ES2336079T3 - Sensor que se puede colocar sobre la piel. - Google Patents

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Abstract

Un sensor (1, 21, 31, 42) adaptado para integrarse en una prenda para estar colocado en contacto con la piel de un usuario durante el uso de la prenda, comprendiendo dicho sensor una estructura de capas que comprende: una capa de contacto (2, 22, 32) que incluye fibras conductoras (4) para estar colocadas en contacto con la piel para recibir señales, y una capa de sellado que retiene la humedad (3, 23, 33, 41) para retener productos de secreción de la piel, en la que la capa de sellado (3, 23, 33, 41) está encima de la capa de contacto (2, 22, 32) caracterizada por que, dicha capa de sellado (3, 23, 33, 41) es impermeable a la humedad, mejorando de este modo el contacto entre la piel y la capa de contacto (2, 22, 32) y aumentando la conductividad eléctrica de la capa de contacto (2, 22, 32).

Description

Sensor que se puede colocar sobre la piel.
Antecedentes tecnológicos
La invención se refiere a un sensor colocado sobre la piel, que puede usarse para medir el pulso de seres humanos, por ejemplo.
Los sensores unidos a la piel se usan, por ejemplo, en pulsímetros. El funcionamiento se basa en la característica del sensor que comprende una capa de contacto cuya conductividad eléctrica varía con la presión ejercida sobre él. De esta manera, esta capa emite una señalización que corresponde al pulso. El sensor a menudo está conectado a una tira, que puede ceñirse alrededor del pecho. Un sensor diferente también puede unirse a la piel por medio de una cinta o bandas elásticas. También pueden usarse cintas adhesivas diferentes para fijar el sensor.
Las tiras, cintas, bandas, cintas adhesivas y similares a menudo son incómodas de usar, ya que tienden a dar una sensación de presión y perjudicar la medición u otros movimientos en general. En muchos casos, existen problemas para mantener al sensor en posición. Por lo tanto, por ejemplo, para mantener una banda en su lugar durante el ejercicio físico intenso, hay que llevar tops y prendas similares diferentes por encima de la tira para conseguir un contacto adecuado y fiable entre el sensor y la piel.
Hay que poner a la capa de contacto en contacto íntimo con la piel para que las mediciones sean lo suficientemente fiables. Para asegurar el contacto con la piel, pueden usarse líquidos tales como agua o grasa entre la capa de contacto y la piel. Después de la medición, a menudo es necesario limpiar por separado el sensor y la piel para evitar cualquier inconveniente higiénico causado por el uso de un sensor.
Un sensor de acuerdo con la primera parte de la reivindicación 1 se conoce del documento WO-A-01/08052.
Descripción general de la invención
Actualmente se ha descubierto un sensor que puede unirse de forma estrecha y agradable a la piel. Para conseguir este propósito, la invención se caracteriza por las características definidas en las reivindicaciones independientes. Las restantes reivindicaciones definen realizaciones preferidas de la invención.
El sensor de acuerdo con la invención comprende una capa de contacto que incluye fibras conductoras, y una capa de humedad para retener la humedad por encima de la capa de contacto. La capa de humedad es una capa de sellado impermeable, sustancialmente resistente a la humedad que absorbe la humedad de forma eficaz. Los datos a medir se recogen sobre la piel con ayuda de la capa de contacto. La capa de contacto puede estar compuesta, por ejemplo, por una capa similar a tejido, que se adapta fácilmente a la superficie de la piel. La capa de humedad retiene productos de secreción de la piel, tales como humedad y electrolitos. Esto mejora el contacto entre la piel y la capa de contacto y aumenta la conductividad eléctrica de la capa de contacto. La capa de humedad también puede estar hecha de un material similar a tejido que se adapta a la piel. La capa de sellado impide que la transpiración secretada a la capa de contacto escape de la capa de contacto. La capa de sellado puede estar hecha, por ejemplo, de un tejido resistente al agua o anti-transpirante, o un material similar a una película, tal como un plástico adecuado, por ejemplo plástico de silicona o goma o una capa laminada. La capa de absorción absorbe eficazmente la transpiración secretada a la capa de contacto. La capa de absorción puede comprender, por ejemplo, fibras que absorben la humedad.
Al sensor de la invención se le puede dar una realización similar a la de tejido. De este modo, puede conformarse a la manera de un tejido suave y adaptable sobre la piel. También puede dársele un peso muy pequeño, haciéndolo de este modo fácil de usar. El tejido también puede ser similar a una malla o similar a una película.
El sensor puede integrarse en una prenda, siendo de este modo especialmente agradable y práctico de usar. Las fibras conductoras en la capa de contacto pueden coserse en la superficie del tejido o pueden tricotarse o tejerse directamente en la textura del tejido. Las fibras conductoras tricotadas o tejidas no se distinguen necesariamente en absoluto en la prenda y, además, pueden mejorar las propiedades de elasticidad y resistencia del producto.
La capa de humedad también puede tejerse en el tejido, o conectarse al tejido por medio de, por ejemplo, una cinta adhesiva. La capa de humedad también puede proporcionarse tricotándola o tejiéndola en la textura del tejido. De esta manera, se obtiene un sensor ligero cuyo diseño global es adaptable a la piel y no ejerce ninguna presión sobre la
piel.
Un sensor que está integrado en una prenda proporciona una comodidad de uso extremadamente buena. Se fija rápidamente. También es cómodo de llevar, puesto que no presiona sobre el pecho o el punto de unión. También es sencillo de usar, puesto que no es necesario humedecer el sensor por separado, por ejemplo.
Cuando el sensor está hecho de materiales que pueden limpiarse en húmedo, puede lavarse junto con la ropa sucia. Esto le hace más higiénico durante el uso, puesto que el sensor se limpia más fácil y eficazmente.
El sensor puede colocarse típicamente en el área del pecho de una prenda, o la medición también puede realizarse por ejemplo en el área del cuello o de las muñecas. El sensor puede combinarse con diversas piezas de ropa, tales como una camiseta interior, sujetadores, un top, una braga para el cuello, una cinta para el pelo, una muñequera o cualquier otra prenda.
En una realización de la invención, al menos parte del sensor puede colocarse por ejemplo en un calcetín, un guante, una pernera de pantalón o una manga de camiseta o en el área del hombro, y al menos una segunda parte del sensor (contrapartida) puede colocarse en el otro calcetín, el otro guante, la otra pernera de pantalón, la otra manga de camiseta o en el otro área del hombro. De esta manera, la variable a medir puede medirse por ejemplo en los músculos de la pierna usando dos calcetines o perneras de pantalón de la invención, y en el área entre los brazos, tal como los bíceps o los músculos pectorales usando dos guantes o mangas de camiseta de la invención.
Usando una prenda que incluye el sensor de la invención, pueden recogerse datos a medir para determinar al menos uno de los siguientes datos: pulso, frecuencia respiratoria, conductividad eléctrica de la piel, porcentaje de grasas, equilibrio de líquidos, electrocardiografía (que permite la monitorización de la función eléctrica del músculo cardiaco) y electromiografía (examen eléctrico del músculo).
El sensor de la invención puede estar conectado de forma sólida o de forma que pueda separarse a un transmisor. La conexión puede realizarse por ejemplo por medio de hilos conductores, botones de presión, cintas adhesivas conductoras y un imán, o combinaciones de estos. El transmisor puede colocarse por ejemplo en el dobladillo, cuello o costuras de una prenda. El transmisor puede estar unido de forma sólida al sensor, siempre que pueda limpiarse apropiadamente, mediante lavado, por ejemplo. El transmisor también puede ser una cinta adhesiva o una cinta para el pelo, por ejemplo.
El receptor puede montarse, por ejemplo, en la muñeca del usuario. Éste también puede unirse directamente a un transmisor situado en la prenda.
Las fibras conductoras en el sensor de la invención pueden estar hechas, por ejemplo, de polímero recubierto de metal.
La capa de humedad del sensor preferiblemente rodea a la capa de contacto para ajustarse a la piel alrededor del área de contacto.
Además de en seres humanos, el sensor de la invención puede colocarse sobre la piel de un animal. También debe observarse que el sensor de la invención puede ser un electrodo, y entonces el propio sensor y la parte para analizar una variable física pueden integrarse en un transmisor unido a un botón de presión, por ejemplo.
Descripción especial de la invención
Varias realizaciones de la invención se describen con detalle a continuación en referencia a los dibujos adjuntos.
La figura 1 muestra el diseño de un sensor de la invención.
La figura 2 muestra un sensor de la invención conectado a un tejido mediante cosido o tejido.
La figura 3 muestra un sensor de la invención conectado a una banda.
La figura 4 muestra una realización de sensor de la invención en sección transversal.
La figura 5 muestra una realización de sensor de la invención en sección transversal.
La figura 6 muestra una realización de sensor de la invención en sección transversal.
El sensor 1 mostrado en la figura 1 tiene una capa de contacto 2 hecha de fibras conductoras 4 por ejemplo tejiendo, tricotando, entretejiendo, presionando, encolando o cosiendo. La segunda capa del sensor es una capa de sellado 3 hecha de un tejido anti-transpirante y resistente al agua. La capa de sellado 3 también puede ser una capa laminada, por ejemplo.
El sensor 1 se coloca típicamente sobre la piel con la capa de contacto 2 contra la piel y la capa de sellado 3 alejada de la piel. A medida que el sensor 1 se coloca sobre la piel, la capa de sellado 3 del sensor 1 comienza a recoger humedad de la piel sobre su superficie inferior. La capa de sellado también retiene otros productos de secreción de la piel, tales como sales, en la capa de contacto 2. Entonces, el contacto con la piel y las propiedades conductoras de la capa de contacto mejoran sustancialmente.
En la figura 2, la capa de contacto 22 del sensor 21 se ha tejido a partir de fibras conductoras en un top 20 y, encima de ésta, se ha tejido un tejido anti-transpirante para que actúe como la capa de sellado 23 del sensor. Se han conectado botones de presión 24, 25 a la capa de contacto, que se extiende desde la capa interna hasta la capa externa en el tejido. Un transmisor 26 se ha conectado a los botones de presión 24 para retransmitir señales que alcanzan la capa de contacto con el receptor. Un segundo transmisor puede conectarse a los botones de presión 25 para enviar diferentes señales desde la capa de contacto.
En la figura 3, un sensor 31 se ha montado de forma sólida en la banda 30, que comprende una capa de contacto 32 tejida a partir de fibras conductoras y una capa de sellado 33 hecha de un tejido anti-transpirante. Un transmisor 36 equipado con cintas adhesivas conductoras 35 se ha conectado a la banda. La cinta adhesiva conductora 35 se ha conectado a la capa de contacto 32 para recoger los datos a medir. Durante el ejercicio físico, la banda 30 de la invención puede montarse, por ejemplo en una muñeca de la persona y el receptor en su otra muñeca.
La figura 4 muestra una realización de sensor 40 de la invención en sección transversal, donde los sensores están integrados en una prenda 40a, tal como por ejemplo un cinturón, un cordel o una banda. El propio al menos un sensor 42 que incluye sus capas de contacto y de sellado está integrado en la superficie de la prenda 40a con una capa de sellado 41 provista en el lado opuesto a la parte del sensor 42 colocada en contacto con la piel, siendo la capa de sellado de cualquier material que absorbe adecuadamente la humedad, tal como goma o plástico. Sin embargo, la capa de humedad 41 es preferiblemente una capa laminada.
Una variable física medida sobre la piel, tal como voltaje o corriente, por ejemplo, es conducida por medio de un material conductor 43, típicamente aislado de la parte del sensor 42, a los medios 44, estando el emisor conectado a estos medios. Los sensores 42 incluidos en la prenda 40a y sus capas de contacto, y también los medios 44 hechos de material conductor, tienen aislamiento eléctrico mutuo con algún material aislante adecuado 45 para evitar que se produzcan cortocircuitos entre los diferentes sensores y los medios 44. El material aislante 45 usado puede ser cualquier material conocido por los especialistas en la técnica, tal como por ejemplo plástico, goma, cola o tejido. En la realización mostrada en la figura 4, los medios 44 están rodeados por un material aislante 45 que aísla de la prenda 40a, y también lo están los sensores 42. En una realización, los sensores 42 pueden estar recubiertos o moldeados, excepto la capa de contacto en contacto con la piel, para evitar que se produzcan cortocircuitos en el material aislante.
La figura 5 muestra una sección transversal de una realización de sensor 50 similar a la mostrada en la figura 4, donde los sensores están integrados en una prenda 50a, tal como por ejemplo un cinturón, una tira o una banda. La prenda 50a en la realización de sensor 50 mostrada en la figura 5 se caracteriza por que la prenda 50a está seccionada al menos en un punto 51. El punto de seccionamiento 51 puede ser, por ejemplo, la unión del cinto o la solapa, dobladillo u otra sección de una camiseta/chaqueta. El punto de seccionamiento 51 se sitúa preferiblemente para separar al menos un par de sensores 42 y/o un par de medios 44. En ese caso, no será necesario proporcionar aislamiento 52 alrededor de los medios 44 y los sensores 42.
La figura 6 muestra una sección transversal de una realización de sensor 60 similar a la mostrada en la figura 5, donde un transmisor 61 se ha conectado entre medios 44, tales como botones de presión, cintas adhesivas conductoras de la electricidad o similares. El transmisor 61 puede comprender medios para analizar y/o enviar variables medidas por los sensores 42 a un receptor que puede ser, por ejemplo, un receptor sujeto a la muñeca o integrado en un reloj de pulsera. El transmisor 61 puede estar conectado, por supuesto, a otras prendas de la invención, tales como las que se muestran en las figuras 2-5, y a otras prendas mencionadas en la descripción y prendas similares, en las que se ha integrado la realización de sensor de la invención.

Claims (9)

1. Un sensor (1, 21, 31, 42) adaptado para integrarse en una prenda para estar colocado en contacto con la piel de un usuario durante el uso de la prenda, comprendiendo dicho sensor una estructura de capas que comprende:
una capa de contacto (2, 22, 32) que incluye fibras conductoras (4) para estar colocadas en contacto con la piel para recibir señales, y
una capa de sellado que retiene la humedad (3, 23, 33, 41) para retener productos de secreción de la piel, en la que la capa de sellado (3, 23, 33, 41) está encima de la capa de contacto (2, 22, 32) caracterizada por que, dicha capa de sellado (3, 23, 33, 41) es impermeable a la humedad, mejorando de este modo el contacto entre la piel y la capa de contacto (2, 22, 32) y aumentando la conductividad eléctrica de la capa de contacto (2, 22, 32).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Un sensor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la capa de sellado (3, 23, 33, 41) está hecha de tejido, un material similar a una película o un laminado.
3. Un sensor de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que la capa de contacto (2, 22, 32) está hecha de tejido.
4. Un sensor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la prenda (20, 30, 40a, 50a) es al menos una de las siguientes prendas: una chaqueta, un top, una faja, un sujetador, una muñequera, una cinta para el pelo, un cinturón, una banda, un calcetín, un par de pantalones y un guante.
5. Un sensor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sensor (1, 21, 31, 42) y la prenda (20, 30, 40a, 50a) están dispuestas de forma que puedan limpiarse juntas.
6. Un sensor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sensor está asociado a un transmisor (26, 36, 61) para transmitir una señal recibida por la capa de contacto desde la piel.
7. Un sensor de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el aislamiento eléctrico mutuo para evitar cortocircuitos entre sensores se consigue usando al menos uno de los siguientes elementos aislantes (45, 51, 51): goma, tejido plástico, cola y una abertura.
8. Una prenda (20, 30, 40a, 50a) que comprende un sensor (1, 21, 31, 42) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-7.
9. Un método para realizar mediciones sobre la piel mediante un sensor (1, 21, 31, 42) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-7.
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