专利名称：用于预防压力损伤的形成的压力传感器组件和相关联的方法
技术领域：
此处披露的实施例涉及一种压力传感装置。具体地，披露了用于管理和控制压疮预防系统内的压力感测的设备和方法。
背景技术：
压疮(例如，褥疮性溃疡，褥疮性溃疡通常称为压力性溃疡或褥疮)是当软组织的局部区域在骨突起与外表面之间受到长时间挤压时形成的损伤。压力性溃疡可能出现在人体各部位上，且其形成受到多种因素的影响，如无法释放的压力、摩擦、剪切力、湿度和温度。当前，估计有大约10%到15%的住院患者在任何时候都有褥疮(来源:医疗保障网站2009)。然而，遭受压疮折磨的不仅仅是住院患者:例如，被限制在轮椅里的人容易生压疮，尤其是在他们 的骨盆、下背部和踝部处。尽管容易预防并且如果发现得早可完全治愈，但是褥疮让人痛苦不堪，而且治疗是困难和昂贵的。在许多情况下，褥疮可证明是致命的，甚至在医疗保健的支持下也是如此。处理压疮最有效的方式是预防压疮。现有预防解决方案或者是被动的(例如，各种类型的软垫)或者是主动的，包括众多交替使气囊充气/放气的动态床垫。通常，这种床垫将来自不必要位置的压力再分配均匀，由此不必要地在敏感区域生成更高的压力。此外，这种床垫通常是为躺在病床上的患者所设计，并且几乎不满足被限制在轮椅等上的、将大量时间花费在端坐上的个体的需求。最常见的预防方法为保持严格的例程:每2到3个小时缓解患者的敏感身体区域的压力。这可以在患者在严格的医疗护理下完成。除了是一项困难的、劳动密集的并且昂贵的任务外，它不满足不要求看护人的不间断监看的独立个体的需求，如使用轮椅移动的截瘫患者。发明概述确定需要一种可靠的、划算的、用于预防压疮形成的系统和方法。此处披露了各种解决这种需要的系统。根据本披露的一个方面，一种压疮预防系统包括:至少一个管理设备，该管理设备包括至少一个使用者输入装置、至少一个输出机构、至少一个用于连接一个压力传感器组件的数据输入端；以及一个处理器，该处理器被配置成测量经过时间、接收来自该数据输入端的压力数据并通过该输出机构呈现输出。该处理器可以被配置成使用该压力数据来计算风险指数。可选地，该处理器可以被配置成将所计算的风险指数值与至少一个阈值作比较。不同地，所述至少一个阈值通过该使用者输入端是可输入的。可替代地或另外地，由该处理器计算所述至少一个阈值。根据需要，该风险指数可以包括一个经过时间值。此外，该风险指数可以包括一个累积压力值。例如，该累积压力值可以包括一个压力测量值与记录该压力测量值所用的持续时间的积。如需要，时钟复位按钮是可操作，以将经过时间值复位到零。在各种压疮预防系统中，该处理器可以被配置成通过该使用者输入端接收设置。可以从下组中的至少一项选定这种设置，该组由以下各项组成:阈值累积压力、最大经过时间、使用者详细资料、受试者详细资料、受试者的医疗状况，以及它们的组合。
可选地，该处理器可以被配置成当该所计算的风险指数大于所述至少一个阈值时向该输出机构发送至少一个提醒信号。相应地，该输出机构被配置成当该所计算的风险指数大于该第一阈值时显示一个第一警告。另外地，或可替代地，该输出机构被配置成当该所计算的风险指数大于一个第二阈值时显示一个第二警告。在该压疮预防系统的一个特殊版本中，该压力传感器组件包括多个压力传感器元件。相应地，该处理器可以被配置成接收与每个压力传感器元件相关联的压力数据。当每个风险指数可能与一套压力传感器元件相关联时，那么该处理器可以被配置成使用该压力数据计算多个风险指数。在这种压疮预防系统中，该处理器可以被配置成将所计算的风险指数值与用于每套压力传感器元件的阈值作比较。可选地，至少一套压力传感器被选定以便与一个被记录的受试者的一部分对应。例如，当该被记录的受试者包括一个活体时，该部分可以包括在形成压疮的风险下的活体的一个区域。如需要，该输出机构可以是可操作的以显示与从该多个压力传感器元件接收的压力读数相关的压力图。另外地或可替代地，该输出机构可以是可操作的以显示与从该多个压力传感器元件接收的累积压力读数相关的图。可选地，该输出机构是可操作的以显示一个图，该图表现被计算用于受试者的多个区域的风险指数。不同地，该输出机构可以包括下组中的至少一项，该组由以下各项组成:警报器、可视显示器、音频显示器、蜂鸣器、远端单元以及它们的组合。可选地，该压疮预防系统可以进一步包括至少一个发送器，所述发送器被配置成向与远程单元相关联的接收器传达输出信号。另外地，该压疮预防系统可以进一步包括至少一个接收器，所述接收器被配置成接收来自与远程单元相关联的发送器的输入信号。相应地，该压疮预防系统可以进一步包括一个远程单元，该远程单元被配置成向远程使用者呈现该输出。可选地，至少一个该用户输入装置可以包括该远程单元。在各种系统中，远程单元可以被配置成表现来自多个该管理设备的输出。不同地，该使用者输入装置可以包括下组中的至少一项，该组由以下各项组成:触摸屏、小键盘、鼠标、触摸板、滚轴球以及它们的组合。根据本披露的另一个方面，呈现了一种模块化压疮预防系统，包括至少一个被配置成感测压力测量值的传感器模块，其中，所述传感器模块被进一步配置成与至少一个管理模块通信。可选地，该传感器模块可以包括多个压力传感器元件。此外，该传感器模块包括至少一层夹在一个第一导电层和一个第二导电层之间的绝缘材料。可选地，该传感器模块可以包括一个保护罩和/或一个覆盖板。在一个示例中，该传感器模块包括:一层夹在一个第一套平行导电条带和一个第二套平行导电条带之间的一种绝缘材料，该第二套平行导电条带被安排成与该第一套平行导电条带正交；一个保护罩；以及一个被配置成与该管理模块连接的对接站。该传感器模块可以包括一个被配置成连接到至少一个管理模块上的对接站。该对接站可以包括至少一套电触头，这些电触头被配置成与至少一个管理模块的一个第二套电触头相连接。另外地或可替代地，该对接站包括一个机械连接器，该机械连接器被配置成将至少一个管理模块机械地联接到该传感器模块上。该传感器模块可以具有比该管理模块更短的使用寿命。相应地，该传感器模块可以进一步包括一个数据存储单元，该数据存储单元被配置成存储与该传感器模块相关的历史数据。可选地，该传感器模块包括一个无线通信器，该无线通信器被配置成向该管理模块传达压力数据。如需要，该传感器模块包括一个电源。本披露的另一个方面中，呈现了一种模块化的压疮预防系统，包括至少一个管理模块，该管理模块被配 置成接收来自传感器模块的压力数据并向使用者呈现输出。可选地，该管理模块可以包括一个机械连接器，该机械连接器被配置成将该管理模块机械地联接到该传感器模块上。另外地，或可替代地，该管理模块可以包括至少一套电触头，这些电触头被配置成与该传感器模块的一个第二套电触头连接。在一些示例中，该管理模块可以包括一个硬件控制器，该硬件控制器被配置成向该传感器模块提供模拟控制。可选地，该管理模块可以包括一个系统控制单元，该该系统控制单元被配置成接收来自该传感器模块的压力数据并向使用者呈现输出。在本披露的仍又一个方面中，传授了一种用于预防受试者的压疮的形成的方法。该方法可以包括:提供一个压力传感器组件；提供一个处理器，该处理器被配置成测量经过时间并接收来自该压力传感器的压力数据；计算风险指数；将该风险指数与至少一个阈值作比较；以及若该风险指数大于该阈值，该处理器向输出机构发送一个提醒信号。可选地，该方法进一步包括显示一个该风险指数的图。该方法可以进一步包括:提供至少一个传感器模块；提供至少一个管理模块；将该管理模块连接到该传感器模块上；该传感器模块测量该受试者施加的压力；该管理模块接收来自该传感器模块的压力数据；以及该管理模块向使用者呈现指示形成压疮的受试者的风险的输出。在各种示例中，计算风险指数的步骤可以包括:定义一个风险指数函数r ( τ，X，y)，该函数将施加在该受试者上的压力和所述的形成压疮的受试者的风险联系起来；测量该受试者施加在压力传感器上的多个像素上的压力；测量每个像素记录所述压力过程中经过时间；计算用于每个像素的风险指数函数的值。相应地，该方法可以进一步包括提供与该受试者有关的医疗数据。例如，可以从下组选定该医疗数据，该组由以下各项组成:测量该压力所在的身体的区域、受试者的年龄、受试者的重量、受试者的性别、受试者的医疗状况以及它们的组合。不同地，该风险指数函数可以取决于从下组选定的至少一个参数，该组由以下各项组成:测得的压力、经过时间、记录压力的像素的坐标、测量该压力所在的身体的区域、受试者的年龄、受试者的重量、受试者的性别、受试者的医疗状况以及它们的组合。要指出的是，该风险指数函数可以由以下公式表现: (τ 5 X, y) = 1:=l K(t - τ) * ρ(Ρ(τ,、y)):i: su(x, y，w a)Q可选地，该方法可以进一步包括将每个所述多个像素图到该受试者的身体上的一个点。该图可以包括:提供一个基于身体的坐标系；识别该受试者的姿势；以及将每个所述像素与所述基于身体的坐标系内的一个点相关联。可选地，识别该受试者的姿势的步骤可以包括:获取一套与一套参考姿势相对应的参考压力图片；记录所测得的所述受试者施加在每个所述像素上的压力的值；获取该受试者的一张压力图片；将该受试者的所述压力图片与这些参考压力图片作比较；以及选定一个与该获取的压力图片相对应的参考姿势。简要说明为了更好地理解这些实施例并且示出了可如何使它生效，现在将仅通过举例来参见这些附图。现在详细地具体参见附图，要强调的是，所示出的细节是通过举例说明的并且仅是出于对所选定的实施例的说明性讨论的目的，并且是为了提供被认为是这些原理和概念性方面的最有用并且容易理解的说明而呈现。在这方面，并未试图比对基本理解所需的细节更详细地示出了结构细节；与附图一起进行的说明会使本领域的普通技术人员明白如何可以将这些若干实施例付诸实践。在附图中:
图1A为一个框图，示出了一个结合管理设备和压力感测组件的示例的损伤预防系统的主要元件；图1B为一个框图，示出了包括模块化压疮预防系统的损伤预防系统的示例的主要元件；图2A为一个硬件控制模块的示例和一个传感器模块的示例的一个示意性图示；图2B为图2A中的对接到图2B中的传感器模块上的硬件控制模块的一个示意性图示；图3A至图3D示·出了一个用于传感器模块的压力检测垫的各种可能的示例的等角投影；图4A和图4B为一个俯视图和截面，分别示出了结合入床垫覆盖层的传感器模块的一个进一步示例；图5为使用模块化压疮预防系统的方法的一个流程图；图6A为一个框图，表现了一个用于损伤预防系统的管理设备的主要元件；图6B为一个用于损伤预防系统的系统控制单元的示例的一个示意图；图7A至图7D为该系统配置过程中可以使用的、可能的设置屏幕的截图；图8A至图SC为可能的输出屏幕的截图，这些输出屏幕显示了表现该压力传感器组件收集的压力数据的图；图9为一个远程设备的可能的输出屏幕的一个截图，该远程设备用于监测多个受试者；图10为一个流程图，示出了展示一种用于控制该管理设备的输出的方法；以及图11为一个流程图，示出了另一种用于表现与形成压力损伤的受试者的风险相关的压力数据。详细说明现在参见图1A中的框图，该框图示出了一个损伤预防系统300的主要元件，该损伤预防系统结合了管理设备的一个示例。例如，该损伤预防系统300 (如一种压疮预防系统)可以包括一个压力传感器组件200和一个管理系统100并且可以用于预防压力相关损伤的形成，如褥疮性溃疡等。提供该压力传感器组件200以测量随时间施加在受试者上的压力。该压力传感器组件200包括一个压力传感器阵列220和一个硬件控制器240。该硬件控制器240可以被配置成向该压力传感器阵列220提供电力和模拟控制。该硬件控制器240可以被进一步配置成向该管理系统100传输来自该压力传感器组件200的输出信号。根据一个具体的示例，例如，该压力传感器阵列220可以是一个被配置成放置在床垫和卧床患者的身体之间的压力感测垫。该压力传感器阵列220的其他示例可以包括压力敏感板、衬垫、衣服等。该管理系统100包括一个系统控制单元110，用于控制该压力传感器组件200的设置和操作以及向使用者提供来自该系统的输出。可选地，该系统控制单元110与远程单元190保持通信，该远程单元能够使使用者远程配置设置和监测该系统的输出。将认识到，远程单元190可以被进一步配置成传达来自多个系统控制单元110的输出使得该远程使用者也许能够监测多个受试者。例如，在床边系统控制单元110可以被配置成当与例如护士站处的远程单元190通信的医院环境中，这可能特别有用。该远程单元190可以被进一步配置成记录存储设备中的数据，用于后续检索。现在参见示出模块化系统1000的一个示例的图1B中的框图，该模块化系统可以用于预防压疮形成。该系统1000包括一个传感器模块1100和两个管理模块:一个硬件控制器模块1200和一个系统控制模块1300。可选地，该系统1000可以进一步包括一个与该系统控制单元1300保持通信的远程单元1400，通过该远程单元可以控制该系统1000以及监测它的输出。该压疮预防系统1000可以用于监测受试者和表面之间的压力分配以及提醒看护人形成压疮的受试者的潜在风险。因此，使用这种压疮预防系统能够使该看护人采取预防动作，如在压疮形成前翻转或者变换该受试者的位置。本模块化系统1000的一个具体的特征在于，可以相互独立地交换或更换这些各种模块。这是系统的一个重要方面，其中，不同的模块具有不同的使用寿命并且可以更换使用寿命较短的模块而不交换使用寿命较长的模块。该传感器模块1100包括一个压力传感器阵列1120和一个对接站1140。压力传感器阵列1120被配置成测量该受试者和一个表面之间的压力。如以下更加详细的说明，该对接站1140可以在该传感器阵列和这些管理模块1200、1300之间提供一个通信通道。例如，该传感器模块1100可以进一步包括一些附加元件，如数据存储单元1150、通信器1160或集成电池1170。该数据存储单元可以被配置成存储与该传感器模块1100相关的历史数据，用于风险因数的计算。例如，这种数据可以包括某些参数的初始值的记录以及它们随时间的变化，以便向压力测量值提供校正。将认识到，包括数据存储单元1150 (如存储芯片等)可以使该传感器模块1100能够容易地连接到不同的、保持记录的连续性的管理模块上。因此，例如，在医院环境中，在留在同一张床上的同时，卧床患者经常被从一个病房移至另一个病房。该传感器模块1100(如以下所述的覆盖板)可以与第一病房中的第一管理模块断开连接并被重新连接以便在新病房中添加一个新的管理模块而不会对该数据记录造成连续性的损失。可以提供 一个通信器1160单元以向这些管理模块传达数据。在适当情况下，无线通信器可以通过收发器(如无线电收发器、感应式传输系统等)提供一个通信通道，可能使用已知的协议，如WiF1、蓝牙、NFC等。该硬件控制器模块1200被配置成通过联接在该对接站1140上的连接器1240接收来自该传感器模块1100的模拟传感器信号。从该传感器模块1100上接收的模拟传感器信号可以被传输至该系统控制单元1300上。另外地，该硬件控制器模块1200可以可能地从外部电源1260或内部电池1270向该传感器模块1100提供电力。可替代地，该传感器模块1100可以包括它自己的随行电池1170，如蓄电池等。提供该系统控制单元1300以控制该系统1000的设置和操作以及向使用者提供来自该系统的输出。该系统控制单元1300可以通过一条通信线路1250连接到该硬件控制器1200上。要指出的是，该通信线路可以是一根有线通信电缆、无线链路等。应特别指出的是，在设备如床等经常被四处移动的医院环境下，一根结实的通信电缆是令人希望的，相应地，可以使用一根可扩展的、盘绕的、螺旋状的或其他电缆，使得当被绊住时，它易于扩展而不会断裂。可选地,该系统控制单元1300与远程单元1400保持通信,该远程单元能够使使用者远程配置设置和监测该系统1000的输出。该对接站1140被配置成与该硬件控制器1200的连接器1240联接并且可以在该传感器阵列和这些管理模块1200、1300之间提供一个通信通道。此外，该对接站1140可以提供一条电力线以将该传感器阵列1120连接到电源1260上。现在参见示意性地表现硬件控制单元1200的一个示例的图2A和图2B，该硬件控制单元被配置成与该对接站1140 (用于和模块化压疮预防系统1000 —起使用)连接。特别参见图2A，该对接站1140 被安装在一个封装传感器阵列1120的覆盖板1110上。该对接站1140包括第一套电连接器1142和第一套机械连接器1144。该示例的硬件控制单元1200包括一个接线盒1210，该接线盒具有第二套电连接器1242和第二套机械连接器1244。如图2B所表现的，该接线盒1210可以被按压在该对接站1140上使得该第一套机械连接器1144与该第二套机械连接器1244啮合。因此，该硬件控制单元模块1200可以被牢固地固定在该传感器1100上。安置这些电连接器1122、1142使得当该接线盒1210被啮合时，该第一套电连接器1142与该第二套电连接器1242相连接，在这些模块之间提供一条数据通道。例如，该压力传感器阵列1120可以是一个被放置在床垫和卧床患者的身体之间的压力感测垫。该压力传感器阵列1120的其他示例可以包括压力敏感板、衬垫、衣服等。现在参见图3A，示出了压力检测垫200的示例的一个等角投影，如在共同未决PCT申请号PCT/1L2010/000294的申请人中所述的，其包括多个以矩阵的形式安排的传感器210。该示例的垫具有两层220a、220b被隔离材料的一个绝缘层230分离的导电材料。这些导电层通常各自由平行导电条带222、224组成，并且这两个导电层被正交地安排，使得在一个导电层中，这些条带是水平的222，并且在另一个导电层中，它们是垂直的224。每一条带连线到控制单元上，并且可以通过安全低电压源是优选地可操作的。电容传感器是基于导电条带的重叠于垂直导电条带与水平导电条带的每个“交叉点”处的部分之间的电容。这些电容传感器被配置成使得在电容传感器的表面上的任何地方按压会改变这两个导电层之间的间隔，并且因此改变该交叉点的电容。驱动单元可以有选择地向该垂直条带提供电位，并且可以在该水平条带上监测该电位，使得可以确定重叠部分的电容传感器。要指出的是，通过提供跨越每一传感器的振荡电位并且监测由此产生的交流电，可以计算出交叉点的阻抗并且确定该交叉点的电容。因此，当已知传感器的机械特性时，可以推断出施加于传感器上的压力。电容传感器可以保持它的功能性，即使它延续期被持续用力按压，甚至持续使用超过一年后，在两个独立事件之间保持它的特征与传感器特征一致。该垫可以进一步包括附加传感器，这些附加传感器被配置成监测附加因素，特别是影响褥疮的形成的附加因素，例如温度、湿度等。这些附加的传感器可以被配置成在适当时连续地或间歇地监测这些因素，从而检测多个因素的高风险组合。可以记录这些测量值并且将其存储在数据库中以供进一步分析。然而，将认识到，由于磨损，该感测垫的性能可能随时间而变坏，并且可能需要定期更换该传感器模块。此处(图1)所披露的模块化压疮预防系统1000的一个具体的特征在于，可以更换该传感器单元1100而不必更换这些管理模块。可以选定该压力检测垫中使用的材料，使得这些导电层和绝缘层是有弹性的。该绝缘材料可以是可压缩的、通常为海绵状的、通风的或多孔材料(例如，泡沫塑料)，允许在当向它施加压力时有明显的密度变化。包括该感测垫的材料通常为足够耐用的、耐得住日常使用的正常摩擦。此外，例如，可以配置该感测垫，以便例如当该垫被折叠起来时不会产生加压力读数。
可以将该压力检测垫200或感测垫放置在例如用于标准床单中的其他材料层240a、240b的下方或以其他方式与这些材料层集成在一起。将认识到，包括这种附加材料可以给予特殊应用可能需要的进一步的特性。例如，在适当情况下，可以通过隔离、可洗、防水、透气的罩垫将这些传感器的导电材料覆盖住，从而允许在该垫上休息的受试者的不适感降至最低。现在参见图3B至图3D，示出了该压力检测垫的各种实施例的各个部分的分解图，可以通过各种衬底来支撑这些导电层220(图3A)。例如，图3B示出了直接粘附到该绝缘层230上的两个导电层2220a、2220b。可替代地，如图3C中所示，可以通过例如TPU的分离的衬底3210a、3210b来支撑导电层3220a、3220b，绝缘层230夹在这两个衬底之间。在又另一个实施例中，如图3D中所示，导电层4220a、4220b自身可以各自分别夹在两个衬底4212a、4214a,4212b,4214b 之间。参见图4A和图4B，分别示出了结合入床垫覆盖层5000的传感器模块的一个进一步示例的一个俯视图和截面。如上文所述，该覆盖层5000结合一个传感器5500和对接站5600。该传感器矩阵5500被封装在罩板5400内并且可以通过拉链5420被密封起来或者，根据需要，可替代地缝入该罩内。该传感器模块可以通过该对接站5600被连接到硬件控制器(未示出)上。该压力检测垫5000可以以一种防止该垫对该表面相对运动的方式附着在表面上。该垫5000的实施例的一个特征在于，该罩垫5500可以包括一个用于将该垫固定在座位上或床垫、床、椅子、长凳、沙发、轮椅等的背后的联接机构。该联接机构可以包括例如至少一条具有附接装置5240的条带5200，该附接装置被配置成将这些条带5200固定在该座位上或相互固定，使得该压力检测垫被牢牢保持住。这对预防可能有助于产生已知助长外部压疮的形成剪切力的该检测垫的折叠、起皱或其他运动有用。根据适当要求，合适的附接
装置包括例如钩眼材料,如尼龙搭扣 、带扣、粘合剂、纽扣、蕾丝等。参见图5中的流程图，披露了一种用于预防压疮形成的方法。该方法包括以下步骤:提供一个传感器模块402 ;提供一个管理模块404 ;将该管理模块连接到该传感器模块406上；该传感器模块测量该受试者408施加的压力，该管理模块接收来自该传感器模410的压力数据；以及该管理模块向使用者呈现指示形成压疮412的受试者的风险的输出。现在参见图6A的框图，示出了用于控制该损伤预防系统300 (图1)的系统控制单元Iio的主要元件。该系统控制单元110可以包括一个使用者输入装置120、一个数据输入端140、一个处理器160和一个输出机构180。参见图6B，呈现了一个示意图，该示意图示出了用于和压力检测系统300的管理设备一起使用的系统控制单元110的一个示例。在本示例中，该使用者界面包括一个触摸屏130，该触摸屏即可用作使用者输入设备也可以用作可视输出设备。此外，该界面还可以显示受试者的压力图。要进一步指出的是，该系统控制单元110可以配置一个用于将该单元机械地联接到床、输液支撑杆等上的附接装置150，使得它可以便于使用并且显示它的使用者界面。回过头来参考图6A，该使用者输入装置120提供了通道，使用者可以通过该通道将配置设置输入该系统。因此，例如，看护人也许能够输入与被监测的受试者相关的数据，如姓名、床位、病房、看护人ID和其他识别信息，以及与要求要监测的类型相关的详细资料。此外，该输入装置可以提供一种装置，通过该装置可以提供关于该受试者的医疗上重要的详细资料，如年龄、性别、状况等。可以使用附加医疗详细资料将受试者分配到合适的风险组，可以使用该组确定风险指数和阈值。该数据输入端140与该压力传感器组件保持通信并且被配置成接收来自该压力传感器组件的监测数据。具体地，该数据输入端140是一个通道，可以通过该通道将压力相关的数据转到该处理器160上。除压力数据外，该数据输入端140还可以被进一步配置成接收与形成压疮的受试者风险的评估或压力的计算相关的其他数据，如温度、湿度等。图7A至图7D示出了该系统配置过程中可以使用的可能的设置输入屏幕的截图。在配置过程中，可以设置患者详细资料和风险等级。将指出的是，触摸屏界面可以提供一个便利的输入装置，因为它允许大的输出显示器使用较小的模块而不受输入设备拖累。可替代地或另外地，可以使用键盘、鼠标等输入数据。图7A示出了一个设置屏幕，通过该屏幕，使用者可以输入受试者识别数据。图7B示出了用于监测用于该受试者的设置的输入的设置屏幕。特别参见图7C，呈现了一个附加设置屏幕，通过该屏幕，使用者(如看护人)也许能够在该事件中选定一个选项通知其未占用该床或受试者处在从床上跌落的即将发生的风险之下。例如，当这些压力传感器指示该受试者正在以一种将他们自身安置成从床上爬出的方式移动时，可以触发起床跌落风险提醒。相应地，该输出机构180可以被配置成提醒该看护人这种风险。图7D为指示该使用者选定的设置选项的汇总屏幕的一个截图。要指出的是，除了该床跌落风险监测以外，可以使用该系统监测床占用。相应地，通过计算施加在该传感器上 的总压力和施加该压力所在面积的积来监测施加在该压力感测装置上的重量。该重量的明显下降可以用于指示该床未被占用。当该被记录的重量在预定阈值以下，或可替代地，若该被记录的重量减少至之前值的预定分数时，可以记录一件离床事件。将认识到，当姿势辨识可用时，也许可以记录缺乏任何可辨认的受试者姿势。确实，重量和姿势数据可以用于提供受试者的签名，使得也许可以识别该床的占用人是否已变更。该输出机构180提供了一个通道，该系统可以通过该通道与使用者或其他监测系统通信。具体地，该输出机构可以包括一个警报器182、一个可视显不器单兀184和一个用于将输出信号中继至例如远程单元190的发送器186。根据适当要求，其他输出机构可以包括各种其他警报器、可视显示器、音频显示器、蜂鸣器、远程单元等。该警报器182如铃、蜂鸣器指示器灯等可以用于提供警告以提醒看护人要求的动作，如需要变换该被监测的受试者的位置、带该受试者散步、防止该受试者从该床上跌落
坐寸ο该可视显示器单元184可以用作电子剪贴板以向用户显示各种数据，如受试者信息、与该患者有关的医疗详细资料等。此外，该可视显示器单元184可以显示一个指示到需要执行某些动作时的剩余时间的计时器，如到需要变换患者位置时的剩余时间、到需要服药时的剩余时间、到需要测量血压、监测脉搏等时的剩余时间。在选定的系统中，该可视显示器单元184是可操作的，以显示指示来自受试者的压力的当前的或累积的分配的压力图。仅通过图示的方式，图8A至图SC中呈现了可能的输出屏幕的截图，显示了表现该压力传感器组件收集的压力数据的图。具体地，图8A示出了一个当前压力图，该图表现了来自第一姿势下的受监测的受试者的压力的分配，图8B示出了一个提醒屏幕，该屏幕示出了受试者需要被变换位置，以及图8C示出了已被变换位置至第二姿势的受试者的 压力图。要指出的是，在某些系统中，如图8B中所示的提醒屏幕，可以指示通过一些指示方式被计算为特别高风险的区域。因此，例如，闪烁的颜色、已变化的背景颜色或一些其他可视指示可以用于指示该压力图上的提醒。将认识到，这种指示可以帮助看护人向具有最高需要的区域提供针对性的护理。该系统控制单元的处理器160被配置成通过该使用者输入装置120接收设置并通过该数据输入端140监测数据。该处理器160可以被进一步配置成通常使用内部时钟测量监测的经过时间。以设置和监测的数据为基础，该处理器160是可操作的，以计算与受监测的受试者将形成损伤如压疮的可能性相对应的风险指数。通过将所计算的风险指数与某些阈值作比较，该处理器160可以是可操作的，以提醒使用者对于受试者充分护理所要求的必要动作。将认识到，存在多个影响受试者中压疮可能形成的可能性的因素。因为压疮由于长时间持续压力而形成，所以单单所监测的压力可以是形成压疮的风险的有限指示符。相应地，在某些系统中，单单该经过时间At可以用作风险因数％。在其他系统中，可以从施加的压力P与记录该压力过程中的时间△ t的积来计算附加风险因数R2,使得通过公式R2=P At给出该风险因数。可选地，在选定的实施例中，该可视显示器单元184可以被配置成显示风险指数的图而不是或者以及压力图。该风险指数图可以为颜色编码的，以允许使用者容易识别损伤的最闻风险所在区域。该显示的图可以表现压力感测图(每个像素根据相应的压力感测元件被着色)的二维表现借此，看护人也许能够识别与该图显示器上的区域相对应的该受试者的身体的区域。可替代地或另外地，如可能，该显示器可以被配置成将每个像素映射到该受试者的身体上的一个点，从而直接指示受试者的身体上每个区域的风险指数。将认识到，即使当该受试者已被变换位置时，这种映射可以允许继续监测受试者的相同区域。此外，对于受试者的整个身体，该阈值风险指数可以是统一的。因此，某些系统可以是可配置的，使得不同套压力传感器具有不同的风险指数阈值。在适当情况下，用于压力感测装置的每套压力传感器的阈值可以由使用者独立设置。然而，将认识到，在可能的情况下，可以根据身体区域设置阈值。因此，在特殊系统中，这些处理器可以被进一步配置成执行该受监测的受试者的模式辨识，以便识别各种身体区域和计算风险指数以及相应地设置阈值。这特别有用，例如，当传感器垫可能被移至受试者的身体之下，而没有明显变换该受试者的身体的位置时。然而，更普遍地，在风险指数生成中考虑各风险因数，如施加的压力、经过时间以及施加该压力所在的身体组织的敏感性。可以将该压力风险指数P (Ρ(τ,χ, y))看作是在给定点(X，y)和给定时间τ所测得的压力P的函数。如下所讨论的,在给定点(X，y)处的身体组织su (X，y, w, a)的敏感性可能取决于一系列医疗影响因素，具体地，该敏感性可能取决于这些受试者重量w和年龄a。要进一步指出的是，该压力效`应通常为时间累加的，并且在整体风险指数函数(τ，X，y)的计算中可以体现出这个，例如:
rr(i, x, y) = K(t - τ) * ρ(Ρ(τ, χ, y)) * su(x, y, w, a)
I=I其中，κα-τ)为表现压力的累加效应的时间内核函数。通过实验数据确定上述函数。可以从现有出版文献中至少部分地获取这种实验数据。可以为不同年龄、重量和性别的受试者以及为不同医疗状况计算该身体的不同区域处应激性溃疡等的形成的频率，所有这些都可以被包括在更详细地风险因数函数中。因此，可以生成一种概率模型。此外，可以从使用压力感测系统的受试者的不间断监测中收集附加数据。将认识到，随着该数据储存库随时间的增长，可以提高这些风险因数函数的准确度。通常由压力传感器组件200的压力传感器阵列测量该被监测的压力。相应地，该压力传感器阵列的每个像素可以与测量压力P所在的二维表面上的一个点(X，y)相对应。该身体组织Su(X，y, w, a)的敏感性取决于施加压力所在的身体的表面上的点。当该受试者大体上静止时，也许可以使用该床垫的坐标为它们的每个点计算风险指数。相应地，当该受试者被变化位置使得一个不同的身体部位与该被监测的像素接触时，可能需要重新计算该风险指数。然而，在可能的情况下，将测量压力P所在的二维表面的坐标系映射在该身体的表面上可能是有用的。为了将这些像素测量值映射到该身体坐标系上，可以使用各种技术以识别该患者的身体姿势或者以其他方式辨识身体特征。本领域中许多为此可以使用的算法是众所周知的，如质点分量分析、支持向量机、K-均值、二维快速傅里叶分析、推土机距离等。具体地，该推土机距离(EMD)算法是一种在两个分配之间作比较的方法，并且其常用于可视签名的模式辨识。该EMD算法可以容易地应用，例如，在被记录的姿势和存储在数据库中的候选姿势类型之间作比较。该输出机构180可以被配置成对所监测的风险指数的变化作出响应并适当提醒使用者。例如，若风险指数超过阈值，则警报可能响起，提醒看护人需要立刻变换该受试者的位置。类似地，当该风险指数接近这个阈值时，可能显示提醒，提醒看护人需要立刻变换该受试者的位置等。可替代地，当它们达到它们的阈值时，不同风险因数可以发起不同的提醒。现在参见图9，呈现了远程单元190的可能的输出屏幕的一个截图。该远程单元190如医院环境中的护士站处的计算机可以被导电地或无线地连接到多个卫星系统控制单元(每个监测一个不同的受试者)。该显示器呈现了监测与所述多个受试者的中的每个相关的信息。要指出的是，颜色或其他编码可以用于示出哪里要求动作，如受试者的位置变换。该远程单元的一个具体的特征在于，可以通过一个常用的监视器有选择地呈现压力图或其他与多个受试者相关的数据呈现。要指出的是，如需要，可以在该远程单元190处使某个功能性失效，如在变换位置后选择使该系统控 制单元复位。这可能是令人希望的，以便防止该系统在该受试者没有被实际变换位置的情况下被远程地复位。现在参见图10中的流程图，展示了一种用于控制这种管理设备的输出的可能的方法600。例如，也许通过该使用者输入端，设置了 602最大风险因数Rmax，并且设置了 604最大经过时间AtMAX。启动606该时钟并且由该压力感测装置608收集压力数据。该处理器开始计算风险因数值610，将所述计算的风险因数P Λ t与该阈值风险因数值R-612作比较并且将该经过时间At与该最大经过时间AtMAX614做比较。若所述计算的风险因数超过该阈值，提高616第一提醒，如警告灯、声音或屏幕通知，并且，若该经过时间超过该最大经过时间AtMAX，那么提高618第二提醒，如另一个警告灯、声音、或屏幕通知。若变换该受试者位置，可以使该时钟复位并且可以开始620该监测。现在参见图11中的流程图，呈现了用于确定和显示用于损伤预防系统的压力相关测量的方法的主要步骤。该方法包括使用来自多个压力感测元件的被记录的压力值从而生成风险指数的有用值并在图上指示这些值。定义了一个风险指数函数-步骤(i)。该风险指数函数可以是一个简单的函数，如上文所述的简单的累积压力风险因数R2=PAt。可替代地，该风险指数函数可以考虑其他相关因素，如组织类型、患者的状况、该身体的区域等。相应地，可以向该系统提供与该受试者有关的相关医疗数据-步骤(ii)。由多个压力感测元件测量该压力-步骤(iii)。例如，这种数据可以记录使用如上文所述的压力感测垫。可以可替代地使用其他压力感测方式。记录了为每个压力感测元件测量压力的过程中经过的时间-步骤(iv)。可选地，这些压力感测元件可以被直接映射到二维显示器上的相应的像素上。可替代地，这些像素坐标可以被映射在基于身体的坐标系上-步骤(V)。该基于身体的坐标系可以允许为该身体的每个区域计算该风险指数，这可能与上述一些定义的风险指数函数相关。可以为每个像素计算用于该风险指数函数的值-步骤(vi)。要指出的是，可以在二维矩阵中的每个压力感测元件和/或为该身体坐标系上的点计算值。这些风险指数可以作为一个图被呈现-步骤(vii)。所显示的图可以提供形成压力相关损伤的受试者的不间断风险的不间断记录，该记录对看护人是容易得到的。本披露的主题的范围是由所附权利要求书界定，并且包括上文所述的各种特征的组合和子组合两者以及这些特征的变化和修改，本领域的普通技术人员在阅读了前文说明后将想到这些变化和修改。在权利要求书中，词语“包括”及其变体指示包括了所列举的部件，但是一般不排除其他部 件。
权利要求
1.一种压疮预防系统，包括至少一个管理设备，该管理设备包括: 至少一个使用者输入装置； 至少一个输出机构； 至少一个用于连接一个压力传感器组件的数据输入端；以及 一个处理器，该处理器被配置成测量经过时间、接收来自该数据输入端的压力数据并通过该输出机构呈现输出。
2.如权利要求1所述的压疮预防系统，其中，所述处理器被配置成使用所述压力数据计算一个风险指数。
3.如权利要求2所述的压疮预防系统，其中，所述处理器被配置成将所计算的风险指数值与至少一个阈值作比较。
4.如权利要求3所述的压疮预防系统，其中，所述至少一个阈值通过该使用者输入端是可输入的。
5.如权利要求3所述的压疮预防系统，其中，所述至少一个阈值通过所述处理器计算。
6.如权利要求2所述的压疮预防系统，其中，所述风险指数包括一个经过时间值。
7.如权利要求2所述的压疮预防系统，其中，所述风险指数包括一个累积压力值。
8.如权利要求7所述的压疮预防系统，其中，所述累积压力值包括一个压力测量值与一个记录所述压力测量值所用的持续时间的积。
9.如权利要求1所述的压疮预防系统，其中，所述处理器被配置成通过该使用者输入端接收设置。
10.如权利要求9所述的压疮预防系统，其中，所述设置选自下组中的至少一项，该组由以下各项组成:阈值累积压力、最大经过时间、使用者详细资料、受试者详细资料、受试者的医疗状况，以及它们的组合。
11.如权利要求3所述的压疮预防系统，其中，所述处理器被配置成当所述计算的风险指数大于所述至少一个阈值时向所述输出机构发送至少一个提醒信号。
12.如权利要求10所述的压疮预防系统，其中，所述数据机构被配置成当所述计算的风险指数大于所述第一阈值时显示一个第一警告。
13.如权利要求11所述的压疮预防系统，其中，所述数据机构被配置成当所述计算的风险指数大于所述一个第二阈值时显示一个第二警告。
14.如权利要求1所述的压疮预防系统，其中，所述压力传感器组件包括多个压力传感器元件。
15.如权利要求14所述的压疮预防系统，其中，所述处理器被配置成接收与每个压力传感器元件相关联的压力数据。
16.如权利要求15所述的压疮预防系统，其中，所述处理器被配置成使用所述压力数据计算多个风险指数。
17.如权利要求16所述的压疮预防系统，其中，每个风险指数与一套压力传感器元件相关联。
18.如权利要求17所述的压疮预防系统，其中，所述处理器被配置成将所计算的风险指数值与用于每套压力传感器元件的阈值作比较。
19.如权利要求16所述的压疮预防系统，其中，至少一套压力传感器被选定以便与一个被记录的受试者的一部分对应。
20.如权利要求19所述的压疮预防系统，其中，所述被记录的受试者包括一个活体并且所述部分包括在形成一个压疮的风险下的所述活体的一个区域。
21.如权利要求14所述的压疮预防系统，其中，所述输出机构是可操作的以显示一个与从所述多个压力传感器元件接收的压力读数相关的压力图。
22.如权利要求14所述的压疮预防系统，其中，所述输出机构是可操作的以显示一个与从所述多个压力传感器元件接收的累积压力读数相关的压力图。
23.如权利要求14所述的压疮预防系统，其中，所述输出机构是可操作的以显示一个图，该图表现了被计算用于一个受试者的多个区域的风险指数。
24.如权利要求1所述的压疮预防系统，其中，所述输出机构包括下组中的至少一项，该组由以下各项组成:警报器、可视显示器、音频显示器、蜂鸣器、远程单元以及它们的组口 ο
25.如权利要求1所述的压疮预防系统，进一步包括至少一个发送器，所述发送器被配置成向与一个远程单元相关联的接收器传达输出信号。
26.如权利要求1所述的压疮预防系统，进一步包括至少一个接收器，所述接收器被配置成从与一个远程单元相关联的发送器接收输入信号。
27.如权利要求1所述的压疮预防系统，进一步包括一个远程单元，该远程单元被配置成向一个远程使用者呈现所述输出。
28.如权利要求2 6所述的压疮预防系统，其中，至少一个所述使用者输入装置包括所述远程单元。
29.如权利要求1所述的压疮预防系统，进一步包括一个远程单元，该远程单元被配置成呈现来自多个所述管理设备的输出。
30.如权利要求1所述的压疮预防系统，其中，所述使用者输入装置包括下组中的至少一项，该组由以下各项组成:触摸屏、小键盘、鼠标、触摸板、滚轴球以及它们的组合。
31.如权利要求1所述的压疮预防系统，包括一个可操作的时钟复位按钮以便将经过时间值复位至零。
32.如权利要求1所述的压疮预防系统，包括至少一个被配置成感测压力测量值的传感器模块，其中，所述传感器模块被进一步配置成与至少一个管理模块通信。
33.如权利要求32所述的压疮预防系统，其中，所述传感器模块包括多个压力传感器元件。
34.如权利要求32或权利要求34所述的压疮预防系统，其中，该传感器模块包括一个被配置成连接到至少一个管理模块上的对接站。
35.如权利要求32至权利要求34中任意一项所述的压疮预防系统，其中，所述传感器模块包括至少一层夹在一个第一导电层和一个第二导电层之间的绝缘材料。
36.如权利要求32至权利要求35中任意一项所述的压疮预防系统，其中，该传感器模块包括一个保护罩。
37.如权利要求32至权利要求36中任意一项所述的压疮预防系统，其中，该传感器模块包括一个覆盖板。
38.如权利要求32所述的压疮预防系统，其中，该传感器模块包括:一层夹在一个第一套平行导电条带和一个第二套平行导电条带之间的一种绝缘材料，该第二套平行导电条带被安排成与该第一套平行导电条带正交； 一个保护罩，以及 一个被配置成与该管理模块连接的对接站。
39.如权利要求32或权利要求38所述的压疮预防系统，其中，该对接站包括至少一套电触头，这些电触头被配置成与至少一个管理模块的一个第二套电触头相连接。
40.如权利要求34或权利要求38所述的压疮预防系统，其中，该对接站包括一个机械连接器，该机械连接器被配置成将至少一个管理模块机械地联接到该传感器模块上。
41.如权利要求32至权利要求40所述的压疮预防系统，其中，该传感器模块具有一个比该管理模块更短的使用寿命。
42.如权利要求32至权利要求41中任意一项所述的压疮预防系统，其中，该传感器模块进一步包括一个数据存储单元，该数据存储单元被配置成存储与该传感器模块相关的历史数据。
43.如权利要求32至42中任意一项所述的压疮预防系统，其中，该传感器模块包括一个无线通信器，该无线通信器被配置成向该传感器模块传达压力数据。
44.如权利要求32 至43中任意一项所述的压疮预防系统，其中，该传感器模块包括一个电源。
45.如权利要求1所述的压疮预防系统，包括至少一个管理模块，该管理模块被配置成接收来自一个传感器模块的压力数据并向一个使用者呈现一个输出。
46.如权利要求45所述的压疮预防系统，其中，所述管理模块包括一个机械连接器，该机械连接器被配置成将该管理模块机械地联接到该传感器模块上。
47.如权利要求45或权利要求46所述的压疮预防系统，其中，所述管理模块包括至少一套电触头，这些电触头被配置成与该传感器模块的一个第二套电触头相连接。
48.如权利要求45至权利要求47中任意一项所述的压疮预防系统，其中，该管理模块包括一个硬件控制器，该硬件控制器被配置成向该传感器模块提供模拟控制。
49.如权利要求45至权利要求48中任意一项所述的压疮预防系统，其中，该管理模块包括一个系统控制单元，该系统控制单元被配置成接收来自该传感器模块的压力数据并向一个使用者呈现一个输出。
50.一种用于预防受试者的压疮的形成的方法，包括: 提供一个压力传感器组件； 提供一个处理器，该处理器被配置成测量经过时间并接收来自所述压力传感器组件的压力数据； 计算一个风险指数； 将所述风险指数与至少一个阈值作比较；以及 若所述风险指数大于所述阈值，则所述处理器向一个输出机构发送一个提醒信号。
51.如权利要求50所述的方法，进一步包括显示一个所述风险指数的图。
52.如权利要求50所述的方法，进一步包括: 提供至少一个传感器模块； 提供至少一个管理模块；将所述管理模块连接到所述传感器模块上； 所述传感器模块测量该受试者施加的压力； 所述管理模块接收来自所述传感器模块的压力数据；并且 所述管理模块向一个用户呈现一个指示形成压疮的受试者的风险的输出。
53.如权利要求50所述的方法，其中，计算一个风险指数的步骤包括: 定义一个风险指数函数r ( τ，X，y)，该函数将施加在所述受试者上的压力和形成一个压疮的所述受试者的风险联系起来； 测量所述受试者施加在一个压力传感器上的多个像素上的压力； 测量每个像素记录所述压力过程中经过的时间； 计算用于每个像素的风险指数函数的值。
54.如权利要求53所述的方法，进一步包括提供与该受试者有关的医疗数据。
55.如权利要求54所述的方法，其中，从下组选定所述医疗数据，该组由以下各项组成:测量该压力所在的身体的区域、受试者的年龄、受试者的重量、受试者的性别、受试者的医疗状况以及它们的组合。
56.如权利要求53所述的方法，其中，所述风险指数函数取决于从下组选定的至少一个参数，该组由以下各项组成:测得的压力、经过的时间、记录压力的像素的坐标、测量该压力所在的身体的区域、受试者的年龄、受试者的重量、受试者的性别、受试者的医疗状况以及它们的组合。
57.如权利要求53所述的方法，其中，由以下公式表现所述风险指数函数:
58.如权利要求53所述的方法，进一步包括:将每个所述多个像素映射到该受试者的身体上的一个点。
59.权利要求58的方法所述映射包括: 提供一个基于身体的坐标系； 识别该受试者的姿势；以及 将每个所述像素与所述基于身体的坐标系内的一个点相关联。
60.如权利要求59所述的方法，其中，识别该受试者的姿势的步骤包括: 获取与一套参考姿势相对应的一套参考压力图片； 记录所测得的所述受试者施加在每个所述像素上的压力的值； 获取所述受试者的一张压力图片； 将该受试者的所述压力图片与所述参考压力图片作比较；以及 选定与该获取的压力图片相对应的一个参考姿势。
全文摘要
一种压疮预防系统，包括至少一个管理设备，该管理设备包括至少一个使用者输入装置、至少一个输出机构、至少一个用于连接一个压力传感器组件的数据输入端以及一个处理器，该处理器被配置成测量经过时间、接收来自该数据输入端的压力数据并通过该输出机构呈现输出。该系统可以是模块化的。还公开了一种用于预防受试者的压疮的形成的方法。
文档编号G06F19/00GK103238152SQ201180058134
公开日2013年8月7日 申请日期2011年10月26日 优先权日2010年10月28日
发明者丹·韦斯, 鲁思·波利亚基内-巴卢齐, 埃米尔·本舍拉姆, 利奥尔·格林斯坦, 约纳坦·阿叙利纳, 伊泰·拉布, 博阿兹·本大卫, 塔尔·雷米兹, 古斯丁·埃弗巴克, 埃弗拉特·札黎兹基 申请人:茵汉斯瑟菲斯动力公司