(57)【要約】【課題】圧力が集中する場合でも正確且つ精密な圧力分布の検出に基づく圧力調整が可能で寝心地がよい。【解決手段】エアマット装置が、弾性シート内に均一に分布する光ファイバの光射出部及び光受取部によって弾性シートに加えられた圧力の分布を検出するセンサを有している。エアマット装置は、センサが検出した圧力分布に基づいて、エアマットに充填された気体の量を調整する。エアマット装置のエアマット上方にセンサを設置することが可能である。【選択図】図２
2007125313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体が充填された複数のエアセルを有するエアマットと、
前記エアマットの表面に設置されており、内部において散乱した光の到達可能範囲が加えられた圧力の大きさに応じて変化する弾性シートと、
前記弾性シート内に均一に分布するように配置されており且つ前記弾性シートに向けて光を射出する複数の光射出部と、
前記弾性シート内に前記複数の光射出部に近接して配置されており且つ前記弾性シートにおいて散乱した光を受け取る複数の光受取部と、
前記複数の光受取部が受け取った光の強度に基づいて、前記弾性シートに加えられた圧力の分布を検出する圧力分布検出手段と、
前記圧力分布検出手段が検出した前記弾性シートに加えられた圧力の分布に基づいて、前記複数のエアセル内に充填された気体の量を調整する気体量調整手段とを備えていることを特徴とするエアマット装置。
【請求項２】
前記気体量調整手段が、前記弾性シートに加えられる圧力が第１の所定値を超えないように前記複数のエアセル内に充填された気体の量を調整することを特徴とする請求項１に記載のエアマット装置。
【請求項３】
前記弾性シートにおいて前記エアセルと対向する範囲に加えられた圧力の最大値が第３の所定値を超える状態が所定時間以上継続する場合には、前記気体量調整手段が前記エアセルに充填された気体の量を減少させることを特徴とする請求項１に記載のエアマット装置。
【請求項４】
前記気体量調整手段が、前記エアセルの内面同士が接しないように前記エアセル内に充填された気体の量を調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のエアマット装置。
【請求項５】
前記気体量調整手段が、前記弾性シートに加えられた圧力の分布が時間的に変化するように前記複数のエアセル内に充填された気体の量を調整することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のエアマット装置。
【請求項６】
前記気体量調整手段が前記エアセル内に充填された気体の量を周期的に変化させることを特徴とする請求項５に記載のエアマット装置。
【請求項７】
前記圧力分布検出手段が検出した前記弾性シートに加えられた圧力の分布を表示する表示手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜６に記載のエアマット装置。
【請求項８】
前記圧力分布検出手段が検出した前記弾性シートに加えられた圧力の分布に基づいて、前記エアマット上に物体が載置されていない状態と前記エアマット上に物体が載置されている状態との間における前記圧力の分布の変化を評価する第１の分布変化評価手段と、
前記第１の状態変化評価手段が評価した評価結果に基づいて、前記エアマット装置がエアマット制御をしている状態とエアマット制御をしていない状態とを切り替える制御切替手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のエアマット装置。
【請求項９】
畳み込まれた第１の状態と前記エアマット装置に隣接した位置に展開した第２の状態とが切り替わる弾性受止具と、
前記圧力分布検出手段が検出した前記弾性シートに加えられた圧力の分布に基づいて、前記エアマット上に物体が載置されている状態から前記エアマット上に物体が載置されていない状態へと前記エアマットの状態が変化する間における前記圧力の分布の変化を評価する第２の分布変化評価手段と、
前記第２の分布変化評価手段が評価した評価結果に基づいて、前記エアマット上に載置された物体が前記エアマットから転落するタイミングを判断する転落判断手段と、
前記転落判断手段が判断した前記物体が前記エアマットから転落するタイミングに基づいて前記第１の状態から前記第２の状態へと前記弾性受止具の状態を切り替える受取具切替手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のエアマット装置。
【請求項１０】
前記圧力分布検出手段が検出した前記弾性シートに加えられた圧力の分布に基づいて、前記エアマットに載置された物体の重さ及び大きさの少なくともいずれか一方を測定する物体測定手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のエアマット装置。
【請求項１１】
前記気体量調整手段が、前記物体測定手段が測定した前記物体の重さ及び大きさの少なくともいずれか一方に基づいて、前記複数のエアセル内に充填された気体の量を調整することを特徴とする請求項１０に記載のエアマット装置。
【請求項１２】
気体が充填された複数のエアセルを有するエアマットと、前記エアマットの表面に設置されており、内部において散乱した光の到達可能範囲が加えられた圧力の大きさに応じて変化する弾性シートと、前記弾性シート内に均一に分布するように配置されており且つ前記弾性シートに向けて光を射出する複数の光射出部と、前記弾性シート内に前記複数の光射出部に近接して配置されており且つ前記弾性シートにおいて散乱した光を受け取る複数の光受取部と、前記複数の光受取部が受け取った光の強度に基づいて、前記弾性シートに加えられた圧力の分布を検出する圧力分布検出手段とを有するエアマット装置の使用方法であって、
物体を、前記エアマットと前記物体との間に前記弾性シートが位置するように前記エアマット上に載置して、前記エアマット装置を使用するエアマット装置の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エアマット装置及びその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
入院患者や被介護者等の床ずれの防止のためには、看護や介護において、ベッド上の人体に加えられる圧力が特定部位に集中しないように圧力が調整されなければならない。圧力の調整のためには人体に加えられた圧力を測定する必要があるが、そのために、従来から人体表面の接触圧を局所的に測定する測定用具等が看護人や介護人によって使用されていた。
【０００３】
しかし、このような局所的な測定用具では、圧力測定における患者の姿勢等の違いによる誤差が生じやすく、また、人が手ずから測定することによる誤差も多いため、床ずれ防止のための効果的な圧力調整がなされ得なかった。
【０００４】
上記のような局所的な測定方法ではなく、人体に加えられる圧力全体の分布を測定可能であり、且つ、圧力分布の測定結果に応じて自動的に圧力調整が可能なエアマット装置として、特許文献１に記載のようなものがある。特許文献１のエアマット装置（床ずれ防止装置付マットレス）は、使用者に加えられる圧力を判断するため、加重センサシートを有している。このような加重センサシートが検出する全体の圧力分布に応じてエアマット装置が制御され、エアマット装置のエアマットに充填された気体の量が自動的に調整される。これによって、人の手によって測定された局所的な圧力に基づく圧力調整と異なり、測定誤差が少なくより広範な圧力分布の情報に基づいた効果的な圧力調整がなされる。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１８９４７２号公報（図３並びに段落番号０００４及び段落番号０００５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１が採用する加重センサシートは、加重に応じて電気抵抗値が変化する感圧素子を使用するものである。このような構成のセンサシートにおいては、圧力の集中等によってセンサシートにシワ等の変形が生じ、センサによる圧力検出に誤差が生じる場合がある。このように、正確な圧力検出がなされない場合には、エアマットの制御による床ずれ防止効果が十分に発揮されない。
【０００７】
また、センサが検出する圧力によって使用者の病臥姿勢をモニターする場合など、より精密な圧力測定を要する場合には、使用者による圧力がセンサに直接加えられるようにセンサがエアマット上部に設置されている必要がある。しかし、特許文献１のような構造のセンサシートでは、使用者とセンサシートとが直接接するような態様でエアマット装置を使用すると、上記のようなシワ等がより発生しやすくなり、正確な圧力測定がなされない。また、センサの触感によっては、寝心地も悪くなる。
【０００８】
本発明の目的は、正確且つ精密な圧力検出が可能なセンサを有し、寝心地が損なわれないエアマット装置及びその使用方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００９】
本発明のエアマット装置は、気体が充填された複数のエアセルを有するエアマットと、前記エアマットの表面に設置されており、内部において散乱した光の到達可能範囲が加えられた圧力の大きさに応じて変化する弾性シートと、前記弾性シート内に均一に分布するように配置されており且つ前記弾性シートに向けて光を射出する複数の光射出部と、前記弾性シート内に前記複数の光射出部に近接して配置されており且つ前記弾性シートにおいて散乱した光を受け取る複数の光受取部と、前記複数の光受取部が受け取った光の強度に基づいて、前記弾性シートに加えられた圧力の分布を検出する圧力分布検出手段と、前記圧力分布検出手段が検出した前記弾性シートに加えられた圧力の分布に基づいて、前記複数のエアセル内に充填された気体の量を調整する気体量調整手段とを備えている。
【００１０】
本発明のエアマット装置は弾性シートを有しているため、エアマット上の物体による圧力に対する追従性がよい。つまり、特定箇所に圧力が集中する場合のように、エアマット装置への圧力の加わり方が物体とエアマット装置との接触面内で一様でない場合においても、物体による圧力を弾性シートが柔軟に受け止めることができる。したがって、他種のセンサ等と比べ、接触部分の変形による圧力検出の誤差が少なく、より正確に検出された圧力分布に係る情報がエアマットの制御に利用される。また、本発明によると、エアマットと使用者との間に圧力感知部分である光受取部が位置するようにエアマット装置が構成され得る。つまり、物体が圧力感知部分の直近に載置されても、上記のように、弾性シートの柔軟性から、圧力分布検出手段による検出に誤差が生じにくい。したがって、例えば弾性シートに直に接するように物体や人体をエアマット上に載置することにより、圧力分布の精密な検出が可能となる。さらに、柔軟性を有する弾性シートが採用されているため、直接人体がセンサ等に触れることによってエアマットの寝心地が悪化するようなこともない。
【００１１】
また、本発明においては、前記気体量調整手段が、前記弾性シートに加えられる圧力が第１の所定値を超えないように前記複数のエアセル内に充填された気体の量を調整することが好ましい。
【００１２】
これによると、エアマット上の物体に加えられる圧力が一箇所に集中するのが防止される。エアマットに人体が載置されている場合には、人体の特定の部位などに大きな圧力が加えられることによる床ずれ等が防止され、寝心地も良くなる。
【００１３】
また、本発明においては、前記弾性シートにおいて前記エアセルと対向する範囲に加えられた圧力の最大値が第３の所定値を超える状態が所定時間以上継続する場合には、前記気体量調整手段が前記エアセルに充填された気体の量を減少させることが好ましい。
【００１４】
これによると、エアマットに人体が載置されている場合には、人体の特定の部位等に長時間大きい圧力が加えられるのが防止される。これによって、より効果的に床ずれが防止され、寝心地もより良くなる。
【００１５】
また、本発明においては、前記気体量調整手段が、前記エアセルの内面同士が接しないように前記エアセル内に充填された気体の量を調整することが好ましい。
【００１６】
これによると、いわゆるボトミングが回避されて、床ずれ等が防止され、寝心地が良くなる。
【００１７】
また、本発明においては、前記気体量調整手段が、前記弾性シートに加えられた圧力の分布が時間的に変化するように前記複数のエアセル内に充填された気体の量を調整することが好ましい。
【００１８】
これによると、エアマットに人体が載置されている場合には、人体の特定の部位等に長時間圧力が集中することが回避される。これによって、より効果的に床ずれが防止され、寝心地もより良くなる。
【００１９】
また、本発明においては、前記気体量調整手段が前記エアセル内に充填された気体の量を周期的に変化させることが好ましい。
【００２０】
これによると、エアマットに人体が載置されている場合には、周期的に変化する圧力が人体に加えられるため、寝心地がより良くなり、床ずれ等も防止される。
【００２１】
また、本発明においては、前記圧力分布検出手段が検出した前記弾性シートに加えられた圧力の分布を表示する表示手段をさらに備えていることが好ましい。
【００２２】
これによると、エアマットに人体が載置されている場合には、人体に加えられた圧力の全体の分布がモニター可能となり、床ずれ等の防止により重要な情報が看護等にフィードバッグされる。
【００２３】
また、本発明においては、前記圧力分布検出手段が検出した前記弾性シートに加えられた圧力の分布に基づいて、前記エアマット上に物体が載置されていない状態と前記エアマット上に物体が載置されている状態との間における前記圧力の分布の変化を評価する第１の分布変化評価手段と、前記第１の状態変化評価手段が評価した評価結果に基づいて、前記エアマット装置がエアマット制御をしている状態とエアマット制御をしていない状態とを切り替える制御切替手段をさらに備えていることが好ましい。
【００２４】
これによると、エアマット制御をしている状態としていない状態とが自動で切り替えられるため、エアマット上に物体が載置されたかどうかに応じて手動で切り替える必要がない。したがって、エアマット装置の管理が簡易になり、省エネルギーにつながる。
【００２５】
また、本発明においては、畳み込まれた第１の状態と前記エアマット装置に隣接した位置に展開した第２の状態とが切り替わる弾性受止具と、前記圧力分布検出手段が検出した前記弾性シートに加えられた圧力の分布に基づいて、前記エアマット上に物体が載置されている状態から前記エアマット上に物体が載置されていない状態へと前記エアマットの状態が変化する間における前記圧力の分布の変化を評価する第２の分布変化評価手段と、前記第２の分布変化評価手段が評価した評価結果に基づいて、前記エアマット上に載置された物体が前記エアマットから転落するタイミングを判断する転落判断手段と、前記転落判断手段が判断した前記物体が前記エアマットから転落するタイミングに基づいて前記第１の状態から前記第２の状態へと前記弾性受止具の状態を切り替える受取具切替手段とをさらに備えていることが好ましい。
【００２６】
これによると、万一エアマットから人体が転落した際にも、弾性受止具が自動的に展開して人体を受け止める。このため、前もってベッド脇等に転落保護シート等がおかれる必要がなく、看護等の邪魔とならない。
【００２７】
また、本発明においては、前記圧力分布検出手段が検出した前記弾性シートに加えられた圧力の分布に基づいて、前記エアマットに載置された物体の重さ及び大きさの少なくともいずれか一方を測定する物体測定手段をさらに備えていることが好ましい。
【００２８】
これによると、エアマットに人体が載置されている場合には、人体を載置させたまま健康状態の診断に必要な身長・体重の測定が可能となる。したがって、例えば病臥中の病人にエアマットから起き上がるように強いる必要がなく、病状回復に専念させることが可能である。
【００２９】
また、本発明においては、前記気体量調整手段が、前記物体測定手段が測定した前記物体の重さ及び大きさの少なくともいずれか一方に基づいて、前記複数のエアセル内に充填された気体の量を調整することが好ましい。
【００３０】
これによると、エアマットに人体が載置されている場合には、例えば、身長又は体重に基づいて、載置された人体の体型の特徴に応じたエアマットの圧力調節が可能となる。
【００３１】
本発明のエアマット装置の使用方法は、気体が充填された複数のエアセルを有するエアマットと、前記エアマットの表面に設置されており、内部において散乱した光の到達可能範囲が加えられた圧力の大きさに応じて変化する弾性シートと、前記弾性シート内に均一に分布するように配置されており且つ前記弾性シートに向けて光を射出する複数の光射出部と、前記弾性シート内に前記複数の光射出部に近接して配置されており且つ前記弾性シートにおいて散乱した光を受け取る複数の光受取部と、前記複数の光受取部が受け取った光の強度に基づいて、前記弾性シートに加えられた圧力の分布を検出する圧力分布検出手段とを有するエアマット装置の使用方法であって、物体を、前記エアマットと前記物体との間に前記弾性シートが位置するように前記エアマット上に載置して、前記エアマット装置を使用するものである。
【００３２】
本発明のエアマット装置の使用方法によると、弾性シートに加えられた圧力がより精密に検出される。つまり、エアマットの下に弾性シートが敷かれた状態でエアマット上に物体が載置される場合には、物体による圧力は、エアマットを介して弾性シートに加えられる。このため、物体によってエアマットに加えられた圧力が分散して弾性シートに伝えられ、また、エアマットに加えられる圧力の変化も緩和して弾性シートに伝えられる。一方、本発明においては、上記の場合に比べて、エアマットに載置される物体と弾性シートとがより近づいて配置される。したがって、物体による圧力はエアマットによって分散することなく弾性シートに伝えられ、また、圧力の変化もより正確に弾性シートに伝えられる。これによって、検出された圧力によるエアマット装置の制御がより精密に行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下の説明は、本発明の好適な実施形態の１つであるエアマット装置に関するものである。
【００３４】
＜全体の概略構成＞
図１は、本実施形態の全体の概略的な構成を示す図である。エアマット装置１は、エアマット２、センサ装置３、表示装置５、エアポンプ９、エアマット制御装置２０及びエアバッグ５１を有している。
【００３５】
エアマット２は、内部に気体が充填された複数のエアセル１０を有している。エアセル１０は、円筒形且つ袋状の形状を有している。そして、これらのエアセル１０は、１方向に沿って側面が互いに接触するように配列され、全体として１枚のマット状になるように相互に固定されている。
【００３６】
センサ装置３は、後述のように、表面に加えられた圧力の分布を検出するものである。センサ装置３は、センサシート６及びセンサ制御部８を有している。センサ制御部８は、エアマット制御装置２０と電気的に接続されている。そして、センサ制御部８は、センサシート６の表面に加えられた圧力の分布を検出し、検出した圧力の分布に係る信号をエアマット制御装置２０に送信する。センサ装置３は、エアマット２の上方に位置するように、エアマット２上に載置される。エアマット装置１の使用時には、センサシート６の上方に人体が載置される。
【００３７】
表示装置５は、エアマット制御装置２０から送信される画像情報に係る信号に従って、センサシート６に加えられた圧力の分布を表示する（図５参照）。これによって、人体に加えられる圧力の分布が目視で確認され、床ずれが生じないようにするための姿勢変更がより適切に可能となる。
【００３８】
エアポンプ９はエアセル１０内の気体の量を変化させるものである。エアポンプ９は、エアチューブ７を通じて各エアセル１０と接続されており、エアチューブ７を介して、エアセル１０に選択的に気体を供給したり、エアセル１０から選択的に気体を吸引したりする。エアポンプ９は、エアマット制御装置２０と電気的に接続されている。そして、エアポンプ９は、エアマット制御装置２０による制御を受けて、各エアセル１０に充填された気体の量を選択的に調整する。
【００３９】
エアマット制御装置２０は、表示装置５、エアポンプ９及びエアバッグ５１を制御するものである。上述のように、エアマット制御装置２０はセンサ制御部８に電気的に接続されており、センサ制御部８から送信された圧力分布に係る信号を受信する。そして、エアマット制御装置２０は、後述のように、受信した圧力分布に係る信号その他に基づいて、表示装置５、エアポンプ９及び後述のエアバッグ５１を制御する。
【００４０】
＜センサ＞
図２（ａ）はセンサ装置３を上面から見た図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のｂ−ｂ線に沿った拡大断面図である。センサシート６は、表面シート３１及び３２、弾性シート３３並びに複数本の光ファイバ束３０を有している。
【００４１】
弾性シート３３は長方形の平面形状を有しており、同様の形状及び大きさを有する２枚の表面シート３１及び３２によって挟まれている。弾性シート３３の内部には、複数本の光ファイバ束３０が埋め込まれている。図２（ａ）の点Ｐに示されるように、それぞれの光ファイバ束３０の先端部３９がセンサ装置３の上面から見て格子状に均一に並ぶように、光ファイバ束３０が配置されている。光ファイバ束３０における先端部３９とは逆の図示されない端部はセンサ制御部８に接続されている。
【００４２】
図３は、センサシート６における、光ファイバ束３０の先端部３９周辺の拡大断面図を示している。光ファイバ束３０は射出ファイバ３０ａ及び受取ファイバ３０ｂを有している。センサ制御部８は射出ファイバ３０ａに選択的に光を入射する。入射された光は射出ファイバ３０ａの射出部３９ａから射出され、弾性シート３３内部で散乱される。図３の領域Ｌは散乱された光が到達可能な範囲を示している。このような光の到達可能範囲は、弾性シート３３の材質、密度、射出された光の強度等によって変化する。
【００４３】
受取ファイバ３０ｂは、その先端が射出ファイバ３０ａの射出部３９ａに近接するように配置されている。そして、受取ファイバ３０ｂは、領域Ｌ内の散乱光を先端の受取部３９ｂから受け取る。受け取られた光は、受取ファイバ３０ｂにおける受取部３９ｂとは逆の端部に接続されたセンサ制御部８に送られる。センサ制御部８は送られた光の強度を検出する。領域Ｌ内の散乱光の強度は、領域Ｌの大きさ、弾性シート３３の材質、密度等に依存する。
【００４４】
このようなセンサ装置３の構成により、センサ制御部８は次のように加えられた圧力を検出する。つまり、センサ装置３に圧力が加えられると、弾性シートにおいて圧力が加えられた位置の周辺部分が変形する。これによって、弾性シートにおいて圧力が加えられた位置に対応する図３に示される光ファイバ束３０の先端部３９付近も変形する。これによって、領域Ｌの大きさ、形が変化する。また、領域Ｌ内の散乱光の強度も、加えられた圧力に従って変化する。すなわち、加えられた圧力の場所、大きさに応じて領域Ｌ内の散乱光の強度が変化する。センサ制御部８は、受取ファイバ３０ｂが受け取った散乱光の強度を検出することにより、センサシート６に加えられた圧力の大きさ、場所を検出する。
【００４５】
なお、図２に示されるように、光ファイバ束３０の先端部３９は、センサシート６内に格子状に配列されている。センサ制御部８は、格子状に配列された光ファイバ束３０の先端部周辺の散乱光の強度を先端部ごとに検出することにより、センサシート６に加えられた圧力の分布を、センサシート６表面のほぼ全域に亘って検出する。
【００４６】
＜エアマット制御装置＞
図４はエアマット制御装置２０の構成を示す図である。エアマット制御装置２０は、圧力分布調整部２１、オンオフ切替部２２、圧力変化生成部２３、転落処置部２４及び圧力分布表示部２５を有している。
【００４７】
エアマット制御装置２０は汎用のコンピュータを有している。このコンピュータには、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク、ＦＤやＣＤの駆動装置などのハードウェアが収納されており、ハードディスクには、このコンピュータをエアマット制御装置２０として機能させるためのプログラム（このプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＦＤ、ＭＯなどのリムーバブル型記録媒体に記録しておくことにより、任意のコンピュータにインストールすることが可能である）を含む各種のソフトウェアが記憶されている。そして、これらのハードウェア及びソフトウェアが組み合わされることによって、圧力分布調整部２１等が構築されている。なお、エアマット制御装置２０は、汎用型のコンピュータを利用するものに限らず、エアマット制御のために特化した装置であってもよい。
【００４８】
圧力分布調整部２１は、圧力集中調整部４１、ボトミング調整部４２及び基準値決定部４３を有している。圧力集中調整部４１は、エアマット２上に載置された人体に、場所的及び／又は時間的に圧力が集中しないように、エアマット２のエアセル１０内の気体量を調整する。
【００４９】
具体的には、圧力分布調整部２１は、センサ制御部８から送信された圧力分布に係る信号に基づいて、センサシート６に加えられた圧力の大きさを評価する。そして、センサシート６に加えられた圧力がある圧力値Ｐ１以上となる場合には、例えば、このようなＰ１を超える圧力が加えられた場所に対応するエアセル１０の気体量を減らし、このエアセル１０の周辺のエアセル１０の気体量を増やすようにエアポンプ９を制御する。このように、圧力分布調整部２１は、エアセル１０の気体量を調整することにより、センサシート６に加えられた圧力が所定の圧力を超えないようにエアポンプ９を制御する。
【００５０】
ところで、人体がエアマット２上に載置された際、人体の特定の突出部位が体重を支えることとなる。しかし、一定以上の加圧が長期間継続した場合において、各特定部位の肉付きなどにより、床ずれや痛みの生じやすさに差が生じる。例えば、肉付きの良い太ももなどに圧力が集中しても痛み等は生じにくい。逆に、肩甲骨の突出部など、肉付きが薄く骨が出張った部分においては圧力の集中による痛み等が生じやすい。つまり、このような骨突出部等に圧力が集中するのが回避されなければならない。したがって、センサシート６に圧力が加えられた場所に対応する人体の部位の違いに従って、圧力分布調整部２１がエアセル１０の気体量を調整してもよい。例えば、センサ制御部８から送信された圧力分布に係る信号に基づいて、特に圧力集中が回避されるべき部位にＰ１以上の圧力が加えられる場合には対応するエアセル１０の気体量を減らし、圧力が集中しても支障がない部位にＰ１以上の圧力が加えられてもエアセル１０の気体量を変化させない、という制御が行われてもよい。
【００５１】
一方で、圧力の集中による床ずれや痛みが発生しにくい部位であっても、所定の大きさの加圧が一定時間以上継続するような場合には、やはり床ずれや痛みが生じる場合がある。これを防止するために、圧力分布調整部２１は、圧力の大きさとともに圧力が加えられた時間に基づいて、エアセル１０の気体量を調整する。
【００５２】
具体的には、圧力分布調整部２１はセンサシート６に加えられた圧力を監視し続ける。そして、あるエアセル１０に対向する範囲に加えられた圧力の最大値がある圧力値Ｐ２（Ｐ２＜Ｐ１）以上となる状態が所定時間以上続いた場合には、圧力分布調整部２１がこのようなＰ２以上の圧力が加えられた場所に対応するエアセル１０の気体量を減少させるようにエアポンプ９を制御する。なお、上記のように、Ｐ２以上の圧力が加えられた場所に対応するエアセル１０の気体量を減少させ、その周辺のエアセル１０の気体量を増やすなど、圧力分布調整部２１が複数のエアセル１０の気体量を調整してもよい。
【００５３】
ボトミング調整部４２は、エアセル１０内の気体が不足することにより、エアマット２上に載置された人体の特定部位が、エアマット２が載置されたベッド床等に直接接触しないように、エアセル１０内の気体量を調整する。
【００５４】
具体的には、ボトミング調整部４２は、センサ制御部８から送信された圧力分布に係る信号に基づいて、エアセル１０の内面同士が接触し、人体がベッド床等に直接接触していないかどうか、つまり、エアセル１０にボトミングが生じていないか否かを判断する。ボトミングが生じているかどうかはセンサシート６に加えられている圧力の大きさが例えば所定値Ｐ３（Ｐ３＞Ｐ１）以上かどうかで判断される。または、ボトミングの有無は、センサシート６においてこのエアセル１０に対向する範囲の圧力分布に基づいて判断されてもよい。例えば、ボトミングによってエアセル１０の内面が接するような場合には、センサシート６においてこのエアセル１０に対応する範囲では、相当範囲で一様な圧力分布が検出される。したがって、センサシート６においてこのエアセル１０に対応する範囲で相当範囲の一様な圧力分布が検出された場合にボトミングが生じていると判断される。
【００５５】
エアセル１０にボトミングが生じていると判断した場合には、ボトミング調整部４２はそのエアセル１０内の気体量を増加させるようにエアポンプ９を制御する。
【００５６】
基準値決定部４３は、センサ制御部８から送信された圧力分布に係る信号に基づいて導出された人体の体重及び／又は身長に基づいて、エアセル１０内の気体量を調整するための基準値を決定する。
【００５７】
具体的には、まず、基準値決定部４３は圧力分布に基づいて人体の身長及び／又は体重を導出する（物体測定手段）。図５は、センサ制御部８から送信された圧力分布の一例を示している。基準値決定部４３は、このような圧力分布と、センサシート６内部に配列された光ファイバ束３０の先端部３９の配列間隔とから、人体の身長Ｈを導出する。そして、このような圧力分布と、センサ装置３内部に配列された光ファイバ束３０の先端部３９が占める領域の面積とから、人体の体重を導出する。次に、基準値決定部４３は、導出された体重及び／又は身長に基づいて、エアセル１０内の気体量を調整するための上記のｐ１、ｐ２及びｐ３等の基準値を決定する。このように決定された基準値に基づいて、圧力分布調整部２１がエアセル１０の気体量を調整する。なお、導出された身長及び体重から得られるＢＭＩ（Body Mass Index）値に基づいて、基準値が調節されてもよい。
【００５８】
オンオフ切替部２２は、センサ制御部８から送信された圧力分布に係る信号に基づいて、エアマット２上に人体が載置されていない状態と載置されている状態との間でセンサシート６に加えられた圧力分布の変化を評価し、その評価結果に基づいてエアマット装置１のオン状態及びオフ状態を相互に切り替える。なお、エアマット装置１のオン状態とは、エアマット装置１がエアマット２の気体量の調整等、エアマット２の制御をしている状態をいう。また、エアマット装置１のオフ状態とは、エアマット２の制御をしていない状態をいう。なお、エアマット２の制御の切替の替わりに又はこれと同時に、エアマット装置１の主電源のオン及びオフを切り替えてもよい。
【００５９】
具体的には、オンオフ切替部２２は、まずエアマット２上に人体が載置されていない状態と載置されている状態との間で状態が変化したか否かを判断する。エアマット２上に人体が載置されているか否かは圧力分布から導出される体重の大きさに基づいてなされる。あるいは、圧力分布から導出される身長に基づいてこの判断がされてもよい。
【００６０】
次に、エアマット２上に人体が載置されていない状態と載置されている状態との間で状態が変化したと判断した場合には、オンオフ切替部２２は、状態が変化している間にセンサシート６に加えられた圧力がどのように変化したかを評価する。例えば、圧力の変化がゆっくりで、ある程度の時間をかけながらエアマット２上の人体の体重値が小さくなる場合には、エアマット２上の人体が自らの意思でエアマット２から降りたもの等と評価する。あるいは、圧力変化が急激で、センサシート６によって検出されるエアマット２上の人体の体重値が短時間で小さくなる場合には、後述のように、エアマット２上から人体が転落したものと評価する。
【００６１】
上記のように、例えばエアマット２上の人体が自らの意思でエアマット２から降りたもの等と評価した場合には、オンオフ切替部２２は、エアマット装置１のオン状態及びオフ状態を切り替える。なお、人体が載置されていない状態又は載置されている状態が所定時間以上継続したとオンオフ切替部２２が判断した場合に、オンオフ切替部２２がエアマット装置１をオフ又はオンにするものでもよい。
【００６２】
圧力変化生成部２３は、エアポンプ９を介してエアセル１０内の気体の量を時間的に変化させる。例えば、圧力変化生成部２３は、エアマット２が有する複数のエアセル１０のうち、ランダムに選択されたエアセル１０の気体量を増減させる。あるいは、特定のエアセル１０の気体量を周期的に変化させる。または、複数のエアセル１０の気体量を周期的に増減させることにより、全体として波打たせるようにエアマット２を動作させる。このように、圧力変化生成部２３により、エアセル１０の気体量が時間的に変化することにより、人体の特定部位に長時間にわたって同じ大きさの圧力が加えられ続けることが回避される。これによって、床ずれが防止され、寝心地が向上する。
【００６３】
なお、センサ制御部８から送信された圧力分布に係る信号に基づいて、圧力変化生成部２３がエアセル１０内の気体の量を時間的に変化させるかどうかを判断してもよい。つまり、例えばエアマット２に載置された人体の特定部位に圧力が集中しているような状況で強制的に気体量を変化させると、圧力集中をさらに悪化させるおそれがあり、好ましくない。このような場合には、圧力変化生成部２３は、時間的な気体量の変化を行わない。あるいは、圧力集中調整部４１による気体量の調整が行われて圧力集中が解消された後で、圧力変化生成部２３が気体量を変化させてもよい。
【００６４】
また、圧力分布調整部２１及び圧力変化生成部２３によるエアセル１０の気体量の調整は、同時に行われてもよい。あるいは、例えば圧力分布調整部２１による調整モードと圧力変化生成部２３による調整モードとが切り替わるように、それぞれの気体量の調整が別々に行われてもよい。
【００６５】
転落処置部２４は、センサ制御部８から送信された圧力分布に係る信号に基づいて、エアマット２上に人体が載置されていない状態と載置されている状態との間でセンサシート６に加えられた圧力分布の変化を評価し、その評価結果に基づいてエアバッグ５１の動作を制御する。
【００６６】
具体的には、まず転落処置部２４は、エアマット２上に人体が載置されている状態から載置されていない状態との間で状態が変化したか否かを判断する。エアマット２上に人体が載置されているか否かは圧力分布から導出される体重の大きさに基づいてなされる。あるいは、圧力分布から導出される身長に基づいてこの判断がされてもよい。
【００６７】
次に、エアマット２上に人体が載置されている状態から載置されていない状態との間で状態が変化したと判断した場合には、転落処置部２４は、状態が変化している間にセンサシート６に加えられた圧力の変化を評価する。そして、その評価結果から、エアマット２上の人体がエアマット２から転落したか否かを判断する。例えば、上記のように、圧力変化が急激で、センサシート６によって検出されるエアマット２上の人体の体重値が短時間で小さくなる場合には、エアマット２上から人体が転落したものと判断する。
【００６８】
エアマット２上から人体が転落したと判断した場合には、転落処置部２４は、エアバッグ５１が人体を受け止めるように、エアバッグ５１を制御する。エアバッグ５１は、図６（ａ）に示されるように、普段はエアマット２が設置されたベッド下部の左右に畳み込まれている。しかし、転落処置部２４の制御により、エアバッグ５１はベッド下部に畳み込まれた状態５１ａから、図６（ｂ）に示されるように、ベッド横に展開した状態５１ｂへと形状を変化させる。これによって、柔軟性を有するエアバッグ５１に人体が受け止められ、不意の転落による怪我等が防止される。なお、エアバッグ５１の替わりに、例えば一定の柔軟性を有する弾性シートが使用されても良い。
【００６９】
圧力分布表示部２５は、センサ装置３から送信された圧力の分布に係る情報に基づいて、圧力の分布を示す画像情報に係る信号を表示装置５に送信する。表示装置５は、上記のように、送信された画像情報に係る情報に従って圧力の分布を表示する。
【００７０】
＜制御の流れ＞
以下は、以上のような構成を有するエアマット装置１による各制御の全体の流れについての説明である。図７はエアマット装置１による制御の全体の流れを示すフローチャートである。
【００７１】
まず、オンオフ切替部２２が、エアマット装置１によるエアマット２の制御が行われる状態にするかどうかをエアマット２上に人体が載置されたかどうかによって判断する（Ｓ１）。制御が行われる状態にしないとオンオフ切替部２２が判断した場合にはＳ１が繰り返される（Ｓ１、ＮＯ）。
【００７２】
制御が行われる状態にするとオンオフ切替部２２が判断した場合には、エアマット装置１の制御状態を切り替える（Ｓ２）。次に、基準値設定部４３がエアマット２上の人体の身長又は体重値に基づいて、圧力調整のための各基準値を設定する（Ｓ３）。
【００７３】
次に、転落処置部２４がエアマット２から人体が転落したか否かを判断する（Ｓ４）。転落したと判断した場合には（Ｓ４、ＹＥＳ）、転落処置部２４がエアバッグ５１を作動させ、人体転落の際の所定の処理を実行した後、エアマット装置１の制御を終了させる（Ｓ９）。なお、人体転落の際の処理には、転落処置部２４が所定のアラームを鳴らすこと等が含まれる。
【００７４】
人体が転落していないと転落処置部２４が判断した場合には（Ｓ４、ＮＯ）、圧力集中調整部４１が、センサシート６に加えられた圧力が所定値Ｐ１を超えたか否かを判断する（Ｓ５）。超えたと判断した場合には（Ｓ５、ＹＥＳ）、圧力集中調整部４１は、さらに、ボトミングが生じているか否かを判断する（Ｓ１０）。ボトミングが生じていると判断した場合には（Ｓ１０、ＹＥＳ）、圧力集中調整部４１は、所定のエアセル１０の気体量を増加させる（Ｓ１４）。これによって、ボトミングが回避される。そして、Ｓ７の処理が実行される。
【００７５】
ボトミングが生じていないと圧力集中調整部４１が判断した場合には（Ｓ１０、ＮＯ）、所定のエアセル１０の気体量を減少させる（Ｓ１１）。これによって、人体の特定部位に圧力が集中するのが防止される。そして、Ｓ７の処理が実行される。
【００７６】
Ｓ５において、センサシート６に加えられた圧力が所定値Ｐ１を超えていないと圧力集中調整部４１が判断した場合には、圧力集中調整部４１は、センサシート６に加えられた圧力がＰ２を超える状態が所定時間以上経過しているか否かを判断する（Ｓ６）。所定時間以上経過したと判断した場合には（Ｓ６、ＹＥＳ）、圧力集中調整部４１が所定のエアセル１０の気体量を減少させた後（Ｓ１０）、Ｓ７の処理が実行される。一方、所定時間以上経過していないと判断した場合には（Ｓ６、ＮＯ）、Ｓ７の処理が実行される。
【００７７】
次に、圧力変化生成部２３が、気体量を周期的に変化させる気体量変化モードかどうかを判断する（Ｓ７）。気体量変化モードの切り替えは、手動で行われてもよいし所定の時間おきに自動的に切り替えられてもよい。気体量変化モードであると判断した場合には（Ｓ７、ＹＥＳ）、圧力変化生成部２３がエアセル１０の気体量を周期的に変化させ（Ｓ１２）、Ｓ８の処理が実行される。気体量変化モードでないと判断した場合には（Ｓ７、ＮＯ）、Ｓ８の処理が実行される。
【００７８】
次に、オンオフ切替部２２が、エアマット装置１の制御状態を切り替えるか否かをエアマット２上から人体が離れたか否かで判断する（Ｓ８）。制御状態を切り替えるとオンオフ切替部２２が判断した場合には（Ｓ８、ＹＥＳ）、エアマット装置１の制御状態が切り替えられ（Ｓ１３）、Ｓ１からの処理が実行される。制御状態を切り替えないと判断した場合には（Ｓ８、ＮＯ）、Ｓ４からの処理が実行される。
【００７９】
＜効果＞
以上のような構成のエアマット装置によると以下のような効果を奏する。まず、本実施形態で用いられるセンサは、物体等との接触面と光ファイバとの間に弾性シートを有しているため、物体による圧力印加に対する追従性がよい。つまり、特定箇所に圧力が集中する場合のように圧力の加わり方が接触面内で一様でない場合においても、弾性シートの変形により物体による圧力をセンサが柔軟に受け止める。一方で、他種のセンサにおいては、圧力の一箇所集中による歪みでセンサ自体にシワが生じるなど、センサが局部的に大きく変形することによって圧力の検出に誤差が生じる場合がある。本実施形態のセンサにおいてはこのような誤差が少なく、より正確に検出された圧力分布に係る情報がエアマットの制御に利用される。
【００８０】
また、本実施形態で用いられるセンサによると、エアマットの上にセンサを設置してエアマット装置を使用することが可能である。つまり、センサそのものが柔軟性を有しているため、エアマットの上にセンサが設置されていても、上記のように、人体をセンサ上に直接載置することによる圧力検出に与える誤差が小さい。したがって、人体とセンサとが直接接することで、より精密な圧力検出が可能となる。また、センサが柔軟性を有しているため、人体が直接センサに触れることによって寝心地が悪化することもない。
【００８１】
さらに、本実施形態のセンサは、圧力による弾性シートの変形を散乱光の変化によって捕らえるという構成を有している。したがって、本センサは優れた応答性を有し、高感度であり、エアマット上に載置された人体による圧力の変化を敏感に捉えることが可能である。さらに、柔軟な弾性シートによって光ファイバ先端部が保護される構造であるため、耐久性に優れ、長期間の使用による性能の劣化が少ない。
【００８２】
さらに、散乱光の変化によって圧力を検出するという構造上、圧力の検出が電磁波のノイズによって影響を受けることがない。したがって、例えば患者の周囲に多くの診断装置が設置される医療現場などのように電子機器が多用される環境においても、本実施形態のエアマット装置は、このような電子機器から発生する電磁波による影響を受けることなく、正常な動作を行う。
【００８３】
＜変形例＞
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。
【００８４】
例えば、上述の実施形態ではエアマット２の上にセンサ装置３が設置されているが、センサ装置３がエアマット２の下に設置されていてもよい。
【００８５】
また、上述の実施形態では、光ファイバ束３０の先端部３９がセンサ装置３の弾性シート３３に埋め込まれている。しかし、センサ装置３が、弾性シート３３内部の先端部３９の周囲に中空の空間が形成され、この中空の空間の内面が所定範囲の光散乱率を有するように構成されていてもよい。このような構成においても、センサシート６に加えられた圧力によって、先端部３９周囲の中空の空間が変形し、内部の散乱光の強度変化が検出されることにより、圧力分布の検出が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の一実施形態であるエアマット装置を示す概略構成図である。
【図２】図２（ａ）は図１に示されるセンサ装置の上面図である。              図２（ｂ）は図２（ａ）のｂ−ｂ線に沿った縦断面図である。
【図３】図２（ｂ）に示される光ファイバの先端部周辺の拡大図である。
【図４】図１に示されるエアマット装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図１に示されるセンサ装置によって検出される圧力分布の一例を示す図である。
【図６】図１に示されるエアマット装置に係る転落処置制御を説明する図である。
【図７】図１に示されるエアマット装置による制御の全体の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８７】
１    エアマット装置
２    エアマット
３    センサ装置
８    センサ制御部
９    エアポンプ
１０  エアセル
２０  エアマット制御装置
３１  表面シート
【図１】
2007125313.tif 000003
【図２】
2007125313.tif 000004
【図３】
2007125313.tif 000005
【図４】
2007125313.tif 000006
【図５】
2007125313.tif 000007
【図６】
2007125313.tif 000008
【図７】
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