用于提供指示人類中的應(yīng)激狀態(tài)的信息的設(shè)備和方法
【專利說明】用于提供指示人類中的應(yīng)激狀態(tài)的信息的設(shè)備和方法
[0001] 相關(guān)申請
[0002] 本申請獲得來自于2012年7月24日提交的英國專利申請GBl213159. 5的優(yōu)先權(quán)， 其通過引用并入本文，如同在本文充分闡述。
[0003] 發(fā)明領(lǐng)域和背景
[0004] 本發(fā)明在某些實施方案中涉及傳感器的領(lǐng)域，并且更具體地涉及用于提供指示嬰 兒的應(yīng)激狀態(tài)的信息并且在某些實施方案中向護理者通知這樣的狀態(tài)的方法和設(shè)備。
[0005]血液特性的電光測量已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)在血液成分診斷（例如葡萄糖含量、氧飽和度、 血細胞壓積、膽紅素和其他）的許多領(lǐng)域中是有用的。這種方法是有利的，因為其可以被以 非侵入的方式進行。特別地，以及做了關(guān)于血氧定量法的很多研究，血氧定量法是測量血液 中的氧飽和度的方式，作為呼吸窘迫的早期指標(biāo)。
[0006]脈搏血氧飽和度儀使用氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白的吸收特性的差異以測量 動脈血中的血液氧飽和度。血氧計把光（通常是紅光和紅外光）傳遞經(jīng)過身體組織并且使 用光電探測器以感測光被組織的吸收。通過測量血液中的含氧量，人們能夠在其的發(fā)作時 檢測到呼吸窘迫。
[0007] 各種類型的脈搏血氧飽和度儀是已知的。在傳輸血氧定量法中，兩個或多個光的 波長被在附器的一個側(cè)面上的ー個或多個光源傳輸，其中血液灌注其組織（即手指或耳 垂）經(jīng)過附器朝向在該附器的相反的側(cè)面上的光電探測器，允許確定多少光的波長被附器 中的血液吸收。光源和光電探測器通常被安裝在附接于附器并且通過電纜將數(shù)據(jù)遞送到處 理器的夾子上或帶材上。這種類型的脈搏血氧飽和度儀存在許多問題，包括由夾子或帶材 導(dǎo)致的不舒適性，夾子或帶材可以被附接于其的附器的幾何限制，以及對由光源的相對于 光電探測器的運動導(dǎo)致的不準(zhǔn)確的讀數(shù)的易感性。
[0008] 在反射性的或反向散射的脈搏血氧飽和度儀中，光源和光電探測器被在同一個組 織表面上并排地放置，所以反射性的脈搏血氧計也可以被放置在頭部、手腕或腳的表面上。
[0009] 皮膚電活動（EDA)傳感器響應(yīng)于應(yīng)激或憂慮探測皮膚的電特性中的改變。EDA傳 感器通過記錄在傳遞低電壓電流之后的皮膚的電阻或通過記錄由身體產(chǎn)生的弱電流來測 量皮膚的電特性。人類的皮膚電活動可以響應(yīng)于情緒和情緒狀態(tài)（例如害怕、憤怒、吃驚反 應(yīng)、疼痛和取向反應(yīng)）而改變，這允許EDA感測被在測謊測試（例如測謊儀）中使用。
[0010] 在壽命的第一年期間，人類嬰兒易于遭受呼吸干擾和呼吸窘迫。嬰兒癢死綜合癥 (SIDS)也被稱為嬰兒床死或童床死亡，是在其中嬰兒進入呼吸窘迫并且停止呼吸，導(dǎo)致嬰 兒的死亡的醫(yī)學(xué)病癥。雖然SIDS的原因和警報信號不是清楚的，但是已經(jīng)顯示，呼吸窘迫 的早期檢測可以提供時間以給予對防止死亡必要的幫助。
[0011] 許多類型的嬰兒監(jiān)視設(shè)備是可用的，從包括簡單的運動探測器的設(shè)備到把富氧空 氣流入嬰兒的環(huán)境中的復(fù)雜的設(shè)備。更被接受的嬰兒監(jiān)視設(shè)備中的某些設(shè)備包括胸部運動 監(jiān)視器、二氧化碳含量監(jiān)視器和心率（脈搏）監(jiān)視器。不幸地，這樣的設(shè)備經(jīng)常地不給予針 對護理者進行幫助所必需的提前警告。此外，這樣的嬰兒監(jiān)視設(shè)備經(jīng)常地需要把帶條和/ 或細繩附接于嬰兒，這對于使用是繁瑣的并且提出勒頸風(fēng)險。
[0012] 最普遍地使用的嬰兒監(jiān)視設(shè)備是被配置為當(dāng)沒有胸部運動在預(yù)定的時間段（例 如1分鐘）期間被探測到時發(fā)出警告但是當(dāng)呼吸模式成為不規(guī)則的時或當(dāng)換氣過度正在發(fā) 生時不給出警告的胸部運動監(jiān)視器。這樣的設(shè)備通常僅一旦胸部運動已經(jīng)停止時探測到呼 吸窘迫，此時通常太遲以至于不能幫助嬰兒。此外，由于在呼吸的正常的中斷（在嬰兒中高 達20秒）和呼吸窘迫之間進行區(qū)分時的困難，故胸部運動監(jiān)視器具有高水平的"假警報"。
[0013] 許多嬰兒，并且特別是新生兒，一日的大部分在睡覺，經(jīng)常地多至20小時。嬰兒 監(jiān)視設(shè)備必須是電池供電的，并且穿著舒適以對于監(jiān)視在所有睡覺時間期間的嬰兒是可用 的，并且是無電纜的。這些要求意味著嬰兒監(jiān)視設(shè)備優(yōu)選地被設(shè)計為以確保電池在監(jiān)視時 間期間具有長的操作持續(xù)時間的方式進行操作。
[0014] 發(fā)明概述
[0015] 本發(fā)明在某些實施方案中涉及傳感器的領(lǐng)域，并且更具體地涉及用于提供指示人 類（例如人類嬰兒）中的應(yīng)激狀態(tài)的信息的方法和設(shè)備。
[0016] 本發(fā)明在某些實施方案中涉及傳感器的領(lǐng)域，并且更具體地涉及用于識別對于潛 在的應(yīng)激狀態(tài)的可能的原因并且在某些實施方案中向護理者（例如父母）通知被識別的原 因的方法和設(shè)備。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的某些實施方案的ー個方面，提供一種用于提供指示人類中的應(yīng)激狀 態(tài)的信息的方法，包括：
[0018] 安置脈動血氧計和皮膚電活動（EDA)傳感器以監(jiān)視人類；
[0019] 在功能上與EDA傳感器和脈動血氧計相關(guān)聯(lián)的處理器，通過以EDA感測速率從EDA 傳感器接收EDA測量信號來監(jiān)視所述人類；
[0020] 以處理速率處理所述接收到的EDA測量信號以識別應(yīng)激的EDA指示；以及
[0021] 如果應(yīng)激的EDA指示被識別：
[0022] 激活脈動血氧計以測定所述人類的脈搏和血液氧合中的至少ー個的量度；
[0023] 在處理器，從脈動血氧計接收與脈搏和血液氧合中的至少ー個的所述已測定的量 度相關(guān)的至少ー個脈動血氧計信號；
[0024] 在處理器，處理所述接收到的脈動血氧計信號以識別應(yīng)激的脈動血氧計指示；以 及
[0025] 如果應(yīng)激的脈動血氧計指示被識別，那么處理器自動地提供警報信號。
[0026] 在方法的某些實施方案中，提供警報信號包括以下步驟中的至少ー個步驟：提供 來自功能上與處理器相關(guān)聯(lián)的視覺指示器的視覺警報；提供來自功能上與處理器相關(guān)聯(lián)的 聽覺指示器的聽覺警報；以及自動地激活功能上與處理器相關(guān)聯(lián)的無線傳輸器以把警報信 號無線地傳輸至遠程監(jiān)視單元。
[0027] 在某些實施方案中，方法還包括在遠程監(jiān)視單元處，提供人類可感知的警報。
[0028] 在某些實施方案中，遠程監(jiān)視單元包括以下部件中的至少ー個部件：適合于被人 穿戴的部件；被配置為被夾持至人的衣服上的部件；以及被配置為被在人的ロ袋中攜帯的 部件。
[0029] 在某些實施方案中，遠程監(jiān)視單元包括不被配置為被人普通地穿戴的部件，并且 方法還包括把所述不被配置為被人穿戴的部件放置在人的鄰近處。
[0030] 在某些實施方案中，方法還包括，在對所述人類進行監(jiān)視期間，如果沒有應(yīng)激的 EDA指示被識別，那么把解除警報信號無線地傳輸至監(jiān)視單元。
[0031] 在某些實施方案中，脈動血氧計使用來自能量儲存單元的電能進行操作，并且方 法還包括：在對所述人類進行監(jiān)視期間，監(jiān)視能量儲存單元的充電狀態(tài)；并且如果能量儲 存單元的充電狀態(tài)低于充電閾值，那么處理器自動地激活無線傳輸器以把低電池信號無線 地傳輸至遠程監(jiān)視單元。
[0032] 在某些實施方案中，方法還包括：在遠程監(jiān)視單元中，監(jiān)視被從無線傳輸器接收到 的信號的品質(zhì)；并且如果所述信號的所述品質(zhì)是不足夠的，那么提供對人類可感知的不足 夠的信號指示。
[0033] 在某些實施方案中，血液氧合的所述量度包括血液氧合百分比。
[0034] 在某些實施方案中，應(yīng)激的脈動血氧計指示包括以下中的至少ー個：脈動血氧計 信號的血液氧合量度低于血液氧合閾值；脈動血氧計信號的脈搏率量度低于低的脈搏率閾 值；以及脈動血氧計信號的脈搏率測量高于高的脈搏率閾值。
[0035] 在某些實施方案中，方法還包括指示脈動血氧計指示是指示來源于所述人類的血 液氧合中的問題的應(yīng)激還是指示來源于所述人類的脈搏率中的問題的應(yīng)激。
[0036] 在某些實施方案中，方法還包括把EDA測量信號和/或脈搏和/或血液氧合的量 度存儲在存儲器中。
[0037] 在某些實施方案中，方法還包括，在對所述人類進行監(jiān)視期間，如果沒有應(yīng)激的 EDA指示被識別，那么把脈動血氧計保持在非活動的節(jié)能狀態(tài)中。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的某些實施方案的ー個方面，還提供一種可用于提供指示人類中的狀 態(tài)的信息的設(shè)備，包括：
[0039] 脈動血氧計，其被配置為用于測定人類的脈搏和血液氧合中的至少ー個的量度并 且產(chǎn)生與脈搏和血液氧合中的至少ー個的所述已測定的量度相關(guān)的脈動血氧計信號；
[0040] 皮膚電活動（EDA)傳感器，其被配置為用于以EDA感測速率測定人類的皮膚電活 動并且產(chǎn)生與所述已測定的皮膚電活動相關(guān)的EDA測量信號；
[0041] 功能上與脈動血氧計和與EDA傳感器相關(guān)聯(lián)的處理器；以及
[0042] 功能上與處理器相關(guān)聯(lián)的無線傳輸器，
[0043] 其中處理器被配置為：
[0044] 以EDA感測速率從EDA傳感器接收EDA測量信號，
[0045] 以處理速率處理所述接收到的EDA測量信號以識別應(yīng)激的EDA指示，
[0046] 如果應(yīng)激的EDA指示被識別，那么激活脈動血氧計以測定人類的脈搏和血液氧合 中的至少ー個的量度，
[0047] 從脈動血氧計接收與脈搏和血液氧合中的至少ー個的所述已測定的量度相關(guān)的 至少ー個脈動血氧計信號，處理所述接收到的脈動血氧計信號以識別應(yīng)激的脈動血氧計指 示，以及
[0048] 如果應(yīng)激的脈動血氧計指示被識別，那么自動地提供警報信號。
[0049] 在某些實施方案中，設(shè)備還包括至少ー個指示器，其被配置為在提供警報信號時 提供至少ー個人類可感知的指示。在某些這樣的實施方案中，至少ー個指示器是視覺指示 器以把視覺指示提供至所述人類。在某些這樣的實施方案中，至少ー個指示器是聽覺指示 器以把聽覺指示提供至所述人類。
[0050] 在某些實施方案中，設(shè)備還包括遠程監(jiān)視站，包括：
[0051] 無線接收器，其被配置為接收來自無線傳輸器的傳輸；以及
[0052] 警報指示器，其被配置為在警報信號被無線接收器接收時提供人類可感知的警 報。
[0053] 在某些實施方案中，所述人類是嬰兒。
[0054] 在某些實施方案中，遠程監(jiān)視單元包括以下部件中的至少ー個部件：適合于被人 穿戴的部件；被配置為被夾持至人的衣服上的部件；被配置為被在所述人的ロ袋中攜帯的 部件；以及不被配置為被人普通地穿戴的部件。
[0055] 在某些實施方案中，設(shè)備的遠程監(jiān)視單元包括以下中的至少ー個：
[0056] 視覺指示器，其中所述人類可感知的警報包括視覺警報；
[0057] 聽覺指示器，其中所述人類可感知的警報包括聽覺警報；以及
[0058] 觸覺指示器并且所述人類可感知的警報包括觸覺警報。
[0059] 在某些實施方案中，設(shè)備的處理器還被配置為監(jiān)視設(shè)備的能量儲存單元的充電狀 態(tài)，并且如果能量儲存單元的充電狀態(tài)低于充電閾值，那么通過設(shè)備的傳輸器傳輸?shù)碗姵?信號。
[0060] 在某些實施方案中，設(shè)備的處理器還被配置為，如果沒有應(yīng)激的EDA指示被識別， 那么通過傳輸器無線地傳輸解除警報信號。
[0061] 在某些實施方案中，設(shè)備的遠程監(jiān)視單元被配置為監(jiān)視從無線傳輸器接收到的信 號的品質(zhì)并且被配置為如果信號的品質(zhì)是不足夠的，則提供人類可感知的不足夠的信號指 不O
[0062] 在設(shè)備的某些實施方案中，應(yīng)激的脈動血氧計指示包括以下中的至少ー個：
[0063] 脈動血氧計信號的血液氧合量度低于血液氧合閾值；
[0064] 脈動血氧計信號的脈搏率量度低于低的脈搏率閾值；以及
[0065] 脈動血氧計信號的脈搏率量度高于高的脈搏率閾值。
[0066] 在設(shè)備的某些實施方案中，警報信號指示應(yīng)激的脈動血氧計指示是指示來源于所 述人類的血液氧合中的問題的應(yīng)激還是指示來源于所述人類的脈搏率中的問題的應(yīng)激。
[0067] 在某些實施方案中，設(shè)備還包括功能上與處理器相關(guān)聯(lián)的存儲器，其被配置為用 于存儲EDA測量信號和/或脈搏和/或血液氧合的量度。
[0068] 在某些實施方案中，設(shè)備還包括被配置為對ー組部件進行供電的能量儲存單元， 一組部件包括EDA傳感器、脈動血氧計、處理器和無線傳輸器中的至少ー個。
[0069] 在某些實施方案中，能量儲存單元被配置為針對不少于24小時的正常使用的時 間段為該組部件的連續(xù)操作提供足夠的電能。在某些這樣的實施方案中，這樣的能量儲存 單元具有至少130安培小時的容量。
[0070] 在某些實施方案中，設(shè)備被配置為只要沒有應(yīng)激的EDA指示被識別，則把脈動血 氧計保持在非活動的節(jié)能狀態(tài)中。
[0071] 在某些實施方案中，提供警報信號包括提供來自功能上與處理器相關(guān)聯(lián)的視覺指 示器的人類可感知的視覺警報指示。在某些實施方案中，提供警報信號包括提供來自功能 上與處理器相關(guān)聯(lián)的聽覺指示器的聽覺警報信號。
[0072] 在某些實施方案中，提供警報信號包括自動地激活功能上與處理器相關(guān)聯(lián)的無線 傳輸器以把警報信號無線地傳輸至遠程監(jiān)視單元，并且在遠程監(jiān)視單元中，提供人類可感 知的警報。在某些這樣的實施方案中，在遠程監(jiān)視單元的警報包括視覺警報、聽覺警報和觸 覺警報中的至少ー個。
[0073] EDA傳感器和脈動血氧計可以被定位在所述人類上的任何合適的地點處。也就是 說，在某些實施方案中，EDA傳感器被定位為接觸所述人類的皮膚。在某些實施方案中，脈 動血氧計被定位為接觸所述人類的皮膚。
[0074] 感測速率可以是任何合適的EDA感測速率。也就是說，在某些實施方案中，EDA感 測感測速率是比每分鐘更頻繁的。在某些實施方案中EDA感測速率是比每30秒、10秒、5 秒更頻繁的，或甚至比每1秒更頻繁的。在某些實施方案中，每個EDA測量具有被設(shè)置的持 續(xù)時間。在某些實施方案中，持續(xù)時間是15秒。在某些實施方案中，持續(xù)時間是30秒、1分 鐘，或甚至高至五分鐘。
[0075] 應(yīng)激的EDA指示可以是任何合適的EDA指示。也就是說，在某些實施方案中，識別 應(yīng)激的EDA指示包括處理單個EDA測量信號以識別該單個EDA測量信號是否高于EDA閾值。 在某些實施方案中，識別應(yīng)激的EDA指示包括處理多個EDA測量信號以識別該多個EDA測 量信號的函數(shù)是否