CN115515478A - 检测床垫组件的周围的第一气体的方法和系统 - Google Patents

检测床垫组件的周围的第一气体的方法和系统 Download PDF

Info

Publication number
CN115515478A
CN115515478A CN202180033078.1A CN202180033078A CN115515478A CN 115515478 A CN115515478 A CN 115515478A CN 202180033078 A CN202180033078 A CN 202180033078A CN 115515478 A CN115515478 A CN 115515478A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
array
sensor
support surface
sensors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180033078.1A
Other languages
English (en)
Inventor
R·卡利
T·利普
T·M·拉詹
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.)
Philip Morris Products SA
Original Assignee
Philip Morris Products SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philip Morris Products SA filed Critical Philip Morris Products SA
Publication of CN115515478A publication Critical patent/CN115515478A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6887—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient mounted on external non-worn devices, e.g. non-medical devices
    • A61B5/6891—Furniture
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
    • A61B5/0015—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network characterised by features of the telemetry system
    • A61B5/002—Monitoring the patient using a local or closed circuit, e.g. in a room or building
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/083—Measuring rate of metabolism by using breath test, e.g. measuring rate of oxygen consumption
    • A61B5/0836—Measuring rate of CO2 production
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/1036—Measuring load distribution, e.g. podologic studies
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48—Other medical applications
    • A61B5/4806—Sleep evaluation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6887—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient mounted on external non-worn devices, e.g. non-medical devices
    • A61B5/6892—Mats
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7271—Specific aspects of physiological measurement analysis
    • A61B5/7275—Determining trends in physiological measurement data; Predicting development of a medical condition based on physiological measurements, e.g. determining a risk factor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient ; user input means
    • A61B5/746—Alarms related to a physiological condition, e.g. details of setting alarm thresholds or avoiding false alarms
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/12—Alarms for ensuring the safety of persons responsive to undesired emission of substances, e.g. pollution alarms
    • G08B21/14—Toxic gas alarms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/04—Arrangements of multiple sensors of the same type
    • A61B2562/046—Arrangements of multiple sensors of the same type in a matrix array

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Obesity (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Invalid Beds And Related Equipment (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)

Abstract

本发明涉及一种检测第一气体的系统，所述系统包括：‑限定支撑表面的床垫组件，所述床垫组件包括：ο气体传感器的第一阵列，所述第一阵列的每个气体传感器适于测量所述支撑表面的一部分的周围的第一气体的量，并且适于输出指示所述第一气体的测量量的数据，使得随着时间感测所述支撑表面的表面部分的第一阵列中的所述第一气体的量；以及ο适于向外部设备发送信号的发射器，所述信号包含指示所述第一气体的测量量的数据。本发明还涉及一种检测第一气体的方法。

Description

检测床垫组件的周围的第一气体的方法和系统
技术领域
本发明涉及检测床垫组件的周围的第一气体的方法和系统，其中方法和系统可以检测由床垫组件限定的支撑表面的不同位置的气体浓度。
背景技术
由于与呼吸或喘息问题相关的发生率，监测睡眠者的健康状况可能很重要。此外，由于其他健康问题，如胃肠道问题或伴有发烧等症状的传染病，监测睡眠者的健康状况也很重要。
在本领域中已知用于在睡眠时监测人的健康的系统和方法。这些系统使用各种传感器，例如相机、红外源或温度和湿度传感器来监测给定参数。使用这样的传感器允许监测某些模式，例如身体运动、体温或睡眠姿势。其他人可以通过连接的警报装置获知监测结果。然而，由于单一类型的分析，许多已知系统不是很精确。此外，通常将可穿戴传感器(如手镯)放置在靠近熟睡的身体附近，可能会由于人的运动而产生误导性的监测结果。
发明内容
因此，希望提供一种可靠的监测系统和方法，其能够准确地监测身体的环境，使得例如可以在睡眠期间监测睡眠者的健康状态。此外，希望将这些监测传感器错误安装在床或床垫上的风险降至最低。
根据一个方面，本发明涉及一种检测第一气体的系统，所述系统包括限定支撑表面的床垫组件。所述床垫组件可以包括气体传感器的第一阵列，所述第一阵列的每个气体传感器适于测量所述支撑表面的一部分的周围的第一气体的量，并且适于输出指示所述第一气体的测量量的数据，使得随着时间感测所述支撑表面的表面部分的第一阵列中的所述第一气体的量。所述床垫组件可以包括适于向外部设备发送信号的发射器，所述信号包含指示所述第一气体的测量量的数据。
在本发明的方法中，使用一个以上的气体传感器，使得可以在支撑表面的一个以上位置的周围测量第一气体的浓度。以该方式，如果身体位于支撑表面上，尽管气体传感器的测量可能有缺陷，但其他测量仍可能给出准确的结果。此外，在一个以上位置测量第一气体的浓度可以允许确定各种身体部分的位置，例如身体头部的位置，例如由于第一气体消耗或释放高于其他位置。此外，当随着时间记录时，睡眠者的呼吸周期可以从特定气体(例如氧或二氧化碳)的浓度的局部变化建立。
本发明的系统包括床垫组件。床垫组件可以是单个元件。在该情况下，系统的所有部件都是床垫的一体部分。另一方面，床垫组件可以包括一个以上元件。例如，床垫可以包括床垫和与床垫分离的床垫罩。
床垫组件，无论是单件还是多件，都限定支撑表面。在床垫组件被分为床垫和床垫罩的情况下，优选地支撑表面限定在床垫罩上。支撑表面是身体可以躺下以进行睡眠或休息活动的表面。身体可以是人体或动物身体。支撑表面优选为标准表面，即，其可以具有床垫表面的几何形状。支撑表面可以包括床垫的上表面。优选地，支撑表面具有矩形形状。优选地，支撑表面的尺寸是标准床垫表面的尺寸，例如在成人床垫的情况下，支撑表面的宽度可以介于80厘米至200厘米之间。支撑表面的长度可以例如介于190厘米至220厘米之间。在其他情况下，支撑表面的尺寸优选地是：宽度介于70厘米至90厘米之间，并且长度优选地介于90厘米至140厘米之间。支撑表面可以包括一个以上表面。例如，支撑表面可以由彼此靠近定位的两个或更多个床垫的顶表面组合而成。例如，两个单床垫可以彼此相邻定位以形成双床垫，并且支撑表面包括两个单床垫的两个顶表面。此外，支撑表面不需要与床垫的整个顶表面匹配。例如，两个单床垫可以彼此相邻定位以形成双床垫，并且支撑表面可以仅包括床垫的两个顶表面中的一个。
床垫组件包括气体传感器的第一阵列。第一阵列的每个气体传感器适于在给定位置测量第一气体的量，例如第一气体的浓度。测量第一气体的量的位置是支撑表面的一部分的周围。支撑表面可以被认为分成几个部分，形成表面部分的第一阵列。表面部分的数量可以取决于支撑表面的尺寸。表面部分的数量可以取决于系统所需的精度。表面部分的数量可以取决于气体传感器的数量。优选地，第一阵列的气体传感器与支撑表面的一些或所有表面部分关联。因此气体传感器适于测量关联的支撑表面的表面部分的周围的第一气体的量。因此，气体传感器适用于测量支撑表面的该部分的周围的第一气体的浓度，意味着它测量以支撑表面的该部分作为一侧的体积中的第一气体的浓度。支撑表面被分成的表面部分的数量优选地介于每平方米25至1600之间。优选地，支撑表面的表面部分可以具有彼此不同的区域。例如，较宽的部分可以存在于支撑表面的边界处，而较小的部分可以存在于靠近支撑表面的中心处。以该方式，可以在找到身体的概率最高的地方实现更高的精度。
气体传感器的第一阵列可以以有序配置分布，其中一个传感器与另一传感器以恒定的间距分离。气体传感器的第一阵列可以位于单个平面上。气体传感器的第一阵列可以位于床垫组件内。优选地，气体传感器的第一阵列可以位于支撑表面下方。
优选地，可以从气体传感器的第一阵列收集数据，从所述数据可以获得支撑表面处的第一气体的浓度的二维(2D)图或表。在2D图中，可以将由第一阵列的气体传感器中的一个测量的第一气体浓度的值与支撑表面的第一阵列的每个或仅一些表面部分关联。以该方式，收集的数据是“位置相关的”，原因是浓度的值与测量这种浓度的位置关联。介于2厘米至15厘米之间的分辨率是优选的，使得可以确定位于支撑表面中距离在2厘米至15厘米之间的两个点之间的第一气体浓度变化，如果有的话。
由于支撑表面的第一阵列的一个或多个表面部分中的第一气体的浓度可能改变的事实，2D图或表可以是时变图。支撑表面的第一阵列的一个或多个表面部分中的第一气体的浓度可以随时间变化，并且这种随时间变化可以仅发生在一个或多个表面部分中而不发生在其他表面部分中。例如，如果人的头部位于支撑表面的特定表面部分，由于人的呼吸，氧或二氧化碳的量可能随时间变化。
当身体躺在支撑表面上时，2D图可以用作确定一个或多个身体部分的位置的工具。例如，从二维图可以确定，随着时间，仅在支撑表面的第一阵列的一个或两个表面部分的周围，空气中的氧浓度(第一气体)变化。例如，从二维图可以确定，随着时间，仅在支撑表面的第一阵列的一个或两个表面部分的周围，空气中的二氧化碳(CO2)浓度(第一气体)变化。因此可以确定，在那个位置，即，在与识别出第一气体的变化的第一阵列的一个或多个表面部分相对应的位置，人的头部存在。例如，如果环境空气中的硫化氢(H2S)浓度在与支撑表面的某个表面部分相对应的单个位置变化，则可以确定身体的下部分可能位于那个表面部分中。
检查第一气体的浓度，并且检查第一气体的浓度随时间的变化，可以允许确定一个或多个身体部分的位置。特定表面部分(或一个以上表面部分，但不是所有表面部分)中的第一气体的浓度变化可以指示能够改变第一气体浓度的身体的一部分存在于那个特定表面部分中。
系统可以包括控制单元。控制单元适于接收和阐释来自气体传感器的第一阵列的数据。控制单元可以包括在床垫组件中。控制单元可以在床垫组件的外部。控制单元可以负责生成2D浓度图或表。控制单元可以包括在外部设备中，与由气体传感器的第一阵列测量的第一气体量相关的数据被发送到所述外部设备。
系统还包括适于发送包含与第一气体浓度相关的数据的信号的发射器。包含数据的信号由外部设备接收。数据可以包括关于由第一阵列中的所有气体传感器测量的所有第一气体浓度的信息。以该方式，例如，外部设备可以创建上述2D图或表。数据可以包含关于由第一阵列中的气体传感器中的仅一些测量的浓度的信息。例如，仅发送最大或最小第一气体浓度。数据可以包含关于由第一阵列中的气体传感器中的仅一个测量的浓度的信息。例如，可以仅发送由与特定身体部分所在的第一阵列的表面部分关联的气体传感器测量的第一气体浓度。
控制单元还可以控制气体传感器的第一阵列的采样频率。气体传感器的第一阵列可以以给定频率测量第一气体的浓度。该频率称为采样频率，可以是可变的并且由控制单元设置。对于第一阵列的所有气体传感器，采样发生的频率可以是相同的，或者它可以是可变的。气体传感器的采样频率可以根据气体传感器的位置而变化。气体传感器的采样频率可以根据气体传感器关联的表面部分(和优选地在该表面部分的支撑表面内的位置)而变化。例如，如果气体传感器与头部所在的表面部分关联，则那个气体传感器的采样频率可以高于与足部所在的表面部分关联的气体传感器的采样频率。
控制单元可以阐释来自气体传感器的第一阵列的数据。控制单元可以确定在哪些表面部分中存在第一气体浓度随时间的变化。控制单元可以基于这些表面部分中第一气体浓度的变化来确定身体部分存在于哪些表面部分中。
可以在阐释之后发送信号。例如，可以在控制单元阐释之后发送信号。阐释可以是与阈值的比较。如果由第一阵列的气体传感器中的一个检测到的第一气体的浓度高于或低于某个阈值，则可以发送信号。阈值优选地是预设阈值并且取决于测量其浓度的第一气体的类型。
控制单元可以包括存储器单元和中央处理单元(CPU)。控制单元可以存储和分析由气体传感器的第一阵列发送的数据。控制单元还可以将数据与特定用户关联，使得不同数据与不同用户关联。根据用户的请求，CPU可以分析数据并且可以通过发射器将评估报告发送到外部设备。
仅当验证一个或多个条件时才可以由发射器发送信号。可以设置不同的条件。条件可以例如是与阈值的比较。例如，如果由第一气体的第一阵列的一个或多个气体传感器测量的第一气体的浓度高于或低于第一阈值，则发送信号。另一个条件可以是时间比较。如果第一气体的浓度高于或低于阈值持续长于预定时间量，则可以发送信号。另一个条件可以是获取第一气体浓度的位置。例如，如果第一气体的浓度来自与支撑表面的特定表面部分关联的气体传感器，则发送信号。也可以使用条件的组合。
发送的信号可以未被阐释，并且可以仅包含由气体传感器的第一阵列进行的测量的原始数据。信号可以包含与由第一阵列的气体传感器中的仅一个进行的测量相关的数据，或者可以包含通过选择的气体传感器或所有气体传感器进行的测量的数据。
数据可以在由外部设备接收时被阐释。例如，可以在外部设备处进行与阈值或时间的比较或确定数据来自的位置。
与阈值的比较可以有助于检测躺在支撑表面上的人的潜在风险。也可以与一个以上阈值进行比较。可以与第一阈值和第二阈值进行比较，第一阈值不同于第二阈值。例如，如果第一气体的浓度高于或低于第一阈值，则发送信号。如果浓度高于或低于第二阈值，则仅当这样的浓度保持高于或低于第二阈值持续至少给定时间段时才发送信号。例如，在第一气体是CO2的情况下，可以设置例如等于百万分之13.000的第一阈值。如果由气体传感器的第一阵列测量的CO2的浓度高于第一阈值，则可能存在窒息的风险。系统可以向外部设备发送警报信号。该警报信号可以建议注意支撑表面上的人。已经较低水平的CO2浓度(例如低于百万分之12.000-13.000范围内的第二阈值)，如果持续某个时间量，可能会导致睡眠障碍或慢性失眠。因此，如果超过第二阈值持续长于某个时间量，则可以向外部设备发送信号，警告支撑表面上的人可能存在睡眠紊乱。另一特征气体，如一氧化碳(CO)，也可以用作窒息事件或其他健康问题的指标。当人有恶心和呕吐时，也可能存在窒息风险。该呕吐物可能会阻塞人的气道并且可能导致窒息风险。例如，本发明的系统可以检测包括乳酸的胃液混合物，其在与大气接触时会形成特征气体混合物，例如硫醇/硫化物(RSH)混合物。如果由第一阵列的一个或多个气体传感器测量的RSH浓度高于第一阈值，例如如果RSH的浓度>百万分之0.6，则可以发送信号。此外，较低水平的RSH浓度(例如低于百万分之0.1-0.5范围内的第二阈值)，如果该浓度持续某个时间量，则可能指示胃肠道问题。因此，如果超过第二阈值持续长于某个时间量，则可以将信号发送到外部设备，例如医生、父母、家庭成员或护理人员的电话，警告他们即将出现的健康问题。如果气体浓度在安全范围之外，则信号还可以用于唤醒或提醒支撑表面上的人。测量结果可以被记录或存储，使得用户稍后可以查看它们，以自我评估当睡眠者躺在支撑表面上时是否存在选择范围之外的气体浓度的任何数据。
本发明的系统还可以检测附加的生理效应，例如排便。例如，传感器的第一阵列可以用于测量环境空气中的硫化氢(H2S)浓度。如果硫化氢的量低于第一阈值，其中第一阈值例如等于百万分之2，则向外部设备发送信号。可以给出建议，例如控制睡眠者的尿布。较低水平的H2S浓度(例如低于百万分之0.1-1.0范围内的第二阈值)可能指示胃肠道问题。
阈值也可以根据与测量的第一气体浓度关联的表面部分的位置而变化。如果已确定在特定表面部分中存在感兴趣的身体部分，则与由与那个特定表面部分关联的传感器测量的气体浓度进行比较的第一气体浓度的阈值可能不同于与由与其他表面部分关联的传感器测量的气体浓度进行比较的阈值。
来自系统的数据可以以某个频率发送到外部设备。替代地，可以仅在满足条件时发送信号。条件可以是与阈值比较的结果。频率可以是可调的。
外部设备优选地在系统外部。外部设备可以是配置成与系统操作或通信的任何类型的设备。优选地，外部设备是适于在无线环境中操作和通信的设备。作为示例，外部设备可以配置成发射或接收无线信号，并且可以包括用户设备、移动站、固定或移动用户单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(“PDA”)、智能手机、IPhone、膝上型电脑、上网本、个人计算机、无线传感器、消费电子产品和本领域已知的其他发射器/接收器。外部设备可以连接到人，或者也可以连接到机器。
随着时间测量第一气体的浓度。优选地，重复检测气体浓度并将代表第一气体的浓度的信号发送到外部设备的步骤。重复可以以给定的频率发生。重复可以在一个时间段期间发生。优选地，时间段是预先选择的。检测和发送步骤的该重复允许验证第一气体浓度随时间的变化是否存在。如所提到的，这些变化可以允许确定身体部分位于支撑表面的哪个表面部分中。
由于存在用于测量支撑表面的不同表面部分中的浓度的传感器的第一阵列，因此本发明的系统在检测人的身体可能躺卧的支撑表面周围的气体浓度方面非常可靠。以该方式，可以检测到支撑表面上的人的潜在有害条件并防止伤害。此外，不同表面部分中的第一气体的浓度的测量可以用于识别支撑表面上的不同身体部分的位置，原因是不同的身体部分可能对其周围的第一气体浓度具有不同的影响。随着时间测量第一气体的浓度还允许检测“局部”气体浓度变化，这又可以允许检测各种身体部分的位置。
优选地，系统包括一个或多个位置传感器，所述位置传感器适于检测身体的一部分在位于支撑表面上时的位置。优选地，位置传感器集成在床垫组件中。位置传感器可以确定身体部分的位置，更优选地确定一个以上身体部分的位置。身体部分是躺在支撑表面上的身体的部分。检测一个或多个身体部分的位置可以帮助简化来自气体传感器的第一阵列的信号的阐释，原因是已知在支撑表面的哪些表面部分中可以预期第一气体浓度的变化。身体部分可以是例如身体的头部。身体部分可以是例如下部区域。
优选地，气体传感器的第一阵列适于测量由一个或多个位置传感器检测到的身体部分的位置的周围的第一气体的量。特定身体部分的定位可以帮助阐释来自气体传感器的第一阵列的信号。已知第一气体浓度的变化可能发生在哪里(即，在支撑表面的哪个表面部分中)可以有助于最小化读数中的错误。根据每个气体传感器的位置，它还可以有助于以不同的方式对来自气体传感器的第一阵列的各种信号进行加权。例如，来自与存在身体头部的支撑表面的表面部分关联的气体传感器的测量结果比来自存在其他身体部分的表面部分的测量结果更“重要”。可以提高系统的准确性和响应性。
优选地，气体传感器的第一阵列适于测量以下气体中的一种或多种：一氧化碳、二氧化碳、甲硫醇、硫化氢。优选地，在人的头部周围测量二氧化碳、一氧化碳和甲硫醇。优选地，来自传感器的第一阵列的与第一气体浓度相关的信号与阈值进行比较，所述阈值是：
CO2浓度 设定的浓度阈值是浓度高于百万分之12.000至百万分之15.000范围内的阈值
CO浓度 设定的浓度阈值是低于百万分之100至百万分之900范围内的阈值的浓度
RSH阈值 设定的浓度阈值是低于百万分之0.001至百万分之0.9范围内的阈值的浓度
H2S阈值浓度 设定的浓度阈值是百万分之0.001至百万分之1.9范围内的浓度
当满足上述条件中的一个或多个时，即当第一气体浓度高于或低于与第一气体关联的阈值时，可以从系统向外部设备发送警报信号。替代地，发送信号并且外部设备在由第一组传感器测量的浓度和与第一气体关联的阈值之间进行比较。如果第一气体浓度高于或低于与第一气体关联的阈值，则外部设备可以生成警报信号。如果检测到特定身体部分，则系统或外部设备可以对来自位于特定身体部分附近的气体传感器的信号进行不同于其他信号的加权。
优选地，床垫组件包括：限定支撑表面的覆盖层。优选地，床垫组件包括：包括气体传感器的第一阵列的传感器层，传感器层位于覆盖层下方。由于它包括支撑表面的事实，覆盖层优选地设计成当人体躺在其上时“舒适”。优选地，覆盖层对第一气体是可渗透的，使得覆盖层不会阻挡第一气体流动通过它。以该方式，气体传感器的第一阵列可以测量位于覆盖层下方的第一气体浓度。优选地，覆盖层具有气孔泡沫结构。覆盖层可以包括热塑性聚氨酯。第一气体可以由此通过热塑性聚氨酯的高透气性到达传感器层。优选地，覆盖层是柔性的。优选地，覆盖层具有的厚度介于2毫米至15毫米之间，更优选地介于6毫米至10毫米之间。
传感器层包括气体传感器的第一阵列。优选地，第一阵列中的气体传感器有序地间隔。优选地，传感器层包括多个传感器元件，多个传感器元件中的每个传感器元件包括气体传感器。然后感测元件彼此附接形成传感器层。感测元件可以在几何形状上彼此相同。感测元件可以以“瓦片结构”彼此附接。优选地，一个或多个间隔元件可以插入在感测元件之间。因此，传感器层可以包括彼此连接以形成层(传感器层)的传感器元件和间隔元件。优选地，间隔元件具有与感测元件相同的几何形状，而没有气体传感器。优选地，传感器元件或间隔元件或两者具有六边形结构。传感器层因此可以具有最终的蜂窝结构。
传感器层可以是塑料层，更优选地是柔性塑料层。优选地，感测元件由塑料形成。传感器层可以包括穿孔。优选地，感测元件由柔性塑料形成。“柔性”意味着传感器层优选地导致躺在其上的人“舒适”。因此它优选地适应位于其顶部的身体的重量。感测元件包括至少一个气体传感器，然而它可以包括一个以上的气体传感器，这取决于它的尺寸。感测元件可以包括不同类型的气体传感器，例如测量不同气体浓度的气体传感器。优选地，气体传感器通过油墨印刷、溅射或气相沉积形成在感测元件上。感测元件可以包括穿孔，以节省材料并允许最终进入的液体穿过感测元件。
间隔元件也可以用塑料实现，更优选用柔性塑料实现。
在床垫组件的俯视图中，第一阵列的每个气体传感器优选地与支撑表面的表面部分关联。支撑表面的表面部分在俯视图中可以是围绕位于表面部分下方的气体传感器的圆。支撑表面因此可以被分为表面部分的第一阵列，并且位于表面部分下方的气体传感器与每个表面部分关联。
第一阵列中的气体传感器可以彼此电连接。它们可以成簇地彼此电连接。例如，气体传感器的第一阵列可以分成气体传感器条。气体传感器条可以彼此平行定位。
传感器层可以包括第一传感器层和第二传感器层。第一传感器层包括适于测量第一气体的浓度的气体传感器的第一阵列。第二传感器层包括适于测量第二气体的浓度的气体传感器的第二阵列。优选地，气体传感器的第一阵列的第一层和气体传感器的第二阵列的第二层可以上下叠加定位。优选地，第一气体不同于第二气体。优选地，第二阵列中的气体传感器有序地间隔。优选地，第二传感器层被分为传感器元件，如针对第一传感器层详述。因此，第二传感器层可以包括彼此连接以形成第二传感器层的传感器元件和间隔元件。优选地，间隔元件具有与感测元件相同的几何形状，而没有气体传感器。优选地，传感器元件或间隔元件或两者具有六边形结构。第二传感器层因此具有最终的蜂窝结构。当第一传感器层和第二传感器层上下叠加定位时，优选地，第一传感器层的感测元件在俯视图中对应于第二传感器层的间隔元件。
传感器层可以包括设置在相同层上的气体传感器的第一阵列和适于感测第二气体的气体传感器的第二阵列。优选地，第一气体不同于第二气体。例如，传感器层可以包括交替的第一阵列的气体传感器和第二阵列的气体传感器。
优选地，传感器层具有的厚度介于2毫米至15毫米之间，更优选地介于5毫米至10毫米之间。
优选地，系统包括传感器壳体。传感器壳体优选地容纳传感器层。例如，传感器壳体限定具有顶壁和底部的内部感测室。优选地，传感器层附接到传感器壳体的顶壁。以该方式，在传感器壳体的底部和传感器层之间存在间隙。如果液体进入感测室，它们会因重力而收集到底部。由于传感器层附接到顶壁的事实，传感器层的传感器可能与收集在底部的液体分离。传感器壳体可以用聚乙烯实现。优选地，传感器壳体具有轻微弹性。优选地，传感器壳体足够硬以产生弹性腔(感测室)以充分包括和保护传感器层。
优选地，传感器壳体具有的厚度介于8毫米至30毫米之间，更优选地介于10毫米至20毫米之间。
优选地，床垫组件包括插入在覆盖层和传感器层之间的透气层。插入覆盖层和传感器层之间的透气层是透气的，使得来自支撑表面周围的空气可以穿过它，并且空气中包含的第一气体可以被传感器层检测。透气层可以包括网状结构。网状结构可以由聚乙烯纱线形成，其产生具有弹性性质的弹性3D结构。透气层可以包括柱结构。柱结构可以包括多个连接的聚乙烯管或导管。透气层优选地具有能够支撑位于支撑表面上的身体的压力负载的刚度。
优选地，透气层具有的厚度介于2毫米至20毫米之间，更优选地介于8毫米至12毫米之间。
优选地，发射器是无线发射器。无线发射器适于发送代表由气体传感器的第一阵列或第二阵列执行的测量的数据。无线发射器优选地包括用于发送数据的天线。优选地，无线发射器发送携带与第一气体或第二气体浓度相关的信息的电磁信号。
优选地，系统包括气体传感器的第二阵列，其适于测量在支撑表面的部分的第二阵列的周围的第二给定气体的量，并且适于输出指示第二给定气体的测量量的数据。支撑表面的部分的第一阵列和支撑表面的部分的第二阵列可以重合。气体传感器的第一阵列或第二阵列可以包括金属氧化物传感器和碳纳米管传感器。其他传感器，不仅是气体传感器，也可以包括在床垫组件中，例如生物传感器或响应温度、液体或汗液的传感器。
优选地，床垫组件包括床垫罩。优选地，床垫组件还包括床垫。优选地，床垫罩紧固到床垫。例如，可以使用现场使用的标准附件将床垫罩紧固到床垫。床垫罩可以包括弹性保持带。弹性带可以将床垫罩连接到床垫的每个床垫角。弹性保持带可以通过其拉伸力将床垫罩保持在适当位置。床垫罩可以包括将床垫罩附接到床垫的钩环紧固件。
优选地，气体传感器的第一阵列或气体传感器的第二阵列包括多个电连接的气体传感器条。在创建浓度2D图的情况下，可以实现几个浓度2D图，每种气体一个，例如第一气体的第一2D气体浓度图和第二气体的第二2D气体浓度图。电连接优选地将来自气体传感器的第一阵列或气体传感器的第二阵列的所有信号传输到控制单元。
优选地，一个或多个位置传感器包括温度传感器。优选地，一个或多个位置传感器包括重量传感器。优选地，一个或多个位置传感器包括相机。优选地，一个或多个位置传感器包括温度传感器、相机和位置传感器中的两个传感器的组合。
优选地，气体传感器的第一阵列或气体传感器的第二阵列包括：公共基板。优选地，气体传感器的第一阵列或气体传感器的第二阵列包括：附接到公共基板的多个气体传感器。优选地，基板可以分为传感器元件和间隔元件。优选地，基板包括穿孔。优选地，基板是柔性的。
根据另一方面，本发明涉及一种检测第一气体的方法，所述方法包括：提供限定支撑表面的床垫组件。所述方法还可以包括在所述支撑表面中识别表面部分的第一阵列。所述方法还可以包括检测存在于所述表面部分的第一阵列中的每个表面部分的周围的第一气体的量。所述方法还可以包括向外部设备发送包含指示所述第一气体的测量量的数据的信号。
本发明方法的特征和优点已经参考本发明的系统的描述进行了详述，在此不再赘述。
信号可以包含与来自第一阵列的单个气体传感器或来自第一阵列的多个气体传感器的测量相关的数据。例如，气体传感器的第一阵列可以用于检测特定身体部分的位置。该身体部分可以是身体的头部。当特定身体部分已被识别时，即当身体部分的位置已被识别时，则仅与来自与特定身体部分所在的支撑表面的(多个)表面部分关联的第一阵列的(多个)气体传感器的数据相关的信号可以被发送外表面。
优选地，方法包括将身体定位在支撑表面上。优选地，身体是人体。
优选地，方法包括：检测位于支撑表面上的身体的一部分的位置。可以检测单个身体部分，或者可以检测多于单个身体部分，例如两个不同的、空间分离的第一身体部分和第二身体部分。身体部分的位置也可以指示身体部分的取向，而不仅仅是它的位置。例如，可以检测头部所在的方向，原因是第一气体(例如氧或二氧化碳)的浓度可能随着每次呼吸更接近嘴而不是头部后侧而更频繁地变化。优选地，床垫组件包括适于检测第一身体部分周围的第一气体的量的气体传感器的第一阵列和适于检测第二身体部分周围的第二气体的量的气体传感器的第二阵列。
优选地，方法包括：确定身体的被检测部分位于表面部分的第一阵列中的哪个表面部分中。优选地，仅来自与支撑表面的那些部分关联的气体传感器的数据被发送到外部设备。优选地，与支撑表面的那些部分关联的气体传感器的采样频率高于与包含其他身体部分或根本不包含身体部分的支撑表面的其余表面部分关联的气体传感器的采样频率。
优选地，确定身体的被检测部分位于表面部分的第一阵列中的哪个表面部分中包括基于那个表面部分中的第一气体的检测量的变化确定身体的被检测部分位于表面部分的第一阵列中的哪个表面部分中。因此，基于那个特定表面部分中的检测到的气体量(浓度)的变化来确定身体部分的位置。随着时间检测气体浓度的变化是可见的。
优选地，发送信号的步骤包括向移动设备发送信号的步骤。发送信号的步骤优选地包括向家庭自动化系统发送信号的步骤。
优选地，检测第一气体的量的步骤包括：形成集成在床垫组件中的气体传感器的第一阵列。优选地，气体传感器的第一阵列是床垫组件的一体部分，并且更优选地是床垫罩的一体部分。
优选地，形成气体传感器的第一阵列的步骤包括：油墨印刷、溅射或沉积合适的材料以在公共基板上形成气体传感器的第一阵列。
优选地，方法包括：形成支撑表面的周围的第一气体的浓度的二维图。优选地，在支撑表面中可以识别表面部分的第一阵列。气体传感器的第一阵列中的气体传感器与那些表面部分中的每一个关联。优选地，创建图，其中对于支撑表面的每个表面部分，记录由与那个表面部分关联的第一阵列的气体传感器测量的第一气体的浓度。以该方式，可以形成位置相关的第一气体的不同浓度的图。2D图可以由控制单元、系统的一部分或外部设备创建。优选地，二维图可以在显示器上可视化。显示器可以是外部设备的一部分。
优选地，方法包括形成支撑表面的周围的第一气体的浓度的时间相关二维图。第一气体的浓度可以随着时间变化。因此，二维图使用来自传感器的第一阵列的新数据进行更新。更新可以以给定的频率发生。如果在某些身体部分附近存在第一次气体浓度变化，则二维图可能有助于识别潜在的有害情况。例如，在人的头部周围增加的CO2浓度，例如超过第一阈值的CO2浓度可以触发警告警报信号。身体的脚部附近的相同浓度变化不会触发这种警报信号。
在本文中，空间坐标是参照参考系给出的，在所述参考系中床垫组件根据其标准使用进行定位。这意味着在这样的参考系中，支撑表面是基本水平的表面。反过来，术语“下方”、“上方”的含义是指床垫组件在使用时的构型。应当理解，床垫组件在运输、组装或储存时，可以相对于该配置在空间中旋转。因此要进行参考系的相应旋转。
在本上下文中的“层”定义具有比其其他两个维度小至少10倍的厚度的材料片材。优选地，其他两个维度比片材的厚度大一个数量级。
在本上下文中的“柔性”表示层在施加力时改变形状而不断裂的能力。
在本上下文中，动词“包括”和“具有”是同义词，它们都表示非详尽的特征列表。动词“由…组成”表示详尽的列表。
本发明在权利要求中限定。然而，下面提供了非限制性示例的非详尽列表。这些示例的任何一个或多个特征可以与其中描述的另一示例、实施例或方面的任何一个或多个特征组合。
示例Ex1：一种检测第一气体的系统，所述系统包括：
-限定支撑表面的床垫组件，所述床垫组件包括：
o气体传感器的第一阵列，所述第一阵列的每个气体传感器适于测量所述支撑表面的一部分的周围的第一气体的量，并且适于输出指示所述第一气体的测量量的数据，使得随着时间感测所述支撑表面的表面部分的第一阵列中的所述第一气体的量；以及
o适于向外部设备发送信号的发射器，所述信号包含指示所述第一气体的测量量的数据。
示例Ex2：根据Ex1所述的系统，其包括一个或多个位置传感器，所述位置传感器适于检测身体的一部分在位于所述支撑表面上时的位置。
示例Ex3：根据Ex2所述的系统，其中所述气体传感器的第一阵列适于测量由所述一个或多个位置传感器检测到的身体部分的位置的周围的所述第一气体的量。
示例Ex4：根据Ex1–Ex3中的一项或多项所述的系统，其中所述气体传感器的第一阵列适于测量以下气体中的一种或多种：一氧化碳、二氧化碳、甲硫醇、硫化氢。
示例Ex5：根据Ex1–Ex4中的一项或多项所述的系统，其中所述床垫组件包括：
-限定所述支撑表面的覆盖层；以及
-包括所述气体传感器的第一阵列的传感器层，所述传感器层位于所述覆盖层下方。
示例Ex6：根据Ex5所述的系统，其中所述床垫组件包括插入在所述覆盖层和所述传感器层之间的透气层。
示例Ex7：根据Ex1–Ex6中的一项或多项所述的系统，其中所述发射器是无线发射器。
示例Ex8：根据Ex1–Ex7中的一项或多项所述的系统，其包括：
-气体传感器的第二阵列，其适于测量在所述支撑表面的表面部分的第二阵列的周围的第二给定气体的量，并且适于输出指示第二给定气体的测量量的数据。
示例Ex9：根据Ex1–Ex8中的一项或多项所述的系统，其中所述床垫组件包括床垫罩。
示例Ex10：根据Ex1–Ex9中的一项或多项所述的系统，其中所述气体传感器的第一阵列或所述气体传感器的第二阵列包括多个电连接的气体传感器条。
示例Ex11：根据Ex2所述的系统，其中所述一个或多个位置传感器包括以下的一种或多种：
-温度传感器；
-重量传感器；
-相机。
示例Ex12：根据Ex1–Ex11中的一项或多项所述的系统，其中所述气体传感器的第一阵列或所述气体传感器的第二阵列包括：
-公共基板；以及
-附接到所述公共基板的多个气体传感器。
示例Ex13：一种检测第一气体的方法，所述方法包括：
-提供限定支撑表面的床垫组件；
-在所述支撑表面中识别表面部分的第一阵列；
-检测存在于所述表面部分的第一阵列中的每个表面部分的周围的第一气体的量；以及
-向外部设备发送包含指示所述第一气体的测量量的数据的信号。
示例Ex14：根据Ex13所述的方法，其包括：
-在一定时间段内重复以下步骤：检测存在于所述表面部分的第一阵列中的每个表面部分的周围的第一气体的量；以及向外部设备发送包含指示所述第一气体的测量量的数据的信号。
示例Ex15：根据Ex13或Ex14所述的方法，其包括：
-以给定频率重复以下步骤：检测存在于所述表面部分的第一阵列中的每个表面部分的周围的第一气体的量；以及向外部设备发送包含指示所述第一气体的测量量的数据的信号。
示例Ex16：根据Ex13-Ex 15中的一项或多项所述的方法，其包括：
-确定所述第一气体的检测量随时间的变化。
示例Ex17：根据Ex16所述的方法，其包括：
-确定每个表面部分中的所述第一气体的检测量随时间的变化。
示例Ex18：根据Ex13-Ex17中一项或多项所述的方法，其包括：
-将身体定位在所述支撑表面上；
示例Ex19：根据Ex18所述的方法，其包括：
-检测位于所述支撑表面上的所述身体的一部分的位置。
示例Ex20：根据Ex19所述的方法，其包括：
-确定所述身体的被检测部分位于所述表面部分的第一阵列中的哪个表面部分中。
示例Ex21：根据Ex20所述的方法，其中确定身体的被检测部分位于所述表面部分的第一阵列中的哪个表面部分中包括
-基于那个表面部分中的第一气体的检测量的变化确定身体的被检测部分位于所述表面部分的第一阵列中的哪个表面部分中。
示例Ex22：根据Ex13–Ex 21中的一项或多项所述的方法，其中发送信号的步骤包括向移动设备发送信号的步骤。
示例Ex23：根据Ex13–Ex 22中的一项或多项所述的方法，其中检测第一气体的量的步骤包括：
-形成集成在所述床垫组件中的气体传感器的第一阵列。
示例Ex24：根据Ex23所述的方法，其中形成气体传感器的第一阵列的步骤包括：
-油墨印刷、溅射或沉积合适的材料以在公共基板上形成所述气体传感器的第一阵列。
示例Ex25：根据Ex13–Ex 24中的一项或多项所述的方法，其包括：
-形成所述支撑表面的周围的所述第一气体的浓度的二维图。
示例Ex26：根据Ex25所述的方法，其包括：
-形成所述支撑表面的周围的所述第一气体的浓度的时间相关二维图。
附图说明
现在将参考附图进一步描述示例，在所述附图中：
-图1是根据本发明的实施例实现的包括床垫组件的用于测量第一气体的量的系统的侧视图；
-图2是图1的系统在使用中的俯视图；
-图3是与图1和2的系统通信的外部设备的不同实施例的示意图；
-图4是分解构型中的图1的床垫组件的俯视图；
-图5是图4的床垫组件的层中的一个的俯视图；
-图6是图5的层的细节的放大俯视图；
-图7是分解构型中的图6的细节的俯视图；
-图8是本发明的不同实施例中的图5的层的侧视图；
-图9是图6或7的细节的放大俯视图；以及
-图10是图2的更详细视图。
具体实施方式
最初参照图1和2，测量第一气体的量的系统总体上用1表示。
系统1包括床垫组件2。床垫组件2包括床垫罩3和床垫4。床垫罩3通过全部用5表示的弹性保持带附接到床垫4，弹性保持带5在床垫4的每个角上。保持带通过它们的拉伸力将床垫罩3保持在适当的位置。
此外，系统1包括位于床垫罩3内的无线发射器6(在图1和2中画为矩形)。
系统1还包括与发射器6通信的控制单元7。
床垫罩3包括三层结构，包括覆盖层8、透气层9和传感器层10。这三层在图1中以组装构型示出并且在图4中彼此分离。
覆盖层8包括气孔泡沫结构并且优选地由热塑性聚氨酯形成。覆盖层8是床垫组件的最上层并且限定身体12可以躺卧的支撑表面11。由于热塑性聚氨酯的高透气性，床垫罩3周围的空气中存在的气体可以进入覆盖层8。在图2中，支撑表面11具有与标准床垫上表面相同的尺寸和形状。覆盖层8的厚度优选地介于6毫米至10毫米之间。
透气层9位于覆盖层8下方并且是床垫罩3的中间层。透气层9优选地具有透气网状结构。优选地，透气层9的网状结构包括聚乙烯纱线，其产生具有弹性性质的弹性3D结构。优选地，透气层9的厚度为10毫米。
传感器层10是床垫罩3的最下层，并且它优选地与床垫3接触。现在参照图5–9，传感器层10包括优选地分成传感器条13的气体传感器12的第一阵列。气体传感器的第一阵列适于测量第一气体的浓度。图5中所示的气体传感器的第一阵列12在图6的放大图中更详细，其中示出了传感器层10的小部分。在图6中，传感器条13是可见的。优选地，传感器条13彼此平行并且相对于传感器层10的侧面对角地延伸。每个传感器条13包括适于测量第一气体的浓度的多个气体传感器14(在图9中可见)。为了形成传感器条13，优选地，每个传感器条13包括各种模块化传感器元件，例如传感器瓦片15，其通过瓦片15的至少一侧彼此连接。因此，由连接在一起以构建传感器条13的至少两个传感器瓦片15形成传感器条13。优选地，传感器条13由多个传感器瓦片15形成，所有传感器瓦片具有相同的几何形状。每个传感器瓦片15至少包括气体传感器14，如图9中所示。传感器层10不仅可以包括传感器瓦片15，而且优选地还包括间隔瓦片16。间隔瓦片16强制形成属于不同传感器条13的传感器瓦片15之间的距离。若干传感器条13优选地与间隔瓦片16组合，所述间隔瓦片连接属于两个不同传感器条13的至少两个传感器瓦片15。优选地，传感器层10由传感器瓦片15形成，每个传感器瓦片包括传感器14，和没有传感器的间隔瓦片16。传感器层10因此被分成彼此平行的条，所述条可以是传感器条13或由间隔瓦片16形成的没有传感器的条带。该构型清楚地在图6和9中示出。
优选地，传感器瓦片15和间隔瓦片16在它们的几何形状和尺寸上是相同的。优选地，传感器瓦片15和间隔瓦片16具有蜂窝形状。
优选地，间隔瓦片16和传感器瓦片15由柔性塑料基板制成并且可以包括穿孔(在附图中不可见)，从而节省材料并允许最终进入的液体穿过它们。
如图7中所示，传感器层10可以包括第一和第二层100、200，第一传感器层100包括测量第一气体的浓度的传感器12的第一阵列，并且第二传感器层200包括测量第二气体的浓度的气体传感器的第二阵列(未示出)。两个层100、200可以在上下叠加组合。如上所述，第一传感器层100和第二传感器层200都优选地包括传感器瓦片15和间隔瓦片16。优选地，当第一传感器层100和第二传感器层200上下叠加时，第二传感器层200的传感器瓦片15可以位于第一传感器层100的间隔瓦片16之上，反之亦然(参见图7，其中两个层100、200稍微移动以示出否则会重合的它们两者的瓦片结构)。
在图8所示的另一实施例中，传感器层10可以布置在传感器壳体18内部。传感器壳体18限定内室19。如图8中所示，传感器层10由此附接到传感器壳体18的上部分，即在内室19的顶壁，以便避免最终进入的液体会积聚在传感器层10的顶部上。
优选地，传感器壳体18包括聚乙烯壁，其具有弹性性质和足够的刚度以产生内室19以充分地包括和保护传感器层10。优选地，传感器壳体18的厚度介于10毫米至20毫米之间。
如图9中所示，每个传感器瓦片15包括至少一个气体传感器14。优选地，气体传感器是平的和柔性的。气体传感器14通常通过油墨印刷、溅射或气相沉积施加到传感器瓦片15。取决于传感器瓦片15上的给定空间量，测量不同气体的若干气体传感器14、17可以施加到传感器瓦片15。例如，传感器瓦片15可以包括适于分别测量第一气体浓度和第二气体浓度的第一阵列的气体传感器15和第二阵列的气体传感器17。在优选实施例中，金属氧化物传感器和碳纳米管传感器施加到传感器瓦片15，由此每个传感器可以负责特定气体和相应的阈值水平。在图9中，每个传感器瓦片15包括单个气体传感器，第一阵列的气体传感器14或第二阵列的气体传感器17。
其他传感器，如生物传感器或响应温度、液体或汗液的传感器(在图中未示出)，可以结合到瓦片。
所有气体传感器14、17通过例如具有接触区域20的OR电路进行电气互连。来自气体传感器14、17的信号被引导到发射器6，所述发射器可以包括通信模块(在图中不可见)，例如PAN、LAN或WAN接口。发射器6可以由控制单元7控制。发射器6适于向连接的智能设备22发送在图2和3中用波示意性示出的信号21。在图3中，示出了若干不同的智能设备22，例如智能手表、平板电脑或智能手机。需要单个智能设备22，但是可以使用一个以上的智能设备。
本发明的系统1的功能如下。
如图10中所示，支撑表面11可以分成表面部分23的第一阵列。每个表面部分23可以具有传感器瓦片15或间隔瓦片16的形状，例如它们具有六边形形状。然而它可以具有任何形状。气体传感器14、17与每个表面部分23关联。因此，第一阵列或第二阵列的每个气体传感器14、17对形成支撑表面11的每个表面部分23周围的第一气体或第二气体的浓度进行测量。
由控制单元7控制的气体传感器14、17将关于每个表面部分23周围的第一气体或第二气体的浓度的信号发送到发射器6或控制单元7。随着时间重复该发送。第一气体或第二气体的该浓度可以根据测量所来自的表面部分23而不同。因此，可以检测身体12的某些身体部分在支撑表面11上的位置，例如头部26的位置。这是由于某些气体的浓度可能仅在某些身体部分附近发生变化的事实。随着时间监测浓度的这些变化。因此可以检测身体部分的位置甚至取向。
如果由气体传感器14、17测量的第一气体或第二气体的气体浓度随时间的变化在一个或多个表面部分23中，例如在头部26所在的部分23中超过或低于某个阈值，信号21将由发射器6发送到智能设备22，例如警告位于支撑表面11上的婴儿由于毯子覆盖婴儿的脸而遭受窒息风险。该检测可以如下进行。最初，婴儿(身体12)起初会正常呼吸；然而，由于呼气，毯子下的CO2的量会随着时间而增加。气体传感器14、17在该情况下可以检测到CO2的该连续增加，特别是在头部26所在的位置，并且当头部所在位置的检测浓度超过CO2的阈值浓度(例如高于百万分之13.000的浓度)时，发射器6向连接的智能设备22发送警报信号21，建议父母注意儿童。同样，如果没有毯子覆盖婴儿的脸，持续一定时间量的已经较低水平的CO2(例如，介于百万分之12.000至百万分之13.000之间)可能会导致睡眠障碍或慢性失眠。由此可以向智能设备22发送消息21，警告儿童可能的睡眠障碍。
诸如一氧化碳(CO)的其他特征气体也可以用作窒息事件或其他健康问题的指标。
传感器17的第二阵列可以用于检测例如包括乳酸的胃液混合物，其在与大气接触时产生特征气体混合物，即硫醇/硫化物(RSH)混合物。如果由气体传感器17的第二阵列检测到的该混合物的浓度高于阈值水平，例如它高于百万分之0.6，则可以向智能设备22发送信号21。持续一定时间量的RSH的较低水平(例如，介于百万分之0.1至百万分之0.5之间的RSH的浓度)也可能指示胃肠道问题。由此可以将信号21发送到智能设备22，指示可能即将出现的健康问题。
通过监测环境空气中的硫化氢(H2S)浓度，还可以检测附加的生理效应，例如排便。当检测到H2S(低于百万分之2)的出现时，将向用户的智能设备22发送信号，建议更换婴儿或老人的尿布。H2S的较低水平(例如，介于百万分之0.1至百万分之1.0之间)可能指示胃肠道问题。
控制单元7优选地包括存储器单元和CPU(在图中未示出)。优选地，控制单元7存储和分析来自气体传感器14、17的数据并且可以监测特定用户的数据，例如不同的气体浓度、温度分布或在床垫罩上检测到的汗液。根据用户的请求，CPU可以分析监测数据，并且通过通信模块6将评估报告发送到用户的智能设备22。
出于本说明书和所附权利要求书的目的，除非另外指示，否则表示量、数量、百分比等的所有数字应理解为在所有情况下由术语“约”修饰。另外，所有范围包括所公开的最大值和最小值点，并且包括其中的任何中间范围，所述中间范围可或可不在本文中具体列举。因此，在此上下文中，数字A理解为A±10％A。在此上下文中，数字A可被视为包括对于数字A修饰的属性的测量来说在一般标准误差内的数值。在如所附权利要求书中所使用的一些示例中，数字A可偏离上文所列举的百分比，只要A偏离的量不会显著影响所要求保护的发明的基本和新颖特征即可。另外，所有范围包括所公开的最大值和最小值点，并且包括其中的任何中间范围，所述中间范围可或可不在本文中具体列举。

Claims (15)

1.一种检测第一气体的系统，所述系统包括：
-限定支撑表面的床垫组件，所述床垫组件包括：
o气体传感器的第一阵列，所述第一阵列的每个气体传感器适于测量所述支撑表面的一部分的周围的第一气体的量，并且适于输出指示所述第一气体的测量量的数据，使得随着时间感测所述支撑表面的表面部分的第一阵列中的所述第一气体的量；以及
o适于向外部设备发送信号的发射器，所述信号包含指示所述第一气体的测量量的数据。
2.根据权利要求1所述的系统，包括一个或多个位置传感器，所述一个或多个位置传感器适于检测身体的一部分在位于所述支撑表面上时的位置。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述气体传感器的第一阵列适于测量由所述一个或多个位置传感器检测到的所述身体部分的位置的周围的所述第一气体的量。
4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的系统，其中所述气体传感器的第一阵列适于测量以下气体中的一种或多种：一氧化碳、二氧化碳、甲硫醇、硫化氢。
5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的系统，其中所述床垫组件包括：
-限定所述支撑表面的覆盖层；
-包括所述气体传感器的第一阵列的传感器层，所述传感器层位于所述覆盖层下方。
6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的系统，其中所述气体传感器的第一阵列包括多个电连接的气体传感器条。
7.根据从属于权利要求2时的前述权利要求中的一项或多项所述的系统，其中所述一个或多个位置传感器包括以下的一种或多种：
-温度传感器；
-重量传感器；
-相机。
8.根据前述权利要求中的一项或多项所述的系统，其中所述气体传感器的第一阵列包括：
-公共基板；
-附接到所述公共基板的多个气体传感器。
9.一种检测第一气体的方法，所述方法包括：
-提供限定支撑表面的床垫组件；
-在所述支撑表面中识别表面部分的第一阵列；
-检测存在于所述表面部分的第一阵列中的每个表面部分的周围的第一气体的量；以及
-向外部设备发送包含指示所述第一气体的测量量的数据的信号。
10.根据权利要求9所述的方法，包括：
-将身体定位在所述支撑表面上。
11.根据权利要求10所述的方法，包括：
-检测位于所述支撑表面上的所述身体的一部分的位置。
12.根据权利要求11所述的方法，包括：
-确定所述身体的被检测部分位于所述表面部分的第一阵列中的哪个表面部分中。
13.根据权利要求9至权利要求12中的一项或多项所述的方法，其中检测第一气体的量的步骤包括：
-形成集成在所述床垫组件中的气体传感器的第一阵列。
14.根据权利要求13所述的方法，其中形成气体传感器的第一阵列的步骤包括：
-油墨印刷、溅射或沉积合适的材料以在公共基板上形成所述气体传感器的第一阵列。
15.根据权利要求9至权利要求14中的一项或多项所述的方法，包括：
-形成所述支撑表面的周围的所述第一气体的浓度的二维图。
CN202180033078.1A 2020-05-07 2021-05-04 检测床垫组件的周围的第一气体的方法和系统 Pending CN115515478A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20173546 2020-05-07
EP20173546.1 2020-05-07
PCT/EP2021/061737 WO2021224266A1 (en) 2020-05-07 2021-05-04 Method and system to detect a first gas in the surrounding of a mattress assembly

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115515478A true CN115515478A (zh) 2022-12-23

Family

ID=70617026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180033078.1A Pending CN115515478A (zh) 2020-05-07 2021-05-04 检测床垫组件的周围的第一气体的方法和系统

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230181115A1 (zh)
EP (1) EP4146055A1 (zh)
JP (1) JP2023525044A (zh)
KR (1) KR20230006642A (zh)
CN (1) CN115515478A (zh)
WO (1) WO2021224266A1 (zh)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11259742B2 (en) * 2016-08-19 2022-03-01 Curiato Inc. System, method, and computer readable medium for dynamic pressure damage risk assessment and response
US20190053754A1 (en) * 2017-08-18 2019-02-21 Fitbit, Inc. Automated detection of breathing disturbances

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023525044A (ja) 2023-06-14
WO2021224266A1 (en) 2021-11-11
US20230181115A1 (en) 2023-06-15
EP4146055A1 (en) 2023-03-15
KR20230006642A (ko) 2023-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1653850B1 (en) Device for monitoring the condition of a human being
US9545342B2 (en) Multifunctional medical monitoring system
US10238551B2 (en) System and methods for monitoring defecation, urination, near-body temperature, body posture and body movements in young children, patients and elderlies
US6280392B1 (en) Infant condition monitoring system and method using load cell sensor sheet
CN211796408U (zh) 婴儿服装、吸收性物品
US20050107722A1 (en) Living body information detection and display apparatus
US20060047217A1 (en) Method and Apparatus for Infant Sleep Apnea Monitoring and Data Analysis
JP2005131036A (ja) センサシート
US20150095054A1 (en) Monitoring systems and method
JP6193650B2 (ja) 異常評価装置及び異常評価プログラム
ZA200601793B (en) Device for monitoring the condition of a human being
KR20170109934A (ko) 침대용 에어 매트리스의 헬스케어 시스템
US20220008015A1 (en) Mat for detecting biological information, device for detecting biological information, and system for distributing biological information
WO2015172246A1 (en) Multifunctional monitoring system comprising sensors attached to an absorbent article
JP4670512B2 (ja) 睡眠判定アドバイス装置
US20230181115A1 (en) Method and system to detect a first gas in the surrounding of a mattress assembly
KR20170099192A (ko) 사물인터넷 기반의 수면자세 감지 시스템
US20220071563A1 (en) Wearable health monitoring system
JP2000107154A (ja) 無呼吸検出装置
JP5006018B2 (ja) 生体情報計測用パネル及びそれを用いた生体情報計測システム
CN101553169A (zh) 病人监视系统
JP2002052009A (ja) 被験者データ測定用エアマット
JP6423055B2 (ja) 異常評価装置及びプログラム
RU181733U1 (ru) Система мониторинга показателей жизнедеятельности младенца, встраиваемая в пояс матраса
KR101940789B1 (ko) 자기 주도형 생활환경 안전진단 장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20221223