本发明涉及一种用于预防和缓解压疮(pressuresore)的系统。更具体地，所述系统是允许方便地将人升高和降低以防止和缓解压疮的自动系统。
背景技术：
须长时间卧床的人容易产生褥疮性溃疡。褥疮性溃疡(通常被称为“压疮”或“褥疮(bedsore)”)发生在无法移动人员的骨性隆起和承重表面上。
可以通过按定期计划为无法移动人员(immobileperson)提供适当的转动来预防并治疗褥疮。未被定期转动的无法移动人员(例如在许多医护机构中由于医护人员不充足的情况下)处于形成褥疮的高风险中，这种褥疮通常愈合很慢并且感染很快。
尽管一般的医疗实践建议约每隔两个小时将人员从一个床上位置转动到另一个床上位置，以预防和治疗褥疮，但是许多护理机构和私人家庭并不能达到这种标准(很少转动他们的患者)。
目前，存在许多用于尽可能减少压疮的系统、设备和方法。一个示例是减压支撑表面(pressure-relievingsupportsurfaces，简称prss)。prss通过经由泡沫/空气/流体覆盖层(低科技恒定低压)在较大接触区域上重新分布无法移动人员的重量，或者通过机械地改变患者下面的压力(高科技交变压力床垫)，使暴露在脆弱皮肤部位上的压力的强度和持续时间最小化。
prss的使用结合每两小时的身体转动已被表明降低了压疮的发生率，并且已被广泛地用于压疮的预防和治疗。然而，在单独使用时，prss并不会显著地降低压疮的发生率。
将人员从床的一侧转动到另一侧的标准类型的病床在转动过程中的某些时候通常需要人的协助，因为这些病床并不能自动地操作。此外，这些床是笨重的、不可移动的且昂贵的，因为患者或护理机构必须购买整张床。
us8,528,135b2描述了一种压疮缓解系统，该系统包括多个传感器和系统控制器，所述多个传感器与表面通信，由此每个传感器彼此独立地工作，以检测表面的特定区域处的压力水平并生成与检测到的压力水平相对应的反馈信号，所述系统控制器适于从传感器接收反馈信号并且响应于每个反馈信号来生成多个输出信号。所述压疮缓解系统包括多个致动器，所述多个致动器与所述表面通信并且适于从所述系统控制器接收输出信号，由此由所述系统控制器生成的每个输出信号与其中一个致动器相关联。致动器适于选择性地振动，以使患者发生压疮的可能性最小化。
kr10-1248685b1描述了一种用于预防褥疮的设备，该设备包括架体和多个线性致动器。所述多个线性致动器连接到网络控制器，该网络控制器控制致动器的运动，从而使架体上下移动。
us2017/0128297a1描述了一种用于减小身体的选定区域上的压力的系统和方法，该系统和方法包括可编程支撑件阵列以及至少一个用于检测身体的物理特性的传感器。可编程支撑件阵列中的每一个可编程支撑件包括可调节构件以及基于检测到的身体的物理特性来调节所述可调节构件的长度的机构。
还存在有使用嵌入在覆盖层上的压力传感器来监测无法移动人员的体表压力的其它解决方案。这些设备随后在体表压力超出特定时间阈值时向医护工作者发送提醒。这种系统的缺点在于通常以可视化热图的形式呈现的压力数据，该数据并不能可靠地识别特定区域(即发生压疮的高风险区域)的体表压力。此外，这种压力值的热图将不能准确地描述身体位置，即热图并不能显示无法移动人员是仰卧还是侧卧。
尽管有这些进步，但仍然需要这样的系统：该系统不仅能够按定期计划来适当地转动无法移动人员，而且还能够检测可能发生压疮的情况，并且能够自动地响应，以使发生压疮的可能性最小化。
技术实现要素：
根据本发明的一个方面，提供了用于无法移动人员的自动转动系统，包括：
多个压力传感器，其用于测量被施加到所述无法移动人员的压力，并且生成与施加到所述无法移动人员的所述压力相对应的响应信号；
系统控制器，其适于从所述压力传感器接收所述响应信号，并且响应于所述响应信号中的每一个来生成多个输出信号；
多个致动器，其适于从所述系统控制器接收所述输出信号；以及
提升附件，其包括片体(sheet)和一对连接梁(connectingbeam)，每个连接梁连接到所述多个致动器中的一个致动器，以用于将所述片体的一部分提升到倾斜位置，其中，在使用时，无法移动人员位于所述片体之上；
其中，所述系统控制器接收所述响应信号，以用于检测是否有任何所述压力传感器已超出了用于所述无法移动人员的压力阈值，并且所述系统控制器随后将所述输出信号传输到所述致动器以用于启用所述致动器。
因此，本发明有助于检测可能发生压疮的情况，并自动地进行响应以使发生压疮的可能性最小化。
本发明可以在现有的床不存在的情况下进行制造。这降低了制造成本，并且与其上已安装有设备的床相比，其允许以较低的成本来销售该设备。
在一个实施例中，该系统还包括具有床架的床，其中多个致动器被安装在床架上。
本发明可以用在现有的床上，而不需要对床进行实质上的改变。这使得成本得到节约。
在另一个实施例中，如果任何所述多个压力传感器在预设间隔内都没有超出所述压力传感器的预定阈值，则启用所述多个致动器。
优选的预设间隔是两小时。
这防止了压疮的发生，因为一般医疗实践建议人员每两小时从一个床上位置转动到另一个床上位置。
在另一实施例中，所述压力传感器中的每一个彼此独立地工作。
在另一实施例中，多个压力传感器作为单个单元(singularunit)协同地工作。
在一个实施例中，所述压力是在枕骨区域、胸椎区域、肩胛骨区域、骶骨区域和跟骨区域中的任意一个区域或多个区域中检测到的压力。
在另一实施例中，所述压力传感器被嵌入到转动片体中。
在另一实施例中，所述压力传感器被嵌入到可穿戴物品中。
使用可穿戴物品有助于解决许多问题，因为可穿戴物品是相对低成本的技术，该技术能够以充分有效和容易使用的方式连续地采集大量数据。
在一个实施方案中，所述可穿戴物品是头带、背心、腰带或袜子中的任何一种或多种。
可以一次穿戴一种以上的可穿戴物品。这允许在一个以上的区域中监测并检测压疮，并因此使发生压疮的可能性最小化。
在其它实施例中，所述压力传感器被嵌入到一次性贴片中。
这对于护理机构中的短期卧床患者是有利的，因为与每次患者使用后必须对可穿戴物品进行清洗、干燥和消毒相比，在每次患者使用后将贴片丢弃将是更便宜的。
在另一实施例中，所述多个压力传感器无线地连接到系统控制器。
在另一实施例中，所述多个致动器通过有线连接而连接到系统控制器。
在一个实施例中，所述多个压力传感器是力敏电阻器。
在一个实施例中，一种床包括所述自动转动系统。
本发明的系统的其它优点将在下面内容中进行详细描述。
附图说明
图1a示出了根据本发明的一个实施例的床的透视图，该床包括具有压疮缓解系统和系统控制器的床垫。
图1b示出了根据本发明的一个实施例的床的透视图，该床包括具有压疮缓解系统的转动片体。
图1c示出了连接梁的端部与致动器的端部之间的连接。
图1d示出了致动器与床架之间的连接。
图1e示出了根据本发明的一个实施例的当启用致动器时的床的透视图。
图2a示出了腰带形式的可穿戴物品。
图2b示出了用于减少骶骨区域上的压力的系统。
图3示出了由无法移动人员穿戴的头带形式的可穿戴物品。
图4示出了背心形式的可穿戴物品。
图5示出了一对袜子形式的可穿戴物品。
图6示出了传感器贴片形式的压力传感器。
图7示出了图1中描绘的系统的框图。
具体实施方式
本发明特别涉及自动患者转动系统，其目的在于减少或避免卧床患者的褥疮。本发明允许按定期计划以及当该系统检测到可能发生压疮的情况时适当地转动无法移动人员。所述系统可以与现有的床一起使用，或者可以与床一起进行制造。
无法移动人员是指在改变其位置的能力方面受到限制的人，例如近期进行了手术的人或大部分时间在床上度过的人。
图1a示出了病床14。病床14包括具有床架的床垫24。床垫在基本上平坦的配置到头部升高的配置之间可调整。
完整的患者转动系统包括系统控制器、提升装置和智能传感器系统。
患者转动装置
图1b示出了患者转动装置。该患者转动装置包括：片体13、多个线性致动器10a、10b、10c、10d、以及一对连接梁11a、11b。所述致动器通过有线连接而连接到系统控制器12。
片体13具有长度l和宽度w。片体优选地被设定尺寸和成形以适应具有各种高度、重量和宽度的各种患者。优选地，片体的长度被设定尺寸、成形为和配置成容纳无法移动人员的从头顶到小腿中部区域。片体13的侧面被固定到第一连接梁11a和第二连接梁11b。优选地，片体的长度从无法移动人员的头顶延伸到该无法移动人员的小腿中部区域。片体的侧面具有便于将该片体固定到锚固件的装置，所述锚固件设置在连接梁11a、11b上。优选地，所述片体的侧面装配有钩环紧固件，例如尼龙搭扣带(
片体13是薄的、柔性的且光滑的，并且具有足够的拉伸强度，使得当其铺展在床垫的上表面上时，对于无法移动人员来说躺在上面将是安全和舒适的。片体可以由不同的材料制成，例如一些织物材料、编织织物或其他织物、其它合成材料、以及其它纸等。优选地，片体由抗菌和防水材料制成。
线性致动器位于床架的左侧和右侧。优选地，两个致动器10a、10b位于床架的一个纵向侧上，而两个致动器10c、10d位于床架的另一个纵向侧上。致动器垂直地且水平地对齐。
尽管已利用线性致动器来描述优选的实施例，但是也可以使用其它致动器。
连接梁11a、11b具有便于将其固定到锚固件的装置，所述锚固件设置在片体13上。优选地，连接梁11a、11b装配有钩环紧固件，例如尼龙搭扣带(
如图1c所示，连接梁11a的端部被固定在纵向致动器10a、10b上。类似地，连接梁11b的端部被固定到其它纵向致动器10c、10d上。每个致动器具有便于将其固定到锚固件的装置，所述锚固件设置在连接梁11a、11b上。致动器10a、10b、10c、10d以及梁11a、11b的附接点具有可转动的铰链，该铰链允许顶部梁移动而不会使梁断裂。优选地，致动器通过螺栓和螺母的方式固定到连接梁。
如图1d所示，每个致动器具有便于将其固定到床架的装置。例如，致动器10a、10b、10c、10d中的每一个通过诸如夹具、夹板或螺钉的紧固件固定到床架上，从而致动器是可拆卸和可更换的。优选地，致动器10a、10b、10c、10d通过安装支架固定到床架上。
在使用时，多个致动器同时被启用(engaged)。当被启用时，致动器被延伸。当致动器被延伸时，片体向前、后、左或右倾斜。因此，片体能够对无法移动人员的身体进行重新定位，以缓解来自枕骨区域、肩胛骨、骶骨区域和跟骨区域的压力。
为了缓解来自枕骨区域的压力，无法移动人员的头和躯干被升高。因此，左侧第二致动器10b和右侧第二致动器10d被启用。
为了缓解来自肩胛骨的压力，无法移动人员的头和躯干被升高。因此，左侧第二致动器10b和右侧第二致动器10d被启用。
为了缓解来自骶骨区域的压力，无法移动人员在其右侧或左侧被转动。因此，左侧致动器10a、10b被启用以升高第一连接梁11a。可替代地，如图1e所示，右侧致动器10c、10d被启用以升高第二连接梁11b。如果两个小时内没有致动器被启用，则患者或医护人员可以手动地选择启动哪些致动器。
为了缓解来自跟骨区域的压力，无法移动人员的脚被升高。因此，左侧第一致动器10a和右侧第一致动器10c被启用。
智能传感器系统
智能传感器系统辅助压疮的管理。该系统提供了关于无法移动人员与其所接触的表面(例如床垫)之间的界面压力的相互作用的信息。
所述智能传感器系统包括多个可穿戴物品20、30、40、50。可穿戴物品20、30、40、50优选地适于检测和/或测量被施加到无法移动人员上的压力的任何变化。可穿戴物品向系统控制器12提供相关的数据。
每个可穿戴物品包括传感器组件和主控制器，所述传感器组件包括至少两个传感器，所述主控制器包括电池、电源电路、wi-fitm和蓝牙
图2a和图2b示出了腰带20形式的可穿戴物品。腰带20具有内表面21和外表面22。腰带的内表面包括两个水平对齐的力敏电阻器(forcesensitiveresistor，简称fsr)传感器7。优选地，每个fsr传感器7位于距离无法移动人员的脊柱线大约5厘米的位置处。fsr传感器7由抗菌防水织物所覆盖，并由其保护不受湿度影响。主控制器放置在腰带20的外表面22上。优选地，腰带20由抗菌且防水的可拉伸材料制成。腰带20被设计成稳固地且舒适地围绕无法移动人员的腰部。腰带20具有联接装置，该联接装置允许根据无法移动人员的腰部尺寸来进行容易且灵活的调节。联接装置的示例是钩环紧固件，例如尼龙搭扣带(
图3示出了头带30形式的可穿戴物品。头带30具有内表面和外表面。头带的内表面包括两个水平对齐的fsr传感器7。fsr传感器7由抗菌防水织物所覆盖，并由其保护不受湿度影响。主控制器放置在带的外表面上。优选地，头带30由抗菌且防水的可拉伸材料制成。头带被设计成稳固地且舒适地装配在无法移动人员的头部周围。在使用时，具有fsr传感器7的头带的内表面的一部分与无法移动人员的头部的后侧紧密接触。
图4示出了背心40形式的可穿戴物品。背心40具有前部41和后部42。背心的后部42包括两个水平对齐的fsr传感器7。fsr传感器7位于背心40上，使得在使用时，fsr传感器7被放置成与无法移动人员的肩胛骨紧密接触。fsr传感器7由抗菌防水织物所覆盖，并由其保护不受湿度影响。主控制器放置在背心的前部。优选地，背心40由抗菌且防水的材料制成。
图5示出了袜子形式的可穿戴物品。袜子的足跟部分包括fsr传感器7。fsr传感器7位于袜子50上，使得在使用时，fsr传感器7被放置成与无法移动人员的跟骨区紧密接触。fsr传感器7由抗菌防水织物所覆盖，并由其保护不受湿度影响。主控制器被放置在袜子50的袜腿部分上。优选地，背心50由抗菌且防水的材料制成。
每个可穿戴物品通过通信线路与系统控制器12进行通信。通信线路的示例为(但不限于)蓝牙和wi-fi。每个可穿戴物品优选地适于独立于其它可穿戴物品进行操作。每个可穿戴物品也可以作为单个单元协同地工作。
当每个可穿戴物品适于彼此独立地操作时，头带、背心、腰带和袜子中的每一个独立地工作并且不依赖于来自其它可穿戴物品的压力值。
当可穿戴物品作为单个单元协同地工作时，致动器将使无法移动人员转动，直到身体一侧的单侧压力的值达到可接受的压力水平以下。例如，如果无法移动人员在其左侧被转动，则致动器10c和10d被启用，并且直到右侧的所有压力都被释放，致动器10c和10d才不启用(disengage)。
系统控制器12与每个可穿戴物品进行通信，用于从可穿戴物品接收响应信号，并且响应于响应信号来生成对致动器的输出信号。
在重新定位期间压力传感器还能够提供关于倾斜度的反馈。当施加在传感器上的压力达到身体的全部压力的大约二分之一到大约三分之一时，致动器将停止工作。这防止将无法移动人员翻转。如果致动器仅在没有身体压力施加在传感器上时才停止，这将意味着由于致动器已过度延伸，因此无法移动人员将脸朝床平躺(该无法移动人员被翻转)。
作为可穿戴物品的替代，可以单独使用压力传感器，这意味着不需要将压力传感器附接到衣物(例如上面提到的腰带、头带、背心或袜子)上。将传感器贴片连接到系统控制器12。传感器贴片将用于护理机构优选使用一次性物品的情况中。这些传感器贴片对于护理机构中的短期无法移动人员是特别有利的，因为传感器贴片可以被丢弃，而不必对其进行清洗以用于其它无法移动人员。
图6示出了传感器贴片60。传感器贴片60具有背层61和粘合层65。在背层61和粘合剂层65之间是聚乙烯泡沫63、压力传感器66、湿度/温度传感器67、微控制器68、柔性pcb63和另一聚乙烯泡沫65。
在一个实施例中，多个传感器贴片60嵌入到转动片体13中。因此，无法移动人员将不再需要使用可穿戴的物品来防止和缓解压疮。
每个传感器贴片60通过通信线路与系统控制器12进行通信。通信线路的示例为(但不限于)有线线路、蓝牙和wi-fi。多个传感器贴片60作为单个单元协同地工作。致动器将使无法移动人员转动，直到身体的某一区域的单侧压力的值达到可接受的压力水平以下。例如，如果无法移动人员在其左侧被转动，则致动器10c和10d被启用，并且直到右侧的所有压力都被释放，致动器10c和10d才不启用。
可穿戴物品和传感器贴片适于检测施加到无法移动人员上的压力的任何变化，以便当压力超出某一预定阈值时生成反馈信号。如本文所使用的，术语“力”包括上表面可经受的任何力，包括压力、压缩力、张力、共振、振动、热作用或其它过程受力。在可穿戴物品基本上平行于无法移动人员的方向上施加上述力。
尽管已使用力敏电阻器描述了实施例，但是也可以使用能够检测物理压力、挤压力和重量的其它传感器。
系统控制器
图7示出了系统控制器12。系统控制器12优选地包括微控制器、通信模块(例如蓝牙和/或wi-fi模块)，以及用于选择性地启动压力缓解系统中的一个或多个致动器的继电器。系统控制器12可以位于任何位置，只要系统控制器与智能传感器系统进行通信即可。在优选的实施例中，系统控制器12位于床架上。
系统控制器12适于从智能传感器系统接收响应信号。系统控制器12处理所述响应信号以确定该信号是否指示了压力是否已超出任何可穿戴物品的阈值极限。如果在一个或多个可穿戴物品处检测到已超出压力的阈值极限，则系统控制器12传输用于启用相应致动器的输出信号。
下面的表1示出了由可穿戴物品发送的响应信号与将被启用的致动器之间的相关性：
表1
下面的表2示出了由转动片体中的传感器贴片区域发送的响应信号与将被启用的致动器之间的相关性：
表2
当致动器被启用时，一旦压力值已经达到可接受的预定阈值，系统控制器12使致动器停止工作。优选地，当压力达到全部压力值的大约二分之一到大约三分之一时，致动器将停止运动。
系统控制器12使用存储在其中的一个或多个软件应用，所述软件应用能够从可穿戴物品接收反馈信号，将所述反馈信号与存储在系统控制器的存储器中的数据进行比较，并且生成一系列的输出信号以传输到致动器。一旦接收到输出信号，一个或多个致动器被致动，用于对无法移动人员进行重新定位。
当感测到的压力大于预定阈值时，系统控制器12可以通知医护人员，需要医护人员的交互和/或对无法移动人员进行个人检查。
系统控制器12能够基于无法移动人员和/或医护人员的输入来定制转动间隔、转动持续时间和转动方向。
在另一示例中，系统可以被定制成仅使无法移动人员的一侧转动。当无法移动人员具有骶骨疮和右髋部疮并且只需要转动到左侧位置时，这是重要的。
另外，可以关闭智能传感器系统。一旦关闭该系统，致动器将遵从系统关闭之前的相同的顺序仅每隔两小时启用。这使得夜间的睡眠障碍最小化。
智能传感器系统和系统控制器连接到实时显示压力值的移动应用。该移动应用能够产生无法移动人员的特定身体表面区域上的压力概要(summaryofpressure)。该移动应用还允许手动控制致动器。
示例
下面的示例是自动转动系统在使用时的示例。该示例并不限制本发明，本发明的范围在所附权利要求中阐述。
无法移动人员a具有3级骶骨压疮、2级跟骨压疮和3级枕骨压疮。
转动的顺序和频率取决于各种输入，例如：
·压疮的严重程度；
·由于骶骨疮的位置和潜在的快速恶化，有骶骨疮的位置总是最优先的；和
·由无法移动人员穿戴的一个或多个可穿戴物品。
基于无法移动人员a的转动计划的示例如下：
时间0分钟：左侧致动器10a和10b都启用。
时间15分钟：左侧致动器10a和10b都不启用。
时间20分钟：顶部致动器10b和10d都启用。
时间25分钟：顶部致动器10b和10d都不启用。
时间30分钟：右侧致动器10c和10d都启用。
时间45分钟：右侧致动器10c和10d都不启用。
时间50分钟：顶部致动器10b和10d都启用。
时间55分钟：顶部致动器10b和10d都不启用，并且底部致动器10a和10c都启用。
时间60分钟：底部致动器10a和10c都不启用，并且左侧致动器10a和10b都启用。
当智能传感器系统在夜间关闭时，致动器将遵从上面相同的顺序每隔两小时启用。
1.一种用于无法移动人员的自动转动系统，包括：
多个压力传感器，其用于测量被施加到所述无法移动人员的压力，并且生成与施加到所述无法移动人员的所述压力相对应的多个响应信号；
系统控制器，其适于从所述压力传感器接收所述响应信号，并且响应于所述多个响应信号中的每一个响应信号来生成多个输出信号；
多个致动器，其适于从所述系统控制器接收所述输出信号；以及
提升附件，其包括片体和一对连接梁，每个连接梁连接到所述多个致动器中的一个致动器，以用于将所述片体的一部分提升到倾斜位置，其中，在使用时，所述无法移动人员位于所述片体之上；
其中，所述系统控制器接收所述响应信号，以用于检测是否有任何所述压力传感器已超出了用于所述无法移动人员的压力阈值，并且所述系统控制器随后将所述输出信号传输到所述致动器以用于启用所述致动器。
2.如权利要求1所述的系统，还包括具有床架的床，其中，所述多个致动器被安装在所述床架上。
3.如权利要求1或2所述的系统，其中，如果任何所述多个压力传感器在预设间隔内都没有超出所述压力传感器的预定阈值，则启用所述多个致动器。
4.如权利要求3所述的系统，其中，所述预设间隔是两小时。
5.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述压力传感器中的每一个彼此独立地工作。
6.如权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，所述多个压力传感器作为单个单元协同地工作。
7.如前述权利要求中任一项所述的系统，其中，在使用时，在枕骨区域、胸椎区域、肩胛骨区域、骶骨区域和跟骨区域中的任意一个区域或多个区域中检测所述压力。
8.如权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，所述压力传感器被嵌入到所述片体中。
9.如权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，所述压力传感器被嵌入到一次性贴片中。
10.如权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，所述压力传感器被嵌入到可穿戴物品中。
11.如权利要求10所述的系统，其中，所述可穿戴物品是头带、背心，腰带或袜子中的任意一个或多个。
12.如权利要求1至11中任一项所述的系统，其中，所述多个压力传感器无线地连接到所述系统控制器。
13.如权利要求1至11中任一项所述的系统，其中，所述多个致动器经由有线连接而连接到所述系统控制器。
14.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述多个压力传感器是力敏电阻器。
15.一种床，包括如前述权利要求中任一项所述的自动转动系统。
技术总结