控制床的物理特性的裝置和方法
2023-06-10 19:02:36 1
專利名稱：控制床的物理特性的裝置和方法
技術領域：
本發明涉及一種控制在其上有人的床的物理特性的裝置和方法。
背景技術：
在睡眠中，所用的床往往不是最適於睡著的人的狀態及體質。入睡後，有可能發生人在一段時間後由于越來越僵硬而醒來的情況，也可能出現背痛。一個眾所周知的條件是，在買床時，應仔細試驗，以找出適於個人的重量和體形的最優的彈性和硬度。然而，不僅從長遠來看而且在夜間，對床的不同特性的要求隨時間改變。另外，就熟睡、做夢活動和打鼾等的周期而言，隨著每個人的情況不同以及場合不同，睡眠節律可能有很大的變化。
入睡困難及睡眠不適可通過溫度、通風的調節，以及躺臥姿勢的改變在一定程度上得到解決。然而，這樣的措施需要這個人做出努力，這當然會干擾入睡過程及睡眠。這樣，同一個人在床上的時間內，可能對熱/冷有非常不同的要求。例如，可能希望晚上在較溫暖的床上入睡，而在睡眠期間及可能在醒來時要求涼爽。在睡眠期間及醒來時，例如由於做夢或發燒，常會出汗。
因此，希望優化在床上的人的舒適度。很難做到，例如在床上的整個時間段內保持對於躺在床上的人來說感覺舒適的合適的溫度和硬度。那些由於某種原因，由於例如身體受傷，疾病，殘廢或年老等原因相對不能移動的人被長期限制在床上時，可能出現損傷或褥瘡。通常長時間不動地躺著也可能不舒服，尤其是姿勢不變時，此時經常導致僵硬和麻木。因此，為了提供高度舒適，防止不愉快和損傷，有必要能夠控制在其上有人時床的不同特性。也希望控制個人睡覺所在的房間內的環境。
另一個有趣的領域包括由打鼾引起的短暫呼吸中斷，此短暫呼吸中斷稱為睡眠窒息，其可導致不令人滿意的睡眠質量，並且，如果情況壞到極點，可導致腦損傷。當然，打鼾也影響其他人。針對這個問題已提出了幾種解決方案，例如外科手術或適於在口腔內放置的矯正器，以阻止打鼾。然而，這些措施必然是煩人的。一個明顯較簡單的方法是以稍微直立的姿勢睡眠，此稍微直立的姿勢有助於防止打鼾。然而，這樣的睡眠姿勢畢竟不舒服，因此，睡著的人在睡眠中經常改變其姿勢，從而繼續打鼾。
發明內容
本發明的一個目的是為在床上的人提供在床上的高度舒適。另一個目的是阻止打鼾及睡眠過程中由打鼾引起的呼吸中斷。再一個目的是提供良好的床上衛生。
根據所附權利要求書，這些和其它目的通過根據在床上的人的狀態控制床的至少一個物理特性的裝置和方法得到實現。本發明的系統包括躺臥部分，所述躺臥部分包括在床中，並具有多個傳感器，所述多個傳感器適於連續測量物理量作為人的狀態的測量值。本系統還包括記錄單元，以記錄從所述傳感器中測得的數值。
現在將通過優選實施例和參考結合附圖更詳細說明本發明，其中圖1是控制床的至少一個物理特性的系統的示意性透視圖。
具體實施例方式
圖1是控制有人在其上的床的和/或周圍環境的至少一個物理特性的系統100的示意圖。該系統包括躺臥部分102和記錄單元104，該躺臥部分102包括在床中。躺臥部分可以是床墊等，其可以是與床整體形成，也可以是作為獨立部分將放置在床上。躺臥部分102具有多個傳感器106，以測量有人在床上時的一個或多個物理量。傳感器106可適於測量下列物理量中的一個或多個溫度、壓力、活動、聲音和溼度。系統100此外還可以包括一個或多個傳感器106a，該一個或多個傳感器106a被設置在躺臥部分以外，例如在床邊或某個其它的方便的地方，例如便於測量聲音或空氣溫度的地方。
並且測得的物理量可以構成另一個量的間接測量值。例如，測得的躺臥部分102的溫度可用於分析當有人在床上時在相同位置的壓力分布。躺臥部分的特定點處或小區域中在特定時間段內的升高的溫度可解釋為與剩餘表面相比增大的壓力的表徵。
記錄單元104包括可編程處理器108，以接收和處理從傳感器106測得的數值M。因此，記錄單元104適於接收、處理和分析從傳感器106得到的測量值，以得到關於人的信息。例如，可計算不同的參數，描述傳感器所覆蓋的表面上的量的分布，即空間信息，以及一段時間內量如何改變，即時間信息。根據本發明，這樣的信息用於控制床和/或周圍環境的至少一個物理特性。
應當注意，為了從傳感器向記錄單元輸送物理量的測量值，本發明不限於特定設置或特定部件。
因此，可通過從傳感器的測量值提供下列關於人的信息-人的活動，例如在床上翻身；-聲音，例如打鼾的探測；-人的呼吸活動，其可通過活動和/或聲音記錄；-人的心臟活動，其也可通過活動和/或聲音記錄；-人的溫度及空氣溫度；-施加到床的躺臥表面的壓力，其可通過溫度間接記錄；-床的溼度及空氣溼度；-相對於躺臥表面的人的姿勢。
為了對人的狀態進行近乎連續的分析，例如關於失眠、睡眠深度、做夢活動和睡眠周期中的階段，記錄單元104可程控，以處理接收到的測量值。然後可通過採取一步或多步措施，將此信息用於優化舒適度和睡眠質量。下面是這些措施的一些較簡單的例子1.床的溫度可根據測得的床的溫度進行控制。為此，床具有溫度感應圈110或其它類似的結構，適於通過溫度控制單元112控制。溫度感應圈110從而可適於加熱和/或冷卻躺臥部分，例如通過電線圈或合適的流動介質。當一個或多個傳感器106顯示床的溫度，例如超過預定水平一段特定時間後，記錄單元104向溫度控制單元112發射控制信號S1，接著溫度控制單元112激活溫度感應圈110，以致床上的溫度下降為合乎要求的水平。並且，記錄單元104可程控，以根據睡眠周期中的時間段或時間點，或者是否探測到出汗，設置不同的溫度。例如，當入睡時可要求較高的溫度，而在稍後階段較低的水平則更適宜。
2.躺臥表面的硬度可適於人的體重、狀態和/或時間點。為此，床具有用以調整床的硬度的機構，此機構沒有示出，適於通過硬度控制單元114控制。例如當人上床睡覺時，可需要較軟的床，而在睡眠期間較硬的床則更適宜。當一個或多個傳感器106顯示人入睡了時，記錄單元104向硬度控制單元114發射控制信號S2，接著硬度控制單元114保證躺臥表面的硬度從較軟改變成為較硬。隨同著醒來，發射新的控制信號，以致躺臥表面重新變軟，這意味著人在柔軟的床上入睡和醒來。
床的硬度也可以在躺臥表面的一點或一個限定區域內局部地改變。在特定的時間內在躺臥表面的特定點或小區域內升高的溫度可能是與剩餘表面相比增大的壓力的表徵。當然，可選地，也可利用壓力傳感器直接測得此壓力。這樣的增大的壓力對於人來說可能引起不舒服，例如僵硬和麻木以及，在不利的情況下，引起褥瘡。然後，此信息可用於局部地改變床的硬度，以減輕在此點處的壓力。此應用最適用於那些由於疾病、年老、癱瘓或受傷原因行動不便的人，並且也普遍提高了躺臥的舒適度。為了將床的硬度調整為與人的重量最適應，也可利用這樣的關於壓力的信息。
3.在當前的睡眠分析表明人在適當的例如早晨的時間點之後將要醒來時，可打開燈，為了模擬日出，優選地通過逐漸提高照明度方法來打開。為此，記錄單元104與合適的光源116相連接，向此光源116發送控制信號S3。
4.記錄單元104可程控，以探測人是否打鼾，及可選地是否有由打鼾引起的呼吸中斷，即所謂的睡眠窒息。然後，可通過記錄中斷的次數和持續時間，將合適的程控算法用於探測人正在睡眠時是否發生明顯的呼吸中斷，以及呼吸中斷是否已持續了一段預定時間。當探測到這樣的明顯的呼吸中斷時，或者當探測到長時間打鼾時，例如，通過記錄聲音，發射控制信號S4，此控制信號S4啟動位於床頭端的垂直可調節部分116，在圖中以虛箭頭表示，以致使人的身體的上部被抬高，以降低其打鼾的傾向。如果打鼾/呼吸中斷仍繼續，可進一步抬高垂直可調節部分116。經過預定時間段後，以及在醒來之前，可發射新的控制信號，以致垂直可調節部分116被重新降低至水平位置，這樣人將以平躺姿勢醒來。
5.通過由合適的傳感器的測得的數值可探測到偶爾的睡眠困難，此合適的傳感器例如表明人在經常地動來動去。為促進入睡，可接著改變睡眠環境，例如通過改變空氣的溫度，通風或者開啟舒緩的聲音。
6.一旦探測到人已離開床，就可以通過向床墊內注入空氣自動執行床的通風，以乾燥被褥，並去除蟎類過敏源。例如，壓縮機可自動工作，以向床墊中注入空氣，空氣中可能通過集成在床墊中的柔性小管(未示出)混合有例如清潔劑微滴或防腐劑。
上述傳感器106，106a可以通過電纜106A-C單獨地或成組地連接到記錄單元104，或裝備有無線通信方式，以記錄從傳感器測得的數值。當成組連接時，每組傳感器及相關的電纜連接可形成串聯有傳感器的測量圈，以使從組內的單個傳感器測得的數值可依次讀出，測得的數值其本身構成測量領域中的現有技術。
本發明提供一種平穩可靠的解決方法，以得到在其上有人的床上的最優舒適度和睡眠質量，而不會以任何方式幹擾人。
本發明不限於上述實施例，並且一般通過所附的權利要求書進行限定。
權利要求
1.一種用於控制在其上有人的床的至少一個物理特性的系統，其特徵在於-躺臥部分(102)，包括在所述床中，並且具有多個傳感器(106)，以測量一個或多個物理量，以及-記錄單元(104)，適於接收、處理和分析從所述傳感器測得的數值，並根據從所述傳感器接收到的測量值控制所述床的至少一個物理特性。
2.根據權利要求1的系統，其特徵在於，所述傳感器適於測量下列物理量的一個或多個溫度、壓力、活動、聲音和溼度。
3.根據權利要求1或2的系統，其特徵在於，在所述躺臥部分以外設置一個或多個傳感器(106a)。
4.根據權利要求1-3中任何一項的系統，其特徵在於，所述記錄單元包括可編程處理器(108)，以接收和處理從所述傳感器(106，106a)測得的數值(M)。
5.根據權利要求1-4中任何一項的系統，其特徵在於，所述記錄單元適於通過從所述傳感器測得的數值產生下列信息活動、聲音、呼吸活動、心臟活動、人的溫度及空氣的溫度、施加到所述躺臥表面的壓力、所述床的溼度及空氣的溼度，以及人的相對於所述躺臥表面的姿勢。
6.根據權利要求1-5中任何一項的系統，其特徵在於溫度控制單元(112)，用於根據下列中的至少一個控制所述床的溫度測得的所述床的溫度、睡眠周期中的時間段、時間點，以及是否探測到出汗。
7.根據權利要求1-6中任何一項的系統，其特徵在於硬度控制單元(114)，用於控制對所述床的硬度進行調節的機構，以致使所述躺臥表面的硬度適於人的重量、狀態和/或時間點。
8.根據權利要求7的系統，其特徵在於，所述硬度控制單元適於在所述躺臥表面的一點或限定區域內局部地改變所述床的硬度。
9.根據權利要求1-8中任何一項的系統，其特徵在於，在當前睡眠分析表明人將要在合適的時間點之後醒來時，為了打開所述燈，所述記錄單元連接到光源(116)。
10.根據權利要求1-9中任何一項的系統，其特徵在於，所述記錄單元適於探測人是否打鼾和其呼吸是否可能被打鼾所中斷，並且在探測到明顯的呼吸中斷時或探測到長時間打鼾時，啟動位於所述床的床頭端的垂直可調節部分(116)。
11.根據權利要求1-10中任何一項的系統，其特徵在於，當探測到偶爾的睡眠困難時，為了促進人的入睡，所述系統適於改變睡眠環境。
12.根據權利要求1-11中任何一項的系統，其特徵在於，當已探測到人離開了所述床時，所述系統適於通過向所述床的床墊注入空氣自動執行所述床的通風。
13.控制有人在其上的床的至少一個物理特性的方法，其特徵在於，通過多個傳感器(106)測量一個或多個物理量，接收、處理和分析從所述傳感器測得的數值，並根據從所述傳感器接收到的測量值控制所述床的至少一個物理特性，所述多個傳感器(106)位於躺臥部分(102)中，所述躺臥部分(102)包括在所述床中。
14.根據權利要求13的方法，其特徵在於，測量下列物理量中的至少一個溫度、壓力、活動、聲音和溼度，以及控制下列物理特性中的至少一個溫度、所述躺臥表面的硬度、位於所述床的床頭端的垂直可調節部分的傾斜度。
全文摘要
一種根據在床上的人的狀態控制床的至少一個物理特性的系統和方法。所述床的躺臥部分(102)具有多個傳感器(106)，所述多個傳感器適於連續測量物理量作為人的狀態的測量值。從所述傳感器測得的數值被記錄單元(104)接收、處理和分析，以控制所述床的物理特性。
文檔編號A61B5/11GK1741782SQ200480002704
公開日2006年3月1日 申請日期2004年2月2日 優先權日2003年2月4日
發明者G·巴德爾 申請人:希爾丁安德森國際股份有限公司