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CN107408159A - 约束管理 - Google Patents

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CN107408159A
CN107408159A CN201680017575.1A CN201680017575A CN107408159A CN 107408159 A CN107408159 A CN 107408159A CN 201680017575 A CN201680017575 A CN 201680017575A CN 107408159 A CN107408159 A CN 107408159A
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CN
China
Prior art keywords
restraint device
constraint
processing unit
management device
body part
Prior art date
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Pending
Application number
CN201680017575.1A
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English (en)
Inventor
T·范登赫费尔
谢英荣
A·海因里希
T·法尔克
E·M·范德海德
H·格赖纳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
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Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

提供了一种约束管理装置。所述约束管理装置包括处理单元，所述处理单元被布置为：接收一种或多种类型的传感器数据；基于接收到的传感器数据来确定对象的状态；基于所确定的对象状态来确定针对被配置为对所述对象的身体部分进行约束的约束设备的约束参数；并且基于所确定的约束参数来输出信号。

Description

约束管理
技术领域
本发明涉及一种用于对对象进行约束的约束管理装置和方法，并且具体涉及一种与医学约束系统结合使用的约束管理装置和方法。
背景技术
在诸如医院和护理中心的临床环境中，有时有必要对对象进行约束，例如，借助于约束带等将他们固定在床上。可能需要使用这种约束，例如，当患者(对象)由于某种疾病(例如，导致精神错乱的疾病)而变得非常活跃使得他们可能有伤害自己或者移动或破坏医疗设备(例如IV(静脉注射)管线、气管内导管或饲管)的风险时。一些对象可能不被允许在没有帮助的情况下下床，例如因为他们与医疗设备相连接，和/或因为如果他们试图这样做将处于高的跌倒风险。因此，在必要时约束特定对象是重要的患者安全问题。当前，医疗人员手动应用约束带。然而，对于当前的系统，改变约束参数(例如范围/长度(即，约束带允许对象移动的自由度))需要由护理者手动干预，这意味着约束参数在约束就位的整个时段通常保持相同。
医疗人员基于其观察来决定何时对给定病人施加/释放约束。然而，通常对于医务人员而言不可能一直观察他们照顾的每一个对象。这意味着有时对象的约束状态不适合于他们目前的状况(例如，即使静躺着他们仍然受到约束，他们在猛烈移动时未受到约束，他们针对其当前状况受到具有太大或太少行动自由度的约束)。
因此，需要一种可以减少对象被不适当地约束的时间量的系统。优选地，这样的系统将能够在确保对象的安全性的医疗需求与对象的要舒适和自由移动的需求之间实现更好的平衡。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种约束管理装置。所述约束管理装置包括处理单元，所述处理单元被布置为：接收一种或多种类型的传感器数据；基于接收到的传感器数据来确定对象的状态；基于所确定的对象状态来确定针对被配置为对所述对象的身体部分进行约束的约束设备的约束参数；并且基于所确定的约束参数来输出信号。
因此，本发明的实施例有利地提供了一种自动的方式来基于检测到的对象的状况来预测给定的对象何时应该被约束、释放或允许更多或更少的移动自由度。这样可以响应于对象状况的变化来实时自动更新约束参数的可能性。因此，可以实现在确保对象的安全性的临床需求与对象要舒适和自由移动的需求之间的最佳平衡。
在一些实施例中，所述处理单元还被布置为接收与所述对象有关的一种或多种类型的非传感器数据。在一些这样的实施例中，所述处理单元被布置为额外地基于接收到的非传感器数据来确定对象的状态。在一些实施例中，所述一种多种类型的非传感器数据包括来源于护理者的数据。在一些这样的实施例中，所述一种或多种类型的非传感器数据包括由护理者手动输入到所述约束管理装置或与所述约束管理装置通信的设备的数据。
在一些实施例中，所述处理单元包括存储器，所述存储器包含一个或多个预定义的签名，每个预定义的签名与特定类型的特征相关。在一些这样的实施例中，所述处理单元被布置为通过将接收到的数据与一个或多个预定义的签名进行比较以检测接收到的传感器数据中的一个或多个特征来确定对象的状态。
在一些实施例中，所述处理单元被布置为通过确定以下的一个或多个来确定对象的状态：对象的生理状况，对象的位置；对象的身体部分的位置；对象的身体部分的移动水平；对象的活动水平；对象是睡着还是醒着；对象的眼睛是否睁开；对象是否精神错乱；对象的身体部分的移动是否符合预定义的标准；对象的移动是否满足预定义的标准。
在一些实施例中，所述处理单元被布置为确定对象的状态，使得所确定的状态包括针对一个或多个因素的状态值。在一些这样的实施例中，状态值包括以下中的一个或多个：描述性指示；数值分数；非数值的水平指示。
在一些实施例中，所述处理单元包括存储器，所述存储器包含将对象状态值与约束参数相关的规则。在一些这样的实施例中，所述处理单元被布置为通过将一个或多个规则应用到所确定的对象状态值来确定约束参数。在一些这样的实施例中，所述处理单元包括机器学习模块，并且所述规则已经由所述机器学习模块基于与所述对象有关的历史数据生成。在一些实施例中，所述处理单元被布置为接收已经被手动输入到约束设备的约束参数，并且所述机器学习模块被布置为基于接收到的手动输入的约束参数来更新所生成的规则。
在一些实施例中，所述处理单元被布置为确定约束参数，使得所确定的约束参数包括以下之一：约束设备的激活；约束设备的失活；约束设备的给定约束部件的激活；约束设备的给定约束部件的失活；约束设备的给定约束部件的紧度；约束设备的给定约束部件的长度；约束设备的激活的持续时间；约束设备的给定约束部件的激活的持续时间。
在一些实施例中，所述处理单元被布置为输出包括以下中的一个或多个的信号：至自动约束设备的控制信号，其被布置为使所述自动约束设备施加所确定的约束参数；至与护理者相关联的设备的信号，所述信号包括给所述护理者的要执行所确定的约束参数的指示；至约束管理装置的警报模块的控制信号，其被布置为使警报模块根据所确定的约束参数来生成警报；至所述约束管理装置的显示模块的控制信号，其被布置为使所述显示模块根据所确定的约束参数来显示信息；至对象反馈模块的控制信号，其被布置为使所述对象反馈模块生成给所述对象的消息；至发光模块的控制信号，其被布置为使所述发光模块激活光。在一些实施例中，所述处理单元被布置为在自所述处理单元上次输出与所述信号相同类型的信号起经过预定义的时间量之后输出所述信号。
根据第二方面，本发明还提供一种约束系统。所述约束系统包括根据第一方面所述的约束管理装置；以及约束设备，其被配置为约束对象的身体部分。所述约束设备被布置为：接收由所述约束管理装置输出的信号，并且响应于从所述约束管理装置接收到的信号，向所述对象施加约束或者更改施加到所述对象的约束的参数。
在一些实施例中，所述约束设备还被布置为：接收手动输入的约束参数；响应于响应于从所述约束管理装置接收到的信号，向所述对象施加约束或更改施加到所述对象的约束的参数；并且将包含手动输入的约束参数的信号发送到所述约束管理装置。
根据第三方面，本发明还提供一种用于在对对象进行约束中使用的方法。所述方法包括：接收一种或多种类型的传感器数据；基于接收到的传感器数据来确定对象的状态；并且基于所确定的对象状态来确定针对被配置为对所述对象的身体部分进行约束的约束设备的约束参数。
在一些实施例中，接收到的传感器数据包括以下中的一个或多个：包括对象的图像；包括对象和在所述对象附近的一个或多个物体的图像；包括由所述对象生成的声音的音频数据；由被所述对象佩戴的加速度计所获得的加速度计数据；对所述对象的一个或多个生理特性的测量结果；由与约束设备相关联的传感器获得的约束相关的数据；由床传感器获得的压力数据；由床轨传感器获得的床轨位置数据。
在一些实施例中，接收到的传感器数据包括包含对象和一个或多个物体的图像。在一些这样的实施例中，确定对象的状态包括：确定所述对象的身体部分的位置；确定在所述图像中的物体位置；计算所述身体部分与所述物体之间的距离；并且将计算出的距离与预定阈值进行比较。
附图说明
为了更好地理解本发明，并且为了更清楚地示出如何实施本发明，现在将对附图进行参考，仅通过范例的方式，其中：
图1是根据本发明的一般实施例的约束管理装置的图示；
图2是示出根据本发明的一般实施例的用于在对象进行约束中使用的方法的流程图；并且
图3是与根据本发明的约束管理装置一起使用的示例性约束设备的图示。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的实施例的约束管理装置10。约束管理装置10与被配置为约束对象身体部分约束设备14一起使用。在实施例中，所述约束设备14被配置为提供对身体部分的移动的可控阻力。约束管理装置10包括处理单元。在一些实施例中，约束管理装置还包括一个或多个功能模块，例如，警报模块、显示模块、通信模块、用户输入模块、向对象呈现消息的对象反馈模块(例如，音频或文本消息)、用于照亮对象和/或其环境的照明模块等。约束管理装置10的处理单元被布置为接收一种或多种类型的传感器数据16。在一些实施例中，所述处理单元被布置为接收来自一个或多个传感器设备18的传感器数据16。每个传感器设备18例如可以是：相机、麦克风、加速度计、医学监没设备、或被布置为收集与对象有关的传感器数据的任何其它类型的传感器设备。在一些实施例中，所述处理单元被布置为从所述约束设备14接收传感器数据。在一些实施例中，所述处理单元被布置为从约束管理装置的用户输入模块(例如，在其处护理者已手动输入由传感器获得的读数)接收传感器数据，和/或从约束管理装置的通信模块(例如，在其处传感器数据从诸如护理者的膝上型计算机或智能电话的远程电子设备发送到约束管理装置时)接收传感器数据。在一些实施例中，所述处理单元被布置为实时地接收传感器数据。在替代实施例中，所述处理单元被布置为以周期性间隔接收传感器数据，例如，响应于从处理单元发送到传感器设备18或约束设备14的请求。
在一些实施例中，所述处理单元还被布置为接收非传感器数据，所述非传感器数据可以与对象相关或不相关。对象相关的非传感器数据可以包括例如：历史对象信息、医学测试结果、诊断等。非对象相关的非传感器数据可以包括例如：软件更新、与约束设备有关的信息、或可以由约束管理装置使用的任何其他类型的信息/数据。在一些实施例中，非传感器数据包括手动输入约束参数，所述约束参数被护理者输入到约束设备。应当理解，手动地输入的数据包括来源于护理者或他人的由设备接收到的任何数据。手动输入数据可以但不一定是经由接收数据的设备的输入接口输入的。也可以经由与接收数据的设备通信的远程设备来输入手动输入数据。可以用以上关于传感器数据的任何方式来接收非传感器数据。
所述处理单元还被布置为基于接收到的传感器数据(以及在一些实施例中，接收到的非传感器数据)来确定对象的状态。所确定的状态应与对象的约束要求相关，并因此通常指示对象的活动/移动的当前或预期的数量/类型。在一些实施例中，所述处理单元被布置为通过确定以下的一个或多个来确定对象的状态：对象的生理状况，对象的位置；对象的身体部分的位置；对象的身体部分的移动水平；对象的活动水平；对象是睡着还是醒着；对象的眼睛是否睁开；对象是否神经错乱；对象的身体部分的移动是否符合预定义的标准(例如，被定义为使得只有异常移动才符合标准)；对象的移动是否满足预定义的标准(例如，被定义为使得只有异常移动才符合标准)。
用于从传感器数据提取生理、位置和/或活动信息的各种技术是本领域已知的。例如，可以分析来自安装在对象上的加速度计和/或来自安装在其医院病床上的压力传感器的数据，以确定对象的位置和/或对象是否移动以及移动到什么程度。使用视频分析技术，也可以根据照相机获取的图像数据来确定对象移动。图像数据可用于确定对象的身体部分与医疗设备或其他物体(例如，墙壁、床轨、家具等)的接近度。由麦克风收集到的音频数据可以检测发声、移动噪声和/或由患者产生的撞击噪声，这可用于确定他们是否处于困扰，可能试图下床，和/或有伤害自己的风险。生理数据(例如心率、呼吸率、呼吸模式、ECG数据)可以用于确定对象的状态，例如，通过指示对象是睡着还是清醒，指示对象在哪个睡眠阶段，和/或指示他们是否正在经历增加的循环工作(其可以由增加的活动引起)。
在一些实施例中，所述处理单元被布置为通过检测接收到的传感器数据中的模式和/或特征来确定对象的状态。例如，在一些实施例中，将与感兴趣的特征相关联的签名和/或模式(例如，对象的图像中的特定身体部分；对象的图像中的特定物体；对象的音频记录中的发声；在对象的音频记录中的碰撞声；加速度计数据中的峰值等)被存储在与处理单元相关联的存储器中，并且处理单元被布置为通过比较检测到的模式/特征与存储的签名/模式来确定对象的状态。在一些实施例中，基于从特定时刻接收到的传感器数据来执行所述确定(即，所述确定使用静态分析)。在一些实施例中，使用覆盖一时间段的接收到的传感器数据来执行所述确定(即，所述确定使用动态分析)。在一些实施例中，确定对象的状态包括在一段时间跟踪检测到的特征。在一些实施例中，确定对象的状态包括检测对象的身体部分的移动。在一些这样的实施例中，检测到的移动被分类为若干不同的预定义移动类型中的一种或多种。在步骤202的执行中可以使用任何合适的已知信号分析和特征提取技术。
在特接收到的传感器数据16包括包含对象及其紧邻环境的图像数据的定实施例中，处理单元被布置为通过利用图像分析技术来检测对象的身体部分和物体的相对位置来确定对象的状态。所检测的身体部分可以包括例如手、脚、头等中的一个或多个。所检测的物体可以包括例如患者监测器、IV支架、床轨、床边桌等中的一个或多个。在一些这样的实施例中，处理单元被布置为计算检测到的身体部分与检测到的物体之间的距离。在一些这样的实施例中，处理单元被布置为将计算出的距离与预定阈值进行比较。然后，可以根据(一个或多个)比较的结果来确定对象状态。例如，在一些实施例中，只有当身体部分和物体之间的距离小于预定义的阈值时，才确定指示身体部分需要被约束的状态。在一些实施例中，如果在至少一个身体部分和物体之间的距离小于预定义的阈值，则确定指示多个或所有身体部分需要被约束的状态。在进一步或替代实施例中，处理单元被布置为计算检测到的身体部分朝向检测到的物体的速度(例如，根据从图像的时间序列获得的身体部分和物体的相对位置的一系列测量)。在一些这样的实施例中，处理单元被布置为将计算出的速度与预定义的速度阈值进行比较。然后，可以根据(一个或多个)比较的结果来确定对象状态。例如，在一些实施例中，只有当身体部分朝向物体的速度大于预定义的速度阈值时，才确定指示身体部分需要被约束的状态。在一些实施例中，如果至少一个身体部分朝向物体的速度大于预定义的速度阈值，则确定指示多个或所有身体部分需要被约束的状态。示例性速度阈值可以是2m/s。
在一些实施例中(即，在处理单元被布置为实时接收传感器数据的实施例中)，处理单元被布置为实时或接近实时地确定对象的状态。
在一些实施例中，所确定的对象状态包括状态值(其可以例如以描述性指示(例如，具有低活动的睡眠，具有高活动的睡眠，具有低活动的清醒，具有高活动的清醒，精神错乱，暴力等)、数值分数(例如，表示活动水平)和/或非数值状态指示(例如，对应于在不约束患者时可能引起伤害的低风险、中等或高风险的颜色)的形式)。在一些实施例中，所确定的对象状态包括关于多个因素中的每个的状态值，其中因素可以是例如活动水平、医疗状况、睡眠/清醒状态、清醒度等。在一些实施例中，例如通过约束管理装置或与约束管理装置通信的设备来指示所确定的对象状态。在一些这样的实施例中，指示所确定的对象状态包括显示消息或视觉状态指示。在一些实施例中，指示所确定的对象状态包括发射特定颜色的光。
所述处理单元还被布置为基于所确定的对象状态来确定针被配置为对对象的身体部分进行约束的约束设备(例如，约束设备14)的约束参数。所确定的约束参数可以包括例如以下中的一个或多个：约束设备的激活/失活(即整体)，约束设备的给定约束部件的激活/失活，给定约束部件的紧度/长度，约束设备或给定的约束部件的激活的持续时间等。在一些实施例中，处理单元被设置有与对对象状态约束参数有关的一组规则/关系(例如，存储于约束管理设备的存储器中)，并且被布置为在确定约束参数时使用这些规则/关系。这种规则的范例可以是“如果对象状态＝手部移动过度，则将手部约束部件设定为最大紧度”。
在约束设备可以为身体部分的移动提供可控阻力的实施例中，约束参数可以指示要由约束设备提供的对移动的阻力的水平。
在一些实施例中，所述处理单元被布置为通过对所确定的对象状态应用至少一个预定义的标准来确定约束参数。在一些实施例中，所述预定义的标准包括一组条件。在一些实施例中，所述一组条件包括基于时间的条件和基于值的条件。基于值的条件被定义为使得状态值是否满足条件取决于值本身。另一方面，基于时间的条件指定与状态信息持续满足基于值的条件的时间量有关的条件(例如，最小值)。提供基于时间的条件可能是有利的，因为一些状态因素可能需要在它们被认为可靠地指示需要约束参数的改变(例如，将约束设备应用于当前无约束的对象)之前持续存在一持续时间。在一些实施例中，所述一组条件包括多个基于值的条件。
在一些实施例中，所述处理单元布置为利用从身体部分到环境中的物体的距离和/或身体部分朝向环境中的物体的速度的函数来确定约束参数。基于距离x的示例性函数如下所示：
x≤BT Fr＝Fmax
x>RT Fr＝Fmin
否则 Fr＝Fmax+(BT-x)/(RT-BT)·(Fmax-Fmin)
其中，BT是阻止阈值距离，在所述距离处，身体部分的移动要被阻止(即，要应用最大约束力Fmax)，RT是约束阈值距离，超过该约束阈值距离则将应用最小约束力(Fmin)。该函数导致约束力从大于RT的距离处的最小力增加，直到BT或更小的距离处的最大力。Fmax的示例性值可以是1000牛顿(N)，但是可以使用将防止身体部分移动的任何力。Fmin的示例性值可以为0.1N，但是可以使用将允许身体部分的自由或合理地自由移动的任何力。针对BT的示例性值可以是10cm，并且针对RT的示例性值可以是25cm。由上述函数提供的约束力可以与约束参数相关。应当理解，上述函数仅是示例性的，并且本领域技术人员将知晓可用于将距离和/或速度与约束力相关的其他类型或形式的函数。
在对象状态包括针对多个因子中的每一个的状态值的实施例中，至少一个预定义标准可以是因子特定的。例如，在一些实施例中，所确定的对象状态包括针对因子“睡眠/清醒状态”的状态值和针对因子“活动水平”的状态值。在一些这样的实施例中，处理单元被布置为基于睡眠/清醒状态值是否等于预定义的值以及活动水平值是否超过预定义的阈值两者来确定约束参数。例如，在一些这样的实施例中，如果睡眠/清醒状态值为“睡眠”并且活动水平为“中等”，则处理单元将确定应该使用约束设备，但是如果睡眠/清醒状态值为“清醒”且活动水平为“中等”，则处理单元将确定不应使用约束设备。
在一些实施例中，处理单元包括机器学习模块，其被配置为使用标准机器学习技术来识别或生成将约束参数与对象状态相关的规则、关系等。在一些这样的实施例中，机器学习模块被配置为将机器学习技术应用于历史数据，例如，历史对象状态数据、历史生理测量数据和/或历史约束信息(例如，关于使用的约束参数和/或其适当性的信息)。在一些实施例中(即，在处理单元被布置为从约束设备14接收手动输入的约束参数的实施例中)，机器学习模块被配置为基于从约束设备接收到的手动输入和约束参数来生成将约束参数与对象状态相关的规则/关系。在一些这样的实施例中，机器学习模块被布置为基于从约束设备接收到的手动输入的约束参数来更新现有的规则/关系。在一些这样的实施例中，处理单元12被布置为基于由机器学习模块生成或识别出的规则或关系来确定约束参数。
在优选的实施例中，处理单元被布置为实时或接近实时地确定约束参数。有利地，该特征可以防止对象的不适当的约束，并且最小化约束对象的时间量。相反地，其可以确保在需要时快速应用约束，减少伤害对象的风险。
处理单元还被布置为基于所确定的约束参数来输出信号12。在一些实施例中，信号12包括控制信号，并且例如通过约束管理装置10的通信模块输出到约束设备14。在一些这样的实施例中，信号12使约束设备应用所确定的约束参数。例如，在一个示例性实施例中，所确定的约束参数包括约束设备14的给定约束部件的指定长度，输出信号12包括使约束设备14将给定约束部件的长度设置为指定长度的控制信号。在另一示例性实施例中，所确定的约束参数指示要由约束设备14提供的对移动的阻力水平，输出信号12包括使约束设备14将对移动的阻力设置为指定的阻力水平的控制信号。在信号12被输出到约束设备14的一些实施例中，信号12被布置为使约束设备14例如在与约束设备14相关联的显示器上显示所确定的约束参数。在一些实施例中，信号包括给护理者的要实施所确定的约束参数的指令。
在一些实施例中，所述信号包括被布置为使消息被呈现给对象的控制信号。这种消息可以向对象提供指令和/或再保证。合适的消息例如可以是“请冷静。护士很快就会在你身边”。在一些实施例中，给对象的消息包括音频消息，例如，由包含在约束管理设备10中的或与其通信的扬声器生成。在一些实施例中，给对象的消息包括视觉消息，例如，由包含在约束管理设备10中的或与其通信的显示器所显示。
在一些实施例中，处理单元被布置为自从上次输出与当前信号12相同类型的信号(例如，在一些实施例中，被布置为导致调节特定约束的指令或控制信号将包括第一类型的信号，以及布置为导致调节不同约束的指令或控制信号，被布置为生成对护理者的警报、警报消息的控制信号等，其每个被认为是与第一信号不同类型的信号)起经过预定义的时间量之后输出信号。这可以减少对象经历的压力，因为如果约束参数太频繁地变化，这可能会使对象迷惑或吃惊。
在一些实施例中，信号12包括控制信号并被发送到约束管理装置10的功能模块。在这样的实施例中，控制信号可以被布置为例如引起以下中的一个或多个：
警报模块生成警报；
反馈模块生成给对象的消息；
通信模块生成给护理者的消息；
通信模块将信号发送给远程设备；
通信模块向约束管理装置发送信号；
显示模块显示信息；
发光模块激活光。
在一些实施例中，处理单元被布置为输出多个信号输出，例如将控制信号输出到约束设备14以及将控制信号输出到约束管理装置10的警报模块以使其生成警报。在一些实施例中，所述处理单元被布置为实时或接近实时地连续地输出信号12。在一些实施例中，所述处理单元被布置为响应于所确定的参数的变化来输出信号。在一些实施例中，处理单元被布置为以周期性间隔输出信号12。
约束设备14可以是布置为约束对象的身体部分(即，约束其移动)的任何设备。在一些实施例中，约束设备14包括多个约束部件，其中的每个被布置为约束特定的身体部分。在一些这样的实施例中，所述约束部件包括一个或多个缚带(例如，腕带、踝带、腰缚带等)。在一些实施例中，限制部件包括一个或多个系绳。在一些实施例中，约束设备14包括一个或多个床轨。在一些实施例中，约束设备14包括可以可调节地紧固在对象上的床单或覆盖物。在一些实施例中，约束设备附接到或集成到医院病床中。优选地，约束设备14被布置为使得在约束设备14的使用期间可以调节一个或多个约束参数(例如，缚带紧度/长度、系绳长度、床轨高度、移动的阻力)。优选地，约束设备被布置为尽可能用户友好。例如，缚带可以包括软材料和/或填充材料。缚带和/或系绳可以被布置为根据针对可变的固定范围的长度/紧度来改变对移动的阻力。这可以有利地实现移动身体部分的精细制动，而不是硬停止，这可以减少作为约束的结果的由对象感觉到的压力。
在一些实施例中，约束设备14包括用于采集传感器数据的至少一个传感器。在一些实施例中，约束设备14包括与约束设备14的每个约束部件相关联的至少一个传感器。所述至少一个传感器可以包括例如：应变仪；加速度计；位置传感器。在一些实施例中，约束设备14包括被布置为检测对象的参数(例如，给定身体部分的位置、给定身体部分的移动等)的传感器。在一些实施例中，约束设备14包括被布置为检测约束设备的参数(例如，床轨的位置；缚带的长度；缚带/系绳中的张力；给定的约束部件是否在使用中；等等)的传感器。在约束设备14包括至少一个传感器的一些实施例中，约束设备14被布置为例如将传感器数据输出到约束管理装置10或另一远程设备(例如，患者监测设备或医院计算机系统)。
约束设备14可以是自动约束设备或手动操作的约束设备。手动操作的约束设备需要人类操作者来调节其约束参数。在约束管理设备10与手动操作的约束设备一起使用的实施例中，约束管理设备被布置为警告护理者所确定的约束参数的变化，从而护理者可以实现新确定的参数。虽然仍然需要护理者干预调节约束设备，但在这种情况下，约束管理系统通过减少或消除了对护理者持续监测对象状态的需要而大大减轻了护理者的负担。
在另一方面，自动约束设备能够调节其约束参数中的一个或多个，而不需要来自人类操作者的输入，例如响应于从约束管理装置10接收到的控制信号。有利地，结合根据本发明的实施例的约束管理装置使用自动约束设备可以支持基于当前状态快速(优选地实时)调节施加到给定对象的约束的性质和程度。这可以显著减少或甚至消除不适当的约束的时段。优选地，自动约束设备被布置为使得约束参数也可以被手动地调节，例如，经由约束设备的用户界面。在一些实施例中，自动约束设备被布置为使得需要护理者在自动约束设备应用由约束管理装置生成的约束之前批准/确认该参数。在一些这样的实施例中，可以经由与约束管理装置和约束设备通信的设备(例如，护士站或护理者的便携式电子设备)远程地进行批准。
图2示出了可以由约束管理装置10实现的用于约束对象的方法的范例。在第一步骤201中，例如从一个或多个传感器设备、从约束设备、从约束管理装置10的用户输入模块、从远程电子设备等接收传感器数据16。在一些实施例中，传感器数据作为连续流被接收。在一些实施例中，周期性地接收传感器数据。在一些实施例中，响应于先前发送到传感器设备/约束设备的请求而接收传感器数据。在一些实施例中，传感器数据在其生成时已被时间戳记。在一些实施例中，传感器数据在其被接收时被时间戳记，例如，通过约束管理装置10的处理单元。在一些实施例中，接收到的传感器数据与对象直接相关，因为它包括对该对象的生理特性的测量。在一些实施例中，接收到的传感器数据与对象间接相关。例如，与对象间接相关的数据可以包括对象的医院房间(其包括对象及其周围环境)的图像或音频记录。在一些实施例中，接收到的传感器数据例如被存储于约束管理装置10的存储器中。
在一些实施例中，执行任选的步骤202，例如从约束管理装置的用户输入模块、远程电子设备等接收与对象相关的非传感器数据。与对象相关的非传感器数据可以包括，例如：测试结果；医学诊断；历史生理特性数据；临床结果数据；处置数据；约束数据等。在一些实施例中，将接收到的与对象相关的非传感器数据被存储在例如约束管理装置10的存储器中。
在步骤203中，基于接收到的传感器数据，例如，通过约束管理装置10的处理单元来确定对象(即，与接收到的传感器数据直接或间接地相关的对象)的状态。在接收与对象相关的非传感器数据的实施例中，额外地基于非传感器数据确定对象的状态。在一些这样的实施例中，由约束管理装置10的处理单元的数据融合模块组合接收到的传感器数据和接收到的非传感器数据。在一些实施例中，所述组合包括将一个或多个权重分配给接收到的传感器数据和接收到的非传感器数据。例如，可以对由护理者手动输入的数据形式的非传感器数据分配比传感器数据更高的权重。在一些实施例中，非传感器数据可以包括由护理者手动输入的对象状态。在一些这样的实施例中，步骤203的执行可以包括忽略接收到的传感器数据并且将对象状态确定为作为非传感器数据接收的对象状态。在一些实施例中，例如，由处理单元的机器学习模块生成的规则在组合中被使用。所确定的对象状态可以采用以上关于约束管理装置10的处理单元描述的形式中的任一种。类似地，确定对象的状态可以包括以上关于约束管理装置10的处理单元描述的处理技术中的任一种。
在步骤204中，基于所确定的对象状态来确定约束参数。所确定的约束参数可以采取以上关于约束管理装置10的处理单元或关于约束设备14的描述的形式中的任一种。类似地，确定约束参数可以包括以上关于约束管理装置的处理单元的描述的处理技术中的任一种。通常预期，在确定约束参数中的主要考虑将是保持对象的舒适性和自由度之间的平衡，以及预防某些不良事件发生的临床需要。所确定的约束参数可以以任何合适的方式(包括上面关于输出信号12描述的任何方式)输出，从而其可以在约束(或释放)对象时实现。
在一些实施例中，所述方法包括根据所确定的约束参数来将约束设备施加到对象的任选的附加步骤205。约束设备可以具有以上关于约束设备14所描述的任何或所有特征。在一些实施例中，施加约束设备包括护理者手动将约束设备的参数设置为等于所确定的参数。在一些实施例中，基于所确定的约束参数来施加接收控制信号的约束设备，并且响应于控制信号，将其操作/配置的参数设置为等于所确定的参数。
图3示出了与根据本发明的约束管理装置一起使用的自动约束设备30的具体范例。约束设备30包括布置在医院病床31上的各种约束部件，以及与约束部件(有线或无线)通信以便能够向每个约束部件发送控制信号的控制单元32。约束部件包括一对床轨33，其高度可以响应于来自控制单元32的控制信号(例如通过任何合适的致动器)而进行调节。约束部件还包括一对腕带34，每个腕带34通过系绳35连接到医院病床31上。类似地，约束部件还包括一对踝带36，每个踝带36通过系绳37连接到医院病床上。腕带和踝带的紧度可手动调节(但是可以理解的是，腕带和/或踝带的紧度可以响应于来自控制单元32的控制信号而例如通过任何合适的致动器进行自动调节的实施例是可能的)。响应于来自控制单元32的控制信号，例如通过任何合适的致动器，可以单独且自动地调节每个腕系绳和踝系绳的长度。约束部件还包括腰缚带38。腰缚带38被布置为手动施加(但是应当理解，可以自动施加腰缚带的实施例是可以的)，但是一旦被施加，可以响应于来自控制单元32的控制信号进行自动拉紧。
在约束设备如上所述提供移动身体部分的精细制动而不是硬停止的情况下，约束部件可以包括例如腕缚带，其一端附接有连接器弦线或绳索，另一端附接到约束致动器内的线轴上。例如利用(例如，机械电子领域技术人员已知的)制动系统，约束致动器控制线轴移动的自由度。取决于致动器系统的配置，所施加的制动力可以与弦线或绳索中的有效约束力成比例。制动系统可以包括用于力反馈控制的力传感器。在一些实施例中，在使用制动系统作为主致动器的情况下，重要的是始终在弦线或绳索中保持最小的约束力(例如Fmin)，以避免松弛和缠结。这可以利用连接到线轴的简单弹簧来实现。本领域技术人员将了解可用于提供移动身体部分的精细制动的各种类型的约束部件。
约束设备30还包括与控制单元32(有线或无线)通信并被布置为向控制单元32发送数据的多个传感器(未示出)。传感器包括附接到腕带34和踝带36中的每个的加速度计，分布在医院病床31的基部上的多个压力传感器，附接到每个床轨33的位置传感器，以及附接到每个系绳35、37的应变仪。控制单元与约束管理装置(例如，图1的约束管理装置10)通信，并且被布置为将从多个传感器接收到的数据发送到约束管理装置。然而，在该实施例中，约束管理装置被提供有与约束设备分离的设备；设想了约束管理装置被提供为控制单元32的模块的替代实施例。
控制单元32被布置为接收由约束管理装置输出的控制信号，其中控制信号被布置为使约束设备实现由约束管理装置所确定的一个或多个约束参数。控制单元被布置为响应于接收到控制信号，通过向约束部件发送控制信号来实现所确定的约束参数，所述约束部件被布置为使该约束部件的操作参数变得等于所确定的约束参数。例如，在所确定的约束参数为“手腕系绳＝50cm”的情况下，控制单元32向每个手腕系绳35发送控制信号，所述控制信号被布置为使与每个手腕系绳相关联的致动器将系绳长度调节为等于50cm。
控制单元32还包括用户界面，护理者可以经由该用户界面手动输入约束参数。控制单元32被布置为响应于接收到手动输入的约束参数，通过向约束部件发送控制信号来实现手动输入的约束参数，所述控制信号被布置为使该约束部件的操作参数变得等于手动输入的约束参数。控制单元32还被布置为将手动输入的约束参数发送到约束管理装置，例如，由约束管理装置用于生成或更新将对象状态与约束参数相关的规则/关系，如以上关于图1所描述。控制单元32被布置为在实施对给定约束部件的操作参数改变之前等待预定的时间量。在一些实施例中，在执行上次的改变以实现手动输入的约束参数的情况下比在执行上次的改变以实现由约束管理装置所确定的约束参数的情况下的等待时间更长。在一些实施例中，控制单元被布置为使得手动输入在预定时间段内覆盖从约束管理装置接收到的信号。
因此，本发明的实施例有利地支持减少对象被不适当地约束的时间量，同时还能够响应于对象的可能有害移动来快速施加约束，从而降低伤害他们自身、其他人或医疗设备的风险。本发明的实施例可以促进自动约束实现和调节，并且因此还可以通过减少或消除护理者参与监护对象和调节约束设备的要求来显著地减轻护理者的负担。
虽然已经在附图和前面的描述中详细地示出和描述了本发明，但是这样的说明和描述被认为是说明性的或示例性的而不是限制性的；本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员通过研究附图、公开内容和所附权利要求，在实践要求保护的发明时可以理解和实现对所公开的实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中所述的若干项目的功能。尽管在相互不同的从属权利要求中记载了特定措施，但是这并不指示不能有利地使用这些测量的组合。计算机程序可以存储/分发在适当的介质上，例如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的一部分提供的光学存储介质或固态介质，但是也可以以其他形式分布，例如经由互联网或其他有线或无线电信系统。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为限制范围。

Claims (15)

1.一种约束管理装置，包括：
处理单元，其被配置为：
接收一种或多种类型的传感器数据；
基于接收到的传感器数据来确定对象的状态，其中，所述状态包括所述对象的身体部分与所述对象周围的环境中的选定的物体之间的距离和/或所述对象的身体部分朝向所述对象周围的环境中的选定的物体的速度；
基于所确定的对象状态来确定针对被配置为约束所述对象的所述身体部分的约束设备的约束参数，其中，所述约束设备被配置为提供对所述身体部分的移动的阻力，并且其中，所述约束参数指示由所述约束设备提供的对移动的阻力水平，并且其中，所述约束参数被确定为使得由所述约束设备提供的对移动的所述阻力水平随着所述身体部分与所述选定的物体之间的所述距离减小而增加和/或随着所述身体部分朝向所述选定的物体的所述速度增加而增加；并且
基于所确定的约束参数来输出信号。
2.根据权利要求1所述的约束管理装置，其中，所述处理单元还被布置为接收与所述对象相关的一种或多种类型的非传感器数据，并且被布置为额外地基于接收到的非传感器数据来确定所述对象的状态。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的约束管理装置，其中，所述处理单元包括存储器，所述存储器包含一个或多个预定义的签名，每个预定义的签名与特定类型的特征相关，并且其中，所述处理单元被布置为通过将接收到的数据与一个或多个预定义的签名进行比较来检测所述接收到的传感器数据中的一个或多个特征，来确定对象的状态。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的约束管理装置，其中，所述处理单元被布置为确定对象的状态，使得所确定的状态包括针对一个或多个因素的状态值，其中，每个状态值包括以下中的一个或多个：描述性指示；数值分数；非数值的水平指示。
5.根据权利要求4所述的约束管理装置，其中，所述处理单元包括存储器，所述存储器包含将对象状态值与约束参数相关的规则，并且所述处理单元被布置为通过将所述规则中的一个或多个应用于所确定的对象状态值来确定约束参数。
6.根据权利要求5所述的约束管理装置，其中，所述处理单元包括机器学习模块，其中，所述规则已经由所述机器学习模块基于与所述对象相关的历史数据生成，其中，所述处理单元被布置为接收已经被手动地输入到约束设备的约束参数，并且其中，所述机器学习模块被布置为基于接收到的手动地输入的约束参数来更新所生成的规则。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的约束管理装置，其中，所述处理单元被布置为确定约束参数，使得所确定的约束参数包括以下中的一项：
约束设备的激活；
约束设备的失活；
约束设备的给定约束部件的激活；
约束设备的给定约束部件的失活；
约束设备的给定约束部件的紧度；
约束设备的给定约束部件的长度；
约束设备的激活的持续时间；
约束设备的给定约束部件的激活的持续时间。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的约束管理装置，其中，所述处理单元被布置为输出包括以下中的一项或多项的信号：
至自动约束设备的控制信号，其被布置为使所述自动约束设备应用所确定的约束参数；
至与护理者相关联的设备的信号，所述信号包括给所述护理者的执行所确定的约束参数的指示；
至所述约束管理装置的警报模块的控制信号，其被布置为使所述警报模块取决于所确定的约束参数来生成警报；
至所述约束管理装置的显示模块的控制信号，其被布置为使所述显示模块取决于所确定的约束参数来显示信息；
至对象反馈模块的控制信号，其被布置为使所述对象反馈模块生成给所述对象的消息；
至发光模块的控制信号，其被布置为使所述发光模块激活光。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的约束管理装置，其中，所述处理单元被布置为在自所述处理单元上次输出与所述信号相同类型的信号起经过预定义的时间量之后输出所述信号。
10.一种约束系统，包括：
根据权利要求1至9中的任一项所述的约束管理装置；以及
约束设备，其被配置为约束对象的身体部分，其中，所述约束设备被布置为：
接收由所述约束管理装置输出的信号，并且响应于从所述约束管理装置接收到的信号，向所述对象施加约束或者更改施加到所述对象的约束的参数。
11.根据权利要求10所述的约束系统，其中，所述约束设备还被布置为：
接收手动地输入的约束参数；
响应于响应于从所述约束管理装置接收到的信号，向所述对象施加约束或更改施加到所述对象的约束的参数；并且
将包含所述手动地输入的约束参数的信号发送到所述约束管理装置。
12.一种用于对对象进行约束的方法，所述方法包括：
接收一种或多种类型的传感器数据；
基于接收到的传感器数据来确定对象的状态，其中，所述状态包括在所述对象的身体部分与所述对象周围的环境中的选定物体之间的距离和/或所述对象的身体部分朝向所述对象周围的环境中的选定物体的速度；并且
基于所确定的对象状态来确定针对被配置为约束所述对象的所述身体部分的约束设备的约束参数，其中，所述约束设备被配置为提供对所述身体部分的移动的阻力，并且其中，所述约束参数指示要由所述约束设备提供的对移动的阻力水平，并且其中，所述约束参数被确定为使得由所述约束设备提供的对移动的所述阻力水平随着所述身体部分与所述选定物体之间的所述距离减小而增加和/或随着所述身体部分朝向所述选定物体的所述速度增加而增加。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述接收到的传感器数据包括以下中的一个或多个：
包括对象的图像；
包括对象和在所述对象附近的一个或多个物体的图像；
包括由对象生成的声音的音频数据；
通过对象佩戴的加速度计所获得的加速度计数据；
对对象的一个或多个生理特性的测量结果；
通过与约束设备相关联的传感器获得的与约束相关的数据；
通过床传感器获得的压力数据；
通过床轨传感器获得的床轨位置数据。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其中，所述接收到的传感器数据包括图像，所述图像包含对象和一个或多个物体，并且其中，确定对象的状态包括：
确定所述对象的身体部分的位置；
确定所述图像中的物体的位置；
计算所述身体部分与所述物体之间的距离；并且
将计算出的距离与预定阈值进行比较。
15.根据权利要求12或13所述的方法，其中，所述接收到的传感器数据包括一系列图像，所述一系列图像包含对象和一个或多个物体，并且其中，确定对象的状态包括：
确定所述图像中的每幅中的所述对象的身体部分的位置；
确定所述图像中的每幅中的所述物体的位置；
计算所述图像中的每幅中的所述身体部分与所述物体之间的距离；
根据计算出的距离来计算所述身体部分朝向所述物体的速度；并且
将计算出的速度与预定的速度阈值进行比较。
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