專利名稱：在災(zāi)難性個人突發(fā)事件中與旁觀者通信的方法和裝置的制作方法
在災(zāi)難性個人突發(fā)事件中與旁觀者通信的方法和裝置本申請要求2005年6月24日提交的序號為60/693,645的美國臨時申請的 優(yōu)先權(quán)。本發(fā)明涉及緊急醫(yī)用警告裝置，特別涉及一種包含體佩式音頻通訊裝置的 系統(tǒng)，該音頻通訊裝置可以在如果發(fā)生災(zāi)難性個人健康突發(fā)事件時向旁觀者提 供語音指示。當(dāng)病人在公共場合經(jīng)歷災(zāi)難性醫(yī)療狀況時，醫(yī)用警告裝置可以挽救人的性 命。這些裝置在病人無知覺的情況下特別有用，例如突發(fā)性心臟停跳時。這些 裝置以與向其提供個人健康狀況指示的系統(tǒng)通信而進(jìn)行響應(yīng)，該指示可以簡單如"好"或"不好"。這個指示可以被手動激舌，或者可包括自動監(jiān)控與病人健 康狀況自動決策功能相耦合的一個或多個病人狀態(tài)。個人突發(fā)事件響應(yīng)裝置是手動激活的可召集救助的系統(tǒng)，其可包括語音或 其他本地生成的音頻指示，以便于旁觀者提供緊急救助。在美國專利6,292,687 中公開了這樣一個裝置，其包掛l^、臟疾病讀出器和佩戴在病人胸口或手腕的傳 感器。其監(jiān)控生命特征，并且傳感器確定這種特征是否表示心臟疾病。信號被 發(fā)送到循環(huán)過程，循環(huán)過程然后向病人佩帶的個人警告器發(fā)送信號。個人警告 器可以廣播合成的或錄制的語音以警告旁觀者醫(yī)療狀況。美國專利申請2005/0065445記載了另一種裝置，它記載了一種可植入式傳 感器，該傳感器一旦檢測到異常心臟行為，就發(fā)射射頻信號至病人攜帶的外部 接收器。該外部接收器具有多路通信能力，包括能使旁觀者聽到的發(fā)聲器。另一種裝置是美國專利3,634,885記載的姿態(tài)激舒頁警裝置。該裝置由病人 穿戴并包含水銀開關(guān)，如果病人突然倒向俯臥位置，則開關(guān)關(guān)閉。開關(guān)的關(guān)閉 激活了裝置中循環(huán)播放的錄音帶，其M擴(kuò)音器的方式向旁觀者給出指示。美 國專利6,570,503記載了一個相似的裝置。也可參見美國專利申請2005/0030190?，F(xiàn)在需求一種可以監(jiān)控病人生命特征并且在醫(yī)療突發(fā)性事故中向旁觀者發(fā)出語音指示的體佩式，通訊裝置。這種裝置應(yīng)該是緊湊的、不顯眼的并且低 肯潔。根據(jù)本發(fā)明的原理，本申iti己載了一種音頻通訊裝置，其Mil向旁觀者以 語音的形式提供來自病人佩帶的生理傳 和處理器的指示，提高了病人的生 存幾率。簡單的警報音可能會引起旁觀者注意到失去知覺的病人，但是當(dāng)警報 伴隨著語音指示，例如"這是緊急醫(yī)療事故。請立即呼叫救助"，旁觀者將會知 道警報不是手機(jī)鈴聲而是實(shí)際上是尋求幫助的鈴聲。 一聽到語音指示，旁觀者 將能認(rèn)識到警報的性質(zhì)以及下一步該做什么，因此降低了整體反應(yīng)時間，提高 了病人生存幾率。在附圖中附圖l為根據(jù)本發(fā)明原理的醫(yī)用音頻通訊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。 附圖la為

圖1的醫(yī)用音頻通訊系統(tǒng)的電源子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。 附圖2說明了由附圖1的系統(tǒng)所產(chǎn)生的頻率調(diào)制波形類型。 附圖3a說明了如附圖1的系統(tǒng)的音頻驅(qū)動電路的推挽放大器部分。 附圖3b說明了如附圖1的系統(tǒng)的音頻驅(qū)動電路的H橋放大器部分。 附圖4為根據(jù)本發(fā)明原理的醫(yī)用音頻通訊系統(tǒng)第二示例的結(jié)構(gòu)圖。 附圖5為根據(jù)本發(fā)明原理的醫(yī)用監(jiān)視器和警報裝置的分解圖。按照本發(fā)明的原理，有很多方式來實(shí)現(xiàn)體佩式緊急事故指示系統(tǒng)。在如下 所述的一個實(shí)例中，系統(tǒng)包括集成了生理信號傳 、處理器和擴(kuò)音器的裝置， 其與皮膚接觸并且并不顯眼，以至于佩戴者不會因?yàn)?頓它而感至螺贅。例如 傳統(tǒng)的音頻換能器，如果要使音量足夠大以至旁觀者能夠聽到，往往相對比較 大和笨重。而例如耳機(jī)驅(qū)動器，它體積很小但不能提供在短距離旨,被容易聽 到的音量。由馬達(dá)和移動震動膜組成的擴(kuò)音器系統(tǒng)往往體積大、笨重，并需要 可觀的電能。這^^寺性全都有悖于不顯眼的目的。本發(fā)明的如下實(shí)例提供了令人滿意的保真度，同時強(qiáng)調(diào)了小尺寸和用電效 率。這些實(shí)例利用了S51脈沖串的調(diào)制而傳遞語音消息的能力。 一項技術(shù)是在 非常低的頻率驅(qū)動壓電換能器，最好低于其固有的或預(yù)設(shè)的諧振頻率。其中一個實(shí)例M f頓口語包絡(luò)調(diào)制換能器電源電壓來驅(qū)動該換能器。這樣做使得換 能器輸出的幅值跟隨語音的幅度，從而提供易于理解的語音消息的表達(dá)。鈔卜， 由于典型的"截止"特性(在其中如果電源電壓降至某個閾值之下貝鵬能器不 會產(chǎn)生聲音)，也能再現(xiàn)某些頻率內(nèi)容。為了最大化最終語音的音量，原始資料 在頻率內(nèi)容上應(yīng)當(dāng)被優(yōu)化，tt^在換能器的諧振頻率附近。同樣地，語音可識度可以通過改變原始資料中的語速和語調(diào)而被優(yōu)化。例如2毫米厚且面積為6 平方毫米的壓電換能器，在僅消耗大約20毫安電流的情況下能產(chǎn)，過85dB 的聲壓級。這些等級可以被旁觀者輕松聽到。小尺寸允許包含這種小而輕的壓 電"擴(kuò)音器"，其可被集成到體佩式監(jiān)控系統(tǒng)中，這種壓電換能器固有的設(shè)計可 以在很小電能需求的情況下產(chǎn)生很高的音量。在另一個實(shí)例中，采用了頻率調(diào)制技術(shù)。附圖l示出了頻率調(diào)制系統(tǒng)的一 個實(shí)例。電極或傳麟10與病人的皮膚接觸，以監(jiān)控身體特征，如心跳或ECG。 這些傳感器接收的信號被OT器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器12取樣及數(shù)字化。經(jīng)數(shù)字化取樣 的信號被耦合至微處理器20，在那里被處理和分析以指示例如心臟停止的醫(yī)療 狀況。復(fù)用器和ADC12也耦合來接收壓電運(yùn)動傳感器14產(chǎn)生的信號，其中壓 電運(yùn)動傳 14可以探測，例如病人是否剛剛突然摔倒，病人突然失去知覺時 會出現(xiàn)這種情況。傳 數(shù)據(jù)也被耦合至微處理器20進(jìn)行處理和分析。存儲器 22被耦合至微處理器20，期每通常包含程序數(shù)據(jù)、存儲例如發(fā)生醫(yī)療突發(fā)事故 時病人的生理數(shù)據(jù)、并將存儲根據(jù)本發(fā)明的一條或多條預(yù)先錄制的語音響應(yīng)。 如果微處理麟測到嚴(yán)重的醫(yī)療狀況，則微處理器會從存儲器22提取適合的響 應(yīng)數(shù)據(jù)。例如，運(yùn)動傳感器在一段時間內(nèi)沒有信號(病人靜止、無知覺)并且 伴隨著無節(jié)奏的心瑕瞻號，系統(tǒng)會認(rèn)為出現(xiàn)了心跳停止。微處理器20的輸出耦 合至數(shù)模轉(zhuǎn)換器24的輸入，數(shù)模轉(zhuǎn)換器根據(jù)響應(yīng) 產(chǎn)生模擬輸出信號，該信 號被隨后的低通濾波器26所平滑。辦莫轉(zhuǎn)換器24可以采用設(shè)計者需要的任何 精度，甚至可以簡單如1比特的數(shù)模轉(zhuǎn)換器。經(jīng)濾波的模擬信號施加至鵬動壓 電換能器擴(kuò)音器32的放大器30的輸入端。在本實(shí)例的已構(gòu)建的實(shí)施方式中， 放大器30具有互補(bǔ)的驅(qū)動輸出端。這可以構(gòu)建成附圖3a中由具有輸出端66、 68的晶體管62、 64所示的推挽輸出放大器，或者構(gòu)建成附圖3b所示的H橋輸 出放大器，其中晶體管62、 64驅(qū)動壓電擴(kuò)音器32。晶體管62、 64由示于晶體 管基極處的互補(bǔ)信號所驅(qū)動。放大器的輸出端66、 68耦合至壓電換能器32的電極。輸出放大器育,在例如土3伏到土12伏的一定電壓范圍內(nèi)被激勵。在給 定結(jié)構(gòu)中其它電壓范圍也能被接受。附圖2說明了附圖1中壓電換能器32可能產(chǎn)生的驅(qū)動信號類型的實(shí)例。該 圖示出二進(jìn)制脈沖串50，微形可被存進(jìn)存儲器22。當(dāng)脈沖串50被轉(zhuǎn)換鵬 擬信號、被、搶波并在土V3的電壓范圍上應(yīng)用時，產(chǎn)生了例如52的驅(qū)動信號。如 圖所示，驅(qū)動信號的周期正比于二進(jìn)制脈沖串片段的寬度，該脈沖串實(shí)質(zhì)上是 脈寬調(diào)制信號。脈寬調(diào)制導(dǎo)致了一個調(diào)劍言號，其用于驅(qū)動壓電換能器32。附圖la示出了用于給如圖1所示系統(tǒng)的元件供電的電源子系統(tǒng)?？沙潆婁?電池40提供例如3.6伏的電池電壓VB。鋰電池具有相對低的內(nèi)部串聯(lián)阻抗，它 與用作擴(kuò)音器的壓電換能器結(jié)合使用，可以在從電池汲取電流的同時維持電池 輸出電壓。電池電壓VB鄉(xiāng)電能給電源42，由其為系統(tǒng)提供必要的電壓。在一 個已構(gòu)建的實(shí)施方式中電池提供四個電源電壓用于低功率電路的1.8伏(VO、 用于使用閃存存儲裝置的存儲器的3伏(V2)、禾,于壓電換能器驅(qū)動電路的土3 伏。如上所述，根據(jù)設(shè)計中所使用電路的需求，還可使用其它電壓。附圖4示出本發(fā)明中用于音頻信號的幅值調(diào)制的另一個實(shí)例。如前面提到 的那樣，在這個實(shí)例中ffiil調(diào)制換能器電源電壓來驅(qū)動壓電換能器。數(shù)字化的、 預(yù)先錄制的語音消息被微處理器20從存儲器22得到，并應(yīng)用到n比特的鋭模 轉(zhuǎn)換器124。來自掛模轉(zhuǎn)換器124的輸出電壓被低通濾波器26所平滑，并應(yīng)用 至兩個電壓可變電源34和36的參考電壓輸入端，其被電源電壓+ V3和-V3互補(bǔ) 地供電。電壓可變電源34和36的輸出端被耦合至壓電換能器32的電極，從而 以士V3范圍內(nèi)變化的電壓驅(qū)動換能器。比起上述調(diào)頻技術(shù)，某些用戶可能更優(yōu) 選這種調(diào)幅技術(shù)的語音清晰性。附圖5示出了體佩式傳麟的儘圖，該傳 小巧、輕便、并通過導(dǎo)電 粘合劑附著到身上。傳 具有由兩半82和84構(gòu)成的蛤殼皿。在外殼的其 中一半82的夕卜側(cè)上是覆蓋有導(dǎo)電粘合齊啲電極，粘合齊'J劍專麟附著到身體并 傳導(dǎo)生^1T征信號給電極。傳感器的電性元件置于印刷電路組件80之上，包括 壓電運(yùn)動傳感器14。電池40置于印刷電路組件和外殼另一半84之間。壓電換 能器32可以置于所示印刷電路組件80之上，還可以附著到外殼一半84上，以 利用外殼的聲學(xué)特性從而更好地向旁觀者傳送語音消息。
權(quán)利要求
1、一種有關(guān)佩戴者經(jīng)歷的醫(yī)療突發(fā)事故的消息的體佩式通訊器，包括耦合至佩戴者的生命特征傳感器；生命特征信號處理器；預(yù)先錄制消息的源；放大器，被耦合來從該源接收預(yù)先錄制的消息，并具有驅(qū)動信號輸出端；以及壓電換能器，其被耦合至產(chǎn)生音頻消息的驅(qū)動信號輸出端。
2、 如權(quán)禾腰求1所述的體佩式通i微，其中音頻消息包括語音消息。
3、 如權(quán)利要求1所述的體佩式通訊器，其中音頻消息包括警報音。
4、 如權(quán)利要求1所述的體佩式通訊器，其中生^f寺征傳自包括心率不齊 傳繊。
5、 如權(quán)利要求4所述的體佩式通訊器，其中心率不^(專感器包括ECG傳
6、 如權(quán)利要求1所述的體佩式通+微，進(jìn)一步包括用于為生^f寺征傳麟、 預(yù)先錄制消息源和放大器供電的單個功率源。
7、 如權(quán)禾腰求6所述的體佩式通m^，其中功率源包括產(chǎn)生12伏或低于 12伏電壓的電池。
8、 如權(quán)利要求7所述的體佩式通訊器，還包括容納生^f寺征信號處理器、 預(yù)先錄制消息源、放大器、電池、和壓電換能器的外殼，其中生^f寺征傳感器的至少一部分位于外殼的外部。
9、 如權(quán)利要求7所述的體佩式通訊器，其中電池包括鋰電池。
10、 如權(quán)利要求4所述的體佩式通訊器，其中生^ir征傳感器進(jìn)一步包括連接到生^r征信號處理器的運(yùn)動傳麟。
11、 如權(quán)利要求i戶腐的體佩式通m^，其中放大器進(jìn)一步包括電壓可變電源。
12、 如權(quán)利要求ll所述的體佩式通i職，其中放大器進(jìn)一步包括一對耦合 至壓電換能器的電壓可變電源。
13、 如權(quán)利要求1所述的體佩式通訊器，其中放大器提供互補(bǔ)的驅(qū)動輸出端。
14、 如權(quán)利要求13所述的體佩^1訊器，其中互補(bǔ)的驅(qū)動輸出端包括推挽 輸出放大器。
15、 如權(quán)利要求13所述的體佩式通訊器，其中互補(bǔ)的驅(qū)動輸出端包括H 橋輸出放大器。
16、 如權(quán)利要求1所述的體佩，訊器，其中預(yù)先錄制消息的源包括數(shù)字 存儲裝置。
17、 如權(quán)利要求8所述的體佩式通訊器，進(jìn)一步包括用于使用與病人的皮 膚表面相聯(lián)系的生命特征傳感器來將該外殼連接至病人身體的裝置。
18、 如權(quán)利要求17所述的體佩式通訊器，其中連接，進(jìn)一步包括粘性膠。
全文摘要
一種包括體佩式的音頻通訊裝置的系統(tǒng)，其可以在災(zāi)難性個人健康突發(fā)事件中向旁觀者提供語音指示。這在病人無知覺的情況下特別有用，例如突發(fā)性心臟停止發(fā)作時。該裝置與向其提供個人健康狀況指示的系統(tǒng)相聯(lián)系，指示可以簡單如“好”或“不好”。該指示可以被手動激活，或者可包括自動監(jiān)視與病人健康狀況自動決策功能相耦合的一個或多個病人狀態(tài)。
文檔編號G08B21/04GK101218613SQ200680022599
公開日2008年7月9日 申請日期2006年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月24日
發(fā)明者K·J·漢森 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司