無線傳感器系統(tǒng)和方法
【專利說明】無線傳感器系統(tǒng)和方法
[0001]任何優(yōu)先權申請的通過引用的結合
[0002]在與本申請一起提交的專利請求書中要求了外國或本國優(yōu)先權的任何以及全部申請，均根據37CRF 1.57通過引用結合到本文中。
【背景技術】
[0003]據報道，在私人療養(yǎng)院中的居住者的失禁率高達60%而急癥照護的患者的失禁率高達66%。通常，特護病房具有最高的失禁率。三分之一的入院患者中發(fā)生了由失禁性皮炎(IAD)引起的皮膚損傷。長期照護機構中41%的成年人經歷了會陰區(qū)域的某種形式的皮膚病。IAD增加了微生物皮膚感染以及褥瘡的幾率，這可以導致更久的住院、增加的治療費用、更高的院內感染風險以及更高的發(fā)病率和致死率。失禁的原因常常是未知的。在一些情況下，失禁可能由多種因素引起，包括入院患者的不能被終止的治療。
[0004]此外，皮膚病是急性照護機構品質的一個衡量標準。當向美國護理協(xié)會申請“有吸引力地位”(Magnet Status)時，急性照護機構必須按季度報告關于褥瘡患病率的數據。類似地，長期照護機構必須報告褥瘡率并且如果沒有采取適當的行動阻止傷害則會被罰款。
[0005]根據傷口、造口和失禁護士協(xié)會指南來管理失禁，要求皮膚保持干燥清潔并且在每次失禁發(fā)作之后應用皮膚保護劑。更換內褲或者尿布的延遲被當作IAD的首要原因，而人們發(fā)現更頻繁的更換失禁內褲能減少褥瘡的發(fā)生。
[0006]然而，在沒有一種能識別失禁事件何時發(fā)生的方法的情況下，護理人員經常未覺察患者的情況。結果經常依據日程而非需要進行會陰衛(wèi)生護理。

【發(fā)明內容】

[0007]提供了在患者的內褲已經被污染時警告護理人員的失禁管理系統(tǒng)和方法。失禁或者失禁事件包括由缺乏對排泄功能的主動控制造成的事件。這可以在成人、孩子、嬰兒中發(fā)生。身體廢物檢測器或傳感器包括身體廢物感應元件或者傳感器以及無源諧振LC電路。在一個實施例中，身體廢物感測元件包括聚苯胺/碳黑(PANI/CB)復合化敏電阻器，該聚苯胺/碳黑(PANI/CB)復合化敏電阻器在暴露于諸如尿或者糞便等身體廢物的蒸汽或者“氣味”的情況下發(fā)生較大的阻抗變化。由于PANI/CB電阻器的阻抗變化，諧振電路的特性在傳感器暴露于尿或者糞便蒸汽時改變。
[0008]在其他實施例中，身體廢物感測元件的其它屬性，諸如電容、電感、介電強度、導電性、磁導率、介電常數、磁場強度、晶體結構、反射率、折射率、光敏性、熱屬性等，在暴露于尿和/或糞便的情況下發(fā)生變化。由于一個或者更多個屬性的變化，包括身體廢物感測元件的電路的特性在傳感器暴露于尿和/或糞便時改變。
[0009]在其他實施例中，濕度檢測器包括濕度感測元件或傳感器以及無源LC電路。在一個實施例中，濕度感測元件在暴露于濕氣的情況下發(fā)生阻抗變化。由于阻抗變化，諧振電路的特性在傳感器暴露于濕氣時改變。
[0010]在其他實施例中，濕度感測元件的其他屬性，諸如電容、電感、介電強度、導電性、磁導率、介電常數、磁場強度、晶體結構、反射率、折射率、光敏性、熱屬性等，在暴露于濕氣的情況下發(fā)生變化。由于一個或者更多個屬性的變化，包括濕度感測元件的電路的特性在傳感器暴露于濕氣時改變。
[0011]利用常規(guī)的RF技術，讀取器或者查詢器透過衣服和覆蓋物查詢置于患者內褲中的傳感器埋件或者傳感器。在一些實施例中，讀取器從上至約5米的距離處讀取傳感器響應。在其他實施例中，讀取器從大于約5米的距離讀取傳感器響應。來自應答器的查詢信號為無源傳感器供能并且傳感器提供使用高頻(HF)或者超高頻(UHF)信號的無線通信。在一個實施例中，傳感器反射回由傳感器的阻抗調制的信號并且將內褲的狀態(tài)指示為污染或者清潔。一旦被通知，護理人員可以及時提供適當的照護。
[0012]系統(tǒng)和方法公開了一種包括電路的身體廢物傳感器，該電路包括聚苯胺/碳黑(PANI/CB)化敏電阻器。通過查詢射頻信號給電路供能以產生至少部分基于PANI/CB化敏電阻器的阻抗的響應信號。相比不存在身體廢物的情況，PANI/CB化敏電阻器的阻抗在暴露于身體廢物的情況下變得更大。在一個實施例中，電路是諧振電路。在其他實施例中，電路是遙測電路。
[0013]根據各種不同的實施例，公開了一種檢測人的失禁事件或者身體廢物事件的方法。方法包括提供傳感器以檢測身體廢物。傳感器包括被配置成在存在身體廢物時增加阻抗的聚苯胺/碳黑(PANI/CB)化敏電阻器。方法還包括在傳感器處接收查詢信號，其中查詢信號給所述傳感器供能，并且響應于查詢信號而發(fā)送來自傳感器的響應信號，其中響應信號至少部分基于PANI/CB化敏電阻器的阻抗。
[0014]在一些實施例中，提供身體廢物傳感器。傳感器包括諧振LC電路，諧振LC電路包括傳感器并且通過查詢射頻(RF)信號而被供能，以產生至少部分基于傳感器的阻抗的響應信號，其中傳感器的阻抗在暴露于身體廢物的情況下改變。
[0015]為了概括本發(fā)明，已經在本文中描述了發(fā)明的一些方面、優(yōu)點以及新穎的特征。應理解，根據本發(fā)明的任何特定實施例可能不必實現所有這些優(yōu)點。因此，本發(fā)明可以按這樣的方式體現或者執(zhí)行:實現或優(yōu)化本文所教導的一個優(yōu)點或者一組優(yōu)點而不一定要實現本文中可能教導或暗示的其它優(yōu)點。
【附圖說明】
[0016]現在將參考附圖描述實現發(fā)明的各種特征的總體架構。提供附圖及相關描述以說明發(fā)明的實施例而并非限制本發(fā)明的范圍。遍及附圖，參考標記被重復使用以指示所標記元件之間的對應關系。
[0017]圖1示出了根據一些實施例的、PANI/CB傳感器對尿蒸汽的示例性電阻變化；
[0018]圖1A示出了根據一些實施例的示例性傳感器和示例性讀取器；
[0019]圖2是根據一些實施例的、包括PANI/CB化敏電阻器的示例性諧振LC電路的示意圖；
[0020]圖3示出了根據一些實施例的、在示例性PANI/CB傳感器激活時的模擬傳感器響應；以及
[0021]圖4是示出了根據一些實施例的、包括PANI/CB化敏電阻器的示例性遙測LC電路的示意圖。
【具體實施方式】
[0022]已知若干化敏電阻器傳感器響應于化學分析物。聚苯胺/碳黑(PANI/CB)傳感器通過廢物中的胺和質子化的聚苯胺(PANI)聚合物主鏈之間的酸堿反應來提供對尿和糞便的敏感性。尿中的氨，即尿素的副產物，對PANI去質子化以引起大約15歐姆的電阻增加。在一些實施例中，電阻可以增加約10%至約100，000%，并且隨著PANI/CB傳感器的面積而變化，例如隨著PANI/CB傳感器的長度和寬度變化。
[0023]圖1示出了表明示例性PANI/CB傳感器對尿蒸汽的電阻變化的圖100，其中x軸表示時間，單位為秒，而I軸表示電阻，單位為千歐。PANI/CB傳感器的初始電阻大約為500歐姆。在約40s處開始尿蒸汽暴露。在約60秒處，PANI/CB傳感器的電阻約為470千歐。
[0024]PANI/CB化敏電阻器在其響應于氨和有機胺比如一種糞便的芳族組分臭糞素(3-甲基吲哚)時具有高度選擇性。水、酒精以及其他有機物僅將聚合物復合物的電阻大約增加到100倍