MXPA03004169A - Una tela novedosa basada en un sensor para el monitoreo de signos vitales. - Google Patents

Abstract

La presente invencion comprende una tela basada en un sensor para el monitoreo de los signos vitales u otros impulsos electricos de un sujeto. El sensor se teje o trama desde las fibras conductivas y cuando esta en contacto con el cuerpo, recibe las senales del usuario y las transmite a un dispositivo de monitoreo o procesamiento a traves de la terminal de salida de datos. El sensor puede integrarse dentro de la tela de una prenda de vestir o usarse independientemente como un parche conductor. Adicionalmente, el sensor puede proporcionar comunicacion bi-direccional mediante el monitoreo de los impulsos electricos y el envio de los mismos.

Description

UNA TELA NOVEDOSA BASADA EN UN SENSOR PARA EL MONITOREO DE SIGNOS VITALES ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una tela basada en un sensor para el monitoreo de signos vitales u otros impulsos eléctricos de un sujeto. El sensor se teje o entrelaza a partir de las fibras conductoras y cuando está en contacto con el cuerpo es capaz de recibir las señales del usuario y transmitirlas a un dispositivo de monitoreo o procesamiento a través de una terminal o conexión de salida de datos. El sensor puede integrarse dentro de una prenda de vestir o usarse tan independientemente como un parche conductor y puede proporcionar comunicación bi-direccional mediante el re-envío de impulsos eléctricos al sujeto.

ARTE PREVIO Los electrodos médicos convencionales se usan para percibir la transmisión eléctrica entre la superficie de la piel de un sujeto y los cables eléctricos conectados al equipo de monitoreo. Típicamente, los electrodos usan un respaldo adhesivo para fijar el cable conductor a la piel del sujeto. Un gel conductor comúnmente se usa para mejorar la transmisión eléctrica.

Muchos de los sensores existentes son electrodos engomados o sensores basados en gel que se pegan al cuerpo del sujeto. Ambos tipos de sensores tienen las principales desventajas al ser difíciles de remover y causando irritación y excoriación en la piel.

Las Patentes Norteamericanas Nos. 4,722,354 y 5,450,845 de Axelgaard describen un electrodo de estimulación eléctrica que integra las fibras conductoras con líneas eléctricas de cables duros o pre-cableadas dentro de un parche flexible de electrodos. El parche flexible permite mayor confort al paciente y el movimiento, sin la interrupción de la colocación del electrodo. El parche descrito por Axelgaard consiste de varias capas, incluyendo una capa no conductora, una capa adhesiva y la capa de fibra conductora.

La Patente Norteamericana No. 6,145,551 de Jayaraman et al., incorporada en este documento como referencia en su totalidad como se establece completamente en este documento, describe un proceso para la producción de una prenda de vestir tejida que puede acomodar sisas y que también puede incorporar fibras conductoras integradas dentro de la tela tejida mediante un proceso de tejido. La prenda de vestir producida mediante el proceso de Jayaraman es capaz de colectar los datos de varios diferentes tipos de sensores unidos a la misma y transmitir los datos a través de un solo conector, tal como un conector automático T.

Adicionalmente, la solicitud pendiente U.S.S.N. 09/273,175, presentada el 19 de Marzo, 1999 por Jayaraman et al., e incorporada en su totalidad como referencia como si se estableciera completamente en este documento, describe una prenda de vestir o tela que incluye una infraestructura de información integrada para colectar, procesar, transmitir y recibir la información. La prenda de vestir funciona como una "tarjeta madre que puede vestirse", que mediante el uso de la interconexión de las fibras conductoras eléctricas, integra muchos sensores que colectan los datos dentro de la prenda de vestir sin la necesidad de múltiples alambres o cables solos de soporte. La información puede transmitirse a varios dispositivos de monitoreo a través de una sola línea electrónica o transreceptor.

Existe una necesidad en la técnica de un electrodo flexible que puede adherirse al sujeto sin la necesidad de que cause dolor el adhesivo. La presente invención se dirige a una tela con sensor conductor que no incluye múltiples capas tales como el electrodo Axelgaard y cuando está en contacto con el cuerpo, recoge las señales eléctricas del usuario. Usando la técnica de tramado y la interconexión de las fibras conductoras eléctricas de la solicitud pendiente de Jayaraman y la patente de Jayaraman, es posible producir una tela confortable basada en un sensor que es de peso muy ligero y que no requiere cableado duro o adhesivos.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Esto es, por lo tanto, un objeto de la presente invención para proporcionar una tela basada en un sensor para el monitoreo de signos vitales y otros impulsos eléctricos de un sujeto, cuyo sensor no requiere el uso de adhesivos.

Es un objeto adicional de la invención proporcionar una prenda de vestir que tiene al menos una tela basada en un sensor para el monitoreo de signos vitales y otros impulsos eléctricos de un sujeto, en la cual el sensor se teje o trama dentro de la prenda de vestir y no necesita unirse como un componente separada a la prenda de vestir mediante cableado duro o mediante un conector tal como un conector automático.

Aún es otro objeto de la presente invención proporcionar una tela con base a un sensor capaz de la comunicación bi-direccional.

Una faceta innovadora de la presente invención es la habilidad de monitorear los signos t vitales y otros impulsos eléctricos usando un parche de tela tejido o tramado de fibras conductoras, cuyo parche elimina la necesidad de adhesivos para posicionar un electrodo en el sujeto. La tela conductora puede usarse solo o puedes integrarse en una prenda de vestir que contiene otras fibras. Adicionalmente, el parche conductor puede usarse para enviar y recibir los impulsos eléctricos a y de una fuente remota.

En una primera modalidad, se proporciona una tela basada en un sensor para el monitoreo de los signos vitales y otros impulsos eléctricos de un sujeto. El sensor se hace a partir de fibras conductoras tejidas o tramadas no aisladas unidas a una terminal de salida de datos, por ejemplo un conector automático. La tela se contacta directamente con la piel de un sujeto, eliminando la necesidad de un material de refuerzo o gel conductor, aunque la pasta conductora puede usarse adicionalmente. El sensor contacta directamente la piel, recibiendo las señales eléctricas y transmitiéndolas a la terminal de salida de datos, que transmite las señales a un dispositivo de monitoreo. Opcionalmente, la tela basada en un sensor puede incluir una pasta conductora entre el sensor y la terminal de salida de datos. El sensor puede conectarse en los conectores de la "tarjeta madre que puede vestirse" descrita en U.S.S.N. 09/273,75 u a otros dispositivos de monitoreo.

En una modalidad adicional, se proporciona una prenda de vestir que tiene al menos una tela basada en un sensor para el monitoreo de signos vitales y otros impulsos eléctricos de un sujeto, en donde el sensor se teje o trama integralmente dentro de la prenda de vestir. Mediante el tejido o el tramado de una fibra conductora integralmente dentro de una tela, una prenda de vestir puede crearse completamente fuera de las fibras conductoras o puede tener uno o más parches de la tela conductora. Un parche conductor o los parches conductores, comprendidos de las fibras conductoras tejidas o tramadas y una terminal de salidas de datos, opcionalmente con pasta conductora, pueden incorporarse dentro de la prenda de vestir en las posiciones necesarias para obtener una señal deseada. Por ejemplo, varios parches conductores pueden tejerse o tramarse o coserse dentro de una camiseta en las posiciones apropiadas para obtener el pulso o la temperatura. Estas lecturas se obtienen a partir de las fibras, se transmiten a los conectores y posteriormente se transmiten a un monitor u otro procesador para su interpretación.

En otra modalidad, se proporciona un parche de tela conductora para proporcionar comunicación bi-direcclonal a y de un sujeto. La tela basada en un sensor de la presente invención, usada independientemente o incorporada integralmente dentro de una prenda de vestir, puede usarse para transmitir signos vitales y otros impulsos eléctricos del sujeto a una fuente de monitoreo. Adicionalmente, el parche conductor puede recibir las señales eléctricas de una fuente interna. El parche puede usarse para proporcionar una carga eléctrica a un sujeto, por ejemplo, una descarga eléctrica a un bebé con apnea.

Puede observarse a partir de la descripción en este documento de la invención que se proporciona una tela basada en un sensor fabricada de fibras conductoras, la cual puede incorporarse en una prenda de vestir tejida o tramada completamente confeccionada, que puede usarse para el monitoreo de los signos vitales o para el envío de los pulsos eléctricos al sujeto. Estos y otros objetos y ventajas de la presente invención llegarán a ser aparentes a partir de la lectura de la siguiente especificación y las reivindicaciones junto con los dibujos que la acompañan.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 ilustra el diseño de la tela basada en un sensor de la presente invención, mostrando tanto un parche conductor tejido y un parche conductor tramado, en donde: A = tela conductora tejida/tramada B = pasta conductora C = presionar el botón D = contacto con el cuerpo E = Lleva los datos al transmisor o dispositivo de procesamiento de información externa F = parche conductor tramado G = parche conductor tejido.

La Figura 2 ilustra una vista frontal de una prenda de vestir que tiene una tela basada en un sensor integrado en la misma, en donde: H = al equipo de monitoreo I = vista frontal.

La Figura 3 ilustra una vista abierta y los detalles de una prenda de vestir que tiene una tela basada en un sensor integrado en la misma, en donde: J = hilo conductor tejido para la observación 12 K = hilo conductor L = unión de velero M = botón automático N = punto de interconexión.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA A. La Tela Basada en un Sensor Como se ilustra en la Figura 1 , se proporciona una tela basada en un sensor para el monitoreo de signos vitales y otros impulsos eléctricos de un sujeto El sensor se fabrica de tela conductora unida a una terminal de salida de datos, por ejemplo un conector automático. El sensor puede contener opcionalmente un gel conductor. La tela se contacta directamente con el cuerpo de un sujeto, eliminando la necesidad de un material de soporte o adhesivo. El sensor contacta directamente la piel, recibiendo las señales eléctricas y transmitiéndolas a la terminal de salida de datos, que transmite las señales a un dispositivo de monitoreo u otro dispositivo de procesamiento de información.

Los sensores de la tela conductora pueden incorporarse en la tela mediante cualquier otro método convencional, por ejemplo, mediante el tejido o tramado. Los sensores pueden fabricarse de otros tipos de fibras conductoras, dependiendo de las densidades y las estructuras de la tela. 1. Tela Tejida con Sensor Cualquier hilo aplicable a las telas tejidas convencionales puede incorporarse con fibras conductoras dentro de la tela conductora con el sensor de la presente invención. La selección del material para el hilo no conductor ordinariamente podrá determinarse mediante el uso final de la tela y estará basado en una revisión del confort, ajuste, trabajo de la tela, permeabilidad del aire, absorción de la humedad y características estructurales del hilo. Los hilos apropiados incluyen, pero no se limitan a algodón, mezclas de algodón/poliéster, mezclas de algodón/poliéster microdenier y fibras de polipropileno tales como MERAKLON (hecho por Dawtex Industries).

La tabla proporcionada posteriormente muestra los parámetros usados para la producción de la modalidad de la tela tejida con sensor de la presente invención. La información proporcionada es solamente ejemplarizadora y no se intenta que limite el alcance de la presente invención.

Tela Tejida con Sensor 2. Tela Tramada con Sensor La tabla proporcionada posteriormente muestra los parámetros usados para producir la tela tejida con sensor de la modalidad de la presente invención. La información proporcionada es solamente ejemplarizadora y no se intenta que limite el alcance de la presente invención.

Tela Tramada con Sensor Adicionalmente, la fibra conductora eléctrica puede usarse en lugar del material de fibra de algodón para la fibra de la urdimbre de la modalidad anterior. 3. Fibras Conductoras Las fibras conductoras para la tela con sensor incluyen, pero no se limitan a: (i) fibras inorgánicas dopadas; (ii) fibras de acero inoxidable y (iii) alambres de cobre calibrado delgado. Todas estas fibras pueden incorporarse rápidamente dentro de la tela con el sensor. Un ejemplo de una fibra de conducción disponible es X-Static no aislada de Squat Industries, Scranton, Pensilvania. Un ejemplo de un alambre de cobre calibrado delgado es el alambre de cobre no aislado calibrado 24 de Ack Electronics, Atlanta, Georgia.

Un ejemplo de un hilo altamente conductor apropiado para la incorporación dentro de la tela del sensor de la presente invención es Beklnox disponible en Bekaert Corporation, Marieta, Georgia, una subsidiaria de Bekintex NV, Wetteren, Bélgica, que se fabrica de fibras de acero inoxidable y tiene una resistividad de 60 ohm-metros. La rigidez de vencimiento de este hilo es comparable a esa de los hilos de alta resistencia de poliamida y puede incorporarse rápidamente. La fibra conductora eléctrica usada en el sensor tejido o tramado de preferencia deberá ser no aislada. 4. Otras Telas Útiles en el Sensor de la Presente Invención Las telas que tienen propiedades de ajuste de forma y propiedades de alto confort también pueden usarse en la tela con sensor de la presente invención. El componente de ajuste de forma mantiene el sensor en su lugar en el cuerpo del sujeto durante el movimiento, eliminando la necesidad de adhesivo. El material usualmente tiene un alto grado de elasticidad para proporcionar el ajuste de forma requerido.

Una tela con ajuste de forma preferido es la fibra SPANDEX, un polímero de bloque con grupos de uretano. Su prolongación en rangos de rompimiento es de 500 a 600% y además, puede proporcionar el ajuste de forma necesario. Su recuperación elástica también es extremadamente alta (99% de recuperación de 2-5% de elasticidad) y su resistencia está en el rango de 0.6-0.9 gramos/denier. Es resistente a los químicos y resiste las lavadas repetidas. Las fibras de SPANDEX pueden obtenerse de E.l. du Pont de Nemours, Wilmington, Delaware.

El componente de ajuste de forma puede tomar la forma de una urdimbre o de una tira u otro componente junto con el sensor de la tela tejida o tramada dentro de la cual la fibra de ajuste de forma se integra para mantener el sensor en el lugar deseado en el cuerpo. Alternativamente, en donde el sensor se integra dentro de la tela de la prenda de vestir por si misma, como se ilustra en las Figuras 2 y 3 o se une a la prenda de vestir en la forma de un parche sensor mediante, por ejemplo, conectores T, el componente de ajuste de forma puede incorporarse dentro de la prenda de vestir por si misma para sostener el parche del sensor en la ubicación deseada. En este último caso, el componente de ajuste de forma puede tejerse o tramarse dentro de la tela de de la prenda de vestir, como se describe en la U.S.S.N. pendiente 09/273,175, presentada el 19 de Marzo de 1999.

B. Prenda de Vestir que Contiene la Tela Basado en un Sensor Como se ilustra en las Figuras 2 y 3, la tela basada en un sensor 12 descrita anteriormente puede incorporarse dentro de la prenda de vestir, en donde el sensor por si mismo se teje o trama integralmente dentro de la tela de la prenda de vestir 10 para proporcionar el monitoreo de signos vitales u otros impulsos eléctricos. Mediante el tejido o tramado de una fibra conductora dentro de una tela, una prenda de vestir puede crearse totalmente fuera de las fibras conductoras o tiene uno o más de 14 parches distintos de la tela conductora. Un parche conductor o los parches conductores, comprendidos de las fibras conductoras tejidas o tramadas y una terminal de salida de datos 16, opcionalmente con la pasta conductora, pueden incorporarse dentro de la prenda de vestir en las posiciones necesarias para obtener una señal deseada. Por ejemplo, varios parches conductores pueden incorporarse dentro de una prenda de vestir mediante cualquier método conocido, incluyendo el tejido, el tramado o la costura. La incorporación dentro de una prenda de vestir puede ser en las posicione selectivas óptimas para obtener las lecturas del pulso y la temperatura. Estas lecturas se obtienen de las fibras conductoras, transmitidas a los conectores y posteriormente transmitidas a un monitor u otro procesador para su interpretación.

Las prendas de vestir pueden confeccionarse a partir de cualquier proceso convencional de tejido, tramado o costura. Los parches que contienen la tela basada en sensores de la presente invención pueden incorporarse dentro de la prenda de vestir mediante cualquier técnica conocida, incluyendo pero no limitadas a costura, tejido, tramado, adhesión, VELCRO, etc. Se contempla que los parches pueden colocarse estratégicamente para monitorear cualquier signo vital y varios parches pueden incorporarse dentro de una sola prenda de vestir para monitorear los diferentes signos vitales o impulsos eléctricos.

Las prendas de vestir contempladas mediante la presente invención incluyen, pero no se limitan a faldas, vestidos, pantalones, prendas interiores, sombreros, guantes u otros artículos que se puedan vestir.

Las prendas de vestir también pueden comprenderse de un componente de ajuste de forma, como se describe posteriormente, que sirve para asegurar la tela conductora y el sensor al cuerpo. Las fibras de ajuste de forma también sirven para restringir el movimiento de los sensores, además de asegurar el monitoreo más consistente.

C. Sensor Proporcionando Comunicación Bi-Direccional La tela basada en un sensor de la presente invención puede usarse para monitorear los signos vitales u otros impulsos eléctricos de un sujeto. Adicionalmente, el sensor puede servir para enviar los impulsos al sujeto de una fuente remota, además proporcionando comunicación bi-direccional.

El sensor puede usarse para monitorear la respiración, el pulso, la temperatura, el EKG, el EEG u otros impulsos eléctricos. La tela basada en un sensor, por lo tanto es útil en varias aplicaciones médicas, incluyendo pero no limitadas a el monitoreo continuo o intermitentemente de (a) pacientes ubicados cercanamente o en ubicaciones remotas, (b) en pacientes post-operados, (c) en pacientes geriátricos, pacientes con enfermedades mentales (para un mejor entendimiento de las enfermedades tales como la depresión crónica), (d) en niños susceptibles a la apnea y al SMIR (síndrome de muerte infantil repentina) y (e) en pacientes propensos a reacciones alérgicas (es decir, reacción anafiláctica por picaduras de abejas).

En conjunción con las aplicaciones de monitoreo descritas anteriormente, la tela basada en un sensor de la presente invención puede usarse para enviar los impulsos eléctricos al paciente que esta vistiendo el sensor. Por ejemplo, cuando el sensor detecta que un bebé susceptible al SMIR ha dejado de respirar, una descarga eléctrica pequeña puede enviarse de una fuente de monitoreo al niño para estimular la respiración.

Mientras que la invención se ha descrito en sus formas preferidas, será aparente para aquellos expertos en la técnica que muchas modificaciones, adiciones y supresiones pueden hacerse en la misma sin apartarse del espíritu y alcance de la invención y sus equivalentes como se establece en las reivindicaciones siguientes.

Claims (12)

REIVINDICACIONES

1. Una tela basada en un sensor para transmitir impulsos eléctricos u otros signos vitales que comprende: (a) una capa de tela conductora completamente de fibras integradas y (b) una línea eléctrica para la conexión a una terminal de salida de datos, la línea eléctrica comprendiendo una de las fibras conductoras completamente integradas.

2. La tela basada en un sensor de conformidad con la reivindicación 1 , que además comprende una pasta conductora entre la tela y la terminal de salida de datos.

3. La tela basada en un sensor de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la capa conductora completamente de fibras se teje.

4. La tela basada en un sensor de conformidad con la reivindicación 2, en donde la capa conductora completamente de fibras se trama.

5. La tela basada en un sensor de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la terminal de salida de datos es un conector automático.

6. La tela basada en un sensor de conformidad con la reivindicación 2, en donde la terminal de salida de datos es un conector automático.

7. Una prenda de vestir que comprende una tela basada en sensores de conformidad con la reivindicación 1.

8. Una prenda de vestir que comprende al menos una tela basada en un sensor de conformidad con la reivindicación 2.

9. Un método para el monitoreo de los signos vitales u otros impulsos eléctricos de un sujeto que comprende aplicar la tela basada en un sensor de conformidad con la reivindicación 1 al sujeto y conectar la terminal de salida de datos a un monitor.

10. Un método para el monitoreo de los signos vitales u otros impulsos eléctricos de un sujeto que comprende aplicar la tela basada en un sensor de conformidad con la reivindicación 2 al sujeto y conectar la terminal de salida de datos a un monitor.

1 . Un método para proporcionar un impulso eléctrico a un sujeto que comprende aplicar la tela basada en un sensor de conformidad con la reivindicación 1 al sujeto, conectar la terminal de salida de datos a un dispositivo de envío de impulsos y enviar el impulso a través del sensor.

12. Un método para proporcionar un impulso eléctrico a un sujeto que comprende aplicar la tela basada en un sensor de conformidad con la reivindicación 2 al sujeto, conectando la terminal de salida de datos a un dispositivo de envío de impulsos y enviando el impulso a través del sensor.