(57)【要約】【課題】寝床に横臥している患者の正常ではない動作を衛生的かつ低コストに検出することができ、その設置や移動も容易な動作検出装置を提供する。【解決手段】  寝床の上方の検出領域を移動する物体を側方から検出することにより、寝床の上方を移動する患者を非接触に検出することができるので、患者の正常ではない動作を衛生的に検出することができる。寝床の上方に患者検出部１０１が位置する必要がないので、その設置や移動が容易である。移動する物体の検出に対応して異常発生が判定されることにより、患者の正常でない動作のみを判定することができるので、無用な情報の検出および判定を排除して低コストを実現することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
寝床に横臥している患者の正常ではない動作を検出するための動作検出装置であって、
前記寝床の上方の検出領域を移動する物体を側方から検出する患者検出部と、
移動する前記物体の検出に対応して異常発生を判定する異常判定部と、
を有する動作検出装置。
【請求項２】
検出された前記物体の移動速度を検出する速度検出部と、検出された移動速度を事前に設定されている閾値速度と比較する速度比較部とを、さらに有し、
前記異常判定部は、移動速度が前記閾値速度を超過していると異常発生を判定する請求項１に記載の動作検出装置。
【請求項３】
前記患者検出部が超音波センサを有する請求項１または２に記載の動作検出装置。
【請求項４】
前記患者検出部は、長方形の前記寝床の一端に配置された状態で前記寝床に横臥している前記患者の全身をカバーするように前記検出領域が設定されている請求項１ないし３の何れか一項に記載の動作検出装置。
【請求項５】
前記患者検出部が前記物体を検出する前記検出領域の方向を可変自在とする領域可動部を有する請求項１ないし４の何れか一項に記載の動作検出装置。
【請求項６】
少なくとも前記患者検出部を有する検出装置ユニットと、
前記検出装置ユニットから突出していて商用電源のコンセントに接続される給電プラグと、
を有する請求項１ないし５の何れか一項に記載の動作検出装置。
【請求項７】
オン状態とオフ状態とに手動操作される電源スイッチを、さらに有し、
前記異常判定部は、前記電源スイッチがオン状態のまま前記給電プラグからの電力供給が停止すると異常発生を判定する請求項６に記載の動作検出装置。
【請求項８】
内蔵電源を、さらに有し、
前記異常判定部は、前記電源スイッチがオン状態のまま前記給電プラグからの電力供給が停止すると前記内蔵電源の電力により異常発生を判定する請求項７に記載の動作検出装置。
【請求項９】
前記検出装置ユニットとは別体に形成されていて判定された前記異常発生を報知する異常報知ユニットを、さらに有する請求項６ないし８の何れか一項に記載の動作検出装置。
【請求項１０】
判定された前記異常発生を報知する異常報知部を、さらに有する請求項１ないし８の何れか一項に記載の動作検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、寝床に横臥している患者の正常ではない動作を検出するための動作検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、病院や老人介護施設などの医療現場を取り巻く環境は、診療報酬制度改革等からコスト的に非常に厳しい状況下に置かれている。一方で看護に携わる人員が不足しており、省力化とコスト低減の両立が命題となっている。このため、ベッド上における患者などの在不在や容態の急変等の状態を判別する患者監視装置として、種々のものが提案されている。
【０００３】
例えば、シーツの下にマット状の荷重センサ（マットセンサ）を敷いてその信号により患者の在床を検出する方法が普及している。マットセンサは、その大きさが患者の腰部付近を覆う程度なので患者の姿勢変化や、容態の急変に伴う異常動作までを検出することはできない。
【０００４】
そこで、このマットセンサの構成を細分化されたセンサの集合とし、ベッド全域をカバーできるように検出面積を拡大し、各センサからの荷重情報をマッピングすることで患者の状態をより正確に把握する技術が提案されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００５】
また、天井に複数の距離センサを設置しベッド表面の凹凸形状を詳細に検出（すなわち三次元測位）することで患者の状態を監視する技術が提案されている(例えば、特許文献２参照)。
【特許文献１】特開２０００−１３９８５４号公報
【特許文献２】特開２０００−２４１５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術は、基本的にはマットセンサの改良であるが、マットセンサ自体は、その設置態様から衛生上問題があることは否定できない。マットセンサを清潔に保つためには、こまめに洗浄することが不可欠であるが、マットセンサは重いため作業性が悪く、折り曲げると破損するなど非常に取り扱い難いといった問題がある。
【０００７】
さらに、特許文献１の装置は、センサが多数必要であることから、その接続線や制御機器も複雑化するため装置のコストが嵩むだけでなく、センサ類の破損の可能性がさらに増大するといった問題がある。
【０００８】
一方、特許文献２は、非接触式の検出方法であるのでマットセンサのような衛生上の問題はない。しかし、検出自体に非常に高度な信号処理が必要となるので、装置のコストか嵩むといった問題がある。
【０００９】
また、このような三次元測位には通常は複数個の距離センサが必要になるが、複数個の距離センサを病室の天井に設置することは、工事の手間がかかり患者に威圧感を与えるなどの理由から好ましいものではない。
【００１０】
特に、特許文献２の装置は設置も移動も容易ではない。しかし、当然ながら多数のベッドがある病院などでは、全部のベッドに患者が常時いるわけでもない。このため、全部のベッドの上方に装置を設置すると、多大な無駄が発生することになる。一方、多数のベッドの一部の上方のみに装置を設置すると、患者の一部しか監視されない事態が発生する。
【００１１】
さらに、特許文献２の技術は、患者がベッドに存在していること、その姿勢、異常動作を起こしていないかという、患者の監視に必要と思われる各種の情報を得ることができる。
【００１２】
現実的にベッドごとに上述の監視装置を設置すると、その設備コストは甚大であり、機能的にオーバースペックとなることがある。上述のような省力化機器が普及するためには、機能とコストのバランスが取られていることが望まれる。
【００１３】
本発明者は、患者の監視において最も重要なのは、ベッド上における患者の異常動作、すなわちベッドからの転落を検知することであり、他の機能は省くことでコストを低減可能であることを知見した。
【００１４】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、寝床に横臥している患者の正常ではない動作を衛生的かつ低コストに検出することができ、その設置や移動も容易な動作検出装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の動作検出装置は、寝床に横臥している患者の正常ではない動作を検出するための動作検出装置であって、寝床の上方の検出領域を移動する物体を側方から検出する患者検出部と、移動する物体の検出に対応して異常発生を判定する異常判定部と、を有する。
【００１６】
従って、本発明の動作検出装置では、寝床の上方を移動する患者を非接触に検出することができ、寝床の上方に装置が位置する必要もなく、患者の正常でない動作のみを判定することができる。
【００１７】
なお、本発明で云う各種の構成要素は、その機能を実現するように形成されていれば良く、例えば、所定の機能を発揮する専用のハードウェア、所定の機能がコンピュータプログラムにより付与されたコンピュータ装置、コンピュータプログラムによりコンピュータ装置に実現された所定の機能、これらの任意の組み合わせ、等として実現することができる。
【００１８】
また、本発明で云う各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、１つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の動作検出装置では、寝床の上方の検出領域を移動する物体を側方から検出することにより、寝床の上方を移動する患者を非接触に検出することができるので、患者の正常ではない動作を衛生的に検出することができ、寝床の上方に患者検出部が位置する必要がないので、その設置や移動が容易であり、移動する物体の検出に対応して異常発生が判定されることにより、患者の正常でない動作のみを判定することができるので、無用な情報の検出および判定を排除して低コストを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の一形態を図面を参照して以下に説明する。本実施の形態の動作検出装置１０００は、寝床に横臥している患者の正常ではない動作を検出するためのものであって、例えば、複数の検出装置ユニット１００と、一個の異常報知ユニット２００と、を有する。
【００２１】
本実施の形態の動作検出装置１０００は、例えば、複数の検出装置ユニット１００が寝床となる複数の医療ベッド５ごとに設置され、一個の異常報知ユニット２００がナースセンタ(図示せず)に設置される。
【００２２】
図１に示すように、検出装置ユニット１００には、医療ベッド５の上方の検出領域９を移動する物体を側方から検出する患者検出部１０１と、検出された物体の移動速度を検出する速度検出部１０２と、検出された移動速度を事前に設定されている閾値速度と比較する速度比較部１０３と、移動速度が閾値速度を超過していると異常発生を判定する異常判定部１０４と、判定された異常発生を異常報知ユニット２００に送信する異常送信部１０５と、が搭載されている。
【００２３】
異常報知ユニット２００には、検出装置ユニット１００から異常発生を受信する異常受信部２０１と、受信された異常発生を報知する異常報知部２０２と、が搭載されている。ただし、本実施の形態の動作検出装置１０００では、異常報知ユニット２００は、いわゆるナースコールを報知するナースセンタの既存の装置が利用される。
【００２４】
また、本実施の形態の検出装置ユニット１００は、図４ないし図６に示すように、電源ブロック４０と検出ブロック４１との筐体を有する。検出ブロック４１は電源ブロック４０に対して上下方向に揺動自在に軸支されている。
【００２５】
電源ブロック４０は、背面から給電プラグ４４が突出している。このため、詳細には後述するように、給電プラグ４４が壁面１の商用電源のコンセントであるサービスコンセント３に接続されることで、電源ブロック４０は壁面１に固定される。
【００２６】
また、検出ブロック４１には、患者検出部１０１となる超音波発信子４２と超音波受信子４３とが搭載されている。このため、壁面１に固定された電源ブロック４０に対して検出ブロック４１が上下方向に揺動することにより、患者検出部１０１が物体を検出する検出領域９の方向が可変自在となっている。
【００２７】
以下に本実施の形態の動作検出装置１０００の構成および機能を具体的な使用方法とともに説明する。図２および図３は一般的な病室の説明図である。医療ベッド５は壁面１に対して直交する方向に配設されており、患者は壁面１側が頭部となるように臥床することになる。
【００２８】
壁面１には、ナースコール接続ケーブル６を介してナースコールスイッチ７を接続するメディカルコンソール２が設けられている。メディカルコンソール２には、ナースコールスイッチ７以外にも各種の医療機器(図示せず)が接続可能である。さらに、メディカルコンソール２には、各種の医療機器に電力を供給するサービスコンセント３が複数設けられている。
【００２９】
なお、本実施の形態では、ナースコール接続ケーブル６は、その途中で信号出力端子４５へと分岐する分岐路が形成されており、ナースコールスイッチ７と信号出力端子４５からの信号が合流してメディカルコンソール２へと出力されるようになっている。
【００３０】
検出ブロック４１には、その前面に、超音波発信子４２、超音波受信子４３が設けられており、その側面には、出力モードスイッチ４７および電源スイッチ４６が設けられている。
【００３１】
また、検出ブロック４１の前面には、感度設定スイッチ４８、距離設定スイッチ４９、時間設定スイッチ５０、セットスイッチ５１、一時停止スイッチ５２、および各スイッチの設定（作動）状態を表示するインジケータ群が設けられている。
【００３２】
超音波発信子４２および超音波受信子４３は、指向性範囲８が上下左右ともに略１１０°、かつ検出領域９が略２ｍの超音波センサであり、０．２ｍｓのパルス超音波を１００ｍｓの間隔で受発信する。
【００３３】
超音波センサは本実施の形態のように受信子と発信子を一組設けてもよいし、より検出精度を向上させたい場合は複数組設けてもよい。また、超音波センサは受信子と発信子を兼用するもの（例えば自動車のコーナーセンサに用いられるタイプ）を使用してもよい。
【００３４】
電源スイッチ４６は、装置への電源を入切するスイッチである。この電源スイッチ４６によって電源を遮断するのは問題ないが、電源スイッチ４６がオン状態のまま給電プラグ４４からの電力供給が停止されると、内蔵電源(図示せず)の電力により異常信号がナースセンターに出力される。
【００３５】
出力モードスイッチ４７は、超音波パルスの連続発信と１回のみの発信を切り換えるスイッチであり、主に、初期設定を行なう際に使用する。
【００３６】
感度設定スイッチ４８は、反射波の反射率（図７の縦軸）の閾値を設定するためのものであり、感度を上げれば微弱な反射波を検出し感度を下げれば強い反射波のみを検出する。
【００３７】
距離設定スイッチ４９は、検出距離（図７の横軸）を設定するためのものであり、例えば、検出距離を０．５ｍに設定するとその範囲に相当する時間の波形のみを検出し、それ以降に受信する波形（図７に横軸右側）は信号処理を行なわない。
【００３８】
この距離設定スイッチ４９と、検出ブロック４１自体のチルト機構を組合わせることで検出精度を向上させることができる。すなわち、短い検出距離に設定する場合はチルト角度を大きくし、長い検出距離に設定する場合にはチルト角度を略水平にすることで、超音波の方向と検出対象位置を一致させノイズを減らすことが可能となる。
【００３９】
時間設定スイッチ５０は、移動体の速度の変化率が所定値を超え、その状態がどれだけの時間経過したら異常行動と判断するかを設定するものである。
【００４０】
セットスイッチ５１は、上記の各種設定を有効にするためのものであり、リセット機能も有している。一時停止スイッチ５２は、検出を一時的に停止するためのものである。
【００４１】
上述のような構成において、本実施の形態の動作検出装置１０００は、医療ベッド５に横臥している患者の正常ではない動作を検出するために利用される。その場合、複数の検出装置ユニット１００が複数の医療ベッド５ごとに設置され、一個の異常報知ユニット２００がナースセンタ(図示せず)に設置される。
【００４２】
より詳細には、現在の大部分の病院では、病室の医療ベッド５の頭部側の壁面１にサービスコンセント３が設置されているので、そのサービスコンセント３に検出装置ユニット１００の給電プラグ４４を接続する。
【００４３】
図２および図３に示すように、これで検出装置ユニット１００の電源ブロック４０が壁面に固定されるので、図６に示すように、検出ブロック４１の角度が手動操作で調整される。
【００４４】
さらに、検出装置ユニット１００が二股のナースコール接続ケーブル６でメディカルコンソール２に接続されることにより、医療ベッド５ごとの複数の検出装置ユニット１００とナースセンタの一個の異常報知ユニット２００とが有線接続される。
【００４５】
このような状態で、超音波発信子４２から発信された１パルス分の超音波は、検出領域９内に反射物があると反射し超音波受信子４３で受信される。図７は受信された反射波の音圧レベルを表しており、横軸が時間（すなわち超音波発信子４２からの距離）で縦軸が反射率（信号の強さ）を表している。
【００４６】
この波形が検出領域９、すなわち、医療ベッド上に存在する物体の位置を表しているが、寝具に比べて人体は反射率が高いため強い信号が検出される。なお、超音波の強さは検出距離が長くなると減衰するので、図７の右側になるにつれて反射波の信号も弱くなる。
【００４７】
検出装置ユニット１００では、予め感度設定スイッチ４８で設定された閾値（検出閾値１とする）を超える反射波があった場合にその距離を演算する。そして、連続するパルスの演算結果の移動平均をとることで物体の移動速度を求め、移動速度の変化率を得る。
【００４８】
この移動速度の変化率が所定値（異常判定部１０４に入力済み）を超え、かつ、音圧レベルが検出閾値２（検出閾値２＞検出閾値１であり、異常判定部１０４に入力済み）を超える場合は異常行動１と判断する。また、移動速度の変化率が所定値を超え、その状態が、予め時間設定スイッチ５０で設定した時間を経過した場合に異常行動２と判断する。
【００４９】
異常行動１または異常行動２と判断されたら、異常送信部１０５が異常信号をナースセンターに送信する。この異常行動１と異常行動２は別信号として送信してもよいし、単に異常信号として送信してもよい。ちなみに、異常行動１は患者が急に起き上がったりする場合に検出され、異常行動２は患者の容態が変化し、もがき苦しんでいるような場合に検出されることが多い。
【００５０】
距離設定スイッチ４９は、患者の容態や症状によって、頭部のみ、頭部から腰部にかけて、あるいは全身のどの部位を検出すべきかによって設定を行なうことになる。通常は全検出領域９で検出を行なうが、例えば、足を骨折し固定されている患者の場合は頭部のみの検出でよいので設定距離を短くすることで、ノイズによる誤検出を軽減することができる。
【００５１】
なお、移動体の速度の検出方法としては上記の方法の他にも、ドップラーシフトを利用した検出アルゴリズム（例えば特開平９−２２６５２１号）も実用化されており、上記の方法には拘らない。
【００５２】
本実施の形態の動作検出装置１０００は、上述のように医療ベッド５の上方の検出領域９を移動する物体を側方から検出する。このため、医療ベッド５の上方を移動する患者を非接触に検出することができるので、患者の正常ではない動作を衛生的に検出することができる。
【００５３】
しかも、医療ベッド５の上方に患者検出部が位置する必要がないので、その設置や移動が容易である。また、移動する物体の検出に対応して異常発生が報知される。このため、患者の正常でない動作のみを報知することができるので、無用な情報の検出および報知を排除して低コストを実現することができる。
【００５４】
さらに、図２および図３に示すように、長方形の医療ベッド５の一端に配置された状態で医療ベッド５に横臥している患者の全身をカバーするように検出領域９が設定されている。
【００５５】
このため、医療ベッド５に横臥している患者の正常でない動作を良好に検出することができる。それでいて、検出領域９が無用な範囲まで拡大されていないので、例えば、看護士や見舞客の動作が無用に誤検出されることを防止できる。
【００５６】
しかも、検出装置ユニット１００から給電プラグ４４が直接に突出している。このため、この給電プラグ４４を壁面１のサービスコンセント３に接続するだけで、検出装置ユニット１００への給電と、検出装置ユニット１００を適切な位置に配置することと、の両方を実行することができる。
【００５７】
特に、検出装置ユニット１００の設置と移動が容易なので、例えば、患者がいる医療ベッド５の位置のみ検出装置ユニット１００を設置するようなことができる。このため、検出装置ユニット１００の個数を必要最小限とすることができ、全体のコストを大幅に削減することができる。
【００５８】
さらに、検出装置ユニット１００は、電源ブロック４０に対して検出ブロック４１が揺動自在に軸支されている。このため、上述のように電源ブロック４０が壁面１に固定された状態で、検出ブロック４１の検出領域９を簡単に調整することができる。
【００５９】
しかも、検出装置ユニット１００が、独自に患者の正常でない動作を判定して異常信号をナースコールとして送信する。このため、異常信号を受信して報知する異常報知ユニット２００として、ナースコールを受信して報知する既存のシステムを利用することができる。
【００６０】
さらに、検出装置ユニット１００は、電源スイッチ４６がオン状態のまま給電プラグ４４からの給電が停止したときも異常発生を判定して送信する。このため、患者が検出装置ユニット１００をサービスコンセント３から脱落させたときなどにも、その発生を看護士に報知することができる。
【００６１】
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、上記形態では異常報知ユニット２００が検出装置ユニット１００とは別体に形成されていることを例示した。しかし、これが一体に形成されていてもよい。
【００６２】
また、上記形態では異常報知ユニット２００として既存のナースコールのシステムを利用することを例示した。しかし、異常報知ユニット２００として専用の装置を利用してもよい。
【００６３】
さらに、上記形態では異常報知ユニット２００として既存のナースコールのシステムを利用するため、検出装置ユニット１００に、患者検出部１０１、速度検出部１０２、速度比較部１０３、異常判定部１０４、等が搭載されていることを例示した。
【００６４】
しかし、異常報知ユニット２００として専用の装置を利用する場合、上述のような各部は各種の組み合わせで検出装置ユニット１００と異常報知ユニット２００とに振り分けることができる。
【００６５】
さらに、上記形態では異常報知ユニット２００が給電プラグ４４とサービスコンセント３との接続により壁面１に設置されることを例示した。しかし、異常報知ユニット２００が専用や汎用のスタンドなどで医療ベッド５の近傍に設置されてもよい。
【００６６】
また、異常報知ユニット２００が医療ベッド５のヘッドボードやフットボードに装着されてもよく、異常報知ユニット２００が医療ベッド５のヘッドボードやフットボードに一体に組み込まれていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施の形態の動作検出装置の論理構造を示す模式図である。
【図２】寝床となる医療ベッドの近傍に検出装置ユニットが設置された状態を示す模式的な側面図である。
【図３】医療ベッドの近傍に検出装置ユニットが設置された状態を示す模式的な平面図である。
【図４】検出装置ユニットの外観を示す正面図である。
【図５】検出装置ユニットの外観を示す背面図である。
【図６】検出装置ユニットの外観を示す側面図である。
【図７】超音波センサの検出波形を示す特性図である。
【符号の説明】
【００６８】
１    壁面
２    メディカルコンソール
３    サービスコンセント
５    医療ベッド
６    ナースコール接続ケーブル
７    ナースコールスイッチ
８    指向性範囲
９    検出領域
４０    電源ブロック
４１    検出ブロック
４２    超音波発信子
４３    超音波受信子
４４    給電プラグ
４５    信号出力端子
４６    電源スイッチ
４７    出力モードスイッチ
４８    感度設定スイッチ
４９    距離設定スイッチ
５０    時間設定スイッチ
５１    セットスイッチ
５２    一時停止スイッチ
１００    検出装置ユニット
１０１    患者検出部
１０２    速度検出部
１０３    速度比較部
１０４    異常判定部
１０５    異常送信部
２００    異常報知ユニット
２０１    異常受信部
２０２    異常報知部
１０００    動作検出装置
【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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