CN105025857B - 母乳喂养量估算器 - Google Patents

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Abstract

一种用于间接估算婴儿的母乳摄入量的传感器，该传感器包括：被配置成在外部固定到对象所穿戴的失禁用品上的壳体，该壳体包括：被配置成能够照亮失禁用品的发光二极管(LED)；被配置成能输出从失禁用品反射的光量的指示的光电探测器；以及具有如下所述配置的集成电路：(a)接收来自光电探测器的指示，(b)基于该指示计算由该对象分泌到失禁用品中的尿液量，以及(c)基于由该对象分泌到失禁用品中的尿液量来估算婴儿的母乳摄入量。

Description

母乳喂养量估算器
技术领域
一些实施方案涉及一种母乳喂养量估算器。
背景技术
美国儿科学会、世界卫生组织和全球医疗专家推荐将母乳哺育作 为一岁以内婴儿的优选喂养方法。人的母乳具有显著的健康益处，到 目前为止，母乳还不能由婴儿配方食品所复制。具体地说，母乳已被 证明可降低感染性腹泻、呼吸道感染、中耳炎、儿童性肥胖和其它病 况的发生。母乳喂养已被证明也有益于母亲的健康，诸如降低产后出 血和贫血的风险。也降低了卵巢癌和绝经前乳腺癌的风险。另外，母 乳喂养还能增强母乳喂养母亲的产后瘦身。母乳喂养的其它益处还包 括其对于母亲和婴儿的安慰效果。出于这些理由，许多健康专家认为 母乳喂养使得婴儿和母亲更健康、更幸福，这是母乳喂养作为公共健 康措施被全球推广的原因。
对于许多哺乳期的母亲而言重要的是要了解婴儿所吸吮的母乳 量。这个信息可以帮助评估婴儿的营养状况、对母乳喂养指导的需求 和/或婴儿配方食品的使用，因此这个信息对于儿科医生也是重要的。 一个普通婴儿在他生命的第一天的正常母乳摄入量开始是几十毫升， 在他生命的第一周增加至每天几百毫升，后来能够达到每天大约 700-900毫升，这是可以接受的。参见J.Riordan和K.Wambach于2009 年由Jones&Bartlett出版社所出版的第4版“母乳喂养和人类哺乳” (Breastfeeding and Human Lactation)。
许多母亲由于她们的错误印象和担心给婴儿吃的乳汁不足而选 择完全或部分地中断母乳喂养，并开始使用配方食品。这是令人遗憾 的情况。
过去已经提出了用于测量在母乳喂养期间挤出的乳汁量的装置。 许多这种装置采取流体流动测量的方法，并且通常包括在母乳哺育期 间安装在胸部上的流量计或容量计，以测量流经的乳汁量。这类装置 的几个例子在Rosenfeld的美国专利No.5,827,191、Shemesh等人的 美国专利申请公开文本No.2008/0039741和Dahan的美国专利申请公 开文本No.2005/0177099中示出。其它装置提出使用采用超声波测量 或者压电装置的流量计。除了准确率方面的问题，人们认为这类装置 由于它们的侵入特性而没有获得太多的认可，这种装置干涉了喂养和 建立亲情过程中母亲/婴儿之间的亲密和简单性。
其它提案包括给母亲和/或婴儿称重或者测量婴儿胃部在哺乳前 后的填满度，例如，如在Long等人的美国专利申请公开文本No. 2008/0097169、Ales等人的美国专利申请公开文本No.2008/0077040、 和Feldkamp等人的美国专利申请公开文本No.2008/0077042中公开 的那样。这些提案包含很大程度的不便，这可以解释它们没有被广泛 接受的原因。另外，实验数据表明称重在评估小婴儿乳汁摄入量方面 是一种不精确的方法。参见O.E.M.Savenije和P.L.P.Brand的“用 于评估新生婴儿乳汁摄入量的检测称重的准确性和精准度(Accuracy and precision of test weighing to assess milk intake innewborn infants)”, Arch Dis Child Fetal Neonatal(2006)，91:F330-F332。
非常普遍的是，儿科医生和护士简单地指导担心的母亲去统计每 天的湿(被尿湿)尿布的数量，来作为由婴儿吸吮的母乳量的一些指 示。在婴儿生命的第一周每24小时有1-5片湿尿布，对于更大一些 的婴儿，每24小时有6片或者更多的湿尿布，是看护者普遍建议的 表明有充足母乳摄入量的频率。然而，这种尿布统计法自然不能被认 为是精密科学，主要原因在于它不能提供每24小时分泌的实际尿液 量的具体测量。
因此，对于评估婴儿所吸吮母乳量的不引人注目且方便的装置和 方法仍然有着长期的切身需要。
申请人于2012年5月25日提交的PCT专利申请No. 公开了用于通过检测一个或多个生理参数来感知 对象健康状态的装置、系统和方法。申请人于2011年7月28日提交 的PCT专利申请No.PCT/IL2011/000615公开了用于监测对象的生理 状况的系统和方法。这些专利申请的全部内容通过引用并入本文。
发明内容
结合具有示例性和说明性意义的系统、工具和方法对下列实施方 案及其各方面进行描述和举例说明，这些系统、工具和方法并非为了 限制范围。
根据一个实施方案，提供了一种用于间接估算婴儿母乳摄入量的 传感器，所述传感器包括：被构造成在外侧固定到对象所穿戴的失禁 用品上的壳体，所述壳体包括：被构造成可照亮失禁用品的发光二极 管(LED)；被构造成可输出从失禁用品反射的光线量指示的光电探 测器；以及如下所述地配置的集成电路：(a)接收来自所述光电探测器 的指示，(b)基于所述指示计算由所述对象分泌到失禁用品中的尿液量， 以及(c)基于由所述对象分泌到失禁用品中的尿液量来估算所述婴儿 的母乳摄入量。
根据一个实施方案，还提供了一种尿液传感器，其包括：被构造 成在外侧固定到由对象穿戴的失禁用品上的壳体，所述壳体包括：被 构造成可照亮失禁用品的发光二极管(LED)；被构造成可输出从所 述失禁用品反射的光线量的指示的光电探测器；以及如下所述地构造 的集成电路：(a)接收来自所述光电探测器的指示，以及(b)基于所述 指示计算由所述对象分泌到失禁用品中的尿液量。
在一些实施方案中，所述LED是白光LED。
在一些实施方案中，所述LED是红外LED。
在一些实施方案中，所述光电探测器是光敏电阻(LDR)。
在一些实施方案中，所述光线量的指示是电压的下降。
在一些实施方案中，所述电压的下降对应于在所述失禁用品中的 所述尿液量的增加。
在一些实施方案中，所述光线量的指示是电压的增加。
在一些实施方案中，所述电压的增加对应于对象水化的降低。
在一些实施方案中，所述集成电路还被配置成可基于对所述对象 分泌到所述失禁用品中的尿液深浅度的检测来估算所述对象的水化 水平。
在一些实施方案中，所述集成电路还被配置成可基于对所述尿液 的深浅度和所述尿液量进行协同分析来估算所述对象的水化水平。
在一些实施方案中，所述壳体还包括用于在外侧固定到所述失禁 用品上的黏结条。
在一些实施方案中，所述壳体还包括用于在外侧固定到所述失禁 用品上的尼龙搭扣(Velcro)。
在一些实施方案中，所述壳体还包括用于在外侧固定到所述失禁 用品上的夹具。
在一些实施方案中，所述壳体还包括可操作地耦合到所述集成电 路上的屏幕，其中，所述屏幕被配置成可显示尿液量。
在一些实施方案中，所述壳体还包括可操作地耦合到所述集成电 路上的屏幕，其中，所述屏幕被配置成可显示估算出的母乳摄入量。
除了上述的示例性方面和实施方案，通过结合附图地研究下列详 细说明将使得其它方面和实施方案变得显而易见。
附图说明
在参考附图中示出了示例性实施方案。为了方便及清楚展示而选 择附图中所示组件和特征的常规尺寸，而且这些尺寸不必一定按比例 示出。以下列出了所述附图。
图1示出了根据一些实施方案的带有传感器的典型的分层尿布；
图2示出了形成所述尿布的各层的横截面视图；
图3A-G示出了根据一些实施方案的示例性传感器的前侧等角视 图、主视图、后视图、右视图、左视图、俯视图和仰视图。
图4和5示出了根据一些实施方案的传感器的电路的方框图；
图6示出了根据一些实施方案的低通滤波器的线路图；
图7示出了根据一些实施方案的示例性声波通信接口；
图8示出了根据一些实施方案的传感系统的声接口；
图9示出了根据一些实施方案的图形接口；
图10A、10B和10C示出了根据一些实施方案的传感器读数的图 表；以及
图11A和11B示出了根据一些实施方案的传感器读数的图表。
具体实施方式
本文公开了用于间接估算婴儿母乳摄入量的装置和方法。根据本 发明的实施方案，测量分泌到婴儿尿布上的尿液量，并且可以将测量 结果用于判断婴儿是否吸吮了足够量的母乳。可以用这种估算来代替 上文所讨论的湿尿布计数法或者与之一起使用。如果给出了湿尿布的 指示和该湿尿布中的尿液量，则可以使该计数方法得到改善，因为如 果该婴儿的照料者不知道这些因素，那么他或她可能仅会在尿布积累 了多次排尿后才更换尿布，这导致了错误的湿尿布的较低计数以及不 必要的担忧。
有利的是，由于使用安装在婴儿尿布外侧的传感器检测尿液量， 因而不会与尿液或者婴儿的身体直接接触。该有利的传感器以一种允 许不干涉母亲/婴儿喂养和建立亲情过程中的亲密和简单性的方式方 便地、非侵入性地测量尿液分泌。在替代实施方案中，该传感器被嵌 入到尿布本身内。
在一些实施方案中，该传感器用于测量与母乳喂养不相关的分泌 到失禁用品(诸如成人尿布或者婴儿尿布)中的尿液量。例如，可以 将该传感器用在要求对对象进行流体管理的场合，以检测肾衰竭，评 估水合作用，和/或类似用途。
根据一些实施方案中，提供了被配置成可估算对象的水化水平的 相同或不同的传感器。该传感器检测被认为是水化水平的征兆的尿液 深浅程度。一般而言，尿液颜色越深，该对象的脱水越严重，反之亦 然。透明的尿液通常意味着良好的水化水平。任选地，该传感器还测 量分泌的尿液量，从而使得该传感器使用尿液量和深浅这两个因素的 组合来估测水化水平。
术语“尿布”、“失禁用品”和“吸收性失禁用品”在此可以交 替使用，并涉及具有分层结构的穿戴式产品，该产品允许将尿液传输 并分布到一种将尿液锁定在其中的吸湿芯结构上。同样，术语“婴儿” 在此仅出于方便的目的而使用，该术语可以指任何对象，诸如婴儿、 儿童或成人。
现在参考图1和图2，图1以透视图的形式示出了典型的分层尿 布100，图2示出了形成相同尿布的层的横截面视图。在大多数现代 尿布(诸如尿布100)中可以找到的基本层通常是：(a)外壳层102， 其通常由透气型聚乙烯薄膜或无纺布材料和薄膜复合材料制成，可防 止潮湿并防止排泄物转移到外部环境中；(b)内吸收层104，其通常包 含无尘纸和超高吸水性聚合物的混合物；以及(c)最接近皮肤的层106， 该层常常由无纺布材料制成，在其正下方设有分送层，该分送层将潮 湿转移到吸收层。通常用一对紧固件108将尿布紧贴在穿戴者的下腹 部周围。
在一些实施方案中，诸如传感器110的传感器可以作为外部附件 被固定到尿布100的外壳层102上。在一些实施方案(未示出)中， 该传感器可以被埋嵌到外壳层102内或者与外壳层102一体地形成。 在一些实施方案(未示出)中，该传感器可以被埋嵌到内吸收层104 内或者与内吸收层104一体地形成。在一些实施方案中，一个或多个 传感器可以被埋嵌到最接近皮肤的层106内或者与该最接近皮肤的层 106一体地形成。在此仅作为一个示例地示出传感器110的位置。但 是，传感器可以被设置在尿布的任何一层内或其上，和/或处于尿布的 一个不同区域；另外，该传感器的零件可以分布在不同的层中和/或不 同的位置上。
在传感器中可以使用光电探测器来测量分泌到尿布中的尿液量。 有多种可能是合适的光电探测器(也称为“光传感器”)，诸如光敏 电阻(LDRs)、光伏电池、光电二极管(在光伏模式或光导模式下操作)、 红外(IR)传感器、光电晶体管、CCD(电荷耦合器件)、CMOS(互 补金属氧化物半导体)和/或类似物。
图3A-G分别以前侧等角视图、主视图、后视图、右视图、左视 图、俯视图和仰视图示出了用于婴儿和/或其他有需要的人的示例性传 感器300。传感器300可以包括包围内部零部件的壳体，该内部零部 件诸如光电探测器、照明器(例如LED)、集成电路(IC)和/或类似物。该壳体可以通过黏结条、Velcro和/或类似物固定到诸如尿布 等的穿戴者的衣物上，所述黏结条、Velcro和/或类似物可以例如设置 在壳体的背面上。另外或者可替代地，可以使用夹具和/或本领域中已 知的其它装置(未示出)将该壳体固定到衣物上。
传感器300的IC可以利用例如如上所述的光电探测器来测量分 泌到尿布中的尿液量。光电探测器输出一个有关从尿布上反射的光线 量的指示。由IC接收指示，IC基于该指示计算所分泌的尿液量。光 电探测器可以接收穿过壳体上的孔口的光，而且任选的LED可以通 过任选的LED孔口照亮该衣服。一个或两个孔口可以是敞开的，或 者用足够透明以允许光传输的覆盖件封闭。即，该孔口在壳体的背面 是视觉上暴露的。所述覆盖件可以例如是Velcro、粘结剂或用于将传 感器300固定到衣物上的不同装置或手段。任选的IR收发器可以设 置在IR孔处或其附近。
应该注意的是，一些或者甚至所有的传感器、收发器、照明器和 /或类似物可以设置在Velcro、黏结条或用于将传感器300固定到衣物 上的不同装置的下面，或者甚至设置在壳体内侧，并不暴露于外界环 境。这可以给传感器/照明器提供保护，同时避免了在壳体内设置可见 孔的需要。它还可以给壳体提供完全或者部分地密封。
LED可以是白光LED、红光LED、红外LED或者具有不同波长 的LED。
传感器300的屏幕可以与IC可操作地耦合，以指示测量到的尿 液量和/或母乳摄入量。由屏幕所指示的母乳摄入量可以例如等于尿液 量；这两个量被认为是相似的。另外或者可选择的是，IC可以在屏幕 上以警报的形式显示排尿事件的简单指示。该警报可以在传感器检测 到至少有预定量的尿液(例如，至少10cc、至少15cc、至少20cc、 至少30cc)或者任何其它被编程到IC中的预定量时发出。
该警报可以向照料者指示穿戴尿布的对象已经排尿了。于是，该照料者可 以利用之前讨论过的湿尿布计数法来知晓对象的母乳摄入量是否充足。屏幕上 的指示可以例如是数字——显示所测量的毫升(或者不同的单位)数。另外或 者可替代地，可以显示多级刻度，其中刻度中的每个等级指示不同的尿液量。 另外或者可替代地，传感器300可以包括扬声器、蜂音器和/或类似物，用于发 出尿液量的声音指示。
可替代地或者额外地，警报可以向照料者指示穿戴尿布的对象的水化水平 已经达到预定值。可以在传感器至少检测到被编程到IC中的预定的尿液深浅度 时发出警报。
由于婴儿的移动和活动导致的光电探测器输出的电压波动可以使尿量测量 更为复杂。有利的是，嵌入在IC中的、被分别检测的软件和硬件低通滤波器 (LPF)能够使得由光电探测器输出的信号更接近于抛物线且更平滑，这使得利 用本文所讨论的方法和算法测量尿液量成为可能。LPF是基于移动平均算法的。 图5示出了一种使用LPF的图4的替代方案。图6示出了一个示例性的2阶 LPF电路，但是本领域技术人员将认识到不同阶和/或拓扑的LPF也可以是合适 的。
现在回过来参照图3A-G。任选地，传感器300包括用于检测穿戴者的 呼吸的压电传感器(未示出)。该压电传感器可以是设置在壳体内侧或外侧 的聚偏二氟乙烯(PVDF)薄板，有利的是，其不直接接触穿戴者的身体，并 且任选地甚至不是诸如薄膜的任何弹性构件，在本领域中有时将该弹性构件 用于将来自某一物体的运动或压力机械地传递到PVDF薄板上。PVDF薄板 例如可以位于壳体背面的内表面上。PVDF薄板可任选地与壳体接触。可选 择的是，PVDF薄板可以被安装到壳体内侧但不与之接触。还可选择的是， 壳体中的轻微凹陷区可以在壳体外面容纳PVDF薄板，该凹陷区可以如上所 述地由Velcro、黏结条或类似物覆盖。
传感器300还可以包括如厕训练功能，其被配置成可加强常规的婴儿如 厕训练过程。父母或者其他照料者可以用他或她自己的声音记录一条或更多 条语音信息，以在传感器300检测到分泌物时用扬声器自动地播放。该语音 信息例如可以提醒婴儿应该已经使用过了便盆，由此给无意识的分泌提供即 时的生物反馈。任选地，为了使传感器300对婴儿更有吸引力，传感器300 可以在婴儿触摸时自动地播放预先录好的语音信息。
语音信息可以在工厂中预先录制和/或由父母/照料者录制。为此， 可以在传感器300上设置一个或更多的按钮，诸如录音按钮和/或播放 按钮。任选地，一个或多个状态指示灯和/或屏幕(诸如LCD屏幕) 可以用信号通知录音的人该项录音已经开始、结束和/或类似状态。
任选地，在播放任何一条这类语音信息之前、之后或在播放过程 中，传感器300可以发出声音信号，以如下所述地将已检测到分泌物 的指示传输给远程装置或接收装置。另外任选地，该指示可以触发下 载和/或播放在远程装置或接收装置上关于如厕训练的教育视频剪辑， 父母和孩子可以一起观看或者单独观看该视频剪辑。
另外任选地，便盆可以包括声频或无线电频率接收器，从而当在 该便盆处接收到关于粪便和/或尿液分泌事件的指示时，该便盆可以通 过发光、发出声音和/或类似方式促使婴儿使用它。可以从传感器300 和/或远程或接收装置接收该指示。
根据一些实施方案，本文所公开的传感器还可以与外部和/或远程 装置联络和/或通信，以将由本文所述的传感器(多个传感器)产生的 信号传输给装置(此处是“接收器”或“接收装置”)。可以通过诸 如射频或声波通信等多种通信途径来实现将信号从传感装置的传感 器传输给接收装置。
声波通信利用声音和/或超声波，由此“发射器”产生由“接收器” 检测的声音。当实体对象快速振颤，扰乱附近空气分子(或者其它周 围介质)，并且生成从该源点向各个方向扩展的压缩波时，由该发射 器发出声音。可以使声音在频率(高音调对低音调)、振幅(响度) 和周期(频率和振幅的时间格局)方面有所变化。由于声波通过介质 快速移动，所以能快速地开始、停止或修改声音信号，以发送时间敏 感消息。
根据一些实施方式，对于每一个由本文所公开的传感装置和系统 所检测的不同生理状况，可以由一个或多个连接到微控制器上的转换 器生成不同的声音信号。各种不同的声音信号可能因参数不同而不同， 该参数诸如但不限于：频率、周期、振幅、持续时间、信号串和其间 间隔(工作循环)和/或类似参数。声音报警的频率可以在任何范围内。 在一个实施方案中，声音报警在1Hz到10KHz的范围内。在另一个 实施方案中，声音报警在10KHz到18KHz的范围内。在另一个实施 方案中，声音报警在18KHz到20KHz的范围内。在另一个实施方案 中，声音报警在18KHz到22KHz的范围内。在另一个实施方案中， 声音报警在20KHz到22KHz的范围内。在另一个实施方案中，声音 报警高于超声波的范围，诸如在22KHz以上。
例如，如果装置的传感器检测到尿液，那么它可以产生8KHz的 音调，并可任选地与其它系列的音调结合。例如，如果装置传感器检 测到粪便，它可以产生8KHz的音调，并可任选地与其它系列的音调 结合。作为另一个例子，如果装置的传感器检测到高温，那么它可以 产生5KHz的音调，并可任选地与其它系列的音调结合。作为另外一 个例子，如果装置的传感器检测到呼吸问题，它可以产生20KHz的 音调，并可任选地与其它系列的音调结合。这些是简单的例子，仅旨 在说明可以如何实现声波通信。
根据另一些实施方案，由传感装置生成的声音信号可以由配备有 麦克风的接收装置接收。各种不同的声波通信协议可以被用于建立发 射器(传感器)和接收装置之间的声波通信。例如，2000年5月25 日出版的题为“多用户跳频水声通信协议”(Multi-UserFrequency Hopping Underwater Acoustic Communication Protocol)的出版物， WoodsHole Oceanographic Institution,Woods Hole,MA 02543,其公 开了一种示例性的声波通信协议，其中，使用声波产生在概念上类似 于IP通信中所使用的数据“包”，该文献的全部内容通过引用并入 本文。
根据一些实施方案，接收装置可以包括任何类型的、被配置成可 经由适当的声波通信协议接收声音信号的装置，并且还可以将该信号 传输给可能位于远程位置的用户。这种设置的一个额外的好处是，与 射频通信不同，声波通信不会在对象的区域中包含电磁辐射，由此提 高了使用本文所公开的装置和系统的安全性。
根据一些实施方案，可以由传感装置产生的声调或一组音调定义 了时间域内的声音协议。在一些实施方案中，可以将该协议编程到传 感装置的微控制器和接收装置中。
根据一些实施方案，示例性的声音协议可以包括下列“包”：(1) 起始位元，为音调序列做准备；(2)第一音调；(3)第二音调；(4) 第N音调；(5)停止位元，音调序列停止。可以改变任何的步骤和 时长、位元的数目、位元音调的频率、循环等以定义一个适当的协议。
现在参看图7，图中示意性地示出了传感装置和接收装置之间的示 例性声波通信接口。传感装置2600包括音频编码器2602，其适于基 于由传感器产生的信号而产生声音信号。音频编码器2602可以被装 在之前所讨论的微处理器中或者与之相连接。传感装置还包括转换元 件2604，其适于将来自音频编码器2602的电信号转换成传递给远程 接收器的声音信号。在一些示例性实施方案中，转换元件2604是扬 声器。然后，可以由接收装置2610的转换单元2612检测由感应装置 产生的声音信号。在一些示例性的实施方案中，转换器2612是麦克 风。此后，由接收装置的音频解码器2614解码该声音信号。解码声 音信号可以被用于将声音信号转换成电信号。被解码的信号可以经过 处理并传输给用户。在一些实施方案中，被解码的信号可以被转换成 报警信号，该报警信号可以是视觉信号、触觉信号、声音信号，和其 它类似信号，或者这些信号的任意组合。
根据一些实施方案，接收装置可以是便携式的。在一些实施方案 中，接收装置可以被设置在传感装置附近。在一些实施方案中，接收 装置可以被安置在一个远离的位置上，但是仍然处于传输装置的声波 通信范围内。在一些示例性实施方案中，接收装置是智能手机。在一 些示例性实施方案中，接收装置被配置成可与智能手机通信。
现在参看图8，图中示意性地示出了根据一些实施方案的传感系 统的声接口。如图8所示，在系统2700中，传感装置2702被设置在 对象(示例性的婴儿2704)上。当传感装置的传感器检测到一个事件 时，该传感装置发出声音报警。由诸如接收装置2706等的接收装置 检测该声音报警，所述接收装置位于所述对象附近的位置。随后，接 收装置向监督者发出警报(诸如声音、触感和/或视觉警报)。另外或 者可选择的，接收装置可以用作被配置成可与远程装置(诸如智能手 机2708)通信的中继站，该远程装置又被配置成可给监督者生成适当 的警报。
在一些实施方案中，接收装置被配置成可经由因特网(Internet) 和/或经由短程无线电利用诸如基于IEEE 802.11b标准的无线局域网 (WiFi)、蓝牙、短信服务(SMS)、蜂窝式数据通信推送通知协议 等技术与远程装置通信，并且激活其中的警报，以便通知可能处于远 程位置的监督者。远程装置可以执行用于与接收装置通信的应用，并 产生声音和/或视觉警报和/或触感警报。
在由本发明人实验成功的实施方式中，使用一台苹果iPhone 4智 能手机(以下称为“iPhone”)作为接收装置。该iPhone的麦克风收 到由感应装置发出的声音信号然后经由苹果的推送通知服务(APN) 将警报传输给另一个用作远程装置的iPhone，该感应装置在与该 iphone之间没有墙壁存在时距离该iphone大约10米的范围或者在它 们之间有墙壁存在时距离该iphone更小的范围。
苹果推送通知服务可用来在接收装置上的目标应用没有运行时 将消息传送给iDevices。APN将来自指定的提供者的通知传输并路由 到指定的装置。通知是由两个主要的数据片组成的短消息：装置令牌 (device token)和有效载荷。装置令牌包含能使APN定位其上安装 了客户端应用的那台设备的信息。APN还利用它来鉴定通知的路由选 择。有效载荷是JSON定义的属性列表，其规定了在设备上下载应用 的用户将如何得到警告。远程通知数据的流动是单向的。提供者构成 包括有用于客户端应用的装置令牌和有效载荷的通知包。该提供者将 通知发送给APN，后者又将该通知推送给装置。
由用作远程装置的iPhone接收的消息包括描述由传感装置检测 到的事件的信息。给用户提供了一个触发启动安装在发明人这台 iPhone上的移动应用的选择，这会更加直观地显示该警报。该应用产 生了声音、触觉和/或视觉警报。在一些实施方案中，视觉警报是图形 动画(例如图9所示)。例如，如果传感装置检测到尿液，那么就生 成适当的声音信号。该声音信号由接收装置(诸如，例如智能手机2800) 接收，其中智能手机以将尿布的颜色变至蓝色(2802)的尿布动画并 结合水/溅落声的形式产生视觉和听觉警报。另外或者可选择的是，接 收装置可以将有关该检测的信息传送给远程装置，其中激活视觉和听 觉警报。作为另一个例子，如果检测到粪便，那么智能手机则以尿布 颜色变为棕色的动画并结合气体声音的形式产生视觉和听觉警报。例 如，如果传感装置检测到高的体温，那么就以温度计的颜色变成绿色 (2804)的动画并结合沸腾声音的形式产生视觉和听觉警报。最后， 如果传感装置检测到呼吸率的问题，那么就以静止心脏(2806)的动 画并结合救护车声音的形式产生视觉和听觉警报。
关于苹果推送通知服务和相关问题的更详细的内容可在苹果的 iOS开发库中在线获取，即 http://developer.apple.com/library/ios/navigation/，这个公开内容在此通 过引用整体并入本文。
例子和示例性结果
在本发明人所进行的一系列实验中，已经测试并检验了对尿布中 的尿液量的测量以及尿布中尿液深浅的检测。下面所讨论的实验包括 构成本发明实施方案的装置和方法。
在第一个实施方案中，使用了包括LDR和LED照明器的传感器。 LDR是珀金埃尔默光电子公司(PerkinElmer Optoelectronics)的 VT900。然而，本文明确表明可采用不同型号的LDR。任选地，在一 些实施方案中的LDR被配置成可感应大约为可见光谱内的光线，也称之为“环境光线”。该照明器(即-在该例子中的LED)主要是白 光LED。传感器在外侧固定到婴儿形玩偶所穿戴的帮宝适合身好动(Pampers Active Baby)3号尿布上。该传感器在玩偶的下腹部上面 固定到尿布的前侧区域上。将实验重复进行三次，一次是将10毫升 (ml)的水加到尿布中，一次是加入20ml，以及一次是加入30ml。 传感器读数与模拟尿液的水量大致成线性相关。图10A、10B和10C 分别示出了针对10ml、20ml、和30ml注射量的传感器读数的图表。 这些附图中的Y轴表示光电二极管的电压输出，而X轴表示用分钟 和秒记录的时间。如图所示，水的注射(等同于排尿)导致电压快速 降低。在10ml注射中，注射前基线和注射后大约30秒和120秒之 间所达到的平直部分之间的电压差是11毫伏(mV)。在20ml注射中， 该电压差是38mV，而在30ml注射中，该电压差是68mV。换句话 说，从最初的10ml每增加10ml都表现出主要是线性地大约30mV 的额外压降。
在第二个实验中，使用了包含IR传感器的传感器。IR传感器是 飞兆公司(Fairchild)的QRE1113GR。
IR传感器从外侧固定到婴儿形玩偶所穿戴的帮宝适合身好动3号 尿布上。传感器在玩偶的下腹部上面固定到尿布的前侧区域上。通过 注射模拟不同深浅程度的尿液的液体(从清澈(水)到比较深的黄色 (苹果糖浆))，重复多次实验。图11A和11B分别示出了针对清 澈(纯净水)液体注射和深黄色(苹果糖浆)液体注射的传感器读数 的图表。这些附图中的Y轴表示光电二极管的电压输出，X轴表示用 分和秒记录的时间。如图所示，任何液体的注射都导致电压快速升高， 接着是缓慢的衰减。对于水而言，注射前基线和注射后峰值之间的电 压差(大约1分钟之后出现)是1.382V，而对于苹果糖浆而言，该 电压差是0.637V。
在另外的实验(其图表未示出)中，使用中间水平的液体深度， 导致电压近乎线性地变化。总之，该方法在基于他或她的尿液深浅程 度而确定对象的水化水平方面是可靠的。
另一个适于检测尿液深浅程度的合适的传感器的例子是由德克 萨斯先进光电解决方案公司(Texas Advanced Optoelectronic Solutions Inc.)出品的TCS3404的数字型彩色传感器。TCS3404包括一个8×2 阵列的过滤光电二极管，模拟数字转换器，和在单片CMOS集成电 路上的控制功能。在16个光电二极管中，有4个红色滤波器，4个绿 色滤波器，4个蓝色滤波器和4个没有过滤器(无色)。
还有一个适于检测尿液深浅度的合适的传感器的例子是亿光电 子工业股份有限公司(Everlight Electronics Co.,Ltd.)制造的 ALS-PT19-315C环境光线传感器。
任选地，在同一壳体中同时使用尿液量测量传感器和尿液深浅度 测量传感器，以便同时指示分泌的尿液量和水化水平。可选择的是， 可以使用电压(或其它)读数表明尿液量和尿液深浅的单个传感器。 有利的是，已知尿液量和它的深浅能够使传感器的处理器协同分析并 估算水化水平。例如，如果尿液的深浅度相对较深，但是在一定时间 内尿液量相对较大，那么很有可能是对象实质上没有脱水。相反，浅 色的少量尿液仍然可以代表脱水。
一些实施方案可以例如使用可以存储一个指令或者一组指令的 非暂时性计算机可读介质或者制品来实施，如果该指令由包含硬件处 理器的传感器执行，那么所述指令使传感器根据本发明的实施方案执 行方法和/或操作。这种传感器可以包括例如任何合适的处理平台、计 算平台、计算装置、处理装置、计算系统、处理系统、计算机、处理 器，等等，并且可以利用硬件和/或软件的任何合适的组合来实施。计 算机可读介质或制品可以包括例如任何类型的包括软盘的磁盘、光盘、 CD-ROM、磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)、 电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)、磁卡或光卡，或者任何其它类型的适合存储电子指令 并能耦合到计算机系统总线上的介质。
该指令可以包括任何合适类型的代码，例如源代码、编译代码、 解释代码、可执行代码、静态代码、动态代码，或其它代码，并且可 以利用任何合适的高级、低级、面向对象的、可视化的、编译的和/ 或解释性的程序设计语言来实施，所述程序设计语言诸如C、C++、C#、Java、BASIC、Pascal、Fortran、Cobol、汇编语言、机器代码或 类似编程语言。
在本申请的描述中，每个词“包含(comprise)”、“包括(include)” 和“具有(have)”及其形式并不一定被限定为在与这些词相关联的 列表中的构件。

Claims (14)

1.一种装置，包括：
被配置成在外侧固定到由对象穿戴的失禁用品上的壳体，
其中，所述壳体包括：
(a)第一传感器，包括：
(i)被配置成照亮所述失禁用品的第一发光二极管(LED)；
(ii)被配置成输出从所述失禁用品反射的光量的指示的第一光电探测器；以及
(iii)如下所述地配置的第一集成电路：接收来自所述第一光电探测器的指示，并且基于来自所述第一光电探测器的所述指示来计算所述对象的水化水平，所述对象的所述水化水平是基于由所述对象分泌到所述失禁用品中的尿液深浅度的检测。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述壳体还包括：
(b)第二传感器，包括：
(i)被配置成照亮所述失禁用品的第二发光二极管(LED)；
(ii)被配置成输出从所述失禁用品反射的光量的指示的第二光电探测器；以及
(iii)如下所述地配置的第二集成电路：接收来自所述第二光电探测器的指示，以及基于来自所述第二光电探测器的所述指示计算所述失禁用品中的尿液量。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第二集成电路还被配置成在所述失禁用品中的尿液量超过预定阈值时发出警报。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第二LED是白光LED。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一LED是红外LED。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一光电探测器从由光敏电阻、光伏电池、光电二极管、红外传感器、光电晶体管、CCDs(电荷耦合器件)以及CMOS(互补金属氧化物半导体)所构成的组中选出。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一光电探测器是光敏电阻(LDR)。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一光电探测器是红外传感器。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一光电探测器是光电二极管。
10.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第二光电探测器从由光敏电阻、光伏电池、光电二极管、红外传感器、光电晶体管、CCDs(电荷耦合器件)以及CMOS(互补金属氧化物半导体)所构成的组中选出。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二光电探测器是光敏电阻(LDR)。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二光电探测器是红外传感器。
13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二光电探测器是光电二极管。
14.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述壳体还包括可操作地耦合到所述第一集成电路上的屏幕，其中，所述屏幕被配置成显示在所述失禁用品中的尿液量。
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