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技術 寝姿勢判定装置及び寝姿勢判定方法

出願人 アイシン精機株式会社
発明者 藤岡英二
出願日 2012年11月14日 (8年1ヶ月経過) 出願番号 2012-250605
公開日 2014年5月29日 (6年7ヶ月経過) 公開番号 2014-097193
状態 特許登録済
技術分野 生体の呼吸・聴力・形態・血液特性等の測定
主要キーワード 縦幅方向 圧力変動検出 臥位状態 呼気状態 吸気状態 姿勢判定 脈拍信号 右側臥位
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (12)

課題

人が側臥位状態にあるときに、その状態が左側臥位であるか右側臥位であるかを非接触で判定できる寝姿勢判定装置及び寝姿勢判定方法を提供する。

解決手段

寝姿勢判定方法は、人が臥位状態にあるときに人の荷重のうち床面に平行且つ身長方向に垂直な方向の成分を第1電気信号として検出するステップと、第1電気信号の振幅が第1所定値以上のときに人が側臥位状態にあると判定し、第1所定値未満のときに人が仰臥位状態又は腹臥位状態にあると判定するステップS1と、人の吸気状態呼気状態とを呼吸対応電気信号として検出するステップと、人が側臥位状態にあると判定されたときに、第1電気信号と呼吸対応電気信号との位相差に基づいて人が左側臥位状態にあるか右側臥位状態にあるかを判定するステップS3とを含む。

概要

背景

人が就寝中にあるときの姿勢を判定する装置としては、種々の技術が知られている。例えば、特許文献1においては、マットレスにかかる圧力の変動を検出するマイクと、マイクによる検出信号のうち特定の周波数帯域の信号を通過させて抽出した人の呼吸状態に対応する呼吸信号に基づいて、人の寝姿勢が仰臥位側臥位かを判定する姿勢判断装置が開示されている。この姿勢判断装置においては、人の寝姿勢が仰臥位であるときの方が側臥位であるときよりも呼吸信号の振幅が大きくなることを利用して、呼吸信号の振幅が大きいときには人の寝姿勢が仰臥位であると判定し、呼吸信号の振幅が小さいときには人の寝姿勢が側臥位であると判定する。

特許文献2においては、敷き寝具の下部に挿入され、縦幅方向及び横幅方向に列状に並んで配置されて敷き寝具にかかる圧力を検出する複数の感圧素子と、それらの感圧素子によって検出された圧力値に基づいて、人の寝姿勢が仰臥位か側臥位かを判定する生体情報表示装置が開示されている。この生体情報表示装置においては、人の寝姿勢が仰臥位であるときの方が側臥位であるときよりも、敷き寝具の横幅方向において圧力差変化度合いが緩やかであることを利用して、敷き寝具の横幅方向に並ぶ複数の感圧素子の平均圧力と人の重心に相当する位置での圧力との差を敷き寝具の縦方向に並ぶ複数の感圧素子について平均した圧力差の平均値を求める。そして、その平均値が閾値以下であると人の寝姿勢が仰臥位であると判定し、閾値よりも大きいと人の寝姿勢が側臥位であると判定する。

特許文献3においては、ベッドにかかる圧力の変動を検出する圧力変動検出部と、圧力変動検出部による検出信号から各々抽出した人の呼吸状態に対応する呼吸信号と人の脈拍状態に対応する脈拍信号との相関関係に基づいて、人の寝姿勢を判定する寝姿勢判定装置が開示されている。この寝姿勢判定装置においては、脈拍信号の振幅と呼吸信号の振幅との振幅比を算出し、第1寝姿勢判定値及び第2寝姿勢判定値と大小を比較することにより、人の寝姿勢が仰臥位、腹臥位、側臥位のいずれにあるかを判定する。

概要

人が側臥位状態にあるときに、その状態が左側臥位であるか右側臥位であるかを非接触で判定できる寝姿勢判定装置及び寝姿勢判定方法を提供する。寝姿勢判定方法は、人が臥位状態にあるときに人の荷重のうち床面に平行且つ身長方向に垂直な方向の成分を第1電気信号として検出するステップと、第1電気信号の振幅が第1所定値以上のときに人が側臥位状態にあると判定し、第1所定値未満のときに人が仰臥位状態又は腹臥位状態にあると判定するステップS1と、人の吸気状態呼気状態とを呼吸対応電気信号として検出するステップと、人が側臥位状態にあると判定されたときに、第1電気信号と呼吸対応電気信号との位相差に基づいて人が左側臥位状態にあるか右側臥位状態にあるかを判定するステップS3とを含む。

目的

本発明は、人が側臥位状態にあるときに、その状態が左側臥位であるか右側臥位であるかを非接触で判定できる寝姿勢判定装置及び寝姿勢判定方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

人が臥位状態にあるときに前記人の荷重のうち床面に平行且つ身長方向に垂直な方向の分力電気信号として検出する第1センサと、前記人の吸気状態呼気状態とを電気信号として検出する呼吸対応センサと、を備え、前記第1センサの検出信号振幅が第1所定値以上のときに前記人が側臥位状態にあると判断し、前記第1所定値未満のときに前記人が仰臥位状態又は腹臥位状態にあると判断し、前記人が側臥位状態にあると判断されたときに、前記第1センサの検出信号と前記呼吸対応センサの検出信号との位相差に基づいて前記人が左側臥位状態にあるか右側臥位状態にあるかを判定する寝姿勢判定装置

請求項2

前記呼吸対応センサは、前記人が臥位状態にあるときに前記人の荷重のうち身長方向に平行な方向の成分を電気信号として検出する第2センサ及び前記人が臥位状態にあるときに前記床面に垂直な方向の成分を電気信号として検出する第3センサの少なくともいずれか一方である請求項1に記載の寝姿勢判定装置。

請求項3

前記第3センサの検出信号の振幅が第2所定値以上のときに前記人が腹臥位状態にあると判定し、前記第2所定値未満のときに前記人が仰臥位状態にあると判定する請求項2に記載の寝姿勢判定装置。

請求項4

人が臥位状態にあるときに前記人の荷重のうち床面に平行且つ身長方向に垂直な方向の成分を第1電気信号として検出するステップと、前記第1電気信号の振幅が第1所定値以上のときに前記人が側臥位状態にあると判定し、前記第1所定値未満のときに前記人が仰臥位状態又は腹臥位状態にあると判定するステップと、前記人の吸気状態と呼気状態とを呼吸対応電気信号として検出するステップと、前記人が側臥位状態にあると判定されたときに、前記第1電気信号と前記呼吸対応電気信号との位相差に基づいて前記人が左側臥位状態にあるか右側臥位状態にあるかを判定するステップと、を含む寝姿勢判定方法

請求項5

前記呼吸対応電気信号は、前記人が臥位状態にあるときの前記人の荷重のうち身長方向に平行な方向の成分の信号である第2電気信号及び前記人が臥位状態にあるときの前記床面に垂直な方向の成分の信号である第3電気信号の少なくともいずれか一方である請求項4に記載の寝姿勢判定方法。

請求項6

前記人が仰臥位状態又は腹臥位状態にあると判定されたときに、前記第3電気信号の振幅が第2所定値以上のときに前記人が腹臥位状態にあると判定し、前記第2所定値未満のときに前記人が仰臥位状態にあると判定するステップと、をさらに含む請求項5に記載の寝姿勢判定方法。

技術分野

0001

本発明は、人が臥位状態にあるときの姿勢を判定する寝姿勢判定装置及び寝姿勢判定方法に関する。

背景技術

0002

人が就寝中にあるときの姿勢を判定する装置としては、種々の技術が知られている。例えば、特許文献1においては、マットレスにかかる圧力の変動を検出するマイクと、マイクによる検出信号のうち特定の周波数帯域の信号を通過させて抽出した人の呼吸状態に対応する呼吸信号に基づいて、人の寝姿勢が仰臥位側臥位かを判定する姿勢判断装置が開示されている。この姿勢判断装置においては、人の寝姿勢が仰臥位であるときの方が側臥位であるときよりも呼吸信号の振幅が大きくなることを利用して、呼吸信号の振幅が大きいときには人の寝姿勢が仰臥位であると判定し、呼吸信号の振幅が小さいときには人の寝姿勢が側臥位であると判定する。

0003

特許文献2においては、敷き寝具の下部に挿入され、縦幅方向及び横幅方向に列状に並んで配置されて敷き寝具にかかる圧力を検出する複数の感圧素子と、それらの感圧素子によって検出された圧力値に基づいて、人の寝姿勢が仰臥位か側臥位かを判定する生体情報表示装置が開示されている。この生体情報表示装置においては、人の寝姿勢が仰臥位であるときの方が側臥位であるときよりも、敷き寝具の横幅方向において圧力差変化度合いが緩やかであることを利用して、敷き寝具の横幅方向に並ぶ複数の感圧素子の平均圧力と人の重心に相当する位置での圧力との差を敷き寝具の縦方向に並ぶ複数の感圧素子について平均した圧力差の平均値を求める。そして、その平均値が閾値以下であると人の寝姿勢が仰臥位であると判定し、閾値よりも大きいと人の寝姿勢が側臥位であると判定する。

0004

特許文献3においては、ベッドにかかる圧力の変動を検出する圧力変動検出部と、圧力変動検出部による検出信号から各々抽出した人の呼吸状態に対応する呼吸信号と人の脈拍状態に対応する脈拍信号との相関関係に基づいて、人の寝姿勢を判定する寝姿勢判定装置が開示されている。この寝姿勢判定装置においては、脈拍信号の振幅と呼吸信号の振幅との振幅比を算出し、第1寝姿勢判定値及び第2寝姿勢判定値と大小を比較することにより、人の寝姿勢が仰臥位、腹臥位、側臥位のいずれにあるかを判定する。

先行技術

0005

特開2005−237479号公報
特開2005−144042号公報
特開2008−110031号公報

発明が解決しようとする課題

0006

しかし、上記特許文献1〜3に開示された技術においては、側臥位であることは判定できても、側臥位のうち人の左側を下にした状態である左側臥位と、人の右側を下にした状態である右側臥位との判別ができないという問題があった。

0007

上記問題に鑑み、本発明は、人が側臥位状態にあるときに、その状態が左側臥位であるか右側臥位であるかを非接触で判定できる寝姿勢判定装置及び寝姿勢判定方法を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0008

上記課題を解決するために、本発明に係る寝姿勢判定装置の特徴構成は、人が臥位状態にあるときに前記人の荷重のうち床面に平行且つ身長方向に垂直な方向の分力電気信号として検出する第1センサと、前記人の吸気状態呼気状態とを電気信号として検出する呼吸対応センサと、を備え、前記第1センサの検出信号の振幅が所定値以上のときに前記人が側臥位状態にあると判断し、前記所定値未満のときに前記人が仰臥位状態又は腹臥位状態にあると判断し、前記人が側臥位状態にあると判断されたときに、前記第1センサの検出信号と前記呼吸対応センサの検出信号との位相差に基づいて前記人が左側臥位状態にあるか右側臥位状態にあるかを判定する点にある。

0009

このように、第1センサと呼吸対応センサを用いて人の呼吸に伴う荷重の変化を検出し、それらの振幅の大きさ及び位相差を求めることにより、人が左臥位状態にあるか右臥位状態にあるかを非接触で判定することができる。

0010

本発明に係る寝姿勢判定装置においては、前記呼吸対応センサは、前記人が臥位状態にあるときに前記人の荷重のうち身長方向に平行な方向の成分を電気信号として検出する第2センサ及び前記人が臥位状態にあるときに前記床面に垂直な方向の成分を電気信号として検出する第3センサの少なくともいずれか一方であると好適である。

0011

もし第1センサと第2センサを用いる判定と第1センサと第3センサを用いる判定の両方を実行する構成とすれば、何らかの理由で電気信号が出力されないなど一方の判定が不調のときに、他方の判定を採用することにより寝姿勢判定を継続することができ、寝姿勢判定装置の信頼性を高めることができる。また、両方の判定結果が一致したときにだけ左側臥位状態と右側臥位状態の判定結果を出力するようにすれば、より精度の高い判定を行うことができる。

0012

本発明に係る寝姿勢判定装置においては、前記第3センサの検出信号の振幅が所定値以上のときに前記人が腹臥位状態にあると判定し、前記所定値未満のときに前記人が仰臥位状態にあると判定すると好適である。

0013

このように、第3センサを用いて人の呼吸に伴う荷重の変化を検出し、それらの振幅の大きさを求めることにより、人が仰臥位状態にあるか腹臥位状態にあるかを非接触で判定することができる。

0014

本発明に係る寝姿勢判定方法の特徴は、人が臥位状態にあるときに前記人の荷重のうち床面に平行且つ身長方向に垂直な方向の成分を第1電気信号として検出するステップと、前記第1電気信号の振幅が所定値以上のときに前記人が側臥位状態にあると判定し、前記所定値未満のときに前記人が仰臥位状態又は腹臥位状態にあると判定するステップと、前記人の吸気状態と呼気状態とを呼吸対応電気信号として検出するステップと、前記人が側臥位状態にあると判定されたときに、前記第1電気信号と前記呼吸対応電気信号との位相差に基づいて前記人が右側臥位状態にあるか左側臥位状態にあるかを判定するステップと、を含む点にある。

0015

このように、人の呼吸に伴う荷重の変化を検出した第1電気信号と呼吸対応電気信号を用いて、それらの振幅の大きさ及び位相差を求めることにより、人が左臥位状態にあるか右臥位状態にあるかを非接触で判定することができる。

0016

本発明に係る寝姿勢判定方法においては、前記呼吸対応電気信号は、前記人が臥位状態にあるときの前記人の荷重のうち身長方向に平行な方向の成分の信号である第2電気信号及び前記人が臥位状態にあるときの前記床面に垂直な方向の成分の信号である第3電気信号の少なくともいずれか一方であると好適である。

0017

もし第1電気信号と第2電気信号を用いる判定と第1電気信号と第3電気信号を用いる判定の両方を実行する構成とすれば、何らかの理由で第2電気信号又は第3電気信号が出力されないなど一方の判定が不調のときに、他方の判定を採用することにより寝姿勢判定を継続することができ、寝姿勢判定装置の信頼性を高めることができる。また、両方の判定結果が一致したときにだけ左側臥位状態と右側臥位状態の判定結果を出力するようにすれば、より精度の高い判定を行うことができる。

0018

本発明に係る寝姿勢判定方法においては、前記人が仰臥位状態又は腹臥位状態にあると判定されたときに、前記第3電気信号の振幅が所定値以上のときに前記人が腹臥位状態にあると判定し、前記所定値未満のときに前記人が仰臥位状態にあると判定するステップと、をさらに含むと好適である。

0019

このように、人の呼吸に伴う荷重の変化を検出した第3電気信号を用いて、それらの振幅の大きさを求めることにより、人が仰臥位状態にあるか腹臥位状態にあるかを非接触で判定することができる。

図面の簡単な説明

0020

本実施形態に係る寝姿勢判定装置を備えたベッドに人が臥位状態にあることを表す斜視図である。
寝姿勢判定装置の回路構成を表すブロック図である。
人が仰臥位状態にあることを表す平面図である。
人が仰臥位状態にあるときのX軸分力,Y軸分力,Z軸分力の時間変化を表すグラフである。
人が腹臥位状態にあることを表す平面図である。
人が腹臥位状態にあるときのX軸分力,Y軸分力,Z軸分力の時間変化を表すグラフである。
人が左側臥位状態にあることを表す平面図である。
人が左側臥位状態にあるときのX軸分力,Y軸分力,Z軸分力の時間変化を表すグラフである。
人が右側臥位状態にあることを表す平面図である。
人が右側臥位状態にあるときのX軸分力,Y軸分力,Z軸分力の時間変化を表すグラフである。
寝姿勢判定部における寝姿勢を判定するフローチャートである。

実施例

0021

1.寝姿勢判定装置の構造
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。図1に、本実施形態に係る寝姿勢判定装置10が備えられたベッド1に人5が横たわっている状態、すなわち臥位状態にあることを表す斜視図を示す。図2に、寝姿勢判定装置10の回路構成を表すブロック図を示す。寝姿勢判定装置10は、荷重センサ11,フィルタ処理部12,信号増幅部13,A/D変換部14,演算処理部15,記憶部16から構成される。

0022

図1に示すように、ベッド1はベッドフレーム2の上にマットレス4を載置して構成されており、マットレス4の上に人5が横たわっている。ベッド1は床の上に載置されている。この状態で、床面に平行で且つ人5の肩幅の方向をX軸、床面に平行で且つ身長の方向をY軸、床面に垂直な方向をZ軸とし、各軸の矢印の向きを正方向とする。ベッドフレーム2は4本の脚3を備えており、脚3が床と接している箇所に荷重センサ11が備えられている。荷重センサ11は、ベッド1に臥位状態にある人5の荷重を、例えば0.1秒ごとに検出し出力する。荷重センサ11はトータルの荷重だけでなく、その荷重のX軸,Y軸,Z軸の各方向の分力(以下、単にX軸分力,Y軸分力,Z軸分力とも称する)も同時に検出し、出力することが可能である。荷重センサ11のうち、X軸分力を検出し出力する部分が第1センサの一例であり、Y軸分力を検出し出力する部分が第2センサの一例であり、Z軸分力を検出し出力する部分が第3センサの一例である。荷重センサ11のうち、Y軸分力を検出し出力する部分とZ軸分力を検出し出力する部分とをまとめたものが呼吸対応センサの一例である。荷重センサ11のうち、X軸分力の検出信号が第1電気信号の一例であり、Y軸分力の検出信号が第2電気信号の一例であり、Z軸分力の検出信号が第3電気信号の一例である。荷重センサ11のうち、Y軸分力の検出信号とZ軸分力の検出信号とをまとめたものが呼吸対応信号の一例である。荷重センサ11は、脚3が床と接している箇所だけではなく、脚3の付け根など他の場所に備えられていてもよい。また、荷重センサ11の代わりに、圧力センサを用いてもよい。

0023

図1に示すように、フィルタ処理部12,信号増幅部13,A/D変換部14,演算処理部15,記憶部16は筐体に収められており、筐体内部の回路と荷重センサ11とはケーブル21により電気的に接続されている。

0024

フィルタ処理部12は、ローパスフィルタLPF)又はバンドパスフィルタ(BPF)から構成されており、荷重センサ11から出力されたX軸分力,Y軸分力,Z軸分力のそれぞれの検出信号に含まれるノイズを除去して、検出信号のみを抽出する。以下、X軸分力,Y軸分力,Z軸分力のそれぞれの検出信号を一括称呼するときは、単に検出信号と称する。

0025

信号増幅部13は、寝姿勢の判定が可能となる信号強度になるまで検出信号を増幅する。A/D変換部14はアナログ信号である検出信号をデジタル信号に変換する。

0026

演算処理部15は、入力された検出信号から寝姿勢を判定し、その結果を出力する。演算処理部15は、分力演算部17,寝姿勢判定部18,判定結果出力部19から構成される。分力演算部17は、4個の荷重センサ11それぞれのX軸分力の検出信号,Y軸分力の検出信号,Z軸分力の検出信号を軸ごとに合算する演算を行い、人5が臥位状態にあるときの荷重のX軸分力,Y軸分力,Z軸分力を算出する。寝姿勢判定部18は、分力演算部17の演算結果に基づいて、人5の臥位状態の寝姿勢が仰臥位,腹臥位,左側臥位,右側臥位のいずれであるかを判定する。寝姿勢判定部18における寝姿勢の判定手順については後述する。判定結果出力部19は、寝姿勢判定部18の判定結果を出力する。

0027

記憶部16は、判定結果出力部19から出力された判定結果を記憶する。記憶部16に判定結果を蓄積することにより、人5の睡眠中の臥位状態の変化を知ることができる。この判定結果の蓄積に基づいて、臥位状態に応じた寝具を提供することが可能になる。また、判定結果をコントローラ20に入力することにより、空調・照明等を制御して人5が快適な睡眠を得られる環境を作ることができる。

0028

2.寝姿勢判定手順
以下に、分力演算部17にて算出されたX軸分力,Y軸分力,Z軸分力に基づいて、人5の寝姿勢を判定する手順について説明する。図3に、人5が仰臥位状態にあることを表す平面図を示す。図4に、人5が仰臥位状態にあるときのX軸分力,Y軸分力,Z軸分力の時間変化を表すグラフを示す。図5に、人5が腹臥位状態にあることを表す平面図を示す。図6に、人5が腹臥位状態にあるときのX軸分力,Y軸分力,Z軸分力の時間変化を表すグラフを示す。図7に、人5が左側臥位状態にあることを表す平面図を示す。図8に、人5が左側臥位状態にあるときのX軸分力,Y軸分力,Z軸分力の時間変化を表すグラフを示す。図9に、人5が右側臥位状態にあることを表す平面図を示す。図10に、人5が右側臥位状態にあるときのX軸分力,Y軸分力,Z軸分力の時間変化を表すグラフを示す。図11に、寝姿勢判定部18において寝姿勢を判定するフローチャートを示す。

0029

図4に示すように、人5が仰臥位状態にあるときは、X軸分力はほぼ一定である。一方、Y軸分力は時間と共に変化している。また、Z軸分力はY軸分力と逆位相で変化し且つその全振幅は予め決められた値であるBよりも小さい。全振幅の値Bは、第2所定値の一例である。人5が息を吸うがふくらむので、これに伴いY軸の正方向の荷重が増える。すなわち、人5が息を吸ったときにY軸分力は最大値となり、息を吐いたときに最小値となる。また、人5が息を吸って胸がふくらむと背中が反った状態になり、背中がマットレス4から離れてZ軸方向の荷重が小さくなり、息を吐くと背中が元に戻り、背中がマットレス4を押しつけてZ軸方向の荷重が大きくなる。すなわち、人5が呼吸することによりZ軸分力は変化する。従って、仰臥位状態にあるときのZ軸分力は、人5が息を吸ったときに最小値となり、息を吐いたときに最大値となる。この結果、仰臥位状態においては、Y軸分力とZ軸分力とは逆位相となる。なお、人5の呼吸によるY軸分力の時間変化は、人5の臥位状態が腹臥位,左側臥位,右側臥位のときでも仰臥位状態と同じ関係、すなわち息を吸ったときに最大値、息を吐いたときに最小値となり、振幅もほとんど変化しないので、Y軸分力を人5の吸気状態と呼気状態との判断に使用することができる。

0030

図6に示すように、人5が腹臥位状態にあるときは、仰臥位状態と同様、X軸分力はほぼ一定である。一方、Y軸分力は、仰臥位状態と同様、時間と共に変化している。また、Z軸分力はY軸分力と同位相で変化し且つその全振幅はBよりも大きい。Y軸分力は、上述したように、人5が息を吸ったときに最大値となり、息を吐いたときに最小値となる。一方、腹臥位状態で人5が息を吸って胸がふくらむと、背骨を基準にして胸がマットレス4に押しつけられてZ軸方向の荷重が大きくなるので、人5が息を吸ったときにZ軸分力は最大値となり、息を吐いたときに最小値となる。そのため、腹臥位状態のときには、仰臥位状態のときとは逆に、Y軸分力とZ軸分力とは同位相となる。また、胸がマットレス4に押しつけられる分、Z軸分力の全振幅もBよりも大きくなる。

0031

図8に示すように、人5が左側臥位状態にあるときは、X軸分力は変化し、全振幅がAよりも大きくなる。全振幅の値Aは、第1所定値の一例である。これは、人5は呼吸することにより、胸のふくらみバランスをとるために、頭が前後すなわちX軸方向に動くためである。すなわち、左側臥位状態にあるときは、人5が息を吸ったときに人5の頭は後方(X軸の正方向)に動き、息を吐いたときに頭は前方に動く。この結果、人5が左側臥位状態にあるときは、X軸分力とY軸分力とは同位相となる。また、Z軸分力はY軸分力と逆位相で変化し且つその全振幅はBよりもかなり小さい。全振幅がBよりもかなり小さい理由は、人5の呼吸による胸のふくらみ等は人5の身体の前後方向への動きであるが、側臥位状態にあるときは、前後方向の身体の変化はZ軸に対して垂直方向に生じるためである。

0032

図10に示すように、人5が右側臥位状態にあるときは、X軸分力は変化し、全振幅がAよりも大きくなる。これは上述したように、人5の呼吸により、胸のふくらみとバランスをとるために、人5の頭が前後、すなわちX軸方向に動くためである。すなわち、右側臥位状態にあるときは、人5が息を吸ったときに人5の頭は後方(X軸の負方向)に動き、息を吐いたときに頭は前方に動く。この結果、人5が右側臥位状態にあるときは、X軸分力とY軸分力とは逆位相となる。また、左側臥位状態と同様、Z軸分力はY軸分力と逆位相で変化し且つ全振幅はBよりもかなり小さい。

0033

次に、図11に示す寝姿勢を判定するフローチャートについて説明する。図11に示すように、分力演算部17から出力されて寝姿勢判定部18に入力されたX軸分力,Y軸分力,Z軸分力は、最初にX軸分力の全振幅がA未満か否かの判断がなされる(S1)。X軸分力の全振幅がA未満(S1がYes)であれば、人5は仰臥位状態又は腹臥位状態にあると判断され、X軸分力の全振幅がA以上(S1がNo)であれば、人5は側臥位状態にあると判断される。上述したように、人5は呼吸することにより、頭が前後に動く。仰臥位,腹臥位,側臥位の各状態のうち、X軸分力が時間と共に変化するのは側臥位状態のときのみである。従って、X軸分力の全振幅がA以上であることは、頭の前後方向がX軸に平行になっていることを示しており、人5は側臥位状態にあると判断される。

0034

X軸分力の全振幅がA未満(S1がYes)のときは、次に、Z軸分力の全振幅がB未満か否かの判断がなされる(S2)。Z軸分力の全振幅がB未満(S2がYes)であれば、人5は仰臥位状態にあると判定され、Z軸分力の全振幅がB以上(S2がNo)であれば、人5は腹臥位にあると判定される。上述したように、人5の呼吸により胸がふくらむ。そして、Z軸分力の全振幅の大きさは、人5が息を吸ったときに胸がマットレス4を押しつけているか否かに対応している。従って、Z軸分力の全振幅がB以上であれば、胸がマットレス4に押しつけられていることを示し、人5は腹臥位状態にあると判定される。また、Z軸分力の全振幅がB未満であれば、胸はマットレス4に押しつけられていないことを示し、人5は仰臥位状態にあると判定される。

0035

X軸分力の全振幅がA以上(S1がNo)のときは、次に、X軸分力の位相とY軸分力の位相の比較がなされる(S3)。X軸分力とY軸分力の位相差が90°未満(S3がYes)のときは、X軸分力とY軸分力の位相は同位相寄りであるため人5は左側臥位にあると判定され、位相差が90°〜180°(S3がNo)のときは、X軸分力とY軸分力の位相は逆位相寄りであるため人5は右側臥位にあると判定される。上述したように、人5の呼吸によるY軸分力の時間変化は、人5が左側臥位状態のときも右側臥位状態のときも同じであるのに対し、X軸分力の時間変化は、人5が左側臥位状態のときと右側臥位状態のときとでは正負が逆になるため、左側臥位状態においてはX軸分力とY軸分力とは同位相となり、右側臥位状態においてはX軸分力とY軸分力とは逆位相となる。

0036

このように、荷重センサ11により人5の荷重のX軸分力,Y軸分力,Z軸分力を検出し、それらの振幅の大きさ及び位相差を求めることにより、人5の臥位状態を非接触で判定することができる。

0037

本実施形態におけるX軸、又はY軸の正負方向を逆にすることにより、左側臥位状態と右側臥位状態にあるときのX軸分力とY軸分力の位相差の関係が逆になったとしてもよいことは言うまでもない。また、図8図10に示すように、左側臥位状態と右側臥位状態のいずれのときにも、Y軸分力とZ軸分力とは逆位相となっているので、左側臥位状態と右側臥位状態を判別するのに、X軸分力とY軸分力の位相差ではなく、X軸分力とZ軸分力の位相差により判別してもよい。すなわち、ステップS3においては、Z軸分力を人5の吸気状態と呼気状態との判断に使用することができる。ただし、人5が側臥位状態のときはZ軸分力の全振幅は小さいので信号増幅部13の増幅率を高める必要がある。このように、X軸分力とY軸分力の位相差とX軸分力とZ軸分力の位相差の両方を求めることにより、何らかの理由で検出信号が出力されないなど一方の判定が不調のときに、他方の判定を採用することにより左側臥位状態と右側臥位状態の判定を継続することができ、寝姿勢判定装置10の信頼性を高めることができる。なお、左側臥位状態と右側臥位状態の判定に際し、Y軸分力とZ軸分力のいずれか一方だけを用いることだけに限定する必要はない。X軸分力とY軸分力、X軸分力とZ軸分力の両方の位相差を求めて、それら両方の判定結果が一致したときにだけ左側臥位状態と右側臥位状態の判定結果を出力することにより、より精度の高い判定を行うことができる。

0038

本実施形態における荷重センサ11は、1個のセンサでX軸,Y軸,Z軸の各分力を検出し出力することができる仕様のものであったが、これに限られるものではない。一軸方向だけを検出できる仕様の荷重センサ11を用いて、X軸,Y軸,Z軸の各方向の荷重をそれぞれ別々の荷重センサ11で検出するように寝姿勢判定装置10を構成してもよい。

0039

本実施形態はベッド1に対して寝姿勢判定装置10を適用したが、これだけに限られるものではない。車両用シートなどのシート類に適用することができるのは当然である。

0040

本実施形態は、人5の呼吸に伴う荷重のX軸分力,Y軸分力,Z軸分力の振幅の大きさ及び位相差を求めることにより人5の臥位状態を判定したが、これだけに限られるものではない。人5の心拍に伴う荷重のX軸分力,Y軸分力,Z軸分力の振幅の大きさ及び位相差を求めることにより人5の臥位状態を判定してもよい。

0041

本発明は、人が臥位状態にあるときの姿勢を判定する寝姿勢判定装置及び寝姿勢判定方法に利用することが可能である。

0042

5 人
10 寝姿勢判定装置
11荷重センサ(第1センサ,第2センサ,第3センサ,呼吸対応センサ)

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