(57)【要約】  本発明の一態様は、液体に応答して遠隔検出可能な信号を起動する能力があるガルバニックに産電可能な電源を有する液体センサである。好ましい実施形態では、液体センサはそれ上に、複数の電極と、回路と、送信機とを含む。電極は、液体と接触する場合に電力を発生させるように結合される。回路は、電力により作動され、電力の電気パラメータを検出し、検出された電気パラメータに対応する濡れの度合いを示す複数のデータパケットを生成するように、電極に電気的に接続される。トラスミッタは、回路に電気結合されて、複数のデータパケットを受信し、電磁信号として複数のデータパケットの表現を送信する。他の態様は、液体吸収濡れセンサおよびコンピュータベースの濡れ監視システムと、液体を検出する方法とを含む。
2014527623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極、回路、および送信機が載っている基板を含み、
前記複数の電極は、液体と接触する場合に電力を発生させるように結合され、
前記回路は、前記電力により作動され、前記電力の電気パラメータを検出し、前記の検出された電気パラメータに対応する濡れの度合いを示す複数のデータパケットを生成するように、前記電極に電気的に接続され、
前記送信機は、前記複数のデータパケットを受信し、電磁信号として前記複数のデータパケットの表現を送信するように前記回路に電気的に結合される、
液体センサ。
【請求項２】
それぞれの連続するデータパケットが前記検出された電気パラメータに比例する時間間隔によって分離される、請求項１に記載の液体センサ。
【請求項３】
前記回路は、所定電力値が達成されるまで前記電力を蓄積し、後に前記の蓄積された電力を前記送信機に放出するように構成される、請求項１に記載の液体センサ。
【請求項４】
連続するデータパケットは、前記所定電力値に到達するために必要とされる時間に比例する時間間隔によって分離される、請求項３に記載の液体センサ。
【請求項５】
前記電力が放出された場合、データパケットが生成される、請求項３に記載の液体センサ。
【請求項６】
前記検出された電気パラメータは、電圧、抵抗、電流、またはこれらの組み合わせから選択される、請求項１に記載の液体センサ。
【請求項７】
濡れの前記度合いは、前記電極の付近での液体の量に対応する、請求項１に記載の液体センサ。
【請求項８】
前記基板は、可撓性電気絶縁体であり、ほぼ平面的な表面を含み、前記複数の電極、前記回路、および前記送信機は、前記ほぼ平面的な表面に沿って同一平面的な関係で配置される、請求項１に記載の液体センサ。
【請求項９】
前記基板は、縦方向に沿って細長く、第１の電極が、前記縦方向に沿って延びる第１の導電性配線を含み、第２の電極が、前記縦方向に沿って延びる第２の導電性配線を含む、請求項１に記載の液体センサ。
【請求項１０】
複数の液体吸収材料層をさらに含み、前記基板がこれらの間に位置付けられる、請求項１に記載の液体センサ。
【請求項１１】
着用者の皮膚のそばに位置付け可能であり、前記着用者により排出されたある量の液体を前記着用者の皮膚から離れて輸送する能力がある液体輸送層と、
前記の輸送された液体を受ける液体吸収層と、
前記液体吸収層と液体連通し、前記液体吸収層の中の液体に応答して遠隔検出可能信号を起動する能力がある産電可能電源を含む液体センサと、
前記液体輸送層と前記液体吸収層との間に設置された液体管理層であり、前記液体の量が前記液体吸収層に流れて前記の電源が産電されるほど十分に大きくなるまで前記液体センサが産電されることを阻止するように、前記液体輸送層と前記液体吸収層との間の液体流を遅らせる材料を含む液体管理層と、
を含む液体吸収濡れセンサ。
【請求項１２】
前記遠隔検出可能信号は、前記電源からの電力により起動され、前記電力の電気パラメータを検出し、前記の検出された電気パラメータに対応する濡れの度合いを示す複数のデータパケットを生成するように、前記電源に電気的に接続された回路によって生成される、請求項１１に記載の液体吸収濡れセンサ。
【請求項１３】
それぞれの連続するデータパケットが前記検出された電気パラメータに比例する時間間隔によって分離される、請求項１２に記載の液体吸収濡れセンサ。
【請求項１４】
前記回路は、所定電力値が達成されるまで前記電力を蓄積し、後に前記の蓄積された電力を、前記遠隔検出可能信号を送信する送信機に放出する、請求項１２に記載の液体吸収濡れセンサ。
【請求項１５】
前記遠隔検出可能信号の中のそれぞれの連続するデータパケットは、前記所定電力値に到達するために必要とされる時間に比例する時間間隔によって分離される、請求項１４に記載の液体吸収濡れセンサ。
【請求項１６】
前記電力が放出された場合、データパケットが生成される、請求項１４に記載の液体吸収濡れセンサ。
【請求項１７】
前記検出された電気パラメータは、電圧、抵抗、電流、またはこれらの組み合わせから選択される、請求項１２に記載の液体吸収濡れセンサ。
【請求項１８】
濡れの前記度合いは、前記センサの付近での液体の量に対応する、請求項１２に記載の液体吸収濡れセンサ。
【請求項１９】
前記遠隔検出可能信号は、無線周波数信号である、請求項１１に記載の液体吸収濡れセンサ。
【請求項２０】
前記電源は、液体が前記電源のアノードおよびカソードに接触する場合に産電され、前記遠隔検出可能信号は、前記電源からの前記電力の電気パラメータを検出し、前記検出された電気パラメータに比例する時間間隔によって分離される複数のデータパケットを生成するように、前記電源に電気的に結合された回路によって生成される、請求項１２に記載の液体吸収濡れセンサ。
【請求項２１】
前記電源は、第１の表面の反対側に第２の表面を有する液体不浸透性基板の前記第１の表面に位置するアノードおよびカソードを含み、前記第２の表面は、前記液体管理層と前記第１の表面との間に位置付けられ、前記アノードおよび前記カソードは、前記液体吸収層と接触する、請求項１１に記載の液体吸収濡れセンサ。
【請求項２２】
前記電源は、前記液体吸収層の内部に位置付けられ、前記電源は、前記遠隔検出可能信号を送信する能力がある送信機に電気的に結合され、前記液体管理層は、前記液体吸収層を取り囲む、請求項１１に記載の液体吸収濡れセンサ。
【請求項２３】
前記材料は、液体が中を通過できるようにする１つ以上の孔を有する液体不浸透性バリアを形成する、請求項１１に記載の液体吸収濡れセンサ。
【請求項２４】
前記材料は、液体に対して不浸透性であり、前記液体吸収層の縦より短い縦を有し、前記液体輸送層と前記液体吸収層との間の方向と相対的に横方向に液体を逸らせることにより前記液体輸送層と前記液体吸収層との間で液体流を遅らせる、請求項１１に記載の液体吸収濡れセンサ。
【請求項２５】
複数の電極、回路、および送信機が載っている基板を含み、
前記複数の電極は、液体と接触する場合に電力を発生させるように結合され、
前記回路は、前記電力により作動され、前記電力の電気パラメータを検出し、前記の検出された電気パラメータに対応する濡れの度合いを示す複数のデータパケットを生成するように、前記電極に電気的に接続され、
前記送信機は、前記複数のデータパケットを受信し、電磁信号として前記複数のデータパケットの表現を送信するように前記回路に電気的に結合される、
濡れセンサと、
前記複数のデータパケットを受信し、通信ネットワークを介して電子データベースにデータを通信するように構成された１つ以上のトランシーバと、
を含む濡れ検出システム。
【請求項２６】
濡れが検知された場合、監視人に警報を発するために機械読み取り可能なプログラム命令を実行するように構成されたコンピュータプロセッサをさらに含む、請求項２５に記載の濡れ検出システム。
【請求項２７】
液体が前記電極と接触する場合に濡れ事象が発生し、センサ使用者のため前記電子データベースに記憶された濡れ事象履歴データに基づいて前記センサ使用者の未来の濡れ事象を予測するために機械読み取り可能なプログラム命令を実行するように構成されたコンピュータプロセッサをさらに含む、請求項２５に記載の濡れ検出システム。
【請求項２８】
前記１台以上の濡れセンサは、使用者の下着に位置付けられる、請求項２５に記載の濡れ検出システム。
【請求項２９】
センサの付近で液体の存在を検出するステップであって、前記センサは、複数の電極、回路、および送信機が上に位置付けられた基板を有し、前記複数の電極は、液体と接触する場合に電力を発生させるように結合され、前記回路は、前記電力により作動され、前記電力の電気パラメータを検出し、前記の検出された電気パラメータに対応する濡れの度合いを指示する複数のデータパケットを生成するように、前記電極に電気的に接続される、検出するステップと、
前記センサから送信された信号を受信するステップであって、前記信号は前記複数のデータパケットの表現を含む、受信するステップと、
を含む、液体を検出する方法。
【請求項３０】
前記検出された電気パラメータを濡れ値と相関させることにより前記電極の付近で液体の量を決定するステップをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記検出された電気パラメータを液体タイプと相関させることにより前記電極の付近で液体のタイプを決定するステップをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠隔検出可能な信号を送信する能力がある液体センサに関する。より詳しくは、本発明は、信号伝送特性が改善され、かつ、液体流管理特性が改善された液体センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
遺尿症、または尿失禁（ＵＩ）は、多くの個人を襲う健康状態である。これは、長期介護施設への入院の主な原因である。ＵＩは、介護のコストを劇的に増加させる多種多様の医療問題を引き起こす可能性がある。長期に亘ってＵＩからの湿気に晒される結果として、肛門周囲の皮膚損傷が起こり、潰瘍形成と、不快感および治療コストを増大させる細菌感染およびイースト菌感染を含む二次感染とを急激に進行させる可能性がある。大部分の長期介護施設において必要とされる介護の標準は、少なくとも２時間おきに各患者をチェックし、必要に応じてそれらを交換することである。この処置は、患者が２時間より長く世話をされない状態にならないことを保証するが、患者が最初のチェックの直後に漏らした場合、なお２時間の時間帯と同程度濡れたままにし、夜間に患者を皮膚損傷および睡眠障害の重大な危険に晒す。この方法は、スタッフが支援を必要としない患者をチェックすることに時間を費やすことも必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
濡れ事象が発生した場合、無線周波数信号を介して、介護者に遠隔的に警報を発する能力がある多くの液体検出センサが知られているが、これらの多くは、信号がセンサと検出器との間で送信される方式と液体がセンサに輸送される方式とに関連した欠点を伴う。これらのセンサは、センサの付近で濡れの度合いまたは液体のタイプを決定する能力を提供しない。
【０００４】
本発明者らは、センサの電子部品に給電するために液体を使用する電源内蔵式電動濡れセンサを発明した。センサの電子部品は、データ送信の中に３つの電気パラメータの表現を包含するようにさらに構成される。電気パラメータは、濡れの度合いおよび／または液体のタイプに依存して変化するので、センサは、この有用な情報を提供できる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
センサの好ましい実施形態では、これらの利点は、複数の電極と、回路と、送信機とが載っている基板を含むセンサを提供することにより達成される。複数の電極は、液体と接触する場合に電力を発生させるように結合される。回路は、電力によって作動され、電力の電気パラメータを検出し、検出された電気パラメータに対応する濡れの度合いを示す複数のデータパケットを生成するように電極に電気的に接続される。送信機は、複数のデータパケットを受信し、電磁信号として複数のデータパケットの表現を送信するように回路に電気的に結合される。
【０００６】
本発明の別の態様は、着用者から尿のような液体排出を受ける複数の材料の層の間に設置された１台以上のセンサを含む液体吸収濡れセンサである。液体吸収濡れセンサの好ましい実施形態は、着用者の皮膚のそばに位置付け可能であり、かつ、着用者により排出されたある量の液体を着用者の皮膚から離れて輸送する能力がある液体輸送層と、輸送された液体を受ける液体吸収層と、液体吸収層と液体連通している液体センサと、を含む。液体センサは、液体吸収層の中の液体に応答して遠隔検出可能な信号を起動する能力がある、ガルバニックに産電可能な電源を含む。液体管理層が液体輸送層と液体吸収層との間に位置付けられる。液体管理層は、上記液体の量が液体吸収層に流れて電源が産電される（energize）ほど十分に大きくなるまでセンサが産電されることを阻止するように、液体輸送層と液体吸収層との間の液体流を遅らせる材料を含む。ここで、液体管理層は、有意な濡れ事象が起こるまでセンサが作動されることを阻止するので、特に有利である。
【０００７】
本発明のさらに別の態様では、センサは、１台以上のトランシーバが複数のデータパケットを受信し、通信ネットワークを介してデータを電子データベースに通信するように構成された濡れ監視システムの中に包含されている。電子データベースは、濡れが検知された場合、介護者のような監視人に警報を発することができる制御コンピュータシステムの一部を形成する。それによって、監視人が問題に迅速に対処することを可能にさせる。
【０００８】
本発明の方法態様では、液体を検出する好ましい方法は、複数の電極、回路、および送信機が上に位置付けられた基板を有するセンサの付近で液体の存在を検出することを含む。電極は、液体と接触する場合、電力を発生させるように結合される。回路は、電源により作動され、電力の電気パラメータを検出し、検出された電気パラメータに対応する漏れの度合いを示す複数のデータパケットを生成するように電極に電気的に接続される。この方法は、センサから送信され、複数のデータパケットの表現を含む信号を受信することをさらに含む。この方法のその他の特徴は、検出された電気パラメータを濡れ値と相関させることにより電極の付近で液体の量を決定すること、および／または、検出された電気パラメータを液体タイプと相関させることにより電極の付近で液体のタイプを決定することを含む。
【０００９】
本発明の上記およびその他の態様と、実施形態と、利点とは、図面を閲覧し、以下の検討を参照することによってより良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の態様による検出器と組み合わせた濡れセンサの第１の実施形態の図である。
【図２】本発明の態様による濡れセンサの第１の実施形態の平面図である。
【図３】図２の濡れセンサの側面図である。
【図４】本発明の態様による濡れセンサの第２の実施形態の平面図である。
【図５】図４の濡れセンサの側面図である。
【図６】本発明の態様によるセンサ組立体の構成方法を強調表示する、センサ組立体の第１の実施形態の分解図である。
【図７】本発明の態様によるセンサ組立体の第２の実施形態の側断面図である。
【図８】本発明の態様によるセンサ組立体の第３の実施形態の側断面図である。
【図９】液体管理層をより良く見せるために最上層が切り取られている本発明の態様によるセンサ組立体の第４の実施形態の平面分解図である。
【図１０】図９のセンサ組立体の側断面図である。
【図１１】最上層と獲得および分配（ＡＤＬ）層とが細長いセンサをより良く見せるために切り取られている本発明の態様によるセンサ組立体の第５の実施形態の平面分解図である。
【図１２】本発明の態様によるセンサ組立体が載っているおむつの内部の平面斜視図である。
【図１３】本発明の態様による２台のセンサ組立体が載っているおむつの内部の平面斜視図である。
【図１４】最上層、液体管理層、およびＡＤＬ層が細長いセンサをより良く見せるために切り取られている本発明の態様によるセンサ組立体の第６の実施形態の平面分解図である。
【図１５】本発明の態様による濡れセンサが装着されているおむつの形式をした下着を着用している人の図である。
【図１６】上４層が細長いセンサをより良く見せるために切り取られている本発明の態様によるセンサ組立体が内部に取り付けられている下着の一部分の平面分解図である。
【図１７】センサが見えるように部分的に切り取られているＡＤＬ層をより良く見せるために上２層が実質的に切り取られている本発明の態様によるセンサ組立体が内部に取り付けられている別の下着の一部分の平面分解図である。
【図１８】本発明の態様による濡れ監視システムの概略図である。
【図１９】濡れ監視システムの態様である初期化プロトコルのフローチャートである。
【図２０】濡れ監視システムの態様である使用者準備プロトコルのフローチャートである。
【図２１】濡れ監視システムの態様である濡れ検出および報告プロトコルのフローチャートである。
【図２２】濡れ監視システムの態様である濡れ警報プロトコルのフローチャートである。
【図２３】本発明の態様による液体収集袋の中の液体の量を測定する複数の濡れセンサを含む液体収集袋の側面図である。
【図２４】本発明の態様による濡れセンサを含む創傷包帯の側面図である。
【図２５】被覆リード線を見せる図２および図３の濡れセンサ実施形態の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
上記概要および好ましい実施形態の詳細な説明では、本発明の（方法ステップを含む）特有の特徴を参照する。特有の特徴が本発明の特有の態様または実施形態との関連で開示されているが、この特徴は、本発明の他の特有の態様および実施形態との組み合わせで、および／または、関連で、そして、本発明全般において、可能な範囲で、同様に使用できる。
【００１２】
用語「〜を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」は、他の構成要素、特徴、ステップなどが場合によっては存在することを意味するために本明細書で使用される。２つ以上の規定されたステップを含む方法が本明細書で参照されるとき、これらのステップは、（文脈がこの可能性を除外しなければ）いかなる順序でも、または、同時に実行でき、この方法は、規定されたステップのどれよりも前に実行される１つ以上のステップを（文脈がこの可能性を除外しなければ）規定された２つのステップの間に、または、全ての規定されたステップの後に含むことができる。
【００１３】
本明細書では、いくつかの好ましい実施形態を参照して本発明をさらに十分に説明する。本発明は、しかし、様々な形式で具現化されることがあり、本明細書に記載された実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が本発明の好ましい実施形態を当業者に伝えるために提供される。
【００１４】
本発明の具体的な態様および好ましい実施形態について詳細に説明する前に、本発明に関連する一般的な原理の一部を最初に検討する。本発明の特有の重要な態様は、おむつまたはブリーフのような下着の内側にこの中の濡れを検出するために設置できる挿入物に組み込まれることがある小型電源内蔵式濡れセンサである。センサは、代替的に下着と統合されることがある。
【００１５】
病院または病後診療所のような施設環境では、センサは、たとえば、濡れたおむつが、患者の介護人によって素早く対処され得るように、失禁に苦しむ患者に装着されることがある。このような環境では、電子トランシーバが、監視されている各センサに、または、特定の場所もしくは部屋に割り当てられることがある。トランシーバは、ワイヤレスの受信および送信電子部品を収容し、バッテリ給電式である。トランシーバは、患者から遠く離れて設置されることがあり、または、患者に装着されることがある。トランシーバが患者に装着された場合、患者の動きおよび姿勢を検出するために、温度センサ、加速度計、ＧＰＳ受信機または他の地理的測位ユニットを含むことが望ましい場合がある。単一のトランシーバが好ましくは複数台のセンサと通信できる。
【００１６】
トランシーバは、さらに、標準的なワイヤレスプロトコルを介してコンピュータデータベースと通信することができ、そして、コンピュータデータベースの位置と監視すべきアイテムとを識別することができる。データベースと関連付けられたコンピュータシステムは、送信に肯定応答し、このアイテムに専用のデータファイルを確立するか、または、再開する。データファイルは、各送信の目的と、送信の日時とを含む。「送信目的」の例は、これらに限定されないが、センサが取り付けられたこと、受信機バッテリ低下、加速度計無作動、過剰なまたは予期せぬ加速度計の運動、濡れの度合い、「濡れ閾値到達」警報、センサからの最後の送信、センサからの最初の送信、患者位置情報、許容範囲外の動き、および／または、患者が支援を必要とすることを含む。この情報を、その後、上記データへのアクセスの権限をもつどの装置によっても電子的に精査するため利用できるようにしてよい。
【００１７】
監視すべきアイテムが液体の侵襲（insult）を受けるとき、センサのガルバニ電池が液体によって作動され、それによって、電力をセンサの電子部品に供給する。センサ安定化および電力統合の遅延の後、センサは、検知されている濡れに比例する時限間隔でデータパケットを送信し始めるか、または、限定されることはないが、電圧、アンペア数、インピーダンス、または容量を含むガルバニ電池の濡れ依存アナログ出力に関する情報を送信する。データバーストは、適用できる場合、センサ識別表示コードを含むことがある。このセンサに事前に割り当てられたトランシーバは、データバーストを受信し、センサを識別し、ローカル・データ・テーブルを開始し、液体検出の実際の最初の瞬間をデータベースに記録する。
【００１８】
トランシーバは、その後、この情報をこのアイテムに割り当てられたデータベースにワイヤレス中継することを試みる。トランシーバが通信ネットワークの範囲内にない場合、トランシーバは、肯定応答をコンピュータシステムから受信するまで、データを定期的に再送信するものである。新しい事象データは、トランシーバが付加データを送信する原因になるものである。データは、漏れた流体の量、漏れた流体の一般的なタイプ、および発生回数を含むことがある。
【００１９】
その一方で、センサは、引き続きデータパケットを定期的に送信し、センサ濡れ情報を繰り返す。センサから情報を送信するいくつかの方法が実現可能である。一実施形態では、センサに関連する情報は、パルス間タイミングによって送信される。パルスレートは、より多くの液体が検出されたとき、速くなるものである。たとえば、センサがさらなる液体侵襲を受ける場合、バースト間の期間は、短縮され、トランシーバは、付加的な濡れ事象としてこれを記録する。トランシーバは、その後、この新しいデータをデータベースに送信する。別の実施形態では、センサから受信された濡れの度合いに対応するアナログ値は、トランシーバにデジタル的に送信される。多くの異なるプロトコルまたは送信方法がセンサとトランシーバとの間で可能である。センサは、ＲＦ送信または流体導電によってデータを送信する。導電メカニズムは、センサと同じ流体に接触した導電性パッドを用いて検出器によって読むことができる小さな振幅の電気的なバーストの使用を通じて動作する。
【００２０】
送信された情報は、典型的に非常に小さいため、非常に素早く、たとえば、マイクロ秒単位で送信できる。一実施形態では、複数台のセンサが衝突防止プロトコルを介して通信スロットを用いて同時に通信する。トランシーバは、第１のスロットの開始を示す周期的情報と共にクロック信号を送信する。このタイミング情報を検出する各センサは、スロットをランダムに選択し、このタイミング中に情報を通信する。スロットの数は非常に大きくなる（効率的な通信スループットを維持した状態で容易に１０００となる）可能性があるので、どれか２台のセンサが同じスロットを選択するランダムな可能性は、本質的に零である。通信が受信機によって適切に受信されたとき、受信機は、情報が適切に受信されたことを示す情報をセンサに送信できる。センサがこのハンドシェークを受信しない場合、センサは、別のセンサと衝突している可能性があり、別のスロットをランダムに選択してよい。当分野において周知のように、情報の複数の発信元の通信を可能にするために双方向通信を使用する多くの他の方法が可能である。
【００２１】
積分発火通信が利用されるとき、システムは、送信するため利用できる総時間に対して相対的な小さいバーストサイズを活用する。一方向通信シナリオでは、センサは、ランダムな開始時刻にデータパケットを送出し、受信機は、様々なアルゴリズムを用いてパルス列を区分化する。「独立成分分析」と呼ばれる１つのこのような適切なアルゴリズムは、信号の反復性の中でパターンを探索し、原因の数または原因の正体についての知識がなくても独立した原因を見つける。双方向通信および積分発火通信を用いて、データパケットを、トランシーバのクロック信号によって定義されたスロットに同期させることができる。データパケットは、閾値に到達するまで積分され、その後、送信の（ランダムにまたは主受信機によって）割り当てられたスロットが次に達した場合にのみ送信が行われる。
【００２２】
センサは、好ましくは、ほぼ平面的なフォームファクタを有し、小さい３Ｄ形態がメタライゼーション領域、電子バースト化回路、様々なコーティングなどのセンサ回路を画定する。ほぼ平面的な幾何学的性質は、システムが本明細書に記載された用途のような多数の用途使用されることを可能にする。センサは、信号方向性を容易にするのを助けるため、流体管理構造を可能にするため、または、より適切な配置を可能にするために、完全に３次元であってよい。
【００２３】
本発明の様々な態様および実施形態は、多くの利点を有している。これらの利点のうちの全部ではないが一部についてここで説明する。本発明の全ての態様および／または実施形態がこれらの利点の全てを実現するために必要とされるわけではない。
【００２４】
濡れセンサ自体は、多くの利点を有している。濡れセンサは、液体接触によらない限り作動されないので、ほぼ無限の寿命を有している。センサのいくつかの実施形態は、小型、可撓性、および使い捨てである。
【００２５】
センサ組立体のある種の実施形態で使用される液体流制御技術は、必要に応じてセンサへのまたはセンサからの液体の流れを方向付けるために、標準的なおむつ材料の一意的な組み合わせを使用する。これは、大きな領域が最小の台数のセンサを用いて監視されることを可能にする。
【００２６】
積分発火ＲＦ技術は、拡張された範囲の検出を可能にしながら、無バッテリ動作（エネルギーハーベスティング）を可能にする。これは、データストリームのパルスタイミングの中に情報を組み込むことにより拡張データ送信をさらに提供する。
【００２７】
センサを製作する費用は、ことのほか安価であり、このことは、使用後にセンサを処分され易くする。
【００２８】
本発明のこれらの態様および実施形態のより詳細な説明について次に検討する。
【００２９】
Ａ．濡れセンサ
最初に図１を参照すると、本発明の一実施形態による電源内蔵式濡れセンサ１０ａは、導電性液体Ｌと接触した場合、その回路を動作させるために必要とされる電力を自然発生する。センサの回路は、電磁信号１２を遠隔電磁検出器１４に送信するためにこの電力を使用する。信号１２は、導電性液体Ｌを発生させた濡れ事象に関する情報を含む。センサ１０ａのさらなる詳細およびセンサ１０ａの代替的な実施形態について図２〜５に関連して次に説明する。
【００３０】
図２および図３において具現化された濡れセンサ１０ａは、センサ電子部品２２が上に置かれている基板２０を含む。センサ電子部品２２は、第１の導電性リード線２６および第２の導電性リード線２８を備えた電池又はガルバニ電池２４（galvanic  cell）を含む。ガルバニ電池２４の導電性リード線２６、２８は集積回路３０と電気的に接触しており、集積回路３０はアンテナ３２と電気的に接触している。電気的絶縁層３４がセンサ電子部品２２の上に設置されているが、ガルバニ電池２４を露出させたままである。いつも必要とはされないが、図２に表現されているように、センサ１０ａを所望の表面に取り付けるアタッチメント部材３６を、センサ１０ａの、センサ回路２２とは反対側の面に設置してよい。適切なアタッチメント部材３６には、接着剤、接着テープ、フックおよびループ型留め具などを含む。
【００３１】
センサ１０ａを、所望されることに依存して、非常に小型にまたは非常に大型に構築してよい。多くの用途に対して、センチメートルからミリメートルのオーダの寸法を有する非常に小型のセンサを使用することが望ましい。好ましい実施形態では、センサ１０ａは、縦方向に約２ｃｍであり、厚さが約１ｍｍである。
【００３２】
次に図４および５を参照すると、本発明の一実施形態による増大した濡れ検出領域Ａを有しているセンサ１０ｂが、基板２０と、センサ回路２２と、第１の導電性リード線２６および第２の導電性リード線２８を備えたガルバニ電池２４と、集積回路３０と、アンテナ３２と、電気的絶縁層３４とを含み、これらの全てが同じ方法で動作するように構成されている。しかしながら、基板２０は、複数の導電性リード線延長部４０を収容するために細長い。導電性リード線延長部４０は、上記リード線延長部４０が導電性液体と接触した場合にガルバニ電池２４が電気を発生させるように、リード線２６、２８と電気的に接触している。
【００３３】
基板は、好ましくは、様々なポリマー類を含む薄い可撓性材料で作られる。適切な材料の例は、これらに限定されないが、ポリエステル類、ポリオレフィン類、ポリイミド類、アクリル類、ビニール類、および紙類を含む。
【００３４】
電気絶縁層は、好ましくは、様々なポリマー類を含む薄い可撓性材料で作られる。適切な材料の例は、これらに限定されないが、エチルセルロース、エポキシ類、シリコン、およびＰＥＴＥ（テフロン（登録商標））を含む。
【００３５】
センサ１０ａ、ｂのどちらの実施形態でも、ガルバニ電池２４は、センサが、たとえば、尿、血液、または何らかの他のイオン含有液体のような体液を含むことがある導電性液体で濡れた場合、センサ１０ａ、ｂを自己給電する。なぜなら導電性液体が導電性リード線２６、２８の間に電気的な接触を形成するからである。
【００３６】
好ましい実施形態では、ガルバニ電池２４ｂは、様々な濡れ状況において電流、電圧、または抵抗などの測定可能なアナログ出力を作り出す。濡れた場合、ガルバニ電池２４は、電力をセンサ１０ａ、ｂに供給する。ガルバニ電池２４は、濡れると直ぐに、集積回路３０に給電し始めるものである。これが、今度は、電磁信号検出器１４によって読むことができる電磁信号１２を送信するアンテナ３２を作動させる。
【００３７】
導電性リード線２６、２８は、好ましくは、バッテリのアノードおよびカソードに類似する種々の還元／酸化電位を有する種々の金属または化合物で作られる。導電性リード線２６、２８が導電性液体の中に置かれると、電圧および電流が発生する。リード線２６、２８を作るために使用する材料は、いかなる数の金属、および／または導電性カーボンベースのインクからも選んでよい。好ましい第１の導電性リード線２６／第２の導電性リード線２８の組み合わせは、カーボンベースのインク／亜鉛、銀／亜鉛、銅／亜鉛、銀／マグネシウム、銅／マグネシウム、またはこれらの様々な塩（たとえば、塩化銀またはリン酸銀）を含む。
【００３８】
必要に応じて、リード線２６、２８のために使用する金属を、新しい化学化合物または材料状態／特性（相、結晶性、表面テクスチャ）を生成するために、複数の化学反応または物理反応によって変換してよい。一例として、銀を、リン酸イオンの存在下で正電圧を銀膜に静電印加することによって、リン酸銀に変換してよい。このようにして、リン酸銀カソードを亜鉛アノードと共に使用して、ガルバニ電池を形成してよい。新しい化合物は、変換されていない電極と比べて、差動電圧における変化をもたらす。マグネシウムおよび亜鉛は、マグネシウム／亜鉛アノードを作り出すために蒸着または他の方法によって合成できる。リード線１０６、１０８における他の変化を巧く利用することも同様に考慮される。これらの変化には、ガルバニ電池の電気出力における変化を引き起こす相転移、状態遷移、構造変化、および他の材料転移を含む。変換は、ガルバニ電池のアノードまたはカソードで起こる可能性がある。
【００３９】
高ピーク電流負荷に対して、さらなる容量をセンサ回路２２に追加してよい。容量は、集積回路３０、センサ１０ａ、ｂ自体、または基板２０に追加することができる。たとえば、ガルバニ電池２４と集積回路３０との間のプリント・トレーシングが、誘電体によって分離された２つのプリント金属板を収容してよく、上記誘電体は、ピーク電流負荷に対処するために十分な電荷を蓄積することになる容量を生成する。容量を追加する他の方法が同様に考えられる。
【００４０】
ガルバニ電池２４のソース抵抗または電圧を、センサ１０ａ、ｂの付近での濡れの量の尺度として使用してよい。電流の流れは、２つのシナリオにおいて、ガルバニ電池２４の電圧をピーク動作電圧より引き下げ始めることになる。上記２つのシナリオとは、（１）ガルバニ電池（２４）が集積回路３０においてガルバニ電池の出力で負荷を与えられている場合、および／または（２）導電性液体の量がリード線２６、２８の間で電気化学反応を維持するのに不十分である場合、である。これらのシナリオの一方または両方は、センサ１０ａ、ｂに与えられた液体の量に伴って変動する、出力電圧、従って、決定されたソース抵抗をもたらすことになる。電池電圧は、イオン流体の性質とリード線２６、２８を接続する濡れの度合いとの関数である。あらゆる瞬時的な濡れに加えて、液体流制御の使用によって、リード線２６、２８を接続する液体の量は、時間と共に消失させられる可能性がある。ガルバニ電池２４の周囲環境の濡れの度合いは、液体がガルバニ電池２４のすぐそばの領域で消失する速度に影響を与える場合がある。液体が消失するのにつれて、ガルバニ電池２４の内部抵抗が増加し、上記内部抵抗を濡れの指標として使用してよい。濡れの程度および消失現象は、送信されるデータパケットの比例的な時間間隔の開きに変換される。
【００４１】
ガルバニ電池２４によって生成される電圧は、ガルバニ電池２４の幾何学的性質による影響も受けることがある。たとえば、細長い平行した電池リード線２６、２８は、導電性液体に晒された場合、ガルバニ電池２４に紛れもない抵抗変化を生成する。液体がセンサ１０ａ、ｂと接触すると、リード線２６、２８は、徐々に濡れ、電流を生成する能力をもつことになる。所定の濡れた領域での電流または電圧は、その後、測定できる。ガルバニ電池２４の出力電圧は、その後、集積回路３０によって測定される。
【００４２】
その結果、ガルバニ電池２４の電圧、電流、および／または抵抗は、センサ１０ａ、ｂの付近で濡れの度合いを推定するために使用できる有用なデータ点を提供する。しかし、役立てるために、これらのデータは、好ましくは、アンテナ３２から検出器１４に送信される。実際には、集積回路３０は、所定の時間でデータバーストを使用してアンテナ３２を介してこの情報を検出器に送信する。データパケットの特性は、ガルバニ電池２４からの入力電圧に依存する。センサ１０ａ、ｂから検出器１４にこのデータを通信する他の適切な方法には、デジタルの方法と、周波数または振幅を変える従来どおりの方法とを含む。
【００４３】
化学的または物理的に変更されたリード線２６、２８を、異なる導電性液体を区別するために使用してもよい。イオン濃度および／または原子組成（の違い）によって異なる濡れ液体は、ガルバニ電池２４の出力電気特性を変更する場合がある。たとえば、尿の存在している所でのガルバニ電池２４は、１Ｖしか生成しない可能性があるが、こぼれたジュースが存在している所では、ガルバニ電池は、１．４Ｖを生成する可能性がある。同様に、ガルバニ電池２４の電流または内部抵抗は、濡れのタイプに依存して変化することがある。
【００４４】
これに関連して、センサ１０ａ、ｂの特に有利な使用は、おむつ濡れセンサとしてのものである。この場合、ガルバニ電池２４は、尿とこぼれた飲料とを区別し、尿だけに応答して信号を検出器１４に送信するために使用することができる。
【００４５】
集積回路３０は、リード線２６、２８の間の電圧を測定し、対象の電子的な読み取りに濡れ原因の付近で到達した場合および／または時、検出器１４に送信される信号１２を発生させる。センサ１０ａ、ｂが濡れ原因に十分に近接していない場合、化学的な変換は進行しなくなるため、電圧が目立って変化することはなくなる。このようにして、電圧を、検出された液体が重要なものであることを確認するために、センサ１０ａ、ｂを介して検出器１４に伝達してよい。
【００４６】
従来どおりの濡れセンサは、検体特異性を対象として設計する場合には典型的に非常に複雑になり、あるいは、非常に簡単すぎるために検体特異的ではなくなる。リード線２６、２８の材料変換は、特に、典型的に人体で見つけられる、限定された化学物質の範囲に対して、特異性の増大を可能にする。その上、多くのｐＨセンサ、電位差センサ、作動センサ、光／蛍光センサ、またはその他のものは、入力信号を分析するために電力を必要とする。入力エネルギーを必要としない（そして、実際には、電池それ自体に給電できる）システムであるので、本発明の材料変換濡れセンサは、部品および設計複雑さを最低限の状態に保つ。付加的な能力に関して、数マイクロアンペアの電流しかを必要としないセンサは、ガルバニ電池２４ａ、ｂから電力を導出できるので、同様に適切である。
【００４７】
センサ１０ａ、ｂは、抵抗もしくは容量を測定する方法でガルバニ電池２４を使用すること、または簡単なコーティングを使用して様々な種類を試験することを可能にする、エネルギーを蓄積する。センサ１０ａ、ｂを、イオン、分子、電位差、極性、電荷、または溶媒に選択性がある１つ以上のコーティングで被覆してよい。例示的な実施形態では、塩化物イオンに対して選択性があるポリウレタンコーティングがリード線２６、２８に被覆され、センサ１０ａ、ｂが失禁事象で見られる塩類のような塩類の存在、または飲料水中の不純物をチェックするため使用できるようにする。
【００４８】
ウレアーゼは、様々な電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）と併せて使用される場合に尿中の尿素の存在下でさらなる電気インパルスを生成するために、検体選択性電気化学センサとして使用されることがある。
【００４９】
さらに別の例示的な実施形態では、リード線２６、２８は、ある所望の液体の存在下に限り溶解する材料で被覆される。
【００５０】
図２５を参照すると、センサ１０ａは、リード線２６、２８の上に置かれたコーティング４１２を含む。
【００５１】
ガルバニ電池２４の電圧出力は、集積回路３０によって測定でき、触れた液体のタイプおよび／または濡れの度合いを示すデータパケットの一部として検出器１４に送信できる。
【００５２】
集積回路３０は、低電圧（最大で１Ｖ）および低電力（最大で１０μＷ）を必要とする、非常に低電力の低帯域幅通信回路を実施する。入力電力は、種々のエネルギーハーベスティング手法によって供給できる。
【００５３】
いくつかの例では、ガルバニ電池２４の電圧レベルは、正確なセンサ情報（たとえば、濡れ）を決定するために十分なダイナミックレンジを有していないことがある。センサ回路２２の内側または外側に抵抗性負荷を置くことにより、電圧レベルを修正して、センサ１０ａ、ｂからより優れた情報を提供することができる。いくつかの例では、通常動作中に電力がセンサ回路２２に自由に流れるが、電圧レベルが測定されているときに限り抵抗性負荷を追加することを可能にするために、抵抗性負荷をオンおよびオフに切り替えることが望ましいことがある。
【００５４】
非常に小型のガルバニ電池２４を使用する欠点は、定常状態の電圧および電流を取得するのに著しい制限があることである。この欠点を克服するために、「積分発火（integrate  and  fire）」と称されるエネルギーハーベスティング手法が好ましいシグナリング方法として本発明者らによって選ばれている。従来どおりのＲＦ出力シグナリングは、小型ガルバニ電池が発生できる電力より著しく多量の電力を必要とするが、送信されるべき情報の量は、非常に短時間に、典型的に、マイクロ秒の範囲内で送信することができる。積分発火手法を使用して達成された設計目的は、送信バースト出力電力において１０００対１の利得を可能にする。
【００５５】
ガルバニ電池２４の電圧出力は、検出器に送信される信号を直接的に変調または修正するためにも使用できる。好ましい実施形態では、「積分発火」方法を使用して、センサ１０ａ、ｂのバーストレートは、ガルバニ電池２４の電圧レベルによって修正される。抵抗器、コンデンサ、およびトランジスタを含むアナログ回路が、ガルバニ電池２４によって発生させられた電力を閾値に達するまで蓄積するために使用される。いったん閾値に達すると、上記電力は、センサ回路２２に給電し、それによって信号バーストを送信するために、放出される。積分発火手法は、有用な情報が送信されるデータストリームの構成の中に組み込まれることを可能にしながら、超低電力送信の能力を容易にする。積分発火手法は、超低電力消費、低コスト、および超小型のフォームファクタを有するセンサ１０ａ、ｂを提供することを含む、複数の目的を有している。
【００５６】
本明細書で利用される「積分発火」送信手法は、比較的高いＲＦ雑音環境において超低電力送信を達成する。この手法は、送信されるデータの量がこれを送信するために利用できる時間が比較的長いけれども比較的少量であるので、実際的である。実際上、ガルバニ電池２４の電圧出力は、集積回路３０に給電し、さらに、電荷積分用コンデンサを充電する。集積回路３０が電気的活性を管理している間に、積分用コンデンサは充電中である。電圧閾値に達した場合の集積回路３０からの命令で、充電されたコンデンサは、充電時間より数桁短い出力パルス間隔でアンテナ３２を駆動する電圧乗算回路に接続される。送信されるパルスにおいて利用可能なＲＦ電力は、電圧乗算器に送信機回路を加えた効率が乗じられた放電時間に対する充電時間の相対間隔の関数である。
【００５７】
パルスの間の時間間隔を監視することにより、電荷蓄積コンデンサの充電率を決定できる。電気化学電池が低い濡れの度合いを表す高いソースインピーダンスを有する場合、コンデンサは、充電するためにより長い時間を要する。続いて起こるＲＦ送信バーストの間の時間は、その結果、センサ１０ａ、ｂが検出している濡れの度合いの指標である。送信されたアナログデータの指標として時間領域を利用し制御することにより、高いＲＦ雑音環境における超低電力送信の著しい改善が実現される。
【００５８】
センサ１０ａ、ｂは、非常に低電力で動作できるので、濡れがガルバニ電池２４を作動させる間は長期間に亘ってホストシステムの中に埋め込むことができ、受動ＲＦＩＤシステムが達成できる範囲を遥かに超える範囲でセンサにＲＦ信号を送信させることができる。
【００５９】
本明細書において採用された積分発火の概念の第２の目的は、監視される入力信号の値の指標としての送信バーストの間の時間間隔を制御することである。
【００６０】
鉛−液体の組み合わせの異なった電圧または電流の能力は、異なった信号バーストレートを生成する。同様に、異なるバースト長さ、振幅、または周波数を、鉛−液体の組み合わせの電圧または電流に基づいて作り出すことができる。これらの方法は、遠隔検出器へのセンサ値の電源内蔵式送信を実現する。これらのシグナリング方法は、好ましくは、集積回路３０に組み込まれる。好ましくは、集積回路３０は、可撓性基板に印刷され、非常に小型、可撓性、かつ実質的に平面的なセンサ送信システムを生成する回路電子部品である。
【００６１】
センサ１０ａ、ｂに自己給電する代替的なアプローチは、注液型の（water-activated）、ＲＦＩＤタグに埋め込むことができるバッテリである。このようなバッテリの実施例は、海上のソノブイに役立つ一次予備バッテリを開示する米国特許第５，３９５，７０７号に記載されている。バッテリは、従来の塩化鉛バッテリと同等な電圧、アンペア数、および動作時間を与えるために、アレイ内でカソードとしてヨウ化銅、そして、アノードとしてマグネシウムを使用する。ソノブイが環境内での劣化によりもはや役立たなくなると、鉛が海中に出されることはなくなる。構造的なフレーム部材が堅固なアレイの中で壊れ易いヨウ化銅を保護し、バッテリの効率的な動作を確実にするためにガスおよびスラッジ物の適切な通気を行う。
【００６２】
水のような他の液体によって作動される他の種類のバッテリを、文献で見つけることができる。たとえば、米国特許第４，１８５，１４３号は、アノードおよびカソードが平面的な部材として形成され、多孔性絶縁体が間に介挿されている金属／有機ハロゲンの対を使用する注液型バッテリを開示する。電池全体を通じて電解液へのアクセスを可能にするためにチャネルが設けられている。チャネルは、カソードにおいて切断されることがあり、または、カソードは、電流コレクタバッキングプレートに堆積したカソード反応材料の離散的な部分として形成されることがある。米国特許第５，３９５，７０７号および第４，１８５，１４３号の中でこれらのそれぞれのバッテリについて説明する部分を、参照により本明細書に援用する。
【００６３】
ガルバニ電池２４を除いて液体の存在を検知する代替的な手段がさらに存在する。たとえば、ガルバニ電池２４の他に１台以上の低電力センサを使用してよい。たとえば、検体選択的であるが電力の大部分を供給する責任を担うアノードまたはカソードを使用することが可能である。
【００６４】
Ｂ．濡れセンサ組立体
本発明のさらに別の態様では、センサ１０ａ、ｂは、センサ１０ａ、ｂの付近で液体の運動を管理するために設計された構成要素を有するセンサ組立体に組み込まれる。
【００６５】
本発明の態様により製作されるセンサ組立体は、液体管理のために一意的な、しかし簡易な物理メカニズムを利用し、安価な材料を使用して液体レベルを測定し、所望のとおりセンサ１０ａ、ｂへの液体流を制御する。
【００６６】
センサ１０ａ、ｂを本発明のセンサ組立体の中に入れることにより、迷惑な濡れ（汗、滴、結露）に起因する誤った警報を防止する簡単な解決法が得られる。
【００６７】
センサ組立体は、センサ１０ａ、ｂへの液体の流れを制御するように適合された複数の材料層を含む。これらの材料には、親水性最上層と、獲得および分配層と、吸収層と、非吸収バッキング層とを含みうる。センサ組立体は、下着もしくはおむつのための、または、女性用衛生パッドとして、挿入物にされることがある。代替的に、センサ組立体は、所望のとおりに、おむつの中またはおむつ以外のものの中のいずれかでおむつの製造工程に組み込まれることがある。
【００６８】
センサ組立体は、女性用衛生パッドを製造するために使用されるものと類似する製造手法および層化を使用して構築される。
【００６９】
材料層は、シート、膜、多孔性繊維、コーティング、ゲルなどであってよい。一実施形態では、液体管理層および吸収層を含む２つの材料シートは、センサの反対側に貼られる。層材料は、ポリマー、ワックス、ゼラチンおよび繊維を含むいかなる数の材料からも選んでよい。
【００７０】
図６を参照すると、本発明の一実施形態によるセンサ組立体６０ａは、複数の材料層の間に位置するセンサ１０ａを含む。矢印は、濡れ原因からセンサ組立体６０ａに向かう濡れ流れの方向を示す。センサ組立体６０ａは、最上層６２と、液体管理層６４と、吸収層６６と、最下層６８とを含む。
【００７１】
使用において、最上層６２は、濡れ原因に最も近接して置かれることになる。最上層６２は、好ましくはスパンボンドポリエステルで作られ、尿のような導電性液体を使用者の皮膚から分離しながら液体が下にある材料層まで通過することを可能にする。最上層６２は、センサ組立体６０ａの最上面および全体形状をもたらす。スパンボンドポリエステル材料は、おむつにおいて最上層として広く使用される。
【００７２】
液体管理層６４は、センサ１０ａが使用者からの水分、湿気、尿滴、または汗のような「迷惑な事象」によって始動させられることを防止するように適合されているので、特に有利である。液体管理層６４は、好ましくは、ポリエチレンまたは類似する防水性ポリマーのような不透水性材料で作られる。図６に示された実施形態では、液体管理層６４は、液体が吸収層６８まで動くことを可能にするために最上層６２および吸収層６８より小さい。
【００７３】
前述のとおり、液体管理層６４は、センサ組立体６０ａのより優れた機能性を可能にする。液体管理層は、センサ１０ａが直接濡れることを防止するので、迷惑なまたは少量の濡れ事象に起因する誤った警報の予防を可能にする。
【００７４】
その上、液体管理層６４は、液体検知において程度の制御も行う。吸収層６６と併せて、液体管理層６４は、センサ１０ａを始動させるために必要とされる液体の量を制御して、濡れ事象を報告する信号１２を送出することを可能にする。センサ１０ａが液体管理層６４と吸収層６６との間に介挿される実施形態では、センサ１０ａを始動させて信号１２を送出するために必要な液体の量は、液体管理層６４のサイズに関連している。より小さい液体管理層６４は、より大きい層よりも、液体がセンサ１０ａにより近接した位置で吸収層６６に到達することを可能にする。
【００７５】
液体管理層６４は、液体検知制御の程度を高めることができる複数の形状、幾何学的性質、およびパターンからなってよい。液体管理層６４を、使用者の空間姿勢と無関係に液体をセンサ１０ａの方へ案内するのに役立つように成形してよい。たとえば、液体管理層は、特に、吸収層６６ａが液体をセンサ１０ａに分配することを妨げられることがある場合、液体吸収のための入口としての機能を果たすためにセンサにより近接した複数の開口区域を有してよい。このようにして、特に男性使用者について、液体侵襲がセンサ１０ａから遠く離れて起こる場合、液体管理層６４は、液体をセンサ１０ａに向かって排出する。
【００７６】
液体管理層６４を、液体流を大幅に制限し、吸収層が滴または少量の排尿のような迷惑な濡れ事象で飽和することを妨げ、または遅らせる、半透性材料で構成してよい。代替的に、液体管理層は、濡れを吸収するがセンサ１０ａの直接的な濡れを防止するように、吸収材料の層と液体不浸透性材料の層との組み合わせでもよい。液体管理層６４は、好ましくは、ポリエステル類、ポリエチレン類、ポリプロピレン類、ポリスチレン類、アクリレート類、または他の不透水性材料から選択された１つ以上のポリマー類で作られる。
【００７７】
特定の層のサイズは、検出される濡れの量、濡れ領域、および層が作られている材料を条件とする。一般に、液体管理層６４は、吸収層６６より小さいがセンサ１０ａより大きいか、または、特定の部位で吸収層６６を濡らすために液体を方向付ける多孔性もしくは開口構造体を有しているかのいずれかである。液体管理層６４の頂部で直接的に濡らされた液体は、液体管理層６４の表面を横切り、下にある吸収層６６を濡らし、この吸収層が続いてセンサ１０ａを濡らす。液体管理層６４は、センサ１０ａと液体との直接的な濡れを防止するためだけに使用してもよいが、そうではない場合、吸収層６６が最初に濡れることを可能にする。
【００７８】
液体管理層６４は、導電性液体の大部分が上記液体管理層の中を流れることを可能にするために上記液体管理層の中に孔を有してよく、流体を収集するために本質的に材料のメッシュだけをそのままにしておく。これは、流体がセンサ１０ａに蓄積されることを妨げる。
【００７９】
液体管理層６４は、大きな領域から流体を収集し、この流体をセンサ１０ａの方へ汲み上げる流体ウィッキング・アーム／スレッド／チューブを有してよい。
【００８０】
本実施形態では、センサ１０ａは、液体管理層６４と吸収層６６との間に位置している。センサ１０ａは、液体管理層６６に接触している基板２０の裏面と方向を合わされている。センサ回路が位置しているセンサ１０ａの面は、吸収層６６と接する。この方向は、リード線２６、２８が吸収層６６の中の導電性液体によって濡れることを可能にする。
【００８１】
本実施形態では、基板２０は、好ましくは、面積２００ｍｍ２未満である。リード線２６、２８は、それぞれ、リン酸銀およびマグネシウムから作られる。リード線２６、２８は、好ましくは、９ｍｍ２未満の面積と０．２５ｍｍ未満の厚さとを有する。アンテナ３２は、好ましくは、ポリエステル基板に印刷された銀粒子インクから作られる。
【００８２】
吸収層６６は、好ましくは、従来どおりのおむつで使用されるハイドロコロイド材料のような、水を吸収する場合に膨らむハイドロコロイドタイプの材料で作られる。この機能を実現する能力をもつ適切な材料には、セルロース材料を含む。吸収層６６は、センサ１０ａに向かって導電性液体を吸い上げる（wick）。
【００８３】
吸収層６６は、単一の小型センサ１０ａを使用して広い領域の検知を可能にする。吸収層６６は、センサ組立体６０ａの遠隔領域からセンサ１０ａに液体を輸送するために効果的に作用する。ラテラル・フロー・ストリップ材料のような急速な吸い上げまたは毛細管特性をもつ材料は、本実施形態のため理想的である。これは、通常利用可能であるより長い距離の検知を可能にさせる。
【００８４】
乾燥センサは、一杯になるよりもむしろ空になる袋で使用できる。ウィッキング剤は、貯蔵庫またはさらなる吸収層への液体の連続的な輸送を可能にする。液体がもはや利用できない場合、ウィッキング材料が空になり、これ以上この部位で液体をシグナル通知しない。
【００８５】
吸収層６６を、長時間に亘る少量の液体および水分の収集を可能にする液体保持材料で作成してよい。液体は、さらなる液体が収集されるにつれて、センサ１０ａに向かって連続的に移動する。十分な液体が収集された場合、センサ１０ａが始動され、信号１２が検出器１４に送信される。このようにして、遺尿が軽微な濡れ事象の形の使用者が、個々の濡れ事象が信号を始動させるのに十分でない場合でさえも、十分な濡れ事象の後に濡れ信号を始動させることがさらに可能となる。
【００８６】
最下層６８は、好ましくは、最上層６２と同じ材料で作られ、最上層６２と同じサイズである。最下層６８は、液体が下にある下着まで通過することを可能にし、センサ組立体６０ａの最下面をもたらす。必要に応じて、センサ組立体６０をおむつのような下着７２に貼り付けるため接着剤７０を最下層６８に塗布してよい。センサ組立体が標準的なおむつと共に使用される場合、最下層６８は、好ましくは、親水性特性をもつスパンボンドポリエステルで作られる。しかし、センサ組立体６０ａが下着挿入物のような独立型の液体吸収製品と共に使用される場合、最下層６８は、好ましくは、表面界面活性剤が添加されていないプロピレン樹脂で作られる。この布のような膜は、センサ組立体６０ａからの漏れを防止する。
【００８７】
センサ組立体の他の構成体がさらに可能である。図７を参照すると、センサ組立体６０ｂの代替的な実施形態では、センサ１０ａは、吸収層６６に組み込まれ、液体管理層６４は、吸収層６６ｂの頂部に置かれる。最下層６８は、液体管理層６４の反対側である吸収層６６の面に位置している。
【００８８】
図８を参照すると、センサ組立体６０ｃの別の代替的な実施形態では、液体管理層６４は、センサ１０ａおよび吸収層６６を取り囲む。本実施形態では、液体管理層６４は、好ましくは、最低限の多孔性の、膨脹可能な、もしくは、徐々に劣化／分解する材料、または、液体の流れを完全に阻止することなく液体の流れを遅らせる何らかの別の材料を含む。代替的に、液体吸収層６６は、液体が液体管理層６４の上に溜まることを防止するために液体管理層６４を取り囲んでもよい。
【００８９】
図９および図１０に示されたセンサ組立体６０ｄのさらに別の好ましい実施形態では、液体管理層６４は、吸収層６６に重なるが、上記吸収層のおおよその形状および輪郭に追従する。液体が液体管理層６４を通ってセンサ１０ａの付近で吸収層６６に向かって流出することを可能にするため、複数の穿孔９０が液体管理層６４を貫通する。図１０の穿孔９０における矢印は、液体流の方向を図示する。図９において、液体管理層６４は、センサ１０ａが位置している場所の理解をもたらすために透明であるとして図示される。
【００９０】
センサ組立体で使用されるセンサ１０ａの寸法を、所望どおりに調整してよい。図１１を参照すると、本発明の代替的な実施形態によるセンサ組立体６０ｅは、細長いセンサ１０ｂと、最上層６２と、液体管理層６４と、吸収層６６と、最下層６８とを含む。この構成は、濡れ領域が広く、そして、センサ組立体６０ｅが女性用衛生パッドを置き換えるか、または、男性もしくは子供のおむつもしくはパンティのための挿入物として機能する場合に有用である。
【００９１】
センサ組立体の様々な実施形態は、大人用または赤ちゃん用のおむつまたはブリーフを含む下着のための濡れ検出挿入物として特に有用である。図１２は、センサ組立体６０を含むおむつ１００を示し、上記センサ組立体は、本明細書に記載されたセンサ組立体６０ａ〜ｆのうちのいずれでもよく、おむつ１００の内側でおむつの股部位に位置している。センサ組立体６０は、前述されたようなアタッチメントメカニズム３６を使用しておむつ１００に装着されることがある。
【００９２】
図１３に図示されているのは、２台のセンサ組立体６０が股部位に位置しているおむつ１００である。この構成は、大型の大人男性用おむつのような大型のおむつにおいて利用されると有利であるかもしれない。図１３に示された実施例では、センサ組立体６０は好ましくは、図１１に関連して説明された細長いセンサ組立体６０ｅ、または以下で図１４に関連して説明されるセンサ組立体である。
【００９３】
図１４は、濡れ検知領域が非常に広くなることを可能にするのでこの状況において特に有用であるセンサ組立体６０ｆの実施形態を示す。例示的な実施形態では、濡れ検知領域は、縦約３０ｃｍかつ幅約１０ｃｍである。センサ組立体６０ｆの構造は、図１１に関連して説明された実施形態に類似するが、所望どおりにセンサもしくはセンサ群への、または、センサもしくはセンサ群からの液体の流れを制御するために獲得および分配（ＡＤＬ）層１１０が追加されている。ＡＤＬ層１１０は、多くのおむつ設計において従来から使用されている。ＡＤＬ層１１０は、漏れを回避するように液体を移動させるために吸収層６６ｆの上に位置している。おむつの前方から来る侵襲とおむつの後方から来る侵襲とを区別することが望ましい事例では、複数のセンサ１０ｂを使用してよく、ＡＤＬ層１１０は、これらの液体を分離した状態に保つために役立つ。
【００９４】
Ｃ．下着に統合される濡れセンサ
図１５を参照すると、本発明の別の態様は、１台以上のセンサ１０が中に統合されているおむつまたはブリーフのような下着１２０である。センサ１０がどのようにして中に統合されているかを示すこの下着１２０の構造の典型的な実施例は、図１６の下着１２０ａの切取図において最も良く分かる。センサ１０は、本明細書に記載されたセンサ実施形態のうちのいずれでもよい。下着１２０ａは、センサ組立体に関連して説明された複数の同じ材料層を含む。下着１２０ａは、使用者の皮膚から液体を遠ざけ、この液体を吸収材料の中に蓄積するためにおむつのように機能する。その結果、このような実施形態では、センサ１０ｂは、下着１２０ａを製作するために使用された材料層の中に統合される。その結果、センサ組立体のような下着１２０ａ挿入物ではなく、下着１２０ａは、センサ１０ｂが内蔵されている。
【００９５】
下着１２０ａは、最上層６２と、ＡＤＬ層１１０と、吸収コア１２２と、流体管理層６４と、センサ１０ｂと、吸収層６６とを含む。最上層６２は、好ましくは、親水性不織ポリプロピレン材料で作られる。これは、使用者に乾燥した感覚を与えながら、水分が下にある層まで中を進むことを可能にする。ＡＤＬ層１１０は、典型的に、尿が付着している可能性が最も高い濡れ原因の近くに位置している。ＡＤＬ層１１０は、液体を吸収層６６の中に非常に素早く広げ、および／または移動させ、漏れの可能性を低下させるパッチの形式をしている。ＡＤＬ層１１０で使用される材料の使用および／または選択は、吸収層６６のため選択された材料に依存する。典型的なＡＤＬ形成材料は、樹脂接着不織布、エアーボンド（air  bond）不織布、有孔プラスチックで作られたアパーチャ膜のようなある種の「ハイロフト」構造で見られる「カールした」繊維である。この層は、典型的に、現行のおむつ／ブリーフ製造において使用される場合青色を有している。
【００９６】
吸収コア１２２は、好ましくは、松の木に由来するセルロースパルプまたはポリプロピレンベースの合成繊維で作られる。吸収コアには、しばしば、付加的な液体吸収のため超吸収ポリマー（ＳＡＰ）が分散させられる。吸収コア１２２が薄いほど、ＡＤＬ層１１０は、吸収コア１２２の目詰まりを回避するために表面領域全域に水分を分布させるためより重要になる。本構成体では、センサ１０ｂは、好ましくは、リード線２６、２８が流体管理層６４と直接的に接触するように方向を合わされる。基板２０は、好ましくは、少量の液体がセンサ１０ｂに達することを遮るように設計された半透性材料である。これは、汗または軽微な濡れ事象に起因する誤った警報信号を削減する。液体管理層６４は、液体がリード線２６、２８と接触する前に、液体を液体管理層６４の周囲を越えて吸収層６６まで強制的に移動させるように、センサ１０ｂに重なる。流体管理層６４は、その後、最終的にリード線２６、２８に達する液体の速度および量を制御する。
【００９７】
図１７は、下着１２０ｂという別の実施形態の切取図であり、下着１２０ｂは夜間を通じてずっと着用するという用途のために構成されたもので、したがって複数回の尿侵襲に晒されることになるという予想をもたらす。本実施形態は、液体蓄積および放出のためのメカニズムを含み、それによって複数回の侵襲を１つのセンサから監視することを可能にする。下着１２０ｂが濡れた場合、液体は、最初に、吸収層６６に放出できるまで、１つ以上の液体保持ゾーン（チャンバなど）に蓄積される。センサ１０ｂは、この液体保持ゾーンと接触し、侵襲をシグナル通知する。全ての流体がチャンバから取り除かれると、センサ１０ｂは、信号送信を停止する。再び濡れると、センサ１０ｂは、濡れ事象信号をもう一度送信する。この工程は、センサ１０ｂが濡れゾーンから取り外されるまで繰り返される。
【００９８】
図１７の下着１２０ｂの実施形態は、流体蓄積および放出メカニズムを構成する複数の層を利用する。これは、最上層６２と、ＡＤＬ層１１０と、液体保持層１２４と、センサ１０ｂと、吸収層６６とを含む。最上層６２は、液体が浸透することを可能にし、それによって乾燥の感覚を個人に与える。液体は、その後、ＡＤＬ層１１０に移動し、そこで、液体は、液体侵入点の直ぐ下で吸収層６６を目詰まりさせることを回避するために広い領域に分布させられる。ＡＤＬ層１１０を通過した後、液体は、液体保持層１２４に浸透する。
【００９９】
液体保持層１２４は、好ましくは、複数のアパーチャ１２６が中に形成されているプラスチック膜から作られる。センサ１０ｂは、ガルバニ電池２４が液体保持層１２４と直接的に当接するように方向を合わされる。アパーチャ１２６を囲む空隙は、液体がセンサ１０ｂの下に位置している吸収層６６によって吸収され得るまで、大量の液体を捕集する。液体がリード線２６、２８と接触する場合、ガルバニ電池２４は、濡れ警報信号を検出器１４に送出する電気を発生させる。液体の量が十分である場合、センサ１０ｂは、濡れ警報信号を送出する。液体が吸収層６６によって最終的に吸収された場合、ガルバニ電池２４は、後に続く侵襲からの液体によって接触されるまで不活性になる。
【０１００】
ガルバニ電池２４の電圧および／または電流出力を増加させるために、濡れ液体の中のイオン種の濃度は、陽イオン塩および／または陰イオン塩を下着またはセンサ組立体の材料層のうち１つ以上に組み込むことにより増加させることができる。陽イオン塩は、これらに限定されないが、Ｎａ、Ｋ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃａ、Ａｕおよび／またはＡｇ塩を含んでよい。陰イオン塩は、これらに限定されないが、Ｃｌ、Ｆ、Ｂｒ、硫酸、リン酸および／または硝酸塩を含んでよい。好ましい実施形態では、１つ以上の塩がセンサ１０ａ、ｂの付近で吸収層６６に組み込まれる。代替案では、１つ以上の塩が液体の存在下で濡れる可能性がある接着マトリックスの中でガルバニ電池２４の直ぐ隣に添加される。
【０１０１】
センサ１０ａ、ｂを、おむつ製造工程中におむつの内側に設けてよい。たとえば、センサ１０ａ、ｂは、おむつの不透水性裏地に、または、浸透性流体通過層の頂部に付加されることがある。吸収層によって吸収されない過剰な流体は、浸透性層に移り、おむつ濡れ制御システムに入る。
【０１０２】
さらに、新しい電子印刷技術を使用して、センサ１０ａ、ｂを、おむつ製造中におむつの上または中に印刷してよい。
【０１０３】
サイズと濡れに関する所望の対象領域とに依存して、２台以上のセンサおよび／またはセンサ組立体を使用してよい。
【０１０４】
Ｄ．コンピュータベースの濡れ監視システム
前述のセンサ、センサ組立体、およびセンサ統合型下着は、コンピュータベースの濡れ監視システムにおいて利用される場合に特に役立つ。たとえば、子供または患者の濡れを監視するために介護者のような監視人によって使用されることがあるコンピュータベースの濡れ監視システムを、本発明者らは開発した。好ましいシステムは、本発明の態様によれば、排尿または排便のような濡れ事象が起こった場合、介護者が警報信号を受信し、それによって介護者が上記事象に素早く応答することを可能にさせる。以下詳述されるように、１台以上の濡れセンサは、この１台以上のセンサが検出対象液体で侵襲されることを可能にするような位置において、監視すべきアイテムに貼られる。濡れセンサからの電磁信号を検出するために割り当てられた受信機−送信機（トランシーバ）は、濡れセンサから送信されたＲＦ信号の検出範囲内に位置する。トランシーバは、監視すべきアイテムに固有の情報を用いてプログラムされている。濡れセンサが侵襲される場合、ガルバニ電池は、センサに給電し、センサは、引き続いて一連のデータをトランシーバに送信する。データには、侵襲された濡れセンサに固有のコードと、センサから受信した状態または値を表現するデータと、利用できる場合の位置または姿勢情報と、濡れセンサに関連付けられた他のデータとを含んでよい。トランシーバは、このデータをトランシーバの識別表示と共に遠隔データベースに渡す。システムは、その後、初期化され、次の濡れ事象に対する準備ができるか、または、濡れセンサもしくは監視される装置（たとえば、おむつ）が再初期化前に交換されるまで待機する。トランシーバは、使用者によって着用されること、および、使用者から遠く離れて設置されることがある。
【０１０５】
図１８を参照すると、本発明の態様による濡れ監視システム２００は、濡れセンサ１０と、トランシーバ２０２と、制御コンピュータシステム２０６とを含む。
【０１０６】
センサ１０が濡れ事象を検出した場合、センサ１０は、時間間隔Ｔによって分離され、濡れ事象に関するデータを格納しているデータパケット２０８を発生させ、トランシーバ２０２に送信する。トランシーバ２０２は、トランシーバ信号２１０をセンサ１０に送出する能力もある。濡れ監視システム２００の多くの実装において、センサ２００は、使用者によって着用された下着２２０と関連付けられる。
【０１０７】
トランシーバ２０２と制御コンピュータシステム２０６とは、ネットワーク２０４を介して双方向にデータを通信することが可能である。ネットワーク２０４は、たとえば、インターネットネットワークおよび／またはイーサネット（登録商標）ネットワークでもよい。
【０１０８】
監視人２０５は、ネットワーク２０４を介して制御コンピュータシステム２０６と通信する能力がある。これは、監視人２０５が制御コンピュータシステム２０６から濡れ事象警報を受信することを可能にする。監視人２０５には、これらに限定されないが、医療従事者または両親のような患者または子供の介護人と、センサが作動されたときに警報を受信することに関心をもっている他の関係者を含む。
【０１０９】
制御コンピュータシステム２０６は、インターフェース２１２と、機械読み取り可能なメモリ２１４と、データベース２１６とを含む。制御コンピュータシステム２０６と、これのインターフェース２１２およびデータベース２１６とは、機械読み取り可能なメモリ２１４に記憶されたプログラム命令を実行する少なくとも１台のプロセッサ２１８によって実現される。システム２００は、いかなる特定の台数、タイプ、または構成のプロセッサ２１８にも限定されることなく、いかなる特定のプログラミング言語、メモリ記憶フォーマット、または、メモリ記憶媒体にも限定されることがない。
【０１１０】
制御コンピュータ２０６の実施では、濡れ監視システム２００は、プロセッサおよび／または記憶媒体がインターフェース２１２およびデータベース２１６を実行するために協働する能力をもっているならば、必ずしもプロセッサおよび／または記憶媒体の何らかの地理的位置、または、ネットワーキングもしくは接続に限定されない。プロセッサおよび／または記憶媒体が共有されること、または、制御されることが必要とされることはない。付加的に、データベース２１６は、ここでは、単一のデータベースとして言及されるが、データベースは、必ずしも単一のメモリ媒体ユニットまたは単一の物理的位置に置かれていなくてもよい。データベース２１６は、必要に応じて情報を分類するサブデータベースに分割されてもよい。
【０１１１】
データベース２１６は、たとえば、使用者の識別表示、バイタル値、および濡れ事象履歴のような使用者に関する情報を含む。これは、センサ１０によって登録された濡れ事象に関してセンサ１０からトランシーバ２０２に送信された情報をさらに含む。データは、コンピュータ、タブレットコンピュータ、個人情報端末、携帯電話機などのようなネットワーク接続可能な電子機器であるインターフェース２１２を介してデータベース２１６に手入力されることがある。
【０１１２】
図１９を参照すると、システム２００は、開始プロトコル２２８を介して開始される。ブロック２３０で、トランシーバ２０２は、使用者と、使用者によって着用されている特定のセンサ１０またはセンサのグループとに関連付けられる。これは、制御コンピュータシステム２０６がデータベース２１６の中の使用者データファイルを開くことを可能にする。ユーザによって着用されたセンサ１０からトランシーバ２０２に送信されたデータは、この特定の使用者のデータファイルに記憶される。
【０１１３】
一例として、これは、施設における使用者の識別表示および部屋番号または位置を含む使用者に関する情報をインターフェース２１２によって手入力することにより施設設置環境で実施されることがある。使用者は、その後、使用者によって着用されたセンサ１０と通信するように構成されているトランシーバ２０２を割り当てられる。
【０１１４】
ブロック２３２で、トランシーバ２０２は、使用者の居室に設置され、トランシーバ２０２とデータベース２１６との間のネットワーク通信がトランシーバ２０２上のボタンを押下することにより確認される。
【０１１５】
ブロック２３４で、リーダすなわちトランシーバ２０２は、施設における他の使用者に割り当てられた様々なトランシーバ２０２の全てからのデータ送信を検出するために施設全体に設置されたワイヤレスリピータを介してデータをデータベース２１６に通信する。トランシーバ２０２からデータベース２１６への初期データストリームは、これが初期化データ送信であるという事実を反映する。初期データストリームは、トランシーバ２０２のバッテリ状態を報告することもある。ブロック２３６で、制御コンピュータシステム２０６は、ＡＣＫ応答をトランシーバ２０２に送出する。
【０１１６】
施設全体に様々なトランシーバ２０２を設置する付加的な利益は、使用者が施設内の異なる場所に移動した場合、代わりのトランシーバ２０２が使用者の移動を検出し、施設内での一種の使用者ジオトラッキングを提供することもある、という点である。複数のセンサ１０が共通のトランシーバを介してデータを同時に送信している場合、または、複数のトランシーバが極めて接近して動作している場合、データ送信は、衝突防止ＲＦプロトコルを使用して実現される。
【０１１７】
今度は図２０に進むと、濡れ監視システム２００の態様による使用者準備プロトコル２３７がブロック２３８で始まり、センサ１０が使用者の下着２２０に装着された個別のセンサ、使用者の下着の中に置かれたセンサ組立体６０、またはセンサ１０が中に統合されている下着１２０の形式で使用者に装着される。ブロック２４０で、トランシーバは、電源がオンにされ、データベース２１６と通信を始める。ブロック２４４で、トランシーバ２０２は、トランシーバＩＤすなわちトランシーバ識別表示の信号をデータベース２１６に送信し、制御コンピュータシステム２０６が適切な使用者データファイルを識別できるようにする。制御コンピュータシステム２０６は、引き続いて識別表示、日付、時間および送信の理由を使用者データファイルに記録し（ブロック２４６）、トランシーバは、ＡＣＫ応答を受信する（ブロック２４８）。トランシーバ２０２は、その後、スタンバイモードに入り、その間にセンサ１０からの信号を待ち受ける。
【０１１８】
図２１は、濡れ監視システム２００の別の態様による濡れ検出および報告プロトコル２５２の概要を表す。使用者が排尿または排便する場合、濡れ事象が発生し（ブロック２５４）、液体が最終的にガルバニ電池２４と接触し（ブロック２５６）、これがセンサ１０に給電する（ブロック２５８）。センサ１０は、濡れ事象信号をトランシーバ２０２に送信し（ブロック２６０）、トランシーバ２０２は、引き続いてこの信号を受信する（ブロック２６２）。トランシーバ２０２は、その後、濡れをデータベース２１６に通信し（ブロック２６４）、制御コンピュータシステム２０６からデータがデータベース２１６によって受信されたことを肯定応答するＡＣＫ応答を受信する（ブロック２６８）。データベース２１６に記録された濡れ事象に関するデータは、日付、時間、および濡れ事象に関する情報を含む。トランシーバは、スタンバイに戻る（ブロック２７０）。別の濡れ事象が起こった場合、検出および報告プロトコル２５２が繰り返される。
【０１１９】
濡れ監視システム２００のさらに別の態様では、濡れ事象の後、図２２の濡れ警報プロトコル２７２が開始してよい。警報プロトコル２７２では、１人以上の監視人が警報指示を受信する（ブロック２７４）。警報指示は、制御コンピュータシステム２０６によって監視人のネットワーク接続可能な電子機器に送信された電子メールまたはＳＭＳメッセージのような電子メッセージ、および／または、可聴警報の形式をしていることがある。監視人は、その後、使用者のために従事し、汚れた下着を取り外し、汚れた下着をセンサ付きの新しい下着と交換することにより、センサ１０の使用者のために働くことがある（ブロック２７６）。監視人は、その後、たとえば、トランシーバ２０２上のリセットボタンを押下することによりトランシーバ２０２をリセットする（ブロック２７８）。トランシーバ２０２は、引き続いて、是正処置が講じられたことを制御コンピュータシステム２０６に報告し（ブロック２８０）、制御コンピュータシステム２０６から、データがデータベース２１６によって受信されたことを肯定応答するＡＣＫ応答を受信する（ブロック３００）。新しいセンサ１０が使用者に装着された場合、システム２００は、その後、開始プロトコル２２８に戻る。
【０１２０】
トランシーバ２０２は、警報指示が送信される前に、発生するはずの濡れ事象の回数および／または始動されなければならないセンサの台数を定義するために予めプログラムされていることがある。これは、監視人が選ぶとおりの監視人自身の特定のアプリケーションを構成できるようにする。
【０１２１】
トランシーバ２０２にＧＰＳユニット１３２、加速度計１３４、および／または、温度センサのような他の電子部品が装備されている場合、トランシーバ２０２は、位置、加速度計、および／または温度データをトランシーバ制御コンピュータシステム２０６に送信することがある。好ましくは、誤った警報を回避するために、トランシーバは、データがある種の異常なパラメータから外れているときに、このようなデータを制御コンピュータシステム２０６に送出するために限って予めプログラムされる。しかし、異常な読み取りが発生した場合、トランシーバ２０２は、トランシーバ２０２の識別表示および送信の理由を指示する信号を制御コンピュータシステム２０６に送信する。送信は、その後、データベース２１６に記録される。制御コンピュータシステム２０６は、引き続いて警報指示を監視人に送出することがある。
【０１２２】
加速度計１３４に関して、使用者は、典型的に、目が覚めている期間には頻繁に動き回り、睡眠中にはめったに動き回ることがないので、加速度計１３４の運動は、使用者の運動履歴に基づいてより予測可能になるものである。加速度計１３４を装備したトランシーバ２０２が落下または突然の振動のような異常な運動を制御コンピュータシステム２０６に送信する場合、制御コンピュータシステム２０６は、送信された情報を使用者データファイルに記憶する。その上、使用者の通常の夜間運動は、典型的に通常の睡眠パターンを表す。これらの運動が所定の閾値を超えて変化する場合、これは、使用者が体験しているが、監視人に知られていない問題を示す可能性がある。夢中歩行、および、ベッドからの落下、または、就寝中の連続的な運動のような事象は、応急手当の必要性の指示として加速度計１３４によって検出できる。
【０１２３】
データベース２１６は、使用者の以前の濡れ事象に基づいて引き続く濡れ事象を予測するために設計された１つ以上の予測アルゴリズムを含むことがある。この事例では、制御コンピュータシステム２０６は、事前に是正処置を講じることにより上記事象を防止する可能性があるならば、差し迫った濡れ事象の可能性について監視人に警報を発する警報指示を監視人に送信することがある。予測アルゴリズムは、データベース２１６に記憶されうる対象者の排泄および濡れ履歴と、対象者の最新活動レベル（たとえば、睡眠、目覚め、活動中）と、最新の対象者の位置（たとえば、カフェテリア、ベッド、コーヒー店）と、対象者の姿勢と、対象者固有履歴および物理情報とを含む種々の情報を利用してよい。
【０１２４】
Ｅ．臭気物質検知
本発明の別の態様では、濡れセンサは、臭気センサと置き換えられる。この態様において、前述のセンサ組立体の配置、センサと統合された下着、および濡れ検出システムの動作は、信号が濡れではなく臭気に応答して検出器に送信される点を除いて同じである。臭気物質（濡れ吸収品に付加された化学的タグ）には、アルコール類、ケトン類、チオール類、エステル類などを含む複数の香料入りまたは無香料の揮発性化学物質を含んでよい。臭気物質は、選ばれたセンサを使用して検出され、上記センサを、表面音響波（ＳＡＷ）センサ、金属−有機半導体（ＭＯＳ）センサ、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、または化学抵抗センサから選択してよい。臭気物質は、センサ読み取り装置によって電気的に読み取られ、解釈できるセンサの物理的または化学的状態の変化を引き起こす。センサ装置は、検出対象である所定の化学物質に選択的である臭気物質フィルタを有してよい。臭気物質は、偽陽性を防止するために、健康施設で検出される可能性が最も低い臭気物質の中から選ばれることがある。
【０１２５】
選ばれた侵襲と相互作用する臭気物質が最初に濡れ吸収物品に塗布される。ＭＯＳセンサのような外部臭気物質センサが給電され、検出モードに設定される。流体が濡れ吸収物品に排出されるにつれて、流体は、（化学反応、保護コーティングの溶解、エアゾール化などを介して）臭気物質ガスを周囲物品の空間に放出する。ガスが物品から逃れる場合、外部センサが所定の空気中濃度で始動され、侵襲の存在をシグナル通知し、物品が交換されるか、または、付けられるべきことを示す。
【０１２６】
一実施形態では、臭気物質は、水溶性マトリックスの内部に溜め込まれたアルコール類を含む。尿が失禁事象に起因してマトリックスを通り過ぎるにつれて、アルコールが大気中に放出される。おむつ上で患者によって着用されるセンサ−トランシーバは、周辺におけるアルコール類の存在によってアクティブなシグナリング状態に引き込まれ、濡れ事象が起こったことを検出器にシグナル通知する。
【０１２７】
アンモニア類のような尿の分解生成物は、臭気物質として選ばれることがある。このような分解生成物の生成を加速する様々な化学物質は、センサでの臭気物質の濃度を増加させるために使用されることもある。バクテリアのような、生物学的分解因子からの尿の分解生成物は、同様に臭気物質として使用できる。
【０１２８】
臭気物質は、裏地から最上層まで、おむつのような下着の内部のどこかに組み込まれることがある。臭気物質は、濡れパターンを反映するために衣服の中に戦略的に置かれることがある。おむつの事例では、介護者が一杯になったおむつのみを交換することを望む場合、臭気物質は、物品の胴部に、または、エッジに沿うようなおむつ幾何形状の極端部だけに置かれることがある。このようにして、初期流体は、おむつの中心吸収層において吸収されることになる。おむつが一杯に達すると、流体は、臭気物質がある衣服のエッジへ強制的に分布させられるものであり、かくして、臭気物質センサを始動させ、本明細書に記載されているように濡れ事象を送信する。
【０１２９】
複数の臭気物質または標識物質（taggant）がおむつの位置および／または飽和レベルを決定するために利用されることがある。この情報は、失禁事象が起こる度におむつの中に既に吸収された相対的な量と共に情報を提供することになるので、失禁事象を予測するのに役立つことがある。付加的に、センサで検出された標識物質の量は、流れまたは体積情報を提供することがある。
【０１３０】
化学センサは、標識物質または臭気物質をおむつに添加する必要なしに、事象（尿または糞便）からの臭気、臭気分類、または、おむつと相互作用する事象の副生成物を直接的に検出するできることもある。
【０１３１】
臭気物質は、多くのセンサで検出される典型的な電子的変化の他に物理的な変化を引き起こすことがある。一実施形態では、センサは、色／パターン変化材料と光検出器とから構成される。色変化は、ある色相／彩度／明度から別の色相／彩度／明度にわたることがあり、または、色は、バーコードと同様に読むことができるパターンで現れることがある。色変化材料は、永久不変の状態（入れ替え可能）でもよく、選択された持続期間に亘って持続してもよく、または、介護人が電圧、電流、化学物質、物理的圧力、磁化、またはその他の手段の印加を介して色／パターン変化をリセットさせることができる可逆でもよい。
【０１３２】
光検出器は、比色計、分光光度計、紫外−可視分光計、光イメージャ、パターン検出器、バーコードスキャナなどでもよい。光検出器は、バッテリ電源を節約するために色／パターン変化材料を定期的に走査する。光検出器は、濡れた物品から切り離されることがあり、または、物品表面に貼り付けられることがある。一実施形態では、光検出器は、使い捨て物品の背部に装着され、色変化が物品から直接的に測定される。監視人は、電子メカニズムと一緒に、濡れを識別する光メカニズムがさらに与えられる。
【０１３３】
Ｆ．液体収集袋の中のセンサ
センサ１０ａ、ｂを、袋の中の流体の存在を示すために、尿または他の廃棄物収集袋のような液体収集袋、または、流体供給袋の中に入れてよい。このセンサは、袋が一杯または空であるときを決定するために使用できる。袋に内蔵された複数のセンサ１０ａ、１０ｂは、センサ１０ａ、ｂの起動（firing）のタイミングに基づいて充填の速度または充填の割合を決定するために使用できる。さらに、ある程度の濡れ検出モードをもつ単一のセンサ１０ａ、ｂが同様に使用できる。
【０１３４】
図２３を参照すると、本発明の一態様による液体収集袋４００が、複数の袋内部壁４０４によって画定された袋内部４０２を含む。３台の濡れセンサ１０が袋４００の中の液体４０８のレベルを検出するため内部壁４０４のうちの１つに沿って垂直方向に離間している。
【０１３５】
収集袋の中で実施されるセンサ１０ａ、ｂの構成は、流体管理層６４および吸収層６６を利用できる。入ってくる流体滴または飛沫がセンサ１０ａ、ｂを濡らすことを回避するために、流体管理層６４および吸収層６６は、複数の構成をもつことがある。一実施形態では、吸収層６６は、収集袋の全長に広がる薄膜であり、一方、流体管理層６４は、センサを囲む鞘である。吸収層６６は、袋の中の所定の流体高さでセンサ１０ａ、ｂを始動させ、満杯をシグナル通知させるために十分な流体を吸収する。潤滑剤、流体、および、血液または点滴流体のための流体容器は、この概念のための数多くの用途のうちに入る。
【０１３６】
センサ１０ａ、ｂは、安価であり、かつ、ガルバニ電池２４の寿命は、非常に長いので、センサ１０ａ、ｂは、袋に内蔵でき、濡れるまで動作しないままとすることができる。トランシーバ２０２を、問題または保守要求（たとえば、袋の交換）を示すため他の電子機器との通信を容易にするように枕元の柱または他の場所に装着してよい。トランシーバ２０２は、Ｐｈｉｌｉｐｓ  Ｉｎｔｅｌｌｉｖｕｅシステムと同等の統合型患者モニターのような既存のモニターに内蔵されることもある。
【０１３７】
Ｇ．創部ケア
おむつの中の濡れ検出と類似して、創傷包帯の中の水分の検出は、同様に重要である。本発明の別の態様では、濡れセンサ１０ａ、ｂのうち１つ又は複数は、水分の存在、または、包帯の下もしくは中に存在する水分の量を示すために創傷包帯に埋め込まれるか、または、装着される。センサ１０ａ、ｂは、前述のとおり、データベース２１６と通信するトランシーバ２０２と通信することがある。創部ケアの用途では、たとえば、血液、汗、または膿のような異なる流体タイプの間の区別は、創傷の状態に関する付加情報（たとえば、感染、健康、激しい出血）を提供することがある。
【０１３８】
図２４を参照すると、本発明の一態様による創傷包帯４１０は、これに装着された濡れセンサ１０を含む。
【０１３９】
ＰＶＣまたはポリウレタンのようなポリマー類を利用するイオン選択性電極は、複数の陽イオンおよび陰イオンを検出できる。さらに、選択性酵素コーティングを、感染に起因する壊死をシグナル通知することがあるジアミノブタンおよび他の化学物質類を選択的に検知するために、塗布してよい。このようなセンサは、創傷包帯として、または、より簡単なテストストリップとして着用されることがある。
【０１４０】
病原菌または他の感染性因子は、それ自体でコーティング、膜、または抗体／抗原経路の使用を通じて検知される可能性がある。このようなシステムにおける微生物応答は、電極組立体の中で選択性とソース抵抗の減少とを可能にさせる二重層脂質膜被覆固体電極（bilayer  lipid  membrane-coated  solid  state  electrode）を介してイオン輸送によってテストされ、その後、センサ電子部品によって捕捉され、データストリームまたはバーストタイミングの中で送信される。他の実施形態は、受容体類、核酸類、および適切な形質転換体付きの抗体類のような生物学的認識構成要素を使用することを含む。電位差設計および電流設計が同様に実施してもよい。
【０１４１】
Ｈ．ラテラル液体フロー・テスト・ストリップ
濡れセンサ１０ａ、ｂは、被検流体の存在を検出するためにラテラル・フロー・テスト・ストリップまたは免疫学的検定に組み込まれることがある。この同じセンサを、検定の結果を検出し、トランシーバ２０２とデータベース２１６とに送信するように構成してよい。
【０１４２】
Ｉ．温度検知
様々な固体−液体転移温度をもつ材料を、温度検知を可能にするために濡れセンサ１０ａ、ｂに、または、濡れセンサ１０ａ、ｂと共に設置してよい。材料がその融解温度に達した場合、上記材料は液体に変化し、この液体がセンサ１０ａ、ｂを作動させる。前述のとおり、センサ１０ａ、ｂは、その後、信号をトランシーバに送信する。
【０１４３】
材料組成に依存して調節可能な固体−液体転移温度をもつ材料、混合物、および化合物を含む適切な材料が、共晶、包晶、または感圧相転移材料であってよい。
【０１４４】
本発明のこの態様は、ボックス、木箱、装置、または物が一定の温度を超えた場合を決定するために使用されることがある。これは、食品貯蔵、移植臓器の貯蔵、および検査用の有機もしくは他の標本の貯蔵のような非常に注意深い温度制御を必要とする用途のため有用であることがある。
【０１４５】
Ｊ．材料または空気中の水分検知
複数の乾燥剤および他の吸湿性材料が、湿気を吸収する。たとえば、ある種のゲル類、ゼラチン類、アクリル類、および他の材料は、水分を容易に吸収する。センサ１０ａ、ｂは、非常に低い電力を使用して機能するので、これは、吸湿性材料または水分吸収材料を通る導電性経路が利用可能である場合、センサ１０ａ、ｂが部分的に濡れた環境であっても電圧および電流を発生させることを可能にする。
【０１４６】
これは、何日間にも亘って堆積することがある凝結を検査するためにも有用である。センサ１０ａ、ｂは、高湿度センサとして、気密容器における空気漏れセンサとして、または多くの他の目的のため機能を果たすことがある。
【０１４７】
Ｋ．圧力検知
圧力センサは、圧力がパケットに加えられた場合に放出されるように構成された液体の小さいパケットで濡れセンサを膨らませる（augmenting）ことにより作り出すことができる。このパケットは、塩水を収容することがあり、所望の圧力が得られた場合にセンサを最適に始動させるために種々の材料および構成で作られることがある。
【０１４８】
付加的に、この構成は、手動でまたは機械的装置を使ってパケットを単に圧迫することにより、「要求があり次第」センサを作動させるために使用されることがある。液体の放出は、センサ１０ａ、ｂが何時間も濡れた状態を維持することを可能にさせ、センサ１０ａ、ｂがデータをトランシーバ２０２に送信する能力を引き延ばす。たとえば、センサ／液体−パケットの組み合わせは、パケットが使用直前に壊されることを可能にするため外科スポンジの上に置かれることがある。スポンジ上のセンサ１０ａ、ｂは、使用中にデータを連続的に送信することになる。スポンジは、その後、身体からの取り外し時に送信を「止める」ために金属容器の中に入れられることがある。付加的に、液体は、第２の工程（乾燥、除去、または吸収のいずれか）によって取り除かれ、それ故に、センサ１０ａ、ｂを使用不能状態にすることがある。
【０１４９】
Ｌ．手の衛生監視
センサ１０ａ、ｂの別の有用なアプリケーションは、手の衛生監視に属する。本実施例では、センサ１０ａ、ｂは、（包帯、リストストラップ、または指輪のように）手、手首、または指の上に置かれることがある。センサ１０ａ、ｂは、手が石鹸または他の流体と接触する度に信号を始動させ、送信することになる。この信号は、手の衛生プロトコルとの整合性を監視するため様々な場所（石鹸取り出し容器、患者ベッド受信機、中央局）にあるトランシーバ２０２に送信される。
【０１５０】
本発明は、好ましい実施形態に関連して前述された。特に断らない限り、本明細書において使用された全ての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野において、かつ、本願の出願時に広く理解されている意味と同じ意味を有することが意図されている。本明細書に記載された方法および材料と類似するまたは等価である様々な方法および材料が本発明の実施または試験において使用できるが、適当な方法および材料について説明した。しかし、当業者は、使用され、説明された方法および材料が実施例であり、本発明での使用のみに当てはまる実施例ではないであろうことを理解すべきである。
【０１５１】
その結果、本発明は、多くの異なる形式で具現化されることがあり、本明細書に記載された実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。それどころか、これらの実施形態は、本開示が徹底的であり、完全であり、そして、本発明の範囲を当業者に完全に伝達するように規定されている。したがって、上記明細書では、典型的な本発明の好ましい実施形態が開示され、そして、特定の用語が利用されているが、これらの用語は、記述的な意味だけで使用され、限定の目的のためではない。本発明は、ある程度詳細に記載されているが、様々な変形および変更が上記明細書および添付の請求項に記載されているような本発明の趣旨および範囲内で行えることは、明白であろう。
【０１５２】
関連出願の相互参照
本願は、２０１１年７月２０日付けで出願された、「Ａ  Ｓｅｌｆ−Ｐｏｗｅｒｅｄ  Ｄｉｓｐｏｓａｂｌｅ  Ｗｅｔｎｅｓｓ  Ｓｅｎｓｏｒ  ａｎｄ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」と題する米国仮出願第６１／５０９，７７４号、および２０１１年７月２７日付けで出願された、「Ａ  Ｓｅｌｆ−Ｐｏｗｅｒｅｄ  Ｄｉｓｐｏｓａｂｌｅ  Ｗｅｔｎｅｓｓ  Ｓｅｎｓｏｒ  ａｎｄ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｓｙｓｔｅｍ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」と題する米国仮出願第６１／５１２，０７１号への優先権を主張し、これらの両方の内容全体を参照によって本明細書に援用する。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
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