ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЛАГОСОДЕРЖАНИЯ
MOISTURE METER

Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к измерителю влагосодержания, удерживаемому в подмышечной впадине пациента для измерения влагосодержания в живом организме.
Уровень техники
[0002] Важно измерить влагосодержание в живом организме пациента. Обезвоживание в живом организме представляет собой патологическое состояние, при котором влагосодержание в живом организме уменьшено, и симптом, часто возникающий в повседневной жизни, и в частности особенно часто возникающий при выполнении пациентом физических действий или при высокой температуре воздуха в атмосфере, поскольку большое количество воды выходит из тела в результате потоотделения или повышения температуры. В частности, поскольку во многих случаях пожилые люди обладают уменьшенной возможностью сохранять воду в живом организме, полагают, что у пожилых людей обезвоживание более вероятно, чем у обычных здоровых людей.
[0003] В целом при старении человека происходит уменьшение объема мускулов, хранящих воду, и увеличение объема мочи вследствие ухудшения функционирования почек, а возможность чувствовать жажду во рту меньше вследствие притупленной чувствительности, причем происходит уменьшение влагосодержания, требуемое клетками. При отсутствии помощи при обезвоживании оно способно привести к появлению серьезных симптомов и даже развиться в серьезное заболевание. Дети младшего возраста также могут страдать от обезвоживания. Хотя влагосодержание детей младшего возраста обычно велико, такие дети не могут сами соответствующим образом попросить подать воды, что способно привести к обезвоживанию при слишком позднем распознавании этой ситуации людьми, ухаживающими за детьми.
[0004] В целом, говорят, что нарушения в регулировании температуры имеют место при потере живым организмом больше 2% влаги по весу. Нарушения в регулировании температуры приводят к образованию порочного круга, когда увеличение температуры приводит, в свою очередь, к уменьшению влагосодержания в живом организме, и в конечном счете приводит к патологическому состоянию, называемому болезнью перегрева. Болезни перегрева включают судороги при перенапряжении мышц в условиях перегрева, тепловое истощение, тепловой удар, которые могут иногда приводить к неправильной работе органов по всему телу. Таким образом, предпочтительно точное обнаружение обезвоживания, предотвращающее опасность, приводящую к болезням перегрева.
В качестве устройства для обнаружения обезвоживания известно (смотри Патентную литературу 1-3) устройство, измеряющее импеданс тела, причем такое устройство содержит ручки, которые следует удерживать обеими руками для вычисления влагосодержания на основании измеренного импеданса.
В качестве другого устройства для обнаружения обезвоживания известен (смотри Патентную литературу 4-6) оральный измеритель влагосодержания или аналогичное устройство, измеряющее влагосодержание во рту, например, на языковой слизистой оболочке, на слизистой оболочке щеки или на небе.
В качестве способа измерения влагосодержания в коже обычно используют массовый способ in vitro, способ Карла Фишера, спектроскопию нарушенного полного внутреннего отражения in vivo, а также способ высокочастотного импеданса и способ электропроводности, которые проще способов in vivo.
Перечень упомянутых материалов
Патентная литература
[0005] Патентная литература 1: Выложенная заявка на патент Японии №H11-318845.
Патентная литература 2: публикация Патента Японии №3977983.
Патентная литература 3: публикация Патента Японии №3699640.
Патентная литература 4: Заявка WO 2004/028359.
Патентная литература 5: Выложенная заявка на патент Японии №2001-170088.
Патентная литература 6: Выложенная заявка на патент Японии №2005-287547.
Раскрытие изобретения
Задача изобретения
[0006] Однако, измеритель влагосодержания, измеряющий импеданс тела посредством устройства, содержащего ручки, удерживаемые обеими руками для вычисления влагосодержания на основании значения импеданса тела, измеряет импеданс кожи руки. Таким образом, вероятно воздействие на устройство влагосодержания кожи, объема мышц рук и аналогичных параметров, причем это устройство не удобно для пользователя, поскольку оно слишком высоко для пожилых людей или людей с ограниченными физическими возможностями, ибо эти люди должны вставать для проведения измерения.
Общеизвестно, что при увеличении температуры значение биоэлектрического импеданса падает, а при уменьшении температуры значение биоэлектрического импеданса возрастает, то есть, при изменении температуры происходит изменение значения биоэлектрического импеданса (то есть, влагосодержания). Однако, поскольку обычный измеритель влагосодержания вычисляет влагосодержание тела на основании величины биоэлектрического импеданса, измеренной без учета изменения значения биоэлектрического импеданса в зависимости от температуры, отсутствует возможность получения точного значения влагосодержания тела и точного обнаружения обезвоживания. Например, при уменьшении влагосодержания тела и увеличении температуры происходит увеличение значения биоэлектрического импеданса вследствие уменьшения влагосодержания тела, и происходит уменьшение значения биоэлектрического импеданса вследствие увеличения температуры. Таким образом, состояние обезвоживания не способно быть обнаружено, даже если оно определено на основании значения влагосодержании тела, вычисленного из величины биоэлектрического импеданса. Таким образом, при выполнении измерения по способу импеданса, хотя и необходимо знать температуру пациента, величина импеданса не исправлена на основании измеренной температуры, или не выведено на выход предупреждение о невозможности точного определения влагосодержания вследствие повышенной температуры пациента.
[0007] При использовании орального измерителя влагосодержания, измеряющего влагосодержание во рту, например, на языковой слизистой оболочке, на слизистой оболочке щеки или на небе, необходимо для каждого пациента прикреплять сменную крышку к части, непосредственно вставляемой в рот для предотвращения переноса загрязнений между пациентами. Но пользователи могут забыть удалить старую крышку и присоединить новую и, таким образом, оральный измеритель влагосодержания не удобен для использования пожилыми людьми или людьми с ограниченными физическими возможностями.
[0008] Устройство определения состояния обезвоживания, описанное в публикации патента Японии №13977983, содержит температурный датчик, измеряющий температуру большого пальца руки, причем на основании этой температуры устройство вносит поправку в измеренное значение биоэлектрического импеданса и определяет состояние обезвоживания на основании этого исправленного значения биоэлектрического импеданса. Поскольку состояние обезвоживания определено на основании значения биоэлектрического импеданса при учете температуры, состояние обезвоживания способно быть определено более точно и пациент способен точно исследовать состояние обезвоживания.
Однако в этом патенте, хотя температура и измерена при использовании большого пальца руки, трудно измерить температуру в большом пальце, то есть способ не подходит для практического применения.
В медицине обезвоживание определяют несколькими способами. Например, показания, указывающие на обезвоживание и основанные на анализах крови, включают высокий уровень гематокрита, высокий уровень содержания натрия, уровень содержания азота мочевины крови в 25 мг/дл или больше, отношение «азот мочевины крови/креатинин», равное 25 или больше, и уровень мочевой кислоты в 7 мг/дл или больше. Однако, этот способ требует сбора крови и не способен быть использован дома или в аналогичных ситуациях.
В рамках других способов определения обезвоживание может быть установлено на основе таких показаний, как сухость языка и рта, сухость подмышечной впадины, отсутствие желания что-либо делать, например, «ощущение слабости по некоторым причинам», или притупленное сознание, например, «бессознательность и медленная реакция». Все эти способы требуют интуиции и опыта, которыми обладает только медицинский персонал, то есть, обычные люди не могут использовать такие способы.
Следовательно, настоящее изобретение нацелено на выполнение измерителя влагосодержания, который позволяет упростить измерение влагосодержания пациента и обнаружение обезвоживания на ранней стадии и который может быть использован в качестве средства помощи пациенту при соответствующем регулировании влагосодержания.
Решение поставленной задачи
[0009] Измеритель влагосодержания согласно настоящему изобретению представляет собой измеритель влагосодержания, предназначенный для измерения влагосодержания пациента, содержащий электрический блок для измерения влагосодержания, удерживаемый в подмышечной впадине пациента для измерения влагосодержания пациента, блок импедансного типа для измерения влагосодержания, содержащий электродную часть, предназначенную для подачи тока измерения, и электродную часть, предназначенную для измерения напряжения, контактирующие с поверхностью кожи в подмышечной впадине.
Согласно этой конфигурации, измеритель влагосодержания способен упростить измерение влагосодержания пациента и может быть использован в качестве средства помощи пациенту при соответствующем регулировании влагосодержания.
Электрический блок для измерения влагосодержания согласно настоящему изобретению может быть любым вариантом блока импедансного типа для измерения влагосодержания и блока электростатического емкостного типа для измерения влагосодержания.
В целом известно, что потовые железы бывают двух типов, а именно, апокринные железы и эккринные железы. В случае человека эккринные железы распределены по всему телу, а апокринные железы присутствуют в отдельных местах, таких как подмышечная впадина, наружный слуховой проход, нижняя часть живота и вульва.
Причина выбора подмышечной впадины как места в живом организме, предназначаемом для измерения должным образом влагосодержания пациента посредством измерителя влагосодержания, и измерения влагосодержания в живом организме пациента, состоит в том, что влагосодержание, измеренное в подмышечной впадине, лучше всего отражает состояние влагосодержания всего живого организма пациента по вышеупомянутой причине.
Общеизвестно, что при увеличении температуры значение биоэлектрического импеданса падает, а при уменьшении температуры значение биоэлектрического импеданса возрастает, то есть, при изменении температуры происходит изменение значения биоэлектрического импеданса (то есть, влагосодержания). Однако, поскольку обычный измеритель влагосодержания вычисляет влагосодержание тела на основании величины биоэлектрического импеданса, измеренной без учета изменения значения биоэлектрического импеданса в зависимости от температуры, отсутствует возможность получения точного значения влагосодержания тела и точного обнаружения обезвоживания. Например, при уменьшении влагосодержания тела и увеличении температуры происходит увеличение значения биоэлектрического импеданса вследствие уменьшения влагосодержания тела, и происходит уменьшение значения биоэлектрического импеданса вследствие увеличения температуры. Таким образом, состояние обезвоживания не может быть обнаружено, даже если оно определено на основании значения влагосодержании тела, вычисленного из величины биоэлектрического импеданса. Таким образом, при выполнении измерения по способу импеданса, хотя и необходимо знать температуру пациента, величина импеданса не исправлена на основании измеренной температуры, или не выведено на выход предупреждение о невозможности точного определения влагосодержания вследствие повышенной температуры пациента.
[0010] По вышеупомянутым причинам предпочтительно, чтобы измеритель влагосодержания содержал блок измерения температуры, удерживаемый в подмышечной впадине пациента для измерения температуры пациента.
Согласно этой конфигурации, посредством измерения температуры пациента одновременно с измерением влагосодержания пациента в подмышечной впадине пациента состояние пациента может быть определено посредством использования корреляции между измеренным влагосодержанием и температурой.
Предпочтительно, чтобы измеритель влагосодержания содержал основной корпус, держатель блока измерения, размещенный на одном конце основного корпуса и зажатый в подмышечной впадине, при удержании блока импедансного типа для измерения влагосодержания и блока измерения температуры, и держатель блока дисплея, размещенный на другом конце основного корпуса, чтобы удерживать блок дисплея, отображающий измеренное влагосодержание пациента и измеренную температуру пациента.
Согласно этой конфигурации, форма основного корпуса обеспечивает возможность его легкого удержания или захвата рукой пациента, и держатель блока дисплея способен быть выдвинут вперед из подмышечной впадины в состоянии, при котором держатель блока измерения зажат в подмышечной впадине, и человек, проводящий измерения, способен невооруженным глазом прочитать значения влагосодержания и температуры, выводимые на экран блока дисплея.
[0011] Предпочтительно, чтобы несколько блоков измерения температуры было удержано на держателе блока измерения.
При использовании этой конфигурации обеспечена возможность получения среднего значения по измеренным значениям температуры, используя несколько блоков измерения температуры, и получения более точных значений влагосодержания и температуры.
Аналогичным образом, при использовании нескольких блоков измерения влагосодержания обеспечена возможность получения среднего значения измеренного влагосодержания. При наличии и блока измерения температуры и блока измерения влагосодержания время, затрачиваемое на измерение температуры, больше времени, затрачиваемого на измерение влагосодержания, то есть, имеет место разница во времени. При использовании большей части этой разницы во времени, обеспечена возможность многократного измерения влагосодержания одним и тем же блоком измерения влагосодержания, и измеренные значения могут быть усреднены. Например, влагосодержание может быть измерено десять раз, когда температура измерена лишь один раз.
[0012] Предпочтительно, чтобы каждая из электродных частей блока импедансного типа для измерения влагосодержания содержала электродный контакт, предназначенный для непосредственного контакта с поверхностью кожи в подмышечной впадине, и упруго деформируемый элемент, предназначенный для прижатия электродного контакта к поверхности кожи в подмышечной впадине.
Согласно этой конфигурации, при измерении влагосодержания и температуры обеспечена возможность надежного соприкосновения электродного контакта с поверхностью кожи в подмышечной впадине.
[0013] Предпочтительно, чтобы каждая из электродных частей блока импедансного типа для измерения влагосодержания содержала электродный контакт, предназначенный для непосредственного контакта с поверхностью кожи в подмышечной впадине, и клеящий элемент, предназначенный для создания тесного контакта с поверхностью кожи в подмышечной впадине посредством прижатия электродного контакта к поверхности кожи в подмышечной впадине.
Согласно этой конфигурации, при измерении влагосодержания и температуры обеспечена возможность надежного соприкосновения электродного контакта с поверхностью кожи в подмышечной впадине.
Измеритель влагосодержания согласно настоящему изобретению представляет собой измеритель влагосодержания для измерения влагосодержания пациента, содержащий: блок электростатического емкостного типа для измерения влагосодержания, удерживаемый в подмышечной впадине пациента для измерения влагосодержания в подмышечной впадине с целью определения влагосодержания пациента, причем блок измерения влагосодержания измеряет электростатическую емкость, используя несколько электродов для измерения влагосодержания на основании вариации диэлектрической проницаемости, изменяющейся с отношением влагосодержания.
Согласно этой конфигурации, это обеспечивает возможность основанного на электростатической емкости измерения влагосодержания в подмышечной впадине пациента.
Полезный эффект изобретения
[0014] Согласно настоящему изобретению обеспечена возможность выполнения измерителя влагосодержания, способного упростить измерение влагосодержания пациента и быть использованным в качестве средства помощи пациенту при соответствующем регулировании влагосодержания.
Краткое описание чертежей
[0015] На фиг. 1 показана диаграмма, иллюстрирующая ситуацию с использованием пациентом варианта реализации измерителя влагосодержания согласно настоящему изобретению.
На фиг. 2 показана диаграмма, иллюстрирующая внешний вид измерителя влагосодержания по фиг. 1 с различных направлений.
На фиг. 3 показана блок-схема, иллюстрирующая функциональную конфигурацию измерителя влагосодержания по фиг. 2.
На фиг. 4 показана диаграмма, иллюстрирующая варианты структуры электродной части блока импедансного типа для измерения влагосодержания.
На фиг. 5 показана диаграмма, иллюстрирующая дополнительные варианты структуры блока импедансного типа для измерения влагосодержания.
На фиг. 6 показана диаграмма, иллюстрирующая варианты симптомов пациента, основанных на корреляциях между влагосодержанием в живом организме пациента М и температурой живого организма пациента М.
На фиг. 7 показана блок-схема, иллюстрирующая вариант операции измерителя влагосодержания для определения влагосодержания согласно настоящему изобретению.
На фиг. 8 показана диаграмма, иллюстрирующая внешний вид другого варианта реализации настоящего изобретения с различных направлений.
На фиг. 9 показана блок-схема, иллюстрирующая вариант конфигурации в еще одном варианте реализации настоящего изобретения.
На фиг. 10 показана объяснительная схема, иллюстрирующая конфигурацию блока измерения влагосодержания по фиг. 9.
На фиг. 11 показана диаграмма, иллюстрирующая модификацию структуры электрода одного варианта реализации измерителя влагосодержания согласно настоящему изобретению.
Описание вариантов реализации настоящего изобретения
[0016] Ниже будут описаны предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения со ссылками на чертежи.
Описанные ниже варианты реализации представляют собой конкретные предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения, к которым добавлены различные технически предпочтительные ограничения. Однако, область действия настоящего изобретения не ограничена этими вариантами реализации изобретения, если только нет конкретного заявления, ограничивающего настоящее изобретение.
На фиг. 1 показана диаграмма, иллюстрирующая ситуацию с использованием пациентом предпочтительного варианта реализации измерителя влагосодержания согласно настоящему изобретению. На фиг. 2 показана диаграмма, иллюстрирующая вариант внешней структуры измерителя влагосодержания по фиг. 1.
Часть 1А измерителя 1 влагосодержания по фиг. 2 показывает переднюю часть измерителя 1 влагосодержания, часть 1В измерителя 1 влагосодержания показывает верхнюю часть измерителя 1 влагосодержания, часть 1С измерителя 1 влагосодержания показывает боковую часть измерителя 1 влагосодержания, показанного в части 1А, при наблюдении с левой стороны фигуры, и часть 1D измерителя 1 влагосодержания показывает боковую часть измерителя 1 влагосодержания, показанного в части 1А, при наблюдении с правой стороны фигуры.
[0017] Измеритель 1 влагосодержания по фиг. 1 и 2 способен быть электронным измерителем влагосодержания или подмышечным электронным измерителем влагосодержания, причем измеритель 1 влагосодержания представляет собой компактный и мобильный измеритель влагосодержания. Как показано на фиг. 2, измеритель 1 влагосодержания в основном содержит основной корпус 10, держатель 11 блока измерения и держатель 12 блока дисплея. Общий вес измерителя 1 влагосодержания невелик и составляет примерно 20 грамм.
Основной корпус 10, держатель 11 блока измерения и держатель 12 блока дисплея выполнены, например, из пластмассы, причем один конец основного корпуса 10 выполнен непрерывным с держателем 11 блока измерения, а другой конец основного корпуса 10 выполнен непрерывным с держателем 12 блока дисплея.
Основной корпус 10 выполнен в такой форме, что пациент М или человек, проводящий измерения, способен легко удержать или захватить его. Например, основной корпус 10 содержит первую криволинейную часть 10В, плавно искривленную во внешнем направлении, и вторую криволинейную часть 10С, значительно искривленную во внутреннем направлении, причем вторая криволинейная часть 10С искривлена в большей степени, чем первая криволинейная часть 10В.
[0018] Причина выполнения основного корпуса 10 в такой характерной форме состоит в обеспечении возможности пациенту М или человеку, проводящему измерения, удерживать или захватывать основной корпус 10 рукой так, чтобы вставить держатель 11 блока измерителя 1 влагосодержания в подмышечную впадину R таким образом, чтобы держатель 11 блока измерения мог быть надежно удержан. Причина выбора подмышечной впадины R как места в живом организме, где влагосодержание пациента М способно быть должным образом измерено при использовании измерителя 1 влагосодержания и проведении измерения влагосодержания в живом организме пациента М, изложена ниже. Причина проведения измерения влагосодержания в подмышечной впадине R состоит в том, что это значение влагосодержания отражает состояние влагосодержания всего живого организма пациента М. Например, даже если пациент пожилой и худой, держатель 11 блока измерителя 1 влагосодержания способен быть надежно вставлен и удержан в подмышечной впадине R между телом и плечом. Более того, даже если пациент маленький ребенок, держатель 11 блока измерения способен быть надежно вставлен и удержан в подмышечной впадине R.
[0019] Измеритель 1 влагосодержания по фиг. 2 может, например, иметь следующие размеры. Полная длина L основного корпуса 10 приблизительно составляет 110 мм для большого размера (для взрослых), приблизительно 110 мм для среднего размера и приблизительно 90 мм для малого размера (для детей младшего возраста). Измеритель 1 влагосодержания обычно выполнен плоским, за исключением части держателя И блока измерения и держателя 12 блока дисплея.
Толщина Т2 центральной части 10А основного корпуса 10 составляет приблизительно 7 мм, наибольшая толщина Т1 держателя 11 блока измерения составляет приблизительно 9 мм, а наибольшая толщина Т3 около держателя 12 блока дисплея составляет приблизительно 14 мм.
Однако, эти размеры измерителя 1 влагосодержания не ограничены вышеупомянутыми вариантами, но могут быть выбраны иными.
[0020] Как показано на фиг. 2, держатель 11 блока измерения измерителя 1 влагосодержания содержит круговую периферийную часть 11D, одну выпуклую часть 11С и другую выпуклую часть 11С. При введении держателя 11 блока измерения в подмышечную впадину R пациента М по фиг. 1 посредством использования двух выпуклых частей 11С и удержании его посредством давления, оказываемого плечом К, могут быть стабильно измерены влагосодержание в живом организме пациента М и его температура. Одна выпуклая часть 11С выполнена на передней стороне держателя 11 блока измерения, а другая выпуклая часть 11С выполнена на задней стороне держателя 11 блока измерения.
Таким образом, при удержании держателя 11 блока измерителя 1 влагосодержания в подмышечной впадине R посредством тесного контакта основного корпуса 10 с боковой частью верхнего тела В пациента, измеритель 1 влагосодержания способен быть более надежно удержан ближе к верхней части тела В.
Например, как показано на фиг. 1, при использовании измерителя 1 влагосодержания держатель 12 блока дисплея способен быть удержан приблизительно горизонтально, чтобы быть обращенным к передней стороне D пациента М. Расстояние между держателем 11 блока измерения и держателем 12 блока дисплея, представляющее собой длину основного корпуса 10, выбрано так, что при введении пациентом М держателя 11 блока измерения в подмышечную впадину R, блок 20 дисплея в держателе 12 блока дисплея был размещен в положении вне подмышечной впадины R (в положении, где блок 20 дисплея не зажат между частью тела пациента М и плечом К).
[0021] Держатель 12 блока дисплея по фиг. 2 содержит круговую периферийную часть 12В, а блок 20 дисплея, например, круговой формы, удержан на передней стороне держателя 12 блока дисплея. Жидкокристаллическое дисплейное устройство, органическое электролюминесцентное устройство или аналогичное устройство может быть использовано в качестве блока 20 дисплея. Динамик 29, используемый в качестве генератора звука, расположен на задней стороне держателя 12 блока дисплея. Таким образом, поскольку блок 20 дисплея размещен на передней стороне держателя 12 блока дисплея, а динамик 29 расположен на задней стороне, блок 20 дисплея и динамик 29 не помещены в подмышечную впадину R. Таким образом, пациент М способен легко проверить показания влагосодержания и температуры, показанные на блоке 20 дисплея, и прослушать звуковое уведомление и т.п., образованное динамиком 29.
[0022] Как показано на фиг. 2, блок 20 дисплея содержит экран (именуемый в дальнейшем экраном влагосодержания дисплея) 21 для указания значения влагосодержания (%) в живом организме пациента и экран (именуемый в дальнейшем экраном температуры дисплея) 22 для указания значения температуры (°С). Экран 21 влагосодержания дисплея содержит подтверждающий символ 23 влагосодержания и способен выводить на дисплей значение влагосодержания, используя индикацию 24, например, 40% в виде сравнительно больших цифр. В варианте по фиг. 2, экран 22 температуры способен выводить на дисплей значение температуры пациента, используя цифровую индикацию 25 для температуры с цифрами меньшего размера, чем цифры, используемые для индикации 24 влагосодержания. Однако, конфигурация блока 20 дисплея не ограничена вариантом по фиг. 2, и цифровая индикация 24 влагосодержания и цифровая индикация 25 температуры могут иметь одинаковый размер.
[0023] Как показано на фиг. 2, держатель 11 блока измерения измерителя 1 влагосодержания удерживает так называемый биоэлектрический блок 30 импедансного типа для измерения влагосодержания (ниже называемый просто блоком импедансного типа) и блок 31 измерения температуры. Предпочтительно, чтобы противоскользящее средство было расположено на поверхности держателя 11 блока измерения, образуя шероховатую поверхность, например, посредством обработки с образованием ямок и т.п. Согласно этой конфигурации, при введении пациентом М держателя 11 блока измерения в подмышечную впадину R возможно выполнить такую форму, чтобы держатель 11 блока измерения измерителя 1 влагосодержания был надежно и устойчиво зажат и была уменьшена теплоемкость, для быстрого достижения состояния теплового равновесия.
Блок 30 импедансного типа для измерения влагосодержания по фиг. 2 представляет собой часть, измеряющую влагосодержание в живом организме пациента М с использованием биоэлектрического импеданса подмышечной впадины R пациента по фиг. 1.
Как показано на фиг. 2, предпочтительно, чтобы первая электродная часть 30А, предназначенная для подачи тока измерения, и первая электродная часть 100А, предназначенная для измерения напряжения, были расположены на одной выпуклой части 11С держателя 11 блока измерения, а вторая электродная часть 30В, предназначенная для подачи тока измерения, и вторая электродная часть 100В, предназначенная для измерения напряжения, были расположены на другой выпуклой части 11С держателя 11 блока измерения.
Например, как показано на фиг. 1, когда блок 30 импедансного типа для измерения влагосодержания вставлен в подмышечную впадину R пациента, первая электродная часть 30А, предназначенная для подачи тока измерения, и первая электродная часть 100А, предназначенная для измерения напряжения, входят в тесный контакт с поверхностью кожи V ближе к боковой поверхности верхней части тела В, а вторая электродная часть 30В, предназначенная для подачи тока измерения, и вторая электродная часть 100В, предназначенная для измерения напряжения, входят в тесный контакт с поверхностью кожи V ближе к внутренней стороне плеча K.
[0024] Таким образом, как показано на фиг. 1, поскольку первая и вторая электродные части 30А и 30В, предназначенные для подачи тока измерения, и первая и вторая электродные части 100А и 100В, предназначенные для измерения напряжения, могут надежно контактировать с поверхностью кожи V в подмышечной впадине R, происходит измерение влагосодержания пациента М. Вариант структуры первой и второй электродных частей 30А и 30В, предназначенных для подачи тока измерения, и первой и второй электродных частей 100А и 100В, предназначенных для измерения напряжения, будет описан со ссылками на фиг. 4 и 5.
Блок 31 измерения температуры по фиг. 2 представляет собой часть, измеряющую температуру в живом организме пациента М в подмышечной впадине R пациента по фиг. 1, причем предпочтительно, чтобы она была размещена вдоль периферийной части 11D держателя 11 блока измерения, чтобы быть подвергнутой воздействию.
[0025] Возвращаясь к фиг. 2, можно видеть, что блок 31 представляет собой часть, измеряющую температуру в живом организме пациента М в подмышечной впадине R пациента по фиг. 1, причем предпочтительно, чтобы она была размещена вдоль периферийной части 11D держателя 11 блока измерения, чтобы быть подвергнутой воздействию. Таким образом, обеспечена возможность непосредственного контакта блока 31 измерения температуры с поверхностью кожи в подмышечной впадине R.
Блок 31 измерения температуры выполнен с возможностью измерения температуры посредством контакта с подмышечной впадиной R пациента М по фиг. 1, и например, блок измерения температуры, содержащий терморезистор или термопару, способен быть использован в качестве блока 31 измерения температуры. Например, сигнал о температуре, измеренной терморезистором, способен быть преобразован в цифровой сигнал и подан на выход. Терморезистор выполнен водонепроницаемым посредством металлической крышки, выполненной, например, из нержавеющей стали.
[0026] На фиг. 3 показана блок-схема, иллюстрирующая функциональную конфигурацию измерителя 1 влагосодержания по фиг. 2.
В блок-схеме измерителя 1 влагосодержания по фиг. 3 основной корпус 10 содержит блок 40 управления, блок 41 источника питания, таймер 42, блок 43 управления дисплеем, арифметическое обрабатывающее устройство 44, постоянную память 45 (ROM), электрически стираемую программируемую постоянную память 46 (EEPROM) и оперативную память 47 (RAM). Блок 30 импедансного типа для измерения влагосодержания и блок 31 измерения температуры расположены в держателе 11 блока измерения, а блок 20 дисплея и динамик 29 расположены в держателе 12 блока дисплея.
[0027] Блок 41 источника питания по фиг. 3 представляет собой перезаряжаемую аккумуляторную батарею с возможностью перезарядки или батарею, гальванических элементов, подающую электропитание к блоку 40 управления, блоку 30 импедансного типа для измерения влагосодержания и блоку 31 измерения температуры. Блок 40 управления электрически соединен с выключателем 10S источника питания, блоком 30 импедансного типа для измерения влагосодержания, блоком 31 измерения температуры, таймером 42, блоком 43 управления дисплеем и арифметическим обрабатывающим устройством 44. Блок 40 управления управляет всей работой измерителя 1 влагосодержания.
Блок дисплея 20 по фиг. 3 электрически соединен с блоком 43 управления дисплеем, причем блок 43 управления дисплеем выводит на экран подтверждающий символ 23 влагосодержания, например, рисунок чашки, цифровую индикацию 24 влагосодержания и цифровую индикацию 25 температуры, как показано на фиг. 2, на блоке 20 дисплея согласно команде от блока 40 управления.
[0028] Арифметическое обрабатывающее устройство 44 по фиг. 3 электрически соединено с динамиком 29, постоянной памятью 45, электрически стираемой программируемой постоянной памятью 46 и оперативной памятью 47. Постоянная память 45 хранит программу для оценки и вычисления влагосодержания и температуры пациента, основанных на изменении со временем данных о влагосодержании и температуре, вычисленных на основании данных о влагосодержании, полученных из величины импеданса, измеренной блоком 30 импедансного типа для измерения влагосодержания, и данных о температуре, измеренных блоком 31 измерения температуры, при учете времени, измеренного таймером 42. Электрически стираемая программируемая постоянная память 46 хранит заранее определенные аудиоданные. Оперативная память 47 способна хранить расчетные данные о влагосодержании и температурные данные вместе со временем.
Как описано выше, известно, что при увеличении температуры значение биоэлектрического импеданса падает, а при уменьшении температуры значение биоэлектрического импеданса возрастает, то есть, при изменении температуры происходит изменение значения биоэлектрического импеданса (то есть, влагосодержания). Таким образом, обеспечена возможность исправления значения биоэлектрического импеданса посредством использования измеренных данных о температуре.
Арифметическое обрабатывающее устройство 44 оценивает и вычисляет влагосодержание и температуру пациента согласно программе, хранящейся в постоянной памяти 45, и выводит аудиоданные на динамик 29.
[0029] Далее будет описан блок 30 импедансного типа для измерения влагосодержания.
При измерении влагосодержания на основании биоэлектрического импеданса измерителем 1 влагосодержания согласно варианту реализации настоящего изобретения, должно быть учтено следующее. Клеточная ткань человеческого тела состоит из многих клеток, причем каждая клетка присутствует в среде, заполненной межклеточной жидкостью. При распространении электрического тока в такой клеточной ткани низкочастотный переменный ток главным образом течет по межклеточной жидкости, а высокочастотный переменный электрический ток течет по межклеточной жидкости и по клеткам.
[0030] Когда электрический ток таким образом протекает через клеточную ткань, значение электрического импеданса для межклеточной жидкости включает только резистивную компоненту, а значение электрического импеданса для клеток содержит последовательное соединение емкостного компонента клеточной мембраны и резистивного компонента внутриклеточной жидкости.
Электрические свойства живого организма (тела) пациента М сильно зависят от типа тканей или органов. Электрические свойства всего тела, содержащего эти ткани и органы, могут быть представлены биоэлектрическим импедансом.
[0031] Измерение значения биоэлектрического импеданса происходит при протекании очень малого тока между несколькими электродами, прикрепленными к поверхности тела пациента. На основании полученной таким образом величины биоэлектрического импеданса могут быть оценены процентное содержание жира в организме, масса жировой прослойки, безжировая масса тела, влагосодержание тела и аналогичные параметры пациента (смотри Непатентную литературу 1: «Оценка распределения жидкости способом импеданса», Medical Electronics and Biological Engineering, Vol. 23, No. 6, 1985).
Что касается влагосодержания в живом организме, то известен способ его оценки посредством расчета сопротивления межклеточной жидкости и сопротивления внутриклеточной жидкости. Что касается измерения влагосодержания, то известен способ его оценки посредством расчета сопротивления межклеточной жидкости и сопротивления внутриклеточной жидкости, основанный на том, что значение биоэлектрического импеданса мало при большом влагосодержании в живом организме и значение биоэлектрического импеданса велико при малом влагосодержании в живом организме.
[0032] Блок 30 импедансного типа для измерения влагосодержания по фиг. 3 представляет собой устройство, прилагающее переменный ток к живому организму пациента М для измерения величины биоэлектрического импеданса.
Блок 30 импедансного типа для измерения влагосодержания содержит первую и вторую электродные части 30А и 30В, предназначенные для подачи тока измерения, первую и вторую электродные части 100А и 100В, предназначенные для измерения напряжения, выходную цепь 101 переменного тока, два дифференциальных усилителя 102 и 103, переключатель 104, аналого-цифровой преобразователь 105 и эталонный резистор 106.
Первая и вторая электродные части 30А и 30В, предназначенные для подачи тока измерения, и первая и вторая электродные части 100А и 100В, предназначенные для измерения напряжения, размещены в держателе 11 блока измерения по фиг. 2, например, так, чтобы быть обращенными на внешнюю сторону. Вследствие этого эти четыре электродных части 30А, 30В, 100А и 100В могут быть приведены в непосредственный контакт с поверхностью кожи в подмышечной впадине R пациента М по фиг. 1.
[0033] Выходная цепь 101 переменного тока по фиг. 3 электрически соединена с блоком 40 управления и первой и второй электродными частями 30А и 30В, предназначенными для подачи тока измерения, и с эталонным резистором 106, размещенным между выходной цепью 101 переменного тока и первой электродной частью 30А, предназначенной для подачи тока измерения. Дифференциальный усилитель 102 присоединен к обоим концам эталонного резистора 106. Другой дифференциальный усилитель 103 присоединен к первой и второй электродным частям 100А и 100В, предназначенным для измерения напряжения. Эти два дифференциальных усилителя 102 и 103 электрически подсоединены к блоку управления 49 через переключатель 104 и аналого-цифровой преобразователь 105.
[0034] На фиг. 3 видно, что при подаче блоком 40 управления заранее определенного сигнала о приложении напряжения к живому организму к выходной цепи 101 переменного тока, выходная цепь 101 переменного тока подает переменный ток измерения на первую и вторую электродные части 30А и 30В, предназначенные для подачи тока измерения, через эталонный резистор 106. Один дифференциальный усилитель 102 обнаруживает разность потенциалов между обоими концами эталонного резистора 106. Другой дифференциальный усилитель 103 обнаруживает разность потенциалов между электродными частями 100А и 100В, предназначенными для измерения напряжения. Переключатель 104 выбирает любой из выходных сигналов о разности потенциалов от дифференциальных усилителей 102 и 103 и подает выбранный сигнал о разности потенциалов на аналого-цифровой преобразователь 105. Аналого-цифровой преобразователь 105 выполняет аналого-цифровое преобразование выходных сигналов о разности потенциалов от дифференциальных усилителей 102 и 103 для получения цифровых сигналов и подает цифровые сигналы на блок 40 управления.
[0035] Ниже, со ссылками на фиг. 4 и 5 будет описан вариант структуры первой и второй электродных частей 30А и 30В, предназначенных для подачи тока измерения, и первой и второй электродных частей 100А и 100В, предназначенных для измерения напряжения, блока 30 импедансного типа для измерения влагосодержания.
Первая и вторая электродные части 30А и 30В, предназначенные для подачи тока измерения, могут иметь ту же самую структуру, что и первая и вторая электродные части 100А и 100В, предназначенные для измерения напряжения. На фиг. 4 и 5 показана поверхность кожи V и влага W на поверхности кожи V.
[0036] Структура первой и второй электродных частей 30А и 30В, предназначенных для подачи тока измерения, и первой и второй электродных частей 100А и 100В, предназначенных для измерения напряжения, показанных на фиг. 4(A), содержит электродный контакт 70, полукруглый упруго деформируемый элемент 71 в форме пластины и часть 72 для направления электродного контакта. Обладающий проводимостью электродный контакт 70 соединен с проводом 74, один конец упруго деформируемого элемента 71 прикреплен к нижней части электродного контакта 70, а другой конец прикреплен к крепежной части 75 в держателе 11 блока измерения по фиг. 2. Часть 72 для направления электродного контакта содержит цилиндрическую часть 73, а нижняя часть электродного контакта 70 вставлена в цилиндрическую часть 73. В результате при прижатии наконечника электродного контакта 70 к поверхности кожи V в направлении, обозначенном стрелкой G, электродный контакт 70 нажат в направлении, обозначенном стрелкой Н, противостоя отталкивающей силе упруго деформируемого элемента 71. Таким образом, наконечник электродного контакта 70 способен надежно контактировать с поверхностью кожи V и не быть отделенной от нее.
[0037] Структура первой и второй электродных частей 30А и 30В, предназначенных для подачи тока измерения, и первой и второй электродных частей 100А и 100В, предназначенных для измерения напряжения, показанных на фиг. 4(B), содержит электродный контакт 70, упруго деформируемый элемент 76, образованный столбчатым амортизирующим телом, и часть 72 для направления электродного контакта. Обладающий проводимостью электродный контакт 70 соединен с проводом 74, причем нижняя часть электродного контакта 70 приспособлена и прикреплена к вогнутой части 77 в верхнем конце упруго деформируемого элемента 76, а другой конец упруго деформируемого элемента 76 прикреплен к крепежной части 75 в держателе 11 блока измерения по фиг. 2. Часть 72 для направления электродного контакта содержит цилиндрическую часть 73, а верхний конец упруго деформируемого элемента 76 вставлен в цилиндрическую часть 73. В результате при прижатии наконечника электродного контакта 70 к поверхности кожи V в направлении, обозначенном стрелкой G, электродный контакт 70 нажат в направлении, обозначенном стрелкой Н, противостоя отталкивающей силе упруго деформируемого элемента 76. Таким образом, наконечник электродного контакта 70 способен надежно контактировать с поверхностью кожи V и не быть отделенной от нее.
[0038] Структура первой и второй электродных частей 30А и 30В, предназначенных для подачи тока измерения, и первой и второй электродных частей 100А и 100В, предназначенных для измерения напряжения, показанных на фиг. 4(C), содержит электродный контакт 70, упруго деформируемый элемент 78 в форме спиральной пружины и часть 72 для направления электродного контакта. Обладающий проводимостью электродный контакт 70 соединен с проводом 74, один конец упруго деформируемого элемента 78 прикреплен к нижней части электродного контакта 70, а другой конец прикреплен к крепежной части 75 в держателе 11 блока измерения по фиг. 2. Часть 72 для направления электродного контакта содержит цилиндрическую часть 73, а нижняя часть электродного контакта 70 вставлена в цилиндрическую часть 73. В результате при прижатии наконечника электродного контакта 70 к поверхности кожи V в направлении, обозначенном стрелкой G, электродный контакт 70 нажат в направлении, обозначенном стрелкой Н, противостоя отталкивающей силе упруго деформируемого элемента 78. Таким образом, наконечник электродного контакта 70 способен надежно контактировать с поверхностью кожи V и не быть отделенной от нее.
[0039] Структура первой и второй электродных частей 30А и 30В, предназначенных для подачи тока измерения, и первой и второй электродных частей 100А и 100В, предназначенных для измерения напряжения, показанных на фиг. 4(D), содержит электродный контакт 70, липкий элемент 80 и фиксирующую часть 81 электродного контакта. Обладающий проводимостью электродный контакт 70 соединен с проводом 74, причем нижняя часть электродного контакта 70 приспособлена и прикреплена к крепежной части 81 электродного контакта, имеющей цилиндрическую форму. Липкий элемент 80 представляет собой клеящий элемент для прижатия электродного контакта 70 к поверхности кожи в подмышечной впадине R, он присоединен и прикреплен к поверхностной части 83 держателя 11 блока измерения по фиг. 2. В результате при прижатии наконечника электродного контакта 70 к поверхности кожи V в направлении, обозначенном стрелкой G, липкий элемент 80 присоединен к поверхности кожи V. Таким образом, наконечник электродного контакта 70 способен надежно контактировать с поверхностью кожи V и не быть отделенной от нее в состоянии прижатия в направлении, обозначенном стрелкой Н.
[0040] Структура первой и второй электродных частей 30А и 30В, предназначенных для подачи тока измерения, и первой и второй электродных частей 100А и 100В, предназначенных для измерения напряжения, показанных на фиг. 4(E), содержит электродный контакт 70, присоску 85 и фиксирующую часть 81 электродного контакта. Обладающий проводимостью электродный контакт 70 соединен с проводом 74 причем нижняя часть электродного контакта 70 приспособлена и прикреплена к крепежной части 81 электродного контакта, имеющей цилиндрическую форму. Присоска 85 представляет собой клеящий элемент для прижатия электродного контакта 70 к поверхности кожи в подмышечной впадине R, он присоединен и прикреплен к поверхностной части 83 держателя 11 блока измерения по фиг. 2. В результате при прижатии наконечника электродного контакта 70 к поверхности кожи V в направлении, обозначенном стрелкой G, липкий элемент 85 присоединен к поверхности кожи V. Таким образом, наконечник электродного контакта 70 способен надежно контактировать с поверхностью кожи V и не быть отделенной от нее в состоянии прижатия в направлении, обозначенном стрелкой Н.
[0041] Известно, что продолжительное состояние обезвоживания способно привести к развитию различных симптомов. Среди них наиболее опасен тепловой удар. В качестве способа обнаружения такого симптома или способа определения серьезности симптома предпочтительно измерять температуру вместе с влагосодержанием. Симптомы пациента могут быть определены на основании корреляций между влагосодержанием в живом организме пациента М и температурой живого организма пациента М, например, на основании корреляции, поясняемой ниже со ссылками на фиг. 6.
Корреляции между влагосодержанием в живом организме пациента М и температурой живого организма пациента М по фиг. 6 могут быть сохранены, например, в постоянной памяти 45 по фиг. 3.
На основании фиг. 6 может быть определено, что при низком влагосодержании и нормальной температуре у пациента незначительное обезвоживание, а при нормальном влагосодержании и нормальной температуре пациент здоров. Напротив, может быть определено, что при низком влагосодержании и высокой температуре у пациента тяжелое обезвоживание, а при нормальном влагосодержании и высокой температуре у пациента есть заболевание, отличное от обезвоживания, например, простуда.
Таким образом, поскольку здоровье, незначительное или тяжелое обезвоживание, симптомы типа простуды пациента могут быть определены на основании влагосодержания и температуры живого организма пациента, для измерителя 1 влагосодержания согласно варианту реализации настоящего изобретения важно измерять влагосодержание и температуру в подмышечной впадине R. Результаты определения симптомов пациента могут быть выведены на блок 20 дисплея по фиг. 2.
[0042] На фиг. 7 показана блок-схема, иллюстрирующая вариант работы измерителя 1 влагосодержания при определении влагосодержания и температуры пациента М.
Ниже, со ссылками на фиг. 7 будет описан вариант работы измерителя 1 влагосодержания по фиг. 1 и 2 при определении влагосодержания и температуры пациента М.
На этапе S1 по фиг. 7 пациент включает переключатель 10S источника питания по фиг. 3 и при подаче сигнала включения на блок 40 управления измеритель 1 влагосодержания входит в состояние готовности к измерению. На этапе S2, как показано на фиг. 1, пациент М вводит держатель 11 блока измерения из измерителя 1 влагосодержания в подмышечную впадину R, используя две выпуклые части 11С по фиг. 2.
[0043] При удержании держателя 11 блока измерения из измерителя 1 влагосодержания в подмышечной впадине R посредством введения основного корпуса 10 в тесный контакт с боковой частью верхней части тела В пациента, измеритель 1 влагосодержания способен быть надежно удержан верхней частью тела В пациента. Например, обеспечена возможность приблизительно горизонтального размещения держателя 12 блока дисплея, чтобы он был обращен к передней стороне D пациента М.
Когда расстояние между держателем 11 блока измерения и держателем 12 блока дисплея установлено так, что при введении пациентом М держателя 11 блока измерения в подмышечную впадину R блок 20 дисплея размещен в положении вне подмышечной впадины R (в положении, где блок 20 дисплея не зажат между частью тела и плечом). Таким образом, пациент М способен легко прочитать цифровую индикацию 24 влагосодержания и цифровую индикацию 25 температуры на блоке 20 дисплея в держателе 12 блока дисплея. Кроме того, пациент М способен слышать звуковую инструкцию, образованную динамиком 29.
[0044] На этапе S3 по фиг. 7 при удержании держателя 11 блока измерения из измерителя 1 влагосодержания в подмышечной впадине R арифметическое обрабатывающее устройство 44 инициализирует измеритель 1 влагосодержания и импортирует сигналы Р1 с данными о влагосодержании, измеренные блоком 30 измерения влагосодержания, и сигналы Р2 с данными о температуре, измеренные блоком 31 измерения температуры, в заранее определенные моменты времени для выполнения выборки, задаваемые сигналом синхронизации от таймера 42.
Таким образом, при получении сигналов Р1 с данными о влагосодержании от блока 30 измерения влагосодержания происходит приложение переменного тока от выходной цепи 101 переменного тока к пациенту М через первую и вторую электродные части 30А и 30В, предназначенные для подачи тока измерения, контактирующие с подмышечной впадиной R пациента М по фиг. 1. Кроме того, происходит определение разности потенциалов между двумя точками в подмышечной впадине R пациента посредством первой и второй электродных частей 100А и 100В, предназначенных для измерения напряжения и контактирующих с подмышечной впадиной R пациента. Происходит подача этой разности потенциалов на другой дифференциальный усилитель 103, а другой дифференциальный усилитель 103 выводит сигнал о разности потенциалов, соответствующий разности потенциалов между двумя точками пациента М, на переключатель 104.
[0045] Дифференциальный усилитель 102 выводит сигнал о разности потенциалов, соответствующий разности потенциалов между концами эталонного резистора 106, на переключатель 104. При переключении блоком 40 управления переключателя 104, происходит преобразование сигнала о разности потенциалов от дифференциального усилителя 102 и сигнала о разности потенциалов от дифференциального усилителя 103 в цифровые сигналы посредством аналого-цифрового преобразователя 105 и их подача в блок 40 управления. Блок 40 управления вычисляет величину биоэлектрического импеданса, основанную на этих цифровых сигналах. Блок 40 управления вычисляет данные Р1 о влагосодержании на основании полученной величины биоэлектрического импеданса. Происходит передача данных Р1 о влагосодержании от блока 40 управления к арифметическому обрабатывающему устройству 44.
[0046] На этапе S4 арифметическое обрабатывающее устройство 44 способно оценить и вычислить влагосодержание и температуру пациента М на основании изменения во времени данных о влагосодержании и температуре пациента, полученных из данных Р1 о влагосодержании и данных Р2 о температуре, измеренных блоком 31 измерения температуры.
[0047] На этапе S5 по фиг. 7 рассчитанные величины влагосодержания и температуры пациента М могут быть выведены из динамика 29 по фиг. 3 в качестве аудио-сообщения, а цифровая индикация 24 со сравнительно большим размером цифр и цифровая индикация 25 способны быть выведены на экран 21 дисплея влагосодержания и экран 22 дисплея температуры в блоке дисплея 20 по фиг. 3 и 2, соответственно.
На этапе S6 при прекращении пациентом М измерения посредством измерителя 1 влагосодержания происходит выключение выключателя 10 источника питания по фиг. 3. Однако, если пациент М не прекратил измерения, то происходит возврат на этап S3 и повторение операций от S3 до S6.
[0048] Структура измерителя 1 влагосодержания согласно варианту реализации настоящего изобретения такова, что влагосодержание пациента М способно быть измерено в подмышечной впадине R, где влагосодержание может быть измерено должным образом. На основании величины биоэлектрического импеданса, измеренной первой и второй электродными частями 30А и 30В, предназначенными для подачи тока измерения, и первой и второй электродными частями 100А и 100В, предназначенными для измерения напряжения, блока 30 импедансного типа для измерения влагосодержания, арифметическое обрабатывающее устройство 44 способно оценить и вычислить влагосодержание и температуру пациента, основанных на изменении со временем данных о влагосодержании и данных о температуре, полученных из данных Р1 о влагосодержании и данных Р2 о температуре, измеренных блоком 31 измерения температуры. В результате обеспечена возможность использования измерителя 1 влагосодержания в качестве средства содействия при регулировании нужного влагосодержания детей младшего возраста и пожилых людей, испытывающих затруднения в правильном потреблении воды при ощущении жажды, или нормальных людей при их активной физической нагрузке, а также средства содействия при регулировании влагосодержания, что жизненно важно для поддержки здоровья в повседневной жизни.
Причина выбора подмышечной впадины R как места в живом организме, где влагосодержание пациента М способно быть должным образом измерено, и проведения измерения влагосодержания в подмышечной впадине R состоит в том, что значение влагосодержания, измеренное в подмышечной впадине R, наилучшим образом отражает состояние влагосодержания всего живого организма пациента М. Обычно кожа пожилых людей легко подвержена высушиванию, причем имеет место значительное изменение степени этого высушивания при переходе от человека к человеку. По сравнению с кожными покровами в других местах на кожу в подмышечной впадине R меньше влияет внешнее воздействие, она показывает небольшие вариации при измерении и таким образом подходит для проведения измерений. Даже для пожилых и худых пациентов держатель 11 блока измерения 1 влагосодержания способен быть надежно вставлен и удержан в подмышечной впадине R между телом и плечом. Более того, даже если пациент маленький ребенок, держатель 11 блока измерения способен быть надежно вставлен и удержан в подмышечной впадине R. Кроме того, такая структура блока 30 измерения влагосодержания перекрывает центральную часть подмышечной впадины R и, таким образом, обеспечивает более высокую точность измерения.
[0049] Предпочтительно, чтобы измеритель 1 влагосодержания согласно варианту реализации настоящего изобретения имел такую структуру, чтобы была обеспечена возможность измерения температуры подмышечной впадины R одновременно с измерением должным образом влагосодержания пациента М. Вследствие этого, как показано на фиг. 5, медико-санитарные работники или сиделки способны легче измерять влагосодержание пациента, поскольку им надо лишь удерживать держатель 11 блока измерения в измерителе 1 влагосодержания в подмышечной впадине R пациента, а не измерять влагосодержание во рту и т.п.
Как показано на фиг. 2, из корреляций между влагосодержанием в живом организме пациента М и температурой живого организма пациента М, показанных на блоке 20 дисплея, можно определить, что при низком влагосодержании и нормальной температуре у пациента имеет место незначительное обезвоживание, а при нормальном влагосодержании и нормальной температуре пациент здоров. Напротив, врач способен ориентировочно определить, что при низком влагосодержании и высокой температуре у пациента имеет место тяжелое обезвоживание, а при нормальном влагосодержании и высокой температуре у пациента есть заболевание, отличное от обезвоживания, например, простуда.
[0050] Вариант реализации измерителя влагосодержания в соответствии с настоящим изобретением представляет собой измеритель влагосодержания, измеряющий влагосодержание пациента, содержащий блок импедансного типа для измерения влагосодержания, удерживаемый в подмышечной впадине пациента для измерения влагосодержания пациента, причем блок импедансного типа для измерения влагосодержания содержит электродную часть, предназначенную для подачи тока измерения, и электродную часть, предназначенную для измерения напряжения, которые контактируют с поверхностью кожи в подмышечной впадине. Вследствие этого измеритель влагосодержания способен легко измерять влагосодержание пациента с возможностью использования в качестве средства помощи пациенту при регулировании правильного влагосодержания. Причина выбора подмышечной впадины как места в живом организме, где влагосодержание пациента способно быть должным образом измерено посредством измерителя влагосодержания, и проведения измерения влагосодержания в подмышечной впадине R состоит в том, что значение влагосодержания в подмышечной впадине R отражает состояние влагосодержания всего живого организма пациента М.
[0051] Предпочтительно, чтобы измеритель влагосодержания содержал блок измерения температуры, удерживаемый в подмышечной впадине пациента для измерения температуры пациента. Вследствие этого при измерении температуры пациента одновременно с измерением влагосодержания пациента в подмышечной впадине пациента обеспечена возможность определения состояния пациента при использовании корреляции между влагосодержанием и температурой.
Предпочтительно, чтобы измеритель влагосодержания содержал основной корпус, держатель блока измерения, размещенный на одном конце основного корпуса и зажатый в подмышечной впадине, при удержании блока импедансного типа для измерения влагосодержания и блока измерения температуры, и держатель блока дисплея, размещенный на другом конце основного корпуса, чтобы удерживать блок дисплея, отображающий измеренное влагосодержание пациента и измеренную температуру пациента. Согласно этой конфигурации, форма основного корпуса обеспечивает возможность его легкого удержания или захвата рукой пациента М, причем держатель блока дисплея способен быть выдвинут к передней стороне из подмышечной впадины в состоянии, при котором держатель блока измерения зажат в подмышечной впадине, и человек, проводящий измерения, способен невооруженным глазом прочитать значения влагосодержания и температуры, выводимые на экран блока дисплея.
[0052] Предпочтительно, чтобы несколько блоков измерения температуры было удержано на держателе блока измерения. Согласно этой конфигурации возможно получить среднее значение по измеренным значениям температуры, используя несколько блоков измерения температуры и получить более точные значения влагосодержания и температуры.
[0053] Предпочтительно, чтобы каждая из электродных частей блока импедансного типа для измерения влагосодержания содержала электродный контакт, предназначенный для непосредственного контакта с поверхностью кожи в подмышечной впадине, и упруго деформируемый элемент, предназначенный для прижатия электродного контакта к поверхности кожи в подмышечной впадине.
Согласно этой конфигурации при измерении влагосодержания и температуры электродный контакт способен надежно контактировать с поверхностью кожи в подмышечной впадине.
[0054] Предпочтительно, чтобы каждая из электродных частей блока импедансного типа для измерения влагосодержания содержала электродный контакт, предназначенный для непосредственного контакта с поверхностью кожи в подмышечной впадине, и клеящий элемент, предназначенный для создания тесного контакта с поверхностью кожи в подмышечной впадине посредством прижатия электродного контакта к поверхности кожи в подмышечной впадине. Согласно этой конфигурации при измерении влагосодержания и температуры электродный контакт способен надежно контактировать с поверхностью кожи в подмышечной впадине.
[0055] На фиг. 9 показана блок-схема, иллюстрирующая конфигурацию еще одного варианта реализации измерителя влагосодержания.
На фиг. 9 составляющие элементы, обозначенные теми же самыми позициями, что элементы по фиг. 3, имеют ту же самую структуру, а настоящий вариант реализации отличен тем, что конфигурация блока 30 измерения влагосодержания использует электростатическую емкость, показанную на фиг. 10. Ниже описание по фиг. 3 будет внедрено в описание одинаковых составляющих элементов, причем главным образом будут описаны различия.
Блок 30 измерения влагосодержания по фиг. 9 обладает конфигурацией, показанной на фиг. 10.
Таким образом, блок 30 измерения влагосодержания измеряет электростатическую емкость живого организма пациента М, представляющую собой целевой объект измерения, предназначенного для измерения влагосодержания на основании вариации значения диэлектрической постоянной, изменяющейся в зависимости от отношения влагосодержания. Блок 30 измерения влагосодержания содержит контейнерную часть 60 и два электрода 61 и 62. Контейнерная часть 60 содержит круговую часть 63, выполненную из смолы, и крышку 64, причем два электрода 61 и 62 размещены так, чтобы быть выдвинуты наружу от крышки 64 в состоянии, где электроды 61 и 62 отделены от крышки 64 и электрически изолированы друг от друга. Таким образом, когда эти два электрода 61 и 62 контактируют с кожей в подмышечной впадине R и влагой W на динамике, происходит измерение электростатической емкости живого организма пациента М, посредством чего происходит измерение влагосодержания на основании вариации значения диэлектрической постоянной, изменяющейся в зависимости от отношения влагосодержания. Происходит подача сигнала Р1 с данными о влагосодержании от этих двух электродов 61 и 62 на блок 40 управления, а арифметическое обрабатывающее устройство 44 вычисляет влагосодержание на основании сигнала Р2 с данными о влагосодержании.
Таким образом, блок 30 измерения влагосодержания измеряет электростатическую емкость, используя несколько электродов 61 и 62 для измерения влагосодержания на основании вариации значений диэлектрической проницаемости, изменяющейся в зависимости от отношения влагосодержания. Таким образом, обеспечена возможность измерения влагосодержания в подмышечной впадине пациента, основанная на электростатической емкости. Электростатическая емкость может быть вычислена по следующему уравнению. При заданных значениях S и d электростатическая емкость (C) пропорциональна значению диэлектрической проницаемости (ε), причем чем больше влагосодержание, тем больше значения диэлектрической проницаемости и электростатической емкости.
Электростатическая емкость С=ε×S/d(ф), где ε = диэлектрическая проницаемость, S = площадь датчика, d = расстояние между электродами.
Таким образом, арифметическое обрабатывающее устройство 44 оценивает и вычисляет влагосодержание и температуру пациента на основании изменения со временем данных о влагосодержания и данных о температуре пациента, полученных из данных Р1 о влагосодержании, измеренных блоком 30 измерения влагосодержания, и данных Р2 о температуре, измеренных блоком 31 измерения температуры.
Таким образом, измерение, использующее электростатическую емкость, простое, поскольку необходимо лишь подготовить два изолированных друг от друга электрода, но нет необходимости подготовить каждую пару электродных частей, предназначенных для подачи тока измерения, и электродных частей, предназначенных для измерения напряжения, в отличие от блока импедансного типа для измерения влагосодержания.
[0056] На фиг. 11 показан вариант электродной структуры.
Эта электродная структура пригодна для использования и в измерителе влагосодержания импедансного типа и в измерителе влагосодержания типа электростатической емкости.
Сначала будет описан измеритель влагосодержания импедансного типа.
Как показано на фиг. 11, электродная часть 110 имеет такую структуру, что она выходит на боковую поверхность первой части 1С измерителя 1 влагосодержания.
Электродная часть 110 выполнена с возможностью включения основного корпуса 103, выполненного, например, из прямоугольного изолятора, и встречно-гребенчатых электродов 102 и 103, выполненных из линейного проводника и сформированных на поверхности основного корпуса 103 так, чтобы они были обращены к друг другу с малым зазором между ними. Контактные части 102а и 103а выполнены в соответствующих концах встречно-гребенчатых электродов 102 и 103.
При использовании встречно-гребенчатого электрода 102 в качестве первой электродной части, предназначенной для измерения напряжения, и встречно-гребенчатого электрода 103 в качестве второй электродной части, предназначенной для измерения напряжения, обеспечена возможность измерения влагосодержания на основании импеданса посредством подачи заранее определенного тока управления от модуля источника питания на контактные части соответствующих электродных частей.
[0057] Как раз при использовании встречно-гребенчатой электродной структуры по фиг. 11, то есть, при использовании только встречно-гребенчатых электродов 102 и 103, а также без выполнения первой и второй электродных частей 30А и 30В, предназначенных для подачи тока измерения, и первой и второй электродных частей 100А и 100В, предназначенных для измерения напряжения, влагосодержание способно быть измерено на основании электростатической емкости.
В этом случае, при размещении двух встречно-гребенчатых электродов 102 и 103 лицом друг к другу с малым зазором между ними, как показано на фиг. 11, и при подаче тока к одному из электродов, происходит окисление влаги, как подлежащей определению субстанции, и восстановление этой окисленной субстанции к первоначальной субстанции на другом электроде. Таким образом, обеспечивая возможность неоднократного окисления и восстановления на двух электродах, можно обнаружить влагу как субстанцию, подлежащую определению. В этом случае предпочтительно, чтобы обнаружение было выполнено в двойном режиме.
В частности, для обнаружения в двойном режиме потенциал, необходимый для окисления влаги, приложен от модуля 41 источника питания по фиг. 9 к встречно-гребенчатому электроду 102, а потенциал восстановления приложен к другому встречно-гребенчатому электроду 103. В результате в этом двойном режиме имеет место так называемый восстановительно-окислительный цикл, в котором окисление и восстановление происходят неоднократно, причем обеспечена возможность улучшения чувствительности обнаружения посредством увеличения тока.
[0058] Что касается подложки 101, представляющей собой изолирующую подложку по фиг. 11, то подложка, для которой или подложка или корпус целиком обладают изоляционными свойствами, может быть использована в качестве электродной подложки и, например, могут быть использованы кремниевая подложка с оксидной пленкой, кварцевая подложка, подложка из окиси алюминия, стеклянная подложка, пластмассовая подложка и т.п. В качестве проводника, подходящего как материал электродов, могут быть использованы металлы, например, золото, платина, серебро, хром, титан или нержавеющая сталь, полупроводники, проводящий углерод, проводящие чернила и т.п.
Электродные части могут быть выполнены посредством осаждения вышеупомянутых проводящих металлов на изолирующую подложку 101 в виде тонкой пленки при использовании таких способов как напыление, металлизация распылением, химическое осаждение из паровой фазы и т.п. и нанесения рисунка на тонкую пленку в форме встречно-гребенчатых электродов, например, способом фотолитографии. В дополнение к фотолитографии встречно-гребенчатые электроды могут быть напечатаны при использовании струйного принтера и т.п. для нанесения проводящих чернил на подложку 101, представляющую собой изолирующий материал.
[0059] Использование такой электродной структуры дает возможность блоку 30 измерения влагосодержания контактировать с самой глубокой частью подмышечной впадины R.
Настоящее изобретение не ограничено вышеупомянутым вариантом реализации изобретения. Различные изменения могут быть произведены в настоящем изобретении, и различные варианты могут быть выполнены в пределах объема изобретения, описанного в пунктах формулы изобретения.
В поясняемом варианте реализации один блок 30 измерения влагосодержания и один блок 31 измерения температуры расположены в держателе 11 блока измерения.
Однако, настоящее изобретение не ограничено этим и, как показано на фиг. 8, несколько блоков 31 измерения температуры может быть размещено в держателе 11 блока измерения. Согласно этой конфигурации обеспечена возможность дополнительного улучшения точности измерения температуры посредством усреднения значений температуры, полученных блоками 31 измерения температуры.
Перечень позиционных обозначений
[0060] 1: измеритель влагосодержания
10: основной корпус
11: держатель блока измерения
12: блок дисплея
М: пациент
R: подмышечная впадина
11: держатель блока измерения
12: держатель блока дисплея
20: блок дисплея
30: блок измерения влагосодержания
30а, 30b: электродная часть, предназначенная для подачи тока измерения
31: блок измерения температуры
100а, 100b: электродная часть, предназначенная для измерения напряжения
110: электродная часть