DE602004005596T2

DE602004005596T2 - Einrichtung zur anzeige eines falls

Info

Publication number: DE602004005596T2
Application number: DE602004005596T
Authority: DE
Inventors: Eelis CEDERSTRÖM; Ilkka Korhonen
Original assignee: IST International Security Technology Oy
Current assignee: IST International Security Technology Oy
Priority date: 2003-06-25
Filing date: 2004-06-24
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2024-06-25
Also published as: FI20035106A0; WO2004114245A1; DE602004005596D1; EP1642248A1; FI114246B; EP1642248B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Anzeige eines Sturzes, bestehend aus einem tragbaren Gerät zur Befestigung am Handgelenk oder einer anderen Körperstelle.
Unfälle durch einen Sturzvorgang treten häufig bei älteren Menschen auf. Nach einem Sturz ist eine ältere Person oft nicht in der Lage, von selbst wieder aufzustehen und benötigt daher Hilfe. Mittels üblicher Sicherheitsalarmgeräte ist eine ältere Person selbst in der Lage, durch Drücken der Alarmtaste, die sie an sich trägt, Hilfe anzufordern. Das Problem bei dieser Methode besteht jedoch darin, dass die ältere Person aufgrund des Sturzes so stark verletzt sein kann, dass sie nicht in der Lage ist, Hilfe zu rufen, z.B. aufgrund von Bewusstlosigkeit. Ein automatisches Sturzdetektorsystem könnte automatisch einen Alarm erzeugen, sollte die ältere Person selbst nicht in der Lage sein, aufzustehen oder den Alarm zu aktivieren.
Die derzeit verwendeten automatischen Sicherheitsalarmgeräte, die einen Alarm selbst dann aktivieren können, wenn der Benutzer dazu nicht in der Lage ist, wenden zwei Methoden an, die für solche Sturzsituationen auf unterschiedlichen Prinzipien beruhen.
Das IST Vivago Wrist-Care-Gerät misst die Bewegung des Handgelenks des Benutzers. Sollten keine Bewegungen festgestellt werden, oder wenn die Anzahl der Bewegungen über eine längere Zeitperiode gering ist, sendet das Gerät einen automatischen Alarm. Die Idee besteht darin, dass dieser Zustand nicht normal ist. Das Gerät ist nicht in der Lage, Stürze direkt zu erfassen, es kann jedoch einen Immobilitätszustand möglicherweise nach einem Sturz erfassen und so einen Alarm auslösen. Das Problem dieser Methode besteht darin, dass ein Alarm dieser Art nicht sehr speziell ist und, um falsche Alarme zu vermeiden, muss die Alarmverzögerung relativ lang sein (30 min. bis 3 h).
Die z.B. in den Patentanmeldungen GB 2323196 , EP 0 877 346 A und EP 1 128 349 A1 beschriebenen Sturzdetektoren beruhen auf der Messung der Beschleunigung, Geschwindigkeit und Haltung des Körpers und mittels dieser auf der Anzeige des Sturzunfalls durch verschiedene Algorithmen. Studien haben gezeigt, dass ein solches Gerät relativ zuverlässig ist und eine kurze Verzögerung hat, jedoch bei diesem und allen anderen entsprechenden Methoden das Problem die Verwendbarkeit des Gerätes ist. Bei dieser Methode wird der Bewegungszustand mittels eines Gerätes gemessen, das am Rumpf befestigt getragen werden muss, z.B. an einem Gürtel. Wenn es an den Extremitäten befestigt wird, z.B. dem Handgelenk, funktioniert das Gerät nicht. Die Verwendung eines gesonderten Gerätes, das an einem Gürtel getragen werden muss, wird in der Praxis oft versäumt, was bedeutet, dass Hilfe nicht verfügbar ist, wenn sie benötigt wird. In der Praxis liegen die am meisten geeigneten Stellen für das Gerät bei Langzeitverwendung in einem Handgelenksband und einem Anhänger.
Ein optimaler Sturzdetektor sollte leicht zu tragen, zuverlässig sein und eine möglichst kurze Alarmverzögerung haben.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Gerät zu schaffen, mit dem die sich auf die oben erwähnten Methoden und Geräte beziehenden Probleme vermieden werden können.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 beschriebenen Merkmale gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beruht auf der Tatsache, dass mittels eines empfindlichen Barometers (eines Drucksensors), der an einem Sicherheitshandgelenksband oder einem entsprechenden tragbaren Alarmgerät befestigt ist, Unterschiede des Luftdrucks ermittelt werden können, die einer vertikalen Verstellung von etwa 0,5 m entsprechen. Die erforderliche Messauflösung wird z.B. mittels Sporthandgelenkcomputern erreicht, die einen Altimeter bzw. ein Höhenmessgerät aufweisen, das auf der Luftdruckmessung beruht. In der einfachsten Ausführungsform beruht die Anzeige eines Sturzes auf einer raschen Änderung des gemessenen Luftdrucks.
Wenn die Bewegungsmessung mit der Luftdruckmessung des Handgelenks kombiniert wird, kann die Zuverlässigkeit des Sturzalarms erhöht werden. Durch Messung der Bewegung können die Starkbewegung, die durch den Sturz hervorgerufen wird, und ein bewegungsloser Zustand nach dem Sturz, der z.B. auf Bewusstlosigkeit zurückzuführen ist, ermittelt werden.
Änderungen des Umgebungsluftdrucks aufgrund offener Türen oder einer Klimatisierung in der Wohnung können mittels eines weiteren Bezugssensors kompensiert werden, der in der Wohnung fest installiert ist. Die Sicherheitsalarmgeräte übertragen die Alarme und alle Messdaten zu einer festen Basisstation in der Wohnung drahtlos mittels eines Nahbereichsenders. In der Basisstation kann vorteilhafterweise ein zweiter Drucksensor zur Messung des Luftdrucks in der Wohnung angeordnet sein. Wenn das tragbare Alarmgerät die Luftdruckdaten zur Basisstation sendet, ist sie in der Lage, die geänderten Daten mit dem Signal ihres eigenen Drucksensors zu vergleichen. Wenn von beiden Sensoren gleichzeitig die gleiche Änderung festgestellt wird, bezieht sich dies auf eine Änderung des Umgebungsdrucks und nicht auf einen Sturzvorgang.
Die Zuverlässigkeit der Sturzermittlung kann auch erhöht werden, wenn das Handgelenksband oder das tragbare Alarmgerät automatisch feststellt, dass es vom Benutzer richtig getragen wird. Im Falle eines Handgelenksbands kann dies vorteilhafterweise z.B. durch Widerstandsmessung der Haut am Handgelenk geschehen. Wenn das Gerät nicht feststellt, dass es am Arm befestigt ist, zeigen Druckänderungen keinen Sturz an. Auf diese Weise können falsche Alarme, die sich z.B. durch Herabfallen des Gerätes ergeben, beseitigt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen
1: als Blockdiagramm ein Gerät gemäß der Erfindung zeigt, das aus einem Sicherheitshandgelenksband besteht, und
2 das Verhalten der Messsignale zeigt, die von dem Gerät gemäß der Erfindung bei einem Sturzunfall gemessen werden.
1 zeigt ein Sicherheitshandgelenksband 1, das vom Benutzer getragen wird und in drahtloser Datenkommunikation mit der Basisstation 2 steht, die sich im selben Gebäude oder in derselben Wohnung 14 wie der Benutzer befindet.
Das Sicherheitshandgelenksband 1 hat einen empfindlichen Drucksensor 5 zur Messung von Luftdruckänderungen, einen Bewegungssensor 6 zur Messung von Änderungen (Beschleunigungen) des Bewegungszustands und einen Sensor 7 zum Feststellen des Tragens am Handgelenk. Die Funktion des Sensors 7 kann z.B. auf der Widerstandsmessung der Haut beruhen. Die Messdaten der Sensoren 5, 6, 7 werden in einen Prozessor 3 eingegeben, der eine Sturzanzeige aus den Messergebnissen erzeugt oder die Daten der Messergebnisse zur Basisstation 2 mittels eines Senders 4 sendet, in welchem Falle die Basisstation die Messdaten der Sensoren 5, 6, 7 zur Analyse und Anzeige des Sturzunfalls verwendet. Alternativ können die Analyse und die Anzeige bereits am Prozessor des tragbaren Geräts 1 erfolgen.
Die Basisstation 2 hat einen Empfänger 8, der die Messdaten vom Gerät 1 zum Prozessor 9 überträgt. Die Basisstation 2 hat einen zweiten stationären Drucksensor 10, der als Referenzsensor der Druckänderungen wirkt und mit dem Prozessor 9 verbunden ist. Ein Alarm eines möglichen Sturzunfalls kann über ein Modem 11 und das Telefonnetz 12 zum Callcenter 13 oder einem anderen Empfänger gesendet werden.
Ein möglicher Sturzermittlungsalgorithmus kann z.B. der folgende sein:

1. Das Handgelenksband 1 stellt fest, dass es sich am Handgelenk befindet und ermittelt eine schnelle Verringerung der Höhe (> 0,5 m) durch Messung der Änderung des Luftdrucks. Die Änderung entspricht der Bewegung aus einer senkrechten Haltung in eine liegende Haltung auf dem Boden.
2. Es wird überprüft, ob die Änderung des Luftdrucks mit einer schnellen Bewegung hoher Amplitude zusammenhängt.
3. Das Handgelenksband 1 sendet die Messdaten zur Basisstation 2. Die Basisstation 2 prüft, ob sich der Umgebungsluftdruck gleichzeitig geändert hat. Wenn dies der Fall ist, wird kein Alarm gesendet.
4. Die Basisstation 2 wartet, bis auf der Grundlage der Bewegungsmessung durch das Handgelenksband 1 bestätigt wird, dass die Bewegung eines Benutzers für eine ausreichend lange Zeit (mögliche Bewusstlosigkeit) nach der Änderung unterbrochen wurden.
5. Die Basisstation sendet einen Alarm über einen möglichen Sturz.

Der Algorithmus kann durch Verwendung von realen Messdaten von Realsensoren optimiert werden. 2 zeigt grafisch das Verhalten der Messsignale bei einem Sturzunfall.
Die Grundidee besteht darin, dass die rasche Änderung der Höhe am Handgelenksband, die sich aus dem Sturz ergibt, vom Sensor 5, der die Höhendifferenzen misst, festgestellt wird, der ein Luftdrucksensor bei der offenbarten Ausführungsform ist. Änderungen des Luftdrucks können jedoch häufig wegen verschiedenen Gründen auftreten: Sich Bewegen auf Treppen, Änderungen des Luftdrucks des Raums etc.. Änderungen der Umgebung können vorteilhafterweise durch einen zweiten, stationären Bezugssensor 10 kompensiert werden. Andere normale Höhenänderungen aufgrund der Bewegung des Benutzers können durch Kombinieren einer speziellen Änderung des Luftdrucks mit einer raschen Änderung des Bewegungszustands und einer möglichen, darauf folgenden Bewegungsunterbrechung unterschieden werden. Die Messung von Änderungen der Haltung können ebenfalls für einen bestimmten Zweck verwendet werden. In solch einem Falle hat das Handgelenksband 1 einen Haltungsmesssensor zusätzlich zu dem oder anstelle des Bewegungssensors 6. Druckänderungen aufgrund der Bewegung des Geräts allein können automatisch durch Feststellen kompensiert werden, ob das Gerät am Handgelenk oder in anderer Weise richtig getragen wird.
Mittels des Geräts wird die Ermittlung von Stürzen verbessert und wesentlich beschleunigt im Vergleich zu bekannten Sturzalarmgeräten.
Eine spezielle Anwendung des Geräts gemäß der Erfindung ist ein Sturzalarm, der mit einem Sicherheitstelefon oder einem anderen Sicherheitsdienst spezieller Gruppen, insbesondere den älteren Personen, in Verbindung steht.
Die Vorteile des Geräts gemäß der Erfindung sind folgende:

– Die technische Implementierung kann in einem existierenden Sicherheitstelefonsystem leicht verwirklicht werden, das ein tragbares Handgelenksband und eine Basisstation, die in der Wohnung installiert ist, aufweist.
– Die Sensoren können am Handgelenksband befestigt werden, was bei einem Sturzalarm nicht möglich ist, der nur auf einer Anzeige der Körperhaltung beruht. Die Methode erfordert daher nicht das Tragen eines gesonderten Zusatzgeräts am Handgelenk oder die Befestigung am Rumpf.
– Durch Anwenden der Methode an einem Handgelenksband ist es leicht und wirtschaftlich, eine automatische Erkennung durchzuführen, ob sich das Gerät am Handgelenk befindet oder nicht. Dies kann z.B. durch die allgemein bekannte Impedanzmessung der Haut des Handgelenks durchgeführt werden.

Durch diese Erkennung können falsche Anzeigen vermieden werden, wenn das Gerät tatsächlich nicht verwendet wird.

– Das Verfahren verbessert die Zuverlässigkeit von Alarmen nur auf der Grundlage der Bewegung oder Körperhaltung und ermöglicht eine kürzere Alarmverzögerung.
– Die Implementierung erfordert keine zusätzlichen Geräte der umgebenden Lebensbedingungen, wie dies bei einer Sturzanzeige aufgrund einer Indoor-Positionierung erforderlich ist.
– Die technische Implementierung beruht auf der Verwendung vorhandener Sensoren und einer Kombination der von diesen erhaltenen Information.
– Die Implementierung ist extrem wirtschaftlich, da der erforderliche Drucksensor und seine Messelektronik niedrigpreisig und einfach an die Elektronik eines tragbaren Alarmgeräts und eines Prozessors anzuschließen sind. Dies betrifft auch den Sensor in der Basisstation, der zur Kompensation von Umgebungsdruckänderungen erforderlich ist.

Der Sensor 5 zur Messung der Höhendifferenz kann auch anders als ein Sensor sein, der Luftdruckänderungen misst. Er kann z.B. auf einer dreidimensionalen Indoor-Positionierung oder einer Indoor-Positionierung mit Anwendung von Funktechnologie und Zeitmodulation beruhen, wodurch ebenfalls Änderungen der relativen Höhe gemessen werden können.

Claims

Sturzanzeigegerät (1, 2), bestehend aus einer tragbaren Vorrichtung (1) zur Befestigung am Handgelenk oder an einer anderen Stelle des Körpers, dadurch gekennzeichnet, dass die tragbare Vorrichtung (1) einen Sensor (5) zur Messung von Höhendifferenzen aufweist, und ein Sturz durch eine Änderung der durch die Vorrichtung gemessenen relativen Höhe angezeigt wird.
Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (5), der die Höhendifferenzen misst, ein Sensor (5) ist, der Luftdruck misst und einen Sturz durch eine Änderung des von der Vorrichtung gemessenen Luftdrucks anzeigt, die durch eine Verringerung der Höhe der tragbaren Vorrichtung (1) hervorgerufen wird.
Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die tragbare Vorrichtung (1) weiterhin einen Sensor (6) zur Bewegungsmessung aufweist, und ein Sturz angezeigt wird, wenn sich die gemessene relative Höhe ändert und gleichzeitig der Bewegungssensor (6) eine schnelle Bewegung der Hand oder des Körpers infolge des Sturzes feststellt.
Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät (1, 2) eine Datenverarbeitungseinheit (3/9) aufweist, die so ausgebildet ist, dass sie einen Sturz durch Messungen der relativen Höhe und Bewegung anzeigt, wenn einer Änderung der relativen Höhe ein bewegungsloser Zustand des Benutzers folgt, der für eine bestimmte Periode andauert.
Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die tragbare Vorrichtung (1) weiterhin einen Sensor zur Messung der Körperhaltung aufweist, und ein Sturz angezeigt wird, wenn sich die gemessene relative Höhe ändert und gleichzeitig der Körperhaltungssensor eine rasche Änderung der Haltung der Hand oder des Körpers infolge des Sturzes feststellt.
Gerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Datenverarbeitungseinheit (3/9), die so ausgebildet ist, dass sie einen Sturzvorgang durch Messungen der relativen Höhe und Körperhaltung anzeigt, wenn einer relativen Höhe ein Zustand folgt, der für eine bestimmte Periode andauert, während der sich die Haltung des Benutzers nicht ändert.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die tragbare Vorrichtung (1) einen Sensor (7) zum Identifizieren des Tragens am Handgelenk aufweist, durch den die tragbare Vorrichtung (1) automatisch erkennt, ob sie vom Benutzer getragen wird oder nicht, und ein Sturzvorgang nur angezeigt wird, wenn die tragbare Vorrichtung (1) feststellt, dass sie vom Benutzer getragen wird.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur tragbaren Vorrichtung (1) bei einem anderen Benutzer im gleichen Gebäude (14) eine stationäre Vorrichtung (2) vorgesehen ist, die einen Referenzsensor (10) aufweist, und ein Sturz durch Vergleich der Daten des Referenzsensors und des Höhendifferenzsensors (5) der tragbaren Vorrichtung angezeigt wird.
Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzsensor (10) ein Drucksensor (10) zur Messung von Änderungen des Umgebungsluftdrucks ist, und ein Sturz angezeigt wird, wenn sich die Luftdruckmessung durch die tragbare Vorrichtung (1) ändert, und sich gleichzeitig der Umgebungsluftdruck, der von einer weiteren stationären Vorrichtung (2) gemessen wird, nicht ändert.
Gerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die tragbare Vorrichtung (1) in Datenkommunikation mit der weiteren stationären Vorrichtung (2) steht, die den Sturz auf der Grundlage von Messungen anzeigt.
Gerät nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die tragbare Vorrichtung (1) mit der weiteren, stationären Vorrichtung (2) in Datenkommunikation steht, und die tragbare Vorrichtung (1) den Sturz auf der Grundlage von Messungen anzeigt.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Anzeige eines Sturzes das Gerät (1, 2) einen Alarm sendet, der über eine Datenkommunikation (12) an das Alarmkontrollzentrum (13) oder einen Alarmempfänger übertragen wird.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die tragbare Vorrichtung (1) einen Alarmknopf (15) hat, mittels dem der Benutzer durch Drücken selbst den Alarm auslösen kann, der zum Alarmkontrollzentrum (13) oder einem anderen Empfänger übertragen wird.