专利名称：用于监测在组织部位处的压力的压力开关、发射器、系统和方法
用于监测在组织部位处的压力的压力开关、发射器、系统和
方法相关申请的交叉引用 本申请要求于2008年3月13日提交的美国临时申请第61/036，433号的利益，其 据此通过引用被并入。背景1.领域例证性的实施方案大体上涉及医学治疗系统，并且更具体地涉及用于监测在组织 部位处的压力的压力开关、发射器、系统和方法。2.相关技术的描述由于患者的姿势或行为，患者身上的组织部位常常经受变化程度的压力。患者或 照料者可能希望知道施加于特定的组织部位上的压力是否是过大的。作为例子，由于某些 行为，例如行走，糖尿病患者所经受的足部溃疡可能遭受变化程度的压力。减荷鞋或减荷靴 可以用于减轻足部溃疡上的压力，但是并不始终有效地减少足部溃疡上的压力。此外，多于 82%的糖尿病患者还可能缺乏确定过量的压力是否正在施加于溃疡上的保护性的感觉。这 种保护性的感觉的缺乏可能是由周围神经病变导致的，周围神经病变经常折磨患有溃疡的 糖尿病患者。发明概述根据一个例证性的实施方案，用于监测施加于组织部位上的压力的装置包括适合 于放置为邻近组织部位的压力开关。压力开关包括可操作来接收第一信号的天线、被布置 为邻近天线的二极管、以及覆盖天线和二极管的膜。当力被施加于膜上时，膜可从未加压的 位置移动至加压的位置，以促成天线和二极管之间的电通信。当膜在加压的位置中时，天线 可操作来发送第二信号。装置还可以包括可操作来将第一信号发射至天线的发射器。当发 射器接收第二信号时，发射器可以输出警报。在另一个实施方案中，用于监测施加于组织部位上的压力的方法包括从发射器接 收第一信号，检测在组织部位处的力，以及响应于检测到力而将第二信号发送至发射器。在另一个实施方案中，用于监测施加于组织部位上的压力的方法包括从发射器发 送第一信号，以及响应于从邻近组织部位的压力开关接收到第二信号而输出警报。参考附图和接下来的详细描述，例证性的实施方案的其他目的、特征和优势将变 得明显。附图的简要说明图IA示出了根据一个例证性的实施方案的用于指示施加于组织部位上的压力的 系统的前视图；图IB示出了图IA所示的足部的仰视图；图2示出了根据一个例证性的实施方案的图IA和IB的系统的压力开关的俯视 图；图3A示出了图2的压力开关的沿线3A-3A截取的横截面侧视图3B示出了图3A的压力开关的横截面侧视图，压力开关被显示在加压的位置中； 以及图4示出了根据一个例证性的实施方案的图IA的系统的发射器的透视图。
详细描述在以下的对例证性实施方案的详细描述中，参照形成其一部分的附图。这些实施 方案被足够详细地描述，以使本领域的技术人员能够实践本发明，并且应当理解，可以利用 其他实施方案并且可以作出逻辑结构的、机械的、电的和化学的变化，而不偏离本发明的精 神或范围。为了避免对于使本领域的技术人员能够实践本文所描述的实施方案不必要的细 节，该描述可能省略了本领域的技术人员已知的某些信息。因此，以下的详细描述不在限制 的意义上被理解，而是例证性的实施方案的范围仅仅由所附的权利要求限定。参照图IA和1B，根据一个例证性的实施方案的用于指示施加于组织部位上的压 力的系统100包括发射器106和至少一个压力开关110。在图IA和IB所示的实施方案中， 两个组织部位102、104位于患者107的足部上。压力开关110位于组织部位102处，并且 第二压力开关112位于组织部位104处。在系统100中，发射器106被患者107佩戴并且 发射第一信号108。压力开关110、112从发射器106接收第一信号108。压力开关110、112 中的每个能够检测施加于组织部位102、104上的压力。当施加于组织部位102上的压力超 过改变压力开关110的状态的量时，压力开关110可以发射第二信号114。相似地，当施加 于组织部位104上的压力超过改变压力开关112的状态的量时，压力开关112可以发射第 二信号116。当接收到第二信号114、116中的任一个或两个时，发射器106可以用多种方式 警告患者107，例如通过振动或发出音频或者视觉警报。第一信号和第二信号108、114、116 可以是任何无线信号，没有限制地包括电磁信号、无线电信号或蓝牙信号。组织部位102和104在图IA和IB的实施例中是足部溃疡103、105。发射器106 响应于足部溃疡103、105处的压力而发出的警报可以在足部溃疡103、105上有过大的压力 时警告患者107。这样的警报可以在患者107在另外的情况下就不能够适当地确定施加于 足部溃疡103、105上的压力时使用，例如在患者107遭受周围神经病变时。通过在过大的 压力正施加于足部溃疡103、105时警告患者107，患者107可以采取措施以减轻足部溃疡 103、105上的压力，例如通过改变患者的姿势、重量分布或运动。因此，可以防止足部溃疡 103、105的加重或恶化。虽然压力开关110、112已经被描述为用于足部溃疡103、105，但是压力开关110、 112可以改为被放置在患者107的身体的任何部分上或邻近患者107的身体的任何部分，包 括溃疡或其他创口可能遭受长时间压力的那些部分。例如，压力开关110、112可以被放置 在患者107的踵、肩胛或臀部上或邻近患者107的踵、肩胛或臀部。此外，可以在患者107的身体上放置任意数量的压力开关110、112，取决于将被系 统100监测的组织部位的数量。在一个实施方案中，当在患者107的身体上放置多于一个 的压力开关时，发射器106可以输出不同的警报，取决于第二信号被接收自的压力开关。例 如，发射器可以输出不同的音频警报，取决于发射器106是从压力开关110接收第二信号 114还是从压力开关112接收第二信号116。可以通过将压力开关110、112粘附到除了组织部位102、104本身之外的位置来将 压力开关110、112放置成邻近组织部位102和104。压力开关110、112可以被粘附或以其他方式放置在患者107穿着的衣服的物品上，没有限制地包括鞋、减荷靴/鞋、衬衫或袜子， 使得在所述物品被穿着时压力开关110、112邻近组织部位102、104。例如，压力开关110、 112可以被粘附到旨在减轻来自足部溃疡103、105的压力的减荷靴的内底或内表面，使得 当靴被患者107穿着时压力开关110、112邻近足部溃疡103、105。在一个实施方案中，发射器106被带120固定于患者的腿118。在其他的实施方 案中，发射器106可以被固定于患者107的身体的任何部分、正在被患者107穿着或与压力 开关110、112中的一个或多个耦合的物品。此外，代替或除了带120以外，发射器106还可 以使用任何连接机构以直接或间接连接于患者107的身体，所述连接机构例如是带扣、维 可牢尼龙搭扣、磁体、钩、吊带或任何其他连接设备。在另一个实施方案中，发射器106可以 不被固定于患者107的身体，而改为被保持或放置在被患者107穿着的物品例如口袋或钱 包中。发射器106的位置和所使用的连接机构可以取决于当第二信号114、116被接收到时 发射器106所发射的输出。例如，如果发射器106发射音频、视觉或振动输出，那么发射器 106可以分别位于发射器106可以被患者107听到、看到或感觉到的位置。在另一个实施方案中，触觉反馈设备(未示出)可以耦合到、邻近压力开关110、 112中的一个或两个或在压力开关110、112中的一个或两个的内部。在一个实施例中，压力 开关110、112和一个或多个触觉反馈设备可以位于鞋袜类物品例如减荷靴的内部。当压力 开关110、112中的任一个或两个检测到力时，触觉反馈设备可以向患者107输出触觉警报。 触觉警报可以包括振动(包括一次或多次轻拍)或电刺激。参照图2、3A和3B，压力开关110包括天线122和二极管124，二极管124与天线 122隔开间隙126。压力开关110还包括基于施加于膜128上的力134可在未加压的位置 130和加压的位置132之间移动的膜128。当可以是压力的力134被施加于膜128上时，膜 128从未加压的位置130移动至加压的位置132，以促成天线122和二极管124之间的电通 信。天线122和二极管124之间的电通信使天线122发射第二信号114，第二信号114可 以被发射器106接收并且使发射器106输出警报。因此，当在组织部位上的压力或力使膜 128塌陷到加压的位置中时，患者可以被警告。天线122可以由导电导管136形成。导电导管136可以由任何导电材料例如金属 制造。在一个实施方案中，用于形成导电导管136的金属可以是不锈钢或能够在力134被 除去之后返回到原始形状的任何弹性材料。导电导管136还可以形成螺旋，例如图2所示 的螺旋。螺旋的内部部分137可以在压力开关110的中心138附近处终止，并且螺旋的外 部部分139可以在压力开关110的外周140处终止。在一个实施方案中，外部部分139可 以在到达二极管124之前终止，以形成间隙126。压力开关110可以是不需要独立的电源例如电池的无源设备。在一个实施方案 中，来自发射器106的第一信号108可以使二极管124摇动或有电流。在加压的位置132 中，膜128可以直接或间接地接触天线122和二极管124以电力地桥接间隙126，或闭合天 线122和二极管124之间的电路。以这种方式，来自二极管124的任何摇动或电流都被传 递至天线122，从而使天线122发射第二信号114。用于形成膜128的材料可以在膜128接触天线122和二极管124时便于天线122 和二极管124之间的电通信。在一个实施方案中，膜128可以由导电材料例如金属形成。在 另一个实施方案中，膜128的内表面142可以被导电材料涂覆或以其他方式包括导电材料。在又一个实施方案中，膜128的内表面142的仅仅一部分144可以被导电材料涂覆或以其 他方式包括导电材料。虽然膜128被示为形成圆顶形状，但是膜128可以具有允许膜128有未加压的位 置和加压的位置的任何形状。例如，膜128可以是当被压下时通过电力地桥接间隙126而 促成天线122和二极管124之间的电通信的按钮。压力开关110还具有低剖面，低剖面可 以允许压力开关110在位于患者穿着的衣服的物品下时被不显眼地放置成邻近组织部位 或隐藏压力开关110。例如，压力开关110的低剖面在患者穿着鞋或减荷靴时便于将压力开 关110放置在患者的足部上，并且可以帮助减少患者经受的不适。此外，虽然压力开关110的周边146具有近似正方形的形状，但是周边146可以具 有任何形状，例如圆形、椭圆形、矩形、多边形或定制的形状。在压力开关Iio的周边146是 定制的形状的实施方案中，使用者可以切割压力开关110或以其他方式使压力开关110成 形，以适合于组织部位或将被应用的压力开关110所邻近的其他物体。
将膜128从未加压的位置130移动至加压的位置132所需要的力134的量可以取 决于多种因素。这样的因素可以没有限制地包括膜128的形状、膜128的厚度、形成膜128 的材料、膜128的曲率以及膜128的电导率。由于多种原因，可能希望调整将膜128从未加 压的位置130移动至加压的位置132所需要的力134的量。例如，可以基于与压力开关110 将被放置的位置邻近的组织部位的位置来改变力134，以考虑身体的不同部分正常经受的 压力的变化的量。当力134的全部或一部分从膜128除去时，膜128可以从加压的位置132移动至 未加压的位置130，包括介于加压的位置132和未加压的位置130之间的任何位置。在未加 压的位置130中，膜128并不电力地桥接天线122和二极管124之间的间隙126。当膜128 在未加压的位置130中时，很少或没有电通信可以出现在间隙126两端。现在具体地参照图3A和3B，压力开关110可以包括衬垫层148。天线122和二极 管124被布置在衬垫层148和膜128的至少一部分之间。压力开关110还可以包括粘合层 150，粘合层150适合于邻近组织部位粘附压力开关110或将压力开关110粘附至组织部位 上。粘合层150位于压力开关110的接触侧152上，接触侧152可以粘附或以其他方式接 触组织部位或邻近或靠近组织部位的物体。此外，衬垫层148、天线122或二极管124可以 被布置在粘合层150和膜128的至少一部分之间。衬垫层148可以在天线122、二极管124或膜128与压力开关110被粘附到的表面 之间作为缓冲或以其他方式提供分隔。作为例子，衬垫层148可以防止可以由金属形成的 天线122和二极管124刺激或接触压力开关110可以粘附到的组织部位。衬垫层148可以 主要由任何缓冲材料或减震材料例如凝胶组成。在一个实施方案中，衬垫层148可以具有 粘合特性，使得衬垫层148可以结合粘合层150的功能，而不需要包括单独的粘合层150。使膜128从未加压的位置130移动至加压的位置132的力134可以来自任何源，例 如关于图IA和IB所描述的那些源。在膜128的接触侧152接触组织部位的实施例中，力 134可以来自与作为患者的姿势或运动的结果而被压在组织部位上的物体的接触。例如， 作为当压力开关110被粘附至患者的足部的足底区域时行走的结果，地板或鞋可以压在膜 128上。在膜128的接触侧152接触邻近组织部位的物体例如衣服的物品的实施例中，力 134可以来源于与组织部位本身的接触。例如，如果压力开关110被粘附至鞋的内底，那么当患者行走时，患者的足部的足底部分可以直接或间接压在膜128上。在一个实施方案中，当压力开关110正在从发射器接收第一信号例如图IA和IB 中的第一信号108时，由于膜128上的力134，膜128可以塌陷入加压的位置132中，并且促 成天线122和二极管124之间的电通信。天线122响应于天线122和二极管124之间的这 种电通信可以发射第二信号114。第二信号114可以被发射器接收。参照图4，示出了根据一个例证 性的实施方案的发射器106。发射器106在接收到 来自压力开关的第二信号例如
图1和3B中的第二信号114、116时向患者输出警报，从而警 告患者压力正在被施加于邻近压力开关的组织部位上。发射器106所发射的第一信号108 可以作为给压力开关供电的功率源，压力开关可以是无源的。来源于第一信号108的功率 可以允许压力开关将信号发送回至发射器106。此外，发射器106可以连续地或间歇地发射 第一信号108。发射器106可以包括允许发射器106在信号从压力开关被接收时输出警报的一个 或多个输出设备。例如，发射器106可以包括位于发射器106内部的使发射器106振动的 振动设备(未示出)。因此，感觉到发射器106的振动的患者可以被警告在组织部位处的过 大的压力的存在。发射器106还可以包括在信号从压力开关被接收时发射光以在视觉上警 告患者的发光设备156。发射器106还可以包括在信号从压力开关被接收时发出声音以可 听得见地警告患者的扬声器158。发射器106还可以具有在信号从压力开关被接收时电刺 激患者的电输出设备(未示出)。发射器106还可以包括其他类型的输出设备。发射器106也可以具有任何形状或大小。例如，发射器106的一个或多个表面可 以是弯曲的以适合患者的身体的轮廓，例如当发射器106被戴在患者的身体上时。在另一 个实施例中，发射器106可以具有小尺寸，以允许患者方便地和不醒目地携带发射器106。在一个可选的实施方案中，发射器106可以仅仅在发射器106接收到来自压力开 关的信号一段预定的时间例如一秒、五秒或十秒时才输出警报。在本实施方案中，当施加于 压力开关上的压力仅仅是微小的、瞬间的或持续非常短的一段时间时，患者将不被发射器 106警告。虽然已经在某些例证性的、非限制性的实施方案的内容中公开了本文所描述的例 证性的实施方案，但是应当理解，可以作出各种变化、替换、置换和变更，而不偏离本发明的 由所附的权利要求所限定的范围。应认识到，关于任何一个实施方案描述的任何特征也可 以适用于任何其他的实施方案。
权利要求
一种用于监测施加于组织部位上的压力的系统，所述系统包括发射器，其可操作来发射第一信号，其中当所述发射器接收到第二信号时所述发射器输出警报；以及压力开关，其适合于放置为邻近所述组织部位；所述压力开关包括天线，其可操作来接收所述第一信号；二极管，其被布置为邻近所述天线；以及膜，其覆盖所述天线和所述二极管，当力被施加于所述膜上时所述膜可从未加压的位置移动至加压的位置，以促成所述天线和所述二极管之间的电通信，所述天线可操作来在所述膜在所述加压的位置中时发送所述第二信号。
2.根据权利要求1所述的系统，其中当所述发射器接收到所述第二信号时所述发射器 振动。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述天线由导电导管形成，并且其中所述导电导 管形成螺旋。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述膜在所述膜的面向天线的侧上包括导电材料。
5.根据权利要求1所述的系统，其中当所述力的至少一部分从所述膜除去时所述膜从 所述加压的位置移动至所述未加压的位置。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述膜被成形为形成圆顶。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述压力开关是无源设备。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述压力开关还包括 粘合层，其适合于邻近所述组织部位粘附所述压力开关，并且 其中所述天线被布置在所述粘合层和所述膜之间。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述压力开关还包括 粘合层，其适合于将所述压力开关粘附至所述组织部位，并且 其中所述天线被布置在所述粘合层和所述膜之间。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述压力开关还包括 衬垫层，并且其中所述天线和所述二极管被布置在所述衬垫层和所述膜之间。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述压力开关还包括 由凝胶形成的衬垫层，并且其中所述天线和所述二极管被布置在所述衬垫层和所述膜之间。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述压力开关还包括粘合层，其适合于邻近所述组织部位粘附所述压力开关，其中所述天线被布置在所述 粘合层和所述膜之间；以及衬垫层，其被布置在所述粘合层和所述天线之间。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一信号和所述第二信号是无线电信号。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述二极管与所述天线间隔开一间隙，并且其中 当所述膜在所述加压的位置中时所述膜电力地桥接所述间隙。
15.根据权利要求1所述的系统，其中所述天线由导电导管形成， 所述导电导管形成螺旋，所述膜在所述膜的面向天线的侧上包括导电材料，并且 所述压力开关还包括粘合层，其适合于邻近所述组织部位粘附所述压力开关，其中所述天线被布置在所述 粘合层和所述膜之间；以及衬垫层，其被布置在所述粘合层和所述天线之间。
16.一种用于监测施加于组织部位上的压力的装置，所述装置包括 压力开关，其适合于放置为邻近所述组织部位；所述压力开关包括 天线，其可操作来接收第一信号；二极管，其被布置为邻近所述天线； 膜，其覆盖所述天线和所述二极管，当力被施加于所述膜上时所述膜可从未加压的位 置移动至加压的位置，以促成所述天线和所述二极管之间的电通信，所述天线可操作来在 所述膜在所述加压的位置中时发送第二信号。
17.根据权利要求16所述的装置，还包括发射器，其可操作来将所述第一信号发射至所述天线，其中当所述发射器接收到所述 第二信号时所述发射器输出警报。
18.根据权利要求17所述的装置，其中当所述发射器接收到所述第二信号时所述发射 器振动。
19.根据权利要求16所述的装置，其中所述天线由导电导管形成，并且其中所述导电 导管形成螺旋。
20.根据权利要求16所述的装置，其中所述膜在所述膜的面向天线的侧上包括导电材料。
21.根据权利要求16所述的装置，其中当所述力的至少一部分从所述膜除去时所述膜 从所述加压的位置移动至所述未加压的位置。
22.根据权利要求16所述的装置，其中所述膜被成形为形成圆顶。
23.根据权利要求16所述的装置，其中所述压力开关是无源设备。
24.根据权利要求16所述的装置，其中所述压力开关还包括粘合层，其适合于邻近所述组织部位粘附所述压力开关，并且其中所述天线被布置在 所述粘合层和所述膜之间。
25.根据权利要求16所述的装置，其中所述压力开关还包括粘合层，其适合于将所述压力开关粘附至所述组织部位，并且其中所述天线被布置在 所述粘合层和所述膜之间。
26.根据权利要求16所述的装置，其中所述压力开关还包括 衬垫层，并且其中所述天线和所述二极管被布置在所述衬垫层和所述膜之间。
27.根据权利要求16所述的装置，其中所述压力开关还包括 由凝胶形成的衬垫层，并且其中所述天线和所述二极管被布置在所述衬垫层和所述膜之间。
28.根据权利要求16所述的装置，其中所述压力开关还包括粘合层，其适合于邻近所述组织部位粘附所述压力开关，其中所述天线被布置在所述 粘合层和所述膜之间；以及衬垫层，所述衬垫层被布置在所述粘合层和所述天线之间。
29.根据权利要求16所述的装置，其中所述第一信号和所述第二信号是无线电信号。
30.根据权利要求16所述的装置，其中所述二极管与所述天线间隔开一间隙，并且其 中当所述膜在所述加压的位置中时所述膜电力地桥接所述间隙。
31.根据权利要求16所述的装置，还包括发射器，其可操作来将所述第一信号发射至所述天线，其中当所述发射器接收到所述 第二信号时所述发射器输出警报，并且 其中所述天线由导电导管形成， 其中所述导电导管形成螺旋，其中所述膜在所述膜的面向天线的侧上包括导电材料，并且 其中所述压力开关还包括粘合层，其适合于邻近所述组织部位粘附所述压力开关，其中所述天线被布置在所述 粘合层和所述膜之间；以及衬垫层，所述衬垫层被布置在所述粘合层和所述天线之间。
32.一种用于监测施加于组织部位上的压力的装置，所述装置包括压力开关，其适合于放置为邻近所述组织部位，所述压力开关可操作来检测在所述组 织部位处的力；以及触觉反馈设备，其可操作来当所述力在所述组织部位处被检测到时向患者输出触觉警报。
33.根据权利要求32所述的装置，其中所述触觉反馈设备与所述压力开关耦合。
34.根据权利要求32所述的装置，其中所述触觉反馈设备邻近所述压力开关。
35.根据权利要求32所述的装置，其中所述触觉反馈设备和所述压力开关位于减荷靴中。
36.根据权利要求32所述的装置，其中所述触觉警报是振动。
37.根据权利要求32所述的装置，其中所述触觉警报是电刺激。
38.一种用于监测施加于组织部位上的压力的方法，所述方法包括 从发射器发送第一信号；以及响应于从邻近所述组织部位的压力开关接收第二信号而输出警报。
39.根据权利要求38所述的方法，其中在所述压力开关处的力促成被容纳在所述压力开关中的天线和二极管之间的电通信;并且所述天线响应于所述电通信而将所述第二信号发送至所述发射器。
40.根据权利要求38所述的方法，其中输出所述警报还包括振动所述发射器。
41.一种用于监测施加于组织部位上的压力的方法，所述方法包括 从发射器接收第一信号；检测在所述组织部位处的力；以及响应于检测到所述力而将第二信号发送至所述发射器。
42.根据权利要求41所述的方法，其中检测所述力还包括 完成天线和二极管之间的电连接。
43.根据权利要求42所述的方法，其中完成所述电连接还包括 按压膜以电力地桥接所述天线和所述二极管之间的间隙。
全文摘要
提供了用于监测施加于组织部位上的压力的装置、系统和方法。在一个实施方案中，装置包括适合于放置为邻近组织部位的压力开关。压力开关包括可操作来接收第一信号的天线、被布置为邻近天线的二极管、以及覆盖天线和二极管的膜。当力被施加于膜上时，膜可从未加压的位置移动至加压的位置，以促成天线和二极管之间的电通信。当膜在加压的位置中时，天线可操作来发送第二信号。装置还可以包括可操作来将第一信号发射至天线的发射器。当发射器接收到第二信号时，发射器可以输出警报。
文档编号A61B5/103GK101965152SQ200980108088
公开日2011年2月2日 申请日期2009年3月13日 优先权日2008年3月13日
发明者拉里·塔布·伦道夫 申请人:凯希特许有限公司