[发明专利]用于自动传感器位置识别的系统和方法

说明书

发明背景 

本发明涉及自动传感器位置识别系统。本发明还涉及用于自动识别传感器在人身体上的位置的方法、以及这样的系统的使用。 

上肢和下肢损伤是中风后神经功能缺损的最常见形式。病人遭受协调能力不足和肌肉无力的困扰。可以被医治的其它情形是认知缺陷、视觉障碍和语言问题。某些有关的治疗过程可以在远程监控下在家中执行。 

为了评估病人的运动表现并提供适当的反馈，需要关于病人的运动的数据。为此，把传感器或标志器附着到病人身体的不同位置。虽然可以确定被使用的传感器或标志器的绝对取向(orientation)，但不能确定它们在空间的绝对位置。因此，为了把取向测量结果变换成身体运动和姿态，必须知道传感器所附着到的身体部分(body segment)。 

当前，通过把身体部分与独特的传感器标识相关联而将这种信息人工地提供给数据处理单元。这个过程是在传感器被附着到身体上时始终需要的。由于这需要人的交互作用，所以在使用这样的系统时，它不单是易出错的，而且尤其对于受损伤的病人来说也是一种障碍。 

WO 2004/053444公开了一种用于监视人的体温的系统和方法。该系统包括一个或多个传感器设备，其中每个传感器设备能够测量在人或其他动物的身体的已知位置处的温度。每个传感器把温度测量值和传感器标识传送到监视器设备。监视器设备接收温度测量值和传感器标识，并根据该测量传感器的位置、身体年龄、以及时期时间(time of age)，计算调节的温度值。由于传感器报告了取决于它们在身体上的位置的不同温度，所以叙述了把测量的温度指派给各个传感器的重要性。这是通过使用传感器登记表而进行的，该传感器登记表包括传感器识别号、在传感器制造期间指派的独特的传感器登记号、传感器位置指示符、身体年龄、以及告警上限与下限。因此，这些信息必须人工地输入，带有相关联的缺点。 

从以上所述可以看到，在技术上仍然需要一种用于自动识别传感器在人身体上的位置的自动传感器定位系统和方法。 

发明概要

本发明通过提供一种自动传感器位置识别系统而解决这个和其它需要，所述系统包括： 

-位置识别单元，它位于人身体上的预定位置处，并且它载有独特的标识； 

-载有独特的标识的传感器； 

-指派给传感器的通信单元，它与位置识别单元和传感器通信； 

-数据处理单元，它与通信单元通信；以及 

-数据库，它与数据处理单元通信，该数据库包括位置识别单元的独特标识与位置识别单元的预定位置的相互关系。 

位置识别单元要被理解为安置在人身体的预定位置处的设备或标记。它载有可由其它设备读取的独特的标识。这个标识可以具有二进制、十进制、十六进制或其它表示的数、字母数字字符、图形符号等等的形式。独特性(uniqueness)涉及在该系统内没有其它单元载有相同标识这一事实。该标识也可以以这样一种方式来选择，即例如通过以32比特或64比特二进制数来表达该标识从而使得该标识对于曾经制造的所有单元而言都是独特的。该单元的预定的位置可以是诸如人的头部、上臂、下臂、肩部、手指、手、躯干、大腿、小腿或脚这样的位置。 

要被自动识别位置的传感器也载有独特的标识。这个标识可以具有二进制、十进制、十六进制或其它表示的数、字母数字字符、图形符号等等的形式。独特性涉及在该系统内没有其它传感器载有相同标识这一事实。该标识也可以以这样一种方式来选择，即例如通过以32比特或64比特二进制数来表达该标识从而使得该标识对于所有这样的传感器都是独特的。 

通信单元以逻辑方式和/或以物理方式被指派给传感器。当其以逻辑方式被指派时，则通信单元是可识别为属于某个传感器。其也可以被物理地指派给传感器，例如通过把其集成到传感器中。首先，通信单元可以传送独特的传感器标识和传感器信号到数据处理单元，以使得传感器信号可被进一步处理和评估。第二，通信单元可以读取位置识别单元的独特标识。相组合地，通信由此可以传送彼此关联的两个独特的标识。传输可以经由有线连接，通过无线技术——诸如红外、蓝牙、IEEE 802.11等等，或者通过使用人体的传导性来进行。后者的例子是经由人的皮肤传输电信号。这种身体耦合的通信具有允许人的很大运动自由度的优点。对于传感器、 通信单元和数据处理单元都被放置在人的身体上的情形，也有可能把它们合并成一个身体区域网络。该身体区域网络的各个部件可以通过如上所述的技术进行通信。