CN110739064B - 失禁检测垫验证装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种失禁检测垫具有RFID标签，RFID标签中存储有诸如电子产品码(EPC)的认证码。与失禁检测垫的RFID标签无线通信的读取器验证失禁检测垫是经授权的检测垫。如此，不具有适当认证码的未授权的失禁检测垫则不能用于失禁检测系统。

Description

失禁检测垫验证装置和方法
背景
本发明涉及失禁检测系统，具体涉及在躺在病床上的人下方使用垫的失禁检测系统。更具体地，本发明涉及能够在垫与病床上的读取器之间实现无线通信的失禁检测系统。
已经知道的有将失禁检测垫放在位于病床上的患者下方的失禁检测系统。例如，美国专利5,537,095公开了一种失禁检测垫，其具有通过有线连接耦合到病床的控制器的电路。最近的研究工作涉及失禁检测电路与病床上的读取器之间的无线通信的开发。一些此类现有系统中的天线由读取器单独供电，以使失禁检测垫上的无源RFID芯片通电，并且读取通过天线从无源RFID芯片发送回读取器的反向散射数据。
在已知的无线失禁检测垫系统中，普遍存在信号干扰(S/I)比问题。例如，当单站架构使用混合定向耦合器来实现接收器与发射器的隔离并在相同天线上实现同时发射和接收时，混合耦合器的发射器端口与接收器端口之间的耦合度约为-10分贝(dB)。这意味着90％的接收信号不会终止于接收器。此外，如果天线阻抗偏离传输线特性阻抗，则从天线反射的功率耦合到接收器输入中并且比来自RFID标签的反向散射信号强很多，这就导致接收器必须拒绝有用信号附近的非常强信号以便仅检测和解调该有用信号，其在EPC 2兼容标签的情况下与载波相差256千赫(kHz)。在此类情况下，S/I比可能为约50dB。另一种已知的架构是使用循环器，该循环器在功能上以与混合耦合器类似的方式耦合发射器和接收器。然而，使用循环器的S/I比仅比混合耦合器方法好大约1.6dB。
其他干扰信号包括耦合到接收器端口中的正向功率，其可以比标签反向散射信号高5dB，以及从RF正向功率反射的功率，其可以比反向散射信号强34dB。所有这些信号都添加到接收器的前端中，这使其受过载和互调失真产物的影响，从而可能进一步影响接收器的性能。换句话说，因为存在频率上接近弱信号的强信号，所以难以检测到弱信号。另一个问题是，由于生物组织和体液与RFID标签的相互作用，位于患者身体附近的RFID系统经历通信信道劣化。
鉴于前述内容，显而易见的是，在用于患者支撑装置(诸如病床)的无线失禁检测垫系统中仍然需要改进的电气架构。
发明内容
本申请公开了所附权利要求中所述的一个或多个特征和/或以下特征，这些特征(单独地或以任何组合形式地)可包括可获得专利的主题。
根据本发明，失禁检测系统可包括用于放置在将被监测人员下方的失禁检测垫。失禁检测垫可具有无源射频识别(RFID)标签。可提供读取器，并且多个天线可以耦合到读取器。读取器可包括双基地射频(RF)开关矩阵，其可操作以将多个天线中的第一天线确立为可用于无线激励无源RFID标签的发射天线，并且将多个天线中的第二天线确立为可用于读取可从无源RFID标签发射的反向散射数据的接收天线。第一天线和第二天线可位于彼此间隔开的相应壳体中。
在一些实施例中，多个天线可包括第三天线和第四天线。双基地RF开关矩阵可能以全周期扫描模式操作，使得第一、第二、第三和第四天线中的每一个可以被选择性地选择以确立为发射天线，并且剩余天线中的每一个可以被选择性地循环通过以成为接收天线，使得可以操作十二个发射天线和接收天线组合。
在全周期模式期间，可存储可产生RFID标签的有效读取的发射天线和接收天线组合。然后可基于有效读取来确定用于操作双基地RF开关矩阵的经修改的周期扫描模式，使得仅产生有效读取的发射天线和接收天线组合循环通过预定数量的周期，在此之后双基地RF开关矩阵可以再次以全周期扫描模式操作。如果在全周期扫描模式期间没有检测到无源RFID标签的有效读取，则双基地RF开关矩阵可以继续以全周期扫描模式操作，直到检测到至少一个有效读取，在此之后双基地RF开关矩阵可能以经修改的周期扫描模式操作。
在一些实施例中，通过使用功率小于或等于1瓦特(W)的跳频方案进行传输，读取器可以操作多个天线。跳频方案可以使用50个不同的频率，例如，在可以重复50个频率中的任何一个之前，每个频率仅以伪随机顺序使用一次。可选地，50个频率可以位于约902兆赫兹(MHz)与928MHz之间的范围内。多个天线中的至少一个天线可以包括1/2波陶瓷贴片天线。然而，如果需要，多个天线中的每个天线可以包括1/2波陶瓷贴片天线。
失禁检测系统还可以包括病床，其可具有框架以及可由框架承载的床垫支撑板。床垫支撑板可以包括头段、座位段和大腿段。至少头段和大腿段可相对于框架升高和降低。第一天线和第二天线可以耦合到头段，第三天线可以耦合到座位段，并且第四天线可以耦合到大腿段。可替代地，第一天线可以耦合到头段，第二天线和第三天线可以耦合到座位段，并且第四天线可以耦合到大腿段。进一步可替代地，第一天线可以耦合到头段，第二天线可以耦合到座位段，并且第三天线和第四天线可以耦合到大腿段。
在一些实施例中，失禁检测还可以包括病床，其可具有框架以及由框架承载的床垫支撑板。床垫支撑板可以包括各自可相对于框架升高和降低的第一段和第二段。第一段和第二段各自可以形成为台阶式板布置，该台阶式板布置可以具有底壁和可从底壁大体向上延伸的侧壁。第一天线可以耦合到第一部分的底壁，第二天线可以耦合到第一段的侧壁，第三天线可以耦合到第二段的底壁，并且第四天线可以耦合到第二段的侧壁。
在本发明的范围内，失禁检测系统还可以包括病床，其可具有框架以及由框架承载的床垫支撑板。读取器可以耦合到框架，并且多个天线可以耦合到床垫支撑板以便与床垫支撑板的相对第二侧相比更靠近床垫支撑板的第一侧。
在一些实施例中，失禁检测系统还可以包括可邻近床的脚端定位并可操作以指示已经发生失禁事件的指示器。可选地，输出端口可以邻近床的头端定位，并且可以连接到护士呼叫系统以用于向护士呼叫系统提供失禁事件数据。
根据本发明，可以提供用于失禁检测垫的电气片。电气片可以包括材料层，该材料层通常可成形为可具有第一和第二长边以及第一和第二短边的矩形。与第二短边相比，RFID标签可以更靠近第一短边耦合到该层。第一电极和第二电极可以设置在层上并且可以电耦合到RFID标签。第一电极和第二电极可以包括第一、第二、第三和第四电极区段，其可以与层的第一和第二长边大致平行。第二电极区段和第三电极区段可以位于第一电极区段与第四电极区段之间。第二电极区段和第三电极区段可以间隔开第一距离，第二距离可以限定在第一电极区段和第二电极区段之间以及第三电极区段和第四电极区段之间，该第一距离可以是该第二距离的至少两倍。
第一电极和第二电极还可以提供第五、第六、第七和第八电极区段，其可以与层的第一和第二短边大致平行。第六电极区段和第七电极区段可以位于第五电极区段与第八电极区段之间。第五电极区段和第六电极区段可以间隔开第三距离，第四距离可以限定在第五电极区段和第六电极区段之间以及第七电极区段和第八电极区段之间，该第三距离可以是第四距离的至少六倍。
第五电极区段和第七电极区段可以被包括作为第一电极的一部分，并且第六电极区段和第八电极区段可以被包括作为第二电极的一部分。第一电极区段和第三电极区段可以被包括作为第一电极的一部分，并且其中第二电极区段和第四电极区段可以被包括作为第二电极的一部分。该层可以在第二电极区段与第三电极区段之间没有任何电极部分。
在一些实施例中，第二电极区段与第三电极区段之间的第一距离可以大于可在层的第一长边和第二长边之间限定的第三距离的30％。例如，第二电极区段与第三电极区段之间的第一距离可以大于可在层的第一长边和第二长边之间限定的第三距离的40％。第二电极区段和第三电极区段之间的间隔旨在足够大以防止施加到患者的臀部和/或骶骨区域的凝胶或软膏在与层的第一和第二长边平行定向的第二电极区段和第三电极区段之间提供导电路径。
根据本发明的另一个方面，提供了用于失禁检测垫的电气片。电气片可以包括材料层，该材料层通常成形为具有第一和第二长边以及第一和第二短边的矩形。与第二短边相比，RFID标签可以更靠近第一短边耦合到该层。第一电极和第二电极可以设置在层上并且可以电耦合到RFID标签。第一电极和第二电极可以包括第一、第二、第三和第四电极区段，其可以与层的第一和第二短边大致平行。第二电极区段和第三电极区段可以位于第一电极区段与第四电极区段之间。第二电极区段和第三电极区段可以间隔开第一距离，第二距离可以限定在第一电极区段和第二电极区段之间以及第三电极区段和第四电极区段之间，该第一距离可以是该第二距离的至少六倍。
该层可以在第二电极区段与第三电极区段之间没有任何电极部分。第二电极区段与第三电极区段之间的第一距离可以大于在层的第一短边和第二短边之间限定的第三距离的50％。第二电极区段和第三电极区段之间的间隔旨在足够大以防止施加到患者的臀部和/或骶骨区域的凝胶或软膏在与层的第一和第二短边平行定向的第二电极区段和第三电极区段之间提供导电路径。
在一些实施例中，电气片还可以具有至少一个图标，该图标可以包括具有WiFi曲线的水滴形，并且可以印刷在层的表面上，该表面可以与其上可设置第一电极和第二电极的表面相对。任选地，该层可以包括可由流体不可渗透材料制成的第一衬底和可由非织造材料制成的第二衬底。第一电极和第二电极可以位于流体不可渗透材料上，并且至少一个图标可以位于非织造材料上。
对于本文期望的上述方面和实施例中的每一个，失禁检测系统的读取器可配备有802.11无线通信能力以用于与无线接入点通信，该无线接入点继而可以经由网络连接到远程计算机，诸如临床工作流程解决方案(CWS)医疗数据管理系统的远程计算机或服务器。例如，CWS系统可以包括或不包括作为护士呼叫系统的一部分。读取器可以将标签标识(ID)和加密ID(两者都可以由读取器从失禁检测垫的RFID标签接收)发送到CWS系统的远程服务器以用于可放置在床上的失禁检测垫的远程验证。可以在床10上放置一个以上的垫，在这种情况下，读取器可以接收多于一个标签ID和多于一个加密ID。CWS系统可以远程执行解密，并且可以比较标签ID和可从解密来自标签的加密ID而得到的数据以完成验证。如果需要，可以通过标准互联网协议错误检查算法和/或可由床处的读取器应用的附加错误检测来保护从读取器发送的数据免受破坏数据的传输错误。
通过将验证操作移动到可具有互联网连接性的远程站点(诸如CWS系统的计算机或服务器)可以产生许多优点。首先，床处的读取器的处理器可能在存储器或CPU周期方面不具有计算资源以在本地完成解密。其次，加密算法可以随意改变并且可使用的算法可以由标签ID确定，因此现场部署可以是无缝的。加密细节和私钥可以通过与另一个设施处的安全服务器(例如，可以制造或销售失禁检测系统和/或床的实体处的服务器)的在线连接来管理，这可以实现根据需要的私钥修改、私钥的周期性改变或以安全的方式批量替换加密算法。以此方式，为垫验证而生成的数据可能以完全安全的方式完成，并且可以根据需要完成。如果检测到私钥已经被损害，则可以建立新的私钥，并且可以在CWS服务器处的数据库中维护垫序列号/私钥以进行垫验证。
在一些实施例中，失禁检测系统和床可以用于家庭保健以及传统医院或其他医疗机构之外的其他市场。对于此类市场，通过使高计算资源强度操作(诸如解密算法)经由任何可用的互联网连接远程完成，读取器可构造有非常有限功能性的微处理器。作为附带利益，可以使用服务来自动地计费和向客户发送更多失禁垫(经由预先安排)，由此使用现有硬件连接来实现电子商务业务。因此，CWS系统的服务器或远程设施处的服务器可以执行垫使用数据收集，可以执行计费功能，和/或可以生成库存管理数据，以及向医院或家庭用户提供关于失禁检测垫使用的其他通知。例如，此类使用数据可以包括每天、每周和/或每月使用的垫的数量；干燥垫变脏之前的平均时间量；在弄脏之后且在移除湿垫和/或用干燥垫替换湿垫之前的平均时间量；以及先前装运数量中剩余的垫数量以供使用。
其他特征(单独地或与任何其它特征一起)，包括上面列出的那些特征和权利要求中列出的特征，可包括可获专利的主题，并且在考虑下面对示意性实施例的详细描述后对于本领域技术人员将变得显而易见，所述示意性实施例举例说明了目前所认识到的实施本发明的最佳方式。
附图说明
具体描述特别参考了附图，其中：
图1是示出安装在病床的第一实施例上的失禁检测系统的四个天线、读取器，和视觉指示器的透视图，其中第一天线和第二天线耦合到病床的头段，第三天线耦合到病床的座位段，并且第四天线耦合到病床的大腿段，并且示意性地示出了读取器电耦合到床控制电路以通过床控制电路将失禁检测数据发送到病床的护士呼叫输出端口；
图2是图1的病床的顶部平面图，示出了虚线框，其指示了在头段、座位段和大腿段上用于放置失禁检测系统的四个天线的一些但不是所有可能的位置；
图3是类似于图1的透视图，示出了在病床的第二实施例上改装的失禁检测系统的另一个实施例的四个天线、读取器、视觉指示器和输出端口，其中第一天线和第二天线耦合到病床的头段，并且第三天线和第四天线耦合到病床的大腿部分；
图4是图3的病床的一部分的俯视图，示出了病床的头段和大腿段上的四个天线；
图5是类似于图1的透视图，示出了在病床的第三实施例上改装的失禁检测系统的四个天线、读取器、视觉指示器和输出端口，其中第一天线耦合到病床的头段的可滑动面板，第二天线和第三天线耦合到病床的座位段，并且第四天线耦合到病床的大腿段；
图6是图5的病床的一部分的俯视图，示出了病床的头段、座位段和大腿段上的四个天线；
图7的示意图示出了失禁检测系统的四个天线中的每一个与位于患者与病床的床垫的上表面之间的失禁检测垫的RFID标签之间的距离，并示出了读取器通过有线和无线数据链路与网络通信；
图8(包括四页)的电路示意图示出了显示读取器包括双基地射频(RF)开关矩阵，该双基地射频(RF)开关矩阵以各种组合控制四个天线的选择以将四个天线中的一个指定为发射天线并将剩余三个天线中的另一个指定为接收天线；以及
图9是失禁检测系统的失禁检测垫的电气片的顶部平面图，示出了一对电极，其相应端部终止于安装在电气片上的射频识别(RFID)标签，并示出了其中RFID标签在矩形标签覆盖区域内附接到电气片的放大图框。
具体实施方式
现在参考图1-7，失禁检测系统20附接到不同类型的病床10。图1和2的床10由Hill-Rom Company,Inc作为CENTRELLATMSmart+Bed销售。图1和2的床10的进一步细节可参见2016年5月29日提交的国际专利申请PCT/US2016/034908，该专利的全部内容通过引用并入本文。图3和图4的床10是可购自Hill-Rom Company,Inc的床的示例。图5和图6的床10是可购自Hill-Rom Company,Inc的/>床的示例。图7的床10是示意性地示出的通用床。
除了将在下面讨论的图1和图2的床10之外，失禁检测系统20包括读取器12；第一、第二、第三和第四天线13、14、15、16；视觉指示器18；以及输出端口22，如图3、图5和图7所示。相应电缆23将每个天线13、14、15、16电耦合到读取器12。电缆25将读取器12电耦合到视觉指示器18，并且电缆27将读取器12电耦合到输出端口22。失禁检测系统20还包括床10上的一个或多个失禁检测垫60。垫60具有吸湿衬底62和衬底60内的无源RFID标签64，如图7中示意性示出的。至少两个电极迹线耦合到无源RFID标签并从无源RFID标签在衬底内延伸，如下面结合图9所讨论的。
操作读取器12以将天线13、14、15、16中的选定天线确立为发射天线，而将天线13、14、15、16中的另一个确立为接收天线。如下面将进一步详细描述的，操作读取器12以使得每个天线13、14、15、16循环作为发射天线并且使剩余三个天线一次一个地循环作为接收天线。发射天线发出无线能量以向RFID标签64的RFID芯片供电，并且作为响应，RFID标签发射可能由接收天线读取的反向散射数据。该数据指示垫60是湿的还是干燥的。如果有足够的水分或液体(诸如失禁)来桥接电极迹线之间的空间，则认为垫60是“湿的”，如果没有足够的水分或液体来桥接电极迹线之间的空间，则认为垫60是“干燥的”。
图1和2的床10具有床垫支撑板30，其具有头段32、座位段33、大腿段34以及可伸展和可回缩脚段36。在示意性示例中，座位段33是U形的，并且大腿段34嵌套在由座位段33的U形形成的空腔内。在图1和图2中，段32、33、34、36大体水平定向，使得段32、33、34、36的上表面大体彼此共面。图1和图2的床10具有上框架38，板30的段32、34、36支撑在该上框架上以进行枢转或铰接移动。座位段33相对于图1和图2的床10中的上框架38是静止的。
图1和图2的床10还具有底架40，该底架由一组四个脚轮42支撑在地板上。床10具有升降系统以使上框架38相对于底架40升高、降低和倾斜，如本领域中已知的。在一些实施例中，升降系统呈连杆41和机动线性致动器的形式。图1和图2的床10具有：一对头端侧栏杆(有时称为头部栏杆)44，其安装到头段32并且在该头段相对于上框架38可枢转地升高和降低时与该头段一起移动；一对脚端侧栏杆46(有时称为脚部栏杆)，其安装在上框架38上；头部板48，其可移除地耦合到底架40的直立部分50；以及脚部板52，其可移除地耦合到脚段36的脚端部分，该脚端部分是脚段36的可伸展和可回缩部分。在图1中，床10左侧的头部栏杆44和脚部栏杆46已经被移除，使得可以看到读取器12和天线13、14、15、16。
在床10的图1和图2的示例性示例中，天线13、14在头段的左边缘附近并更朝向头段32的脚端处耦合到头段32。天线14在座椅段的左边缘附近并更朝向座椅段33的头端处耦合到座椅段33。天线16在大腿段的左边缘附近并更朝向大腿段34的头端处耦合到大腿段34。天线13、14、15、16在段32、33、34上的放置是基于产生用于读取床10上使用的失禁检测垫60的标签64的最佳结果的位置的反复试验问题。因此，在图2中，示出了多个虚线框55以指示天线13、14、15、16可以放置在的段32、33、34上的一些但不是所有可能位置的采样。在示意性示例中，天线13、14、15、16更靠近床10的左侧，因为失禁检测垫在其左侧附近具有RFID标签64。在其他实施例中，天线13、14、15、16更靠近板的右侧耦合到板30。
在图1和图2的示意性示例中，电缆23经由形成于头段32的脚端和座位段33的头端之间的空间或间隙70从相应的天线13、14、15、16引导到读取器12。图1和图2的失禁检测系统20与图3-7的失禁检测系统之间的一个关键差异在于：图1和图2的系统20中省略了视觉指示器18、输出端口20和电缆25、27。相反，读取器12通过合适的电缆74电耦合到床控制电路72，如图1中示意性示出的。
图1和图2的床10具有一系列警示灯76a、76b、76c、76d、76e，其包括在脚段36的脚端框架构件78中并且由床控制电路72控制。警示灯76a-e类似于国际专利申请PCT/US2016/034908中示出和描述的那些，该专利已经通过引用并入本文(具体参见图97以及该文献的相关讨论)。出于本发明的目的，警示灯76e是与图1和图2的床10的失禁检测系统20相结合而照射的警示灯。当读取器12打开但没有检测到失禁检测垫60时，床10的电路72命令警示灯76e发出或照射白光。当读取器12打开并且与干燥或至少并非足够湿以至被垫60感测到的失禁检测垫60通信时，床10的电路72命令警示灯76e发出绿光。当读取器12打开并且与湿的失禁检测垫60通信时，床10的电路72命令警示灯76e发出黄色(也称为琥珀色)光，并且在一些实施例中闪烁。
床电路72可操作成通过图1中示意性示出的护士呼叫输出端口80来输出床数据，包括由失禁检测系统20检测的数据。例如，端口80在一些实施例中是例如37针连接器。这种37针连接器是有时用在医院病床上用于与医疗设备的护士呼叫系统进行通信的已知连接器。在一些实施例中，电路72经由端口80以一个或多个数据包从床10传输失禁检测信息或数据(诸如包括关于失禁检测垫60是否已检测到潮湿的信息的数据)，该一个或多个数据包还包括其他床数据。在其他实施例中，以不包括床数据的一个或多个数据包传输失禁检测信息。也就是说，能够以与床数据相同的数据包或以单独数据包传输失禁检测数据。
每个天线13、14、15、16都小于2016年11月16日提交的题目为“IncontinenceDetection Systems for Hospital Beds”并由与本申请相同的受让人拥有的国际专利申请PCT/US2016/062167中公开的两个天线。每个天线13、14、15、16的覆盖区域约为三英寸乘三英寸。此外，每个天线13、14、15、16包括1/2波陶瓷贴片天线。这种类型的天线是对国际专利申请PCT/US2016/062167中公开的天线的改进。具体地，通过使用1/2波陶瓷贴片天线作为天线13、14、15、16的一部分，实现了约25至约30dB的隔离，其与定向耦合器设计相比表现出更好的隔离(超过约15至约25dB)。这是因为从发射天线返回的反射功率信号不再耦合到读取器12的接收器中。读取器12的接收器电路与发射器电路隔离。
现在参考图3和图4，示意性床10类似于图1和2的床，使得相同的附图标记用于表示这些床的相同部件。除了在下面的描述中指出的以外，上面对图1和图2的床10的描述同样适用于图3和图4的床10。图3和4的床10具有床垫支撑板30，其具有中凹(dished)头段32、中凹大腿段34，以及可伸展和可回缩脚段36。如图4所示，具有较小中凹面板形式的座位段33位于头段32与大腿段34之间的空间中。图3和图4的床10具有上框架38，板30的段32、34、36支撑在该上框架上以进行枢转或铰接移动。座位段33相对于图3和图4的床10中的上框架38是静止的。由于板的一些或所有段32、33、34、36的中凹形状，图3和图4的板30有时在本领域中被称为台阶式板。图3和图4所示的床10的其他细节可参见来自Hill-RomServices,Inc.的Hill-Rom,Product P3200/P3201,/>2008的服务手册，/>床以及美国专利7,533,429，其均以其所教导的所有内容通过引用并入本文。
如图3所示，读取器12被示为安装在大腿段34的框架构件的下侧。因此，在示意性示例中，当大腿段34相对于上框架38枢转时，读取器12与大腿段34铰接。在其他实施例中，读取器12安装到上框架38。当相邻的侧栏杆46从示意性降低位置移动到升高位置时，在示例性示例中读取器12可能由于被挡住而看不见。应当理解，侧栏杆44、46中的每一个可相对于其相应的支撑结构(例如，在侧栏杆44的情况下为头段32，在侧栏杆46的情况下为上框架38)在升高位置与降低位置之间移动。
图3和图4的天线13、14安装到头段32，与右侧相比更靠近床10的左侧。具体地，天线13安装到板段32的底面板，天线14安装到板段32的倾斜侧壁。两个天线13、14均邻近板段32的脚端定位。类似地，天线15、16安装到大腿段34，与右侧相比更靠近图3和图4的床10的左侧。具体地，天线15安装到板段34的底面板，并且天线16安装到板段34的倾斜侧壁。在示意性示例中，两个天线15、16均邻近板段34的脚端定位。床10的左侧和右侧对应于以仰卧位置躺在床10上的患者的左侧和右侧。在一些实施例中，钩环紧固件的条带(未示出)用于将天线1114、1116保持在相应板段32、34上的适当位置。
将天线13、14、15、16定位成更靠近床10左侧的原因有两层。首先，每个天线13、14、15、16的厚度在约1/2英寸的范围内(加减1/4英寸左右)，因此，通过将天线13、14、15、16放置得更靠近板30的左侧，位于由板30支撑的床垫上的患者就不太可能通过床垫“感觉”天线13、14、15、16。其次，本发明所预期的失禁检测垫60具有位于垫60的左侧附近的RFID标签64。因此，发射或辐射能量以向RFID标签64供电并且读取从RFID标签64发送或反射回的数据的天线13、14、15、16在它们更靠近RFID标签64时能更有效地工作。因此，应当理解，在失禁检测系统20的替代性实施例中，如果此类替代性实施例的失禁垫60具有其相应的位于垫60的右侧而不是左侧的RFID标签64，则天线13、14、15、16可更靠近床10的右侧定位。可替代地或附加地，板段32、34可形成有其中接收相应天线13、14、15、16的凹陷部，使得天线13、14、15、16的上表面大体与板段32、34的底面板的上表面齐平。
在图3和图4的实施例中，电缆23经由限定于头段32的脚端和大腿段34的头端之间的间隙或空间70从相应的天线13、14、15、16引导到读取器12。在图3和图4的示例性示例中，所有四个缆线23都被引导通过座位段33的头端与头段32的脚端之间的空间。然而，一些或所有的电缆23也可以被引导通过大腿段34的头端与座位段33的脚端之间的空间。无论确切的引导路径如何，电缆23都被设置有足够的松弛，以允许头段32和大腿段34相对于上框架38在其完整移动范围内枢转。
如图3所示，电缆25沿着大腿段34和脚段36的下侧从读取器12引导到视觉指示器1118。因为视觉指示器18安装到脚段36的伸展和回缩的部分，所以电缆25设置有足够的松弛以允许脚段36在其完整移动范围内伸展和回缩。根据需要，电缆27沿着板30和框架38、40的部分从读取器12引导到输出端口22。因为输出端口22安装到底架40的直立部分50，并且因为读取器12安装到板30或框架38(视情况而定，其能够相对于底架40升高、降低和倾斜)，所以电缆27设置有足够的松弛度以允许上框架38连同板30一起在其完整移动范围内相对于底架40升高、降低和倾斜。
在一些实施例中，提供合适的电缆管理设备(诸如拉链带、钩、夹、带、条等)以在不同位置处将电缆23、25、27附接至床10的部分以便防止电缆23、25、27的不期望的松垂或移动。然而，如上所述，电缆23、25、27的一些部分应当足够松弛以允许床10的各个部分在不拉伸、挤压或捆绑相应的电缆23、25、27的情况下运动。图3和图4的读取器12命令指示器18发出白色、绿色或琥珀色光，以指示如上面结合图1和图2的床10的指示器76e所讨论的相同信息。然而，图3和图4的床10的输出端口22是1/4英寸的插头插座，如下面将结合图7进一步详细讨论。
现在参见图5和图6，其中所示的示例性床10具有与图3和图4的示意性床10以及图1和图2的床10类似的特征。因此，除了下面在图5和图6的床10的讨论中提到的以外，相同的附图标记用于表示这些床10的相同部分并且上述描述同样适用。在图5中，床10左侧处的脚部栏杆46已经被移除，使得床垫支撑板30的某些方面更容易看见。图5的床10具有基部40'，该基部包括护罩和由护罩覆盖的底架的金属框架构件。也可以看到图5的床10的升降系统的臂或连杆41，但被操作以移动臂41以便使上框架38相对于基部40'升高、降低和倾斜的线性致动器被基部40'的护罩覆盖。
图5和图6的板30具有用于其各个段的平坦面板，因此不是台阶式板。图5和图6的板30具有第一头段部分或面板32a和第二头段部分或面板32b，其包括在床10的头段32中。当头段32相对于上框架38可枢转地升高时，板的面板32a沿图5中的箭头82所示的方向与板的面板32b平行地平移。当头段32相对于上框架38可枢转地下降时，板的面板32a沿与箭头82相反的方向与板面板32b平行地平移。图5和图6的失禁检测系统2的第一天线13在可移动板面板的左下侧拐角区域中耦合到可移动板的面板32a。因此，天线13与头段部分32a相对于头段部分32b平移。从天线13延伸到读取器12的电缆23包括足够的松弛以适应天线13的这种移动。
在一些实施例中，图5和图6的床10的头段32围绕其相对于上框架38枢转的枢转轴线在头段32升高时朝向上框架38的头端平移，并且在头段32下降时朝向上框架38的脚端平移。头段枢转轴线在头段32的升高期间的这种移动进一步增加了天线13和读取器12之间的距离，该距离也通过相应电缆23中的松弛来适应。用于使头段部分32a相对于头段部分32b平移并且用于使头段枢转轴线相对于上框架38平移的合适的机构的附加细节可参加美国专利8,516,634，该专利的全部内容通过引用并入本文。图5和图6的床10的进一步细节也可参见来自Hill-Rom Services,Inc的Hill-Rom,Product No.P7500,2013的服务手册，ProgressaTMBed中找到。
在图5和图6中可以看到床10的板30的座位段33。座位段33纵向地位于头段32的部分32b的脚端与大腿段34的头端之间。图5和图6的板30包括一对侧面板35，每个侧面板位于座椅段33和大腿段34的横向外侧。因此，面板35中的一个位于板段33、34的右侧，面板35中的另一个位于板段33、35的左侧。在示意性实施例中，面板35和座椅段33相对于上框架38固定。因此，在图5和图6的床10的横向尺寸中，座位段33和大腿段34不像头段32和脚段36那样宽。因此，图5和图6的安装到大腿段34的天线16比天线13更远离床10的左侧定位。对于安装到座椅段33的天线14、15也是如此。即与天线13相比，天线14、15、16定位在与图5和图6的床10的左侧(或板30的左侧)相距不同距离的位置处。在座位段33上，天线14比天线15更靠近左侧。如上所述，天线13、14、15、16在板30上的放置是反复试验的问题。在替代性实施例中，天线13、14、15、16中的一个或多个安装到面板35。
在图5和图6的示意性示例中，电缆23全部经由邻近床10左侧处的面板35、座位段33的左头端拐角区域、以及头段32的面板32b的左脚端拐角区域之间的连接部处形成的空间或间隙70'从相应的天线13、14、15、16引导到读取器12。在图5和图6的示意性示例中，读取器12安装到上框架38的纵向框架构件86的下表面。在其他实施例中，读取器12安装到框架构件86的侧表面。在此类实施例中，框架构件86的侧表面可以是面向内的侧表面(即，面朝向床10的中心的侧表面)或面向外的侧表面(即，在图5中可以看到的背离床的中心10的侧表面)。
图5和图6的床10的脚段36也是可伸展和可回缩的。因此，图5所示的电缆25具有足够的松弛以适应脚段36的伸展和回缩。图5的输出端口22安装到上框架38以便随之升高、降低和倾斜。因此，不需要在图5的在读取器12与输出端口22之间延伸的该电缆27中提供额外的松弛。因此，在图5中，电缆27被示出为沿着其大部分长度抵靠上框架构件86的面向内的侧表面定位。
现在参考图7，提供了床10和失禁检测系统20的示意图。床10具有支撑在板30的板段32、33、34、36上的床垫100(也称为患者支撑表面或仅仅称为表面)。具有RFID标签64的失禁检测垫60位于患者与床垫100之间。垫60通常位于患者的臀部和大腿上部下方以便增加吸收和检测由患者排出的失禁的可能性。
在图7中示意性地示出了诸如通过附接到框架38和段32、34的法兰、支架和/或连杆，用于可枢转地升高和降低头段32的头段电机90，以及用于可枢转地升高和降低大腿段34的大腿段电机92。在床10的一些实施例中，电机90、92包括在相应的线性致动器中。如本领域中已知的，床控制电路72响应于床上的用户输入而命令电机90、92的操作。
如图7中示意性指示的，天线16定位在远离RFID标签64达第一距离d1的位置处，天线15定位在远离RFID标签64达第二距离d2的位置处，天线14定位在远离RFID标签达第三距离d3的位置处，并且天线16定位在远离RFID标签64达第四距离d4的位置处。天线13、14、15、16中的一个被确立为由读取器12控制以通过床垫100向RFID标签64发出能量的发射天线，标签6以其通过床垫100返回的数据相应被确立为接收天线的天线13、14、15、16中的另一个。读取器12还能够经由已确立的发射天线13、14、15、16将数据写入RFID标签64。因此，一旦垫60变湿，就将特定数据位设置在RFID标签64的存储器(更具体地，标签64的RFID芯片)中，并且当读取器12处理从RFID标签64接收的数据时，其能够确定垫64是湿的还是不湿的(更具体地，不足以致使特定位被设置)。
如果读取器12确定垫60是湿的，则读取器12经由已确立的发射天线13、14、15、16将第二位(也称为消除位)设置在RFID标签64中。一旦在RFID标签64中设置了消除位，则此后它保持不变。如果垫60在变湿之后变干，则读取器12在其从RFID标签64接收后续数据时将看到消除位任然被设置，使得特定垫60不应当被重新使用。在一些实施例中，读取器12发送警报以指示垫60是不应当使用的“坏”垫，因为它先前已经被湿润弄脏了。在其他实施例中，读取器12仅使视觉指示器18发出白光，从而指示读取器12没有读取到“好”垫。
如果需要，护理人员可以将多个垫60放置在患者下方的床垫100上。例如，使用两个垫60以增加患者下方的失禁吸收面积并不罕见。根据本发明，读取器12能够从多个垫60的多个RFID标签64读取反向散射数据。例如，一些发射/接收天线组合可以读取一个RFID标签64，并且其他发射/接收天线组合可以读取另一个RFID标签64。一些发射/接收天线组合可以读取多个标签64。如本文其他地方所述，如果多个失禁检测垫60中的任何一个或多个指示它们是湿的，则读取器12发起警报。
如图7中示意性地进一步指示的，读取器12具有无线通信能力。在示意性示例中，读取器12与无线接入点118无线通信。在一些实施例中，读取器12与无线接入点118之间的无线通信是双向的。也就是说，无线消息可以由读取器12和无线接入点118发送和接收。无线接入点118耦合到网络120，使得由无线接入点118从读取器12接收的消息最终能够通过网络120传输到其他系统的其他计算机设备。例如，在示意性示例中，来自读取器12的消息被传送到护士呼叫系统122。图7中标记为护士呼叫系统的框122旨在表示各种服务器、计算机、房间站、工作人员站和主护士站、以及与护士呼叫系统相关联的任何附加的相关基础设施。例如，在美国专利9,411,934和8,598,995中示出并描述了此类护士呼叫系统和相关基础设施，这些专利通过引用并入本文。
如图7中示意性所示，输出端口22经由有线连接124电耦合到位于医院房间中的壁128上的输入端口126。在一些实施例中，壁128可包括医疗机构的房间墙壁。在其他实施例中，壁128可以包括安装在医院房间中的一件建筑设备的面板，诸如端墙单元、床定位器单元、柱、臂、服务区等。输入端口126经由诸如电缆、路由器、网关等的适当基础设施耦合到网络120。如此，从端口22传送到端口126的来自系统20的读取器12的数据也可以由其他系统(诸如护士呼叫系统122)的计算机设备接收。因此，在示意性示例中，读取器12能够经由有线数据链路124和读取器12与无线接入点118之间的无线数据链路从系统20传送数据。
在本文期望的一些实施例中，失禁检测系统20的读取器12配备有802.11无线通信能力以用于与无线接入点118通信，其继而经由网络120连接到临床工作流程解决方案(CWS)医疗数据管理系统122的远程计算机或服务器。CWS系统122可以包括或不包括作为护士呼叫系统122的一部分。图7中的框122旨在单独或与护士呼叫系统一起表示CWS系统。在此类实施例中，读取器12将标签标识(ID)和加密的ID(两者都由读取器12从垫60的标签64接收)发送到CWS系统122以用于远程验证放置在床10上的垫60。如果多于一个垫60位于床10上，则读取器12接收多于一个标签ID和多于一个加密ID。然后，CWS系统122远程执行解密并且比较标签ID和从解密来自标签64的加密ID而得到的数据以完成验证。如果需要，通过标准互联网协议错误检查算法和/或可由床10处的读取器12应用的附加错误检测来保护从读取器12发送的数据免受破坏数据的传输错误。
通过将验证操作移动到具有互联网连接性的远程站点(诸如CWS系统122的计算机)产生许多优点。首先，床10处的读取器12的处理器可能在存储器或CPU周期方面不具有计算资源以在本地完成解密。其次，加密算法可以随意改变并且所使用的算法由标签ID确定，因此现场部署是无缝的。加密细节和私钥可以通过与另一个设施处的安全服务器(例如，制造或销售系统20和/或床10的实体处的服务器)的在线连接来管理，这实现了根据需要的私钥修改、私钥的周期性改变或以安全的方式批量替换加密算法。以此方式，为垫验证而生成的数据以完全安全的方式完成，并且可以根据需要完成。如果检测到私钥已经被损害，则可以建立新的私钥，并且在CWS服务器122处的数据库中维护垫序列号/私钥以进行垫验证。
本发明还设想了其中每个失禁检测垫60具有存储在相应RFID标签64中的相同唯一认证码的实施例。这种唯一认证码的一个示例是EPCglobal Inc根据EPCglobal标签数据标准建立的电子产品码(EPC)。因此，被授权用于失禁检测系统20的每个垫60的每个RFID标签64将在其存储器中存储相同的认证码(下文中称为“EPC”)。响应于垫60的RFID标签64被读取器12激励或扫描，EPC作为反向散射数据连同其他数据(诸如指示垫60是干燥的(例如，未弄脏的)还是湿的(例如，弄脏的)的数据)以及在一些实施例中连同标签ID一起从RFID标签64传输到读取器12。在组装到垫60中之前，标签64的RFID芯片在一些实施例中可具有其自身的EPC。在此类实施例中，在垫60的制造过程期间，用垫特定的EPC重写RFID芯片的EPC。在制造期间，EPC的重写可以在RFID标签64附接到垫60的一个层(例如底片200)之前或之后发生。在此之后的使用中，RFID标签64在其发送给读取器12的任何响应中包括垫特定的EPC。
如果读取器12接收到不包括其应当接收以指示经授权垫60正在由读取器12读取的垫特定EPC的传输，则在确定从RFID标签接收的EPC与垫特定的EPC不匹配之后，读取器12忽略该传输(其在本文中称为“未授权传输”)。因此，通过忽略未授权的传输，读取器12不输出关于未授权垫的湿或干燥状态的消息。然而，在一些实施例中，读取器12可以传输或输出关于在系统20中尝试使用未授权垫的其他消息，如下面将进一步讨论的。
为了确定垫60是经授权的还是未授权的，读取器12还在其存储器中存储垫特定的EPC以用于与从RFID标签64接收的数据进行比较。在一些实施例中，如果读取器12接收到未授权的传输，则从读取器12传输警告消息以供显示在床10上，和/或在护士呼叫系统122的设备(例如，主护士站计算机、房间站、工作人员站、护理员电话、寻呼机等)上，和/或在医疗机构的网络中包括或可由其访问的某种其他设备(例如，智能电话、计算机等)上，以便向一个或多个护理人员通知在床10上使用未授权垫。在一些实施例中，通知包括用经授权垫60替换未授权垫的指令。
如果需要，来自读取器12的关于在床10上使用未授权垫的警告消息也被传输到经授权垫60的制造商和/或销售商。然后，经授权垫60的制造商和/或销售商能够联系医疗保健机构关于其使用未授权垫并且促使购买经授权垫60。可选地，来自读取器12的关于在床10上使用未授权垫的警告消息导致向医疗机构的人员发出通知，从而告知与失禁检测系统20有关的任何保证可能由于试图在床10上使用未授权垫60而变得无效。来自读取器12的关于保证无效的这种通知可以显示在床10和/或上述各种设备上，并且还可以例如经由电子邮件、文本消息等直接发送给医疗保健机构的其他人员(例如，购买、合法等)。
本发明还预期RFID标签的“选择”功能用于防止对读取器12的未授权传输。根据选择功能，诸如读取器12的请求设备能够向所有附近设备(例如，读取器12的接收范围内的设备)发送包含垫特定的EPC的广播传输消息(也称为“选择广播”)。此后，包括其中不存储垫特定的EPC的RFID标签的接收设备(或具有选择功能的其他类似通信电路)将无限期地或在阈值时间内不会响应来自请求设备(例如，读取器12)的任何请求。因此，通过使读取器12传输具有垫特定的EPC的选择广播，只有在其中存储垫特定的EPC的经授权垫60将响应来自读取器12的后续请求，至少持续阈值持续时间和/或直到传输另一个选择广播以重置阈值时间。
应当理解，如上所述，在失禁检测垫中使用认证码可以用于本文所述的失禁检测垫的任何实施例。根据本发明可使用认证码的失禁检测垫的其他示例可以在美国专利申请公开2018/0021184A1；2017/0246063A1；2017/0065464A1；2016/0374626A1；以及2014/0276504中，以及2018年4月20日提交的美国临时申请62/660,558中找到，在不与本发明内容相抵触的范围(其将控制任何不一致性)内，对于这些专利申请所教导的所有内容，这些专利申请中的每一个都通过引用整体并入本文。
系统20和床10可用于家庭保健以及传统医院或其他医疗机构之外的其他市场。对于此类市场，通过使高计算资源强度操作(诸如解密算法)经由任何可用的互联网连接远程完成，读取器12可构造有非常有限功能性的微处理器。作为附带利益，预期服务自动地计费和向客户发送更多失禁垫(经由预先安排)，由此使用现有硬件连接来实现电子商务业务。因此，CWS系统122的服务器或远程设施处的服务器可以执行垫使用数据收集，可以执行计费功能，和/或可以生成库存管理数据，以及向医院或家庭用户提供关于失禁检测垫60使用的其他通知。例如，此类使用数据可以包括每天、每周和/或每月使用的垫60的数量；干燥垫变脏之前的平均时间量；在弄脏之后且在移除湿垫和/或用干燥垫替换湿垫之前的平均时间量；以及先前装运数量中剩余的垫数量以供使用。
在一些实施例中，诸如图3、图5和图7的示意性实施例，输出端口22包括凹1/4英寸插座，其配置成用于接收凸1/4英寸插头(有时称为拾音插头)。在一些实施例中，输入端口126也是接收凸1/4英寸插头的凹1/4英寸插座。在此类实施例中，经由这种1/4英寸的插座和1/4英寸的插头传送的数据本质上是二进制的，以简单地指示失禁检测垫60是湿的还是不湿的。此类二进制信号有时被称为接触闭合，因为当处于高态(例如，逻辑电平1)时，它们闭合耦合到端口126的继电器，该端口继而向护士呼叫系统122发送信号。在一些实施例中，继电器的闭合发生在低状态(例如，逻辑电平0)而不是高状态，这取决于继电器设计。在任何一种情况下，对于护理呼叫系统122的信号都是简单的开/关或二进制信号。在一些实施例中，继电器直接线连接到护士呼叫系统122而不涉及网络120。如果需要，可以使用更复杂的输出端口22和输入端口126。例如，在一些实施例中，根据本发明可以使用RJ-45连接器、37针连接器、RS-232连接器等(例如，多针/多端口或多触点)设备作为端口22、126。
在一些实施例中，读取器12使用线性跳频方案来激励天线13、14、15、16以扫描RFID标签64，该线性跳频方案在下频率限制与上频率限制之间循环通过五十个频率。在一些实施例中，下频率限制为约902兆赫(MHz)，并且上频率限制为约928MHz。跳频方案是非连续的，并且跳频以五个为一组进行布置，其从频带底部附近开始并以约5兆赫兹(MHz)跳跃到频带顶部附近，然后直到已使用所有五十个频率，跳频才回到频带底部附近。在已使用所有五十个频率(此时序列重新开始)之前，没有频率被使用两次。在一些实施例中，频率序列如下：902.75；907.75；912.75；917.75；922.75；906.75；911.75；916.75；921.75；926.75；904.75；909.75；914.75；919.75；924.75；903.25；908.25；913.25；918.25；923.25；907.25；912.25；917.25；922.25；927.25；905.25；910.25；915.25；920.25；925.25；903.75；908.75；913.75；918.75；923.75；905.75；910.75；915.75；920.75；925.75；904.25；909.25；914.25；919.25；924.25；906.25；911.25；916.25；921.25；以及926.25。然而，应当理解，在其他实施例中，可以在跳频方案中使用其他五十个频率的序列。在一些实施例中，五十个跳频的序列由软件任意设置。
如上所述，每个天线13、14、15、16作为发射天线循环通过，并且剩余的三个天线13、14、5、16中的每一个作为接收天线循环通过。在这方面，在一些实施例中提供了以下十二个发射天线和接收天线组合：天线13发射并天线14接收，接着是天线16接收，接着是天线16接收；天线14发射并天线13接收，接着是天线15接收，接着是天线16接收；天线15发射并天线13接收，接着是天线14接收，接着是天线16接收；以及天线16发射并天线13接收，接着是天线14接收，接着是天线15接收。在这种情况下，在读取器12的操作期间，在任何给定的实例中仅存在一个发射天线和一个接收天线。在每种情况下，当循环通过发射天线和接收天线组合时，读取器12使用跳频序列中的下一个可用频率。
在示意性示例中，不使用多输入多输出(MIMO)天线控制方案，因为在任何给定时间只有一个天线发射，并且在任何给定时间只有一个其他天线被确立为接收天线。然而，对于在其他实施例中由读取器12确立的多个输出天线(即，基本上同时发射的多个发射天线)和/或多个输入天线(即，被确立为接收天线的多个接收天线)，其在本发明的范围内。例如，天线13、14可以由读取器12确立为发射天线，并且天线15、16可以由读取器12确立为接收天线。预期天线13、14、15、16的所有2×2组合。可替代地，可以将天线13、14、15、16中的三个确立为发射天线，并且可以将剩余的一个天线13、14、15、16确立为接收天线。预期天线13、14、15、16的所有3×1组合。进一步可替代地，可以将天线13、14、15、16中的一个确立为发射天线，并且可以将剩余的三个天线13、14、15、16确立为接收天线。预期天线13、14、15、16的所有1×3组合。在一些实施例中，失禁检测系统20可以仅具有三个天线或可以具有多于四个天线。本发明内容考虑了接收和发射天线指定的所有排列和组合。
如包括四页的图8所示，读取器12的电路的一部分包括双基地射频(RF)开关矩阵140，其用于选择哪个天线13、14、15、16是发射天线以及哪个是接收天线。在国际专利申请PCT/US2016/062167中示出并描述了读取器12的电路的其他部分，特别是结合其图29A-C。示意性双基地RF开关矩阵包括两个型号SKY13596的双刀双掷(DPDT)开关142和两个型号SKY 13330单刀双掷(SP2T)开关144，其各自都可以购自马萨诸塞州Woburn的SkyworksSolutions,Inc。图8的电路还包括一组四个HSMF-C165微型双色表面贴装ChipLED 146，其各自具有红色二极管和绿色二极管并且可购自加利福尼亚州圣地亚哥的AvagoTechnologies。ChipLED 146的红色二极管和绿色二极管被点亮以指示相应天线13、14、15、16的操作状态。例如，当相应天线13、14、15、16作为发射天线或接收天线工作时，绿色二极管被点亮；并且当相应天线13、14、15、16处于休眠状态并且不用作发射或接收天线时，红色二极管被点亮。与双基地RF开关矩阵140相关联的电路的进一步细节在图8中是显而易见的，并且不需要详细讨论。
根据本发明，双基地RF开关矩阵140以全周期扫描模式操作，使得第一、第二、第三和第四天线13、14、15、16中的每一个被选择性地选择以确立为发射天线，并且剩余的三个天线中的每一个被选择性地循环通过以成为接收天线，使得操作十二个发射天线和接收天线组合。在全周期扫描模式期间，存储发射天线和接收天线组合，其产生对作为床10的相应的一个或多个失禁检测垫60的一个或多个RFID标签64的有效读取。在一些实施例中，然后基于有效读取来确定用于操作双基地RF开关矩阵140的经修改的周期扫描模式，使得仅产生一个或多个RFID标签64的有效读取的发射天线和接收天线组合循环通过预定数量的周期，在此之后双基地RF开关矩阵140再次以全周期扫描模式操作。
全周期扫描模式可以操作持续若干次迭代，使得例如在确定要在经修改的周期扫描模式中使用的那些组合之前，进行所有可能天线13、14、15、16发射接收组合的十次读取。例如，周期扫描模式的经修改的预定迭代次数可以多于或少于十次。在经修改的周期扫描模式期间，仅对较少数量的发射和接收天线13、14、15、16组合继续使用上述跳频方案。在一些实施例中，如果在全周期扫描模式期间没有检测到无源RFID标签64的有效读取，则双基地RF开关矩阵140继续以全周期扫描模式操作，直到检测到至少一个有效读取，在此之后双基地RF开关矩阵140以经修改的周期扫描模式操作。
读取器12的天线13、14、15、16以低功率(例如，小于或等于1瓦特)操作，以满足美国联邦通信委员会(FCC)关于最大允许暴露(MPE)限制的规定。由FCC规定的MPE限制取决于频率和功率密度限制，其被指定为六分钟时段的平均值。在902MHz-928MHz频段内，功率密度限制在任何六分钟时间段内为0.601毫瓦(mW)/cm2。在一些实施例中，在来自天线13、14、15、16的传输之间提供延迟时段以保持在MPE限制内。
现在参考图9，示出了适合与失禁检测系统20一起使用的失禁检测垫的底片200。底片200可以代替国际申请PCT/US2016/062167所示的任何失禁检测垫实施例的底片，例如图8A-8D和图31-39所示的那些。底片200的形状为矩形，并且具有印刷在其上的第一和第二电极迹线202、204。电极迹线202、204在本文中有时称为电极202、204。
电极202具有第一直线区段部分206；第二直线区段部分208，其基本垂直于部分206；第三直线区段部分210，其基本上垂直于第二部分208并耦合到RFID标签64；第四直线区段部分212，其与部分208基本上平行；第五直线区段部分214，其与部分206、210平行；第六直线区段部分216，其与部分208、212平行；以及第七直线区段部分218，其与部分206、210、214平行并与部分206对准。部分206、208、210、212、214、216、218之间的过渡是圆形的，诸如半径为约51.5mm，但部分208、210之间的半径为约36.5mm，并且部分210、212之间的半径甚至小于该半径。迹线202的圆形部分各自在约90°的弧度内延伸。
电极204具有第一直线区段部分220；第二直线区段部分222，其基本垂直于部分220；第三直线区段部分224，其从部分222并以垂直于该部分延伸；第四直线区段部分226，其与部分220基本上平行；第五直线区段部分228，其与部分226基本上平行并从该部分偏移；以及第六直线区段部分230，其在延伸时与部分226形成约45°的夹角232。部分230提供部分226、228之间的倾斜过渡。部分228还与RFID标签64电耦合。部分220与部分222之间的过渡以及部分224与部分226之间的过渡在约90°的弧度内是圆形的，诸如半径为约51.5mm。
迹线202的部分206基本上与迹线204的部分220、226平行并且位于其间。迹线204的部分226基本上与迹线202的部分206、214平行并且位于其间。类似地，迹线202的部分208基本上与迹线204的部分222、224平行并且位于其间。迹线204的部分224与迹线202的部分208、216平行并且位于其间。电极202、204印刷在底片200上并包括导电油墨(诸如碳油墨、银油墨等)。在一些实施例中，迹线202、204的厚度为约3.0mm+/-0.5mm。
在示意性示例中，电极202的部分206与电极204的部分220之间以及电极202的部分214与电极204的部分226之间的垂直距离234为约127.0mm。在示意性示例中，电极202的部分206与电极204的部分226之间的垂直距离236为约317.0mm。因此，部分206、226之间的距离236大于每个距离234的距离的两倍。具体地，距离236与234的比率为约317/127＝2.496。
在示意性示例中，电极202的部分208与电极204的部分222之间以及电极202的部分216与电极204的部分224之间的垂直距离238为约77.0mm。在示意性示例中，电极202的部分208与电极204的部分224之间的垂直距离240为约537.0mm。因此，部分208、224之间的距离240大于每个距离238的距离的六倍。具体地，距离236与234的比率为约537/77＝6.974。
在示意性示例中，底片200的长侧边缘242具有约900.0mm的长度，并且短端边缘244具有约750.0mm的长度。底片200的长尺寸有时被称为纵向(MD)并且底片200的短尺寸有时被称为横向(CD)。电极区段部分206、226之间的距离236大于层200的长边242之间限定的750.0mm距离的30％且大于其40％。具体地，距离236与750.0mm的比率为317/750＝0.423或基于百分比为42.3％。电极区段部分208、224之间的距离240大于层200的短端242之间限定的900.0mm距离的40％且大于其50％。具体地，距离240与900.0mm的比率为537/900＝0.597或基于百分比为59.7％。
电极部分206、226之间的距离236以及电极部分208、224之间的距离240提供了具有底片200的失禁检测垫60，该底片的相对较大的中心区域没有任何电极部分。这表示了对国际专利申请PCT/US2016/062167中公开的失禁检测垫的电极迹线几何形状的改进，特别是结合其图31。在测试期间，发现具有施加到患者的臀部和/或骶骨区域的凝胶或软膏的患者可能导致在垫的中心区域中的电极区段之间形成导电路径。凝胶或软膏在电极之间传导电流，由此导致关于失禁检测的假肯定。因此，与现有技术的垫相比，使电极206、226间隔得更远并且使电极208、224间隔得更远显著减少了患者上的凝胶或软膏闭合电极迹线202、204之间的电路的机会。
底片200包括在与边缘244中的一个相邻的端部区域中的牺牲迹线246。在制造过程期间，从下一个相邻底片200的电极迹线留下牺牲迹线246，如在国际专利申请PCT/US2016/062167中进一步详细描述的，特别是结合其图36。牺牲迹线246稍微呈U形或C形。如图9所示，在底片200上印刷呈虚线矩形形式的RFID标签覆盖区域(foot print)248。电极202的部分210和电极204的部分228延伸到覆盖区域248中以用于电耦合到RFID标签64。覆盖区域248描绘了底片200的对准区或区域，RFID标签64可以被放置在该对准区或区域内并与电极202、204的部分210、228形成适当的电接触。在图9中，底片200右侧的放大图框示出了在覆盖区域248内安装在底片200上的RFID标签64。
仍然参考图9，在底片200上示出了基本上呈矩形的虚线框250，以便描绘其中包括底片200的失禁检测垫60的吸收芯周边的一般位置。与边缘244中的一个相邻的一组虚线252指示具有底片200的失禁检测垫沿纵向折叠的位置。应当注意，底片200右侧的两条折叠线252传递到覆盖区域248和其中包含的RFID标签64的右侧和左侧。因此，纵向折叠252被定向成使得当相关联的失禁检测垫60被折叠时RFID标签64不被折叠。底片200还具有附加的对准标记254，其在包括底片200的失禁检测垫的制造期间使用。
尽管上面已经详细描述了某些示意性实施例，但在所附权利要求中描述和限定的本发明的范围和精神内存在变化和修改。

Claims (29)

1.一种失禁垫，包括：
吸收材料；
与所述吸收材料相邻的连接层；以及
连接到所述吸收材料和所述连接层中的至少一个的电气片，所述电气片包括：
材料层，所述材料层成形为具有第一和第二长边以及第一和第二短边的矩形；
射频识别RFID标签，与第二短边相比，所述RFID标签更靠近第一短边耦合到所述材料层；
第一电极和第二电极，设置在所述材料层上并且电耦合到所述RFID标签，所述第一电极和第二电极包括与所述材料层的第一和第二长边平行的第一、第二、第三和第四电极区段，第二电极区段和第三电极区段位于第一电极区段与第四电极区段之间，第二电极区段和第三电极区段间隔开第一距离，第二距离限定在第一电极区段和第二电极区段之间以及第三电极区段和第四电极区段之间，所述第一距离是所述第二距离的至少两倍；
所述RFID标签包括：
存储单元，其中认证码存储在所述存储单元中并且配置成致使读取系统基于流体的检测进行警告；以及
发射器，其配置成传输指示所述流体存在的信号，其中所述发射器进一步配置成传输所述认证码。
2.根据权利要求1所述的失禁垫，其中所述RFID标签包括无源RFID标签。
3.根据权利要求1所述的失禁垫，其中所述认证码包括电子产品码EPC码。
4.根据权利要求1所述的失禁垫，其中所述连接层包括抗流体的底片层。
5.根据权利要求4所述的失禁垫，还包括流体可渗透的顶片层。
6.根据权利要求1所述的失禁垫，其中所述第一和第二电极为导电迹线。
7.根据权利要求6所述的失禁垫，其中所述导电迹线印刷在所述材料层上，所述导电迹线包括导电油墨。
8.一种失禁检测系统，包括：
用于放置在将被监测人员的下方的失禁检测垫，所述失禁检测垫包括电气片，所述电气片包括：
材料层，所述材料层成形为具有第一和第二长边以及第一和第二短边的矩形；
射频识别RFID标签，与第二短边相比，所述RFID标签更靠近第一短边耦合到所述材料层；
第一电极和第二电极，设置在所述材料层上并且电耦合到所述RFID标签，所述第一电极和第二电极包括与所述材料层的第一和第二长边平行的第一、第二、第三和第四电极区段，第二电极区段和第三电极区段位于第一电极区段与第四电极区段之间，第二电极区段和第三电极区段间隔开第一距离，第二距离限定在第一电极区段和第二电极区段之间以及第三电极区段和第四电极区段之间，所述第一距离是所述第二距离的至少两倍；
所述RFID标签存储有认证码，所述认证码对于被授权用于所述失禁检测系统的所有失禁检测垫是共用的；
具有电路的读取器，所述电路中也存储有所述认证码；以及
耦合到所述读取器的至少一个天线，其中所述读取器可操作成通过所述至少一个天线向所述RFID标签发送请求，并且通过所述至少一个天线读取响应于所述请求而从所述RFID标签发射的数据，所述读取器配置成通过确定从所述RFID标签接收的所述数据包括所述认证码来确认所述失禁检测垫是经授权的失禁检测垫，其中如果从所述RFID标签接收的所述数据指示所述失禁检测垫是湿的，则所述读取器配置成传输指示所述经授权的失禁检测垫是湿的消息，其中如果所述数据不包括所述认证码，则所述读取器不传输所述消息。
9.根据权利要求8所述的失禁检测系统，其中所述认证码包括电子产品码EPC。
10.根据权利要求8所述的失禁检测系统，其中来自所述读取器的对所述RFID标签的请求还包括所述认证码，并且所述RFID标签仅在所述认证码包括在来自所述读取器的所述请求中时响应于所述请求。
11.根据权利要求8所述的失禁检测系统，其中所述RFID标签包括将所述数据作为反向散射数据发出的无源RFID标签。
12.根据权利要求11所述的失禁检测系统，其中所述反向散射数据包括指示所述失禁检测垫是干燥还是湿的垫状态数据。
13.根据权利要求12所述的失禁检测系统，其中所述反向散射数据还包括所述无源RFID标签的标签标识ID。
14.根据权利要求8所述的失禁检测系统，其中所述读取器配置成如果从所述RFID标签接收的所述数据不包括所述认证码，则传输警告消息，所述警告消息包括指示正在对患者使用未授权的失禁检测垫的通知。
15.根据权利要求14所述的失禁检测系统，其中所述警告消息从所述读取器传输以显示在支撑所述患者的病床上。
16.根据权利要求15所述的失禁检测系统，其中所述读取器和所述至少一个天线耦合到所述床。
17.根据权利要求14所述的失禁检测系统，其中所述警告消息从所述读取器传输到至少一个远程计算机设备。
18.根据权利要求17所述的失禁检测系统，其中所述至少一个远程计算机设备包括以下中的一个或多个：主护士站、房间站、员工站、护理员电话、寻呼机、智能手机，或计算机。
19.根据权利要求14所述的失禁检测系统，其中所述警告消息包括用所述经授权垫替换所述未授权垫的指令。
20.根据权利要求14所述的失禁检测系统，其中所述读取器配置成将有关对所述患者使用未授权垫的通知传输到经授权的失禁检测垫的制造商或销售商。
21.根据权利要求14所述的失禁检测系统，其中所述读取器配置成向医疗机构的人员传输通知，从而告知与所述失禁检测系统有关的任何保证可能由于试图对于所述患者使用未授权垫而变得无效。
22.一种制造多个失禁检测垫的方法，所述方法包括：
接收多个RFID标签，所述多个RFID标签均具有存储在各自RFID标签的存储器中的芯片特定的电子产品码EPC，
在所述多个RFID标签中的每个RFID标签中用垫特定的EPC重写所述芯片特定的EPC，使得每个RFID标签具有存储在其相应存储器中的公共垫特定的EPC；以及
将每个RFID标签耦合到所述多个失禁检测垫中对应的一个失禁检测垫的多个层中的第一层，其中，所述多个失禁检测垫中的每一个失禁检测垫包括电气片，所述电气片包括：
材料层，所述材料层成形为具有第一和第二长边以及第一和第二短边的矩形；
射频识别RFID标签，与第二短边相比，所述RFID标签更靠近第一短边耦合到所述材料层；
第一电极和第二电极，设置在所述材料层上并且电耦合到所述RFID标签，所述第一电极和第二电极包括与所述材料层的第一和第二长边平行的第一、第二、第三和第四电极区段，第二电极区段和第三电极区段位于第一电极区段与第四电极区段之间，第二电极区段和第三电极区段间隔开第一距离，第二距离限定在第一电极区段和第二电极区段之间以及第三电极区段和第四电极区段之间，所述第一距离是所述第二距离的至少两倍。
23.根据权利要求22所述的方法，其中用所述多个RFID标签中的每一个的垫特定的EPC来重写所述芯片特定的EPC发生在将每个RFID标签耦合到所述相应的第一层之前。
24.根据权利要求22所述的方法，其中用所述多个RFID标签中的每一个的垫特定的EPC来重写所述芯片特定的EPC发生在将每个RFID标签耦合到所述相应的第一层之后。
25.根据权利要求22所述的方法，其中所述多个失禁检测垫中的每一个的所述多个层包括吸收层，并且还包括用所述相应的吸收材料覆盖所述RFID标签和每个失禁检测垫的第一层的至少一部分。
26.根据权利要求22所述的方法，其中将每个RFID标签耦合到所述相应的第一层包括将每个RFID标签耦合到由所述对应的第一层支撑的一对相应导电电极上。
27.根据权利要求22所述的方法，其中所述多个RFID标签包括无源RFID标签。
28.根据权利要求22所述的方法，其中所述多个失禁检测垫中的每一个的第一层包括抗流体的底片层。
29.根据权利要求22所述的方法，其中所述多个失禁检测垫中的每个失禁检测垫的所述多个层还包括流体可渗透的顶片层。
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