(57)【要約】可撓性を有する第１及び第２シート１１，１２間に、歪発生シート２２を介在させて、その一端２３が第１シート１１に他端２４が第２シート１２に固定する。第１及び第２シート１１，１２間にずれが生じたとき、このずれが歪発生シート２２に加わる構造とする。その歪発生シート２２に歪ゲージ２１を固定して、歪発生シート２２のずれによる歪を検出してずれ力を測定する。さらに前記第１シート１１上に第３シート１５の周縁を接着して密封空間を形成する。その形成される密封空間の圧力を測定することにより身体への圧迫力を測定する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の背中や腰などに生じる褥瘡の要因を測定する褥瘡要因測定装置において、
患者と寝具の間に介在させて、患者の体圧に応じて圧力が変化する気密に形成された体圧測定空間と、該体圧測定空間に連通されたエアチューブと、患者の皮膚に水平方向に加わるずれ力を検知する歪ゲージが配設されたずれ力測定空間と、前記歪ゲージに接続されて該ずれ力測定空間より出力される信号線と、からなるセンサ部と、
前記エアチューブを介して前記体圧測定空間と気密に連通されて前記体圧測定空間から伝達される圧力を検出する圧力センサと、前記歪ゲージ及び前記圧力センサからの信号を処理して体圧情報、ずれ力情報を表示する表示体と、を具備する操作表示部と、
を備えたことを特徴とする褥瘡要因測定装置。
【請求項２】
可撓性を有する２枚のシートの周縁部を接着し内部に気体を封入して気密な測定空間を形成し、該測定空間に前記エアチューブを気密に取り付けて前記体圧測定空間とする一方、該測定空間を形成する前記２枚のシートの内側にそれぞれ前記歪ゲージを取り付けた歪発生シートの両端部をそれぞれ固定して前記ずれ力測定空間とすることにより、前記体圧測定空間とずれ力測定空間とを共通の一つの測定空間で実現したことを特徴とする請求の範囲第１項記載の褥瘡要因測定装置。
【請求項３】
前記ずれ力測定空間は、可撓性を有する２枚のシートの周縁部を適宜接着し、その２枚のシートの内側にそれぞれ歪発生シートの両端部をそれぞれ固定し、該歪発生シートに前記歪ゲージを固定してなり、
前記体圧測定空間は、前記２枚のシートの一枚に第３のシートの周縁部を接着し内部に気体を封入して気密空間とし、該気密空間に前記エアチューブを連通させてなることを特徴とする請求の範囲第１項記載の褥瘡要因測定装置。
【請求項４】
前記歪ゲージを両面に張り付けた歪発生シートの両端部を前記２枚のシートの内側にそれぞれずれ力を測定したい方向に揃えて固定したことを特徴とする請求の範囲第２項又は第３項記載の褥瘡要因測定装置。
【請求項５】
前記２枚のシートの内側に歪発生シートを複数枚配設したことを特徴とする請求の範囲第４項記載の褥瘡要因測定装置。
【請求項６】
前記体圧測定空間に、該体圧測定空間の厚さを維持するスポンジ状スペーサを内蔵したことを特徴とする請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載の褥瘡要因測定装置。
【請求項７】
前記圧力センサから得られる体圧情報と、上記歪ゲージから得られるずれ力情報とから、体圧及びずれ力の合力を計算する演算回路を備え、該合力を前記表示体にて表示することを特徴とする請求の範囲第１項記載の褥瘡要因測定装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、寝たきり患者の背中や腰などに生じる褥瘡（床ずれ）の要因を測定する装置に係わり、特に褥瘡の一要因となる患者の皮膚に加わる「圧迫力」及び「ずれ力」を定量的に測定する褥瘡要因測定装置に関する。
背景技術
従来、褥瘡発生の危険度を予測するためのブレーデンスケールと呼ばれる指標が知られている。これは、患者の知覚（圧迫）の認知、湿潤、活動性、可動性、栄養状態、摩擦とずれという各項目について患者の状態を検査、評価して褥瘡発生を予測するのである。褥瘡発生の危険度の高い項目について改善し対策をたてることにより、褥瘡発生を減少させることができる。これらの項目のうち、摩擦とずれに関し「摩擦」とは、比較的弱い外力によって皮膚の表面が擦れることをいい、このとき皮膚に生じる損傷が褥瘡発生の危険要因とされ、また「ずれ」とは、比較的強い外力によって、皮膚にその接線方向の応力がかかり、骨と皮膚の間にある組織が圧迫・伸長されることをいい、このとき生じる血流阻害が褥瘡発生の危険要因とされている。
図９に示すように、医療・介護用の寝具例えば背中や膝部分が曲がったりする機能を持つベッド即ちギャッチベッド（Ｇａｔｃｈ−ｂｅｄ）１において患者２の体を起こした場合、患者２の体には、ベッド１から、ずれ力ａ，ｂ（ずれ力ａは下半身から上半身方向の力、ずれ力ｂはその逆の方向の力）が加わる。患者１の体力が自分で体を動かすことができないほど弱っているときは、背上げ・膝上げ・高さ調整のギャッチアップ時或いは介助者による移動の際に例えば肩甲骨部３、腰椎部４、仙骨部５、大腿部６等に生じるずれ力ａ，ｂを自力で開放することができず、そのままの状態で放置されると、骨突起がある部位において褥瘡発生の原因となる。
しかしながら上記「ずれ」の評価方法として、実際に患者２の皮膚に加わるずれ力がどの程度かを測定するための装置はなく、その解析は十分にはなされていないのが現状である。また患者２の体に加わるずれ力は、患者２の体の部位、体重、体型、骨突起の有無等個々の患者に応じて異なり、解析にはこれらの項目も考慮する必要がある。介護においては、ブレーデンスケール等の指標をより高精度なものとするために、ずれ力を定量的に測定する装置が必要とされている。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、患者の皮膚に加わるずれ力を数値で示すとともに患者に加わる圧力をも併せて測定し、両者の合力を算出することにより、褥瘡を生じる要因をより的確に検出できる褥瘡要因測定装置を提供するものである。
発明の開示
本発明は、患者の背中や腰などに生じる褥瘡の要因を測定する褥瘡要因測定装置において、患者と寝具の間に介在させて、患者の体圧に応じて圧力が変化する気密に形成された体圧測定空間と、該体圧測定空間と気密に連通されたエアチューブと、患者の皮膚に水平方向に加わるずれ力を検知する歪ゲージが配設されたずれ力測定空間と、前記歪ゲージに接続されて該ずれ力測定空間より出力される信号線と、からなるセンサ部と、前記エアチューブを介して前記体圧測定空間と気密に連通されて前記体圧測定空間から伝達される圧力を検出する圧力センサと、前記歪ゲージ及び前記圧力センサからの信号を処理して体圧情報、ずれ力情報を表示する表示体と、を具備する操作表示部と、を備えたことを特徴とするものである。
かかる構成において、センサ部は患者と寝具例えばベッドの間に介在させる。ここで、患者と寝具の間とは、患者の寝間着等の着衣とシーツの間のほか、患者の体の皮膚と着衣との間を含めていっている。介助等により患者の体を移動させたとき、患者とベッドの間にずれ力が生じると、このずれ力により２枚のシートが相対的にずれ、そのずれが歪ゲージにて検知される。同時に患者の体重により体圧測定空間が圧縮されその上昇した圧力が圧力センサにて検知される。歪ゲージからの信号及び圧力センサからの信号はそれぞれずれ力（水平方向の力）情報及び体圧（垂直方向の力）情報として表示体に表示される。
この場合、前記体圧測定空間は、該体圧測定空間の厚さを維持するスポンジ状スペーサを内蔵することが好ましい。かかる構成により、体圧測定空間には最低限の空気量が維持されるようになり、空気量が少なすぎることによる測定誤差の発生は防止される。
また、前記圧力センサから得られる体圧情報と、上記歪ゲージから得られるずれ力情報とから、体圧及びずれ力の合力を計算し、その合力を前記表示体に表示するように構成すると良い。かかる構成により、表示体には体圧情報、ずれ力情報に加えてこの両情報の合力情報が表示され、褥瘡発生の原因となる力をより的確に表示することができる。
発明を実施するための最良の形態
図１，２はセンサ部１０を示し、１１は、可撓性シートよりなる第１シート、１２は第１シート１１の下方に重ねられて配置された可撓性シートよりなる第２シートであり、ともに直径約１０ｃｍの円形に形成されている。第１及び第２シート１１、１２は、その周辺部１３が所定幅にわたって接着され、内部にずれ力測定空間１４が形成されている。このずれ力測定空間１４は外部に連通しており、密閉された状態ではない。かかる構造とすることにより、第１及び第２シート１１、１２間に例えば図３に示すようなずれ力ａが加わったとき、両シートはそのずれ力方向にずれる。
１５は、第１シート１１上にその端縁が接着されて第１シート１１との間に密閉された体圧測定空間１６を形成する円形の可撓性第３シートで第１シート１１より小さく形成される。これは患者の身体のずれ力をできるだけ正確に第１シート１１に伝達させるためである。１７は、体圧測定空間１６に、その厚さの最小限の値を維持するために内蔵された連泡スポンジ状スペーサで、同心円状に形成され、中央に円形の空間が設けられている。なお、第３シート１５は、図１，２には、第１シート１１の上側に設けた例で示したが、第１シート１１の下側に接着し、ずれ力測定空間１４側に体圧測定空間１６を形成するようにしても良い。
第１シート１１は、摩擦しにくい（摩擦係数が大きい）表面層１８と摩擦しやすい（摩擦係数が小さい）内面層１９よりなり、具体的には表面層１８は厚さ約０．３〜０．５ｍｍのポリウレタンシート、内面層１９は紙又はテフロンシートにて構成される。第２シート１２も同材質の表面層２０及び内面層２１よりなる。内面層１９、２１を紙又はテフロンシートとしたのは、摩擦係数が小さく、第１及び第２シート１１、１２の内面層１９、２１が接触したときの摩擦抵抗を最小限とし、第１及び第２シート１１、１２間に生じるずれ力の抵抗とならないようにするためである。第３シート１５は、１層のシートよりなり、前述同様のポリウレタンシートが使用できる。
第１シート１１の表面層１８及び第３シート１５は、患者の皮膚に直接接触し患者の体の移動に伴って移動させる必要があることから、摩擦係数が大きくなければならず、それ故摩擦係数の大きいポリウレタンシートが適しており、他方第２シート１２の表面層２０は患者の皮膚に近似した摩擦係数を有する必要があるため、これもまたポリウレタンシートが適している。
２２は、長方形の歪発生シートであり、その一部分例えば長手方向の一端（図中左端）が第１シート１１の内面に、またその他の部分例えば他端（図中右端）が第２シート１２の内面に接着固定されている。２３、２４は両端の接着面を示す。この歪発生シート２２として、厚さ約０．１ｍｍのポリエチレンテレフタレートシート又はナイロンシートが使用できる。２５は、歪発生シート２２の両面に相対して接着固定された１組の歪ゲージ、２６はこのゲージ２５のリード線である。１組（２個）の歪ゲージ２５は、従来から知られている回路構成とすることができる。すなわち２個の歪ゲージ２５は、ホイートストンブリッジ回路に入れられ、ゼロ点補正或いは曲げ信号を除去し必要な信号である伸びの信号のみを取り出す構成とされる。２７は、体圧測定空間１６と後述する圧力センサとを連結するエアチューブである。
図３に示すように、第１シート１１にａ方向のずれ力（水平方向の力）が加わったとき（これは第２シート１２に図中ａ方向の力が加わった場合と相対的に同じ）、歪発生シート２２は左右に引っ張られ、その引張力により発生する歪みが歪ゲージ２５にて検出される。かかる構造においては、第１シート１１が第２シート１２に対し一方向のみ（図示例の場合ａ方向）のずれが検出できる。また第３シート１５上から体圧測定空間１６にｃ方向の圧力（垂直方向の力）が加わったとき、その圧力値は後述する圧力センサにて検知される。
ここで、体圧測定空聞には、この空間の厚さを維持するスポンジ状スペーサを内蔵させたことにより、この空間には最低限の空気量が維持され、空気量が少なすぎることによる測定誤差の発生は防止され、高精度かつ安定した精度の体圧測定値を得ることができる。
図４において、３０はセンサ部１０からの信号が入力する操作表示部で、表面には複数の薄膜型キースイッチ部３１と表示体３２が配置されている。キースイッチ部３１は、電源オンオフスイッチ３３、リセットスイッチ３４、データ保存スイッチ３５、データ呼び出しスイッチ３６、ホールドスイッチ３７を含む。また表示体３２は、体圧表示部３８及びずれ力表示部３９、体圧及びずれ力の合力表示部４０及びホールドデータ表示部４１を含む。
操作表示部３０の内部は図５に示すように構成されて、センサ部１０で検知された体圧信号はエアチューブ２７を介して圧力センサ４２へ、またずれ力信号はリード線２６を介してずれ力検知回路４３に入力され、所定の電気信号に変換されて演算回路４４へ入力される。体圧信号は、演算回路４４にてｍｍＨｇ単位の体圧情報信号に変換され記憶回路４５へ送られて記憶され、またずれ力信号は、演算回路４４にてＮ（ニュートン）単位のずれ力情報信号に変換され記憶回路４５へ送られて記憶される。これと同時に、体圧信号及びずれ力信号は、演算回路４４にて次の数式（１）によりその合力が算出され、記憶回路４５にて記憶される。この合力は小数点以下が四捨五入されて正の整数値として表される。
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ここで、Ｐ：体圧情報信号    Ｓ：ずれ力情報信号
下記の表は、このレベルバーの数と、体圧情報信号Ｐ及びずれ力情報信号Ｓとの関係を表したもので、表内の数値が１−９まで９個のレベルバーにて表示される。
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表示体３２には、記憶回路４５から表示駆動回路４６を介して入力された体圧情報Ｐ及びずれ力情報Ｓが表示部３８，３９にてデジタル表示され、合力は複数のレベルバーにて表示される。レベルバーによる合力表示部４０は３個ずつ長さの異なる３つのグループのバーよりなり、合力は、その大きさに応じてレベル表示される。すなわち、褥瘡発生の危険性に応じて３段階（ＬＯＷ  ＭＩＤ  ＨＩＧＨ）に表示され、ＬＯＷはその危険性が低いことを、またＨＩＧＨは危険性が高いことを示す。なお、合力表示において、計算値が０のときは全て消灯、１０以上になったとき（表において１０，１１，１２，１３に該当する場合）は、９個のバーが点滅表示する。
このように、表示体３２には、体圧情報、ずれ力情報に加えてこの両情報の合力情報が表示されることにより、褥瘡発生の原因となる力をより的確に知ることができる。
リセットスイッチ３４は、人体の下にセンサ部１０を設置した後、操作されてずれ力検知回路４３の信号をリセットするものである。人体の下に挟むときに発生するずれ力を除去するためであり、リセット操作により０点調整が行われる。圧力センサ４２からの信号は、電源スイッチ３３のオン操作によりリセットされる。即ち電源スイッチ３３をオンとしたとき同時に０点調整が成される。無負荷時の検知圧力を０とするためである。これをさらに詳細に説明すれば、先ず、電源スイッチ３３をオンとして装置を測定可能状態にすると同時に圧力センサ４２をリセットして０点調整する。次いでセンサ部１０を人体の下に挟み込み、リセットスイッチ３４をリセットして、このときの検知ずれ力の０点調整をする。このようにすれば、その後のベッドのギャッチアップ等により人体とベッドとの間にずれ力が生じたとき、ずれ力検知回路４３から真正なずれ力検知信号が出力される。また同時に圧力センサ４２によりその時の圧力が検知される。
データ保存スイッチ３５は、記憶回路４５に５回分の測定データを保存するためのものであり、データ呼び出しスイッチ３６の操作回数に応じて、順番に１回目、２回目…の測定データを表示する。ホールドスイッチ３７は、表示された測定値を固定するものである。すなわち、測定値はその最小位の桁が振れて短い周期で変化するが、ホールドスイッチ３７はこれを防止し安定した一測定値に固定して表示するのである。
図６は、歪発生シート２２（図２）の別の構成例を示し（体圧測定空間部分は省略）、第１シート１１が第２シート１２に対し、左右両方向にずれた場合、ともに検出できる構造である。図中、４７は、長方形の歪発生シートでその長手方向の両端４８，４９が第２シート１２の内面に接着固定され、その中央部分５０が第１シート１１の内面に接着固定されている。５１は、歪発生シート４７の一端４８側と中央部分５０の間の両面に接着固定された第１組の歪ゲージ、５２は、歪発生シート４７の他端４９側と中央部分５０の間の両面に接着固定された第２組の歪ゲージである。第１組の歪ゲージ５１で、第１シート１１又は第２シート１２に加わるａ方向のずれ力（引張力）が検出され、第２組の歪ゲージ５２にて、第１シート１１又は第２シート１２に加わるｂ方向のずれ力（引張力）が検出される。
図７は、直交する２方向（ｘ方向及びｙ方向）のずれ力を検出する更に他の構成例を示し、長手方向をｘ方向に一致させた第１歪発生シート４７と、長手方向をｙ方向に一致させた第２歪発生シート５３を有する。第１及び第２歪発生シート４７、５３の各々の構成は、図６に示す構成と同じであり、その方向が異なるのみである。すなわち第２歪発生シート５３の長手方向の両端５４、５５は、第２シート１２の内面に接着固定され、その中央部分５０が第１シート１１の内面に接着固定されている。第１歪発生シート４７の構造は図６と同様である。第２歪発生シート５３において、５６は、第２歪発生シート５３の一端５４と中央部分５０の間の両面に接着固定された第３組の歪ゲージ、５７は、第２歪発生シート５３の他端５５と中央部分５０の間の両面に接着固定された第４組の歪ゲージである。第１組及び第２組の歪ゲージ５１、５２にてｘ方向（＋−双方向）のずれ力が、また第３組及び第４組の歪ゲージ５６、５７にてｙ方向（＋−双方向）のずれ力が検出される。
図８は、本発明の褥創要因測定装置の他の実施形態に係る体圧及びずれ力測定センサ部を示す。図中、図１と同一符号は同一又は相当部分を示している。この図で、図１と大きく構成が異なる点は、ずれ測定空間１４と体圧測定空間１６とを共通化して一つの測定空間１４０とした点である。
即ち、図８におけるセンサ部１００の構成では、図１の第３シート１５を省略する一方、第１シート１１と第２シート１２との周縁部１３は確実に接着して内部に気体（空気）を密封して唯一の測定空間１４０を設け、その測定空間１４０に圧力を取り出すためエアチューブを取り付けて体圧測定空間にすると共に、その測定空間１４０内部に歪みゲージを取り付けてずれ測定空間とした点が図１のセンサ部１０と大きく異なっている。
ここで、第１シート１１と第２シート１２とを分離させ最小限の空間を維持するために、リング状のスポンジスペーサ１７０を測定空間１４０内に配置している。すなわち測定空間１４０には圧力測定可能な量の空気が入っていなければならず、空間１４０内への空気の封入は、エアチューブ２７を圧力センサ４２から外し、このチューブ２７から外気を導入した後、再び圧力センサ４２に気密に接続することにより成される。しかしながら、スペーサ１７０が存在しない場合、第１シート１１と第２シート１２とが接触して空間１４０内の容積が極めて小さくなることも起こり得て、この場合、体圧が加わると空間１４０が潰れてしまい、圧力測定が不能となる事態が発生する。スペーサ１７０は係る事態の発生を防止するために、空間１４０を体圧測定可能な最小限容積に維持するために配置されるのである。通常は測定空間１４０にはエアチューブ２７から空気が適量吹き込まれて僅か膨らんだ状態となっている。
歪発生シート２２は、その両端部の接着面２３，２４をそれぞれ、第１シート１１、第２シート１２の内面に接着固定する。歪発生シート２２の両面には歪みゲージ２５を接着固定し、この歪ゲージ２５からのリード線２６は、測定空間１４０内部を気密に保った状態で周縁部１３から外部に引き出す。同様に、エアチューブ２７も測定空間１４０内部を気密に保った状態で周縁部１３から外部に引き出し、圧力センサ４２に連通させる。
センサ部１００をこのような構成とすることにより、センサ部１００に加えられた体圧は、エアチューブ２７から圧力センサ４２に伝達されて体圧信号として演算回路４４に入力される。また、身体のずれ力は、歪発生シート２２に伝わり歪みゲージ２５で検知されてリード線２６からずれ力検知回路４３を経てずれ力信号として演算回路４４に入力される。それ以降の信号処理等は、前記実施例同様である。
センサ部１００をこのような構造とすることにより、先の実施例よりコンパクト、廉価に製造することができるようになる。
産業上の利用可能性
本発明によれば、センサ部を患者と寝具例えばベッドの間に差し込むことにより、垂直方向の圧迫力と水平方向のズレ力がともに測定され、表示される。これにより、体の特定部位、例えば仙骨部、腰椎部等特定部位に加わる体圧及びずれ力の大きさ、骨突起があることによる体圧及びずれ力の差、体重と体圧及びずれ力との関係、褥瘡発生と体圧及びずれ力の関係等種々の方面からの分析が可能となり、褥瘡発生を抑制するため、より効果的な対策をたてるためのデータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の褥創要因測定装置の一実施形態に係る体圧及びずれ力測定センサ部を示し一部切欠斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に対応する断面図である。図３は、歪発生シートと歪ゲージの作用を説明するための要部断面図である。図４は、センサ部及び操作部を示す平面図である。図５は、センサ部及び操作部の回路構成を示すブロック図である。図６は、センサ部の別の構成例を示す歪発生シートと歪ゲージの作用を説明するための要部断面図である。図７は、更に他の構成例を示す歪発生シートと歪ゲージの作用を説明するため第１、第３シートを除いた状態の要部断面図である。図８は、本発明の褥創要因測定装置の他の実施形態に係る体圧及びずれ力測定センサ部を示す一部破断斜視図である。図９は、ずれ力の発生を説明するための側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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