一种防走失跌倒防护报警系统

本发明涉及防护设备，涉及一种跌倒防护报警系统，该系统通过测量人体或人体各部位的运动，如手或肢体的活动性来降低跌倒风险，具体涉及一种防走失跌倒防护报警系统。

背景技术：

1、医院存在许多跌倒高风险患者，包括头晕、眩晕、视力障碍患者；体位性低血压患者；认知功能受损的患者以及使用高跌倒风险药物(如镇痛药、抗惊厥药、降压利尿剂、催眠药、精神类药物)的患者，这部分患者虽然在医院内接受治疗，但是由于患者的认知水平和医学常识有限，其依从性较差，如范林娜等在跌倒中高风险老年住院患者防跌倒健康教育依从性的调查研究中发现：老年住院患者中，45.90％的患者未掌握易跌倒药物注意事项；在67例跌倒中高风险老年住院患者的总依从性为87.87％，处于中等水平。具体而言，医生通常会告诉跌倒高风险患者不能离床，或者想要离床时需要按呼叫铃通知护士，但部分患者主观上自我感觉良好，认为下地行走不会出现意外，该种情况下，患者容易发生跌倒。尤其在夜间，管床护士或值班护士的人力相对不足，不可能时刻到相应的病房查看患者情况，跌倒情况频繁发生。调查显示，脑卒中病人相比于正常健康人跌倒发生率增加23％～50％，发生跌倒的地点主要在床边，目前临床上提供了一些辅助器以协助患者下床，但结果发现，患者仍然发生了跌倒，且跌倒地点在床边(马荣慧，李艳萍，王琛雅.床边多功能活动辅助器在脑卒中跌倒高风险病人中的应用研究[j].实用老年医学，2020，34(10)：1093-1096)。跌倒容易引起软组织损伤、骨折、头部受损、关节脱位等，是一种不容忽视的安全问题。

2、针对上述问题，医院常用的手段是在患者的手臂贴上带有预防跌倒标记的贴纸，然而贴纸只能提示医护人员了解该患者属于跌倒高风险人群而对其进行关注，但并不能减少患者的跌倒风险，也不能对患者跌倒进行防护。公告号为cn202456575u的实用新型提供了一种跌倒防护装置，其针对跌倒时容易受伤的部位(髋骨、胯骨、腰骨等)设计了跌倒防护装置，该装置由腰带、气囊式保护垫及充气启动装置构成，气囊式保护垫折叠连接于腰带后侧内部，充气启动装置固定连接于腰带侧面内部，充气启动装置通过导气管与气囊式保护垫的充气口连接。在跌倒时，该装置对人体易受伤的部位起到保护作用。对于不能离床且依从性较差的患者，该装置明显不适用，患者卧床时若一直穿戴该装置，会加重其不适感，若不穿戴该装置，自行离床的患者跌倒后没有防护措施。公告号为cn206697009u的实用新型提供了一种防跌倒预警系统，该系统采用穿戴式设计，利用自粘绷带和魔术胶带固定在患者腰部；包括微控制器主板、传感单元板、聚合物锂电池、报警单元、存储模块；传感单元板包括三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁力计，负责采集人体姿态角；微控制主板植入基于阈值的跌倒预警算法，负责计算出人体所处的大致姿态，判断姿态角是否超出预设阈值，若超出阈值符合摔倒条件，则发出警报信息，该系统能够在姿态角超出预设阈值时发出警报，以对易跌倒人群进行实时防护。但该系统容易出现误判而触发无效保护，例如人体正常坐下和人体跌坐具有相似特征，并不能作为针对院内依从性较差且跌倒高风险的患者的防护预警手段。对于身体有导管或服用高跌倒风险药物的患者，当其被告知不能离床却仍然自行下地活动时，安全问题十分突出。现有技术不能在患者具有离床倾向时对其进行警示或阻止，通过减少离床概率在最大程度上降低跌倒风险。虽然现有技术公开了一些离床报警装置，可以在发现患者具有离床倾向时即向护士发送报警指令，但它们不能区分患者是真正离床还是无离床倾向(如患者仅仅是由躺姿变为坐姿，或者患者虽然离床但又快速回到病床)。因此，现有离床报警装置不能区分患者是否为真正离床活动而在患者姿态发生变化时频繁发出提示信息，增加了护士的工作量，目前并没有针对该问题的有效解决手段。

3、此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

技术实现思路

1、降低住院患者跌倒发生率是各级医院管理的重要目标之一。尤其是老年住院患者，其缺乏基本的医学常识，对自身跌倒风险的认知水平受限，依从性差，自行离床活动而发生跌倒的概率较高，因此各级医院或一些养老机构将防止老年患者跌倒纳入常规的护理工作中。虽然现有技术提供了各种防跌装置或设备，如背心式防跌倒装置、鞋垫式防跌倒报警装置、智能床垫的跌倒预警装置等，但这些装置大多是患者离开病床后发生跌倒时起作用的装置，患者跌倒在地面后这些装置具有一定的缓冲作用，在多数情况下，仍然需要医护人员对患者进行帮助和检查，不能在患者离床之前发出预警信息；另一些装置虽然在患者离开病床之前发出预警，比如患者由平躺到坐姿，由坐姿到卧姿时就会出现报警，其不能避开无效离床的预警而给医护人员增加工作量。本技术的技术方案针对高风险跌倒人群，这类人群通常被要求不能离床，因而本技术方案能够包括患者未离床和离床后两种工作模式。针对未离床的工作模式，该系统监测是否有离床倾向；针对离床后的工作模式，该系统监测是否有跌倒倾向，最终目的均是降低跌倒风险，为患者提供跌倒防护。

2、现有技术已经出现通过监测患者卧床时身体体位的变化信息来鉴别患者是否发生坐起或离床行为并及时发出示警信号的技术方案。例如，公布号为cn113633279a的专利文献公开了一种离床监护报警方法和系统，该方法包括以下步骤：获取患者直立时背后体表面积数据和身长数据；获取患者卧床时身体与病床接触面面积数据和接触面长度数据；比较患者直立时背后体表面积数据与患者卧床时身体与病床接触面面积数据的大小，并根据不同结果分类处理；收到报警信号后，启动病床防护系统；获取病床所受压力数据。该技术方案通过监测患者卧床时身体与病床接触面面积的变化以及病床所受压力的变化，由此能够鉴别患者是否坐起或离床，并及时发出示警信号；同时，该技术方案通过监测患者卧床时身体与病床接触面长度的变化，由此能够区分患者是由于坐起导致接触面积变小还是侧卧导致接触面积变小。然而，该技术方案中所采用的监测数据必须同时使用患者自身的监测数据以及病床相关的监测数据才能实现对患者的离床状态信息的准确判断，一方面，不同患者由于自身所存在的个体差异，其在相同病床上所产生的监测数据是存在明显差别的，如果仅依靠单一的患者自身的监测数据与病床相关的监测数据之间的关联关系确定患者的离床状态，将产生大量的无效预警信息，或者无法触发相应的预警信息；另一方面，不同的监测数据的检测需要设置不同的传感器，由此显著增加了不同检测数据的采集负担，增加了预警系统的成本，同时也增加了数据分析处理的步骤，导致预警信息触发产生延迟而无法提供及时的预警效果。

3、针对现有技术之不足，本发明提供了一种跌倒防护报警系统，包括：

4、佩戴于患者的手臂和腿部的反映患者卧床期间的体位变化信息的第一监测模块；根据第一监测模块的监测结果发出预警信息的提示模块，以及控制模块，控制模块分别与第一监测模块和提示模块信号连接，基于佩戴于患者的手臂和腿部的第一监测模块之间的距离信息以及第一监测模块的电流强度信息，控制模块向提示模块输出针对患者和/或医护人员的预警信息的指令。

5、与上述现有技术相比，本发明的控制模块能够根据佩戴于患者的手臂和腿部的第一监测模块之间的距离信息以及第一监测模块的电流强度信息的变化情况来向提示模块输出针对患者和/或医护人员的不同预警信息的指令。基于上述区别技术特征，本发明要解决的问题可以包括：如何提高预警信息触发的准确性。本技术方案的有益效果：本技术通过在患者的手臂和腿部分别设置第一监测模块来获取患者在卧床期间的体位变化，与仅设置在手臂或腿部的方案相比，本技术方案可减少由于患者在病床上的手部动作或腿部动作的误差信息触发的无效预警信息。现有技术将第一监测模块设置在手臂上或腿部，根据第一监测模块的倾斜角度的变化来判断患者的体位变化，该设置会将仅由手臂或腿部的动作带来的第一监测模块的倾斜角度的变化与离床动作相互混淆。例如：针对第一监测模块仅设置于腿部的情况，患者平躺时卷曲腿部或小腿与大腿形成角度会引起第一监测模块的倾斜角度发生变化，进而导致患者在病床上的第一监测模块的电流强度信息变化与离床后的电流强度信息变化相似，因此出现无效提醒。

6、本技术不仅分别在患者的手臂和腿部设置第一监测模块，还通过获取两者的相对距离的变化来进一步帮助判断患者是否具有离床倾向或是否已经离开病床，以使得跌倒防护报警系统的判断结果更加准确。

7、另一方面，在获得佩戴于患者的手臂和腿部的第一监测模块之间的距离信息以及第一监测模块的电流强度信息变化的情况下，控制模块能够获得准确的患者信息并针对患者信息设置针对不同群体的预警信息。由于医院患者众多，对应的管床护士的工作量较大，若不对患者的具体情况进行分类，一旦有离床情况出现，护士站就会发出预警信息，则会显著增大医护人员的工作量。例如：患者虽然有离床倾向，但实际并未离开病床，该种情况通知医护人员到病房则是无效预警信息。因此，本技术根据患者的具体的离床信息来设置针对不同群体的预警信息，既能够提醒有离床倾向的患者不能离床，也有助于减少医护人员的工作量。

8、此外，第一监测模块佩戴于具有高跌倒风险的患者的身体上能够起到提醒或警示的作用。当这部分患者自行离床后，由于第一监测模块代表高跌倒风险，当其他医护人员或工作人员看到该标识后，会提醒该患者回到病床或监督该患者回到病床，在最大程度上降低患者的跌倒概率。

9、根据一种优选实施方式，当佩戴于患者的手臂和腿部的第一监测模块之间的距离小于卧姿时手臂和腿部自然伸直的第一距离，佩戴于腿部的第一监测模块的电流强度为0且佩戴于手臂的第一监测模块的电流强度小于卧姿时手臂自然伸直的第一电流值而反映患者具有离床倾向时，控制模块向提示模块输出针对患者的第一预警信息的指令。

10、与上述现有技术相比，本发明的控制模块能够在佩戴于患者不同特定部位上的第一监测模块之间的距离小于第一距离，佩戴于腿部的第一监测模块的电流强度为0且佩戴于手臂的第一监测模块的电流强度小于卧姿时手臂自然伸直的第一电流值时，向提示模块输出针对患者具有离床倾向的第一预警信息的指令。基于上述区别技术特征，本发明要解决的问题可以包括：如何判断患者的离床倾向。本技术方案的有益效果：佩戴于患者的手臂和腿部的第一监测模块之间的距离小于第一距离，代表患者此时为坐姿，佩戴于腿部的第一监测模块的电流强度为0且佩戴于手臂的第一监测模块的电流强度小于第一电流值，说明患者此时坐于床边，双腿自然下垂，手臂自然下垂或具有一定的倾斜度，该种情况下控制模块控制提示模块发出第一预警信息。由于此时患者实际并未离床，因而首先发出针对患者的第一预警信息而不向护士站发送预警信息的指令。第一预警信息能够对患者或患者家属起到提醒作用，告诉患者不能离开病床。部分患者可能只是想改变一下姿态而不会离床，部分患者在家属的劝告下不会离床，因而这些虽然具有离床倾向但实际不会离床的情况不用发送至护士端，以减少医护人员的无效工作量。

11、根据一种优选实施方式，当佩戴于患者的手臂和腿部的第一监测模块之间的距离由小于第一距离变为等于第一距离，佩戴于手臂和腿部的第一监测模块的电流强度均为0而反映患者为离床站立姿态时，控制模块向提示模块输出针对患者和医护人员的第二预警信息的指令。

12、与上述现有技术相比，本发明的控制模块能够在佩戴于患者不同特定部位上的第一监测模块之间的距离由小于第一距离变为等于第一距离，且佩戴于手臂和腿部的第一监测模块的电流强度均为0时，向提示模块输出反映患者为离床站立姿态的第二预警信息的指令。基于上述区别技术特征，本发明要解决的问题可以包括：如何判断患者的离床站立姿态。本技术方案的有益效果：当患者实际变为离床状态时，控制模块控制提示模块同时向护士站和患者发送第二预警信息。第二预警信息代表患者具有跌倒风险。由于患者已经离床，因此需要护士及时来到相应病房对患者进行管理，同时第二预警信息仍然发送至患者端，以提醒患者回到病床，或者提醒患者家属管理患者，降低患者离床后的跌倒风险。

13、根据一种优选实施方式，当佩戴于患者的手臂和腿部的第一监测模块之间的距离由小于第一距离变为等于第一距离，佩戴于手臂和腿部的第一监测模块的电流强度均为0而反映患者为离床站立姿态时，控制模块向提示模块输出针对医护人员的第二预警信息的指令。

14、本技术效果的有益效果：由于患者已经离床，因此需要医护人员及时到对应病房管理该患者。尤其是针对身体有导管或还在进行其他治疗的患者，其自行离开不仅会影响治疗效果，还会增加其跌倒风险。通知医护人员到相应病房，还可对患者进行检查，及时发现患者的异常情况。

15、根据一种优选实施方式，第二预警信息代表的严重程度或紧急程度大于第一预警信息。

16、本技术方案的有益效果：第二预警信息代表患者已经离床，第一预警信息代表患者具有离床倾向，当患者还在病床时，其跌倒风险小于已经离床的风险，即使患者具有头晕、腿部肌肉力量弱等情况，其跌倒受伤的风险显著小于第二预警信息代表的情况。

17、根据一种优选实施方式，跌倒防护报警系统还包括用于监测患者离床后的姿态变化的第二监测模块，当第一监测模块的监测结果为患者离床时，控制模块控制关闭第一监测模块，同时开启第二监测模块，以获得患者的跌倒倾向信息。

18、与上述现有技术相比，本发明的控制模块能够根据患者的离床状态变化切换不同的监测模块。基于上述区别技术特征，本发明要解决的问题可以包括：如何提高患者防跌倒倾向信息的监测的及时性以及准确性。本技术方案的有益效果：由于患者离开病床后会进行不同种类的活动，例如行走、蹲下等，不同的活动会导致第一监测模块的电流强度以及相对距离发生波动，该种情况下需要关闭第一监测模块，避免控制模块接收的数据量太多或太杂而影响判断结果。患者离开病床后容易出现意外跌倒，此时需要对其进行跌倒倾向的预测，该种情况下第二监测模块开启以获取患者的加速度和倾角信息，以使得控制模块能够提前对患者的跌倒倾向进行分析，进而在患者发生跌倒时在最大程度上保护患者的安全。

19、根据一种优选实施方式，跌倒防护报警系统还包括防护模块，与控制模块信号连接的第二监测模块设置于防护模块内，当第二监测模块监测到患者具有跌倒倾向时，控制模块控制防护模块开启以为患者提供缓冲作用。

20、本技术方案的有益效果：防护模块与第二监测模块在时间上相关联，只有当第二监测模块开启工作时，防护模块才会受到控制模块的控制作用。该技术方案是针对患者已经离床而设置的，即只有患者离开病床后第二监测模块才会开启，防护模块才可能被激活，避免患者在床上由于姿态变化而触发防护模块。

21、根据一种优选实施方式，第二监测模块设置于人体自然站立时对应于人体重心的位置，以获得人体跌倒时的加速度和倾角信息，进而得到人体的跌倒倾向。具体地，第二监测模块能够为三轴加速度传感器。

22、根据一种优选实施方式，防护模块包括位于膝盖部位第一保护单元、位于髋部的第二保护单元、位于手肘部位的第三保护单元以及位于头部的第四保护单元。

23、本技术方案的有益效果：设置不同的保护单元可在患者跌倒时有针对性地保护对应的身体部位，并且由于各个保护单元相互独立，控制模块可根据具体的跌倒姿态而选择性地开启对应部位的保护单元，减少不会受到伤害的部位的对应的保护单元的无效开启。

24、根据一种优选实施方式，控制模块基于第二监测模块反映的患者的跌倒倾向控制防护模块的开启部位以及开启顺序。

25、本技术方案的有益效果：由于患者的跌倒姿态不同，因而不需要在患者每次跌倒时均触发所有的保护单元。保护单元弹出后，在没有损坏的情况下可重复利用，患者家属或医护人员需要帮助患者将工作后的保护单元进行收纳以在下次跌倒时使用。若每次跌倒控制模块均控制所有保护单元开启工作，则会显著增加后续的收纳工作。再者，患者虽然具有跌倒倾向，但可能中途扶住或抓住一些支撑物体而并未跌倒，控制防护模块的开启顺序可减少不会摔倒的部位的保护单元的开启，减少后续的收纳工作或保护单元受损的概率。延长防护模块的使用寿命。

26、根据一种优选实施方式，当患者回到病床后，控制模块控制关闭第二监测模块，同时控制开启第一监测模块，避免防护模块的无效启动。

27、本技术方案的有益效果：患者回到病床后，第二监测模块需要关闭，避免由于患者在病床上的活动类似于跌倒而触发防护模块。患者回到病床后仅需要开启第一监测模块获取患者是否离床而不需要监测跌倒倾向，该设置不仅减少了误触防护模块的概率，还减少了控制模块的数据处理量和运行负荷，可延长跌倒防护报警系统整体的使用寿命。