本发明涉及一种用于监测和警示颅事件(诸如冲击幅值和位置)以及用于监测生理和环境参数的设备、系统和方法。
背景技术：
在涵盖工作和休闲的宽泛的日常活动范围中，尤其是在运动中穿戴头部装备。一些形式的头部装备主要穿戴用于保护的目的诸如有危险的工作环境或一些更加有冲劲的或危险的运动中穿戴的安全帽，而其它形式的头部装备诸如棒球帽主要穿戴用于其它目的诸如使头部和面部免受太阳的照射。
在穿戴头部装备的许多环境中，存在由于与头部的冲击而造成的头部损伤的风险。该风险的水平用于指导应穿戴的头部装备的类型以试图在特定环境中给出适当的保护，同时最小化对穿戴者执行所要求的任务、参加所选取的比赛的能力的影响。然而，试图由通过头部装备缓冲来最小化风险和影响的头部冲击保护的常规做法在其有用性上受到限制，因为该做法不允许对头部外伤负责。经常头部外伤的影响不会立即显而易见的，使得头部被击中的穿戴安全帽的人员可感觉正常且因而不寻求医疗护理，而没有认识到冲击的幅值可已引起当前未被认出的问题，对于该当前未被认出的问题，为了最小化长期损坏，早期治疗是必要的。
克服该问题的系统在本领域中是已知的。例如，howard等人的美国专利no.8,766,798(“’798专利”)公开了一种保护性头部装备和监测系统，其中线性加速度和转速传感器设置在保护性头部装备内，该线性加速度和转速传感器监测头部装备的运动和对头部装备的冲击，并且记录用于下载到监测设备的数据，在该监测设备上可查看数据，并且在数据指示已经发生需要行动或另外的调查的事件的情况下触发警报。在‘798专利的系统中，数据被存储在头部装备中以用于在适当时间下载，并且这具有以下缺点：在认识到事件的严重度之前可能还要过一段时间，时间延迟在损伤的成功治疗中可为决定性的。
同样howard等人的美国专利no.9,041,528(“’528专利”)提出了一种系统，在该系统中保护性头部装备使用用于识别和测量冲击力的传感器，该传感器包括传输器，该传输器响应于头部装备处的冲击事件传输数据，使得发出事件的即时警示。虽然该系统在’798专利上的系统上给予了改进，但是‘528专利仍然需要被设置用于将被激活的警报信号的阈值触发，该阈值设置在指示高水平冲击的水平。‘528未能识别多个较低水平的冲击，该多个较低水平的冲击也可引起损伤或导致影响参与团体活动的人员的安康的其它因素。
coombs等人的美国专利no.5,200,736公开了一种用于监测护盔热条件的组件，该组件包括用于感测环境热条件的状况的热敏电阻器，连同当达到多个预定阈值时向穿戴者发信号的警报指示器。
所引用的参考均未解决外伤、生理和环境因素对团体中的各个成员的关系和累积影响以指示需要及时干预。
本发明的目标
本发明的第一目标是提供一种可穿戴颅设备，该可穿戴颅设备能够监测穿戴者的一般健康且识别可能的损伤，并且向远程监测位置报告。更特别地，本发明的目标是检测且记录冲击，并且向远程监测器械传输冲击，并且本发明的目标还为从穿戴者收集且记录生理数据，并且向远程监测器械传输此类数据，使得可识别健康问题或损伤的早期指标，并且采取行动。
本发明的另外的目标是提供一种可穿戴颅设备，该可穿戴颅设备能够收集、记录环境数据，并且向远程监测器械传输环境数据。
由如下文所阐述的本发明满足这些和其它目标。
技术实现要素：
本发明提供可穿戴颅设备。至少一个生理传感器与设备相关联，用于测量个人的生理数据。至少一个力传感器也集成到设备中，用于测量与对设备的外部的冲击相关联的力。传输器设置在设备中，用于向远程接收器传输来自至少一个力传感器的数据。设备可包括可适形于个人的上颅半球的基板，传感器可集成到该基板中。
在另选的实施方案中，本发明提供一种可穿戴设备。设备包括由基板支撑的至少一个力传感器，用于测量与对设备的外部的冲击相关联的力。至少一个力传感器被配置为测量基板的不同象限中的冲击力，使得传输到远程接收器的数据使得能够确定位置以及冲击的幅值。传输器设置用于向远程接收器传输来自所述至少一个生理传感器的数据。
本发明还提供一种可穿戴颅设备组件，该可穿戴颅设备组件包括可穿戴颅设备和远程显示设备。可穿戴颅设备包括可适形于个人的上颅半球的基板、集成到设备中用于测量个人的生理数据的至少一个生理传感器，以及集成到设备中用于测量与对设备的外部的冲击相关联的力的至少一个力传感器。传输器被包括用于向远程显示设备传输来自所述至少一个生理传感器和所述至少一个力传感器的数据。远程显示设备包括用于从可穿戴颅设备的传输器接收数据的接收器、用于显示来自至少一个力传感器和至少一个生理传感器的数据的显示器，以及处理器。处理器被编程用于分析来自至少一个力传感器和至少一个生理传感器的数据，并且基于冲击力的幅值和/或由至少一个生理传感器取得的生理数据测量的改变，识别对穿戴者的潜在的损伤和/或健康问题。
有利地，定位传感器(尤其是全球定位系统(gps))也设置在设备中，以便使得能够从远程接收器探知穿戴者的位置。
环境传感器也有利地包括在设备中以收集环境参数诸如环境温度、湿度、太阳强度、花粉量等等。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，将更容易地理解本发明的更完整的理解及其伴随的优点和特征，其中：
图1a示出根据发明的放置在个人的头部上的颅监测设备的前侧视图；
图1b示出根据发明的放置在个人的头部上的颅监测设备的后侧视图；
图2a示出与安全帽结合使用的本发明的颅设备；
图2b示出与棒球帽结合使用的本发明的颅设备；
图3示出用于警示颅设备上的冲击事件的颅设备的信息传输的代表性协议；
图4a示出指示与图1和图2的颅设备结合工作的个人的状况的远程显示设备；
图4b示出指示与图1和图2的颅设备结合工作的个人的团体的状况的概要的远程显示设备；
图5示出冲击因素、生理因素和环境因素在转化的x、y、z图形表示上的内在关系；
图6示出用于本发明的运动环境中的颅设备阵列的网状网络通信系统；以及
图7示出用于本发明的工作环境中的颅设备阵列的网状网络通信系统。
具体实施方式
本发明是一种用于说明外伤、生理和环境因素对团体的个人成员的关系和累积影响以指示需要及时干预的设备、系统和方法。恰当考虑这些因素的关系影响允许由监测者诸如监督人、教练或父母进行恰当的评定，以接收和识别团体的个人可能在身体上受到损害的有问题的趋势或情形。本发明包括一种颅穿戴设备，该颅穿戴设备包括用于登记个人的头部外伤、生理指标和环境条件的传感器。随着该数据的收集，访问、监测穿戴者的安康，并且向远程位置报告穿戴者的安康。
既为了工作的目的又为了休闲的目的，存在由人类从事的宽泛的活动范围，在活动期间他们可暴露于可对他们的健康和安康造成冲击的环境因素。这些环境因素可为可致使如中暑、晒伤、脱水等等的健康问题的环境温度、湿度、日照等等，外物冲击诸如可致使颅损伤诸如脑震荡的来自坠落残骸的、来自抛射体等等的冲击。参加比赛诸如美式橄榄球或棒球的运动员可经常花费长时间段在赛场上，在该时间段期间，环境因素可引起没有人知道的健康问题。经常未注意到经受脱水，直到产生次要症状，并且上述情况也适用于中暑和暴晒。同样地，对于事件的重要性的正确识别和是否需要医疗干预，颅冲击诸如由被棒球中的击球打中或通过与另一足球运动员的冲击致使的颅冲击的幅值为重要的数据。极端外伤的早期识别在成功治疗中可为决定性的。
在优选的预测性实施方案中，本发明校准这些不同的因素以为早期通知制定恰当的因素公差。虽然因素中的任一个的严重事件就其本身而言可创建个人的至关重要的健康危害通知，但是这些因素中的任一个的不太明显的改变重新定义其它因素的可接受界限，因为个人变得不太能承受其它因素的改变。因为这些因素中的任一个的影响损害个人承受其它因素的影响的能力，所以这些因素的指标限制迁移到新的水平。
在优选的指示性实施方案中，本发明证实了冲击因素发生的重要性，并且提供了验证性测量。在该实施方案中，当碰巧冲击发生时，可与环境因素结合的生理因素的改变证实了冲击的严重度。因为生理因素的改变碰巧为对个人的颅冲击的结果，所以这为用于确定对个人的冲击的严重度的分析考虑提供了附加的数据。同样地，可用在生理因素登记的后冲击的改变来将以其它方式看起来中等的冲击重新计算为显著的冲击。
因而，本发明提供一种用于远程监测受试者的颅冲击以及生理改变以使得能够远程和早期识别减弱的性能、可能的损伤或健康问题的系统。
首先参考图1a和图1b，在图1a和图1b中示出根据本发明的颅监测设备10的示例性表示。图1a的示出的示例示出颅设备10的前侧视图，该颅设备10被实现为穿戴在穿戴者的头部12的上部部分的独立产品。图1b的示出的示例示出相同的颅设备10的后侧视图。例如，如在图2a和图2b中看到的，颅设备10可穿戴在另一件头戴物诸如如图2a所示的工作头盔16或如图2b所示的运动帽18之下。本领域的普通技术人员将认识到，为了本文所述的本发明的目的，本发明还可集成到其它类型的头戴物中。
参考图1a和图1b，颅设备10具有支撑基板14，该基板14被成形为适形于穿戴者的头部12的形状，并且从而提供与穿戴者的头部12的紧密贴合。这允许并入到颅设备10中的某些传感器保持与穿戴者的头部12紧密接近且优选地接触，以便采集相关和准确的数据。基板14可由弹性体材料形成以便于紧密贴合或模制成具体的穿戴者的头部12的形状。基板14优选地包括颅设备10和穿戴者的头部12之间的缓冲材料，用于舒适度和贴合性。
颅设备10包括大体通过基板14定位且优选地紧固到基板14的多个冲击传感器3a、冲击传感器3b、冲击传感器3c和冲击传感器3d。冲击传感器3a-冲击传感器3d检测基板14的区域上的冲击力。优选地，冲击传感器3a-冲击传感器3d的位置在基板14的内侧上，以确保冲击传感器3a-冲击传感器3d在如由作为如图1a-图1b中所示的独立设备或如穿戴在如图2和图3中所示的保护性头盔或其他头部设备上方或并入如图2和图3中所示的保护性头盔或其他头部设备内的基板14提供的包括在冲击传感器3a-冲击传感器3d和穿戴者的头部12之间的任何缓冲的阻尼效应之前，各自准确地测量传递到穿戴者的头部12的实际力。冲击传感器3a-冲击传感器3d通过穿戴者的头部12的区域或其它可识别的区域遍布于基板14，以便检测与穿戴者的头部12的不同象限相关联的颅设备10的不同区域中的冲击。以这种方式，如下文所述，系统不仅可检测冲击的发生和幅值，还可检测该冲击的位置，位置信息的准确性取决于冲击传感器3a-冲击传感器3d的数量和分布。颅设备10可包括位于个人的头部上的用于检测的传感器。在一个实施方案中，颅设备10包括覆盖整个头部或穿戴者的头部12的一个或多个规定区域的单个冲击传感器3a(例如，具有神经网络以识别头部覆盖物的整个区域上的冲击的具体位置)，并且优选地，颅设备10包括多个冲击传感器以另外限定穿戴者的头部12上的冲击的位置，其中一个优选的实施方案具有被设置为覆盖穿戴者的头部12的前左、前右、后左和后右象限的四个冲击传感器3a、冲击传感器3b、冲击传感器3c、冲击传感器3d。因为需要冲击的更准确的定位，所以使用更多的冲击传感器3a-冲击传感器3d，其中每个冲击传感器12的分布和尺寸可由本领域技术人员针对颅设备10的特定使用诸如工作用途、运动用途等来确定。可使用冲击传感器12的不同尺寸和构造将冲击传感器12结合到单件头戴物中。
每个冲击传感器3a-冲击传感器3d物理地或以其它方式连接到中央模块20，用于将来自每个冲击传感器3a-冲击传感器3d的数据传达到中央模块20，用于如下文所述的另外的处理。
颅设备10还包括一个或多个生理传感器30，或者可与一个或多个生理传感器30结合使用，该一个或多个生理传感器30可安装到基板14的内表面或与基板14的内表面分离，以便与穿戴者的头部12接合，并且从穿戴者采集生理数据。生理传感器30从穿戴者收集与穿戴者的生理因素诸如但不限于核心温度、心率、出汗和血压有关的数据。每个生理传感器30物理地或以其它方式诸如通过连接器缆线32连接到中央模块20，该连接器缆线32将来自每个传感器30的数据传输到中央模块20。一个优选的实施方案包括容纳在颅设备10内的生理传感器30。在第二优选的实施方案中，生理传感器30集成到辅助个人着装中，辅助个人着装诸如例如但不限于衬衫、腕带、胸带、发带、袜子、鞋子、手表等及它们的组合，其中此类设备物理地有线或无线连接或以其它方式电配置为与来自颅设备10的颅冲击数据结合。例如，颅设备可形成通用传感器阵列的一部分，该通用传感器阵列还包括用于生理监测的辅助设备，与中央处理器进行通信的每个设备还被携带或穿戴在穿戴者的身体上，每个设备继而将来自所有传感器的数据传输到远程监测位置。
颅设备10还包括环境传感器40，或者可与环境传感器40结合使用，该环境传感器40取得与紧邻颅设备10周围的大气环境有关的局部环境读数。环境传感器40通常位于基板40的外部表面上，以便尽可能多地将环境传感器40与穿戴者他或她自身的穿戴者的生理温度的影响隔离，例如，隔离由于呼气的影响而造成的对增加的温度读数的影响。环境传感器40优选地为耐冲击的，并且/或者具有附加的缓冲以保护它免受外部冲击。优选地，环境传感器40被配置为诸如通过具有平滑、填补的边缘等等，不会使对穿戴者的任何冲击事件进行衰减。环境传感器40被配置为收集环境温度、环境湿度、环境空气压力、环境光线水平、太阳强度等等中的一者或多者的数据。环境传感器40还可被配置为测量颅设备10的顶部上面的温度，该温度与穿戴者的头部12上面和穿戴在颅设备10上方或与颅设备10成一体的头盔16或其它头戴物16、头戴物18内侧的温度一致。每个环境传感器40通过用于从每个环境传感器40到中央模块204的数据传输的连接装置连接到中央模块20。
中央模块20被配置为从冲击传感器3a-冲击传感器3d、生理传感器30和环境传感器40中的每者接收数据，并且优选地包括用于存储来自每个传感器的数据的存储模块20a。中央模块20还包括用于将从每个传感器收集的数据无线地传输到远程接收器70(图4和图5中示出)的传输器50。传输器50使用合适的传输系统诸如蓝牙、wifi、rf传输等来传输数据。电源60包括在模块中用于按照需要为传感器、传输器50和存储模块20a中的每者供电，并且合适的天线可集成到存储模块20中或到基板14中，用于最大化传输器50的范围。存储模块20还包括id标签，该id标签对于特定的颅设备10是唯一的，以便使得能够通过远程接收器70和与颅设备10的穿戴者唯一地相关联的所接收的数据，唯一识别颅设备10。这是很重要的，因为如下所述，远程接收器70被优选地配置为接收和处理来自多个不同的颅设备10的数据。如上面在第二优选的实施方案中所指出的那样，中央模块20可与颅设备分离地定位，并且接收和处理来自穿戴在用户的身体上的多个单独的传感器的数据。
设备10还包括位置传感器80诸如全球定位系统(gps)接收器，借助于位置传感器80识别颅设备10的位置，并且将该位置传输到远程接收器70，使得可在任何时候从远程接收器70探知穿戴者的位置，如下文所述。在示出的实施方案中，gps接收器集成到中央模块20中，中央模块20具有集成到将中央模块20连接到传感器的电线连接器中的一个或多个中的天线。然而，gps接收器或其它位置模块可与中央模块20分离，并且连接到该中央模块20用于向远程接收器70传输位置数据。
如图2a和图2b所示，在优选的实施方案中，颅设备10尺寸设定为作为以下进行穿戴：其它类型的头部装束下方(诸如在棒球帽(图2a)、运动头盔、工人的安全帽(图2b)之下或与棒球帽(图2a)、运动头盔、工人的安全帽(图2b)成一体)的下层，棒球帽(图2a)、运动头盔、工人的安全帽(图2b)包括例如但不限于曲棍球头盔、自行车头盔、摩托车头盔等等。该列表不旨在为详尽的，而是旨在提供颅设备10可一起穿戴的头戴物的类型的一小部分的实施例。
现在将结合图3的流程图来描述穿戴者的监测的实施例。远程显示器70连续地监测从用户的颅设备10接收的遥测。对穿戴者的头部的冲击将是突然事件，而来自其它传感器的改变将通常是逐渐的改变。如果未检测到冲击，则系统追踪其它传感器输出的改变，并且尤其追踪导致参数超过预设的阈值的改变。如果在101处检测到，则在102处立即显示警示，并且/或者发出警示的声音，其中显示器示出所有相关数据以及超出范围参数的数据。例如，如果遥测指示心率已变慢且环境温度升高但仍低于阈值，则在102处这将与可能的脱水的警告一起显示。否则，在103处继续进行监测。
如果在100处检测到冲击，则在104处系统首先检查冲击的水平是否超过阈值水平。如果冲击水平超过阈值水平，则在102处立即显示示出穿戴者的全遥测的警示。如果未超过阈值，则在105处作出检查以看到是否已存在记入日志的任何先前的冲击。如果不存在，则在108处显示示出冲击的区域和幅值的低级警示，并且记录冲击的发生、位置和幅值用于未来参考。对于应用于穿戴者的生理数据，用次级、更严格的阈值继续进行监测。
如果记录了先前的冲击，则在106处显示器立即基于冲击之前的最后一个读数激活用于所有生理数据的基线，并且开始监测来自基线生理读数的任何改变。为穿戴者记录包括另外的冲击的位置和幅值的另外的冲击，并且有效读数与中级警示一起显示。如果检测到生理数据的任何改变，则在107处立即显示示出穿戴者的所有遥测的高级警示。
图3中示出的实施例表示特定事件的监测，并且应当理解，本发明不限制于应用于图3的流程图中的特定逻辑。
接着参考图4a和图4b，图4a和图4b示出远程接收器70的示意图，该远程接收器70结合颅设备10进行操作，借助于传输器50从其接收数据，并且从穿戴者向远程用户显示信息。
参考图4a和图4b，更特别地，远程接收器15具有接收由颅设备10中的传输器50直接或间接传输的数据的接收器。远程接收器70包括处理器，该处理器针对由颅设备10所收集和所传输的冲击、生理和环境参数中的每个被编程为具有阈值“事件”值，使得当从颅设备10传输的数据读数中的一个或多个超过预编程的阈值时，在远程接收器70上以屏幕的视觉警示和/或音响警报的形式发出警示72的信号，视觉警示识别已经引起警示的颅设备10和/或穿戴者以及显示已超过阈值的该参数74或每个参数74。在例如颅冲击超过阈值水平的情况下，远程接收器70被有利地编程为显示人类头部76的二维或三维展示，指示冲击的区域以及通过图4中的象限示出的严重度。远程接收器70还可被编程为显示作为已经激活警报的一个参数或多个参数的结果由设备10的穿戴者已经遭受的潜在识别可能的损伤。附加地，远程接收器70可(诸如通过方向和距离或在可显示在远程接收器70的表示图上绘出颅设备10和远程接收器70的位置)识别颅设备10的穿戴者的位置78。
远程接收器70还被编程为使来自颅设备10中的所有传感器的数据关联在一起，以识别由警报触发事件或不由警报触发事件产生的可能的健康和安康问题。例如，当对颅设备10的冲击由于高于预编程的阈值而触发警报时，远程接收器70可自动地显示来自颅设备70的所有遥测74，并且突出其它数据的任何改变，无论这些改变本身是否是警报触发改变。远程接收器70还将识别例如在头部外伤之后，穿戴者的血压或心率已开始降低，并且识别因而可能遭受的损伤以及严重度和推荐采取的行动。可由标准健康计划表诸如用于一般人群或14岁-18岁男性或34岁-65岁的混合性别人群以及其它此类细分的人口群体的标准参数设计触发参数，或者可使用个人的历史参数按照个人开发触发参数。
远程接收器还被编程为存储和分析来自颅设备10的数据，并且识别由随时间推移发生的改变或事件产生的可能的问题。例如，穿戴者可已受到多个颅冲击，虽然该多个颅冲击中的每者自己并未超过阈值，但是对接收的打击的数量和它们已遭受的时帧而言超过阈值，尽管如此，远程接收器70可触发颅设备10的穿戴者的警报或警告。
类似地，远程接收器70将生理数据与环境数据关联，使得如果例如环境温度已超过某一水平(在某一水平之后，生理参数开始改变)，则即使这些改变并未在可允许的值的范围之外，远程接收器70的编程也将重置或覆写参数限制，并且识别由来自颅设备10中的各种传感器的读数所指示的穿戴者的可能的损伤或健康问题。
如图4b中可看到的，远程接收器70可包括用于说明团体或团队的状况的索引功能。该索引屏幕允许优选地具有立即转化以通过轻敲个人的名字来检阅个人的综述，如图4a所示。在参考和不参考标准和个性化参数限制的比较的情况下，附加的数据分析包括优选地以解析形式诸如但不限于平均值或标准偏差进行个人的参数与他的/她的团队成员的这些参数的比较。
应当理解，上面为本发明的系统实现的分析和警示的类型的实施例。通过提供用于多个不同的参数的传感器，颅设备10能够不仅通过个别地监测数据还通过使从多个传感器接收的数据关联且还通过追踪数据随时间推移的改变，支持穿戴者的一般健康和安康。以这种方式，可做出问题的指示以及可能即将来临的问题像脱水、晒伤等的预测，并且采取预防性行动。
还有，远程接收器70任选地包括用于存储当前监测的颅设备10的穿戴者的个人档案的数据存储器。这可包括但不限于年龄、体重、身高、性别和相关病史，相关病史包括先前的损伤。可由远程接收器70用当前遥测更新该个人信息以记录例如头部损伤，在该穿戴者的遥测数据的未来分析中考虑该头部损伤的严重度和位置。个人信息还可包括对不同监测的参数触发警示的阈值的个人化的值。
远程接收器70还接收且分析由该颅设备10或每个颅设备10传输的位置数据，远程接收器70与该颅设备10或每个颅设备10通信。然后，远程接收器70能够向用户显示其监测的任何或全部颅设备10的位置78。远程接收器70可被编程为具有多个不同的显示选项。例如，远程接收器70可能提供在地图类型布局上示出所有活动的颅设备10的位置的显示器。这可包括用于突出已被识别为具有可能的损伤或安康问题的任何穿戴者的位置的指示器。例如，当检测到已被识别为指示可能的问题的读数时，图标可使颜色从例如绿色改变为红色。还可显示人类大脑的表示76，表示76示出不同的监测区域，并且示出到此所检测的任何冲击水平-当前的和历史的。这可为如图2所示的2d显示或3d显示。远程接收器70还可包括位置选项78，其中指南针类型显示器设置有箭头以指示朝所选择的颅设备的方向。这在监测的颅设备10在视觉范围之外的环境中将是特别有用的。在该情况下，如果检测到事件诸如头部外伤，则然后已检测且警示冲击的远程接收器可用于容易地找到穿戴者。也可包括双向通信系统以允许远程接收器70和颅设备10穿戴者之间进行语音通信，使得会话能够检查穿戴者的状况，并且/或者当分派帮助时提供舒适度。
颅设备10和远程接收器70之间的主要通信是通过直接通信链路。然而，在优选的实施方案中，每个颅设备10包括接收器，在图1和图2中所示的实施方案中，该接收器与传输器集成到中央模块20中。除了接收器使得在远程接收器70和颅设备10之间能够发生双向通信之外，如图6和图7看到的，颅设备10中的接收器能够以中继站的方式接收且重新传输由其网络内的其它颅设备传输的数据。该网状网络布置使得颅设备10的通信范围能够延伸，如图6和图7所示。
图5表示在工作或游戏期间影响个人的冲击、生理和环境因素的设定参数的警报层。如图5中看到的，限定的区域表示针对关于个人的冲击事件、生理事件和环境事件的组合个人的计算条件的分界线。在一个实施方案中，中心点x,y,z＝0,0,0表示没有冲击事件、基线生理事件和基线环境事件。沿正x轴移动，登记冲击事件。例如，沿x轴垂直排列的区域中的冲击事件可指示对由队友使用手套拍打其帽子的少年联盟棒球运动员的冲击。沿x轴另外向下移动，填充有正方形的区域可表示更有力的冲击诸如当滑动到二垒中时帽子击中地面。这些限定的区域之外的区域将表示显著的冲击，诸如直传球击中帽子。同样地，生理y轴和环境z轴随着关心的水平增加而提供影响个人的因素的限定区域，并且可通过数据范围、数据限制、具体值等等限定。区域由本领域的普通技术人员确定用于具体用途诸如青少年棒球、体力活动中的产业工人等。对个人安康的影响程度的交点通过个人的年龄、性别、训练和其它相似的因素以及期望考虑个人的状况诸如个人的历史的限制变化。例如，可实时地使限制变化以说明用于确定下一个冲击的限制的冲击。附加地，限制可为确定性、预测性和/或指示性分析。
图6示出用于监测棒球比赛中的运动员的本发明的实施例，仅运动员122和运动员126在远程显示器70的直接范围内。然而，远程显示器70能够通过网状网络通信系统接收来自场上所有运动员的数据。尽管如此，距远程显示器70最远的运动员129在左外场员128和右外场员130的范围内，并且由颅设备129传输的数据被颅设备128和颅设备130中的每者接收。也在远程显示器70的范围之外的设备128将传输其自己的遥测数据以及从设备129接收的遥测数据。这将被颅设备127接收，该颅设备127将继而用其自己的遥测数据向前传输该数据。颅设备127也将从设备125接收数据，该数据将包括从设备129、设备130和设备124接收的遥测。遥测数据的该中继将继续直到在远程接收器70的范围内的颅设备122、颅设备126中的任一者处接收到遥测，就在这时数据被传输到远程显示器70并进行处理。每个颅设备将具有唯一的标识符，唯一的标识符将被编码到遥测传输中，使得远程显示器70可对数据进行解码，并且识别哪个数据来自哪个设备。在数据传输的情况下，每个设备还嵌入时间戳，使得通过网状网络沿不同路由接收的复制的数据可被远程显示器70识别。
如上所述，在例示的实施方案中，远程显示器70与被配置在网络中的多个颅设备工作，使得监测器能够在他的或她的监督下追踪所有运动员的安康。然而，每个设备可代替地被配置为仅与单个远程显示器70进行通信，该单个远程显示器70可例如由设备的穿戴者的父母控制。在该情况下，可仍然使用上述网状网络配置延伸通信范围，每个远程显示器70仅能够对从其配对的颅设备接收的数据解码且显示该数据，并且每个远程显示器70仅为从任何其它颅设备接收的数据充当网状网络内的中继器。
在特定地优选的配置中，主远程显示器70被配置在网络内，该主远程显示器70能够接收来自网络内的所有颅设备的数据、对该数据进行解码，并且显示该数据。虽然次级显示设备70a、次级显示设备70b也能够接收数据，但是每个次级显示器70a、次级显示器70b仅能够对来自其配对的颅设备或设备的数据进行解码且显示该数据。例如，次级显示器70a可由运动员125的父母控制，并且次级显示设备70b可由运动员126和运动员129的父母控制。虽然显示器70a将接收来自网状网络中的所有颅设备的数据，但是将仅对来自孩子的设备125的数据进行解码且显示来自孩子的设备125的数据，而显示器70b能够对来自由运动员126和运动员129穿戴的颅设备的数据进行解码，并且显示来自由运动员126和运动员129穿戴的颅设备的数据。另一方面，主显示器70接收和显示来自所有运动员的数据。
主显示器70可被配置为充当对次级显示器的中继器，使得由主显示器70控制和制约到次级显示器70a、次级显示器70b的数据传输，例如，主显示器对向上传输的数据进行过滤。甚至在该配置中，次级显示器70a、次级显示器70b可仍充当网状网络内的中继站。
虽然上面阐述的特定实施例与本发明结合休闲活动的使用有关，但是应当理解，本发明同样可应用于工作环境中，本发明使得能够追踪个人，并且监测他们的安康。例如，本发明可集成到消防员的头盔中，使得可实时地监测有危险的环境中的每个消防员的健康和安康。在该应用中，环境传感器可附加地监测环境中的氧气/一氧化碳水平，并且还监测其它有危险的或有毒物质。
附加地，图7示出本发明的实施例，本发明的实施例用于监测设施中或在工人222、工人224、工人226和工人228在持有显示器70的远程监督人250的直接范围内的位置处的工人。然而，远程显示器70能够通过网状网络通信系统接收来自工作区域中所有工人的数据。尽管如此，距远程显示器70最远的工人230在工人226的范围内，并且由颅设备230传输的数据被颅设备226接收。在远程显示器70的范围中的设备226将传输其自己的遥测数据以及从设备230接收的遥测数据。当遥测数据继续与范围中的其它单元建立链路以将数据传送到远程接收器70时，遥测数据的该中继将继续，就在这时，数据被传输到远程显示器70并进行处理。每个颅设备将具有将被编码在遥测传输中的唯一标识符，使得远程显示器70可对数据进行解码，并且识别哪个数据来自哪个设备。在数据传输的情况下，每个设备还嵌入时间戳，使得通过网状网络沿不同路由接收的复制的数据可被远程显示器70识别。
显示设备70以及次级显示设备70a、次级显示设备70b可配备有传输系统诸如gsm通信系统等等，通过该传输系统可从显示器向远程站点诸如医院传输数据，以协助执业医师治疗由显示器检测的损伤和健康问题。
远程显示器可为供应有颅设备10的专用设备。然而，远程显示器优选地通过被写入以结合颅设备进行工作的智能电话的应用程序(app)来实现。app可被配置为具有在基础版本的app中启用的主要功能以及通过app购买解锁的高级功能。
附加地，本发明可组合或整合监测个人的安康(诸如通过衣服、腕带或鞋类中的传感器监测的健康)的数据和系统。其它整合的数据可包括海拔、花粉、烟雾和可影响个人对头部外伤的响应的其它相似的当地环境条件的测量。
为了另外示出本发明的应用和优点，现在将描述本发明的实践应用和使用的两个示例，一个与休闲应用中的使用有关，并且一个与工作场所应用中的使用有关。
示例1-小联盟棒球运动员的监测
再次参考图6，9岁的mike125在其小联盟比赛中靠近二垒担任外场员，被其父亲70b观赛。整个团队配备有根据本发明的颅监测设备，并且教练70具有监测来自整个团队的数据的主要远程接收器70。mike的父亲也具有下载到其智能电话上的监测app，使得他可作为次级远程接收器70b监测mike的颅设备125。
击球手122朝mike125击球，mike125被击中他的额叶。前部冲击传感器3a检测且测量冲击，并且经由颅设备127、颅设备126通过网格将数据传输回远程接收器70、远程接收器70b。主要远程设备70和次级远程设备70b二者立即显示冲击，甚至示出冲击的位置和幅值，并且还指示在该情况下，其低于阈值水平，虽然仅略低于阈值水平，但是显示琥珀色警告。mike在视觉范围内，并且看起来很好，表明他还可以。来自其它传感器的数据未指示任何生理问题，所以比赛继续。远程显示设备中的每者将冲击事件记入日志。
约5分钟后，生理传感器开始检测来自mike的生理数据的改变。虽然该生理数据的改变在正常阈值内，但是由远程显示器70、远程显示器70b记入日志的先前的冲击事件致使远程显示器中的每者立即对mike显示高级警示，显示改变的生理数据，并且还重新显示先前的颅冲击的数据。教练和mike的父亲二者对警示做出反应，停止比赛，并且对mike提供立即的医疗照顾。
示例2-工业现场中的工人的监测
joe在工厂中工作，在工厂中，他配备有用于在其安全帽下穿戴的本发明的颅设备230。他的设备230以及他的团队中的其它工人的这些设备链接到由他的监督人250携带的远程显示器70。
joe离开监督的工厂区域到储存室以收集一些零件，并且当在这里箱子从架子上落下且击中他的头部，把他打得失去知觉。joe还患有已知的心脏病，并且冲击触发心脏病发作。
来自joe的颅设备的数据经由网状网络传输到由监督人250持有的远程显示器70，该远程显示器70立即显示对显著的颅冲击(显示冲击的幅值和位置二者)以及由心脏病发作造成的生理数据在范围之外的警示。joe的医疗信息被编程到远程显示器70中，并且心脏病发作的可能性也显示在显示器70上。虽然joe不在监督人250的视觉范围中，但是监督人能够使用来自joe的颅设备230中的位置传感器的数据来查明其在储存室中的位置。监督人250立即使用远程显示器70召唤医疗援助，将冲击和生理数据传输到医疗队，同时他自己直接到储存室以提供立即援助。
从上面的描述和示例，因而将清楚地理解，本发明的系统以远比本领域内先前已知的方式更加全面的方式提供一种用于监测、记录和维持问责制和人的安康的解决方案，与用现有技术设备已经可能的相比，由颅设备10监测的信息的范围使得能够通过关联来自不同的传感器的信息执行问题的更加全面的分析和诊断。
虽然本文已描述了本公开的某些实施方案，但是不旨在使本公开限制于此，因为本公开意图在范围上与现有技术将允许的一样宽，以及应当一样地阅读说明书。因而，上面的描述不应被解释为限制性的，而是仅仅作为特定实施方案的例证。本领域的技术人员将设想在所附权利要求的范围内的其它修改。