CN103503041B - 用于跌倒检测器或跌倒检测***中的装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种操作跌倒检测器的方法，所述方法包括：在检测到所述跌倒检测器的用户的跌倒事件时，测量所述用户的至少一个生理特征；以及使用所述至少一个生理特征的测量结果来确定是否加速发出用户跌倒的警报。还提供了一种装置，其包括被配置为执行上述方法的处理器。

Description

用于跌倒检测器或跌倒检测***中的装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及用于跌倒检测器或跌倒检测***中的装置及其操作方法，当跌倒发生时，跌倒检测器或跌倒检测***检测用户跌倒并触发警报以使用户得到帮助。

背景技术

每年跌倒影响数百万人并导致显著的损伤，特别是在老年人中。事实上，据估计跌倒是导致老年人死亡的三大原因之一。跌倒被定义为身体突然地、不受控制地并且非主观地向地面或较低水平位移，随后与地面或较低水平接触（例如碰撞），此后身体就停留在地上。

可以获得个人求助按钮（PHB），其要求用户在紧急情况下按下按钮以寻求帮助。当按下按钮时，PHB向呼叫中心发起呼叫，并允许用户与呼叫中心的员工进行交流，呼叫中心的员工将按照需要安排对用户的帮助。然而，如果用户遭受严重的跌倒（例如如果他们被摔得不省人事），用户可能无法按下按钮，这可能意味着用户在很长时间内得不到帮助，特别是如果用户单独居住或无人看到用户跌倒。

因此已经改善了PHB，使其包括一个或多个运动传感器，对其测量结果进行处理，以检测用户跌倒以及触发呼叫而无需用户按下PHB上的按钮。大多数现有跌倒检测器使用加速度计（通常是在三个维度中测量加速度的加速度计），并且试图通过处理由加速度计生成的时间序列来推断跌倒的发生。某些跌倒检测器也可以包括气压传感器，例如，如WO2004/114245中所描述。检测算法通常是针对低功耗设计的，使得不需要经常更换电池或再充电。此外，在某些跌倒检测器中，如果用户不能在检测到跌倒（有时称为“撤销期”）之后的预定时间段内站起来，才会触发或启动警报。

撤销期的应用在发生跌倒事件以及联系呼叫中心之间引入了延迟。虽然可以设置不同的值，但是通常撤销期大约是20到30秒。此外，根据触发紧急呼叫时呼叫中心的实际来电数量，呼叫可能会被放置在队列中，进一步延迟向用户调度帮助。由于跌倒的人迫切需要帮助，任何延迟都会显著影响他们生存的机会。

如果跌倒是由某些潜在的健康问题所引起，那么延迟可能也会很严重。例如，如果用户的生命***出现故障，比如中风或心脏骤停，则接收紧急帮助时的任何延迟都会给用户造成重大后果。

因此，需要一种改进的跌倒检测器或跌倒检测***以及其操作方法，以克服使用撤销期带来的这些问题。更一般地，需要一种改进的跌倒检测器或跌倒检测***以及其操作方法，使得在用户急需帮助的情况下，遭受跌倒的用户得到帮助所需的时间就能够缩短。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种操作跌倒检测器的方法，该方法包括在检测到所述跌倒检测器的用户的跌倒事件时，测量所述用户的至少一个生理特征；以及使用所述至少一个生理特征的测量结果确定是否加速发出用户跌倒的警报。

在优选的实施例中，使用所述至少一个生理特征的测量结果确定是否加速发出用户跌倒的警报的步骤包括：确定所述至少一个生理特征的测量结果是否偏离所述至少一个生理特征的正常值；以及如果所述至少一个生理特征偏离所述至少一个生理特征的正常值，则加速发出用户跌倒的警报。

在一些实施例中，使用所述至少一个生理特征的测量结果确定是否加速发出用户跌倒的警报的步骤还包括，在其他情况下，发出用户跌倒的非紧急警报。

在其他实施例中，使用所述至少一个生理特征的测量结果确定是否加速发出用户跌倒的警报的步骤还包括，在所述至少一个生理特征未偏离所述至少一个生理特征的正常值的情况下，如果确定用户在检测到跌倒事件之后的预定时间内未起来，则发起用户跌倒的警报。

优选地，确定所述至少一个生理特征的测量结果是否偏离所述至少一个生理特征的正常值的步骤包括将所述至少一个生理特征的测量结果与所述至少一个生理特征的阈值或正常值的范围进行比较。

在一些实施例中，所述至少一个生理特征的正常值是依赖于用户的。

该方法还可以包括如下步骤：测量所述用户的运动；以及分析测得的运动以识别表示用户跌倒的一个或多个运动。可以从撞击、用户高度变化、用户的垂直速度和取向变化中选择与跌倒相符的一种或多种运动。

在优选的实施例中，进一步分析测得的运动以获得所述用户的至少一个生理特征的测量结果。在备选的实施例中，测量所述用户至少一个生理特征的步骤包括使用与用于测量用户运动的传感器不同的传感器。

警报可以包括以下中的至少一种：听觉报警；对呼叫中心、应急服务机构或指定接收方的呼叫；或者向呼叫中心、应急服务机构或指定接收方发送数据。加速发出警报可以包括如下一种或多种：在撤销周期期满之前发起警报；将呼叫或消息标记为高优先级，使得与非加速警报相比，加快执行接收方处呼叫或消息的排队；通过网络中比加速警报更高优先级或更高带宽的信道发起警报；替代或补充与跌倒检测器相关联的呼叫中心，向应急服务机构发起警报。

可以从心率、心率变化、呼吸率、呼吸率变化、体温、皮肤电导率和血压中选择所述至少一个生理特征。

根据本发明的第二方面，提供一种计算机程序产品，其包括体现于其中的计算机可读代码，所述代码被配置为：使得在由适当计算机或处理器执行时，令所述计算机或处理器执行如上所述的方法。

根据本发明的第二方面，提供一种包括处理单元的装置，所述处理单元被配置为：在检测到用户的跌倒事件时，确定跌倒检测器用户的至少一个生理特征的测量结果；以及使用所述至少一个生理特征的测量结果确定是否加速发出用户跌倒的警报。

在优选实施例中，所述处理器被配置为：如果至少一个生理特征偏离所述至少一个生理特征的正常值，则确定应当加速发出警报。

处理器可以还被配置为在其他情况下发出用户跌倒的非加速警报。

备选地，处理器可以被配置为使得：在确定所述至少一个生理特征未偏离所述至少一个生理特征的正常值的情况下，如果确定用户在检测到跌倒事件之后的预定时间内未起来，那么处理器发起用户跌倒的警报。

优选地，处理器可以被配置为通过将所述至少一个生理特征的测量结果与所述至少一个生理特征的阈值或正常值的范围进行比较，以确定所述至少一个生理特征的测量结果是否偏离所述至少一个生理特征的正常值。

优选地，处理器可以被配置为接收用户的运动测量结果并分析运动测量结果以识别指示用户跌倒的一种或多种运动。

在一些实施例中，处理器可以还被配置为进一步分析所测得的运动以获得所述用户至少一个生理特征的测量结果。

在备选的实施例中，处理器可以被配置为从与接收用户运动测量结果的传感器不同的传感器接收用户的至少一个生理特征的测量结果。

在一些实施例中，处理器可以被配置为发出从以下内容中选择的警报：听觉报警；对呼叫中心、应急服务机构或指定接收方的呼叫；或向呼叫中心、应急服务机构或指定接收方发送数据。

在一些实施例中，处理器可以被配置为通过如下方式加速发出警报：在撤销周期期满之前发起警报；将呼叫或消息标记为高优先级，使得与非加速警报相比，加快接收方处呼叫或消息的排队；通过网络中比加速警报更高优先级或更高带宽的信道发起警报；替代或补充与跌倒检测器相关联的呼叫中心，向应急服务机构发起警报。

根据本发明的另一方面，提供一种跌倒检测器，其被配置为由用户佩戴，该跌倒检测器包括如上所述的装置。

跌倒检测器可以还包括用于测量用户运动的运动传感器。运动传感器可以包括加速度计、气压传感器、气流传感器、磁力计和陀螺仪中的至少一种。

跌倒检测器还可以包括至少一个生理特征传感器。至少一个生理特征传感器可以包括心脏监测器、呼吸率监测仪、光体积描记器（PPG）、血压传感器、温度计和皮肤电导传感器中的至少一种。

根据本发明的又一方面，提供一种跌倒检测***，其包括：被配置为由用户佩戴的传感器单元；以及基站单元，其配置为与传感器单元通信并包括如上所述的装置。

传感器单元可以还包括用于测量用户运动的运动传感器。在一些实施例中，运动传感器包括加速度计、气压传感器、气流传感器、磁力计和陀螺仪中的至少一种。

传感器单元还可以包括至少一个生理特征传感器。生理特征传感器可以包括心脏监测器、呼吸率监测仪、光体积描记器（PPG）、血压传感器、温度计和皮肤电导传感器中的至少一种。

于是，本发明提供了一种跌倒检测器或跌倒检测***，其使用检测到跌倒事件之后一个或多个生理特征的测量结果来确定是否加速发出用户跌倒警报并需要援助。此外，在优选实施例中，由于仅在检测到跌倒时触发生理特征监测，因而可以使跌倒检测***中的跌倒检测器或传感器单元的功耗最小化。

附图说明

现在将参考附图，仅通过举例的方式描述本发明的实施例，在附图中：

图1是根据本发明实施例的跌倒检测器的方框图；并且

图2的流程图图示了根据本发明的操作跌倒检测器或跌倒检测***的示范性方法；并且

图3的流程图图示了根据使用撤销期的本发明的具体实施例来操作跌倒检测器或跌倒检测***的方法。

具体实施方式

图1图示了根据本发明实施例的示范性跌倒检测器2。跌倒检测器2的形式为用户佩戴的传感器单元。可以通过带颈绳的垂饰形式提供跌倒检测器2，以置于用户颈部周围，但是备选地，跌倒检测器2可以被配置为佩戴在患者身体的不同部分处或不同部分上，例如手腕、腰部、躯干、骨盆或胸骨处，并将包括适当的布置，以将跌倒检测器2附着到身体的该部分（例如系带或缚带）。

跌倒检测器2用于测量用户的运动（例如，用户经历的加速度）并且处理测量结果以确定用户是否跌倒。

跌倒检测器2包括用于测量用户的运动的运动传感器4。运动传感器4优选地是加速度计4，优选地是沿三个正交轴测量加速度的加速度计4。加速度计4输出的信号被提供给处理器6以供分析。在一些实施例中，加速度计4是微机电***（MEMS）加速度计。可以以30Hz的速率对加速度计4经历的加速度进行采样，但要认识到，可以使用很多其他采样频率（例如50或100Hz）。

跌倒检测器2包括一个或多个部件，用于加速发出警报，从而为跌倒检测器2的用户获得帮助。如图所示，部件之一可以是听觉报警单元8，如果检测到跌倒，那么可以由处理器6触发听觉报警单元8。这种警报能够通过警报用户附近的任何人来为用户寻求帮助。不过，要认识到，跌倒检测器2中存在听觉报警单元是任选的。另一任选部件是帮助按钮（图1中未示出），可以由用户按下该按钮以寻求帮助。

在发出警报时可以使用的另一个部件是与天线12结合的发射机或收发器电路10。可以使用发射机或收发器电路10和关联的天线12来通过有线或无线电话网络（或其他类型的网络，例如因特网）向呼叫中心或指定人员拨打紧急电话，以在检测到跌倒时或在按下帮助按钮（如果有的话）时寻求帮助。还可以使用电路10或额外的电路（例如基于红外或其他短程无线技术（例如蓝牙）的电路）向远程（基站）单元发射处理结果。

跌倒检测器2可以还包含一个或多个其他传感器13，用于测量用户的运动和/或姿态，可以由处理器6连同来自加速度计4的测量结果一起使用来自一个或多个其他传感器13的测量结果以确定用户是否跌倒。（一个或多个）其他传感器13可以包括，例如陀螺仪、磁力计、气压传感器和/或气流传感器。

跌倒检测器2还任选地包括存储器14，存储器14可以用于存储来自加速度计4（以及其他传感器13，如果跌倒检测器2中有的话）的测量结果、处理器6处理的结果、以及包含令处理器6根据本发明工作的程序代码的指令。

如下文更详细的描述，本发明提出，在检测到跌倒或可能跌倒时，测量用户的至少一个生理特征，可以使用这一测量结果来确定是否加速发出用户跌倒的警报。具体而言，如果测得的生理特征不正常或不在正常范围之内，那么可以加速发出用户跌倒的警报，因为生理特征表明用户迫切需要帮助。不过，如果测得的生理特征正常或在正常范围之内，那么可以通过“正常”方式（即非加速）发起用户跌倒的警报。

警报通常可以包括向呼叫中心或指定人员通过有线或无线电话网络（或其他类型网络，例如因特网）拨打电话，向呼叫中心发送指示用户跌倒的数据（包括发送SMS消息），激活检测器2中的听觉报警单元8或另一种装置，例如用于跌倒检测器2的基站单元，或任何其他适当类型的警报。

可以通过若干种不同的方式来加速发出这些警报。例如，在跌倒检测器利用撤销周期以便确定用户跌倒后是否起来的情况下，加速发出警报可以包括立即触发或发起警报，而不是等待撤销周期期满。

可以加速发出警报的另一种方式是在呼叫或消息信令中包括优先级标记，其中可以在呼叫中心或由任何其他接收方读取这一优先级标记并用于加快处理呼叫或消息（例如，通过将呼叫置于呼叫中心排队***中队列顶端或将呼叫置于与通常用于应对跌倒检测器发起的呼叫的不同队列）。此外或者备选地，可以使用这一优先级标记紧急处理通过电话网络或其他网络发送的呼叫（例如，通过向具有更高带宽的网络中的信道分配信令）。

可以加速发出警报的又一种方式是向应急服务（例如911或999）而非（或者附加于）向通常拨打电话或发送消息所指向的与跌倒检测器相关联的呼叫中心拨打电话。

要认识到，加速发出警报也可以包括其他相关动作以及使用它们和上述技术的组合。

测量的（一个或多个）生理特征可以是可能提供对确定用户跌倒后状态有用的信息的任何特征，例如心率、心率变化、呼吸率、血压、皮肤电导率、体温等。

在本发明有利的实施例中，利用跌倒检测器2中已经存在的一个或多个运动传感器（例如加速度计4）测量至少一个生理特征。这意味着，不必在跌倒检测器2中包括额外的传感器。例如，由于响应于泵送血流的弹道式身体运动，还由于心脏运动自身，脉搏（心跳）将呈现为来自加速度计4中的信号中的峰。呼吸率将呈现为用户胸部或腹部运动导致的轻微取向变化（表示为测得的重力方向的变化）。

在备选的实施例中，跌倒检测器2可以包括一个或多个独立的生理特征传感器16（在图1中被示为任选特性）。这些生理特征传感器16可以包括心脏监测器、呼吸率监测器、光体积描记器（PPG）、血压监护器、皮肤电导传感器、温度计、ECG、EMG等。在一些实施例中，可以在独立于包含运动传感器4的外壳或部件的外壳或部件中提供一个或多个生理特征传感器16。例如，可以将跌倒检测器2配置为佩戴在用户颈部周围的垂饰，其包含加速度计4和处理器5，可以在独立的腕带中提供皮肤电导传感器16。在这种情况下，可以提供模块以从皮肤电导传感器16向垂饰中的处理器6提供测量结果进行处理。

独立的传感器部件还可以包括能够从测量结果确定生理特征的处理器。传感器部件还可以包括收发器电路，用于在特征不是正常值时发起警报。跌倒检测器2可以被配置为与独立的传感器部件通信并请求执行测量。可以将测量结果返回到跌倒检测器2，或者独立的传感器部件能够确定自己发起警报。

要认识到，图1中仅示出了解释本发明所需的跌倒检测器2的部件，根据本发明的跌倒检测器2还可以包括本文中所述的之外的部件和功能。例如，要认识到，跌倒检测器2将包括某种形式的电源和电路，用于控制跌倒检测器2的工作。

在所例示的替代实施例中，可以提供一种跌倒检测***，其中在独立于由用户佩戴的传感器单元（其在结构上对应于图1中所示的跌倒检测器2）中进行运动传感器测量结果（以及生理特征传感器测量结果，如果合适的话）的处理。在那种情况下，可以经由收发器电路10从传感器单元2向基站单元发送运动传感器测量结果（和生理特征传感器测量结果，如果合适的话）。在另一备选的实施例中，传感器单元2可以在向基站单元发送结果之前对运动传感器测量结果进行初始处理步骤中的一些，例如完成处理并确定用户是否跌倒。

图2中示出了操作跌倒检测器2的方法。要认识到，能够容易地针对上述跌倒检测***调整所述方法。在第一步，步骤101中，测量用户的运动。具体而言，由跌倒检测器2中的运动传感器4（即加速度计4）和任何其他传感器13收集用户的运动测量结果。向处理器6提供这些测量结果，在处理器处理它们以确定用户是否跌倒（步骤103）。

例如，跌倒的特征可以宽泛地是，海拔变化约0.5到1.5米（根据要佩戴跌倒检测器2的身体部分和用户身高，该范围可以不同），最后是明显的撞击，接下来一段时间用户没有太多运动。另一个范例特征可以是存在基本垂直（向下）的速度。于是，为了确定是否发生跌倒，处理器6能够处理测量结果，以提取特征值，包括海拔的变化（通常从来自压力传感器13的测量结果导出，但或者也可以从来自加速度计4的测量结果导出）、发生海拔变化的时间附近的最大活动水平（即撞击）（通常从来自加速度计4的测量结果导出）以及垂直速度。其他特征可以进一步改进检测算法的可靠性。例如，与高度变化重合的取向变化提高了用户跌倒的可能性。可以利用加速度计4和/或备选地使用磁力计或陀螺仪来测量这种取向变化。

在运动测量结果中存在一些或全部所需特征（例如高度变化、撞击、垂直速度和取向变化）时，可以检测到跌倒事件。或者，可以组合所提取特征的值（可能为每个提取的特征使用加权），以便确定用户是否跌倒，一个或多个提取特征的强存在（即特别大的撞击）补偿另一提取特征（即较小高度变化）的更弱存在。

这里将不再详细描述在检测是否发生跌倒事件时在步骤103中由处理器6执行的分析，但是本领域的技术人员将认识到，可以应用各种算法和技术来从加速度计测量结果和/或来自其他类型运动传感器的测量结果来确定用户是否跌倒。

在步骤103中，处理器6还可以从运动传感器测量结果针对撞击之后用户活动较少的时间提取值。对于上述其他特征，典型地可以从来自加速度计4的测量结果导出这个值。或者，或备选地，处理器6能够从运动传感器测量结果来确定用户跌倒后是否起来，包括在检测到撞击和/或高度变化后，站起来或以其他方式返回到直立姿势。参考图3更详细地描述了用于确定用户是否起来的示范性处理步骤。

如果未发生跌倒（步骤103），那么该过程返回到步骤101并继续进行用户的监测。

在常规的跌倒检测器中，在步骤103中检测到跌倒事件时会发起警报，或者会开始撤销周期，以便在跌倒事件之后留出时间供用户起来。

不过，如上所述，如果已经由某种潜在健康问题，例如中风或心脏骤停导致了检测到的跌倒，触发警报以及为用户寻求帮助时的任何延迟都可能是严重的。因此，本发明提出，在检测到跌倒或可能跌倒时，测量用户的至少一个生理特征，可以使用这一测量结果确定是否加速发出用户跌倒并需要帮助的警报。

于是，如果在步骤103中检测到跌倒或可能的跌倒，那么进行用户一个或多个生理特征的测量（步骤105）。

在跌倒检测器2包括特定生理特征传感器16时（无论在单个外壳中还是提供于独立部件中），那么步骤105可以包括响应于所检测的跌倒或可能跌倒而激活那些传感器16并进行适当的测量。备选地，在使用运动传感器（例如加速度计4）中的一个来测量（一个或多个）生理特征时，处理器6能够从检测到跌倒之前、期间和/或之后立刻收集的运动传感器测量结果提取适当的特征。本领域的技术人员将意识到能够用于利用来自诸如加速度计4的运动传感器的信号提取生理特征测量结果的各种算法和技术，因此本文中不再对其进行详细描述。

在优选的实施例中，由于仅在检测到跌倒或可能跌倒时使用（一个或多个）生理特征传感器16或处理器6为确定生理特征而进行的具体处理，因而可以使处理器6的功耗并且因此使未跌倒时间期间跌倒检测器2的功耗最小化。由于步骤103中的分析通常由处理器6基本实时地执行或仅以小延迟执行，因而可以在实际发生跌倒事件之后不久确定生理特征。

在备选的实施例中，可以将（一个或多个）生理特征传感器16用作监测***的一部分，以定期测量用户的生理特征（例如，它们能够每15分钟进行测量）。在这种情况下，在步骤103中检测跌倒事件导致处理器6在检测到跌倒事件之后直接请求（一个或多个）生理特征传感器16测量生理特征，而不考虑生理特征传感器16的正常监测方案。

然后，在步骤107中，确定步骤105中测量的生理特征是否正常。这个步骤可以包括将每个生理特征测量结果与表示该生理特征正常值的适当阈值或值的范围进行比较。要认识到，没有生理特征（例如运动传感器测量和/或生理传感器测量中没有能够检测的心率/脉搏或呼吸率）也被分类为“不正常”。额外地或备选地，可以评估测量中出现的生理特征（例如脉搏或呼吸）的规则性或模式的形式。

作为范例，针对心率的阈值可以是每分钟30跳，低于其的任何测得值被视为异常。或者，心率的正常范围可以介于每分钟30-90跳，落在该范围之外的任何测得值被视为异常。典型的呼吸率为每分钟16次呼吸，可以相应地设置正常值或正常范围。同样地，正常温度为37℃，可以相应地设置正常范围。皮肤电导率在人和人之间，根据皮肤类型等而不同。因此，异常被检测为偏离此人的正常值。

本领域的技术人员将意识到，可以使用适当的阈值或范围确定不同的生理特征测量结果是否正常。要认识到，跌倒是涉及人士的紧张事件，这将对各种生命体征（例如心率、呼吸率、皮肤电导率等）产生影响，在为生理特征设置正常值或范围时可以考虑这个事实。

还将认识到，可以将正常值或值的范围设置成对于跌倒检测器2的每个用户都是相同值，或者可以针对个体用户校准它们。

如果测得的生理特征正常，那么发起用户跌倒的警报（步骤109）。根据跌倒检测器2的正常警报流程触发这个警报。如上所述，警报可以包括向呼叫中心或指定人员通过有线或无线电话网络（或其他类型的网络，例如因特网）拨打电话，向呼叫中心发送表示用户跌倒的数据（包括发送SMS消息），激活检测器2或另一装置，例如用于跌倒检测器2的基站单元中的声音警报单元8或任何其他适当类型的警报。在使用撤销周期的实施例中（如下文参考图3所述），正常的警报流程可以包括测试，以确定用户是否在撤销周期之内起来，如果不是，则触发警报（例如拨打电话）。

如果在步骤107中确定测得的生理特征中的一个或多个不正常，那么用户可以要求比另一位跌倒但生理特征正常的用户更紧急的援助，可以触发加速警报流程（步骤111）。在这个流程中，可以通过上述一种或多种示范性方式加速发出警报。例如，在使用撤销周期的实施例（如下所述）中，一旦测量到异常生理特征就可以触发警报，即，无需等待撤销周期期满。在这种情况下触发的警报可以与在正常警报流程中触发的相同（步骤109），不过在比正常警报模式更早触发的意义上，它是“加速”的。

在一些实施例中，可以由跌倒检测器2响应于在步骤107中的确定而“标记”步骤109或步骤111中拨打的电话，以便对呼叫中心的呼叫进行适当优先化（从而根据需要加快处理呼叫）。例如，如果用户的心率在正常范围之外，那么将触发呼叫，提供到呼叫中心的信令能够表示用户的状态（即心率异常，需要紧急帮助等），允许将呼叫置于呼叫中心的任何队列的顶端（或在不同的“较高优先级”队列）。如果用户的心率在正常范围之内，该信令可以指示用户的“正常”心率状态或测得的心率本身，可以在呼叫中心以正常方式对呼叫排队。

可以利用发送到呼叫中心的消息中的比特串来实现这种“标记”。例如，可以基于步骤103和107的结果确定比特串的“值”。比特串也可以包括指示用户是否手动按下了帮助按钮的一个或多个比特。

也可以使用这种“标记”让呼叫中心的操作者知道，在试图与用户通信时他们可能无法接收到任何响应，并且可能需要应急服务机构的援助。

要认识到，跌倒检测器2能够测量的生理特征可能取决于跌倒检测器2要佩戴在用户身体的哪里。例如，典型地跌倒检测器2可以作为垂饰佩戴在颈部周围、手腕上或腰上。

在实现为垂饰时，例如，在用户坐在椅子中或直立时，检测器2能够利用加速度计4测量心率和/或呼吸率。假设垂饰佩戴在用户衣服下方，在跌倒之后它仍将与用户接触，仍然能够测量心率和/或呼吸率。

在实现为手腕佩戴的跌倒装置时，跌倒检测器2能够包括用于测量皮肤电导率和血压的传感器16。此外，例如可以利用光体积描记器（PPG）测量心率。

在实现为腰部佩戴的装置时，跌倒检测器2能够利用例如加速度计4测量心率和/或呼吸率。

要认识到，根据本发明加速发出警报导致比正常（非加速）警报向用户更快地提供援助。于是，可以将根据本发明的跌倒检测器理解为具有两种警报模式：在用户生理特征正常时使用的正常警报模式，以及在用户生理特征不正常时使用的加速警报模式，导致比正常警报更快地向用户提供援助。

图3中示出了一种操作使用撤销周期的跌倒检测器的方法。与针对图2上文所述那些对应的图3中的步骤被赋予相同的附图标记。图3中的方法几乎对应于图2中的方法，差异在于，在检测到跌倒事件时（步骤103），与在步骤105中测量一个或多个生理特征同时开始测试撤销周期（步骤113和115），如果测得的生理特征正常，那么处理器6在触发正常警报之前等候撤销周期期满（步骤109）。如果测得的生理特征不正常，那么处理器如上所述地触发加速警报（步骤111），不论用户是否起来或撤销周期是否期满。如上所述，要认识到，在步骤109和111中触发的警报可以相同（例如，向呼叫中心拨打电话），触发警报之前不需要撤销周期期满（如步骤113、115和109中的正常警报那样），在此意义上，步骤111中的警报是“加速的”。不过，还将认识到，除了在撤销周期期满之前发起警报之外，可以通过上述一种或多种方式加快警报。

具体而言，如果在步骤103中检测到跌倒事件，处理器6能够启动计时器，在触发正常警报之前一直等到预定撤销周期期满（这可能包括激活听觉警报，向呼叫中心或指定人员拨打电话，向呼叫中心发送指示用户状况的数据（包括发送SMS消息）等）。这个撤销周期典型地能够为30秒长，但可以使用其他持续时间。在这一撤销周期期间，处理器6监测用户的运动和/或取向，以确定用户在跌倒或可能跌倒之后是否站起或以其他方式返回直立。这对应于图3中的步骤113。

在整个撤销周期期间，处理器6间歇地或周期性地检查检测到跌倒之后用户是否起来（例如，站起来或已经返回直立）（步骤113），如果用户未站立，那么处理器6继续监测用户，直到撤销周期期满（步骤115）。

在示范性实施例中，用于识别用户是否站起的处理包括以下步骤：

-在检测到撞击之后识别时间窗口（例如3秒）之内的加速度计测量结果的一部分，其中在一段时间（例如0.5秒）之内绝对加速度最大值和最小值之间的差异小于阈值（例如0.4m/s²）。（例如由压力传感器）获取该时间段的高度测量结果，将这些测量结果中的最小值表示为“较低高度”。

-如果找到测量结果的这种部分，则将该状态定义为“躺倒”。否则，确定压力传感器测量的最小高度，将状态定义为“运动”。

-只要“躺倒”状态持续，就进行绝对加速度最大值和最小值差异在0.4m/s²之内的测度。如果不是，将该状态定义为“运动”。同时，如果测量到较低高度，将该值取作较低高度。如果在撞击之后一段时间“躺倒”状态持续（例如30秒），得到结论不进行撤销（即，在步骤115中确定为“是”）。

-如果状态为“运动”，则测试加速度计4是否更强烈地运动（例如，如果加速度变化超出阈值和/或取向变化超出阈值）。如果发现了，就将该状态定义为“站立”。如果在撞击之后一段时间（例如30秒）内未发现这种情况，得到结论不进行撤销（即，在步骤115中确定为“是”）。同时，如果测量到较低高度，将该值取作较低高度。

-如果状态为“站立”，则测试当前高度是否比较低高度的当前值高出预定量（例如80cm）。如果是这样的话，并且其在撞击之后的预定周期之内（例如30秒），则撤销跌倒，不发出警报（即步骤113中确定为“是”）。如果不是这样且在撞击之后过去预定时间（例如30秒），得到结论不进行撤销（即，在步骤115中确定为“是”）。同时，如果测量到较低高度，将该值取作较低高度。

如果撤销周期期满而用户未起来，那么触发（正常）警报（步骤109）。如上所述，这可以包括处理器6激活跌倒检测器2中的听觉报警8，通过电话网络（来自跌倒检测器2的无线网络或通过与跌倒检测器2的基站单元相关联的固定线路连接）向呼叫中心或指定人员拨打紧急电话或发送数据（包括发送SMS消息）。

不过，如果用户在撤销周期期满（步骤113）之前己起来（即站立或返回直立），那么假设用户没事（即，他们实际未跌倒，或跌倒不特别严重，并且他们如果需要的话，现在能够利用帮助按钮或其他模块人工寻求帮助）。因此，该方法返回步骤101，继续监测用户的运动。

要认识到，在图3中所示的方法中，与测量生理特征（步骤105）同时进行撤销周期以及测试来确定用户是否起来（步骤113和115）。在备选的实现方式中，仅在步骤107中确定（一个或多个）生理特征正常时才发起撤销周期以及测试确定用户是否起来。

如上所述，跌倒检测算法测试几个特征，例如高度下降、撞击和取向变化，通常需要在用户运动中识别所有特征，以便检测到跌倒，但一个或多个特征的强存在可以补偿另一个的弱存在。不过，在用户例如由于中风或心脏骤停而跌倒时，跌倒可能更多是一种平缓的倒下，没有快速的高度下降以及与地的强烈撞击。通常的跌倒检测处理的设置方式可能导致这些跌倒事件被分类为非跌倒，以便使跌倒检测器2的误报警率保持在低水平。于是，这些跌倒事件不会被分类为跌倒（导致步骤103中“未跌倒”输出），该方法会返回步骤101。

不过，在本发明的另一实施例中，可以为跌倒检测器2提供“软跌倒”工作模式，其中，在发生可能跌倒事件时，在运动信号中识别一个或多个（但未必是全部）所需特征，可以由跌倒检测器2进行用户的（一个或多个）生理特征的测量（步骤105），并将该测量结果用于确定跌倒事件是否是真的跌倒（或者用户是否需要帮助），从而触发加速警报（步骤111）。在这种“软跌倒”模式中，如果确定生理特征不正常，然后将发出加速警报（根据步骤111）。不过，在步骤107中确定生理特征测量结果正常将导致方法返回到步骤101而非继续进行到步骤109（发出正常警报）。在这种模式中，在如下意义上步骤111中的警报被加速：在其本来根本不会被跌倒检测器2发起时（但其中例如，可能接下来通过用户人工按下帮助按钮加速发出）自动发起上述警报（包括“正常”警报）。为跌倒检测器2提供这种“软跌倒”工作模式是提高用户生命身体***中故障检测率的一种方式，同时还避免了对跌倒检测器2连续监测生理特征的需求（由此避免了这样需要的功耗增大）。

因此提供了一种跌倒检测器和操作其的方法，其中如果用户急于获得帮助，可以减少为跌倒用户获取帮助所花的时间。

尽管已经在附图和前面的描述中详细例示和描述了本发明，但这样的例示和描述被认为是例示性或示范性的而非限制性的；本发明不限于公开的实施例。

本领域技术人员通过研究附图、公开和所附权利要求，在实践请求保护的本发明时能够理解和实现所公开的实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，不定冠词“一”不排除多个。单个处理器或其他单元可以完成权利要求中记载的几个项目的功能。在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施这一仅有事实并不指示不能有利地使用这些手段的组合。计算机程序可以在合适的介质上存储和/或发出，介质例如是与其他硬件一起供应或作为其他硬件部分供应的光存储介质或固态介质，但也可以以其他形式发出，例如通过互联网或其他有线或无线电信***。权利要求中的任何附图标记不应被解释为对范围的限制。

Claims (23)

1.一种操作跌倒检测器的方法，所述方法包括：

在检测到所述跌倒检测器的用户的跌倒事件时，测量所述用户的至少一个生理特征；以及

使用所述至少一个生理特征的测量结果确定是否加速发出所述用户已经跌倒的警报，其通过以下方式进行：

确定所述至少一个生理特征的所述测量结果是否偏离所述至少一个生理特征的正常值；

如果所述至少一个生理特征偏离所述至少一个生理特征的正常值，则加速发出所述用户己经跌倒的警报；并且

如果没有一个生理特征偏离所述至少一个生理特征的正常值，则发出所述用户己经跌倒的非加速警报。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，发出非加速警报的步骤包括：

如果确定所述用户在所检测到的跌倒事件之后的预定时间段内未起来，则发起所述用户己经跌倒的所述非加速警报。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述至少一个生理特征的所述测量结果是否偏离所述至少一个生理特征的正常值的步骤包括将所述至少一个生理特征的所述测量结果与所述至少一个生理特征的阈值或正常值的范围进行比较。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中，所述至少一个生理特征的正常值是依赖于用户的。

5.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，所述方法还包括如下步骤：

测量所述用户的运动；以及

分析测得的运动以识别指示所述用户的跌倒的一种或多种运动。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，测得的运动被进一步分析以获得所述用户的所述至少一个生理特征的测量结果。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，测量所述用户的所述至少一个生理特征的步骤包括使用与用于测量所述用户的所述运动的传感器不同的传感器。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，与跌倒相符的所述一种或多种运动选自撞击、所述用户的高度变化、所述用户的垂直速度和取向变化。

9.根据权利要求1、2、3、6和7中任一项所述的方法，其中，警报包括以下中的至少一种：听觉报警；对呼叫中心、应急服务机构或指定接收方的呼叫；或者向呼叫中心、应急服务机构或指定接收方发送数据。

10.根据权利要求1、2、3、6和7中任一项所述的方法，其中，加速发出警报包括以下中的一种或多种：

在撤销周期期满之前发起警报；将呼叫或消息标记为高优先级，使得与非加速警报相比，加快接收方处呼叫或消息的排队；通过网络中比非加速警报更高优先级或更高带宽的信道发起警报；替代或补充与所述跌倒检测器相关联的呼叫中心，向应急服务机构发起警报。

11.根据权利要求1、2、3、6和7中任一项所述的方法，其中，所述至少一个生理特征选自心率、心率变化、呼吸率、呼吸率变化、体温、皮肤电导率和血压。

12.一种操作跌倒检测器的装置，所述装置包括：

用于在检测到所述跌倒检测器的用户的跌倒事件时，测量所述用户的至少一个生理特征的模块；以及

用于使用所述至少一个生理特征的测量结果确定是否加速发出所述用户已经跌倒的警报的模块，其通过以下方式进行：

确定所述至少一个生理特征的所述测量结果是否偏离所述至少一个生理特征的正常值；

如果所述至少一个生理特征偏离所述至少一个生理特征的正常值，则加速发出所述用户己经跌倒的警报；并且

如果没有一个生理特征偏离所述至少一个生理特征的正常值，则发出所述用户己经跌倒的非加速警报。

13.根据权利要求12所述的装置，其中，发出非加速警报包括：

如果确定所述用户在所检测到的跌倒事件之后的预定时间段内未起来，则发起所述用户己经跌倒的所述非加速警报。

14.根据权利要求12所述的装置，其中，确定所述至少一个生理特征的所述测量结果是否偏离所述至少一个生理特征的正常值包括将所述至少一个生理特征的所述测量结果与所述至少一个生理特征的阈值或正常值的范围进行比较。

15.根据权利要求12到14中任一项所述的装置，其中，所述至少一个生理特征的正常值是依赖于用户的。

16.根据权利要求12到14中任一项所述的装置，所述装置还包括：

用于测量所述用户的运动的模块；以及

用于分析测得的运动以识别指示所述用户的跌倒的一种或多种运动的模块。

17.根据权利要求16所述的装置，其中，测得的运动被进一步分析以获得所述用户的所述至少一个生理特征的测量结果。

18.根据权利要求16所述的装置，其中，测量所述用户的所述至少一个生理特征包括使用与用于测量所述用户的所述运动的传感器不同的传感器。

19.根据权利要求17或18所述的装置，其中，与跌倒相符的所述一种或多种运动选自撞击、所述用户的高度变化、所述用户的垂直速度和取向变化。

20.根据权利要求12、13、14、17和18中任一项所述的装置，其中，警报包括以下中的至少一种：听觉报警；对呼叫中心、应急服务机构或指定接收方的呼叫；或者向呼叫中心、应急服务机构或指定接收方发送数据。

21.根据权利要求12、13、14、17和18中任一项所述的装置，其中，加速发出警报包括以下中的一种或多种：

在撤销周期期满之前发起警报；将呼叫或消息标记为高优先级，使得与非加速警报相比，加快接收方处呼叫或消息的排队；通过网络中比非加速警报更高优先级或更高带宽的信道发起警报；替代或补充与所述跌倒检测器相关联的呼叫中心，向应急服务机构发起警报。

22.根据权利要求12、13、14、17和18中任一项所述的装置，其中，所述至少一个生理特征选自心率、心率变化、呼吸率、呼吸率变化、体温、皮肤电导率和血压。

23.一种操作跌倒检测器的装置，包括：

处理单元，其被配置为：

在检测到跌倒检测器的用户的跌倒事件时，确定所述用户的至少一个生理特征的测量结果；并且

使用所述至少一个生理特征的所述测量结果确定是否加速发出所述用户已经跌倒的警报，其通过以下方式进行：

确定所述至少一个生理特征的所述测量结果是否偏离所述至少一个生理特征的正常值；

如果所述至少一个生理特征偏离所述至少一个生理特征的正常值，则加速发出所述用户己经跌倒的警报；并且

如果没有一个生理特征偏离所述至少一个生理特征的正常值，则发出所述用户己经跌倒的非加速警报。