專利名稱：遠程監(jiān)視獨自生活的人的住所活動的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及一種用于監(jiān)視獨自生活的人的住所活動的系統(tǒng)和方法，具體涉及一種用于遠程監(jiān)視獨自生活的老年人或殘疾人的住所活動的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
隨著醫(yī)學(xué)發(fā)展以及對適當營養(yǎng)和足夠鍛煉的日益注意，西方社會人口的壽命在增長。例如，居住在美國的老年人數(shù)量正在增加，并且隨著生育高峰期一代人的年齡的增長，在未來幾十年中美國老年人的數(shù)量將大大增加。此外，對各種精神和身體殘疾的認識和理解的增加，導(dǎo)致了精神和/或身體能力下降的人越來越多地獨自生活。
隨著獨自生活的老年人和殘疾人的增多，這些老年人和殘疾人在他們自己住所中的安全和可靠令人擔心。獨自生活的老年人和殘疾人越來越多地擔心他們可能受傷或者喪失能力并且無法召喚幫助。這種擔心也常常由居住在與獨自生活的老年人和/或殘疾人有一定距離的關(guān)愛他們的人來分擔。
當前，獨自生活的老年人和殘疾人的擔心、以及關(guān)愛他們的人的擔心可以通過幾種途徑解決。一種消除擔心的方式是護理者經(jīng)常訪問住所。這種訪問可能是冒昧、費時的，并且常常是不方便和不被賞識的。另一種方式是讓老年人或殘疾人搬出住所，搬進能夠更好監(jiān)視他的健康的機構(gòu)。然而，這剝奪了老年人或殘疾人的獨立性，費用昂貴并且常常不受歡迎。另一種方法是通過技術(shù)幫助或監(jiān)視住所中的人。
幫助住所中的人的這些技術(shù)系統(tǒng)包括個人緊急響應(yīng)系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中，老年人或殘疾人帶著表、垂飾或其他類似設(shè)備，在緊急情況下(如摔倒)按下按鈕。按下的按鈕起動警報信號。中心監(jiān)視機構(gòu)通過響應(yīng)警告信號提供幫助并且呼叫此人來確認問題。機構(gòu)根據(jù)情況呼叫預(yù)定的聯(lián)系人列表，如親戚、鄰居或緊急服務(wù)。盡管這是有價值的服務(wù)，但這些系統(tǒng)只能確認在此人能夠按下緊急按鈕時發(fā)生的問題。
一些已知的住所監(jiān)視系統(tǒng)收集從傳感器獲得的數(shù)據(jù)，并且使用住所的電話系統(tǒng)將住所的傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程監(jiān)視點。以設(shè)定的間隔安排這些電話呼叫。如果間隔安排在一起很近，則常常由于電話的頻繁使用而增加花費。此外，有時候頻繁使用電話是不方便的，因為電話線以固定、頻繁的間隔被占用(tie up)。不僅住所的住戶感到不便，而且那些嘗試聯(lián)系住戶的人也感到不便。
因此，仍然日益需要有一種經(jīng)濟的住所監(jiān)視系統(tǒng)，它在給護理者提供對住在住所中的人的活動的理想觀察的同時，限制其冒昧(intrusiveness)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明描述一種系統(tǒng)和方法，其通過使用放置在住所中的傳感器和遠程位置處用于比較從傳感器獲得的數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)來遠程監(jiān)視個人，并且如果允許的話聯(lián)系護理者。
本發(fā)明的一個方面是一種允許護理者監(jiān)視獨自居住在住所中的住戶的活動的活動監(jiān)視系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括至少一個位于住所內(nèi)的活動傳感器，用于收集關(guān)于住所內(nèi)的活動的數(shù)據(jù)；與所述至少一個活動傳感器通信的近實時通信平臺；和遠離住所的監(jiān)視中心，其與近實時通信平臺通信，其中，近實時通信平臺適于相對于事件的發(fā)生近實時地將數(shù)據(jù)從所述至少一個活動傳感器發(fā)送到監(jiān)視中心。
本發(fā)明的另一個方面是一種允許護理者遠程監(jiān)視獨自居住在住所中的住戶的活動的活動監(jiān)視系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括多個位于住所內(nèi)的活動傳感器，用于收集關(guān)于住所內(nèi)的活動的數(shù)據(jù)；與所述多個活動傳感器通信的近實時通信平臺；和遠離住所的監(jiān)視中心，其與近實時通信平臺通信。近實時通信平臺包括包含有線電話、無線電話、雙向步話機、尋呼機、電報和因特網(wǎng)瀏覽器的組中的一個或多個通信媒介。此外，近實時通信平臺適于相對于事件的發(fā)生近實時地將數(shù)據(jù)從所述多個活動傳感器發(fā)送到監(jiān)視中心。
本發(fā)明的另一個方面是一種允許護理者監(jiān)視獨自居住在住所中的住戶的活動的方法。該方法包括步驟提供活動傳感器來布置在住所中；從活動傳感器收集數(shù)據(jù)；通過近實時通信平臺，相對于事件的發(fā)生近實時地將從活動傳感器收集的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠離住所的監(jiān)視中心；在監(jiān)視中心分析數(shù)據(jù)；以及在發(fā)生事件時生成事件報告給護理者。
本發(fā)明的另一個方面是一種允許護理者遠程監(jiān)視獨自居住在住所中的住戶的活動的方法。該方法包括提供活動傳感器來布置在住所中；從活動傳感器收集數(shù)據(jù)；通過近實時通信平臺，相對于事件的發(fā)生近實時地將從活動傳感器收集的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠離住所的監(jiān)視中心。該方法還包括步驟在監(jiān)視中心分析數(shù)據(jù)；以及在發(fā)生事件時生成給護理者的事件報告。該方法還包括步驟應(yīng)護理者的請求，生成住所內(nèi)活動的狀態(tài)報告。
本發(fā)明的另一個方面是一種允許護理者監(jiān)視獨自居住在住所中的住戶的移動能力的方法。該方法包括步驟提供活動傳感器來布置在住所中；從活動傳感器收集數(shù)據(jù)；通過近實時通信平臺，將從活動傳感器收集的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠離住所的監(jiān)視中心；搜索從活動傳感器收集的數(shù)據(jù)中的活動模式；研究完成特定活動所需的時間量；以及向護理者報告完成特定活動所需時間量的長期變化。
本發(fā)明的另一個方面是一種允許護理者監(jiān)視獨自居住在住所中的住戶的睡眠模式的方法。該方法包括步驟提供活動傳感器來布置在住所中；從活動傳感器收集數(shù)據(jù)；通過近實時通信平臺，將從活動傳感器收集的數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)視中心；使用隱式馬爾可夫建模技術(shù)分析從活動傳感器收集的數(shù)據(jù)，來確定數(shù)據(jù)是否指示偏離比較數(shù)據(jù)、顯示不正常的睡眠模式。
本發(fā)明的另一個方面是一種允許護理者監(jiān)視獨自居住在住所中的住戶的醒來時間的方法。該方法包括步驟提供活動傳感器來布置在住所中；從活動傳感器收集指示住戶的醒來時間的數(shù)據(jù)；通過近實時通信平臺，將收集的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠離住所的監(jiān)視中心；分析從活動傳感器收集的數(shù)據(jù)，來確定數(shù)據(jù)是否指示住戶預(yù)定正常醒來時間未醒、顯示不正常的醒來時間。
通過下面結(jié)合附圖提供的對本發(fā)明優(yōu)選實施例的詳細描述，本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點和特征將更容易理解。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的遠程住所監(jiān)視系統(tǒng)的示意圖。
圖2是圖1的系統(tǒng)的遠程住所監(jiān)視的處理。
圖3示出圖2的處理中用于將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程監(jiān)視中心的示例性步驟。
圖4示出用于確定配有圖1的系統(tǒng)的住所的住戶的移動能力的步驟。
圖5示出用于確定配有圖1的系統(tǒng)的住所的住戶的睡眠模式的方法。
圖6示出用于根據(jù)圖5的方法分析睡眠模式的隱式馬爾可夫(Markov)建模技術(shù)。
圖7示出用于確定配有圖1的系統(tǒng)的住所的住戶的遲醒來(late wake-up)的步驟。
具體實施例方式
參照圖1，示出活動監(jiān)視系統(tǒng)10，包括活動傳感器14、通信中繼板18和遠程監(jiān)視中心22?；顒颖O(jiān)視系統(tǒng)10沒有干涉(intervene)住所12的機制或者任何住所12的子系統(tǒng)(電器、水、光等)。住所12的干涉(如果有的話)可以通過從住所外面與住所12的住戶通信來實現(xiàn)，例如通過電話呼叫或者護理者38或其他適合的人員(如緊急響應(yīng)專業(yè)人員)訪問。傳感器14包括監(jiān)視傳感器、門傳感器和任何其他適于收集和發(fā)送關(guān)于住所12中正進行的活動的數(shù)據(jù)的傳感器。其他適合的傳感器14包括危險傳感器和安全傳感器。最好，傳感器14是能夠無線地向通信中繼板18發(fā)送包含收集的數(shù)據(jù)的信號16的無線傳感器。然而應(yīng)當理解，傳感器14也可以是有線連接到通信中繼板18的傳感器。
通信中繼板18通過利用適當?shù)挠芯€或無線通信平臺21(例如有線電話、無線電話、雙向步話機、尋呼機、電報、因特網(wǎng)瀏覽器或其他無線通信平臺)向遠程監(jiān)視中心22發(fā)送數(shù)據(jù)信號20，來傳輸從傳感器14收集的傳感器數(shù)據(jù)。根據(jù)選擇的通信平臺21，可以近實時地發(fā)送，或者可以以離散的、不規(guī)則的間隔發(fā)送數(shù)據(jù)信號20。例如，可以通過無線電話、雙向步話機、尋呼機、電報、因特網(wǎng)瀏覽器或任何其他無線通信平臺來近實時地發(fā)送數(shù)據(jù)信號20。對于有線電話通信平臺，以不同的間隔緩存和發(fā)送數(shù)據(jù)信號20。
遠離住所12的監(jiān)視中心22包括數(shù)據(jù)庫24、可編程事件檢測器26和連續(xù)狀態(tài)報告生成器28。數(shù)據(jù)庫24用作通過信號20傳輸?shù)膫鞲衅鲾?shù)據(jù)的收集容器。應(yīng)護理者38對狀態(tài)報告的請求，將傳感器數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫24轉(zhuǎn)發(fā)到連續(xù)狀態(tài)報告生成器28。狀態(tài)報告生成器28向護理者38的個人計算機34發(fā)送近實時的狀態(tài)信號30。近實時是指在幾乎即時到最多三分鐘的范圍內(nèi)。例如，對于雙向?qū)ず敉ㄐ牌脚_21，通信所需的時間量可以是在2到3分鐘之間。狀態(tài)報告生成器28可以被編程來以特定間隔(例如，每10分鐘)更新每個住所12的報告。狀態(tài)信號30包括連續(xù)狀態(tài)報告生成器28所生成的報告。報告的格式和內(nèi)容取決于護理者38的請求。應(yīng)當理解，信號30也可以通過個人數(shù)字助理(PDA)、尋呼機、傳真機、電報或電話或語音信箱帳戶，而不是通過個人計算機34來發(fā)送。
護理者38還可以選擇特定的活動，如果住所12中出現(xiàn)這些活動，則認為是事件?？偟膩碚f，事件將包括護理者38想要注意的活動或任何重要的轉(zhuǎn)換發(fā)生，如狀態(tài)轉(zhuǎn)換(從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一個，例如從活動轉(zhuǎn)換到安靜)。例如，醒來的時間、異乎尋常的長時間安靜或沒有活動、或者使用外門，都可以認為是重要活動或者狀態(tài)轉(zhuǎn)換發(fā)生。護理者38通過信號32將構(gòu)成事件的參數(shù)發(fā)送到遠程監(jiān)控中心22。盡管護理者38沒有定義是什么構(gòu)成了事件，但護理者38可以從構(gòu)成事件的預(yù)定活動的集合中選擇。此外，護理者38設(shè)置參數(shù)來配置事件與住所12中住戶的正?；顒悠ヅ?。例如，護理者38沒有定義例如什么構(gòu)成了“醒來”，但護理者38可以定義什么時候“醒來”算是遲。在監(jiān)視中心22上存儲和處理傳感器數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)指示事件的發(fā)生，則通過任何適合的通信媒介，例如有線或無線電話、PDA、尋呼機、傳真、電報、雙向步話機、電子郵件或其他因特網(wǎng)支持的通信媒介(例如通過彈出的通知格式)，將信號36發(fā)送給護理者38。護理者38于是有機會打開與住在住所12中的人的通信通道40。通信通道40可以是通過有線或無線電話線、因特網(wǎng)瀏覽器(如電子郵件或其他因特網(wǎng)支持的通信工具)、電報、PDA、尋呼機、或者個人，例如由護理者38或其他適合的人員拜訪。
接著，將參照圖2描述遠程監(jiān)視住所12內(nèi)的人的方法。在步驟100，提供傳感器14并將其布置在住所12中。傳感器14在整個住所12中的布置取決于住宅的結(jié)構(gòu)、以及其中活動/監(jiān)視更容易發(fā)生和收集的數(shù)據(jù)提供更有意義的活動統(tǒng)計的區(qū)域。此外，傳感器14的布置可能受到傳感器14的成本以及隱私問題的影響。
接著，在步驟105中，從傳感器14收集數(shù)據(jù)。可以通過從活動傳感器14經(jīng)由數(shù)據(jù)信號20到通信中繼板18的數(shù)據(jù)的無線通信來完成數(shù)據(jù)收集。通信中繼板18收集數(shù)據(jù)并將其一直保存到在步驟115中將其發(fā)送到遠程監(jiān)視中心22。通信中繼板18的數(shù)據(jù)保存時間量取決于通信平臺21。如果通信中繼平臺18與遠程監(jiān)視中心22之間的通信平臺21是無線的(無線電話、雙向?qū)ず魴C、PDA、因特網(wǎng)瀏覽器、電報等)，則數(shù)據(jù)信號20的傳輸是近實時的。應(yīng)當理解，無線通信平臺21可以不一定和通信中繼板18在一起，傳感器14也可以通過無線通信平臺21直接與遠程監(jiān)視中心22直接通信。
另一方面，如果通信平臺21是有線電話，則首先在步驟110中緩存數(shù)據(jù)信號20。緩存步驟110用于在數(shù)據(jù)信號20中進行挑選，以確定對于整個系統(tǒng)或系統(tǒng)的子集，是否有信號20中的任何一個指示活動與不活動之間的重要轉(zhuǎn)換。一旦有這種指示，將數(shù)據(jù)信號20(或者它們的某子集)發(fā)送到遠程監(jiān)視中心22。如上所述，數(shù)據(jù)到遠程監(jiān)視中心22的發(fā)送可以通過任何適合的通信平臺21進行，例如，有線電話、無線電話、雙向步話機、尋呼機、電報、PDA或因特網(wǎng)瀏覽器。在遠程監(jiān)視中心22的數(shù)據(jù)庫24處收集數(shù)據(jù)，并且保存它使得允許狀態(tài)報告生成器28能應(yīng)護理者38的請求快速準備狀態(tài)報告。
在通信步驟115之后，在步驟120中，提供報告給護理者38來報告事件。如上所述，事件是由護理者38選擇的，確保其發(fā)生對于護理者38是值得關(guān)注的。事件檢測器26生成事件并且通過任何適合的通信媒介，例如有線或無線電話、尋呼機、雙向步話機、傳真、電報、電子郵件或其他因特網(wǎng)支持的通信媒介(例如通過彈出的通知格式)，將其發(fā)送給護理者38。
下面將參照圖3描述通過有線電話相對于事件發(fā)生近實時地發(fā)送數(shù)據(jù)給護理者38的方法。如上所述，當前的住所監(jiān)視系統(tǒng)通常通過電話線以固定的間隔將從傳感器收集的數(shù)據(jù)報告給遠程處理中心。這種系統(tǒng)的一個缺點是給正在使用電話線的住所住戶和那些呼入的人帶來不便。另一個缺點是收集的數(shù)據(jù)可能在很長時間段(如一小時或更長)內(nèi)不被報告。如上所述，利用有線電話之外的通信平臺21，如無線電話、電報、雙向步話機、尋呼機或因特網(wǎng)瀏覽器，消除了通過有線電話通信的這一個缺點。通過利用未連接到有線電話架構(gòu)的通信平臺21，可以以較低的成本更自由地向遠程監(jiān)視中心22發(fā)送數(shù)據(jù)。因此，可以進行更頻繁的數(shù)據(jù)信號20的通信，從而使從傳感器14獲得數(shù)據(jù)與發(fā)送數(shù)據(jù)信號20之間的時間量最小。
盡管如此，圖3提供了利用有線電話通信平臺21相對于事件發(fā)生近實時地發(fā)送數(shù)據(jù)信號20的方法。該方法利用緩存技術(shù)(圖2的步驟110)在通信中繼板18中存儲的全體數(shù)據(jù)中挑選，以確定是否有任何數(shù)據(jù)指示事件(如狀態(tài)轉(zhuǎn)換)的發(fā)生。在邏輯節(jié)點201上，在通信中繼板18中查詢是否有當前駐留其中的數(shù)據(jù)指示住所12內(nèi)的特定區(qū)域中的重要的運動已經(jīng)停止。重要的運動包括那些如果知道它已經(jīng)停止的話將會引起警報的運動。如果對該查詢的答案為是的話(意味著發(fā)生了狀態(tài)轉(zhuǎn)換)，則在步驟206中，通信中繼板18使用有線電話通信平臺21來至少將顯示狀態(tài)轉(zhuǎn)換的該數(shù)據(jù)(如果不是通信中繼板18中存儲的數(shù)據(jù)的全部或某更大的子集的話)發(fā)送到遠程監(jiān)視中心22。可編程事件檢測器26向護理者38報告事件，即，在該特定區(qū)域中活動的中止?？蛇x地，事件檢測器26可以等待N時間周期來允許收集和發(fā)送更多數(shù)據(jù)，以確定該特定區(qū)域中的活動是否恢復(fù)。等待的時間周期N可以是任何適合的時間，例如15分鐘。此外，等待的時間周期可以被適配成剛好在運動中止之前經(jīng)歷運動的住所的部分。在步驟219中，如果住戶占用電話線，則監(jiān)視系統(tǒng)10放棄有線電話線。
如果對查詢的答案為否，則在邏輯節(jié)點211，查詢是否有通信中繼板18處收集的數(shù)據(jù)指示重要的運動在停止了X時間周期后起動。如果對該查詢的答案為是(狀態(tài)轉(zhuǎn)換)，則在步驟206中將指示該狀態(tài)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)(或某更大的數(shù)據(jù)子集)發(fā)送到遠程監(jiān)視中心22，并且時間檢測器26生成報告并報告給護理者38。如果對該查詢的答案為否，則進行另外的查詢。
在邏輯節(jié)點216，查詢是否有指示在住所12中危險或安全傳感器(例如溫度、火、或煙霧警報或者應(yīng)急按鈕)被觸發(fā)的數(shù)據(jù)。如果答案為是(狀態(tài)轉(zhuǎn)換)，則在步驟206中再次將指示該狀態(tài)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)(或者某更大的數(shù)據(jù)子集)發(fā)送到遠程監(jiān)視中心22，并且時間檢測器26生成報告并報告給護理者38。如果答案為否，則通信中繼板18返回邏輯節(jié)點201并且等待最近的數(shù)據(jù)更新來重新開始一系列查詢。
應(yīng)當理解，在邏輯節(jié)點201、211和216中的查詢是示例性的，并不意圖窮舉可進行的查詢類型，也不意圖窮舉這一系列邏輯節(jié)點的順序/結(jié)構(gòu)。或者，邏輯節(jié)點201、211、216當中可以有多重檢查和互相依賴。例如，可以查詢活動是否在特定位置(如浴室或廚房)中開始以及是否在預(yù)定時間周期內(nèi)停止。一個可能的查詢可以是是否檢測到水填滿浴缸，以及水打開的時間長度。另一個可能的查詢可以是爐子是否被使用，以及它使用了多久。應(yīng)當理解，在生成時間報告之前等待的時間周期可以根據(jù)收集關(guān)于活動數(shù)據(jù)的活動傳感器14的位置來適配。例如，可以將廚房中的傳感器設(shè)置成在生成報告前較長的等待時間周期，例如12個小時。
護理者38特別關(guān)心的一點是住戶的移動能力的長期變化。運動速度是很好的健康變化的預(yù)測器。常常，活動的長期變化難以通過連續(xù)觀察來量化或者證實。如下面參照圖4所述，可以通過系統(tǒng)10來量化住所12的住戶的長期移動能力。
在步驟100中，提供活動傳感器14并將其布置在住所12中。在步驟105中使用傳感器14收集數(shù)據(jù)。在步驟110中將所收集的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程監(jiān)視中心22上的數(shù)據(jù)庫24。然后，在步驟315中，通過搜索機制25(圖1)在數(shù)據(jù)庫24存儲的數(shù)據(jù)中搜索活動模式。比較有用的模式是那些一周發(fā)生幾次的模式，例如從傳感器14收集的指示在進餐時間廚房中的活動、或者在就寢時間或接近就寢時間臥室中的活動的數(shù)據(jù)。使用模式匹配算法來找到多數(shù)日子里出現(xiàn)的共同模式。
然后，在步驟320中，推斷和研究每種活動的完成時間?？梢酝ㄟ^任何數(shù)量的已知計算方法來完成研究。例如，可以在預(yù)定時間周期上(如兩個月)映射結(jié)束活動的最長時間周期，來顯示時間隨著住戶執(zhí)行該活動所花的時間周期的變化?；蛘?，可以在預(yù)定時間周期上映射結(jié)束活動所需的所有時間周期?？梢匀拥綦x群數(shù)據(jù)(outlier data)、邊界上的數(shù)據(jù)(例如，表示最長和最短時間周期的25％的數(shù)據(jù))，并且使用其余數(shù)據(jù)來顯示時間隨著住戶執(zhí)行該活動所花的時間周期的變化。
最后，在步驟325中，護理者38接收關(guān)于住戶完成特定推斷和研究的活動所花時間的長期變化。在較早的時限向護理者38提供指示住所12的住戶移動能力的可量化的變化，可以使得更多地了解狀況的變化。例如，移動能力的變化可以源自藥物治療的變化，或者可以源自住戶情緒的變化。較早檢測到移動能力的變化可以使得較早診斷移動能力變化背后的起因，從而可以使得較早治療引起移動能力變化的狀況。應(yīng)當理解，可以并發(fā)地研究住所12中的多個模式，從而確保研究的健壯性。例如，如果長期變化看起來指示完成一個任務(wù)的時間量增加而另一任務(wù)所需的時間量減少，那么可能有除了移動能力之外的因素在起作用。另一方面，如果數(shù)據(jù)看起來指示完成許多任務(wù)的時間都在長期地增加，那么看來確定住戶的移動能力減弱了。
和移動能力的變化一樣，睡眠模式的變化可以顯示醫(yī)學(xué)問題。例如，睡眠模式的變化可以是抑郁的指示，或者它可以指示需要改變藥物或者最近藥物的改變在影響住戶的睡眠模式。圖5示出對住所12的住戶的睡眠模式進行記錄以確定任何特定睡眠模式是正常還是異常的示例性方法。圖6示出利用隱式馬爾可夫建模技術(shù)分析睡眠模式的一個示例性實施例。
如圖5所示，該方法在步驟400中以訓(xùn)練周期開始。步驟400的訓(xùn)練周期用于獲得關(guān)于住所12的住戶的基準睡眠模式數(shù)據(jù)。訓(xùn)練周期的長度應(yīng)當足夠提供住戶的所有睡眠模式的基準睡眠圖案數(shù)據(jù)。通過睡眠量、睡眠位置、以及任何睡眠中斷的頻率和持續(xù)時間來確定睡眠模式。這些因素以及星期幾(例如，周末對平日)常常對每個住戶產(chǎn)生多個睡眠模式。訓(xùn)練周期的長度可以短到幾天，或者長到一個月或更長。
一旦獲得了基準睡眠模式數(shù)據(jù)，在步驟405中收集關(guān)于住所12中的住戶的數(shù)據(jù)以便于監(jiān)視住戶的睡眠模式。最后，在步驟410中，分析睡眠模式數(shù)據(jù)來確定這些數(shù)據(jù)是否證實住戶最近的睡眠模式相對于基準睡眠模式數(shù)據(jù)正?；虿徽５慕Y(jié)論。如果數(shù)據(jù)證實最近睡眠模式不正常的結(jié)論，則可以生成報告并且通過上述通信媒介發(fā)送給護理者38?；蛘撸梢詧?zhí)行另外的分析步驟來確定最近睡眠模式的不正常是否不正常到足以向護理者38發(fā)出報告?？梢愿鶕?jù)預(yù)定的規(guī)則集、來自護理者的反饋(可以幫助重新訓(xùn)練住所)或者這兩者的組合，來確定是否認為睡眠模式十分不正常。
一種用于分析睡眠模式數(shù)據(jù)的示例性方法是通過隱式馬爾可夫建模技術(shù)，這將參照圖6進行描述。馬爾可夫模型特性是給定當前狀態(tài)，要發(fā)生的下一狀態(tài)獨立于所有之前狀態(tài)。這導(dǎo)致這樣的干擾，即，特定狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換是概率的(probabilistic)，從而可以被建模。隱式馬爾可夫建模技術(shù)是用于建模符號序列的技術(shù)。它是將模式序列建模為隨機過程的輸出的概率模式匹配方法。
如圖6所示，存在四種與住戶的睡眠模式有關(guān)的可能的狀態(tài)，即，臥室415、睡眠中420、中斷的睡眠425和醒來430。記錄下狀態(tài)415、420、425、430之間的轉(zhuǎn)換，并且識別這些狀態(tài)轉(zhuǎn)換并且將其與在步驟400中獲得的基準睡眠模式數(shù)據(jù)進行比較。睡眠中狀態(tài)420是在預(yù)期睡眠的時間周期期間的安靜周期。術(shù)語“安靜”是在住所12中超過15分鐘沒有發(fā)生活動的周期。推斷為睡眠中狀態(tài)420之前的位置被標記為臥室狀態(tài)415。在睡眠中狀態(tài)420之后發(fā)生的任何活動被標記為中斷狀態(tài)425或醒來狀態(tài)430。中斷和醒來狀態(tài)425、430之間的差別在于醒來狀態(tài)是持續(xù)超過30分鐘的中斷狀態(tài)。
參照圖5、6，在步驟400中在訓(xùn)練時間周期內(nèi)從活動傳感器14取出數(shù)據(jù)，以建立基準睡眠模式數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。睡眠模式數(shù)據(jù)可以自動分成類似的睡眠模式。在獲得了足夠的基準睡眠模式數(shù)據(jù)之后，將各個睡眠模式標識為對住戶是正常的。然后，在步驟405中，監(jiān)視住戶的睡眠模式。在步驟410中利用隱式馬爾可夫建模技術(shù)來分析睡眠模式。狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換以10分鐘的時間片435進行。該方法考慮多個轉(zhuǎn)換時間片。因此，如果住戶的睡眠中狀態(tài)420持續(xù)4個小時，則從睡眠中狀態(tài)到睡眠中狀態(tài)的轉(zhuǎn)換的計數(shù)將是24。對于該住戶，使用基準睡眠模式數(shù)據(jù)來預(yù)測用戶最近的睡眠模式是屬于之前標識的睡眠模式(因而是正常的)，還是不屬于任何之前標識的睡眠模式(因而是不正常的)。如果住戶的睡眠模式被確定為不正常，則產(chǎn)生報告來標識該住戶睡眠模式的反常。
住所12的住戶可能有問題的另一個指示是在住戶正常的時間沒有醒來。護理者38常常擔心住戶可能在床上病倒或喪失能力，無法聯(lián)系任何人尋求幫助，并且在任何人認識到這個問題之前在相當長的時間內(nèi)仍沒有能力。如圖6所示，可以使用系統(tǒng)10來建模醒來習慣，并且當任何醒來時間在可接受的極限之外時報告給護理者38。
在步驟100中，提供傳感器14并將其布置在住所12中。在步驟450中，在一段時間內(nèi)記錄住戶的就寢時間和醒來時間。通過推斷在一段時間上的就寢時間和醒來時間，可以編輯關(guān)于住戶的睡眠周期正常長度的更精確的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)用于確定睡眠模式。一種方法是利用上面參照圖5所述的隱式馬爾可夫建模技術(shù)。另一種方法是尋找住所12中安靜的長周期，如6到8小時?；蛘撸梢运阉鲾?shù)據(jù)來確定在一段時間(如最近60天)內(nèi)最遲的醒來時間，如果醒來時間超過了該時間一定量(例如1小時)，則可以產(chǎn)生報告。
當住戶在正常時間醒來(意味著在基于分析的歷史睡眠模式數(shù)據(jù)的預(yù)定極限之內(nèi))時，在步驟455中，生成更新的狀態(tài)報告并且近實時地將其發(fā)送給護理者38，報告正常醒來時間。另一方面，如果在預(yù)定極限結(jié)束前沒有識別到醒來，則可以在步驟460中聯(lián)系護理者38?？梢允褂萌魏芜m合的方法來聯(lián)系護理者，例如，有線或無線電話、尋呼機、雙向步話機、傳真、電報、電子郵件或其他因特網(wǎng)支持的通信媒介(例如通過彈出的通知格式)。
盡管僅僅結(jié)合有限數(shù)量的實施例詳細描述了本發(fā)明，但應(yīng)當容易地理解，本發(fā)明不限于這些公開的實施例。相反，本發(fā)明可以被修改來加入任何數(shù)量的之前未描述的變型、改變、替換或等效布置，只要它們與本發(fā)明宗旨和范圍一致。此外，盡管描述了本發(fā)明的各種實施例，但應(yīng)當理解，本發(fā)明的方法可以僅包括所述實施例的一些。因此，本發(fā)明不應(yīng)被看作受前面描述所限，而是受權(quán)利要求書的范圍所限。
權(quán)利要求
1.一種允許護理者監(jiān)視獨自居住在位所中的住戶的活動的活動監(jiān)視系統(tǒng)，包括至少一個位于住所內(nèi)的活動傳感器，用于收集關(guān)于住所內(nèi)的活動的數(shù)據(jù)；與所述至少一個活動傳感器通信的近實時通信平臺；和遠離住所的監(jiān)視中心，其與近實時通信平臺通信；其中，近實時通信平臺適于相對于事件的發(fā)生近實時地將數(shù)據(jù)從所述至少一個活動傳感器發(fā)送到監(jiān)視中心。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括位于住所內(nèi)的通信中繼板，它與所述至少一個活動傳感器和近實時通信平臺通信。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，近實時通信平臺包括包含有線電話、無線電話、雙向步話機、尋呼機、電報和因特網(wǎng)瀏覽器的組中的一個或多個通信媒介。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，監(jiān)視中心包括數(shù)據(jù)庫，用于接收和編輯來自通信中繼板的關(guān)于住所中的活動的數(shù)據(jù)；和事件檢測器，用于相對于事件的發(fā)生近實時地將事件報告發(fā)送給護理者。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，監(jiān)視中心適于通過包含有線電話、無線電話、尋呼機、雙向步話機、傳真、電報和彈出的因特網(wǎng)支持的通知的組中的一個或多個通信媒介，與護理者通信。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括狀態(tài)報告生成器，用于應(yīng)護理者的請求生成近實時的狀態(tài)報告。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個活動傳感器包括多個無線傳感器。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述多個無線傳感器包括用于檢測廚房中的活動的活動傳感器。
9.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述多個無線傳感器包括用于檢測在為住所提供進出的門口處的活動的活動傳感器。
10.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述多個無線傳感器包括用于檢測臥室中的活動的活動傳感器。
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，監(jiān)視中心包括用于搜索住戶活動模式的搜索機制。
12.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，監(jiān)視中心適于確定住戶是否偏離了他的睡眠模式。
13.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，監(jiān)視中心適于確定住戶是否偏離了他的正常醒來時間。
14.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，護理者從預(yù)定義的準則集合中確定哪些準則構(gòu)成事件。
15.一種允許護理者遠程監(jiān)視獨自居住在住所中的住戶的活動的活動監(jiān)視系統(tǒng)，包括多個位于住所內(nèi)的活動傳感器，用于收集關(guān)于住所內(nèi)的活動的數(shù)據(jù)；與所述多個活動傳感器通信的近實時通信平臺，其中近實時通信平臺包括包含有線電話、無線電話、雙向步話機、尋呼機、電報和因特網(wǎng)瀏覽器的組中的一個或多個通信媒介；和遠離住所的監(jiān)視中心，其與近實時通信平臺通信；其中，近實時通信平臺適于相對于事件的發(fā)生近實時地將數(shù)據(jù)從所述多個活動傳感器發(fā)送到監(jiān)視中心。
16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，還包括位于住所內(nèi)的通信中繼板，它與所述多個活動傳感器和近實時通信平臺通信。
17.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，監(jiān)視中心適于通過包括有線電話、無線電話、尋呼機、雙向步話機、傳真、電報和彈出的因特網(wǎng)支持的通知的組中的一個或多個通信媒介，與護理者通信。
18.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，還包括狀態(tài)報告生成器，用于應(yīng)護理者的請求生成近實時的狀態(tài)報告。
19.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述多個無線傳感器包括用于檢測廚房中的活動的活動傳感器。
20.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述多個無線傳感器包括用于檢測在為住所提供進出的門口處的活動的活動傳感器。
21.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述多個無線傳感器包括用于檢測臥室中的活動的活動傳感器。
22.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，監(jiān)視中心包括用于搜索住戶活動模式的搜索機制。
23.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，監(jiān)視中心適于確定住戶是否偏離了他的睡眠模式。
24.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，監(jiān)視中心適于確定住戶是否偏離了他的正常醒來時間。
25.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，護理者從預(yù)定義的準則集合中確定哪些準則構(gòu)成事件。
26.一種允許護理者監(jiān)視獨自居住在住所中的住戶的活動的方法，包括步驟提供活動傳感器來布置在住所中；從活動傳感器收集數(shù)據(jù)；通過近實時通信平臺，相對于事件的發(fā)生近實時地將從活動傳感器收集的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠離住所的監(jiān)視中心；在監(jiān)視中心分析數(shù)據(jù)；以及在發(fā)生事件時生成事件報告給護理者。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述收集數(shù)據(jù)的步驟包括將活動傳感器獲得的數(shù)據(jù)無線地發(fā)送到通信中繼板。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述發(fā)送數(shù)據(jù)的步驟包括通過近實時通信平臺將數(shù)據(jù)從通信中繼板發(fā)送到監(jiān)視中心。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中，近實時通信平臺包括包含有線電話、無線電話、雙向步話機、尋呼機、電報和因特網(wǎng)瀏覽器的組中的一個或多個通信媒介。
30.如權(quán)利要求26所述的方法，還包括將事件報告發(fā)送給護理者。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中，所述發(fā)送事件報告的步驟包括通過包含有線電話、無線電話、尋呼機、雙向步話機、傳真、電報、電子郵件和彈出的因特網(wǎng)支持的通知的組中的一個或多個通信媒介，發(fā)送事件報告。
32.如權(quán)利要求26所述的方法，還包括應(yīng)護理者的請求，生成住所內(nèi)活動的狀態(tài)報告。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，還包括通過包含尋呼機、傳真機、電報、有線或無線電話、或者語音信箱帳戶、和個人計算機的組中的一個或多個通信媒介，發(fā)送狀態(tài)報告給護理者。
34.一種允許護理者遠程監(jiān)視獨自居住在住所中的住戶的活動的方法，包括步驟提供活動傳感器來布置在住所中；從活動傳感器收集數(shù)據(jù)；通過近實時通信平臺，相對于事件的發(fā)生近實時地將從活動傳感器收集的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠離住所的監(jiān)視中心；在監(jiān)視中心分析數(shù)據(jù)；在發(fā)生事件時生成給護理者的事件報告；將事件報告發(fā)送給護理者；以及應(yīng)護理者的請求，生成住所內(nèi)活動的狀態(tài)報告。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其中，所述收集數(shù)據(jù)的步驟包括將活動傳感器獲得的數(shù)據(jù)無線地發(fā)送到通信中繼板。
36.如權(quán)利要求35所述的方法，其中，所述發(fā)送數(shù)據(jù)的步驟包括通過近實時通信平臺將數(shù)據(jù)從通信中繼板發(fā)送到監(jiān)視中心。
37.如權(quán)利要求36所述的方法，其中，近實時通信平臺包括包含有線電話、無線電話、雙向步話機、尋呼機、電報和因特網(wǎng)瀏覽器的組中的一個或多個通信媒介。
38.如權(quán)利要求34所述的方法，其中，所述發(fā)送事件報告的步驟包括通過包含有線電話、無線電話、尋呼機、雙向步話機、傳真、電報、電子郵件和彈出的因特網(wǎng)支持的通知的組中的一個或多個通信媒介，發(fā)送事件報告。
39.如權(quán)利要求34所述的方法，還包括通過包含尋呼機、傳真機、電報、有線或無線電話、或者語音信箱帳戶、和個人計算機的組中的一個或多個通信媒介，發(fā)送狀態(tài)報告給護理者。
40.一種允許護理者監(jiān)視獨自居住在住所中的住戶的移動能力的方法，包括步驟提供活動傳感器來布置在住所中；從活動傳感器收集數(shù)據(jù)；通過近實時通信平臺，將從活動傳感器收集的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠離住所的監(jiān)視中心；搜索從活動傳感器收集的數(shù)據(jù)中的活動模式；研究完成特定活動所需的時間量；以及向護理者報告完成特定活動所需時間量的長期變化。
41.如權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述收集數(shù)據(jù)的步驟包括將活動傳感器獲得的數(shù)據(jù)無線地發(fā)送到通信中繼板。
42.如權(quán)利要求41所述的方法，其中，所述發(fā)送從活動傳感器收集的數(shù)據(jù)的步驟包括通過包含有線電話、無線電話、雙向步話機、尋呼機、電報和因特網(wǎng)瀏覽器的組中的一個或多個通信媒介，將數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)視中心。
43.一種允許護理者監(jiān)視獨自居住在住所中的住戶的睡眠模式的方法，包括步驟提供活動傳感器來布置在位所中；從活動傳感器收集數(shù)據(jù)；通過近實時通信平臺，將從活動傳感器收集的數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)庫；使用隱式馬爾可夫建模技術(shù)分析從活動傳感器收集的數(shù)據(jù)，來確定數(shù)據(jù)是否指示偏離比較數(shù)據(jù)、顯示不正常的睡眠模式。
44.如權(quán)利要求43所述的方法，還包括如果數(shù)據(jù)指示偏離比較數(shù)據(jù)、顯示不正常的睡眠模式，則生成給護理者的報告。
45.一種允許護理者監(jiān)視獨自居住在位所中的住戶的醒來時間的方法，包括步驟提供活動傳感器來布置在住所中；從活動傳感器收集指示住戶的醒來時間的數(shù)據(jù)；通過近實時通信平臺，將收集的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠離住所的監(jiān)視中心；分析從活動傳感器收集的數(shù)據(jù)，來確定數(shù)據(jù)是否指示醒來時間偏離預(yù)定正常醒來時間、顯示不正常的醒來時間。
46.如權(quán)利要求45所述的方法，其中，如果數(shù)據(jù)指示醒來時間與預(yù)定正常醒來時間一致，則還包括近實時地向護理者報告正常的醒來時間。
47.如權(quán)利要求45所述的方法，其中，如果數(shù)據(jù)指示醒來時間偏離預(yù)定正常醒來時間，則還包括就不正常的醒來時間聯(lián)系護理者。
全文摘要
一種用于監(jiān)視獨自生活的住戶的活動的系統(tǒng)和方法?；顒觽鞲衅鞅环植荚谧∷鶅?nèi)，收集關(guān)于住所中的活動的數(shù)據(jù)。將該數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程監(jiān)視中心并進行分析。緩存該數(shù)據(jù)以確定位所中是否發(fā)生了事件或重要的轉(zhuǎn)換。還可以利用該系統(tǒng)來確定住戶的長期移動能力的變化、與正常睡眠模式的偏離和與正常醒來時間的偏離。
文檔編號G08B21/04GK1914654SQ200480041477
公開日2007年2月14日 申請日期2004年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月23日
發(fā)明者保羅·E·卡迪海, 米納·甘尼什, 珍妮·M·韋森伯格, 凱瑟琳·M·格雷切恩, 海倫娜·戈德法布 申請人:通用電氣公司