KR101032577B1 - 의복 부재 이동을 모니터링하기 위한 확장된 광학 범위시스템 - Google Patents

Abstract

제 2 다수의 스트래치 가능 실로 편직 또는 직조된 제 1 다수의 반사 실을 포함하는 모니터링 직물을 포함하는 의복 및 시스템이 공개된다. 상기 직물은 광선 전달 특성 그리고 광선 반사 특성 모두를 나타낸다. 상기 직물이 생리학적 활동(가령, 심장 박동)에 의해 유도된 이동과 같은 이동에 응답하여 스트래치되는 때 상기 직물에 의해 반사된 광선의 양과 관련된 직물을 통해 전달된 광선의 양이 변경된다.

상기 시스템은 400 -2200 나노미터 범위 파장을 갖는 광원 그리고 그와 같은 입사된 방사 광선에 응답하는 탐지기를 포함한다. 상기 소스 그리고 탐지기는 상기 직물에 연관되어, 상기 직물이 스트래치되는 때 상기 직물에 의해 반사된 광선의 양과 관련된 상기 직물을 통해 전달된 광선 양 변화에 의해 상기 탐지기에 의한 입사 광선의 수신이 직접 영향을 받도록 한다. 한 신호 처리기가 상기 탐지기로부터의 한 신호를 상기 의복 착용자의 지정된 생리적 파라미터를 나타내는 신호로 변환시킨다.

Description

의복 부재 이동을 모니터링하기 위한 확장된 광학 범위 시스템{EXTENDED OPTICAL RANGE SYSTEM FOR MONITORING MOTION OF A MEMBER}

관련 출원에 대한 참고 문헌

본 발명은 다음의 동시 계속중인 출원과 관련된 발명이다:

Chia Kuo 및 George W. Coulston의 이름으로 2003년 9월 11일 출원된 미국 특허 출원 제 60/502, 760호 (LP-5345USPRV), "부재(가령, 의복)의 이동을 모니터링하기 위한 시스템"

George W. Coulston 및 Thomas A. Micka의 이름으로 2003년 9월 11일 출원된 미국 특허 출원 제 60/502, 751; (LP-5347USPRV), "혈압 모니터링 시스템 및 방법"

George W. Coulston 이름으로 2003년 9월 11일 출원된 미국 특허 출원 제 60/502, 750 ; (LP-5346US PRV),"부재의 이동을 모니터링하기 위한 반사 시스템"

George W. Coulston 및 Thomas A. Micka 이름으로 2003년 12월 2일 출원된 미국 특허 출원 제 60/526, 187; (LP-5622USPRV), "확장된 광학 범위를 갖는 혈압 모니터링 시스템 및 방법"

George W. Coulston이름으로 2003년 12월 2일 출원된 미국 특허 출원 제 60/526, 429 ; (LP-5621 USPRV), "부재의 이동을 모니터링하기 위한 확장된 광학 범위 반사 시스템"

Chia Kuo 및 George W. Coulston이름으로 2003년 12월 출원된 미국 특허 출원 제 60/526, 188 ; (LP-5620USPRV),"부재의 이동을 모니터링하기 위한 확장된 광학 범위 시스템".

본 발명은 생리학적인 활동에 응답하여 기하학적변경에 의해 발생된 이동과 같은 이동을 모니터하기 위한 시스템에 유용한 직물에 대한 것이다.

심장 박동 수 모니터는 사람과 동물 심장 박동을 측정하고 보고하는 것으로 알려져 있다. 이 같은 모니터는 심장의 주기적인 펌핑 작동과 동기된 혈액의 펄스 작용 흐름으로부터 신호들을 수신한다. 대개, 상기와 같이 알려진 모니터는 가슴 벨트내 센서를 통하여 또는 귀나 손가락에 기계적으로 끼워진 센서를 통하여 혈액의 펄스 흐름을 검사한다. 미국 특허 제5, 820, 567호(Mackie)는 심장 박동 수를 감지하는 장치에 대한 가슴 벨트 또는 귀 클립에 대한 대표적인 장치를 설명한다.

가슴 벨트는 맞추기가 곤란하고 때때로 사용하기 전에 센서 전극을 적시기 위해 겔을 필요로 한다. 심장 모니터링을 위한 꼭 맞는 가슴 벨트는 장시간 착용하면 불편해 질 수 있다. 손가락 또는 귀에 끼워지는 기계적 센서 또한 불편할 수 있다.

Salutron Inc. (Fremont, California 94538, USA) 에서 판매하고 있는 QuickTouch(상표)는 모든 단계에서 심 박동률을 측정하기 위해 가슴 스트랩, 손가 락 또는 귀 클립을 사용하지 않는다. 그러나, 주변 전선 및 스트랩을 제거하지만, 동작을위해서는 두 곳의 신체 접촉부가 필요하다. 따라서 이 같은 장치는 두 손가락을 시계 밴드에 적용하고, 두 손을 자전거 핸들 바아에 적용하여 심 박동률의 판독을 제공하도록 할 필요가 있다. 결과적으로, 이와 같은 장치는 모니터링 과정으로부터 환자를 완전히 자유롭게 하지는 못하였다.

모니터 되어질 환자를 손가락이나귀 등에 가슴 벨트 또는 클립 장치의 불편함으로부터그리고 상기 모니터 장치로 구속되는 불편함으로부터 해방시키기 위한 시스템이 공개 되어 왔다. 미국 특허 제 6,360,615호는 폴리피로울-처리된 직물을 사용하여 만들어진 긴장 의복을 통하여 착용자 신체에서의 이동을 탐지하는 의복을 사용하는 모니터링 시스템을 공개한다.

미국 특허 제 6,341, 504 (Istook)은 생리학적인 모니터링을 위한 의복을 공개하며, 곡선 패턴으로 형성된 전도 도선을 갖는 탄성 재의 하나 이상의 기다란 밴드로 만들어진다. 상기 의복이 신체에 의해 착용되는 때, 상기 신체 프레임의 기하학적 변경에 의해 발생된 직물의 신장 및 이완은 상기 의복의 전도 도선(s)에서 전기적 특성 변경을 일으키었다. 이 같은 시스템은 상기 직물 구조에 복잡한 추가의 성분을 추가시키었으며, 이는 종래 전통적인 의복 디자인 및 구조에 적합하지 않았다.

미국 특허 제 4,909, 260 (Salem)호는 생리학적인 모니터링을 위한 큰 허리 밸트 시스템을 설명하였다.

U. S. Patent 5,577, 510 (Chittum)는 생리학적 모니터링을 위한 커다란 가 슴 및 허리 벨트를 설명한다.

특허 공보 WO 9714357는 Healthcare Technology Limited(Great Britain)가 오디오 심장 박동 메시지를 발생시킬 수 있는 모니터를 공개한다.

본 발명은 멤버의 이동을 모니터 하기 위한 직물, 의복, 전체 시스템에 대한 것이며, 특히 생리학적 활동에 응답하여 환자 신체의 기하학적 변경에 의해 발생된 이동을 모니터하기 위해 유용한 것으로 알려져 있다. 이와 같은 이동을 모니터함으로써, 상기 생리학적 활동을 특징 지우는 파라미터에 대한 비-침습적 측정이 가능하여 진다.

상기 직물은 제 2의 다수의 신장가능한 실로 짜여진 또는 직조된 제 1 다수의 반사 실로 구성될 수 있다. 상기 직물은 약 400 나노미터-2200나노미터 범위, 그리고 특히 400-800나노미터 범위, 700-2200나노미터 범위의 파장을 갖는 광선으로 조명되는 때 광 전송 특성 그리고 광 반사 특성을 나타낸다.

상기 직물이 생리학적 활동에 의해 발생된 신체의 이동에 의한 발생된 기하학적 변경과 같은 이동에 응답하여 직물이 신축하는 때 직물에 의해 반사되는 빛의 크기와 관련한 상기 직물을 통해 전달되는 빛의 크기가 변경된다.

바람직한 실시 예에서, 반사 실 각각은 전기 전도, 그 위의 반사 재의 코팅을 가지며, 신장가능 실 각각은 커버된 탄성 실 그리고 단단한 실 조합으로 형성된다.

상기 직물은 의복 또는 직물 외피에서 모니터링 패치로서 사용될 수 있다.

상기 모니터링 직물 패치가 배치된 의복 또는 직물 외피(mantle)는 생물학적 활동으로 인해 환자 신체의 기하학적 변경에 의해 발생된 이동과 같은 모니터링 이동을 위해 시스템 내로 일체로 될 수 있다. 상기 시스템은 400 나노미터-2200나노미터 범위, 그리고 특히 400-800나노미터 그리고 약 700-2200 나노미터 범위 파장의 방사 광선을 제공하는 소스를 포함한다. 상기 시스템은 같은 파장 범위 그리고 서브-범위 내 입사 방사 광선에 응답하는 탐지기를 포함한다.

상기 소스 및 탐지기는 상기 탐지기에 의해 입사 방사 광선의 수신이 방사 광원 또는 방사 광선 탐지기 배열에 따라, 상기 직물에 의해 반사된 또는 직물을 통해 전달된 방사 광선의 크기 변화에 의해 직접 영향을 받도록, 상기 소스 및 탐지기는 바람직한 위치에 상기 직물에 부착된다. 이와 같은 변경은 상기 직물이 의복을 착용하고 있는 환자 S의 신체 내에서 또는 상기 외피를 갖는 신체 컴포넌트 내에서 기하학적 변경으로 인한 이동에 응답하여 신장하는 때 발생된다. 한 신호 처리기가 상기 탐지기로부터 수신된 신호를 상기 의복 또는 외피를 착용하고 있는 환자의 하나 이상의 생리학적 파라미터를 나타내는 신호로 변환시킨다.

선택에 따라, 상기 시스템은 하나 이상의 단일 방사 광원, 그리고 각 광원에 대한 하나 이상의 단일 방사 광선 탐지기를 포함할 수 있다. 이 같은 선택적 실시 예에서, 상기 단일 처리기는 하나 이상의 단일 방사 광원 그리고 하나 이상의 단일 방사 광선 탐지기로부터의 신호에 응답하며, 이들 신호를 상기 의복을 착용한 환자와 관련된 하나 이상의 예정된 생리학적 파라미터를 대표하는 신호로 변환시킨다.

하기에서는 첨부 도면을 참조하여 본원 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 환자 S의 몸통에 걸쳐질 의복을 포함하는 환자S의 하나 이상의 생리학적 파라미터를 모니터 하기 위한 시스템의 도면.

도 2A 및 도 2B는 빛 반사 모드로 동작하는 때, 본원 발명의 모니터 시스템 동작을 설명하는 도면.

도 2C는 직물이 신축하는 때 상기 직물에 의해 반사되는 빛의 양과 관련된 직물을 통해 전달되는 광선의 양 변화를 나타내는 그래프.

도 2D는 직물의 신축 중 상기 직물에 의해 반사된 광선 양에 관련된 직물을 통해 반사된 광선 양 변화를 대표하는 주기적 신호 그래프.

도 3A 및 3B는 광선 전송 모드로 동작하는 때 본원 발명의 모니터 시스템 동작을 설명하는 도식적 도면.

도 3C는 직물이 신장되는 때(즉, 신축되는 때) 상기 직물에 의해 반사된 빛의 양과 관련된 상기 직물을 통해 전달된 광선 양 변화를 나타내는 그래프.

도 3D는 직물의 신축 주기(계속 신장되고 수축하는) 동안에 상기 직물에 의해 반사된 광선의 크기와 관련된 직물을 통하여 전달되는 빛의 양 변화를 나타내는 주기적 신호에 대한 그래프.

도 4A는 본원 발명의 설명 예에 의해 발생된 가공하지 않은 신호의 파형 타임 도표.

도 4B는 도 4A 파형의 주파수 도메인 스펙트럼 도면.

도 4C 및 도 4D는 도 4A 파형으로부터 유도된 환자의 생리학적 파라미터를 대표하는 파형의 도면.

도 4E는 직물 스트레치의 세 이산 길이 단계 각각을 직물에 의해 반사된 광선의 양과 관련하여 직물을 통과하여 전달된 광선의 양에 대한 그래프 도면.

다음의 상세한 설명에서, 유사한 도면 부호는 모든 도면에서 유사한 부분을 가리키는 것이다.

도 1은 생리학적 활동에 응답하여 환자 S 신체의 기하학적 변경으로 인한 이동을 모니터 하는 작업에 적용되는 때, 본 발명에 따른 이동 모니터링 시스템의 도식적 도면을 도시한 것이다. 상기 환자 S의 생리학적 활동을 특징으로 하는 하나 이상의 파라미터에 대한 비-침습적 측정은 이와 같은 이동(s)를 모니터 하여 유도될 수 있다.

도 1에서 도시된 바와 같이, 상기 시스템(10)은 모니터링 직물(16)로부터 형성된 일 부분 또는 패치(14)를 갖는 의복(12)을 포함한다. 상기 모니터링 직물(16)은 상기 환자 S의 신체로 제공된 내부 표면(161) 그리고 뷰어(viewer)에 제공된 외부 또는 바깥 측 표면(16E)을 가진다. 비록 도 1에서는 장방형으로 도시되었지만 상기 모니터링 직물(16)의 패치(14)는 다른 편리한 형상을 할 수 있다. 가령, 상기 패치는 원형, 타원형, 또는 일정하거나 일정치 않은 형상을 할 수 있다. 필요에 따라서는 의복(12) 일부 또는 전체가 모니터링 직물(16)로 만들어질 수 있기도 하다.

본원 발명에 따른 모니터링 직물(16)은 상기 직물이 약 400-2200 나노미터 범위의 파장을 갖는 광선으로 조명되는 때 광선 전달 특성 그리고 광선 반사 특성을 나타낸다. 이 같은 범위는 적외선 근접 스펙트럼 파장을 갖는 광선 그리고 가시광선 스펙트럼 파장을 갖는 브로드 스펙트럼 화이트 광선 모두를 포함하도록 확장된다.

본원 명세서에서 "브로드 스펙트럼 화이트 광선"이란 약 400 나노미터 에서 약 800 나노미터 까지의 범위 파장을 갖는 광선을 의미하는 것이다.

본원 명세서에서, "적외선 근접 광선"이란 약 700 나노미터에서 약 2200 나노미터 까지의 범위 파장을 갖는 광선을 의미하는 것이다. 상기 805 나노미터 파장 또는 880 나노미터 파장은 적외선 근접 스펙트럼에서 동작하는 시스템에서 사용될 수 있다.

805 나노미터의 파장이 바람직한 것이다.

본원 발명에 따라 상기 직물에 의해 반사된 광선의 양과 관련하여 상기 직물(16)을 통해 전달된 광선의 양은 상기 직물이 스트래치된때 변경될 수 있다. 상기 스트래칭(stretching)은 심 박동률, 호홉 속도, 혈압등과 같은 환자 S의 신체에서의 예정된 생리학적인 활동 발생으로 인한 환자 신체의 기하학적 변경에 응답하는 것이다. "광선 밸런스(light balance)"는 직물(16)에 의해 반사된 광선의 양과 관련하여 상기 직물(16)을 통해 전달된 광선의 양을 나타내도록 사용될 수 있다.

상기 패치(14)에서 사용된 모니터링 직물(16)은 반사 얀(yarn), 스트래치 가능 얀 또는 반사 및 스트래치 가능 얀 조합으로부터 만들어 질 수 있다. 한 예시적 구성에서, 제 1 다수의 반사 얀이 제 2 다수 스트래치 가능 얀과 결합된다.

상기 얀(실)들은 직조 또는 부직 구조를 포함하는 종래의 방식으로 결합될 수 있다.

직조 구조의 경우, 얀은 플레인 짜기, 수자직 짜기, 능직 짜기 또는 다른 잘 알려진 구성으로 결합될 수 있다. 짜여 진 직물은 또한 직물 탄성을 변경시키기 위한 해 씨실 탄성, 날실 탄성 또는 탄성 직조 직물을 포함할 수 있다.

니트 구성과 같은 부직 구성의 경우, 얀은 원형 니트, 날실 니트 또는 다른 적절한 니트 구성에 의해 결합될 수 있다. 원형 니트에서, 전형적인 구성은 단일 셔츠(즉, 1x1 니트 에서와 같이 정면 그리고 배면에 각기 다른 구성) 그리고 이중 셔츠(즉, 가령 2x1 니트 에서와 같이 정면 그리고 배면에서 같은 구조)이다. 상기 스티치 크기 및 거리는 상기 니트 직물의 개방를 결정한다.

날실 니트는 트리코(tricot) 및 라스첼(raschel) 구성을 포함하는 데, 상기 구성의 타이트함은 바늘/인치 수(인치당 바늘 수) 또는 바늘 땀 크기에 의해 결정된다.

적절한 어패럴 데니어 및 적절한 바늘 조합 또는 날실/씨실 강도가 모니터링 직물을 만드는 데 사용될 수 있다. 반사 물질 각각은 반사 물질의 코팅을 포함할 수 있다. 상기 코팅은 전기 전도 성이 있을 수 있다. 또한, 상기 반사 실은 탄성이 있을 수 있거나 탄성 컴포넌트를 포함할 수 있다. 신장 가능한 실 각각은 탄성 실 컴포넌트 그리고 하드 실 컴포넌트 컴비네이션으로 형성된다.

바람직한 실시 예에서 상기 반사 실은 Laird Sauquoit Technologies, Inc. (300 Palm Street, Scranton, Pennsylvania, 18505)에서 X-statice 라는 상표로 판 매되는 실(얀)이다. X-statice 상표의 실은70 데니어 (77 dtex), 34 필라멘트 직조나일론으로 INVISTA North America S. r. I.(Wilmington, Delaware 19805)으로부터 전기 전도 은으로 전기 도금된 ID 70-XS-34X2 TEX 5Z 제품으로 구입될 수 있다.

선택에 따라, 모니터링 직물(16)을 형성시키는 또 다른 방법은 종래의 직조 또는 부직 조 방식으로 상기 실을 구성시킨 뒤에 전기 전도 잉크를 사용하여 한 패턴을 스크린-패턴화 하는 것이다. 적절한 전기 전도 잉크는 실버 잉크(5021) 또는 은 잉크(5096) 등과 같은 DuPont Microcircuit Materials(Research Triangle Park, NC 27709)에서 판매되는 것들을 포함한다.

전도 잉크의 스크린-인쇄 패턴은 또한 상기 직물이 이동하도록 허용한다. 바람직하게는, 상기 전도 잉크가 신장되는(스트래치되고 다시 원상태로 되는) 능력에 영향을 미치지 않는다. 상기 직물의 신장 특성에 영향을 미치지 않도록 하는 한 가지 방법은 점자 매트릭스 형태로 전도 잉크의 패턴을 스크린 프린트하는 것이다. 이 같은 점자 매트릭스 패턴은 상기 직물에서의 실에 대한 완전한 자유로운 이동을 제공하며, 바람직한 광선 반사 및 전달 특성을 나타낸다.

상기 모니터링 직물(16)의 패치(14)는 가령 스탠다드 스판덱스(신축성이 뛰어난 합성섬유) 커버링 처리를 사용하여, ELEKTRO-FEINDRAHT AG(Escholzmatt, Switzerland)로부터 얻어진 절연 은-구리 금속 도선으로 싸여진 LYCRA 스판덱스 실로 만들어진 코어 실로 구성된, 탄성 및 전기 전도 혼합 실로 형성된다. ,

스트래치 가능 실은 종래의 방식으로 형성될 수 있다. 가령, 상기 스트래치 가능 실은 커버된 탄성 실 그리고 하드 실의 컴비네이션으로 형성될 수 있다.

한 바람직한 실시 예에서, 상기 커버된 탄성 실은 10 데니어 (11dtex) 7개 필라멘트 나일론 실로 단일-커버된 20 데니어 (22 dtex) LYCRA(상표) 스판덱스로 구성될 수 있다. LYCRA(상표) 스판덱스 실은 INVISTA North America S. a.r.l.(Wilmington, Delaware 19805)에서 구입될 수 있다. 선택에 따라, 상기 본 발명의 탄성 실 컴포넌트는 INVISTA North America S. a.r.l.(Wilmington, Delaware)로부터의 ELASTERELL-P(상표)로 알려진 탄성 실 또는 폴리에스테르 바이컴포넌트 실로 구성될 수 있다. 상기 스판덱스 및 일레스타인(elastane)은 당 업계에서 교환 사용가능한 것이다. 본 발명과 관련하여 사용하기에 적합한 상기 상표 상픔인 스판덱스 실의 한 예는 LYCRA(상표)이다.

합성의 바이컴포넌트 멀티 필라멘트 직물 실이 또한 상기 탄성 실 컴포넌트를 형성하도록 사용될 수 있기도 하다. 한 바람직한 합성 바이컴포넌트 필라멘트 컴포넌트 폴리머로서 열가소성 플라스틱이 가능하다. 상기 합성 바이컴포넌트 필라멘트는 필라멘트 제조 분야에서 통상적인 기술에 의해 용융 형성될 수 있다. 바람직한 실시 예에서, 상기 컴포넌트 폴리머는 폴리아미드 또는 폴리에스테르일 수 있다.

폴리아미드 바이컴포넌트 멀티 필라멘트 직물 실의 바람직한 클레스로는 "셀프-직물(self-texturing)"이라 불리는, 셀프-크림핑인 나일론 바이컴포넌트 실을 포함한다. 이 같은 바이컴포넌트 실은 제 1 상대적 점성도를 갖는 나일론 66 폴리머 또는 코폴리마이드 컴포넌트 그리고 제 2 상대적 점성도를 갖는 나일론 66 폴리머 또는 코폴리마이드 컴포넌트로 구성된다. 이때 상기 폴리머 또는 코폴리머 컴포넌트 모두는 개별 필라멘트를 단면으로 보았을 때 나란한 관계로 있다. TACTEO T-800라는 상표로 INVISTA North America S.

r. I.(Wilmington , Delaware 19805)에서 판매하는 실과 같은 셀프-크림핑 나일론 실은 특히 유용한 바이컴포넌트 탄성 실이다.

폴리에스테르 컴포넌트 몇가지 예로서, 폴리에틸렌 테레프탈라이트(PET), 폴리트리에틸렌 테레프탈라이트 (PTT) 그리고 폴리테트라 부틸렌 테레프탈라이트등이 있다. 한 바람직한 실시 예에서, 폴리데스테르 바이컴포넌트 필라멘트로는 개별 필라멘트를 단면으로 볼 때 나란한 관계로 있게되는 PET 폴리머 컴포넌트 그리고 PTT 폴리머 컴포넌트로 구성된다. 이 같은 구조를 갖는 한가지 예시적 실이 T-400 Next Generation Fiber라는 상표로 INVISTA North America S. r. I.(Wilmington, Delaware 19805)로 판매된다.

상기 하드 컴포넌트는 비탄성 합성 폴리머 섬유 또는 울, 목화, 섬모시폴, 리렌, 광선온, 실크등과 같은 천연 직물 섬유로부터 만들어 질수 있다. 상기 합성 폴리머 섬유는 멀티 필라멘트 플랫 실, 부분 오린엔트 실, 직조된 실, 나일론으로부터 선택된 바이 컴포넌트 실, 폴리에스테르 또는 필라멘트 실 블렌드로부터 선택된 연속 필라멘트 또는 스테플 실일 수 있다. 상기 하드 컴포넌트는 260 데니어 (286 dtex) 68 필라멘트 나일론 실이다.

나일론 실은 나일론 6, 나일론 66, 나일론 46, 나일론 7, 나일론9, 나일론 10, 나일론 11, 나일론 610, 나일론 612, 나일론 12 그리고 이들의 혼합물과 같은 합성 폴리아미드 컴포넌트 폴리머 그리고 이들의 코폴리아미드로 구성된다. 코폴리아미드의 경우, 폴리아디파미드 40몰 퍼센트까지를 갖는 나일론 66을 포함하는 것이 특히 바람직한데, 이때 상기 지방족 디아민 컴포넌트는 각각 DYTEK A 및 DYTEK EP상표로 INVISTA North America S. r. I.(Wilmington, Delaware, USA, 19880)로부터 구입가능한 디아민 그룹으로부터 선택된다.

본원 발명에 따라, 상기 하드 실 부분은 가령 폴리에틸렌 테레프탈라이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈라이트, 폴리부틸렌 테레프탈라이트 그리고 이들의 코폴리에스테르와 같은 폴리에스테르로 구성된다.

상기 모니터링 직물(16)은 또한 상기 반사 및 신장가능 컴포넌트가 같은 실로 결합되는 혼합 실로부터 형성될 수 있기도 하다. 상기 혼합 실은 하나 또는 둘 이상의 층으로 탄성 실 컴포넌트 둘레로 싸여지는 반사 바깥 측 표면을 갖는 커버링 실을 포함한다.

상기 의복(12)의 구조 나머지는, 모니터링 직물로 만들어지지 않는다면, 다른 편리한 직물 구성(가령 상기 설명된 바와 같은 편직물 등과 같은)으로 만들어질 수 있으며, 다른 적절한 직물 필라멘트 어패럴 데니어 실로 만들어 질 수 있기도 하다.

한 실시 예에서, 상기 패치(14)에서 사용된 모니터링 직물(16)은 상기 의복(12)에 부착된다. 상기 패치(14)는 접착, 스태플, 테이프, 버튼 등과 같은 여러 수단을 선택하여 의복에 부착될 수 있다.

선택적으로, 의복(12)이 완전히 모니터링 직물로부터 형성될 수 있는 가 하는 것은 본원 발명의 고찰범위에 속하는 것이다. 어떠한 적절한 바늘 컴비네이션 또는 날실/씨실 세기도 상기 의복(12)에 사용될 수 있다.

또 다른 실시 예에서, 상기 의복은 의복(12)의 나머지 재료 내로 적절한 바늘 컴비네이션을 사용하여 상기 모니터링 직물(16)로부터 이음매없이 구성된다. 상기 "이음매없는"이란 이음매없는 편직기(가령, Santoni S. p. A. , Brescia, Italy의) 에서 원형 편직의 공지 처리를 의미하는 것이다. 이와 같이하여 처리된 의복은 최소의 이음을 갖게 될 수 있는데, 가령 베스트의 어께부분 또는 팬티 호스의 크로치 이음이 종래의 이음 방법을 사용하여 형성될 수 있다. 이 같은 이유로 상기 "이음매없는" 이란 단 하나 또는 단지 수개의 이음만을 갖는 의복을 포함하며, 단일 피이스 직물로부터 구성된다.

상기 도 1에 도시된 시스템(10)은 환자 S의 호홉 또는 심장 박동에 대한 생리학적 활동을 동반하는 신체의 기하학적 변경에 의해 발생된 이동을 모니터하도록 적용된다. 상기 의복(12)은 따라서 비록 다른 의복 구성이 생각될 수 있다해도 조끼 또는 셔츠와 유사하게 구성된다. 조끼-유사 또는 셔츠-유사 직물 구조의 경우, 윤곽 및 적절한 오픈닝이 환자 S의 토루소에 배치시키기 위해 형성된다. 가령, 상기 모니터링 직물(16)의 패치(14)는 상기 환자 S의 신체 내 기하학적 변경에 민감한 최대 위치 내에 위치하여 진다. 가령 상기 패치(14)는 상기 패치(14)를 환자 S의 왼쪽 가슴 유두 아래에 배치시킴으로써 호홉 시 들어가는 박동 심장 또는 가슴 벽을 모니터하는 데 사용될 수 있다. 상기 물리적 형태의 의복은 신체의 또 다른 부분 이동을 모니터하는 것이 바람직한 경우 환자S의 신체 다른 부분 위에 배치시킬 수 있도록 적절히 수정될 수 있다.

상기 광선 밸런스는 상기 모니터링 직물(16)이 스트래치되고 다시 원상을 회복하는 때 모니터된다. 이 같은 목적을 위해, 상기 시스템(10)은 400-2200 나노미터, 특히 약 400-800 나노미터 그리고 약 700-2200 나노미터 파장 범위로 동작되는 방사 광선의 적절한 소스(18)를 더욱 포함할 수 있다. 관련된 한 탐지기(22)는 이에 응답하여 신호를 발생시키기 위한 정해진 파장 범위 및 서브-범위 입사 광선에 응답한다.

적외선 광선 인접 동작의 경우, 상기 방사 광원(18)은 적외선 범위(805 나노미터 또는 880나노미터 파장)에서 동작하는 혼합 반도체-사용(가령, 갈륨 비소 또는 갈륨 알루미늄 비소) 포토-에미팅 다이오드일 수 있으며, 다른 유사한 방사 광원이 사용될 수 있기도 하다. 가령 출력 증폭 단계에 결합된 광 다이오드와 같은 상기 방사 광선 탐지기(22)는 광선을 탐지할 수 있다. 실리콘 또는 게르마늄을 포함하는 잘 알려진 어떠한 반도체도 상기 광 다이오드를 형성하는 것으로서 사용될 수 있다. 본원 발명의 시스템에서 사용하기에 적합한 상업적으로 이용 될 수 있는 방사 광원 및 탐지기 패키지는 모델 DT155 (0-5 volt output)로서 Fourier Systems Ltd. (9635 Huntcliff Trace, Atlanta, Georgia, 30350)로부터 구입 가능하다.

브로드 스펙트럼 화이트 광선(400 800 나노미터)동작의 경우, 상기 소스(18)는 혼합 반도체-사용 "화이트 LED"(가령 브로드 스펙트럼 화이트 방출을 제공 하기 위해 적절한 인을 갖는 인듐 갈륨 니트라이드 이용 장치를 사용하는 광선 방출 다이오드)일 수 있다. 상기 탐지기(22)는 적절히 구성된 출력 증폭 상태에 연결된 실리콘 광 트랜지스터이다.

상기 방사 광원(18) 그리고 탐지기(22)는 사전에 결정된 상대적 위치에서 모니터링 직물(16)에 부착된다. 상기 위치는 상기 탐지기(22)에 의한 입사 광선의 수신이 상기 직물이 스트래치되고 다시 원상태로 회복하여지는 때 상기 모니터링 직물(16)을 통해 전달된 광선의 양 변화에 의해 직접 영향을 받는다. 바람직한 경우, 상기 방사 광원(18) 그리고 탐지기(22)가 삽입되거나, 혹은 상기 모니터링 직물(16)의 직물 구조 내로 단단히 고정하여 진다.

상기 방사 광원(18) 그리고 탐지기(22)는 클램핑, 접착, 바느질, 태이핑, 또는 후크 및 루프 패스너(Velcro)등과 같은 잘 알려진 부착 방법을 사용하여 고정될 수 있다. 선택에 따라서는, 본원 발명의 어떤 동작 구성에서는 (가령 상기 환자 S가 트레드 밀위에 있게되는 경우) 상기 소스 그리고 탐지기 모두를 상기 직물(16)과 직접 접촉하여 있지 아니하고 떨어져 있도록 하여 구성될 수 있다. 이와 같이 원격하게 떨어져 배치되는 경우, 상기 방사 광원(18) 그리고 탐지기(22)는 상기 탐지가(22)가 스트래치 그리고 원상회복중에 상기 광선 전달 그리고 반사의 변경을 탐지하도록 허용하는 배치로 위치하여 질 수 있다.

도 1에서 도시된 동작 구성(그리고 도 2A및 도 2B에서 더욱 상세히 설명되는)에서, 상기 소스(18) 그리고 탐지기(22)는 모니터링 직물(16)의 패치(14)의 외부 표면(16E)에 장치된다.

선택적으로, 도 3A 및 3B에서 설명되는 바와 같이, 한 소스(18) 또는 탐지기(22)가 모니터링 직물(16) 패치(14)의 외부 표면(16E)에 장치되며, 상기 탐지기(22) 다른 하나 또는 상기 소스(18)이 상기 모니터링 직물(16)의 패치(14) 내부 표면(1610에 장치된다.

상기 방사 광원(18)에 대한 적절한 전원(26)이 상기 의복(12)내에서 편리하게 운반될 수 있다. 상기 전원(26)은 배터리를 포함하는 종래 기술에서 알려진 종래의 전원일 수 있다.

상기 시스템(10)은 입사 광선에 응답하여 발생된 신호를 저장하기 위해 상기 탐지기(22)에 결합된 신호 습득 및 저장 유닛을 더욱 포함한다. 전기적으로 전도성인 패스(32)가 상기 의복(12)에 제공되어 상기 적외선 소스(18), 탐지기(22), 전원(26), 그리고 신호 저장 유닛(28)을 적절한 전기적 구성으로 상호 연결한다.

상기 전도 패스(32)를 형성시키기 위한 한 편리한 방법은 전도 필라멘트를 상기 의복(12)내로 편직하는 것이다. 이 같은 사용을 위한 적절한 전도 필라멘트가 상기에서 언급된 바 있는 X-statice 실이다. 선택에 따라서는, 상기 도선들이 상기 직물에 탈착가능토록 배치되어 질 수 있기도 하다.

상기 전도 패스(32)를 형성시키는 또다른 방법은 전기 전도 잉크를 사용하여 상기 전도 패스 패턴을 스크린-프린트하는 것이다. 어떠한 전도 잉크도 사용될 수 있으며, DuPont Microcircuit Materials(Research Triangle Park, NC 27709)에서 실버 잉크5021 또는 실버 잉크5096로서 판매되는 것을 예로 들수 있다. 실버 잉크 5021 잉크는 플랙시블 기판위에 낮은 전압 회로를 만드는 데 유용하며, 실버 잉크5096은 극단 주름 조건이 발생되는 상황에서 사용하는 데 추천된다. 실버 잉크5021은 더욱 높은 전도도를 가지며, 실버 잉크 5096은 더욱 용이하게 펼쳐지고그리고 상기 의복(12)의 직물 섬유가운데 더욱 용이하게 브리지들을 세운다.

일단 상기 신호가 광선 탐지기(22)에 의해 수신되는 때, 신호 처리기(34)가 입력되는 광선을 나타내는 상기 탐지기(22)로부터의 상기 주기적으로 변하는 신호 출력을 상기 의복(12)을 착용하는 환자 S의 사전에 정해진 파라미터(가령 호홉 속도, 심장 박동 속도)를 대표하는 신호로 변환시키도록 사용될 수 있다. 바람직한 경우, 상기 신호 처리기(34)는 적절히 프로그램된 디지털 컴퓨터를 포함한다. 그러나, 당업자에게 알려진 어떠한 신호 처리기도 사용될 수 있기도 하다.

상기 저장 유닛(28) 내에 저장된 상기 탐지기(22)로부터의 신호들은 상기 환자 S의 생리학적 파라미터를 나타내는 신호로 변환 시키기 위해 적당한 방법으로 상기 신호 처리기(34)로 전달될 수 있다. 가령, 상기 저장 유닛(28) 그리고 상기 처리기(34)사이의 전달은 하드와이어 연결 또는 관통-공간 무선(가령, 무선 고속 데이터 통신 분야의 당업자에게 잘 알려진 2.4 GHz 사용 무선 LAN 그리고 802. 11 a/b or 802. 11 g 프로코콜) 또는 도 1에서 도면 부호(36)로 표시된 것과 같은 광학 전송 링크에 의해 실시 된다.

상기 탐지기(22)로부터의 신호는 처리되지 않은 신호이며, 환자 S의 호홉 주기 및 심장 속도를 포함하는 주파수 합성을 포함한다.

일정한 잡음 소스가 전체 파형에 영향을 미친다. 이와 같은 잡음 소스는 환 자 S 또는 상기 모니터링 직물(16)의 외부 이동으로부터 발생되는 것으로 알려져 있으며, 호홉 및 심장 박동률과는 관련이 없는 것으로 알려져 있다. 상기 잡음 소스들은 적절한 전자 필터링 기술을 사용하여 필터될 수 있다. 특히, 적절히 선택된 고주파 및 저주파 통과 필터가 더욱 깨끗한 처리되지 않은전체 파형을 발생시킬 수 있다. 이 같은 필터는 심장 박동 률 만에 관련된 신호 또는 호홉 만에 관련된 신호를 얻기위해 당업자에게 알려진 방법에 따라 선택될 수 있다. 마찬가지로, 당업자에게 알려진 신호 잡음을 줄이기 위한 필터가 상기 데이터 습득 시스템에서 사용될 수 있기도 하다.

도 1에서 도시된 상기 신호 처리기(34)가 상기 의복으로부터 멀리 떨어져 있는 것으로 되어 있으나, 상기 의복에 물리적으로장치될 적절한 크기 패키지로 상기 처리기를 실시 할 수 있기도 한 것이다. 이 같은 경우, 상기 탐지기(22)로부터의 출력은 상기 처리기(34)내 적절한 메모리 내로 직접 버퍼될 수 있다.

본원 발명의 상기 이동 모니터링 시스템 반사 모드 동작이 도 2A 및 도 2D와 관련하여 더욱 명백히 이해될 것이다. 앞서 설명된 바와 같이, 사이 동작 반사 모드에서 상기 소스(18) 및 탐지기(22) 모두는 상기 모니터링 직물(16) 외부 표면(16E) 동일 표면에 또는 그에 인접하여 장치된다.

소스(18)은 상기 탐지기(22)와 관련하여 그 상대적인 위치를 유지시키도록 장치된다. 가령, 상기 소스(18) 그리고 탐지기(22)는 상기 모니터링 직물(16)에 한 측면에 단단히 연결되어 특수한 관계를 유지 시키도록 할 수 있다. 선택에 따라, 상기 탐지기와 관련된 소스의 위치는 전달을 모니터하기 위해 상기 모니터링 직물 (16)의 반대편 측면에 유지될 수 있다.

상기 실시 예에서, 상기 방사 광원(18)은 "의복-핀" 또는 악어 스타일 클램프를 사용하여 상기 방사 광선 탐지기(22)에 연결된다. 상기 소스(18)를 상기 탐지기(22)에 관련시키는 특수한 관계를 유지시키는 공지의 수단이 사용될 수 있다.

호홉의 주기적인 생리활동을 모니터함과 관련하여 상기 동작이 설명된다. 도2A는 스트래치되지 않은 상태로 상기 직물(16)을 설명하며, 도 2B는 스트래치된 상태로 상기 직물(16)을 설명한다. 도 2B에서 설명된 상기 스트래칭은 호홉의 주기적인 생리학적 활동과 같은 이동에 의해 발생될 수 있다. 도 2A 및 2B는 개략적인 도면으로 실제 축척으로 도시된 것은 아니다. 가령, 상기 직물의 이차원 이동만이 도시되긴 하였으나, 모든 방향으로의 이동도 생각 될 수 있다. 상기에서 설명된 바와 같이, 환자 S 또는 모니터링 직물(16)의 어떠한 외부 이동도 적절한 전자 필터링 기술을 사용하여 잡음으로서 필터될 수 있다.

도 2A에서 도시된 바와 같이, 스트래치되지 않은 상태에서, 모니터링 직물(16)의 실(16Y)을 형성시키는 필라멘트는 상대적으로 좁은 갭(16G) 패턴을 만들기 위해 상대적으로 서로 가까이에 놓인다. 도면 부호(17)로 표시된 원형의 부분은 상기 소스(18)에 의해 조명된 모니터링 직물(16) 영역을 나타낸다. 적절한 광학 장치(예를 들면, 상기 소스 (18)에 대한 대물 렌즈)를 사용하여, 상기 부분(17)의 크기가 상기 직물(16)을 형성시키는 임의의 실(16Y)을 포함시키는 한 영역에 초점을 맞출 수 있도록 적절히 선택될 수 있다.

상기 방사 광선 탐지기(22)는 반사선을 수신하기위해(소위 "반사 모드") 상기 모니터링 직물(16)과 같은 쪽에 배열될 수 있으며, 또는 상기 탐지기(22)는 상기 모니터링 직물(16)의 반대쪽에 배열되어 전달된 방사 광선을 수신하도록 할 수 있기도 하다(소위 "전달 모드"). 상기 소스(18)로부터 상기 직물(16)의 표면(16E)을 향해 방출된 광자가운데, 일부 광자가 상기 직물의 필라멘트(16F)에 의해 흡수되며(가령 광선(18C)로 표시된다), 나머지 광자(가령 광선(18A, 18B))는 갭(16G)을 통과한다. 모든 이들 광자(18A, 18B, 18C)들은 상기 소스(18) 및 탐지기(22)가 반사 모드로 배열되면 상기 탐지기(22)로 손실된다. 이와 같은 배열에서, 광선의 주요 부분(가령, 18D-18G로 표시되는)은 상기 직물이 스트래치되지 않는 때 상기 모니터링 직물(16) 표면(16E)로부터 상기 탐지기(22)를 향하도록 된다. 상기 광선의 이 같은 주요 부분은 상기 탐지기(22)로부터 상응하는 출력 신호를 발생시키는 데 유용하다.

도 2B로부터 알 수 있는 바와 같이, 상기 직물이 스트래치하는 때 상기 모니터링 직물(16)에서 형성된 상기 갭(16G)의 크기는 증가된다. 상기 갭(16G)의 이 같은 크기 증가는 광자가 상기 직물(16)을 통과할 개연성을 증가시키며 (그리고 반사 모드로 배열된 상기 탐지기로 상실되는 개연성을 증가시키며), 그리고 광자가 상기 탐지기(22)를 향해 반사시킬 개연성을 감소시킬 것이다. 상기 직물을 통한 전달에 의해 상기 탐지기(22)로 상실될 광자의 총수(가령, 18A, 18B, 18G 및 18F)로 표시됨)는 증가되며 그리고 반사모드에서 상기 탐지기(22)로부터의 신호 출력은 동시에 감소된다. 흡수된 광자의 수(가령 광선 18C)는 변경될 필요가 없으나, 상기 일부분 크기(17)내 실(16Y)의 양은 감소되며, 광자가 실(16Y)에 충돌하고 반사되거나 흡수하여지게될 개연성은 줄게된다.

상기 환자S의 신체가 호홉의 내쉬기중 수축하기 때문에, 상기 직물(16)은 상기 스트래치으 탄성 회복 단계를 갖는 다. 상기 갭(16G)은 이들의 본래 크기로 되돌아 간다(도 2A). 광선의 상대적으로 큰 부분이 다시 상기 탐지기(22)로 반사되며, 이로부터으 출력 신호를 증가시킨다.

계속적으로 관찰하게되면, 이들 사건들이 신장 그리고 회복의 스트래치 주기를 정의한다. 상기 모니터링 시스템의 탐지기(22)에서 발생된 신호는 도 2C에서 도시된 바와 같이 최초 단계로부터 중간 단계를 거쳐 다시 상기 초기 단계로 변하게 된다. 상기 도면은 한 스트래치 주기중 상기 직물의 광선 밸런스(도 2C에서 도면 부호 "LB")가 변경되는 것을 설명한다.

상기 초기 상태와 들숨 호홉 상태(도 2C에서 도면 부호 "I" 그리고 "II")사이 그리고 들숨 호홉 상태와 날숨 호홉 상태(도 2C에서 도면 부호 "II" 그리고 "I")사이의 비교가 상기 모니터링 직물(16)에 의해 반사된 광선의 양이 상기 직물이 스트래치함에 따라 주기적으로 변경되어짐을 명백하게 설명한다. 도 2C에서, 초기 상태("I")에서, 상기 "LB"아래 바닥 부분에 의해 반사된 광선이 상기 "LB"위 상 측 부분에 의한 전달 광선보다 크다. 이와 대조적으로, 상기 들숨 흡입 단계("II")에서, 상기 "LB"아래 바닥 부분에 의해 반사된 광선은 상기 "LB"위 상 측 부분에 의한 전달 광선보다 작다.

이 같은 주기적인 광선 밸런스의 변동은 직물 스트래치의 신장 및 회복 단계 의 "I"에서"II"로 그리고 다시"I"로 시간에 따라 변화하는 신호로서 도 2D에 의해 설명된다. 이 같은 신호는 기본적인 생리학적 처리에 대한 주기적인 측정일 수 있으며, 이는 상기 신장 및 회복을 발생시키는 작용력을 제공한다.

선택적으로, 상기 시스템(10)은 도 3A, 3B에서 도시된 바와 같이 광선 전달 모드로 동작될 수 있다. 도 2A 및 도 2B에서와 같이, 상기 도면은 개략적인 것이며, 실척에 따른 것은 아니다. 상기 동작의 전달 모드에서, 상기 소스(18) 그리고 탐지기(22)는 상기 모니터링 직물(16)의 반대편에 배치된다. 상기 동작은 다시 모니터링 호홉과 관련하여 설명된다.

상기 직물(16)이 스트래치되지 않는 때(도 3A), 상기 부분(17)을 조명하는 상기 광선(18)으로부터의 상대적으로 작은 조명 부분만이 상기 직물(16)의 갭(16G)을 통과 한다. 결과적으로 상기 탐지기(22)로 입사되는 그리고 그로부터 신호를 발생시키기에 유용한 광자(가령, 광선(18A)(18B))의 수는 적다. 상기 직물(16)로부터 반사된 광자(가령, 광선 18D-18G) 또는 상기 직물 필라멘트 16F에 의해 흡수된 광자(가령, 광선 18C)는 상실되며, 따라서 상기 탐지기(22)의 출력에 아무런 기여를 제공하지 못한다.

그러나, 상기 직물(16)이 들숨 호홉(도 3B에서 도시된 바와 같이)중 상기 환자 S의 신체 이동으로 인해 신장되는 때, 상기 직물내 갭(16B)을 통해 전달된 광자의 수는 상기 조명 부분 크기(17)가 일정하기 때문에 증가한다(가령, 광선 18A, 18B, 18G 및 18F).

이 같은 상기 탐지기(22)에 떨어지는 유용한 광자의 수 증가는 그에 따라 그 출력을 변경시킨다. 소스(18)로부터의 상기 광자 일부는 반사(가령, 광선 (18D 및 18E)되거나 흡수되며(가령, 광선(18C)) 그리고 상실되고, 따라서 상기 탐지기(22)의 출력에 아무런 도움이 되지 않는다.

광선 밸런스LB에서 변경이 도 3C에서 그래프로 도시된다.

다시, 설명의 간명함을 위해 상기 직물에 의해 흡수된 전체 광선 부분은 무시한다.

도 3C에서 도시된 바와 같이, 상기 탐지기(22)에서 발생된 신호는 상기 직물이 초기 단계로부터 회복단계로 진행되는 스트래치 주기를 갖는 때 상기 초기 단계로부터 중간 단계로 그리고 다시 초기 단계로 변경된다.

스트래치 주기 과정중 상기 직물의 광선 밸런스 변경이 제 3C도에서 다시 도시된다. 상기 초기 및 들숨 호홉 상태(도 3C에서 도면 부호 "I" 및 "II"로 도시된)사이의 비교 그리고 상기 들숨 호홉과 날숨 호홉 상태(도 3C에서 도면부호 "II" 에서 다시 "I"로 도시된)사이의 비교가 상기 직물(16)에 의해 반사된 광선의 양과 관련된 직물(16)을 통과하여 전달된 광선 양이 직물이 스트래치함에 따라 주기적으로 변경되는 것임을 명백하게 설명한다. (전달 모드의 경우, 흡수로 인해 상기 탐지기로 손실된 광선은 상기 그래프의 "반사된 광선" 섹션에 기여한다). 따라서, 상기 도 3C의 초기 단계("I")에서, 상기 "LB" 아래 바닥 부분으로 표시된 반사된 광선은 "LB"위에서 전달된 광선보다 크며, 들숨 호홉 단계("II")에서, 상기 "LB" 아래 바닥 부분으로 표시된 반사된 광선은 "LB"위에서 전달된 광선보다 작다.

이와 같이 광선 밸런스에서의 주기적인 변동은 직물 스트래치의 신장과 회복 단계에 동기 되는 "I"로부터"II"로 그리고 다시"I"로 시간에 대하여 변하는 신호로서 도 3D에서 도시되며, 상기 신장 및 회복을 발생시키는 작용력을 제공하는 기본적인 생리학적 처리에 대한 일시적 측정을 제공한다.

도 2C의 신호의 경우에서 처럼, 광선 밸런스 LB에서의 상기 변경을 대표하는 이 같은 신호는 상기 의복(12)을 착용하는 환자S의 생리학적 파라미터를 대표하는 한 신호를 유도하도록 사용된다.

당업계에서 숙련된자라면 이제 까지 설명된 본원 발명의 기본이 되는 원리가 한 멤버의 이동을 모니터하기 위해 필요한 다양한 다른 경우에서도 적용될 수 있다는 것을 이해 할 것이다. 가령 또 다른 실시 예에서, 본원 발명의 이동 모니터링 시스템은 멀티 컴포넌트 구조의 컴포넌트 이동을 모니터하도록 사용될 수 있다.

이 같은 사용에 대한 이동 모니터링 시스템은 직물 외피를 포함하며, 그 중 일부는 모니터링 직물로부터 형성된다. 상기 "직물 외피"는 구조의 한 컴포넌트를 커버링(전부 또는 부분적으로)하는 어떠한 형태의 직물 구조를 포함할 수 있다.

상기 직물 외피는 그 이동이 모니터되어질 컴포넌트를 통하여종래의 방식으로 배치된다. 이제 까지 설명된 것과 같은 방법으로, 상기 직물(16)이 상기 컴포넌트의 이동에 응답하여 한 스트래치 주기를 받게 되는 때, 상기 직물(16)에 의해 반사되는 광선의 양과 관련하여 상기 직물(16)을 통해 전달되는 광선의 양 변화에 의해 상기 탐지기(22)에 의한 입사 방사 광선 수신이 직접 영향을 받을 수 있도록, 상기 소스(18) 그리고 탐지기(22)가 관련된 위치에서 상기 직물 외피에 부착된다.

실시 예 1

도 1에서 도시된 의복(12)은 본원 발명의 원리를 설명하도록 구성되었다. 모니터링 직물(16)의 내부 패치(14)를 갖는 의복(12)은 Santoni SM8-8TOP과 같은 8-피드 원형 편직기를 사용하여 구성된다. 상기 패치(14)는 가슴의 왼쪽 유두 바로 아래에 위치한다. 상기 패치 부분(14)을 만드는 모니터링 직물(16)은 반사 전도 실의 4 끝 그리고 스트래치가능 실의 4 끝을 사용하여 구성되었다. 반사 및 전도 실 끝 각각은 앞서 설명된 바와 같이 X-Statice 실이다.

스트레치 가능 실 끝 각각은 소프트 컴포넌트 그리고 하드 컴포넌트 컴비네이션으로 구성되었다. 상기 소프트 컴포넌트는 20 데니어(22 dtex) LYCRA 스판덱스 실로 구성되며, 이는 10 데니어(11 dtex) 7개 필라멘트 나일론 실로 단일-커버된다. 상기 의복(12)의 나머지는 원형 편직기의 모든 8 피드로 공급되는 커버된 LYCRA 스판덱스 실 그리고 나일론 컴비네이션 실로 구성된다. 반사 실은 상기 편직기로 공급되지 않았다. 상기 편직기 속도는 분당 49 회전이며 상기 의복은 직접 착용가능 형태로 발생되었다.

상기 소스(18) 그리고 탐지기(22)는 도 3A및 3B로 도시된 바와 같이 전달 모드로 배열되었다. 상기 소스(18) 및 탐지기(22)는 (0-5)볼트의 출력을 갖는 DT155으로 Fourier Systems Ltd. (9635 Huntcliff Trace, Atlanta, Georgia, 30350)으로 부터의 단일 패키지를 사용하여 구성되었다. 사용된 파장은 805 나노미터이었다.

상기 DT155 소스/탐지기 패키지는 상기 패치(14)로 직접 클립되었다.

상기 탐지기(22)로부터의 출력은 "MultiLogPro"로 알려져 있는 Fourier Systems Ltd.로부터 획득된 단일 습득 유닛과 관련된 것이다. 상기 신호 습득 유닛 은 온-보드 배터리 패키지를 포함하였다. 상기 데디터 습득 유닛은 사용자-선택가능 탐지기 신호 샘플링 속도를 포함하여 기대된 주파수, 즉 환자의 심장 박동 속도 그리고 호홉 속도를 가장 잘 해결하도록 하였다.

상기 기대된 주파수가 일백 Hz 또는 그 이하 범위 내에 있기 때문에, 50 Hz의 신호 샘플링 속도가 선택되었다.

데이터 습득 유닛으로부터의 0-5 볼트 출력 신호가 신호 처리를 위해 델 컴퓨터에서 구입될 수 있는 Mobile Pentiumo III CPU, 750 MHz의 C600 랩탑 컴퓨터로 다운로드되었다.

환자 S로부터 얻어진 처리되지 않은신호가 도4A에서 도시된다. 이 같은 신호는 환자 S의 적어도 호홉 사이클 그리고 심장 박동률을 포함하는 주파수 혼합이다. 일정 잡음 소스가 전체 파형에 기여한다. 이 같은 잡음 소스는 환자 S 그리고 직물(16)의 외부 이동으로부터 발생되며 호홉 및 심 박동률과는 관련되지 않는다.

이들 잡음 소스는 적절한 전자 필터링 기술을 사용하여 필터된다. 특히, 적절히 선택된 고 주파수 및 저 주파수 통과 필터가 더욱 깨끗한 처리되지 않은전체 파형을 발생시킬 수 있다. 따라서 이 같은 필터는 당업자에게 알려진 방법에 의해 선택되어 호홉에만 관련된 신호 또는 심박동률에만 관련된 신호을 얻을 수 있도록 한다. 마찬가지로, 신호 잡음에 대한 공지의 소스를 줄이기 위한 필터가 상기 데이터 습득 시스템에서 용이하게 사용될 수 있기도 하다.

도 4A 혼합 주파수 파형은 당업자에게 알려진 방법에 의해 도 4B에 도시된 주파수 도메인 스펙트럼으로 분해될 수 있다. 이 같은 실시 예에서, 상기 도 4A의 처리되지 않은신호는 한 컴퓨터로 다운로드되며 푸리에 주파수 분해 알고리즘을 사용하여 처리되었다.

도 4A 처리되지 않은 데이터[F (시간) 대 시간] 은 다음 식 1로서 표시되었다.

여기서 a_n 는 주파수 n (분당)를 갖는 신호 성분의 상대적인 크기를 나타내며, a₀ 는 제로 주파수("DC") 성분이다.

상기 스펙트럼 내 기대된 주파수 각각의 상대적인 크기는 하기 식 2로부터 결정된 가중 계수(a)에 의해 정해진다.

여기서 L는 상기 방법에 의해 달성되고 선택되어질 주파수 분해에 영향을 미치는 파라미터이다.

이 경우, 기대되어지는 기본 주파수 또는 가장 작은 주파수(f)는 분당 하나씩 선택되었다. 상기 기본 주파수보다 큰 어떠한 주파수(nf; 여기서 n는 정수)도 한 결과로서 분해가능 하였다.

두 우세한 주파수가 이들 방법을 사용하여 발견되었다. 이들 결과가 도 4C 및 4D에 의해 표시된다. 도 4C는 분당 78인 심 박동률이고, 도 4D는 분당 18인 호홉 속도이다.

이 같은 결과는 전략적으로 위치가 정하여지는모니터링 직물 일부를 갖는 의복이 상기 의복 착용자의 호홉 속도 그리고 심장 박동율을 성공적으로 보고할 수 있다. 이때 의복은 본원 명세서 내용에 따라 시스템의 일부로서 작용한다.

이 실시 예에서 사용된 직물은 동작의 전달 모드로 이 같은 직물에 부착된 DT155 소스 그리고 탐지기 패키지를 사용하여 모니터되었다. 상기소스 및 탐지기 패키지는 0-5 볼트 범위를 갖는다. 상기 탐지기로부터의 출력은 세 이산 단계 리렉스 상기 리렉스 단계보다 10 퍼센트가 높은 신장 단계(10퍼센트 스트래치); 그리고 스트레치되지 않은 단계보다 20퍼센트가 큰 신장 단계(20 퍼센트 스트래치)로 직물 길이의 함수로 측정되었다.

상기 측정된 탐지기 전압은 상기 직물에 의한 반사와 흡수의 캄플리먼트(complement)이다. 결과적으로, 직물 길이를 증가와 함께 광선 전달의 증가는 전압의 감소를 제공하였다. 상기 초기 단계에서, 상기 전압은 3.64 볼트이었다. (이 같은 출력은 직물 바이어스 전압이라 불린다.) 10 퍼센트 길이 신장 시, 상기 전압은 3.36 볼트이었으며, 20퍼센트 신장 시 상기 출력은 2.71 볼트이었다.

이 같은 결과는 도 4E에 의해 그래프로 도시된다. 도 4E는 이동에 응답하여 상기 직물이 스트래치되는 때 상기 모니터링 직물에 의해 반사된 광선 양과 관련된 모니터링 직물을 통하여 전달되는 광선의 양(즉 광선 밸런스)이 변경됨을 설명한다.

상기 푸리에 주파수를 분석하기위해어떠한 프로그램도 사용될 수 있다. 비쥬얼 베이직 언어로 기재된, 푸리에 주파수 분석을 실행하기 위해 유용한 프로그램은 다음과 같다.

실시 예 2

이 실시 예에서, 실시 예 1이 880나노미터의 파장으로 방사 광선을 제공하는 소스의 사용을 제외하고는같은 방법으로 반복되었다. 그리고 같은 결과가 달성되었다.

실시 예 3

다음의 변경을 제외하고, 실시 예 1이 같은 방법으로 반복되었다. 430 - 700 나노미터 파장 범위로 방사 광선을 제공하는 소스(브로드 스펙트럼 화이트 광선LED; 적절한 소스가 Lumitex Inc., 8443 Dow Circle(Strongsville, Ohio 44136, USA; Part No. 003387)가 당업계에서 통상 사용되는 실리콘 광트랜지스터 탐지기 그리고 적절한 증폭 회로와 결합하여 이용될 수 있다. 결합된 호홉 및 심장 박동률 신호가 얻어졌다. 그러나, 이 같은 실시 예에서, 상기 신호는 심장 박동 률과 호홉 속도를 분리하여 얻기 위해 실시 예 1에서처럼 더욱 처리되지는 않았다.

실시 예 4

이 같은 실시 예에서, 각기 다른 타입 그리고 구성의 직물이 본원 발명의 실시 예1에서와 정확히 동일하게 전달 동작 모드로 상기 직물에 부착된 DT155 소스/탐지기 패키지(0-5 볼트 범위)를 사용하여 모니터되었다. 상기 탐지기로부터의 출력은 스트래치 상태 직물에 대한 것이며, 정적 직물 상태로 불린다. 이전에서 처럼, 상기 측정된 탐지기 전압은 상기 직물에 의한 반사와 흡수의 캄플리먼트이었다.

측정 각각에서, 상기 정적 직물 상태는 상기 탐지기로부터의 한 전압 신호로 특징되었다. 이 같은 출력은 직물 바이어스 전압이라 불린다. 제로 바이어스 전압은 상기 소스로부터의 805 나노미터 광선에 대한 전체 직물 전달을 의미한다.

바이어스 전압 측정과 관련하여, "MultiLogPro" 와 결합된 Fourier Systems Ltd. 으로부터 얻어진 DT009 광선 센서가 직물을 통하여 가시광선 전달을 측정하기 위해 사용되었다. 이 같은 광선 전달은 LUX (1 LUX = 1 평방 비터당 1 루멘)로 직접 출력을 갖는 조명으로 측정되었다. 상기 DT009 광선 센서를 사용하는 조명 측정은 스탠다드 형광 데스크 램프로부터 직물 샘플의 광선 전달을 측정하였으며, 이는 440 - 550나노미터 스펙트럼 범위 파장을 갖는 광선을 제공하였다. 상기 측정된 스탠다드 형광 데스크 램프로부터의 조명은 각 샘플에서 입사되는 400 LUX이었다. 상기 직물에 의해 전달된 조명(LUX)은 샘플 각각의 개방에 대한 측정이었다. 상기 데이터는 하기 테이블 1에서 보고된다.

테이블 1에서 도시된 바와 같이, 각기 다른 구성, 조성 그리고 두께를 갖는 직물이 805 nm 파장을 갖는 광선에 대하여 가시광선 전달 및 광선 밸런스(전달, 흡수 그리고 반사)를 제공한다. 작업가능한 광선 밸런스가 단일 직물 층을 사용하여 달성될 수 있으며, 정적 직물 상태에서 2.5 3.5 볼트 범위의 양호한 바이어스 전압을 발생시킬 것이다. 1x1 편직물 단일 층내 X-Static(상표) 실이 6.45 LUX의 가시광선 전달 그리고 3.17 볼트의 바이어스를 보였다. 테이블 1은 다양한 직물이 시험되도록 하였으며, 해당하는 조명 그리고 바이어스 전압이 관찰되었다.

테이블 1

상기 설명으로부터, 본원 발명의 직물, 의복 그리고 시스템은 의복의 변경을 필요로 하지않고 또는 가슴 또는 신체 스트랩 또는 클램프를 사용하지 않고 환자의 하나 또는 둘 이상의 생리학적 파라미터를 모니터하기 위한 유용한 비-침습적인 기 술을 제공한다.

그러나, 본원 발명의 상기 직물 및 시스템은 탄성 모니터링 물질의 신장 및 회복으로 번역될 수 있는 어떠한 이동도 모니터할 수 있도록 한다.

의복 또는 외피 내에 상기 직물이 사용되는 때, 상기 의복 또는 그 위 외피를 갖는 한 컴포넌트를 착용하는 환자의 생리학적 활동에 응답하여 상기 직물의 신장 및 수축 스트래치 주기가 상기 모니터링 직물에 의해 반사된 광선의 양에 관련하여 상기 직물을 통해 전달된 광선의 양을 변경시키거나 변조시킨다.

Claims (28)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 의복 착용자의 하나 이상의 생리학적 파라미터를 모니터하기 위한 시스템에 있어서, 상기 시스템은:

   외부 표면을 형성하는 제 1 사이드와, 의복 착용자와 접촉하는 내부 표면을 형성하는 제 2 사이드를 가지는 직물로 일부 또는 전부가 제조된 의복으로서, 여기서 상기 직물은 상기 직물이 스트래치될 때 얀(yarn)들 사이에 제 1 사이즈의 갭을 형성하고, 상기 직물이 스트래치 상태에서 회복될 때, 얀들 사이에 상기 제 1 사이즈와 다른 제 2 사이즈의 갭을 형성하는 영역을 가지는 것이 특징인, 상기 의복;

   상기 영역으로 방사 광선을 전달하며, 상기 직물의 외부에 위치하는, 400 내지 2200 나노미터 범위의 파장을 갖는 하나 이상의 광원;

   광원으로부터 입사된 400 내지 2200 나노미터 범위의 파장을 갖는 방사 광선에 응답하여, 이를 표현하는 신호를 발생시키는 하나 이상의 탐지기를 포함하고, 그리고

   상기 광원과 탐지기는, 입사된 방사 광선을 수신하는 탐지기가 상기 직물에 의해 반사되거나 상기 직물을 통과하는 방사 광선의 양 변화에 직접 영향을 받도록, 지정 위치의 상기 직물에 부착되는 것을 특징으로 하는 생리학적 파라미터를 모니터하기 위한 시스템.
5. 제 4항에 있어서, 상기 탐지기로 입사하는 400 내지 2200 나노미터 범위의 파장을 가지는 방사 광선을 대표하는 신호를, 의복 착용자의 하나 이상의 지정된 생리학적 파라미터를 대표하는 신호로 변환하는 신호 처리기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생리학적 파라미터를 모니터하기 위한 시스템.
6. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 광원과 탐지기가 상기 직물의 반대편 사이드에 각각 장착됨을 특징으로 하는 생리학적 파라미터를 모니터하기 위한 시스템.
7. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 광원과 탐지기가 상기 직물의 동일 사이드에 장착됨을 특징으로 하는 생리학적 파라미터를 모니터하기 위한 시스템.
8. 삭제
9. 삭제
10. 제 4항에 따른 시스템을 사용하여 의복 착용자의 하나 이상의 지정된 생리학적 파라미터를 모니터하는 방법에 있어서, 상기 방법은:

    직물에 에너지를 방사하는 단계; 그리고

    상기 직물이 스트래치되고 그리고 스트래치로부터 회복됨에 따라 상기 직물의 지정 방사 영역에 의해 반사되거나 이를 통과한 방사 광선의 양을 측정하는 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 직물 스트래치 및 회복을 모니터하는 방법.
11. 제 4 항에 있어서, 상기 광원은 400 내지 800 나노미터 범위의 파장을 가지는 방사 광선을 방출하는 것을 특징으로 하는 생리학적 파라미터를 모니터하기 위한 시스템.
12. 제 5 항에 있어서, 상기 신호 처리기가 상기 의복에 장착되는 것을 특징으로 하는 생리학적 파라미터를 모니터하기 위한 시스템.
13. 삭제
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