體溫記錄貼片的制作方法
【專利說明】體溫記錄貼片
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求享有于2012年11月I日提交的美國臨時申請序列號61/721，261的優(yōu)先權，該臨時申請在此以其整體引入本文作為參考。
【背景技術】
[0003]在過去的100年左右，電氣或電子電路的設計和裝配工藝已經(jīng)有了顯著的變化。大約100年以前，直流供電電路是硬連線的并且以盒子形式手工焊接。高電流電子或電氣部件被固定到盒子，然后它們通過直徑足夠承載所需要的電流和電壓的手動焊接線被手動地連接。在這些電路的多數(shù)中，大尺寸的多個電壓電池被放置在電池隔間內(nèi)，然后它們也被手工焊接到電路內(nèi)。典型的電池尺寸可以是6伏特提燈電池或由多個6”尺寸的單位電池單元(cell)或甚至可能一些更小尺寸的單位電池單元組成的電池組。當電池被耗盡時，它們被脫焊且按照電路被制作時相同的方式被替換。
[0004]大約60年以前，隨著晶體管和其他電子零件的發(fā)明，電路的設計和制造發(fā)生了劇烈變化。由于電子器件的改變，而這種改變需要低得多的電流和低許多倍的電壓，因此電路可以以更有效率且更緊湊的方式被制作。這允許電路以波峰焊接方法被制作在電路板上。作為此波峰焊接裝配方法的一部分，電池保持器也被包括到電路中。由于所需要的電壓和電流的大大減小，電源尺寸也可以在尺寸上減小。典型的電源尺寸現(xiàn)在可以是D、C、AA、AAA、晶體管9V電池或甚至硬幣或按鈕電池。在這些具有電池保持器的新電路中，消費者也可以在當其開始使用裝置時安裝電池，使得非常容易地替換已耗盡的電池。
[0005]在近些年中，如在若干Blue Spark專利應用中描述的，柔性基底上的印刷電子器件已成為新的工藝，并日益普及。以此工藝，一些或全部電路以及一些電子部件被印刷。通常此類型的電路可以包括顯示器、IC芯片、傳感器、天線、燈和相對低容量的電源，例如平面印刷電池。在一些應用中，電源還可以以完全集成的方式被印刷。
[0006]替代地，可以以不同的方式集成電源。為了降低成本，電源可以是一個印刷的或是以其他方式構造的扁平電池，其作為完整電池單元被提供用于以后集成到需要的電路中。一個典型的電池單元可以提供，例如，約1.5伏直流。在需要更大的電壓的情況下，常規(guī)已知的是，串聯(lián)連接兩個或更多個電池單元來增加電壓。類似地，多個電池單元可以被并聯(lián)連接在一起以增加有效容量。例如，電池可以包括串聯(lián)電連接的兩個電池單元以提供3伏直流。盡管如此，期望的是，減小電池的總體尺寸(即使有多個電池單元)，以在小的電路中使用。在序列號為于2005年4月20日提交的11/110202、于2006年4月24日提交的11/379816、于 2010 年 6 月 21 日提交的 12/809844、于 2011 年 3 月 30 日提交的 13/075620、于2012年9月24日提交的13/625366、于2013年5月21日提交的13/899291的共同未決的美國申請，以及已授權的專利號為8029927、8268475、8441411的美國專利中描述了扁平電池單元和電池的各種設計和制造方法，所有這些文件都通過引用納入本文。
[0007]近年來，對可以利用便攜式計算機、智能電話以及平板電腦的日漸增長的功率的有源醫(yī)療技術的關注與日俱增。一個這樣的實例包括體溫記錄貼片(patch)( “貼片”)，其將被戴在身體上并且將追蹤和在存儲器內(nèi)收集病人的身體隨著時間推移的溫度?，F(xiàn)今，常規(guī)體溫裝置僅在單個時間點處測量體溫。相反，本文中描述的貼片裝置可以作為一個貼片被應用且佩戴一個長的時間周期，諸如24小時的周期(雖然可預期更長或更短的時間周期)。貼片優(yōu)選地包括適合于施加至用戶的皮膚的醫(yī)用準接觸皮膚的粘合劑，但也可以利用各種通常柔性的和壓縮的材料。作為補充或作為替代，貼片可以具有如通過多個傳感器來感測各種其它現(xiàn)象的能力。例如，貼片可以感測以下中的任一或所有:病人在相同或不同的部位處的多個溫度、周圍溫度、周圍濕度、周圍壓力、周圍光、聲、和/或輻射的水平、病人的身體功能、時間、病人運動(例如，通過加速計)等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為提供對本發(fā)明的一些方面的基本理解，下面呈現(xiàn)本發(fā)明的簡化概述。所述概述不是本發(fā)明的廣泛綜述。其并不旨在確定本發(fā)明的關鍵元件和重要元件，也不描繪本發(fā)明的范圍。其唯一目的在于以簡化的形式呈現(xiàn)本發(fā)明的一些概念，作為稍后呈現(xiàn)的更詳細描述的序目。
[0009]根據(jù)本申請的一個方面，一種帶有無線數(shù)據(jù)通信的有源供電溫度數(shù)據(jù)記錄器(logger)貼片包括第一基底層和密封的、柔性電池，該密封的、柔性電池(battery)包括帶有陽極和陰極的印刷電化學電池單元(cell)。所述陽極和陰極中的至少一個由固化或干燥的墨形成。第一電池電極觸點和第二電池電極觸點各自電聯(lián)接至所述陽極和陰極中的一個。所述貼片還包括柔性電路，所述柔性電路包括微處理器、被配置為感測目標對象的溫度的溫度傳感器、無線通信收發(fā)器和天線。所述柔性電路還包括第一電池觸墊(contact pad)和第二電池觸墊，每個電聯(lián)接(couple)至所述第一電池電極觸點和第二電池電極觸點中的一個以藉此以電氣方式向所述微處理器和溫度傳感器提供電力。所述貼片還包括第二基底層，所述第二基底層包括被配置為被可移除地施加至所述目標對象的表面的粘合劑。所述柔性電池和柔性電路共同包括以覆蓋、堆疊的布置方式布置在所述第一基底層和所述第二基底層之間的電子中料(inlay)。所述第一基底層、所述電子中料和所述第二基底層全部是柔性的且被配置為貼合所述目標對象的彎曲表面。
[0010]根據(jù)本申請的另一個方面，一種帶有無線數(shù)據(jù)通信的有源供電溫度數(shù)據(jù)記錄器貼片包括第一基底層和密封的、柔性電池，該密封的、柔性電池包括帶有以共面布置方式設置的陽極和陰極的印刷電化學電池單元。所述貼片還包括柔性電路，所述柔性電路包括微處理器、被配置為感測目標對象的溫度的溫度傳感器、無線通信收發(fā)器和天線。所述微處理器從所述柔性電池有源地接收電力，所述溫度傳感器從所述微處理器有源地接收電力，且所述無線通信收發(fā)器通過電磁場從一個外部計算裝置無源地供電。所述貼片還包括第二基底層，所述第二基底層包括被配置為被可移除地施加至所述目標對象的表面的粘合劑。所述柔性電池和柔性電路被安置在所述第一基底層和所述第二基底層之間，且其中所述第一基底層、電子中料和所述第二基底層全部是柔性的。
[0011]根據(jù)本申請的另一個方面，一種用于監(jiān)控病人的體溫的有源供電醫(yī)療系統(tǒng)，包括柔性的、有源供電的溫度數(shù)據(jù)記錄貼片，所述貼片包括密封的、柔性電池，所述密封的、柔性電池包括帶有以共面布置方式設置的陽極和陰極的印刷電化學電池單元。柔性電路包括微處理器、被配置為感測所述病人的溫度的溫度傳感器、定時器、存儲器、無線通信收發(fā)器和天線?；讓影ū慌渲脼楸豢梢瞥厥┘又了霾∪说钠つw的粘合劑。所述貼片的所述微處理器、所述溫度傳感器、所述計時器和所述存儲器全部由柔性電池有源地供電。所述系統(tǒng)還包括一個外部計算裝置，所述外部計算裝置包括能夠運行應用的可編程的微處理器、有源電源、顯示器以及由所述有源電源供電且能夠經(jīng)由電磁場與所述貼片的無線通信收發(fā)器雙向通信的收發(fā)器。所述貼片的無線通信收發(fā)器通過所述電磁場從所述外部計算裝置有源地供電。所述外部計算裝置被配置為將初始化命令和初始化開始時間傳送至所述貼片的微處理器，使得所述微處理器能夠向所述溫度傳感器提供電力且開始從所述溫度傳感器獲得多個溫度樣本。所述貼片的微處理器被配置為將確認信號傳送回所述外部計算裝置，指示成功初始化。
【附圖說明】
[0012]參考附圖來閱讀以下說明，本發(fā)明的前述的和其他的特征以及優(yōu)點對于本發(fā)明所屬的領域的技術人員將是顯而易見的，其中:
[0013]圖1示出附接到一個人的用于使用一個示例性智能手機測量體溫的示例性貼片的立體圖；
[0014]圖2A示出該示例性貼片的一個實施方案的分解視圖；
[0015]圖2B示出該示例性貼片的另一個實施方案的分解視圖；
[0016]圖3示出圖1的示例性貼片的一個示例性電子中料的俯視示意圖；
[0017]圖4示出圖1的示例性貼片的示例性電子電路的俯視示意圖；
[0018]圖5示出一個示例性電化學電池單元的平面圖；
[0019]圖6示出沿著圖5的線6-6穿過電極區(qū)域截取的電化學電池單元的截面圖；
[0020]圖7示出沿著圖5的線7-7穿過第一電極的整個長度截取的電化學電池單元的截面圖；
[0021]圖8示出沿著圖5的線8-8穿過第二電極的整個長度截取的電化學電池單元的截面圖；以及
[0022]圖9示出用于智能手機或其他計算裝置的用戶應用的一個示例性屏幕截圖。
【具體實施方式】
[0023]在本申請中，體溫記錄貼片(“貼片”)被描述為將被戴在身體上并且將追蹤病人的身體隨著時間推移的溫度并將該溫度收集在存儲器中。例如，如圖1中所示，貼片10可以被戴在病人12的身體上，諸如，在前額、軀干、手臂，腿、或其他身體部位上?，F(xiàn)今的常規(guī)體溫裝置僅在單個時間點處測量體溫。相反，本文中描述的貼片10裝置可以作為一個貼片被應用且佩戴一個長的時間周期，以提供大量的測量，諸如一個12、16或24小時的周期(雖然可預期更長或更短的時間周期)。貼片10優(yōu)選地包括適于應用到用戶皮膚的醫(yī)用準許接觸皮膚的粘合劑，雖然也可以利用各種通常柔性的和壓縮的材料。作為補充或作為替代，貼片10可以具有如通過多個傳感器來感測各種其它現(xiàn)象的能力。例如，貼片10可以感測以下中的任一者或所有:病人在相同或不同的部位處的多個溫度、周圍溫度、周圍濕度、周圍壓力、周圍光、聲、和/或輻射的水平、病人的身體功能、時間、病人運動(例如，通過加速計)等。
[0024]在病人正佩戴貼片10的任何時間點，諸如所描述的24小時周期期間，貼片可以被計算裝置14遠程地(但是相對地靠近身體)讀取，計算裝置14諸如是便攜式計算機，智能手機、平板電腦和/或能具有與貼片10相同或相容的無線電通信協(xié)議的其它傳感器裝置。如本文中所示，計算裝置14被示為智能手機，但可以理解，該計算裝置可以是便攜式計算機、智能手機、平板電腦和/或被配置為經(jīng)由無線電通信與貼片10進行通信的其它傳感器裝置。計算裝置14包括能夠運行應用的可編程的微處理器、電源(電池或AC線路電源)、顯示器，以及能夠與貼片10雙向通信的收發(fā)器。此外，計算裝置14優(yōu)選地能夠在局域網(wǎng)(LAN)或包括互聯(lián)網(wǎng)和萬維網(wǎng)的廣域網(wǎng)(WAN)上通信。溫度測量可以按需要和/或按預先設定的時間間隔進行，并且，可以被本地地存儲在貼片10的存儲器內(nèi)和/或讀取裝置(例如，智能手機、平板電腦、便攜式計算機、傳感器等)的存儲器內(nèi)。
[0025]在一個實施例中，貼片10可以包括高頻/近場通信(NFC)無線電協(xié)議。因此，此貼片10可以通過一個具有實現(xiàn)兼容的高頻/近場通信NFC和ISO-15693RFID無線電協(xié)議的標準智能手機(或計算機，平板電腦，傳感器等)來讀取。例如，如果一個戴著貼片10的人在睡覺，另一個具有智能手機的人將能夠用能實現(xiàn)高頻/近場通信NFC和ISO-15693RFID的智能手機來讀取貼片10的輸出。近場通信(NFC)是一組用于智能手機和類似裝置的標準，以通過將它們觸接到一起或將它們帶到靠近的、通常不多于幾厘米(雖然預期的是該范圍可以增大)的距離內(nèi)來建立彼此之間的無線電通信。NFC標準涵蓋通信協(xié)議和數(shù)據(jù)交換格式，且基于包括ISO/IEC 14443、IS0/IEC 15693和FeliCa的現(xiàn)有射頻識別(RFID)標準。這些標準包括ISO/IEC 18092和21481，以及由NFC論壇限定的那些標準。NFC是一組短程無線技術，通常要求4厘米或更小的距離。NFC在ISO/IEC 18000-3空中接口上以13.56MHz以及106kbit/s-424kbit/s的速率范圍運行。NFC包含一個初始方和一個目標，其中，所述初始方有源地產(chǎn)生可以給無源目標提供電力的RF場。
[0026]讀取溫度信息的人(或自動裝置)將不必叫醒戴著貼片10的病人且通過如一個智能手機應用(應用)或類似裝置，將立刻能夠圖形地和/或以基于文本的格式(例如，列表、表格、圖表等)顯示在他們睡覺的一些或全部時間內(nèi)佩戴該貼片或以其它方式佩戴該貼片的病人的瞬時體溫和/或歷史體溫。此信息的顯示考慮到體溫的趨勢歷史。應用功能可以包括，但不限于，以下的一些或全部特征:
[0027]使智能手機能夠創(chuàng)建一個到該貼片的數(shù)據(jù)鏈接；
[0028]向該貼片發(fā)送初始化(或重新初始化)命令，并且設置一個電子器件已被成功初始化的標志(flag)；
[0029]向貼片發(fā)送數(shù)據(jù)，包括初始化時間戳(time stamp)以開始數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)感測時間間隔、數(shù)據(jù)檢索時間間隔、數(shù)據(jù)格式、上溫度邊界水平、以及下溫度邊界水平等；
[0030]讀取被編程到集成電路中的唯一標識符代碼；
[0031]讀取被存儲在集成電路的存儲器中的帶時間標記的溫度數(shù)據(jù)，包括自貼片被激活以來的一部分數(shù)據(jù)或甚至全部數(shù)據(jù)；
[0032]讀取電池電壓水平，估計電池電壓水平，或估計用于貼片運行的剩余時間量；
[0033]將溫度數(shù)據(jù)從華氏度轉換到攝氏度，或從攝氏度轉換到華氏度，或轉換到其他溫度單位；
[0034]使用多個圖形(graph)顯示選項(即，線圖，條形圖等)來圖形顯示溫度數(shù)據(jù)與時間的關系；
[0035]以表格形式顯示溫度與時間數(shù)據(jù)的關系；
[0036]執(zhí)行數(shù)據(jù)分析；
[0037]設置對接近或超過一預先設定的邊界條件的溫度的警報水平，經(jīng)由可視和/或可聽的方法發(fā)出警報信號；
[0038]保存歷史數(shù)據(jù)；
[0039]創(chuàng)建多個用戶配置文件；
[0040]允許集成電路唯一標識符到用戶配置文件的鏈接(link);
[0041]到第三方的電郵、文本或其它數(shù)據(jù)傳送；
[0042]在線地再訂購額外的貼片；以及
[0043]鏈接到用于醫(yī)療咨詢或醫(yī)療聯(lián)系信息的網(wǎng)站。
[0044]無線的無線電協(xié)議可以使得智能手機(或計算機、平板電腦、傳感器等)能夠按要求從貼片下載溫度數(shù)據(jù)和/或下載一些或全部所存儲的數(shù)據(jù)。作為補充或作為替代，計算裝置14(例如，智能手機、計算機、平板電腦、其它傳感器裝置等)可以被配置為從一個或多個貼片和/或其他本地傳感器下載和利用數(shù)據(jù)。作為補充或作為替代，智能手機應用(應用)等可以被配置為利用所收集的一些或全部數(shù)據(jù)且對其應用分析，以確定數(shù)據(jù)趨勢、關系等。
[0045]可以理解，雖然在本文中已經(jīng)描述NFC無線協(xié)議，但是也可以使用各種其他無線協(xié)議，包括基于標準的協(xié)議，甚至還包括專有協(xié)議。示例性協(xié)議可以包括以下中的任一種或所有(或甚至其他，沒有限制):RFID、藍牙、藍牙低能量、WiF1、蜂窩(模擬的或數(shù)字的，包括所有過去或現(xiàn)在的迭代)、ZigBee、RuBee等。實際上，雖然NFC用非常簡單的設定提供相對低速的連接，但它可以被用于引導更有能力的無線連接。
[0046]在如圖2A中示出的一個實施例中，貼片10可以包括以覆蓋、堆疊布置方式布置的下