(57)【要約】バイタルサイン監視装置の実施形態をここで説明する。このような監視システムの１つは、流体ブラダを有している。ポンプが流体ブラダと流体連通し、ポンプは、流体ブラダ内の流体圧力を上昇させるように動作可能である。センサがポンプと共に実装され、センサは、流体ブラダと流体連通し、かつ、流体ブラダ内の圧力を測定するように動作可能である。コントローラは、流体ブラダ内の圧力に基づいて、少なくとも１つのバイタルサインを測定するように構成される。【選択図】図１
2012514501.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイタルサインを監視する機能を有するマットレス構造であって、
流体を含むブラダと、
前記流体ブラダと流体連通し、前記流体の圧力を示す出力を生成する圧力センサと、
前記流体ブラダと流体連通し、前記ポンプは、前記圧力が予め設定されたレベルを下回ったときに、前記センサの出力に応答して流体圧力を上昇させるポンプと、
前記センサおよび前記ポンプが一体型ポンプ装置を構成するように、内部に前記ポンプおよび圧力センサが配置されたポンプハウジングと、
前記センサに接続され、前記圧力センサの前記出力に基づいて、前記マットレス上に横になっている人間の少なくとも１つのバイタルサインを測定するように構成されたコントローラと、
を備えることを特徴とするマットレス構造。
【請求項２】
前記コントローラは、前記少なくとも１つのバイタルサインに応答して、前記予め設定されたレベルを変更するように動作可能であることを特徴とする請求項１に記載のマットレス構造。
【請求項３】
前記コントローラは、前記圧力センサの前記出力に応答して前記ポンプを制御するように動作可能であることを特徴とする請求項１または２に記載のマットレス構造。
【請求項４】
前記少なくとも１つのバイタルサインは、心拍数または呼吸数のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のマットレス構造。
【請求項５】
前記流体ブラダは、流体吸入口に整列された通路を取り囲むことを特徴とする請求項１または２に記載のマットレス構造。
【請求項６】
前記流体ブラダの一端は前記流体吸入口を規定し、前記通路は、前記流体吸入口に向かって縦方向に延びることを特徴とする請求項５に記載のマットレス構造。
【請求項７】
前記流体ブラダは、前記流体ブラダの上側と前記流体ブラダの下側との間に延びる平行な支持部を備え、前記支持部は、前記通路を少なくとも部分的に規定することを特徴とする請求項５に記載のマットレス構造。
【請求項８】
前記コントローラと通信する制御装置をさらに備え、前記制御装置は、前記少なくとも１つのバイタルサインを表示するように構成された表示部を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のマットレス構造。
【請求項９】
メモリをさらに備え、前記コントローラは、睡眠の質と前記予め設定されたレベルとの間の関連付けが得られるように、前記予め設定されたレベルの値と、バイタルサインの測定情報とを長時間にわたり前記メモリ内に保存するように構成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のマットレス構造。
【請求項１０】
前記センサおよび前記ポンプは、一体型ポンプ装置を構成し、前記一体型ポンプ装置は、バイタルサインを検出するように構成された前記コントローラとは別売される市販の一体型製品であることを特徴とする請求項１に記載のマットレス構造。
【請求項１１】
バイタルサインを監視する機能を有するマットレスであって、
第１のパディング層と、
前記パディング層の下側にある流体ブラダであり、前記流体ブラダは、少なくとも１つの開口を規定し、前記少なくとも１つの開口が、前記第１のパディング層が載置された前記流体ブラダの上側と、前記流体ブラダの下側との間に延びる流体ブラダと、
前記流体ブラダと流体連通するセンサであり、前記センサは、バイタルサイン信号を出力するように構成されたセンサと、
を備えることを特徴とするマットレス。
【請求項１２】
前記第１のパディング層の下側に第２のパディング層をさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載のマットレス。
【請求項１３】
前記第２のパディング層の硬さは、前記第１のパディング層の硬さよりも硬いことを特徴とする請求項１２に記載のマットレス。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの開口は、格子状に配置された複数の開口を含むことを特徴とする請求項１１に記載のマットレス。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの開口は、前記流体ブラダの幅方向において間隔を空けて配置された複数の縦方向に延びる溝部を有することを特徴とする請求項１１に記載のマットレス。
【請求項１６】
前記流体ブラダは、縦方向に延びる流体通路を散り囲むことを特徴とする請求項１１に記載のマットレス。
【請求項１７】
前記センサは、前記流体通路のうち少なくとも１つと流体連通することを特徴とする請求項１６に記載のマットレス。
【請求項１８】
前記流体ブラダは、前記第１のパディング層上が載置された前記流体ブラダの上側と、前記流体ブラダの下側との間に延びる支持部を取り囲み、前記支持部は、前記流体通路を少なくとも部分的に規定することを特徴とする請求項１６または１７に記載のマットレス。
【請求項１９】
前記支持部は相互に垂直であることを特徴とする請求項１８に記載のマットレス。
【請求項２０】
前記流体ブラダの高さは、予想されるせん断力が前記流体ブラダに対して働いた場合に、前記流体ブラダの上部と前記流体ブラダの下部とが接触しないような十分な高さであることを特徴とする請求項１１または１６に記載のマットレス。
【請求項２１】
携帯型装置上に横になつている患者の少なくとも１つのバイタルサインを救急現場の近くにおいて監視する前記携帯型装置であって、
収納可能配置と展開配置との間で変形可能である流体ブラダであり、前記流体ブラダは、前記展開配置にある際、横になった前記患者の少なくとも一部を完全に支持できるような十分なサイズの使用感の良い上面を有し、かつ、高耐久化耐穿刺性下層を有する流体ブラダと、
前記流体ブラダ内の圧力を検出するように構成されたセンサと、
前記流体ブラダ内の前記圧力に基づいて、前記少なくとも１つのバイタルサインを測定するように構成されたコントローラと、
前記少なくとも１つのバイタルサインに基づいて、治療緊急度レベルを表示するように構成されたトリアージ状態表示器と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２２】
前記治療緊急度レベルは、前記患者の緊急治療レベルを第２の患者に対してランク付けするために、前記第２の患者の第２のバイタルサインに少なくとも部分的に基づくことを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記バイタルサインまたは前記トリアージ値のうち少なくとも１つを示すように構成された表示器をさらに備えることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
前記表示器および流体ブラダは一体的に実装されることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２５】
前記バイタルサインは、患者が横になっているか否か、患者の心拍数、患者の呼吸数または患者の動作のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２６】
前記コントローラは、警告指示を発するように構成されたことを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２７】
前記流体ブラダの上面は疎水性であることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２８】
前記流体ブラダの上面は快適な表面であることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項２９】
前記流体ブラダと流体連通するポンプをさらに備えることを特徴とする請求項２１に記載の装置。
【請求項３０】
前記ポンプおよび流体ブラダは一体的に実装されることを特徴とする請求項２５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００９年１月６日に出願された米国特許出願第１２／３４９，１６７号、２００９年１月７日に出願された米国特許出願第１２／３４９，６６７号、および２００９年１月７日に出願された米国特許出願第１２／３４９，８５３号に対する優先権を主張するものであり、これらすべての開示内容は参照により本願明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、バイタルサイン（生体信号）監視装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来、人間のバイタルサインの監視には、高価な機器（例えば、心電図（ＥＫＧ）または心弾動計（ＢＣＧ））が必要であった。ＥＫＧおよびＢＣＧの場合、多くの状況においてコストが高すぎること（例えば、家庭用途、数台以上所有する警察または消防署）に加えて、どちらも医療施設以外で使用するには余りにも扱い難い場合がある。例えば、ＥＫＧの場合、通常は、ユーザの体に電極を取り付けなければならなく、一方、ＢＣＧの場合、ユーザが横になる力測定プラットフォームは大型で、重く、かつ美観が良くない。
【０００４】
より最近になって、心拍数および呼吸数を測定するため圧電フィルムまたはセンサアレイを備えた機器が開発されている。ユーザはこの機器上に横になって、フィルムまたはセンサは、ユーザの心拍数および／または呼吸数を示す信号を生成することができる。しかし、これらの機器も高価である場合がある。
【発明の概要】
【０００５】
公知のエアマットレスのあるものは、それぞれ、ホースによって各エアマットレスに接続されたポンプを有する。このポンプは、エアマットレス内に空気を押し込むために高圧を生成する。しかし、このエアマットレスは、空気が少しずつ抜けることがあり、そのため、エアマットレス中の圧力が、予め設定されたレベルを下回ってしまう。空気抜けに関する問題を減少させるために、ポンプは圧力センサを備えることができ、圧力が予め設定されたレベルを下回ると、ポンプは自動的にオンになる。その結果、ユーザは、ポンプを定期的にオンにし、エアマットレス内の空気圧を上げる必要が無くなる。
【０００６】
ポンプとの通信に用いられる圧力センサは、さらにバイタルサイン（例えば、エアマットレス上に横になっている人間の心拍数および呼吸数）を検出する際にも用いることが可能である。人間の少なくとも１つのバイタルサインを測定することが可能な睡眠監視システムの一実施例によれば、睡眠監視システムは、流体ブラダを備えている。ポンプが流体ブラダと流体連通し、ポンプは、流体ブラダ内の流体圧力を上昇させるように動作可能である。センサはポンプと共に実装される。センサは流体ブラダと流体連通し、センサは、流体ブラダ内の圧力を測定するように動作可能である。コントローラは、流体ブラダ内の圧力に基づいて、少なくとも１つのバイタルサインを測定するように構成されている。
【０００７】
その結果、睡眠監視システムのコストを多くのバイタルサイン監視装置よりも低減することができる。さらに、多くのバイタルサイン監視装置と比較して睡眠監視システムは、扱い難くない、睡眠監視システムを医療センター外で用いることが可能である。さらに、従来のエアマットレスのポンプは圧力センサを備えているため、単にソフトウェアのアップデートを行うだけで、この圧力センサを用いて、睡眠監視システムを構築することができる。また、ある時間にわたって生成される睡眠情報を解析することにより、睡眠監視システムは、特定のユーザに合わせてカスタマイズされた圧力設定をして、ユーザの睡眠を向上させることができる。
【０００８】
睡眠監視システムの別の実施例を説明する。睡眠監視システムは、流体ブラダを有している。ポンプは流体ブラダから間隔を空けて配置され、ポンプは、ハウジングを備えている。ハウジングは、ポンプ部材を有し、流体を流入するための流体吸入口と、ポンプによって加圧された流体を排出するための流体排出口とを規定している。細長導管により、ポンプの流体排出口と、流体ブラダとを流体接続させる。この導管は、ポンプにより加圧された流体の流路を提供し、流体ブラダ内の流体圧力を上昇させる。圧力センサが一体型ポンプ装置の一部となるように圧力センサがポンプハウジングの内部に物理的に接続し、圧力センサは、ポンプの流体排出口での流体の圧力を検出するように構成されている。コントローラは、流体ブラダ内の圧力に基づいて、少なくとも１つのバイタルサインを測定するように構成されている。
【０００９】
睡眠パッドの一実施例も説明する。このパッドは、流体ブラダを有している。圧力センサは流体ブラダと流体連通し、流体ブラダ内の流体圧力を検出するように動作可能である。コントローラは圧力センサと通信し、流体ブラダ内の圧力に基づいて、ユーザの少なくとも１つのバイタルサインを測定するように動作可能である。メモリおよびプロセッサも備えている。メモリは、流体ブラダ内の圧力および少なくとも１つのバイタルサインを含む履歴データを保存する。プロセッサは、履歴データに基づいて、流体ブラダ内の圧力と少なくとも１つのバイタルサインとの間の睡眠の質の相関関係を決定する。流体ブラダ内の圧力の上昇によってユーザの睡眠の質が向上すると睡眠の質の相関関係が示している場合、加圧流体源は、流体ブラダ内の圧力を上昇させるように動作可能である。
【００１０】
別の睡眠監視システムの実施形態をここで説明する。一実施例において、センサをパディング層の下側に設けた場合、センサをマットレス上部に設けた場合よりも使用感を向上させることができる。しかし、センサをパディング層の下側に設けた場合、マットレスへの圧力入力が弱まり、その結果、センサによる圧力検出が適切に行えなくなる場合がある。例えば、センサをマットレスの脚部かつパディング層の下側に設けた場合、心拍に起因してマットレス上に加えられた圧力によってパディング層内に生成される波の強さが、パディング層全体を伝播してセンサへ到達できる程の十分な強さにならない可能性がある。パディング層の下側において流体ブラダを用いれば、パディング層上に加えられる圧力により波のセンサへの伝播を支援することができる。
【００１１】
そのため、睡眠監視システムの一実施例は、第１のパディング層を有する。流体ブラダが第１のパディング層の下側に設けられる。センサが流体ブラダと流体連通し、センサは、バイタルサイン信号を出力するように構成されている。
【００１２】
別の実施例において、マットレス上に横になっている人間の少なくとも１つのバイタルサインを測定するためのマットレスを説明する。マットレスは、第１の発泡体層および第２の発泡体層を有する。流体ブラダが第１の発泡体層と第２の発泡体層との間に設けられ、流体ブラダは、少なくとも１つの開口を規定しており、第１の発泡体層が載置された流体ブラダ上側と第２の発泡体層が載置された下側との間に延びている。流体ブラダと流体連通するセンサは、バイタルサイン信号を出力するように構成されている。
【００１３】
救命救急現場の近くの現場において、携帯型装置上に横になっている患者の少なくとも１つのバイタルサインを監視する実施形態もここで説明する。このような一実施例において、装置は、収納可能配置と展開配置との間で変形可能である。流体ブラダは、展開配置にあるとき、サイズが大きく使用感の良い上面を有しているため、少なくとも横臥位置にある患者の胴を完全に支持し、流体ブラダは、高耐久性の耐穿刺性下層を備えている。センサは、流体ブラダ内の圧力を検出するように構成されている。コントローラは、流体ブラダ内の圧力に基づいて、少なくとも１つのバイタルサインを検出するように構成されている。トリアージ状態表示器は、少なくとも１つのバイタルサインに基づいて、治療緊急度レベルを表示するように構成されている。
【００１４】
別の実施例において、複数の人間のバイタルサインを監視する装置を説明する。装置は、複数の患者用ベッドを備えている。各患者用ベッドは、流体ブラダと、流体ブラダ内の圧力を検出するように構成されたセンサとを備えている。コントローラは、流体ブラダ内の圧力に基づいて、バイタルサインを測定するように構成されている。トリアージ状態表示器は、少なくとも１つのバイタルサインに基づいて、複数の患者用ベッドのうち少なくとも１つの治療緊急度レベルを表示するように構成されている。
【００１５】
以下、添付図面を参照して説明する。数枚の図面を通して、同一の参照符号は同一部品を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】エアマットレスおよびポンプを備える睡眠監視システムの端面図である。
【００１７】
【図２】図１の睡眠監視システムの概略図である。
【００１８】
【図３】図１のエアマットレスの図１中の線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【００１９】
【図４】圧力設定の測定を示すフローチャートである。
【００２０】
【図５】検知層を有するマットレスの実施例の分解斜視図である。
【００２１】
【図６】図５のマットレスの端面図である。
【００２２】
【図７】図５の検知層の平面図である。
【００２３】
【図８】検知層の別の実施例の平面図である。
【００２４】
【図９】検知層を有するマットレスの別の実施例の側面図である。
【００２５】
【図１０】図５のマットレスの端面図である。
【図１１】個々の患者が用いる展開配置における緊急被害者監視システムの一実施例の斜視図である。
【図１２】展開配置における緊急被害者監視システムの別の実施例の斜視図である。
【図１３】収納可能配置における図１１の緊急被害者監視システムの概略図である。
【図１４】一群の人々が用いる別の緊急被害者監視システムの一実施例の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１および図２に示すように、睡眠監視システム１０は、マットレス１２と、ポンプ１４と、制御装置１５とを備えている。マットレス１２は、流体ブラダ１６を有している。マットレス１２のサイズは、キングサイズ、クイーンサイズ、フルサイズ、ツインサイズ、または他のサイズのベッドフレーム１１上で用いられるようなサイズにすることができる。マットレス１２は、図１に示すように、流体ブラダ１６の上側かつ／または下側にパディング層１３をさらに有している。パディング層１３は、１つ以上の発泡体パッド、ボックススプリング、追加流体ブラダ、藁入りパッド、羽毛入りパッド、おがくず入りパッド、バネ付きパッド、および／または可撓性および／または柔軟性のある別の種類のパディングを有している。あるいは、マットレス１２は、椅子、病院用ベッド、ベビーベッド、またはパディングによって使用感を向上できる別の構造において使用できるサイズにしてもよい。
【００２７】
ブラダ１６は、空気または別の流体（例えば、水）を保持することができる。空気または別の流体の保持に加えて、ブラダ１６は、予想される大きさの流体波が弱まること無く内部において十分な距離にわたって伝播することが可能な発泡体または別の材料を有している。流体ブラダ１６は、マットレス１２の上側の表面積とほぼ同じ表面積になるようなサイズにすることができ、これにより、ユーザのバイタルサインの検出をユーザの位置と無関係に行うことが可能になる。あるいは、ブラダ１６はより小さなサイズにしてもよい（例えば、ユーザの心臓および／または肺が位置すると予想される位置よりも上方のマットレス１２の領域をカバーするサイズ（例えば、成人のユーザの場合に１平方フィート単位で１フィート））。ユーザの心臓および／または肺が直接ブラダ１６の上方に来ないように、ユーザをマットレス１２上に横になっている場合でも、ユーザに起因する圧力変動をブラダ１６が受け止めることが出来る。流体ブラダ１６内の圧力は、ブラダ１６中の流体の量、ユーザがブラダ１６上に横になっているか否か、ブラダ１６上に横になっているユーザの心拍数、ブラダ１６上に横になっているユーザの呼吸数、ブラダ１６上に横になっているユーザの他の動き（例えば、転がりまたは四肢の動き）、ブラダ１６中の流体の温度、および他の考慮事項に応じて変化し得る。
【００２８】
図１および図２に示すように、ポンプ１４はマットレス１２とは別の装置とすることができ、ホース１８を介してブラダ１６の給気口１７と流体接続することができる。あるいは、ポンプ１４はマットレス１２と一体型にすることもでき、その場合、ポンプ１４は、高圧流体を（ホース１８を介してではなく）直接ブラダ１６内に注入することができる。ポンプ１４は、回転型ポンプあってもよいし、あるいは別の種類のポンプであってもよい。ポンプ１４は、図２に示すように、出口２１への接続または別の電源への接続へのための電線２０を有している。ポンプ１４は、制御装置１５との通信のためのデータ線２３も有している。あるいは、ポンプ１４は、内蔵式電源（例えば、１つ以上のバッテリー）を備えてもよい。
【００２９】
図２に示すように、ポンプ１４は、センサ２２と、センサ２２および制御装置１５双方と通信しているコントローラ２４と共に実装される。すなわち、ポンプ１４およびセンサ２２は、一体型装置の一部とすることができる。例えば、ポンプ１４の部品を含むケーシングとして機能するポンプハウジング１９にセンサ２２を備えてもよい。ポンプハウジング１９は硬質材料（例えば、ＡＢＳプラスチック、ポリプロピレン、金属または別の材料）から製造することができ、ポンプハウジング１９は、組立において、ポンプ１４の部品を有し、センサ２２は、一体型または単一の市販部品である。また、ポンプハウジング１９は、流体吸入口２７および加圧流体排出口２８を規定し得る。周囲の圧力における流体は、吸入口２７を通じてポンプ１４に流入し、ポンプ１４は、流体の圧力を増加させた後、排出口２８を通じて流体を排出する。
【００３０】
センサ２２は、半導体圧力センサまたは別の種類の圧力センサを備え得る。さらに、他の種類のセンサ（例えば、温度センサ）も備えてもよい。センサ２２は、ホース１８内の空気圧量を検出できるように、ポンプハウジング１９内に配置される。例えば、センサ２２は、ホース１８と連通している（例えば、図１に示すように、ポンプ１４の加圧流体排出口２８と流体連通している液体）ポンプ１４の一部内に配置される。ホース１８はマットレス１２のブラダ１６と流体連通可能であるため、センサ２２によって検出された空気圧により、ブラダ１６内の空気圧を示すことができる。ポンプ１４の動作は、センサ２２によって検出される圧力に影響を与える場合があるが、ポンプ１４は、（例えば、ブラダ１６から漏れ出る全ての流体を交換するために）ブラダ１６内の平均圧力を維持するために必要とされるように動作させることができる。さらに、センサ２２は、ポンプ１４への電力供給も行う電源（例えば、電線２１）から電力を得ることができる。センサ２２は、圧力信号αをコントローラ２４に出力できる。センサ２２は、コントローラ２４に配線接続、例えば、標準的無線プロトコル（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１、ＲＦ、ブルートゥース(登録商標)または３Ｇ）を用いて送信機を介してコントローラ２４と無線通信することも、あるいは、コントローラ２４と通信できるようにコントローラ２４に接続することも可能である。
【００３１】
コントローラ２４は、マイクロプロセッサを備えるか、または、メモリと、メモリ上に保存されているプログラムを実行するＣＰＵとを備える別の装置であり、図２に示すポンプ１４内のモータ２６を制御して、図１に示すポンプ１４内の排出口２８の部分内において加圧空気を生成できる。コントローラ２４は、モータ２６に配線接続してもよいし、あるいは、例えば、標準的無線プロトコルを用いてモータ２６と無線通信させてもよい。その結果、コントローラ２４は、ポンプ１４の動作を制御することができる。例えば、コントローラ２４が、ブラダ１６内の空気圧が設定量を下回ったことを測定した際に、ポンプ１４にブラダ１６を膨張させるよう命令などにより、圧力信号αに応答して、ポンプ１４を制御することができる。そのため、コントローラ２４がモータ２６を動作させると、モータ２６は、排出口２８中に加圧空気を生成することができ、この加圧空気は、ポンプ１４から出てホース１８を通じてブラダ１６内へと入り、ブラダ１６内の流体圧力を上昇させる。コントローラ２４は、排気弁または他の構造とも連通して、ブラダ１６からの空気を排気し、コントローラ２４が、ブラダ１６内の流体圧力を低下させる命令を出す。また、コントローラ２４をポンプ１４と共に実装しているが、代わりに、コントローラ２４を制御装置１５またはポンプ１４に加えて他の部品と共に実装してもよい。
【００３２】
さらに、コントローラ２４は、圧力信号αを解析することで、マットレス１２上に横になっているかまたは腰掛けているユーザの心拍数、呼吸数および／または他のバイタルサインを測定することができる。より具体的に言うと、ユーザがマットレス１２上に横になると、ユーザの心拍、呼吸および他の動きそれぞれに起因してマットレス１２上に力が加わり、この力がブラダ１６に伝達される。ユーザの動きに起因するブラダ１６へ力が入力した結果、波がブラダ１６を通じてホース１８内に伝播し、ポンプ１４に到達する。センサ２２は波を検出することができるため、センサ２２から出力された圧力信号αによって、ユーザに関する心拍数、呼吸数、または他の情報を知ることができる。ポンプ１４が、ブラダ１６内の流体圧力を監視して、圧力を実質的に一定量に維持するように本来設計されている種類のセンサ２２を備えるポンプである場合、ソフトウェアをバージョンアップすることで、ハードウェアを変更する必要無く、ユーザの心拍数、呼吸数、および他の特性を測定するためのポンプ１４の機能性を向上させることができる。この場合、所望により、制御装置１５のハードウェアもバージョンアップすることができる。
【００３３】
圧力信号αのＤＣオフセットを除去するために、圧力信号αは、ＤＣ結合経路およびＡＣ結合経路に分割された回路を通って、ＡＣ結合経路で、増幅とフィルタリングを行うことができる。。コントローラ２４は、増幅およびフィルタリングが施された圧力信号αに基づいて、パターン認識アルゴリズムまたは他の計算を行って、ユーザの心拍数および呼吸数を測定することができる。例えば、アルゴリズムまたは計算は、信号αの心拍数部分の周波数が０．５〜４．０Ｈｚの範囲でありかつ信号αの呼吸数部分の周波数が１Ｈｚ未満であるとの仮定に基づいている。コントローラ２４はまた、圧力信号α（例えば、血圧、寝返り動作、転がり動作、四肢の動き、体重、ユーザが横になっているまたは横になっていない、または横になっている、および／またはユーザの識別情報）に基づいて、ユーザの他の特性を決定するように構成できる。さらに、コントローラ２４は、他のセンサ（例えば、温度センサ）からの信号を受信することができる。コントローラ２４は、ユーザ（例えば、心拍数および呼吸数）の特性を制御装置１５に対して示すステータス信号βを出力することができる。ステータス信号βは、。さらに、マットレス１２上に複数のユーザが横になったり腰掛けている場合、センサ２２が検出した圧力信号αは、複数のユーザそれぞれのバイタルサインを示すことができ、コントローラ２４が実行するパターン認識アルゴリズムまたは他の計算により、各ユーザの心拍数および呼吸数を検出することができる。
【００３４】
制御装置１５は、送信機３０と、画面３２と、制御部３４とを備えている。送信機３０は、ステータス信号βをデータベース３６または他のソースに送信することができる。送信機３０は、データベース３６または他のソースとの通信のための標準的無線プロトコル（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１、ＲＦ、ブルートゥース(登録商標)または３Ｇ）を用いて動作する無線送信機であればでよいが、送信機３０は、その代わりに電話回線、イーサネット（登録商標）回線または他の接続を用いてデータベースに配線接続してもよい。その結果、データベース３６は、ステータス信号βにより生成された睡眠情報を保存することができ、長期の睡眠傾向に基づいて睡眠問題についてユーザに注意を喚起することができ、あるいは、ユーザの睡眠（例えば、無呼吸について注意を促す警告）、健康レベル、心臓血管状態、または他の健康情報についての他の連絡事項をユーザに提供することができる。以下、データベースを用いた睡眠情報の保存の一実施例について、図４を参照して説明する。
【００３５】
画面３２は、ステータス信号βとして中継された情報（例えば、ユーザの心拍数、呼吸数、ＲＥＭ睡眠の時間の長さ、ベッドに居た時間の合計、および他の考慮事項に基づいた睡眠得点）を表示することができる。
【００３６】
制御装置１５は、ポンプ１４のコントローラが動作できるよう、コントローラ２４と配線接続または無線通信することもできる。その結果、制御部３４を用いて、睡眠監視システム１０の動作を制御することができる。例えば、制御部３４を用いて、ブラダ１６内の空気圧を上昇させることができる。別の実施例として、制御部３４を用いて、センサ２２および／またはコントローラ２４に命令して、データの検出、保持、表示、送信および／または分析が実施されないプライバシーモードで動作するよう命令することもできるし、又は、データベース３６との通信を行うように命令して、睡眠情報（例えば、睡眠傾向、前夜からの睡眠得点、睡眠のヒント）を得ることもできる。プライバシーモードにおいて、データベース３６は、制御装置１５を介してまたは例えばインターネット経由でコンピュータを介してアクセス可能である。
【００３７】
図３に示すように、ブラダ１６は、ブラダ１６にわたって間隔を空けて配置された複数の縦方向支持部３８を備えている。これらの支持部３８は、ブラダ１６内の流体のための流路４０を規定することができる。流路４０は、例えば、ブラダ１６の先端から給気口１７を介してホース１８へと流れるようにするためのものである。すなわち、これらの支持部３８は、ブラダ１６を通じてセンサ２２に向かう方向（この場合、給気口１７を通過する方向）に伝播する波を妨害しないような位置に設けられる。これらの支持部３８は、また、マットレス１２上に横になっているユーザも支持することができる。支持部は別の位置に配置してもよいが、当該支持部はセンサ２４への波の伝搬を実質的に妨害してはならない。また、マットレス１２は、２つ以上のブラダ１６を有してもよい。例えば、マットレス１２は、２人のユーザの心拍および呼吸数を検出するように隣り合って配置された２つのブラダ１６を有し得る。この場合、ポンプ１４は２つ以上のセンサ２２を備え得る。
【００３８】
睡眠監視システム１０は、図示の構造と異なる構造を有してもよい。例えば、ポンプ１４は、制御装置１５の代わりに送信機３０を備え得る。さらに、システム１０は、上述した機能に加えさらなる機能を有し得る。例えば、制御装置１５は目覚まし時計として機能することができ、その場合、ユーザが目を覚ましたかまたはマットレス１２から離れたとシステム１０が判断するまで、目覚ましを鳴らすことができる。
【００３９】
図４に示すように、データベース３６内に保存された睡眠情報を用いて、ユーザの睡眠を向上させることができる。より詳しくは、ステップＳ１およびＳ２に示され、また上記に詳述したように、センサ２２は流体ブラダ１６内の圧力を検出することができ、コントローラ２４は、流体ブラダ１６内の圧力に基づいて、少なくとも１つのバイタルサインを測定することができる。
【００４０】
ステップＳ３に示すように、データベース３６は、長時間にわたり生成された睡眠情報を保存することができる。この睡眠情報は、ブラダ１６内の圧力、１つ以上のバイタルサイン（例えば、心拍数、呼吸数など）、ユーザの寝返りの頻度または総数、温度、光の強さおよび他の情報を含み得る。睡眠情報は必ずしもバイタルサインのうち１つを含まなくてもよい。なぜならば、バイタルサインのうち１つ以上は、コンピュータまたは他の処理装置（すなわち、コントローラ２４以外のプロセッサ）によって測定することができるからである。また、図２に示すように、コントローラ２４および送信機３０を通信可能に接続し、そして送信機３０およびデータベース３６を通信可能に接続するか、または別の方法により（例えば、センサ２２およびデータベース３６を通信可能に直接接続するか、または、センサ２２を送信機３０へ、また送信機３０をデータベース３６へと通信可能に接続することにより）、睡眠情報をデータベース３６に転送することも可能である。
【００４１】
図４のステップＳ３に示すように、データベース３６は、睡眠情報のログを保存することができる。例えば、データベース３６は、１つ以上のバイタルサインに基づいて、得点を生成することができる。この睡眠得点により、例えば、心拍数が低く、呼吸数が少なく、かつ寝返り動作が少ないときに、睡眠の質が良いことを示すことができる。データベース３６は、多様な状態（例えば、ブラダ１６内の圧力低下、ブラダ１６内の高圧、低温、高温および／または弱い光）に対する睡眠得点を長時間にわたり蓄積することができる。
【００４２】
ステップＳ４に示すように、その後、睡眠情報を用いて、睡眠得点と環境状態（例えば、ブラダ１６内の圧力、光の強さ、および温度）との間の関連付けを行うことができる。この関連付けは、コントローラ２４または別のプロセッサがデータベース３６と通信しながら行うことができる。睡眠得点と環境状態との間の関連付けとしては、例えば、睡眠得点と環境状態との間の相関の決定が挙げられる。この関連付けに基づいて、高い睡眠得点を得るために、環境状態（例えば、ブラダ１６内の圧力、光の強さおよび温度）をカスタマイズするための圧力設定をすることができる。さらに、関連付けに基づいて、他の設定（例えば、温度および光の強さ）をすることも可能である。
【００４３】
ステップＳ５に示すように、コントローラ２４は、圧力設定に基づいてポンプ１４を制御し得る。例えば、圧力が高くなるとより高い睡眠得点が得られることを圧力設定が示す場合、コントローラ２４は、モータ２６を作動させて、ブラダ１６を膨張させることができる。さらに、関連付けに基づいて、他の制御（例えば、ヒーター、空調および／または常夜灯）を調節することもできる。
【００４４】
図５および図６に示すようなベッドは、フレーム１１２およびマットレス１１４を有している。フレーム１１２は、標準サイズのベッドフレーム（例えば、ツイン、フル、クイーンまたはキングサイズのマットレスを保持するためのフレーム）である。フレーム１１２は、マットレス１１４を地面から離した状態で（例えば、ユーザがマットレス１１４を容易に取り付けおよび取り外しできるような高さで）保持することができる。標準的ベッドフレームとして図示されているが、フレーム１１２は、ベビーベッド、病院用ベッド、またはマットレス１１４のための別の支持構造であってもよい。また、マットレス１１４は地面または床上に直接配置することも可能であり、この場合、フレーム１１２は不要である。
【００４５】
図５および図６に示すように、マットレス１１４は、下部パディング層１１６と、検知層１１８と上部パディング層１２０とを有し、検知層１１８はパディング層１１６とパディング層１２０とによって挟まれている。マットレス１１４は一体型の分離不可能な装置であってもよいし、あるいは、別個の層１１６、１１８および１２０を積層することによってマットレス１１４を形成してもよい。
【００４６】
下部パディング層１１６は、支持するための堅い層である。例えば、下層１１６は、堅い高密度発泡体（例えば、粘弾性ポリウレタン発泡体（メモリ発泡体とも呼ばれる））、別の種類の発泡体、従来のマットレス、ボックススプリング、流体ブラダ、藁入りパッド、羽毛入りパッド、おがくず入りパッド、バネ付きパッド、ならびに／あるいは弾力性および／または柔軟性を有する別の材料を含み得る. 下層１１６の上側１２２は、検知層１１８を収容するサイズの凹部１２４を部分的に規定し得る。図６に示すように、通常圧力まで膨張した時に、凹部１２４の深さは検知層１１８の高さ以下となる。図６に示すように、凹部１２４は、マットレス１１４の脚部において１つの開口端部１２６を有している。開口端部１２６により、コード、ホースまたは他の構造が検知層１１８に容易にアクセスすることが可能となり、開口端部１２６は、図５および図６に示す位置以外にも、マットレス１１４上の別の側に配置してもよい。
【００４７】
上部パディング層１２０は快適な層であり、下部パディング層１１６よりもより柔軟であり（すなわち、それほど堅くない）。上層１２０は、高密度発泡体（例えば、メモリ発泡体）、別の種類の発泡体、従来のマットレス、流体ブラダ、藁入りパッド、羽毛入りパッド、おがくず入りパッド、バネ付きパッド、ならびに／あるいは弾力性および／または柔軟性のある別の材料を有し得る。下側１２８は、凹部１２４を部分的に規定し得る。あるいは、凹部１２６全体を下層１１６および上層１２０のうち１つのみによって規定してもよい。また、他の考慮事項のうち空気ブラダ１１８の厚さならびに下層１１６および上層１２０の堅さに応じて、凹部１２４（および開口端部１２６）を必要とすること無く層１１６と層１２０との間にブラダ１１８を設けてもよい。
【００４８】
図７に示すように、検知層１１８は、流体ブラダ１３０と、流体ブラダ１３０内の流体圧力を検知するように構成された圧力センサ１３２と、コントローラ１３４とを備えている。また、検知層１１８が制御装置１３８およびポンプ１３９に接続されている。しかし、ブラダ１３０を膨張させるためにポンプ１３９を用いる代わりに、別の膨張機構を用いてもよい。例えば、発泡体または他の材料をブラダ１３０内に設けることにより、ブラダ１３０を自動膨張式にすることができる。別の実施例として、圧縮ガス（例えば、圧縮空気またはＣＯ２）を用いてブラダ１３０を膨張させてもよい。また、以下に詳述するように、圧力センサ１３２は、例えば、マットレス１１４上のユーザの脈拍および／または呼吸に起因する圧力変化を検出することができ、検出された圧力変化に基づいて、コントローラ１３４は、ユーザの心拍数、呼吸数および／または他のバイタルサインを測定することができる。
【００４９】
流体ブラダ１３０は、空気または別の流体（例えば、水、ジェル、別のガス、またはこれらの組み合わせ）を保持することができる。流体ブラダ１３０は、下層１１６の上側１２２の大部分（例えば、図５に示すように、下層１１６の全上側１２２のうち実質的な大部分）にわたって延びるようにサイズが決定される。あるいは、ブラダ１３０は、図示の場合よりも上側１２２のより小さな領域（例えば、ユーザの胴が位置すると予想される位置よりも上方にある上側１２２の領域）を被覆してもよい。このように、流体ブラダ１３０のサイズが大きいので、流体ブラダ１３０は、マットレス１１４上のユーザの広範囲の位置にわたり圧力変化を検知することができる。すなわち、圧力センサ１３２が圧力変化源（例えば、ユーザの心臓の鼓動または肺呼吸）から離隔位置にある場合でも、圧力変化に起因してブラダ１３０内に波を発生させて、圧力変化をセンサ１３２へと伝播させることができる。
【００５０】
また、ブラダ１３０は、ブラダ１３０の全域に空気を通すことと、ブラダ１３０の面積を大きくすることの間のバランスがとれるような形状にして、これにより、ブラダ１３０に到達する前に圧力変化があまり弱まらないようにすることができる。ブラダ１３０の全域に空気を通すことは、様々な理由により有利である。第１に、空気を通すことで、熱を上層１２０から放散させることができ、これにより、発泡体マットレスにおいて一般的な熱気を低減することができる。第２に、空気を通すことで、湿気を除去することができ、これにより、マットレス１１４内においてかびが成長する可能性を低下させることができる。
【００５１】
このバランスを達成するために、図７に示すように、ブラダ１３０は、格子パターン状に配列された複数の開口１３６を規定している。これらの開口１３６により、熱および湿気をブラダ１３０の全体から逃がすことができる。これらの開口１３６の配置のために、ブラダ１３０は、図７中の線１３５ａおよび線１３５ｂにより、図示の横方向経路および長さ方向経路をそれぞれ規定している。上層１２０へ入力する圧力変化に起因する波は、経路１３５ａおよび１３５ｂに沿ってセンサ１３２へと伝播する。そのため、図７に示すようなブラダ１３０により、層１１６と層１２０との間から湿気を逃がすことができ、かつ、上層１２０へ入力する圧力がセンサ１３２に到達する前に弱まる事態を回避することができる。
【００５２】
しかし、ブラダ１３０は、類似の機能性を発揮しつつ、図示の形状と異なる形状を持つこともできる。例えば、図８中に示すブラダ１４０は、湿気をブラダ１４０から逃すための縦方向溝部１４２を有している。ブラダ１４０はまた、波をブラダ１４０中のセンサ１３２へと伝播させるのを可能にする縦方向コネクタ１４４も有している。溝部１４２のサイズおよびコネクタ１４４のサイズは、湿気用通路の面積を大きくすることと、圧力変化がブラダ１４０に到達する前に弱まらないようにブラダ１４０の面積を大きくすることの間のトレードオフである。ブラダ１３０の形状が図７に示す形状と異なる別の実施例において、流体ブラダ１３０は複数の個別の区画を含み、この場合、各区画は、圧力センサ１３２のうち１つを有し得る。例えば、マットレス１１４が２人のユーザが横になれるくらい大きい場合、マットレス１１４は２つの個別の区画を含み、各区画は、２人のユーザのバイタルサインを別個に検出するためにそれぞれ専用のセンサ１３２を備えている。しかし、単一のセンサ１３２によって検出された圧力によって複数のユーザのバイタルサインを示すことも可能であり、その場合、コントローラ１３４は、以下に詳述するように、パターン認識アルゴリズムまたは他の計算を行って、これらのユーザそれぞれのバイタルサインを測定することができる。
【００５３】
図１０に示すように、検知層１１８に加えられるせん断力は、上部パディング層１２０に加えられる横方向の力である。その結果、検知層１１８が変形して、点線１１８’で示す形状となる。流体ブラダ１３０の高さ１３１は、検知層１１８の変形量が予想される量となった場合に検知層１１８の上部が検知層１１８の下部と接触しないように、十分な高さにすることができる。検知層１１８の上部と下部が接触することで、力が直接上部パディング層１２０から下部パディング層１１６へと伝わることができ、その場合、圧力センサ１３２が流体ブラダ１３０内の圧力変化を正確に検出できない場合がある。また、高さ１３１は、上部パディング層１２０の予想される重量と、上部パディング層１２０上に横になる任意のユーザと、流体ブラダ１３０内の予想される圧力とに基づく。通常の条件（例えば、通常のユーザ体重および上層１２０の通常の重量）下において、検知層１１８の流体ブラダ１３０の部分はの高さは、およそ１．０”である。
【００５４】
上述したように、圧力センサ１３２は、流体ブラダ１３０内の流体圧力を検知するように構成されている。例えば、圧力センサ１３２をブラダ１３０の内部に設けることができる。別の実施例として、圧力センサをポンプ１３９のうちブラダ１３０と流体連通する部分に設けることもできるためポンプ１３９の一部の圧力は、ブラダ１３０の圧力に対応している。センサ１３２は、半導体圧力センサまたは別の種類の圧力センサを備え得る。さらに、他の種類のセンサ（例えば、温度センサ）も設けることもできる。センサ１３２は、圧力信号αをコントローラ１３４に出力することができる。
【００５５】
さらに、圧力信号αは、ブラダ１３０上に人間が横になっているか否か、ブラダ１３０上に横になっている人間の心拍数、ブラダ１３０上に横になっている人間の呼吸数、ブラダ１３０上に横になつている人間の他の動き（例えば、転がりまたは四肢の動き）、ブラダ１３０内の流体の温度、およびバイタルサインを示すことができる。なぜならば、これらは全て、流体ブラダ１３０内の圧力の要素であるからである。
【００５６】
コントローラ１３４は、メモリと、メモリ上に保存されたプログラムを実行するＣＰＵとを備え、ポンプ１３９を制御して、加圧空気を生成することができる。例えば、コントローラ１３４は、コントローラ１３４がブラダ１３０内の圧力が設定量を下回ったと判断した場合に、ブラダ１３０を膨張させるようにポンプ１３９に命令することなどにより、圧力信号αに応答してポンプ１３９を制御することができる。コントローラ１３４がブラダ１３０の内側にあるが、その代わりに、コントローラ１３４を制御装置１３８の一部としてもよいし、あるいは、ブラダ１３０の外側に配置してもよい。コントローラ１３４は、センサ１３２および／またはポンプ１３９に配線接続してもよいし、例えば、標準的無線プロトコル（ＩＥＥＥ８０２．１１、ブルートゥース(登録商標)など）を用いてセンサ１３２および／またはポンプ１３９と無線通信させてもよいし、あるいは、別の方式でコントローラ１３４をセンサ１３２および／またはポンプ１３９と通信してもよい。
【００５７】
さらに、コントローラ１３４は、圧力信号αを分析して、マットレス１１４上に横になっているかまたは腰掛けているユーザの心拍数、呼吸数、および／または他のバイタルサインを測定することができる。上述したように、ユーザが上層１２０上に横になると、ユーザの心拍および呼吸それぞれにより上層１２０上に力が発生し、この力がブラダ１３０へと伝達される。心拍または呼吸からのブラダ１３０へ力が入力した結果、波がブラダ１３０を通じてセンサ１３２へと伝播する。センサ１３２は波を検出することができ、このようにして、センサ１３２から出力された圧力信号αはユーザの心拍数または呼吸数を示すことができる。その結果、ブラダ１３０により、波がセンサ１３２に到達する前に発泡体に起因して波が弱まるのを回避することができる。
【００５８】
圧力信号αのＤＣオフセットを除去するために、圧力信号αは、ＤＣ結合経路およびＡＣ結合経路に分割さｒた回路を通って、ＡＣ結合経路で、増幅とフィルタリングを行うことができる。増幅およびフィルタリングされた圧力信号αに基づいて、コントローラ１３４は、パターン認識アルゴリズムまたは他の計算を行って、ユーザの心拍数および呼吸数を測定することができる。例えば、アルゴリズムまたは計算は、信号αの心拍数部分の周波数が０．５〜４．０Ｈｚの範囲であり、かつ、信号αの呼吸数部分の周波数が１Ｈｚ未満であるとの仮定に基づいている。コントローラ１３４はまた、圧力信号α（例えば、ユーザの血圧、寝返り動作、転がり動作、四肢の動き、体重、または識別情報）に基づいて、ユーザの他の特性を決定するように構成できる。さらに、コントローラ１３４は、他のセンサ（例えば、温度センサ）から信号を受信することもできる。コントローラ１３４は、ユーザの特性（例えば、心拍数および呼吸数）を制御装置１３８に対して示すステータス信号βを出力することができる。
【００５９】
制御装置１３８は、送信機と、表示画面と、制御部とを備え得る。送信機は、ステータス信号βをデータベースまたは他のソースへと中継する。送信機は、標準的無線プロトコル（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１、ＲＦ、ブルートゥース(登録商標)または３Ｇ）を用いて動作する無線送信機でよいが、電話回線、イーサネット（登録商標）回線または他の接続を用いて送信機を遠隔地のソースに配線接続してもよい。その結果、データベースは、ステータス信号βから得られた睡眠情報を保存することができ、ユーザに対し、長期の睡眠傾向に基づいて睡眠問題について警告を発するか、または、ユーザの睡眠についての他の連絡事項（例えば、無呼吸についての警告）、健康水準、心臓血管状態、または他の健康情報を提供することができる。
【００６０】
表示画面は、ステータス信号βとして中継された情報（例えば、ユーザの心拍数、呼吸数、ＲＥＭ睡眠の時間の長さ、ベッドに居た時間の合計、および他の考慮事項に基づいた睡眠得点）を表示することができる。
【００６１】
上記制御を用いて、センサ１３２および／またはコントローラ１３４の動作を制御することができる。例えば、上記制御を用いて、ブラダ１３０内の圧力を上昇させ、センサ１３２および／またはコントローラ１３４に対しプライバシーモードで動作するよう命令することができる。このプライバシーモードでは、データの検出、保持、表示、送信および／または分析は行わない。あるいは、上記制御を用いて、データベースと通信して、睡眠情報（例えば、睡眠傾向、前夜からの睡眠得点、睡眠のヒント）を得ることができる。あるいはまたはさらに、データベースは、例えば、インターネットを介してコンピュータを用いてアクセス可能である。
【００６２】
ポンプ１３９は、回転型ポンプまたは別の種類のポンプでもよい。ポンプ１３９は、ホースを介してブラダ１３０と流体接続し得る。しかし、ホースが不要となるように、ポンプ１３９をマットレス１１４と一体化させることも可能である。
【００６３】
マットレス１１４は、図５および図６に示すような構造と異なる構造にし得る。そのため、下層１１６、検知層１１８および上層１２０を個別の構造として示しているが、別の構造にすることも可能である。例えば、図９は、発泡体マットレス１６０を示す。発泡体マットレス１６０は、連結部分１６６によって接続された上部分１６２および下部分１６４を含む。マットレス１６０は、検知層１１８を収容する包絡部１６８を規定している。さらなる実施例として、マットレス１１４の製造時において検知層１１８をマットレス１１４内に密封することもできるし、あるいは、検知層１１８および上層１２０を一体化させてもよい。また、別の実施例において、基礎部（例えば、フレーム１１２）と、マットレス１１４の下層１１６との間にブラダ１３０を設けることができる。
【００６４】
図１１に示すように、装置２１０上に横になっている患者２１３の少なくとも１つのバイタルサイン監視装置２１０は、流体ブラダ２１２と、センサ２１４と、制御装置２１５と、ポンプ２２０とを備え得る。装置２１０は、後述するように、流体ブラダ２１２上に横になっている患者２１３の心拍数、呼吸数および／または他のバイタルサインを測定することができる。
【００６５】
流体ブラダ２１２は、空気または別の流体（例えば、水）を含むことができる。ブラダ２１２は、単一の流体区画を規定し得る。あるいは、ブラダ２１２は複数の区画を規定することもできる。その場合、圧力測定の対象となる各区画は、センサ２１４を備え得る。ポンプ２２０によってブラダ２１２を膨張させることが可能なように、ブラダ２１２はポンプ２２０と流体連通し得る。
【００６６】
ブラダ２１２のサイズは、通常のサイズの患者２１３を快適に収容できるくらいのサイズにすることができる（例えば、体の大きな患者２１３でも収容できるように、ブラダ２１２を長さ７フィート×幅４フィートとすることができる）。しかし、ブラダ２１２の構造を図１１に示す構造と異なってもよい。例えば、ブラダ２１２はより小さなサイズ（例えば、患者２１３の胴領域のみを完全に支持できるくらいの十分なサイズ）にすることもできる（例えば、患者２１３がブラダ２１２上の中央位置に居ない場合でも、通常のサイズの胴を収容できるように、ブラダ２１２を長さ２フィート×幅３フィートとすることができる）。その場合、患者２１３の残り部分を支持する別の種類のパッドとより小さいサイズのブラダ２１２を一体化させることができる。別の例として、図示のブラダ２１２の代わりに、患者の心臓および／または肺の位置が予想される領域の近くにおいて空気ブラダを含む発泡体パッドを用いることもできる。
【００６７】
さらに、ブラダ２１２は、使用感の良い（例えば、柔軟かつ／または弾力性のある）上面２１２ａを有し得る。上面２１２ａは、発泡体または他の何らかの種類のパディングの層（例えば、肉薄の流体層またはジェル封入層）を有し得る。あるいは、流体ブラダ２１２内の流体２１２ａの圧力を上面２１２ａの使用感が良くなる位に十分にすることも可能である。また、清掃が容易にできるよう、上面２１２ａ内に疎水性材料を用いることもできる。例えば、疎水性材料を用いることにより、上面２１２ａ上の流体を拭いて取り除くことが容易になる。疎水性材料は、コーティング（例えば、Ｃｏｔｅｃ−ＧｍｂＨによるＤｕｒａｌｏｎ  ＵｌｔｒａＴｅｃまたは別の疎水性材料）でよい。さらに、上面２１２ａを使い捨て保護コーティング部で被覆することもでき、その場合、健康および安全上の理由により、各患者２１３に対して新規のコーティング部を提供することができる。
【００６８】
ブラダ２１２は、高耐久化耐穿刺性層２１２ｂをその下部上に有し得る。この耐穿刺性層２１２ｂは、例えば、鋭利な破片（例えば、ガラスまたは金属片、釘またはネジ、または類似の物体）が存在する領域内の地面にブラダ２１２を配置する場合に、穿刺の可能性を低減するためのものである。高耐久化耐穿刺性層２１２ｂは、十分な厚さの材料の層であるため、ブラダ２１２が鋭利な破片（例えば、ガラスまたは金属片、釘またはネジ、または類似の物体）に当たった場合に、ブラダ２１２が穿刺されるのを回避することができる。例えば、層２１２ｂの厚さは０．０１”〜０．２５”でよいが、層２１２ｂの厚さをその材料に応じて変更してもよい。層１２ｂは高強度材料（例えば、Ｋｅｖｌａｒ（アラミド繊維））で製造することができるが、他の材料（例えば、ゴム）を追加的にまたは代替的に用いることも可能である。シーリング材を流体ブラダ２１２内に設けることにより、耐穿刺性を向上させることも可能である。
【００６９】
流体ブラダ２１２内の圧力は、患者２１３が地面またはブラダ２１２の下側の他の表面と接触することなく、患者２１３を地面から上方に保持できるほど十分大きくなければならない。しかし、ブラダ２１２内の流体の量が一定であっても、流体ブラダ２１２内の圧力は、ブラダ２１２内の流体の温度、患者２１３がブラダ２１２上に横になっているか、患者２１３がブラダ２１２上に横になっている時期、患者２１３の心拍数、患者２１３の呼吸数、患者２１３の他の動き（例えば、転がりまたは四肢の動き）、ならびに他の考慮事項に応じて変動する場合がある。
【００７０】
センサ２１４は、半導体圧力センサまたは別の種類の圧力センサを有し得る。センサ２１４は、流体ブラダ２１２内の圧力を検出できる位置に設けられる。例えば、センサ２１４は、図１１に示すように、流体ブラダ２１２の内側に設けられる。その結果、センサ２１４から出力された圧力信号は、ブラダ２１２上に横になっている患者２１３の心拍数、ブラダ２１２上に横になっている患者２１３の呼吸数、ブラダ２１２上に横になっている患者２１３の動き、および他の考慮事項に対応する。センサ２１４および制御装置２１５を配線接続するか、（例えば、標準的無線プロトコル（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１、３Ｇ、またはブルートゥース(登録商標)）を用いた）無線通信を用いるか、または別の接続を用いることにより、センサ２１４を制御装置２１５と通信することができ、これにより、センサ２１４は、ブラダ２１２内の圧力に対応する圧力信号を制御装置２１５に通信することができる。また、装置２１０は、さらなるセンサ（例えば、２つ以上のセンサ２１４、専用温度センサ、および他の種類のセンサ）も有し得る。
【００７１】
制御装置２１５は、コントローラ２１６と、表示画面２１７と、制御部２１８とを備え得る。制御装置２１５は、図１１に示すように、流体ブラダ２１２と一体化させることができる。例えば、表示画面２１７が視認可能でありかつ制御部２１８へのアクセスがブラダ２１２の上面２１２ａの近くにおいて、制御部２１８が操作可能である状態で、制御装置２１５のコントローラ２１６を備える本体をブラダ２１２の上面２１２ａの下側に設けることができる。あるいは、制御装置２１５の構成を図示の構成と異なるものにすることもできる。例えば、制御装置２１５をブラダ２１２とは別個の装置とし、センサ２１４と通信することができる。
【００７２】
コントローラ２１６は、メモリと、メモリ上に保存されたプログラムを実行するＣＰＵとを備えている。コントローラ２１６は、（例えば、コントローラ２１６をポンプ２２０に配線接続するかまたはコントローラ２１６をポンプ２２０に無線通信するかにより）ポンプ２２０と通信することで、ポンプ２２０の動作を制御する。例えば、コントローラ２１６は、ブラダ２１２内の圧力が設定量（例えば、制御部２１８を介して入力された量）を下回ったことをセンサ２１４が検出した場合に、ブラダ２１２を膨張させるようにポンプ２２０を制御し得る。
【００７３】
さらに、コントローラ２１６は、センサによる圧力信号出力を解析して、流体ブラダ２１２上に横になっているかまたは腰掛けている患者２１３の心拍数、呼吸数および／または他のバイタルサインを測定することができる。圧力信号は、ブラダ２１２上の患者２１３の心拍、呼吸または他の動きそれぞれに対する圧力変化を含み得るため、コントローラ２１６は、アルゴリズムまたは他の計算を行って、患者２１３の心拍数および呼吸数を測定することができる。例えば、アルゴリズムまたは計算は、信号αの心拍数部分の周波数が０．５〜４．０Ｈｚの範囲でありかつ信号αの呼吸数部分の周波数が１Ｈｚ未満であるとの仮定に基づいている。コントローラ２１６により圧力信号を解析する前に、圧力信号のフィルタリングおよび／または増幅をを行う。コントローラ２１６は、圧力信号（例えば、患者２１３が横になっているか、患者２１３の血圧、寝返り動作、転がり動作、四肢の動き、体重、および患者２１３の識別情報）に基づいて、患者２１３の他のバイタルサインを測定するように構成することもできる。さらに、コントローラ２１６は、他のセンサ（例えば、温度センサ）からの信号を受信することができる。コントローラ２１６は、患者２１３の特性（例えば、心拍数および呼吸数）を示すステータス信号を表示部２１７に出力することができる。さらに、装置２１０は、患者のバイタルサインおよび／または他の情報を遠隔地（例えば、トリアージ）に無線によりまたは他の方法によって送信する送信機を備え得る。
【００７４】
加えて、コントローラ２１６は、センサ２１４によって検出または他の方法によって装置２１０に入力された圧力に基づいた心拍数、呼吸数、体重、血圧、ユーザが横になっている、体重、動き量および／または他の考慮事項に基づいて、治療緊急度レベルを計算することができる。例えば、治療緊急度レベルは、患者２１３に付与されるべき治療の緊急度（例えば、患者２１３に対して応急処置が必要か）を示すことができ、治療緊急度レベルは、単独で用いてもよいし、あるいは、治療順位を決定するために別の装置２１０の治療緊急度値と組み合わせてもよい。治療緊急度レベルは、多レベル表示（例えば、低、中および高）であってもよいし、あるいは、緊急度のランキング（例えば、最高緊急度レベル、その次の緊急レベルなど）であってもよい。
【００７５】
表示部２１７は、バイタルサイン（例えば、心拍数、呼吸数、周波数および／または動きの量、および他の情報）を表示することができる。また、表示部２１７は、治療緊急度レベルを表示することもできる。その結果、表示部２１７およびコントローラ２１６が協働して、治療緊急度レベルを示すトリアージ状態表示器を形成することができる。しかし、別の装置（例えば、スピーカー、通報装置（例えば、ポケットベル、トリアージステーションまたは携帯電話）と無線または他の方法により通信する送信機、標識または他の何らかの通報装置が治療緊急度レベルを表示することによりトリアージ状態表示器としてさらにまたはあるいは機能することも可能である。表示部２１７は、トリアージ値が高い治療緊急度レベルを示す際に例えば点滅または色を変更することにより、バイタルサインおよび／またはトリアージ値に基づいて警告を発することができる。
【００７６】
制御部２１８を用いて、センサ２１４および／またはコントローラ２１６の動作を制御することができる。例えば、制御部２１８を用いて、ブラダ２１２内の空気圧の上昇、患者２１３の年齢または体重情報の入力、患者の健康履歴（既往症）歴（例えば、アレルギーまたは現在服用している処方薬）の入力、および他の制御を行うことができる。
【００７７】
ポンプ２２０は、回転型ポンプまたは別の種類のポンプでもよい。ポンプ２２０の吸入口部分は、通風孔２２２を介して周囲の環境と流体接続され、ポンプの排出口部分は、ブラダ２１２を膨張させるようにブラダ２１２と流体接続される。ポンプ２２０はブラダ２１２と一体化可能であるが、ポンプ２２０は、ホースを介してブラダ２１２に接続された別の装置であってもよい。さらに、単一のポンプ２２０を複数のブラダ２２２に接続することも可能である。ポンプ２２０は制御装置２１５と通信可能であり、これにより、コントローラ２１６および制御部２１８のうち少なくとも１つがポンプ２２０の動作を制御することが可能となる。制御装置２１５およびポンプ２２０は、保護をするために装置１０の硬い外部内に実装できる。
【００７８】
装置２４０上に横になっている患者の少なくとも１つのバイタルサイン監視装置２４０の別の実施例は、制御装置２１５に流体接続された自動膨張式流体ブラダ２４２を有し得る。流体ブラダ２４２は、発泡体４３または別の材料を有し得る。この発泡体４３または別の材料は、ブラダ２４２を強制的に展開位置へ膨張させる。この展開位置は、図１２に示すようなブラダ２４２の位置であり、この展開位置において、流体波はブラダ２４２を通じて伝播することができる。流体ブラダ２４２は、流体を流体ブラダ２４２内に流入するための流体吸入口（例えば、図示の一方向弁２４５）を有し得る。動作時において、収縮状態から展開されると、発泡体２４３は流体ブラダ２４２を強制的に膨張させることにより真空状態が生じして、流体が弁２４５を通じて引き込まれる。一方向弁２４５を用いることにより、患者がブラダ２４２上に横になったときに流体がブラダ２４２から押し出される事態を回避することができる。流体ブラダ２４２は、流体排出口２４４をさらに有し得る。流体排出口２４４は、ブラダ２４２から流体を排出してブラダ２４２を収納位置へと戻すためのものである。この例において、制御装置２１５はセンサ２１４を備え、ホース２４６が流体ブラダ２４２の流体排出口２４４および制御装置２１５へと取り付けられ、これにより、センサ１４を流体ブラダ４２に流体接続する。その結果、流体ブラダ２４２内の圧力変動をセンサ２１４によって検出することが可能になり、センサ２１４は、検出された圧力をコントローラ（例えば、マイクロプロセッサ）またはブラダ２４２上の患者のバイタルサイン（例えば、心拍数および／または呼吸数）を測定するための制御装置２１５内の類似の装置へ中継することができる。自動膨張式の流体ブラダ２４２の場合、構成が図示の構成とは異なる場合があり、例えば、ブラダ２４２およびセンサ２１４と、センサ２１４によって検出された圧力をバイタルサイン測定のためにリモートコントローラへと中継する送信機とを単一の実装内に備えることができる。
【００７９】
装置２１０および２４０をそれぞれ図１および図２に示したが、装置２１０および２４０上に患者２１３が横になることが可能な展開配置において、装置２１０および２４０を収納可能配置にすることも可能である。例えば、ブラダ２１２を収縮させた後に包み込むかまたは他の方法でブラダ２１２を再配置することにより、ブラダ２１２を図１３に示すような収納可能配置に変形させることができる。あるいは、ブラダ２１２を畳むかまたは他の方法によってブラダ２１２の占有面積を低減することにより、ブラダ２１２を収納できるように配置することも可能である。
【００８０】
ブラダ２１２を収納可能配置から展開配置へと変形させるには、ブラダ２１２を収納可能配置において保持する任意のストラップまたは他のコネクタを外し、ポンプ２２０を用いてブラダ２１２を膨張させればよい。あるいは、装置２１０は、ポンプ２２０以外の流体源を有してもよい。例えば、装置２１０は、ブラダ２１２を高速充填する際に作動させることが可能な圧縮流体源（例えば、ＣＯ２カートリッジ）を備え得る。別の実施例として、上述した自動膨張式ブラダ２４２は、流体を自動的に吸入し得る。
【００８１】
ブラダ２１２、センサ２１４、制御装置２１５およびポンプ２２０は、収納可能な一体実装装置の一部とすることが可能であるため、装置２１０は、別の部品または収納不可能な部品を含むモニターよりもより容易に輸送および展開を行うことが可能である。さらに、装置２１０は治療順位をより適切に決定することが可能な緊急治療レベルを示すことができる。また、緊急治療レベルを用いて、非常に緊急に治療が必要な場合に警告を発することも可能である。さらに、装置２１０の構造（例えば、使用感の良い上層２１２ａおよび高耐久化耐穿刺性下層２１２ｂを設けたこと）により、装置２１０を、破片が存在し得る救急現場での使用に適したものとすることができる。
【００８２】
図１４中に、装置２３０上に横になっている複数の患者のバイタルサイン監視装置２３０の別の実施例を示す。この装置２３０は、複数の空気ブラダ２３２を有している。これらの複数の空気ブラダ２３２はそれぞれセンサ２３４を備えている。ブラダ２３２およびセンサ２３４は、図１１を参照して上述したブラダ２１２およびセンサ２１４、または図１２を参照して上述したブラダ２４２、およびセンサ２１４と同様のものでよい。例えば、センサ２３４は、各ブラダ２３２内の圧力を測定することができる。これらのセンサ２３４は、制御装置２３６と通信し得る。制御装置２３６は、図１１を参照して上述した制御装置２１５と同様に、制御部と、表示部と、バイタルサイン（例えば、心拍数および呼吸数）を測定するコントローラとを備え得る。しかし、各ブラダ２３２に対して専用制御装置を用いるのに対して、単一の制御装置２３６を用いて複数の患者のバイタルサインを測定することも可能である。さらに、制御装置２３６は、これらのブラダ２３２上の患者に対して治療緊急度ランクも含むことができる。その結果、制御装置２３６をトリアージステーションとして機能させることが可能となる。さらに、図１１を参照して上述したポンプ２２０と同様に、単一のポンプ２３８を複数のブラダ２３２と流体連通させることも可能である。さらに、ポンプ２３８は、センサ２３４および／または制御装置２３６と通信することも可能である。
【００８３】
本発明について、現時点において最も実際的な例と考えられるものに関し説明してきたが、本発明は開示した実施例に限定することを意図しているのではなく、添付の特許請求の範囲の精神および範囲内に含まれる様々な変更例および同様の構成を網羅することを意図していることを理解すべきである。添付の特許請求の範囲は、法の下において許される上記の全ての変更例および同様の構成を包含するように、最も広く解釈すべきである。
【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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【国際調査報告】
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