CN103764020A - 用于运动期间的生理遥测技术的服饰 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于生理参数遥测技术的用户界面部件和系统。用户界面部件可以被可逆地或不可逆地附接到衣服，这允许连接至用户的皮肤，诸如经由衣服中的一个或多个孔。通过用户界面部件中的传导传递层传递的信号被提供至信号接收单元，该信号接收单元可以收集并传输生理数据。

Description

用于运动期间的生理遥测技术的服饰
发明领域
本公开内容涉及生理数据的遥测技术。
发明背景
在训练或活动期间，运动员或其它个体的生理参数可能波动。追踪这些生理参数可以在研究运动行为时提供重要的数据。监测用力期间的生理参数对优化行为并保障运动员的健康来说可以是有用的途径。
发明概述
因此，监测运动员的生理参数的许多方法是强加于人的且麻烦的，这可能阻碍运动员和其他用户的使用。例如，常规的心率监测器可能需要一些运动员可能在训练或竞赛期间感到不舒服或受到约束的环绕穿戴者的胸部的带。一些类型的常规的生理数据收集设备可能在运动训练或竞赛期间压根就不实际。此外，可以用常规的数据收集设备监测或收集的参数或数据的量和类型可能因额外的常规监测设备的额外的重量和尺寸而受到限制。然而，收集运动训练和/或竞赛期间的生理数据可以提供有价值的洞察以使训练的益处最大，同时使训练过度和受伤的风险最小。本文呈现了服饰遥测技术传热设备或部件，其容易被集成到服饰内并提供不那么显眼的运动员遥测技术。
在一个实施例中，提供了一种用于生理参数遥测技术的系统，该系统包括至少一个用户界面部件，所述用户界面部件包括具有底面和顶面的至少一个传导传递层（conductive transfer layer），使得所述传导传递层的所述底面的至少一部分适于接触用户的皮肤。所述系统还包括至少一个信号接收单元和服饰，所述信号接收单元连接至所述至少一个传导传递层的所述顶面，所述服饰具有正面和接触用户的皮肤的背面。所述服饰适于在所述正面处接纳所述至少一个信号接收单元且还适于在所述正面或所述背面中的至少一处接纳所述至少一个用户界面部件。在一个实施例中，所述服饰可以包括暴露用户的皮肤的一个或多个孔，使得所述用户界面部件的所述底面的该部分在所述一个或多个孔处接触所述用户的皮肤。在另一个实施例中，所述用户界面部件的所述顶面在所述服饰的所述背面上。
在额外的实施例中，系统的至少一个用户界面部件可以包括底部隔离层，该底部隔离层接触所述底面并使所述至少一个传导传递层的所述底面的至少一部分与所述服饰的所述正面隔离。所述至少一个用户界面部件还可以包括顶部隔离层，该顶部隔离层接触所述至少一个传导传递层的所述顶面。所述至少一个用户界面部件可以包括粘着层，该粘着层至少部分位于所述底部隔离层与所述服饰的所述正面之间。在一个实施例中，所述服饰可以是衬衫且所述一个或多个孔可以位于所述衬衫的胸部区域。所述传导传递层可以是导电的热传递层。
在另一个实施例中，提供了用于生理参数遥测技术的用户界面部件，该部件包括具有底面和顶面的至少一个传导传递层且所述底面的至少一部分适于通过服饰内的一个或多个孔而接触用户的皮肤，所述服饰具有正面和背面。所述用户界面部件还可以包括底部隔离层，该底部隔离层接触所述至少一个传导传递层的所述底面并使所述至少一个传导传递层的所述底面的至少一部分与所述服饰的所述正面隔离。所述用户界面部件还可以包括顶部隔离层，该顶部隔离层接触所述至少一个传导传递层的所述顶面。
另外，用户界面部件可以包括粘着层，所述粘着层至少部分位于所述底部隔离层与所述服饰的所述正面之间。所述用户界面部件可以具有底部隔离层，所述底部隔离层结合到所述服饰的所述正面。此外，所述至少一个传导传递层可以是导电的热传递层。所述至少一个传导传递层可以包括金属或所述至少一个传导传递层可以包括碳材料。所述服饰可以是衬衫且所述一个或多个孔可以位于所述衬衫的胸部区域，所述传导传递层的所述底面的部分通过所述一个或多个孔接触用户的皮肤。
在一个实施例中，提供了用于生理参数遥测技术的用户界面部件，所述部件包括具有底面和顶面的至少一个传导传递层且所述底面的至少一部分适于在被附接到由用户穿戴的服饰时接触用户的皮肤，所述服饰具有正面和背面。所述用户界面部件还可包括底部隔离层，所述底部隔离层接触所述至少一个传导传递层的所述底面并隔离所述至少一个传导传递层的所述底面的至少一部分。所述用户界面部件还可包括顶部隔离层，所述顶部隔离层接触所述至少一个传导传递层的所述顶面。
此部分提供了公开内容的大致概述，且不是其全部范围或其所有特征的全面的公开内容。从本文提供的描述，另外的可应用范围将变得明显。此概述中的描述和具体实施例预期仅仅是示例性的目的而并不预期限制本公开内容的范围。
附图简述
本文描述的附图基于示例性的目的仅仅是所选择的实施方案而并不是所有可能的实施，且并不预期限制本公开内容的范围。
图1A-B阐释了用户界面部件的一个实施例的不同视图。
图2阐释了用于生理参数遥测技术的系统的一个实施例。
图3阐释了用于生理参数遥测技术的系统的另一个实施例。
图4阐释了用于生理参数遥测技术的系统的额外视图。
图5阐释了生理参数遥测技术系统的侧视图实施例。
图6阐释了生理参数遥测技术系统的侧视图实施例。
图7阐释了生理参数遥测技术系统的额外的实施例。
图8A-C阐释了引入生理参数遥测技术系统的额外的服饰。
在附图的多副视图中，相应的参考数字表示相应的部件。
发明详述
参考图1A，描绘了用于生理参数遥测技术的用户界面部件的一个实施例。用户界面部件可以包括至少一个传导传递层102和连接到至少一个传导传递层102的信号接收单元105。传导传递层102可以具有顶面104和底面103。通常，至少一个传导传递层102的底面103的至少一部分接触用户的皮肤101。热和/或电信号可以传播通过至少一个传导传递层102且被信号接收单元105接收。图1B示出用户界面部件106的一个实施例。用户界面部件106的“倒T形”的形状仅仅是示例性的。用户界面部件和传导传递层的额外的形状可以被用于用户身体的不同部位或适合不同生理数据的测量。信号接收单元105将所收集到的生理参数数据传输至一个或多个外部的记录或计算源。信号接收单元105可以利用任何有用的数据传递格式或协议来传输任何形式的信号。例如，信号可以通过无线电传输和/或蜂窝电话传输而被中继至外部源。信号可以利用802.11协议、蓝牙等。在一个实施例中，信号接收单元105连接至用户界面部件的一部分。信号接收单元105还可以存储数据供稍后通过无线或有限连接进行下载或传输。此外，信号接收单元105可以是可拆装的，使得用户界面部件可以是可清洗的，而不会损坏信号接收单元105内的电子设备。
传导传递层的一个实施例可以使用银或浸渍银的衬底以提供导电性和/或导热性信号。在另一个实施例中，碳被用作导电材料。可选择地或共同地，导电聚合物或其它有机材料被用作传导传递层的导电部分。例如，导电织物或纤维可以被结合入传导传递层内。为了传输不同的生理信号，包括多种材料可能是有优势的。
图2阐释了结合入用于生理参数遥测技术的系统中的用户界面部件的一个实施例。用于生理参数遥测技术的系统可以包括衬衫200或其他服饰或佩戴的配件，使得至少一部分接触用户的皮肤。压缩衬衫（compressiveshirt）或其他压缩服饰可以被结合入用于生理参数遥测技术的系统中以确保与用户的皮肤充分接触来进行测量。在另一个实施例中，系统可以被结合入皮带或运动胸罩内。衬衫200的示例包括穿过衬衫的织物的一个或多个孔203、204以提供用于传导传递层205的区域以接触用户的皮肤。图2中阐释的孔203、204并不一定与衬衫200是按比例的。孔可以具有变化的尺寸和位置以适应用户界面部件。例如，进行接触的一个或多个孔可以在服饰的胸部区域内和/或服饰的腋窝区域内和/或背部区域内。对于一些应用，微型尺度的用户界面部件可以被采用，且由孔提供的与用户皮肤的接触区域可以被相应地按比例缩放。在另一个实施例中，服饰自身可以利用传导部分来桥接在用户的皮肤与用户界面部件之间，使得用户的皮肤与用户界面部件直接接触是最少的。
回到图2，传导传递层的一部分通过服饰200内的孔203、204接触用户的皮肤。传导传递层208、209的另一部分接触信号接收单元207。信号接收单元207接收通过传导传递层从用户收集到的热和电信号并将它们中继至各外部数据收集和分析单元。用户界面部件可以从服饰200是可拆装的且可以包括多种材料以提供一个或多个传导传递层。用户界面部件可以被缝合、结合或附着到服饰以在被用户穿戴时提供稳定性。信号接收单元207还可以与系统分离。信号接收单元可以通过任何方式被保持在合适的位置，该方式包括缝合、结合、服饰封闭物诸如按扣或钩眼封闭物或使用磁性封闭物。
可以被结合入信号接收单元或传感器中的电子模块的示例被阐释在美国专利申请系列第11/416,458号中，以美国专利申请公开号2007/0260421被公开，该专利申请的全部内容在此通过引用并入且构成本文的一部分。本发明的方面可以涉及美国专利申请系列第11/166,351号，以美国专利申请2007/0011919被公开，且还涉及美国专利申请系列第11/848,988号，以美国专利第7,771,320号被授权，两项专利申请在此通过引用并入且构成本申请的一部分。
图3阐释了用于生理参数遥测技术的用户界面部件和系统的额外的实施例。用户界面部件301可以包括传导传递层303。传导传递层303可以是导电的热传递层。传导传递层303通过服饰300内的一个或多个孔304、305接触用户皮肤的一部分。传导传递层303还接触至少一个信号接收单元302。另外，用户界面部件301可以包括在底面上接触传导传递层303且使传导传递层303的底面的一部分与服饰302隔离或隔开的底部隔离层306。底部隔离层306还为传导传递层提供暴露的区域307以对齐为了接触用户的皮肤而设置在服饰300内的孔304、305。
用户界面部件301还可以具有接触传导传递层303的顶面的顶部隔离层308。顶部隔离层308可以保护传导传递层303免受环境污染和/或免受损坏。顶部隔离层308还可以具有接触点309以暴露传导传递层303并允许信号接收单元302与传导传递层303连接。顶部隔离层308可以具有装饰元件。虽然顶部隔离层308、传导传递层303以及底部隔离层306被阐释为三个单独的层，但是对于任何单个层可以使用多个层。此外，顶部隔离层308和底部隔离层306可以由一种材料形成且包封传导传递层303。
还可以在服饰或服饰的面朝底部隔离层306的面上或直接在传导传递层303上设置粘着层310。粘着层310和底部隔离层306可以是同一层。粘着层310可以被设置到用户界面部件301的任何部分。粘着层310可以具有胶或其他结合介质以使用户界面部件301牢固地附接到服饰300。粘着层310可以具有可逆的或不可逆的附接机构。可选择地或共同地，常规的服饰紧固件诸如钩眼封闭物、按钮或按扣可以用于将用户界面部件301附接到服饰300。
图4阐释了用于生理参数遥测技术的系统的一个实施例的侧视图。通常，用户界面部件可以包括具有顶面405和底面406的传导传递层404。底面406的一部分可以接触用户的皮肤401。在图4中，用户的皮肤401被阐释为具有织物或其他服饰层402。织物或其他服饰层402可以大体位于用户界面部件与用户的皮肤401之间。然而，服饰或织物402可以包括至少一个孔，使得传导传递层404的一部分403可以接触用户的皮肤。虽然图4显示了在传导传递层404与用户的皮肤401之间直接接触，但是可以存在额外的介于其间的传导材料或层。例如，传导粘合剂或润滑剂可以被应用到传导传递层或用户的皮肤。在另一个实施例中，服饰402内的孔可以由浸渍到织物中的传导聚合物补充，使得可以避免直接接触用户的皮肤。服饰自身可以完全或部分由导热和/或导电材料构建，在该情形中，用户界面部件可以经由通过传导服饰提供的桥连物而与用户连接。图4中的系统还可以包括接触410传导传递层404的信号接收单元409。
服饰402可以具有贴着用户皮肤的背面和离开用户皮肤的正面。由用户穿戴的服饰402设置了至少一个孔403，使得传导传递层404接触用户皮肤401的一部分。在一个实施例中，服饰可以是压缩衬衫且一个或多个孔可以在压缩衬衫的胸部区域内。传导传递层可以具有底面406和顶面405。传导传递层406的底面可以接触用户的皮肤。底部隔离层407可以接触传导传递层404的底面406的至少一部分。底部隔离层407可以保护传导传递层404的底面406免受用户的身体和环境的影响。粘着层411可以允许底部隔离层407牢固地附接到服饰402的正面。粘着层411可以覆盖所有或一部分底部隔离层407。粘着层411还可以被应用到传导传递层404，同时使传导传递层404的部分403被暴露以允许接触用户的皮肤401。传导传递层404的至少一部分可以通过底部隔离层被暴露以允许接触用户的皮肤401。
顶部隔离层408接触传导传递层404的一部分顶面405且可以提供保护以使传导传递层404免受用户环境的影响。顶部隔离层408可以包括传导传递层404的顶面405被部分暴露以提供用于至少一个信号接收单元409的至少一个接触点410的区域。虽然阐释了每一层是直接接触，但是层可以包括介于其间的子层和/或其他部件以桥连连接件或提供其他功能。
图5阐释了用于生理参数遥测技术的系统的一个实施例。服饰500可以是所阐释的衬衫，但可以是穿戴成与用户的皮肤紧密贴合的任何服饰或附件。一个或多个用户界面部件501可以被缝饰到服饰500的表面。如所阐释的，用户界面部件501与服饰并不是成比例的。用户界面部件501可以具有与服饰相比的任何尺寸比，这对用户界面部件501的尺寸可以通过待收集的生理参数来确定时是特别有优势的。在图5中，用户界面部件501位于服饰500的胸部区域503且服饰中的为传导传递层接触用户的皮肤而设置的孔504、505位于胸部区域503内。虽然阐释为用户界面部件位于胸部区域内，但是用户界面部件可以位于服饰上的任何位置。例如，在腋窝和/或背部区域内包括用户界面部件可能是有用的。虽然阐释为一个用户界面部件对一个信号接收单元，但是在用于生理参数遥测技术的系统内可以采用用户界面部件对信号接收单元的任何比。例如，使多个用户界面部件连接至单个信号接收单元可能是有用的。可选择地或共同地，单个用户界面部件可以向多个信号接收单元传输多个信号。
图6阐释了用于生理参数遥测技术的系统的额外的实施例，其中用户界面部件位于用户的皮肤附近，诸如服饰的内侧，诸如压缩衬衫或其他形成贴身的服饰。用户界面部件可以被结合、缝合或缝饰到服饰的背面。另一个实施例可以包括用户界面部件被嵌在衬衫内的系统。通常，用户界面部件可以包括具有顶面605和底面606的传导传递层604。底面606的一部分可以接触用户的皮肤601。在图6中，织物或其他服饰层602阐释为具有大体位于织物或其他服饰层602与用户的皮肤601之间的用户界面部件。虽然图6显示了传导传递层604与用户的皮肤601之间直接接触，但是可以存在额外的介于其间的传导材料或层。例如，传导粘合剂或润滑剂可以被应用到传导传递层或用户的皮肤。图6中的系统还可以包括接触610传导传递层604的信号接收单元609。
服饰602可以具有贴着用户的皮肤的背面和远离用户的皮肤的正面。用户界面部件可以被应用贴着用户的皮肤并附接到服饰602的背面。在一个实施例中，服饰可以是压缩衬衫且一个或多个孔可以在压缩衬衫的胸部区域内。传导传递层可以具有底面606和顶面605。传导传递层606的底面可以接触用户的皮肤。底部隔离层607可以接触传导传递层604的至少一部分底面606。底部隔离层607可以保护传导传递层604的底面606不受用户身体的影响。
顶部隔离层608接触传导传递层604的一部分顶面605且可以大体位于传导传递层604与服饰602或服饰的背面之间。顶部隔离层608可以包括传导传递层604的顶面605被部分暴露以提供用于至少一个信号接收单元609的至少一个接触点610的区域。可以通过小孔或其他传导桥连材料提供通过服饰的正面和背面与用户界面部件的接触。虽然阐释了每一层是直接接触，但是层可以包括介于其间的子层和/或其他部件以桥连连接件或提供其他功能。
粘着层611可以允许顶部隔离层608牢固地连接至服饰402的背面。粘着层611可以覆盖所有或一部分顶部隔离层608。粘着层611还可以被应用到传导传递层604以将传导传递层附着到服饰的背面。传导传递层604的至少一部分603可以通过顶部隔离层608被暴露以允许与信号接收单元接触。
图7阐释了用于生理参数遥测技术的用户界面部件和系统的额外的实施例。用户界面部件701可以包括传导传递层703。传导传递层703可以是导电的热传递层。传导传递层703接触用户皮肤的一部分且大体位于服饰与用户的皮肤之间。传导传递层703还接触至少一个信号接收单元702。另外，用户界面部件701可以包括在底面上接触传导传递层703且使传导传递层703的一部分底面与用户的皮肤隔离或隔开的底部隔离层706。底部隔离层706还提供用于接触用户皮肤的暴露的区域707。
用户界面部件701也可以具有接触传导传递层703的顶面的顶部隔离层708。顶部隔离层701可以大体位于服饰或织物与传导传递层703之间。顶部隔离层708也可以具有接触点709以暴露传导传递层703并允许信号接收单元702与传导传递层703连接。尽管顶部隔离层708、传导传递层703以及底部隔离层706被阐释为三个单独的层，但是对于任一个单个层可以使用多个层。此外，顶部隔离层708和底部隔离层706可以由一种材料形成并包封传导传递层703。
还可以在服饰上或在顶部隔离层708的面朝服饰的面上或直接在传导传递层703的顶面上设置粘着层710。粘着层710和顶部隔离层708可以是同一层。粘着层710可以被设置到用户界面部件701的任何部分。粘着层710可以具有胶或其他结合介质以使用户界面部件701牢固地附接到服饰700。粘着层710可以具有可逆的或不可逆的附接机构。可选择地或共同地，常规的服饰紧固件诸如钩眼封闭物、按钮或按扣可以用于将用户界面部件701附接到服饰700。
图8A-C阐释了结合有用于生理参数遥测技术的系统的服饰的额外的实施例。图8A阐释了用户界面部件801和信号接收单元可以被附接到皮带802。图8B阐释了用户界面部件和信号接收单元803可以被附接到运动胸罩。图8C阐释了附接到一条短裤803，尤其是贴身的底裤诸如内衣或压缩短裤的用户界面部件805、807。图8A-C所阐释的大概位置仅仅是示例性的且此外不是按比例的。用户界面部件的位置可以根据用户和待监测的生理参数变化。多个用户界面部件可以被应用到若干服饰的区域以实现全面的生理遥测技术。
通过所描述的系统可以获得并传输多种生理数据。可以被监测的生理参数的非限制性的示例包括：皮肤温度、呼吸速率以及对于内容物，心率、血压、热通量、肌肉收缩等。例如，可以监测运动员在不同用力水平下和不同环境中的皮肤温度和/或核心体温。也可以追踪运动员的脉搏率和/或血压。可以收集呼吸速率统计数据。可以监测通过出汗的电解质损失。不同生理数据的测量和收集可以包括将一个或多个用户界面部件定位在运动员身体的不同区域处。例如，可以在颈动脉、手腕附近、膝盖后或胸部上测量脉搏率。此外，可以基于待收集的数据的类型来调节用户界面部件的材料和结构。在额外的实施例中，用户界面部件可以在信号接收单元和与用户的皮肤连接的额外的单元之间提供传导连接。对于额外的感测应用，从具有电源的信号接收单元向用户界面部件提供小电流可能是有用的。
已经基于阐释和描述的目的提供了前述实施方案的描述。这并不预期是穷举性的或限制本发明。特定实施方案的单个元件或特征通常并不被限于该特定实施方案，而是如果适用的话，是可互换的且可以用于所选择的实施方案中，即使没有明确显示或描述。

Claims (16)

1.一种用于生理参数遥测技术的系统，所述系统包括：至少一个用户界面部件，所述至少一个用户界面部件包括具有底面和顶面的至少一个传导传递层，所述底面的至少一部分适于接触用户的皮肤；至少一个信号接收单元，所述至少一个信号接收单元连接至所述至少一个传导传递层的所述顶面；以及服饰，所述服饰具有正面和接触用户的皮肤的背面且适于在所述正面处接纳所述至少一个信号接收单元且适于在所述正面或所述背面中的至少一处接纳所述至少一个用户界面部件。
2.如权利要求1所述的系统，所述服饰包括一个或多个孔，所述一个或多个孔暴露用户的皮肤，使得所述至少一个用户界面部件的所述底面的所述部分在所述一个或多个孔处接触用户的皮肤。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述用户界面部件的所述顶面在所述服饰的所述背面上。
4.如权利要求2所述的系统，所述至少一个用户界面部件还包括底部隔离层，所述底部隔离层接触所述底面并使所述至少一个传导传递层的所述底面的至少一部分与所述服饰的所述正面隔离。
5.如权利要求1所述的系统，所述至少一个用户界面部件还包括顶部隔离层，所述顶部隔离层接触所述至少一个传导传递层的所述顶面。
6.如权利要求4所述的系统，所述至少一个用户界面部件还包括粘着层，所述粘着层至少部分位于所述底部隔离层与所述服饰的所述正面之间。
7.如权利要求2所述的系统，其中所述服饰是衬衫且所述一个或多个孔位于所述衬衫的胸部区域。
8.如权利要求1所述的系统，所述至少一个传导传递层是导电的热传递层。
9.一种佩戴在服饰上的用于生理参数遥测技术的用户界面部件，所述部件包括：具有底面和顶面的至少一个传导传递层，所述底面的至少一部分适于通过服饰中的一个或多个孔而接触用户的皮肤，所述服饰具有正面和背面；底部隔离层，所述底部隔离层接触所述底面并使所述至少一个传导传递层的所述底面的至少一部分与所述服饰的所述正面隔离；以及顶部隔离层，所述顶部隔离层接触所述至少一个传导传递层的所述顶面。
10.如权利要求9所述的用户界面部件，还包括粘着层，所述粘着层至少部分位于所述底部隔离层与所述服饰的所述正面之间。
11.如权利要求9所述的用户界面部件，其中所述底部隔离层结合到所述服饰的所述正面。
12.如权利要求9所述的用户界面部件，所述至少一个传导传递层是导电的热传递层。
13.如权利要求9所述的用户界面部件，所述至少一个传导传递层包括金属。
14.如权利要求9所述的用户界面部件，所述至少一个传导传递层包括碳材料。
15.如权利要求9所述的用户界面部件，其中所述服饰是衬衫且所述一个或多个孔位于所述衬衫的胸部区域。
16.一种佩戴在服饰上的用于生理参数遥测技术的用户界面部件，所述部件包括：具有底面和顶面的至少一个传导传递层，所述底面的至少一部分适于在被附接到由用户穿戴的服饰时接触用户的皮肤，所述服饰具有正面和背面；底部隔离层，所述底部隔离层接触所述底面并隔离所述至少一个传导传递层的所述底面的至少一部分；以及顶部隔离层，所述顶部隔离层接触所述至少一个传导传递层的所述顶面。
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