无线传感器系统和方法
【专利说明】无线传感器系统和方法
[0001]任何优先权申请的通过引用的结合
[0002]在与本申请一起提交的专利请求书中要求了外国或本国优先权的任何以及全部申请，均根据37CRF 1.57通过引用结合到本文中。
【背景技术】
[0003]据报道，在私人疗养院中的居住者的失禁率高达60%而急症照护的患者的失禁率高达66%。通常，特护病房具有最高的失禁率。三分之一的入院患者中发生了由失禁性皮炎(IAD)引起的皮肤损伤。长期照护机构中41%的成年人经历了会阴区域的某种形式的皮肤病。IAD增加了微生物皮肤感染以及褥疮的几率，这可以导致更久的住院、增加的治疗费用、更高的院内感染风险以及更高的发病率和致死率。失禁的原因常常是未知的。在一些情况下，失禁可能由多种因素引起，包括入院患者的不能被终止的治疗。
[0004]此外，皮肤病是急性照护机构品质的一个衡量标准。当向美国护理协会申请“有吸引力地位”(Magnet Status)时，急性照护机构必须按季度报告关于褥疮患病率的数据。类似地，长期照护机构必须报告褥疮率并且如果没有采取适当的行动阻止伤害则会被罚款。
[0005]根据伤口、造口和失禁护士协会指南来管理失禁，要求皮肤保持干燥清洁并且在每次失禁发作之后应用皮肤保护剂。更换内裤或者尿布的延迟被当作IAD的首要原因，而人们发现更频繁的更换失禁内裤能减少褥疮的发生。
[0006]然而，在没有一种能识别失禁事件何时发生的方法的情况下，护理人员经常未觉察患者的情况。结果经常依据日程而非需要进行会阴卫生护理。
【发明内容】
[0007]提供了在患者的内裤已经被污染时警告护理人员的失禁管理系统和方法。失禁或者失禁事件包括由缺乏对排泄功能的主动控制造成的事件。这可以在成人、孩子、婴儿中发生。身体废物检测器或传感器包括身体废物感应元件或者传感器以及无源谐振LC电路。在一个实施例中，身体废物感测元件包括聚苯胺/碳黑(PANI/CB)复合化敏电阻器，该聚苯胺/碳黑(PANI/CB)复合化敏电阻器在暴露于诸如尿或者粪便等身体废物的蒸汽或者“气味”的情况下发生较大的阻抗变化。由于PANI/CB电阻器的阻抗变化，谐振电路的特性在传感器暴露于尿或者粪便蒸汽时改变。
[0008]在其他实施例中，身体废物感测元件的其它属性，诸如电容、电感、介电强度、导电性、磁导率、介电常数、磁场强度、晶体结构、反射率、折射率、光敏性、热属性等，在暴露于尿和/或粪便的情况下发生变化。由于一个或者更多个属性的变化，包括身体废物感测元件的电路的特性在传感器暴露于尿和/或粪便时改变。
[0009]在其他实施例中，湿度检测器包括湿度感测元件或传感器以及无源LC电路。在一个实施例中，湿度感测元件在暴露于湿气的情况下发生阻抗变化。由于阻抗变化，谐振电路的特性在传感器暴露于湿气时改变。
[0010]在其他实施例中，湿度感测元件的其他属性，诸如电容、电感、介电强度、导电性、磁导率、介电常数、磁场强度、晶体结构、反射率、折射率、光敏性、热属性等，在暴露于湿气的情况下发生变化。由于一个或者更多个属性的变化，包括湿度感测元件的电路的特性在传感器暴露于湿气时改变。
[0011]利用常规的RF技术，读取器或者查询器透过衣服和覆盖物查询置于患者内裤中的传感器埋件或者传感器。在一些实施例中，读取器从上至约5米的距离处读取传感器响应。在其他实施例中，读取器从大于约5米的距离读取传感器响应。来自应答器的查询信号为无源传感器供能并且传感器提供使用高频(HF)或者超高频(UHF)信号的无线通信。在一个实施例中，传感器反射回由传感器的阻抗调制的信号并且将内裤的状态指示为污染或者清洁。一旦被通知，护理人员可以及时提供适当的照护。
[0012]系统和方法公开了一种包括电路的身体废物传感器，该电路包括聚苯胺/碳黑(PANI/CB)化敏电阻器。通过查询射频信号给电路供能以产生至少部分基于PANI/CB化敏电阻器的阻抗的响应信号。相比不存在身体废物的情况，PANI/CB化敏电阻器的阻抗在暴露于身体废物的情况下变得更大。在一个实施例中，电路是谐振电路。在其他实施例中，电路是遥测电路。
[0013]根据各种不同的实施例，公开了一种检测人的失禁事件或者身体废物事件的方法。方法包括提供传感器以检测身体废物。传感器包括被配置成在存在身体废物时增加阻抗的聚苯胺/碳黑(PANI/CB)化敏电阻器。方法还包括在传感器处接收查询信号，其中查询信号给所述传感器供能，并且响应于查询信号而发送来自传感器的响应信号，其中响应信号至少部分基于PANI/CB化敏电阻器的阻抗。
[0014]在一些实施例中，提供身体废物传感器。传感器包括谐振LC电路，谐振LC电路包括传感器并且通过查询射频(RF)信号而被供能，以产生至少部分基于传感器的阻抗的响应信号，其中传感器的阻抗在暴露于身体废物的情况下改变。
[0015]为了概括本发明，已经在本文中描述了发明的一些方面、优点以及新颖的特征。应理解，根据本发明的任何特定实施例可能不必实现所有这些优点。因此，本发明可以按这样的方式体现或者执行:实现或优化本文所教导的一个优点或者一组优点而不一定要实现本文中可能教导或暗示的其它优点。
【附图说明】
[0016]现在将参考附图描述实现发明的各种特征的总体架构。提供附图及相关描述以说明发明的实施例而并非限制本发明的范围。遍及附图，参考标记被重复使用以指示所标记元件之间的对应关系。
[0017]图1示出了根据一些实施例的、PANI/CB传感器对尿蒸汽的示例性电阻变化；
[0018]图1A示出了根据一些实施例的示例性传感器和示例性读取器；
[0019]图2是根据一些实施例的、包括PANI/CB化敏电阻器的示例性谐振LC电路的示意图；
[0020]图3示出了根据一些实施例的、在示例性PANI/CB传感器激活时的模拟传感器响应；以及
[0021]图4是示出了根据一些实施例的、包括PANI/CB化敏电阻器的示例性遥测LC电路的示意图。
【具体实施方式】
[0022]已知若干化敏电阻器传感器响应于化学分析物。聚苯胺/碳黑(PANI/CB)传感器通过废物中的胺和质子化的聚苯胺(PANI)聚合物主链之间的酸碱反应来提供对尿和粪便的敏感性。尿中的氨，即尿素的副产物，对PANI去质子化以引起大约15欧姆的电阻增加。在一些实施例中，电阻可以增加约10%至约100，000%，并且随着PANI/CB传感器的面积而变化，例如随着PANI/CB传感器的长度和宽度变化。
[0023]图1示出了表明示例性PANI/CB传感器对尿蒸汽的电阻变化的图100，其中x轴表示时间，单位为秒，而I轴表示电阻，单位为千欧。PANI/CB传感器的初始电阻大约为500欧姆。在约40s处开始尿蒸汽暴露。在约60秒处，PANI/CB传感器的电阻约为470千欧。
[0024]PANI/CB化敏电阻器在其响应于氨和有机胺比如一种粪便的芳族组分臭粪素(3-甲基吲哚)时具有高度选择性。水、酒精以及其他有机物仅将聚合物复合物的电阻大约增加到100倍