CN207803893U - 垫子 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种垫子（110），所述垫子由弹性泡沫或橡胶材料制成并具有可单独控制的气囊（120，120a），所述气囊（120，120a）被横向插入并具有至少一个压力测定传感器，可以通过控制装置基于算法来调节所述气囊（120，120a）中的压力，所述算法与由所述控制装置进行的睡眠质量计算相关联和/或遵循压感改变原则。本实用新型还涉及一种对应的方法。

Description

垫子

本发明涉及由泡沫材料（如乳胶或微孔材料）制成的垫子，所述垫子具有横向整合的气囊，所述气囊的内压可测并且在适当的时候进行单独调节，以获得不同的卧躺理疗和治疗效果。通过整合在所述垫子中的控制装置来进行所述调节，所述控制装置被称为“智能盒”，其通过LAN或WLAN连接至互联网服务器或本地计算机以获取与功能相关的信息。

根据本发明的垫子的一个必要功能是该垫子能够通过自动学习功能被调节至能够获得最佳的睡眠和卧躺效果的支撑结构。所述自动学习功能是指人体工程学功能。通过在整个夜间睡眠过程中检测身体特定点的压力来记录睡眠，根据算法来分析睡眠质量。所谓的“睡眠质量指数（SQI）”就是通过这种方式来计算的。

额外的算法启动对所述垫子的支撑结构的调节，再次评测其效果，使得该系统在睡眠质量已改进的情况下继续维持该系统采样模式，如果效果更差则再次尝试和重复该过程，直至获取最好的睡眠质量。

另一种功能被称为“压力改变功能”，该功能在“感应变化效应”现象之后根据所述垫子的用户选择的时间间隔一次又一次的改变所述垫子的支撑结构，使得对神经通路的刺激效果暂时缓解，这有助于永久的消除疼痛和其它严重症状。所述“感应变化效应”基于以下事实：在改变躺卧姿势或改变垫子的支撑结构时，自脊柱发出的脊神经不会一直直面压力，而是会随着垫子的支撑结构的轻微改变进行类似的改变或位移。因此，脊神经（在躺下时发生的背痛有时要归因于脊神经受到了刺激） 承受不断变化的机械负荷，从而通过将压力位移至脊柱的其它区域来防止各种严重症状。对于容易受到较大刺激影响的老年人而言，这种变化效应必须以更短的间隔进行。为此，实际用户可以从提供的不同选项中选择垫子支撑结构变化的时间间隔。

鉴于针对个体用户调节的垫子可以提供更好的睡眠和休息效果，发明人和制造商最近致力于制造可定制垫子。虽然这种类型的垫子可能有利于健康，但是要从人体工程学上确定正确的支撑结构并确保其长期使用是很困难的，因为这个过程很复杂，不仅要考虑材料的损耗，还要考虑使用者的身体变化。

当充气垫（不再是单囊概念，而是当今的多囊概念）上市的时候，许多建造者和制造商已经使用空气作为承重和调节元素。在这方面，仅可能针对个体用户做出有限并且不那么精确的调节，在这种情况下，对理想的支撑结构进行维护就要依靠用户自己操作，但是总体说来用户缺少足够的技术训练和经验来进行目标明确且效果令人满意的操作。

在单体垫领域，垫子的调节不是通过气囊来进行，而是通过微孔材料层（虽然实际使用中还是会提供和使用辅助服务）来进行，使得垫子的用户可以系统的接受专业咨询人员的指导以获得最佳的躺卧效果，用户需要自己对垫子进行物理调节，需要把垫子打开并改变单个的支撑元件。这有时会比较困难，尤其是对老年人而言。

本发明通过以下方式解决了以上所有问题:使用具有一个接一个紧密排列的不同填充物的气囊来替代支承层获得支撑结构，这样就能够不依靠用户干预就可以进行调节。一方面，这使得用户（和微孔材料制成的单体垫情况一样）可以利用与用户沟通并分析和评估所获得的睡眠效果的职业辅助服务，但是之后必须对垫子的支撑结构进行的调节不必由用户来操作，而是由咨询人员通过互联网连接直接传达至垫子使支撑结构进行相应的改变。另外，根据本发明，不必由咨询人员指明最佳的躺卧效果，用户可以将改进过程直接交给垫子，而不必浪费时间与咨询人员沟通。

根据本发明的垫子的另一个创新之处在于睡眠监视功能，其可以记录、评估和记载整个睡眠过程。为此，整合了压力传感器，特别是在通往气囊的充气管中，其可以对作用于特定气囊的压力进行永久测定，使得控制装置（位于垫子内部或外部）可以基于算法确定用户的睡眠姿势（侧睡、仰睡或俯睡）发生变化、夜间休息时这些变化发生的频率以及在各个情况下所采用的睡眠姿势。所述睡眠监视是基于睡眠质量或SQI的计算，其同样由所述控制装置利用其独有算法来实现。

在本发明的另一个具体实施方式中，优选扁平的高敏感度压力传感器被进一步整合进入垫子的休息表面区域，即使用状态下的上部。这为根据本发明的垫子获得其它特性提供了基础，而这些特性从未在垫子或其它消费品中使用过。

为此，本发明提供了警告装置，用于警告用户健康问题。所述健康问题尤指睡眠呼吸暂停现象以及其它早期健康问题，所述睡眠呼吸暂停现象和其它早期健康问题可以基于高敏感度压力传感器对心脏和呼吸活动的测定并且将测定结果与预先存储在电脑中的对照标准进行对比来识别。

因此，基于这些心脏和呼吸测定，算法可以被当作“家庭”睡眠实验室来区分深度睡眠和快速眼动(REM)睡眠，在这方面，睡眠呼吸暂停的次数、单次时间和持续时间被确定以在超过预设限制值的情况下启动相应的警报。

其它算法可以用来区分心脏及呼吸活动的正常值和异常值（以对照标准的形式存储在电脑或服务器中），并且在超过限制值的情况下启动警报。因此，疾病或病症早期监控的理念被首次引入人类家庭环境，其使用被永久观测的身体每晚在床上给出的信号，其与早期警报健康护理装置的对应警告功能相关联。

特别地，在这方面，可以进一步想到垫子中的所述高敏感度压力传感器检测以微震荡形式存在的机械压力脉冲，例如由于睡在垫子上的人的心跳和呼吸所产生的机械压力脉冲。举例而言，心跳频率、强度、强度震荡和速率可以由此被所述高敏感度压力传感器检测到。由躯干区域呼吸引发的机械压力脉冲也可以由所述高敏感度压力传感器记录。每次的压力脉冲形成压力分布图，其对呼吸或心跳意义重大，并且与至少一个预存和/或预设的压力分布图进行对比。通过将预存压力分布图与实际压力分布图进行对比，可以获得关于功能是否正常或出现重大偏差的信息，这可以被用于推测疾病或病症的可能的发展进度，以启动某些功能，如警告功能。

在发明人为了该目的特意进行的研究中，累计的对照标准-特别是压力分布图-被分为多个类别以区分不同的临床图片。另外，可疑事件可以被分拆，以将怀疑指向特定的健康风险方向，例如中风、心肌梗塞、癌症、糖尿病等。因此，警报功能也可以以通知的形式发送，例如直接自动以电子邮件的形式发送给初级护理医师，使得所述医师可以根据与患者相关的医疗评估记录来分析和评估可能的可疑事件，以在必要的时候建议所述垫子的用户（即所述医师的病人）进行更彻底的医疗检查。

由所述垫子提供的与呼吸活动相关的压力脉冲优选地通过独有算法与心跳提供的微震荡相关联，从而可以基于这两个测定值以类似于巡航定位的方式确定第三测定值，所述测定值的信息价值大于各个测定值被单独考虑时的信息价值。同样在这种情况下，可以对这些通过定位方法确定的测定值进行处理以给出分布标准，所述分布标准与至少一个对照标准(即压力分布图)进行对比，所述至少一个对照标准利用所述研究中的相同方法确定并在此前的时间被存储，和/或预设一个压力分布图，在发生重大偏差的情况启动某些功能，如警报功能。

所述定位方法可任选的增加一个或多个测定值，例如温度值和生化值，从而在这种情况下，基于独有算法，所述两个以上测定值，特别是（例如通过温度传感器和/或湿度传感器获得）心脏活动、呼吸活动、身体温度和生化值等测定值，生成另一个测定值，所述测定值的信息价值不仅大于各个测定值被单独考虑时的信息价值，更是大于在所述定位方法中利用两个初始测定值获得的测定值得信息价值。

还可以想到使用医疗诊断软件来评估在压力传感器的辅助下确定的压力分布图，以确定在垫子上的人的睡眠模式是否存在病理学改变。

在本发明的另一个具体实施方式中，测定身体温度的至少一个高敏感度温度传感器被整合进垫子，优选地被整合进休息表面区域，即垫子的上部。另外，在该具体实施方式中，还可以将细的毛细管整合进在垫子，优选地被整合进所述垫子的上表面，所述细的毛细管装有液体，优选地为可根据需要通过垫子外部或内部的模块加热或冷却的水。在身体温度升高的情况(可推断病态情况)下，位于垫子智能盒中的或服务器的计算机预设垫子是否被加热以及加热多久。垫子用户的身体因此感受到垫子带热能的支撑，类似于热水袋的健康效果，所述热能将帮助用户更快的战胜疾病。一旦身体再次达到正常温度，所述垫子也同样再次被设置到正常问题。作为可选项，所述系统在超过正常身体温度时启动警报功能。

所述用于确定身体温度或确定是否超出正常值的方法是基于所述垫子获取永久温度测定值的系统，所述测定值的均值被用于通过算法确定正常身体问题。因周围环境（即盖的东西、垫子材料、衣物和周边温度）所致的身体温度不同而导致的不确定因素可以因此被排除。长期计算的平均温度值相应的形成计算基础，用于确定正常体温，从而基于所述正常值，可以稍后确定已超出正常体温，并且能够确定超出值。

在本发明的另一个具体实施方式中，所述垫子内可以包括附加的高敏感度湿度传感器，所述附加的高敏感度湿度传感器优选的位于垫子的休息表面区域（即垫子的上部）。通过所述附加的高敏感度湿度传感器，所述系统可以通过身体产生的湿气（即汗液）提供与生化参数相关的信息，这些信息然后可以作为特定健康状态的指标。这些参数可以被纳入对照标准的分析并进一步提供用于上述定位方法的补充测定值。

以下结合对应附图以非限定具体实施方式进一步描述本发明。

图1显示了根据本发明的装置100，所述装置100具有一个接一个排列的气囊120并且被整合在所述垫子110的横向方向，通过控制装置200控制所述气囊120填充空气。在这方面，所需的压力传感器被放置在所述控制装置200中。通过LAN或WLAN连接传输指令。

图2显示了垫子110三种不同支撑或压力结构130a、130b和130c，这些结构在压力改变功能起作用时按照固定顺序自动形成。

图3显示的是基于本发明的具有睡眠监控功能的方法的示意图。在本发明的这个变形中可以看到单独的气囊120和气囊120a，对所述气囊120a内的气压采取永久性测量。在此测定的压力值被发送至控制装置200，所述控制装置200通过垫子用户在先确定的躺卧结构300与不同的躺卧姿势301进行对比，并可以因此确定所述躺卧姿势301在各个时间进行适应调节。

图4显示了根据本发明的具有人体工程学功能的方法，根据该方法被控制的垫子110根据算法小范围调节支撑或压力结构130a、130b、130c、130d，然后通过检测到的躺卧分布图300a、300b、300c对睡眠质量进行评估，并因此评估所述支撑结构130a、130b、130c、130d的调节是否改善了睡眠质量。改善后的睡眠质量以数值310表示，睡眠质量指标（SQI）通过算法与不同的用户姿势关联。这种信息启动对支撑结构130a、130b、130c、130d的进一步调节，重复该操作直至获得最佳睡眠质量。

图5显示了本发明的另一个具体实施方式，其中根据本发明的垫子110具有气囊120，所述气囊120位于垫子下部110a,所述气囊120的内压可以用上文所述的方法调节以获得最佳睡眠质量所需的支撑结构300。在形成休息表面的垫子上部110b，设置有扁平压力测定装置400，所述扁平压力测定装置400由大量的高敏感度压力测定传感器构成，所述高敏感度压力测定传感器可以检测躺在垫子110上的人的呼吸和心跳而产生的微震荡并使用控制装置200将其直接或通过智能电话、平板或其它计算机设备发送至互联网服务器，例如通过WLAN或蓝牙发送所述压力脉冲。

另外，在本发明的这个具体实施方式中，所述垫子上部110b设置有补充传感器，特别是温度传感器410和湿度传感器420，所述补充传感器用于检测身体温度或生化参数等参数，例如被算法用于早期疾病检测的参数。

Claims (6)

1.一种垫子，所述垫子由弹性泡沫或橡胶材料制成并具有可单独控制的气囊（120，120a），所述气囊（120，120a）横向放置，其特征在于包括：

-至少一个压力测定传感器，

-一个控制装置（200），用来控制所述气囊（120，120a）中的压力，

-所述至少一个压力测定传感器被放置在控制装置（200）中,

所述控制装置（200）被放置在所述垫子(110)的内侧,

还包括设置在形成休息表面的垫子上部的扁平压力测定装置，所述扁平压力测定装置由大量与控制装置连接并用于测定心跳和呼吸的高灵敏度压力测定传感器构成。

2.根据权利要求1所述的垫子，其特征在于，还包括至少一个温度传感器。

3.根据权利要求2所述的垫子，其特征在于，还包括温度调节装置。

4.根据权利要求1所述的垫子，其特征在于，还包括高敏感度湿度传感器。

5.根据权利要求1所述的垫子，其特征在于，所述控制装置（200）通过互联网与至少一个数据交换服务器相连。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的垫子，其特征在于还包括警告装置。