(57)【要約】【課題】ベッドに横臥する被験者の起き上り動作を正確に認識する起き上り動作検出装置及び検出方法を提供する。【解決手段】被験者が横臥するベッドにて配置される複数のセンサ２１〜２５と、被験者の特定の姿勢を意味する複数の遷移状態を定義し、複数のセンサから供給される複数の検出信号の中の反応があった個数、反応があった順序、反応があった時間差の少なくとも一つに基づいて、複数の遷移状態の中から一つの遷移状態を判定する動作判定部４３と、判定手段が判定した遷移状態に応じて、出力信号を出力する処理実行部４４を有する起き上り動作検出装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者が横臥するベッドにて配置される複数のセンサと、
前記被験者の特定の姿勢を意味する複数の遷移状態を定義し、前記複数のセンサから供給される複数の検出信号の中の反応があった個数、反応があった順序、反応があった時間差の少なくとも一つに基づいて、前記複数の遷移状態の中から一つの遷移状態を判定する判定手段と、
前記判定手段が判定した遷移状態に応じて、出力信号を出力する出力手段（４４）と、
を具備することを特徴とする起き上り動作検出装置。
【請求項２】
被験者が横臥するベッドに複数のセンサを配置し、
前記被験者の特定の姿勢を意味する複数の遷移状態を定義し、
前記複数のセンサから供給される複数の検出信号の中の反応があった個数、反応があった順序、反応があった時間差の少なくとも一つに基づいて、前記複数の遷移状態の中から一つの遷移状態を判定し、
前記判定した遷移状態に応じて、出力信号を出力することを特徴とする起き上り動作検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ベッドに横臥する被験者の起き上り動作を、複数のセンサにより検出する起き上り動作検出装置及び起き上り動作検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療や介護の分野においては、患者がベッドから起き上がる場合に、転倒・転落するなどの危険を伴う場合がある。このような事情から、ベッドで寝ていた患者の起き上りを検出するための装置が要望され開発されている。
特許文献１は、ベッド上の被験者の重心の位置と移動距離によって起き上りを検出する技術を開示している。
【０００３】
特許文献２は、ベッド上の人の起き上りをベッドの手すりの近傍に設置したセンサからの検出ビームの反射時間の変化から起き上り動作を検出する技術を開示している。
特許文献３は、ベッド端部に設けられたベッドの手すりに加わる圧力によって起き上り動作を検出する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２０８４４号公報
【０００５】
【特許文献２】特開２００７−２０８４５号公報
【０００６】
【特許文献３】特開２００７−５００５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の従来技術は、被験者の重心のみで起き上り動作を判断、特許文献２の従来技術は、ベッドの手すり近傍のセンサだけで判断、特許文献３の従来技術においても、ベッド端部に設けられたベッドの手すりに加わる圧力だけで判断しており、単一のセンサの測定結果のみに基づいて単純に離床を検出する方式である。これらの方法の場合、ベッド上の患者の重心位置の変化を用いる場合、ベッドからずり落ちる動作では重心の移動量がわずかであるため、起き上り動作として検知できなかったり、手すりに取り付けたセンサを用いる場合には、例えば患者が寝ている状態で手すりをつかんだり、寝返りを打った場合などにもセンサが反応し、誤検出が発生するという問題がある。
【０００８】
本発明は、被験者の姿勢について正確な判断を行なうことができる起き上り動作検出装置及び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】
【０００９】
課題を解決するための一実施形態は、
被験者が横臥するベッドにて配置される複数のセンサと、
前記被験者の特定の姿勢を意味する複数の遷移状態を定義し、前記複数のセンサから供給される複数の検出信号の中の反応があった個数、反応があった順序、反応があった時間差の少なくとも一つに基づいて、前記複数の遷移状態の中から一つの遷移状態を判定する判定手段と、
前記判定手段が判定した遷移状態に応じて、出力信号を出力する出力手段と、
を具備することを特徴とする起き上り動作検出装置である。
【発明の効果】
【００１０】
ベッドに横臥した被験者の起き上り動作等の姿勢について、誤判断をすることなく正確に識別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。  
（構成）
本発明の一実施形態に係る起き上り動作検出装置Ａの構成について、以下に説明する。図１は、起き上り動作検出装置の構成の一例を示す説明図である。起き上り動作検出装置Ａは、一例として、５種類のセンサを用い、各センサの測定値の変化に基づいて、ベッドに寝ている人（被験者、患者、被介護者）の起き上り動作を検出する装置である。起き上り動作検出装置Ａは、一例として、５種類のセンサと３種類の警報装置と動作判定装置３１で構成されている。
【００１２】
すなわち、起き上り動作検出装置Ａは、図１において、ベッドの幅方向のヘッドボード１７の上部に設置した頭センサ２３と、手すり１２の最上面のベッド内に対して外側の両端部分に設置した手すりセンサ２１と、手すりの折りたたみ部分のヒンジに設置した手すり折りたたみセンサ２２と、ベッドの足元部分に設置した足元センサ２５と、ベッドとは外向き方向に設置した看護師センサ２４の５種類のセンサを有している。さらに、起き上り動作検出装置Ａは、ベッドサイドテーブル１３の上に設置したベッドサイドランプ１５と、スピーカ１４と、ベッドの足元付近のベッド下部に設置したフットランプ１８の３種類の警報装置を有している。さらに、起き上り動作検出装置Ａは、上述した５種類のセンサと３種類の警報装置を接続した一例として、マイクロコンピュータである動作判定装置３１と、動作判定装置３１と接続されるナースコールシステム３２等の外部装置を有している。
【００１３】
５種類のセンサの計測値により、ベッドに寝ている人の起き上り動作を動作判定部４３で判定し、処理実行部４４により、３種類の警報装置とナースコールシステム等に結果を出力する。
次に５種類のセンサについて説明する。  
（１）頭センサ
図２は、頭センサの配置の一例を説明する平面図である。頭センサ２３−１〜２３−７は、７つの赤外線距離センサとそれらを固定するためのセンサ設置用ボード１６で構成される。ベッドの高さやベッド上の人の体格に応じて、センサ設置用ボード１６のボード部分全体は床面からの高さを変更可能とする。頭センサ２３−１〜２３−７は、ベッドのヘッドボード１７の上部に設置する。赤外線距離センサである頭センサ２３−１〜２３−９を一平面上に（つまり、同一平面上に）図２及び図３のように配置する。このとき各頭センサ２３−１〜２３−９は、ベッドマット面と並行な方向成分の距離を検知可能にする。
【００１４】
ベッド上の被験者Ｐがベッド中央部で真上に起き上り長座位の姿勢になった時に頭が反応する位置を第１の頭センサ２３−１の位置とする。このときベッド上の被験者Ｐの左右両方の肩部が反応する位置を左右それぞれの第２の頭センサ２３−２、第３の頭センサ２３−３の位置とする。ベッド上の被験者Ｐが起き上がった時に第１の頭センサ２３−１、第２の頭センサ２３−２、第３の頭センサ２３−３が３つ同時に反応する位置に設置する。
【００１５】
第４の頭センサ２３−４、第６の頭センサ２３−６は、斜め方向に起き上り動作をした場合の頭部、第５の頭センサ２３−５、第７の頭センサ２３−７は、斜め方向に起き上り動作をした場合の肩から下の上半身を検出できる位置に設置する。頭センサ２３−１〜２３−７は、中央部が最も高い位置になり、両端は最も低くなる位置に設置する。７つの赤外線距離センサである頭センサ２３−１〜２３−７は、ヘッドボード１７からベッド１１上の被験者Ｐの体までの距離を検出する。
【００１６】
また、第８の頭センサ２３−８、第９の頭センサ２３−９は、ベッド１１上の被験者Ｐの上半身がベッド１１上部から移動したことを検知するためのセンサである。図４は、頭センサの検知領域とベッドの関係を示す平面図である。図４のように、第８の頭センサ２３−８と第９の頭センサ２３−９の検知領域を互いにクロスさせ、ベッド１１上の被験者Ｐの上半身が起き上がった場合に、第８の頭センサ２３−８、第９の頭センサ２３−９は、ベッド上の被験者Ｐの検知領域から外れるように設置する。
（２）手すりセンサ
図５は手すりの手すりセンサの構成の一例を示す説明図である。ここで、手すり１２の両端に、赤外線発光部２１−１と赤外線受光部２１−２を取り付け、手すり１２をつかむと赤外線をさえぎることにより検知できる手すりセンサ２１とする。
【００１７】
ベッドに手すり１２，１２が複数ある場合には、図６のように赤外線受光部２１−１が他の手すりの赤外線を受光しないように、各赤外線発光部２１−１，２１−１の位置をベッド１１の中心部に設置し、各赤外線受光部２１−２，２１−２を外側に設置する。
（３）手すり折りたたみセンサ
図７は手すりの折りたたみセンサの一例を示す説明図である。手すりを折りたたむタイプの手すり１２に、手すりの折りたたみセンサ２２を取り付ける。ここで、折りたたむとスイッチがＯＮもしくはＯＦＦになるように、手すりの折りたたみセンサ２２をヒンジ部分に取り付ける。
（４）足元センサ
図８及び図９は、足元センサの取り付け位置を示す説明図である。図に示すように、足元センサ２５は、ベッド１１の足元であって、ベッド１１から足が出ると反応する位置に設置する。
（５）看護師センサ
図１０は看護師センサの検知領域を示す平面図である。看護師センサ２４は、ベッド１１もしくはその周辺に設置し、ベッド１１のそばに人がいることを検知する。看護師センサ２４は、人感センサでも赤外線センサでもよい。
【００１８】
次に、３種類の警報装置とナースコールについて説明する。  
ベッドサイドランプ１５は、図１に示すように、ランプを点灯することで、患者の起き上り動作を遅らせることを目的に設置される。スピーカ１４は、問いかけることで離床までの起き上り動作を遅らせることを目的として設置される。フットランプ１８は、ベッド１１から足が出た際に、足元をランプで照らすことにより、夜間でも安全を確保する。ナースコールシステム３２は、ナースを呼び出すための通信システムであり、インターフェースを介して、施設内の看護師が待機している部屋に呼び出し信号を供給する。
【００１９】
次に、動作判定装置３１の構成の一例を示す。  
なお、動作判定装置３１は、複数のセンサからの信号を受け、被験者Ｐの特定の姿勢を意味する複数の遷移状態を定義し、複数のセンサから供給される複数の検出信号の中の反応があった個数、反応があった順序、反応があった時間差の少なくとも一つに基づいて、複数の遷移状態の中から一つの遷移状態を判定し、判定した遷移状態に応じて出力信号を出力ものであり、このような機能をもつ装置であればよい。その装置の一例を以下に示す。
【００２０】
図１１は、起き上り動作検出装置における動作判定装置の構成の一例を示すブロック図である。動作判定装置３１は、各センサからの信号を入力し、あらかじめ設定してあるセンサの反応条件を満たした場合に、記号列を出力するセンサ信号処理部４１と、センサ信号処理部４１から出力された記号列を一時的にメモリ上に保持する記号列バッファ部４２と、記号列バッファ部４２内の記号列によって複数の状態遷移推定部４５−１〜４５−Ｎを用いて起き上りかどうかの動作判定を行う動作判定部４３と、動作判定部４３の判定結果からベッドサイドランプなどの外部装置に処理結果を出力する処理実行部４４と、センサ信号処理部４１のデータおよび動作判定結果を記録する記録部５１を有している。
【００２１】
さらに、動作判定部４３の複数の状態遷移推定部４５−１〜４５−Ｎからも、記号列を記号列バッファ部４２に出力することが可能である。
センサ信号処理部４１は、まず、各センサの信号に平滑化等のフィルタ処理をする。センサの反応が特定条件（例えば、距離がｘｃｍ以下など）になった時に、フィルタ処理されたセンサデータを、記号列として記号列バッファ部４２に出力する。この記号列は、区別可能な任意の文字列とするが、この例を図１３に示す。図１３において、頭センサ２３、手すりセンサ２１、手すり折りたたみセンサ２２、足元センサ２５のそれぞれの出力に対する記号列の一例が示されており、図１４乃至図２５で示す状態遷移推定部での処理に用いられる。
【００２２】
この実施形態では、頭センサ２３−１〜２３−７である第１センサ〜第７センサの反応した距離が１００ｃｍ以下になった場合、センサ信号処理部４１は、それぞれＰＳＤ＿１〜ＰＳＤ＿８の記号列を記号列バッファ部４２に出力し、１００ｃｍ以上に変化した場合それぞれＰＳＤ＿１＿ＯＵＴ〜ＰＳＤ＿７＿ＯＵＴの記号列を記号列バッファ部４２に出力する。この１００ｃｍという値はベッド上の被験者Ｐの体格によって変更可能である。従って、図３においてベッド上で長座位になった姿勢において、ヘッドボード１７と被験者Ｐとの距離ｄ１を設定して登録することが好適である。
【００２３】
頭センサ２３−８、２３−９である第８センサ及び第９センサの反応した距離が５５ｃｍ以上になった場合、センサ信号処理部４１はそれぞれＰＳＤ＿８，ＰＳＤ＿９の記号列を記号列バッファ部４２に出力し、５５ｃｍ以下に変化した場合にそれぞれＰＳＤ＿８＿ＯＵＴ，ＰＳＤ＿９＿ＯＵＴの記号列を記号列バッファ部４２に出力する。この５５ｃｍという値は、図４においてベッド上で被験者Ｐが左右どちらの方向についても寝返りをうった姿勢において、第８センサと第９センサを互いに交差させ、共に被験者Ｐと反応する位置になる時の、第８センサと第９センサとベッドマットとの距離ｄ２として設定する。
【００２４】
手すりセンサ２１の赤外線発光部２１−１と赤外線受光部２１−２が遮られた場合には、センサ信号処理部４１は、ＴＥＳＵＲＩ＿ＴＯＵＣＨの記号列を記号列バッファ部４２に出力する。
手すり１２を折りたたむとセンサ信号処理部４１は、ＴＥＳＵＲＩ＿ＤＯＷＮの記号列を記号列バッファ部４２に出力する。
【００２５】
足元センサ２５の２つの赤外線距離センサのいずれかが５０ｃｍ以下になると、センサ信号処理部４１はＦＯＯＴ＿ＯＵＴの記号列を記号列バッファ部４２に出力する。この５０ｃｍという値はベッド上の被験者Ｐの体格に応じて変更可能であり、図９の距離ｄ３の値として設定する。
【００２６】
看護師センサ２４において、ベッド付近に人が居るとセンサ信号処理部４１はＩＮ＿ＮＵＲＳＥの記号列を記号列バッファ部４２に出力し、ベッド付近に人が居ないとＯＵＴ＿ＮＵＲＳＥの記号列を記号列バッファ部４２に出力する。
記号列バッファ部４２は、センサ信号処理部４１で出力された記号列を記憶領域に一定時間保持する。
【００２７】
動作判定部４３は、センサ信号処理部４１で出力された記号列を遷移条件とする後述される図１４乃至図２５の状態遷移推定部４５−１、−２、…、−１２を含むＮ個の状態遷移推定部４５−１、−２、…、４５−Ｎによって構成される。状態遷移推定部４５−１〜４５−Ｎは、任意のスクリプト言語で記述できるものとする。状態遷移推定部４５−１〜４５−Ｎは同時並列で処理が可能とし、処理の実行の有無の選択、動作中の処理の追加・削除が可能なものとする。
【００２８】
記録部５１は、判定基準記録領域５２と、センサデータ記録領域５４と、動作判定結果記録領域５５を有している。判定基準記録領域５２は、センサ信号処理条件・状態遷移推定条件５３の記録を保持し、起き上り動作判定処理実行中においてもセンサ信号処理部４１と動作判定部４３への条件変更・削除を可能とする。記録部５１におけるセンサデータ記録領域５４には、センサ信号処理部４１から出力されるセンサ毎の状態が、センサが反応する毎に記録される。このとき、時間と対応付けて記録しても良い。時間と対応づけて記録されるセンサデータは、一定時間長のみ記録されるものとし、前に記録されたデータは時間の経過とともに削除されていくものとする。
【００２９】
（起き上り動作判定処理）
上述したような構成をもつ起き上り動作検出装置Ａにおいて、はじめに、起き上り動作判定処理の概要の一例を、図１２のフローチャートを用いて説明する。その後、図１４乃至図２５が示す複数の状態遷移推定部による起き上り動作判定処理を詳細に説明する。なお、以下の図１２のフローチャートの各ステップは、回路ブロックに置き換えることができ、従って、各フローチャートのステップは、全て回路ブロックに定義しなおすことが可能である。
【００３０】
・起き上り動作判定処理の概要
初めに、起き上り動作検出装置Ａは、上述した動作判定装置３１を用いて、図１２に示すフローチャートにより、以下のように起き上り動作判定処理を行なう。この場合、センサ信号処理部４１、処理実行部４４及び記録部５１は、図１１に示すように用いられるが、記号列バッファ部４２及び第１状態遷移推定部４５−１乃至第Ｎ状態遷移推定部４５−Ｎは必ずしも用いられず、図１２のフローチャートが示す工程を記述したコンピュータプログラムが実行可能なＣＰＵ部であればよい。
【００３１】
すなわち、動作判定部４３または図示しないＣＰＵ部は、はじめに、被験者Ｐの姿勢に応じた複数の状態遷移を定義し、その被験者Ｐの検出信号のパラメータを例えば記録部５１の判定基準記録領域５２のセンサ信号処理条件・状態遷移推定条件５３等に登録する（ステップＳ１１）。このパラメータの一例として、上述した、『図３において被験者Ｐがベッド１１上で長座位になった姿勢におけるヘッドボード１７と被験者Ｐとの距離ｄ１』、『図４においてベッド上で被験者Ｐが左右どちらの方向についても寝返りをうった姿勢において、第８センサと第９センサを互いに交差させ、共に被験者Ｐと反応する位置になる時の、第８センサと第９センサとベッドマットとの距離ｄ２』、『図９において、被験者Ｐがベッド１１の外に足を出した場合の、足元センサ２５の２つの赤外線距離センサまでの距離ｄ３』がある。
【００３２】
さらに、このパラメータは、被験者Ｐの敏捷性を加味し、後述する図１４におけるＷＡＩＴからＳＵＣＣＥＳＳまでのタイムアウトの時間、図１５及び図１６におけるＳＴＡＲＴからＷＡＩＴまでのタイムアウトの時間、ＳＵＣＣＥＳＳからＳＴＡＲＴまでのタイムアウトの時間、図１７及び図１８におけるＷＡＩＴ＿ＲＩＧＨＴ２、ＷＡＩＴ＿ＬＥＦＴ２からＳＵＣＣＥＳＳまでのタイムアウトの時間、その他、図１９乃至図２５における各タイムアウトの時間とすることが好適である。すなわち、被験者Ｐが起き上り等の行為を実践して、実測の時間をこのパラメータとすることが好適である。すなわち、このパラメータは、被験者Ｐが実際に起き上り動作等を行なって取得した時間データや距離データを、閾値等として用いるものである。
【００３３】
次に、動作判定部４３または図示しないＣＰＵ部は、例えば上述した５種類のセンサからの検出信号を取得する（ステップＳ１２）。これは、上述したセンサ信号処理部４１を介して検出信号を取得することでもよいし、上述した５種類のセンサから直接、取得して、動作判定部４３または図示しないＣＰＵ部において適宜処理することも好適である。
【００３４】
次に、動作判定部４３または図示しないＣＰＵ部は、複数の検出信号の反応のあった個数、反応のあった順序、反応のあった時間差に基づいて、先に定義した被験者Ｐの姿勢に対応した複数の状態遷移から、現在の被験者Ｐの状態遷移（姿勢）を決定する（ステップＳ１３）。センサの検出信号に基づいて状態遷移を決定する手法は、設計者が任意に設定が可能である。しかし、予め被験者Ｐがその姿勢を繰り返しとってみて、複数の検出信号の反応のあった個数、反応のあった順序、反応のあった時間差について、統計的にデータを採取し、このデータに基づいて決定することが好適である。
【００３５】
最後に、動作判定部４３または図示しないＣＰＵ部は、決定した被検者の状態遷移に応じて、ナースコール等の外部装置への出力を行なう（ステップＳ１４）。例えば、動作判定部４３または図示しないＣＰＵ部は、被験者Ｐが起き上り動作をしているという遷移状態にあると判断すれば、看護師を呼ぶために、ナースコールステーション等に呼び出し信号を送信する。
【００３６】
このように、本発明に係る起き上り動作検出装置Ａは、被験者Ｐの姿勢に対応した複数の遷移状態を予め定義し、複数のセンサからの検出信号の反応があった個数、反応があった順序、反応があった時間差等に基づいて、この複数の遷移状態から一つの遷移状態（姿勢）を決定し、これに応じて外部に信号を出力するものである。これにより、被験者Ｐに対する誤判断の少ない検出結果を得ることができる。
【００３７】
・起き上り動作判定処理の詳細
次に、複数の状態遷移推定部を用いた起き上り動作判定処理の詳細を、図１３乃至図２５を用いて説明する。
起き上り動作判定処理は、ベッド１１上で長座位になった、ベッド１１上部から体が移動した、手すりをつかんだ、手すりを折りたたんだ、ベッド１１から足が出た、というベッド１１上の被験者Ｐが起き上がって離床するまでの一連の動作を、各センサの反応個数、反応順序、反応時間差に基づいて判定するものである。
【００３８】
判定方法として、上半身の状態、起き上り動作順序、手すりの状態、手すりの折りたたみ状態、足元の状態、ベッドサイドの人の有無の状態を次のように状態遷移推定部４５−１〜４５−Ｎにあらかじめ定義しておく。
状態遷移推定部４５−１〜４５−Ｎは、記号列バッファ部４２から受取った記号列を入力とし、受取った記号列と現在の状態に応じて、記録部５１の判定基準記録領域５２に格納されたセンサ信号処理条件・状態遷移推定条件５３等である予め定めた遷移条件に従って状態を遷移する。また、状態遷移推定部４５−１〜４５−Ｎは、予め記号列バッファ部４２に記号列を出力すると定めた状態遷移が発生した際に、発生した状態遷移に応じて予め定めた記号列を記号列バッファ部４２に出力する。
【００３９】
（１）上半身の状態、起き上り順序、手すりの状態の定義
図１４は頭センサ２３−１〜２３−７である第１センサ〜第７センサの反応による第１状態遷移推定部４５−１の処理を示したものである。ベッド１１上で被験者Ｐが起き上り動作を開始する。第１状態遷移推定部４５−１では、遷移状態は、ＳＴＡＲＴの状態にある。ベッド１１上で真上に起き上り、長座位になると、頭センサ２３−１〜２３−３である第１センサ、第２センサ、第３センサが同時に３つ反応し、いずれも距離が１００ｃｍ以下となり、センサ信号処理部４１が記号列ＰＳＤ＿１，ＰＳＤ＿２，ＰＳＤ＿３の記号列を記号列バッファ部４２に出力する。第１状態遷移推定部４５−１はこの出力により、遷移状態は、状態ＷＡＩＴに遷移する。長座位の姿勢がこのまま０．５秒状態が続くと、遷移状態は、ＳＵＣＣＥＳＳに遷移すると同時に第１状態遷移推定部４５−１は、ＨＥＡＤ＿ＵＰの記号列を記号列バッファ部４２上に出力し、遷移状態は、ＳＴＡＲＴに遷移して元に戻る。
【００４０】
ベッド１１上で被験者Ｐが真上ではない方向に向いて起き上がった場合には、頭センサ２３について、第１センサ、第２センサ、第５センサのセット、第２センサ、第４センサ、第５センサのセット、第１センサ、第３センサ、第７センサのセット、第３センサ、第６センサ、第７センサのセットに含まれる３つのセンサが少なくとも１セット以上同時に反応することで、第１状態遷移推定部４５−１では、遷移状態は、ＳＴＡＲＴの状態からＷＡＩＴの状態に遷移し、０．５秒間保持すると、遷移状態は、ＳＵＣＣＥＳＳの状態に遷移する。
【００４１】
これにより、ただ手を上げたりするような、ベッド１１上で起き上り動作でない動作を行った場合には、センサの配置からセンサセットに含まれる３つのセンサが同時に反応しないし、たとえ同時に反応してもその状態を０．５秒保持しなければ長座位と判定しないので、誤検知を低減することができる。
【００４２】
さらに、長座位になったことを精度良く検出するために、ベッド１１上で長座位になった動作と手すりをつかんだ動作が順番に起こった場合を検出することで、長座位になったと判定する。
図１５は被験者Ｐの頭が上がった後に手すり１２を触ると起きあがりと判定する第２状態遷移推定部４５−２の処理を示したものである。遷移状態は、最初ＳＴＡＲＴにある状態から、ＨＥＡＤ＿ＵＰという記号列の入力により、状態ＷＡＩＴに遷移し、手すりをつかむと発生するＴＥＳＵＲＩ＿ＴＯＵＣＨという記号列の入力より状態ＳＵＣＣＥＳＳに遷移して記号列ＷＡＫＥＵＰを発生し、０．５秒後に再びＳＴＡＲＴ状態に遷移する。
【００４３】
図１６の第３状態遷移推定部４５−３は、手すりをつかむ動作と頭が上がる動作が第２状態遷移推定部４５−２の逆になったものである。
第２状態遷移推定部４５−２と第３状態遷移推定部４５−３にあるように、遷移状態がＷＡＩＴの状態で、次の動作の記号列の入力が５秒間ない場合には、起き上り動作ではないと判定し、遷移状態は、ＳＴＡＲＴ状態に遷移する。
【００４４】
図１７及び図１８は、ベッド１１上で被験者Ｐが長座位にならず（ＨＥＡＤ＿ＵＰ検出しない）、ずるずるとベッド１１下部へ移動する動作を検出する第４状態遷移推定部４５−４と第５状態遷移推定部４５−５の処理を示したものである。
ベッド１１上で被験者Ｐが長座位にならず（ＨＥＡＤ＿ＵＰ検出しない）、ずるずるとベッド１１下部へ移動する場合、頭センサ２３−８、２３−９である第８センサ及び第９センサが一定距離以上に変化し、この時、センサ信号処理部４１が記号列ＰＳＤ＿８，ＰＳＤ＿９の記号列を記号列バッファ部４２に出力する。
【００４５】
ベッド１１上で被験者Ｐがずるずると下部へ移動を開始する。この時、第４状態遷移推定部４５−４上では、遷移状態は、ＳＴＡＲＴの状態にある。
被験者Ｐがずるずると下部に移動し、第８センサか第９センサのいずれかが、５５ｃｍの距離になると、記号列ＰＳＤ＿８かＰＳＤ＿９のいずれかの記号列を記号列バッファ部４２に出力される。第４状態遷移推定部４５−４では、遷移状態は、ＷＡＩＴ＿ＲＩＧＨＴかＷＡＩＴ＿ＬＥＦＴのいずれかの状態に遷移する。
【００４６】
さらに被験者Ｐが下部に移動すると第８センサ及び第９センサの両方が距離５５ｃｍ以上の距離となり、記号列ＰＳＤ＿８もしくはＰＳＤ＿９のいずれかの記号列が記号列バッファ部４２に出力され、第５状態遷移推定部４５−５では、遷移状態は、ＷＡＩＴ＿ＲＩＧＨＴ２かＷＡＩＴ＿ＬＥＦＴ２の状態に遷移する。そのままの状態が１秒続くと、遷移状態は、ＳＵＣＣＥＳＳの状態に遷移し、第５状態遷移推定部４５−５は、ＯＮ＿ＷＡＫＥＵＰ＿２ＰＳＤの記号列を記号列バッファ部４２に出力する。
【００４７】
ベッド１１上で被験者Ｐが長座位にならず（ＨＥＡＤ＿ＵＰ検出しない）、ずるずるとベッド１１下部へ移動する場合には、必ず第８センサと第９センサの両方の検出信号が順番を問わず５５ｃｍ以上の距離に変化する。この距離は寝返りなどの動作を行った場合でも必ず第８センサか第９センサのどちらか一方が反応する距離に設定することと、たとえ両方とも反応があった場合においても１秒その状態を保持しなければならないことで、寝返りを起き上りと誤判断することを低減することができる。
【００４８】
（２）手すりの折りたたみ状態の定義
図１９は手すり１２を折りたたむ動作を検出する第６状態遷移推定部４５−６の処理を示したものである。手すり１２を折りたたむと、センサ信号処理部４１が発生する記号列ＴＥＳＵＲＩ＿ＤＯＷＮによって第６状態遷移推定部４５−６の遷移状態は、ＳＴＡＲＴ状態からＤＯＷＮ状態に遷移し、同時にＴＥＳＵＲＩ＿ＤＯＷＮの記号列を記号列バッファ部４２に出力し、１０秒後に再びＳＴＡＲＴ状態に戻る。
【００４９】
（３）足元の状態の定義
図２０はベッド１１から足が出る動作を検出する第７状態遷移推定部４５−７の処理を示したものである。ベッド１１から足が出るとセンサ信号処理部４１が出力する記号列ＰＳＤ＿ＦＯＯＴによって第７状態遷移推定部４５−７の遷移状態は、ＳＴＡＲＴ状態からＳＵＣＣＥＳＳ状態に遷移し、同時にＦＯＯＴ＿ＯＵＴの記号列を記号列バッファ部４２に出力し、遷移状態は、３秒後に再びＳＴＡＲＴ状態に戻る。
【００５０】
（４）ベッドサイドの人の有無の状態の定義
図２１はベッド１１付近に看護師などの人がいるかどうかを検出する第８状態遷移推定部４５−８の処理を示したものである。
起動時に遷移状態は、ＳＴＡＲＴという状態になった後１秒後にＥＮＡＢＬＥという状態に遷移し、ＯＵＴ＿ＮＵＲＳＥという記号列を記号列バッファ部４２に出力する。ベッド１１のそばに人がいると、看護師センサ２４の反応によりセンサ信号処理部４１がＰＳＤ＿ＲＯＯＭという記号列を記号列バッファ部４２に出力することで、遷移状態は、ＤＩＳＡＢＬＥの状態に遷移し、ＩＮ＿ＮＵＲＳＥという記号列を記号列バッファ部４２に出力する。ベッド１１のそばから人が離れると、看護師センサ２４の反応により、遷移状態は、センサ信号処理部４１がＰＳＤ＿ＲＯＯＭ＿ＯＵＴという記号列を記号列バッファ部４２に出力することでＰＲＥ＿ＥＮＡＢＬＥの状態に遷移する。この状態の時に再びベッド１１のそばに人が来ると遷移状態は、ＤＩＳＡＢＬＥの状態に戻り、３秒間ベッド１１のそばに人がいないとＥＮＡＢＬＥの状態に遷移する。この３秒間という時間は変更可能なものとする。この時間設定はベッド１１のそばに看護師や医師がいる場合には何らかの措置を行っており、一定時間動作が無いと考えられる上限の時間を設定する。
【００５１】
図２２はベッド１１のそばに人がいるかいないかによって、起き上りの警報を行う第９状態遷移推定部４５−９を示したものである。ベッド１１上の被験者Ｐが長座位になったもしくは上半身がベッド１１下部に移動した場合、ベッド１１のそばに人が居ないと、頭センサ２３の反応によってセンサ信号処理部４１がＷＡＫＥＵＰという記号列を発生し、遷移状態は、ＳＴＡＲＴの状態からＲＥＳＥＮＤ＿ＷＡＫＥＵＰの状態に遷移して、状態遷移推定部４５−９は、記号列バッファ部４２上にＯＮ＿ＷＡＫＥＵＰという記号列を出力する。ベッド１１のそばに人がいると第８状態遷移推定部４５−８により出力されたＩＮ＿ＮＵＲＳＥという記号列により、遷移状態は、ＩＮ＿ＮＵＲＳＥ＿ＳＴＡＴＥの状態に遷移する。ＲＥＣＥＮＤ＿ＷＡＫＥＵＰの状態に遷移している場合にもＩＮ＿ＮＵＲＳＥという記号列により、遷移状態は、ＩＮ＿ＮＵＲＳＥ＿ＳＴＡＴＥの状態に遷移する。ベッド１１のそばに人がいなくなると第８状態遷移推定部４５−８により発生されたＯＵＴ＿ＮＵＲＳＥという記号列により、遷移状態は、ＳＴＡＲＴの状態に遷移する。
【００５２】
このように、第９状態遷移推定部４５−９の処理によれば、ベッド１１のそばに人がいる場合には警報が鳴らない仕組みが提供できる。
図２３はベッド１１のそばに人がいるかいないかによって手すりを折りたたんだ際の警報を行う第１０状態遷移推定部４５−１０を示したものである。第９状態遷移推定部４５−９と同様の処理を行い、ベッド１１のそばに人がいる場合には警報が鳴らない仕組みを提供できる。
【００５３】
図２４はベッド１１のそばに人がいるかいないかによってベッド１１から足が出た際の警報を行う第１１状態遷移推定部４５−１１を示したものである。第９状態遷移推定部４５−９と同様の処理を行い、ベッド１１のそばに人がいる場合には、たとえ、ＯＮ＿ＦＯＯＴ＿ＯＵＴを検出しても警報が鳴らない仕組みを提供できる。
【００５４】
図２５は音声による警報装置の制御を行う第１２状態遷移推定部４５−１２を示したものである。音声による警報は起き上り検出時、手すりを折りたたんだ時、ベッド１１から足が出た時の３つの場合に実行するが、音声が重なって再生されないように処理を行っている。例えば、ベッド１１から足が出た時に足元センサ２５の反応によりセンサ信号処理部４１がＰＳＤ＿ＦＯＯＴという記号列を記号列バッファ部４２に出力し、第７状態遷移推定部４５−７によりＦＯＯＴ＿ＯＵＴという記号列が記号列バッファ部４２に出力され、第１１状態遷移推定部４５−１２によりＯＮ＿ＦＯＯＴ＿ＯＵＴという記号列が記号列バッファ部４２に出力する。第１２状態遷移推定部４５−１２はこのＯＮ＿ＦＯＯＴ＿ＯＵＴという記号列により、遷移状態は、ＳＴＡＲＴ状態から状態ＰＬＡＹ＿ＦＯＯＴ＿ＯＵＴに遷移し、ＦＯＯＴ＿ＯＵＴ＿ＳＯＵＮＤの記号列を記号列バッファ部４２に出力する。
【００５５】
図１１の処理実行部４４がこの記号列ＦＯＯＴ＿ＯＵＴ＿ＳＯＵＮＤを入力すると、この記号列に設定されている音声をスピーカ１４から出力する。第１２状態遷移推定部４５−１２において、遷移状態は、３秒後に再びＳＴＡＲＴ状態に遷移する。
このように、第１〜第１２状態遷移推定部４５−１〜４５−１２は、動作推定処理だけでなく警報装置の制御も可能とする。
【００５６】
以上説明した第１〜第１２の状態遷移推定部４５−１〜４５−１２の構成において、起き上り動作となるＷＡＫＥＵＰという記号列が記号列バッファ部４２上に出力されると、記録部５１の動作判定結果記録領域５５に動作判定結果が記録される。これと供に、処理実行部４４がナースコール等の外部装置に出力し、看護師などに通知することができる。ＴＥＳＵＲＩ＿ＤＯＷＮ，ＦＯＯＴ＿ＯＵＴの記号列が記号列バッファ部４２に出力された場合にも、ナースコール等へ出力することでより見逃しの少ない起き上り動作の検知が可能となる。
【００５７】
記号列バッファ部４２は、センサ信号処理部４１および各状態遷移推定部４５から記号列を受け取る。記号列バッファ部４２は、記号列を受け取ると、全ての状態遷移推定部４５に受け取った記号列を受け渡す。記号列バッファ部４２は、全ての状態遷移推定部４５に受け渡しを完了した記号列を、記号列バッファ部４２から削除する。
【００５８】
各状態遷移推定部４５にタイムアウトを設定することで、起き上り動作を検出した後も初期状態に戻ることができる。
以上のように全体としてベッド１１上の起き上り動作を複数の状態遷移推定部４５の処理として記述し、同時並行的に動作させることで、複数の起き上り動作パターンに対応することが可能となり、起き上り動作でないものは検知しないことで、誤検知を減らすことができる。
【００５９】
状態遷移推定部４５を１つとして定義することも可能であるが、動作の定義の容易さや新たな動作パターンの追加に要する稼動の面から複数の状態遷移推定部４５を有することの方が利便性が高い。
また、各状態遷移推定部４５におけるタイムアウトの時間を変更するか、時間のみを変更した別の状態遷移推定部４５を作成することで、起き上り動作速度の被験者Ｐの個人差に対応することも可能である。
【００６０】
さらに、今回説明した以外の起き上り動作パターンを定義する場合には、新たな動作パターンに対する状態遷移推定部４５を追加することにより対応できる。
以上記載した様々な実施形態は複数同時に実施することが可能であり、これらの記載により、当業者は本発明を実現することができるが、更にこれらの実施形態の様々な変形例を思いつくことが当業者によって容易であり、発明的な能力をもたなくとも様々な実施形態へと適用することが可能である。従って、本発明は、開示された原理と新規な特徴に矛盾しない広範な範囲に及ぶものであり、上述した実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施形態に係る起き上り動作検出装置の構成の一例を示す説明図。
【図２】同じく起き上り動作検出装置における、頭センサの配置の一例を説明する平面図。
【図３】同じく起き上り動作検出装置における、頭センサの検知領域とベッドの関係を示す断面図。
【図４】同じく起き上り動作検出装置における、頭センサの検知領域とベッドの関係を示す平面図。
【図５】同じく起き上り動作検出装置における、手すりの手すりセンサの構成の一例を示す説明図。
【図６】同じく起き上り動作検出装置における、手すりの手すりセンサの構成の一例を示す断面図。
【図７】同じく起き上り動作検出装置における、手すりの折りたたみセンサの一例を示す説明図。
【図８】同じく起き上り動作検出装置における、足元センサの構成の一例を示す断面図。
【図９】同じく起き上り動作検出装置における、足元センサの構成の一例を示す説明図。
【図１０】同じく起き上り動作検出装置における、看護師センサの検知領域を示す平面図。
【図１１】同じく起き上り動作検出装置における、動作判定装置の構成の一例を示すブロック図。
【図１２】同じく起き上り動作検出装置における、検出処理の一例を示すフローチャート。
【図１３】同じく起き上り動作検出装置における、各センサの説明図。
【図１４】同じく起き上り動作検出装置における、第１の状態遷移推定部の説明図。
【図１５】同じく起き上り動作検出装置における、第２の状態遷移推定部の説明図。
【図１６】同じく起き上り動作検出装置における、第３の状態遷移推定部の説明図。
【図１７】同じく起き上り動作検出装置における、第４の状態遷移推定部の説明図。
【図１８】同じく起き上り動作検出装置における、第５の状態遷移推定部の説明図。
【図１９】同じく起き上り動作検出装置における、第６の状態遷移推定部の説明図。
【図２０】同じく起き上り動作検出装置における、第７の状態遷移推定部の説明図。
【図２１】同じく起き上り動作検出装置における、第８の状態遷移推定部の説明図。
【図２２】同じく起き上り動作検出装置における、第９の状態遷移推定部の説明図。
【図２３】同じく起き上り動作検出装置における、第１０状態遷移推定部の説明図。
【図２４】同じく起き上り動作検出装置における、第１１状態遷移推定部の説明図。
【図２５】同じく起き上り動作検出装置における、第１２状態遷移推定部の説明図。
【符号の説明】
【００６２】
１１…ベッド、１２…手すり、１３…ベッドサイドテーブル、１４…スピーカ、１５…ベッドサイドテーブル、１６…センサ設置用ボード、１７…ヘッドボード、１８…フットランプ、２１…手すりセンサ、２２…手すり折りたたみセンサ、２３…頭センサ、２４…看護師センサ、２５…足元センサ、３１…起き上り動作検出装置、１００…病室、１０１…ドア。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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