CN106473701A - 健康监测装置 - Google Patents

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Abstract

一个例子公开一种健康监测装置，该健康监测装置包括：通信电路，该通信电路被配置成接收基于身体表面的一组健康传感器数据；以及近场天线，该近场天线耦合到该电路，并保形地耦合到该身体表面。

Description

健康监测装置
技术领域
本说明书涉及用于身体监测的系统、方法、设备、装置、制品和指令。
背景技术
从可穿戴装置收集数据会是一个挑战，特别是对于医院或疗养所里单次使用的一次性装置来说。例如，用于失禁监测的传感器同时提供益处给患者(更好的仿形(profiling)、避免渗漏、个性化护理……)和照护者(更好的卫生、避免渗漏……)。
并且，在一次性尿布内部添加有源装置需要某一形式的一次性电池，从而增加了尿布的总成本，并由于电池的化学物质和金属而造成了更大的环境影响。
可将有源装置插入到尿布中，接着在使用完尿布后拔掉该有源装置，然而，这需要照护者进行额外操作，还会引发卫生问题。
尿布内部的无源(即，未供电)电路可结合移动式手持标签读取器使用；然而，这种解决方案需要手动扫描，且不允许自动告警功能，因为这种解决方案仍需要照护者使用移动式标签读取器来执行常规的手动检查。
发明内容
根据示例实施例，一种健康监测装置包括：通信电路，该通信电路被配置成接收基于身体表面的一组健康传感器数据；以及近场天线，该近场天线耦合到电路，并且被配置成保形地耦合到身体表面。
在另一示例实施例中，身体表面具有最大横截面；且近场天线具有大于或等于该最大横截面的至少一个空间维度。
在另一示例实施例中，近场天线被配置成围绕以下中的至少一者：身体表面、腰部、躯干、臂部、腿部、下部身体区域、伤口、胸部或头部。
在另一示例实施例中，近场天线包括以下中的至少一者：空气芯或铁氧体芯。
在另一示例实施例中，近场天线的形状是以下中的至少一者：螺线管、偶极子、封闭形状、螺旋形或环形。
在另一示例实施例中，近场天线在第一和第二天线节段之间包括可拆式电耦合。
在另一示例实施例中，另外包括单次使用式结构，该单次使用式结构具有被配置成产生基于身体表面的该组健康传感器数据的一组传感器；并且该单次使用式结构包括仅外部供电的无源电路。
在另一示例实施例中，近场天线嵌入在以下中的至少一者中：衣服、袜子、内衣、尿布、绷带、胶布、夹板、管型石膏夹、床单、软垫或床罩。
在另一示例实施例中，传感器中的至少一个是：湿度传感器、温度传感器、压力传感器、气体传感器、分子传感器、微生物传感器、应力传感器、位置传感器或近程传感器。
在另一示例实施例中，另外包括：可重复使用的结构，该可重复使用的结构具有被配置成处理基于身体表面的该组健康传感器数据的近场读取器。
在另一示例实施例中，近场天线嵌入在以下中的至少一者中：衣服、腰带、衬衫、裤子、胸带、项链、床、椅子或一件家具。
在另一示例实施例中，另外包括无线天线，该无线天线被配置成使用以下中的至少一者发送该组健康传感器数据：wifi信号、蜂窝式信号、蓝牙信号或zigbee信号。
在另一示例实施例中，可重复使用的结构被配置成响应于该组健康传感器数据内的阈值而通过无线天线发送告警信号。
在另一示例实施例中，可重复使用的结构中的第一近场天线被配置成与单次使用式结构中的第二近场天线通信，该单次使用式结构具有被配置成产生基于身体表面的该组健康传感器数据的一组传感器；并且该单次使用式结构完全由来自可重复使用的结构的近场信号供电。
在另一示例实施例中，第一近场天线相对于第二近场天线在空间上被安置成使得最大化第一和第二近场天线之间的耦合因数。
在另一示例实施例中，近场天线具有大于或等于身体表面的横截面的至少一个空间维度。
以上论述并不意图呈现在当前或将来权利要求集的范围内的每一个示例实施例或每一个实施方案。图式和随后的具体实施方式还例示各种示例实施例。
结合附图考虑以下具体实施方式，可以更加完全地理解各种示例实施例，在附图中：
附图说明
图1是一组示例健康监测装置。
图2A是应用于一组身体表面的一组示例健康监测装置。
图2B是示例第一横截面。
图2C是示例第二横截面。
图3是第一健康监测装置和第二健康监测装置之间的示例耦合因数。
图4是用于失禁监测的嵌入在腰带中的示例第一健康监测装置和嵌入在尿布中的第二健康监测装置。
图5是用于失禁监测的嵌入在可重复使用的床中的示例第一健康监测装置和嵌入在单次使用式或有限次使用式被单中的第二健康监测装置。
图6A和6B示出了嵌入在健康监测装置内的示例天线设计。
虽然本发明容许各种修改和替代形式，但其细节已经借助于例子在图式中示出且将详细地描述。然而，应理解，也可能存在除所描述的具体实施例以外的其它实施例。也涵盖落入所附权利要求书的精神和范围内的所有修改、等效物和替代实施例。
具体实施方式
合并可重复使用的有源健康监测装置与单次使用式无源健康监测装置，其中这两种装置使用NFC或其它近场信号通信，这将能够处理掉低成本的单次使用式装置，而依赖可重复使用的装置将患者健康数据从单次使用式装置传感器转发给远程照护者。
例如，通过使用包含有源(即，自供电的)NFC(或近场)读取器的健康监测装置(例如，诸如腰带或项链的可穿戴装置)，结合嵌入在具有各种传感器的单次使用式结构(例如，失禁尿布)中的无源NFC电路，能以便宜且方便的方式实现远程患者监测。
由于可重复使用的有源健康监测装置自主地从单次使用式结构(例如，尿布)中的NFC供电的传感器和电路中读出传感器信息(例如，湿度)，所以并不需要患者和/或照护者的介入。接着，可重复使用的有源健康监测装置通过额外的无线接口(例如，wifi、zigbee、蓝牙等)将这一组健康传感器数据转发给远程照护者。
由于单次使用式结构中的传感器从NFC场供电，所以不需要电池，并将单次使用式结构的总成本减到最小。另外，没有电池需要处理掉，这也减少了环境影响。
在一组示例实施例中，具有读取器的可重复使用的有源健康监测装置可嵌入到患者和/或使用者穿戴的衣物(例如，袜子、腰带、项链、钱包、裤子、衬衫、鞋子以及额外的内衣)中。在替代示例实施例中，读取器可嵌入到患者附近的物品和结构(例如，椅子、床、桌子、杯子、盘子)中。
图1是一组示例健康监测装置。第一有源健康监测装置102(例如，可重复使用的结构)包括无线天线104、第一NFC天线106、NFC读取器(未图示)、电池(未图示)，以及各种其它通信、逻辑和/或存储器电路(未图示)。这一可重复使用的结构102包括至少一个内部供电的有源电路。在示例实施例中，NFC天线106嵌入在以下中的至少一者中：衣服、腰带、衬衫、裤子、胸带、项链、床、椅子或一件家具。
同样在示例实施例中，无线天线104被配置成使用以下中的至少一者发送告警和/或一组健康传感器数据：wifi信号、蜂窝式信号、蓝牙信号或zigbee信号。此信息可由多种装置接收到，所述多种装置包括：本地Wifi热点、智能手机、服务器或蜂窝式节点，由此通知照护者，并使照护者能够对由该组健康传感器数据指示的患者情况作出反应。
第二无源健康监测装置108(例如，单次使用式结构)包括第二NFC天线110、用于从身体表面或在身体表面传感距离内提供一组健康传感器数据的一组传感器112，以及各种其它通信、逻辑和/或存储器电路(未图示)。在一个例子中，无源单次使用式结构108包括仅外部供电的无源电路。在各种例子中，第二NFC天线110可嵌入在以下各者中：衣服、袜子、内衣、尿布、绷带、胶布、夹板、管型石膏夹、床单、软垫或床罩。
另外，该组传感器112可包括：湿度传感器、温度传感器、压力传感器、气体传感器、分子传感器、微生物传感器、应力传感器、位置传感器或近程传感器。
第一健康监测装置102和第二健康监测装置108基于耦合因数114使用第一NFC天线106和第二NFC天线110通信。在一个例子中，第二无源健康监测装置108使用集成到第一有源健康监测装置102中的NFC读取器由该装置102定期供电和查询。
在健康监测装置102、108的任一个中的通信电路被配置成接收基于身体表面(例如，在个人身体上的或个人身体的传感距离内的任何位置)的该组健康传感器数据。在一个示例实施例中，第二健康监测装置108收集该组健康数据，并通过NFC将该数据发送到第一健康监测装置102上。
第一健康监测装置102的通信电路通过NFC接收健康数据，并通过无线信号将该数据转发到照护者。在一个例子中，第一健康监测装置102被配置成响应于该组健康传感器数据内的阈值而通过无线天线发送告警信号。
为了第一NFC天线106和第二NFC天线110之间的最大NFC耦合，这些天线106、110以及它们与健康监测装置102、108所嵌入的可重复使用的和/或单次使用式结构保形地耦合到待监测的身体表面。保形地耦合在本文中被限定为适应一组身体表面轮廓，使得天线几何结构接近地或大致地采用模拟身体表面的形状。此到身体表面的保形耦合的一些例子在图2A、2B、4和5中示出。保形性的程度可在“紧密贴合”和“宽松覆盖”之间变化，每种程度对天线106、110之间的耦合因数都有影响。
在一个示例实施例中，NFC天线106、110具有大于或等于身体表面的横截面的至少一个空间维度，如图2A和2B中所示，并被安置成使得最大化第一NFC天线106和第二NFC天线110之间的耦合因数。
图2A是应用于一组身体表面的一组示例健康监测装置。所示为理想化的人体202。附着到身体202的是第一组健康监测装置204，示出为包围身体202的躯干。第一监测装置204包括单次使用式结构206(例如，尿布)和可重复使用的结构208(例如，嵌入在腰带中的读取器)。
类似地，附着到身体202的是第二组健康监测装置210，示出为包围身体202的腿部。第二监测装置210包括单次使用式结构212(例如，绷带)和可重复使用的结构214(例如，嵌入在腿部弹力带中的读取器)。
图2B是示例第一横截面216。第一组健康监测装置204的横截面直径等于或大于身体202的躯干的横截面直径。具体来说，嵌入在单次使用式结构206和可重复使用的结构208中的NFC天线足够大且足够接近，以确保用于结构206、208之间的一组健康数据的NFC通信的充足耦合因数。
图2C是示例第二横截面218。第二组健康监测装置210的横截面直径等于或大于身体202的腿部的横截面直径。具体来说，嵌入在单次使用式结构212和可重复使用的结构214中的NFC天线足够大且足够接近，以确保用于结构212、214之间的一组健康数据的NFC通信的充足耦合因数。
在其它例子中，健康监测装置可部分地或完全地包围身体202的其它部分，诸如：腰部、臂部、下部身体区域、表面伤口、内部器官、胸部或头部。
图3是第一健康监测装置304和第二健康监测装置306之间的示例耦合因数(k)302。相比于装置304、306之间的位移308(即，电磁通量的对准)并相比于装置304、306之间的距离310绘制耦合因数302。如示例图3中所示，互耦合是装置304、306中的NFC天线之间的距离310和它们的相对对准/位移308的强函数。
在一个例子中，当第一健康监测装置304(例如，读取器天线线圈)和第二健康监测装置306(例如，传感器天线线圈)之间的互耦合为至少20％时，装置304、306之间的稳固的NFC通信发生。
图4是用于失禁监测的嵌入在腰带中的示例第一健康监测装置402和嵌入在尿布中的第二健康监测装置404。第一健康监测装置402包括嵌入在可重复使用的腰带410中的读取器线圈406和NFC读取器电路408。第二健康监测装置404包括嵌入在内衣416中的传感器线圈412和NFC传感器电路414。
在这个例子中，第一健康监测装置402和第二健康监测装置404被设计成同心地工作(例如，腰带线圈406围绕尿布线圈412)。这些装置402、404经设计使得线圈406、412之间存在最小的距离，以及几乎完美的角度对准。因此，通过在特定形式因数的腰带中集成NFC读取器天线以及通过在尿布的顶部部分中集成对应的NFC传感器天线，能实现读取器和NFC传感器之间的足够的磁耦合，该NFC传感器天线对准到人体躯干外周的轴线上。
如果依据患者的年龄、重量和性别，通常腰带内部的NFC读取器线圈406和尿布内部的NFC传感器线圈412的直径都是40cm(对应于125cm的腰部外周)，那么这两种NFC天线线圈之间的距离通常小于10cm。从图3可见，这种配置产生超过20％的互耦合系数，该系数应产生稳固的NFC通信性能。
在替代例子中，读取器线圈406在腰带锁扣处包括可拆式电耦合，这将读取器线圈406划分成第一和第二天线节段。当腰带锁扣扣在一起时，读取器线圈406形成连续的电气天线电路。
在替代实施例中，读取器线圈406可嵌入在项链或颈链中。就位移而言，这提供了良好的对准，但产生了更大的距离和更糟的相关角度对准。可替换的是，也可以考虑读取器线圈406可嵌入在胸带中。
图5是用于失禁监测、伤口护理等的嵌入在可重复使用的床中的示例有源健康监测装置(例如，结构)502和嵌入在单次使用式或有限次使用式被单中的无源健康监测装置508。有源健康监测装置502(例如，可重复使用的结构)包括无线天线504、第一NFC天线506、NFC读取器(未图示)、电池(未图示)，以及各种其它通信、逻辑和/或存储器电路(未图示)。此有源健康监测装置502包括至少一个内部供电的有源电路。
无源健康监测装置508(例如，单次使用式或有限次使用式结构)包括第二NFC天线510、用于提供来自身体514表面的一组健康传感器数据的一组传感器512，以及各种其它通信、逻辑和/或存储器电路(未图示)。在一个例子中，无源单次使用式或有限次使用式结构508包括仅外部供电的无源电路。
图6A和6B示出了嵌入在健康监测装置内的示例天线设计。图6A示出了铁氧体芯天线线圈602，图6B示出了第一空气芯天线线圈604和第二空气芯天线线圈606。空气芯天线可至少具有为以下中的至少一者的形状：偶极子、封闭形状、螺旋形或环形。
在本说明书中，已经依据选定的一组细节呈现示例实施例。然而，本领域的普通技术人员应理解，可以实践包括选定的不同组这些细节的许多其它示例实施例。希望所附权利要求书涵盖所有可能的示例实施例。

Claims (16)

1.一种健康监测装置，其特征在于，包括：
通信电路，所述通信电路被配置成接收基于身体表面的一组健康传感器数据；以及
近场天线，所述近场天线耦合到所述电路，并且被配置成保形地耦合到所述身体表面。
2.根据权利要求1所述的装置：
其特征在于，所述身体表面具有最大横截面；并且
其中，所述近场天线具有大于或等于所述最大横截面的至少一个空间维度。
3.根据权利要求1所述的装置：
其特征在于，所述近场天线被配置成围绕以下中的至少一者：所述身体表面、腰部、躯干、臂部、腿部、下部身体区域、伤口、胸部或头部。
4.根据权利要求1所述的装置：
其特征在于，所述近场天线包括以下中的至少一者：空气芯或铁氧体芯。
5.根据权利要求1所述的装置：
其特征在于，所述近场天线的形状是以下中的至少一者：螺线管、偶极子、封闭形状、螺旋形或环形。
6.根据权利要求1所述的装置：
其特征在于，所述近场天线在第一和第二天线节段之间包括可拆式电耦合。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，另外包括：
单次使用式结构，所述单次使用式结构具有被配置成产生基于所述身体表面的所述组健康传感器数据的一组传感器；并且
其中，所述单次使用式结构包括仅外部供电的无源电路。
8.根据权利要求7所述的装置：
其特征在于，所述近场天线嵌入在以下中的至少一者中：衣服、袜子、内衣、尿布、绷带、胶布、夹板、管型石膏夹、床单、软垫或床罩。
9.根据权利要求7所述的装置：
其特征在于，所述传感器中的至少一个是：湿度传感器、温度传感器、压力传感器、气体传感器、分子传感器、微生物传感器、应力传感器、位置传感器或近程传感器。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，另外包括：
可重复使用的结构，所述可重复使用的结构具有被配置成处理基于所述身体表面的所述组健康传感器数据的近场读取器。
11.根据权利要求10所述的装置：
其特征在于，所述近场天线嵌入在以下中的至少一者中：衣服、腰带、衬衫、裤子、胸带、项链、床、椅子或一件家具。
12.根据权利要求10所述的装置：
其特征在于，另外包括无线天线，所述无线天线被配置成使用以下中的至少一者发送所述组健康传感器数据：wifi信号、蜂窝式信号、蓝牙信号或zigbee信号。
13.根据权利要求12所述的装置：
其特征在于，所述可重复使用的结构被配置成响应于所述组健康传感器数据内的阈值而通过所述无线天线发送告警信号。
14.根据权利要求10所述的装置：
其特征在于，所述可重复使用的结构中的第一近场天线被配置成与单次使用式结构中的第二近场天线通信，所述单次使用式结构具有被配置成产生基于所述身体表面的所述组健康传感器数据的一组传感器；并且
其中，所述单次使用式结构完全由来自所述可重复使用的结构的近场信号供电。
15.根据权利要求14所述的装置：
其特征在于，所述第一近场天线相对于所述第二近场天线在空间上被安置成使得最大化所述第一和第二近场天线之间的耦合因数。
16.根据权利要求1所述的装置：
其特征在于，所述近场天线具有大于或等于所述身体表面的横截面的至少一个空间维度。
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