(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体へマイクロ波を送信し、送信した前記マイクロ波の反射波を受信するアンテナと、
前記アンテナに給電する給電部と、
前記アンテナが受信した前記反射波に基づいて、褥瘡を検出する検出部と、
前記検出部が検出した前記反射波に基づいて反射係数を導出し、導出した反射係数と、健康な生体へマイクロ波を送信した場合に得られる反射波に基づいて導出された反射係数とに基づいて、褥瘡の程度を導出する導出部と、
前記導出部が導出した褥瘡の程度を示す情報を出力する出力部と
を備え、
前記アンテナは、前記生体と非接触に設置される、褥瘡検出装置。
【請求項２】
前記アンテナは、導電性の繊維を含むパッチアンテナである、請求項１に記載の褥瘡検出装置。
【請求項３】
前記アンテナが送信するマイクロ波の周波数を切り替えるアンテナ処理部
を備え、
前記アンテナは、前記アンテナ処理部が切り替えた前記周波数に基づいて、前記生体へマイクロ波を送信する、請求項１又は請求項２に記載の褥瘡検出装置。
【請求項４】
前記アンテナは、複数のアンテナを備え、
前記給電部は、複数の前記アンテナの各々に給電し、
前記アンテナの各々は、生体へマイクロ波を送信し、
前記検出部は、複数の前記アンテナの各々が送信した前記マイクロ波の反射波に基づいて、褥瘡を検出し、
前記出力部は、前記検出部が検出した前記褥瘡の検出結果を出力する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の褥瘡検出装置。
【請求項５】
アンテナに給電するステップと、
生体へマイクロ波を送信するステップと、
送信した前記マイクロ波の反射波を受信するステップと、
前記アンテナが受信した前記反射波に基づいて、褥瘡を検出するステップと、
前記反射波に基づいて反射係数を導出し、導出した反射係数と、健康な生体へマイクロ波を送信した場合に得られる反射波に基づいて導出された反射係数とに基づいて、褥瘡の程度を導出するステップと、
前記導出するステップで導出した褥瘡の程度を示す情報を出力するステップと
を有し、
前記アンテナは、前記生体と非接触に設置される、褥瘡検出装置が実行する褥瘡検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、褥瘡検出装置、及び褥瘡検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
褥瘡とは，長時間皮膚に圧力がかかり、血流が低下することで生じる局所的な皮膚及び皮下組織の損傷である。米国褥瘡諮問委員会（ＮＰＵＡＰ：  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｕｌｃｅｒ  Ａｄｖｉｓｏｒｙ  Ｐａｎｅｌ）、ヨーロッパ褥瘡諮問委員会（ＥＰＵＡＰ：  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｕｌｃｅｒ  Ａｄｖｉｓｏｒｙ  Ｐａｎｅｌ）により、褥瘡はその損傷の深度によりステージＩからステージＩＶの４つステージに分類されている。褥瘡は、早期に対処を行うことでその治療期間を短くすることが可能である。
【０００３】
褥瘡を検出するシステムに関して、皮膚に接触する多重電極アレイとインピーダンス分光法を実行する制御ハードウェアとから構成され、生体内で空間的に相関した複素インピーダンスを測定することによって褥瘡を検出する技術が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
また、褥瘡を検出するシステムに関して、フレキシブルラミネートと銅線とにより構成されるウェアラブルセンサによって構成され、マイクロ波を照射して深部組織の損傷の検出を行うことによって褥瘡を検出する技術が知られている（例えば、非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Sarah L. Swisher, Monica C. Lin, Amy Liao, Elisabeth J. Leeflang, Yasser Khan, Felippe J. Pavinatto, Kaylee Mann, Agne Naujokas, David Young, Shuvo Roy, Michael R. Harrison, Ana Claudia Arias, Vivek Subramanian & Michel M. Maharbiz, “Impedance sensing device enables early detection of pressure ulcers in vivo”, nature COMMUNICATIONS, 6:6575, 2015
【非特許文献２】Hamid Moghadas, Vivian K. Mushahwar, “Passive microwave resonant sensor for detection of deep tissue injuries”, Sensors & Actuators: B. Chemical vol.277 (2018) 69-77
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前述した技術では、センサを、直接皮膚に貼り付けることが行われる。例えば、センサは、金メッキされた電極と、銅線とを含む。センサを直接皮膚に貼り付けるため、衛生面から、定期的にアンテナを取り替えることが必要となる。また、長時間、センサが直接皮膚に貼り付けられた場合に、ふやけなどの皮膚疾患を誘発する可能性がある。また、金属アレルギーの患者に対しては、この技術は使用できない。
【０００６】
本発明は、前述した問題を解決すべくなされたもので、褥瘡を検出できる褥瘡検出装置、及び褥瘡検出方法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】
【０００７】
本発明の一実施形態は、生体へマイクロ波を送信し、送信した前記マイクロ波の反射波を受信するアンテナと、前記アンテナに給電する給電部と、前記アンテナが受信した前記反射波に基づいて、褥瘡を検出する検出部と、前記検出部が検出した前記反射波に基づいて反射係数を導出し、導出した反射係数と、健康な生体へマイクロ波を送信した場合に得られる反射波に基づいて導出された反射係数とに基づいて、褥瘡の程度を導出する導出部と、前記導出部が導出した褥瘡の程度を示す情報を出力する出力部とを備え、前記アンテナは、前記生体と非接触に設置される褥瘡検出装置である。
本発明の一実施形態は、前述の褥瘡検出装置において、前記アンテナは、導電性の繊維を含むパッチアンテナである。
本発明の一実施形態は、前述の褥瘡検出装置において、前記アンテナが送信するマイクロ波の周波数を切り替えるアンテナ処理部を備え、前記アンテナは、前記アンテナ処理部が切り替えた前記周波数に基づいて、前記生体へマイクロ波を送信する。
本発明の一実施形態は、前述の褥瘡検出装置において、前記アンテナは、複数のアンテナを備え、前記給電部は、複数の前記アンテナの各々に給電し、前記アンテナの各々は、生体へマイクロ波を送信し、前記検出部は、複数の前記アンテナの各々が送信した前記マイクロ波の反射波に基づいて、褥瘡を検出し、前記出力部は、前記検出部が検出した前記褥瘡の検出結果を出力する。
【０００８】
本発明の一実施形態は、アンテナに給電するステップと、生体へマイクロ波を送信するステップと、送信した前記マイクロ波の反射波を受信するステップと、前記アンテナが受信した前記反射波に基づいて、褥瘡を検出するステップと、前記反射波に基づいて反射係数を導出し、導出した反射係数と、健康な生体へマイクロ波を送信した場合に得られる反射波に基づいて導出された反射係数とに基づいて、褥瘡の程度を導出するステップと、前記導出するステップで導出した褥瘡の程度を示す情報を出力するステップとを有し、前記アンテナは、前記生体と非接触に設置される、褥瘡検出装置が実行する褥瘡検出方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態によれば、褥瘡を検出できる褥瘡検出装置、及び褥瘡検出方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る褥瘡検出装置の一例を示す図である。
【図２】実施形態に係る褥瘡検出装置の一例を示すブロック図である。
【図３】反射係数情報の一例を示す図である。
【図４】生体組織の一例を示す図である。
【図５】生体組織のモデル化の一例を示す図である。
【図６】反射係数を求めるシミュレーションの結果の一例を示す図である。
【図７】本実施形態に係る褥瘡検出装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図８】実施形態の変形例１に係る褥瘡検出装置の一例を示すブロック図である。
【図９】褥瘡のステージと反射係数との関係の一例を示す図である。
【図１０】実施形態の変形例１に係る褥瘡検出装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１１】実施形態の変形例２に係る褥瘡検出装置の一例を示すブロック図である。
【図１２】反射係数情報の一例を示す図である。
【図１３】実施形態の変形例２に係る褥瘡検出装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の実施形態に係る褥瘡検出装置、及び褥瘡検出方法を、図面を参照しつつ説明する。以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施形態は、以下の実施形態に限られない。
なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
また、本願でいう「ＸＸに基づく」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「ＸＸに基づく」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「ＸＸ」は、任意の要素（例えば、任意の情報）である。
【００１２】
（実施形態）
（褥瘡検出装置）
以下、本発明の実施形態に係る褥瘡検出装置を、図面を参照して説明する。
図１は、実施形態に係る褥瘡検出装置の一例を示す図である。
実施形態に係る褥瘡検出装置１００は、患者などの生体の部位に褥瘡が発生している場合に、その褥瘡を検出する。以下、生体の一例として、患者ＰＡを適用した場合について説明を続ける。
【００１３】
褥瘡検出装置１００は、アンテナ１０２と、制御装置１１０とを備える。アンテナ１０２と制御装置１１０との間は、給電線１０４によって接続される。また、図１には、患者ＰＡが、ベッド３０に載置されたマットレス２０上に、頭部を枕１０に載せて、横たわっている様子が示されている。アンテナ１０２は、ベッド３０と、そのベッド３０の上に載置されているマットレス２０との間に設置される。
【００１４】
褥瘡検出装置１００を使用して褥瘡を検出しようとする者（以下「ユーザー」という）が、アンテナ１０２を、患者ＰＡの褥瘡を検出する部位の下に設置し、制御装置１１０に対して、褥瘡を検出する操作を行う。この操作によって、制御装置１１０からアンテナ１０２へ、給電線１０４を経由して、高周波電力が供給される。図１には、仙骨部を、褥瘡を検出する部位の一例とした場合が示される。
アンテナ１０２は、制御装置１１０によって供給された高周波電力により、マイクロ波を送信する。アンテナ１０２から送信されたマイクロ波は、患者ＰＡの褥瘡を検出する部位へ照射される。マイクロ波が、褥瘡を検出する部位へ照射され、照射されたマイクロ波が褥瘡で反射されることによって、反射波が生じる。その反射波は、アンテナ１０２により捕らえられることによって受信される。アンテナ１０２が反射波を捕らえることによって発生した高周波電力は、アンテナ１０２から制御装置１１０へ供給される。
制御装置１１０は、アンテナ１０２によって供給された高周波電力に基づいて、褥瘡を検出する。制御装置１１０は、褥瘡の検出結果を出力する。
以下、褥瘡検出装置１００に含まれるアンテナ１０２と、制御装置１１０とについて順次説明する。
【００１５】
図２は、実施形態の褥瘡検出装置の一例を示すブロック図である。
アンテナ１０２について説明する。アンテナ１０２の一例は、パッチアンテナなどの平面アンテナである。アンテナ１０２の動作周波数は、１ＧＨｚから１０ＧＨｚ帯である。また、アンテナ１０２の動作周波数は、２４ＧＨｚ帯であってもよい。アンテナ１０２の一例は、誘電体基板１０７と、その誘電体基板１０７の両面に形成された放射素子１０６と、地導体板１０８とを構成要素とする。放射素子１０６と、地導体板１０８とは、誘電体基板１０７に形成する場合に、印刷することによって形成してもよいし、金属箔、導電性布を貼り付けることによって形成してもよい。放射素子１０６は、長さがＬａ、幅がＷで両端が開放されたマイクロストリップ線路と同等の構造を有しており、Ｌａが１／４波長の整数倍に一致する周波数で共振する。また、アンテナ１０２は、アンテナ１０２に給電する給電部１０９を有する。アンテナ１０２は、その放射素子１０６がマットレス２０を挟んで、患者ＰＡの褥瘡を検出する部位と対向するように設置される。アンテナ１０２は、制御装置１１０が高周波電力を出力した場合に、出力した高周波電力によって、マイクロ波を送信する。
【００１６】
制御装置１１０について説明する。制御装置１１０は、パーソナルコンピュータ、サーバ、スマートフォン、タブレットコンピュータ又は産業用コンピュータ等の装置によって実現される。
制御装置１１０は、例えば、アンテナ処理部１１５と、記憶部１２０と、情報処理部１３０と、表示部１４０と、操作部１６０と、電源部１７０と、各構成要素を図２に示されているように電気的に接続するためのアドレスバスやデータバスなどのバスライン１５０とを備える。
アンテナ処理部１１５は、給電モジュールと、ネットワークアナライザとを含んで実現される。アンテナ処理部１１５は、情報処理部１３０が出力した給電部１０９へ給電することを示す情報を取得する。アンテナ処理部１１５は、取得した給電部１０９へ給電することを示す情報に基づいて、電源部１７０を使用して、給電線１０４を介して、給電部１０９へ、高周波電力を供給する。アンテナ処理部１１５は、アンテナ１０２が出力した高周波電力を取得し、取得した高周波電力をダウンコンバートし、ダウンコンバートした高周波電力をデジタイズする。アンテナ処理部１１５は、ダウンコンバートした高周波電力をデジタイズした結果を、情報処理部１３０へ出力する。
【００１７】
記憶部１２０は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ、フラッシュメモリ、またはこれらのうち複数が組み合わされたハイブリッド型記憶装置などにより実現される。記憶部１２０の一部または全部は、制御装置１１０の一部として設けられる場合に代えて、ＮＡＳや外部のストレージサーバなど、制御装置１１０のプロセッサがネットワーク（図示なし）を介してアクセス可能な外部装置により実現されてもよい。記憶部１２０には、情報処理部１３０により実行されるプログラム１２１と、アプリ１２２とが記憶される。また、記憶部１２０には、反射係数情報１２３が記憶される。
【００１８】
プログラム１２１は、例えば、オペレーティングシステムであり、ユーザーやアプリケーションプログラムとハードウェアの中間に位置し、ユーザーやアプリケーションプログラムに対して標準的なインターフェースを提供すると同時に、ハードウェアなどの各リソースに対して効率的な管理を行う。
アプリ１２２は、制御装置１１０に、アンテナ１０２の給電部１０９に高周波電力を供給させることによって、アンテナ１０２にマイクロ波を送信させるモジュールを含む。アプリ１２２は、制御装置１１０に、アンテナ１０２に送信させたマイクロ波の反射波を受信させるモジュールを含む。アプリ１２２は、制御装置１１０に、受信させた反射波に基づいて、褥瘡を検出させるモジュールを含む。アプリ１２２は、制御装置１１０に、褥瘡の検出結果を出力させるモジュールを含む。
反射係数情報１２３について説明する。
図３は、反射係数情報の一例を示す図である。反射係数情報１２３は、患者の識別情報毎に、褥瘡検出装置１００で褥瘡を検出する処理を行った日時と、その日時に褥瘡を検出する部位に送信したマイクロ波の反射波に基づいて反射係数を導出した結果とを関連付けたテーブル形式の情報である。図３に示される例では、患者の識別情報「ＡＡＡ００１」について、日時「＊＊＊＊年＊＊月＊＊日」と反射係数「＊＊＊」とが関連付けられ、日時「＋＋＋＋年＋＋月＋＋日」と反射係数「＋＋＋」とが関連付けられ、日時「＃＃＃＃年＃＃月＃＃日」と反射係数「＊＊＊」とが関連付けられている。反射係数情報１２３には、褥瘡が検出される前から、日時と反射係数との関連付けが記憶されているのが好ましい。図２に戻り説明を続ける。
【００１９】
操作部１６０は、入力デバイスを備え、ユーザーの操作を受け付ける。この入力デバイスには、キーボード等の文字情報を入力するデバイス、マウス、タッチパネル等のポインティングデバイス、釦、ダイヤル、ジョイスティック、タッチセンサ、タッチパッド等が含まれる。
表示部１４０は、ＣＰＵなどのプロセッサによって制御され、画像、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）などを表示する。この一例では、操作部１６０は、タッチパネルである。
電源部１７０は、制御装置１１０の各部に、電源を供給する。
【００２０】
情報処理部１３０は、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサが記憶部１２０に格納されたプログラム１２１と、アプリ１２２とを実行することにより実現されるソフトウェア機能部である。なお、情報処理部１３０の全部または一部は、ＬＳＩ、ＡＳＩＣ、またはＦＰＧＡなどのハードウェアにより実現されてもよく、ソフトウェア機能部とハードウェアとの組み合わせによって実現されてもよい。
情報処理部１３０は、例えば、受付部１３１と、処理部１３２と、検出部１３３と、出力部１３４として機能する。
受付部１３１は、ユーザーが操作部１６０に対して、褥瘡を検出する操作を行うことによって、操作部１６０が出力する褥瘡を検出することを示す情報を受け付ける。受付部１３１は、受け付けた褥瘡を検出することを示す情報を、処理部１３２へ出力する。具体的には、ユーザーは、患者ＰＡの識別情報を入力し、褥瘡を検出する操作を行う。この操作によって、操作部１６０から、受付部１３１へ、患者ＰＡの識別情報を含む褥瘡を検出することを示す情報が出力される。
【００２１】
処理部１３２は、受付部１３１が出力した褥瘡を検出することを示す情報を取得し、取得した褥瘡を検出することを示す情報に基づいて、アンテナ処理部１１５に、給電部１０９へ給電することを示す情報を出力する。処理部１３２は、褥瘡を検出することを示す情報から、患者ＰＡの識別情報を取得し、取得した患者ＰＡの識別情報を、検出部１３３へ出力する。
検出部１３３は、処理部１３２が出力した患者ＰＡの識別情報を取得する。検出部１３３は、アンテナ処理部１１５が出力したダウンコンバートした高周波電力をデジタイズした結果を取得し、取得したダウンコンバートした高周波電力をデジタイズした結果に基づいて、褥瘡を検出する。具体的には、検出部１３３は、ダウンコンバートした高周波電力をデジタイズした結果に基づいて、反射係数を導出する。検出部１３３は、反射係数情報１２３から、患者ＰＡの識別情報に該当するテーブルを取得し、取得したテーブルに、反射係数を導出した日時と、導出した反射係数とを関連付けて記憶する。検出部１３３は、導出した反射係数が反射係数閾値以上である場合には褥瘡を検出したとし、反射係数閾値未満である場合に褥瘡を検出していないとする。検出部１３３は、褥瘡を検出したか否かを示す情報を出力部１３４へ出力する。
出力部１３４は、検出部１３３が出力した褥瘡を検出したか否かを示す情報を取得し、取得した褥瘡を検出したか否かを示す情報を処理することによって、表示部１４０に、褥瘡を検出したか否かを表示する。
【００２２】
ここで、褥瘡を検出する処理について説明する。最初に、生体組織について説明する。
図４は、生体組織の一例を示す図である。図４には、生体組織の縦断面の画像と、その生体組織を構成する各層とを示す。図４において、上図は健康な生体組織の一例を示し、下図は褥瘡が発生している生体組織の一例を示す。
図４の上図を参照して説明する。正常な生体組織の縦断面の一例は、骨２０２と、骨２０２上に積層されている筋肉層２０４と、筋肉層２０４の上に積層されている脂肪層２０６と、脂肪層２０６の上に積層されている皮膚層２０８とを含む。図４の例によれば、骨２０２の厚さは１７．５ｍｍであり、筋肉層２０４の厚さは２．２ｍｍであり、脂肪層２０６の厚さは４．４ｍｍであり、皮膚層２０８の厚さは３．５ｍｍである。
図４の下図を参照して説明する。褥瘡が発生している生体組織の縦断面の一例は、骨２０２と、筋肉層２０４と、脂肪層２０６と、皮膚層２０８とに加え、脂肪層２０６と皮膚層２０８との間に、血液層２１０が形成されている。血液層２１０の幅と位置は、褥瘡の損傷の深度を示すステージによって変化する。ここで、ステージＩは、皮膚表面には損傷が無い状態である。ステージＩＩは、真皮までに損傷がとどまる状態である。ステージＩＩＩは、脂肪組織まで損傷が及んでいる状態である。ステージＩＶは、損傷が、骨、腱、筋肉の露出を伴っている状態である。
【００２３】
次に、生体組織のモデル化について説明する。図４に示される生体組織の一例に基づいて、生体組織のモデル化を行った。生体組織のモデル化は、生体組織を構成する各層の厚みに基づいて行った。
図５は、生体組織のモデル化の一例を示す図である。図５において、左図は健康な生体組織のモデル化の一例を示し、右図は褥瘡が発生している生体組織のモデル化の一例を示す。また、図５において、皮膚層２０８をＸ軸とＹ軸とによって示し、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向をＺ軸とする。また、皮膚層２０８から骨２０２へ向かう方向をＺ軸の正の方向とする。
図５の左図を参照して、健康な生体組織のモデル化の一例を説明する。健康な生体組織モデルの一例は、骨２０２ｍと、骨２０２ｍのＺ軸のマイナス方向に形成された筋肉層２０４ｍと、筋肉層２０４ｍのＺ軸のマイナス方向に形成された脂肪層２０６ｍと、脂肪層２０６ｍのＺ軸のマイナス方向に形成された皮膚層２０８ｍとを含む。ここで、骨２０２ｍの厚さを１７．６ｍｍとし、筋肉層２０４ｍの厚さを２．２ｍｍとし、脂肪層２０６ｍの厚さを４．４０ｍｍとし、皮膚層２０８ｍの厚さを３．４ｍｍとした。ここで、長さは、Ｚ軸方向の長さである。
さらに、皮膚層２０８ｍのＺ軸のマイナス側には、空気層２２０ｍが形成される。空気層２２０ｍの厚さを、３０．０ｍｍとした。空気層２２０ｍを挟んで、健康な生体組織モデルの皮膚層２０８ｍと対向する位置にアンテナ１０２が形成される。健康な生体組織モデルのＸＹ平面の面積を、１００ｍｍ×１００ｍｍとした。
【００２４】
図５の右図を参照して、褥瘡が発生している生体組織のモデル化の一例を説明する。褥瘡が発生している生体組織モデルの一例は、骨２０２ｍと、骨２０２ｍのＺ軸のマイナス方向に形成された筋肉層２０４ｍと、筋肉層２０４ｍのＺ軸のマイナス方向に形成された脂肪層２０６ｍと、脂肪層２０６ｍのＺ軸のマイナス方向に形成された皮膚層２０８ｍとに加え、筋肉層２０４ｍの一部分と脂肪層２０６ｍの一部分との間に形成された血液層２１０ｍを含む。血液層２１０ｍから、皮膚層２０８ｍまでのＺ軸方向の部分は、皮膚層２０８ｍとは、性質が異なることが多いため、欠陥範囲２１２ｍとされる。ここで、骨２０２ｍの厚さを１７．６ｍｍとし、筋肉層２０４ｍの厚さを２．２ｍｍとし、脂肪層２０６ｍの厚さを４．４０ｍｍとし、皮膚層２０８ｍの厚さを３．４ｍｍとし、血液層２１０ｍの厚さを１．００ｍｍとした。
さらに、皮膚層２０８ｍのＺ軸のマイナス側には、空気層２２０ｍが形成される。空気層２２０ｍの厚さを、３０．０ｍｍとした。空気層２２０ｍを挟んで、褥瘡が発生している生体組織モデルの皮膚層２０８ｍの欠陥範囲２１２ｍと対向する位置にアンテナ１０２が形成される。褥瘡が発生している生体組織モデルのＸＹ平面の面積を、１００ｍｍ×１００ｍｍとした。血液層２１０ｍのＸＹ平面の面積を、Ｌｍｍ×Ｌｍｍとした。
【００２５】
健康な生体組織モデルと、褥瘡が発生している生体組織モデルとを用いて、アンテナ１０２からマイクロ波を生体組織へ照射した場合の反射係数を求めるシミュレーションを行った。健康な生体組織モデルと、褥瘡が発生している生体組織モデルとにおいて、皮膚層２０８ｍのパラメータを、εｒ＝３．２９４、σ＝０．６２Ｓ／ｍとし、脂肪層２０６ｍのパラメータを、εｒ＝４．５６、σ＝０．６２Ｓ／ｍとし、筋肉層２０４ｍのパラメータを、εｒ＝４２．０８、σ＝１１．３５Ｓ／ｍとし、骨２０２ｍのパラメータを、εｒ＝７．９６、σ＝２．２４Ｓ／ｍとし、血液層２１０ｍのパラメータを、εｒ＝４４．２５、σ＝１３．９５Ｓ／ｍとした。なお、εｒは歪であり、σは応力である。マイクロ波の周波数は、１０．５ＧＨｚとした。解析には、ＦＤＴＤ法(Finite-difference time-domain methodを使用した。
【００２６】
図６は、反射係数を求めるシミュレーションの結果の一例を示す図である。図６において、横軸は周波数［ＧＨｚ］で、縦軸は反射係数［ｄＢ］である。なお、Ｌ＝１０とした。健康な生体組織モデルと、褥瘡が発生している生体組織モデルとについて反射係数を求めるシミュレーションを行った。褥瘡が発生している生体組織モデルは、ステージＩからステージＩＶの各々に対応するものについて、シミュレーションを行った。
図６によれば、健康な生体組織モデルから求められる反射係数と、ステージＩに対応する褥瘡が発生している生体組織モデルから求められる反射係数との差は小さいことが分かる。しかし、健康な生体組織モデルから求められる反射係数（ステージＩに対応する褥瘡が発生している生体組織モデルから求められる反射係数）と、ステージＩＩからステージＩＶの各々から求められる褥瘡が発生している生体組織モデルから求められる反射係数との間に、３ｄＢから４ｄＢの差が見られることが分かる。これは、患者ＰＡの褥瘡を検出する部分にマイクロ波を照射し、その反射波に基づいて導出した反射係数の値によって、ステージＩＩ以降の褥瘡が発生している場合には、その褥瘡を検出できることを示している。
【００２７】
（褥瘡検出装置の動作）
図７は、本実施形態に係る褥瘡検出装置の動作の一例を示すフローチャートである。図７には、ベッド３０に載置されたマットレス２０上に、頭部を枕１０に載せて、患者ＰＡが横たわっており、患者ＰＡの褥瘡を検出する部位の下で、且つベッド３０とマットレス２０との間に、ユーザーが、アンテナ１０２を設置した後の動作が示される。
（ステップＳ１）
受付部１３１は、ユーザーが操作部１６０に対して、患者ＰＡの識別情報を入力し、褥瘡を検出する操作を行うことによって、操作部１６０が出力する褥瘡を検出することを示す情報を受け付ける。受付部１３１は、受け付けた褥瘡を検出することを示す情報を、処理部１３２へ出力する。
処理部１３２は、受付部１３１が出力した褥瘡を検出することを示す情報を取得し、取得した褥瘡を検出することを示す情報に基づいて、アンテナ処理部１１５に、給電部１０９へ給電することを示す情報を出力する。また、処理部１３２は、褥瘡を検出することを示す情報から、患者ＰＡの識別情報を取得し、取得した患者ＰＡを示す情報を、検出部１３３へ出力する。
アンテナ処理部１１５は、情報処理部１３０が出力した給電部１０９へ給電することを示す情報を取得し、取得した給電部１０９へ給電することを示す情報に基づいて、アンテナ１０２へ高周波電力を出力する。アンテナ１０２は、制御装置１１０が高周波電力を出力した場合に、出力した高周波電力によって、マイクロ波を送信する。
（ステップＳ２）
アンテナ１０２から送信されたマイクロ波は、患者ＰＡの褥瘡を検出する部位へ照射される。マイクロ波が、褥瘡を検出する部位へ照射され、照射されたマイクロ波が褥瘡で反射されることによって、反射波が生じる。アンテナ１０２は、その反射波を捕らえ、捕らえた反射波によって、高周波電力を発生する。アンテナ１０２は、発生した高周波電力を、制御装置１１０へ出力する。
（ステップＳ３）
検出部１３３は、処理部１３２が出力した患者ＰＡの識別情報を取得する。アンテナ処理部１１５は、アンテナ１０２が出力した高周波電力をダウンコンバートし、ダウンコンバートした高周波電力をデジタイズする。アンテナ処理部１１５は、ダウンコンバートした高周波電力をデジタイズした結果を、検出部１３３へ出力する。検出部１３３は、アンテナ処理部１１５が出力したダウンコンバートした高周波電力をデジタイズした結果を取得し、取得したダウンコンバートした高周波電力をデジタイズした結果に基づいて、反射係数を導出する。検出部１３３は、導出した反射係数に基づいて、褥瘡を検出する。
（ステップＳ４）
検出部１３３は、褥瘡を検出したか否かを示す情報を出力部１３４へ出力する。
出力部１３４は、検出部１３３が出力した褥瘡を検出したか否かを示す情報を取得し、取得した褥瘡を検出したか否かを示す情報を処理することによって、表示部１４０に、褥瘡を検出したか否かを表示する。
【００２８】
前述した実施形態では、アンテナ１０２と制御装置１１０とが、給電線１０４で接続されている場合について説明したが、この例に限られない。例えば、アンテナ１０２と制御装置１１０とが一体化されていてもよい。
前述した実施形態では、アンテナ１０２が放射するマイクロ波の周波数の一例として、１０ＧＨｚ帯である場合について説明したが、この例に限られない。例えば、１０ＧＨｚ帯に限らず、共振周波数周辺の周波数であってもよい。また、アンテナ処理部１１５は、高周波電力の周波数を切り替えることによって、アンテナ１０２が送信するマイクロ波の周波数を切り替えるようにしてもよい。
前述した実施形態では、仙骨部を、褥瘡を検出する部位の一例とした場合について説明したが、この例に限られない。例えば、踵骨部、大転子部、腸骨部などの仙骨部以外の部位を、褥瘡を検出する部位としてもよい。
前述した実施形態において、アンテナ１０２を、導電性の繊維を含むパッチアンテナで構成してもよい。この場合、アンテナ１０２は、放射導体と、接地導体に導電性の布を使用したものであってもよい。導電性繊維は、銅被覆の表面にニッケル層を施したポリエステル繊維、アラミド繊維などを含む合成樹脂製布を使用してもよい。このように構成することによって、アンテナ１０２に柔軟性を持たせることができるため、アンテナ１０２を、設置しやすくできる。
本実施形態によれば、褥瘡検出装置１００は、患者ＰＡの褥瘡を検出する部位の下で、且つベッド３０とマットレス２０との間に設置されたアンテナ１０２から褥瘡を検出する部位へ、マイクロ波の送信を行う。褥瘡検出装置１００は、送信したマイクロ波が褥瘡で反射することによって生じた反射波に基づいて、褥瘡を検出する。ベッド３０とマットレス２０との間にアンテナ１０２を設置できるため、患者ＰＡの寝心地を悪化させることなく、褥瘡の発生をモニタリングできる。
マットレス２０上に、横たわっている患者ＰＡの褥瘡を検出する部位の下に、アンテナ１０２が設置されることによって、患者ＰＡとアンテナ１０２とが直接触れることがないため、アンテナ１０２などのセンサが患者ＰＡに触れることによる皮膚疾患、金属アレルギーへの懸念をなくすことができるため、看護者、介護者などのユーザーの負担を軽減できる。また、非接触で、褥瘡を検出できるため、衛生的であり、患者ＰＡの長時間のモニタリングが可能となる。マイクロ波を送信し、そのマイクロ波の反射波を利用するため、非侵襲で、褥瘡を検出できる。
【００２９】
（実施形態の変形例１）
（褥瘡検出装置）
実施形態の変形例１の褥瘡検出装置１００ａは、図１を適用できる。褥瘡検出装置１００ａは、アンテナ１０２と、制御装置１１０ａとを備える。アンテナ１０２と制御装置１１０とａの間は、給電線１０４によって接続される。褥瘡検出装置１００ａは、褥瘡検出装置１００と、褥瘡の検出に加えて、褥瘡のステージを検出する点で異なる。
【００３０】
ユーザーが、アンテナ１０２を、患者ＰＡの褥瘡を検出する部位の下に設置し、制御装置１１０ａに対して、褥瘡を検出する操作を行う。この操作によって、制御装置１１０ａからアンテナ１０２へ、給電線１０４を経由して、高周波電力が供給される。
アンテナ１０２は、制御装置１１０ａによって供給された高周波電力により、マイクロ波を送信する。アンテナ１０２から送信されたマイクロ波は、患者ＰＡの褥瘡を検出する部位へ照射される。マイクロ波が、褥瘡を検出する部位へ照射され、照射されたマイクロ波が褥瘡で反射されることによって、反射波が生じ、その反射波は、アンテナ１０２により捕らえられる。アンテナ１０２が反射波を捕らえることによって発生した高周波電力は、アンテナ１０２から制御装置１１０ａへ供給される。
制御装置１１０ａは、アンテナ１０２によって供給された高周波電力に基づいて、褥瘡を検出する。制御装置１１０ａは、高周波電力に基づいて、褥瘡のステージを導出する。制御装置１１０ａは、褥瘡の検出結果と、褥瘡を検出した場合には、そのステージを示す情報を出力する。
以下、褥瘡検出装置１００ａに含まれるアンテナ１０２と、制御装置１１０ａとのうち、実施形態と異なる制御装置１１０ａについて説明する。
【００３１】
図８は、実施形態の変形例１の褥瘡検出装置の一例を示すブロック図である。
（制御装置１１０ａ）
制御装置１１０ａは、パーソナルコンピュータ、サーバ、スマートフォン、タブレットコンピュータ又は産業用コンピュータ等の装置によって実現される。
制御装置１１０ａは、例えば、アンテナ処理部１１５と、記憶部１２０ａと、情報処理部１３０ａと、表示部１４０と、操作部１６０と、電源部１７０と、各構成要素を図８に示されているように電気的に接続するためのアドレスバスやデータバスなどのバスライン１５０とを備える。
【００３２】
記憶部１２０ａには、情報処理部１３０ａにより実行されるプログラム１２１と、アプリ１２２ａとが記憶される。また、記憶部１２０ａには、反射係数情報１２３が記憶される。
アプリ１２２ａは、実施形態で説明したアプリ１２２が有するモジュールに加え、以下のモジュールを含む。アプリ１２２ａは、制御装置１１０ａに、褥瘡を検出させた場合に、その褥瘡のステージを導出させるモジュールを含む。アプリ１２２ａは、制御装置１１０ａに、褥瘡の検出結果と、褥瘡を検出させた場合に、その褥瘡のステージを示す情報を出力させるモジュールを含む。
【００３３】
情報処理部１３０ａは、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサが記憶部１２０ａに格納されたプログラム１２１と、アプリ１２２ａとを実行することにより実現されるソフトウェア機能部である。なお、情報処理部１３０ａの全部または一部は、ＬＳＩ、ＡＳＩＣ、またはＦＰＧＡなどのハードウェアにより実現されてもよく、ソフトウェア機能部とハードウェアとの組み合わせによって実現されてもよい。
情報処理部１３０ａは、例えば、受付部１３１と、処理部１３２と、検出部１３３ａと、出力部１３４と、導出部１３５として機能する。
検出部１３３ａは、実施形態で説明した検出部１３３の機能に加え、以下の機能を備える。検出部１３３ａは、褥瘡を検出したとした場合に、褥瘡を検出したことを示す情報と、反射係数を示す情報と、患者ＰＡの識別情報とを、導出部１３５へ出力する。
導出部１３５は、検出部１３３ａが出力した褥瘡を検出したことを示す情報と反射係数を示す情報と、患者ＰＡの識別情報とを取得する。導出部１３５は、取得した反射係数を示す情報に基づいて、褥瘡のステージを導出する。導出部１３５は、褥瘡のステージの導出結果を、出力部１３４へ出力する。
出力部１３４は、検出部１３３が出力した褥瘡を検出したか否かを示す情報を取得し、取得した褥瘡を検出したか否かを示す情報を処理することによって、表示部１４０に、褥瘡を検出したか否かを示す情報を表示する。さらに、出力部１３４は、導出部１３５が出力した褥瘡のステージの導出結果を取得した場合に、表示部１４０に、褥瘡を検出したことを示す情報とともに、褥瘡のステージを示す情報を表示する。
【００３４】
褥瘡のステージを導出する処理について説明する。
図９は、褥瘡のステージと反射係数の差との関係の一例を示す図である。図９において、横軸は褥瘡のステージであり、縦軸は反射係数の差である。ここで、反射係数の差ΔＳ１１は、式（１）に基づいて、導出される。
【００３５】
ΔＳ１１＝Ｓ１１ｂ（褥瘡が発生している生体組織モデルの一例に基づいて導出）−Ｓ１１ａ（健康な生体組織モデルの一例に基づいて導出）      （１）
【００３６】
つまり、反射係数の差ΔＳ１１は、褥瘡が発生している生体組織モデルの一例に基づいて導出した反射係数Ｓ１１ｂから健康な生体組織モデルの一例に基づいて導出した反射係数Ｓ１１ａを減算することにより導出したものである。
さらに、図９には、Ｌ＝１０、３０、５０の各々について、褥瘡のステージと反射係数の差との関係が示されている。
図９によれば、Ｌ＝１０の場合には、ステージＩのΔＳ１１と比較して、ステージＩＩのΔＳ１１は増加しているのが分かる。また、ステージＩＩＩのΔＳ１１とステージＩＶのΔＳ１１とは、ステージＩＩのΔＳ１１と同様の値であることが分かる。
Ｌ＝３０、５０の場合には、ステージＩのΔＳ１１と比較して、ステージＩＩのΔＳ１１は増加しているのが分かる。また、ステージＩＩのΔＳ１１と比較して、ステージＩＩＩのΔＳ１１は増加しているのが分かる。ステージＩＶのΔＳ１１は、ステージＩＩＩのΔＳ１１と同様の値であることが分かる。
以上から、Ｌ＝１０などの欠陥範囲２１２ｍのＸＹ平面の面積（以下「損傷面積」という）が狭い場合には、ステージＩと、ステージＩＩからステージＩＶと間の識別が可能であることが分かる。また、Ｌ＝３０、５０などのＬ＝１０よりも損傷面積が広い場合には、ステージＩとステージＩＩとの識別と、ステージＩＩとステージＩＩＩからステージＩＶとの間の識別が可能であることが分かる。
【００３７】
本実施形態の変形例１では、導出部１３５は、検出部１３３ａが出力する患者ＰＡの識別情報と、反射係数を示す情報とを取得した場合に、取得した患者ＰＡの識別情報に基づいて、記憶部１２０ａの反射係数情報１２３から、患者ＰＡの識別情報に該当するテーブルを取得する。導出部１３５は、取得したテーブルに含まれる反射係数を示す情報を取得する。ここで、導出部１３５は、テーブルから、健康なときに導出した反射係数を示す情報を取得する。ただし、導出部１３５は、健康なときに導出した反射係数を示す情報が無い場合には、最も古い反射係数を示す情報を取得してもよい。導出部１３５は、検出部１３３ａから取得した反射係数と、テーブルから取得した反射係数との差を導出する。
導出部１３５は、損傷面積が損傷面積閾値未満である場合に、ステージＩと、ステージＩＩからステージＩＶとを識別する反射係数の差の閾値である反射係数差閾値に基づいて、反射係数の差が反射係数差閾値未満である場合にはステージＩを検出したとし、反射係数の差が反射係数差閾値以上である場合にはステージＩＩからステージＩＶのいずれかを検出したとする。ここで、損傷面積閾値は、Ｌの値に基づいて、導出部１３５に予め設定される。反射係数差閾値は、ステージＩの反射係数の差とステージＩＩからステージＩＶの反射係数の差とに基づいて、導出部１３５に予め設定される。反射係数差閾値は、褥瘡を検出する部位、Ｌの値によって異なっていてもよい。
導出部１３５は、損傷面積が損傷面積閾値以上である場合に、ステージＩと、ステージＩＩとを識別する反射係数の差の閾値である第１反射係数差閾値と、ステージＩＩと、ステージＩＩＩからステージＩＶとを識別する反射係数の差の閾値である第２反射係数差閾値とに基づいて、反射係数の差が第１反射係数差閾値未満である場合にはステージＩを検出したとし、反射係数の差が第１反射係数差閾値以上で、且つ第２反射係数差閾値未満である場合にはステージＩＩを検出したとし、反射係数の差が第２反射係数差閾値以上である場合にはステージＩＩＩからステージＩＶのいずれかを検出したとする。ここで、損傷面積閾値は、Ｌの値に基づいて、導出部１３５に予め設定される。第１反射係数差閾値は、ステージＩの反射係数の差とステージＩＩの反射係数の差とに基づいて、導出部１３５に予め設定される。第２反射係数差閾値は、ステージＩＩの反射係数の差とステージＩＩＩの反射係数の差とに基づいて、導出部１３５に予め設定される。第１反射係数差閾値と第２反射係数閾値との各々は、褥瘡を検出する部位によって異なっていてもよい。
【００３８】
（褥瘡検出装置の動作）
図１０は、実施形態の変形例１に係る褥瘡検出装置の動作の一例を示すフローチャートである。図１０には、ベッド３０に載置されたマットレス２０上に、頭部を枕１０に載せて、患者ＰＡが横たわっており、患者ＰＡの褥瘡を検出する部位の下で、且つベッド３０とマットレス２０との間に、ユーザーが、アンテナ１０２を設置した後の動作が示される。
ステップＳ１１からステップＳ１３は、前述した図７のステップＳ１からステップＳ３を適用できる。
（ステップＳ１４）
検出部１３３ａは、褥瘡を検出したか否かを示す情報を出力部１３４へ出力する。検出部１３３ａは、褥瘡を検出した場合に、褥瘡を検出したことを示す情報と、反射係数を示す情報と、患者ＰＡの識別情報とを、導出部１３５へ出力する。
導出部１３５は、検出部１３３ａが出力した褥瘡を検出したことを示す情報と反射係数を示す情報と、患者ＰＡの識別情報とを取得する。導出部１３５は、取得した反射係数を示す情報に基づいて、褥瘡のステージを導出する。導出部１３５は、褥瘡のステージの導出結果を、出力部１３４へ出力する。
（ステップＳ１５）
出力部１３４は、検出部１３３が出力した褥瘡を検出したか否かを示す情報を取得し、取得した褥瘡を検出したか否かを示す情報を処理することによって、表示部１４０に、褥瘡を検出したか否かを示す情報を表示する。さらに、出力部１３４は、導出部１３５が出力した褥瘡のステージの導出結果を取得した場合に、表示部１４０に、褥瘡を検出したことを示す情報とともに、褥瘡のステージを示す情報を表示する。
【００３９】
前述した実施形態の変形例１では、ステージＩとステージＩＩからステージＩＶとを識別する場合と、ステージＩとステージＩＩ、ステージＩＩとステージＩＩＩからステージＩＶとを識別する場合について説明したが、この例に限られない。例えば、ステージＩＩからステージＩＶのいずれかを識別するために、個人差や損傷範囲等によって特定の周波数による判断が難しい場合は適切な周波数を選択することで、ステージＩからステージＩＶのいずれかを識別できる。
本実施形態の変形例１によれば、褥瘡検出装置１００ａは、患者ＰＡの褥瘡を検出する部位の下で、且つベッド３０とマットレス２０との間に設置されたアンテナ１０２から褥瘡を検出する部位へ、マイクロ波の送信を行う。褥瘡検出装置１００ａは、送信したマイクロ波が褥瘡で反射することによって生じた反射波に基づいて、褥瘡を検出するとともに、褥瘡を検出した場合に、そのステージを検出する。このように構成することによって、実施形態の効果に加え、褥瘡のステージなどの褥瘡の程度を示す情報を取得できるため、より詳細な情報を取得できる。
【００４０】
（実施形態の変形例２）
（褥瘡検出装置）
実施形態の変形例の褥瘡検出装置１００ｂは、褥瘡検出装置１００と、複数のアンテナを備える点で異なる。
図１１は、実施形態の変形例２の褥瘡検出装置の一例を示すブロック図である。
褥瘡検出装置１００ｂは、アンテナ１０２ａと、アンテナ１０２ｂと、制御装置１１０ｂとを備える。アンテナ１０２ａと制御装置１１０ｂとは給電線１０４ａを介して接続され、アンテナ１０２ｂと制御装置１１０ｂとは給電線１０４ｂを介して接続される。
【００４１】
ユーザーが、アンテナ１０２ａと、アンテナ１０２ｂとの各々を、患者ＰＡの褥瘡を検出する部位の下に設置し、制御装置１１０ｂに対して、褥瘡を検出する操作を行う。この操作によって、制御装置１１０ｂからアンテナ１０２ａと、アンテナ１０２ｂとの各々へ、給電線１０４ａと給電線１０４ｂとの各々を経由して、高周波電力が供給される。
アンテナ１０２ａと、アンテナ１０２ｂとの各々は、制御装置１１０ｂによって供給された高周波電力により、マイクロ波を送信する。アンテナ１０２ａと、アンテナ１０２ｂとの各々から送信されたマイクロ波は、患者ＰＡの褥瘡を検出する部位へ照射される。マイクロ波が、褥瘡を検出する部位へ照射され、照射されたマイクロ波が褥瘡で反射されることによって、反射波が生じ、その反射波は、アンテナ１０２ａと、アンテナ１０２ｂとの各々により捕らえられる。アンテナ１０２ａと、アンテナ１０２ｂとの各々が反射波を捕らえることによって発生した高周波電力は、アンテナ１０２ａと、アンテナ１０２ｂとの各々から制御装置１１０ｂへ供給される。
制御装置１１０ｂは、アンテナ１０２ａと、アンテナ１０２ｂとの各々によって供給された高周波電力に基づいて、褥瘡を検出する。制御装置１１０は、褥瘡の検出結果を出力する。
以下、褥瘡検出装置１００ｂに含まれるアンテナ１０２ａと、アンテナ１０２ｂと、制御装置１１０ｂとについて順次説明する。
【００４２】
アンテナ１０２ａと、アンテナ１０２ｂとは、実施形態で説明したアンテナ１０２と同様の構成であるため、ここでの説明は省略する。ただし、アンテナ１０２ａとアンテナ１０２ｂとは、アンテナ１０２と、そのサイズが異なっていてもよい。また、アンテナ１０２ａのサイズと、アンテナ１０２ｂのサイズとが異なっていてもよい。
【００４３】
（制御装置１１０ｂ）
制御装置１１０ｂは、パーソナルコンピュータ、サーバ、スマートフォン、タブレットコンピュータ又は産業用コンピュータ等の装置によって実現される。
制御装置１１０ｂは、例えば、アンテナ処理部１１５ｂと、記憶部１２０ｂと、情報処理部１３０ｂと、表示部１４０と、操作部１６０と、電源部１７０と、各構成要素を図１１に示されているように電気的に接続するためのアドレスバスやデータバスなどのバスライン１５０とを備える。
アンテナ処理部１１５ｂは、給電モジュールと、ネットワークアナライザとを含んで実現される。アンテナ処理部１１５ｂは、情報処理部１３０ｂの制御に基づいて、給電線１０４ａを介して、アンテナ１０２ａの給電部１０９ａへ、高周波電力を供給する。アンテナ処理部１１５ｂは、情報処理部１３０ｂの制御に基づいて、給電線１０４ｂを介して、アンテナ１０２ｂの給電部１０９ｂへ、高周波電力を供給する。アンテナ処理部１１５ｂは、アンテナ１０２ａが出力した高周波電力を取得し、取得した高周波電力をダウンコンバートし、ダウンコンバートした高周波電力をデジタイズする。アンテナ処理部１１５ｂは、ダウンコンバートした高周波電力をデジタイズした結果を情報処理部１３０ｂへ出力する。アンテナ処理部１１５ｂは、アンテナ１０２ｂが出力した高周波電力を取得し、取得した高周波電力をダウンコンバートし、ダウンコンバートした高周波電力をデジタイズする。アンテナ処理部１１５ｂは、ダウンコンバートした高周波電力をデジタイズした結果を情報処理部１３０ｂへ出力する。
【００４４】
具体的には、アンテナ処理部１１５ｂは、情報処理部１３０ｂが出力した給電部１０９ａへ給電することを示す情報を取得し、取得した給電部１０９ａへ給電することを示す情報に基づいて、アンテナ１０２ａへ給電する。アンテナ処理部１１５ｂは、情報処理部１３０ｂが出力した給電部１０９ｂへ給電することを示す情報を取得し、取得した給電部１０９ｂへ給電することを示す情報に基づいて、アンテナ１０２ｂへ給電する。
【００４５】
記憶部１２０ｂには、情報処理部１３０ｂにより実行されるプログラム１２１と、アプリ１２２ｂとが記憶される。また、記憶部１２０ｂには、反射係数情報１２３ｂが記憶される。
アプリ１２２ｂは、制御装置１１０ｂに、アンテナ１０２ａの給電部１０９ａに高周波電力を供給させることによって、アンテナ１０２ａにマイクロ波を送信させるモジュールを含む。アプリ１２２ｂは、制御装置１１０ｂに、アンテナ１０２ｂの給電部１０９ｂに高周波電力を供給させることによって、アンテナ１０２ｂにマイクロ波を送信させるモジュールを含む。アプリ１２２ｂは、制御装置１１０ｂに、アンテナ１０２ａに送信させたマイクロ波の反射波を受信させるモジュールを含む。アプリ１２２ｂは、制御装置１１０ｂに、アンテナ１０２ｂに送信させたマイクロ波の反射波を受信させるモジュールを含む。アプリ１２２ｂは、制御装置１１０ｂに、受信させたアンテナ１０２ａに送信させたマイクロ波の反射波と、アンテナ１０２ｂに送信させたマイクロ波の反射波との各々に基づいて、褥瘡を検出させるモジュールを含む。アプリ１２２ｂは、制御装置１１０ｂに、褥瘡の検出結果を出力させるモジュールを含む。
【００４６】
反射係数情報１２３ｂについて説明する。
図１２は、反射係数情報の一例を示す図である。反射係数情報１２３ｂは、患者の識別情報毎に、褥瘡検出装置１００で褥瘡を検出する処理を行った日時と、その日時に褥瘡を検出する部位に送信したマイクロ波の反射波に基づいて反射係数を導出した結果とを関連付けたテーブル形式の情報である。ここで、反射係数を導出した結果には、アンテナ１０２ａが送信したマイクロ波の反射波に基づいて導出した結果である反射係数Ａと、アンテナ１０２ｂが送信したマイクロ波の反射波に基づいて導出した結果である反射係数Ｂとが含まれる。図１２に示される例では、患者の識別情報「ＡＡＡ００１」について、日時「＊＊＊＊年＊＊月＊＊日」と反射係数Ａ「＊＊＊」と反射係数Ｂ「＋＋＋」とが関連付けられ、日時「＋＋＋＋年＋＋月＋＋日」と反射係数Ａ「＋＋＋」と反射係数Ｂ「＊＊＊」とが関連付けられ、日時「＃＃＃＃年＃＃月＃＃日」と反射係数Ａ「＊＊＊」と反射係数Ｂ「＋＋＋」とが関連付けられている。反射係数情報１２３ｂには、褥瘡が検出される前から、日時と反射係数Ａと反射係数Ｂとの関連付けが記憶されているのが好ましい。図１１に戻り説明を続ける。
【００４７】
情報処理部１３０ｂは、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサが記憶部１２０ｂに格納されたプログラム１２１と、アプリ１２２ｂとを実行することにより実現されるソフトウェア機能部である。なお、情報処理部１３０ｂの全部または一部は、ＬＳＩ、ＡＳＩＣ、またはＦＰＧＡなどのハードウェアにより実現されてもよく、ソフトウェア機能部とハードウェアとの組み合わせによって実現されてもよい。
情報処理部１３０ｂは、例えば、受付部１３１と、処理部１３２ｂと、検出部１３３ｂと、出力部１３４として機能する。
【００４８】
処理部１３２ｂは、受付部１３１が出力した褥瘡を検出することを示す情報を取得する。処理部１３２ｂは、取得した褥瘡を検出することを示す情報に基づいて、アンテナ処理部１１５ｂに、給電部１０９ａへ給電することを示す情報Ａと、給電部１０９ｂへ給電することを示す情報Ｂとを出力する。例えば、処理部１３２ｂは、アンテナ処理部１１５ｂに、情報Ａと、情報Ｂとを順次出力するようにしてもよい。また、処理部１３２ｂは、褥瘡を検出することを示す情報から、患者ＰＡの識別情報を取得し、取得した患者ＰＡを示す情報を、検出部１３３ｂへ出力する。
検出部１３３ｂは、処理部１３２ｂが出力した患者ＰＡの識別情報を取得する。検出部１３３ｂは、処理部１３２ｂが情報Ａを出力することによって、アンテナ処理部１１５ｂが出力したダウンコンバートした高周波電力をデジタイズした結果を取得し、取得したダウンコンバートした高周波電力をデジタイズした結果に基づいて、反射係数Ａを導出する。検出部１３３ｂは、導出した反射係数Ａに基づいて、褥瘡を検出する。検出部１３３ｂは、処理部１３２ｂが情報Ｂを出力することによって、アンテナ処理部１１５ｂが出力したダウンコンバートした高周波電力をデジタイズした結果を取得し、取得したダウンコンバートした高周波電力をデジタイズした結果に基づいて、反射係数Ｂを導出する。検出部１３３ｂは、導出した反射係数Ｂに基づいて、褥瘡を検出する。検出部１３３ｂは、反射係数情報１２３ｂから、取得した患者ＰＡの識別情報に該当するテーブルを取得し、取得したテーブルに、反射係数Ａと、反射係数Ｂとを導出した日時と、導出した反射係数Ａと、反射係数Ｂとを関連付けて記憶する。検出部１３３ｂは、導出した反射係数Ａが反射係数閾値以上である場合には褥瘡を検出したとし、反射係数閾値未満である場合に褥瘡を検出していないとする。検出部１３３ｂは、導出した反射係数Ｂが反射係数閾値以上である場合には褥瘡を検出したとし、反射係数閾値未満である場合に褥瘡を検出していないとする。検出部１３３は、アンテナ１０２ａの上の褥瘡を検出する部位と、アンテナ１０２ｂの上の褥瘡を検出する部位との各々で、褥瘡を検出したか否かを示す情報を出力部１３４へ出力する。
【００４９】
（褥瘡検出装置の動作）
図１３は、実施形態の変形例２に係る褥瘡検出装置の動作の一例を示すフローチャートである。図１３には、ベッド３０に載置されたマットレス２０上に、頭部を枕１０に載せて、患者ＰＡが横たわっており、患者ＰＡの褥瘡を検出する部位の下で、且つベッド３０とマットレス２０との間に、ユーザーが、アンテナ１０２ａと、アンテナ１０２ｂとを設置した後の動作が示される。なお、アンテナ１０２ａが設置された位置と、アンテナ１０２ｂが設置された位置とは異なる。
（ステップＳ２１）
受付部１３１は、ユーザーが操作部１６０に対して、患者ＰＡの識別情報を入力し、褥瘡を検出する操作を行うことによって、操作部１６０が出力する褥瘡を検出することを示す情報を受け付ける。受付部１３１は、受け付けた褥瘡を検出することを示す情報を、処理部１３２ｂへ出力する。
処理部１３２ｂは、受付部１３１が出力した褥瘡を検出することを示す情報を取得し、取得した褥瘡を検出することを示す情報に基づいて、アンテナ処理部１１５ｂに、給電部１０９ａへ給電することを示す情報を出力する。また、処理部１３２ｂは、褥瘡を検出することを示す情報から、患者ＰＡの識別情報を取得し、取得した患者ＰＡを示す情報を、検出部１３３ｂへ出力する。
アンテナ処理部１１５ｂは、処理部１３２ｂが出力した給電部１０９ａへ給電することを示す情報を取得し、取得した給電部１０９ａへ給電することを示す情報に基づいて、アンテナ１０２ａへ高周波電力を出力する。アンテナ１０２ａは、制御装置１１０ｂが高周波電力を出力した場合に、出力した高周波電力によって、マイクロ波を送信する。
（ステップＳ２２）
アンテナ１０２ａから送信されたマイクロ波は、患者ＰＡの褥瘡を検出する部位へ照射される。マイクロ波が、褥瘡を検出する部位へ照射され、照射されたマイクロ波が褥瘡で反射されることによって、反射波が生じる。アンテナ１０２ａは、その反射波を捕らえ、捕らえた反射波によって、高周波電力を発生する。アンテナ１０２ａは、発生した高周波電力を、制御装置１１０ｂへ出力する。
（ステップＳ２３）
検出部１３３ｂは、処理部１３２ｂが出力した患者ＰＡの識別情報を取得する。検出部１３３ｂは、アンテナ処理部１１５ｂが出力したダウンコンバートした高周波電力をデジタイズした結果を取得し、取得したダウンコンバートした高周波電力をデジタイズした結果に基づいて、アンテナ１０２ａが設置された上の褥瘡を検出する部位の褥瘡を検出する。
（ステップＳ２４）
検出部１３３ｂは、アンテナ１０２ａが設置された上の褥瘡を検出する部位に、褥瘡を検出したか否かを示す情報を出力部１３４へ出力する。
出力部１３４は、検出部１３３ｂが出力した褥瘡を検出したか否かを示す情報を取得し、取得した褥瘡を検出したか否かを示す情報を処理することによって、表示部１４０に、アンテナ１０２ａが設置された上の褥瘡を検出する部位に、褥瘡を検出したか否かを表示する。
【００５０】
（ステップＳ２５）
処理部１３２ｂは、アンテナ処理部１１５ｂに、給電部１０９ｂへ給電することを示す情報を出力する。
アンテナ処理部１１５ｂは、処理部１３２ｂが出力した給電部１０９ｂへ給電することを示す情報を取得し、取得した給電部１０９ｂへ給電することを示す情報に基づいて、アンテナ１０２ｂへ高周波電力を出力する。アンテナ１０２ｂは、制御装置１１０ｂが高周波電力を出力した場合に、出力した高周波電力によって、マイクロ波を送信する。
（ステップＳ２６）
アンテナ１０２ｂから送信されたマイクロ波は、患者ＰＡの褥瘡を検出する部位へ照射される。マイクロ波が、褥瘡を検出する部位へ照射され、照射されたマイクロ波が褥瘡で反射されることによって、反射波が生じる。アンテナ１０２ｂは、その反射波を捕らえ、捕らえた反射波によって、高周波電力を発生する。アンテナ１０２ｂは、発生した高周波電力を、制御装置１１０ｂへ出力する。
（ステップＳ２７）
検出部１３３ｂは、アンテナ処理部１１５ｂが出力したダウンコンバートした高周波電力をデジタイズした結果を取得し、取得したダウンコンバートした高周波電力をデジタイズした結果に基づいて、アンテナ１０２ｂが設置された上の褥瘡を検出する部位の褥瘡を検出する。
（ステップＳ２８）
検出部１３３ｂは、アンテナ１０２ｂが設置された上の褥瘡を検出する部位に、褥瘡を検出したか否かを示す情報を出力部１３４へ出力する。
出力部１３４は、検出部１３３ｂが出力した褥瘡を検出したか否かを示す情報を取得し、取得した褥瘡を検出したか否かを示す情報を処理することによって、表示部１４０に、アンテナ１０２ｂが設置された上の褥瘡を検出する部位に、褥瘡を検出したか否かを表示する。
前述した実施形態の変形例２では、褥瘡検出装置１００ｂが、アンテナ１０２ａとアンテナ１０２ｂとの二個のアンテナを備える場合について説明したがこの例に限られない。例えば、褥瘡検出装置１００ｂが、三個以上のアンテナを備えていてもよい。この場合、複数のアンテナから順次マイクロ波を送信する制御を行ってもよい。このように構成することによって、三か所以上の褥瘡を検出する部位の褥瘡を検出できる。
前述した実施形態の変形例２では、実施形態の褥瘡検出装置１００に複数のアンテナを備える場合について説明したがこの例に限られない。例えば、実施形態の変形例１の褥瘡検出装置１００ａに複数のアンテナを備えるようにしてもよい。
前述した実施形態の変形例２では、アンテナ１０２ａと制御装置１１０ｂとが給電線１０４ａを介して接続され、アンテナ１０２ｂと制御装置１１０ｂとが給電線１０４ｂを介して接続されている場合について説明したが、この例に限られない。例えば、アンテナ１０２ａとアンテナ１０２ｂとのいずれか一方又は両方が、制御装置１１０ｂと一体化されていてもよい。
本実施形態の変形例２によれば、褥瘡検出装置１００ｂは、患者ＰＡの褥瘡を検出する部位の下で、且つベッド３０とマットレス２０との間に設置されたアンテナ１０２ａと、アンテナ１０２ｂとの各々から褥瘡を検出する部位へ、マイクロ波の送信を行う。褥瘡検出装置１００ｂは、送信したマイクロ波が褥瘡で反射することによって生じた反射波に基づいて、褥瘡を検出する。ベッド３０とマットレス２０との間にアンテナ１０２ａと、アンテナ１０２ｂとの各々を設置できるため、患者ＰＡの寝心地を悪化させることなく、褥瘡の発生をモニタリングできる。
マットレス２０上に、横たわっている患者ＰＡの褥瘡を検出する部位の下に、アンテナ１０２ａと、アンテナ１０２ｂとの各々が設置されることによって、患者ＰＡとアンテナ１０２ａと、アンテナ１０２ｂとの各々が直接触れることがないため、アンテナ１０２ａ、アンテナ１０２ｂなどのセンサが患者ＰＡに触れることによる皮膚疾患、金属アレルギーへの懸念をなくすことができるため、看護者、介護者などのユーザーの負担を軽減できる。また、非接触で、褥瘡を検出できるため、衛生的であり、患者ＰＡの長時間のモニタリングが可能となる。マイクロ波を送信し、そのマイクロ波の反射波を利用するため、非侵襲で、褥瘡を検出できる。また、アンテナ１０２ａと、アンテナ１０２ｂとの各々のサイズを小さくすることによって、褥瘡を検出する精度を向上できる。
【００５１】
＜構成例＞
一構成例として、生体へマイクロ波を送信し、送信したマイクロ波の反射波を受信するアンテナ（実施形態では、アンテナ１０２）と、アンテナに給電する給電部（実施形態では、給電部１０９）と、アンテナが受信した反射波に基づいて、褥瘡を検出する検出部と、検出部が検出した褥瘡の検出結果を出力する出力部とを備える、褥瘡検出装置である。
一構成例として、検出部が検出した反射波の減衰の程度に基づいて、褥瘡の程度を検出する導出部を備え、出力部は、導出部が検出した褥瘡の程度を示す情報を出力する。
一構成例として、導出部は、反射波に基づいて反射係数を導出し、導出した反射係数と、健康な生体へマイクロ波を送信した場合に得られる反射波に基づいて導出された反射係数とに基づいて、褥瘡の程度を検出する。
一構成例として、アンテナは、導電性の繊維を含むパッチアンテナである。
一構成例として、アンテナが送信するマイクロ波の周波数を切り替えるアンテナ処理部を備え、アンテナは、アンテナ処理部が切り替えた周波数に基づいて、生体へマイクロ波を送信する。
一構成例として、アンテナは、複数のアンテナ（実施形態では、アンテナ１０２ａと、アンテナ１０２ｂ）を備え、給電部は、複数のアンテナの各々に給電し、アンテナの各々は、生体へマイクロ波を送信し、検出部は、複数のアンテナの各々が送信したマイクロ波の反射波に基づいて、褥瘡を検出し、出力部は、検出部が検出した褥瘡の検出結果を出力する。
【００５２】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組合わせを行うことができる。これら実施形態及びその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
なお、前述の制御装置１１０、制御装置１１０ａ、制御装置１１０ｂは内部にコンピュータを有している。そして、前述した各装置の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリなどをいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１０…枕、  ２０…マットレス、  ３０…ベッド、  １００、１００ａ、１００ｂ…褥瘡検出装置、  １０２、１０２ａ、１０２ｂ…アンテナ、  １０４、１０４ａ、１０４ｂ…給電線、  １０６、１０６ａ、１０６ｂ…放射素子、  １０７、１０７ａ、１０７ｂ…誘電体基板、１０８、１０８ａ、１０８ｂ…地導体板、  １０９、１０９ａ、１０９ｂ…給電部、  １１０、１１０ａ、１１０ｂ…制御装置、  １１５…アンテナ処理部、  １２０、１２０ａ、１２０ｂ…記憶部、  １２１…プログラム、  １２２、１２２ａ、１２２ｂ・・・アプリ、  １２３、１２３ｂ…反射係数情報、  １３０、１３０ａ、１３０ｂ…情報処理部、  １３１…受付部、  １３２、１３２ｂ…処理部、  １３３、１３３ａ、１３３ｂ…検出部、  １３４…出力部、  １３５…導出部  １４０…表示部、  １５０…バスライン、  １６０…操作部、  １７０…電源部、  ２０２、２０２ｍ…骨、  ２０４、２０４ｍ…筋肉層、  ２０６、２０６ｍ…脂肪層、  ２０８、２０８ｍ…皮膚層、  ２１０、２１０ｍ…血液層、  ２１２ｍ…欠陥範囲、  ２２０ｍ…空気層
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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