(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
身体排泄センサであって、ポリアニリン／カーボンブラック（ＰＡＮＩ／ＣＢ）ケミレジスタを含み、前記ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタのインピーダンスに少なくとも部分的に基づいて応答信号を生成するために、質問無線周波数（ＲＦ）信号により電源供給される回路を備え、前記ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタのインピーダンスは、身体排泄のない場合よりも身体排泄への露出で変化する、身体排泄センサ。
【請求項２】
前記身体排泄は、尿及び／又は便を含む請求項１に記載の身体排泄センサ。
【請求項３】
前記ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタのインピーダンスは、前記身体排泄と接触したときに、約１０５倍変化する請求項１又は２に記載の身体排泄センサ。
【請求項４】
前記回路は、５メートルまでの距離で前記質問ＲＦ信号によりエネルギーを与えられる請求項１から３のいずれか一項に記載の身体排泄センサ。
【請求項５】
前記身体排泄センサは、使い捨て可能である請求項１から４のいずれか一項に記載の身体排泄センサ。
【請求項６】
前記回路は、フレキシブル回路を含む請求項１から５のいずれか一項に記載の身体排泄センサ。
【請求項７】
前記回路は、共振回路を含む請求項１から５のいずれか一項に記載の身体排泄センサ。
【請求項８】
前記共振回路は、ＬＣ回路を更に含む請求項７に記載の身体排泄センサ。
【請求項９】
前記応答信号は、前記ＬＣ回路のＱ値（ｑｕａｌｉｔｙ（Ｑ）  ｆａｃｔｏｒ）を表す請求項８に記載の身体排泄センサ。
【請求項１０】
前記身体排泄が存在する場合の前記ＬＣ回路のＱ値は、前記身体排泄のない場合の前記ＬＣ回路のＱ値よりも大きい請求項９に記載の身体排泄センサ。
【請求項１１】
前記身体排泄が存在する場合の前記ＬＣ回路のＱ値は、前記身体排泄のない場合の前記ＬＣ回路のＱ値よりも小さい請求項９に記載の身体排泄センサ。
【請求項１２】
前記身体排泄が存在する場合の前記ＬＣ回路のＱ値は、前記身体排泄のない場合の前記ＬＣ回路のＱ値よりも約２倍大きい請求項９に記載の身体排泄センサ。
【請求項１３】
前記ＬＣ回路のＱ値は、前記ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタのインピーダンスに比例する請求項９に記載の身体排泄センサ。
【請求項１４】
前記ＬＣ回路は、並列に構成された１以上のキャパシタ、１以上のインダクタ及び１以上のレジスタを含み、前記１以上のレジスタは、前記ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタを含む請求項８に記載の身体排泄センサ。
【請求項１５】
前記１以上のレジスタは、第１のレジスタと直列な前記ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタを含む請求項１４に記載の身体排泄センサ。
【請求項１６】
前記回路は、テレメトリ回路を含む請求項１に記載の身体排泄センサ。
【請求項１７】
前記テレメトリ回路は、アンテナ、１以上のトランジスタ及び第１のタイマを更に含む請求項１６に記載の身体排泄センサ。
【請求項１８】
前記第１のタイマは、発信信号を出力するように構成され、前記発信信号の周波数は、前記ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタのインピーダンスに少なくとも部分的に基づく請求項１７に記載の身体排泄センサ。
【請求項１９】
前記応答信号は、質問信号の周波数から周波数がシフトしたサイドバンド信号を含み、前記サイドバンド信号の周波数は、前記第１のタイマからの前記発信信号の周波数に少なくとも部分的に基づく、請求項１８に記載の身体排泄センサ。
【請求項２０】
前記応答信号は、質問信号の周波数から周波数がシフトしたサイドバンド信号を含み、前記サイドバンド信号の周波数は、前記ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタのインピーダンスに少なくとも部分的に基づく、請求項１６に記載の身体排泄センサ。
【請求項２１】
前記テレメトリ回路は、所定長さの時間で前記テレメトリ回路からの前記応答信号を遅延するように構成される第２のタイマを含み、前記所定長さの時間は、ユニーク識別子を含む、請求項１８に記載の身体排泄センサ。
【請求項２２】
前記第１のタイマからの発信出力は、質問信号により誘起される磁場を変調するために、前記トランジスタのゲートに加えられる請求項１７に記載の身体排泄センサ。
【請求項２３】
身体排泄を検出する方法であって、
身体排泄を検出するためのセンサを提供するステップであって、前記センサは、前記身体排泄が存在する場合にはインピーダンスが変化するように構成されるポリアニリン／カーボンブラック（ＰＡＮＩ／ＣＢ）ケミレジスタを含む、ステップと、
前記センサにおいて質問信号を受信するステップであって、前記質問信号は前記センサに電源供給する、ステップと、
前記質問信号に応じて前記センサから応答信号を送信するステップであって、前記応答信号は、前記ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタのインピーダンスに少なくとも部分的に基づく、ステップと、
を含む方法。
【請求項２４】
前記応答信号は、Ｑ値（ｑｕａｌｉｔｙ（Ｑ）  ｆａｃｔｏｒ）を表し、高いＱ値は、失禁イベントを表し、低いＱ値は、失禁イベントがないことを表す請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記応答信号は、前記質問信号の周波数から周波数シフトされ、前記周波数シフトは、前記ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタのインピーダンスに少なくとも依存する請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
質問器から前記質問信号を送信するステップを更に備える請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
質問器によって、前記応答信号のＱ値を求めるステップと、前記質問器によって、前記Ｑ値に基づいて尿及び／又は便が存在するかどうかを判定するステップと、を更に備える請求項２３に記載の方法。
【請求項２８】
前記身体排泄は、尿及び／又は便を含む請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
前記ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタのインピーダンスは、前記身体排泄と接触したときに、約１０５倍変化する請求項２３に記載の方法。
【請求項３０】
身体排泄センサであって、ポリアニリン／カーボンブラック（ＰＡＮＩ／ＣＢ）ケミレジスタを有し、前記ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタのインピーダンスに少なくとも部分的に基づいて応答信号を生成するために、質問無線周波数（ＲＦ）信号により電源供給される共振ＬＣ回路を備え、前記ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタのインピーダンスは、身体排泄への露出で変化する、身体排泄センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
外国又は国内の優先権を主張する特許請求の範囲が、本願と共に提出されるアプリケーションデータシートで識別されるあらゆる出願は、米国特許法施行規則１．５７によって参照により本明細書に援用される。
【０００２】
失禁率は、介護施設の居住者の６０％及び救急処置の患者の６６％に達することが報告されている。集中治療室は、一般的に、最も高い失禁率を有する。失禁関連の皮膚炎（ｉｎｃｏｎｔｉｎｅｎｔ−ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  ｄｅｒｍａｔｉｔｉｓ（ＩＡＤ））による皮膚損傷は、入院患者の三分の一で発生している。長期介護施設の４１％もの成人は、会陰部の肌の状態のある種の形態を経験している。ＩＡＤは、微生物による皮膚感染症及び圧迫潰瘍のリスクを増大し、これは、長い入院滞在、増大する処置費用、院内感染の大きなリスク、並びに高い罹患率及び死亡率をまねきうる。失禁の理由は不明であることが多い。一部の場合には、失禁は、入院患者の中断されることができない処置を含む複数の要因によって生じる。
【背景技術】
【０００３】
また、肌の状態は、救急処置施設の質の測定基準である。磁気状態についてアメリカ看護師協会に申請するとき、救急処置施設は、圧迫潰瘍の有病率の四半期データを報告しなければならない。同様に、長期介護施設は、損傷を防ぐために適切な行動が取られなかった場合の圧迫潰瘍率及び罰金のリスクを報告しなければならない。
【０００４】
Ｗｏｕｎｄ，  Ｏｓｔｏｍｙ，  ａｎｄ  Ｃｏｎｔｉｎｅｎｃｅ  Ｎｕｒｓｅｓ  Ｓｏｃｉｅｔｙのガイドラインによれば失禁の管理は、各失禁症状の発現後に、乾燥及び清浄に維持される皮膚及び皮膚保護剤の適用を要件としている。ブリーフ又はオムツ交換の遅れは、ＩＡＤの発生を招くとして引き合いに出される一方、より頻繁な失禁ブリーフの交換は、圧迫潰瘍の発生を抑制することがわかっている。
【０００５】
しかし、失禁イベントが発生したときに識別するための方法がなく、介護人は、患者の状態に気付かないことが多い。その結果、会陰衛生は、需要によってではなく日程によって最も頻繁に発生する。
【発明の概要】
【０００６】
失禁管理システム及び方法は、患者のブリーフが汚されたときに介護人に通知を提供する。失禁又は失禁イベントは、排泄機能の自発的な制御の欠如からもたらされるイベントを含む。これは、成人、子供及び幼児で生じうる。身体排泄検出器又はセンサは、身体排泄検出素子又はトランスデューサと、パッシブ型共振ＬＣ回路と、を備える。実施形態では、身体排泄検出素子は、尿及び便のような身体排泄物の蒸気又は‘臭い’にさらされると、大きなインピーダンス変化を受けるポリアニリン／カーボンブラック（ＰＡＮＩ／ＣＢ）ケミレジスタを含む。ＰＡＮＩ／ＣＢレジスタのインピーダンス変化により、共振回路の特性は、センサが尿又は便の蒸気に露出されたときに、変化する。
【０００７】
別の実施形態では、例えば、キャパシタンス、インダクタンス、誘電強度、導電性、透磁性、誘電率、磁場強度、結晶構造、反射率、屈折率、感光性、熱特性等のような身体排泄検出素子の他の特性は、尿及び／又は便への露出時に変化を受ける。特性の１以上の変化により、身体排泄検出素子を含む回路の特性は、センサが尿及び／又は便へ露出されたときに変化する。
【０００８】
別の実施形態では、水分センサは、水分検出素子又はトランスデューサと、パッシブ型ＬＣ回路と、を備える。実施形態では、水分検出素子は、水分への露出時にインピーダンス変化を受ける。インピーダンス変化により、共振回路の特性は、センサが水分に露出されたときに変化する。
【０００９】
別の実施形態では、例えば、キャパシタンス、インダクタンス、誘電強度、導電性、透磁性、誘電率、磁場強度、結晶構造、反射率、屈折率、感光性、熱特性等のような水分検出素子の他の特性は、水分への露出時に変化を受ける。特性の１以上の変化により、水分検出素子を含む回路の特性は、センサが水分に露出されたときに変化する。
【００１０】
従来のＲＦ技術により、リーダ又は質問器は、服及びブランケットを通じて患者のブリーフに配置されるセンサ又はセンサインサートに問い合わせる。一部の実施形態では、リーダは、約５メートルまでの距離からのセンサ応答を読み取る。別の実施形態では、リーダは、約５メートルを超える距離からのセンサ応答を読み取る。トランスポンダからの質問信号は、パッシブセンサに電力供給し、センサは、高周波数（ｈｉｇｈ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（ＨＦ））又は超高周波数（ｕｌｔｒａ−ｈｉｇｈ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（ＵＨＦ））信号を用いて無線通信を提供する。実施形態では、センサは、センサのインピーダンスにより変調される信号を戻し返し、汚された又は清浄なブリーフの状態を示す。情報が知らされると、介護人は、適時に適切な介護を提供することができる。
【００１１】
システム及び方法は、ポリアニリン／カーボンブラック（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ／ｃａｒｂｏｎ  ｂｌａｃｋ（ＰＡＮＩ／ＣＢ））ケミレジスタを含む回路を備える身体排泄センサを開示する。回路は、ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタのインピーダンスに少なくとも部分的に基づく応答信号を生成するために質問無線信号によりエネルギー供給される。ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタのインピーダンスは、身体排泄がない場合よりも身体排泄に露出されるときのほうが大きくなる。一部の実施形態では、回路は、共振回路である。別の実施形態では、回路は、テレメトリ回路である。
【００１２】
各種実施形態によれば、人の失禁イベント又は身体排泄イベントを検出する方法を開示する。前記方法は、身体排泄を検出するためのセンサを提供するステップを備える。センサは、身体排泄がある場合にインピーダンスを増加させるように構成されるポリアニリン／カーボンブラック（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ／ｃａｒｂｏｎ  ｂｌａｃｋ（ＰＡＮＩ／ＣＢ））ケミレジスタを含む。前記方法は、更に、センサにおいて質問信号を受信するステップであって、前記質問信号がセンサに電源供給するステップと、質問信号に応じてセンサから王号信号を送信するステップであって、応答信号は、ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタのインピーダンスに少なくとも部分的に基づく、ステップと、を更に備える。
【００１３】
一部の実施形態では、身体排泄センサを提供する。前記センサは、前記センサのインピーダンスに少なくとも部分的に基づいて応答信号を生成するために、質問無線周波数（ＲＦ）信号によりエネルギーを与えられる共振ＬＣ回路を備え、前記センサのインピーダンスは、身体排泄への露出で変化する。
【００１４】
本発明を概説する目的のため、本発明の特定の態様、利点及び新規な特徴が本明細書で説明されている。このような利点の全てが本発明の特定の実施形態に従って実現される必要はないことが理解される。よって、本発明は、本明細書で教示又は提案されるような他の利点を実現せずに本明細書で教示されるような１つの利点又は複数の利点を実現又は最適化する態様で具体化又は実行されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明の様々な特徴を実装する一般的なアーキテクチャは、図面を参照しながら説明される。図面及び関連する説明は、本発明の実施形態を説明するために提供され、本発明の範囲を限定するものではない。図面を通して、参照番号は、参照される要素間での対応を示すために再使用される。
【００１６】
【図１】図１は、特定の実施形態に係る尿の蒸気へのＰＡＮＩ／ＣＢセンサの例示的な抵抗変化を示すグラフである。
【図１Ａ】図１Ａは、特定の実施形態に係る例示的なセンサ及び例示的なリーダを示す。
【図２】図２は、特定の実施形態に係るＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタを組み込む例示的な共振ＬＣ回路の概要図である。
【図３】図３は、特定の実施形態に係る例示的なＰＡＮＩ／ＣＢセンサのアクティベーション時のシミュレートされたセンサ応答を示すグラフである。
【図４】図４は、特定の実施形態に係るＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタを組み込む例示的なテレメトリＬＣ回路の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
いくつかのケミレジスタセンサは、化学検体に応答することが知られている。ポリアニリン／カーボンブラック（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ／ｃａｒｂｏｎ  ｂｌａｃｋ（ＰＡＮＩ／ＣＢ））センサは、排泄物中のアミンとのポリアニリン（ＰＡＮＩ）のプロトン化ポリマー骨格との間での酸塩基反応を通じて尿及び便への感度を提供する。尿中のアンモニア、尿素の副生成物、は、約１０５オームの大きさで抵抗を増加させるＰＡＮＩを脱プロトン化する。一部の実施形態では、抵抗は、約１０％から約１００，０００％で増加し、ＰＡＮＩ／ＣＢセンサの長さ及び幅のような領域を変化しうる。
【００１８】
図１は、尿の蒸気に対する例示的なＰＡＮＩ／ＣＢセンサの抵抗値の変化を示すグラフ１００を示し、ここで、ｘ軸は時間（秒）を示し、ｙ軸は抵抗（キロオーム）を示す。ＰＡＮＩ／ＣＢセンサの初期抵抗は、約５００オームである。尿の蒸気露出は、約４０秒から開始される。約６０秒では、ＰＡＮＩ／ＣＢセンサの抵抗は、約４７０キロオームである。
【００１９】
ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタは、また、アンモニア及び便の芳香成分であるスカトール（３−メチルインドール）のような有機アミンへの応答に高い選択性がある。水、アルコール及び他の有機物は、ポリマー複合体の抵抗を約１００倍だけ増加させる。これは、アミンにより変化させられる抵抗よりも３桁小さい。
【００２０】
図１Ａは、身体排泄センサ、失禁センサ又はセンサインサート１０２及びリーダ又はインテロゲータ１０４の図である。トランスポンダ（応答機）は、信号を送受信するための装置である。実施形態では、失禁センサ１０２は、ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタを含み、トランスポンダとして動作する。リーダ又はインテロゲータデバイス１０４は、無線周波数（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（ＲＦ））信号のような質問信号を失禁センサ１０２へ送信する。一実施形態では、質問信号は、失禁センサ１０２へ電力を提供する。失禁センサは、ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタの抵抗に少なくとも部分的に基づく信号をリーダ１０４へ反射し返す。失禁センサ１０２からの信号に基づいて、失禁イベントが生じたかどうかが判定される。
【００２１】
失禁センサ１０２の実施形態は、ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタのインピーダンスと相関する信号を返し、バッテリ又は補充電源供給を必要とせずに、パッシブに動作し、センサインサートが使い捨て可能に扱われうるように全体を低コストに維持する。
【００２２】
第１の実施形態のより詳細な理解のために、ここで図２を参照する。図２は、無線周波数（ＲＦ）信号により問い合わせられたときのセンサ応答を送信する例示的な共振又は発信ＬＣ回路２００の概要図である。共振回路２００は、ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタＲＣｈｅｍと、第１のレジスタＲ１と、第２のレジスタＲ２と、第１のキャパシタＣ１と、第２のキャパシタＣ２と、インダクタＬ１と、を備える。レジスタＲ１及びＲＣｈｅｍは、直列に電気接続される。Ｒ１及びＲＣｈｅｍの直列組み合わせは、Ｒ２、Ｃ１、Ｌ１及びＣ２のそれぞれと並列に電気接続される。
【００２３】
共振回路２００では、ＡＮＩ／ＣＢケミレジスタＲＣｈｅｍのインピーダンスの変化は、回路の応答のＱ値（ｑｕａｌｉｔｙ（Ｑ）  ｆａｃｔｏｒ）に反映される。Ｑ値ｆ０／Δｆは、その電力半値帯域Δｆ（すなわち、振動の電力が共振周波数における電力の二分の一を超える帯域）に対する回路の中心周波数又は共振周波数ｆ０の比として定義される。高いＱ値を有するＬＣ回路は、共振周波数において大きな振幅（信号）を有するが、発振器が共振する周波数の小さな範囲又は小さな帯域も有する。
【００２４】
初めに、尿／便の蒸気に露出されない状態で、ＲＣｈｅｍの抵抗は非常に低く、低いＱ値が得られる。第１のレジスタＲ１は、回路のショートが生じないことを確実にするためにＲＣｈｅｍと直列に配置される。ＲＣｈｅｍの抵抗が尿／便の蒸気に露出されることにより増加すると、回路２００の発信は、より弱められ、これは、高いＱ値をもたらす。
【００２５】
リーダ１０４は、ＬＣ回路２００を含む失禁センサ１０２に問い合わせ、センサ１０２は、ケミレジスタＲＣｈｅｍの抵抗値の少なくとも一部に基づく信号をリーダ１０４へ戻し返す。別の実施形態では、回路２００は、尿及び／又は便が存在するときには、信号をリーダ１０４に戻し返し、尿及び／又は便が存在しないときには、信号を戻さない。別の実施形態では、回路２００は、尿及び／又は便が存在しないときには、信号をリーダ１０４に戻し返し、尿及び／又は便が存在するときには、信号を戻さない。
【００２６】
一部の実施形態では、リーダ１０４は、この戻された信号のＱ値を求め、センサ回路２００から戻される信号のＱ値に基づいて失禁イベントが生じているかどうかを判定する。別の実施形態では、リーダ１０４は、受信された信号を判定デバイスへ送信する。判定デバイスは、この戻された信号のＱ値を求め、センサ回路２００から戻される信号のＱ値に基づいて失禁イベントが生じているかどうかを判定する。よって、ＬＣ回路２００のＱ値をモニターすることにより、失禁イベントが検出されうる。
【００２７】
一部の実施形態では、判定デバイスは、コンピュータプロセッサと、コンピュータ実行可能な命令を含むメモリと、を備える。更なる実施形態では、リーダは、判定デバイスを含む。一部の実施形態では、判定デバイスは、センサ素子を含む通知システムを含む。
【００２８】
例えば、一実施形態では、Ｒ１＝１５ｋΩ；Ｒ２＝３０．６１６ｋΩ；Ｃ１＝２．８ｐＦ；Ｌ１＝５．３４３μΗ；及びＣ２＝８２ｐＦであり、ＬＣ回路２００は、約６．６ＭＨｚの共振周波数を有する。図３は、アクティベーション３０２の前の、シミュレートされたセンサ応答及び回路２００の例示的なＰＡＮＩ／ＣＢセンサＲＣｈｅｍのアクティベーション３０４でのシミュレートされたセンサ応答を示すグラフ３００である。尿及び便が存在しない場合には、ＲＣｈｅｍ＜＜Ｒ２であり、Ｑ値が約６０である。失禁イベントが生じたときには、ＲＣｈｅｍの抵抗がＲＣｈｅｍ＞＞Ｒ２となるように増加する。回路２００から戻された信号のＱ値は、ポジティブなセンサ応答を示す約１２０に増加する。一実施形態では、Ｑ値は、ＲＣｈｅｍの抵抗に比例し、これは、単にポジティブな結果（失禁イベント）又はネガティブな結果（失禁イベントがない）を識別するのではなく、ケミレジスタのインピーダンスの正確な値又はほぼ正確な値をもたらす。有利には、ケミレジスタのインピーダンスの正確な値又はほぼ正確な値は、センサが尿又は便に露出されたかどうかを判定するために用いられうる。更に、ケミレジスタのインピーダンスの正確な値又はほぼ正確な値は、偽陽性（ｆａｌｓｅ  ｐｏｓｉｔｉｖｅ）又は偽陰性（ｆａｌｓｅ  ｎｅｇａｔｉｖｅ）を判定するために用いられうる。
【００２９】
上記の例では、失禁イベントの発生時の共振回路２００のＱ値は、図３に示されるように、失禁イベントのない場合の共振回路２００のＱ値の約２倍である。ＬＣ回路２００の別の実施形態は、異なる値のＲ１、Ｒ２、Ｃ１、Ｃ２及びＬ１、異なる共振周波数、及びＲＣｈｅｍのアクティベーション前とＲＣｈｅｍのアクティベーション時とでの戻される信号のＱ値の変化が約２倍であってもよく、２倍未満でもよく、２倍を超えてもよい。しかし、ＰＡＮＩ／ＣＢセンサＲＣｈｅｍのアクティベーション時の回路２００のＱ値は、ＰＡＮＩ／ＣＢセンサＲＣｈｅｍのアクティベーション前の回路のＱ値よりも大きい。
【００３０】
有利には、回路２００の低電力要件は、リーダ１０４が一定距離からセンサインサート１０２を読み出すことを可能にする。更に、ＬＣ回路２００を含む尿／便センサインサート１０２は、長期間用のリーダ１０４の電場及び磁場内に維持し、これは、リーダがセンサインサートに頻繁に問い合わせることを可能にする。例えば、６．６ＭＨｚリーダ１０４は、共振回路２００に数千回問い合わせ、データを処理する。失禁管理システムの一部として動作する、リーダ１０４は、一実施形態では、数秒ごとに評価を行う。実施形態では、リーダ１０４は、センサインサート１０２の複数の読み取り、及び改善された信号ノイズ比のための何千の応答の信号平均を取得することができる。更に、共振回路２００の電気部品は、低コストなデバイスである。例えば、上記の例のＲ１、Ｒ２、Ｃ１、Ｃ２及びＬ１のコストは、デバイス当たり約＄０．０８の価格であり、低コストな効率の良いシステムとなる。
【００３１】
更なる実施形態では、身体排泄センサは、回路２００のような共振ＬＣ回路を含み、例えば、センサ素子は、身体排泄が存在すると変動又は変化する特性を有する。共振ＬＣ回路は、身体排泄が存在すると変化するセンサ素子の特性に少なくとも部分的に基づく特質を含むように構成される。リーダからの質問信号に応じて、回路は、身体排泄が存在すると変化するセンサ素子の特性に少なくとも部分的に基づく信号を提供する。よって、身体排泄センサは、身体排泄がない場合の第１の信号及び身体排泄がある場合の第２の信号を提供し、第１及び第２の信号は、異なっている。センサ素子の例は、水分センサ、金属酸化物水分センサ、キャパシタンス水分センサ、電界活性水分センサ等である。
【００３２】
別の実施形態では、センサインサート１０２は、１以上のデジタルＬＣ回路を含む。特定のＩＤ番号が各回路に割り当てられる。センサ部品のアクティベーション及びその電気特性において得られる変化は、タグにより送信された特性のＩＤ番号又は送信された番号の数による変化を生じる。例えば、タグは、問いかけ時の２つの特定かつ異なるＩＤ番号を返す２つのデジタル回路を含んでもよい。センサがアクティベートされるとき、これらの番号の１つのみが戻し返される。別の例では、不活性ガスは、質問器へ特定のＩＤ番号を送信する単一のデジタルＬＣ回路を有する。センサの電気特性が、尿／便へのポジティブ応答により変化するとき、戻し返されるＩＤ番号は、いくらかの量により異なっている。この量は、センサの電気特性の変化の有り無しの大きさに関連しうる。
【００３３】
失禁センサ１０２の別の実施形態は、識別（ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＩＤ））部品の追加の汎用性を含むテレメトリ回路を含む。テレメトリ回路は、ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタＲＣｈｅｍのインピーダンスに周波数比例することによりリーダ１０４からの質問信号を変調する。図４は、ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタＲＣｈｅｍに問い合わせる例示的なテレメトリＬＣ回路４００を示す概要図である。テレメトリ回路４００は、アンテナＥ１と、キャパシタＣ３−Ｃ６，Ｃ１１，Ｃ１２と、レジスタＲ１と、ダイオードＤ１と、ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタＲＣｈｅｍと、を備える。
【００３４】
図４に示されるように、アンテナＥ１の第１の端部は、キャパシタＣ５を介してトランジスタＱ１のドレインと電気接続し、ダイオードＤ１のアノードと電気接続する。トランジスタＱ１のソース及びアンテナＥ１の第２の端部は、それぞれグラウンドに電気接続する。ダイオードＤ１のカソードは、電力供給電圧ＶＣＣに電気接続する。ＬＥＤ１、Ｃ１１及びＣ１２は、ＶＣＣとグラウンドとの間をそれぞれ電気接続し、Ｃ１１及びＣ１２は、アンテナＥ１の第１の端部とグラウンドとの間をそれぞれ電気接続する。
【００３５】
トランジスタＱ１のゲートは、タイマＩＣ  Ｕ１の出力と電気接続し、Ｒ１とＲＣｈｅｍとの直列組み合わせは、出力と、タイマＩＣ  Ｕ１の閾値及びトリガー入力との間で電気接続する。タイマＩＣ  Ｕ１の閾値及びトリガー入力は、更に、キャパシタＣ７を介してグラウンドに接続される。タイマＩＣ  Ｕ１のリセット入力は、ＶＣＣによりｈｉｇｈに引かれ、タイマＩＣは、ＶＣＣとグラウンドとの間で電源供給される。キャパシタＣ６は、タイマＩＣ  Ｕ１の電源入力のためにＶＣＣとグラウンドとの間のフィルタキャパシタとして機能する。
【００３６】
実施形態では、Ｃ１１＝．１μＦ；Ｃ１２＝１μＦ；Ｃ３＝．１μＦ  Ｃ４＝．１μＦ；Ｃ６＝．１μＦ；Ｃ７＝１０００ｐＦ；及びＲ１＝２４ｋΩ一部の実施形態では、Ｄ１は、例えば、パーツ番号ＢＡＳ５６、ＢＡＳ１１５等のようなショットキーダイオードである。一部の実施形態では、トランジスタＱ１は、例えば、Ｆａｉｒｃｈｉｌｄ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ製のパーツ番号ＦＤＶ３０１Ｎ等のようなボディダイオードを有するＮチャネル空乏モードＭＯＳＦＥＴである。一部の実施形態では、タイマＩＣ  Ｕ１は、例えば、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製のパーツ番号ＴＬＣ５５５ＣＤＲ等のようなプログラマブルタイマ及び発振器である。
【００３７】
一部の実施形態では、ＬＥＤ１は、回路４００に対するシャント電圧レギュレータとして機能する。センサ又はセンサインサートがリーダアンテナに近すぎるとき、整流電圧は、指数関数的に上昇し、タイマの許容誤差を超えてもよい。ＬＥＤ１は、この状況で電圧調整を提供してもよい。例えば、ＬＥＤ１は、典型的には、１．８ＶＤＣ降下を有する赤色ＬＥＤを含んでもよい。余剰電力は、フォトンに変換されるが、熱には変換されず、これは、センサ又はセンサインサートに近づく人への燃焼リスクを低減する。別の実施形態では、ツェナーダイオードは、シャント電圧レギュレータとして機能する。また、ＬＥＤ１は、回路４００が質問器から十分な強度の信号を受信していることを示すために視覚インジケータとして機能する。ＬＥＤ１の例は、Ａｖａｇｏ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓによるパーツ番号ＨＳＭＨ−Ｃ１９０である。
【００３８】
テレメトリＬＣ回路４００は、回路４００がリーダ１０４により問い合わせられるとき、生成された有効磁場を変調する。テレメトリＬＣ回路４００を含むセンサは、リーダの質問信号の周波数からシフトされるサイドバンドを戻す。サイドバンドは、タイマＵ１からの発振周波数がトランジスタＱ１のゲートに加えられるとき、生成される。ゲート電圧が約１Ｖに到達したとき、ソース−ドレインにわたるインピーダンスは、約４オームに降下し、これは、アンテナインピーダンスよりも非常に小さい。インピーダンス降下は、回路４００により体験される磁場での減少を生じる。タイマＵ１の発振周波数は、ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタＲＣｈｅｍの抵抗又はインピーダンスに少なくとも部分的に基づく。
【００３９】
上記の例では、リーダ１０４は、１３．５６ＭＨｚ信号を送信する。実施形態では、リーダ１０４は、正確な１３．５６ＭＨｚ信号を送信する。尿又は便がない場合には、Ｒｃｈｅｍ≒３０ｋΩであり、タイマＵ１からの発振周波数は、約２５ｋＨｚである。シフトされた周波数は、質問器の１３．５６ＭＨｚ信号から約５．８７ｋＨｚである。
【００４０】
尿又は便がある場合には、Ｒｃｈｅｍ≒１ＭΩであり、タイマＵ１からの発振周波数は、約６００Ｈｚである。シフトされた周波数は、質問器の１３．５６ＭＨｚ信号から約７００Ｈｚである。
【００４１】
よって、入射ＲＦ信号を戻すことに代えて、Ｒｃｈｅｍの抵抗又はインピーダンスに少なくとも部分的に基づいて周波数シフトされる新たな信号は、テレメトリ回路４００により戻される。一部の実施形態では、これらの反射され、シフトされた信号は、短い帯域の無線技術を用いて記録及びデジタル化される。反射された信号は、その後、失禁イベントが生じたかを判定するためにＰＡＮＩ／ＣＢ  ＲＣｈｅｍの抵抗と相関されうる。
【００４２】
一部の実施形態では、リーダ１０４は、受信した信号に基づいて失禁イベントが生じたかを判定する。一部の実施形態では、リーダ１０４は、受信した信号を判定デバイスへ送信する。判定デバイスは、失禁イベントが、テレメトリセンサ回路４００から反射された信号に基づいて生じたかどうかを判定する。実施形態では、判定デバイスは、コンピュータプロセッサと、コンピュータ実行可能な命令を含むメモリと、を含む。更なる実施形態では、リーダは、判定デバイスを含む。
【００４３】
回路２００を含む共振センサインサート１０２において、回路４００を含むテレメトリセンサインサート１０２は、問い合わせＲＦ場により電源供給される。テレメトリ回路４００の部品は、低コストデバイスである。例えば、上記の例では、Ｃ１−Ｃ７、Ｒ１、Ｄ１、Ｑ１、ＬＥＤ１及びＵ１は、デバイスごとに約＄０．４７の価格であり、経済的なセンサインサートとなる。
【００４４】
テレメトリ回路４００の他の実施形態は、異なる部品値、異なる部品、及び異なる共振周波数を含んでもよく、これは、上述した動作から逸脱せずに、タイマＩＣから異なる発信周波数及び異なるシフトされた周波数を提供する。
【００４５】
テレメトリセンサ回路４００の一部の実施形態は、ＩＤ署名として機能しうる第２のタイミング素子を含む。署名は、センサインサートの応答に特定の時間遅延となりうる。例えば、第２のタイマＩＣは、第１のタイマＩＣ  Ｕ１からの、上述したようなＰＡＮＩ／ＣＢの抵抗に基づく出力クロック信号を、周波数コンバータ、遅延素子等へゲートする。センサのデータを含む戻された信号は、その後、プリセットされた又は予め決定された時間で遅延される。一部の実施形態では、プリセットされた時間遅延は、ミリ秒から秒の範囲でありうる。時間遅延は、リーダ１０４が、同時又はほぼ同時に複数のセンサインサートに問い合わせることを可能にする。各センサインサート１０２は、その信号の時間遅延により識別される。
【００４６】
例えば、第１のセンサインサート１０２のＬＣ回路は、１００ｍｓｅｃの時間遅延を有し、第２のセンサインサート１０２のＬＣ回路は、２００ｍｓｅｃの時間遅延を有する。２つの回路が非同期的に動作するため、信号が重複しないときに、期間が存在する。データコリジョンを更に低減するために、短いデューティサイクル送信が採用されうる。よって、遅延された時間シーケンスは、ＩＤ構成要素を、失禁センサデバイスのＬＣ回路に割り当てるためのメカニズムとして用いられうる。
【００４７】
一部の実施形態では、センサインサート１０２は、デジタルＬＣ回路を含む。１０個のデジット識別番号は、例えば、回路に割り当てられる。デジタルＬＣ回路は、ケミレジスタのインピーダンス及びデジタルデータストリームのＩＤ番号を送信するように構成される既製の（ｏｆｆ−ｔｈｅ−ｓｈｅｌｆ）デジタルＩＣを含みうる。デジタル失禁センサの利点は、ケミレジスタ統合、ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタインピーダンス及びＩＤ要素の正確な測定を容易にする。
【００４８】
一部の実施形態によれば、デジタル失禁センサは、例えば、Ｍｅｌｅｘｉｓ製のパーツ番号ＭＬＸ９０１２９等のようなデジタルＲＦＩＤタグ又はＩＣを含む。デジタルＲＦＩＤ  ＩＣは、ＩＣに電気接続される抵抗検知素子をモニタするように構成される。デジタルＲＦＩＤ  ＩＣは、ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタＲＣｈｅｍのような抵抗センサの応答をデジタル化するように構成されるＡ／Ｄコンバータを含む。リーダにより問い合わせると、デジタル回路は、センサ上の抵抗測定を行い、データストリームでの測定を送信する。デジタル回路は、数的なＩＤ要素を含み、測定の送信に加えて、デジタル回路は、また、データストリームでのＩＤを送信する。ＩＤ要素を有する実施形態では、リーダ又は質問器１０４は、同時又はほぼ同時に複数のデジタル失禁センサインサートを読み取りうる。
【００４９】
有利には、Ｍｅｌｅｘｉｓ  ＭＬＸ９０１２９  ＲＦＩＤタグは、データストリームでの精度を確実にするために巡回冗長検査を採用する。デジタルＲＦＩＤ  ＩＣの欠点は、それらの範囲及びコストを制限するそれらの高い電力要求であり、共振ＬＣ回路２００及びテレメトリＬＣ回路４００の何倍にもなる。
【００５０】
別の実施形態では、センサ素子は、ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタに限定されないが、例えば、水分センサ、金属酸化物水分センサ、キャパシタンス水分センサ、電界活性水分センサ等のようなセンサ又はセンサ素子でありうる。
【００５１】
一部の実施形態では、失禁センサインサート１０２は、糞便失禁がＩＡＤ、圧力潰瘍及び尿路感染症のより大きなリスクを生じるような便を選択的に検出するために、患者のブリーフの臀部領域に配置される。また、ＲＣｈｅｍのインピーダンス変化の大きさは、尿と便とを区別するために用いられうる。それに代えて、センサインサート１０２の配置は、尿を選択的に検出するために、患者のブリーフの前方領域にある。
【００５２】
一部の実施形態では、失禁センサ１０２は、本明細書で開示されるパッシブ回路設計でパターンニングされるフレキシブル基板を含む。ＰＡＮＩ／ＣＢケミレジスタは、ポリマー合成サスペンションのインクジェット印刷を介してフレキシブル基板に加えられうる。
【００５３】
一部の実施形態では、センサ又はセンサインサート１０２は、大きな切手ほどのサイズであり、バッテリフリーである。別の実施形態では、センサ又はセンサインサート１０２は、その読み取り可能な範囲を延長するバッテリを含む。センサインサート１０２の実施形態は、失禁イベントを検出するための信頼性のある手段を提供し、それにより、ＩＡＤを防ぐための気付きを介護人に提供する。更に、センサインサートは、失禁を管理するための便利かつ低コストなオプションを提供する。
【００５４】
身体排泄センサは、尿、便、体液、体分泌、組織腐敗のような感染症の兆候、酵母等を検出することが可能であるセンサを含んでもよい。
【００５５】
本明細書において、用語“備える、備えられる、及び備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｅ，  ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ，  ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ  ａｎｄ  ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）”又はその変形及び用語“含む、含まれる、及び含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｅ，  ｉｎｃｌｕｄｅｓ，  ｉｎｃｌｕｄｅｄ  ａｎｄ  ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）”又はその変形は、総じて交換可能であると見なされ、それらは、最も広い解釈及びその逆を全てもたらされるべきである。
【００５６】
本発明の特定の実施形態が説明されてきたが、これらの実施形態は、例示によって示されているだけであり、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。実際、本明細書で説明される新規な方法及びシステムは、様々な他の形態で具体化されてもよく、更に、本明細書で説明される新規な方法及びシステムにおける様々な省略、置き換え及び変更が本発明の趣旨から逸脱しない範囲でなされてもよい。添付の図面及びそれらの均等物は、本発明の範囲及び趣旨の範囲内であるとしてこのような形態及び変形に及ぶことを意図するものである。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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