の距離を決定する、項１１２に記載の患者支持システム。
【０３０９】
１３４．プロセッサー回路は、複数のＴＯＦ決定結果に基づいて、少なくとも１つのアンテナと患者との間の距離を決定する、項１１２に記載の患者支持システム。
【０３１０】
１３６．プロセッサー回路は、パルス対処理を使用して、連続した反射信号の位相を比較し、前の反射信号からの位相シフトのない反射信号を無視する、項１１２に記載の患者支持システム。
【０３１１】
１３７．プロセッサー回路は、バックグラウンド減算を使用して、マットレスの上に患者が存在しないときに受信したデータを、マットレスの上に患者が存在するときに受信した反射信号から差し引く、項１１２に記載の患者支持システム。
【０３１２】
１３８．少なくとも１つのレーダーアンテナは、レーダーアンテナのアレイを含む、項１１２に記載の患者支持システム。
【０３１３】
１３９．レーダーアンテナのアレイは、アンテナの位相格子アレイを含む、項１３８に記載の患者支持システム。
【０３１４】
１４０．プロセッサーは、ドップラーフィルターを実装して、所望の周波数範囲内の反射信号を通すとともに、他の反射信号を弾く、項１１２に記載の患者支持システム。
【０３１５】
１４１．ドップラーフィルターは、下の周波数閾値と上の周波数閾値との間の反射信号を通すための帯域通過フィルターとして構成されている、項１４０に記載の患者支持システム。
【０３１６】
１４２．ドップラーフィルターは、周波数があらかじめ定められた閾値未満の反射信号を通すための低域通過フィルターとして構成されている、項１４０に記載の患者支持システム。
【０３１７】
１４３．ドップラーフィルターは、周波数があらかじめ定められた閾値よりも高い反射信号を通すための高域通過フィルターとして構成されている、項１４０に記載の患者支持システム。
【０３１８】
１４４．コアは、１つまたは複数の空気袋を含み、１つまたは複数の空気袋の膨張がＴＯＦに応答して変更される、項１１２に記載の患者支持システム。
【０３１９】
１４５．１つまたは複数の空気袋は、収縮によって、患者がさらにマットレスに沈み込むことができるように変更される、項１４４に記載の患者支持システム。
【０３２０】
１４６．１つまたは複数の空気袋は、膨張によって、患者が底づきする危険性を減らすように変更される、項１４４に記載の患者支持システム。
【０３２１】
１４７．プロセッサー回路は、連続したパルスのＴＯＦに基づいて、患者の心拍数（ＨＲ）および呼吸数（ＲＲ）を決定するように構成されている、項１１２に記載の患者支持システム。
【０３２２】
１４８．プロセッサー回路は、ドップラーシフト情報を使用して、ＨＲおよびＲＲを決定する、項１４７に記載の患者支持システム。
【０３２３】
１４９．プロセッサー回路は、心弾道撮影を使用して、ＨＲおよびＲＲを決定する、項１４７に記載の患者支持システム。
【０３２４】
１５０．プロセッサー回路は、患者の鼓動による胸の動きを検出して、ＨＲを決定する、項１４７に記載の患者支持システム。
【０３２５】
１５１．プロセッサー回路は、患者の横隔膜の動きを検出して、ＲＲを決定する、項１４７に記載の患者支持システム。
【０３２６】
１５２．ティッキングであって、上層と底層との間に内部領域が画定されたティッキングと、内部領域を満たす少なくとも１つのフォーム材料層と、マットレスの上にいる患者の底づきまでの距離を測定するように動作可能な電波探知測距（レーダー）装置と、距離に基づいて、あるいは距離と患者の体重とに基づいて、少なくとも１つのフォーム材料層の性能が劣化しているか否かを決定するプロセッサー回路と、を備え、レーダー装置は、少なくとも１つのレーダーアンテナを含む、患者支持面。
【０３２７】
１５３．プロセッサー回路は、劣化によって患者支持面の耐用寿命に至っていることが示されたら、警告をする、項１５２に記載の患者支持面。
【０３２８】
１５４．上層と底層との間に内部領域が画定されたティッキングと、内部領域を満たす少なくとも１つのフォーム材料層と、少なくとも１つのレーダーアンテナを有する電波探知測距（レーダー）装置と、パルスおよび反射信号の飛行時間（ＴＯＦ）を決定するとともに、ＴＯＦおよび患者の体重に基づいて、フォーム材料の劣化量を決定するプロセッサー回路と、を備え、少なくとも１つのレーダーアンテナは、フォーム材料を通って伝播するとともに患者またはティッキングの上層の内面で反射信号として反射して少なくとも１つのレーダーアンテナまで戻るパルスを放射し、患者支持面。
【０３２９】
１５５．プロセッサー回路は、劣化量が閾値を超えて患者支持面の耐用寿命に至っていることが示されたら、警告をする、項１５４に記載の患者支持面。
【０３３０】
１５６．表側面と裏側面とを有し、表側面の上に患者を支持するように構成されたマットレスと、マットレスを通って伝播するとともに患者または表側面を画定する材料の内面で反射信号として反射して少なくとも１つのレーダーアンテナまで戻るパルスを放射する、少なくとも１つのレーダーアンテナを有する電波探知測距（レーダー）装置と、パルスおよび反射信号の飛行時間（ＴＯＦ）を決定するプロセッサー回路と、マットレスを支持するためのフレームと、マットレスの裏側面の下でフレームに対して移動可能なアンテナホルダーと、を備え、少なくとも１つのアンテナは、アンテナホルダーに保持されている、患者支持システム。
【０３３１】
１５７．アンテナホルダーは、板を含む、項１５６に記載の患者支持システム。
【０３３２】
１５８．フレームに連結されて、フレームに対して移動できるように板を支持するように構成されたガイドをさらに備え、板をガイドおよびフレームに対して移動させるように動作するアクチュエーターをさらに備える、項１５７に記載の患者支持システム。
【０３３３】
１５９．アクチュエーターは、親ねじ、モーター、歯車減速機、リンク機構、プーリー、スプロケット、ケーブル、ベルトおよびチェーンのうちの１つまたは複数を含む、項１５８に記載の患者支持システム。
【０３３４】
１６０．フレームの一部が、移動できるように板を支持するためのガイドとして機能し、板をガイドとして機能するフレームの一部に対して移動させるように動作するアクチュエーターをさらに備える、項１５７に記載の患者支持システム。
【０３３５】
１６１．アクチュエーターは、親ねじ、モーター、歯車減速機、リンク機構、プーリー、スプロケット、ケーブル、ベルトおよびチェーンのうちの１つまたは複数を含む、項１６０に記載の患者支持システム。
【０３３６】
１６２．アンテナホルダーに保持される少なくとも１つのアンテナは、マットレスによって支持された患者の仙骨の領域の下に位置し、そこで移動可能な３つのアンテナを含む、項１５７に記載の患者支持システム。
【０３３７】
１６３．アンテナホルダーに保持される少なくとも１つのアンテナは、マットレスによって支持された患者の背中の領域の下に位置し、そこで移動可能な２つのアンテナを含む、項１５７に記載の患者支持システム。
【０３３８】
１６４．アンテナホルダーに保持される少なくとも１つのアンテナは、マットレスによって支持された患者の踵の領域の下に位置し、そこで移動可能な２つのアンテナを含む、項１５７に記載の患者支持システム。
【０３３９】
１６５．フレームと、フレームに支持されたマットレスと、フレームに接続されてマットレスの外に位置する沈み込みセンサーと、を備え、沈み込みセンサーは、マットレスの上面への患者の沈み込みを決定するように動作可能である、患者支持装置。
【０３４０】
１６６．沈み込みセンサーは、マットレスの下に配置されている、項１６５に記載の患者支持装置。
【０３４１】
１６７．沈み込みセンサーは、電波探知測距（レーダー）アンテナを含み、マットレスの裏側面がレーダーアンテナの上面に当接する、項１６６に記載の患者支持装置。
【０３４２】
１６８．レーダーアンテナは筐体を含み、筐体の一部が上面となる、項１６７に記載の患者支持装置。
【０３４３】
１６９．フレームは、少なくとも１つの枢動可能なデッキセクションを含むマットレス支持デッキを含み、レーダーアンテナは、枢動可能なデッキセクションの上に配置されている、項１６７に記載の患者支持装置。
【０３４４】
１７０．フレームは、少なくとも１つの枢動可能なデッキセクションを含むマットレス支持デッキを含み、沈み込みセンサーは、枢動可能なデッキセクションの下に位置する電波探知測距（レーダー）アンテナを含む、項１６５に記載の患者支持装置。
【０３４５】
１７１．レーダーアンテナは、枢動可能なデッキセクションの裏側面に接続されている、項１７０に記載の患者支持装置。
【０３４６】
１７２．フレームは、枢動可能なデッキセクションの裏側面の下に位置するアンテナホルダーを含み、レーダーアンテナは、アンテナホルダーに保持される、項１７０に記載の患者支持装置。
【０３４７】
１７３．アンテナホルダーは、板を含む、項１７２に記載の患者支持装置。
【０３４８】
１７４．枢動可能なデッキセクションは、枢動可能なデッキセクションに対して移動できるように板を支持するように構成されたガイドを含み、板を移動させるように動作するアクチュエーターをさらに備える、項１７３に記載の患者支持装置。
【０３４９】
１７５．アクチュエーターは、親ねじ、モーター、歯車減速機、リンク機構、プーリー、スプロケット、ケーブル、ベルトおよびチェーンのうちの１つまたは複数を含む、項１７４に記載の患者支持装置。
【０３５０】
１７６．沈み込みセンサーは、電波探知測距（レーダー）アンテナと、無線周波数（ＲＦ）ドライバーおよびレシーバー回路と、レーダーアンテナに接続されるとともに、ＲＦドライバーおよびレシーバー回路に接続されたインピーダンス整合回路と、ＲＦドライバーおよびレシーバー回路に接続されたプロセッサー回路と、を含む、項１６５に記載の患者支持装置。
【０３５１】
１７７．ＴＯＦまたは距離が閾値未満である場合に、臨床医に通知をすることをさらに含む、項３１に記載の方法。
【０３５２】
１７８．患者支持システムにおける飛行時間を検出するためのシステムであって、患者支持部（ベッド、椅子、テーブル、ストレッチャーなど）と、患者支持部に一体化されたレーダーと、アンテナと、レーダーパルスの送信と受信との間の時間を決定するためのアルゴリズムと、を含む、システム。
【０３５３】
１７９．マットレスと併用されるマットレス耐用寿命終了試験装置であって、マットレスの下に配置される少なくとも１つのレーダーアンテナと、マットレスの上に配置されることになる少なくとも１つの試験おもりと、少なくとも１つのレーダーアンテナに接続され、レーダーパルスの送信時と受信時との間の時間を決定するためのアルゴリズムを有する回路と、を備え、時間は、マットレスがその耐用寿命の終わりに至っているか否かを決定するのに用いられる、マットレス耐用寿命終了試験装置。
【０３５４】
１８０．インピーダンス整合回路と少なくとも１つのレーダーアンテナとに接続されたインピーダンス整合遅延線をさらに備え、インピーダンス整合遅延線は、送信信号が生成された後に反射信号がインピーダンス整合回路に戻るのにかかる時間を長くすることで、放射されたパルスと反射信号との間の干渉を防止する、項８に記載のレーダー装置。
【０３５５】
１８１．インピーダンス整合遅延線は、無線周波数（ＲＦ）ケーブル、同軸ケーブル、ＲＦ伝送ライン、プリント回路基板のＲＦトレース、プリント回路基板のマイクロストリップおよび導波路のうちの１つまたは複数を含む、項１８０に記載のレーダー装置。
【０３５６】
１８２．インピーダンス整合回路と少なくとも１つのレーダーアンテナとに接続されたインピーダンス整合遅延線をさらに備え、インピーダンス整合遅延線は、反射信号がインピーダンス整合回路に到達するのにかかる時間を長くすることで、放射されたパルスと反射信号との間の干渉を防止する、項７６または項８３に記載の患者支持面。
【０３５７】
１８３．インピーダンス整合遅延線は、無線周波数（ＲＦ）ケーブル、同軸ケーブル、ＲＦ伝送ライン、プリント回路基板のＲＦトレース、プリント回路基板のマイクロストリップおよび導波路のうちの１つまたは複数を含む、項１８２に記載の患者支持面。
【０３５８】
１８４．インピーダンス整合回路と少なくとも１つのレーダーアンテナとに接続されたインピーダンス整合遅延線をさらに備え、インピーダンス整合遅延線は、反射信号がインピーダンス整合回路に到達するのにかかる時間を長くすることで、放射されたパルスと反射信号との間の干渉を防止する、項１２０または項１２１に記載の患者支持システム。
【０３５９】
１８５．インピーダンス整合遅延線は、無線周波数（ＲＦ）ケーブル、同軸ケーブル、ＲＦ伝送ライン、プリント回路基板のＲＦトレース、プリント回路基板のマイクロストリップおよび導波路のうちの１つまたは複数を含む、項１８４に記載の患者支持システム。
【０３６０】
１８６．インピーダンス整合回路とレーダーアンテナとに接続されたインピーダンス整合遅延線をさらに備え、インピーダンス整合遅延線は、反射信号がインピーダンス整合回路に到達するのにかかる時間を長くすることで、放射されたパルスと反射信号との間の干渉を防止する、項１７６に記載の患者支持装置。
【０３６１】
１８７．インピーダンス整合遅延線は、無線周波数（ＲＦ）ケーブル、同軸ケーブル、ＲＦ伝送ライン、プリント回路基板のＲＦトレース、プリント回路基板のマイクロストリップおよび導波路のうちの１つまたは複数を含む、項１８２に記載の患者支持装置。
【０３６２】
１８８．患者支持フレームと、患者支持フレームに支持された患者支持面と、患者支持フレームに保持されるとともに、患者がマットレスに沈み込む深さを決定し、かつドップラー分析を行って、患者の心拍数および呼吸数のうちの少なくとも１つを決定するように動作可能なレーダーシステムと、を備える、患者支持装置。
【０３６３】
１８９．レーダーシステムは、患者の心拍数と呼吸数の両方を決定するように動作可能である、項１８８に記載の患者支持装置。
【０３６４】
１９０．レーダーシステムは、電子ステアリング可能なレーダーセンサーを含む、項１８８に記載の患者支持装置。
【０３６５】
１９１．電子ステアリング可能なレーダーセンサーは、複数の送信アンテナと、複数の受信アンテナと、を含む、項１９０に記載の患者支持装置。
【０３６６】
１９２．複数の送信アンテナおよび複数の受信アンテナは、患者支持面の上面の下で格子状に配置されている、項１９１に記載の患者支持装置。
【０３６７】
１９３．複数の受信アンテナによって受信される信号は、レーダーシステムによって、体輪郭マッピングのために用いられる、項１９１に記載の患者支持装置。
【０３６８】
１９４．体輪郭マッピングを使用して、患者に褥瘡が生じる危険性があるか否かを決定する、項１９３に記載の患者支持装置。
【０３６９】
１９５．体輪郭マッピングを、ブレーデンスコアの患者の機動性サブファクターを決定することを含む、患者のブレーデンスコアを決定することに関連して使用する、項１９３に記載の患者支持装置。
【０３７０】
１９６．体輪郭マッピングを、患者の機能低下を決定することに関連して使用する、項１９３に記載の患者支持装置。
【０３７１】
１９７．体輪郭マッピングを、患者の脚、腕、胴、骨盤および頭のうちの少なくとも１つの患者支持面上での位置を決定することに関連して使用する、項１９３に記載の患者支持装置。
【０３７２】
１９８．体輪郭マッピングを使用して、患者が横向きに横たわっているか、うつぶせに横たわっているか、仰向けに横たわっているかを決定する、項１９３に記載の患者支持装置。
【０３７３】
１９９．患者支持面は、１つまたは複数の空気袋を含み、１つまたは複数の空気袋のうちの少なくとも１つの空気袋の膨張を、患者が横向きに横たわっているか、うつぶせに横たわっているか、仰向けに横たわっているかに基づいて調節する、項１９８に記載の患者支持装置。
【０３７４】
２００．体輪郭マッピングを使用して、患者が患者支持面のフットエンドに向かって滑ってしまったか否かまたは患者が患者支持装置上の適切な位置にいるか否かを決定する、項１９３に記載の患者支持装置。
【０３７５】
２０１．患者支持面は、１つまたは複数の空気袋を含み、１つまたは複数の空気袋のうちの少なくとも１つの空気袋の膨張を、患者が患者支持面のフットエンドに向かって滑ってしまったか否かに基づいて調節する、項２００に記載の患者支持装置。
【０３７６】
２０２．体輪郭マッピングを使用して、患者の睡眠の質を決定する、項１９３に記載の患者支持装置。
【０３７７】
２０３．体輪郭マッピングを使用して、患者支持装置から患者が出ようとしていることを決定する、項１９３に記載の患者支持装置。
【０３７８】
２０４．レーダーシステムは、（ｉ）複数の送信アンテナからのパルスの送信と、複数の受信アンテナによる、患者で反射して戻ってくるまたは患者に隣接する患者支持面の表面で反射して戻ってくる反射信号の受信との間の飛行時間（ＴＯＦ）、（ｉｉ）アンテナビームの角度と形状、（ｉｉｉ）信号強度を使用して、複数の受信アンテナの受信アンテナごとに、患者までの距離または患者に隣接する患者支持面の表面までの距離を決定するように動作可能である、項１９１に記載の患者支持装置。
【０３７９】
２０５．患者の心拍数および呼吸数のうちの少なくとも１つを決定するためのドップラー分析は、複数の送信アンテナによって送信される第１の信号と、複数の受信アンテナによって受信される第２の信号との位相の変化を決定するマイクロドップラー分析を含む、項１９１に記載の患者支持装置。
【０３８０】
２０６．ドップラー分析を使用して、患者の心臓の早期心室収縮（ＰＶＣ）、患者の心臓の心拍数を基準にした不整脈、患者の心臓の致命的な不整脈、鬱血性心不全の発症および鬱血性心不全の進行のうちの１つまたは複数を決定する、項１８８に記載の患者支持装置。
【０３８１】
２０７．ドップラー分析を使用して、患者の睡眠時無呼吸を検出する、項１８８に記載の患者支持装置。
【０３８２】
２０８．レーダーシステムは、局部発振器と、局部発振器に接続された入力を有するパワースプリッターと、パワースプリッターの第１の出力に接続された少なくとも１つの送信アンテナと、パワースプリッターの第２の出力に接続された第１の入力を有するミキサーと、ミキサーの第２の入力に接続された少なくとも１つの受信アンテナと、ミキサーの直角位相出力に接続された入力を有する第１の低域通過フィルターと、ミキサーの同相出力に接続された入力を有する第２の低域通過フィルターと、第１の低域通過フィルターの出力に接続された第１のアナログデジタル変換器と、第２の低域通過フィルターの出力に接続された第２のアナログデジタル変換器と、を含む、項１８８に記載の患者支持装置。
【０３８３】
２０９．レーダーシステムは、ＳＯＣ（ｓｙｓｔｅｍ−ｏｎ−ｃｈｉｐ）として例示されている、項１８８に記載の患者支持装置。
【０３８４】
２１０．独立した項１、３１、４０、５７、７１、１１２、１５２、１５４、１５６、１６５、１７８、１７９および１８８のうちのいずれか１つと、従属している項２〜３０、３２〜３９、４１〜５６、５８〜７０、７２〜１１１、１１３〜１５１、１５３、１５５、１５７〜１６４、１６６〜１７７、１８０〜１８７および１８９〜２０９のいずれか１つとの組み合わせ。
【０３８５】
以上、例示的な実施形態を詳細に説明してきたが、以下の特許請求の範囲に記載され、定義されるように、本開示の範囲および意図の範囲内で変形例および改変例が存在する。
【図１】
2019048033.tif 000003
【図２】
2019048033.tif 000004
【図３】
2019048033.tif 000005
【図４】
2019048033.tif 000006
【図５】
2019048033.tif 000007
【図６】
2019048033.tif 000008
【図７】
2019048033.tif 000009
【図８】
2019048033.tif 000010
【図９】
2019048033.tif 000011
【図１０Ａ】
2019048033.tif 000012
【図１０Ｂ】
2019048033.tif 000013
【図１０Ｃ】
2019048033.tif 000014
【図１１Ａ】
2019048033.tif 000015
【図１１Ｂ】
2019048033.tif 000016
【図１２】
2019048033.tif 000017
【図１３】
2019048033.tif 000018
【図１４】
2019048033.tif 000019
【図１５】
2019048033.tif 000020
【図１６】
2019048033.tif 000021
【図１７】
2019048033.tif 000022
【図１８】
2019048033.tif 000023
【図１９】
2019048033.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月30日(2018.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者を支持するための患者支持面であって、
少なくとも１つの患者支持要素を含むコアと、
前記コアを囲み、前記コアの上にある上層と前記コアの下にある下層とを有するティッキングと、
前記コアの下に配置された少なくとも１つの電波探知測距（レーダー）アンテナであって、前記コアを通って伝播するとともに前記患者または前記ティッキングの前記上層の内面で反射信号として反射して前記少なくとも１つのレーダーアンテナまで戻るパルスを放射するレーダーアンテナと、
前記パルスおよび前記反射信号の飛行時間（ＴＯＦ）を決定して、前記患者支持面への不適切な沈み込みが原因で前記患者支持面の上に支持された前記患者に褥瘡を生じる危険性があるか否かを決定するプロセッサー回路と、
を備える患者支持面。
【請求項２】
前記少なくとも１つのレーダーアンテナは、少なくとも１つの平面アンテナを含む、請求項１に記載の患者支持面。
【請求項３】
前記少なくとも１つの平面アンテナは、円偏波送信とするためのスパイラルアンテナ、アルキメデルスパイラル広帯域アンテナおよび対数周期スパイラル広帯域アンテナのうちの少なくとも１つを含む、請求項２に記載の患者支持面。
【請求項４】
前記少なくとも１つのレーダーアンテナをチューニングして、前記コアのインピーダンスを整合させるように構成されたインピーダンス整合回路をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一つに記載の患者支持面。
【請求項５】
前記インピーダンス整合回路と前記少なくとも１つのレーダーアンテナとに接続されたインピーダンス整合遅延線をさらに備え、前記インピーダンス整合遅延線は、前記反射信号が前記インピーダンス整合回路に到達するのにかかる時間を長くすることで、前記放射されたパルスと前記反射信号との間の干渉を防止する、請求項４に記載の患者支持面。
【請求項６】
前記インピーダンス整合遅延線は、無線周波数（ＲＦ）ケーブル、同軸ケーブル、ＲＦ伝送ライン、プリント回路基板のＲＦトレース、プリント回路基板のマイクロストリップおよび導波路のうちの１つまたは複数を含む、請求項５に記載の患者支持面。
【請求項７】
前記少なくとも１つのレーダーアンテナに対する少なくとも１本のアンテナ給電線をさらに備え、前記少なくとも１本のアンテナ給電線は、バランを含む、請求項１〜６のいずれか一つに記載の患者支持面。
【請求項８】
前記バランは、無限バランまたは先細のバランである、請求項７に記載の患者支持面。
【請求項９】
少なくとも１つの無線周波数（ＲＦ）ドライバー回路をさらに備え、前記バランは、前記少なくとも１つのＲＦドライバー回路から前記少なくとも１つのレーダーアンテナにインピーダンス整合をするように構成されている、請求項７または８に記載の患者支持面。
【請求項１０】
前記ティッキングの前記上層の内面には、レーダー反射コーティングがほどこされている、請求項１〜９のいずれか一つに記載の患者支持面。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのレーダーアンテナに接続されたドライバー回路をさらに備え、前記ドライバー回路は、前記少なくとも１つのレーダーアンテナと協働して、周期が約０．５５ナノ秒（ｎｓ）から約０．２ｎｓの範囲であるパルスを放射する、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の患者支持面。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのレーダーアンテナをチューニングして、前記パルスおよび前記反射信号が伝播する環境のインピーダンスを整合させるように構成されているインピーダンス整合回路をさらに備える、請求項１に記載の患者支持面。
【請求項１３】
前記環境は、前記コアの前記少なくとも１つの患者支持要素の一部、前記ティッキングの一部、前記患者支持面の少なくとも一部を支持するパネルの一部および前記患者支持面を支持する患者支持システムのフレームの一部のうちの１つまたは複数を含む、請求項１２に記載の患者支持面。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの患者支持要素は、空気袋、複数の空気袋および少なくとも１つのフォーム層のうちの１つまたは複数を含む、請求項１３に記載の患者支持面。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのレーダーアンテナは、前記パルスを放射する送信機アンテナと前記反射信号を受信する受信機アンテナと、を含む、請求項１〜１４のいずれか一つに記載の患者支持面。
【請求項１６】
前記送信機アンテナおよび前記受信機アンテナは、前記ドライバー回路および前記プロセッサー回路を含む集積回路に接続されている、請求項１５に記載の患者支持面。
【請求項１７】
前記送信機アンテナおよび前記受信機アンテナは、インピーダンス整合回路によって集積回路チップに接続されている、請求項１５または１６に記載の患者支持面。
【請求項１８】
前記集積回路チップは、前記ドライバー回路または前記プロセッサー回路またはその両方も含む、請求項１７に記載の患者支持面。
【請求項１９】
前記プロセッサー回路は、ＴＯＦを使用して、一定の時間にわたって受信された複数の反射信号の生のレーダーデータを平均することに基づいて距離を決定するか、複数のＴＯＦ決定結果に基づいて距離を決定する、請求項１〜１８のいずれか一つに記載の患者支持面。
【請求項２０】
前記プロセッサー回路は、パルス対処理を使用して、連続した反射信号の位相を比較し、前の反射信号からの位相シフトのない反射信号を無視する、請求項１〜１９のいずれか一つに記載の患者支持面。
【請求項２１】
前記プロセッサー回路は、バックグラウンド減算を使用して、前記患者支持面の上に患者が存在しないときに受信したデータを、前記患者が存在するときに受信した前記反射信号から差し引く、請求項１〜２０のいずれか一つに記載の患者支持面。
【請求項２２】
前記少なくとも１つのレーダーアンテナは、レーダーアンテナのアレイを含む、請求項１〜２１のいずれか一つに記載の患者支持面。
【請求項２３】
前記レーダーアンテナのアレイは、アンテナの位相格子アレイを含む、請求項２２に記載の患者支持面。
【請求項２４】
前記プロセッサー回路は、ドップラーフィルターを実装して、所望の周波数範囲内の反射信号を通すとともに、他の反射信号を弾く、請求項１〜２３のいずれか一つに記載の患者支持面。
【請求項２５】
前記ドップラーフィルターは、
下の周波数閾値と上の周波数閾値との間の反射信号を通すための帯域通過フィルターと、
周波数が第１のあらかじめ定められた閾値未満の反射信号を通すための低域通過フィルターと、
周波数が第２のあらかじめ定められた閾値よりも高い反射信号を通すための高域通過フィルターと、
のうちの少なくとも１つとして構成されている、請求項２４に記載の患者支持面。
【請求項２６】
前記コアは、１つまたは複数の空気袋を含み、前記１つまたは複数の空気袋の膨張が前記ＴＯＦに応答して変更される、請求項１〜２５のいずれか一つに記載の患者支持面。
【請求項２７】
前記１つまたは複数の空気袋の前記膨張は、収縮によって前記ＴＯＦを小さくするように変更されるか、膨張によって前記ＴＯＦを大きくするように変更される、請求項２６に記載の患者支持面。
【請求項２８】
前記プロセッサー回路は、連続したパルスの前記ＴＯＦに基づいて、前記患者の心拍数（ＨＲ）および呼吸数（ＲＲ）を決定するように構成されている、請求項１〜２７のいずれか一つに記載の患者支持面。
【請求項２９】
前記プロセッサー回路は、ドップラーシフト情報または心弾道撮影を使用して、前記ＨＲおよび前記ＲＲを決定する、請求項２８に記載の患者支持面。
【請求項３０】
前記プロセッサー回路は、前記患者の鼓動による胸の動きを検出して、前記ＨＲを決定する、請求項２８に記載の患者支持面。
【請求項３１】
前記プロセッサー回路は、前記患者の横隔膜の動きを検出して、前記ＲＲを決定する、請求項２８または３０に記載の患者支持面。
【外国語明細書】
2019048033000001.pdf