KR20190072522A - 유방 감지 수유 모니터 - Google Patents

Abstract

유방 감지 수유 모니터는 다수의 수유들에 걸쳐 모유량 및 영아 빨기 및 삼키기 특성들을 포함한 모유수유 메트릭들의 실시간 측정을 제공한다. 착용 가능한 설계는 가정 및 병원-내 사용 양쪽 모두에 적절한 버전들에 유용하다.

Description

유방 감지 수유 모니터

이전에 출원된 출원들에 대한 이익의 주장

본 특허 출원은 2016년 9월 13일에 출원되고 "Device for Assessment of Infant Breastfeeding and Bottle Feeding(영아 모유수유 및 젖병 수유의 평가를 위한 디바이스)"라는 제목의 미국 가 출원 일련 번호 제62393673호 및 2017년 4월 4일에 출원되고 "Patch for assessing breastfeeding milk supply(모유수유 모유 공급을 평가하기 위한 패치)"라는 제목의 미국 가 출원 일련 번호 제62481572호의 이익을, 35 U.S.C. §119 하에서 주장하며, 이것은 여기에서 전체적으로 참조로서 통합된다.

성공적으로 먹기 위한 영아의 능력은 그들의 발달에 대단히 중요하다. 신생아, 특히 조산아들을 위해, 수유를 평가하기 위한 능력은 종종 아이의 돌봄에 중대하다.

속담 "모유가 가장 좋다"는 임상의들에게 및 커뮤니티에서 일반적으로 눈에 띄어 왔다. 모유는 영양학적으로 아기들을 위한 이상적인 음식이며 몇몇 영아들에게 심각한 문제인, 산통을 피하는 것으로 알려져 있다. 종종 모유를 통해 엄마가 그녀의 아이에게 전달하는 항체들은 아이를 병으로부터 보호하거나, 또는 그것이 발생할 때 아픔을 완화시킨다. 모유 수유는 또한 엄마와 아이가 감정적으로 결합하도록 돕는다.

개방 도상국들에서 성공적인 모유 수유는 특히 아기의 웰빙에 중대하다. 제한된 이용 가능한 의료를 갖고, 연약한 신생아들 및 영아들은 종종 비극적으로 높은 치명률들을 겪는다. 모유는, 아기에 의해 쉽게 흡수되는 이상적인 영양, 및 보호 항체들 양쪽 모두를 통해, 이러한 심각한 위험을 완화시킬 수 있다. 또한, 엄마에 대한 모유 수유의 호르몬 효과들은, 피임 없이도, 그녀의 임신들에서 보다 넓은 간격을 자연스럽게 제공한다. 이것은 어머니 및 아이 건강 양쪽 모두에서 중요한 인자이다.

부가적으로, 개발 도상국들에서, 영아용 유동식은 비교적 비싸며 이용 가능성이 제한된다. 유동식이 초기에 아이의 발달에 의지된다면, 그들이 모유로 되돌아갈 가능성이 없다. 더 심하게, 영아용 유동식을 위한 신뢰 가능한 공급 체인의 부족 및 비용 때문에, 개발 도상국들에서 아이들은 종종 이러한 덜 최적의 중요한 영양원에의 접근이 제한되거나 거절되기도 한다.

따라서, 개발 도상국 및 선진국들 양쪽 모두에서, 모유 수유를 권장하며 이를 가능하게 하는 정보는 아기들의 건강 및 웰빙에 가장 중요하다. 구체적으로, 보다 양호한 모유 수유를 허용하며 그들의 아이가 모유로부터 적절한 영양을 받고 있음을 엄마 및 아빠에게 보장하는 구체적인 피드백은 성공적인 모유 수유를 권장하고 강화한다.

아기들에 의해 취해진 우유의 양이 유동식 섭식으로 쉽게 결정될 수 있지만, 아기에 의해 소비된 모유의 양은 종종 알려지지 않은 양이다. 불운하게도, 그들의 아기가 최적의 성장을 위해 유방에서 충분히 먹고 있지 않을 수 있다는 염려는 종종 엄마들이 유동식 섭식을 위하여 모유 수유를 포기하게 한다. 이러한 차선의 영양원이 선진국들의 아기들에게는 단점이지만, 개발 도상국들에서 유동식 섭식에 기대는 것은 어린 아기들의 결과적인 이환율 및 사망률에서의 비극적인 결과들을 가질 수 있다.

아이가 얼마나 많은 모유를 받아들이는지를 결정하기 위한 몇몇 기본 접근법들은 수유 전 및 후 아기의 무게를 다는 것, 또는 얼마나 많은 유체 및 고체 물질이 모유로부터 취해졌는지를 결정하기 위해 그들의 기저귀들의 무게를 다는 것을 포함하여 왔다. 그러나, 이것들은 번거롭고 부정확한 방법들이며, 따라서 장기적으로 좀처럼 사용되지 않는다. 엄마로부터 초유를 받은 미숙아들 및 신생아들에 대해, 이들 방법들은 실제로 받아들인 작은 양의 영양에 적용 가능하지 않다.

과학자들은 효과적으로 젖을 먹고 모유를 받기 위한 아기의 능력으로의 몇몇 통찰력을 제공할 수 있는 디바이스들을 개발함으로써 모유 수유에 대한 정보에 대한 아기들, 부모들 및 임상의들의 이들 요구들에 응답하여 왔다. 예로서, Gurtwein은 2015년 12월 15일에 발행된 미국 특허 번호 제9,211,366 B1호에서, 아이가 얼마나 많은 모유를 받아들였는지를 추정하기 위해 그녀의 아기에게 수유하기 전 및 후에 엄마의 유방의 무게를 다는 것을 교시한다. Larsson은 2005년 4월 14일에 공개된, 미국 특허 출원 제2005/008035 A1호에서 엄마가 얼마나 많은 모유를 만들어 내고 아기가 삼키는지를 추정하기 위해 전기 저항 측정들을 사용하는 리지형 유방 실드를 교시한다. Kapon 외는 2015년 10월 13일에 발행된, 미국 특허 번호 제9,155,488 B2호에서, 수유 전 및 후에 유방의 정전용량 측정들을 갖고 모유 세포들의 양을 평가하기 위한 디바이스를 교시한다.

현재 이용 가능한 모유 평가 디바이스들은, 통상적으로 단일 시점 동안, 모유 생성 및 아이 수유에 대한 몇몇 정보를 제공할 수 있다. 불운하게도, 이들 판독들은 종종 영아에게 제공되는 전체 영양을 정확하게 반영하지 않는다. 또한, 이들 디바이스들은 임상 환경에 더 적합하며, 따라서 아기가 집에 올 때 실질적으로 부모들에게 중요한 정보를 제공할 수 없다. 가정 수유들에 대한 정보는, 그것이 아기의 하루 하루 영양을 반영하므로 특히 유용하며, 그들의 아이가 성공적으로 젖을 먹고 있다는 진행 중인 피드백을 부모들에게 제공한다.

개인용 전자 디바이스들, 및 개인화된 의료를 위한 움직임의 도래로, Fitbit와 같은 이러한 디바이스들은 임상 테스트들의 전력의 일부를, 효과적으로, 가정용 사용에 더하여 왔다. 그러나, 이들 능력들은 아직 그들의 엄마의 유방으로부터 먹기 위한 아기의 능력을 평가하기를 원하는 부모들의 손에 들어가지 않았다.

가정 및 임상 환경들 양쪽 모두에서, 아기에게 제공된 모유의 산출이 실시간으로 점진적으로 제공될 수 있다면 중요한 진전이 될 것이다. 이러한 혁신은 그것이 최적의 수유 기술들에 대해 엄마들 및 수유 상담가들을 가르치기 위해 바이오피드백을 제공한다면 특히 가치가 클 것이다.

유방 감지 수유 모니터는 젖먹이 아기에 의한 모유 소비의 진행 중인, 실시간 데이터를 제공한다. 이러한 새로운 시스템은 그것이 임상 및 가정 환경들 양쪽 모두에서 사용될 수 있으므로 부모들 및 임상의들의 요구들 양쪽 모두를 충족시키기 위한 엔지니어링 돌파구이다. 개발 도상국들에서, 유방 감지 수유 모니터는 아기들의 보다 양호한 건강을 보장하고 영아들의 생명을 구하기 위한 잠재력을 가진다.

이들 고유 능력들을 성취하기 위해, 상기 유방 감지 수유 모니터 시스템은 전례 없는 유연하고, 강력한 휴대용 디바이스 구성을 달성하기 위해 변형 게이지 센서 회로와 임피던스 센서 회로를 조합한다. 이것은 그 후 평균화되는 다수의 측정들이 아기의 수유의 정확한 그림을 생성하도록 허용한다. 이러한 혁신은 가정 및 임상 환경 양쪽 모두에서 모유 수유를 위한 개인화된 의료 결과들을 전달한다. 그것의 모유 수유 결과들을 최적화하기 위한 장기간 요구된 툴이다.

사용의 용이함

유방 감지 수유 모니터 센서 패치의 소형의, 가요성 형태 인자는 그것이 모유수유하는 엄마의 유방에 편안하고 꼭 맞게 적용될 수 있게 한다. 이러한 중요한 진전은 12시간 이상 동안 편안한 착용을 허용하여, 계속해서 및 시간에 걸쳐 다수의 수유들이 측정되도록 허용한다. 결과적인 크고 포괄적인 데이터 세트는 아기의 먹는 습관들 및 능력들의 매우 정확한 판독을 제공한다.

게다가, 이전에 이용 가능한 시스템들과 비교하여 유방 감지 수유 모니터 설계의 단순성은 판독들이 가정 수유의 자연스러운 환경들에서 취해지도록 허용한다. 이것은 아기의 먹는 패턴들 및 아기가 받아들인 모유의 양에 대한 보다 현실적인 결정을 제공한다.

사용의 용이함 및 다수의 수유 세션들에 걸쳐 용이하게 측정하기 위한 능력은, 식욕을 포함한, 영아의 먹는 행동이 실질적으로 수유마다 변하기 때문에 엄마들 및 아기들에 의한 가정 사용을 위해 매우 중요하다. 그러므로, 단일 수유에서 수유 특성들 및 모유 섭취량의 매우 정밀하지만 번거로운 측정은, 식욕 및 영아 각성에서의 변화들이 수유마다 모유 섭취량에서 2배 이상의 차이를 야기할 수 있으므로, 가치가 낮다. 반대로, 단일 측정에서 몇몇 정확도의 희생으로 다수의 수유들에 걸쳐 사용의 엄청난 용이함을 제공하는 착용 가능한 디바이스는 이들 엄마들 및 아기들에 대해 이상적이다. 사용의 용이함은 한 손 및 강력한 동작 및 시스템을 유지하거나 또는 교정하기 위해 엄마로부터 요구된 제로 또는 최소 노력을 포함한다.

유방 감지 수유 모니터는 여러 개의 주요 혁신들을 통해 전례가 없는 기능을 달성한다. 가요성 센서 패치는 그것의 감지 구성요소들의 최적화를 통해 달성 가능하다. 가요성 센서 패치에서 임피던스 센서들은 유방에서 모유의 함량에 대한 주요 데이터를 생성한다. 가요성 센서 패치에서 변형 게이지 센서들은 임피던스 데이터에 함께 작용하는 데이터를 제공한다. 결과는 엄마들, 가족 및 임상가들로의 처음으로, 아기의 젖먹기 능력 및 모유 섭취량을 정확하게 반영하는 최종 보고서이다.

유방 감지 수유 모니터 시스템 e-데이터 능력들은, 처음으로 수유 전문가들에 의한 원격 수유 코칭을 가능하게 한다. 그것은 심지어 엄마에게 자동화된 바이오피드백 및 수유 코칭을 위한 기회를 제공한다. e-데이터 특징은 또한 아기의 건강 및 발달에 대한 주요 데이터로의 원격 액세스를 소아과 의사들 및 전문 간호사에게 제공한다.

가요성 감지 패치

유방 감지 수유 모니터의 상기 가요성 감지 패치는 고유하게 유방에 맞춘다. 이하에서 보다 완전하게 상세히 설명되는 바와 같이, 완전히 통합된 패치는 4개 이상의 전극들을 제공받는다. 유방 감지 수유 모니터의 기본 버전에서, 전극들은, 전극들 사이에 부드러운 직물을 갖고, 짝을 지어 선형으로 제공된다. 그러나, 특정한 애플리케이션들에서 이점들을 제공받은 보다 복잡하고 미묘한 구성들이 있다.

전극 측정 유닛은 전극 감지 패치를 매우 가볍게 유지하도록 설계된다. 유방 감지 수유 모니터 시스템이 가정 사용에 적합하다는 것을 보장하기 위해, 분명한 탭 패턴을 갖고 모니터에 대한 각성을 허용하며, 그 후 그것이 기록하고 있음을 답하기 위해 삐 소리를 내는 단일 버튼이 제공될 수 있다.

감지 패치 길이는 기능과 편안함이 균형을 이루도록 설계될 수 있다. 통상적으로, 감지 패치는 BAND-AID®와 유사한 형태 인자를 갖는다. 훨씬 더 짧은 버전이 편안함을 최적화시킨다. 그러나, 임상 환경과 같은, 민감성이 중대한 유방 감지 수유 모니터의 몇몇 실시예들에서, 감지 패치는 엄마의 흉골로부터 그녀의 흉곽으로 연장될 수 있다.

가요성 감지 패치 설계는 다양한 센서 배치들 및 구성들을 위한 기회들을 제공한다. 예로서, 센서들은 와이어를 통해 서로 연결될 수 있거나 또는 그것들은 무선 센서들일 수 있다. 후자는 이동 전화 또는 다른 베이스 유닛과의 통신을 허용한다.

센서들이 상이한 위치들에 있을 때, 그것들의 신호들은 시간적으로 정렬되거나 또는 조정되어야 한다. 센서들이 유선일 때, 이것은 데이터가 디지털화되고 이동 전화로 무선으로 송신되기 전에 양쪽 모두가 동일한 프로세스로 공급되는 아날로그 신호들에 의해 성취된다.

센서들 양쪽 모두가 무선일 때, 유용한 구성은, 양쪽 디바이스들이 휴대 전화로 통신하는 것과 대조적으로, 하나의 센서가 그것의 신호를 다른 센서로 전송하는 것이며, 여기에서 상기 신호들은 조합되며 시간 스탬프가 적용된다. 이것은 대기 시간을 피하기 위해 중요하다. 대기 시간은 하나 이상의 무선 신호가 다수의 동작들을 동시에 핸들링하는 이동 전화로 전송될 때 발생한다. 신호들이 도착할 때, 전화가 다른 동작들 도중에 있다면 신호를 프로세싱하는데 지연 또는 대기 시간이 있을 수 있다.

변형 게이지 센서

유방 감지 수유 모니터의 변형 게이지 센서는, 임피던스 센서들과 협력하여, 아기들에 의한 모유 소비를 측정하기 위해 전례가 없는 능력들을 제공한다. 이하에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 변형 게이지 센서는 호흡, 웃음, 또는 기침으로부터와 같은, 엄마의 가슴에서의 움직임에 의해 야기된 왜곡들에 대해 정정한다. 변형 게이지 센서는 또한, 아기가 유방을 움켜쥐거나 또는 찰싹 때리는 것과 같은, 다른 브레스트 왜곡원들을 정정할 수 있다. 이들 인자들은 현재 이용 가능한 시스템들에서 데이터의 정확성을 몹시 어리둥절하게 만들 수 있다.

검사 동안 유방 왜곡의 이들 문제점들은 유방 감지 수유 모니터에서 임피던스 및 변형 게이지 센서들의 조합된 사용에 의해 현저하게 개선되어 왔다. 본 발명에서 변형 게이지 센서의 사용은 센서 패치에 대한 편안한 형태 인자를 허용한다. 그것은 또한 엄마 및 아기의 자유로운 움직임을 허용하며, 따라서 훨씬 더 자연스러운 수유 위치를 제공한다. 이러한 이점은 센서의 장기 사용을 권장하여, 시간에 걸쳐 훨씬 더 정확한 판독들을 제공한다. 부가적으로, 이들 판독들은 단지 하나의 시점에서 취해진 것들보다 훨씬 더 양호하게 아기의 실제먹는 습관들을 반영한다.

현재 이용 가능한 모듀 수유 모니터들은 유방에서 검출된 전기 신호가 단지 모유 함량뿐만 아니라, 유방 조직의 변형들 및 영아 또는 다른 오브젝트가 유방과 접촉하는지에 또한 민감하기 때문에 제한된 민감도를 갖는다.

이들 이벤트들은 전기장이 존재하는 조직 볼륨의 형태 및 크기 또는 서로에 대한 전극들의 위치를 변경한다. 예를 들면, 영아가 수유 동안 유방을 터치한다면 또는 엄마 또는 영아가 유방을 누른다면, 신호에서의 큰 왜곡이 관찰되며 측정된 신호는 더 이상 모유 함량을 정확하게 반영하지 않는다.

그 결과, 실질적인 애플리케이션들에서, 현재 이용 가능한 시스템들에서의 전극들은 서로에 대한 일정한 간격 및 곡률을 보장하기 위해 단단한 지지 구조에 있어야 한다. 더욱이, 엄마는 일관된 결과들을 얻고 교정 단계의 사용을 허용하기 위해 움직임이 없으며 일관된 위치에 있어야 한다. 이들 종래의 제한들은 엄마들 및 아기들에 대한 상당한 불편함을 야기하고, 민감도를 감소시키며, 실시간으로 모요 전달의 효과적인 측정을 방지한다.

유방 감지 수유 모니터의 변형 게이지 센서는 또한 유방 곡률의 산출을 편리하게 허용한다. 임피던스 데이터와 함께 취해질 때, 변형 게이지 데이터는 실제모유 함량을 보다 양호하게 반영하기 위해 측정치들을 정정함으로써 볼륨을 산출하기 위해 사용된다.

변형 센서를 사용하여 목, 입 또는 가슴 움직임들의 측정은 또한 삼킴, 호흡 및 빨기의 조정으로 문제들을 평가하고 진단하기 위해 사용될 수 있다. 압전 변형 게이지는 수유와 동시에 이들 움직임들을 평가하기 위해 사용될 수 있다. 구강 내압 또는 흐름의 측정과 조합하여, 변형 게이지는 수유에 수반되는 통상의 빨기-삼키기-호흡 사이클들을 방해하는 삼키기 문제들의 진단을 제공할 수 있다. 빨기-삼키키-호흡의 3개의 구성요소들 모두가 동시에 기능해야 하므로, 그것들 중 임의의 것에서의 해체는 조산아들과 같은, 신경학적 발달과 연관된 수유 문제들, 또는 열악한 래치(poor latch)를 가진 영아들에서 해체의 정도를 수량화하기 위해 사용될 수 있다.

임피던스 센서들

유방 감지 수유 모니터의 임피던스 센서들은 모유량에 대한 코어 데이터를 수집하고 이를 시스템에 전달한다. 임피던스 측정들은 다양한 방식들로 취해질 수 있다. 예로서, 고속 측정들이 0.1초마다, 10kHz와 같은 단일 주파수에서 취해질 수 있으며, 둘 이상의 주파수들에서 3초에 걸쳐 주기적인 측정과 조합된다. 약 0.1초와 같은, 고속 모드에서 변형 게이지와 임피던스의 동시 측정들은 아기의 호흡 및 빨기들을 검출하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 데이터는 유방 형태에서의 변화들을 검출하기 위해 30초 또는 1분에 걸쳐 평균을 낼 수 있다.

유방 감지 수유 모니터의 몇몇 실시예들에서, 변형 게이지 측정들의 대역은 유방 변형으로 인한 임피던스 측정 데이터에서의 잡음을 감소시키기 위해 사용된다.

모유 수유 동안 영아로 공급된 모유 양 또는 모유 유량의 결정은 체지방 함량 측정을 위해 사용된 것과 유사한, 바이오-임피던스 측정을 사용하여 성취될 수 있다. 유방에서 모유/지방 비에서의 감소는 유방에서 전기 임피던스의 증가를 야기한다. 인가된 정현파 또는 구형 파 전류(통상적으로 < 1mA)는 유방에서의 전극에 의해 검출된 전압을 생성할 것이다. 전압은 모유 흐름으로 인한 임피던스 변화의 직접적인 척도를 제공할 것이다. 더욱이, 검출된 전압 신호는 전도성(모유) 대 비전도성(지방) 물질의 양의 위상 특성을 보일 것이다. 이것은 체지방 조성 분석기들(예로서, Omron HBF 306C 시스템)에서 사용된 것과 유사한 원리이다. 통상적인 주파수들은 1kHz 내지 300kHz의 범위에 있다. 통상적으로, 2 내지 4개의 전극들이 적절한 위치들에서 유방으로 인가된다. 전극들은, 유방 주위의 3개의 위치들로, 또는 엄마의 유방 및 뒤로 인가된, EKG 측정(겔 전극)을 위한 것들과 유사할 수 있다. 대안적으로, 전극들 중 적어도 하나는 최상부 피부 층을 관통하는 미세바늘일 수 있다. 이러한 구성은 그것이 측정으로부터 갈바닉 피부 전도도의 기여를 제공하기 때문에 매력적이다.

전극 설계

유방 감지 수유 모니터는 다수의 감지 및 구동 전극 설계들을 이용할 수 있다. 표준 EKG 스타일 전극들이 효과적으로 이용될 수 있다. 그러나, 환상형 전극들은 유방의 전체 조직에 대한 데이터를 캡처하는데 이점들을 갖는다. 환상형 전극들은 또한 다수의 우유 고리들이 있다면 다수의 전극 매핑을 허용한다. 이러한 특징은 이하에서, 보다 상세하게 도시된다.

전극 및 유방 사이에서의 계면으로서 사용된 미세바늘들은 피부 아래에서 측정을 허용한다. 전극 설계에서의 이러한 선택은 검사 시 전극-피부 저항 문제들을 제한하거나 또는 제거할 수 있다.

다중-전극들은 단일 전극들보다 데이터 수집 시 보다 양호한 민감도를 제공한다. 정전용량에 대한 가장 큰 변화를 제공하는 전극을 선택하는 것이 유리하다. 시스템은 최고 변화 데이터를 얻기 위해 전극 판독들을 보간하여, 유방 볼륨을 제공하고 유방을 매핑시킨다.

전극들은 다양한 주파수들로 감지할 수 있다. 예로서, 그것들은 1 내지 300kHz에서, 구체적으로 1 내지 100kHz에서, 및 가장 구체적으로 5 내지 50kHz에서 감지할 수 있다. 단일 주파수에서 데이터를 샘플링하는 것은 가장 단순하며, 최저 전력 소비의 이점을 갖지만, 덜 신뢰 가능하다.

다양한 주파수들에 기초하여 원래 데이터를 개선하기 위한 다른 기술들이 보다 큰 정확도를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 예로서, 데이터는 두 개의 주파수들에서 취해질 수 있으며, 그것들이 일치하면, 데이터가 확인된다. 그것들이 다르면, 측정은 반복된다. 3개 이상의 주파수들이 검사될 수 있다. 두 개가 일치하면, 측정이 사용되고; 그것들이 일치하지 않으면, 측정은 반복된다. 이들 접근법들은 통상적으로 시스템에서 자동화된다.

범용 교정

유방 감지 수유 모니터에 고유한 중요한 혁신은 범용 교정이다. 이것은 엄마가 현재 요구된 너무 긴 개인화된 교정 절차들에 대한 요구 없이 바로 즉시 유방 감지 수유 모니터를 사용하도록 허용한다. 이것은 유방 감지 수유 모니터가 소비자 제품으로서의 사용을 위해 이상적이게 한다. 임상 환경을 위해, 유방 감지 수유 모니터의 보다 맞춤화된 교정이 모유의 수동적 표현을 제공받는다.

현재 이용 가능한 시스템들은 통상적으로 신호를 모유량으로 변환하기 위해, "수유 이력"으로 불리우는, 교정 단계를 요구한다. 이러한 필요한 교정 기능은 유방 크기 및 전극들에 대한 유방에서의 모유의 위치에 의존한다. 변형 게이지 및 임피던스 센서를 조합하는 것은 유방 감지 수유 모니터가 범용 교정을 위하여 이러한 단계를 제거하도록 허용한다. 이것은 시스템이 가정용 애플리케이션들을 위해 훨씬 더 사용 가능하게 만들어, 근본적으로 "당장" 주요한 모유수유 데이터를 제공한다.

빨기 및 삼키기 검출

다른 연구자들이 모유량을 획득하기 위해 아기 한 모금을 검출하고 카운팅하는 것을 제안하여 왔지만, 이러한 빨기들 및 삼키기들을 검출하는 것 및 모유 전송 레이트의 측정치로서 그것들의 비를 사용하는 것은 유방 감지 수유 모니터의 고유한 능력이다. 유방의 저항 또는 정전용량(모유랑에 대한)뿐만 아니라 빨기들 및 삼키기들을 동시에 검출하는 것은 또한 빨기들 및 삼키기들을 검출하는 것이, 모유량을 검출하는 것에 관계없이, 영아 빨기 해체를 평가하고 미숙아들 또는 다른 신경학적으로 손상된 영아들에서의 신경학적 발달을 추적하는데, 그 자체로 유용하기 때문에 고유하다.

모유 전송의 레이트

빨기들 및 삼키기들을 검출하는 하나의 애플리케이션은 빨기들 및 삼키기들의 수를 정확하게 카운트함으로써 모유 전송의 레이트를 평가하기 위한 방식을 제공하는 것이다. 아기들은 통상적으로 충분한 모유가 완전한 삼킴 또는 꿀꺽 한 모금을 위해 추출될 때까지 유방에서 젖을 빤다. 아기의 입으로의 모유 흐름이 비교적 느릴 때, 아기는 삼키기들 사이에서 5 내지 10회 젖을 빨 수 있다. 모유 흐름이 높을 때, 각각의 삼키기에 대해 1 내지 2회 빨기들과 같은, 삼키기들 사이에서 빨기들의 수는 낮아진다. 그러므로, 삼키기 당 빨기들의 수는 모유가 아기의 입으로 흐르는 레이트의 양호한 측정치이다. 더욱이, 평균 삼키기 양과 조합된 주어진 시간 기간에서 삼키기들의 수는 아기의 섭취량의 측정치를 제공할 수 있다.

신생아 검사

이러한 종류의 검출은 초유량, 낮은 모유량들, 또는 출생 직후 및 탄생 후 첫 1 내지 2일 동안 모유 생성에서의 진행의 평가에 유용하다. 출생 후, 영아의 흡유 움직임은 모유 생성을 개시하는 호르몬들의 생성을 촉진시킨다. 출생 후 첫 1 내지 2일 동안, 유방은 처음에 초유로 알려진 소량의 유체를 생성한다. 초유는 일단 모유 생성이 완전히 시작되면(유즙 생성 II의 시작을 지나) 생성된 모유보다 걸쭉한 농도 및 보다 낮은 양을 가진다. 초유의 양이 너무 낮다면, 유방 임피던스에서의 변화들을 단독으로 사용하여 정확하게 그것을 측정하는 것은 어려울 수 있다. 그러나, 빨기-삼키기 비 및 삼키기들의 수는 모유 생성에서 점진적인 증가를 측정하기 위해 추적될 수 있다. 결국, 모유량이 충분히 높으면, 임피던스 센서가 이용될 수 있다.

수유 능력

빨기들 및 삼키기들을 검출하기 위한 제2 애플리케이션은 수유 능력에 영향을 줄 수 있는 의학적 상태들을 가진 고-위험 영아들에서 수유 능력을 평가하는 것이다. 미숙아들과 같은, 신경학적 문제들을 가진 영아들은 종종 성공적인 수유를 위해 요구된 빨기-삼키기-호흡 모션들을 조정하는데 어려움들을 가진다. 이들 영아는 통상적으로 수 회 빨 것이지만, 효과적인 수유를 위한 일련의 빨기들을 지속할 수 없다. 더욱이, 삼키기들 사이에서의 빨기들의 수는, 심혈관 결함들 및 수술과 같은, 트라우마로부터 회복한 영아들에서의 진행을 모니터링하기 위한 유용한 메트릭인, 영아의 빨기 세기를 나타낼 수 있다.

특정한 상황들에서, 엄마의 유방에 위치된 센서를 갖고 가능한 것보다 영아의 빨기들 및 삼키기들의 더 정확한 측정이 요구된다. 이들 애플리케이션들에서, 보다 작은 "아기 감지" 패치가 영아의 턱 또는 목에 위치될 수 있다. 의도는 빨기들 및 삼키기 및 잠재적으로 엄마의 유방 상에서의 패치보다 더 양호한 민감도를 제공하는 영아의 몸 상에서의 위치에서의 호흡에 대응하는 움직임들을 검출하는 것이다.

이러한 "아기 감지" 패치는 엄마의 유방 상에서의 "유방 감지" 패치와 함께 사용될 수 있다. 몇몇 인스턴스들에서, "아기 감지" 패치는 또한 단독으로 개별적으로 사용될 수 있다. 그것은 변형 게이지 또는 임피던스 센서, 또는 양쪽 모두를 포함할 것이다.

도 1은 착용 가능한 패치의 제1 및 제2 층들에서 구성요소들을 보여주는, 유방 감지 수유 모니터 시스템의 도식 뷰이다.
도 2a는 엄마에 의한 사용 시 유방 감지 수유 모니터 시스템의 광범위한 뷰를 제공한다.
도 2b는 유방 감지 수유 모니터 시스템의 보다 큰 뷰 착용 가능한 패치를 도시한다.
도 2c는 이동 전화 및 유방 감지 수유 모니터 시스템의 GUI의 보다 큰, 보다 상세한 뷰를 도시한다.
도 3a는 유방 감지 수유 모니터 시스템에 대한 기본 패치 설계를 도시한다.
도 3b는 유방 감지 수유 모니터 시스템에 대한 분배된 패치 설계를 예시한다.
도 3c는 감지 제2 층이 두 개의 조각들로 분할되는 하이브리드 구성이다.
도 3d는 도 3c의 상세도이다.
도 4a는 임피던스 감지 전극들에 대한 기본 배열을 도시한다,
도 4b는 4개 이상의 임피던스 감지 전극들을 가진 설계를 도시한다,
도 4c는 통상적인 겔 전극의 단면이다,
도 4d는 대안적인 전극 구성의 상면도를 예시한다,
도 4e는 대안적인 전극 구성을 가진 패치의 저면도를 예시한다,
도 4f는 유방 상에서 재생 가능한 위치 결정을 위한 피처를 가진 착용 가능한 패치의 상면도를 예시한다,
도 5a는 측정 이전에 유방에 인가될 전극들을 예시한다,
도 5b는 측정이 완료된 후 패치를 도시한다,
도 6은 미세바늘 전극 설계를 도시한다,
도 7a는 하나의 방향으로 변형 게이지 센서 구부림 측정을 도시한다,
도 7b는 상이한 방향들에서 두 개의 변형 게이지 센서를 도시한다,
도 8a는 통상적인 수유 세션 동안 임피던스 센서의 출력의 그래프이다,
도 8b는 변형 게이지 출력의 그래프이다,
도 8c는 임피던스 및 변형 센서들로부터의 데이터 및 잡음을 감소시키기 위한 데이터의 조합들이다,
도 8d는 범용 교정 곡선을 도시한다,
도 9a는 상이한 주파수들에서 유방 감지 수유 모니터 시스템의 동작을 도시한다,
도 9b는 측정의 단일 주파수 부분 동안 빨기의 검출을 도시하는 것을 도시한다,
도 10은 빨기들 및 삼키기들을 검출하기 위해 래치 구역에서 부가적인 임피던스 또는 변형 감지 위치를 갖고 구성된 패치를 도시한다,
도 11a는 아기 및 유방 상에서 유방 감지 패치 및 아기 패치의 동시 사용을 도시한다,
도 11b는 유방 감지 패치로부터의 실시간 모유량 출력을 도시한다,
도 11c는 부가적인 감지 위치에서 빨기들 및 삼키기들의 검출을 도시한다.

유방 감지 수유 모니터 시스템은 그것의 주요 구성요소들 사이에서의 상승 작용들을 통해 고유 이점들 및 능력들을 달성한다. 유방 감지 수유 모니터 시스템의 가장 중요한 특징은 착용 가능한 전자 패치, 유방 감지 패치이다. 유방 감지 패치는 유방의 모유 함량뿐만 아니라 영아의 빨기 및 삼키기 패턴에 관련된 주요 파라미터들에서의 변화들을 검출한다. 이러한 정보는 이동 전화 또는 다른 사용자 인터페이스로 무선으로 전달된다. 데이터를 수집하는 동안, 유방 감지 패치는 하나 이상의 모유 수유 세션들 동안 엄마의 유방에 위치된다. 도 1은 유방 감지 수유 모니터 시스템의 부분으로서 유방 감지 패치 및 그것의 내부 구성요소들의 일 구성을 도시한다. 도 2a는 모유 수유하는 엄마 및 아기에 의한 사용 동안 유방 감지 패치(34) 및 이동 전화(34)를 도시한다. 선택적인 부가적인 패치, 즉 아기 패치는 특정한 경우들에서 부가적인 데이터를 수집하기 위해 영아에 위치될 수 있으며 나중에 도 11에서 설명된다.

유방 감지 수유 모니터 시스템의 구성요소들은 다양한 구성들로 설계될 수 있다. 이들 구성들은 특정한 애플리케이션에 가장 잘 맞도록 선택된다. 유방 감지 수유 모니터 구성요소들의 하나의 이러한 구성은 도 1에서 여러 개의 블록들로서 도식적으로 도시된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 유방 감지 수유 모니터 시스템(2)은 시스템의 구성요소들의 두 개의 층들로 구성되는 유방 감지 패치(34)를 포함한다. 이들 구성요소들은 아기가 그들의 엄마로부터 모유를 받는 양 및 레이트의 실시간 감지 및 보고를 제공하기 위해 함께 작동한다. 몇몇 경우들에서, 세기, 레이트, 및 품질과 같은 아기 빨기 특성들과 같은, 부가적인 정보가 유방 감지 수유 모니터 시스템에 의해 획득된다.

도 1에서, 제1 층(4)은 유방 감지 패치(34)의 물리적 영역이다. 제1 층(4)은 유방 감지 수유 패치(34)의 기능 중 많은 것을 제공하고 지원한다. 제1 층(4)에서의 회로는 유방 감지 수유 모니터(2)의 감지, 산출 및 보고 기능들을 지원한다.

유방 감지 수유(34)의 제1 층(4)에 포함될 수 있는 회로의 몇몇 예들은 임피던스 센서 회로(8), 변형 센서 회로(10), 및 마이크로프로세서(12)를 포함한다. 임피던스 센서 회로(8)는 이하에서 도시되는 바와 같이, 2개의 구동 전극들(20 및 26)을 통해 신체로 정현파 전기를 인가하고, 이하에서 도시되는 바와 같이 2개 이상의 감지 전극들(22 및 24)을 사용하여 신체상에서 결과적인 전압을 감지하며, 검출된 양들을 프로세싱을 위해 디지털 신호들로 변환하도록 기능한다. 통상적으로, 임피던스 회로는 약 100uA 내지 500uA와 같은 1mA RMS까지의 전류를, 유방 조직을 통해, 약 1 내지 100kHz와 같은, 범위가 약 0.1 내지 1MHz에 이르는 주파수에서 구동하기에 충분한 전압을 제공해야 한다.

일 구현에서, 임피던스 회로는 신체를 통해 원하는 전류를 구동하기에 적합한 전압을 인가하고, 감지 전극들에서 결과적인 전류 흐름 및 전압을 동시에 측정하고, 그 후 원하는 출력을 도출하기 위해 데이터를 프로세싱하며 이러한 정보를 마이크로프로세서(12)로 송신한다. 임피던스 센서 회로의 예는 Texas Instrument AFE4300 시스템 온 칩이다. 대안적으로, 맞춤 회로가 아날로그 디바이스들 12비트 AD5933과 같은 네트워크 분석기 칩 주변에 설계될 수 있다. 이러한 애플리케이션에 맞춤 가능한 다른 회로 설계들이 이 기술분야에서 통상의 기술자에게 잘 알려져 있을 것이다.

변형 센서 회로(10)는 압전 변형 게이지와 같은 센서로부터 변형률 측정들에 대한 센서 데이터를 수신한다. 이하에서 도시된다. 센서 출력은 통상적으로 하프 또는 쿼터 브리지 회로를 사용하여 검출되고, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하며 이러한 정보를 마이크로프로세서(12)로 송신한다. 일 실시예에서, TI AFE4300 시스템 온 칩은 하나의 패키지로 임피던스 감지 및 변형 감지 회로들 양쪽 모두를 통합하며 양쪽 기능들 모두를 위해 사용될 수 있다. 대안적으로, 맞춤 변형 감지 회로는 AD8220과 같은 적절한 브리지 회로 및 차동 증폭기를 사용하여 설계된다.

마이크로프로세서(12)에 대한 임피던스 센서 회로(8) 및 변형 센서 회로(10)의 통신은 정보의 흐름의 방향을 나타내는 화살표들에 의해 이 뷰에 도시된다. 유방 감지 수유 모니터(2)의 이러한 뷰에서, 마이크로프로세서(12)에 대한 임피던스 센서 회로(8) 및 변형 센서 회로(10) 사이에서의 통신은 와이어들을 통하지만, 유방 감지 수유 모니터(2) 시스템의 대안적인 실시예들에서, 이러한 통신은 무선으로, 또는 단일 마이크로-회로 칩으로의 3개 구성요소들 모두의 통합에 의해 성취될 수 있다.

또한 선택적 비-휘발성 플래시 메모리 칩(14) 및 배터리(16)가 제1 층(4)에서 제공된다. 메모리 칩(14)은 유방 감지 패치(14)를 동작시키기 위해 소프트웨어 및 설정들을 저장하며 시스템이 작동 정지될 때 소프트웨어 및 설정들을 유지하도록 작용한다. 또한, 이동 전화(38)로 데이터를 송신하는데 지연 또는 전력에서의 중단이 있다면, 비-휘발성 메모리는 백업으로서 유방 감지 패치에 의해 수집된 일부 또는 모든 데이터를 유지할 수 있다.

적어도 약 20MB 저장 용량 및 바람직하게는 적어도 약 40MB 저장 용량, 및 적어도 약 10kHz의 기록 속도의 메모리 칩(14)이 유용하다. Cypress Semiconductor S25FL256S 또는 동등한 칩들과 같은, 다양한 메모리 칩들이 이러한 요건을 이행할 수 있다.

배터리(16)는 유방 감지 수유 모니터(2)에 포함된 모든 구성요소들로 전력을 제공한다. 예로서, 배터리는 약 3 내지 3.8 V 전압 및 약 5 내지 10시간과 같은, 약 3 내지 24시간의 방전 시간에 걸쳐 약 150 내지 220mAh와 같은 약 120mAh 내지 350mAh의 용량, 및 약 40mA까지의 전류를 제공할 수 있는 리튬 이온 배터리일 수 있다. 이러한 용량은 하루에 걸쳐 적어도 10번의 30-분 수유 세션들에 대한 총 사용을 제공한다. 배터리(16)는 재충전 가능하거나 또는 재충전 가능하지 않을 수 있다. 재충전 가능하지 않은 배터리들의 예들은 CR2032, R2032, CR2330, BR2330 배터리들을 포함한다. 재충전 가능한 배터리들의 예들은 RDJ3032 또는 RDJ2440 배터리들을 포함한다. 재충전 가능한 배터리가 사용된다면, 적절한 충전 회로가 배터리 구성요소(16)에 포함되어야 한다.

배터리 구성요소는 유방 감지 패치(34)가 어떤 활성 수유도 약 2 또는 약 5분과 같은, 특정한 시간량 동안 발생하지 않는다면 저 전력 소비 "수면" 모드에 자동으로 들어갈 수 있게 하기 위해 전력 관리 회로를 추가로 포함할 수 있다. 수면 모드에서, 시스템은 활성 수유의 신호 특성을 찾고 유방 감지 패치(34)를 "각성"시키기 위해 저 주파수에서 적어도 하나의 센서 회로일 수 있다. 이러한 신호의 예는 나중에 도 9b 및 도 11c에서 도시되는 바와 같이 임피던스 센서 신호(102) 또는 변형 센서 신호(122)에서, 고 주파수, 저 진폭 굴곡들의 발생이다.

블루투스 칩(18)이 휴대 전화(38)로의 데이터의 무선 송신을 위해 유방 감지 수유 모니터(2)를 위해 제공된다. 블루투스 칩(18)은 도움이 되며 사용자에게 맞춰진 방식으로, 주요 정보를 사용자로의 전달을 위해 휴대 전화(38)로 전달한다. 유방 감지 수유 모니터(2)의 몇몇 실시예들에서, 제1 층(4)에서 회로에 의해 제공된 기능들 중 일부는 상기 휴대 전화(38)에서 제공된다. 유방 감지 수유 모니터(2)의 다른 실시예들에서, 제2 층(6)에서 센서들로부터의 원래 또는 부분적으로 프로세싱된 데이터는 클라우드로 송신되고, 프로세싱되며 그 후 사용자에게 디스플레이될 휴대 전화로 복귀된다.

다양한 전자 구성요소들 및 조합들이 이들 기능들을 이행하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, Cypress Semiconductor CYW20737 SOC 및 Atmel ATBTLC 1000 QFN BLE Bluetooth SoC는 마이크로프로세서 및 블루투스 칩들을 하나의 구성요소로 통합한다. Silicon Labs EFR32BG1 칩은 적어도 약 20MHZ 클록 속도를 제공하며 마이크로프로세서, 블루투스, 프로그램 메모리 및 램, 디지털 및 아날로그 i/o, 실시간 클록, dc/dc 변환기, 아날로그-디지털 및 디지털-아날로그 변환기들, 및 블루투스를 하나의 패키지로 조합하는 마이크로프로세서이다.

제1 층(4)은 또한 선택적 온/오프 버튼(19)을 포함한다. 온/오프 버튼(19)은 패치를 적용한 후, 사용자가 모유 수유 전에 상기 버튼을 누르고 그 후 모유 수유의 끝에 그것을 다시 누르는 것을 의미하도록 허용한다. 이것은 디바이스에게 수면 모드로 돌아가라고 한다. 물리적 버튼은 휴대 전화에 의해 제어된 이러한 기능을 갖는 것에 대해 이점을 가진다. 예를 들면, 유방 감지 수유 모니터 시스템의 동작 동안, 대부분의 엄마들은 한 손으로 아기를 다룬다. 따라서, 몇몇 경우들에서, 스크린들을 통해 스크롤하는 것 및 그 외 휴대 전화상에서 작동하는 것은 패치 상에 실제버튼을 갖는 것보다 덜 편리하다.

물리적 온/오프 버튼은 측정이 성취될 때 및 성취될 때마다, 사용자가 간단히 가기를 누르고, 즉시, 디바이스가 실행하는 것을 제공한다. 측정의 끝에서, 사용자는 디바이스 및 기록을 끄기 위해 다시 버튼을 누른다. 상이한 실시예에서, 버튼이 눌러질 때마다, 디바이스는 실행되며 다음 30분 동안 데이터를 수집한다. 상기 버튼 내에서 당신은 그것을 강력하게 만들기 위한 도구들의 종류를 가질 수 있다. 예로서, 코드, "두 번의 탭들은 시작을 의미한다" 및 "3번의 탭들은 끄기를 의미한다"가 구현될 수 있다.

유방 감지 수유 모니터(2)의 제2 층(6)은 임피던스 센서 회로(8)를 위한 임피던스 감지 전극들을 포함한다. 임피던스 감지 전극들은 제1 전극(20), 제2 전극(22), 제3 전극(24), 및 제4 전극(26)이다. 유방 감지 수유 모니터(2)의 몇몇 구성들에서, 보다 많거나 또는 보다 적은 임피던스 감지 전극들이 있을 수 있지만, 많은 경우들에서, 선호된 구성은 4개이다.

임피던스 감지 전극들, 제1 전극(20), 제2 전극(22), 제3 전극(24), 및 제4 전극(26)은 연결 와이어들(30)을 통해 임피던스 센서 회로(8)에 연결한다. 상기 설명된 바와 같이, 임피던스 감지 전극들로부터 유방 감지 수유 모니터(2)에 대한 임피던스 데이터는 그에 따라 변형 센서 회로(10)를 통해 마이크로프로세서(12)로 및 사용자로 전달된다.

유사하게, 또한 제2 층(6)에서 제공된, 변형 센서(28)가 와이어(32)를 통해 변형 센서 회로(10)에 연결된다. 이러한 애플리케이션의 목적들을 위해, 변형 센서는 압전 변형 게이지 센서, 용량성 메시 센서, 압력 센서, 또는 등가물과 같은, 유방 감지 패치의 모두 또는 부분의 휨, 또는 변위를 검출할 수 있는 임의의 기계적 센서로서 정의된다. 상기 정보는 그 후 임피던스 감지 전극들 단독으로부터, 보다 압축적인, 함께 작용하는 데이터를 사용자에게 제공하기 위해 마이크로프로세서(12)에서의 변형 센서 데이터와 조합된다. 이러한 상승 작용은 본 출원에서의 다른 곳에서 보다 상세하게 설명된다.

도 2a는 엄마(36)에 의해 사용되는 유방 감지 수유 모니터(2)의 광범위한 뷰를 제공한다. 엄마(36)는 상기, 도 1에 도시된 구성요소들 모두를 포함하는, 테스트 패치(34)를 아기(37)의 첫 수유 전에 그녀의 유방(39)에 적용한다. 통상적인 유방 감지 수유 모니터(2) 검사 상황에서, 엄마(36)는 4회 이상의 수유들 동안 및 그 사이에서의 전체 기간 동안 테스트 패치(34)를 그대로 둔다. 유방 감지 수유 모니터(2)는 이들 4회 이상의 수유들에 걸쳐 양쪽 센서들로부터의 데이터를 동시에 수집하고, 모유 섭취량의 매우 정확한 측정치를 얻기 위해 고유한 방식으로 센서들로부터의 입력을 조합한다. 많은 경우들에서, 다수의 다른 파라미터들이 데이터의 분석에 포함된다. 이러한 최종 정보는 그 후 그것들을 이동 전화(38)로 송신한다.

도 2b는 유방 감지 수유 모니터(2)에 적절한 다양한 상이한 설계들 중에서 두 개의 상이한 가능한 구성들로 보다 큰 뷰 착용 가능한 패치(34)를 도시한다. 유방 감지 패치(34)의 하드웨어는, 일 실시예에서, 제1 층(4) 및 제2 층(6)이 겹쳐지도록 설계되고 제작될 수 있으며, 따라서 그것들은 착용 가능한 패치 커버 안에서 서로의 최상부에 구성된다. 유방 감지 패치(34)는 길이가 약 3 내지 10", 보다 구체적으로 길이가 약 6" 내지 8", 및 가장 구체적으로 길이가 약 7"이다. 유방 감지 패치(34)는 가능한 얇고 가볍도록 설계되며 그것의 가장 두꺼운 포인트에서 2 내지 35mm, 보다 구체적으로 2 내지 15mm, 및 가장 구체적으로 약 10mm의 두께를 가질 수 있다.

도 2c는 이동 전화(38)의 보다 큰, 보다 상세한 뷰를 도시한다. 그래픽 사용자 인터페이스에 대한 하나의 접근법이 이동 전화(38)의 스크린상에 도시된다. 그러나, 정보는 가변 톤, 또는 아기(37)로의 모유의 수송에서 상이한 포인트들이 도달될 때 특정 삐 소리들을 갖고서와 같은, 들릴 수 있게 또한 엄마(36)에게 전달된다. 또한, 정보는 수유 전문가 또는 다른 건강 관리 제공자에게 전달될 수 있다.

사용자에게 정보를 제공하기 위한 디바이스가 스마트폰으로서 이것 및 다음의 도면들에서 예시되지만, 인터페이스는 태블릿들, 컴퓨터들, TV 스크린들 등과 같은, 임의의 수의 개인용 전자 디바이스들일 수 있다는 것을 주의하자. 부가적으로, 사용자 인터페이스는 그래픽일 필요는 없다. 예로서, 스피커는 가청 큐들을 제공할 수 있으며, 진동 큐들이 또한 이용될 수 있다.

대부분의 애플리케이션들에서, 사용의 용이함 및 엄마의 편안함은 단일 측정의 정확도 또는 정밀도보다 훨씬 더 중요하다. 이것은 영아의 식욕 또는 모유 섭취량이 수유들 사이에서 2배 이상만큼 달라질 수 있기 때문이다. 그러므로, 영아의 수유의 진정으로 대표적인 측정치를 얻기 위해, 다수의 수유들, 통상적으로 약 4 내지 6회에 걸쳐 측정들을 하는 것이 필수적이다. 그러므로, 보다 편안하며 다수의 수유들에 걸쳐 쉽게 착용될 수 있는 패치는 단일 수유 세션 동안 보다 큰 민감도를 제공하지만 다수의 수유들에 걸쳐 착용하기에 편리하지 않은 부피가 더 크고, 덜 편안한 패치보다 선호된다.

유방 감지 수유 모니터 시스템은 상이한 형태 인자들 및 애플리케이션들에 고도로 적응 가능하며, 특정한 사용에 가장 적합한 다양한 구성들로 설계될 수 있다. 예로서, 병원에서 임상 애플리케이션들은 보다 많은 소비자 제품 애플리케이션에서 사용된 것들과 상이한 설계들로부터 이익을 얻을 것이다. 도 3a, 도 3b, 도 3c, 및 도 3d는 편안함 및 민감도의 상이한 조합들을 제공하기 위해 유방 감지 수유 모니터 시스템 2 하드웨어 구성들의 대안적인 실시예를 도시한다.

몇몇 애플리케이션들에서, 도 3b, 도 3c, 및 도 3d에 도시된 구성들은 도 3a에서 예로 들어진, 도 2b에 도시된 기본 구성에 대해 이점을 가진다. 도 2b에서의 구성은 기본적으로 서로의 최상부 상에 바로 배치되고, 하나의 몸체로 조합된 두 개의 층들이다. 도 3a에서, 이러한 2층 구성(40)은 도 1에서 보다 내부적으로 상세하게 설명된 구성을 단순한 그래픽으로 도시한다.

도 3b에 도시된 바와 같은 대안적인 구성은 유방 감지 수유 모니터의 두 개의 층들, 즉 제1 층(4) 및 제2 층(6)이 분배된 패치 설계(44)를 구성하기 위해 층 연결 와이어(42)와 연결되는 두 개의 별개의 조각들로서 구성된다는 것을 제공한다. 이 경우에, 분배된 패치 설계(44)의 제1 층(4)은 엄마(36)의 가슴에 배치될 수 있다.

도 1 및 도 2b에 도시된 기본 구성과 달리, 도 3b에서 제1 층(4)은 그 자신의 패키징 유닛이다. 제1 층(4)은 시스템 배터리를 포함하여, 가장 부피가 큰 전자 구성요소들을 포함한다. 이 경우에, 제1 층(4)은, 유방 감지 수유 모니터 시스템의 특정한 실시예들에서, 엄마의 가슴 또는 다른 곳 상에 위치될 수 있다. 제2 층(6)은 제1 층(4)으로부터 분리된다. 제2 층(6)은 전극들 및 변형 센서와 같은 수동형 구성요소들만을 포함하며 매우 얇고, 가요성이며 경량으로 만들어질 수 있다. 두 개는 층 연결 와이어(42)를 통해 연결된다. 연결 와이어(42)는 기본적으로 와이어 번들로 와이어들(30)을 연결하는 조합이다. 설계(44)에서, 가볍고 매우 등각의 제2 층(6)은 다수의 수유들 동안 유방에 남아있다. 보다 부피가 큰 층(4)은 가슴, 흉골, 완장 또는 보다 편안하거나 또는 조심스러운 대안적인 위치 상에서 착용될 수 있다. 대안적으로, 부가적인 실시예에서, 층(4)은 선반 또는 조리대 상에서와 같은, 신체에서 벗어나 위치될 수 있다. 층 연결 와이어(42)는 층(4) 및 층(6)이 엄마와 아기가 수유 세션을 막 시작하려고 할 때 연결되며 수유 세션들이 끝날 때 연결 해제되도록 허용하는 탈착 가능한 와이어일 것이다.

도 3c는 제2 층(6)이 두 개의 조각들로 분할되거나 또는 나뉘는 하이브리드 구성(46)을 도시한다. 이러한 구성은 도 3b에 도시된 구성보다 훨씬 더 큰 가요성을 제공한다. 그 결과, 하이브리드 구성(46)은 엄마(36)의 착용성에 훨씬 더 편안함을 제공한다.

도 3b에서처럼, 제1 층(4) 및 제2 층(6)은 층 연결 와이어(42)와 연결되는 두 개의 별개의 조각들로서 구성된다. 그러나, 이 경우에 제2 층(6)은 제2 층 파트 A(48) 및 제2 층 파트 B(50)로 나뉜다. 층 연결 와이어(42)는 제2 층 파트 A(48) 또는 제2 층 파트 B(50)에 연결될 수 있다는 것을 주의하자.

이 실시예에서, 제2 층 파트 A(48) 및 제2 층 파트 B(50) 각각은 두 개의 전극들을 포함한다. 제2 층 파트 A(48)는 임피던스 감지 전극들, 즉 제1 전극(20), 제2 전극(22)을 하우징한다. 제2 층 파트 B(50)는 임피던스 감지 전극들, 즉 제3 전극(24), 및 제4 전극(26)을 하우징한다. 이들 임피던스 감지 전극들은 이 뷰에서 도시되지 않는다.

도 3c에서 및 도 3d에서 추가로 상세하게 도시되는 바와 같이, 제2 층 파트 A(48) 및 제2 층 파트 B(50)는 양쪽 모두 변형 센서(28)를 포함하는 변형 센서 층(52)에 의해 부착되고 이격된다. 따라서, 변형 및 임피던스 감지 기능들 양쪽 모두는 센서 층(52)에서 제2 층(6)의 이러한 분배된 실시예에서 통합된다. 층 연결 와이어(42)는 도 3c에서 도시된 바와 같이 제2 층 파트 A(48) 또는 도 3d에 도시된 바와 같이 제2 층 파트 B(50)에 부착될 수 있다.

부가적인 가요성을 제공하는 이들 설계 요소들을 최적의 유방 감지 수유 모니터 시스템 구성으로 통합하는 것은 엄마(36)를 위한 장기 착용성을 제공한다. 하이브리드 구성에서 층들의 별개의 구성 사이에서의 구별은 간단히 제2 층(6)이 이제별개의 유닛들로 분리된다는 것이다. 이러한 기능이 하나의 조각에 있는 대신에, 기능적으로 보다 긴 조각이 있다. 이들 두 개의 설계 구성들은 단지, 물리적 구성에서, 기능에 대하여 뚜렷하지 않다. 그것은 이들 요소들이 통신에 대하여 여전히 연결되어 있기 때문에, 요소들이 어떻게 하우징 안에 배열되는지 이상이다. 차이는 벌크 하우징이 분리될 때 개선되는 강성도의 양이다.

유방 감지 수유 모니터의 하드웨어 구성은 엄마(36)에 대해, 최대 가요성, 및 결과적인 증가된 편안함을 제공하는 것에 맞도록 유용하게 구성될 수 있다. 이러한 진전은 측정이 연장된 지속 기간 동안 행해지도록 허용하여, 가장 완전하며 정확한 결과들을 제공한다. 이러한 새로운 기능을 갖고, 측정은 실제로, 최대 정확도를 갖고, 수유의 단일 측정이 아니다. 오히려, 유방 감지 수유 모니터 디바이스(2)는 총 4번 이상의 연결 수유들의 평균을 측정하는데 적합하다. 상기 통찰력은 이들 엔지니어링 특징들에 대한 동기 부여이다.

이들 구성 중 임의의 것으로, 조합된, 제2 층(6) 또는 제2 층 파트 A(48) 및 제2 층 파트 B(50)의 총 길이 및 전체 기능은 유방 감지 수유 모니터에 대한 최상의 가능한 기능을 달성하는데 중요하다. 이전에 설명된 바와 같이, 제2 층(6)의 패치의 길이는 종종 4 내지 8인치이다.

본 발명자들 중 일부는 제2 층(6)의 길이의 효과에 맞춰 유방 감지 수유 모니터 시스템 프로토타입들의 연구들 동안 개발된 데이터를 갖는다. 이러한 길이는 신호 세기에 영향을 주며, 따라서 적절하게 선택될 필요가 있다. 유방에 제2 층(6)을 포함한 패치의 위치는 중요하다. 예로서, 유두로부터 3 내지 6센티미터에 패치를 위치시키는 것은 최상의 신호 세기를 제공한다고 결정되었다. 이것은 다양한 유방 크기 및 형태를 가진 대상들에서 참인 것처럼 보인다.

유방 감지 수유 모니터 시스템의 용이함 및 가요성 때문에, 엄마들은 유방(39) 상에서, 감지 및 편안함을 최적화하기 위해, 최적의 위치에 대한 센서 패치의 배치를 수정할 수 있을 것이다.

도 4는 임피던스 센서를 위한 전극들에 대한 상이한 배열들, 및 전극들 자체에 대한 다양한 설계들을 도시한다. 임피던스 감지 전극들에 대한 가장 기본적인 배열이 도 4a에 도시된다. 임피던스 감지 전극들, 즉 제1 전극(20), 제2 전극(22), 제3 전극(24), 및 제4 전극(26)은 동일 선상으로 배치되며, 따라서 그것들은 제2 층(6) 내에서 잇달아 위치된다. 그것들 중 두 개, 즉 제1 전극(20) 및 제4 전극(26)은 종래에 구동 전극들로 고려된다. 이것들은 신체로 전류를 주입하기 위해 사용되는 전극들이다. 다른 두 개, 즉 제2 전극(22) 및 제4 전극(24)은 감지 전극들로 불리운다.

감지 전극들 및 구동 전극들 사이에서의 차이는 디바이스의 임피던스 측정 파트 동안이다. 임피던스 센서 기능은 신체와 접촉하는 구동 전극들을 통해 정현파 전류를 구동하는 것을 수반한다. 그 후 신체에 존재하는 전압은 감지 전극들을 갖고 유방 감지 수유 모니터 시스템(2)에 의해 측정된다.

통상적으로, 임피던스에서, 두 개의 전극들이 전류를 주입하기 위해 사용된다. 두 개의 다른 전극들이 측정을 하기 위해 사용된다. 이것은, 반드시 전극의 전용된 사용보다는, 관례이다. 따라서, 구동 전극들은 또한 감지를 하기 위해 사용될 수 있다.

다기능 전극들은 유방 감지 수유 모니터 시스템(2)의 유연한 사용을 허용한다. 예로서, 유방 감지 수유 모니터 시스템(2)은 제1 전극(20) 및 제4 전극(26)을 통해 구동하는 것, 및 제2 전극(22) 및 제3 전극(24)을 갖고 감지하는 것 사이에서 교번할 수 있다. 이러한 동작의 모드는 전극 제1 전극(20) 및 제4 전극(26)을 통해 구동하는 것, 및 실제로 이들 동일한 전극들을 갖고 감지하는 것과 대조적이다. 가장 통상적으로, 유방 감지 수유 모니터 시스템(2)은 제1 전극(20) 및 제4 전극(26)을 갖고 구동하며, 제2 전극(22) 및 제3 전극(24)을 갖고 감지할 것이다. 시스템은, 유방 감지 수유 모니터 시스템(2)에 대한 최적의 기능을 생성하기 위해, 이들 모드들 중 임의의 것 사이에서 유동적으로, 동일한 세션에서 매우 빠르게 이동할 수 있다.

도 4b는 4개보다 많은 전극들을 이용하는 대안 배열 임피던스 감지 전극들을 예시한다. 이 경우에, 4개가 아닌 6개의 전극들이 있다. 유방 감지 수유 모니터 시스템(2)의 이러한 실시예에서, 구동 전극들(56) 및 58로서 감지 전극들이 제공된다. 따라서, 이러한 구성에서, 도 4a에서 도시한 것보다 두 개 더 많은 감지 전극들이 있다. 감지 동안, 구동 전류는 여전히 전극들(56)을 통해 구동된다. 그러나, 이 경우에, 감지 전극들(58) 중에서 상이한 쌍들의 전극들 사이에서 감지하는 것이 가능하다.

이러한 전극 구성에 대한 이점은 유방(39)에서 모유량의 잠재적으로 보다 정확한 평가가 제공될 수 있다는 것이다. 모유가 유방에 저장되는 것인, 유방에서의 모유 저장소는 상이한 위치들에 있을 수 있다. 이것은 유방 감지 수유 모니터 패치가 유방(39)에 적용되는 곳에 직접 대응하지 않을 수 있다.

자연스러운 해부학적 변동성 때문에, 모유를 포함한 세포들이 상이한 대상들 상에서 더 높거나 또는 더 낮을 수 있다. 최대 신호 세기는 감지 전극들이 모유 저장소의 대부분이 위치되는 곳에 가장 가까운 경우이다. 다수의 전극들을 갖고, 전극들의 상이한 조합을 감지하고 대부분의 신호를 제공하는 것을 고르는 옵션이 있다.

이러한 진전이 나타내는 최적의 간격을 위한 이러한 기회는 현재 기존의 시스템들로는 이용 가능하지 않다. 결절성 풀링의 효과들을 이해하고 이를 감안하는 것은 완전히 정확한 감지 데이터를 달성하기 위한 기회를 제공한다. 이러한 이유로, 상기의 것과 같은 구성이 임상 환경에서 특히 유용하며, 여기에서 보다 적은 테스트 세션들에서 매우 정확한 데이터가 보다 중요하다.

유방 감지 수유 모니터 시스템을 갖고 데이터 수집의 최적화에 영향을 줄 수 있는 다양한 인자들이 있다. 유방은 수유들 내에서 및 시간에 걸쳐, 수유 동안 변한다. 예로서 한 쌍의 전극들은 출생 후 첫 몇 일의 수유 동안 더 민감하다. 시간에 걸쳐, 유방은 수유 시 아기의 변화 및 변화하는 모유 농도, 함량 및 양에 따라 스스로 계획한다. 센서들에 대한 상이한 위치는 출산-후 2, 3, 또는 4주에, 최적일 수 있다.

이들 변화들에 따라, 다수의 전극들을 갖는 것은 유방 감지 수유 모니터 시스템이, 단순히 최소한의 4개의 전극들에 의존하기보다는, 이들 변화들을 보다 양호하게 다루고 조정할 수 있도록 허용한다.

이러한 고조된 민감도 및 높은 정확도는 많은 애플리케이션들을 위해 필요하지 않을 것이다. 유방 감지 수유 모니터 시스템(2)의 이들 사용들에서, 이러한 복잡도는 그 자신의 단점들과 함께 올 수 있으므로, 시스템을 복잡하게 하는 것이 최적이 아닐 수 있다. 예를 들면, 유방 감지 수유 모니터 디바이스는 보다 크며, 아마 덜 편안할 것이다. 단지 4개의 전극들을 사용한 설계, 또는 더 많은 것을 이용한 것이 애플리케이션에 더 맞는지는 특정한 애플리케이션의 수요들 및 결과들이 얼마나 진정으로 정확하게 요구되는지에 의존할 것이다. 실제로, 본 발명자들 중 일부는 4개의 전극들이 대부분의 애플리케이션들을 위해 충분한 민감도를 제공한다는 것을 발견하여 왔다.

유방 감지 수유 모니터 시스템(2)에서 다수의 전극들을 갖는 것에 대한 또 다른 이점은 시스템이 58 그룹에서 상이한 쌍들의 전극들을 통해 감지하며, 일반적으로 신호를 보간함으로써 최적의 민감도의 위치를 매핑할 수 있다는 것이다. 이러한 방식으로, 신호는 다양한 위치들에서 평가될 수 있다. 상이한 쌍들의 전극 맵으로부터의 감지를 갖고, 덜 민감한 스팟들이 식별될 수 있으며, 가장 민감한 스팟까지 줄인다. 예를 들면, 가장 민감한 스팟은 두 개의 상이한 쌍들의 전극들 사이에서 길의 3/4에 위치될 수 있다. 이러한 매핑 능력을 가능하게 하기 위해, 4개 이상의 전극들이 58 아래로 제공될 수 있다.

이러한 선택적인 매핑 기능은 감지의 최적화를 위한 가능성을 허용하며, 이것은 미숙아들, 또는 그들의 엄마들로부터 초유를 받은 신생아들에 대한 임상 환경들과 같은 애플리케이션들에서 특히 주요하다.

유방 감지 수유 모니터 시스템(2)에 대한 중요한 특징은 소비자 제품으로서 사용될 때 사용의 용이함이다. 가정 환경에서, 매핑 시스템은 선택적일 것이며, 많은 경우들에서 주요 정보를 얻기 위해 불필요하다. 본 발명자들 중 일부는 가정용 사용을 위해 단순하며, 사용하기 용이한 시스템을 갖는 것이 바람직하다고 임상의들에 의해 말하여져 왔다. 그러나, 의원에서, 이러한 비교적 더 짧은 검사 기간 동안 보다 양호한 분해능을 가진 보다 완전한 특징의 시스템이 더 적절할 것이다.

도 4c의 단면에서 도시된 바와 같이, 임피던스 센서들로서 유방 감지 수유 모니터 시스템에서 사용되고 있는 전극은 통상적으로 겔 전극(20)이다. 겔 전극(20)은 겔 층(60), 은-은-염화물 층(62) 및 전도성 뒤붙임(64)을 제공받는다. 적절할 수 있는 상업적으로 이용 가능한 전극 유형들의 예들은 3M 2228, Vermed A 10022, 및 Coviden Kendall H69P 신생아 겔 전극들이다. 이들 겔 전극들은 신체와 전기적으로 접촉하며 유방 감지 패치(34)를 제자리에 유지하도록 작용한다. 주문 제작한 겔 전극들은 편안함을 보장하기 위해 원하는 크기, 형태, 및 접착 세기를 갖고 만들어질 수 있다.

도 4d는 대안적인 전극 구성의 상면도를 예시한다. 이러한 대안적인 전극 설계는 구동 및 감지 전극들이 보다 소형이며 보다 양호한 분해능을 제공하는 방식으로 조합되도록 허용한다. 다시, 블랙 은-은-염화물 코팅을 가진 전도성 섹션이 있다. 겔 층은 접착 및 전도성을 가능하게 하기 위해 제공된다.

그러나, 이 경우에, 감지 전극(66)은 대안적인 전극 설계의 중심에 있다. 감지 전극(66)은 모두 도 4c에 예시된 바와 동일한 층을 갖는다. 그러나, 이러한 대안적인 전극 구성에서, 감지 전극(66)은 환상형 구동 전극(68)으로 둘러싸인다.

이러한 종류의 구성은 도 4a에 예시된 기본 전극 구성에 대해 이점들을 가졌다. 도 4a에서, 4개의 별개의 전극 면적들이 있다. 도 4c에서의 구성은 이들 두 개 및 두 개의 조합의 조합을 허용하며, 따라서 당신은 두 개의 전극 면적들을 효과적으로 가질 것이다.

도 4c 전극에 의해 가능해진 상이한 제2 층(34) 설계에 대한 이러한 기회는 도 4e에서 도시된다. 대안적인 전극 설계를 가진 패치는 2-전극 패치와 더 닮을 것이다. 그러나, 기능적으로, 이것은 각각의 전극 면적이 기능적으로 두 개의 전극들을 가지므로 기본 4개의 전극 패치에 상응한다.

도 4e에서의 전극 구성 대 도 4a에서의 것의 하나의 이점은 단지 두 개의 전극 면적들만이 있기 때문에, 전체 패치가 더 작으며 더 유연할 수 있다는 것이다. 4개의 면적들을 갖고, 패치는 약간 뻣뻣할 수 있다. 그러나, 4개의 전극 면적들을 두 개로 감소시킴으로써, 유연성이 더 있다.

도 4e에서의 전극 구성 대 도 4a에서의 것의 또 다른 이점은 감지에 있다. 도 4e에서의 전극 구성의 경우에, 감지 전극들(66) 및 구동 전극들(68) 양쪽 모두가 제공된다.

도 4a에서, 구동 전극들, 즉 제1 전극(20) 및 제4 전극(26)은 감지 전극들, 즉 제2 전극(22) 및 제4 전극(24) 밖에 있다. 도 4e에서, 감지 전극들(66)은 근본적으로 구동 전극들(68) 바로 중간에 있는 전압을 측정한다. 이것은 보다 큰 신호를 제공한다.

도 4a에서, 보다 큰 전압 차가 제1 전극(20) 및 제4 전극(26)에서의 포인트들 사이에 있다. 감지 전극들이 이들 포인트들 안에 있을 때, 단지 대략 전극의 절반만이 감지된다. 20에서의 포인트로부터 26으로의 포인트로 거의 선형으로 달라지는 전압, 따라서 그것의 단지 일 부분만이 감지된다. 반대로, 도 4e에 도시된 구성은 훨씬 더 큰 신호를 야기하며, 이것은 잡음이 덜한 경향이 있다. 이것은 신호-대-잡음 비를 개선한다.

이러한 구성은 또한 모유 저장소가 어디인지에 대한 정확한 위치에 덜 민감하다. 생길 수 있는 일은, 도 4a에서, 모유 저장소가 이러한 구동 전극 바로 밑에 있다면, 측정이 정확하다. 그러나, 감지 전극이 모유 저장소의 측면으로 갈 예정이면, 시스템은 또한 상기 모유 저장소의 효과를 잡지 않을 것이다. 감소된 신호 세기가 발생한다.

그러나, 감지 및 구동 전극들이 도 4e에서처럼, 배치될 때, 보다 일반화된 감지가 있다. 이것은 그 사이에서 일어나는 것이 무엇이든, 전류가 유방을 통해 이동함에 따라 이들 두 개의 감지 전극들에 나타날 것이기 때문이다. 그것들은 가능하게는 모유 저장소에 대하여 탈구될 수 없다. 이상적인 상황은 이들 두 개가 사실상 모유 저장소에 대하여 동일한 위치에 있을 때이다. 그것은 가장 큰 신호를 제공한다. 도 4e에 도시된 구성은 도 4b와 유사하게, 다수의 전극 면적들을 갖기 위해 수정될 수 있다.

요약하면, 도 4a, 도 4b, 도 4c, 도 4d, 및 도 4e에 도시된 구성들에서 도시된 다양한 설계 전략들은 다음의 설계 고려사항에 대해 일반화될 수 있다. 유방 감지 수유 모니터 시스템에 보다 많은 전극들을 부가하는 것이 항상 가능하다. 그러나, 증가된 수의 전극들은, 민감도를 증가시키는 동안, 보다 큰 크기 및 덜한 편안함의 비용으로 온다. 따라서, 통상의 숙련공은 효과들을 최적화하고 이들 고려사항들의 균형을 이루기 위해 최종 사용을 위한 설계 파라미터들을 고려할 것이다.

유방 감지 패치(34)는 유두에 대해서 패치의 일관된 위치 결정을 가능하게 하기 위해 선택적 피처를 포함할 수 있다. 도 4f는 이러한 피처를 예시하는 유방 감지 패치의 상면도이다. 피처(65)는 유방 감지 패치(34)가 유두로부터 정확한 거리에 배치되는 것을 허용하기 위해 유두에 대한 컷아웃을 갖고 직물 또는 플라스틱으로 만들어진 위치결정 플랩이다. 일단 유방 감지 패치가 배치되고 유방에 부착되면, 플랩은 그것이 아기의 래치를 방해하지 않도록 패치로 걷어 올려진다. 이것은 스냅들, 버튼들, 벨크로 패치들, 또는 다른 부착 메커니즘일 수 있는 부착 구성요소들(67 및 69)을 사용하여 행해진다.

도 5는 전극들이 상기 도면들에서 설명될 때, 그것들이 착탈 가능한 전극들을 나타낸다는 것을 예시한다. 이것들은 신체에 부착되는 겔 전극들이다. 이들 겔 전극들은 제2 층(6)으로 스내핑한다. 따라서 제2 층(6)은 각각의 전극에 대해 작은 접촉 버튼들을 제공받는다.

도 5a는 도 4a의 측면도이다. 도 5a는 전극들(20, 22, 24 및 26)이 어떻게 패치 몸체(72)로 박히게 되는지에 대한 3-차원 보기이다. 스냅-인된 것으로서 전극들은, 몇몇 실시예들에서 착탈 가능하다. 이러한 제거는 유방 감지 수유 모니터 시스템의 사용들 사이에서, 또는 측정이 완료될 때 발생할 수 있다. 도 5a는 제자리에서의 전극들이 측정들이 되기 전에 유방에 인가되는 것이라는 예시이다.

도 5b는 측정이 완료된 후 패치가 어떻게 생겼는지를 보여준다. 사용자는 패치 몸체(72)를 제거하고, 전극의 일회용 부분을 버릴 것이다. 다음의 측정을 위해, 사용자는 4개의 새로운 전극들(20, 22, 24 및 26)의 세트를 스냅들(70)에 부착할 것이다. 스냅들(70)은 패치 몸체(72)로 일회용 전극의 고정을 허용한다.

통상의 숙련공에게 명백할 이러한 설계에 대한 많은 변형들이 있다. 예로서, 4개의 전극들이 하나의 뒤붙임 조각상에 제공될 수 있다. 이것은 그것들을 입기에 용이하게 만든다.

도 4c에 도시되는 접착 겔 전극은 임피던스, EKG, 또는 다른 전기 측정들을 위해 신체에 접촉하는 종래의 방식이다. 통상적으로 겔 전극들은 전류 흐름에 특정한 양의 임피던스 또는 저항을 제공한다. 이것은 피부 및 유방 조직에 의해 제공된 임피던스에 더해진다. 측정을 수행하기 위해, 임피던스 센서 회로(8) 및 배터리(16)는 통상적으로 약 100 내지 500 uA 사이에서, 원하는 전류를 구동하기 위해 충분한 전압 및 전력을 제공해야 한다. 주입된 전류는 또한, 통상적으로 약 10kHz보다 큰, 충분히 높은 주파수에서 인가되어야 하며, 따라서 전류의 상당한 부분이 용량성 결합을 통해 유방의 내부에 도달할 수 있다.

도 6은 데이터 수집을 최적화하기 위해 유방 감지 수유 모니터 시스템에서 겔 대신에 미세바늘 전극(74)을 이용하는 것을 예시한다.

도 6에 도시된 유방 감지 수유 모니터 시스템의 대안적인 실시예에서, 미세바늘 전극(74) 설계는 겔 전극 대신에, 미세바늘 전극이 사용되는 경우이다. 미세바늘 전극은 피부를 약간 관통하는 짧은, 미세바늘들(76)을 갖는다. 피부의 외부 층이 매우 높은 저항이기 때문에, 보다 양호한 데이터가 그 후 획득된다.

미세바늘 전극(74)은 다수의 미세바늘들(76)을 가지며, 따라서 1개 이상이 있을 수 있다. 미세바늘들(76)은 50 내지 300 마이크론 길이로 어디든 있을 수 있다. 미세바늘들(76)은 통상적으로 스테인리스 스틸 또는 실리콘으로 만들어진다. 미세바늘 전극(74)은 그 사이에, 또는 전체 전극 주위에 다닐 접착제층(78)을 여전히 가질 것이다. 이러한 접착제층(78)은 미세바늘 전극(74)이 피부에 인가되고 부착되도록 허용한다. 또한, 와이어를 부착하기 위한 전도성 뒤붙임(80)이 제공된다.

미세바늘 전극(74)은 그것들이 종래의 전극들보다 훨씬 낮은 저항을 가진다는 이점을 제공할 수 있다. 미세바늘 전극(74) 다중 미세바늘들(76)은 피하 신경들에 이르기에 충분히 깊지 않다. 따라서 고통스럽지 않지만, 미세바늘 전극(74)은 사용자에게 샌드페이퍼와 같은 느낌을 줄 수 있다. 이러한 미세바늘 전극들(74)은 몇몇 사용자들에게 약간 불편하다는 단점을 가질 수 있다. 그러나, 이것은 접착제에 대한 민감도를 가진 사람들에 대한 좋은 대안일 수 있다.

미세바늘 전극(74) 다중 미세바늘들(76)은 피부의 불활성 층을 관통하기 때문에, 그것들은 피부의 상기 불활성 층을 지나 전류가 주입되도록 허용한다. 이것은 구동 전극들에 의해 주입되는 상기 전류에 대한 전체 저항이 낮아짐을 의미한다. 그 결과, 보다 낮은 전력, 및 부수적으로 더 작은 배터리(16)가 요구된다.

배터리(16)는 패치의 크기의 큰 부분이다. 유방 감지 수유 모니터 시스템의 설계에서 미세전극(74)을 이용하는 것은 전체 유방 감지 수유 모니터 시스템 디바이스를 더 작고 척용하기에 더 편안하게 만들 수 있다. 이것은 국소 피부 자극의 잠재적인 대가를 지불할 것이다.

감지 전극들에 관하여, 피부의 이러한 불활성 층이 있기 때문에, 감지 전극들은 "용량성 결합"을 사용하여 신호를 알아챈다. 감지 전극들은 기본 전극들을 갖고 상기 신호를 알아채기 위해 수 킬로헤르츠에서 감지할 필요가 있다.

그러나, 미세바늘들을 가진 전극들이 불활성 피부를 관통하므로, 그것들은 사실상 상기 불활성 피부 바로 아래에서 간질액과 접촉한다. 그 결과, 시스템은, 연결이 저항(ohmic)이기 때문에, 보다 낮은 주파수에서 구동하고 감지할 수 있다. 이것은 저항기를 통해 대 커패시터를 통해 연결하는 것 사이에서의 차이와 유사하다. 연결이 커패시터를 통한다면, 구동은 높은 주파수에서 많이 발생한다. 따라서 미세전극(74)의 사용은 유방 감지 수유 모니터 시스템 회로들을 더 단순하게 하고, 전력을 낮추기 위한 가능성을 가진다. 이것은, 결국, 유방 감지 수유 모니터 시스템 디바이스에 대한 보다 작은 형태 인자를 허용할 것이다.

도 7은 변형 게이지 센서(28)에 대한 다양한 구성들을 도시한다. 변형 게이지 센서(28)는 통상적으로 긴 압전 센서이며, 그 저항은 그것이 얼마나 구부러지는지에 따라 변한다. 이것은 변형 게이지 센서(28)가 어떻게 유방의 곡률 및 호흡과 같은 움직임들, 또는 유방의 변형을 검출하는지이다. 기본 구성은 도 7a에 도시된다. 이 경우에, 변형 게이지 센서(28)는 길이가 4 내지 6인치이며 폭이 ¼인치이다. 도 7a의 구성에서 도시된 바와 같이, 변형 게이지 센서(28)는 한 방향으로 구부림 측정을 제공한다. 모든 이들 측정들은 약간의 정도로 변경될 수 있다.

변형 게이지 센서(28)는 상이한 패턴들에 있을 수 있다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 두 개의 상이한 변형 게이지들이 패치에 설치될 수 있다. 이러한 설계는 유방 감지 수유 모니터 디바이스 형태 인자를 더 크게 만들 것이지만, 설계는 2차원들에서 검출 곡률 및 유방 변형을 허용한다.

다수의 압전 변형 게이지들(82 및 84)은 도 7b에 도시된 바와 같이 교차 패턴에서 제공될 수 있다. 이 뷰에 도시되지 않지만, 다른 구성들에서, 압전 변형 게이지들(82 및 84)은 등을 맞대고 제공될 것이다. 이것은 다른 방향보다 양쪽 방향들로 구부짐의 보다 양호한 측정치를 제공한다.

변형 게이지는, 통상의 숙련공들에게 잘 알려진 다양한 방식들로, 통상적으로 브리지 회로로 불리우는 변형 센서 회로(10)에 연결한다. 예로서, 풀 브리지들, 하프 브리지들, 쿼터 브리지들 및 구부림을 변환하며, 그것에서 나온 전압 또는 저항 변화를 검출하는 다른 설계들.

도 8은 두 개의 상이한 센서들, 변형 및 임피던스가 어떻게 모유 수유에 대한 이전에 이용 가능하지 않은 정보를 제공하기 위해 유방 감지 수유 모니터 시스템에서 서로 함께 작동하는지를 예시한다. 도 8a는 통상적인 수유 세션 동안 임피던스 센서의 출력을 도시한다.

구동 전류 및 전압의 주파수 및 진폭, 감지 전극들에서 검출된 시변의 진폭, 및 구동 전류 및 전압에 대하여 감지 전극들에서의 전압의 위상을 포함한, 임피던스 센서 출력들이 제공할 수 있는 여러 개의 파라미터들이 있다. 이들 파라미터들은 일반적으로 각각의 주파수에서 실수 및 허수 임피던스 값들을 보고하기 위해 조합된다. 이 기술 분야에서의 숙련자들에게 알려진 바와 같이, 진폭 및 위상 또는 임피던스의 실수 및 허수 값들은 동일한 데이터 출력을 참조하는 동등한 방식들이다.

저항, 정전용량, 또는 시간 상수 값들과 같은 부가적인 파라미터들은 저항기들, 커패시터들, 및 정 위상 요소들과 같은 구성요소들로 이루어진 이론적 모델들 또는 등가 회로들에 이러한 데이터를 맞춤으로써 도출될 수 있다. 그러나, 생물학적 임피던스 데이터는 보통 저항기 및 커패시터 값들을 획득하기 위해 다수의 이론적 모델들 또는 등가 회로들에 맞춰질 수 있다는 것이 이 기술분야의 숙련자들에게 이해된다. 그러므로, 임피던스 센서 출력으로부터 도출된 저항 및 정전용량 값들은 반드시 고유하지는 않다. 이러한 논의를 위해, 임피던스 센서 출력은 임피던스의 실수 및 허수 구성요소들에 대하여 논의될 것이지만, 이 기술분야의 숙련자들에 의해 저항, 정전용량, 위상, 및 진폭이 동일한 데이터를 설명하고 분석하는 동등한 방식들을 제공할 수 있다는 것이 이해된다.

도 8a에 도시된, 기본 파라미터(86)는 임피던스 센서의 허수 구성요소이다. 임피던스 센서는 통상적으로 약 1 내지 100kHz와 같은, 약 0.1 내지 1MHz의 범위에서 하나 이상의 주파수들로 동작한다. 이러한 기본 구성에서, 둘 이상의 주파수들이 사용된다. 이것은 약 5kHz, 약 10kHz, 및 약 20kHz일 수 있다. 이들 주파수들의 각각에서, 신호는 두 개의 수들을 생성한다; 이 기술분야의 숙련자들에게 알려진 바와 같이 임피던스의 실수 및 허수 값.

도 8a는 약 5kHz와 같은 특정한 주파수에서 플로팅된 검출된 임피던스의 허수 구성요소 대 수유 동안의 시간이다. 데이터는 3개의 별개의 영역들을 도시한다. 영역(88)은 수유가 시작되기 전 기간이고, 영역(90)은 수유 동안의 기간이며, 영역(92)은 아기가 수유를 마친 후 기간이다.

수유가 시작되기 전에, 유방은 모유로 가득찬다. 임피던스의 허수 구성요소의 기준선 값이 있다. 아기가 먹음에 따라, 임피던스의 허수 구성요소는 수유의 끝에서 최종 값으로 떨어진다. 수유 동안, 영역(90), 임피던스 신호에서의 변화는 장기 변화, 감소를 가진다. 이것은 영역들(88 및 92)에서 임피던스 신호 정체기에서의 차이로서 보여질 수 있다. 그러나, 임피던스 신호가 유방의 변형들을 알아채기 때문에, 엄마에 의한 호흡, 기침, 웃음, 아기 래칭 또는 유방으로부터 떼기, 유방을 치거나 또는 움켜잡는 것, 또는 엄마가 아기가 먹는 것을 돕기 위해 그녀의 유방을 꾹 누르는 것과 연관된, 굴곡들, 또는 잡음이 있다.

이들 변형들 모두가 유방에서 몇몇 종류의 굴곡을 야기하며, 검출된 임피던스 신호에서 파동들 또는 움직이기들로서 그 자체를 나타낸다. 활성 수유 동안 이들 왜곡들의 크기는 매우 상당하며, 유방으로부터의 모유 전달로 인한 임피던스 변화보다 2 내지 3배까지 더 클 수 있다. 유방 변형들은 또한 예를 들면, 유방 형태가 시간 영역들(88 및 92) 동안 상이하다면, 시간 영역들(88 및 92)에서 두 개의 정체기들에서의 임피던스의 차이의 일부를 감안할 수 있다.

이들 상당한 왜곡들에 대해 정정하지 않고, 시스템은 정확한 데이터를 산출하기 위해 매우 신중한 동작을 요구한다. 예를 들면, 엄마는 임피던스 신호에서 사전- 및 사후- 수유 정체기 사이에서의 차이를 신뢰 가능하게 측정하기 위해, 아기를 잡거나 또는 이동하지 않고, 약 2 내지 5분 동안 수유-전(88) 및 수유-후 기간들(92) 동안 일관된 위치 및 자세에 있어야 한다. 이것은 엄마 및 아기에 대한 상당한 불편함을 야기하며 왜곡들의 대부분이 발생하는 활성 수유 동안 영아로 전달되는 모유의 실시간 표시를 제공하기 위한 시스템의 능력을 제한할 것이다.

두 개의 센서들이 유방 감지 수유 모니터 시스템에서 사용되는 방식은 임피던스 센서가 주요 측정으로서 사용되며, 변형 센서가 제거하기 위해 사용되고, 도 8c의 예에서 나중에 도시되는 바와 같이, 수유 동안 잡음을 만드는 이들 굴곡들 중 일부 또는 대부분에 대해 정정한다는 것이다.

도 8b는 상기 동일한 측정 동안 변형 센서 출력이 어떻게 보일 수 있는지에 대한 예시이다. 변형 센서는 유방의 형태 또는 변형을 보여줄 것이다. 변형 센서는 또한 임피던스 데이터에서 보여진 큰 변형들에 대응하는 파동들을 보여줄 것이다.

축(94)은 수유-전 시간 영역(88), 수유 동안 시간 영역(90), 및 수유-후 시간 영역(92)과 동일한 시간 영역들에 걸쳐 플로팅된 변형 게이지 센서의 출력이다. 이들 시간 영역들은 도 8a 및 도 8b와 공통적이라는 것을 주의하자. 이러한 출력이 사용되는 방식은 두 부분으로 된다. 하나는 변형 게이지의 출력이 정정 인자를 도출하기 위해 사용될 수 있다는 것이다. 예를 들면, 정정 작용자는 변형 게이지 신호의 정규화된 값, 또는 변형 게이지 출력의 보다 복잡한 함수일 수 있다. 임피던스 신호는 이들 변형들에 대해 정정하기 위해 이러한 인자로 곱하여진다. 영역들(88, 90, 및 92) 곡선에서 임피던스 데이터가 정정 인자로 곱하여질 때, 이들 굴곡들의 대부분이 제거된다. 이러한 동작은 이동 전화상에서의 소프트웨어 또는 유방 감지 패치에서의 마이크로프로세서 유닛에 의해 수행될 수 있다.

유방 감지 수유 모니터 시스템에서 유리하게 하기 위해 변형 게이지 데이터를 사용하는 제2 방식은 유효한 임피던스 데이터가 수집되도록 허용하는 유방 변형의 수용 가능한 범위로 고려되는 변형 게이지 값들의 대역을 정의하는 것이다. 그 후, 소프트웨어에서, 변형 센서 출력이 이러한 대역 밖에 있을 때의 시간 포인트들에서 수집된 임피던스 데이터는 거절되거나 또는 변형 센서가 수용 가능한 대역 내에 있을 때의 기간들 동안 수집된 데이터보다 낮은 가중 인자를 갖고 평균화될 수 있다. 다시 말해서, 단지 유방이 심하게 왜곡되지 않을 때 데이터만을 이용한다. 유방이 너무 많이 왜곡되면, 상기 시간 동안 수집된 데이터는 무시된다. 기본적으로, 왜곡의 기간들 동안 수집된 데이터는 유효하지 않은 데이터로 고려된다.

이러한 분석은, 아기가 유방을 갑자기 누를 때와 같은, 그것이 왜곡을 겪을 때와 그것의 원래 형태를 구별한다. 아이가 누른다면, 데이터는 수용 가능한 대역의 범위 밖에 있도록 유방을 변형하고, 변형 게이지는, 아기가 유방을 꾹 누르고 있다, 엄마가 이동하거나 또는 기침을 하는 것 같다 등과 같은, 어떤 것이 발생하고 있음을 시스템에 알린다.

도 8b, 데이터 대역(96)은 유방의 형태가 수용 가능한 범위 밖에 있음을 나타내기 위해 변형 게이지 출력(94)과 상관되며, 분석으로부터 제거될 수 있다. 사용된 유일한 임피던스 데이터는 변형 센서 출력이 이러한 대역(96) 내에 있는 시간 포인트들로부터 온다. 이것은 유방이 상당히 변형되는 극한들을 제거함으로써 상당한 양의 잡음을 제거한다. 상기 표시된 바와 같이, 이것은 도 8a 및 도 8b에서 수유-전 시간 영역(88), 수유 동안 시간 영역(90) 동안, 및 수유-후 시간 영역(92) 동안 행해질 수 있다.

도 8a는 임피던스 센서 출력으로부터의 임피던스 데이터를 도시하고, 도 8b는 변형 게이지 출력을 도시한다. 변형 게이지는 두 개의 방식들로 출력한다. 첫 번째는 유방 형태가 상당히 변형된 것들을 버리는 것이다. 두 번째로, 대역 내에 있는 것들에 대해, 유방 형태에서의 작은 변화들은 상기 변형 데이터를 취하고 임피던스 데이터를 다듬기 위해 위한 인자로서 그것을 사용함으로써 정정될 수 있다. 두 개의 상이한 유형들의 센서들을 갖는 것은, 처음으로, 모유 전달의 실시간 측정을 허용한다. 이전에 이용 가능한 방법들은 단지 사전- 대 사후- 수유 상황들에서, 모유 전달, 및 임피던스 신호만을 알아낼 수 있었다.

수유전 시간 영역(88) 및 수유-후 시간 영역(92)에서 임피던스 신호는 모유 전달의 측정치를 제공한다. 그러나, 많은 엄마들을 위해, 수유 시간 영역(90) 동안 모유 전달의 실시간 측정치를 제공하는 것은 매우 유용하다. 많은 엄마들은 실시간으로 볼 수 있기를 원한다. 유방 감지 수유 모니터 시스템의 변형 게이지 구성요소는 그것을 가능하게 한다. 그것은 데이터를 어리둥절하게 만들 수 있는 수유 동안 발생한 모든 물리적 동요들에 대한 정정을 허용한다. 예로서, 사전- 및 사후- 수유 기간들 동안, 엄마는 영역들(88 또는 92)에서 명백할 기침을 할 수 있으며, 데이터를 버릴 수 있다. 유방 감지 수유 모니터 시스템의 이러한 고유 능력은 데이터의 훨씬 더 양호한 정확도를 가능하게 한다.

유방 감지 수유 모니터 시스템에서 두 개의 센서 유형들이 가능하게 하는 세 번째의 것은 범용 교정이다. 엄마들이 상이한 유방 형태들 및 크기들을 갖기 때문에, 종래의 시스템들은 임피던스에 의존하여 각각의 엄마가 특정한 양의 모유를 아기 또는 착유기에 공급하거나 또는 손으로 짜며, 그 후 상기 모유량, 밀리리터들을 컴퓨터로 입력하는 것을 수반하는 행해질 개개의 교정 측정에 요구한다. 그 후, 이들 시스템들은 임피던스 센서들의 측정치를 모유량으로 변환하기 위해 상기 변환 인자를 사용한다.

예상 외로, 본 발명자들 중 일부는 측정이 신중하게 행해진다면, 유방 감지 패치(34)와 같은 가요성 패치에 대해서도 범용 교정 곡선을 갖는 것이 가능하다는 것을 발견하여 왔다. 범용 교정 인자는 엄마들 및 아기들의 기준 그룹을 갖고 시스템을 검사하는 것, 도 8d에 도시된 것과 같은 교정 곡선을 획득하는 것을 수반한다. 이러한 혁신적 변환 인자는 모든 또는 대부분의 엄마들에게 적용한다. 이러한 고유 용량을 갖고, 엄마들은 유방 감지 수유 모니터 시스템을 효과적으로 사용하기 위해 개개의 교정을 수행할 필요가 없다. 도 8d의 교정 곡선에서 산란은 변형 게이지 정정이 없는 것보다 가요성 패치에 적용될 때 2배 더 양호하다.

유방 감지 수유 모니터 시스템 변형 게이지는 그것이 유방 크기 및 곡률에서의 차이들에 대한 정정을 허용하기 때문에 가요성 패치에 대한 범용 교정을 가능하게 한다. 변형 센서 정정 인자는 임피던스 신호가 상이한 유방 크기 또는 곡률에 대해 정규화되도록 허용한다. 양쪽 모두를 행하고, 변형 게이지를 갖지만, 각각의 엄마와 개개의 교정을 행하는 것이 임상 애플리케이션들 또는 최고 정확도를 위해 바람직할 수 있다. 그것은 절대적으로 최고 정확도 및 정밀도를 제공한다.

이러한 개별화 절차 또는 방법은 다음과 유사한 프로세스를 수반한다. 엄마가 패치를 입을 때, 그녀는 처음에 특정한 양의 모유, 예로서, 2온스, 상기 볼륨을 병으로 손으로 짜낸다. 상기 볼륨은 측정되며, 모바일 앱으로 입력된다. 이것은 개개의 엄마에 대한 최고 가능한 정확도로 데이터를 변환하기 위한 교정 인자가 된다. 그러나, 대부분의 애플리케이션에 대해, 상기 두 개의 센서들, 및 평활화, 필터링 등과 같은, 다른 알고리즘들을 사용하여 이들 잡음 인자들 중 일부에 대한 정정이 있으므로, 그것을 할 필요가 없도록, 유방 감지 수유 모니터 시스템에서 충분한 정확도가 있다.

도 8a에 도시된 바와 같이, 측정 동안 유방은, 아기가 먹고 있을 때에도, 모유를 만들려는 경향이 있다. 그 결과, 종종 이들 사전- 및 사후- 측정들에 대한 약간의 기울기가 있다. 이것은 측정에 대한 약간의 기울기로서 보여지는, 영역(88 및 92)에서의 임피던스 데이터에서 관찰 가능하다. 상기 기울기는 유방에서 모유의 기준선 생성에 대응한다. 본 발명자들 중 일부의 경험에서, 이러한 기울기는 하향 또는 상향일 수 있다. 이것은 모유가 생성되기 시작할 때에 의존한다. 이것은, 통상적으로 모유 생성이 매우 느리기 때문에, 기준선로부터 감산될 수 있다. 모유의 기준선 생성에 대해 정정할 수 있는 것은 유방 감지 수유 모니터 시스템의 고유 능력이다.

도 9는 모유량 외에 빨기들 및 삼키기들과 같은 부가적인 수유 파라미터들의 검출을 허용하는 유방 감지 패치(34)의 추가 양상을 보여준다. 유방 감지 패치가 유방에서의 래치 구역에 충분히 가깝다면, 임피던스 센서 출력 신호는 또한 영아의 입에서 빨기 및 삼키기 움직임들에 의해 야기된 유방 조직의 왜곡들에 민감하다. 이들 왜곡들은 도 9b에 도시된 바와 같이, 특성 패턴을 가질 수 있다. 도 9b에서의 신호 또는 y-축은 옴들로의 임피던스 신호의 허수 구성요소이다. x-축은 초들로의 시간이다. 빨기들 및 삼키기들에 대한 특성 패턴은 깊은 파동(삼키기)에 앞서 약 1 내지 5개의 작은 진폭 파동들(빨기들)로 이루어진다.

검출 센서는 빨기들 및 삼키기들을 검출하기 위해 초당 약 5 내지 10개 데이터 포인트들을 수집해야 한다. 대부분의 영아들에서, 빨기들은 0.8 내지 1초당 대략 한 번 발생한다. 삼키기들은 1 내지 5초마다 대략 한 번 발생한다. 초당 약 5 내지 10 데이터 포인트들을 수집하기 위해, 임피던스 센서는 상기 주파수에서의 데이터가 100msec 마다 또는 더 빨리 수집되고 평균화되도록 단일 주파수에서 실행할 것이다. 비교에 의해, 모유 섭취량의 검출을 위해, 임피던스 센서는 2개 이상의 주파수들에서 실행되어야 하며, 각각의 주파수에 대한 데이터는 200msec 내지 1초에 걸쳐 평균화되어야 한다. 이것은 다중-주파수 모드에서, 시간 포인트들이 1 내지 5초 떨어질 것임을 의미한다.

발명자들은 가장 잘 작동하는 것이 다수의 주파수들에서 임피던스를 실행하는 것과 단일 주파수에서 임피던스 측정을 실행하는 것 사이에서 교번하는 것이라는 것을 발견하였다. 도 9는 임피던스 측정을 위해 사용된 주파수를 도시한다. 예로서, 단일 주파수, 예를 들면, 10kHz는 매우 빠르게, 따라서 100ms마다 10kHz 측정들이 연이어 실행된다. 이것은 단일 주파수 고속 영역(98)이다. 그 후 30초 내지 2분마다, 두 개의 다른 주파수들이, 다중-주파수 영역(100)에서처럼, 실행된다. 따라서 예를 들면, 이것은 20kHz 내지 5kHz에서 행해질 수 있다.

이것들의 각각 동안, 유방 감지 수유 모니터 시스템은 단일 주파수 영역 및 다중-주파수들 사이에서 끊임없이 오락가락한다. 그 후 단일 주파수가, 다수의 주파수들에 앞서, 다시 실행된다. 다수의 주파수들은 테이블에서 3개의 평행 선들로서 보여진다. 단일 주파수들은 하나의 선이다.

대안적으로, 다수의 주파수들은 단일 주파수가 활성 수유 영역(90) 동안 실행되는 동안 수유-전(88) 및 수유-후(92) 시간 영역들 동안 실행될 수 있다.

단일 주파수가 실행되는 이유는 단일 주파수 판독 동안, 단일 주파수를 실행하는 것이 매우 빠르게 데이터를 수집할 수 있을 때, 항상 동일한 주파수에서, 처음으로, 아기의 빨기들 및 삼키기들을 검출하는 것이 가능하다는 것이다. 이러한 혁신적 기능은 도 9b에서 도시된다. 도 9a는 상이한 주파수들에서 유방 감지 수유 모니터 시스템의 동작을 도시한다.

도 9b는 측정의 단일 주파수 부분 동안 빨기의 검출을 도시하는 것을 보여준다. 측정의 단일 주파수 부분 동안, 임피던스 신호는 빨기들(102)에 대응하는 매우 미세한 파동들을 갖는다. 이것들은, 예로서, 보다 큰 신호에 겹쳐지는 작은 빠른 굴곡들일 수 있다. 그 후 그 사이에 삼키기들인 몇몇 하락들이 있다. 그 후 통상적인 아기는 그 후 빨기 빨기 빨기, 및 꿀꺽 삼키기, 빨기 빨기 빨기, 및 꿀꺽 삼키기에 대한 패턴에 들어간다. 이것은 삼키기들(104), 및 빨기들(102)로서 도시된다.

동작의, 빠른, 단일 주파수 모드는 빨기들 및 삼키기들의 검출을 허용하며, 이것은 두 개의 이익들을 가진다. 하나는, 그것이 사실상 엄마로 하여금 래치 또는 아기가 어떻게 유지되는지를 최적화하도록 돕기 위해 영아 수유의 품질을 평가하도록 허용한다는 것이다. 잘-래칭된 아기는 몇몇 휴식들을 갖고 빨기들 및 삼키기들(예를 들면, 빨기 빨기 빨기 빨기, 삼키기, 빨기 빨기 빨기 빨기 빨기, 삼키기 ...)의 연속 스트링들의 패턴을 가질 것이다. 양호한 래치를 갖지 않거나 또는 조산 또는 신경학적 또는 모터 문제들을 갖는 것으로 인해 수유와 씨름하는 아기는 아기가 유방으로부터 분리되고, 울거나, 또는 휴식을 취하는 기간들을 갖고 배치된, 빨기들 및 삼키기들의 불규칙적인 패턴들을 가질 것이다.

이러한 고속 측정의 제2 이익은 빨기들 및 삼키기들이 카운트될 수 있다는 것이다. 특정한 양이 삼켜지거나, 또는 통상적인 빨기를 위해 당겨진다고 가정하면, 이것은 표준 임피던스 측정을 에러-체크하는데 유용하다. 결과는 더 강력한 데이터이다. 이것은 모유 전달을 측정하기 위한 제2 방식을 제공한다. 적어도 상기 영역 동안, 두 개의 평균이 취해질 수 있다. 대안적으로, 그것들은 상이한 방식들로 조합될 수 있다.

예를 들면, 2 또는 3일보다 더 어린 영아들에 대해, 모유 생성은 시작되지 않았거나 또는 표준 임피던스 측정(도 8a)을 통해 신뢰 가능하게 검출하기에 너무 낮다. 이 시간 동안, 영아들은 초유로서 알려진 유방에 의해 생성된 걸쭉한 점성의 유체를 먹는다. 영아들은 통상적으로 이 기간 동안 체중이 줄어서, 그들이 "들어올" 그들의 모유에 대해 무게를 달 때 엄마들 간에 상당한 근심을 야기한다. 이러한 기간 동안, 분당 빨기-삼키기 버스트들의 수 및 빨기-대-삼키기 비를 측정하고 추적함으로써 모유 생성(유즙 생성)의 시작을 향해 진행의 측정을 제공하는 것이 가능하다. 진행의 측정치를 이들 엄마들에게 제공하는 것은 근심을 상당히 완화시킬 수 있다. 그것은 또한 유즙 생성에 지연이 있을 수 있으며 보조기 또는 착유기의 사용과 같은 부가적인 개입들이 적절할 수 있는 엄마-영아 쌍들을 빠르게 식별할 수 있다.

보다 높은 정확도를 갖고 빨기 및 삼키기 데이터의 검출을 허용하는 유방 감지 패치의 대안적인 구성들이 가능하다.

예를 들면, 도 4a의 유방 감지 패치 구성에서, 한 쌍의 전극들은 주로 빨기들 및 삼키기들을 검출하기 위해 및 상이한 쌍들은 모유량을 검출하기 위해 사용될 수 있다. 상이한 쌍들은 상이한 쌍들 사이에서 스위칭하는 단일 임피던스 감지 회로에 연결될 수 있다. 대안적으로, 그것들은 양쪽 쌍들 모두의 동시 측정을 허용하는 전용 임피던스 감지 회로들을 가질 수 있다.

빨기들 및 삼키기들은 또한 임피던스 센서 대신에 또는 그 외에, 유방 감지 패치 안에 위치된 변형 센서에 의해 검출될 수 있다. 변형 센서는 보다 양호한 민감도가 탁월할 수 있다. 양쪽 센서들 모두는 서로 교차 검사하고 아티팩트들을 제거하도록 빨기들 및 삼키기들을 검출하기 위해 사용될 수 있다.

대안적으로, 도 10에서, 빨기들 및 삼키기들은 아기가 유방에 래칭하는 구역 안에 위치되거나 또는 그것에 매우 가까우며 와이어들을 통해 유방 감지 패치에 연결된 하나 이상의 부가적인 임피던스 감지 전극들 또는 전용 변형 센서를 사용하여 검출될 수 있다. 이러한 위치는 모유량을 검출하는데 이상적이지 않을 수 있지만, 그것은 빨기 및 삼키기 모션들을 검출하기 위한 보다 높은 민감도를 제공할 수 있다.

대안적으로, 아기 패치(116)로 불리우는 제2 패치는 구체적으로 빨기들 및 삼키기들을 검출하기 위해 사용되는 영아의 목구멍, 목, 또는 턱 구역에 위치될 수 있다. 이것은 도 11a에 도시된다. 아기 패치는 임피던스 센서 또는 변형 센서 또는 양쪽 모두를 포함할 수 있다. 그것은 아기의 목, 턱, 또는 뺨 구역에, 바람직하게는 최대 변위들이 빨기 및 삼키기 모션들로 인해 검출될 수 있는 턱 아래에 부착할 수 있다. 그것은 무선으로 또는 와이어들을 통해 유방 감지 패치(114)에 연결할 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 아기 패치(116)는 그것의 디지털 신호를 무선으로 이동 전화(38)로 전송한다. 다른 실시예들에서, 아기 패치는 그것의 신호를 무선으로 유방 감지 패치(114)로 전송할 수 있으며 두 개의 패치들로부터의 신호들은 신호들이 동시에 다수의 소프트웨어 프로그램들을 실행하는 이동 전화로 개별적으로 전송된다면 발생할 수 있는 대기 시간 이슈들을 피하기 위해 조합될 수 있다.

유방 감지 패치 및 아기 패치는 이에 제한되지 않지만, 겔 전극들에서 사용된 접착제또는 다수의 수유들의 지속 기간 동안 접촉에 적합한 다른 적절한 저자극성 피부 접착제를 포함한, 임의의 적절한 메커니즘을 사용하여 제자리에서 유지될 수 있다.

예 1 - 도 8c는 임피던스 및 변형 센서 데이터를 사용하여 유방 감지 패치로부터의 데이터를 도시한다. 임피던스 센서 출력(84)은 겔 전극들(3M 2228 겔 전극들 )및 압전 변형 센서(4.5" 길이 압전, 2×10 kohm 하프 브리지 변형 센서 회로를 갖고)를 사용하여 6인치 유방 감지 패치를 갖고 측정된 50kHz에서 임피던스의 허수 구성요소였다. 유방 감지 패치는 도 2a에서 묘사된 바와 같이, 유두로부터 6cm의 거리에서 유방에 착용되었다. 임피던스 데이터는 모유수유 동안 5, 10, 20, 50, 및 80kHz에서 500uA의 구동 전류를 갖고 수집되었다.

라인(84)은 50kHz에서 검출된 임피던스의 허수 구성요소였다. 이것은 도 8c에서의 우측 축에 대응한다. 변형 센서 출력(94)은 좌측 축에 대응하며 임의의 유닛들을 가진다. 변형 센서에서의 상향 휨은 유방의 압축을 나타낸다. 수유의 시작으로부터 대략 330초에서, 영아의 움직임은 2000 내지 400 센서 비트들까지 유방의 상당한 왜곡을 야기하였다.

이것은, 전체적으로 유방의 변형에 의해 야기된, 2.2 ohm 내지 2.75 ohm의 임피던스 신호에서의 대응하는 스텝 증가를 야기하였으며 모유 전달을 나타내지 않는다. 유방 형태에서의 또 다른 큰 변화는 대략 450초에서 발생하며 변형 센서 출력(94)에 의해 검출된 변형에 의해 검출된다. 이것은 임피던스 곡선(84)에서 큰 하향 변화를 야기하였다.

500초 후, 유방은 변형되지 않은 상태로 돌아왔으며 임피던스 데이터(84)는 잡음이 훨씬 적다. 상당한 유방 왜곡의 영역들을 식별하고 왜곡에 대해 정정하기 위해 변형 센서 데이터를 사용하는 것은 곡선(99)을 획득하기 위해 임피던스 데이터가 정정되도록 허용하였다. 곡선(84)에서 곡선(99)으로 가는 잡음에서의 개선은 임피던스 데이터를 평균화하거나 또는 단독으로 사용함으로써 간단히 달성되지 않을 수 있다. 곡선(99)은 잡음이 상당히 더 적었으며 유방 변형에 관계없이 유방에서의 모유량에 관련된 임피던스에서의 변화들을 나타낸다.

예 2 - 도 11b는 임피던스 신호가 변형 게이지 신호를 갖고 정정된 유방 감지 패치에 기초하여, mL의 모유 대 시간으로, 전달된 모유의 통상적인 실시간 출력을 도시한다.

예 3 - 도 11c는 먹고 있는 영아의 목구멍 구역에 위치될 바와 같이, 아기 패치로부터의 통상적인 출력이다. 이 예에서, 그것의 휨이 빨기들(122) 및 삼키기들(120)을 나타내는 변형 게이지 센서 출력을 사용한다.

Claims (15)

1. 사용자에게 모유 수유 데이터를 제공하기 위한 유방 감지 수유 모니터 시스템에 있어서,
   a. 하나 이상의 변형 게이지 센서들,
   b. 상기 변형 게이지 센서들로부터 데이터를 수신하는 변형 게이지 센서 회로,
   c. 둘 이상의 임피던스 센서 전극들,
   d. 상기 임피던스 센서 전극들로부터 데이터를 수신하는 임피던스 센서 회로,
   e. 상기 변형 게이지 센서 회로 및 상기 임피던스 센서 회로로부터 데이터를 수신하는 마이크로프로세서,
   f. 상기 마이크로프로세서로부터 데이터를 수신하는 데이터 송신 칩,
   g. 전원,
   h. 상기 센서들, 마이크로프로세서, 및 전원이 들어가는 가요성 하우징으로서, 수유 동안 엄마의 유방과 접촉하는, 상기 가요성 하우징,
   i. 상기 데이터 송신 칩으로부터 데이터를 수신하며 상기 모유 수유 데이터를 상기 사용자에게 전달하는 사용자 인터페이스를 포함하며,
   상기 임피던스 센서 전극들은 모유 수유 동안 감지를 위해 엄마의 유방에 인가되는, 유방 감지 수유 모니터 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 변형 게이지 센서들이 1개 내지 5개 제공되는, 유방 감지 수유 모니터 시스템.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 변형 게이지 센서들이 2개 내지 3개 제공되는, 유방 감지 수유 모니터 시스템.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 임피던스 센서 전극들이 2개 내지 10개 제공되는, 유방 감지 수유 모니터 시스템.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 임피던스 센서 전극들이 4개 내지 6개 제공되는, 유방 감지 수유 모니터 시스템.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 마이크로프로세서는 상기 변형 게이지 센서 회로로부터 수신된 상기 변형 게이지 데이터로 상기 임피던스 센서 회로로부터 수신된 상기 임피던스 데이터의 정확도를 약 10% 내지 200%만큼 개선하는, 유방 감지 수유 모니터 시스템.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 임피던스 데이터의 정확도는 약 30% 내지 150%만큼 개선되는, 유방 감지 수유 모니터 시스템.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 임피던스 데이터의 정확도는 약 100%만큼 개선되는, 유방 감지 수유 모니터 시스템.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 가요성 하우징은 약 30도 내지 60도로 구부려질 수 있는, 유방 감지 수유 모니터 시스템.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 사용자 인터페이스는 그래픽 사용자 인터페이스, 오디오 사용자 인터페이스, 진동 사용자 인터페이스 및/또는 촉각 사용자 인터페이스인, 유방 감지 수유 모니터 시스템.
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 사용자 인터페이스는 휴대 전화, 태블릿, 컴퓨터 스크린, 또는 텔레비전 스크린인, 유방 감지 수유 모니터 시스템.
12. 청구항 1에 있어서,
    가정에서의 사용을 위해 구성되는, 유방 감지 수유 모니터 시스템.
13. 청구항 1에 있어서,
    상기 모유 수유 데이터는 모유 생성, 모유 수송, 아기 빨기 패턴들, 빨기 및 삼키기 횟수들 및 리듬들, 및/또는 빨기 세기를 포함하는, 유방 감지 수유 모니터 시스템.
14. 아기 감지 수유 모니터에 있어서,
    a. 변형 게이지 및/또는 임피던스 센서들,
    b. 상기 센서들로부터 데이터를 수신하는 변형 게이지 센서 및/또는 임피던스 센서 회로,
    c. 전원,
    d. 상기 센서들, 및 전원이 들어가는 가요성 하우징으로서, 수유 동안 아기의 머리와 접촉하는, 상기 가요성 하우징,
    e. 상기 센서들로부터 데이터를 수신하며 상기 모유 수유 데이터를 상기 사용자로 전달하는 사용자 인터페이스를 포함하는, 아기 감지 수유 모니터.
15. 아기 및 유방 감지 수유 모니터에 있어서,
    청구항 1의 유방 감지 모유 모니터를 포함하며, 마이크로프로세서는 청구항 4의 아기 감지 수유 모니터로부터 부가적인 데이터를 수신하는, 아기 및 유방 감지 수유 모니터.

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