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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf Patientenstützgeräte und im
Besonderen auf ein Patientenermittlungssystem zur Ermittlung der
Anwesenheit eines Patienten auf einer Patiententragfläche eines
Patientenstützgerätes. Genauer
gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung
zur Ermittlung der Dielektrizitätskonstante
innerhalb eines an die Patiententragfläche angrenzenden Ermittlungsraums,
wobei die Dielektrizitätskonstante der
An- oder Abwesenheit des Patienten im Ermittlungsraum entspricht,
und wobei die Vorrichtung als Reaktion auf die Dielektrizitätskonstante
innerhalb des Ermittlungsraums ein Signal abgibt, das die An- oder
Abwesenheit des Patienten im Ermittlungsraum und somit die An- oder
Abwesenheit des Patienten auf der Patiententragfläche anzeigt.
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Manchmal ist es wünschenswert, den Aufenthaltsort
eines Patienten zu überwachen,
vor allem, wenn ein Arzt oder ein anderes Mitglied des Pflegepersonals
die Anordnung erteilt hat, dass der Patient auf einem Patientenstützgerät, wie beispielsweise
einem Krankenhausbett, einer Tragbahre oder auf einem anderen Patiententraggerät, bleiben
soll. Es wurden mehrere Vorrichtungen entwickelt, die ermitteln,
ob ein Patient ein Patientenstützgerät verlässt. Beispielsweise
offenbart das an Travis erteilte US-Patent Nr. 5.276.432 einen Bettausstieg-Ermittlungsmechanismus
für ein
Krankenhausbett, der sich auf Signale von Messdosen verlässt, welche
die Matratze mit einem Rahmen des Bettes verbinden. Diese Vorrichtung
nutzt das von jeder Messdose gemessene Gewicht um zu bestimmen,
ob der Schwerpunkt des Patienten über einem im Voraus bestimmten
Bereich der Patiententragfläche
des Krankenhausbettes liegt. Weiterhin offenbaren die US-Patente Nr. 4.934.468
und Nr. 4.953.244, die beide dem Abtretungsempfänger der vorliegenden Erfindung übertragen
wurden, ein Krankenhausbett, dass einen Stützrahmen und einen Wiegerahmen
umfasst, wobei der Wiegerahmen mittels Messdosen an dem Stützrahmen
befestigt ist.
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Bekannt ist auch die Überwachung
der Position einer Person mittels der Befestigung eines Teils eines
Sender-/ Empfängersystems
an die überwachte
Person, so dass, wenn die Person und somit das an die Person befestigte
Teil des Systems einen gekennzeichneten Bereich verlässt, das
verbleibende Teil des Systems das Entfernen des Teils und somit das
Entfernen der Person ermittelt und das Entfernen der Person anzeigt.
Beispielsweise offenbart das an Edwards erteilte US-Patent Nr. 5.519.380
ein Armbandmodul, das von der überwachten
Person getragen wird, so dass, wenn die Person und das Armbandmodul
sich außerhalb
des überwachten
Bereichs bewegen, das Entfernen angezeigt wird.
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Bekannt ist auch die Überwachung
der Position eines Patienten auf einem Bett mittels Blasen oder
anderer flüssigkeitstragender
Vorrichtungen, die so positioniert sind, dass sie zwischen dem Patienten und
dem Bett, und in flüssiger
Kommunikation mit einem Drucksensor liegen, so dass der Drucksensor als
Reaktion auf das Gewicht des Patienten einen Blasendruck registriert,
wobei der Blasendruck die An- oder Abwesenheit des Patienten auf
der Blase anzeigt. Beispielsweise offenbaren die jeweils an Gusakov
erteilten US-Patente Nr. 5.140.309 und Nr. 5.184.122 beide eine
Vorrichtung, die elastische Elemente in der Form eines Schlauches,
einer Zelle oder einer anderen Form eines fluiden Kanals umfassen, welche
so angeordnet sind, dass fluide Stoffe, wie beispielsweise Luft,
von einem Einlass durch einen Auslass fließen können, wenn ein Kanal nicht
von dem Gewicht eines Patienten zusammengedrückt wird. Anzeigevorrichtungen
zeigen Druckänderungen
des von den Fluidversorgungseinrichtungen bereitgestellten Fluids
an, beispielsweise wenn das Gewicht eines Patienten den Kanal durch
die elastischen Elemente zusammendrückt. Die Bereitstellung von
elastischen Elementen, welche eine Vielzahl von Schläuchen, Zellen
oder anderen fluiden Kanälen und
separate Anzeigevorrichtungen für
jedes elastische Element umfassen, ermöglicht die Überwachung der Position des
Patienten in Bezug auf jedes elastische Element.
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Weiterhin gibt es verschiedene bekannte Systeme,
die Sensoren umfassen, welche so angeordnet sind, dass sie unterhalb
des Patienten liegen, und welche als Reaktion auf das vom Sensor
ermittelte Gewicht elektrische Signale abgeben, so dass ein Ausgangssignal,
das eine wesentliche Änderung des
gegen den Sensor wirkenden Gewichts anzeigt, angibt, wenn der Patient
sich in eine Position vom Sensor weg oder in eine Position auf dem
Sensor bewegt. Beispielsweise offenbaren die US-Patente Nr. 4.179.692
(Vance), Nr. 5.253.656 (Rinco et al.), Nr. 5.353.012 (Barham et
al.) und Nr. 4.638.307 (Swartout) Systeme, von denen jedes einen
Sensor umfasst, der ein Ausgangssignal abgibt als Reaktion auf eine Änderung
des gegen einen Sensor wirkenden Gewichts.
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Sehr bekannt sind auch kapazitive
Sensoren, die ein Ausgangssignal abgeben als Reaktion auf eine Änderung
des gegen den Sensor wirkenden Gewichts. Beispielsweise offenbaren
die US-Patente Nr. 5.410.297 (Joseph et al.), Nr. 5.235.319 (Hill
et al.) und Nr. 3.991.746 (Hannah) jeweils Patientenüberwachungssysteme,
welche kapazitive Sensoren einsetzen, die ein Signal als Reaktion
auf das gegen den Sensor wirkende Gewicht abgeben.
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Bekannt ist abschließend auch
die Bereitstellung von kapazitiven Bewegungssensoren zur Überwachung
der Bewegungen einer Person und sogar zur Messung von Atmung, Herzschlag
und Körperlage
der Person. Beispielsweise offenbaren die US-Patente Nr. 4.320.766
(Alihanka et al.) und Nr. 5.448.996 (Bellin et al.) jeweils Patientenmonitore, welche
kapazitive Sensoren umfassen. Die von Alihanka offenbarte Vorrichtung
kann anzeigen, dass Bewegung stattgefunden hat, aber sie kann nicht
anzeigen, welche Bewegung stattgefunden hat oder wie die Position
des Körpers
ist, wenn keine Bewegung stattfindet. Gleichermaßen kann das Bellin-Patent
Bewegung anzeigen, aber nicht die Position des Patienten oder dass
ein Patient das Bett verlassen hat.
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Jüngste
Verbesserungen bei Bettmatratzenmodellen haben den Höchstgrenzflächendruck
zwischen dem Patienten und der Matratze erheblich reduziert, indem
die Fläche, über die
das Gewicht des Patienten verteilt ist, maximiert wurde und der
Grenzflächendruck
nicht auf Punkte des Patienten konzentriert wird, wie beispielsweise
auf den Kopf des Patienten, die Schulterblätter und die Fersen. Außerdem zeigen
jüngste
Patientengesamtstudien, dass Patienten im Allgemeinen weniger wiegen
als in der Vergangenheit. Patientenermittlungssysteme, die sich auf
das Gewicht des Patienten verlassen, um dem Sensor die Ermittlung
des Patienten zu ermöglichen, erweisen
sich als weniger effektiv, da Matratzen immer effizienter das Ge wicht
des Patienten über
die Oberfläche
der Matratze verteilen und da das Gewicht des Patienten abnimmt.
Während
es außerdem wünschenswert
ist, den Grenzflächendruck
von hohen Grenzflächendruckpunkten
zwischen dem Patienten und der Matratze zu minimieren, indem das Gewicht
des Patienten über
die Matratze verteilt wird, wie beispielsweise durch Verwendung
von Matratzen mit Luftblasenstützen,
wird die Effektivität
der Matratze hinsichtlich der Verteilung des Gewichtes des Patienten
erheblich verringert, wenn ein Sensor zwischen der oberen Fläche der
Matratze und dem Patienten angebracht wird. Bei Anwendungen, bei
denen es außerdem
von Vorteil ist, den Patienten trocken und die Temperatur des Patienten
bei einer gewünschten
Temperatur zu halten, indem Matratzen mit „geringem Luftverlust" eingesetzt werden,
d. h. Matratzen, die nur eine sehr geringe Menge an Luft aus der
Matratze entweichen lassen, die dann auf den Patienten bläst, wird
die Effektivität
des „geringer Luftverlust"-Merkmals reduziert,
wenn ein Sensor zwischen dem Patienten und der Matratze angebracht
wird.
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Benötigt wird ein Sensor, der die
Position eines Patienten in Bezug auf eine Patiententragfläche eines
Patientenstützgerätes messen
kann, wobei der Sensor so angeordnet werden kann, dass er weg vom
Patienten liegt, d. h. der Sensor kann weg von der Patiententragfläche platziert
werden. Vorzugsweise sollte es bei dem Sensor nicht erforderlich sein,
dass ein Teil des Systems an dem Patienten angebracht wird. Außerdem sollte
der Sensor die Anwesenheit eines Patienten innerhalb eines Ermittlungsfensters
ermitteln, welches durch die Verwendung von mehreren Messfühlern oder
durch die Verwendung eines Formmessfühlers geformt werden kann, um
so ein gewünschtes
Niveau an Ermittlungsgenauigkeit zu erreichen, so dass, falls gewünscht, ein
Mitglied des Pflegepersonals sowohl die Position des Patienten auf
der Patiententragfläche
als auch den allgemeinen Körperumriss
des Patienten auf der Patiententragfläche bestimmen kann, um den
Patienten besser überwachen
zu können.
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Das US-Patent Nr. 4.633.237 beschreibt
ein Patientenbettalarmsystem mit einer Vielzahl von Sensoren in
der Form von druckempfindlichen Schaltern.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist eine Vorrichtung zur Ermittlung der An- oder Abwesenheit eines
Patienten, welcher an eine Patiententragfläche eines Patientenstützgeräts angrenzt,
vorgesehen, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch einen ersten
Messfühler,
welcher in Abstand zu der Patiententragfläche angeordnet ist, wobei der
erste Messfühler
einen ersten Ermittlungsraum definiert, der oberhalb der Patiententragfläche in einem
ausreichenden Maß verläuft, um
einen an die Patiententragfläche
angrenzenden Patienten einzuschließen, und wobei der erste Messfühler als
Reaktion auf die Dielektrizitätskonstante
innerhalb des ersten Ermittlungsraums ein erstes Eingangssignal
abgibt, sowie durch einen zweiten Messfühler, welcher in Abstand zu
der Patiententragfläche
angeordnet ist, wobei der zweite Messfühler einen zweiten Ermittlungsraum definiert,
der oberhalb der Patiententragfläche
in einem ausreichendem Maß verläuft, um
einen an die Patiententragfläche
angrenzenden Patienten einzuschließen, und wobei der zweite Messfühler als
Reaktion auf die Dielektrizitätskonstante
innerhalb des zweiten Ermittlungsraums ein zweites Eingangssignal
abgibt, sowie durch ein Regelgerät,
welches ein Ausgangssignal abgibt zur Anzeige der An- oder Abwesenheit
des Patienten innerhalb des ersten Ermittlungsraums als Reaktion
auf das erste Eingangssignal und innerhalb des zweiten Er mittlungsraums
als Reaktion auf das zweite Eingangssignal.
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Das Patientenermittlungssystem kann
die Anwesenheit eines Patienten innerhalb eines Ermittlungsraums
ermitteln, ohne sich auf das gegen einen Sensor drückende Gewicht
des Patienten zu verlassen. Außerdem
kann das Patientenermittlungssystem die Anwesenheit eines Patienten
auf einer Patiententragfläche
eines Patientenstützgerätes ermitteln,
ohne dass ein Sensor oder ein anderes Teil des Systems zwischen
dem Patienten und der Patiententragfläche angebracht wird. Folglich
entsteht durch das Patientenermittlungssystem keine Störung der Funktionsweise
von Matratzen, die so konzipiert sind, dass sie die Höhe des zwischen
dem Patienten und der Patiententragfläche wirkenden Grenzflächendrucks
minimieren. Außerdem
entsteht durch das Patientenermittlungssystem keine Störung der Funktionsweise
von Matratzen mit „geringem
Luftverlust", welche
Luft bei einer geringen Fließgeschwindigkeit
von der Matratze hin zum Patienten fließen lassen, um die Bequemlichkeit
des Patienten zu verbessern.
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Das Patientenermittlungssystem umfasst
einen Messfühler
zur Ermittlung von Änderungen
der elektrischen Kapazität
innerhalb eines Ermittlungsraums. Elektrische Kapazität existiert
zwischen zwei beliebigen elektrischen Leitern, die voneinander isoliert
sind, und die Kapazität
ist proportional zur Dielektrizitätskonstante des Raums zwischen
den Leitern. Jeder Messfühler
umfasst einen elektrischen Leiter, und die Kapazität wird zwischen
diesem Leiter und einer inneren, auf Grundspannung gehaltenen Elektrode
gemessen. Der Messfühler
ist so angeordnet, dass er einen an den Messfühler angrenzenden Ermittlungsraum
definiert und ein elektrisches Signal abgibt, dass als Reaktion
auf die gemessene Kapazität
im Ermittlungs raum variiert. Die Dielektrizitätskonstante im Ermittlungsraum
ist unterschiedlich, wenn ein Patient vom Ermittlungsraum weg ist,
so dass das elektrische Signal vom Messfühler die An- oder Abwesenheit
des Patienten im Ermittlungsraum anzeigt.
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Das Patientenermittlungssystem kann
mehr als zwei Messfühler
umfassen. Wenn mehr als zwei Messfühler vorgesehen sind, können die
Messfühler in
Abstand zueinander angeordnet sein, um eine Vielzahl von separaten,
in Abstand zueinander angeordneten Ermittlungsräumen zu definieren und das Pflegepersonal
kann die Position des Patienten überwachen,
indem es die Signale von jedem Messfühler überwacht. Es wird ersichtlich,
dass das Pflegepersonal durch Erhöhung der Anzahl der Messfühler im Patientenermittlungssystem
die Position des Patienten mit einem erhöhten Genauigkeitsgrad überwachen
kann.
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Falls gewünscht kann das Patientenermittlungssystem
auch ein Verstärkerelement
umfassen, das eine auf der Patiententragfläche angeordnete Platte beinhaltet,
sowie ein Verbindungselement, das die Platte mit dem Messfühler verbindet.
Das Verstärkerelement
erhöht
die Empfindlichkeit der Kapazitätsmessung
innerhalb des Ermittlungsraums. Außerdem kann die Platte so geformt
sein, dass sie den Ermittlungsraum formt, um so Informationen zur
Patientenposition in Bezug auf irgendeinen gewünschten, „unregelmäßig geformten" Ermittlungsraum
zu erhalten.
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Während
das Patientenermittlungssystem Informationen in Bezug auf die Position
eines Patienten auf einer Schlafoberfläche eines Bettes liefern kann,
kann das Patientenermittlungssystem auch bei anderen Patientenstützgeräten verwendet
werden, wie beispielsweise bei Tragbahren, Operationstischen, Stühlen, und
dergleichen. Bei spielsweise kann ein Stuhl, der nebeneinander liegende
erste und zweite Messfühler
unterhalb des Sitzkissens und nebeneinander liegende dritte und
vierte Messfühler hinter
dem Rückenkissen
umfasst, dem Pflegepersonal detaillierte Informationen über die
Haltung und die Position des Patienten auf dem Stuhl liefern.
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An dieser Stelle wird beispielhaft
eine Ausführungsform
der Erfindung beschrieben und Bezug genommen auf die Begleitzeichnungen,
wobei:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Bettes einschließlich eines Patientenermittlungssystems
gemäß der vorliegenden
Erfindung ist und eine Matratze darstellt, die eine Patiententragfläche und einen
neben der Patiententragfläche
angrenzenden Ermittlungsraum (nicht sichtbar) umfasst;
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2 eine
perspektivische Explosionsdarstellung des Bettes von 1 ist und einen ersten Messfühler darstellt
sowie einen zweiten Messfühler, der
in Längsrichtung
und in Abstand zu dem ersten Messfühler angeordnet ist, wobei
der erste und der zweite Messfühler
unterhalb der Matratze angeordnet werden und jeder Messfühler mit
einem Regelgerät
verbunden ist und an dieses Regelgerät als Reaktion auf die Dielektrizitätskonstante
innerhalb des Ermittlungsraums ein Eingangssignal abgibt;
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3 eine
diagrammatische Schnittdarstellung entlang der Linie 3-3 von 2 ist und eine Leiterplatte
des ersten Messfühlers
darstellt, die in Abstand zu und elektrisch isoliert von einer Bodenplatte des
ersten Messfühlers
ist;
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4 eine ähnliche
Darstellung wie 2 ist und
eine Vielzahl von Messfühlern
zur Lieferung von detaillierten Informationen in Bezug auf die Position des
Patienten auf der Patiententragfläche darstellt;
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5 eine ähnliche
Darstellung wie 4 ist und
einen einzelnen Messfühler
unterhalb der Matratze darstellt, sowie ein Verstärkerelement
einschließlich
einer H-förmigen
Platte auf der Patiententragfläche
und ein Kopplungselement zur elektrischen Kopplung der Platte mit
dem Messfühler;
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6 eine
perspektivische Explosionsdarstellung eines Stuhles einschließlich eines
Patientenermittlungssystems gemäß der vorliegenden
Erfindung ist und einen ersten, unterhalb des Sitzkissens angeordneten
Messfühler
darstellt, sowie einen zweiten, hinter dem Rückenkissen angeordneten Messfühler, so
dass das Pflegepersonal bestimmen kann, ob ein auf der Patiententragfläche des
Stuhles ruhender Patient nach vorne fällt, also weg vom Rückenkissen;
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7 eine ähnliche
Darstellung wie 6 ist und
nebeneinander liegende erste und zweite Messfühler unterhalb des Sitzkissens
und nebeneinander liegende dritte und vierte Messfühler hinter
dem Rückenkissen
darstellt, um dem Pflegepersonal detaillierte Informationen über die
Haltung und die Position eines Patienten auf der Patiententragfläche des Stuhles
zu liefern; und
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8 ein
Blockdiagramm einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist, wobei Messfühlerausgänge zur
Verarbeitung der Messfühlersignale
mit einem Computer verbunden werden, um einem geeigneten Alarmsy stem
des Pflegepersonals anzuzeigen, wenn ein Patient das Bett verlässt.
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Ein Patientenermittlungssystem 10 kann
verwendet werden, um die Position eines Patienten in Bezug auf eine
Patiententragfläche 12 eines
Bettes 14 gemäß den 1–5 zu überwachen,
sowie in Bezug auf eine Patiententragfläche 16 eines Stuhles 18 gemäß den 6 und 7. Das Patientenermittlungssystem 10 kann
gleichermaßen
verwendet werden, um die Position eines Patienten in Bezug auf die
Patiententragflächen
von anderen Patientenstützgeräten zu überwachen,
wie beispielsweise von Tragbahren, Operationstischen, Rollstühlen und
-betten, Brutkästen,
Strahlungswärmer
und von anderen Patientenstützgeräten, in
Bezug auf welche das Pflegepersonal wünschen könnte, die An- oder Abwesenheit
und die Position eines Patienten zu überwachen.
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Das Patientenermittlungssystem 10 umfasst erste
und zweite Messfühler 20, 22,
wie beispielsweise in 2 dargestellt,
die erste beziehungsweise zweite Eingangssignale als Reaktion auf
die entsprechende Dielektrizitätskonstante
innerhalb der Ermittlungsräume 26 beziehungsweise 28 an
ein Regelgerät 24 abgeben.
Jeder Messfühler 20, 22 umfasst
einen elektrischen Leiter (nicht dargestellt) und eine auf Grundspannung
gehaltene Sonde (nicht dargestellt). Die Kapazität wird zwischen dem Leiter
und der Sonde gemessen, und die ersten und zweiten Eingangssignale
entsprechen dementsprechend der gemessenen Kapazität im ersten
beziehungsweise im zweiten Ermittlungsraum 26, 28.
Die in diesem Dokument dargestellten bevorzugten Messfühler werden
von einem entfernt von den Messfühlern
angeordneten Regelgerät
aktiviert und gelesen. Das Regelgerät ist beispielsweise ein Regelgerät mit der Modellnummer
HR-60145, hergestellt von Gordon Products, Incorporated, mit Standort
in Brookfield, Connecticut.
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Die Kapazität kann unter Verwendung der folgenden
Beziehung bestimmt werden:
wobei
K = Kapazität;
D
= Dielektrizitätskonstante;
F
= Fläche
der gegenüberliegenden
Leiter; und
A = Abstand zwischen den Leitern.
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Wenn die Fläche der gegenüberliegenden Leiter
und der Abstand zwischen den Leitern konstant bleibt, wie bei den
Messfühlern 20, 22,
so variiert die gemessene Kapazität proportional zu den Ladungen
in der Dielektrizitätskonstante
im Ermittlungsraum. Die Dielektrizitätskonstante eines Menschen
ist erheblich unterschiedlich zu der von Luft, so dass die An- oder
Abwesenheit des Patienten im Ermittlungsraum 26, 28 leicht
von den Messfühlern 20, 22 ermittelt
werden kann.
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Jeder Messfühler 20, 22 umfasst
eine Leiterplatte 30, wie diagrammatisch für den Messfühler 20 in 3 dargestellt, die nicht
auf Grundspannung, sondern auf einer anderen elektrischen Spannung gehalten
wird, sowie eine Bodenplatte 32, welche von der Leiterplatte 30 isoliert
ist und auf Grundspannung gehalten wird. Die Kapazität wird durch
den Messfühler 20 im
Ermittlungsraum 26 gemessen, so dass, wenn sich die Dielektrizitätskonstante
innerhalb des Ermittlungsraums 26 ändert, wie beispielsweise wenn
eine Person den Ermittlungsraum 26 betritt oder verlässt, der
Messfühler 20 die
neue Kapazität
er mittelt und ein Eingangssignal an das Regelgerät 24 als Reaktion
auf die gemessene Kapazität abgibt.
Das Regelgerät 24 kann
so angeordnet sein, dass es als Reaktion auf das Eingangssignal
vom Messfühler 20 ein
Ausgangssignal abgibt, das die An- oder Abwesenheit des Patienten
innerhalb des Ermittlungsraums 26 anzeigt, um das Pflegepersonal zu
alarmieren. Das Ausgangssignal vom Regelgerät 24 kann ein elektrisches
Signal, das Informationen übermittelt,
sein, ein hörbarer
Alarm, ein visueller Alarm, eine Kombination daraus, oder jede andere Art
von Ausgangssignal, das dem Pflegepersonal ermöglicht, die Position des Patienten
auf der Patiententragfläche 12, 16 zu überwachen.
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Das Patientenermittlungssystem 10 kann
bei Verwendung auf einem Bett 14 erste Messfühler 20 umfassen,
die einen ersten Ermittlungsraum 26 definieren, sowie zweite
Messfühler 22,
die einen zweiten Ermittlungsraum 28 definieren, wie in
den 1 und 2 dargestellt. Die Messfühler 20, 22 können auf jede
gewünschte
Weise angeordnet werden, jedoch ist es vorzuziehen, die Messfühler 20, 22 unterhalb einer
Matratze 34 anzuordnen, so dass die Messfühler 20, 22 die
Funktionsweise der Matratze 34 nicht beeinträchtigen.
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Die Messfühler 20, 22 können unterhalb
der Matratze 34 angeordnet werden, so dass jeder Messfühler 20, 22 transversal
in Bezug auf das Bett 14 verläuft, wie in den 1 und 2 dargestellt. Außerdem können die Messfühler in
Längsrichtung
und in Abstand zueinander angeordnet werden, so dass der erste Ermittlungsraum 26 transversal
unterhalb des Oberkörpers
des Patienten verläuft,
und der zweite Ermittlungsraum 28 unabhängig vom ersten Ermittlungsraum 26 ist
und transversal unterhalb der Oberschenkel oder Knie des Patienten
verläuft.
In dieser Anordnung wäre
das Pflegepersonal in der Lage, den Ein- und Ausstieg des Patienten
zu und von der Patiententragfläche
zu überwachen,
und es könnte
ermitteln, wenn der Patient sich hinlegt oder sich aufsetzt.
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Das Patientenermittlungssystem 10 kann
bei Verwendung auf einem Bett 14 auch einen ersten Messfühler 40 umfassen,
der einen ersten Ermittlungsraum 52 definiert, wie bei
der Patiententragfläche 12 der
Matratze 34 in 4 diagrammatisch
dargestellt, sowie einen zweiten Messfühler 42, der einen
zweiten Ermittlungsraum 54 definiert; einen dritten Messfühler 44,
der einen dritten Ermittlungsraum 56 definiert; einen vierten
Messfühler 46,
der einen vierten Ermittlungsraum 58 definiert; einen fünften Messfühler, der
einen fünften
Ermittlungsraum 60 definiert; und einen sechsten Messfühler 50,
der einen sechsten Ermittlungsraum 62 definiert. Die Messfühler 40, 42, 44, 46, 48, 50 sind
im Allgemeinen prinzipiell identisch zu den Messfühlern 20, 22,
jedoch können
die Größen variieren,
um den Ermittlungsraum so zu formen, dass er den gewünschten
Formen der Ermittlungsräume 52, 54, 56, 58, 60, 62 entspricht.
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Die Messfühler 40, 42, 44, 46, 48, 50 können transversal
und in Abstand zueinander in einer nebeneinander liegenden Anordnung
verteilt sein, wie beispielsweise für Messfühler 40, 42 in 4 dargestellt, um transversal
und in Abstand zueinander angeordnete, unabhängige Ermittlungsräume 52, 54 zu definieren.
Die Messfühler 40, 42, 44, 46, 48, 50 können auch
in Längsrichtung
und in Abstand zueinander verteilt sein, wie beispielsweise für Messfühler 42, 46 dargestellt,
um in Längsrichtung
und in Abstand zueinander angeordnete, unabhängige Ermittlungsräume 54, 58 zu
definieren. Jeder Messfühler 40, 42, 44, 46, 48, 50 gibt
als Reaktion auf die Dielektrizitätskon stante in jedem entsprechenden
Ermittlungsraum 52, 54, 56, 58, 60, 62 ein
Eingangssignal an das Regelgerät 24 ab,
und das Regelgerät 24 gibt ein
Ausgangssignal ab, das als Reaktion auf die Eingangssignale die
An- oder Abwesenheit des Patienten in jedem Ermittlungsraum 52, 54, 56, 58, 60, 62 abgibt.
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Somit wird ersichtlich, dass das
Patientenermittlungssystem 10 so angeordnet werden kann, dass
es eine Vielzahl von Detailabstufungen über die Position des Patienten
in Bezug auf die Patiententragfläche 12 liefert,
indem die Anzahl der im Patientenermittlungssystem 10 eingeschlossenen
Messfühler
variiert wird. Wenn das Patientenermittlungssystem 10 beispielsweise
nur einen Messfühler
umfasst, wird das Pflegepersonal in der Lage sein, das Ausgangssignal
vom Regelgerät 24 zu überwachen und
zu ermitteln, ob der Patient sich auf der Patiententragfläche 12 befindet
oder nicht. Wenn das Patientenermittlungssystem 10 jedoch
mehrere Messfühler
umfasst, wie beispielsweise die Messfühler 40, 42, 44, 46, 48, 50 in 4, erhält das Pflegepersonal genauere
Informationen über
die Position des Patienten auf der Patiententragfläche 12,
so dass das Pflegepersonal die Körperumrisse
des Patienten überwachen
und die Position bestimmen kann, in welcher der Patient sich befindet.
Falls gewünscht kann
das Pflegepersonal beispielsweise die Zeitspanne überwachen,
die ein Patient damit verbringt, auf der einen oder der anderen
Seite zu liegen.
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Das Patientenermittlungssystem 10 kann
als Alternative ein Verstärkerelement 64 umfassen,
wie in 5 dargestellt.
Das Verstärkerelement 64 umfasst
eine Messplatte 66, die auf der Patiententragfläche 12 angeordnet
ist, und ein stromleitendes Element 68, das elektrisch
mit der Messplatte 66 verbunden ist. Das leitende Element
68 verläuft um die
Matratze 34 in eine Position, die an die Leiterplatte 30 des
Messfühlers 20 angrenzt.
Das leitende Element 68 ist vorzugsweise innerhalb von
0,635 cm (0,25 inch) von der Leiterplatte 30 angeordnet,
um das Verstärkerelement 64 kapazitiv
mit der Leiterplatte 30 zu verbinden. Falls gewünscht, kann
das leitende Element unterhalb eines Matratzenbezugs, welcher aus einem
schwach dielektrischen Material besteht, angeordnet werden.
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Indem die Platte 66 kapazitiv
mit der Leiterplatte 30 auf diese Weise verbunden ist,
wird die Platte 66 in Bezug auf die Grundspannung auf der
gleichen elektrischen Spannung wie die Leiterplatte 30 gehalten,
so dass der Messfühler
die Kapazität
zwischen der Platte 66 des Verstärkerelements und der Bodenplatte 32 misst,
und nicht die Kapazität
zwischen der Leiterplatte 30 und der Bodenplatte 32. Folglich
verbessert das Verstärkerelement 64 die
Fähigkeit
des Patientenermittlungssystems 10, den Patienten auf der
Patiententragfläche 12 zu überwachen.
Diese Verbesserung wird erreicht durch Vergrößerung des vertikalen Ausmaßes, in
dem sich der Ermittlungsraum über
die Patiententragfläche 12 erstreckt,
, und durch Erhöhung
der Messempfindlichkeit, indem die Masse der Matratze 34 von
dem über die
Platte 66 verlaufenden Teil des Ermittlungsraums entfernt
wird.
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Die dargestellte Platte 66 hat
eine im Allgemeinen rechteckige Form, kann aber fast jede Form annehmen,
um einen Ermittlungsraum mit einer gewünschten Form zu liefern. Beispielsweise
kann die Platte 66 H-förmig
sein, wie in 5 dargestellt,
und einen ersten Teil 70 umfassen, der einen ersten Teil 72 des
Ermittlungsraums definiert, sowie einen zweiten Teil 74,
der einen zweiten Teil 76 des Ermittlungsraums definiert,
wobei der zweite Teil 74 in Abstand zum ersten Teil 72 angeordnet
ist. Au ßerdem
kann die Platte 66 einen dritten Teil 78 umfassen,
der ein erstes Ende 80 hat, das mit dem ersten Teil 70 der Platte 66 verbunden
ist, sowie ein zweites Ende 82, das in Längsrichtung
und in Abstand zum ersten Ende 80 angeordnet ist und mit
dem zweiten Teil 74 der Platte 66 verbunden ist,
wobei der dritte Teil 78 der Platte 66 einen dritten
Teil 84 des Ermittlungsraums definiert. Es wird ersichtlich,
dass eine Bewegung des Patienten zu oder weg von jedem der Teile 72, 76, 84 des
Ermittlungsraums ein Ausgangssignal vom Regelgerät 24 hervorruft, das
die Bewegung des Patienten anzeigt. Folglich kann die Platte 66 im
Allgemeinen rechteckig oder H-förmig
sein oder irgendeine andere gewünschte
Form haben, um einen Ermittlungsraum zu liefern, der eine entsprechend gewünschte Form
aufweist.
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Das stromleitende Element 68 verbindet
einfach die Platte 66 kapazitiv mit der Leiterplatte 30 des Messfühlers 20.
Daher kann das Element 68 im Allgemeinen aus jedem Material
bestehen und im Allgemeinen jede Form aufweisen, die für die Verwendung auf
dem Patientenstützgerät geeignet
ist. Beispielsweise kann das Element 68 ein Kabel sein,
welches die Platte 66 mit der Platte 30 verbindet.
Gleichermaßen
kann das Element 68 ein stromleitendes Teil der Matratze 34 sein.
Vorzugsweise jedoch ist das Element 68 ein metallhaltiges
Mylarband, das die Matratze 34 umgibt, ohne die Bewegung
der Matratze 34 zu beeinträchtigen. Somit kann das Element 68 jedes
stromleitende Element umfassen, das zur Verwendung auf einem Patientenstützgerät geeignet
ist.
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Die Platte 66 kann auch
aus einer Vielzahl von Materialien bestehen, die Stromleiter sind,
wie zum Beispiel metallhaltiges Mylar oder jedes andere stromleitende
Material, das zur Verwendung auf oder in der Nähe einer Pa tiententragfläche eines
Patientenstützgerätes geeignet
ist. Die Platte 66 und das Element 68 können an
der Außenseite
der Matratze 34 angeordnet sein, aber alternativ können die
Platte 66 und das Element 68 auch in die Matratze 34 eingebaut
und innerhalb des Matratzenbezugs angeordnet sein (nicht dargestellt).
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Obwohl bei den 1–5 das Patientenermittlungssystem 10 auf
einem Bett 14 verwendet wird, kann das System 10 auf
anderen Patientenstützgeräten verwendet
werden, wie beispielsweise bei Tragbahren, Operationstischen, Inkubatoren, Brutkästen, Rollstühlen, anderen
Krankenhausstühlen,
und bei jedem anderen Patientenstützgerät, von dem ein Patient getragen
werden kann und bei dem das Pflegepersonal den Patienten überwachen möchte. Beispielsweise
kann das Patientenermittlungssystem 10 verwendet werden,
um die Position eines Patienten auf einer Patiententragfläche 16 eines
Stuhls 18 zu überwachen,
wie zum Beispiel in den 6 und 7 dargestellt.
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Der Stuhl 18 umfasst ein
Sitzkissen 86, das unterhalb des Patienten angeordnet ist,
und ein Rückenkissen 88,
das hinter dem Rücken
des Patienten angeordnet ist. Ein erster Messfühler 90 ist unterhalb des
Sitzkissens 86 positioniert und ist so angeordnet, dass
er einen ersten Ermittlungsraum 91 über dem an die Patiententragfläche 16 angrenzenden
Sitzkissen 86 definiert, wie in 6 dargestellt. Ein zweiter Messfühler 92 ist
hinter dem Rükkenkissen 88 positioniert
und ist so angeordnet, dass er einen zweiten Ermittlungsraum 93 vor
dem an die Patiententragfläche 16 angrenzenden
Rückenkissen 88 definiert.
Der erste und der zweite Messfühler 90, 92 sind
im Wesentlichen ähnlich
zu dem Messfühler 20 und
geben jeweils als Reaktion auf die An- oder Abwesenheit des Patienten
im Ermittlungsraum 91 beziehungsweise 93 ein Eingangssi gnal
an ein Regelgerät
(nicht dargestellt) ab. Das Regelgerät gibt als Reaktion auf die
Eingangssignale ein Ausgangssignal ab, das dem Pflegepersonal die
An- oder Abwesenheit des Patienten in den Ermittlungsräumen 91, 93 anzeigt. Das
Ausgangssignal kann dem Pflegepersonal sowohl die An- oder Abwesenheit
des Patienten auf der Patiententragfläche 16 anzeigen, als
auch ob der Patient aufrecht sitzt, sich nach vorne lehnt, nach
vorne fällt
oder zur Seite fällt.
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Wie bei Bett 14 kann das
Pflegepersonal mehr detaillierte Informationen über den auf dem Stuhl 18 ruhenden
Patienten erhalten, wenn das Patientenermittlungssystem 10 zusätzliche
Messfühler umfasst,
wie zum Beispiel in 7 dargestellt.
Das in 7 dargestellte
Patientenermittlungssystem 10 umfasst einen ersten Messfühler 90,
der einen ersten Ermittlungsraum 91 definiert; einen zweiten
Messfühler 92,
der einen zweiten Ermittlungsraum 93 definiert; einen dritten
Messfühler 94,
der unterhalb des Sitzkissens 86 angeordnet ist und transversal
und in Abstand zum ersten Messfühler 90 angeordnet
ist, wobei der dritte Messfühler 94 einen
dritten Ermittlungsraum 9S über dem an die Patiententragfläche 16 angrenzenden
Sitzkissen 86 definiert, welcher transversal und in Abstand
zum ersten Ermittlungsraum 91 angeordnet ist; und einen
vierten Messfühler 96,
der hinter dem Rückenkissen 88 angeordnet
ist und transversal und in Abstand zum zweiten Messfühler 92 angeordnet
ist, wobei der vierte Messfühler 96 einen
vierten Ermittlungsraum 97 vor dem an die Patiententragfläche 16 angrenzenden
Rückenkissen 88 definiert,
welcher transversal und in Abstand zum zweiten Ermittlungsraum 93 angeordnet
ist. Die Messfühler 90, 92, 94, 96 sind
im Wesentlichen ähnlich
zu dem Messfühler 20,
und jeder Messfühler 90, 92, 94, 96 gibt
als Reaktion auf die An- oder Abwesenheit des Patienten in den entspre chenden
Ermittlungsräumen 91, 93, 95, 97 ein
Eingangssignal an ein Regelgerät
(nicht dargestellt) ab. Das Regelgerät gibt als Reaktion auf die
Eingangssignale ein Ausgangssignal ab, das dem Pflegepersonal die
An- oder Abwesenheit des Patienten in den Ermittlungsräumen 91, 93, 95, 97 anzeigt.
Das Ausgangssignal kann dem Pflegepersonal sowohl die An- oder Abwesenheit
des Patienten auf der Patiententragfläche 16 anzeigen, als
auch ob der Patient auf beiden oder nur auf einer Gesäßhälfte(n)
sitzt, und ob der Patient sich in einer Sitzstellung befindet, in
der der Rücken
des Patienten in einer ungewollten Krümmung gebeugt ist.
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Es wird ersichtlich, dass das Patientenermittlungssystem 10 verwendet
werden kann, um die An- oder Abwesenheit eines Patienten auf einer
Patiententragfläche 12, 16 eines
Patientenstützgerätes zu überwachen.
Außerdem
kann das Patientenermittlungssystem 10 so konfiguriert
werden, dass es verschiedene Detailabstufungen liefert, so dass,
falls gewünscht,
das Ausgangssignal vom Regelgerät 24 nicht
nur die An- oder Abwesenheit des Patienten, sondern auch die Position
des Patienten anzeigen kann. Die Messfühler des Patientenermittlungssystems 10 können unterhalb
der Matratze 34 oder der Kissen 86, 88 angeordnet
sein, so dass die Messfühler
die Funktionsweise der Matratze 34 oder der Kissen 86, 88 oder
die Bequemlichkeit des Patienten nicht beeinträchtigen. Schließlich können die
Messfühler
so geformt sein oder die Anzahl und Positionen der Messfühler können so
variiert werden, dass der Ermittlungsraum die gewünschte Form
hat.
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Eine weitere Ausführungsform ist in 8 dargestellt. Diese Ausführungsform
umfasst eine Gruppe von Kapazitätsmessfühlern 110,
wie in Bezug auf die 1–7 dargestellt. Es kann jede
gewünschte
Anzahl von Messfüh lern 110 verwendet werden,
um ein Messfeld unterhalb der Matratze 34 zu erhalten.
Bei der Ausführungsform
gemäß 8 ist jeder Messfühler 110 mit
einem Regelgerät 112 verbunden,
welches ein analoges Ausgangssignal abgibt, wobei sich die Ausgangsspannung
mit Kapazitätsänderungen
von den Messfühlern 110 kontinuierlich
verändert.
Beispielsweise sind die Regelgeräte 112 ein
PCA25-Modell, das bei Gordon Products, Incorporated erhältlich ist.
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Ein Ausgang von jedem Regelgerät 112 ist mit
einem Analog-Digital-(A/D-)Umsetzer 114 verbunden. Eine
einzige Schalttafel 116 kann die einzelnen Regelgeräte 112 und
A/D-Umsetzer 114 umfassen. Jeder Messausgang vom entsprechenden A/D-Umsetzer 114 auf
der Leitung 118 ist mit einem Mikroprozessor 120 verbunden.
Der Mikroprozessor 120 erhält auch ein Eingangssignal
von den Bettpositionsmessfühlern 122,
welche die Positionen eines die Matratze stützenden Gelenkbettes anzeigt.
Ein Ausgang vom Mikroprozessor 120 ist mit einem Kommunikations-Port 124 verbunden.
Beispielsweise ist der Kommunikations-Port 124 ein COMposerTM On-line-Kit, erhältlich bei Hill-Rom, Inc. Der
Kommunikations-Port 124 ist mit einem Alarmsystem für das Pflegepersonal 126 verbunden.
Das Alarmsystem für das
Pflegepersonal 126 umfasst aktive Kommunikationsverbindungen
zur Verbindung mit dem Krankenhausnetzwerk oder mit einem Fernnetzwerk.
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Bei der Ausführungsform gemäß 8 ermittelt der Mikroprozessor 120 Variationen
in der Kapazität
von jedem Messfühler 110.
Somit kann der Mikroprozessor 120 einen Gesamtwert von
allen Ausgangswerten von den Messfühlern 110 errechnen.
Der Mikroprozessor 120 kann auch jeden einzelnen Ausgangswert
eines Messfühlers
ermitteln. Indem der Mikroprozessor 120 sowohl individuelle
als auch Gesamtwerte der Messfühler
liefern kann, kann der Mikropro zessor 120 sich selbst kalibrieren
als Reaktion auf Veränderungen
der Matratzen, der Kissen, der Überzüge oder
von anderen Objekten, die auf das Patientenstützgerät hinzugefügt werden. Der Mikroprozessor 120 kann
einen neuen Basis- oder einen Bezugskapazitätswert speichern, um jederzeit einen
Vergleich ziehen zu können.
Diese automatische Kalibrierung kann aktiviert werden, wenn der Patient
sich auf dem Bett oder Stuhl befindet, aber auch wenn er nicht anwesend
ist. Auch hier ermittelt der Mikroprozessor 120 Kapazitätswerte
von allen Messfühlern 110 und
legt dann einen Basiskapazitätswert
fest, um einen Vergleich zu dem sich auf dem Bett oder Stuhl befindenden
Patienten zu ziehen.
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Da der Mikroprozessor 120 ein
Ausgangssignal von den Bettpositionsmessfühlern 122 erhält, kann
der Mikroprozessor 120 so programmiert werden, dass er
das System automatisch erneut kalibriert, wenn ein Kopfabschnitt
des Bettes gehoben oder gesenkt wird, oder wenn die Lehnenposition
eines Stuhls verändert
wird. Falls gewünscht,
kann der Mikroprozessor 120 basierend auf jeder Bewegung des
Bettes oder des Stuhls erneut kalibriert werden.
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Das Steuersystem gemäß 8 kann Veränderungen
in der Matratze 34 messen und das System automatisch erneut
kalibrieren, um sich den Veränderungen
in der Matratze 34 anzupassen. Mit Hilfe der Ausführungsform
gemäß 8 kann außerdem ermittelt
werden, ob eine aktive Oberfläche,
wie beispielsweise eine Matratze mit niedrigem Luftverlust, nicht
mehr richtig funktioniert. Wenn beispielsweise eine Luftmatratze
defekt ist, bewegt sich der Patient viel näher zu den Messfühlern 110 unterhalb
der Matratze. Der Mikroprozessor 120 ermittelt diese große Kapazitätserhöhung und
zeigt dem Pflegepersonal oder dem Hersteller an einem entfernten
Standort an, dass Probleme mit der Matratze aufgetreten sind.
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Das System gemäß 8 ermöglicht
auch eine genauere Überwachung
der Patientenbewegung auf der Matratze. Da die Ausgangssignale der Messfühler 110 sich
mit den Kapazitätsänderungen kontinuierlich
verändern,
kann der Mikroprozessor 120 kleinste Bewegungen eines Patienten
innerhalb der Ermittlungsflächen
der Messfühler 110 ermitteln. Somit
kann der Mikroprozessor 120 Verschiebungen des Körpers des
Patienten ermitteln, selbst wenn der Patient sich nicht aus einer
Ermittlungsfläche
des Messfühlers
bewegt hat.
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Der Mikroprozessor 120 kann
so programmiert werden, dass er dass System infolge aller wesentlichen
Kapazitätsänderungen
erneut kalibriert. Wenn das System also aktiviert ist, wenn der
Patient sich nicht auf der Stützfläche befindet,
wird der Mikroprozessor 120 das System automatisch erneut
kalibrieren, wenn der Patient auf der Stützfläche liegt. Anders ausgedrückt ermittelt
der Mikroprozessor 120 die wesentliche Kapazitätsänderung,
wenn der Patient sich auf das Bett legt oder sich auf den Stuhl setzt,
und basierend auf den von den Messfühlern 110 erhaltenen
neuen Kapazitätswerten
erfolgt eine erneute automatische Kalibrierung des Systems.
