УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА, В ЧАСТНОСТИ МЛАДЕНЦА, И СПОСОБ МОНИТОРИНГА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УКАЗАННОГО УСТРОЙСТВА
DEVICE FOR MONITORING PERSON'S, IN PARTICULAR, BABY'S STATE AND METHOD OF MONITORING WITH APPLICATION THEREOF

Данное изобретение относится к мониторингу состояния человека. В частности, изобретение относится к устройству и способу контроля за движением тела младенцев с целью контролирования дыхания, сердцебиения, температуры тела и т.п.
Предшествующий уровень техники
Известны устройства, которые были разработаны для мониторинга различных состояний людей, в частности младенцев, чтобы предупреждать воспитателей или нянь об изменениях физического состояния младенцев, например нарушении движения тела, которое может свидетельствовать о нарушении дыхания и/или сердцебиения, изменении влажности, которое может указывать на мокрые подгузники, изменении температуры, которое может указывать на повышенную температуру младенца или на то, что ему слишком жарко или холодно, и тому подобное.
Цель таких устройств - обратить внимание няни или воспитателя на состояние, которое может потребовать внимания и/или незамедлительного возобновления дыхания младенца и т.п. Одна из целей, для которых предназначены такие устройства мониторинга, обнаружить и обратить внимание на остановку дыхательных движений (апноэ), которая может привести к синдрому внезапной смерти младенцев (СВСМ) у новорожденных.
Известно устройство для мониторинга контроля дыхания, включающее в себя зажим для крепления устройства на поясе предмета одежды; в этом устройстве датчик давления расположен между предметом одежды и кожей, PCT/ZA2004/000091.
Однако, на практике, изменение давления, оказываемого на такой датчик давления движением тела дышащего ребенка, очень мало, так как устройство размещено в зоне незначительного движения. В этом случае сравнимое по величине изменение давления может быть вызвано такими неконтролируемыми факторами, как теснота подгузников и сокращение тела ребенка во время мочеиспускания и/или стула во время сна. Эти факторы затрудняют процесс постоянного наблюдения за дыханием.
Задачей настоящего изобретения является создание практичных и надежных устройства и способа для мониторинга движений тела человека, в особенности младенца, с целью контролирования дыхания, сердцебиения, температуры тела и т.п.
Раскрытие изобретения
В соответствии с первым объектом изобретения, устройство для мониторинга регулярности движения тела человека, например младенца, содержащее электронную схему, включающую, по крайней мере, одно сигнальное устройство, и средства крепления для съемного крепления устройства к телу человека, согласно изобретению, устройство включает в себя упругий гибкий выступ, отходящий от устройства, а также датчик, связанный с электронной схемой и настроенный на обнаружение прогибания выступа, причем средства крепления и выступ выполнены так, что выступ касается тела человека, когда устройство прикреплено к телу, а электронная схема включает сигнальное устройство, если величина обнаруженного прогибания выступа изменится до заранее установленного значения.
Для целей данной заявки, термин "касается" относится к любому контакту, будь то прямой или косвенный и, в частности, в отношении соприкосновения выступа с телом человека. Этот термин включает прямой контакт между выступом и кожей человека, а также включает косвенные контакты между выступом и телом человека через одежду и тому подобное.
Устройство может включать в себя один или несколько датчиков, выбранных из следующего ряда: датчик давления, датчик температуры, датчик влажности и микрофон, и контролирующих такие параметры состояния тела человека, как сердцебиение, или температура тела, или обнаруживающих, когда ребенок плачет, и/или контролирующих, является ли окружающая среда ребенка чистой и сухой.
Устройство может включать в себя один или несколько датчиков, настроенных на контроль за состоянием тела, причем электронная схема может включать сигнальное устройство в том случае, если с помощью датчика обнаружено заранее установленное событие, такое как серьезные перебои в сердцебиении или изменение температуры тела, увеличение уровня шума (например, плач) или повышение влажности, возможно, с указанием на то, что ребенку требуется замена подгузника или постельного белья.
Средство крепления может быть выполнено в виде зажима, который присоединяется к элементу одежды.
Выступ может отходить от любой части устройства в ту сторону, на которой расположен зажим, в том направлении, чтобы он при использовании соприкасался с телом человека. Выступ может находится в любом другом подходящем направлении, где он при использовании будет соприкасаться с телом ребенка.
Электронная схема может включать, по крайней мере, одно сигнальное устройство, вызывающее вибрацию, по крайней мере, части устройства, и/или издающее звук, или излучающее свет, и/или передающее сигнал на другое устройство после его включения, и/или любую другую форму сигнализации.
В соответствии со вторым объектом изобретения, в способе для мониторинга регулярного движения тела человека, например младенца, включающем съемное крепление вышеописанного устройства для мониторинга к телу человека таким образом, чтобы выступ касался тела, согласно изобретению, регулярное движение тела человека относительно устройства по п.1 передается на выступ, заставляя выступ прогибаться, и сигнальное устройство включается, если величина обнаруженного прогибания выступа изменится до заранее установленного значения.
Выступ может поддерживаться в контакте с телом человека в передней брюшной области человека, например в непосредственной близости от центра живота. Предпочтительно выступ, в целом, должен поддерживаться в непрерывном контакте с кожей человека.
Изменение величины прогибания может быть результатом того, что интервал между последовательными прогибаниями выступа превышает заданный максимальный период, или меньше заданного минимального периода, или вызван другими изменениями в схеме регулярных отклонений.
Способ может включать в себя мониторинг, по крайней мере, одного из состояний человеческого тела, выбранных из следующего ряда: сердцебиение, температура тела, плач и влажность окружающей среды, а также включение сигнального устройства в случае, если любой заданный случай определен в указанном мониторингу состоянии.
Крепление устройства к телу человека может осуществляться путем его крепления на предмет одежды.
Сигнальное устройство может включать, по крайней мере, одну вибрационную сигнализацию, и/или звуковую сигнализацию, и/или световую сигнализацию, и/или передачу сигнала на удаленное устройство, и/или дисплей.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется подробным описанием примеров его осуществления со ссылками на чертежи, на которых изображено:
- на Фиг.1 - устройство для мониторинга регулярности движения тела человека, вид сверху;
- на Фиг.2 - устройство для мониторинга, вид снизу;
- на Фиг.3 - схематичное изображение младенца, на которого надето устройство для мониторинга;
- на Фиг.4 - устройство для мониторинга на животе младенца, вид сбоку;
- на Фиг.5 - изображение внутренних электрических компонентов устройства для мониторинга;
- на Фиг.6 - секционная часть устройства для мониторинга по Фиг.1, вид сбоку;
- на Фиг.7 - устройство для мониторинга по п.9, вид сверху, а также пульт дистанционного управления;
- на Фиг.8 - секционная часть устройства для мониторинга по Фиг.7, вид сбоку.
Лучший вариант осуществления изобретения
Устройство для мониторинга регулярности движения тела человека на чертежах обозначено позицией 10. Эта же позиция используется для обозначения функций в различных воплощениях устройства 10.
Устройство для мониторинга по Фиг.1-6 содержит корпус 12 из прочного полимерного материала, в котором находится электронная схема 14 с центральным процессором (ЦП), установленным на плате 15, и источник энергии в виде аккумуляторной батареи 16, подающей электроэнергию в электронную схему 14 и на сигнальное устройство. Сигнальное устройство выполнено в виде вибратора (или стимулятора) 18, и/или светоизлучающих диодов (СИД) 19 и/или преобразователя звука или зуммера 20. Эти характеристики устройства 10, как правило, настроены на выполнение аналогичных функций своих аналогов, описанных в Международной патентной заявке PCT/ZA2004/000091.
Устройство 10 на каждой стороне имеет по 38 кнопок, с помощью которых управляют включением и выключением устройства и/или изменением режима его эксплуатации. Устройство 10 содержит светодиодный индикатор 40 батареи и светодиодный индикатор 42 нормального функционирования.
Устройство 10 имеет устройство крепления в виде зажима 22, который отходит от нижней части корпуса 12 и который может быть неотъемлемой частью корпуса, а также устройство крепления 44, которое прикреплено к корпусу 12, как воротник, расположенный вокруг корпуса. Зажим 22 приспособлен для прикрепления к частям одежды (например, к подгузникам ребенка) и в целях улучшения захвата снабжен выступающими зубцами 46, которые находятся на зажиме 22 и на части корпуса 12, прилегающей к зажиму 22. Зажим 22 четко ограничивает центральное отверстие 48, а нижнюю часть корпуса 12 ограничивает дуга 50, усиливающая захват ткани, проходящей между зажимом 22 и корпусом 12.
Устройство 10 также имеет выступ 24, который прикреплен к одному из концов корпуса 12 рядом с зажимом 22. Зажим 22 и выступ 24 выполнены так, что, когда устройство 10 прикрепляется к предмету одежды, которая надета на ребенка, зажим проходит снизу под одеждой, а выступ находится в контакте с телом ребенка, непосредственно с кожей, либо косвенно через одежду и т.п. Выступ 24, по возможности, отходит от устройства 10 под небольшим углом, как это видно на Фиг.4 и 6. Однако необходимо понимать, что широкий спектр конфигураций средств крепления позволяет, помимо зажима 22, использовать их аналогичным образом, и что выступ 24 может быть выполнен совсем по-другому, а не быть ребристым, сужающейся формы, как показано на чертежах.
Выступ 24 выполнен из гибкого материала, такого, как мягкая резина, которая намного мягче, чем материал корпуса 12 и зажима 22, в результате чего выступ 24 может прогибаться довольно легко. Однако материал выступа достаточно упругий, чтобы вернуться в нормальное положение после того, как он прогнулся. Датчик 26 находится внутри выступа 24, настроен на обнаружение его прогибания и подключен к электронной схеме 14 для подачи на нее сигнала, когда выступ прогибается. Датчик 26 может быть выполнен в виде пьезоэлектрического датчика или ему подобного.
При использовании, когда необходимо следить за движением тела младенца 28, как показано на Фиг.3, чтобы предупредить апноэ, ненормальное дыхание, ненормальное функционирование сердца и т.п., устройство 10 прикрепляется к телу младенца путем прикрепления его на поясе 30 подгузника 32, или как предмет одежды с зажимом 22, который тянется от нижней части подгузника, и выступ 24 вступает в контакт с кожей ребенка 34 на животе, как показано на Фиг.4. Следует понимать, что выступ 24 направлен вверх, против своего нормального пружинящего положения, когда находится в положении, показанном на Фиг.4. Результатом этого является то, что за счет упругости выступ 24 прижимается к коже 34, так что контакт с кожей, как правило, поддерживается, в основном, даже если подгузник 32 слабый или становится слабым после носки.
Когда младенец 28 дышит, объем его легких регулярно изменяется, как правило, в ритмичном темпе, что заставляет переднюю (верхнюю) поверхность животика двигаться (подъем и падение) в направлении, обозначенном цифрой 36 на Фиг.4, и заставляет изменяться форму тела или кожи 34. В то же время часть тела, в районе ниже пояса 30, и часть подгузника 32, ближе к паховой области, менее склонны к движению, и его движение тормозится до некоторой степени подгузником. Соответственно, существует относительное движение между частью тела ребенка в контакте с зажимом 22 и частью тела в контакте с выступом 24. Следует понимать, что младенец 28 показан на Фиг.3 и 4 лицом вниз, в таком положении движение передней поверхности его живота особенно заметно, но движение также заметно, когда ребенок лежит на боку.
Относительное движение кожи 34 в различных районах тела и, в частности, изменения формы кожи в этих районах, заставляет выступ 24 прогибаться по отношению к устройству 10 в направлении 36, при этом прогибание выступа 24 контролируется датчиком 26 и передается на схему 14. Схема 14 настроена на контроль за относительно регулярными движениями живота (через выступ 24 и датчик 26) и на то, чтобы включить один или больше сигналов тревоги, если регулярное движение изменится от запрограмированного значения.
Параметры конфигурации схемы определяют, когда сигнал тревоги должен быть включен без ограничения, но они могут быть настроены для включения тревоги, когда период между очередными прогибаниями выступа 24 больше, чем рассчитанное время (возможно, это вызвано апноэ), либо если слишком короткое (вызванное, возможно, гипервентиляцией или удушением). В дальнейшем схема может быть настроена с определенной степенью интеллекта, чтобы предвидеть дыхательный ритм младенца 28, чтобы отфильтровывать или игнорировать аномалии, когда ребенок вздыхает, зевает, и т.п., не поднимая тревоги и т.д.
Когда электронная схема 14 включает сигнализацию, она может включать вибратор 18, и/или светоизлучающее устройство, в частности светоизлучающий диод 19, и/или преобразователь звука, в частности зуммер 20. В предпочтительном варианте изобретения, схема 14 настроена на включение вибратора 18 после обнаружения отсутствия дыхания в течение, примерно, пятнадцать секунд и на включение зуммера 20 после обнаружения отсутствия дыхания в течение, примерно, двадцати секунд, хотя эти установленные параметры могут быть изменены. Вибратор 18 может быть расположен в любом месте устройства 10, и, если он будет включен, то есть будет вибрировать, кожа 34 ребенка 28 будет ощущать вибрацию. Вибрация должна разбудить младенца 28 и/или вызвать ответную реакцию для преодоления возможных апноэ или других условий, таких как СВСМ, прекращение дыхания, движения и т.д.
Светоизлучающий светодиод 19 и зуммер 20 предназначены для того, чтобы обратить внимание на ребенка 28 няни или другого лица, присматривающего за ребенком.
Аналогичным образом контролируется движение живота для контроля дыхания младенца 28. Выступ 24 должен быть достаточно чувствительным, чтобы обнаружить движение живота, вызванное сердцебиением младенца, а схема 14 должна быть настроена для включения тревоги, когда сердцебиение отклоняется от нормального регулярного ритма к заранее установленному ограничению.
Устройство 10 и его использование были описаны применительно к младенцу 28, но следует понимать, что устройство может быть также использовано для взрослых, например, пациентов, которые склонны к нарушениям дыхания во сне, с соответствующей корректировкой в случае необходимости.
Устройство 10 по Фиг.7 и 8 содержит дисплей 52, выполненный, в частности, в виде жидкокристаллического (ЖК) экрана, который отображает информацию, используемую для присмотра за такими параметрами, как частота сердечных сокращений, температура тела, состояние сигнализации и т.д. Кроме того, устройство 10 может управляться без проводов от трансивера с пульта 54 блока питания дистанционного управления, который в свою очередь может включать дисплей 56 или любые другие сигнальные устройства, упомянутые в отношении устройства 10, показанного на Фиг.1-6.
Устройство включает в себя ряд дополнительных датчиков, в частности датчик 60 влажности для контроля за влажностью в непосредственной близости от младенца, который включает сигнальное устройство (18, 19, 20, 52) при увеличении влажности, что свидетельствует о том, что ребенок может быть мокрым или грязным; датчик 62 температуры, контролирующий температуру тела ребенка; микрофон 66, обнаруживающий, когда ребенок плачет; и гироскоп или акселерометр 64, контролирующий движение или активность ребенка.
В других формах исполнения изобретения выступ 24 может отходить от любой части корпуса 12, например от верхней части корпуса 12, под углом, что позволяет ему прикасаться к коже ребенка. Кроме того, выступ 24 может иметь кромку из относительно твердого материала, образующую пружинящий гибкий шарнир.