TW201337825A - 病患監控系統 - Google Patents

Abstract

本發明揭露關於一系統之數個示例性實施例，其係用以監控一結構(如床體或床墊)上之一病人的狀態，所監控之狀態可包含病人是否在結構上、病人的位置、病人的進出、以及其他可經由移動而偵測得到之跡象，如活動力等級、呼吸、癲癇發作、心跳速率等。在示例性實施例中，其包含設置於該結構之一個以上之加速度計以及一計算裝置，其中，病人之移動或位置變化可以傳送至加速度計，而計算裝置可處理來自加速度計之數據。

Description

病患監控系統

以下所述之系統、方法及示例性實施例係關於監控病人，特別關於病床之監控及病患生命跡象之監控。

習知的系統包含病床監視器，用以當一病患上下病床時提醒看護員；此外，習知的系統還可包含一移動監視器，用以追蹤病患之移動，藉以確保病患有足夠的移動以避免褥瘡產生；再者，習知的系統還可包含一病患生命跡象監視器。

習知的病患監控系統採用不同的感測機制，如壓力感測器、重量感測器、氣壓感測器、及電容感測器等，以便實現所需之監控功能，然而，上述之感測機制皆分別具有不同功能及限制。

本發明之實施態樣係揭露一種系統，其包含一感測器床單，包含用以分別偵測一病患支撐結構之一個以上之表面撓曲的一個以上之加速度計，以及用以依據所偵測到之一個以上之表面撓曲記錄數據、並通訊連接於一計算裝置之一模組。

本發明之實施態樣係揭露一種電腦可讀取之記錄媒體，其記錄用以執行一程序之指令，該等指令包含處理從一感測器床單接收之數據，其中感測器床單包含一個以上之加速度計，用以偵測一病患支撐結構之一個以上之表面撓曲。

本發明之實施態樣係揭露一種感測器床單，包含：一個以上之加速度計，用以偵測一床墊之一個以上之表面撓曲；以及一個以上之固定件，用以將感測器床單固定於床墊。

1、22‧‧‧感測器床單

100-126‧‧‧步驟

2、62‧‧‧加速度計

21、31‧‧‧床墊

23‧‧‧床罩

3‧‧‧導線

32‧‧‧計算裝置

33‧‧‧資料連接

34‧‧‧遠端裝置

4‧‧‧綁帶

5‧‧‧模組

51-59‧‧‧步驟

61‧‧‧晶片(MEMS加速度計積體電路)

63‧‧‧類比-數位轉換器

64‧‧‧數位訊號處理器

65‧‧‧串列式界面

66‧‧‧纜線

圖1顯示一示例性實施例之病患監控系統。

圖2顯示貼附加速度計之一示例性實施例。

圖3顯示依據一示例性實施例之複數個病患監控系統，其係被一計算裝置所管理。

圖4顯示依據一示例性實施例之判斷病人狀態之流程圖。

圖5顯示依據一示例性實施例之利用感測器之測量結果進行判斷生命跡象之流程圖。

圖6顯示一示例性實施例之加速度計積體電路之示意圖。

本發明之示例性實施例關於一支撐結構(例如為一病患支撐結構，如一床體或一床墊)中監控一物體，其不需直接在病患身上貼附監控感測器，因此被監控之物體可以自由移動且不需考慮與其他裝置的實體連接。

本發明之示例性實施例利用一個以上之加速度計，藉以達成監測功能，與習知技術不同的是，本發明之示例性實施例藉由加速度計可使得病患相對無感，其中加速度計可以感測床體的表面撓曲，進而感測病患的位置及動作，因此，加速度計不需接觸或直接鄰設(下方)於病患。

本發明之示例性實施例揭露一種系統，其係監控位於一病患支撐結構(如病床或床墊)之一病患的狀態，此系統可包含一個以上設置於該結構之加速度計，以及用以處理來自該等加速度計之數據的計算裝置。其中，一加速度計係為一感測裝置，其可以依據加速度計所經歷的加速度而產生一輸出，例如，重力可視為一加速度外力，因此加速度計之輸出會隨著其方位相對於重力方向的改變而變化，藉由在病床之表面上或附近設置一加速度計，可以有效地檢測出病床表面的微小的傾斜變化或是區域撓曲變化。

在本發明之示例性實施例之系統中，加速度計係貼附於一柔性床單之固定位置上，此床單可以利用一罩體(如床罩)的方式固定於 一支撐結構(如床體)上，且其可以具有一個以上之固定件。當病患進入或離開支撐結構(例如但不限於一床體)時，具有柔性感測床單之床體之表面會對應彎曲或不彎曲，此彎曲/不彎曲可以使得感測器床單位於一初始或預設位置，而感測器床單可以從此初始或預設位置彎曲或變化至另一位置，當然，感測器床單最終可以再回到其初始或預設位置。因此，當一病患躺在床上時，即使是病患的微小動作或位置改變皆可以使得加速度計之輸出產生可檢出之變化，此輸出數據係由一計算裝置所收集，而病患之狀態則可依據該數據而判斷。

圖1顯示一示例性實施例之病患監控系統，在本示例性實施例中，一感測器床單1使用四個加速度計2，其係貼附於一柔性床單之周圍，其中，加速度計的數量及配置可以依據所需之空間解析度及覆蓋面積而任意變化。此外，加速度計係藉由數組導線3而連接至一模組5，其中，各組導線3包含電力及資料通訊之導線連接，然而，其亦可以依據不同需求而採用其他配置，例如可以將加速度計以無線連接方式連接至模組，而該等加速度計分別具有獨立的電源。

模組5可供應電力至加速度計2，並可提供一電腦可讀取之媒體，以便收集、處理及傳送數據資料。此模組本身可以由一個以上之電池所驅動，或是透過一交流/直流適配器而連接至一主電源輸出。上述之電腦可讀取之媒體可包含一有形媒體，如快閃記憶體、隨機存取記憶體、硬碟機等等，此外，其亦可為一電腦可讀取之信號媒體，其可包含一信號媒體，如載波。

圖2顯示貼附加速度計之一示例性實施例，詳細而言，在圖2顯示之示例性實施例中，感測器床單係設置於一病患支撐結構上，且設置一個以上之固定件以便將感測器床單固定於病患支撐結構。在本實施例中，病患支撐結構係為一床墊，感測器床單22係藉由固定件而固定於床墊21，其中，固定件係為設置於感測器床單之角落的角落綁帶4，其係分別用以環繞床墊之一角。在本實施例中，綁帶4係為彈性且可調整，因此可以提供適當服貼於床墊。然而，依據不同需求，亦可以使用熟悉該項技術者所熟知的其他固定結構來固定感測器床單於床墊上。另外，依據不同需求，可利用一床罩23罩住感測器床單，以方便清洗。於此，床罩或床單 實質上不影響感測器的運作。

圖3顯示依據一示例性實施例之複數個病患監控系統，其係共用一個計算裝置之資料庫。如圖所示，床墊31上設有感測器床單，各床單分別具有一模組，用以針對各別之床墊進行資料處理，但其亦可藉由複數個床墊進行各別床墊之資訊收集，並集中於一集中位置；各床墊之模組可分別經由一資料連接33連接至一計算裝置32，此資料連接33可以是有線或無線方式。

計算裝置32係做為一伺服器，用以經由無線方式(如Wi-Fi或3G網路)發出一通知至遠端裝置34，如一平板電腦或一智慧型手機；然後，看護者可以利用遠端裝置34來觀察與病患相關的資料庫資訊，並針對此通知輸入回覆。此計算裝置32可以維護一資料庫，並持續追蹤病患、病床、使用者、看護者、通知、及回覆，並可以透過一電腦可讀取之記錄媒體或電腦可讀取之信號媒體而實現。

上述之通知可以依據其緊急程度而有不同的形式，舉例而言，一通知可以在看護者之裝置(如遠端裝置34)中藉由一跳出式界面所顯示，並輸出一聲音訊號，而不同的緊急程度可以由不同的文字、顏色、或聲音來表示。此外，通知可以包含給看護者的指令，並要求一確收或特定的回覆。上述之通知可以依據一可配置之規則組進行條件判斷而觸發，此規則組可以將使用者的輪廓列入考量，其中，病患之輪廓包含可配置之臨界值及校正等級，其可用以設定條件，進而依據感測器之輸入而觸發通知。

以下舉例但非為限制，若一病患有癲癇發作的傾向，可以據此進行校正，因此當感測器床單偵測到超過特定臨界值的移動時，會發出一警告。在另一實施例中，若一病患有摔落受傷的傾向，可以據此進行校正，因此當偵測到朝向床緣移動的移動時，會發出一通知給護士。病患之使用者概況可包含病歷、偏好、藥物治療、限制等各種資訊或其他資訊(如體重、年齡、家庭接觸狀況、醫生、或用藥資訊)。此外，亦可以具有醫護人員的概況，其可以包含歷史紀錄、能力、可用性等資訊，例如，可以建立一護士之概況，以使得該護士只收到來自特定病患的通知。

此外，可以藉由計算裝置32上的軟體來協調回應不同來源 之輸入及通知，因此可以依照預期的方式委派各項回覆及資源，。其中，除了利用感測器床單提供輸入以外，還可以利用其他感測器(如血壓監視器或血氧濃度計)提供輸入；再者，還可以由病患手動提供一組輸入，例如透過緊急鈴按鈕呼叫或透過遠端裝置控制環境，如打開或關閉房間內的燈。

另外，還可以藉由醫護人員所攜帶之遠端裝置34提供輸入，藉以控制環境；上述之可配置之規則組更包含關於員工或病患進行某種控制的管理規則，其中，使用者概況可以提供該使用者的偏好及限制。此外，依據所需要求，其他輸入(如日期、時間)可以是自動提供，例如，在白天時，有窗戶的房間不需要開燈。

上述之可配置之規則組還包含關於如何回應所給予之輸入的規則，考量輸入與規則，計算裝置32可依據可用之資源發出回覆，例如，在不同工作輪值與不同位置，可由不同員工操作一設施，因此，計算裝置32可提醒從遠端裝置登入之員工其可用性及位置，並可輸出一警示或要求，使最靠近且有空閒的護士提供該病患所需之回覆及幫助；而在該護士處理完此要求後，可以透過遠端裝置34輸入此要求的回覆狀態為已解決，然後，計算裝置32可獲知該護士為有空閒，而能夠進行其他回覆動作。上述回覆及解決狀態的記錄可以提供審查追蹤，以持續追蹤看護者績效並確保病患照護品質。此外，計算裝置32還可用以控制(如自動控制)非緊急回覆如調整燈的亮度、房間溫度、或其他環境狀況，舉例而言，當偵測病患呆在床上一段時間且移動量低時(表示病患已經睡著)，可以在夜間自動調整房間燈的亮度。

圖4顯示計算裝置的一系列程序，用以偵測病患狀態的變化。在步驟100中，開啟計算裝置的電源；在步驟102中，初始化裝置的軟體；在步驟104中，初始化無線網路；當一感測器床單或床墊啟動時，感測器床單經由無線網路輸出數據至計算裝置(步驟106)，並檢查所接收之數據是否來自一已知的感測器床單(步驟108)；若此感測器床單為已知，則比較此數據與一平均數據(步驟110)，其中，”平均數據”可以透過不同方式計算而得，如簡單移動平均(SMA)、累進移動平均、權重移動平均、指數移動平均等，或者，熟悉該項技術者可以依據需要使用任一種已知的 方法進行計算。

在步驟112，計算裝置接著判斷感測器床單是否處於穩定狀態，若新數據超過平均值達到一臨界值(如預設的臨界值)時，計算裝置可判斷感測器床單未處於穩定狀態，而其新狀態未定，因此可設定一新狀態未定之旗標(步驟124)，並計算新的平均值(步驟126)；在步驟114，若新數據未超過平均值且新狀態旗標為已設定，則計算新狀態；在步驟116，清除此新狀態未定之旗標，並且當新狀態要求發出警示時，發出一警示；在步驟126，利用新數據更新平均值；在步驟120，若數據來自未註冊之感測器床單，則計算裝置檢查此新感測器床單是否在一校正狀態，若此床墊已完成校正，則將其標定為已註冊(步驟118)，並可進行數據處理；在步驟122，若此感測器床單尚未完成校正，則記錄此數據並執行校正。

圖5顯示依據一示例性實施例之利用感測器之測量結果進行判斷生命跡象之流程圖。在本示例性實施例中，生命跡象可以從加速度計的測量結果取得，而不需依靠其他感測器的輔助。在圖5所示之示例性實施例中，係利用加速度計之數據判斷呼吸速率及心跳速率，其可以透過一電腦可讀取之記錄媒體而實現於感測器床單22或計算裝置32上。在步驟51，當病患躺在床上時，以一段時間方式記錄加速度計之數據；在步驟52，濾除此數據中的不真實數據點，例如，可刪除超過預期範圍的數值；在步驟53，對以過濾之數據進行傅立葉轉換計算，以便將此數據從時域轉換為頻域，於此，可以使用快速傅立葉轉換(FFT)進行上述之傅立葉轉換計算，當然，熟悉該項技術者亦可以利用其他方式進行傅立葉轉換；在如圖5所示之示例性實施例中，快速傅立葉轉換(FFT)的輸出結果可包含關於能量數量的數值，其輸入信號具有一定之頻率此頻率之範圍係收集於一箱中，進而分析可用之範圍；在如圖5所示之示例性實施例中，其係假設一成年人的呼吸係為每分鐘12至25次(cpm)，且其心跳為每分鐘40至100次(cpm)，因此，在步驟56，可以分別判斷其呼吸速率(如步驟54)及心跳速率(如步驟55)在此範圍內；在步驟57，測試此峰值以便判斷該峰值是否夠高或是與平均值相較下達到一臨界值，而邊緣部分是否能夠作為無效判讀。若判斷此峰值夠高或是達到一定臨界值，則再次判斷並產生輸出，分別如呼吸速率(如步驟58)及/或心跳速率(如步驟59)。若為無 效判讀，則取得一組新的數據；於此，可以依據需求以及與前述相同的判斷方法所得之生命跡象，而採用另一組組態設定。

圖6顯示一示例性實施例之加速度計積體電路之示意圖，其中，加速度計係由一微機電系統(MEMS)技術所實現；微機電系統裝置可以利用與矽積體電路相同的製程步驟進行製造，與矽積體電路能夠整合不同功能的特徵相同，可以將不同加速度計整合於單一晶片(MEMS加速度計積體電路)61。在一較佳配置中，其係將三個加速度計62分別設置於三個對應之正交空間軸上。另外，在晶片上設有類比-數位轉換器63，用以將來自加速度計之類比訊號轉換為數位訊號。另外，晶片式數位訊號處理器(DSP)64可以進行數位功能，如過濾數據；一串列式界面65可用以透過纜線66與一外部處理模組溝通，而纜線66包含一捆串列式界面線及電源線，此纜線可連接於外部模組5(如圖1所示)，其可以連接、控制、並提供電源至加速度計電路。此外，亦可以採用其他加速度計態樣以實現本發明之預期實施態樣，其可包含但不限於電容式、光學式、諧振式、應變儀式等加速度計，當然，其亦可以利用無線通訊方式連接加速度計與處理模組。

此外，部分的詳細敘述係以一電腦中的演算法及符號表示之操作的方式呈現，此演算法敘述及符號表示係為熟悉該項技術者在進行數據處理領域時常用的表示方式，以便向其他該技術領域者有效地傳達其發明的本質，其中，演算法可以是定義的一系列步驟，用以導出預期的最終狀態或結果，在本示例性實施例中，可以利用有形物件的實際操作以實現該等步驟，進而達到一有形的結果。

再者，熟悉該項技術者可以輕易地依據本說明書內容及示例性實施例衍生出其他實施態樣，上述示例性實施例的各種態樣及/或元件接可以單獨使用或是以任意組合方式應用，上述之說明書內容及實施例係僅為示例性，本發明的實際範圍及其精神係依據下列申請專利範圍而定。

1‧‧‧感測器床單

2‧‧‧加速度計

3‧‧‧導線

4‧‧‧綁帶

5‧‧‧模組

Claims (20)

1. 一種系統，包含：一感測器床單，包含用以分別偵測一病患支撐結構之一個以上之表面撓曲的一個以上之加速度計，以及用以依據所偵測到之一個以上之該表面撓曲記錄數據、並通訊連接於一計算裝置之一模組。
2. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中當所接收到之該數據符合一條件時，該計算裝置更用以傳送一通知至一遠端裝置。
3. 如申請專利範圍第2項所述之系統，其中該遠端裝置係透過一無線網路連接至該計算裝置，用以透過該無線網路調整對該病患支撐結構之控制。
4. 如申請專利範圍第3項所述之系統，其中對該病患支撐結構之該等控制包含容納該病患支撐結構之一房間的環境控制。
5. 如中請專利範圍第2項所述之系統，其中該條件包含依據該病患之輪廓之一可配置之規則組，該可配置之規則組包含針對該病患之一校正。
6. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該計算裝置更藉由處理來自該感測器床單之該數據而判斷一生命跡象數據。
7. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該感測器床單更包含一個以上之固定件，用以將該感測器床單固定於該病患支撐結構，且該病患支撐結構包含一床墊。
8. 一種電腦可讀取之記錄媒體，其記錄用以執行一程序之指令，該等指令包含：處理從一感測器床單接收之數據，其中該感測器床單包含一個以上之加速度計，用以偵測一病患支撐結構之一個以上之表面撓曲。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電腦可讀取之記錄媒體，其中該等指令更包含當被處理之該數據符合一條件時，傳送一通知至一遠端裝置。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電腦可讀取之記錄媒體，其中該條件包含依據該病患之輪廓之一可配置之規則組，該可配置之規則組包含針對該病患之一校正。
11. 如申請專利範圍第8項所述之電腦可讀取之記錄媒體，其中該等指令更包含依據所接收之一命令調整對該病患支撐結構之控制。
12. 如申請專利範圍第11項所述之電腦可讀取之記錄媒體，其中對該病患支撐結構之該等控制包含容納該病患支撐結構之一房間的環境控制。
13. 如申請專利範圍第8項所述之電腦可讀取之記錄媒體，其中該等指令更包含依據該處理判斷一生命跡象數據。
14. 如申請專利範圍第8項所述之電腦可讀取之記錄媒體，其中該病患支撐結構為一床墊。
15. 一種感測器床單，包含：一個以上之加速度計，用以偵測一床墊之一個以上之表面撓曲；以及一個以上之固定件，用以將該感測器床單固定於該床墊。
16. 如申請專利範圍第15項所述之感測器床單，更包含一模組，用以依據所偵測到之一個以上之該表面撓曲記錄數據、並通訊連接於一計算裝置。
17. 如申請專利範圍第16項所述之感測器床單，其中該模組係透過一無線網路通訊連接該計算裝置。
18. 如申請專利範圍第15項所述之感測器床單，其中一個以上之該等固定件係用以將該感測器床單固定於該床墊之之一個以上之角落。
19. 如申請專利範圍第15項所述之感測器床單，更包含一適配器，用以連接至一電源輸出。
20. 如申請專利範圍第15項所述之感測器床單，更包含一電源，其係使用 一個以上之電池。