CN107530214A - 用于检测和监测吸收性制品中的水分的阻抗传感器 - Google Patents
用于检测和监测吸收性制品中的水分的阻抗传感器 Download PDFInfo
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Abstract
根据本公开内容的各方面,一种用于检测穿戴者穿戴的吸收性制品中的水分的系统可以包括阻抗感测元件。阻抗感测元件可以包括电极。该系统还可以包括用于将阻抗感测元件固定在吸收性制品的外部表面上的位置处的附接构件。可以将电极为电容性地耦合到吸收性制品的内部区域,并且从吸收性制品的外部表面上的所述位置测量吸收性制品的阻抗。该系统还可以包括阻抗测量子系统,用于测量吸收性制品的阻抗,以及提取阻抗的实部和阻抗的虚部,以确定吸收性制品中的水分的特性。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年12月11日提交的美国临时申请No.62/090,478和2015年5月7日提交的美国临时申请No.62/158,481的权益,所有这些申请通过引用方式以其全部内容并入本文。
技术领域
本公开内容总体上涉及用于失禁管理的系统、设备和相关方法。本公开内容更具体地但非排斥性地涉及用于检测和监测由例如尿和/或粪便失禁导致的湿润事件所引起的吸收性制品(例如尿布(用于儿童和成人)、失禁服装、着装和衬垫)中的水分中的至少一个的系统、设备和相关方法。另外或替代地,本公开内容涉及检测和/或监测由例如翻身、睡眠障碍、站立、坐着、躺下和/或行走导致的运动事件所引起的吸收性制品的运动和/或变形。另外或替代地,本公开内容涉及检测和/或监测吸收性制品的穿戴者的位置、姿势和/或运动。
背景技术
失禁是处于失禁的性质或状态,即不能自愿地留存住尿液或粪便的性质或状态。虽然一些形式的失禁在一般人群中更普遍,但这种情况通常会比其它人更多地影响到女性和老年人。特别是对于老年人,这种情况可能会影响居住在通常被称为“养老院”的长期护理机构和辅助生活设施中的那些人。尿失禁通常是指个体不能自愿地留存住尿液。粪便失禁通常是指个体不能自愿地留存住粪便。确认了一系列不同的尿失禁类型。这些不同类型的尿失禁包括例如压力性失禁、急迫性失禁、溢流性失禁、滴流性失禁和功能性失禁。尿失禁的个体经常也会有粪便失禁,但并非总是如此,个体患有一种类型失禁,但没有另一种。在本公开内容的上下文中,术语“失禁”可以包括一种或多种不同类型的尿失禁和/或粪便失禁。
失禁的管理对于位于医院、长期护理机构或养老院、辅助生活设施、退休福利院、老年机构,私人住宅等中的人是有用的。这些人也可能位于社区中。怀疑患有失禁的人可能在进入护理机构时完成人工排泄评估。在这个人工排泄评估过程中,护理人员可以以限定的时间间隔(通常每小时一次)检查穿戴者,以评估和记录是否发生失禁事件。这种排泄评估以及在评估期间穿戴者流体摄入的详细日志可以用于创建个性化护理计划。所创建的个性化护理计划可以包括但不限于针对穿戴者的如厕时间表,其基于穿戴者的失禁模式规定了护理人员使穿戴者上厕所的时间。如厕时间表可以是促进自制的有效方法,从而减少穿戴者穿着吸收性制品时的失禁事件的次数以及与使用、清洁和/或更换吸收性制品相关的成本。
鉴于这种时间表可能会使护理人员的时间变得紧张,因为可能要求护理人员根据每个穿戴者自己的如厕时间表单独地让他或她如厕,所以护理人员对于强加的如厕时间表的遵守程度可能较低。对如厕时间表的低依从性也可以由理解这种时间表所源自的人工排泄评估通常可能不准确和/或不完整的护理人员得到解释。研究还表明,并非所有生活在护理机构中的穿戴者都受益于这种如厕时间表。例如,对于具有由例如痴呆或阿尔茨海默氏症引起的认知障碍的高发生率的穿戴者来说,如厕时间表可能不是有益的,这可能导致较不可预测的失禁模式。在一些实例中,护理人员可以采用一种系统,借助这种系统在全天中规定的时间检查所有穿戴者的尿布,如果适当的话就更换,而不是遵守每个穿戴者的如厕时间表。例如在尿失禁事件的情况下,如果穿戴者的尿布3/4满,则更换可能是适当的。虽然这种检查和更换穿戴者的过程可能会导致护理人员节省时间,但这一过程的问题仍然存在。例如,如果过于频繁地检查穿戴者,则穿戴者可能会被不必要地从睡眠中被打断或唤醒,并且更换干尿布可能浪费护理人员的时间。另一方面,如果不太频繁地检查穿戴者,则穿戴者可能长时间坐在湿的吸收性制品中,这可能具有身体和/或心理上的后果。
用于检测、监测和/或管理失禁的常规解决方案可能在物流、成本、处理和/或过程方面具有问题。例如,常规的电容式传感器可能在准确地确定吸收性制品的饱和度水平和/或准确地估计吸收性制品中的水分的量方面不太有效。相反,可以使常规的电容式传感器更适于简单的湿/干检测。吸收性制品通常能够保存一定阈值的液体,并且因此基于任何湿度检测而过早地更换吸收性制品可能是浪费的。常规电容式传感器的难处可能来自于这种传感器非常易于产生噪音以及环境影响、高度变化、与外部导体(如轮椅、机械床和/或其它设备)的接近程度和/或穿戴者腿部粗度和大小的差异。这些因素的存在可能会影响电容式传感器读数并引入不准确。
此外,对于在吸收性制品的内部具有常规阻抗感测部件的设备,不太可能重复使用该设备,因为其暴露于尿液和/或粪便可能使重新使用不卫生,这进而会增加与使用该设备相关的成本,因为该设备必须与每个吸收性制品一起被丢弃。将阻抗感测部件设置在吸收性制品的外部可以降低将阻抗感测部件暴露于尿液和/或粪便的可能性,但是可能导致阻抗感测部件不太能够甚至不能精确地表征吸收性制品中的湿润程度。常规的外部阻抗感测部件特别容易出现遗漏遗尿事件。
没有上述缺点中的一个或多个的系统、设备和方法可以通过例如增强关于检测和/或监测水分和/或运动中的至少一个的性能来帮助改善结果,从而节省护理人员的时间,改善穿戴者护理和/或降低成本。
发明内容
除了其它的之外,本公开内容的各方面涉及用于失禁管理的系统、设备和相关方法。本文公开的每个方面可以包括结合任何其它公开的方面描述的一个或多个特征。
在本公开内容的一个方面,一种用于检测穿戴者穿戴的吸收性制品中的水分的系统可以包括阻抗感测元件。阻抗感测元件可以包括电极。该系统还可以包括用于将阻抗感测元件固定在吸收性制品的外部表面上的位置处的附接构件。可以将电极放置为电容性地耦合到吸收性制品的内部区域,并且从吸收性制品的外部表面上的所述位置测量吸收性制品的阻抗。该系统还可以包括阻抗测量子系统,以用于测量吸收性制品的阻抗,以及提取阻抗的实部和阻抗的虚部,以确定吸收性制品中的水分的特性。
系统的各方面还可以包括以下特征中的一个或多个。所述特性可以包括水分在吸收性制品中的存在。所述特性可以包括吸收性制品中水分的量。阻抗测量子系统可以被配置为测量电极之间的阻抗。阻抗可以是具有幅度和相位的复阻抗。幅度可以指示水分的特性。相位可以指示水分的特性。相位和幅度的减小可以指示吸收性制品湿润但未填满的状态。幅度但不是相位的减小可以指示吸收性制品被填满的状态。实部可以包括电阻分量。虚部可以包括无功分量。阻抗测量子系统可以被配置为使用线性回归、神经网络和/或支持向量机执行优化技术,以确定阻抗的电阻分量和无功分量与水分的特性之间的关系。阻抗测量子系统可以被配置为执行模拟以确定阻抗的电阻分量和无功分量与水分的特性之间的关系。阻抗测量子系统可以被配置为从与所述系统不同的另一系统获取数据,以确定阻抗的电阻分量和无功分量与水分的特性之间的关系。阻抗测量子系统可以被配置为用单个频率的正弦曲线来测量阻抗。阻抗测量子系统可以被配置为通过向一个电极施加电压并测量另一个电极处的电流来测量阻抗。阻抗测量子系统可以被配置为通过向一个电极施加电流并测量该电极和另一个电极之间的电压来测量阻抗。阻抗测量子系统可以被配置为使用实部来确定水分的特性。水分的特征可以包括吸收性制品的湿度。阻抗测量子系统可以被配置为以离散的频率测量阻抗。阻抗测量子系统可以被配置为以离散的频率获取电阻分量和无功分量,以确定电阻分量和无功分量与水分的特性之间的关系。阻抗测量子系统可以被配置为基于无功分量的特性来确定阻抗感测元件是否附接到吸收性制品。
在本公开内容的另一方面,一种失禁管理系统可以包括用于穿戴者穿戴的吸收性制品。吸收性制品可以包括内部、外部以及内部与外部之间的阻挡层。该系统还可以包括可以包括电极的阻抗感测元件。该系统还可以包括用于将阻抗感测元件固定到外部的附接构件。电极可以通过阻挡层与内部分离。电极可以通过阻挡层电容性地耦合到内部。可以将电极放置为从外部测量吸收性制品的阻抗。该系统还可以包括阻抗测量子系统,以用于测量吸收性制品的阻抗,并且提取阻抗的实部和阻抗的虚部,以确定吸收性制品中的水分的特性。
在本公开内容的另一方面,一种用于使用阻抗感测元件来检测穿戴者穿戴的吸收性制品中的水分的方法可以包括将阻抗感测元件固定到吸收性制品的外部,以使得阻抗感测元件的电极电容性地耦合到吸收性制品的内部。固定阻抗感测元件可以包括将电极放置为从外部测量吸收性制品的阻抗。该方法还可以包括测量吸收性制品的阻抗。该方法还可以包括提取阻抗的实部和阻抗的虚部,以确定吸收性制品中的水分的特性。
在本公开内容的另一方面,一种监测系统可以用于监测一个或多个制品中、上或附近的例如湿润的特性,所述制品包括例如吸收性制品(例如,尿布)、成人内裤和/或床上用品。该系统可以包括用于接收一个或多个感测元件信号的输入,所述感测元件信号指示特性在物品中、上或附近的存在。该系统还可以包括处理器。系统还可以包括用于与系统的用户通信的用户接口。处理器可以执行算法以通过将一个或多个接收的感测元件信号应用于数学模型来分析所述一个或多个感测元件信号,以表征制品中、上或附近的特性。
根据本公开内容的方面,数学模型可以使用感测元件信号数据,并且可以表示从所接收的感测元件信号可获得的一个或多个变量与用于表征湿润或其它事件的特性之间的关系。例如,其它事件可以包括但不限于穿戴者运动、姿势、位置、心率和/或良好状态和/或健康状况的其它指标。
根据本公开内容的方面,系统还可以包括用于接收一个或多个环境感测元件信号的输入,所述环境感测元件信号指示周围环境的状况。环境感测元件信号的示例是指示环境温度、湿度、附近的材料性质、与吸收性制品相关的其它性质和/或吸收性制品周围区域的性质的信号。
根据本公开内容的方面,数学模型可以将指示吸收性制品上和/或附近存在水分的感测元件信号与环境感测元件信号组合以监测吸收性制品上和/或附近的特性。该特征可以包括例如吸收性制品上和/或附近的水分。
根据本公开内容的方面,数学模型可以采取多种形式,包括信号和从从除系统之外的源收集的数据和感测元件信号确定的特性之间的表示。另外或替代地,数学模型可以包括基于从系统本身收集的数据和感测元件信号确定的表示。该数学模型可以是特定于吸收性制品的特定类型、品牌或组,其中,组可以包括基于其特性划分的制品集合。吸收性制品的组可以包括但不限于成年女性的夜间内裤、成年男性的夜间内裤、宽松内裤、紧身内裤、高吸收性内裤和适度吸收性内裤。数学模型可以获取该信息和/或关于穿戴者的信息来表征湿润事件。可以在数学模型中使用的关于穿戴者的信息可以包括例如穿戴者的年龄、体重、性别、核心体温、身体脂肪、皮肤完整性、皮肤pH、尿模式历史、粪便模式历史和皮肤表面湿度。
根据本公开内容的方面,数据(例如,信号)可以由一个或多个感测元件产生。这种感测元件可以包括但不限于由一个或多个吸收性材料或制品分开的第一导电构件和第二导电构件。导电构件可以包括任何导电材料,包括金属,或诸如人皮肤的生物材料。在某些实施例中,第一导电构件和第二导电构件可以用于测量或估计第一导电构件和第二导电构件之间的吸收性材料或制品的特性,例如介电常数、电容、电感、电阻率、阻抗或电导率,并且推断在吸收性材料或制品中、上或附近湿润事件的特性。湿润事件的特性可以基于吸收性材料或制品的电气性能的变化来推断,并且可以以由至少一个导电构件测量并且在另一导电构件处或由另一导电构件产生的信号的形式来观察。在吸收性材料或制品中、上或附近的湿润事件的组成可以包括渗入到吸收性材料或制品中血液、生物标记和/或材料中的化学标记的存在。
根据本公开内容的方面,一种用于分析一个或多个感测元件信号的算法可以提供以下指示:制品中的水分或其它材料的存在、体积和/或质量,或者在诸如皮肤的生物材料用于产生感测元件信号的情况下,生物材料上的水分或其它材料的存在、体积和/或质量;与制品中的水分有关的特性,例如温度、pH、粘度、气味、压力和/或生物或化学分子的存在或数量;制品中水分的空间分布;与湿润事件相关的临床状况,例如由系统监测的个体所遭受的尿失禁,其中失禁的形式可以选自包括尿、粪便、滴流性、压力性、溢流性、急迫性、混合性尿失禁(MUI))、完全性和功能性失禁或与由系统监测的个体遭受的尿路感染(UTI)相关的失禁的组,其中UTI的存在可以基于随时间的湿润事件频率的变化;和/或未来湿润事件的可能性、时机或特性来预测。
根据本公开内容的方面,用于通过数学模型表征湿润事件的特性可以包括例如:感测元件信号曲线下的区域,在预定时间段内的最高感测元件信号值,感测元件信号的前沿的最大值,前沿之后的感测元件信号的变化率,在先前的湿润事件中估计的体积,湿润事件的开始时间,湿润事件的终止时间,湿润事件的持续时间,湿润事件在一天中的时间,自上次湿润事件以来经过的时间,从传感器信号确定的时间序列特征向量与一系列预定模板时间序列特征向量的排列之间的相关性的测量(其中排列可以包括排列模板时间序列特征向量的时间和/或幅度),当前和/或过去的感测元件信号和/或湿润事件的时间和/或位置的函数。
根据本公开内容的方面,处理器可以被配置为确定以下中的一个或多个:即将发生的湿润事件的可能性和/或特性;对湿润事件何时可能发生的估计;对吸收性制品的饱满度的估计;对吸收性制品何时可能达到其吸收容量的估计;吸收性制品的泄漏事件的可能性和/或特性;穿戴者皮肤湿润的程度;即将发生的湿润事件的频率;即将发生的湿润事件的类型,例如尿失禁、粪便失禁、压力性失禁或急迫性失禁;失禁的类型;受试者失禁的程度;和/或受试者失禁的严重程度。
根据本公开内容的方面,用户接口可以包括无线发射器,其被配置为向系统的用户传送信号或其它通知以指示吸收性制品中的湿润事件或潜在的未来湿润事件的特征。
本公开内容的另一方面涉及用于分析过去湿润事件的特性以确定未来湿润事件的可能性和性质的方法。例如,在确定个体随时间推移的排尿时间表时,这个能力可能是有用的。护理人员可以使用排泄时间表来为个体创建如厕时间表和/或护理计划。
该方法还可以包括使用接收与湿润事件的发生有关的信息及其特性的算法来输出对未来湿润事件的预测。根据该方法的方面,算法还可以使用与诸如个体的流体摄入、健康状况、体重和/或行为等因素相关的信息来输出对未来湿润事件的预测。
根据本公开内容的方面,该方法可以包括基于算法的输出将与湿润事件相关的信息传送给用户。
根据本公开内容的方面,系统可以适于通过以下重新配置数学模型,以与被监测的特定个体、不同的感测元件类型、不同的吸收性制品类型和/或环境中的变化中的一个或多个一起使用,例如:连续监测特定个体、不同的感测元件类型和/或不同的吸收性制品类型;通过获得感测元件信号并获得观测数据,定期监测湿润;和/或重新配置数学模型,使得在使用感测元件信号和重新配置的数学模型产生的估计与来自所获得的观测数据的观测值之间存在令人满意的相关性。
根据本公开内容的方面,数学模型的重新配置可以涉及应用线性回归算法和/或机器学习算法。
根据本公开内容的方面,观测数据可以包括指示制品中湿润的量、制品的重量和/或测量时间的测量值。
根据本公开内容的方面,观测数据可以包括人口统计信息、环境信息和穿戴者信息中的一个或多个。
根据本公开内容的方面,系统可以进一步包括用于与被监测制品一起使用的一个或多个感测元件,感测元件包括以提供对给定特性(例如湿润)改进的检测能力的图案布置的多个感测元件。
根据本公开内容的方面,感测元件可以以在对于可变特性(例如水分和/或温度)具有较高倾向的区域中可以存在更多的感测元件的图案来布置。
根据本公开内容的方面,一个或多个感测元件可以布置在制品(例如吸收性制品)的外部,以便确定制品内部的特性,例如制品的湿润。
根据本公开内容的方面,系统可以被配置为使得数学模型适应使用以前未与湿度监测系统一起使用的新的感测元件类型、新的感测元件和新的吸收性制品类型中的一个或多个来表征被监测的吸收性制品中的湿润事件。
根据本公开内容的方面,处理器可以被配置为自动接收关于从包括例如嵌入其中的感测元件的体积容量、类型、品牌和位置的组中选择的吸收性制品的已知特征的数据。
可以理解的是,上述一般描述和以下详细描述仅仅是示例性和解释性的,并不一定限制所要求保护的特征。如本文所使用的,术语“包括”、“包含”或其任何其它变体旨在涵盖非排他性的包含,使得包括要素列表的过程、方法、制品或装置不一定只包括这些要素,而是可以包括未明确列出的或这些过程、方法、制品或装置固有的其它要素。术语“示例性的”用于“示例”的意义,而不是“理想的”。
附图说明
并入并构成本说明书的一部分的附图例示了本公开内容的示例性方面,并且与说明书一起用于解释本公开内容的原理。
图1是根据本公开内容的各方面的用于失禁管理的系统的示意图。
图2A和2B是根据本公开内容的各方面的吸收性制品的透视图。
图3A-3C是根据本公开内容的各方面的吸收性制品的透视图。
图4A-4D是根据本公开内容的各方面的示出了用于将底层应用于吸收性制品上的步骤的视图。
图5-9是根据本公开内容的各方面的替代底层的各种视图。
图10A和图10B是根据本公开内容的各方面描述的用于检测的电容感测元件的使用的示意图。
图11-16示出了根据本公开内容的各方面的电容感测电路和/或元件。
图17A-17C例示了根据本公开内容的各方面的体积估计的各方面。
图18是根据本公开内容的各方面的系统流程图。
图19和20是根据本公开内容的各方面的用于电容感测电路的示意图。
图21A和21B是根据本公开内容的各方面的示出干扰源的图。
图22A-22C是根据本公开内容的各方面的具有多个感测元件的设备的替代视图。
图23A-23D是根据本公开内容的各方面的示出感测元件布局的图。
图24-28是根据本公开内容的各方面的示出使用中的电容感测元件的示意图。
图29是根据本公开内容的各方面的屏蔽板的布置的透视图。
图30是根据本公开内容的各方面的电路图。
图31A和31B示出了根据本公开内容的各方面的用于电容感测的示意图。
图32是根据本公开内容的各方面的具有多个电容感测元件的电路图。
图33A-33C是根据本公开内容的各方面的导电感测元件的替代视图。
图34A-34E是根据本公开内容的各方面的导电感测元件的层的顶视图。
图35A-35D是根据本公开内容的各方面的导电感测元件的层的顶视图。
图36A是根据本公开内容的各方面的阻抗测量感测的总体概述。
图36B是根据本公开内容的各方面的阻抗测量感测元件的示例性配置。
图37是示出根据本公开内容的各方面的阻抗感测的图。
图38是示出根据本公开内容的各方面的通过电容耦合电极的阻抗感测的示意电路图。
图39是示出根据本公开内容的各方面的流体体积相比于阻抗的值之间的关系的曲线图。
图40是示出根据本公开内容的各方面的电极放置和阻抗测量位置的示意图。
图41是根据本公开内容的各方面的用于阻抗感测的电路图。
图42-44是根据本公开内容的各方面的具有电极放置位置的吸收性制品的顶视图。
图45是根据本公开内容的各方面的指示在吸收性制品的几个区域中遗尿事件的可能性的分布的条形图。
图46是示出根据本公开内容的各方面的感测阻抗时的干扰的可能性的电路图。
图47-50和52是根据本公开内容的各方面的阻抗测量模型。
图51是根据本公开内容的各方面的概述用于校准与新品牌和/或类型的吸收性制品一起使用的系统的各方面的系统框图。
图53A-53D是根据本公开内容的各方面的用于接收器、处理器和/或发射器的外壳的视图。
图54A-54C是根据本公开内容的各方面的设备和服务器之间的通信路径的示意图。
图55是根据本公开内容的各方面的服务器数据的图形表示。
图56是根据本公开内容的各方面的指示运行平均值相比于阈值的曲线图。
图57A-57D是根据本公开内容的各方面的各种系统流程的示意图。
图58是根据本公开内容的各方面的由沉积到柔性印刷电路板上的导电材料形成的阻抗感测电极的透视图。
图59A和59B示出了根据本公开内容的各方面的粘合剂和/或紧固件材料、电极和柔性印刷电路板的透视图。
图60示出了根据本公开内容的各方面的经由连接器连接到其它部件的电极和粘合部件的透视图。
图61示出了根据本公开内容的各方面的渗出物体积相比于阻抗和渗出物体积相比于相位的图。
图62例示了根据本公开内容的各方面的阻抗测量模型的示意图。
图63是根据本公开内容的各方面的示例性过程图。
图64是根据本公开内容的各方面的示例性过程图。
图65-78是根据本公开内容的各方面的显示用户界面的计算设备的屏幕截图。
图79-83是根据本公开内容的各方面的用于将设备应用于吸收性制品的步骤的描绘。
具体实施方式
本公开内容涉及用于失禁管理的系统、设备和相关方法。现在将详细参考本公开内容的各个方面,其示例在附图中示出。尽可能地,在整个附图中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。术语“远端”是指当将设备引入穿戴者时离用户最远的部分。相比之下,术语“近端”是指将设备放置在穿戴者中时离用户最近的部分。当用于描述数值时,术语“近似”可以在与数值相差±5%范围内的任意位置。
以下描述涉及应广义地解释为包括本领域已知和未来替代物的术语。对于本领域技术人员显而易见的是,在不脱离本公开内容的范围的情况下,可以在所公开的系统、设备和方法中进行各种修改和变化。通过考虑本文公开的特征的说明书和实践,本公开内容的其它方面对于本领域技术人员将是显而易见的。旨在将说明书和示例视为仅是示例性的。
系统概述
图1示出了用于失禁管理的示例性系统10的示意图。系统10可以将一个或多个护理人员12与一个或多个吸收性制品16的一个或多个穿戴者14链接。系统10可以包括一个或多个设备17,设备17可以被配置为耦合到吸收性制品16。设备17可以包括用于支撑一个或多个感测元件20、接收器22、处理器24和发射器26的一个或多个底层18。感测元件20可以被配置为感测与穿戴者14、吸收性制品16和/或周围环境相关联的一个或多个条件。接收器22、处理器24和/或发射器26可以形成用于收集、处理和/或以其它方式使用来自感测元件20的数据的子系统的一部分。接收器22可以被配置为从感测元件20接收数据。接收的数据然后可以由处理器24处理。处理的数据可以由发射器26经由一个或多个通信链路或网络28传送到一个或多个服务器30。服务器30可以将处理的数据提供给一个或多个用户接口32,用于将处理的数据传送给护理人员12。护理人员12可以基于此执行一个或多个动作。系统10的另外方面以及可以用系统10及其组成设备执行的方法概述如下。
吸收性制品
图2A、2B和3A-3C示出了可以由穿戴者14穿戴的吸收性制品16的示例。例如,图2A和2B示出了采用成人内裤形式的吸收性制品32。图2A示出处于展开状态的吸收性制品32。图2B示出了当穿戴者14穿戴时所见到的吸收性制品32。吸收性制品32可以包括前部34、后部36和将前部34连接到后部36的中间部35。前部34和后部36可以通过一个或多个紧固件38、40彼此紧固,并且当紧固时,其边缘42、44可以限定用于穿戴者腿部的腿部开口46、48。吸收性制品32还可以包括内层50,当穿戴吸收性制品32时,内层50可以穿戴者的皮肤接触,借助内层50与用户的皮肤分开的芯52和形成吸收性制品外部的外层54。来自穿戴者的尿液和/或粪便的水分可以通过内层50传递到芯52,其中水分可以被芯52吸收和储存。外层54可以包括无纺布,和/或可以是防水的,以防止水分从吸收性制品32泄漏出来。
图3A-3C示出了其它示例性吸收性制品。图3A和3B示出了衬垫或防护件形式的吸收性制品56、58,其可以紧固到穿戴者的衣服上或以其它方式由穿戴者的衣服支撑以捕获水分。图3C示出了可由穿戴者穿戴的内衣形式的吸收性制品60。吸收性制品56、58、60可以包括与吸收性制品32中的类似的层。吸收性制品的这个列表不是穷举性的,并且应当理解,在系统10中可以使用列出的吸收性制品和这里未列出的其它制品。
底层
图4A-4D示出了与吸收性制品32相邻的一种类型的底层18(即,设备60的底层62)的示例。底层62可以由例如一层或多层材料形成,例如缝制或以其它方式固定在一起的织物材料的层。底层62可以包括用于支撑和/或固定其它部件的一个或多个表面和/或口袋。例如,底层62可以包括用于容纳发射器26(图1)的口袋64和/或用于容纳一个或多个感测元件20(图1)的口袋66。底层62和/或支撑在其中或其上的部件可以在清洁和消毒之后可重复使用。
图4A示出了在耦合之前在底层62旁边处于折叠状态的吸收性制品32。底层62可以通过使用图4B和4C所示的步骤应用于吸收性制品32的外部而耦合到吸收性制品32。例如,如图4B所示,底层62的第一部分可以应用于吸收性制品32的后部36的外部。如图4C所示,底层62的第二部分可以应用于吸收性制品32的前部34的外部,使得底层62环绕吸收性制品32的中间部35。底层62的内表面可以接触吸收性制品32的外部。
图4D示出了处于展开状态准备用于放置在穿戴者身上的吸收性制品32,其中底层62应用于吸收性制品的下侧。底层62可以被配置用于在吸收性制品32处于穿戴者无法见到的折叠状态的情况下应用于吸收性制品32,因此穿戴者无需知道底层62被投入使用。替代地,在将吸收性制品32放置在穿戴者身上之前,底层62可以应用于展开状态的吸收性制品32。替代地,在穿戴者穿戴吸收性制品32的同时,可以将底层62应用于吸收性制品32。在这些情况中的任何一种情况下,护理人员都能够将底层62应用于吸收性制品32,而不会在将吸收性制品32放置在穿戴者身上之前触摸到吸收性制品32的内部。
底层62可以使用任何合适的(一个或多个)紧固元件68耦合到吸收性制品32。紧固元件68可以以条形或任何其它合适的图案布置在底层62上。另外或替代地,紧固元件68可以沿底层62的边缘布置。紧固元件68可以包括例如以下的一个或多个:构造成保持在形成外层54的无纺布上的钩、钩环扣、压力粘合剂、可重复使用的粘合剂、带、压力夹,弹簧加载的夹子、磁体、按钮、弹性带和/或任何其它合适的紧固元件。应当理解,在上述一些示例中,可以在吸收性制品32上提供互补的紧固元件。还可以设想,在一些情况下,紧固元件68可以不穿透外层54以保持外层的完整性。另外或替代地,底层62可以在使用后从吸收性制品32移除,并且可以被清洁、消毒,然后与另一个吸收性制品重新使用。底层62放置在吸收性制品32的外部上可以有利于使用后清洁和消毒底层62,因为底层62可以与吸收性制品32的污染内部隔离。底层62可以使用任何合适的清洁/消毒系统来清洁和消毒,包括用于清洁医疗设备或仪器的系统。
当移除底层62时,护理人员可以将吸收性制品32从穿戴者移除,将底层62从吸收性制品32移除,并用替换的底层和吸收性制品进行上述的应用过程。替代地,在将吸收性制品32从穿戴者移除之后,可以将底层62和吸收性制品32一起丢弃。替代地,护理人员可以在穿戴者穿戴吸收性制品32的同时移除底层62。
图5-9示出了底层18的替代示例。图5示出了底层72。底层72可以由形成口袋74和/或口袋76的一层或多层材料形成,类似于底层62。底层72可以包括类似于紧固元件68的一个或多个紧固元件78。底层72可以与底层62具有不同的尺寸和/或形状。例如,底层72的部分可以比底层62的对应部分更长和/或更宽,使得底层72可以用于较大的吸收性制品上,或者可以用于吸收性制品32上,同时覆盖比底层62更多的吸收性制品32的外部。另外或替代地,底层72可以成形为接触吸收性制品的底层62未接触的区域。
图6示出了另一个底层82。底层82可以由形成口袋84和/或口袋86的一层或多层材料形成,类似于底层62。口袋86可以从底层82的外侧打开。底层82可以包括类似于紧固元件68(图4A)的一个或多个紧固元件88。紧固元件88可以设置在底层82的端部,并且可以用于将底层82耦合到如吸收性制品32的吸收性制品的外部,使得底层82的内部接触吸收性制品的外部。
图7示出了另一个底层92。底层92可以由形成口袋94和/或口袋96的一层或多层材料形成,类似于底层62。口袋96可以从底层92的外侧打开。底层92可以包括类似于紧固元件68(图4A)的一个或多个紧固元件98。紧固元件98可以围绕底层92的周边和/或沿着底层92的中心区域延伸,并且可以用于将底层92耦合到如吸收性制品32的吸收性制品的外部,使得底层92的内部接触吸收性制品的外部。
图8示出了另一个底层102。底层102可以由形成口袋104和/或口袋106的一层或多层材料形成,类似于底层62。口袋106可以从底层102的外侧打开。底层102可以包括用于围绕穿戴者的腰部固定的腰带107和类似于紧固元件68(图4A)的一个或多个紧固元件108,用于调整腰带107的周长以适合穿戴者。底层102可以由穿戴者穿在如吸收性制品32的吸收性制品外部,使得底层102的内部接触吸收性制品的外部。
图9示出了设备110的另一个底层112。底层112可以由形成口袋114和/或口袋116的一层或多层材料形成,类似于底层62。口袋116可以从底层112的外侧打开。底层112可以包括围绕穿戴者的腰部固定的腰带117和类似于紧固元件68(图4A)的一个或多个紧固元件118,用于调整腰带117的周长以适合穿戴者。底层112可以由穿戴者穿在如吸收性制品32的吸收性制品外部,使得底层102的内部接触吸收性制品的外部。
感测元件的概述
参考图1,系统10可以使用一个或多个感测元件20来监测吸收性制品16和/或其穿戴者14的一个或多个特性。感测元件20可以产生指示吸收性制品16和/或穿戴者14的特性的一个或多个信号。感测元件20可以放置在底层18上或内部,使得感测元件20可以与吸收性制品16的外部接触或非常接近。该放置可以允许系统10从吸收性制品16外部监测吸收性制品16和/或穿戴者14。例如,该放置可以允许系统10从制品16外部监测吸收性制品16内的湿度水平,以及从感测元件20产生的感测元件信号中推断湿润事件。此外,通过将感测元件20放置在吸收性制品16外部,感测元件20可以检测湿润事件、湿润状态和/或其它特性,而不与制品16中包含的水分直接接触。将在下面更详细地描述用于在吸收性制品16外部使用的示例性感测元件20以及在吸收性制品16内部使用的那些。
电容式感测
可以在系统10中使用一个或多个电容感测元件。电容感测元件可以使用电容感测来表征吸收性制品和/或穿戴者的湿润事件和/或其它特性。电容感测有很多应用。例如,可以在触摸屏中使用电容感测来检测用户触摸。电容感测元件可以距对象一定距离而感测对象的电容,从而不需要感测元件和对象之间的直接接触。电容感测元件还能够通过一层或多层其它材料感测对象的电容。
图10A和10B示出了如何使用一个或多个电容感测元件119来检测吸收性制品16的特性的示例性示意图。如图所示,电容式感测元件119可以位于吸收性制品16的外部,例如在吸收性制品16附近或在吸收性制品16的外部上,使得电容感测元件119可以与吸收性制品16的内部分离。该分离可以由一层或多层材料提供,包括例如吸收性制品32的外层54和/或形成上述底层18的口袋的材料。电容感测元件119能够通过材料层检测吸收性制品16的特性。检测到的特征可以包括吸收性制品16的电容。来自穿戴者14的渗出物(例如尿和/或粪便)的水分121可以在吸收性制品16的内部被吸收。这种吸收可以改变吸收性制品16的电容。从分析来自电容感测元件119的信号可以收集关于渗出物121和/或吸收性制品16的特性的信息。
图11中描绘了电容感测电路120的示意性示意图,电容感测电路120被配置为检测对象(例如吸收性制品16、穿戴者14、穿戴者14的渗出物121和/或其组合)的电容122。电路120可以包括例如信号发生器124、用于分电测量的内部部件(例如,电阻器126)和输入128。诸如处理器24(图1)的处理器可以控制信号发生器124的操作。输入128可以包括由微控制器(未示出)执行的模数转换。处理器可以监视输入128,并且可以至少部分地基于其来估计电容122。电路120还可以包括一个或多个电接地130、132。接地130、132可以包括例如人体接地、设备接地和/或外部接地。电路120的接地130、132也可以用作系统10的接地。在电路120中,检测其电容122的对象可以与电路120隔离。
图12示出了示例性电容感测电路134的另一示意图,其被配置为检测吸收性制品16和/或穿戴者14的渗出物121的电容136,以及穿戴者14的电容138。电容136、138可以影响由组件139测量的信号。如图13所示,组件139可以包括信号发生器124、电阻器126和输入128。信号发生器124的信号电压的变化和输入信号可用于推断电容136、138。在电路134中,在吸收性制品16与穿戴者14之间可能一定程度的导电性。例如,当穿戴者14排出的渗出物溢出或渗漏在吸收性制品16的边缘上时,可能出现这种情况。图14示出了图12的情况,添加了与电容136、138并联的电阻器或电阻140、142。这些电阻140、142通常是高值(>1兆欧,作为示例),并且可以表示吸收性制品16和穿戴者14的并联电阻。由于吸收性制品16的防水(非导电)层材料的电阻,吸收性制品16的电阻140通常可能很高。由于未浸湿的皮肤的电阻通常很高,并且只有在穿戴者14物理地触摸吸收性物品16的情况下,穿戴者14才与吸收性制品16进行导电接触,穿戴者14的电阻142通常可能很高。穿戴者14与吸收性制品16之间物理接触的程度可能变化很大,这可以阻碍高导电性连接的产生。
图15示出了示例性电容感测元件144的电路图。感测元件144可以包括微控制器146。微控制器146可以包括、代替或以其它方式控制信号发生器124和/或输入128。微控制器146可以包括输出引脚148和一个或多个输入引脚150。来自微控制器146的一个或多个输出信号可以经由输出引脚148发送到感测元件144的其余部分,所述其余部分可以包括电阻器126和电容感测元件板149。来自电阻器126和电容感测元件板149的一个或多个信号可以由微控制器146经由输入引脚150接收。例如,施加到输出引脚148的阶跃函数的开始和输入引脚150的上升时间之间的时间可以由微控制器146测量。由于由电容感测元件板149引起的电容效应,当电容材料位于电容感测元件板149附近时,输入引脚150的上升时间可能增加。输入引脚150的上升时间可以用于估计电容体的电容和/或存在。吸收性制品16中的渗出物是一种这样的电容体。
图16示出了用于示例性电容感测元件152的另一电路图。感测元件152可以包括具有输出引脚156和一个或多个输入引脚158的微控制器154,类似于微控制器146、输出引脚148和输入引脚150。微控制器154可以经由输出引脚148向一个或多个电阻器160和一个或多个电容感测元件板162发送信号,并且可以经由输入引脚150从其接收信号。尽管示出了三个电阻器-电容板对,但是应当理解,可以根据所需读数的数量来提供任意数量的配对。该电路图允许具有单个输出引脚156的多个电容感测元件板162。
在上述电路中,可以监测吸收性制品16和/或穿戴者14的电容的变化,以获得吸收性制品16上或其附近的湿润事件的一个或更多的特性的估计。虽然上面已经描述了几个电路,但是应当理解,可以使用任何其它合适的电路。
另外或替代地,使用上述电路的电容感测方法可以包括将多个频率馈送到一个或多个电容板。可以采用电容测量来表征吸收性制品16中的水分。吸收性制品16和/或其中吸收的材料的响应可以随频率改变,并且测量多个频率上的电容可以提供可用于表征湿润事件的附加信息。频率发生和/或监测部件的一个示例可以是采用微控制器或其它模拟电路形式的处理器。
除了识别吸收性制品16中湿润事件的发生之外,系统10还可以执行可用于估计吸收性制品16中渗出物体积的一种或多种技术。例如,可以通过计数系统10中具有高于某一阈值的饱和值的电容感测元件的数量来估计体积。图17A例示了具有潮湿区域163的吸收性制品16。体积估计算法可以确定电容感测元件119a-119e中的每一个的饱和度值,其中,每个饱和度值可以对应于吸收性制品在电容感测元件119a-119e中的一个处或上的区域在该区域暴露于渗出物和/或液体之后的浸湿程度。对于处于饱和状态的每个电容感测元件119a-19e,算法可以将体积添加到体积估计。添加的体积可以对于每个电容感测元件119a-119e是特定的,并且可以对应于每个电容感测元件119a-19e负责监测的吸收性制品16的区域。由算法产生的体积估计可以例如是来自电容感测元件119a-119e中的每一个的单个体积贡献的总和。在图17A所描绘的示例中,只有电容感测元件119b-119d可能处于饱和状态。因此,可以通过添加与电容感测元件119b-19d相关联的体积,但不添加与电容感测元件119a、119e相关联的体积来估计体积。
另外或替代地,可以扩展体积估计以观察表面水分165。这些步骤可以包括确定电容感测元件119a-119e中的每一个的表面水分值。电容感测元件的表面水分值可以对应于吸收性制品16由电容感测元件监测的区域中的表面水分的程度。表面水分可以与潮湿区分开来,因为在表面水分存在情况下测量的电容值可以比仅是潮湿时的高得多。随后的步骤可以包括使用上述饱和体积法确定体积估计。另外的后续步骤可以包括通过增加由于表面水分引起的额外体积来修改估计的体积。
另外或替代地,可以通过观察浸湿和/或表面水分通过吸收性制品16的扩散速率来执行体积估计。图17B、17C中例示了其一个示例。在湿润事件开始之后的时间t1(图17B),一个电容感测元件119c可以饱和。在时间t2(图17C),电容感测元件119b-19d可以饱和。可以通过在时间t1使用上述方法或另一种方法之一来估计体积,以及稍后时间t2再次估计体积,可以确定体积估计。然后,可以计算体积变化的速率。使用体积变化的速率、在一个或多个稍后时间的体积估计以及潜在的其它输入(例如表面湿度、人口统计学信息、尿失禁的类型、电容感测元件119a-119e的物理排列/位置),可以更新体积估计以考虑尚未扩散遍及吸收性制品16并使其它电容感测元件119a、119e饱和的流体。
另外或替代地,可以应用更通用的函数,并且可以使用神经网络来确定函数。在这种情况下,可以用测量的体积作为目标并将干扰降低的电容感测元件值作为输入来训练神经网络。
另外或替代地,可以使用非常通用的神经网络来确定体积和电容感测元件119a-119e和/或其它感测元件120(例如,压力感测元件)之间的映射。在这种情况下,可以用测量的体积作为目标并且将感测元件值中的一个或多个作为输入来训练神经网络。
还可以设想,系统10可以运行算法以通过将感测元件信号应用于预定的数学模型来分析感测元件信号。数学模型可以根据渗出物的位置、吸收性制品16的剩余容量、发生泄漏的可能性、在不久的将来发生泄漏的可能性和/或其它湿润事件特性来表征吸收性制品16中的湿润事件。数学模型可以采用一个或多个特性作为输入,包括吸收性制品16的湿润状态、吸收性制品16的位置、最近湿润事件的尺寸/体积、最近湿润事件的时间、吸收性制品16处于给定湿润状态的时间、吸收性制品16的类型、穿戴者14的人口统计信息、穿戴者14的变化历史和/或穿戴者14的活动历史等,仅列举几个。
在一个方面,感测元件20可以包括被支撑在上述底层18中的一个上或中的多个感测元件,并且还可以包括被支撑在底层18上或中的发射器26(例如,放置在任何底层18的口袋内)。底层18可以例如被应用于吸收性制品16的下侧,从而允许使用感测元件20监测吸收性制品16内的湿润事件。
干扰
参考图1,系统10可能受到一种或多种形式的干扰,干扰可能影响系统准确检测、监测和/或表征湿润事件的能力。如图18的流程图所示,与吸收性制品16相关联的变化可能影响与感测元件20相关联的信号,感测元件20在该示例中可以包括电容感测元件119(图10A、10B)和其它感测元件164。受影响的信号可以由系统10监测,可从其推断与吸收性制品16相关联的特性。在一些情况下,干扰166也可能影响感测元件信号。干扰可以例如来自穿戴者的定位和/或运动,和/或外部来源。通过减少干扰,可以提高系统10的性能。系统10可以包括用于减少干扰的方面和/或步骤168。这些方面和/或步骤可以产生更准确的输出170,在该示例中可以包括吸收性制品16中的水分体积的估计172,以及吸收性制品16中湿润事件的表征174。
一个干扰源可以由穿戴者14的定位和/或运动引起。图19中示出了示例性电容感测电路176的示意图,其包括类似于电路134(图12)的方面。在电路176中示出了额外的电容源178,可以指示穿戴者14的一个或多个身体部位(例如,腿、手和/或生殖器)的存在。电容178可以在系统10尝试基于电容136、138表征吸收性制品16中的湿润事件时对系统10产生干扰。可以改变电容178的身体部位的移动可能造成进一步的困难。
图20示出了另一示例性电容感测电路179的示意图,其包括类似于电路176的方面。电路177中示出了另一附加电容源180。电容180可以指示在穿戴者14和/或吸收性制品16附近存在一个或多个外部导体(例如,轮椅、床架、金属椅子、潮湿的床单和/或其它电子设备),这也可能影响设备17的响应。外部导体可以通过外部接地182接地。
可以通过将感测元件20中的一个或多个与外部影响屏蔽来减少由穿戴者14的移动和/或定位和/或外部导体的存在引起的干扰。另外或替代地,可以通过物理或操作地将感测元件20中的一个与其它感测元件组合来监测和/或减少干扰。附加的感测元件可以包括但不限于电容感测元件、压力感测元件、温度感测元件、加速度计、陀螺仪、磁力计、大气压感测元件、振动感测元件、磁感测元件(例如簧片开关或簧片继电器)、柔性感测元件、光学感测元件(例如,色彩感测元件或光敏电阻器、红外感测元件和/或用于感测吸收性制品16或设备17上的当暴露于渗出物时可以改变颜色的变色材料条带中的变化的任何合适的光学感测元件)、湿度感测元件、化学传感元件和/或热通量感测元件。
根据一个方面,可以通过使用考虑来自感测元件20的至少一些信息的算法来减小干扰。例如,该算法可以考虑来自一个或多个电容感测元件19和一个或多个附加感测元件的信息。该算法还可以考虑人口统计学和环境信息以及历史状态信息。一个示例性算法可以使用下面的通用函数f来产生减小干扰的电容感测元件值:
减小干扰的电容感测元件值=f((多个)电容感测元件值,(多个)附加感测元件值,人口统计信息,环境信息,历史状态信息)
将在下面的部分中描述另外或替代的算法。
压力感测
根据一个方面,通过结合电容感测元件119使用一个或多个压力感测元件184可以减少外部和/或人的干扰。图21A、21B示出了指示穿戴者14的身体部位如何产生干扰的图。例如,电容感测元件119可以位于制品16中或制品16上以感测制品16和/或穿戴者14的电容,并且可以产生指示感测电容的读数或值。当穿戴者14将他或她的腿186朝向电容感测元件119(参见方向箭头188)移动时,腿186可以改变由电容感测元件119感测到的电容,从而通过影响电容感测元件的读数或值而阻碍电容感测元件准确感测制品16和/或穿戴者14的电容的能力。虽然这里示出腿部186,但是应当理解,任何导电身体部位(例如,手或手臂)和/或任何导电外部物体(例如,一件医疗设备)都可能引起类似的干扰。压力检测元件184可以例如产生指示由腿186在吸收性制品16和/或设备17上施加的压力的读数或值。压力读数或值可以用于识别由腿186产生的干扰的一个或多个特性,和/或可以用于调整来自电容感测元件119的读数或值以减少、去除或以其它方式减轻干扰。
根据一个方面,一种算法可以使用来自压力感测元件184的一个或多个读数来减少由穿戴者腿部的定位和/或运动引起的电容感测元件119处的干扰。一种用于确定减小干扰的电容感测元件值示例性算法是:
减小干扰的电容感测元件值=电容式感测元件值+m*压力感测元件值
在上述算法中,m表示通过实验和/或通过分析历史数据和趋势确定的常数。另外或替代地,可以采用任何其它合适的技术来确定m,包括回归分析和/或机器学习。
根据一个方面,可以使用多个压力感测元件184,并且该算法可以借助每个压力感测元件值乘以其自己的各自斜率的总和来减小每个电容感测元件119上的干扰。
另外或替代地,可以通过将每个压力感测元件值乘以其自身常数的总和以及压力感测元件值和电容感测元件值乘以其自身常数的通用函数的总和中的一个或多个的组合来修改电容感测元件值,以减少干扰。
可以采用多重回归过程来确定感测元件值的常数(例如,斜率)和感测元件值的函数。多重回归过程可以包括一个或多个步骤。对于各种体积的渗出物,初始步骤可以包括收集压力感测元件数据和电容感测元件数据(每个体积量,从0ml及以上,可以具有其自身的数据集)。对于每个电容感测元件,后续步骤可以包括运行回归以确定常数。运行回归可以包括在数据集上设定电容感测元件值作为Y输入,对整个数据集使用相同体积的渗出物。运行回归还可以包括创建多个X输入数据集。示例性X输入数据集可以包括每个压力感测元件输入的一个X输入和/或每个压力感测元件输入的函数的一个X输入。另一后续步骤可以包括运行多重回归以确定每个压力感测元件和压力感测元件值的函数对每个电容感测元件应具有的影响。在线性回归方法中,这些可以是斜率ml、m2等的形式。修改的电容器值可以通过获取原始电容器值c并加上所有斜率乘以它们相关联的压力感测元件值或压力感测元件值的函数来确定。
每个电容感测元件119可以具有用于压力感测元件值和压力感测元件值的函数中的每一个的一组斜率。对于每个电容感测元件119,另一后续步骤可以包括与其它输入相比较,去除具有小斜率的压力感测元件输入和压力感测元件输入的函数的贡献。小斜率可以指示输入对电容感测元件几乎没有干扰影响。另一后续步骤可以包括用压力感测元件输入和压力感测元件输入的函数的有限集合重新运行回归。
压力感测元件输入的函数的示例可以包括:压力感测元件值和另一感测元件值的逻辑函数的乘积、压力感测元件值的多项式、两个压力感测元件值的乘积、压力感测元件值的指数、感测元件值和多个压力感测元件值的多个逻辑函数的乘积、和/或感测元件值与任何其它函数的逻辑函数的乘积(这也可以递归地发生)。还可以想到,为了简单起见,可以用阶跃函数代替逻辑函数。与逻辑函数相关的常数可以通过优化方法来确定。
用于确定除线性回归斜率之外的常数的过程可以包括为多重回归之外的所有对象选择一组常数。该过程还可以包括确定精度参数。合适的精度参数可以是由线性回归产生的R2差,或使用下述的体积估计技术的估计体积的最大偏差。该过程还可以包括应用函数f(非多重回归常数)和对函数各种优化技术,包括选择常数、运行回归、产生一个或多个精度参数(例如,来自多重回归的R2)以及使用离散多变量优化技术调整常数。一些方法的示例是模拟退火或准牛顿法。
另外或替代地,可以应用更通用的函数,和/或可以使用神经网络来确定函数。在这种情况下,可以用电容感测元件值作为目标和压力感测元件值作为输入训练神经网络。
根据一个方面,可以修改电容感测元件值(在依据其它方法修改之前和/或之后),以可任选地通过上述技术,和/或通过将感测元件值乘以从电容感测元件值和其它感测元件值确定的缩放因子来减少干扰。
可以使用各种方法来确定用于求和技术和通用函数的算法中使用的常数。这些方法可以包括但不限于线性回归、多重回归、使表征的湿润事件与湿润事件的测量特性之间的误差最小化以及机器学习。
根据一个方面,如图22A所示,设备17可以包括多个电容感测元件119a-119j,用于表征吸收性制品16上或其附近的湿润事件。电容感测元件119a-119j可以以预定图案布置在底层190的第一侧上。例如,电容感测元件119a-119j可以以行和列布置。每行可以沿着底层190的横向边缘纵向延伸。每列可以由一对电容感测元件119a-119j形成,该对电容感测元件119a-119j从底层190的一个横向边缘横向延伸到另一个。行和列可以是线性的,使得电容感测元件119a-119j形成网格。然而,应当理解,可以使用任何其它合适的预定图案或布局。当设备17应用于吸收性制品16时,底层190的第一侧可以是面向吸收性制品16的外部的一侧。尽管图21A中示出了十个电容感测元件119a-119j,但应当理解,可以使用更少或更多的电容感测元件。
电容感测元件119a-119j可以包括例如由导电织物和铜带制成的电容感测板。也可以使用另外或替代材料。一个或多个导线192可以将感测元件119a-119j连接到例如接收器22、处理器24和/或发射器26。导线192可以沿着底层190的中心线纵向延伸。在一个示例中,每个感测元件119a-119j可以通过其自己各自的(多个)导线192连接到接收器22、处理器24和/或发射器26。每个电容感测元件119a-119j可以单独操作,使得如果其中的一个或多个的停止操作,剩下的可以保持操作。
可以将电容感测元件119a-119j粘附、缝合、嵌入或以其它方式附接到底层190。可以将底层190粘附、缝合或以其它方式固定到底层18中或者固定到底层18,使得当底层18被应用于吸收性制品16时,电容感测元件可以位于底层18抵靠在吸收性制品16的底部外表面上的侧面。底层190可以由柔性和/或轻质的泡沫材料制成。
一个或多个压力感测元件194a-194h可以位于底层190的第二侧上,第二侧与第一侧相对。压力感测元件194a-194h可以以预定图案布置在底层190的第二侧上。例如,类似于电容感测元件119a-119j,压力感测元件194a-194h可以以行和列布置。然而,应当理解,可以使用任何其它合适的预定图案或布局。虽然图22B中示出了八个压力感测元件194a-194h,但应当理解,可以使用更少或更多的压力感测元件。可以类似于导线192的一个或多个导线196可以将压力感测元件194a-194h连接到例如接收器22、处理器24和/或发射器26。每个压力感测元件194a-194h可以单独操作,使得如果其中的一个或多个的停止操作,剩下的可以保持操作。可以将压力感测元件194a-194h粘附、缝合、嵌入或以其它方式附接到底层190。压力感测元件194a-194h可以包括例如包括导电织物和防静电塑料层的导电织物压力传感器。替代地,可以使用任何合适的压力感测元件。在使用中,压力感测元件194a-194h可以位于底层18背朝吸收性制品16的一侧。
如图22C所示,底层190可以用作将电容感测元件119a-119j与压力感测元件194a-194h分开的间隔物。另外或替代地,底层190可以用作将导线192与导线196分开的间隔物。底层190可以在上述感测元件和/或导线之间保持相对恒定的距离。
图23A-23D是示出示例性感测元件布局的示意图。电容感测元件位置198用圆形标识,压力感测元件位置200用菱形标识。所示布局可以用于任何合适类型的底层18上,用于任何合适类型的物品16上。在这些图中,底层可以包括衬垫202。电容感测元件位置198可以在衬垫202的一侧,而压力感测元件位置200可以在衬垫202的相对侧上。虽然仅示出了四个示例性感测元件布局,但是应当理解,其它感测元件布局是可能的。
电容感测元件位置198可以沿着衬垫202的长度与压力感测元件位置200交替。另外或替代地,交替的电容感测元件位置198和压力感测元件位置200的多个列可以沿着衬垫202的长度延伸。另外或替代地,可以将电容感测元件位置198和/或压力感测元件位置200在衬垫202的多个区域中分组。另外或替代地,相邻电容感测元件位置198和/或压力感测元件位置200之间的间隔可以在衬垫202的不同区域中不同。另外或替代地,电容感测元件位置198和压力感测元件位置200可以彼此重叠。可以使用感测元件位置的任何其它合适的布置或图案。
可以基于所使用的底层的类型来选择感测元件的定位。例如,可以定位电容感测元件位置198以确保衬垫202最可能受湿润事件影响的区域具有至少一个电容感测元件,或者在一些情况下,一组电容感测元件。可以定位压力感测元件位置200以确保衬垫202最可能受穿戴者14的运动影响的区域具有至少一个压力感测元件,或者在一些情况下,一组压力感测元件。
加速度感测
根据本公开内容的另一方面,一个或多个加速度计(未示出)可以是系统10的部分。加速度计可以例如位于或接近任何电容感测元件位置198和/或压力感测元件位置200,或在接收器22、处理器24和发射器26中的任何一个处或任何一个中。在一个示例中,加速度计可以固定在底层18上的任何合适的口袋内。另外或替代地,加速度计可以在底层190上或内。
加速度计可以用于减少干扰。例如,加速度计可以用于检测使用者是躺着还是直立。这些状态中的每一个可能对来自其它感测元件20的读数产生影响。例如,如果穿戴者在躺下时排尿,则尿液在吸收性物品16中的分布可以不同于穿戴者在站立和/或坐着时排尿时的分布。此外,发生泄漏的可能性更大。这些因素可以影响来自感测元件20的读数。加速度计读数可以用于减少由于这些因素引起的干扰。
加速度计数据可用于减轻干扰对电容感测元件的影响。可以以与使用压力感测元件数据的方式类似的方式使用加速度计数据。例如,用于压力和电容感测元件的多重线性回归的过程也可以用于加速度计,使用加速度计的x、y和z加速度作为输入。
另外或替代地,可以使用加速度计数据来确定穿戴者的位置,并且可以基于所确定的位置来改进上述压力感测元件算法。例如,可以对来自以下的数据运行回归:穿戴者躺下以产生用于躺下模式的干扰减少算法,穿戴者坐着以产生用于坐下模式的干扰减少算法,和/或穿戴者站立以产生用于站立模式干扰减少算法。然后可以使用加速度计检测模式,以便应用适当的干扰减少算法。
可以通过比较当加速度计数据恒定,并且向量的总和大致相当于重力加速度g时由加速度计产生的x、y和z轴之间的加速度的相对值,来检测穿戴者的位置/取向。恒定的加速度计数据可以意味着穿戴者可能不会加速(或以恒定速率加速,这不太可能长时间发生)。产生的向量可以指示相对于加速度计的重力牵引力方向。设备17安装有加速度计的部分的取向可以相对于重力(其可以被认为向下作用)是向量的负值。设备17的该部分相对于穿戴者的取向可以相对恒定(因为例如,该部分可以放置在应用于穿戴者14上的吸收性制品16上),因此可以据此确定穿戴者的取向(穿戴者在直立、坐着或躺着位置的位置)。可以基于这样的数据来选择模式和相应的干扰减少算法。
另外或替代地,干扰减少可以以其它方式实现。例如,用于感测体温的温度感测元件可用于检测穿戴者身体的存在、接近和/或运动;一个或多个电容感测元件可以由相对于彼此定位的一组电容感测元件代替,使得它们可以区分由穿戴者的身体或湿润事件引起的电容变化;用间隔物隔开的多层电容式感测元件可用于区分穿戴者的身体运动和湿润事件;可以使用光学感测元件来检测穿戴者的运动,并且可以调整电容感测元件读数/值以减轻运动的影响;可以使用涡流感测元件来监测和/或减少穿戴者相对于吸收性制品16的一个或多个部分的接近和/或接触产生的干扰;和/或霍尔感测元件可以用于监测和/或减少来自附近的磁性或导电体的干扰。这些附加感测元件中的任何一个可以被定位在例如图1所示的感测元件位置处或附近。替代地,附加感测元件中的一个或多个可以位于吸收性制品16的外表面上、在吸收性制品16的内表面上和/或在其内表面和外表面之间的吸收性制品16内。
干扰屏蔽
根据本公开内容的另一方面,可以通过屏蔽感测元件20免受外部影响来减小干扰。可以采用一种或多种技术来屏蔽感测元件20。一种示例性技术可以包括在感测元件20和底层18的外表面之间提供一个或多个间隔物。另一技术可以包括布置一个或多个层以屏蔽与感测元件20相关联的电信号和/或电压。间隔物和/或层可以减少来自吸收性制品16外部的导体的干扰。
图24示出了用于感测穿戴者14和/或吸收性制品16的电容的电容感测元件119的示例性示意图。电容感测元件119可以包括一个或多个电容器板203。电容感测元件119可以是耦合到设备接地206的一个或多个设备接地板204。图25-28示出了与图23相似的示例性示意图,但具有用于屏蔽的一个或多个层。例如,在图25的屏蔽布置中,屏蔽层210的信号板208可以被配置为承载任何合适的屏蔽信号。如果信号导致电容器板203和信号板208之间的电容不受吸收性制品16外部的物体的运动影响,或者受影响的程度足够小,以至于对来自电容感测元件119的读数的影响可以忽略不计,则信号可能适合用于屏蔽。一个屏蔽信号可以包括用于测量电容的信号,例如,由信号发生器124(图11和13)提供的信号。用于测量电容的信号可以是有用的屏蔽信号,由于电容器板203和信号板208之间的电容可能非常小,因为两个板上的电压可能相似。然而,可以预期,可以应用其它屏蔽信号来减少/减轻外部物体的影响。例如,可以应用与信号发生器信号形状相似但具有不同频率的信号。
图26示出了类似于图25的屏蔽布置的示意图,但同时具有信号板208和接地板204。图30示出了表示图26的示意图的一个实施方式的示例性电路图。作为布置的结果,可以监测一系列电容212、214、216、218。电容212可以指示吸收性制品16和电容感测元件119之间的电容。电容214可以是电容感测元件119和屏蔽层210之间的电容。可以选择屏蔽层210中的信号,使得电容214的值在存在外部导体的情况下波动最小。一个示例性信号是来自信号发生器124的信号。电容216可以是屏蔽层210和设备接地206之间的电容。电容218可以是设备接地206和外部导体(外部接地220)之间的电容。图29示出了如何在图26的屏蔽布置中布置板的一个示例,其中,由间隔物(未示出)填充的间隙220、222分隔电容板203、信号板208和接地板204。
图27和28示出了可以类似于图26的布置的其它屏蔽布置的示意图。然而,图27中的布置可以包括两个屏蔽层210a、210b的两个信号板208a、208b,以及两个设备接地206a、206b的两个接地板204a、204b。图28的布置可以包括代替信号层的信号板的电压层226的电压板224。添加多个或冗余的信号板和接地板可以改善屏蔽效果,其可以减轻或抵消外部影响,例如穿戴者腿的运动。
导线干扰
干扰的另一个来源可以是与设备17(图1)中的导线相关的导线干扰。导线的示例可以包括导线192、196(图22A-22C)。导线192、196可以沿底层190的长度延伸,并且在至少一个示例中,导线192、196可以进一步延伸超过底层190的端部,以与接收器22、处理器24和发射器26中的至少一个(图11)连接。设备17还可以包括连接到上述屏蔽层和接地的一个或多个导线。有可能在导线192和这些其它导线之间产生干扰。
导线干扰可能存在问题的一种情况是当电容式感测元件119与压力感测元件184结合使用时,如图31A的示意图所示。导线192、196可以将电容器119和压力感测元件184连接到设备17的其它部件228。如图31B中更详细示出的,压力感测元件184可以包括可变电阻器(未示出),并且还可以包括两个导线196a、196b,每个具有不同的电压230a、230b。由电容232a、232b表示的导线192、196a、196b之间的耦合和/或电容引起的干扰可以通过保持导线之间的恒定距离来减轻。应当理解,通常,许多类型的感测元件的导线可能引起干扰,并且其中的任何电压或信号可能对电容感测元件119产生影响。
根据一个方面,可以将一个或多个屏蔽板/层(未示出)并入系统10中以减轻由导线196a、196b和/或其它感测元件的导线引起的导线192上的干扰。屏蔽板/层可以类似于图25-30中所示的那些。可以想到,可以修改屏蔽板/层的取向和/或形式以减少导线干扰。例如,屏蔽板/层可以构造成位于导线192和导线196a、196b之间。这可以减少由于导线196a、196b导致的噪声对电容感测元件119的影响。当使用屏蔽板/层时,存在由于屏蔽板/层;导线192、196a、196b;和任何其它板(例如,电容板和接地板)中的两个或多个之间的相对移动产生干扰的可能性。如果这些部件之间的任何距离由于相对移动而变化,则测量的电容可能会受到影响。为了减轻这种类型的干扰,可以将任何屏蔽板/层、导线和/或其它板保持在与电容感测元件119和导线192相对恒定的距离处。
图32示出了使用多个电容感测元件119a、119b、119c的示例性电路。电容感测元件119a、119b、119c可以通过可以在彼此附近的导线192a、192b、192c连接到设备17的其它电子部件228。由于这种邻近性,对于电容感测元件119a、119b、119c可能存在彼此干扰的可能。该干扰可以由干扰电容234a、234b、234c表示。可以通过保持在导线192a、192b、192c之间相对的恒定距离来减轻干扰电容234a、234b、234c。这可以在容易识别和考虑的电容感测元件119a、119b、119c之间产生相对恒定的电容。导线192a、192b、192c可以通过使用将导线192a、192b、192c保持在适当位置的任何合适的连接机构而保持恒定的距离。另外或替代地,导线192a、192b、192c可以以例如并行电缆的形式在固定位置连接在一起。
另外或替代地,可以应用算法来减少由电容感测元件对其它电容感测元件引起的干扰。该算法可以包括对于每个电容感测元件,将电容感测元件的感测元件值减小作为所有其它电容感测元件的函数的值。函数的示例可以是线性组合,例如:
用于电容感测元件1的修正值=电容感测元件1的实际值-sum(mi*电容感测元件i),每个i不等于1
在该函数中,mi可以指示与每个电容感测元件及其对电容感测元件1的相对影响相关联的斜率。对于每个电容感测元件可以重复该过程。斜率mi可以通过执行以下实验来确定:(a)收集数据集,由此目标感测元件(电容感测元件1)不被直接触摸或影响(不受干扰的情况下,电容感测元件1的值将为0),并且其中所有其它电容感测元件被激发/启动;以及(b)对数据集运行多重回归,其中,Y等于电容感测元件1的值,X等于其它电容感测元件的值。
另外或替代地,可以应用更通用的函数,并且可以使用神经网络来确定函数。在这种情况下,可以用电容感测元件1作为目标并且其它电容感测元件值作为输入训练神经网络。对于每个电容感测元件可以重复该过程。
导电感测
除了电容感测元件119之外,或作为它们的替代,感测元件20可以包括一个或多个导电感测元件。导电感测元件可以应用于吸收性制品16的内表面,使得导电感测元件可以直接暴露于渗出物。导电感测元件可以在单次使用之后丢弃。一类导电感测元件可以包括导电织物。另一类导电感测元件可以包括导电墨水。以下将更详细地描述两种类型。然而,应当理解,也可以使用任何其它合适类型的导电感测元件。还应当理解,上面结合使用电容感测元件119描述的系统10的各方面可以适用于导电感测元件的使用,反之亦然。例如,相同类型的接收器22、处理器24和/或发射器26可以与两种感测元件一起使用。压力感测元件和/或加速度计可以与两种感测元件结合使用,以提供关于湿润事件的附加数据,因为当湿润事件发生时,湿润事件的特性可能受到穿戴者14的运动和/或定位的影响。另外或替代地,电容感测元件119可以与导电感测元件结合使用,其中,来自两种感测元件的组合数据可以向护理人员12提供对湿润事件的特性的更准确的理解。
还可以设想,用于减小电容感测元件的干扰的上述元件和步骤中的一个或多个可以用于减少相对于导电感测元件的干扰。例如,可以通过结合一个或多个导电感测元件使用一个或多个压力感测元件、结合一个或多个导电感测元件使用加速度计、借助干扰屏蔽来屏蔽一个或多个导电感测元件(和/或其导线)、和/或在一个或多个导电感测元件(和/或其导线)中使用屏蔽层,来实现干扰的减少。
图33A-33C示出了示例性导电织物感测元件238的各方面。导电织物感测元件238可以包括例如可以彼此平行放置的两条导电织物240、242。在一个示例中,导电织物240、242可以彼此间隔开大约两英寸。导电织物240、242可以包括金属浸渍的防撕裂织物,和/或可以由合成聚酯和金属粉末(例如银粉)的组合物制成。导电织物240、242可以固定在超吸收性材料层244和多孔织物层246之间和/或固定于此。导电织物240、242可以通过引线248、250、252连接在导电织物感测元件238的一端。引线248、250、252可以耦合到连接器254。连接器254可以包括例如一个或多个导线256,导线256具有耦合到引线248、250、252的固定端。连接器254的自由端可以包括可以被容纳在接收器22、处理器24和/或发射器26(图1)的端口(未示出)中的插头258。导电织物240、242、超吸收性材料244、多孔织物246、引线248、250、252、连接器254和插头258可以提供一次性组件,其在使用时可以通过粘合剂或任何其它合适的紧固元件纵向应用于吸收性制品16的内表面。在使用粘合剂的情况下,可移除的片260可用于覆盖粘合剂,直到准备将导电织物感测元件238应用于吸收性制品16,此时可以剥离片260以露出粘合剂。在使用中,导电织物感测元件238可以通过检测导电织物条240、242上的电阻的变化来检测湿润事件。
图33A示出了基于导电织物的感测元件238的顶视图。图33B示出了顶视图,但是超吸收性材料244被拉回以露出引线248、250、252和连接器254的固定端。导电织物240、242可以固定到或嵌入多孔织物246中。引线248、250、252可以包括导电带的条。导电带可以由铜或任何其它合适的导电材料制成。导电带可以在连接器254和导电织物240、224之间形成连接。导电带可以固定到超吸收性材料244的第一侧。导电带在其中间部分中的每一段可以具有连接在其上的两个导线262、264。导线262、264可以在连接器254中和/或插头258上的两个引脚之间形成闭环,这可以允许接收器22、处理器24和/或发射器26检测何时插入导电织物感测元件238。检测何时插入导电织物感测元件238可以允许系统10识别何时改变了吸收性制品16。
粘合剂或其它紧固元件266可以设置在超吸收性材料244的第二侧上,第二侧与第一侧相对,第二侧面对吸收性制品16的内表面。粘合剂266可以由片260覆盖。图33C示出了片260的一端被拉回以露出超吸收性材料244的第二侧的一部分和粘合剂266。
从上向下看,即从最接近穿戴者14的感测元件238的表面向最接近吸收性制品16的内表面的表面移动,感测元件238可以包括三层:多孔织物246、导电织物条242、242和超吸收性材料244。来自渗出物的水分可以通过多孔织物246。多孔织物246有助于使穿戴者的皮肤与通过多孔织物246的水分隔离。多孔织物246还可以防止穿戴者的皮肤和导电织物240、242之间的直接接触,这可能在用感测元件238获取的值/读数中产生噪音。超吸收性材料244可以使得能够在吸收性制品16的内表面检测湿润。类似感测元件238,吸收性制品16也可以包括多孔材料的顶层,随后是超吸收性材料的下层。在吸收性制品的多孔材料的顶部上放置另外的超吸收性材料层244可以允许在湿润通过吸收性制品16的多孔材料被吸收而不能容易地接近或检测到之前,将一些湿润保留在感测元件238附近。
图34A-34E中示出了形成示例性感测元件238的各个层的顶视图。层268(图34A)可以由吸收性纸构成。层270可以由可以预组装和预切割的柔性电缆组成,以包含在导电织物感测元件的组装过程中。柔性电缆可以包括具有6针连接器的现成平行电缆。层272可以由两条防撕裂导电织物274、276组成。层278可以由吸收性纸构成。层280可以由多孔无纺布构成。无纺布可以由塑料、橡胶或塑料和橡胶的组合制成。也可以考虑其它合适的材料。可以从一个或多个片材切割这些层中的一个或多个。
导电织物感测元件的组装可以包括耦合上述各层。例如,可以将粘合剂(未示出)涂敷到层270的底面的一部分,层270可以粘附到层268的顶面。在一个示例中,层270的左侧部分可以粘附到层260的右侧部分。然后可以将粘合剂涂敷到层272,层272可以粘附到层268、270。设想了可以将粘合剂涂敷到层272的底面,使得层272可以粘附到层268、270的顶面。层272的条274、276可以沿着层268的横向边缘延伸。然后可以将粘合剂涂敷到层278,层278可以粘附到层270的顶面。例如,可以将粘合剂涂敷到层278的底面,层278可以粘附到层270的左侧部分。然后可以将层280放置在其它层的顶上,并且可以在沿着其边缘的一个或多个位置熔融到其它层。层280的材料可以具有小于150摄氏度的熔化温度。层268和280可以彼此紧密地重叠,使得层268的轮廓可以遵照层280的轮廓。在已经组装层之后,可以将粘合剂(未示出)涂敷到层268的底面,并且可以将塑料片或膜(未示出)放置在粘合剂上方用于保护。塑料膜能够被剥离,以露出粘合剂,使得可以将导电织物感测元件粘附到吸收性制品16的内表面。
图35A示出了基于导电墨水的感测元件282的顶视图。图35B-35D示出了可以组合以形成感测元件282的各个层的顶视图。代替具有上述层270(例如,柔性电缆)和层272(例如,防撕裂导电织物),感测元件282可以包括涂敷有导电墨水的一层或多层。例如,代替具有层270和/或层272,感测元件282可以具有层284(无纺织物)和层286(导电墨水线)。接收器22、处理器24和/或发射器26可以连接到层284,并且可以与层286接触。下面更详细地描述感测元件282的三个层。
层284可以由无纺布构成。无纺布可以类似于在尿布中或在女性衬垫内部存在的材料。无纺布的质地和柔韧性可以类似于纸。层284可以使用旋转模切机或类似的技术切割成形。
层286可以由导电墨水或涂料组成。导电墨水可以包括水和粉状银。可以使用旋转丝网印刷机或类似的技术将导电墨水涂敷到层284的顶面。可以根据所选择的材料进行热封。层286的边缘可以遵照层284的轮廓。另外或替代地,可以使用导电墨水的多个条和/或图案来增加收集的关于吸收性制品16中的水分的信息量。可能的图案包括水平和/或垂直布置的多个条,其使得能够检测局部和小的排尿事件;以及点的阵列或其它形状,使得可以测量每两个点/形状之间的电导以构建更准确的水分分布。
层288可以由非导电粘合剂构成。粘合剂可以涂敷到层284的底面,并且可以在粘合剂的顶部上添加薄片的保护性塑料(未示出)。这可以使用户能够剥离塑料以露出粘合剂,使得可以将导电墨水感测元件282应用于吸收性制品16的内表面。可以使用类似于旋转丝网印刷的技术来涂敷粘合剂。
阻抗感测
作为专门使用电容感测的系统的替代方案,感测元件20可以包括一个或多个复阻抗感测元件,用于检测和/或监测吸收性制品16和/或穿戴者14的电阻和电容分量。可以将阻抗(例如,复阻抗)描述为交流(AC)电路中的电压与电流的复数比。可以将阻抗视为将电阻的概念扩展到交流电路。阻抗可以同时具有幅度和相位,和/或可以表示为实部和虚部。实部可以表示阻抗的电阻分量,虚部可以表示阻抗的无功或电容分量。
阻抗测量在医疗设备中具有许多应用。例如,生物阻抗测量可用于成像肺容积、检测呼吸和身体组成。以下将更详细地描述可以附加于或替代电容感测元件/技术和/或导电感测元件/技术使用的阻抗感测元件和/或阻抗感测技术的各方面。
示例性阻抗测量感测元件可以包括例如两个导电板,其被配置为测量制品(例如吸收性制品16)和/或穿戴者14的阻抗。图36A描绘了被配置为测量吸收性制品16和/或穿戴者14的阻抗和/或感测电极之间的电容的阻抗测量感测元件284的总体概况。图36B描绘了感测元件284的一个示例性配置,其中,感测元件284可以包括用于测量吸收性制品16的阻抗369的两个导电板或电极290a、290b。感测元件284可以包括多于两个,例如四个、六个或任何其它数量的导电板/电极。
吸收性制品16的内部区域的阻抗292可以通过在吸收性制品16的外部的区域将电极290a、290b电容耦合到吸收性制品16的内部区域来测量和/或确定。图38示出了一种这样的布置。可以包括阻抗感测构件的电极290a、290b可以位于吸收性制品16附近,但在外部区域294中。例如,电极290a、290b可以位于吸收性制品16的外表面附近、处或上。电极290a、290b可用于测量吸收性制品16的阻抗369和电极290a、290b之间的电容377。这些测量可以用于确定吸收性制品16的内部区域296的阻抗292,而不会与吸收性制品16中的水分电接触。电极290a、290b通过吸收性制品16的一个或多个非导电层(例如通过防水外层54)与吸收性制品16电容耦合由电容器302a、302b表示。
接收器22、处理器24、发射器26和/或服务器30可以形成系统10的阻抗测量子系统的部分。系统10的这些部分可以运行软件模块以执行下述的步骤。用于感测阻抗的感测元件20可以包括可固定到吸收性制品16的外表面并且被放置为电容耦合到吸收性制品16的内部区域296的电极290a、290b。电极290a、290b可以用于测量吸收性制品16的阻抗。阻抗测量子系统可以测量例如电极290a、290b之间的阻抗,并且可以使用任何合适的模型、算法和/或设备来提取阻抗的实部和阻抗的虚部。基于提取各部,阻抗测量子系统可以确定吸收性制品16中的水分的特性。该特性可以包括例如吸收性制品16中的水分的存在、数量和/或位置。另外或替代地,该特性可以包括吸收性制品的湿润程度,就饱和程度而言,为额外水分剩余的容量等。
阻抗测量子系统可以测量电极290a、290b之间的复阻抗。复阻抗可以具有幅度和相位。幅度和/或相位可以指示水分的特性。例如,相位和幅度的减小可以表示吸收性制品16湿润但未填满的状态。当其吸收额外水分的能力降低到预定水平以下(例如由制造商、穿戴者14居住的设施或护理人员12所遵循的最佳做法建立的)时;当其物理上不能吸收额外的水分时;和/或当其不能在不泄漏的情况下吸收额外的水分时,吸收性物品16可以被填满了。幅度但不是相位的减小可以指示吸收性制品16可能被填满的状态。
复阻抗可以具有电阻分量和无功分量。阻抗测量子系统可以被配置为使用线性回归、神经网络和/或支持向量机执行优化技术,以确定阻抗的电阻分量和无功分量与水分的特性之间的关系。另外或替代地,阻抗测量子系统可以被配置为执行模拟以确定阻抗的电阻分量和无功分量与水分的特性之间的关系。另外或替代地,阻抗测量子系统可以被配置为从与系统10不同的另一系统获取数据,以确定阻抗的电阻分量和无功分量与水分的特性之间的关系。系统可能是不同的,因为一个系统没有被配置为直接与另一个进行通信。还可以设想,阻抗测量子系统可以被配置为基于无功分量的特性来确定设备17和/或单个阻抗感测元件20是否附接到吸收性制品16。例如,如果无功分量的特性落在预定范围之外,则可以指示没有附接设备17和/或感测元件20中的一个或多个。
阻抗测量子系统可以通过将电压施加到电极290a、290b中的一个并测量电极290a、290b中的另一个处的电流来测量阻抗。另外或替代地,阻抗测量子系统可以被配置为通过向电极290a、290b中的一个施加电流并测量该电极和另一个电极之间的电压来测量阻抗。还设想阻抗测量子系统可以使用阻抗的实部确定吸收性制品16中的水分的特性。
根据一个方面,可以将吸收性制品16的内部区域296的阻抗292假定为完全电阻的,如图62所示。电阻378可以通过仅采用吸收性制品16的测量阻抗369的实部来确定。这种技术可能是有价值的,因为即使电极290a、290b和内部区域296之间的电容302a、302b改变,也能够测量吸收性制品16的内部区域296的电阻378。作为电极290a、290b略微从例如吸收性制品16的外部的下侧移位、变形和/或重新定位的结果,可以预计电容302a,302b会改变。
通过经验数据验证了该技术,如图61的曲线297和299所示,其显示随着体积增大,阻抗单调减小。然而,随着体积增大,在加入一定量的水分后,可以看到相位首先增大并再次开始减小。吸收性制品16的内部区域296的阻抗292可以被建模为电阻器378,并且整个系统可以被建模为与电阻器378串联并且与电极290a、290b之间的电容377并联的电容器302a、302b,如图62所示。当吸收性制品16的内部区域296干燥时,电阻器378的电阻可以非常大(例如,>10兆欧,作为示例),系统可以简化为单个电容器377。结果可以是阻抗可以非常高,并且相位可以非常接近90度,如图61所示。随着水分增加,吸收性制品16的内部区域296的阻抗292的电阻378可以减小(例如,达到100千欧和5兆欧姆之间的值),产生电阻通路并减小相移。随着加入大量的水分时,与电容器302a、302b的阻抗相比,电阻378可以急剧减小并可以接近闭合电路。例如,阻抗292的电阻378可以减小到小于25千欧。电阻378可以非常低,以至于可以算作闭合电路。在这种情况下,系统可以是纯电容性的并且由吸收性制品16的外部到吸收性制品16的内部区域296的电容302a、302b驱动。如图61所示,相位可以返回到-90度。61,因为它可以近似为纯电容性的。
还可以设想,感测元件284可以以与以上段落中描述的电容感测元件、压力感测元件和导电感测元件相同的方式定位在吸收性制品16上或吸收性制品16中。还可以设想,感测元件284可以以与电容感测元件、压力感测元件和导电感测元件相同的方式连接到接收器22、处理器24和/或发射器26。处理器24可以使用任何合适的方法来估计吸收性制品16和/或穿戴者14的阻抗。例如,处理器24和/或本地控制器或远程控制器或微处理器可以进行合适的测量以确定吸收性制品16和/或穿戴者14的阻抗值或特性369和/或吸收性制品16内部的阻抗值292,因此评价吸收16内的水分特性,如下面更详细地描述的。
根据一个方面,吸收性制品16和/或穿戴者14的阻抗369的阻抗测量可以通过向导电板290a、290b中的一个施加或注入交流电流并且提取和测量导电板290a、290b之间的电压来进行。然后可以通过从测量的电压信号中提取阻抗的实部和阻抗的虚部来计算阻抗。
根据一个方面,吸收性制品16和/或穿戴者14的阻抗369的阻抗测量可以通过将交流电压传递到导电板290a、290b中的一个并测量另一导电板290a、290b处的电流来进行。然后可以通过从测量的电流信号中提取阻抗的实部和阻抗的虚部来计算阻抗。
根据一个方面,交流电压可由数模转换器(未示出)产生。数模转换器可以从直接数字合成部件接收数字信号。直接数字合成部件信号的频率可以由外部信号指定,或者可以被预先设定。通过采用直接数字合成,可以通过软件选择和修改交流电压频率。
根据一个方面,可以通过测量电阻器两端的电压降来测量导电板290a、290b的输入电极处的电流。然后可以使用测量的电压来确定阻抗的实部和虚部。
根据一个方面,可以通过将离散傅里叶变换应用于从导电板290a、290b的输入电极测量或导出的电压的数字转换来确定阻抗的实部和虚部。测量或导出电压的数字转换可以通过将测量或导出的电压施加到模数转换器来获得。
根据一个方面,可以通过采用具有同相和正交检测的同步检测器来确定阻抗的实部和虚部。
根据一个方面,可以使用专用部件或多个专用部件来确定吸收性制品16和/或穿戴者14的阻抗。可以使用该部件或该组部件来进行通信(例如,有线或无线)以确定阻抗。
可以监测吸收性制品16和/或穿戴者14的阻抗的变化,以获得在吸收性制品16上或其附近的湿润事件的一个或多个特性的估计。根据一个方面,如图37所示,可以监测多个电极290a-290e。例如,可以测量任何、一些或所有成对的电极290a-290e之间的阻抗并用于获得吸收性制品16上或其附近的湿润事件的一个或多个特性的估计。电极290a-290e之间的阻抗可以通过向一个电极(源电极)施加振荡电流,然后测量源电极和另一电极之间的电压来测量。可以使用测量的阻抗来生成阻抗图。使用阻抗图,可以提取某些湿润特性,包括吸收性制品16中渗出物的体积、吸收性制品16中渗出物的分布以及吸收性制品16的泄漏的可能性。
电极290a-290e包括例如导电板、心电图电极、导电织物条、导电橡胶、嵌入的导电材料(例如夹子)、导电墨水或涂料和/或导电袋。电极290a-290e中的一个或多个可以位于吸收性制品16的下侧处、上或中。例如,电极290a-290e中的一个或多个可以嵌入吸收性制品16中和/或固定到吸收性制品16的内表面。替代地,电极290a-290e中的一个或多个可以与吸收性制品16成为一体。虽然示出了五个电极,但是应当理解,可以使用不同数量的电极。此外,电极可以以任何适当的阵列布置以便于覆盖吸收性制品16的不同区域。
可以校准阻抗测量值以改善对湿润事件的检测/监测。例如,阻抗测量可以基于以下一个或多个来校准:吸收性制品16的尺寸、吸收性制品16的制造商、穿戴者的年龄14、穿戴者14的体重、吸收性制品16的厚度、吸收性制品16与一个或多个电极之间的距离和/或穿戴者14的性别。还可以设想阻抗测量可以基于来自其它感测元件(包括未被配置为检测湿润事件的感测元件(例如,压力感测元件或加速度计))的输入而被归一化。
根据另一方面,阻抗感测方法可以包括将多个频率馈送到导电板或电极290a-290e。材料响应可能随频率而变化,并且测量多个频率上的阻抗可以提供在表征湿润事件时可以使用的附加信息。频率发生和监测部件可以是例如处理器24的一部分,和/或可以是微控制器或其它模拟电路的形式。频率可以是离散频率。还可以设想,阻抗感测方法可以用单个频率的正弦曲线来测量阻抗。
还可以设想,用于减小对电容感测元件的干扰的上述元件和步骤中的一个或多个可以用于减小相对于阻抗感测元件的干扰。例如,干扰源可以包括诸如腿和/或臂的其它人体部位的运动和邻近。可以通过结合一个或多个阻抗感测元件使用一个或多个压力感测元件、结合一个或多个阻抗感测元件使用加速度计、借助干扰屏蔽来屏蔽一个或多个阻抗感测元件(和/或其导线)和/或在一个或多个阻抗感测元件(和/或其导线)中使用屏蔽层来实现干扰的减少。
根据一个方面,设备17可以分别利用导电感测和阻抗感测来分别获得电导率测量和阻抗测量。例如,用于测量阻抗的电极290a-290e中的一个或多个(图37)也可用于测量电导率。可以使用这些感测技术中的一种或两种来获得对吸收性制品16上或其附近的湿润事件的一个或多个特性的估计和/或穿戴者14的存在。
吸收性制品16的饱和程度和/或吸收性制品16中的液体量可以通过观察吸收性制品16的阻抗369的变化和/或吸收性制品的内部区域296的阻抗的变化来估计。随着吸收性制品16内的液体量增加,测量的阻抗可以降低,并且算法可以将阻抗映射到饱和程度和/或流体体积。另外或替代地,如图39所示,可以产生在Y轴上为阻抗(例如平均阻抗),X轴上为湿度(例如,流体体积)的曲线图306和指示湿度相比于阻抗的曲线308。
如图40所示,电极290a-290h可以放置在吸收性制品16外部附近、处或上的外部区域294中的多个位置处。可以确定相邻电极之间的阻抗310a-310j以提供吸收性制品16的内部296的阻抗和饱和程度的图316。如图41所示,可以通过向一个电极290a(源电极)施加振荡电流315,然后测量源电极290a和另一电极290b之间的电压317来测量一对电极或电极线290a、290b之间的阻抗311。可以使用饱和程度的图316来确定整个吸收性制品16的饱和程度。吸收性制品16的饱和程度与饱和分布可以通过观察阻抗310a-310j的变化来估计。
应当理解,可以使用更少或更多个电极和阻抗来产生图,和/或电极可以位于不同的位置,以在吸收性制品16的外部294附近、处或上形成不同的图案。对于例如,图42示出了沿着吸收性制品16(例如,内裤32)的长度线性布置的电极310a-310d的布局。图43示出了在吸收性制品16的中心线旁边附近、沿着吸收性制品16的长度以四行、两列线性排列的电极290a-290h的布局。
在通过测量电极对之间的阻抗来感测湿润的示例中可能出现的一种情况是吸收性制品16的某些区域可能没有被电极对覆盖。因此,由于缺少覆盖,在这些区域中可能无法检测到湿润。为了最小化湿润事件的未检测,可以将电极布置为覆盖最容易经受到遗尿事件的区域。图44示出了布置为覆盖最可能经受到遗尿事件的区域的电极290a-290l的示例性布局。
图45是示出了遗尿事件被留在吸收性制品16的不同区域或段S1-S7中的可能性的分布的条形图。段S1-S7可以大小相同。为了实现90%或更高的遗尿事件覆盖率,段S2-S6可以被电极覆盖。例如,如果吸收性制品16为70cm长,则90%或更高的覆盖率可以对应于从10cm处开始并且在吸收性制品16的长度上覆盖吸收性制品16多达60cm的电极。
诸如电极290a-290e中的任何一个的阻抗感测电极可以由沉积在柔性印刷电路板(PCB)上的导电材料形成,并且可以通过在柔性PCB上沉积导电材料来构成电容耦合。图58中例示了一个这样的示例,其示出了放置在吸收性制品16的外部上的柔性PCB 371,使得导电材料373的电极和/或沉积物可以位于吸收性制品16的外部附近。例如,导电材料373的电极和/或沉积物可以相邻于或抵靠吸收性制品16的下侧。在一个示例中,用于电极373的导电材料可以印刷到设备17的外部上,以在电极373和吸收性制品16之间保持小的间隙。在另一示例中,电极373可以由涂敷到设备17的导电粘合剂形成。形成电极373的导电材料可以是沉积到设备17和/或柔性PCB 371上的大面积导体的形式。通过沉积与吸收性制品16的外部共面的导体373,可以增加与吸收性制品16内部的电容,因此对吸收性制品16内的渗出物的检测灵敏度可以增加。此外,通过减小形成电极373的(多个)导体与吸收性制品16的外部之间的距离,可以进一步增大电容。
根据一个方面,并且如图60所示,部件374可以指示电极373并且是将电极373粘附和/或紧固到吸收性制品16的解决方案。电极和粘附部件374可以借助连接器375的存在而与发射器、电池和/或处理器部件376分离。由于粘附解决方案的预期磨损,这种布置可以实现将粘附解决方案调换为新的而不必完全丢弃发射器、电池和/或处理器部件376。
根据一个方面,粘附和/或紧固件解决方案可以是图59A和59B所示的形式。图59A显示了电极373和粘附/紧固材料372的分解图。粘附/紧固材料372可以在柔性PCB 371的顶部上。粘附电极373的粘附/紧固材料372可以是粘合剂、无纺布材料的钩子等中的一种或多种的形式。粘附/紧固材料372可以沉积在柔性PCB371的顶部上,如图59B所示。
使用测量电极之间的阻抗的阻抗测量电路可能出现的一种情况是电路可能受到来自其它电路的干扰。因此,电路实际上可能不仅测量吸收性制品16的阻抗,而且还测量其它电路的阻抗,包括例如PCB、电极线、电流发生器和/或与测量阻抗相关的其它电气部件的(多个)阻抗。图46示出了这种情况的电路图,包括测量阻抗304(位置305a、305b之间)、电极290a、290b、吸收性制品阻抗369和其它电路322的(多个)阻抗。附加阻抗322可以使得难以准确地检测/监测吸收制品16的阻抗369,这又可以使得难以确定吸收性制品16的内部的阻抗292。另外或者替代地,干扰可以是寄生电容、串联电阻和分流电阻的形式。
吸收性制品16的阻抗369可以通过将数学模型应用于测量阻抗304来确定,测量阻抗304可以消除其它电路322的阻抗的影响。在一个示例中,阻抗测量模型可以假定来自其它电路322的干扰可以是电极或电极线290a、290b和串联电阻器或电阻330之间的寄生电容324的形式,如图47所示。静态校准因子可以用于寄生电容324和串联电阻330,以从位置305a、305b之间的测量阻抗304确定吸收性制品阻抗369。该模型可以例如基于从图47导出的公式来作为输入接收测量阻抗304、测量阻抗304的频率、寄生电容324和串联电阻330,以计算吸收性制品阻抗369。
可能出现的一种情况是寄生电容324和/或串联电阻器330的一个或多个特性可随时间而变化。如果其它电路足够柔软以随吸收性制品16改变形状,这可能是特别突出的。这通常会产生寄生电容324的高数值范围,从而导致吸收性制品阻抗369计算中的错误。因此,在一个示例中,图48所示的阻抗测量模型可以假定干扰将采取与图47中参考的相同形式,但可以通过测量位于电极或电极线290a附近的一个或多个已知阻抗340来动态地(而不是静态地)确定校准因子(用于寄生电容324和串联电阻330)。可以测量位置305a、305c之间的阻抗304a,并且将测量阻抗304与已知阻抗340进行比较,以确定串联电阻330a和寄生电容324a。然后可以通过对串联电阻330a和寄生电容324a应用固定缩放因子来计算串联电阻330和寄生电容324。接下来,可以测量测量阻抗304,并且将所确定的校准因子用作阻抗测量模型的输入以计算吸收性制品阻抗369。
在另一示例中,图49所示的阻抗测量模型在其使用动态校准因子方面可以类似于图48所示的模型。在图49中,诸如寄生电容324b和串联电阻33b的校准因子可以通过测量位置305d、305e之间的已知阻抗340来确定。可以选择已知阻抗340的结构和定位,使得寄生电容324b和串联电阻330b可以类似于寄生电容324和串联电阻330,使得可以通过应用简单的比例因子或从寄生电容324b和串联电阻330b映射来计算寄生电容324和串联电阻330。一个这样的示例是两条平行电缆与没有连接到电极并形成开路的电极线串联延伸。可以测量这两个开路线之间的阻抗,并且可以确定它们之间的寄生电容。一旦确定了,就可以假设具有电极的导线的寄生电容可以类似于没有电极的两根导线。通过测量开路线的寄生电容,对于具有电极的导线的寄生电容估计能够抑制吸收性制品16和/或底层18的微小变形,这由于它们的柔软性质而是可以预期的。
在一些情况下,一个或多个电极在吸收性制品16的外部,例如搁置在或抵靠在吸收性制品16的下侧,电极可以与吸收性制品16的下侧略微分离,导致吸收性制品阻抗369由于电容302a和/或302b的减小而增加。吸收性制品阻抗369的增加可以导致不准确地测量吸收性制品内部阻抗292。鉴于此,可能期望能够测量受这种分离影响最小的吸收性制品内部阻抗292或与吸收性制品内部阻抗292有关的量。在一个示例中,通过将吸收性制品阻抗建模为电容器和电阻器串联,可以减轻由于电极与吸收性制品16的外部略微分离而对测量的影响。图50示出了这种类型的示例性模型,其中,吸收性制品电容302a、302b耦合到吸收性制品16,用于确定吸收性制品16内部的阻抗292。随着电极与吸收性制品16分离,吸收性制品电容302a、302b可能波动。如果假设吸收性制品内部阻抗292是纯电阻性的,则吸收性制品阻抗369的实部可以等于吸收性制品内部阻抗292的电阻,电容302a、302b的变化可以不影响吸收性制品内部阻抗292的测量,因为电容302a、302b可以是纯虚阻抗。这可能是有利的,因为它可以允许系统测量吸收性制品16的内部电阻378,内部电阻378可随着施加水分而减小,而与电极290a、290b的位置和接近度的微小波动无关。
一旦测量了一对或多对电极之间的阻抗,就可以使用各种算法以确定特性,包括例如饱和百分比、估计的流体体积和/或遗尿事件,来表征吸收性制品16中的水分。算法可以接收阻抗值、校准因子和/或环境因素作为输入,并基于此,可以计算上述特性之一。在一个示例中,可以通过将每个计算的阻抗值与阈值进行比较来估计饱和百分比和/或流体体积。可以从比较产生分数,并且可以针对低于阈值的每个计算阻抗递增分数。一旦确定了分数,就可以通过使用缩放因子或查找表,基于分数来估计饱和百分比和/或流体体积。另外或替代地,吸收性制品16已经超过湿度阈值的确定可以通过将上述分数与指定阈值进行比较来得到,该指定阈值指示护理人员何时越过了湿度阈值。湿度阈值分数可以定制用于某些吸收性制品16、吸收性制品16的类别、护理人员偏好和/或穿戴者偏好。
在另一示例中,饱和百分比和/或流体体积可以通过将每个计算的阻抗值与多个阈值进行比较来估计。不是通过将阻抗值与单个阈值进行比较来产生分数,可以使用多个阈值,并且可以基于多个比较的结果来计算生成的分数。
在另一示例中,饱和百分比和/或流体体积可以通过计算指示所计算的阻抗值的函数的输出的和的分数来估计。函数可以包括多项式、S形函数和/或指数。然后可以使用查找表将分数映射到饱和百分比和/或流体体积。下面的等式1说明了如何计算分数,其中Zi是计算的阻抗,f(Zi)是函数。
根据一个方面,分数是阻抗值的广义范数。其中,指数n从0到无穷大。广义范数提供了灵活性,因为n可以被设置为使得n=0以计算阻抗,n=1以求阻抗平均值,且n=无穷大以获得最大阻抗。
在吸收性制品16的外部采用多个阻抗测量以确定饱和百分比和/或流体体积的示例性布置中可能出现的一种情况是吸收性制品16的不同区域能够容纳不同体积的流体。在这种布置中,区分吸收性制品16的各个区域可以是有用的。根据一个方面,可以以上述一种或多种方式计算分数,并根据下面的等式2将不同的加权应用于不同电极对的分数。在等式中,第i个电极对可以由因子ai加权。可以选择加权,使得在吸收性制品16的不同区域含有不同体积的液体的情况下,分数可以与特定体积更紧密地相关。
在设备17包括多个电极对的情况下,穿戴者定位(仰卧、侧卧、俯卧、坐着或站立)可以影响吸收性制品16的不同区域中的水分量。根据一个方面,定向感测元件(例如,陀螺仪和/或加速度计)可以用于通过确定重力向量的方向并旋转参考系以确定穿戴者取向来确定穿戴者的取向。一旦穿戴者取向已知,则可以动态加权吸收性制品16的部分,以根据取向增加/减少其对体积和/或饱和度估计的贡献。
在电极位于吸收性制品16的外部并且可以用于不同类型的吸收性制品16的情况下,不同品牌/类型的吸收性制品16的性质可以影响结果。因此,校准因子可以应用于不同品牌/类型的吸收性制品16。校准因子可以通过在算法分数和吸收性制品16的饱和度水平、通知阈值和/或测量阻抗之间的映射来确定。另外或替代地,可以通过应用一系列已知的水分条件而测量吸收性制品16的值,然后选择产生最准确结果的校准因子来确定具体校准因子。图51示出了可以如何执行校准和算法修改过程的流程图。校准系统可以从应用于吸收性制品的已知水分条件下的新吸收性制品类型和/或品牌的工作台测试中获取阻抗数据。来自校准系统的测量可以由算法和校准系统使用以确定新吸收性制品的相关校准和/或算法因子。一旦已经确定和验证了校准和/或算法因子,则可以将它们传递到作为生产中最终使用的系统的湿润检测系统。校准系统、算法系统和湿润检测系统中的每一个可以共用部件或具有专用部件。例如,校准系统和算法系统可以共用处理器,但湿润检测系统可以具有其自己的处理器,其实施由算法系统设计的算法。在一个示例中,可以通过将已知的水分条件应用于特定电极对区域来计算吸收性制品特定加权参数。然后可以通过选择在整个测试期间处理最准确的体积和/或饱和百分比估计的成对加权因子来确定等式2中使用的成对加权因子。
另外或替代地,在设备17包括多个电极的情况下,电极(和/或它们相关的导线或迹线)之间的寄生电容可能导致一对的阻抗的波动,这又可以影响另一电极对之间测量的阻抗,导致不准确。这可以是因为附近的电极和电极线可以产生分流电容(寄生电容)而发生。当测量一对电极之间的阻抗时,测量值可以包括并联电容器形式的寄生电容。当电极和导线移动或弯曲时,寄生电容值可以改变,因此测量的阻抗也可以改变。计算阻抗并消除由寄生效应引起的干扰的能力可以有助于提高精度。图52示出了被配置为获取测量的阻抗值并将其转换成吸收性制品16的阻抗值的阻抗模型。该模型可以通过将系统10建模为电极290a、290b、290c的网络来实现,每个电极290a、290b、290c具有对每个其它电极的寄生电容的网格。已知的阻抗可以应用于每对电极。然后可以进行测量,并且可以计算寄生电容324、324c。在确定阻抗模型的校准之后,可以使用这些输入来通过应用(应为图49)图50所述的更复杂的系统版本来确定吸收性制品16的阻抗。给定阻抗测量,吸收性制品369和369a的阻抗可以通过求解图52中提供的等效电路来解决。一个方面是解决方案可以是非线性的,并且可以采取多种方法来求解吸收性制品阻抗369和369a。一种这样的方法是解决方案的迭代,其中,通过假定阻抗369a是测量值来计算阻抗369的初始值。对于阻抗369a可以遵循相同的过程。一旦确定了阻抗369、369a的新值,则可以用新阻抗重复该过程。然后可以重复该过程,直到迭代之间的偏差降低到某个阈值以下。
泄漏检测
在一些情况下,遗尿事件可能避开吸收性制品16,来自遗尿事件的流体体积可能超过吸收性制品16的容量,和/或吸收性制品16可能以其它方式泄漏。泄漏通常需要更换穿戴者床上的床单或进行额外的清洁。检测泄漏的能力可能是有帮助的。在一个示例中,感测元件20中的一个或多个可以是导电湿润感测元件,其被配置用于在吸收性制品16的外部上耦合,以通过直接接触来检测来自泄漏的水分。导电湿度感测元件可以类似于图33A-33C、34A-34D、35A-35D所示的导电感测元件。
姿势监测
根据另一方面,可以配置感测元件20中的一个或多个,使得系统10可以用于监测穿戴者姿势。穿戴者姿势数据可以从感测元件20传送到用户接口32(经由例如接收器22、处理器24、发射器26和/或服务器30),以向护理人员12提供相关信息。例如,在一个方面,系统10可以利用姿势监测来减少或防止压疮的发生。通常,可以使穿戴者(如设施居住者或老年人)翻身以防止压疮产生。系统10可以通过例如向护理人员12提供适当的通知来帮助翻身对象的管理和优化。
作为其感测元件20的一部分,系统10可以利用加速度计、陀螺仪、磁力计和其它合适的感测元件中的一个或多个的任何组合来监测穿戴者14的姿势。这样的感测元件可以例如被提供在由上述电容、导电和阻抗感测元件占用的任何位置。替代地,感测元件可以单独提供并固定在吸收性制品16、穿戴者14或穿戴者14附近的设备上。另外或替代地,成像技术可用于监测穿戴者14的姿势。一些示例性成像技术包括使用相机、红外相机和超声波。
通过监测穿戴者14的姿势,护理人员12可以识别需要改变穿戴者14的姿势以防止压力性溃疡的发生。检测穿戴者姿势和/或改变姿势的能力可以在优化对穿戴者14的护理的递送中起作用。在一个示例中,加速度计、陀螺仪、磁力计和/或其它合适的感测元件中的一个或多个可以用于通过例如检测居住者姿势和移动来监测穿戴者14的姿势,并且可以经由例如用户接口32将该信息传送给护理人员12。使用该信息,护理人员12能够识别何时应该改变穿戴者14姿势或何时应该不用去管穿戴者。因此,可以避免护理人员12可能不必要地唤醒穿戴者以改变姿势的情况,从而减少不必要的睡眠中断的发生。另外或替代地,可以提醒护理人员12改变穿戴者14的姿势。因此,可以避免护理人员12可能忘记改变穿戴者14的姿势而增加穿戴者产生压力性溃疡的风险的情况,从而降低穿戴者14在相同姿势经过时间过长的概率。
在使用加速度计来检测穿戴者取向的情况下,在一些情况下,穿戴者14的瞬时运动可能会中断或干扰穿戴者取向的检测。可以使用抑制瞬时运动的取向检测算法来减轻这种中断/干扰。在一个示例中,取向检测算法可以在信号静止一段时间之后检测穿戴者取向。例如在加速度的向量和的大小为9.8m/s/s的+/-10%(受使用的加速度计的误差的影响)的5秒钟之后,加速度向量可以视为向下的,可以基于该参考系计算穿戴者取向。该技术假设在静止时,加速度计将测量重力加速度。
取向信息可以传送给护理人员12,使得他或她可以在改变穿戴者14或以其它方式提供对穿戴者14的护理时改善其工作流程。取向信息可以以穿戴者14在他或她目前的取向所经过的时间和/或随时间的穿戴者取向的历史记录的形式呈现给护理人员12。
跌倒检测
根据另一方面,用于监测穿戴者定位的上述传感元件20中的一个或多个可用于监测是否和何时发生跌倒。例如,如果任何感测元件信号落在预定值范围之外,和/或如果任何感测元件信号的变化率落在预定值范围之外,则此类出现可以指示跌倒。另外或替代地,可以采用上述成像技术中的一种或多种来监测个体的状态并确定何时发生跌倒。在检测到跌倒时,可以向用户接口32发送通知,使得护理人员12可以采取适当的行动。
位置监测
根据另一方面,系统10可以用于监视穿戴者的位置。监测穿戴者位置对于规划护理人员工作流程和/或防止穿戴者14迷路或进入限制区域是有用的。在一个示例中,设备17可以包括可由穿戴者14穿戴的一个或多个部件,例如发射器26,并且可以利用Wi-Fi和/或蓝牙网络来确定穿戴者14相对于已知和/或固定Wi-Fi和/或蓝牙发射器的位置。例如,穿戴者14的位置可以基于设备17与已知/固定的发射器之间的一个或多个通信的特性来确定。另外或替代地,可以采用成像技术来监测穿戴者14的状态并确定他或她的位置。一些示例性的成像技术包括使用相机、红外相机和超声波来定位和/或跟踪穿戴者14。该位置可以经由用户接口32传送给护理人员12。
排便检测
在一些情况下,即使在护理人员12可以被通知湿润事件的情况下,护理人员12仍可能需要针对排便而检查吸收性制品16。在这种情况下,系统10可以检测排便是有用的。感测元件20中的一个或多个可以被配置为检测排便。还可以设想,除了水分之外,这种感测元件可以检测排便。替代地,可以提供用于检测排便和检测水分的单独的感测元件。用于检测排便的一种类型的感测元件是甲烷感测元件。甲烷感测元件可以检测甲烷的存在,并且通过将甲烷水平与指示排便存在的阈值进行比较来推断在吸收性制品16中、处或附近的排便的存在。取决于甲烷感测元件的灵敏度,在吸收性物品16中不存在明显粪便的情况下,少量排便或其它身体功能可以触发甲烷感测元件。为了区分明显的排便与少量排便,或避免误报,系统10可以运行排便检测算法,其可以区分明显的排便与少量排便/误报。例如,该算法可以利用关于甲烷存在的检测阈值以及时间阈值。排便检测可以在甲烷的存在超过一定阈值达一定量时间后发生。
下游系统特征
如图1所示,系统10可以包括一个或多个接收器22。接收器22可以包括经由一个或多个导线或其它导体耦合到感测元件20的任何合适的电子设备。接收器22可以被配置为与感测元件20通信。例如,接收器22可以从感测元件20接收和/或收集感测元件数据。接收器22可以定位在吸收性制品16上(例如,作为设备17的一部分)、穿戴者14附近或穿戴者14上。
系统10还可以包括一个或多个处理器24和发射器26。处理器24可以被配置为经由一个或多个导线或其它导体从接收器22或直接从感测元件20接收感测元件数据。处理器24可以执行接收的感测元件数据的至少一些初始处理,并且可以向服务器30发送基于其的一个或多个信号。可以设想,相同的接收器22、处理器24和发射器26可以用于电容、导电和/或阻抗感测装置。
在一个示例中,接收器22、处理器24和发射器26可以集成在壳体358中,或者包含在壳体358中,如图53A-53D所示。壳体358可以包括被配置为接收连接器364的插头361的端口360,其中,连接器364可以连接到感测元件20中的一个或多个。壳体358可以固定到任何底层18。例如,壳体358可以位于任何底层18的口袋内。壳体358还可以包含用于为设备17供电的电源(例如,电池)362。电池362可以包括例如可再充电的100mAHLiPo电池。
处理器24可以包括任何合适的板或微控制器平台,例如Arduino板。发射器26可以包括WiFi芯片或任何其它合适的电子发射器。发射器26可以借助诸如蓝牙、3G、4G和/或WiFi的任何合适形式的无线通信,通过互联网向服务器30发送信号。
处理器24可以以预定间隔(例如每秒十次)检查设备17中的电路的活动。使用导电感测装置作为示例,当发生湿润事件时,可以减小两片导电织物间的电阻,导致处理器24中的模数转换(ADS)之间的电压变化。可以将电压变化(信号)转换成0-1023之间的数字(n1)。处理器24可以加上n1、n2、n3、……、n600(每分钟60秒,每秒10次),以创建每个一分钟块的运行总和并存储该值(N)。处理器24可以存储十五个一分钟块的运行总和。处理器24可以在十五分钟的时间段内存储接通状态和主动插头状态的变化(其可以通过单独电路的连接来确定)。处理器24可以通过WiFi每十五分钟启动发射器26以向服务器30推送感测元件数据和接通状态数据。如果WiFi关闭,处理器24可以将数据继续存储额外的十五分钟的间隔。处理器24可以监测的ADC转换、LED和感测元件连接电路可以依赖于外部印刷电路板(PCB)。
处理器24可以使用感测元件数据作为输入来运行上述模型和算法中的一个或多个,以表征湿润事件。处理器24可以基于一个或多个标准经由发射器26将输出信号发送到服务器30和/或用户接口32以通知护理人员12。例如,当吸收性制品16达到某个阈值时可以发送通知,或者当吸收性制品16发生泄漏的可能性高(例如高于预定阈值)时,可以通知护理人员12。替代地,模型和/或算法或其部分可以在服务器30上实施。即,处理器功能可以分布在穿戴者14上的处理器24和服务器30之间。
在图54A-54C所示的示例中,设备17a-17e和服务器30之间的通信可以通过一个或多个桥接器367a-367e进行。设备17a-17e可以使用蓝牙彼此和/或与一个或多个桥接器367a-367e通信。例如,设备17a-17e中的一个或多个的接收器22可以经由蓝牙从一个或多个其它设备17a-17e的发射器26接收数据。设备17a-17e中的一个或多个的发射器26可以经由蓝牙向桥接器367a-367e中的一个或多个传送数据。桥接器367a-367e中的一个或多个然后可以使用WiFi、3G、4G和/或另一合适的网络通信协议与服务器30进行通信。每个桥接器367a-367e可以例如包括蓝牙加密狗以与设备17a-17e通信,并包括WiFi加密狗以链接到互联网。桥接器367a-367e可以放置在穿戴者14所在的固定位置或移动位置(即,附着到穿戴者14或穿戴者14使用的设备)的设施周围的位置。设备17a-17e可以执行蓝牙扫描以搜索桥接器367a-367e,并且可以发起到可用桥接器的连接。一旦启动连接,则设备17a-17e可以在来自可用桥接器的确认之后传送/释放数据。
如图54A所示,设备17a-17c可以彼此通信,直到消息到达桥接器367a的范围内的设备17c。桥接器367a可以用作来自设备17a-17c的消息到达服务器30的管道。替代地,如图54B所示,每个设备17可以通过其自己的桥接器367a-367e与服务器30通信。替代地,如图54C所示,设备17可以通过蓝牙彼此通信,直到消息或信号到达稀疏的桥接器367a-367e的范围内的设备17中的一个或多个。然后可以将消息传递到桥接器(桥接器367a-367c中的任一个)和服务器30。还可以设想,可以以放置在轮椅或其它设备上的口袋中的电池供电的桥接器的形式提供移动蓝牙到WiFi桥接器。
服务器30可以直接或经由桥接器367a-367e从发射器26接收一个或多个信号。服务器30还可以运行部分上述算法和/或模型。另外或替代地,服务器30可以处理由接收器22、处理器24和/或发射器26记录的一分钟平均值,并且可以在适当时通过文本消息或其它合适的警报来显示数据并通知护理人员12。
服务器30可以包括一个或多个部件,例如托管在例如Amazon AWS上的代理服务器,用于数据储存、可视化、监测信号和/或当期望采取动作时通知护理人员的MeteorJS服务器。还可以设想,数据储存、可视化、监测信号和/或通知可以跨多个MeteorJS服务器分散。向代理服务器发出的请求可以转发给MeteorJS服务器。设备17可以向代理服务器(从发射器26)发出请求,并将它们转发到MeteorJS服务器。
当服务器30接收到来自设备17的请求时,它可以遵循以下概述的步骤。服务器30可以接收原始和/或处理的感测元件数据。服务器30可以将数据处理成事件。事件可以作为时间的函数绘制在图上。可以将新绘制的值彼此并与来自最后十五分钟数据的值进行比较,以确定是否存在平衡(例如,当在四分钟间隔内,值在彼此的预定范围内)。图55示出了服务器30上的数据的可视化,其中,运行和线380指示由处理器24计算的运行平均值,传感器连接线382指示感测元件连接的状态,健康检查点384指示设备17向服务器30发出请求时的点,阈值点指示关于被插入或拔出的感测元件的状态的变化,传感器连接状态点386指示在请求时感测元件是插入还是拔出,“更换我”是向护理者14请求例如更换吸收性制品16的通知的示例。
另外或替代地,服务器30可以获得处理的一系列事件并执行任务,例如搜索感测元件信号稳定的平衡或区域。平衡区域可以通过寻找在几分钟内经历有限偏差的感测元件信号的区域来确定。由于当用户在吸收性制品16上排尿时发生的信号值中的峰值,体积只能由平衡值计算。排尿后不久产生的峰值通常可能很高,与排尿事件的大小无关。通过从平衡值计算体积,可以将这些峰值滤除。
如果在一定数量的事件之间存在平衡,则可以使用存在平衡的时间间隔的第一事件来查找吸收性制品16的相应阈值(可以凭经验确定在类型运行平均值的事件的值与吸收性制品的阈值之间的映射,利用使用线性内插生成的示例性查找表,以图56所示的示例性曲线图368和曲线370的形式)。用于产生曲线图368的数据点可以通过在一系列吸收性制品16中排尿并在每次排尿之后称重它们来收集。收集的数据可以跨越几个品牌和类型的吸收性制品16。一旦将感测元件信号转换成体积,如果转换的体积超过预定和/或预设阈值,服务器30就可以向护理人员12发送文本消息或其它通知。
用户接口32可以用于与护理人员12通信。用户接口32可以包括用于向护理人员12传送信息的任何合适的显示器,包括智能电话、笔记本电脑、台式计算机和/或其它电子设备上的显示器。用户接口32还可以包括扬声器或任何其它合适的声音产生设备,以向护理人员12传送信息。用户接口32可以传达的信息可以包括穿戴者14的湿润状态、执行任务的警告和/或关于穿戴者的一般数据。在一个示例中,用户接口32可以传达的信息可以包括是否应当改变穿戴者14、从吸收性物品16的泄漏是否发生、从吸收性物品16的泄漏是否可能发生和/或穿戴者14是否应该上厕所中的一个或多个指示。
用户接口32可以由电子应用程序或其它软件来控制,以执行上述功能。例如,服务器30可以基于例如在服务器30从设备17接收的数据中所识别的预定标准,来准备通知,以显现在用户接口32上。在一个示例中,Twilio应用程序接口(API)可以是用于向用户接口32发送文本消息形式的通知。通知还可以是推送通知、具有呼叫铃系统的综合通知、电话呼叫和/或具有护理点系统的综合通知的形式。可以出于各种原因并以各种形式发送通知。例如,当吸收性制品16接近最大容量时可以发送通知。即,当估计的体积高于吸收性制品16和/或穿戴者14的某个确定的最大体积时。通知可以包括例如向由护理人员14携带的用户接口32是其一部分的电子设备发送的视觉、听觉或触觉警报。另外或替代地,警报可以发送到穿戴者附近的设备。另外或替代地,设备17可以包括用于传送警报的一个或多个警报部件,例如光源和/或声音发生器。
图57A-57D示出了示例性系统流程,以使用例如API发送到用户接口32的通知告终。图57A所示的系统流程具有感测湿润事件并向接收器22发送信号的传感器20,向处理器24发送信号进行处理以减少干扰的接收器22,向发射器26(例如,WiFi芯片)发送信号的处理器24,以及向服务器30发送信号(例如,通过互联网)的发射器26。服务器30可以接收信号,在信号上运行一个或多个算法/模型用于体积估计(和/或用于识别湿润事件的其它特性),以及经由用户接口32向护理人员12发送通知。图57B所示的系统流程与图57A所示的系统流程的不同之处在于,用于减少干扰的处理可以在服务器30而不是设备17上进行。图57C所示的系统流程与图57A所示的系统流程的不同之处在于,用于体积估计等的处理可以在设备17而不是在服务器30上进行。图57D所示的系统流程与图57A所示的系统流程的不同之处在于省略了服务器30。
工作流程增强
系统10可以增强护理人员12向穿戴者14提供护理的能力。例如,护理人员14可以利用用户接口32来访问系统10中的数据,以在夜间在唤醒穿戴者14之前检查穿戴者的湿润状态。可以通过接收通知或者出于他或她自己的意愿来提示护理人员12进行检查。
系统10还可以用于在护理设施设置中增强护理人员工作流程。工作流增强可以包括例如异步检查穿戴者14和/或对穿戴者14进行更换,按优先顺序排列穿戴者护理,确定某些穿戴者14所需的护理活动,确定护理人员12何时应进行一轮检查,确定哪一个穿戴者14应包括在一轮检查中和其它增强功能。例如,系统10可以在穿戴者的吸收性制品16接近容量并需要更换时通知护理人员12。在来自感测元件20和/或处理器24的值达到饱和百分比阈值、体积阈值、电容阈值和/或阻抗阈值时,可以将通知发送给护理人员12。可以推迟紧接着更换之后的通知,以便允许护理人员12继续进行其活动。例如,自动通知可以在最近更换之后延迟设定的分钟数。
为了增强护理人员工作流程,系统10可以向护理人员12呈现可能有助于决定应该给予什么类型的护理的信息。护理类型可以包括但不限于检查穿戴者的吸收性制品16,更换穿戴者的吸收性制品16,为穿戴者14涂敷护肤脂,目视检查穿戴者14和使穿戴者14上厕所。系统10可以呈现与穿戴者位置、最近的更换、饱和百分比、液体体积、在湿的吸收性制品16中所经过的持续时间、吸收性制品容量、液体体积随时间的积分和/或穿戴者的皮肤完整性,以帮助护理人员12做出关于护理的给予的决定。例如,系统10可以推荐护理人员12应该看护穿戴者14的类型。这种自动护理类型确定可以基于开发加权成本函数,其通过合计穿戴者与护理人员12的距离、自最近的更换以来的时间量、饱和百分比,液体体积、在湿的吸收性制品16中所经过的持续时间、吸收性制品的容量,和/或液体体积随时间的积分的加权和来计算每个穿戴者14的成本。在一个示例中,当成本函数超过给定阈值时,可以建议检查穿戴者的吸收性制品16。当成本函数超过另一给定阈值时,可以建议更换穿戴者的吸收性制品16。
系统10和/或使用系统10的护理人员12也可以使用系统10中的数据来尝试优化护理人员工作流程。护理人员工作流程的优化可以包括改变护理人员任务的顺序和/或提供给穿戴者14的护理程度。用于优化的步骤可以包括用感测元件20监测一个或多个吸收性制品16的湿润状态和/或湿润事件,用处理器24和/或服务器30处理湿润状态和/或湿润事件,经由用户接口32将所述处理的湿润状态和/或湿润事件传送给一个或多个护理人员14。用户接口32可以传送吸收性制品16的某些穿戴者14可能比其它人具有接受护理的更高优先级。穿戴者14的优先级可以通过借助由上述预定数学模型/算法中的任何一个生成的分数来对穿戴者14排序而确定。穿戴者14的优先级可以例如由感测元件20中的一个或多个识别的穿戴者14和/或吸收性制品16的一个或多个特性的函数。
作为优化的一部分,系统10可以为护理人员12呈现护理人员12可以用于按优先顺序排列提供对穿戴者14的护理的信息。所呈现的信息可以涉及穿戴者位置、最近的更换、饱和百分比、液体体积、在湿的吸收性制品16中所经过的持续时间、吸收性制品的容量、液体体积随时间的积分和/或穿戴者的皮肤完整性。在一个示例中,系统10可以优先考虑需要更换和/或检查的穿戴者14。可以通过开发加权成本函数来进行自动优先排序,该加权成本函数通过合计穿戴者与护理人员12的距离、自最近的更换以来的时间量、饱和百分比、液体体积、在湿的吸收性制品16中所经过的持续时间、吸收性制品的容量,和/或液体体积随时间的积分的加权和来计算每个穿戴者14的成本。
另外或替代地,用户接口32可以传送与某些吸收性制品16相关联的穿戴者14可能需要某些类型的护理。所传送的护理类型可以包括但不限于检查吸收性制品16的状态或更换吸收性制品16。所传送的护理类型可以通过将阈值应用于可以由上述预定数学模型/算法中的任何一个生成的分数来确定。例如,所传送的护理类型可以是感测元件20中的一个或多个的一个或多个特性的函数。
使用常规方法,护理人员12可以基于遗尿事件历史记录来生成针对穿戴者14的如厕计划。这样做的过程可以包括创建排泄日记,并建议在一天中在发生穿戴者14失禁发生之前应将他们带到厕所的时间。通常,这种如厕计划可以在72小时的评估期内产生。一个可能出现的情况是,由于随着时间排泄模式变化,如厕计划可能会变得无效。根据一个方面,系统10可以向护理人员12(例如,护士、护理主管和/或管理员)呈现排泄日记,使得他们可以手动地生成如厕计划。此外,随着系统10收集数据,可以实时更新排泄日记,从而确保其准确性以及基于其的如厕计划的准确性。
另外或替代地,系统10可以尝试自主地预测遗尿事件,使得护理人员12可以将穿戴者14带到厕所并防止吸收性制品16中的遗尿事件。为了实现这一点,系统10可以对一系列输入应用一个或多个算法,所述输入包括例如遗尿事件历史记录、自上次遗尿事件以来的时间、最后的遗尿事件的大小和/或液体摄取历史记录。还可以设想,可以通过将机器学习算法应用于遗传事件数据的时间序列来预测遗尿事件。对于每个遗尿事件,特征可以包括先前遗尿事件(时间和大小)的阵列、先前流体摄入(时间和体积)的阵列以及人口统计信息。也可以通过观察历史遗尿事件来预测遗尿事件。已知了从前几天和几周收集的数据,可以应用无监督的机器学习来确定最可能的排尿时间。
用户接口流程图
图63示出了具有可以经由用于穿戴者(居住者)14的系统10执行的步骤的示例性过程图400。在图400中,“SI”是“传感器启动”的缩写,“CII”是“护理人员iPad启动”的简写,“SIA”是“服务器启动(自主)”的缩写,“TM”是“发送给系统工作人员的文本消息”的缩写,系统工作人员是指负责操作系统10的人员。在步骤402,服务器30可以记录穿戴者14穿戴的吸收性制品16的变化。在步骤404,在服务器30启动时,系统10可以将穿戴者14的状态设置为干燥。
在步骤406,系统10可以在传感器20的启动时使用上述传感器20、模型和算法中的任何一个来确定穿戴者14是湿的(处于非湿润状态之后)。系统10可以向系统工作人员发送关于该确定的文本消息。在步骤408,系统10可以同样在传感器20启动时更新/设置穿戴者的状态为湿的。在步骤410,可以在服务器30的启动时创建穿戴者14是湿的通知。在步骤412,系统10可以识别护理者12在湿/湿润通知上延后(snooze),从而通过操纵(例如通过触摸、点击等)护理人员iPad或其它合适的计算设备上的用户接口32来重置或取消通知30分钟。步骤414可以类似于步骤412,但是时间段可以是15分钟而不是30分钟。系统10可以向系统工作人员发送关于护理人员使用延后功能的文本消息。在步骤416,与延后功能相关联的时间段已经期满,该过程可以返回到步骤410,以产生另一湿润通知。在步骤418,系统10可以识别护理人员12已经对穿戴者14进行了更换,从而通过护理人员12相应地操纵iPad来解除湿润通知。在湿润通知被解除的情况下,该过程可以结束,或者可以返回到步骤402。
在步骤420,在传感器20启动时,系统10可以使用上述传感器20、模型和算法中的任何一个来确定穿戴者14是潮湿的(在处于干燥状态之后)。系统10可以向系统工作人员发送关于该确定的文本消息。在步骤422,系统10可以同样在传感器20启动时更新/设置穿戴者的状态为潮湿的。在步骤424,可以在服务器30启动时创建至少一个穿戴者14的潮/潮湿通知。在步骤426,系统10可以识别护理人员12已经针对潮湿检查了穿戴者14,从而通过护理人员12相应地操纵iPad来解除潮湿通知。在潮湿通知被解除的情况下,该过程可以结束,或者可以返回到步骤402。在步骤410创建湿润通知也可以解除潮湿通知。
图64示出了具有可以经由用于护理人员12的系统10执行的步骤的示例性过程图428。每个互连人员12可以被分配处理多个穿戴者14(居住者)的需要的任务。对于步骤430,系统10可以针对一个或多个穿戴者14产生非延后湿/湿润通知(参见图63中的步骤410)。系统10可以在步骤432确定护理人员12是否具有突出的湿/湿润通知的任何穿戴者14。如果是这样,则系统10可以在步骤434生成/发送给护理人员12的推送通知。推送通知可以显现在护理人员iPad的用户接口32上。在步骤436中,系统10可以等待一段时间(例如五分钟),以便护理人员12解除湿润通知(参见例如图63中的步骤418)。在该时间段过去之后,系统10可以返回到步骤432,有效地执行检查湿润通知、发送推送通知和等待护理人员动作的循环,直到解除湿润通知。
用户接口使用说明
图65-78显示来自iPad屏幕500的屏幕截图。图65示出了主屏幕502,其具有用于与系统10可操作地通信的应用程序的图标504。护理人员12可以点击图标504来启动应用程序。当应用程序启动时,出现登录屏幕505,如图66所示。护理人员12可以使用下拉菜单506选择他或她的姓名,并且在密码字段508中输入他或她的密码。护理人员12然后可以通过点击按钮510登录。这将使他们进入应用程序的主屏幕512,如图67所示。一旦登录了,GNA将被带到主屏幕上,在此他们将能够看到穿戴者14(居住者)的姓名和/或位置513以及穿戴者14的状态。可以将关于穿戴者14的信息传达到护理人员12。例如,一个或多个指示器514可以告诉护理人员12穿戴者14是干燥的、潮湿的还是湿润的(0个蓝色水滴表示居住者是“干燥的”,1个蓝色水滴表示居住者是“潮湿的”,3个蓝色水滴表示着居住者是“湿润的”)。居住者周围的框516表示存在尚未延后的用于该居住者的更换通知(图63、64)。
为了查看关于他们的穿戴者14的更多信息,护理人员可以点击穿戴者14,其可以显示具有附加信息的下拉窗口或菜单518,例如穿戴者状态(例如,他们是“湿润的”、“潮湿的”还是“干燥的”、何时最后一次改变其状态和多久之前、最后一次更换时间和多久之前、及最后一次检查时间和多久之前。只能显示发生在更换之后的检查时间。可以不显示比上次更换时间更早的检查。
为了延后更换通知,护理人员12可以按压或点击标记为“延后15”或“延后30”的按钮520、522,这将分别使应用程序延后发送通知15或30分钟。一旦按下延后按钮,则延后按钮520、522可以消失,如图69所示。在经过15或30分钟之后,延后按钮520、522可以重新出现。
当佩带者14是潮湿的时,护理人员12可能不会收到推送通知。然而,如果护理人员12检查主屏幕512,则他或她将看到具有一个蓝色水滴的潮湿的穿戴者14。如果护理人员12点击该穿戴者14,则可以向她或她呈现点击“检查”按钮524的选项,如图70所示。如果护理人员12点击检查按钮524,则弹出窗口526可以向他们通知系统工作人员正在路上,如图71所示。护理人员12确认后,可以将他或她带回到居住者特定屏幕,如图72所示,并且可以显示“检查进行中”条528,直到系统工作人员在在线更换日志上手动输入检查。
当穿戴者14是湿润的时,护理人员12可以在系统10检测到穿戴者14是湿润时立即并且此后每隔5分钟接收到可听见的推送通知,除非通知被延后。在主屏幕512上,湿润穿戴者14可以用其名称旁边的3个蓝色水滴显现。如果护理人员12按下更换按钮530(图68),则弹出窗口532可以向护理人员通知系统工作人员正在路上,如图73所示。然后,可以出现第二弹出窗口534,指示护理人员12相对于预定义目标执行的情况,如图74所示。如果护理人员12在预定时间量内(例如,<1小时)做出响应,则弹出窗口534可以显示高度肯定的评论。如果护理人员12略微超过预定时间量(例如,<2小时)做出响应,则弹出窗口534可以显示较少肯定/较多否定的评论。如果护理人员12远远超过预定时间量(例如,>2小时)做出响应,则弹出窗口534可以显示甚至更少肯定/更多否定的评论。
护理人员12确认第二推送通知后,可以将他们带回到居住者特定屏幕,并且可以显示“更换进行中”(图75),直到在在线更换日志上手动输入更换。
如果护理人员12想要在任何时候通知系统工作人员,他们可以按下主屏幕512左上角的“帮助”按钮536。这样做将显示弹出窗口538,询问护理人员12是否想呼叫系统工作人员。如果是这样,可以通过文本消息通知系统工作人员,并且弹出窗口540可以出现,指示系统工作人员正在路上。图78示出了列出了多个穿戴者14的主屏幕512。
附加功能可以使用上述系统10的部件、设备、模型和/或算法内置到应用程序中。例如,应用可以基于他们的湿润状态和/或房间号来自动重新排序穿戴者14,以向护理人员提供更无缝的工作流程12。另外或替代地,应用程序可以向护理人员12提供来自其它传感器模态的信息,以允许他们确定居住者是否需要被翻身/改变姿势等。另外或替代地,应用程序可以向护理人员12提供穿戴者14何时可能发生尿和/或粪便失禁的指示。
图79-83示出了一种类型的设备17到吸收性制品16(例如,内裤542)的应用。第一步,如图79所示,可以包括取回吸收性制品16,确保用于对贴片544中的一个或多个传感器和/或其它电子部件(未示出)供电的设备17(例如,衣服或贴片544)的电池(未示出)位于吸收性制品16的正面(前侧)的位置。在下一步,如图80所示,当内裤542保持折叠时,通过向着电极548a按压按钮546a直到听到“卡嗒”声,可以将贴片544的正面/前面按钮546a夹紧或扣紧到正面/前面心电图(ECG)电极548a(预先安装在内裤542的外表面上)。在下一步,如图81所示,当内裤542保持折叠时,将贴片544的中间按钮546b、546c扣紧到内裤542上的ECG电极548b、548c。如图82所示,随后可以将内裤542翻转过来。如图83所示,可以将贴片544的背面/后面按钮546d扣紧到内裤542的背面/后面的ECG电极548d。
对于本领域技术人员显而易见的是,在不脱离本公开内容的范围的情况下,可以在所公开的系统和方法中进行各种修改和变化。通过考虑本文公开的特征的说明书和实践,本公开内容的其它方面对于本领域技术人员将是显而易见的。旨在将说明书和示例认为仅是示例性的。
Claims (24)
1.一种用于检测由穿戴者穿戴的吸收性制品中的水分的系统,所述系统包括:
阻抗感测元件,其中,所述阻抗感测元件包括电极;
附接构件,所述附接构件用于将所述阻抗感测元件固定在所述吸收性制品的外部表面上的位置处,其中,将所述电极放置为电容性地耦合到所述吸收性制品的内部区域,并且从所述吸收性制品的所述外部表面上的所述位置测量所述吸收性制品的阻抗;
阻抗测量子系统,所述阻抗测量子系统用于测量所述吸收性制品的所述阻抗,并且提取所述阻抗的实部和所述阻抗的虚部,以用于确定所述吸收性制品中的所述水分的特性。
2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述特性包括所述水分在所述吸收性制品中的存在。
3.根据权利要求1和2中的一项所述的系统,其中,所述特性包括所述吸收性制品中的所述水分的量。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的系统,其中,所述阻抗测量子系统被配置为测量所述电极之间的所述阻抗。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的系统,其中,所述阻抗是具有幅度和相位的复阻抗。
6.根据权利要求5所述的系统,其中,所述幅度指示所述水分的所述特性。
7.根据权利要求5和6中的任一项所述的系统,其中,所述相位指示所述水分的所述特性。
8.根据权利要求5至7中的任一项所述的系统,其中,所述相位和所述幅度的减小指示所述吸收性制品湿润但未填满的状态。
9.根据权利要求5至8中的任一项所述的系统,其中,所述幅度但非所述相位的减小指示所述吸收性制品被填满的状态。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的系统,其中,所述实部包括电阻分量。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的系统,其中,所述虚部包括无功分量。
12.根据权利要求11所述的系统,其中,所述阻抗测量子系统被配置为使用线性回归、神经网络和/或支持向量机执行优化技术,以确定所述阻抗的所述电阻分量和所述无功分量与所述水分的所述特性之间的关系。
13.根据权利要求11和12中的任一项所述的系统,其中,所述阻抗测量子系统被配置为执行模拟,以确定所述阻抗的所述电阻分量和所述无功分量与所述水分的所述特性之间的关系。
14.根据权利要求11至13中的任一项所述的系统,其中,所述阻抗测量子系统被配置为从与所述系统不同的另一系统获取数据,以确定所述阻抗的所述电阻分量和所述无功分量与所述水分的所述特性之间的关系。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的系统,其中,所述阻抗测量子系统被配置为用单个频率的正弦曲线来测量所述阻抗。
16.根据权利要求1至15中的任一项所述的系统,其中,所述阻抗测量子系统被配置为通过向所述电极中的一个电极施加电压并测量所述电极中的另一个电极处的电流来测量所述阻抗。
17.根据权利要求1至15中的任一项所述的系统,其中,所述阻抗测量子系统被配置为通过向所述电极中的一个电极施加电流并测量所述电极中的所述一个电极与另一个电极之间的电压来测量所述阻抗。
18.根据权利要求1至17中的任一项所述的系统,其中,所述阻抗测量子系统被配置为使用所述实部来确定所述水分的所述特性。
19.根据权利要求18所述的系统,其中,所述水分的所述特性包括所述吸收性制品的湿度。
20.根据权利要求1至19中的任一项所述的系统,其中,所述阻抗测量子系统被配置为以离散的频率测量所述阻抗。
21.根据权利要求11所述的系统,其中,所述阻抗测量子系统被配置为以离散的频率获取所述电阻分量和所述无功分量,以确定所述电阻分量和所述无功分量与所述水分的所述特性之间的关系。
22.根据权利要求11所述的系统,其中,所述阻抗测量子系统被配置为基于所述无功分量的特性来确定所述阻抗感测元件是否附接到所述吸收性制品。
23.一种失禁管理系统,包括:
吸收性制品,所述吸收性制品用于由穿戴者穿戴,其中,所述吸收性制品包括:
内部,
外部,以及
所述内部与所述外部之间的阻挡层;
阻抗感测元件,其中,所述阻抗感测元件包括电极;
附接构件,所述附接构件用于将所述阻抗感测元件固定到所述外部,其中,所述电极与所述内部通过所述阻挡层分隔开,所述电极通过所述阻挡层电容性地耦合到所述内部,并且所述电极被放置为从所述外部测量所述吸收性制品的阻抗;以及
阻抗测量子系统,所述阻抗测量子系统用于测量所述吸收性制品的所述阻抗,并且提取所述阻抗的实部和所述阻抗的虚部,以用于确定所述吸收性制品中的水分的特性。
24.一种用于使用阻抗感测元件来检测由穿戴者穿戴的吸收性制品中的水分的方法,所述方法包括:
将所述阻抗感测元件固定到所述吸收性制品的外部,以使得所述阻抗感测元件的电极电容性地耦合到所述吸收性制品的内部,其中,固定所述阻抗感测元件包括将所述电极放置为从所述外部测量所述吸收性制品的阻抗;
测量所述吸收性制品的所述阻抗;以及
提取所述阻抗的实部和所述阻抗的虚部,以用于确定所述吸收性制品中的所述水分的特性。
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