Способы и системы для отслеживания и обеспечения терапевтической опоры для пользователя

Способы и системы для отслеживания и обеспечения терапевтической опоры для пользователя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к способам и системам для отслеживания давления, оказываемого опорной конструкцией на человека в одной или большем количестве точек, и для регулирования указанной опорной конструкции в ответ на отслеживаемое давление.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Профилактика и лечение пролежней (и подобных компрессионных повреждений) являются серьезной проблемой, стоящей перед лечебными и другими учреждениями здравоохранения. Пролежни (также известные как decubitus ulcers) образуются вследствие длительного давления на область тела. Например, пролежень представляет собой повреждение ткани, которое развивается при сжатии мягкой ткани между костным выступом и внешней поверхностью в течение длительного промежутка времени. Пролежни наиболее вероятно формируются в области затылка, крестца, пяток, лодыжек, ягодиц или плеч. Пролежни являются болезненными и могут быть опасными для жизни пациентов, в частности пациентов пожилого возраста и инвалидов. Чрезмерное давление на недавние хирургические разрезы может привести к осложнениям заживления мелких ран с подобной этиологией. Национальный антипролежневый фонд (NDF) оценивает, что 16% пациентов одних только американских больниц страдают некоторыми формами компрессионных заболеваний, таких как пролежень.

[0003] Пролежни больше всего характерны для пациентов, постоянно находящихся в кровати, кресле или инвалидной коляске. Указанные относящиеся к мебели опорные системы часто содержат набивочный материал, выполненный из ваты, пера, пены или подобных материалов. Некоторые способы предотвращения пролежней направлены на конструкции мебели и набивочном материале. Для ослабления давления разработана мебель, которая содержит фиксированное количество воздуха или жидкости в одной или большем количестве камер для обеспечения лечебных преимуществ, включая минимизацию жесткости в точках пережатия на теле пациента. Кроме того, некоторые из указанных опорных систем включают ручные или программируемые регулируемые подушечные секции. Однако, указанные системы не могут быть отрегулированы на основании обратной связи о текущем состоянии пациента, и, таким образом, пациент все еще остается подвержен опасности развития пролежней при использовании известной лечебной мебели. При появлении пролежня необходимо смягчить непрерывное чрезмерное давление на пролежневые области для облегчения процесса заживления.

[0004] Другой известный способ предотвращения пролежней включает частое изменение положения пациента. Однако данный способ профилактики является чрезвычайно трудоемким для медицинских учреждений и учреждений социальной защиты, в частности учреждений, в которых находится на лечении большое количество инвалидов или неподвижных пациентов. Таким образом, существует потребность в системе, которая может автоматически регулировать опорную конструкцию (или внешнее заполнение для мебели) на основании давления, отслеженного в одной или большем количестве областей тела пациента.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0005] Сопроводительные чертежи, включенные в настоящую заявку, являются частью описания и показывают варианты реализации способов и систем для отслеживания и регулирования терапевтической опоры для пользователя. Вместе с описанием, чертежи дополнительно служат для объяснения принципов настоящего изобретения и предоставляют специалисту возможность осуществления и использования описанных в настоящей заявке систем и способов. На чертежах подобными ссылочными номерами обозначены идентичные или функционально подобные элементы.

[0006] На фиг. 1А и 1В показан пример эксплуатационных условий для системы, предназначенной для отслеживания давления, оказываемого на тело пациента, вынужденного длительный период времени находиться в опорной конструкции, такой как кровать или кресло, согласно вариантам реализации настоящего изобретения.

[0007] На фиг. 2 показан перспективный вид опорной системы, содержащей систему для отслеживания и регулирования терапевтической опоры для пользователя согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

[0008] На фиг. 3 схематически показан узел воздушного шланга для опорной системы, показанной на фиг. 2, согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

[0009] На фиг. 4 схематическим показан вид опорной поверхности согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

[0010] На фиг. 5 схематически показан вид опорной поверхности согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

[0011] На фиг. 6 схематически показан вид опорной поверхности согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

[0012] На фиг. 7 схематически показан вид монитора давления согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

[0013] На фиг. 8 показан вид сверху бандажа, содержащего монитор давления согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

[0014] На фиг. 9 показан вид сверху другого варианта реализации бандажа, содержащего монитор согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

[0015] На фиг. 10 показано радиочастотное устройство согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

[0016] На фиг. 11 показан пример системы, содержащей модифицированный радиочастотный идентифицирующий чип, согласно одному варианту реализации.

[0017] На фиг. 12 показана блок-схема части радиочастотного идентифицирующего устройства согласно одному варианту реализации.

[0019] На фиг. 13 показана блок-схема способа отслеживания давления согласно одному варианту реализации.

[0020] На фиг. 14 показана блок-схема способа ассоциирования идентификаторов для осуществления прозрачного и безопасного беспроводного отслеживания пользователя согласно одному варианту реализации.

[0021] На фиг. 15А показан пример опорной конструкции.

[0022] На фиг. 15В показан пример опорной конструкции.

[0023] На фиг. 16 показана функциональная схема блока обработки данных, которая может быть использована для осуществления части радиочастотного идентифицирующего считывающего устройства/датчика или контроллера, показанных на фиг. 12.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0024] Ниже приведено подробное описание систем и способов для отслеживания и обеспечения терапевтической опоры для пользователя со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых показаны примеры вариантов реализации. Если не указано иное, все варианты реализации и примеры следует считать примерами возможного использования. Также возможны и другие варианты реализации. Модификации в вариантах реализации, описанных в настоящей заявке, могут быть выполнены без отступления от идеи и объема защиты настоящего изобретения. Таким образом, приведенное ниже подробное описание не должно рассматриваться как ограничение. Кроме того, для специалиста очевидно, что системы и способы, описанные ниже, могут быть осуществлены в различных вариантах реализации аппаратных средств, программного обеспечения и/или программируемого оборудования. Любые описанные ниже фактические аппаратные средства, программное обеспечение и/или программируемое оборудование не являются ограничением.

[0025] В настоящей заявке представлены варианты реализации систем и способов для отслеживания оказываемого на пациента давления и соответствующего регулирования опорной конструкции. Согласно одному варианту реализации монитор давления может непрерывно (или полунепрерывно) измерять контактные давления между частью тела пользователя и секцией опорной поверхности опорной системы, такой как клиническая кровать. Например, монитор давления может измерять контактное давление между опорной поверхностью и головой, плечами, бедрами, лодыжками, поясницей пользователя или любым другим подходящим местом на теле пользователя.

[0026] Согласно различным вариантам реализации монитор давления может быть выполнен с возможностью передачи данных о значениях измеренного давления в выполненное с возможностью подключения к сети устройство (например, ноутбук, PDA, сотовый телефон, процессор, расположенный в кровати, или другой монитор пациента) с использованием радиочастотного средства связи. Затем выполненное с возможностью подключения к сети устройство может передать сигнал исполнительно-приводным механизмам, расположенным внутри кровати, для регулирования давления одной или большего количества секций в опорной поверхности кровати. Выполненное с возможностью подключения к сети устройство может дополнительно передавать состояние пользователя и его положение в узел связи медицинского учреждения (например, укомплектованный медсестрами, врачами и другим врачебным персоналом) или непосредственно в беспроводное устройство медицинского учреждения, выполненное с возможностью подключения к сети (например, сотовый телефон, пейджер или персональный цифровой помощник (PDA)), посредством коммуникационной сети, такой как локальная сеть (LAN), глобальная сеть (WAN) или подобная сеть. Такая связь предоставляет медицинскому учреждению возможность дистанционного отслеживания пользователя, такого как госпитализированный пациент, и принимать меры в случае возникновения некоторых состояний. Выполненное с возможностью подключения к сети устройство или ассоциированная с ним вычислительная система, дополнительно может регистрировать и отображать тенденции во времени, минимумы и максимумы данных давления и дополнительно сохранять в электронных историях болезни указанные данные о состоянии здоровья пациента. Выполненное с возможностью подключения к сети устройство или ассоциированная с ним вычислительная система также может сравнивать данные давления с диастолическим кровяным давлением пациента или другими измеренными данными и вычислять соответствующие клинические градиенты в режиме реального времени,

[0027] На фиг. 1А и В показан пример рабочей среды для системы для отслеживания давления для человека, вынужденного находиться некоторый период времени в опорной конструкции /такой, как кровать или кресло/ согласно одному варианту реализации настоящего изобретения. Как показано на фиг. 1А, система содержит опорную систему 110. В примере, показанном на фиг. 1А, опорная система выполнена в форме кровати. Однако, как описано подробно ниже, опорная система может быть выполнена в форме матраца, кресла, такого как инвалидное кресло, или в подобной форме для опоры. Человек, например, пациент 190, входит в непосредственный или косвенный контакт с опорной системой. Как показано на фиг. 1А, человек лежит на конструкции 110. Однако, согласно другим вариантам реализации человек может сидеть в прямом положении или откинутом положении с различными углами наклона.

[0028] Перед размещением на опорной конструкции один или большее количество радиочастотных адресуемых датчиков 100 давления размещают на пациенте. Указанные датчики давления могут быть размещены в местах, наиболее восприимчивых к компрессионным повреждениям, таких как крестец, затылок, локти, плечи, лодыжки, и т.п..

Согласно одному варианту реализации указанные датчики размещены на коже пациента в местах наиболее вероятного прямого или косвенного контакта с опорной конструкцией или на которые вероятнее всего будет оказано давление опорной конструкцией. На фиг. 1В показан вид сзади пациента, показывающий примерное размещение множества радиочастотных адресуемых датчиков давления согласно различным вариантам реализации настоящего изобретения. Радиочастотные адресуемые датчики 100 давления описаны более подробно ниже.

[0029] Система дополнительно содержит считывающее устройство 150 радиочастотного идентификатора и контроллер 160. Несмотря на то, что указанные считывающее устройство 150 радиочастотного идентификатора и контроллер 160 показаны как отдельные компоненты, они могут быть осуществлены как единая конструкция. Считывающее устройство 150 радиочастотного идентификатора выполнено с возможностью обмена данными с одним или большим количеством адресуемых датчиков 100 давления и приема от них данных. Считывающее устройство 150 радиочастотного идентификатора размещено в непосредственной близости от пациента. Несмотря на то, что на фиг. 1А считывающее устройство 150 показано соединенным с подножием кровати, считывающее устройство радиочастотного идентификатора может быть размещено в любом месте для обеспечения возможности обнаружения радиочастотных адресуемых датчиков и доступа к ним. Например, считывающее устройство 150 может быть размещено в опорной конструкции, под опорной конструкцией, над опорной конструкцией или рядом с опорной конструкцией (например, на подвижной стойке).

[0030] Считывающее устройство 150 радиочастотного идентификатора соединено с контроллером 160. Согласно одному варианту реализации контроллер 160 выполнен с возможностью приема данных от считывающего устройства 150 и определения необходимости выполнения регулировки опорной конструкции для уменьшения давления в одной или большем количестве областей. Согласно другому варианту реализации считывающее устройство 150 содержит логический блок определения необходимости выполнения регулировки опорной конструкции. Контроллер 160 дополнительно выполнен возможностью вызвать выполнение регулировки опорной конструкции.

[0031] Кроме того, считывающее устройство 150 радиочастотного идентификатора и/или контроллер 160 могут быть соединены с внешней отслеживающей станцией. Коммуникационная инфраструктура описана более подробно ниже,

ОПОРНЫЕ СИСТЕМЫ

[0032] На фиг. 2 показан перспективный вид опорной системы 200, в которую встроена система для отслеживания и обеспечения терапевтической опоры для пользователя согласно одному варианту реализации настоящего изобретения. Опорная система 200 может быть реализована в одной из многих форм, включая помимо прочего кровать, содержащую матрац и станину, такую как клиническая кровать, выполненная с возможностью использования во время или после медицинских процедур, известную кровать, используемую для сна, матрац для кровати, матрацное покрытие, выполненное с возможностью размещения поверх матраца, кресло, такое как инвалидное кресло, кушетку или любую другую подходящую опорную систему, имеющую опорную поверхность.

[0033] Согласно некоторым вариантам реализации опорная система 200 содержит известные компоненты клинической кровати, например матрац 215, головную секцию 280 с одной стороны матраца, включая спинку кровати 285, ножную секцию 290 с противоположной стороны матраца 215, станину 130, расположенную под матрацем 215 и поддерживающую его, и боковые направляющие 120 для удерживания пользователя внутри опорной системы 200. Опорная система 200 дополнительно может содержать колеса 140 для облегчения ее перемещения. Согласно другому варианту реализации опорная система может быть выполнена в форме слоя с набивкой, который размещен поверх матраца, кресла, кушетки или другой поверхности.

[0034] Согласно некоторым вариантам реализации матрац 215 может содержать опорную поверхность 205, которая включает области, соответствующие телу пациента, имеющего средние размеры. Например, головная часть 250 может быть выполнена с возможностью размещения на ней головы пользователя, поясничная часть 260 может быть выполнена с возможностью размещения на ней поясницы пользователя, и ножная часть 270 может быть выполнена с возможностью размещения на ней ноги и стопы пользователя. Матрац 215 дополнительно может содержать множество регулируемых секций 210. Согласно некоторым вариантам реализации каждая из регулируемых секций 210 выполнена в форме квадрата и расположена с возможностью формирования квадратной сетки; согласно другим вариантам реализации одна или большее количество регулируемых секций 210 могут быть выполнены в другой форме, помимо квадратной. Например, в форме неквадратного прямоугольника, овала, сферы, цилиндра или любой другой подходящей геометрической форме. Согласно некоторым вариантам реализации одна или большее количество секций могут иметь форму, повторяющую контур тела пользователя. Например, матрац 215 может содержать одиночную регулируемую секцию или множество расположенных рядом друг с другом регулируемых секций, образующих выемку для головы пользователя и повторяющих ее форму.

[0035] Согласно некоторым вариантам реализации регулируемые секции 210 матраца 215 содержат внутри газ, жидкость или другой подходящий текучий материал. Характеристики опоры, такие как степень надувания, могут быть отрегулированы с использованием подающих средств для подачи воздуха или жидкости, таких как один или большее количество насосов, или путем подачи воздуха из централизованной установки. Согласно некоторым вариантам реализации одиночный насос подает воздух в каждую из секций. Согласно другим вариантам реализации множество насосов подают воздух во множество секций.

[0036] На фиг. 3 схематически показан узел 300 воздушного шланга опорной системы, показанной на фиг. 2. Согласно некоторым вариантам реализации регулируемые секции 210 функционально соединены с узлом 310 воздушного насоса для накачивания и скачивания регулируемых секций 210. Например, узел 300 воздушного шланга может быть соединен с центральным воздухопроводом 340, по которому воздух подают в отводные воздухопроводы 320 посредством линейных ответвителей 330. Отводные воздухопроводы 320 также функционально соединены с регулируемыми секциями 210 для их накачивания и скачивания. Линейные ответвители 330 могут содержать отдельные распределители с электромагнитным управлением или другое средство для управления протеканием текучей среды в каждую камеру или из каждой камеры.

[0037] На фиг. 4 схематически показана опорная поверхность 405 согласно одному варианту реализации. Подобная опорной поверхности 205, показанной на фиг. 2, опорная поверхность 405 содержит части, соответствующие телу пациента обычного размера пользователя. Например, головная часть 450 выполнена с возможностью размещения на ней головы пользователя, поясничная часть 460 может быть выполнена с возможностью размещения на ней поясницы пользователя, и ножная часть 470 может быть выполнена с возможностью размещения на ней ног и стоп пользователя. Регулируемые секции 410 могут быть уменьшены в размере по сравнению с регулируемыми секциями 210 опорной поверхности 205, показанной на фиг. 2. Регулируемые секции 210 могут иметь любые подходящие размер и форму.

[0038] На фиг. 5 схематически показана опорная поверхность 505 согласно одному варианту реализации. Опорная поверхность 505, аналогичная опорной поверхности 205, показанной на фиг. 2, содержит части, соответствующие телу пациента обычного размера. Например, головная часть 550 может быть выполнена с возможностью размещения на ней головы пользователя, поясничная часть 560 может быть выполнена с возможностью размещения на ней поясницы пользователя, и ножная часть 570 может быть выполнена с возможностью размещения на ней ног и стоп пользователя. Регулируемые секции 510 могут быть расположены с возможностью повторения контура тела пользователя в различных известных положениях, как показано, например, на фиг. 2. Согласно некоторым вариантам реализации опорная поверхность 505 дополнительно может содержать наружную секцию 507, которая окружает регулируемые секции. Наружная секция 507 может содержать известные материалы, такие как пена или другой заполнитель, а также согласно другому варианту реализации может содержать дополнительные регулируемые секции/ нерегулируемые накачанные секции, или любую подходящую их комбинацию.

[0039] На фиг. 6 схематически показана опорная поверхность 605 согласно одному варианту реализации. Опорная поверхность 605, подобная опорной поверхности 205, показанной на фиг. 2, содержит части, соответствующие телу пользователя обычного размера. Например, головная часть 650 может быть выполнена с возможностью размещения на ней головы пользователя, поясничная часть 660 может быть выполнена с возможностью размещения на ней поясницы пользователя, и ножная часть 670 может быть выполнена с возможностью размещения на ней ног и стоп пользователя. Регулируемые секции 610 могут быть расположены с возможностью повторения контура тела пользователя в различных известных положениях, как показано, например, на фиг. 2. Согласно некоторым вариантам реализации опорная поверхность 605 дополнительно может содержать наружную секцию 607, которая окружает регулируемые секции. Наружная секция 607 может содержать известные подстилочные материалы, такие как пена или другой заполнитель, а также согласно другому варианту реализации может содержать дополнительные регулируемые секции, нерегулируемые наполненные секции или любую подходящую их комбинацию. Регулируемые секции 610 могут иметь прямоугольную форму и уменьшенный размер по сравнению с регулируемыми секциями 210, показанными на фиг. 2 и регулируемыми секциями 410, показанными на фиг. 4. Регулируемые секции 610 могут иметь любые подходящие размер и форму.

РАДИОЧАСТОТНЫЙ АДРЕСУЕМЫЙ МОНИТОР ДАВЛЕНИЯ

[0040] На фиг. 7 схематически показан радиочастотный адресуемый монитор 700 давления согласно одному варианту реализации, описанному в настоящей заявке. Согласно некоторым вариантам реализации радиочастотный адресуемый монитор 700 давления выполнен с возможностью размещения на теле пользователя и содержит датчик 710 давления, функционально соединенный с радиочастотным идентифицирующим устройством 715, расположенным на подложке 730. Согласно некоторым вариантам реализации датчик 710 давления является датчиком на основе микроэлектромеханической системы (МЭМС) размером примерно 1 мм. Относительно небольшой размер датчика давления на основе МЭМС позволяет легко разместить его на теле пользователя. В указанных датчиках на основе МЭМС используются изменение сопротивления, изменение емкости, изменение напряжения или пьезоэлектрический эффект для преобразования изменения давления на чувствительную мембрану в изменение напряжения, тока или частоты выходного сигнала.

[0041] Датчик 710 давления соединен с проводом 740, соединенным с радиочастотным устройством 715, размещенным на подложке 730, и может быть выполнен в форме элемента поверхности или бандажа. Подложка 730 может содержать адгезионный материал, размещенный на одной поверхности для соединения с кожей пациента. Подложка 730 дополнительно может быть содержать множество слоев. Согласно некоторым вариантам реализации радиочастотное устройство 715 и радиочастотная антенна 760 могут быть встроены в слои подложки 730.

[0042] Согласно некоторым вариантам реализации датчик 710 давления может содержать заполненный воздухом или текучей средой объем, сообщающийся с соответствующим датчиком посредством трубки, сообщающейся с чувствительной мембраной. Таким образом, датчик может быть выполнен отдельно от пакета бандажа.

[0043] Согласно некоторым вариантам реализации радиочастотное устройство 715 содержит радиочастотную антенну 760 и батарею 750, соединенную с радиочастотным идентифицирующим чипом 720, для подачи энергии и передачи данных. Радиочастотное устройство 715 питает датчик 710 давления и интерпретирует или передает данные от датчика 710 давления в считывающее опрашивающее устройство. Радиочастотное устройство может быть пассивным, пассивно-активным (с частичным питанием от батареи) или полностью активным (с полным питанием от батареи) в зависимости от необходимой частоты считывания/ предполагаемого расстояния между опрашивающим устройством и радиочастотным устройством и энергопотребления радиочастотного устройства. Согласно другим вариантам реализации датчик давления интегрирован с системой связи Bluetooth, ZIGBEE или другими радиосистемами, совместимыми с беспроводными устройствами, такими как сотовые телефоны.

[0044] Подложка 730 (например, слой адгезионного бандажа) используется для удерживания радиочастотного устройства 715 и батареи 750 на поверхности кожи или одежды пользователя. Согласно некоторым вариантам реализации между электронными компонентами и поверхностью кожи может быть размещена стерильная марля.

[0045] При использовании регистрируют изменение давления между датчиком 710 давления и опорной поверхностью с помощью датчика 710. В показанном на чертеже варианте реализации данные давления передаются радиочастотному устройству 715 связанному с датчиком 710. В показанном на чертеже варианте реализации датчик 710 и радиочастотное устройство 715 питаются от батареи 750. Батарея 750 может быть по существу жесткой или может быть гибкой. Специалисту понятно, что радиочастотное устройство 715 и/или датчик 710 можно питать другими способами. Адгезионный материал бандажа может быть использован для размещения и удерживания радиочастотного устройства 715, батареи 750 и датчика 710. Дополнительные внешние датчики также могут быть размещены в мониторе 700 давления, например, в адгезионном материале бандажа или на подложке 730. Стерильная марля может быть размещена между адгезионным бандажом или подложкой 730 и поверхностью кожи или одежды пользователя.

[0046] На фиг. 8 показан вид сверху бандажа 810, в который встроены монитор 800 давления и подложка 830 согласно одному варианту реализации, описанному в настоящей заявке. Подобно монитору давления, показанному, например, на фиг. 7, монитор 800 давления может содержать радиочастотное устройство 815 и радиочастотную антенну 860. Согласно варианту реализации, показанному на фиг. 8, радиочастотное устройство размещено поверх подложки 830. Как показано на фиг. 8, бандаж имеет овальную форму. Разумеется, бандаж может иметь любую другую подходящую форму. Бандаж 810 может быть использован с любым из мониторов давления, описанных выше.

[0047] На фиг. 9 показан вид сверху бандажа 910, в который встроен монитор 900 давления и подложка 930 согласно одному варианту реализации, описанному в настоящей заявке. Подобно монитору давления, показанному, например, на фиг. 7, монитор 900 давления может содержать радиочастотное устройство 915, радиочастотную антенну 960 и батарею 950.

[0048] На фиг. 10 показано радиочастотное устройство 1000 согласно одному варианту реализации. Радиочастотное устройство 1000 соединено с одним или большим количеством внешних датчиков 1010а-1010n. Радиочастотное устройство 1000 включает радиочастотное центральное устройство 1020, аналого-цифровой преобразователь (ADC) 1030 и одну или большее количество антенн 1040. Указанные компоненты установлены или сформированы на подложке. Кроме того, радиочастотное центральное устройство 1020 и/или ADC 1030 могут быть включены в интегральную схему. Радиочастотное устройство 1000 также может содержать один или большее количество чувствительных элементов 1050а-1050n. Чувствительные элементы 1050а-1050n могут быть включены в интегральную схему, а также установлены на подложке, отдельно от подложки или в любой комбинации вышеуказанного. В качестве чувствительного элемента может быть использован любой совместимый чувствительный элемент.

[0049] Внешние датчики 1010а-1010n включают датчики (например, датчик на основе МЭМС), описанные выше, для измерения давления камеры. Указанные внешние датчики давления могут быть соединены с насадком для измерения давления посредством проводного соединителя или неэластичной наполненной текучей средой трубки. Согласно другому варианту реализации для этой цели может быть использовано оптоволоконное соединение.

[0050] В качестве датчиков 1050а-1050n или внешних датчиков 1010а-1010n могут быть использованы чувствительные элементы различных типов. Например, встроенный или внешний датчик может содержать: термочувствительный элемент, который генерирует информацию, указывающую температуру окружающей среды; элемент, чувствительный к рН фактору; или другие биологические или химические датчики. Система может включать чувствительные элементы других типов или их комбинации, очевидных для специалистов. Испытание показало, что некоторые радиочастотные идентифицирующие считывающие чипы не совсем хорошо подходят для считывания сложных радиочастотных идентифицирующих датчиков из-за проблем, связанных с синхронизацией и/или питанием. Считывающие устройства по существу предназначены для считывания идентификационного номера и имеют очень короткий запросно/ответный временной цикл. Кроме того, в случае использования пассивных устройств (как имеет место для большей части радиочастотных идентификаторов), в радиочастотном идентифицирующем чипе происходят значительные колебания мощности, что ухудшает точность датчика.

[0051] Радиочастотное идентифицирующее центральное устройство 1020 включает коммуникационный блок, соединенный с антенной 1040, логический блок радиочастотной идентифицирующей метки, блок питания и запоминающее устройство. Согласно одному варианту реализации в запоминающем устройстве сохранен идентификатор для радиочастотной идентифицирующей метки, ассоциированной с датчиком давления. Идентификатор метки, например, может быть использован для ассоциирования радиочастотного адресуемого датчика с конкретным человеком. Согласно данному варианту реализации поставщик услуг может поддерживать базу данных идентификаторов меток, ассоциированных с конкретными людьми.

[0052] Для облегчения считывания мониторов давления, содержащих сложный датчик на основе МЭМС, посредством указанных считывающих устройств может быть использован модифицированный радиочастотный идентифицирующий чип. Указанный модифицированный чип содержит порт последовательного периферийного интерфейса (SPI) и обеспечивает возможность сохранения предварительно обработанных данных от датчика в запоминающем устройстве, непосредственно связанном с идентифицирующим процессом опроса радиочастотной идентифицирующей метки. Таким образом, радиочастотная идентифицирующая метка такого типа служит в качестве недорогого ретрансляционного радиоустройства. Указанные конструкция и способ обеспечивают возможность соединения любого датчика с общей системой радиочастотной идентификации и прямого считывания указанного датчика посредством сотовых телефонов, снабженных действующим радиочастотным идентификатором. Указанный способ может быть осуществлен с возможностью использования, например, меток, соответствующих стандарту ISO 15693, и может быть непосредственно совместимым с многопротокольными 13,56 МГц радиочастотными идентифицирующими чипами считывающих устройств для использования в сотовых телефонах, таких как чип PN 544 С2 считывающего устройства, изготовленный компанией NXP.

[0053] Для осуществления предложенного способа возможны различные конструкции и варианты схемы. На фиг. 11 показан пример системы 1100, содержащей модифицированный радиочастотный идентифицирующий чип и антенну 1190 согласно одному варианту реализации. На фиг. 11 показано, как могут быть обработаны сложные датчики с использованием пассивного модифицированного радиочастотного идентифицирующего радиоустройства, в котором обработанные данные от датчика передаются посредством радиочастотного идентифицирующего центрального устройства в качестве части стандартного опроса-передачи радиочастотных идентифицирующих данных. Система 1100 содержит множество внешних датчиков. Согласно различным вариантам реализации множество внешних датчиков включают комплекс из калиброванного внешнего датчика 1110 на основе МЭМС и сверхточного внешнего термистора, выполненных с возможностью комбинированных измерений давления и температуры, пригодных для медицинского использования.

[0054] Каждый из множества внешних датчиков соединен с сенсорным интерфейсом 1120. Сенсорный интерфейс 1120 содержит аналого-цифровой преобразователь (ADC) и мультиплексор 1130, внешний микропроцессор (MCU) и программируемое оборудование 1140, а также запоминающее устройство 1150. Использование внешнего микропроцессора и программируемого оборудования обеспечивает возможность сжатия сложных данных от датчика и чрезвычайно быструю передачу информации посредством радиочастотного идентифицирующего чипа, причем такая задача вполне по силам стандартным радиочастотным идентифицирующим чипам. Сенсорный интерфейс 1120 дополнительно содержит внешний источник энергии (например, батарею, устройство для аккумулирования солнечной энергии, химической энергии, кинетической энергии, и т.п.), который также может содержать схему для калибрования эталонного напряжения. Согласно одному варианту реализации сенсорный интерфейс 1120 выполнен в форме отдельного чипа.

[0055] Сенсорный интерфейс 1120 соединен с модифицированным радиочастотным идентифицирующим чипом 1160. Набор команд для внешнего микропроцессора 1140 передается посредством радиочастотного идентифицирующего чипа 1160. Запоминающее устройство в радиочастотном идентифицирующем чипе очищается при переполнении или вытесняется каждыми новыми опросными или загруженными из датчика данными, или внешней командой от радиочастотного идентифицирующего опросного устройства (например, сотового телефона или другого беспроводного выполненное с возможностью подключения к сети устройства).

[0056] Радиочастотный идентифицирующий чип 1160 и сенсорный интерфейс 1120, показанные на фиг. 11, могут быть встроены в одиночный гибридный чип, в результате чего упакованные данные от датчика могут быть сохранены в запоминающем устройстве, причем основной процессор может получать питание от внешнего источника энергии, а коммуникационная часть может быть выполнена с возможностью смягчения ограничений, налагаемых действующими радиочастотными идентифицирующими опросными устройствами. Согласно другому варианту реализации компоненты сенсорного интерфейса 1120 могут быть встроены в отдельный интегральный чип.

[0057] Для осуществления системы в форме полностью интегрированного чипа могут быть использованы различные конструкции. Система на фиг.11 показывает комбинацию внешнего датчика температуры 1170, внешнего датчика 1110 на основе МЭМС и другого датчика или датчиков 1180. Для температуры внутри чипа может быть использован одиночный цифровой датчик с калибрационной точкой. Такой датчик описан в патенте США №7,461,972, который полностью включен по ссылке в настоящую заявку.

СЕТЬ

[0058] На фиг. 12 показан пример блок-схемы сети для отслеживания одного или большего количества датчиков давления, интегрированных с радиочастотными устройствами, и регулирования опорной конструкции для подстраивания в зависимости от изменений давления согласно одному варианту реализации настоящего изобретения. Сеть содержит один или большее количество радиочастотных адресуемых датчиков 1200, одно или большее количество считывающих устройств 1250 для радиочастотных идентификаторов/датчиков и контроллер 1260. Примеры радиочастотных адресуемых датчиков были описаны выше. Сеть может дополнительно содержать коммуникационную сеть 1270, соединенную с контроллером 1260, и удаленную отслеживающую станцию 1280.

[0059] Коммуникационная сеть 1270 является общедоступной коммуникационной сетью. Коммуникационная сеть 1270 может быть проводной сетью, беспроводной сетью или их комбинацией. Согласно другому варианту реализации коммуникационная сеть 1270 является частной сетью или гибридной сетью, включающей общественные и частные секции. Специалисту понятно, что коммуникационная сеть 1270 может иметь различную архитектуру.

[0060] Беспроводное считывающее устройство 1250 радиочастотного идентификатора/датчика содержит логический блок считывания данных из датчика и данных из радиочастотной идентифицирующей метки, переданных радиочастотным адресуемым датчиком 1200. Согласно одному варианту реализации беспроводное считывающее устройство 1250 также содержит логическое устройство для обработки данных, принятых от датчика. Беспроводное считывающее устройство 1250 может быть любым беспроводным устройством, выполненным с возможностью обмена данными с радиочастотным адресуемым датчиком 1200 с использованием протокола радиоинтерфейса. Согласно некоторым вариантам реализации беспроводное считывающее устройство 1250 может быть беспроводным телефоном, персональным цифровым помощником (PDA), компьютером, имеющим функцию беспроводной связи, или мобильным устройством, карманным компьютером и/или вычислительным устройством другого типа (например,