CN110121296A - 测量患者位置的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种由患者监测系统测量患者位置的方法，包括提供能够附接到患者的一部分的第一位置传感器，以及提供包括校准位点传感器的中枢设备。在中枢设备与患者的附接了第一位置传感器的部分对准时，从校准位点传感器接收第一校准位点测量结果。从第一位置传感器接收第一患者位置测量结果，然后基于第一校准位点测量结果和第一患者位置测量结果之间的差值确定第一位置传感器的校准图。然后从第一位置传感器接收位置测量结果数据，并且基于位置测量结果数据和校准图确定患者位置。

Description

测量患者位置的方法和系统

背景技术

本公开一般涉及患者医疗监测系统，并且更具体地涉及能够监测患者位置和校准患者监测系统内的此类患者位置测量结果的患者监测系统。

用于监测患者的生理数据的患者监测器通常包括中央中枢，该中央中枢能够通过有线或无线装置连接到从患者获取生理数据的多个辅助装置。因此，多个不同类型的生理数据由多个不同的数据采集装置获取，这些数据采集装置将生理数据传输至中枢设备。然后，中枢设备可处理生理数据和/或将生理数据传输至中央网络以存储在患者的电子医疗记录中。中枢设备还可包括显示器或与显示器通信，以将生理数据显示给临床医生。中枢设备能够通过有线或无线装置同时连接到若干不同的生理数据采集设备中的一者或多者，该设备可包括但不限于脉冲血氧计(SPO2)、非侵入式血压监测器(NIBP)、终端CO2(EtCO2)监测器、心电图(ECG)设备、脑电图(EEG)设备，体温监测器、侵入式血压监测器、二氧化碳监测器、呼吸监测器等。

发明内容

提供本发明内容是为了介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的一些概念。本发明内容并非旨在识别所要求保护的主题的关键或基本特征，也不旨在用作帮助限制所要求保护的主题的范围。

在一个实施方案中，一种通过患者监测系统测量患者位置的方法包括提供能够附接到患者的一部分的第一位置传感器，并提供包括校准位点传感器的中枢设备。在中枢设备与患者的附接了第一位置传感器的部分对准时，从校准位点传感器接收第一校准位点测量结果。从第一位置传感器接收第一患者位置测量结果，然后基于第一校准位点测量结果和第一患者位置测量结果之间的差值确定第一位置传感器的校准图。然后从第一位置传感器接收位置测量结果数据，并且基于位置测量结果数据和校准图来确定患者位置34。

患者监测系统包括能够附接到患者的一部分的第一位置传感器、包括校准位点传感器的中枢设备、处理器和能够在处理器上执行的位置分析模块。在中枢设备与患者的附接了第一位置传感器的部分对准时，位置分析模块能够执行以从校准位点传感器接收第一校准位点测量结果，并从第一位置传感器接收第一患者位置测量结果。位置分析模块基于第一校准位点测量结果和第一患者位置测量结果之间的差值来确定第一位置传感器的校准图。

一种通过患者监测系统校准位点测量结果的方法包括将第一位置传感器附接到患者，并经由与中枢设备相关联的用户界面提供记录第一校准位点测量结果的输入命令。然后记录来自校准位点传感器提供的数据的第一校准位点测量结果。记录来自第一位置传感器提供的数据的第一患者位置测量结果，然后基于第一校准位点测量结果和第一患者位置测量结果之间的比较结果来确定第一位置传感器的校准图。

通过结合附图进行的以下描述，本发明的各种其它特征、目的和优点将变得显而易见。

附图说明

参考以下附图来描述本公开。

图1是测量患者位置的患者监测系统的一个实施方案的示意图。

图2是测量患者位置的患者监测系统的另一个实施方案的示意图。

图3A示出了具有处于归零位置的三轴线位置传感器的中枢设备。

图3B至图3D示出了用于通过患者监测系统校准患者位置测量结果的示例性步骤。

图4是患者监测系统的中枢设备中的计算系统的一个实施方案的示意图。

图5示出了通过患者监测系统测量患者位置的方法的一个实施方案。

图6示出了通过患者监测系统监测患者位置的方法的校准部分的另一个实施方案。

图7示出了通过患者监测系统测量患者位置的方法的校准部分的另一个实施方案。

具体实施方式

本公开是根据发明人认识到作为总体患者监测系统的一部分的患者位置监测的价值而开发的。例如，患者位置监测可用于补充和解译由其他患者数据采集设备收集的生理信息，其可用作控制系统的不同方面的控制功能，或者其可独立地用作患者监测元件。仅提供一些示例，患者位置信息可用于解译或检查从其他设备采集的生理信息。例如，如果确定患者正在行走，则该系统可相对确定患者没有经历严重的医疗事件(诸如心脏病发作)，并且因此可忽略某些报警条件是由噪声、传感器的脱离等引起的，同样，该系统可基于患者的活动来调节各种生理数据评估的阈值。另选地或除此之外，系统可基于患者的位置来控制监测功能，诸如在患者的位置不利于获得可靠数据时关闭某些监测功能。例如，在患者行走或以其他方式移动时，系统可阻止NIBP监测器在系统内进行非侵入性血压测量，因为非侵入性血压监测消耗大量能量并且在患者移动时可能不可靠。因此，无线监测系统可优化电池寿命并基于患者位置获得最可靠的数据。最后，本发明人还认识到，患者的位置可在监测系统内提供另外的生理监测元件。例如，患者监测系统可操作以通知临床医生患者是否已处于相同位置的时间过长，以帮助避免由于患者不能移动而引起的并发症。

通过相关领域的实验和研究，本发明人已经认识到，在数据采集设备与患者不同地附接和脱离的无线监测系统中，需要一种方法和系统来可靠地确定监测期间患者的位置和/或活动。本发明人还认识到，将位置传感器结合到各种身体佩戴的数据采集设备中(或单独地附接到患者)需要校准那些位置传感器，使得可以准确地解译位置测量结果数据。患者的身体各不相同，并且可能难以或不可能创建可以以相同的方式和以允许测量代表患者位置的位置测量的方式附接到每个患者的位置测量设备。例如，患者的胸部成型各不相同，并且将不总是能够以与患者的胸部的坐标系精确对准或平行于患者的胸部的坐标系的方式将位置传感器安装在患者的胸部上。例如，位置传感器可在垂直、水平或纵分平面中的任何一个或多个中与患者的身体不对准。

因此，本发明人还认识到，此类校准可通过将校准位点传感器结合到中央监测元件(诸如结合到中枢装置)中来提供。将中枢设备旋转成与患者的附接了用于患者位置监测的一个或多个位置传感器的部分对准。校准位点传感器测量相对于归零位置的相关校准位点，诸如相对于垂直、水平和纵分轴线中的每一个的测量结果。此时由患者身上的位置传感器测量的位置可与由校准位点传感器测量的位置进行比较，以便创建使两个测量结果相关的校准图。然后，根据校准图对来自附接到患者的位置传感器的测量进行解译，以便监测患者的位置。在某些实施方案中，患者监测系统可包括附接到患者的多个位置传感器，并且每个位置传感器根据其自身的校准图被校准到校准位点传感器。

图1示出了测量患者4的位置的患者监测系统1的一个实施方案。系统1包括中枢设备200，该中枢设备200诸如通过无线通信装置与包括位置传感器10的数据采集设备8通信。数据采集设备8可以是各种类型的数据采集设备中的任何一种，尤其是可以适当地附接到患者的腹部、胸部、肩部、排泄处、臀部等的那些数据采集设备。例如，数据采集设备8可通过固定到患者的衣服上的条带或粘合剂等附接到患者4。例如，位置传感器10可结合到数据采集设备8中，数据采集设备8为绑在患者的胸部周围的呼吸监测器，诸如附接到患者的胸廓或腹部区域以测量呼吸期间的扩张和收缩的换能器设备。然而，本领域的普通技术人员按据本公开将理解，位置传感器10可结合到任一数据采集设备8中，数据采集设备8能够附接到患者4的可用于确定患者的位置的部分。

另选地或除此之外，系统1可包括专用于患者位置感测的独立数据采集设备，并且包括位置传感器10和将测量结果从位置传感器传送至中枢设备200所需的电路。例如，此类患者位置采集设备可包括无线发射器，用于无线地将位置测量结果数据传送至中枢设备200中的对应的无线收发器。由位置传感器10测量的位置测量结果数据经由通信链路15从数据采集设备8传送至中枢设备200，该通信链路15可通过任何有线或无线装置来传送。例如，通信链路15的无线实施方案可根据各种射频协议中的任何一种，诸如蓝牙、蓝牙低功耗、ANT，或者根据各种无线网络协议中的任何一种，诸如在无线医疗遥测服务(WMTS)频谱上或者在符合WiFi的无线局域网(WLAN)上。

此外，该系统可包括任何数量的位置传感器10以测量患者4的位置。位置传感器10的测量可以是连续的或以给定的间歇进行。在图2所示的实施方案中，例如，患者监测系统1包括第一位置传感器10a和第二位置传感器10b。每个位置传感器10a、位置传感器10b测量患者的身体的附接了位置传感器的部分的位置，并且此类位置测量结果数据分别经由通信链路15a和通信链路15b传送至中枢设备。

中枢设备200从位置传感器10接收位置测量结果数据并解译位置测量结果数据以确定患者位置34。系统1包括位置分析模块52，该位置分析模块52为基于来自一个或多个位置传感器10的位置测量结果数据来确定患者位置34的一组计算机可执行指令。位置分析模块52然后可输出患者位置34，该患者位置34可通过患者监测系统的其他方面以各种方式使用和/或存储在患者的医疗记录中。

在所示实施方案中，位置分析模块52被结合到中枢设备200中，诸如存储在中枢设备200的计算系统201的存储器内(参见图4)并在计算系统201的处理器206上执行。在其他实施方案中，位置分析模块52可结合到患者监测系统1的另一部分中，诸如与中枢设备200联网的中央患者监测器内。

为了准确地解译来自位置传感器10的位置测量结果数据，由位置分析模块52执行校准练习，本文对其示例进行了描述。校准练习利用中枢设备200内的校准位点传感器20。校准测量传感器20提供对患者的位置的校准位点测量，其相对于其已知的归零位置42或限定的一组坐标轴线位置来测量该患者位置。在校准练习中，将来自校准位点传感器20的位置测量结果数据与从位置传感器10收集的位置测量结果数据进行比较和关联，同时位置传感器10和校准位点传感器20都处于大致相同的位置，该位置表示患者4的正被校准的位置传感器10所附接的部分的位置。如图3B至图3D所示，校准练习涉及将包括校准位点传感器20的中枢设备200旋转到与患者4对准，诸如患者的附接了位置传感器10的部分。然后将来自校准位点传感器20的位置测量结果数据30与来自患者位置传感器10的位置测量结果数据30进行比较，以确定将来自两个传感器的位置测量结果相关联的校准图。由于校准位点传感器20被校准到已知的归零位置42，因此校准练习允许来自位置传感器10的后续位置测量结果数据30相对于已知的归零位置或一组轴线进行解译。位置分析模块52具有相对于归零位置坐标系的患者位置的映射或矩阵，根据该映射或矩阵校准位点传感器20测量校准位点测量结果，并因此根据该映射或矩阵校准位点传感器10。然后相对于归零轴线知道患者的当前位置。

患者位置传感器10和校准位点传感器20可包括加速度计、陀螺仪和磁力仪中的任何一者或多者。例如，位置传感器10、位置传感器20可各自包括三轴线加速度计、三轴线陀螺仪、或三轴线加速度计/陀螺仪组合。在其他实施方案中，位置传感器20可各自包括磁力仪以测量磁场，从而测量相对于磁场的位置。例如，在使用加速度计的情况下，磁力仪还可用于提供附加信息，其允许使用更少的校准步骤沿更多轴线进行校准。

取决于加速度计如何附接到患者，并且因此，校准位点传感器20的坐标系和位置传感器10的坐标系之间存在多少自由角度，并且取决于这些轴线中有多少轴线希望被精确关联-两个位置传感器10和位置传感器20之间的校准可能需要多于一个的关联点。因此，患者可移动至第二校准位点，并且中枢设备200可移动到与第二校准位点对准，然后重复校准过程以创建第二校准点。第二校准点提供附加信息，该附加信息可用于使来自相应位置传感器10、位置传感器20的位置测量结果数据沿着附加的轴线(诸如第二轴线和第三轴线)对准。例如，在位置传感器10、位置传感器20为三轴线加速度计，并且已知患者位置传感器10附接到患者4的胸部的情况下，可以指示患者呈现预先确定的位置或执行导致已知旋转的预先确定的运动。加速度计坐标系的两个轴线将位于患者位置传感器10的坐标系的一个平面上。然后，基于为患者指示的预先确定的位置或运动，将知道该平面中那两个轴线内的相对位置。另选地或除此之外，患者位置传感器10和校准位点传感器20的相应轴线的相关性可由某些已知的条件补充或辅助。例如，如果患者位置传感器10以预定义取向附接到患者，例如，该设备的顶侧指向患者的头部，那么该信息可用于消除某些可能的相关排列，并且因此患者位置传感器10的坐标与校准位点传感器20之间的相关性可以用更少的步骤来解决。

在需要两个坐标系之间更准确的校准的情况下，可以用多个患者取向重复该过程，这些取向允许单独识别和关联每个轴线。下文相对于图3A至图3D描述了此类方法的一个示例。另选地或除此之外，位置传感器10和位置传感器20中的每一者可结合磁力仪，并且因此校准图可包括相应磁力仪坐标系之间的相关性。在此类实施方案中，单个相关测量足以确定沿所有三个轴线的完整校准图。这需要假设每个相应位置传感器10、位置传感器20感测到的磁场彼此平行并且不同于重力场的方向。在实施过程中，除了在地球的磁极附近，磁场很少是完全垂直的，即平行于重力场。然而，医学监测环境通常是用于此类磁性测量的嘈杂环境，因此在某些环境中，需要校准位点传感器20在校准过程中与患者位置传感器10贴近可能是有益的。这显著增加了在两个传感器位置处具有足够平行的磁场的机会。

例如，加速度计通常容易检测由正在移动的患者引起的加速度，诸如改变位置或行走，并且这些加速度隐藏了传感器的取向信息。另选地或除了在位置传感器10、位置传感器20中结合陀螺仪或磁力仪之外，可利用多个位置传感器来消除由通过患者运动产生的加速度引起的位置测量结果数据34的模糊性。如果每个位置传感器10被正确地校准，则可基于来自患者4上的多个位置传感器10的位置测量结果数据34来更准确地确定患者位置34。例如，可比较多个位置传感器中的每一个的输出以查找感测位置的共性，从而增加输出为患者位置的测量而不是噪声的可能性。例如，当具有放置在患者的胸部的右侧的加速度计时，如果患者在进行诸如进食的活动的同时移动他的右臂，则该传感器可能捕获由手部运动引起的加速度，并且患者取向变得模糊。在另一个加速度计附接到患者的胸部的左手侧的情况下，该加速度计较不易于运动加速，并且可通过使用第二加速度计的信号来检测患者的位置。此外，此类运动“伪影”或模糊性的问题可通过使用组合的陀螺仪-加速度计作为取向传感器来解决，其甚至在运动期间也允许运动跟踪。

在其他实施方案中，该系统包括多个位置传感器10a、位置传感器10b。这些位置传感器10a、位置传感器10b中的一个或多个可以放置在除了患者胸部或躯干之外的患者区域，诸如患者的手臂或腿部上。这可提供更详细的位置信息，该位置信息可用于精确地限定患者位置34，并且因此提供非常精确的位置监测。例如，如图2所示，除了患者的胸部或躯干上的位置传感器10a之外，第二位置传感器10b还可定位在患者的腿部上，以便允许系统1区分站立和坐着的垂直位置。在此类实施方案中，当患者4处于站立位置和坐下位置时，位置传感器10a检测垂直直立位置。为了提供在站立位置和坐下位置之间进行区分的信息，可将第二位置传感器10b放置在患者的腿部上，诸如患者的大腿上，该第二位置传感器10b将在患者4坐下时检测水平位置并且当患者4处于站立位置时检测垂直位置。

校准过程需要将中枢设备200与患者的附接了校准位点传感器的部分对准，从而将来自相关位置传感器10的位置测量结果数据校准到由校准位点传感器20测量的位置。根据位置传感器10、位置传感器20的构成和校准过程，可一次校准多个患者位置传感器10a、患者位置传感器10b，或者可需要分别校准每个患者位置10a、患者位置10b。

图3A示出了在归零位置42处具有校准传感器20的中枢设备200，其中相对于水平轴线H，垂直轴线V和纵分轴线S的坐标系的测量结果为零。例如，当中枢设备200平放在工作台上或处于某个其他预定义位置时，可校准或确定归零位置42。在校准位点传感器包括磁力仪的实施方案中，该步骤可能不是必要的。然后将中枢设备旋转成与患者位置对准，这可包括在其当前位置处简单地旋转中枢设备，或将中枢设备200移动到患者4上，并且将中枢设备200与患者的附接了位置传感器10的部分对准。

图3B至图3D示出了校准过程的一个实施方案，其中基于来自相应位置传感器10、位置传感器20的位置测量结果数据在三个校准位点处的对准来确定校准图。如上所述，在某些实施方案中，可通过在仅一个校准位点处进行校准位点测量来达到校准，该校准位点可以是图3B至图3D中所示的任何位置，或可能有利于校准的任何其他位置。

图3B示出了第一校准步骤，其中患者4呈现第一校准位点12，在所示实施方案中，该第一校准位点12举例说明为仰卧位置。中枢设备200与患者的胸部对准，患者的胸部是患者的附接了第一位置传感器10a的部分。例如，中枢设备200可在位置传感器10附近的位置处附接到患者，或者中枢设备200可附接到包含位置传感器10的设备的壳体。在此类实施方案中，在校准过程中，中枢设备200可相对于位置传感器10保持在相同的相对位置。在其他实施方案中，在校准过程中，中枢设备200不保持固定到患者4，而是简单地保持在患者4附近。如上所述，在其中中枢设备200不需要邻近位置传感器10的其他实施方案中，校准过程可简单地需要远程旋转中枢设备，以便与患者4的具有位置传感器10的相关部分对准，这可从任何远程位置完成。

一旦中枢设备200旋转到与患者的包括位置传感器10的部分对准，则从校准位点传感器20记录第一校准位点测量结果。例如，第一校准位点测量结果可响应于来自临床医生的输入命令40经由中枢设备200上的用户界面210进行记录，一旦中枢设备200正确对准并应该进行测量，临床医生就输入该输入命令40。例如，可经由近场通信给定输入命令，即临床医生将中枢靠近第一位置传感器的动作可启动校准。如果第一位置传感器必须与中枢配对，则这可能是方便的，因为接着可在单个步骤中完成配对和校准。

还从正在进行校准的相关位置传感器10接收并记录第一患者位置测量结果。例如，数据采集设备8可连续地将位置测量结果数据30传输到中枢设备200。然后通过校准图将第一患者位置测量结果与第一校准位点测量结果相关联。例如，可基于第一校准位点测量结果和第一患者位置测量结果之间的相对于一个或多个轴线的差值来确定校准图。在某些实施方案中，这可能是足够的校准过程。如上文所述，校准可能需要在附加校准位点处进行测量，以便沿着附加轴线对准来自相应传感器的位置测量结果。

图3C示出了第二校准步骤，其中患者呈现第二校准位点13，其被举例说明为右侧重新划线位置。校准位点可为预先确定的位置，其可作为校准过程的一部分由位置分析模块52指示。另选地，校准位点可变化，并且可由位置分析模块53基于由校准位点传感器20记录的位置测量结果来识别和确定，这些位置测量结果相对于归零位置进行测量。一旦患者已到达第二校准位点13并且中枢设备200与患者的包括正被校准的位置传感器10的相关部分对准，则位置分析模块52记录来自校准位点传感器20的第二校准位点测量结果。同样，从位置传感器10记录第二患者位置测量结果。位置传感器10的坐标的一个或多个轴线可通过比较在第一校准步骤和第二校准步骤处记录的测量结果数据来确定，以解决沿所有三个轴线的相关性。相对于图3B和图3C所示的示例，位置测量中具有最小(可能为零)变化的轴线将可识别为纵分轴线S，因为患者在从第一校准位点12转换到第二校准位点13时围绕纵分轴线滚动。当患者围绕纵分轴线S旋转时，将在垂直和水平测量值中看到变化。如上所述，在存在磁力仪的情况下，可通过比较来自相应位置传感器10、位置传感器20的磁性测量结果数据来立即识别垂直轴线V。在位置传感器包括加速度计和磁力仪两者的实施方案中，在单次校准步骤之后，确定性地确定所有三个轴线。

图3D举例说明了第三校准步骤，在该校准步骤中，患者呈现第三校准位点14，该第三校准位点14在所示的示例中为直立的坐位。如上文所述，可从校准位点传感器20记录第三校准位点测量结果，并且校准从位置传感器10记录的第三患者位置测量结果。基于第一校准位点测量结果、第二校准位点测量结果和第三校准位点测量结果的比较结果，位置传感器10的坐标系中的所有三个轴线可被识别为具有附加的确定性和准确性。然而，如本文所述，取决于位置传感器10、位置传感器20的配置，也可仅使用一个或两个校准测量结果来识别所有三个轴线。然后确定校准图以将位置测量值映射到校准位点测量结果，从而创建将来自位置传感器10的位置测量结果数据与来自校准位点传感器20的位置测量结果数据相等的映射图，并将由位置分析模块52相应地解译。因此，校准位点传感器10的准确取向变得不那么重要，只要其在校准时保持固定到患者的相同位置。例如，在校准过程中考虑了位置传感器10附接到患者的角度与患者的身体的该部分的总轴线之间的差值。例如，如图3D所示，如果位置传感器10附接到患者的胸部的不完全平行于患者的上半身作为一个整体的总轴线的一部分，则该差值将在校准过程中被解释，使得位置测量结果数据准确地映射到患者的坐位。

在两个加速度计的情况下，一个加速度计附接到患者而另一个加速度计附接到中枢设备，校准测量结果可被认为是用与重力场相同的方向穿过患者的轴线来固定患者的姿势。因此，对于单次测量结果和单个三轴线加速度计传感器，余下一个角度是未知的：它是围绕由测量的重力场限定的轴线的旋转角度。在仅一个加速度计的情况下，可通过将患者移动到相对于重力场的另一取向，然后重复校准来解决该未知角度。在第二校准测量结果之后，存在两个轴线固定患者位置，并且没有更多剩余的模糊角度。

就具有加速度计和磁力仪两者的位置传感器而言，可以通过单次测量结果来限定两个轴线：由重力场限定的轴线和由磁场限定的轴线。由于磁场通常比重力场具有一些其他方向，因此这两个轴线明确地固定患者位置，并且通过单次测量来接收完全校准。然而，即使两个测量结果矢量足以创建校准图，也可通过增加校准测量结果的量来减小可能的测量结果误差的影响。

在包括多个位置传感器10的患者监测系统1的一个实施方案中，位置传感器可作为相同校准过程的一部分进行校准，或者可使用单独的校准步骤校准。参考图3B和图3C，例如，位置传感器10a和位置传感器10b通常在彼此相同的平面中，并提供大致相同的位置输出。因此，位置传感器10a和位置传感器10b两者均可在相同校准步骤中校准到校准位点传感器20。例如，在患者处于第一校准位点12(仰卧位置)的第一校准步骤中，位置传感器10a和位置传感器10b可各自与来自校准位点传感器20的第一校准位点测量结果进行比较。因此，为每个位置传感器10a、位置传感器10b创建单独的校准图，将第一患者位置测量结果从位置传感器10a、位置传感器10b中的每一者映射到相同的校准位点测量结果。同样，当患者处于第二校准位点13(右侧躺下位置)时，也可进行相同的操作。即，来自位置传感器10a、位置传感器10b中的每一者的第二患者位置测量结果被映射到来自校准传感器20的第二校准测量结果。

然而，必须对位置传感器10a和位置传感器10b执行单独的校准步骤，其中所测量的位置不在同一平面中。如图3D举例说明，患者的胸部上的第一位置传感器10a测量垂直患者位置，其中患者的腿部上的第二位置传感器10b测量水平患者位置。因此，当患者处于坐下位置时，或对于感测到的位置不是冗余的任何其他位置，必须执行单独的校准步骤。因此，如图3D所示，中枢设备200必须与患者的胸部单独对准，并且记录校准位点测量结果并与来自第一位置传感器10a的相关位置测量结果进行比较，然后将中枢设备200旋转到与患者的腿部对准，并且记录另一个校准位点测量结果并用于与来自第二位置传感器10b的对应患者位置测量结果进行比较。

在其他实施方案中，可基于在患者正在移动时采取的位置测量结果来进行校准。例如，可指示患者从图3B所示的仰卧位置移动至图3C所示的右侧躺下位置，并且可从正在校准的校准位点传感器20和相应位置传感器10中的每一者记录同时的测量结果。然后可基于来自位置传感器10、位置传感器20中的每一者的相应测量结果之间的比较结果来确定校准图。另选地或除此之外，可指示患者4从图3B所示的仰卧位置移动到图3D所示的坐下位置，并且可从位置传感器10和校准传感器20同时记录多个位置测量结果。然后，对位置测量结果进行比较，以基于对相应位置测量结果的比较结果，尤其是相对于相应位置测量结果数据集的水平轴线H的变化来创建校准图。

图4提供了结合位置分析模块52的中枢设备200中的计算机系统201的示例性实施方案的系统图。计算系统201通常包括处理器206、存储系统204、软件202、通信接口208和用户界面210。处理器206从包括有位置分析模块52的存储系统204加载和执行软件202，该位置分析模块52是软件202内的应用程序。模块52包括计算机可读指令，当由计算系统201(包括在处理器206上)执行时，该指令指引处理器206如本文中更详细描述的那样操作，其包括执行所述的一个或多个步骤。

虽然如图4所示的计算系统201包括封装一个位置分析模块52的一个软件元件202，但应当理解，具有一个或多个模块的一个或多个软件元件可提供相同的操作。因此，本文所述的由位置分析模块52执行的功能可由单个软件应用程序或许多单独的软件应用程序来指引和执行。类似地，虽然本文提供的描述涉及计算系统201和处理器206，但应当认识到，此类系统的具体实施可使用可通信地连接的一个或多个处理器来执行，并且此类具体实施被认为在描述的范围内。例如，处理器206可包括分布式处理系统，诸如在云计算环境和系统中。

处理器206可包括微处理器以及从存储系统204检索和执行软件202的其他电路。处理器206可在单个处理设备内实现，但也可以分布在执行程序指令时协同工作的多个处理设备或子系统上。处理器206的示例包括通用中央处理单元、专用处理器或集成电路、和逻辑设备、以及任何其他类型的处理设备、处理设备的组合或其变型形式。

存储系统204可包括可由处理系统206读取和/或能够存储软件202以及存储位置测量结果数据30的任何存储介质或存储介质组。存储系统204可包括以用于存储信息的任何方法或技术(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)实现的易失性和非易失性、可移除和不可移动的介质。存储系统204可作为单个存储设备来实现，但也可跨多个存储设备或子系统实现。例如，软件202可存储在与位置测量结果数据30不同的存储设备上。存储系统204还可包括附加元件，诸如能够与处理器系统206通信的控制器。

存储介质的示例包括随机存取存储器、只读存储器、磁盘、光盘、闪存、虚拟存储器和非虚拟存储器、磁集、磁带、磁盘存储器或其他磁性存储设备、或可用于存储所需信息并且可由指令执行系统访问的任何其他介质、以及其任何组合或变型、或任何其他类型的存储介质。同样，存储介质可在本地与处理系统206(诸如在中枢设备200的外壳内)容纳在一起，或者可分布在一个或多个服务器中，该一个或多个服务器可位于多个位置并联网，诸如在云计算应用程序和系统中。在一些具体实施中，存储介质可以是非暂态存储介质。在一些具体实施中，存储介质的至少一部分可为暂态的。

通信接口208在计算系统201内的元件和外部设备之间进行交接。例如，通信接口208被配置成用于(诸如经由无线通信装置)与数据采集设备8通信，以从一个或多个患者位置传感器10和校准位点传感器20接收位置测量结果数据30。用户界面210可被配置成用于接收来自临床医生的输入，诸如指示记录校准测量结果的输入命令40、以及输出指令38，诸如用于校准步骤的指令。用户界面210可包括视频或图像的显示，其也可以是触摸屏。用户界面210还可包括鼠标、键盘、语音输入设备、用于从用户接收手势的触摸输入设备、用于检测用户的非触摸手势和其他动作的动作输入设备、以及其他可比较的输入设备和能够接收来自用户(诸如临床医生)的用户输入的相关处理元件。扬声器、打印机、触觉设备和其他类型的输出设备也可包括在用户界面210中，诸如向临床医生提供如何执行一个或多个校准步骤的听觉指令38。

图5至图7示出了通过患者监测系统测量患者位置的方法100的各种实施方案，其包括方法100的校准部分的实施方案。参照图5，在步骤110处从校准位点传感器20接收校准位点测量结果，并且在步骤112处从正被校准的位置传感器10接收患者位置测量结果。在步骤114处执行步骤以确定将患者位置测量结果等同于校准位点测量结果的校准图，并且因此可用于将从位置传感器10接收到的将来位置测量结果数据30等同于位置分析模块52已知的校准位点传感器20的坐标系。然后从在步骤116处表示的校准位点传感器10接收后续的位置测量结果数据30。然后在步骤118处执行步骤以使用校准图从位置测量结果数据确定患者位置34

在图6中所示的实施方案中，在步骤102处(诸如在中枢设备200的显示器55上)显示患者位置指令38。例如，可执行指令38以控制显示器55以显示用于患者呈现特定校准位点的命令，诸如第一校准位点12。在步骤104处显示指令38以将中枢设备与患者4对准，并且具体地与患者的包括正被校准的位置传感器10的部分对准。同样，此类指令38可被显示在结合到中枢设备200中或与其相关联的显示设备55上。此类指令38可为文本指令和/或绘画指令。另选地或除此之外，在步骤102处和步骤104处提供的指令可以是由与中枢设备200相关联的音频输出设备提供的音频指令。然后在步骤106处执行指令以控制显示设备55来显示校准记录输入选项。例如，在显示设备55为触摸屏的情况下，按钮或其他位置指示器可被显示具有用于当中枢设备200与患者4的相关部分对准时临床医生触摸显示设备55的该区域的指令。另外，可控制显示器以向用户提供关于如何输入校准记录命令的指令38，诸如通过按压包括中枢设备200上的用户界面210的一部分的按钮或其他触摸输入元件。

一旦在步骤106处临床医生提供请求的输入，则在步骤108处接收记录校准位点测量结果的输入命令40。从校准位点传感器20接收位置测量结果，并在步骤110处记录为第一校准位点测量结果。在中枢设备200与患者4的包括正在校准的位置传感器10的部分对准的同时记录校准位点测量结果。根据患者监测系统1的配置，其包括位置传感器10的类型，校准过程可要求当患者呈现预先确定的校准位点时，中枢设备200可与患者对准。另选地，校准过程可不需要预先确定的校准位点，并且中枢设备200可在患者恰好处于的任何位置与患者4的相关部分对准，这可由位置分析模块52基于来自校准位点传感器20的位置测量结果数据来获知和确定，校准位点传感器20被校准成已知的归零位置42坐标。同时或大约同时，在步骤112处将来自第一位置传感器10的患者位置测量结果记录为第一患者位置测量结果，其将对应于在步骤110处记录的第一校准位点测量结果并与之进行比较。然后执行步骤113以关联位置测量结果-例如，计算第一校准位点测量结果和第一患者位置测量结果之间的差值，然后在步骤114处使用该差值来确定校准图。

图7示出了包括不同校准步骤的方法100的另一个实施方案。在方法100的该校准部分中，在步骤101处提供将中枢设备与患者4的包括待校准的位点传感器10的相关部分对准的指令38。如上所述，此类指令38可为在中枢设备200的显示器55上提供的视觉指令，和/或其可包括由与系统1相关联的音频输出设备提供的音频指令。相似地，在步骤103处提供指令，指示患者执行预定义的运动，诸如从仰卧位置到坐下位置的过渡，如上所述。预定义的运动可以是患者的任何预定义的运动，其可以帮助识别正在校准的位置传感器10的轴线，使得其中的位置测量结果数据可以校准到来自校准位点传感器20的位置测量结果数据。因此，在步骤110处，在中枢设备以模拟患者运动的方式移动时，在预定义的运动期间记录两个或更多个校准位点测量结果。同时，在运动期间从位置传感器10接收位置测量结果数据，并且执行步骤112以识别与校准位点测量结果同时或至少非常接近相同时间发生的数据中的对应患者位置测量结果。确定步骤113a以使患者位置测量结果和校准位点测量结果之间的相关轴线相关。如上文所述，在校准过程期间可能需要进行多个位置测量，以便用所需的确定度识别位置传感器10的全部三条轴线。例如，所需的校准测量结果和步骤的数量可取决于系统1中采用的位置传感器的类型，上文详细描述了该类型。步骤113b确定是否所有轴线均已相关联。如果不是，则基于哪些轴线保持未确定，使用针对患者的不同的预定义的运动来重复前述校准步骤。一旦已识别出所有轴线，则在步骤114处，将患者位置测量结果与校准位点测量结果进行比较以确定校准图。

该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域中任何技术人员能够执行和使用本发明。为了简洁、清楚和易于理解而使用了某些术语。除了现有技术的要求之外，不应从中推断出不必要的限制，因为此类术语仅用于描述目的并且旨在被广义地理解。本发明的专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有与权利要求的字面语言没有区别的特征或结构元素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言具有微小差别的等效特征或结构元素，则此类其它示例旨在落入权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种通过患者监测系统测量患者位置的方法，所述方法包括：

提供能够附接到患者的一部分的第一位置传感器；

提供包括校准位点传感器的中枢设备；

在所述中枢设备与所述患者的附接了所述第一位置传感器的部分对准时，从所述校准位点传感器接收第一校准位点测量结果；

从所述第一位置传感器接收第一患者位置测量结果；以及

基于所述第一校准位点测量结果和所述第一患者位置测量结果之间的差值来确定所述第一位置传感器的校准图。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

从所述第一位置传感器接收后续位置测量结果数据；以及

基于所述校准图和所述位置测量结果数据来确定患者位置。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在所述中枢设备的显示器上显示将所述中枢设备与所述患者的附接了所述第一位置传感器的部分对准的指令；以及

接收记录所述第一校准位点测量结果的输入命令。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括：在将所述中枢设备与所述患者的附接了所述第一位置传感器的部分对准之前，在所述中枢设备的所述显示器上显示所述患者呈现第一校准位点的指令。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：

指示所述患者呈现第二校准位点；以及

显示将所述中枢设备与所述患者的附接了所述第一位置传感器的部分对准的第二指令；

接收记录第二校准位点测量结果的输入命令；

从所述校准位点传感器接收所述第二校准位点测量结果；

从所述第一位置传感器接收所述第二患者位置测量结果；并且

其中所述第一位置传感器的校准图还基于所述第二校准位点测量结果和所述第二患者位置测量结果之间的差值来确定。

6.根据权利要求3所述的方法，还包括：

提供能够附接到所述患者的与所述第一位置传感器不同的部分的第二位置传感器；

显示将所述中枢设备与所述患者的附接了所述第二位置传感器的部分对准的第二指令；

接收记录第二校准位点测量结果的输入命令；

从所述校准位点传感器接收所述第二校准位点测量结果；

从所述第二位置传感器接收第二位置测量结果；以及

基于所述第二校准位点测量结果和所述第二位置测量结果之间的差值来确定所述第二位置传感器的校准图。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在所述中枢设备的显示器上显示在患者进行预定义的运动时将所述中枢设备与所述患者的附接了所述第一位置传感器的部分对准的指令；

在所述患者正在移动时记录至少两个校准位点测量结果；

在所述患者正在移动时接收利用所述第一位置传感器感测的至少两个位置测量结果；并且

其中基于所述至少两个校准位点测量结果和所述至少两个位置测量结果之间的差值来确定所述第一位置传感器的校准图。

8.一种患者监测系统，包括：

第一位置传感器，所述第一位置传感器能够附接到患者的一部分；

中枢设备，所述中枢设备包括校准位点传感器；

处理器；

位置分析模块，所述位置分析模块能够在所述处理器上执行以：

在所述中枢设备与所述患者的附接了所述第一位置传感器的部分对准时，从所述校准位点传感器接收第一校准位点测量结果；

从所述第一位置传感器接收第一患者位置测量结果；以及

基于所述第一校准位点测量结果和所述第一患者位置测量结果之间的差值来确定所述第一位置传感器的校准图。

9.根据权利要求8所述的患者监测系统，其中所述位置分析模块还能够在所述处理器上执行以：

从所述第一位置传感器接收后续位置测量结果数据；以及

基于所述校准图和所述位置测量结果数据来确定患者位置。

10.根据权利要求8所述的患者监测系统，其中所述第一位置传感器和所述校准位点传感器各自包括加速度计和陀螺仪中的至少一者。

11.根据权利要求10所述的患者监测系统，其中每个位置传感器还包括磁力仪。

12.根据权利要求8所述的患者监测系统，其中所述处理器和所述位置分析模块位于所述中枢设备中。

13.根据权利要求8所述的患者监测系统，其中所述第一位置传感器位于能够附接到所述患者的数据采集设备中。

14.根据权利要求8所述的患者监测系统，其中所述位置分析模块还能够在所述处理器上执行以：

在所述中枢设备的显示器上显示将所述中枢设备与所述患者的附接了所述第一位置传感器的部分对准的第一指令；以及

接收记录所述第一校准位点测量结果的输入命令。

15.根据权利要求14所述的患者监测系统，其中所述位置分析模块还能够在所述处理器上执行以指示所述患者呈现与所述指令结合的第一校准位点，以将所述中枢设备与所述患者的附接了所述第一位置传感器的部分对准。

16.根据权利要求15所述的患者监测系统，其中所述位置分析模块还能够在所述处理器上执行以：

指示所述患者呈现第二校准位点；

显示将所述中枢设备与所述患者的附接了所述第一位置传感器的部分对准的第二指令；

接收记录第二校准位点测量结果的输入命令；

记录来自所述校准位点传感器的所述第二校准位点测量结果；

接收第二患者位置测量结果；并且

其中所述第一位置传感器的校准图还基于所述第二校准位点测量结果和所述第二患者位置测量结果之间的差值来确定。

17.根据权利要求14所述的患者监测系统，其中所述系统还包括能够附接到所述患者的第二位置传感器，并且其中所述位置分析模块还能够在所述处理器上执行以：

显示将所述中枢设备与所述患者的附接了所述第二位置传感器的部分对准的第二指令；

接收记录第二校准位点测量结果的输入命令；

记录来自所述校准位点传感器的所述第二校准位点测量结果；

从所述第二位置传感器接收第二位置测量结果；以及

基于所述第二校准位点测量结果和所述第二位置测量结果之间的差值来确定所述第二位置传感器的校准图。

18.一种通过患者监测系统校准位点测量结果的方法，所述方法包括：

将第一位置传感器附接到患者；

当所述患者处于第一位置时，将中枢设备与所述患者的附接了所述第一位置传感器的部分对准，所述中枢设备包括校准位点传感器；

经由与所述中枢设备相关联的用户界面提供记录第一校准位点测量结果的输入命令；

记录来自所述校准位点传感器的第一校准位点测量结果；

记录来自所述第一位置传感器的第一患者位置测量结果；以及

基于所述第一校准位点测量结果和所述第一患者位置测量结果之间的比较结果来确定所述第一位置传感器的校准图。

19.根据权利要求18所述的方法，还包括：

当所述患者处于第二位置时，将中枢设备与所述患者的附接了所述第一位置传感器的部分对准；

经由所述中枢设备上的用户界面提供记录第二校准位点测量结果的第二输入命令；

记录来自所述校准位点传感器的所述第二校准位点测量结果；

从所述第一位置传感器接收第二患者位置测量结果；以及

还基于所述第二校准位点测量结果和所述第二患者位置测量结果之间的差值来确定所述第一位置传感器的校准图。

20.根据权利要求18所述的方法，还包括：

当所述患者进行预定义的运动时，将所述中枢设备与所述患者的所述部分对准；

在所述患者正在移动时记录来自所述校准位点传感器的至少两个校准位点测量结果；

在所述患者正在移动时接收利用所述第一位置传感器感测的至少两个位置测量结果；并且

其中基于所述至少两个校准位点测量结果和所述至少两个位置测量结果之间的差值来进一步确定所述第一位置传感器的校准图。