Результат интеллектуальной деятельности: ИНДИКАТОР ПРОГРЕССА ПРИУЧЕНИЯ РЕБЕНКА К ТУАЛЕТУ

Впитывающие изделия, такие как подгузники, трусы для приучения ребенка к туалету и т.п.традиционно включают проницаемую для жидкости обращенную к телу подкладку, непроницаемое для жидкости наружное покрытие и впитывающую сердцевину. Впитывающая сердцевина обычно расположена между наружным покрытием и подкладкой для приема и удержания жидкостей (например, мочи) выделяемых пользователем.

Впитывающая сердцевина может быть выполнена, например, из сверхвпитывающих частиц. Многие впитывающие изделия, особенно те, которые продаются под торговым наименованием HUGGIES™ выпускаемые Kimberly-Clark Corporation, настолько эффективны в отношении впитывания (поглощения) жидкостей, что иногда бывает трудно определить, подверглось или нет изделие воздействию физиологической жидкости.

Соответственно, различные виды индикаторов для определения увлажненности и влажности предлагались для использования во впитывающих изделиях. Индикаторы влажности могут включать в себя сигнальные устройства, которые предназначены для того, чтобы помогать родителям или обслуживающему персоналу быстро определять присутствие влаги в подгузнике. Эти устройства подают либо визуальный, либо звуковой сигнал.

Например, в некоторых известных ранее конструкциях, во впитывающие изделия вводились в машинном направлении недорогие проводящие нити, фольга или бумага. Проводящие материалы служат в качестве проводящих путей для сигнального устройства и формируют открытую схему (цепь) в изделии, которая может быть замкнута, когда физиологическая жидкость, например, моча, замыкает схему. В этих конструкциях, хотя впитывающее изделие и может быть одноразовым, сигнальные устройства таковыми не являются. Таким образом, сигнальные устройства предполагается извлекать из изделия и повторно прикреплять к следующему изделию.

Однако при эксплуатации таких продуктов возникли проблемы, связанные с приучением детей к горшку (туалету), которые выразились в том, что сигналы, производимые такими продуктами обычно относятся только к определению влажности. Было бы полезно, если бы альтернативная сигнализация в виде позитивной обратной связи была бы доступна для поощрения детей или их обучающие лица предприняли бы или поощрили действия, которые помогут ребенку в получении здорового и гигиенического жизненного опыта. Подобным же образом, проблемы при эксплуатации таких продуктов возникли в отношении систем ухода за взрослыми. Также было бы полезно, если бы сигнализация в форме информации передаваемой обслуживающему персоналу и/или пользователю предоставляла информацию, касающуюся изменений в отношении незаполненного объема и/или пространства, которая могла бы указывать на проблемы со здоровьем.

В общем, настоящее изобретение направлено на улучшение обнаруживающих и сигнализационных конструкций и методологий для использования с различными впитывающими изделиями для обеспечения информирования родителя или опекуна о том, что был достигнут прогресс в процессе приучения к горшку (туалету). Дополнительно, такие сигнализирующие конструкции и методологии могут быть применены в предметах ухода за взрослыми с привлечением оценки взрослых жизненных навыков и/или тренинга в отношении такого явления, как энурез (ночное недержание мочи), но не ограничиваясь им. Сигнальные устройства, соответствующие различным конфигурациям могут быть прикреплены полностью или частично посредством подходящих механизмов к одноразовым впитывающим изделиям. Например, сигнальное устройство может быть выполнено в виде одного устройства, прикрепленного к впитывающему изделию или может соответствовать отдельным компонентам, при этом один элемент прикрепляется к впитывающему изделию, а один элемент удален от впитывающего изделия и может, в виде отдельного устройства или совместно с ним, быть выполнен для информирования пользователя об увеличении количества физиологических жидкостей по объему и/или увеличении промежутка времени между моментами обнаружения жидкости. Например, в одном варианте, впитывающее изделие включает в себя подгузник и сигнальное устройство выполненное таким образом, чтобы определять присутствие мочи или движение в кишечнике. Однако, в других вариантах, сигнальное устройство может быть выполнено таким образом, чтобы определять физическое расположение пользователя подгузника относительно приспособления в ванной комнате. Во всех вариантах, сигнальное устройство может обеспечивать обратную связь с родителем, опекуном и/или пользователем для того, чтобы рекомендовать соответствующие меры, которые необходимо принять для закрепления навыков здоровья и гигиены.

В одном варианте, предлагается система, содержащая основной элемент, выполненный таким образом, чтобы его мог носить человек. Основной элемент содержит наружное покрытие, имеющее внутреннюю поверхность и впитывающую структуру расположенную вблизи внутренней поверхности наружного покрытия. По меньшей мере один проводящий элемент включен в основной элемент и формирует часть сенсорной схемы, которая выполнена таким образом, чтобы определять физиологические изменения у пользователя. По меньшей мере одно электрическое устройство взаимодействует с по меньшей мере одним проводящим элементом, при этом электрическое устройство выполнено таким образом, чтобы показывать обнаруженные физиологические изменения, связанные с пользователем. Используемое здесь понятие физиологические изменения подразумевает включение как изменений в состоянии пользователя, повлекших за собой воздействие на впитывающее изделие, так и изменений в физическом месте нахождения пользователя.

В частных вариантах по меньшей мере одно электрическое устройство непосредственно соединено с по меньшей мере одним проводящим элементом, хотя в других вариантах может быть использовано беспроводное соединение с удаленным элементом электрического устройства. В отдельных вариантах по меньшей мере один проводящий элемент включает в себя по меньшей мере одну пару проводящих элементов и по меньшей мере одно электрическое устройство, содержащее индикатор, выполненный таким образом, чтобы показывать одно из увеличений в объеме опорожнений у пользователя со временем и увеличений промежутков времени между опорожнениями у пользователя.

В дальнейших вариантах представлена система, в которой по меньшей мере одно электрическое устройство включает в себя индикатор, выполненный таким образом, чтобы показывать близость пользователя к одному из заданных пунктов и заданных местоположений. В частных вариантах, может быть показана приближенность пользователя к приспособлению в ванной комнате.

В еще некоторых дальнейших вариантах, представлена система, обеспечивающая сигнал с местоположения, удаленного от основного элемента и пользователя, которая сигнализирует об обнаруженных физиологических изменениях, чтобы предупредить родителя или опекуна об этих изменениях.

В соответствии с другими дальнейшими вариантами, может быть обеспечена и настроена память, для сохранения данных, показывающих обнаруженные физиологические изменения. В частных вариантах выполнения, данные могут быть переданы от памяти на компьютер или другое устройство для предоставления критериев определения репрезентативных данных. Данные могут быть переданы посредством любых приемлемых устройств, в том числе прямое электрическое соединение, USB соединение, беспроводное соединение, Bluetooth соединение, WiFi соединение и оптическое соединение.

В других дополнительных вариантах выполнения, визуальное изображение данных направлено на отслеживание во времени, также как и звуковые и визуальные сигналы, основанные на данных, полученных с электрического устройства, могут быть представлены как локально, так и с удаленного расположения.

Другие варианты настоящего изобретения также касаются методологий передачи сигналов, связанных с физиологическими изменениями, включающих в себя предоставление носимого впитывающего изделия, которое включает в себя впитывающую структуру и по меньшей мере один проводящий элемент, который формирует часть сенсорной схемы, выполненной таким образом, чтобы обнаруживать физиологические изменения у пользователя. Обеспечивается сигнальное устройство, которое способно воспроизводить ощутимые человеком сигналы реагирования на обнаружение физиологических изменений у пользователя, при этом сигнальное устройство соединено с впитывающим изделием. В отдельных случаях, сигнальное устройство может быть напрямую соединено или соединено беспроводным способом с впитывающим изделием.

В соответствии с дополнительными методологиями, сигнальное устройство может реагировать на одно или более увеличений в объеме опорожнений со временем у пользователя, увеличений в промежутках времени между опорожнениями у пользователя и приближенность пользователя к приспособлению в ванной комнате. Альтернативные методологии предоставляют получение голосовых инструкций пользователем впитывающего изделия.

Ниже обсуждаются более детально другие признаки и объекты настоящего изобретения.

Полное и подробное описание настоящего изобретения, включая наилучший вариант его выполнения для специалиста в данной области, изложено более подробно в оставшейся части описания. Включая ссылку на сопровождающие чертежи, на которых:

Фиг.1 - вид сзади в перспективе одного из вариантов впитывающего изделия по изобретению;

Фиг.2 - схематическая диаграмма примерной импульсной схемы, используемой в соединении компонентов впитывающего изделия для определения и/или измерения воздействий на впитывающее изделие;

Фиг.3 - диаграмма, показывающая скорость изменения напряжения относительно объема жидкости, воздействовавшего на впитывающее изделие;

На Фиг.4А, 4В и 4С - показаны различные изменения возвратного напряжения со временем, зависящие от концентрации ионной концентрации выделений; и

На Фиг.5А, 5В и 5С показаны различные волнообразные наклоны, которые могут быть использованы в альтернативном способе для определения концентрации ионов.

Повторное использование ссылочных позиций в данном описании и на чертежах предназначено для обозначения одних и тех же аналогичных признаков или элементов настоящего изобретения.

Специалисту в данной области понятно, что данное описание является только описанием примерных вариантов выполнения и не имеет целью ограничивать более широкие объекты данного изобретения.

Настоящее изобретение, в общем, касается впитывающих изделий, приспособленных для прикрепления к сигнальному устройству, которое может быть выполнено таким образом, чтобы определять присутствие физиологических жидкостей во впитывающем изделии или другие изменения в состоянии продукта или пользователя. Впитывающим изделием может быть, например, подгузник или трусы для приучения ребенка к туалету и т.п. Следует отметить, что в то время как настоящее изобретение, в более общем плане, описано относительно изделий, разработанных для ношения детьми, это не является ограничением настоящего предмета изобретения. Фактически, во впитывающих изделиях, разработанных для использования взрослыми, могут в равной степени использоваться преимущества настоящего изобретения. Впитывающие изделия, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, могут включать в себя сенсорную схему, которая определяет, когда проводящая жидкость, например физиологическая жидкость, обнаружена между парой проводящих токоотводов. Обычно, впитывающие изделия, содержащие сенсорную схему, являются одноразовыми, что означает, что они выполнены таким образом, чтобы утилизироваться после ограниченного срока использования, а не быть выстиранными или восстановленными каким либо другим способом для повторного использования.

Сенсорная схема, находящаяся внутри впитывающего изделия в соответствии с предметом настоящего изобретения, выполнена с возможностью присоединяться к сигнальному устройству. Сигнальное устройство может снабжать сенсорную схему энергией, одновременно, дополнительно, включая некоторый тип звукового и/или визуального сигнала, который оповещает пользователя о присутствии или характеристиках, связанных с физиологической жидкостью. В альтернативных вариантах, сигнальное устройство может сообщаться со множеством участков, в числе которых находится участок, присоединенный к впитывающему изделию и другой участок, удаленный от и соединенный беспроводным способом с участком, прикрепленным к впитывающему изделию. Хотя само впитывающее изделие является одноразовым, сигнальное устройство может использоваться с множеством изделий. В связи с этим, настоящее изобретение, в частности, направлено на определение отобранных физиологических изменений, связанных с впитывающим изделием.

Настоящее изобретение описывает оборудование и сигнальный анализ, которые могут измерить объем и концентрацию воздействия во впитывающем одноразовом предмете одежды, а также количество воздействий во времени и временные периоды между воздействиями. Заявленная здесь система может соответствовать двум самостоятельным элементам: одноразовым впитывающим трусам, снабженным полосами проводящей фольги, расположенными под подкладкой и сенсором с ограниченным сроком пользования, который включает в себя импульсную схему и источник постоянного тока. Впитывающие трусы могут соответствовать трусам для приучения ребенка к туалету, снабженным параллельными проводящими полосами фольги, расположенными под подкладкой трусов. В примерном исполнении, предмет настоящего изобретения может быть введен в и использоваться с трусами для приучения ребенка к туалету HUGGIES™ Pull-Ups.

Со ссылкой на Фиг.1, в примерных целях, показано впитывающее изделие 20, которое может быть изготовлено в соответствии с предметом настоящего изобретения. Впитывающее изделие 20 может быть, а может и не быть одноразовым. Следует понимать, что настоящий предмет изобретения пригоден для использования с различными впитывающими изделиями, предназначенными для индивидуального использования, включая подгузники и трусы для приучения ребенка к туалету и т.п., но не ограничиваясь ими, без отхода от сути настоящего изобретения.

Только в качестве иллюстрации, различные материалы и способы выполнения впитывающих изделий, таких как подгузник 20 по различным аспектам настоящего изобретения описаны в Международной заявке РСТ WO 00/37009 опубл. 29 июня 2000 г., авт. Флетчер и др.. Патенте США US №4,940,464 от 10 июля 1990 г. авт. Ван Гомпель и др.; Патенте США US №5.766,389 от 16 июня 1998 г. авт. Брэндон и др. и Патенте США US №6,645,190 от 11 ноября 2003 г., авт. Олсон и др., которые включены сюда посредством ссылки в той мере, в которой они соответствуют (т.е. не противоречат) настоящему изобретению.

Подгузник 20 для примера представлен на Фиг.1 в частично застегнутом состоянии и образует пару продольных концевых областей, иначе определяемых здесь как передняя область 22 и задняя область 24, и центральную область, иначе определяемую здесь как область ластовицы 26, проходящую в продольном направлении между и соединяющую переднюю и заднюю области 22, 24. Подгузник 20 также образует внутреннюю поверхность 28 в использовании (например, расположенную относительно других элементов изделия 20), располагаемую по направлению к пользователю, и наружную поверхность 30, противоположную внутренней поверхности. Передняя и задняя области 22, 24 являются теми участками подгузника 20, которые при ношении, полностью или частично покрывают или окружают талию или линию бедер пользователя. Областью ластовицы 26 обычно является тот участок подгузника 20, который при ношении располагается между ногами пользователя и покрывает нижнюю часть туловища и промежность пользователя. Впитывающее изделие 20 имеет пару поперечных противоположных боковых краев 36 и пару продольных противоположных поясных краев, соответственно обозначенных как передний поясной край 38 и задний поясной край 39.

Сигнальное устройство 110 показано соединенным с элементами проводящей площадки 104 и 106. Сигнальное устройство 110 включает в себя пару противоположных терминалов, которые электрически соединены с соответствующими элементами проводящей площадки. При наличии физиологической жидкости во впитывающем изделии 20, открытая схема, сформированная проводящими элементами 100 и 102 совместно со схемой в сигнальном устройстве 110 ощущает присутствие жидкости, и в свою очередь, активирует дополнительную схему в сигнальном устройстве 110 на запись аспектов, связанных с обнаруженной жидкостью, для схем, которые будут более полно описаны ниже.

Сигнальное устройство 110 может подавать звуковой и/или визуальный сигнал и/или может передавать информацию на удаленный участок 114 сенсорной системы. Удаленный участок 114 может сообщаться с выделенным устройством или может сообщаться с, например, персональным компьютером, который может быть использован для анализа и/или показа информации, полученной с сигнального устройства 110. В альтернативном исполнении, данные, принятые удаленным участком 114 могут быть переданы на персональный компьютер для хранения, демонстрации и/или дальнейшего анализа любыми приемлемыми средствами. В примерных исполнениях, данные могут быть переданы от сигнального устройства 110 на удаленный участок 114, а с удаленного участка 114 на персональный компьютер (не показано) и/или непосредственно на персональный компьютер с удаленного участка 114, различными известными способами, включая, прямое соединение посредством кабеля, оптическое соединение и/или беспроводное соединение, но не ограничиваясь ими. Беспроводная передача информации может быть осуществлена, например, через Bluetooth, WiFi или другие подобные приспособления.

Теперь по ссылке на Фиг.2, схематически показана импульсная схема 200, которая создана для считывания со схемы обработки сигнала 220, в то время как управляющее устройство 210 заставляет транзисторы Q1-Q4 поочередно возбуждать и заземлять полосы проводящей фольги 100, 102, для имитации возбуждения переменным током полос фольги используя источник постоянного тока V_cc. Полосы проводящей фольги 100, 102 могут быть соединены с терминалами X1, Х2, соответственно посредством подходящих электрических соединителей. Дополнительно, импульсная схема 200 выполнена таким образом, чтобы сокращать время возбуждения полос с целью снижения ионизации частиц, таким образом, продлевая жизненный цикл проводящей способности полос фольги. В примерном исполнении источник электроснабжения (V_cc) может взаимодействовать с батареей постоянного тока мощностью 3 вольта.

При эксплуатации, схема обработки сигнала 220 измеряет как объем, так и концентрацию (удельный вес) выделившейся мочи, находящейся в одноразовом впитывающем предмете одежды в процессе использования. Это будет достигнуто посредством измерения нескольких электрических характеристик системы. Сухой продукт, с подведенным питанием, покажет значительное сопротивление, потому что между полосами фольги нет соединения. Когда ионный раствор (например, моча) поступает в продукт, создается электрический путь между двумя проводящими полосами фольги 100, 102. Во время заполнения схемы, ионный раствор создает переменное сопротивление в системе. Разница в сопротивлении, создаваемом проводящим ионным раствором, зависит от степени адсорбции раствора продуктом. Малые объемы будут впитаны быстрее, чем большие объемы, и, следовательно, скорость изменения сопротивления для малых объемов будет отличаться от таковой для больших объемов. Поскольку электрическое напряжение в системе прямо пропорционально сопротивлению, объем поступившей мочи определяется посредством измерения скорости изменения в электрическом напряжении поперек проводящих полос фольги 100, 102. На Фиг.3 показана скорость изменения в электрическом напряжении по сравнению с объемом, поступившим на несколько примерных образцов.

Наряду с ранее упомянутыми свойствами, которые обеспечивает импульсная схема 200, имитированное возбуждение схемы переменным током также стимулирует емкостную загрузку/разгрузку ионным раствором, также как и конденсатор. Существует несколько различных способов определить концентрацию поступления посредством исследования емкостных свойств. Первый способ заключается в простом просмотре диапазона колебаний выходного напряжения за период времени после поступления жидкости. Скорость обратного напряжения, измеренная посредством схемы 220 за этот период времени, различна для каждого используемого уровня ионной концентрации раствора. На Фиг.4А, 4В и 4С показаны колебания выходного напряжения для трех различных концентраций раствора, потребляемого за период времени составляющий 90 сек. Примерные результаты, показанные на Фиг.4А, 4В и 4С были получены с использованием 60 мл каждого вида раствора с удельным весом 1,001, 1,02 и 1,037, соответственно. Посредством сравнения скорости обратного напряжения, может быть определена концентрация раствора.

Другие способы определения концентраций поступлений могут рассматривать форму поступивших колебаний заряда/разряда. Форма этих колебаний напряжения заряда/разряда для поступления изменяется во времени. Сухой продукт даст квадратную волновую функцию отображающую импульс. После того как поступление произошло колебание выравнивается до линейного колебания и изменяется на пилообразное колебание, становясь более определенным со временем пока, в итоге, не вернется к начальной квадратной форме. В заданное время, каждый уровень ионной концентрации мочи покажет колебания заметно отличающиеся друг от друга. Это течение процесса может быть измерено и использовано для определения ионной концентрации поступления несколькими способами. На Фиг.5А, 5В и 5С показаны примерные колебания заряда/разряда в течение 60 секунд после поступления для трех растворов с различной ионной концентрацией соответствующих тому же объему и удельному весу которые использовали на соответствующих Фиг.4А, 4В и 4С. Из чертежей видно, как в один и тот же временной момент, каждый раствор показывает колебания различной формы. Области под кривыми у каждого раствора независимы от таковых у других растворов и могут быть измерены для определения ионной концентрации, которую они представляют.

В альтернативном способе для определения ионной концентрации может быть изучен наклон колебаний в заданное время. Наклон кривых для каждого раствора на Фиг.5А, 5В и 5С уникален для их конкретной концентрации. Наклон колебаний в заданное время может, следовательно, быть использован для дифференциации между различными концентрациями ионов в моче. Тестирование нескольких продуктов при таких электрических условиях показало постоянные и повторяющиеся данные касающиеся соотношения объема и концентрации поступления в продукт. Путем повторного тестирования, для каждого анализа может быть установлена калибровочная кривая. Такая калибровочная кривая может затем быть использована в устройстве для мониторинга электрического состояния продукта. Измерения и анализ сигнала могут быть осуществлены при помощи системной платы процессора и/или взаимодействующих дополнительных датчика и дисплея включающих, но не лимитировано, персональные компьютеры (ПК).

Система, изготовленная в соответствии с настоящим изобретением может взаимодействовать с полупрочным датчиком, который может быть прикреплен на заднюю часть трусов, снабженных проводящими полосами фольги под подкладкой. Датчик будет измерять объем и ионную концентрацию поступившей мочи, а также объемы и концентрации второго, третьего и т.д. поступлений. В примерном исполнении датчик 110 (Фиг.1) может содержать экран дисплея, который будет показывать объем поступления, концентрацию поступления, время поступления, количество поступлений, наполненность продукта и т.д. Альтернативно, датчик 110 может также взаимодействовать с ПК и сохранять всю информацию о поступлении, например, в виде электронной таблицы для последующего анализа родителями и/или врачом.

Эти и другие модификации и варианты настоящего изобретения могут быть применены на практике специалистами в данной области, без отхода от сути и объема настоящего изобретения, которое более конкретно изложено в прилагаемой формуле изобретения. Кроме того, должно быть понятно, что объекты различных вариантов выполнения могут быть взаимозаменяемыми как полностью, так и частично. Кроме того, специалистам в данной области будет понятно, что предшествующее описание представлено только для примера и не предназначено для ограничения изобретения, как описано в прилагаемой формуле изобретения.