健康監測裝置的制作方法

本說明書涉及用于身體監測的系統、方法、設備、裝置、制品和指令。

背景技術：

從可穿戴裝置收集數據會是一個挑戰，特別是對于醫院或療養所里單次使用的一次性裝置來說。例如，用于失禁監測的傳感器同時提供益處給患者(更好的仿形(profiling)、避免滲漏、個性化護理……)和照護者(更好的衛生、避免滲漏……)。

并且，在一次性尿布內部添加有源裝置需要某一形式的一次性電池，從而增加了尿布的總成本，并由于電池的化學物質和金屬而造成了更大的環境影響。

可將有源裝置插入到尿布中，接著在使用完尿布后拔掉該有源裝置，然而，這需要照護者進行額外操作，還會引發衛生問題。

尿布內部的無源(即，未供電)電路可結合移動式手持標簽讀取器使用；然而，這種解決方案需要手動掃描，且不允許自動告警功能，因為這種解決方案仍需要照護者使用移動式標簽讀取器來執行常規的手動檢查。

技術實現要素：

根據示例實施例，一種健康監測裝置包括：通信電路，該通信電路被配置成接收基于身體表面的一組健康傳感器數據；以及近場天線，該近場天線耦合到電路，并且被配置成保形地耦合到身體表面。

在另一示例實施例中，身體表面具有最大橫截面；且近場天線具有大于或等于該最大橫截面的至少一個空間維度。

在另一示例實施例中，近場天線被配置成圍繞以下中的至少一者：身體表面、腰部、軀干、臂部、腿部、下部身體區域、傷口、胸部或頭部。

在另一示例實施例中，近場天線包括以下中的至少一者：空氣芯或鐵氧體芯。

在另一示例實施例中，近場天線的形狀是以下中的至少一者：螺線管、偶極子、封閉形狀、螺旋形或環形。

在另一示例實施例中，近場天線在第一和第二天線節段之間包括可拆式電耦合。

在另一示例實施例中，另外包括單次使用式結構，該單次使用式結構具有被配置成產生基于身體表面的該組健康傳感器數據的一組傳感器；并且該單次使用式結構包括僅外部供電的無源電路。

在另一示例實施例中，近場天線嵌入在以下中的至少一者中：衣服、襪子、內衣、尿布、繃帶、膠布、夾板、管型石膏夾、床單、軟墊或床罩。

在另一示例實施例中，傳感器中的至少一個是：濕度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、氣體傳感器、分子傳感器、微生物傳感器、應力傳感器、位置傳感器或近程傳感器。

在另一示例實施例中，另外包括：可重復使用的結構，該可重復使用的結構具有被配置成處理基于身體表面的該組健康傳感器數據的近場讀取器。

在另一示例實施例中，近場天線嵌入在以下中的至少一者中：衣服、腰帶、襯衫、褲子、胸帶、項鏈、床、椅子或一件家具。

在另一示例實施例中，另外包括無線天線，該無線天線被配置成使用以下中的至少一者發送該組健康傳感器數據：wifi信號、蜂窩式信號、藍牙信號或zigbee信號。

在另一示例實施例中，可重復使用的結構被配置成響應于該組健康傳感器數據內的閾值而通過無線天線發送告警信號。

在另一示例實施例中，可重復使用的結構中的第一近場天線被配置成與單次使用式結構中的第二近場天線通信，該單次使用式結構具有被配置成產生基于身體表面的該組健康傳感器數據的一組傳感器；并且該單次使用式結構完全由來自可重復使用的結構的近場信號供電。

在另一示例實施例中，第一近場天線相對于第二近場天線在空間上被安置成使得最大化第一和第二近場天線之間的耦合因數。

在另一示例實施例中，近場天線具有大于或等于身體表面的橫截面的至少一個空間維度。

以上論述并不意圖呈現在當前或將來權利要求集的范圍內的每一個示例實施例或每一個實施方案。圖式和隨后的具體實施方式還例示各種示例實施例。

結合附圖考慮以下具體實施方式，可以更加完全地理解各種示例實施例，在附圖中：

附圖說明

圖1是一組示例健康監測裝置。

圖2A是應用于一組身體表面的一組示例健康監測裝置。

圖2B是示例第一橫截面。

圖2C是示例第二橫截面。

圖3是第一健康監測裝置和第二健康監測裝置之間的示例耦合因數。

圖4是用于失禁監測的嵌入在腰帶中的示例第一健康監測裝置和嵌入在尿布中的第二健康監測裝置。

圖5是用于失禁監測的嵌入在可重復使用的床中的示例第一健康監測裝置和嵌入在單次使用式或有限次使用式被單中的第二健康監測裝置。

圖6A和6B示出了嵌入在健康監測裝置內的示例天線設計。

雖然本發明容許各種修改和替代形式，但其細節已經借助于例子在圖式中示出且將詳細地描述。然而，應理解，也可能存在除所描述的具體實施例以外的其它實施例。也涵蓋落入所附權利要求書的精神和范圍內的所有修改、等效物和替代實施例。

具體實施方式

合并可重復使用的有源健康監測裝置與單次使用式無源健康監測裝置，其中這兩種裝置使用NFC或其它近場信號通信，這將能夠處理掉低成本的單次使用式裝置，而依賴可重復使用的裝置將患者健康數據從單次使用式裝置傳感器轉發給遠程照護者。

例如，通過使用包含有源(即，自供電的)NFC(或近場)讀取器的健康監測裝置(例如，諸如腰帶或項鏈的可穿戴裝置)，結合嵌入在具有各種傳感器的單次使用式結構(例如，失禁尿布)中的無源NFC電路，能以便宜且方便的方式實現遠程患者監測。

由于可重復使用的有源健康監測裝置自主地從單次使用式結構(例如，尿布)中的NFC供電的傳感器和電路中讀出傳感器信息(例如，濕度)，所以并不需要患者和/或照護者的介入。接著，可重復使用的有源健康監測裝置通過額外的無線接口(例如，wifi、zigbee、藍牙等)將這一組健康傳感器數據轉發給遠程照護者。

由于單次使用式結構中的傳感器從NFC場供電，所以不需要電池，并將單次使用式結構的總成本減到最小。另外，沒有電池需要處理掉，這也減少了環境影響。

在一組示例實施例中，具有讀取器的可重復使用的有源健康監測裝置可嵌入到患者和/或使用者穿戴的衣物(例如，襪子、腰帶、項鏈、錢包、褲子、襯衫、鞋子以及額外的內衣)中。在替代示例實施例中，讀取器可嵌入到患者附近的物品和結構(例如，椅子、床、桌子、杯子、盤子)中。

圖1是一組示例健康監測裝置。第一有源健康監測裝置102(例如，可重復使用的結構)包括無線天線104、第一NFC天線106、NFC讀取器(未圖示)、電池(未圖示)，以及各種其它通信、邏輯和/或存儲器電路(未圖示)。這一可重復使用的結構102包括至少一個內部供電的有源電路。在示例實施例中，NFC天線106嵌入在以下中的至少一者中：衣服、腰帶、襯衫、褲子、胸帶、項鏈、床、椅子或一件家具。

同樣在示例實施例中，無線天線104被配置成使用以下中的至少一者發送告警和/或一組健康傳感器數據：wifi信號、蜂窩式信號、藍牙信號或zigbee信號。此信息可由多種裝置接收到，所述多種裝置包括：本地Wifi熱點、智能手機、服務器或蜂窩式節點，由此通知照護者，并使照護者能夠對由該組健康傳感器數據指示的患者情況作出反應。

第二無源健康監測裝置108(例如，單次使用式結構)包括第二NFC天線110、用于從身體表面或在身體表面傳感距離內提供一組健康傳感器數據的一組傳感器112，以及各種其它通信、邏輯和/或存儲器電路(未圖示)。在一個例子中，無源單次使用式結構108包括僅外部供電的無源電路。在各種例子中，第二NFC天線110可嵌入在以下各者中：衣服、襪子、內衣、尿布、繃帶、膠布、夾板、管型石膏夾、床單、軟墊或床罩。

另外，該組傳感器112可包括：濕度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、氣體傳感器、分子傳感器、微生物傳感器、應力傳感器、位置傳感器或近程傳感器。

第一健康監測裝置102和第二健康監測裝置108基于耦合因數114使用第一NFC天線106和第二NFC天線110通信。在一個例子中，第二無源健康監測裝置108使用集成到第一有源健康監測裝置102中的NFC讀取器由該裝置102定期供電和查詢。

在健康監測裝置102、108的任一個中的通信電路被配置成接收基于身體表面(例如，在個人身體上的或個人身體的傳感距離內的任何位置)的該組健康傳感器數據。在一個示例實施例中，第二健康監測裝置108收集該組健康數據，并通過NFC將該數據發送到第一健康監測裝置102上。

第一健康監測裝置102的通信電路通過NFC接收健康數據，并通過無線信號將該數據轉發到照護者。在一個例子中，第一健康監測裝置102被配置成響應于該組健康傳感器數據內的閾值而通過無線天線發送告警信號。

為了第一NFC天線106和第二NFC天線110之間的最大NFC耦合，這些天線106、110以及它們與健康監測裝置102、108所嵌入的可重復使用的和/或單次使用式結構保形地耦合到待監測的身體表面。保形地耦合在本文中被限定為適應一組身體表面輪廓，使得天線幾何結構接近地或大致地采用模擬身體表面的形狀。此到身體表面的保形耦合的一些例子在圖2A、2B、4和5中示出。保形性的程度可在“緊密貼合”和“寬松覆蓋”之間變化，每種程度對天線106、110之間的耦合因數都有影響。

在一個示例實施例中，NFC天線106、110具有大于或等于身體表面的橫截面的至少一個空間維度，如圖2A和2B中所示，并被安置成使得最大化第一NFC天線106和第二NFC天線110之間的耦合因數。

圖2A是應用于一組身體表面的一組示例健康監測裝置。所示為理想化的人體202。附著到身體202的是第一組健康監測裝置204，示出為包圍身體202的軀干。第一監測裝置204包括單次使用式結構206(例如，尿布)和可重復使用的結構208(例如，嵌入在腰帶中的讀取器)。

類似地，附著到身體202的是第二組健康監測裝置210，示出為包圍身體202的腿部。第二監測裝置210包括單次使用式結構212(例如，繃帶)和可重復使用的結構214(例如，嵌入在腿部彈力帶中的讀取器)。

圖2B是示例第一橫截面216。第一組健康監測裝置204的橫截面直徑等于或大于身體202的軀干的橫截面直徑。具體來說，嵌入在單次使用式結構206和可重復使用的結構208中的NFC天線足夠大且足夠接近，以確保用于結構206、208之間的一組健康數據的NFC通信的充足耦合因數。

圖2C是示例第二橫截面218。第二組健康監測裝置210的橫截面直徑等于或大于身體202的腿部的橫截面直徑。具體來說，嵌入在單次使用式結構212和可重復使用的結構214中的NFC天線足夠大且足夠接近，以確保用于結構212、214之間的一組健康數據的NFC通信的充足耦合因數。

在其它例子中，健康監測裝置可部分地或完全地包圍身體202的其它部分，諸如：腰部、臂部、下部身體區域、表面傷口、內部器官、胸部或頭部。

圖3是第一健康監測裝置304和第二健康監測裝置306之間的示例耦合因數(k)302。相比于裝置304、306之間的位移308(即，電磁通量的對準)并相比于裝置304、306之間的距離310繪制耦合因數302。如示例圖3中所示，互耦合是裝置304、306中的NFC天線之間的距離310和它們的相對對準/位移308的強函數。

在一個例子中，當第一健康監測裝置304(例如，讀取器天線線圈)和第二健康監測裝置306(例如，傳感器天線線圈)之間的互耦合為至少20％時，裝置304、306之間的穩固的NFC通信發生。

圖4是用于失禁監測的嵌入在腰帶中的示例第一健康監測裝置402和嵌入在尿布中的第二健康監測裝置404。第一健康監測裝置402包括嵌入在可重復使用的腰帶410中的讀取器線圈406和NFC讀取器電路408。第二健康監測裝置404包括嵌入在內衣416中的傳感器線圈412和NFC傳感器電路414。

在這個例子中，第一健康監測裝置402和第二健康監測裝置404被設計成同心地工作(例如，腰帶線圈406圍繞尿布線圈412)。這些裝置402、404經設計使得線圈406、412之間存在最小的距離，以及幾乎完美的角度對準。因此，通過在特定形式因數的腰帶中集成NFC讀取器天線以及通過在尿布的頂部部分中集成對應的NFC傳感器天線，能實現讀取器和NFC傳感器之間的足夠的磁耦合，該NFC傳感器天線對準到人體軀干外周的軸線上。

如果依據患者的年齡、重量和性別，通常腰帶內部的NFC讀取器線圈406和尿布內部的NFC傳感器線圈412的直徑都是40cm(對應于125cm的腰部外周)，那么這兩種NFC天線線圈之間的距離通常小于10cm。從圖3可見，這種配置產生超過20％的互耦合系數，該系數應產生穩固的NFC通信性能。

在替代例子中，讀取器線圈406在腰帶鎖扣處包括可拆式電耦合，這將讀取器線圈406劃分成第一和第二天線節段。當腰帶鎖扣扣在一起時，讀取器線圈406形成連續的電氣天線電路。

在替代實施例中，讀取器線圈406可嵌入在項鏈或頸鏈中。就位移而言，這提供了良好的對準，但產生了更大的距離和更糟的相關角度對準。可替換的是，也可以考慮讀取器線圈406可嵌入在胸帶中。

圖5是用于失禁監測、傷口護理等的嵌入在可重復使用的床中的示例有源健康監測裝置(例如，結構)502和嵌入在單次使用式或有限次使用式被單中的無源健康監測裝置508。有源健康監測裝置502(例如，可重復使用的結構)包括無線天線504、第一NFC天線506、NFC讀取器(未圖示)、電池(未圖示)，以及各種其它通信、邏輯和/或存儲器電路(未圖示)。此有源健康監測裝置502包括至少一個內部供電的有源電路。

無源健康監測裝置508(例如，單次使用式或有限次使用式結構)包括第二NFC天線510、用于提供來自身體514表面的一組健康傳感器數據的一組傳感器512，以及各種其它通信、邏輯和/或存儲器電路(未圖示)。在一個例子中，無源單次使用式或有限次使用式結構508包括僅外部供電的無源電路。

圖6A和6B示出了嵌入在健康監測裝置內的示例天線設計。圖6A示出了鐵氧體芯天線線圈602，圖6B示出了第一空氣芯天線線圈604和第二空氣芯天線線圈606。空氣芯天線可至少具有為以下中的至少一者的形狀：偶極子、封閉形狀、螺旋形或環形。

在本說明書中，已經依據選定的一組細節呈現示例實施例。然而，本領域的普通技術人員應理解，可以實踐包括選定的不同組這些細節的許多其它示例實施例。希望所附權利要求書涵蓋所有可能的示例實施例。