(57)【要約】  装置は、１又はそれ以上のパラメータを用いて放尿を予測し、実際の放尿を検出し、予測精度を上げるために、前記実際の放尿に基づいて前記１又はそれ以上の予測パラメータのうち少なくとも１つを適応させるように構成されるセンシングユニットを有する。
2013523305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１又はそれ以上のパラメータを用いて放尿を予測し、
実際の放尿を検出し、
予測精度を上げるために、前記実際の放尿に基づいて前記１又はそれ以上の予測パラメータのうち少なくとも１つを適応させるように構成される、センシング装置。
【請求項２】
予測された放尿と前記実際の放尿との間の差に基づいて前記の少なくとも１つの予測パラメータを適応させるように構成される、請求項１に記載のセンシング装置。
【請求項３】
放尿が生じる時間を予測することにより放尿を予測し、
前記実際の放尿が生じる時間を検出することにより前記実際の放尿を検出し、
放尿の予測された時間と放尿の検出された時間との間の時間差に基づいて前記の少なくとも１つの予測パラメータを適応させるように構成される、請求項１に記載のセンシング装置。
【請求項４】
膀胱の膨満の状態の断続的な推定を行い、膨満推定の状態と前記予測パラメータとを用いて放尿を予測するように構成される、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のセンシング装置。
【請求項５】
断続的な状態の膨満推定の間において省電力モードに入るように構成される、請求項５に記載のセンシング装置。
【請求項６】
膀胱に向かって超音波を発し、
前記膀胱の壁から反射して戻ってきた超音波を検出し、
前記膀胱の膨満の状態を推定するために、反射した超音波を解析することにより、
前記膀胱の膨満の状態を推定するように構成される、請求項４又は請求項５に記載のセンシング装置。
【請求項７】
前記超音波を発して検出するための複数の超音波振動子要素と、
前記超音波振動子要素が、それぞれ、前記超音波を発し、前記超音波振動子要素において前記超音波を検出することをもたらすように構成された駆動及び受信回路と、
前記膀胱の膨満の状態を推定し、前記膀胱の膨満の推定された状態及び前記予測パラメータに基づいて放尿を予測するように構成されたコントローラとを有する、請求項６に記載のセンシング装置。
【請求項８】
膀胱に対する当該センシング装置の位置に基づいて前記１又はそれ以上の予測パラメータのうち少なくとも１つを適応させるように構成される、請求項１〜７のうちいずれか一項に記載のセンシング装置。
【請求項９】
予測された放尿のアラーム警告を供給するように構成されたアラームユニットを有する、請求項１〜８のうちいずれか一項に記載のセンシング装置。
【請求項１０】
当該センシング装置が膀胱を覆う位置に正確に配置されたかどうかを示すように構成された１又はそれ以上のインジケータを有する、請求項１〜９のうちいずれか一項に記載のセンシング装置。
【請求項１１】
ユーザの皮膚の近くに着用するためのセンシングユニットと、放尿を予測するためにセンシングユニットと通信するように構成された外部ユニットとを有する、請求項１〜１０のうちいずれか一項に記載のセンシング装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のうちいずれか一項に記載のセンシング装置の少なくとも部分を有する、衣服のアイテム。
【請求項１３】
放尿を警告するための方法であって、
１又はそれ以上の予測パラメータを用いて放尿を予測するステップと、
実際の放尿を検出するステップと、
予測精度を上げるために前記実際の放尿に基づいて前記１又はそれ以上の予測パラメータを適応させるステップとを有する、方法。
【請求項１４】
放尿の予測は、放尿が生じる時間を予測することを有し、
実際の放尿の検出は、前記実際の放尿が生じる時間を検出することを有し、
前記少なくとも１つの予測パラメータの適応は、放尿の予測された時間と放尿の検出された時間との間の時間差に基づいて前記少なくとも１つの予測パラメータを適応させることを有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
プロセッサにより実行されたときに、前記プロセッサが請求項１３又は請求項１４に記載の方法を実行することをもたらす、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排尿を予測するためのセンシング装置及び方法に関する。詳細には、排他的ではないが、本発明は、いつ排尿が生じるかを予測し、その予測に基づいてアラートを与えることに関する。
【背景技術】
【０００２】
膀胱制御の欠如による不測の放尿は、不愉快であり、関与する人を苦しめる。それ故、尿ができるだけ素早く対処され、斯様な発生の頻度が最小限に維持されることが望ましい。
【０００３】
以前の解決策は、可聴式アラートを発することにより放尿に反応するウェアラブルデバイスを提供することである。アラートは、親又は介護者が尿に素早く対処することを可能にし、これにより、任意の潜在的に非衛生的な効果を阻止するとともに、関与する人により感じられる不快感を最小限にする。しかしながら、斯様なデバイスの反応特性は、実際の放尿を阻止することができない。
【０００４】
他の解決策は、膀胱の膨満の状態を測定し、測定値が閾値を超えたときに信号を与えるデバイスを提供している。しかしながら、異なる膀胱サイズ及び人の身体の様々な特性が斯様なデバイスを不正確にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
それ故、尿失禁による不測の放尿を阻止するために良好な解決策が見出されることが好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、１又はそれ以上のパラメータを用いて放尿を予測し、実際の放尿を検出し、予測精度を上げるために、前記実際の放尿に基づいて前記１又はそれ以上の予測パラメータのうち少なくとも１つを適応させるように構成される、センシング装置が提供される。
【０００７】
センシング装置は、予測された放尿と実際の放尿との間の差に基づいて少なくとも１つの予測パラメータを適応させるように構成され得る。
【０００８】
センシング装置は、放尿が生じる時間を予測することにより放尿を予測し、実際の放尿が生じる時間を検出することにより実際の放尿を検出し、放尿の予測された時間と放尿の検出された時間との間の時間差に基づいて少なくとも１つの予測パラメータを適応させるように構成され得る。
【０００９】
センシング装置は、膀胱の膨満の状態の断続的な推定を行い、膨満推定の状態と予測パラメータとを用いて放尿を予測するように構成され得る。
【００１０】
センシング装置は、断続的な状態の膨満推定の間において省電力モードに入るように構成され得る。
【００１１】
センシング装置は、膀胱に向かって超音波を発し、膀胱の壁から反射して戻ってきた超音波を検出し、膀胱の膨満の状態を推定するために反射した超音波を解析することにより、膀胱の膨満の状態を推定するように構成され得る。
【００１２】
センシング装置は、超音波を発して検出するための複数の超音波振動子要素と、超音波振動子要素が、それぞれ、超音波を発し、超音波振動子要素において超音波を検出することをもたらすように構成された駆動及び受信回路と、膀胱の膨満の状態を推定し、膀胱の膨満の推定された状態及び予測パラメータに基づいて放尿を予測するように構成されたコントローラとを有し得る。
【００１３】
超音波振動子要素は、１又はそれ以上の圧電性結晶又はＣＭＵＴＳを有し得る。
【００１４】
センシング装置は、膀胱に対するセンシング装置の位置に基づいて１又はそれ以上の予測パラメータのうち少なくとも１つを適応させるように構成され得る。
【００１５】
センシング装置は、身体の外部に対して膀胱に渡って取付可能なセンシングユニットを有し得る。
【００１６】
本装置は、放尿を予測するためのセンシングユニットと通信するように構成された外部ユニットを追加的に有し得る。
【００１７】
センシング装置は、尿が放出されるのを予測したときに情報を与えるように構成されたアラームユニットを有し得る。
【００１８】
センシング装置は、センシング装置が膀胱を覆う位置に正確に配置されたかどうかを示すように構成された１又はそれ以上のインジケータを有し得る。
【００１９】
インジケータは、センシング装置が膀胱上に正確に配置されたかどうかに関する視覚的表示を与えるように構成された１又はそれ以上のＬＥＤを有し得る。
【００２０】
また、本発明によれば、センシング装置の少なくとも部分、例えばセンシングユニットを有する衣服のアイテムが提供される。衣服のアイテムはおむつを有し得る。
【００２１】
また、本発明によれば、１又はそれ以上の予測パラメータを用いて放尿を予測するステップと、実際の放尿を検出するステップと、予測精度を上げるために前記実際の放尿に基づいて前記１又はそれ以上の予測パラメータを適応させるステップとを有する、放尿を警告するための方法が提供される。
【００２２】
放尿の予測は、放尿が生じる時間を予測することを有し、実際の放尿の検出は、実際の放尿が生じる時間を検出することを有し、少なくとも１つの予測パラメータの適応は、放尿の予測された時間と放尿の検出された時間との間の時間差に基づいて少なくとも１つの予測パラメータを適応させることを有し得る。
【００２３】
また、本発明によれば、プロセッサにより実行されたときに、プロセッサが本方法を実行することをもたらす、コンピュータプログラムが提供される。
【００２４】
本発明のこれらの及び他の態様は、後述される実施形態から明らかになり、これらを参照して説明されるだろう。
【００２５】
本発明の実施形態は、例により、添付図面を参照して説明されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】放尿を予測するためのセンシングユニットの概略図である。
【図２】おむつ内のセンシングユニットの取り得る位置とセンシングユニットと通信するための外部ユニットとを示す。
【図３】膀胱の特性を検出するために超音波を発して検出するための９つの圧電性結晶のマトリクスの斜視図である。
【図４】圧電性結晶で検出された超音波に基づいて放尿を予測してユーザに通知するための制御の概略図である。
【図５】放尿を予測する方法の一例のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、放尿を予測するためのセンシング装置１００の一例を示している。本装置は、人間の膀胱からの放尿を予測することに関して以下で述べられる。しかしながら、センシング装置１００は、代わりに、ペット哺乳類のような動物の膀胱からの放尿を予測するために用いられてもよい。
【００２８】
センシング装置１００は、人体の膀胱上に配置され得るセンシングユニット１１０を有する。例えば、センシングユニット１１０は、膀胱を覆う位置で皮膚に対して保持されるように、アンダーウェア、おむつ３００又は衣服の他の適切なアイテムに一体化されるか又は取り付けられ得る。これは、図２に示されている。代わりに、センシングユニット１１０は、腰の周りに取り付けるためのベルトに備えられてもよい。アタッチメントの他の適切な手段が同等に可能であることが理解されるだろう。
【００２９】
センシングユニット１１０は、超音波を用いて膀胱の膨満の状態を推定するための少なくとも１つの振動子１２０を有する。例えば、図３に示されるように、センシングユニット１１０は、超音波振動子要素１２０のアレイを有し得る。超音波振動子要素１２０は、それぞれが約１０ｍｍの辺、約０．２ｍｍの深さ及び約１０ＭＨｚの中心周波数をもつ、９つの略矩形の圧電性結晶１２０の矩形マトリクスを有し得る。約２ｍｍの間隔が、前記マトリクス内の隣り合う結晶１２０間に与えられる。
【００３０】
センシング装置１００は、図３に示された圧電性結晶の例を用いて以下に述べられる。しかしながら、超音波振動子要素１２０の数、寸法、間隔及び中心周波数は、この例に限定されるものではない。例えば、ＣＭＵＴＳ（Capacitive Micromachined Ultrasonic Transducers）が、圧電性結晶に加えて又はその代わりに用いられてもよい。代わりに、他のタイプの振動子１２０が設けられてもよい。一例は、膀胱の膨満の状態を示すユーザの皮膚において電気信号を検出するように構成された振動子である。
【００３１】
オプション的に、音響レンズ１３０の対応するアレイが、超音波振動子要素１２０のアレイの主要な面に結合される。図３において、音響レンズ１３０が前述された９つの圧電結晶１２０のそれぞれの矩形面上に設けられるように音響レンズ１３０の矩形マトリクスが設けられる。音響レンズ１３０の主要面の寸法は、結晶１２０の寸法に実質的に適合し得る。２ｍｍの間隔は、結晶１２０に対して前述されたものと同様の態様で、レンズ１３０間に与えられ得る。この間隔のサイズは、代わりに、例えば結晶１２０間の間隔のサイズに適合させるために、より大きく又はより小さくしてもよいことが理解されるだろう。図３に見られるように、全ての音響レンズ１３０は、結晶１２０のアレイの同一面上に設けられる。音響マッチング層１４０が、結晶１２０と音響レンズ１３０との間に設けられ得る。適切な音響マッチング層１４０はカプトン（Kapton）を有する。
【００３２】
制御ユニット１５０は、振動子アレイ１２０の主要面、例えば音響レンズ１３０に対する振動子アレイ１２０の反対面に電気的に結合される。これは、図１において例示されており、図１において、制御ユニット１５０は、９つの圧電性結晶１２０のそれぞれの主要面に電気的に結合される。放尿を予測するための制御ユニット１５０の動作は、図４に関して以下に述べられる。放尿を予測するための一例となる方法も、以下に述べられ、図５において示される。
【００３３】
図４によれば、制御ユニット１５０は、一対の電極を介して各結晶１２０において電気信号を付与及び受信するために接続された電子駆動回路１５１及び受信回路１５２を有する。結晶１２０の一方面上の電極が音響マッチング層１３０上の金属化された電極として設けられ得る一方で、結晶１２０の他方面上の電極が駆動及び受信回路１５１，１５２から直接的に延在し得る。
【００３４】
制御ユニット１５０は、処理ユニット１５３ａ及びメモリ１５３ｂを含むマイクロコントローラ１５３を更に有する。マイクロコントローラ１５３、受信回路１５２及び駆動回路１５１は、全てが、好ましくはセンシングユニット１１０内の小型の再充電可能なバッテリ１５４であるバッテリユニット１５４により給電され得る。誘導コイル１５５は、外部のエネルギ供給源からバッテリ１５４を誘導的に充電するために、センシングユニット１１０内の適切な位置、例えばユニット１１０の周辺に設けられる。
【００３５】
制御ユニット１５０は、図１に示されたように、センシングユニット１１０内に完全に含まれ得る。しかしながら、代替手段として、制御ユニット１５０が、別個の外部ユニット１６０に部分的に含まれてもよい。これは、図２に示されている。例えば、マイクロコントローラ１５３、処理ユニット１５３ａ及びメモリ１５３ｂは、携帯電話器、スマートフォン、ラップトップコンピュータ又は携帯情報端末（ＰＤＡ）のような外部のハンドヘルドデバイス１６０内に設けられてもよい。マイクロコントローラ１５３が外部ユニット１６０内に設けられた場合には、これは、外部ユニット１６０とセンシングユニット１１０との間の無線通信リンクを介して、駆動及び受信回路１５１，１５２のような、制御ユニット１５０の残りの要素と通信するように構成される。通信リンクは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈを用いて実装されてもよく、外部ユニット１６０及びセンシングユニット１１０のそれぞれに適切なＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送受信器を設けることにより促進される。例えばセンシングユニット１１０と外部ユニット１６０が離れすぎることにより、センシングユニット１１０と外部ユニット１６０との間の無線リンクが遮断された場合には、外部ユニット１６０及び／又はセンシングユニット１１０は、装置１００のユーザ又は彼らの介護人に対する警告としてアラームを起動させるように構成され得る。
【００３６】
制御ユニット１５０の要素が前述されたように外部ユニット１６０内に設けられた場合には、これらの要素のための電力は、外部ユニット１６０内のバッテリにより供給される。これは、センシングユニット１１０における電力消費を削減し、それ故、センシングユニット１１０内のバッテリユニット１５４が再充電されることを必要とすることなくより長くセンシングユニット１１０を給電することを可能にする。
【００３７】
再び図１によれば、駆動回路１５１は、電極を介して振動子要素１２０に電圧信号を付与するように構成される。駆動回路１５１により付与された電圧信号は、振動子要素１２０が超音波を発することをもたらすように選択される。超音波は、センシングユニット１１０が膀胱上に正確に配置されたときに、膀胱壁に向かって指向される。圧電性結晶１２０が前述されたように用いられた場合には、超音波は、外方へゆっくりと分岐する前に数センチメートルの（結晶状に形成された断面をもつ）直進ビームとして膀胱に向かって伝播する。それ故、発せられた超音波は、"Ａ−ｌｉｎｅｓ"として説明され得る。膀胱壁からの超音波の反射は、以下に述べられるように、結晶１２０に指向され、膀胱の膨満の状態を推定するために用いられる。駆動回路１５１により付与された電圧信号は、例えばマイクロコントローラのメモリ１５３に格納されたパラメータに基づいて、マイクロコントローラ１５３により制御される。マイクロコントローラ１５３が前述された外部ユニット１６０内に設けられた場合には、マイクロコントローラ１５３は、無線通信リンクを介して送られた命令を介して電圧信号の付与を制御する。
【００３８】
受信回路１５２が電極を介して圧電性結晶１２０において経験された電圧信号を検出するように構成される。検出された電圧信号は、膀胱の前後の壁及び膀胱を囲む組織から反射して戻された超音波によりもたらされた圧電性結晶１２０における振動に起因する。マイクロコントローラ１５３は、膀胱の現在のサイズ特性を計算するために圧電性結晶１２０において検出された電圧信号を解析するように構成され、これは、順次、膀胱の膨満の状態を推定するためにマイクロコンピュータ１５３により用いられ得る。これは、以下でより詳細に説明される。マイクロコントローラ１５３は、外部デバイス１６０内に設けられ、圧電性結晶１２０において検出された電圧信号について記述する情報は、無線通信リンクを介してマイクロコントローラ１５３に送信される。
【００３９】
それぞれの特定の結晶１１０において検出された電圧信号の特性は、各結晶１１０の配置での膀胱の前後の壁の間の距離に関連する。電圧信号は、例えば、膀胱の前方壁から反射された超音波の受信と、膀胱の後方壁から反射された超音波の受信との間の時間差を示し得る。時間差は、膀胱の膨満の状態を直接的に推定するために用いられ得る（より長い時間差がより満たされた膀胱状態を示す）。代わりに、膨満の状態は、前に述べられた時間差と超音波の速度とを用いて膀胱の前後の壁の間の距離を計算することにより推定されてもよい。計算は、膀胱組織に対する尿の低いエコー輝度（echogenicity）に基づいており、例えば、マイクロコントローラ１５３において生じ得る。他の代替手段として、膀胱の膨満の状態は、振動子アレイ内の各結晶１２０で検出された、前に述べられた時間差（又は計算された距離）に基づいて、膀胱の容量を推定することにより推定されてもよい。
【００４０】
この手法において、膀胱の膨満の状態は、超音波を規則的に推定及び検出することにより、特定の時間期間又は規則的な間隔に渡って追跡され得る。
【００４１】
先に述べられたように、センシングユニット１１０は、好ましくは、振動子１１０のそれぞれから発せられた超音波が膀胱の壁から振動子アレイ１１０に戻るように反射されるように、膀胱を直接覆う位置に着用されるべきである。図１によれば、ユニット１００を位置決めするのを支援するために、センシングユニット１１０は、オプション的に、圧電性結晶１２０のそれぞれの位置にＬＥＤ１７０又は他の適切なインジケータ１７０を有してもよい。ＬＥＤ１７０は、ユニット１１０が正確な位置にあることを、ユーザ又は介護人に示すように構成される。例えば、センシングユニット１１０の配置の間、制御ユニット１５０は、超音波が圧電性結晶１２０から連続的に発せられる初期化モードで動作し得る。反射した超音波に起因した、圧電性結晶１２０において検出された電圧信号は、同様に、連続的にモニタされ、ユニット１１０が正確に配置されていることを示すためにＬＥＤ又は他のインジケータ１７０を介してユーザ又は介護人に伝えられる。一の実装は、アレイにおける８つの周辺結晶１２０のそれぞれの位置に第１の色（例えば赤色）のＬＥＤを与えるとともに、中心の結晶１１０の位置に第２の色（例えば緑色）のＬＥＤを与えることである。中心の結晶１１０で検出された電圧信号が、前後の膀胱壁間の距離が周辺結晶１２０の前後壁間の距離よりも大きいことを示すときには、緑色のＬＥＤ１７０は、マイクロコントローラ１５３により、センシングユニット１１０がオプション的に配置されていることをユーザ又は介護人に伝えるために、オンに切り替えられる。同様の態様において、周辺結晶１２０のいずれかにおいて検出された電圧信号（又は電圧信号の欠如）が、超音波がその位置で膀胱壁から戻るように反射されたものではないことを示す場合には、その結晶１１０のための赤色のＬＥＤ１７０は、マイクロコントローラ１５３により、センシングユニット１１０が適切に配置されていないことを、ユーザ又は介護人に伝えるために、オンに切り替えられる。
【００４２】
ＬＥＤ１７０は、センシングユニット１１０の外側面に設けられ得る。代わりに、これらは、センシングユニット１１０における半透明封止材料２００の内部に組み込まれてもよい。封止材料２００は、以下でより詳細に述べられる。ＬＥＤ１７０の電力は、制御ユニット１５０内のバッテリユニット１５４により供給され得る。
【００４３】
他の代替手段として、各結晶位置を表すインジケータ１７０は、外部ユニット１６０の表示スクリーン上に与えられてもよい。この場合には、結晶１１０で検出された電圧信号について記述する情報は、無線リンクを介して受信回路１５２とマイクロコントローラ１５３との間を通過する。マイクロコントローラ１５３は、前述されたＬＥＤパターンに対応する外部ユニット１６０の表示スクリーン上に画像を表示することにより、センシングユニット１１０を位置決めすることについてユーザ又は介護人を補助するようにインジケータ１７０を制御する。これは、センシングユニット１１０内にＬＥＤ１７０を設けることに関連したコスト及び電力消費を節約するだろう。
【００４４】
例えば前述された初期化モードを用いてセンシングユニット１１０が身体上に正確に配置されると、駆動回路１５１は、圧電性結晶１２０が規則的な間隔で膀胱に向かって超音波を発することをもたらす。適切な間隔は、それぞれ６０秒であり得る。異なる間隔が用いられてもよい。超音波の放出と検出との間の時間期間において、センシングユニット１１０は、好ましくは、電力が駆動及び受信回路１５１，１５２に供給されない省電力モードに入るように構成される。
【００４５】
膀胱壁から反射された超音波信号は、受信回路１５２により検出され、膀胱の膨満の状態を示すデータは、記録が得られた時間を示すタイムスタンプとともに記録される。このデータは、それぞれの結晶１２０で検出された前後の膀胱壁の間の距離（又は、前述したような、前記距離を表す時間差）、膀胱の絶対容量の推定、及び、最後の推定の時間からの膀胱の推定された容量の増加／減少を含み得る。前記データはマイクロコントローラ１５３のメモリ１５３ｂに格納されるが、代替の格納手段が同等に可能であることが理解されるだろう。格納されたデータは、以下に述べられるように、いつ次の放尿が生じるかを予測するために用いられ得る。
【００４６】
圧電性結晶１２０における検出された電圧信号から収集されたデータを用いて、制御ユニット１５０は、次に尿が膀胱から放出される時間を予測するように構成される。より詳細には、制御ユニット１５０は、マイクロコントローラ１５３のメモリ１５３ｂに格納された１又はそれ以上の予測パラメータ及び収集された膀胱膨満データに基づいて次の放尿の時間を予測するように構成される。予測パラメータは、最初にメモリ１５３ｂにプレロードされ、例えば、閾値膀胱容量又は閾値時間差のような、差し迫った放尿を示す閾値を含み得る。一の実装において、（例えば受信回路１５２により検出された電圧信号を直接入力することによる）膀胱膨満データ及び予測パラメータを用いて次の放尿の時間を予測するように構成されたアルゴリズムが、マイクロコントローラ１５３のメモリ１５３ｂに格納される。アルゴリズムは、例えば、ニューラルネット又はファジー理論に基づくモデルであり得るか、又は、これらに基づくものであり得る。このアルゴリズムは、好ましくは、マイクロコントローラ１５３の処理ユニット１５３ａにより実行されたときに、いつ尿が次に放出されるかについての予測を出力することをもたらすコンピュータプログラムとして実装される。予測された放尿時間は、マイクロコントローラ１５３のメモリ１５３ｂに格納され、膀胱の膨満の状態を示すデータの他のセットが収集される都度、調節され得る。
【００４７】
制御ユニット１５０が前述されたように外部ユニット１６０に設けられた場合には、アルゴリズムは、外部ユニット１６０のメモリにロードされたアプリケーションに含まれてもよい。
【００４８】
センシング装置１００は、制御ユニット１５０に電気的に結合され、予測された放尿時間が近づいてきたことをユーザ又は介護人に警告するアラームを出力するように構成されたアラームユニット１８０を更に有する。警告アラームの適切な起動時間は、予測された放尿時間の５分前であり得る。アラームユニット１８０は、例えば、放尿が予測されたことをユーザ又は介護人に警告するために可聴式又は可視的アラームをそれぞれ出力するように構成されたラウドスピーカ１８１及び／又は光１８２を有し得る。ラウドスピーカ１８１は、オプション的に、可聴式アラームが比較的目立たないように１又はそれ以上のヘッドフォンを有してもよい。加えて又は代わりに、アラームユニット１８０は、別個の振動デバイス１８３を有してもよい。
【００４９】
アラームユニット１８０は、図１に示されるように、センシングユニット１１０に設けられ得る。この場合において、アラームユニット１８０の電力は、センシングユニット１１０内のバッテリ１５４により、又は、アラームユニット１８０内の二次バッテリのような別個の電源により、供給され得る。代わりに、アラームユニット１８０は、外部ユニット１６０に設けられてもよく、外部ユニット１６０内のバッテリにより給電されてもよい。この場合において、マイクロコントローラ１５３は、無線リンクを介して受信回路１５２から受信された信号を用いてアラームユニット１８０を制御する。
【００５０】
また、センシングユニット１１０は、膀胱からの実際の放尿を検出するために尿センサ１９０を有する。例えば、尿センサ１９０は、ストリップ１９１の両端の間に延在する１又はそれ以上の導電性要素１９２をもつ材料のフレキシブルなストリップ１９１を有し得る。これは図１に示されている。センシングユニット１１０がユーザの身体上に正確に配置されたときには、ストリップ１９１は、ユーザの生殖器から放出された尿がストリップ１９１上に漏れて検出されるように、生殖器の近くに配置される。導電性要素１９２が用いられた場合には、尿の検出は、導電性要素１９２の電気抵抗の顕著な降下を検出することにより行われ得る。尿が解放されたかどうかの決定は、例えば、導電性要素１９２を制御ユニット１５０に電気的に結合することによりマイクロコントローラ１５３において行われ得る。オプション的に、導電性要素１９２を囲むストリップ１９１の材料は、放出された尿を検出のために導電性要素１９２に容易に運ぶように尿に対して吸収力の大きいものであり得る。
【００５１】
放尿が尿センサ１９０により検出されたときには、放尿に関するデータが制御ユニット１５０により記録される。格納されたデータは、尿が尿センサ１９０により検出された時間を含み、放尿量の推定及び放出期間のような他のデータを含み得る。データは、前述された予測された放尿時間及び膀胱膨満データと一緒にマイクロコントローラ１５３のメモリ１５３ｂに格納され得る。
【００５２】
実際の放尿に関するデータは、放尿を予測するために用いられた予測パラメータを調節するために用いられ、これにより、将来の予測された放尿時間の精度を向上させる。このフィードバックメカニズムは、センシング装置１００が、ユーザの個々の膀胱特性に自己調節することを可能にし、それ自体、センシング装置１００の信頼性を増大させる。
【００５３】
一の実装において、制御ユニット１５０は、尿センサ１９０により検出された実際の放尿時間を、マイクロコントローラ１５３により出力された予測された放尿時間と比較するように構成される。予測された放尿時間と実際の検出された放尿時間との間の差は、将来の予測の精度を上げるために予測パラメータを調節するために用いられる。この調節は、予測パラメータが繰り返し洗練されるように、尿が尿センサにより検出される都度生じる。調節プロセスが実行される都度、新たな予測パラメータは、次の放尿の時間を予測するのに用いるために、マイクロコントローラ１５３のメモリ１５３ｂに格納される。予測パラメータの繰り返された調節は、マイクロコントローラ１５３のメモリ１５３ｂに組み込まれた予測精度の統計モデルをもたらす。それ故、製造者によりセンシングユニット１１０に最初にプレロードされた、例えば平均の人に関する膀胱統計値に基づく、一般化された予測パラメータは、センシング装置１００の標準ユーザに関する放尿の予測を向上させるために連続的に更新及び洗練される。
【００５４】
予測パラメータの適応は、予測された放尿の精度に影響し得る、身体上のセンシングユニット１１０の位置の小さな移動も考慮し得る。前述された初期化プロセスに続くその位置に対するセンシングユニット１１０の特定の位置は、各圧電性結晶１１０の位置における前後の膀胱壁間の検出された距離の割合からマイクロコントローラ１５３により推測され得る。予測パラメータの適応は、異なるセンシングユニット位置に対応するデータサブセット上で実行され、従って、最近計算された割合が、センシングユニット１１０が膀胱の膨満の状態に関する信頼できないデータを与えるために知られた位置に移動したことを示す場合に、マイクロコントローラ１５３は、センシングユニット１１０が身体上に再配置されるべきであることをユーザ又は介護人に知らせるためにアラームユニット１８０がわずかなアラームをアクティブにすることをもたらすように構成される。信頼できないデータを与えるために知られた位置は、センシングユニット１１０が膀胱を覆わないか又は部分的にのみ覆うものとして検出された位置であり得る。信頼できないデータは、センシングユニット１１０とユーザの皮膚との間に閉じ込められた空気によりもたらされ、音響結合に影響を及ぼす。
【００５５】
センシングユニット１１０の使用の数が増大するにつれて、標準ユーザのためのユニット１００の予測精度が上がるべきである。ユニット１００の予測精度は、尿が特定の時間期間（例えば５分間）において放出される信頼レベル（％）に関して規定され得る。ユニット１００の予測精度が上がり、ユニット１００がいつ人の膀胱から放出されるかを予測するのをより良くするので、特定の時間間隔に関する信頼レベルが増大するだろう。そのため、制御ユニット１５０は、尿が放出されることをアラームユニット１８０が警告する時間間隔がより高精度の警告を与えるように短縮されるように構成され得る。
【００５６】
一例を与えるために、センシングユニット１１０が特定のユーザにより最初に用いられたときには、前述された予測パラメータは、そのユーザに対して完全に最適化される可能性は低い、そのため、予測精度が比較的低いだろう。それ故、斯様な状況において、尿が次の５分後に放出されることを警告するアラームは正確なものではなく、予測された放尿は、５分の時間フレームが経過するまで生じない可能性が高い。これは誤検出と呼ばれ得る。同様に、斯様な状況において、警告アラームがアクティブになる前に尿が放出される可能性も高い。これは検出漏れと呼ばれる。
【００５７】
予測パラメータが特定のユーザに対して最適化される割合を増大させるために、予測パラメータの前述された調節は、アラームユニット１８０が差し迫った放尿のアラーム警告を出力しない、装置のトレーニングモードにおいて最初に生じ得る。トレーニングモードは、センシング装置１００の例えば１日又は１週間の一貫した使用の特定の期間に対してアクティブにされ得る。センシング装置１００がユーザに対して十分に自己調節されると、センシング装置１００は、アラーム信号がアクティブになる使用モードに手動で切り替えられ得る。代わりに、センシング装置１００は、予め決められた数の放尿が予測パラメータを適応させるために検出及び使用された後にトレーニングモードから使用モードに自動的に切り替えるように構成されてもよい。
【００５８】
ユーザ又は介護人は、許容信頼レベル（例えば９８％）をセンシング装置１００に入力し、これに基づき、彼らは、放尿の発生が予測される時間間隔を望み、それ故、警告アラームの起動が計算される。また、ユーザ又は介護人は、必要に応じて、予測された時間間隔の長さを削減するために、誤検出及び／又は検出漏れの許容確率（例えば５％）を入力してもよい。代わりに、許容信頼レベル及び誤検出／検出漏れの確率が製造者によりセンシングユニット１１０にプレロードされてもよい。
【００５９】
センシングユニット１１０が最初に用いられたときには、特定の信頼レベルで尿の放出が予測される時間間隔は比較的長くなり得る（例えば５分）。しかしながら、装置１００の予測精度が（例えばトレーニングモードにおける）予測パラメータの調節により上がる、（同一の信頼レベルに関する）尿の放出が予測される時間間隔は、大幅に短くなるだろう（例えば２分）。ユーザは、これらの要件に適合させるために許容信頼レベル及び誤検出／検出漏れの数を調節し得る。代わりに、信頼レベル及び誤検出／検出漏れの数は、センシングユニット１１０の予測精度が上がるので、例えばアルゴリズムにより、（比較的増大／減少するように）自動的に調節されてもよい。
【００６０】
センシングユニット１１０は、非反応性で低刺激性（hypo-allegergenic）パッケージに密閉され、これは、延長された時間期間の間、身体に対して着用され得る。例えば、図１に示されるように、制御ユニット１５０は、濡れるのを阻止するとともに自己による損傷から保護するために防水及び防尿封止材料２００内に封入される。封止材料２００は、オプション的に、センシングユニット１１０全体の周りに設けられてもよい。センシングユニット１１０が着用されたときには、封止材料２００は、音響媒体として機能するために膀胱に渡ってユーザの皮膚に直接接触してもよい。それ故、封止材２００に用いられる材料は、最小限の気泡干渉により皮膚に直接的にくっつくとともに、ユーザにとって心地良くなるように選択され得る。材料２００は、好ましくは、用いられる人間の身体の形状に適合し得るように、形状についてフレキシビリティをもつべきである。また、材料２００は、好ましくは、ユニット１１０が厳格な衛星基準に適合するのを可能にするために、容易で効果的なクリーニング及び／又は殺菌を可能にすべきである。適切な材料２００は、Sylgard 527シリコンゴムであり、これは、優しく磨くことによりクリーニング及び殺菌され得る一方でアルコールに浸され得る。
【００６１】
センシング装置１００の主な使用は、子供が警告アラーム及び関連する膀胱の感覚を、トイレを使用するための要件に関連付けることを支援することにより、子供のトイレのトレーニング期間を削減するためのものであり得る。また、センシング装置１００は、自制できない大人によっても用いられてもよい。
【００６２】
開示された実施形態に対する他のバリエーションは、図面、開示及び特許請求の範囲の研究から、当業者により理解され実施され得る。請求項において、"有する"という用語は、他の要素又はステップを除外するものではなく、単数表記は複数を除外するものではない。単一の処理ユニット又は他のユニットは、請求項中に記載された幾つかのアイテムの機能を充足してもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に用いられ得ないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に又はその部分として供給された光学格納媒体又は半導体媒体のような適切な媒体上に格納／分配されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムのような他の形式において分配されてもよい。請求項中の任意の参照符号は、その範囲を限定するものとして考慮されるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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