DE69922825T2

DE69922825T2 - Telemedizinische personenwaage

Info

Publication number: DE69922825T2
Application number: DE69922825T
Authority: DE
Inventors: E. Hewlett MELTON
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 1998-10-13
Filing date: 1999-10-13
Publication date: 2005-12-08
Anticipated expiration: 2019-10-14
Also published as: EP1121574A1; ATE285566T1; EP1121574B1; DE69922825D1; WO2000022388A1; US6038465A

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Gewichtsüberwachungssysteme und insbesondere auf ein – Gewichtsfernüberwachungssystem, das in der Lage ist, einen benannten Benutzer automatisch zu identifizieren.
BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
Waagen sind übliche Haushaltsartikel, die verwendet werden, um das Körpergewicht einzelner Personen zu überwachen. Eine Überwachung des Körpergewichts ist für viele Menschen wichtig, z.B. für Patienten mit kongestiver Herzinsuffizienz (CHF – congestive heart failure) oder Menschen, die an Gewichtskontrollprogrammen teilnehmen.
Bei CHF-Patienten ist eine abnormale Fluidansammlung ein Hinweis auf mögliche Komplikationen. Eine Zunahme des Körpergewichts bei einem CHF-Patienten kann eine Folge einer abnormalen Fluidansammlung sein. Somit wird das Körpergewicht von CHF-Patienten regelmäßig überwacht, um bedeutende Veränderungen zu erkennen. Bei einer Früherkennung einer Fluidansammlung und bei einer Präventivbehandlung können akute Schübe einer kongestiven Insuffizienz vermieden und eine kostspielige Einlieferung in ein Krankenhaus umgangen werden.
In dem meisten Situationen melden Patienten ihr aktuelles Körpergewicht telefonisch an ihre Gesundheitsversorgungseinrichtung. Ein Patient wiegt sich auf herkömmliche Weise zu Hause, wobei er eine gewöhnliche Waage verwendet. Der Patient ruft dann die Gesundheitsversorgungseinrichtung an, um sein aktuelles Gewicht zu melden. Dieser Vorgang wird regelmäßig wiederholt, um das Gewicht des Patienten über einen gewissen Zeitraum hinweg zu überwachen. Bei dieser einfachen Vorgehensweise liegt der Großteil der Last bei dem Patienten, der sein aktuelles Körpergewicht messen und seiner Gesundheitsversorgungseinrichtung melden muss.
Obwohl eine Koronarerkrankung oft in jungen Jahren beginnt, ist eine kongestive Herzinsuffizienz bei älteren Personen stark vertreten. Derzeit weisen etwa 8% der über 65-Jährigen CHF auf. Für diese älteren Patienten kann die oben beschriebene Prozedur eine lästige Aufgabe sein. Ferner kann diese Vorgehensweise zu menschlichen Fehlern beim Meldevorgang führen.
Die Verwendung hoch entwickelter Waagen mit Computerschnittstellen kann menschliche Fehler abmildern. Die Waage kann direkt mit einem Computer einer Gesundheitsversorgungseinrichtung verbunden sein, so dass das gemessene Körpergewicht von der Waage an die Gesundheitsversorgungseinrichtung gesendet werden kann, ohne dass die Weiterleitung durch den Patienten erfolgt. Jedoch muss sich der Patient immer noch identifizieren, indem er Codes oder andere Identifikationsmerkmale in die Waage eingibt, damit der Computer der Gesundheitsversorgungseinrichtung diesen bestimmten Patienten erkennt. Wiederum kann die Prozedur für ältere Patienten mit CHF eine Belastung sein.
In einer kommerziellen Gewichtskontrollprogrammumgebung ist die Unterstützung, die Programmmanager und Gruppen von Gleichgesinnten liefern, ein wesentlicher Bestandteil eines effektiven Programms. Jedoch ist auch die Überwachung des Körpergewichts ein essentieller Bestandteil des Programms. Das Programm kann gemäß der Veränderung des Körpergewichts maßgeschneidert werden, um den Bedürfnissen Einzelner gerecht zu werden. Wenn das Körpergewicht eines bestimmten Mitglieds beispielsweise nach einem bestimmten Zeitraum weiter steigt, kann sich der Schwerpunkt des Programms von physischen Faktoren, z.B. Essgewohnheiten und sportlicher Betätigung, hin zu psychologischen Faktoren, z.B. Beziehungsproblemen, verlagern.
Üblicherweise pflegen Teilnehmer an Gewichtskontrollprogrammen ein Körpergewichtsprotokoll, um jegliche Veränderungen ihres Körpergewichts aufzuzeichnen. Die Last, das gemessene Körpergewicht manuell in das Protokoll einzugeben, kann vor einer fortgesetzten Teilnahme an dem Programm abschrecken. Ferner kann die Versuchung seitens Teilnehmern, die Einträge zurechtzufrisieren, zu Fehleinschätzungen ihres Fortschritts führen. Wiederum können Waagen mit Computerschnittstellen Falscheinträgen durch die Teilnehmer von Gewichtskontrollprogrammen abhelfen. Jedoch ist der Benutzer der Waage damit belastet, Eingabecodes oder andere Identifizierungsmerkmale eingeben zu müssen, um sich als die Person auf der Waage zu identifizieren, was dazu führen kann, dass Teilnehmer ihr aktuelles Körpergewicht nicht melden.
Benötigt wird ein Gewichtsfernüberwachungssystem, bei dem eine Waage mit einer Identifikationsvorrichtung integriert ist, die den Benutzer auf der Waage identifizieren und Informationen bezüglich des Körpergewichts eines bestimmten Benutzers zur Auswertung selektiv an eine entfernte Vorrichtung senden kann.
In der US-A-5,763,837 ist eine Waage offenbart, die ein Schallmesssystem zum Messen der Körpergröße der gewogenen Person umfasst. Das Schallmesssystem umfasst einen Sonarkopf, der in einer vorbestimmten Höhe über der Waage positioniert ist. Schallechos, die von dem Kopf der Person reflektiert werden, werden durch den Sonarkopf empfangen. Die Größe der Person wird aus der Entfernung zwischen dem Sonarkopf und dem Kopf der Person ermittelt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein System und ein Verfahren zum Fernüberwachen einer benannten Person verwenden eine integrierte Waage, die in der Lage ist, das Körpergewicht eines Benutzers zu messen und zu bestimmen, ob der Benutzer die benannte Person ist. Die Identifikation des Benutzers wird bewerkstelligt, indem Schallwellenenergie eingesetzt wird, um eine Messung einer vorausgewählten körperbezogenen Länge des Benutzers zu ermöglichen, und indem die gemessene Länge mit einer früheren Messung einer entsprechenden körperbezogenen Länge der benannten Person verglichen wird. Die integrierte Waage ist in der Lage, die vorausgewählte Länge des Benutzers zu messen, indem sie die Ausbreitungszeit von Schallwellen, die an einer oder mehreren Strukturen (z.B. an Knochen oder weichem Gewebe des Benutzers) reflektiert werden, berechnet.
Das System umfasst die integrierte Waage und eine Fernüberwachungsvorrichtung, die kommunikativ verbunden sind, um Informationen auszutauschen. Vorzugsweise befindet sich die integrierte Waage am Wohnort der benannten Person, während sich die Fernüberwachungsvorrichtung an einer Überwachungseinrichtung befindet. Das System kann verwendet werden, um Patienten mit kongestiver Herzinsuffizienz (CHF) oder Teilnehmer an Gewichtskontrollprogrammen von zu Hause oder anderen Orten aus zu überwachen. Die integrierte Waage funktioniert auf ähnliche Weise wie herkömmliche Waagen, um das Körpergewicht jeder Person zu messen, die auf eine Plattform der integrierten Waage tritt. Jedoch sendet die integrierte Waage das gemessene Körpergewicht des Benutzers nur dann an die Fernüberwachungsvorrichtung, wenn die auf Ultraschall beruhende Messung den Benutzer als die benannte Person identifiziert.
Anfänglich wird ein Referenzwert in den Speicher der integrierten Waage eingespeichert. Der Referenzwert stellt die vorherige Messung der körperbezogenen Länge der benannten Person dar, die mit einer Messung des aktuellen Benutzers auf der integrierten Waage verglichen wird. Wenn der aktuelle Benutzer auf die integrierte Waage tritt, berechnet die integrierte Waage die relevante körperbezogene Länge des aktuellen Benutzers, um zu bestimmen, ob der aktuelle Benutzer die benannte Person ist. Als Beispiel kann die vorausgewählte Länge der Abstand von der Unterseite eines Fußes zum Kniegelenk, die Länge D, sein. Alternativ dazu kann die ausgewählte Länge die Länge einer Tibia oder eines Femurs sein oder sogar die Skeletthöhe.
Die integrierte Waage verwendet Schallwellen, um die vorausgewählte Länge des aktuellen Benutzers zu berechnen. Ein akustischer Wandler wird von der integrierten Waage eingesetzt, um einen gemessenen Wert z.B. der Länge D des aktuellen Benutzers abzuleiten. Der akustische Wandler emittiert Schallwellen in den Benutzer. Wenn die Schallwelle auf das Kniegelenk auftrifft, wird ein Teil der Schallwellenenergie durch das Kniegelenk reflektiert. Dieser reflektierte Schall wird von dem akustischen Wandler empfangen. Der gemessene Wert der Länge D wird abgeleitet, indem die Zeit, in der die Schallwellenenergie von dem akustischen Wandler zum Kniegelenk und wieder zurück wandert, gemessen wird. Wenn die Geschwindigkeit der Schallwelle durch ein bekanntes Medium, z.B. Knochen, verwendet wird, kann der gemessene Wert der Länge D abgeleitet werden. Der gemessene Wert wird mit dem Referenzwert verglichen, um zu bestimmen, ob der aktuelle Benutzer die benannte Person ist.
Bei einem Ausführungsbeispiel wird das gemessene Körpergewicht des aktuellen Benutzers in Verbindung mit dem gemessenen Wert der körperbezogenen Länge verwendet, um zu bestimmen, ob der aktuelle Benutzer die benannte Person ist. Das gemessene Körpergewicht des aktuellen Benutzers wird mit einem gespeicherten Körpergewicht der benannten Person verglichen. Wenn das gemessene Körpergewicht in einem vorgeschriebenen Bereich des gespeicherten Körpergewichts liegt, fällt die Bestimmung positiv aus. Desgleichen wird der Wert der gemessenen Länge mit dem Wert der Referenzlänge verglichen, um zu bestimmen, ob der gemessene Wert in einem vorgeschriebenen Bereich des Referenzwerts liegt. Nur wenn sowohl das gemessene Körpergewicht als auch der Wert der gemessenen Länge in ihren jeweiligen Bereichen liegen, richtet die integrierte Waage eine Kommunikation mit der Fernüberwachungsvorrichtung ein, um das gemessene Körpergewicht zu transferieren. Die integrierte Waage arbeitet, um lediglich das gemessene Körpergewicht der benannten Person selektiv zu transferieren. Wenn andere Personen als die benannte Person auf die integrierte Waage treten, ist die integrierte Waage in der Lage, diese Personen von der benannten Person zu unterscheiden, so dass ihr jeweils gemessenes Körpergewicht nicht an die Fernüberwachungsvorrichtung transferiert wird.
Bei anderen Ausführungsbeispielen ist die integrierte Waage in der Lage, mehr als eine vorausgewählte Länge zu vergleichen. Beispielsweise können die Länge der linken Tibia und des linken Femurs in den Identifizierungsvorgang integriert werden, so dass diese Längen bezüglich des aktuellen Benutzers gemessen und mit gespeicherten Referenzwerten der benannten Person verglichen werden, um die Genauigkeit der Identifizierung zu erhöhen. Ferner kann die Skeletthöhe aufgenommen werden, um die Genauigkeit weiter zu erhöhen.
Die integrierte Waage kann Vorrichtungen zum Messen der Herzrate und der Atemrate des aktuellen Benutzers umfassen. Unter Verwendung desselben akustischen Wandlers oder anderer Wandler können Zeitvergleiche sequentieller Echos vom Brusthohlraum und den Herzkammern verwendet werden, um die Herz- und die Atemrate zu messen. Die gemessenen Frequenzen können nur dann an die Fernüberwachungsvorrichtung gesendet werden, wenn der aktuelle Benutzer als die benannte Person identifiziert wurde. Diese Messungen könnten Gesundheitsversorgungseinrichtungen oder sonstigem Überwachungspersonal ein umfassenderes Bild der aktuellen Gesundheit der benannten Person vermitteln.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine effiziente Einrichtung zum Überwachen von Personen, die sich außerhalb einer bestimmten örtlichen Einrichtung befinden, bereitgestellt. Da lediglich diejenigen Informationen, die die benannte Person betreffen, an die Fernüberwachungsvorrichtung transferiert werden, ist das Fernüberwachungspersonal in der Lage, die Gesundheit der benannten Person zu überwachen, ohne prüfen zu müssen, ob die von der integrierten Waage empfangenen Informationen von der benannten Person oder einer anderen Person stammen, z.B. einer anderen Person aus dem Haushalt der benannten Person oder einem Besucher. Ferner beseitigt das Merkmal der automatischen Identifizierung der integrierten Waage das Erfordernis, dass sich die benannte Person identifiziert, wenn sie die integrierte Waage benutzt.
Ferner kann die Erfindung konfiguriert sein, zusätzlich zum Körpergewicht eine Vielzahl von auf die Gesundheit bezogenen Informationen bezüglich der benannten Person bereitzustellen, z.B. die Herzrate, das Schlagvolumen, die Herzförderleistung je Minute, die Atemrate, das Atemzugvolumen, den Körpermassenindex und Haltungsveränderungen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Gewichtsüberwachungssystems, die eine integrierte Waage und eine Fernüberwachungsvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm von Komponenten der integrierten Waage gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
3 ist ein Blockdiagramm einer Längenmessungskomponente der integrierten Waage der 2 gemäß der Erfindung.
4 ist eine Ansicht eines auf der integrierten Waage stehenden Subjekts mit einer Teilveranschaulichung der Skelettstruktur.
5 ist ein Graph, der ein Echo veranschaulicht, das von einem Kniegelenk des Subjekts reflektiert und seitens der integrierten Waage empfangen wird.
6 ist die Längenmessungskomponente der 3 mit zusätzlichen Vorrichtungen, um die Herz- die und Atemrate zu messen.
7 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Identifizieren eines Benutzers, der die integrierte Waage gemäß der Erfindung verwendet.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Gewichtsüberwachungssystem 10 gezeigt, das eine integrierte Waage 12 und eine Fernüberwachungsvorrichtung 14 umfasst, die durch eine Kommunikationsverbindung 16 kommunikativ verbunden sind. Die Kommunikationsverbindung 16 kann eine Telefonieleitung oder eine drahtlose Verbindung sein. Das Gewichtsüberwachungssystem 10 ermöglicht ein automatisches Melden des Körpergewichts und anderer gesundheitsbezogener Daten einer bestimmten Person an eine ferne Überwachungseinrichtung, in der sich die Fernüberwachungsvorrichtung 14 befindet. Beispielsweise kann das Gewichtsüberwachungssystem 10 eine Fernüberwachung eines Patienten mit kongestiver Herzinsuffizienz durch seine Gesundheitsversorgungseinrichtung liefern. Alternativ dazu kann das Gewichtsüberwachungssystem 10 eine Fernüberwachung eines Teilnehmers an einem Ge wichtskontrollprogramm seitens eines Programmverwalters liefern. Jedoch wird die Erfindung hiernach in Bezug auf einen Patienten und eine Gesundheitsversorgungseinrichtungsumgebung beschrieben.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel befindet sich die integrierte Waage 12 in der Wohnung des Patienten, während sich die Fernüberwachungsvorrichtung 14 in einem Krankenhaus oder einer anderen Gesundheitseinrichtung befindet. Die integrierte Waage 12 umfasst eine Plattform 18, eine Kontrollkonsoleneinheit 20 und ein Paar von Handläufen 22. Die Kontrollkonsoleneinheit 20 wird durch einen Rahmen 24 in einer Position über der Plattform 18 gehalten. Beide Handläufe 22 sind an der Plattform 18 und dem Rahmen 24 befestigt, um einem Benutzer eine Stütze zu bieten. Die Kontrollkonsoleneinheit 20 enthält in der Darstellung einen Zweiwegelautsprecher 26, einen Anzeigemonitor 28 und eine Anzahl von Steuertasten 30. Der Zweiwegelautsprecher 26 kann eine verbale Kommunikation zwischen dem Benutzer der integrierten Waage 12 und einer Gesundheitsversorgungseinrichtung an der Fernüberwachungsvorrichtung 14 liefern. Der Anzeigemonitor 28 ermöglicht es dem Benutzer, eine Vielzahl von Informationen bezüglich des Status der integrierten Waage 12 einzusehen. Der Anzeigemonitor 28 kann es dem Benutzer ferner ermöglichen, die gesundheitsbezogenen Daten, die durch die integrierte Waage 12 gemessen werden, einzusehen. Die Plattform 18 kann zwei Fußmarkierungen 32 umfassen. Die Fußmarkierungen 32 helfen dem Benutzer dabei, sich auf der Plattform 18 richtig zu positionieren.
Die Struktur der integrierten Waage 12 ist für die Erfindung nicht wesentlich. Überdies sind die Kontrollkonsoleneinheit 20, der Rahmen 24 und die Handläufe 22 keine wesentlichen Komponenten der integrierten Waage 12. Bei dem am wenigsten komplexen Ausführungsbeispiel umfasst die integrierte Waage 12 eventuell lediglich die Plattform 18 mit einem einfachen Anzeigemonitor (nicht gezeigt).
Die Fernüberwachungsvorrichtung 14 kann ein herkömmlicher Personal-Computer sein. Die Fernüberwachungsvorrichtung 14 ist konfiguriert, gesundheitsbezogene Daten eines Patienten von der integrierten Waage 12 zu empfangen. Die gesundheitsbezogenen Daten werden durch das Gesundheitspersonal an der Fernüberwachungseinrichtung dazu verwendet, die Gesundheit des Patienten zu diagnostizieren. Die Fernüberwachungsvorrichtung 14 ist ferner in der Lage, Informationen bezüglich des Status der integrierten Waage 12 zu empfangen, um eventuelle Fehlfunktionen der Waage zu erfassen. Obwohl lediglich eine einzige integrierte Waage 12 in 1 als mit der Fernüberwachungsvorrichtung 14 verbunden gezeigt ist, können der Fernüberwachungsvorrichtung 14 zusätzliche integrierte Waagen zugeordnet sein.
Im Betrieb tritt ein Benutzer auf die Plattform 18 der integrierten Waage 12. Der Benutzer kann die Handläufe 22 verwenden, um sich auf der Plattform 18 zu positionieren, wobei er jeden Fuß auf die Fußmarkierung 32 setzt. Vorzugsweise ist der Benutzer in einer stehenden Position auf der Plattform 18 positioniert. Der Benutzer schaltet die integrierte Waage anschließend „ein", indem er eine der Steuertasten 30 aktiviert. Alternativ dazu schaltet die durch den Benutzer auf die Plattform 18 ausgeübte Kraft die integrierte Waage 12 automatisch „ein".
Die integrierte Waage 12 misst das Körpergewicht des Benutzers unter Verwendung herkömmlicher Verfahren und Vorrichtungen in der Plattform 18 und zeigt das gemessene Körpergewicht auf dem Anzeigemonitor 28 der Kontrollkonsoleneinheit 20 an. Ferner bestimmt die integrierte Waage 12, ob das gemessene Körpergewicht an die Fernüberwachungsvorrichtung 14 gesendet werden sollte. Die integrierte Waage 12 ist in der Lage, zwischen verschiedenen Benutzern zu unterscheiden, so dass nur dann, wenn ein benannter Benutzer auf die integrierte Waage 12 tritt, eine Kommunikation zwischen der integrierten Waage 12 und der Fernüberwachungsvorrichtung 14 eingerichtet wird, um die Informationen bezüglich des gemessenen Körpergewichts und etwaige andere gesundheitsbezogene Daten zu transferieren. Beispielsweise kann der benannte Benutzer ein Patient mit einer kongestiven Herzinsuffizienz sein. Wenn sich ein anderer Benutzer als der benannte Benutzer auf der integrierten Waage 12 befindet, richtet die integrierte Waage 12 keine Kommunikation mit der Fernüberwachungsvorrichtung 14 ein. Jedoch kann die integrierte Waage 12 trotzdem arbeiten, um das Körpergewicht und andere gesundheitsbezogene Daten zur Einsicht durch den aktuellen Benutzer auf dem Anzeigemonitor 28 anzuzeigen.
Die integrierte Waage 12 ist in der Lage, zu bestimmen, ob der aktuelle Benutzer der benannte Benutzer ist, indem sie anfänglich eine vorausgewählte körperbezogene Länge dieses Benutzers misst. Beispielsweise kann die vorausgewählte Länge der Abstand zwischen der Unterseite des linken Fußes und dem linken Kniegelenk des Benutzers sein. Die gemessene Länge wird dann mit einem gespeicherten Wert der jeweiligen Länge des benannten Benutzers verglichen. Wenn die gemessene Länge in eine festgelegte Schwankungsbandbreite des gespeicherten Werts fällt, wird der aktuelle Benutzer als der benannte Benutzer identifiziert. Wenn die gemessene Länge jedoch außerhalb der festgelegten Schwankungsbandbreite liegt, bestimmt die integrierte Waage 12, dass der aktuelle Benutzer nicht der benannte Benutzer ist.
Die vorausgewählte Länge wird gemessen, indem Schallwellen von einem akustischen Wandler 34, der gestrichelt gezeigt ist und sich an der linken Fußmarkierung 32 auf der Plattform 18 befindet, in einer nach oben gerichteten Richtung gesendet werden. Die integrierte Waage 12 kann gut unter Verwendung eines einzigen akustischen Wandlers arbeiten. Jedoch enthält die integrierte Waage 12 vorzugsweise zwei akustische Wandler, wobei sich der zusätzliche akustische Wandler an der rechten Fußmarkierung 32 befindet. Die Anzahl akustischer Wandler ist für die Erfindung nicht kritisch. Die Schallwellen wandern dann durch den linken Fuß und die linke Tibia. Ein Teil der Schallwellenenergie wird reflektiert, wenn die Schallwellen auf dem linken Kniegelenk auftreffen. Die reflektierte Schallwellenenergie breitet sich dann zurück zu der Plattform 18 aus, wo sie durch denselben akustischen Wandler 34 erfasst wird.
Das Zeitintervall zwischen der Emission von Schallwellenenergie und dem Empfang der reflektierten Schallwellen kann verwendet werden, um die vorausgewählte Länge des aktuellen Benutzers zu berechnen. Nachdem die vorausgewählte Länge berechnet wurde, wird die gemessene Länge mit dem gespeicherten Wert verglichen, um zu bestimmen, ob die gemessene Länge in die festgelegte Schwankungsbandbreite des gespeicherten Werts fällt. Das Ergebnis des Vergleichs wird verwendet, um den aktuellen Benutzer als den benannten Benutzer zu identifizieren oder nicht. Die Funktionsweise der integrierten Waage 12 bezüglich des Identifikationsvorgangs wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 und 3 ausführlich beschrieben.
Da Teile der von dem akustischen Wandler gesendeten Schallwellenenergie an verschiedenen Punkten entlang des Ausbreitungspfades durch den Benutzer hindurch reflektiert werden, kann die vorausgewählte Länge die Länge zwischen zwei beliebigen dieser reflektierenden Punkte in dem Benutzer sein. Beispielsweise kann die vorausgewählte Länge die Länge einer Tibia oder eines Femurs sein. Alternativ dazu kann die vorausgewählte Länge die Skeletthöhe des Benutzers sein, die gemessen wird, indem der von der Oberseite des Schädels reflektierte Schall verwendet wird. Die integrierte Waage 12 kann konfiguriert sein, mehr als eine Länge zu messen, um den aktuellen Benutzer mit dem benannten Benutzer zu vergleichen, um die Genauigkeit der Identifizierungsprozedur zu erhöhen.
Unter Bezugnahme auf 2 ist ein Blockdiagramm von Komponenten der integrierten Waage 12 gezeigt. Die in 2 gezeigte integrierte Waage 12 ist eines von vielen poten ziellen Ausführungsbeispielen der integrierten Waage 12. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden sowohl das Körpergewicht als auch die vorausgewählte Länge des aktuellen Benutzers zu Identifikationszwecken verwendet. Ein Gewichtsmechanismus 36 ist mit einem Gewichtskomparator 38 und einem Multiplexer 40 verbunden. Der Gewichtsmechanismus 36 kann eine herkömmliche Vorrichtung zum Messen des Körpergewichts einer Person sein. Der Gewichtskomparator 38 ist konfiguriert, das durch den Gewichtsmechanismus 36 gemessene Körpergewicht mit einem in dem Speicher 42 gemessenen Gewichtswert zu vergleichen. Vorzugsweise ist der Gewichtswert das letzte gemessene Körpergewicht des benannten Benutzers. Falls das gemessene Gewicht in eine vorgeschriebene Schwankungsbandbreite des gespeicherten Gewichtswerts fällt, wird ein Bestätigungssignal an eine UND-Schaltung 44 gesendet. Der Multiplexer 40 ist mit einem Sende-/Empfangsgerät 46 verbunden, um Körpergewichtsinformationen an die in 1 gezeigte Fernüberwachungsvorrichtung 14 zu senden, wenn der aktuelle Benutzer als der benannte Benutzer identifiziert wird.
Die integrierte Waage 12 umfasst ferner ein Längenmessgerät 48, das mit einem Längenkomparator 50 gekoppelt ist. Das Längenmessgerät 48 enthält den in 1 gezeigten akustischen Wandler 34 zum Messen der vorausgewählten Länge des aktuellen Benutzers. Das Längenmessgerät 48 und seine Funktionsweise werden nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 näher beschrieben. Ähnlich dem Gewichtskomparator 38 vergleicht der Längenkomparator 50 die gemessene Länge mit einem in dem Speicher 42 gespeicherten Längenwert. Der Längenwert ist die vorausgewählte Länge des benannten Benutzers. Falls die gemessene Länge in eine vorgeschriebene Schwankungsbandbreite des gespeicherten Längenwerts fällt, wird ein zweites Bestätigungssignal an die UND-Schaltung 44 gesendet. Wenn die UND-Schaltung 44 beide Bestätigungssignale von dem Gewichts- und dem Längenkomparator 38 bzw. 50 empfängt, sendet die UND-Schaltung 44 ein SENDEN-Signal an den Multiplexer 40. Das SENDEN-Signal weist den Multiplexer an, das gemessene Körpergewicht über die Kommunikationsverbindung 16 an die Fernüberwachungsvorrichtung 14 weiterzuleiten.
Wenn die UND-Schaltung 44 dagegen ein Keine-Bestätigung-Signal von den Komparatoren 38 und 50 oder lediglich ein Bestätigungssignal empfängt, wird das SENDEN-Signal nicht an den Multiplexer 40 übertragen. In dieser Situation wurde der aktuelle Benutzer nicht als der benannte Benutzer identifiziert. Deshalb wird das gemessene Körpergewicht nicht an die Fernüberwachungsvorrichtung 14 übertragen. Jedoch kann das gemessene Körpergewicht zur Anzeige an die Kontrollkonsoleneinheit 20 weitergeleitet werden.
Bei 3 sind Komponenten des Längenmessgeräts 48 gezeigt. Das Längenmessgerät 48 umfasst den akustischen Wandler 34, einen Sender 52, eine Zeitgebungssteuerung 54, einen Empfänger 56 und einen Signalprozessor 58. Das Längenmessgerät 48 kann konfiguriert sein, Längen zu messen, indem es entweder ein Pulsechoschallverfahren oder ein Frequenzbereichsverfahren verwendet. Bei dem Pulsechoschallverfahren wird ein kurzer Puls einer Schallenergie anfänglich von einem akustischen Wandler durch ein interessierendes Subjekt gesendet. Echos des Pulses, die von Strukturen in dem Subjekt reflektiert werden, werden seitens des Wandlers empfangen. Wenn ein von einer gewünschten Struktur in dem interessierenden Subjekt reflektiertes Echo empfangen wird, wird die Umlaufzeit des gesendeten Pulses aufgezeichnet. Die Umlaufzeit und die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Pulses können verwendet werden, um die Entfernung der Struktur von dem Sendepunkt zu bestimmen. Bei dem Frequenzbereichsverfahren wird eine Dauerschallenergie gesendet, und Reflexionen, die durch Strukturen in dem interessierenden Subjekt bewirkt werden, werden empfangen, während die Frequenz der Schallwellen progressiv erhöht oder verringert wird. Die Reflexionen bewirken, dass Resonanzen und Antiresonanzen auftreten. Die Frequenztrennung zwischen den Resonanzen und den Antiresonanzen kann zum Berechnen von Ent fernungen zwischen den Strukturen verwendet werden. Obwohl beide Verfahren verwendet werden können, verwendet das Längenmessgerät 48 in der Beschreibung das Pulsechoverfahren.
Der Signalprozessor 58 ist in 3 so gezeigt, dass er einen A/D-Wandler und Komparator 60, einen Zähler 62 und ein Register 64 aufweist. Jedoch kann der Signalprozessor 58 eine zusätzliche Schaltungsanordnung umfassen, um eine komplexere Verarbeitung durchzuführen. Die interne Schaltungsanordnung des Signalprozessors 58 der 3 ist lediglich eine Veranschaulichung einer kompakten Konfiguration, die eingesetzt werden kann, um grundlegende Funktionen des Signalprozessors 58 zu erzielen.
Unter Bezugnahme auf 3, 4 und 5 wird die Funktionsweise des Längenmessgeräts 48 beschrieben. Bei 4 ist ein Subjekt 66 ordnungsgemäß auf der Plattform 18 der integrierten Waage 12 über dem akustischen Wandler 34 positioniert. Die vorausgewählte Länge des Subjekts 66, die durch das Längenmessgerät 48 gemessen wird, ist D, die Länge von dem akustischen Wandler 34 zu dem Kniegelenk des Subjekts 66. Die Länge D ist im Wesentlichen die Länge von der Unterseite eines Fußes zum Kniegelenk. Jedoch können durch das Längenmessgerät 48 auch andere Längen des Subjekts 66 verwendet werden. Die Länge D kann berechnet werden, indem die Zeit gemessen wird, die ein Schallpuls benötigt, um von dem akustischen Wandler 34 zum Kniegelenk und zurück zu wandern.
Der Messvorgang der Länge D beginnt bei t = t₀, wobei zu diesem Zeitpunkt ein Taktsignal von der Zeitgebungssteuerung 54 an den Sender 52, den Empfänger 56 und den Zähler 62 gesendet wird. Das Taktsignal weist den Sender 52 an, den akustischen Wandler 34 anzuregen, der einen Puls einer Schallwellenenergie in einer nach oben gerichteten Richtung zu dem Subjekt 66 emittiert. Auf Grund der Frequenzabhängigkeit der akustischen Energieschwächung eignen sich höherfrequente Schallwellen gut dafür, Strukturen im unteren Teil des Subjekts 66 genau zu messen, während niederfrequente Schallwellen bessere Messungen für Strukturen im oberen Teil des Subjekts liefern können. Vorzugsweise erzeugt der akustische Wandler 34 Schallwellen mit einer Frequenz im Bereich von 100 bis 200 Kilohertz. Jedoch kann die integrierte Waage 12 je nach den gewünschten Messungen eines Subjekts einen akustischen Wandler verwenden, der Schallwellen mit einer Frequenz erzeugt, die höher oder niedriger ist als der bevorzugte Bereich.
Der Puls wandert durch die Unterseite des linken Fußes des Subjekts 66 und breitet sich zum Kniegelenk des Subjekts 66 hin aus. Währenddessen beginnt der Zähler 62 eine digitale Zählung bei Empfang des Taktsignals. Wenn der Puls das Kniegelenk erreicht, hat der Puls die Entfernung D durchwandert.
Wenn der Puls auf das Kniegelenk auftrifft, wird ein Teil des Pulses als Echo reflektiert. Das Echo breitet sich zurück durch den linken Unterschenkel des Subjekts 66 aus und wird durch den akustischen Wandler 34 bei t = t_rt empfangen. Das reflektierte Echo wird durch eine Spitze 68 in einem elektrischen Echosignal der 5 dargestellt. Spitzen anderer Echos, die durch andere Strukturen vor und nach dem Kniegelenk in dem Subjekt 66 erzeugt werden, wurden der Vereinfachung halber bei 5 weggelassen. Das elektrische Echosignal wird von dem akustischen Wandler 34 an den Empfänger 56 gesendet, wo das Echosignal verstärkt wird. Das verstärkte Echosignal wird anschließend an den A/D-Wandler und Komparator 60 des Signalprozessors 58 weitergeleitet. Der A/D-Wandler und Komparator 60 bestimmt, ob das verstärkte Echosignal das gewünschte Signal ist. Dies kann bewerkstelligt werden, indem der A/D-Wandler und Komparator 60 so eingestellt wird, dass lediglich das Echosignal von dem Kniegelenk auslöst, dass der A/D-Wandler und Komparator 60 ein Ausgangssignal erzeugt. Das Ausgangssignal von dem A/D-Wandler und Komparator 60 hält den Zähler 62 an, wobei der letzte Zählwert erfasst wird.
Das Erfassen des letzten Zählwertes erzeugt die Daten, die notwendig sind, um die Umlaufzeit als Produkt der Taktperiode und des Zählwerts zu messen. Indem eine bestimmte Taktperiode ausgewählt wird, kann der erfasste Zählwert die Länge D in einer gewünschten Einheit darstellen. Wenn die Geschwindigkeit der Schallwellenenergie durch den Unterschenkel des Subjekts 66 beispielsweise mit etwa 3.000 Metern pro Sekunde angenommen wird, kann diese Geschwindigkeit durch zwei geteilt werden, um die Scheingeschwindigkeit für den Umlauf darzustellen. Mit anderen Worten lässt sich sagen, dass, da die Schallwellenenergie eine die doppelte Länge D aufweisende Entfernung zurücklegt, die tatsächliche Geschwindigkeit durch zwei geteilt werden kann, um den Wert der Länge D abzuleiten. Somit beträgt die Scheingeschwindigkeit etwa 1.500 Meter pro Sekunde oder einen Zentimeter pro 6,667 Mikrosekunden. Indem die Taktperiode auf 6,667 Mikrosekunden eingestellt wird, kann jeder einzelne Zählwert einen Zentimeter darstellen. Um eine Messung in Millimetern zu erhalten, kann die Taktperiode auf 0,667 Mikrosekunden eingestellt werden. Somit kann der erfasste Zählwert die Länge D entweder in Zentimetern oder Millimetern darstellen, je nach der verwendeten Taktperiode. Die gemessene Länge D wird in dem in 2 gezeigten Längenkomparator 50 mit einem gespeicherten Wert für dieselbe Länge des benannten Benutzers verglichen, um zu bestimmen, ob das Subjekt 66 der benannte Benutzer ist. Eine positive Bestimmung der Länge sowie des Gewichts weist die integrierte Waage 12 an, das gemessene Körpergewicht über die Kommunikationsverbindung 16 an die Fernüberwachungsvorrichtung 14 zu senden.
Bei einem moderneren Signalprozessor kann die integrierte Waage 12 die Länge der linken Tibia zu Identifikationszwecken als die vorausgewählte Länge verwenden. Die Länge der linken Tibia kann gemessen werden, indem zuerst die Länge D abgeleitet und die Entfernung zwischen dem akustischen Wandler 34 und dem unteren Ende der Tibia subtrahiert wird.
Auf ähnliche Weise kann die Länge des linken Femurs als die vorausgewählte Länge verwendet werden. Die Länge eines Femurs kann abgeleitet werden, indem die Länge D von einem Abstand zwischen dem akustischen Wandler 34 und dem Hüftgelenk subtrahiert wird. Alternativ dazu kann die Skeletthöhe als Identifizierungsmerkmal verwendet werden. Die Skeletthöhe kann durch die Entfernung zwischen dem akustischen Wandler 34 und der Oberseite des Schädels eines Subjekts annähernd erhalten werden. Wenn eine präzisere Messung erforderlich ist, kann die Tiefe des weichen Gewebes an der Unterseite des Fußes heraussubtrahiert werden, um die Messung feinabzustimmen.
Die integrierte Waage 12 kann etwas abgewandelt werden, um die Genauigkeit des Identifizierungsvorgangs zu erhöhen. Die integrierte Waage 12 kann konfiguriert sein, die Längen einer Anzahl verschiedener Knochen und/oder der Skeletthöhe zu berechnen. Die Kombination dieser Längen kann verwendet werden, um das Subjekt zum Zweck einer genaueren Identifizierungsprozedur mit dem benannten Benutzer zu vergleichen.
Unter Bezugnahme auf 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Längenmessgeräts 48 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Längenmessgerät 48 ferner einen Bewegungsextraktor 70 und ein Bewegungsfilter 72. Der Bewegungsextraktor 70 und das Bewegungsfilter 72 arbeiten, um die Herzrate (HR – heart rate) und die Atemrate eines Subjekts auf der integrierten Waage 12 zu messen, indem sie die akustischen Echos von dem Brusthohlraum und den Herzkammern verarbeiten. Diese Echos können verwendet werden, um eine Bewegung der Lunge und des Herzens zu extrahieren, um die Herzrate und die Atemrate des aktuellen Benutzers abzuleiten. Der Bewegungsextraktor 70 führt eines von hinreichend bekannten Verfahren durch, um eine durch das Herz und die Lunge bewirkte Bewegung zu extrahieren. Beispielsweise kann der Bewegungsextraktor 70 eine Quadratur-Abtastung bezüglich einer Phasenänderungsrate, eine Doppler-Verarbeitung oder ein Bewegtzielunterdrückerverfahren durchführen. Die extrahierten Bewegungen werden anschließend durch das Bewegungsfilter 72 in eine Herzrate und eine Atemrate unterteilt.
Zum Messen der Herzrate und der Atemrate können auch alternative Vorrichtungen, die bekannte Verfahren durchführen, eingesetzt werden. Beispielsweise können der Bewegungsextraktor 70 und das Bewegungsfilter 72 durch eine Vorrichtung zum Durchführen von Fourier-Verfahren ersetzt werden, um die Bewegungsspektren mit einer Spitze, die bei der Grundfrequenz für die Herzrate auftritt, und mit einer anderen Spitze, die bei der Grundfrequenz für die Atemrate auftritt, direkt zu extrahieren. Alternativ dazu kann die Vorrichtung Wavelet-Techniken durchführen, um die gewünschten Raten zu extrahieren.
Bei einem moderneren Ausführungsbeispiel können der Bewegungsextraktor 70 und das Bewegungsfilter 72 durch einen digitalen Signalprozessor ersetzt werden, der zusätzlich zu der Herz- und Atemrate aus den akustischen Echos von dem Brusthohlraum und den Herzkammern auch andere Herz- und Atemparameter messen kann. Beispielsweise kann der digitale Signalprozessor konfiguriert sein, das Herzschlagvolumen und das Atemzugvolumen der Lunge zu messen, indem er die Amplituden in den echoerzeugten Bewegungsspektren, die sich auf das Herz und die Lunge beziehen, bestimmt. Ferner kann die Herzförderleistung je Minute eines Subjekts bestimmt werden, indem die gemessene Herzrate mit dem gemessenen Schlagvolumen multipliziert wird.
Die gemessenen Herz- und Atemparameter werden von dem Längenmessgerät 48 zur Anzeige an die Kontrollkonsoleneinheit 20 gesendet. Ferner werden die gemessenen Parameter an den Multiplexer 40 gesendet. Die gemessenen Parameter werden anschließend an die Fernüberwachungsvorrichtung 14 gesendet, wenn der aktuelle Benutzer als der benannte Benutzer identifiziert wird.
Die integrierte Waage 12 kann ferner so abgewandelt sein, dass sie die Anforderungen von Patienten, Gesundheitsversorgungseinrichtungen, Teilnehmern an Gewichtskontrollprogrammen, von Gewichtskontrollprogrammpersonal oder anderen Personen, die an einer Ferngesundheitsüberwachung beteiligt sind, erfüllt. Beispielsweise kann die integrierte Waage 12 leicht abgewandelt sein, um die Skeletthöhe des benannten Benutzers zu messen und zu senden. Die Skeletthöhe kann seitens Gesundheitsversorgungseinrichtungen verwendet werden, um Haltungsänderungen des benannten Benutzers graphisch darzustellen.
Durch ein Messen der Skeletthöhe und des Körpergewichts des benannten Benutzers kann auch der Körpermassenindex des benannten Benutzers berechnet und an die Gesundheitsversorgungseinrichtung gesendet werden. Alternativ dazu können die Berechnungen an der Fernüberwachungsvorrichtung 14 durchgeführt werden. Ferner kann die integrierte Waage 12 konfiguriert sein, zusätzliche gesundheitsbezogene Phänomene, z.B. Darmaktivität und Blasenvolumen des benannten Benutzers, zu überwachen.
Durch Verwendung zweier akustischer Wandler kann die integrierte Waage ferner in der Lage sein, die Fähigkeit des benannten Benutzers, die Balance zu halten, aus der Ferne zu überwachen, indem sie eine Bewegung zweier Referenzpositionen in dem benannten Benutzer misst. Die integrierte Waage 12 kann dazu verwendet werden, andere gesundheitsbezogene Phänomene zu überwachen, wo eine akustische Einrichtung Veränderungen erfassen kann, die durch die gesundheitsbezogenen Phänomene bewirkt werden.
Unter Bezugnahme auf 1 und 7 wird ein Verfahren zum Identifizieren eines aktuellen Benutzers, der die integrierte Waage 12 gemäß der Erfindung verwendet, beschrieben. Bei Schritt 100 wird der Benutzer auf der integrierten Waage 12 positioniert. Vorzugsweise ist jeder Fuß des Benutzers auf der Fußmarkierung 32 platziert. Im Anschluss an Schritt 100 kann das Körpergewicht des Benutzers bei Schritt 110 durch die integrierte Waage 12 gemessen werden. Das Körpergewicht des Benutzers wird durch Verwendung herkömmlicher Techniken gemessen. Bei Schritt 120 wird von dem akustischen Wandler 34 eine Schallwelle an den Benutzer gesendet. Der akustische Wandler 34 kann derart positioniert sein, dass die Schallwelle in den linken Fuß des Benutzers eintritt und sich durch den Benutzer ausbreitet. Als Nächstes wird bei Schritt 130 ein Echo der gesendeten Schallwelle seitens des akustischen Wandlers 34 empfangen. Das Echo ist ein Teil der gesendeten Schallwelle, das von einer Struktur in dem Benutzer reflektiert wird. Beispielsweise kann das Echo von dem linken Kniegelenk des Benutzers reflektiert worden sein.
Bei Schritt 140 wird ein gemessener Wert einer vorausgewählten Entfernung abgeleitet, indem ein Zeitintervall gemessen wird, während dessen die Schallwelle von einer Referenzposition zu der Struktur gelangt und zurückkehrt. Wenn die ausgewählte Entfernung beispielsweise die Länge der linken Tibia ist, umfasst das Zeitintervall die Dauer, während der sich die Schallwelle von dem unteren Ende der linken Tibia zu dem linken Kniegelenk und zurück zu dem unteren Ende der linken Tibia ausbreitet. Als Nächstes wird der gemessene Wert bei Schritt 150 mit einem in der integrierten Waage 12 gespeicherten Kontrollwert verglichen. Der Kontrollwert ist eine entsprechende Entfernung eines bekannten Subjekts. Wenn die Länge der linken Tibia also als vorausgewählte Entfernung verwendet wird, ist der Kontrollwert die Länge der linken Tibia des bekannten Subjekts. Wenn der gemessene Wert nicht innerhalb einer ausgewählten Schwankungsbreite des Kontrollwerts liegt, endet der Vorgang. Wenn der gemessene Wert jedoch innerhalb der ausgewählten Schwankungsbreite des Kontrollwerts liegt, geht das Verfahren zu Schritt 160 über. Bei Schritt 160 wird das gemessene Körpergewicht von der integrierten Waage 12 an die Fernüberwachungsvorrichtung 14 gesendet. Die Herz- und Atemparameter des Benutzers können zu diesem Zeitpunkt ge messen und an die Fernüberwachungsvorrichtung 14 gesendet werden. Alternativ dazu kann eine Messung der Herz- und Atemparameter vor dem Schritt 150 durchgeführt werden, und anschließend können diese bei Schritt 160 zusammen mit dem gemessenen Körpergewicht an die Fernüberwachungsvorrichtung 14 gesendet werden.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst die integrierte Waage 12 einen zweiten akustischen Wandler, so dass ein Wandler konfiguriert ist, Schallwellen zu senden, während der andere Wandler konfiguriert ist, die gesendeten Schallwellen, die von einer Struktur in dem aktuellen Benutzer reflektiert wurden, zu empfangen. Beispielsweise kann der akustische Wandler 34 der 1 konfiguriert sein, einen Puls einer Schallenergie durch das linke Bein des aktuellen Benutzers zu senden. Ein Teil der Pulsenergie wird bei einem Auftreffen auf dem oberen Ende des Schädels des aktuellen Benutzers reflektiert. Die reflektierte Pulsenergie wird anschließend durch den zweiten Wandler, der unter dem rechten Fuß des aktuellen Benutzers angeordnet ist, empfangen. Auf diese Weise kann die Skeletthöhe bestimmt werden. Andere vorausgewählte körperbezogene Längen können ebenfalls unter Verwendung dieses Ausführungsbeispiels gemessen werden.
Obwohl die Erfindung oben unter Bezugnahme auf Gesundheitsüberwachungssysteme beschrieben wurde, könnte die Erfindung auch bei Sicherheitssystemen gut funktionieren. Als Beispiel kann die integrierte Waage 12 der 1 so abgewandelt werden, dass sie ausschließlich bestimmt, ob der aktuelle Benutzer eine autorisierte Person ist, der es erlaubt ist, einen gesicherten Raum oder ein gesichertes Gebäude zu betreten. In dieser Umgebung wird die integrierte Waage verwendet, um eine eindeutige physiologische Signatur des Benutzers zu messen. Die physiologische Signatur kann eine Skelettsignatur sein, z.B. Längen bestimmter Knochen und/oder die Skeletthöhe. Die gemessene physiologische Sig natur kann mit in einer Datenbank gespeicherten Signaturen verglichen werden, um eine Zutrittsbefugnis zu bestimmen.

Claims

Ein Gewichtsüberwachungssystem (10), das folgende Merkmale aufweist: eine Trägerplattform (18), um ein interessierendes lebendes Subjekt (66) aufzunehmen, und eine wirksam mit der Plattform (18) verbundene Wiegeeinrichtung (12) zum Messen eines Gewichts des interessierenden lebenden Subjekts (66) durch Berechnen einer Schwerkraft, die durch das interessierende lebende Subjekt (66) auf die Plattform (18) ausgeübt wird; ein System zum Identifizieren des interessierenden lebenden Subjekts auf der Trägerplattform (18), wobei das System folgende Merkmale aufweist: eine Schall-Sende-/Empfangseinrichtung (34), die eine Oberfläche aufweist, die angepasst ist, um eine Grenzfläche mit dem interessierenden lebenden Subjekt (66) zu bilden, um Schallwellen in das interessierende lebende Subjekt (66) zu emittieren und Schallwellen, die von Grenzflächen von Strukturen in dem interessierenden lebenden Subjekt (66) reflektiert werden, zu empfangen; eine mit der Schall-Sende-/Empfangseinrichtung (34) wirksam verbundene Analyseeinrichtung (58) zum Berechnen zumindest eines gemessenen Werts, der für zumindest eine Entfernung zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position repräsentativ ist, indem eine Ausbreitungszeit für die Schallwellen, die sich durch das interessierende lebende Subjekt (66) ausbreiten, an zumindest einer der ersten und der zweiten Position, die eine Grenzfläche ist, die eine Rückreflexion in dem interessierenden lebenden Subjekt (66) bewirkt, gemessen wird; und eine in Kommunikation mit der Analyseeinrichtung (58) befindliche Auswertungseinrichtung (50) zum Vergleichen des gemessenen Werts mit einem vorbestimmten Wert, der gemessen wird, indem eine Ausbreitungszeit für Schallwellen berechnet wird, die sich durch ein bekanntes lebendes Subjekt ausbreiten, und zum Bestimmen, ob das interessierende lebende Subjekt das bekannte lebende Subjekt ist.
Das System gemäß Anspruch 1, bei dem die Schall-Sende-/Empfangseinrichtung (34) einen akustischen Wandler aufweist, der entworfen ist, um Schallwellen zu übertragen und ein Echo der Schallwellen, die von einer vorausgewählten Struktur in dem lebenden Subjekt (66) reflektiert werden, zu empfangen; die Analyseeinrichtung (58) einen Signalprozessor umfasst, der konfiguriert ist, um einen gemessenen Wert, der eine Entfernung von einer Referenzposition zu der vorausgewählten Struktur darstellt, als Funktion eines Messwerts der Zeit, mit der sich die Schallwellenenergie, die sich zwischen der Referenzposition und der vorausgewählten Struktur ausbreitet, zu berechnen; und die Auswertungseinrichtung (50) einen Speicher umfasst, der dem Signalprozessor wirksam zugeordnet ist und der eine Kapazität aufweist, einen Steuerwert zu speichern, der ein entsprechendes Entfernungsmaß bezüglich eines bekannten lebenden Subjekts darstellt; und einen Komparator, der mit dem Signalprozessor gekoppelt ist, um den gemessenen Wert zu empfangen und mit dem Steuerwert zu vergleichen, um zu bestimmen, ob das lebende Subjekt zu dem bekannten lebenden Subjekt äquivalent ist.
Das System gemäß Anspruch 1, bei dem die Schall-Sende-/Empfangseinrichtung (34) die Schallwellen bei einer Frequenz erzeugt, die an Schnittstellen von Strukturen, die Knochen und weiche Gewebe umfassen, eine Rückreflexion bewirkt.
Das System gemäß Anspruch 3, bei dem die Analyseeinrichtung (58) konfiguriert ist, um eine Länge einer Tibia des interessierenden lebenden Subjekts (66) zu messen, wobei die erste Position und die zweite Position äußere Enden der Tibia definieren.
Das System gemäß Anspruch 3, bei dem die Analyseeinrichtung (58) konfiguriert ist, um eine Länge einer Skeletthöhe des interessierenden lebenden Subjekts (66) zu messen, wobei die erste Position und die zweite Position die Skeletthöhe definieren.
Das System gemäß Anspruch 3, das ferner eine Vitalzeicheneinrichtung (70) zum Messen eines Herzparameters und eines Atmungsparameters des interessierenden lebenden Subjekts (66) umfaßt, wobei die Vitalzeicheneinrichtung (70) mit der Schall-Sende-/Empfangseinrichtung (34) gekoppelt ist, um eine rückreflektierte Schallwellenenergie, die Positionen des Herzens und der Lunge des interessierenden lebenden Subjekts (66) angibt, zu identifizieren.
Das System gemäß Anspruch 1, bei dem die Schall-Sende-/Empfangseinrichtung (34) ein akustischer Wandler ist, der in der Lage ist, die Schallwellen einer vorbestimmten Frequenz zu erzeugen, wobei der akustische Wandler konfiguriert ist, um Reflexionen der Schallwellen zu erfassen.
Das System gemäß Anspruch 7, bei dem der akustische Wandler (34) konfiguriert ist, um die Schallwellen zu erzeugen, die die vorbestimmte Frequenz in einem Bereich zwischen etwa 100 und 200 Kilohertz aufweisen.
Das System gemäß Anspruch 7, bei dem der akustische Wandler (34) positioniert ist, um die Schallwellen in einer allgemein nach oben gerichteten Richtung auf das interessierende lebende Subjekt (66) zu emittieren und die reflektierten Schallwellen, die sich von dem interessierenden lebenden Subjekt (66) zu dem akustischen Wandler (34) zurück ausbreiten, zu empfangen.
Das System gemäß Anspruch 1, das ferner ein elektrisches Sende-/Empfangsgerät (46) aufweist, das mit der Auswertungseinrichtung (50) elektrisch gekoppelt ist und entworfen ist, um eine Kommunikation mit einer Hostvorrichtung (14) einzurichten, um Informationen zwischen dem Sende-/Empfangsgerät und der Hostvorrichtung (14) auszutauschen.
Das System gemäß Anspruch 2, bei dem der Signalprozessor eine Schaltungsanordnung umfasst, die in der Lage ist, unter Verwendung eines Zeitvergleichs einer Mehrzahl von Schallwellen und zugeordneten Echos, die durch den akustischen Wandler (34) emittiert und empfangen werden, eine Herzfrequenz und eine Atmungsfrequenz des interessierenden lebenden Subjekts (66) zu bestimmen.
Ein Verfahren zum Identifizieren eines interessierenden lebenden Subjekts, das auf einer Plattform einer Vorrichtung zum Messen des Gewichts des lebenden Subjekts positioniert ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Positionieren des interessierenden lebenden Subjekts auf der Plattform der Vorrichtung zum Messen des Gewichts in einer vorbestimmten Position; Senden einer Schallwelle an das interessierende lebende Subjekt von der Vorrichtung zum Messen des Gewichts, derart, dass sich die Schallwelle durch das interessierende lebende Subjekt ausbreitet; Empfangen eines Echos der Schallwelle, das durch eine Reflexion der Schallwelle an zumindest einer Struktur in dem interessierenden lebenden Subjekt verursacht wird; Bestimmen zumindest eines gemessenen Werts zumindest einer vorausgewählten Entfernung von der zumindest einen Struktur zu zumindest einer Referenzposition, indem ein Zeitintervall gemessen wird, in dem die Schallwelle von der zumindest einen Referenzposition zu der zumindest einen Struktur gelangt, und in dem das Echo von der zumindest einen Struktur zu der zumindest einen Referenzposition zurück kehrt; und Vergleichen des zumindest einen gemessenen Werts mit einem Kontrollwert eines entsprechenden Maßes der Entfernung eines bekannten lebenden Subjekts, um zu bestimmen, ob das interessierende lebende Subjekt das bekannte lebende Subjekt ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 12, das ferner einen Schritt des Messens eines Körpergewichts des interessierenden lebenden Subjekts, während das interessierende lebende Subjekt auf der Vorrichtung positioniert ist, umfasst.
Das Verfahren gemäß Anspruch 13, das ferner einen Schritt des selektiven Übertragens des Körpergewichts an eine Hostvorrichtung umfasst, wenn bestimmt wurde, dass das interessierende lebende Subjekt das bekannte lebende Subjekt ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem der Schritt des Bestimmens des gemessenen Wertes der vorausgewählten Entfernung ein Berechnen einer Länge einer Tibia des interessierenden lebenden Subjekts umfasst, wobei die Länge der Tibia die vorausgewählte Entfernung definiert.
Das Verfahren gemäß Anspruch 12, das ferner einen Schritt des Messens eines Herzparameters und eines Atmungsparameters des interessierenden lebenden Subjekts und einen Schritt des selektiven Übertragens von Informationen bezüglich des Herzparameters und des Atmungsparameters an eine Hostvorrichtung umfasst, wenn bestimmt wurde, dass das interessierende lebende Subjekt das bekannte lebende Subjekt ist.