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JP2008307363A - Prediction system and method for getting out of bed - Google Patents

Prediction system and method for getting out of bed Download PDF

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JP2008307363A
JP2008307363A JP2007297167A JP2007297167A JP2008307363A JP 2008307363 A JP2008307363 A JP 2008307363A JP 2007297167 A JP2007297167 A JP 2007297167A JP 2007297167 A JP2007297167 A JP 2007297167A JP 2008307363 A JP2008307363 A JP 2008307363A
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JP
Japan
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head
bed
dimensional
reflected wave
patient
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2007297167A
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Japanese (ja)
Inventor
Masatoshi Shimizu
雅年 清水
Yoshihiro Hama
善博 浜
Fumie Ozaki
文恵 尾崎
Michio Nishimura
三千雄 西村
Hironori Yoshino
裕教 吉野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoya Corp
Kansai Electric Power Co Inc
Proassist Ltd
Original Assignee
Hoya Corp
Kansai Electric Power Co Inc
Proassist Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To early and securely predict the starting of rising motion of a patient's body on a bed. <P>SOLUTION: The prediction system 1 includes a transmitter 2 for continuously transmitting ultrasonic signals to a management area including a bed in a condition attached to the ceiling, a receiver 3 for receiving ultrasonic signals reflected within the management area in a condition attached to the ceiling, a position calculation means 4 for calculating a three-dimensional position of the head of a patient on a bed from moment to moment from the reflected ultrasonic data acquired by the receiver 3 at every predetermined time corresponding to the ultrasonic signals transmitted from the transmitter 2, a determination means 5 for sensing temporal variation from a lying position in the three-dimensional position of the patient from a calculation result by the position calculation means 4 and determining whether the patient on the bed started rising motion or not based on the sensing result, and a notice means 6 for transmitting notice signals when the starting of rising motion of the patient is sensed by the discrimination means 5. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ベッド上の人が離床動作を開始したか否かを判断する離床予測装置および方法に関する。   The present invention relates to a bed leaving prediction apparatus and method for determining whether or not a person on a bed has started a bed leaving operation.

従来、主として病院には、巡回監視の労力低減のため、ベッドからの患者の離床を自動検知する離床検知装置が設備される。離床検知装置には、ベッドの周囲の床面に感圧センサを敷設して、患者がそのセンサの上に足を下ろした際に生じる圧力変化により患者の離床を検出するものや、ベッドの足に荷重センサを取り付け、センサの出力変化により患者の離床の有無を検出するものなどがある。また、離床検出に類似する技術として、患者の体位の変化を検出する寝返り管理システムが提案されている(特許文献1参照)。このシステムは、患者の肩および腰に測定センサを取り付け、ベッドに設置された受信アンテナと超音波マイクとで前記測定センサから発信される電波と超音波をそれぞれ受信する。その受信の際に生じる時間差に基づいて、患者の体位の変化を検出するものである。さらに、このシステムには、測定センサと受信アンテナとの間での電波の通信可能範囲をベッドの上方空間に限定することで、当該電波の通信が途絶えた場合に、患者が離床したと判断するようにしている。
特開2006−325683号公報
Conventionally, mainly hospitals are equipped with a bed detection device that automatically detects a patient's bed leaving the bed in order to reduce the labor of patrol monitoring. A bed detection device includes a pressure sensor installed on the floor around the bed and detects the patient's bed removal by the pressure change that occurs when the patient lowers the foot on the sensor. There is a sensor that attaches a load sensor to the sensor and detects the presence or absence of the patient's bed by changing the output of the sensor. Moreover, as a technique similar to bed detection, a roll-over management system that detects a change in the posture of a patient has been proposed (see Patent Document 1). In this system, measurement sensors are attached to a shoulder and a waist of a patient, and radio waves and ultrasonic waves transmitted from the measurement sensor are received by a receiving antenna and an ultrasonic microphone installed on a bed, respectively. A change in the posture of the patient is detected based on the time difference that occurs during the reception. Furthermore, this system limits the radio wave communication range between the measurement sensor and the receiving antenna to the space above the bed, and determines that the patient has left the floor when the radio wave communication is interrupted. Like that.
JP 2006-325683 A

上述の感圧センサや荷重センサを利用した離床検知装置では、ベッドから患者が足を下ろした段階で初めて患者の離床が検出されるため、看護士等が到着した段階では、既に患者が離床してから漫然と時間が経過しまっている。したがって、患者の離床を早期に発見し、患者の安全を十分に確保するという観点では課題がある。   In the above-described bed detection device using a pressure sensor or a load sensor, the patient's bed is detected only when the patient steps down from the bed. Therefore, when the nurse arrives, the patient has already left the bed. Time has passed since then. Therefore, there is a problem in terms of early detection of the patient's bed and ensuring sufficient patient safety.

上記の特許文献1のシステムでは、患者がベッドの上方空間に存在しなくなった状態で、初めて患者の離床が検出される。このため、上述の感圧センサ等と同様に、患者の離床を早期に発見することはできない。   In the system disclosed in Patent Literature 1, the patient's bed is detected for the first time in a state where the patient no longer exists in the space above the bed. For this reason, a patient's bed cannot be discovered at an early stage like the above-mentioned pressure-sensitive sensor.

また、患者の肩および腰に取り付けた測定センサは、布団の中に隠れると、超音波マイクに超音波が届かないので、患者の体位変化ないし離床動作を検出することができない。   In addition, when the measurement sensor attached to the patient's shoulder and waist is hidden in the futon, the ultrasonic wave does not reach the ultrasonic microphone, and therefore the patient's posture change or bed movement cannot be detected.

なお、上記のような問題は、病院に限らず、離床検知装置を設けた老人ホーム等の種々の施設や一般家庭等においても同様に生じ得る。   In addition, the above problems may occur not only in hospitals but also in various facilities such as nursing homes provided with a bed-separating device and general homes.

本発明は、以上の実情に鑑み、ベッド上の人体の離床動作の開始を早期且つ正確に検出することを技術的課題とする。   In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to detect early and accurately the start of a human bed leaving operation on a bed.

上記課題を解決するために創案された本発明に係る装置は、静止系に取り付けられた状態で、ベッドを含む管理エリアに超音波信号を継続的に送信する送波器と、静止系に取り付けられた状態で、前記管理エリア内で反射した前記超音波信号を受信する受波器と、前記送波器から送信される前記超音波信号に対応して前記受波器で所定時間毎に取得される反射波データからベッド上の人体の頭部三次元位置を時々刻々演算する位置演算手段と、該位置演算手段の演算結果から人体の頭部三次元位置の横臥位置からの時間的な変化を検知し、その検知結果に基づいてベッド上の人体が離床動作を開始したか否かを判定する判定手段と、該判定手段によって人体の離床動作の開始が検知された場合に報知信号を発する報知手段とを備えていることを特徴とする。   An apparatus according to the present invention, which was created to solve the above-described problems, is a transmitter that continuously transmits an ultrasonic signal to a management area including a bed while being attached to a stationary system, and is attached to the stationary system. A receiver that receives the ultrasonic signal reflected in the management area, and is acquired at a predetermined time by the receiver corresponding to the ultrasonic signal transmitted from the transmitter. Position calculation means for calculating momentarily the head three-dimensional position of the human body on the bed from the reflected wave data, and the temporal change from the lying position of the human head three-dimensional position from the calculation result of the position calculation means And determining means for determining whether or not the human body on the bed has started leaving the bed based on the detection result, and issuing a notification signal when the start of the bed leaving action of the human body is detected by the determining means Provide notification means And features.

以上の構成により、ベッド上の人体の頭部三次元位置の横臥位置からの時間的な変化が検知されることから、例えばベッド上での起き上がり動作等の離床動作の開始を検知することができる。したがって、人体がベッドから足を下ろす前に、人体の離床を未然に予測して早期に検知することが可能となる。しかも、人体の頭部は、常時布団の外に出ているのが通例であり、人体の頭部で反射した超音波信号が布団によって阻害されることはない。そのため、人体の頭部三次元位置の横臥位置からの時間的な変化を検知することで、患者の離床動作の開始を正確に検知することができる。なお、送波器及び受波器が、静止系に取り付けられるので、人体に直接センサを取り付けた場合のように患者に負担が掛かるという事態も回避することができる。   With the above configuration, since the temporal change from the lying position of the head three-dimensional position of the human body on the bed is detected, for example, the start of a leaving operation such as a rising operation on the bed can be detected. . Therefore, before the human body drops his / her foot from the bed, it is possible to predict the bed leaving of the human body and detect it at an early stage. In addition, the head of the human body is usually outside the futon, and the ultrasonic signal reflected by the head of the human body is not disturbed by the futon. Therefore, it is possible to accurately detect the start of the patient's bed leaving motion by detecting the temporal change from the lying position of the human head three-dimensional position. In addition, since a transmitter and a receiver are attached to a stationary system, it is possible to avoid a situation in which a burden is imposed on a patient as in the case where a sensor is directly attached to a human body.

上記の構成において、前記判定手段は、前記位置演算手段によって、ある瞬間に取得される反射波データから演算される人体の頭部三次元位置を基準位置とすると共に、直後に取得される反射波データから演算される人体の頭部三次元位置を対象位置として、前記基準位置から前記対象位置までの移動ベクトルを演算し、該移動ベクトルのうちその大きさが第1所定値以下となる場合を実報とし、この実報に基づいて前記基準位置から前記対象位置に人体の頭部が移動したと判断することにより、人体の頭部三次元位置の横臥位置からの時間的な変化を検知するように構成されていることが好ましい。   In the above configuration, the determination unit uses the position calculation unit as a reference position for the three-dimensional position of the human head calculated from the reflected wave data acquired at a certain moment, and the reflected wave acquired immediately thereafter. A case where a movement vector from the reference position to the target position is calculated with the three-dimensional position of the human head calculated from data as a target position, and the magnitude of the movement vector is equal to or less than a first predetermined value. By detecting that the head of the human body has moved from the reference position to the target position based on the actual report, a temporal change from the lying position of the three-dimensional position of the human head is detected based on the actual report. It is preferable that it is comprised.

このようにすれば、ある瞬間に取得される反射波データから演算される人体の頭部三次元位置と、その直後に取得される反射波データから演算される人体の頭部三次元位置とを、移動ベクトルの大きさに基づいて時系列で関連付けながら、人体の頭部三次元位置の横臥位置から時間的に変化をより正確に検知することが可能となる。   In this way, the three-dimensional position of the human head calculated from the reflected wave data acquired at a certain moment and the three-dimensional position of the human head calculated from the reflected wave data acquired immediately thereafter are obtained. Thus, it is possible to more accurately detect a temporal change from the lying position of the three-dimensional position of the human head while correlating in time series based on the magnitude of the movement vector.

上記の構成において、前記判定手段は、前記実報が連続的に得られない検知時間に対応して、前記第1所定値を増大するように構成されていることが好ましい。なお、ここでいう検知時間とは、なお、ここでいう検知時間とは、基準位置となる三次元位置が演算された反射波データが取得されてから、対象位置となる三次元位置が演算された反射波データが取得されるまでの時間を意味する。   In the above configuration, it is preferable that the determination unit is configured to increase the first predetermined value corresponding to a detection time during which the actual report is not continuously obtained. The detection time here is the detection time here, after the reflected wave data obtained by calculating the three-dimensional position as the reference position is acquired, the three-dimensional position as the target position is calculated. It means the time until the reflected wave data is acquired.

このようにすれば、例えばベッド上の人体からの反射波強度が微弱であったり、或いは突発的なノイズの影響などによって、反射波データから人体の頭部三次元位置が演算できない場合が生じたとしても、その検知時間に対応して第1所定値が増大される。そのため、人体の頭部三次元位置の捕捉率を低下させることなく、人体の頭部三次元位置からの横臥位置からの時間的変化の検知を確実に続行することができる。   In this way, for example, the reflected wave intensity from the human body on the bed is weak, or the 3D position of the human head cannot be calculated from the reflected wave data due to the influence of sudden noise, etc. However, the first predetermined value is increased corresponding to the detection time. Therefore, detection of a temporal change from the lying position from the three-dimensional position of the human head can be reliably continued without reducing the capture rate of the three-dimensional position of the human head.

上記の構成において、前記位置演算手段は、1つの反射波データから複数の頭部三次元位置が演算された場合にこれらを暫定頭部三次元位置とすると共に、該暫定頭部三次元位置の相互間の変位ベクトルを演算し、この中から前記変位ベクトルの大きさが第2所定値以下となる暫定頭部三次元位置を選択し、この選択した暫定頭部三次元位置に基づいて人体の頭部三次元位置を設定するように構成されていることが好ましい。   In the above-described configuration, the position calculating means sets a provisional head three-dimensional position when a plurality of head three-dimensional positions are calculated from one reflected wave data, A displacement vector between them is calculated, and a provisional head three-dimensional position in which the magnitude of the displacement vector is equal to or smaller than a second predetermined value is selected, and a human body is determined based on the selected provisional head three-dimensional position. It is preferable that the head three-dimensional position is set.

送波器から振幅減衰時間(振幅減衰開始の時刻(最大振幅の時刻)から振幅減衰終了の時刻までの時間)のない理想的なパルス波として超音波を送信することは困難であることから、実用上は所定の振幅減衰時間を有する超音波信号を送信する場合が多い。この場合には、送信する超音波信号の振幅減衰時間との関係から、同一の人体の頭部からの反射波が時間的に幅をもって受波器に受信されることがある。そのため、1つの反射波データから同一の人体を示す頭部三次元位置が複数箇所検出される場合がある。そこで、上記の構成では、1つの反射波データから複数の三次元位置が演算された場合に、これらを一旦暫定三次元位置として、暫定三次元位置の相互間の変位ベクトルを演算し、その演算した変位ベクトルの大きさに基づいて1又は複数の暫定三次元位置を選択する。これにより、複数の暫定頭部三次元位置の中から同一の人体の頭部を捉えたと推定される暫定頭部三次元位置を選択できる。そして、選択した暫定頭部三次元位置に基づいて人体の頭部三次元位置を設定することにより、演算処理の簡素化を好適に実現することができる。なお、上記の第2所定値は、例えば送波器から送信される超音波信号の振幅減衰時間に基づいて設定される。   Because it is difficult to transmit an ultrasonic wave as an ideal pulse wave without an amplitude decay time (a time from an amplitude decay start time (maximum amplitude time) to an amplitude decay end time) from a transmitter, In practice, an ultrasonic signal having a predetermined amplitude decay time is often transmitted. In this case, the reflected wave from the head of the same human body may be received by the receiver with a temporal width due to the relationship with the amplitude decay time of the ultrasonic signal to be transmitted. Therefore, a plurality of head three-dimensional positions indicating the same human body may be detected from one reflected wave data. Therefore, in the above configuration, when a plurality of three-dimensional positions are calculated from one reflected wave data, these are temporarily set as temporary three-dimensional positions, and displacement vectors between the temporary three-dimensional positions are calculated, and the calculation is performed. One or more provisional three-dimensional positions are selected based on the magnitude of the displacement vector. Thereby, it is possible to select a provisional head three-dimensional position that is estimated to have captured the head of the same human body from a plurality of provisional head three-dimensional positions. Then, by setting the head three-dimensional position of the human body based on the selected provisional head three-dimensional position, simplification of the arithmetic processing can be suitably realized. In addition, said 2nd predetermined value is set based on the amplitude decay time of the ultrasonic signal transmitted from a transmitter, for example.

この場合、前記位置演算手段は、前記選択した暫定三次元位置のうち、前記受波器に最も近い暫定三次元位置を移動体の三次元位置に設定したり、或いは前記選択した暫定三次元位置の重心位置を、移動体の三次元位置に設定するように構成してもよい。   In this case, the position calculation means sets the temporary three-dimensional position closest to the receiver among the selected temporary three-dimensional positions as the three-dimensional position of the moving object, or the selected temporary three-dimensional position. The center of gravity position may be set to the three-dimensional position of the moving body.

上記の構成において、前記受波器は、複数の受波素子を配列したアレイセンサであることが好ましい。   Said structure WHEREIN: It is preferable that the said receiver is an array sensor which arranged the some receiving element.

このようにすれば、受波器を回動させる等して機械的に走査することなく、電子的走査のみで、管理エリアで反射した超音波信号を受信することが可能となる。   In this way, it is possible to receive an ultrasonic signal reflected by the management area only by electronic scanning without mechanically scanning the receiver by rotating it or the like.

上記課題を解決するために創案された本発明に係る方法は、静止系に取り付けられた送波器からベッドを含む管理エリアに超音波信号を継続的に送信すると共に、静止系に取り付けられた受波器により前記管理エリア内で反射した前記超音波信号を受信して、前記送波器から送信される前記超音波信号に対応した反射波データを所定時間毎に取得する反射波データ取得工程と、該反射波データ取得工程で取得された反射波データからベッド上の人体の頭部三次元位置を時々刻々演算する位置演算工程と、該位置演算工程の演算結果から人体の頭部三次元位置の横臥位置からの時間的な変化を検知し、その検知結果に基づいてベッド上の人体が離床動作を開始したか否かを判定する判定工程と、該判定工程により、人体の離床動作の開始が検知された場合に報知信号を発する報知工程とを含むことを特徴とする。   The method according to the present invention, which was created to solve the above problems, continuously transmits an ultrasonic signal from a transmitter attached to a stationary system to a management area including a bed and is attached to the stationary system. A reflected wave data acquisition step of receiving the ultrasonic signal reflected in the management area by a receiver and acquiring reflected wave data corresponding to the ultrasonic signal transmitted from the transmitter every predetermined time A position calculation step for calculating momentarily the head three-dimensional position of the human body on the bed from the reflected wave data acquired in the reflected wave data acquisition step, and the human head three-dimensional from the calculation result of the position calculation step A step of detecting whether the position of the human body on the bed has started to get out of the bed based on the detection result, and a step of detecting whether the human body has left the bed Start is detected Characterized in that it comprises a notifying step of issuing a notification signal if it.

以上の方法によれば、既に述べた段落[0009]に記載の事項と同様の作用効果を享受することができる。   According to the above method, the same effect as the matter described in the paragraph [0009] already described can be enjoyed.

上記の方法において、前記判定工程では、前記位置演算工程によって、ある瞬間に取得される反射波データから演算される人体の頭部三次元位置を基準位置とすると共に、直後に取得される反射波データから演算される人体の頭部三次元位置を対象位置として、前記基準位置から前記対象位置までの移動ベクトルを演算し、該移動ベクトルのうちその大きさが第1所定値以下となる場合を実報とし、この実報に基づいて前記基準位置から前記対象位置に人体の頭部が移動したと判断することにより、人体の頭部三次元位置の横臥位置からの時間的な変化を検知することが好ましい。   In the above method, in the determination step, the position calculation step sets the three-dimensional position of the human head calculated from the reflected wave data acquired at a certain moment as a reference position, and the reflected wave acquired immediately thereafter. A case where a movement vector from the reference position to the target position is calculated with the three-dimensional position of the human head calculated from data as a target position, and the magnitude of the movement vector is equal to or less than a first predetermined value. By detecting that the head of the human body has moved from the reference position to the target position based on the actual report, a temporal change from the lying position of the three-dimensional position of the human head is detected based on the actual report. It is preferable.

このようにすれば、既に述べた段落[0011]に記載の事項と同様の作用効果を享受することができる。   In this way, it is possible to enjoy the same effects as those described in the paragraph [0011] already described.

上記の方法において、前記判定工程で、前記実報が連続的に得られない検知時間に対応して、前記第1所定値を増大することが好ましい。   In the above method, it is preferable that in the determination step, the first predetermined value is increased corresponding to a detection time during which the actual report is not continuously obtained.

このようにすれば、既に述べた段落[0013]に記載の事項と同様の作用効果を享受することできる。   In this way, the same operational effects as those described in the paragraph [0013] already described can be obtained.

上記の方法において、前記位置演算工程は、1つの反射波データから複数の頭部三次元位置が演算された場合にこれらを暫定頭部三次元位置とすると共に、該暫定頭部三次元位置の相互間の変位ベクトルを演算し、この中から前記変位ベクトルの大きさが第2所定値以下となる暫定頭部三次元位置を選択し、この選択した暫定頭部三次元位置に基づいて人体の頭部三次元位置を設定することが好ましい。   In the above method, when the plurality of head three-dimensional positions are calculated from one reflected wave data, the position calculating step sets these as the temporary head three-dimensional positions and the provisional head three-dimensional positions. A displacement vector between them is calculated, and a provisional head three-dimensional position in which the magnitude of the displacement vector is equal to or smaller than a second predetermined value is selected, and a human body is determined based on the selected provisional head three-dimensional position. It is preferable to set the head three-dimensional position.

このようにすれば、既に述べた段落[0015]に記載の事項と同様の作用効果を享受することができる。   In this way, the same operational effects as those described in the paragraph [0015] already described can be obtained.

以上のように本発明によれば、ベッド上の人体の頭部三次元位置の横臥位置からの時間的な変化が検知されることから、例えばベッド上での起き上がり動作等の離床動作の開始を検知することができる。したがって、人体がベッドから足を下ろす前に、人体の離床を未然に予測して早期に検知することが可能となる。しかも、人体の頭部は、常時布団の外に出ているのが通例であり、人体の頭部で反射した超音波信号が布団によって阻害されることはない。そのため、人体の頭部三次元位置の横臥位置からの時間的な変化を検知することで、人体の離床動作の開始を正確に検知することができる。   As described above, according to the present invention, since the temporal change from the lying position of the head three-dimensional position of the human body on the bed is detected, for example, the start of the bed leaving operation such as the rising operation on the bed is started. Can be detected. Therefore, before the human body drops his / her foot from the bed, it is possible to predict the bed leaving of the human body and detect it at an early stage. In addition, the head of the human body is usually outside the futon, and the ultrasonic signal reflected by the head of the human body is not disturbed by the futon. Therefore, it is possible to accurately detect the start of the human body leaving motion by detecting the temporal change from the lying position of the human head three-dimensional position.

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係る離床検出装置を模式的に示すブロック図であり、図2はその取り付け態様を模式的に示す斜視図である。図に示すように、離床予測装置1は、送波器2と、受波器3と、位置演算手段4と、判定手段5と、報知手段6を備えている。   FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a bed leaving detection apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view schematically illustrating an attachment mode thereof. As shown in the figure, the bed leaving prediction apparatus 1 includes a transmitter 2, a receiver 3, a position calculation unit 4, a determination unit 5, and a notification unit 6.

送波器2は、天井に取り付けられた状態でベッド7を含む管理エリア8に超音波信号を所定の間隔を空けて継続的に送信するように構成される。受波器3は、同じく天井に取り付けられた状態で管理エリア8内で反射した超音波信号を受信するように構成される。送波器2と受波器3とでセンサユニット9が構成される。   The transmitter 2 is configured to continuously transmit ultrasonic signals to the management area 8 including the bed 7 at a predetermined interval while being attached to the ceiling. The receiver 3 is configured to receive an ultrasonic signal reflected in the management area 8 while being mounted on the ceiling. The transmitter 2 and the receiver 3 constitute a sensor unit 9.

この実施形態では、送波器2は、超音波信号を管理エリア8内に拡散させて送信するように構成される。一方、受波器3は、複数の受波素子を配列したアレイセンサで構成される。例えば、このアレイセンサの一例としては次のような構成が挙げられる。すなわち、アレイセンサ3としては、図3(a),(b)に示すように、複数の受波素子3aを単一の平面(基板3b)上に、例えば格子状や十字状等に配列し、各受波素子3aで得られた信号を、管理エリア8内で反射した超音波信号の入射角度および各受波素子3aの位置に対応した時間分だけ遅延させた後に加算することで、電子的走査によって三次元反射波データを取得するように構成されたものが挙げられる。さらに、この場合、隣接する受波素子3aの中心間距離Xは、送波器2から送信される超音波信号の半波長以下に設定することが好ましい。このようにすれば、複数の受波素子3aで得られた信号を遅延加算して得られる三次元反射波データに、誤差の要因となる所謂ゴースト成分が発生するという事態を効果的に低減することができる。   In this embodiment, the transmitter 2 is configured to diffuse the ultrasonic signal into the management area 8 and transmit it. On the other hand, the receiver 3 is composed of an array sensor in which a plurality of receiving elements are arranged. For example, the following configuration can be given as an example of the array sensor. That is, as the array sensor 3, as shown in FIGS. 3A and 3B, a plurality of receiving elements 3a are arranged on a single plane (substrate 3b), for example, in a lattice shape or a cross shape. The signals obtained by each receiving element 3a are delayed by a time corresponding to the incident angle of the ultrasonic signal reflected in the management area 8 and the position of each receiving element 3a, and then added. There is a configuration in which three-dimensional reflected wave data is acquired by periodic scanning. Furthermore, in this case, it is preferable to set the center-to-center distance X between adjacent receiving elements 3a to be equal to or less than a half wavelength of the ultrasonic signal transmitted from the transmitter 2. This effectively reduces the situation in which a so-called ghost component that causes an error occurs in the three-dimensional reflected wave data obtained by delay-adding the signals obtained by the plurality of receiving elements 3a. be able to.

位置演算手段4は、送波器2から送信される超音波信号に対応して受波器3で所定時間毎に取得される反射波データからベッド7上の患者10の頭部三次元位置を時々刻々演算するように構成される。   The position calculation means 4 determines the three-dimensional position of the head of the patient 10 on the bed 7 from the reflected wave data acquired at predetermined intervals by the receiver 3 in response to the ultrasonic signal transmitted from the transmitter 2. It is configured to operate from moment to moment.

判定手段5は、位置演算手段4の演算結果から患者10の頭部三次元位置の横臥位置からの時間的な変化を検知し、その検知結果に基づいてベッド上の人体が離床動作を開始したか否かを判定するように構成される。   The determination unit 5 detects a temporal change from the recumbent position of the patient's 10 head three-dimensional position from the calculation result of the position calculation unit 4, and based on the detection result, the human body on the bed starts a bed leaving operation. Configured to determine whether or not.

報知手段6は、判定手段5によって患者10の離床動作の開始が検知された場合に報知信号を発するように構成される。   The notification unit 6 is configured to issue a notification signal when the determination unit 5 detects the start of the bed leaving operation of the patient 10.

次に、このように構成された離床予測装置1による離床予測手順を説明する。   Next, a procedure for predicting bed leaving by the bed prediction device 1 configured as described above will be described.

図4は、離床検出手順を示すフローチャートである。同図に示すように、この離床検出手順は、送波器2からベッド7を含む管理エリア8に超音波信号を所定の間隔を空けて継続的に送信すると共に、受波器3で管理エリア8内で反射した超音波信号を受信して、送波器2から送信される超音波信号に対応した反射波データを所定時間毎に取得する反射波データ取得工程S1と、反射波データ取得工程S1で取得された反射波データからベッド7上の患者10の頭部三次元位置を時々刻々演算する位置演算工程S2と、位置演算工程S2の演算結果から患者10の頭部三次元位置の横臥位置からの時間的な変化を検知し、その検知結果に基づいてベッド7上の患者10が離床動作を開始したか否かを判定する判定工程S3と、判定工程S3により患者10の離床動作の開始が検知された場合に報知信号を発する報知工程S4とを含む。この実施形態では、受波器3で反射波データ取得工程S1が実行される。また、位置演算手段4によって位置演算工程S2が実行される。さらに、判定手段5によって判定工程S3が実行される。また、報知手段6によって報知工程S4が実行される。   FIG. 4 is a flowchart showing the procedure for detecting getting out of bed. As shown in the figure, this bed leaving detection procedure is performed by continuously transmitting an ultrasonic signal from the transmitter 2 to the management area 8 including the bed 7 at a predetermined interval. A reflected wave data acquisition step S1 that receives an ultrasonic signal reflected from the transmitter 8 and acquires reflected wave data corresponding to the ultrasonic signal transmitted from the transmitter 2 every predetermined time, and a reflected wave data acquisition step A position calculation step S2 for calculating momentarily the head three-dimensional position of the patient 10 on the bed 7 from the reflected wave data acquired in S1, and a recumbency of the head three-dimensional position of the patient 10 from the calculation result of the position calculation step S2. A determination step S3 for detecting a temporal change from the position and determining whether or not the patient 10 on the bed 7 has started to leave the bed based on the detection result, and the determination step S3 determines whether the patient 10 has left the bed. Report when start is detected And a notification step S4, emits a signal. In this embodiment, the reflected wave data acquisition step S <b> 1 is executed by the receiver 3. In addition, the position calculation unit 4 executes a position calculation step S2. Further, the determination unit 5 executes the determination step S3. Further, the notification unit 6 executes the notification step S4.

反射波データ取得工程S1では、送波器2から超音波信号を送信するごとに、受波器3で受信される超音波信号から三次元反射波データを取得する。この反射波データは、管理エリア8を高さ方向に複数の平面に分割した平面データから構成されており、それぞれの平面データには、反射波の信号強度分布が記録される。   In the reflected wave data acquisition step S <b> 1, each time an ultrasonic signal is transmitted from the transmitter 2, three-dimensional reflected wave data is acquired from the ultrasonic signal received by the receiver 3. The reflected wave data is composed of plane data obtained by dividing the management area 8 into a plurality of planes in the height direction, and the signal intensity distribution of the reflected wave is recorded in each plane data.

位置演算工程S2は、差分処理工程S10と、ピーク演算工程S20と、グルーピング工程S30とに大別される。   The position calculation step S2 is roughly divided into a difference processing step S10, a peak calculation step S20, and a grouping step S30.

差分処理工程S10では、上記の反射波データ取得工程S1で取得された反射波データから、予め計測しておいた患者不在時または患者就寝時の管理エリア8の反射波データを減算する。これにより、反射波データに含まれる静止物体がデータ上削除され、静止物体と動体(患者10等)とを明確に区別することが可能となる。   In the difference processing step S10, the reflected wave data in the management area 8 when the patient is absent or at bedtime, which is measured in advance, is subtracted from the reflected wave data acquired in the reflected wave data acquisition step S1. Thereby, the stationary object included in the reflected wave data is deleted in the data, and it becomes possible to clearly distinguish the stationary object and the moving object (patient 10 or the like).

患者10の頭部を捉えた反射波データを構成する平面データでは、縦軸に信号強度をとると、例えば図5に示すように、患者10の頭部が凸部となって現れる。そのため、ピーク演算工程S20では、上記の差分処理工程S10後の反射波データを構成する複数の平面データのそれぞれにつき、信号強度のピーク値と、その位置を検出する。そして、信号強度が、所定のピーク判定閾値を超えるものを頭部三次元位置として記憶する。このようにすれば、患者10の頭部三次元位置をポイントで定義することができるので、患者10の頭部三次元位置を信号強度が凸部となる部分全体で定義する場合に比して、演算処理の簡素化を図ることができる。なお、この記憶された頭部三次元位置は、受波器3(センサユニット9)に近いものから順に配列された状態で頭部位置データとして記憶される。   In the plane data constituting the reflected wave data that captures the head of the patient 10, when the signal intensity is taken on the vertical axis, the head of the patient 10 appears as a convex portion as shown in FIG. 5, for example. Therefore, in the peak calculation step S20, the peak value of the signal intensity and its position are detected for each of the plurality of plane data constituting the reflected wave data after the difference processing step S10. Then, the signal intensity exceeding a predetermined peak determination threshold value is stored as the head three-dimensional position. In this way, since the head three-dimensional position of the patient 10 can be defined by points, compared to the case where the head three-dimensional position of the patient 10 is defined by the entire portion where the signal intensity is a convex portion. Therefore, it is possible to simplify the arithmetic processing. The stored three-dimensional position of the head is stored as head position data in a state of being arranged in order from the one closest to the receiver 3 (sensor unit 9).

本実施形態では、上記のピーク演算工程S20で演算された頭部三次元位置が同一の患者10の頭部を捉えたものであるか否かを判断するために、グルーピング工程S30が実行される。これは、次のような理由による。一般に、空気中を伝搬する超音波が患者10の頭部などの物体に当たった場合には、直進することなく、その物体で反射して戻ってくる。しかし、送信する超音波信号を、振幅減衰時間(振幅減衰開始の時刻(最大振幅の時刻)から振幅減衰終了の時刻までの時間)のない理想的なパルス波として送信することは困難であり、実用上は、図6に示すように、所定の振幅減衰時間ΔTを有する超音波信号を送信する場合が多い。そのため、送信する超音波の振幅減衰時間ΔTとの関係から、同一の物体で反射した超音波信号が時間的に幅をもって検出される場合がある。この場合には、上記の反射波データを構成する複数の平面データのうち、連続する数枚の平面データに同じ物体による複数のピーク値が検出されることになる。そのため、演算処理の簡素化の観点からも、複数のピーク値のうち、どのピーク値が同一の患者10を捉えたものであるのかを判断する必要がある   In the present embodiment, the grouping step S30 is executed in order to determine whether or not the head three-dimensional position calculated in the peak calculation step S20 captures the head of the same patient 10. . This is for the following reason. In general, when an ultrasonic wave propagating in the air hits an object such as the head of the patient 10, it is reflected by the object and returns without going straight. However, it is difficult to transmit an ultrasonic signal to be transmitted as an ideal pulse wave having no amplitude decay time (a time from an amplitude decay start time (maximum amplitude time) to an amplitude decay end time), In practice, as shown in FIG. 6, an ultrasonic signal having a predetermined amplitude decay time ΔT is often transmitted. For this reason, the ultrasonic signal reflected by the same object may be detected with a width in time from the relationship with the amplitude attenuation time ΔT of the transmitted ultrasonic wave. In this case, among a plurality of plane data constituting the reflected wave data, a plurality of peak values due to the same object are detected in several continuous plane data. Therefore, also from the viewpoint of simplifying the arithmetic processing, it is necessary to determine which one of the plurality of peak values captures the same patient 10.

そこで、グルーピング工程S30では、上記のピーク演算工程S20で1つの反射波データから複数の頭部三次元位置が演算された場合に、これらを一旦暫定的な頭部三次元位置として、その頭部三次元位置の相互間の変位ベクトルを演算し、この中から変位ベクトルの大きさがグルーピング閾値(第2所定値)以下となる頭部三次元位置を選択する。この際、選択された頭部三次元位置は、同一の患者10の頭部を捉えたものと判断する。そして、選択した頭部三次元位置に基づいて患者10の頭部三次元位置(代表位置)を改めて設定する。   Therefore, in the grouping step S30, when a plurality of head three-dimensional positions are calculated from one reflected wave data in the peak calculation step S20, these are temporarily set as temporary head three-dimensional positions. A displacement vector between the three-dimensional positions is calculated, and a head three-dimensional position where the magnitude of the displacement vector is equal to or smaller than a grouping threshold value (second predetermined value) is selected from the calculated displacement vector. At this time, it is determined that the selected three-dimensional position of the head captures the head of the same patient 10. Then, the head three-dimensional position (representative position) of the patient 10 is set again based on the selected head three-dimensional position.

このグルーピング工程S30は、図7に示す手順で実行される。同図に示すように、グルーピング工程S30では、まず、上記のピーク演算工程S20で記憶された頭部位置データのうち、センサユニット9に最も近い先頭の頭部三次元位置(暫定頭部三次元位置)を基準位置に設定すると共に、その頭部三次元位置を代表位置とした新規グループを登録し且つその新規グループを対象グループに設定する(ステップS31)。その後、頭部三次元位置データの中に、次の頭部三次元位置(暫定頭部三次元位置)が存在するか否かを判断する(ステップS32)。   This grouping step S30 is executed according to the procedure shown in FIG. As shown in the figure, in the grouping step S30, first, among the head position data stored in the peak calculation step S20, the head three-dimensional position closest to the sensor unit 9 (provisional head three-dimensional) (Position) is set as a reference position, a new group with the head three-dimensional position as a representative position is registered, and the new group is set as a target group (step S31). Thereafter, it is determined whether or not the next head three-dimensional position (provisional head three-dimensional position) exists in the head three-dimensional position data (step S32).

その結果、次の頭部三次元位置が存在する場合には、その頭部三次元位置を対象位置に設定する(ステップS33)。そして、基準位置から対象位置までの変位ベクトルを演算する(ステップS34)と共に、その変位ベクトルの大きさがグルーピング閾値以下であるか否かを判断する(ステップS35)。   As a result, when the next head three-dimensional position exists, the head three-dimensional position is set as the target position (step S33). Then, a displacement vector from the reference position to the target position is calculated (step S34), and it is determined whether or not the magnitude of the displacement vector is equal to or smaller than the grouping threshold (step S35).

その結果、グルーピング閾値以下である場合には、対象位置を新たな基準位置とすると共に、対象グループに追加登録(ステップS36)し、上記のステップS32に戻る。   As a result, if it is equal to or smaller than the grouping threshold, the target position is set as a new reference position, and additionally registered in the target group (step S36), and the process returns to step S32.

一方、ステップS35で、グルーピング閾値を超えていると判断された場合には、対象位置を新たな基準位置とすると共に、次の頭部三次元位置を代表位置とした新規グループを登録し且つその新規グループを新たな対象グループに設定(ステップS37)し、上記のステップS32に戻る。以後、上記のステップS32で次の頭部三次元位置が存在しないと判断されるまで、上記のステップを繰り返し、ピーク演算工程S20で記憶された全ての頭部三次元位置を所定のグループに分類すると共に、グループごとに代表位置を設定する。   On the other hand, if it is determined in step S35 that the grouping threshold has been exceeded, a new group with the target position as a new reference position and the next three-dimensional head position as a representative position is registered and The new group is set as a new target group (step S37), and the process returns to step S32. Thereafter, the above steps are repeated until it is determined in step S32 that the next head three-dimensional position does not exist, and all head three-dimensional positions stored in the peak calculation step S20 are classified into predetermined groups. In addition, a representative position is set for each group.

ここで、上記のグルーピング閾値は、送信する超音波信号の振幅減衰時間ΔTに基づいて設定される。これは、振幅減衰時間ΔTから予め同じ患者10の頭部を捉えた信号がどの程度の範囲で検出されるかを予測することが可能であるためである。   Here, the grouping threshold is set based on the amplitude decay time ΔT of the ultrasonic signal to be transmitted. This is because it is possible to predict to what extent a signal obtained by capturing the head of the same patient 10 in advance is detected from the amplitude decay time ΔT.

上記のグルーピング工程S30では、センサユニット9に近い順に頭部三次元位置が配列された頭部位置データのうち、先頭の頭部三次元位置から順に処理しているので、分類されたグループごとにセンサユニット9に最も近い頭部位置が代表位置として設定される。したがって、時間的に最初に物体(患者10の頭部)で反射したものを、各グループの代表位置として設定することができる。すなわち、センサユニット9から所定の振幅減衰時間を有する超音波信号を送信した場合であっても、振幅減衰時間のない理想的なパルス
波を送信した場合と同様の結果を得ることができる。
In the grouping step S30 described above, the head three-dimensional positions arranged in the order of proximity to the sensor unit 9 are processed in order from the top three-dimensional position of the head, so that for each classified group The head position closest to the sensor unit 9 is set as the representative position. Therefore, what is reflected first by the object (the head of the patient 10) in time can be set as the representative position of each group. That is, even when an ultrasonic signal having a predetermined amplitude decay time is transmitted from the sensor unit 9, the same result as that obtained when an ideal pulse wave without an amplitude decay time is transmitted can be obtained.

このようにして処理されたグルーピング工程S30の処理結果を図8に概念的に示す。図示例は、ピーク演算工程S20で6つの頭部三次元位置a1,a2,a3,b1,b2,b3が検出され、グルーピング工程S30の結果、頭部三次元位置a1〜a3からなるグループA(例えば、患者10以外の第三者を示すグループ)と、頭部三次元位置b1〜b3からなるグループB(例えば、患者10を示すグループ)に分類された場合を例示するものである。この場合、各グループA,Bの代表位置は、センサユニット9に最も近い頭部位置a1,b1にそれぞれ設定される。なお、グループの代表位置は、センサユニット9に最も近い頭部位置に設定するものに限らず、例えば、頭部位置データに含まれる全ての頭部三次元位置を所定のグループに分類した後、各グループに属する頭部三次元位置の重心位置を演算し、その重心位置を代表位置に設定するようにしてもよい。   The processing result of the grouping step S30 processed in this way is conceptually shown in FIG. In the illustrated example, six head three-dimensional positions a1, a2, a3, b1, b2, and b3 are detected in the peak calculation step S20. As a result of the grouping step S30, the group A ( For example, the case where it classify | categorizes into the group B (for example, group which shows the patient 10) which consists of the head three-dimensional position b1-b3 and the group B which shows the third party other than the patient 10 is illustrated. In this case, the representative positions of the groups A and B are set to the head positions a1 and b1 that are closest to the sensor unit 9, respectively. The representative position of the group is not limited to the head position closest to the sensor unit 9, for example, after classifying all the head three-dimensional positions included in the head position data into a predetermined group, The barycentric position of the head three-dimensional position belonging to each group may be calculated, and the barycentric position may be set as the representative position.

判定工程S3は、移動判定工程S40と、エリア判定工程S50と、離床動作判定工程S60とに大別される。   The determination step S3 is roughly divided into a movement determination step S40, an area determination step S50, and a bed leaving operation determination step S60.

移動判定工程S40では、既に得られた一の反射波データから検出されたグループの代表位置と、新たに得られた他の反射波データから検出されるグループの代表位置との移動ベクトルを演算し、その変位ベクトルの大きさに基づいて、患者10の頭部三次元位置の横臥位置からの時間的な変化を検知する。すなわち、上記のグルーピング工程S30は、同一の反射波データ内における処理であるが、この移動判定工程S40は、異なる2つの反射波データ(例えば前回の反射波データと今回の反射波データ)を比較して処理するものである。   In the movement determination step S40, a movement vector between the representative position of the group detected from one already obtained reflected wave data and the representative position of the group detected from other newly obtained reflected wave data is calculated. Based on the magnitude of the displacement vector, a temporal change from the lying position of the three-dimensional position of the head of the patient 10 is detected. That is, the above-described grouping step S30 is processing within the same reflected wave data, but this movement determination step S40 compares two different reflected wave data (for example, previous reflected wave data and current reflected wave data). To process.

この移動判定工程S40は、図9に示す手順で実行される。同図に示すように、移動判定工程S40では、まず、上記のグルーピング工程S30で検出されたグループが存在するか否かを判断する(ステップS41)。その結果、グループが存在する場合には、そのグループの代表位置を取得して対象位置とする(ステップS42)。そして、前回の反射波データにおいて既に追跡済みグループが存在するか否かを判断する(ステップS43)。その結果、存在する判断された場合には、その追跡済みグループの代表位置を取得して基準位置に設定する(ステップS44)。その後、基準位置から対象位置までの移動ベクトルを演算する(ステップS45)と共に、この移動ベクトルの大きさが移動判定閾値(第1所定値)以下であるか否かを判断する(ステップS46)。その結果、移動判定閾値以下である場合には実報とし、対象位置を、判定基準位置とした追跡済みグループの新しい代表位置とする(ステップS47)と共に、上記のステップS41に戻る。すなわち、この場合には、代表位置(頭部三次元位置)が、基準位置から対象位置に移動したものと判断する。一方、移動判定閾値を超える場合には、代表位置が判定位置から対象位置に移動したものと判断せずに、ステップS41に戻る。   This movement determination process S40 is performed in the procedure shown in FIG. As shown in the figure, in the movement determination step S40, first, it is determined whether or not the group detected in the grouping step S30 exists (step S41). As a result, if the group exists, the representative position of the group is acquired and set as the target position (step S42). Then, it is determined whether or not a tracked group already exists in the previous reflected wave data (step S43). As a result, if it is determined that it exists, the representative position of the tracked group is acquired and set as the reference position (step S44). Thereafter, a movement vector from the reference position to the target position is calculated (step S45), and it is determined whether or not the magnitude of the movement vector is equal to or smaller than a movement determination threshold value (first predetermined value) (step S46). As a result, if it is equal to or less than the movement determination threshold value, it is regarded as an actual report, and the target position is set as a new representative position of the tracked group as the determination reference position (step S47) and the process returns to step S41. That is, in this case, it is determined that the representative position (head three-dimensional position) has moved from the reference position to the target position. On the other hand, if the movement determination threshold is exceeded, the process returns to step S41 without determining that the representative position has moved from the determination position to the target position.

また、上記のステップS43で、追跡済みグループが存在しないと判断された場合には、対象位置を、新規追跡済みグループの新しい代表位置とする(ステップS48)と共に、ステップS41に戻る。   If it is determined in step S43 that no tracked group exists, the target position is set as a new representative position of the newly tracked group (step S48), and the process returns to step S41.

そして、ステップ41で、次のグループが存在しないと判断されるまで、以上のステップを繰り返し、各グループの代表位置の時間的な変化を追跡する。   Then, until it is determined in step 41 that the next group does not exist, the above steps are repeated to track temporal changes in the representative position of each group.

なお、上記の移動判定閾値は、患者10の移動速度に基づいて設定される。具体的には、移動判定閾値は、前回の反射波データが取得されてから今回の反射波データが取得されるまでの時間の間に、患者10が実際に移動できる最大推定移動量に基づいて設定される。   The movement determination threshold is set based on the movement speed of the patient 10. Specifically, the movement determination threshold is based on the maximum estimated movement amount that the patient 10 can actually move during the time from when the previous reflected wave data is acquired until the current reflected wave data is acquired. Is set.

また、患者10の姿勢などによっては、患者10で反射した超音波信号の信号強度が微弱であったり、或いはノイズが発生した場合には、ピーク演算工程S20で頭部三次元位置を検出できないことがある。そのため、グループごとに頭部三次元位置が検出できなかった検知時間を計測し、その検知時間に応じて、移動判定閾値を増大するようになっている。具体的には、例えば、上記の検知時間を反射波データの計測数で検出する。そして、時系列で連続する2つの反射波データ間で使用する移動判定閾値をαとし、検出できなかった反射波データの計測数をnとした場合、移動判定閾値を例えばα×(n+1)に設定するようになっている。   Further, depending on the posture of the patient 10 or the like, if the signal intensity of the ultrasonic signal reflected by the patient 10 is weak or noise is generated, the head three-dimensional position cannot be detected in the peak calculation step S20. There is. Therefore, the detection time when the head three-dimensional position cannot be detected for each group is measured, and the movement determination threshold is increased according to the detection time. Specifically, for example, the above detection time is detected by the number of reflected wave data. Then, when the movement determination threshold value used between two reflected wave data that are continuous in time series is α and the measurement number of the reflected wave data that could not be detected is n, the movement determination threshold value is, for example, α × (n + 1). It is supposed to be set.

このようにして処理された移動判定工程S40の処理結果を、図10に概念的に示す。同図例は、前回の反射波データに対するグルーピング工程S30で代表位置A1,B1が検出されると共に、今回の反射波データに対するグルーピング工程S30で、代表位置A2,B2が検出された状態を示している。そして、移動判定工程S40によって、前回の反射波データで検出された代表位置A1が、今回の反射波データで検出された代表位置A2に移動し、前回の反射波データで検出された代表位置B1が、今回の反射波データで検出された代表位置B2に移動したと判断された状態を示している。   The processing result of the movement determination step S40 processed in this way is conceptually shown in FIG. This example shows a state where the representative positions A1 and B1 are detected in the grouping step S30 for the previous reflected wave data, and the representative positions A2 and B2 are detected in the grouping step S30 for the current reflected wave data. Yes. Then, in the movement determination step S40, the representative position A1 detected in the previous reflected wave data is moved to the representative position A2 detected in the current reflected wave data, and the representative position B1 detected in the previous reflected wave data. Shows a state in which it is determined that the head has moved to the representative position B2 detected from the current reflected wave data.

また、図11に示すように、今回の反射波データで得られた代表位置C2が、前回の反射波データで得られた代表位置A1,B1の双方に対して、移動判定閾値以内にあることも想定される。そこで、本実施形態では、上記の移動判定工程S40を行うに際して、前回の反射波データによって既に患者10の頭部位置を捕捉している場合には、当該患者10の頭部位置を示す代表位置を最初に処理することで、患者10の移動を優先的に追跡するようにしている。すなわち、上記のステップS43で、患者10を捕捉したグループを最初に設定するようにしている。これにより、患者10の補足率を向上させることができる。なお、患者10を優先的に処理することに代えて、図11に示すような場合に、実距離が近い代表位置が移動したものとして処理するようにしてもよい。   Further, as shown in FIG. 11, the representative position C2 obtained from the current reflected wave data is within the movement determination threshold with respect to both the representative positions A1 and B1 obtained from the previous reflected wave data. Is also envisaged. Therefore, in this embodiment, when performing the above-described movement determination step S40, if the head position of the patient 10 has already been captured by the previous reflected wave data, the representative position indicating the head position of the patient 10 Is processed first, so that the movement of the patient 10 is preferentially tracked. That is, in step S43, the group that captured the patient 10 is set first. Thereby, the supplement rate of the patient 10 can be improved. Instead of processing the patient 10 preferentially, in the case as shown in FIG. 11, the processing may be performed on the assumption that the representative position near the actual distance has moved.

エリア判定工程S50では、予め管理エリア8を複数のエリアに分割して定義し、上記の移動判定工程S40を経た各グループの代表位置が、管理エリア8のどのエリアに位置するかを検出すると共に、そのグループが患者10の頭部を捕捉したものであるか否かを判定する。ここで、管理エリア8は、図12,13に示すように、ベッド7に横臥した患者10の頭部が位置する横臥エリア11と、ベッド7に座った患者10の頭部が位置する座位エリア12と、ベッド7の上に立った患者10の頭部が位置する立位エリア13と、ベッド上の幅方向両端部に形成された報知エリア14と、報知エリア14の外側にベッド7の周囲を取り囲むように形成された離床エリア15とに分割された状態で定義される。なお、図12に示すように、横臥エリア11は、患者10の足などを頭部と誤って認識しないように、ベッド7の枕側のみに形成されている。   In the area determination step S50, the management area 8 is defined by dividing it into a plurality of areas in advance, and it is detected in which area of the management area 8 the representative position of each group that has undergone the movement determination step S40 is located. Then, it is determined whether or not the group has captured the head of the patient 10. Here, as shown in FIGS. 12 and 13, the management area 8 is a recumbent area 11 where the head of the patient 10 lying on the bed 7 is located and a sitting position area where the head of the patient 10 sitting on the bed 7 is located. 12, a standing area 13 where the head of the patient 10 standing on the bed 7 is located, a notification area 14 formed at both ends in the width direction on the bed, and the periphery of the bed 7 outside the notification area 14 Is defined in a state of being divided into a bed leaving area 15 formed so as to surround the floor. In addition, as shown in FIG. 12, the recumbent area 11 is formed only on the pillow side of the bed 7 so as not to mistakenly recognize the foot of the patient 10 as the head.

このエリア判定工程S50は、図14に示す手順で実行される。同図に示すように、エリア判定工程S50では、上記の移動判定工程S40で追跡済みのグループが存在するか否かを判定する(ステップS51)。その結果、存在する場合には、その追跡済みのグループの代表位置を取得して対象位置とする(ステップS52)。次に、その対象位置が管理エリア8のどのエリアに該当するかを検出する(ステップS53)。そして、患者10を捕捉する前であれば(ステップS54)、その該当エリアが患者10の横臥エリア11であるか否かを判断する(ステップS55)。その結果、該当エリアが横臥エリア11に等しい場合には、対象位置としたグループを患者10とみなす(ステップS56)と共に、上記のステップS51に戻る。また、患者10を捕捉した後(ステップS54)、またはステップS55で該当エリアが横臥エリア11に等しくない場合にも、ステップS51に戻る。そして、上記のステップを、ステップ51で追跡済みのグループが存在しないと判断されるまで繰り返す。   This area determination step S50 is executed according to the procedure shown in FIG. As shown in the figure, in the area determination step S50, it is determined whether or not there is a group that has been tracked in the movement determination step S40 (step S51). As a result, if it exists, the representative position of the tracked group is acquired and set as the target position (step S52). Next, it is detected which area of the management area 8 the target position corresponds to (step S53). If it is before capturing the patient 10 (step S54), it is determined whether or not the corresponding area is the lying area 11 of the patient 10 (step S55). As a result, when the corresponding area is equal to the recumbent area 11, the group set as the target position is regarded as the patient 10 (step S56) and the process returns to the above step S51. Further, after the patient 10 is captured (step S54) or when the corresponding area is not equal to the lying area 11 in step S55, the process returns to step S51. The above steps are repeated until it is determined in step 51 that there is no tracked group.

離床動作判定工程S60では、上記のエリア判定工程S50で患者10を示すグループが検知された後、その患者10を示すグループが報知エリア14に、予め定められた所定時間以上滞在しているか否かを判定する。患者10が寝返りによって報知エリア14に所定時間滞在する可能性もあるため、上記の移動判定工程S40で検知された患者10の頭部三次元位置の時間的な変化が、横臥エリア11から座位エリア12に至った後、報知エリア14に至り且つ所定時間以上滞在するように変化した場合に、患者10が離床動作を開始したと判定する。これにより、患者10の離床動作の開始を誤認することを防止できる。   In the leaving action determination step S60, after the group indicating the patient 10 is detected in the area determination step S50, the group indicating the patient 10 stays in the notification area 14 for a predetermined time or more. Determine. Since the patient 10 may stay in the notification area 14 for a predetermined time due to turning over, the temporal change in the three-dimensional position of the head of the patient 10 detected in the movement determination step S40 is changed from the lying area 11 to the sitting area. 12, when it changes to reach the notification area 14 and stay for a predetermined time or more, it is determined that the patient 10 has started getting out of bed. Thereby, it can prevent misidentifying the start of the bed leaving operation of the patient 10.

なお、ベッド7の幅方向両端部で起き上がることも想定されるので、横臥エリア11と、座位エリア12とを、ベッド7の幅方向両端部まで延長しておき、患者10の頭部三次元位置の横臥位置からの時間的な変化が、横臥エリア11から座位エリア12に移行した段階で、ベッド7上の幅方向両端部に報知エリア14を形成するようにしてもよい。   In addition, since it is assumed that it gets up in the width direction both ends of the bed 7, the lying area 11 and the sitting area 12 are extended to the width direction both ends of the bed 7, and the head three-dimensional position of the patient 10 is extended. The notification area 14 may be formed at both ends in the width direction on the bed 7 when the temporal change from the lying position shifts from the lying area 11 to the sitting area 12.

また、患者10の離床動作の開始を早期に検出するという観点からは、座位エリア12を報知エリアに設定してもよい。すなわち、患者10の頭部三次元位置の時間的な変化が、横臥エリア11から座位エリア12に至り所定時間滞在するように変化した場合に、患者10が離床動作を開始したと判定するようにしてもよい。この場合、更に早期に検出する観点から、座位エリア12、横臥エリア11をベッド7の幅方向両端まで延長してもよい。   Further, from the viewpoint of early detection of the start of the bed leaving operation of the patient 10, the sitting area 12 may be set as a notification area. That is, when the temporal change in the three-dimensional position of the head of the patient 10 changes from the lying area 11 to the sitting area 12 so as to stay for a predetermined time, it is determined that the patient 10 has started to get out of bed. May be. In this case, the sitting area 12 and the recumbent area 11 may be extended to both ends in the width direction of the bed 7 from the viewpoint of early detection.

また、段落[0061]に記載の本実施形態に係る離床動作の判定方法と、段落[0062]、[0063]に記載の離床動作の判定方法を互いに例えばスイッチ等により変更可能にしてもよい。   Moreover, the determination method of the bed leaving movement according to the present embodiment described in the paragraph [0061] and the determination method of the bed moving operation described in the paragraphs [0062] and [0063] may be changed by, for example, a switch or the like.

報知工程S4では、上記の離床動作判定工程S60で患者10の離床動作の開始が判定された段階で報知信号を発し、ナースセンターの看護士等に患者10の離床動作の開始を報知する。具体的には、例えば、報知手段6をナースコールの信号系統に接続し、報知手段6から報知信号が出力された場合にナースコールが発令するようにする。その他に、報知信号を電波として発信し、その報知信号を特定の場所に設置された所定の端末或いは看護士等が所持する所定の端末(例えば携帯電話等)で受信するようにしてもよい。このような無線を利用して報知信号を発信する手法は、ナースコールがない一般家庭等において人体の離床動作の開始を報知する手段として有効となる。   In the notification step S4, a notification signal is issued when the start of the bed leaving operation of the patient 10 is determined in the above bed movement determination step S60, and the start of the bed moving operation of the patient 10 is notified to a nurse or the like of the nurse center. Specifically, for example, the notification unit 6 is connected to a nurse call signal system, and when a notification signal is output from the notification unit 6, the nurse call is issued. In addition, a notification signal may be transmitted as a radio wave, and the notification signal may be received by a predetermined terminal installed in a specific place or a predetermined terminal (such as a mobile phone) possessed by a nurse or the like. Such a method of transmitting a notification signal using radio is effective as a means for notifying the start of a human body leaving operation in a general home where there is no nurse call.

以上のように、本実施形態に係る離床予測装置1によれば、ベッド7上の患者10の頭部三次元位置の横臥位置からの時間的な変化が検知されることから、ベッド7上での離床動作の開始を検知することができる。したがって、患者10がベッド7から足を下ろす前に、患者10の離床を未然に予測して早期に検知することが可能となる。しかも、患者10の頭部は、常時布団の外に出ているのが通例であり、患者10の頭部で反射した超音波信号が布団によって阻害されることはない。そのため、患者10の頭部三次元位置の横臥位置からの時間的な変化を検知することで、患者10の離床動作の開始を正確に検知することができる。   As described above, according to the bed leaving prediction apparatus 1 according to the present embodiment, the temporal change from the lying position of the head three-dimensional position of the patient 10 on the bed 7 is detected. The start of bed leaving movement can be detected. Therefore, before the patient 10 drops his / her foot from the bed 7, it is possible to predict the bed leaving of the patient 10 and detect it early. In addition, the head of the patient 10 is usually outside the futon, and the ultrasonic signal reflected by the head of the patient 10 is not inhibited by the duvet. Therefore, the start of the bed leaving motion of the patient 10 can be accurately detected by detecting the temporal change from the lying position of the patient's three-dimensional head position.

本実施形態では、図12に示すようにセンサユニット9を直接天井16に取り付けているが、本発明はこれに限定されず、中間部材を介して天井16に取り付けてもよい。また、天井16に対するセンサユニット9の取り付けは、天井16に対して固定であってもよく、天井16に対して位置や角度を調節可能であってもよい。   In the present embodiment, the sensor unit 9 is directly attached to the ceiling 16 as shown in FIG. 12, but the present invention is not limited to this, and may be attached to the ceiling 16 via an intermediate member. In addition, the sensor unit 9 may be fixed to the ceiling 16 and may be fixed with respect to the ceiling 16 or may be adjustable in position and angle with respect to the ceiling 16.

別の実施形態として、図15に示すように、センサユニット9’を壁17に中間部材18を介して取り付けた離床予測装置がある。この離床予測装置は、上記のセンサユニット9を天井16に設置した離床予測装置の構成に、座標変換を行なう座標変換手段を加えることにより構成できる。なお、センサユニット9’を壁17に埋め込むなどして直接壁17に取り付けてもよい。壁17に対するセンサユニット9’の取り付けは、壁17に対して固定であってもよく、壁17に対して位置や角度を調節可能であってもよい。   As another embodiment, as shown in FIG. 15, there is a bed leaving prediction apparatus in which a sensor unit 9 ′ is attached to a wall 17 via an intermediate member 18. This bed leaving prediction apparatus can be configured by adding coordinate conversion means for performing coordinate conversion to the structure of the bed leaving prediction apparatus in which the sensor unit 9 is installed on the ceiling 16. The sensor unit 9 ′ may be directly attached to the wall 17 by being embedded in the wall 17. Attachment of the sensor unit 9 ′ to the wall 17 may be fixed to the wall 17, and the position and angle with respect to the wall 17 may be adjustable.

上記の座標変換について詳述する。例えば図15に示した壁設置型センサユニット9’用の座標軸が図16(A)に示すものとする。Z’軸は、壁設置型センサユニット9’における超音波を送受波する面に垂直な方向で、同図右下の向きである。Y’軸が壁設置型センサユニット9’における超音波を送受波する面且つ紙面に沿った方向で,同図右上の向きである。X’軸は、紙面に垂直な方向で紙面の裏から表への向きである。   The above coordinate conversion will be described in detail. For example, assume that the coordinate axes for the wall-mounted sensor unit 9 'shown in FIG. 15 are shown in FIG. The Z ′ axis is a direction perpendicular to the surface of the wall-mounted sensor unit 9 ′ that transmits and receives ultrasonic waves, and is directed to the lower right of the figure. The Y ′ axis is a direction along the plane of the ultrasonic wave transmission and reception in the wall-mounted sensor unit 9 ′ and the direction along the plane of the drawing, and is the upper right direction in the figure. The X ′ axis is the direction from the back of the paper surface to the front surface in a direction perpendicular to the paper surface.

例えば図12に示した天井設置型センサユニット9用の座標軸が図16(B)に示すものとする。Z軸は、天井設置型センサユニット9における超音波を送受波する面に垂直な方向で、同図下の向きである。Y軸がセンサユニット9における超音波を送受波する面且つ紙面に沿った方向で、同図左の向きである。X軸は、紙面に垂直な方向で紙面の表から裏への向きである。   For example, the coordinate axes for the ceiling-mounted sensor unit 9 shown in FIG. 12 are shown in FIG. The Z-axis is a direction perpendicular to the surface of the ceiling-mounted sensor unit 9 that transmits and receives ultrasonic waves, and is directed downward in the figure. The Y-axis is the direction along the plane of the sensor unit 9 that transmits and receives ultrasonic waves and the left side of the figure. The X axis is the direction from the front to the back of the paper in a direction perpendicular to the paper.

図16(A)に示す座標軸を有する壁設置型センサユニット9’が図15に示すように壁17に設置されている場合を考える。この壁設置型センサユニット9’を使用した離床予測装置におけるエリアベッド7に対するエリア11〜15の設定範囲は上記実施形態と同じとする。この図15に示す部屋に、図16(B)に示す座標軸を有する天井設置型センサユニット9が、天井16に設置されていることを仮定する。この天井設置型センサユニット9を使用した離床予測装置におけるエリアベッド7に対するエリア11〜15の設定範囲も上記実施形態と同じとする。   Consider a case where a wall-mounted sensor unit 9 ′ having a coordinate axis shown in FIG. 16A is installed on a wall 17 as shown in FIG. 15. The setting ranges of the areas 11 to 15 for the area bed 7 in the bed leaving prediction apparatus using the wall-mounted sensor unit 9 'are the same as those in the above embodiment. It is assumed that the ceiling-mounted sensor unit 9 having the coordinate axes shown in FIG. 16B is installed on the ceiling 16 in the room shown in FIG. The setting ranges of the areas 11 to 15 for the area bed 7 in the bed leaving prediction apparatus using the ceiling-mounted sensor unit 9 are the same as those in the above embodiment.

この部屋における任意の位置に対する壁設置型センサユニット9’の座標軸での座標値を、天井設置型センサユニット9の座標軸での座標になるような数学的な座標変換の式を作成する。この座標変換式を使用すれば、壁設置型センサユニット9’を使用した離床予測装置において、天井設置型センサユニット9を使用した離床予測装置におけるアルゴリズムが使用可能になる。すなわち、この座標変換式を用いた座標変換を行なう座標変換手段、座標変換工程をそれぞれ、天井設置型センサユニット9を使用した離床予測装置、離床予測方法に加えることにより、壁設置型センサユニット9’を使用した離床予測装置及び離床予測方法が容易に構成できる。   A mathematical coordinate conversion formula is created so that the coordinate value on the coordinate axis of the wall-mounted sensor unit 9 ′ for the arbitrary position in the room becomes the coordinate on the coordinate axis of the ceiling-mounted sensor unit 9. If this coordinate conversion formula is used, the algorithm in the bed prediction apparatus using the ceiling-mounted sensor unit 9 can be used in the bed prediction apparatus using the wall-mounted sensor unit 9 '. That is, by adding a coordinate conversion means for performing coordinate conversion using the coordinate conversion formula and a coordinate conversion step to the bed leaving prediction device and the bed leaving prediction method using the ceiling installation type sensor unit 9, respectively, the wall installation type sensor unit 9 The bed leaving prediction device and bed leaving prediction method using 'can be easily configured.

壁設置型センサユニット9’は、天井設置型センサユニット9に比較して、設置作業及び設置場所の変更が容易であるため、壁設置型センサユニット9’を使用した離床予測装置及び離床予測方法は利便性、受容性が向上する。   Since the wall-mounted sensor unit 9 ′ is easier to change the installation work and the installation location than the ceiling-mounted sensor unit 9, the bed leaving prediction apparatus and the bed leaving prediction method using the wall-mounted sensor unit 9 ′. Improves convenience and acceptability.

また、壁設置型センサユニット9’を、壁17ではなく、例えば三脚架のような台に取り付け、その台を移動可能に床に配置してもよい。この場合、更に設置作業及び設置場所の変更が容易であるため、壁設置型センサユニット9’を使用した離床予測装置及び離床予測方法は、更に利便性、受容性が向上する。なお、壁設置型センサユニット9’は、直接台に取り付けてもよく、中間部材を介して台に対して取り付けてもよい。また、台に対する壁設置型センサユニット9’の取り付けは、台に対して固定でもよく、台に対して位置や角度を調節可能であってもよい。また、壁設置型センサユニット9’を取り付ける台が伸縮自在な台や屈曲可能な台等であることにより、壁設置型センサユニット9’が床に対して位置や角度を調節可能であってもよい。   Further, the wall-mounted sensor unit 9 ′ may be attached to a base such as a tripod instead of the wall 17 and the base may be movably disposed on the floor. In this case, since it is easier to change the installation work and the installation location, the bed leaving prediction apparatus and bed leaving prediction method using the wall-mounted sensor unit 9 ′ further improve convenience and acceptability. The wall-mounted sensor unit 9 ′ may be directly attached to the table, or may be attached to the table via an intermediate member. Further, the mounting of the wall-mounted sensor unit 9 ′ on the table may be fixed to the table, or the position and angle with respect to the table may be adjustable. Further, since the base on which the wall-mounted sensor unit 9 ′ is mounted is an extendable base, a base that can be bent, or the like, the wall-mounted sensor unit 9 ′ can be adjusted in position and angle with respect to the floor. Good.

なお、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施することができる。例えば、上記の実施形態では、患者10の離床動作を予測する場合について説明したが、老人ホームや一般家庭等における患者10以外の人に対しても同様に適用できる。   In addition, this invention is not limited to said embodiment at all, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can implement with a various form. For example, in the above embodiment, the case of predicting the bed leaving motion of the patient 10 has been described. However, the present invention can be similarly applied to a person other than the patient 10 in a nursing home or a general home.

また、上記実施形態では、ベッド上の動作で離床動作を判定しているが、ベッドに腰掛けた状態から腰を上げた時点又は床に立ち上がった時点を離床動作と判定する設定に、例えばスイッチ等により変更できるようにしてもよい。この離床動作の判定は、例えば報知エリアを離床エリア15に設定する、エリアの定義を変更することにより可能である。   Further, in the above embodiment, the bed leaving operation is determined by the operation on the bed. However, for example, a switch or the like is set to determine the bed moving operation at the time when the user sits on the bed or rises from the floor. May be changed by The determination of the getting-off operation can be performed by, for example, setting the notification area to the getting-off area 15 and changing the definition of the area.

この離床動作設定の変更により、例えば自立歩行が困難で転倒の恐れがある高齢者の離床については、ベッド上の動作で判定すれば(例えば段落[0063]の方法を使用)、看護士や介護士が早期に対応することができ、高齢者の転倒が防止できる。一方、離床動作設定変更により、例えば自立歩行が可能であるが徘徊の恐れがある認知症患者の離床については、腰を上げた時点又は床に立ち上がった時点を離床動作と判定すれば、転倒の危険はなく、徘徊までには看護士や介護士は間に合う。また、ベッド上での動作で離床動作判定する場合より、報知回数が減少し、看護士や介護士の負担が減少する。すなわち、離床動作判定の設定の変更により、一つの離床予測装置で、看護・介護側のニーズや運用実態に合わせた離床判定を行なうことができる。   By changing the setting for getting out of bed, for example, for elderly people who are difficult to stand on their feet and may fall, if they are judged on the bed (for example, using the method of paragraph [0063]), nurses and caregivers Can respond early and prevent the elderly from falling. On the other hand, with regard to getting out of a patient with dementia who is able to walk independently but who may be jealous by changing the setting of getting out motion, for example, if it is determined that the time of getting up or getting up on the floor is a getting out motion, There is no danger, and nurses and caregivers will be in time by the day. In addition, the number of notifications is reduced and the burden on the nurse and caregiver is reduced as compared with the case where the bed leaving operation is determined by the operation on the bed. That is, by changing the setting of the bed leaving movement determination, it is possible to perform bed leaving determination that matches the needs and operational status of the nursing / nursing side with a single bed prediction apparatus.

なお、ベッドに腰掛けた状態から腰を上げた時点を離床動作と判定する設定と、床に立ち上がった時点を離床動作と判定する設定とを、例えばスイッチ等により互いに変更可能にしてもよい。   Note that the setting for determining when the user sits up from the state of sitting on the bed as a bed leaving operation and the setting for determining the time when standing on the floor as a bed leaving operation may be made mutually changeable by, for example, a switch or the like.

また、上記の実施形態では、患者10の頭部位置のみを追跡検知する場合を説明したが、患者10の頭部位置に加え、患者の肩などの他の体部位置を同時に追跡検知することにより、患者10の離床動作の開始を判定するようにしてもよい。   Further, in the above embodiment, the case where only the head position of the patient 10 is tracked and detected has been described. However, in addition to the head position of the patient 10, other body part positions such as the patient's shoulder can be tracked and detected simultaneously. Thus, the start of the bed leaving operation of the patient 10 may be determined.

さらに、上記の実施形態では、一つのベッド7を含む管理エリア8を、一つのセンサユニット9(一組の送波器2と受波器3)で管理する場合について説明したが、複数のセン
サユニット9を用いて管理するようにしてもよい。この場合、各センサユニット9から送信される超音波信号が、別のセンサユニット9から送信される超音波信号と干渉しないようにすることが好ましい。この対策としては、各センサユニット9から送信される超音波が干渉しないように所定の時間差を明けて各センサユニット9から順次超音波を送信することが挙げられる。別の対策としては、例えば、各センサユニット9から送信される超音波信号の波長を変え、受信した超音波信号をフィルタリング処理して各センサユニット9から送信された超音波信号の波長成分ごとに分離して計測することが挙げられる。また、一つのセンサユニット9で、複数のベッド7を含む管理エリア8を管理するようにしてもよい。この場合、管理エリア8を拡張するために、送波器2としては、無指向性の送波器を使用することが好ましい。
Furthermore, in the above-described embodiment, a case where the management area 8 including one bed 7 is managed by one sensor unit 9 (one set of transmitter 2 and receiver 3) has been described. You may make it manage using the unit 9. FIG. In this case, it is preferable that an ultrasonic signal transmitted from each sensor unit 9 does not interfere with an ultrasonic signal transmitted from another sensor unit 9. As a countermeasure, it is possible to transmit ultrasonic waves sequentially from each sensor unit 9 with a predetermined time difference so that the ultrasonic waves transmitted from each sensor unit 9 do not interfere with each other. As another countermeasure, for example, the wavelength of the ultrasonic signal transmitted from each sensor unit 9 is changed, and the received ultrasonic signal is subjected to filtering processing for each wavelength component of the ultrasonic signal transmitted from each sensor unit 9. It is possible to measure separately. Further, the management area 8 including the plurality of beds 7 may be managed by one sensor unit 9. In this case, in order to expand the management area 8, it is preferable to use an omnidirectional transmitter as the transmitter 2.

また、ベッド7上(例えばベッド7の四隅)に、超音波信号を送信する送波器を別途取り付けて、センサユニット9に向かって所定のタイミングで超音波信号を送信することで、判定手段5にベッド7の位置を認識させるようにしてもよい。   In addition, a transmitter for transmitting an ultrasonic signal is separately attached on the bed 7 (for example, the four corners of the bed 7), and the ultrasonic signal is transmitted toward the sensor unit 9 at a predetermined timing, whereby the determination unit 5 The position of the bed 7 may be recognized.

さらに、離床動作の予測は、手動に限らず、自動で開始するようにしてもよい。自動的に離床予測を開始する場合、例えば、別途赤外線センサを天井16等の静止系に取り付ける。この赤外線センサによって、ベッド7上から患者10等の人体の発する特定波長の赤外線を検出する。赤外線が所定時間に亘って検出された場合に、赤外線センサから判定手段5に信号を出力することにより、離床検出を自動的に開始する。さらに、離床検出は、報知手段6が報知信号を発した段階で一旦終了するようにしてもよい。   Furthermore, the prediction of the bed leaving operation is not limited to manual operation, and may be started automatically. When the bed leaving prediction is automatically started, for example, a separate infrared sensor is attached to the stationary system such as the ceiling 16. This infrared sensor detects infrared rays of a specific wavelength emitted from the human body such as the patient 10 from the bed 7. When infrared rays are detected over a predetermined time, a signal is output from the infrared sensor to the determination means 5 to automatically start getting out of bed. Furthermore, the bed leaving detection may be temporarily terminated when the notification means 6 issues a notification signal.

本発明の一実施形態に係る離床予測装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the bed leaving prediction apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本実施形態に係る離床予測装置の取り付け態様を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the attachment aspect of the bed leaving prediction apparatus which concerns on this embodiment. (a)は本実施形態に係る離床予測装置に利用される受波器の一例を模式的に示す平面図であって、(b)は受波器の他の一例を模式的に示す平面図である。(A) is a top view which shows typically an example of the receiver used for the bed leaving prediction apparatus which concerns on this embodiment, (b) is a top view which shows typically another example of a receiver. It is. 本実施形態に係る離床予測装置による離床予測手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the bed prediction procedure by the bed prediction apparatus which concerns on this embodiment. 反射波データの一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of reflected wave data. 送信する超音波信号の波形の一例を模式的に示すグラフである。It is a graph which shows typically an example of the waveform of the ultrasonic signal to transmit. 図4の離床予測手順に含まれるグルーピング工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the grouping process included in the bed leaving prediction procedure of FIG. グルーピング工程の処理結果を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the process result of a grouping process. 図4の離床予測手順に含まれる移動判定工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the movement determination process included in the bed leaving prediction procedure of FIG. 移動判定工程の処理結果を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the process result of a movement determination process. 移動判定工程の処理結果を概念的に示す図である。It is a figure which shows notionally the process result of a movement determination process. ベッドの側面から見た管理エリアの分割態様を示す側面図である。It is a side view which shows the division | segmentation aspect of the management area seen from the side of the bed. ベッドの正面から見た管理エリアの分割態様を示す側面図である。It is a side view which shows the division | segmentation aspect of the management area seen from the front of the bed. 図4の離床予測手順に含まれるエリア判定工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the area determination process included in the bed leaving prediction procedure of FIG. 本発明の別の実施形態に係る離床予測装置を示す図である。It is a figure which shows the bed leaving prediction apparatus which concerns on another embodiment of this invention. 離床予測装置の座標軸例を示す図で(A)は、壁設置型センサユニットを使用した場合、(B)が天井設置型センサユニットを使用した場合のものである。FIG. 6A is a diagram illustrating an example of coordinate axes of the bed leaving prediction apparatus. FIG. 6A illustrates a case where a wall-mounted sensor unit is used, and FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 離床予測装置
2 送波器
3 受波器
4 位置演算手段
5 判定手段
6 報知手段
7 ベッド
8 管理エリア
9、9’ センサユニット
10 患者
S1 反射波データ取得工程
S2 位置演算工程
S3 判定工程
S4 報知工程
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bed leaving prediction apparatus 2 Transmitter 3 Receiver 4 Position calculation means 5 Determination means 6 Notification means 7 Bed 8 Management area 9, 9 'Sensor unit 10 Patient S1 Reflected wave data acquisition process S2 Position calculation process S3 Determination process S4 Notification Process

Claims (9)

静止系に取り付けられた状態で、ベッドを含む管理エリアに超音波信号を継続的に送信する送波器と、
静止系に取り付けられた状態で、前記管理エリア内で反射した前記超音波信号を受信する受波器と、
前記送波器から送信される前記超音波信号に対応して前記受波器で所定時間毎に取得される反射波データからベッド上の人体の頭部三次元位置を時々刻々演算する位置演算手段と、
該位置演算手段の演算結果から人体の頭部三次元位置の横臥位置からの時間的な変化を検知し、その検知結果に基づいてベッド上の人体が離床動作を開始したか否かを判定する判定手段と、
該判定手段によって人体の離床動作の開始が検知された場合に報知信号を発する報知手段とを備えていることを特徴とする離床予測装置。
A transmitter that continuously transmits an ultrasonic signal to a management area including a bed while attached to a stationary system;
A receiver for receiving the ultrasonic signal reflected in the management area in a state attached to a stationary system;
Position calculating means for calculating momentarily the head three-dimensional position of the human body on the bed from the reflected wave data acquired every predetermined time by the receiver corresponding to the ultrasonic signal transmitted from the transmitter When,
A temporal change from the lying position of the human head three-dimensional position is detected from the calculation result of the position calculation means, and it is determined whether or not the human body on the bed has started leaving the bed based on the detection result. A determination means;
A bed leaving prediction device comprising: a notification unit that issues a notification signal when the determination unit detects the start of a bed leaving operation of a human body.
前記判定手段は、前記位置演算手段によって、ある瞬間に取得される反射波データから演算される人体の頭部三次元位置を基準位置とすると共に、直後に取得される反射波データから演算される人体の頭部三次元位置を対象位置として、前記基準位置から前記対象位置までの移動ベクトルを演算し、該移動ベクトルのうちその大きさが第1所定値以下となる場合を実報とし、この実報に基づいて前記基準位置から前記対象位置に人体の頭部が移動したと判断することにより、人体の頭部三次元位置の横臥位置からの時間的な変化を検知するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の離床予測装置。   The determination means uses the three-dimensional head position of the human body calculated from the reflected wave data acquired at a certain moment by the position calculating means as a reference position and is calculated from the reflected wave data acquired immediately thereafter. Using the three-dimensional position of the head of the human body as the target position, the movement vector from the reference position to the target position is calculated, and the case where the magnitude of the movement vector is equal to or less than a first predetermined value is reported as It is configured to detect a temporal change from the lying position of the human head three-dimensional position by determining that the head of the human body has moved from the reference position to the target position based on actual reports. The bed leaving prediction apparatus according to claim 1, wherein 前記判定手段は、前記実報が連続的に得られない検知時間に対応して、前記第1所定値を増大するように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の離床予測装置。   3. The bed leaving prediction apparatus according to claim 2, wherein the determination unit is configured to increase the first predetermined value corresponding to a detection time during which the actual report is not continuously obtained. . 前記位置演算手段は、1つの反射波データから複数の頭部三次元位置が演算された場合にこれらを暫定頭部三次元位置とすると共に、該暫定頭部三次元位置の相互間の変位ベクトルを演算し、この中から前記変位ベクトルの大きさが第2所定値以下となる暫定頭部三次元位置を選択し、この選択した暫定頭部三次元位置に基づいて人体の頭部三次元位置を設定するように構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の離床予測装置。   The position calculating means sets a provisional head three-dimensional position when a plurality of head three-dimensional positions are calculated from one reflected wave data, and a displacement vector between the provisional head three-dimensional positions. Is selected, and a provisional head three-dimensional position where the magnitude of the displacement vector is equal to or smaller than a second predetermined value is selected from the above, and the head three-dimensional position of the human body is selected based on the selected provisional head three-dimensional position. The bed leaving prediction apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the bed leaving prediction apparatus is configured to set the value. 前記受波器は、複数の受波素子を配列したアレイセンサであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の離床予測装置。   The bed receiving prediction apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the wave receiver is an array sensor in which a plurality of wave receiving elements are arranged. 静止系に取り付けられた送波器からベッドを含む管理エリアに超音波信号を継続的に送信すると共に、静止系に取り付けられた受波器により前記管理エリア内で反射した前記超音波信号を受信して、前記送波器から送信される前記超音波信号に対応した反射波データを所定時間毎に取得する反射波データ取得工程と、
該反射波データ取得工程で取得された反射波データからベッド上の人体の頭部三次元位置を時々刻々演算する位置演算工程と、
該位置演算工程の演算結果から人体の頭部三次元位置の横臥位置からの時間的な変化を検知し、その検知結果に基づいてベッド上の人体が離床動作を開始したか否かを判定する判定工程と、
該判定工程により、人体の離床動作の開始が検知された場合に報知信号を発する報知工程とを含むことを特徴とする離床予測方法。
An ultrasonic signal is continuously transmitted from a transmitter attached to a stationary system to a management area including a bed, and the ultrasonic signal reflected in the management area is received by a receiver attached to the stationary system. Then, a reflected wave data acquisition step of acquiring reflected wave data corresponding to the ultrasonic signal transmitted from the transmitter every predetermined time;
A position calculating step for calculating momentarily the head three-dimensional position of the human body on the bed from the reflected wave data acquired in the reflected wave data acquiring step;
A temporal change from the lying position of the human head three-dimensional position is detected from the calculation result of the position calculation step, and it is determined whether or not the human body on the bed has started to move out of the bed based on the detection result. A determination process;
A bed leaving prediction method, comprising: a notifying step that issues a notification signal when the determination step detects the start of a bed leaving motion of a human body.
前記判定工程は、前記位置演算工程によって、ある瞬間に取得される反射波データから演算される人体の頭部三次元位置を基準位置とすると共に、直後に取得される反射波データから演算される人体の頭部三次元位置を対象位置として、前記基準位置から前記対象位置までの移動ベクトルを演算し、該移動ベクトルのうちその大きさが第1所定値以下となる場合を実報とし、この実報に基づいて前記基準位置から前記対象位置に人体の頭部が移動したと判断することにより、人体の頭部三次元位置の横臥位置からの時間的な変化を検知することを特徴とする請求項6に記載の離床予測方法。   The determination step uses the three-dimensional position of the human head calculated from the reflected wave data acquired at a certain moment by the position calculating step as a reference position, and is calculated from the reflected wave data acquired immediately thereafter. Using the three-dimensional position of the head of the human body as the target position, the movement vector from the reference position to the target position is calculated, and the case where the magnitude of the movement vector is equal to or less than a first predetermined value is reported as A temporal change from the lying position of the human head three-dimensional position is detected by determining that the human head has moved from the reference position to the target position based on actual reports. The bed leaving prediction method according to claim 6. 前記判定工程は、前記実報が連続的に得られない検知時間に対応して、前記第1所定値を増大することを特徴とする請求項7に記載の離床予測方法。   8. The bed leaving prediction method according to claim 7, wherein the determining step increases the first predetermined value corresponding to a detection time during which the actual report is not continuously obtained. 前記位置演算工程は、1つの反射波データから複数の頭部三次元位置が演算された場合にこれらを暫定頭部三次元位置とすると共に、該暫定頭部三次元位置の相互間の変位ベクトルを演算し、この中から前記変位ベクトルの大きさが第2所定値以下となる暫定頭部三次元位置を選択し、この選択した暫定頭部三次元位置に基づいて人体の頭部三次元位置を設定することを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載の離床予測方法。   In the position calculation step, when a plurality of head three-dimensional positions are calculated from one reflected wave data, these are set as provisional head three-dimensional positions, and displacement vectors between the provisional head three-dimensional positions. Is selected, and a provisional head three-dimensional position where the magnitude of the displacement vector is equal to or smaller than a second predetermined value is selected from the above, and the head three-dimensional position of the human body is selected based on the selected provisional head three-dimensional position. Is set, The bed leaving prediction method of any one of Claims 6-8 characterized by the above-mentioned.
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