(57)【要約】  ベッド上のユーザの観察に使用するための離床警報システムが提供され、これは、ユーザの１つ以上の生理学的特徴を測定するため、及び、１つ以上の生理学的特徴を示す対応信号を生じるための、１つ以上のセンサと、対応信号を観察し、１つ以上の生理学的特徴の変化から、ユーザがベッドから出ようとしている可能性を決定するように構成される、プロセッサとを有する。
2012502342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベッド上のユーザの観察に使用するための離床警報システムであって、
前記ユーザの１つ以上の生理学的特徴を測定するため、及び前記１つ以上の生理学的特徴を示す対応信号を生じるための１つ以上のセンサと、
前記対応信号を観察し、前記１つ以上の生理学的特徴の変化から、前記ユーザが前記ベッドから出ようとする可能性を決定するプロセッサとを有する、離床警報システム。
【請求項２】
前記プロセッサがさらに、前記ユーザが前記ベッドから出そうであることを決定する場合に警告又は警報信号を発する、請求項１に記載の離床警報システム。
【請求項３】
前記１つ以上のセンサによって測定される前記ユーザの前記１つ以上の生理学的特徴が、心拍数、脈拍数、呼吸速度、体温、血圧、又は心拍変動のうちのいずれか１つ以上を有する、請求項１又は２に記載の離床警報システム。
【請求項４】
前記プロセッサが、前記１つ以上の生理学的特徴の変化を、所定の閾値又は基準のセットと比較することによって、前記ユーザが前記ベッドから出ようとしているかどうかを決定する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の離床警報システム。
【請求項５】
前記プロセッサが、前記１つ以上の生理学的特徴の変化を、前記ユーザによる複数の前の離床中に収集されたデータと比較することによって、前記ユーザが前記ベッドから出ようとしている可能性を決定する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の離床警報システム。
【請求項６】
前記ベッド上の前記ユーザの存在又は不在を検出するためのセンサをさらに有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の離床警報システム。
【請求項７】
生理学的特徴を測定するための前記１つ以上のセンサのうちの１つが、前記ベッド上の前記ユーザの存在又は不在を検出するためのセンサとして使用される、請求項６に記載の離床警報システム。
【請求項８】
前記センサが圧力センサ又は歪みゲージを有する、請求項６又は７に記載の離床警報システム。
【請求項９】
前記プロセッサがさらに、前記ユーザが前記ベッドから出たことを前記センサが示す場合に警告又は警報信号を発する、請求項６、７又は８に記載の離床警報システム。
【請求項１０】
前記プロセッサが、離床予測アルゴリズムを用いて、前記１つ以上の生理学的特徴の変化から、前記ユーザが前記ベッドから出ようとしている可能性を決定する、請求項６、７、８又は９に記載の離床警報システム。
【請求項１１】
前記プロセッサが、前記決定された可能性と、前記センサからの前記ユーザがその後前記ベッドを出るかどうかの表示との比較に基づいて、前記離床予測アルゴリズムを更新する、請求項１０に記載の離床警報システム。
【請求項１２】
前記プロセッサが前記離床予測アルゴリズムを実装するための教師あり分類アルゴリズムを有する、請求項１１に記載の離床警報システム。
【請求項１３】
ユーザがベッドから出る可能性を予測する方法であって、
前記ユーザの１つ以上の生理学的特徴を観察するステップと、
前記１つ以上の生理学的特徴の変化から、前記ユーザが前記ベッドから出ようとしている可能性を決定するステップとを有する方法。
【請求項１４】
ユーザがベッドから出る可能性を予測するためのコンピュータプログラムであって、コンピュータ又はプロセッサ上で実行されるとき、前記コンピュータ又はプロセッサに、
ユーザの１つ以上の生理学的特徴を示す信号を受信させ、
前記受信信号によって示される前記１つ以上の生理学的特徴の変化から、前記ユーザが前記ベッドから出ようとしている可能性を決定させる、
コンピュータプログラムコードを有する、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は離床警報システム（ｂｅｄ  ｅｘｉｔ  ｗａｒｎｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）に関し、特に該システムのユーザのバイタルサインを観察する離床警報システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザ若しくは患者がそのベッドの中にいるかどうか、又はユーザ若しくは患者が起きてそのベッドを離れたかどうかを観察することは、いくつかの応用において重要である。最も顕著な応用は、高齢者のケア、子供のケア、及び、例えば外科手術後など、特定の疾患若しくは状況を伴う患者のケアである。
【０００３】
患者がそのベッドを離れたときに検出することができる、利用可能ないくつかの従来技術装置がある。通常、これらの装置はベッド上の圧力スイッチ又は圧力検出マットのいずれかを使用し、圧力の解放が、患者がベッドを離れることに関連している。
【０００４】
これらの装置の多くの場合、信頼できる動作には、圧力スイッチ又は圧力検出マットがベッド上のマットレスの上に設置されることを必要とする。これは２つの主要な欠点をもたらす。第一に、装置は硬いことが多く（すなわち曲げにくい）、これはベッドの占有者に不快感を生じ、いくつかの応用においては（例えば認知症患者の観察においては）、患者に物理的及び生理的刺激を生じる可能性がある。第二に、装置が（柔軟な）マットレスの上におかれるので、これらは急速に材料疲労を経験し、通常使用で機能しなくなる。
【０００５】
さらに、応用上の性質から、誤警報の発生を最小限にしつつ、患者若しくはユーザがベッドを離れたことをできるだけ早く警報することが望ましいことが明らかである。
【０００６】
従来の装置は、空間分解能により、ユーザが感圧マットを用いることによって離床を予測する。従って、これらのマットでは、ベッド占有者の姿勢変化がマットの表面にわたる体重分布の変化として検出される。通常、警報はベッド占有者の検出位置がある所定閾値を超えるときに発動されることができる。しかしながら、これらの装置は大きな感圧マット（すなわちベッドのサイズ、又はベッドのサイズに近い）の使用に依存するので、かなり煩わしい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、ユーザがベッドから出ようとするときを予測するための代替的システムを提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
従って、本発明の第一の態様によれば、ベッド上のユーザの観察に使用するための離床警報システムが提供され、該システムは、ユーザの１つ以上の生理学的特徴を測定するため、及び１つ以上の生理学的特徴を示す対応信号を生じるための１つ以上のセンサと、対応信号を観察し、１つ以上の生理学的特徴の変化から、ユーザがベッドから出ようとする可能性を決定するように構成されるプロセッサとを有する。
【０００９】
好適には、プロセッサはさらに、ユーザがベッドから出そうであることを決定する場合に警告又は警報信号を発するように構成される。
【００１０】
好適な実施形態において、１つ以上のセンサによって測定されるユーザの１つ以上の生理学的特徴は、心拍数、脈拍数、呼吸速度、体温、血圧、又は心拍変動のうちのいずれか１つ以上を有する。
【００１１】
好適には、プロセッサは、１つ以上の生理学的特徴の変化を所定の閾値又は基準のセットと比較することによって、ユーザがベッドから出ようとしているかどうかを決定するように構成される。
【００１２】
好適には、プロセッサは、１つ以上の生理学的特徴の変化を、ユーザによる複数の前の離床中に収集されたデータと比較することによって、ユーザがベッドから出ようとしている可能性を決定するように構成される。
【００１３】
好適な実施形態において、離床警報システムはベッド上のユーザの存在又は不在を検出するためのセンサを有する。
【００１４】
好適には、生理学的特徴を測定するための１つ以上のセンサのうちの１つは、ベッド上のユーザの存在又は不在を検出するためのセンサとして使用される。
【００１５】
一実施形態において、センサは圧力センサ又は歪みゲージを有する。
【００１６】
好適には、プロセッサはさらに、ユーザがベッドから出たことをセンサが示す場合に警告又は警報信号を発するように構成される。
【００１７】
好適には、プロセッサは、離床予測アルゴリズムを用いて、１つ以上の生理学的特徴の変化から、ユーザがベッドから出ようとしている可能性を決定するように構成される。
【００１８】
好適には、プロセッサは、決定された可能性と、センサからのユーザがその後ベッドを出るかどうかの表示との比較に基づいて、離床予測アルゴリズムを更新するように構成される。
【００１９】
好適には、プロセッサは、離床予測アルゴリズムを実装するための教師あり分類アルゴリズムを有する。
【００２０】
本発明の第二の態様によれば、ユーザがベッドから出る可能性を予測する方法が提供され、該方法はユーザの１つ以上の生理学的特徴を観察するステップと、１つ以上の生理学的特徴の変化から、ユーザがベッドから出ようとしている可能性を決定するステップとを有する。
【００２１】
本発明の第三の態様によれば、ユーザがベッドから出る可能性を予測するためのコンピュータプログラムが提供され、該コンピュータプログラムは、コンピュータ又はプロセッサ上で実行されるときに、コンピュータ又はプロセッサに、ユーザの１つ以上の生理学的特徴を示す信号を受信させ、受信信号によって示される１つ以上の生理学的特徴の変化から、ユーザがベッドから出ようとしている可能性を決定させる、コンピュータプログラムコードを有する。
【００２２】
従って、本発明は、観察される被験者がベッドから出ようとするときを、被験者の生理学的特徴に基づいて予測するためのシステムと方法を提供する。離床の予測の信頼性は、誤検出警報を最小化するために評価される。該システムはさらに、観察される被験者がベッドから出る場合に警報又は警告を発することができる。該システムは、観察される被験者にとって全く邪魔にならないという利点を持つ。
【００２３】
本発明の様々な実施形態は、ほんの一例として、以下の図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明にかかる離床警報システムの図である。
【図２】本発明にかかる離床警報システムのブロック図である。
【図３】本発明にかかる方法を図示するフローチャートである。
【図４】離床を予測するためのサポートベクターマシン分類を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１に、マットレス４を持つベッド２が示される。離床警報システム５は、マットレス４に横になっている人がベッド２から出そうなときを予測するために設けられる。この図示された実施形態において、離床警報システム５はマットレス４の下に設けられるセンサユニット６を有するが、代替的な実施形態においてセンサユニット６はマットレス４の上に、又はベッド２の一体部分として設けられるか、又はマットレス４の中に組み込まれてもよい。
【００２６】
離床警報システム５は基地局８も有し、これはベッド２の近く又はさらに離れて監視局（例えばナースステーションなど）に位置することができ、これはセンサユニット６と通信し、ベッド２上の人がベッド２から出そうであるという警告又は警報を鳴らすことができる。
【００２７】
図２は離床警報システム５をより詳細に示す。センサユニット６は、ユーザから測定される生理学的特徴に対応する信号を生成する１つ以上の生理学的特徴センサ１０を有する。生理学的特徴は、脈拍（若しくは心拍）、体温、血圧及び呼吸速度などのバイタルサイン、又は心拍変動などの任意の他の測定可能な生理学的特徴を有することができる。１つ以上の生理学的特徴センサ１０は受動的センサ（すなわち電源を必要としない）又は能動的センサ（すなわち電源を必要とする）であることができる。
【００２８】
プロセッサ１２は１つ以上のセンサ１０から信号を受信し、信号を観察して、ユーザがベッド２から出ようとしているかどうかを決定する。特に、プロセッサ１２は１つ以上の生理学的特徴に対応する信号の特定の変化に応じて、ユーザがベッド２から出ようとしていることを決定する。
【００２９】
プロセッサ１２が、ユーザがベッドから出そうであることを決定する場合、警報又は警告信号が送信機１４へ提供され、これは警報又は警告信号を基地局８へ送信する。
【００３０】
好適な実施形態において、センサユニット６は、ユーザが実際にベッド２から出たことを検出するためのセンサ１８も有する。このセンサ１８は少なくとも１つの圧力センサ又は歪みゲージを有することができ、これはユーザがベッド２から出たかどうかをシステム５が決定することを可能にする。加えて、圧力センサ又は歪みゲージが空間次元を持つ場合（すなわち、これはベッドのどこに圧力又は歪みが加わっているか決定することができる）、これは、ユーザがベッド２から出ようとしているかどうかの決定の一部としてプロセッサ１２によって使用されることができる。センサ１８はまた、若しくは代替的に、ユーザ若しくはベッド２の周りの周囲条件を測定するための１つ又は複数のセンサを有することができる。
【００３１】
好適な実施形態において、ユーザの生理学的特徴を測定するために使用されるセンサ１０の１つは、ユーザが実際にベッドから出たことを検出するための別のセンサ１８の代わりに使用されることができる。例えば、高感度圧力センサ又は歪みゲージが心拍動又は心拍数を測定するために使用されることができ、この圧力センサ又は歪みゲージは、ユーザがまだベッドにいることを検出するためにも使用されることができる。
【００３２】
基地局８は、センサユニット６からの警報又は警告信号を受信するための受信機２０、プロセッサ２２、及びユーザがベッド２から出ようとしているという警告又は警報を発するためのアラーム２４を有する。
【００３３】
当然のことながら、代替的な実施形態において、離床の予測はセンサユニット６ではなく基地局８においてなされることができ、この場合センサユニット６はセンサ１０からの信号を基地局８へ解析のために送信する。
【００３４】
さらに当然のことながら、センサユニット６及び基地局８の機能は単一の装置に一体化されることができる。
【００３５】
センサユニット６は、運動、呼吸速度及び心拍数（心拍変動を含む）などの生理学的特徴を連続的に観察することができる。プロセッサ１２は、下記のように離床イベントを予測するために得られる信号を使用することができる。
【００３６】
図３は本発明の第一の態様にかかる方法を示す。ステップ１０１において、ベッド２のユーザの生理学的特徴が観察される。ステップ１０３において、ユーザがベッドから出そうであるかどうかを予測するために、ユーザの生理学的特徴の変化が離床予測アルゴリズムを用いて解析される。離床予測アルゴリズムは、単純な実施形態において、ユーザの生理学的特徴に対する閾値若しくは基準のセット、又はユーザの生理学的特徴の変化に対する閾値若しくは基準のセットを有することができる。
【００３７】
典型的な夜の"離床"イベントは４つの異なる段階を持つことが観察されている：人が目を覚ます、人がトイレに行きたいという衝動に気付く（又はベッドから出る別の理由）、人がベッドから身を起こす、及び人がベッドから出る。
【００３８】
目を覚ますプロセスは個人の心拍変動、及び活性スペクトルに反映されることがよく知られている。従って、センサユニット６内のプロセッサ１２は、必ずしも、個人がベッドから出る意識的な決断をする前であっても、生理学的特徴センサ１０から提供される信号からこの変動を認識することができる。人が起き上がることを決定するとき、"交感神経活性"が測定され、これは心拍変動パターンに別の変化をもたらす。人がベッドから身を起こすとき、これは一方では圧力センサ又は歪みゲージ（ある場合）に作用する力の著しい変化をもたらし、垂直位置への姿勢の変化のために心拍数が上昇する。そして人はベッドから離れ、これは生理学的特徴がもはや検出されないことを意味し、圧力センサ又は歪みゲージ（ある場合）はベッド２に人がいないことを示す。
【００３９】
離床システム５はベッドから出るプロセスを示す生理学的特徴のセットを測定するが、これは実際の離床が起こるとすぐに、それを確実に検出することもできる。これはシステム５が自己学習的であることを可能にし、これはシステム５が、実際の離床の前に起こる生理学的特徴の変化を解析することができることを意味し、並びに、離床が起こりそうかどうかを決定するために使用されるアルゴリズムを特定のユーザ又は患者に合わせることを可能にする。
【００４０】
従って、本発明の好適な実施形態は、離床プロセスにおいて実行されるステップのいくつか（目覚め、起き上がりなど）は常に起こるとしても、それらはそれでもやはりいくつかの点で（例えば上体を起こしてからベッドを出るまでの期間など）個人によって異なり得るので、離床予測アルゴリズムを適応させるためにこうした反復学習を使用する。
【００４１】
反復学習システムは確率ネットワークの形で実装されることができ、これは他のセンサから生理学的特徴値と出力を受信する（心拍変動、大きな動き、圧力の量及び／又は位置、呼吸速度及び心拍数など）。
【００４２】
システム５は、最後のｎ回の離床中に記録された特定の人のデータに従って離床の確率を評価することができる。このシステムは従って、薬剤の変化又は健康状態の向上若しくは衰退など、様々な因子によって生じ得る観察された人の挙動の変化に自動的に適応する。
【００４３】
この反復学習システムを提供する１つの方法は、ニューラルネットワーク（ＮＮ）又はサポートベクターマシン（ＳＶＭ）のようないくつかの分類器を訓練することである。これらの教師あり分類アルゴリズムは、取得データに、離床が実際に起こったという知識を加えたものから成る訓練ペアから学習する。この文脈において、ＳＶＭは分離されるべきオブジェクトの２クラス間に分離超平面を見つけようとするので、サポートベクターマシンはニューラルネットワークよりも好ましい（図３参照）。この超平面（図３に黒い実線で示される）は、分離されるべき２クラスの２つの最接近オブジェクトまでの最大可能距離ｄを持つように構成される。新たな点は、分離超平面に対するその位置に応じてクラスに割り当てられる。分離超平面の近くにある点（例えば"ｘ"点）は、超平面からより遠く離れた点（例えば"＋"点）よりも低い信頼性で分類される。従って、離床警報の信頼性は直接評価されることができ、その特性は誤検出警報の数を減らすために有利に使用されることができる。
【００４４】
さらに、信頼性測定を持つことで、高齢者介護施設などにおける典型的な応用における利点をもたらすことができ、ここでは"予測"警報（すなわち離床を予測する警報）のフォローアップをするかどうかを決めるのは夜勤看護師次第である。応用は、全ての個人にとって、介護スタッフへの通知につながる信頼性レベルが患者の個人的ニーズに適応されることができるような方法で設計されることができる。
【００４５】
従って、生理学的特徴の測定における変化に基づいて、ユーザ／患者がベッドから出ようとしているかどうかの信頼できる予測を提供する離床警報システムが提供され、これは好適な実施形態では、信頼できる在床（ｂｅｄ  ｐｒｅｓｅｎｃｅ）検出器を提供し、並びに、離床を予測するために自動的にユーザ／患者の個人の特徴に適応することができる。この予測の重要な態様は、例えば認知症ケア又は病院ケアにおける警報システムとしての該システムの使用を最適化するために、信頼性スコアで標識されることができるということである。
【００４６】
上記の通り、離床警報システム５は、ベッド２上の人の生理学的特徴、並びに（好適な実施形態では）周囲条件及びベッド２におけるユーザの実際の存在又は不在を、邪魔することなく観察する。
【００４７】
システム５は、生理学的特徴観察と、圧力又は歪み検出との組み合わせが、苦しんでいるユーザが検出されること（すなわち、彼らが呼吸停止している、彼らが異常な心拍数を持っている（すなわち遅過ぎる（徐脈）若しくは速過ぎる（頻脈）若しくは不規則（不整脈））、又は彼らの体温が低下若しくは上昇している、という意味での苦痛）、並びに、個別の警報信号が生成されることを可能にするという利点も持つ。
【００４８】
従って、本発明はユーザがベッドから出ようとするときを予測するためのシステムを提供する。さらに、本発明の好適な実施形態は、全く邪魔にならない、そしてユーザの快適さに決して影響を及ぼさないシステムを提供する。
【００４９】
本発明は図面及び前述の説明において詳細に図示され記載されているが、かかる図示と記載は説明又は例示であって限定ではないと見なされるべきであり、本発明は開示された実施形態に限定されない。
【００５０】
開示された実施形態への変更は、図面、開示、及び添付の請求項の考察から、請求された発明を実践する上で当業者によって理解され、もたらされることができる。請求項において、"有する"という語は他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞"ａ"又は"ａｎ"は複数を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に列挙された複数の項目の機能を満たしてもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に、又はその一部として設けられる、光学式記憶媒体又は固体媒体などの適切な媒体上に記憶／配信され得るが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムなどを介して他の形式で配信されてもよい。請求項における任意の参照符号はその範囲を限定するものと解釈されてはならない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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