KR20180044942A - 무선 환자 모니터링 시스템들 및 방법들 - Google Patents
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- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/0205—Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
- A61B5/0245—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate by using sensing means generating electric signals, i.e. ECG signals
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- A61B5/0408—
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
- A61B5/053—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
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- 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
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
- A61B5/1113—Local tracking of patients, e.g. in a hospital or private home
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- 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
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
- A61B5/1113—Local tracking of patients, e.g. in a hospital or private home
- A61B5/1115—Monitoring leaving of a patient support, e.g. a bed or a wheelchair
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- A—HUMAN NECESSITIES
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- 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
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
- A61B5/1116—Determining posture transitions
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- 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
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
- A61B5/1116—Determining posture transitions
- A61B5/1117—Fall detection
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- 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
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
- A61B5/1118—Determining activity level
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- 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
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
- A61B5/1121—Determining geometric values, e.g. centre of rotation or angular range of movement
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- 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
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
- A61B5/1126—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb using a particular sensing technique
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- 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
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
- A61B5/113—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb occurring during breathing
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
- A61B5/14551—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases
- A61B5/14552—Details of sensors specially adapted therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
- A61B5/318—Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
-
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- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/44—Detecting, measuring or recording for evaluating the integumentary system, e.g. skin, hair or nails
- A61B5/441—Skin evaluation, e.g. for skin disorder diagnosis
- A61B5/447—Skin evaluation, e.g. for skin disorder diagnosis specially adapted for aiding the prevention of ulcer or pressure sore development, i.e. before the ulcer or sore has developed
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- 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
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
-
- A—HUMAN NECESSITIES
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- 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
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
- A61B5/6823—Trunk, e.g., chest, back, abdomen, hip
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- 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
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/683—Means for maintaining contact with the body
- A61B5/6832—Means for maintaining contact with the body using adhesives
- A61B5/6833—Adhesive patches
-
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- 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
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/683—Means for maintaining contact with the body
- A61B5/6832—Means for maintaining contact with the body using adhesives
- A61B5/68335—Means for maintaining contact with the body using adhesives including release sheets or liners
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- 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
- A61B5/7235—Details of waveform analysis
- A61B5/7264—Classification of physiological signals or data, e.g. using neural networks, statistical classifiers, expert systems or fuzzy systems
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- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
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- A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
- A61B5/7271—Specific aspects of physiological measurement analysis
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
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- A—HUMAN NECESSITIES
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- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
- A61B2560/04—Constructional details of apparatus
- A61B2560/0475—Special features of memory means, e.g. removable memory cards
-
- 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
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0204—Acoustic sensors
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- 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
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0219—Inertial sensors, e.g. accelerometers, gyroscopes, tilt switches
-
- 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
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
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- 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
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/0271—Thermal or temperature sensors
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- 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
- A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
- A61B2562/029—Humidity sensors
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- 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
- A61B2562/16—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors
- A61B2562/166—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors the sensor is mounted on a specially adapted printed circuit board
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- A—HUMAN NECESSITIES
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- 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
- A61B5/0004—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network characterised by the type of physiological signal transmitted
- A61B5/0008—Temperature signals
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- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
- A61B5/0816—Measuring devices for examining respiratory frequency
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- A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
- A61B5/14551—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases
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- A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
- A61G2203/00—General characteristics of devices
- A61G2203/30—General characteristics of devices characterised by sensor means
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- A61G2203/00—General characteristics of devices
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- A61G2203/00—General characteristics of devices
- A61G2203/30—General characteristics of devices characterised by sensor means
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Abstract
하나 이상의 욕창들을 형성할 위험이 있는 환자를 관리하는 것을 돕는 환자 모니터링 시스템이 개시되어 있다. 시스템은 환자의 방향을 감지하고 감지된 방향을 표시하는 정보를 환자 모니터에 무선으로 송신하는 환자-착용 무선 센서를 포함한다. 환자 모니터는 송신된 정보를 수신, 저장 및 프로세싱한다. 환자 모니터는 또한 환자가 하나 이상의 욕창들을 형성할 위험성을 의료인이 관리하는 것을 돕도록 환자의 방향을 표시하는 정보를 디스플레이하고 송신한다. 시스템은 환자의 현재 방향을 식별하고, 환자가 현재의 방향에 얼마나 오랫동안 있었는지를 결정할 수 있다. 환자가 미리 정의된 지속기간을 초과하여 한 방향을 유지한다면, 시스템은 환자가 위치 변경해야 한다는 것을 환자 및/또는 관리인들에게 통지할 수 있다.
Description
본 출원은 2015년 8월 31일에 출원된 미국 가출원번호 제62/212467호, 2015년 8월 31일에 출원된 미국 가출원번호 제62/212472호, 2015년 8월 31일에 출원된 미국 가출원번호 제62/212484호, 및 2015년 8월 31일에 출원된 미국 가출원번호 제62/212480호의 우선권을 주장하며, 이에 의해 이 출원들은 그 전체가 인용에 의해 본원에 통합된다.
본 개시내용은 환자 모니터링 분야에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 개시내용은 특히 환자의 위치, 방향 및 움직임을 측정하고 측정된 정보를 환자 모니터링 시스템에 무선으로 통신하는 웨어러블 센서를 설명한다.
병원들, 간호 시설들, 요양원들, 전문 간호 시설들, 수술 후 회복 센터들 등과 같은 임상 환경들에서, 환자들은 종종 장시간 동안 침대에 누워있다. 때때로, 환자들은 침대에서 자신들의 위치를 변경하거나 제어할 능력이 제한된 정도까지 의식이 없는 상태 또는 진정된 상태로 있다. 이 환자들은 욕창이 형성될 위험 상태에 있을 수 있으며, 이러한 욕창은 환자의 건강과 웰빙에 있어서 심각한 위험을 초래한다. "침상 궤양(bed sore)", "압력 궤양(pressure sore)" 및 "욕창(decubitus ulcer)"으로 또한 지칭될 수 있는 욕창은 환자의 피부 및 종종 기초 조직에 대한 손상을 포함하며, 이러한 손상은 환자의 신체의 부위에 가해지는 장기간 압력으로 인해 발생한다. 종종, 욕창은 침대 또는 의자의 표면과의 장기간 접촉으로 인해, 표면에 가해지는 압력을 분산시키기 위해 표면 아래에 있는 근육 및/또는 지방 조직이 적은 신체의 뼈 부위를 덮는 피부에서 발병한다. 이러한 신체 위치들의 예들은 머리의 뒤쪽 또는 옆쪽, 어깨, 어깨뼈, 팔꿈치, 척추, 엉덩이, 등아래 부분, 꼬리 뼈, 뒤꿈치, 발목 및 무릎 뒤의 피부를 포함한다.
욕창은 피부 및 그 위치 근처의 다른 조직으로의 혈액 흐름을 차단하는 압력이 해부 부위에 가해지면서 유발된다. 구조적 표면(이를테면, 침대)과 환자 신체상의 특정 지점 간의 지속적인 압력은, 가해진 압력이 산소 및 다른 영양소들을 피부 및 다른 조직들에 전달하는 모세혈관을 통해 흐르는 혈압보다 클 때, 혈류를 제한할 수 있다 . 산소와 영양소들이 없으면, 피부 세포들이 손상되어 겨우 2~6 시간 안에 조직 괴사를 일으킬 수 있다. 노년층들과 이동 장애인들에서 흔히 발생함에도 불구하고, 병원에서 발생하는 욕창은 예방가능한 것으로 고려되어 "결코 발생하지 않을 일들"로 불려왔다. 보험 회사들은 욕창 치료를 위해 그들이 병원에 배상할 금액에 제한을 두어 왔으며, 현재 주 정보 및 연방 정부 법률은 병원들이 욕창의 발생을 보고할 것을 요구한다.
욕창에 대한 위험 인자들은 수정 가능한 것 그리고 수정 가능하지 않는 것으로 분류될 수 있다. 수정가능한 위험 인자들은 의료진들이 취할 수 있는 조치들을 포함하는 반면에, 수정 가능하지 않는 위험 인자들은 환자의 건강 및 행동의 양상들을 포함한다. 욕창이 발병할 위험이 있는 환자들을 의료인들이 식별하여 돌 볼 수 있도록 이러한 수정 가능하지 않은 위험 인자들을 상세히 기록하는 것이 중요하다. 환자에게서 욕창이 발병할 위험성을 예측하기 위하여 의료인들이 상세히 기록된 위험 평가 정책(risk assessment policy)을 개발하는 것이 권장된다. 이러한 평가는 환자의 건강 및 환경의 모든 앙상들을 포괄할 수 있으며, 브레이든 스케일(Braden scale) 및 노튼 스케일(Norton scale)과 같이 현장에서 일반적으로 사용되는 조치들을 채택할 수 있다. 위험 평가 도구는 환자가 자신의 침대에서 휴식을 취할 때 뿐만 아니라 수술을 받을 때도 예방 전략들을 지시하는데 사용될 수 있다.
욕창의 형성에 영향을 미칠 수 있는 추가 인자들은 마찰력 및 전단력을 포함한다. 마찰은 피부가 표면을 가로 질러 끌려질 때(이는 환자들이 이동될 때, 즉 특히 피부가 촉촉할 때 발생할 수 있음) 발생할 수 있다. 이러한 마찰력들은 피부를 손상시키고, 욕창의 형성을 포함하는 상해에 피부를 더 취약하게 만들 수 있다. 전단은 2개의 힘이 반대 방향들로 움직이는 경우이다. 예컨대, 침대의 머리 부분이 경사면에서 상승해 있을 때, 환자의 척추, 꼬리뼈 및 엉덩이 부위들은 중력으로 인해 아래로 미끄러지는 경향이 있다. 환자의 신체의 뼈 부분이 아래쪽으로 움직이면, 그 부위를 덮고 있는 피부는 현재 위치에 머물러 있어서 골격 구조의 반대 방향으로 당겨질 수 있다. 이러한 전단 운동은 피부 및 그 부위의 혈관들을 손상시켜서, 피부 및 다른 국부적인 조직이 욕창의 형성에 취약하게 될 수 있다.
욕창을 형성할 위험이 있는 환자들에 대해 확립된 실무는, 환자 신체의 여러 지점들에 가해지는 압력을 재분배하기 위해, 환자의 위치가 주기적으로 변경되게 하거나 또는 환자의 방향이 전환되게 하는 터닝 프로토콜(turning protocol)을 따르는 것이다. 욕창의 위험이 있는 사람들은 정기적으로 위치를 변경해야 한다. 환자들이 2시간마다 특정 경사각들로 위치를 변경하고 이렇게 하는 방법으로 환자의 피부의 마찰량과 전단량을 최소화하는 것이 일반적으로 제안된다. 위치변경 로그(repositioning log)가 유지될 수 있는데, 이는 시간, 신체 방향 및 결과와 같은 주요 정보를 포함할 수 있다.
욕창 예방 프로그램들은 효과적이었고, 치료와 연관된 장기간 비용을 줄일 수 있다. 2002년의 한 연구는 2개의 장기간 요양 시설들에서 포괄적인 예방 프로그램을 사용하였는데, 이는 한 달에 거주자 당 $519.73의 비용이 들었다. 이 프로그램의 결과들은 2개의 시설들에서 욕창 유병률이 87%와 76% 정도 감소될 것임을 나타내었다. 후속 연구는 예방 전략들이 의료 중환자실에서 29.6%로부터 0%로 그리고 병원 전체에서 9.2%로부터 6.6 %로 욕창 유병률을 줄일 수 있다는 것을 발견했다. 이러한 개입들은 수동 환자의 위치 변경 및 로깅(logging), 조직 시각화 및 촉진(palpation), 압력 감소 매트리스들 및 위험 평가 도구들의 사용과 같은 전략들을 사용했다.
그러나, 방향 전환 프로토콜들은 확립된 방향 전환 간격들 사이에서 환자에 의해 수행되는, 관찰되지도 기록되지도 않는 위치 변경들을 고려하지 않는다. 따라서, 어떤 상황들에서는 방향 전환 프로토콜을 따르는 행위가 의도치 않은 부정적인 임상 효과를 가질 수 있는 가능성이 있다.
본 개시내용은, 무엇보다도, 하나 이상의 욕창들을 형성할 위험이 있는 환자의 위치 및 방향을 모니터링하기 위한 시스템들, 디바이스들 및 방법들의 실시예들을 설명한다.
본 개시내용의 일 양상은 하나 이상의 욕창들을 형성할 위험이 있는 환자를 관리하는 것을 돕도록 구성된 환자 방향 전환 및 움직임 모니터링 시스템을 포함한다. 환자 방향 전환 및 모니터링 시스템의 일부 실시예들은 환자의 방향을 설명하는 정보를 획득하고 감지된 방향 정보를 표시하는 정보를 무선으로 송신하도록 구성된 하나 이상의 센서들을 갖는 환자 착용 무선 센서를 포함한다. 시스템은 또한 무선 센서에 의해 송신된 정보를 수신, 저장 및 프로세싱하고, 의료인들이 하나 이상의 욕창들을 형성할 환자의 위험성을 관리하는 것을 돕기 위하여 환자의 방향을 표시하는 정보(또는 데이터)를 디스플레이 및 송신하도록 구성된 환자 모니터를 포함한다. 환자 방향 전환 및 움직임 모니터링 시스템은 환자의 현재 방향을 식별하고, 환자가 현재 방향에서 얼마나 오래 있었는지를 결정할 수 있다. 만일 환자가 미리 정의된 임상의-규정 환자 방향 지속기간을 초과하여 한 방향을 유지하고 있다면, 시스템은 환자가 위치를 변경할 예정이라는 것을 환자 및/또는 관리인들에게 통지할 수 있다. 특정 실시예들에서, 환자 방향 지속기간 타이머는 이러한 방향 시간들을 모니터링하기 위해 사용된다. 개시된 환자 방향 전환 및 움직임 모니터링 시스템의 특정한 실시예들에서, 무선 센서의 수신 범위 내에 위치한 신호 리피터는 무선 센서로부터 감지된 방향 정보를 표시하는 정보를 수신하여 네트워크-기반 프로세싱 노드에 포워드하기 위하여 사용된다.
본 개시내용의 다른 양상은 환자로부터 위치, 방향 및 운동 정보를 획득하도록 구성된 하나 이상의 센서들을 포함하는 무선 센서를 포함한다. 하나 이상의 센서들은 3차원 공간에서 환자의 위치 및 방향을 결정하도록 구성된 가속도계, 자이로스코프 및 자력계를 포함할 수 있다. 무선 센서는 센서 데이터 및/또는 센서 데이터를 나타내는 정보를 환자 모니터에 무선으로 송신하도록 구성된다. 환자 모니터는 수신된 정보를 프로세싱하고, 수신된 데이터를 표시하거나 또는 수신된 데이터로부터 유도된 정보를 디스플레이하고, 그리고 디스플레이들, 알람들, 경고들 및 통지들을 포함하는 정보를 멀티-환자 모니터링 시스템에 송신하도록 구성될 수 있으며, 멀티-환자 모니터링 시스템은 예컨대 간호사의 스테이션에 위치할 수 있다.
본 개시내용의 다른 양상은 무선 센서를 환자 모니터와 연관시키기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 일부 실시들예에서, 무선 센서는 무선 센서를 제거될 때 활성화하는 활성화 탭을 포함한다. 활성화시에, 무선 센서의 무선 트랜시버는 대략 3인치까지의 페어링 신호 송신 범위를 갖는 저-전력 페어링 신호를 방사한다. 일부 실시예들에서, 무선 센서는 스위치 또는 버튼을 가지며, 스위치 또는 버튼은 눌려질 때 무선 센서를 페어링 동작 모드에 배치되어서, 이에 따라 무선 센서가 저전력 페어링 신호를 방사하게 한다. 환자 모니터가 무선 센서의 범위 내(예컨대, 약 3인치 범위 내)에 있을 때, 무선 센서 및 환자 모니터는 연관되어, 무선 센서 및 환자 모니터가 서로 통신하도록 구성된다. 일단 무선 센서와 환자 모니터 간의 페어링이 완료되면, 무선 센서는 무선 센서가 환자 파라미터 감지 신호를 송신하는 환자 파라미터 감지 동작 모드로 변경한다. 환자 파라미터 감지 신호는 페어링 신호 송신 범위보다 실질적으로 더 큰 환자 신호 송신 범위를 갖는다. 이후, 무선 센서는 환자에게 배치될 상태가 된다.
본 개시내용의 일부 양상들에서, 환자의 위치 및 방향이 모니터링되고 기록된다. 일단 무선 센서가 예컨대 환자의 몸통과 같은 환자의 신체에 부착되면, 환자의 운동(예컨대, 가속도 및 각속도)에 대응하는 센서 데이터가 획득되고, 사전 처리되어 환자의 모니터에 송신된다. 환자 모니터는 수신된 데이터를 저장하고 추가로 프로세싱하여 환자의 방향을 결정한다. 예시적으로, 환자 모니터는 환자가 일어선 위치이거나, 앉은 위치이거나, 또는 엎어져 누워 있는 위치이거나, 반듯이 누운 위치이거나 왼쪽으로 누운 위치이거나 오른쪽으로 누운 위치에 있는지의 여부를 결정할 수 있다.
일부 실시예들에서, 환자 모니터는 환자의 신체의 정확한 방향을 결정한다. 예컨대, 환자 모니터는 환자의 신체가 수직 및/또는 수평으로 기울어진 정도를 결정하여, 환자가 누워 있는 지지 구조(이를테면, 침대)에 대한 환자의 위치의 정확한 설명을 생성할 수 있다.
본 개시내용의 다른 양상에서, 환자 모니터는 결정된 위치 및 방향 정보를 저장하고, 환자가 각각의 결정된 위치를 얼마나 오랫동안 유지하는지를 추적하여, 환자의 위치 이력의 연속적인 기록을 생성한다. 환자 모니터는 저장된 데이터를 분석 및 프로세싱하여 환자의 치료 제공자들에게 임상 관련 실행 가능 정보를 제공한다. 예시적으로, 환자 모니터는 환자에 의해 수행된 침대에서의 방향 전환들의 수를 카운트하고, 환자가 마지막으로 방향 전환한 이후로부터 경과한 시간량을 모니터링하고 디스플레이한다. 경과된 시간이 임상의-정의 시간기간(예컨대, 2시간)을 초과할 때, 환자 모니터는 환자의 방향 전환들 사이의 최대 시간이 초과되었다는 표시를 디스플레이한다. 환자 모니터는 또한 예컨대 멀티-환자 모니터링 시스템, 임상의 통지 디바이스 등을 통해 환자를 돌보는 것을 담당하는 하나 이상의 임상의들에게 통지를 송신할 수 있다. 환자 모니터는 또한 예컨대 24 시간과 같은 주어진 임상의-정의 시간기간 동안 방향 전환들 사이의 평균, 최소 및 최대 시간량과 같은 통계 정보를 결정하여 디스플레이할 수 있다. 환자 모니터는 또한 임상의-정의 시간 기간 동안 동일한 위치 및 방향에서 방향 전환들의 수를 결정하여 디스플레이할 수 있다. 유사하게, 환자 모니터는 임상의-정의 기간 내에 환자가 각각의 특정 위치를 유지했던 총 시간량을 디스플레이할 수 있다. 게다가, 환자 모니터는 환자가 임상적으로 정의된 허용 가능한 위치들을 유지했던 지속 기간 및 빈도를 결정할 수 있다.
본 개시내용의 또 다른 양상에서, 환자 모니터는 환자의 이동성 상태, 예컨대 환자가 보행하고 있는지, 서 있는지, 앉아 있는지, 기대고 있는지 또는 낙상(fall)하는지의 여부를 결정한다. 특정 양상들에서, 무선 모니터링 시스템은 환자가 낙상하거나, 침대에서 일어나거나 또는 그렇지 않으면 금지된 방식으로 이동하거나 또는 의료인 주의를 필요로 하는 방식으로 이동한다는 것을 의료인에게 경고하기 위한 경고 시스템을 포함할 수 있다. 경고는 모니터링 시스템상의 가청 알람 및/또는 시각 알람일 수 있거나 또는 경고는 의료인(예컨대, 간호사의 스테이션, 임상의 디바이스, 호출기, 셀 폰, 컴퓨터 등)에 송신될 수 있다. 예시적으로, 환자 모니터는 환자의 이동성 상태를 디스플레이하고 환자가 활동중이며 침대에서 멀리 있다는 통지를 송신할 수 있다. 일부 상황들에서, 환자 모니터는 환자가 임상의의 지시, 이를테면 예컨대 침대에 누워 있거나 또는 수행원의 도움을 받아서만 화장실에 가라는 명령들을 위반하는지의 여부를 결정할 수 있다. 이러한 상황들에서, 통보, 경고 또는 알람이 적절한 의료인들에게 송신될 수 있다.
또한,
특정 양상들에서, 무선 센서에 의해 수신된 정보는 환자의 움직임에 대한 시간-순서 표현을 생성하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 표현은 의료인이 환자를 모니터링할 수 있게 하기 위하여 환자 모니터상에서 디스플레이되거나 또는 간호사의 스테이션 또는 다른 프로세싱 노드들에 송신될 수 있다. 시간-순서 표현은 실시간으로 보여질 수 있으며 그리고/또는 재생을 위해 기록될 수 있다. 예컨대, 환자가 침대에서 낙상했음을 알람이 의료인에게 경고하면, 의료인은 그 시간 기간 이전에 그리고 그 기간동안 환자의 움직임들에 대한 과거 시퀀스에 액세스하여 이를 리뷰(review)할 수 있다.
본 개시내용의 또 다른 양상은 환자의 걸음걸이 및 다른 정보(이를테면, 예컨대 환자의 현재 약물 요법)에 기초하여 환자가 낙상할 위험을 예측하는 것에 관한 것이다. 환자의 낙상 위험이 미리 결정된 임계치를 초과한다고 환자 모니터가 결정하면, 환자 모니터는 환자의 낙상을 예측하여 이를 방지하기 위한 노력으로 식별된 위험을 치료 제공자들에게 통지하기 위한 알람 또는 경고를 발행(issue)할 수 있다. 부가적으로, 환자 모니터는 환자가 낙상했을 때를 결정하고, 치료 제공자 지원을 요청하기에 적절한 알람들 및 공고들을 발행할 수 있다.
본 개시내용의 양상에서, 환자 모니터는 네트워크를 통해 환자의 건강 기록들 및 임상의 입력에 액세스한다. 예시적으로, 환자의 건강 기록들을 고려하여 분석된 환자의 위치 기록 데이터는 특정 환자에 대해 유리한 임상 결과들을 산출할 가능성이 있는 방향 전환 프로토콜(또는 다른 치료 프로토콜)을 나타내거나 제안할 수 있다. 따라서, 환자 모니터는 무선 센서로부터의 수신된 정보와 함께 액세스된 정보를 분석하여 환자에 대해 추천된 환자 방향 전환 프로토콜(또는 다른 치료 프로토콜)을 결정한다.
본 개시내용의 또 다른 양상에서, 환자 모니터는 환자를 위해 설정된 임상의-정의 환자 방향 전환 프로토콜에 대한 의료인 및 시설의 준수를 평가한다. 예컨대, 환자 모니터는 규정된 지속기간보다 더 긴 기간동안 환자가 한 위치를 유지하는 횟수를 식별하여, 환자의 방향 전환 프로토콜 위반 뿐만 아니라 그러한 각각의 과다 노출의 시간 길이를 표시할 수 있다. 환자 모니터는 또한 통지, 경고 또는 경보 발행시 임상의 응답 시간을 추적할 수 있다.
본 개시내용의 다른 양상에 따르면, 각각의 환자가 개시된 무선 센서를 갖춘 다수의 환자들에 대응하는 종합된 위치 이력 데이터에 기초하여 치료 제공자 워크플로우 생산성, 효율성 및 효과성이 결정될 수 있다. 부가적으로, 환자들 대 스태프의 비율이 상대적으로 높은 병동 또는 요양소와 같은 특정 위치에서 환자들을 돌보는 것은 결정된 욕창의 형성 위험성을 기초로 하여 우선순위화될 수 있다. 따라서, 가장 높은 위험성을 갖는 것으로 결정된 환자들은 먼저 주목을 받도록 지정된다.
본 개시내용의 또 다른 양상에서, 무선 센서는 환자로부터 부가적인 생리학적 측정치들을 획득하기 위한 센서들을 포함한다. 예컨대, 무선 센서는 환자의 피부 표면을 온도 센서 주위로 절연시킴으로써 환자의 신체 심부(core) 온도를 측정하도록 구성된 온도 센서를 포함할 수 있다. 온도 센서 주위의 절연의 결과로써, 환자의 피부 표면과 신체 심부 사이의 자연 온도 차이가 평형에 도달하여, 환자의 신체 심부 온도(전형적으로 환자의 피부 표면보다 온도가 더 높음)에 도달한다. 무선 센서는 또한 환자의 가슴에 의해 생성된 진동 운동을 감지하도록 구성된 음향 호흡 센서를 포함할 수 있다. 음향 호흡 센서는 감지된 진동들을 디바이스의 강체 구조물들을 통해 가속도계에 기계적으로 송신하도록 구성된다. 가속도계 신호의 프로세싱은, 무엇보다도, 환자의 호흡 및 심박수들을 제공할 수 있다. 환자의 가슴과 전기적으로 접촉하는 2개 이상의 전극들로부터의 전기 신호들을 감지하도록 구성된 심전도(ECG) 센서가 또한 무선 센서에 포함될 수 있다. ECG 신호는 서맥, 빈맥, 심실 세동 등과 같은 부정맥을 검출하도록 프로세싱될 수 있다. 부가적으로, 가속도계 신호(음향 호흡 센서로부터의 기계적으로 송신된 진동들을 표시하는 정보를 포함함) 및/또는 ECG 신호는 코골이, 기침, 질식, 천명, 무호흡증 및 기계폐색을 포함하는(그러나, 이들에 제한되지 않음) 호흡 장애 또는 기능 장애를 식별하도록 프로세싱될 수 있다.
본 개시내용의 또 다른 양상에서, 환자 모니터는 환자의 건강/질병 상태를 설명하는 스코어를 결정할 수 있는데, 이는 "헤일로 인덱스(Halo Index)"로도 지칭 될 수 있다. 예시적으로, 환자 모니터는 환자의 건강 기록들, 임상의 입력, 무선 센서에 의해 제공된 위치 이력 데이터, 표면 구조 압력 데이터, 및 무선 센서에 의해 수집되어 제공되는 다른 생리학적 파라미터 데이터(이를테면, 비제한적인 예로서, 환자의 온도, 호흡률, 심박수 , ECG 신호 등)에 액세스하고 분석하여, 환자의 전반적인 건강 상태를 평가할 수 있다.
본 개시내용의 양상에서, 환자 모니터는 환자의 지지 구조물(예컨대, 침대, 매트리스, 침대 시트, 매트리스 패드 등)에 의해 제공된 정보에 액세스하여, 환자의 신체의 특정 해부학적 부위들에 가해지는 압력의 정도를 결정한다. 예시적으로, 환자의 지지 구조물은 특정 위치들에서 환자에 의해 지지 구조물에 가해지는 압력을 측정하는 압력 센서들의 어레이로 구성될 수 있다. 환자 모니터는 지지 구조물에 의해 제공되는 정보와 함께 환자의 위치 이력 데이터를 분석하여, 특정 해부학적 위치에 가해진 측정된 압력량과 이 특정 해부학적 위치가 이러한 압력 아래에 있은 시간량을 곱한 것에 기초하여, 그 특정 해부학적 위치에서 욕창이 형성될 가능성을 결정할 수 있다. 평가된 위험이 미리 결정된 임계치를 초과할 때, 환자 모니터는 특정된 해부학적 위치에서의 욕창의 형성을 방지하기 위하여 환자의 위치를 변경하라는 알람 및/또는 경고를 발행할 수 있다. 부가적으로, 환자 모니터는 가해진 압력과 그러한 압력하에 있는 시간 길이의 조합된 분석에 기초하여 특정 위치들 및/또는 환자 방향 전환 프로토콜을 제안할 수 있다
일부 양상들에서, 다른 무선 센서들이 다른 환자 모니터링 디바이스들과 페어링되어 이들과 통신할 수 있는 의료인 환경에서 환자 모니터링 디바이스와 무선 생리학적 센서를 페어링함으로써 모니터링되는 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 방법 ― 생리학적 센서는 움직임 센서, 제 1 프로세서, 및 제 1 무선 트랜시버를 포함하며, 생리학적 센서는 환자의 움직임, 움직임 결여 또는 이 둘다 중 하나 이상에 반응하는 정보를 송신하기 위하여 상기 모니터링되는 환자의 표면에 대하여 최후에는 배치되도록 구성되며, 환자 모니터링 디바이스는 제 2 프로세서, 메모리 디바이스, 저장 디바이스, 디스플레이 및 제 2 무선 트랜시버를 포함하며, 환자 모니터링 디바이스는 상기 욕창의 상기 위험성을 표시하는 환자 정보를 의료인에게 제시하기 위하여 생리학적 센서로부터의 송신된 정보에 반응함 ―는 상기 생리학적 센서에서, 페어링 동작 모드를 개시하는 단계; 페어링 신호 송신 범위에 대해 유효한 것으로 구성된 페어링 신호를 상기 생리학적 센서로부터 무선으로 송신하는 단계 ― 상기 페어링 신호는 상기 생리학적 센서를 식별하는 정보를 포함함―; 상기 생리학적 센서에서, 상기 생리학적 센서가 상기 환자 모니터링 디바이스와 페어링되었음을 확인하는 확인 신호를 상기 환자 모니터링 디바이스로부터 수신하는 단계; 상기 생리학적 센서에서, 환자 파라미터 감지 동작 모드를 개시하는 단계; 및 환자 파라미터 감지 신호 송신 범위에 대해 유효한 것으로 구성된 환자 파라미터 감지 신호를 상기 환자 모니터링 디바이스에 무선으로 송신하는 단계를 포함하며, 상기 환자 파라미터 감지 신호는 상기 욕창의 상기 위험성을 표시하는 정보를 포함하며, 상기 페어링 신호 송신 범위는 상기 환자 파라미터 감지 송신 범위보다 실질적으로 작도록 구성된다.
일부 양상들에서, 페어링 신호는 대략 0인치 내지 대략 36인치에서 유효한 것으로 구성된 상기 페어링 신호를 무선으로 송신하는 것을 포함한다. 일부 양상들에서, 상기 페어링 신호를 무선으로 송신하는 것은 대략 0인치 내지 대략 12인치에서 유효한 것으로 구성된 상기 페어링 신호를 무선으로 송신하는 것을 포함한다. 일부 양상들에서, 상기 페어링 신호를 무선으로 송신하는 것은 대략 0인치 내지 대략 6인치에서 유효한 것으로 구성된 상기 페어링 신호를 무선으로 송신하는 것을 포함한다. 일부 양상들에서, 페어링 신호는 대략 0인치 내지 대략 3인치에서 유효한 것으로 구성된 상기 페어링 신호를 무선으로 송신하는 것을 포함한다.
일부 양상들에서, 환자 파라미터 감지 신호는 대략 10피트 내지 대략 30피트에서 유효한 것으로 구성된 상기 환자 파라미터 감지 신호를 무선으로 송신하는 것을 포함한다. 일부 양상들에서, 환자 파라미터 감지 신호는 대략 10피트에서 유효한 것으로 구성된 상기 환자 파라미터 감지 신호를 무선으로 송신하는 것을 포함한다. 일부 양상들에서, 환자 파라미터 감지 신호를 무선으로 송신하는 것은 대략 3미터에서 유효한 것으로 구성된 상기 환자 파라미터 감지 신호를 무선으로 송신하는 것을 포함한다. 일부 양상들에서, 상기 페어링 신호 및 상기 환자 파라미터 감지 신호는 상기 페어링 신호를 무선으로 송신하는 것보다 10배 더 큰 범위에서 유효한 것으로 구성된 상기 환자 파라미터 감지 신호를 무선으로 송신하는 것을 포함한다.
일부 양상들에서, 방법은 상기 페어링 신호를 송신하는 단계 및 상기 환자 파라미터 감지 신호를 송신하는 단계가 확장기/리피터에 송신하는 단계를 더 포함하고, 상기 확인 신호를 수신하는 단계가 상기 확장기/리피터로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 포함한다. 일부 양상들에서, 방법은 상기 환자 움직임 센서의 가속도계를 사용하여 가속도를 감지하고 상기 환자 움직임 센서의 자이로스코프를 사용하여 각속도를 감지하는 단계; 상기 제 1 프로세서를 사용하여, 상기 감지된 가속도 및 각속도에 반응하는 신호들을 프로세싱하는 단계; 및 상기 제 1 무선 트랜시버를 사용하여, 상기 프로세싱에 반응하는 상기 환자 파라미터 감지 신호를 송신하는 단계를 포함한다.
일부 양상들에서, 상기 페어링 신호는 상기 무선 생리학적 센서가 사전에 활성화되었다는 것을 표시하는 메시지를 송신하는 것을 더 포함한다. 일부 양상들에서, 페어링 신호는 상기 생리학적 센서와 연관된 품질 표준이 손상(compromise)되었음을 표시하는 통지를 송신하는 것을 더 포함한다. 일부 양상들에서, 환자 파라미터 감지 신호는 상기 생리학적 센서의 서비스 수명이 거의 끝나가고 있음을 표시하는 메시지를 송신하는 것을 더 포함한다.
일부 양상들에서, 상기 페어링 동작 모드를 개시하는 단계는 상기 무선 생리학적 센서를 활성화시키는 단계를 더 포함한다. 일부 양상들에서, 상기 무선 생리학적 센서를 활성화시키는 단계는 상기 무선 생리학적 센서로부터 배터리 아이솔레이터를 제거하는 단계를 포함한다. 일부 양상들에서, 상기 무선 생리학적 센서를 활성화시키는 단계는 미리 결정된 지속기간 동안 상기 무선 생리학적 센서상의 버튼을 누르는 단계를 포함한다.
일부 양상들에 따르면, 다른 무선 센서들이 다른 환자 모니터링 디바이스들과 페어링되어 이들과 통신할 수 있는 의료인 환경에서 환자 모니터링 디바이스와 무선 생리학적 센서를 페어링함으로써 모니터링되는 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 방법 ― 생리학적 센서는 움직임 센서, 제 1 프로세서, 및 제 1 무선 트랜시버를 포함하며, 생리학적 센서는 환자의 움직임, 움직임 결여 또는 이들 둘다 중 하나 이상에 반응하는 정보를 송신하기 위하여 상기 모니터링되는 환자의 표면에 대하여 최후에는 배치되도록 구성되며, 환자 모니터링 디바이스는 제 2 프로세서, 메모리 디바이스, 저장 디바이스, 디스플레이 및 제 2 무선 트랜시버를 포함하며, 환자 모니터링 디바이스는 상기 욕창의 상기 위험성을 표시하는 환자 정보를 의료인에게 제시하기 위하여 생리학적 센서로부터의 송신된 정보에 반응함 ―는 상기 환자 모니터링 디바이스에서, 상기 무선 생리학적 센서로부터 송신된 페어링 신호를 수신하는 단계 ― 상기 송신된 페어링 신호는 페어링 신호 송신 범위에 대해 유효한 것으로 구성되며, 상기 페어링 신호는 상기 생리학적 센서를 식별하는 정보를 포함함―; 상기 환자 모니터링 디바이스에서, 상기 환자 모니터링 디바이스와 상기 무선 생리학적 센서를 연관시키는 단계; 상기 무선 생리학적 센서가 상기 환자 모니터링 디바이스와 연관됨을 확인하는 확인 신호를 상기 무선 생리학적 센서에 무선으로 송신하는 단계; 및 상기 환자 모니터링 디바이스에서, 상기 생리학적 센서로부터 송신된 환자 파라미터 감지 신호를 수신하는 단계를 포함하며, 상기 송신된 환자 파라미터 감지 신호는 환자 파라미터 감지 신호 송신 범위에 대해 유효한 것으로 구성되며, 상기 환자 파라미터 감지 신호는 상기 욕창의 상기 위험성을 표시하는 정보를 포함하며, 상기 페어링 신호 송신 범위는 상기 환자 파라미터 감지 송신 범위보다 실질적으로 작다.
일부 양상들에서, 상기 환자 파라미터 감지 신호는 제 1 시간 기간 및 제 2 시간 기간에서 상기 환자의 방향에 반응하며; 방법은 환자 방향 전환을 표시하기 위하여 상기 제 1 시간 기간과 상기 제 2 시간 기간 사이에서 상기 환자 파라미터 감지 신호에 충분한 차이가 존재하는지의 여부를 결정하도록 상기 환자 파라미터 감지 신호를 프로세싱하는 단계를 더 포함한다. 일부 양상들에서, 환자 파라미터 감지 신호는 데이터 엘리먼트들을 포함하는 센서 데이터 벡터에 반응하며; 방법은 전자적으로: 특성 벡터를 형성하기 위하여 환자의 낙상을 표시하는 복수의 특성들을 결정하기 위하여 상기 데이터 엘리먼트들을 프로세싱하는 단계; 활성화 값을 유도하기 위해 상기 특성 벡터에 가중 벡터를 적용하는 단계; 환자가 낙상했는지의 여부를 결정하기 위하여 상기 활성화 값을 분석하는 단계; 및 환자 낙상이 발생했다는 결정에 반응하여 환자 낙상을 보고하는 단계를 포함한다.
일부 양상들에 따르면, 다른 무선 센서들이 다른 컴퓨팅 디바이스들과 페어링되어 이들과 통신할 수 있는 의료인 환경에서 휴대용 컴퓨팅 디바이스와 무선 센서를 페어링함으로써 모니터링되는 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 시스템은 가속도계, 자이로스코프, 제 1 프로세서 및 제 1 무선 트랜시버를 포함하는 무선 센서 ― 상기 무선 센서는 원하는 연관 송신 범위에서 연관 신호를 송신하기 위하여 연관 모드에서 동작하도록 구성되며 , 무선 센서는 또한 원하는 측정 송신 범위에서 측정 신호를 송신하기 위하여 환자 파라미터 측정 모드에서 동작하도록 구성되며, 상기 연관 송신 범위는 상기 측정 신호 송신 범위보다 실질적으로 작음 ―; 및 제 2 프로세서, 메모리 디바이스, 저장 디바이스, 디스플레이 및 제 2 무선 트랜시버를 포함하는 휴대용 컴퓨팅 디바이스를 포함하며, 상기 컴퓨팅 디바이스는 상기 연관 신호를 수신하도록 구성되며, 상기 환자 모니터는 또한 연관 확인 신호를 송신하도록 구성되며, 상기 환자 모니터는 또한 상기 측정 신호를 수신하도록 구성되며; 상기 컴퓨팅 디바이스는 상기 연관 신호를 수신하는 것에 대한 응답으로, 상기 컴퓨팅 디바이스와 상기 무선 센서를 연관시키고 상기 연관 확인 신호를 송신하며; 상기 무선 센서는 상기 연관 확인 신호를 수신하는 것에 대한 응답으로, 상기 연관 모드에서 불연속 동작하고 상기 환자 파라미터 측정 모드에서 동작하고 상기 측정 신호를 송신하기 시작한다.
일부 양상들에 따르면, 환자가 욕창을 발병할 위험성을 감소시키기 위해 환자의 방향을 모니터링하기 위한 시스템은 가속도계, 프로세서, 및 제 1 무선 트랜시버를 포함하며 가속도에 반응하는 신호를 출력하도록 구성된 센서 ― 상기 가속도는 상기 센서가 상기 환자에 의해 착용될 때 상기 환자의 가능한 방향 변화를 표시함; 및 신호 프로세서, 메모리 디바이스, 저장 디바이스, 및 제 2 무선 트랜시버를 포함하는 환자 모니터를 포함하며, 상기 제 2 무선 트랜시버는 상기 신호를 수신하도록 구성되며, 그리고 상기 신호 프로세서는 상기 가능한 변화가 상기 방향의 실제 변화에 대응하는지의 여부를 결정하기 위하여 상기 신호를 프로세싱하도록 구성되며, 상기 실제 변화가 발생하였을 때 환자 방향 전환 이벤트를 기록하고, 환자 방향 전환 프로토콜과 상기 환자 방향 전환 이벤트를 비교하도록 구성되며, 상기 가능한 변화가 상기 실제 변화가 아니고 환자 방향 전환 프로토콜에 따라 환자 방향 전환 이벤트가 발생하지 않을 때 상기 환자 모니터는 환자 방향 전환 프로토콜 위반을 의료인에게 통지하도록 구성되며, 상기 가능한 변화가 상기 실제 변화에 대응하는지의 여부를 결정하도록 구성된 상기 신호 프로세서는 상기 신호에 적어도 기초하여 이전 시간의 상기 방향과 현재 시간의 방향 간의 차이를 결정하고, 상기 차이가 임계치를 초과할 때 상기 환자 방향 전환 이벤트를 기록하도록 구성된 것을 포함한다.
일부 양상들에서, 상기 환자 모니터의 상기 신호 프로세서는 상기 프로세서가 상기 환자 방향 전환 이벤트를 기록할 때 환자 방향 지속기간 타이머를 리셋하도록 추가로 구성된다. 일부 양상들에서, 시스템은 제 3 무선 트랜시버를 포함하고, 상기 제 3 무선 트랜시버는 상기 센서로부터 상기 신호를 수신하고 상기 신호를 상기 환자 모니터에 송신하도록 구성된다.
일부 양상들에서, 시스템은 상기 제 3 무선 트랜시버용 전원을 포함하며, 상기 제 3 무선 트랜시버용 전원은 상기 센서 또는 상기 환자 모니터용 전원과는 상이하다. 일부 양상들에서, 상기 센서는 자이로스코프를 포함한다. 일부 양상들에서, 상기 센서는 음향 센서를 포함한다. 일부 양상들에서, 상기 센서는 온도 센서를 포함한다. 일부 양상들에서, 상기 센서는 ECG 센서를 포함한다. 일부 양상들에서, 상기 센서는 음향 센서, 온도 센서 및 ECG 센서 중 하나 이상을 포함한다. 일부 양상들에서, 상기 환자 모니터는 이하의 파라미터들, 즉 가속도, 각속도, 자기장, 호흡률, 온도, 임피던스 값, 수분 값, 산소 측정값 및 심전도 중 하나 이상의 파라미터의 측정치들을 결정하도록 구성된다.
일부 양상들에 따르면, 환자-착용 센서로 환자의 움직임을 모니터링하고, 상기 모니터링을 표시하는 신호를 프로세싱 디바이스에 통신하며, 상기 프로세싱 디바이스에서, 상기 신호를 수신하며, 그리고 상기 방향 변화가 발생하였는지의 여부를 결정하기 위하여 신호 프로세서를 사용하여 상기 신호를 프로세싱함으로써 환자의 방향 변화를 결정하기 위한 방법 ― 상기 환자-착용 센서는 가속도계, 프로세서, 및 제 1 무선 트랜시버를 포함하며, 상기 프로세싱 디바이스는 상기 신호 프로세서, 메모리 디바이스, 저장 디바이스 및 제 2 무선 트랜시버를 포함함 ―은 제 1 시간 기간에 환자의 방향을 표시하는 정보를 상기 환자-착용 센서로부터 수신하는 단계; 제 2 시간 기간에 환자의 방향을 표시하는 정보를 상기 환자-착용 센서로부터 수신하는 단계 ― 상기 제 1 시간 기간은 상기 제 2 시간 기간에 앞서며 상기 제 2 시간 기간과 시간적으로 매우 근접함―; 및 상기 신호 프로세서를 사용하여 상기 신호를 프로세싱하는 단계를 포함하며, 상기 프로세싱하는 단계는, 환자 방향 정보의 시간 윈도우를 형성하기 위해 상기 수신된 정보를 결합하는 단계 ― 상기 시간 윈도우는 상기 제 1 및 제 2 시간 기간들에 걸쳐 있음―; 상기 시간 윈도우를 세그먼트들로 분할하는 단계 ― 각각의 세그먼트는 상기 환자의 방향을 표시하는 세그먼트 값을 가짐 ―; 상기 세그먼트 값들 간의 차이를 결정하는 단계; 상기 결정된 차이가 미리 결정된 임계치를 초과할 때, 환자 방향 전환 이벤트가 발생했음을 결정하는 단계; 상기 환자 방향 전환 이벤트를 분류하는 단계; 상기 분류된 환자 방향 전환 이벤트를 의료인에게 보고하는 단계; 및 상기 환자 방향 전환 프로토콜과 연관된 타이머를 리셋하는 단계를 포함한다.
일부 양상들에서, 방법은 미리 결정된 최대 지속기간을 초과하는 시간 기간 동안 환자가 한 방향을 유지하였는지의 여부를 결정하는 단계 및 상기 결정에 대한 응답으로 경고를 송신하는 단계를 포함한다.
일부 양상들에서, 상기 제 1 및 제 2 시간 기간들에서 환자의 방향을 표시하는 상기 정보를 수신하는 단계는 상기 제 1 및 제 2 시간 기간들에서 가속도 데이터를 수신하는 단계를 포함한다. 일부 양상들에서, 상기 가속도 데이터는 롤 축 값(roll axis value) 및 피치 축 값(pitch axis value)을 포함한다. 일부 양상들에서, 방법은 상기 롤 축 값에 대한 응답으로 상기 환자의 세로 축의 변화를 결정하는 단계 및 상기 피치 축 값에 대한 응답으로 환자의 엉덩이와 정렬된 축에 대한 변화를 결정하는 단계를 포함한다.
일부 양상들에서, 상기 환자 방향 전환 이벤트를 분류하는 상기 단계는 환자 방향 변경 액션들의 프로파일들의 테이블과 상기 세그먼트 값들을 비교하는 단계를 포함한다. 일부 양상들에서, 상기 세그먼트 값들 각각은 롤 축 중앙값 및 피치 축 중앙값을 포함하고, 상기 롤 축 중앙값 및 상기 피치 축 중앙값은 도 단위로 범위가 -180도 내지 +180도이다. 일부 양상들에서, 상기 세그먼트 값들 사이의 상기 차이의 상기 미리 결정된 임계치는 45도이다.
일부 양상들에 따르면, 환자-착용 센서로 환자의 움직임을 모니터링하고, 상기 모니터링을 표시하는 신호를 프로세싱 디바이스에 통신하며, 상기 프로세싱 디바이스에서, 상기 신호를 수신하며, 그리고 상기 방향의 변화가 발생하였는지의 여부를 결정하기 위하여 신호 프로세서를 사용하여 상기 신호를 프로세싱함으로써 환자의 방향 변화를 결정하기 위한 방법 ― 상기 환자-착용 센서는 가속도계, 프로세서, 및 제 1 무선 트랜시버를 포함하며, 상기 프로세싱 디바이스는 상기 신호 프로세서, 메모리 디바이스, 저장 디바이스 및 제 2 무선 트랜시버를 포함함 ―은 현재 시간 기간에 환자의 방향을 표시하는 정보를 상기 환자-착용 센서로부터 수신하는 단계 ― 상기 정보는 롤 축 값 및 피치 축 값을 가진 가속도 데이터를 포함함 ―; 및 상기 신호 프로세서를 사용하여 상기 정보를 전자적으로 프로세싱하는 단계를 포함하며, 상기 프로세싱하는 단계는 이전 시간 기간에 환자의 방향을 표시하는 정보를 상기 저장 디바이스로부터 추출하는 단계 ― 상기 이전 시간 기간은 상기 현재 시간 기간에 앞서며 상기 현재 시간 기간과 시간적으로 매우 근접함―; 상기 환자 방향 정보의 시간 윈도우를 형성하기 위하여 상기 현재 및 이전 방향 정보를 결합하는 단계 ― 상기 시간 윈도우는 상기 이전 및 현재 시간 기간들에 걸쳐 있음―; 상기 시간 윈도우를 적어도 2개의 세그먼트들로 세그먼트화하는 단계; ― 각각의 세그먼트에 대해 세그먼트 값을 결정하는 단계 ― 각각의 세그먼트 값은 롤 성분 및 피치 성분을 포함함―; 상기 결정된 세그먼트 값들을 쌍별(pairwise)로 비교하는 단계; 각각의 쌍별 비교를 위해 환자 방향 전환 이벤트가 발생하였는지의 여부를 결정하는 단계; 결정된 환자 방향 전환 이벤트 발생에 대한 응답으로, 상기 결정된 방향 전환 이벤트를 분류하는 단계; 가장 자주 분류되는 방향 전환 이벤트를 식별하는 단계; 상기 가장 자주 분류되는 방향 전환 이벤트를 상기 환자의 새로운 방향으로 보고하는 단계; 및 방향 지속기간 타이머를 리셋하는 단계를 포함한다.
일부 양상들에서, 상기 수신된 정보는 샘플링 레이트로 샘플링된 복수의 샘플들을 포함한다. 일부 양상들에서, 상기 샘플링 레이트는 대략 10Hz 내지 대략 100Hz 이도록 구성된다. 일부 양상들에서, 상기 샘플링 레이트는 대략 5Hz 내지 대략 40Hz 이도록 구성된다. 일부 양상들에서, 상기 정보를 프로세싱하는 단계는 환자의 세로축에 대한 상기 환자의 방향을 표시하는 롤축 방향을 결정하는 단계; 및 환자의 엉덩이와 정렬된 축에 대한 상기 환자의 방향을 표시하는 피치 축 방향을 결정하는 단계를 더 포함한다.
일부 양상들에서, 상기 수신된 정보는 샘플링 레이트로 샘플링된 복수의 샘플들을 포함하고, 상기 정보를 프로세싱하는 단계는, 상기 복수의 샘플들 각각에 대해, 환자의 세로 축에 대한 상기 환자의 방향을 표시하는 롤 축 값 및 환자의 엉덩이와 정렬된 축에 대한 상기 환자의 방향을 표시하는 피치 축 값을 결정하는 단계를 더 포함한다. 일부 양상들에서, 상기 롤 및 피치 축 값들을 결정하는 단계는 범위가 -180도 내지 +180도인 도 단위로 상기 값들을 결정하는 단계를 포함한다. 일부 양상들에서, 상기 세그먼트 값들을 결정하는 단계는 롤 축 중앙값 및 피치 축 중앙값을 결정하는 단계를 포함하며, 상기 롤 및 피치 축 중앙값들은 도 단위로 범위가 -180도 내지 +180도이다. 일부 양상들에서, 상기 세그먼트 값들을 비교하는 단계는 롤 축 중앙값들 간의 차이와 피치 축 중앙값들 간의 차이를 결정하는 단계를 포함한다. 일부 양상들에서, 환자 방향 전환 이벤트가 표시되는지의 여부를 결정하는 단계는 롤축 중앙값들 간의 상기 차이 또는 피치 축 중앙값들 간의 상기 차이가 미리 결정된 임계치를 초과하는지의 여부를 결정하는 단계를 포함하며, 상기 미리 결정된 임계치가 초과 될 때 환자 방향 전환 이벤트가 발생했던 것으로 결정된다. 일부 양상들에서, 방법은 상기 환자가 상기 미리 결정된 지속기간을 초과하는 시간 기간 동안 한 방향을 유지했음을 결정하는 단계; 및 상기 환자가 상기 미리 결정된 지속기간을 초과하는 시간 기간 동안 상기 방향을 유지했다는 경고를 송신하는 단계를 더 포함한다.
일부 양상들에 따르면, 환자에 의한 움직임을 표시하는 신호들을 프로세싱함으로써, 모니터링되는 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려는지의 여부를 검출하는 방법 ― 신호들은 무선 센서로부터 출력되고 프로세싱 디바이스에 통신되며, 센서는 가속도계, 자이로스코프, 제 1 프로세서 및 제 1 무선 트랜시버를 포함하며, 센서는 환자에 의해 착용되도록 구성되며, 프로세싱 디바이스는 신호 프로세서, 메모리 디바이스, 저장 디바이스, 디스플레이 및 제 2 무선 트랜시버를 가지며, 프로세싱 디바이스는 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려는지의 여부 중 적어도 하나를 결정하기 위하여 신호들을 프로세싱하도록 구성됨―는 상기 프로세싱 디바이스가 상기 무선 센서로부터 상기 환자의 선형 가속도 및 각속도에 반응하는 신호들을 수신하는 단계; 및 상기 프로세싱 디바이스의 상기 신호 프로세서를 사용하여 상기 신호들을 프로세싱하는 단계를 포함하며, 상기 프로세싱하는 단계는, 전자적으로, 상기 선형 가속도 및 상기 각속도에 반응하는 데이터 엘리먼트들을 포함하는 센서 데이터 벡터를 형성하는 단계; 정규화된 센서 데이터 벡터를 형성하기 위하여 상기 데이터 엘리먼트들을 정규화하는 단계; 특성 벡터를 형성하기 위하여, 상기 정규화된 센서 데이터 벡터로부터 환자의 낙상을 표시하는 복수의 특성들을 결정하는 단계; 활성화 값을 유도하기 위하여 상기 특성 벡터에 선험적 가중 벡터를 적용하는 단계; 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려는지의 여부 중 적어도 하나를 결정하기 위하여 상기 유도된 활성화 값을 분석하는 단계; 및 상기 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려는지의 여부 중 적어도 하나가 발생한다고 결정될 때, 의료인에게 경고하는 단계를 포함한다.
일부 양상들에서, 상기 신호들을 수신하는 상기 단계는 가속도계의 출력에 대한 응답으로 상기 선형 가속도를 표시하는 상기 신호들을 수신하는 단계, 및 자이로스코프의 출력에 대한 응답으로 상기 각속도를 표시하는 상기 신호들을 수신하는 단계를 포함한다. 일부 양상들에서, 상기 방법은, 상기 선형 가속도를 표시하는 상기 신호들을 수신하는 상기 단계가 3차원으로 상기 선형 가속도를 표시하는 상기 신호들을 수신하는 단계를 포함하고, 상기 각속도를 표시하는 상기 신호들을 수신하는 단계가 3차원으로 상기 각속도를 표시하는 상기 신호들을 수신하는 단계를 포함하며 그리고 상기 센서 벡터가 6개의 데이터 엘리먼트들을 포함하는 것을, 포함한다. 일부 양상들에서, 상기 데이터 엘리먼트들을 정규화하는 상기 단계는 제로 평균(zero-mean) 및 단위 분산(unit-variance)을 갖도록 상기 데이터 엘리먼트들 각각을 정규화하는 단계; 및 정규화된 데이터 엘리먼트들을 포함하는 상기 정규화된 센서 데이터 벡터를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 정규화된 데이터 엘리먼트들 중 특정 엘리먼트는 상기 선형 가속도에 대응하며, 상기 정규화된 데이터 엘리먼트들 중 특정 엘리먼트는 상기 각속도에 대응한다.
일부 양상들에서, 특성 벡터를 형성하기 위하여 상기 복수의 특성들을 결정하는 단계는, 가속 크기를 결정하는 단계; 각속도 크기를 결정하는 단계; 저크 크기(jerk magnitude)를 결정하는 단계; 낙상 지속기간을 결정하는 단계; 피치 변화를 결정하는 단계; 및 수직 속도들을 결정하는 단계를 더 포함한다. 일부 양상들에서, 상기 활성화 값을 유도하기 위하여 상기 특성 벡터에 상기 가중 벡터를 적용하는 상기 단계는 상기 가중 벡터와 상기 특성 벡터의 내적을 계산하는 단계를 포함한다. 일부 양상들에서, 상기 활성화 값을 유도하기 위해 상기 특성 벡터에 상기 가중 벡터를 적용하는 상기 단계는 예시 입력들 및 알려진 출력들을 포함하는 트레이닝 데이터를 감독 학습 알고리즘(supervised learning algorithm)에 제시하는 단계; 및 상기 가중 벡터를 유도하기 위하여, 상기 감독 학습 알고리즘에 의해, 상기 예시 입력들을 상기 알려진 출력에 매핑하는 단계를 포함한다.
일부 양상들에서, 상기 가중 벡터를 유도하기 위하여 상기 알려진 출력들에 상기 예시 입력들을 매핑하는 상기 단계는 피셔의 선형 판별(Fishers’linear discriminant)에 의해 수행된다. 일부 양상들에서, 환자 낙상이 발생했는지 또는 발생하려는지의 여부 중 적어도 하나를 결정하기 위해 상기 유도된 활성화 값을 분석하는 상기 단계는 상기 유도된 활성화 값의 부호 속성을 식별하는 단계를 포함하고, 상기 유도된 활성화 값의 양의 부호 속성은 상기 환자가 낙상했거나 낙상하려 함을 표시한다.
일부 양상들에 따르면, 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려는지의 여부 중 적어도 하나를 결정하도록 구성된 시스템은, 가속도계, 자이로스코프, 프로세서 및 제 1 무선 트랜시버를 포함하는 무선 생리학적 센서 ― 상기 센서는 상기 환자의 선형 가속도 및 각속도를 감지하도록 구성되며, 상기 센서는 또한 상기 환자의 상기 감지된 선형 가속도 및 각속도를 표시하는 정보를 송신하도록 구성됨; 및 신호 프로세서, 메모리 디바이스, 저장 디바이스, 통신 인터페이스, 디스플레이, 및 제 2 무선 트랜시버를 포함하며, 상기 환자 모니터는 상기 송신된 정보를 수신하고, 상기 수신된 정보를 분석하고, 그리고 상기 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려하는지의 여부 중 적어도 하나를 결정하도록 구성되며, 상기 환자 모니터는, 상기 환자가 낙상했거나 또는 낙상하려함을 결정하는 것에 대한 응답으로, 상기 환자가 낙상했거나 또는 낙상하려 한다는 통지를 송신하도록 추가로 구성된다.
일부 양상들에서, 상기 환자 모니터는 상기 수신된 정보로부터 가속도 크기, 각속도 크기, 저크 크기, 낙상 지속기간, 및 피치 변화 중 하나 이상을 결정하고, 그리고 상기 결정된 가속도 크기, 각속도 크기, 저크 크기, 낙상 지속기간 및 피치 변화를 포함하는 특성 벡터를 형성하도록 추가로 구성된다. 일부 양상들에서, 상기 환자 모니터는 가중 벡터를 상기 특성 벡터에 적용하도록 추가로 구성된다. 일부 양상들에서, 상기 환자 모니터는 상기 가중 벡터와 상기 특성 벡터의 내적을 결정하도록 추가로 구성된다. 일부 양상들에서, 상기 가속도계는 3-축 가속도계를 포함하고, 상기 자이로스코프는 3-축 자이로스코프를 포함한다. 일부 양상들에서, 상기 가중 벡터는 컴퓨터-판독가능 매체상에 저장된 실행 가능 명령을 포함하는 감독 학습 알고리즘을 사용하여 유도된다. 일부 양상들에서, 상기 감독 학습 알고리즘은 프로세싱 디바이스상에서 실행되고, 예시 입력들 및 알려진 출력들을 갖는 트레이닝 데이터의 세트를 수신하고, 그리고 상기 가중 벡터를 유도하기 위하여 상기 예시 입력들을 상기 알려진 출력들에 매핑하도록 구성된다. 일부 양상들에서, 상기 감독 학습 알고리즘은 피셔의 선형 판별 자이다.
일부 양상들에서, 환자의 가속도를 측정하기 위한 무선 생리학적 센서로서, 무선 생리학적 센서는: 최하부 표면 및 최상부 표면을 포함하는 베이스 ― 상기 베이스는 또한 제 1 애퍼처(aperture), 제 2 애퍼처 및 제 3 애퍼처를 포함하며, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 애퍼처들 각각은 상기 베이스의 상기 최하부 표면과 상기 최상부 표면 사이에서 연장함―; 전도성 트랙들과 연결 패드들, 최상부측 및 최하부측을 포함하는 기판 층 ― 상기 기판 층의 상기 최하부 측은 상기 베이스의 상기 최상부 표면위에 배치되며, 상기 기판 층은 또한 제 1 스루-홀 비아(through-hole via) 및 제 2 스루-홀 비아를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 스루-홀 비아들 각각은 상기 기판 층의 상기 최상부 측과 상기 최하부 측 사이에서 상기 기판 층을 통해 연장함―; 상기 환자의 열 에너지에 반응하며, 상기 기판 층의 상기 최상부 측상에 장착되며, 그리고 상기 기판 층의 상기 최상부 측과 열적 통신하는 열 접촉부(thermal contact)를 포함하는 온도 센서 ― 상기 제 1 스루-홀 비아는 상기 기판 층의 상기 최상부 측상의 상기 온도 센서와 상기 기판 층의 상기 최하부 측상의 상기 베이스의 상기 제 1 애퍼처와 정렬되며, 상기 베이스의 상기 제 1 애퍼처 및 상기 기판 층의 상기 제 1 스루-홀 비아는 상기 온도 센서가 상기 제 1 애퍼처에 대응하는 상기 베이스의 상기 최하부 표면의 부분과 열적 통신하게 하도록 적어도 열 전도성 물질로 충전됨―; 상기 기판 층의 상기 최상측상에 장착되며, 상기 환자의 심장에 의해 생성된 전기 신호들에 응답하며, 그리고 상기 전기 신호들에 응답하는 전극과 연장가능 리드(lead)를 포함하는 ECG 센서 ― 상기 ECG 센서는 또한 상기 기판 층의 상기 최상부 측과 전기 통신하는 전기 접촉부를 포함하며, 상기 제 2 스루-홀 비아는 상기 기판 층의 상기 최상부 측상의 상기 ECG 센서의 상기 전기 접촉부와 상기 기판 층의 상기 최하부 측상의 상기 베이스의 상기 제 2 애퍼처와 정렬되며, 상기 베이스의 상기 제 2 애퍼처 및 상기 기판 층의 상기 제 2 스루-홀 비아는 상기 ECG 센서가 상기 제 2 애퍼처에 대응하는 상기 베이스의 상기 최하부 표면과 부분과 전기 통신하게 하도록 적어도 전기 전도성 재료로 충전됨; 상기 기판 층상에 장착되고 상기 환자의 선형 가속도에 응답하는 가속도계; 및 상기 환자에 의해 생성된 진동 운동에 응답하는 음향 호흡 센서를 포함하고, 상기 음향 호흡 센서는 상기 기판 층의 상기 최하부 측상 배치되고 상기 베이스의 상기 제 3 애퍼처를 통해 상기 베이스의 상기 최하부 표면을 넘어 연장하며, 상기 음향 호흡 센서는 상기 가속도계에 진동 운동을 기계적으로 전달하기 위하여 상기 기판 층과 구조적으로 통신한다.
일부 양상들에서, 센서는 상기 생리학적 센서가 사전에 활성화되었는지의 여부를 표시하는 정보를 저장하도록 구성된 정보 엘리먼트를 더 포함한다. 일부 양상들에서, 센서는 상기 기판 층 상에 장착된 자이로스코프를 더 포함하고, 상기 자이로스코프는 상기 환자의 각속도에 응답한다. 일부 양상들에서, 상기베이스는 제 1 애퍼처(aperture)에 대응하는 상기 베이스의 상기 최하부 표면의 상기 부분을 둘러싸는 상기 환자의 신체의 일부분을 절연시킨다. 일부 양상들에서, 센서는 상기 열 에너지, 상기 전기 신호들, 상기 선형 가속도 및 상기 진동 운동을 나타내는 정보를 무선으로 송신하도록 구성된 무선 트랜시버를 더 포함한다. 일부 양상들에서 상기 무선 트랜시버는 페어링 신호를 송신하도록 구성된다. 일부 양상들에서, 상기 무선 트랜시버는 상기 생리학적 센서가 사전에 활성화되었음을 표시하는 메시지를 송신하도록 구성된다. 일부 양상들에서, 상기 무선 트랜시버는 상기 생리학적 센서와 연관된 품질 표준이 손상되었다는 통지를 송신하도록 구성된다. 일부 양상들에서, 상기 무선 트랜시버는 상기 생리학적 센서의 서비스 수명이 거의 끝나가고 있음을 표시하는 메시지를 송신하도록 구성된다.
일부 양상들에서, 센서는 상기 기판 층의 상기 최하부 층상에 그리고 상기 기판 층의 최하부 측과 상기 베이스의 상기 최상부 표면 사이에 장착된 배터리 ― 상기 배터리는 상기 기판 층과 전기적으로 접촉하고, 상기 배터리는 상기 베이스의 상기 상부 측과 상기 기판 층의 상기 최하부 측의 부분 사이의 리세스를 형성함; 및 상기 형성된 리세스를 충전하도록 배치된 장착 프레임을 더 포함하며, 상기 장착 프레임은 상기 베이스와 상기 기판 층 사이의 강체 구조 지지물을 제공하도록 구성된다. 일부 양상들에서, 상기 장착 프레임은 상기 제 1 스루-홀 비아(through-hole via) 및 상기 베이스의 상기 제 1 애퍼처와 정렬된 제 1 장착 프레임 애퍼처 ― 상기 제 1 장착 애퍼처는 적어도 상기 열 전도성 재료로 충전되어, 상기 온도 센서가 상기 제 1 애퍼처에 대응하는 상기 베이스의 상기 최하부 표면의 상기 부분과 열적으로 통신하게 함 ― ; 및 상기 제 2 스루-홀 비아 및 상기 베이스의 상기 제 2 애퍼처와 정렬된 제 2 장착 프레임 애퍼처를 더 포함하며, 상기 제 2 장착 애퍼처는 적어도 상기 전기 전도성 재료로 충전되어, 상기 ECG 센서가 상기 제 2 애퍼처에 대응하는 상기 베이스의 상기 최하부 표면의 상기 부분과 전기 통신하게 한다.
일부 양상들에서, 상기 센서는 상기 기판 층 상에 장착된 자이로스코프 ― 상기 자이로스코프는 상기 환자의 각속도에 반응함―; 상기 기판 층 상에 장착되고, 자기장에 반응하는 자력계; 상기 기판 층에 장착되고 상기 온도 센서, ECG 센서, 가속도계, 자이로스코프 및 자력계와 통신하는 프로세서 ― 상기 프로세서는 상기 열 에너지, 전기 신호들, 선형 가속도, 진동 운동, 각속도, 및 자기장을 나타내는 신호들을 생성하도록 구성됨 ―; 및 상기 기판 층상에 장착되고 상기 프로세서와 통신하는 무선 트랜시버를 더 포함하고, 상기 무선 트랜시버는 상기 열에너지, 전기 신호들, 선형 가속도, 진동 운동, 각속도 및 자기장을 나타내는 상기 생성된 신호들을 송신하도록 구성된다.
일부 양상들에서, 센서는 상기 기판 층 상에 장착되고 상기 제 2 애퍼처에 대응하는 상기 베이스의 상기 최하부 표면의 상기 부분과 전기 통신하는 임피던스 센서를 더 포함한다. 일부 양상들에서, 상기 가속도계는 3차원 가속도계이며, 상기 자이로스코프는 3차원 가속도계 및 자이로스코프이다.
일부 양상들에 따르면, 욕창 위험, 낙상 검출, 또는 낙상 위험 중 적어도 하나를 모니터링하기 위한 웨어러블 무선 센서는 제 1 애퍼처를 포함하는 베이스; 상기 회로 층을 통해 연장하는 제 1 스루-홀 비아를 포함하는 회로 층; 및 환자의 열 에너지에 반응하는 온도 센서를 포함하며, 상기 온도 센서는 상기 회로 층상에 장착되며, 상기 온도 센서는 상기 회로 층과 열적 통신하는 열 접촉부(thermal contact)를 포함하며, 상기 제 1 스루-홀 비아는 상기 온도 센서의 열 접촉부 및 상기 베이스의 제 1 애퍼처와 정렬되며, 상기 제 1 애퍼처 및 상기 제 2 스루-홀 비아는 상기 온도 센서가 상기 제 1 애퍼처에 대응하는 상기 베이스의 일부분과 열적 통신하게 하는 열 전도성 재료를 포함한다.
일부 양상들에서, 상기 베이스는 상기 제 1 애퍼처에 대응하는 상기 베이스의 상기 부분을 둘러싸는 상기 환자의 신체의 부분을 절연시킨다. 일부 양상들에서, 상기 센서는 상기 베이스의 제 2 애퍼처; 상기 회로 층의 최상부 측과 최하부 측 사이에서 상기 회로 층을 통해 연장하는 제 2 스루-홀 비아; 및 상기 회로 층상에 장착된 ECG 센서를 더 포함하며, 상기 ECG 센서는 상기 전기 신호들에 응답하며, 상기 ECG 센서는 상기 전기 신호들에 응답하는 전극과 연장 가능한 리드(lead)를 포함하고, 상기 ECG 리드는 또한 상기 회로 층과 전기 통신하는 전기 접촉부를 포함하며, 상기 제 2 스루-홀은 상기 회로 층상의 상기 ECG 센서 및 상기 베이스의 상기 제 2 애퍼처와 전기 통신하도록 정렬되며, 상기 베이스의 상기 제 2 애퍼처 및 상기 회로 층의 상기 제 2 스루-홀 비아는 전기 전도성 재료를 포함하며, 상기 ECG 센서는 상기 전도성 재료를 통해 상기 제 2 애퍼처에 대응하는 상기 베이스의 부분과 전기통신한다.
일부 양상들에서, 센서는 상기 회로 층상에 장착되고 상기 환자의 선형 가속도에 반응하는 가속도계; 상기 베이스의 제 3 애퍼처; 및 상기 환자의 진동 운동에 반응하는 음향 호흡 센서를 더 포함하고, 상기 음향 호흡 센서는 상기 회로 층 상에 배치되고 상기 베이스의 상기 제 3 애퍼처를 통해 연장되며, 상기 음향 호흡 센서는 감지된 진동 운동을 상기 가속도계에 기계적으로 송신하기 위하여 상기 회로 층과 강체 구조 통신하다.
일부 양상들에서, 센서는 상기 기판 층 상에 장착된 자이로스코프를 더 포함하고, 상기 자이로스코프는 상기 환자의 각속도에 반응한다. 일부 양상들에서, 상기 가속도계는 3차원 가속도계를 포함하고, 상기 자이로스코프는 3차원 자이로스코프를 포함한다. 일부 양상들에서, 센서는 상기 생리학적 센서가 사전에 활성화되었는지의 여부를 표시하는 정보를 저장하도록 구성된 정보 엘리먼트를 더 포함한다.
개시내용을 요약하기 위해, 특정 양상들, 장점들 및 신규한 특징들이 본원에서 설명되었다. 물론, 그러한 모든 양상들, 장점들 또는 특징들이 반드시 어느 특정 실시예로 구현될 필요가 없다는 것이 이해되어야 한다.
다양한 실시예들은 첨부 도면들을 참조로 하여 이하에서 설명될 것이다. 도면들 및 연관된 설명들은 본 개시내용의 실시예들을 예시하기 위해 제공되며, 청구항들의 범위를 제한하지 않는다. 도면들에서, 유사한 엘리먼트들은 유사한 참조 번호들을 가진다.
도 1a는 환자 모니터에 근접한 환자-착용 무선 센서를 포함하는 개시된 환자 모니터링 시스템의 일실시예의 사시도이다.
도 1b는 개시된 환자 모니터의 디스플레이의 일 실시예의 기능 블록도이다.
도 1c는 개시된 환자 모니터링 시스템의 일 실시예의 기능 블록도이다.
도 1d는 개시된 환자 모니터링 시스템의 일 실시예의 기능 블록도이다.
도 1e는 개시된 환자 모니터링 시스템의 일 실시예의 기능 블록도이다.
도 1f는 개시된 환자 모니터링 시스템의 일 실시예의 기능 블록도이다.
도 2a는 개시된 무선 센서의 일 실시예의 기능 블록도이다.
도 2b는 선택적인 감지 컴포넌트들을 포함하는 개시된 무선 센서의 일 실시예의 기능 블록도이다.
도 3a는 개시된 무선 센서의 일 실시예의 개략적인 분해 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 조립 사시도이다.
도 3c는 도 3a 및 도 3b의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 측면도이다.
도 4a는 온도 센서를 포함하는 개시된 무선 센서의 일 실시예의 개략적인 단면도이다.
도 4b는 도 4a의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 저면도이다.
도 4c는 도 4a-b의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 분해 사시도이다.
도 5a는 음향 호흡 센서를 포함하는 개시된 무선 센서의 일 실시예의 개략적인 단면도이다.
도 5b는 도 5a의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 저면도이다.
도 5c는 도 5a-b의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 분해 사시도이다.
도 6a는 온도 센서 및 음향 호흡 센서를 포함하는 개시된 무선 센서의 일 실시예의 개략적인 단면도이다.
도 6b는 도 6a의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 저면도이다.
도 6c는 도 6a-b의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 분해 사시도이다.
도 7a는 환자 모니터에 근접한 ECG 센서를 가진 환자-착용 무선 센서를 포함하는 개시된 환자 모니터링 시스템의 일 실시예의 사시도이다.
도 7b는 도 7a의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 조립 사시도이다.
도 7c는 도 7a 및 도 7b의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 측면도이다.
도 7d는 도 7a-c의 개시된 무선 센서의 일 실시예의 단면도이다.
도 7e는 도 7a-d의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 저면 사시도이다.
도 7f는 도 7a-e의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 분해 사시도이다.
도 8a는 온도 센서, 음향 호흡 센서 및 ECG 센서를 가진 개시된 무선 센서의 일 실시예의 개략적인 분해 사시도이다.
도 8b는 도 8a의 개시된 무선 센서의 개략적인 저면도이다.
도 9는 본 개시내용의 일 실시예에 따라 무선 센서를 환자 모니터와 연관시키기 위한 프로세스를 설명하는 흐름도이다.
도 10은 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 환자가 방향을 변경하였는지의 여부를 결정하기 위한 프로세스를 설명하는 흐름도이다.
도 11a는 본 개시내용의 실시예에 따라 환자의 방향을 결정하는데 사용되는, 시간에 따라 프로세싱되는 가속도계 데이터의 예시적인 플롯이다.
도 11b는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 환자 방향의 지속 기간의 예시적인 플롯이다.
도 12는 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 환자가 낙상했는지의 여부를 결정하기 위한 프로세스를 설명하는 흐름도이다.
도 13a-f는 본 개시내용의 일 실시예에 따라 환자의 위치를 반영하는 디스플레이들의 실시예들을 예시한다.
도 14는 본 개시내용의 일 실시예에 따라 도 13a-f에 예시된 아이콘들을 통합한 환자 모니터의 예시적인 디스플레이를 예시한다.
도 15a 내지 도 15h는 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 환자 디스플레이 모니터상에 디스플레이된 방 디스플레이의 다양한 구성들을 예시한다.
도 16은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 예시적인 방법을 예시한다.
도 1a는 환자 모니터에 근접한 환자-착용 무선 센서를 포함하는 개시된 환자 모니터링 시스템의 일실시예의 사시도이다.
도 1b는 개시된 환자 모니터의 디스플레이의 일 실시예의 기능 블록도이다.
도 1c는 개시된 환자 모니터링 시스템의 일 실시예의 기능 블록도이다.
도 1d는 개시된 환자 모니터링 시스템의 일 실시예의 기능 블록도이다.
도 1e는 개시된 환자 모니터링 시스템의 일 실시예의 기능 블록도이다.
도 1f는 개시된 환자 모니터링 시스템의 일 실시예의 기능 블록도이다.
도 2a는 개시된 무선 센서의 일 실시예의 기능 블록도이다.
도 2b는 선택적인 감지 컴포넌트들을 포함하는 개시된 무선 센서의 일 실시예의 기능 블록도이다.
도 3a는 개시된 무선 센서의 일 실시예의 개략적인 분해 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 조립 사시도이다.
도 3c는 도 3a 및 도 3b의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 측면도이다.
도 4a는 온도 센서를 포함하는 개시된 무선 센서의 일 실시예의 개략적인 단면도이다.
도 4b는 도 4a의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 저면도이다.
도 4c는 도 4a-b의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 분해 사시도이다.
도 5a는 음향 호흡 센서를 포함하는 개시된 무선 센서의 일 실시예의 개략적인 단면도이다.
도 5b는 도 5a의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 저면도이다.
도 5c는 도 5a-b의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 분해 사시도이다.
도 6a는 온도 센서 및 음향 호흡 센서를 포함하는 개시된 무선 센서의 일 실시예의 개략적인 단면도이다.
도 6b는 도 6a의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 저면도이다.
도 6c는 도 6a-b의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 분해 사시도이다.
도 7a는 환자 모니터에 근접한 ECG 센서를 가진 환자-착용 무선 센서를 포함하는 개시된 환자 모니터링 시스템의 일 실시예의 사시도이다.
도 7b는 도 7a의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 조립 사시도이다.
도 7c는 도 7a 및 도 7b의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 측면도이다.
도 7d는 도 7a-c의 개시된 무선 센서의 일 실시예의 단면도이다.
도 7e는 도 7a-d의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 저면 사시도이다.
도 7f는 도 7a-e의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 분해 사시도이다.
도 8a는 온도 센서, 음향 호흡 센서 및 ECG 센서를 가진 개시된 무선 센서의 일 실시예의 개략적인 분해 사시도이다.
도 8b는 도 8a의 개시된 무선 센서의 개략적인 저면도이다.
도 9는 본 개시내용의 일 실시예에 따라 무선 센서를 환자 모니터와 연관시키기 위한 프로세스를 설명하는 흐름도이다.
도 10은 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 환자가 방향을 변경하였는지의 여부를 결정하기 위한 프로세스를 설명하는 흐름도이다.
도 11a는 본 개시내용의 실시예에 따라 환자의 방향을 결정하는데 사용되는, 시간에 따라 프로세싱되는 가속도계 데이터의 예시적인 플롯이다.
도 11b는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 환자 방향의 지속 기간의 예시적인 플롯이다.
도 12는 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 환자가 낙상했는지의 여부를 결정하기 위한 프로세스를 설명하는 흐름도이다.
도 13a-f는 본 개시내용의 일 실시예에 따라 환자의 위치를 반영하는 디스플레이들의 실시예들을 예시한다.
도 14는 본 개시내용의 일 실시예에 따라 도 13a-f에 예시된 아이콘들을 통합한 환자 모니터의 예시적인 디스플레이를 예시한다.
도 15a 내지 도 15h는 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 환자 디스플레이 모니터상에 디스플레이된 방 디스플레이의 다양한 구성들을 예시한다.
도 16은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 예시적인 방법을 예시한다.
본 개시내용의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 지금 설명될 것이며, 도면들 전반에 걸쳐 유사한 도면 번호들은 유사한 엘리먼트들을 지칭한다. 다음 설명은 본질적으로 단순히 예시적일 뿐이며, 결코 개시내용, 이의 응용 또는 용도들을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 본 개시내용의 원리들을 변경하지 않고 방법내의 단계들이 다른 순서로 실행될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 더욱이, 본원에 개시된 실시예들은 여러 신규한 특징들을 포함할 수 있으며, 이들 신규한 특징들 중 하나만이 그 바람직한 속성들을 단독으로 담당하지 않거나 이 신규한 특징들은 본원에 개시된 시스템들, 디바이스들 및 방법들을 실행하는데 필수적이다.
본 개시내용은 하나 이상의 욕창들을 형성할 위험이 있는 환자의 위치, 방향 및 움직임을 모니터링하고 관리하기 위한 시스템들, 디바이스들, 방법들 및 컴퓨터-판독가능 매체에 관한 것이다. 일 실시예에서, 시스템은 환자로부터 위치, 방향 및 움직임 정보를 획득하도록 구성된 하나 이상의 센서들을 포함하는 환자-착용 무선 센서를 포함한다. 하나 이상의 센서들은 하나 이상의 가속도계들, 자이로스코프들 및 자력계들(즉, 컴퍼스들)을 포함할 수 있다. 예시적으로, 센서는 연속적으로 또는 주기적으로(예컨대, 매초마다) 3차원에서 환자의 방향을 설명하는 정보를 획득한다. 무선 센서는 획득된 센서 정보를 프로세싱하도록 구성된 프로세서를 포함한다. 무선 센서는 또한 프로세싱된 센서 데이터 및/또는 센서 데이터를 나타내는 정보를 추가 프로세싱을 위해 환자 모니터(또는 다른 프로세싱 디바이스)에 무선으로 송신하도록 구성된 트랜시버를 포함한다. 환자 모니터는 수신된 정보를 저장하고 추가로 프로세싱하며, 수신된 데이터를 나타내거나 또는 수신된 데이터로부터 유도된 정보를 디스플레이하며, 그리고 예컨대 간호사의 스테이션으로부터 액세스 가능할 수 있는 멀티-환자 모니터링 시스템을 포함하는 다른 환자 치료 시스템들에, 디스플레이들, 알람들, 및 통지들을 포함하는 정보를 송신하도록 구성될 수 있다.
도 1a는 임상 현장에서 개시된 환자 모니터링 시스템(100)의 일 실시예의 사시도이다. 환자 모니터링 시스템(100)은 환자의 침대(118)의 측면에 있는 테이블(116)상에 위치한 환자 모니터(106)에 근접하여 환자에 의해 착용되는 무선 센서(102)를 포함한다. 무선 센서(102)는 또한 "무선 생리학적 센서(102)", "환자-착용 센서(102)", "움직임 센서(102)" 및 "착용가능 무선 센서(102)"로서 본원에서 지칭될 수 있다. 무선 센서(102)는 환자의 위치, 방향 및 운동을 측정하도록 구성된 하나 이상의 센서들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 무선 센서(102)는 환자의 선형 가속도를 측정하도록 구성된 가속도계 및 환자의 각속도를 측정하도록 구성된 자이로스코프를 포함한다. 측정된 선형 가속도 및 각속도 정보는 3차원에서 환자의 방향을 결정하도록 프로세싱될 수 있다. 일부 실시들예에서, 자력계는 지구의 중력장을 측정하기 위해 무선 센서(102)에 포함된다. 자력계에 의해 측정된 정보는 환자의 결정된 방향의 정확도를 개선시키기 위해 사용될 수 있다.
무선 센서(102)는 또한 환자로부터 무선 센서(102)에 의해 획득된 센서 데이터를 나타내는 정보를 환자 모니터(106)에 송신할 수 있는 무선 트랜시버(206)(도 2a 및 도 2b에 도시됨)를 포함한다. 유리하게는, 환자는 침대측 환자 모니터(106)에 물리적으로 커플링되지 않으며, 따라서 침대(118)상의 상이한 위치들로 자유롭게 이동할 수 있다.
본 개시내용의 특정 실시예들에 따르면, 무선 센서(102)는 무선 센서(102)의 환영(phantom) 그림으로 도 1a에 반영된 바와같이 환자의 의복 아래의 환자의 신체의 피부에 부착된다. 보다 상세하게는, 무선 센서(102)는 환자의 흉골, 즉 복장뼈의 넓은 최상부 부분 위의 환자의 가슴에 위치할 수 있다. 이 위치에서, 무선 센서(102)는 환자 신체의 세로축에 대해 그리고 환자의 질량 중심 근처에, 즉 예컨대 환자가 침대에 있을 때 환자의 방향을 결정하는데 유용한 위치의 대략 중심에 놓인다.
무선 센서(102)는 무선 센서(102)의 최하부 표면에 코팅되거나 또는 적용된 압력-민감 접착제를 포함하는 임의의 형태의 의학적으로 적합한 접착 재료를 사용하여 환자의 피부에 부착될 수 있다. 당업자는 무선 센서(102)를 환자에게 부착하기 위해 많은 다른 재료들 및 기술들이 본 개시내용의 범위로부터 벗어나지 않고 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
흔히 임상 현장들에서는 다수의 생리학적 파라미터들을 동시에 모니터링하기 위하여, 다수의 의료 센서들이 환자에 부착 또는 접착된다. 의료 센서의 일부 예들은, 몇가지 예를 들자며, 위치, 방향 및 운동 센서들, 온도 센서들, 호흡 센서들, 심박수 센서들, 혈액 산소 센서들(이를테면, 맥박 산소 측정 센서들), 음향 센서들, EEG 센서들, ECG 센서들, 혈압 센서들, 진정 상태 센서들을 포함하나 이들에 제한되지 않는다. 전형적으로, 환자에 부착된 각각의 센서는 획득된 생리학적 데이터를 종종 케이블에 의해 근접 모니터링 디바이스에 송신하며, 근접 모니터링 디바이스는 센서 데이터를 수신하여 프로세싱하고 이를, 환자의 상태를 모니터링하고 관리하기 위하여 의료 제공자들에 의해 사용될 임상 정보로 변환하도록 구성된다. 환자가 여러 생리학적 센서들에 의해 동시에 모니터링될 때, 케이블들 수 및 사용되는 침대측 모니터링 디바이스들의 수는 과도할 수 있으며 환자의 움직임 자유도를 제한하고 의료 제공자가 환자에 접근하는 것을 지연시킬 수 있다. 환자를 침대측 모니터링 디바이스들에 연결하는 케이블들은 환자를 방에서 방으로 옮기거나 다른 침대측 모니터들로 스위칭하는 것을 더 곤란하게 만들 수 있다.
유리하게, 개시된 무선 센서(102)는 센서 데이터가 하나 이상의 프로세싱 능력들을 사용하여 프로세싱될 수 있는 환자 데이터 프로세싱 환경(105)에 무선으로 데이터를 송신할 수 있다. 도 1a에 예시된 바와같이, 무선 센서(102)는 무선 통신 링크(104)를 통해 데이터를 송신한다. 무선 통신 링크(104)는 침대측 환자 모니터(106) 및/또는 확장기/리피터(107)에 의해 수신될 수 있다. 환자 모니터(106) 및 확장기/리피터(107) 모두는 고속 및 신뢰성 있는 통신 인터페이스들을 통해 환자 데이터 프로세싱 환경(105)에 액세스를 제공한다. 예시를 위해, 환자 모니터(106) 및 확장기/리피터(107)가 도 1a에 예시된다. 그러나, 전형적으로, 무선 센서(102)와 환자 데이터 프로세싱 환경(105)간에 무선 연결을 설정하기 위해 오직 하나의 그러한 디바이스가 요구된다. 무선 통신 링크(104)는 Wi-Fi(802.11x), 블루투스, ZigBee, 셀룰러 전화, 적외선, RFID, 위성 송신, 독점 프로토콜들, 이들의 조합들 등과 같은 다양한 무선 기술들 중 임의의 기술을 사용할 수 있다. 무선 센서(102)는 환자에 대한 위치, 방향 및 움직임 정보를 측정하고 보고하는 것과 같은 원격 측정 기능들을 수행하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 센서(102)는 블루투스 무선 통신 표준을 사용하여 환자 모니터(106)와 무선으로 통신한다.
확장기/리피터(107)는 무선 통신 링크(104)를 통해 무선 센서(102)로부터 센서 데이터를 수신할 수 있고, 수신된 센서 데이터를 네트워크(108)를 통해 환자 데이터 프로세싱 환경(105)내의 하나 이상의 프로세싱 노드에 포워드할 수 있다. 예컨대, 확장기/리피터(107)는 수신된 센서 데이터를 환자 모니터(106)에 포워드할 수 있으며, 환자 모니터(106)는 특정 무선 센서(102)의 무선 통신 링크(104)의 범위를 벗어나 위치할 수 있다. 대안적으로, 확장기/리피터(107)는 예컨대 멀티-환자 모니터링 시스템(110) 또는 간호사의 스테이션 시스템(113)과 같은 환자 데이터 프로세싱 환경(105) 내의 다른 프로세싱 노드에 센서 데이터를 라우팅할 수 있다. 당업자는 무선 센서(102)에 의해 데이터 송신된 데이터를 프로세싱하기 위하여 다수의 프로세싱 노드들 및 시스템들이 사용될 수 있음을 인식할 것이다.
도 1a는 또한 "프로세싱 디바이스(106)", "휴대형 컴퓨팅 디바이스(106)" 및 "환자 모니터링 디바이스(106)"로 또한 본원에서 지칭될 수 있는 환자 모니터(106)의 일 실시예를 예시한다. 환자 모니터(106)의 예들은 본 개시내용의 양수인에게 양도되고 그 전체가 인용에 의해 본원에 통합되는 미국 특허 공보 제2013/0262730호 및 제2015/0099955호에 개시되어 있다. 환자 모니터(106)는 프로세싱 디바이스이며, 따라서 적어도 하나의 프로세서, 메모리 디바이스, 저장 디바이스, 입력/출력 디바이스들 및 통신 연결부들을 포함하는, 프로세싱 디바이스의 기능들을 수행하는데 필요한 컴포넌트들을 포함하며, 이들 모두는 하나 이상의 통신 버스들을 통해 연결된다. 따라서, 특정 실시예에서, 환자 모니터(106)는 무선 센서(102)에 의해 제공된 센서 데이터를 수신하도록 구성된다. 다른 실시예들에서, 센서 데이터의 프로세싱은 환자 데이터 프로세싱 환경(105) 내의 다른 프로세싱 노드들에 의해 수행될 수 있다. 환자 모니터(106)는 무선 센서(102)와 무선으로 통신하도록 구성된다. 환자 모니터(106)는 디스플레이(120) 및 도킹 스테이션을 포함하며, 도킹 스테이션은 디스플레이(130)를 또한 갖는 휴대용 환자 모니터(122)와 기계적 및 전기적으로 메이팅(mating)하도록 구성된 도킹 스테이션을 포함한다. 환자 모니터(106)는 도 1a에 도시된 바와 같이 수평 평탄 표면상에 얹혀지도록 구성된 일반적으로 수직으로 경사진 형상으로 형성된 이동가능하고, 장착가능하며 그리고 휴대가능한 하우징내에 하우징된다. 물론, 당업자는 하우징이 매우 다양한 위치들 및 장착부들에 부착될 수 있고 매우 다양한 형상들 및 크기들로 구성될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
일 실시예에서, 디스플레이(120)는, 휴대용 환자 모니터(122)의 디스플레이(130)와 단독으로 또는 이와 결합하여, 숫자, 그래픽, 파형 또는 다른 디스플레이 표시로 매우 다양한 측정 및/또는 치료 데이터를 제시할 수 있다. 예컨대, 디스플레이(120)는 특히 환자의 체중, 나이, 치료 유형, 질병 유형, 의료 상태 유형, 영양, 수화 및/또는 체류 기간과 같은 다양한 환자-특정 구성들 및/또는 파라미터들을 디스플레이할 수 있다. 일 실시예에서, 비록 디스플레이(120)가 태블릿 또는 테이블톱 수평 구성, 랩톱-형 구성 등을 포함할 수 있다는 것을 당업자가 인식할지라도, 디스플레이(120)는 하우징의 정면의 대부분을 차지한다. 다른 실시예들은 디스플레이 정보 및 데이터를 태블릿 컴퓨터, 스마트폰, 텔레비전, 또는 당업자가 인식할 수 있는 임의의 디스플레이 시스템에 통신하는 것을 포함할 수 있다. 유리하게, 도 1a에 예시된 환자 모니터(106)의 수직으로 경사진 구성은 쉽게 볼수 있는 방식으로 의료인에게 정보를 디스플레이한다.
도 1a의 휴대용 환자 모니터(122)는 유리하게는 캘리포니아 어바인에 위치에 Masimo Corporation으로부터 상업적으로 입수가능하며 그리고/또는 미국 특허 공보 제2002/0140675호, 제2010/0274099호, 제2011/0213273호, 제2012/0226117호, 제2010/0030040호; 미국 특허 출원 일련번호 제61/242,792호, 제61/387457호, 제61/645,570호, 제13/554,908호 및 미국특허 제6,157,850호 및 제6,334,065호에 개시되는 것들과 같은 옥시미터, 코-옥시미터, 호흡 모니터, 진정 깊이 모니터(depth of sedation monitor), 비침습적 혈압 모니터, 바이탈 사인(vital sign) 모니터 등을 포함할 수 있으며, 이들의 내용들은 그 전체가 인용에 의해 본원에 통합된다. 휴대용 환자 모니터(112)는 다양한 비침습적 및/또는 최소 침습적 디바이스들, 이를테면, 비제한적인 예로서, 무선 센서(102), 광 방사 및 검출 회로를 가진 광 센서들, 음향 센서들, 손가락 프리크(finger prick), 커프스(cuffs), 벤틸레이터(ventilator)들으로부터 혈액 파라미터들을 측정하는 디바이스들 등과 통신할 수 있다. 휴대용 환자 모니터(122)는 자신의 디스플레이 표시를 제시하는 자신의 디스플레이(130)를 포함할 수 있다. 디스플레이 표시는 휴대용 환자 모니터(122)의 도킹 상태에 기초하여 변경될 수 있다. 도킹 해제될 때, 디스플레이(130)는 파라미터 정보를 포함할 수 있으며, 예컨대 중력 센서 또는 가속도계에 의해 제공되는 정보에 기초하여 자신의 디스플레이 방향을 변경할 수 있다. 비록 특정 휴대용 환자 모니터들(122)을 참조로 개시될지라도, 당업자는 환자 모니터(106)와 유리하게 도킹할 수 있는 매우 많은 수의 그리고 매우 다양한 의료 디바이스들이 존재한다는 것을 본원의 개시내용으로부터 인식할 수 있다.
도 1b는 개시된 환자 모니터(106)의 디스플레이(120) 및 휴대용 환자 모니터(122)의 디스플레이(130)의 일 실시예의 기능 블록도이다. 환자 모니터(106)의 디스플레이(120)는 환자 생리학적 데이터(124), 환자 방향 전환 데이터(126) 및/또는 부가적인 선택적인 환자 데이터(128)를 제시하도록 구성될 수 있다. 환자 생리학적 데이터는, 비제한적 예로서, 산소 포화도, 맥박수, 호흡률, 분획 동맥 산소 포화도, 총 헤모글로빈, 플레티스모그래프 가변성 인덱스, 메트헤모글로빈, 카르복시헤모글로빈, 관류 인덱스 및 산소 함량을 포함할 수 있다. 유리하게, 디스플레이(120)는 생리학적 파라미터들(124), 환자 방향 전환 데이터(126) 및 선택적인 환자 데이터(128)가 디스플레이(120)상에 제시되게 하는 방식을 사용자가 조절하도록 구성가능하다. 특히, 임상의가 더 큰 관심을 가지거나 또는 더 중요성을 갖는 정보는 더 큰 포맷으로 디스플레이될 수 있으며, 또한 예컨대 이전 시간과 같은 시간 기간 동안의 역사적 측정 추세 뿐만아니라 현재 측정치를 전달하기 위하여 수치적 포맷 및 그래픽 포맷으로 디스플레이될 수 있다.
도 1b의 점선으로 예시된 바와 같이, 휴대용 환자 모니터(130)의 디스플레이(130)는 환자 생리학적 데이터(134), 환자 방향 전환 데이터(136) 및 부가적인 선택적인 환자 데이터(138)를 제시하도록 구성될 수 있는 환자 모니터(106)의 선택적인 특징이다.
도 1c는 개시된 환자 모니터링 시스템(100)의 일 실시예의 단순화된 기능 블록도이다. 시스템은 하나 이상의 센서들을 갖는 환자-착용 무선 센서(102), 무선 통신 링크(104)(이 무선 통신 링크(104)를 통해 무선 센서(102)로부터의 센서 데이터가 액세스됨), 및 환자 데이터 프로세싱 환경(105)을 포함하며, 환자 데이터 프로세싱 환경(105)은 환자 모니터(106), 통신 네트워크(108), 멀티-환자 모니터링 시스템(110), 병원 또는 시설 정보 시스템(112), 하나 이상의 간호사 스테이션 시스템들(113) 및 하나 이상의 임상의 디바이스들(114)을 포함한다. 당업자는 다수의 다른 컴퓨팅 시스템들, 서버들, 프로세싱 노드들, 디스플레이 디바이스들, 프린터들 등이 개시된 환자 모니터링 시스템(100)에 포함될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
무선 센서(102)는 하나 이상의 욕창들이 형성될 위험이 있다고 결정된 환자, 예컨대 장시간 동안 침대에 누워있는 환자에 의해 착용된다. 무선 센서(102)는 환자가 욕창을 형성할 위험을 감소시키기에 충분히 빈번하게 환자의 위치가 변경되는지의 여부를 결정하는데 도움을 주기 위하여 환자의 방향을 연속적으로 또는 주기적으로(예컨대, 매 초마다) 모니터링할 수 있다. 특정 실시예들에서, 무선 센서(102)는 측정된 가속도 및/또는 각속도 데이터를 최소로 프로세싱하고 최소-프로세싱된 데이터를 무선 통신 링크(104)를 통해 환자 모니터(106)에 무선으로 송신한다.
무선 센서(102) 및 환자 모니터(106)는 무선 통신 링크(104)를 형성하기 위하여 상이한 무선 기술들을 활용하도록 구성될 수 있다. 특정 시나리오들에서, 예컨대 무선 센서(102)와 환자 모니터(106) 사이의 거리가 블루투스 또는 ZigBee 통신의 범위 내에 있을 때, 블루투스 또는 ZigBee를 통해 데이터를 송신하는 것이 바람직할 수 있다. 블루투스 또는 ZigBee를 사용하여 데이터를 송신하는 것은 유리한데, 왜냐하면 이들은 다른 무선 기술들보다 적은 전력을 요구하기 때문이다. 따라서, 배터리들을 사용하는 개시된 무선 센서(102)의 실시예들의 수명은 블루투스 또는 ZigBee 프로토콜들을 사용함으로써 증가될 수 있다.
다른 시나리오들에서, 예컨대 무선 센서(102)와 환자 모니터(106) 사이의 거리가 블루투스 또는 ZigBee에 대한 통신의 범위 밖에 있을 때, Wi-Fi 또는 셀룰러 전화를 사용하여 데이터를 송신하는 것이 바람직할 수 있다. 무선 센서(102)는 다른 무선 기술들보다 Wi-Fi 또는 셀룰러 전화를 사용할 경우 더 먼 거리에 걸쳐 데이터를 송신할 수 있다. 또 다른 시나리오들에서, 데이터 전달 및/또는 에너지 효율을 최대화하기 위해, 제 1 무선 기술을 사용하여 데이터를 송신한 다음 제 2 무선 기술로 자동적으로 스위칭하는 것이 바람직할 수 있다.
일부 실시예들에서, 무선 센서(102)가 침대측 환자 모니터(106)로부터 미리 결정된 거리내에 있을 때, 무선 센서(102)는 블루투스 또는 ZigBee를 통해 데이터를 자동적으로 송신한다. 무선 센서(102)가 침대측 환자 모니터(106)로부터 미리 결정된 거리를 넘어 멀리 있을 때, 무선 센서(102)는 Wi-Fi 또는 셀룰러 전화를 통해 데이터를 자동적으로 송신한다. 특정 실시예들에서, 무선 센서(102)와 침대측 환자 모니터(106) 사이의 거리에 따라, 무선 센서(102)는 블루투스 또는 ZigBee로부터 Wi-Fi 또는 셀룰러 전화로(그리고, 이 반대의 경우로) 자동적으로 변환될 수 있다.
일부 실시예들에서, 무선 센서(102)는 블루투스 또는 ZigBee 신호 세기가 충분히 강할 때 또는 Wi-Fi 또는 셀룰러 전화와의 간섭이 있을 때 블루투스 또는 ZigBee를 통해 데이터를 자동적으로 송신한다. 블루투스 또는 ZigBee 신호 세기가 충분히 강하지 않을 때, 무선 센서(102)는 Wi-Fi 또는 셀룰러 전화를 통해 데이터를 자동적으로 송신한다. 특정 실시예들에서, 신호 세기에 따라, 무선 센서(102)는 블루투스 또는 ZigBee로부터 Wi-Fi 또는 셀룰러 전화로(그리고, 이 반대의 경우로) 자동적으로 변환될 수 있다.
환자 모니터(106)는 환자의 방향을 결정하기 위하여 무선 센서(102)에 의해 송신된 측정된 가속도 및 각속도 데이터를 수신, 저장 및 프로세싱하도록 동작가능할 수 있다. 일단 결정되면, 환자 모니터(106)는 환자의 현재 방향을 디스플레이할 수 있다. 일부 실시예들에서, 환자 모니터(106)는 시간이 경과함에 따라 환자의 이전 방향들과 함께 환자의 현재 방향을 디스플레이하여, 환자의 방향의 과거 기록을 볼 수 있는 능력을 사용자에게 제공한다. 특정 실시예들에서, 예컨대, 도 13a-f 및 도 14에 예시된 바와 같이, 환자 방향은 막대 그림들과 같은 아이콘들에 의해 디스플레이되어, 임상의가 환자의 현재 위치 상태 및 환자의 위치 이력을 용이하게 이해할 수 있게 한다. 환자 모니터(106)는 또한 환자가 특정 방향을 유지하고 있는 시간의 길이를 추적하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 환자 모니터(106)는 환자가 현재의 방향으로 있었던 시간량을 디스플레이한다. 부가적으로, 환자 모니터(106)는 위치변경 프로토콜에 따라 임상의에 의해 규정된 지속기간보다 더 긴 지속기간 동안 환자가 특정 방향을 유지하고 있는 때를 결정할 수 있다. 이러한 조건들하에서, 환자 모니터(106)는 욕창 형성의 위험을 감소시키기 위해 환자가 규정된 위치 변경 프로토콜을 지키도록 위치 변경해야 한다는 알람들, 경고들 및 통지들을 환자 및/또는 의료인에게 발행할 수 있다.
도 1c에 예시된 바와 같이, 환자 모니터(106)는 멀티-환자 모니터링 시스템(110), 병원/시설 시스템(112), 간호사의 스테이션 시스템들(113) 및 임상의 디바이스(114)를 포함하는 환자 데이터 프로세싱 환경(105)과 네트워크(108)를 통해 통신한다. 멀티-환자 모니터링 시스템들(110)을 포함하는 네트워크-기반 임상 프로세싱 환경들의 예들은 그 전체가 인용에 의해 본원에 통합되는 미국 특허 공보 제2011/0105854호, 제2011/0169644호, 및 제2007/0180140호에 개시되어있다. 일반적으로, 멀티-환자 모니터링 시스템(110)은 병원/설비 시스템(112), 간호사의 스테이션 시스템들(113) 및 임상의 디바이스들(114)과 통신한다. 병원/설비 시스템(112)은 전자 의료 기록(EMR: electronic medical record) 및/또는 ADT(admit, discharge, and transfer) 시스템들과 같은 시스템들을 포함할 수 있다. 멀티-환자 모니터링 시스템(110)은 유리하게는 환자 아이덴티티 정보, 인구 통계학적 정보, 요금 정보 등과 같은, 환자 입원시에 입력된 환자 정보를 푸시 기술, 풀 기술 또는 이들의 조합을 통해 획득할 수 있다. 환자 모니터(106)는 모니터링되는 환자를 병원/시설 시스템들(112)과 연관시키기 위해 이러한 정보에 액세스할 수 있다. 멀티-환자 모니터링 시스템(110), 병원/시설 시스템(112), 간호사의 스테이션 시스템(113), 임상의 디바이스들(114) 및 환자 모니터(106) 간의 통신은 무선으로, 유선으로, 모바일 또는 다른 컴퓨팅 네트워크들 등을 통하는 것을 포함하여, 본원의 개시내용으로부터 당업자가 인식할 수 있는 임의의 기술에 의해 달성될 수 있다.
도 1d는 관리 환경내에서 다수의 환자들과 다수의 무선 센서들(102)의 사용을 예시하기 위해 확대된, 도 1c의 개시된 환자 모니터링 시스템(100)의 간략화된 기능 블록도이다. 유리하게는, 환자 모니터링 시스템(100)은 예컨대 간호사의 스테이션 서버 또는 시스템(114)에 종합 환자 정보를 제공할 뿐만 아니라 예컨대 환자 모니터(106)에 개인 환자 정보를 제공할 수 있다. 따라서, 관리인은 예컨대 병원의 층 또는 부서에 위치한 전 환자들에 해당하는 위치 정보의 개요를 가질 수 있다.
일부 상황들에서는 환자가 착용하고 있는 무선 센서(102)와 연관된 침대측 환자 모니터(106)를 사용할 필요가 없거나 또는 이를 사용하는 것이 요구되지 않을 수 있거나 또는 이를 사용하는데 이용가능한 자원들이 존재하지 않을 수 있다. 예컨대, 임상 환경에서는 환자의 침대측에서 보다 오히려 간호사의 스테이션과 같은 중앙 관찰 스테이션에서 환자 데이터가 수집, 분석, 디스플레이 및 모니터링되도록 직원이 배치될 수 있다. 게다가, 정보가 침대측에서 임상의에 의해 액세스될 때, 예컨대, 태블릿들, PDA 등과 같은 휴대용 임상의 디바이스(114)는 환자의 침대측에 있는 동안 필요한 환자-특정 정보에 액세스하기 위하여 의료인들에 의해 사용될 수 있다.
이러한 상황들에서, 도 1e 및 1f에 예시된 바와 같이, 무선 센서(102)는 신호 확장기/리피터(107)에 의해 임상 컴퓨팅 환경의 다양한 시스템들과 통신할 수 있다. 확장기/리피터(107)는 무선 센서(102)의 범위 내에(예컨대, 환자의 침대(118) 근처에) 배치되고, 네트워크(108)를 통해,무선 센서(102)와 무선 센서(202)에 의해 수집된 데이터를 프로세싱, 저장, 디스플레이 및/또는 송신할 수 있는 하나 이상의 컴퓨팅 시스템들 사이에서 데이터를 중계하도록 구성된다. 유리하게, 비교적 저비용의 확장기/리피터(107)는 예컨대 블루투스 또는 ZigBee와 같은 단거리 저전력 소비 송신 모드를 사용하여 무선 통신 링크(들)(104)를 통해 하나 이상의 무선 센서들(102)로부터 송신된 신호들을 수신하기 위하여 사용될 수 있다. 이후, 확장기/리피터(107)는 수신된 신호들을 네트워크(108)를 통해 환자 데이터 프로세싱 환경(105)내의 하나 이상의 컴퓨팅 시스템들에 재송신할 수 있다. 일부 실시예들에 따라, 확장기/리피터(107)는 무선 센서(102)로부터 수신된 신호들을, 네트워크(108)를 통해, 예컨대 멀티-환자 모니터링 시스템(110)과 같은 컴퓨팅 노드들에 재송신하는 블루투스-이더넷 게이트웨이이다. 일부 실시예들에서, 확장기/리피터(107)는 무선 센서(102)에 네트워크(108)에 대한 액세스를 제공하는 블루투스-WiFi 브리지이다. 물론, 당업자는 확장기/리피터(107)를 구현하는 다수의 방식들이 존재함을 인식할 것이다.
도 2a는 개시된 무선 센서(102)의 일 실시예의 간략화된 하드웨어 블록도를 예시한다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 무선 센서(102)는 프로세서(202), 데이터 저장 디바이스(204), 무선 트랜시버(206), 시스템 버스(208), 가속도계(210), 자이로스코프(212), 배터리(214) 및 정보 엘리먼트(215)를 포함할 수 있다. 프로세서(202)는, 무엇보다도, 데이터를 프로세싱하고, 본원에 개시된 방법들과 같은 하나 이상의 기능들을 수행하기 위한 명령을 실행하고, 그리고 무선 센서(102)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 데이터 저장 디바이스(204)는 랜덤 액세스 메모리(RAM) 및 판독 전용 메모리(ROM)를 포함하는(그러나, 이에 제한되지 않음), 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 디바이스들을 포함할 수 있다. 무선 트랜시버(206)는 Wi-Fi(802.11x), 블루투스, ZigBee, 셀룰러 전화, 적외선, RFID, 위성 송신, 독점 프로토콜들, 이들의 조합 등과 같은 다양한 무선 기술들 중 임의의 기술을 사용하도록 구성될 수 있다. 무선 센서(102)의 컴포넌트들은 하나 이상의 버스를 나타낼 수 있는 시스템 버스(208)를 통해 함께 커플링될 수 있다. 배터리(214)는 본원에서 설명된 무선 센서(102)의 하드웨어 컴포넌트들에 전력을 제공한다. 도 2a에 예시된 바와 같이, 배터리(214)는 시스템 버스(208)를 통해 다른 컴포넌트들과 통신한다. 당업자는 배터리(214)가 하나 이상의 별개의 전기 연결부들에 의해 도 2a에 묘사된 하드웨어 기능 컴포넌트들 중 하나 이상과 통신할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 정보 엘리먼트(215)는 무선 센서(102)와 연관된 품질 표준을 유지하는 것을 돕기 위하여 사용되는 정보를 비-휘발성 메모리에 저장하는 메모리 저장 엘리먼트일 수 있다. 예시적으로, 정보 엘리먼트(215)는 센서(102)가 사전에 활성화되었는지의 여부 및 센서(102)가 예컨대 4시간과 같은 장시간 동안 사전에 동작되어 왔는지에 관한 정보를 저장할 수 있다. 정보 엘리먼트(215)에 저장된 정보는 무선 센서(102)의 부적절한 재사용을 검출하는 것을 돕기 위하여 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 가속도계(210)는 3차원(3D) 가속도계이다. 본원에서 사용되는 3D 가속도계란 용어는 당업자에게 공지된 넓은 의미를 포함한다. 가속도계(210)는 때때로 "X", "Y"및 "Z"축으로 표시된 3 개의 직교 축들에서 무선 센서(102)의 가속도에 응답하여 출력들을 제공한다. 가속도계(210)는 지구의 중력에 영향을 받는 가속도를 측정할 수 있다. 가속도계(210)는 3개의 축들을 따라 가속도 정보를 제공할 수 있으며, 그리고 관성 가속도에서 국소 중력 가속도를 뺀 것에 상당하는 가속도 정보를 제공할 수 있다. 가속도계(210)는 당업자에게 잘 알려져 있다. 가속도계(210)는 마이크로-전기기계 시스템(MEMS: micro-electromechanical system)일 수 있고, 다른 형태들의 구현 사에서는 피에조-저항기들을 포함할 수 있다. 가속도계(210)는 고-임피던스 충전 출력 또는 저-임피던스 충전 출력 가속도계(210)일 수 있다. 일부 실시예들에서, 가속도계(210)는 3-축 가속도계일 수 있고, 가속도계(210)의 출력은 3개의 신호들을 포함할 수 있으며, 3개의 신호들 각각은 특정 축에서 측정된 가속도를 나타낸다. 가속도계(210)의 출력은 8-비트, 12-비트 또는 임의의 다른 적절한 크기의 출력 신호일 수 있다. 가속도계의 출력들은 아날로그 또는 디지털 형식일 수 있다. 가속도계(210)는 무선 센서(102)가 부착되는 환자의 위치, 방향 및/또는 운동을 결정하는데 사용될 수 있다.
일부 실시예들에서, 자이로스코프(212)는 2도의 각도 해상도 및 1도의 센서 드리프트 조절 능력을 갖는 3-축 디지털 자이로스코프이다. 본원에서 사용되는 3-축 자이로스코프란 용어는 당업자에게 공지된 넓은 의미를 포함한다. 자이로스코프(212)는 피치(pitch), 요(yaw) 및 롤(roll)의 측정치들에 대응하는 3개의 직각 축들로(환자에게 부착된) 무선 센서(102)의 감지된 각속도에 응답하는 출력들을 제공한다. 당업자는 본원의 개시내용의 범위를 벗어나지 않고 다수의 다른 자이로스코프들(212)이 무선 센서(102)에 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 특정 실시예들에서, 가속도계(210) 및 자이로스코프(212)는 관성 측정 유닛(IMU: inertial measurement unit)으로서 지칭될 수 있는 단일 하드웨어 컴포넌트로 통합될 수 있다. 일부 실시예들에서, IMU는 또한, 무엇보다도 감지된 관성 데이터의 신호 샘플링, 버퍼링, 센서 교정 및 센서 융합 프로세싱을 핸들링하는 내장형 프로세서를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서, 프로세서(202)는 이들 기능들을 수행할 수 있다. 그리고, 또 다른 실시예들에서, 감지된 관성 데이터는 무선 센서(102)의 컴포넌트들에 의해 최소로 프로세싱되고, 추가 프로세싱을 위해 환자 모니터(106)와 같은 외부 시스템에 송신되며, 그에 의해 사용후 버릴 수 있는 1회용 제품일 수 있는 무선 센서(102)의 복잡성, 전력 소비 및 비용이 최소화될 수 있다.
도 2b는 이하의 선택적인(점선으로 나타냄) 감지 컴포넌트들, 즉 컴퍼스로 또한 지칭될 수 있는 자력계(216), 온도 센서(218), 음향 호흡 센서(220), 심전도(ECG) 센서(222), 하나 이상의 산소 측정 센서(224), 습기 센서(226) 및 임피던스 센서(228)를 포함하는 개시된 무선 센서(102)의 일 실시예의 간략화된 하드웨어 기능 블록도이다. 일부 실시예들에서, 자력계(216)는 지구의 자기장을 포함하는 자기장들을 표시하는 정보를 제공하는 3차원 자력계이다. 개별 기능 엘리먼트들로서 도 2b에 묘사되지만, 당업자는 가속도계(210), 자이로스코프(212) 및 자력계(214)가 관성 측정 유닛과 같은 단일 하드웨어 컴포넌트에 통합될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
일 실시예에 따르면, 물체에 부착된 3개의 센서들로부터의 입력들로부터 유도된 물체의 3차원 위치 및 방향을 계산하기 위한 시스템 및 방법이 설명된다: 3개의 센서들은 3개의 축들을 따라 선형 가속도를 측정하도록 구성된 가속도계(210); 3개의 축들 주위의 각속도를 측정하도록 구성된 자이로스코프(212); 및 3개의 축들을 따라 자기장(이를테면, 지구 자기장)의 세기를 측정하도록 구성된 자력계(214)이다. 일 실시예에서, 3개의 센서들(210, 212 및 214)은 환자에 부착된 무선 센서(102)에 부착된다. 일 실시예에 따르면, 센서들(210, 212 및 214)은 대략 10Hz 내지 대략 100Hz의 레이트로 샘플링된다. 당업자는 센서들(210, 212 및 214)이 본 개시내용의 범위를 벗어나지 않고 상이한 레이트들로 샘플링될 수 있음을 인식할 것이다. 9개의 센서 입력들을 제공하는 3개의 센서들(210, 212 및 214)로부터의 샘플링된 데이터는 3차원 공간에서의 환자의 위치 및 방향을 설명하도록 프로세싱된다. 일 실시예에서, 환자의 위치 및 방향은 환자의 X-Y-Z 축의 세트를 중심으로 한 회전들의 세트로서 오일러 각도(Euler angle)들에 의해 설명된다.
환자의 상태들을 모니터링하고 관리하기 위해 임상의들이 사용하는 바이탈 사인(vital sign)인 환자의 신체의 심부 온도를 측정하는데 사용될 수 있는 온도 센서(218)가 도 2b에 또한 예시된다. 온도 센서(218)는 열전쌍, 즉 하나 이상의 스폿(spot)들에서 서로 접촉하는 2개의 다른 도체들 또는 반도체들을 갖는 온도-측정 디바이스를 포함할 수 있다. 온도 차이는 다른 도체들 때문에 발생한다. 열전쌍은 접촉 스폿이 기준 온도와 다를 때 전압을 생성한다. 유리하게, 열전쌍들은 자체적으로 전력이 공급되므로, 동작을 위해 외부 전력 소스를 요구하지 않는다. 일 실시예에서, 온도 센서(218)는 서미스터를 포함한다. 서미스터는 온도에 따라 저항 값이 변하는 저항기의 일종이다. 서미스터는 전형적으로 제한된 온도 범위 내에서 높은 정밀도를 제공한다.
음향 호흡 센서(220)는 심박수, 호흡률, 코골이, 기침, 질식, 천명, 및 호흡 장애(예컨대, 무호흡증)를 포함하는(그러나, 이에 제한되지 않음) 다양한 생리학적 파라미터들 및/또는 상태들을 표시하는, 환자의 신체(예컨대, 환자의 가슴)로부터의 진동 운동을 감지하는데 사용될 수 있다. ECG 센서(222)는 환자의 심장 활동을 측정하는데 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, ECG 센서(222)는 2개의 전극들 및 단일 리드(lead)를 포함한다. 산소 측정 센서(들)(224)는 환자의 맥박 산소 측정, 동맥혈의 산소 포화 레벨을 측정하기 위한 광범위하게 허용되는 비침습적 절차, 사람의 산소 공급 표시자를 모니터링하는데 사용될 수 있다. 전형적인 맥박 산소 측정 시스템은 감지되고 있는 신체의 부위 내에서 흐르는 박동성 동맥혈에서 산소화된 헤모글로빈의 상대적인 부피를 측정하기 위해 환자의 신체 부위(이를테면, 예컨대, 손가락 끝, 귓불, 콧구멍 등)에 클립 고정된 광학 센서를 활용한다 . 산소 포화도(SpO2), 맥박수, 플레시스모그래프 파형, 관류 인덱스(PI), PVI(pleth variability index), 메트헤모글로빈(MetHb), 카르복시헤모글로빈(CoHb), 총 헤모글로빈(tHb), 포도당 및/또는 그 밖의 다른 것은 산소 측정 센서(들)(224)를 사용하여 측정되고 모니터링될 수 있다. 습기 센서(226)는 환자가 욕창을 형성할 위험성을 평가하는데 있어서 관련 임상 인자인 환자 피부의 수분 함량을 결정하는데 사용될 수 있다. 임피던스 센서(228)는 환자의 유체 레벨들을 추적하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 임피던스 센서(228)는 환자의 부종, 심부전 진행 및 패혈증을 모니터링하고 검출할 수 있다.
도 3a는 최하부 베이스(310), 제거가능 배터리 절연체(320), 장착 프레임(330), 회로 보드(340), 하우징(350) 및 최상부 베이스(360)를 포함하는 개시된 무선 센서(102)의 일 실시예의 개략적 분해 분해도이다. 최하부 베이스(310)는 무선 센서(102)의 다양한 컴포넌트들이 위치하는 최상부 표면 및 환자의 신체에 무선 센서(102)를 부착하는데 사용되는 최하부 표면을 갖는 기판이다. 최하부 베이스(310) 및 최상부 베이스(360)는, 몇 가지만 예로 들자면, 백색 폴리에틸렌, 폴리우레탄 또는 망상 폴리우레탄 폼들과 같은 의료-등급 폼 재료로 만들어질 수 있다. 도 3a에 예시된 실시예에 예시된 바와 같이, 최하부 베이스(310) 및 최상부 베이스(360)는 각각 대략 1mm의 두께를 갖는 실질적으로 타원형 형상이다. 최상부 베이스(360)는 컷 아웃(cut-out)(362)을 포함하며, 조립중에 컷 아웃(cut-out)(362)을 통해 하우징(350)에 끼워 맞추어진다 . 물론, 당업자는 본 개시내용의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있는 최상부 및 최하부 베이스들(310, 360)에 적합한 다수의 크기들 및 형상들이 존재함을 이해할 것이다. 최하부 베이스(310)의 최하부 표면은 환자의 피부에 적용될 때 예컨대 2일 이상과 같은 장기간 모니터링에 적합한 고점성 의료-등급 접착제로 코팅된다. 최하부 베이스(310)의 최상부 표면의 부분들은 또한 최하부 베이스(310) 및 최상부 베이스(360)가 무선 센서(102)의 조립 동안 함께 접착되기 때문에, 의료-등급 접착제로 코팅된다.
제거가능한 배터리 아이솔레이터(320)는 회로 보드(340)상의 전기 접촉부(도시되지 않음)와 배터리(214) 간의 전기 통신을 차단하는 역할을 하는 전기 절연 재료로 만들어진 가요성 스트립이다. 배터리 아이솔레이터(320)는 무선 센서(102)가 사용될 준비가 될 때까지 배터리 전력을 보존하는데 사용된다. 배터리 아이솔레이터(320)는 배터리 아이솔레이터(320)가 무선 센서(102)로부터 제거될 때까지 배터리(214)와 회로 보드(340)간의 전기 연결을 차단한다. 배터리 아이솔레이터(320)는 회로 보드(340)로부터 배터리를 전기적으로 격리시키기에 충분한 유전체 특성들과 자신의 초기 위치로부터 슬라이딩가능하게 제거될 충분한 유연성을 소유하는 임의의 재료로 만들어질 수 있다. 예컨대, 배터리 아이솔레이터는 플라스틱, 중합체 필름, 종이, 폼, 이러한 재료들의 조합 등으로 만들어질 수 있다. 배터리 아이솔레이터(320)는 무선 센서(102)가 조립될 때 하우징(350)의 슬롯(352)을 통해 연장되는 풀 탭(pull tab)(322)을 포함한다. 풀 탭(322)은 자신의 원래의 조립된 위치로부터 풀 탭(322)을 그리핑(gripping)하고 슬라이딩(sliding)하는데 도움을 주기 위하여 마찰면을 제공하도록 텍스처링(texturing)될 수 있다. 일단 배터리 아이솔레이터(320)가 제거되면, 배터리(214)는 무선 센서(102)의 전자 컴포넌트들에 에너지를 공급하기 위하여 배터리 접촉부와 전기적으로 연결된다.
장착 프레임(330)은 배터리(214)를 회로 보드(340)에 고정하는 것을 돕는 구조 지지 엘리먼트이다. 장착 프레임(340)은 조립되었을 때 배터리 접촉부들(342)과 배터리(214) 사이에서 슬라이딩하는 날개(342)를 갖는다. 부가적으로, 장착 프레임(330)은 회로 보드(340)와 최하부 베이스(310)사이에 강체 구조물을 제공하는 역할을 한다. 음향 호흡 센서를 포함하는 일부 실시예들에 따르면, 강체 구조물은 환자로부터 나오는 진동 운동(진동들)(이를테면, 예컨대, 호흡, 심장 박동, 코골이, 기침, 질식, 천명, 호흡 장애 등과 관련된 진동 운동들)을 회로 보드(340)상에 배치된 가속도계(210)로 전달한다.
본원에서 기판 층(340) 및 회로 층(340)으로도 지칭될 수 있는 회로 보드(340)는 무선 센서(102)의 기능들 중 많은 기능을 수행하기 위해 전기 컴포넌트들을 기계적으로 지지하고 이들을 전기적으로 연결한다. 회로 보드(340)는 전도 트랙들 및 연결 패드들을 포함한다. 이러한 전기 컴포넌트들은 프로세서(202), 저장 디바이스(204), 무선 트랜시버(206), 가속도계(210), 자이로스코프(212), 자력계(214), 온도 센서(218), 음향 호흡 센서(220) , ECG 센서(222), 산소 측정 센서(224), 수분 센서(226) 및 임피던스 센서(228)를 포함할 수 있으나, 이들에 제한되지 않는다. 일 실시예에서, 회로 보드(340)는 양면에서 최상부 측상에 장착된 전자 컴포넌트들 및 최하부 측상의 배터리 접촉부(도시안됨)를 갖는다. 물론, 당업자는 무선 센서(102)의 전기 및 전자 컴포넌트들을 장착하고 이들을 상호 연결하기 위한 다른 가능성들을 인식할 것이다.
도 3a에 예시된 바와 같이, 배터리 홀더(342)는 회로 보드(340)의 최상부 부분의 2개의 측들에 부착되어, 배터리(214)를 회로 보드(340)에 대해 제위치에 유지하기 위해 회로 보드(340)의 최하부 측 아래로 연장된다(지지 구조물을 형성함). 배터리 홀더(342)는 전기 전도성 재료로 만들어진다. 일부 실시예들에서, 배터리(214)는 상부 측에서 캐소드를 그리고 하부 측상에서 애노드를 갖는 코인 셀 배터리이다. 배터리(214)의 애노드와 회로 보드(340) 간의 전기 연결은 배터리(214)의 애노드 및 회로 보드(340)와 전기적으로 접촉하는 배터리 홀더를 통해 이루어진다. 배터리(214)의 캐소드는 회로 보드(340)의 하부 측상의 배터리 접촉부(도시안됨)에 접촉하도록 배치된다. 일부 실시예들에서, 배터리 접촉부는 배터리(214)의 애노드와 배터리 접촉부 간의 접촉이 이루어지도록 보장하기 위하여 배터리 접촉부상에 힘을 가하는 스프링 아암을 포함한다. 조립 동안 및 사용전에, 배터리 아이솔레이터(320)는 전기 접촉을 차단하기 위하여 배터리(214)의 애노드와 배터리 커넥터 사이에 삽입된다.
하우징(350)은 무선 센서(102)의 컴포넌트들을 수용하고 보호하는 역할을 하는 구조적 컴포넌트이다. 하우징(350)은 무선 센서(102)의 전자 컴포넌트들을 적절히 보호할 수 있는 임의의 재료로 만들어질 수 있다. 이러한 재료들의 예들은 열가소성 물질들 및 열경화성 중합체들을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 하우징(350)은 슬롯(352)을 포함하며, 배터리 아이솔레이터(320)는 조립 중에 슬롯(352)을 통해 삽입된다. 하우징(350)은 또한 하우징(350)의 외부 표면 주위로 연장하는 림(rim)(354)을 포함한다. 림(354)은 무선 센서(102)가 조립될 때 최하부 베이스(310) 및 최상부 베이스(360)에 대해 제위치에 하우징(350)을 고정하는데 사용된다.
무선 센서(102)의 조립은 다음과 같다: 회로 보드(340) 및 배터리(214)를 유지하는 배터리 홀더(342)가 하우징(350)내에 배치된다. 장착 프레임(330)의 날개(332)는 회로 보드(340)와 장착 프레임(330)을 정렬시키기 위하여 배터리(214)와 배터리 홀더(342) 사이에 삽입된다. 그 다음에, 배터리 아이솔레이터(320)는 배터리 접촉부와 배터리(214)사이에 배치된다. 이후, 배터리 아이솔레이터(320)의 풀 탭(322)은 하우징(350)의 슬롯(352)을 통해 공급된다. 그 다음에, 최상부 베이스(360)는 하우징(350)위에 배치되고, 이때 하우징(350)은 정렬을 위해 컷 아웃(362)을 사용하여 조립된 회로 보드(340), 배터리 홀더(342), 배터리(214), 장착 프레임(330) 및 배터리 아이솔레이터(320)를 하우징한다. 하우징(350)의 림(354)은 고점도 의료-등급 접착제로 코팅된 최상부 베이스(360)의 최하부 표면에 접착된다. 최상부 베이스(360), 하우징(350), 회로 보드(340), 배터리 홀더(342), 배터리(214), 장착 프레임(330) 및 배터리 아이솔레이터(320)를 현재 포함하는 부분 조립체는 최하부 베이스(310)의 에지 표면상에 중심을 두고 배치되어, 최상부 베이스(360)의 에지들을 최하부 베이스(310)의 에지들과 정렬시킨다. 일부 실시예들에서, 쿠폰(또는 다이 절단 툴)은 무선 센서(102)의 최종 형상을 형성하기 위해 현재 결합된 최상부 및 최하부 베이스들(360, 310)의 초과 부분을 절단하기 위해 사용된다. 그 다음에, 최하부 베이스(310)의 최하부 표면은 고점성의 의료-등급 접착제로 코팅되고, 사용될 때까지 접착제를 보호하기 위해 최하부 베이스(3310)의 최하부 표면상에 릴리스 라이너(도시안됨)가 놓인다.
조립된 무선 센서(102)의 개략적 사시도가 도 1b에 예시되어 있다. 하우징(350)의 최상부 부분에 위치한 버튼/스위치(324)가 또한 도 3b에 예시된다. 버튼/스위치(324)는 무선 센서(102)의 모드들을 변경하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 일부 실시예들에서, 버튼/스위치(324)를 누르고 유지하는 것은 무선 센서(102)가 페어링 동작 모드로 전환되게 할 수 있다. 페어링 모드는 무선 센서(102)를 환자 모니터(106) 또는 확장기/리피터(107)와 연관시키기 위해 사용된다. 도 3c는 단면 라인 A-A가 식별되는 조립된 무선 센서(102)의 일 실시예의 개략적인 측면도를 제공한다.
이제 도 4a 및 4b를 참조하면, 온도 센서(218)를 포함하는 무선 센서(102)의 일 실시예가 개시된다. 도 4a는 도 3c의 라인 A-A를 따라 절취한 개략적인 단면도인데, 이는 온도 센서(218)를 포함하는 개시된 무선 센서(102)의 조립된 실시예를 예시한다. 더 용이한 가시성을 위해, 배터리 아이솔레이터(320) 및 배터리 홀더(342)는 예시되지 않았다. 도 4a는 도 4a의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 저면도이다. 최하부 베이스(310)의 최하부 표면이 예시된다. 최하부 베이스(310)의 최하부 표면에 대한 하우징(350)의 위치를 또한 표시하는 컷-아웃(362)의 아웃라인이 환영(즉, 점선들)으로 또한 예시된다.
무선 센서(102)의 조립과 관련하여 위에서 설명된 바와 같이, 최하부 베이스(310)의 최상부 표면은 최상부 베이스(360)의 최하부 표면과 접촉하여 이에 부착된다. 하우징(350)의 림(354)은 하우징(350)을 고정하기 위하여 2개의 베이스(310, 360) 사이에 끼워진다. 하우징(350)은 또한 최상부 베이스(360)의 컷-아웃(362)을 통해 돌출한다. 하우징 내에서, 배터리(214) 및 장착 프레임(330)은 최하부 베이스(310)의 최상부 표면에 인접해 있다.
도 4a에 예시된 바와 같이, 온도 센서(218)는 회로 보드(340)상에 장착된다. 온도 감지 기능을 수행하기 위해, 온도 센서(218)는 환자의 피부와 열 접촉한다. 이를 달성하기 위해, 환자의 신체로부터 온도 센서(218)로 열 에너지를 전달하는 구조물이 제공된다. 특히, 온도 센서(218)에 대한 입력들은 회로 보드(340)에 위치한 다수의 스루-홀 비아들(410)에 열적으로 연결된다. 스루-홀 비아들은 회로 보드(340)의 작은 수직 개구부 또는 경로이며, 이를 통해 열적 및/또는 전기적 전도성 재료가 배치되어, 열 및/또는 전기 에너지가 회로 보드(340)의 일 측으로부터 다른 측으로 전달될 수 있다. 스루-홀 비아들(410) 아래에는(장착 프레임 애퍼처를 형성하기 위해) 무선 센서(102)의 장착 프레임(330)을 통해 그리고 최하부 베이스(310)를 통해 연장하는 애퍼처 또는 개구부(404)가 있다. 애퍼처(404)는 무선 센서(102)가 환자에 의해 착용 될 때 온도 센서(218)로부터 환자의 피부로의 접근을 제공한다. 애퍼처(404) 및 스루-홀 비아들(410)는 열 전도성 재료(402)로 충전된다. 열 전도성 물질들은 당업계에 잘 알려져 있으며, 비제한적인 예로, 몇가지 예를 들자면, 열 전도성 엘라스토머들, 중합체들 및 수지들을 포함할 수 있다. 예시적으로, 동작시, 무선 센서(102)는 환자의 피부에 부착된다. 환자의 피부에 노출된 열 전도성 재료(402)는 환자의 신체로부터의 열 에너지를 애퍼처(404) 및 스루-홀 비아들(410)을 통해 전달하여, 온도 센서(218)에 대한 입력들에 도달하게 한다.
유리하게, 개시된 무선 센서(102)는 깊은 조직 온도가 피부 표면으로부터 측정될 수 있게 하는 기술을 사용하여 온도 센서(218)를 사용하여 환자의 신체 심부 온도(설정되고 유용한 바이탈 사인)를 측정할 수 있다. 인체에는 신체 심부 온도가 전형적으로 피부 표면의 온도보다 높기 때문에 신체 심부와 피부 표면 사이에 자연스런 열 유속이 있다. 따라서, 열은 신체 심부로부터 피부로 흐른다. 피부 온도가 측정되는 지점과 그 주변에서 피부 표면을 절연시키고 그에 의해 열이 빠져나가는 것을 차단함으로써, 신체 심부와 피부 표면 사이의 온도 구배가 감소할 것이다. 절연 영역 아래에서 피부 온도는 절연 아래에서 가장 따뜻한 부위(즉, 신체 심부)와 평형에 도달할 때까지 상승하여, 신체 심부 온도에 접근할 것이다. 평형에 도달할 때, 피부 온도는 심부 체온과 같다. 유리하게, 온도 센서(218) 주위의 환자의 피부와 접촉하는 무선 센서(102)의 최하부 베이스(310) 및 최상부 베이스(360)는 단열 특성들을 갖는다. 예시적으로, 비제한적인 예로서, 최하부 베이스(310) 및 최상부 베이스(360)는 폴리우레탄 폼, 폴리스티렌 폼, 네오프렌 폼, 네오프렌 고무, 폴리에스테르(Mylar), 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 실리콘 고무 등을 포함하는 단열 재료들로 만들어질 수 있다. 따라서, 온도 센서(218)는 환자 신체의 심부 온도를 측정할 수 있다.
도 4c는 도 4a 및 도 4b의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 분해 사시도이다. 도시된 바와 같이, 온도 센서(218)는 회로 보드(340)의 최상부 표면상에 장착된다. 애퍼처(404)는 장착 프레임(330) 및 최하부 베이스(310)를 통해 연장하고, 스루-홀 비아들(410)(도 4c에 도시안됨) 및 온도 센서(218)와 수직으로 정렬된다. 애퍼처(404) 및 스루-홀 비아들(410)은 열 전도성 재료(402)로 충전된다. 따라서, 개시된 구조물은 환자의 피부와 온도 센서(218) 사이에 열 전도성을 제공한다.
이제 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 음향 호흡 센서(220)를 포함하는 무선 센서(102)의 일 실시예가 개시되어 있다. 도 5a는 도 3c의 라인 A-A를 따라 절취한 개략적인 단면도인데, 이는 음향 호흡 센서(220)를 포함하는 개시된 무선 센서(102)의 조립된 실시예를 예시한다. 더 용이한 가시성을 위해, 배터리 아이솔레이터(320) 및 배터리 홀더(342)는 예시되지 않았다. 도 5b는 도 5a의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 저면도이다. 최하부 베이스(310)의 최하부 표면이 예시된다. 최하부 베이스(310)의 최하부 표면에 대한 하우징(350)의 위치를 표시하는 컷-아웃(362)의 아웃라인이 환영(즉, 점선들)으로 또한 예시된다.
도 5a에 예시된 바와 같이, 음향 호흡 센서(220)는 배터리(214) 아래에 장착된다. 동작상, 음향 호흡 센서(220)는 환자의 신체(예컨대, 환자의 가슴)로부터 나오는 진동 운동을 검출하고 검출된 진동 운동을 가속도계(210)에 기계적으로 전달한다. 가속도계(210)는 기계적으로 전달 진동 운동을 감지한다. 가속도계(210)에 의해 수집된 신호는 다른 감지된 가속도 신호들로부터 진동 운동을 추출하기 위해 프로세싱될 수 있다. 이러한 진동 운동의 예는 심장 박동, 호흡 활동, 기침, 천명, 코골이, 질식 및 호흡 장애(예컨대, 무호흡증)를 포함할 수 있으나 이들에 제한되지 않는다. 감지된 진동 운동을 효과적으로 기계적으로 전달하기 위해, 음향 호흡 센서(220)는 가속도계(210)와 견고한 구조적 접촉을 이룬다. 이를 달성하기 위해, 음향 호흡 센서(220)는 배터리(214)의 최하부 측에 장착된다. 특히, 음향 호흡 센서(220)는 배터리(214)의 최하부 표면과 최하부 베이스(310) 사이에 끼워진 림(221)을 포함한다. 따라서, 림(221)은 음향 호흡 센서(220)를 배터리(214)의 최하부 표면에 견고하게 고정시키는 역할을 한다.
도 5a에 예시된 바와 같이, 음향 호흡 센서(220)는 최하부 베이스(310)에 의해 생성된 평면을 넘어서, 최하부 베이스(310)의 애퍼처 또는 개구부(502)를 통해 돌출한다. 이는 음향 호흡 센서(220)가 환자로부터 나오는 진동 운동을 감지하기 위하여 환자의 신체(예컨대, 가슴)와 직접 접촉하도록 보장하는 것이다. 음향 호흡 센서(220)내에는 와이어가 진동 운동에 노출될 때 그 와이어가 감지된 진동 운동의 주파수 및 크기 둘다에 대하여 감지된 진동 운동에 비례하는 방식으로 진동하도록 약간의 장력하의 가요성 와이어 또는 다른 그러한 구조물이 있다. 음향 호흡 센서(220)는 전달된 진동 운동이 가속도계(210)에 의해 감지되도록 감지된 진동 운동을 무선 센서(102)의 강체 구조물들을 통해 전달하도록 구성된다. 강체 구조물은 배터리(214) 및 회로 보드(340)을 포함한다.
도 5c는 도 5a-b의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 분해 사시도이다. 도시된 바와 같이, 가속도계(210)는 회로 보드(340) 아래에 고정된 배터리(214) 위에서 회로 보드(340)의 상부 표면상에 장착된다. 음향 호흡 센서(220)(도 5c에 도시안됨)는 배터리(214)와 최하부 베이스(310)사이에 끼워 맞추어진다. 애퍼처(502)는 최하부 베이스(310)를 통해 연장하며, 음향 호흡 센서(220)가 무선 센서(102)의 강체 구조물에 고정되도록 배터리(214)와 수직으로 정렬된다. 따라서, 개시된 구조물은 음향 호흡 센서(220)가 진동 운동을 환자의 가슴으로부터 가속도계(210)로 기계적으로 전달하는 능력을 제공한다.
도 6a-c는 온도 센서(218) 및 음향 호흡 센서(220)를 포함하는 개시된 무선 센서(102)의 일 실시예를 예시한다. 도 6a는 도 3c의 라인 A-A를 따라 절취한 개략적인 단면도인데, 이는 온도 센서(218) 및 음향 호흡 센서(220)를 포함하는 개시된 무선 센서(102)의 조립된 실시예를 예시한다. 더 용이한 가시성을 위해, 배터리 아이솔레이터(320) 및 배터리 홀더(342)는 예시되지 않았다. 도 6b는 도 6a의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 저면도이다. 도 6c는 도 6a 및 도 6b의 개시된 무선 센서(102)의 실시예의 개략적인 분해 사시도이다.
구조적으로, 도 6a-c에 묘사된 실시예는 도 4a-c 및 도 5a-c에 묘사된 실시예들의 조합이다. 도 6a-b에 예시된 바와 같이, 온도 센서(218)는 회로 보드(340)상에 장착된다. 이전에 설명된 바와같이, 온도 센서(218)에 대한 입력들은 회로 보드(340)에 위치한 다수의 스루-홀 비아들(410)에 열적으로 커플링된다. 스루-홀 비아들(410) 아래에는 애퍼처(404)가 있으며, 애퍼처(404)는 무선 센서(102)의 장착 프레임(330)을 통해 그리고 최하부 베이스(310)를 통해 연장된다. 애퍼처(404)는 무선 센서(102)가 환자에 의해 착용 될 때 온도 센서(218)로부터 환자의 피부로의 접근을 제공한다. 애퍼처(404) 및 스루-홀 비아들(410)는 열 전도성 재료(402)로 충전된다. 동작시, 무선 센서(102)는 환자의 피부에 부착된다. 환자의 피부에 노출된 열 전도성 재료(402)는 환자의 신체로부터의 열 에너지를 애퍼처(404) 및 스루-홀 비아들(410)을 통해 전달하여, 온도 센서(218)에 대한 입력들에 도달하게 한다.
또한, 도 6a-b에 예시된 바와같이, 음향 호흡 센서(220)는 배터리(214) 아래에 장착된다. 특히, 음향 호흡 센서(220)는 배터리(214)의 최하부 표면과 최하부 베이스(310) 사이에 끼워진 림(221)을 포함한다. 따라서, 림(221)은 음향 호흡 센서(220)를 배터리(214)의 최하부 표면에 견고하게 고정시키는 역할을 한다. 음향 호흡 센서(220)는 최하부 베이스(310)에 의해 생성된 평면을 넘어서, 최하부 베이스(310)의 애퍼처(502)를 통해 돌출한다. 음향 호흡 센서(220)는 전달된 진동 운동이 가속도계(210)에 의해 감지되도록 환자로부터(예컨대, 환자의 가슴으로부터) 감지된 진동 운동을 무선 센서(102)의 강체 구조물을 통해 전달하도록 구성된다. 강체 구조물은 배터리(214) 및 회로 보드(340)을 포함한다.
도 6c는 도 6a 및 도 6b의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 분해 사시도이다. 도시된 바와 같이, 온도 센서(218)는 회로 보드(340)의 최상부 표면상에 장착된다. 애퍼처(404)는 장착 프레임(330) 및 최하부 베이스(310)를 통해 연장하고, 스루-홀 비아들(410)(도 4c에 도시안됨) 및 온도 센서(218)와 수직으로 정렬된다. 애퍼처(404) 및 스루-홀 비아들(410)은 열 전도성 재료(402)로 충전된다. 부가적으로, 가속도계(210)는 회로 보드(340) 아래에 고정된 배터리(214) 위에서 회로 보드(340)의 최상부 표면상에 장착된다. 음향 호흡 센서(220)(도 6c에 도시안됨)는 배터리(214)와 최하부 베이스(310)사이에 끼워 맞추어진다. 일부 실시예들에서, 음향 호흡 센서(220)는 음향 호흡 센서(220), 장착 프레임(330), 배터리(214) 및 회로 보드(340)가 음향 호흡 센서(220)에 의해 감지된 진동 운동을 회로 보드(340)상에 장착된 가속도계(210)에 기계적으로 전달할 수 있는 강체 구조물을 형성하는 방식으로 장착 프레임(330)에 인접해 있다. 애퍼처(502)는 최하부 베이스(310)를 통해 연장하며, 음향 호흡 센서(220)가 무선 센서(102)의 강체 구조물에 고정되도록 배터리(214)와 수직으로 정렬된다. 따라서, 개시된 실시예는 환자의 피부와 온도 센서(218)간의 열적 연결성 및 음향 호흡 센서(220)가 진동 운동을 환자의 가슴으로부터 가속도계(210)로 기계적으로 전달하는 능력을 제공한다.
유리하게, 6a-c에 개시된 실시예는, 무엇보다도, 3가지 바이탈 사인들, 즉 신체 심부 온도, 맥박수 및 호흡률을 제공할 수 있다. 바이탈 사인들은 신체의 가장 기본적인 기능들의 측정치들이며, 환자의 상태를 평가하고 모니터링하기 위해 의료 제공자들에 의해 일상적으로 사용된다. 환자의 신체 심부 온도는 온도 센서(218)에 의해 제공될 수 있다. 환자의 맥박수 및 호흡률은 가속도계(210)와 함께 음향 호흡 센서(220)에 의해 제공될 수 있다.
도 7a-7f를 참조하면, 심전도(ECG) 센서(222)를 포함하는 개시된 무선 센서(102)의 일 실시예가 도시된다. 회로 보드들상에 장착하기에 적합한 칩-규모 및/또는 컴포넌트-규모 ECG 센서들이 당업계에 공지되어 있다. 예시적으로, 비제한적인 예로서, 고체 상태의 ECG 센서들은, 몇가지 예를 들자면, Texas Instruments 및 Plessy Semiconductors Ltd.에 의해 제공된다. 도 7a는 하우징(350)으로부터 연장하는 ECG 리드(706)를 포함하는 ECG 센서(222)를 갖는 개시된 환자- 착용 무선 센서(102)의 실시예의 사시도이다. 무선 센서(102)는 도 7a에 예시된 바와같이 환자의 가슴에, 예컨대 흉골 위에 접착된다. ECG 리드(706)는 무선 센서(102)의 하우징(350)으로부터 환자의 심장에 의해 생성된 전기 신호들을 감지하기에 적합한 환자의 가슴상의 위치로 연장된다. ECG 리드(706)는 동작중에 환자의 가슴에 접착되는 ECG 전극(707)과 전기적으로 통신한다. 특정 실시예들에서, ECG 전극(707)은 자체-접착 패드의 중간에 임베딩된(embedded) 전도성 겔을 포함한다. ECG 전극(707)은 환자의 가슴으로부터의 전기 신호들을 감지하고, 감지된 신호들을 리드(706)를 통해 ECG 센서(222)로 송신한다. 전극(707)은 환자의 피부에 접착하고 이로부터 전기 신호들을 감지한다. 당업자는 ECG 전극들의 많은 구조물들, 형태들 및 포맷들이 당업계에 잘 알려져 있고 ECG 전극(707)을 구현하는데 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
도 7a에 예시된 바와같이, ECG 리드(706)는 무선 센서(102)가 위치하는 곳으로부터 심장을 가로지르는 위치까지의 환자의 가슴의 좌측으로 연장된다. 환자의 피부와 또한 접촉하는 다른 ECG 전극(702)(이하에 설명됨)은 하우징(350) 아래에서 최하부 베이스(310)에 형성된다. 따라서, ECG 리드 전극(707)과 ECG 전극(702) 사이에는 벡터가 형성되며, 벡터에 의해 환자의 심장의 전기 신호들이 감지될 수 있다. 예시적으로, 전극들(702 및 707)이 도 7a에 묘사된 것 처럼 배치될 때, ECG 센서(222)는 표준 12-리드 ECG의 리드 I 또는 리드 II에서 검출된 ECG 신호들과 형태가 유사한 ECG 신호들을 감지할 수 있다.
도 7b는 도 7a의 개시된 무선 센서(102)의 실시예의 개략적인 조립 사시도이다. ECG 리드(706)는 회로 보드(340)상에 장착된 ECG 센서(222)(도 7d에 도시됨)에 연결된다. 도 7b에 예시된 바와 같이, ECG 리드는 사용되지 않을 때, 하우징(350)을 통해, 코일에 ECG 리드(706)를 저장하는 잠금가능한(lockable) 접이식 릴(708)까지 연장된다. ECG 리드(706)는 릴(708)로부터 연장되어 원하는 위치에 로크(lock)될 수 있으며, 이에 따라 ECG 리드 전극(707)이 환자의 가슴의 원하는 위치에 배치될 수 있게 된다. 일부 실시예들에서, 로킹 메카니즘(locking mechanism)은 리드(706)에 당김 힘(pulling force)을 가함으로써 맞물림되고 맞물림해제 된다. 잠금가능한 접이식 릴들의 다양한 형태들 및 버전들은 당업계에 잘 알려져 있으며, 릴(708)을 구현하는데 사용될 수 있다.
도 7c는 단면 라인 B-B이 식별되는, 도 7a 및 도 7b의 조립된 무선 센서(102)의 실시예의 개략적인 측면도를 제공한다. 도 7d는 라인 B-B를 따라 절취한 도 7a-c의 실시예의 단면도이다. 도 7d에 예시된 바와 같이, ECG 센서(222)는 회로 보드(340) 상에 장착된다. ECG 센서(222)는, 자신의 감지 기능을 수행하기 위해, 환자의 피부상의 적어도 2개의 지점과 전기적으로 접촉한다. 이 목적을 달성하기 위해, 2개의 전극들(702, 707)이 제공된다. ECG 전극(707)이 앞서 설명되었지만, ECG 전극(702)에 대한 설명은 ECG 전극(707)에 대한 설명에 따른다.
ECG 전극(702)은 무선 센서(102)의 최하부 베이스(310) 내에 위치한다. ECG 센서(222)에 대한 입력은 회로 보드(340)에 위치한 다수의 스루-홀 비아들(710)에 전기적으로 연결된다. 이전에 설명된 바와같이, 스루-홀 비아들은 회로 보드(340)의 작은 수직 개구부들 또는 경로들이며, 이를 통해 전기 전도성 재료가 배치되어, 회로 보드(340)의 일 측으로부터 다른 측으로 전기 신호들의 송신이 가능하게 될 수 있다. 스루-홀 비아들(710) 아래에는(장착 프레임 애퍼처를 형성하기 위해) 무선 센서(102)의 장착 프레임(330)을 통해 그리고 최하부 베이스(310)를 통해 연장하는 애퍼처 또는 개구부(704)가 있다. 애퍼처(704)는 무선 센서(102)가 환자에 의해 착용될 때 ECG 센서(222)로부터 환자의 피부로의 접근을 제공한다. 애퍼처(704) 및 스루-홀 비아들(710)은 ECG 전극(702)을 형성하기 위해 전기 전도성 재료로 충전된다. 전기 전도성 재료들은 당업계에 잘 알려져 있으며, 비제한적인 예로서, 몇개를 예를 들자면, 전기 전도성 실리콘들, 엘라스토머들, 중합체들, 에폭시들 및 수지들을 포함할 수 있다. 동작시, 무선 센서(102)는 환자의 피부 및 ECG 전극(702)에 부착되고, 환자의 피부에 노출되며, 환자의 피부 표면으로부터의 전기 신호들을 감지하고 이를 애퍼처(704) 및 스루-홀 비아들(710)을 통해 ECG 센서(222)에 대한 입력에 도달하도록 송신한다.
도 7e는 도 7a-d의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 저면도이다. 최하부 베이스(310)의 최하부 표면이 예시된다. 잠금가능한 접이식 릴(708) 및 최하부 베이스(310)의 최하부 표면에 대한 하우징(350)의 위치를 또한 표시하는 컷-아웃(362)의 아웃라인이 환영(즉, 점선들)으로 또한 예시된다. ECG 전극(702)은 또한 환자의 피부와 접촉하도록 배치된 것으로 예시된다. 일부 실시예들에서, ECG 전극은 전극-대-피부 인터페이스를 개선하기 위해 전도성 겔로 코팅될 수 있다.
도 7f는 도 7a-e의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 분해 사시도이다. 도시된 바와 같이, ECG 센서(222)는 회로 보드(340)의 최상부 표면상에 장착된다. 애퍼처(704)는 장착 프레임(330) 및 최하부 베이스(310)를 통해 연장하고, 스루-홀 비아들(710)(도 7e에 도시안됨) 및 온도 센서(222)와 수직으로 정렬된다. 애퍼처(704) 및 스루-홀 비아들(710)은 전극(702)을 형성하기 위해 전기 전도성 재료로 충전된다. 따라서, 개시된 구조는 환자의 피부와 온도 센서(222) 사이의 전기 연결성을 제공한다.
도 8a는 온도 센서(218), 음향 호흡 센서(220) 및 ECG 센서(222)를 갖는 개시된 무선 센서의 일 실시예의 개략 분해 사시도이다. 도 8b는 도 8a의 개시된 무선 센서의 개략적인 저면도이다. 구조적으로, 도 8a-b에 묘사된 실시예는 도 4a-c 및 도 5a-c 및 도 7a-f에 묘사된 실시예들의 조합이다. 도 8a 및 도 8b에 예시된 바와 같이, 온도 센서(218)는 회로 보드(340)상에 장착된다. 이전에 설명된 바와같이, 온도 센서(218)에 대한 입력들은 회로 보드(340)에 위치한 다수의 스루-홀 비아들(410)에 열적으로 커플링된다. 스루-홀 비아들(410) 아래에는 애퍼처(404)가 있으며, 애퍼처(404)는 무선 센서(102)의 장착 프레임(330)을 통해 그리고 최하부 베이스(310)를 통해 연장된다. 애퍼처(404)는 무선 센서(102)가 환자에 의해 착용 될 때 온도 센서(218)로부터 환자의 피부로의 접근을 제공한다. 애퍼처(404) 및 스루-홀 비아들(410)는 열 전도성 재료(402)로 충전된다.
음향 호흡 센서(220)는 배터리(214) 아래에 장착되어, 배터리(214)의 최하부 표면과 최하부 베이스(310) 사이에 끼워진 림(221)에 의해 제자리에 유지된다. 따라서, 림(221)은 음향 호흡 센서(220)를 배터리(214)의 최하부 표면에 견고하게 고정시키는 역할을 한다. 음향 호흡 센서(220)는 최하부 베이스(310)에 의해 생성된 평면을 넘어서, 최하부 베이스(310)의 애퍼처(502)를 통해 돌출한다. 음향 호흡 센서(220)는 전달된 진동 운동이 가속도계(210)에 의해 감지되도록 환자로부터(예컨대, 환자의 가슴으로부터) 감지된 진동 운동을 무선 센서(102)의 강체 구조물들 통해 전달한다. 진동 운동이 전달되게 하는 강체 구조물은 배터리(214) 및 회로 보드(340)를 포함한다.
ECG 전극(702)은 무선 센서(102)의 최하부 베이스(310)내에 위치한다. ECG 센서(222)에 대한 입력은 회로 보드(340)에 위치한 다수의 스루-홀 비아들(710)에 전기적으로 커플링된다. 스루-홀 비아들(710) 아래에는 무선 센서(102)의 장착 프레임(330) 및 최하부 베이스(310)를 통해 연장하는 애퍼처 또는 개구부(704)가 있다. 애퍼처(704)는 무선 센서(102)가 환자에 의해 착용될 때 ECG 센서(222)로부터 환자의 피부로의 접근을 제공한다. 애퍼처(704) 및 스루-홀 비아들(710)은 ECG 전극(702)을 형성하기 위해 전기 전도성 재료로 충전된다.
동작시, 무선 센서(102)는 환자의 피부에 부착된다. 환자의 피부에 노출된 열 전도성 재료(402)는 환자의 신체로부터의 열 에너지를 애퍼처(404) 및 스루-홀 비아들(410)을 통해 전달하여, 온도 센서(218)에 대한 입력들에 도달하게 한다. 음향 호흡 센서(220)는 환자로부터의 진동 운동을 감지하고 진동 운동을 회로 보드상에 장착된 가속도계(210)에 기계적으로 전달한다. 그리고, 환자의 피부에 노출된 ECG 전극들(702 및 707)은 환자의 피부 표면으로부터의 전기 신호들을 감지하고 이를 ECG 센서(222)에 대한 입력들에 도달하도록 송신한다.
도 8b는 도 8a의 개시된 무선 센서의 실시예의 개략적인 저면도이다. 최하부 베이스(310)의 최하부 표면이 예시된다. 컷 아웃(362) 및 잠금 가능한 접이식 릴(708)의 아웃라인이 환영(즉, 점선)으로 또한 예시된다. 3개의 센서 액세스 지점들이 도 8b에 도시되어 있다. 열 전도성 물질(402)은 열에너지가 환자의 피부로부터 회로 보드(340)상에 장착된 온도 센서(218)로 전달되도록 하는 경로를 제공한다. 음향 호흡 센서(220)는 환자의 피부에 직접 접촉하며, 환자로부터 나오는 감지된 진동 운동을 회로 보드(340)상에 장착된 가속도계(210)에 기계적으로 전달하기 위해 가속도계(210)와 견고한 구조적 접촉을 한다. 그리고, ECG 전극(702)은 전기 신호들이 환자의 피부로부터 회로 보드(340)상에 장착된 ECG 센서(220)로 송신되도록 하는 경로를 제공한다.
일부 시나리오들에서, 다른 무선 디바이스들로부터의 간섭을 방지하고 그리고/또는 무선 센서(102)에 의해 수집되어 송신되고 있는 센서 데이터와 환자-특정 정보(예컨대, 환자 모니터(106)에 저장됨)를 연관시키기 위하여, 침대측 환자 모니터(106)와 무선 센서(102)를 페어링하거나 또는 연관시키는 것이 바람직할 수 있다, 예시적으로, 이러한 환자-특정 정보는, 비제한적 예로서, 환자의 이름, 나이, 성별, 체중, 식별 번호(예컨대, 사회 보장 번호, 보험 번호, 병원 식별 번호 등), 입원일, 체류 기간, 의사 이름과 연락처 정보, 진단, 치료 유형, 관류율, 수화, 영양, 욕창 형성 위험 평가들, 환자 방향 전환 프로토콜 명령들, 치료 계획들, 검사 결과들, 건강 점수 평가들 등을 포함할 수 있다. 당업자는 다수의 타입들의 환자-특정 정보가 본 개시내용의 범위로부터 벗어나지 않고 설명된 환자-착용 센서와 연관될 수 있음을 인식할 것이다. 부가적으로, 환자 모니터(106)와 무선 센서(102)를 페어링하는 것은 데이터 보안을 제공하고 환자 기밀성을 보호하기 위해 수행될 수 있다. 일부 무선 시스템들은 의료 제공자가, 정확한 환자 모니터(106)와 통신하도록 무선 센서(102)를 프로그래밍할 것을 요구한다. 다른 무선 시스템들은 무선 디바이스(102)를 정확한 침대측 환자 모니터들(106)과 페어링하기 위하여 별도의 토큰 또는 암호화 키 및 여러 단계들을 요구한다. 일부 시스템들은 토큰이 침대측 환자 모니터(106)에 연결되고, 그 다음에 무선 디바이스(102)에 연결되고, 이후 침대측 환자 모니터(106)에 재연결될 것을 요구한다. 특정 시나리오들에서, 별도의 토큰 또는 암호화 키 없이 무선 센서(102)와 침대측 환자 모니터(106) 사이에서 무선 통신 정보를 공유하는 것이 바람직할 수 있다. 보안 목적을 위해, 정확한 침대측 환자 모니터(106)가 무선으로 송신된 정확한 데이터를 수신하도록 보장하기 위해 보안 토큰들을 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 보안 토큰들은 무선 센서(102) 및 침대측 환자 모니터(106)가 동일한 패스워드를 공유하지 않으면 침대측 환자 모니터(106)가 송신된 데이터에 액세스하는 것을 방지한다. 패스워드는 워드(word), 패스프레이즈(passphrase) 또는 랜덤하게 선택된 바이트들의 어레이일 수 있다.
도 9는 "페어링"으로서 지칭될 수 있는, 무선 센서(102)를 환자 모니터(106)와 연관시키는 예시적인 방법을 예시한다. 블록(902)에서, 무선 센서(102)는 페어링 모드로 동작하도록 세팅된다. 일 실시예에서, 사용자는 무선 센서(102)에 대한 페어링 동작 모드를 개시한다. 이는 무선 센서(102)를 파워-온(power-on)하여, 무선 센서(102)를 특별한 페어링 상태 등으로 스위칭하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 특정 실시예들에서, 무선 센서(102)는 제거될 때 무선 센서(102)를 활성화하는 배터리 아이솔레이터(320)를 포함할 수 있다. 활성화시, 디폴트 동작 모드는 페어링 모드이다. 일부 실시예들에서, 무선 센서(102)는 버튼/스위치(324)를 가질 수 있으며, 이 버튼/스위치(324)는 무선 센서(102)를 활성화시키고 이를 페어링 동작 모드로 배치하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 누름가능 버튼/스위치(324)는 하우징(350)의 최상부 부분상에 위치할 수 있다. 버튼/스위치(324)가 눌러진후 계속해서 눌러진 채로 있을 때, 무선 센서(102)는 페어링 동작 모드로 들어가고 버튼/스위치(324)가 눌러져 있는 동안 페어링 동작 모드를 유지한다.
블록(904)에 나타낸 바와 같이, 무선 센서(102)는 자신이 환자 모니터(106)와 페어링하거나 연관할 준비가 되었음을 표시하는 페어링 신호를 송신한다. 일부 실시예들에 따르면, 무선 센서(102)의 무선 트랜시버(206)는 제한된 페어링 신호 송신 범위를 갖는 저-전력 페어링 신호를 방사하도록 구성된다. 제한된 페어링 신호 송신 범위는 근처에 있을 수 있지만 무선 센서(102)와 페어링되도록 의도되지 않은 환자 모니터(106)와의 무선 센서(102)의 의도하지 않거나 부수적인 연관을 방지하는 것을 돕는다. 이러한 상황들은 환자들, 센서들(102), 및 환자 모니터들(106)이 서로 물리적으로 근접하여 위치하는 병원들, 의료 시설들, 양로원들 등에서 발생할 수 있다. 특정 실시예들에서, 저-전력 페어링 신호는 대략 3인치까지의 페어링 신호 송신 범위를 갖는다. 다른 실시예들에서, 저-전력 페어링 신호는 대략 6인치까지의 페어링 신호 송신 범위를 갖는다. 다른 실시예들에서, 저-전력 페어링 신호는 대략 1피트(즉, 12인치)까지의 페어링 신호 송신 범위를 갖는다. 당업자는 페어링 신호 송신 범위 대신에 다른 범위들이 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
다음으로, 블록(906)에서, 환자 모니터(106)는 페어링 신호 송신 범위 내에 있을 때 무선 센서(102)로부터 페어링 신호를 수신한다. 페어링 신호의 검출시, 블록(908)에서, 환자 모니터(106)는 무선 센서(102)와 연관되어, 무선 센서(102) 및 환자 모니터(106)가 서로 통신하도록 구성한다. 일단 페어링이 완료되면, 블록(910)에 나타낸 바와 같이, 환자 모니터(106)는 환자-착용 센서(102)가 환자 모니터(106)와 연관됨을 확인하는 확인 신호를 송신함으로써, 페어링 프로세스가 성공적으로 완료되었음을 표시한다. 블록(912)에서, 무선 센서(102)는 확인 신호를 수신한다. 그리고, 블록(914)에서, 무선 센서(102)는 페어링 동작 모드를 빠져나와 환자 파라미터 감지 동작 모드로 들어간다. 환자 파라미터 감지 동작 모드에서, 환자-착용 센서(102)는 환자 파라미터 감지 신호 송신 범위를 갖는 환자 파라미터 감지 신호를 송신한다. 무선 센서(102)는 환자의 파라미터 감지 신호 송신 범위의 전력을 예컨대 대략 3미터와 같은 표준 동작 범위로 증가시킨다. 일부 실시예들에서, 환자 파라미터 감지 신호 송신 범위는 대략 10피트이다. 일부 실시예들에서, 환자 파라미터 감지 신호 송신 범위는 대략 30 피트이다. 특정 실시예들에서, 페어링 신호 송신 범위는 대략 3인치 내지 12 인치인 반면에, 환자 파라미터 감지 신호 송신 범위는 대략 10피트이다. 이러한 실시예들에서는 페어링 신호 송신 범위와 환자 파라미터 감지 신호 송신 범위 간의 차이가 적어도 10배이다. 따라서, 페어링 신호 송신 범위는 환자 파라미터 감지 송신 범위보다 실질적으로 작다. 일단 무선 센서(102)가 환자 파라미터 감지 동작 모드로 들어가면, 무선 센서(102)는 감지 및 모니터링 기능들을 수행하기 위해 환자에게 배치되는 상태가 된다.
특정 실시예들에서, 확장기/리피터(107)는 환자 모니터(106) 대신에 무선 센서(102)와 통신하기 위해 사용된다. 부스터/리피터와의 페어링은 도 9와 관련하여 앞서 설명된 것과 동일한 방식으로 수행될 수 있다.
특정 실시예들에 따르면, 개시된 환자 모니터링 시스템(100)은, 무엇보다도, 환자의 방향의 변화들을 검출하고, 환자가 얼마나 오래동안 현 방향을 유지하는지를 결정함으로써 하나 이상의 욕창들을 형성할 위험이 있는 환자를 관리하는 것을 돕는다. 유리하게는, 시스템(100)은 환자가 방향 변경할 때를 검출하고, 환자가 그 새로운 방향을 유지하는 지속기간을 타이밍하기 시작할 수 있다. 따라서, 만일 환자가 의료 제공자의 관찰없이 스스로 위치를 변경하면, 모니터링 시스템(100)은 위치변경 이벤트를 검출하고 타이머를 재시작 할 수 있다.
환자 모니터링 시스템(100)은 환자에 대한 임상의-설정 방향 전환 프로토콜의 관리를 보조할 수 있다. 예컨대, 만일 환자가 미리 정의된 임상의-규정 지속기간을 초과하여 한 방향을 유지하고 있으면, 시스템(100)은 환자가 방향 변경될 예정임을 환자 및/또는 관리인들에게 통지할 수 있다. 무선 센서(102)는 환자의 방향(예컨대, 가속도 데이터)을 표시하는 센서 정보를 획득하고, 감지된 데이터를 사전 프로세싱하고, 이를, 측정 데이터를 프로세싱할 수 있는 프로세싱 디바이스, 이를테면 예컨대 환자 모니터(106)에 송신한다. 측정 데이터를 프로세싱할 수 있는 다른 디바이스들은 임상의 디바이스들(114), 간호사의 스테이션 시스템들(113), 멀티-환자 모니터링 시스템(110), 전용 프로세싱 노드 등을 포함하나, 이들에 제한되지 않는다. 예시를 용이하게 하기 위해, 본원의 설명은 환자 모니터(106)로서 프로세싱 디바이스를 설명할 것이나; 당업자는 많은 수의 프로세싱 디바이스들이 본 개시내용의 범위를 벗어나지 않고 설명된 기능들을 수행하는데 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
환자 모니터(106)는 수신된 데이터를 저장 및 추가로 프로세싱하여 환자의 방향을 결정한다. 일부 실시예들에 따르면, 환자 모니터(106)는 환자가 일어선 위치인지, 앉은 위치인지, 엎어져 누워 있는 위치인지, 반듯이 누운 위치인지 왼쪽으로 누운 위치인지 또는 오른쪽 누운 위치인지의 여부를 결정할 수 있다. 환자 모니터(106)는 결정된 방향 정보를 저장하고 환자가 각각의 결정된 방향을 얼마나 오래 유지하고 있는지를 추적하여, 환자의 위치 이력의 연속적인 기록을 생성할 수 있다. 특정 실시예들에서, 무선 센서(102)로부터 수신된 정보는 환자의 위치 이력의 시간-순서 표현을 생성하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 표현은 환자 모니터(106)상에 디스플레이되거나, 의료인들이 침대에서의 환자의 위치를 모니터링하는 것을 가능하게 하기 위하여 간호사의 스테이션 또는 다른 프로세싱 노드에 송신될 수 있다. 시간-순서 표현은 실시간으로 보여질 수 있으며 그리고/또는 재생을 위해 액세스될 수 있다. 예컨대, 만일 환자가 현재 방향을 유지하는데 있어서 최대 시간량을 초과했다는 알람을 의료인에게 경고하면, 의료인은 환자가 방향 변경할 수 있는 다음 방향을 결정하기 위하여 그 시간 기간 전에 그리고 그 시간 기간 동안 환자의 방향들의 이력 시퀀스에 액세스하여 이를 리뷰할 수 있다. 일부 실시예들에서, 시스템(100)은 환자가 방향 변경할 수 있는 방향을 제안한다.
예시적으로, 환자 모니터(106)는 환자에 의해 수행된 침대내에서의 방향 전환들의 수를 카운트하고, 환자가 마지막으로 방향 전환한 이후로부터 경과한 시간량을 디스플레이한다. 경과한 시간이 임상의-정의 지속기간(예컨대, 2시간)을 초과할 때, 환자 모니터(106)는 환자의 방향 전환들 사이의 최대 시간이 초과되었다는 표시를 디스플레이한다. 환자 모니터(106)는 또한 예컨대 멀티- 환자 모니터링 시스템(110), 임상의 통지 디바이스(114) 등을 통해 환자를 돌보는 것을 담당하는 임상의에게 통지를 송신할 수 있다. 환자 모니터(106)는 또한 예컨대 24시간과 같은 주어진 임상의-정의 시간기간 동안 방향 전환들 간의 평균, 최소 및 최대 시간량과 같은 통계 정보를 결정하여 디스플레이할 수 있다. 환자 모니터(106)는 또한 임상의-정의 시간 기간 동안 동일한 방향에서 방향 전환들의 수를 결정하여 디스플레이할 수 있다. 유사하게, 환자 모니터(106)는 임상의-정의 기간 내에 환자가 각각의 특정 방향에 머물렀던 총 시간량을 디스플레이할 수 있다. 게다가, 환자 모니터(106)는 환자가 임상적으로 정의된 허용가능한 방향들에 머물렀던 지속 기간들 및 빈도를 결정할 수 있다.
본 개시내용의 일부 실시예들에서, 환자 모니터(106)는 네트워크(108)를 통해 환자의 건강 기록들 및 임상의 입력에 액세스한다. 예시적으로, 환자의 건강 기록들을 고려하여 분석된 환자의 위치 이력 데이터는 특정 환자에 대해 유리한 임상 결과들을 산출할 가능성이 있는 방향 전환 프로토콜(또는 다른 치료 프로토콜)을 나타내거나 제안할 수 있다. 따라서, 환자 모니터(106)는 무선 센서(102)로부터의 수신된 정보와 함께 액세스된 정보를 분석하여 환자에 대해 추천된 환자 방향 전환 프로토콜(또는 다른 치료 프로토콜)을 결정한다.
본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 환자 모니터(106)는 환자에 대해 설정된 임상의-정의 방향 전환 프로토콜의 의료인과 시설의 준수를 평가한다. 예컨대, 환자 모니터(106)는 환자가 규정된 지속기간보다 더 긴 시간 동안 한 위치를 유지하고 있는 횟수 뿐만 아니라 그러한 각각의 과대 노출의 길이를 식별할 수 있다. 환자 모니터(106)는 또한 통지, 경보 또는 알람의 발행과, 발행을 트리거한 이벤트에 응답하여 취해진 액션사이의 시간(임상의 반응 시간에 대응함)을 추적할 수 있다.
도 10은 본 개시내용의 일 실시예에 따른, 침대에서의 환자의 방향을 추정하고 모니터링하는 방법(1000)을 예시한다. 방법(1000)은 또한 환자가 방향을 변경할 때를 식별하고 그 방향에서 환자가 시간을 보낸 시간량을 추적한다. 결정될 수 있는 환자의 방향들은 환자가 엎드려 있는지, 반듯히 누워있는지, 왼쪽으로 누워 있는지, 오른쪽으로 누워있는지, 앉아 있는지 그리고 누워 있는지의 여부를 포함하나, 이들에 제한되지 않는다. 일부 실시예들에서, 환자 모니터(106)는 환자의 신체의 정확한 방향을 결정한다. 예컨대, 환자 모니터(106)는 환자의 신체가 수직 및/또는 수평으로 기울러진 정도를 결정하여, 환자가 누워 있는 지지 구조물(이를테면, 침대)에 대한 환자의 방향의 정확한 설명을 생성할 수 있다.
본 개시내용의 일 실시예에 따르면, 무선 센서(102)의 가속도계(210)로부터의 측정치들은 환자의 방향을 결정하는데 사용된다. 가속도계(210)는 중력에 대한 환자의 선형 가속도를 측정한다. 일부 실시예들에서, 가속도계(210)는 3개의 축들에서 선형 가속도를 측정한다. "롤(roll)"로서 지칭되는 하나의 축은 환자의 신체의 세로축에 대응한다. 따라서, 롤 기준 측정치는 환자가 엎드린 위치(즉, 얼굴을 아래로)로 있는지, 바로 누운 위치(즉, 얼굴을 위로)로 있는지 또는 옆으로 누운 위치로 있는지의 여부를 결정하는데 사용된다.
가속도계(210)의 다른 기준 축들은 "피치"로 지칭된다. 피치 축들은 환자의 엉덩이에 대한 위치들에 대응한다. 따라서, 피치 측정치는 환자가 앉았는지 또는 누워있는지의 여부를 결정하는데 사용된다. 가속도계(210)의 제 3기준 축은 "요"로 지칭된다. 요 축은 환자가 위치하는 수평면에 대응한다. 침대에 있을 때, 환자는 일반적으로 요 축에 대한 환자의 방향을 고정시키는 표면 구조물에 의해 지지된다. 따라서, 개시된 방법(1000)의 특정 실시예들에서, 요 측정치는 침대에 있을 때 환자의 방향을 결정하는데 사용되지 않는다.
예시적으로, 설명된 방법(1000)은 가속도계(210)에 의해 제공된 피치 및 롤의 측정치들에 기초하여 환자의 방향을 연속적으로 또는 주기적으로(예컨대, 매초마다) 결정한다. 측정치들은 시간에 따라 추적되고, 현재의 측정치는 방향 변경 이벤트가 발생했는지의 여부를 결정하기 위해 최근 과거(예컨대, 이전의 수초)의 하나 이상의 측정치들과 비교된다.
방법(1000)은 도 10과 관련하여 본원에서 더 상세히 설명된다. 방법(1000)은 가속도 측정 데이터가 측정 데이터를 프로세싱할 수 있는 디바이스, 이를테면 예컨대 환자 모니터(106)에 의해 무선 센서(102)로부터 수신되는 블록(1002)에서 시작한다. 측정 데이터를 프로세싱할 수 있는 다른 디바이스들은 임상의 디바이스들(114), 간호사의 스테이션 시스템(113), 멀티-환자 모니터링 시스템(110), 프로세싱 노드 등을 포함하나, 이들에 제한되지 않는다. 예시를 용이하게 하기 위해, 본원의 설명은 환자 모니터(106)로서 프로세싱 디바이스를 설명할 것이나; 당업자는 많은 수의 디바이스들이 본 개시내용의 범위를 벗어나지 않고 설명된 방법(1000)을 수행하는데 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
가속도 측정 데이터는 무선 센서(102)로부터 환자 모니터(106)로 직접 제공될 수 있거나, 측정 데이터는 예컨대 확장기/리피터(107)에 의해 네트워크(108)와 같은 네트워크를 통해 중계될 수 있다. 가속도 측정 데이터는 허용가능한 정확도를 제공하기에 적합한 샘플링 레이트, 이를테면 예컨대 100Hz로 초기에 샘플링될 수 있다. 일부 실시예들에서, 측정된 데이터는 무선 센서(102)의 배터리(214)의 전력 소비를 감소시키기 위해 송신되기 전에 무선 센서(102)에 의해 서브 샘플링된다. 일 실시예에서, 가속도 측정 데이터는 초기에 100Hz로 샘플링되고, 이어서 송신 목적들을 위해 26Hz의 레이트로 다운-샘플링된다. 일 실시예에서, 가속도 측정 데이터는 대략 10Hz와 대략 200Hz 사이의 범위에서 초기에 샘플링되고, 이어서 송신 목적들을 위해 대략 5Hz와 대략 40Hz 사이의 레이트로 다운-샘플링된다. 당업자는 많은 다른 샘플링 레이트들 및 서브-샘플링 레이트들이 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
블록(1004)에서, 환자 모니터(106)는 환자의 현재 방향을 결정한다. 수신된 가속도 측정 데이터는 롤 축 및 피치 축에 대한 방향 값들을 결정하기 위해 프로세싱된다. 프로세싱된 가속도 측정 데이터는 도 단위로 범위가 -180도 내지 +180도의 범위이다. 경험적 데이터를 기반으로 한 룩업 테이블은 환자 방향들과 롤 및 피치 측정치들의 쌍들 간의 상관 관계를 제공한다. 예시적으로, 비제한적인 예로서, 180도의 롤 측정은 환자가 등을 대고 있다는 것을 의미할 수 있고, 0도의 피치 측정은 환자가 누워있다는 것을 의미할 수 있다. 유사하게, 180도의 롤 측정과 0도의 피치 측정의 조합은 환자가 등을 대로 누워있는 방향에 대응할 수 있다. 따라서, 180도의 롤 측정과 90도의 피치 측정의 조합은 환자가 오른쪽으로 누워있는 방향에 대응할 수 있다.
도 11a는 본 개시내용의 실시예에 따라 환자의 방향을 결정하는데 사용되는, 시간에 따른(0초부터 450 초까지) 프로세싱된 가속도계(210)의 예시적인 플롯(1100)을 예시한다. 초기에, 예컨대, 50초에, 롤(즉, 신체 길이) 축(1102)에 대응하는 데이터는 대략 180이며, 이는 환자가 등을 대고 누워 있음을(즉, 반듯이 누운 방향으로 있음을) 표시한다. 피치(즉, 엉덩이 회전) 축(1104)에 대응하는 데이터는 대략 0도 이며, 이는 환자가 기대고 있음을 표시한다. 따라서, 롤 및 피치 축들(1102 및 1104)에 대해 가속도계(210)에 의해 제공되는 방향 정보를 결합할 때, 환자는 등을 대고 누워있는 것으로 결정된다. 수직 라인(1106)에 의해 표시된 플롯상에서 대략 360 초에, 우리는 환자가 방향을 변경한다는 것을 안다. 짧은 전환 기간 동안, 데이터는 전환점(1108)에서 피치 축을 나타내는 데이터 및 전환점(1110)에서 롤 축들을 나타내는 데이터에서 예시된 바와같이 진동한다. 진동들은, 무엇보다도, 한 위치에서 다른 위치로 이동하는 동안 환자가 밀며 나감으로써 유발될 수 있다. 그 직후, 데이터는 정상 상태를 달성하며, 이는 비교적 안정적인 그래프(112 및 114)로 나타내어 진다. 특히, 피치 축(1102)을 표시하는 데이터는 대략 180도에서 대략 90도로 이동하였다. 이는 환자 신체의 세로 축의 환자의 우측으로의 90도 회전에 대응한다. 롤 축을 표시하는 데이터는 대략 0도로 유지되며, 이는 환자가 기댄 위치를 유지함을 표시한다. 따라서, 롤 및 피치 축(1112 및 1114)에 대해 가속도계(210)에 의해 제공된 방향 정보를 결합함으로써, 환자는 우측으로 누워있는 것으로 결정된다. 이러한 방식으로, 환자 방향 변경 액션들의 룩업 테이블이 생성될 수 있다. 이 테이블은 침대에 있는 동안 환자가 취할 수 있는 다양한 가능한 방향들의 프로파일들(예컨대, 특정 허용오차들에서 피치 및 롤 축 측정치들의 조합)을 식별한다. 환자 방향 변경 액션들의 프로파일들의 테이블은 수집되고 분석된 경험적 데이터에 기초할 수 있다.
다시 도 10을 참조하면, 블록(1006)에서, 이전의 환자 방향 결정들은 추출되고 현재의 방향 결정들과 결합되어, 환자 방향 정보의 시간 윈도우를 형성한다. 예컨대, 시간 윈도우는 환자의 방향을 표시하는 현재의 정보에 시간적으로 매우 가까운 하나 이상의 시간 기간들, 이를테면 예컨대 이전의 수초로부터 환자의 방향을 표시하는 정보를 포함할 수 있다. 물론, 임의의 수의 이전 환자 방향들이 시간 윈도우 동안 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 이전의 2초 동안의 환자의 방향 결정들은 현재의 결정과 결합되어, 환자의 방향의 3초 시간 윈도우를 생성한다. 시간 윈도우를 생성하기 위한 목적은 환자가 최근에 위치 변경했는지의 여부를 결정하는 것이다.
블록(1008)에서, 시간 윈도우는 분석을 위해 세그먼트들로 분할된다. 시간 윈도우 데이터의 그러한 분석을 위해 임의의 수의 세그먼트들이 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 시간 윈도우는 3개의 세그먼트들로 세그먼트화된다. 다른 실시예에서, 시간 윈도우는 2개의 세그먼트들로 세그먼트화된다. 도 11a에 예시된 바와 같이, 전환점들(1108 및 1110)에서, 시간 윈도우 동안 사용된 측정된 데이터가 다수의 잡음 소스들을 포함할 수 있으며, 이들 중 일부는 현저한 크기의 스파이크(spike)들을 가질 수 있다. 분석에서 잡음의 영향을 감소시키기 위하여, 각각의 세그먼트에 대한 세그먼트 값이 결정된다. 블록(1010)에 개시된 바와 같이, 각각의 세그먼트 내의 샘플링된 데이터의 중앙값은 각각의 세그먼트에 대한 세그먼트 값들을 결정하는데 사용된다. 각각의 세그먼트의 중앙값을 취함으로써, 잠재적인 잡음 스파이크들의 영향을 최소화하면서 세그먼트 값이 결정된다. 특정 실시예들에서, 세그먼트 값은 측정된 데이터의 각각의 축에 대응하는 값들을 포함하는 벡터이다. 예시적으로, 비제한적인 예로서, 각각의 세그먼트 값은 롤 축 세그먼트 성분 및 피치 축 세그먼트 성분을 포함하는 벡터를 포함한다. 일부 실시예들에 따르면, 결정된 세그먼트 값들 및/또는 세그먼트 성분들의 단위들은 도 단위로 범위가 -180도 내지 +180도이다.
블록(1012)에서, 각각의 세그먼트의 중앙값들이 쌍별로 비교된다. 예시적으로, 비제한적인 예로서, 3개의 섹션들로 세그먼트화되는 시간 윈도우는 3개의 쌍별 비교들을 가질 것이며, 즉 제 1 세그먼트 값은 제 2 세그먼트 값과 비교되고, 제 1 세그먼트 값은 제 3 세그먼트 값과 비교되고, 제 2 세그먼트 값을 제 3 세그먼트 값과 비교된다.
블록(1014)에서, 각각의 쌍별 비교가 분석되어, 방향 변경 이벤트가 발생했는지의 여부를 결정한다. 미리 결정된 임계값과 각각의 쌍별 비교의 차이의 크기를 비교함으로써 결정이 이루어진다. 만일 쌍별 비교의 차이의 크기가 임계치를 초과하면, 방향 변경 이벤트는 발생되었던 것으로 고려된다. 만일 쌍별 비교의 차이의 크기가 임계치를 초과하지 않으면, 방향의 변경이 발생하였던 것으로 고려되지 않는다. 따라서, 롤 크기의 특정 임계치를 초과하는 변화는 환자의 신체의 세로축에 대한 회전을 포함하는 방향 변경 이벤트에 대응한다. 유사하게, 피치 크기의 특정 임계치를 초과하는 변화는 앉은 상태에서 누운 상태로의 전환 또는 그 반대로의 전환을 포함하는 방향 변경 이벤트에 대응한다. 롤 크기와 피치 크기 모두의 특정 임계치를 초과하는 변화는 환자의 신체의 세로 축에 대한 회전과 앉은 상태로부터 누운 상태로의 전환 또는 그 반대로의 전환을 포함하는 방향 변경 이벤트에 대응한다. 일 실시예에 따르면, 임계치는 45도이고, 따라서 임의의 2개의 세그먼트 값들 간의 차이의 크기가 45도 보다 큰 경우, 방향 변경 이벤트가 발생했던 것으로 결정된다. 다른 실시예에서, 적어도 30도의 변화가 발생했는지의 여부를 결정하기 위해 데이터의 연속적인 1초 데이터 세그먼트들 간에 부가적인 비교가 이루어진다. 이는 예컨대 환자가 거의 135도의 자세, 즉 2개의 자세들 사이의 중간에서 우측에 있을 때 반복적인 자세 변경들을 방지하기 위한 것이다.
방향 변경 이벤트가 발생했던 것으로 결정되면, 블록(1016)에서, 검출된 이벤트가 분류된다. 방향 변경 액션들 또는 활동들의 프로파일들의 세트를 포함하는 이벤트들의 룩-업 테이블이 참조된다. 일 실시예에서, 각각의 프로파일은 4개의 데이터 포인트들, 즉 롤 축에 대한 "이전" 및 "이후" 측정치, 그리고 피치 축에 대한 "이전" 및 "이후" 측정치를 포함한다. 예컨대, 도 11a에 예시된 바와 같이, 등을 대고 누워있는 상태로부터 오른쪽으로 누워있는 상태로 방향을 전환하는 방향 이벤트 활동의 프로파일은 다음과 같을 수 있다:
이전 롤 | 이후 롤 | 이전 피치 | 이후 피치 |
180도 | 90도 | 0도 | 0도 |
표 1에 예시된 바와같이, 롤 축은 180도에서 90도로 변경되며, 이는 환자가 등을 대고 누워있는 상태로부터 오른쪽으로 누운 상태로 회전함을 표시한다. 피치 축은 환자가 기댄 방향을 유지하기 때문에 변경되지 않는다. 이벤트들의 표는 발병된후 오프-라인으로 업데이트되며, 알려진 방향 변경 이벤트들의 경험적 데이터의 분석에 기초한다. 따라서, 방향 변경 이벤트들의 분류는 쌍별 비교의 차이의 크기가 미리 결정된 임계치를 초과할 때, 이벤트들의 룩업 테이블에서 쌍별 비교의 데이터와 매칭되는 방향 이벤트 프로파일들을 식별함으로써 수행될 수 있다.
블록(1018)에서, 분류된 이벤트에 대해 투표가 행해진다. 예시적으로, 표 1과 관련하여 설명된 예의 경우, 등을 대고 누운 상태로부터 오른쪽으로 누운 상태로 방향 전환하는 방향 변경 이벤트 프로파일에 대한 투표일 수 있다. 블록(1020)에서, 방법(1000)은 방향 변경 이벤트가 발생했는지의 여부를 결정하는 단계,(이벤트가 발생한 경우) 방향 변경 이벤트를 분류하는 단계,(다시, 이벤트가 발생한 경우) 각각의 쌍별 비교를 위해 분류된 방향 변경 이벤트에 대해 투표하는 단계를 반복한다. 이들 블록들에 대한 최대 반복 횟수는 시간 윈도우의 세그먼트들의 수와 동일할 것이다.
일단 쌍별 비교들 모두가 분석되면, 블록(1022)에서, 방법(1000)은 블록(1018)에서 기록된 투표들을 계수한다. 가장 많은 표들을 가진 방향 변경 이벤트는 발생한 방향 변경 이벤트인 것으로 결정된다. 이후, 결정된 방향 변경 이벤트는 환자의 방향으로 보고된다. 블록(1024)에서, 환자가 새로운 방향을 유지하는 시간을 추적하기 위해 방향 지속기간 타이머가 리셋된다. 이후, 방법(1000)은 블록(1002)으로 되돌아가서, 측정 데이터의 다음 증분(예컨대, 2번째)에 대해 분석을 다시 시작한다.
만일 블록(1014)에서 쌍별 비교들의 결과, 방향 변경 이벤트가 검출되지 않으면 (즉, 환자가 전체 시간 윈도우동안 내내 동일한 방향을 유지한 경우), 방법(1000)은 블록(1026)으로 진행하여, 환자가 미리 결정된 지속기간 또는 미리 결정된 최대 지속기간으로도 지칭될 수 있는 미리 정의된 최대 지속기간보다 긴 시간 기간 동안 현재 방향을 유지했는지의 여부를 결정한다. 만일 그렇지 않으면, 방법(1000)은 블록(1002)으로 되돌아가서, 측정 데이터의 다음 증분 세트(예컨대, 2번째)에 대해 분석을 다시 시작한다. 만일 환자가 미리 정의된 최대 지속기간보다 더 긴 시간 기간 동안 현재의 방향을 유지하고 있다면, 블록(1028)에서, 예컨대 환자가 위치 변경되어야 한다는 것을 환자의 의료인에게 통지하기 위한 경고가 의료인에게 전송된다. 이후, 방법(1000)은 블록(1002)으로 되돌아가서, 측정 데이터의 다음 증분(예컨대, 2번째)에 대해 분석을 다시 시작한다.
도 11b는 본 개시내용의 일 실시예에 따라, 환자의 방향이 변경될 필요가 있을 때를 결정하기 위한 환자 위치 모니터링 패러다임의 일 실시예의 예시적인 플롯이다. 일 실시예에서, 플롯(1102B)은 침대측 모니터, 멀티-룸 모니터, 이들 양자 모두 등을 통해 의료인에게 디스플레이하는 것의 일부일 수 있다. 플롯은 실시간으로, 미리 정의된 간격들로 그리고/또는 수동으로 업데이트될 수 있다. 다른 실시예들에서, 패러다임은 환자의 위치가 변경되지 않은 경우에 욕창의 가능성을 의료인에게 알리는 경보를 활성화시킬 때를 결정하기 위해 신호 프로세서에 의해 수행되는 신호 프로세싱를 예시할 수 있다. 이들 실시예들에서, 패러다임의 각각의 부분은 특정 환자, 환자 인구 통계, 병원 프로토콜, 유닛 프로토콜, 이를테면 예컨대 외과 ICU 또는 다른 병원 유닛에 특정한 프로토콜, 자택 치료 등에 커스터마이징될 수 있다.
예시된 실시예에서, 환자의 위치는 시간에 걸쳐 모니터링된다. 수직축(1105B)은 시간을 나타내고, 수평축(1107B)은 환자 움직임 이벤트를 나타낸다. 예컨대, 예시된 실시예에서, 환자가 3시간 이상 동안 특정 위치에 있었을 때 의료인에게 경고하는 알람이 세팅된다. 예시된 실시예는 알람이 1시간, 2시간, 3시간, 4시간, 5시간, 6시간, 7시간, 8시간, 9시간 및/또는 10시간 또는 그 초과의 시간에 의료인에게 경고하도록 세팅될 수 있는 비제한적인 예이다. 알람은 소리, 컬러 및/또는 의료인에게 경고할 다른 표시기를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 알람은 환자가 임계 시간량(예컨대, 3시간) 동안 동일한 위치를 유지하고 있었음을 의료인에게 표시할 수 있다. 임계 시간량은 미리 정의되거나 시간에 따라 조절될 수 있다. 일부 실시예들에서, 알람은 환자가 낙상하고, 잘못된 위치로 이동하고, 그리고/또는 침대에서 떠났는지 등을 의료인에게 표시한다. 일 실시예에서, 특정 환자 또는 유사 환자들의 그룹에 대한 경험적 데이터는 본원에서 논의된 알람에 대한 파라미터들의 일부 또는 전부를 커스터마이징하는데 사용될 수 있다.
도 11b에 도시된 바와 같이, 모니터는 환자가 위치 1(예컨대, 환자가 등을 대고 누워 있거나, 옆으로 누워 있거나, 엎어져 누워 있거나, 약간 앉거나, 완전히 앉는 등)에 있을 때 환자를 모니터링하기를 시작한다 . 환자가 위치 1에 머무를 때, 타이밍 메커니즘이 시작되고 라인(1101B)이 성장 라인으로 사용된다. 라인(1101B)의 기울기는 환자가 동일한 위치를 유지할 때의 성장률을 도시한다. 예시된 실시예에 도시된 바와 같이, 성장률은 선형적으로 묘사될 수 있다. 일부 실시예들에서, 성장률은 선형적, 비선형적, 기하급수적 등일 수 있다. 일부 실시예들에서, 성장률은 미리 정의된다. 일부 실시예들에서, 성장률은, 이하에서 설명되는 바와같이, 실시간으로 변화할 수 있고 그리고/또는 다양한 생리학적 파라미터들 및/또는 경험적 데이터에 따라 조절될 수 있다. 성장률은 예컨대, 특히 환자의 피부가 단일 위치를 유지하는 것에 어떻게 반응하는지, 환자에 의해 경험되는 부정적인 영향들(예컨대, 압력 궤양)이 얼마나 빨리 형성 또는 치유되는지, 환자가 누워있는 특정 위치, 및/또는 환자의 나이, 건강, 혈액 관류율, 수화 및/또는 영양을 포함하는 환자에 대한 인구 통계학적 정보에 따라 시스템에 의해 결정되고 그리고/또는 사전에 알려진 다수의 인자들과 경험적 데이터에 의존할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서, 성장률은 일정 시간 기간 동안 환자가 동일한 위치(예컨대, 위치 1)를 유지할 때 영향들(예컨대, 침상 궤양)의 성장률을 표시할 수 있다.
도 11b에 예시된 바와 같이, 환자는 대략 2시간 동안 위치 1를 유지한다. 그 시간에, 환자는 위치 2로 방향 전환하고 그리고/또는 의료인에 의해 위치 2로 방향 전환된다. 예시된 실시예에서, 위치 2는 위치 1과 다른 위치이다. 환자가 방향 전환하고 그리고/또는 방향 전환될 때, 타이밍 메커니즘은 새로운 라인(1102B)을 재시작하여 환자가 위치 2를 유지하는 시간량을 측정, 추적, 모니터링 및/또는 계산하기 시작할 수 있다.
동시에, 라인(1101B)은 감쇠 라인으로 변환된다. 라인(1101B)의 감쇠 라인은, 무엇보다도, 침상 궤양의 감쇠율, 잠재적인 침상 궤양, 환자의 피부의 특정 부위, 및/또는 환자 또는 유사한 환자들의 그룹 또는 모든 환자들이 특정 위치(예컨대, 위치 1)를 유지하는 것에서 회복하는데 걸리는 시간량에 관한 데이터를 포함할 수 있다. 성장률과 유사하게, 감쇠율은 특히 선형적, 비선형적 및/또는 기하급수적일 수 있다. 일부 실시예들에서, 감쇠율은 미리 정의된다. 일부 실시예들에서, 이하에서 설명된 바와같이, 감쇠율은 실시간으로 변화할 수 있고 그리고/또는 다양한 생리학적 파라미터들 및/또는 경험적 데이터에 따라 조절될 수 있다. 감쇠율은 특히 예컨대 환자의 피부가 단일 위치를 유지하는 것에 어떻게 반응하는지, 환자에 의해 경험되는 부정적인 영향들(예컨대, 압력 궤양들)이 얼마나 빨리 치유되는지, 환자가 얼마나 빨리 회복하는지, 환자가 누워있는 특정 위치, 및/또는 환자의 나이, 건강, 혈액 관류율, 수화 및/또는 영양을 포함하는 환자에 대한 인구 통계학적 정보에 따르는 다수의 인자들 및 경험 데이터에 의존할 수 있다. 예시된 실시예에 도시된 바와 같이, 환자가 위치 1이 아닌 하나 이상의 위치들에 있을 때, 위치 1의 감쇠 라인은 감쇠율로 계속 감쇠한다. 즉, 일 실시예에서, 위치 1의 감쇠 라인은 다른 하나 또는 다수의 위치들이 위치 1를 포함하지 않는 한 그 감쇠 라인이 0에 접근할 때까지 하나 또는 다수의 위치들을 통해 자신의 감쇠율로 계속해서 감쇠할 것이다. 이러한 예에서, 감쇠율 또는 회복율은 예컨대 환자가 위치 1에 더 오래 있지 않을 수록 더 빨리 0에 접근한다.
예시된 실시예에서, 환자는 방향 전환 2에서 방향 전환하고 그리고/또는 다시 방향 전환된다. 방향 전환 2는 임계 시간량에 도달하기 전에 한 번에 발생하며, 따라서 알람 전에 환자를 방향 전환할 것을 의료인에게 경고한다. 방향 전환 2에서, 환자는 위치 3으로 방향 전환하고 위치 3으로 방향 전환된다. 일부 예들에서, 위치 3은 위치 1과 동일하다. 그러한 실시예들에서, 이전의 위치 1과 연관된 라인(1101B)의 감쇠 라인이 0에 도달하였기 때문에, 라인(1104B)은 위치의 3/1에 대해 성장 라인으로서 0에서 시작한다. 그러나, 일부 예들에서, 위치 3은 위치 1과 다른 위치이다. 예시된 예에서, 위치 3은 위치 1과 상이하고, 라인 1104B에 대한 성장률은 위치 1의 성장률과 상이하다. 일부 예들에서, 위치 1의 감쇠 라인은, 위치 3이 위치들 1 및 2와 다른 한, 환자가 위치 3으로 방향 전환하고 그리고/또는 위치 3으로 방향 전환될 때 위치 2의 감쇠 라인이 계속해서 감쇠하기 때문에 계속해서 감소할 수 있다. 이러한 예에서, 환자는 위치들 1과 2를 유지하는 영향들의 결과로서 계속해서 치유될 수 있다. 일부 예들에서, 위치 1은 환자가 다수의 위치들, 이를테면 제 2, 제 3, 제 4 및/또는 제 5 또는 그 초과의 위치들로 방향 전환하고 그리고/또는 방향 전환되기 때문에 계속해서 감쇠한다.
예시된 실시예에 도시된 바와 같이, 환자는 비교적 짧은 시간 기간 동안 위치 3를 유지한다. 그 시간 동안, 위치 2를 유지하는 임의의 영향들이 감쇠하기 시작한다. 그러나, 그 후, 환자는 위치 2로 다시 방향 전환하고 그리고/또는 방향 전환된다. 유리하게, 시간 0에서 재시작하는 것보다 오히려, 시스템은 환자가 위치 2로 다시 방향 전환했음을 결정할 수 있으며, 그리고 타이밍 메커니즘은 점 또는 시간(1103B)에 대응하는 라인(1102B)의 감쇠 라인의 현재 값으로부터 타이밍을 시작한다. 시간(1103B)은 이 예에서 0보다 크지만 임계 시간량보다 짧다. 부가적으로, 이 예에서, 시간(1103B)은 환자가 원래 위치 2를 유지한 시간량보다 짧다. 일부 실시예들에서, 시간(1103B)은 환자가 위치(2)로부터 방향 전환한 시간과 동일할 수 있다. 그러나, 예시된 실시예에서, 시스템은 감쇠율 및 환자가 위치 2를 유지하는 것에서 회복한 시간을 고려할 수 있다. 따라서, 예시된 실시예에서, 시간(1103B)은 다수의 방법들을 통해 시스템에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 시스템은, 다른 방법들 중에서, 성장 시간으로부터 회복 시간을 감산하거나 그리고/또는 방향 전환(예컨대, 방향 전환 2)의 시간으로부터 카운트 다운할 수 있다. 유리하게, 시스템의 바람직한 실시예는 성장 및 감쇠율을 고려하여 환자가 특정 위치로 소비하는 임계 총 시간을 초과하지 않도록 보장할 수 있다. 비록 일 실시예에서 시스템이, 환자가 특정 위치에서 소비한 이전 시간을 고려하지 않고 매 방향 전환 마다 타이머를 재시작할지라도, 이러한 실시예들은 이전 위치에 의해 유발된 조직, 혈액 풀링(pooling) 등을 충분히 회복시키기에는 정확하지 않을 수 있으며 따라서 환자는 부정적인 영향들(예컨대, 침상 궤양들)을 경험할 가능성이 매우 높을 수 있다. 따라서, 시스템의 바람직한 실시예는 환자가 너무 오랫동안 특정 위치를 유지하지 않도록 함으로써 환자가 침상 궤양들과 같은 해로운 영향들을 발병할 가능성을 더 정확하게 감소시킬 수 있다. 일단 환자의 성장 및 감쇠율들을 고려하여 한 위치에서 소비된 총 시간이 임계 시간(예컨대, 본 예에서 3시간)에 도달하면, 알람은 의료인에게 경고할 수 있다.
일부 실시예들에서, 알람은 예컨대 도 11b의 방향 전환 4에 의해 예시된 바와 같이, 환자가 다시 방향 전환하고 그리고/또는 방향 전환될 때까지 의료인에게 경고할 것이다. 일부 실시예들에서, 성장 라인은 계속 성장할 것이므로, 환자가 임계 시간 내에 방향 전환되지 않았을 때, 라인이 감쇠시키는데 더 긴 시간을 요구한다. 이러한 계속적인 성장은 환자가 너무 많은 시간을 소비한 위치로 환자가 너무 빨리 되돌아가지 않도록 보장하며, 대응하는 조직이 특정 환자 위치로부터 회복하는데 충분한 시간을 갖도록 보장하는데 도움을 줄 수 있다. 일 실시예에서, 라인의 감쇠율은 임계 한계를 초과하는 것을 고려하여 조절된다. 예시된 실시예에 도시된 바와 같이, 감쇠율은 임계치를 초과한 후에 감소되는데, 이는 경고된 위치에 대응하는 라인이 0에 도달하는데 더 오랜 시간이 걸릴 것임을 의미한다.
논의된 바와같이, 일 실시예에서, 환자가 알람의 시간 이후에 방향 변경하고 그리고/떠는 방향 변경될 때, 성장 라인은 도 11b의 플롯에 의해 표시된 바와같이 임계 시간을 초과할 것이다. 일단 환자가 방향 변경하고 그리고/또는 방향 변경되면, 감쇠 라인은 임계치(예컨대, 알람) 라인 위에 도시될 수 있다. 일부 예들에서, 환자는 특정 위치에서 소비된 시간이 임계 시간을 초과할 때 회복하는데 더 오래 걸릴 수 있다. 일부 예들에서, 경보는 라인이 0쪽으로 계속 감쇠하고 환자가 다른 위치를 유지하기 때문에 감쇠 라인이 임계 시간에 도달했다는 것을 의료인에게 경고할 수 있다. 일부 실시예들에서, 알람은 감쇠 라인이 임계 시간을 경과하였음을 의료인에게 경고하지 않는다.
본 개시내용의 특정 실시예들에 따르면, 환자 모니터(106)는 환자의 이동성 상태, 예컨대 환자가 보행중인지 서 있는지, 앉아 있는지, 기대고 있는지 또는 낙상하는지의 여부를 결정한다. 무선 모니터링 시스템(100)은 환자가 낙상하거나, 침대에서 일어나거나, 또는 그렇지 않으면 금지된 방식으로 이동하거나 또는 의료인의 주의를 필요로 하는 방식으로 이동하는 것을 의료인에게 경고하는 경보 시스템을 포함할 수 있다. 경보는 모니터링 시스템상의 가청 경보 및/또는 시각 경보일 수 있거나 또는 의료인(예컨대, 간호사의 스테이션 시스템(113), 임상의 디바이스(114), 호출기, 셀 폰, 컴퓨터 등)에게 송신될 수 있다. 예시적으로, 환자 모니터(106)는 환자의 이동성 상태를 디스플레이하고, 환자가 활동중이며 침대로부터 떠난다는 통지를 송신할 수 있다. 일부 상황들에서, 환자 모니터(106)는 환자가 예컨대 침대에 머무르거나 수행원의 도움으로만 화장실에 가라는 명령들과 같은 임상의 지시를 위반하는지의 여부를 결정할 수 있다. 이러한 상황들에서, 통지, 경보 또는 알람이 적절한 의료인들에게 송신될 수 있다.
특정 양상들에서, 무선 센서(102)로부터 수신된 정보는 환자의 움직임의 시간-순서 표현을 생성하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 표현은 환자 모니터상에 디스플레이될 수 있거나 또는 의료인이 환자를 모니터링하는 것을 가능하게 하기 위하여 간호사의 스테이션 또는 다른 프로세싱 노드에 송신될 수 있다. 시간-순서 표현은 실시간으로 보여질 수 있으며 그리고/또는 재생을 위해 기록될 수 있다. 예컨대, 만일 환자가 낙상했다는 알람을 의료인에게 경고하면, 의료인은 그 시간 기간 이전에 그리고 도중에 환자의 움직임들의 과거 시퀀스에 액세스하여 이를 리뷰할 수 있다.
일부 실시예들에서, 환자 모니터링 시스템(100)은 환자의 움직임 (예컨대, 걸음걸이) 및 다른 정보(이를테면, 예컨대 환자의 현재 약물 요법)의 분석에 기초하여 환자의 낙상 위험성을 예측할 수 있다. 환자의 낙상 위험이 미리 결정된 임계치를 초과함을 환자 모니터(106)가 결정하면, 환자 모니터(106)는 환자 낙상을 예상하여 방지하기 위한 노력으로, 식별된 위험을 의료 제공자에게 통지하기 위한 알람 또는 경고를 발행할 수 있다. 부가적으로, 환자 모니터(106)는 환자가 낙상했을 때를 결정하고, 적절한 알람들 및 경보들을 발행하여 의료 제공자 도움을 호출할 수 있다.
도 12는 본 개시내용의 일 실시예에 따라 환자가 낙상했는지의 여부를 결정하기 위한 방법(1200)을 예시한다. 방법(1200)은, 무엇보다도, 환자가 낙상했는지의 여부를 결정하기 위하여 무선 센서(102)의 가속도계(210) 및 자이로스코프(212)에 의해 감지된 정보를 사용한다. 방법(1200)은 프로세서(202) 및 저장 디바이스(204)를 사용하여 무선 센서(102)에 의해 수행 될 수 있거나, 예컨대 환자 모니터(106)와 같이 무선 센서(102)로부터 감지된 정보를 수신하는 외부 프로세싱 디바이스에 의해 수행될 수 있다
본 개시내용의 일 실시예에 따르면, 무선 센서(102)의 가속도계(210) 및 자이로스코프(212)로부터의 측정치들은, 무엇보다도, 환자가 낙상했는지의 여부를 결정하는데 사용된다. 앞서 논의된 바와같이, 가속도계(210)는 3개의 축들에서 중력에 대한 환자의 선형 가속도를 측정한다. 가속도계(210)의 3개의 축들은 고정 관성 기준들로 표현된다. 롤 축은 환자 신체의 세로 축에 대응한다. 따라서, 롤 기준 측정치는 환자가 엎드린 위치(즉, 얼굴을 아래로)로 있는지, 바로 누운 위치(즉, 얼굴을 위로)로 있는지 또는 옆으로 누운 위치로 있는지의 여부를 결정하는데 사용된다. 피치 축은 환자의 엉덩이에 대한 위치들에 대응한다. 따라서, 피치 측정치는 환자가 서있는지 또는 누워 있는지의 여부를 결정하는데 사용된다. 유리하게, 가속도계(210)에 의해 제공되는 피치 축은 환자가 낙상했는지의 여부를 결정할 때 유용한 정보 소스일 수 있는데, 왜냐하면 이 정보 소스는 서 있는 상태에서 누워있는 상태로의 환자의 방향의 변화, 즉 환자가 낙상할 때 자주 보는 시나리오를 표시할 수 있기 때문이다. 요 축은 환자가 위치한 수평면에 대응한다.
자이로스코프(212)는 피치, 요 및 롤의 측정치들에 대응하는 3개의 직교 축에서, 환자상에 위치한 무선 센서(102)의 감지된 각속도에 응답하는 출력들을 제공한다. 가속도계(210)의 중력에 대한 고정된 관성 기준 프레임과는 대조적으로, 자이로스코프에 의해 제공된 기준 프레임은 이동하는 환자의 신체와 관련된다.
블록(1202)에서, 가속도 측정 데이터 및 각속도 데이터가 예컨대 환자 모니터(106)와 같이 측정 데이터를 프로세싱할 수 있는 디바이스에 의해 무선 센서(102)로부터 수신되는 방법(1200)이 시작된다. 측정 데이터를 프로세싱할 수 있는 다른 디바이스들은 임상의 디바이스들(114), 간호사의 스테이션 시스템(113), 멀티-환자 모니터링 시스템(110) 등을 포함하나, 이들에 제한되지 않는다. 예시를 용이하게 하기 위해, 본원의 설명은 환자 모니터(106)로서 프로세싱 디바이스를 설명할 것이다. 당업자는 많은 수의 디바이스들이 본 개시내용의 범위로부터 벗어나지 않고 설명된 방법(1200)을 수행하는데 사용될 수 있음을 인식할 것이다.
블록(1204)에서, 수신된 데이터는 정규화되는데, 이는 추가 프로세싱 전에 상이한 스케일들로 측정된 값들을 공통 스케일로 조절하기 위해 "스케일링(scaling)"이라고도 지칭 될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 트레이닝 데이터는 수신된 데이터를 정규화하는데 사용된다. 트레이닝 데이터는 다수의 낙상 시나리오들 뿐만아니라 낙상 시나리오들로부터 구별하는데 난제가 되는 비낙상 시나리오들의 경험적 데이터를 포함할 수 있다. 트레이닝 데이터는 환자가 낙상했는지의 여부를 결정하는데 사용되는 가중 벡터를 설정하기 위한(블록(1208)과 관련하여 이하에서 논의됨) 기본으로서 역할을 하도록 수집되고 분석될 수 있다. 트레이닝 데이터는 다수의 주체들에 의해 여러 번 수행되는 다수의 낙상 및 비낙상 시나리오들을 포함할 수 있다. 예시적으로, 비제한적인 예로서, 트레이닝 데이터는 표 2에 설명된 낙상 및 비낙상 시나리오들을 포함할 수 있다.
낙상 및 비낙상 시나리오들 |
수직으로 앞으로 떨어져, 좌측/우측 누운 위치로 끝난다 |
수직으로 앞으로 떨어져, 엎드린 위치로 끝난다 |
수직으로 뒤로 떨어져, 좌측/우측 누운 위치로 끝난다 |
수직으로 뒤로 떨어져, 바로 누운 위치로 끝난다 |
수직으로 좌측/우측으로 떨어져, 좌측/우측 누운 위치로 끝난다 |
수직으로 좌측/우측으로 떨어져, 엎드린 위치로 끝난다 |
수직으로 좌측/우측으로 떨어져, 누운 위치로 끝난다 |
수직으로 쓰러져, 좌측/우측 누운 위치로 끝난다 |
수직으로 쓰러져, 엎드린 위치로 끝난다 |
수직으로 쓰러져, 바로 누운 위치로 끝난다 |
수직으로 무릎으로 떨어진다 |
수직으로 좌측/우측으로 벽을 기대고 아래로 미끄러진다 |
연단으로부터 왼발을 먼저하여 아래로 한 걸음 내려간다 |
연단으로부터 오른발 먼저하여 아래로 한 걸음 내려간다 |
침대에서: 침대에서 떨어져서, 좌/우측으로 구른다 |
수직으로 의자에 앉는다 |
매트리스에서 반복적으로 뛰어 오른다 |
조용히 서 있다 |
거칠게 걸려 넘어져서 매트리스위로 떨어진다 |
수신된 데이터에서와 같이, 트레이닝 데이터의 각각의 샘플은 가속도계(210) 데이터의 3개의 축들 및 자이로스코프(212) 데이터의 3개의 축들에 대응하는 6개의 정보 크기들을 포함한다. 수신된 데이터를 정규화하는 것은 수신된 데이터의 변수들의 범위를 표준화한다. 원시 데이터의 값들의 범위가 광범위하게 변할 수 있기 때문에, 분석 알고리즘은 정규화없이 제대로 작동하지 않을 수 있다. 예컨대, 많은 분류기들은 2개의 점들 사이의 거리를 계산한다. 만일 독립 변수들 중 하나가 광범위한 값들을 가지면, 이러한 특정 변수에 의해 거리가 관리될 것이다. 따라서, 모든 변수들의 범위는 각각의 특성이 최종 거리에 거의 비례하여 기여하도록 정규화될 수 있다. 정규화는 데이터의 각각의 변수의 값들이 제로-평균 (분자에서 평균을 감산할 때) 및 단위 분산을 갖게 한다. 이는 표준 점수들을 계산함으로써 수행될 수 있다. 일반적인 계산 방법은 전체 트레이닝 데이터 세트의 각각의 변수에 대한 분포 평균 및 표준 편차를 결정하는 것이다. 다음으로, 각각의 결정된 평균이 수신된 데이터의 대응하는 변수로부터 감산된다. 그 다음에, (사전에 감산된 평균을 가진) 각각의 변수의 새로운 값은 결정된 표준 편차에 의해 나누워질 수 있다. 그 결과는 방법(1200)에 의해 추가로 프로세싱되는 일 수 있는 값들의 정규화된 세트이다.
블록(1206)에서, 정규화된 값들의 세트는 환자가 낙상하고 있는지의 여부를 결정할 때 유용한 특성들을 결정하기 위해 프로세싱된다. 일 실시예에 따르면, 방법은 다음의 5개의 특성들, 즉 (가속도계(210)에 의해 제공됨) 가속도 데이터의 크기, (자이로스코프(212)에 의해 제공된) 각속도 데이터의 크기, 저크의 크기(즉, 가속도의 변화율); 낙상 시작점 및 낙상 충격점을 특성화하기 위해 사용되는 낙하 지속기간; 및 연속적으로 수신된 2개의 데이터 포인트들 사이의 피치 변화를 결정한다. 비제한적 예로서 수직 속도들과 같은 다른 특성들은 환자가 낙상하는지의 여부를 결정할 때 사용될 수 있다.
수신된 가속도 데이터의 크기는 가속도계(210)의 3개의 축들로부터의 측정치들로 구성된 3차원 벡터의 유클리드 놈(Euclidean norm)을 계산함으로써 결정된다. 당업자에 의해 이해되는 바와같이, 이는 3개의 가속도계 값들, 즉 피치, 롤 및 요의 제곱들의 합계의 제곱근에 대응한다. 유사하게, 각속도 데이터의 크기는 자이로스코프(212) 3개의 축들로부터의 측정치들로 구성된 3차원 벡터의 유클리드 놈을 계산함으로써 결정된다. "급격한 동요", "서지(surge) "또는 "갑작스러운 흔들림"으로 또한 지칭될 수 있는 저크의 크기는 가속도 벡터의 미분을 취한 다음 미분의 유클리드 놈을 계산함으로써 계산된다.
스칼라 값인 낙상 지속기간은 시간의 짧은 지속기간 동안 환자의 운동의 가속도 크기 프로파일을 평가함으로써 결정된다. 특히, 낙상이 시작되면, 환자가 떨어지고 있는 중이기 때문에, 중력에 대한 환자의 가속도가 감소한다 (낙상하지 않는 환자는 중력(즉, 1g 또는 대략 9.80665 m/s2)과 동일한 상하 운동 치수로 가속도 값을 등록할 것이다). 따라서, 만일 가속도의 크기가 제 1 임계치 미만이면, 이는 낙상의 시작점인 것으로 고려되며 낙상 지속기간의 값은 1 만큼 증가된다. 만일 가속도의 크기가 제 1 임계치보다 높으면, 낙상 지속기간의 값은 1만큼 감소된다. 일 실시예에서, 제 1 임계치는 0.6g (또는 대략 5.88399 m/s2)이다. 제 2 임계치는 낙상의 충격 지점을 결정하기 위해 사용된다. 일 실시예에서, 제 2 임계치는 0.8g (또는 대략 7.84532 m/s2)이다. 만일 가속도의 크기가 제 2 임계치 미만이면, 이는 낙상의 충격 지점인 것으로 고려되며, 낙상 지속기간의 값은 1만큼 증가된다. 만일 가속도의 크기가 제 2 임계치보다 높으면, 낙상 지속기간의 값은 1마큼 감소된다.
피치 변화 특성은 1초 더 빨리 결정되는 피치 방향과 (가속도계(210) 데이터에 의해 결정되는) 현재의 피치 방향의 비교의 결과이다. 앞서 논의되는 바와같이, 가속도계 데이터의 피치 크기는 환자가 직립 위치(예컨대, 서 있는 위치 또는 앉은 위치)로 있는 것과 기댄 위치로 있는 것간을 구별하기 때문에 낙상을 검출하는데 유용하다. 따라서, 직립 위치로 있는 것에서 기댄 위치로 있는 것으로의 피치의 변화는 낙상이 발생했음을 표시할 수 있다. 블록(1206)의 출력은 5개개의 결정된 특성들로 구성된 5차원 특성 벡터이다.
블록(1208)에서, 값들의 가중 벡터가 결정된 특성들에 적용된다. 특정 실시예들에 따르면, 수신된 5차원 특성 벡터 및 가중 벡터의 내적이 계산된다. 특정 실시예들에서, 가중 벡터는 기계 학습 알고리즘을 사용하여 유도된다. 기계 학습은 인공 지능의 패턴 인식 및 계산 학습 이론의 연구에 기초한 컴퓨터 과학의 하위 분야이다. 이는 데이터로부터 학습하고 데이터에 대한 예측들을 수행할 수 있는 알고리즘들의 개발을 포함한다. 기계 학습을 통해 개발된 알고리즘들은 엄격하게 정적인 프로그램 명령들을 따르는 것이 아니라 데이터-주도적 예측들 또는 결정들을 수행하기 위하여 예시 입력들로부터 모델을 구축함으로써 동작한다. 기계 학습은 명시적 컴퓨터 프로그램의 사용이 실행 불가능한 다양한 컴퓨팅 작업들에 사용된다. 산업적 맥락에서 사용될 때, 기계 학습 방법들은 예측 분석 또는 예측 모델링으로 지칭될 수 있다. 본 개시내용에 적용될 때, 기계 학습 시스템들은 감독 학습을 포함하는데, 여기서 기계 학습 알고리즘에는 "교사"에 의해 주어진 예시 입력들 및 이들의 알려진 출력들을 포함하는 트레이닝 데이터가 제시되며, 목표는 입력들을 출력들에 매핑시키는 일반적인 규칙을 학습하는 것이다. 일 실시예에서, 피셔의 선형 판별법이 가중 벡터를 유도하기 위해 사용된다. 피셔의 선형 판별법은 객체들 또는 이벤트들의 2개 이상의 클래스들을 특성화하거나 분리하는 특성들의 선형 조합을 찾는데 사용되는 방법이다. 결과적인 조합은 선형 분류기로서 사용되거나 추후 분류되기 전에 차원 감소를 위해 사용될 수 있다. 본 개시내용과 함께 사용될 수 있는 기계 학습의 다른 방법들은, 몇개를 예를 들자면, 선형 판별 분석, 분산 분석, 회귀 분석, 로지스틱 회귀 및 프로빗 회귀를 포함하나 이들에 제한되지 않는다. 당업자는 본 개시내용의 범위로부터 벗어나지 않고 많은 다른 기계 학습 알고리즘들이 가중 벡터를 결정하는데 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
앞서 설명된 트레이닝 데이터는 환자 낙상들의 예측 표시자들을 식별하는데 사용할 수 있는, 다수의 낙상 및 비낙상 시나리오들로부터 수집된 경험적 데이터를 포함한다. 예시적으로, 각각의 트레이닝 시나리오에 대해, 블록(1206)과 관련하여 앞서 설명된 5개의 특성들이 결정되어 기계 학습 시스템에 대한 입력으로서 제공된다. 부가적으로, 각각의 트레이닝 시나리오에 대해, 시나리오가 낙상 이벤트를 설명하는지 또는 비낙상 이벤트를 설명하는지의 여부를 식별하는 출력이 제공된다. 기계 학습 시스템은 입력들을 출력들에 매핑시키는 규칙을 유도하기 위해 트레이닝 데이터를 분석한다. 본 개시내용의 특정 실시예들에 따르면, 기계 학습 시스템의 출력은 낙상이 발생했는지의 여부를 결정할 때 그들의 상대적인 값에 따라 5개의 특성들 각각을 가중하는 5차원 가중 벡터이다. 가중 벡터는 오프라인으로 결정되고 방법(1200)에, 고정된 5차원 벡터로서 제공된다. 물론, 부가적인 경험적 데이터의 분석에 기초하여 가중 벡터가 업데이트될 수 있다.
수신된 5차원 특성 벡터 및 가중 벡터의 내적("도트 곱(dot product) "및 "스칼라 곱(scalar product)"로 또한 지칭됨)은 당업자에 의해 용이하게 이해되는 방식으로 계산된다. 내적은 양 또는 음일 수 있는 활성화 값으로서 본원에서 또한 지칭되는 스칼라 값을 산출한다. 블록(1210)에서, 방법(1200)은 낙상이 검출되었는지의 여부를 결정한다. 일부 실시예들에 따르면, 수신된 5차원 특성 벡터와 가중 벡터의 내적의 부호는 낙상이 발생했는지의 여부를 표시한다. 만일 내적이 0 미만이면 어느 낙상도 검출되지 않았으며, 방법은 무선 센서(102)로부터의 데이터의 다음 세트를 분석하기 시작하기 위해 블록(1202)으로 되돌아간다. 만일 내적이 0보다 크면 낙상이 검출되었으며, 방법(1200)은 블록(1214)으로 진행하여, 블록(1200)에서, 환자가 낙상되었음을 표시하는 통지, 알람 및/또는 경고가 예컨대 임상의 디바이스들(114), 간호사의 스테이션 시스템(113), 멀티-환자 모니터링 시스템(110) 등에 송신된다. 이 방법은 무선 센서(102)로부터의 데이터의 다음 세트를 분석하기 시작하기 위해 블록(1202)으로 되돌아간다.
일부 실시예들에서, 시스템은 환자의 방 안에서 환자의 공간적 위치를 결정할 수 있다. 시스템은 방을 모니터링하고, 다른 파라미터들 중에서, 환자가 한 위치를 얼마나 오래동안 유지해 왔는지, 환자가 그 위치를 유지하고 있었던 시간, 및/또는 환자가 그 위치를 얼마나 오래동안 했었는지를 공간적으로 모니터링하고 그리고/또는 계산할 수 있다. 앞서 논의된 바와같이, 시스템은, 무엇보다도, 환자를 추적하기 위하여 무선 센서(102)의 가속도계(210) 및 자이로스코프(212)에 의해 감지된 정보를 사용한다. 이러한 방법은 프로세서(202) 및 저장 디바이스(204)를 사용하여 무선 센서(102)에 의해 수행될 수 있거나, 예컨대 환자 모니터(106)와 같이 무선 센서(102)로부터 감지된 정보를 수신하는 외부 프로세싱 디바이스에 의해 수행될 수 있다
일부 실시예들에서, 시스템은, 다른 방 특성 중에서, 환자의 침대, 화장실, 모니터, 출입구 및/또는 창문과 같은 환자의 방의 특정 특성들과 관련하여 환자의 방 안에서의 환자의 위치를 결정할 수 있다. 특히, 본원에서 설명된 방법들을 사용하여, 시스템은 환자의 방에서 환자의 수직 위치, 수직 변위, 수평 위치, 수평 변위, 각도 위치 및/또는 각도 변위를 결정할 수 있다. 예컨대, 가속도계(210) 및/또는 자이로스코프(212)는 환자가 환자의 방을 걷는 동안 환자의 움직임들을 모니터링 할 수 있다. 이 시스템은 환자가 낙상하는지, 침대에서 일어나는지 또는 그렇지 않으면 금지된 방식으로 이동하거나 또는 의료인 주의를 필요로 하는 방식으로 이동하는지의 여부를 결정할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 무선 센서(102)의 가속도계(210) 및 자이로스코프(212)로부터의 측정치들은, 무엇보다도, (예컨대 바닥에 대한 환자의 높이 및/또는 환자의 수직 변위를 측정함으로써) 환자가 몸을 아래로 굽히는지 그리고/또는 낙상했는지의 여부를 결정하기 위하여 사용된다. 환자가 낙상한 일부 실시예들에서, 임상의는 본 개시내용의 일 실시예에 따라 낙상의 위치를 결정할 수 있다. 앞서 논의된 바와같이, 가속도계(210)는 3개의 축들에서 중력에 대한 환자의 선형 가속도를 측정한다. 가속도계(210)의 3개의 축들은 고정 관성 기준들로 표현된다. 자이로스코프(212)는 피치, 요 및 롤의 측정치들에 대응하는 3개의 직교 축에서, 환자상에 위치한 무선 센서(102)의 감지된 각속도에 응답하는 출력들을 제공한다. 이러한 측정치들을 기초로 하여, 시스템은 본원에서 설명된 방법들에 따라 환자가 낙상했는지의 여부를 결정할 수 있다.
이러한 구성들에서, 시스템은 환자의 위치를 기록할 수 있다. 특정 양상들에서, 무선 센서(102)로부터 수신된 정보는 환자의 움직임의 시간-순서 표현을 생성하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 표현은 디스플레이(120)상에 디스플레이될 수 있거나 또는 의료인이 환자를 모니터링하는 것을 가능하게 하기 위하여 간호사의 스테이션 또는 다른 프로세싱 노드에 송신될 수 있다. 시간-순서 표현은 실시간으로 보여질 수 있으며 그리고/또는 재생을 위해 기록될 수 있다. 예컨대, 만일 환자가 낙상했다는 알람을 의료인에게 경고하면, 의료인은 그 시간 기간 이전에 그리고 도중에 환자의 움직임들의 과거 시퀀스에 액세스하여 이를 리뷰할 수 있다.
도 15a-h는 환자 디스플레이 모니터상에 디스플레이되는 방 디스플레이의 다양한 구성들을 예시한다. 도 15a-h에 예시된 바와 같이, 의료인 및/또는 환자는 임의의 수의 방 아이템들 및/또는 방 아이템들의 구성들을 선택할 수 있다. 의료인은 방 아이템을 선택하여 이를 방 디스플레이의 방안에 배치할 수 있다. 의료인은 어느 구성에든 방 아이템을 회전 및/또는 배치할 수 있다. 일 실시예에서, 의료인은 한 번에 방의 주요 엘리먼트의 위치를 선택할 수 있다. 예컨대, 의료인은 침대의 위치, 그 다음 화장실의 위치, 그 다음 문, 장비, 테이블들, 의자들, 소파들 등의 위치를 선택할 수 있다. 다른 실시예들에서, 다양한 방 레이아웃 근사는 일부가 선택 스크린들에서 완전히 제시되며, 레이아웃은 하나 또는 오직 소수의 의료인 선택들로 결정될 수 있다.
도 16은 예컨대, 특히 환자의 낙상을 검출 및/또는 예측하고, 환자의 방내의 환자의 특정 위치를 결정하고, 그리고/또는 환자가 환자의 규정된 움직임 밖으로 이동했는지의 여부를 결정하기 위한 예시적인 방법(1600)을 예시한다.
블록(1602)에서, 의료인은 방 구성으로 들어갈 수 있다. 예컨대, 의료인은 환자 방 디스플레이 내의 임의의 수의 구성들에서 디스플레이될 임의의 수의 방 아이템들을 선택할 수 있다. 방의 아이템들은 다른 방 아이템들 중에서 환자의 침대, 화장실, 모니터, 출입구 및/또는 창문 등을 포함할 수 있다. 의료인은 방 디스플레이 주위의 각각의 방 아이템을 선택하고, 드래그하고 그리고/또는 드롭함으로써 방 아이템을 선택할 수 있다. 일부 실시예들에서, 의료인은 각각의 방 아이템에 대한 특정 크기를 선택할 수 있다. 일부 실시예들에서, 의료인은 방 아이템을 간단히 선택하고 방 아이템이 지향되고 디스플레이될, 방 디스플레이내의 위치를 선택할 수 있다. 일부 실시예들에서, 방 아이템은 방 디스플레이에 제위치에 스냅(snap)될 수 있다.
블록(1604)에서, 의료인은 선택적으로 움직임 처방을 입력할 수 있다. 예컨대, 의료인은 침대에 머무르라는 명령들 및/또는 수행원의 도움으로만 화장실에 가라는 명령들을 포함하는 환자에 대한 명령들을 입력할 수 있다.
블록(1608)에서, 본원에서 설명된 센서들 중 하나 이상이 활성화될 수 있다. 일부 예들에서, 의료인은 수동으로 하나 이상의 센서들을 활성화한다. 일부 예들에서, 시스템은, 본원에서 설명된 방법들에 따라, 특정한 생리학적 파라미터들을 추적, 모니터링, 측정 및/또는 계산하는 것을 시작하기 위하여 자동적으로 하나 이상의 센서들을 활성화한다.
블록(1610)에서, 환자 모니터링 시스템(100)은 환자의 움직임 (예컨대, 걸음걸이) 및 다른 정보(이를테면, 예컨대, 환자의 현재 약물 요법)의 분석에 기초하여 환자의 낙상 및 낙상의 위험성을 예측 및/또는 검출할 수 있다. 블록(1612)에서, 환자의 낙상 위험이 미리 결정된 임계치를 초과함을 환자 모니터(106)가 결정할 때, 환자 모니터(106)는 환자 낙상을 예상하여 방지하기 위한 노력으로, 식별된 위험을 의료 제공자들에게 통지하기 위한 알람 또는 경고를 발행할 수 있다. 부가적으로, 환자 모니터(106)는 환자가 낙상했을 때를 결정하고, 적절한 알람들 및 경보들을 발행하여 의료 제공자를 호출할 수 있다. 이 경고 시스템은 환자가 낙상하거나, 침대에서 일어나거나 또는 그렇지 않으면 금지된 방식으로 이동하거나 또는 의료인 주의를 필요로 하는 방식으로 이동함을 의료인에게 경고할 수 있다. 경보는 모니터링 시스템상의 가청 경보 및/또는 시각 경보일 수 있거나 또는 의료인 (예컨대, 간호사의 스테이션 시스템(113), 임상의 디바이스(114), 호출기, 셀 폰, 컴퓨터 등)에게 송신될 수 있다.
만일 환자 모니터링 시스템이 환자의 낙상을 검출하지 못하였다면, 환자 모니터링 시스템(100)은 환자가 움직임 처방 이외로 이동했는지의 여부를 선택적으로 결정할 수 있다. 예컨대, 앞서 설명된 바와같이, 환자 모니터(106)는 환자의 이동성 상태, 예컨대 환자가 보행하고 있는지, 서 있는지, 앉아 있는지, 기대고 있는지 또는 낙상하는지의 여부를 결정한다
만일 환자가 예컨대, 침대에 머무르거나 수행원의 도움으로만 화장실에 가라는 명령들과 같은 의료인의 지시를 위반했음을 환자의 모니터링 시스템(100)이 결정하면, 블록(1612)에서 통지, 경고 또는 알람이 적절한 의료인들에게 제공된다.
만일 환자가 의료인의 지시를 위반하지 않았음을 환자 모니터링 시스템(100)이 결정하면, 시스템은 환자가 낙상했는지의 여부를 검출 및/또는 예측하기 위해 블록(1610)으로 되돌아간다.
도 13a-f는 본 개시내용의 일 실시예에 따라 환자의 위치를 반영하는 아이콘 디스플레이의 실시예들을 예시한다. 일부 실시예들에 따르면, 그래픽 아이콘들은 환자의 검출된 방향을 시각적으로 묘사하는데 사용된다. 특히, 도 13a-f는, 막대 그림-형 포맷(stick figure-type format)으로, 환자의 앉은 상태, 서있는 상태, 바로 누운 상태(등을 대로 누운 상태), 엎드린 상태(배를 대고 누운 상태), 왼쪽으로 누운 상태 및 오른쪽으로 누운 상태를 각각 도시한다.
도 14는 도 13a-f와 관련하여 설명한 아이콘들이 환자 모니터(106)의 디스플레이(120)상에 어떻게 제시될 수 있는지에 대한 예를 예시한다. 메인 디스플레이(120)의 최하부 쪽에는 환자의 위치를 표시하는 3개의 아이콘들(1402, 1404, 1406)의 세트가 있다. 최좌측 아이콘(1402)은 오른쪽으로 누운 환자를 도시한다. 최좌측에서부터 우측에 있는 2개의 아이콘들(1404 및 1406)은 등을 대고 누운 환자를 도시한다. 특정 실시예들에 따르면, 환자 모니터(106)의 디스플레이(120)는 터치스크린 인터페이스를 포함할 수 있다. 터치스크린 인터페이스는 터치 제스처, 터치 및 이동 제스처 및 플릭 제스처와 같은 손가락 제어들을 가능하게 한다. 예시적으로, 임상의는 아이콘(1406)상의 터치 제스처를 이용하여, 그 아이콘(1406)과 연관된 부가 정보를 포함시키기 위해 디스플레이(120)내의 아이콘을 확대할 수 있다. 예컨대, "터치된" 아이콘(1406)과 연관된 부가 정보는 환자가 특정 방향을 취한 시간, 환자가 그 방향으로부터 이동한 시간 (이용 가능할 경우), 환자가 그 특정 방향에서 소비한 총 시간 지속기간, 환자가 정의된 기간(이를테면, 24 시간) 동안 그 특정 방향에 있었던 이산 시간들의 수, 환자가 정의된 기간(이를테면, 24시간) 동안 그 특정 방향에서 있었던 총 시간 기간 등을 포함할 수 있다. 임상의는 또한 플릭 손가락 제스처를 사용하여 좌우로 스크롤하여 (이는 시간에 대해 앞뒤로 이동하는 것에 대응함), 환자의 과거 위치 기록에 액세스할 수 있다.
본원에 개시된 무선 센서(102)의 서비스 수명은, 무엇보다도, 배터리 크기, 및 데이터 레이트, 송신 주파수, 및 송신된 데이터량과 같은 데이터 송신 특징들에 따라 변할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 센서(102)는 대략 2일 동안 연속적으로 또는 거의 연속적으로 동작하도록 (예컨대, 매초마다 웨이크 업(wake up)하거나 환자의 생리학적 데이터를 감지하여 송신하도록) 구성되며, 그 이후에 무선 센서(102)는 적절히 처분될 것이다. 대형 배터리가 구비된 무선 센서(102)의 다른 실시예들은 예컨대 처분되기 전에 더 긴 시간 기간 동안 동작하도록 구성된다. 일부 실시예들은 멸균 및 재사용을 위해 구성될 수 있다.
특정 의료 디바이스 제조사들은 일회용 의료 디바이스들의 성능 특징들을 주의 깊게 제어하고 관리하기 위해, 개시된 무선 센서(102)의 실시예들과 같이 일회용 의료 디바이스에 대한 품질 제어 조치들을 구현한다. 특히, 사용되어 처분된 무선 센서(102)가 무선 센서(102)의 정의 및 의도된 서비스 수명을 초과하여 추가로 사용하기 위해 회수되고 개장되거나 개조될 수 있는 위험이 있다. 개시된 환자 모니터링 시스템(100)에는 무선 센서(102)의 정의된 서비스 수명을 초과한 무선 센서(102)의 부적절한 사용을 방지하는 것을 돕기 위한 특성들이 포함될 수 있다.
환자 모니터링 시스템(100)의 일 실시예에 따르면, 무선 센서(102)는 무선 센서(102)가 사용을 위해 활성화되었음을 표시하는 활성화 플래그를 활성화시에 무선 센서(102)의 저장 디바이스(204)에 세팅하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 활성화 플래그는 품질 제어를 유지하는 것을 돕기 위하여 무선 센서(102)의 사용에 대한 정보를 저장하도록 제공되는 정보 엘리먼트(215)에 세팅된다. 유리하게, 활성화 플래그는 저장 디바이스(204)의 비휘발성 메모리 또는 정보 엘리먼트(215)에 세팅되어, 배터리(214)로부터 분리하는 경우에도, 세팅된 활성화 플래그를 분쇄하거나 지우지 못할 것이다. 따라서, 만일 무선 센서(102)가 재차 활성화될 수 있도록 무선 센서(102)가 수리되면, 활성화 플래그는, 표준 센서(102) 시작 루틴을 통해, 센서(102)가 이미 활성화되었다는 것을 표시할 수 있다. 활성화 플래그의 검출시, 무선 센서(102)는 센서(102)의 품질이 손상될 수 있다는 주의 통지로서 역할을 할 수 있는 이전 활성화 메시지 및/또는 경고를 송신할 수 있다. 송신된 주의 또는 경고는 예컨대 환자 모니터(106)에 의해 수신될 수 있으며, 이후 환자 모니터(106)는 송신된 품질 주의 또는 경고에 대한 응답으로 사용자가 취할 수 있는 액션들의 메뉴를 제공할 수 있다. 액션들의 메뉴는 무선 센서(102)를 셧 다운(shut down)하는 옵션을 포함할 수 있다. 특정 상황들에서는 무선 센서(102)를 계속 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 예시적으로, 무선 센서(102)에 대한 배터리(214) 연결이 설정된후 의도치 않게 분리될 수도 있다. 예컨대, 배터리 아이솔레이터(322)는 초기에 센서(102)로부터 제거될 수 있지만, 이후 배터리(214)를 무선 센서(102)의 전자 회로로부터 다시 한번 격리시키기 위하여 재삽입될 수 있다. 배터리 아이솔레이터(322)를 재차 제거하는 것은 앞서 설명된 바와같이 품질 주의 또는 경고의 송신을 초래할 것이다. 이러한 상황에서, 품질 주의를 초래한 상황들을 인식하고 있는 사용자는 무선 센서(102)를 계속 사용할 것을 선택할 수 있다.
다른 실시예들에 따르면, 무선 센서(102)는 예컨대 4시간과 같은 미리 정의된 시간 기간 동안 무선 센서가 활성화된 상태에 있은 이후에 연장 서비스 플래그를 세팅하도록 구성된다. 연장된 서비스 플래그는 센서(102)가 연장된 시간 기간 동안 사전에 활성화된 것을 시동시 표시하는 역할을 할 수 있다. 다른 실시예에서, 무선 센서(102)는 센서(102)가 활성화된 시간 지속기간을 추적하여 저장 디바이스(204)상에 기록한다. 유리하게, 무선 센서(102)는 무선 센서(102)의 서비스 수명이 거의 끝나가고 있다는 통지들 및/또는 경고들을 사용자에게 발행하여, 무선 센서(102)가 동작을 중단하기 전에 무선 센서(102)를 교체하는 단계들을 취할 기회를 사용자에게 제공할 수 있다. 부가적으로, 센서(102)가 활성화된 기록된 지속기간은 센서(102)가 그의 의도된 서비스 수명을 초과하여 동작하도록 개장되었을 때를 검출하는 역할을 할 수 있다. 이후, 적절한 주의가 사용자에게 송신될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 일단 무선 센서가 최대 서비스 수명 지속기간과 동일한 시간 기간 동안 활성화되면, 센서(102)는 저장 디바이스(204)의 플래그를 세팅하거나 또는 그렇지 않으면 센서(102)가 더 이상 동작하지 못하도록 그 자체를 구성한다.
다른 실시예들에서, 무선 센서(102)는 예컨대 무선 센서(102)의 하드웨어 컴포넌트들 중 하나에 인코딩되는 제품 일련 번호와 같은 고유 식별자를 환자 모니터(106)에 송신한다. 일단 무선 센서(102)가 환자 모니터 또는 확장기/리피터(107)와 페어링되어 동작하면, 환자 모니터(106) 또는 확장기/리피터(107)는 동작했던 것으로 알려진 센서들(102)의 고유 식별자들을 리스트하는 중앙 저장소에 센서(102)의 고유 식별자를 송신할 수 있다. 예시적으로, 페어링 동작 동안, 환자 모니터(106) 또는 확장기/리피터(107)는 페어링을 시도하는 무선 센서(102)가 중앙 저장소에 리스트되었는지의 여부를 결정하기 위해 중앙 저장소를 체크(check)하여, 무선 센서(102)가 품질 문제들을 가질 수 있음을 표시할 수 있다.
다른 다양한 실시예들에서, 무선 센서(102)는 능동 회로, 이를 테면 트랜지스터 네트워크, 메모리 칩, 전기적으로 소거 가능한 프로그래머블 판독-전용 메모리(EEPROM), 소거 가능 프로그래머블 판독-전용 메모리(EPROM) 또는 다른 식별 디바이스, 이를테면 멀티-접촉 단일 와이어 메모리 디바이스들 또는 다른 디바이스들, 이를테면 Dallas Semiconductor로부터 상업적으로 입수가능한 다른 디바이스들 등을 통해 제공될 수 있는 센서 정보 엘리먼트(215)를 포함한다. 센서 정보 엘리먼트(215)는 유리하게는, 예컨대 센서 타입 지정, 센서 구성, 환자 정보, 센서 특징들, 스크립트들 또는 실행 가능 코드와 같은 소프트웨어, 알고리즘 업그레이드 정보, 소프트웨어 또는 펌웨어 버전 정보 또는 많은 다른 타입들의 데이터를 포함하는 매우 다양한 정보의 일부 또는 전부를 저장할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 센서 정보 엘리먼트(215)는 또한 센서 컴포넌트들의 일부 또는 전부가 만료되었는지의 여부를 표시하는 유효 수명 데이터를 저장할 수 있다.
본원에서 설명된 것들과 다른 많은 변형들이 본 개시내용으로부터 명백해질 것이다. 예컨대, 실시예에 따라, 본원에 설명된 알고리즘들 중 임의의 알고리즘의 특정 액션들, 이벤트들 또는 기능들은 상이한 순서로 수행될 수 있고, 함께 추가, 병합 또는 생략될 수 있다 (예컨대, 알고리즘들의 실행을 위해, 설명된 모든 액션들 또는 이벤트들이 반드시 필요한 것은 아니다). 게다가, 특정 실시예들에서, 액션들 또는 이벤트들은, 순차적으로 수행되기 보다는, 예컨대 멀티-스레드 프로세싱, 인터럽트 프로세싱, 또는 다수의 프로세서들 또는 프로세서 코어들, 또는 다른 병렬 아키텍처들을 통해 동시에 수행될 수 있다. 게다가, 상이한 작업들 또는 프로세스들은 함께 기능을 할 수 있는 상이한 기계들 및/또는 컴퓨팅 시스템들에 의해 수행될 수 있다.
본원에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들 및 알고리즘 단계들은 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로서 구현될 수 있다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호교환 가능성을 명확하게 예시하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들 및 단계들이 일반적으로 그들의 기능성의 관점에서 설명되었다. 그러한 기능성이 하드웨어로 구현되는지 또는 소프트웨어로 구현되는지의 여부는 특정 애플리케이션 및 전체 시스템에 부과된 설계 제약들에 의존한다. 설명된 기능성은 각각의 특정 애플리케이션에 대해 다양한 방식들로 구현될 수 있지만, 이러한 구현 결정들은 본 개시내용의 범위를 벗어나는 것으로 해석해서는 안된다.
본원에서 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들 및 모듈들은 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그래머블 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본원에서 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합과 같은 기계에 의해 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있지만, 대안적으로, 프로세서는 제어기, 마이크로제어기 또는 상태 기계, 이들의 조합들 등일 수 있다. 프로세서는 컴퓨터 실행-가능 명령들을 프로세싱하도록 구성된 전기 회로를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 프로세서는 컴퓨터-실행가능 명령들을 프로세싱하지 않고 로직 동작들을 수행하는 FPGA 또는 다른 프로그래머블 디바이스를 포함한다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예컨대 DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 그러한 구성으로서 구현될 수 있다. 컴퓨팅 환경은, 몇가지 예를 들자면, 마이크로프로세서, 메인프레임 컴퓨터, 디지털 신호 프로세서, 휴대용 컴퓨팅 디바이스, 디바이스 제어기 또는 기기내의 계산 엔진에 기초한 컴퓨터 시스템을 포함하는 (그러나, 이들에 제한되지 않음) 임의의 타입의 컴퓨터 시스템을 포함할 수 있다.
본원에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법, 프로세스 또는 알고리즘의 단계들은 직접적으로 하드웨어로, 하나 이상의 메모리 디바이스들에 저장되고 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 그리고 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들, 하드 디스크, 제거가능 디스크, CD-ROM 또는 임의의 다른 형태의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체, 매체들 , 또는 당업계에 공지된 물리적 컴퓨터 저장 디바이스에 상주할 수 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기록할 수 있도록 프로세서에 커플링될 수 있다. 대안적으로, 저장 매체는 프로세서에 통합될 수 있다. 저장 매체는 휘발성이거나 또는 비휘발성일 수 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC 내에 상주할 수 있다.
본원에서 사용되는 조건부 언어, 이를테면 특히 "할 수 있는", "할수 도 있는", "할 수도 있다", "예" 등은 사용된 문맥 내에서 달리 구체적으로 언급하지 않거나 또는 달리 이해되지 않는 한, 특정 실시예들이 특정 특징들, 엘리먼트들 및/또는 상태들을 포함하는 반면에 다른 실시예들은 이들을 포함하지 않는다는 것을 전달하는 것으로 일반적으로 의도된다. 따라서, 그러한 조건부 언어는 일반적으로 하나 이상의 실시예들에 대해 특징들, 엘리먼트들 및/또는 상태들이 어떻게든 요구되거나 또는 이러한 특징들, 엘리먼트들 및/또는 상태들이 임의의 특정 실시예에 포함되거나 또는 임의의 특정 실시예에 의해 수행되어야 하는지의 여부를 (저자의 조언 또는 충고를 통해 또는 이들 없이) 판단하기 위한 로직을 하나 이상의 실시예들이 반드시 포함한다는 것을 의미하는 것으로 의도되지 않는다. "포함하는", "구비하는", "갖는"등의 용어들은 동의어이며, 개방적인 방식으로(in an open-ended fashion) 포괄적으로 사용되며, 부가적인 엘리먼트들, 특징들, 액션들, 동작들 등을 배제하지 않는다. 또한, "또는"이라는 용어는 예컨대 한 리스트의 엘리먼트들을 연결하기 위하여 사용될 때 "또는" 이라는 용어가 리스트내의 엘리먼트들 중 하나 또는 일부 또는 전부를 의미하도록 (배타적 의미가 아니라) 포괄적인 의미로 사용된다. 더욱이, 본원에서 사용되는 "각각의"이라는 용어는 그의 통상적인 의미를 갖는 것 이외에도, "각각"이라는 용어가 적용되는 엘리먼트들의 세트 중 임의의 서브세트를 의미할 수 있다.
앞의 상세한 설명이 다양한 실시예들에 적용되는 신규한 특징들을 제시하고, 설명하고, 지적하였지만, 예시된 시스템들, 디바이스들 또는 방법들의 형태 및 세부사항들에 있어서 다양한 생략들, 대체들 및 변경들이 본 개시내용의 사상으로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 인식되는 바와같이, 본원에서 설명된 특정 실시예들은 일부 특징들이 다른 특징들과 별도로 사용되거나 또는 실시될 수 있기 때문에 본원에서 제시된 특징들 및 장점들 모두를 제공하지 않는 형태내에서 구현될 수 있다.
본원에서 "및/또는"이라는 용어는 개시내용이 A만을, B만을, A 및 B 둘다를 함께 또는 대안적으로 A 또는 B 포함하지만, A 및 B 둘다를 필요로 하지 않거나 또는 A 또는 B 중 하나를 필요로 한다는 것인 가장 넓은 최소 제한 의미를 가진다. 본원에서 사용되는 "A, B, 및 C 중 적어도 하나"라는 문구는 비-배타적인 논리 "또는"을 사용하는 논리적 A 또는 B 또는 C를 의미하는 것으로 해석되어야한다.
본원에서 설명된 장치들 및 방법들은 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램에 의해 구현될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 비-일시적인 유형의 컴퓨터 판독가능 매체상에 저장된 프로세서-실행가능 명령들을 포함한다. 컴퓨터 프로그램들은 또한 저장된 데이터를 포함할 수 있다. 비-일시적인 유형의 컴퓨터 판독가능 매체의 비제한적인 예들은 비휘발성 메모리, 자기 저장 디바이스 및 광학 저장 디바이스이다.
비록 전술한 개시내용이 특정한 바람직한 실시예들 측면에서 설명되었을지라도, 다른 실시예들이 본원의 개시내용으로부터 당업자에게 명백할 것이다. 부가적으로, 다른 조합들, 생략들, 대체들 및 변형들은 본원의 개시내용을 고려할 때 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 바람직한 실시예들의 설명에 의해 제한되는 것으로 의도되지는 것이 아니라, 청구항들을 참조로 하여 정의된다.
Claims (88)
- 다른 무선 센서들이 다른 환자 모니터링 디바이스들과 페어링(pairing)되어 이들과 통신할 수 있는 의료인 환경에서 무선 생리학적 센서를 환자 모니터링 디바이스와 페어링함으로써, 모니터링되는 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 방법으로서,
상기 생리학적 센서는 움직임 센서, 제 1 프로세서 및 제 1 무선 트랜시버를 포함하며, 상기 생리학적 센서는 환자의 움직임, 움직임 결여(lack of movement) 또는 이들 둘다 중 하나 이상에 응답하여 정보를 송신하기 위해 결국에는 상기 모니터링되는 환자의 표면에 대해 배치되도록 구성되며,
상기 환자 모니터링 디바이스는 제 2 프로세서, 메모리 디바이스, 저장 디바이스, 디스플레이 및 제 2 무선 트랜시버를 포함하며, 상기 환자 모니터링 디바이스는 상기 생리학적 센서로부터 송신된 정보에 응답하여 상기 욕창들의 상기 위험성을 표시하는 환자 정보를 의료인에게 제시하며;
상기 방법은:
상기 생리학적 센서에서, 페어링 동작 모드를 개시하는 단계;
페어링 신호 송신 범위에 대해 유효한 것으로 구성되며 상기 생리학적 센서를 식별하는 정보를 포함하는 페어링 신호를 상기 생리학적 센서로부터 무선으로 송신하는 단계;
상기 생리학적 센서에서, 상기 생리학적 센서가 상기 환자 모니터링 디바이스와 페어링되었음을 확인하는 확인 신호를 상기 환자 모니터링 디바이스로부터 수신하는 단계;
상기 생리학적 센서에서, 환자 파라미터 감지 동작 모드를 개시하는 단계; 및
환자 파라미터 감지 신호 송신 범위에 대해 유효한 것을 구성되고 상기 욕창들의 상기 위험성을 표시하는 정보를 포함하는 환자 파라미터 감지 신호를 상기 환자 모니터링 디바이스에 무선으로 송신하는 단계를 포함하며,
상기 페어링 신호 송신 범위는 상기 환자 파라미터 감지 송신 범위보다 실질적으로 작도록 구성되는, 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 페어링 신호를 무선으로 송신하는 상기 단계는 대략 0인치 내지 대략 36인치에 대해 유효한 것으로 구성된 상기 페어링 신호를 무선 송신하는 단계를 포함하는, 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 방법. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 페어링 신호를 무선으로 송신하는 상기 단계는 대략 0인치 내지 대략 12인치에 대해 유효한 것으로 구성된 상기 페어링 신호를 무선으로 송신하는 단계를 포함하는, 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 페어링 신호를 무선으로 송신하는 상기 단계는 대략 0인치 내지 대략 6인치에 대해 유효한 것으로 구성된 상기 페어링 신호를 무선으로 송신하는 단계를 포함하는, 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 페어링 신호를 무선으로 송신하는 상기 단계는 대략 0인치 내지 대략 3인치에 대해 유효한 것으로 구성된 상기 페어링 신호를 무선으로 송신하는 단계를 포함하는, 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 환자 파라미터 감지 신호를 무선으로 송신하는 상기 단계는 대략 10피트 내지 대략 30피트에 대해 유효한 것으로 구성된 상기 환자 파라미터 감지 신호를 무선으로 송신하는 단계를 포함하는, 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 환자 파라미터 감지 신호를 무선으로 송신하는 단계는 대략 10피트에 대해 유효한 것으로 구성된 상기 환자 파라미터 감지 신호를 무선으로 송신하는 단계를 포함하는, 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 환자 파라미터 감지 신호를 무선으로 송신하는 상기 단계는 대략 3미터에 대해 유효한 것으로 구성된 상기 환자 파라미터 감지 신호를 무선으로 송신하는 단계를 포함하는, 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 페어링 신호 및 상기 환자 파라미터 감지 신호를 무선으로 송신하는 단계는 상기 페어링 신호를 무선으로 송신하는 상기 단계보다 10배 더 크게 유효한 것으로 구성된 상기 환자 파라미터 감지 신호를 무선으로 송신하는 단계를 포함하는, 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 페어링 신호 및 상기 환자 파라미터 감지 신호를 송신하는 상기 단계는 확장기/리피터에 송신하는 단계를 더 포함하며, 그리고
상기 확인 신호를 수신하는 상기 단계는 상기 확장기/리피터로부터 수신하는 단계를 더 포함하는, 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 환자 움직임 센서의 가속도계를 사용하여 가속도를 감지하고 상기 환자 움직임 센서의 자이로스코프를 사용하여 각속도를 감지하는 단계;
상기 제 1 프로세서를 사용하여, 상기 감지된 가속도 및 각속도에 응답하여 신호들을 프로세싱하는 단계; 및
상기 제 1 무선 트랜시버를 사용하여, 상기 프로세싱에 응답하여 상기 환자 파라미터 감지 신호를 송신하는 단계를 포함하는, 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 페어링 신호를 송신하는 상기 단계는 상기 무선 생리학적 센서가 사전에 활성화되었다는 것을 표시하는 메시지를 송신하는 단계를 더 포함하는, 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 페어링 신호를 송신하는 상기 단계는 상기 생리학적 센서와 연관된 품질 표준이 손상(compromise)되었음을 표시하는 통지를 송신하는 단계를 더 포함하는, 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 환자 파라미터 감지 신호를 송신하는 상기 단계는 상기 생리학적 센서의 서비스 수명이 거의 끝나가고 있음을 표시하는 메시지를 송신하는 단계를 더 포함하는, 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 페어링 동작 모드를 개시하는 상기 단계는 상기 무선 생리학적 센서를 활성화시키는 단계를 더 포함하는, 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 무선 생리학적 센서를 활성화시키는 단계는 상기 무선 생리학적 센서로부터 배터리 아이솔레이터를 제거하는 단계를 포함하는, 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 무선 생리학적 센서를 활성화시키는 단계는 상기 무선 생리학적 센서상의 버튼을 미리 결정된 지속기간 동안 누르는 단계를 포함하는, 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 방법. - 다른 무선 센서들이 다른 환자 모니터링 디바이스들과 페어링되어 이들과 통신할 수 있는 의료인 환경에서 무선 생리학적 센서를 환자 모니터링 디바이스와 페어링함으로써, 모니터링되는 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 방법으로서,
상기 생리학적 센서는 움직임 센서, 제 1 프로세서 및 제 1 무선 트랜시버를 포함하며, 상기 생리학적 센서는 환자의 움직임, 움직임 결여 또는 이들 둘다 중 하나 이상에 응답하여 정보를 송신하기 위해 결국에는 상기 모니터링되는 환자의 표면에 대해 배치되도록 구성되며,
상기 환자 모니터링 디바이스는 제 2 프로세서, 메모리 디바이스, 저장 디바이스, 디스플레이 및 제 2 무선 트랜시버를 포함하며, 상기 환자 모니터링 디바이스는 상기 생리학적 센서로부터 송신된 정보에 응답하여 상기 욕창들의 상기 위험성을 표시하는 환자 정보를 의료인에게 제시하며,
상기 방법은:
상기 환자 모니터링 디바이스에서, 상기 무선 생리학적 센서로부터 송신된 페어링 신호를 수신하는 단계 ― 상기 송신된 페어링 신호는 페어링 신호 송신 범위에 대하여 유효한 것으로 구성되며, 상기 페어링 신호는 상기 생리학적 센서를 식별하는 정보를 포함함―;
상기 환자 모니터링 디바이스에서, 상기 환자 모니터링 디바이스와 상기 무선 생리학적 센서를 연관시키는 단계;
상기 무선 생리학적 센서가 상기 환자 모니터링 디바이스와 연관되어 있음을 확인하는 확인 신호를 상기 무선 생리학적 센서에 무선으로 송신하는 단계; 및
상기 환자 모니터링 디바이스에서, 상기 생리학적 센서로부터 송신된 환자 파라미터 감지 신호를 수신하는 단계를 포함하며, 상기 송신된 환자 파라미터 감지 신호는 상기 환자 파라미터 감지 신호 송신 범위에 대해 유효한 것으로 구성되며, 상기 환자 파라미터 감지 신호는 상기 욕창들의 상기 위험을 표시하는 정보를 포함하며;
상기 페어링 신호 송신 범위는 상기 환자 파라미터 감지 송신 범위보다 실질적으로 작은, 모니터링되는 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 환자 파라미터 감지 신호는 제 1 시간 기간 및 제 2 시간 기간에서 상기 환자의 방향에 반응하며; 상기 방법은 환자 방향 전환을 표시하기 위하여 상기 제 1 시간 기간과 상기 제 2 시간 기간 사이의 상기 환자 파라미터 감지 신호의 차이가 충분한지의 여부를 결정하기 위하여 상기 환자 파라미터 감지 신호를 프로세싱하는 단계를 포함하는, 모니터링되는 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 방법. - 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
상기 환자 파라미터 감지 신호는 데이터 엘리먼트들을 포함하는 센서 데이터 벡터에 응답하고;
상기 방법은 전자적으로:
특성 벡터(feature vector)를 형성하기 위하여 환자 낙상을 표시하는 복수의 특성들을 결정하기 위해 상기 데이터 엘리먼트들을 프로세싱하는 단계;
활성화 값을 유도하기 위해 상기 특성 벡터에 가중 벡터를 적용하는 단계;
상기 환자가 낙상했는지의 여부를 결정하기 위해 상기 활성화 값을 분석하는 단계; 및
환자 낙상이 발생했다는 결정에 응답하여 환자 낙상을 보고하는 단계를 포함하는, 모니터링되는 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 방법. - 다른 무선 센서들이 다른 컴퓨팅 디바이스들과 페어링되어 이들과 통신할 수 있는 의료인 환경에서 무선 센서를 휴대용 컴퓨팅 디바이스와 페어링함으로써, 모니터링되는 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 시스템으로서,
가속도계, 자이로스코프, 제 1 프로세서, 및 제 1 무선 트랜시버를 포함하는 무선 센서 ― 상기 무선 센서는 원하는 연관 송신 범위에서 연관 신호를 송신하기 위해 연관 모드에서 동작하도록 구성되며, 상기 무선 센서는 또한 원하는 측정 송신 범위에서 측정 신호를 송신하기 위해 환자 파라미터 측정 모드에서 동작하도록 구성되며, 상기 연관 송신 범위는 상기 측정 신호 송신 범위보다 실질적으로 작음―; 및
제 2 프로세서, 메모리 디바이스, 저장 디바이스, 디스플레이 및 제 2 무선 트랜시버를 포함하는 휴대용 컴퓨팅 디바이스를 포함하며, 상기 컴퓨팅 디바이스는 상기 연관 신호를 수신하도록 구성되고, 상기 환자 모니터는 또한 연관 확인 신호를 송신하도록 구성되며, 상기 환자 모니터는 또한 상기 측정 신호를 수신하도록 구성되며;
상기 컴퓨팅 디바이스는, 상기 연관 신호를 수신하는 것에 응답하여, 상기 컴퓨팅 디바이스와 상기 무선 센서를 연관시키고 상기 연관 확인 신호를 송신하며; 그리고
상기 무선 센서는, 상기 연관 확인 신호를 수신하는 것에 응답하여, 상기 연관 모드에서 동작하는 것을 중단하고, 상기 환자 파라미터 측정 모드에서 동작하고 상기 측정 신호를 송신하는 것을 시작하는, 모니터링되는 환자가 하나 이상의 욕창들을 발병할 위험성을 감소시키기 위한 시스템. - 환자가 욕창을 발병할 위험을 감소시키기 위하여 환자의 방향을 모니터링하기 위한 시스템으로서,
가속도계, 프로세서 및 제 1 무선 트랜시버를 포함하고 가속도에 응답하여 신호를 출력하도록 구성되는 센서 ― 상기 가속도는 상기 센서가 상기 환자에 의해 착용될 때 상기 환자의 가능한 방향 변화를 표시함―; 및
신호 프로세서, 메모리 디바이스, 저장 디바이스, 및 제 2 무선 트랜시버를 포함하는 환자 모니터를 포함하며, 상기 제 2 무선 트랜시버는 상기 신호를 수신하도록 구성되며, 그리고 상기 신호 프로세서는 상기 가능한 변화가 상기 방향의 실제 변화에 대응하는지의 여부를 결정하기 위하여 상기 신호를 프로세싱하도록 구성되며, 상기 실제 변화가 발생하였을 때 환자 방향 전환 이벤트를 기록하고, 환자 방향 전환 프로토콜과 상기 환자 방향 전환 이벤트를 비교하도록 구성되며, 상기 가능한 변화가 상기 실제 변화가 아니고 상기 환자 방향 전환 프로토콜에 따라 상기 환자 방향 전환 이벤트가 발생하지 않을 때 상기 환자 모니터는 환자 방향 전환 프로토콜 위반을 의료인에게 통지하도록 구성되며;
상기 가능한 변화가 상기 실제 변화에 대응하는지의 여부를 결정하도록 구성된 상기 신호 프로세서는 상기 신호에 적어도 기초하여 이전 시간의 상기 방향과 현재 시간의 상기 방향 간의 차이를 결정하고, 상기 차이가 임계치를 초과할 때 상기 환자 방향 전환 이벤트를 기록하도록 구성된 것을 포함하는, 환자가 욕창을 발병할 위험을 감소시키기 위하여 환자의 방향을 모니터링하기 위한 시스템. - 제 22 항에 있어서,
상기 환자 모니터의 상기 신호 프로세서는 상기 프로세서가 상기 환자 방향 전환 이벤트를 기록할 때 환자 방향 지속기간 타이머를 리셋하도록 추가로 구성되는, 환자가 욕창을 발병할 위험을 감소시키기 위하여 환자의 방향을 모니터링하기 위한 시스템. - 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,
제 3 무선 트랜시버를 포함하고, 상기 제 3 무선 트랜시버는 상기 센서로부터 상기 신호를 수신하고 상기 신호를 상기 환자 모니터에 송신하도록 구성되는, 환자가 욕창을 발병할 위험을 감소시키기 위하여 환자의 방향을 모니터링하기 위한 시스템. - 제 24 항에 있어서,
상기 제 3 무선 트랜시버에 대한 전원을 포함하며, 상기 제 3 무선 트랜시버에 대한 전원은 상기 센서 또는 상기 환자 모니터에 대한 전원과는 상이한, 환자가 욕창을 발병할 위험을 감소시키기 위하여 환자의 방향을 모니터링하기 위한 시스템. - 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서는 자이로스코프를 포함하는, 환자가 욕창을 발병할 위험을 감소시키기 위하여 환자의 방향을 모니터링하기 위한 시스템. - 제 22 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서는 음향 센서를 포함하는, 환자가 욕창을 발병할 위험을 감소시키기 위하여 환자의 방향을 모니터링하기 위한 시스템. - 제 22 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서는 온도 센서를 포함하는, 환자가 욕창을 발병할 위험을 감소시키기 위하여 환자의 방향을 모니터링하기 위한 시스템. - 제 22 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서는 ECG 센서를 포함하는, 환자가 욕창을 발병할 위험을 감소시키기 위하여 환자의 방향을 모니터링하기 위한 시스템. - 제 22 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 센서는 음향 센서, 온도 센서 및 ECG 센서 중 하나 이상을 포함하는, 환자가 욕창을 발병할 위험을 감소시키기 위하여 환자의 방향을 모니터링하기 위한 시스템. - 제 22 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 환자 모니터는 이하의 파라미터들, 즉 가속도, 각속도, 자기장, 호흡률, 온도, 임피던스 값, 수분 값, 산소 측정값 및 심전도 중 하나 이상의 파라미터의 측정치들을 결정하도록 구성되는, 환자가 욕창을 발병할 위험을 감소시키기 위하여 환자의 방향을 모니터링하기 위한 시스템. - 환자-착용 센서로 환자 움직임을 모니터링하고, 상기 모니터링을 표시하는 신호를 프로세싱 디바이스에 통신하며, 상기 프로세싱 디바이스에서, 상기 신호를 수신하며, 그리고 환자의 방향 변화가 발생하였는지의 여부를 결정하기 위하여 신호 프로세서를 사용하여 상기 신호를 프로세싱함으로써 상기 환자의 방향 변화를 결정하기 위한 방법으로서, 상기 환자-착용 센서는 가속도계, 프로세서, 및 제 1 무선 트랜시버를 포함하며, 상기 프로세싱 디바이스는 상기 신호 프로세서, 메모리 디바이스, 저장 디바이스 및 제 2 무선 트랜시버를 포함하며,
상기 방법은,
제 1 시간 기간에 환자의 방향을 표시하는 정보를 상기 환자-착용 센서로부터 수신하는 단계;
제 2 시간 기간에 환자의 방향을 표시하는 정보를 상기 환자-착용 센서로부터 수신하는 단계 ― 상기 제 1 시간 기간은 상기 제 2 시간 기간에 앞서며 그리고 상기 제 2 시간 기간과 시간적으로 매우 근접함―;
상기 신호 프로세서를 사용하여 상기 정보를 프로세싱하는 단계를 포함하며,
상기 프로세싱하는 단계는,
환자 방향 정보의 시간 윈도우를 형성하기 위해 상기 수신된 정보를 결합하는 단계 ― 상기 시간 윈도우는 상기 제 1 및 제 2 시간 기간들에 걸쳐 있음―;
상기 시간 윈도우를 세그먼트들로 분할하는 단계 ― 각각의 세그먼트는 상기 환자의 방향을 표시하는 세그먼트 값을 가짐 ―;
상기 세그먼트 값들 간의 차이를 결정하는 단계;
상기 결정된 차이가 미리 결정된 임계치를 초과할 때, 환자 방향 전환 이벤트가 발생했음을 결정하는 단계;
상기 환자 방향 전환 이벤트를 분류하는 단계;
상기 분류된 환자 방향 전환 이벤트를 의료인에게 보고하는 단계; 및
환자 방향 전환 프로토콜과 연관된 타이머를 리셋하는 단계를 포함하는, 환자의 방향 변화를 결정하기 위한 방법. - 제 32 항에 있어서,
미리 결정된 최대 지속기간을 초과하는 시간 기간 동안 환자가 한 방향을 유지하였는지의 여부를 결정하는 단계 및 상기 결정에 대한 응답으로 경고를 송신하는 단계를 포함하는, 환자의 방향 변화를 결정하기 위한 방법. - 제 32 항 또는 제 33 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 시간 기간들에서 환자의 방향을 표시하는 정보를 수신하는 상기 단계는 상기 제 1 및 제 2 시간 기간들에서 가속도 데이터를 수신하는 단계를 포함하는, 환자의 방향 변화를 결정하기 위한 방법. - 제 34 항에 있어서,
상기 가속도 데이터는 롤 축 값(roll axis value) 및 피치 축 값(pitch axis value)을 포함하는, 환자의 방향 변화를 결정하기 위한 방법. - 제 35 항에 있어서,
상기 롤 축 값에 대한 응답으로 상기 환자의 세로 축의 변화를 결정하는 단계 및 상기 피치 축 값에 대한 응답으로 환자의 엉덩이와 정렬된 축에 대한 변화를 결정하는 단계를 포함하는, 환자의 방향 변화를 결정하기 위한 방법. - 제 32 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 환자 방향 전환 이벤트를 분류하는 상기 단계는 환자 방향 변경 액션들의 프로파일들의 테이블과 상기 세그먼트 값들을 비교하는 단계를 포함하는, 환자의 방향 변화를 결정하기 위한 방법. - 제 32 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세그먼트 값들 각각은 롤 축 중앙값 및 피치 축 중앙값을 포함하고, 상기 롤 축 중앙값 및 상기 피치 축 중앙값은 도 단위로 범위가 -180도 내지 +180도인, 환자의 방향 변화를 결정하기 위한 방법. - 제 32 항 내지 제 38 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세그먼트 값들 사이의 상기 차이의 상기 미리 결정된 임계치는 45도인, 환자의 방향 변화를 결정하기 위한 방법. - 환자-착용 센서로 환자의 움직임을 모니터링하고, 상기 모니터링을 표시하는 신호를 프로세싱 디바이스에 통신하며, 상기 프로세싱 디바이스에서, 상기 신호를 수신하며, 그리고 환자의 방향 변화가 발생하였는지의 여부를 결정하기 위하여 신호 프로세서를 사용하여 상기 신호를 프로세싱함으로써 상기 환자의 방향 변화를 결정하기 위한 방법으로서, 상기 환자-착용 센서는 가속도계, 프로세서, 및 제 1 무선 트랜시버를 포함하며, 상기 프로세싱 디바이스는 상기 신호 프로세서, 메모리 디바이스, 저장 디바이스 및 제 2 무선 트랜시버를 포함하며,
상기 방법은,
현재 시간 기간에 환자의 방향을 표시하는 정보를 상기 환자-착용 센서로부터 수신하는 단계 ― 상기 정보는 롤 축 값 및 피치 축 값을 가진 가속도 데이터를 포함함 ―;
상기 신호 프로세서를 사용하여, 상기 정보를 전자적으로 프로세싱하는 단계를 포함하며:
상기 프로세싱하는 단계는,
이전 시간 기간에 환자의 방향을 표시하는 정보를 상기 저장 디바이스로부터 추출하는 단계 ― 상기 이전 시간 기간은 상기 현재 시간 기간에 앞서며 그리고 상기 현재 시간 기간과 시간적으로 매우 근접함―;
환자 방향 정보의 시간 윈도우를 형성하기 위하여 상기 현재 및 이전 방향 정보를 결합하는 단계 ― 상기 시간 윈도우는 상기 이전 및 현재 시간 기간들에 걸쳐 있음―;
상기 시간 윈도우를 적어도 2개의 세그먼트들로 세그먼트화(segmenting)하는 단계;
각각의 세그먼트에 대해 세그먼트 값을 결정하는 단계 ― 각각의 세그먼트 값은 롤 성분 및 피치 성분을 포함함―;
상기 결정된 세그먼트 값들을 쌍별(pairwise)로 비교하는 단계;
각각의 쌍별 비교를 위해 환자 방향 전환 이벤트가 발생하였는지의 여부를 결정하는 단계;
결정된 환자 방향 전환 이벤트 발생에 대한 응답으로, 상기 결정된 방향 전환 이벤트를 분류하는 단계;
가장 자주 분류되는 방향 전환 이벤트를 식별하는 단계;
상기 가장 자주 분류되는 방향 전환 이벤트를 상기 환자의 새로운 방향으로서 보고하는 단계; 및
방향 지속기간 타이머를 리셋하는 단계를 포함하는, 환자의 방향 변화를 결정하기 위한 방법. - 제 40 항에 있어서,
상기 수신된 정보는 샘플링 레이트로 샘플링된 복수의 샘플들을 포함하는, 환자의 방향 변화를 결정하기 위한 방법. - 제 41 항에 있어서,
상기 샘플링 레이트는 대략 10Hz 내지 대략 100Hz 이도록 구성되는, 환자의 방향 변화를 결정하기 위한 방법. - 제 41 항에 있어서,
상기 샘플링 레이트는 대략 5Hz 내지 대략 40Hz 이도록 구성되는, 환자의 방향 변화를 결정하기 위한 방법. - 제 40 항 내지 제 43 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정보를 프로세싱하는 단계는,
상기 환자의 세로 축에 대한 상기 환자의 방향을 표시하는 롤축 방향을 결정하는 단계; 및
상기 환자의 엉덩이와 정렬된 축에 대한 상기 환자의 방향을 표시하는 피치 축 방향을 결정하는 단계를 더 포함하는, 환자의 방향 변화를 결정하기 위한 방법. - 제 40 항 내지 제 44 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수신된 정보는 샘플링 레이트로 샘플링된 복수의 샘플들을 포함하고, 상기 정보를 프로세싱하는 단계는, 상기 복수의 샘플들 각각에 대해, 상기 환자의 세로 축에 대한 상기 환자의 방향을 표시하는 롤 축 값 및 상기 환자의 엉덩이와 정렬된 축에 대한 상기 환자의 방향을 표시하는 피치 축 값을 결정하는 단계를 더 포함하는, 환자의 방향 변화를 결정하기 위한 방법. - 제 45 항에 있어서,
상기 롤 및 피치 축 값들을 결정하는 단계는 -180도 내지 +180도 범위의 도도 단위로 상기 값을 결정하는 단계를 포함하는, 환자의 방향 변화를 결정하기 위한 방법. - 제 40 항 내지 제 46 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 세그먼트 값을 결정하는 단계는 롤 축 중앙값 및 피치 축 중앙값을 결정하는 단계를 포함하며, 상기 롤 및 피치 축 중앙값을 도 단위로 범위가 -180도 내지 +180도인, 환자의 방향 변화를 결정하기 위한 방법. - 제 47 항에 있어서,
상기 세그먼트 값들을 비교하는 단계는 롤 축 중앙값들 간의 차이 및 피치 축 중앙값들 간의 차이를 결정하는 단계를 포함하는, 환자의 방향 변화를 결정하기 위한 방법. - 제 48 항에 있어서,
환자 방향 전환 이벤트가 표시되는지의 여부를 결정하는 단계는 롤 축 중앙값들 간의 상기 차이 또는 피치 축 중앙값들 간의 상기 차이가 미리 결정된 임계치를 초과하는지의 여부를 결정하는 단계를 포함하며, 상기 미리 결정된 임계치가 초과될 때 환자 방향 전환 이벤트가 발생했던 것으로 결정되는, 환자의 방향 변화를 결정하기 위한 방법. - 제 40 항 내지 제 49 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 환자가 미리 결정된 지속기간을 초과하는 시간 기간 동안 한 방향을 유지했음을 결정하는 단계; 및
상기 환자가 상기 미리 결정된 지속기간을 초과하는 시간 기간 동안 상기 방향을 유지했다는 경고를 송신하는 단계를 더 포함하는, 환자의 방향 변화를 결정하기 위한 방법. - 환자에 의한 움직임을 표시하는 신호들을 프로세싱함으로써, 모니터링되는 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려는지의 여부를 검출하는 방법으로서, 상기 신호들은 무선 센서로부터 출력되고 프로세싱 디바이스에 통신되며, 상기 센서는 가속도계, 자이로스코프, 제 1 프로세서 및 제 1 무선 트랜시버를 포함하며, 상기 센서는 상기 환자에 의해 착용되도록 구성되며, 상기 프로세싱 디바이스는 신호 프로세서, 메모리 디바이스, 저장 디바이스, 디스플레이 및 제 2 무선 트랜시버를 가지며, 프로세싱 디바이스는 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려는지의 여부 중 적어도 하나를 결정하기 위하여 상기 신호들을 프로세싱하도록 구성되며,
상기 방법은,
상기 프로세싱 디바이스가, 상기 무선 센서로부터 상기 환자의 선형 가속도 및 각속도에 응답하는 신호들을 수신하는 단계; 및
상기 프로세싱 디바이스의 상기 신호 프로세서를 사용하여 상기 신호들을 프로세싱하는 단계를 포함하며,
상기 프로세싱하는 단계는 전자적으로:
상기 선형 가속도 및 상기 각속도에 반응하는 데이터 엘리먼트들을 포함하는 센서 데이터 벡터를 형성하는 단계;
정규화된 센서 데이터 벡터를 형성하기 위하여 상기 데이터 엘리먼트들을 정규화하는 단계;
특성 벡터를 형성하기 위하여, 상기 정규화된 센서 데이터 벡터로부터, 환자 낙상을 표시하는 복수의 특성들을 결정하는 단계;
활성화 값을 유도하기 위하여 상기 특성 벡터에 선험적 가중 벡터를 적용하는 단계;
환자 낙상이 발생했는지의 여부 또는 발생하려는지의 여부 중 적어도 하나를 결정하기 위하여 상기 유도된 활성화 값을 분석하는 단계; 및
상기 환자 낙상이 발생했는지의 여부 또는 발생하려는지의 여부 중 적어도 하나가 발생한다고 결정될 때, 의료인에게 경고하는 단계를 포함하는, 모니터링되는 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려는지의 여부를 검출하는 방법. - 제 51 항에 있어서,
상기 신호들을 수신하는 단계는 가속도계의 출력에 대한 응답으로 상기 선형 가속도를 표시하는 상기 신호들을 수신하는 단계, 및 자이로스코프의 출력에 대한 응답으로 상기 각속도를 표시하는 상기 신호들을 수신하는 단계를 포함하는, 모니터링되는 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려는지의 여부를 검출하는 방법. - 제 52 항에 있어서,
상기 선형 가속도를 나타내는 상기 신호를 수신하는 상기 단계는 3차원에서 상기 선형 가속도를 나타내는 상기 신호들을 수신하는 단계를 포함하고,
상기 각속도를 표시하는 상기 신호들을 수신하는 상기 단계는 3차원에서 상기 각속도를 표시하는 상기 신호들을 수신하는 단계를 포함하며, 그리고
상기 센서 벡터는 6개의 데이터 엘리먼트들을 포함하는, 모니터링되는 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려는지의 여부를 검출하는 방법. - 제 51 항 내지 제 53 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 데이터 엘리먼트들을 정규화하는 상기 단계는,
상기 데이터 엘리먼트들 각각을 제로 평균 및 단위 분산을 갖도록 정규화하는 단계; 및
정규화된 데이터 엘리먼트들을 포함하는 상기 정규화된 센서 데이터 벡터를 형성하는 단계를 포함하며, 상기 정규화된 데이터 엘리먼트들 중 특정 엘리먼트는 상기 선형 가속도에 대응하며, 상기 정규화된 데이터 엘리먼트들 중 특정 엘리먼트는 상기 각속도에 대응하는, 모니터링되는 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려는지의 여부를 검출하는 방법. - 제 51 항 내지 제 54 항 중 어느 한 항에 있어서,
특성 벡터를 형성하기 위해 상기 복수의 특성들을 결정하는 상기 단계는,
가속도 크기를 결정하는 단계;
각속도 크기를 결정하는 단계;
저크 크기(jerk magnitude)를 결정하는 단계;
낙상 지속기간을 결정하는 단계;
피치 변화를 결정하는 단계; 및
수직 속도들을 결정하는 단계를 더 포함하는, 모니터링되는 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려는지의 여부를 검출하는 방법. - 제 51 항 내지 제 55 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 활성화 값을 유도하기 위하여 상기 특성 벡터에 상기 가중 벡터를 적용하는 상기 단계는 상기 특성 벡터와 상기 가중 벡터의 내적을 계산하는 단계를 포함하는, 모니터링되는 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려는지의 여부를 검출하는 방법. - 제 51 항 내지 제 56 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 활성화 값을 유도하기 위해 상기 특성 벡터에 상기 가중 벡터를 적용하는 상기 단계는,
예시 입력들 및 알려진 출력들을 포함하는 트레이닝(training) 데이터를 감독 학습 알고리즘(supervised learning algorithm)에 제시하는 단계; 및
상기 가중 벡터를 유도하기 위하여, 상기 감독 학습 알고리즘에 의해, 상기 예시 입력들을 상기 알려진 출력에 매핑하는 단계를 포함하는, 모니터링되는 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려는지의 여부를 검출하는 방법. - 제 57 항에 있어서,
상기 가중 벡터를 유도하기 위하여 상기 예시 입력들을 상기 알려진 출력들에 매핑하는 상기 단계는 피셔의 선형 판별(Fishers’ linear discriminant)에 의해 수행되는, 모니터링되는 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려는지의 여부를 검출하는 방법. - 제 51 항 내지 제 58 항 중 어느 한 항에 있어서,
환자 낙상이 발생했는지의 여부 또는 발생하려 하는지의 여부 중 적어도 하나를 결정하기 위해 상기 유도된 활성화 값을 분석하는 상기 단계는 상기 유도된 활성화 값의 부호 속성을 식별하는 단계를 포함하고, 상기 유도된 활성화 값의 양의 부호 속성은 상기 환자가 낙상했거나 또는 낙상하려 함을 표시하는, 모니터링되는 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려는지의 여부를 검출하는 방법. - 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려 하는지의 여부 중 적어도 하나를 결정하도록 구성된 시스템으로서,
상기 시스템은,
가속도계, 자이로스코프, 프로세서 및 제 1 무선 트랜시버를 포함하는 무선 생리학적 센서 ― 상기 센서는 상기 환자의 선형 가속도 및 각속도를 감지하도록 구성되며, 상기 센서는 또한 상기 환자의 상기 감지된 선형 가속도 및 각속도를 표시하는 정보를 송신하도록 구성됨―; 및
신호 프로세서, 메모리 디바이스, 저장 디바이스, 통신 인터페이스, 디스플레이 및 제 2 무선 트랜시버를 포함하는 환자 모니터를 포함하며, 상기 환자 모니터는 상기 송신된 정보를 수신하고, 상기 수신된 정보를 분석하며, 그리고 상기 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려하는지의 여부 중 적어도 하나를 결정하도록 구성되며, 상기 환자 모니터는 상기 환자가 낙상했거나 또는 낙상하려한다는 것에 응답하여, 상기 환자가 낙상했거나 또는 낙상하려한다는 통지를 송신하도록 추가로 구성되는, 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려 하는지의 여부 중 적어도 하나를 결정하도록 구성된 시스템. - 제 60 항에 있어서,
상기 환자 모니터는 상기 수신된 정보로부터, 가속도 크기, 각속도 크기, 저크 크기, 낙상 지속기간 및 피치 변화 중 하나 이상을 결정하고, 그리고 상기 결정된 가속도 크기, 각속도 크기, 저크 크기, 낙상 지속기간 및 피치 변화를 포함하는 특성 벡터를 형성하도록 추가로 구성되는, 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려 하는지의 여부 중 적어도 하나를 결정하도록 구성된 시스템. - 제 61 항에 있어서,
상기 환자 모니터는 상기 특성 벡터에 가중 벡터를 적용하도록 추가로 구성되는, 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려 하는지의 여부 중 적어도 하나를 결정하도록 구성된 시스템. - 제 62 항에 있어서,
상기 환자 모니터는 상기 가중 벡터 및 상기 특성 벡터의 내적을 결정하도록 추가로 구성되는, 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려 하는지의 여부 중 적어도 하나를 결정하도록 구성된 시스템. - 제 60 항 내지 제 63 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가속도계는 3축 가속도계를 포함하고, 상기 자이로스코프는 3축 자이로스코프를 포함하는, 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려 하는지의 여부 중 적어도 하나를 결정하도록 구성된 시스템. - 제 62 항에 있어서,
상기 가중 벡터는 컴퓨터-판독가능 매체상에 저장된 실행가능 명령들을 포함하는 감독 학습 알고리즘을 사용하여 유도되는, 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려 하는지의 여부 중 적어도 하나를 결정하도록 구성된 시스템. - 제 65 항에 있어서,
상기 감독 학습 알고리즘은 프로세싱 디바이스상에서 실행되고, 예시 입력들 및 알려진 출력들을 갖는 트레이닝 데이터의 세트를 수신하며, 그리고 상기 가중 벡터를 유도하기 위하여 상기 예시 입력들을 상기 알려진 출력들에 매핑하도록 구성되는, 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려 하는지의 여부 중 적어도 하나를 결정하도록 구성된 시스템. - 제 65 항에 있어서,
상기 감독 학습 알고리즘은 피셔의 선형 판별인, 환자가 낙상했는지의 여부 또는 낙상하려 하는지의 여부 중 적어도 하나를 결정하도록 구성된 시스템. - 환자의 가속도를 측정하기 위한 무선 생리학적 센서로서,
상기 무선 생리학적 센서는,
최하부 표면 및 최상부 표면을 포함하는 베이스 ― 상기 베이스는 또한 제 1 애퍼처(aperture), 제 2 애퍼처 및 제 3 애퍼처를 포함하며, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 애퍼처들 각각은 상기 베이스의 상기 최하부 표면과 상기 최상부 표면 사이에서 연장함―;
전도성 트랙들과 연결 패드들, 최상부측 및 최하부측을 포함하는 기판 층 ― 상기 기판 층의 상기 최하부 측은 상기 베이스의 상기 최상부 표면위에 배치되며, 상기 기판 층은 또한 제 1 스루-홀 비아(through-hole via) 및 제 2 스루-홀 비아를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 스루-홀 비아들 각각은 상기 기판 층의 상기 최상부 측과 상기 최하부 측 사이에서 상기 기판 층을 통해 연장함―;
상기 환자의 열 에너지에 반응하며, 상기 기판 층의 상기 최상부 측상에 장착되며, 그리고 상기 기판 층의 상기 최상부 측과 열적 통신하는 열 접촉부(thermal contact)를 포함하는 온도 센서 ― 상기 제 1 스루-홀 비아는 상기 기판 층의 상기 최상부 측상의 상기 온도 센서와 상기 기판 층의 상기 최하부 측상의 상기 베이스의 상기 제 1 애퍼처와 정렬되며, 상기 베이스의 상기 제 1 애퍼처 및 상기 기판 층의 상기 제 1 스루-홀 비아는 상기 온도 센서가 상기 제 1 애퍼처에 대응하는 상기 베이스의 상기 최하부 표면의 부분과 열적 통신하게 하도록 적어도 열 전도성 물질로 충전됨―;
상기 기판 층의 상기 최상측상에 장착되며, 상기 환자의 심장에 의해 생성된 전기 신호들에 응답하며, 그리고 상기 전기 신호들에 응답하는 전극과 연장가능 리드(lead)를 포함하는 ECG 센서 ― 상기 ECG 센서는 또한 상기 기판 층의 상기 최상부 측과 전기 통신하는 전기 접촉부를 포함하며, 상기 제 2 스루-홀 비아는 상기 기판 층의 상기 최상부 측상의 상기 ECG 센서의 상기 전기 접촉부와 상기 기판 층의 상기 최하부 측상의 상기 베이스의 상기 제 2 애퍼처와 정렬되며, 상기 베이스의 상기 제 2 애퍼처 및 상기 기판 층의 상기 제 2 스루-홀 비아는 상기 ECG 센서가 상기 제 2 애퍼처에 대응하는 상기 베이스의 상기 최하부 표면과 부분과 전기 통신하게 하도록 적어도 전기 전도성 재료로 충전됨;
상기 기판 층상에 장착되고 상기 환자의 선형 가속도에 응답하는 가속도계; 및
상기 환자에 의해 생성된 진동 운동에 응답하는 음향 호흡 센서를 포함하고, 상기 음향 호흡 센서는 상기 기판 층의 상기 최하부 측상 배치되고 상기 베이스의 상기 제 3 애퍼처를 통해 상기 베이스의 상기 최하부 표면을 넘어 연장하며, 상기 음향 호흡 센서는 상기 가속도계에 진동 운동을 기계적으로 전달하기 위하여 상기 기판 층과 구조적으로 통신하는, 환자의 가속도를 측정하기 위한 무선 생리학적 센서. - 제 68 항에 있어서,
상기 생리학적 센서가 사전에 활성화되었는지의 여부를 표시하는 정보를 저장하도록 구성된 정보 엘리먼트를 더 포함하는, 환자의 가속도를 측정하기 위한 무선 생리학적 센서. - 제 68 항 또는 제 69 항에 있어서,
상기 기판 층 상에 장착된 자이로스코프를 더 포함하며, 상기 자이로스코프는 상기 환자의 각속도에 응답하는, 환자의 가속도를 측정하기 위한 무선 생리학적 센서. - 제 68 항 내지 제 70 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스는 상기 제 1 애퍼처에 대응하는 상기 베이스의 상기 최하부 표면의 상기 부분을 둘러싸는 상기 환자의 신체의 부분을 절연하는, 환자의 가속도를 측정하기 위한 무선 생리학적 센서. - 제 68 항 내지 제 72 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열 에너지, 상기 전기 신호들, 상기 선형 가속도 및 상기 진동 운동을 나타내는 정보를 무선으로 송신하도록 구성된 무선 트랜시버를 더 포함하는, 환자의 가속도를 측정하기 위한 무선 생리학적 센서. - 제 72 항에 있어서,
상기 무선 트랜시버는 페어링 신호를 송신하도록 구성되는, 환자의 가속도를 측정하기 위한 무선 생리학적 센서. - 제 72 항에 있어서,
상기 무선 트랜시버는 상기 생리학적 센서가 사전에 활성화되었음을 표시하는 메시지를 송신하도록 구성되는, 환자의 가속도를 측정하기 위한 무선 생리학적 센서. - 제 72 항에 있어서,
상기 무선 트랜시버는 상기 생리학적 센서와 연관된 품질 표준이 손상되었다는 통지를 송신하도록 구성되는, 환자의 가속도를 측정하기 위한 무선 생리학적 센서. - 제 72 항에 있어서,
상기 무선 트랜시버는 상기 생리학적 센서의 서비스 수명이 거의 끝나가고 있음을 표시하는 메시지를 송신하도록 구성되는, 환자의 가속도를 측정하기 위한 무선 생리학적 센서. - 제 68 항 내지 제 76 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판 층의 상기 최하부 측상에 그리고 상기 기판 층의 최하부 측과 상기 베이스의 상기 최상부 표면 사이에 장착된 배터리 ― 상기 배터리는 상기 기판 층과 전기 접촉하며, 상기 배터리는 상기 기판 층의 상기 베이스의 상기 최상부 표면과 상기 기판 층의 상기 하부 측의 부분사이에 리세스(recess)를 형성함 ―; 및
상기 형성된 리세스를 충전하도록 배치된 장착 프레임을 더 포함하고, 상기 장착 프레임은 상기 베이스와 상기 기판 층 사이에 견고한 구조 지지물을 제공하도록 구성되는, 환자의 가속도를 측정하기 위한 무선 생리학적 센서. - 제 77 항에 있어서,
상기 장착 프레임은,
상기 제 1 스루-홀 비아와 상기 베이스의 상기 제 1 애퍼처와 정렬된 제 1 장착 프레임 애퍼처 ― 상기 제 1 장착 애퍼처는 상기 온도 센서가 상기 제 1 애퍼처에 대응하는 상기 베이스의 상기 최하부 표면의 상기 부분과 열적 통신하도록 적어도 상기 열 전도성 재료로 충전됨; 및
상기 제 2 스루-홀 비아와 상기 베이스의 상기 제 2 애퍼처와 정렬된 제 2 장착 프레임 애퍼처를 더 포함하며, 상기 제 2 장착 애퍼처는 상기 ECG 센서가 상기 제 2 애퍼처에 대응하는 상기 베이스의 상기 최하부 표면의 상기 부분과 전기 통신하게 하도록 적어도 상기 전기 전도성 재료로 충전되는, 환자의 가속도를 측정하기 위한 무선 생리학적 센서. - 제 68 항 내지 제 78 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판 층상에 장착되고, 상기 환자의 각속도에 응답하는 자이로스코프;
상기 기판 층 상에 장착되고 자기장에 응답하는 자력계;
상기 기판 층에 장착되고 상기 온도 센서, ECG 센서, 가속도계, 자이로스코프 및 자력계와 통신하는 프로세서 ― 상기 프로세서는 상기 열 에너지, 전기 신호들, 선형 가속도, 진동 운동, 각속도, 및 자기장을 나타내는 신호들을 생성하도록 구성됨 ―; 및
상기 기판 층상에 장착되며 상기 프로세서와 통신하는 무선 트랜시버를 더 포함하며, 상기 무선 트랜시버는 상기 열 에너지, 전기 신호들, 선형 가속도, 진동 운동, 각속도 및 자기장을 나타내는 상기 생성된 신호들을 송신하도록 구성되는, 환자의 가속도를 측정하기 위한 무선 생리학적 센서. - 제 79 항에 있어서,
상기 기판 층 상에 장착되고 상기 제 2 애퍼처에 대응하는 상기 베이스의 상기 최하부 표면의 상기 부분과 전기 통신하는 임피던스 센서를 더 포함하는, 환자의 가속도를 측정하기 위한 무선 생리학적 센서. - 제 79 항에 있어서,
상기 가속도계는 3차원 가속도계이고, 상기 자이로스코프는 3차원 자이로스코프인, 환자의 가속도를 측정하기 위한 무선 생리학적 센서. - 욕창 위험, 낙상 검출, 또는 낙상 위험 중 적어도 하나를 모니터링하기 위한 웨어러블 무선 센서로서,
상기 생리학적 센서는,
제 1 애퍼처를 포함하는 베이스;
상기 회로 층을 통해 연장하는 제 1 스루-홀 비아를 포함하는 회로층; 및
환자의 열 에너지에 반응하며, 상기 회로 층상에 장착되며 그리고 상기 회로 층과 열적 통신하는 열 접촉부를 포함하는 온도 센서를 포함하며;
상기 제 1 스루-홀 비아는 상기 온도 센서의 상기 열 접촉부와 상기 베이스의 제 1 애퍼처와 정렬되며, 그리고,
상기 제 1 애퍼처 및 상기 제 1 스루-홀 비아는 상기 온도 센서가 상기 제 1 애퍼처에 대응하는 상기 베이스의 부분과 열적 통신하게 하도록 열 전도성 물질을 포함하는, 욕창 위험, 낙상 검출, 또는 낙상 위험 중 적어도 하나를 모니터링하기 위한 웨어러블 무선 센서. - 제 82 항에 있어서,
상기 베이스는 상기 제 1 애퍼처에 대응하는 상기 베이스의 상기 부분을 둘러싸는 상기 환자의 신체의 부분을 절연하는, 욕창 위험, 낙상 검출, 또는 낙상 위험 중 적어도 하나를 모니터링하기 위한 웨어러블 무선 센서. - 제 82 항 또는 제 83 항에 있어서,
상기 베이스의 제 2 애퍼처;
상기 회로 층의 상기 최상부 측과 최하부 측 사이에서 상기 회로 층을 통해 연장하는 제 2 스루-홀 비아;
상기 회로 층상에 장착되며 전기 신호들에 응답하는 ECG 센서를 더 포함하며, 상기 ECG 센서는 상기 전기 신호들에 응답하는 전극과 연장 가능 리드를 포함하고, 상기 ECG 리드는 또한 상기 회로 층과 전기 통신하는 전기 접촉부를 포함하며;
상기 제 2 스루-홀 비아는 상기 회로 층상의 상기 ECG 센서의 상기 전기 접촉부와 상기 베이스의 상기 제 2 애퍼처와 정렬되며, 그리고
상기 베이스의 상기 제 2 애퍼처 및 상기 회로 층의 상기 제 2 스루-홀 비아는 전기 전도성 재료를 포함하고, 상기 ECG 센서는 상기 전도성 재료를 통해 상기 제 2 애퍼처에 대응하는 상기 베이스의 부분과 전기 통신하는, 욕창 위험, 낙상 검출, 또는 낙상 위험 중 적어도 하나를 모니터링하기 위한 웨어러블 무선 센서. - 제 82 항 내지 제 84 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회로 기판상에 장착되고 상기 환자의 선형 가속도에 응답하는 가속도계; 및
상기 베이스의 제 3 애퍼처; 및
상기 환자의 진동 운동에 응답하는 음향 호흡 센서를 포함하며, 상기 음향 호흡 센서는 상기 회로층 상에 배치되고 상기 베이스의 상기 제 3 애퍼처를 통해 연장되며, 상기 음향 호흡 센서는 감지된 진동 운동을 상기 가속도계에 기계적으로 전달하기 위하여 상기 회로 층과 견고한 구조적으로 통신하는, 욕창 위험, 낙상 검출, 또는 낙상 위험 중 적어도 하나를 모니터링하기 위한 웨어러블 무선 센서. - 제 82 항 내지 제 85 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회로 층상에 장착된 자이로스코프를 더 포함하고, 상기 자이로스코프는 상기 환자의 각속도에 응답하는, 욕창 위험, 낙상 검출, 또는 낙상 위험 중 적어도 하나를 모니터링하기 위한 웨어러블 무선 센서. - 제 86 항에 있어서,
상기 가속도계는 3차원의 가속도계를 포함하고, 상기 자이로스코프는 3차원의 자이로스코프를 포함하는, 욕창 위험, 낙상 검출, 또는 낙상 위험 중 적어도 하나를 모니터링하기 위한 웨어러블 무선 센서. - 제 82 항 내지 제 87 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 생리학적 센서가 사전에 활성화되었는지의 여부를 표시하는 정보를 저장하도록 구성된 정보 엘리먼트를 더 포함하는, 욕창 위험, 낙상 검출, 또는 낙상 위험 중 적어도 하나를 모니터링하기 위한 웨어러블 무선 센서.
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