專利名稱：離床報(bào)警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種離床(bed exit)報(bào)警系統(tǒng)，且具體而言涉及一種監(jiān)視系統(tǒng)用戶的 生命體征的離床報(bào)警系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在多種應(yīng)用中，重要的是監(jiān)視用戶或患者是否在他們的床上或者監(jiān)視用戶或患者 是否已經(jīng)起床并且離開他們的床。最重要的應(yīng)用是老年人的護(hù)理、兒童的護(hù)理和具有特定 條件和情況(例如手術(shù)后)的患者的護(hù)理。存在若干種可獲得的的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備，其可以檢測(cè)患者何時(shí)離開他們的床。通常， 這些設(shè)備使用床上的壓力開關(guān)或壓力感測(cè)墊，其中壓力的釋放與患者離開床相關(guān)聯(lián)。對(duì)于這些設(shè)備中的許多種，可靠的操作需要將壓力開關(guān)或壓力感測(cè)墊安裝在床上 的床墊之上。這導(dǎo)致兩個(gè)主要缺點(diǎn)。首先，這些設(shè)備通常是堅(jiān)硬的(即抗彎曲的)，這使得床 的占用者不舒適，并且在一些應(yīng)用中(例如，在監(jiān)視癡呆患者時(shí))可能對(duì)患者造成在身體上 和生理上的刺激。其次，因?yàn)檫@些設(shè)備放置在(柔性的)床墊之上，所以它們可能迅速地經(jīng)受 材料疲勞并且在正常使用下出現(xiàn)故障。而且，從這些應(yīng)用的本性清楚了解，所期望的是盡可能早地提供患者或用戶離開 床的警報(bào)，同時(shí)最小化錯(cuò)誤警報(bào)的發(fā)生。常規(guī)設(shè)備使用具有空間分辨率的壓敏墊來預(yù)測(cè)用戶離開床。因此，利用這些墊，床 占用者的重新定位作為在該墊的表面上重量分布的變化而被檢測(cè)到。通常，當(dāng)所檢測(cè)的床 占用者的位置超過某些預(yù)定義的閾值時(shí)可觸發(fā)警報(bào)。然而，由于這些設(shè)備依賴于大的壓敏 墊(即，其尺寸為床的尺寸或接近床的尺寸)的使用，所以它們是相當(dāng)侵入式的。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于預(yù)測(cè)用戶何時(shí)將離開床的可替代系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種用于監(jiān)視床上的用戶的離床報(bào)警系統(tǒng)，該 系統(tǒng)包括用于測(cè)量用戶的一種或多種生理特征并且用于產(chǎn)生指示一種或多種生理特征的 對(duì)應(yīng)信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)傳感器；和處理器，其適于監(jiān)視對(duì)應(yīng)的信號(hào)并根據(jù)所述一種或多種 生理特征的變化來確定用戶將離開床的可能性。優(yōu)選地，處理器進(jìn)一步適于在其確定用戶可能離開床的情況下發(fā)出警報(bào)或報(bào)警信號(hào)。在優(yōu)選實(shí)施例中，由一個(gè)或多個(gè)傳感器測(cè)量的用戶的一種或多種生理特征包括心 率、脈率、呼吸率、體溫、血壓或心率變異性中的任意一種或多種。優(yōu)選地，處理器適于通過將一種或多種生理特征的變化與一組預(yù)定的閾值或標(biāo)準(zhǔn) 進(jìn)行比較來確定用戶是否將要離開床。優(yōu)選地，處理器適于通過將一種或多種生理特征的變化與在多次先前的用戶離開 床期間收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來確定用戶將要離開床的可能性。
在優(yōu)選實(shí)施例中，離床報(bào)警系統(tǒng)包括用于檢測(cè)用戶存在或不存在于床上的傳感
ο優(yōu)選地，用于測(cè)量生理特征的一個(gè)或多個(gè)傳感器之一被用作為用于檢測(cè)用戶存在 或不存在于床上的傳感器。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器包括壓力傳感器或應(yīng)變計(jì)。優(yōu)選地，處理器進(jìn)一步適于在傳感器指示用戶已經(jīng)離開床的情況下發(fā)出警報(bào)或報(bào)
警信號(hào)。優(yōu)選地，處理器適于使用一種離床預(yù)測(cè)算法來根據(jù)一種或多種生理特征的變化確 定用戶將要離開床的可能性。優(yōu)選地，處理器適于基于所確定的可能性與來自傳感器的用戶是否隨后離開床的 指示之間的比較來更新離床預(yù)測(cè)算法。優(yōu)選地，處理器包括用于實(shí)現(xiàn)離床預(yù)測(cè)算法的監(jiān)督分類算法。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種預(yù)測(cè)用戶離開床的可能性的方法，該方法包括 監(jiān)視用戶的一種或多種生理特征；并且根據(jù)一種或多種生理特征的變化來確定用戶將要離 開床的可能性。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種用于預(yù)測(cè)用戶離開床的可能性的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn) 品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)程序代碼，其在計(jì)算機(jī)或處理器上執(zhí)行時(shí)使得該計(jì)算機(jī) 或處理器接收指示用戶的一種或多種生理特征的信號(hào)；并且根據(jù)由所接收的信號(hào)指示的一 種或多種生理特征的變化確定用戶將要離開床的可能性。因此，本發(fā)明提供一種用于基于被監(jiān)視主體的生理特征來預(yù)測(cè)該主體何時(shí)將離開 床的系統(tǒng)和方法。對(duì)離開床的預(yù)測(cè)的可靠性進(jìn)行評(píng)估以最小化錯(cuò)誤的肯定警報(bào)。在所監(jiān)視 的主體離開床的情況下，該系統(tǒng)可以進(jìn)一步提供報(bào)警或警報(bào)。該系統(tǒng)具有的優(yōu)點(diǎn)在于，它對(duì) 被監(jiān)視的主體而言完全是不引人注目的。


現(xiàn)在將參照附圖僅通過實(shí)例的方式來描述本發(fā)明的各種實(shí)施例，在附圖中 圖1是根據(jù)本發(fā)明的離床報(bào)警系統(tǒng)的圖示；
圖2是根據(jù)本發(fā)明的離床報(bào)警系統(tǒng)的框圖； 圖3是說明根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖；以及 圖4示出用于預(yù)測(cè)離開床的支持向量機(jī)分類。
具體實(shí)施例方式在圖1中，示出具有床墊4的床2。提供了離床報(bào)警系統(tǒng)5，其用于預(yù)測(cè)何時(shí)置于 床墊4上的人可能離開床2。在該所說明的實(shí)施例中，離床報(bào)警系統(tǒng)5包括被提供在床墊4 下面的傳感器單元6，并且在可替代實(shí)施例中，傳感器單元6可以提供在床墊4之上，或者作 為床2的組成部分或者被集成到床墊4中。離床報(bào)警系統(tǒng)5還包括基站8，其可以位于床2附近或在更遠(yuǎn)的與傳感器單元6進(jìn) 行通信的監(jiān)視站處(比如護(hù)士站)，并且其可以發(fā)出關(guān)于床2上的人可能要離開床2的警報(bào) 或報(bào)警。
圖2更詳細(xì)地示出了離床報(bào)警系統(tǒng)5。傳感器單元6包括一個(gè)或多個(gè)生理特征傳 感器10，其生成對(duì)應(yīng)于從用戶測(cè)量的生理特征的信號(hào)。這些生理特征可以包括生命體征， 比如脈搏(或心率)、體溫、血壓和呼吸率，或任何其他可測(cè)量的生理特征，比如心率變異性。 一個(gè)或多個(gè)生理特征傳感器10可以是無源傳感器(即不需要電源)或者是有源的(即需要電 源)。處理器12從一個(gè)或多個(gè)傳感器10接收信號(hào)并且及監(jiān)視這些信號(hào)以確定用戶是否 將要離開床2。特別地，處理器12響應(yīng)于對(duì)應(yīng)于一種或多種生理特征的信號(hào)中的特定變化 來確定用戶將要離開床2。如果處理器12確實(shí)確定用戶可能要離開床，則向發(fā)送器14提供報(bào)警或警報(bào)信號(hào)， 該發(fā)送器將該報(bào)警或警報(bào)信號(hào)發(fā)送給基站8。在優(yōu)選實(shí)施例中，傳感器單元6也包括用于檢測(cè)用戶實(shí)際上已經(jīng)離開床2的傳感 器18。該傳感器18可以包括允許系統(tǒng)5確定用戶是否已經(jīng)離開床2的至少一個(gè)壓力傳感 器或應(yīng)變計(jì)。此外，如果該壓力傳感器或應(yīng)變計(jì)具有空間尺度(即它可以確定壓力或應(yīng)變正 施加在床上的何處)，則這可以被處理器12使用作為對(duì)用戶是否將離開床2的確定的一部 分。傳感器18也可以或者可替代地包括用于測(cè)量用戶或床2周圍的環(huán)境條件的一個(gè)或多 個(gè)傳感器。在優(yōu)選實(shí)施例中，用于測(cè)量用戶的生理特征的傳感器10之一可以代替用于檢測(cè) 用戶實(shí)際上已經(jīng)離開床的單獨(dú)傳感器18來使用。例如，敏感的壓力傳感器或應(yīng)變計(jì)可以用 于測(cè)量心跳或心率，并且該壓力傳感器或應(yīng)變計(jì)也可以用于檢測(cè)用戶仍然在床上。基站8包括用于從傳感器單元6接收?qǐng)?bào)警或警報(bào)信號(hào)的接收器20、處理器22和用 于發(fā)出用戶將要離開床2的警報(bào)或報(bào)警的警報(bào)器M。將理解，在可替代實(shí)施例中，可以在基站8中而不是在傳感器單元6中進(jìn)行離開床 的預(yù)測(cè)，在這種情況下傳感器單元6將信號(hào)從傳感器10發(fā)送到基站8以供分析。將進(jìn)一步理解，傳感器單元6和基站8的功能可以集成到單個(gè)設(shè)備中。傳感器單元6可以連續(xù)地監(jiān)視各生理特征，比如移動(dòng)、呼吸率和心率(包括心率變 異性)。處理器12可以使用所得到的信號(hào)如下文所述地預(yù)測(cè)離開床事件。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法。在步驟101中，監(jiān)視床2的用戶的生理 特征。在步驟103中，使用離床預(yù)測(cè)算法分析用戶的生理特征中的變化以預(yù)測(cè)用戶是否可 能要離開床。在簡(jiǎn)單的實(shí)施例中，該離床預(yù)測(cè)算法可以包括一組用于用戶的生理特征的閾 值或標(biāo)準(zhǔn)或者一組用于用戶的生理特征的變化的閾值或標(biāo)準(zhǔn)。已經(jīng)觀察到，在晚上典型的“離床”事件具有四個(gè)不同的階段該人醒來，該人注意 到去衛(wèi)生間的迫切欲望(或離開床的其他原因)，該人在床上坐起來，以及該人離開床。眾所周知，醒來的過程由個(gè)體的心率變異性反映并且反映在活動(dòng)譜中。因此，甚至 在該個(gè)體已經(jīng)必要地做出離開床的有意識(shí)的決定之前，傳感器單元6中的處理器12可以根 據(jù)從生理特征傳感器10提供的信號(hào)認(rèn)識(shí)到該變異性。當(dāng)該人確實(shí)決定起床時(shí)，“交感興奮 作用”將被測(cè)量，這導(dǎo)致心率變異性模式的另一種變化。當(dāng)該人在床上坐起來時(shí)，一方面這 將導(dǎo)致作用在壓力傳感器或應(yīng)變計(jì)(如果存在)上的力發(fā)生顯著變化，并且心率將由于姿勢(shì) 變化到豎直位置而增加。隨后，該人將離開床，這意味著生理特征將不再被檢測(cè)，并且壓力 傳感器或應(yīng)變計(jì)(如果存在)將指示床2未被占用。
盡管離床系統(tǒng)5測(cè)量指示離床過程的一組生理特征，但是一旦發(fā)生實(shí)際的離開 床，則該系統(tǒng)也可以可靠地檢測(cè)到它。這使得對(duì)于系統(tǒng)5而言自學(xué)習(xí)成為可能，這意味著系 統(tǒng)5可以分析在實(shí)際的離床之前發(fā)生的生理特征的變化并且定制用于確定對(duì)于特定用戶 或患者是否可能發(fā)生離床的算法。因此，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例使用這種遞歸學(xué)習(xí)來調(diào)適該離床預(yù)測(cè)算法，因?yàn)榧词?在該離床過程中實(shí)施的一些步驟(比如醒來，坐起來)總是發(fā)生，這些步驟在一些方面(比如 從坐起來到離開床的持續(xù)時(shí)間等)仍然可能隨個(gè)體的不同而變化。該遞歸學(xué)習(xí)系統(tǒng)可以以概率網(wǎng)絡(luò)的形式實(shí)現(xiàn)，該概率網(wǎng)絡(luò)從其他傳感器接收生理 特征值和輸出(比如心率變異性、大的運(yùn)動(dòng)、壓力的大小和/或位置、呼吸率和心率)。系統(tǒng)5可以根據(jù)在最近η次離床期間記錄的特定人的數(shù)據(jù)來評(píng)估離床的概率。該 系統(tǒng)因此將自動(dòng)適應(yīng)被監(jiān)視的人的行為變化，所述行為變化可以由各種因素引起，這些因 素比如為藥物的變化或他們的身體條件的改善或衰退。提供該遞歸學(xué)習(xí)系統(tǒng)的一種方式是訓(xùn)練某種分類器，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(NN)或支持向量 機(jī)(SVM)。這些監(jiān)督分類算法根據(jù)由所獲得的數(shù)據(jù)加上離床事實(shí)上已經(jīng)發(fā)生的知識(shí)構(gòu)成的 訓(xùn)練對(duì)來進(jìn)行學(xué)習(xí)。在該上下文中，支持向量機(jī)比神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)更優(yōu)選，因?yàn)镾VM設(shè)法找到將被 分隔的兩類對(duì)象之間的分隔超平面(參見圖3)。該超平面(在圖3中被示為黑色的實(shí)線)被 構(gòu)造成使得它到將被分隔的兩類的兩個(gè)最靠近對(duì)象具有最大可能的距離d。新點(diǎn)依賴于他 們相對(duì)于分隔超平面的位置而被分配給這些類?？拷指舫矫娴狞c(diǎn)(例如“X”點(diǎn))與離超 平面距離更大的點(diǎn)(例如“ + ”點(diǎn))相比較不可靠地被分類。因此，離床警報(bào)的可靠性可被直 接評(píng)估，該可靠性為可被有利地用于減少錯(cuò)誤的肯定警報(bào)的數(shù)量的屬性。而且，進(jìn)行可靠性測(cè)量可以在典型應(yīng)用(比如老人護(hù)理院)中提供優(yōu)點(diǎn)，其中由夜 間護(hù)士決定是否跟進(jìn)“預(yù)測(cè)的”警報(bào)(即預(yù)測(cè)離床的警報(bào))。本申請(qǐng)也可以以這樣的方式設(shè) 計(jì)對(duì)于每個(gè)個(gè)人，導(dǎo)致通知到護(hù)理人員的可靠性水平可以按照患者的個(gè)人需要進(jìn)行調(diào)整。因此，提供一種離床報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于生理特征的測(cè)量結(jié)果中的變化提供一 種對(duì)用戶/患者是否將要離開床的可靠預(yù)測(cè)，并且在優(yōu)選實(shí)施例中，該系統(tǒng)提供一種可靠 的床存在檢測(cè)器，并且該系統(tǒng)可以自動(dòng)適應(yīng)用戶/患者的個(gè)體特性以預(yù)測(cè)離床。該預(yù)測(cè)的 一個(gè)重要的方面是，它可以用可靠性評(píng)分來標(biāo)記以便例如最優(yōu)化作為在癡呆護(hù)理或醫(yī)院護(hù) 理中的警報(bào)系統(tǒng)的所述系統(tǒng)的使用。如上所述，離床報(bào)警系統(tǒng)5不引人注目地監(jiān)視床2上的人的生理特征，并且(在優(yōu) 選實(shí)施例中)監(jiān)視環(huán)境條件和用戶實(shí)際存在或不存在于床2上。系統(tǒng)5也具有以下優(yōu)點(diǎn)生理特征監(jiān)視與壓力或應(yīng)變感測(cè)的組合允許檢測(cè)處于痛 苦中的用戶(即，在下述意義上的痛苦他們已經(jīng)停止呼吸、他們具有不正常的心率(即太慢 (心搏徐緩)或太快(心動(dòng)過速)或不規(guī)則(心律不齊))或者他們的體溫已經(jīng)下降或增加)并 且允許生成單獨(dú)的警報(bào)信號(hào)。因此，本發(fā)明提供一種用于預(yù)測(cè)用戶何時(shí)將要離開床的系統(tǒng)。而且，本發(fā)明的優(yōu)選 實(shí)施例提供一種完全不引人注目并且不以任何方式影響用戶的舒適的系統(tǒng)。盡管已經(jīng)在附圖和前面的描述中詳細(xì)說明并描述了本發(fā)明，但是這樣的說明和描 述被認(rèn)為是說明性的或示范性的而非限制性的；本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)踐要求保護(hù)的本發(fā)明時(shí)通過研究附圖、公開內(nèi)容和所附權(quán)利
6要求能夠理解并實(shí)現(xiàn)對(duì)所公開的實(shí)施例的變型。在權(quán)利要求中，詞語“包括”不排除其他元 件或步驟，并且不定冠詞“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。單個(gè)處理器或其他單元可以實(shí)現(xiàn)權(quán) 利要求中敘述的若干項(xiàng)的功能。在相互不同的從屬權(quán)利要求中敘述某些措施的起碼事實(shí)并 不表示這些措施的組合不能被有利地使用。計(jì)算機(jī)程序可以存儲(chǔ)/分布在適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)上， 比如與其他硬件一起提供的或作為其一部分的光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)，但是也可以以其 他形式分發(fā)，比如經(jīng)由因特網(wǎng)或其他有線或無線電信系統(tǒng)分發(fā)。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo) 記不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于監(jiān)視床(2)上的用戶的離床報(bào)警系統(tǒng)(5)，該系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)傳感器(10)，其用于測(cè)量該用戶的一種或多種生理特征并且用于產(chǎn)生指示 所述一種或多種生理特征的對(duì)應(yīng)信號(hào)；和處理器(12)，其適于監(jiān)視所述對(duì)應(yīng)信號(hào)并根據(jù)所述一種或多種生理特征的變化來確定 該用戶將要離開床(2)的可能性。
2.如權(quán)利要求1所述的離床報(bào)警系統(tǒng)(5)，其中所述處理器(12)進(jìn)一步適于在其確定 用戶可能離開床(2)的情況下發(fā)出警報(bào)或報(bào)警信號(hào)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的離床報(bào)警系統(tǒng)(5)，其中由所述一個(gè)或多個(gè)傳感器(10)測(cè) 量的該用戶的所述一種或多種生理特征包括心率、脈率、呼吸率、體溫、血壓或心率變異性 中的任意一種或多種。
4.如任一前述權(quán)利要求所述的離床報(bào)警系統(tǒng)(5)，其中所述處理器(12)適于通過比較 所述一種或多種生理特征的變化與一組預(yù)定的閾值或標(biāo)準(zhǔn)來確定該用戶是否將要離開床 (2)。
5.如任一前述權(quán)利要求所述的離床報(bào)警系統(tǒng)(5)，其中所述處理器(12)適于通過比較 所述一種或多種生理特征的變化與在多次先前的用戶離開床期間收集的數(shù)據(jù)來確定用戶 將要離開床(2)的可能性。
6.如任一前述權(quán)利要求所述的離床報(bào)警系統(tǒng)(5)，進(jìn)一步包括用于檢測(cè)用戶存在或不 存在于床(2)上的傳感器(18)。
7.如權(quán)利要求6所述的離床報(bào)警系統(tǒng)(5)，其中所述用于測(cè)量生理特征的一個(gè)或多個(gè) 傳感器之一被用作為所述用于檢測(cè)用戶存在或不存在于床(2)上的傳感器(18)。
8.如權(quán)利要求6或7所述的離床報(bào)警系統(tǒng)(5)，其中所述傳感器(18)包括壓力傳感器 或應(yīng)變計(jì)。
9.如權(quán)利要求6、7或8所述的離床報(bào)警系統(tǒng)(5)，其中所述處理器(10)進(jìn)一步適于在 所述傳感器(18 )指示用戶已經(jīng)離開床(8 )的情況下發(fā)出警報(bào)或報(bào)警信號(hào)。
10.如權(quán)利要求6、7、8或9所述的離床報(bào)警系統(tǒng)(5)，其中所述處理器(10)適于使用離 床預(yù)測(cè)算法來根據(jù)所述一種或多種生理特征的變化確定該用戶將要離開床(2)的可能性。
11.如權(quán)利要求10所述的離床報(bào)警系統(tǒng)(5)，其中所述處理器(10)適于基于所確定的 可能性與來自傳感器(18)的用戶是否隨后離開床(2)的指示之間的比較來更新所述離床 預(yù)測(cè)算法。
12.如權(quán)利要求11所述的離床報(bào)警系統(tǒng)(5)，其中所述處理器(10)包括用于實(shí)現(xiàn)所述 離床預(yù)測(cè)算法的監(jiān)督分類算法。
13.一種預(yù)測(cè)用戶離開床的可能性的方法，該方法包括監(jiān)視用戶的一種或多種生理特征(101)；并且根據(jù)所述一種或多種生理特征的變化確定用戶將要離開床的可能性(103)。
14.一種用于預(yù)測(cè)用戶離開床的可能性的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì) 算機(jī)程序代碼，該計(jì)算機(jī)程序代碼在計(jì)算機(jī)或處理器上執(zhí)行時(shí)使得該計(jì)算機(jī)或處理器接收指示用戶的一種或多種生理特征的信號(hào)；并且根據(jù)由所接收的信號(hào)指示的、所述一種或多種生理特征的變化來確定用戶將要離開床 的可能性。
全文摘要
提供一種用于監(jiān)視床上的用戶的離床報(bào)警系統(tǒng)，其包括一個(gè)或多個(gè)傳感器，其用于測(cè)量用戶的一種或多種生理特征并且用于產(chǎn)生指示所述一種或多種生理特征的對(duì)應(yīng)信號(hào)；和處理器，其適于監(jiān)視所述對(duì)應(yīng)信號(hào)并根據(jù)所述一種或多種生理特征的變化確定用戶將要離開床的可能性。
文檔編號(hào)A61B5/02GK102150186SQ200980135392
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2009年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月10日
發(fā)明者布勞爾斯 A., ?？?K., 斯塔德爾塔納 K., L. M. A. 奧伯特 X. 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司