JP6356683B2 - 授乳量推定器 - Google Patents

Description

いくつかの実施形態は、授乳量推定器に関する。

生後１年間、乳児に食べ物を与える好ましい方法として、米国小児科学会、世界保健機関、及び世界中の医療専門家により、授乳が推奨されている。人間の母乳には、今日まで乳児用調製粉乳では複製できていない、健康上の著しい効用がある。具体的に、母乳は、感染症下痢、呼吸器感染、中耳炎、小児肥満症、及び他の状態の発症を低減することが分かっている。授乳は、分娩後出血及び貧血の危険性を低減するなど、母親にも健康上の効用があることが分かっている。また、卵巣がん及び閉経前の乳がんの危険性も低下する。さらに、授乳期の母親において、産後の体重減少が増進される。授乳の他の効用として、母親と乳児の両方において心が和む効果を含む。これらの理由によって、多くの医療専門家は、授乳が、より健康的でより幸せな乳児及び母親をもたらすことを感じていて、それが、公の健康対策として、授乳が世界中で奨励されている理由である。

乳児が飲んだ母乳の量を知る必要性は、多くの授乳中の母親にとって重要である。この情報は、乳児の栄養状態、授乳指導の必要性、及び／又は乳児用調製粉乳の使用を判断するのに役立つ可能性があり、それ故、小児科医にとっても重要である。普通の乳児による標準の授乳摂取は、生まれたその日のうちに、数十ミリリットルから始まり、生後一週間内に１日数百ミリリットルに増加し、その後、１日当たり約７００〜９００ミリリットルに達することが認められている（J. Riordan 及び K. Wambach, “Breastfeeding and Human Lactation”, Jones & Bartlett出版社, 第４版 (２００９)を参照）。

多くの母親は、乳児が飲む母乳が足りていないのではないかという間違った印象及び心配が原因で、授乳を完全に又は部分的にやめることを選択し、調製粉乳の使用を開始する。これは残念な状況である。

授乳中に絞り出される母乳の量を測定する装置が過去に提案されてきた。このような多くの装置は、流体の流れを計測する方法を採用し、一般的に授乳中に胸部に取り付けられる流量計又は容量計を有し、流れる母乳の量を測定する。このような装置のいくつかの例が、米国特許第５８２７１９１号明細書（Rosenfeld）、米国特許出願公開第２００８／００３９７４１号明細書（Shemesh他）、及び米国特許出願公開第２００５／０１７７０９９号明細書（Dahan）に開示されている。他の装置は、超音波測定又は圧電素子を利用した流量計器の使用を提案している。このような装置は、精度の問題以外で、親密で簡潔な母親／乳児の摂食及び触れ合い行為を中断する侵入性の性質が原因で、あまり受け入れられなかったと推測される。

例えば、米国特許出願公開第２００８／００９７１６９号明細書（Long他）、米国特許出願公開第２００８／００７７０４０号明細書（Ales他）、及び米国特許出願公開第２００８／００７７０４２号明細書（Feldkamp他）に開示されているように、他の提案は、母親及び／又は乳児の体重を量り、授乳前後の乳児の胃の膨満を測定することを含む。このような提案は、かなりの程度の不便さを伴い、幅広い支持が欠けていることを明らかにするかもしれない。さらに、実験データは、体重を量ることは、幼い乳児の母乳摂取の評価における不正確な方法であることを示唆している（O. E. M. Savenije, P. L. P. Brand,“Accuracy and precision of test weighing to assess milk intake in newborn infants”, Arch Dis Child Fetal Neonatal (2006) 91:F330-F332を参照）。

米国特許第５８２７１９１号明細書 米国特許出願公開第２００８／００３９７４１号明細書 米国特許出願公開第２００５／０１７７０９９号明細書 米国特許出願公開第２００８／００９７１６９号明細書 米国特許出願公開第２００８／００７７０４０号明細書 米国特許出願公開第２００８／００７７０４２号明細書

O. E. M. Savenije, P. L. P. Brand, "Accuracy and precision of test weighing to assess milk intake in newborn infants", Arch Dis Child Fetal Neonatal (2006) 91:F330-F332

非常に一般に、小児科医と看護師は、乳児が飲んだ母乳の量のある表示度数として、１日当たりの（尿により）ぬれたおむつの数を数えるように、心配している母親に簡単に指導する。十分な母乳摂取を示すとして、一般に介護人により提示される割合は、生後一週間内の乳児の２４時間当たりのぬれたおむつが１〜５枚で、それより上の乳児の２４時間当たりのぬれたおむつが６枚以上である。しかし、当然、おむつの数を数えることは、主として２４時間当たりの尿の分泌の実際の量の明確な測定を提供しないため、精密科学として見なすことができない。

よって、乳児が飲む母乳の量を推定する、控えめで便利な装置及び方法の、長年の切実な必要性がまだある。

出願人が２０１２年５月２５日に出願した国際特許出願（ＰＣＴ／ＩＢ２０１２／０５２６４８）は、１以上の生理学的パラメータを検出することにより、対象者の幸福を感知する装置、システム、及び方法を開示している。出願人が２０１１年７月２８日に出願した国際特許出願（ＰＣＴ／ＩＬ２０１１／０００６１５）は、対象者の生理学的状態を監視するシステム及び方法を開示している。これらの特許出願は、参照することにより、全体がここに組み込まれる。

下記実施形態及びその観点は、例示及び実例であることを意図されていて、範囲を限定しない、システム、ツール、及び方法と共に表され且つ説明される。

実施形態に従い、乳児の母乳摂取の間接的推定のためのセンサが提供される。そのセンサは、対象者が着用する失禁用製品に外付けされるように構成された筐体を有し、その筐体は、失禁用製品を照射する発光ダイオード（ＬＥＤ）と、失禁用製品から反射される光量の表示度数（indication）を出力する光検出器と、集積回路とを有し、集積回路は、（ａ）光検出器から表示度数を受信し、（ｂ）対象者が失禁用製品に分泌した尿量を表示度数に基づいて計算し、（ｃ）対象者が失禁用製品に分泌した尿量に基づいて、乳児の母乳摂取量を推定する。

実施形態に従い、さらに、尿センサが提供される。尿センサは、対象者が着用する失禁用製品に外付けされるように構成された筐体を有し、筐体は、失禁用製品を照射する発光ダイオード（ＬＥＤ）と、失禁用製品から反射される光量の表示度数を出力する光検出器と、集積回路とを有し、集積回路は、（ａ）光検出器から表示度数を受信し、（ｂ）対象者が失禁用製品に分泌した尿量を表示度数に基づいて計算する。

いくつかの実施形態において、ＬＥＤは白色ＬＥＤである。
いくつかの実施形態において、ＬＥＤは赤外線ＬＥＤである。
いくつかの実施形態において、光検出器は光依存性抵抗（ＬＤＲ）である。
いくつかの実施形態において、光量の表示度数は電圧の低下である。
いくつかの実施形態において、電圧の低下は失禁用製品内の尿量の増加に相当する。
いくつかの実施形態において、光量の表示度数は電圧の増加である。
いくつかの実施形態において、電圧の増加は対象者の水和の減少に相当する。
いくつかの実施形態において、集積回路は、さらに、対象者が失禁用製品に分泌した尿の色調（shade）の検出に基づいて、対象者の水和レベルを推定するように構成される。
いくつかの実施形態において、集積回路は、さらに、尿の色調と尿量の相乗的分析に基づいて、対象者の水和レベルを推定するように構成される。
いくつかの実施形態において、筐体は、失禁用製品に外付けするためのステッカーをさらに有する。
いくつかの実施形態において、筐体は、失禁用製品に外付けするためのベルクロ（Velcro（登録商標））をさらに有する。
いくつかの実施形態において、筐体は、失禁用製品に外付けするためのクリップをさらに有する。
いくつかの実施形態において、筐体は集積回路に動作的に連結されたスクリーンをさらに有し、スクリーンは尿量を表示する。
いくつかの実施形態において、筐体は集積回路に動作的に連結されたスクリーンをさらに有し、スクリーンは母乳摂取の推定量を表示する。
上述した典型的な観点及び実施形態に加え、さらなる観点及び実施形態が、図面を参照し、以下の詳細な説明を学ぶことにより、明らかになる。

典型的な実施形態が、参照される図面に記載されている。図面に示される構成要素と特徴の寸法は、一般的に便宜上及び提示を明確するために選択されていて、必ずしも正確な縮尺ではない。図面を以下にリストアップする。

いくつかの実施形態におけるセンサを備えた特徴的な層状のおむつを示す。 そのおむつを形成する層の断面図を示す。 いくつかの実施形態における典型的なセンサの正面等角図を示す。 いくつかの実施形態における典型的なセンサの正面図を示す。 いくつかの実施形態における典型的なセンサの背面図を示す。 いくつかの実施形態における典型的なセンサの右側面図を示す。 いくつかの実施形態における典型的なセンサの左側面図を示す。 いくつかの実施形態における典型的なセンサの上面図を示す。 いくつかの実施形態における典型的なセンサの底面図を示す。 いくつかの実施形態におけるセンサの電子回路のブロック図を示す。 いくつかの実施形態におけるセンサの電子回路のブロック図を示す。 いくつかの実施形態におけるローパスフィルタの回路図を示す。 いくつかの実施形態における典型的な音響通信インターフェースを示す。 いくつかの実施形態における検出システムの音響インターフェースを示す。 いくつかの実施形態におけるグラフィックインターフェースを示す。 いくつかの実施形態におけるセンサ測定値のグラフを示す。 いくつかの実施形態におけるセンサ測定値のグラフを示す。 いくつかの実施形態におけるセンサ測定値のグラフを示す。 いくつかの実施形態におけるセンサ測定値のグラフを示す。 いくつかの実施形態におけるセンサ測定値のグラフを示す。

乳児の母乳摂取の間接的推定に有用な装置及び方法がここに開示される。本実施形態によれば、乳児のおむつに分泌された尿量が測定され、乳児が十分な量の母乳を飲んでいるかどうかを推定するのに使用されうる。この推定は、上述したぬれたおむつの数を数える方法の代わりに又はその方法と併用して使用されても良い。ぬれたおむつの表示度数とそのぬれたおむつに含まれる尿の量が与えられれば、数を数える方法は向上する可能性がある。なぜなら、乳児の介護人がこれらの要因に気付かず、おむつが多量の排尿をためた後にしか、おむつを変えないかもしれず、これにより、ぬれたおむつの誤った少ないカウントの原因となると共に根拠のない心配を引き起こすかもしれないからである。

有利に、尿の量は、乳児のおむつに外付けされたセンサを使用して検出される。それ故、センサは尿又は乳児の体に直接的に接触しない。有益なセンサは、親密で簡潔な母親／乳児の摂食及び触れ合い行為を邪魔しない方法で、尿の分泌の便利な非侵入性の測定を可能にする。代替の実施形態では、センサはおむつそのものの中に埋め込まれる。

いくつかの実施形態において、授乳に関係のない目的のために、センサは失禁用製品（大人用のおむつ又は乳児用のおむつなど）に分泌される尿の量を測定するのに使用される。例えば、センサは、腎不全を検知し、水和を推定するなどのために、対象者の流体管理を必要とする状況において使用されても良い。

いくつかの実施形態において、対象者の水和レベルを推定するように構成された、同一のセンサ又は異なるセンサが提供される。センサは、水和レベルを示すことで知られている、尿の色調（shade）を検出する。一般的に、尿が暗いほど対象者は脱水状態であり、逆もまた同様である。透明な尿は、通常、良好な水和レベルを意味する。任意に、センサは分泌された尿の量も測定し、２つの要因（量と色調）の組み合わせを使用して、水和レベルを推定する。

「おむつ」、「失禁用製品」、及び「吸収性失禁用製品」の用語は、ここでは同じような意味で使用され、層状構造を有する装着型の製品に関する。層状構造を有する装着型の製品は、吸収性コア構造に尿を移動させ広げることを可能にし、尿はその吸収性コア構造に閉じ込められる。同様に、「乳児」の用語は、ここでは便宜上のためだけに使用され、赤ちゃん、子ども、又は大人など、どの対象者に関しても良い。

図１を参照すると、特徴的な層状のおむつ１００が斜視図で示されている。図２を参照すると、同じおむつを形成する層が断面図で示されている。多くの現代のおむつ（おむつ１００など）に見られる基本的な層は一般に、（ａ）通気性のポリエチレンフィルム又は不織フィルム合成物で作られ、水気と汚物の外部環境への移動を防ぐ、外殻（outer shell）１０２、（ｂ）通常、エアレイド（air-laid）の紙と優れた吸収性のポリマーの混合物を含む、内部吸収性層１０４、及び（ｃ）大抵、真下の分布層と共に不織布材料で作られ、水分を吸収性層に移動させる、皮膚に最も近い層１０６である。着用者の腹部の周りでおむつを閉じるのに、一対のファスナ１０８が通常使用される。

いくつかの実施形態において、センサ（センサ１１０など）が、外付けの追加物として、おむつ１００の外殻１０２に取り付けられても良い。いくつかの実施形態において（図示せず）、センサは、外殻１０２に埋め込まれても良いし、又は外殻１０２と一体的に形成されても良い。いくつかの実施形態において（図示せず）、センサは、内部吸収性層１０４に埋め込まれても良いし、又は内部吸収性層１０４と一体的に形成されても良い。いくつかの実施形態において、１つ以上のセンサが、皮膚に最も近い層１０６に埋め込まれても良いし、又は皮膚に最も近い層１０６と一体的に形成されても良い。センサ１１０の位置決めは、ここでは単なる例として示されている。とは言うものの、センサは、おむつのいずれかの層の中に又はおむつのいずれかの層上に位置付けられても良いし、及び／又はおむつの異なる領域に位置付けられても良い。さらに、センサの構成要素を異なる層に分布させても良いし、及び／又は異なる位置に分布させても良い。

おむつに分泌された尿の量を測定するために、光検出器がセンサ内で使用されても良い。フォトレジスタ（ＬＤＲ）、光電池、フォトダイオード（光起電性モード又は光伝導性モードで動作する）、ＩＲセンサ、フォトトランジスタ、ＣＣＤ（電荷結合素子）、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）などの適切な多様な光検出器（光センサ）がある。

乳児及び／又はセンサを必要としている他の人に使用するための典型的なセンサ３００が、図３Ａ〜図３Ｇにおいて、正面等角図、正面図、背面図、右側面図、左側面図、上面図、及び底面図でそれぞれ示されている。センサ３００は、内部の構成要素（光検出器、照明器（例えばＬＥＤ）、集積回路（ＩＣ）など）を取り囲む筐体を有しても良い。筐体は、例えば筐体の背面に位置付けられるステッカー又はベルクロ（Velcro）などにより、着用者の衣服（おむつなど）に取り付けられても良い。さらに又はこれに代えて、筐体はクリップ及び／又は当技術分野で知られている他の手段（図示せず）を使用して、衣服に取り付けられても良い。

センサ３００のＩＣは、例えば、上述した光検出器を使用して、おむつに分泌される尿の量を測定しても良い。光検出器は、おむつから反射される光量の表示度数を出力する。表示度数はＩＣにより受信され、ＩＣはその表示度数に基づいて分泌された尿の量を計算する。光検出器は、筐体内の開口部を使用して光を受信しても良く、任意のＬＥＤが、任意のＬＥＤ開口部を使用して、衣服を照射しても良い。１つ又は両方の開口部は開いていても良いし、又は光の移動を可能にするほど十分に透明なカバーで閉じられていても良い。すなわち、開口部は筐体の背面で視覚的に露出される。カバーは、例えば、ベルクロ、接着剤、又はセンサ３００を衣服に取り付けるための他の手段であっても良い。任意のＩＲ送受信機が、ＩＲ穴に又はその近くに位置付けられても良い。

いくつかの又は全てのセンサ、送受信機、照明器などが、ベルクロ、接着剤、又はセンサ３００を衣服に取り付けるための他の手段の下方に位置付けられても良く、又は、環境への露出をせずに筐体の内側に位置付けられても良いことに、注意すべきである。これにより、筐体に可視の穴を設ける必要性を回避しながら、センサ／照明器の保護を提供しても良い。それは、完全に又は部分的に筐体の密閉を提供しても良い。

ＬＥＤは、白色光ＬＥＤ、赤色光ＬＥＤ、赤外線ＬＥＤ、又は異なる波長のＬＥＤであっても良い。

センサ３００のスクリーンがＩＣに動作的に連結されて、測定された尿量及び／又は母乳摂取量を表示しても良い。スクリーンに表示される母乳摂取量は、ある例では、尿量と等しくても良い。これら２つの量は類似していることが知られている。さらに又はこれに代えて、ＩＣはスクリーン上に、排尿事象の簡単な表示度数をアラート（alert）の形式で表示しても良い。センサが少なくとも所定量（例えば、少なくとも１０ｃｃ、少なくとも１５ｃｃ、少なくとも２０ｃｃ、少なくとも３０ｃｃ、又はＩＣにプログラムされたその他の所定量）の尿を検出したときに、アラートを発しても良い。

アラートは、おむつを着用している対象者が排尿したことを介護人に示しても良い。それから、介護人は、対象者の母乳摂取が十分かどうかを知るために、上述したような、ぬれたおむつの数を数える方法を使用しても良い。スクリーン上の表示度数は、例えば、測定されたミリリットル（又は異なる単位）の数を示す数値であっても良い。さらに又はこれに代えて、マルチレベルの尺度が表示されても良く、この場合、尺度の各レベルは、尿の異なる量を示す。さらに又はこれに代えて、センサ３００は、スピーカやブザーなどを含み、尿量を可聴表示しても良い。
これに代えて又はさらに、アラートはおむつを着用している対象者の水和レベルが閾値レベルより低くなったことを介護人に示しても良い。センサがＩＣに組み込まれている少なくとも所定の色調の尿を検出したときにアラートが発せられても良い。

乳児の動作及び活動によって生じる光検出器の出力の電圧変動は、尿量測定をより複雑にする場合がある。有利に、ＩＣに組み込まれた、別々に検査されたソフトウェアとハードウェアのローパスフィルタ（ＬＰＦ）は、光検出器が出力する信号をより放物線状に且つより滑らかにすることができ、ここで記載した方法及びアルゴリズムを使用した尿量測定を可能にした。ＬＰＦは、移動平均計算に基づいていた。図５は、ＬＰＦを使用したものであって、図４の代替を示している。図６は典型的な２次のＬＰＦ回路を示す。しかし、当業者は、異なる順序及び／又はトポロジーのＬＰＦが適切な場合もあることを認識している。

図３Ａ〜図３Ｇを参照する。任意に、センサ３００は、着用者の呼吸を検出するために圧電センサ（図示せず）を有する。圧電センサは、筐体の内部又は外部に位置付けられたＰＶＤＦシートであっても良く、好ましくは、着用者の身体に直接触れず、さらに物体からＰＶＤＦシートに動き又は圧力を機械的に移すために技術的に時々使用されている膜などの柔軟な部材を任意に介さない。ＰＶＤＦシートは、例えば、筐体の背面側の内側面に取り付けられても良い。ＰＶＤＦシートは、任意に筐体に接触する。これに代えて、ＰＶＤＦシートは、筐体に接触せずに、筐体の内側に取り付けられても良い。さらなる代案として、筐体のわずかなくぼみが筐体外部にあるＰＶＤＦシートを収納し、そのくぼみが上述したベルクロや接着剤などにより覆われても良い。

センサ３００は、さらに、一般的な乳児のトイレトレーニングの手順を促進するようなトイレトレーニングの機能性を含んでも良い。親又は他の介護人は、自分の声で１つ以上の音声メッセージを録音し、センサ３００が分泌を検知したときにスピーカを使用してその音声メッセージが自動的に再生されるようにしても良い。音声メッセージは、例えば、乳児にトイレを使用するべきであったことを気付かせ、それにより無意識の分泌に対し即時のバイオフィードバックを提供する。任意に、乳児に対しセンサ３００をよりアピールするため、乳児がセンサ３００に触れたときに、予め録音された音声メッセージを自動的に再生しても良い。

音声メッセージは、工場で予め録音されても良いし、及び／又は、親／介護人により録音されても良い。そのために、１つ以上のボタン（例えば、録音ボタン及び／又は再生ボタン）がセンサ３００に設けられても良い。任意に、１つ以上のステータスライト及び／又はスクリーン（ＬＣＤスクリーンなど）が、録音が開始されたことや終了したことを録音している人に示しても良い。

任意に、このような音声メッセージのいずれかの再生前、再生後、又は再生中に、音響信号がセンサ３００により放出されて、後述するように、検出された分泌の表示度数を遠隔装置又は受信装置に送信しても良い。さらに任意に、表示度数は、遠隔装置又は受信装置へのトイレトレーニングについての教育用ビデオクリップのロード及び／又は再生を引き起こしても良く、親と子どもは一緒に又は別々にその教育用ビデオクリップを見ることができる。

さらに任意に、トイレは音響周波数又は無線周波数の受信機を有しても良く、便及び／又は尿の分泌の事象の表示度数をトイレで受信したときに、トイレは、光や音などを発することにより、トイレの使用を乳児に促しても良い。表示度数は、センサ３００から、及び／又は遠隔装置又は受信装置から受信しても良い。

いくつかの実施形態によれば、ここで開示されたセンサは、さらに、外部装置及び／又は遠隔装置とインターフェースで接続し及び／又は通信し、ここで開示されたセンサにより生成される信号を装置（ここでは「受信機」又は「受信装置」）に伝達しても良い。検出装置のセンサから受信装置への信号伝達は、様々な通信経路（無線周波数又は音響通信など）で実行されても良い。

音響通信は、音波及び／又は超音波を使用する。そのため、「送信機」は「受信機」により検出される音波（sound）を生成する。物理的対象物が急速に振動すると、送信機により音波が生成され、すぐ近くの空気分子（又は他の周囲媒体）を乱し、発信元から離れる全ての方向に伝わる圧縮波を生成する。音波は、周波数（高音対低音）、振幅（音の大きさ）、及び周期性（周波数及び振幅の時間的パターン）が異なるように作られうる。音響波は媒体を介して急速に移動するため、音響信号はすぐに開始、停止、又は修正されて、時間依存のメッセージを送信することができる。

いくつかの実施形態によれば、ここに開示されているような検出装置及び検出システムによって検出される様々な生理的状態の各々について、マイクロコントローラに接続されている１以上のトランスデューサによって、異なる音響信号が生成されても良い。様々な音響信号は、様々なパラメータ、例えば、周波数、周期性、振幅、持続時間、一連の信号とそれらの間の間隔（デューティサイクル）など（これらに限定されない）が異なっても良い。音響アラートの周波数は、いずれの範囲であっても良い。ある実施形態において、音響アラートは１Ｈｚ〜１０ＫＨｚの範囲である。別の実施形態において、音響アラートは１０ＫＨｚ〜１８ＫＨｚの範囲である。別の実施形態において、音響アラートは１８ＫＨｚ〜２０ＫＨｚの範囲である。別の実施形態において、音響アラートは１８ＫＨｚ〜２２ＫＨｚの範囲である。別の実施形態において、音響アラートは２０ＫＨｚ〜２２ＫＨｚの範囲である。別の実施形態において、音響アラートは超音波領域内でより高く、例えば２２ＫＨｚより上である。

例えば、装置のセンサは尿を検出したときに、任意に他の一連のトーンと併用して、８ＫＨｚのトーンを生成しても良い。例えば、装置のセンサは便を検出したときに、任意に他の一連のトーンと併用して、８ＫＨｚのトーンを生成しても良い。他の例として、装置のセンサは高温を検出したときに、任意に他の一連のトーンと併用して、５ＫＨｚのトーンを生成しても良い。さらなる例として、装置のセンサは呼吸障害を検出したときに、任意に他の一連のトーンと併用して、２０ＫＨｚのトーンを生成しても良い。これらは、どのように音響通信が実現されるかを単に明示することを意図した単純な例である。

さらなる実施形態によれば、検出装置により生成された音響信号は、マイクロホンを備えた受信装置によって受信されても良い。様々な音響通信プロトコルが、送信機（センサ）と受信装置との間の音響通信を確立するのに使用されても良い。例えば、ウッズホール海洋研究所、マサチューセッツ州０２５４３ウッズホール、２０００年５月２５日の「Multi-User Frequency Hopping Underwater Acoustic Communication Protocol」という題の出版物（その内容は、参照することにより、全体が組み込まれる）が、典型的な音響通信プロトコルを開示している。その音響通信プロトコルでは、ＩＰ通信で使用されるパケットと概念が類似しているデータ「パケット」が、音響波を使用して生成される。

いくつかの実施形態によれば、受信装置は、適当な音響通信プロトコルを介して音響信号を受信するように構成された任意の種類の装置を含んでも良く、さらに遠隔地にいるユーザに信号を伝達しても良い。このような設定のさらなる利点は、無線周波数通信と異なり、音響通信は対象者の領域内の電磁放射を含まないため、ここに開示された装置及びシステムの使用の安全性が増加することである。

いくつかの実施形態によれば、検出装置により生成されうる音響トーン又はトーン一式は、時間領域の音響プロトコルを定義する。いくつかの実施形態において、プロトコルは、検出装置のマイクロコンロローラ内と受信装置内でプログラム化されていても良い。

いくつかの実施形態によれば、典型的な音響プロトコルは、下記の「パケット」：（１）トーンシーケンスの準備をするためのスタートビット、（２）一番目のトーン、（３）二番目のトーン、（４）Ｎ番目のトーン、（５）トーンシーケンスを停止させるためのストップビット、を含んでも良い。任意のステップと時間の長さ、ビットの数とビットトーンの周波数、ループなどが変更されて、適当なプロトコルを定義しても良い。

図７を参照すると、検出装置と受信装置間の典型的な音響通信インターフェースが概略的に示されている。検出装置２６００は、センサにより生成される信号に基づいて、音響信号を生成するように構成されたオーディオエンコーダ２６０２を有する。オーディオエンコーダ２６０２は、上述したマイクロコントローラに組み込まれても良いし、又はマイクロコントローラに接続されても良い。検出装置は、オーディオエンコーダ２６０２からの電気信号を遠隔受信機に送信される音響信号に変換するように構成された変換素子２６０４をさらに有する。いくつかの典型的な実施形態において、変換素子２６０４はスピーカである。検出装置により生成された音響信号は、それから、受信装置２６１０のトランスデューサ部２６１２により検出されうる。いくつかの典型的な実施形態において、トランスデューサ２６１２はマイクロホンである。それから、音響信号は、受信装置のオーディオデコーダ２６１４により復号されうる。音響信号の復号が行われて、音響信号は電気信号に変換される。復号された信号は処理されて、ユーザに伝達されうる。いくつかの実施形態において、復号された信号はアラーム信号に変換されても良く、アラーム信号は視覚信号、触覚信号、可聴信号、又はそれらの任意の組み合わせなどであっても良い。

いくつかの実施形態において、受信装置は携帯用であっても良い。いくつかの実施形態において、受信装置は、検出装置の近くに設けられても良い。いくつかの実施形態において、受信装置は、送信装置からの音響通信範囲内であれば、遠隔地に設けられても良い。いくつかの典型的な実施形態において、受信装置はスマートフォンである。いくつかの典型的な実施形態において、受信装置は、スマートフォンと通信するように構成される。

図８を参照すると、いくつかの実施形態における検出システムの音響インターフェースが概略的に示されている。図８に示されるように、システム２７００において、検出装置２７０２は対象者（典型的には赤ちゃん２７０４）に設置される。事象が検出装置のセンサにより検出されると、音響アラートが検出装置により作られる。音響アラートは、対象者の近くに設置されている受信装置２７０６などの受信装置により検出される。それから、受信装置は、アラート（可聴アラート、触覚アラート、及び／又は視覚アラートなど）を監督者に発しても良い。さらに又はこれに代えて、受信装置は、同様に監督者に対する適当なアラームを生成するように構成された遠隔装置（スマートフォン２７０８など）と通信するように構成された中継局としての機能を果たしても良い。

いくつかの実施形態において、受信装置は、遠隔地に居る監督者に通知するために、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＳＭＳ、セルラーデータ通信、プッシュ通知プロトコルなどの技術を利用して、インターネットを介して及び／又は短距離無線通信を介して遠隔装置と通信し、そこでアラームを作動するように構成される。遠隔装置は、受信装置との通信用のアプリケーションを実行し、可聴アラーム及び／又は視覚アラーム及び／又は触覚アラームを生成する。

発明者による成功した実験の実装において、ＡｐｐｌｅのｉＰｈｏｎｅ４のスマートフォン（以降「ｉＰｈｏｎｅ」と言う）が受信装置として使用された。ｉＰｈｏｎｅのマイクロホンは、検出装置により放出された音響信号を、間に壁がない状態で約１０メートルの範囲から、又は壁が存在する場合はより狭い範囲から受け取り、それから、アップルのプッシュ通知サービス（ＡＰＮ）を介して、遠隔装置としての機能を果たす別のｉＰｈｏｎｅにアラートを送信した。

Ａｐｐｌｅのプッシュ通知サービスは、受信装置の標的アプリケーションが起動していないときであっても、ｉデバイス（iDevices）にメッセージを伝えることを目的としている。ＡＰＮは、所定のプロバイダから所定の装置へ通知を運ぶ及び送る。通知は、２つの主要なデータ（装置のトークンとペイロード）からなるショートメッセージである。装置のトークンは、ＡＰＮがクライアントのアプリケーションがインストールされている装置を見つけられるようにする情報を含む。ＡＰＮはまた、それを使用して、通知のルーティングを確認する。ペイロードは、装置のアプリケーションのユーザがどのように警告されるかを規定する、ＪＳＯＮで定義されたプロパティリストである。遠隔通知データの流れは、一方向である。プロバイダは、クライアントアプリケーション用の装置トークンとペイロードを含む通知パッケージを作成する。プロバイダは通知をＡＰＮに送信し、ＡＰＮはその通知を装置に転送する（push）。

遠隔装置として機能するｉＰｈｏｎｅによって受信されたメッセージは、検出装置によって検出された事象を表す情報を含んでいた。ユーザは、このｉＰｈｏｎｅにインストールされている発明者のモバイルアプリケーションを開く引き金となるオプションを備えていて、ｉＰｈｏｎｅはアラートをより視覚的に表示した。アプリケーションは、可聴アラーム、触覚アラーム、及び／又は視覚アラームを生成した。いくつかの実施形態において、視覚アラームは、（例えば、図９に示される）グラフィックアニメーションである。例えば、尿が検出装置により検出されたときに、適当な音響信号が生成される。音響信号は、受信装置（例えば、スマートフォン２８００）により受信され、受信装置において、視覚アラームと聴覚アラームが、水／しぶきの音と共に青色（２８０２）に変化するおむつのアニメーションの形式で、スマートフォンにより生成される。さらに又はこれに代えて、受信装置は、検出に関する情報を遠隔装置に送信しても良く、遠隔装置において、視覚アラームと聴覚アラームが作動される。他の例として、便が検出されると、視覚アラームと聴覚アラームが、おならの音と共に茶色に変化するおむつのアニメーションの形式で、スマートフォンにより生成される。例えば、身体の高温が検出装置により検出されると、視覚アラームと聴覚アラームは、沸騰の音と共に緑色（２８０４）に変化する体温計のアニメーションの形式で、生成される。最後に、呼吸数の障害が検出装置により検出されると、視覚アラームと聴覚アラームは、救急車の音と共に静止したハート（２８０６）のアニメーションの形式で、生成される。

Ａｐｐｌｅのプッシュ通知サービスと関連する事項のさらなる詳細は、オンラインのＡｐｐｌｅの「iOS Developer Library」（http://developer.apple.com/library/ios/navigation/）で利用でき、参照することにより、その全体がここに組み込まれる。

＜実施例及び実験結果＞
発明者により行われた一連の実験において、おむつに含まれる尿の量の測定とおむつに含まれる尿の色調の検出が、試験され検証された。後述する実験は、本発明の実施形態を形成する装置と方法を含む。

第１の実験において、ＬＤＲとＬＥＤ照明器を含むセンサが使用された。ＬＤＲは、[「PerkinElmer Optoelectronics VT900」であった。しかし、ここでは異なるモデルのＬＤＲが明確に表される。任意に、いくつかの実施形態のＬＤＲは、およそ可視スペクトルの光（「周囲光」とも呼ばれる）を検出するように構成される。照明器（すなわち、この実施例においてＬＥＤ）は、基本的に白色ＬＥＤである。センサは、赤ちゃんの形をした人形に着用された「Pampers Active Baby」のサイズ３のおむつに外付けされた。センサは、人形の下腹部を覆うおむつの前面の領域に取り付けられた。実験は３回繰り返され、そのうちの１回は１０ミリリットル（ｍｌ）の水、別の１回は２０ミリリットル（ｍｌ）の水、さらに別の１回は３０ミリリットル（ｍｌ）の水がおむつに注入された。センサの測定値は、尿をシミュレートする水の量とほぼ線形的な相関性があった。図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃは、それぞれ、１０ｍｌ、２０ｍｌ、３０ｍｌを注入した場合のセンサの測定値のグラフを示している。これらの図面のＹ軸はフォトダイオードの電圧出力を示し、Ｘ軸は時間を分単位及び秒単位で示している。図示されているように、水の注入（排尿に相当）により、電圧は急速に低下する結果となった。１０ｍｌの注入の場合、注入前の基準値と、注入から約３０秒〜１２０秒後に達したプラトー（plateau）との電圧差は、１１ミリボルト（ｍＶ）であった。２０ｍｌの注入の場合、その差は３８ミリボルト（ｍＶ）であった。３０ｍｌの注入の場合、その差は６８ミリボルト（ｍＶ）であった。言い換えると、最初の１０ｍｌから１０ｍｌ追加する毎に、基本的に線形的に、さらに約３０ｍＶ低下することが示された。

第２の実験において、ＩＲセンサを有するセンサが使用された。ＩＲセンサは、「Fairchild QRE1113GR」であった。

ＩＲセンサは、赤ちゃんの形をした人形に着用された「Pampers Active Baby」のサイズ３のおむつに外付けされた。センサは、人形の下腹部を覆うおむつの前面の領域に取り付けられた。実験は、透明（水）から相対的暗黄色（リンゴのシロップ）まで、異なる色調の尿をまねた液体を注入して、複数回繰り返された。図１１Ａ及び図１１Ｂは、それぞれ、透明の（純水の）液体の注入と、暗黄色の（リンゴのシロップの）液体の注入における、センサの測定値のグラフを示している。これらの図面のＹ軸はフォトダイオードの電圧出力を示し、Ｘ軸は時間を分単位及び秒単位で示している。図示されているように、いずれの液体の注入も、電圧の急速な増加と、それに続くよりゆるやかな減衰の結果となった。注入前の基準値と、（約１分後に発生した）注入後のピークとの差は、水の場合１．３８２ボルトであり、リンゴのシロップの場合０．６３７ボルトであった。

追加の実験（それらのグラフは図示せず）では、液体の中間レベルの暗さが使用され、ほぼ線形の電圧変化をもたらした。要するに、この方法は、尿の色調に基づいて、対象者の水和レベルを決定するのに信頼できる。

尿の色調を検出するのに適応する適切なセンサの他の例は、Texas Advanced Optoelectronic Solutions社のＴＣＳ３４０４デジタルカラーセンサである。ＴＣＳ３４０４は、８×２配列のフィルタ付きフォトダイオードと、アナログ・デジタル変換器と、単一のモノリシックのＣＭＯＳ集積回路上の制御機能と、を有する。１６個のフォトダイオードのうち、４つは赤フィルタを持ち、４つは緑フィルタを持ち、４つは青フィルタを持ち、４つはフィルタを持たない（透明である）。

尿の色調を検出するのに適応する適切なセンサのさらなる例は、エバーライトエレクトロニクス株式会社（Everlight Electronics Co., Ltd.）が製造しているＡＬＳ−ＰＴ１９−３１５Ｃ周囲光センサである。

任意に、分泌された尿の量と水和レベルの両方を示すため、尿量測定センサと尿色調測定センサは、同一の筐体内で一緒に使用される。これに代えて、電圧（又は他のもの）の測定値が尿量と色調の両方を示すような単一のセンサが使用されても良い。有利に、尿の量と色調の両方を知ることにより、センサのプロセッサは水和レベルを相乗的に分析し推定できるようになる。例えば、尿の色調が比較的暗くても、一定期間中の尿量が比較的多い場合、対象者は重度な脱水状態ではない可能性が高い。その一方で、少量の淡色の尿は脱水状態を示しているかもしれない。

例えば、ハードウェアプロセッサを有するセンサによって実行される場合に、そのセンサに本発明の実施形態に従った方法及び／又は動作を行わせる指令又は一連の指令を記憶する、非一時的コンピュータ可読媒体又は物品を使用して、いくつかの実施形態が実施されても良い。このようなセンサは、例えば、任意の適当な処理プラットフォーム、計算プラットフォーム、計算装置、処理装置、計算システム、処理システム、コンピュータ、プロセッサなどを有しても良く、ハードウェア及び／又はソフトウェアの任意の適当な組み合わせを使用して実施されても良い。コンピュータ可読媒体又は物品は、例えば、フロッピーディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスクを含む任意の種類のディスク、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＥＰＲＯＭ（Electrically Programmable Read-Only Memories）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memories）、磁気カード又は光カード、又は電子的指令を記憶するのに適し且つコンピュータシステムバスとの接続が可能な任意の他の種類の媒体を有しても良い。

指令は、任意の適切な種類のコード、例えば、ソースコード、コンパイルされたコード、解釈されたコード、実行可能コード、静的コード、動的コードなどを含んでも良く、任意の適当な高水準、低水準、オブジェクト指向、ビジュアル、コンパイルされた、及び／又は解釈されたプログラミング言語（Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｊａｖａ、ＢＡＳＩＣ、Ｐａｓｃａｌ、Ｆｏｒｔｒａｎ、Ｃｏｂｏｌ、アセンブリ言語、機械語など）を使用して実施されても良い。

本出願の説明において、「有する、含む、備える（“comprises”,“include”,“have”）」の各用語とそれらの種類は、それらの用語が関連するリスト内の要素に必ずしも限定されない。

Claims (14)

1. 対象者が着用する失禁用製品に外付けされるように構成された筐体を有し、
   前記筐体は、
   （ａ）第１のセンサを有し、
   （ａ）前記第１のセンサは、
   （ｉ）失禁用製品を照射する第１の発光ダイオード（ＬＥＤ）、
   （ｉｉ）失禁用製品から反射される光量の表示度数を出力する第１の光検出器、及び
   （ｉｉｉ）前記第１の光検出器から表示度数を受信し、前記第１の光検出器からの表示度数に基づいて、対象者が失禁用製品に分泌した尿の色調の検出により対象者の水和レベルを計算する第１の集積回路、
   を有する装置。
2. 前記筐体は、さらに、
   （ｂ）第２のセンサを有し、
   （ｂ）前記第２のセンサは、
   （ｉ）失禁用製品を照射する第２の発光ダイオード（ＬＥＤ）、
   （ｉｉ）失禁用製品から反射される光量の表示度数を出力する第２の光検出器、及び
   （ｉｉｉ）前記第２の光検出器から表示度数を受信し、前記第２の光検出器からの表示度数に基づいて、失禁用製品内の尿量を計算する第２の集積回路、
   を有する、請求項１に記載の装置。
3. 前記第２の集積回路は、失禁用製品内の尿量が所定の閾値を超える場合にアラートを発する、請求項２に記載の装置。
4. 前記第２のＬＥＤは白色ＬＥＤである、請求項２に記載の装置。
5. 前記第１のＬＥＤは赤外線ＬＥＤである、請求項１に記載の装置。
6. 前記第１の光検出器は、フォトレジスタ、光電池、フォトダイオード、赤外線センサ、フォトトランジスタ、ＣＣＤ（電荷結合素子）、及びＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）からなる群の中から選択される、請求項１に記載の装置。
7. 前記第１の光検出器は光依存性抵抗（ＬＤＲ）である、請求項６に記載の装置。
8. 前記第１の光検出器は赤外線センサである、請求項６に記載の装置。
9. 前記第１の光検出器はフォトダイオードである、請求項６に記載の装置。
10. 前記第２の光検出器は、フォトレジスタ、光電池、フォトダイオード、赤外線センサ、フォトトランジスタ、ＣＣＤ（電荷結合素子）、及びＣＭＯＳ（相補型金属酸化物半導体）からなる群の中から選択される、請求項２に記載の装置。
11. 前記第２の光検出器は光依存性抵抗（ＬＤＲ）である、請求項１０に記載の装置。
12. 前記第２の光検出器は赤外線センサである、請求項１０に記載の装置。
13. 前記第２の光検出器はフォトダイオードである、請求項１０に記載の装置。
14. 前記筐体は前記第１の集積回路に動作的に連結されたスクリーンをさらに有し、前記スクリーンは失禁用製品内の尿量を表示する、請求項２に記載の装置。

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