PL225914B1

PL225914B1 - Device for detecting the presence of blood

Info

Publication number: PL225914B1
Application number: PL409945A
Authority: PL
Inventors: Paweł Kubiak; Pawel Kubiak; Krzysztof Gniotek; Zbigniew Stempień; Zbigniew Stempien; Edward Rybicki
Original assignee: Politechnika Łódzka
Priority date: 2014-10-27
Filing date: 2014-10-27
Publication date: 2017-06-30
Also published as: PL409945A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do wykrywania obecności krwi, przeznaczone do umieszczenia na odzieży.The present invention relates to a device for detecting the presence of blood intended to be placed on clothing.

Znane są czujniki do identyfikacji krwi zawierające membrany chemiczne, które w kontakcie z krwią dają informacje o jej przybliżonym składzie. Ich podstawową funkcją jest więc określanie składu krwi, natomiast sygnalizacja jej obecności jest ich funkcją dodatkową.There are known sensors for identifying blood which contain chemical membranes which, when in contact with blood, give information about its approximate composition. Their basic function is therefore to determine the composition of blood, while signaling its presence is their additional function.

Czujniki te charakteryzują się wysokim kosztem wytwarzania, muszą być sterylne ze względu na możliwość kontaktu z krwią. Skład chemiczny membran reagujących na zawarte w krwi pierwiastki, mikro- i makroelementy jest ustalony odgórnie i mają one za zadanie podać przybliżony skład krwi, nie zaś sygnalizować sam fakt jej obecności. Czujniki te zwykle stosuje się w warunkach laboratoryjnych i kontakt tych czujników z jakimkolwiek innym płynem poza krwią, z zabrudzeniami powoduje zaburzenia odczytu.These sensors are characterized by a high production cost, they must be sterile due to the possibility of contact with blood. The chemical composition of membranes reacting to the elements, micro- and macroelements contained in the blood is predetermined and their purpose is to provide an approximate composition of the blood, not to signal the mere fact of its presence. These sensors are usually used in laboratory conditions and contact of these sensors with any fluid other than blood with contamination causes the reading disturbance.

Urządzenie do wykrywania obecności krwi, przeznaczone do umieszczenia na odzieży, według wynalazku jest wyposażone w czujnik zawierający podłoże z materiału nieprzewodzącego w postaci wyrobu włókienniczego lub elastycznej folii, do którego są przymocowane dwie elektrody w kształcie grzebieni tak, iż zęby jednej elektrody są umieszczone między zębami drugiej elektrody. Każda elektroda posiada wyprowadzenie do zminiaturyzowanego układu rejestrującego, zawierającego układ do pomiaru rezystancji czujnika i zamiany wyniku pomiaru na wartość w funkcji tej rezystancji, z wyjściem którego jest połączone wejście układu porównującego do porównywania wartości w funkcji rezystancji czujnika z taką samą wartością w funkcji rezystancji mniejszej od rezystancji podłoża czujnika i jedn ocześnie większej od rezystancji krwi, zaś wyjście układu porównującego jest złączone z wejściem nadajnika sygnału o stanie rezystancji czujnika. Elektrody czujnika są wykonane z przędz przewodzących, drutu miedzianego posrebrzanego lub pozłacanego, stanowią warstwy wykonane ze srebra, złota lub platyny. Elektrody są przyklejone do podłoża, przeplecione z materiałem podłoża, nadrukowane lub osadzone próżniowo na podłożu.The device for detecting the presence of blood to be placed on a garment according to the invention is equipped with a sensor comprising a substrate of a non-conductive material in the form of a textile or flexible film to which two comb-shaped electrodes are attached so that the teeth of one electrode are positioned between the teeth. the second electrode. Each electrode has a lead to a miniaturized recording system containing a system for measuring the resistance of the sensor and converting the measurement result into a value as a function of this resistance, with the output of which is connected the input of the comparator for comparing the value as a function of the sensor resistance with the same value as a function of resistance lower than the sensor substrate resistance and at the same time greater than the blood resistance, and the output of the comparator is coupled to the input of the signal transmitter with the resistance state of the sensor. The sensor electrodes are made of conductive yarns, silver-plated or gold-plated copper wire, layers made of silver, gold or platinum. The electrodes are glued to the substrate, intertwined with the substrate material, printed or vacuum-deposited on the substrate.

Spadek rezystancji poniżej rezystancji podłoża oznacza pojawienie się krwi na podłożu czujnika, powodującej powstanie połączenia elektrycznego między zębami obydwu elektrod.If the resistance drops below the substrate resistance, blood appears on the sensor substrate, causing an electrical connection between the teeth of both electrodes.

Dzięki użyciu większej ilości czujników i dzięki ich odpowiedniemu rozmieszczeniu na odzieży oraz dzięki możliwości przesyłu danych do systemu pomiarowego, możliwe jest zdalne monitorowanie stanu zdrowia człowieka - zarówno całego ciała, jak i najważniejszych dla życia jego obszarów, pod kątem występowania krwawienia. Zaletą urządzenia według wynalazku są niewielkie rozmiary i użycie tworzywa włóknistego, przyjaznego dla człowieka. Cechy te umożliwiają umieszczenie czujnika na wewnętrznej powierzchni odzieży, na przykład bielizny albo kamizelki kuloodpornej, przy czym możliwe jest wielokrotne stosowanie czujnika, po uprzedniej jego konserwacji. Urządzenie umożliwia uzyskanie informacji o aktualnym stanie zdrowia, na przykład żołnierza na polu walki lub osoby pracującej w ciężkich lub niebezpiecznych warunkach. Za pomocą urządzenia według wynalazku dokonuje się pomiaru rezystancji krwi, która jest funkcją wielu wielkości, między innymi koncentracji i ułożenia czerwonych krwinek, zawartości mikro- i makroelementów, takich jak sole czy pierwiastki.Thanks to the use of more sensors and their proper placement on clothing and the possibility of data transmission to the measurement system, it is possible to remotely monitor the health of the human - both the whole body and its most important areas for life, for bleeding. The advantage of the device according to the invention is its small size and the use of a human-friendly fibrous material. These features make it possible to place the sensor on the inner surface of a garment, for example underwear or a bulletproof vest, and it is possible to reuse the sensor after prior maintenance. The device allows you to obtain information about the current health condition, for example of a soldier on the battlefield or a person working in difficult or dangerous conditions. With the device according to the invention, the blood resistance is measured, which is a function of many quantities, including the concentration and arrangement of red blood cells, the content of micro and macro elements, such as salts or elements.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku, którego fig. 1 przedstawia kamizelkę (a - przód kamizelki, b - tył kamizelki) z umieszczonym na niej jednym czujnikiem, na fig. 2 - kamizelkę z kilkoma czujnikami (a - przód kamizelki, b - tył kamizelki), fig. 3 - schemat blokowy urządzenia, zaś fig. 4 - wykresy zmian sygnałów z urządzenia w funkcji czasu (A - czujnik bez kontaktu z krwią, B - po kontakcie czujnika z krwią).The subject of the invention is shown in the embodiment in the drawing, Fig. 1 shows a vest (a - vest front, b - vest back) with one sensor placed on it, in Fig. 2 - a vest with several sensors (a - vest front, b - back of the vest), Fig. 3 - a block diagram of the device, and Fig. 4 - graphs of changes in signals from the device as a function of time (A - sensor without contact with blood, B - after contact of the sensor with blood).

Urządzenie do wykrywania obecności krwi jest wyposażone w czujnik 1 zawierający podłoże 5 z materiału nieprzewodzącego, które stanowi fragment odzieży. Do podłoża 5 czujnika 1 są przym ocowane dwie elektrody 6 w kształcie grzebieni tak, że zęby jednej elektrody są umieszczone między zębami drugiej elektrody. Każda elektroda posiada wyprowadzenie 7 do zminiaturyzowanego układu rejestrującego, zawierającego układ pomiarowy 2 do pomiaru rezystancji czujnika 1 i zamiany wyniku pomiaru na napięcie w funkcji tej rezystancji, z wyjściem którego jest połączone wejście układu porównującego 3 do porównywania napięcia w funkcji rezystancji czujnika 1 z napięciem w funkcji rez ystancji mniejszej od rezystancji podłoża 5 czujnika 1 i jednocześnie większej od rezystancji krwi, zaś wyjście układu 3 jest złączone z wejściem nadajnika 4 sygnału o stanie rezystancji czujnika 1. Elektrody 6 czujnika 1 są wykonane z przędz przewodzących, drutu miedzianego posrebrzanego lub pozłacanego, względnie stanowią warstwy wykonane ze srebra, złota lub platyny. Elektrody 6 są przyklePL 225 914 B1 jone do podłoża 5, przeplecione z materiałem podłoża 5, nadrukowane lub osadzone próżniowo na podłożu 5.The device for detecting the presence of blood is equipped with a sensor 1 comprising a substrate 5 of a non-conductive material, which is a piece of clothing. Two comb-shaped electrodes 6 are attached to the substrate 5 of sensor 1 so that the teeth of one electrode are positioned between the teeth of the other electrode. Each electrode has a lead 7 to a miniaturized recording system, containing a measuring system 2 for measuring the resistance of sensor 1 and converting the measurement result into a voltage as a function of this resistance, with the output of which is connected the input of the comparator 3 for comparing the voltage as a function of the resistance of sensor 1 with the voltage in the resistivity function is lower than the resistance of the substrate 5 of sensor 1 and at the same time greater than the blood resistance, and the output of the system 3 is connected to the input of the signal transmitter 4 with the resistance status of sensor 1. The electrodes 6 of the sensor 1 are made of conductive yarns, silver-plated or gold-plated copper wire, or they are layers made of silver, gold or platinum. The electrodes 6 are adhered to the substrate 5, interlaced with the substrate material 5, printed or vacuum-deposited on the substrate 5.

Urządzenie działa w następujący sposób.The device works as follows.

W sytuacji, gdy krew nie styka się z podłożem 5 czujnika 1 i elektrody 6 nie są ze sobą połączone elektrycznie, sygnał X! z czujnika 1, który ma wartość rezystancji podłoża 5 czujnika 1, po zmierzeniu jego wartości i zamianie na sygnał napięcia elektrycznego X₂ w układzie 2, zostaje następnie w układzie 3 porównany z napięciem X_g, w funkcji rezystancji mniejszej od rezystancji podłoża 5 czujnika 1 i jednocześnie większej od rezystancji krwi. Sygnał X₃ z układu 3 powoduje wówczas wysłanie z nadajnika 4 sygnału X₄ w postaci fali radiowej o braku krwi na czujniku 1.In a situation where the blood is not in contact with the substrate 5 of sensor 1 and the electrodes 6 are not electrically connected to each other, the signal X! from sensor 1, which has the value of the resistance of the substrate 5 of sensor 1, after measuring its value and converting it to the electric voltage signal X ₂ in system 2, is then compared in system 3 with the voltage X _g , as a function of the resistance lower than the resistance of the substrate 5 of sensor 1 and at the same time greater than blood resistance. The signal X ₃ from the system 3 then sends the signal X ₄ from the transmitter 4 in the form of a radio wave about the lack of blood on the sensor 1.

W chwili gdy na powierzchni podłoża 5 czujnika 1 pojawi się krew (t_p na fig. 4 rysunku), elektrody 6 zostają połączone ze sobą elektrycznie i następuje spadek rezystancji między elektrodami 6, sygnał X₁ z czujnika 1, który ma wartość rezystancji krwi, po zmierzeniu jego wartości i zamianie na sygnał napięcia elektrycznego X₂ w układzie 2, zostaje następnie w układzie 3 porównany z napięciem X_g. Sygnał X₃ z układu 3, powoduje wówczas wysłanie z nadajnika 4 sygnału X₄ w postaci fali radiowej o obecności krwi na czujniku 1.At the moment when the surface of the substrate 5 of the sensor 1 will be blood (t _p in Fig. 4 of the drawings), the electrodes 6 are connected to each other electrically, and a decrease of the resistance between the electrodes 6, the signal _X1 from the sensor 1, which has a resistance value of the blood, after measuring its value and converting it into an electric voltage signal X ₂ in circuit 2, it is then compared in circuit 3 with the voltage X _g . The signal X ₃ from the system 3 then sends the signal X ₄ from the transmitter 4 in the form of a radio wave about the presence of blood on the sensor 1.

Claims

A device for detecting the presence of blood to be placed on a garment, characterized in that it is equipped with a sensor (1) comprising a substrate (5) of a non-conductive material in the form of a textile or flexible film, to which two electrodes (6) are attached. comb-shaped so that the teeth of one electrode are placed between the teeth of the other electrode, each electrode (6) having a lead to a miniaturized recording system, containing a system (2) for measuring the resistance of the sensor (1) and converting the measurement result into a value as a function this resistance, with the output of which is connected the input of the comparator (3) for comparing the value as a function of the sensor resistance (1) with the same value as a function of the resistance lower than the resistance of the substrate (5) of the sensor (1) and at the same time greater than the blood resistance, and the output of the comparator (3) is connected to the input of the transmitter (4) of the signal with the resistance status of the sensor (1).

2. The device according to claim 3. The method of claim 1, characterized in that the electrodes (6) of the sensor (1) are made of conductive yarns, silver-plated or gold-plated copper wire, are layers made of silver, gold or platinum, and are glued to the substrate (5) of the sensor (1), interlaced with the substrate material (5), printed or vacuum-deposited on the substrate (5).