TW201532004A - 早期急性跌落危險性偵測 - Google Patents

Abstract

早期偵測跌落危險性的監視系統和方法。偵測佔據床之對象的升起狀態。回應於偵測到升起狀態，則觸發對象的血壓測量。當測量的血壓不在選定的血壓範圍裡時則示警。

Description

早期急性跌落危險性偵測

本發明關於早期偵測對象之跌落危險性的監視系統和方法。

當人站立時，血管回應於重力而變窄。這補償確保含氧血液穩定的供應給頭腦。直立性低血壓也稱為姿勢性低血壓，其係增加血壓的補償機制有所延遲並且可以導致暈眩、甚至跌落的情形。

對於年長和身體衰弱的人們而言，常常由於當站起時的此種低腦部血壓而發生跌落。年長或身體衰弱人們的跌落意外導致許多苦難和高額的健康照護成本。因此跌落危險情況的偵測是非常重要。

於既有的系統，包括壓力感測器的墊子放置在病人的床旁邊，並且用於偵測病人是否站起。墊子偵測病人何時把他的腳放在上面，並且為了避免可能的跌落危險性，向健康照護工作者示警表示病人正在起床。

放在床旁之分開墊子的問題是可能在上面絆倒的危險性。此外，分開的墊子使地板的清潔變得複雜，這在醫院特別是很重要的方面。這類裝置的問題也在於它將由於任何人踏在它上面而發出警報，而不管踩踏者是否是病人或者病人是否暈眩而有跌落的危險性。

本發明的目的是提供改善的解決方案以偵測起床對象的跌落危險性。本發明的目的是以根據申請專利範圍之獨立項的監視系統、床、方法和電腦程式產品而達成。

本發明的較佳實施例揭示於附屬項。

本發明使用床佔據、位置感測、血壓感測的組合。偵測包括偵測佔據床的對象是否想要起床，然後偵測對象的血壓是否適當的反應以讓對象安全的站起。

本發明的進一步優點則以下面的實施例來更詳細的討論。

30~38‧‧‧本發明的方法階段

100‧‧‧人類對象

102‧‧‧床

104‧‧‧傾斜計、感測器單元

106‧‧‧高度計

108‧‧‧控制單元(CU)

110‧‧‧遠端節點(RCU)

112‧‧‧測量對象血壓

210‧‧‧處理構件(CP)

212‧‧‧記憶單元(MU)

214‧‧‧介面單元(IU)

在下面，本發明將關於較佳實施例並參考所附圖式來更詳細描述，其中：圖1示範應用於監視系統的基本元件；圖2示範控制單元的功能性元件；圖3是流程圖，其示範早期偵測對象之跌落危險性的方法。

以下的實施例是範例性的。雖然說明書可以指稱「一」或「某些」(多個)實施例，但是這不必然意謂每個此種參照是針對相同的(多個)實施例，或者不必然意謂該特色僅適用於單一實施例。不同實施例的單一特色可加以組合以提供未來的實施例。

於以下，本發明的特色將以當中可以實施本發明之多樣實施例的偵測跌落危險性之系統和方法的簡單範例來描述。與示範實施例有關的元件才詳細描述。舉例而言，血壓測量和傾斜偵測的多樣實施例一般而 言是熟於此技藝者所知的，並且可以不在此做特定描述。

圖1的示意圖示範應用於本發明之實施例的基本元件。本發明的實施例關於監視系統，其包括用於偵測對象之升起狀態的構件、用於測量對象之血壓的構件、用於誘發警報的構件。

典型而言，對象是人類對象100，其示意顯示於圖1。然而，本發明可應用於具有心臟血液循環並且能夠從休息位置起身之任何類型的對象；因此也可應用於某些動物。

監視系統是有利的應用於床102，床意謂是讓對象可以安全駐留的結構，並且對象可以依自己意志而從床上起來。床一詞在此因此是指對象可以休息而不對他自己施力(典型而言支撐抵抗重力)之任何類型的結構。有利而言，床提供適合躺下的水平面。床也可以包括至少部分可傾斜的構造，亦即其中至少一末端可以傾斜或升起，如此則床上的人以坐著或半坐的位置來休息。床的範例包括具有框架和床墊的多件家具、醫院設備、擔架、架式床鋪和類似者。

監視系統建構成應用於床以監視對象。監視系統因此可以包括一或更多個分開的元件，其固定的或可拆除的耦合於床，或者包括成床的整合部分。本發明的實施例因此也包括的床是包括監視系統的至少部分元件。

當對象100在床102上休息時，系統建構成偵測床佔據狀態。床佔據已經於某些習用的監視系統中做監視，並且可以在本範圍裡應用任何已知的方法。舉例而言，有可能將一或更多個壓力感測器放置於對象底下的位置，並且回應於來自那些壓力感測器的訊號而偵測床佔據狀態。

圖1的範例性實施例顯示以附接到床的傾斜計104來偵測床佔據之新的有利方法。當對象是在床上時，他的心臟循環收縮而經由動脈和靜脈的網路來泵送血液。這心肌活動引起對象身體的機械移動。這些移動誘發床的運動，並且這床運動可以用加速度計或用於傾斜測量的特殊加速度計(傾斜計)來偵測。床佔據因此可以用最少的設備來偵測。相同的加速度計或傾斜計甚至也可以用於偵測對象的升起狀態，如稍後將討論。

只要對象在床上休息，他就可以翻來覆去；但總的來說，他可以視為安全的。當他決定起床時，他必須在床上以特定方式來移動。於本發明的實施例，一組特定的偵測運動係解讀成指示對象想要起床，亦即指示對象的升起狀態。每當偵測到這組運動，監視系統便認為對象已經轉移到升起狀態。

升起狀態可以從附接到對象的感測器而直接偵測。舉例而言，用於偵測升起狀態的構件可以包括高度計106，其附接到對象的身體上部(頭、肩……)。高度計的參考高度可以設定為床的水平面高度。在對象可以起床之前，他必須坐起來。當他在床上坐起時，高度計的高度據此改變。於本範例，用於識別升起狀態的運動因此是偵測高度比參考高度有所增加，並且當增加超過特定的門檻時可以偵測到升起狀態。

替代而言，升起狀態可以從連同對象移動的床移動而間接偵測。舉例而言，用於偵測升起狀態的構件可以包括微機電系統(MEMS)傾斜計104，其連接到床102以偵測它的傾斜改變。為了模型化，對象可以視為在床上之物體的重心。當對象躺在床上時，床的重心相關於床的側邊而位在中央，並且在縱向上(床之水平面的長度方向)較靠近床頭。當對象坐起 時，頭和上身則升起，並且重心朝向床尾移動。這改變床的縱向傾斜。另一方面，當對象朝向床的側邊移動並且使他的腿移動超過床的側邊時，床的重心朝向床的側邊移動。這改變床的橫向傾斜。舉例來說，升起狀態可以從偵測床的運動而偵測，在此是依序偵測縱向傾斜的改變和橫向傾斜的改變。

用於偵測升起狀態的構件可以包括一或更多個感測器。如稍早所討論，升起狀態可以使用應用於偵測床佔據狀態的加速度計或傾斜計而偵測。舉例而言，已經偵測到身體對於對象心跳的回彈則傾向於使床在縱向振動。這振動可以用先進的傾斜計而在0.5到3赫茲頻帶偵測到，典型而言每分鐘約60下。用於床的感測器較佳而言可以是低噪感測器，其低的訊噪比譬如為20~30μG/√Hz，像是村田(Murata)的SCA100T傾斜計。像是這樣的感測器可以偵測心臟衝擊訊號，並且也可以偵測僅幾分之幾角度的傾斜改變。振動的振幅是在大約1mg的等級(g代表由於地球重力的標準加速度)，並且典型而言，振動的心臟衝擊訊號在進一步的類比對數位轉換之前需要放大。相同的感測器可以用於偵測對象移動所造成的縱向和/或橫向傾斜。典型而言，運動訊號不做放大以便避免飽和。該SCA100T是雙軸傾斜計，其允許偵測在縱向和橫向上的傾斜。

然而，注意本發明不限於任何特定的感測器類型或任何的感測器數目。一或更多個感測器可以分開或組合使用於用來偵測升起狀態的構件。附帶而言，上述對象的偵測運動(坐起、移動到側邊)提供可容易識別的訊號狀態而關聯於他起床的意圖。然而，在本範圍裡可以應用其他的運動和訊號狀態。

用於偵測升起狀態的系統可以包括具有一或更多個感測器的感測器單元104，以及包括通訊上耦合於感測器單元104的控制單元108以輸入訊號做進一步處理。

感測器單元104在此代表用於系統的功能性元件，其中佔據床之對象的升起狀態是藉由識別對象或床之一組特定的偵測運動而偵測。感測器單元包括至少一運動感測器和將至少一運動感測器機械耦合到對象或床的支持結構。該機械耦合能夠產生代表床或對象之偵測運動的運動訊號，該偵測運動是一組特定的偵測運動當中一者而能夠識別對象從床的升起狀態。感測器單元也包括介面以傳送運動感測器的訊號給系統的控制單元。

感測器單元可以是嵌入式元件，而控制單元和感測器單元之間的耦合是電的，這允許供應電力給感測器單元以及允許訊號在感測器單元和控制單元之間做有線交換。感測器單元104替代而言可以是獨立的單元而具有自己的電源供應器和/或對控制單元的無線電介面。獨立之感測器單元的一或更多個感測器可以合併成一實體元件，或者它們可以是實體分開的構件而通訊上彼此耦合或耦合於控制單元以組合用於升起狀態偵測。感測器單元和控制單元甚至可以實施成一整合式實體裝置。

控制單元108在此代表用於系統的另一功能性元件，其中佔據床之對象的升起狀態是藉由識別對象或床之一組特定的偵測運動而偵測。圖2的方塊圖更詳細示範控制單元108的功能性元件。控制單元108是可以包括處理構件210的裝置。處理構件210是指一或更多個計算裝置的組合以系統化執行對於預先定義之資料的作業。處理構件可以包括一或更 多個算數邏輯單元、多個特殊暫存器和控制電路。處理構件可以包括或者可以連接到記憶單元212，其提供資料媒體而可以儲存電腦可讀取的資料或程式或使用者資料。記憶單元可以包括揮發性或非揮發性記憶體的一或更多個單元，舉例而言為可電抹除程式化唯讀記憶體(EEPROM)、唯讀記憶體(ROM)、可程式化唯讀記憶體(PROM)、隨機存取記憶體(RAM)、動態隨機存取記憶體(DRAM)、靜態隨機存取記憶體(SRAM)、韌體、可程式化邏輯……。

控制單元204也可以包括或者連接到介面單元214，其包括至少一輸入單元以輸入資料給控制單元的內部過程，以及包括至少一輸出單元以從控制單元的內部過程輸出資料。

如果應用有線介面，則介面單元214典型而言包括插入單元，其作為閘道以使資訊遞送到其外部連接點以及使資訊饋至連接到其外部連接點的線路。如果應用無線電介面，則介面單元214典型而言包括無線電收發器單元，其包括傳送器和接收器。無線電收發器單元的傳送器可以從處理構件210接收位元串流，並且將它轉換成無線電訊號而由天線發送。對應而言，天線接收的無線電訊號可以引入無線電收發器單元的接收器，其將無線電訊號轉換成位元串流而轉送到處理構件210做進一步處理。不同的有線或無線電介面可以實施於一介面單元中。

介面單元214也可以包括使用者介面，其具有鍵盤、觸控螢幕、麥克風或等同者以輸入資料，以及具有螢幕、觸控螢幕、揚聲器或等同者以輸出資料給裝置的使用者。使用者介面可以應用於輸出觸發的警報。

處理構件210、記憶單元212、介面單元214電互連以提供用於根據預先定義的、基本上是程式化的過程而系統化執行對於接收和/ 或儲存資料之作業的構件。這些作業包括在此描述用於圖1監視系統之控制單元的程序。

回去參見圖1，圖1的感測器單元104和控制單元108可以包括在對象床側旁的局部節點中。附帶而言，局部節點可以通訊上連接到遠端節點110。遠端節點110舉例而言可以是應用程式伺服器，其提供監視應用程式並且產生相關的警報以服務一或更多個使用者。替代而言，遠端節點可以是裡面已經安裝了監視應用程式的計算裝置。局部節點可以是專屬的裝置或是包括如上所述之感測器單元和控制單元而耦合在一起的裝置組合。替代而言，至少部分的局部節點可以實施成可攜式或可穿戴的感測器單元，其與專屬的或多用途的電腦裝置(舉例而言為使用者的行動電話、可攜式計算裝置或網路終端機)中的客戶應用程式建立介面。電腦裝置中的客戶應用程式可以與感測器單元和伺服器應用程式建立介面。伺服器應用程式可以是可得於控制單元108、實體遠端節點110或可經由通訊網路而存取的一群遠端節點。

雖然本發明的多樣方面可以示範和描述成方塊圖、訊息流動圖、流程圖和邏輯流程圖，或使用某種其他的圖形來代表，不過極能了解的是示範的單元、區塊、設備、系統元件、程序和方法舉例而言可以實施於硬體、軟體、韌體、特用電路或邏輯、計算裝置或其某種組合。軟體常式(也可以稱為程式產品)是製品，並且可以儲存於任何設備可讀取的資料儲存媒體中，並且它們包括程式指令以進行特殊之預先定義的任務。據此，本發明的實施例也提供電腦程式產品，其可由電腦讀取並且編碼了指令以在此所述的裝置或系統中用於監視對象。

如稍早所討論，當對象站起之時的跌落危險性是最大。為了降低危險性，系統建構成偵測對象的升起狀態，並且回應於偵測的升起狀態，觸發測量對象的血壓。用於測量對象血壓112的構件可以包括產生一或更多個輸出數值的任何裝置，該輸出數值代表對象之動脈壓力波的偵測特徵。這些數值可以就如此使用，或者進一步處理以指示使用者的血壓資訊。於每次心跳期間，血壓在最大壓力(收縮壓)和最小壓力(舒張壓)之間變化。傳統測量血壓的非侵入性方式必須使用加壓的袖套，並且偵測血流開始搏動的壓力程度(袖套壓力落在舒張壓之下)和毫無血流的壓力程度(袖套壓力超過收縮壓)。然而，已經看到使用者傾向於將測量情況以及加壓袖套視為乏味厭煩的而甚至是有壓力的，特別是在長期監視中。

有利而言，人在升起狀態的血壓或可用壓力脈波感測器來測量。壓力脈波感測器在此是指一種裝置，其包括可拆除的附接到例如使用者之手臂或手腕的至少一壓力感測器，以及包括處理元件而將來自壓力感測器的訊號轉變成輸出數值。此組態是不醒目、簡單並且極容易校正，而它仍提供極正確的結果。這種感測器舉例而言可以給出心跳之間的時間、所得的心搏率、血壓脈波高度和其他脈波壓力資料。這資料可以就如此使用以決定示警的需要。資料也可以用於計算收縮壓和舒張壓，其然後用於決定示警的需要。

圖3是流程圖，其示範要在圖1之系統中實施的方法。系統的更多細節可以參照圖1和2的敘述。本過程開始的狀態是安裝並且打開系統，之後便待命(階段30)以從附接到對象和/或床的感測器接收訊號。起初，檢查(階段31)床是否被佔據。圖1示範一範例，其中這床佔據資訊有利 的由附接到床之傾斜計所獲得的心臟衝擊訊號來決定。只要床沒被佔據，系統就可以維持待命以等候行動。

一旦床被佔據，就立刻偵測到床佔據狀態(階段32)，並且可以開始監視有關升起狀態的指示。如果偵測到特定的升起運動，於本範例是來自對象的運動或床的縱向和/或橫向運動(階段33)，則偵測到升起狀態(階段34)，並且觸發血壓測量(階段35)。一或更多個血壓測量值(測量值，或從測量值所計算的數值)與一或更多個特定的門檻值做比較(階段36)。一或更多個門檻值代表選定的血壓範圍，並且該比較指示比較的壓力測量值是否是在選定的血壓範圍裡。典型而言，選定的血壓範圍有關於估計允許對象從躺下或坐著的位置站起而不顯著增加跌落危險性的血壓。如果測量值是可接受的，則不須要示警，對象可以站起，並且系統可以返回待命狀態(階段30)。如果數值不是可接受的，則觸發警報(階段38)。在示警之後，該過程可以返回待命狀態或升起狀態。這意謂如果對象不站起，則將測量血壓並且重複示警，直到血壓抵達可接受的數值為止。

發出警報的控制單元可以實施成小裝置而可以由對象所穿戴。它可以調適成藉由聲音訊號來示警表示對象有跌落的危險性。有利而言，警報可以從可穿戴的裝置輸出，該裝置包括壓力脈波元件以測量血壓。替代或附帶而言，發出警報的控制單元可以是分開的裝置，其舉例而言可以附接到床或設立在靠近床之另一適當的地方。

另一替代的安排是警報係額外或專門導向給例如醫院或住家中的成員。對於本身可能無法對警報做出反應的對象來說，這是可行的選項。此種對象舉例而言可以是受苦於癡呆或阿茲海默氏症的病人。

用於比較以觸發警報的門檻值可以是儲存於系統的預定值。替代而言，可以應用反映個人變化之預先設定的調適性門檻。舉例而言，稱為壓力感受器的人體感測器位在三條主要動脈、大動脈和二條頸動脈。當對象從坐著或躺著的位置站起時，這些感測器偵測血壓滑落。差異性dp反映頸動脈所在之血壓測量點的感測器之間的靜液壓差異。dp=p(坐起時測量)-p0(躺下時測量一段時間)其中p0是當對象躺下(床佔據狀態)時所測量的正常血壓，並且p是當坐起(升起狀態)時所測量的正常血壓。正常一詞在此意謂在任一狀態下該對象是在正常條件並且能夠起床而無增加跌落的危險性。

視對象而定，該滑落是由對象的心血管系統和自律神經系統所緩慢或快速的補償。同時該差異的效果也因對象而異。如果血壓感測器定位在手腕，則對於舒張壓和收縮壓二者的補償應典型而言是在30到35毫米汞柱的等級。有可能設定單獨的門檻，其舉例來說用於舒張壓和收縮壓的總和而在15到30毫米汞柱的範圍。較佳的是使用譬如舒張壓和收縮壓的總和作為門檻參數，因為該總和對於隨機測量誤差較不敏感。其他的測量資料(舉例而言為脈搏率資料)可以與收縮壓和舒張壓數值組合以用於調適性門檻。

本發明提供監視系統和方法，其藉由減少對象的跌落危險性而可以達成顯著的改善。根據本發明的安排在實施上是容易而經濟的，並且使用上是可靠的。

應注意本發明前面的實施例範例不打算將本發明的範圍限制於上面呈現的特定形式，本發明而是意謂要涵蓋包括於本發明中的所有 修改、類似者和替代者，如所附申請專利範圍所界定的。熟於此技藝者明顯知道的所有額外實施例、修改和應用因此包括於本發明的精神和範圍裡，如所附申請專利範圍所列。

100‧‧‧人類對象

102‧‧‧床

104‧‧‧感測器單元

106‧‧‧高度計

108‧‧‧控制單元(CU)

110‧‧‧遠端節點(RCU)

112‧‧‧測量對象血壓

Claims (22)

1. 一種監視系統，其包括：用於偵測佔據床的對象之升起狀態的構件；回應於該升起狀態的該偵測而用於觸發該對象之血壓測量的構件；用於比較血壓測量值與選定血壓範圍之至少一門檻值的構件；以及用於當該測量血壓不在該選定血壓範圍裡時誘發警報的構件。
2. 根據申請專利範圍第1項的監視系統，其中用於偵測該升起狀態的該構件包括附接到該對象的感測器。
3. 根據申請專利範圍第1或2項的監視系統，其中用於偵測該升起狀態的該構件包括附接到該床的感測器。
4. 根據申請專利範圍第2項的監視系統，其中該感測器包括高度計。
5. 根據申請專利範圍第3項的監視系統，其中該感測器包括加速度計或傾斜計。
6. 根據申請專利範圍第1或2項的監視系統，其進一步包括一或更多個感測器以用於偵測床佔據。
7. 根據申請專利範圍第6項的監視系統，其中用於偵測床佔據的該感測器包括加速度計或傾斜計。
8. 根據申請專利範圍第7項的監視系統，其中用於偵測床佔據的該加速度計或傾斜計也應用作為用於偵測該升起狀態的該感測器。
9. 根據申請專利範圍第2項的監視系統，其進一步包括控制單元，其通訊上耦合於該一或更多個感測器。
10. 根據申請專利範圍第9項的監視系統，其中該控制單元係包括在可 拆除的附接於該對象之局部元件中。
11. 根據申請專利範圍第10項的監視系統，其中該控制單元是可穿戴的單元，其包括壓力脈波元件。
12. 根據申請專利範圍第9項的監視系統，其中該控制單元是遠端節點。
13. 根據申請專利範圍第9到12項中任一項的監視系統，其中該控制單元調適成從用於偵測床佔據的該加速度計或傾斜計來接收心臟衝擊訊號。
14. 根據申請專利範圍第9到12項中任一項的監視系統，其中該控制單元調適成從偵測該對象之該升起狀態的該傾斜計來接收代表該床之縱向或橫向傾斜的訊號。
15. 根據申請專利範圍第14項的監視系統，其中該控制單元調適成從代表該床之縱向傾斜的訊號和代表該床之橫向傾斜的訊號之依序組合來偵測該對象的該升起狀態。
16. 根據申請專利範圍第1或2項的監視系統，其中該門檻值是儲存於該控制單元中之預先定義的數值。
17. 根據申請專利範圍第1或2項的監視系統，其中該門檻值是預先設定的數值，其用於該對象而輸入到該控制單元。
18. 一種用於包括控制單元之系統的感測器單元，其建構成藉由識別對象或床之一組特定的偵測運動而偵測佔據該床之該對象的升起狀態，該感測器單元包括：至少一運動感測器；殼罩，其將該至少一運動感測器機械耦合到該床或該對象，該機械耦合能夠做到產生代表該床或該對象之偵測運動的運動訊號，該偵測運動是 該床之該組特定的偵測運動當中一者；以及介面，其傳送運動訊號到該系統的該控制單元。
19. 根據申請專利範圍第18項的感測器，其中該運動感測器是傾斜計，並且以該傾斜計識別該床之該組特定的偵測運動來偵測佔據該床之該對象的升起狀態。
20. 一種床，其包括申請專利範圍第18或19項的感測器單元。
21. 一種偵測對象之跌落危險性的方法，其包括：偵測佔據床之對象的升起狀態；回應於該升起狀態的該偵測，觸發該對象的血壓測量；比較血壓測量值與選定血壓範圍的至少一門檻值；以及當該測量血壓不在該選定血壓範圍裡時誘發警報。
22. 一種電腦程式產品，其可由電腦所讀取並且編碼了指令以在監視系統中執行申請專利範圍第21項的方法。