CN108477905A - 一种用于人体支撑器械中的姿势支撑系统 - Google Patents

Abstract

一种用于人体支撑器械中的姿势支撑系统，包括：姿势支撑单元(300)，姿势支撑单元(300)包括：可膨胀体(20)，用于改变可膨胀体(20)的膨胀度的装置(60)；传感器(27)，用于产生与可膨胀体(2)的膨胀度相对应的测量数据；处理器(116)，用于处理从传感器(27)生成的测量数据；以及无线通信单元(114)，用于为将测量数据无线地发送到控制器(320)，并接收控制数据以控制可膨胀体(20)的膨胀度。

Description

一种用于人体支撑器械中的姿势支撑系统

技术领域

本发明涉及一种支撑系统，具体地说，涉及一种姿势支撑系统。这样的系统适合于安装到轮椅或其他支撑人的器械上或与其一起使用。本发明还涉及各种方法，具体地说，涉及将姿势支撑系统安装到轮椅或其他支撑人的器械的方法，监视姿势支撑系统的方法以及控制姿势支撑系统的方法。

背景技术

许多轮椅使用者患有肌肉和/或骨骼残疾，导致姿势形成困难。例如，一个人可能会瘫在轮椅上，尤其是，他们可能会滑到一边。轮椅使用者的姿势可能会产生重大的生理、心理和社会影响。

导致姿势形成困难的残疾的例子包括肌营养障碍和脑瘫。在英国500名儿童中大约有一名儿童患有脑瘫，脊柱侧凸是一种相当常见的疾病，也会造成姿势形成困难。脊柱侧凸常伴有其他疾病；这种“继发性”脊柱侧凸可能是神经肌肉病症(例如，脊柱裂、脑瘫或脊髓性肌萎缩)、身体创伤或综合征的结果。在英国，约有120万轮椅使用者，65岁以上的人中约有70％患有脊柱侧凸，250名儿童中有一名儿童患有脊柱侧凸。因此，对能够纠正或补偿人的姿势，例如，以将人保持在相对直立/竖直状态的轮椅系统的需求一直未间断且非常大。

正确的姿势对于医疗和社会原因都很重要。例如，重要的是要让人的躯干与臀部对齐，以减轻消化问题。在另一示例中，人的头部定位不良可能会增大潜在导致肺炎的误吸(食物或液体进入人体肺部)的风险。对于有基础疾病的轮椅使用者来说，肺炎特别危险，并会危及生命。

不良姿势通常会使残疾人显得比实际情况更严重的情况，这可能会导致残疾人得不到恰当的对待或被污辱；例如，不良的姿势可能会给人一种错觉，认为残疾人除了身体残疾之外还有学习困难，或者该人的学习困难比实际情况更严重。

一种已知的可调节轮椅系统是Matrix系统，其中的一部分如图1所示。Matrix系统通常包括通过四个可旋转的球窝关节连接的调节点的阵列，每个关节都可以通过诸如Allen键之类的工具来进行调节，这样的系统提供了可以实现的大量的不同配置，使得由系统提供给轮椅使用者的支撑是充分可定制的。但Matrix系统是高度工程化的，它们相对来说价格昂贵，要花费大约几千英镑或几千美元。

这样的系统所存在的问题是它们可能需要几个小时才能完成适当的定制调节，调节通常需要有经验的理疗师和/或职业治疗师或合格的临床医师，且调节过程可能很复杂，并且有不止一位治疗师、临床医生和/或技术人员参与到特定的调节过程中是常有的事，每位参与者都会将自己的经验、知识和技能用于调节过程中。

通常情况下，需要在正在调整轮椅的同时将轮椅使用者从轮椅中抬起，然后再抬回到轮椅中，以检查新调整所提供的配合件和支撑件是否适合；为了能够进行调整，通常需要移除各种护罩和填充物，这个过程可能需要重复多次，目的是改善系统提供的配合件和支撑件，同时使用者和/或使用者的看护人员或支持人员提供反馈，只有在随访之后的几小时、几天和几周，才会发现调整不适合轮椅使用者，再花很长的时间对轮椅进行调整，是常有的事。此外，轮椅使用者的生理状况可能会在短期、中期和/或长期发生变化，需要重复检查以进行进一步评估或调整。

目前市场上的一些姿势矫正系统使用泡沫楔和金属结构来将轮椅使用者固定在特定位置。与Matrix系统一样，对这种系统的调整可能会耗费时间，并且会给轮椅使用者造成困扰。如果轮椅使用者需要身体的挪动和/或需要进出轮椅以便可以对轮椅系统进行调整，则情况尤其如此。为了确定合适的轮椅配置，这种进出通常需要执行多次，对这种已知系统的调整可能会特别令人不安、令人尴尬和/或非人性化，对少年人，例如，年龄在10至18岁的少年人，尤其如此，和其他人一样，轮椅使用者不喜欢被陌生人人工挪动，青少年对于被别人挪动尤其敏感，即使是有名的理疗师或职业治疗师。

轮椅调整的现有解决方案通常笨拙、昂贵和难看，并且可能会对轮椅使用者的自尊产生负面影响。这样的系统可能会使轮椅使用者感觉与其他人疏远，并使他们难为情。这样的系统会造成社交障碍。

Summarise Medical公司销售的姿势支撑系统带有“Jay Back”系统，该系统使用和楔子系统。

US2006/192362A描述了一种用于轮椅的使用可充气支撑单元的气动支撑系统。该系统包括控制单元，其允许使用者控制支撑单元是否充气或放气，系统还包括防止气囊充气过度的压力传感器系统，压力传感器提供每个气囊的压力读数，以允许进行连续的气囊压力监测。

若干现有技术系统包括以矩阵形式布置的多个气室。US2006/085919A描述了一种人员支撑表面，该人员支撑表面包括多个可充气单元，以及与每个可充气单元相关联的驱动器，使得每个驱动器都可以被操作以单独地给对应的可充气单元充气。主控制器可以用于控制人员支撑表面的总体轮廓，并且通过操作驱动器来控制总体压力分布；US2006/168734A描述了一种单元式支撑垫，其中每个单元都是可重复填充和消耗的可充气袋；US2004/422611A描述了可以单独充气和放气的多个空气支撑单元矩阵，遥控装置可用于控制充气/放气；US2014/026327A描述了一种用于减轻位于椅子或床上的人体部位上的压力的适应性衬垫，衬垫包括单独的气囊单元的可控制的充气和放气矩阵。

US7059678B描述了一种便携式整形外科支撑装置，其包括用于腿、腰、肩胛和颈部区域的单独的可充气独立身体和躯干支撑件和腔室，提供空气泵和选择阀的组合，用于通过导管组件将压缩空气选择性地输送到每个可充气支撑件；US2012/090698A描述了一种用于可调节泡沫支撑件的压力控制和反馈系统，该系统包括用于从密封泡沫芯吸取空气的真空泵，以降低芯的硬度；US5662384A描述了一种座垫系统，其通过对一组单元进行动态充气来提供交替的支撑区域；日本申请JP60174334A描述了一种后座，其包含气囊和能够自动检测座位姿势并相应地调节座位的姿势检测装置；中国专利申请CN104323911A描述了一种多功能智能坐垫，其中，测量坐垫力数据，并将其传输至中央处理器进行处理，以便可以确定是否需要调整坐姿。

发明内容

根据所附权利要求阐述了本发明的各方面和实施例。

本发明的第一方面提供了一种用于人体支撑器械中的姿势支撑系统，包括：一个或多个姿势支撑单元(在示例性实施例中，多个姿势支撑单元)，每个姿势支撑单元都包括：可膨胀体，用于改变可膨胀体的膨胀度的装置；传感器，其被配置为产生与可膨胀体的膨胀度相对应的测量数据；处理器，其被配置为处理从传感器产生的测量数据；以及无线通信单元，其被配置为将测量数据无线地发送到控制器，并从控制器接收控制数据以控制可膨胀体的膨胀度。

由于每个姿势支撑单元都有自己的用于改变可膨胀体的膨胀度的装置，所以不需要在姿势支撑单元与另一个单元之间或姿势支撑单元本身之间有物理连接(例如导管和/或导线)。由于这些姿势支撑单元不受物理连接的约束，所以在如何将它们连接到姿势支撑系统方面有很大的自由度。缺少物理连接还使得人们更容易附接模块和/或调整姿势支撑件上姿势支撑单元的位置。

模块化系统是有利的，因为比连接的系统更容易修理、更换或维护单个模块。例如，模块化系统中使用的单个模块或模块的子集可能被送去维修或维护，而被送走的模块可以被替换为备用模块(或者可以重新配置其余模块以考虑缺失模块)。

在一个实施例中，可膨胀体是可充气气囊，而用于改变可充气气囊的膨胀度的装置是诸如泵之类的压缩气体源。每个姿势支撑单元都有自己的单独的泵，为该姿势支撑单元的气囊提供空气，而不是只有一台泵向所有气囊供应压缩空气。与单独使用一台泵相比，单独的泵可以更小，功率更小。人体支撑器械的使用者，特别是有学习困难的人(或具有其他认知障碍的人)可能会因有噪声的泵而烦躁。当仅使用多个泵中的一部分时，与使用单个大泵相比，多个功率较低的泵是有利的，因为它们通常噪声小。

在本发明的一个实施例中，该系统包括支撑结构，姿势支撑单元或每个姿势支撑单元都附接到该支撑结构或适于附接到该支撑结构。通常，支撑结构是刚性的，以便它可以支撑人。

支撑结构可以是上身支撑系统，该上身支撑系统包括至少一个横向支撑部分，该至少一个横向支撑部分连接到背部支撑部分的横向侧并且从背部支撑部分的横向侧延伸，其中，横向支撑部分适于围绕背部支撑部分的横向侧枢转。例如，至少一个横向部分适于在展开状态与收起状态之间枢转，在展开状态，至少一个横向部分从背部支撑部分向外延伸，在收起状态，至少一个横向部分相对于背部支撑部分向内延伸。

本发明的第二方面提供一种用于轮椅的姿势支撑组件，包括：附接表面；以及具有附接件的可膨胀体，附接件被配置成附接到附接表面，以便为可膨胀体在附接表面上的位置提供一定程度的自由度以及可膨胀体在一定膨胀范围的膨胀自由度。

本发明的这一方面与使用楔子的现有技术系统形成对比。在这样的系统中，一旦放置了楔子，在不重新配置楔子的情况下就不能调整楔子。

本发明提供了一种可膨胀体，其可以被移动到所需位置以支撑坐在轮椅上的轮椅使用者，而不是具有可单独充气以提供对特定区域的支撑的气囊矩阵。例如，可膨胀体可以放置在轮椅的背部或胸部的任何地方。这提供了一种优雅的解决方案，超越了复杂的过度设计的解决方案。本发明允许系统可以大规模地制造，使得组件可以大量生产。这可降低生产成本，并且使组件比现有技术的支撑系统更便宜。此外，相同的单独姿势支撑组件可用于相同轮椅的不同用户或用于不同轮椅，包括不同设计/结构的轮椅。

可膨胀体可以采取气囊的形式，但也可以采用其他形式。例如，可膨胀体可以包括自充气泡沫或响应于电信号而改变其尺寸的材料(例如，电限制性或磁限制性材料)。轮椅或轮椅部件上可以使用多于一个可膨胀体。作为一个具体示例，轮椅的胸部支撑部件可具有放置在支撑部件的任一侧的可膨胀体，以支撑轮椅使用者的不同侧面。

在一个实施例中，附接表面和可膨胀体各自都包括可松解地接合的材料。附接表面和附接件可一起形成钩环附接系统，例如，附接表面和附接件可各自都包括搭扣区域。

本发明的第三方面提供了一种用于轮椅的姿势支撑系统，包括：一个或多个可膨胀体，每个可膨胀体都具有连接件以将所述或每个可膨胀体连接到轮椅；一个或多个传感器，其被配置为测量可膨胀体内的压力(例如，气囊的内部压力)和/或由可膨胀体施加在另一表面上的压力；处理器，其被配置为接收从一个或多个传感器生成的测量数据；以及存储器，其被配置为存储来自一个或多个传感器的测量数据和/或存储由处理器产生的经处理的数据。

经处理的数据可以包括由一个或多个可膨胀体或每一个可膨胀体施加给坐在轮椅上的轮椅使用者的压力水平的历史记录。历史记录允许医疗保健专业人员或从业人员(例如理疗师或职业治疗师)评估用于支撑个体的支撑方式或协议。这些信息对于有资格调整轮椅的轮椅技术人员也是有用的。因此，历史数据可以指导对病人的护理或协助医疗保健从业者执行诸如对轮椅和/或姿势支撑系统进行一个或多个调整的过程。

通过将电子存储装置(例如存储棒、加密狗、CD/DVD写入器)连接到系统的输出端口，可以访问测量数据和/或经处理的数据，或者也可以将其他介质写入器连接到支撑系统。然后，例如，可以由健康专业人士，在远程位置访问、审阅和/或处理传输到这些设备的数据。

在一个实施例中，姿势支撑系统包括被配置为显示测量数据和/或经处理的数据的显示器，例如，显示器可以采取图形用户界面(GUI)的形式。GUI可以采用有线或无线连接，或者有线和无线连接的组合，与系统的其余部分连接。GUI可以采取诸如移动电话、平板电脑、膝上型电脑、个人数字助理(PDA)等的移动设备的形式。这样的设备可以被配置为访问来自系统的其余部分的数据，分析或进一步分析该数据，记录数据和/或将数据传送给其他设备。例如，可以经由互联网或其他通信网络(例如，移动电话网络或蓝牙)将数据传送到其他设备。这样，可以传输来自轮椅姿势支撑系统的数据，并由位于远程位置的医疗护理专业人员或轮椅技术人员或轮椅使用者自己审查。例如，医疗保健专业人员可以是位于距离轮椅位置一定距离的医院或诊所的职业治疗师；或者轮椅技术员可能位于制造、设计或客户服务现场或在客户之间行驶。现场专业人员还可以使用GUI来调整轮椅使用者的姿势，而无需手动挪动使用者。

通常，轮椅使用者可能需要一段时间才能评估他或她的轮椅。评估预约通常需要提前几个星期、甚至几个月。数据传输系统的使用可以允许轮椅使用者更快速地评估他的轮椅，并且不需要轮椅使用者访问医疗专业人员和/或轮椅技术人员。这种访问通常存在一些问题，例如轮椅使用者的运输需求以及轮椅使用者在运输和访问期间的医疗需求和舒适度。这种访问也会带来压力，并对轮椅使用者产生心理影响。消除或减少此类访问将对轮椅使用者大有裨益，并减少对诸如轮椅无障碍车辆等运输资源的影响。

诸如理疗师、职业治疗师或其他健康专业人员等人力资源往往是有限的，而且通常受到预算的约束。本发明的各方面和实施例提供了可以缓解这一问题的技术工具。例如，本发明的实施例可以允许基于例如学校的“内部”治疗师能够以较少干预来关注轮椅使用者的需求。干预时间也将更短。例如，干预措施需要的时间较少，因为轮椅使用者不需要被抬起，或干预期间被抬起的次数会减少。这样，相同数量的治疗师可以为更多的轮椅使用者提供支持，或为相同数量的轮椅使用者提供更好的护理。

在一种情况下，只有在数据表明由健康专业人员对从轮椅支持系统获得的数据进行远程评估有益的时候，才这样做，并为轮椅使用者进行预约。健康专业人员/治疗师还可以评估各种轮椅的数据，并根据数据，分配调整轮椅的优先顺序。通过考虑这些数据，健康专业人员/治疗师可以减少干预措施的数量，例如，数据可能表明干预措施当前不会在轮椅使用者的姿势下产生改善或仅有微小的改善。

在本发明的一个实施例中，姿势支撑系统包括控制器，用于控制一个或多个可膨胀体中的至少一个的膨胀度。这样，可以将配置或控制数据发送到控制器，以根据预定义的值来调整姿势支撑系统。例如，可以使用来自一个或多个传感器的反馈信号来控制膨胀度，使得由一个或多个传感器进行的测量值与由控制数据确定的值匹配。控制器可以是图形用户界面装置的一部分或者对由这种装置产生的信号作出响应。

姿势支撑系统可以包括覆盖可膨胀体的形状记忆部件。例如，形状记忆部件可以包括粘弹性聚氨酯泡沫。

本发明的第四方面提供了一种用于轮椅的姿势支撑组件，包括：附接表面；具有附接件的可膨胀体，附接件被配置成在附接表面上具有两个自由度的位置处附接至附接表面；以及形状记忆材料，其被配置为当可膨胀体附接到附接表面时贴合在可膨胀体上。

形状记忆部件的使用允许支撑系统和轮椅使用者之间更好的接合，因为一个或多个可膨胀体可以提供更适合轮椅使用者身体的表面。

本发明的第五方面提供了一种贴合在轮椅的部件上的护罩，其中，所述部件包括姿势支撑组件，护罩被配置成当可膨胀体处于未膨胀/收起形式时贴合在所述部件上，而当可膨胀体处于膨胀/展开形式时保持贴合到所述部件。

本发明的第六方面提供了一种套件，其包括所述护罩和一组指令，其中该组指令包括用于以下操作的指令：当可膨胀体处于收起状态时将护罩贴合到部件上；以及膨胀可膨胀体。该套件还可以包括可膨胀体。

由于未膨胀体比其处于膨胀/展开状态时更小，所以护罩很容易贴合。如果需要调整轮椅组件以适应轮椅使用者姿势的变化或年轻轮椅使用者的生长，也可以使用相同的护罩。

因此，与在将护罩贴合到部件上时可能需要的尺寸相比，可以使用尺寸较小的护罩。因此，特定的预定义尺寸将适合更大范围的轮椅尺寸和适合对于单个用户具有多种调整规格的轮椅。因此，可以制作具有标准尺寸的护罩。这可以降低制造成本，并且产生一系列美观设计变得更可行。

护罩可以具有一个或多个进入开口，例如一个或多个狭缝，其为使用者提供了姿势支撑系统的可膨胀体的入口。例如，护罩可以具有允许人的手指或手进入的孔，使得人可以将可膨胀体移到附接表面上的选定位置。这允许在轮椅使用者留在轮椅中时调整提供给轮椅使用者的支撑，从而减少完成调整过程所需要的抬起量，从而减少对轮椅使用者造成的困扰。

本发明的第七方面提供了一种调节轮椅的方法，包括以下步骤：(a)提供具有面向外的附接表面的支撑表面；(b)将可膨胀体放置在附接表面上的选定位置；以及(c)改变可膨胀体的膨胀度，以及(d)将护罩贴合到轮椅部件上，轮椅部件具有附接表面，并且具有附接到其上的可膨胀体。这些步骤的顺序不一定如根据本发明的第七方面所列出的那样，尽管在本发明的一个实施例中它们是按照该顺序排列的。

本发明的第八方面提供了一种监测人的姿势或位置的方法，包括：(i)当用户坐在椅子上时，接收由安装在轮椅上的姿势支撑系统传送的测量数据；(ii)记录测量数据；以及(iii)分析测量数据以确定使用者姿势的变化。该方法可以进一步包括：(iv)生成用于调整姿势支撑系统的调整数据；以及(v)将调整数据传送给姿势支撑系统。接收步骤(i)和/或生成步骤(iv)可以在远离轮椅的设备上执行。

调整数据至少部分地是从从轮椅接收的记录的测量数据和/或从一个或多个其他轮椅获得的先前记录的测量数据中导出的。

本发明的第九方面提供了一种套件，其包括：一个或多个可充气膨胀体以及将一个或多个可充气膨胀体贴合到附接表面的指令。

本发明的第十方面提供了一种处理轮椅使用者的医疗状况的方法，包括：提供包括一个或多个可膨胀体的姿势支撑系统；以及生成信号以根据预定协议，周期性地调整一个或多个可膨胀体的膨胀度。

支撑系统可以安装在轮椅的胸部支撑部件上，并且所产生的信号可以使得可膨胀体周期性地膨胀和收缩，以使得当坐在轮椅上时轮椅使用者的躯干从一侧移动到另一侧。支撑系统也可以安装在轮椅的座位上以便骨盆重新定位和/或缓解轮椅使用者身上的压力。

本发明的第十一方面提供了一种套件，其包括：一个或多个可膨胀体，其中，所述或每个可膨胀体都包括附接件，所述附接件被配置成在附接表面上具有两个自由度的位置处与附接表面可松解地接合；以及将可膨胀体贴合到附接表面的指令。指令可以包括用于人在附接表面上的期望位置处将已膨胀体与附接表面接合的指令。该套件可以包含：一块或多块附接材料以形成一个或多个附接表面，其中，指令包括将附接材料贴合到轮椅的支撑表面或其他部件的指令。

本发明的一个实施例包括与一个或多个可膨胀体一起使用的刚性结构。可膨胀体可以附接至、嵌入或以其他方式连接到刚性结构或从刚性结构展开。该结构是刚性的，因为当一个或多个可膨胀体膨胀或收缩时，其展现出的弯曲可忽略。可膨胀体可以施加高达140psi(10kg/cm²)的压力，或者在可膨胀体为气囊的情况下，气囊的内部压力可以高达140psi(10kg/cm²)。

刚性结构可以安装在轮椅上，作为轮椅的现有部件或者替换轮椅的部件。在一个实例中，刚性结构是轮椅的靠背。背部可以放置在已经是轮椅的一部分的现有靠背的顶部，或者可以替换已经在位的靠背系统。刚性结构可以被配置为例如座位、腰部支撑件、胸部支撑件、头枕、颈部支撑件或其一个部件，而不是背部支撑件。将刚性结构与可膨胀体结合使用可实现更精确的姿势控制和监控。这是因为可膨胀体的膨胀会对轮椅使用者造成成比例的力或位移。如果可膨胀体将被连接到非刚性的结构，则可膨胀体的部分膨胀将被结构的弯曲所吸收，而不是导致使用者的移动。优选地，刚性结构应该足够硬，以便当可膨胀体膨胀时不会压缩。

尽管本发明的各方面和实施例涉及与轮椅一起使用的姿势支撑系统，但是，姿势支撑系统也可以与其他器械一起使用。例如，该系统可以与床一起使用。轮椅使用者通常会使用除轮椅以外的其他支撑装置，例如，豆袋椅和专用设备，例如侧躺板和站立架。本发明的姿势支撑系统具有很强的适应性，因此，它可以很少修改或不需要修改地安装到这种设备上。这一优点是由于系统高度可调，只需通过将可膨胀体移动到所需位置并将可膨胀体的膨胀度调整到适当的水平即可。

在本发明的多个方面和实施例中，姿势支撑系统和方法可应用于不是轮椅的椅子，或者支撑系统可应用于一些其他静止的残疾人座位系统。这样的椅子/座位系统通常被配置为在由使用者占用的同时是静止的。

在一个实施例中，姿势支撑系统与床一起使用，或经改装可与床一起使用，从而可以通过系统的操作来改变和/或控制床的使用者的位置。这样的系统可以根据协议进行操作，使得使用者的位置可以改变，例如，以规定的间隔，从躺在一侧滚到躺在另一侧，以避免褥疮或其他类型的软组织损伤。也可以控制使用者的位置以减轻其他医疗问题，帮助使用者的呼吸和/或帮助从使用者嘴部或鼻子排出流体。可以以与系统与轮椅一起使用的实施例类似的方式，根据从支撑系统获得的测量数据，对用于调节使用者位置的协议进行调节。

本领域技术人员将会理解，本发明的各个方面和实施例可以彼此组合和/或联合使用。也就是说，本文结合本发明的其他方面公开了针对本发明的特定方面所公开的实施例。例如，涉及套件或方法的本发明的各方面和实施例可以利用本发明的其他方面和实施例的姿势支撑组件/系统。类似地，本发明的各方面和实施例的姿势支撑组件/系统可以根据在本发明的其他方面和实施例中阐述的方法来操作。涉及用于轮椅的支撑系统、套件或方法的本发明的各方面和实施例可应用于床或其他支撑人的器械。

附图简单说明

现在仅作为示例，参考附图，对本发明的实施例进行详细描述，在附图中：

图1是已知的Matrix轮椅系统的一部分的图示；图2是通用轮椅的图示；图3是坐在轮椅上的轮椅使用者的一些接触点的图示；图4示出了用于控制坐在轮椅上的使用者的姿势的示例性调整点；图5是可膨胀体的示意性斜视图；图6是可膨胀体的示意性侧视图；图7显示了气囊的背面；图8示出了包括可膨胀体和用于控制可膨胀体的膨胀度的装置的系统；图9是包括连接到泵的气囊的气囊系统的斜视图；图10是具有泡沫层的可膨胀体的示意性侧视图；图11是气囊系统的示意图；图12是安装到轮椅靠背的气囊系统的分解示意图；图13是贴合在轮椅靠背上的具有拉链的护罩的斜视图；图14是安装在轮椅靠背上的具有可松解材料(例如)的护罩的斜视图；图15是将可膨胀体安装到轮椅部件的方法的流程图；图16是接收测量数据的方法的流程图；图17是生成控制数据的方法的流程图；图18是调整协议数据的方法的流程图；图19示出了登录图形用户界面；图20示出了注册图形用户界面；图21示出了控制面板图形用户界面；图22示出了分析图形用户界面；图23示出了一个配有气囊和护罩的Jay轮椅靠背；图24示出了安装有气囊和护罩的轮椅座位；图25A-25E分别示出了具有可膨胀支撑系统的床；图26示出了具有可膨胀支撑系统的椅子；图27示出了模块化可膨胀体/气囊系统；图28示出了模块的第一示例；图29示出了模块的第二示例；图30示出了处于打开展开配置状态的支撑系统；图31示出了处于闭合/收起配置状态的支撑系统；图32示出了具有内部可变形部分的支撑系统；图33示出了例如装配有图11的气囊系统的图30的支撑系统；以及图34示出了装配有模块化可膨胀体/气囊系统的图30的支撑系统。

具体实施方式

图2示出了通用的现有技术轮椅10，其通过例如后部14、座位部分16、脚踏板18和扶手11、12支撑使用者。图3示出了坐在这种轮椅10中的轮椅使用者1。轮椅使用者1通常与轮椅10有多个接触点。例如，肩胛骨2、臀部3、尾骨4、肘部5、臀部6、膝盖的后面7以及后跟8。为了清楚起见，图3中省略了轮椅10的脚踏板。

图4示出了可用于修正和/或控制轮椅使用者1的姿势的一些示例性调整位置。图中的箭头表示可以施加在轮椅使用者1上的力、压力或位移，其中箭头的大小与力、压力或位移的大小成比例。在所示的示例中，箭头具有不同的大小以表示可以施加不对称调整。十字圆圈17和19示出了可施加到轮椅使用者1背部的压力、力或位移。

图3是坐在轮椅10中的使用者1的理想化视图。例如，示出了轮椅使用者1以直立状态坐着，使得使用者1的背部的小部分不接触轮椅10的靠背14。然而，由于缺乏肌肉张力或肌肉骨骼控制，许多轮椅使用者将会瘫在轮椅10上。轮椅使用者1也可能患有某种脊柱侧凸，这意味着取决于单个使用者和他或她的病情的进展，使用者背部的各个部位将与轮椅10的后部14接触。

轮椅10可以装配有一个或多个特定的支撑部件或附接件，例如包括头部支撑件、胸部支撑件、颈部支撑件、腰部支撑件、脚支撑件和/或被设计成贴合在使用者的两腿之间的鞍头。

作为另一示例，由于例如痉挛，轮椅使用者1的某些肢体可能不会接触设置在轮椅10上的支撑件。在另一示例中，使用者1可能不能够支撑他们自己的头部，使得他们的头部向前或向一侧耷拉。在这种情况下，他们的头部可能不会被设置在轮椅10上的头部支撑件充分支撑，或者使用者的头部可能根本不被支撑。

本发明的一些方面和实施例旨在改善当轮椅使用者1坐在轮椅10中时提供给他/她的支撑和/或提供改善的姿势和/或姿势评估校正和/或调节。如下文所述，可以提供调节系统，该调节系统可以安装到诸如图2、3和4所示的轮椅10之类的一系列轮椅上。

图5示出了可膨胀体20，其被配置成与轮椅一起使用，以便为轮椅使用者1提供支撑，可根据单个使用者的需求以及使用者的状况或者尺寸的变化，对可膨胀体20进行改装和重新配置。

图6是可膨胀体20的侧视图。可膨胀体20具有输入装置22，使得可膨胀体可响应于输入装置22处的输入而膨胀或收缩。

在一个具体实施例中，可膨胀体20采取气囊或囊袋的形式，而输入装置22是空气入口。本领域技术人员将会理解，除空气以外的流体也可以用于控制气囊20的膨胀度。例如，可以使用其他气体，例如氮气，或者流体可以是液体，例如水、油或液压流体。使用氮气具有如下优点：气囊20内部的压力将保持更长时间的正确性，因为氮气通过气囊壁渗漏的速率比氧气慢。

使用诸如水、油或液压流体之类的液体提供了用于将热量传递进入或离开囊袋20的方式，而不需要在囊袋10中或其附近提供电加热或其他加热装置。这样，热量可以作为治疗处理的一部分施加到使用者身体的某些部位，用于舒适和/或疼痛缓解，和/或控制使用者1的核心温度。

图7和8示出了可以呈气囊/囊袋20形式的可膨胀体20的后表面。后表面24具有一条或多条搭扣26。虽然是注册商标，但它通常用作通用术语来描述可接合钩环材料。当在说明书中使用术语时，本领域技术人员将会理解，也可以使用通用的钩环紧固材料。

图7示出了具有搭扣26的不同部分的可膨胀体20的后视图。搭扣26的各部分被布置成使得它们可以附接到附接表面上的搭扣26条带上，附接表面附接到轮椅1的部件或是其一部分。

图8示出了与可膨胀体20连通的输入装置28。如果可膨胀体20是气囊，则输入装置28与气囊流体连通。图8是系统背面的平面图，即系统的将面向轮椅部件的一侧。

图9是包括经由导管62连接到泵60的囊袋20的囊袋系统的倾斜示意图。泵60可以是吸入和压缩周围空气的泵。当囊袋与空气一起使用时，它们可以被称为“气囊”。

气囊20具有连接到泵60的入口。泵60可以由轮椅1携带，或者仅当要调节气囊20中的压力时，可以周期性地将泵60连接到气囊20。可以使用压缩气体，例如气体的加压气缸，来代替泵60或者与其一起使用。

气囊20可以设置有用于释放气体的单独的出口(未示出)，或者入口也可以被配置成充当出口。例如，气囊20可以设置有一个或多个阀门，从而可以调节气囊20内的压力。

图10示出了包含或连接到诸如形状记忆泡沫40之类的背衬的气囊20的实施例。形状记忆泡沫40可以被配置成使得其位于气囊20的要与轮椅使用者1接触的一侧。形状记忆部件可以包括粘弹性聚氨酯泡沫。这种形状记忆泡沫40的使用允许更好地接触将被支撑的轮椅使用者身体部位的轮廓。

图11示出了系统100，其中多个气囊20连接到同一泵60。可以根据轮椅使用者1的需要，改变和/或重新配置气囊20的数量。另外，还可以更换损坏的气囊20或导管62，而不需要更换整个系统。

泵60可以容纳在基座单元110(例如壳体中)。这种外壳可以附接到轮椅或其他支撑人的器械上。在一个示例中，壳体是刚性壳体。基座单元110可以具有多个口/连接器112，气囊20可以通过导管62连接到这些口/连接器112。根据使用者的需要，基座单元110可以具有附加口112，使得气囊系统100可以扩大，即，气囊的数量增加。基座单元还可以容纳处理器116、电源118和无线通信组件114(例如蓝牙模块)。

可以通过阀门23，选择性地控制每个气囊20中的压力，阀门23存在于与气囊20相关联的导管62中、气囊20本身中、或基座单元110中，例如，泵60的与连接到气囊20的导管62流体连接的一部分中。在一个实施例中，阀门23位于导管62中，以便更换或维修阀门23更容易。类似地，压力传感器27可位于与气囊20流体或机械连通的若干位置之一处，例如，传感器27可位于气囊20内、连接至气囊20的外部、在导管62内、连接到导管62的外部、和/或泵单元60内的与导管62流体连接的部分中。

有利地，传感器27是织物柔性压力传感器。这种传感器感测来自传感器整个表面的压力，并且是可弯曲的。通过感测由压力引起的电容变化来实现对传感器27上的面压分布的测量。由于传感器27由柔性织物制成，所以它可用于覆盖可膨胀体/气囊20的大部分区域。例如，织物传感器可用于覆盖可膨胀体/气囊20的基本上等于或大于20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或基本上整个表面。在一个示例中，气囊20可以由柔性压力传感器制成，或者气囊20的一部分由柔性传感器制成，例如基本上等于或大于20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％。

以前的商业化压力传感器是硬币形的，由PCB基板或PET膜制成，使其难以弯曲或变形。由于这种商用传感器很硬，因此如果用在气囊系统上，可能会对使用者造成刺激。这个问题通过使用柔性织物传感器得到缓解。

纺织型柔性压力传感器可以使用高弹性聚合材料制成，电线嵌入到材料中。例如，由LG Innotek开发的传感器使用高弹性聚氨酯材料。当向传感器施加外力时，电线内的电极检测到可膨胀体的变形以确定压力。

图27示出了包括一个或多个姿势支撑单元300的模块化系统，姿势支撑单元300被配置成与控制器320进行无线通信。每个姿势支撑单元300都包括可膨胀体20和用于改变该可膨胀体的膨胀度的装置。控制器320被配置为控制各个姿势支撑单元300。控制器320可以是适当编程的电子设备，诸如例如个人计算机、膝上型电脑、PDA、遥控器或移动电话。在一个特定示例中，控制器320包括具有用于控制模块的应用(“App”)的移动电话。控制器320可以等效于参考图16-22所描述的控制器200，或与其具有相同的功能。

为简单起见，姿势支撑单元300被示为布置在床垫330上，但是，它们可以被布置在任何支撑人的器械上。

每个可膨胀体都可以是可充气气囊20，而改变膨胀度的装置可以是压缩气体源，例如泵60。在这种情况下，气囊20不需要连接到公共泵60，因为每个气囊都20与其自己的单独的泵60流体连通。

每个姿势支撑单元也可以具有以下装置中的一个或多个：测量由可膨胀体/气囊20施加的压力的传感器27、电源118、无线通信组件114和处理器116。通常，电源118包括一个或多个电池，用于向泵60(当使用时)供电。电源118还可以用于向处理器116、通信组件114和/或阀门23供应电能。

控制器320的主要功能是用于设置系统，例如，通过设置和监测可膨胀体/气囊20的膨胀度。通常，控制器320由例如理疗师和职业治疗师使用，因为他们能够诊断，并针对患者进行正确的设置。处理器116的主要功能是收集与使用者的姿势移动有关的数据，并合成数据，供系统更好地理解使用者。然后，系统可以针对以下两种情况智能地作出反应：随着时间的推移，潜在的放气，警告系统自充气到正确的设置，或者当用户保持静止时间过长时引起振荡。然而，在什么组件、处理器116或控制器320上执行什么功能的划分是可以改变的设计选择。例如，在一些情况下，可以将原始传感器数据传送给控制器320进行处理。

图28示出了姿势支撑单元300的第一示例。这种姿势支撑单元300可以与其他姿势支撑单元一起部署，如图27所示。在姿势支撑单元300的第一示例中，泵60容纳在壳体119内，并经由导管62与关联的气囊20流体连通。壳体116还可以包含其他部件，例如以下组件中的一个或多个：无线通信组件114、处理器116和电源118。

部件不需要由壳体容纳，而可以支撑在支撑装置(未示出)上。部件可以部分被支撑并部分被容纳。在一个示例中，一个或多个部件的一部分可以在壳体内，而一个或多个部件的剩余部分在壳体的外面。在另一示例中，一个或多个部件可以完全容纳在壳体内，其余部件在由壳体支撑的同时在壳体的外面(或部分在壳体的外面)。图29示出了姿势支撑单元300的第二示例。这种姿势支撑单元也可以与其他姿势支撑单元一起部署，如图27所示。在姿势支撑单元300的第二示例中，泵60至少部分地包含在附接到气囊的背衬40内。例如，泵60容纳在诸如泡沫(例如形状记忆泡沫)的背衬40内或由其支撑。背衬40还可以包含/支撑其他部件，例如以下部件中的一个或多个：无线通信组件114、处理器116和电源118。

由于姿势支撑单元300(诸如姿势支撑单元的第一示例和第二示例)与彼此或与其他姿势支撑单元之间没有任何物理连接，因此，在支撑人的器械上如何配置它们具有更大的自由度。

每个姿势支撑单元300的无线通信组件114都被配置为与控制器320进行通信。控制器320控制姿势支撑单元300的可膨胀体/气囊20的膨胀度。具体地说，响应于从与可膨胀体/气囊20相关联的压力传感器27产生的信号来控制可膨胀体/气囊20。传感器信号可以经由无线通信组件114发送到控制器114。

姿势支撑单元300也可以彼此进行通信。这样，姿势支撑单元可以被认为形成了“物联网”。姿势支撑单元300可以能够检测彼此的位置，使得姿势支撑单元300的位置(例如，如在图27中所示的床垫上)可以与控制器320相关。如果控制器320具有显示器，则如果一个或多个姿势支撑单元300被移动，则可以更新显示。在另一种设置中，姿势支撑单元300被配置为彼此进行通信以移动支撑器械的使用者(例如，改变使用者姿势)。

在图27中，仅作为示例，控制器320的显示器指出正在控制和/或监视特定单个姿势支撑单元300a的膨胀度。

可膨胀体/气囊20可以装配到、附接到或以其他方式连接到刚性结构。在一个实施例中，刚性结构可以是轮椅的现有部件或其一部分。部件可以是，例如，头部支撑件、胸部支撑件、颈部支撑件、腰部支撑件、脚部支撑件和/或被设计成贴合在使用者的两腿之间的鞍头。在另一实施例中，刚性结构安装在现有部件上面。在这种情况下，在使用中，刚性结构将位于现有部件和轮椅使用者1之间。

图12示出了安装到轮椅1的靠背部件30的支撑系统的分解图。根据轮椅使用者1的需要，支撑系统包括一个或多个记忆泡沫40，记忆泡沫40可以贴合到轮椅靠背14，其中气囊20被定位在记忆泡沫40下方。在其他实施例中，记忆泡沫40由一些其他材料代替，例如不是记忆泡沫的泡沫或者材料可以完全省去。在一个实施例中，例如使用或Velcro型(钩和环)附接系统，将气囊20直接附接到轮椅靠背30。通常，然后，将护罩50放置在系统和/或轮椅靠背14上。

图13示出了轮椅靠背14，其中护罩50通过拉链32附接到轮椅靠背30，拉链32例如围绕轮椅靠背30的边缘或周边或其大部分延伸。图14显示了一种类似的系统，其中附接通过类似于的附接件。护罩50的周边或其一部分可以替代地或额外地具有弹性，以将护罩50保持在适当位置。这样的系统允许护罩50方便地取下以进行清洗或者用不同的护罩来替换。

在一个实施例中，护罩50具有一个或多个狭缝或开口82，当护罩50覆盖气囊20时，狭缝或开口82允许进入下面的气囊20。狭缝82允许诸如护理人员或医疗保健专业人员的人接触气囊20，以便可以重新定位它们而不需要移除护罩50。例如，狭缝82可以具有足够的尺寸，使得人的一些手指或全部手指可以能够穿过狭缝82以手动地重新定位气囊20。

类似的布置可以用于轮椅10的其他部件，以便为轮椅使用者1的不同部位提供可变且可控的支撑。例如，气囊20可用于在髋部区域向使用者1的侧部提供可变的腰骶部支撑。在另一个示例中，气囊系统可以用于提供对应于由轮椅使用者1呈现的膝部弯曲程度的支撑。如果使用者1患有痉挛(如经常存在于脑瘫患者和各种类型的多发性硬化症中)，那么轮椅使用者的四肢的定位可能是有问题的。在这种情况下，本系统是有利的，因为它可以适应个人的具体身体形态和痉挛程度。

图15是提供对轮椅使用者1的支撑的调节的方法S100的流程图。

在步骤S110中，提供支撑表面。支撑表面可以是轮椅部件(诸如，例如轮椅靠背14或侧面部分)的表面。支撑表面还可以由附接到或可附接到轮椅部件的中间部件来提供。例如，支撑表面可以由刚性结构或刚性结构顶部的一块材料来提供。支撑表面通常设有某种可松解的附接件装置，例如

在步骤S120中，将一个或多个可膨胀体20放置在支撑表面上。该或每个可膨胀体20可以是气囊或囊袋或某种其他形式的可膨胀体20。在一个实施例中，将可膨胀体20放置在支撑表面上的选定位置处，使得当使用轮椅10时，可膨胀体20能够为轮椅使用者1的特定部位提供支撑。放置可以由医疗专业人员、轮椅技术员或护理人员来执行。可膨胀体20在支撑表面上的位置可以只是医疗专业人员/技术人员认为可膨胀体20将最好地为单个轮椅使用者1提供支撑的位置的近似或估计位置。这可以基于健康专业人员/技术人员的个人经验，或者这样的人可以使用历史数据来识别可能合适的位置。这样的历史数据可以包括特定轮椅或特定使用者1之前使用支撑系统的情况的测量数据。历史数据，例如协议数据和/或测量数据可以来自不同的支撑系统、不同的轮椅、不同的使用者和/或具有相同或不同医疗状况的不同用户。应该理解，历史数据的类型可以是这些类别的任意组合，例如，历史数据可以涉及所使用的轮椅的具体类型，和/或与所讨论的特定轮椅使用者1具有相同或相似医疗状况，在相同年龄范围内或重量范围的轮椅使用者。历史数据可能表明，例如，患有脑瘫的青少年可能需要对轮椅使用者身体特定部位施加一定的压力范围或压力。历史数据可能表明，轮椅使用者身体的某些部位应移动一定的量或范围。这种所需的移动可以用诸如角度和/或距离和/或坐标数据之类的尺寸表示。可以根据这些数据来改变可膨胀体20的尺寸、位置和/或定向。例如，数据可以指示，应该调整特定支撑体以提供指定程度的支撑(例如，特定毫米数)。

在将可膨胀体20置于支撑表面之后，可以让轮椅使用者1坐在轮椅10上，检查由可膨胀体20提供的支撑的适合程度。

遵循图15所示的路线A，在步骤S140中，控制可膨胀体20的膨胀度。也就是说，可以膨胀或收缩可膨胀体20。在气囊或含有流体的囊袋的情况下，可以使可膨胀体20充气或放气。在膨胀或收缩之后，在步骤S150中，可以将可膨胀体20的位置(遵循所示的路线C)调节到更适合膨胀体20的膨胀度的位置。膨胀或收缩可膨胀体S140和调节可膨胀体的位置S150的过程可以是改进由可膨胀体20提供的支撑的适合度的迭代过程。

在可膨胀体的初始放置S120之后的第一步骤可以是经由路线В，调整可膨胀体的位置S150，然后，经由路线D，膨胀或收缩可膨胀体S140。

在一个实施例中，一旦适当地调节了可膨胀体20，就可以在步骤S160中将护罩50覆盖在可膨胀体20上。然而，在这种情况下，如果可膨胀体20设置在与轮椅靠背或座位16相关联的支撑表面上，则轮椅使用者1可能需要腾出轮椅10。如果支撑表面与诸如扶手11、12，头枕或脚踏板18之类的一些其他部件相关联，则可以在不需要轮椅使用者1离开轮椅10的情况下盖上护罩50。或者，如果(遵循示出的路线F)在改变膨胀度或可膨胀体的位置之前将护罩50盖到可膨胀体20上，则不需要将轮椅使用者1移出轮椅10。遵循该替代路线可以非常有利，因为其避免了不必要的对轮椅使用者1的手动挪动。当可膨胀体20未膨胀或膨胀到小于可膨胀体20处于展开状态或其他更大膨胀状态时的膨胀度时，更容易将护罩50盖在支撑表面上的可膨胀体20上。这允许护罩50在可膨胀体处于膨胀/展开状态时具有紧密/可靠的贴合，但是，当可膨胀体20处于其未膨胀/收起状态时更容易覆盖。

图16是用于处理从可膨胀体20接收到的测量数据的示例方法S200的流程图。

在步骤S210中，从可膨胀体20接收测量数据。例如，一旦根据方法S100将可膨胀体20装配到轮椅部件上并且轮椅使用者1坐在轮椅10中，就可以生成数据。测量数据可以由计算设备(诸如与用户界面200相关联的计算设备)接收。用户界面200的使用者可以是轮椅使用者1、轮椅使用者1的护理人员和/或诸如理疗师、职业治疗师或有合适资格的医生或护士或轮椅技术人员之类的医疗从业者。

用户界面200可以与气囊系统的信号输出进行无线通信，以便从与可膨胀体相关联的传感器接收测量数据。用户界面200也可以与数据输出端进行有线连接，例如，通过电线或光纤。用户界面200可以是定制的用户界面，或者它可以是诸如移动电话、PDA、平板电脑，笔记本电脑等之类的适当编程的移动设备。软件可以作为"App"来存在，其可以预先安装在设备上或者通过互联网下载/购买和/或更新。图19-22示出了适当编程的移动电话形式的用户界面200。

在步骤S215，接收到的数据可以显示在用户界面200上。在步骤S215中，所显示的数据可以采取实时或基本上实时值的形式，例如，所显示的数据可以采用数字仪表的形式。

在步骤S220中，记录接收到的数据。记录步骤220可以代替显示步骤S215，或者与显示步骤S215一起发生。

在步骤S230中，可以分析接收到的数据。例如，所接收到的数据可以用于产生可以被显示和/或存储的派生信息。

本领域技术人员将会理解，并非图16中所示的所有步骤都需要存在于方法S200中。例如，用户界面200可以被配置为显示实时数据，但不记录数据，例如，可以将这样的数据传送到另外的设备，用于存储和/或进一步处理。在另一示例中，可以只记录数据，而不显示。例如，可以随后下载和/或传送数据，以便稍后进行处理和/或显示。

图17是用于生成控制数据的方法S300的流程图。

在步骤S310中，确定是否需要针对一个或多个可膨胀体20或坐在轮椅10中的轮椅使用者1的姿势采取某种动作。例如，可以根据对根据方法S200接收到的和/或记录的测量数据进行的分析，作出确定。在另一示例中，确定是否需要采取动作可以取决于医疗专业人员的评估，借助于或不借助于通过步骤S230的分析提供的数据。在确定是否需要动作的同时以及随后，可以根据方法S200继续接收、记录、分析和/或显示数据。

在步骤S320中，当对接收到的数据的分析指示需要采取动作时，可以生成提醒信号。这样的提醒可以是可听和/或可见的提醒。

在步骤S340中，可以与提醒一起生成消息，或者替代提醒。可以存储所生成的消息，用于未来访问，例如，当用户界面200的用户正在检查由支撑系统提供的支撑的适合性时，可以阅读消息。也可以将消息直接传达给使用者，供立即关注。是否产生提醒、产生消息、或者是否存储任何这样的消息或立即发送以引起用户注意，可取决于所需的动作程度及其对轮椅使用者1的舒适度的影响。例如，如果需要采取动作来缓解对轮椅使用者1的呼吸系统的严重影响，则可能会产生提醒和/或发送优先消息。

在步骤S330中，可以确定应当将气囊系统100置于默认或安全模式配置，该配置对应于轮椅使用者1的姿势，其可能使轮椅使用者1处于相对安全位置，直到有人照顾轮椅使用者1。在这种情况下，确定默认/安全配置是对步骤S310的合适响应导致在步骤S370中生成控制数据，可以在步骤S380中将控制数据传送至气囊系统100。

在在步骤S340中生成消息之后，在步骤S350中，用户界面200可以提示用户提供将改变气囊系统100的配置的数据输入，例如以膨胀或收缩一个或多个可膨胀体20。在步骤360中，用户界面200可以提示用户选择预定配置或协议中的一个或多个。

在步骤S370中，响应于用户输入或者和/或用户对预定配置或协议的选择，可以生成控制数据。在该方法的一个变体中，用户可以选择特定的预定配置或协议，然后，通过进一步的用户输入来调整这样的配置或协议。

在步骤S380中，将控制数据传送到支撑系统，使得一个或多个可膨胀体20可以相应地膨胀或收缩。控制数据可以包括与轮椅部件的表面上的一个或多个气囊20的位置有关的数据。在这种情况下，不将控制数据传送到气囊系统100，而是可以在用户界面200上显示为例如对用户的指令。关于一个或多个可膨胀体20的膨胀度的控制数据也可以在用户界面200上显示为例如对用户的指令，而不是传送给膨胀系统。

在步骤S390中，存储所生成的控制数据。无论何时将控制数据传送至气囊系统100，该步骤都可以发生。然后，所存储的控制数据可以作为历史数据，供用户在确定气囊系统100的未来重新配置或者对不同气囊系统进行重新配置时使用。

图18是示出了监测轮椅使用者1的协议的方法S400的流程图。例如，方法S400可以用于监测协议的功效。协议可以包括与要在一个或多个气囊20中设置的压力有关的数据值，一个或多个气囊20被布置成支撑轮椅使用者身体的不同部位。协议还可以包括关于单个气囊中的压力循环或者在多个气囊20之间压力循环的动态信息。协议数据还可以给出多气囊系统100的各个气囊之间的相对或绝对压差。

在步骤410中，根据协议生成控制数据。在步骤S420中，将控制数据传送到支撑系统，并根据控制数据，控制可膨胀体20的膨胀度。在步骤S430中，从与一个或多个可膨胀体20相关联的传感器接收测量数据。在步骤S440中，用户可以在用户界面200中调整协议。在步骤S450中，根据调整后的协议，生成新的控制数据，然后，通过返回到步骤S420，将新的控制数据传送到数据系统。

在传送控制数据、接收测量数据、调整协议以及生成新的控制数据中的每个阶段，都可以在步骤S460中存储相关数据。

图19示出了具有示例登录图形用户界面(GUI)210的用户界面200。登录GUI 210允许向用户界面200注册的用户登录。登录GUI也可以允许诸如理疗师之类的用户向界面200登记或"注册"。

图20示出了具有"理疗师"GUI 220的界面200。理疗师GUI 220允许理疗师输入将把他或她识别为真正的理疗师的信息，例如，理疗师GUI可以要求理疗师输入与一个或多个适当的管理或监督专业团体有关的成员身份或参考编号。在界面200上也可以类似的GUI供不同类型的用户使用，例如，轮椅使用者1的医生、护士、轮椅技术人员、轮椅使用者和护理人员。根据用户的类别，可以向用户授予各种权限。例如，理疗师可以具有查阅历史数据、协议和调整轮椅10的支撑系统的完全的权限。医生或护士可以具有查看历史数据，但不能调整轮椅支撑系统的权限。其他用户，例如轮椅使用者1和/或其护理人员可以能够查看历史数据并且对支撑系统的调整具有有限的控制。例如，可以将对支撑系统的控制限制在一定的范围内。也可以根据用户类别来选择范围大小，例如，理疗师可以具有非常大的调整支撑系统的范围，而不具备医学资格的用户可以具有较窄范围来调整支撑系统。

图21是示例控制GUI 230的图示。在所示的示例中，可以提供对任何可膨胀体20(例如位于轮椅部件上的气囊1、2、3)的控制。在所示的示例中，轮椅部件是靠背24，并且使用者可以增大或减小任何气囊1、2、3内的空气压力。有不同的控制GUI 230可用和/或可供选择，例如，可以存在用于其他部件(诸如，例如头枕、脚踏板18或腿板)的不同控制GUI。控制GUI 230可以提供或显示气囊系统100已经安装到的所有轮椅部件。然后，用户可以放大或选择要调整的轮椅部件。在一个特定实施例中，可膨胀体/气囊1、2、3可以具有识别码，该识别码可以被传送到用户界面200/通过用户界面200查询，以便可以识别气囊的类型。例如，根据气囊附接到的轮椅部件的类型或气囊附接在轮椅部件上的位置，可以存在不同类型的气囊。该识别信息可用于确定可用于该特定气囊的可接受压力的范围。作为另一示例，唯一识别码可以用于显示与气囊相关联的轮椅部件的适当示意图。

图22示出了具有"历史"或"分析"GUI 240的用户界面200。例如，历史数据可以以各种形式显示在GUI 240上。所示的形式是图表的形式，但是也可以显示其他形式，如列表、表格或文字描述。历史GUI 240还可以具有供用户可以作出有关轮椅使用者1的备注或查看备注的区域，例如，备注可以包括关于轮椅使用者对特定协议的响应的信息。

图23示出了一种系统，其中气囊已安装到专有的Jay靠背30系统并装有护罩50。图24示出了安装到座椅部件16上、并覆盖了护罩50的气囊系统。

尽管本发明的各方面和实施例涉及与轮椅一起使用的姿势支撑系统，但是，姿势支撑系统也可以与其他器械一起使用。在这种情况下，姿势支持系统可以更一般地称为"定位系统"或简称为"支撑系统"。例如，该系统可与床(例如医院病床)、静态椅子或更专业的支撑设备(例如侧卧板或直立架)一起使用。本发明的姿势支撑系统具有很强的适应性，因此，它可以很少修改或不需要修改地安装到这种设备上。这一优点是由于系统高度可调，只需通过将一个或多个可膨胀体20移动到所需位置并将一个或多个可膨胀体20的膨胀度调整到适当的水平即可。

图25示出了支撑系统部署在床150上的情形；而图24示出了支撑系统部署在椅子170上的情形(所示示例是扶手椅，但是，也可以使用其他类型的座位支撑结构)。支撑系统可以是与之前针对轮椅所描述的支撑系统相同的支撑系统。在图25和26中，示出了多个可膨胀体20相对于器械使用者1A展开；然而，也可以单独使用单个可膨胀体20。为了清楚起见，图25和26仅示出了支撑系统的可膨胀体。支撑系统还可以包括结合图8-14所描述的泵60、导管62、阀门23、一个或多个护罩50和/或形状记忆泡沫40。

图25A示出了放置在床150上的使用者1A下方的可膨胀体20。例如，可膨胀体20可以放置在床垫上。在其他实施例中，可膨胀体可以放置在床垫或衬垫(例如形状记忆泡沫床垫或衬垫)下方。在另一实施例中，可膨胀体20放置在形状记忆床垫或衬垫的下面并且位于另一个或"主"床垫上面。在这种情况下，形状记忆床垫或衬垫可以比可膨胀体20下方的床垫更薄。较薄的床垫或衬垫通常更贴近下面的可膨胀体20的形状。例如，如图25A所示，一个或多个可膨胀体20可以放置在器械使用者1A的不同部位的下方，使用者的小腿下方、大腿下方、躯干和头部下方。

图25B示出了处于膨胀/展开状态的两个可膨胀体20。在所示的情况下，可膨胀体20用于在抬高状态支撑使用者的膝盖和肩膀。当然，可膨胀体20的数量和位置可以以与先前针对轮椅10所描述的相同的方式改变。具体地说，可以根据图15所示的方法S100来调整可膨胀体20的定位。

图25C示出了沿着器械使用者1a的第一侧定位的可膨胀体20。同样，可以自由地改变可膨胀体的数量和位置以符合使用者1a的个人需求。图25C示出了例如可以设置在医院病床上的简易床侧面160。简易床侧面160可用于提供可膨胀体20可附接到的刚性结构。或者，附接表面可以附接到或以其他方式连接到简易床侧面160。这样的附接表面可以包括一条搭扣26或其他可释放地接合材料，或其一个或多个部分。应该理解的是，可以使用其他类型的支撑件，可以将可膨胀体20附接到支撑件。在一个示例中，可以将一个或多个直角托架放置在床150的水平表面上或附接到床150上的水平附接表面，以提供可附接可膨胀体20的直立部分。

图25D示出了使用者1a的第二侧的可膨胀体20。在这种情况下，可膨胀体20已经展开，使得它们已经膨胀并移动了使用者1a，使得使用者1a躺在一侧。也就是说，可膨胀体20已经向图25D所示纸张外的方向膨胀。可膨胀体20可以布置在使用者1a的两侧，并且在使用者1a的不同侧，可以或可以不使用可膨胀体20的不同配置。通过在使用者1a的不同侧面具有一个或多个可膨胀体20，使用者1a可以转向面向第一侧，然后，转向第二侧，或面向上。这样，可以改变使用者的位置，以避免诸如褥疮之类的软组织损伤，为使用者提供更大的舒适度，和/或有助于使用者口腔中流体的排出。可以控制患者的转向，例如，使用界面200(在图19-22中示出)遵循一个循环。转向的程度、频率和转向之间的时间段是可以定义和控制/定制的变量。

图25E示出了其躯干处于抬起状态的使用者1A。躯干可部分由床150的抬起部分或由床头板或其他结构支撑。可以将可膨胀体20b放置在使用者的躯干、颈部和/或头部后面，以便调节这些身体部位的角度。在图25E中，如箭头所示，可膨胀体20b的膨胀将沿从右向左的方向。可以在使用者1a的侧面设置另外的可膨胀体20a，可膨胀体20a的膨胀如十字圆圈符号17所示进入纸的平面。使用者1a侧面的可膨胀体20a可以由简易床侧面160或其他结构支撑。

图26示出了已经部署了支撑系统的静态椅子170。如图所示，椅子170可以具有后部14A、扶手11A、12A和座位16A。椅子170还可以具有其他部件，例如脚踏板，或升高或可升起部分，可以支撑使用者的小腿，并且可以将可膨胀体20附接到其上。可膨胀体20可以以与针对轮椅所描述的相同的方式部署和操作。在图26中，被示为不具有填充图案的可膨胀体20被配置成沿向纸面外的方向膨胀。被示为具有阴影填充图案的可膨胀体20被配置成沿垂直于所示的其他可膨胀体的方向膨胀。

对于床150和静态椅子170，或者实际上任何其他合适的支撑装置，可以如方法S200(图16所示)中所述，从支撑系统获得测量数据，并且记录和/或显示测量数据。也可以使用如方法S300(图17所示)中所述生成的控制数据来控制一个或多个可膨胀体20。可以根据如方法S400(如图18所示)中所述的协议，来生成控制数据。

图30和图31示出了上身支撑系统500。支撑系统500可以是轮椅的一部分，或者也可以是可以安装到轮椅上的独立单元。如果上身支撑系统500是独立的单元，则其可以被运输，使得使用者可以在各种情况下使用同一上身支撑系统500。例如，当使用诸如汽车、公共汽车、火车或飞机之类的交通工具时，使用者可以使用上身支撑系统500。在这种情况下，上身支撑系统500可以与现有的乘客座位结合使用。上身支撑系统500还可以在诸如家中(例如扶手椅或餐厅椅子)、餐厅、办公室和娱乐场所(例如剧院、电影院和体育场馆)之类的各种环境中与常规椅子结合使用。由于上身支撑系统500可以与传统椅子以及轮椅一起使用，所以用户的情况可以被正常化。重要的是，在特定环境中，使用者可以与其他人处于相同的水平，不再需要使用者坐在分开的区域，如果他们坐在轮椅上是可能发生的。这有助于社交，并防止使用者感觉孤立或被与那些不需要身体被支撑的人不同地对待。

上身支撑系统500包括背部502和两个侧部504。左侧部504可以支撑使用者的左侧，而右侧部504可以用于支撑使用者的左侧。如果使用者倾向于仅倾斜到一侧，则上身支撑系统500可以仅包括单侧部504。

在所示的示例中，背部502具有后部和两个从后部向前方延伸的侧翼。在其他示例中(未示出)，不存在侧翼。

侧部504可以在如图30所示的展开位置和如图31所示的收起位置之间枢转。枢转动作可以由一个或多个铰链506提供。在图30-32所示的特定示例中，铰链506是平边的，并且停止在侧部504大致平行于背部502的平面(该平面在图30中被示为元件511)的位置处。当然，根据美学、设计和功能考虑，可以使用各种形状和配置的铰链。在使用中，背部502的平面通常平行于使用者的冠状面，但是根据使用者的特定解剖结构(例如由于使用者的脊柱的异常弯曲或使用者瘫痪)，可以不同于此。

在展开状态，侧部504从背部502大致向前(即，沿眼前方向)延伸，也就是说，与背部502的平面大致成90度。也就是说，侧部504是敞开的。展开状态对应于当使用者使用上身支撑系统500来支撑自己时的侧部504的状态。侧部504可以根据用户的支撑需要，相对于90度位置向不同位置倾斜，例如，在距90度位置+/-45度的范围内。

在收起状态，侧部504面朝内，例如，它们可以大致平行于背部502的平面，如图31所示。也就是说，侧部504被关闭。在收起状态，上身支撑系统500占用的空间较小。这使得上身支撑系统500更易于运输和存储。

侧部504也可以置于"进入"状态(未示出)，此时，侧部504比其处于展开状态时打开得更宽。在进入状态，使用者更容易进入和离开上身支撑系统500。另外，当使用者穿着上身支撑系统500时，可以使用访问状态，以便更容易接触使用者身体。例如，可能需要接触使用者的衣服或护理胃造口术饲管(例如经皮内窥镜胃造口术(PEG)管)。

侧部504可以配置成可互换。也就是说，可以将装到背部502的左侧的侧部504拆卸，并装到背部502的右侧，反之亦然。

背部502和侧部504通常由刚性材料制成，从而可以充分支撑使用者的体重。如图32所示，上身支撑系统500还可具有由更柔顺材料制成的内背部552和/或内侧部554。例如，内背部552和/或内侧部554可以由泡沫(例如形状记忆泡沫)制成。可以用激光切割内背部552和/或内侧部554。

背部502和侧部504可以是通用的(例如，批量生产)，或者可以为特定使用者定制。类似地，内背部552和/或内侧部554可以是通用的，或者可以是可定制的。为了节省制造成本，同时仍提供定制匹配件，背部502和侧部504可以是通用的，而内背部552和/或内侧部554是定制的。通过使用如上所述的可膨胀体/气囊系统100，可以实现对提供的匹配件和支撑水平的进一步定制。或者，内背部552和/或内侧部554可以由可膨胀体/气囊系统100代替。

图33示出了已经附接有气囊20的上身支撑系统500。气囊20可以以如上所述的方式(例如，如针对图12所描述的)附接到上身支撑系统500。

气囊20连接到可容纳在基座单元110中的同一泵60。这样，图33中所示的系统可以被称为"已连接的系统"。气囊20和基座单元110可以采用之前针对图11所描述的形式。图33还示出了可以或可以不与上身支撑系统500结合使用的座位支撑件520。基座单元110被示为由座位支撑件520附接/支撑，然而，其可以方便地附接/支撑在任何地方。例如，基座单元110可以附接/支撑在轮椅上，或上身支撑系统500装配到或形成其一部分的其他支撑器械上。

图34示出了已经附接了姿势支撑单元300的上身支撑系统500。如此，所示系统可以被称为"模块化系统"。姿势支撑单元300可以与之前描述的用于附接气囊20的相同的方式附接到上身支撑系统500。

姿势支撑单元300可以是图28所示的第一示例模块或图29所示的第二示例模块。图33还示出了可以或可以不与上身支撑系统500结合使用的座位支撑件520。由于在姿势支撑单元300与泵或(基座单元)之间不存在导管或布线，因此不会阻碍上身支撑系统500的侧部504的枢转运动。具体地说，在侧部504和背部502之间不存在导线或导管被卡住或损坏的危险。

上身支撑系统500可以折叠到收起位置，同时使气囊20或姿势支撑单元300保留在原位置。然而，当使用模块化系统时，这种折叠可能更容易。对于已连接的系统和模块化系统两者，如果使用座位支撑件520，则可以将其分开运输或存储。当使用模块化系统时，由于不需要断开导管，因此便于这种运输或存储。

由于气囊20或姿势支撑单元300可以放置在为使用者定制的位置处，并且支撑件500/520易于携带，所以使用者有机会在各种情况下(诸如例如，扶手椅或餐椅、以及餐馆、办公室和娱乐场所(如剧院、电影院和体育场馆)的椅子)使用定制的支撑系统。已经发现用于气囊20(或其他可膨胀体)的膨胀度的特定配置适合于单个使用者。该配置可以存储在例如控制器320或具有存储器的其他设备中。当支撑件500/520布置在特定情况下时，气囊/可膨胀体20可以膨胀到所需的配置。然后可以调整(即，"微调")配置以适应特定情况。也可以根据特定的部署情况，存储各种预设配置。例如，根据支撑件500/520是布置在扶手椅上还是布置在餐椅上，可以有不同的预设配置。

Claims (15)

1.一种用于人体支撑器械中的姿势支撑系统，所述人体支撑器械可以为轮椅之类的椅子，所述姿势支撑系统有一个或多个姿势支撑单元组成，该姿势支撑单元包括可膨胀体、传感器、处理器、无线通信单元以及用于改变所述可膨胀体膨胀度的装置；所述传感器可以为纺织型柔性压力传感器，该压力传感器产生与可膨胀体膨胀度相对应的测量数据；所述处理器用于处理压力传感器产生的测量数据；所述无线通信单元用于将上述测量数据以无线方式发送至控制器，并接收控制数据以控制所述可膨胀体的膨胀度，所述控制器为移动电话、笔记本电脑、个人电脑、大型计算机中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的一种用于人体支撑器械中的姿势支撑系统，还包括至少能容纳可膨胀体和用于改变所述可膨胀体的膨胀度的装置的托架；所述托架还可容纳传感器、处理器、无线通信单元中的一个或几个。

3.根据上述权利要求中任一项所述的一种用于人体支撑器械中的姿势支撑系统，还包括将所述姿势支撑单元连接至人体支撑器械的结构。

4.根据上述权利要求中任一项所述的一种用于人体支撑器械中的姿势支撑系统，由多个姿势支撑单元组成，至少有一个姿势支撑单元中的无线通信单元以无线通信的方式与其余的至少一个姿势支撑单元中的无线通信单元进行通信。

5.根据上述权利要求中任一项所述的一种用于人体支撑器械中的姿势支撑系统，该系统还包括控制器。

6.根据上述权利要求中任一项所述的一种用于人体支撑器械中的姿势支撑系统，所述可膨胀体为可充气气囊，改变可充气气囊膨胀度的装置为可压缩气源，可压缩气源中可选择性的设有泵结构。

7.根据上述权利要求中任一项所述的一种用于人体支撑器械中的姿势支撑系统，还包括覆盖在可膨胀体表面的形状记忆元件，所述形状记忆元件中可选择性地含有粘弹性聚氨酯泡沫。

8.根据上述权利要求中任一项所述的一种用于人体支撑器械中的姿势支撑系统，包括刚性结构，姿势支撑单元或各个姿势支撑单元与该刚性结构连接或可调整性地与该刚性结构连接，其中，所述刚性结构可选择地包括背部支撑部分，优选地，所述刚性结构至少有一个横向支撑部分与到所述背部支撑部分的侧面相连，并从背部支撑部分的侧面延伸，所述横向支撑部分经调整后围绕所述背部支撑部分的侧边枢转；优选地，所述至少有一个横向支撑部分经调整后在展开状态与收起状态之间枢转，所述展开状态为至少一个有横向支撑部分从背部支撑部分向外延伸，所述收起状态为至少有一个横向支撑部分相对于背部支撑部分向内延伸。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的一种用于人体支撑器械中的姿势支撑系统，其中，所述可膨胀体包括一个或多个可膨胀体，每个可膨胀体设有将可膨胀体连接至人体支撑器械的装置；所述传感器包括与所述可膨胀体相关联的一个或多个传感器，传感器可产生与可膨胀体的膨胀度相对应的测量数据；所述处理器处理来自一个或多个传感器单元所生成的测量数据，并将处理后的数据提供给人体支撑器械的使用者，该数据包括压力水平的历史记录，该历史记录适用于一个或多个可膨胀体；该姿势支撑系统还一存储器，用以储存来自一个或多个传感器的测量数据和/或来自经处理器处理后产生的数据。

10.根据上述权利要求中任一项所述的一种用于人体支撑器械中的姿势支撑系统，还包括用于提供控制数据的装置，该装置可被调用或访问，并可用于控制可膨胀体的膨胀度，该装置包括存储器和/或数据输入端口。

11.一种用于人体支撑器械中的姿势支撑组件，所述人体支撑器械可以为轮椅之类的椅子，所述组件包括：

附接表面；

具有附接件的可膨胀体，所述附接件被固定于附接表面上具有两个自由度的位置；

形状记忆材料，用以当可膨胀体与附接表面连接时，贴合在可膨胀体上和/或与可膨胀体联接，优选地，所述附接表面为人体支撑器械部件的表面，该表面用于向人体支撑器械的使用者提供支撑，优选地，所述形状记忆材料包括粘弹性聚氨酯泡沫；优选地，附接表面以及附接件可选择性地一起形成钩环附接系统；

刚性结构，可膨胀体与刚性结构连接或被调整后与刚性结构连接。

12.一种贴合在人体支撑器械组件上的护罩，所述人体支撑器械可以为轮椅之类的椅子，所述组件包括权利要11所述的姿势支撑组件，该姿势支撑组件含有一个可膨胀体，或者权利要求1至10中任一项所述的姿势支撑系统，该系统包括一个可膨胀体，当所述可膨胀体处于未膨胀/收起状态时，护罩贴合在所述组件上，并且当所述可膨胀体处于膨胀/展开状态时，护罩仍然保持贴合在所述组件上，优选地，所述组件可以是背部支撑件、头部支撑件、胸部支撑件、颈部支撑件、腰部支撑件、脚支撑件或设计在使用者两腿之间的鞍头；所述护罩可选地具有一个或多个弹性周边结构，当可膨胀体处于未膨胀/收起形式时，所述弹性周边结构接合组件；和/或一个或多个开口，方便使用者与姿势支撑系统的可膨胀体想接触，所述开口为狭缝。

13.一种人体支撑器械，包括上述权利要求中任一项所述的姿势支撑系统，以及权利要求12所述的护罩。

14.一种套件，包括权利要求12所述的护罩以及一组指令，其中，所述指令组包括以下指令：当所述可膨胀体处于收起状态时，展开述膨胀体，并将护罩贴合到所述部件上。

15.一种调节人体支撑器械的方法，所述人体支撑器械可以为轮椅之类的椅子，所述方法包括以下步骤：

(a)提供一个支撑表面，该支撑表面具有向外的附接表面；

(b)将可膨胀体放置在附接表面上的设定位置；

(c)调整可膨胀体的膨胀度；

(d)将护罩贴合在人体支撑器械的组件上，所述人体支撑器械设有附接表面，附接表面上附接有可膨胀体，优选地，所述护罩上设有孔状结构，人的手指可伸入至该孔状结构中，因此，人可将膨胀体放置在附接表面上的设定位置处，其中，步骤(c)可选择性地在步骤(b)之前操作，和/或步骤(d)可选择性地在步骤(c)之前操作；

所述方法可选择性地还包括将所述可膨胀体移动至附接表面上的不同位置。