JP5568102B2

JP5568102B2 - エマージェンシー報知システム

Info

Publication number: JP5568102B2
Application number: JP2012027945A
Authority: JP
Inventors: 拓也三吉
Original assignee: ECS CO.,LTD.
Current assignee: ECS CO.,LTD.
Priority date: 2012-02-13
Filing date: 2012-02-13
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2032-02-13
Also published as: JP2013162917A

Description

本発明は、ベッドに寝ている人の振動を検出して呼出報知が可能なエマージェンシー報知システムに関し、詳しくは呼出ボタンを用いて看護師を呼ぶ代わりにマットを叩いてその振動を検出して呼出報知が可能なエマージェンシー報知システムに関する。

病院などの医療施設で入院患者が呼出ボタンを用いて看護師を呼ぶためのボタン式ナースコールシステムは周知技術として広く知られている。また、エアーマットと圧力センサを用いてマットに寝ている人の生体情報を検出し、その生体情報から睡眠状態を分析する睡眠分析装置も知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００６−２６３０２号公報

このボタン式ナースコールシステムでは、看護師を呼ぶために呼出ボタンを手元に置いておくことが必要になるが、寝ている最中に手の届かないところとか、手が届きにくいところに移動してしまうことがあり、実際に使用するときに目的を達せないことがある。

また、特許文献１の睡眠分析装置は、マットに寝ている人の動きでエアーマット内の空気が振動して、その振動を圧力センサで受ける。受けた振動を生体信号分離部で心拍信号、呼吸信号、体動信号に分離し、その分離した信号を睡眠状態判定部に送り、睡眠状態、例えば、レム睡眠期であるか、ノンレム睡眠期であるかを判定するものである。

しかしながら、ベッドに寝たきりで意識のない人であれば、睡眠状態を判定するだけで十分であるが、ベッドに寝たきりでも意識がある人の場合は、睡眠状態以外の判定、例えば、同居者を呼び出したり、体調が急激に変化した情報を判定することが出来ないという難点があった。

本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、呼出ボタンを用いて看護師を呼ぶ代わりにマットを叩いてその振動を検出して呼出報知が可能なエマージェンシー報知を可能とすることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１のエマージェンシー報知システムは、ベッドの上で寝ている人のマットを叩いている動作を空気の振動で伝えるエアーマットと、エアーマットの振動を圧力センサで検知し、その検知振動を心拍フィルタ、呼吸フィルタ、体動フィルタの各フィルタで心拍波形、呼吸波形、体動波形に分解し、それらの波形からベッドで寝ている人の動作の状態変化を心拍フィルタから出力された心拍波形と体動フィルタから出力された体動波形を基に叩いた周波数と高周波の振動の二つが揃ったときにマットを叩いたと判定する動作解析部で解析するエマージェンシー制御部と、エマージェンシー制御部で解析した解析結果を出力する出力部と、出力部の出力信号を受信してエマージェンシー報知する端末部と、を備えたことを特徴とするものである。

本発明によれば、ベッドの上で寝ている人のマットを叩いている動作を空気の振動で伝えるエアーマットと、エアーマットの振動を圧力センサで検知し、その検知振動を心拍フィルタ、呼吸フィルタ、体動フィルタの各フィルタで心拍波形、呼吸波形、体動波形に分解し、それらの波形からベッドで寝ている人の動作の状態変化を心拍フィルタから出力された心拍波形と体動フィルタから出力された体動波形を基に叩いた周波数と高周波の振動の二つが揃ったときにマットを叩いたと判定する動作解析部で解析するエマージェンシー制御部とエマージェンシー制御部で解析した解析結果を出力する出力部と出力部の出力信号を受信してエマージェンシー報知する端末部とを備えたので、呼出ボタンを用いて看護師を呼ぶ代わりにマットを叩くだけでエマージェンシー報知をすることができる。

本発明のエマージェンシー報知システムの一実施例を示すシステム構成図である。本発明のエマージェンシー報知システムの他の実施例を示すシステム構成図である。エマージェンシー制御部の一例を示すブロック図である。マットを叩いている動作を心拍フィルタの出力結果の振幅ヒストグラムで解析する事例の説明図である。マットを叩いている動作を心拍フィルタの周波数帯で解析する事例の説明図である。マットを叩いている動作を高周波の振動で解析する事例の説明図である。マットの上で藻掻いている動作を解析する事例の説明図である。マットの上で身動きがない動作を解析する事例の説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明のエマージェンシー報知システムの一実施例を示すシステム構成図であり、Ａ１はベッドの上で寝ている人の動作を空気の振動で伝えるエアーマット、Ｂ１はエアーマットＡ１の振動を検知してベッドで寝ている人の動作の状態変化を解析するエマージェンシー制御部、Ｃ１はエマージェンシー制御部Ｂ１で解析した状態変化を出力する出力部、Ｓ１は出力部Ｃ１の出力信号を受信して報知する端末部で、同一家屋内に設置されている。エアーマットＡ１上での振動を検知してエマージェンシー制御部Ｂ１が状態変化の解析を行い、状態変化があった場合は解析結果を出力部Ｃ１に出力し、出力部Ｃ１はエマージェンシー制御部Ｂ１で解析した解析結果を無線信号で同一家屋内の端末部Ｓ１に送信し、端末部Ｓ１は出力部Ｃ１の出力信号を受信して光と音の信号、或いは何れか一方の信号で報知する。

図２は、本発明のエマージェンシー報知システムの他の実施例を示すシステム構成図であり、Ａ２はベッドの上で寝ている人の動作を空気の振動で伝えるエアーマット、Ｂ２はエアーマットＡ２の振動を検知してベッドで寝ている人の動作の状態変化を解析するエマージェンシー制御部、Ｃ２はエマージェンシー制御部Ｂ２で解析した状態変化を出力する出力部、Ｓ２は出力部Ｃ２の出力信号を受信する端末部である。エアーマットＡ２上での振動を検知してエマージェンシー制御部Ｂ２が状態変化の解析を行い、状態変化があった場合は解析結果を出力部Ｃ２に出力し、出力部Ｃ２は、エマージェンシー制御部Ｂ２で解析した解析結果をインターネット経由でデータセンターＤ２に送信し、データセンターＤ２は、登録されたメールアドレスの端末部Ｓ２に送信し、端末部Ｓ２は、データセンターＤ２からインターネット経由のメールで出力部Ｃ２の出力信号を受信する。

図３は、エマージェンシー制御部の一例を示すブロック図であり、ベッドの上で寝ている人Ｈｕの動作を空気の振動でエアーマットＡに伝え、エアチューブＧを経由してエマージェンシー制御部Ｂの圧力センサＥで検知する。圧力センサＥで検知した検知振動は、センサインターフェイスＦを経由して心拍フィルタＬｆ、呼吸フィルタＭｆ、体動フィルタＮｆの各フィルタで心拍波形Ｌｋ、呼吸波形Ｍｋ、体動波形Ｎｋに分解し、それぞれのＡ／Ｄ変換回路Ｌｖ、Ｍｖ、Ｎｖを経由してソフトウェアで制御できる形に変換し、ベッドで寝ている人Ｈｕの状態変化を動作解析部Ｐで動作解析し、その解析結果を出力部Ｃに出力する。

動作解析の一例として、マットを叩いている動作、マットの上で藻掻いている動作、マットの上で身動きがない動作を解析する各事例を説明する。

マットを叩いている動作の解析は、心拍フィルタＬｆから出力された心拍波形Ｌｋと体動フィルタＮｆから出力された体動波形Ｎｋを基にマットを叩いたかどうかを判定するが、叩いた周波数があるかどうかだけではノイズ等で誤検出が発生することがあるため、叩いた周波数の中に高周波の振動の有無を加え、叩いた周波数と高周波の振動の二つが揃ったときにマットを叩いたと判定して精度を上げている。

それぞれの詳細を説明する。心拍フィルタの出力結果を振幅ヒストグラムで表示すると、人間の心拍は約１Ｈｚ付近にあるので、図４（ａ）に示すように、周波数１Ｈｚ付近の振幅が大きくなり、更にマットを定期的に１秒間に２回叩くと、図４（ｂ）に示すように、周波数２Ｈｚ付近の振幅が大きくなる。

マットを叩く速度を１秒間にｎ回で、マットを叩く周波数の検出範囲の大きさをｍと規定すると、ｎ±ｍの範囲に振幅のピークが現れた場合に、マットを叩いていると判断する（図４（ｃ））。ただし、エアーマットを動かしたりすると、幅広い周波数の振動が発生するので、マットを叩いている動作を検出するときに、振幅のピークが２本〜３本あったときはマットを叩いていないと判断する（図４（ｄ））。

次に、上述した基本的考え方を基に、マットを叩いている動作を解析する制御方法を説明する。先ず、図５（ａ）に示すように、周波数帯を３つの範囲α、β、γに切り分ける。ここで、αは心拍周波数帯、βはα以外の周波数範囲で最も高い周波数帯、γはα、β以外の周波数帯である。βとγのそれぞれで最も高い値を求め、それらの値をβ´、γ´として、β´−γ´が大きい場合（図５（ｂ））は周波数ｎで叩いたと判断する。β´−γ´が小さい場合（図５（ｃ））はマットを叩いていないと判断する。

マットを叩く動作には高周波の振動が伴い、図６（ａ）に示すように、高周波の振動が幅広く発生する。その高周波の振動の振幅を一定時間の間の総和を求めて、その積分値が定義されていた振動閾値Ｗを超えたとき高周波の振動がある状態として扱う（図６（ｂ））。

次に、マットの上で藻掻いている動作を解析する制御方法について説明する。マットの上で藻掻いている場合は、図６（ａ）に示すよりも、高周波の振動が非常に大きく発生する。そのため、藻掻いている時の体動閾値Ｗｉを設けて、振幅の積分値がその体動閾値を超えて経過時間ｔ１を過ぎたときに藻掻いている状態として扱う（図７）。

更に、マットの上で身動きがない動作を解析する制御方法について説明する。マットの上で身動きがない場合は、図６（ａ）で発生していた高周波の振動が殆んど発生しない。そのため、身動きがない時の体動閾値Ｗｊを設けて、振幅の積分値がその体動閾値を下回った状態で経過時間ｔ２を過ぎたときに身動きがない状態として扱う（図８）。

以上の説明は、ベッドに寝ている人の振動を検出して、マットを叩いている動作、マットの上で藻掻いている動作、マットの上で身動きがない動作を解析したが、ベッドに寝ている人の予め指定した状態変化が起こった時、例えば、指定した心拍値を超えた時、指定した呼吸数を超えた時にエマージェンシー報知をすることも同様に可能となる。

Ａ、Ａ１、Ａ２エアーマット
Ｂ、Ｂ１、Ｂ２エマージェンシー制御部
Ｃ、Ｃ１、Ｃ２出力部
Ｄ２データセンター
Ｅ圧力センサー
Ｆセンサインターフェイス
Ｇエアチューブ
Ｐ動作解析部
Ｈｕ人
Ｓ１、Ｓ２端末部
Ｌｆ心拍フィルタ
Ｍｆ呼吸フィルタ
Ｎｆ体動フィルタ
Ｌｋ心拍波形
Ｍｋ呼吸波形
Ｎｋ体動波形

Claims

ベッドの上で寝ている人のマットを叩いている動作を空気の振動で伝えるエアーマットと、前記エアーマットの振動を圧力センサで検知し、その検知振動を心拍フィルタ、呼吸フィルタ、体動フィルタの各フィルタで心拍波形、呼吸波形、体動波形に分解し、それらの波形からベッドで寝ている人の動作の状態変化を前記心拍フィルタから出力された心拍波形と前記体動フィルタから出力された体動波形を基に叩いた周波数と高周波の振動の二つが揃ったときにマットを叩いたと判定する動作解析部で解析するエマージェンシー制御部と、前記エマージェンシー制御部で解析した解析結果を出力する出力部と、前記出力部の出力信号を受信してエマージェンシー報知する端末部と、を備えたことを特徴とするエマージェンシー報知システム。