CN115697195A - 具有传感器的睡眠或休息家具和用于检测人员的生理参数的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种睡眠或休息家具，具有用于检测使用该睡眠或休息家具的人员(3)的生理参数的传感器。睡眠或休息家具的特征在于，传感器是至少一个热像仪(10)，该热像仪被布置在睡眠或休息家具处，并且睡眠或休息家具具有用于处理至少一个热像仪(10)的图像和/或温度信息的评估单元(11)，该评估单元与至少一个热像仪(10)连接。本发明还涉及一种用于检测在这种睡眠或休息家具中的人员的生理参数的方法。

Description

具有传感器的睡眠或休息家具和用于检测人员的生理参数的 方法

本发明涉及具有传感器的睡眠或休息家具，以及用于检测使用该睡眠或休息家具的人员的生理参数的方法。

在临床领域中，已知监测设备用来监测患者在睡眠期间的健康状态，以便能够例如在心脏功能和循环参数有危险的情况下进行干预。

同时，基于生理参数监测睡眠状态的设备也可用于非临床目的的商业化。例如，放置在床头柜上的这些设备借助麦克风和/或相机来检测睡眠期间的噪音和/或活动状态。从检测到的信息中导出睡眠状态，并记录该睡眠状态的时间过程。所记录的睡眠过程可以在以后被检索和评估。睡眠过程可以提供有关睡眠深度和安稳程度的信息。

除了使用相机和/或麦克风的系统之外，还已知一种基于传感器的系统，其中压敏传感器带放置在床垫上，并且该传感器带与记录传感器数据的移动电话(智能手机)连接。此外，从传感器数据中还导出心率和呼吸率。

从文献WO 2017/114950 A1已知一种睡眠或休息家具，其中用于检测振动、活动和/或声音的传感器被安装在睡眠或休息家具的支撑元件的一部分上，该部分与家具的支撑元件的其他部分是分离的。通过这种方式，即使在外来声音，尤其是脚步声得到良好抑制的情况下，也能实现对人员的振动或声音的良好检测。振动或声音的评估使得能够例如测定使用睡眠或休息家具的人的心率、呼吸率和/或活动状态。

在许多情况下，提到的生理参数已经反映了使用睡眠或休息家具的人员的健康状态，并且可以给出该人员是否存在健康风险以及是否有必要向护理人员或护理服务发出警告(Warnung)的提示。然而，有利地，进一步扩大监测使用睡眠或休息家具的人员的健康状态的可能性，并且将其扩展到无法在声学上检测到的疾病症状。

因此，本发明的任务在于创造开篇提及类型的睡眠和/或休息家具，其能够确定无法通过振动或声音检测到的生理参数。另一任务在于给出用于检测生理参数的方法。

该任务通过具有相应独立权利要求的特征的睡眠和/或休息家具或方法来实现。有利的设计方案和扩展方案是从属权利要求的主题。

根据本发明的睡眠或休息家具的特征在于，在睡眠或休息家具上布置有热像仪作为传感器。这样，使用睡眠和/或休息家具的人员可以被热像仪检测到，并且热像仪的信息可以被评估以确定人员的生理参数，例如以无接触的方式测定体温变化或者确定人员在睡眠时的活动模式。

将热像仪集成到家具中简化了热像仪与睡眠和休息家具的布线，特别是与布置在家具中或家具上的评估单元等部件的布线，导致系统更稳健，并且还能防篡改。

在此，热像仪是能够以非接触式方式有空间分辨率地检测温度信息并反映温度信息的任何装置。这可以通过将热辐射通过合适的光学器件引导到具有多个像点(像素)的平面传感器上来实现。可替代地，热辐射也可以通过合适的光学器件连同偏转且由此扫描的元件被引导到单独的传感器(例如，高温传感器)上。有利地，至少一个热像仪具有至少30°并且优选地至少60°的检测角范围，以便即使在用户处于睡眠或休息家具中的各种位置也能够进行检测。

例如，热像仪可以被布置在睡眠或休息家具的头部处，特别是如果睡眠或休息家具是床的话，优选是具有脚或可锁定轮的固定床。如果将睡眠或休息家具设计成护理床，还可以设置至少两个热像仪，其分别布置在护理床的侧栏处。在所有情况下，进一步优选地，至少一个热像仪在睡眠或休息家具上的位置和/或定向方面被灵活地布置，以便在考虑到个人睡眠位置的情况下该至少一个热像仪能够以最佳可能的方式定向。

睡眠或休息家具还具有与至少一个热像仪连接的评估单元，其用于处理至少一个热像仪的图像和/或温度信息。优选地，评估单元被设计用于评估至少一个热像仪的图像和/或温度信息的时间变化，并且被设置用于测定人员的体温作为生理参数。评估单元可以进一步被设置用于存储热像仪的信息和/或所测定的生理参数至少一有限的时间段。为此，评估单元包括例如用于存储生理参数的时间走向的存储器。

评估单元可以进一步被设计用于与网络连接，优选地与内联网或互连网连接，以便转发检测到的和/或导出的信息。为此，评估单元具有用于将生理参数传输到网络和/或移动设备中的传输单元。优选地，传输单元可以被设置用于将生理参数无线传输到网络中或传输到移动设备，特别是通过WLAN或蓝牙传输路径来无线传输。在这种情况下，可替代地或附加地可以通过基于网络的服务(云服务)进行存储和/或评估。使用外部存储服务提供了高可用性和长的数据存储持续时间。数据可以很容易地提供给各种其他实例进行评估或比较。这样的云可以是由外部服务提供商提供的存储空间，该存储空间由可通过互联网访问的服务器以分散和/或分布的方式提供。另一方面，也可以是所谓的个人云，其中存储位置是在本地提供的，例如以NAS(Network Attached Storage，网络附加存储)存储器的形式提供，可在内联网中访问该存储位置。最后，通过电缆直接连接到评估单元的大容量存储器也可以理解为在这个意义上的云。电缆连接(或更具体地说是有线连接)的云的其他形式包括USB大容量存储棒或存储卡，例如SD卡。

在睡眠或休息家具的另一有利的实施例中，评估单元或移动设备(评估单元的信息被传输到该移动设备)具有用于将生理参数与预定极限值进行比较的监测装置。通过这种方式，可以实现警告和警报功能，例如以便在识别到生理参数存在偏差的情况下呼救。

在另一有利的实施例中，睡眠或休息家具具有至少一个另外的传感器，特别是振动传感器或声音传感器和/或在可见光谱范围内敏感的相机，其中该另外的传感器也与评估单元连接。然后，评估单元被设置用于，基于另外的传感器的信息来测定使用睡眠或休息家具的人员的至少一个另外的生理参数。通过这种方式可以更可靠地识别异常或疾病，因为疾病通常会通过各种症状表现出来。

在另一有利的实施例中，睡眠或休息家具还具有电动家具驱动器，该电动家具驱动器具有用于调节家具部件的调节驱动器和用于控制调节驱动器的控制装置，其中评估单元与控制装置耦合或集成到控制装置中。通过这种方式，已存在于电动家具驱动器中的控制装置的部件(例如，供电单元、通信装置和/或包含连接可能性的外壳)也可用于评估单元。另外，如果使用电动家具驱动器的现有结构，则简化了热像仪的布线。此外优选地，评估单元可以集成到电动家具驱动器的控制装置中。此外，发送到电动家具驱动器的控制装置的信息可由控制装置直接使用，以控制家具驱动器的适当动作。例如可以规定，当识别到某些疾病状态时，电动家具驱动器的调节马达被激活，以便改变例如床的背部或脚部的位置，由此，床上的人员通常也会改变他们的睡眠位置，并采取舒缓的位置。另外例如可以规定，如果发送到控制装置的数据表明人员正离开或已经离开床，则可以临时打开与控制装置耦合的照明装置，例如所谓的床下照明装置。

根据本发明的用于检测使用这种睡眠或休息家具的人员的生理参数的方法包括以下步骤：由热像仪记录位于睡眠或休息家具中的人员的一系列图像。此外，识别至少一个图像区域，其中可以将温度与人员的体温相关联。然后，测定所识别的图像区域的温度和/或位置的时间变化。

因此，在根据本发明的方法中，首先基于可信度测试(Plausibilisierung)在热图像中识别人员。不考虑体温超出预期范围的对象。在此，可以将极限选择到即使热像仪没有精确校准也可以执行该方法的程度。然后，观察识别到的图像区域在测量的温度和/或位置方面的变化，以便能够做出关于健康状态的说明。

虽然该方法不需要精确的温度校准，但这种校准可以提高观察的有效性。在该方法的有利的扩展方案中，包括以下附加步骤：将显示设备与评估单元耦合，该评估单元与热像仪连接，并且在显示设备上显示热像仪的图像。然后，例如由护理人员选择图像上人员的一个身体区域，并借助于温度计测量人员的这个身体区域的体温。在显示设备上显示的图像上选择身体区域，并将测量的体温输入到与显示设备耦合的输入设备。基于选择的身体区域和输入的体温来校准热像仪的图像的温标。例如，移动设备可以用作显示设备和输入设备。

有利地，这种校准方法可以容易地执行，并且可以借助在护理区域通常有的温度计(例如，非接触式红外温度计)来执行。

下面基于实施例并借助附图更详细地阐述本发明。

附图示出：

图1示出了其上安装有热像仪的床的示意图。

在图1中，以睡眠家具为例示出了床1的示意图。

床1具有框架，床垫被放置在框架上。热像仪10被布置在框架的头部2上。热像仪10在由热像仪10的光学器件预定的检测角度范围内非接触式地检测一定数量的图像元素(像素)的温度分布。

在此，热像仪10可以在床1的制造过程中就已经集成到床1的部件中，也可以在床1的制造过程中或之后紧固在家具上。将热像仪10定向成使得躺在床1中的人员的头部定位在热像仪10的检测范围内。为了能够足够灵活地检测人员3，热像仪10的检测角范围为至少30°、优选至少60°，并且特别优选地超过100°。

热像仪10在床1的头部2上的定位在图1中仅示例性地示出。考虑到热像仪10的安装位置，选择检测角度范围使得热像仪在人员3的任何通常定位都能检测到他的头部。

在可替代的设计中，热像仪10也可以被安装在其他位置，特别是在护理床的情况下也可以安装在床的侧栏上。还可以设想，在床1上布置有多于一个的热像仪10。特别地，如果从侧面拍摄，则使用至少两个热像仪10是有意义的，每个热像仪从一侧朝床1的中间定向。

还可以设想，将至少一个热像仪10安装在家具上，该家具与睡眠或休息家具形成一个整体的单元，例如边桌或床头柜。从这个意思上说，边桌或床头柜应理解为睡眠或休息家具的一部分。

此外，还可以设置不直接布置在睡眠或休息家具或属于该睡眠或休息家具的家具上的热像仪，而是设置与该睡眠或休息家具相关联的热像仪，其热图像作为补充进行评估。例如，可以使用安装在床对面的墙上但朝向床的热像仪。

在所有上述情况下可以规定，热像仪10被布置成使得其位置和/或定向可以进行调整。为此，可以例如通过夹具或闩锁装置来固定热像仪，以改变其位置。还可以设想，在一个或更多个空间方向上设置枢转装置，以便能够改变相机的定向。另一种可能性是，将相机布置在灵活的支架上(例如，鹅颈架)，该支架能够改变定位和定向。

在所示的实施例中，热像仪10与同样布置在床1上的评估单元11连接。在热像仪10的有利的定向下，特别是人员3的头部尽可能居中地定位在热图像中。为了实现这一点，评估单元11可以以各种方式支持护理人员。例如，可以规定评估单元11将热图像传输到显示设备来显示，借助该显示设备可以使热成像仪10定向。例如，该显示设备可以是护理人员的移动设备(例如，智能手机或平板电脑)。

可替代地或附加地，可以在评估单元11中进行自动图像评估，该评估单元例如测定指示体温的温度分布的重心并且经由诸如发光二极管(LED)的简单显示元件指出重心是否近似位于图像的中心。例如，绿色LED可以指示正确的定向，并且可选地，多个(例如，红色)方向箭头表明热像仪10必须朝哪个方向枢转，以便实现正确的定向。

评估单元11评估由热像仪10提供的图像和温度数据，将该图像和温度数据存储至少一有限的时间段并导出关于人员3的生理参数的信息。优选地，评估单元11连接到网络4，优选地连接到内联网或互连网，以便转发检测的和/或导出的信息。

评估单元11例如可以经由网络4与外部存储器连接。一方面，该外部存储器可以是云，例如由外部服务提供商提供的存储空间，该存储空间由可通过互联网访问的服务器以分散和/或分布的方式提供。另一方面，该外部存储器也可以是所谓的个人云，其中存储位置是在本地提供的，例如以NAS存储器的形式提供，可在内联网中访问该存储位置。最后，通过电缆直接连接到评估单元的大容量存储器也可以理解为这个意义上的云。电缆连接(或更具体地说是有线连接)的云的其他形式包括USB大容量存储棒或存储卡，例如SD卡。这些云形成的存储元件可以设置在不同的位置和部件上，例如也可以设置在PC(PersonalComputer，个人计算机)或作为移动设备的智能手机中。

此外，评估单元还可以具有用于将生理参数与预定的极限值进行比较的监测装置，从而可以在识别出对人员有健康危害的情况下向这个人员或其他人员发出警告。为此目的，评估单元优选地具有用于输出警告信号的信号装置。

可替代地，可以规定经由网络4输出警告消息，以便在耦合的设备上输出，例如在护理人员或护理服务的移动设备上输出。代替与网络4的连接，在评估单元11中还可以存在传输单元，该传输单元将警告消息直接传输到移动设备或其他外部设备。然后优选地，传输单元被设置用于无线传输到移动设备或其他外部设备，特别是经由WLAN或蓝牙传输路径。有线耦合到外部单元也是可以设想的，例如，如果外部单元是疗养院的工作人员呼叫系统的话。经由网络4输出的警告消息可以设计成多级的并且可以包括例如预警级，在人员3接近热图像的图像边缘时已经触发了该预警级。这可以视为检查人员3在床1中的位置以及检查热像仪10是否正确定方向的要求。然后，例如，当在热像仪10的图像范围内实际上不再识别到人员3时，可以触发下一个警报级。

还可以规定将生理参数(即，至少所测定的体温)传送到移动设备或另外的外部单元。然后，生理参数与预定的极限值的比较也可以由评估单元11在外部进行。

可替代地，监测装置本身可以设计在评估单元的外部并且可以与评估单元连接。例如，这种外部的监测装置可以在移动设备中形成。为此所需的功能可以通过相应的程序(“App”)提供。外部的监测装置也可以是警报中心的一部分，例如在护理装置中。

优选地，热像仪10的信息不是以绝对值评估的，而是对观察到的变化进行评估。通过这种方式，即使没有对热像仪10进行精确校准，也可以获得关于人员3的生理状态的重要信息。

为了进行评估，首先基于可信度分类来识别，所识别到的温度模式是否可以与人员相关联。为此，可以使用检测到的数据的空间和/或时间变化行为。例如，一个识别到的周期性增加和减少的热源可能表明是香烟，而非常突然出现的和消失的热源可能表明是打火机，或例如从床头柜上短时间拿起并喝完后又放下热饮杯。相比之下，可以将温度在短时间内保持恒定并且在较长时间段内仅略有变化的热源与人员相关。

尽管特别优选地是考虑温度变化而非考虑绝对测量的温度，但在极端情况下，绝对测量值可用于识别热源。在这方面，特别地，生理性测量的测量数据表明温度远高于体温(即使热像仪没有精确校准)，因此更有可能与其他热源(例如，上述香烟、打火机(甚至是火)和/或饮料杯)相关。

如果人员(例如，图1中所示的人员3)被识别为可能的热源，则这已经提供了关于这个人员是否在床上或刚刚离开的信息。这些信息本身也很有价值，必要时可以由上述监测装置作为警告信息传递出去。

可以从被识别的人员那里记录温度，以便能够观察温度变化并对其进行有意义的评估。

呈点状或区域性逐渐升高的温度表明出现了具有发烧症状的疾病。在此，还可以将人们由于不同的睡眠阶段而表现出的典型温度变化考虑在内。

通过热像仪10对人员3进行检测，也可以记录人员3的活动模式，对该活动模式进行分析，必要时还可以得出关于人员3的生理状态的结论。在此，例如，可以根据先前提到的人员3的活动状态来识别睡眠阶段。偏离典型睡眠模式的活动状态也可以得出有关疾病的结论。

即使优选地不对由热像仪10输出的温度信息进行绝对分析，而是对其随时间的变化进行分析，也可以对热像仪10进行校准，并且可能是有帮助的，特别是能够可靠地识别热源并能够对其进行区分。

为此，例如可以规定，例如由护理人员借助温度计在热图像上可识别且容易识别的身体部位(例如，在人员3的额头上)进行校准测量。为此，例如将热图像从评估单元11传输到护理人员的移动设备。例如，这可以通过网络4与移动设备耦合来完成，或直接通过WLAN或蓝牙来完成。优选地，使用非接触式方法来测量温度，例如借助于红外测温仪来测量温度。

可以在移动设备上将测量值与(当前)相机校准的数据进行比较。如有偏差，则可以在热像图的显示屏上选择测量点或与测量点对应的区域，并且输入温度计的测量值。该值被拿来用于校准并相应地被传输到热图像的所有其他区域。

可替代地或附加地，除了热像仪之外，还可以设置在光的可见光谱范围内敏感的相机。基于此相机，可以记录人员的肤色，从而可以得出有关皮肤表面可能的发射系数(Emissionsfaktor)的结论。此外，诸如室温和/或湿度的环境值可以由相应的传感器来测量，并且由此基于已知算法导出由热像仪10输出的温度信息的校正值。

还可以规定，床1具有带有至少一个调节驱动器的电动家具驱动器，用于调节一个或更多个可移动的家具部件。例如也经常出现在护理床中的这种电动家具驱动器通常具有控制装置，该控制装置接收一个或多个手动操作单元的控制指令并且控制调节驱动器。在这样的设计中，优选地评估单元11可以与控制装置耦合或被集成到控制装置中。

通过这种方式，电动家具驱动器的控制装置的现有部件(例如，供电单元、通信装置和/或包含连接可能性的外壳)也可以用于评估单元。另外，如果使用电动家具驱动器的现有结构，则简化了热像仪10的布线。

在图1所示布置的扩展方案中，除了热像仪10之外，还可以在床1上布置另外的传感器或将另外的传感器分配给床1，并与评估单元11耦合。例如，用于记录固体传声或空气传声的振动传感器或声音传感器器可以连接到评估单元11。这种声音传感器例如可以由电容式麦克风形成。可以提供压电元件作为振动传感器。振动和/或声波的检测允许确定脉搏频率和呼吸频率。

参考标记列表

1床

2头部

3人员

4网络

10 热像仪

11 评估单元。

Claims (17)

1.一种睡眠或休息家具，具有用于检测使用所述睡眠或休息家具的人员(3)的生理参数的传感器，

其特征在于，

所述传感器是至少一个热像仪(10)，其被布置在所述睡眠或休息家具上，并且所述睡眠或休息家具具有与所述至少一个热像仪(10)连接的评估单元(11)，所述评估单元用于处理所述至少一个热像仪(10)的图像和/或温度信息。

2.根据权利要求1所述的睡眠或休息家具，其中，所述评估单元(11)被设计用于评估所述至少一个热像仪(10)的所述图像和/或温度信息的时间变化。

3.根据权利要求2所述的睡眠或休息家具，其中，所述评估单元(11)被设置用于测定人员(3)的体温作为生理参数。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的睡眠或休息家具，具有至少一个另外的传感器，特别是振动传感器或声音传感器和/或在可见光谱范围内敏感的相机，所述另外的传感器也与所述评估单元(11)连接，其中，所述评估单元(11)被设置用于基于所述另外的传感器的信息测定人员(3)的至少一个另外的生理参数。

5.根据权利要求3或权利要求4所述的睡眠或休息家具，其中，所述评估单元(11)具有用于存储所述生理参数的时间走向的存储器。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的睡眠或休息家具，其中，所述评估单元(11)具有用于将所述生理参数与预定极限值进行比较的监测装置。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的睡眠或休息家具，其中，所述评估单元(11)具有用于将所述生理参数传输到网络(4)和/或移动设备中的传输单元。

8.根据权利要求7所述的睡眠或休息家具，其中，所述传输单元被设置用于将所述生理参数无线传输到所述网络(4)或所述移动设备，特别是经由WLAN或蓝牙传输路径来无线传输。

9.根据权利要求7所述的睡眠或休息家具，其中，所述移动设备具有用于将所述生理参数与预定极限值进行比较的监测装置。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的睡眠或休息家具，其中，所述至少一个热像仪(10)具有至少30°，并且优选至少60°的检测角范围。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的睡眠或休息家具，所述睡眠或休息家具被设计成床(1)，其中所述至少一个热像仪(10)被布置在所述床(1)的头部(2)处。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的睡眠或休息家具，所述睡眠或休息家具被设计成护理床，其中，设置有至少两个热像仪(10)，所述至少两个热像仪(10)分别被布置在所述护理床的侧栏处。

13.根据权利要求1至14中任一项所述的睡眠或休息家具，其中，所述至少一个热像仪(10)在所述睡眠或休息家具上的位置和/或定向方面被灵活地布置。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的睡眠或休息家具，还包括电动家具驱动器，所述电动家具驱动器具有用于调节家具部件的调节驱动器和用于控制所述调节驱动器的控制装置，其中，所述评估单元(11)与所述控制装置耦合或被集成到所述控制装置中。

15.一种用于检测在根据权利要求1至14中任一项所述的睡眠或休息家具中的人员的生理参数的方法，包括以下步骤：

由热像仪(10)检测位于所述睡眠或休息家具中的人员(3)一系列图像；

识别图像区域，其中将温度与人员(3)的体温相关联；以及

检测所识别图像区域的温度和/或位置的时间变化。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括以下步骤：

将显示设备与评估单元(11)耦合，所述评估单元(11)与所述热像仪(10)连接；

在所述显示设备上显示所述热像仪(10)的图像；

选择所述图像上人员的一身体区域，并借助于温度计检测在所述身体区域中人员的体温；

在所述显示设备上显示的所述图像上选择所述身体区域，并将所述体温输入到与所述显示设备耦合的输入设备；以及

基于所选择的身体区域和所输入的温度，校准所述热像仪(10)的图像的温标。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述显示设备和所述输入设备由移动设备提供。

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