<Desc/Clms Page number 1>
Beschrijving WERKWIJZE EN TOESTEL VOOR HET DETECTEREN VAN ONTSLUITING IN FUNCTIE VAN DE NADERENDE BEVALLING.
ACHTERGROND VAN DE UITVINDING Een probleem in deze tijd is dat houders van dieren, vb.: veehouders, een systeem zouden moeten kunnen bezitten dat de naderende bevalling met een zeer grote betrouwbaarheidsmarge kan aankondigen. Het voordeel van zo'n toestel is:
1) Tijdsbesparend, vb.: de veehouder moet zich niet steeds verplaatsen naar het dier ter controle van de staat waarin het dier zich bevindt.
2) Garantie van de nachtrust van de houder van de betreffende dieren, vb.: de veehouder moet niet periodiek opstaan 's nachts om zijn dieren op te volgen
3) Meerdere dieren die moeten bevallen, tegelijk kunnen opvolgen
4) Tijdige medische interventie mogelijk.
5) Economisch gunstig door een daling van het aantal lethale pasgeborenen of doodgeborenen.
Het merendeel van de veehouders baseren zich nog steeds op het handmatig meten van de anale temperatuur van het dier met tot doel geboorteaankondiging.
BESCHRIJVING VAN GERELATEERDE NATUUR Reeds in het verleden werden er verscheidene pogingen ondernomen om een geboortealarm voor dieren te ontwikkelen. In het merendeel van de gevallen poogde men de dieren subjectiefop te volgen door de detectie van visuele kentekenen en deze te verbinden aan een alarm, zoals de positie van de staart, de zwelling van de vulva, de karakteristieke ligging van het dier, de musculaire activiteit van het abdomen, enz...
Invasieve toestellen, met betrekking tot de vagina, die in alarm treden bij expulsie van ofwel de eerste foetus, ofwel het apparaat of probe zelf, worden specifiek beschreven in de volgende octrooien U. S.Nos.4,028,687, 4,994,665,4,651,137, BE.No.1,007,090, CA. No.908,751, FR. Nos.2,266,489, 2,565,097,2,141,037, 2,582,507,2,579,452, 2,436,557,2,584,263, 2,586,185, DE.No.2,214,221,GB.Nos.2,224,357, 632,827 EP.Nos.0,108,330, 0,807,423, In octrooi nr. U.S. 4,264,900 is er sprake van een toestel met druksensor, in een container, welk bevestigd wordt onderaan de staart van het moederdier en deels in de vagina. De druksensor geeft signaal tot alarm bij verhoogde druk in de container, zoals bij het breken van de waterblaas van het dier.
Octrooi No.NL. 8,802,588 beschrijft een implanteerbare geboorteindicator voor zoogdieren die het tijdstip detecteert waarop de foetus het geboortekanaal van het moederdier passeert, en de indicator daarbij die d m.v. een meld- of waarschuwingssignaal de worp kan aangeven.
De nadelen van hogergenoemde technieken zijn de volgende: a) Er wordt enkel alarm gegeven als het dier al aan het bevallen is, de dierenarts had al geruime tijd vroeger aanwezig moeten zijn om, indien het nodig zou zijn, tijdig een interventie te ondernemen. b) Bij dystocie loopt men het risico dat er geen alarm afgaat.
<Desc/Clms Page number 2>
c) Specifieke rassen, zoals b.v. : kunnen niet kalven op een natuurlijke manier, waardoor men bij deze dieren genoodzaakt is tot het overgaan op een keizersnede.
Het kalfzal dus niet de geboortegang passeren en het apparaat voor zich uit naar de buitenwereld ejecteren.
Andere technieken, benadrukken het meten van temperatuur, hetzij intravaginaal of elders t. h.v. het lichaam, of temperatuursverschillen tussen intravaginaal en, bij expulsie van het toestel, de buitenwereld. Temperatuursmetingen maken reeds sinds tientallen jaren deel uit van de huidige stand van de techniek. Precedenten op dit vakgebied zijn de volgende octrooien: U.S.Nos.3,583,389, 5,794,625, DE. Nos.2,115,162, 2,618,368, FR.Nos.2,811,217, 2,413,875,2,565,097, GB.No.2,310,803, CA.No.908751, BE. No.892016.
Het meten van de temperatuur is een vrij oude en klassieke techniek, aangezien deze lichtjes stijgt wanneer de bevalling nadert, doch ook deze techniek heeft zijn nadelen, nl.: a) De lichaamstemperatuur schommelt onder fysiologische omstandigheden -nauwkeurig gezien- over de hele dag en is zelfs 's avonds tot ongeveer 0.5 C hoger. b) Temperatuursmeting is enkel effectiefals de meting gebeurt onder de volgende condities : 1) Telkens gedurende een even lange periode.
2) Op dezelfde diepte in de vagina, anus of elders.
3) Meting door dezelfde persoon.
4) Met dezelfde thermometer.
5) Steeds op hetzelfde uur van de opeenvolgende dagen. c) De temperatuur kan stijgen onder pathologische omstandigheden.
Ook bestaan er technieken waarbij men gealarmeerd wordt bij het uitrekken, uiteenduwen ofwegduwen van het toestel of een deel van het toestel, dat t. h.v. de vulva werd bevestigd.
Dit kan dan o. a. gebeuren bij de geboorte of expulsie van de waterblaas. De volgende octrooien beschrijven deze technieken: U.S.Nos. 4,217,575, 5,653,242, 4,147,160, FR. Nos.2,382,885, 2,407,706,2,585,235, 2,582,933,2,514,635, DE.No.3,120,409, GB.No.1,576,553.
De bedenkingen hierbij zijn gelijkaardig aan deze beschreven bij de intrinsieke toestellen met intravaginale actie bij ejectie.
Ook technieken die het dier monitoren door detectie van de zwelling van de vulva, werden beschreven. Dit gebeurde in de volgende octrooien: U.S.Nos.4,936,316, 4,232,686, 4,319,583, EP. No.353,681. Zwelling van de vulva gebeurt helaas enkel tijdens de geboorte.
Andere technieken bestaan uit registratie van de musculaire activiteit van het abdomen of de achterhand van het dier. Deze werden behandeld in octrooinummers: U.S.No.4,949,730, FR.No.2,138,528, EP.No.0,324,728.
Helaas kunnen fysische veranderingen in deze regio's ook te wijten zijn aan pathologische omstandigheden. Ook is het niet altijd duidelijk of de musculaire activiteit dan wel rechtstreeks van de baarmoeder afkomstig is ofvan andere organen ofweefsels. In FR.
No. 2,596,950 beschrijft men een implantaat dat onder de huid wordt aangebracht en de musculaire en/of nerveuze electrische spanning in die regio meet in het tijdstip rond de geboorte. Tevens kan men ook zo een voltage op het dier uitoefenen. Ook voor dit octrooi gelden bovengenoemde bedenkingen.
Tevens werden er nog andere technieken van verschillende aard in de materie van een geboortealarm uitgepluisd, die niet in de richting liggen van onze meettechniek en daarom niet relevant genoeg zijn om te vermelden.
<Desc/Clms Page number 3>
Het nadeel dat de huidige geboortealarmen overkoepelt, is dat de alarmering vaak ten vroegste tijdens de geboorte gebeurt, wat nadelig is voor een medische interventie, die daardoor misschien te laat komt.
KARAKTERISTIEKEN VAN DE UITVINDING: Ons toestel is een bevallingsalarm voor dieren dat gebruik maakt van een GSM om de nakende geboorte te melden aan de betreffende persoon die het dier opvolgt. Het systeem bestaat uit twee delen. Enerzijds is er de probe of sonde die in het geboortekanaal van het dier, b.v. : koe, ingebracht wordt, en anderzijds is er de basispost, die draadloos de signalen van de sonde ontvangt, analyseert en, indien nodig, een ingebouwde GSM gebruikt om een bericht te versturen naar de GSM van de persoon die verwittigd wil worden.
De sonde werkt op oplaadbare batterijen (Fig. 4) die met één lading minstens drie weken ononderbroken in dienst kunnen blijven. De afstand tussen de sonde en de basispost mag tot 5 meter bedragen, in dezelfde ruimte. De sonde meet de mate waarin ze omsloten wordt door de omgevende structuren van het dier, en dus ook de mate waarin deze omgevende structuren, zoals de vagina en cervixpoort, uitzetten. De sonde ofprobe bestaat uit een meetsysteem dat éénmaal per minuut, langs capacitieve weg de nabijheid van geleidend weefsel meet, en indien nodig een alarmsignaal uitzendt naar het basistoestel.
Tot 8 sondes kunnen uitzenden naar 1 basiseenheid. Dit houdt in dat er in principe 8 koeien tegelijkertijd kunnen opgevolgd worden met één basiseenheid. Deze 8 sondes zitten op dezelfde zendfrequentie. Dat is geen probleem, vermits een uitzending slechts enkele tienden van een seconde duurt en de tussentijd van de uitzendingen meerdere minuten is.
Er is dus voldoende ruimte om meerdere zenders tussen elkaar te laten werken. Bovendien wordt iedere meting tweemaal uitgezonden, zodat een eventuele overlapping van twee zendsignalen, geen verlies van gegevens meebrengt. De probe meet op regelmatige tijdstippen de inwendige veranderingen van het dier dat gaat bevallen, zoals het uitzetten van de structuren die zich bevinden voor de baarmoeder, o.a.: de cervixpoort en vagina, meerbepaald de weeën.
De probe bestaat uit een cylindrische waterdichte behuizing uit een kunststof, zoals bij voorbeeld, maar niet beperkt tot acrylite. Verschillende soorten kunststofkomen in aanmerking zolang ze voldoen aan de volgende functionaliteit : schadelijk zijn voor het dier, zonder gevolgen te ontsmetten, weerstandig zijn aan temperatuursschommelingen, geschikt voor intravaginaal gebruik en tevens niet doorlaatbaar zijn voor vocht. De probe bevat aan één kant een afgeronde top. Tevens kan de probe ook in een andere fysische vorm geproduceerd worden, zoals b.v. : of bolvormig, zolang deze conformatie niet hinderlijk ofpijnlijk is in de vagina en vlot intravaginaal valt in te brengen.
De probe bevat ook een attribuut uit een elastische kunststof, zoals bij voorbeeld, maar niet gelimiteerd tot rubber, onder de vorm van een anker, welk ervoor zorgt dat de probe gefixeerd blijft in de vagina. De probe moet tevens manueel verwijderd worden als de meting van de gegevens niet meer nodig is.
De sonde wordt in het geboortekanaal van de koe ingebracht met de afgeronde top tot bij de cervix (Fig.1 en Fig. 2).
Een metalen electrode (Fig. 5: nr.l) in de top van de sonde meet op capacitieve wijze de mate waarin de top omsloten wordt door het omringende weefsel. Tevens wordt supplementair de temperatuur gemeten met een temperatuurssensor (Fig.5:nr.7) om de nauwkeurigheid van de capaciteitsmeting te verbeteren. Temperatuursmeting is ook een bijkomende bron van gegevensopvolging die reeds lang bekend is in de huidige stand van de techniek (cfr. Paragraaf : "beschrijving van gerelateerde natuur"). Het toestel treedt niet
<Desc/Clms Page number 4>
in alarm op temperatuursverandering, maar wel op basis van de gegevens over de ontsluiting, welke ook het meest indicatief zijn voor de staat van het dier. Om de capaciteitsmeting nog betrouwbaarder te maken, wordt ook een vaste condensator (Fig.5:nr.2) van dezelfde grootteorde gemeten, als referentiewaarde.
Iedere minuut worden al deze metingen door de microcontroller (Fig.5:nr.3) na elkaar uitgevoerd, en deze meetresultaten worden dan gebruikt om een nauwkeurige waarde van de ontsluiting te berekenen. Zolang deze waarde normaal is, wordt er niets uitgezonden.
Als er echter een dilatatie optreedt, zal dit dus binnen een minuut gezien worden, en uitgezonden worden.
Het zendsignaal "dilatatie" wordt door een kleine antenne (Fig.5:nr.6) ,die mogelijks uit de probe komt, uitgestraald naar de ontvanger die dan via de GSM de betrokken persoon die het dier opvolgt, verwittigt. Als bewaking van de goede werking van de sonde wordt er om de 10 minuten een ander bericht "sonde OK" uitgezonden naar de ontvanger. Ingeval de basispost of ontvanger deze berichten niet meer zou ontvangen, zal de eigenaar dus via de GSM verwittigd worden.
Het vermogen van de zender is zeer beperkt (Europese normen), en het grootste gedeelte van dit zendvermogen wordt geabsorbeerd door de vleesmassa van de koe, zodat er van het normale zendbereik (200 meter) niet veel overblijft. De ontvanger moet daarom in de nabijheid van de koe geplaatst worden. De gehele schakeling wordt gevoed door een herlaadbare nikkelmetaalhydride batterij (Fig.5:nr.8). Om deze batterij te kunnen herladen zonder de sonde te moeten openen, is de sonde voorzien van een spoel (Fig.5:nr. 10) voor inductieve koppeling.
Wanneer de sonde in de laadhouder van het basistoestel (Fig.3) geplaatst is, bevindt de spoel van de sonde zich concentrisch binnen de spoel van de lader (Fig.6:nr. 19) en beiden vormen tesamen een hoogfrequent transfo die de energie van de lader draadloos in de sonde binnenbrengt om de laadschakeling (Fig.5:nr.9) te voeden en alzo de batterijen op te laden.
Het basistoestel werkt op de netspanning, hangt best in de nabijheid van de koe in de stal en bevat een laadschakeling voor de probes, een ontvanger voor de signalen van de sondes, en een microcontroller die via een interface een standaard GSM kan bedienen. Tevens is de microcontroller in de printplaat van de probe beveiligd in zijn programma, opdat eventuele pogingen tot copiëren of aflezen van de programmatiegegevens wordt tegengewerkt. Als de probe signaleert dat er ontsluiting is, wat wijst op een nakende geboorte, wordt de GSM ingeschakeld via de microcontroller en wordt de betreffende persoon die het dier of de dieren opvolgt, gealarmeerd via de GSM. Er kunnen meerdere sondes tezelfdertijd in gebruik zijn met eenzelfde basispost.
De berichten die de sonde uitzendt worden door de ontvangst-antenne (Fig.6:nr. 11) opgevangen en aan de ontvanger (Fig.6:nr.12) doorgegeven. De ontvangen datastroom (Fig.6:nr.13) wordt door de microcontroller (Fig.6:nr. 14) ontleed en verwerkt. Dit houdt het volgende in: met behulp van een meegestuurde foutcode wordt de juistheid van ieder ontvangen bericht nagegaan.
De microcontroller bewaakt het regelmatig binnenkomen van de berichten "sonde OK" van elke sonde die in gebruik is, en in het geval dat een sonde geen teken van leven meer geeft, of als een sonde het bericht "dilatatie" verstuurd heeft, zal de microcontroller via de infrarood-interface (Fig.6:nr. 15) de betreffende GSM (Fig.6:nr. 16) inschakelen en de nodige commando's doorsturen zodat er gebeld wordt naar een vooraf ingesteld nummer, opdat de betreffende persoon verwittigd wordt van het gebeuren.
Het basistoestel is aangesloten op de netspanning (Fig.6:nr.17) die door de voedingsschakeling (Fig.6:nr. 18) omgezet wordt naar een lage gelijkspanning voor de voeding van de ontvanger en de microcontroller, en in een hoogfrequente wisselspanning voor de laadspoelen (Fig.6:nr.19). Tevens kan het toestel ook zo geprogrammeerd worden dat het ook de mogelijkheid bevat tot het doorzenden van metingen naar een computer die dan ook
<Desc/Clms Page number 5>
moet worden voorzien van een programma om deze gegevens te verwerken en op te slaan.
Wij menen nieuw en inventief te zijn door meting van uitzetting of omklemming van de structuren die zich bevinden voor de baarmoeder, namelijk de cervixpoort en de vagina, meerbepaald de weeën. Op basis van deze ontsluitingssignalen gaat het alarm af.
Deze hogergenoemde structuren worden gemeten m.b.v. de probe die intravaginaal, vlak aan de cervix, wordt geplaatst.
De probe wordt ingebracht in de vagina en geplaatst aan de cervix om de verwijding van de cervixpoort en het craniale deel van de vagina te meten. Draadloos worden de metingen via de probe naar de ontvanger gestuurd en zo naar de GSM.
<Desc/Clms Page number 6>
VERKLARENDE WOORDENLIJST FIG. 2
1) urineblaas
2) vagina
3) probe
4) cervix
<Desc/Clms Page number 7>
VERKLARENDE WOORDENLIJST FIGUUR 3 1) netspanning
2) houder voor een probe
3) basispost
4) GSM
5) Batterijoplader van de GSM
<Desc/Clms Page number 8>
VERKLARENDE WOORDENLIJST FIGUUR 4
1) oplaadspoel
2) heroplaadbare batterijen
3) zender
4) antenne
5) parapluutje
6) afsluitdopje van de probe
<Desc/Clms Page number 9>
VERKLARENDE WOORDENLIJST FIGUUR 5
1) Capacitieve voeler
2) Referentie condensator
3) Microcontroller
4) Serieel bericht
5) Zender
6) Antenne
7) Temperatuursensor
8) Oplaadbare NiMH - Batterij
9) Laadschakeling
10) Laadspoel
<Desc/Clms Page number 10>
VERKLARENDE WOORDENLIJST FIGUUR 6
11) Ontvangst-antenne
12) Ontvanger
13) Seriële datastroom
14) Microcontroller
15) Draadloze InfraRood Interface met GSM
16)
GSM met IRDA - funktie
17) Netspanning
18) Voeding
19) Primaire Laadspoelen voor meerdere Sondes