(57)【要約】本発明は、導体基板の第１のエッジから貼り付けられ、前記基板の両端間でループしている導体を有していることが好ましい非対称誘導バンドを備えている。導体の第１および第２のセクションは、基板の長さに沿った離散ポイントにおけるいくつかまたはすべての中間端点すなわちピボット位置に「ヘアピン様」フィーチャを有する形で形成されていることが好ましい。また、第１および第２のセクションは、互いに非対称の関係で配列され、一般的には、ヘアピン様フィーチャの各々は、他の前記フィーチャと真向かいにならないことが好ましい。ヘアピンは、導体の頂点すなわちヘアピン形状に対する寄与だけでなく、伸張時における自己インダクタンスの変化にも寄与している鋸歯型導体によって接続されていることが好ましい。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象の呼吸をモニタするための誘導バンドであって、
第１および第２の端部を有する細長い導体と、
前記細長い導体の中心から間隔を隔てた、第１および第２の端部を備えた細長い導体をサポートする膨張性導体サポート基板とを備え、
細長い導体が、交番する一連のオフセット頂点フィーチャおよび周期導体フィーチャを備え、前記オフセット頂点フィーチャが、周期導体フィーチャ間の中間軸を共有している誘導バンド。
【請求項２】
細長い導体が単一閉ループからなる、請求項１に記載の誘導バンド。
【請求項３】
交番する一連のオフセット頂点フィーチャおよび周期導体フィーチャの少なくとも２つが、導体の縦軸に対して互いに重複している、請求項１に記載の誘導バンド。
【請求項４】
非膨張性バンドをさらに備え、膨張性バンドが、１対のフックおよびループパッチ材、バックル、摩擦フィッティング材の一部、ノット、ボタン、クリート、一定の長さの連続した縫い目、接着剤、ジッパ等からなるグループから選択された少なくとも１つを使用して非膨張性バンドに結合された、請求項１に記載の誘導バンド。
【請求項５】
オフセット頂点フィーチャが、各頂点フィーチャの遠位端部分に部分ループを備え、かつ、部分ループから延びた１対の密に間隔を隔てた脚を備えたヘアピンの形で形成された、請求項１に記載の誘導バンド。
【請求項６】
膨張性導体サポートが対象の表皮であり、導体が接着剤または接着剤裏打ちテープを使用して前記表皮に取り付けられる、請求項１に記載の誘導バンド。
【請求項７】
細長い導体が金属製である、請求項１に記載の誘導バンド。
【請求項８】
改良型誘導バンド変換器であって、
第１の部分、中間渡り、および第２の部分を有する導電体と、
導電体をサポートする膨張性導体サポート基板と、
導電体の各端部に電気結合された変圧器とを備え、
導電体の第１の部分が第１のシリーズの頂点フィーチャを有し、第２の部分が第２のシリーズの頂点フィーチャを有し、また、前記第１のシリーズおよび前記第２のシリーズが、中間渡りおよび変圧器を交差する中間縦軸と部分的に一致する誘導バンド。
【請求項９】
導電体が単一閉ループからなる、請求項８に記載の誘導バンド。
【請求項１０】
第１のシリーズの頂点フィーチャの少なくとも１つ、および第２のシリーズの頂点フィーチャの少なくとも１つがヘアピンの形で形成された、請求項８に記載の誘導バンド。
【請求項１１】
導電体が、膨張性導体サポート基板中に形成された一連のポケットまたはループ内に配置された、請求項８に記載の誘導バンド。
【請求項１２】
導電体が導電性重合体材料で形成された、請求項８に記載の誘導バンド。
【請求項１３】
導電体が、膨張性導体サポート基板中に織り込まれた、あるいは縫い込まれた、請求項８に記載の誘導バンド。
【請求項１４】
改良型誘導バンド導電トレースパターンであって、
第１の長さの導電性材料と、
第２の長さの導電性材料とからなり、
前記長さの各導電性材料の第１の端部がまとめて結合され、前記長さの各導電性材料の前記第２の端部が電気変圧器に電気結合され、また、前記第１の長さおよび前記第２の長さの一部が、それらの間の中間軸方向軸に対して、それぞれ互いに部分的に一致するように構成された改良型誘導バンド導電トレースパターン。
【請求項１５】
対象の周線の変化を測定するための自己インダクタンスセンサであって、
中に一連の幾何学形状が形成された細長い導体を備え、前記幾何学形状の少なくとも１つがヘアピン形状である自己インダクタンスセンサ。
【請求項１６】
対象の周線の変化を測定するための自己インダクタンスセンサであって、
中に一連の幾何学形状が形成された細長い導体を備え、前記幾何学形状の少なくとも１つが、第２の直線状の脚部分から密に間隔を隔てた第１の直線状の脚部分、および第１の直線状の脚部分を第２の直線状の脚部分に接続する頂点部分を有する自己インダクタンスセンサ。
【請求項１７】
頂点部分が、共通半径を有する実質的に半円形の部分からなる、請求項１６に記載の自己インダクタンスセンサ。
【請求項１８】
対象の周線の変化を測定するための自己インダクタンスセンサであって、
中に一連の幾何学形状が形成された細長い導体であって、前記幾何学形状の少なくとも１つが、第２の直線状の脚部分に実質的に平行に、かつ、第２の直線状の脚部分から密に間隔を隔てて配置された第１の直線状の脚部分を有する細長い導体と、
第１の直線状の脚部分を第２の直線状の脚部分に接続する、文字「Ｃ」のような形をした、細長い導体の頂点部分とを備えた自己インダクタンスセンサ。
【請求項１９】
細長い導体の第１の部分および細長い導体の第２の部分の一連の幾何学形状が間隔を隔てて配置され、前記第１の部分の一連の幾何学形状の一部が、細長い導体の第１の部分と第２の部分の間に配置された共通の縦軸と部分的に一致する、請求項１８に記載の自己インダクタンスセンサ。
【請求項２０】
対象の周線が大きくなった場合に、第１の脚部分および第２の脚部分を互いに広げることができる、請求項１８に記載の自己インダクタンスセンサ。
【請求項２１】
前記広がりが導体のインダクタンス変化をもたらす、請求項２０に記載の自己インダクタンスセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は呼吸モニタの分野に関し、詳細には、本発明は、対象の周線の膨張および収縮を間接的に測定し、該対象の呼吸量および呼吸速度を決定するための改良型誘導バンドを対象としたものである。
【背景技術】
【０００２】
多くのさまざまな種類の誘導バンドが発明され、過去数十年にわたって使用されている。また、呼吸を定量化可能信号に変換するための誘導ベストおよびその他の変換器が開発されている。バンドには、胸郭および／または腹部の周りの対象を完全に取り囲む設計のものと、対象を部分的に取り囲む設計のものとがある。
【０００３】
たとえば、米国特許第４，８１７，６２５号に、実質的に全体にわたって閉鎖領域を有する誘導バンド内に緊密に並置された閉鎖型対称頂部巻線および底部巻線の使用が教示されている。また、米国特許第５，９１３，８３０号には、誘導バンド上の交番活性セグメントおよび非活性セグメントの使用が開示されており、活性セグメントが実質的に閉鎖領域を形成している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
当分野には、誘導変換器バンドに対する数ある必要性の中でも、とりわけ容易に調整することができ、かつ、コンパクトな、より敏感な誘導変換器バンドが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、導体基板の第１のエッジから貼り付けられ、前記基板の両端間でループしている導体を備えていることが好ましい非対称誘導バンドを対象としている。導体の第１および第２のセクションは、基板の長さに沿った複数の位置の、いくつかおよび／またはすべての中間端点すなわちピボット部分に「ヘアピン様」フィーチャを有する形で形成されていることが好ましい。また、第１および第２のセクションは、互いに非対称の関係で配列され、一般的には、ヘアピン様フィーチャの各々は、他のヘアピン様フィーチャと真向かいにならないことが好ましい。
【０００６】
以下に、導体すなわちバンドの「ヘアピン」フィーチャあるいは他の任意のフィーチャによってもたらされる利点および／または工学考察を示す。既存の設計に勝る主な利点は、とりわけ非膨張位置からのバンドの偏りが小さい場合に、ヘアピンフィーチャがより敏感であることである。バンドが伸張していない場合、隣接する「ヘアピン」形状の導体は殆ど接触しており、したがってバンドが伸張すると、それがごく僅かであっても「ヘアピン」のギャップが広がり、それにより、既存の形状と比較すると、比較的大きい自己インダクタンス変化が得られる。インダクタンスの変化は、誘導呼吸バンドが接続されている、当分野で知られており、かつ、使用されている電子回路によって測定される。
【０００７】
戻り巻線（導体の下半分）のパターンは、頂部のパターンと同じであるが、パターンがずれているため、戻り巻線のヘアピンフィーチャと頂部巻線のヘアピンフィーチャが真向かいになることはない。この構成は、導体のヘアピンの数が増加し、延いては対象の極めて僅かな周線変化に対する導体の感度が向上するという望ましい特性を有している。
【０００８】
ヘアピンは、導体の頂点すなわちヘアピン形状に対する寄与だけでなく、伸張時における自己インダクタンスの変化にも寄与している鋸歯型導体によって接続されている。実際には、鋸歯型形状は、対向する導体巻線からのヘアピンに空間を提供している。事実、本発明による導体の好ましい構成は、重複並置、すなわち細長い導体の両方の部分を支えている細長い膨張性バンドの中央縦軸に沿った、頂点すなわちヘアピンフィーチャ間の関係を示している。
【０００９】
本発明による非対称誘導バンドは、人体対象の胸部または腹部の一部のみを取り囲むことが好ましい膨張性裏当て材に括り付けられている。対象を取り囲むべく、非膨張性材料の１本の帯（または複数本の帯）が膨張性材料に取り付けられている。バンドは、環状形状であることが好ましいインピーダンス整合変圧器（この変圧器も膨張性材料に取り付けられている）に接続され、また、他の２本の導体によって、非対称誘導バンドのインダクタンス変化を、対象が呼吸する際の、または吸入および吐出する際の膨張性バンドの長さの変化に比例した、したがって対象の周線の変化、したがって対象の呼吸量（および呼吸速度）に比例した電圧信号に変換する電子回路に接続されている。このような電子回路は、当分野で知られており、かつ、使用されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は、図１に示す、対象の呼吸測定に使用するための非対称誘導バンド１０を対象としている。本発明による非対称誘導バンド１０は、膨張性材料３０の基板上に配置された第１の部分１２および第２の部分１４を有する細長い導体２０を備えていることが好ましい。前記膨張性材料は、一定の長さの非膨張性材料４０、すなわち、より典型的には、使用中、対象の胴、胸郭および／または腹部の一部を取り囲むべく膨張性材料３０を非膨張性材料４０に結合するためのファスナ、バックル、フックおよびループパッチ材、１対のインターロックスナップ、摩擦フィッティング材の一部、ノット、ボタン、クリート、一定の長さの連続した縫い目、接着剤、ジッパ等を有するベルトに機械的に結合されていることが好ましい。
【００１１】
本発明は、単純に、本明細書において教示する細長い導体からなっており、該導体は、任意の裏当て材すなわち基板、変圧器、あるいは該細長い導体から除去され、あるいは離れた位置に配置され、かつ、電気連絡している他の追加コンポーネントを備えている。本発明によるこの実施形態すなわち形態の場合、第１の部分または第２の部分のいずれか一方（あるいは両方）を使用して、対象を完全に取り囲むことができ、あるいは対象の一部のみを取り囲むことができ、また、それらを無線トランシーバを介して、あるいは他の遠隔測定対、たとえば赤外線、ＵＶあるいは他の１つまたは複数の周波数の電磁放射を介して、遠隔電子回路２４に結合することができる。
【００１２】
使用に際しては、誘導バンド変換器を保護し、かつ／または誘導バンド変換器を対象にとってより快適なものにするべく、任意選択のライナーまたはライナー材料の層を追加することができる。導体２０は、接着剤、ワイヤ、連続した縫い目を使用して膨張性基板３０に貼り付け、あるいはポケット中に保持し、さもなければ膨張性基板３０のフィーチャによって束縛することができる。
【００１３】
導体２０は、任意の導電金属、複合材、合金、樹脂ベース材、重合体を使用して製造することができ、あるいは正確に測定することができる信号を生成するだけの十分な電気を導く材料である限り、膨張性基板３０中に埋め込まれたトレース材で構築することができる。導体２０は、従来のワイヤ絶縁を使用して絶縁されていることが好ましい。好ましい一実施形態では、導体が非膨張状態にある場合、各ヘアピン２５の脚２５Ａおよび２５Ｂは、絶縁材によってのみ分離されている。
【００１４】
導体すなわちバンド２０の一連の「ヘアピン」（すなわち頂点）フィーチャ２５あるいは他の任意のフィーチャによってもたらされる利点あるいは工学考察には、以下が含まれている。このようなフィーチャ２５の既存の設計に勝る主な利点は、とりわけ非膨張状態からのバンドの偏りが小さい場合、つまり膨張性材料３０の伸張がごく僅かであり、したがって導体２０が生成する信号が極めて小さい場合に、フィーチャがより敏感であることである。膨張性バンド３０が伸張していない場合、導体２０の隣接する部分１２および１４、詳細にはヘアピンフィーチャ２５はほぼ接触しており、したがってバンド３０が伸張すると、それがごく僅かであっても、各ヘアピンフィーチャ２５の脚２５Ａと脚２５Ｂの間のギャップが広がり、それにより、既存の従来技術による誘導バンドと比較すると、比較的大きい自己インダクタンス変化が得られる。
【００１５】
図２Ａおよび２Ｂを参照すると、ヘアピンフィーチャ２５の脚部分２５Ａまたは２５Ｂの各々が、他の脚部分に対して平行あるいは僅かに広がった状態で配向されている。各ヘアピンフィーチャ２５の頂点フィーチャ２７は、多少とも共通の半径を有する文字「Ｃ」のような形状をした半円形であることが好ましい。導体２０が膨張すると、ヘアピンフィーチャ２５の脚部分２５Ａおよび２５Ｂの僅かに広がった配向が大きくなる。当分野で知られ、かつ、使用されているように、導体２０を移動させる膨張性材料３０の伸張によってもたらされるインダクタンスの変化は、通常、誘導呼吸バンド１０が接続されている遠隔電子回路２４によって測定され、また、遠隔電子回路２４によって測定されることが好ましい。遠隔電子回路２４には、通常、バンド励起信号すなわち搬送信号を生成するための発振器、および元の形状からのバンドの膨張によるインダクタンス変化を、記録または測定が可能な電圧に変換するための周波数−電圧変換器すなわちＡＭ復調器が含まれている。
【００１６】
導体２０の戻り巻線１４（つまり、図１に示す導体２０の底部部分）のパターンは、頂部部分１２すなわちアウトバウンド巻線のパターンと同じであり、かつ、ヘアピンフィーチャ２５が互いにぶつかる、すなわち接触することがないよう、頂部部分１２に対してパターンがずれていることが好ましい。この実施形態は、ヘアピンフィーチャ２５の数が増加し、したがって対象の極めて僅かな周線変化に対する誘導バンドの感度が向上するという望ましい特性を有している。本発明によるヘアピンフィーチャ２５は、導体２０の鋸歯型中間セクション３５によって接続されており、これらの中間セクション３５も、伸張時における自己インダクタンスの変化に寄与している。実際には、鋸歯型形状は、導体巻線２０の対向する部分１２および１４からのヘアピンフィーチャ２５に空間を提供している。
【００１７】
導体２０は、膨張性基板３０中に統合することができ、また、導体２０が導体２０の他の部分から電気的に絶縁されている限りにおいては、必要に応じて、基板３０（および／または対象）から特定の構成に貼り付けることができ、あるいは特定の構成に織り込むことができる。
【００１８】
導体２０は、人体対象の胸部または腹部の一部のみを取り囲む膨張性裏当て材３０に括り付けられていることが好ましい。対象を取り囲むべく、非膨張性材料４０の１本の帯（または複数本の帯）が膨張性材料３０に取り付けられている。導体２０は、環状インピーダンス整合変圧器５０（この変成器も膨張性材料３０に取り付けられている）に接続され、また、２本の導体５２によって、導体バンド２０のインダクタンス変化を対象の周線の変化に比例した電圧に変換することができる、当分野で知られ、かつ、使用されている遠隔電子回路２４に接続されている。
【００１９】
本発明による非対称誘導バンドのもう１つの利点は、米国特許第５，５４３，０１２号に記載されているようなバンドを製造するための専用の装置を必要とする従来の対称誘導バンドとは対照的に、従来のミシンを使用して容易に製造することができることである。図３に示す実施形態では、膨張性材料３０Ｂの底部片の上に膨張性材料３０Ａの頂部片が置かれており、各ヘアピン２５のためのポケット６０を形成するべく、従来のミシンを使用して２列の縦方向の連続した縫い目５５が材料中に縫製されている。導体２０は、ジグ上で形に曲げられ、ヘアピン２５の各々は、ヘアピン２５を所定の位置に保持するべくポケット６０中に置かれ、また、バンド１０の周囲５７は縫い付けられている。連続した縫い目にバンド自体を交差させる必要がないため、従来のミシンを使用して、本発明による誘導バンドを製造することができる。
【００２０】
その他の利点および変更態様については、当分野の技術者には容易に思いつかれよう。したがって、より広義の態様における本発明は、図に示し、かつ、説明した特定の詳細、個々の装置および例証した実施例には限定されない。したがって、本発明は、本出願人の一般的な発明概念の精神あるいは範囲を逸脱することなく、このような詳細から逸脱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による好ましい実施形態の平面図である。
【図２】図２Ａは、導体が非膨張状態である、図１に示す導体実施形態の部分拡大図である。
【００２２】
図２Ｂは、導体が膨張状態である、図１に示す導体実施形態の部分拡大図である。
【図３】誘導バンドの製造に使用される連続した縫い目パターンの実施例を示す、本発明による他の実施形態の上面図である。
【図１】
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【国際公開パンフレット】
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2004530491.tif 000009
2004530491.tif 000010
2004530491.tif 000011
2004530491.tif 000012
2004530491.tif 000013
2004530491.tif 000014
2004530491.tif 000015
2004530491.tif 000016
2004530491.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成14年11月5日(2002.11.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
2004530491.tif 000019
【図３】
2004530491.tif 000020
【国際調査報告】
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2004530491.tif 000022
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