用於使無源傳感器陣列與床墊結合而進行患者監視的方法和系統的製作方法

2023-05-19 21:31:21 4

專利名稱：用於使無源傳感器陣列與床墊結合而進行患者監視的方法和系統的製作方法
背景技術：
本申請要求了於2004年2月18日提出的臨時申請序列60/546,695號的權益。
1.發明領域
本發明一般涉及醫療監視器，更具體而言涉及用於為患者提供隱形「安全網絡」的醫療監視系統，該系統將觀測和分析患者的生理參數，並且如果臨床上有意義的負面狀況發生，其將利用醫院現有的護士呼叫系統將該事件通知和報告醫護人員。特別地，本發明涉及將此類系統的無源傳感器陣列與患者所使用的醫療床墊結合的方法和系統。
2.總體背景和現有技術狀態
在很多不同環境中，監視患者是患者護理的一個重要方面。例如，在醫院的普通護理場所或病房中，監視重要的生理信號例如呼吸率、心率和血壓是患者護理的基本部分。在醫院的普通監護病房或其他區域中，監視患者在不在病床上以及監視患者在該床上的活動也是有益的。如果某些患者離開他們的床，他們則存在跌落和/或傷害自身的危險。如果患者在床上停止活動，這可能意味著患者即將死亡、處於昏迷或者正在遭受使活動困難或不可能活動並需要注意的醫療併發症。過度的活動可能表明疾病發作或其他狀況。目前的患者監視系統一般不提供方便的、穩定的、晝夜不停的監視。例如，在醫院的普通護理病房中，監視一般由一組護士組成，以三或四小時的間隔在患者之間巡迴，量取生命體徵例如呼吸率和心率。在一些醫院中，這種監視可以通過一種或多種設備來加強，例如床邊脈氧計(pulse oximeter)，其通過附在患者手指上的小的夾具似裝置而監視脈搏和氧飽和度。脈氧計可以被設計為，如果達到某一脈搏或氧閾值水平，則發出警報。目前用於患者監視的可用系統和方法具有幾個共同的特徵。事實上，所有的系統和方法都要求患者與監視儀器進行身體上連接。很多僅提供了間斷的監視，例如自動血壓袖帶。與監視儀器的身體連接對於患者可能是笨重和不方便的，有時導致患者不依從，例如當患者由於不適而行動裝置時。所附的設備也可能鬆開、改變位置、從患者身上部分脫落及類似情況，導致不正確的監視數據。間斷監視可能導致錯過的或者遲到的診斷和不利的患者結果，特別是在狀況可能變化很快的非常嚴重的患者身上。目前可用的系統一般不監視患者活動或定位。如上所述，患者活動可能是必需的監視手段。例如，完全不存在患者在床上的活動可能表明患者已經離開該床。相對較輕的活動、活動顯著減少或類似情況可能表明患者足夠安靜，一些醫療問題可能已經發生了。患者活動顯著增加可能表明疾病發作或者明顯的患者不適。因此，已經進行了努力，以開發帶有傳感器的無源監視系統(passive monitoring system)，該系統對患者是有效「隱形的」，即隱藏在床上用品之內，或者患者所使用的寢具中，在那裡它們可以無源地監視患者的生理狀況和活動，而患者或醫院人員不注意它們的存在。然而，一個挑戰是如何以下述方式將傳感器安裝於床上，即，不降低原來床墊或睡眠表面的性能；對於患者是薄且舒適的；安全地固定在床墊上適當位置；不會壓皺、摺疊、起皺或聚成一團；使用在健康護理床墊上所使用的一般消毒劑是可清洗的；不會顯著地削弱或降低無源傳感器電子信號；適合不同製造商、尺寸和材料的床墊；並且不會影響製作或更換床上用品的通常的醫院工作流程。本發明著眼於這些需要。
發明概述
簡言之，一般而言，本發明提供了將無源傳感器或傳感器陣列併入患者床墊(mattress)中，以在醫院環境中支持連續無源監視患者的生理狀況的新型和改進的方法和系統。「無源監視(passivemonitoring)」一般指的是按照本發明的監視不需要將設備直接附著於患者的事實。相反，僅僅通過使患者躺在或坐在病床的表面上，使患者與傳感器設備連接。具體而言，本發明提供了薄的舒適的傳感器墊(sensor pad)或傳感器載片(carrier sheet)，其可以安全地與患者病床的床墊組件結合起來，並且將維持該患者的床墊組件的期望性能，同時允許醫院人員在沒有不適當幹擾的情況下調換床上用品或清洗床墊。按需要，本發明的墊或載片可以被安裝於床墊組件的頂面或底面。它可以被併入裝備在最初床罩(coverlet)之上的床墊床罩之內，或者可選地，可以被用於替換現有的床罩。它可以被併入置於床罩和床墊組件芯之間替換的、增加的或現有的襯層(underlayer)中。它也可以被放置到現有的床墊組件芯中，或者被併入新的替換芯中。在一個優選的實施方式中，本發明的傳感器裝置包括壓電傳感元件(piezoelectric sensing elements)陣列和/或安裝在平坦的墊或載片中的壓力開關，其被放置在結合有睡眠表面的病床的床墊組件之上或之內。在該位置，所述傳感器能夠穿過一層或多層床上用品或患者衣服或類似物監視患者。傳感器一般通過有線或者無線通信與處理器連接。處理器接收來自傳感器的傳感數據，並且將該傳感數據處理為醫師、護士或其他用戶可用的形式。任何適當的患者參數可以被監視，例如但不限於患者活動、患者位置、呼吸率、心率、血壓和/或類似參數。傳感器墊或載片可以包括任何適當數目的傳感器。具體而言，任何數目、模式、尺寸、形狀或類型的傳感器被考慮在內。當兩個以上的傳感器被包括在傳感器裝置中時，傳感器的任何組合可以被用於感知信號，並且來自不同傳感器的信號的任何組合可以被比較，以便為使用者提供患者數據。壓電傳感器可以由任何適當的材料製造。然而，在一個優選的實施方式中，所述傳感器是由聚偏1，1-二氟乙烯膜或其他具有壓電性質的極化聚合物膜製成的。在一些實施方式中，傳感器可以以適於能夠監視患者的墊的形式被嵌入彈性泡沫層中。在一個優選的實施方式中，傳感器陣列被安裝在薄載片的表面上。所述墊或載片的表面可以具有任何合適的尺寸。優選地，該尺寸足以使得該墊或載片，因而使得傳感器陣列延伸通過在患者肩和臀部之間的床墊表面的基本部分。任選地，傳感器墊或載片還可以包括置於墊的表面和患者之間的保護層。一般地，這樣的保護層將是防水的。根據下面詳細的描述，連同附圖，其他特徵和優勢將是顯而易見的，所述附圖通過實例圖解了本發明的特徵。


圖1是無源患者監視系統的示意圖，顯示了傳感器陣列、錨固箱(anchor box)、處理器和顯示設備之間的關係。
圖2是形成墊的傳感器陣列的局部剖面圖，該墊適合用作按照本發明的無源患者監視系統的一部分。
圖2A是圖2所示傳感器陣列的可選實施方式的俯視圖。
圖3是基本通過圖2的3-3線所取的橫截面剖面圖。
圖3A是基本通過圖2A的3A-3A線所取的橫截面剖面圖。
圖4是床墊組件的分解的透視圖，顯示了圖2或2A的傳感器墊，其在尺寸上被減小，直接附著於床墊的外表面。
圖5是床墊組件的透視圖，顯示了使圖4的傳感器墊附著於床墊表面的另一種方法，其使用了寬帶(wide strap)。
圖6是床墊組件的透視圖，顯示了使圖4的傳感器墊附著於床墊表面的又一種方法，其使用了窄帶。
圖7是床墊組件的透視圖，顯示了使圖4的傳感器墊附著於床墊表面的又一種方法，其使用了網狀物。
圖8是床墊組件的透視圖，顯示了使圖4的傳感器墊附著於床墊表面的又一種方法，其使用了膜。
圖9是床墊組件的透視圖，顯示了使圖4的傳感器墊附著於床墊表面的又一種方法，其使用了封袋(envelope)或口袋(pocket)。
圖10是床墊組件的透視圖，顯示了將床墊芯封入床罩的方法，該床罩具有嵌入其中的圖4的傳感器墊。
圖11是床墊組件的透視圖，顯示了將床墊芯封入床罩的可選方法，該床罩具有嵌入其中的圖4的傳感器墊。
圖12是床墊組件的透視圖，顯示了將床墊芯封入床罩的另外的可選方法，該床罩具有嵌入其中的圖4的傳感器墊。
圖13是床墊組件的透視圖，顯示了將床墊芯封入床罩的又一個另外的可選方法，該床罩具有嵌入其中的圖4的傳感器墊。
圖14是床墊組件的透視圖，顯示了嵌在床墊芯的層之間的圖4的傳感器墊。
圖15是床墊組件的分解的透視圖，顯示了被放置在床墊芯的腔內的圖4的傳感器墊，該腔是通過去除一塊床墊芯材料而形成的。
圖16是床墊組件的透視圖，顯示了通過固定器(anchor)而附在床墊芯的表面的圖4的傳感器墊。
圖17是局部截面圖，基本沿圖16的17-17線而取。
圖18床墊組件的透視圖，顯示了封入床罩中的床墊芯，其具有放置在床罩和床墊芯之間的襯層和嵌在襯層中的圖4的傳感器陣列，其中部分床墊組件被分離，以顯示其結構。
圖19是基本沿19-19線穿過圖18的床墊組件的截面圖，此時床墊芯被床罩完全封入。
圖20是床墊組件的透視圖，顯示了附著於床罩的傳感器陣列和錨固箱的相對位置。
圖21是附著於床罩的錨固箱的截面圖。
優選實施方式詳述[41]如在附圖中所示，所述附圖被提供用於示例性說明，本發明以多種將用於醫療監視的無源傳感器陣列安裝到或併入到醫院的床墊組件或其他健康護理設備之上或之中的方法而被具體化。
更具體而言，參考圖1，該圖顯示了廣義的無源患者監視系統20，其包括具有至少兩個壓電傳感器23的傳感器設備21，其與處理器24連接，處理器24又與數據顯示設備25連接，用於向用戶提供生理數據。一般地，傳感器設備21可以通過任何合適的連接器26(或多個連接器)與處理器24連接，例如電纜、電線、無線發射機或類似連接器。同樣，任何合適的連接器26可以被用於連接處理器24與數據顯示設備25。在一個優選的實施方式中，傳感器設備21可以通過錨固箱27被連接至處理器24，所述錨固箱裝有信號調節電路或其他電子電路，例如無線連結。處理器也可以通過任何合適的連接被連接至醫院的現有護士呼叫系統(未顯示)。在一個優選的實施方式中，處理器24和顯示設備25可以被併入一個床邊裝置中。
壓電傳感器一般作為應變計(strain gauge)，以測量在傳感器中應力的變化。然後，所檢測的應力變化可以被轉變為對患者監視有用的電子數據。眾多此類傳感器可以被包括在陣列中。傳感器陣列被放置在患者的下面，並且由於患者身體的活動而施加不同的力之後，該壓電傳感器產生了指示變化的作用力的小電壓。當使用時，在陣列中的每一個傳感元件(sensor element)可以獨立地測量來自患者身體的力，這些力由心動周期、呼吸周期和其他身體活動而引起，並且提供代表性的電壓信號。使用數字處理技術對這些信號進行分析，將感興趣的信號與其他生理信號和噪音分離。當用在陣列中時，這些類型的傳感器是有利的，因為只要患者的身體與傳感器陣列區有一些接觸，它們就可以感知來自患者的感興趣的信號。傳感並不依靠傳感器在活動區域的具體布置來感知具體的身體功能。
優選地，在陣列中的每一個壓電傳感器是由聚偏1，1-二氟乙烯(PVDF)聚合物製成的薄膜，所述聚合物在其最初製作過程中通過非常強的電場被極化。極化之後，分子結構保持成一直線，因此，當力被施加於該結構時，在頂面和底面之間產生了電壓差。銀油墨(silver ink)或金屬箔一般被施用於傳感元件的頂面和底面，以允許檢測該電壓。
關於壓電膜的感壓能力、它們在傳感患者參數上的應用以及處理來自這些膜的信號以產生患者的心臟、呼吸或其他信號的方法的完整描述，可以參考通常轉讓給本發明受讓人Hoana Medical，Inc.(赫艾納醫療公司)的共同未決申請，即，於2002年11月20日提出的名稱為「Devices and Methods for Passive Patient Monitoring」的美國專利序列號10/301,524(現已於2004年6月10日公布為美國專利公布號20040111045)，其全部公開內容在此被引入作為參考。
如前面所提到，傳感器陣列21被設計為附著在患者的床上，在底層床單之下，並且不與患者的皮膚直接接觸。該陣列被電連接或結合至床邊處理器單元24上，其又被連接至顯示器和現有醫院護士呼叫系統(未顯示)。在床邊單元24內部的是信號處理器和報警處理器，它們一起測量來自傳感器陣列的數據，並且評價是否發生了臨床上重要的事件。床邊單元可以是帶有數據顯示器25的牆式安裝單元，其在達到報警條件或者受護士控制時被激活。處理器單元24可以具有很多專用的和軟鍵的按鈕及控制部件，用於輸入信息、設置具體條款和與系統相互作用。護士呼叫特徵包括硬體、軟體和布線，以連接已經被安裝在醫院或護理機構中的護士呼叫系統。信號處理器24包括硬體和軟體，其接收、暫存傳感器陣列21的信號和將傳感器陣列21的信號從模擬格式轉變為數字格式，用於隨後的處理。報警處理器使用邏輯功能來監視患者的參數趨勢，並且決定何時發生負面狀況。然後，其開動報警電路，進行本地和/或遠程報警。
在一個實施方式中，如果數位訊號的比較表明患者不在表面上活動、患者未與表面接觸或者患者在表面上過度活動，則處理器激活警報。在另一個實施方式中，如果患者的呼吸率下降為最低呼吸率以下或者升高到最高呼吸率以上，則處理器激活警報。在又一個實施方案中，如果患者的心率下降為最低心率以下或者升高為最高心率以上，則處理器激活警報。在其他實施方式中，如果任何的上述組合發生，則警報可以被激活。如果負面趨勢發生，例如負面的心率趨勢、呼吸率趨勢、患者活動或其他趨勢或者趨勢的組合，一些實施方式則發出警報。在一些實施方式中，處理器還以患者呼吸率、心率或二者兼有的形式提供患者數據。優選地，警報在本地和在醫院內的現有的整個護士呼叫系統中被激活。
在傳感器陣列21中的眾多壓電膜23可以假定是任何構造或數目，單獨地，或者彼此有聯繫。例如，如圖2-3所示，傳感器陣列21可以包括至少八個壓電傳感元件23的陣列，它們垂直地彼此相鄰且平行排列。在該實例中，每一個傳感元件是紙狀薄的，或者更薄，並且形成薄的平面延伸的矩形條，大約為24英寸乘四分之三英寸。每一個傳感元件也包括一組端子29，其被連接至合適的連接器26上，該連接器傳送傳感器信號至床邊單元24(圖1)。在一個實施方式中，為了患者舒適，每一個傳感元件23和整個傳感器陣列21可以在頂部和底部表面上用軟泡沫填料30如氯丁橡膠加以保護。(圖3)包圍軟填料且封閉整個陣列的是外部防潮層31，其提供了不能滲透的外表面，保護陣列中的傳感器免受流體或其他汙染物，並且也提供另外的電絕緣。傳感器墊陣列的總厚度一般在1mm-7mm之間，優選為5mm以下厚，並且形成柔韌的、薄的矩形墊，近似為32英寸乘24英寸，其足夠大而跨越幾乎整個床寬，且從肩部通過患者的軀幹延伸至臀部。如果期望，另外的傳感器或傳感器陣列可以被放置在患者腿下面的床上，用於監視離床和腿部活動。
可選地，如圖2A-3A所示例，在陣列中的每一個傳感元件23可以通過合適的粘合劑或粘合材料與載片33的表面直接連接，以提供相當薄的傳感器設備，其不易被患者察覺。例如，通過粘合劑安裝在聚氨酯載片表面上的傳感器陣列可以為1mm以下厚，優選地為200μm以下厚。
應當意識到，所述的傳感器墊或載體布置可以被容易地處理和清洗，並且適合放置在床單下患者的床上，而構成患者睡眠表面的一部分。因為傳感器不與患者的皮膚直接接觸，所以與依靠直接皮膚接觸或特定身體位置或方向的陣列相比，它們可以被製造得更使人適應。這使得陣列按期望可被更容易地加入或與床墊表面或內部更緊密地結合，而不必以永久的方式被構建到床或床墊中。相反，通過使用下面更詳細描述的附著的位置和方法，傳感器陣列可以容易地且便宜地被翻新改進(retro-fit)到現有的床中，而不需替換整個床或床墊。
應當意識到，一般的病床包括床架和床墊組件。醫療床墊組件一般具有被防水床罩包圍的泡沫芯，所述防水床罩一般由低摩擦聚氨酯或丁基塗布的織物製成，並且由床墊製造商供應作為床墊組件的一部分。床罩一般具有在床墊芯之下的底部部分和在床墊芯之上的頂部部分。在大多是情況下，床罩是可替換的，並且在床墊芯的至少一側上用拉鏈或類似的裝置封閉在該芯的周圍。在患者之間，床罩——其可以作為透氣的防水層——一般由內務處理人員(housekeepingpersonnel)用殺菌劑擦乾淨。可洗的床單，不是鬆緊床套(fitted sheets)就是平面床單(flat sheets)，一般被放置在床墊床罩之上。在一些情況下，襯層——一般由可伸展的低重量網狀物或薄紗或者薄的聚氨酯膜製成——是由製造商供應的，以作為床罩和芯之間的防蒸汽層，防止溼汽進入泡沫芯，並且在床罩和泡沫芯之間提供平坦的、光滑的接觸面。
按照本發明，用於無源地監視患者生理狀況和活動的薄傳感器墊或載片裝配被安全固定於患者床墊組件中的床罩上，被固定於安全放置在床墊組件之上的附加的床罩上，或者被固定於置於床墊芯和床罩之間的附加的或現有的層上，在那裡，當使用時，其光滑平坦地平放在床單或其他床上用品之下，對患者和醫院職員基本隱藏。此柔性墊或載片裝配對於躺在床上的患者而言是舒適的，並且在多種不同類型的醫用床墊上可以被方便地配置，而不會不適當地影響期望的床墊性能。
在一個實施方式中，在圖4中示範，以如前所述的分開的獨立式墊(free standing pad)或載片的形式提供的傳感器陣列21被布置為，直接靠著床墊組件32的頂部或底部表面而放置在床罩56的外面。這樣的墊或載片可以通過覆蓋封袋或其他保護層(未顯示)來保護，或者可以單獨用床單來保護。墊或載片可以在期望的位置、以多種不同的方式被永久地或可拆裝地連接至床墊床罩表面。
例如，簡單且便宜的附著方法是通過粘結，其中粘合層或者雙面膠膜可以被施用於傳感器墊或載片21的下面和床罩56的外面之間。粘合劑具有有效使墊或載片21固定於床罩56的優勢，同時使墊或載片21可從床罩56選擇性地拆裝，以便替換或修補。可以將可除去的剝離襯墊應用於粘合劑背襯(adhesive backing)的暴露粘性面，以便在傳感器墊或載片被附著於床墊之前對其易於操作、貯存和運輸。
可選地，也可以使用永久粘合劑，例如膠、環氧類、化學粘合劑以及類似物，代替粘合劑背襯。合適的永久粘結方法也包括射頻焊接(radio frequency welding)、超聲波焊接(ultrasonic welding)和熱封(heat sealing)。機械結合也是可能的，例如將傳感器墊或載片縫綴或縫合到床罩上，以便永久附著，或者使用鉤和環(VelcroTM)緊固件，或者在墊或載片與床罩之間提供高摩擦力界面，用於可剝離附著。
在一個可選的方法中，顯示在圖5-7中，傳感器墊或載片21可以通過使用帶而被附著於床墊組件32。如在圖5中所示例，連接於墊或載片21的面的寬帶34可以被定位為側向延伸或部分延伸在床墊組件32的周圍，以便將墊或載片21固定在床墊組件32的頂部或底部表面。所述帶可以是環繞床墊組件延伸的連續帶的形式，或者它們可以被形成為與帶扣、鉤和環(VelcroTM)緊固件連接在一起的部分，或者是一些其他類型的附著。僅部分延伸在床墊周圍的帶安裝在床墊的下面，並且通過床墊和患者的重量被固定在合適的位置。在另一個方面，如在圖6中所示，連接於墊或載片21的角的窄帶36可以以多種方式被定向，例如與床墊的角成橫向、縱向對角線或者二者的結合，有效地將墊或載片固定在床墊組件32上。可選地，如在圖7中所示，可以使用彈性或可伸展材料的網狀物，其從墊或載片的相對一側延伸，以提供多方向支撐，例如抓住兩個角和共有表面的網，例如床墊組件的頂部兩個角。可選地，可以使用大和寬的帶系統。此類帶可以完全圍繞在床墊組件周圍，或者只是到側面或下面。所述帶的部分可以引入上面所列舉的固定方法之一，例如臨時或永久粘結。將墊或載片固定到床墊組件的角的帶或網，例如在圖6-7中所示的那些，提供了增強的位置穩定性。
在又一個方面，傳感器墊或載片21可以被放置在保護層之內或保護層的下面，該保護層附著於床墊組件，以將該墊或載片固定在床墊組件32的床罩表面上。例如，如在圖8中所示，保護層40可以是覆在墊或載片21的暴露面上的單層材料(在圖8中未顯示)，將墊或載片夾在層40和床墊組件床罩之間。在另一個方面，如在圖9中所示，由形成口袋或封袋44的材料的一片織物，可以將墊或載片21固定於床墊組件32，其裝入並保護墊或載片，並且允許墊或載片通過沿著所述口袋或封袋邊緣的開口48插入和取出。通過用粘合層或鉤和環(VelcroTM)緊固件封住開口48，可以使墊或載片從口袋或封袋中選擇性地可拆裝。保護層40或者口袋或封袋44可以由任何合適的材料或材料的組合形成，所述材料優選具有一定程度的防水性，例如TyvekTM(一種無紡高密度聚乙烯材料)，以保護傳感器墊或載片免受可能被濺到患者床上的尿、水、血或任何其他流體，並且可以被放置在床墊組件的頂面或底面上。使用上面所列的任何一種方法，例如臨時或永久粘合，保護層可以被固定於床墊床罩56。在一個實施方式中，保護層可以是一次性的，僅用於一位患者，僅使用一天，或類似情況。在一個可選的實施方式中，保護層40或口袋或封袋44可以被用於將傳感器墊或載片固定於床單或其他常規床上用品的表面而非床墊床罩的表面。
當防水保護層被用於將墊21固定於床墊組件32時，形成傳感器墊的一部分的外部防潮層(moisture barrier)可以用可伸展的網狀物或薄紗材料替換，其在傳感元件周圍安裝更鬆散，潛在地改善了傳感信號特徵和患者舒適度。防水保護層可以被製作為一次性的，不需要進行清洗。
在另外可選的實施方式中，在圖10-13中示範，前述的墊或載片形式的傳感器陣列可以被併入床罩中。這可以通過用含有傳感器陣列作為其組成部分的新型床罩替換普通床罩而實現。可選地，帶有普通床罩的現有床墊組件可以被含有傳感器陣列的附加的新型床墊罩或床罩包圍。兩種可選的方法可以單獨或結合地利用很多可選的方式，以便可拆裝地使罩或床罩附著於床墊。這些可以包括拉鏈、鉤和環緊固件(例如VelcroTM)，或者帶，以將新的或替換的罩或床罩附著於床墊，或者通過例如使用彈性繩或夾子，將罩或床罩聚攏和固定在床墊的底部周圍。
另外的替換罩或床罩可以由一種以上的材料形成，例如在一面上是患者接觸材料，而在相反面上是下部材料(underside material)。傳感器陣列可以被置於兩層材料之間，然後該兩層材料可以被密封在一起，以將陣列固定在適當的位置。至少一個開口可以存在於罩或床罩中，以允許床墊芯插入裡面。該開口的位置、形狀和尺寸是可變的，如同封閉它的方法一樣。
在一個實施方式中，如在圖10中所示，拉鏈52可以被用於封閉在罩或床罩56中的接縫。罩或床罩56可以由兩半60、64組成，該兩半沿著床墊的所有四個邊在高度中線處被拉鏈52拉在一起，或者僅沿著一個、兩個或三個邊被拉鏈拉在一起。可選地，如在圖11中所示，拉鏈52可以被全部放置在罩或床罩56的底部表面68上，而不是側面上，並且用於封閉底部表面68的周邊周圍的接縫。鉤和環(VelcroTM)緊固件及粘合帶也適合用於封住在罩或床罩中的開口的重疊接縫。
在另一個方面，在圖12中示範，在床罩56的底部提供了大的開口70，用於接納床墊芯35。然後，圍繞開口的織物的周邊可以被聚集在一起，並且被繫上，以在床罩中產生張力並防止滑動。在一個可選的方法中，彈性帶72可以全部或部分穿過罩或床罩的邊緣處的邊，以便將床罩或床罩自動地拉成緊繃的布置。在另一個可選的方法中，細繩可以穿過邊，在此種情況下，通過同步拉動該細繩而手動地將繩拉在一起，並且縮小了開口的尺寸。
在又一個可選的方法中，在圖13中示範，帶可以被用於拉緊環繞床墊芯35的罩或床罩56。在罩或床罩的下面上，很多帶74或線可以被布置以之字形或十字線方式延伸通過罩或床罩中的開口70以使得帶74，因此使得罩或床罩被拉緊，從而將該罩或床罩安全地固定在適當的位置。優選地，帶銜接且經過一系列沿著床罩或床罩的邊緣而排列的小孔。
在又一個可選的方法中，磁體(未顯示)可以被附著於在床墊的下面上的罩或床罩的內部，並且粘附於床架，以在罩或床罩中達到合適的張力，而將其在適當的位置固定。
在本發明的目前優選的方面中，在圖18和19中示範，傳感器陣列21可以附著於或嵌在置於床罩56和床墊芯35之間的襯層102中。該襯層優選為薄的聚氨酯膜，其被放置為環繞芯35，且固定於芯35，如同鬆緊床套一樣，並且被床罩圍住(圖19)。使用適合將傳感器墊或載片附著於床罩56的所述任何一種方法，傳感器墊可以被附著於在芯35之上的襯層的內表面或外表面。通過用含有傳感器陣列作為其組成部分的新襯層替換普通襯層，可以實現此種布置。可選地，傳感器陣列可以被附著於現有的襯層或者附著於放置在現有襯層之上的附加襯層。將傳感器陣列附著於襯層可有助於保護陣列免受溼氣，並且由於在患者與傳感器陣列之間存在附加的材料層，提供了額外的患者舒適性。
用於將傳感器陣列附著於現有床罩(圖4-9)、將其併入替換或附加床罩中(圖10-13)或者將其附著於或者併入現有的、附加的或替換的襯層中(圖18-19)的所有所述方法具有將傳感器直接併入床墊組件中的優勢，同時允許傳感器被有效地調換或替換，而不需替換整個床墊組件。
在另外的實施方式中，本發明的傳感器陣列也可以被結合在床墊芯本身內部，或者通過替換床墊芯，通過將陣列安置在現有床墊芯中，或者通過將陣列安置在床墊芯與床墊床罩的頂部或底部部分之間來實現。
例如，如在圖14-15中所示範，陣列21可以被放置在現有床墊芯32之內，或者放置在組成芯的泡沫或其他材料的層82、86之間(圖14)，或者通過在芯中形成口袋90或開口(圖15)並插入傳感器墊或載片21來放置。優選地，通過從泡沫芯的表面去除材料的矩形塊92而形成所述口袋。通過使用結合固定器或帶，以與獨立式墊或載片可以被附著於床罩的外表面的相同方式，墊或載片可以被固定在口袋之內。優選地，一旦墊或載片被放置在開口中，通過任何合適的方法，將從芯中去除的材料塊92替換並固定。可選地，整個床墊芯可以被製造為在其內部攜帶傳感元件，使得其為一個完整的部件。此芯然後可以被插入到普通床墊床罩中，以替換現有的床墊芯。
在又一個可選的方法中(未顯示)，傳感器墊或載片21可以被放置在床墊床罩56與床墊芯35之間，或者在床墊芯的上面，或者在下面。墊或載片21可以被固定於鄰近的芯32或鄰近的床罩56。對任一方式而言，大部分所有的前面所公開的附著方法是適當的。
如果墊或載片21相對小，粘合和帶是合適的附著方法。可選地，傳感器墊或載片21可以被機械附著於床墊芯35。圖16-17示範了小倒刺式固定器78可以被放置穿過傳感器墊或載片21而被安置到床墊芯中，以將傳感器墊或載片21固定在適當位置的方式。這些固定器78可以被可拆裝地或永久性地固定。很可能需要固定器78的多個位置，例如在墊或載片21的每一個角處，或者在墊或載片周邊的周圍。應當意識到，固定器78可以被固定在床墊芯的任何表面上。
類似罩形狀的大的墊或載片可以被包在床墊芯的周圍，並且通過上述用於將新罩或替換床罩附著於床墊芯的方法來固定。這些包括接縫密封、彈性或繩聚攏、帶或磁體。
應當意識到，在任何一個上述實施方式中所使用的傳感器陣列也可以由獨立式傳感元件製成，所述獨立式傳感元件被裝配且被不連續地和分別地附著於床墊組件的相應部分，而不是被安裝於預製的傳感器墊或載片上。然而，使用墊或載片可以有助於確保傳感元件正確的相對定位，為傳感器膜提供另外的結構支撐，以及便於傳感器陣列從床墊組件中容易地移走或容易與之連接。
在本發明的又一個方面，提供了用於連接處理器24與傳感器墊或載片21的設備和方法。可以發現，關於在處理器24與傳感器21之間延伸的接線電纜26，有時會出現問題，因為施加於電纜26的偶然力(accidental force)可能損害與傳感器的連接，或者將傳感器陣列21從其期望的位置移開。在本發明中，通過牢固地將錨固箱27附著於床罩56，該問題可以被解決，如在圖20中所示。接線電纜26被布置為從處理器24延伸至錨固箱27，使得施加於電纜26的偶然力通過錨固箱被傳輸到床罩56中，而不被傳輸至傳感器陣列21本身。如在圖21中所示範，錨固箱27可以包括箱體106和蓋108，它們一起限定了具有內部空間112的封閉箱。印製電路板110被安裝在內部空間之內，並且接線電纜26被布置為從處理器24(在圖21中未顯示)，經過在錨固箱的蓋108上所提供的孔而延伸至印製電路板110。接線電纜26還被布置為從印製電路板，經過另一個孔延伸至傳感器陣列21(在圖21中未顯示)，該另一個孔優選在箱體的底表面114上。在一個優選的實施方式中，蓋108可以相應於箱體106被配置，使得，如果蓋被放置在床罩56外而箱體被放置在與蓋108並列的床罩之內，則蓋108可以用按扣式扣合元件(snap fit)嚙合箱體106，以獲得密封連接，同時將床罩56的織物夾在蓋108與箱體106之間，使得錨固箱27被固定地保持在床罩表面上的適當位置，其有益的結果如上所述。
根據上述，應當意識到，本發明使得無源傳感器或傳感器陣列能夠以多種不同的方式被併入患者的床墊中，以在醫院環境中支持連續的無源監視。薄的柔軟傳感器對於躺在上面的患者而言是舒適的，並且當使用時對患者和醫院人員是隱藏的。所述傳感器保持了醫用床墊的期望性能，然而足夠結實，而經得住被患者活動弄皺或弄折。
儘管說明書描述了本發明的具體實施方式
，然而，對本領域普通技術人員同樣顯而易見的是，各種修改可以被進行而不背離本發明的精神和範圍。
權利要求
1.一種用於將無源傳感器併入床中以支持連續無源監視患者的系統，包括無源傳感器，用於監視患者；床墊芯；和床罩，其被配置為包圍所述床墊芯；其中所述傳感器附著於所述床罩。
2.權利要求1所述的系統，其中所述床罩包括兩層材料，該兩層材料被密封在一起以固定其間的所述傳感器。
3.權利要求1所述的系統，其中所述傳感器使用粘合層被附著於所述床罩的表面。
4.權利要求1所述的系統，其中所述傳感器使用雙面膠膜被附著於所述床罩的表面。
5.權利要求1所述的系統，其中所述傳感器使用選自射頻焊接、超聲波焊接和熱封的粘結方法被附著於所述床罩的表面。
6.權利要求1所述的系統，其中所述傳感器使用選自縫合、鉤和環緊固件及高摩擦力的附著方法被附著於所述床罩的表面。
7.權利要求1所述的系統，其中所述傳感器被附著於在保護層和所述床罩的表面之間的床罩，所述保護層附著於所述床罩。
8.權利要求7所述的系統，其中所述保護層形成圍住所述傳感器的封袋，並且允許所述傳感器選擇性地被插入和取出。
9.權利要求1所述的系統，其中所述傳感器與至少兩條帶連接，所述帶被配置為延伸在所述床墊芯的整個周圍，以將所述傳感器固定在適當的位置，其中所述至少兩條帶的一部分形成為與連接器連接在一起的部分，所述連接器選自帶扣和鉤和環緊固件。
10.權利要求9所述的系統，其中所述床罩具有縱向尺寸和橫向尺寸，和至少一條帶是連續的帶，其側向延伸在所述床罩的整個周圍。
11.權利要求9所述的系統，其中所述床罩具有眾多角，和至少兩條帶從所述傳感器延伸出來，並且銜接所述床罩的相鄰角。
12.權利要求1所述的系統，其中所述床罩設有用於插入所述芯的開口，所述床罩包括配置為密封所述開口而設計的拉鏈，由此，當所述開口被密封時，所述床罩包圍所述芯。
13.權利要求12所述的系統，其中所述拉鏈相對於所述床罩被定位，以使當所述床罩圍住所述芯時，其基本沿著所述床墊的高度中線延伸。
14.權利要求12所述的系統，其中所述拉鏈相對於所述床罩被定位，以使當所述床罩圍住所述芯時，其基本沿著所述芯的邊緣延伸。
15.權利要求1所述的系統，其中所述無源傳感器包括壓力傳感元件的陣列。
16.權利要求15所述的系統，其中所述壓力傳感元件包括壓電傳感器。
17.權利要求15所述的系統，其中所述壓力傳感元件每一個具有兩個相對的表面，所述每一個表面被泡沫填料保護。
18.權利要求15所述的系統，其中所述壓力傳感元件被置於載片上，所述載片附著於所述床罩。
19.一種用於將無源傳感器併入床中以支持連續無源監視患者的系統，包括無源傳感器，用於監視患者；床墊芯；包圍所述床墊芯的床罩；和襯層，其被放置在所處床墊芯與所述床罩之間；其中所述傳感器附著於所述襯層。
20.權利要求19所述的系統，其中所述襯層包括兩層材料，該兩層材料被密封在一起以固定其間的所述傳感器陣列。
21.權利要求19所述的系統，其中所述傳感器使用粘合劑被附著於所述襯層的表面。
22.權利要求19所述的系統，其中所述傳感器使用選自射頻焊接、超聲波焊接和熱封的粘結方法被附著於所述襯層的表面。
23.權利要求19所述的系統，其中所述傳感器使用選自縫合、鉤和環緊固件及高摩擦力的附著方法被附著於所述襯層的表面。
24.一種用於將無源傳感器併入床中以支持連續無源監視患者的系統，包括無源傳感器，用於監視患者；床墊芯；其中所述傳感器被嵌入所述芯之內。
25.權利要求24所述的系統，其中所述芯包括第一層和第二層，其中所述每一層基本在所述芯的長度上延伸，所述傳感器被安置在所述第一層和所述第二層之間。
26.權利要求24所述的系統，其中口袋在所述芯的部分中得以形成，所述傳感器被安置在所述口袋之內，且被封閉所述口袋的芯材料層覆蓋。
27.權利要求24所述的系統，其中所述傳感器通過永久性固定器被附著於所述芯的表面。
28.權利要求24所述的系統，其中所述傳感器通過可拆裝的固定器被附著於所述芯的表面。
29.一種用於將無源傳感器固定於床墊組件的系統，所述床墊組件包括芯和包圍所述芯的床罩，所述系統包括具有開口的箱體；可拆裝的蓋，其被配置為密封所述開口，當所述蓋密封所述開口時，所述蓋和箱體一起限定了空間；被安置在所述空間之內的電路板；第一電纜，其從所述電路板延伸以連接至處理器；第二電纜，其從所述電路板延伸以連接至所述傳感器；其中當所述蓋密封所述開口時，所述蓋和箱體被配置為捕獲所述床罩的一部分，因而將所述箱體固定在相對於所述床罩的固定位置上。
30.權利要求29所述的系統，其中所述箱體和蓋被配置為彼此形成按扣式扣合連接。
31.一種用於連接床墊以支持連續無源監視患者的無源傳感器系統，包括無源傳感器，用於監視患者；和被配置為基本包圍所述床墊的床罩；其中所述傳感器被附著於所述床罩。
32.權利要求31所述的系統，其中所述傳感器使用粘合劑被附著於所述床罩的表面。
33.權利要求31所述的系統，其中所述傳感器使用選自射頻焊接、超聲波焊接和熱封的粘結方法被附著於所述床罩的表面。
34.權利要求31所述的系統，其中所述傳感器使用選自縫合、鉤和環緊固件及高摩擦力的附著方法被附著於所述床罩的表面。
35.權利要求31所述的系統，其中所述床罩包括兩層材料，該兩層材料被密封在一起以固定其間的所述傳感器。
36.權利要求31所述的系統，其中所述傳感器被附著於在保護層和所述床罩的表面之間的床罩，所述保護層附著於所述床罩。
37.權利要求31所述的系統，其中所述床罩設有用於插入所述床墊的開口，所述床罩包括配置為密封所述開口的拉鏈，由此，當所述開口被密封時，所述床罩圍住所述芯。
38.權利要求31所述的系統，其中所述床罩被配置為設有用於插入所述床墊的開口，其中一個邊圍繞所述開口，所述邊含有彈性帶，其被配置為，當使所述彈性帶收縮時縮小所述開口的大小。
39.權利要求31所述的系統，其中所述床罩被配置為設有用於插入所述床墊的開口，其中一個邊圍繞所述開口，所述邊含有一段繩，其被配置為，當所述繩被拉緊時縮小所述開口的大小。
40.權利要求31所述的系統，其中所述床罩被配置為設有用於插入所述床墊的開口，其中帶被布置為延伸跨過所述開口，所述帶被配置為，當所述帶被拉緊時縮小所述開口的大小。
41.一種用於連接床墊以支持連續無源監視患者的無源傳感器系統，包括無源傳感器，用於監視患者；和粘合層，其附著於所述傳感器的表面，用於附著至所述床墊。
42.權利要求41所述的無源傳感器系統，其中所述傳感器系統包括壓力傳感元件的陣列。
43.權利要求42所述的無源傳感器系統，其中所述壓力傳感元件包括壓電傳感器。
44.權利要求42所述的無源傳感器系統，其中所述壓力傳感元件每一個具有兩個相對的表面，所述每一個表面被泡沫填料保護。
45.權利要求42所述的無源傳感器系統，其中所述無源傳感器包括載片，所述壓力傳感元件被附著於所述載片，所述粘合層附著於所述載片。
46.權利要求41所述的無源傳感器系統，其中所述粘合層是具有可去除保護層的雙面膠膜。
全文摘要
提供一種系統，用於將無源傳感器或傳感器陣列(21)併入到患者的床墊(32)中，以在醫院環境中支持連續地無源監視患者的生理狀況。通過將其固定於環繞床墊(32)的床罩，或者通過將其嵌入床墊芯之內，所述傳感器或傳感器陣列(21)可以被併入床墊(32)中。可選地，所述傳感器或傳感器陣列(21)可以被固定於放置在床墊芯與床罩之間的襯層。
文檔編號A61B5/021GK1942906SQ200580011057
公開日2007年4月4日 申請日期2005年2月18日 優先權日2004年2月18日
發明者J·M·金特裡, M·S·格萊, S·A·克裡斯坦森 申請人:赫艾納醫療公司