KR20170097101A - 흡수 물품에서 수분을 검출하고 모니터하기 위한 임피던스 센서 - Google Patents

흡수 물품에서 수분을 검출하고 모니터하기 위한 임피던스 센서 Download PDF

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Abstract

본 개시의 양태에 따라서, 착용자에 의해 착용된 흡수 물품에서 수분을 검출하기 위한 시스템은 임피던스 감지 요소를 포함할 수 있다. 임피던스 감지 요소는 전극을 포함할 수 있다. 시스템은 또한 흡수 물품의 외부 표면 상의 위치에 임피던스 감지 요소를 고정하기 위한 부착 부재를 포함할 수 있다. 전극은 흡수 물품의 내부 영역에 용량성으로 결합되고 흡수 물품의 외부 표면 상의 위치로부터 흡수 물품의 임피던스를 측정하도록 위치될 수 있다. 시스템은 또한 흡수 물품의 임피던스를 측정하고, 임피던스의 실제 성분과 임피던스의 가상 성분을 추출하여 흡수 물품에서 수분의 특성을 결정하기 위한 임피던스 측정 서브시스템을 포함할 수 있다.

Description

흡수 물품에서 수분을 검출하고 모니터하기 위한 임피던스 센서{IMPEDANCE SENSORS FOR DETECTING AND MONITORING MOISTURE IN ABSORBENT ARTICLES}
본 출원은 2014년 12월 11일자 제출된 미국 임시출원 No. 62/090,478호 및 2015년 5월 7일자 제출된 미국 임시출원 No.　62/158,481호의 이익을 주장하며, 이들은 모두 그 전체가 여기 참고로 포함된다.
본 개시는 일반적으로 실금 관리를 위한 시스템, 장치 및 관련된 방법에 관한 것이다. 배타적인 것은 아니나 더 구체적으로 본 발명은, 예를 들어 소변 및/또는 대변 실금에 의해 야기된 젖음 사건으로부터 생긴, 기저귀(아이 및 성인을 위한), 실금 의복, 드레싱, 및 패드와 같은 흡수 물품에서 수분을 검출 및 모니터하는 것 중 적어도 하나를 위한 시스템, 장치 및 관련된 방법에 관한 것이다. 추가로 또는 다르게는, 본 개시는, 예를 들어 침상에서 뒤척임, 수면중 뒤척임, 서기, 앉기, 눕기, 및/또는 보행에 의해 야기된 움직임 사건으로부터 생긴, 흡수 물품의 움직임 및/또는 변형을 검출 및/또는 모니터하는 것에 관한 것이다. 추가로 또는 다르게는, 본 개시는 흡수 물품의 착용자의 위치, 자세 및/또는 움직임을 검출 및/또는 모니터하는 것에 관한 것이다.
실금은 자제할 수 없는 자질이나 상태, 즉 소변이나 대변을 자발적으로 보유할 수 없는 자질이나 상태이다. 실금의 일부 형태는 일반적인 집단에 많이 만연해 있지만, 이 상태는 일반적으로 여성 및 노인층에 다른 사람보다 더욱 영향을 미칠 수 있다. 특히 노인층과 관련하여, 이 상태는 "요양원"이라고 통상 불리는 장기요양시설 및 양로원에 거주하는 분들에게 영향을 미칠 수 있다. 소변 실금은 일반적으로 소변을 자발적으로 보유할 수 없는 개인의 상태를 말한다. 대변 실금은 일반적으로 대변을 자발적으로 보유할 수 없는 개인의 상태를 말한다. 일군의 상이한 소변 실금 종류가 인정된다. 이런 상이한 종류의 소변 실금은, 예를 들어 스트레스성 실금, 위급한 실금, 넘치는 실금, 조금씩 흐르는 실금, 및 기능적 실금을 포함한다. 주로 소변 실금을 가진 개인은 또한 대변 실금도 가질 수 있지만, 개개의 경우에 항상 나머지 하나는 없이 한 가지 종류의 실금을 갖는 것은 아니다. 본 개시와 관련하여, 용어 "실금"은 소변 실금 및/또는 대변 실금의 상이한 종류 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
실금의 관리는 병원, 장기요양시설 또는 요양원, 양로원, 은퇴자 전용 아파트, 노인질병 기관, 개인 가정 등에 있는 사람들에 유용할 수 있다. 이들은 또한 공동체에 거주할 수도 있다. 실금으로 고통받는다고 의심되는 사람들은 요양시설에 입소시 수기 배뇨 평가가 작성될 수 있다. 이 수기 배뇨 평가 동안 간병인은 정해진 시간 간격으로, 일반적으로 매시간 착용자를 체크할 수 있으며, 이로써 실금 사건이 일어났는지의 여부를 평가하고 기록할 수 있다. 이 배뇨 평가는, 평가 기간에 걸쳐서 착용자의 유체 섭취의 상세한 일기와 함께, 개인맞춤 간병계획을 세우는데 사용될 수 있다. 이 개인맞춤 간병계획은, 제한은 아니지만, 착용자의 실금 패턴에 기초하여 착용자가 간병인과 화장실에 가야할 시간을 처방하는 착용자의 화장실 가는 일정을 포함할 수 있다. 화장실 가는 일정은 실금자제를 촉진하는 효과적인 방식일 수 있고, 이로써 착용자가 흡수 물품을 착용하고 있는 동안 실금 사건의 횟수, 및 흡수 물품의 사용, 세척 및/또는 교환과 관련된 비용을 감소시킨다.
착용자의 각자의 화장실 가기 일정에 따라서 간병인이 개별적으로 각 착용자에게 화장실 가는 것을 요구해야 될 수 있으므로, 이러한 일정은 간병인이 시간을 내야 할 수 있다는 부담의 측면에서 간병인이 부여된 화장실 가기 일정을 준수하는 것이 낮을 수 있다. 또한, 화장실 가기 일정에 대한 낮은 순응도는 그로부터 이러한 일정이 유래된 수기 배뇨 평가가 자주 부정확하고 및/또는 불완전할 수 있다는 것을 이해하는 간병인에 의해 설명될 수 있다. 또한, 연구는 요양시설에 살고 있는 모든 착용자가 이러한 화장실 가기 일정으로부터 이득을 얻지는 않는다는 것을 나타냈다. 예를 들어, 화장실 가기 일정은, 예를 들어 예측성이 낮은 실금 패턴을 가져올 수 있는 치매 또는 알츠하이머병으로부터의 결과인 인지장애의 높은 발생율을 가진 착용자에게는 유익하지 않을 수 있다. 일부 예에서, 각 착용자가 화장실 가기 일정을 준수하는 대신, 간병인은 모든 착용자의 기저귀가 하루 동안 규정된 시간에 체크되고 적절한 경우 교환될 수 있는 시스템을 채택할 수 있다. 예를 들어, 소변 실금의 사건의 경우, 착용자의 기저귀의 3/4이 충만된다면 교환하는 것이 적절할 수 있다. 체크하고 교환하는 이 과정은 간병인에게 시간 절약을 가져올 수 있지만, 이 과정의 문제는 여전히 존재한다. 예를 들어, 착용자가 너무 빈번히 체크된다면, 착용자는 수면을 불필요하게 방해받거나 잠에서 깰 수 있고, 마른 기저귀를 교환하면 간병인의 시간이 낭비될 수 있다. 한편, 착용자가 너무 드물게 체크된다면, 착용자는 연장된 시간 기간 동안 젖은 흡수 물품에 앉아 있을 수 있고, 이것은 신체적 및/또는 정신적 결과를 가질 수 있다.
실금을 검출, 모니터, 및/또는 관리하는 종래의 해결책은 물류, 비용, 취급, 및/또는 과정과 관련하여 이슈를 가질 수 있다. 예를 들어, 종래의 용량성 센서는 흡수 물품의 포화 수준을 정확히 결정하고 및/또는 흡수 물품에서 수분의 부피를 정확히 추정하는데 효과적이지 않을 수 있다. 오히려, 종래의 용량성 센서는 단순한 젖은/건조한 상태의 검출에 대해 더 적합할 수 있다. 흡수 물품은 전형적으로 액체의 특정 역치를 보유할 수 있을 수 있고, 따라서 습윤의 임의의 검출에 기초하여 너무 이르게 흡수 물품을 교환하는 것은 낭비일 수 있다. 종래의 용량성 센서가 가진 어려움은 이러한 센서가 노이즈 및 환경 효과, 고도의 변화, 휠체어, 기계장치가 있는 침대 및/또는 다른 장비와 같은 외부 컨덕터에 대한 근접성, 및/또는 착용자의 다리 두께 및 크기의 차이에 많은 영향을 받기 때문일 수 있다. 이들 요인의 존재는 용량성 센서 판독에 영향을 미치며 부정확성을 도입할 수 있다.
더욱이, 흡수 물품의 내부 상에 종래의 임피던스 감지 구성요소를 가진 장치의 경우, 그것이 소변 및/또는 대변에 노출되기 때문에 장치의 재사용이 가능하지 않을 수 있고, 비위생적인 재사용이 될 수 있으며, 이것은 차례로 매번 흡수 물품이 폐기되어야 하는 장치로 인해 장치를 사용하는 것과 관련된 비용을 증가시킬 수 있다. 흡수 물품의 외부에 임피던스 감지 구성요소를 위치시키는 것은 임피던스 감지 구성요소가 소변 및/또는 대변에 노출될 가능성을 감소시킬 수 있지만, 흡수 물품에서 습윤도를 정확히 특성화하는데 있어서, 임피던스 감지 구성요소가 덜 유능하게 되거나, 또는 심지어 그것이 불가능하게 되는 결과를 가져올 수 있다. 종래의 외부 임피던스 감지 구성요소는 특히 야뇨증 사건을 놓치는 경향이 있을 수 있다.
상기 언급된 단점들 중 하나 이상이 없는 시스템, 장치 및 방법은, 예를 들어 수분 및/또는 움직임을 검출 및/또는 모니터링하고, 간병인 시간을 절약하고, 착용자 간병을 개선하고, 및/또는 비용을 감소시키는 것 중 적어도 하나와 관련하여 성능을 증진시킴으로써 성과를 개선하는데 도움을 줄 수 있다.
본 개시의 양태는 특히 실금 관리를 위한 시스템, 장치 및 관련된 방법에 관한 것이다. 여기 개시된 양태들 각각은 나머지 개시된 양태들 중 어느 것과 관련하여 설명된 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 개시의 한 양태에서, 착용자에 의해 착용된 흡수 물품에서 수분을 검출하기 위한 시스템은 임피던스 감지 요소를 포함할 수 있다. 임피던스 감지 요소는 전극을 포함할 수 있다. 시스템은 또한 흡수 물품의 외부 표면 상의 위치에 임피던스 감지 요소를 고정하기 위한 부착 부재를 포함할 수 있다. 전극은 흡수 물품의 내부 영역에 용량성으로 결합되고 흡수 물품의 외부 표면 상의 위치로부터 흡수 물품의 임피던스를 측정하도록 위치될 수 있다. 시스템은 또한 흡수 물품의 임피던스를 측정하고, 임피던스의 실제 성분과 임피던스의 가상 성분을 추출하여 흡수 물품에서 수분의 특성을 결정하기 위한 임피던스 측정 서브시스템을 포함할 수 있다.
시스템의 양태는 또한 아래의 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 특성은 흡수 물품에서 수분의 존재를 포함할 수 있다. 특성은 흡수 물품에서 수분의 양을 포함할 수 있다. 임피던스 측정 서브시스템은 전극들 사이의 임피던스를 측정하도록 구성될 수 있다. 임피던스는 크기와 위상을 가진 복합 임피던스일 수 있다. 크기는 수분의 특성의 표시일 수 있다. 위상은 수분의 특성의 표시일 수 있다. 위상 및 크기의 감소는 흡수 물품이 젖었지만 용량까지 채워지지는 않은 상태의 표시일 수 있다. 위상을 제외한 크기의 감소는 흡수 물품이 용량까지 채워진 상태의 표시일 수 있다. 실제 성분은 저항분(resistive component)을 포함할 수 있다. 가상 성분은 무효분(reactive component)을 포함할 수 있다. 임피던스 측정 서브시스템은 선형 회귀, 신경망, 및/또는 서포트 벡터 머신(support vector machine)을 사용하여 최적화 기술을 수행하도록 구성될 수 있으며, 이로써 임피던스의 저항분 및 반응분과 수분의 특성 간의 관계를 결정한다. 임피던스 측정 서브시스템은 임피던스의 저항분 및 반응분과 수분의 특성 간의 관계를 결정하기 위한 시뮬레이션을 수행하도록 구성될 수 있다. 임피던스 측정 서브시스템은 시스템과 상이한 다른 시스템으로부터 데이터를 획득하도록 구성될 수 있으며, 이로써 임피던스의 저항분 및 반응분과 수분의 특성 간의 관계를 결정한다. 임피던스 측정 서브시스템은 단일 주파수의 사인 곡선을 가진 임피던스를 측정하도록 구성될 수 있다. 임피던스 측정 서브시스템은 전극 중 하나에 전압을 인가하고 다른 전극에서 전류를 측정함으로써 임피던스를 측정하도록 구성될 수 있다. 임피던스 측정 서브시스템은 전극 중 하나에 전류를 인가하고 이 전극과 다른 전극 사이의 전압을 측정함으로써 임피던스를 측정하도록 구성될 수 있다. 임피던스 측정 서브시스템은 실제 성분을 사용하여 수분의 특성을 결정하도록 구성될 수 있다. 수분의 특성은 흡수 물품의 습윤도를 포함할 수 있다. 임피던스 측정 서브시스템은 분리된 주파수들에서 임피던스를 측정하도록 구성될 수 있다. 임피던스 측정 서브시스템은 분리된 주파수에서 저항분 및 반응분을 획득하도록 구성될 수 있으며, 이로써 임피던스의 저항분 및 반응분과 수분의 특성 간의 관계를 결정한다. 임피던스 측정 서브시스템은, 임피던스 감지 요소가 반응분의 특성에 기초하여 흡수 물품에 부착되는지의 여부를 결정하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 다른 양태에서, 실금 관리 시스템은 착용자에 의해 착용시키기 위한 흡수 물품을 포함할 수 있다. 흡수 물품은 내부, 외부, 및 내부와 외부 사이의 장벽층을 포함할 수 있다. 시스템은 또한 전극을 포함할 수 있는 임피던스 감지 요소를 포함할 수 있다. 시스템은 또한 임피던스 감지 요소를 외부에 고정하기 위한 부착 부재를 포함할 수 있다. 전극은 장벽층에 의해 내부와 분리될 수 있다. 전극은 장벽층을 통해 내부에 용량성으로 결합될 수 있다. 전극은 외부로부터 흡수 물품의 임피던스를 측정하도록 위치될 수 있다. 시스템은 또한 흡수 물품의 임피던스를 측정하고, 임피던스의 실제 성분과 임피던스의 가상 성분을 추출하여 흡수 물품에서 수분의 특성을 결정하기 위한 임피던스 측정 서브시스템을 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 양태에서, 임피던스 감지 요소를 사용하여 착용자에 의해 착용된 흡수 물품에서 수분을 검출하기 위한 방법은 임피던스 감지 요소의 전극이 흡수 물품의 내부에 용량성으로 결합되도록 임피던스 감지 요소를 흡수 물품의 외부에 고정하는 단계를 포함할 수 있다. 임피던스 감지 요소의 고정은 외부로부터 흡수 물품의 임피던스를 측정하도록 전극을 위치시키는 것을 포함할 수 있다. 상기 방법은 또한 흡수 물품의 임피던스를 측정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 방법은 또한 임피던스의 실제 성분과 임피던스의 가상 성분을 추출하여 흡수 물품에서 수분의 특성을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 양태에서, 모니터링 시스템은, 예를 들어 흡수 물품(예를 들어, 기저귀), 성인용 브리프, 및/또는 침대시트를 포함하는 하나 이상의 물품 안에서, 위에서 또는 부근에서, 예를 들어 습윤과 같은 특성을 모니터하기 위해 사용될 수 있다. 시스템은 물품의 안에서, 위에서 또는 부근에서 특성의 존재를 표시하는 하나 이상의 감지 요소 신호를 수신하기 위한 입력장치를 포함할 수 있다. 시스템은 또한 프로세서를 포함할 수 있다. 시스템은 또한 시스템의 사용자와 통신하기 위한 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다. 프로세서는 물품 안에서, 위에서 또는 부근에서 특성을 특성화하기 위해 하나 이상의 수신된 감지 요소 신호를 수학적 모델에 적용함으로써 하나 이상의 감지 요소 신호를 분석하기 위한 알고리즘을 실행할 수 있다.
본 개시의 양태에 따라서, 수학적 모델은 감지 요소 신호 데이터를 사용할 수 있고, 수신된 감지 요소 신호로부터 얻어질 수 있는 하나 이상의 변수와 습윤 또는 다른 사건을 특성화하는데 사용된 특성 사이의 관계를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 다른 사건은, 제한은 아니지만, 착용자 움직임, 자세, 위치, 심박수, 및/또는 웰빙 및/또는 건강 상태의 표시자를 포함할 수 있다.
본 개시의 양태에 따라서, 시스템은 또한 주변 환경의 조건을 표시하는 하나 이상의 환경 감지 요소 신호를 수신하기 위한 입력장치를 포함할 수 있다. 환경 감지 요소 신호의 예들은 주변 온도, 습도, 부근에 있는 물질의 특성, 흡수 물품에 관련된 다른 특성, 및/또는 흡수 물품을 둘러싼 영역의 특성을 나타내는 신호이다.
본 개시의 양태에 따라서, 수학적 모델은 흡수 물품 상의 및/또는 부근의 수분의 존재를 표시하는 감지 요소 신호와 흡수 물품 상의 또는 부근의 특성을 모니터하는 환경 감지 요소 신호를 조합할 수 있다. 특성은, 예를 들어 흡수 물품 상의 및/또는 부근의 수분을 포함할 수 있다.
본 개시의 양태에 따라서, 수학적 모델은 시스템 이외의 다른 출처로부터 수집된 감지 요소 신호 및 데이터로부터 결정된 특성과 신호 사이의 표현을 포함하는 다수의 형태를 취할 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 수학적 모델은 시스템 자체로부터 수집된 감지 요소 신호 및 데이터에 기초하여 결정된 표현을 포함할 수 있다. 수학적 모델은 흡수 물품의 특정 종류, 브랜드, 또는 그룹에 특이적일 수 있으며, 여기서 그룹은 그들의 특성에 기초하여 나눠진 물품의 세트를 포함할 수 있다. 흡수 물품의 그룹은, 제한은 아니지만, 성인 여성용 나이트 브리프, 성인 남성용 나이트 브리프, 루즈 핏팅 브리프, 타이트 핏팅 브리프, 고 흡수성 브리프, 및 중간 흡수성 브리프를 포함할 수 있다. 수학적 모델은 이 정보, 및/또는 착용자에 대한 정보를 고려하여 습윤 사건을 특성화할 수 있다. 수학적 모델에서 사용될 수 있는 착용자에 대한 정보는, 예를 들어 착용자의 나이, 체중, 성별, 중심 체온, 체지방, 피부 통합성, 피부 pH, 소변 패턴 이력, 대변 패턴 이력, 및 피부 표면 수분을 포함할 수 있다.
본 개시의 양태에 따라서, 데이터(예를 들어, 신호)는 하나 이상의 감지 요소에 의해 생성될 수 있다. 이러한 감지 요소는, 제한은 아니지만, 하나 이상의 흡수 물질 또는 물품에 의해 분리되는 제1 전도성 부재 및 제2 전도성 부재를 포함할 수 있다. 전도성 부재는 금속, 또는 사람의 피부와 같은 생리학적 물질을 포함하는, 임의의 전기적으로 전도성인 물질을 포함할 수 있다. 특정 구체예에서, 제1 및 제2 전도성 부재는 유전상수, 전기 커패시턴스, 인덕턴스, 저항력, 임피던스, 또는 전도도와 같은 제1 및 제2 전도성 부재 사이의 흡수 물질 또는 물품의 특성을 측정하거나 추정하고, 흡수 물질 또는 물품 안의, 위의 또는 부근의 습윤 사건의 특성을 추론하기 위해 사용될 수 있다. 습윤 사건의 특성은 흡수 물질 또는 물품의 전기적 거동의 변화에 기초하여 추론될 수 있고, 전도성 부재 중 적어도 하나에 의해 측정되고 다른 전도성 부재에서 또는 의해서 발생된 신호의 형태로 관찰될 수 있다. 흡수 물질 또는 물품 안의, 위의 또는 부근의 습윤 사건의 조성은 흡수 물질 또는 물품에 삼출된 물질에서 혈액, 생물학적 마커, 및/또는 화학적 마커의 존재를 포함할 수 있다.
본 개시의 양태에 따라서, 하나 이상의 감지 요소 신호를 분석하기 위해 사용된 알고리즘은 물품에 있는 수분 또는 다른 물질의 존재, 부피, 및/또는 질량, 또는 감지 요소 신호를 생성하기 위해 사용되는 피부와 같은 생물학적 물질의 경우, 생물학적 물질 상의 수분 또는 다른 물질의 존재, 부피, 및/또는 질량; 온도, pH, 점도, 악취, 압력, 및/또는 생물학적 또는 화학적 분자의 존재 또는 양과 같은 물품에 있는 수분에 관한 특성; 물품에서 수분의 공간적 분포; 시스템에 의해 모니터되는 개인이 겪는 소변 실금과 같은 습윤 사건과 관련된 임상적 상태; 및/또는 미래의 습윤 사건의 가능성, 시기 또는 특성에 대한 표시를 제공할 수 있으며, 여기서 상기 실금의 형태는 소변, 대변, 조금씩 흐르는 것, 스트레스, 넘치는 것, 위급한 것, 혼합된 소변 실금(MUI), 전체적이며 기능적인 실금, 또는 시스템에 의해 모니터되는 개인이 겪는 요로감염(UTI)과 결부된 실금을 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있고, 여기서 UTI의 존재는 시간에 따른 습윤 사건의 빈도의 변화에 기초하여 예측될 수 있다.
본 개시의 양태에 따라서, 수학적 모델에 의해 습윤 사건을 특성화하는데 사용되는 특성은, 예를 들어 감지 요소 신호 곡선 밑 면적, 미리 정해진 시간 기간에서 최고 감지 요소 신호값, 감지 요소 신호의 선두 가장자리의 최대값, 선두 가장자리 후 감지 요소 신호의 변화 속도, 이전 습윤 사건에서 추정된 부피, 습윤 사건의 개시 시간, 습윤 사건의 종료 시간, 습윤 사건의 지속기간, 습윤 사건의 하루 중 시간, 마지막 습윤 사건 이래로 경과된 시간, 센서 신호로부터 결정된 시간 시리즈 특징 벡터와 미리 정해진 주형 시간 시리즈 특징 벡터의 시리즈의 순열(여기서 순열은 주형 시간 시리즈 특징 벡터의 시간 및/또는 진폭을 워핑하는 것을 포함할 수 있다) 사이의 상관성의 측정, 현재 및/또는 과거 감지 요소 신호 및 또는/시간의 함수, 및/또는 습윤 사건의 위치를 포함할 수 있다.
본 개시의 양태에 따라서, 프로세서는 다음: 급박한 습윤 사건의 가능성 및/또는 특성; 습윤 사건이 일어날 만할 때의 추정; 흡수 물품의 충만도의 추정; 흡수 물품이 그것의 흡수 용량에 도달할 만할 때의 추정; 흡수 물품의 누출 사건의 가능성 및/또는 특성; 착용자의 피부가 젖은 정도; 급박한 습윤 사건의 빈도; 급박한 습윤 사건의 종류, 예를 들어 소변 실금, 대변 실금, 스트레스성 실금, 또는 위급한 실금; 실금의 종류; 대상이 실금한 정도; 및/또는 대상의 실금의 심각성 중 하나 이상을 결정하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 양태에 따라서, 사용자 인터페이스는 흡수 물품에서 습윤 사건 또는 가능한 미래의 습윤 사건의 특성을 나타내기 위해 시스템의 사용자에게 신호 또는 다른 알림을 전송하도록 구성된 무선 트랜스미터를 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 양태는 미래의 습윤 사건의 가능성 및 성질을 결정하기 위해 과거의 습윤 사건의 특성을 분석하기 위한 방법을 수반한다. 이러한 역량은, 예를 들어 시간에 따라 개인의 소변 배뇨 일정을 결정하는데 유용할 수 있다. 다음에, 배뇨 일정은 개인마다 화장실 가기 일정 및 간병계획을 세우기 위해 간병인에 의해 사용될 수 있다.
이 방법은 또한 미래의 습윤 사건의 예측을 출력하기 위해 습윤 사건의 발생 및 이들의 특성과 관련된 정보에서 받아들이는 알고리즘의 사용을 포함할 수 있다. 이 방법의 양태에 따라서, 알고리즘은 또한 미래의 습윤 사건의 예측을 출력하기 위해 개인의 유체 섭취, 건강 상태, 체중, 및/또는 행동과 같은 요인과 관련된 정보를 사용할 수 있다.
본 개시의 양태에 따라서, 방법은 알고리즘의 출력값에 기초하여 사용자에게 습윤 사건과 관련된 정보의 전달을 포함할 수 있다.
본 개시의 양태에 따라서, 시스템은, 예를 들어, 특정 개인, 상이한 감지 요소 종류 및/또는 상이한 흡수 물품 종류를 연속하여 모니터링함으로써; 감지 요소 신호를 얻고 관찰 데이터를 얻는 것에 의해 규칙적인 간격으로 습윤을 모니터링함으로써; 및/또는 감지 요소 신호를 사용하여 생성된 추정치와 재구성된 수학적 모델, 및 얻어진 관찰 데이터로부터의 관찰 사이에 만족할만한 상관성이 생기도록 수학적 모델을 재구성함으로써, 모니터되는 특정 개인, 상이한 감지 요소 종류, 상이한 흡수 물품 종류 및/또는 환경의 변화 중 하나 이상과 함께 사용하기 위한 수학적 모델을 재구성하도록 개조될 수 있다.
본 개시의 양태에 따라서, 수학적 모델의 재구성은 선형 회귀 알고리즘 및/또는 기계 학습 알고리즘의 적용을 수반할 수 있다.
본 개시의 양태에 따라서, 관찰 데이터는 물품에서 습윤의 양, 물품의 중량 및/또는 측정 시간을 표시하는 측정치를 포함할 수 있다.
본 개시의 양태에 따라서, 관찰 데이터는 인구학적 정보, 환경적 정보 및 착용자 정보 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 개시의 양태에 따라서, 시스템은 모니터되는 물품과 함께 사용하기 위한 하나 이상의 감지 요소를 더 포함할 수 있고, 감지 요소는, 예를 들어 습윤과 같은 주어진 특성을 검출하는 개선된 능력을 제공할 수 있는 패턴으로 배열된 복수의 감지 요소 요소들을 포함한다.
본 개시의 양태에 따라서, 감지 요소 요소들은, 예를 들어 수분 및/또는 온도와 같은 가변적 특성들에 대한 더 높은 성향을 가진 영역에 더 많은 감지 요소 요소들이 있을 수 있는 패턴으로 배열될 수 있다.
본 개시의 양태에 따라서, 하나 이상의 감지 요소 요소들은 물품, 예를 들어 흡수 물품의 외부에 배열될 수 있으며, 이로써 예를 들어 물품의 습윤과 같은 물품의 내부 상의 특성을 결정할 수 있다.
본 개시의 양태에 따라서, 시스템은 수분 모니터링 시스템과 함께 이전에 사용되지 않은 새로운 감지 요소 종류, 새로운 감지 요소, 및 흡수 물품의 새로운 종류 중 하나 이상을 사용하여 모니터되는 흡수 물품에서 습윤 사건을 특성화하기 위한 수학적 모델을 개조하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 양태에 따라서, 프로세서는, 예를 들어 부피 용량, 종류, 브랜드, 및 그 안에 매립된 감지 요소의 위치를 포함하는 군으로부터 선택된 흡수 물품의 알려진 특징에 속하는 데이터를 자동으로 수신하도록 구성될 수 있다.
전술한 일반적인 설명과 이후의 상세한 설명은 모두 예시이며 단지 설명적인 내용일 뿐이고 청구된 특징들을 반드시 제한하는 것은 아니라는 것이 이해될 수 있다. 여기 사용된 용어 "포함한다", "포함하는", 또는 이들의 임의의 다른 변형은 일련의 요소를 포함하는 과정, 방법, 물품 또는 장치가 반드시 이들 요소만을 포함하는 것은 아니고 이러한 과정, 방법, 물품 또는 장치에 고유하거나 명백히 열거되지 않은 다른 요소들도 포함할 수 있도록 비-배타적 포함을 아우르도록 의도된다. 용어 "예시적인"은 "이상적인"보다는 오히려 "예"의 의미로 사용된다.
본 명세서에 포함되며 일부분을 구성하는 첨부한 도면은 본 개시의 예시적인 양태를 예시하며, 설명과 함께 본 개시의 원리를 설명하는 기능을 한다.
도 1은 본 개시의 양태에 따른 실금 관리를 위한 시스템의 도해이다.
도 2a 및 2b는 본 개시의 양태에 따른 흡수 물품의 투시도이다.
도 3a-3c는 본 개시의 양태에 따른 흡수 물품의 투시도이다.
도 4a-4d는 본 개시의 양태에 따른 흡수 물품 위에 기판을 적용하기 위한 단계들을 보여주는 도면이다.
도 5-9는 본 개시의 양태에 따른 대안적 기판들의 다양한 도면이다.
도 10a 및 10b는 본 개시의 양태에 따른 검출을 위한 용량성 감지 요소의 사용을 설명하는 도해이다.
도 11-16은 본 개시의 양태에 따른 용량성 감지 회로 및/또는 요소를 도시한다.
도 17a-17c는 본 개시의 양태에 따른 부피 추정의 양태를 예시한다.
도 18은 본 개시의 양태에 따른 시스템 순서도이다.
도 19 및 20은 본 개시의 양태에 따른 용량성 감지 회로의 도해이다.
도 21a 및 21b는 본 개시의 양태에 따른 간섭의 출처를 보여주는 다이어그램이다.
도 22a-22c는 본 개시의 양태에 따른 다수의 감지 요소를 가진 장치의 대안적 도면이다.
도 23a-23d는 본 개시의 양태에 따른 감지 요소 레이아웃을 보여주는 다이어그램이다.
도 24-28은 본 개시의 양태에 따른 사용중의 용량성 감지 요소를 보여주는 도해이다.
도 29는 본 개시의 양태에 따른 차폐판의 배열의 투시도이다.
도 30은 본 개시의 양태에 따른 회로 다이어그램이다.
도 31a 및 31b는 본 개시의 양태에 따른 용량성 감지에 대한 도해를 도시한다.
도 32는 본 개시의 양태에 따른 다수의 용량성 감지 요소를 가진 회로 다이어그램이다.
도 33a-33c는 본 개시의 양태에 따른 전도성 감지 요소의 대안적 도면이다.
도 34a-34e는 본 개시의 양태에 따른 전도성 감지 요소의 층들의 상부도이다.
도 35a-35d는 본 개시의 양태에 따른 전도성 감지 요소의 층들의 상부도이다.
도 36a는 본 개시의 양태에 따른 임피던스 측정 감지의 일반적인 개요이다.
도 36b는 본 개시의 양태에 따른 임피던스 측정 감지 요소의 예시적인 구성형태이다.
도 37은 본 개시의 양태에 따른 임피던스 감지를 보여주는 다이어그램이다.
도 38은 본 개시의 양태에 따른 용량성으로 결합한 전극에 의한 임피던스 감지를 보여주는 도식적인 회로 다이어그램이다.
도 39는 본 개시의 양태에 따른 임피던스에 대한 유체 부피의 값 사이의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 40은 본 개시의 양태에 따른 전극 배치 및 임피던스 측정 부위를 보여주는 도해이다.
도 41은 본 개시의 양태에 따른 임피던스 감지를 위한 회로 다이어그램이다.
도 42-44는 본 개시의 양태에 따른 전극 배치 부위를 가진 흡수 물품의 상부도이다.
도 45는 본 개시의 양태에 따른 흡수 물품의 몇몇 영역에서 야뇨증 사건의 가능성의 분포를 표시하는 막대 차트이다.
도 46은 본 개시의 양태에 따른 임피던스를 감지할 때 간섭의 가능성을 보여주는 회로 다이어그램이다.
도 47-50 및 52는 본 개시의 양태에 따른 임피던스 측정 모델이다.
도 51은 본 개시의 양태에 따른 흡수 물품의 새 브랜드 및/또는 종류와 함께 사용하기 위해 시스템을 캘리브레이팅하기 위한 양태를 개략한 시스템 블록 다이아그램이다.
도 53a-53d는 본 개시의 양태에 따른 리시버, 프로세서 및/또는 트랜스미터를 위한 하우징의 도면이다.
도 54a-54c는 본 개시의 양태에 따른 장치와 서버 사이의 통신 경로의 도해이다.
도 55는 본 개시의 양태에 따른 서버 데이터의 그래픽 표현이다.
도 56은 본 개시의 양태에 따른 역치 값에 대한 이동 평균 값을 표시하는 그래프이다.
도 57a-57d는 본 개시의 양태에 따른 다양한 시스템 플로우의 도해이다.
도 58은 본 개시의 양태에 따른 플렉서블 인쇄회로기판 위에 부착된 전도성 물질에 의해 형성된 임피던스 감지 전극의 투시도이다.
도 59a 및 59b는 본 개시의 양태에 따른 접착제 및/또는 고정장치 물질, 전극, 및 플렉서블 인쇄회로기판의 투시도를 도시한다.
도 60은 본 개시의 양태에 따른 커넥터를 통해서 다른 구성요소에 연결된 전극 및 접착 성분의 투시도이다.
도 61은 본 개시의 양태에 따른 임피던스에 대한 삼출물 부피, 및 위상에 대한 삼출물 부피의 그래프를 도시한다.
도 62는 본 개시의 양태에 따른 임피던스 측정 모델의 도해를 예시한다.
도 63은 본 개시의 양태에 따른 예시적인 과정 다이어그램이다.
도 64는 본 개시의 양태에 따른 예시적인 과정 다이어그램이다.
도 65-78은 본 개시의 양태에 따른 사용자 인터페이스를 보여주는 컴퓨팅 장치로부터의 스크린샷이다.
도 79-83은 본 개시의 양태에 따른 흡수 물품에 장치를 적용하기 위한 단계들의 묘사이다.
본 개시는 실금 관리를 위한 시스템, 장치, 및 관련된 방법에 관한 것이다. 이제 본 개시의 양태를 상세히 참조하며, 이것의 예들은 첨부한 도면에 예시된다. 가능하다면 언제나 동일한 참조번호는 도면 전체에서 동일하거나 유사한 부분을 언급하기 위해 사용될 것이다. 용어 "원위"는 장치를 착용자에 도입할 때 사용자로부터 가장 멀리 떨어진 부분을 말한다. 반면, 용어 "근위"는 장치를 착용자에 위치시킬 때 사용자에 가장 가까운 부분을 말한다. 용어 "대략적으로"는 수치 값을 설명하는데 사용되었을 때 수치 값으로부터 ±5%의 범위 내의 어느 것일 수 있다.
다음의 설명은 본 분야에서 알려진 대용물과 앞으로의 대용물을 광범하게 포함하여 해석되어야 하는 용어를 말한다. 본 개시의 범위로부터 벗어나지 않고 개시된 시스템, 장치, 및 방법에서 다양한 변형 및 변화가 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 본 개시의 다른 양태는 명세서 및 여기 개시된 특징의 실시를 고려하면 당업자에게 명백할 것이다. 명세서 및 실시예는 단지 예시로서만 고려되도록 의도된다.
시스템 개요
도 1은 실금 관리를 위한 예시적인 시스템(10)을 도시하는 도해이다. 시스템(10)은 하나 이상의 흡수 물품(16)의 1명 이상의 착용자(14)에게 1명 이상의 간병인(12)을 결합할 수 있다. 시스템(10)은 흡수 물품(16)에 결합하도록 구성될 수 있는 하나 이상의 장치(17)를 포함할 수 있다. 장치(17)는 하나 이상의 감지 요소(20), 리시버(22), 프로세서(24), 및 트랜스미터(26)를 지지하기 위한 하나 이상의 기판(18)을 포함할 수 있다. 감지 요소(20)는 착용자(14), 흡수 물품(16), 및/또는 주변 환경과 관련된 하나 이상의 상태를 감지하도록 구성될 수 있다. 리시버(22), 프로세서(24) 및/또는 트랜스미터(26)는 감지 요소(20)로부터 데이터를 모으고, 가공하고 및/또는 다르게는 사용하기 위한 서브시스템의 일부분을 형성할 수 있다. 리시버(22)는 감지 요소(20)로부터 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 다음에, 수신된 데이터는 프로세서(24)에 의해 가공될 수 있다. 가공된 데이터는 하나 이상의 서버(30)에 하나 이상의 통신 링크 또는 네트워크(28)를 통해서 트랜스미터(26)에 의해 전송될 수 있다. 서버(30)는 간병인(12)에게 가공된 데이터를 전달하기 위해 하나 이상의 사용자 인터페이스(32)에 가공된 데이터를 제공할 수 있다. 간병인(12)은 그것에 기초하여 하나 이상의 액션을 수행할 수 있다. 시스템(10)의 추가의 양태, 및 시스템(10) 및 그것의 구성성분 장치로 수행될 수 있는 방법들이 아래 개략된다.
흡수 물품
도 2a, 2b, 및 3a-3c는 착용자(14)에 의해 착용될 수 있는 흡수 물품(16)의 예들을 도시한다. 예를 들어, 도 2a 및 2b는 성인용 브리프 형태의 흡수 물품(32)을 도시한다. 도 2a는 접히지 않은 상태의 흡수 물품(32)을 도시한다. 도 2b는 착용자(14)에 의해 착용되었을 때 볼 수 있는 흡수 물품(32)을 도시한다. 흡수 물품(32)은 앞 부분(34), 뒷 부분(36), 및 앞 부분(34)과 뒷 부분(36)을 연결하는 중간 부분(35)을 포함할 수 있다. 앞 부분(34) 및 뒷 부분(36)은 하나 이상의 고정장치(38, 40)에 의해 서로 고정될 수 있으며, 고정되었을 때 이들의 가장자리(42, 44)는 착용자의 다리를 위한 다리 개구(46, 48)를 한정할 수 있다. 또한, 흡수 물품(32)은 흡수 물품(32)이 착용되었을 때 착용자의 피부와 접촉할 수 있는 내부층(50), 내부층(50)에 의해 사용자의 피부로부터 분리되는 코어(52), 및 흡수 물품(32)의 외부를 형성하는 외부층(54)을 포함할 수 있다. 착용자의 소변 및/또는 대변으로부터의 수분은 내부층(50)을 통해 코어(52)로 전달될 수 있고, 수분은 코어(52)에 의해 흡수되고 저장될 수 있다. 외부층(54)은 부직 직물을 포함할 수 있고, 및/또는 수분이 흡수 물품(32)으로부터 누출되는 것을 방지하기 위해 방수성일 수 있다.
도 3a-3c는 다른 예시적인 흡수 물품을 도시한다. 도 3a 및 3b는 수분을 포착하기 위해 착용자의 옷에 고정되거나, 또는 다르게는 그것에 의해 지지될 수 있는 라이너 또는 가드 형태의 흡수 물품(56, 58)을 도시한다. 도 3c는 착용자에 의해 착용될 수 있는 속옷 형태의 흡수 물품(60)을 도시한다. 흡수 물품(56, 58, 60)은 흡수 물품(32)의 것들과 유사한 층들을 포함할 수 있다. 흡수 물품의 이 리스트는 배타적이지 않으며, 나열된 흡수 물품, 및 여기 나열되지 않은 다른 것들도 시스템(10)에서 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
기판
도 4a-4d는 흡수 물품(32) 옆의 기판(18)(즉, 장치(60)의 기판(62))의 한 가지 종류의 예를 도시한다. 기판(62)은, 예를 들어 함께 봉합되거나 또는 다르게는 고정된 직물 재료의 층들과 같은, 재료의 하나 이상의 층들로 형성될 수 있다. 기판(62)은 다른 구성요소를 지지 및/또는 고정하기 위한 하나 이상의 표면 및/또는 포켓을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(62)은 트랜스미터(26)(도 1)를 수용하기 위한 포켓(64) 및/또는 하나 이상의 감지 요소(20)(도 1)를 수용하기 위한 포켓 (66)을 포함할 수 있다. 기판(62) 및/또는 그 안에 또는 그 위에 지지된 구성요소들은 세척 및 멸균된 후 재사용될 수 있다.
도 4a는 결합 전, 기판(62) 옆에 접힌 상태로 있는 흡수 물품(32)을 도시한다. 기판(62)은 도 4b 및 4c에 도시된 단계를 사용하여 흡수 물품의 외부에 적용됨으로써 흡수 물품(32)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 도 4b에 도시된 대로, 기판(62)의 제1 부분은 흡수 물품(32)의 뒷 부분(36)의 외부에 적용될 수 있다. 도 4c에 도시된 대로, 기판(62)의 제2 부분은 흡수 물품(32)의 앞 부분(34)의 외부에 적용될 수 있으며, 이로써 기판(62)은 흡수 물품(32)의 중간 부분(35) 주변을 감싸게 된다. 기판(62)의 내부 표면은 흡수 물품(32)의 외부와 접촉할 수 있다.
도 4d는 착용자에게 배치될 준비가 된, 기판(62)이 밑면에 적용된 접히지 않은 상태의 흡수 물품(32)을 도시한다. 기판(62)은 흡수 물품(32)이 착용자가 봤을 때 접힌 상태에서 흡수 물품(32)에 적용되도록 구성될 수 있으며, 이로써 착용자는 기판(62)이 사용될 거라는 걱정을 할 필요가 없다. 대안으로, 기판(62)은 흡수 물품(32)이 착용자에 위치되기 전에 접히지 않은 상태의 흡수 물품(32)에 적용될 수 있다. 대안으로, 기판(62)은 흡수 물품(32)이 착용자에 의해 착용되는 동안 흡수 물품(32)에 적용될 수 있다. 이들 시나리오 중 어느 것에서 간병인은 착용자에게 흡수 물품(32)의 배치 전에 흡수 물품(32)의 내부를 만지지 않고 흡수 물품(32)에 기판(62)을 적용할 수 있다.
기판(62)은 임의의 적합한 고정 요소 또는 요소들(68)을 사용하여 흡수 물품(32)에 결합될 수 있다. 고정 요소(68)는 스트립, 또는 임의의 다른 적합한 패턴으로 기판(62) 상에 배열될 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 고정 요소(68)는 기판(62)의 가장자리를 따라 배열될 수 있다. 고정 요소(68)는, 예를 들어 외부 층(54)을 형성하는 부직 직물 위에 고정하도록 구성된 후크, 후크 앤 루프 고정장치, 압력 접착제, 재사용가능한 접착제, 테이프, 압력 클립, 스프링-로드 클립, 자석, 스냅 버튼, 탄성 스트랩, 및/또는 임의의 다른 적합한 고정 요소 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 나열된 예들 중 일부에서 상보적 고정 요소가 흡수 물품(32) 상에 제공될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 일부 예에서 고정 요소(68)는 외부 층(54)의 완전성을 유지하기 위해 외부 층(54)을 뚫지 않을 수 있다는 것이 고려된다. 추가로 또는 대안으로, 기판(62)은 사용 후 흡수 물품(32)으로부터 제거될 수 있으며, 세척, 멸균 및 이후 다른 흡수 물품에 재사용될 수 있다. 흡수 물품(32)의 외부에 기판(62)을 위치시키는 것은 기판(62)이 흡수 물품(32)의 오염된 내부로부터 격리될 수 있으므로 사용 후 기판(62)의 세척 및 멸균을 용이하게 할 수 있다. 기판(62)은 의료 장치나 기구를 세척하는데 사용되는 것들을 포함하는 임의의 적합한 세척/멸균 시스템을 사용하여 세척 및 멸균될 수 있다.
기판(62)을 제거할 때 간병인은 착용자로부터 흡수 물품(32)을 제거하고, 흡수 물품(32)으로부터 기판(62)을 제거하고, 대체 기판 및 흡수 물품으로 상기 설명된 적용 과정을 진행할 수 있다. 대안으로, 착용자로부터 흡수 물품(32)을 제거한 후 기판(62)과 흡수 물품(32)이 함께 폐기될 수 있다. 대안으로, 간병인은 흡수 물품(32)이 착용자에 의해 착용된 상태에서 기판(62)을 제거할 수 있다.
도 5-9는 기판(18)의 대안적 예를 도시한다. 도 5는 기판(72)을 도시한다. 기판(72)은 기판(62)과 유사한 포켓(74) 및/또는 포켓(76)을 형성하는 재료의 하나 이상의 층으로 형성될 수 있다. 기판(72)은 고정 요소(68)와 유사한 하나 또는 고정 요소(78)를 포함할 수 있다. 기판(72)은 기판(62)과 상이한 크기 및/또는 모양일 수 있다. 예를 들어, 기판(72)의 일부는 기판(62)의 상응하는 부분보다 더 길고 및/또는 더 넓을 수 있으며, 이로써 기판(72)은 더 큰 흡수 물품에서 사용될 수 있거나, 또는 기판(62)보다 흡수 물품(32)의 외부를 더 많이 덮는 상태로 흡수 물품(32)에서 사용될 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 기판(72)은 기판(62)에 의해 접촉되지 않는 흡수 물품의 영역과 접촉하도록 형성될 수 있다.
도 6은 다른 기판(82)을 도시한다. 기판(82)은 기판(62)과 유사한 포켓(84) 및/또는 포켓(86)을 형성하는 재료의 하나 이상의 층으로 형성될 수 있다. 포켓 (86)은 기판(82)의 외부 측면에서 개방될 수 있다. 기판(82)은 고정 요소(68)(도 4a)와 유사한 하나 또는 고정 요소(88)를 포함할 수 있다. 고정 요소(88)는 기판(82)의 단부에 제공될 수 있고, 기판(82)의 내부가 흡수 물품의 외부와 접촉하도록 흡수 물품(32)과 같은 흡수 물품의 외부에 기판(82)을 결합하는데 사용될 수 있다.
도 7은 다른 기판(92)을 도시한다. 기판(92)은 기판(62)과 유사한 포켓(94) 및/또는 포켓(96)을 형성하는 재료의 하나 이상의 층으로 형성될 수 있다. 포켓 (96)은 기판(92)의 외부 측면에서 개방될 수 있다. 기판(92)은 고정 요소(68)(도 4a)와 유사한 하나 또는 고정 요소(98)를 포함할 수 있다. 고정 요소(98)는 기판(92)의 외주 둘레에서 및/또는 기판(92)의 중심 영역을 따라 연장될 수 있고, 기판(92)의 내부가 흡수 물품의 외부와 접촉하도록 흡수 물품(32)과 같은 흡수 물품의 외부에 기판(92)을 결합하는데 사용될 수 있다.
도 8은 다른 기판(102)을 도시한다. 기판(102)은 기판(62)과 유사한 포켓(104) 및/또는 포켓(106)을 형성하는 재료의 하나 이상의 층으로 형성될 수 있다. 포켓(106)은 기판(102)의 외부 측면에서 개방될 수 있다. 기판(102)은 착용자의 허리 둘레에 고정하기 위한 허리밴드(107), 및 착용자에게 맞도록 허리밴드(107)의 둘레를 조정하기 위한 고정 요소(68)(도 4a)와 유사한 하나 또는 고정 요소(108)를 포함할 수 있다. 기판(102)은 기판(102)의 내부가 흡수 물품의 외부와 접촉하도록 흡수 물품(32)과 같은 흡수 물품의 외부에서 착용자에 의해 착용될 수 있다.
도 9는 장치(110)의 다른 기판(112)을 도시한다. 기판(112)은 기판(62)과 유사한 포켓(114) 및/또는 포켓(116)을 형성하는 재료의 하나 이상의 층으로 형성될 수 있다. 포켓(116)은 기판(112)의 외부 측면에서 개방될 수 있다. 기판(112)은 착용자의 허리 둘레에 고정하기 위한 허리밴드(117), 및 착용자에게 맞도록 허리밴드(117)의 둘레를 조정하기 위한 고정 요소(68)(도 4a)와 유사한 하나 또는 고정 요소(118)를 포함할 수 있다. 기판(112)은 기판(112)의 내부가 흡수 물품의 외부와 접촉하도록 흡수 물품(32)과 같은 흡수 물품의 외부에서 착용자에 의해 착용될 수 있다.
감지 요소의 개요
도 1을 참조하면, 시스템(10)은 하나 이상의 감지 요소(20)를 사용하여 흡수 물품(16) 및/또는 그것의 착용자(14)의 하나 이상의 특성을 모니터할 수 있다. 감지 요소(20)는 흡수 물품(16) 및/또는 착용자(14)의 특성을 표시하는 하나 이상의 신호를 생성할 수 있다. 감지 요소(20)는 기판(18) 상에 또는 내에 위치될 수 있으며, 이로써 감지 요소(20)는 흡수 물품(16)의 외부에 밀접히 근접하여 또는 접촉하여 있을 수 있다. 이 위치는 시스템(10)으로 하여금 흡수 물품(16)의 외부에서 흡수 물품(16) 및/또는 착용자(14)를 모니터할 수 있게 한다. 예를 들어, 이 위치는 시스템(10)으로 하여금 물품(16)의 외부에서 흡수 물품(16) 내의 수분 수준을 모니터하고, 감지 요소(20)에 의해 발생된 감지 요소 신호로부터 습윤 사건을 추론할 수 있게 한다. 더욱이, 흡수 물품(16)의 외부에 감지 요소(20)를 위치시킴으로써 감지 요소(20)는 물품(16)에 함유된 수분과 직접 접촉하지 않고 습윤 사건, 습윤 상태 및/또는 다른 특성을 검출할 수 있다. 흡수 물품(16)의 외부에서 사용하기 위한 예시적인 감지 요소(20), 뿐만 아니라 흡수 물품(16)의 내부에서 사용되는 것들이 아래 더 상세히 설명될 것이다.
용량성 감지
하나 이상의 용량성 감지 요소가 시스템(10)에서 사용될 수 있다. 용량성 감지 요소는 흡수 물품 및/또는 착용자의 습윤 사건 및/또는 다른 특성을 특성화하기 위해 용량성 감지를 사용할 수 있다. 용량성 감지는 많은 용도를 가진다. 예를 들어, 용량성 감지는 사용자 터치를 검출하기 위해 터치 스크린에 사용될 수 있다. 용량성 감지 요소는 물체로부터 먼 거리에서 물체의 전기 커패시턴스를 감지할 수 있고, 이로써 감지 요소와 물체 사이의 직접 접촉은 필요하지 않다. 용량성 감지 요소는 또한 다른 재료의 하나 이상의 층을 통해서 물체의 전기 커패시턴스를 감지할 수 있다.
도 10a 및 10b는 흡수 물품(16)의 특성을 검출하기 위해 하나 이상의 용량성 감지 요소(119)가 사용될 수 있는 방식의 예시적인 도해를 도시한다. 도시된 대로, 용량성 감지 요소(119)는 흡수 물품(16)의 외부에, 예를 들어 흡수 물품(16)의 외부 근처에, 외부에 또는 외부 상에 위치될 수 있으며, 이로써 용량성 감지 요소(119)는 흡수 물품(16)의 내부와 분리될 수 있다. 분리는, 예를 들어 흡수 물품(32)의 외부 층(54)을 포함하는 재료, 및/또는 상기 설명된 기판(18)의 포켓을 형성하는 재료의 하나 이상의 층에 의해 제공될 수 있다. 용량성 감지 요소(119)는 재료의 층(들)을 통해서 흡수 물품(16)의 특성을 검출할 수 있다. 검출된 특성은 흡수 물품(16)의 커패시턴스를 포함할 수 있다. 착용자(14)의 삼출물(예를 들어, 소변 및/또는 대변)으로부터의 수분(121)은 흡수 물품(16)의 내부에 흡수될 수 있다. 이 흡수는 흡수 물품(16)의 커패시턴스를 변화시킬 수 있다. 삼출물(121) 및/또는 흡수 물품(16)의 특성에 대한 정보는 용량성 감지 요소(119)로부터의 신호를 분석함으로써 수집될 수 있다.
흡수 물품(16), 착용자(14), 착용자(14)로부터의 삼출물(121), 및/또는 이들의 조합과 같은, 물체의 커패시턴스(122)를 검출하도록 구성된, 용량성 감지 회로(120)의 예시적인 도해가 도 11에 묘사된다. 회로(120)는, 예를 들어 신호 발생기(124), 전압 분할 측정을 위한 내부 구성요소(예를 들어, 레지스터(126)), 및 입력장치(128)를 포함할 수 있다. 프로세서(24)(도 1)와 같은 프로세서는 신호 발생기(124)의 작업을 제어할 수 있다. 입력장치(128)는 마이크로컨트롤러(미도시)에 의해 수행되는 아날로그의 디지털로의 전환을 포함할 수 있다. 프로세서는 입력장치(128)를 모니터할 수 있고, 그것에 적어도 부분적으로 기초하여 커패시턴스(122)를 추정할 수 있다. 회로(120)는 또한 하나 이상의 전기적 접지(130, 132)를 포함할 수 있다. 접지(130, 132)는, 예를 들어 사람 접지, 장치 접지 및/또는 외부 접지를 포함할 수 있다. 회로(120)의 접지(130, 132)는 또한 시스템(10)의 접지로서 기능할 수 있다. 회로(120)에서 커패시턴스(122)가 검출되는 물체는 회로(120)로부터 절연될 수 있다.
도 12는 흡수 물품(16) 및/또는 착용자(14)로부터의 삼출물(121)의 커패시턴스(136), 및 착용자(14)의 커패시턴스(138)을 검출하도록 구성된, 예시적인 용량성 감지 회로(134)의 다른 도해를 도시한다. 커패시턴스(136, 138)는 조립체(139)에 의해 측정되는 신호에 영향을 미칠 수 있다. 도 13에 도시된 대로, 조립체(139)는 신호 발생기(124), 레지스터(126) 및 입력장치(128)를 포함할 수 있다. 신호 발생기(124)의 신호 전압, 및 입력 신호의 변화는 커패시턴스(136, 138)를 추론하는데 사용될 수 있다. 회로(134)에서 흡수 물품(16)과 착용자(14) 사이에 어느 정도의 전도도가 있을 수 있다. 이 시나리오는, 예를 들어 착용자(14)에 의해 배출된 삼출물이 흡수 물품(16)의 가장자리를 넘쳐 흐르거나 누출되었을 때 생길 수 있다. 도 14는 커패시턴스(136, 138)와 병렬로 레지스터 또는 저항(140, 142)이 추가된 도 12의 시나리오를 도시한다. 이들 저항(140, 142)은 전형적으로 높은 값(예로서 >1 메가옴)이며, 흡수 물품(16)과 착용자(14)의 병렬 저항을 나타낼 수 있다. 흡수 물품(16)의 물질의 방수(비전도성)층의 저항 때문에 흡수 물품(16)의 저항(140)은 전형적으로 높을 수 있다. 미포화 피부의 저항이 전형적으로 높을 수 있고 착용자(14)는 착용자(14)가 흡수 물품(16)과 물리적으로 닿았을 때만 흡수 물품(16)과 전도성 접촉을 만들기 때문에 착용자(14)의 저항은 전형적으로 높을 수 있다. 착용자(14)와 흡수 물품(16) 사이의 물리적 접촉의 규모는 유의하게 변할 수 있고, 이것은 고 전도도 연결의 새성을 방해할 수 있다.
도 15는 예시적인 용량성 감지 요소(144)에 대한 회로 다이어그램을 도시한다. 감지 요소(144)는 마이크로컨트롤러(146)를 포함할 수 있다. 마이크로컨트롤러(146)는 신호 발생기(124) 및/또는 입력장치(128)를 포함하거나, 대신하거나, 또는 다르게는 제어할 수 있다. 마이크로컨트롤러(146)는 출력 핀(148) 및 하나 이상의 입력 핀(150)을 포함할 수 있다. 마이크로컨트롤러(146)로부터의 하나 이상의 출력 신호는 출력 핀(148)을 통해 레지스터(126) 및 용량성 감지 요소 판(149)을 포함할 수 있는 감지 요소(144)의 나머지에 보내질 수 있다. 레지스터(126) 및 용량성 감지 요소 판(149)로부터의 하나 이상의 신호는 입력 핀(150)을 통해 마이크로컨트롤러(146)에 의해 수신될 수 있다. 예를 들어, 출력 핀(148)에 적용된 계단 함수의 개시와 입력 핀(150)의 부상까지의 시간 사이의 시간이 마이크로컨트롤러(146)에 의해 측정될 수 있다. 용량성 감지 요소 판(149)에 의해 유도된 용량성 효과로 인해 입력 핀(150)의 부상 시간은 용량성 물질이 용량성 감지 요소 판(149)에 근접해 있을 때 증가할 수 있다. 입력 핀(150)의 부상 시간은 용량성 본체의 커패시턴스 및/또는 존재를 추정하기 위해 사용될 수 있다. 흡수 물품(16)에서 삼출물은 한 가지 이러한 용량성 본체이다.
도 16은 예시적인 용량성 감지 요소(152)에 대한 다른 회로 다이어그램을 도시한다. 감지 요소(152)는 마이크로컨트롤러(146), 출력 핀(148) 및 입력 핀(150)과 유사한, 출력 핀(156) 및 하나 이상의 입력 핀(158)을 가진 마이크로컨트롤러 (154)를 포함할 수 있다. 마이크로컨트롤러(154)는 출력 핀(148)을 통해 하나 이상의 레지스터(160) 및 하나 이상의 용량성 감지 요소 판(162)에 신호를 보낼 수 있고, 입력 핀(150)을 통해 그로부터 신호를 수신할 수 있다. 3개의 레지스터-용량성 판 쌍이 도시되지만, 임의의 수의 쌍이 원하는 판독 횟수에 따라 제공될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이 회로 다이어그램은 단일 출력 핀(156)을 가진 다수의 용량성 감지 요소 판(162)을 허용한다.
상기 설명된 회로에서, 흡수 물품(16) 및/또는 착용자(14)의 커패시턴스의 변화는 흡수 물품(16) 상의 또는 부근의 습윤 사건의 하나 이상의 특성의 추정치를 얻기 위해 모니터될 수 있다. 몇 개의 회로가 상기 설명되었지만, 임의의 다른 적합한 회로가 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
추가로 또는 대안으로, 상기 설명된 회로를 사용한 용량성 감지 방법은 용량성 판 중 하나 이상에 일정 크기의 주파수의 공급하는 것을 포함할 수 있다. 용량성 측정은 흡수 물품(16)에서 수분을 특성화하기 위해 취해질 수 있다. 흡수 물품(16) 및 그 안에 흡수된 물질의 반응은 주파수와 함께 변화할 수 있고, 다중 주파수에 대해 커패시턴스를 측정하는 것은 습윤 사건을 특성화하는데 사용될 수 있는 추가의 정보를 제공할 수 있다. 주파수 발생 및/또는 모니터링 구성요소의 한 가지 예는 마이크로컨트롤러 또는 다른 아날로그 회로망 형태의 프로세서일 수 있다.
흡수 물품(16)에서 습윤 사건의 발생을 확인하는 것에 더하여, 시스템(10)은 흡수 물품(16)에서 삼출물의 부피를 추정하기 위해 이용될 수 있는 하나 이상의 기술을 수행할 수 있다. 예를 들어, 부피는 특정 역치를 넘는 포화 값을 가진 시스템(10)에서 용량성 감지 요소의 수를 세는 것으로써 추정될 수 있다. 도 17a는 축축한 영역(163)을 가진 흡수 물품(16)을 예시한다. 부피 추정 알고리즘은 용량성 감지 요소(119a-119e)의 각각에 대한 포화 값을 결정할 수 있으며, 여기서 포화 값의 각각은 영역이 삼출물 및/또는 액체에 노출된 후 용량성 감지 요소(119a-119e) 중 하나에서 또는 그 이상에서 흡수 물품(16)의 영역의 포화 수준에 상응할 수 있다. 포화 상태에 있는 용량성 감지 요소(119a-119e)의 각각에 대해 알고리즘은 부피 추정치에 부피를 더할 수 있다. 더해진 부피는 용량성 감지 요소(119a-119e)의 각각에 특이적일 수 있고, 용량성 감지 요소(119a-119e)의 각각이 모니터링을 담당하는 흡수 물품(16)의 영역에 상응할 수 있다. 알고리즘에 의해 발생된 부피 추정치는, 예를 들어 용량성 감지 요소(119a-119e)의 각각으로부터의 개별적 부피 기여의 합계일 수 있다. 도 17a에 묘사된 예에서, 단지 용량성 감지 요소(119b-119d)만이 포화 상태에 있을 수 있다. 따라서, 부피는 용량성 감지 요소(119b-119d)와 관련된 부피를 더하고, 용량성 감지 요소(119a, 119e)와 관련된 부피를 더하지 않음으로써 추정될 수 있다.
추가로 또는 대안으로, 부피 추정은 표면 수분(165)을 구함으로써 확장될 수 있다. 단계는 용량성 감지 요소(119a-119e)의 각각에 대해 표면 수분 값을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 용량성 감지 요소의 표면 수분 값은 용량성 감지 요소에 의해 모니터되는 흡수 물품(16)의 영역에서 표면 수분의 정도에 상응할 수 있다. 표면 수분은 존재하는 표면 수분에서 측정된 용량성 값이 단지 축축함에 대핸 것보다 훨씬 더 높을 수 있기 때문에 축축함과는 구별될 수 있다. 후속 단계는 상기 설명된 포화 부피 방법을 사용하여 부피 추정치를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 다른 후속 단계는 표면 수분의 결과로서 추가의 부피를 추가함으로써 추정된 부피를 변형하는 것을 포함할 수 있다.
추가로 또는 대안으로, 부피 추정은 흡수 물품(16)을 통해 포화 및/또는 표면 수분의 소멸 속도를 구함으로써 수행될 수 있다. 이것의 예는 도 17b, 17c에 예시된다. 습윤 사건의 시작 후에 시간 t1(도 17b)에서 하나의 용량성 감지 요소(119c)가 포화될 수 있다. 시간 t2(도 17c)에서 용량성 감지 요소(119b-119d)가 포화될 수 있다. 부피 추정은 상기 설명된 방법 중 하나 또는 다른 방법을 사용하여 시간 t1에서 부피를 추정하고, 더 늦은 시간 t2에서 부피를 다시 한번 추정함으로써 결정될 수 있다. 다음에, 부피의 속도 변화가 계산될 수 있다. 부피의 변화 속도를 사용함으로써 하나 이상의 더 늦은 시간, 및 가능한 다른 입력값(예를 들어, 표면 축축함, 인구학적 정보, 소변 실금의 종류, 용량성 감지 요소(119a-119e)의 물리적 배열/위치)에서 부피가 추정되며, 부피 추정치는 흡수 물품(16) 전체에 아직 퍼지지 않은 유체 및 포화된 다른 용량성 감지 요소(119a, 119e)를 설명하기 위해 업데이트될 수 있다.
추가로 또는 대안으로, 더욱 일반적인 함수가 적용될 수 있고, 신경망이 함수를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 이 시나리오에서 신경망은 표적으로서 측정된 부피 및 입력값으로 간섭 감소된 용량성 감지 요소 값으로 훈련될 수 있다.
추가로 또는 대안으로, 매우 일반적인 신경망이 부피과 용량성 감지 요소 (119a-119e) 및/또는 다른 감지 요소(120)(예를 들어, 압력 감지 요소) 사이의 맵핑을 결정하는데 사용될 수 있다. 이 시나리오에서 신경망은 표적으로서 측정된 부피 및 입력값으로서 감지 요소 값 중 하나 이상으로 훈련될 수 있다.
또한, 시스템(10)은 미리 정해진 수학적 모델에 감지 요소 신호를 적용함으로써 감지 요소 신호를 분석하기 위한 알고리즘을 행할 수 있다. 수학적 모델은 삼출물의 위치, 흡수 물품(16)의 나머지 용량, 누출이 발생했던 기회, 근 미래에 누출이 발생할 기회, 및/또는 다른 습윤 사건 특성에 관하여 흡수 물품(16)에서 습윤 사건을 특성화할 수 있다. 수학적 모델은 입력값으로서 흡수 물품(16)의 습윤 상태, 흡수 물품(16)의 위치, 최근 습윤 사건의 크기/부피, 최근 습윤 사건의 시간, 주어진 습윤 상태에서 흡수 물품(16)의 지속기간, 흡수 물품(16)의 종류, 착용자(14)의 인구학적 정보, 착용자(14)의 변화 이력, 및/또는 착용자(14)의 활동 이력을 포함하는 하나 이상의 특성을 이름 바로 옆에 나타낼 수 있다.
한 양태에서, 감지 요소(20)는 상기 설명된 기판(18) 중 하나 위에 또는 그 안에 지지된 복수의 감지 요소를 포함할 수 있고, 또한 기판(18) 위에 또는 그 안에 지지될 수 있는 트랜스미터(26)를 포함할 수 있다(예를 들어, 기판(18) 중 어느 것의 포켓 내에 위치됨). 기판(18)은, 예를 들어 흡수 물품(16)의 밑면에 적용될 수 있으며, 이것은 흡수 물품(16) 내부의 습윤 사건이 감지 요소(20)를 사용하여 모니터될 수 있도록 한다.
간섭
도 1과 관련하여, 시스템(10)은 습윤 사건을 정확히 검출, 모니터, 및/또는 특성화하는 그것의 능력에 영향을 미칠 수 있는 간섭의 하나 이상의 형태를 겪을 수 있다. 도 18의 순서도에 의해 도시된 대로, 흡수 물품(16)과 관련된 변화는 감지 요소(20)과 관련된 신호에 영향을 미칠 수 있고, 이것은 이 예에서 용량성 감지 요소(119)(도 10a, 10b) 및 다른 감지 요소(164)를 포함할 수 있다. 영향받은 신호는 시스템(10)에 의해 모니터될 수 있고, 흡수 물품(16)과 관련된 특성이 그로부터 추론될 수 있다. 일부 예에서, 간섭(166)은 또한 감지 요소 신호에 영향을 미칠 수 있다. 간섭은, 예를 들어 착용자 위치 및/또는 움직임, 및/또는 외부 출처로부터 유래할 수 있다. 간섭을 감소시킴으로써 시스템(10)의 성능이 증진될 수 있다. 시스템(10)은 간섭(168)을 감소시키기 위한 양태 및/또는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 양태 및/또는 단계는 더욱 정확한 출력(170)을 생성할 수 있고, 이것은 이 예에서 흡수 물품(16)에서 수분의 부피의 추정(172), 및 흡수 물품(16)에서 습윤 사건의 특성화(174)를 포함할 수 있다.
간섭의 한 가지 출처는 착용자(14)의 위치 및/또는 움직임으로부터 생길 수 있다. 예시적인 용량성 감지 회로(176)의 도해가 도 19에 도시되며, 이것은 회로(134)(도 12)와 유사한 양태를 포함한다. 커패시턴스(178)의 추가의 출처가 회로(176)에 도시되며, 착용자(14)의 하나 이상의 신체 부분(예를 들어, 다리, 손 및/또는 생식기)의 존재를 표시할 수 있다. 커패시턴스(178)는 시스템이 커패시턴스(136, 138)에 기초하여 흡수 물품(16)에서 습윤 사건을 특성화하려 시도할 때 시스템(10)에 대해 간섭을 생성할 수 있다. 커패시턴스(178)를 변화시킬 수 있는 신체 부분의 움직임은 추가의 곤란함을 제시할 수 있다.
도 20은 회로(176)와 유사한 양태를 포함하는 다른 예시적인 용량성 감지 회로(179)의 도해를 도시한다. 커패시턴스(180)의 다른 추가의 출처가 회로(177)에 도시된다. 커패시턴스(180)는 착용자(14) 및/또는 흡수 물품(16)의 부근에 있는 하나 이상의 외부 컨덕터(예를 들어, 휠체어, 침대 프레임, 금속 의자, 축축한 침대 시트 및/또는 다른 전자 장비)의 존재를 표시할 수 있고, 이것은 또한 장치(17)의 반응에 영향을 미칠 수 있다. 외부 컨덕터는 외부 접지(182)에 의해 접지될 수 있다.
착용자(14)의 움직임 및/또는 위치, 및/또는 외부 컨덕터의 존재에 의해 야기되는 간섭은 외부 영향으로부터 감지 요소(20) 중 하나 이상을 차폐함으로써 감소될 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 간섭은 감지 요소(20) 중 하나를 다른 감지 요소와 물리적으로 또는 작동성으로 조합함으로써 모니터 및/또는 감소될 수 있다. 추가의 감지 요소는, 제한은 아니지만, 용량성 감지 요소, 압력 감지 요소, 온도 감지 요소, 가속도계, 자이로스코프, 자기계, 기압 압력 감지 요소, 진동 감지 요소, 자기 감지 요소(예를 들어, 리드 스위치 또는 리드 릴레이), 플렉스 감지 요소, 광학 감지 요소(예를 들어, 색 감지 요소 또는 포토레지스터, 적외선 감지 요소, 및/또는 삼출물에 노출되었을 때 색이 변할 수 있는 흡수 물품(16) 또는 장치(17) 상의 색-변화 물질의 스트립에서 변화를 감지하기 위한 임의의 적합한 광학 감지 요소), 습도 감지 요소, 화학적 감지 요소, 및/또는 열 플럭스 감지 요소를 포함할 수 있다.
한 양태에 따라서, 간섭은 감지 요소(20)로부터의 정보의 적어도 일부를 고려하는 알고리즘을 사용함으로써 감소될 수 있다. 예를 들어, 알고리즘은 하나 이상의 용량성 감지 요소(119), 및 하나 이상의 추가의 감지 요소로부터의 정보를 고려할 수 있다. 알고리즘은 또한 인구학적 및 환경적 정보, 및 히스토릭 상태 정보를 고려할 수 있다. 한 가지 예시적인 알고리즘은 감소된 간섭 용량성 감지 요소 값을 생성하기 위한 아래의 일반 함수 f를 사용할 수 있다:
감소된 간섭 용량성 감지 요소 값 = f(용량성 감지 요소 값(들), 추가의 감지 요소 값(들), 인구학적 정보, 환경적 정보, 히스토릭 상태 정보)
추가의 또는 대안의 알고리즘이 아래 섹션에서 설명될 것이다.
압력 감지
한 양태에 따라서, 외부 및/또는 사람의 간섭은 용량성 감지 요소(119)와 함께 하나 이상의 압력 감지 요소(184)를 사용함으로써 감소될 수 있다. 도 21a, 21b는 착용자(14)의 신체 부분이 간섭을 생성할 수 있는 방식을 표시하는 다이어그램을 도시한다. 예를 들어, 용량성 감지 요소(119)는 물품(16) 및/또는 착용자 (14)의 커패시턴스를 감지하기 위해 물품(16) 안에 또는 그 위에 위치될 수 있고, 감지된 커패시턴스를 표시하는 판독 또는 값을 생성할 수 있다. 착용자(14)가 용량성 감지 요소(119)를 향해 자신의 다리(186)를 움직였을 때, 다리(186)는 용량성 감지 요소(119)에 의해 감지되는 커패시턴스를 변화시킬 수 있고, 따라서 커패시턴스 감지 요소의 판독 또는 값에 영향을 미침으로써 물품(16) 및/또는 착용자(14)의 커패시턴스를 정확히 감지하는 커패시턴스 감지 요소의 능력을 방해한다. 여기서는 다리(186)가 도시되지만, 임의의 전도성 신체 부분(예를 들어, 손 또는 팔) 및/또는 임의의 전도성 외부 물체(예를 들어, 의료 장비의 일부)도 유사한 간섭을 야기할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 압력 감지 요소(184)는, 예를 들어 흡수 물품(16) 및/또는 장치(17)에 대해 다리(186)에 의해 적용되는 압력을 표시하는 판독 또는 값을 생성할 수 있다. 압력 판독 또는 값은 다리(186)에 의해 야기된 간섭의 하나 이상의 특성을 확인하는데 사용될 수 있고, 및/또는 간섭을 감소, 제거 또는 다르게는 완화하기 위해 용량성 감지 요소(119)로부터의 판독 또는 값을 조정하는데 사용될 수 있다.
한 양태에 따라서, 알고리즘은 압력 감지 요소(184)로부터의 하나 이상의 판독을 사용하여, 착용자의 다리의 위치 및/또는 움직임에 의해 야기된, 용량성 감지 요소(119)에서의 간섭을 감소시킬 수 있다. 감소된 간섭 용량성 감지 요소 값을 결정하기 위한 한 가지 예시적인 알고리즘은 다음과 같다: 감소된 간섭 용량성 감지 요소 값 = 용량성 감지 요소 값 + m * 압력 감지 요소 값.
상기 알고리즘에서 m은 실험을 통해서 및/또는 히스토리컬 데이터 및 경향성을 분석함으로써 결정된 상수를 표시한다. 추가로 또는 대안으로, 회귀 분석 및/또는 기계 학습(machine learning)을 포함하는 임의의 다른 적합한 기술이 m을 결정하는데 이용될 수 있다.
한 양태에 따라서, 복수의 압력 감지 요소(184)가 사용될 수 있고, 알고리즘은 각자의 개별 기울기가 곱해진 압력 감지 요소 값의 각각의 합산에 의해 각 용량성 감지 요소(119)에 대한 간섭을 감소시킬 수 있다.
추가로 또는 대안으로, 용량성 감지 요소 값은 각자의 상수가 곱해진 압력 감지 요소 값의 각각의 합산, 및 각자의 상수가 곱해진 압력 감지 요소 값 및 용량성 감지 요소 값의 일반적 함수의 합산 중 하나 이상의 조합에 의해 변형될 수 있으며, 이로써 간섭이 감소될 수 있다.
감지 요소 값의 상수(예를 들어, 기울기) 및 감지 요소 값의 함수를 결정하기 위해 다중 회귀 과정이 이용될 수 있다. 다중 회귀 과정은 하나 이상의 단계를 포함할 수 있다. 초기 단계는, 다양한 부피의 삼출물에 대해, 압력 감지 요소 데이터 및 용량성 감지 요소 데이터를 수집하는 것을 포함할 수 있다(0ml에서 그 이상의 각 부피 양은 자신의 설정된 데이터를 가질 수 있다). 후속 단계는, 각 용량성 감지 요소에 대해, 상수를 결정하기 위해 회귀를 행하는 것을 포함할 수 있다. 회귀의 실행은 전체 데이터셋에 대해 삼출물의 동일한 부피를 사용하여, 데이터셋 전반에서 용량성 감지 요소를 Y 입력값으로서 설정하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 회귀의 실행은 다수의 X 입력값 데이터셋을 생성하는 것을 포함할 수 있다. 예시적인 X 입력값 데이터셋은 압력 감지 요소 입력값 당 하나의 X 입력값, 및/또는 압력 감지 요소 입력값의 함수 당 하나의 X 입력값을 포함할 수 있다. 다른 후속 단계는 각 압력 감지 요소 영향을 결정하기 위해 다중 회귀를 행하는 것을 포함할 수 있으며, 압력 감지 요소 값의 함수는 각 용량성 감지 요소 상에 덮어쓰기 해야 한다. 선형 회귀 방법에서 이들은 기울기 m1, m2 등의 형태일 수 있다. 변형된 커패시터 값은 원래 커패시터 값 c를 취하고 그것의 관련된 압력 감지 요소 값 또는 압력 감지 요소 값의 함수가 곱해진 기울기를 전부 더함으로써 결정될 수 있다.
각 용량성 감지 요소(119)는 압력 감지 요소 값 및 압력 감지 요소 값의 함수의 각각에 대한 일련의 기울기를 가질 수 있다. 다른 후속 단계는, 각 용량성 감지 요소(119)에 대해, 다른 입력값과 비교하여 작은 기울기를 가진 압력 감지 요소 입력값 및 압력 감지 요소 입력값의 함수의 기여를 제거하는 것을 포함할 수 있다. 작은 기울기는 입력값이 용량성 감지 요소에 간섭 영향을 거의 갖지 않는다는 것을 표시할 수 있다. 다른 후속 단계는 압력 감지 요소 입력값 및 압력 감지 요소 입력값의 함수의 제한된 세트로 회귀를 재실행하는 것을 포함할 수 있다.
압력 감지 요소 입력값의 함수의 예들은 압력 감지 요소 값과 다른 감지 요소 값의 로지스틱 함수의 곱, 압력 감지 요소 값의 다항식, 2개의 압력 감지 요소 값의 곱, 압력 감지 요소 값의 지수식, 감지 요소 값과 다수의 압력 감지 요소 값의 다중 로지스틱 함수의 곱, 및/또는 감지 요소 값과 임의의 다른 함수의 로지스틱 함수의 곱(이것은 또한 회귀적으로 일어날 수 있다)을 포함할 수 있다. 또한, 로지스틱 함수는 단순화를 위해 계단 함수로 대체될 수 있다는 것이 고려된다. 로지스틱 함수와 관련된 상수는 최적화 방법을 통해 결정될 수 있다.
선형 회귀 기울기 이외의 다른 상수를 결정하기 위한 과정은 다중 회귀의 바깥에 있는 모든 것에 대해 일련의 상수를 선택하는 것을 포함할 수 있다. 이 과정은 또한 정확성 변수를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 적합한 정확성 변수는 선형 회귀에 의해 생성된 R2 차이, 또는 아래 설명된 부피 추정 기술을 사용하여 추정된 부피의 최대 편차일 수 있다. 또한, 이 과정은 함수 f(비-다중 회귀 상수), 및 이 함수에 대한 다양한 최적화 기술을 적용하는 것을 포함할 수 있으며, 상수의 선택, 회귀의 실행, 하나 이상의 정확성 변수(예를 들어, 다중 회귀로부터의 R2)의 생성, 및 분리된 다변수 최적화 기술을 사용한 상수의 조정을 포함한다. 방법의 일부 예들은 시뮬레이션된 아닐링 또는 준-뉴턴 방법이다.
추가로 또는 대안으로, 더욱 일반적인 함수가 적용될 수 있고, 및/또는 신경망이 함수의 결정에 사용될 수 있다. 이 시나리오에서 신경망은 표적으로서 용량성 감지 요소 값 및 입력값으로서 압력 감지 요소 값으로 훈련될 수 있다.
한 양태에 따라서, 용량성 감지 요소 값(다른 방법으로부터의 변형 전 및/또는 후)은 상기 설명된 기술에 의해서, 및/또는 감지 요소 값에 용량성 감지 요소 값과 다른 감지 요소 값으로부터 결정된 축척 인자를 곱함으로써 선택적으로 간섭을 감소시키도록 변형될 수 있다.
합산 기술 및 일반적 함수에 대한 알고리즘에서 사용되는 상수는 다양한 방법을 사용하여 결정될 수 있다. 이들 방법은, 제한은 아니지만, 선형 회귀, 다중 회귀, 특성화된 습윤 사건과 습윤 사건의 측정된 특성 간의 오차의 최소화, 및 기계 학습을 포함할 수 있다.
한 양태에 따라서, 도 22a에 도시된 대로, 장치(17)는 흡수 물품(16) 상의 또는 부근의 습윤 사건을 특성화하기 위해 복수의 용량성 감지 요소(119a-119j)를 포함할 수 있다. 용량성 감지 요소(119a-119j)는 베이스(190)의 제1 측면 상에 미리 정해진 패턴으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 용량성 감지 요소(119a-119j)는 줄과 열로 배열될 수 있다. 각 줄은 베이스(190)의 측면 가장자리를 따라 길이방향으로 연장될 수 있다. 각 열은 베이스(190)의 한 측면 가장자리로부터 다른 측면 가장자리로 넓이방향으로 연장된 한 쌍의 용량성 감지 요소(119a-119j)에 의해 형성될 수 있다. 줄 및 열은 선형일 수 있으며, 이로써 용량성 감지 요소(119a-119j)는 격자를 형성한다. 그러나, 임의의 다른 적합한 미리 정해진 패턴 또는 레이아웃이 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 베이스(190)의 제1 측면은 장치(17)가 흡수 물품(16)에 적용되었을 때 흡수 물품(16)의 외부와 마주하는 측면일 수 있다. 10개의 용량성 감지 요소(119a-119j)가 도 21a에 도시되지만, 더 적거나 더 많이 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
용량성 감지 요소(119a-119j)는, 예를 들어 전도성 직물 및 구리 테이프로 제조된 용량성 감지판을 포함할 수 있다. 추가의 또는 대안의 물질이 또한 사용될 수 있다. 하나 이상의 와이어(192)가 감지 요소(119a-119j)를, 예를 들어 리시버(22), 프로세서(24), 및/또는 트랜스미터(26)에 연결할 수 있다. 와이어(192)는 베이스(190)의 중심선을 따라 길이방향으로 연장될 수 있다. 한 예에서, 감지 요소(119a-119j)의 각각은 각자의 개별 와이어(들)(192)에 의해 리시버(22), 프로세서(24), 및/또는 트랜스미터(26)에 연결될 수 있다. 용량성 감지 요소(119a-119j)의 각각은 개별적으로 작동할 수 있으며, 이로써 이들 중 하나 이상이 작동을 중단한다면 나머지 것들이 작동 상태를 유지할 수 있다.
용량성 감지 요소(119a-119j)는 베이스(190)에 접착, 봉합, 매립, 또는 다른 식으로 부착될 수 있다. 베이스(190)는 기판(18)에 또는 그 안에 접착, 봉합 또는 다른 식으로 고정될 수 있으며, 이로써 용량성 감지 요소(119a-119j)는 기판(18)이 흡수 물품(16)에 적용되었을 때 흡수 물품(16)의 바닥 외부 표면에 대해 놓여 있을 수 있는 기판(18)의 측면 상에 위치될 수 있다. 베이스(190)는 플렉서블 및/또는 경량 폼 재료로 제조될 수 있다.
하나 이상의 압력 감지 요소(194a-194h)는 베이스(190)의 제2 측면 상에 위치될 수 있으며, 제2 측면은 제1 측면의 반대쪽이다. 압력 감지 요소(194a-194h)는 베이스(190)의 제2 측면 상에 미리 정해진 패턴으로 배열될 수 있다. 예를 들어, 압력 감지 요소(194a-194h)는 용량성 감지 요소(119a-119j)와 유사한 줄과 열로 배열될 수 있다. 그러나, 임의의 다른 적합한 미리 정해진 패턴 또는 레이아웃이 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 8개의 압력 감지 요소(194a-194h)가 도 22b에 도시되지만, 더 적거나 더 많이 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 와이어(192)와 유사할 수 있는 하나 이상의 와이어(196)가 압력 감지 요소(194a-194h)를, 예를 들어 리시버(22), 프로세서(24), 및/또는 트랜스미터(26)에 연결할 수 있다. 압력 감지 요소(194a-194h)의 각각은 개별적으로 작동할 수 있으며, 이로써 이들 중 하나 이상이 작동을 중단한다면 나머지 것들이 작동 상태를 유지할 수 있다. 압력 감지 요소(194a-194h)는 베이스(190)에 접착, 봉합, 매립, 또는 다른 식으로 부착될 수 있다. 압력 감지 요소(194a-194h)는, 예를 들어 전도성 직물 및 정전기 방지 플라스틱의 층을 포함하는 전도성 직물 압력 센서를 포함할 수 있다. 대안으로, 임의의 적합한 압력 감지 요소가 사용될 수 있다. 사용시에 압력 감지 요소(194a-194h)는 흡수 물품(16)으로부터 떨어져 마주할 수 있는 기판(18)의 측면에 위치될 수 있다.
도 22c에 도시된 대로, 베이스(190)는 압력 감지 요소(194a-194h)로부터 용량성 감지 요소(119a-119j)를 분리하는 스페이서로서 작용할 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 베이스(190)는 와이어(196)로부터 와이어(192)를 분리하는 스페이서로서 작용할 수 있다. 베이스(190)는 상기 언급된 감지 요소 및/또는 와이어 사이에서 비교적 일정한 거리를 유지할 수 있다.
도 23a-23d는 예시적인 감지 요소 레이아웃을 보여주는 도식적 다이어그램이다. 용량성 감지 요소 위치(198)는 원으로 확인되고, 압력 감지 요소 위치(200)는 다이아몬드로 확인된다. 묘사된 레이아웃은 물품(16)의 임의의 적합한 종류에서 사용하기 위한, 기판(18)의 임의의 적합한 종류에서 사용될 수 있다. 이들 다이어그램에서 기판은 패드(202)를 포함할 수 있다. 용량성 감지 요소 위치(198)는 패드(202)의 한쪽 측면일 수 있고, 압력 감지 요소 위치(200)는 패드(202)의 반대쪽 측면일 수 있다. 단지 4개의 예시적인 감지 요소 레이아웃이 도시되지만, 다른 감지 요소 레이아웃도 가능하다는 것이 이해되어야 한다.
용량성 감지 요소 위치(198)는 패드(202)의 길이를 따라 압력 감지 요소 위치(200)와 교대로 있을 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 교대하는 용량성 감지 요소 위치(198)와 압력 감지 요소 위치(200)의 다수의 열이 패드(202)의 길이를 따라 연장될 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 용량성 감지 요소 위치(198)와 압력 감지 요소 위치(200)는 패드(202)의 영역에 그룹화될 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 인접한 용량성 감지 요소 위치(198) 및/또는 압력 감지 요소 위치(200) 사이의 공간은 패드(202)의 상이한 영역에서 상이할 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 용량성 감지 요소 위치(198) 및 압력 감지 요소 위치(200) 중 하나는 서로 중첩할 수 있다. 감지 요소 위치의 임의의 다른 적합한 배열 또는 패턴이 사용될 수 있다.
감지 요소의 위치는 사용되는 기판의 종류에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 용량성 감지 요소 위치(198)는 습윤 사건에 가장 영향받을 수 있을 것 같은 패드(202)의 영역이 적어도 하나의 용량성 감지 요소, 또는 일부 경우 일군의 용량성 감지 요소를 갖는 것을 보장하도록 위치될 수 있다. 압력 감지 요소 위치(200)는 착용자(14)의 움직임에 가장 영향받을 수 있을 것 같은 패드(202)의 영역이 적어도 하나의 압력 감지 요소, 또는 일부 경우 일군의 압력 감지 요소를 갖는 것을 보장하도록 위치될 수 있다.
가속 감지
본 개시의 다른 양태에 따라서, 하나 이상의 가속도계(미도시)가 시스템(10)의 일부분일 수 있다. 가속도계는, 예를 들어 용량성 감지 요소 위치(198) 및/또는 압력 감지 요소 위치(200) 중 어느 것에 또는 근처에, 또는 리시버(22), 프로세서(24), 및 트랜스미터(26) 중 어느 것에 또는 그 안에 위치될 수 있다. 한 예에서, 가속도계는 기판(18) 상의 임의의 적합한 포켓 내에 고정될 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 가속도계는 베이스(190) 상에 또는 내에 있을 수 있다.
가속도계는 간섭을 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 가속도계는 거주자가 누워 있거나 서 있을 때를 검출하기 위해 사용될 수 있다. 이들 상태의 각각은 다른 감지 요소(20)로부터의 판독에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 착용자가 누워 있는 동안 배뇨한다면, 흡수 물품(16)에서 소변의 분포는 착용자가 서서 및/또는 앉아서 배뇨하는 때의 분포와 상이할 수 있다. 더욱이, 누출 발생의 변화가 더 크다. 이들 요인은 감지 요소(20)로부터의 판독에 영향을 미칠 수 있다. 가속도계 판독은 이들 요인으로 인한 간섭을 감소시키기 위해 사용될 수 있다.
가속도계 데이터는 용량성 감지 요소에 대한 간섭의 효과를 완화하기 위해 사용될 수 있다. 가속도계 데이터는 압력 감지 요소 데이터가 사용될 수 있는 방식과 유사한 방식으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 압력 및 용량성 감지 요소에서 이용되는 다중 선형 회귀의 과정이 가속도계에도 이용될 수 있으며, 입력값으로서 가속도계의 x, y 및 z 가속을 사용한다.
추가로 또는 대안으로, 가속도계 데이터는 착용자의 위치를 결정하기 위해 사용될 수 있고, 상기 언급된 압력 감지 요소 알고리즘이 결정된 위치에 기초하여 개량될 수 있다. 예를 들어, 회귀는 누운 상태 모드에 대한 간섭 감소 알고리즘을 발생시키기 위한 누워 있는 착용자, 앉은 상태 모드에 대한 간섭 감소 알고리즘을 발생시키기 위한 앉아 있는 착용자, 및/또는 서 있는 상태 모드에 대한 간섭 감소 알고리즘을 발생시키기 위한 서 있는 착용자로부터의 데이터에 대해 행해질 수 있다. 다음에, 모드가 가속도계를 사용하여 검출될 수 있고, 이로써 적절한 간섭 감소 알고리즘이 적용된다.
착용자의 위치/배향은 가속도계 데이터가 일정하고 중력 가속도 g와 대략 등가인 벡터에 합해진 상태에서 가속도계에 의해 생성된, x, y 및 x-축 중 가속의 상대적 값을 비교함으로써 검출될 수 있다. 일정한 가속도계 데이터는 착용자가 가속 상태에 있을 가능성이 없음을 의미할 수 있다(또는 일정한 속도로 가속중인 상태, 이것은 장기간의 시간 동안은 거의 일어날 수 없다). 생성된 벡터는 가속도계에 대하여 중력 당김의 방향을 표시할 수 있다. 가속도계가 장착된 장치(17)의 일부의 배향은, 중력(이것은 하방 작용하는 것으로 가정될 수 있다)에 대하여, 벡터의 마이너스일 수 있다. 착용자에 대하여 장치(17)의 일부의 배향은 비교적 일정할 수 있고(예를 들어, 그 일부가 착용자(14)에 적용된 흡수 물품(16) 상에 놓일 수 있으므로), 따라서 이로부터 착용자의 배향(서 있거나, 앉아 있거나 또는 누워 있는 자세에서 착용자의 위치)이 결정될 수 있다. 이러한 데이터에 기초하여 모드 및 상응하는 간섭 감소 알고리즘이 선택될 수 있다.
추가로 또는 대안으로, 간섭 감소는 다른 방식으로 달성될 수 있다. 예를 들어, 체열을 감지하기 위한 온도 감지 요소는 착용자의 신체의 존재, 근접성, 및/또는 움직임을 검출하기 위해 사용될 수 있다; 하나 이상의 용량성 감지 요소는 서로에 대해 위치된 일군의 용량성 감지 요소에 의해 대체될 수 있으며, 이로써 이들은 착용자의 신체 또는 습윤 사건에 의해 야기된 용량성 변화를 구별할 수 있다; 스페이서에 의해 분리된, 용량성 감지 요소의 다수의 층은 착용자의 신체 움직임과 습윤 사건을 구별하는데 사용될 수 있다; 광학 감지 요소는 착용자 움직임을 검출하기 위해 사용될 수 있고, 용량성 감지 요소 판독/값은 움직임의 효과를 완화하도록 조정될 수 있다; 와전류(eddy-current) 감지 요소는 흡수 물품(16)의 하나 이상의 부분에 대한 착용자의 근접성 및/또는 접촉에 의해 생성된 간섭을 모니터 및/또는 감소시키기 위해 이용될 수 있다; 및/또는 Hall 감지 요소는 인근의 자성 또는 전도성 신체로부터의 간섭을 모니터 및/또는 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 이들 추가의 감지 요소 중 어느 것이, 예를 들어 도 4에 도시된 감지 요소 위치에 또는 근처에 위치될 수 있다. 대안으로, 추가의 감지 요소 중 하나 이상은 흡수 물품(16)의 외부 표면 상에, 흡수 물품(16)의 내부 표면 상에, 및/또는 내부 표면과 외부 표면 사이에서 흡수 물품(16) 내에 위치될 수 있다.
간섭 차폐
본 개시의 다른 양태에 따라서, 외부 영향으로부터 감지 요소(20)를 차폐함으로써 간섭이 감소될 수 있다. 하나 이상의 기술이 감지 요소(20)를 차폐하기 위해 이용될 수 있다. 한 가지 예시적인 기술은 감지 요소(20)와 기판(18)의 외부 표면 사이에 하나 이상의 스페이서를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 다른 기술은 감지 요소(20)와 관련된 전기 신호 및/또는 전압을 차폐하기 위한 하나 이상의 층을 배열하는 것을 포함할 수 있다. 스페이서 및/또는 층은 흡수 물품(16)의 외부에 있는 컨덕터로부터의 간섭을 감소시킬 수 있다.
도 24는 착용자(14) 및/또는 흡수 물품(16)의 커패시턴스(들)를 감지하기 위해 사용되는 용량성 감지 요소(119)의 예시적인 도해를 도시한다. 용량성 감지 요소(119)는 하나 이상의 커패시터 판(203)을 포함할 수 있다. 용량성 감지 요소 (119)는 장치 접지(206)의 하나 이상의 장치 접지판(204)에 결합될 수 있다. 도 25-28은 도 23의 것과 유사하지만 차폐를 위한 하나 이상의 층이 있는 예시적인 도해를 도시한다. 예를 들어, 도 25의 차폐된 배열에서, 차폐층(210)의 신호판(208)은 임의의 적합한 차폐 신호를 지니도록 구성될 수 있다. 신호는 그것이 커패시터 판(203)과 신호판(208) 사이의 커패시턴스를 가져오며 흡수 물품(16)의 외부에 있는 물체의 동작에 의해 영향받지 않거나, 또는 용량성 감지 요소(119)로부터의 판독에 대한 효과를 무시할 수 있을 정도로 충분히 적게 영향을 받는다면 차폐에 적합할 수 있다. 한 차폐 신호는 커패시턴스를 측정하는데 사용되는 신호, 예를 들어 신호 발생기(124)(도 11 및 13)에 의해 제공되는 신호를 포함할 수 있다. 커패시턴스를 측정하기 위해 사용된 신호는 커패시터 판(203)과 신호판(208) 사이의 커패시턴스가 두 판에 대한 전압이 유사할 수 있으므로 매우 작을 수 있기 때문에 유용한 차폐 신호일 수 있다. 그러나, 다른 차폐 신호도 외부 물체의 영향을 감소/완화하기 위해 적용될 수 있다는 것이 고려된다. 예를 들어, 신호 발생기 신호와 유사한 모양이지만 상이한 주파수를 가진 신호가 적용될 수 있다.
도 26은 도 25의 것과 유사하지만 신호판(208)과 접지판(204)이 둘 다 있는 한 차폐된 배열의 도해를 도시한다. 도 30은 도 26의 도해의 한 실시형태를 나타내는 예시적인 회로 다이어그램을 도시한다. 일련의 커패시턴스(212, 214, 216, 218)가 이 배열의 결과로서 모니터될 수 있다. 커패시턴스(212)는 흡수 물품(16)과 용량성 감지 요소(119) 사이의 커패시턴스를 표시할 수 있다. 커패시턴스(214)는 용량성 감지 요소(119)와 차폐층(210) 사이의 커패시턴스를 표시할 수 있다. 차폐층(210)에서 신호는 커패시턴스(214)의 값이 외부 컨덕터의 존재하에 최소한으로 변동할 수 있도록 선택될 수 있다. 한 예시적인 신호는 신호 발생기(124)로부터의 것이다. 커패시턴스(216)는 차폐층(210)과 장치 접지(206) 사이의 커패시턴스일 수 있다. 커패시턴스(218)는 장치 접지(206)와 외부 컨덕터(외부 접지(220)) 사이의 커패시턴스일 수 있다. 도 29는 도 26의 차폐된 배열에서 판들이 배열될 수 있는 방식의 한 예를 도시하며, 여기서 용량성 판(203), 신호판(208), 및 접지판(204)은 스페이서(미도시)에 의해 채워진 갭(220, 222)에 의해 분리된다.
도 27 및 28은 도 26의 배열과 유사할 수 있는 다른 차폐된 배열의 도해를 도시한다. 그러나, 도 27의 배열은 2개 차폐층(210a, 210b)의 2개의 신호판(208a, 208b), 및 2개 장치 접지(206a, 206b)의 2개의 접지판(204a, 204b)을 포함할 수 있다. 도 28의 배열은 신호층의 신호판 대신에 전압층(226)의 전압판(224)을 포함할 수 있다. 다수의 또는 여분의 신호 및 접지판의 추가는 착용자의 다리의 움직임과 같은 외부 영향을 완화하거나 취소할 수 있는 차폐 효과를 개선할 수 있다.
와이어 간섭
다른 출처의 간섭은 장치(17)에서 와이어와 관련된 와이어 간섭일 수 있다(도 1). 와이어의 예들은 와이어(192, 196)를 포함할 수 있다(도 22a-22c). 와이어(192, 196)는 베이스(190)의 길이만큼 이어질 수 있으며, 적어도 한 예에서 와이어(192, 196)는 리시버(22), 프로세서(24) 및 트랜스미터(26) 중 적어도 하나와 결합하기 위해 베이스(190)의 단부를 지나서 더 연장될 수 있다(도 1). 장치(17)는 또한 상기 설명된 차폐층과 접지에 결합된 하나 이상의 와이어를 포함할 수 있다. 와이어(192)와 이들 다른 와이어 사이에 간섭이 생성될 수 있는 가능성이 있다.
와이어 간섭이 문제를 일으킬 수 있는 한 가지 시나리오는, 도 31a의 도해에 도시된 대로 용량성 감지 요소(119)가 압력 감지 요소(184)와 함께 사용될 때이다. 와이어(192, 196)는 커패시터(119)와 압력 감지 요소(184)를 장치(17)의 다른 구성요소(228)에 결합할 수 있다. 도 31b에 더 상세히 도시된 대로, 압력 감지 요소(184)는 가변 레지스터(미도시)를 포함할 수 있고, 각각 상이한 전압(230a,230b)을 가진 2개의 와이어(196a, 196b)를 더 포함할 수 있다. 커패시턴스(232a, 232b)로 표시되는, 와이어들(192, 196a, 196b) 사이의 커플링 및/또는 커패시턴스에 의해 야기되는 간섭은 와이어들 사이에 일정한 거리를 유지함으로써 완화될 수 있다. 일반적으로 많은 종류의 감지 요소의 와이어가 간섭을 야기할 수 있고, 그 안의 전압이나 신호가 용량성 감지 요소(119)에 영향을 줄 수 있음이 이해되어야 한다.
한 양태에 따라서, 하나 이상의 차폐판/층(미도시)이 와이어(196a, 196b) 및/또는 다른 감지 요소의 와이어(192)에 의해 야기되는 와이어에 대한 간섭을 완화하기 위해 시스템(10)에 병합될 수 있다. 차폐판/층은 도 25-30에 도시된 것들과 유사할 수 있다. 차폐판/층의 배향 및/또는 형태는 와이어 간섭을 감소시기키 위해 변형될 수 있다. 예를 들어, 차폐판/층은 와이어(192)와 와이어(196a, 196b) 사이에 놓이도록 구성될 수 있다. 이것은 와이어(196a, 196b)로 인한 용량성 감지 요소(119)에 대한 노이즈의 영향을 감소시킬 수 있다. 차폐판/층이 사용되었을 때, 차폐판/층; 와이어(192, 196a, 196b); 및 다른 판(예를 들어, 용량성 판 및 접지판) 중 어느 것 중 둘 이상의 상대적 이동에 의해 간섭이 생성될 수 있는 가능성이 있다. 이들 구성요소 사이의 거리가 상대적 이동으로 인해 변한다면, 측정된 커패시턴스가 영향을 받을 수 있다. 이 종류의 간섭을 완화하기 위해, 임의의 차폐판/층, 와이어, 및/또는 다른 판은 용량성 감지 요소(119) 및 와이어(192)로부터 상대적으로 일정한 거리에 유지될 수 있다.
도 32는 다수의 용량성 감지 요소(119a, 119b, 119c)가 사용된 예시적인 회로를 도시한다. 용량성 감지 요소(119a, 119b, 119c)는 서로 부근에 있을 수 있는 와이어(192a, 192b, 192c)에 의해 장치(17)의 다른 전자 구성요소(228)에 결합될 수 있다. 이 근접성으로 인해 용량성 감지 요소(119a, 119b, 119c)가 서로 간섭할 가능성이 있을 수 있다. 이런 간섭은 간섭 커패시턴스(234a, 234b, 234c)에 의해 표시될 수 있다. 간섭 커패시턴스(234a, 234b, 234c)는 와이어들(192a, 192b, 192c) 사이에 비교적 일정한 거리를 유지함으로써 완화될 수 있다. 이것은 쉽게 식별되고 설명될 수 있는 용량성 감지 요소들(119a, 119b, 119c) 사이에 비교적 일정한 커패시턴스를 생성할 수 있다. 와이어(192a, 192b, 192c)를 제자리에 유지하는 적합한 연결 메커니즘을 사용함으로써 와이어(192a, 192b, 192c)가 일정한 거리로 유지될 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 와이어(192a, 192b, 192c)는, 예를 들어 평행 케이블의 형태로 고정된 위치에 함께 이어질 수 있다.
추가로 또는 대안으로, 다른 용량성 감지 요소에 상에서 용량성 감지 요소에 의해 야기된 간섭을 감소시키기 위한 알고리즘이 적용될 수 있다. 이 알고리즘은, 각 용량성 감지 센서마다, 나머지 용량성 감지 요소의 모두의 함수인 값만큼 용량성 감지 요소의 감지 요소 값을 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 함수의 예는 선형 조합일 수 있으며, 예컨대: 용량성 감지 요소1의 변형값 = 용량성 감지 요소1의 실제값 - 1과 동일하지 않은 각 i의 합계(mi * 용량성 감지 요소i)이다.
이 함수에서 mi은 각 용량성 감지 요소 및 및 용량성 감지 요소1에 대한 그것의 상대적인 영향과 관련된 기울기의 표시일 수 있다. 이 과정은 각 용량성 감지 요소마다 반복될 수 있다. 기울기 mi은 다음의 실험을 수행함으로써 결정될 수 있다: (a) 표적 감지 요소(용량성 감지 요소1)에 닿거나 직접 영향을 주지 않고(간섭이 없고 용량성 감지 요소1에 대한 값이 0일 수 있다) 모든 나머지 용량성 감지 요소가 여기/활성화되는 데이터셋을 수집하는 단계; 및 (b) Y가 용량성 감지 요소1의 값과 같고 Xs가 나머지 용량성 감지 요소들의 값과 같은 데이터셋에 대해 다중 회귀를 행하는 단계.
추가로 또는 대안으로, 더욱 일반화된 함수가 적용될 수 있고, 이 함수를 결정하는데는 신경망이 사용될 수 있다. 이 시나리오에서 신경망은 표적으로서 용량성 감지 요소1 및 입력값으로서 나머지 용량성 감지 요소 값으로 훈련될 수 있다. 이 과정은 각 용량성 감지 요소마다 반복될 수 있다.
전도성 감지
용량성 감지 요소(119)에 더하여, 또는 그것의 대안으로, 감지 요소(20)는 하나 이상의 전도성 감지 요소를 포함할 수 있다. 전도성 감지 요소는 흡수 물품(16)의 내부 표면에 적용될 수 있으며, 이로써 전도성 감지 요소는 삼출물에 직접 노출될 수 있다. 전도성 감지 요소는 한 번 사용 후 폐기될 수 있다. 전도성 감지 요소의 한 가지 종류는 전도성 직물을 포함할 수 있다. 전도성 감지 요소의 다른 종류는 전도성 잉크를 포함할 수 있다. 두 종류 모두 아래 더 상세히 설명될 것이다. 그러나, 전도성 감지 요소의 임의의 다른 적합한 종류도 또한 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 용량성 감지 요소(119)의 사용과 관련하여 상기 설명된 시스템(10)의 양태들은 전도성 감지 요소의 사용에 적용될 수 있고, 반대도 가능하다. 예를 들어, 리시버(22), 프로세서(24), 및/또는 트랜스미터(26)의 동일한 종류가 두 종류의 감지 요소와 사용될 수 있다. 습윤 사건의 특성은 습윤 사건이 발생할 때 착용자(14)의 움직임 및/또는 자세에 의해 영향받을 수 있으므로, 압력 감지 요소 및/또는 가속도계가 습윤 사건에 대한 추가의 데이터를 제공하기 위해 두 종류의 감지 요소와 조합하여 사용될 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 용량성 감지 요소(119)는 전도성 감지 요소와 조합하여 사용될 수 있으며, 여기서 두 종류의 감지 요소로부터의 조합된 데이터는 간병인(12)에게 습윤 사건의 특성의 더욱 정확한 이해를 제공할 수 있다.
또한, 용량성 감지 요소에 대한 간섭을 감소시키기 위해 사용된 상기 설명된 요소들 및 단계들 중 하나 이상은 전도성 감지 요소와 관련된 간섭을 감소시키기 위해 사용될 수 있다는 것이 고려된다. 예를 들어, 간섭의 감소는 하나 이상의 전도성 감지 요소와 함께 하나 이상의 압력 감지 요소를 사용함으로써, 하나 이상의 전도성 요소와 함께 가속도계를 사용함으로써, 간섭 차폐로 하나 이상의 전도성 감지 요소(및/또는 이들의 와이어)를 차폐함으로써, 및/또는 하나 이상의 전도성 감지 요소(및/또는 이들의 와이어)에 차폐층을 사용함으로써 달성될 수 있다.
도 33a-33c는 예시적인 전도성 직물 감지 요소(238)의 양태들을 도시한다. 전도성 직물 감지 요소(238)는, 예를 들어 서로 평행하게 위치될 수 있는 전도성 직물(240, 242)의 2개의 스트립을 포함할 수 있다. 한 예에서, 전도성 직물(240, 242)은 서로 대략 2인치 떨어져 이격될 수 있다. 전도성 직물(240, 242)은 금속-함침된 립스탑 직물을 포함할 수 있고, 및/또는 합성 폴리에스테르와 금속 분말(예를 들어, 은 분말)의 조합으로 제조될 수 있다. 전도성 직물(240, 242)은 초 흡수성 물질(244)의 층과 다공질 직물(246) 사이에 및/또는 이들 층에 고정될 수 있다. 전도성 직물(240, 242)은 리드(248, 250, 252)에 의해 전도성 직물 감지 요소(238)의 한쪽 단부에 연결될 수 있다. 리드(248, 250, 252)는 커넥터(254)에 결합될 수 있다. 커넥터(254)는, 예를 들어 리드(248, 250, 252)에 결합된 고정된 단부를 가진 하나 이상의 와이어(256)를 포함할 수 있다. 커넥터(254)의 자유 단부는 리시버(22), 프로세서(24), 및/또는 트랜스미터(26)의 포트(미도시)에 수용될 수 있는 플러그(258)를 포함할 수 있다(도 1). 전도성 직물(240, 242), 초 흡수성 물질 (244), 다공질 직물(246), 리드(248, 250, 252), 커넥터(254), 및 플러그(258)는 사용중에 접착제 또는 임의의 다른 적합한 고정 요소를 통하여 흡수 물품(16)의 내부 표면에 길이방향으로 적용될 수 있는 일회용 조립체를 제공할 수 있다. 접착제가 사용되는 경우, 전도성 직물 감지 요소(238)가 흡수 물품(16)에 바로 적용될 수 있을 때까지 접착제를 덮기 위한 제거가능한 시트(260)가 사용될 수 있으며, 이때 시트(260)는 접착제를 노출시키기 위해 벗겨내질 수 있다. 사용중에 전도성 직물 감지 요소(238)는 전도성 직물(240, 242)의 스트립을 가로지른 저항의 변화를 검출함으로써 습윤 사건을 검출할 수 있다.
도 33a는 전도성 직물 기반 감지 요소(238)의 상부도를 도시한다. 도 33b는 상부도를 도시하지만 리드(248, 250, 252)를 드러내기 위해 초 흡수성 물질(244) 및 커넥터(254)의 고정된 단부가 뒤로 물러나 있는 상태이다. 전도성 직물(240, 242)은 다공질 직물(246)에 고정되거나 그 안에 매립될 수 있다. 리드(248, 250, 252)는 전도성 테이프의 스트립을 포함할 수 있다. 전도성 테이프는 구리, 또는 임의의 다른 적합한 전도성 물질로 제조될 수 있다. 전도성 테이프는 커넥터(254)와 전도성 직물(240, 242) 사이에 연결을 형성할 수 있다. 전도성 테이프는 초 흡수성 물질(244)의 제1 측면에 고정될 수 있다. 전도성 테이프의 길이의 각각은 그것의 중앙 구역에서 그 위에 연결된 2개의 와이어(262, 264)를 가질 수 있다. 와이어(262, 264)는 커넥터(254) 안 및/또는 플러그(258) 상에 있는 2개의 핀 사이에 폐 루프를 형성할 수 있으며, 이것은 리시버(22), 프로세서(24), 및/또는 트랜스미터(26)로 하여금 전도성 직물 감지 요소(238)가 플러그 인 되었을 때를 검출할 수 있도록 한다. 감지 요소(238)가 플러그 인 되었을 때를 검출하는 것은 시스템(10)으로 하여금 흡수 물품(16)이 변화되었을 때를 확인할 수 있도록 한다.
접착제 또는 다른 고정 요소(266)는 초 흡수성 물질(244)의 제2 측면에 제공될 수 있고, 제2 측면은 제1 측면에 반대쪽이며, 제2 측면은 흡수 물품(16)의 내부 표면과 마주한다. 접착제(266)는 시트(260)에 의해 덮일 수 있다. 도 33c는 초 흡수성 물질(244)의 제2 측면과 접착제(266)의 일부분을 드러내기 위해 시트(260)의 한쪽 단부가 뒤로 물러난 상태를 도시한다.
위에서 아래로, 즉 착용자(14)에 가장 가깝게 되는 감지 요소(238)의 표면에서부터 흡수 물품(16)의 내부 표면에 가장 가깝게 되는 표면을 향해 이동하면서 본 도면으로부터, 감지 요소(238)는 3개의 층: 다공질 직물(246), 전도성 직물(240, 242)의 스트립, 및 초 흡수성 물질(244)을 포함할 수 있다. 삼출물로부터의 수분은 다공질 직물(246)을 통과할 수 있다. 다공질 직물(246)은 다공질 직물(246)을 통과한 수분으로부터 착용자의 피부를 차단하는 것을 도울 수 있다. 또한, 다공질 직물(246)은 감지 요소(238)로 취해진 값/판독에 노이즈를 생성할 수 있는 착용자의 피부와 전도성 직물(240, 242) 사이의 직접 접촉을 방지할 수 있다. 초 흡수성 물질(244)은 습윤이 흡수 물품(16)의 내부 표면에서 검출될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 감지 요소(238)와 같은 흡수 물품(16)은 다공질 물질의 상부층과 초 흡수성 물질의 하부층을 차례로 포함할 수 있다. 초 흡수성 물질(244)의 추가의 층을 흡수 물품의 다공질 물질의 상부에 위치시키는 것은 흡수 물품(16)의 다공질 물질을 통해서 습윤이 흡수되기 전에 감지 요소(238)의 부근에 습윤이 보유될 수 있도록 하며, 바로 평가되거나 검출될 수 없다.
예시적인 감지 요소를 형성하는 개별 층들의 상부도가 도 34a-34e에 도시된다. 층(268)(도 34a)은 흡수성 종이로 이루어질 수 있다. 층(270)은, 전도성 직물 감지 요소의 조립 과정에 포함을 위해, 미리 조립되고 미리 절단될 수 있는 플렉스 케이블로 이루어질 수 있다. 플렉스 케이블은 6-핀 커넥터를 가진 규격품 평행 케이블을 포함할 수 있다. 층(272)은 립스탑 전도성 직물의 2개의 스트립(274, 276)으로 이루어질 수 있다. 층(278)은 흡수성 종이로 이루어질 수 있다. 층(280)은 다공질 부직 직물로 이루어질 수 있다. 부직 직물은 플라스틱, 고무 또는 플라스틱과 고무의 조합으로 제조될 수 있다. 다른 적합한 물질이 또한 고려된다. 이들 층들 중 하나 이상은 하나 이상의 시트로부터 절단될 수 있다.
전도성 직물 감지 요소의 조립은 상기 설명된 층들을 결합하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 접착제(미도시)가 층(270)의 바닥 표면의 일부에 적용될 수 있고, 층(270)은 층(268)의 상부 표면에 접착될 수 있다. 한 예에서, 층(270)의 왼쪽 측면부가 층(260)의 오른쪽 측면부에 접착될 수 있다. 다음에, 층(272)에 접착제가 적용될 수 있고, 층(272)은 층(268, 270)에 접착될 수 있다. 접착제는 층 (272)의 바닥 표면에 적용될 수 있으며, 이로써 층(272)은 층(268, 270)의 상부 표면에 접착될 수 있다는 것이 고려된다. 층(272)의 스트립(274, 276)이 층(268)의 측면 가장자리를 따라 연장될 수 있다. 다음에, 층(278)에 접착제가 적용될 수 있고, 층(278)은 층(270)의 상부 표면에 접착될 수 있다. 예를 들어, 접착제는 층 (278)의 바닥 표면에 적용될 수 있고, 층(278)은 층(270)의 왼쪽 측면부에 접착될 수 있다. 다음에, 층(280)이 나머지 층들의 상부에 위치될 수 있고, 그 가장자리를 따라 하나 이상의 위치에서 나머지 층들에 용융될 수 있다. 층(280)의 물질은 150℃ 미만의 용융 온도를 가질 수 있다. 층(268 및 280)은 서로 밀접히 중첩할 수 있고, 이로써 층(268)의 윤곽은 층(280)의 윤곽을 따를 수 있다. 층들이 조립된 후 접착제(미도시)가 층(268)의 바닥 표면에 적용될 수 있고, 플라스틱 시트 또는 필름(미도시)이 보호를 위해 접착제 위에 위치될 수 있다. 플라스틱 필름은 접착제를 드러내기 위해 벗겨지는 것이 가능할 수 있으며, 이로써 전도성 직물 감지 요소가 흡수 물품(16)의 내부 표면에 접착될 수 있다.
도 35a는 전도성 잉크 기반 감지 요소(282)의 상부도를 도시한다. 도 35b-35d는 감지 요소(282)를 형성하기 위해 조합될 수 있는 개별 층들의 상부도를 도시한다. 상기 설명된 층(270)(예를 들어, 플렉스 케이블)과 층(272)(예를 들어, 립스탑 전도성 직물)을 갖는 대신, 감지 요소(282)는 전도성 잉크가 위에 적용된 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 층(270) 및/또는 층(272)을 갖는 대신, 감지 요소(282)는 층(284)(부직 직물)과 층(286)(전도성 잉크 라인)을 가질 수 있다. 리시버(22), 프로세서(24) 및/또는 트랜지스터(26)가 층(284)에 결합될 수 있고, 층(286)과 결합할 수 있다(286). 감지 요소(282)의 이 3개 층은 아래 더 상세히 설명된다.
층(284)은 부직 직물로 이루어질 수 있다. 부직 직물은 기저귀 내에서 또는 생리대의 내부 위에서 발견되는 물질과 유사할 수 있다. 부직 직물은 질감과 유연성 면에서 종이와 유사할 수 있다. 층(284)은 회전 다이 커터 또는 유사한 기술을 사용하여 모양대로 절단될 수 있다.
층(286)은 전도성 잉크 또는 페인트로 이루어질 수 있다. 전도성 잉크는 물과 분말 은을 포함할 수 있다. 전도성 잉크는 회전 스크린 프린터 또는 유사한 기술을 사용하여 층(284)의 상부 표면에 적용될 수 있다. 선택된 물질에 따라 열 실링이 수행될 수 있다. 층(286)의 가장자리는 층(284)의 윤곽을 따를 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 전도성 잉크의 다수의 스트립 및/또는 패턴이 흡수 물품(16)의 수분과 관련하여 수집되는 정보의 양을 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 가능한 패턴은 국소 및 작은 배뇨 사건의 검출을 가능하게 할 수 있는 수평 및/또는 수직으로 배열된 다수의 스트립, 및 도트 또는 다른 모양의 배열을 포함하며, 이로써 2개의 도트/모양마다 이들 사이의 전도도가 측정되어 더욱 정확한 수분 프로파일을 축적할 수 있다.
층(288)은 비-전도성 접착제로 이루어질 수 있다. 접착제는 층(284)의 바닥 표면에 적용될 수 있고, 보호 플라스틱(미도시)의 얇은 시트가 접착제의 상부에 추가될 수 있다. 이것은 접착제를 드러내기 위해 사용자가 플라스틱을 벗겨내는 것을 가능하게 할 수 있으며, 이로써 전도성 잉크 감지 요소(282)가 흡수 물품(16)의 내부 표면에 적용될 수 있다. 회전 스크린 인쇄와 유사한 기술을 사용하여 접착제를 적용할 수 있다.
임피던스 감지
용량성 감지를 배타적으로 사용하는 시스템에 대한 대안으로, 감지 요소(20)는 흡수 물품(16) 및/또는 착용자(14)의 저항분 및 용량분을 모두 검출 및/또는 모니터하기 위한 하나 이상의 복합 임피던스 감지 요소를 포함할 수 있다. 임피던스(예를 들어, 복합 임피던스)는 교류 전류(AC) 회로에서 전류에 대한 전압의 복합 비율로서 설명될 수 있다. 임피던스는 AC 회로에 대한 저항의 개념을 확장시킴으로써 고찰될 수 있다. 임피던스는 크기와 위상을 모두 지닐 수 있고, 및/또는 실제 성분과 가상 성분으로 표시될 수 있다. 실제 성분은 임피던스의 저항분을 표시할 수 있고, 가상 성분은 임피던스의 무효분 또는 용량분을 표시할 수 있다.
임피던스 측정은 의료 장치에서 많은 용도를 가진다. 예를 들어, 바이오임피던스 측정은 폐 부피를 영상화하고, 호흡, 및 체조성을 검출하기 위해 사용될 수 있다. 용량성 감지 요소/기술 및/또는 전도성 감지 요소/기술에 더하여 또는 대안으로 사용될 수 있는 임피던스 감지 요소 및/또는 임피던스 감지 기술의 양태는 아래 더 상세히 설명된다.
예시적인 임피던스 측정 감지 요소는, 예를 들어 흡수 물품(16)과 같은 물품, 및/또는 착용자(14)의 임피던스를 측정하도록 구성된 2개의 전도성 판을 포함할 수 있다. 도 36a는 흡수 물품(16) 및/또는 착용자(14)의 임피던스, 및/또는 감지 전극 사이의 커패시턴스를 측정하도록 구성된 임피던스 측정 감지 요소(284)의 일반적인 개요를 묘사한다. 도 36b는 감지 요소(284)가 흡수 물품(16)의 임피던스(369)를 측정하기 위한 2개의 전도성 판 또는 전극(290a, 290b)을 포함할 수 있는 감지 요소(284)의 한 예시적인 구성형태를 묘사한다. 감지 요소(284)는, 예를 들어 4개, 6개, 또는 임의의 다른 수의 전도성 판/전극과 같은 2개다 많은 전도성 판/전극을 포함할 수 있다.
흡수 물품(16)의 내부 영역의 임피던스(292)는 흡수 물품(16)에 대해 외부인 영역에서 흡수 물품(16)의 내부 영역에 전극(290a, 290b)을 용량성으로 결합시킴으로써 측정 및/또는 결정될 수 있다. 도 38은 한 가지 이러한 배열을 도시한다. 임피던스 감지 부재를 포함할 수 있는 전극(290a, 290b)은 흡수 물품(16)의 부근에서 외부 영역(194)에 위치될 수 있다. 예를 들어, 전극(290a, 290b)은 흡수 물품(16)의 외부 표면 근처에, 외부 표면에, 또는 그 위에 위치될 수 있다. 전극 (290a, 290b)은 흡수 물품(16)의 임피던스(369), 및 전극(290a, 290b) 사이의 커패시턴스(377)를 측정하기 위해 사용될 수 있다. 이들 측정은 흡수 물품(16)에서 수분과의 갈바닉 접촉을 만들지 않고도 흡수 물품(16)의 내부 영역(296)의 임피던스(292)를 결정하는데 사용될 수 있다. 흡수 물품(16)의 하나 이상의 비전도성 층을 통한(예를 들어, 방수성 외부층(54)을 통한) 전극(290a, 290b)과 흡수 물품(16)의 용량성 결합은 커패시터(302a, 302b)에 의해 표시된다.
리시버(22), 프로세서(24), 트랜스미터(26), 및/또는 서버(30)는 시스템(10)의 임피던스 측정 서브시스템의 일부분을 형성할 수 있다. 시스템(10)의 이들 부분은 아래 설명된 단계를 수행하기 위해 소트웨어 모듈을 운영할 수 있다. 임피던스를 감지하기 위한 감지 요소(20)는 흡수 물품(16)의 외부 표면에 고정될 수 있고, 흡수 물품(16)의 내부 영역(296)에 용량성으로 결합되도록 위치될 수 있는 전극(290a, 290b)을 포함할 수 있다. 전극(290a, 290b)은 흡수 물품(16)의 임피던스의 측정에 사용될 수 있다. 임피던스 측정 서브시스템은, 예를 들어 전극(290a, 290b) 사이의 임피던스를 측정할 수 있고, 임의의 적합한 모델, 알고리즘 및/또는 장치를 사용하여 임피던스의 실제 성분과 임피던스의 가상 성분을 추출할 수 있다. 추출된 성분에 기초하여 임피던스 측정 서브시스템은 흡수 물품(16)에서 수분의 특성을 결정할 수 있다. 특성은, 예를 들어 흡수 물품(16)에서 수분의 존재, 양, 및/또는 위치를 포함할 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 특성은 포화 수준의 측면에서 흡수 물품의 습윤도, 추가의 수분에 대한 남은 용량 등을 포함할 수 있다.
임피던스 측정 서브시스템은 전극(290a, 290b) 사이의 복합 임피던스를 측정할 수 있다. 복합 임피던스는 크기와 위상을 가질 수 있다. 크기 및/또는 위상은 수분의 특성의 표시일 수 있다. 예를 들어, 위상 및 크기의 감소는 흡수 물품(16)이 젖었지만 용량까지는 채워지지 않은 상태를 표시할 수 있다. 흡수 물품(16)은 추가의 수분을 흡수하는 그것의 능력이 미리 정해진 수준(예를 들어, 제조자, 착용자(14)가 거주하는 시설, 또는 간병인(12)에 의해 추종되는 최상의 실행지침에 의해 확립됨) 아래로 떨어질 때, 그것이 물리적으로 추가의 수분을 흡수할 수 없을 때, 및/또는 그것이 누출 없이 추가의 수분을 흡수할 수 없을 때 용량까지 채워질 수 있다. 위상은 감소하지 않고 크기만 감소하는 것은 흡수 물품(16)이 용량까지 채워질 수 있는 상태를 표시할 수 있다.
복합 임피던스는 저항분 및 무효분을 가질 수 있다. 임피던스 측정 서브시스템은 선형 회귀, 신경망 및/또는 서포트 벡터 머신을 사용하는 최적화 기술을 수행하도록 구성될 수 있으며, 이로써 임피던스의 저항분 및 무효분과 수분의 특성 사이의 관계가 결정될 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 임피던스 측정 서브시스템은 임피던스의 저항분 및 무효분과 수분의 특성 사이의 관계를 결정하기 위해 시뮬레이션을 수행하도록 구성될 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 임피던스 측정 서브시스템은 시스템(10)과 상이한 다른 시스템으로부터 데이터를 획득하도록 구성될 수 있으며, 이로써 임피던스의 저항분 및 무효분과 수분의 특성 사이의 관계가 결정될 수 있다. 시스템은 나머지 것과 직접 통신하도록 구성되지 않는다는 점에서 상이할 수 있다. 또한, 임피던스 측정 서브시스템은 장치(17), 및/또는 개별 임피던스 감지 요소(20)가 무효분의 특성에 기초하여 흡수 물품(16)에 부착되는지의 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 무효분의 특성이 미리 정해진 범위를 벗어난다면, 그것은 장치(17), 및/또는 감지 요소(20) 중 하나 이상이 부착되지 않은 것을 표시할 수 있다.
임피던스 측정 서브시스템은 전극(290a, 290b) 중 하나에 전압을 적용하고, 전극(290a, 290b) 중 나머지 하나에서 전류를 측정함으로써 임피던스를 측정할 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 임피던스 측정 서브시스템은 전극(290a, 290b) 중 하나에 전류를 적용하고, 그 전극과 나머지 전극 사이의 전압을 측정하도록 구성될 수 있다. 또한, 임피던스 측정 서브시스템은 임피던스의 실제 성분을 사용하여 흡수 물품(16)에서 수분의 특성을 결정할 수 있다.
한 양태에 따라서, 흡수 물품(16)의 내부 영역(296)의 임피던스(292)는 도 62에 도시된 대로 전체적으로 저항성인 것으로 가정될 수 있다. 저항(378)은 흡수 물품(16)의 측정된 임피던스(369)의 실제 성분만을 취함으로써 결정될 수 있다. 이 기술은 전극(290a, 290b)과 내부 영역(296) 사이의 커패시턴스(302a, 302b)가 변한다 해도 흡수 물품(16)의 내부 영역(296)의 저항(378)을 측정할 수 있기 때문에 가치있을 수 있다. 커패시턴스(302a, 302b)는 전극(290a, 290b)이, 예를 들어 흡수 물품(16)의 외부의 밑면으로부터 약간 변위, 변형 및/또는 재위치된 결과로서 변화할 것이라고 예상될 수 있다.
이 기술은 부피가 증가함에 따라 임피던스는 단조롭게 감조하는 것을 나타낸 도 61의 그래프(297 및 299)에 도시된 대로 실험적 데이터에 의해 검증되었다. 그러나, 부피가 증가함에 따라 위상은 처음에는 증가하고 특정 수분량이 추가된 후에는 다시 감소하기 시작했음을 볼 수 있다. 흡수 물품(16)의 내부 영역(296)의 임피던스(292)는 레지스터(378)로서 모델링될 수 있고, 도 62에 도시된 대로 전체 시스템은 레지스터(378)와 직렬, 전극(290a, 290b) 사이의 커패시턴스(377)와 병렬인 커패시터(302a, 302b)로서 모델링될 수 있다. 흡수 물품(16)의 내부 영역(296)이 건조한 상태일 때, 레지스터(378)의 저항은 매우 크고(예로서 >10 메가옴), 이 시스템은 단일 커패시터(377)로 축소될 수 있다. 이 결과는 도 61에 도시된 대로 임피던스가 매우 높을 수 있고, 위상은 90도에 매우 근저할 수 있다는 것일 수 있다. 수분이 추가됨에 따라, 흡수 물품(16)의 내부 영역(296)의 임피던스(292)의 저항 (378)은 감소할 수 있고(예를 들어, 100킬로옴 내지 5메가옴까지 감), 이것은 저항 경로를 생성하며, 위상 이동을 감소시킨다. 큰 부피의 수분이 추가됨에 따라, 저항(378)은 극적으로 감소하여 커패시터(302a, 302b)의 임피던스와 비교했을 때 폐 회로에 접근할 수 있다. 예를 들어, 임피던스(292)의 저항(378)은 25킬로옴 미만으로 감소할 수 있다. 저항(378)은 폐 회로로서 생각될 수 있을만큼 낮아질 수 있다. 이 시나리오에서 시스템은 순전히 용량성이며 흡수 물품(16)의 외부로부터 흡수 물품(16)의 내부 영역(296)까지 커패시턴스(302a, 302b)에 의해 유도될 수 있다. 순전히 용량성에 근접해 있을 수 있기 때문에 도 61에 나타낸 대로 위상은 -90도로 돌아갈 수 있다.
또한, 감지 요소(284)는 용량성 감지 요소, 압력 감지 요소, 및 전도성 감지 요소와 동일한 방식으로 흡수 물품(16) 상에 또는 내에 위치될 수 있다. 또한, 감지 요소(284)는 용량성 감지 요소, 압력 감지 요소, 및 전도성 감지 요소와 동일한 방식으로 리시버(22), 프로세서(24), 및/또는 트랜스미터(26)에 연결될 수 있다는 것이 고려된다. 프로세서(24)는 임의의 적합한 방법을 사용하여 흡수 물품(16) 및/또는 착용자(14)의 임피던스를 추정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(24), 및/또는 국소 또는 원격 컨트롤러 또는 마이크로컨트롤러는 흡수 물품(16) 및/또는 착용자(14)의 임피던스 값 또는 특성(369) 및/또는 흡수 물품(16)의 내부의 임피던스 값(292)를 결정하기 위한 적합한 측정을 제공하며, 결국 아래 더 상세히 설명된 대로 흡수 물품(16) 내부의 수분 특성을 평가할 수 있다.
한 양태에 따라서, 흡수 물품(16) 및/또는 착용자(14)의 임피던스(369)의 임피던스 측정은 전도성(290a, 290b) 판 중 하나에 교류 전류를 인가하거나 주입하고, 전도성 판(290a, 290b) 사이의 전압를 측정함으로써 수행될 수 있다. 다음에, 임피던스는 측정된 전류 신호로부터 임피던스의 실제 성분 및 임피던스의 가상 성분을 추출함으로써 계산될 수 있다.
한 양태에 따라서, 흡수 물품(16) 및/또는 착용자(14)의 임피던스(369)의 임피던스 측정은 전도성(290a, 290b) 판 중 하나에 교류 전압을 전달하고, 나머지 전도성 판(290a, 290b)에서 전류를 측정함으로써 수행될 수 있다. 다음에, 임피던스는 측정된 전류 신호로부터 임피던스의 실제 성분 및 임피던스의 가상 성분을 추출함으로써 계산될 수 있다.
한 양태에 따라서, 교류 전압은 디지털의 아날로그 전환장치(미도시)에 의해 생성될 수 있다. 디지털의 아날로그 전환장치는 직접 디지털 합성 성분으로부터 디지털 신호를 수용할 수 있다. 직접 디지털 합성 성분 신호의 주파수는 외부 신호에 의해 특정될 수 있거나, 미리 설정될 수 있다. 직접 디지털 합성을 사용함으로써 교류 전압 주파수가 선택되고 소프트웨어를 통해 변형될 수 있다.
한 양태에 따라서, 전도성 판(290a, 290b)의 입력 전극에서 전류는 레지스터를 가로지른 전압 강하를 측정함으로써 측정될 수 있다. 다음에, 측정된 전압은 임피던스의 실제 및 가상 성분을 결정하기 위해 사용될 수 있다.
한 양태에 따라서, 임피던스의 실제 및 가상 성분은 전도성 판(290a, 290b)의 입력 전극으로부터의 측정된 또는 유도된 전압의 디지털 전환에 분리된 푸리에 변형을 적용함으로써 결정될 수 있다. 측정된 또는 유도된 전압의 디지털 전환은 아날로그의 디지털 전환장치에 측정된 또는 유도된 전압을 적용함으로써 얻어질 수 있다.
한 양태에 따라서, 임피던스의 실제 및 가상 성분은 위상 내 및 구적법 검출을 사용하는 동기식 검출기를 이용함으로써 결정될 수 있다.
한 양태에 따라서, 전용 구성요소 또는 구성요소들이 흡수 물품(16) 및/또는 착용자(14)의 임피던스를 결정하는데 사용될 수 있다. 통신(예를 들어, 유선 또는 무선)은 이 구성요소 또는 이 세트의 구성요소로서 이루어질 수 있으며 임피던스를 결정한다.
흡수 물품(16) 및/또는 착용자(14)의 임피던스의 변화는 흡수 물품(16) 상의 및/또는 부근의 습윤 사건의 하나 이상의 특성의 추정치를 획득함으로써 모니터될 수 있다. 한 양태에 따라서, 도 37에 도시된 대로, 복수의 전극(290a-290e)이 모니터될 수 있다. 예를 들어, 전극(290a-290e) 중 어느 것, 일부 또는 모든 쌍이 측정될 수 있고, 흡수 물품(16) 상의 및/또는 부근의 습윤 사건의 하나 이상의 특성의 추정치를 획득하기 위해 사용될 수 있다. 전극(290a-290e) 사이의 임피던스는 하나의 전극(소스 전극)에 진동하는 전류를 적용하고, 다음에 소스 전극과 다른 전극 사이의 전압을 측정함으로써 측정될 수 있다. 임피던스 맵은 측정된 임피던스를 사용하여 생성될 수 있다. 임피던스 맵을 사용하여 흡수 물품(16)에서 삼출물의 부피, 흡수 물품(16)에서 삼출물의 분포, 및 흡수 물품(16)의 누출 가능성을 포함하는 특정 습윤 특성이 추출될 수 있다.
전극(290a-290e)은, 예를 들어 전도성 판, 심전도 전극, 전도성 직물 스트립, 전도성 고무, 매립된 전도성 물질(예를 들어, 클립), 전도성 잉크 또는 페인트, 및/또는 전도성 파우치를 포함한다. 전극(290a-290e) 중 하나 이상은 흡수 물품(16)에, 그 위에 또는 밑면에 위치될 수 있다. 예를 들어, 전극(290a-290e) 중 하나 이상은 흡수 물품(16)에 매립될 수 있고 및/또는 흡수 물품(16)의 내부 표면에 고정될 수 있다. 대안으로, 전극(290a-290e) 중 하나 이상은 흡수 물품(16)에 통합될 수 있다. 5개의 전극이 도시되지만 상이한 수의 전극이 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 더욱이, 전극은 흡수 물품(16)의 상이한 영역들의 커버리지를 용이하게 할 수 있는 임의의 적합한 배열로 배열되어야 한다.
임피던스 측정은 습윤 사건의 개선된 검출/모니터링을 위해 캘리브레이션될 수 있다. 예를 들어, 임피던스 측정은 흡수 물품(16)의 크기, 흡수 물품(16)의 제조자, 착용자(14)의 연령, 착용자(14)의 체중, 흡수 물품(16)의 두께, 흡수 물품(16)과 전극 중 하나 이상의 거리, 및/또는 착용자(14)의 성별 중 하나 이상에 기초하여 캘리브레이션될 수 있다. 또한, 임피던스 측정은 습윤 사건을 검출하도록 구성되지 않은 감지 요소(예를 들어, 압력 감지 요소 또는 가속도계)를 포함하는 다른 감지 요소로부터의 입력값에 기초하여 정규화될 수 있다.
다른 양태에 따라서, 임피던스 감지 방법은 전도성 판 또는 전극(290a-290e)에 일정 크기의 주파수를 공급하는 것을 포함할 수 있다. 물질 반응은 주파수와 함께 변화할 수 있고, 다중 주파수에 대해 임피던스를 측정하는 것은 습윤 사건을 특성화할 때 사용될 수 있는 추가의 정보를 제공할 수 있다. 주파수 생성 및 모니터링 구성요소는, 예를 들어 프로세서(24)의 일부분일 수 있고, 및/또는 마이크로컨트롤러 또는 다른 아날로그 회로망의 형태일 수 있다. 주파수는 분리된 주파수일 수 있다. 또한, 임피던스 감지 방법은 단일 주파수의 사인 곡선을 가진 임피던스를 측정할 수 있다.
또한, 용량성 감지 요소에서 간섭을 감소시키기 위해 사용된 상기 설명된 요소 및 단계들 중 하나 이상은 임피던스 감지 요소와 관련하여 간섭을 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 간섭의 출처는 다리 및/또는 팔과 같은 다른 인체 부분의 동작 및 근접성을 포함할 수 있다. 간섭의 감소는 하나 이상의 임피던스 감지 요소와 함께 하나 이상의 압력 감지 요소의 사용, 하나 이상의 임피던스 감지 요소와 함께 가속도계의 사용, 간섭 차폐로 하나 이상의 임피던스 감지 요소(및/또는 이들의 와이어)의 차폐, 및/또는 하나 이상의 임피던스 감지 요소(및/또는 이들의 와이어)에서 차폐층의 사용에 의해 달성될 수 있다.
한 양태에 따라서, 장치(17)는 전도성 측정 및 임피던스 측정을 각각 얻기 위해 전도성 감지 및 임피던스 감지를 모두 이용할 수 있다. 예를 들어, 임피던스를 측정하는데 사용된 전극(290a-290e)(도 37) 중 하나 이상은 또한 전도도를 측정하는데 사용될 수 있다. 이들 감지 기술 중 하나 또는 둘 다는 흡수 물품(16) 상의 또는 부근의 습윤 사건 및/또는 착용자(14)의 존재에 대한 하나 이상의 특성의 추정치를 얻기 위해 사용될 수 있다.
흡수 물품(16)의 포화 수준, 및/또는 흡수 물품(16)에서 액체의 양은 흡수 물품(16)의 임피던스(369)의 변화 및/또는 흡수 물품(16)의 내부 영역(296)의 임피던스의 변화를 관찰함으로써 추정될 수 있다. 흡수 물품(16) 내부의 액체의 양이 증가함에 따라, 측정된 임피던스는 감소할 수 있고, 알고리즘은 포화 수준 및/또는 유체 부피에 따라 임피던스를 맵핑할 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 도 39에 도시된 대로, Y-축에 임피던스(예를 들어, 평균 임피던스), X-축에 습윤(예를 들어, 유체 부피), 및 습윤 대 임피던스를 나타내는 곡선(308)을 가진 그래프(306)가 생성될 수 있다.
도 40에 도시된 대로, 전극(290a-290h)은 흡수 물품(16)의 외부 근처에, 외부에, 또는 그 위에서 외부 영역(294)의 다양한 위치에 위치될 수 있다. 인접 전극들 사이의 임피던스(310a-310j)는 흡수 물품(16)의 내부(296)에서 임피던스와 포화 수준의 맵(316)을 제공하기 위해 결정될 수 있다. 도 41에 도시된 대로, 한 쌍의 전극 또는 전극 와이어(290a, 290b) 사이의 임피던스(311)는 하나의 전극(290a) (소스 전극)에 진동하는 전류(315)를 적용하고, 다음에 소스 전극(290a)과 나머지 전극(290b) 사이의 전압(317)을 측정함으로써 측정될 수 있다. 전체 흡수 물품 (16)의 포화 수준을 결정하기 위해 포화 수준의 맵(316)이 사용될 수 있다. 흡수 물품(16)의 포화 수준 및 포화 프로파일은 임피던스(310a-310j)의 변화를 관찰함으로써 추정될 수 있다.
맵을 생성하기 위해 더 적거나 더 많은 전극 및 임피던스가 사용될 수 있고, 및/또는 전극은 흡수 물품(16)의 외부(294) 근처에, 외부에 또는 그 위에 상이한 패턴을 형성하도록 상이한 위치에 위치될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 도 42는 흡수 물품(16)(예를 들어, 브리프(32))의 길이를 직선으로 따라 배열된 전극(310a-310d)을 가진 레이아웃을 도시한다. 도 43은 흡수 물품(16)의 중심선의 바로 옆에서, 흡수 물품(16)의 길이를 따라 4줄, 2열로 직선으로 배열된 전극(290a-290h)을 가진 레이아웃을 도시한다.
전극의 쌍들 사이의 임피던스를 측정함으로써 습윤이 감지되는 예에서 일어날 수 있는 한 가지 상황은 흡수 물품(16)의 특정 영역이 전극 쌍에 의해 덮이지 않을 수 있다는 것이다. 이렇게 습윤은 커버리지의 부족으로 인해 이들 영역에서는 검출되지 않을 수 있다. 습윤 사건의 미-검출을 최소화하기 위해, 전극은 야뇨증 사건을 경험할 경향이 가장 높은 영역을 덮도록 배열되어야 한다. 도 44는 야뇨증 사건을 경험할 가능성이 가장 높은 영역을 덮도록 배열된 전극(290a-290l)을 가진 예시적인 레이아웃을 도시한다.
도 45는 흡수 물품(16)의 상이한 영역 또는 세그먼트(S1-S7)에 부착되는 야뇨증 사건의 가능성의 분포를 도시하는 막대 차트(300)이다. 세그먼트(S1-S7)는 동등한 크기일 수 있다. 90% 이상의 야뇨증 사건 커버리지를 달성하기 위해, 세그먼트(S1-S7)는 전극에 의해 덮일 수 있다. 예를 들어, 흡수 물품(16)이 70cm 길이이면, 90% 이상의 커버리지는 전극은 10cm에서 시작하여 흡수 물품(16)의 길이의 최대 60cm까지 흡수 물품을 덮는 것에 상응할 수 있다.
전극(290a-290e) 중 어느 것과 같은 임피던스 감지 전극은 플렉서블 인쇄회로기판(PCB) 위에 부착된 전도성 물질에 의해 형성될 수 있고, 용량성 결합은 플렉서블 PCB 상에 전도성 물질을 부착하는 것을 통해서 이루어질 수 있다. 한 가지 이러한 예는 도 58에 의해 예시되며, 이것은 전극 및/또는 전도성 물질(373)의 부착부가 흡수 물품(16)의 외부의 부근에 위치될 수 있도록 흡수 물품(16)의 외부 상에 위치된 플렉서블 PCB(371)를 도시한다. 예를 들어, 전극 및/또는 전도성 물질 (373)의 부착부는 흡수 물품(16)의 밑면에 인접하거나 그것에 접해 있을 수 있다. 한 예에서, 전극(373)을 위한 전도성 물질은 전극(373)과 흡수 물품(16) 사이에 작은 갭을 유지하기 위해 장치(17)의 외부 위에 인쇄될 수 있다. 다른 예에서, 전극(373)은 장치(17)에 적용된 전도성 접착제에 의해 형성될 수 있다. 전극(373)을 형성하는 전도성 물질은 장치(17) 및/또는 플렉스 PCB(371) 위에 부착된 컨덕터의 더 큰 면적의 형태일 수 있다. 흡수 물품(16)의 외부에 대해 공면인 컨덕터(373)를 부착함으로써 흡수 물품(16)의 내부에서 커패시턴스는 증가될 수 있고, 따라서 흡수 물품(16) 내부의 삼출물을 검출하는 감도가 증가할 수 있다. 추가로, 전극 (373)을 형성하는 컨덕터(들)와 흡수 물품(16)의 외부 사이의 거리를 감소시킴으로써 커패시턴스가 더 증가될 수 있다.
한 양태에 따라서, 도 60에 도시된 대로, 구성요소(374)는 전극(373) 및 흡수 물품(16)에 전극(373)을 접착 및/또는 고정할 수 있는 해결책의 표시일 수 있다. 전극 및 접착 구성요소(374)는 트랜스미터, 배터리 및/또는 프로세서 구성요소(376)와 커넥터(375)의 존재를 통해 분리될 수 있다.
한 양태에 따라서, 접착제 및/또는 고정장치 해결책은 도 59a 및 59b에 도시된 형태일 수 있다. 도 59a는 전극(373) 및 접착/고정 물질(372)의 분해조립도를 표시한다. 접착/고정 물질(372)은 플렉스 PCB(371)의 상부에 놓일 수 있다. 전극(373)을 접착시키는 접착/고정 물질(372)은 접착제, 부직 재료에 대한 후크 등 중 하나 이상의 형태일 수 있다. 접착/고정 물질(372)은 도 59b에 도시된 대로 플렉스 PCB(371)의 상부에 부착될 수 있다.
전극들 사이의 임피던스를 측정하는 임피던스 측정 회로의 사용시 일어날 수 있는 한 가지 상황은 회로가 다른 회로방으로부터 간섭을 받을 수 있다는 것이다. 이렇게 회로는 실제로 흡수 물품(16)의 임피던스뿐만 아니라, 예를 들어 PCB, 전극 와이어, 전류 발생기, 및/또는 임피던스 측정과 관련된 다른 전기 구성요소의 임피던스(들)를 포함하는 다른 회로망의 임피던스(들)를 측정할 수 있다. 도 46은 측정된 임피던스(304)(위치(305a, 305b) 사이의), 전극(290a, 290b), 흡수 물품 임피던스(369), 및 다른 회로망(322)의 임피던스(들)를 포함하는 이러한 상황의 회로 다이어그램을 도시한다. 추가의 임피던스(들)(322)은 흡수 물품(16)의 임피던스 (369)를 정확히 검출/모니터하는 것을 어렵게 할 수 있고, 이것은 차례로 흡수 물품(16)의 내부의 임피던스(292)를 결정하는 것을 어렵게 만들 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 간섭은 과류 커패시턴스, 직렬 저항 및 션트 저항의 형태일 수 있다.
흡수 물품(16)의 임피던스(369)는 다른 회로망(322)의 임피던스(들)의 영향을 제거할 수 있는 수학적 모델을 측정된 임피던스(304)에 적용함으로써 결정될 수 있다. 한 예에서, 임피던스 측정 모델은 도 47에 보이는 대로 다른 회로망(322)으로부터의 간섭이 전극 또는 전극 와이어(290a, 290b) 사이의 과류 커패시턴스(324) 및 직렬 레지스터 또는 저항(330)의 형태일 수 있다는 것을 가정할 수 있다. 정류 캘리브레이션 인자가 과류 커패시턴스(324) 및 직렬 저항(330)에 사용될 수 있으며, 이로써 위치들(305a, 305b) 사이에서 측정된 임피던스(304)로부터 흡수 물품 임피던스(369)를 결정할 수 있다. 이 모델은 입력값으로써 측정된 임피던스(304), 측정된 임피던스(304)의 주파수, 과류 커패시턴스(324), 및 직렬 저항(330)을 수신할 수 있으며, 이로써 예를 들어 도 47로부터 유도된 식에 기초하여 흡수 물품 임피던스(369)를 계산할 수 있다.
일어날 수 있는 한 가지 상황은 과류 커패시턴스(324) 및/또는 직렬 레지스터(330)의 하나 이상의 특성이 시간에 따라 변화할 수 있다는 것이다. 이것은 다른 회로망이 흡수 물품(16)의 모양을 변화시킬 만큼 충분히 가요성일 수 있는 경우 특히 우세할 수 있다. 이것은 전형적으로 과류 커패시턴스(324)에 대해 높은 범위의 값을 생성할 수 있으며, 흡수 물품 임피던스(369)에 대한 계산에서 오차를 야기한다. 따라서, 한 예에서, 도 48에 도시된 임피던스 측정 모델은 간섭이 도 47에 언급된 것과 동일한 형태를 취하지만 캘리브레이션 인자(과류 커패시턴스(324) 및 직렬 저항(330)에 대한)는 전극 또는 전극 와이어(290a)의 부근에 위치된 하나 이상의 기지의 임피던스(들)를 측정함으로써 동적으로(정적인 것 대신에) 결정될 것이라고 가정할 수 있다. 위치(305a, 305c) 사이의 임피던스(304a)가 측정될 수 있고, 측정된 임피던스(304)는 기지의 임피던스(340)와 비교되어 직렬 저항(330a) 및 과류 커패시턴스(324a)가 결정될 수 있다. 다음에, 직렬 저항(330) 및 과류 커패시턴스(324)는 직렬 저항(330a) 및 과류 커패시턴스(324a)에 고정된 축척 인자를 적용함으로써 계산될 수 있다. 다음에, 측정된 임피던스(304)가 측정될 수 있고, 결정된 캘리브레이션 인자가 임피던스 측정 모델에 입력값으로서 사용되어 흡수 물품 임피던스(369)를 계산할 수 있다.
다른 예에서, 도 49에 도시된 임피던스 측정 모델은 동적 캘리브레이션 요인의 사용에서 도 48에 도시된 모델과 유사할 수 있다. 도 49에서 과류 커패시턴스(324b) 및 직렬 저항(33b)와 같은 캘리브레이션 인자가 위치(305d, 305e) 사이의 기지의 임피던스(340)를 측정함으로써 결정될 수 있다. 기지 임피던스(340)의 구조 및 위치는 과류 커패시턴스(324b) 및 직렬 저항(330b)이 과류 커패시턴스(324) 및 직렬 저항(330)과 유사함으로써 과류 커패시턴스(324) 및 직렬 저항(330)이 과류 커패시턴스(324b) 및 직렬 저항(330b)으로부터의 맵핑 및 단순한 축척 인자를 적용함으로써 계산될 수 있도록 선택될 수 있다. 한 가지 이러한 예는 전극에 연결하지 않고 개방 회로를 형성하는 전극 와이어와 일렬로 이어진 2개의 평행 케이블이다. 이들 두 개방 회로 사이의 임피던스가 측정될 수 있고, 이들 사이의 과류 커패시턴스가 결정될 수 있다. 일단 결정된 후 전극을 가진 와이어의 과류 커패시턴스는 전극이 없는 두 와이어와 유사할 수 있다고 가정될 수 있다. 개방 회로 와이어의 과류 커패시턴스를 측정함으로써 전극을 가진 와이어에 대한 과류 커패시턴스 추정치는 흡수 물품(16) 및/또는 기판(18)의 미소 변형을 반영할 수 있으며, 이것은 이들의 가요성 성질로 인해 예상될 수 있다.
일부 예에서, 하나 이상의 전극이 흡수 물품(16)의 외부에 있는 경우, 예를 들어 흡수 물품(16)의 밑면 상에 또는 접해서 놓인 경우, 전극은 흡수 물품(16)의 밑면과 약간 분리될 수 있으며, 이것은 커패시턴스(302a 및/또는 302b)의 감소 때문에 흡수 물품 임피던스(369)를 증가시킬 수 있다. 흡수 물품 임피던스(369)의 증가는 흡수 물품 내부 임피던스(292)가 정확히 측정될 수 있게 한다. 이 관점에서, 흡수 물품 내부 임피던스(292), 또는 흡수 물품 내부 임피던스(292)에 속하는 양을 측정할 수 있는 것이 바람직할 수 있다. 한 예에서, 흡수 물품(16)의 외부로부터 약각 분리된 전극으로 인한 측정에 대한 영향은 커패시터 및 레지스터 직렬로서 흡수 물품 임피던스를 모델링함으로써 완화될 수 있다. 도 50은 이 종류의 예시적인 모델을 도시하며, 여기서 흡수 물품 커패시턴스(302a, 302b)는 흡수 물품 (16)의 내부의 임피던스(292)를 결정하기 위해 흡수 물품(16)에 결합된다. 전극이 흡수 물품(16)과 분리됨에 따라, 흡수 물품 커패시턴스(302a, 302b)는 변동할 수 있다. 흡수 물품 내부 임피던스(292)가 순전히 저항성이라고 가정된다면, 흡수 물품 임피던스(369)의 실제 성분은 흡수 물품 내부 임피던스(292)의 저항과 등가일 수 있고, 커패시턴스(302a, 302b)의 변화는 커패시턴스(302a, 302b)가 순전히 가상 임피던스일 수 있기 때문에 흡수 물품 내부 임피던스(292)의 측정에 영향을 미치지 않을 수 있다.
한 쌍의 다수의 쌍의 전극 사이의 임피던스(들)이 측정된 후, 흡수 물품(16)에서 수분은, 예를 들어 포화 퍼센트, 추정된 유체 부피 및/또는 야뇨증 사건을 포함하는 성질을 결정하기 위해 다양한 알고리즘을 사용하여 특성화될 수 있다. 알고리즘은 입력값으로서 임피던스 값(들), 캘리브레이션 인자, 및/또는 환경 인자를 수신할 수 있고, 그것에 기초하여 상기 언급된 성질 중 하나를 계산할 수 있다. 한 예에서, 포화 퍼센트 및/또는 유체 부피는 각각의 계산된 임피던스 값을 역치 값과 비교함으로써 추정될 수 있다. 비교로부터 점수가 발생될 수 있고, 역치 값 아래에 있는 각각의 계산된 임피던스에 대해 증가될 수 있다. 일단 점수가 결정된 후, 포화 퍼센트 및/또는 유체 부피는 축척 인자 또는 룩업 테이블을 사용함으로써 점수에 기초하여 추정될 수 있다. 추가로 또는 다르게는, 흡수 물품(16)이 습윤 역치를 초과했다는 결정은 상기 언급된 점수를 습윤 역치가 교차되었음을 간병인에게 나타내는 특정된 역치와 비교함으로써 이루어질 수 있다. 습윤 역치 점수는 특정 흡수 물품(16), 흡수 물품(16)의 부류, 간병인 선호, 및/또는 착용자 선호와 함께 사용하도록 맞춤제작될 수 있다.
다른 예에서, 포화 퍼센트 및/또는 유체 부피는 각 계산된 임피던스 값을 다수의 역치 값과 비교함으로써 추정될 수 있다. 임피던스 값을 단일 역치 값과 비교함으로써 점수를 생성하는 대신, 다수의 역치가 허용될 수 있고, 발생된 점수는 다수의 비교의 결과에 기초하여 계산될 수 있다.
다른 예에서, 포화 퍼센트 및/또는 유체 부피는 계산된 임피던스 값의 함수의 출력값의 합계를 표시하는 점수를 계산함으로써 추정될 수 있다. 함수는 다항식, S자 함수, 및/또는 지수식을 포함할 수 있다. 다음에, 점수는 룩업 테이블을 사용하여 포화 퍼센트 및/또는 유체 부피에 대해 맵핑될 수 있다. 아래 식 1은 Zi가 계산된 임피던스이고 f(Zi)가 함수인 경우 점수가 계산될 수 있는 방식을 설명한다.
Figure pct00001
(식 1)
한 양태에 따라서, 점수는 임피던스 값의 일반화된 규준이다. 여기서 지수 n은 0에서 무한대의 범위이다. 일반화된 규준은 임피던스 카운트를 위해 n = 0, 임피던스 평균을 위해 n = 1, 및 최대 임피던스를 취하기 위해 n = 무한대로 n이 설정될 수 있다는 점에서 유연성을 제공한다.
포화 퍼센트 및/또는 유체 부피를 결정하기 위해 흡수 물품(16)의 외부를 가로지른 다수의 임피던스 측정을 이용한 예시적인 배열에서 일어날 수 있는 한 가지 상황은 흡수 물품(16)의 상이한 영역들이 상이한 부피의 유체를 함유할 수 있다는 것이다. 이러한 배열에서, 흡수 물품(16)의 다양한 영역들 사이의 구별이 유용할 수 있다. 한 양태에 따라서, 상기 설명된 방식 중 하나 이상으로 점수가 계산될 수 있고, 아래 식 2에 따라서, 상이한 전극 쌍에 대한 점수에 차등 가중이 적용될 수 있다. 식에서 i번째 전극 쌍에는 인자 ai가 가중될 수 있다. 가중치는 흡수 물품(16)의 상이한 영역이 상이한 부피의 액체를 함유하는 사건에서 점수가 특정 부피와 더욱 밀접히 상관될 수 있도록 선택될 수 있다.
Figure pct00002
(식 2)
장치(17)가 다수의 전극 쌍을 포함하는 경우, 착용자 자세(뒤로, 옆으로, 앞으로 눕거나, 앉거나 또는 서 있는)는 흡수 물품(16)의 상이한 영역에서 수분의 양에 영향을 미칠 수 있다. 한 양태에 따라서, 배향 감지 요소(예를 들어, 자이로스코프 및/또는 가속도계)가 중력 벡터의 방향을 결정하고 기준 프레임을 회전시킴으로써 착용자 배향을 결정하기 위해 사용될 수 있으며, 이로써 착용자 배향이 결정된다. 일단 착용자 배향을 알고난 후, 흡수 물품(16)의 섹션이 동적으로 가중되어 배향에 기초하여 부피 및/또는 포화 추정에 대한 그것의 기여를 증가/감소시킬 수 있다.
전극이 흡수 물품(16)의 외부에 있고, 상이한 종류의 흡수 물품(16)에서 사용될 수 있는 경우, 흡수 물품(16)의 상이한 브랜드/종류의 성질이 결과에 영향을 미칠 수 있다. 이렇게 캘리브레이션 인자가 흡수 물품(16)의 상이한 브랜드/종류에 적용될 수 있다. 캘리브레이션 인자는 알고리즘 점수와 포화 수준, 알림 역치, 및/또는 흡수 물품(16)의 측정된 임피던스 사이를 맵핑함으로써 결정될 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 특정 캘리브레이션 인자는 적용된 일련의 기지의 수분 상태를 가진 흡수 물품(16)의 값을 측정하고, 다음에 가장 정확한 결과를 생성하는 캘리브레이션 인자를 선택함으로써 결정될 수 있다. 도 51은 캘리브레이션 및 알고리즘 변형 과정이 수행될 수 있는 방식의 플로우 다이어그램을 도시한다. 캘리브레이션 시스템은 흡수 물품에 적용된 기지의 수분 상태를 가진 새로운 흡수 물품 종류 및/또는 브랜드에 대한 벤치탑 시험으로부터 임피던스 데이터를 획득할 수 있다. 캘리브레이션 시스템으로부터의 측정은 알고리즘 및 캘리브레이션 시스템에 의해 사용되어 새 흡수 물품에 대한 관련된 캘리브레이션 및/또는 알고리즘 인자를 결정할 수 있다. 일단 캘리브레이션 및/또는 알고리즘 인자가 결정되고 검증된 후, 이들은 시스템이 궁극적으로 사용되는 습윤 검출 시스템을 통과할 수 있다. 캘리브레이션 시스템, 알고리즘 시스템, 및 습윤 검출 시스템의 각각은 구성요소를 공유하거나 배타적 구성요소를 가질 수 있다. 예를 들어, 캘리브레이션 시스템 및 알고리즘 시스템은 프로세서를 공유할 수 있지만, 습윤 검출 시스템은 알고리즘 시스템에 의해 분할된 알고리즘을 실시하는 자신의 프로세서를 가질 수 있다. 한 예에서, 흡수 물품 특이적 가중 변수가 특정 전극 쌍 영역에 기지의 수분 상태를 적용함으로써 계산될 수 있다. 다음에, 식 2에서 사용된 페어와이즈 가중 인자가 가장 정확한 부피 및/또는 포화 퍼센트 추정치를 가공하는 페어와이즈 가중 인자를 선택함으로써 결정될 수 있다.
추가로 또는 대안으로, 장치(17)가 다수의 전극을 포함하는 경우, 전극들(및/또는 이들의 관련된 와이어 또는 트레이스) 사이의 과류 커패시턴스는 한 쌍의 임피던스에 변동을 야기할 수 있고, 이것은 차례로 다른 전극 쌍 사이에서 측정된 임피던스에 영향을 미쳐 부정확성을 초래할 수 있다. 이것은 근처 전극 및 전극 와이어가 션트 커패시턴스(과류 커패시턴스)를 생성할 수 있기 때문에 발생할 수 있다. 한 쌍의 전극 사이의 임피던스가 측정되었을 때, 측정은 병렬 커패시터의 형태로 과류 커패시턴스를 포함할 수 있다. 전극 및 와이어가 이동하거나 휘었을 때, 과류 커패시턴스 값이 변할 수 있고, 따라서 측정된 임피던스가 또한 변할 수 있다. 임피던스를 계산하고 과류에 의해 야기된 간섭을 제거하는 능력은 정확성을 개선하는데 유용할 수 있다. 도 52는 측정된 임피던스 값을 취하고 이들은 흡수 물품(16)의 임피던스 값으로 전환하도록 구성된 임피던스 모델을 도시한다. 이 모델은 전극(290a, 290b, 290c)의 네트워크로서 시스템(10)을 모델링함으로써 이것을 달성할 수 있으며, 각각의 전극은 각각의 다른 전극에 대해 과류 커패시턴스의 격자를 가진다. 기지의 임피던스가 각 쌍의 전극에 적용될 수 있다. 다음에, 측정이 이루어질 수 있고, 과류 전류(324, 324c)가 계산될 수 있다. 임피던스 모델의 캘리브레이션을 결정한 후, 이들 입력값을 사용하여 도 50에 설명된 시스템의 더 복자반 버전을 적용함으로써 흡수 물품(16)의 임피던스를 결정할 수 있다. 임피던스 측정이 주어지면 흡수 물품의 임피던스(369 및 369a)가 도 52에 제공된 등가 회로를 풀어서 해결될 수 있다. 한 양태는 해답이 비선형일 수 있는 것이고, 흡수 물품 임피던스(369 및 369a)를 풀기 위해 다수의 접근법이 취해질 수 있다.
누출 검출
일부 예에서, 야뇨증 사건은 흡수 물품(16)을 잃어버릴 수 있고, 야뇨증 사건으로부터 유체의 부피는 흡수 물품(16)의 용량을 초과할 수 있고, 및/또는 흡수 물품(16)은 다르게는 누출될 수 있다. 누출은 전형적으로 착용자의 침대의 시트의 교환, 또는 추가의 청소를 필요로 한다. 누출을 검출하는 능력은 도움이 될 수 있다. 한 예에서, 감지 요소(20) 중 하나 이상은 누출로부터 수분을 직접 접촉에 의해 검출하기 위해 흡수 물품(16)의 외부에 결합하도록 구성된 전도성 습윤 감지 요소일 수 있다. 전도성 습윤 감지 요소는 도 33a-33c, 34a-34d, 35a-35d에 도시된 전도성 감지 요소와 유사할 수 있다.
위치 모니터링
한 양태에 따라서, 감지 요소(20) 중 하나 이상은 시스템(10)이 착용자 위치를 모니터하기 위해 사용될 수 있도록 구성될 수 있다. 착용자 위치지정 데이터는 감지 요소(20)로부터 (예를 들어, 리시버(22), 프로세서(24), 트랜스미터(26), 및/또는 서버(30)를 통해서) 사용자 인터페이스(32)에 전달될 수 있으며, 간병인(12)에게 관련된 정보를 제공한다. 예를 들어, 한 양태에서, 시스템(10)은 압력 점수의 개시를 감소 또는 방지하기 위해 모니터링한 위치를 상쇄할 수 있다. 전형적으로, 착용자, 예컨대 시설 거주자 또는 노인들은 압력 점수 발생을 방지하기 위해 회전될 수 있다. 시스템(10)은, 예를 들어 간병인(12)에게 적절한 알림을 제공함으로써 회전하는 대상의 관리 및 최적화에 도움을 줄 수 있다.
감지 요소(20)의 일부분으로서 시스템(10)은 착용자(14)의 위치를 모니터하기 위해 가속도계, 자이로스코프, 자기계 및 다른 적합한 감지 요소 중 하나 이상의 임의의 조합을 이용할 수 있다. 이러한 감지 요소는, 예를 들어 상기 설명된 용량성, 전도성 및 임피던스 감지 요소에 의해 점유된 장소 중 어느 것에 제공될 수 있다. 대안으로, 감지 요소는 흡수 물품(16), 착용자(14), 또는 착용자(14) 부근의 장비에 개별적으로 제공되고 고정될 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 영상화 기술이 착용자(14)의 위치를 모니터하기 위해 이용될 수 있다. 일부 예시적인 영상화 기술은 카메라, 적외선 카메라 및 초음파의 사용을 포함한다.
착용자(14)의 위치를 모니터링함으로써 간병인(12)은 압력 궤양의 개시를 방지하기 위해 착용자(14)를 재배치할 필요를 확인할 수 있다. 착용자 위치지정 및/또는 재배치를 검출하는 능력은 착용자(14)에게 간병의 송달을 최적화하는데 있어서 역할을 할 수 있다. 한 예에서, 가속도계, 자이로스코프, 자기계 및/또는 다른 적합한 감지 요소 중 하나 이상이, 예를 들어 거주자 위치 및 움직임을 검출함으로써 착용자(14)의 위치를 모니터하는데 사용될 수 있으며, 예를 들어 사용자 인터페이스(32)를 통해서 간병인(12)에게 이 정보를 전달할 수 있다. 이 정보를 사용하여 간병인(12)은 착용자(14)가 재배체되어야 할 때 또는 착용자(14)가 그대로 있어야 할 때를 확인할 수 있다. 이렇게 간병인(12)이 재배치를 위해 착용자를 불필요하게 깨울 수 있는 상황이 회피될 수 있고, 이로써 불필요한 수면 방해의 발생이 감소한다. 추가로 또는 대안으로, 간병인(12)에게 착용자(14)의 재배치가 상기될 수 있다. 이렇게 압력 궤양이 발생할 착용자의 위험을 증가시키는 간병인(12)이 착용자(14)의 재배치를 잊을 수 있는 상황이 회피될 수 있고, 따라서 착용자(14)가 동일한 자세로 초과된 기간의 시간을 보낼 가능성이 감소한다.
착용자 배향을 검출하기 위해 가속도계가 사용되는 경우, 일부 예에서 착용자(14)의 일시적 동작은 착용자 배향의 검출을 중단하거나 방해할 수 있다. 일시적 동작을 거부하는 배향 검출 알고리즘이 이러한 중단/간섭을 완화하기 위해 사용될 수 있다. 한 예에서, 배향 검출 알고리즘은 신호가 지속된 후 착용자 배향을 검출할 수 있다. 예를 들어, 가속의 벡터 합의 크기가 9.8m/s/s의 +/-10%인 경우 5초 후에 가속 벡터가 하방으로 취해질 수 있고, 착용자 배향은 이 기준 프레임에 기초하여 계산될 수 있다. 이 기술은 가속도계가 중력 가속을 측정할 거라고 가정한다.
배향 정보는 착용자(14)를 변화시키거나 착용자(14)에게 간병을 제공할 때 작업흐름을 개선할 수 있도록 간병인(12)에게 전달될 수 있다. 배향 정보는 착용자(14)가 현재 배향으로 소비한 시간, 및/또는 시간에 따른 착용자 배향의 이력의 형태로 간병인(12)에게 제시될 수 있다.
하락 검출
다른 양태에 따라서, 착용자 위치를 모니터하기 위한 상기 설명된 감지 요소(20) 중 하나 이상은 하락이 발생한 경우를 모니터하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 감지 요소 신호 중 어느 것이 미린 정해진 값의 범위를 벗어난다면, 및/또는 감지 요소 신호 중 어느 것의 변화 속도가 미리 정해진 값의 범위를 벗어난다면, 이러한 발생이 하락을 표시할 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 상기 설명된 영상화 기술 중 하나 이상은 개인의 상태를 모니터하고 하락이 발생했을 때를 결정하기 위해 이용될 수 있다. 하락의 검출시 간병인 인터페이스(32)에 알림이 보내질 수 있고, 이로써 간병인(12)은 적절한 액션을 취할 수 있다.
장소 모니터링
다른 양태에 따라서, 시스템(10)은 착용자 장소를 모니터하기 위해 사용될 수 있다. 착용자 장소를 모니터링하는 것은 간병인 작업흐름을 계획하고, 및/또는 착용자(14)가 제한된 영역을 서성거리지 않도록 하는데 유용할 수 있다. 한 예에서, 장치(17)는 착용자(14)에 의해 착용될 수 있는 하나 이상의 구성요소, 예컨대 트랜스미터(26)를 포함할 수 있고, 와이파이 및/또는 블루투스 네트워크를 사용하여 기지의 및/또는 고정된 와이파이 및/또는 블루투스 트랜스미터에 대해 착용자 (14)의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 착용자(14)의 장소는 장치(17)와 기지의/고정된 트랜스미터 사이에 하나 이상의 통신에 대한 특성에 기초하여 결정될 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 영상화 기술은 착용자(14)의 상태를 모니터하고 착용자의 위치를 결정하기 위해 이용될 수 있다. 일부 예시적인 영상화 기술은 착용자(14)의 위치를 찾고 및/또는 추적하기 위한 카메라, 적외선 카메라, 및 초음파의 사용을 포함한다. 위치는 사용자 인터페이스(32)를 통해 간병인(12)에게 전달될 수 있다.
장 움직임 검출
일부 예에서, 간병인(12)이 습윤 사건을 통지받을 수 있는 경우에도 간병인(12)은 여전히 장 움직임에 대해 흡수 물품(16)을 체크할 필요가 있을 수 있다. 이러한 경우에 시스템(10)이 장 움직임을 검출하는 것이 유용할 수 있다. 감지 요소(20) 중 하나 이상은 장 움직임을 검출하도록 구성될 수 있다. 또한, 이러한 감지 요소는 수분에 더하여 장 움직임을 검출할 수 있다는 것이 고려된다. 대안으로, 장 움직임을 검출하고 수분을 검출하기 위한 별도의 감지 요소가 제공될 수 있다. 장 움직임을 검출하기 위한 감지 요소의 한 가지 종류는 메탄 감지 요소이다. 메탄 감지 요소는 메탄의 존재를 검출할 수 있고, 메탄 수준을 장 움직임의 존재를 표시하는 역치와 비교함으로써 흡수 물품(16) 안에서, 그것에서 또는 근처에서 장 움직임의 존재를 추론할 수 있다. 메탄 감지 요소의 감도에 따라, 소장 움직임 또는 다른 신체 기능이 흡수 물품(16)에 존재하는 유의한 대변 없이도 메탄 감지 요소를 촉발시킬 수 있다. 유의하지 않은 것으로부터 유의한 장 움직임을 구별하거나, 또는 거짓 양성을 피하기 위해, 시스템(10)은 유의한 장 움직임과 유의하지 않은 장 움직임/거짓 양성을 구별할 수 있는 장 움직임 검출 알고리즘을 행할 수 있다. 예를 들어, 알고리즘은 메탄의 존재에 대한 검출 역치뿐만 아니라 시간 역치를 모두 이용할 수 있다. 장 움직임 검출은 메탄의 존재가 특정 시간량에 대한 특정 역치를 초과한 후 일어날 수 있다.
하류 시스템 특징
도 1에 도시된 대로, 시스템(10)은 하나 이상의 리시버(22)를 포함할 수 있다. 리시버(22)는 하나 이상의 와이어 또는 다른 컨덕터를 통해 감지 요소(20)에 결합된 임의의 적합한 전자 장치를 포함할 수 있다. 리시버(22)는 감지 요소(20)와 통신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 리시버(22)는 감지 요소(20)로부터 감지 요소 데이터를 수신 및/또는 수집할 수 있다. 리시버(22)는 흡수 물품(16)(예를 들어, 장치(17)의 일부분으로서) 상에, 착용자(14) 근처에, 또는 착용자(14) 상에 위치될 수 있다.
또한, 시스템(10)은 하나 이상의 프로세서(24) 및 트랜스미터(26)를 포함할 수 있다. 프로세서(24)는 리시버(22)로부터, 또는 직접 감지 요소(20)로부터, 하나 이상의 와이어 또는 다른 컨덕터를 통해서 감지 요소 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 프로세서(24)는 수신된 감지 요소 데이터의 적어도 일부 초기 가공을 수행할 수 있고, 그것에 기초한 하나 이상의 신호를 서버(30)로 보낼 수 있다. 동일한 리시버(22), 프로세서(24) 및 트랜스미터(26)가 용량성, 전도성 및/또는 임피던스 감지 배열에 사용될 수 있다는 것이 고려된다.
한 예에서, 리시버(22), 프로세서(24) 및 트랜스미터(26)는 도 53a-53d에 도시된, 하우징(358)에 일체화되거나 그 안에 함유될 수 있다. 하우징(358)은 커넥터(364)의 플러그(361)를 수용하도록 구성된 포트(360)를 포함할 수 있고, 여기서 커넥터(364)는 감지 요소(20) 중 하나 이상에 연결될 수 있다. 하우징(358)은 기판(18) 중 어느 것에 고정될 수 있다. 예를 들어, 하우징(358)은 기판(18) 중 어느 것의 포켓 안에 위치될 수 있다. 또한, 하우징(358)은 장치(17)를 작동시키기 위한 전원(예를 들어, 배터리)(362)을 함유할 수 있다. 배터리(362)는, 예를 들어 재충전가능한 100mAH LiPo 배터리를 포함할 수 있다.
프로세서(24)는 아두이노 보드와 같은 임의의 적합한 보드 또는 마이크로컨트롤러 플랫폼을 포함할 수 있다. 트랜스미터(26)는 와이파이 칩, 또는 임의의 다른 적합한 전자 트랜스미터를 포함할 수 있다. 트랜스미터(26)는 블루투스, 3G, 4G, 및/또는 와이파이와 같은 무선 통신의 임의의 적합한 형태를 통해서 인터넷 상에서 서버(30)에 신호를 보낼 수 있다.
프로세서(24)는 초당 10회와 같은 미리 정해진 간격으로 장치(17)에서 회로망의 활성을 체크할 수 있다. 예로서 전도성 감지 배열을 사용하여, 습윤 사건이 발생했을 때, 전도성 직물의 2개 조각을 가로지른 저항이 감소될 수 있고, 이것은 프로세서(24)에서 아날로그를 가로질러 디지털 전환(ADS) 쪽으로 전압의 변화의 가져온다. 전압 변화(신호)는 0-1023 사이에서 숫자(n1)로 전환될 수 있다. 프로세서(24)는 각 1분 블록에 대한 이동 합을 생성하기 위해 n1, n2, n3, . . . , n600 (초당 10회 분당 60초까지)을 더하고 이 값(N)을 저장할 수 있다. 프로세서(24)는 15개의 1분 블록에 대한 이동 합을 저장할 수 있다. 프로세서(24)는 15분 기간에 걸쳐서 플러그 상태 및 활성 플러그 상태의 변화를 저장할 수 있다(이것은 별도의 회로의 연결을 통해 결정될 수 있다). 프로세서(24)는 감지 요소 데이터 및 플러그 상태 데이터를 와이파이를 통해서 15분마다 서버(30)로 푸쉬하도록 트랜스미터(26)를 활성화할 수 있다. 와이파이가 다운된다면 프로세서(24)는 추가의 15분 간격마다 데이터의 저장을 계속할 수 있다. 프로세서(24)가 모니터할 수 있는 ADC 전환, LED 및 감지 요소 연결 회로망은 외부 인쇄회로기판(PCB)을 필요로 할 수 있다.
프로세서(24)는 입력값으로서 감지 요소 데이터를 사용하여 상기 설명된 모델 및 알고리즘 중 하나 이상을 행할 수 있고, 이로써 습윤 사건을 특성화할 수 있다. 프로세서(24)는 트랜스미터(26)를 통해서 서버(30) 및/또는 사용자 인터페이스(32)에 출력 신호를 보낼 수 있고, 하나 이상의 기준에 기초하여 간병인(12)에게 통지될 수 있다. 예를 들어, 알림은 흡수 물품(16)이 특정 역치에 도달했을 때 보내질 수 있거나, 또는 흡수 물품(16)에서 일어난 누출의 변화가 높을 때(예를 들어, 미리 정해진 역치를 넘을 때) 간병인(12)에게 통지될 수 있다. 대안으로, 모델 및/또는 알고리즘, 또는 그것의 일부가 서버(30) 상에서 실시될 수 있다. 다시 말해서, 프로세서 기능이 착용자(14) 상의 프로세서(24)와 서버(30) 사이에 분포될 수 있다.
도 54a-54c에 도시된 예에서, 장치(17a-17e)와 서버(30) 간의 통신은 하나 이상의 브릿지(367a-367e)를 통해서 일어날 수 있다. 장치(17a-17e)는 서로 및/또는 브릿지(367a-367e) 중 하나 이상과 블루투스를 사용하여 통신할 수 있다. 예를 들어, 장치(17a-17e) 중 하나 이상의 리시버(22)는 나머지 장치(17a-17e) 중 하나 이상의 트랜스미터(26)로부터 블루투스를 통해서 데이터를 수신할 수 있다. 다음에, 브릿지(367a-367e) 중 하나 이상이 와이파이, 3G, 4G, 및/또는 다른 적합한 네트워크 통신 프로토콜을 사용하여 서버(30)와 통신할 수 있다. 브릿지(367a-367e) 각각은, 예를 들어 장치(17a-17e)와 통신하기 위한 블루투스 동글, 및 인터넷에 결합하기 위한 와이파이 동글을 포함할 수 있다. 브릿지(367a-367e)는 착용자(14)가 고정된 장소에 머무르고 있는 시설 근처 장소 또는 이동하는 장소(즉, 착용자(14) 또는 착용자(14)가 사용하는 장비에 부착된)에 위치될 수 있다. 장치(17a-17e)는 브릿지(367a-367e)를 검색하기 위해 블루투스 스캔을 실행할 수 있고, 이용가능한 브릿지에 연결을 개시할 수 있다. 일단 연결이 개시된 후, 장치(17a-17e)는 이용가능한 브릿지로부터의 접수통지 후 데이터를 송신/해제할 수 있다.
도 54a에 도시된 대로, 장치(17a-17c)는 메시지가 브릿지(367a)의 범위에 있는 장치(17c)에 도달할 때까지 서로 통신할 수 있다. 브릿지(367a)는 장치(17a-17c)로부터의 메시지가 서버(30)에 도달하도록 하는 전달자로서 사용될 수 있다. 대안으로, 도 54b에 도시된 대로, 장치(17) 각각은 그 자신의 브릿지(367a-367e)를 통해서 서버(30)와 통신할 수 있다. 대안으로, 도 54c에 도시된 대로, 장치(17)는 메시지 또는 신호가 드물게 있는 브릿지(367a-367e)의 범위에서 장치(17) 중 하나 이상에 도달할 때까지 블루투스 상에서 서로 통신할 수 있다. 다음에, 메시지는 브릿지(브릿지(367a-367c) 중 어느 것) 및 서버(30)로 보내질 수 있다. 또한, 와이파이 브릿지로의 모바일 블루투스가 휠체어 또는 다른 장비 상의 포켓에 위치된 배터리-작동 브릿지의 형태로 제공될 수 있다.
서버(30)는 트랜스미터(26)로부터 직접, 또는 브릿지(367a-367e)를 통해 하나 이상의 신호를 수신할 수 있다. 서버(30)는 또한 상기 설명된 알고리즘 및/또는 모델의 일부를 행할 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 서버(30)는 리시버(22), 프로세서(24), 및/또는 트랜스미터(26)에 의해 기록된 1분 평균을 가공할 수 있고, 데이터를 디스플레이하고, 적절한 경우 텍스트 메시지 또는 다른 적합한 경보를 통해서 간병인(12)에게 알릴 수 있다.
서버(30)는, 예컨대 예를 들어 Amazon AWS 상에 호스트된 프록시 서버, 데이터 저장, 시각화, 모니터링 신호 및/또는 액션이 바람직할 수 있을 때의 간병인 알림을 위한 MeteorJS 서버와 같은 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 또한, 데이터 저장, 시각화, 모니터링 신호, 및/또는 알림은 다중 MeteorJS 서버를 가로질러 분리될 수 있다. 프록시 서버에서 이루어진 요청은 MeteorJS 서버로 발송될 수 있다. 장치(17)는 (트랜스미터(26)로부터) 프록시 서버에 요청을 할 수 있고, 이들은 MeteorJS 서버로 발송될 수 있다.
서버(30)가 장치(17)로부터 요청을 수신했을 때 그것은 아래 개략된 단계를 따를 수 있다. 서버(30)는 생 및/또는 가공된 감지 요소 데이터를 수신할 수 있다. 서버(30)는 데이터를 사건으로 가공할 수 있다. 사건은 시간의 함수로서 그래프 상에 플롯팅될 수 있다. 새로 플롯팅된 값은 서로 비교될 수 있고, 균형이 존재하는지의 여부를 결정하기 위해 데이터의 마지막 15분으로부터의 값과 비교될 수 있다(예를 들어, 4분 간격에 걸쳐서 서로의 미리 정해진 범위 내의 값). 도 55는 서버(30) 상에서 데이터의 시각화를 도시하며, 여기서 이동 합 라인(380)은 프로세서(24)에 의해 계산된 이동 평균을 표시하고, 센서 연결 라인(382)은 감지 요소 연결의 상태를 표시하고, 건강체크 도트(384)는 장치(17)가 서버(30)에 요청을 하는 지점을 표시하고, 역치 도트는 감지 요소가 플러그 인 또는 언플러그되는 것에 관한 상태의 변화를 표시하고, 센서 연결 상태 도트(386)는 감지 요소가 요청이 이루어졌던 때에 플러그 상태였는지 언플러그 상태였는지를 표시하고, "체인지 미(Change Me)"는, 예를 들어 흡수 물품(16)의 교환을 요청하는 간병인(14)에게의 알림의 예이다.
추가로 또는 대안으로, 서버(30)는 가공된 일련의 사건을 선택하고, 감지 요소 신호가 안정할 수 있는 균형 또는 영역에 대한 검색과 같은 일을 수행할 수 있다. 균형 영역은 수 분에 걸쳐서 제한된 편차를 경험한 감지 요소 신호의 영역을 찾음으로써 결정될 수 있다. 부피는 사용자가 흡수 물품(16)에 소변을 봤을 때 일어나는 신호 값에서의 피크로 인해 균형 값으로부터만 계산될 수 있다. 배뇨 직후 생성된 피크 값은 전형적으로 높을 수 있고 배뇨 사건의 크기와 무관할 수 있다. 균형 값으로부터 부피를 계산함으로써 이들 피크는 필터링될 수 있다.
특정 수의 사건 사이에 균형이 존재한다면, 그에 대한 균형이 존재하는 시간 간격의 제1 사건은 흡수 물품(16)에 대한 상응하는 역치 값을 색인작업하는데 사용될 수 있으며(이동 평균 타입의 사건들의 값과 흡수 물품의 역치 값 사이의 맵핑은 경험적으로 결정될 수 있다), 도 56에 도시된 예시적인 그래프(368) 및 곡선(370)의 형태로 선형보관법을 사용하여 예시적인 룩업 테이블이 생성된다. 그래프(368)를 생성하는데 사용된 데이터 포인트는 일련의 흡수 물품(16)에 소변을 보고 각 배뇨 후 이들을 칭량함으로써 수집될 수 있다. 수집된 데이터는 흡수 물품(16)의 몇 가지 브랜드 및 종류를 망라할 수 있다. 일단 감지 요소 신호가 부피으로 전환된 후, 전환된 부피가 미리 정해진 및/또는 미리 설정된 역치를 초과한다면 서버(30)는 간병인(12)에게 텍스트 메시지, 또는 다른 알림을 보낼 수 있다.
사용자 인터페이스(32)는 간병인(12)과 통신하기 위해 사용될 수 있다. 사용자 인터페이스(32)는 스마트폰, 랩탑 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 및/또는 다른 전자 장비 상의 디스플레이를 포함하는, 간병인(12)에게 정보를 전달하기 위한 임의의 적합한 디스플레이를 포함할 수 있다. 또한, 사용자 인터페이스(32)는 스피커, 또는 임의의 다른 적합한 소리 발생 장치를 포함할 수 있으며, 간병인(12)에게 정보를 전달할 수 있다. 사용자 인터페이스(32)가 나를 수 있는 정보는 착용자(14)의 습윤 상태, 일을 수행하기 위한 경보, 및/또는 착용자(14) 및/또는 시스템(10)에 대한 일반적인 데이터를 포함할 수 있다. 한 예에서, 사용자 인터페이스(32)가 나를 수 있는 정보는 착용자(14)가 변화되어야 하는지의 여부, 흡수 물품(16)으로부터 누출이 발생했는지의 여부, 흡수 물품(16)으로부터 누출이 발생할 것인지의 여부, 및/또는 착용자(14)가 화장실에 가야 하는지의 여부에 대한 하나 이상의 표시를 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스(32)는 상기 설명된 기능들을 수행하기 위해 전자 어플리케이션 또는 다른 소프트웨어에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 서버(30)에 의해 알림이 준비될 수 있고, 예를 들어 장치(17)로부터 서버(30)에 의해 수신된 데이터에서, 확인된 미리 정해진 기준에 기초하여 사용자 인터페이스(32) 상에 드러날 수 있다. 한 예에서, Twilio 어플리케이션 프로그램 인터페이스(API)는 사용자 인터페이스(32)에 텍스트 메시지의 형태로 알림을 보내는데 사용될 수 있다. 알림은 또한 푸쉬 알림, 콜 벨 시스템 통합형 알림, 폰 콜, 및/또는 간병 시스템 포인트 통합 알림의 형태일 수 있다. 알림은 여러 가지 이유로 여러 가지 형태로 보내질 수 있다. 예를 들어, 알림은 흡수 물품(16)이 용량에 근접할 때 보내질 수 있다. 즉, 추정된 부피가 그 흡수 물품(16) 및/또는 착용자(14)에 대해 어떤 정해진 최대 부피를 넘을 때이다. 알림은, 예를 들어 전자 장치에 보내진 시각, 청각, 또는 촉각 경보를 포함할 수 있으며, 그것의 사용자 인터페이스(32)는 간병인(14)에 의해 보유되는 부분이다. 추가로 또는 대안으로, 경보는 착용자의 부근에 있는 장비에 보내질 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 장치(17)는 경보를 전달하기 위한 광원 및/또는 소리 발생기와 같은 하나 이상의 경보 구성요소를 포함할 수 있다.
도 57a-57d는, 예를 들어 API를 사용하여 사용자 인터페이스(32)로 보내지는 알림에 이르는 예시적인 시스템 플로우를 도시한다. 도 57a에 도시된 시스템 플로우는 습윤 사건을 감지하고 신호를 리시버(22)로 보내는 센서(20), 간섭을 감소시키기 위한 가공을 위해 신호를 프로세서(24)로 보내는 리시버(22), 신호를 트랜스미터(26)(예를 들어, 와이파이 칩)로 보내는 프로세서(24), 및 신호를 서버(30)로 보내는 트랜스미터(26)(예를 들어, 인터넷 상에서)를 가진다. 서버(30)는 신호를 수신하고, 부피 추정을 위해(및/또는 습윤 사건의 다른 특성의 확인을 위해) 신호에 대해 하나 이상의 알고리즘/모델을 행하고, 및 사용자 인터페이스(32)를 통해서 간병인(12)에게 알림을 보낼 수 있다. 도 57b에 도시된 시스템 플로우는 간섭을 감소시키기 위한 가공이 장치(17)가 아니라 서버(30) 상에서 일어날 수 있다는 점에서 도 57a에 도시된 시스템 플로우와 상이하다. 도 57c에 도시된 시스템 플로우는 부피 추정 등을 위한 가공이 서버(30)가 아니라 장치(17) 상에서 일어날 수 있다는 점에서 도 57a에 도시된 시스템 플로우와 상이하다. 도 57d에 도시된 시스템 플로우는 서버(30)가 생략된다는 점에서 도 57a에 도시된 시스템 플로우와 상이하다.
작업흐름 증진
시스템(10)은 착용자(14)에게 간병을 제공하는 간병인(12)의 능력을 증진시킬 수 있다. 예를 들어, 간병인(14)은 시스템(10)에서 데이터에 접근하기 위해 사용자 인터페이스(32)를 이용할 수 있고, 이로써 착용자(14)가 깨기 전 밤 동안 착용자의 습윤 상태를 체크할 수 있다. 간병인(12)은 알림을 수신함으로써, 또는 자신의 자유의지로 체크하도록 촉구될 수 있다.
또한, 시스템(10)은 요양시설 환경에서 간병인 작업흐름을 증진시키기 위해 사용될 수 있다. 작업흐름 증진은, 예를 들어 착용자(14)의 비동기식 체크 및/또는 변화, 착용자 간병의 우선적 처리, 특정 착용자(14)에게 필요한 간병 활동의 결정, 간병인(12)이 한 차례의 체크를 수행해야 할 때의 결정, 착용자(14)가 한 차례의 체크에 포함되어야 하는지의 결정, 및 다른 증진들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 시스템(10)은 착용자의 흡수 물품(16)이 용량에 근접해서 교환이 필요할 때를 간병인(12)에게 통지할 수 있다. 알림은 포화 퍼센트 역치, 부피 역치, 커패시턴스 역치, 및/또는 임피던스 역치에 도달한 감지 요소(20) 및/또는 프로세서(24)로부터의 값을 간병인(12)에게 보낼 수 있다. 알림은 간병인(12)으로 하여금 그들의 활동을 계속할 수 있도록 하는 변화 직후로 연기될 수 있다. 예를 들어, 자동 알림은 가장 최근의 변화 후 설정된 수의 분만큼 지연될 수 있다.
간병인 작업흐름을 증진시키기 위해, 시스템(10)은 투입되어야 하는 간병의 종류를 결정하는데 도움이 될 수 있는 정보를 간병인(12)에게 제시할 수 있다. 간병의 종류는, 제한은 아니지만, 착용자의 흡수 물품(16)의 체크, 착용자의 흡수 물품(16)의 교환, 착용자(14)에게 장벽 크림의 적용, 착용자(14)의 육안 체크, 및 착용자(14)의 화장실 가기를 포함할 수 있다. 시스템(10)은 착용자 위치, 가장 최근의 변화, 포화 퍼센트, 액체의 부피, 젖은 흡수 물품(16)에서 소비된 시간의 지속기간, 흡수 물품 용량, 시간에 따른 액체의 부피의 통합, 및/또는 착용자 피부 완전성에 속하는 정보를 제시할 수 있으며, 이로써 간병의 투입을 결정하는데 있어서 간병인(12)을 보조할 수 있다. 예를 들어, 시스템(10)은 착용자(14)에게 투입되어야 하는 간병인(12)의 간병의 종류를 추천할 수 있다. 이 자동 간병 종류 결정은 간병인(12)까지의 착용자 거리, 가장 최근 변화 이래의 시간량, 포화 퍼센트, 액체의 부피, 젖은 흡수 물품(16)에서 소비된 시간의 지속기간, 흡수 물품 용량, 및/또는 시간에 따른 액체의 부피의 통합의 가중된 합을 더함으로써 각 착용자(14)에 대한 비용을 계산하는 가중된 비용 함수의 발생에 기초할 수 있다. 한 예에서, 비용 함수가 주어진 역치를 초과할 때 착용자의 흡수 물품(16)을 체크하는 것이 제안될 수 있다. 비용 함수가 다른 주어진 역치를 초과할 때 착용자의 흡수 물품(16)을 교환하는 것이 제안될 수 있다.
또한, 시스템(10) 및/또는 시스템(10)을 사용하는 간병인(12)은 간병인 작업흐름을 최적화하도록 시도하기 위해 시스템(10)에서 데이터를 사용할 수 있다. 간병인 작업흐름의 최적화는 간병인 일의 순서 및/또는 착용자(14)에 제공되는 간병의 정도를 변화시키는 것을 포함할 수 있다. 최적화를 위한 단계는 감지 요소(20)로 하나 이상의 흡수 물품(16)의 습윤 상태 및/또는 습윤 사건의 모니터링, 프로세서(24) 및/또는 서버(30)로 습윤 상태 및/또는 습윤 사건의 가공, 사용자 인터페이스(32)를 통해서 1명 이상의 간병인(14)에게 상기 가공된 습윤 상태 및/또는 습윤 사건의 전달을 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(32)는 흡수 물품(16)의 특정 착용자(14)가 다른 착용자보다 간병을 받을 더 높은 우선순위에 있을 수 있음을 전달할 수 있다. 착용자(14)의 우선순위는 상기 설명된 미리 결정된 수학적 모델/알고리즘 중 어느 것에 의해 생성될 수 있는 점수에 의해 착용자(14)의 순위를 매김으로써 결정될 수 있다. 착용자(14)의 우선순위는, 예를 들어 감지 요소(20) 중 하나 이상에 의해 확인되는 착용자(14) 및/또는 흡수 물품(16)의 하나 이상의 특성의 함수일 수 있다.
최적화의 일부로서 시스템(10)은 착용자(14)에게 간병을 제공하는 우선순위를 정하기 위해 간병인(12)이 사용할 수 있는 정보를 간병인(12)에게 제시할 수 있다. 제시된 정보는 착용자 위치, 가장 최근의 변화, 포화 퍼센트, 액체의 부피, 젖은 흡수 물품(16)에서 소비된 시간의 지속기간, 흡수 물품 용량, 시간에 따른 액체의 부피의 통합, 및/또는 착용자 피부 완전성에 속할 수 있다. 한 예에서, 시스템(10)은 변화 및/또는 체크가 필요한 착용자(14)를 우선할 수 있다. 자동 우선순위 지정은 간병인(12)까지의 착용자 거리, 가장 최근 변화 이래의 시간량, 포화 퍼센트, 액체의 부피, 젖은 흡수 물품(16)에서 소비된 시간의 지속기간, 흡수 물품 용량, 및/또는 시간에 따른 액체의 부피의 통합의 가중된 합을 더함으로써 각 착용자(14)에 대한 비용을 계산하는 가중된 비용 함수를 발생시킴으로써 수행될 수 있다.
추가로 또는 대안으로, 사용자 인터페이스(32)는 특정 흡수 물품(16)과 관련된 착용자(14)가 특정 종류의 간병을 필요로 할 수 있다는 것을 전달할 수 있다. 전달되는 간병의 종류는, 제한은 아니지만, 흡수 물품(16)의 상태의 체크 또는 흡수 물품(16)의 교환을 포함할 수 있다. 전달되는 간병의 종류는 상기 설명된 미리 결정된 수학적 모델/알고리즘 중 어느 것에 의해 생성될 수 있는 점수에 역치를 적용함으로써 결정될 수 있다. 예를 들어, 전달되는 간병의 종류는 감지 요소(20) 중 하나 이상의 하나 이상의 특성의 함수일 수 있다.
종래의 방법을 사용하여 간병인(12)은 야뇨증 사건 이력에 기초하여 착용자(14)에 대한 화장실 가기 계획을 세울 수 있다. 그렇게 하는 과정은 배뇨 일기를 작성하고, 하루 동안 실금 사건이 있기 전에 착용자(14)가 화장실에 가야할 때를 제안하는 것을 포함할 수 있다. 흔히 이러한 화장실 가기 계획은 72시간 평가 기간에 걸쳐서 생성될 수 있다. 일어날 수 있는 한 가지 상황은 화장실 가기 계획이 시간에 따른 배뇨 패턴 변화로서 비효과적이게 될 수 있다는 것이다. 한 양태에 따라서, 시스템(10)은 배뇨 일기를 간병인(12)(예를 들어, 간호사, 간호 감독관 및/또는 관리자)에게 제시할 수 있고, 이로써 이들은 화장실 가기 계획을 수동으로 세울 수 있다. 더욱이, 배뇨 일기는 시스템(10)이 데이터를 모집함에 따라 실시간으로 업데이트될 수 있으며, 따라서 그것의 정확성, 및 그것에 기초한 화장실 가기 계획의 정확성을 보장한다.
추가로 또는 대안으로, 시스템(10)은 간병인(12)이 착용자(14)를 화장실로 데려가고 흡수 물품(16)에의 야뇨증 사건을 방지할 수 있도록 야뇨증 사건을 자동으로 예측하는 것을 시도할 수 있다. 이것을 달성하기 위해, 시스템(10)은, 예를 들어 야뇨증 사건 이력, 마지막 야뇨증 사건 이래의 시간, 마지막 야뇨증 사건의 크기, 및/또는 유체 섭취 이력을 포함하는 일련의 입력값에 하나 이상의 알고리즘을 적용할 수 있다. 또한, 야뇨증 사건은 야뇨증 사건 데이터의 시계열에 기계 학습 알고리즘을 적용함으로써 예측될 수 있다는 것이 고려된다. 각 야뇨증 사건에 대해, 특징은 이전 야뇨증 사건의 어레이(시간 및 크기), 이전 유체 섭취의 어레이(시간 및 부피), 및 인구학적 정보를 포함할 수 있다. 또한, 야뇨증 사건은 지난 중요한 야뇨증 사건을 검토함으로써 예측될 수 있다는 것이 고려된다. 지난 날 및 주로부터 수집된 데이터가 주어지면, 자율적 기계 학습이 적용되어 가장 가능성 있는 배뇨 시간을 결정할 수 있다.
사용자 인터페이스 플로우 다이어그램
도 63은 착용자(거주자)(14)에 대해 시스템(10)을 통해서 수행될 수 있는 단계를 가진 예시적인 과정 다이어그램(400)을 도시한다. 다이어그램(400)에서 "SI"는 "센서 개시됨(sensor initiated)"에 대한 약칭이고, "CII"는 "간병인 아이패드 개시됨(caregiver iPad initiated)"에 대한 약칭이고, "SIA"는 "서버 개시됨(자동)(server initiated(autonomous))"에 대한 약칭이고, "TM"은 "텍스트 메시지가 시스템 스태프에게 보내짐(text message sent to system staff)"에 대한 약칭이고, 시스템 스태프는 시스템(10)의 작동을 담당하고 있는 직원을 말한다. 단계 402에서 서버(30)는 착용자(14)에 의해 착용된 흡수 물품(16)의 변화를 로그(log)할 수 있다. 단계 404에서 시스템(10)은 서버(30)의 개시 때에 착용자(14)의 상태를 건조한 상태로서 설정할 수 있다.
단계 406에서 시스템(10)은 센서(20)의 개시 때에 상기 설명된 센서(20), 모델, 및 알고리즘 중 어느 것을 사용하여 착용자(14)가 젖었는지를 결정할 수 있다(젖지 않은 상태에 있은 후에). 텍스트 메시지가 이 결정에 관해 시스템 스태프에게 시스템(10)에 의해 보내질 수 있다. 단계 408에서 시스템(10)은 또한 센서(20)의 개시 때에 착용자(14)의 상태를 젖은 상태로서 업데이트/설정할 수 있다. 단계 410에서 착용자(14)가 젖었다는 알림이 서버(30)의 개시 때에 생성될 수 있다. 단계 412에서 시스템(10)은 간병인(12)이 젖은/습윤 알림에 대해 스누즈를 눌렀음을 인식할 수 있으며, 이로써 간병인 아이패드 또는 다른 적합한 컴퓨팅 장치 상에서 사용자 인터페이스(32)를 조작함으로써(예를 들어, 터치, 클릭 등) 30분 동안 알림을 재설정하거나 연기한다. 단계 414는 단계 412와 유사할 수 있지만, 시간 기간이 30분 대신에 15분일 수 있다. 텍스트 메시지가 스누즈 기능을 간병인이 사용한 것에 관해 시스템 스태프에게 시스템(10)에 의해 보내질 수 있다. 단계 416에서 스누즈 기능과 관련된 시간 기간이 만료되었고, 이 과정은 다른 젖은 상태의 알림이 생성될 수 있도록 단계 410으로 돌아갈 수 있다. 단계 418에서 시스템(10)은 간병인(12)이 착용자(14)를 변화시켰음을 인식할 수 있으며, 이로써 간병인(12)이 그에 따라 아이패드를 조작하는 것을 통해서 젖은 상태의 알림이 해결된다. 젖은 상태 알림이 해결되면 이 과정은 종료될 수 있거나, 또는 단계 402로 돌아갈 수 있다.
단계 420에서 시스템(10)은 센서(20)의 개시 때에 상기 설명된 센서(20), 모델, 및 알고리즘 중 어느 것을 사용하여 착용자(14)가 축축한지를 결정할 수 있다(건조한 상태에 있은 후에). 텍스트 메시지가 이 결정에 관해 시스템 스태프에게 시스템(10)에 의해 보내질 수 있다. 단계 422에서 시스템(10)은 또한 센서(20)의 개시 때에 착용자(14)의 상태를 축축한 상태로서 업데이트/설정할 수 있다. 단계 424에서 서버(30)의 개시 때에 착용자(14)에 대해 적어도 하나의 축축한/축축함 알림이 생성될 수 있다. 단계 426에서 시스템(10)은 간병인(12)이 축축함에 대해 착용자(14)를 체크했음을 인식할 수 있으며, 이로써 간병인(12)이 그에 따라 아이패드를 조작하는 것을 통해서 축축함 알림이 해결된다. 축축함 알림이 해결되면 이 과정은 종료될 수 있거나, 또는 단계 402로 돌아갈 수 있다. 또한, 단계 410에서 습윤 알림의 생성이 축축함 알림을 해결할 수 있다.
도 64는 간병인(12)에 대해 시스템(10)을 통해서 수행될 수 있는 단계를 가진 예시적인 과정 다이어그램(428)을 도시한다. 각 간병인(12)은 복수의 착용자 (14)(거주자)의 필요를 다루는 일을 할 수 있다. 단계 430과 관련하여 시스템(10)은 착용자(14) 중 하나 이상에 대해 스누즈 기능이 없는 젖은/습윤 알림(예를 들어, 도 63에서 단계 410 참조)을 생성할 수 있다. 시스템(10)은 단계 432에서 간병인(12)이 눈에 띄는 젖은/습윤 알림을 가진 임의의 착용자(14)를 가졌는지의 여부를 결정할 수 있다. 그렇다면 시스템(10)은 단계 434에서 간병인(12)에게 푸시 알림을 생성할/보낼 수 있다. 푸시 알림은 간병인의 아이패드의 사용자 인터페이스(32) 상에 나타날 수 있다. 단계 436에서 시스템(10)은 간병인(12)이 습윤 알림을 해결하도록(예를 들어, 도 63에서 단계 418 참조) 일정 시간 기간(예를 들어, 5분) 동안 대기할 수 있다. 시간 기간이 경과한 후, 시스템(10)은 단계 432로 돌아갈 수 있으며, 습윤 알림이 해결될 때까지 습윤 알림 체크, 푸시 알림 보내기, 및 간병인 액션 기다림의 루프가 효과적으로 행해진다.
사용자 인터페이스 활용 설명
도 65-78은 아이패드 스크린(500)으로부터의 스크린샷을 도시한다. 도 65는 홈 스크린(502)을 도시하며, 아이콘(504)은 시스템(10)과 작동 통신중인 어플리케이션이다. 간병인(12)은 어플리케이션을 시작하기 위해 아이콘(504)을 클릭할 수 있다. 어플리케이션이 시작되면, 도 66에 도시된 대로 로그인 스크린(505)이 나타난다. 간병인(12)은 드롭다운 메뉴(506)를 사용하여 자신의 이름을 선택할 수 있고(Select name), 패드워드 필드(508)에 자신의 패스워드를 입력할 수 있다. 다음에, 간병인 (12)은 버튼(510)을 클릭함으로써 로그인(Login)할 수 있다. 이것은 간병인을 도 67에 도시된 대로 어플리케이션의 홈 스크린(512)으로 데려갈 것이다. 일단 GNA에 로그되면 홈 스크린으로 가게 될 것이고, 여기서 간병인은 착용자(14)(거주자)의 이름 및/또는 위치(513) 및 착용자(WEARER)(14)의 상태를 볼 수 있게 될 것이다. 착용자(14)에 대한 정보가 간병인(12)에게 전해질 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 표시자(514)는 착용자(14)가 건조한, 축축한 또는 젖은 상태인지를 간병인(12)에게 말해줄 수 있다(0개의 청색 물방울은 거주자가 "건조한(Dry)" 상태임을 의미하고, 1개의 청색 물방울은 거주자가 "축축한(Damp)" 상태임을 의미하고, 3개의 청색 물방울은 거주자가 "젖은(Wet)" 상태임을 의미한다). 거주자 주변의 상자(516)는 아직도 꺼지지 않은 거주자에 대한 변화 알림이 존재한다는 것을 의미한다(도 63, 64).
착용자(14)에 대한 더 많은 정보를 보기 위해, 간병인은 착용자(14)를 클릭할 수 있고, 이것은 착용자 상태와 같은 추가의 정보를 가진 드롭다운 창 또는 메뉴(518)를 드러낼 수 있다(예를 들어, 이들이 "젖은(Wet), "축축한(Damp)" 또는 "건조한(Dry)" 상태라면, 마지막 변화한 이들의 상태 및 그렇게 되고 얼마나 오래 지났는지, 마지막 변화 시간 및 그 후 얼마나 오래 지났는지, 및 마지막 체크 시간 및 그 후 얼마나 오래 지났는지). 체크 시간은 그것이 변화 후에 일어난 경우에만 표시될 수 있다. 마지막 변화보다 시간상 더 뒤에 있을 수 있는 체크는 표시되지 않을 수 있다.
변화 알림을 끄기 위해서, 간병인(12)은 "스누즈 15(SNOOZE 15)" 또는 "스누즈 30(SNOOZE 30)" 표지된 버튼(520, 522)을 누르거나 클릭할 수 있으며, 이것은 각각 15 또는 30분 동안 알림을 보내는 것으로부터 어플리케이션을 끌 것이다. 일단 스누즈 버튼이 눌러진 후, 도 69에 도시된 대로 스누즈 버튼(520, 522)은 사라질 수 있다. 스누즈 버튼(520, 522)은 15 또는 30분이 경과한 후 다시 나타날 수 있다.
착용자(14)가 축축해졌을 때 간병인(12)은 푸시 알림을 수신하지 않을 수 있다. 그러나, 간병인(12)이 홈 스크린(512)을 체크한다면, 간병인은 1방울의 청색 방울로서 축축한 착용자(14)를 알게 될 것이다. 간병인(12)이 그 착용자(14)를 클릭하면, 도 70에 도시된 대로, 간병인에게 "체크(CHECK)" 버튼(524)을 클릭하는 옵션이 제시될 수 있다. 간병인(12)이 체크 버튼(524)을 클릭하면, 도 71에 도시된 대로, 팝업(526)이 간병인에게 시스템 스태프가 오고 있음(Staff are on their way)을 알릴 수 있다. 간병인(12)이 이것을 인지한 후 간병인은, 도 73에 도시된 거주자 특정 스크린으로 다시 돌아갈 수 있고, 그것은 시스템 스태프가 온라인 체인지 로그 상에 체크를 수동 입력할 때까지 "체크 진행중(CHECK IN PROGRESS)" 막대(528)를 표시할 수 있다.
착용자(14)가 젖었을 때 간병인(12)은 시스템(10)이 착용자(14)가 젖어 있는 것을 검출하는 대로 즉시, 그리고 알림이 꺼지지 않는다면 그후 5분마다 잘 들리는 푸시 알림을 수신할 수 있다. 젖은 착용자(14)는 홈 스크린(512)에서 그들의 이름 옆에 3개의 청색 물방울로 나타날 수 있다. 간병인(12)이 교환(CHANGE) 버튼(530)(도 68)을 누른다면, 도 73에 도시된 대로, 팝업 창(532)이 간병인(12)에게 시스템 스태프가 오고 있음을 알릴 수 있다. 다음에, 제2 팝업 창(534)은 도 74에 도시된 대로, 미리 정의된 표적과 관련하여 간병인(12)이 얼마나 잘 수행했는지를 나타내는 것을 표시할 수 있다. 간병인(12)이 미리 정해진 시간량 안에서 반응한다면(예를 들어, < 1h 내), 팝업(534)은 매우 긍정적인 표시를 나타낼 수 있다. 간병인(12)이 미리 정해진 시간량을 약간 벗어나 반응한다면(예를 들어, < 2h 내), 팝업(534)은 덜 긍정적인/더 부정적인 표시를 나타낼 수 있다. 간병인(12)이 미리 정해진 시간량을 멀리 벗어나 반응한다면(예를 들어, > 2h 내), 팝업(534)은 훨씬 덜 긍정적인/더 부정적인 표시를 나타낼 수 있다.
간병인(12)이 제2 푸시 알림을 인지한 후 이들은 거주자 특정 스크린으로 다시 돌아갈 수 있고, 그것은 온라인 체인지 로그 상에 교환이 수동 입력될 때까지 "교환 진행중(CHANGE IN PROGRESS)"(도 75)을 표시할 수 있다.
간병인(12)이 임의의 지점에서 시스템 스태프에게 알리기를 원할 경우, 이들은 홈 스크린(512)의 위의 왼쪽 코너에 있는 "헬프(Help)" 버튼(536)을 누를 수 있다. 이렇게 하는 것은 간병인이 시스템 스태프를 부르고자 할 때 간병인(12)에게 질문하는 팝업 창(538)을 나타나게 할 것이다. 이렇게 하면 시스템 스태프에게 텍스트 메시지를 통해서 통지될 수 있고, 팝업 창(540)은 시스템 스태프가 오고 있음을 표시하는 것을 나타낼 수 있다. 도 78은 다수의 착용자(WEARER)(14)가 나열된 홈 스크린(512)을 도시한다.
추가의 기능성이 상기 설명된 시스템(10)의 구성요소, 장치, 모델, 및/또는 알고리즘을 사용하여 어플리케이션에 부가될 수 있다. 예를 들어, 어플리케이션은 착용자의 습윤 상태 및/또는 방 번호에 기초하여 착용자(14)를 자동으로 재정리할 수 있으며, 이로써 간병인(12)에서 더욱 원활한 작업흐름을 제공할 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 어플리케이션은 거주자가 바뀌거나 재배치되는 것이 필요한지 등을 간병인이 결정할 수 있도록 다른 센서 양식으로부터의 정보를 간병인(12)에게 제공할 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 어플리케이션은 착용자(14)가 소변 및/또는 대변 실금의 사건을 가질 수 있는 때의 표시를 간병인(12)에게 제공할 수 있다.
도 79-83은 흡수 물품(16)(예를 들어, 브리프(542))에 장치(17)의 한 가지 종류의 적용을 묘사한다. 도 79에 도시된 제1 단계는 흡수 물품(16)을 꺼내고, 장치(17)(예를 들어, 옷 또는 패치(544))의 배터리(미도시)가, 흡수 물품(16)의 전면(앞측)에 위치될 수 있는, 패치(544)에 있는 하나 이상의 센서 및/또는 다른 전자 구성요소(미도시)를 작동시키도록 보장하는 것을 포함할 수 있다. 도 80에 도시된 다음 단계에서, 브리프(542)가 여전히 접힌 상태에서 패치(544)의 전면/앞쪽 버튼(546a)이 "찰칵소리(click)"가 들릴 때까지 전극(548a)에 대고 버튼(546a)을 누름으로써 전면/앞쪽 심전도(ECG) 전극(548a)(브리프(542)의 외부 표면에 미리 장착된)에 고정되거나 채워질 수 있다. 도 81에 도시된 다음 단계에서, 브리프(542)가 여전히 접힌 상태에서 패치(544)의 중간 버튼(546b, 546c)이 브리프(542) 상의 ECG 전극 (548b, 548c)에 채워질 수 있다. 도 82에 도시된 대로, 브리프(542)는 다음에 뒤집힐 수 있다. 도 83에 도시된 대로, 패치(544)의 후면/뒤쪽 버튼(546d)이 브리프(542)의 후면/뒤쪽에서 ECG 전극(548d)에 채워질 수 있다.
개시의 범위를 벗어나지 않고 개시된 시스템 및 방법에 다양한 변형 및 변화가 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백해질 것이다. 본 개시의 다른 양태는 본 명세서를 고려하여 여기 개시된 특징을 실시함으로써 당업자에게 명백해질 것이다. 본 명세서 및 실시예들은 단지 예시로서만 간주되도록 의도된다.

Claims (24)

  1. 착용자에 의해 착용된 흡수 물품에서 수분을 검출하기 위한 시스템으로서,
    전극을 포함하는 임피던스 감지 요소;
    임피던스 감지 요소를 흡수 물품의 외부 표면 상의 위치에 고정하는 부착 부재로서, 전극이 흡수 물품의 내부 영역에 용량성으로 결합되어 흡수 물품의 외부 표면 상의 위치로부터 흡수 물품의 임피던스를 측정하도록 위치되는 부착 부재;
    흡수 물품의 임피던스를 측정하고, 임피던스의 실제 성분과 임피던스의 가상 성분을 추출하여 흡수 물품에서 수분의 특성을 결정하기 위한 임피던스 측정 서브시스템
    을 포함하는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 특성은 흡수 물품에서 수분의 존재를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 특성은 흡수 물품에서 수분의 양을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 임피던스 측정 서브시스템은 전극들 사이의 임피던스를 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 임피던스는 크기 및 위상을 가진 복합 임피던스인 것을 특징으로 하는 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서, 크기는 수분의 특성의 표시인 것을 특징으로 하는 시스템.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 위상은 수분의 특성의 표시인 것을 특징으로 하는 시스템.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 위상 및 크기의 감소는 흡수 물품이 젖었지만 용량까지 채워지지는 않은 상태의 표시인 것을 특징으로 하는 시스템.
  9. 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 위상을 제외한 크기의 감소는 흡수 물품이 용량까지 채워진 상태의 표시인 것을 특징으로 하는 시스템.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 실제 성분은 저항분을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 가상 성분은 무효분을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 임피던스 측정 서브시스템은 선형 회귀, 신경망, 및/또는 서포트 벡터 머신(support vector machine)을 사용하여 최적화 기술을 수행하도록 구성되며, 이로써 임피던스의 저항분 및 무효분과 수분의 특성 간의 관계를 결정하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 임피던스 측정 서브시스템은 임피던스의 저항분 및 무효분과 수분의 특성 간의 관계를 결정하기 위한 시뮬레이션을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 임피던스 측정 서브시스템은 시스템과 상이한 다른 시스템으로부터 데이터를 획득하도록 구성되며, 이로써 임피던스의 저항분 및 무효분과 수분의 특성 간의 관계를 결정하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 임피던스 측정 서브시스템은 단일 주파수의 사인 곡선을 가진 임피던스를 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 임피던스 측정 서브시스템은 전극 중 하나에 전압을 인가하고 다른 전극에서 전류를 측정함으로써 임피던스를 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  17. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 임피던스 측정 서브시스템은 전극 중 하나에 전류를 인가하고 이 전극과 다른 전극 사이의 전압을 측정함으로써 임피던스를 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 임피던스 측정 서브시스템은 실제 성분을 사용하여 수분의 특성을 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서, 수분의 특성은 흡수 물품의 습윤도를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 임피던스 측정 서브시스템은 분리된 주파수들에서 임피던스를 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  21. 제 11 항에 있어서, 임피던스 측정 서브시스템은 분리된 주파수에서 저항분 및 무효분을 획득하도록 구성되며, 이로써 임피던스의 저항분 및 무효분과 수분의 특성 간의 관계를 결정하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  22. 제 11 항에 있어서, 임피던스 측정 서브시스템은, 임피던스 감지 요소가 무효분의 특성에 기초하여 흡수 물품에 부착되는지의 여부를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  23. 내부, 외부, 및 내부와 외부 사이의 장벽층을 포함하는, 착용자에 의해 착용시키기 위한 흡수 물품;
    전극을 포함하는 임피던스 감지 요소;
    임피던스 감지 요소를 외부에 고정하기 위한 부착 부재로서, 전극이 장벽층에 의해 내부와 분리되고, 장벽층을 통해 내부에 용량성으로 결합되며, 외부로부터 흡수 물품의 임피던스를 측정하도록 위치되는 부착 부재; 및
    흡수 물품의 임피던스를 측정하고, 임피던스의 실제 성분과 임피던스의 가상 성분을 추출하여 흡수 물품에서 수분의 특성을 결정하기 위한 임피던스 측정 서브시스템
    을 포함하는, 실금 관리 시스템.
  24. 임피던스 감지 요소를 사용하여 착용자에 의해 착용된 흡수 물품에서 수분을 검출하기 위한 방법으로서,
    임피던스 감지 요소의 전극이 흡수 물품의 내부에 용량성으로 결합되도록 임피던스 감지 요소를 흡수 물품의 외부에 고정하는 단계로서, 임피던스 감지 요소의 고정은 외부로부터 흡수 물품의 임피던스를 측정하도록 전극을 위치시키는 것을 포함하는 단계;
    흡수 물품의 임피던스를 측정하는 단계; 및
    임피던스의 실제 성분과 임피던스의 가상 성분을 추출하여 흡수 물품에서 수분의 특성을 결정하는 단계
    를 포함하는 방법.
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