(57)【要約】【課題】  加速度センサを使用することにより、確実に患者のベッドからの起き上がり予兆を検知することができる起き上がり予兆検知装置を提供する。【解決手段】  本発明は、ベッド１の手摺り２ａ〜２ｄに加速度センサ４ａ〜４ｄを設け、これら加速度センサ４ａ〜４ｄからの加速度から求めた変位量と、全加速度センサ４ａ〜４ｄの平均変位量を求める。一方、キャリブレーション処理において、患者が手摺りに触れていない状態の加速度センサ４ａ〜４ｄの変位量と、全加速度センサ４ａ〜４ｄの平均変位量とを関連付けて変位量記憶テーブルに記憶しておき、このテーブルを利用して、患者の起き上がり予兆を検知するものである。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベッドの複数の手摺りにそれぞれ取り付けられた複数の加速度センサと、
患者が手摺りに触れていないときの前記複数の加速度センサの平均の変位量と、前記複数の加速度センサの変位量とを関連付けて記憶する変位量記憶テーブルと、
前記複数の加速度センサから出力される加速度から複数の加速度センサの変位量を算出する手段と、
前記算出された複数の加速度センサの平均の変位量を算出する手段と、
前記算出された平均の変位量に対応する前記複数の加速度センサの変位量を前記変位量記憶テーブルを検索して取得する手段と、
前記算出された複数の加速度センサの変位量と、対応する前記取得された加速度センサの変位量とを順次比較して、前記算出された複数の加速度センサの変位量のうち、対応する前記取得された加速度センサの変位量よりも大きいものを検出する手段と、
前記検出された加速度センサの変位量と、対応する前記取得された加速度センサの変位量との差が予め定められた閾値よりも大きいものが存在するか否かを判断する手段と、
存在すると判断された場合に、患者の起き上がり予兆を報知する手段と
を具備することを特徴とする起き上がり予兆検知装置。
【請求項２】
前記変位量記憶テーブルにおける前記複数の加速度センサの平均の変位量と、前記複数の加速度センサの変位量とはキャリブレーション処理によって事前に設定されることを特徴とする請求項１記載の起き上がり予兆検知装置。
【請求項３】
前記加速度センサは、前記ベッドの手摺り内部に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の起き上がり予兆検知装置。
【請求項４】
ベッドの複数の手摺りにそれぞれ取り付けられた複数の加速度センサと、患者が手摺りに触れていないときの前記複数の加速度センサの平均の変位量と、前記複数の加速度センサの変位量とを関連付けて記憶する変位量記憶テーブルとを具備する起き上がり予兆検知装置における起き上がり予兆検知方法において、
前記複数の加速度センサから出力される加速度から複数の加速度センサの変位量を算出し、
前記算出された複数の加速度センサの平均の変位量を算出し、
前記算出された平均の変位量に対応する前記複数の加速度センサの変位量を前記変位量記憶テーブルを検索して取得し、
前記算出された複数の加速度センサの変位量と、対応する前記取得された加速度センサの変位量とを順次比較して、前記算出された複数の加速度センサの変位量のうち、対応する前記取得された加速度センサの変位量よりも大きいものを検出し、
前記検出された加速度センサの変位量と、対応する前記取得された加速度センサの変位量との差が予め定められた閾値よりも大きいものが存在するか否かを判断し、
存在すると判断された場合に、患者の起き上がり予兆を報知することを特徴とする起き上がり予兆検知方法。
【請求項５】
前記変位量記憶テーブルにおける前記複数の加速度センサの平均の変位量と、前記複数の加速度センサの変位量とをキャリブレーション処理によって事前に設定することをさらに具備することを特徴とする請求項４記載の起き上がり予兆検知方法。
【請求項６】
ベッドの複数の手摺りにそれぞれ取り付けられた複数の加速度センサと、患者が手摺りに触れていないときの前記複数の加速度センサの平均の変位量と、前記複数の加速度センサの変位量とを関連付けて記憶する変位量記憶テーブルとを具備する起き上がり予兆検知装置において使用されるプログラムにおいて、
前記プログラムは、前記起き上がり予兆検知装置に、
前記複数の加速度センサから出力される加速度から複数の加速度センサの変位量を算出させ、
前記算出された複数の加速度センサの平均の変位量を算出させ、
前記算出された平均の変位量に対応する前記複数の加速度センサの変位量を前記変位量記憶テーブルを検索して取得させ、
前記算出された複数の加速度センサの変位量と、対応する前記取得された加速度センサの変位量とを順次比較して、前記算出された複数の加速度センサの変位量のうち、対応する前記取得された加速度センサの変位量よりも大きいものを検出させ、
前記検出された加速度センサの変位量と、対応する前記取得された加速度センサの変位量との差が予め定められた閾値よりも大きいものが存在するか否かを判断させ、
存在すると判断された場合に、患者の起き上がり予兆を報知させることを特徴とするプログラム。
【請求項７】
前記プログラムは、前記起き上がり予兆検知装置に、さらに、前記変位量記憶テーブルにおける前記複数の加速度センサの平均の変位量と、前記複数の加速度センサの変位量とをキャリブレーション処理によって事前に設定させることをさらに具備することを特徴とする請求項６記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、起き上がり予兆検知装置に関し、特に、ベッドで患者が起き上がることを検知する起き上がり予兆検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療関係の分野においては、患者がベッドで起き上がることが危険を伴なう場合がある。このような事情から、患者のベッドでの起き上がり予兆を検知するための装置が種々開発されている。例えば、起き上がり予兆検知装置の１つに、手摺りの上面にセンサ（感圧スイッチ）を取り付けて、患者が手摺りの上面を掴むことを検知することにより起き上がり予兆を検知するものがある（非特許文献１参照。）。
【０００３】
【非特許文献１】株式会社テクノスジャパン、タッチコール、２００７年４月９日検索  ＜ＵＲＬ：http://www.technosj.co.jp/alarm/tc.html＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、手摺りにセンサを取り付ける場合、患者の手に直接触れる箇所に取り付けなければならないことから、当該センサのベッドへの取り付け位置の特定が困難であり、センサの設置箇所が適切でないと患者の起き上がり予兆を検知することができないという問題があった。また、タオルや布団などにより、センサが誤反応してしまうという問題もある。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、加速度センサを使用することにより、確実に患者のベッドからの起き上がり予兆を検知することができる起き上がり予兆検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の観点によれば、ベッドの複数の手摺りにそれぞれ取り付けられた複数の加速度センサと、患者が手摺りに触れていないときの前記複数の加速度センサの平均の変位量と、前記複数の加速度センサの変位量とを関連付けて記憶する変位量記憶テーブルと、前記複数の加速度センサから出力される加速度から複数の加速度センサの変位量を算出する手段と、前記算出された複数の加速度センサの平均の変位量を算出する手段と、前記算出された平均の変位量に対応する前記複数の加速度センサの変位量を前記変位量記憶テーブルを検索して取得する手段と、前記算出された複数の加速度センサの変位量と、対応する前記取得された加速度センサの変位量とを順次比較して、前記算出された複数の加速度センサの変位量のうち、対応する前記取得された加速度センサの変位量よりも大きいものを検出する手段と、前記検出された加速度センサの変位量と、対応する前記取得された加速度センサの変位量との差が予め定められた閾値よりも大きいものが存在するか否かを判断する手段と、存在すると判断された場合に、患者の起き上がり予兆を報知する手段とを具備することを特徴とする起き上がり予兆検知装置、である。
【０００７】
また、本発明の第２の観点によれば、本発明の第１の観点において、前記変位量記憶テーブルにおける前記複数の加速度センサの平均の変位量と、前記各複数の加速度センサの変位量とはキャリブレーション処理によって事前に設定されることを特徴とする起き上がり予兆検知装置、である。
【０００８】
さらに、本発明の第３の観点によれば、本発明の第１の観点において、前記加速度センサは、前記ベッドの手摺り内部に取り付けられていることを特徴とする起き上がり予兆検知装置、である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、加速度センサを使用することにより、確実に患者のベッドからの起き上がり予兆を検知することができる起き上がり予兆検知装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る起き上がり予兆検知装置について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る起き上がり予兆検知装置が取り付けられるベッドの上面図であり、図２は本発明の実施の形態における起き上がり予兆検知装置のセンサが取り付けられたベッドの側面図である。
【００１１】
同図に示すように、ベッド１には、手摺り２ａ〜２ｄが取り付けられており、これら手摺り２ａ〜２ｄには、それぞれ加速度センサ４ａ〜４ｄが取り付けられている。
また、加速度センサ４ａ〜４ｄはベッドの手摺りに取り付けられてていれば良く、その取り付け箇所は問わない。加速度センサ４ａ〜４ｄは、患者によって直接触れられない箇所、例えば、手摺りの内部に取り付けられる。
【００１２】
加速度センサ４ａ〜４ｄは警報装置３に接続され、これら加速度センサ４ａ〜４ｄによって測定された加速度は、それぞれ警報装置３に入力される。
図３は、警報装置のハードウェア構成を示す図である。
同図に示すように、警報装置３は、加速度センサインターフェイス１１、変位量閾値入力用可変抵抗器１２、Ａ／Ｄコンバータ１３、マイクロコンピュータ１４、フラッシュメモリ１５及び警報用スピーカ１６を有している。
【００１３】
加速度センサインターフェイス１１は、加速度センサ４ａ〜４ｄからの測定された加速度を入力するためのインターフェイスである。
変位量閾値入力用可変抵抗器１２は、可変抵抗を利用して、変位量閾値を入力するものである。この可変抵抗は、ユーザにより設定可能である。すなわち、変位量閾値はユーザにより任意に設定することができる。
【００１４】
Ａ／Ｄコンバータ１３は、加速度センサインターフェイス１１に入力された加速度及び変位量閾値入力用可変抵抗器１２からの閾値をデジタル信号に変換する。
マイクロコンピュータ１４は、本発明の実施の形態に係る起き上がり予兆検知プログラムを搭載しており、この搭載された起き上がり予兆検知プログラムに従って、本発明の実施の形態に係る起き上がり検知処理を行なう。
【００１５】
フラッシュメモリ１５は、後述する変位量記憶テーブル及び入力された変位量閾値を格納する他、マイクロコンピュータ１４のワークエリアなどに使用される。
警報用スピーカ１６は、マイクロコンピュータ１４による起き上がり予兆検知処理により、起き上がり予兆が検知された場合に、警報を出力する。
【００１６】
図４は、警報装置の外観を示す図である。
同図に示すように、警報装置３の外部には変位量閾値入力用可変抵抗器１２によって入力される変位量閾値を調整するための変位量閾値入力ダイアル２１や、スピーカ２２が設けられている。ユーザは、この変位量閾値入力ダイアル２１を使用して、変位量閾値を調整することにより、起き上がり予兆の検知感度を調整することができる。
【００１７】
図５は、本発明の実施の形態に係る起き上がり検知装置の機能ブロック図である。
同図においては、Ａ／Ｄコンバータ１３−ａ〜１３−ｄ、積分部３１−ａ〜３１−ｄ、絶対値取得部３２−ａ〜３２−ｄ、時間積分部３３−ａ〜３３−ｄ、変位量閾値保持部３４、変位量記憶テーブル３５、変位量比較部３６及び警報部３７を有している。これらＡ／Ｄコンバータ１３−ａ〜１３−ｄ、積分部３１−ａ〜３１−ｄ、絶対値取得部３２−ａ〜３２−ｄ及び時間積分部３３−ａ〜３３−ｄは、加速度センサ４ａ〜４ｄに対応して、系統毎にそれぞれ直列に接続されており、時間積分部３３−ａ〜３３−ｄから出力された変位量は、それぞれ変位量比較部３６に入力される。
【００１８】
積分部３１−ａは、Ａ／Ｄコンバータ１３−ａによってＡ／Ｄ変換された加速度センサ４ａによって測定された加速度を積分して、速度を算出する。同様に、積分部３１−ｂ〜３１−ｄは、それぞれＡ／Ｄコンバータ１３−ｂ〜１３−ｄによってＡ／Ｄ変換された加速度センサ４ｂ〜４ｄによって測定された加速度を積分して、速度を算出する。
【００１９】
絶対値取得部３２−ａは、積分部３１−ａによって算出された速度に対して正規化処理を行なう。絶対値取得部３２−ｂ〜３２−ｄは、それぞれ積分部３１−ｂ〜３１−ｄによって算出された速度に対して正規化処理を行なう。
時間積分部３３−ａは、絶対値取得部３２−ａによって正規化された速度を時間積分して加速度センサ４ａの一定時間あたりの移動距離を算出する。同様に、時間積分部３３−ｂ〜３３−ｄは、それぞれ絶対値取得部３２−ａ〜３２−ｄによって正規化された速度を時間積分して加速度センサ４ｂ〜４ｄの一定時間あたりの移動距離を算出する。以降、加速度センサの出力から算出された移動距離を「変位量」と呼ぶ。
【００２０】
なお、時間積分部３３−１〜３３−ｄの積分時間は、センサ及びベッドの特性によって異なるため、実測値を基に定めなければならないが、概ね、過去１〜５秒程度から現在までの区間の積分を行なう。
変位量閾値保持部３４は、ユーザにより変位量閾値入力用可変抵抗器１２を利用して設定された変位量閾値を保持する。
【００２１】
変位量記憶テーブル３５は、図６に示すように、全加速度センサ４ａ〜４ｄの１秒あたりの平均変位量と、加速度センサ４ａ〜４ｄの１秒あたりの変位量とを互いに関連付けて記憶したものである。これら変位量は、患者が手摺りに触れていない平常時の実測値であり、起き上がり予兆検知処理を行なう前のキャリブレーションによって設定されることになる。
【００２２】
変位量比較部３６は、加速度センサ４ａ〜４ｄの変位量と、変位量閾値保持部３４に保持された変位量閾値及び変位量記憶テーブル３５に格納された加速度センサ４ａ〜４ｄの平均変位量及び加速度センサ４ａ〜４ｄの変位量に基づいて、起き上がり予兆を検知する。
【００２３】
警報部３７は、変位量比較部３６によって起き上がり予兆が検知された場合に、スピーカにより警報を出力する。なお、本実施の形態においては、スピーカを利用して音声により予兆を検知する場合について説明しているが、例えば、ナースコールシステムと接続して、ナースステーションに報知しても良く、その方法は問わない。
【００２４】
次に、本発明の実施の形態に係る起き上がり予兆検知装置の動作について説明する。まず、起き上がり予兆検知処理を行なう前に行なわれる起き上がり予兆検知装置のキャリブレーション処理について、図７のフローチャートを参照して説明する。
本実施の形態におけるキャリブレーション処理では、手摺りを触らない状態で故意にベッドを揺らすことにより、変位量記憶テーブル３５へ平常時の加速度センサ４ａ〜４ｄの平均変位量及び加速度センサ４ａ〜４ｄの変位量を互いに関連付けて記憶するものである。
【００２５】
まず、手摺りを触らない状態で故意にベッドを揺らすことにより、全加速度センサ４ａ〜４ｄの変位量を取得し（Ｓ１）、全加速度センサ４ａ〜４ｄの平均変位量を算出する（Ｓ２）。
その後、変位量記憶テーブル３５に全加速度センサ４ａ〜４ｄの平均変位量に対応する加速度センサ４ａ〜４ｄの変位量を平常時の変位量として関連付けて順次記憶する（Ｓ３）。すなわち、加速度センサ数分だけループ処理を行ない、順次加速度センサの変位量を記憶する。
【００２６】
このようにして、図６に示すように、加速度センサ４ａ〜４ｄの平均変位量に関連付けて、対応する加速度センサ４ａ〜４ｄの変位量を記憶した変位量記憶テーブル３５を作成する。
変位量記憶テーブル３５を作成した後、起き上がり予兆検知処理が可能になる。以下、図８のフローチャートを参照して、本発明の実施の形態に係る起き上がり予兆検知処置装置の動作について説明する。
【００２７】
起き上がり予兆検知処理が開始されると、全加速度センサ４ａ〜４ｄの変位量を取得し（Ｓ１１）、この取得した全加速度センサ４ａ〜４ｄの変位量の平均を算出する（Ｓ１２）。次に、変位量閾値保持部３４に保持された変位量閾値を取得する（Ｓ１３）。
【００２８】
次に、加速度センサ４ａ〜４ｄについてＳ１４〜Ｓ１６の処理を行なう。
すなわち、変位量記憶テーブル３５を検索して、Ｓ１２において算出された全加速度センサ４ａ〜４ｄの平均変位量に対応する加速度センサｘの平常時の変位量を取得する（Ｓ１４）。
【００２９】
その後、Ｓ１１において取得された加速度センサｘの現在の変位量が、Ｓ１４において取得された変位量記憶テーブル３５から取得した平常時の変位量よりも大きいか否かの判断が行なわれる（Ｓ１５）。
Ｓ１５において、加速度センサｘの現在の変位量が平常時の変位量よりも大きいと判断された場合には、次に、加速度センサｘの現在の変位量と平常時の加速度センサの変位量との差が変位量閾値よりも大きいか否かの判断が行なわれる（Ｓ１６）。
【００３０】
一方、Ｓ１５において、加速度センサｘの現在の変位量が平常時の変位量よりも大きいと判断されなかった場合には、最後の加速度センサ４ｄまで判断されている場合には処理を終了し、最後の加速度センサ４ｄまで判断されていない場合には、Ｓ１４の処理に戻り、次の加速度センサについて、Ｓ１４以降の処理を行なう。
【００３１】
Ｓ１６において、加速度センサｘの現在の変位量と平常時の加速度センサの変位量との差が変位量閾値よりも大きいと判断された場合には、患者の起き上がり予兆が発生したものとみなされ、警報が出力され（Ｓ１７）、大きいと判断されなかった場合、最後の加速度センサ４ｄまで判断されている場合には処理を終了し、最後の加速度センサ４ｄまで判断されていない場合には、Ｓ１４の処理に戻り、次の加速度センサについて、Ｓ１４以降の処理を行なう。
【００３２】
なお、Ｓ１６において、加速度センサ４ａ〜４ｄのうち、いずれか１つの加速度センサの現在の変位量と平常時の加速度センサの変位量との差が変位量閾値よりも大きいと判断された場合に、警報を出力する場合について説明したが、任意の数（例えば、２つ以上など）の加速度センサの現在の変位量と平常時の加速度センサの変位量との差が変位量閾値よりも大きい場合に、警報を出力するようにしても良い。
なお、３つ以上の加速度センサの現在の変位量と平常時の加速度センサの変位量との差が変位量閾値よりも大きい場合に、警報を出力するようにすれば、より正確に警報を出力することができる。２つのセンサを対象とした場合には、患者が２つのセンサに対して同じ振動を意図的に与えて警報を発生させないようにすることができるのに対し、３つ以上の加速度センサを対象とした場合には、患者が３つ以上のセンサに対して同じ振動を意図的に与えて警報を発生させないようにすることが物理的に困難であるからである。
【００３３】
したがって、本発明の実施の形態に係る起き上がり予兆検知装置によれば、加速度センサを使用して起き上がり予兆検知を行なうので、感圧スイッチを使用する場合に比べて、取り付けを簡単に行なうことができる。
【００３４】
また、ユーザにより変位量閾値を設定することができるので、当該変位量閾値を適切な値に設定することにより、起き上がり予兆検知の精度を設定することができる。すなわち、本発明の実施の形態に係る起き上がり予兆検知装置によれば、使用環境などに応じて検知精度を変えることにより、誤って起き上がり予兆検知が行なわれることや、起き上がり検知予兆が検知できなくなることを防止することができる。
【００３５】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００３６】
実施形態に記載した手法は、計算機（コンピュータ）に実行させることができるプログラム（ソフトウエア手段）として、例えば磁気ディスク（フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク等）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＭＯ等）、半導体メモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等）等の記録媒体に格納し、また通信媒体により伝送して頒布することもできる。なお、媒体側に格納されるプログラムには、計算機に実行させるソフトウエア手段（実行プログラムのみならずテーブルやデータ構造も含む）を計算機内に構成させる設定プログラムをも含む。本装置を実現する計算機は、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、また場合により設定プログラムによりソフトウエア手段を構築し、このソフトウエア手段によって動作が制御されることにより上述した処理を実行する。なお、本明細書でいう記録媒体は、頒布用に限らず、計算機内部あるいはネットワークを介して接続される機器に設けられた磁気ディスクや半導体メモリ等の記憶媒体を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態に係る起き上がり予兆検知装置が取り付けられるベッドの上面図である。
【図２】起き上がり予兆検知装置のセンサが取り付けられたベッドの側面図である。
【図３】警報装置のハードウェア構成を示す図である。
【図４】警報装置の外観を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る起き上がり検知装置の機能ブロック図である。
【図６】変位量記憶テーブルを示す図である。
【図７】起き上がり予兆検知装置のキャリブレーション処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】起き上がり予兆検知装置の起き上がり予兆検知処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１…ベッド、２ａ〜２ｄ…手摺り、３…警報装置、４ａ…上部加速度センサ、４ｂ…下部加速度センサ、１４…マイクロコンピュータ、１５…フラッシュメモリ、１６…警報用スピーカ。
【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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