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技術 荷重検出器、荷重検出システム、及び生体状態モニタリングシステム

出願人 ミネベアミツミ株式会社
発明者 大森清飯田徳仁林田貴弘増田重巳轟真佑
出願日 2017年6月16日 (3年0ヶ月経過) 出願番号 2017-119042
公開日 2019年1月10日 (1年5ヶ月経過) 公開番号 2019-002848
状態 未査定
技術分野 特殊目的重量測定 重量測定装置 脈拍・心拍・血圧・血流の測定 生体の呼吸・聴力・形態・血液特性等の測定
主要キーワード 重心軌跡 貫通孔近傍 被支持点 極値点 Y座標 ベッドシステム 介護従事者 変位幅
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (14)

課題

ベッド3点支持状態に至ることを抑制して、ベッド上の被験者荷重をより高い精度で検出できる荷重検出器を提供する。

解決手段

ベッドに対して該ベッド上の被験者の荷重を該ベッドの4点を介して検出するように設けられる4つの荷重検出器の出力に基づいて前記被験者の生体状態を決定する生体状態モニタリングシステムにおいて用いられる荷重検出器は、基部と、前記基部上で片持ち支持されることによって自由端を有するロードセルと、前記ロードセルの自由端側に取り付けられ且つ前記ベッドが載置される載置部と、前記基部の下側に設けられた弾性を有するダンパ部材とを備える。前記ダンパ部材は、前記載置部上に前記ベッドが載置された状態で前記荷重検出器が設置された設置面と前記基部との接触を妨げるように設けられている。

概要

背景

医療介護の分野において、荷重検出器を介してベッド上の被験者荷重を検出し、検出した荷重に基づいて被験者の生体状態を求めることが提案されている。具体的には例えば、検出した荷重に基づいて被験者がベッド上に存在するか否かの判定(在床判定)を行ったり、被験者の呼吸数心拍数推定を行うことが提案されている。

特許文献1、2は、ベッドの4本の脚部の下に荷重検出器を設け、当該荷重検出器により検出された荷重値に基づいてベッド上に被験者が在床するか否かを検出する装置、及び当該装置に含まれる荷重検出器を開示している。

本出願人に発行された特許文献3、4は、ベッドの4本の脚部の下に荷重検出器を設け、当該荷重検出器により検出された荷重値からベッド上の被験者の重心の位置を求め、これに基づいて当該被験者の呼吸数や体軸の延びる方向、頭部の位置等を決定することを開示している。

概要

ベッドが3点支持状態に至ることを抑制して、ベッド上の被験者の荷重をより高い精度で検出できる荷重検出器を提供する。ベッドに対して該ベッド上の被験者の荷重を該ベッドの4点を介して検出するように設けられる4つの荷重検出器の出力に基づいて前記被験者の生体状態を決定する生体状態モニタリングシステムにおいて用いられる荷重検出器は、基部と、前記基部上で片持ち支持されることによって自由端を有するロードセルと、前記ロードセルの自由端側に取り付けられ且つ前記ベッドが載置される載置部と、前記基部の下側に設けられた弾性を有するダンパ部材とを備える。前記ダンパ部材は、前記載置部上に前記ベッドが載置された状態で前記荷重検出器が設置された設置面と前記基部との接触を妨げるように設けられている。

目的

本発明は、ベッドが3点支持状態に至ることを抑制して、ベッド上の被験者の荷重をより高い精度で検出できる荷重検出器及び荷重検出システムを提供する

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

ベッドに対して該ベッド上の被験者荷重を該ベッドの4点を介して検出するように設けられる4つの荷重検出器の出力に基づいて前記被験者の生体状態を決定する生体状態モニタリングシステムにおいて用いられる荷重検出器であって、基部と、前記基部上で片持ち支持されることによって自由端を有するロードセルと、前記ロードセルの自由端側に取り付けられ且つ前記ベッドが載置される載置部と、前記基部の下側に設けられた弾性を有するダンパ部材とを備え、前記ダンパ部材は、前記載置部上に前記ベッドが載置された状態で前記荷重検出器が設置された設置面と前記基部との接触を妨げるように設けられている荷重検出器。

請求項2

前記4つの荷重検出器は、前記ベッドの4隅に設けられる請求項1に記載の荷重検出器。

請求項3

前記被験者の生体情報は、前記4つの荷重検出器の各々によって検出された前記被験者の荷重値の全てに基づいて決定される請求項1又は2に記載の荷重検出器。

請求項4

前記生体状態モニタリングシステムが、更に前記4つの荷重検出器の各々によって検出された前記被験者の荷重値の全てに基づいて前記被験者の重心位置を算出する重心位置算出部を備え、前記生体状態決定部が前記重心位置算出部により算出された前記被験者の重心位置に基づいて前記被験者の生体状態を決定する請求項3に記載の荷重検出器。

請求項5

前記ダンパ部材は、前記基部の下面に接触して取り付けられている請求項1〜4のいずれか一項に記載の荷重検出器。

請求項6

前記基部は第1基部と第2基部とを含み、前記ロードセルは、第1基部上で片持ち支持されることによって自由端を有する第1のロードセルと、第1のロードセルと対向して配置され、第2基部上で片持ち支持されることによって自由端を有する第2のロードセルとを含み、前記載置部は、更に第1のロードセルに連結される第1連結部と第2のロードセルに連結される第2連結部とを有し、第1のロードセルと第2のロードセルの間に設けられており、前後方向において、第2のロードセルの前記自由端は、第1のロードセルの前記自由端とは反対側に位置しており、前記載置部の第1連結部は、第1のロードセルと第1のロードセルの前記自由端側で連結され、前記載置部の第2連結部は第2のロードセルと第2のロードセルの前記自由端側で連結されており、第1基部の下面及び第2基部の下面に取り付けられた板部を更に備え、前記ダンパ部材は前記板部の下面に取り付けられている請求項1〜4のいずれか一項に記載の荷重検出器。

請求項7

前記基部の下側に設けられ且つ開口部を有するカバー部材を更に備え、前記ダンパ部材は、平面視において前記開口部より大きい第1部分と、平面視において前記開口部より小さい第2部分とを有し、前記カバー部材と前記基部とが、前記ダンパ部材の第2部分が前記開口部を介して下方に突出した状態で前記ダンパ部材の第1部分を挟持する請求項1〜4、6のいずれか一項に記載の荷重検出器。

請求項8

ベッドに対して、該ベッド上の被験者の荷重を該ベッドの4点を介して検出するように設けられる4つの荷重検出器と、前記4つの荷重検出器の出力に基づいて前記被験者の荷重を算出する荷重算出部とを備える荷重検出システムであって、前記4つの荷重検出器の各々が、基部と、前記基部上で片持ち支持されることによって自由端を有するロードセルと、前記ロードセルの自由端側に取り付けられ且つ前記ベッドが載置される載置部と、前記基部の下側に設けられた弾性を有するダンパ部材とを備え、前記ダンパ部材は、前記載置部上に前記ベッドが載置された状態で前記荷重検出器が設置された設置面と前記基部との接触を妨げるように設けられている荷重検出システム。

請求項9

ベッドに対して、該ベッド上の被験者の荷重を該ベッドの4点を介して検出するように設けられる4つの荷重検出器と、前記4つの荷重検出器の出力に基づいて前記被験者の生体状態を決定する生体状態決定部とを備える生体状態モニタリングシステムであって、前記4つの荷重検出器の各々が、基部と、前記基部上で片持ち支持されることによって自由端を有するロードセルと、前記ロードセルの自由端側に取り付けられ且つ前記ベッドが載置される載置部と、前記基部の下側に設けられた弾性を有するダンパ部材とを備え、前記ダンパ部材は、前記載置部上に前記ベッドが載置された状態で前記荷重検出器が設置された設置面と前記基部との接触を妨げるように設けられている生体状態モニタリングシステム。

請求項10

前記4つの荷重検出器の出力に基づいて前記被験者の重心位置を算出する重心位置算出部を更に備え、前記生体状態決定部は、前記重心位置算出部により算出された重心位置に基づいて前記被験者の生体状態を決定する請求項9に記載の生体状態モニタリングシステム。

請求項11

ベッドと、請求項9又は10に記載の生体状態モニタリングシステムとを備え、前記生体状態モニタリングシステムの4つの荷重検出器が前記ベッドを4点で支持するベッドシステム

技術分野

0001

本発明は、ダンパ部材を備える荷重検出器、該荷重検出器を含む荷重検出システム、及び該荷重検出器を含む生体状態モニタリングシステムに関する。

背景技術

0002

医療介護の分野において、荷重検出器を介してベッド上の被験者荷重を検出し、検出した荷重に基づいて被験者の生体状態を求めることが提案されている。具体的には例えば、検出した荷重に基づいて被験者がベッド上に存在するか否かの判定(在床判定)を行ったり、被験者の呼吸数心拍数推定を行うことが提案されている。

0003

特許文献1、2は、ベッドの4本の脚部の下に荷重検出器を設け、当該荷重検出器により検出された荷重値に基づいてベッド上に被験者が在床するか否かを検出する装置、及び当該装置に含まれる荷重検出器を開示している。

0004

本出願人に発行された特許文献3、4は、ベッドの4本の脚部の下に荷重検出器を設け、当該荷重検出器により検出された荷重値からベッド上の被験者の重心の位置を求め、これに基づいて当該被験者の呼吸数や体軸の延びる方向、頭部の位置等を決定することを開示している。

先行技術

0005

特許第4652226号明細書
特許第4879620号明細書
特許第6105703号明細書
特許第6122188号明細書

発明が解決しようとする課題

0006

ベッド上の被験者の荷重を、ベッドを4点で支持するように設けた4つの荷重検出器で検出し、得られた検出値に基づいて被験者の生体状態等を求める際には、荷重検出器による荷重の検出は、できるだけ高い精度で行うことが望ましい。

0007

本発明者がこの観点から高精度化に向けた研究を重ねたところ、4つの荷重検出器からの検出値にランダムにわずかな誤差が生じる場合のあることが観察された。そして本発明者は、研究により、ベッドが、3点支持状態(3つの被支持点を介して床面等の他の物体に支持されている状態。剛体は3点支持状態が最も安定的であるため、3点支持状態を実現しようとする)に至ることが誤差の原因であることを見出した。

0008

本発明は、ベッドが3点支持状態に至ることを抑制して、ベッド上の被験者の荷重をより高い精度で検出できる荷重検出器及び荷重検出システムを提供することを目的とする。

0009

また本発明は、ベッドが3点支持状態に至ることを抑制して、ベッド上の被験者の荷重をより高い精度で検出し、これに基づき被験者の生体状態をより高い精度で求めることのできる生体状態モニタリングシステム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

0010

本発明の第1の態様に従えば、
ベッドに対して該ベッド上の被験者の荷重を該ベッドの4点を介して検出するように設けられる4つの荷重検出器の出力に基づいて前記被験者の生体状態を決定する生体状態モニタリングシステムにおいて用いられる荷重検出器であって、
基部と、
前記基部上で片持ち支持されることによって自由端を有するロードセルと、
前記ロードセルの自由端側に取り付けられ且つ前記ベッドが載置される載置部と、
前記基部の下側に設けられた弾性を有するダンパ部材とを備え、
前記ダンパ部材は、前記載置部上に前記ベッドが載置された状態で前記荷重検出器が設置された設置面と前記基部との接触を妨げるように設けられている荷重検出器が提供される。

0011

第1の態様の荷重検出器において、前記4つの荷重検出器は、前記ベッドの4隅に設けられてもよい。

0012

第1の態様の荷重検出器において、前記被験者の生体情報は、前記4つの荷重検出器の各々によって検出された前記被験者の荷重値の全てに基づいて決定されてもよい。

0013

第1の態様の荷重検出器において、前記生体状態モニタリングシステムが、更に前記4つの荷重検出器の各々によって検出された前記被験者の荷重値の全てに基づいて前記被験者の重心位置を算出する重心位置算出部を備えてもよく、前記生体状態決定部が前記重心位置算出部により算出された前記被験者の重心位置に基づいて前記被験者の生体状態を決定してもよい。

0014

第1の態様の荷重検出器において、前記ダンパ部材は、前記基部の下面に接触して取り付けられていてもよい。

0015

第1の態様の荷重検出器において、前記基部は第1基部と第2基部とを含んでもよく、前記ロードセルは、第1基部上で片持ち支持されることによって自由端を有する第1のロードセルと、第1のロードセルと対向して配置され、第2基部上で片持ち支持されることによって自由端を有する第2のロードセルとを含んでもよく、前記載置部は、更に第1のロードセルに連結される第1連結部と第2のロードセルに連結される第2連結部とを有してもよく、第1のロードセルと第2のロードセルの間に設けられていてもよく、前後方向において、第2のロードセルの前記自由端は、第1のロードセルの前記自由端とは反対側に位置していてもよく、前記載置部の第1連結部は、第1のロードセルと第1のロードセルの前記自由端側で連結されていてもよく、前記載置部の第2連結部は第2のロードセルと第2のロードセルの前記自由端側で連結されていてもよく、第1基部の下面及び第2基部の下面に取り付けられた板部を更に備えてもよく、前記ダンパ部材は前記板部の下面に取り付けられていてもよい。

0016

第1に態様の荷重検出器は、前記基部の下側に設けられ且つ開口部を有するカバー部材を更に備えてもよい。この場合、前記ダンパ部材は、平面視において前記開口部より大きい第1部分と、平面視において前記開口部より小さい第2部分とを有してもよく、前記カバー部材と前記基部とが、前記ダンパ部材の第2部分が前記開口部を介して下方に突出した状態で前記ダンパ部材の第1部分を挟持してもよい。

0017

本発明の第2の態様に従えば、
ベッドに対して、該ベッド上の被験者の荷重を該ベッドの4点を介して検出するように設けられる4つの荷重検出器と、
前記4つの荷重検出器の出力に基づいて前記被験者の荷重を算出する荷重算出部とを備える荷重検出システムであって、
前記4つの荷重検出器の各々が、
基部と、
前記基部上で片持ち支持されることによって自由端を有するロードセルと、
前記ロードセルの自由端側に取り付けられ且つ前記ベッドが載置される載置部と、
前記基部の下側に設けられた弾性を有するダンパ部材とを備え、
前記ダンパ部材は、前記載置部上に前記ベッドが載置された状態で前記荷重検出器が設置された設置面と前記基部との接触を妨げるように設けられている荷重検出システムが提供される。

0018

本発明の第3の態様に従えば、
ベッドに対して、該ベッド上の被験者の荷重を該ベッドの4点を介して検出するように設けられる4つの荷重検出器と、
前記4つの荷重検出器の出力に基づいて前記被験者の生体状態を決定する生体状態決定部とを備える生体状態モニタリングシステムであって、
前記4つの荷重検出器の各々が、
基部と、
前記基部上で片持ち支持されることによって自由端を有するロードセルと、
前記ロードセルの自由端側に取り付けられ且つ前記ベッドが載置される載置部と、
前記基部の下側に設けられた弾性を有するダンパ部材とを備え、
前記ダンパ部材は、前記載置部上に前記ベッドが載置された状態で前記荷重検出器が設置された設置面と前記基部との接触を妨げるように設けられている生体状態モニタリングシステムが提供される。

0019

第3の態様の生体状態モニタリングシステムは、前記4つの荷重検出器の出力に基づいて前記被験者の重心位置を算出する重心位置算出部を更に備えてもよい。この場合、前記生体状態決定部は、前記重心位置算出部により算出された重心位置に基づいて前記被験者の生体状態を決定してもよい。

0020

本発明の第4の態様に従えば、
ベッドと、
第3の態様の生体状態モニタリングシステムとを備え、
前記生体状態モニタリングシステムの4つの荷重検出器が前記ベッドを4点で支持するベッドシステムが提供される。

発明の効果

0021

本発明の荷重検出器及び荷重検出システムは、ベッドが3点支持状態に至ることを抑制して、ベッド上の被験者の荷重をより高い精度で検出することができる。

0022

本発明の生体状態モニタリングシステムは、ベッド上の被験者の荷重をより高い精度で検出し、これに基づき被験者の生体状態をより高い精度で求めることができる。

図面の簡単な説明

0023

図1は、本発明の実施形態に係る生体状態モニタリングシステムの構成を示すブロック図である。
図2は、荷重検出器のベッドに対する配置を説明する説明図である。
図3は、本発明の実施形態に係る荷重検出器の分解斜視図である。
図4は、本発明の実施形態に係る荷重検出器の斜視図である。
図5は、生体状態モニタリングシステムを用いて被験者の生体状態をモニタする方法を示すフローチャートである。
図6は、本発明の実施形態に係る荷重検出器の効果と、比較例の荷重検出器の効果とを比較する比較試験について説明するための説明図である。
図7(a)、図7(b)は、図6を用いて説明する比較試験における、本発明の実施形態に係る荷重検出器に関する結果をまとめた表である。
図8(a)、図8(b)は、図6を用いて説明する比較試験における、比較例に係る荷重検出器に関する結果をまとめた表である。
図9(a)、図9(b)は、本発明の実施形態に係る荷重検出器、及び比較例の荷重検出器の検出値に対する床面振動の影響を示すグラフである。図9(a)は床面振動の周波数が0〜100Hzの場合の結果を示す。図9(b)は図9(a)の一部を拡大したグラフであり、床面振動の周波数が0〜40Hzの場合の結果を示す。
図10(a)は、本発明の実施形態の荷重検出器の第1、第2基部及びダンパ部材を、荷重検出器の前後中央において前後方向に直交する面により切断した断面図である。図10(b)は、本発明の第1の変形例の荷重検出器の第1、第2基部及びダンパ部材を、荷重検出器の前後中央において前後方向に直交する面により切断した断面図である。図10(c)は、本発明の第2の変形例の荷重検出器の第1、第2基部、板部、及びダンパ部材を、荷重検出器の前後中央において前後方向に直交する面により切断した断面図である。図10(d)は、本発明の第3の変形例の荷重検出器の第1、第2基部、ダンパ部材、及びカバーを、荷重検出器の前後中央において前後方向に直交する面により切断した断面図である。図10(e)は、本発明の第4の変形例の荷重検出器の第1、第2基部、ダンパ部材、及びカバーを、荷重検出器の前後中央において前後方向に直交する面により切断した断面図である。
図11は、本発明の第2の変形例に係る荷重検出器の分解斜視図である。
図12は、本発明の第3の変形例に係る荷重検出器の分解斜視図である。
図13は、本発明の実施形態に係るベッドシステムの全体構成を示すブロック図である。

実施例

0024

<実施形態>
本発明の実施形態の生体状態モニタリングシステム1000(図1)について、これをベッドBD(図2)と共に使用して、ベッドBD上の被験者Sの生体状態(例えば呼吸数、心拍数等)をモニタする場合を例として説明する。

0025

以下の説明においては、直方形のベッドBD(図2)の中心を中心Oとして、中心Oを通りベッドBDの短手(幅方向)に延びる軸をベッドBDのX軸とし、中心Oを通りベッドBDの長手(長さ方向、上下方向)に延びる軸をベッドBDのY軸とする。ベッドBDの平面視において、ベッドBDの中心Oの右側をX軸の正側、左側をX軸の負側とし、ベッドBDの中心Oの上側をY軸の正側、下側をY軸の負側とする。被験者SがベッドBD上に横たわる場合は、一般にY軸に沿って横たわり、Y軸方向の正側に頭部を置き、負側に脚部を置く。

0026

[生体状態モニタリングシステムの全体構成]
図1に示す通り、本実施形態の生体状態モニタリングシステム1000は、荷重検出部100及び制御部300を主に有する。荷重検出部100と制御部300とは、A/D変換部200を介して接続されている。制御部300には更に記憶部400、表示部500、報知部600、及び入力部700が接続されている。

0027

荷重検出部100は、4つの荷重検出器100a、100b、100c、100dを備える。荷重検出器100a〜100dの構成は後述する。荷重検出器100a〜100dはそれぞれ、配線又は無線によりA/D変換部200に接続されている。

0028

図2に示す通り、荷重検出部100の4つの荷重検出器100a〜100dは、被験者Sが使用するベッドBDの四隅の脚BLa、BLb、BLc、BLdの下端部に取り付けられたキャスターCa、Cb、Cc、Cdの下にそれぞれ配置される。

0029

A/D変換部200は、荷重検出部100からのアナログ信号デジタル信号に変換するA/D変換器を備え、荷重検出部100と制御部300にそれぞれ配線又は無線で接続されている。

0030

制御部300は、専用又は汎用コンピュータであり、内部には、主に重心位置算出部301と生体状態決定部302が構築されている。重心位置算出部301は、荷重検出部100からの荷重信号に基づいて被験者Sの重心の位置を算出する。生体状態決定部302は、重心位置算出部301において算出された被験者Sの重心の位置に基づいて被験者の生体状態を決定する。重心位置算出部301における被験者の重心の位置の算出、及び生体状態決定部302における被験者の生体状態の決定については後述する。

0031

記憶部400は、生体状態モニタリングシステム1000において使用されるデータを記憶する記憶装置であり、例えばハードディスク磁気ディスク)を用いることができる。

0032

表示部500は、制御部300から出力される被験者の生体状態等を生体状態モニタリングシステム1000の使用者(例えば医療従事者介護従事者等)に表示する液晶モニター等のモニターである。報知部600は、制御部300からの出力(生体状態に関する情報等)に基づいて所定の報知を聴覚的に行う装置、例えばスピーカを備える。入力部700は、生体状態モニタリングシステム1000に対して所定の入力を行うためのインターフェイスであり、キーボード及びマウスにし得る。

0033

[荷重検出器の構成]
次に、荷重検出器100a〜100dの構成を説明する。荷重検出器100a〜100dは互いに同一の構成を有するため、ここでは代表して荷重検出器100aについて、ベッドBDの脚部BLaのキャスターCaを荷重検出器100aに載置する場合を例として説明する。

0034

荷重検出器100aは、図3図4に示す通り、第1、第2基部11、12と、第1、第2基部11、12によって平行に片持ち支持される第1、第2ビーム形ロードセル21、22と、第1、第2ビーム形ロードセル21、22により上下に微小移動変位)可能に支持され且つ可動スロープ32を有する載置部3と、第1、第2基部11、12の下面に設けられたダンパ部材41、42を主に含む。なお、図4においては、他の構造との位置関係を明示するため、可動スロープ32を点線で描いて透視している。

0035

荷重検出器100aに関する説明においては、第1、第2ビーム形ロードセル21、22の延在する方向を荷重検出器100aの前後方向とし、可動スロープ32の先端SLTが位置する側を前側、その反対側を後側とする。また第1、第2ビーム形ロードセル21、22が対向する方向を荷重検出器100aの幅方向とする。

0036

第1、第2基部11、12はそれぞれ、前後方向に延在する長尺平板部11a、12aと、平板部11a、12aの上面に設けられた支持台部11b、12bとを有する。第1基部11の支持台部11bは、平板部11aの後端に設けられており、第2基部12の支持台部12bは、平板部12aの前端に設けられている。

0037

第1、第2ビーム形ロードセル21、22は、第1、第2基部11、12に片持ち支持されて平行に配置されており、それぞれ、互いに同一の形状を有する起歪体21s、22sと、起歪体21s、22sに貼り付けられたひずみゲージ21g、22gとを有する。

0038

起歪体21s、22sはそれぞれ、アルミニウム、鉄等の金属で形成されたロバーバル型の起歪体であり、長手方向の中央部に、幅方向に貫通する貫通孔(不図示)を有する角柱形状である。ひずみゲージ21g、22gは起歪体21s、22sの貫通孔近傍の上面及び下面にそれぞれ1つずつ貼り付けられている。

0039

起歪体21sは、その後端近傍の下面が第1基部11の支持台部11bに固定されており、これにより後端を固定端21s1、前端を自由端21s2として第1基部11(支持台部11b)に片持ち支持されている。一方、起歪体22sは、その前端近傍の下面が、第2基部12の支持台部12bに固定されており、これにより前端を固定端22s1、後端を自由端22s2として第2基部12(支持台部12b)に片持ち支持されている。すなわち、起歪体21sの自由端21s2と起歪体22sの自由端22s2とは前後方向において互いに反対側を向いている。

0040

また、起歪体21sの固定端21s1、自由端21s2は、それぞれ、前後方向において起歪体22sの自由端22s2、固定端22s1と略同じ位置にある。したがって、第1基部11の支持台部11bは、前後方向において起歪体22sの自由端22s2と略同じ位置にあり、第2基部12の支持台部12bは起歪体21sの自由端21s2と略同じ位置にある。

0041

載置部3は、ベッドBDの脚BLaの下端部に取り付けられたキャスターCa等の被験体が載置される計量皿であり、載置板31と、載置板31に対して枢動可能に連結された可動スロープ32と、載置板31の三方を囲む壁部33と、載置部3を第1、第2ビーム形ロードセル21、22に連結するための第1、第2連結板341、342とを主に含む。

0042

載置板31は、本実施形態では、前後方向を短辺方向、幅方向を長辺方向とする矩形平板である。載置板31の上面には、前側に開口したコ字(U字)形状を有する凹部31rが、載置板31の外周に沿って設けられている。後述する通り、載置板31上にキャスターCaが載置された状態においては、可動スロープ32の腕部32aが、凹部31r内に収まる。

0043

可動スロープ32は、スロープ部32sと、スロープ部32sに一体に接続された腕部32aとを有する板状部材である。

0044

スロープ部32sは、平面視で略矩形状であり、その上面が、キャスターCaを床面から載置板31の上に移動させるための傾斜面(スロープ)を画成する。スロープ部32sの重量は腕部32aの重量よりも重い。スロープ部32sは、側面視において、スロープ部32s(及び可動スロープ32)の先端(前端)SLTが細くなるように先細り状に形成されている。

0045

腕部32aは、スロープ部32sの幅方向の両端部に接続された第1腕部32a1及び第2腕部32a2と、第1、第2腕部32a1、32a2の後方において第1腕部32a1及び第2腕部32a2に接続された第3腕部32a3とを有し、平面視が略コ字形略U字形)である。

0046

可動スロープ32を載置板31に対して枢動可能に設ける方法は任意であるが、本実施形態では、可動スロープ32の幅方向両側に設けられたボスbを、後述する第1、第2側壁331、332の内面に設けられた凹孔cに嵌入することにより、軸xを中心に枢動可能に、載置板31及び壁部32に接続している。

0047

スロープ部32sの重量が腕部32aの重量よりも重いため、外部から力が加わらない状態においては、スロープ部32sの先端SLTは、荷重検出器100aが設置された床面に接触しており、キャスターCaは容易にスロープ部32sに乗り上げることができる。一方、ベッドBDのキャスターCaが、スロープ部32sを通って載置板31上に導かれた後は、キャスターCaが腕部32aを押圧して、載置板31の凹部31r内に移動させる。これによりスロープ部32sの先端SLTは床面から離間した位置(荷重検出に影響を及ぼさない位置)に移動する。

0048

壁部33は、載置板31の幅方向両側に設けられた第1、第2側壁331、332と、載置板31の後側に設けられた後壁333を含む。

0049

第1側壁331は、載置板31の幅方向一方側の縁に沿って載置板31から直立しており、第2側壁332は、載置板31の幅方向他方側の縁に沿って載置板31から直立している。後壁333は、載置板31の後縁に沿って載置板31から直立している。第1側壁331、第2側壁332の前端は、載置板31の前縁を越えて突出している。

0050

第1側壁331の前端近傍には、載置部3を第1ビーム形ロードセル21に連結するための第1連結板341が設けられている。第1連結板341は、第1側壁331の下縁から外側(載置板31とは反対側)に突出する、載置板31と平行な平板である。第1連結板341の上面が第1連結部C1である。

0051

後壁333の後面には、載置部3を第2ビーム形ロードセル22に連結するための第2連結板342が設けられている。第2連結板342は、本実施形態では、後壁333の下縁から後側(載置板31とは反対側)に突出する、載置板31と平行な矩形部342aと、矩形部342aの第2側壁332側の短辺から突出する、矩形部342aと平行な正方形部342bとを有する。正方形部342bの上面が第2連結部C2である。

0052

載置部3は、第1連結部C1を第1ビーム形ロードセル21の起歪体21sの自由端21s2近傍の下面に固定し、第2連結部C2を第2ビーム形ロードセル22の起歪体22sの自由端22s2近傍の下面に固定することにより、第1、第2ビーム形ロードセル21、22に連結される。これにより、載置部3は、第1、第2ビーム形ロードセル21、22に、上下に微小移動(変位)可能に支持される。

0053

ダンパ部材41、42は、それぞれ、第1、第2基部11、12の平板部11a、12aと同一の平面視形状を有する弾性部材であり、平板部11a、12aの下面に、両面テープ接着剤等の任意の方法により取り付けられている。

0054

ダンパ部材41、42は、具体的には例えば、制振性能を有するゴムシートであるがこれには限定されない。制振性能を有する所望の材料(所望の制振材料)を、ダンパ部材41、42として使用することができる。また、互いに硬度の異なる複数種類の制振材料を重ねたものをダンパ部材41及び/又はダンパ部材42として使用してもよい。

0055

生体状態モニタリングシステム1000において必要な荷重信号の周波数は主に0〜100Hzであるため、この範囲の周波数の振動を良好に遮断する制振材料を選択することが望ましく、0〜40Hzの範囲の周波数の振動を良好に遮断する制振材料を選択することがより望ましい。

0056

ダンパ部材41、42の厚さは、使用する制振材料の種類(性能、硬度)や、被験者Sの体重等に基づいて決定し得る。

0057

[生体状態のモニタ方法
次に、生体状態モニタリングシステム1000を使用して、ベッド上の被験者Sの生体状態をモニタする方法を説明する。

0058

ベッドBDに対して生体状態モニタリングシステム1000を設置する際には、まず、床面上に荷重検出器100a〜100dを設置し、荷重検出器100a〜100dの載置板31の上に、ベッドBDの脚部BLa〜BLdの下端のキャスターCa〜Cdをそれぞれ載置する。

0059

床面上への荷重検出器100a〜100dの設置は、ダンパ部材41、42の下面が床面に密着するように行う。キャスターCa〜Cdの載置板31上への載置は、可動スロープ32のスロープ部32sを介して容易に行うことができる。荷重検出器100a〜100dの載置板31の上にベッドBDを載置することにより、荷重検出器100a〜100dのダンパ部材41、42は、ベッドBDの荷重によりわずかに圧縮される。この状態においても、ダンパ部材41、42の下面は床面と密着している。また、荷重検出器100a〜100dの第1、第2基部11、12は、ダンパ部材41、42の厚みの分だけ床面から離間している。

0060

その後、被験者SをベッドBDの上に移動させる。ベッドBD上に被験者Sが移動することにより、荷重検出器100a〜100dのダンパ部材41、42は、被験者Sの荷重によりさらにわずかに圧縮される。この状態においても、ダンパ部材41、42の下面は床面と密着している。また、荷重検出器100a〜100dの第1、第2基部11、12は、ダンパ部材41、42の厚みの分だけ床面から離間している。

0061

生体状態モニタリングシステム1000を使用した被験者Sの生体状態のモニタは、図5のフローチャートに示す通り、被験者Sの荷重を検出する荷重検出工程S1と、検出された被験者Sの荷重の変動に基づいて被験者Sの重心の位置を算出する重心位置算出工程S2と、算出された被験者Sの重心の位置に基づいて被験者Sの生体状態を決定する生体状態決定工程S3と、決定した生体状態を表示する表示工程S4とを主に含む。

0062

荷重検出工程S1では、荷重検出器100a、100b、100c、100dを用いてベッドBD上の被験者Sの荷重を検出する。荷重検出器100a、100b、100c、100dの各々は、ベッドBDの脚BLa、BLb、BLc、BLdの下にそれぞれ配置されているため、ベッドBDの上面に加えられる荷重は、4つの荷重検出器100a、100b、100c、100dに分散して検知される。特に、荷重の中心(重心)がベッドBDの中心Oに存在していれば、4つの荷重検出器100a、100b、100c、100dに均一に分散して検知される。

0063

荷重検出器100a、100b、100c、100dはそれぞれ、荷重(荷重変化)を検出してアナログ信号としてA/D変換部200に出力する。A/D変換部200は、サンプリング周期を例えば5ミリ秒として、アナログ信号をデジタル信号に変換し、デジタル信号(以下「荷重信号」)として制御部300に出力する。以下では、荷重検出器100a、100b、100c、100dから出力され、A/D変換部200においてデジタル変換された荷重信号を、それぞれ荷重信号sa、sb、sc、sdと呼ぶ。

0064

重心位置算出工程S2では、重心位置算出部301が、荷重検出器100a〜100dからの荷重信号sa〜sdに基づいてベッドBD上の被験者Sの重心Gの位置G(X、Y)を所定の周期T(例えば上記のサンプリング周期5ミリ秒に等しい)で算出し、被験者Sの重心Gの位置の時間的変動重心軌跡GT)を求める。ここで、(X、Y)は、ベッドBDの中心Oを原点として短手方向にXを、長手方向にYを取ったXY座標面(図2)上における座標を示す。

0065

重心位置算出部301による重心Gの位置G(X、Y)の算出は、次の演算により行われる。すなわちG(X、Y)は、荷重検出器100a、100b、100c、100dの座標をそれぞれ(Xa、Ya)、(Xb、Yb)、(Xc、Yc)、(Xd、Yd)、荷重検出器100a、100b、100c、100dの荷重の検出値をそれぞれWa、Wb、Wc、Wdとして、次式により算出される。

0066

重心位置算出部301は、上記の数式1、数式2に基づいて重心Gの位置G(X、Y)を所定のサンプリング周期Tで算出しながら、重心Gの位置G(X、Y)の時間的変動、即ち重心軌跡GTを求め、例えば記憶部400に記憶させる。

0067

生体状態決定部302は、重心軌跡GTに基づいて、被験者Sの生体状態を決定する。生体状態決定部302は、重心Gの位置や、重心軌跡GT等に基づいて様々な生体状態を決定することができる。具体例を挙げると次の通りである。

0068

(1)呼吸数の決定
特許文献3に記載されている通り、人間の呼吸は、胸郭及び横隔膜を移動させて、膨張及び収縮させることにより行われる。ここで吸気時、すなわち肺が膨張する時には横隔膜は下方に下がり内臓も下方に移動する。一方で呼気時、すなわち肺が収縮する時には横隔膜は上方に上がり、内臓も上方に移動する。この内臓移動に伴って重心Gは、背骨の延在方向(体軸方向)にほぼ沿って移動する。以下では、人間の呼吸に応じて体軸方向に振動する重心Gの軌跡を「呼吸振動軌跡」と呼ぶ。

0069

生体状態決定部302は、重心位置算出部301が算出した重心軌跡GTに含まれる呼吸振動軌跡に基づいて、被験者Sの単位時間当たりの呼吸数を算出する。具体的には例えば、呼吸振動軌跡の極値点の数に基づいて被験者Sの呼吸数を求める。

0070

なお、特許文献3に記載されている通り、被験者Sの重心軌跡GTから、被験者Sの寝返り等の大きな体動に起因する重心移動の軌跡、及び被験者Sの手足動き等の小さな体動に起因する重心移動の軌跡を取り除くことにより呼吸振動軌跡を抽出することもできる。このような方法を用いて呼吸振動軌跡を抽出することにより、呼吸数算出の精度を高めることができる。

0071

(2)体軸方向、頭部位置の決定
呼吸振動軌跡の振動方向に基づいて、被験者Sの体軸の延びる方向を決定することができる。また、特許文献4に記載されている通り、被験者Sの体軸方向において、被験者Sの重心Gよりも頭側に存在する荷重検出器と、被験者Sの重心Gよりも脚側に存在する荷重検出器とでは、被験者Sの呼吸に応じた荷重値の変動の様子が異なる。この点に基づいて、被験者Sの頭部が、決定した体軸方向において重心Gのどちら側にあるのかを決定することができる。

0072

被験者Sの体軸の延びる方向や頭部の位置を決定することで、ベッドBD上の被験者Sの姿勢等を推定することができる。

0073

(3)心拍数の決定
人間の心拍回数、即ち心拍数は毎分30〜200回程度であり、周期は約0.3〜2秒(周波数は約0.5〜3.3Hz)である。したがって、荷重検出部100からの荷重信号sa〜sdから、周波数分離により約0.5〜3.3Hzで振動する成分のみを取り出し、当該成分を用いて数式1、数式2により重心位置を算出すると、求められた重心(以下、「心拍重心Gh」と呼ぶ)の位置は、被験者Sの心拍に応じて振動する。

0074

重心位置算出301に、このようにして心拍重心Ghを算出させた上で、生体情報決定部302において、心拍重心Ghの軌跡に現れる極値点の数に基づいて、被験者Sの心拍数を求めることができる。

0075

[ダンパ部材による計測補償
ここで、本実施形態の荷重検出器100a〜100dにおける、ダンパ部材41、42による計測補償について説明する。

0076

4つの荷重検出器でベッドを4点支持してベッド上の被験者の荷重検出を行う場合に、被験者の荷重を適切に4つの荷重検出器に付加して、被験者の状態をより正確に4つの荷重検出器の検出値に反映させるためには、理論上、ベッドの4つの被支持点が単一の平面内にあり(条件1)、且つ4つの荷重検出器の載置板の上面が単一の平面内にある(条件2)ことを要する。この場合には、ベッドの4つの被支持点(例えば、4つのキャスターの下端)と4つの載置板とは、それぞれ、常に安定的に接触した状態(4点支持状態)となり、ベッドBD上の荷重は、4つの被支持点を介し、被験者と4つの被支持点との位置関係に応じた適切な配分で4つの荷重検出器に加えられる。

0077

これに対し、条件1及び/又は条件2が満たされない場合は、ベッドBDは3点支持状態となり、3点支持に関与する3つの荷重検出器に対してより多くの荷重が加えられ、残る荷重検出器に対する荷重の付加が小さくなってしまう。その結果、4つの荷重検出器に加えられる荷重値のバランスが変化し、4つの荷重検出器からの検出値も変動してしまう。このような変動を含む検出値に基づいて、被験者の生体状態等を高い精度で求めることは難しい。

0078

ここで、被験者の状態をより正確に4つの荷重検出器の検出値に反映させるためには、一例として、ベッドの4つの被支持点及び4つの荷重検出器の載置板の上面が、それぞれ、荷重検出器の計量皿の変位幅(一例として約0.1mm)以下の平面度を有する平面内にあることが望ましい。しかしながら、市販のベッドや通常の建築物の床面を用いてこの条件を満たすことは容易ではない。

0079

本実施形態の荷重検出器100a〜100dは、ダンパ部材41、42を用いることにより、条件1及び条件2を満たすことなくベッドの4つの被支持点と4つの載置板31とが安定的に接触した状態を実現しようとするものである。

0080

即ち、本実施形態の荷重検出器100a〜100dは、ベッドから付加される荷重に応じてダンパ部材41、42の厚さを変化させることより、ベッドの被支持点の平面からのズレ及び/又は載置板31の平面からのズレを吸収し、ベッドの4つの被支持点と4つの載置板31とを安定的に接触した状態に保つように構成されている。

0081

したがって、本実施形態の荷重検出器100a〜100dを用いれば、ベッドBDが3点支持状態となることを抑制して、ベッドBD上の荷重を、4つの被支持点(例えば4つのキャスターCa〜Cdの下面)を介して、被験者と4つの被支持点との位置関係に応じた適切な配分で4つの荷重検出器に付加することが可能となり、被験者Sの荷重をより高い精度で検出することが可能となる。

0082

また、荷重検出器100a〜100dが設置される床面は、必ずしも完全に静止しているとは限らない。例えば、当該床面上における人の歩行や、当該床面上に設置された微小振動を発生させる機器(例えば冷蔵庫扇風機等)の影響によりわずかに振動している。また、当該床面を含む建物全体強風大型車両通行により振動するのに伴って、床面が振動することもある。本実施形態の荷重検出器100a〜100dは、ダンパ部材41、42により、このような床面の微小振動の荷重検出への影響を軽減することができる。

0083

本実施形態の生体状態モニタリングシステム1000、荷重検出器100a〜100dの効果は次の通りである。

0084

本実施形態の荷重検出器100a〜100dは、ダンパ部材41、42の厚さを変化させることにより、4つのキャスターCa〜Cdの下端と4つの荷重検出器100a〜100dの載置板31とが安定的に接触した状態を維持することができる。すなわち、ベッドBDが3点支持状態となることを抑制できる。

0085

したがって、本実施形態の荷重検出器100a〜100dを用いれば、ベッドBD上の被験者Sの荷重を、4つのキャスターCa〜Cdを介して、より適切な配分で荷重検出器100a〜100dに付加することができ、被験者Sの荷重をより高い精度で検出することができる。

0086

本実施形態の荷重検出器100a〜100dは、ダンパ部材41、42を有するため、荷重検出器100a〜100dが設置された床面の微小振動の、荷重検出に対する影響を軽減することができ、被験者Sの荷重をより高い精度で検出することができる。

0087

本実施形態の生体状態モニタリングシステム1000は、荷重検出器100a〜100dを用いて高い精度で検出された荷重値に基づいて、被験者Sの重心位置や生体状態を高い精度で求めることができる。

0088

また、3点支持状態の発生を抑制するという効果と、床面振動の影響を軽減するという効果とを、簡易な構成且つ低コストで同時に達成することができる点も、本実施形態の荷重検出器100a〜100d、及び生体状態モニタリングシステム1000の有利な効果である。

0089

すなわち、3点支持状態の発生を抑制するのみであれば、ベッドの脚部や荷重検出器に高さ調整用アジャスタを設け、これによりキャスターと載置板とを密着させて4点支持を実現することも考えられる。しかしながら、このような方法は作業者熟練を要し、また床面振動の影響を軽減するという効果も得られない。

0090

また3点支持状態の発生には様々な態様があり、4つの脚部のうちどの脚部において荷重検出器との接触が不安定になるかの予測は難しく、また、ベッド上で被験者の移動に応じて荷重検出器との接触が不安定になる脚部が変わることもある。したがって、3点支持状態の発生により生じる誤差を、フィルタ処理により取り除くことは容易ではない。

0091

一方で、床面振動の影響を軽減するだけでよければ、床面振動の影響は4つの荷重センサに同期して生じるため、これを特定してフィルタ処理により除去することは難しくない。しかしながら、このような方法はシステムの複雑化や高コスト化つながり、また3点支持状態の発生を抑制することもできない。

0092

これに対し、本実施形態の荷重検出器100a〜100dは、第1、第2基部11、12の下面にダンパ部材41、42を設けるのみで、3点支持状態の発生を抑制するという効果と、床面振動の影響を軽減するという効果とを簡易な構成且つ低コストで同時に達成することができる。また、3点支持状態の発生を抑制するために作業者の熟練も不要である。

0093

<比較試験>
次に、本実施形態の荷重検出器100a〜100dと、比較例の荷重検出器100A〜100Dとを用いて行った比較試験について説明する。比較例の荷重検出器100A〜100Dは、ダンパ部材41、42を有さない点を除いて荷重検出器100a〜100dと同一の構成を有する。

0094

比較試験は、次の手順で行った。まず、図6に示すように、ベッドBDの4つの脚BLa〜BLdの下端部のキャスターCa〜Cdの下に、本実施形態の荷重検出器100a〜100dをそれぞれ設置した。次いで、ベッドBDの中心O(位置PO)、中心OからY軸に沿って正側の位置(位置P+Y)、中心OからY軸に沿って負側の位置(位置P−Y)、中心OからX軸に沿って正側の位置(位置P+X)、中心OからX軸に沿って負側の位置(位置P−X)に所定の重量を有するおもりを順次置き、各位置におもりを置いた状態での荷重検出器100a〜100dの検出値(AD値)を記録した。

0095

その後、ベッドBDのキャスターCa〜Cdの下の荷重検出器100a〜100dを、比較例の荷重検出器100A〜100Dに置き換え、位置PO、位置P+Y、位置P−Y、位置P+X、位置P−Xに荷重検出器100a〜100dに対して用いたものと同一のおもりを順次置き、各位置におもりを置いた状態での荷重検出器100A〜100Dの検出値(AD値)を記録した。

0096

図7(a)、図8(a)は、ベッドBD上におもりが置かれていない無負荷状態、及びおもりをベッドBD上の位置PO、位置P+Y、位置P−Y、位置P+X、位置P−Xの各々に置いた状態における、荷重検出器100a〜100d、100A〜100Dの検出値、及び荷重検出器100a〜100d、100A〜100Dの検出値の合計値をまとめた表である。

0097

図7(b)、図8(b)は、おもりをベッドBD上の位置PO、位置P+Y、位置P−Y、位置P+X、位置P−Xの各々に置いた状態における荷重検出器100a〜100d、100A〜100Dの検出値の各々(図7(a)、図8(a)の2行目〜6行目に記載の値)から、ベッドBD上におもりが置かれていない無負荷状態における荷重検出器100a〜100d、100A〜100Dの検出値(即ち、ベッドBDの重量に相当する値。図7(a)、図8(a)の1行目に記載の値)を引いた値をまとめた表である。すなわち、図7(b)、図8(b)の表の値は、荷重検出器100a〜100d、100A〜100Dの検出値のうち、おもりの重量に相当する値である。

0098

図7(a)、(b)、及び図8(a)、(b)の表より、次の結果が確認された。

0099

(1)荷重検出器100A〜100Dを用いた場合の結果を示す図8(a)の表において、「無負荷」の場合の値は、荷重検出器100Bで最も大きい1572501であり、荷重検出器100Cで最も小さい1307517である。その差は264988である。一方、荷重検出器100a〜100dを用いた場合の結果を示す図7(a)の表において「無負荷」の場合の値は、荷重検出器100bで最も大きい1459707であり、荷重検出器100cで最も小さい1340781である。その差は、118926である。

0100

このように、荷重検出器100A〜100Dを用いた場合よりも荷重検出器100a〜100dを用いた場合の方が、ベッドBDからの荷重を4つの荷重検出器により均等に付加することが出来ている(すなわち、3点支持の傾向が抑制され、理想的な4点支持により近い状態にある)と言える。

0101

(2)図8(b)の表においては、おもりを位置P+Yに置いた状態において荷重検出器100Aの検出値が負の値となっている。これは、ベッドBD上の位置P+Yにおもりを置くことによりベッドBDがキャスターCb、Cc、Cdにより主に支持される3点支持状態に至っており、キャスターCaから荷重検出器100Aへの荷重の付加が適切に行われていないことを意味する。

0102

図8(b)の表においては、おもりを位置P−Y、P+Xに置いた状態においても荷重検出器100Cの検出値が負の値となっており、この状態においてもベッドBDが3点支持状態に至っていることが分かる。

0103

このように、比較例の荷重検出器100A〜100Dを用いた場合には、おもりを位置P+Y、P−Y、P+Xに置いた場合に、ベッドBDが3点支持状態に至っている。

0104

一方で、図8(a)の表においては、おもりを位置P+X、P−Xにおいた状態において、それぞれ荷重検出器100c、100dの検出値が負の値となっているが、おもりを位置P+Y、P−Yに置いた状態においては、荷重検出器100a〜100dの値はいずれも正の値を出力している。すなわち、実施形態の荷重検出器100a〜100dを用いた場合には、3点支持状態に至っているのはおもりを位置P+Y、P−Yに置いた場合のみであり、比較例の荷重検出器100A〜100Dを用いた場合に比較して、3点支持状態の発生が抑制されている。

0105

なお、ダンパ部材41、42の種類及び厚さを調節することにより、3点支持状態の発生をより良好に抑制することが可能である。

0106

(3)図7(b)、図8(b)の表の最も右側の列に、おもりを位置P+Y、位置P−Y、位置P+X、位置P−Xの各々に置いた状態における荷重検出器100a〜100d、100A〜100Dの検出値の合計値の、おもりを位置POに置いた状態における荷重検出器100a〜100d、100A〜100Dの検出値の合計値(中央値)に対するずれ[%]を示した。この値は、おもりをベッドBDの中心Oから、Y軸方向正負側、X軸方向正負側に移動した場合に4つの荷重検出器による検出値の合計が変化する割合を示すものであり、この値が小さいほど、ベッドBDが3点支持状態に至ることに起因する計測誤差発生量が小さいといえる。

0107

図8(b)の表によると、おもりを位置P+Yに移動した場合のずれ量が0.100%、位置P−Yに移動した場合のずれ量が−0.061%、位置P+Xに移動した場合のずれ量が0.153%、位置P−Xに移動した場合のずれ量が−0.131%であり、最大値である0.153%から最小値である−0.131%を引くと、0.284%である。これはベッドBD上に加えられる荷重の移動に応じてベッドBDが3点支持状態となることにより、荷重の検出値にこの程度の計測誤差が生じ得るということを意味する。

0108

一方で図7(b)の表によると、おもりを位置P+Yに移動した場合のずれ量が0.008%、位置P−Yに移動した場合のずれ量が−0.031%、位置P+Xに移動した場合のずれ量が0.096%、位置P−Xに移動した場合のずれ量が−0.114%であり、いずれの場合においても、図8(b)の表における値よりも小さい値となっている。また、最大値である0.096%から最小値である−0.114%を引くと、0.210%であり、これも図8(b)の表における値よりも小さい。

0109

すなわち、実施形態の荷重検出器100a〜100dを用いた場合には、ベッドBDが3点支持状態に至ることによる計測誤差の量は、比較例の荷重検出器100A〜100Dを用いた場合に比較して小さくなっており、3点支持状態の発生が抑制されている(発生の程度が抑制されている、あるいは3点支持の傾向が抑制されている)。

0110

なお、ダンパ部材41、42の種類及び厚さを調節することにより計測誤差の量を更に小さくすることが可能である。

0111

また、実施形態の荷重検出器100aと比較例の荷重検出器100Aとを床面に設置した状態で、床面に0Hz〜100Hzの振動を与えた場合の検出値への影響を調べた。図9(a)、図9(b)より、0Hz〜100Hzのほぼ全域で、ダンパ部材41、42を有する荷重検出器100aにおいてダンパ部材41、42を有さない荷重検出器100Aにおけるよりも良好に振動が減衰されていることがわかる。即ち、ダンパ部材41、42を有する荷重検出器100aは、ダンパ部材41、42を有さない荷重検出器100Aよりも、床面の振動による影響を受けにくいといえる。

0112

<変形例>
上記実施形態の生体状態モニタリングシステム1000において、次の変形態様を採用することもできる。

0113

上記実施形態の生体状態モニタリングシステム1000に含まれる荷重検出器100a〜100dにおいては、第1、第2基部11、12の平板部11a、12aの下面に、平面視形状が平板部11a、12aとそれぞれ同一であるダンパ部材41、42が取り付けられていたが、これには限られない。

0114

第1の変形例として、平板部11a、12aの下面にこれらの平面視形状よりも一回り小さい凹部11ar、12arを設け、平面視形状が凹部11ar、12arと略同一であるダンパ部材41、42を、その上面近傍のみを凹部11ar、12ar内に埋め込んだ状態で取り付けても良い(図10(b))。この構成によれば、ダンパ部材41、42の基部11、12に対するずれを良好に防止できる。

0115

第2の変形例として、図11図10(c)に示す通り、基部11、12の下方に、基部11と基部12との間に渡って板部5を取り付け、板部5の下面にダンパ部材43を取り付けても良い。

0116

板部5、ダンパ部材43は、平面視が略正方形であり、前縁には、載置部3の可動スロープ32の先端SLTと床面との接触を妨げないように切欠き5n、43nが設けられている。板部5は基部11、12の平板部11a、12aの下面に、ダンパ部材43は板部5の下面に、それぞれ両面テープ、接着剤、ねじ等の任意の方法で取り付けられている。

0117

板部5は、一例として金属製であってよいがこれには限られない。板部5の厚さは任意に設定し得るが、荷重検出時に板部5にたわみが生じない程度の厚さを有することが望ましい。ダンパ部材43の材料や厚さは、上記実施形態と同様に適宜選択し得る。

0118

第3の変形例として、図12図10(d)に示す通り、第1、第2基部11、12とカバー6とでダンパ部材44、45を挟むことにより、第1、第2基部11、12の平板部11a、12aの下面にダンパ部材44、45を取り付けてもよい。

0119

ダンパ部材44、45はそれぞれ、平面視形状及び寸法が、平板部11a、12aの平面視形状及び寸法に略等しい第1部分441、451と、平面視において第1部分441、451よりも一回り小さい第2部分442、452を有する。

0120

カバー6は、第1、第2基部11、12と共にダンパ部材44、45を挟んでこれらを固定的に保持する部材である。カバー6は、平面視が略正方形であり、前縁には、載置部3の可動スロープ32の先端SLTと床面との接触を妨げないように切欠き6nが設けられている。また、カバー6の幅方向の両端部には、平面視形状及び寸法がダンパ部材44、45の第2部分442、452と略等しい開口6a1、6a2が設けられている。カバー部材6は、一例として樹脂製であってよいがこれには限られない。

0121

カバー部材6は、ダンパ部材44、45の第1部分441、451の下面がカバー部材6の上面に密接し、且つダンパ部材44、45の第2部分442、452がカバー部材6の開口6a1、6a2を通って下方に突出した状態で、第1、第2基部11、12に取り付けられている。カバー部材6の第1、第2基部11、12への取付けは、例えば、カバー部材6の周縁から上方に延びる状の係合爪(不図示)を、第1、第2基部11、12に引っかけることにより行うことができる。

0122

また、図10(d)に示す通り、ダンパ部材44、45の第2部分442、452の厚さをD、カバー部材6の厚さをdとすると、D−dの値が、ベッドBD上に最大荷重が付加された状態においても0よりも大きくなるように設計することが望ましい。これにより、カバー部材6と床面との接触が防止され、床面の振動がダンパ部材44、45を介さずに直接第1、第2ビーム形ロードセル21、22等に伝わるのを防ぐことができる。

0123

第4の変形例として、第2の変形例と第3の変形例とを組み合わせた態様を用い得る(図10(e))。

0124

第4の変形例の荷重検出器100aは、第1、第2基部11、12の平板部11a、12aの下面に取り付けられた平面視略正方形の板部5と、平面視略正方形であり、且つ平面視略正方形の開口部を中央に有するカバー部材6と、第1、第2基部11、12とカバー部材6とによって挟まれる平面視略矩形のダンパ部材44を有する。ダンパ部材44の第2部分442は、カバー部材6の開口6aを通って、カバー部材6の下方に突出している。

0125

上記実施形態の生体状態モニタリングシステム1000が備える荷重検出器100a〜100dは、必ずしも第1基部11、12、第1、第2ビーム形ロードセル21、22を有さなくても良く、これらに代えて、単一の基部と単一のビーム形ロードセルとを有する構成であってもよい。また、ロードセルはビーム形には限られない。例えば平板状(プレート状)の起歪体にひずみゲージを取り付けたロードセルを用いても良い。

0126

上記実施形態の荷重検出器100a〜100d、生体状態モニタリングシステム1000とともに使用されるベッドBDにおいて、4つの脚部BLa〜BLdは、必ずしもベッドの4隅になくてもよい。上記実施形態の荷重検出器100a〜100d及び生体状態モニタリングシステム1000は、ベッドBDを任意の4点において支持する場合にも、上記実施形態の場合と同じ原理により、3点支持状態の発生を抑制することができる。

0127

上記実施形態の生体状態モニタリングシステム1000において、制御部300を、重心位置算出部301の荷重信号sa〜sdに基づいて被験者Sの荷重値を求める部分のみを実質的に有する簡素な構成(荷重算出部)に置き換えて、荷重検出システムを得ることもできる。

0128

上記実施形態の生体状態モニタリングシステム1000においては、荷重検出器100a〜100dの各々は、ベッドBDの脚の下端に取り付けられたキャスターCの下に配置されていたがこれには限られない。荷重検出器100a〜100dの各々は、ベッドBDの4本の脚とベッドBDの床板との間に設けられてもよいし、ベッドBDの4本の脚が上下に分割可能であれば、上部脚と下部脚との間に設けられても良い。また、荷重検出器100a〜100dをベッドBDと一体に又は着脱可能に組み合わせて、ベッドBDと本実施形態の生体状態モニタリングシステム100とからなるベッドシステムBDSを構成してもよい(図13)。

0129

上記実施形態の生体状態モニタリングシステム1000において、荷重検出部1とA/D変換部200との間に、荷重検出部100からの荷重信号を増幅する信号増幅部や、荷重信号からノイズを取り除くフィルタリング部を設けても良い。

0130

上記実施形態の生体状態モニタリングシステム1000において、表示部500は、モニターに代えて、又はこれに加えて、生体状態を表わす情報を印字して出力するプリンタや、生体状態を表示するランプ等の簡易な視覚表示手段を備えてもよい。報知部600はスピーカーに代えて、又はこれに加えて、振動により報知を行う振動発生部を備えてもよい。

0131

本発明の特徴を維持する限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

0132

本発明の生体状態モニタリングシステムによれば、ダンパ部材を有するのみで、3点支持状態の発生を抑制し、且つ床面からの振動を遮蔽することができる。したがって、入院患者入所者等の状態をより高い精度で求めることのできるシステムを、簡易且つ安価に、病院介護施設に提供することができる。

0133

11 第1基部、12 第2基部、21 第1ビーム形ロードセル、22 第2ビーム形ロードセル、3 載置部、41,42,43,44,45ダンパ部材,5 板部、6カバー部、100荷重検出部、100a,100b,100c,100d荷重検出器、200 A/D変換部、300 制御部、301重心位置算出部、302生体状態決定部、400 記憶部、500 表示部、600報知部、700 入力部、1000 生体状態モニタリングシステム、BDベッド、BDSベッドシステム、S 被験者

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