[发明专利]用于监测生命体征的姿势控制

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制用于监测生命体征的身体传感器工作的装置和方法。

背景技术

随着嵌入式微控制器、廉价微型传感器和无线组网技术的发展，人们对在医疗应用中使用无线传感器网络的兴趣越来越大。例如，针对需要实时连续监测生命体征的入院前和门诊急救护理，无线传感器网络可以替代昂贵而笨重的有线设备。此外，可以通过在身体上或身体附近放置低功率无线设备来形成身体传感器网络，使得能够长期监测生理数据。

提供了个人应急响应系统(PERS)，其中用户能够使用按钮(PHB-个人帮助按钮)来呼叫帮助。在按下按钮之后，无线电话连接确保PERS服务操作员的帮助中心能够辅助用户。近来，已经向PHB上增加了跌倒检测器，即可能包括加速度计的无线传感器，使得无需明确按下按钮就可以做出求助呼叫。

此外，对于老年患者和患有慢性病的人，室内无线传感器网络允许在他们呆在家中时方便地收集医疗数据，从而减轻住院的负担。可以通过PDA、手机或家用计算机将收集的数据传递到因特网上。于是，护理人员能够远程访问患者的健康状态，便于长期康复和早期检测特定的身体疾病。如果患者状态有异常变化，可以及时通知护理人员，并可以提供即时治疗。

可以由新一代传感器监测诸呼吸率和心率的生命体征，新一代传感器使用无线连接并且利用新型感测原理。新型感测原理的范例是利用惯性传感器(例如加速度计)来感测呼吸率、心率或其他生命体征。通常，惯性测量部件感测平移加速度或角速率。微机电系统(MEMS)和其他微加工技术的发展大大减少了这些设备的成本和尺寸，可以将它们容易地嵌入无线和移动平台中。陀螺仪和加速度计是可用于连续捕获人体运动的两种常用惯性传感器。无线连接向患者提供了更多舒适性并简化了操作使用。为方便患者，可以将传感器附着于患者衣物下。不过，这使得医生操作传感器很不方便：不仅在物理上找到传感器和旋钮不方便，而且在交际上触及衣服底下也不方便。此外，出于卫生的原因，传感器优选完全密封并没有旋钮。这带来了用户控制的问题。使用无线连接可以解决问题，但是还有启动连接的问题。功耗约束禁止连续打开无线电来扫描可能的命令。

使用诸如加速度计的惯性传感器检测和人类姿势的分类带来了在用户控制命令(姿势)和其他运动(日常生活中发生的患者运动)之间的可靠区分的问题。例如，在2008年6月ST的申请说明AN 2768：“LIS331DL3-axis digital MEMS accelerometer：translates finger taps into actions”中，描述了一种轻敲检测程序。该程序基于感测加速度并在信号超过特定阈值，同时在规定的时间窗口内返回阈值以下时识别出轻敲。通过类似方式，通过在规定时段之内观察到一对穿过阈值事件(每次穿过都具有规定的持续时间)，检测出两次轻敲。尽管穿过阈值和时间设置是检测轻敲的基本特征，但从实际使用可接受的低比例伪真结果(诱发将通过检测程序的相似的信号的非轻敲运动)的意义上讲，它们不足以获得可靠的检测。例如，在行走期间脚跟冲击时，加速度信号可能呈现出短时间的峰值，因此，可能触发检测到“轻敲”。

发明内容

本发明的目的是在基于惯性的传感器中提供用户控制命令(姿势)和其他运动之间的更可靠区分，并实现简化的用户控制器，其没有或者具有较少的旋钮、按钮等。

这个目的是由本申请所述的装置、本申请所述的身体传感器设备、本申请所述的方法和本申请所述的计算机程序产品来实现的。

因此，将身体传感器的所感测到的加速度用于供用户控制身体传感器，这是通过检测加速度输出或信号中与患者的其他活动无关的预定义的姿势模式来实现的。这些可以包括在传感器上轻敲或利用传感器轻敲、摇动和转动传感器。特别感兴趣的是在传感器保持附着于患者身上(很可能在衣服下方)时可以执行的那些类型的运动。现在，替代按下PHB按钮，用户也可以采用预定姿势，例如，摇动设备，以便获得用于帮助的呼叫连接。作为另一选项，可以扩展上述PERS跌落检测器以进行如上所述的生命体征监测，或监测其他量，例如步态的稳定性。