FR2861570A1 - Feuille de capteur - Google Patents
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Abstract
Une feuille de capteur comporte une section de feuille (2) sensiblement rectangulaire (2) et une multiplicité d'éléments de détection (221) disposés selon une répartition prédéterminée sur la section de feuille (2) et détectant une pression ou une vibration. La feuille de capteur (2) émet un signal correspondant à une charge ou une vibration produite par un dormeur. Une largeur de la section de feuille (2) est fixée à une longueur minimale sur laquelle les éléments de détection (221) sont présents dans une étendue prédéterminée, lorsque le dormeur se déplace en direction latérale. Une longueur de la section de feuille (2) est fixée à une longueur minimale sur laquelle les éléments de détection existent dans une étendue prédéterminée correspondant à une partie de tronc du dormeur. La section de feuille (2) peut être pliée au moins dans la direction de la largeur.
Description
FEUILLE DE CAPTEUR
La présente invention concerne une feuille de capteur utilisée pour détecter une information concernant un être vivant.
Le document JP-A-2001-37742 (Document de Brevet 1) décrit un dispositif pour mesurer un état d'apnée ou un état de faible inspiration d'un dormeur, dû par exemple à un syndrome des apnées du sommeil. Ce dispositif est équipé de façon classique d'une feuille de capteur qui est insérée dans la partie inférieure d'une literie et comporte plusieurs éléments de détection, une unité de commande, un moniteur pour visualiser le rythme respiratoire, la fréquence de réduction du degré de saturation en oxygène dans le sang, etc., d'un dormeur, etc. La feuille de capteur contient des éléments sensibles à la pression dont la résistance électrique varie conformément à un poids appliqué et qui sont disposés à des intervalles égaux sur plusieurs sections de feuille, et elle est insérée dans la partie inférieure d'une literie, comme un matelas ou autres, placée sur un lit. L'unité de commande génère un signal de mouvement du corps sous l'effet de la respiration, qui est une composante de signal d'une bande de fréquence correspondant au rythme respiratoire d'un dormeur, sur la base d'un signal de charge émis par chaque élément sensible à la pression. La diminution du degré de saturation en oxygène dans le sang qui se produit au moment d'une apnée obstructive est jugée sur la base d'une configuration de variation de l'amplitude du signal de mouvement du corps sous l'effet de la respiration, et la fréquence de la diminution du degré de saturation en oxygène dans le sang est visualisée sur un moniteur.
Cependant, dans le dispositif classique décrit ci-dessus, la feuille de capteur est disposée sur la totalité de la surface du lit. Par conséquent, elle est fondamentalement adaptée à un cas dans lequel le lit concerné est équipé de façon fixe comme un lit pour effectuer des examens, comme décrit ci-dessus. Une telle feuille de capteur est malcommode du fait qu'elle exige qu'une personne examinée (telle qu'un patient) se rende à un hôpital ou un établissement semblable dans lequel un tel lit est installé, chaque fois que la personne est examinée. Il est plus préférable que la feuille de capteur soit davantage portable, de façon qu'une personne examinée puisse rapporter la feuille de capteur chez elle et être examinée pendant qu'elle dort dans son lit, ou autres. On a décrit un tel dispositif portable dans lequel divers capteurs sont fixés à un corps hu- main. Ce dispositif est cependant également malcommode, du fait du temps considérable qui est exigé pour l'installer.
Dans le cas d'un type de feuille de capteur classique, un utilisateur est simplement couché dans un lit. La feuille de capteur est placée sur la totalité de la surface du lit et est donc conçue comme une feuille de grande taille. Il en résulte qu'il n'est pas aisé de rapporter à domicile, à partir d'un hôpital ou d'un établissement semblable, un ensemble de dis-positifs d'examen comprenant une telle feuille de capteur.
En outre, si on réduit les dimensions du dispositif, la précision de détection sera réduite.
La présente invention a donc été faite en vue du problème précédent, et un but de celle-ci est de procurer une feuille de capteur qui soit portable et maintienne la précision de détection.
Pour atteindre le but ci-dessus, une feuille de capteur conforme à la présente invention est utilisée dans un dispositif pour détecter une information concernant un être vivant, comme par exemple une information de respiration ou autres, et elle a plusieurs éléments de détection qui sont disposés avec une répartition prédéterminée sur une section de feuille pratiquement rectangulaire, et détectent une pression ou une vibration. La largeur latérale de la section de feuille est fixée à la longueur mi- nimale sur laquelle les éléments de détection sont présents dans une étendue prédéterminée lorsque le dormeur se déplace dans une direction latérale sous l'effet du retournement ou autres au cours de son sommeil, et la longueur longitudinale de la section de feuille est fixée à la longueur minimale sur laquelle les éléments de détection sont présents dans une étendue prédéterminée correspondant à une partie de tronc du dormeur.
La feuille de capteur classique est adaptée à un cas dans lequel elle est installée de manière fixe dans un lit d'examen, du fait qu'elle est disposée sur la totalité de la surface d'un lit. Cependant, la feuille de capteur de la présente invention est conçue pour avoir des dimensions conformes à ce qui est décrit ci-dessus, et elle peut également être pliée. Par conséquent, elle a un faible encombrement et a également une meilleure portabilité, ce qui fait qu'une personne qui est examinée peut aisé-ment la rapporter à son domicile pour l'utilisation. Un type de dispositif classique qu'une personne examinée rapporte à son domicile pour effec- tuer un examen pendant qu'elle est couchée dans un lit ou autre à domicile, est mis en oeuvre pendant que diverses sortes de capteurs sont fixés au corps humain, mais ce dispositif demande beaucoup de temps pour son installation et est donc malcommode. Au contraire, dans le cas de la présente invention, le dispositif est simplement disposé sous un dormeur, et par conséquent son installation est très simple.
Les éléments de détection sont arrangés de façon à se trouver dans une étendue prédéterminée correspondant à la partie de tronc de la personne examinée pour laquelle on doit détecter une information de respiration, etc., et dans une étendue prédéterminée lorsque la personne qui est examinée se déplace dans la direction latérale du fait du retournement dans son sommeil, et par conséquent la précision de détection est également élevée.
En ce qui concerne la largeur latérale de la section de feuille, si l'on suppose que la section de feuille est disposée sur un grand lit à une seule place, il suffit que la largeur latérale soit égale à la largeur du lit, de 1200 mm, ce qui fait qu'elle peut s'adapter à un lit à une seule place.
D'autre part, en ce qui concerne la longueur longitudinale, on peut considérer les dispositifs suivants en relation avec une cible de détection, la précision, etc. Les conditions (1) à (3) sont décrites en ordre de taille décroissante.
(1) La longueur longitudinale est déterminée sur la base de l'intervalle entre la hauteur d'épaule et la hauteur d'entrejambe du dormeur.
C'est la longueur correspondant à la "partie de tronc complète", et si l'on suppose que l'information de respiration est détectée en tant qu'information d'être vivant, le centre de gravité du mouvement respiratoire est légèrement déplacé dans la direction longitudinale par le mouvement respiratoire lui-même. Par conséquent, des fréquences occasionnées par la respiration apparaissent fortement avec différentes phases sous la partie de poitrine et sous le dos. Toutes les variations de charge occasionnées par la respiration peuvent être détectées en captant l'étendue totale dans laquelle les fréquences respiratoires apparaissent, et une taille telle que celle décrite ci-dessus est préférable dans le but ci-dessus. Par exemple, dans le cas d'un adulte japonais moyen, la longueur longitudinale correspond à environ 800 mm.
(2) La longueur longitudinale est définie sur la base de l'intervalle entre la hauteur d'épaule et la hauteur de hanche.
C'est la longueur correspondant à la "partie de tronc supérieure". Lorsqu'on suppose qu'une information de respiration est détectée en tant qu'information d'être vivant, un résultat de détection est obtenu avec une précision suffisante en captant l'information de respiration seulement dans la partie de tronc supérieure. Par exemple, dans le cas d'un adulte japonais moyen, elle correspond à la longueur d'environ 450 mm.
(3) La longueur longitudinale est définie sur la base de la longueur de la partie de poitrine dans la direction de la hauteur du corps du dormeur.
C'est la longueur correspondant à la "partie de poitrine", et si l'on suppose qu'une information de respiration est détectée en tant qu'information d'être vivant, la détection seulement dans l'étendue ci-dessus est suffisante lorsqu'on détecte seulement la fréquence de respiration de la partie de poitrine. Par exemple, dans le cas d'un adulte japonais moyen, elle correspond à une longueur d'environ 60 mm.
Dans le cas de la longueur d'environ 60 mm, la feuille de capteur a globalement un très faible encombrement lorsqu'elle est pliée dans la direction latérale, et par conséquent la portabilité est fortement améliorée. Bien entendu, ceci s'applique seulement au cas dans lequel on détecte seulement la fréquence de respiration de la partie de poitrine, mais ceci est très efficace pour une personne examinée (patient) pour laquelle la détection décrite ci-dessus est suffisante. Dans le cas de la taille mentionnée en (1), qui est la taille maximale, elle est égale à environ 800 mm, et ceci est un niveau offrant une portabilité aisée.
On va décrire la structure qui peut être pliée. Le pliage peut être d'un type pliage en deux ou d'un type pliage en trois ou plus. Dans ce cas, il est exigé qu'aucun élément de détection ne soit présent dans des parties saillantes (ou rentrantes) dans la configuration pliée. Une telle configuration elle-même peut être réalisée aisément, mais il est nécessaire de considérer les points suivants lorsqu'on adopte une structure dans laquelle des éléments de transmission disposés sur un côté de sur-face d'une section de feuille de façon à faire saillie à partir du côté de surface, transmettent une pression ou une vibration à des parties de cap- teurs disposées dans la section de feuille. Ainsi, lorsque la section de feuille est pliée de façon que des faces à partir desquelles les éléments de transmission font saillie, soient disposées en regard l'une de l'autre, la précision des parties de capteurs sera diminuée si l'état dans lequel les éléments de transmission portent les uns contre les autres est maintenu pendant longtemps. Par exemple, lorsque les parties de capteurs sont constituées d'une résine sous forme de film, un fluage se produit et leur précision est diminuée dans le cas d'une situation correspondant à une utilisation et un stockage pendant une longue durée, ce qui affecte une caractéristique de durabilité en tant qu'élément de détection. Par consé- quent, lorsque la section de feuille est pliée de façon que les éléments de transmission soient en regard les uns des autres, ils peuvent être disposés d'une manière décalée sur la base d'un élément de détection ou d'un réseau d'éléments de détection comprenant une multiplicité d'éléments de détection, de façon que les éléments de transmission ne portent pas les uns contre les autres.
Pour éviter que les éléments de transmission ne portent les uns contre les autres, les éléments de détection peuvent être disposés d'une manière décalée sur la base d'un élément de détection ou d'un réseau d'éléments de détection comprenant plusieurs éléments de détection. Ce- pendant, si l'élément de détection est disposé d'une manière décalée sur la base d'un élément de détection, les éléments de détection peuvent être disposés uniformément sur la section de feuille. Par conséquent, on pré- voit qu'une telle disposition uniforme sera favorable pour détecter correctement une information concernant un être vivant.
On utilise une telle feuille de capteur en la plaçant dans une li- terie, telle qu'un lit ou autres, et une certaine dispersion de la variation de pression ou de vibration des éléments de détection peut se produire en fonction de l'état de la literie. Ainsi, dans le cas d'une literie flexible, le poids d'un dormeur déplace excessivement vers le bas les éléments de détection dans la partie soumise au poids, et par conséquent les éléments de détection ne peuvent pas émettre les signaux de détection correspondant à une véritable charge ou vibration. De ce fait, on considère que la dispersion dans le déplacement des éléments de détection vers le bas, due à la flexibilité de la literie, est réduite par une partie de feuille dure, pour réduire ainsi la dispersion de la variation de pression ou de vibration des éléments de détection. Pour empêcher complètement le déplacement des éléments de détection vers le bas, on peut adopter une partie de feuille dure ayant une rigidité très élevée. Ceci occasionne cependant un inconfort pour le dormeur pendant son sommeil, et peut empêcher le dor- tueur de dormir. Il est donc préférable d'adopter une partie de feuille dure en considérant le confort pendant le sommeil, à condition que la dispersion de la variation de pression ou de vibration des éléments de détection puisse être réduite dans la mesure admissible. Si une telle partie de feuille dure est disposée sur la totalité de la surface de la section de feuille, la section de feuille ne peut pas être pliée, et par conséquent la partie de feuille dure peut être divisée dans la partie de pliage.
En ce qui concerne la section de feuille, on peut considérer qu'une partie de protection, sous forme de film, est disposée sur les sur-faces supérieure et inférieure de la section de feuille, et que les éléments de détection sont disposés entre les parties de protection sous forme de film, de façon à être isolés de l'atmosphère externe. Cette structure peut empêcher que les performances de détection des éléments de détection ne soient affectées par l'incontinence urinaire, la transpiration, etc., d'un dormeur, et elle est donc également effective en ce qui concerne la durabilité.
Si les parties de protection sous forme de film sont conçues pour être transparentes, la structure interne peut aisément être observée, et lorsqu'une rupture de fil ou d'autres défauts se produisent, la cause peut donc être trouvée aisément. La transparence signifie "transparent et incolore" ou "transparent et coloré".
Lorsqu'un emplacement nécessitant une maintenance (par exemple un boîtier de commande ou autres) est incorporé dans la partie de protection sous forme de film, il est préférable de prévoir un trou pour la maintenance qui peut être ouvert et fermé pour la commodité au mo- ment de la maintenance de l'emplacement.
Les buts, caractéristiques et avantages de la présente invention mentionnés ci-dessus, ainsi que d'autres, ressortiront davantage de la description détaillée suivante faite en référence aux dessins annexés. Dans les dessins: La figure 1 est une représentation montrant la structure schéma-tique d'un dispositif de détection d'information relative à un être vivant, ayant une feuille de capteur conforme à un mode de réalisation; La figure 2A est une représentation selon la ligne IIA-IIA de la figure 1, et la figure 2B est une représentation dans le cas où une feuille de capteur 2 est pliée; La figure 3 est un schéma synoptique montrant la structure de circuit d'une unité de commande 3 du dispositif de détection d'information relative à un être vivant, 1; La figure 4 est un schéma montrant un état dans lequel le dis- positif de détection d'information d'être vivant, 1, est placé sur un lit; La figure 5 est une représentation montrant des spectres de puissance de fréquences de respiration correspondant à des emplacements du corps d'un dormeur; La figure 6 est une représentation montrant un résultat calculé à partir d'une zone sur la longueur de partie de poitrine dans laquelle une composante de fréquence de respiration est supérieure de 10 dB, ou plus, à d'autres composantes de fréquence; et Les figures 7A-7B sont des représentations dans le cas où des éléments sensibles à la pression sont disposés d'une manière décalée en un réseau.
Des modes de réalisation auxquels la présente invention est appliquée seront décrits en référence aux dessins. Les modes de réalisation de la présente invention ne sont pas limités aux modes de réalisation suivants, et divers autres modes de réalisation peuvent être utilisés, à condi- tion qu'ils appartiennent au domaine technique de la présente invention.
La figure 1 est une représentation montrant la structure schéma-tique d'un dispositif de détection d'information relative à un être vivant, 1, ayant une feuille de capteur 2 conforme à un mode de réalisation, et la figure 2A est une représentation en coupe (ligne IIA-IIA de la figure 1) d'une partie du dispositif de détection d'information relative à un être vivant, 1.
Comme représenté sur la figure 1, le dispositif de détection d'information relative à un être vivant, 1, est muni d'une feuille de capteur 2 et d'une unité de commande 3, et l'unité de commande 3 est fixée à la partie d'extrémité de la feuille de capteur rectangulaire 2 (dans ce mode de réalisation, la partie correspondant à l'épaule droite lorsqu'on observe la feuille par la face avant). Le dispositif de détection d'information relative à un être vivant, 1, de ce mode de réalisation est utilisé en étant étendu sur un lit 50, comme représenté sur la figure 4, par exemple. Le lit 50 comprend une partie de support 51 sur laquelle est placée une literie étendue 60, telle qu'un matelas ou autres, et une partie de dosseret 52 installée de façon à se dresser à partir de la partie d'extrémité de la partie de support 51, et le dispositif de détection d'information relative à un être vivant, 1, est utilisé en étant inséré dans la partie inférieure de la literie étendue 60 placée sur la partie de support 51 du lit 50.
Le dispositif de détection d'information relative à un être vivant, 1, est disposé de façon à être plus près du côté de la partie de dosseret 52 que la région centrale de la partie de support 51, de manière à faire face à la partie de tronc d'un dormeur lorsque le dormeur est étendu sur le lit 50.
On décrira tout d'abord la feuille de capteur 2 en référence à la figure 1 et aux figures 2A-2B. La feuille de capteur 2 comprend plusieurs couches, comme le montre la représentation en coupe de la figure 2A, et un film de polyuréthanne supérieur 20, une couche d'éléments sensibles à la pression 22, une feuille de PVC 26 et un film de polyuréthanne inférieur 21 sont stratifiés dans cet ordre à partir de la face supérieure.
Le film de polyuréthanne supérieur 20 et le film de polyuréthanne inférieur 21 sont constitués d'un film de polyuréthanne souple et transparent, et correspondent à la "partie de protection sous forme de film". Le film de polyuréthanne supérieur 20 et le film de polyuréthanne inférieur 21 sont conçus de façon à avoir une forme rectangulaire identique à la forme d'ensemble de la feuille de capteur 2, et leurs quatre côtés respectifs sont mutuellement reliés. Il en résulte que les éléments de la couche d'éléments sensibles à la pression 22, etc., disposés dans les par- ties de protection sous forme de film, sont isolés de l'atmosphère externe.
La couche d'éléments sensibles à la pression 22 est divisée en trois parties égales dans la direction longitudinale de la feuille de capteur rectangulaire 2. Les couches d'éléments sensibles à la pression 22 respectives, ainsi divisées en trois, ont la même structure, et 55 éléments sensibles à la pression 221, constituant des "éléments de détection" dont la résistance électrique varie (diminue) conformément à une charge appliquée, sont disposés régulièrement sur chacune des couches d'éléments sensibles à la pression 22. De façon spécifique, un réseau de six éléments sensibles à la pression alignés et un réseau de cinq éléments sen- sibles à la pression alignés sont disposés en alternance dans la direction perpendiculaire à la direction longitudinale de la feuille de capteur 2, de façon que 10 réseaux au total soient incorporés, et les éléments sensibles à la pression 22 des réseaux voisins respectifs sont disposés d'une manière décalée. L'arrangement des éléments sensibles à la pression 221 est identique parmi les couches d'éléments sensibles à la pression 22 respectives, et dans la partie de frontière entre les couches d'éléments sensibles à la pression 22 divisées en trois, un réseau de six éléments sensibles à la pression alignés, 221, d'une couche d'éléments sensibles à la pression 22, et un réseau de cinq éléments sensibles à la pression ali- gnés, 221, de l'autre couche d'éléments sensibles à la pression 22 sont mutuellement adjacents, et par conséquent les éléments sensibles à la pression 221 de ces réseaux sont disposés d'une manière décalée en quinconce. Comme représenté sur la figure 2A, des éléments de pression en caoutchouc 221a, constituant des "éléments de transmission", sont fixés aux surfaces supérieures des éléments sensibles à la pression 221 respectifs, avec un agent collant, un agent adhésif ou autres.
Dans la couche d'éléments sensibles à la pression 22, lorsque la feuille de capteur 2 est placée sur la partie de support 51 du lit 50, aucun élément sensible à la pression 221 n'est disposé dans une étendue prédéterminée se trouvant du côté de la partie de dosseret 52, et des parties de sélection de capteurs 23 sont disposées dans cette région. Les parties de sélection de capteurs 23 disposées sur les trois couches d'éléments sensibles à la pression 22 sont connectées les unes aux autres par un fil 24 de type film, et la partie de sélection de capteurs 23 du côté droit sur la figure 1 est connectée à l'unité de commande 3. En outre, sur la figure 1, une configuration de fils pour connecter électrique-ment les éléments sensibles à la pression 221 respectifs et les parties de sélection de capteurs 23 est omise de l'illustration. Lorsqu'une tension est appliquée à un circuit contenant chaque élément sensible à la pression 221, la résistance électrique de l'élément sensible à la pression 221 varie conformément à une charge appliquée, ce qui fait qu'une valeur de chute de tension occasionnée par l'élément sensible à la pression 221 est augmentée / réduite. Par conséquent, la charge appliquée peut être détectée indépendamment pour chaque élément sensible à la pression 221, sur la base de la variation de la valeur de chute de tension.
Le film de polyuréthanne supérieur 20 est muni d'un trou de maintenance 25 qui peut être ouvert / fermé à chaque emplacement au-quel chaque partie de sélection de capteurs 23 est disposée. De façon spécifique, on forme le trou de maintenance 25 qui est légèrement plus grand que chaque partie de sélection de capteurs 23, et on couvre le trou de maintenance 25 avec le film de polyuréthanne supérieur 20 qui est légèrement plus grand que le trou de maintenance 25, de façon que le trou de maintenance 25 puisse être ouvert et fermé. Cette structure améliore la commodité au moment de la maintenance des parties de sélection de capteurs 23, du fil 24 de type film pour connecter celles-ci, etc. La feuille de PVC 26 est constituée d'une feuille de résine de poly(chlorure de vinyle) dure, et correspond à la "partie de feuille dure". La feuille de PVC 26 a la même forme que la couche d'éléments sensibles à la pression 22, et elle est disposée en étant divisée en trois parties éga- les dans la direction longitudinale de la feuille de capteur 2 rectangulaire. En ce qui concerne la dureté de la feuille de PVC 26, il est préférable de considérer les points suivants. Ainsi, la feuille de capteur 2 est utilisée en étant étendue sur le lit 50 ou autres, comme décrit ci-dessus, mais il peut se produire une certaine dispersion dans la variation de pression des éléments sensibles à la pression 221, en fonction de l'état de la literie.
Ainsi, dans le cas d'une literie flexible, le poids du dormeur déplace excessivement vers le bas les éléments sensibles à la pression dans cette partie, et par conséquent il est impossible d'émettre le signal de pression correspondant au véritable poids appliqué. De ce fait, le déplacement vers le bas des éléments sensibles à la pression 221 qui est dû à la flexibilité de la literie est atténué par la feuille de PVC 26, et la dispersion de la variation de pression des éléments sensibles à la pression 221 est ré-duite. Pour éliminer complètement le déplacement vers le bas des éléments sensibles à la pression 221, on peut utiliser une feuille de PVC 26 ayant une rigidité très élevée. Cependant, cette feuille peut occasionner un inconfort à un dormeur pendant qu'il dort, et peut perturber le sommeil lui-même. Par conséquent, la feuille est de préférence conçue pour avoir une dureté appropriée en prenant en considération le confort du sommeil, dans la mesure où la dispersion de la variation de pression des éléments sensibles à la pression 221 est admissible.
Dans le mode de réalisation précédent, on utilise un film de ré-sine de polyuréthanne pour le film de polyuréthanne supérieur 20 et le film de polyuréthanne inférieur 21, et on utilise une feuille de résine de poly(chlorure de vinyle) pour la feuille de PVC 26. La présente invention n'est cependant pas limitée à ces matériaux, et on peut utiliser d'autres films de résine ou feuilles de résine. En outre, on peut utiliser un film ou une feuille qui ne consiste pas en résine.
Le film de polyuréthanne supérieur 20, la couche d'éléments sensibles à la pression 22, la feuille de PVC 26 et le film de polyuré- thanne inférieur 21 sont constitués de la manière décrite ci-dessus, de façon qu'aucune couche d'éléments sensibles à la pression 22 et aucune feuille de PVC 26 n'existe dans les parties de pli 28 représentées sur la figure 8, et que seulement le film de polyuréthanne supérieur 20 et le film de polyuréthanne inférieur 21 existent à ces endroits. Comme représenté sur la figure 2A, le film de polyuréthanne supérieur 20 et le film de polyuréthanne inférieur 21 sont joints l'un à l'autre, et la feuille de capteur 2 peut être pliée dans les parties de pli 28. Le fil de type film 24 est partiellement présent, mais le fil de type film 24 est conçu pour avoir une durabilité élevée au pliage, ce qui fait qu'aucune difficulté ne se produit au moment du pliage. La partie de pli 28 du côté droit sur la figure 1 est pliée de façon rentrante, et la partie de pli 28 du côté gauche est pliée de façon saillante, de manière que la feuille de capteur puisse être pliée en trois, comme représenté sur la figure 2B. Lorsque la feuille de capteur est pliée comme décrit ci-dessus, les faces sur lesquelles le film de polyuré- thanne supérieur 20 est disposé portent les unes contre les autres. Ce- pendant, les éléments sensibles à la pression 221 sont disposés dans la configuration décalée représentée sur la figure 1, ce qui fait que les éléments de pression en caoutchouc 221a ne peuvent pas porter les uns contre les autres (venir mutuellement en contact) lorsque la feuille est pliée.
On va maintenant décrire davantage la taille de la feuille de capteur 2. Dans ce mode de réalisation, la largeur latérale est adaptée à la largeur du lit 50, mais on peut considérer certaines variations pour la longueur longitudinale, en considération de l'objectif de détection, de la précision, etc. La figure 5 montre des spectres de puissance de fréquences de respiration correspondant aux sites du corps humain d'un dormeur. Elle est à l'origine une image en couleurs, mais pour donner une description schématique, des parties colorées dans la forme du corps humain correspondent à des sites auxquels on peut obtenir des spectres de puissance ayant un niveau prédéterminé, ou plus. Parmi ces sites, un spectrede puissance de niveau élevé est obtenu dans la région de la poitrine, un spectre de puissance de niveau relativement élevé est obtenu au voisinage du centre de l'abdomen, et des spectres de puissance faibles sont obtenus aux autres sites. On décrira les trois sortes de variantes suivan- tes en considérant une distribution d'apparition et une distribution d'intensité des spectres de puissance de fréquences de respiration, comme décrit ci-dessus.
(A) La taille est définie sur la base de l'intervalle entre la hauteur d'épaule et la hauteur d'entrejambe du dormeur.
En se référant à la figure 5, on note que si la mesure est effectuée dans l'étendue comprise entre la hauteur d'épaule et la hauteur d'entrejambe, il est possible d'obtenir pratiquement toute l'étendue dans la-quelle les fréquences de respiration apparaissent, et par conséquent il est possible de détecter toute la variation de charge occasionnée par la respi- ration. Par exemple, dans le cas d'un adulte japonais moyen, elle corres- pond à la longueur d'environ 800 mm. Si le lit est supposé être un grand lit à une seule place, sa largeur est approximativement égale à 1200 mm. Par conséquent, si la feuille de capteur est pliée en trois, la taille de chaque partie est égale à 400 mm x 800 mm, et ceci est une taille suffisam-
ment portable.
(B) La taille est définie sur la base de l'intervalle entre la hauteur d'épaule et la hauteur de hanche.
En se référant à la figure 5, on considère qu'une information de respiration d'une précision suffisante peut être obtenue sans aucune information de la partie d'abdomen, et par conséquent l'information de respiration concernant ce qu'on appelle la "partie de poitrine supérieure" est détectée pour réduire la taille. Par exemple, dans le cas d'un adulte japonais moyen, elle correspond à la longueur d'environ 450 mm. Par conséquent, si la feuille de capteur est pliée en trois, la taille de chaque partie est égale à 400 mm x 450 mm, ce qui fait que la feuille peut être transportée très aisément.
(C) La taille est définie sur la base de la longueur de la partie de poitrine dans la direction de la hauteur du corps du dormeur.
En se référant à la figure 5, on note qu'un spectre de niveau élevé est obtenu dans la partie de poitrine, et par conséquent, si au minimum, l'information concernant cette partie peut être détectée, l'information de respiration peut être obtenue avec un certain degré de précision. Ainsi, lorsque la diminution de taille (diminution de coût supplémentaire) est encore exigée, une telle taille est admissible. Par exemple, dans le cas d'un adulte japonais moyen, elle correspond à la longueur d'environ 60 mm. De ce fait, si la feuille de capteur est pliée en trois, la taille de chaque partie est égale à 400 mm x 60 mm. Ceci signifie que la feuille de capteur peut aisément être rangée dans un sac ou autres, ce qui fait que la feuille de capteur peut être transportée encore plus aisément.
En ce qui concerne l'intervalle (pas) auquel les éléments sensibles à la pression 221 sont disposés, on peut considérer les dispositifs suivants, en relation avec le point suivant. La figure 6 montre un résultat de calcul obtenu sur la base d'une aire sur la longueur de la partie de poitrine dans laquelle la composante de fréquence de respiration a un niveau supérieur de 10 dB, ou plus, à celui des autres composantes de fréquence. Des détails d'une expérience sont omis, et le résultat suivant a été obtenu d'après cette expérience, pour la relation entre le poids et l'aire minimale dans laquelle la fréquence de respiration apparaît: 0,0056 m2 dans le cas d'un jeune enfant d'un poids de 15 kilo- grammes 0,025 m2 dans le cas d'un adulte d'un poids de 40 kilogrammes Ainsi, pour l'adaptation à une telle aire, le pas de disposition peut être fixé à 7 cm ou moins pour des jeunes enfants et à 15 cm ou moins pour des adultes. Il est possible de préparer des feuilles de capteur 2 ayant des pas de disposition prévus exclusivement pour des jeunes enfants et des adultes. On peut cependant adopter une feuille de capteur 2 ayant un faible pas de disposition pour des jeunes enfants, et valider et utiliser un sur deux des éléments sensibles à la pression 221 lorsque la feuille est employée pour des adultes. Avec cette structure, il est inutile de préparer différentes feuilles de capteur 2 respectivement pour des jeunes enfants et des adultes.
On décrira ensuite l'unité de commande 3. Comme représenté dans le schéma synoptique de la figure 3, l'unité de commande 3 comprend un convertisseur A/N 31, un micro-ordinateur 32, une mémoire 33 et une partie de visualisation 34. Dans l'unité de commande 3, les signaux de charge des éléments sensibles à la pression 221 respectifs de la couche sensible à la pression 22 sont successivement sélectionnés par la partie de sélection de capteurs 23, et les valeurs (qu'on appelle ci- après des valeurs AN) obtenues par conversion de valeurs analogiques en va- leurs numériques des signaux de charge correspondants, par le convertisseur A/N 31, sont introduites dans le micro-ordinateur 32. A ce moment, le micro-ordinateur 32 fournit un signal de commutation à la partie de sélection de capteurs 23 pour sélectionner un signal de charge à introduire. En répétant l'opération décrite ci-dessus, le micro- ordinateur 32 prélève périodiquement les signaux de charge provenant de tous les éléments sensibles à la pression 221, et les stocke dans la mémoire 33.
Sur la base des signaux de charge ainsi stockés, le micro-ordinateur 32 accomplit le traitement conforme au traitement basé sur un programme de traitement prédéterminé, pour générer une courbe de res- giration (signal de respiration), et il émet également vers la partie de vi- sualisation 34 une fréquence d'apparition, une durée, etc., d'un état d'apnée ou d'un état de faible respiration, jugée sur la base de la courbe de respiration. Dans la partie de visualisation 34, la courbe de respiration et la fréquence d'apparition, la durée, etc., de l'état d'apnée ou de l'état de faible respiration sont visualisées sous la forme de valeurs numériques ou de graphique.
(1) La feuille de capteur 2 de ce mode de réalisation peut être conçue de façon à avoir une longueur longitudinale de 800 mm même dans le cas de (A) dans la section concernant la taille de la feuille de cap- teur 2, et lorsqu'elle est pliée en trois, elle est réduite à une taille de 400 mm x 800 mm, ce qui est une taille suffisamment petite pour être aisé-ment portable.
La feuille de capteur classique est disposée sur la totalité de la surface d'un lit, et par conséquent elle est adaptée à un cas dans lequel le lit est équipé de manière fixe comme un lit d'examen. Cependant, dans le cas de ce mode de réalisation, la feuille de capteur a des dimensions réduites et est davantage portable, ce qui fait qu'une personne examinée peut aisément la rapporter à domicile pour l'utilisation. En ce qui concerne un dispositif classique pour lequel une personne examinée rap- porte une feuille de capteur à son domicile et est examinée en étant couchée dans un lit chez elle, ce dispositif est utilisé dans des conditions dans lesquelles diverses sortes de capteurs sont fixés sur le corps humain. Cependant, l'installation de ce dispositif demande beaucoup de temps, ce qui est malcommode pour l'utilisateur. D'autre part, dans le cas de la feuille de capteur 2 de ce mode de réalisation, elle est simplement placée sous un dormeur, et l'installation est donc très simple.
En outre, les éléments de détection sont disposés de façon à se trouver dans l'étendue prédéterminée correspondant à la partie de poitrine pour laquelle il est nécessaire de détecter l'information de respira- tion, etc., et dans la partie prédéterminée lorsqu'un dormeur se déplace dans une direction latérale sous l'effet du retournement, ou autres, dans son sommeil, et par conséquent la précision de détection est également excellente.
(2) Du fait que les éléments sensibles à la pression 221 sont disposés dans une configuration décalée, les éléments de pression en caoutchouc 221a ne peuvent pas porter (venir en contact) les uns contre les autres dans l'état plié. Lorsque l'état dans lequel les éléments de pression en caoutchouc 221a portent les uns contre les autres est main-tenu pendant longtemps, la caractéristique de durabilité des éléments sensibles à la pression 221 est affectée, et par conséquent la précision du capteur est diminuée. Cependant, une telle configuration peut éviter que les éléments de pression en caoutchouc 221a ne viennent en contact, et améliorer la caractéristique de durabilité.
(3) La couche d'éléments sensibles à la pression 22 interne, etc., sont isolés de l'atmosphère externe par le film de polyuréthanne supérieur 20 et le film de polyuréthanne inférieur 21, ce qui permet d'éviter que les performances de détection des éléments sensibles à la pression ne soient affectées par l'incontinence urinaire, la transpiration, etc., d'un dormeur, et ceci est donc également efficace pour la durabilité.
En outre, du fait que le film de polyuréthanne supérieur 20 et le film de polyuréthanne inférieur 21 sont transparents, on peut observer aisément les structures internes des éléments sensibles à la pression 221, des éléments de pression en caoutchouc 222, des parties de sélection de capteurs 23, du fil de type film 24, etc., et lorsqu'il se produit une rupture de fil ou un autre défaut, la cause peut donc être trouvée aisément.
(a) Dans le mode de réalisation ci-dessus, la feuille de capteur est pliée en trois, mais elle peut être pliée en deux ou en quatre ou plus. La couche d'éléments sensibles à la pression 22 et la couche de PVC 26 sont divisées en parties dont le nombre correspond au nombre de plis, et sont disposées en correspondance.
(b) Dans le mode de réalisation ci-dessus, les éléments sensibles à la pression 221 sont disposés dans la configuration décalée avec chaque élément sensible à la pression 221 considéré individuellement, pour empêcher ainsi le contact entre les pièces de pression en caoutchouc 221a dans l'état plié. On peut cependant obtenir le même effet en disposant les éléments sensibles à la pression 221 dans la configuration décalée pour des réseaux individuels, comme représenté par exemple sur les figures 7A-7B. Par exemple, dans le cas de la figure 7A, la configura- tion décalée est établie pour chaque réseau comprenant un nombre pré- déterminé d'éléments sensibles à la pression qui sont disposés dans la direction latérale, c'est-à-dire dans la direction perpendiculaire à la direction de la hauteur du corps d'un dormeur, lorsque la feuille de capteur est placée sur un lit ou autres. D'autre part, dans le cas de la figure 7B, la configuration décalée est établie avec des réseaux individuels comprenant un nombre prédéterminé d'éléments sensibles à la pression qui sont dis-posés dans la direction longitudinale, c'est-à-dire dans la direction de la hauteur du corps d'un dormeur lorsque la feuille de capteur est placée sur un lit ou autres. Même dans ces cas, les éléments sensibles à la pression organisés en réseau ne viennent pas en contact les uns avec les autres lorsque la feuille est pliée dans les parties de pli 28.
Cependant, lorsque les éléments sensibles à la pression 221 sont disposés plus uniformément, il est préférable que les éléments sensibles à la pression 221 soient disposés dans la configuration décalée sur la base d'un seul élément sensible à la pression 221 individuel, comme décrit en référence au mode de réalisation ci-dessus. On prévoit que la configuration uniforme sera plus préférable du point de vue de la détection correcte de l'information relative à un être vivant, comme l'information de respiration ou autres.
(c) Dans le mode de réalisation ci-dessus, les éléments sensibles à la pression 221 sont utilisés à titre d'exemple d'éléments de détection, mais on peut utiliser des éléments de détection pour détecter une vibration au lieu de la pression. On peut utiliser des éléments à film piézoélectrique, des éléments en poly(fluorure de vinylidène) (PVDF) ou au- tres pour les éléments de détection de vibration.
Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (8)
1. Feuille de capteur ayant une section de feuille (2) sensible-ment rectangulaire et une multiplicité d'éléments de détection (221) qui sont disposés selon une répartition prédéterminée sur la section de feuille (2) et détectent une pression ou une vibration, la feuille de capteur (2) émettant un signal correspondant à une charge ou une vibration provenant d'un dormeur, la feuille de capteur étant caractérisée en ce que: une largeur latérale de la section de feuille (2) est fixée à une longueur minimale à laquelle les éléments de détection (221) sont présents dans une étendue prédéterminée lorsque le dormeur se déplace dans une direction latérale; et une longueur longitudinale de la section de feuille (2) est fixée à une longueur minimale à laquelle les éléments de détection sont présents dans une étendue prédéterminée correspondant à une partie de tronc du dormeur, et la section de feuille (2) peut être pliée au moins dans la direction de la largeur latérale.
2. Feuille de capteur selon la revendication 1, caractérisée en ce que la longueur longitudinale de la section de feuille (2) est définie sur la base d'un intervalle entre la hauteur d'épaule et la hauteur d'entrejambe du dormeur.
3. Feuille de capteur selon la revendication 1, caractérisée en ce que la longueur longitudinale de la section de feuille (2) est définie sur la base d'un intervalle entre la hauteur d'épaule et la hauteur de hanche du dormeur.
4. Feuille de capteur selon la revendication 1, caractérisée en ce que la longueur longitudinale de la section de feuille (2) est définie sur la base de la longueur d'une partie de poitrine dans la direction de la hauteur du corps du dormeur.
5. Feuille de capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les éléments de détection (221) sont conçus de façon que des éléments de transmission (221a) disposés sur un côté de surface de la section de feuille (2) de façon à faire saillie à partir de ce côté de surface, transmettent une pression ou des vibrations à des parties de capteur (23) disposées dans la section de feuille (2), et les éléments de détection (221) sont disposés en une configuration décalée de façon à empêcher que les éléments de transmission (221a) ne portent les uns contre les autres lorsque la section de feuille (2) est pliée de manière que les éléments de transmission (221a) soient disposés mutuellement en regard.
6. Feuille de capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la section de feuille (2) est munie d'une partie de feuille dure (26) pour que, lorsque la section de feuille (2) est étendue sur une literie (50), la dispersion du déplacement des éléments de détection vers le bas, sous l'effet de la flexibilité de la literie (50), soit réduite, la partie de feuille dure (26) étant divisée dans la partie de pli (28).
7. Feuille de capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la section de feuille (2) a des parties de protection de type film (20, 21) sur ses surfaces supérieure et inférieure, et les éléments de détection (221) sont disposés entre les parties de protection de type film (20, 21) de façon à être isolés de l'atmosphère ex-terne.
8. Feuille de capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les parties de protection de type film (20, 21) sont transparentes.
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