特開 2024-100438 転倒検知システムおよび転倒検知方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024100438

(43)【公開日】2024-07-26

(54)【発明の名称】転倒検知システムおよび転倒検知方法

(51)【国際特許分類】

   A47K 13/24 20060101AFI20240719BHJP

   G08B 25/04 20060101ALI20240719BHJP

   G08B 21/02 20060101ALI20240719BHJP

【ＦＩ】

A47K13/24

G08B25/04 K

G08B21/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023004435

(22)【出願日】2023-01-16

(71)【出願人】

【識別番号】523017280

【氏名又は名称】おおいたサテライトオフィス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100131842

【弁理士】

【氏名又は名称】加島 広基

(72)【発明者】

【氏名】上杉 照明

【テーマコード（参考）】

2D037

5C086

5C087

【Ｆターム（参考）】

2D037AA02

2D037AD16

5C086AA22

5C086BA04

5C086CA15

5C086DA08

5C086FA18

5C087AA21

5C087DD03

5C087DD30

5C087EE08

5C087EE14

5C087FF01

5C087FF02

5C087GG08

5C087GG09

5C087GG70

5C087GG83

(57)【要約】

【課題】ユーザのプライバシーを守りながらユーザが便座から立ち上がる際に転倒したか否かを検知して出力することにより、遠隔でもユーザの見守りを行うことができる転倒検知システムおよび転倒検知方法を提供する。
【解決手段】転倒検知システムは、複数の圧力センサ２４ａ～２４ｊが設けられ、ユーザが着座することができる着座シート２２と、着座シート２２の各圧力センサ２４ａ～２４ｊに通信可能に接続された制御装置１０とを備えている。制御装置１０は、各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形に基づいて着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを判断し、ユーザが転倒したと判断したときにユーザが転倒した旨の情報を出力する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の圧力センサが設けられ、ユーザが着座することができる着座シートと、
前記着座シートの各前記圧力センサに通信可能に接続された制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
各前記圧力センサによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形に基づいて前記着座シートから離座したユーザが転倒したか否かを判断し、ユーザが転倒したと判断したときにユーザが転倒した旨の情報を出力する制御部を有する、転倒検知システム。

【請求項2】

前記制御部は、各前記圧力センサによる検知結果に基づいて作成される各圧力波形と、予め設定されているユーザが転倒することなく離座したときの各圧力波形との差異に基づいて、前記着座シートから離座したユーザが転倒したか否かを判断する、請求項１記載の転倒検知システム。

【請求項3】

前記制御装置は、ユーザの身体特徴量に係る情報を受け付ける受付部を有しており、
前記制御部は、各前記圧力センサによる検知結果に基づいて作成される各圧力波形および前記受付部により受け付けたユーザの身体特徴量と、当該身体特徴量に対応する予め設定されているユーザが転倒することなく離座したときの各圧力波形との差異に基づいて、前記着座シートから離座したユーザが転倒したか否かを判断する、請求項１記載の転倒検知システム。

【請求項4】

前記着座シートには、２個乃至８個の範囲内の数の前記圧力センサからなるセンサ群が左右一対配置されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の転倒検知システム。

【請求項5】

各前記圧力センサは前記着座シートが載置される便座の手前側から奥方に向かって並ぶよう配置されている、請求項４記載の転倒検知システム。

【請求項6】

前記制御部は、左右一対の前記センサ群のうち一方の前記センサ群を構成する各前記圧力センサによる検知結果に基づいて作成される各圧力波形と、他方の前記センサ群を構成する各前記圧力センサによる検知結果に基づいて作成される各圧力波形との差異に基づいて、前記着座シートから離座したユーザが転倒したか否かを判断する、請求項４または５記載の転倒検知システム。

【請求項7】

前記制御部は、ユーザが転倒することなく前記着座シートから離座したときの各前記圧力センサによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形と、ユーザが前記着座シートから離座したときに転倒したときの各前記圧力センサによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形とをそれぞれ教師データとして機械学習により作成される学習済データを用いて、各前記圧力センサによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形に基づいて前記着座シートから離座したユーザが転倒したか否かを判断する、請求項１記載の転倒検知システム。

【請求項8】

前記制御装置は、ユーザの身体特徴量に係る情報を受け付ける受付部を有しており、
前記制御部は、ユーザが転倒することなく前記着座シートから離座したときの各前記圧力センサによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形およびこのユーザの身体的特徴と、ユーザが前記着座シートから離座したときに転倒したときの各前記圧力センサによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形およびこのユーザの身体的特徴とをそれぞれ教師データとして機械学習により作成される学習済データを用いて、各前記圧力センサによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形および前記受付部により受け付けたユーザの身体的特徴に基づいて前記着座シートから離座したユーザが転倒したか否かを判断する、請求項１記載の転倒検知システム。

【請求項9】

各前記圧力センサによる検知結果に係る情報を表示する表示装置を更に備えた、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の転倒検知システム。

【請求項10】

前記制御装置は、前記制御部により出力されたユーザが転倒した旨の情報を外部装置に送信する通信部を有している、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の転倒検知システム。

【請求項11】

各前記圧力センサによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形に係る情報を記憶する記憶装置を更に備えた、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の転倒検知システム。

【請求項12】

前記制御装置は、各前記圧力センサによる検知結果に係る信号を複数の圧力波形に係るデジタル情報に変換する変換器を有しており、
前記制御部は、前記変換器により信号から変換された前記デジタル情報に基づいて前記着座シートから離座したユーザが転倒したか否かを判断する、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の転倒検知システム。

【請求項13】

複数の圧力センサが設けられ、ユーザが着座することができる着座シートと、前記着座シートの各前記圧力センサに通信可能に接続された制御装置とを備えた転倒検知システムによる転倒検知方法であって、
各前記圧力センサによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形に基づいて前記着座シートから離座したユーザが転倒したか否かを前記制御装置により判断する工程と、
前記制御装置によりユーザが転倒したと判断されたときにユーザが転倒した旨の情報を前記制御装置により出力する工程と、
を備えた、転倒検知方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ユーザが着座することができる着座シートおよび制御装置を備えた転倒検知システムおよびこのような転倒検知システムによる転倒検知方法に関する。

【背景技術】

【0002】

介護施設等において、高齢者等の被介護者がトイレに入ったときに便座から立ち上がる際に上手く立ち上がることができず転倒してしまうことがある。このため、被介護者の介護を行う介護者は、被介護者がトイレの中にいるときには常にトイレの前で待機していなければならず、その間に他の作業を行うことができないという問題がある。従来から、例えば特許文献１等に開示されるように被介護者が便座に座ったか否かを圧力センサにより検出するシステムは知られているが、このような従来のシステムでは被介護者が便座から立ち上がる際に転倒したか否かまでは検知することはできなかった。

【0003】

また、特許文献２には、高齢者の転倒リスクを防止する目的で、立位姿勢および座位姿勢の間の遷移に対応する起居候補運動を識別できる圧力センサシート装置が開示されている。しかしながら、特許文献２に開示される圧力センサシート装置は被計測者の足底から圧力センサシートにかかる圧力分布の変化から被計測者の坐位状態から立位状態への遷移運動を推定するものであり、被介護者が便座から立ち上がる際に転倒したか否かまでは検知することはできなかった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－０１２４２６号公報

【特許文献2】特開２０２０－１９０５１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、ユーザのプライバシーを守りながらユーザが便座から立ち上がる際に転倒したか否かを検知して出力することにより、遠隔でもユーザの見守りを行うことができる転倒検知システムおよび転倒検知方法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】

【0006】

本発明の転倒検知システムは、
複数の圧力センサが設けられ、ユーザが着座することができる着座シートと、
前記着座シートの各前記圧力センサに通信可能に接続された制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
各前記圧力センサによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形に基づいて前記着座シートから離座したユーザが転倒したか否かを判断し、ユーザが転倒したと判断したときにユーザが転倒した旨の情報を出力する制御部を有することを特徴とする。

【0007】

本発明の転倒検知方法は、
複数の圧力センサが設けられ、ユーザが着座することができる着座シートと、前記着座シートの各前記圧力センサに通信可能に接続された制御装置とを備えた転倒検知システムによる転倒検知方法であって、
各前記圧力センサによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形に基づいて前記着座シートから離座したユーザが転倒したか否かを前記制御装置により判断する工程と、
前記制御装置によりユーザが転倒したと判断されたときにユーザが転倒した旨の情報を前記制御装置により出力する工程と、
を備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明の転倒検知システムおよび転倒検知方法によれば、ユーザのプライバシーを守りながらユーザが便座から立ち上がる際に転倒したか否かを検知して出力することにより、遠隔でもユーザの見守りを行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施の形態による転倒検知システムの概略的な構成を示す概略構成図である。

【図2】図１に示す転倒検知システムにおける着座シートの構成を示す構成図である。

【図3】図１に示す転倒検知システムにおける制御装置の構成を示す構成図である。

【図4】着座シートから離座したユーザが転倒することなく立ち上がったときの各圧力センサによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形のグラフである。

【図5】ユーザが左手で手すりを握りながら転倒することなく着座シートから離座したときの各圧力センサによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形のグラフである。

【図6】図５に示すグラフのうち左側のセンサ群の各圧力センサによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形のグラフである。

【図7】着座シートから離座したユーザが左側に転倒したときの各圧力センサによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形のグラフである。

【図8】図７に示すグラフのうち左側のセンサ群の各圧力センサによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形のグラフである。

【図9】図７に示すグラフのうち右側のセンサ群の各圧力センサによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形のグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図３は、本実施の形態に係る転倒検知システムを示す図である。また、図４乃至図９は、着座シートからユーザが離座したときの各圧力センサによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形のグラフである。なお、図４乃至図９に示すグラフにおいて、各グラフ６１～７０は、それぞれ各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される圧力波形である。具体的には、グラフ６１は圧力センサ２４ａに対応し、グラフ６２は圧力センサ２４ｂに対応し、グラフ６３は圧力センサ２４ｃに対応し、グラフ６４は圧力センサ２４ｄに対応し、グラフ６５は圧力センサ２４ｅに対応している。また、グラフ６６は圧力センサ２４ｆに対応し、グラフ６７は圧力センサ２４ｇに対応し、グラフ６８は圧力センサ２４ｈに対応し、グラフ６９は圧力センサ２４ｉに対応し、グラフ７０は圧力センサ２４ｊに対応している。

【0011】

図１に示すように、本実施の形態による転倒検知システムは、複数の圧力センサ２４ａ～２４ｊが設けられ、ユーザが着座することができる左右一対の着座シート２２と、各着座シート２２の圧力センサ２４ａ～２４ｊに通信可能に接続された制御装置１０とを備えている。左右一対の着座シート２２は便座２０に載せられるようになっている。このような転倒検知システムの各構成要素について以下に詳述する。

【0012】

図１および図２に示すように、左右一対の着座シート２２のうち着座したユーザから見て左側の着座シート２２には、２個乃至８個の範囲内の数の圧力センサ２４ａ～２４ｅからなるセンサ群が設けられている。また、左右一対の着座シート２２のうち着座したユーザから見て右側の着座シート２２には、２個乃至８個の範囲内の数の圧力センサ２４ｆ～２４ｊからなるセンサ群が設けられている。各圧力センサ２４ａ～２４ｅ、２４ｆ～２４ｊは、各々の着座シート２２の裏側（すなわち、各着座シート２２における便座側２０の面）に配置されている。また、各圧力センサ２４ａ～２４ｅ、２４ｆ～２４ｊは、便座２０の手前側から奥方に向かって並ぶよう配置されている。なお、図１および図２では、左右一対の着座シート２２の各々に５個の圧力センサ２４ａ～２４ｅ、２４ｆ～２４ｊが設けられた態様が示されているが、本実施の形態では各着座シート２２に設けられる圧力センサの数は５個に限定されることはない。ここで、左右一対の着座シート２２の各々に設けられる圧力センサの数を２個以上とすることにより、後述するようにユーザが側壁に設置された手すりを握りながら着座シート２２から離座する場合と、着座シート２２から離座したユーザが転倒した場合とを区別することができる。また、左右一対の着座シート２２の各々に設けられる圧力センサの数を８個以下とすることにより、着座シート２２の製造コストを低減することができる。なお、左右一対の着座シート２２の各々に設けられる圧力センサの数は３個乃至７個の範囲内の数であることがより好ましく、４個乃至６個の範囲内の数であることが更に好ましい。

【0013】

各圧力センサ２４ａ～２４ｊは、例えばセンサ部の直径が約２０ｍｍであり厚さが０．３ｍｍである小型の円盤形状のものである。各圧力センサ２４ａ～２４ｊは無線または有線により制御装置１０と通信可能に接続されている。

【0014】

図１に示すように、制御装置１０は、制御部１２と、受付部１４と、通信部１６と、各圧力センサ２４ａ～２４ｊに対応して設けられた複数の変換器１８と、記憶部１９とを備えている。制御部１２は、各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形に基づいて着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを判断し、ユーザが転倒したと判断したときにユーザが転倒した旨の情報を出力する。受付部１４は、ユーザの身体的特徴に係る情報を外部から無線または有線の通信により受け付ける。通信部１６は、制御部１２により出力されたユーザが転倒した旨の情報を、外部装置（例えば、介護施設の介護者が所持する携帯端末３０やトイレの外に設置されている警報器３２）に送信する。各変換器１８は、各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に係る情報（アナログ信号）を、各圧力センサ２４ａ～２４ｊに対応する複数の圧力波形に係るデジタル情報に変換する。記憶部１９は、予め設定されているユーザが転倒することなく離座したときの各圧力波形に係る情報を記憶している。

【0015】

このような制御装置１０の具体的な構成について図３を用いて説明する。図３に示すように、制御装置１０は、アナログフロントエンド１１と、マルチプレクサ１３とを有しており、各圧力センサ２４ａ～２４ｊから送信された検知信号はアナログフロントエンド１１で受け付けられる。各変換器１８は例えばＡ／Ｄコンバータから構成され、アナログフロントエンド１１で受け付けられた信号（アナログ信号）を、各圧力センサ２４ａ～２４ｊに対応する複数の圧力波形に係るデジタル情報に変換する。マルチプレクサ１３は、各変換器１８から送られた複数の入力（すなわち、複数の圧力波形に係るデジタル情報）を１つの信号として出力する。ここで、図４乃至図９に示すように、各圧力波形は、横軸を時間、縦軸を各圧力センサ２４ａ～２４ｊにより検知された圧力の大きさとするグラフで示される。制御部１２は、マルチプレクサ１３により出力されたデジタル情報における複数の圧力波形に基づいて着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを判断する。制御部１２による判断手法については後述する。そして、着座シート２２から離座したユーザが転倒したと制御部１２により判断された場合は、制御部１２から通信部１６に通知信号が送られ、通信部１６は、制御部１２から通知信号を受け付けると、ユーザが転倒した旨の情報を介護施設の介護者が所持する携帯端末３０やトイレの外に設置されている警報器３２に送信する。なお、このような警報器３２が介護施設の事務室等に設置されていてもよい。また、制御装置１０には電源部１７が設けられており、外部のＡＣアダプタ１５から電源部１７に電力が供給されることによりアナログフロントエンド１１、マルチプレクサ１３、変換器１８、制御部１２、通信部１６、記憶部１９等が作動するようになっている。

【0016】

また、図１に示すように、制御装置１０には表示装置４０や記憶装置５０が通信可能に接続されている。表示装置４０は例えばトイレの中における便座２０に座ったユーザが見ることができる位置や、ユーザの介護を行う介護者が滞在する事務室等に設置されている。また、記憶装置５０は、ユーザの介護を行う介護者が滞在する事務室等に設置されている。なお、記憶装置５０が制御装置１０の外部ではなく内部に設けられていてもよい。

【0017】

表示装置４０には、図２のような便座２０、左右一対の着座シート２２および各圧力センサ２４ａ～２４ｊを模式的に示す画面が表示される。また、各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に係る情報が制御装置１０から通信部１６により表示装置４０に送信され、表示装置４０におけるユーザの体重がかかっている各圧力センサ２４ａ～２４ｊに対応する位置にあるＬＥＤが点灯する。例えば圧力センサ２４ａにユーザの体重がかかっている場合は、表示装置４０における圧力センサ２４ａに対応する位置にあるＬＥＤが点灯する。このことにより、ユーザや介護者はどの圧力センサ２４ａ～２４ｊに圧力がかかっているかを一目で認識することができるようになる。また、制御装置１０の通信部１６はユーザが着座シート２２から離座するときの各圧力センサ２４ａ～２４ｊに対応する圧力波形に係る情報を記憶装置５０に送信し、この情報が記憶装置５０に記憶される。

【0018】

次に、このような構成からなる本実施の形態の転倒検知システムによる転倒検知方法について説明する。

【0019】

介護者にトイレに連れられた被介護者等のユーザは、トイレの室内で単独でトイレ内で便座２０に座る。その後、ユーザは便座２０から立ち上がってトイレから退出するが、このような動作が行われている間に便座２０に載せられた左右一対の着座シート２２に設けられている各圧力センサ２４ａ～２４ｊにより圧力検知が経時的に行われている。そして、各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる圧力検知の結果が検知信号として制御装置１０に送信される。制御装置１０では、各圧力センサ２４ａ～２４ｊから送信された検知信号がアナログフロントエンド１１で受け付けられる。そして、各変換器１８は、アナログフロントエンド１１で受け付けられた信号を、各圧力センサ２４ａ～２４ｊに対応する複数の圧力波形に係るデジタル情報に変換し、マルチプレクサ１３は、各変換器１８から送られた複数の入力を１つの信号として出力する。

【0020】

ユーザが着座シート２２から転倒することなく離座した場合は、各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形は図４に示すものとなる。また、ユーザが左手で手すりを握りながら転倒することなく着座シート２２から離座した場合は、各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形は図５に示すものとなる。一方、着座シート２２から離座したユーザが左側に転倒したときの各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形のグラフは図７に示すようなものとなる。

【0021】

制御部１２は、各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形に基づいて、着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを判断する。そして、制御部１２は、ユーザが転倒したと判断したときには、ユーザが転倒した旨の情報を出力する。このような制御部１２によるユーザが転倒したか否かの判断方法の詳細については後述する。

【0022】

ユーザが転倒した旨の情報が制御部１２により出力されると、制御部１２から通信部１６に通知信号が送られ、通信部１６は、制御部１２から通知信号を受け付けると、ユーザが転倒した旨の情報を介護施設の介護者が所持する携帯端末３０やトイレの外に設置されている警報器３２に送信する。このことにより、トイレから離れた場所にいる介護者はトイレ内で被介護者等のユーザが転倒したことを知ることができ、早急に対応することができる。また、トイレの傍に警報器３２が設置されていれば、担当の介護者がトイレから離れた場所にいる場合でも、近くにいる別の介護者がすぐに対応することができる。

【0023】

また、例えば介護施設でユーザがリハビリを行っている際に、身体の左右のうち一方に障害がある場合に、着座シート２２から離座するときに左右のバランスを取ることが難しく一方に体重が重点的にかかってしまう場合がある。このような場合に、ユーザは表示装置４０に表示される画面を見ることによって、各圧力センサ２４ａ～２４ｊの点灯状態によって着座シート２２上での体重の偏りを認識することができ、このような偏りが改善するよう着座シート２２からの離座の動作を意識するようになる。すなわち、ユーザはリハビリの過程で自分の身体の現在の状態を表示装置４０に表示される情報から確認することができる。このように、本実施の形態による転倒検知システムは、トイレ内でのユーザの見守りだけではなく、ユーザのリハビリにも貢献することができる。

【0024】

また、ユーザが着座シート２２から離座するときの各圧力センサ２４ａ～２４ｊに対応する圧力波形に係る情報を記憶装置５０に記憶させておくことによって、ユーザやこのユーザの介護を行う介護者は、リハビリ過程における過去のユーザの着座シート２２からの離座の動作を記憶装置５０に記憶されている圧力波形の情報に基づいて確認することができる。このことにより、例えばユーザのリハビリ過程において状況がどのように改善しているかをユーザや介護者が認識することができるようになる。

【0025】

次に、制御部１２によるユーザが転倒したか否かの判断方法について説明する。上述したように、記憶部１９には、予め設定されているユーザが転倒することなく離座したときの各圧力波形に係る情報が記憶されている。例えば、図４は、着座シート２２から離座したユーザが転倒することなく立ち上がったときの各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形のグラフであるが、このような複数の圧力波形に係る情報が記憶部１９に記憶されている。そして、制御部１２は、各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される各圧力波形と、予め設定されている（すなわち、記憶部１９に記憶されている）ユーザが転倒することなく離座したときの各圧力波形との差異に基づいて、着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを判断する。具体的に説明すると、制御部１２は、各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成されるユーザが着座シート２２から離座するときの各圧力波形と、予め設定されているユーザが転倒することなく離座したときの各圧力波形との間の相関係数を各圧力センサ２４ａ～２４ｊ毎に算出する。そして、特定の１または複数の圧力センサ２４ａ～２４ｊに対応する相関係数が予め設定されている所定の閾値よりも小さくなった場合に、着座シート２２から離座したユーザが転倒したと制御部１２が判断する。この際に、制御部１２は、特定の複数の圧力センサ２４ａ～２４ｊに対応する相関係数が全て予め設定されている所定の閾値よりも小さくなった場合に、着座シート２２から離座したユーザが転倒したと判断するような設定となっていてもよい。あるいは、制御部１２は、特定の複数の圧力センサ２４ａ～２４ｊに対応する相関係数のうち少なくとも一部の相関係数が予め設定されている所定の閾値よりも小さくなった場合に、着座シート２２から離座したユーザが転倒したと判断するような設定となっていてもよい。

【0026】

具体的に説明すると、図７は、着座シート２２から離座したユーザが左側に転倒したときの各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形のグラフである。ここで、図７に示すように、着座シート２２から離座したユーザが左側に転倒したときには、着座したユーザから見て便座２０の前から３番目の圧力センサ２４ｃに対応する圧力波形が、ユーザが転倒しない場合の圧力波形（図４参照）と比較して大きく変化し、相関係数が小さくなる。このため、特定の圧力センサとして便座２０の前から３番目の圧力センサ２４ｃ、２４ｈを予め設定しておくことにより、この特定の圧力センサ２４ｃ、２４ｈに対応する相関係数が予め設定されている所定の閾値よりも小さくなったことをもってして、着座シート２２から離座したユーザが転倒したと制御部１２が判断する。

【0027】

このような制御部１２による判断方法によれば、例えばユーザが左手で手すりを握りながら転倒することなく着座シート２２から離座したときには、着座シート２２から離座したユーザが左右に転倒したときとは異なる複数の圧力波形のグラフとなる。すなわち、ユーザが左手で手すりを握りながら転倒することなく着座シート２２から離座したときには、各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形のグラフは図５に示すようなものとなり、ユーザが着座シート２２から離座したときに最も大きく変化する圧力波形（グラフ６４）に対応する圧力センサ２４ｄは、着座シート２２から離座したユーザが左側に転倒したときに最も大きく変化する圧力波形（グラフ６３）に対応する圧力センサ２４ｃとは異なるようになる。このため、制御部１２が、特定の複数の圧力センサ２４ａ～２４ｊ（例えば、前から３番目の圧力センサ２４ｃ、２４ｈ）に対応する相関係数が予め設定されている所定の閾値よりも小さくなった場合に、着座シート２２から離座したユーザが転倒したと判断するような設定となっている場合は、ユーザが手すりを握りながら転倒することなく着座シート２２から離座したときと、着座シート２２から離座したユーザが転倒したときとで異なる判断結果とすることができる。

【0028】

なお、本実施の形態による制御部１２によるユーザが転倒したか否かの判断方法はこのような態様に限定されることはない。

【0029】

例えば、制御部１２は、各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される各圧力波形だけではなく、ユーザの身体的特徴も考慮して着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを判断するようになっていてもよい。ここで、ユーザの身体的特徴とは、ユーザの身長、体重、ＢＭＩ、年齢、性別、既往歴、認知症の度合い等のうち何れかまたはこれらを組み合わせたものをいう。この場合、記憶部１９には、ユーザの身体的特徴に対応する、予め設定されているユーザが転倒することなく離座したときの各圧力波形に係る情報が記憶されている。具体的には、ユーザの身体的特徴が例えば体重である場合、所定の値のレンジ毎の（例えば、３ｋｇ刻みのレンジ毎の）、ユーザが転倒することなく離座したときの各圧力波形に係る情報が記憶部１９に記憶されている。

【0030】

そして、ユーザがトイレに入る際に、このユーザの身体的特徴がユーザ自身またはユーザの介護を行う介護者によって制御装置１０に入力され、入力された情報が受付部１４により受け付けられる。あるいは、トイレの前にカメラが設けられており、カメラにより撮像された画像に基づいてユーザの識別が行われ、このユーザの識別情報に対応する身体的特徴が制御装置１０に入力されるようになっていてもよい。そして、実際にユーザが便座２０に座った後にこの便座２０から立ち上がる際に、各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果が制御装置１０に送信され、各変換器１８により複数の圧力波形に変換されるが、制御部１２は、各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される各圧力波形および受付部１４により受け付けたユーザの身体特徴量と、当該身体特徴量に対応する予め設定されているユーザが転倒することなく離座したときの各圧力波形との差異に基づいて、着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを判断する。例えば、ユーザの身体的特徴として体重が例えば７０ｋｇであることが受付部１４により受け付けられると、制御部１２は、記憶部１９に記憶されているこの７０ｋｇが含まれる体重のレンジ（例えば、６９ｋｇ～７２ｋｇのレンジ）に対応するユーザが転倒することなく離座したときの各圧力波形と、各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される各圧力波形との相関係数を各圧力センサ２４ａ～２４ｊ毎に算出する。そして、特定の１または複数の圧力センサ２４ａ～２４ｊに対応する相関係数が予め設定されている所定の閾値よりも小さくなった場合に、着座シート２２から離座したユーザが転倒したと制御部１２が判断する。

【0031】

また、本実施の形態では、機械学習により生成された学習済データを用いて、着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを制御部１２が判断するようになっていてもよい。具体的には、ユーザが転倒することなく着座シート２２から離座したときの各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形と、ユーザが着座シート２２から離座したときに転倒したときの各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形とをそれぞれ教師データとして、深層学習（ディープラーニング）等を用いて機械学習を行うことにより学習済データを作成する。そして、制御部１２は、各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形に係る情報が入力されると、作成された学習済データを用いて着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを判断する。このような方法によれば、教師データが多くなればなるほど学習済データの精度を向上させることができる。このように、機械学習によって学習済データを作成し、この学習済データを用いて制御部１２が着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを判断する場合は、より精度よく着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを判断することができる。

【0032】

また、機械学習により生成された学習済データを用いて、着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを制御部１２が判断するにあたり、圧力波形だけではなくユーザの身体的特徴も考慮して作成された学習済データを用いてもよい。具体的には、ユーザが転倒することなく着座シート２２から離座したときの各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形およびこのユーザの身体的特徴と、ユーザが着座シート２２から離座したときに転倒したときの各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形およびこのユーザの身体的特徴とをそれぞれ教師データとして、深層学習（ディープラーニング）等を用いて機械学習を行うことにより学習済データを作成する。そして、制御部１２は、各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形に係る情報が入力されるとともに受付部１４によりユーザの身体的特徴を受け付けると、作成された学習済データを用いて着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを判断する。このような方法によれば、ユーザの身体的特徴も加味して機械学習によって学習済データを作成し、この学習済データを用いて制御部１２が着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを判断することにより、判断の精度をより向上させることができる。

【0033】

また、制御部１２は、予め設定されている（すなわち、記憶部１９に記憶されている）ユーザが転倒することなく離座したときの各圧力波形に係る情報を用いる代わりに、左右一対のセンサ群のうち一方のセンサ群（例えば、着座したユーザから見て左側の着座シート２２に設けられたセンサ群）を構成する各圧力センサ２４ａ～２４ｅによる検知結果に基づいて作成される各圧力波形と、他方のセンサ群（例えば、着座したユーザから見て右側の着座シート２２に設けられたセンサ群）を構成する各圧力センサ２４ｆ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される各圧力波形との差異に基づいて、着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを判断してもよい。具体的には、便座２０の最も手前側にある左右一対の圧力センサ２４ａ、２４ｆに対応する圧力波形の相関係数、便座２０の手前側から２番目にある左右一対の圧力センサ２４ｂ、２４ｇに対応する圧力波形の相関係数、便座２０の手前側から３番目にある左右一対の圧力センサ２４ｃ、２４ｈに対応する圧力波形の相関係数、便座２０の手前側から４番目にある左右一対の圧力センサ２４ｄ、２４ｉに対応する圧力波形の相関係数、便座２０の最も奥方にある左右一対の圧力センサ２４ｅ、２４ｊに対応する圧力波形の相関係数を制御部１２がそれぞれ算出し、少なくとも１つまたは複数の相関係数が所定の閾値よりも小さくなった場合に制御部１２はユーザが着座シート２２から離座するときに転倒したと判断する。具体的には、上述したように図７は着座シート２２から離座したユーザが左側に転倒したときの各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形のグラフであるが、図８は、図７に示すグラフのうち左側のセンサ群の各圧力センサ２４ｆ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形のグラフであり、図９は、図７に示すグラフのうち右側のセンサ群の各圧力センサ２４ａ～２４ｅによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形のグラフである。このように、ユーザが着座シート２２から離座するときに左右のいずれか一方に転倒した場合は、左右の圧力センサ２４ａ～２４ｊに対応する圧力波形が大きく異なるようになるため、左右一対の圧力センサ２４ａ～２４ｊに対応する圧力波形の相関係数も小さくなる。このため、ユーザが転倒することなく離座したときの各圧力波形に係る情報を予め設定していなくても、左右一対の圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される各圧力波形の差異に基づいて、着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを制御部１２が判断することができる。

【0034】

以上のような構成からなる本実施の形態の転倒検知システムおよびこのような転倒検知方法によれば、ユーザが着座することができる着座シート２２に設けられた各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形に基づいて着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを制御装置１０により判断し、制御装置１０によりユーザが転倒したと判断されたときにユーザが転倒した旨の情報を制御装置１０により出力する。このことにより、ユーザのプライバシーを守りながらユーザが便座２０から立ち上がる際に転倒したか否かを検知して出力することにより、遠隔でもユーザの見守りを行うことができる。より詳細には、例えば、介護施設等において被介護者等のユーザがトイレで用を足すときに、このユーザの介護を行う介護者がトイレから離れていても、もしユーザが便座２０から立ち上がる際に転倒した場合には、ユーザが転倒した旨の情報が制御装置１０から出力される。このため、介護者はトイレのそばに居続けなければならず他の業務を行うことができないといった不便さを解消することができる。また、トイレ内のユーザの行動をカメラ等で撮影する場合はユーザのプライバシーを毀損するという問題が生じるが、本実施の形態による転倒検知システムや転倒検知方法ではトイレ内のユーザの行動自体を撮像することなくユーザが転倒したか否かを検知することができるため、ユーザのプライバシーを保護することができる。

【0035】

また、本実施の形態の転倒検知システムおよび転倒検知方法によれば、制御部１２は、各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される各圧力波形と、予め設定されているユーザが転倒することなく離座したときの各圧力波形との差異に基づいて、着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを判断する。この場合には、着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを制御部１２が精度よく判断することができる。

【0036】

また、制御装置１０は、ユーザの身体特徴量に係る情報を受け付ける受付部１４を有しており、制御部１２は、各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される各圧力波形および受付部１４により受け付けたユーザの身体特徴量と、当該身体特徴量に対応する予め設定されているユーザが転倒することなく離座したときの各圧力波形との差異に基づいて、着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを判断する。この場合には、着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを制御部１２が更に精度よく判断することができる。

【0037】

また、着座シート２２には、２個乃至８個の範囲内の数の圧力センサ２４ａ～２４ｅ、２４ｆ～２４ｊからなるセンサ群が左右一対配置されている。この場合には、制御部１２は、着座シート２２から離座したユーザが転倒したことと、ユーザが手すりを握りながら着座シート２２から離座したことを区別することができる。

【0038】

また、上述したように、各圧力センサ２４ａ～２４ｅ、２４ｆ～２４ｊは着座シート２２が載置される便座２０の手前側から奥方に向かって並ぶよう配置されている。ここで、着座シート２２から離座したユーザが転倒した場合と、ユーザが手すりを握りながら着座シート２２から離座した場合とでは、ユーザの体重が最もかかる圧力センサは着座シート２２の奥行き方向によって異なるものとなる。すなわち、例えば、ユーザが手すりを握りながら着座シート２２から離座したときに最も大きく変化する圧力波形に対応する圧力センサは前から４番目のものであるのに対し、着座シート２２から離座したユーザが転倒したときに最も大きく変化する圧力波形に対応する圧力センサは前から３番目のものである。このように、各圧力センサ２４ａ～２４ｅ、２４ｆ～２４ｊを、着座シート２２が載置される便座２０の手前側から奥方に向かって並ぶよう配置することによって、制御部１２は、着座シート２２から離座したユーザが転倒したことと、ユーザが手すりを握りながら着座シート２２から離座したことをより確実に区別することができる。

【0039】

また、制御部１２は、左右一対のセンサ群のうち一方のセンサ群を構成する各圧力センサ（例えば、各圧力センサ２４ａ～２４ｅ）による検知結果に基づいて作成される各圧力波形と、他方のセンサ群を構成する各圧力センサ（例えば、各圧力センサ２４ｆ～２４ｊ）による検知結果に基づいて作成される各圧力波形との差異に基づいて、着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを判断してもよい。この場合も、着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを制御部１２が更に精度よく判断することができる。

【0040】

また、制御部１２は、ユーザが転倒することなく着座シート２２から離座したときの各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形と、ユーザが着座シート２２から離座したときに転倒したときの各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形とをそれぞれ教師データとして機械学習により作成される学習済データを用いて、各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形に基づいて着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを判断してもよい。この場合には、機械学習により作成される学習済データを用いるため、着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを制御部１２が更に精度よく判断することができる。

【0041】

また、制御装置１０は、ユーザの身体特徴量に係る情報を受け付ける受付部１４を有しており、制御部１２は、ユーザが転倒することなく着座シート２２から離座したときの各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形およびこのユーザの身体的特徴と、ユーザが着座シート２２から離座したときに転倒したときの各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形およびこのユーザの身体的特徴とをそれぞれ教師データとして機械学習により作成される学習済データを用いて、各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形および受付部１４により受け付けたユーザの身体的特徴に基づいて着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを判断してもよい。この場合には、ユーザの身体的特徴も加味して学習済データを機械学習により作成しているため、着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを制御部１２が更に精度よく判断することができる。

【0042】

また、本実施の形態による転倒検知システムは、各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に係る情報を表示する表示装置４０を更に備えている。この場合には、ユーザや介護者はどの圧力センサ２４ａ～２４ｊに圧力がかかっているかを一目で認識することができるようになるため、例えば表示装置４０における各圧力センサ２４ａ～２４ｊの位置に対応するＬＥＤの点灯状態によって着座シート２２上での体重の偏りを認識することができ、このような偏りが改善するようユーザは着座シート２２からの離座の動作を意識するようになる。すなわち、ユーザはリハビリの過程で自分の身体の現在の状態を表示装置４０に表示される情報から確認することができる。この場合には、本実施の形態による転倒検知システムを、トイレ内でのユーザの見守りだけではなく、ユーザのリハビリにも貢献させることができる。

【0043】

また、制御装置１０は、制御部１２により出力されたユーザが転倒した旨の情報を外部装置（例えば、携帯端末３０や警報器３２）に送信する通信部１６を有している。このことにより、携帯端末３０を所持する介護者がトイレから離れた場所にいる場合や警報器３２が設置されている事務室等にいる場合でも、ユーザが転倒した場合には介護者はすぐにこのことを認識することができるようになる。

【0044】

また、本実施の形態による転倒検知システムは、各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に基づいて作成される複数の圧力波形に係る情報を記憶する記憶装置５０を更に備えていてもよい。この場合には、ユーザやこのユーザの介護を行う介護者は、リハビリ過程における過去のユーザの着座シート２２からの離座の動作を記憶装置５０に記憶されている圧力波形の情報に基づいて確認することができるため、例えばユーザのリハビリ過程において状況がどのように改善しているかをユーザや介護者が認識することができるようになる。

【0045】

また、制御装置１０は、各圧力センサ２４ａ～２４ｊによる検知結果に係る信号を複数の圧力波形に係るデジタル情報に変換する変換器１８を有しており、制御部１２は、変換器１８により信号から変換されたデジタル情報に基づいて着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを判断するようになっている。このことにより、制御部１２は複数の圧力センサ２４ａ～２４ｊに対応する圧力波形に基づいてユーザが転倒したか否かを精度よく判断することができるようになる。

【0046】

なお、本実施の形態による転倒検知システムや転倒検知方法は、上記の態様に限定されることはなく、様々な変更を加えることができる。

【0047】

例えば、制御部１２が複数の圧力波形に基づいて着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを判断する方法は上述したものに限定されることはない。上述した方法以外の方法により制御部１２が複数の圧力波形に基づいて着座シート２２から離座したユーザが転倒したか否かを判断してもよい。

【0048】

また、上記の説明ではユーザが着座シート２２から離座する際に左右に転倒する場合について説明したが、ユーザが着座シート２２から離座する際に前方に転倒する場合にも本実施の形態による転倒検知システムおよび転倒検知方法によりユーザが転倒したことを検知することができるようになっている。すなわち、着座シート２２から離座したユーザが転倒することなく立ち上がった場合と、ユーザが着座シート２２から離座する際に前に転倒する場合とで各圧力センサ２４ａ～２４ｊに対応する複数の圧力波形が大きく異なるようになるため、制御部１２はこのような各圧力センサ２４ａ～２４ｊに対応する複数の圧力波形の差異に基づいてユーザが着座シート２２から離座する際に転倒したか否かを判断することができるようになる。また、この際に、ユーザが手すりを握りながら着座シート２２から離座した場合と、ユーザが着座シート２２から離座する際に前に転倒する場合とでも各圧力センサ２４ａ～２４ｊに対応する複数の圧力波形が大きく異なるようになるため、制御部１２は、ユーザが手すりを握りながら着座シート２２から離座した場合と、ユーザが着座シート２２から離座する際に前に転倒する場合とを区別することができるようになる。

【0049】

また、ユーザが転倒した旨の情報が通信部１６から送信される器具として携帯端末３０および警報器３２を述べたが、本実施の形態による転倒検知システムや転倒検知方法では携帯端末３０および警報器３２の両方が設けられる必要はなく、何れか一方の器具のみが転倒検知システムや転倒検知方法に設けられていてもよい。

【符号の説明】

【0050】

１０ 制御装置
１１ アナログフロントエンド
１２ 制御部
１３ マルチプレクサ
１４ 受付部
１５ ＡＣアダプタ
１６ 通信部
１７ 電源部
１８ 変換器
１９ 記憶部
２０ 便座
２２ 着座シート
２４ａ～２４ｊ 圧力センサ
３０ 携帯端末
３２ 警報器
４０ 表示装置
５０ 記憶装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】