CN1989532A - 用于人皮肤的通信单元 - Google Patents

Abstract

放在人皮肤上的电通信单元，包含支承件(3)、一系列身体接触件(7)、脉冲发生器(6)，所述脉冲发生器(6)被配备成生成一系列脉冲，并将系列脉冲发送到所述系列身体接触件(7)，所述系列身体接触件(7)被配备成将所述系列脉冲发送到所述人的皮肤上。电通信单元呈贴片形式。

Description

用于人皮肤的通信单元

技术领域

本发明涉及配备成放在人皮肤上的电通信单元，所述单元包含：

-支承件，所述支承件包含：

-一系列身体接触件；

-与一系列身体接触件连接的脉冲发生器，所述脉冲发生器被配备成一旦接收到第一信号就生成一系列脉冲，并将所述一系列脉冲发送到所述一系列身体接触件，所述一系列身体接触件被配备成将所述一系列脉冲发送到所述人的皮肤上；和

-与脉冲发生器连接的电源。

背景技术

人们不断需要新的和更好的医学治疗导致当今的进行式疗法。经济和社会价值不断地推动制药部门尽可能创造出最有效的药物。如下的因素代表对最终治疗效果的主要影响：

1.每剂药物的特性。人们通过临床试验来研究和确定最合适分子和它们的必要浓度，以便完全治愈病人。

2.严重依赖于病人遵守性的药物的及时给予(以及制造者、药剂师或根据医生处方建议的频率)。

世界卫生组织的一个机构最近所作的研究表明，第二因素，即，病人的遵从性很重要。尽管药物的内在品质很好，但由于缺乏遵守性而实际给药一半不会导致有效治疗。显然，无论在社会层面上还是在经济层面上，这个问题都对整个世界产生巨大影响。

这些研究的结论是，迫切需要一种现代解决方案来解决这个问题。本发明提供了基于新概念的答案。

到目前为止，存在一些部分解决了病人遵从性问题的电通信设备。

例如，US4708716公开了一种用于经过皮肤释放药物的敷贴器，该敷贴器包含当将敷贴器敷贴在皮肤上时贴近皮肤的电路。这种敷贴使电流流过并使药物穿过皮肤进入血液流中。可以将电极部署在回路中，以便当在血液流中达到所需剂量水平时反馈一个信号，使得借助于这样的反馈回路，取得按需要调节药品剂量的按需类型敷贴器。可以将LCD或电化向光性材料(ECM，electrochemical phototropicmaterial)装入该设备的电路中用作指示器。随着该电路的完成，激活指示器，以便提供药品正经过皮肤释放的肯定指示。

不幸的是，这样的设备只限于经过皮肤的药品并且难以制造。的确，设备的工作与一旦电流起作用就从储药器迁移到皮肤上的液态药物穿过皮肤有关。因此，该系统需要让电极强迫药品迁移的储药器结构和贴近皮肤的电路结构。因此，如果一小部分未适当敷贴在皮肤上，电路就不会贴近并且设备将不会正常工作。

此外，根据美国专利第4708716号的设备通过发送发光信号向病人确认已经正确地发生了药品扩散，在像医院环境等那样的一些环境下，这会引起麻烦。当设备的佩带者正在睡觉时，感觉不到这样的发光信号。因此，可能发生，例如，在夜间或当忙于查询浓度时，病人不能正确地服药。通过用药品正经过皮肤释放的肯定指示来提供确认，设备不能将故障告知病人，并且病人应当注意检查设备是否已经发出信号。

并且，根据美国专利第4708716号的设备只可用在病人本身上。

在美国专利第6175763号中给出了另一个例子。根据美国专利第6175763号的电输送系统包含一旦流过皮肤的电输送驱动电流起作用就释放药品的储药器。该电输送系统包含感测与系统工作有关的状况或事件的传感器、控制器和生成可以感测的触觉信号的触觉信号发生器。具体地说，传感器是感测储药器中药品的pH值的pH传感器或感测储药器中药品含量的传感器。如果在设备出现问题，诸如pH异常或储药器中含量异常，例如空储药器，则配备成从传感器接收信号并控制触觉信号发生器的控制器检测到异常值，并将触觉信号发送到病人的皮肤。

这样的设备通过提供当病人正在睡觉或忙碌时可以感觉到的触觉信号，部分解决了美国专利第4708716号的设备存在的问题。仅当出现问题时将触觉信号发送到病人的皮肤，以及当设备正常工作时不发送信号。

不幸的是，由于设备的工作与药品从储药器中的迁移有关，这样的设备也只可应用于经过皮肤的药品敷贴中。触觉信号还与功能有关，尤其与设备的故障有关。由于需要存在包含液态药品的储药器和诸如水平捕获器或pH捕获器的捕获器以及电路，该设备也难以制造。

该电路还贴近佩带者的皮肤，并且如果该设备未得到适当敷贴，该设备将不会正确地起作用并将生成触觉信号。此外，根据美国专利第6175763号的设备只可用在病人本身上。

的确，根据这两个美国专利的设备应当制造成带有包含在储药器中的药品并应当包含电子线路或电路。因此，制造步骤复杂，最终设备很昂贵。此外，这样的设备可以向病人发出设备出故障的警告，但不能解决严重依赖于病人遵守性的药物，例如，片状药物、丸状药物或甚至注射药物(通过制造者、药剂师或根据医生处方建议的频率)的及时给予问题。

还存在另一种类型的电通信设备，例如，描述在GB2386207中的电通信设备。GB2386207的设备公开在权利要求1的前序部分中。它是包含发射器无线基本单元和解剖学无线单元(电通信单元)的无声解剖学警告系统。一旦接收到从基本单元发送的信号，解剖学无线单元就能够将电流输出到用户的皮肤上。这样的电通信系统被配备成，例如提醒病人他或她必须服下他或她的药丸、药片等，或者进行他或她的注射。这种设备由连接在一起并被配备成例如分别扣在用户的脚和用户的踝上的两个圆环组成。这种设备可用在像药片、药丸等那样不经过皮肤敷贴的疗法中，并可以应用于除了病人之外的其它人员，但这种设备既笨重又不可在基本单元的发送范围之外工作。

因此，已知的电通信单元在几个层面上存在重大局限性：太大、用户友好性差、不易制造、不可能与用户状态无关地发出警告、辨别力差、只可应用于特定药物类型、不好想出易于加入现有药剂包装中的方法等。

本发明的目的是，通过提供可广泛应用的概念来至少减轻这些缺点的一些，这个可广泛应用的概念通过向病人发出他或她必须服下他或她的药物的警告来提高可靠性，并可以与用户状态无关地应用在另一个人的皮肤上。

发明内容

为此，本发明提供了根据权利要求1前序部分的单元，其特征在于，电通信单元呈配备成放在人皮肤上的贴片形式，并且其特征在于，脉冲发生器进一步包含带有存储器的处理单元，所述处理单元被配备成：

-存储第二信号，所述第二信号包含指示应当在什么时间生成所述第一信号的数据，和

-生成并向所述脉冲发生器发送所述第一信号。

根据本发明的电通信单元由于其平面形状而更易于制造，并且小型化、用户友好、不笨重、有辨别力等。此外，由于贴片概念，该单元非常易于放置。另外，通过持久地与身体接触，该单元能够以无声方式和在任何时刻向用户身体发送系列脉冲。

这里提到的术语“在什么时间”指的是任何时间段(间隔或特定时间)，尤其是适合给予药物的时间段。例如，这个时间可以是早晨8点、下午2点、晚上8点和午夜0点，或甚至是每个小时、每两个小时、一天两次、一个晚上等。

这里提及的术语“脉冲”包含诸如电脉冲、振动、温度变化的几种不同刺激，每种刺激都意味着以连续、断断续续或周期性方式，优选地以断断续续或周期性方式，以及最优选地以周期性方式被人或哺乳动物感觉到。

这样的电通信单元在(预)编程之后进一步完全独立于基本单元。事实上，用户仅需要通过将信号发送到电通信单元的接收器天线的发射基本单元，来输入约定时间或给药时间。所述接收器天线与包含带有存储器的处理单元的脉冲发生器连接。存储器被配备成存储第二信号，第二信号包含指示应当在什么时间生成第一信号(激活信号)的信息/数据。由于数据存储在处理单元的存储器中，处理单元将在需要时生成激活信号(就是所述第一信号)，而无需在基本单元的发送范围内。第一信号(激活信号)可以在需要时在与第二信号(信息/数据信号)相同的时间生成，或在需要时在稍后时刻生成。换句话说，通信单元与基本单元和接收器之间的距离无关地工作。一旦被编程并被初始激活，电通信单元自治工作。

本领域的普通技术人员应当认识到，第二信号和激活(第一)信号可以是相同或不同的信号。在GB2386207中，这两个信号事实上是单个信号。根据本发明，这些信号可以不同，但也未必不同。激活信号(第一信号)是由基本单元所发射的第二信号引起的，已经由处理单元处理并存储在存储器中，以便在白天或晚上期间的适当时间发送到身体接触件。

此外，佩带电通信单元的未必是病人。在对孩子进行药物治疗的情况下，将该单元敷贴在父母的皮肤上以便有把握正确管理对孩子的药物治疗是有利的，并且，例如在夜间，通过身体接触件接收系列脉冲来唤醒父母比唤醒孩子更合适。

在一个特定实施例中，脉冲发生器包含生成所述系列脉冲的电压源。所述系列脉冲具有最好从20Vdc到150Vdc的电压范围，更优选地，从50Vdc到100Vdc的电压范围，和最优选地，大约75Vdc。

具有对该人明显但对周围的人不明显从而使辨别成为可能的一系列脉冲是有利的。

在一个特定有利实施例中，脉冲发生器包含用于生成所述系列脉冲的电流源。

电流源的存在使传送非常有益的恒定强度成为可能。的确，每个人的皮肤都是不同的，虽然一些人将感觉到系列脉冲，但其它人可能对脉冲非常敏感或甚至感觉不到脉冲。此外，电压是电阻值与电流强度值相乘的结果。通过将恒定电压施加在皮肤上，如果皮肤的电阻因各种原因发生变化，则电流强度可以大于或小于打算施加的电流强度。因此，向皮肤提供包含在这里提及的值之间的恒定电流强度是有利的。

优选地，所述系列脉冲具有从1mAdc到150mAdc的强度范围，更优选地，具有从10mAdc到50mAdc的强度范围，和最优选地，大约30mAdc。

这些范围明显有利于作出辨别，同时佩带该单元的人可接受并可注意到。

优选地，脉冲发生器包含限流器。

限流器的存在通过避免将过高强度施加在皮肤上而提高了安全性。

根据本发明的设备使辨别成为可能，的确，只有用户才能感觉到活动性。其它人不会注意到警告信号(系列脉冲)。此外，这个特征使该单元变得特别安全。

并且，这些脉冲具有包含在1μs到10ms之间，优选地，在10μs到1ms之间，和最优选地，大约30μs的宽度，以及其中，脉冲之间的周期在从1μs到10s范围，优选地，从100μs到100ms，以及最优选地，大约1ms。

这样，生成的脉冲足以有效地通过唤醒而被注意到，如果正在睡觉的人士需要，就可以这样做。

有利的是，所述系列脉冲进一步包含多个突发，每个突发包含一组脉冲，所述突发相互间隔没有脉冲的一段时间。这样就可以使输出电流分散，例如，以便温和地唤醒正在睡觉的人士或不惊扰正在工作的人员等。

优选地，所述贴片包含诸如可从MacTac^公司购买到的Macfilm F2023的粘附层。通过使用这样的粘附层，贴片是低变应原性的，并且是防肥皂水、酒精、一些碳氢化合物等的。在本发明的一种变体实施例中，所述电通信单元进一步包含在其上吸收药品的薄膜区域，所述电通信单元被进一步配备成被用作皮肤贴片。

将皮肤贴片的益处与电通信单元结合在一起是有利的。在这个实施例中，电通信单元被配备成例如向病人发出必须更换贴片的警告。

在一个非常特定的有利实施例中，电通信单元进一步包含配备成测量生物、化学和/或物理数据并将所述数据发送到存储器的生物传感器或毫微芯片。

例如，存在一些能够通过它们的电化特性来量化蛋白质或葡萄糖含量的传感器。因此，在糖尿病病人的情况下，电通信单元应当能够提醒病人他或她必须进行他或她的胰岛素注射，并且，该单元还可以确认作为良好完成和有效注射的结果，现在已经适当地达到正常葡萄糖水平。

例如，工作于几种生物物质的导电性的生物传感器或毫微芯片可以检测诸如蛋白质水平、酶水平、溶解氧、血压等的若干生物、化学和/或物理参数。所有现有的生物传感器或毫微芯片都可以用在本发明中。生物传感器或毫微芯片或甚至生物统计捕获器都配备成向处理单元发送包含生物、化学或物理参数的第三信号。经处理的第三信号被配备成存储在存储器中并由，例如医生或病人提取。在一个替代实施例中，将存储在存储器中的经处理的第三信号被发送到比较器，以便与这个生物、化学或物理参数的正常存储值相比较，当两个值相似或第三信号(参数信号)的值相对于所述正常值在可接受值的范围之内时，比较器将向处理单元发送表示已经达到正常值的确认信号。处理单元将向脉冲发生器发送进一步的激活信号，脉冲发生器将生成与所述系列脉冲相同或不同的一系列确认脉冲，以便告知病人已经达到正常值。

在又一个变体实施例中，将存储在存储器中的经处理的第三信号发送到比较器，以便与这个生物、化学或物理参数的正常存储值相比较，当两个值不同或相对于所述正常值在可接受值的范围之外时，比较器将向处理单元发送表示已经达到异常值的警告信号。处理单元将向脉冲发生器发送激活信号，脉冲发生器将生成与所述系列脉冲相同或不同的一系列警告脉冲，以便告知病人所述生物、化学或物理参数达到异常值。

优选地，根据本发明的电通信单元还包含配备成存储并向存储器发送确认数据的记录部件。

记录部件能够存储并向存储器发送例如有关已经发送脉冲的次数、已经有效生成所述系列脉冲的时间、以及是否已经有效地将所述系列脉冲发送到皮肤的确认数据是有利的。

这可以应用于例如当退还满足条件的费用时，要求确认病人已经在预定时间间隔有效地服用了他或她的药物的保险公司。

此外，根据本发明的单元还可以应用于佩带电通信单元以便提醒她们将药物给予病人的护士。因此，降低了护士忘记给药的风险。

此外，本发明涉及包含所述电通信单元和基本单元的电通信系统，其中，所述电通信单元包含接收器或接收器天线，以及其中，所述基本单元是将所述第二信号发送到所述电通信单元的接收器或接收器天线而无需打开封装所述电通信单元的单元包装的无线发送器。

这涵盖了本发明的不同优点。首先，在为贴片提供单独包装，其中以穿过包装的无线方式来编程贴片的情况下，用户被保证贴片是新的并重视卫生状况。此外，这种包装防止贴片受到可以损坏粘附层等的太阳光、潮湿等的影响。其次，在一些情况下，药物包装可以包含一个或多个根据本发明的电通信单元。无线编程使药剂师无需打开药物包装就可以编程该单元。

在一个有利实施例中，可以加密基本单元和电通信单元之间的无线通信信息，以提高用户的安全性和机密性。

并且，当提供几个贴片进行药物治疗时，它们应当有利地包含允许通过适当部件来不同地编程每个贴片的标识符。例如，治疗可以包含在第一星期内每天两次给予药片，在第二星期内每天一次给予药片等。通过使用带有标识符的贴片，允许药剂师根据医生嘱咐来分别编程第一和第二贴片。

激活时间点(即，应当生成第一信号(激活信号)的时间)或频率必须是易于编程的。几种手段可以用于编程根据本发明的单元。这可以在制造期间通过硬编码存储器的内容来完成，或在用户位置“现场”完成，以及，例如，由药剂师在销售某种药物时完成。通过在制造期间的硬编码，在这个步骤期间有利地不使用根据本发明的单元的电源。无线发送器可以是RF发送器、电感发送器、电容发送器、红外发送器、声发送器等，包含允许编程同时避免打开，例如药物或贴片包装的部件。最优选的发送器是电感RF发送器，因为在将数据存储到存储器中时，它不使用通信单元的电源。优选地，贴片和贴片包装具有可加入大量现有药剂包装中的预定尺寸。当然，包括在药物包装中的贴片也可以在制造期间被预编程(硬编码)。

并且，本发明还涉及在药物治疗中使用根据发明的电通信单元，以便记住药物的及时给予。

这里提到的药物治疗中的用途包含将贴片用于提醒病人服下他或她的药物的用途、病人佩带分离的皮肤贴片并且该贴片提醒病人应当改变或更换他或她的皮肤贴片的用途、或时间是重要因素的另一种用途。此外，根据本发明的贴片的粘附层可以包含通常用在传统皮肤贴片治疗中的各种活性剂。这意味着，在普通贴片中，可以通过使用薄膜层使活性剂与粘附层结合穿过人的皮肤。可以以贴片的粘附层也包含活性剂的方式来制造根据本发明的贴片。这样，电通信单元(贴片)将提醒病人除去或更换他或她的贴片。此外，如前所述，贴片形状的电通信单元可以供父母和护士使用，以保证孩子或病人能够真正准时服药。

在一种变体中，电通信单元可以用作唤醒设备。这允许当几个人在同一个房间内睡觉时只唤醒一个人并保护其它人的睡眠时间。并且，该单元还可以用于，例如教育狗学会在夜间或在一天的任何其它时段期间在需要时醒来或出去，或时间提醒很重要或需要时间提醒的任何其它期限。

另外，与药物的成本相比，贴片的成本可以很低。

在一个变体实施例中，电通信单元或电通信系统可以用在LAN(局域网)或BAN(体域网)中。例如，在医院内，医生可以确定对几个病人给药并将一系列不同脉冲施加给每个病人。然后，护士只要通过基本单元就能编程贴片。其结果是，每个病人将接收到他或她的相应系列脉冲。

此外，在一个替代实施例中，本发明提供了例如配备成供护士使用的中央电通信单元以及例如配备成供病人佩带的一系列从属电通信单元。如前所述，护士将接收与特定病人对应的一系列特定脉冲，以及病人佩带带有生物传感器或毫微芯片的上述电通信单元。生物传感器或毫微芯片将包含生物、化学或物理参数的值的第三信号(参数信号)发送到处理单元，处理单元将它们发送到包括在LAN或BAN中的中央基本单元。因此，可以核实护士的可靠性或病人的遵从性。这种核实可以用在医疗失误或要求证明药物给予的其它失误的一些情况中。

因此，电通信单元或电通信系统可以用作医疗控制和跟踪设备或用作确认设备。根据本发明的电通信单元或电通信系统的其它实施例在所附权利要求书中提到。

通过结合附图，对本发明的特定非限制性实施例进行如下描述，本发明的其它特征和优点将更加清楚。

附图说明

图1是根据本发明的设备的分解图；

图2是根据本发明的设备的横断面；

图3是例示脉冲组的优选脉冲形状的图；

图4是例示脉冲组的可能突发的图；

图5是例示系列脉冲的可能激活方案的图；

图6是例示每日可能情景的图；

图7是电路的第一可能概念的示意图；

图8是电路的第二可能概念的示意图；

图9是电路的第三可能概念的示意图；

图10是例示可能的存储器分配的图；

图11是根据本发明的电通信系统的示意性例示；

图12是包含生物传感器或毫微芯片的图11的实施例的示意性例示；以及

图13是包含记录部件的图11的实施例的示意性例示。

在附图中，相同的标号被指定给根据本发明的电通信单元或系统的相同或相似元件。

具体实施方式

本发明涉及贴片，尤其涉及粘在用户皮肤上的薄(自)粘附贴片。贴片在预编程或可自由编程时刻生成脉冲。这些脉冲被人皮肤感觉到，并提醒用户采取某种行动，例如给予药物。

图1和图2例示了贴片的组件。

支承件3由薄柔性合成材料组成并用作印刷线路板(PCB)。这个PCB的设计集成了接收器天线4、用于在电源2和身体接触件7之间产生接触的接触件5。电部件/ASIC(专用集成电路)6位于支承件3上并与电源2、接收器天线4和身体接触件7连接。电部件/ASIC形成脉冲发生器6。封盖1由薄柔性合成材料组成并用于保护所有易碎电子部件免受外部影响。将粘合剂9加在支承件3的底侧上。衬垫8由薄柔性合成材料组成并在保护贴片期间粘在粘合剂9上。衬垫8就在敷贴在用户身体上之前那一刻除去。粘合剂9使贴片在使用期间一直粘在皮肤上。

贴片的脉冲发生器在恰当确定的时刻生成一系列电脉冲。正如可以从图3中看出的那样，每个脉冲最好具有具有如下特性的块波形：

·脉冲宽度：优选地，从1μs到10ms，更优选地，从10μs到1ms，和最优选地，大约30μs；

·脉冲之间的周期：从1μs到10s，优选地，从100μs到100ms，和更优选地，大约1ms；

·电流强度：优选地，从1mAdc到150mAdc，更优选地，从10mAdc到50mAdc，和最优选地，大约30mAdc；

·在电压源的情况下，电压应当是，优选地，从20Vdc到150Vdc，更优选地，从50Vdc到100Vdc，和最优选地，大约75Vdc；

·上升时间：优选地，小于5μs，更优选地，小于1μs；和

·下降时间：优选地，小于5μs，更优选地，小于1μs。

正如可以从图4中看到的那样，突发包含一组脉冲。其示范性值如下：一个突发最好由500个脉冲组成，脉冲占空度为30μs/1ms。因此，突发的持续时间为500ms。

形成所述系列脉冲的一系列突发被称为激活，这样的激活可以从图5中看出。后者最好由20个突发组成，占空度为500ms/1s。因此，激活的持续时间是20s。在这种情况下，每个突发包含一组500个脉冲。

应当生成激活信号的时间或时间间隔由编程设备或基本单元由决定。

每日可能情景例示在图6中。这是系列脉冲的示范性分布，但本领域的普通技术人员应当明白，这可以不同。例如，每个突发可以不同，每个突发可以包含不同数目脉冲，每个系列也可以不同，并且，这些不同可以用于记住不同的治疗步骤。例如，5次三个脉冲或20个短突发可以表示服药，以及3次四个脉冲或5个长突发可以表示除去另一个贴片(一个皮肤贴片)或贴片本身。

在一种变体中，20个短突发可以施加给特定病人A。10个短突发可以施加给特定病人B，以及3个长突发可以施加给第三个特定病人C。然后，护士佩带的电通信单元提醒他或她将药物给予特定病人A、B或C。

时钟漂移最好最多1/10.000(100ppm)。这表示大约每星期1分钟。

在内部时钟不够准确的情况下，有必要在制造好之后测量一下时钟频率。针对这个测量数据，可以将一个值放入存储器中，固定代表例如1Hz突发频率的计数器的端值(例如，时钟校正因子)。这个动作最好发生在贴片工厂里。在激活的编程期间执行这个动作的确意味着，每个编程设备必须配有用于频率或时间的昂贵测量系统。

必须能够编程精度为10s的大约200个激活(8位地址总线)。这意味着，对于每周计划需要16位数据总线(2＾16＝65536)。

可替代地，必须能够编程精度为1分钟的128个激活(使用8位地址总线当中的7位)。通过使用16位数据总线当中的15位(2＾15＝32768)，最长使用时间是3周。

与用于编程(有效)RFID标签的系统相同，芯片的编程使用无线技术。基本单元与贴片之间的距离很短。最大距离最好小于0.2m，以免干扰电流施加。

在中央基本单元包含服务器的情况下，编程部件和贴片之间的距离可以较长。

在该单元被编程之后，接收器或接收器天线可以被暂时拆下或去激活，以免干扰电流或其它施加。天线失效的持续时间可以在编程期间存储在存储器中。

脉冲发生器可以有利地包含合并在其中的接收器，但是，应当注意到，脉冲发生器也可以与所述脉冲发生器外部的接收器连接。一旦被编程，接收器就应当明确地不出现在该单元中。接收器可以在编程之后被除去或可以完全独立。如果该单元的编程是制造期间的硬编码，则在根据本发明的电通信单元中不需要接收器。

例如由编程设备(例如，基本单元)通过电感耦合来传送编程(EE)PROM((电可擦除)可编程只读存储器)所需的能量。表1给出了目的相似的现有芯片的少数几个例子。

表1

Atmel	T555714-DBW
		EM Microelectronics	EM4450

需要通过对存储器的外部访问来修改这些芯片。编程原理相同。

在芯片工作之前，只允许非常小的泄漏电流，以便不迅速放电电源。电源可以是诸如电池等的任何类型的便携式电源。对于特定应用，根据使用寿命、单元成本和单元尺寸，电源可以是可再充电的或不可再充电的。

由于输入电压低(3V)和需要相对高的输出电压，所以使用电压转换器。表2给出了目的相似的可能现有芯片的一些例子。

表2

生产厂家	产品类型
		Micrel	MIC4826
Supertex	HV826X或HV850
		Panasonic	MIP804
NPC	SM8142BD
		Sipex	SP4403
Toko	TK65915M
		Zywyn	ZSP4403UEB

为了缩小电路尺寸，建议使用ASIC。

第一可能概念显示在图7中。

第一可能概念是通过使用感应来生成高电压。关于这一点，需要一组分立部件(线圈、二极管和电容器)。正如已经提及的那样，电部件/ASIC形成脉冲发生器6。电部件/ASIC(专用集成电路)6与电源2、接收器天线4和接触件5连接。接触件5被配备成与身体接触件7和就是电池的电源2连接。

脉冲发生器6包含存储器11，存储器11与8位地址总线17的第一端和16位数据总线18的第一端连接。8位地址总线17的第二端和16位数据总线18的第二端与控制器19连接。控制器19与就是接收器的线圈接口4′连接，线圈接口4′与天线4连接。

控制器19与第一时钟计数器20的复位输入端连接。第一时钟计数器20的时钟输入端通过除法器21与时钟33本身连接。第一时钟计数器20的输出端与比较器22的第一输入端连接。比较器22的第二输入端也与16位数据总线18连接。比较器22的输出端与AND(“与”)门23的第一输入端连接。AND门23的输出端与触发器FF1 24连接。FF1 24的输出端与反相器25的输入端连接，反相器25的输出端与AND门23的第二输入端连接。FF1 24的输出端还与第二AND门26的第一输入端连接。

8位地址总线17与第二时钟计数器27连接，第二时钟计数器27的时钟输入端直接与时钟33连接。

AND门26的第二输入端也直接与时钟33连接。AND门26的输出端与NAND(“与非”)门28的第一输入端连接。电压基准Vref 34与比较器“C”30的正输入端连接。比较器“C”30的负输入端与电压调节器Vsen 29连接。比较器“C”30的输出端与NAND门28的第二输入端连接。NAND门28的输出端与第三时钟计数器31的时钟输入端连接并与开关晶体管T1 35的栅极连接。第三时钟计数器31的输出端与第二NAND门32的输入端连接。NAND门32的输出反馈到第三时钟计数器31的复位输入端，并且，还与两个开关晶体管元件T2 36和T3 37的栅极连接。

电源2与功率控制器40连接。功率控制器40的输入端与输出电压连接。

电源2还是由线圈39、二极管52、开关晶体管T1 35和电容器38形成的升压器的电压源。

在第一阶段，编程ASIC(专用集成电路)的存储器11。这里，记录激活时间点。使用的技术与用于编程RFID标签(射频标识标签)的技术相同。编程根据本发明的通信单元所需的能量由编程设备(基本单元)通过电感耦合来输送。可以通过编程设备尤其在ASIC的生产过程中或在交货期间的后面阶段(预)编程存储器11。这个编程设备的硬件与RFID编程器的硬件类似。提供用户友好编程方式的软件利用给定时间点来计算要存储在存储器11中的数据。

ASIC只在第一次使用贴片的时刻开始工作。这样做是为了当未使用时使功耗保持最小。ASIC的启动由ASIC的方块“功率控制器”40来管理。ASIC的启动基于这样的原理，在第一次敷贴在皮肤上的时刻，引起触发ASIC工作的小泄漏电流。

一旦ASIC被启动，第一时钟计数器20和第二时钟计数器27均开始计数。第一时钟计数器20是8位二进制计数器并以32768Hz的频率计数。第二时钟计数器27保证了所有存储位置(256)被依次读出。当256个值之一等于第一时钟计数器20的值时，置位触发器FF124。在20秒之后，复位FF1 24。

如果触发器FF1 24被置位并且比较器“C”30处在高电平，时钟脉冲被输送到第一开关晶体管T1 35。现在，第一开关晶体管T1 35在20秒内以32768Hz的频率进行开关。其结果是通过线圈39的自感而生成高电压。电容器38被充电到高达约75V的电压。

图8例示了利用可以合并在ASIC本身(例如，可从Supertex公司购买到的HV 850)中的电容器充电泵的第二可能概念。

脉冲发生器6包含存储器11，存储器11与8位地址总线17的第一端和16位数据总线18的第一端连接。8位地址总线17的第二端和16位数据总线18的第二端与控制器19连接。控制器19与就是接收器的线圈接口4′连接，线圈接口4′与天线4连接。

控制器19与第一时钟计数器20的复位输入端连接。第一时钟计数器20的时钟输入端通过除法器21与时钟33本身连接。第一时钟计数器20的输出端与比较器22的第一输入端连接。比较器22的第二输入端也与16位数据总线18连接。比较器22的输出端与AND门23的第一输入端连接。AND门23的输出端与触发器FF1 24连接。FF1 24的输出端与反相器25的输入端连接，反相器25的输出端与AND门23的第二输入端连接。FF1 24的输出端还与第二AND门26的第一输入端连接。

8位地址总线17与第二时钟计数器27连接，第二时钟计数器27的时钟输入端直接与时钟33连接。

AND门26的第二输入端也直接与时钟33连接。

AND门26的输出端与第三时钟计数器31连接，第三时钟计数器31与NAND门32连接。NAND门32的输出端与两个开关晶体管元件T2 36和T3 37的栅极接触。

FF1 24的输出端还与电容器充电泵41的启用输入端连接。电容器充电泵41的输出端与T2 36的源极连接。

电源2与功率控制器40连接。功率控制器40的输入端与输出电压连接。

Vsen 29是调节电容器充电泵41的输出电压的电压调节器，并与电容器充电泵41连接。

如果触发器FF1 24被置位，则电容器充电泵41被启用，并将生成被引入开关输出级T2 36和T3 37的所需输出电压。

在这两种情况(图7和图8)下，第三时钟计数器31和NAND端口32管理输出电压的所需占空度。晶体管T2 36和T3 37用作输出级。

正如可以从图9中看到的那样，第三可能概念使用了许多改进特征。这些额外功能是：

1)电流源取代电压源；

2)电流检测器用在：

-控制机构中，以便检验电通信单元是否正常工作；

-安全机构中，以便避免不期望的高电冲击；

3)可编程脉冲图案；和

4)可编程电流强度。

正如可以从图9(该图应当包含描述存储器的不同部分的图10)中看到的那样，脉冲发生器6包含存储器11，存储器11与8位地址总线17的第一端和16位数据总线18的第一端连接。8位地址总线17的第二端和16位数据总线18的第二端与控制器19连接。控制器19与就是接收器的线圈接口4′连接，线圈接口4′与天线4连接。

控制器19与第一时钟计数器20的复位输入端连接。第一时钟计数器20的时钟输入端通过除法器21与时钟33本身连接。第一时钟计数器20的输出端与比较器22的第一输入端连接。比较器22的第二输入端也与16位数据总线18连接。比较器22的输出端与AND门23的第一输入端连接。AND门23的另一个输入端与地址总线的A7连接。AND门23的输出端依次与第一单稳态多谐振荡器50连接和与处在串联位置的第二单稳态多谐振荡器51连接。第二单稳态多谐振荡器51与脉冲成形器42的第一输入端连接并与AND门26连接。

8位地址总线17与第二时钟计数器27连接，第二时钟计数器27的时钟输入端直接与时钟33连接。

脉冲成形器42的第二输入端也直接与时钟连接。

单稳态多谐振荡器51、脉冲成形器42以及数字模拟转换器“DAC”43与8位地址总线17和16位数据总线18连接。

数字模拟转换器“DAC”43与电压控制电流源(VCCS)45连接，VCCS 45与电阻48连接并与电容器充电泵电路41的输出端连接。

运算放大器47的两个输入端与电阻48的两侧连接。运算放大器47的输出端通过施密特(Schmitt)触发器44与RS触发器46的置位输入端连接并与取样保持功能“S/H”49的输入端连接。RS触发器46的求反输出端与AND门26的第二输入端连接。AND门26的输出端与电容器充电泵电路41的启用输入端连接。

电源2与功率控制器40连接。功率控制器40的输入端与输出电压连接。

Vsen 29是调节电容器充电泵41的输出电压的电压调节器，并与电容器充电泵41连接。

取样保持功能“S/H”49的输出端在数据线D15上与存储器通信。其复位输入端与第二单稳态多谐振荡器51的输出端连接。

电压控制电流源VCCS 45的电流流过晶体管T2 36。晶体管T3 37与晶体管T2 36形成电流镜像。其结果是，与流过晶体管T3 37和通过身体接触件7流过皮肤一样，相同的电流强度流过晶体管T2 36。

脉冲成形器输出端与晶体管T1 35的栅极连接。这个晶体管T1 35以脉冲成形器所确定的方式开关输出电流。为此，T1 35的源极与晶体管T2 36和T3 37的栅极连接。

在第一阶段，编程ASIC(专用集成电路)的存储器11。这里记录激活时间点。使用的技术与用于编程RFID标签(射频标识标签)的技术相同。编程根据本发明的通信单元所需的能量由编程设备(基本单元)通过电感耦合来输送。可以通过编程设备(基本单元)尤其在ASIC的生产过程中或在交货期间的后面阶段(预)编程存储器11。这个编程设备(基本单元)的硬件与RFID编程器的硬件类似。提供用户友好编程方式的软件利用给定时间点来计算要存储在存储器11中的数据。

ASIC只在第一次使用贴片的时刻开始工作。这样做是为了当未使用时使功耗保持最小。由ASIC的方块“功率控制器”40来管理ASIC的启动。ASIC的启动基于这样的原理，在第一次敷贴在皮肤上的时刻，引起触发ASIC工作的小泄漏电流。

一旦ASIC被启动，第一时钟计数器20和第二时钟计数器27均开始计数。第一时钟计数器20是8位二进制计数器并以32768Hz的频率计数。第二时钟计数器27保证了所有存储位置(256)被依次读出。

当256个值之一等于第一时钟计数器20的值并且A7是高电平时，置位MMV1(单触发单稳态多谐振荡器)50。由于D15用于存储指示电通信单元是否正常工作的核实位，只考虑数据总线17的D0到D14。所述单稳态多谐振荡器50防止在第一时钟计数器20的值与256个存储位置(D0到D14和A7)之一的内容精确匹配期间输出被多次置位。因此，置位单稳态多谐振荡器50的持续时间必须稍长于第一时钟计数器20的时钟周期。A7禁止为诸如下面(但不局限此)那样的附加数据保留的一半存储位置：标识符、电流强度、脉冲长度、脉冲占空度、突发长度、突发占空度、激活长度、天线失效时间、和时钟校正因子等(参见图10)。

由于所述单稳态多谐振荡器MMV2 51与地址总线17和数据总线18连接，可以容易地编程单稳态多谐振荡器(单触发单稳态多谐振荡器)MMV2 51的置位时间。在特定地址上，将与那个特定地址的存储位置的内容相对应的数据装入所述单稳态多谐振荡器MMV2 51的内部寄存器。在本例中，时间被设置成20秒。这意味着所述单稳态多谐振荡器MMV2 51在被初始置位之后20秒被复位。

所述单稳态多谐振荡器MMV2 51的输出是激活信号并与脉冲成形器42连接。可以以像用于所述单稳态多谐振荡器MMV2 51那样的相同方式来编程所述脉冲成形器42。

所述脉冲成形器42产生脉冲图案并与第一晶体管T1 35的栅极连接。

VCCS(电压控制电流源)45、DAC(数字模拟转换器)43、第二晶体管T2 36和第三晶体管T3 37形成可编程电流源。所述第二晶体管T2 36和第三晶体管T3 37是电流镜像。电流强度由所述VCCS设置。所述VCCS由所述DAC 43置位。可以以像用于所述单稳态多谐振荡器MMV2 51和所述脉冲成形器42那样的相同方式来编程所述DAC 43。

当通过激活信号来启用电容器充电泵电路41并且RS触发器“FF”46未被置位时，所述电容器充电泵电路41为所述VCCS 45提供顺应性电压。

在存在激活信号的情况下，脉冲成形器42以通过编程脉冲图案确定的方式，开关第一晶体管35。

输出电流流过电阻“R”48并通过身体接触件流过皮肤。

在运算放大器“A”47的差分输入端馈入所述电阻48两端的电压。

所述运算放大器47的输出电压被引到取样保持功能“S/H”49并由取样保持功能“S/H”49调节。所述取样保持功能49存储指示电通信单元是否正常工作(电流在激活期间是否流过)的信息。只要存在激活信号，所述取样保持功能49就保持该信息。在这个激活时间内，传送所述取样保持功能49的值和将它存储在那个时刻第一时钟计数器20所指的存储位置的D15上。其结果是，可以在后面阶段针对特定激活时间点核实电通信单元是否正常工作。

所述运算放大器47的输出电压还被引到施密特触发器。所述施密特触发器44与RS触发器46一起作为电熔丝，因此，起限流器的作用，以避免不期望的强电流输出。当所述RS触发器46被置位时，所述RS触发器46的求反输出端为低。这禁止启用所述电容器充电泵电路41。显然，当ASIC启动时，不置位所述RS触发器46。

正如可以从图11中看到的那样，根据本发明的电通信系统13包含基本单元12和至少一个电通信单元14。电通信单元14具有PCB单元的形式，它包含含有脉冲发生器6的支承件，脉冲发生器6包含接收器4′和处理单元10。处理单元10包含存储器11。脉冲发生器6与电源2和身体接触件5连接。此外，天线4被合并到电通信单元14中并且天线4直接与接收器4′连接。如上所述，电通信单元可以由医生、药剂师、病人、护士编程，或可以在制造期间，例如在销售需要在预定时间或时间间隔给予的药物时，通过硬编码来(预)编程。因此，基本单元将数据信号(a)(第二信号)发送到电通信单元14。除了其它信息外，该信号(a)还包含有关必须在哪些时间点生成系列脉冲的数据。第二信号(a)由天线4接收并发送到接收器4′。接收器依次将信号发送到处理单元10，以便将它存储在存储器11中。在需要时，将这里也称为第一信号(b)的激活信号发送到脉冲发生器6。当脉冲发生器6接收到激活信号(b)时，从电源2中取出电流并由脉冲发生器6生成一系列脉冲(c)(也可以称为警告信号)。将系列脉冲发送到身体接触件7，以便将所述系列脉冲发送到根据本发明的电通信单元(贴片)14的佩带者的皮肤。

因此，病人、孩子、老人、狗、成人等将在他/她的皮肤上感觉到所述系列脉冲(c)，并将意识到他/她该做些什么了，该服药了等。

在图12中，电通信系统进一步包含至少一个生物传感器16。电通信单元包含可以是相同或不同类型的一系列生物传感器是有利的。尤其，最好测量两个或更多不同参数，以确认或关联一个参数的值。也可以是毫微芯片等的生物传感器能够测量生物、化学或物理参数，譬如，经过皮肤的血液流中的溶解氧、皮肤的pH值、蛋白质水平、葡萄糖水平、血压、酶含量、皮肤电阻、皮肤导电性等。生物传感器可以不断测量生物、化学或物理参数，或可以按存储在存储器中的预定间隔测量它们。预定间隔可以是，例如生成指示必须服药的一系列脉冲的时间之后的30分钟或1个小时。含有代表药效的参数是有利的。因此，处理单元将启动信号(d)发送到生物传感器以便激活它。生物传感器测量这些参数。处理单元将参数数据发送到存储器。可以由医生、护士、病人通过便携式计算机、基本单元、网络服务器等来完成参数数据的提取。

在一个特定实施例中，存储在存储器中的参数可以用于生成导致一系列脉冲(c)发送到身体接触件7再发送到皮肤(S)的激活信号(b)。这种应用的例子可以是测量汽车驾驶员的醒着/睡着状况。在驾驶员在驾驶时入睡的情况下，一系列脉冲将警告并唤醒驾驶员。

图13例示了电通信单元包含至少一个记录部件15的实施例。记录部件15被配备成通过处理单元发送确认数据并将它存储到存储器中。确认数据与有效生成系列脉冲的时间和系列脉冲是否被有效地发送到皮肤或甚至已经生成哪个系列脉冲有关。记录部件事实上是能够检测电流流过、电流形状、信号频率、脉冲宽度、脉冲周期、脉冲形状、时间、时间间隔等的所有可能部件。实际上是适于存储可以用于确认已经有效地生成系列脉冲、生成系列脉冲的时间、系列脉冲是否被有效地发送到皮肤，或甚至已经生成哪个系列脉冲的任何数据的所有可能部件。

下文给出这种电通信单元的其它优点。电通信单元是用户友好的，初始化和第一次使用对于正常成年人必须是易于理解的。电通信单元应当得到充分保护。尤其是，电通信单元的保存有效期最好是药物的最佳有效日期的函数。此外，电通信单元还应当是如有需要就可除去的。在用户疗程结束时，或在任何其它所需时刻，贴片必须是易于除去的。电通信单元的另一个特性是，在肥皂水中也应当经久耐用。由于某些实际原因，肥皂水应当即不会损害该单元也不会使该单元与皮肤分离。进一步的特征是，电通信单元最好可供帮助病人的助手使用：如果考虑到环境情况，这是可取的，助手可以帮助病人。例如，父母可以将它敷贴在他们自己的身体上，以便正确地将药物给予他们的孩子，或者，老人护理者可以代替他们年老的病人使用它。

此外，基本单元可以通过唯一标识符编程几个电通信单元。这些唯一标识符可以被存储包含在几个贴片中的数据的中央系统用在同一个医院中。例如，在每个病人佩带包含生物传感器或毫微芯片以测量并向处理单元发送生物、化学或物理参数值的贴片的上述变体中，电通信单元可以被配备成以无线方式，例如以RF方式或以蓝牙方式向中央系统或向基本单元发送参数。每个电通信单元的参数可以发送到中央系统，由于它们的唯一标识符而不会有混淆风险。例如，如果将参数发送到医生可访问的中央单元，则医生可以检查病人的遵从性，核实药物的及时给予，或检查特定治疗的益处。

此外，电通信系统可以包含基本单元、中央电通信单元和从属电通信单元。基本单元被配备成例如根据医院的一个部门中的医生嘱咐来编程中央电通信单元。中央电通信单元可以被配备成对佩带它的护士生成几个不同的系列脉冲，每个病人对应于一个特定系列脉冲。每个从属电通信单元最好包含生物传感器或毫微芯片，以测量并向处理单元发送生物、化学或物理参数。电通信单元可以被配备成以无线方式例如以RF方式或以蓝牙方式向中央系统发送它们，以便检查病人的遵从性，核实药物的及时给予，或检查特定治疗的益处。

这里针对药物治疗背景下的优选使用对本发明作了描述。当然，本发明也可以应用在许多不同的背景下，譬如，提醒约会、正好在喂婴儿之前唤醒母亲、避免驾驶员入睡等。

Claims (18)

1.一种配备成放在人皮肤上的电通信单元，所述单元包含：

-支承件(3)，所述支承件(3)包含：

-一系列身体接触件(7)；

-与一系列身体接触件(7)连接的脉冲发生器(6)，所述脉冲发生器(6)被配备成一旦接收到第一信号就生成一系列脉冲，并将所述系列脉冲发送到所述系列身体接触件(7)，所述系列身体接触件(7)被配备成将所述系列脉冲发送到所述人的皮肤上；和

-与脉冲发生器(6)连接的电源(2)，

其特征在于，所述电通信单元呈配备成放在人皮肤上的贴片形式，以及所述脉冲发生器(6)进一步包含带有存储器的处理单元，所述处理单元被配备成：

-存储第二信号，所述第二信号包含指示应当在什么时间生成所述第一信号的数据，和

-生成并向所述脉冲发生器(6)发送所述第一信号。

2.根据权利要求1所述的电通信单元，其中，所述脉冲发生器(6)包含用于生成所述系列脉冲的电压源，所述系列脉冲具有范围从20Vdc到150Vdc，优选地，从50Vdc到100Vdc，以及更优选地，大约75Vdc的电压。

3.根据权利要求1所述的电通信单元，其中，所述脉冲发生器(6)包含生成所述系列脉冲的电流源，所述系列脉冲具有范围从1mAdc到150mAdc，优选地，从10mAdc到50mAdc，以及更优选地，大约30mAdc的强度。

4.根据权利要求3所述的电通信单元，其中，所述脉冲发生器(6)包含限流器。

5.根据权利要求1到4的任何一项所述的电通信单元，其中，所述脉冲具有包含在1μs到10ms之间，优选地，在10μs到1ms之间，以及更优选地，大约30μs的宽度，以及脉冲之间的周期的范围从1μs到10s，优选地，从100μs到100ms，以及最优选地，大约1ms。

6.根据权利要求1到5的任何一项所述的电通信单元，其中，所述系列脉冲进一步包含多个突发，每个突发包含一组脉冲，所述突发相互之间间隔没有脉冲的一个时段。

7.根据权利要求1到6的任何一项所述的电通信单元，进一步包含低变应原性的粘附层(9)。

8.根据权利要求1到7的任何一项所述的电通信单元，进一步包含防肥皂水的粘附层(9)。

9.根据权利要求1到8的任何一项所述的电通信单元，进一步包含在其上吸收药品的薄膜区域，所述电通信单元被进一步配备成被用作皮肤贴片。

10.根据权利要求1到9的任何一项所述的电通信单元，进一步包含配备成测量生物、化学和/或物理数据并将所述数据发送到存储器的生物传感器或毫微芯片。

11.根据权利要求1到10的任何一项所述的电通信单元，进一步包含配备成存储并向存储器发送确认数据的记录部件。

12.一种包含根据权利要求1到11的任何一项所述的电通信单元和基本单元的电通信系统，其中，所述电通信单元包含接收器，以及其中，所述基本单元是无需打开封装所述电通信单元的单元包装就可以将所述第二信号发送到所述电通信单元的接收器的无线发送器。

13.根据权利要求1到11的任何一项所述的电通信单元或根据权利要求12所述的电通信系统在药物治疗中的用途。

14.将根据权利要求1到11的任何一项所述的电通信单元或根据权利要求12所述的电通信系统用作唤醒设备。

15.将根据权利要求1到11的任何一项所述的电通信单元或根据权利要求12所述的电通信系统用作一般提醒设备。

16.将根据权利要求1到11的任何一项所述的电通信单元或根据权利要求12所述的电通信系统用在LAN(局域网)或BAN(体域网)中。

17.将根据权利要求1到11的任何一项所述的电通信单元或根据权利要求12所述的电通信系统用作药物控制和跟踪设备。

18.将根据权利要求1到11的任何一项所述的电通信单元或根据权利要求12所述的电通信系统用作确认设备。

Images