KR101157271B1 - 의복 부재 이동을 모니터링하기 위한 확장된 광학 범위반사 시스템 - Google Patents

Abstract

직물이 400-2200 나노미터 범위 파장을 갖는 광선으로 조명되는 때, 의복 및 장치가 광선 반사 특성을 갖지만 광선 투과 특성을 갖지는 않는 모니터링 직물을 포함한다. 허용 개구부으로 상실된 광선 양과 관련하여 규정된 허용 개구부내로 상기 직물에 의해 반사된 유용한 광선의 양이, 생리학적 활동(가령 심장 박동률)에 의해 유도되는 이동으로서, 그와 같은 이동에 응답하여 상기 직물이 스트레치되는 때 검출할 수 있도록 변화된다. 상기 장치는 적어도 하나의 방사 광선 소스 그리고 적어도 하나의 검출기를 포함하며, 상기 검출기는 상기 허용 개구부내에 배치된다. 상기 소스 그리고 검출기는 직물에 상관관계를 갖는 위치를 갖도록 배치하여 지는 데, 이때 상기 검출기에 의해 입사하는 방사광선의 수신이 이동에 응답하여 상기 직물이 스트레치하는 때 허용 개구부내로 상기 직물에 의해 반사된 사용가능 광선의 양 변화에 의해 직접 영향을 받게되도록 한다.

Description

의복 부재 이동을 모니터링하기 위한 확장된 광학 범위 반사　시스템{EXTENDED OPTICAL RANGE REFLECTIVE 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 장치"

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

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 장치 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 장치"

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 장치".

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

본 발명은 이동을 모니터링하기 위한 장치에 유용한 직물에 대한 것이며, 그와 같은 직물을 사용하는 모니터링 장치에 대한 것이다. 모니터링될 수 있는 한가지 유형으로는 생리학적인 활동에 응답하는 신체에서의 기하학적 변화와 관련된 것이 있다.

심박수 모니터는 사람과 동물 심장 박동을 측정하고 보고하는 것으로 알려져 있다. 이 같은 모니터는 심장의 주기적인 펌핑 활동과 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 제 5, 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 있 다.

Salutron Inc.(Fremont, California 94538, USA)에 의해 판매되고 있는 QuickTouch(상표)는 모든 단계에서 심 박동률을 측정하기 위해 가슴 스트랩, 손가락 또는 귀 클립을 사용하지 않는다. 그러나, 주변 전선 및 스트랩을 제거하지만, 동작을 위해서는 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 피실험자를 완전히 자유롭게 하지는 못하였다.

모니터 되어질 피실험자를 손가락이나 귀 등에 가슴 벨트 또는 클립 장치의 불편함으로부터 그리고 상기 모니터 장치로 구속되는 불편함으로부터 해방시키기 위한 장치가 공개 되어 왔다. 미국 특허 제 6,360,615호는 폴리피로울-처리된 직물을 사용하여 만들어진 긴장 의복을 통하여 착용자 신체에서의 이동을 검출하는 의복을 사용하는 모니터링 장치를 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 변화에 의해 발생된 직물의 신장 및 이완은 상기 의복의 전도 도선에서 전기적 특성 변화를 일으키었다. 이 같은 장치는 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 장치를 설명하였다.

U. S. Patent 5,577, 510 (Chittum)는 생리학적 모니터링을 위한 커다란 가슴 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 부재(member)의 이동(motion)을 모니터링하기 위한 직물, 의복, 장치 및 방법에 대한 것이며, 특히 생리학적 활동에 응답하여 피실험자 신체의 기하학적 변화에 의해 발생하는 이동을 모니터링하는데 유용한 것으로 알려져 있다. 이와 같은 이동을 모니터링함으로써, 생리학적 활동을 특징짓는 파라미터에 대한 비-침습적(noninvasive) 측정이 가능해질 수 있다.

상기 직물은, 직물이 약 400 나노미터 내지 2200 나노미터의 범위, 특히 약 400 내지 약 800 나노미터의 범위, 그리고 약 700 내지 약 2200 나노미터의 범위의 파장을 갖는 광선으로 조명될 때 광 반사 속성을 나타내지만 실질적으로 광 투과 속성은 나타내지 않는다.

상기 직물이 이동에 응답하여 신축하고 복귀할 때, 허용 개구부로 상실된 광선 양에 대하여, 상기 직물로부터 연장되는 축에 관해 정의되는 상기 허용 개구부내로 상기 직물에 의해 반사된 유용한 광선의 양이 변화된다. 이 같은 이동은 가령 생리학적 활동에 의해 발생된 신체의 기하학적 변화에 의해 발생된다.

바람직한 실시예에서, 상기 직물은 다수의 반사성 실로 구성되며, 이들 반사성 실 각각은 그 위에 반사 재의 코팅을 가지며 이들은 다수의 스트레치 가능 실로 편직되거나 직조된다. 스트레치 가능 실 각각은 피복 탄성실(covered elasic yarn) 그리고 하드 실(hard yarn) 조합으로 형성된다.

상기 직물은 의복 또는 직물 외피를 포함하는 다양한 세팅에서 모니터링 패치로서 사용될 수 있다.

그 위에 또는 그 내부에 상기 모니터링 직물 패치가 배치된 의복 또는 직물 외피(mantle)는 생물학적 활동으로 인한 피실험자 신체의 기하학적 변화에 의해 발생되는 이동 등과 같은 이동을 모니터링하기 위한 장치 내로 일체로 될 수 있다. 상기 장치는 또한 약 400 나노미터 내지 2200 나노미터 범위, 특히 약 400 내지 800 나노미터 범위, 그리고 약 700 내지 2200 나노미터 범위를 갖는 파장의 방사 광선을 제공하는 소스를 포함한다. 상기 장치는 또한 동일한 파장 범위 그리고 서브-범위 내 입사 방사 광선에 응답하는 적어도 하나의 검출기를 포함한다.

상기 검출기는 상기 직물로부터 뻗어 있는 축에 관해 정의된 허용 개구부내에 위치한다. 상기 검출기에 의해 검출되는 입사 방사 광선의 수신이, 직물이 스트레치함에 따라 상기 허용 개구부내로 상기 직물에 의해 반사되는 유용한 광선의 양의 변화에 의해 직접 영향을 받도록 하는 상대적 위치 관계로 상기 소스와 검출기가 직물에 부착된다. 이와 같은 변화는, 의복을 착용하고 있는 피실험자(S)의 신체 내에서 또는 상기 외피를 갖는 신체 구성요소 내에서의 기하학적 변화에 의한 이동에 응답하여 직물이 스트레치하는 때 발생한다.

신호 처리기가 상기 검출기에 입사된 방사 광선을 나타내는, 검출기로부터의 신호를, 의복을 착용하고 있는 피실험자의 정해진 하나 이상의 생리학적 파라미터를 나타내는 신호로 변환한다.

대안적으로, 본 발명 장치는 하나 이상의 단일 방사 광선 소스, 그리고 각 소스에 대한 하나 이상의 단일 방사 광선 검출기를 포함할 수 있다. 이 같은 대안적 실시예에서, 신호 처리기가 하나 이상의 단일 방사 광선 소스 및 하나 이상의 단일 방사 광선 검출기로부터의 신호에 응답하며, 이들 신호를, 의복을 착용한 피실험자와 관련된 하나 이상의 정해진 생리학적 파라미터를 나타내는 신호로 변환한다.

하기에서는 첨부 도면을 참조하여 본원 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 의복의 크기가 피실험자(S)의 토르소위에 걸쳐질 정도인, 본발명에 따른 직물을 갖는 의복을 포함하는, 피실험자(S)의 하나 이상의 생리학적 파라미터를 모니터 하기 위한 장치의 도면.

도 2는 본원 발명의 직물 반사 응답을 설명하는 도면.

도 3A 및 도 3B는 본원 발명의 모니터 장치 동작을 설명하는 도면.

도 3C는 광선 밸런스의 변화에 대한 그래프로서, 직물이 신축하는 때 허용 개구부(aperture of acceptance )로 상실된 광선의 양과 관련된, 허용 개구부내로 상기 직물에 의해 반사된 유용한 광선의 양을 설명하는 도면.

도 3D는 직물의 신축 중 광선 밸런스에서의 변화를 나타내는, 주기적으로 한 신호의 그래프를 도시한 도면.

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

도 1은 생리학적 활동에 응답하여 피실험자(S) 신체의 기하학적 변화로 인한 이동을 모니터링하는 작업에 적용할 때, 본 발명에 따른 이동 모니터링 장치(10)의 도식적 도면을 도시한 것이다. 상기 피실험자(S)의 생리학적 활동을 특징짓는 하나 이상의 파라미터(가령, 심박수 또는 호흡수)에 대한 비-침습적 측정은 이와 같은 이동을 모니터링하여 유도될 수 있다.

도 1에서 도시된 바와 같이, 모니터링 장치(10)가 모니터링 직물(16)로부터 형성된, 적어도 일부분 즉 패치(14)를 갖는 의복(12)을 포함한다. 상기 모니터링 직물(16)은 상기 피실험자(S)의 신체에 제공되는 내부 표면(16I)과, 뷰어(viewer)에 제공되는 외부 즉 바깥 측 표면(16E)을 가진다. 비록 도 1에서는 장방형으로 도시되었지만 모니터링 직물(16)의 패치(14)는 그 밖의 다른 편리한 형상을 할 수 있다. 가령, 패치가 원형, 타원형, 또는 일정하거나 일정치 않은 형상을 할 수 있다. 필요에 따라서는 의복(12) 일부 또는 전체가 모니터링 직물(16)로 만들어질 수도 있다.

본원 발명에 따른 모니터링 직물(16)은, 상기 직물이 약 400 내지 2200 나노미터 범위의 파장을 갖는 광선으로 조명될 때 광선 반사 속성을 갖지만 실질적으로 광선 투과 속성은 나타내지 않는다. 이 같은 범위는 적외선 근접 광선 그리고 가시광선 스펙트럼 파장을 갖는 브로드 스펙트럼 백색광 모두를 포함하도록 확장된다.

본원 명세서에서 브로드 스펙트럼 백색광이란 약 400 나노미터에서 약 800 나노미터까지의 범위의 파장을 갖는 광선을 의미하는 것이다.

본원 명세서에서, 적외선 근접 광선이란 약 700 나노미터에서 약 2200 나노미터까지의 범위의 파장을 갖는 광선을 의미하는 것이다. 805 나노미터의 파장 또는 880 나노미터의 파장이 적외선 근접 스펙트럼에서 동작하는 시스템에서 사용될 수 있다. 805 나노미터의 파장을 갖는 광선이 바람직하다.

도 2는 본원 발명에 따른 직물(16)의 반사 응답을 도시한다. 직물(16)에 의해 반사되어 허용 개구부(27)를 통과하는 유용한 광선의 양은, 상기 직물이 스트레치되고 스트레치 상태에서 회복됨에 따라 변화한다. 허용 개구부(27)는, 직물(16)의 표면에서 일정 거리만큼 이격되어 있고, 직물(16)의 표면으로부터 뻗어 있는 정해진 기준 축(24)에 중심을 둔 임의의 형상(가령, 도 2에서는 원형)을 한 영역으로서 도 2에 예로서 도시되어 있다.

"광선 밸런스(light balance)"라는 용어가, 상실된 광선의 양에 대하여, 직물에 의해 반사된 유용한 광선의 양을 나타내는 것으로 사용될 수 있다.

"유용한 광선"이라는 용어는, 직물의 조명 구역(17)에 원래 입사된 광선의 양 중에서, 직물(16)로부터 뻗어 있는 기준 축(24)에 관하여 정의된 허용 개구부(27)를 통과하여 직물(16)로부터 반사된 광선의 양을 나타내는 것이다. "상실된 광선"이라는 것은, 조명 구역(17)에 원래 입사되었으나 허용 개구부(27) 내로 반사되지 않은 광선을 나타내는 것이다.

광선은 여러 이유로 허용 개구부(27)에서 "상실"될 수 있다. 예를 들어, 직물(16)의 움직임으로 인해, 직물(16)로부터 반사된 광선이 축(24)을 벗어나서 허용 개구부(27)를 놓치도록 할 수 있다. 아니면, 직물(16)을 형성한 물질로 입사 광선이 흡수될 때 "상실"될 수도 있다.

패치(14)에서 사용된 모니터링 직물은 반사성 실, 스트레치 가능 실, 반사성 실 및 스트레치 가능 실의 조합, 또는 여타 유사 물질로 만들어질 수 있다. 하나의 예시적 구성에서, 다수의 반사성 실이 다수의 스트레치 가능 실과 결합된다.

실들은 직조 또는 부직포(non-woven) 구성을 포함한 임의의 종래의 방법으로 결합될 수 있다. 직조 구성의 경우, 실들이 플레인 짜기, 스테인 짜기, 능직 짜기(twill weave) 또는 그 밖의 다른 공지 구성으로 결합될 수 있다. 편직 구성과 같은 부직 구성의 경우, 실은 원형 편물, 날실 편물 또는 다른 적절한 편물 구성에 의해 결합될 수 있다. 원형 편물의 경우에 전형적인 구성은 단일 셔츠(즉, 정면과 배면이 각기 다른 구조) 그리고 더블 셔츠(즉, 정면과 배면이 같은 구조)이다. 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. 반사성 물질 각각은 반사성 물질의 코팅을 포함할 수 있다. 상기 코팅은 전기 전도성일 수 있다. 또한, 반사성 실은 탄성일 수 있다. 스트레치 가능 실은 탄성 실 성분과 하드 실 성분의 조합으로서 형성된다.

바람직한 실시예에서 상기 반사성 실은 Laird Sauquoit Technologies, Inc. (300 Palm Street, Scranton, Pennsylvania, 18505)에서 X-statice 라는 상표로 판매되는 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 형성하는 또 다른 방법은 종래의 직조 또는 부직포 방식으로 실을 구성한 뒤에 전기 전도성 잉크를 사용하여 패턴을 스크린-패턴화하는 것이다. 적절한 전기 전도성 잉크는 실버 잉크(5021) 또는 은 잉크(5096) 등과 같은 DuPont Microcircuit Materials(Research Triangle Park, NC 27709)에서 판매되는 것들을 포함한다.

또한, 전도성 잉크의 스크린-인쇄 패턴은 직물이 이동할 수 있도록 해야 한다. 바람직하게, 전도성 잉크는, 직물이 스트레치되고 스트레치 상태에서 회복되는 능력에 영향을 미치지 않는다. 직물의 스트레치 및 회복 특성에 영향을 미치는 것을 방지하는 한 가지 방법은 도트(dot) 매트릭스 형태로 전도성 잉크의 패턴을 스크린-인쇄하는 것이다. 이 같은 도트 매트릭스 패턴은 직물의 실이 완전히 자유롭게 이동할 수 있도록 하면서도, 원하는 광선 반사 속성 및 광선 비-투과 속성을 나타낼 수 있도록 한다.

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

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

한 바람직한 실시예에서, 피복 탄성실(covered elastic yarn)은 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 상품인 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 실시예에서, 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 소정의 상대적 점성도를 갖는 나일론 66 폴리머 또는 코폴리마이드 컴포넌트와, 상기 상대적 점성도와는 다른 또 다른 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 실시예에서, 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 패치(14)에서 사용된 모니터링 직물(16)은 날실 편직, 씨실 편직, 위빙, 브레이딩 또는 부직 구성을 포함하는 종래의 어떠한 직물 수단에 따라 만들어질 수 있다. 상기 실들은 씨실 탄성, 날실 탄성 또는 탄성 직물을 포함하는 다양한 탄성을 포함하는 직물을 달성하도록 결합될 수 있다.

모니터링 직물(16)은 또한, 반사 및 스트레치 가능 컴포넌트가 같은 실로 결합된 합성 실로부터 형성될 수도 있다. 상기 합성 실은 하나 또는 둘 이상의 층으로 탄성 실 컴포넌트 둘레로 싸여지는 반사 바깥 측 표면을 갖는 커버링 실을 포함한다.

의복(12)의 나머지 구조는, 임의의 편리한 직물 구성(가령 편직물, 직조 등과 같은)으로 만들어질 수 있으며, 다른 적절한 직물 필라멘트 어패럴 데니어 실로 만들어질 수 있기도 하다.

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

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

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

상기 직물(16)이 광선으로 조명되는 때 직물이 아무런 광선 투과 없이 바람직한 반사 응답을 나타내도록 만들어 질 수 있는 방법이 있는 데, 이는 직물을 밀집하여 직조하거나 타이트하게 편직 하는 것이다. 이 같이 밀집하여 직조된 편직물은 센티미터당 가령 20 개 내지 60개 날실 및 씨실의 밀도로 10-300 데니어(11 - 330 dtex) 실을 직조하여 얻어질 수 있다. 밀집하여 직조된 직물은 또한 원형 편직기 실린더 내, 또는 상기 직물의 게이지 내 바늘 수를 증가시키고, 상기 실의 데니어를 일정하게 유지시킴으로써 얻어질 수 있다.

또한, 선택적으로, 직물 밀도는 직조 후 또는 편직 후 수축 또는 캘린더링 단계에 의해 증가 될 수 있다. 가령, 본원 발명의 밀집된 직조 또는 편직 반사 직물을 얻기위해, 상기 직물의 폭이 넓은 및/또는 길이가 긴 수축이 웨팅(wetting)후 섭씨 약 60도 이상의 높은 온도로 재-건조한 뒤에 얻어 질 수 있다.

캘린더링은 직물 두께를 줄이고 상기 직물을 밀도 있게 하기 위해 한 쌍의 캘린더 로울 사이에서 형성된 닙(nip)을 통해 직조된 또는 편직된 직물을 통과 시킴으로써 형성될 수 있다. 직물의 밀도를 증가시키고 위브 패턴을 타이트하게 하는 다른 잘 알려진 수단이 사용되어 광선 투과를 증가시키거나 제거시키도록 할 수 있다. 가령, 직조된(짜여진) 구성은 cm 당 날실 끝과 cm 당 씨실을 증가시킴으로써 타이트하여 질수 있다. 편직 구성과 같은 부직 구성의 경우, 바늘/인치 수 또는 스티치 크기를 조정하여 상기 직물을 통한 광선 투과를 감소시키거나 제거시킬 수 있다. 상기 도 1에 도시된 장치(10)는 피실험자(S)의 호흡 또는 심장 박동에 대한 생리학적 활동을 동반하는 신체의 기하학적 변화에 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 피실험자(S)의 토루소에 배치시키기 위해 형성된다. 가령, 상기 모니터링 직물(16)의 패치(14)는 상기 피실험자(S)의 신체 내 기하학적 변화에 민감한 최대 위치 내에 위치하여 진다. 가령 상기 패치(14)는 상기 패치(14)를 피실험자(S)의 왼쪽 가슴 유두 아래에 배치시킴으로써 호흡 시 들어가는 박동 심장 또는 가슴 벽을 모니터하는 데 사용될 수 있다. 상기 물리적 형태의 의복은 신체의 또 다른 부분 이동(또다른 생리학적 파라미터와 관련된)을 모니터하는 것이 바람직한 경우 피실험자(S)의 신체 다른 부분 위에 배치시킬 수 있도록 적절히 수정될 수 있다.

상기 광선 밸런스는 상기 모니터링 직물(16)이 스트레치되고 다시 원상을 회복하는 때 모니터된다. 이 같은 목적을 위해, 상기 장치(10)는 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 검출기(22)가 상기 허용 개구부(27)내 기준 축(24)을 따라 상기 직물(16)과 관련하여 위치가 정하여 진다. 상기 검출기(22)는 응답하여 신호를 발생시키기 위한 상기 정해진 파장 범위 내 그리고 그 서브-범위 내 입사 방사 광선에 응답한다.

상기 소스(18)는 상기 검출기(22)에 대한 상대적 위치를 유지하도록 하는 방식으로 배열된다. 가령, 상기 소스 및 검출기가 일정한 공간 관계를 유지하도록 직물의 일면에 단단하게 함께 연결될 수 있다. 선택에 따라서는 상기 소스(18) 그리고 검출기(22)가 사용자에 의해 결정된 통상의 방법으로 유지될 수 있어서 상기 검출기가 상기 모니터링 직물로부터 반사된 방사 광선을 수신할 수 있도록 한다. 상기 소스와 상기 검출기와의 공간 관계를 유지시키는 다른 잘 알려진 공지의 수단이 사용될 수 있기도 하다. 적외선 광선 인접 동작의 경우, 상기 방사 광선 소스(18)는 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 광선 소스가 사용될 수 있기도 하다. 가령 출력 증폭 단계에 결합된 광 다이오드와 같은 상기 방사 광선 검출기(22)는 광선을 검출할 수 있다. 실리콘 또는 게르마늄을 포함하는 잘 알려진 어떠한 반도체도 상기 광 다이오드를 형성하는 것으로서 사용될 수 있다. 본원 발명의 장치에서 사용하기에 적합한 상업적으로 이용 될 수 있는 방사 광선 소스 및 검출기 패키지는 모델 DT155 (0-5 volt output)로서 Fourier Systems Ltd. (9635 Huntcliff Trace, Atlanta, Georgia, 30350)로부터 구입 가능하다.

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

상기 방사 광선 소스(18) 그리고 검출기(22)는 사전에 결정된 상대적 위치에서 모니터링 직물(16)에 부착된다. 상기 위치는 상기 검출기(22)에 의한 입사 광선의 수신이 상기 직물이 스트레치되고 다시 원상태로 회복하여지는 때 상기 모니터링 직물(16)을 통해 전달된 광선의 양 변화에 의해 직접 영향을 받도록 사전에 결정된다. 바람직한 경우, 상기 방사 광선 소스(18) 그리고 검출기(22)가 모니터링 직물(16)의 직물 구조 내에 내장되거나 단단히 고정된다. 상기 방사 광선 소스(18) 그리고 검출기(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 피실험자(S)가 트레드 밀위에 있게 되는 경우) 상기 소스 그리고 검출기 모두를 상기 직물(16)과 직접 접촉하여 있지 아니하고 떨어져 있도록 하여 구성될 수 있다. 이와 같은 원격 배열의 경우, 상기 방사 광선 소스(18) 그리고 검출기(22)는, 상기 검출기(22)가 스트레치 그리고 원상회복 중에 방사 광선 반사의 변화를 검출할 수 있도록 하는 배열로 위치될 수 있다.

도 1에서 도시된 동작 구성(그리고 도 3A및 도 3B에서 더욱 상세히 설명되는)에서, 상기 소스(18) 그리고 검출기(22)는 모니터링 직물(16) 패치(14)의 외부 표면(16E)에 장치된다. 상기 방사 광선 소스(18)에 대한 적절한 전기 소스(26)가 상기 의복(12)내에서 편리하게 운반될 수 있다. 상기 전기 소스(26)는 배터리를 포함하는 종래 기술에서 알려진 종래의 전기 소스일 수 있다.

상기 장치(10)는 입사 광선에 응답하여 발생된 신호를 저장하기 위해 상기 검출기(22)에 결합된 신호 습득 및 저장 유닛을 더욱 포함한다. 전기적으로 전도성인 패쓰(32)가 상기 의복(12)에서 제공되어 상기 적외선 소스(18), 검출기(22), 전기 소스(26), 그리고 신호 저장 유닛(28)을 적절한 전기적 구성으로 상호 연결시키도록 한다.

상기 전도 패쓰(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 패쓰(32)를 형성시키는 또다른 방법은 전기 전도성 잉크를 사용하여 상기 전도 패쓰 패턴을 스크린-프린트하는 것이다. 어떠한 전도성 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 펼쳐지고 그리고 상기 의복(12)의 직물 섬유가운데 더욱 용이하게 브리지들을 세운다.

일단 상기 신호가 광선 검출기(22)에 의해 수신되는 때, 신호 처리기(34)가 입력되는 광선을 나타내는 상기 검출기(22)로부터의 상기 주기적으로 변하는 신호 출력을 상기 의복(12)을 착용하는 피실험자(S)의 사전에 정해진 파라미터(가령 호흡 속도, 심장 박동 속도)를 대표하는 신호로 변환시키도록 사용 될 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 검출기(22)로부터의 신호들은 상기 피실험자(S)의 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 검출기(22)로부터의 신호는 처리되지 않은 신호이며, 피실험자(S)의 호흡 주기 및 심장 속도를 포함하는 주파수 합성을 포함한다.

일정한 잡음 소스가 전체 파형에 영향을 미친다. 이와 같은 잡음 소스는 피실험자(S) 또는 상기 모니터링 직물(16)의 외부 이동으로부터 발생되는 것으로 알려져 있으며, 호흡 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 호흡 만에 관련된 신호를 얻기위해 당업자에게 알려진 방법에 따라 선택될 수 있다. 마찬가지로, 당업자에게 알려진 신호 잡음을 줄이기 위한 필터가 상기 데이터 습득 장치에서 사용될 수 있기도 하다.

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

본원 발명의 이동 모니터링 장치의 동작이 도 3A 내지 도 3D와 관련하여 더욱 명백히 이해될 것이다. 앞서 설명된 바와 같이, 상기 소스(18) 및 검출기(22) 모두는 상기 모니터링 직물(16) 외부 표면(16E) 동일 표면에 또는 그에 인접하여 장치된다.

도 3A 및 3B에서 설명된 예에서, 상기 소스(18)는 도면 부호(17)로 표시된 원형 부분을 조명하도록 위치하여진다. 적절한 광학 장치(가령, 상기 소스(18)의 대물 렌즈)를 사용하여, 상기 원형 부분(17)이 적절히 선택 되어 상기 직물(16)을 형성시키는 임의 수의 실(16Y)을 포함하는 영역에 포커스 하도록 하거나, 심지어는 단일 필라멘트 실(16Y)만을 포함하는 영역에 포커스하도록 할 수 있다. 소스(18)은 상기 검출기(22)와 관련하여 그 상대적인 위치를 유지시키도록 장치된다. 가령, 상기 소스(18) 그리고 검출기(22)는 일정한 공간 관계를 유지시키도록 함께 단단히 연결될 수 있다. 상기 방사 광선 소스(18) 그리고 검출기(22)는 의복-핀 또는 악어 스타일 클램프를 사용하여 상기 모니터링 직물(16)에 고정하여 진다. 상기 소스(18)과 상기 검출기(22)간의 공간 관계를 유지시키는 잘 알려진 다른 수단이 사용되어, 상기 방사 광선 검출기(22) 광-응답 면이 상기 직물(16)으로부터 연장된 기준 축(24)에 대하여 규정된 상기 허용 개구부(27)와 일치하여 놓여지도록 된다.

호흡의 주기적인 생리활동을 모니터함과 관련하여 상기 모니터링 동작이 설명된다. 도3A는 스트레치되지 않은 상태로 상기 직물(16)을 설명하며, 도 3B는 스트레치된 상태로 상기 직물(16)을 설명한다. 도 3B에서 설명된 상기 스트래칭은 호흡의 주기적인 생리학적 활동과 같은 이동에 의해 발생될 수 있다. 도 3A 및 3B는 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, 피실험자(S) 또는 모니터링 직물(16)의 어떠한 외부 이동도 적절한 전자 필터링 기술을 사용하여 잡음으로서 필터될 수 있다.

도 3A에서 도시된 바와 같이, 스트레치되지 않은 상태에서, 모니터링 직물(16)의 실(16Y)을 형성시키는 필라멘트는 상대적으로 좁은 갭(16G) 패턴을 만들기 위해 상대적으로 서로 가까이에 놓인다. 4 개의 광선(18A, 18B, 18C 및18D)은 도면 부호(17)로 표시된 원형의 부분을 스트라이크하는 것으로 도시된다.

적절한 광학 장치(예를 들면, 상기 소스 (18)에 대한 대물 렌즈)를 사용하여, 상기 부분(17)의 크기가 상기 직물(16)을 형성시키는 임의 수의 실(16Y)을 포함시키는 한 영역에, 또는 단일 필라멘트 실(16Y)만을 갖는 한 영역 내로 초점을 맞출 수 있도록 적절히 선택될 수 있다.

상기 광선(18A 및 18B)은 모두, 두 광선이 상기 직물(16) 표면(16E)로부터 반사되며 그리고 상기 검출기(22)에 의해 수집되기 위해 허용 개구부(27)를 통과하므로 유용한 광선이 된다. 광선(18A)은 상기 직물(16)을 구성시키는 실 필라멘트(16Y) 하나와 상호 작용에 의해 상기 직물(16)의 표면(16E)으로부터 반사된다. 상기 광선(18B)은 실 필라멘트(16Y) 볼륨 내로 들어갈 수 있으며 그로부터 빠져나올 수 있다. 도 3B가 상기 실 내에서 광선(18B)의 비-인접 엔트리 및 유출 포인트를 도시하는 바와 같이, 한 광선은 상기 허용 개구부(27)를 향해 한 필라멘트로부터 출현하기 전에 멀티플 내부 반사를 통하여 유도될 수 있다. 이 같은 메커니즘은 검출기(22)에 의해 수신된 광선의 양에 영향을 줄 수 있으나, (18B)와 같은 광선은 본원 발명에 영향을 미치는 것으로 여겨지지 않는다.

상기 광선(18C 및 18D)은 상실된 빛의 광선이다. 도 3A에서 상기 광선(18C)은 상기 직물(16)을 구성하는 한 필라멘트(16Y)와 상호 작용하여, 상기 축(24)으로부터의 발산 경로로 반사된다. 상기 광선(18C)은 허용 개구부(27)를 통과하지 않는다. 결과적으로, 상기 광선(18C)은 검출기(22)에 의해 수집되지 않으며 상실된 광선이 된다. 상기 광선(18D)은 직물(16)의 한 필라멘트와 상호작용하며 직물(16)로부터 반사되지 않으며, 대신 직물(16) 내로 흡수된다. 이 같은 광선(18D)은 허용 개구부내로 들어가지 않으며, 역시 검출기(22)로 상실된 광선이다. 광선은 한 광선(도시되지 않음)이 상기 실내에서 멀티플 반사를 하게 될 때 유사하게 상실되며, 한 필라멘트로부터 출현하지만, 상기 허용 개구부(27)로부터 멀어지는 방향을 향하게 된다.

도 3B에서 도시된 바와 같이, 상기 직물이 스트레치되는 때, 모니터링 직물(16)내에 형성된 갭(16G)의 크기는 증가된다. 상기 갭(16G) 크기 증가는 광자가 상기 검출기(22)를 향해 반사되는 개연성을 감소시킨다.

따라서, 유용한 광선(가령, 광선(18A))의 광선 수는 도 3A에서 도시된 경우로부터 감소하며, 한편 발산 또는 다른 메커니즘(가령, 광선(18B) 및 (18C)에 의해 대표되는)에 의해 상기 검출기(22)에 대하여 상실된 광자의 수는 증가된다. 상기 검출기(22)로부터의 신호 출력은 떨어진다. 비록 흡수된 광자의 수(가령, 광선(18D)으로 표시되는)가 변화되어야 하는 것은 아니지만, 부분 크기(17) 내 실(16Y)의 양은 감소되며, 한 광선이 실(16Y)을 때리고(스트라이크하고) 반사되거나 흡수될 개연성은 적어진다.

상기 피실험자(S)의 신체가 날숨 호흡중에 수축하기 때문에, 상기 직물(16)은 상기 스트레치의 탄성 회복을 하게된다. 상기 광선의 상대적으로 큰 부분이 다시 상기 검출기(22)를 향해 반사되며, 그로부터의 출력 신호를 증가시킨다.

계속해서 관찰하면, 이들 사건들은 스트레치과 회복의 스트레치 주기를 만든다. 모니터링 장치의 상기 검출기(22)에서 발생된 상기 신호는 도 3C에 의해 도시된 바와 같이 한 초기 상태로부터 중간 상태로 그리고 다시 상기 초기 상태로 변화한다. 상기 도면은 한 스트레치 주기 과정중 상기 직물의 광선 밸런스(도 3C에서 도면 부호 LB)가 변화되는 것을 설명한다.

상기 초기 및 들숨 호흡 상태사이(도 3C에서 각각의 도면 부호 I 그리고 II로 표시됨) 그리고 들숨 호흡과 날숨 호흡 상태 사이(도 3C에서 각각의 도면 부호 II 그리고 다시 I로 표시됨) 비교는 상기 검출기에 의해 수집하기 위해 상기 허용 개구부(27)를 통해 상기 모니터링 직물(16)에 의해 반사된 광선 양이 상기 직물이 스트레치함에 따라 주기적으로 변화됨을 명백하게 보여준다. 흡수에 의해 상기 검출기(22)로 상실된 광선은 무시된다. 따라서, 도 3C에서, 상기 초기 상태(I)에서, 상기 LB아래 바닦 부분으로 표시된 유용한 광선은 상기 LB위 상측 부분으로 표시된 상실된 광선보다 많다. 이와는 대조적으로, 들숨 호흡 상태(II)에서, 상기 LB아래 바닦 부분으로 표시된 유용한 광선은 상기 LB위 상측 부분으로 표시된 상기 상실된 광선보다 적다.
이와 같이 광선 밸런스에서의 주기적인 변동은 직물의 스트레치와 회복 단계에 동기 되는 "I"로부터"II"로 그리고 다시"I"로 시간에 대하여 변하는 신호로서 도 3D에서 도시된다. 상기 신호는 상기 스트레치 및 회복을 발생시키는 작용력을 제공하는 기본적인 생리학적 처리에 대한 일시적 측정을 제공한다.

회복이 뒤따르는 길이의 계속적인 직물 스트레치는 시간에 동기화된 광선 밸런스 주기적 변화를 제공한다(도 3D에서 도시됨).

따라서, 직물 스트레치 주기는 기본이 되는 생리학적 진행 주파수에 의해 구동된 관련된 주파수를 갖는다. 상기 기본이 되는 생리학적 진행의 주파수 또는 직물 스트레치 주기를 구동시키는 이동의 주파수를 측정하기 위해, 상기 검출기(22)로부터의 출력이 데이터 습득 유닛(28)으로 향하게 된다. 일반적으로, 상기 데이터 습득 유닛(28)은 소프트웨어가 사용자에 의해 선택가능한 검출기 신호 샘플링 속도를 포함한다. 가령, 정상적인 사람의 호흡 속도(분당 15-20) 주파수가 측정된다면, 한 적절한 검출기 신호 샘플링 속도는 100헤르쯔 또는 그 이하로 선택된다. 상기 샘플된 신호는 소프트웨어 또는 하드웨어로 실행된 깨끗한 처리되지 않은 신호를 발생시키기 위해 적절히 선택된 고역 및 저역 통과 필터로 선택적으로 필터 되어 진다.

데이터 습득 유닛(28)로부터 획득된 결과의 파형은 적당한 컴퓨터(가령, Dell ComputerInc., Mobile Pentium III, 750 MHz CPU)로 다운로드되고 저장된다. 상기 저장된 시간 도메인 신호는 푸리에 주파수 디컨벌루션 알고리즘을 사용하는 기술 분야 당업자에게 알려진 소프트웨어 방법에 의해 주파수 도메인 스펙트럼으로 분해가능하다. 상기 푸리에 방법에 의해 기대된 선택된 가장 작은 주파수 보다 큰 어떠한 주파수도 상기 주파수 도메인 스펙트럼에서 출현되며, 따라서 찾고자 하는 호흡 속도로서 식별이 가능하다.

가령 전형적인 호흡 속도 보다 크거나 작은 주파수가 상기 푸리에 방법을 사용하여 상기 신호 처리 기술을 변화하여 분해가 가능하다.

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 실시예에서, 본원 발명의 이동 모니터링 장치는 멀티 컴포넌트 구조의 컴포넌트 이동을 모니터하도록 사용될 수 있다.

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

상기 직물 외피는 그 이동이 모니터되어질 컴포넌트를 통하여 종래의 방식으로 배치된다. 이제 까지 설명된 것과 같은 방법으로, 상기 직물(16)이 상기 컴포넌트의 이동에 응답하여 한 스트레치 주기를 받게 되는 때, 상기 검출기(33)로 상실된 광선의 양과 관련하여 상기 검출기(22)에 의한 수집을 위해 한 허용 개구부(27)로부터 반사된 유용한 광선의 양이 변화되도록, 상기 소스(18) 그리고 검출기(22)가 관련된 위치에서 상기 직물 외피에 부착된다.

상기 설명으로부터, 본원 발명의 직물, 의복 그리고 장치는 의복의 변화를 필요로 하지않고 또는 가슴 또는 신체 스트랩 또는 클램프를 사용하지 않고 피실험자의 하나 또는 둘 이상의 생리학적 파라미터를 모니터하기 위한 유용한 비-침습적인 기술을 제공한다.

의복 또는 외피 내에 상기 직물이 사용되는 때, 상기 직물의 스트레치 및 수축 스트레치 주기가 상기 허용 개구부를 향해 상기 모니터링 직물에 의해 반사된 광선의 양을 변화시키거나 변조시킨다.

Claims (26)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 의복 착용자의 하나 이상의 정해진 생리학적 파라미터를 모니터링하는 장치에 있어서, 상기 장치는,

   착용자에 의해 착용되며 직물을 포함하는 의복, 여기서 상기 직물로부터 연장된 가상의 축과 관련하여 허용 개구부가 정의되며;

   400 내지 2200 나노미터 범위의 파장을 가지며 상기 직물의 외부에 위치하여 방사 광선을 상기 직물 내로 유도하는 하나 이상의 방사 광선 소스;

   상기 허용 개구부에 배치되며, 입사되는 400 내지 2200 나노미터 범위의 파장을 갖는 방사 광선을 검출하는 하나 이상의 방사 광선 검출기; 및

   상기 방사 광선 검출기로부터 수신된 주기적으로 변화하는 신호 출력을 의복 착용자의 정해진 생리학적 파라미터를 나타내는 신호로 변환하기 위한 신호 처리기;

   를 포함하며,

   상기 방사 광선 소스 및 상기 방사 광선 검출기는, 상기 방사 광선 검출기에 의해 검출되는 입사 방사 광선의 수신이, 의복 착용자의 하나 이상의 정해진 생리학적 파라미터에 응답하여 상기 직물이 주기적으로 i) 스트레치되고 그리고 ii) 스트레치 상태로부터 회복됨에 따라 직물에 의해 반사되어 상기 허용 개구부로 들어가는 광선의 양의 변화에 의해 직접 영향을 받도록 하는 상대적인 위치 관계로 상기 허용 개구부에 대해 고정되는 것을 특징으로 하는 모니터링 장치.
5. 삭제
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 직물은 의복으로부터 탈착이 가능한 패치인 것을 특징으로 하는 모니터링 장치.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 직물은 의복을 형성하고 있는 직물의 일부분인 것을 특징으로 하는 모니터링 장치.
8. 제 4 항에 있어서,

   상기 신호 처리기가 의복 내에 장착되고, 상기 의복은 방사 광선 검출기와 신호 처리기를 연결할 수 있도록 의복 위에 또는 그 내부에 배치된 전도 경로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터링 장치.
9. 제 4 항에 있어서,

   상기 방사 광선 소스와 방사 광선 검출기가 직물에 부착되는 것을 특징으로 하는 모니터링 장치.
10. 직물의 이동(motion)을 모니터링하는 방법에 있어서, 상기 방법은,

    400 내지 2200 나노미터 범위의 파장을 갖는 광선이 직물을 향하도록 하는 단계, 여기서 상기 광선의 소스가 상기 직물의 외부에 위치하고 허용 개구부가 상기 직물로부터 연장된 가상의 축과 관련하여 정의되며;

    상기 직물을 스트레치하는 단계;

    상기 직물을 스트레치하는 동안, 상기 허용 개구부에 배치되며 400 내지 2200 나노미터 범위의 파장을 갖는 방사 광선을 검출하는 하나 이상의 방사 광선 검출기를 사용하여, 직물에 의해 반사되는 광선의 양을 측정하는 단계;

    상기 직물을 스트레치 상태로부터 회복시키는 단계;

    상기 직물이 스트레치 상태로부터 회복되는 동안 직물에 의해 반사되는 광선을 양을 상기 방사 광선 검출기를 사용하여 측정하는 단계; 및

    상기 방사 광선 검출기로부터 수신되거나 또는 상기 방사 광선 검출기와 연결된 데이터 습득 유닛으로부터 수신된 주기적으로 변화하는 신호 출력을 직물의 이동을 나타내는 신호로 변환하는 단계;

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터링 방법.
11. 제 4 항, 또는 제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 방사 광선 소스가 400 내지 800 나노미터 범위의 파장을 방출하고, 상기 방사 광선 검출기가 400 내지 800 나노미터 범위의 파장을 갖는 방사 광선에 응답하는 것을 특징으로 하는 모니터링 장치.
12. 제 4 항에 의한 장치를 이용해 의복 착용자의 하나 이상의 정해진 생리학적 파라미터를 모니터링하는 방법에 있어서, 상기 방법은,

    400 내지 2200 나노미터 범위의 파장을 갖는 광선이 직물을 향하도록 하는 단계;

    직물이 스트레치하는 동안 직물에 의해 반사되는 광선의 양을 측정하는 단계; 그리고

    직물이 스트레치 상태로부터 회복되는 동안 직물에 의해 반사되는 광선의 양을 측정하는 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 모니터링 방법.
13. 제 12 항에 있어서,

    광선 파장이 400 내지 800 나노미터 범위인 것을 특징으로 하는 모니터링 방법.
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