用于提供指示人类中的应激状态的信息的设备和方法
【专利说明】用于提供指示人类中的应激状态的信息的设备和方法
[0001] 相关申请
[0002] 本申请获得来自于2012年7月24日提交的英国专利申请GBl213159. 5的优先权， 其通过引用并入本文，如同在本文充分阐述。
[0003] 发明领域和背景
[0004] 本发明在某些实施方案中涉及传感器的领域，并且更具体地涉及用于提供指示婴 儿的应激状态的信息并且在某些实施方案中向护理者通知这样的状态的方法和设备。
[0005]血液特性的电光测量已经被发现在血液成分诊断（例如葡萄糖含量、氧饱和度、 血细胞压积、胆红素和其他）的许多领域中是有用的。这种方法是有利的，因为其可以被以 非侵入的方式进行。特别地，以及做了关于血氧定量法的很多研究，血氧定量法是测量血液 中的氧饱和度的方式，作为呼吸窘迫的早期指标。
[0006]脉搏血氧饱和度仪使用氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收特性的差异以测量 动脉血中的血液氧饱和度。血氧计把光（通常是红光和红外光）传递经过身体组织并且使 用光电探测器以感测光被组织的吸收。通过测量血液中的含氧量，人们能够在其的发作时 检测到呼吸窘迫。
[0007] 各种类型的脉搏血氧饱和度仪是已知的。在传输血氧定量法中，两个或多个光的 波长被在附器的一个侧面上的ー个或多个光源传输，其中血液灌注其组织（即手指或耳 垂）经过附器朝向在该附器的相反的侧面上的光电探测器，允许确定多少光的波长被附器 中的血液吸收。光源和光电探测器通常被安装在附接于附器并且通过电缆将数据递送到处 理器的夹子上或带材上。这种类型的脉搏血氧饱和度仪存在许多问题，包括由夹子或带材 导致的不舒适性，夹子或带材可以被附接于其的附器的几何限制，以及对由光源的相对于 光电探测器的运动导致的不准确的读数的易感性。
[0008] 在反射性的或反向散射的脉搏血氧饱和度仪中，光源和光电探测器被在同一个组 织表面上并排地放置，所以反射性的脉搏血氧计也可以被放置在头部、手腕或脚的表面上。
[0009] 皮肤电活动（EDA)传感器响应于应激或忧虑探测皮肤的电特性中的改变。EDA传 感器通过记录在传递低电压电流之后的皮肤的电阻或通过记录由身体产生的弱电流来测 量皮肤的电特性。人类的皮肤电活动可以响应于情绪和情绪状态（例如害怕、愤怒、吃惊反 应、疼痛和取向反应）而改变，这允许EDA感测被在测谎测试（例如测谎仪）中使用。
[0010] 在寿命的第一年期间，人类婴儿易于遭受呼吸干扰和呼吸窘迫。婴儿痒死综合症 (SIDS)也被称为婴儿床死或童床死亡，是在其中婴儿进入呼吸窘迫并且停止呼吸，导致婴 儿的死亡的医学病症。虽然SIDS的原因和警报信号不是清楚的，但是已经显示，呼吸窘迫 的早期检测可以提供时间以给予对防止死亡必要的帮助。
[0011] 许多类型的婴儿监视设备是可用的，从包括简单的运动探测器的设备到把富氧空 气流入婴儿的环境中的复杂的设备。更被接受的婴儿监视设备中的某些设备包括胸部运动 监视器、二氧化碳含量监视器和心率（脉搏）监视器。不幸地，这样的设备经常地不给予针 对护理者进行帮助所必需的提前警告。此外，这样的婴儿监视设备经常地需要把带条和/ 或细绳附接于婴儿，这对于使用是繁琐的并且提出勒颈风险。
[0012] 最普遍地使用的婴儿监视设备是被配置为当没有胸部运动在预定的时间段（例 如1分钟）期间被探测到时发出警告但是当呼吸模式成为不规则的时或当换气过度正在发 生时不给出警告的胸部运动监视器。这样的设备通常仅一旦胸部运动已经停止时探测到呼 吸窘迫，此时通常太迟以至于不能帮助婴儿。此外，由于在呼吸的正常的中断（在婴儿中高 达20秒）和呼吸窘迫之间进行区分时的困难，故胸部运动监视器具有高水平的"假警报"。
[0013] 许多婴儿，并且特别是新生儿，一日的大部分在睡觉，经常地多至20小时。婴儿 监视设备必须是电池供电的，并且穿着舒适以对于监视在所有睡觉时间期间的婴儿是可用 的，并且是无电缆的。这些要求意味着婴儿监视设备优选地被设计为以确保电池在监视时 间期间具有长的操作持续时间的方式进行操作。
[0014] 发明概述
[0015] 本发明在某些实施方案中涉及传感器的领域，并且更具体地涉及用于提供指示人 类（例如人类婴儿）中的应激状态的信息的方法和设备。
[0016] 本发明在某些实施方案中涉及传感器的领域，并且更具体地涉及用于识别对于潜 在的应激状态的可能的原因并且在某些实施方案中向护理者（例如父母）通知被识别的原 因的方法和设备。
[0017] 根据本发明的某些实施方案的ー个方面，提供一种用于提供指示人类中的应激状 态的信息的方法，包括：
[0018] 安置脉动血氧计和皮肤电活动（EDA)传感器以监视人类；
[0019] 在功能上与EDA传感器和脉动血氧计相关联的处理器，通过以EDA感测速率从EDA 传感器接收EDA测量信号来监视所述人类；
[0020] 以处理速率处理所述接收到的EDA测量信号以识别应激的EDA指示；以及
[0021] 如果应激的EDA指示被识别：
[0022] 激活脉动血氧计以测定所述人类的脉搏和血液氧合中的至少ー个的量度；
[0023] 在处理器，从脉动血氧计接收与脉搏和血液氧合中的至少ー个的所述已测定的量 度相关的至少ー个脉动血氧计信号；
[0024] 在处理器，处理所述接收到的脉动血氧计信号以识别应激的脉动血氧计指示；以 及
[0025] 如果应激的脉动血氧计指示被识别，那么处理器自动地提供警报信号。
[0026] 在方法的某些实施方案中，提供警报信号包括以下步骤中的至少ー个步骤：提供 来自功能上与处理器相关联的视觉指示器的视觉警报；提供来自功能上与处理器相关联的 听觉指示器的听觉警报；以及自动地激活功能上与处理器相关联的无线传输器以把警报信 号无线地传输至远程监视单元。
[0027] 在某些实施方案中，方法还包括在远程监视单元处，提供人类可感知的警报。
[0028] 在某些实施方案中，远程监视单元包括以下部件中的至少ー个部件：适合于被人 穿戴的部件；被配置为被夹持至人的衣服上的部件；以及被配置为被在人的ロ袋中携帯的 部件。
[0029] 在某些实施方案中，远程监视单元包括不被配置为被人普通地穿戴的部件，并且 方法还包括把所述不被配置为被人穿戴的部件放置在人的邻近处。
[0030] 在某些实施方案中，方法还包括，在对所述人类进行监视期间，如果没有应激的 EDA指示被识别，那么把解除警报信号无线地传输至监视单元。
[0031] 在某些实施方案中，脉动血氧计使用来自能量储存单元的电能进行操作，并且方 法还包括：在对所述人类进行监视期间，监视能量储存单元的充电状态；并且如果能量储 存单元的充电状态低于充电阈值，那么处理器自动地激活无线传输器以把低电池信号无线 地传输至远程监视单元。
[0032] 在某些实施方案中，方法还包括：在远程监视单元中，监视被从无线传输器接收到 的信号的品质；并且如果所述信号的所述品质是不足够的，那么提供对人类可感知的不足 够的信号指示。
[0033] 在某些实施方案中，血液氧合的所述量度包括血液氧合百分比。
[0034] 在某些实施方案中，应激的脉动血氧计指示包括以下中的至少ー个：脉动血氧计 信号的血液氧合量度低于血液氧合阈值；脉动血氧计信号的脉搏率量度低于低的脉搏率阈 值；以及脉动血氧计信号的脉搏率测量高于高的脉搏率阈值。
[0035] 在某些实施方案中，方法还包括指示脉动血氧计指示是指示来源于所述人类的血 液氧合中的问题的应激还是指示来源于所述人类的脉搏率中的问题的应激。
[0036] 在某些实施方案中，方法还包括把EDA测量信号和/或脉搏和/或血液氧合的量 度存储在存储器中。
[0037] 在某些实施方案中，方法还包括，在对所述人类进行监视期间，如果没有应激的 EDA指示被识别，那么把脉动血氧计保持在非活动的节能状态中。
[0038] 根据本发明的某些实施方案的ー个方面，还提供一种可用于提供指示人类中的状 态的信息的设备，包括：
[0039] 脉动血氧计，其被配置为用于测定人类的脉搏和血液氧合中的至少ー个的量度并 且产生与脉搏和血液氧合中的至少ー个的所述已测定的量度相关的脉动血氧计信号；
[0040] 皮肤电活动（EDA)传感器，其被配置为用于以EDA感测速率测定人类的皮肤电活 动并且产生与所述已测定的皮肤电活动相关的EDA测量信号；
[0041] 功能上与脉动血氧计和与EDA传感器相关联的处理器；以及
[0042] 功能上与处理器相关联的无线传输器，
[0043] 其中处理器被配置为：
[0044] 以EDA感测速率从EDA传感器接收EDA测量信号，
[0045] 以处理速率处理所述接收到的EDA测量信号以识别应激的EDA指示，
[0046] 如果应激的EDA指示被识别，那么激活脉动血氧计以测定人类的脉搏和血液氧合 中的至少ー个的量度，
[0047] 从脉动血氧计接收与脉搏和血液氧合中的至少ー个的所述已测定的量度相关的 至少ー个脉动血氧计信号，处理所述接收到的脉动血氧计信号以识别应激的脉动血氧计指 示，以及
[0048] 如果应激的脉动血氧计指示被识别，那么自动地提供警报信号。
[0049] 在某些实施方案中，设备还包括至少ー个指示器，其被配置为在提供警报信号时 提供至少ー个人类可感知的指示。在某些这样的实施方案中，至少ー个指示器是视觉指示 器以把视觉指示提供至所述人类。在某些这样的实施方案中，至少ー个指示器是听觉指示 器以把听觉指示提供至所述人类。
[0050] 在某些实施方案中，设备还包括远程监视站，包括：
[0051] 无线接收器，其被配置为接收来自无线传输器的传输；以及
[0052] 警报指示器，其被配置为在警报信号被无线接收器接收时提供人类可感知的警 报。
[0053] 在某些实施方案中，所述人类是婴儿。
[0054] 在某些实施方案中，远程监视单元包括以下部件中的至少ー个部件：适合于被人 穿戴的部件；被配置为被夹持至人的衣服上的部件；被配置为被在所述人的ロ袋中携帯的 部件；以及不被配置为被人普通地穿戴的部件。
[0055] 在某些实施方案中，设备的远程监视单元包括以下中的至少ー个：
[0056] 视觉指示器，其中所述人类可感知的警报包括视觉警报；
[0057] 听觉指示器，其中所述人类可感知的警报包括听觉警报；以及
[0058] 触觉指示器并且所述人类可感知的警报包括触觉警报。
[0059] 在某些实施方案中，设备的处理器还被配置为监视设备的能量储存单元的充电状 态，并且如果能量储存单元的充电状态低于充电阈值，那么通过设备的传输器传输低电池 信号。
[0060] 在某些实施方案中，设备的处理器还被配置为，如果没有应激的EDA指示被识别， 那么通过传输器无线地传输解除警报信号。
[0061] 在某些实施方案中，设备的远程监视单元被配置为监视从无线传输器接收到的信 号的品质并且被配置为如果信号的品质是不足够的，则提供人类可感知的不足够的信号指 不O
[0062] 在设备的某些实施方案中，应激的脉动血氧计指示包括以下中的至少ー个：
[0063] 脉动血氧计信号的血液氧合量度低于血液氧合阈值；
[0064] 脉动血氧计信号的脉搏率量度低于低的脉搏率阈值；以及
[0065] 脉动血氧计信号的脉搏率量度高于高的脉搏率阈值。
[0066] 在设备的某些实施方案中，警报信号指示应激的脉动血氧计指示是指示来源于所 述人类的血液氧合中的问题的应激还是指示来源于所述人类的脉搏率中的问题的应激。
[0067] 在某些实施方案中，设备还包括功能上与处理器相关联的存储器，其被配置为用 于存储EDA测量信号和/或脉搏和/或血液氧合的量度。
[0068] 在某些实施方案中，设备还包括被配置为对ー组部件进行供电的能量储存单元， 一组部件包括EDA传感器、脉动血氧计、处理器和无线传输器中的至少ー个。
[0069] 在某些实施方案中，能量储存单元被配置为针对不少于24小时的正常使用的时 间段为该组部件的连续操作提供足够的电能。在某些这样的实施方案中，这样的能量储存 单元具有至少130安培小时的容量。
[0070] 在某些实施方案中，设备被配置为只要没有应激的EDA指示被识别，则把脉动血 氧计保持在非活动的节能状态中。
[0071] 在某些实施方案中，提供警报信号包括提供来自功能上与处理器相关联的视觉指 示器的人类可感知的视觉警报指示。在某些实施方案中，提供警报信号包括提供来自功能 上与处理器相关联的听觉指示器的听觉警报信号。
[0072] 在某些实施方案中，提供警报信号包括自动地激活功能上与处理器相关联的无线 传输器以把警报信号无线地传输至远程监视单元，并且在远程监视单元中，提供人类可感 知的警报。在某些这样的实施方案中，在远程监视单元的警报包括视觉警报、听觉警报和触 觉警报中的至少ー个。
[0073] EDA传感器和脉动血氧计可以被定位在所述人类上的任何合适的地点处。也就是 说，在某些实施方案中，EDA传感器被定位为接触所述人类的皮肤。在某些实施方案中，脉 动血氧计被定位为接触所述人类的皮肤。
[0074] 感测速率可以是任何合适的EDA感测速率。也就是说，在某些实施方案中，EDA感 测感测速率是比每分钟更频繁的。在某些实施方案中EDA感测速率是比每30秒、10秒、5 秒更频繁的，或甚至比每1秒更频繁的。在某些实施方案中，每个EDA测量具有被设置的持 续时间。在某些实施方案中，持续时间是15秒。在某些实施方案中，持续时间是30秒、1分 钟，或甚至高至五分钟。
[0075] 应激的EDA指示可以是任何合适的EDA指示。也就是说，在某些实施方案中，识别 应激的EDA指示包括处理单个EDA测量信号以识别该单个EDA测量信号是否高于EDA阈值。 在某些实施方案中，识别应激的EDA指示包括处理多个EDA测量信号以识别该多个EDA测 量信号的函数是否