專利名稱：非對(duì)稱感應(yīng)帶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及呼吸監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。具體而言，本發(fā)明涉及改進(jìn)的感應(yīng)帶，用于非直接地測(cè)量受測(cè)對(duì)象的周邊的膨脹和收縮，并測(cè)定該受測(cè)對(duì)象的呼吸量和呼吸率。
背景技術(shù)：
在最近的幾十年中，已發(fā)明和應(yīng)用了許多不同類型的感應(yīng)帶。并開發(fā)了用于將呼吸轉(zhuǎn)換為可計(jì)量的信號(hào)的感應(yīng)內(nèi)衣和其他變換器。一些感應(yīng)帶被設(shè)計(jì)為環(huán)繞受測(cè)對(duì)象的整個(gè)胸部和/或腹部，另一些帶被設(shè)計(jì)為部分地環(huán)繞受測(cè)對(duì)象。
例如，美國(guó)專利4,817,625教導(dǎo)了一種封閉的，在感應(yīng)帶中緊密地并列的對(duì)稱的頂部和底部繞組的應(yīng)用，所述感應(yīng)帶大致環(huán)繞整個(gè)區(qū)域。美國(guó)專利5,913,830公開了在感應(yīng)帶上交替的活動(dòng)段和非活動(dòng)段的使用，其中活動(dòng)段大體上形成環(huán)繞區(qū)。
對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的感應(yīng)變換器帶的其它需求中，存在著對(duì)更靈敏的感應(yīng)變換器帶的需求，所述帶易于調(diào)節(jié)并且結(jié)構(gòu)小型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及非對(duì)稱感應(yīng)帶，所述帶優(yōu)選包括從導(dǎo)體襯底的第一邊緣附加并跨過所述襯底成環(huán)的導(dǎo)體。所述導(dǎo)體的第一和第二部分優(yōu)選形成為在一些和/或所有中間端點(diǎn)處，或沿著其長(zhǎng)度的若干位置處的樞軸點(diǎn)具有“發(fā)夾狀”特征。另外，第一和第二部分被布置為彼此非對(duì)稱的關(guān)系，總的來(lái)說，優(yōu)選的是，每個(gè)發(fā)夾狀特征不直接與另一個(gè)發(fā)夾狀特征相對(duì)。
以下是來(lái)自于“發(fā)夾”特征或?qū)w或帶的任何其它特征的優(yōu)點(diǎn)和/或工程技術(shù)考慮。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)在于，發(fā)夾特征更加靈敏，特別是當(dāng)所述帶從非膨脹位置的偏移較小時(shí)。當(dāng)所述帶未拉伸時(shí)，相鄰的發(fā)夾狀導(dǎo)體幾乎接觸，從而即使帶的輕微延伸也將增加“發(fā)夾”中的間隙，引起與現(xiàn)有形狀相比的相對(duì)較大的自感應(yīng)變化。如現(xiàn)有技術(shù)所知道的那樣，感應(yīng)的變化通過電子電路來(lái)測(cè)量，其中感應(yīng)呼吸帶連接到該電感電路上。
返回繞組(導(dǎo)體的底部一半)與頂部有相同的模式，但被移位以便在返回繞組上的發(fā)夾特征不直接與在頂繞組上的發(fā)夾特征相對(duì)。這種構(gòu)造具有增加導(dǎo)體上的發(fā)夾數(shù)量的期望的性能，這依次會(huì)增加了導(dǎo)體對(duì)于即使很小的受測(cè)對(duì)象周邊變化的靈敏性。
發(fā)夾通過鋸齒形導(dǎo)體連接，除了頂點(diǎn)、或發(fā)夾、導(dǎo)體的形狀外，導(dǎo)體在拉伸時(shí)也有助于自感的變化。在實(shí)踐中，鋸齒形提供用于來(lái)自相反導(dǎo)體繞組的發(fā)夾的空間。事實(shí)上，本發(fā)明導(dǎo)體的優(yōu)選構(gòu)造顯示了交疊并列或，頂點(diǎn)、或沿著細(xì)長(zhǎng)可膨脹的帶的中心縱軸線的發(fā)夾特征之間的關(guān)系，所述帶支撐細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)體的兩個(gè)部分。
根據(jù)本發(fā)明的非對(duì)稱導(dǎo)體帶緊固到可膨脹襯底材料上，該可膨脹襯底材料優(yōu)選只圍繞受檢人的胸部或腹部的一部分。非膨脹性材料的條(或多個(gè)條)連接到所述可膨脹材料上以便圍繞受測(cè)對(duì)象。所述帶連接到優(yōu)選為環(huán)形的阻抗匹配變壓器(其也連接到可膨脹材料)，并通過兩個(gè)其它的導(dǎo)體連接到電子電路上，所述電子電路在受測(cè)對(duì)象換氣或吸氣和呼氣時(shí)將非對(duì)稱感應(yīng)帶的電感變化轉(zhuǎn)換為與可膨脹帶的長(zhǎng)度變化成比例的電壓信號(hào)，從而所述信號(hào)與受測(cè)對(duì)象身體周圍的變化成比例，因此與受測(cè)對(duì)象的呼吸量(和頻率)成比例。這樣的電子電路在現(xiàn)有技術(shù)中已知并被使用。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的平面圖；圖2A是圖1所示的實(shí)施例的導(dǎo)體的一部分的放大圖，其中導(dǎo)體處于非膨脹的狀態(tài)；圖2B是圖1所示的實(shí)施例的導(dǎo)體的一部分的放大圖，其中導(dǎo)體處于膨脹的狀態(tài)；
圖3是本發(fā)明另一實(shí)施例的頂視圖，示出了用于制造感應(yīng)帶的縫合圖案的例子。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及如圖1所示的非對(duì)稱感應(yīng)帶10，所述帶10用于測(cè)量受測(cè)對(duì)象的呼吸。根據(jù)本發(fā)明的非對(duì)稱感應(yīng)帶10優(yōu)選包括具有位于可膨脹材料襯底30上的第一部分12和第二部分14的細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)體20。所述可膨脹材料優(yōu)選機(jī)械連接到一段非膨脹性的材料40上，或更典型的是，具有緊固件的帶子，帶扣，鉤環(huán)片材料，一對(duì)互鎖的按扣，一部分摩擦配合材料，繩結(jié)，扭扣，夾板，一段縫合，粘結(jié)劑，拉鎖等等，用于將可膨脹材料30連接到非膨脹材料40上以便在使用中圍繞受測(cè)對(duì)象的軀干、胸部和/或腹部的一部分上。
本發(fā)明可以簡(jiǎn)單地由在此教導(dǎo)的具有任何襯底材料或襯底的細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)體、變換器或其它附加元件組成，所述附加元件或者從細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)體去除或者位于遠(yuǎn)離細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)體但與細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)體電通訊的位置上。在本發(fā)明的該實(shí)施例或形式中，第一部分或者第二部分(或兩部分)可以完全圍繞受測(cè)對(duì)象，或者可以只圍繞受測(cè)對(duì)象的一部分，并且可以通過無(wú)線收發(fā)器或諸如紅外、紫外或其它頻率或多種頻率的電磁射線之類的其它遙測(cè)技術(shù)連接到遙控電子電路24上。
在使用中，可以添加可選襯墊或襯墊材料層以保護(hù)感應(yīng)帶變換器和/或使感應(yīng)帶變換器讓受測(cè)對(duì)象覺得舒適。導(dǎo)體20可以用粘結(jié)劑、導(dǎo)線、縫合附加到可膨脹襯底30上，或者保持在袋中或者另一方面被可膨脹襯底30的特征所限制。
導(dǎo)體20可以由任何導(dǎo)電金屬、合成材料、合金、樹脂基材料、聚合體制造，或者可以由嵌入可膨脹襯底30中的痕量物質(zhì)制造，只要所述材料充分地導(dǎo)電以產(chǎn)生能夠精確測(cè)量的信號(hào)。優(yōu)選的是，導(dǎo)體20利用常規(guī)的導(dǎo)線絕緣進(jìn)行絕緣。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，當(dāng)導(dǎo)體處于非膨脹狀態(tài)時(shí)，每個(gè)發(fā)夾25的腿25A和25B僅僅通過絕緣分開。
從一系列“發(fā)夾”(或頂點(diǎn))特征25或?qū)w或帶20的任何其它特征產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)和工程技術(shù)考慮包括以下所述。這樣的特征25相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)在于它們更加靈敏，特別是當(dāng)從非膨脹狀態(tài)的帶偏移較小時(shí)，即當(dāng)膨脹材料30只是輕微地拉伸并且導(dǎo)體20因此產(chǎn)生其信號(hào)時(shí)。當(dāng)可膨脹帶30沒有拉伸時(shí)，導(dǎo)體20的相鄰部分12和14，特別是發(fā)夾特征25幾乎接觸，從而即使帶30的輕微延伸也將增加每個(gè)發(fā)夾特征25的每個(gè)腿25A和25B之間的間隙，導(dǎo)致與現(xiàn)有的和先前的感應(yīng)帶相比更大的自感變以化。
參照?qǐng)D2A和2B，發(fā)夾特征25和每個(gè)腿部25A或25B可以相對(duì)于另一個(gè)腿部平行地定向或略微叉開地定向。每個(gè)發(fā)夾特征25的頂點(diǎn)特征27優(yōu)選是半圓形的，像字母“C”的形狀，具有大約相同的半徑。當(dāng)導(dǎo)體20膨脹時(shí)，發(fā)夾特征25的腿部25A和25B呈現(xiàn)更多的輕微分叉取向。如現(xiàn)有技術(shù)所知道和使用的，源自移動(dòng)導(dǎo)體20的可膨脹材料30的延伸的電感變化通常并優(yōu)選由遙控電子電路24測(cè)量，感應(yīng)呼吸帶10連接到所述電子電路24上。遙控電子電路24通常包括振蕩器以便產(chǎn)生帶激發(fā)或載波信號(hào)，以及頻率-電壓轉(zhuǎn)換器或AM解調(diào)器以便將由于帶從原始構(gòu)造膨脹引起的電感變化轉(zhuǎn)換為可被記錄和測(cè)量的電壓。
導(dǎo)體20的返回繞組14(即，如圖1所示的導(dǎo)體20的底部)優(yōu)選與頂部12或輸出繞組具有相同的圖案，但相對(duì)于頂部12偏移以便發(fā)夾特征25不互相碰撞或接觸。本實(shí)施例具有增加發(fā)夾特征25數(shù)量的期望性能，從而增加了感應(yīng)帶對(duì)于受測(cè)對(duì)象身體周邊的甚至較小的變化的靈敏性。本發(fā)明的發(fā)夾特征25通過導(dǎo)體20的鋸齒形的中間部分35連接，這些中間部分35在拉伸時(shí)也有助于自感的變化。在實(shí)踐中，鋸齒形提供了用于導(dǎo)體繞組20的相對(duì)部分12和14的發(fā)夾特征25的空間。
導(dǎo)體20可集成到可膨脹襯底30中，也可以附加或編織到特定的結(jié)構(gòu)中，只要導(dǎo)體20相對(duì)于導(dǎo)體20的其它部分電絕緣，并且，必要時(shí)，與襯底30(和/或受測(cè)對(duì)象)絕緣。
導(dǎo)體20優(yōu)選固定到可膨脹襯底材料30上，所述襯底材料30只圍繞受測(cè)人的胸部或腹部的一部分。非膨脹材料40的帶(或若干帶)連接到可膨脹材料30上以便圍繞受測(cè)對(duì)象。導(dǎo)體20連接到環(huán)形的阻抗匹配變壓器50(其也連接到可膨脹材料30)，并且通過兩個(gè)導(dǎo)體52連接到遙控電子電路24，電子電路24能夠?qū)⒏袘?yīng)帶20的電感變化轉(zhuǎn)換為與受測(cè)對(duì)象身體周圍變化成比例的電壓，這一點(diǎn)在現(xiàn)有技術(shù)中已知并被使用。
與美國(guó)專利5,543,012中描述的需要專門的裝置來(lái)制造這些帶的傳統(tǒng)對(duì)稱感應(yīng)帶相比，本發(fā)明的非對(duì)稱感應(yīng)帶的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它易于用常規(guī)的縫紉機(jī)制造。在圖3所示的實(shí)施例中，可膨脹材料的頂部件30A放置在可膨脹材料的底部件30B的上方，兩個(gè)垂直排的縫合線55使用常規(guī)的縫紉機(jī)縫到材料中，以形成用于每個(gè)發(fā)夾25的袋60。導(dǎo)體20在夾具上被彎曲成形，每個(gè)發(fā)夾25放置到用于容納夾具25的袋60中定位，同時(shí)袋10的周邊57被縫紉。由于不需要縫合跨過帶本身，傳統(tǒng)的縫紉機(jī)可被用于制造本發(fā)明的感應(yīng)帶。
對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，很容易想到其它的優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)。因此，本發(fā)明在其更寬的方面來(lái)說，并不局限于所圖示和描述的特定細(xì)節(jié)、代表裝置和示例。因此，在不偏離申請(qǐng)人的總體發(fā)明構(gòu)思的實(shí)質(zhì)或范圍的情況下，可以對(duì)這些細(xì)節(jié)進(jìn)行變化。
權(quán)利要求
1.一種用于監(jiān)測(cè)受測(cè)對(duì)象的呼吸的感應(yīng)帶，包括具有第一端和第二端的細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)體；和可膨脹導(dǎo)體支撐襯底，與細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)體成支撐關(guān)系，其中第一端和第二端與所述細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)體的中點(diǎn)間隔開；其中細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)體包括交替系列的偏移頂點(diǎn)特征和周期性導(dǎo)體特征，并且所述偏移頂點(diǎn)特征共享周期性導(dǎo)體特征的中間軸線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)帶，其特征在于，細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)體包括單個(gè)閉合的環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)帶，其特征在于，至少兩個(gè)交替系列的偏移頂點(diǎn)特征相對(duì)于導(dǎo)體的縱軸線彼此交疊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)帶，其特征在于，還包括非膨脹帶，其中可膨脹帶通過從以下面的件組中選擇的一種件連接到非膨脹帶上，所述材料組包括一對(duì)鉤和環(huán)片材料、帶扣、一部分摩擦配合材料、繩結(jié)、扭扣、夾板、一段縫合、粘結(jié)劑、拉鎖等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)帶，其特征在于，偏移頂點(diǎn)特征形成為發(fā)夾形狀，所述發(fā)夾在每個(gè)頂點(diǎn)特征的遠(yuǎn)端具有部分環(huán)以及從其延伸出的一對(duì)緊密地分開的腿。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)帶，其特征在于，所述可膨脹導(dǎo)體支撐是受測(cè)對(duì)象的表皮，所述導(dǎo)體通過粘接材料或膠帶粘貼到所述表皮上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應(yīng)帶，其特征在于，所述細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)體是金屬的。
8.一種改進(jìn)的感應(yīng)帶變換器，包括具有第一部分、中間過渡部分和第二部分的電導(dǎo)體；與所述電導(dǎo)體成支撐關(guān)系的可膨脹導(dǎo)體支撐襯底；和電連接到所述電導(dǎo)體的每個(gè)端部的變壓器；其中所述電導(dǎo)體的第一部分具有第一系列頂點(diǎn)特征，第二部分具有第二系列頂點(diǎn)特征，所述第一系列和所述第二系列交疊中間縱軸線，所述中間縱軸線與中間過渡部分和變壓器交叉。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的感應(yīng)帶，其特征在于，所述電導(dǎo)體包括單個(gè)閉合的環(huán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的感應(yīng)帶，其特征在于，第一系列頂點(diǎn)特征中的至少一個(gè)和第二系列頂點(diǎn)特征中的至少一個(gè)形成發(fā)夾形狀。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的感應(yīng)帶，其特征在于，所述電導(dǎo)體位于在可膨脹導(dǎo)體支撐襯底中形成的一系列袋或環(huán)中。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的感應(yīng)帶，其特征在于，所述電導(dǎo)體由導(dǎo)電的聚合體材料構(gòu)成。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的感應(yīng)帶，其特征在于，所述電導(dǎo)體被編織或縫合到可膨脹導(dǎo)體支撐襯底中。
14.一種改進(jìn)的感應(yīng)帶電導(dǎo)體痕量圖案，包括第一段導(dǎo)電材料；和第二段導(dǎo)電材料；其中每個(gè)所述段的導(dǎo)電材料的第一端連接在一起，每個(gè)所述段的導(dǎo)電材料的第二端電耦合到變壓器上，并且，一部分所述第一段和所述第二段這樣構(gòu)造以便于每個(gè)部分和另一個(gè)部分相對(duì)于它們之間的中間軸線交疊。
15.一種用于測(cè)量對(duì)象周邊變化的自感應(yīng)變換器，包括細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)體，該細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)體具有在其中形成的一系列幾何形狀，其中至少一個(gè)所述幾何形狀是發(fā)夾狀的。
16.一種用于測(cè)量對(duì)象周邊變化的自感應(yīng)變換器，包括細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)體，該細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)體具有在其中形成的一系列幾何形狀，其中至少一個(gè)所述幾何形狀具有緊密地與第二直腿部分間隔開的第一直腿部分，和頂點(diǎn)部分將第一直腿部分連接到第二直腿部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的自感應(yīng)傳感器，其特征在于，所述頂點(diǎn)部分包括大體具有共同半徑的半圓形部分。
18.一種用于測(cè)量對(duì)象外周變化的自感應(yīng)傳感器，包括細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)體，該細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)體具有在其中形成的一系列幾何形狀，其中至少一個(gè)所述幾何形狀具有大體平行于并緊密地與第二直腿部分間隔開布置的第一直腿部分；和細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)體的頂點(diǎn)部分，該頂點(diǎn)部分將第一直腿部分連接到第二直腿部分，所述頂點(diǎn)部分形狀類似于字母“C”。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的自感應(yīng)傳感器，其特征在于，細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)體的第一部分和細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)體的第二部分的一系列幾何形狀以間隔開的關(guān)系布置，并且，所述第一部分的一系列幾何形狀的一部分與位于細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)體的第一部分和第二部分之間的共同縱軸線交疊。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的自感應(yīng)傳感器，其特征在于，當(dāng)對(duì)象的周邊增加時(shí)，第一腿部分和第二腿部分能夠彼此分叉開。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的自感應(yīng)傳感器，其特征在于，所述分叉引起導(dǎo)體的電感變化。
全文摘要
本發(fā)明包括非對(duì)稱感應(yīng)帶，所述帶優(yōu)選具有從導(dǎo)體襯底的第一邊緣附加并跨過所述襯底的導(dǎo)體。導(dǎo)體的第一和第二部分優(yōu)選形成為在某些或所有中間端點(diǎn)處、或者在沿著其長(zhǎng)度的離散點(diǎn)的樞軸位置處具有發(fā)夾狀特征。另外，第一和第二部分被布置為彼此非對(duì)稱的關(guān)系，總的來(lái)說，優(yōu)選每個(gè)發(fā)夾狀特征與另一個(gè)發(fā)夾狀特征不直接相對(duì)。所述發(fā)夾優(yōu)選通過鋸齒形導(dǎo)體連接，除了頂點(diǎn)、或發(fā)夾、導(dǎo)體的形狀以外，所述鋸齒形導(dǎo)體在被拉伸時(shí)也有助于自感應(yīng)。
文檔編號(hào)A61B5/08GK1516563SQ02812132
公開日2004年7月28日 申請(qǐng)日期2002年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月22日
發(fā)明者理查德·杰勒德·紐曼, 理查德 杰勒德 紐曼 申請(qǐng)人:卡甫麥迪克斯有限公司