CN101861531A

CN101861531A - 识别设备

Info

Publication number: CN101861531A
Application number: CN200880113879A
Authority: CN
Inventors: 威尔弗雷德·埃德温·波杰; 阿恩·奥伊恩
Original assignee: Sonitor Technologies AS
Current assignee: Sonitor Technologies AS
Priority date: 2007-10-29
Filing date: 2008-10-28
Publication date: 2010-10-13
Also published as: JP2011500247A; US9041529B2; EP2208094A2; CA2703879A1; WO2009056823A3; GB0721162D0; WO2009056823A2; US20110018710A1; JP5498949B2; US20150310770A1; AU2008320647A1; EP2208094B1; CA2703879C

Abstract

一种识别设备，其包括超声波发射机单元(16)和容纳所述发射机单元(16)的外壳(6)，所述外壳(6)包括由膜密封的一个或更多个孔(32)，与壳的其余部分相比，所述膜对于超声波是基本上可透过的。

Description

识别设备

技术领域

本发明涉及可安装于人体、动物或对象以允许对它们进行识别和/或实时位置追踪的识别设备。

背景技术

在医院，在能明确地识别医院的病人以确保机密性得到了保持并且采取了正确的治疗手段方面存在很大需求。常规地，这通过使用一次性使用的腕带来实现，在该腕带上写有或印刷有识别文本(偶尔为条形码)。

在许多医院存在的个别问题是，如果不能在合适的时间对病人进行定位，从而要求工作人员去寻找他们，并耽搁了等候照料或治疗的其他病人，或者妨碍了优化的工作流程，则工作人员和一些公共资源(诸如手术台和急诊科)的效率下降。还有另一些病人，对于这些病人，出于安全原因需要对他们进行定位，例如，如果他们(诸如新生儿和患有痴呆症的老年病人)不期望地离开病房的话。

本申请人发现，可以使用超声波识别来同时解决识别和追踪的问题。因此，可以对病人使用能用于识别和追踪两个目的的单个活动的超声波发射机。具体而言，本申请人设计了一种尤其适合在医院中使用的识别设备。

发明内容

从本发明的第一方面来看，本发明提供了一种识别设备，该识别设备包括超声波发射机单元和容纳所述发射机单元的外壳，所述外壳包括由膜密封的一个或更多个孔，与所述壳的其余部分相比，所述膜对于超声波基本上是可透过的。

因此，本领域的技术人员可发现，根据本发明，活动的超声波发射机(其通常具有相对高的值)可被容纳于外壳中，该外壳能保护其免受灰尘、液体和传染剂的污染，同时仍允许超声波信号从发射机通过。如果能防止主发射机单元免于污染，则很容易重复使用该主发射机而无需进行消毒，这种消毒由于考虑到与该主发射机相关联的敏感电子组件和换能器(transducer)，是难以实现的。在每次使用之间，可以将外壳清洁并消毒(因为其没有包含敏感电子组件)，但是优选的是，其是一次性使用的。因此，可以看到的是，能在享受由超声波识别和追踪系统带来的好处的同时，通过利用价格相对便宜的、避免了清洁/消毒的需求并使得交叉感染的风险最小化的一次性使用部件来允许重复使用发射机单元，从而使其成本最小化。

虽然不是必须的，但是所述膜通常比壳的其余部分薄，并且/或者由不同的材料制成。所述膜提供真空密封，这点也不是必须的。例如，可以构思，所述膜可以包括足够精细的泡沫(foam)或网眼(mesh)。但是，在优选实施方式中，设置有盖在(across)至少所述孔上的不透液体的密封件。在优选实施方式中，所述膜包括聚合物膜，诸如，PVC、聚氨酯或聚乙烯。优选的是，所述聚合物膜的厚度小于50μm，更优选的是，小于20μm，最优选的是，大约10μm的量级。这种薄膜(通常为食品薄膜)由于用于包裹和包装食品和其它物品，所以较常见且不贵，很容易获得。

所述膜优选地对于40kHz处的超声波衰减不到6分贝(dB)，优选地不到3dB。

在构思的本发明的一个重要应用中，通常对病人装配识别设备。该设备被佩戴在脖子周围、衣服上等。但是，优选的实施方式结合了用于将所述设备附接到人体的装置。这可以例如包括一体式腕带或踝带。但是，等同地，在一组优选实施方式中，所述设备包括用于将其附接到现有腕带的装置。这是很吸引人的，因为这意味着可以继续使用常规的腕带来发出熟悉的可视的识别，但是因为这种带子无法容易移除，优选的识别设备不容易从带子中移除，所以易于确保病人携带着他们的识别设备。所述带子(不管是一体式的还是独立的)优选地包括单向挂扣，其公知用于常规的医院腕带中，其允许要被折断的带子闭合，但是，如果不毁灭性地折断该挂扣或者切割该带子的话，无法再次打开，而毁灭性地折断该挂扣或者切割带子需要工具或极高的力度。类似地，所述外壳适于附接到单独的腕带等，该附接装置还优选地被配置为一次性使用，使得该设备不能轻易地被移除和被重复使用(由此，具有交叉感染的风险)。

上述这种设置在其本身的权利方面被认为是新颖的和有创造性的，因此，当从另一个方面来看时，本发明提供了一种识别设备，其包括容纳在外壳中的发射机单元，所述外壳包括用于将所述设备附接到腕带上的一次性使用的附接装置。当根据本发明的任一方面，所述外壳具有用于附接到单独的腕带的装置时，优选的是，其被配置为当病人佩戴所述带子时能够进行附接。在该附接装置的一些优选示例中，附接装置包括适于在所述带子与所述病人之间滑动的折板，用于在所述折板与所述外壳的主体之间夹住所述带子。

所述外壳优选地被配置为，在被附接于病人或病人的带子之前，发射机单元能被密封进所述外壳中。这使得进入壳的内部的污染的风险最小。该壳优选地由一次性使用的挂扣来关闭，一旦将其破坏而松开，则不能被再次使用。这种设置使得在没有特殊工具的情况下难以去除掉该设备，同时还防止了疏忽或故意地重复使用潜在的被污染的外壳。

虽然很明显的是，本发明的原理的一个重要应用是识别并追踪医院的病人，但是，本发明不限于此应用，实际上，可以构思的是，存在能从上述识别设备中获益的许多其它应用。例如，这些识别设备可以用于处于其它情况中的人(例如，犯人)或者农场、动物园、兽医业务中的牲畜或者其它动物。此外，本申请人已经了解到，可以将与医院病人的语境中上述的类似的考虑应用于医院设备、医院工作人员和医院的访问者，还可以构想将这种识别设备用于他们。

可以在发射机单元内内置地提供用于发射机单元的电源，或者可以想到在整个设备的外部提供用于发射机单元的电源。但是，本申请人已经了解，在特别有益的一组实施方式中，电池被设置在所述外壳内，使得当将所述发射机单元被插入壳中时，所述电池能被连接到所述发射机单元。这是有益的，因为这意味着当各个病人结束使用该设备时，可以将该电池与外壳一起丢弃，从而确保每个新病人可使用新的电池。这还意味着，发射机单元本身不需要长寿命的电池，这节约了开支。

为了简化，电池可与外壳一体形成，或者其是可移除的以重新充电/再循环。优选的是，该电池被这样设置在外壳内部，使得在安装了发射机单元之后，能自动进行所述电池与所述发射机单元之间的连接。

上述设置在其本身的权利方面被认为是具有新颖的和有创造性的，因此，当从另一个方面来看时，本发明提供了一种便携式识别设备，其包括发射机单元和用于该发射机单元的电池，所述发射机单元单独容纳在外壳中，使得所述发射机单元能独立于所述电池而从所述外壳被移除或者被安装到所述外壳中。

所述发射机单元优选地是超声波发射机单元，所述外壳优选地具有根据本发明的第一方面所指定的孔和膜。本发明的第一方面的优选特征根据情况也是本发明上述方面的优选特征。

根据本发明的各个上述方面，优选的是，所述发射机单元还包括用于接收信号的装置。该信号可以是例如超声波、射频或红外信号，并且不限于发送机发射的信号类型。但是，在本发明的当前优选的实施方式中，所述接收装置是超声波接收装置。

可以构思的是，根据上述识别设备在实践中如何被使用，当设备处于库存而等待被使用时，设备有可能被供电达相当长的时段。解决这个问题的一个方案是，不将发射机单元或电池装配到该设备中，直到准备使用该设备时为止，但这是不现实的。因此，另选的是，在至少一些优选实施方式中，识别设备被配置为当需要使用时对其进行激活。这可以简单地由接通/断开开关来组成，尽管这不是优选，因为使病人或其它用户能关闭设备并不认为是所期望的。构思了各种设置，由此可提供一个机械式的一次性使用的接通开关，例如，通过在电池和发射机单元之间的电子路径中提供可移除的绝缘片，或者提供能被折断/变形以允许进行电接触的部件。但是，由于各种原因(诸如，潜在地危及由所述外壳提供的屏障的安全和/或增加设备(尤其是外壳)的成本)，这些可选项当前并不是吸引人的。

在本发明的优选实施方式中，所述发射机单元被配置为，在接收到合适的信号(优选为超声波信号)之后，所述发射机单元能被激活。优选的是，所述发射机单元被配置为具有至少两种模式：睡眠模式或待机模式，其中，所述发射机只接收上述信号；以及活动模式，当接收到激活信号之后，所述发射机单元切换至该活动模式，在该活动模式下，所述发射机单元发射信号或者能够发射信号。在这种设置中，所述睡眠模式可以被优选地配置为，使得与活动模式相比，所述识别设备在睡眠模式具有非常低的功耗。这使得当没有使用该设备时，电池的寿命被延长。

虽然根据优选实施方式，所述激活信号具有比所述设备接收到的其它信号或由所述设备发送的信号高得多的功率，但是该激活信号可以是任何选择的信号。这种信号很容易实现，因为这种信号需求相对来说不频繁，可以从位于极靠近识别设备的发射机中发射。所述设备可以例如设置于扩展坞(docking station)中，或者手持式发射机可以设置于设备旁边或者设备的顶部。使用非常强的激活信号的另一个优点是，对放大和/或处理信号的需求减少，这降低了用于睡眠状态的功率要求。

在本发明的优选实施方式中，所述发射机单元可接收在适当的无线信号上编码的配置信息。另外，优选的是，所述无线信号是超声波信号。该配置信息可以被接收作为激活信号的一部分，虽然由于上述原因，优选的是，该配置信息是独立的。该配置信息通常包括，当所述发射机单元被用于特定的病人时所要发出的识别信息。其还可以包括，例如，与所述设备的识别或追踪功能相关联的病人相关联的状态码。例如，配置用于新生儿或者老年病人的识别设备可包含这样的标记，该标记用于如果该设备被带出预先指定的病房，则发出警报。作为配置信息的代替方式，发射机单元也可接收其它数据，诸如新的或更新后的软件。

类似地，在一些实施方式中，发射机单元可在配置或使用过程中发送和接收信息。其可以例如发送识别信息，诸如序列号。

附图说明

以下将结合附图仅通过举例的方式来描述本发明的优选实施方式，附图中：

图1是在将实现本发明的识别标签附接于病人的腕带之前的识别标签的图；

图2是附接于腕带的标签的图；

图3是从上面观察标签主体的内部结构的分解图；

图4是从下面观察的分解图；以及

图5是从标签上体壳的下方观察的图。

具体实施方式

图1示出了用于识别和/或追踪医院的病人的运动的超声波识别标签。虽然此处描述的实施方式被开发成尤其适合于本应用，但是本领域的技术人员应了解，其实现原理在广阔的应用范围内均可用。

标签包括两个主要部分：主体部2和铰接的折板部(flap portion)4。该折板部4与上体壳6整体铸模而形成所谓的活铰链(未图示)。在折板部4的上表面(参见图1)形成有一系列圆形的隆起8。该隆起8是标签的紧贴着病人的皮肤的一部分，并且隆起8帮助防止标签滑动，使得病人能更舒适且长时间地佩戴标签而不会造成皮肤疼痛或不良反应。外壳的材料是可生物降解和可循环再利用的材料，并且是不磨皮肤的材料。

在折板部4的末梢边缘有一对整体铸模而向下延伸的挂钩10(在图1中可见其中一个)，将该挂钩10进行如下安置：当折板部4闭合而处于主体部2的底部时，该挂钩10与形成在上体壳6的前表面的相应的半月孔12啮合。这种情况可以参见图2。当折板闭合时，腕带14被夹在主体部2的底部与折板部4之间。挂钩10与上体壳6中的孔12啮合，由此牢牢地将标签紧固于腕带14。挂钩10非常坚硬，从而与孔12紧紧地咬合，使得它们在不使用特殊工具的情况下不会轻易地脱离。

图3a、3b、4和5示出了标签的主体部2的分解图。为了清楚，在图3a、3b和4中，省略了标签的折板部。在主体部2的中心处是标签核16(示出在图3a中)，图3b是其分解图。标签核16内部有印刷电路板18，该印刷电路板装载有用于超声波发射机单元的组件。这些组件包括超声波换能器40、一对感应器42和石英44。还可以看到一个几乎正方形的孔46，在该孔的两侧有一对弹性的电接触片(contact tab)48。当装配该标签时，接触片48与电池接触，这点将在后面介绍。

标签核16由下核模塑件20和上核模塑件22构成。下核模塑件20装载有3个垂直凸出的销50，销50与上核模塑件中相应的圆筒状凸块(boss)52啮合(图3b中只有一个可见)。这使得电路板18被夹在下核模塑件20与上核模塑件22之间。上核模塑件成形在前面以将超声波换能器40框住(frame)，如图3a所示；并且在顶部设置有与电路板中的孔46对齐的孔54。

垂直销50和凸块52被配置为，当在工厂对标签核16进行装配时，使得它们形成紧密的过盈配合(interference fit)，使得难以或者不能手工地拆除。作为替换还可以使用胶。这生成了坚固的、整套的(self-contained)单元16。

从上述中应了解的是，标签核16本身不能作为超声波发射机或接收机进行工作，因为其没有任何电池。当如图4所示通过将核16放入上体壳6而组装成完整的标签时，这些电池被自动插入。当核16被压入上体核6时，其内部的电路板上的两个接触片48分别将一对纽扣电池28的正侧和负侧接合，该一对纽扣电池保持在上体壳6内部的塑料固定夹模塑件30中。这可以参见图5。因此，当从下方将核16插入上体壳6时，电池28部分地伸出而分别通过上核模塑件和电路板中的孔54、46，并且两个接触片48与它们进行电连接以向电路供电。当按照这种方式对电路供电时，发射机单元进入睡眠模式，该睡眠模式具有极低的静态电流(大约1μA)。按照这种模式，发射机单元只需等待激活信号。

还可以发现的是，当核16被压入上体壳6时，超声波换能器40将直接位于形成在上体壳的前表面的栅格(grille)32的后面。在图5中，栅格32的朝内侧的一面可见。虽然为了清楚而进行了省略，但是实际上，有包围栅格32的后表面延伸越过沟缘(bezel)34的、由薄PVC膜(大概10微米的量级)构成的不可渗透膜，以提供真空密封。

在由环形垂直的突出壁38限定的内部36中，沟缘34和电池夹30都被模塑为上体壳6的一部分，其目的将在下面描述。

参照图4，可以看到的是，当将标签核16放置于上体壳6内时，其由密封盖56保持在适当位置。盖56的直径被设计为使得盖在上体壳6的内部，与环形壁38的外周紧密配合。应了解，通过这种设置，有源组件(诸如换能器40等)被保留在形成于标签内的密封舱中。然后，标签处于图1所示的状态，即，要被夹在腕带上以进行使用。

如前所述，当需要标签时，可以将主体部2放置在病人腕带14的顶部，如图2所示。然后，将折板部4折叠在带子下面，并夹在主体部2的底部上以将带子14卡在它们之间。这样永久地将识别标签附接于带子14上。现在，可以按已知的方式将带子附接于病人。如果病人已经佩戴了带子，则通过首先在带子下面滑动折板部4，然后，将主体部2向下折叠到折板部4上，来附接标签。

在将发射机单元安装到病人之前或之后，通过应用由换能器检测到的、非常短距离、高能量的超声波突发(burst ofultrasound)而将发射机单元设置成活动(“唤醒”)状态。唤醒之后，有双向超声波通信的可能性。该超声波通信可例如包括：软件下载或对标签进行配置设置；和/或对标签的序列号、唯一标识、软件版本或配置信息的回读。这些信号可以例如由扩展坞、基站或手持收发机来提供/接收。

在唤醒和配置之后，标签以周期性的间隔和/或当由基站询问时来发送其标识信息，直到病人不再需要该标签为止，例如，直到病人出院或者直到电池被耗尽。电池被设计为能维持大概30天。标签优选被设置为，当其接近电池寿命的终点时，发送低电池消息，使得如果病人还需要，可以为病人配置新标签。

当特定病人不再需要标签时，将腕带14剪断以将其从病人的手腕松开或者破坏一次性使用的挂扣(catch)。该标签因而不再适用于其它病人。然后，再次通过使用合适的工具强制性地从主体部2中撬起折板部4，来将主体部2从带子14中移除。这不可避免地破坏了折板部4与上体壳6之间的连接(例如，通过突然折断(snap)挂钩夹10)，使得它们不能重新安装在一起。最后，将密封盖56移除，这使得标签核16能够被移除。核的移除自动地将该核与保留在上体壳6中的夹子30中的电池28断开。然后，发射机单元丢失了其配置信息，并且当其下一次被启动时将自动返回睡眠模式。因此，能够被容易地再次使用。可选而优选的是，超声波接收机可用于标签被停止使用的区域附近。这可用于检测当从特定标签的电池中移除核时，来自特定标签的发送的突然中断，并且可用于将其解释为表示标签不再被使用的特殊事件。可以将这种情况发送至中央数据库以允许立即将资源(例如，床位)重新分配给新的病人。

因为发射机单元被保护在标签内的密封环境(形成在密封盖56，环形壁38和盖在栅格32上的膜之间)中，并且当下次使用时还是如此，所以下次使用之前无需对其进行清洁或消毒。但是如果作为预防而期望进行清洁或消毒，则可以例如通过基于等离子体或自由基(radical)的处理来对其进行处理。只有例如在以下情况下才可能会要求这样做：如果在停止使用期间发现该膜已经破裂，或者粗心地执行停止使用，使得发射机单元接触到外壳体的外部。否则，可将核放在单独的容器中以用于重复使用。

通过突然折断易碎的夹子30来将电池从上体壳6中去掉，并将电池放置于第二容器中以进行工业再循环。上体壳6、带子14和密封盖56被放置于第三容器中，并且如果这在处理被医学污染的材料方面是可行的话，则还能派送它们以用于合适的材料再循环。

可以通过自动工具容易地实现上面介绍的停止使用过程，该自动工具使适当的部件被分成单独的单元(gin)(例如，核、电池和污染材料)中。

本领域的技术人员应了解，上述具体描述仅仅是一个可能的实施方式，还存在这里介绍的各种原理的许多其它可能的实施方式。例如，发射机单元没有必要基于超声波，或者其既不接收也不发送。可以采用附接于对象的其它装置，并且电池或其它电源无需与发射机单元分开。

Claims

1.一种识别设备，该识别设备包括超声波发射机单元和容纳所述发射机单元的外壳，所述外壳包括由膜密封的一个或更多个孔，与所述壳的其余部分相比，所述膜对于超声波基本上是可透过的。

2.根据权利要求1所述的识别设备，其中，所述膜比所述壳的其余部分薄。

3.根据权利要求1或2所述的识别设备，其中，所述膜由与所述壳的其余部分不同的材料制成。

4.根据上述权利要求中任一项所述的识别设备，其中，设置有盖在至少所述孔上的不透液体的密封件。

5.根据上述权利要求中任一项所述的识别设备，其中，所述膜包括聚合物膜。

6.根据权利要求5所述的识别设备，其中，所述聚合物膜的厚度小于50μm。

7.根据上述权利要求中任一项所述的识别设备，其中，所述膜对于40kHz处的超声波衰减不到6分贝。

8.根据上述权利要求中任一项所述的识别设备，该识别设备包括用于将所述设备附接到人体的装置。

9.根据上述权利要求中任一项所述的识别设备，该识别设备包括一体式腕带或踝带。

10.根据上述权利要求中任一项所述的识别设备，该识别设备包括用于将所述设备附接到腕带的装置。

11.根据权利要求10所述的识别设备，其中，所述附接装置被配置为一次性使用。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的识别设备，其中，所述带包括单向挂扣。

13.一种识别设备，该识别设备包括容纳在外壳中的发射机单元，所述外壳包括用于将所述设备附接到腕带上的一次性使用的附接装置。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的识别设备，该识别设备被配置成当佩戴所述带时能够进行附接。

15.根据权利要求14所述的识别设备，其中，所述附接装置包括适于在所述带与病人之间滑动的折板，以将所述带夹在所述折板与所述外壳的主体之间。

16.一种便携式识别设备，该便携式识别设备包括发射机单元和用于该发射机单元的电池，所述发射机单元被单独容纳在外壳中，使得所述发射机单元能够独立于所述电池而从所述外壳移除或者被安装到所述外壳中。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的便携式识别设备，其中，所述发射机单元是超声波发射机单元。

18.根据权利要求13至17中任一项所述的便携式识别设备，其中，所述外壳包括由膜密封的一个或更多个孔，与所述壳的其余部分相比，所述膜对于超声波是基本上可透过的。

19.根据上述权利要求中任一项所述的便携式识别设备，其中，所述发射机单元还包括用于接收信号的装置。

20.根据权利要求19所述的便携式识别设备，其中，所述信号接收装置是超声波接收装置。

21.根据上述权利要求中任一项所述的识别设备，其中，所述外壳被配置成在将所述外壳附接到病人或病人的带之前，能将所述发射机单元密封在所述外壳中。

22.根据上述权利要求中任一项所述的识别设备，其中，所述外壳可以由一次性使用的挂扣来关闭，一旦将该挂扣破坏而松开，则该挂扣不能被再次使用。

23.根据上述权利要求中任一项所述的识别设备，其中，在所述外壳内设置电池，使得当将所述发射机单元插入所述外壳中时，所述电池能被连接到所述发射机单元。

24.根据权利要求23所述的识别设备，其中，所述电池与所述外壳成为一体。

25.根据权利要求23或24所述的识别设备，其中，所述电池被设置在所述外壳内，使得在安装所述发射机单元之后，能自动进行所述电池与所述发射机单元之间的连接。

26.根据上述权利要求中任一项所述的识别设备，其中，所述发射机单元被配置为在接收到合适的信号之后，所述发射机单元能被激活。

27.根据权利要求26所述的识别设备，其中，所述激活信号是超声波信号。

28.根据权利要求26或27所述的识别设备，其中，所述发射机单元被配置为具有如下至少两种模式：睡眠模式，其中所述发射机单元只接收所述激活信号；以及活动模式，当接收到所述激活信号之后，所述发射机单元切换至该活动模式，在该活动模式下，所述发射机单元发射信号或者能够发射信号。

29.根据权利要求28所述的识别设备，其中，所述睡眠模式被配置为使得所述识别设备在睡眠模式中的功耗基本上少于在活动模式中的功耗。

30.根据权利要求26至29中任一项所述的识别设备，其中，所述激活信号具有比由所述识别设备接收到的其它信号或者由所述识别设备发送的信号高的功率。

31.根据上述权利要求中任一项所述的识别设备，其中，所述发射机单元被设置为接收在无线信号上编码的配置信息。

32.根据权利要求31所述的识别设备，其中，所述无线信号是超声波信号。

33.根据权利要求31或32所述的识别设备，其中，所述无线信号包括所述发射机单元在使用时所要发出的识别信息。

34.根据上述权利要求中任一项所述的识别设备，其中，所述发射机单元被设置为在配置或使用过程中发送信息。