專(zhuān)利名稱(chēng)：生命體征檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于生命體征的檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
為了對(duì)人進(jìn)行基于醫(yī)療的持續(xù)監(jiān)護(hù)或者為了進(jìn)行訓(xùn)練監(jiān)護(hù)或記錄，需要定期檢測(cè) 生命體征。為了盡可能讓待監(jiān)護(hù)的人覺(jué)得舒服地進(jìn)行該過(guò)程，特別有利的是，將監(jiān)護(hù)裝置構(gòu) 成為使得該監(jiān)護(hù)裝置不會(huì)被該裝置的佩戴者感到干擾。特別有利的是，這種監(jiān)護(hù)裝置不限 制或不明顯限制佩戴者的移動(dòng)自由。同樣盡可能長(zhǎng)的運(yùn)行也是有利的。在W02006/005169A1中公開(kāi)了一種用于監(jiān)護(hù)生命體征的裝置和方法，其中患者在 手腕上佩戴分析裝置，而且在手面中持有光學(xué)檢測(cè)裝置。該光學(xué)檢測(cè)裝置例如構(gòu)成為環(huán)，該 環(huán)戴在手指上，優(yōu)選戴在大拇指上。W02005/048830A1公開(kāi)了一種檢測(cè)生命體征的裝置。該裝置為此設(shè)置在外殼中， 在該外殼的外側(cè)上設(shè)置金屬的接觸電極。為了檢測(cè)生命體征，使用者必須手動(dòng)地將該裝置 施加在身體的一個(gè)位置上。所采集的數(shù)據(jù)例如通過(guò)廣域通信裝置傳輸給控制中心內(nèi)的監(jiān)護(hù)
者ο由現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)的裝置具有以下缺點(diǎn)例如要在腕關(guān)節(jié)上佩戴裝置，并且檢測(cè)裝 置必須握在手中。同樣有缺陷的是，用于執(zhí)行測(cè)量的裝置必須由使用者設(shè)置到身體上，例如 通過(guò)按壓的方式。同樣這些公知裝置至少都具有不可忽略的尺寸，由此明顯限制了佩戴者 的活動(dòng)自由度，或者在測(cè)量過(guò)程中只允許嚴(yán)重受限的活動(dòng)范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種自主的裝置，利用該裝置可以在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)連續(xù)檢測(cè)生命 體征，其中可以將用于檢測(cè)生命體征的裝置定位在佩戴者的身體上，使得對(duì)佩戴者的活動(dòng) 自由度不會(huì)產(chǎn)生或只會(huì)導(dǎo)致很小的影響。該任務(wù)通過(guò)以下方式解決傳感器被構(gòu)造為能彈性可復(fù)位地變形的薄膜傳感器， 通信連接被構(gòu)造為傳輸能量和測(cè)量值或測(cè)量數(shù)據(jù)。在薄膜傳感器中，各個(gè)活性層借助蒸鍍和/或印刷被施加到襯底上。主要優(yōu)點(diǎn)在 于，這些薄層可以特別好地與傳感器的變形相匹配。由于本發(fā)明檢測(cè)裝置的傳感器設(shè)置在 身體部位上并且通過(guò)身體的運(yùn)動(dòng)也受到動(dòng)態(tài)的變形，因此對(duì)于該傳感器的可靠運(yùn)行來(lái)說(shuō)具 有決定性意義的是該傳感器在按規(guī)定使用期間不被機(jī)械應(yīng)力損傷。同樣考慮到佩戴舒適性以及由此考慮到使用者的接受程度，可以通過(guò)通信連接傳 輸電能和數(shù)據(jù)。檢測(cè)裝置需要電能以檢測(cè)生命體征，該電能必須在傳感器上提供，其中通常 借助電源來(lái)提供電能。但是公知的電源存在以下缺點(diǎn)由于容量限制而具有不可忽略的體 積和重量并由此在設(shè)置于傳感器上的情況下限制佩戴舒適度，以及由此使用者會(huì)將傳感器 認(rèn)為是引起干擾的部件。小體積的電源由于很小的容量而存在使用持續(xù)時(shí)間非常有限的缺 點(diǎn)。由于電能通過(guò)通信連接傳輸?shù)絺鞲衅鳎虼藗鞲衅骺梢詷?gòu)造得更為緊湊和輕便，而不會(huì)明顯限制本發(fā)明檢測(cè)裝置的使用持續(xù)時(shí)間。一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)在于，第一通信連接通過(guò)皮膚近場(chǎng)形成。這種結(jié)構(gòu)使得傳感器可 以設(shè)置在身體的任意位置上，而不必涉及布線。該結(jié)構(gòu)尤其是具有以下優(yōu)點(diǎn)傳感器優(yōu)選可 以設(shè)置在能特別明確地檢測(cè)到要檢測(cè)的生命體征的身體位置上。同樣，傳感器尤其是可以 受保護(hù)地設(shè)置或該裝置可以布置成使得佩戴者的活動(dòng)自由度不受到限制。這尤其是在檢測(cè) 訓(xùn)練數(shù)據(jù)時(shí)是有利的，因?yàn)樵趥鞲衅鞯南鄳?yīng)布置情況下不會(huì)限制訓(xùn)練者的自然活動(dòng)過(guò)程。此外有利的是，第一通信連接的作用范圍可以被設(shè)置為使得防止由另一患者所攜 帶的第二檢測(cè)裝置所產(chǎn)生的干擾。在一優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，第一通信連接也可以通過(guò)具有小作用范圍的高頻連接形 成，或通過(guò)無(wú)需許可的ISM范圍(工業(yè)、科學(xué)以及醫(yī)學(xué)頻帶Industrial，Scientific, and Medical Band)中868或915MHz的高頻連接形成。對(duì)于在該頻率范圍中的通信連接，由于 應(yīng)用廣泛已經(jīng)有很多的通信裝置如發(fā)射電路/接收電路可用。一種優(yōu)選的擴(kuò)展方案允許借助脈搏氧飽和度計(jì)來(lái)確定血液中的氧含量。為了執(zhí)行 脈搏氧飽和度確定方法，需要一種檢測(cè)單元，其根據(jù)請(qǐng)求保護(hù)的方案，通過(guò)電磁射線源和電 磁射線探測(cè)器形成。在該方法中，利用具有不同波長(zhǎng)的光照射毛細(xì)管，并將不同的吸收率形 成比例。通過(guò)形成比例以及與參考值進(jìn)行比較，可以確定氧飽和度，其中該分析例如在外部 分析裝置中進(jìn)行。為了執(zhí)行該測(cè)量，例如使用波長(zhǎng)在660nm的范圍和在940nm范圍中的光。 必要時(shí)還可以使用環(huán)境光。作為射線源例如可以使用所有發(fā)射光的半導(dǎo)體器件，優(yōu)選使用發(fā)光二極管。作為 檢測(cè)器優(yōu)選使用光電晶體管，但是也可以使用其它所有光敏的電子器件。在擴(kuò)展方案中，檢測(cè)單元還可以檢測(cè)諸如血壓或血糖含量的生命體征。該擴(kuò)展的 明顯優(yōu)點(diǎn)在于，這些生命體征是非侵入地檢測(cè)的，尤其是根據(jù)請(qǐng)求保護(hù)的方案所構(gòu)成的光 學(xué)工作的檢測(cè)系統(tǒng)允許檢測(cè)這種生命體征。也可以考慮能夠檢測(cè)呼吸頻率的檢測(cè)單元。特別有利的是，所述檢測(cè)單元通過(guò)有機(jī)和/或無(wú)機(jī)的半導(dǎo)體器件形成。就傳感器 的優(yōu)選使用目的來(lái)說(shuō)，有機(jī)半導(dǎo)體器件形成的檢測(cè)單元具有能特別簡(jiǎn)單、快速和成本低制 造的優(yōu)點(diǎn)。就在制造過(guò)程中和在拆卸時(shí)的環(huán)境問(wèn)題來(lái)說(shuō)，有機(jī)半導(dǎo)體還具有在制造過(guò)程中 不需要諸如高溫過(guò)程的耗能過(guò)程以及傳感器的拆卸可以在對(duì)環(huán)境無(wú)危害的情況下實(shí)現(xiàn)的 優(yōu)點(diǎn)。在連續(xù)檢測(cè)生命信號(hào)的情況下，可能導(dǎo)致傳感器的檢測(cè)單元的污染，由此限制該傳 感器的作用能力，或該傳感器不能再使用。根據(jù)所述優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在可以構(gòu)成所謂的一次性傳感 器，由此不再需要清洗被污染的傳感器，并且將被污染的傳感器立即更換成新的傳感器。有機(jī)半導(dǎo)體器件和尤其是有機(jī)發(fā)光二極管和有機(jī)光電晶體管是現(xiàn)有技術(shù)長(zhǎng)久以 來(lái)公知的，因此在此不再進(jìn)一步描述。在一優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，檢測(cè)單元還可以通過(guò)無(wú)機(jī)半導(dǎo)體器件，以及有機(jī)和無(wú)機(jī) 半導(dǎo)體器件的組合來(lái)形成。根據(jù)一種擴(kuò)展方案，所述傳感器通過(guò)扁平的載體層形成，在該載體層上設(shè)置檢測(cè) 單元。傳感器的扁平載體層構(gòu)成為彈性可復(fù)原和可變形的優(yōu)點(diǎn)是，該載體層能特別好的與 傳感器設(shè)置在上面的表面結(jié)構(gòu)匹配。載體層例如可以由PEN或PET形成。在一優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，扁平的載體層電絕緣地構(gòu)成，由此檢測(cè)單元可以沒(méi)有附 加的電絕緣保護(hù)層地施加在該載體層上。此外有利的是，載體層優(yōu)選作為薄膜材料設(shè)置在滾輪上，由此可以使用用于制造傳感器的特別合理的方法，尤其是貫通式方法。根據(jù)一優(yōu)選的擴(kuò)展方案，光學(xué)作用的檢測(cè)單元還可以設(shè)置在載體層的背離身體的 平坦面上。如果該載體層至少在射線源或射線探測(cè)器的頻譜范圍中是透明的或半透明的， 則不需要將檢測(cè)單元配屬給將受到更高的污染負(fù)荷的身體表面。一個(gè)決定性的有利之處在于，所述檢測(cè)單元被印刷在載體層的平坦面上。通過(guò)印 刷方法制造的檢測(cè)單元，例如通過(guò)噴墨印刷、絲網(wǎng)印刷、沖頭印刷，尤其是可以價(jià)格低廉地 獲得。印刷方法具有以下特別的優(yōu)點(diǎn)，印刷方法可以特別快速和靈活地與不斷變化的要求 相匹配，由此即使生產(chǎn)能力很小也能經(jīng)濟(jì)地制造。還可以用印刷方法更為簡(jiǎn)單和快速地實(shí) 現(xiàn)半導(dǎo)體器件所需要的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。尤其是所述檢測(cè)單元可以被事后印刷在事先制造好的 部件上。根據(jù)一優(yōu)選的擴(kuò)展方案，所述檢測(cè)單元通過(guò)有機(jī)半導(dǎo)體器件形成。有機(jī)半導(dǎo)體材 料尤其可以有利地用在印刷方法中，尤其是可以構(gòu)成利用無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料不能或很難實(shí)現(xiàn) 的布置。例如，在第一印刷過(guò)程中可以空出一個(gè)片段，在第二印刷過(guò)程中將另一種材料印刷 在該片段中。對(duì)于無(wú)機(jī)材料來(lái)說(shuō)，為此需要費(fèi)事的平版印刷和蝕刻過(guò)程。就用戶友好性來(lái)說(shuō)，能夠簡(jiǎn)單設(shè)置或取下傳感器的構(gòu)成方式是有利的。眾所周知， 帶圈被構(gòu)成為在其縱向延伸上至少具有包圍所要求的圓周所需要的長(zhǎng)度。該帶圈可以構(gòu)成 為封閉的圓柱形的帶圈，其中與該圓周的精細(xì)匹配優(yōu)選通過(guò)彈性片段完成。但是該帶圈還 可以構(gòu)成為可展開(kāi)的圓柱體，在這種情況下該帶圈施加在要包圍的圓周上，并借助保持裝 置定位在該圓周上。有利的是一種擴(kuò)展方案，其中帶圈具有封閉元件，該封閉元件構(gòu)成為輸出觸發(fā)信 號(hào)。僅在傳感器被設(shè)置在身體上時(shí)才需要測(cè)量生命信號(hào)。如果封閉元件被構(gòu)成為輸出觸發(fā) 信號(hào)，則該信號(hào)被用于啟動(dòng)檢測(cè)單元，由此周期地檢測(cè)生命信號(hào)。該實(shí)施方式有利地防止了 錯(cuò)誤測(cè)量。例如由于疏忽大意傳感器可能從身體脫落，然后由此不再檢測(cè)生命信號(hào)并且能 夠觸發(fā)諸如警報(bào)的狀態(tài)。但是根據(jù)請(qǐng)求保護(hù)的方案，傳感器從身體的無(wú)意脫落產(chǎn)生觸發(fā)信 號(hào)，由此由于錯(cuò)誤的生命體征而可能會(huì)抑制報(bào)警。但是，通過(guò)傳感器的無(wú)意脫落而觸發(fā)的觸 發(fā)信號(hào)可用于向佩戴者通報(bào)該情況。由此，根據(jù)請(qǐng)求保護(hù)的該實(shí)施方式大大提高了運(yùn)行可 靠性和使用者的舒適性。根據(jù)本發(fā)明，電能從電源模塊至傳感器的傳輸通過(guò)無(wú)線的通信連接進(jìn)行?，F(xiàn)在如 果在第一通信模塊中存在電能的存儲(chǔ)器，則還可以在傳感器上設(shè)置具有更大電能消耗的檢 測(cè)單元。根據(jù)本發(fā)明，不是連續(xù)地檢測(cè)生命體征，而是僅以可預(yù)先選擇的時(shí)間柵格來(lái)檢測(cè)生 命體征，例如每秒。由于通過(guò)無(wú)線通信連接只能傳輸有限數(shù)量的電能，因此根據(jù)請(qǐng)求保護(hù)的 實(shí)施方式具有電能存儲(chǔ)器可以在測(cè)量之間的間歇中充電的優(yōu)點(diǎn)。在測(cè)量期間，檢測(cè)單元由 電能存儲(chǔ)器提供電能。測(cè)量周期在此被選擇為，使得測(cè)量過(guò)程之間的時(shí)間足以向電能存儲(chǔ) 器加載足夠的電能，以能夠執(zhí)行下個(gè)測(cè)量過(guò)程。電能存儲(chǔ)器例如構(gòu)成為電容式存儲(chǔ)器或者構(gòu)成為電化學(xué)存儲(chǔ)元件。特別有利的是 一種電能存儲(chǔ)器構(gòu)成為薄膜元件，例如構(gòu)成為聚合蓄電池的實(shí)施方式，因?yàn)檫@種電能存儲(chǔ) 器可以借助印刷方法制造。根據(jù)一優(yōu)選擴(kuò)展方案，第一和第二通信模塊具有電磁射線的發(fā)射和/接收裝置。 該發(fā)射和/或接收裝置分別被構(gòu)成為將電能、控制信號(hào)以及所確定的在第一和第二通信模
6塊上給出的測(cè)量值轉(zhuǎn)換為電磁場(chǎng)，使得無(wú)線通信連接構(gòu)成在第一和第二通信模塊之間。根據(jù)一要求保護(hù)的擴(kuò)展方案，所述通信連接通過(guò)皮膚的近場(chǎng)與形成。所述第一和 第二通信模塊的發(fā)射和/或接收裝置在這種情況下必須被構(gòu)成為，使得可以將電磁射線耦 合到傳輸介質(zhì)一皮膚上。由于除了測(cè)量值或控制信號(hào)之外還應(yīng)當(dāng)通過(guò)通信連接傳輸電能以 用于向傳感器供電，因此對(duì)于電磁交變信號(hào)來(lái)說(shuō)IOOkHz的頻率被認(rèn)為是特別有利的。發(fā)射和/或接收裝置例如可以通過(guò)天線形成，例如通過(guò)印刷的條紋導(dǎo)體天線形 成。這樣構(gòu)成的發(fā)射和/或接收裝置可以特別有利地設(shè)置在傳感器上或集成到傳感器中。有利的是這樣一種實(shí)施方式，其中電源通過(guò)來(lái)自包括化學(xué)元件、無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池 和有機(jī)太陽(yáng)能電池的組的元件形成。由于電源模塊遠(yuǎn)離傳感器地設(shè)置，也就是佩戴者的移 動(dòng)自由度幾乎不會(huì)受限，因此作為電源還可以采用容量更強(qiáng)的裝置。尤其是可以采用廣泛 采用的、廉價(jià)的和容量特別強(qiáng)的化學(xué)元件。但是，為了讓本發(fā)明的檢測(cè)裝置進(jìn)行電能自給自 足的運(yùn)行，有利的還有，電源構(gòu)成為太陽(yáng)能電池，尤其是構(gòu)成為有機(jī)太陽(yáng)能電池。有機(jī)太陽(yáng) 能電池具有以下特殊優(yōu)點(diǎn)它們的成本特別有利并且能經(jīng)濟(jì)地制造，尤其是可以借助印刷 方法制造。該根據(jù)請(qǐng)求保護(hù)的實(shí)施方式的重大優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)傳感器提供電能通過(guò)電源模塊進(jìn) 行。由于不需要在傳感器上設(shè)置電源，因此該傳感器可以構(gòu)成得特別緊湊，這有利于提高佩 戴者的接受程度，因?yàn)榫o湊的傳感器不會(huì)或幾乎不限制移動(dòng)自由度，因此不會(huì)被感覺(jué)到干 擾。為了處理檢測(cè)的測(cè)量值，有利的是電源模塊具有分析裝置。由檢測(cè)單元檢測(cè)的生 命信號(hào)作為所謂的原始數(shù)據(jù)給出，這些原始數(shù)據(jù)必須在數(shù)據(jù)技術(shù)的檢測(cè)之前就被處理。該 處理現(xiàn)在可以特別有利地由電源模塊的分析裝置接管。在檢測(cè)血液中的氧含量時(shí)，例如檢 測(cè)亮度值。根據(jù)脈搏氧飽和度計(jì)的公知方法，必須將不同頻譜分量中的各個(gè)亮度值相比，例 如分析裝置提供與氧含量成比例的值。該分析裝置還可以例如構(gòu)成為收集周期檢測(cè)的生命 體征，以便能確定長(zhǎng)期趨勢(shì)。在優(yōu)選的擴(kuò)展中，所述分析裝置例如還可以具有報(bào)警裝置，該 報(bào)警裝置在超過(guò)或低于生命體征的邊界值時(shí)向佩戴者報(bào)警。為了執(zhí)行測(cè)量值處理，有利的是所述分析裝置包括控制裝置和存儲(chǔ)器。在存儲(chǔ)器 中可以存儲(chǔ)由控制裝置加載和執(zhí)行的規(guī)定，以便例如執(zhí)行對(duì)所檢測(cè)的生命體征的處理?？?制裝置例如可以通過(guò)微計(jì)算機(jī)形成，存儲(chǔ)器可以通過(guò)易失的或非易失的存儲(chǔ)組件構(gòu)成。存 儲(chǔ)器還可以構(gòu)成為臨時(shí)存儲(chǔ)在下次數(shù)據(jù)同步之前檢測(cè)和處理的生命體征。本發(fā)明的檢測(cè)裝置可以獨(dú)立地運(yùn)行，由此對(duì)佩戴者的監(jiān)護(hù)、分析以及必要時(shí)的報(bào) 警自主進(jìn)行，而不需要數(shù)據(jù)技術(shù)的分析裝置的干預(yù)或參與。但是，本發(fā)明的檢測(cè)裝置還可以 構(gòu)成為讓分析裝置分析特定于人員的生命數(shù)據(jù)。因此，電源模塊具有第三通信模塊。該第三 通信模塊優(yōu)選構(gòu)成為建立無(wú)線的通信連接，但是也可以考慮通過(guò)電纜連接到分析裝置。第 三通信模塊在任何情況下都構(gòu)成為將所檢測(cè)以及必要時(shí)經(jīng)過(guò)處理的生命信號(hào)的測(cè)量值轉(zhuǎn) 換為可傳輸?shù)男问?。根?jù)一優(yōu)選的擴(kuò)展方案，所述第三通信模塊構(gòu)成為建立與數(shù)據(jù)分析裝置的數(shù)據(jù)對(duì) 方站的數(shù)據(jù)連接。該數(shù)據(jù)連接在此可以通過(guò)在近距離作用的無(wú)線通信連接形成，例如RFID、 藍(lán)牙、IrDA。第三通信模塊以及該數(shù)據(jù)對(duì)方站在此具有發(fā)射和/或接收裝置。但是該數(shù)據(jù) 連接還可以通過(guò)電纜約束的通信連接形成，例如USB。
—種優(yōu)選的擴(kuò)展方案在于，根據(jù)請(qǐng)求保護(hù)的方案，第三通信模塊具有存儲(chǔ)模塊。為 了將所檢測(cè)的生命信號(hào)傳輸給數(shù)據(jù)分析裝置，使用者，但尤其是電源模塊必須位于數(shù)據(jù)分 析裝置的數(shù)據(jù)對(duì)方站的附近，以建立數(shù)據(jù)連接。如果第三通信模塊具有存儲(chǔ)模塊，則所檢測(cè) 的生命信號(hào)可以臨時(shí)存儲(chǔ)一段可通過(guò)該存儲(chǔ)模塊的容量確定的時(shí)間，從而在以后，在建立 起數(shù)據(jù)連接時(shí)才傳輸給數(shù)據(jù)分析裝置。這尤其是在盡可能長(zhǎng)的時(shí)間段上檢測(cè)生命體征的情 況下是有利的，因?yàn)閷?duì)于佩戴者來(lái)說(shuō)不能期望本發(fā)明的檢測(cè)裝置太頻繁地建立與數(shù)據(jù)分析 裝置的數(shù)據(jù)連接來(lái)同步所檢測(cè)的生命體征。特別優(yōu)選的實(shí)施方式是，所述存儲(chǔ)模塊即使沒(méi) 有被提供電能也能保持所存儲(chǔ)的內(nèi)容。將電源模塊設(shè)置在使用者的衣物中或衣物上具有以下優(yōu)點(diǎn)可以盡可能不受影響 地、盡可能不限制使用者的移動(dòng)自由度地設(shè)置電源模塊。必要時(shí)還可以將電源模塊設(shè)置在 身體表面上，例如通過(guò)用彈性的保持帶來(lái)固定。電源模塊設(shè)置在身體表面上尤其具有以下 優(yōu)點(diǎn)通信連接通過(guò)皮膚的近場(chǎng)形成，因?yàn)橛纱艘粊?lái)可以將電磁場(chǎng)與皮膚表面特別好地耦 合或去耦。但是，為了通過(guò)皮膚的近場(chǎng)形成通信連接，不需要直接的皮膚接觸，尤其是將電 源模塊、尤其是第二通信模塊設(shè)置在與皮膚表面間隔幾厘米的附近區(qū)域就足以。就接觸裝置的盡可能長(zhǎng)的、自主的運(yùn)行來(lái)說(shuō)以及尤其是就盡可能緊湊的傳感器來(lái) 說(shuō)，特別有利的是，電源模塊構(gòu)成為啟動(dòng)傳感器。生命體征不需要被連續(xù)檢測(cè)，尤其是周期 的檢測(cè)，例如每分鐘(一次)就足以。因此為了使傳感器能緊湊和盡可能節(jié)省能量的構(gòu)成， 有利的是該時(shí)間控制不是在傳感器上實(shí)施并因此永久消耗能量，而是傳感器由外部定時(shí)器 啟動(dòng)。因此，電源模塊例如具有定時(shí)器，該定時(shí)器周期地通過(guò)通信連接啟動(dòng)傳感器。該定 時(shí)器優(yōu)選設(shè)置在分析裝置中或由該分析裝置形成。所述啟動(dòng)例如可以通過(guò)以下方式進(jìn)行， 由第二通信模塊發(fā)送具有特定頻率的信號(hào)，第一通信模塊中的啟動(dòng)裝置就選定在該特定頻 率，并由此啟動(dòng)該檢測(cè)裝置。在檢測(cè)了生命體征之后，該生命體征通過(guò)通信連接傳輸給電源 模塊，并重新停止該傳感器。因此，消耗能量的生命體征檢測(cè)僅在整個(gè)運(yùn)行時(shí)間的短時(shí)間內(nèi) 是啟動(dòng)的，由此因?yàn)槟芰肯母《鴮?shí)現(xiàn)明顯更長(zhǎng)的使用持續(xù)時(shí)間，由此還可以實(shí)現(xiàn)更為 緊湊的結(jié)構(gòu)。


下面借助附圖中示出的實(shí)施例詳細(xì)解釋本發(fā)明。附圖分別以示意的簡(jiǎn)化圖示出圖1示出本發(fā)明的檢測(cè)裝置；圖2示出與數(shù)據(jù)分析裝置同步所檢測(cè)的生命體征的原理圖。
具體實(shí)施例方式首先要指出在所描述的不同實(shí)施方式中相同的部件具有相同的附圖標(biāo)記或相同 的部件標(biāo)號(hào)，其中在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中包含的公開(kāi)內(nèi)容按照含義可以轉(zhuǎn)用于具有相同附圖標(biāo)記 或相同部件標(biāo)號(hào)的相同部件。而且在本說(shuō)明書(shū)中所選擇的位置說(shuō)明，如上、下、側(cè)面等等都 涉及直接描述以及顯示出的附圖，這些位置說(shuō)明在位置變化的情況下按照含義可以轉(zhuǎn)用于 新的位置。此外，可以示出來(lái)自用于獨(dú)立的、創(chuàng)造性的或按照本發(fā)明的解決方案的所示出和 所描述的不同實(shí)施例的單個(gè)特征或特征組合。
在具體描述中對(duì)數(shù)值范圍的全部說(shuō)明應(yīng)該被理解為這些數(shù)值范圍包括其任意和 所有的子區(qū)域，例如數(shù)值范圍說(shuō)明“1至10”應(yīng)理解為也包括從下限1到上限10的全部子 區(qū)域，即從下限1或更大開(kāi)始、且在上限10或更小處結(jié)束的全部子區(qū)域，例如1至1. 7，或 3.2 至 8. 1，或 5.5 至 10。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)裝置1，包括傳感器2和電源模塊3，其中在傳感器2 和電源模塊3之間存在無(wú)線的、作用范圍短的通信連接4。傳感器2例如具有用于檢測(cè)血液氧含量的檢測(cè)單元5、用于檢測(cè)體溫的檢測(cè)單元 6、用于檢測(cè)皮膚濕度的檢測(cè)單元7、以及用于檢測(cè)皮膚的導(dǎo)電性的檢測(cè)單元8。傳感器2還 包括第一通信模塊10，必要時(shí)還包括封閉元件11。用于檢測(cè)血液氧含量的檢測(cè)單元5由電磁射線探測(cè)器12以及至少一個(gè)電磁射線 源13形成。該檢測(cè)單元5借助脈搏氧飽和度測(cè)定方法來(lái)確定血液的氧含量。在此過(guò)程中， 從射線源13發(fā)射具有在可見(jiàn)光范圍中(例如在660nm范圍中)的第一波長(zhǎng)的電磁射線，從 第二射線源發(fā)射在另一波長(zhǎng)范圍(例如在940nm范圍中)的電磁射線。由于氧氣飽和的血 紅蛋白，射線分別被不同強(qiáng)度的衰減。射線探測(cè)器12在由射線源13發(fā)射的光的整個(gè)波長(zhǎng) 范圍內(nèi)都是光敏的并對(duì)應(yīng)于入射的電磁射線的強(qiáng)度產(chǎn)生成比例的輸出信號(hào)，例如電壓。但 是，探測(cè)器也可以依據(jù)入射的電磁射線的強(qiáng)度改變其電阻或者改變其它電特征參數(shù)。射線 源13優(yōu)選形成為發(fā)光二極管(LED)，射線探測(cè)器12優(yōu)選形成為量子探測(cè)器，例如形成為光 電探測(cè)器或光電二極管。根據(jù)一特別優(yōu)選的實(shí)施方式，射線源13和射線探測(cè)器12由有機(jī) 半導(dǎo)體或有機(jī)半導(dǎo)體器件形成，該有機(jī)半導(dǎo)體或有機(jī)半導(dǎo)體器件被印在載體層15的平坦 面14上。作為用于制造有機(jī)半導(dǎo)體的印制方法，例如公知噴墨印刷、絲網(wǎng)印刷、沖頭印刷。 印刷方法的優(yōu)點(diǎn)在于，待形成的器件或結(jié)構(gòu)能特別簡(jiǎn)單、成本有利和單獨(dú)構(gòu)造地形成。印刷 方法尤其不需要耗費(fèi)大量能量的制造步驟，例如在高真空中的蒸鍍，而且也可以借助印刷 方法由半導(dǎo)體材料制造層結(jié)構(gòu)，這些層結(jié)構(gòu)對(duì)于無(wú)機(jī)半導(dǎo)體來(lái)說(shuō)不能實(shí)現(xiàn)或只能耗費(fèi)巨大 地實(shí)現(xiàn)。尤其地，待形成的器件可以事后印刷在半成品上。用于檢測(cè)體溫的檢測(cè)單元例如由電子器件形成，在該電子器件中至少一個(gè)電特征 參數(shù)的值取決于溫度。例如，采用熱敏電阻或正溫度系數(shù)半導(dǎo)體元件，但是用于測(cè)量溫度的 電子半導(dǎo)體器件也是合適的，因?yàn)榘雽?dǎo)體結(jié)的電流/電壓特征曲線是取決于溫度的。用于檢測(cè)皮膚濕度的檢測(cè)單元例如可以通過(guò)以下方式形成，即紅外射線源(例如 IR-LED)發(fā)射入射到皮膚上并且被上面的皮膚層反射的光。皮膚層的水含量越高，被反射的 紅外光就越多。通過(guò)相應(yīng)地構(gòu)成或設(shè)置用于檢測(cè)血液氧含量的檢測(cè)單元5的射線源13和 探測(cè)器12，對(duì)皮膚濕度的檢測(cè)也可以由檢測(cè)單元5來(lái)執(zhí)行。為了確定皮膚的導(dǎo)電性，例如在檢測(cè)單元8的兩個(gè)電極上施加無(wú)危險(xiǎn)的電壓并且 測(cè)量流過(guò)皮膚的電流。在一優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，皮膚的導(dǎo)電性還通過(guò)由檢測(cè)單元7確定皮 膚的水含量來(lái)確定。在傳感器2上還設(shè)置第一通信模塊10。發(fā)射和/或接收裝置16優(yōu)選被構(gòu)造為用 于發(fā)射和接收在開(kāi)放的ISM區(qū)域868或915MHz中的電磁射線的天線。必要時(shí)設(shè)置在第一 通信模塊中的電能存儲(chǔ)器例如被構(gòu)造為雙層電容器。該雙層電容器具有非常高的能量密度 并且具有非常小的自放電。通信模塊10和/或電能存儲(chǔ)器17被構(gòu)造為向檢測(cè)單元5、6、 7,8提供電能。各個(gè)檢測(cè)單元在此通過(guò)電連接導(dǎo)線18與通信模塊10和/或電能存儲(chǔ)器17連接。傳感器2優(yōu)選被構(gòu)造為圍繞身體部位設(shè)置的帶圈，其中為了將該帶圈固定在該身 體部位上，借助封閉元件11來(lái)封閉該帶圈。在封閉該帶圈的過(guò)程中，由封閉元件11產(chǎn)生或 輸出觸發(fā)信號(hào)，該觸發(fā)信號(hào)經(jīng)由通信連接4傳輸?shù)诫娫茨K3。通過(guò)該觸發(fā)信號(hào)，電源模塊 識(shí)別出傳感器已被戴上，尤其是識(shí)別出傳感器何時(shí)被取下。該實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)生命體 征的檢測(cè)僅在傳感器被戴上的情況下進(jìn)行。由此尤其是當(dāng)帶圈被取下后，避免在生命體征 缺失或中斷時(shí)給出錯(cuò)誤的故障報(bào)警。傳感器的載體層15優(yōu)選由柔性的扁平材料形成。檢測(cè)單元5、6、7和8在此可以 設(shè)置在載體層15的平坦面14上，由此在戴上帶圈時(shí)具有與皮膚表面的直接接觸。但是也 可以對(duì)所設(shè)置的檢測(cè)單元覆蓋保護(hù)層，但是必須分別存在其中作用參數(shù)可能進(jìn)入檢測(cè)單元 或離開(kāi)檢測(cè)單元的段。根據(jù)一優(yōu)選的擴(kuò)展方案，載體層15例如由透明的或半透明的材料形 成，例如由PET或PANI形成。該實(shí)施方式的優(yōu)點(diǎn)是，光學(xué)作用的檢測(cè)單元也可以設(shè)置在載 體層的背離皮膚表面的平坦面上，而不會(huì)影響光學(xué)作用信號(hào)。特別優(yōu)選的一實(shí)施方式是，檢 測(cè)單元5、6、7和8以及第一通信模塊10被印刷在載體層15的平坦面14上。這尤其是在 檢測(cè)單元通過(guò)由有機(jī)半導(dǎo)體材料制成的電子器件形成的情況下是有利的。電源模塊例如通過(guò)扁平的載體層19形成，在該載體層上設(shè)置第二通信模塊20、電 源21、分析裝置22以及第三通信模塊23。第二通信模塊20包括用于發(fā)射和/或接收形成 通信連接4的電磁波的發(fā)射和/或接收裝置24。通過(guò)通信連接4，電源模塊3被構(gòu)造為向 傳感器2提供電能并且從該傳感器接收所檢測(cè)的生命體征的值。必要時(shí)，還可以傳輸控制 數(shù)據(jù)、例如啟動(dòng)信號(hào)到傳感器，和/或傳輸封閉裝置的觸發(fā)信號(hào)。電源21優(yōu)選由諸如電池和蓄電池這樣的電化學(xué)電能存儲(chǔ)器形成。根據(jù)一優(yōu)選擴(kuò) 展方案，電源也可以由太陽(yáng)能電池、特別優(yōu)選的是有機(jī)太陽(yáng)能電池形成。特別優(yōu)選的一實(shí)施 方式是，電源以薄膜技術(shù)制造，例如通過(guò)可印刷的聚合物蓄電池制造。特別有利的是，傳感器的電能消耗、尤其是檢測(cè)單元的電能消耗非常小，因?yàn)樵跍y(cè) 量間歇中，電能存儲(chǔ)器必須通過(guò)經(jīng)由皮膚的電能傳輸來(lái)重新被提供電能。傳輸?shù)碾娔茉叫。?電磁場(chǎng)對(duì)人體的負(fù)荷就越小。國(guó)際輻射防護(hù)協(xié)會(huì)(IRPA)規(guī)定了允許作用在人體上的場(chǎng)強(qiáng) 的極限值。尤其地，對(duì)于電磁波吸收比率(SAR)而言規(guī)定極限值是80mW/kg，對(duì)于電流密度 (S)而言規(guī)定極限值是250mA/m2(rms)。本發(fā)明的裝置使得以特別有利的方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳感器的可靠電能供應(yīng)，而不會(huì)將 人體組織置于過(guò)量的射線負(fù)荷下，但是其中給出生命體征的足夠高的檢測(cè)率。為了分析和處理所檢測(cè)的生命體征，電源模塊還具有分析裝置22，該分析裝置至 少具有控制裝置25和存儲(chǔ)器26。例如，為了確定血液的氧含量，需要比較和分析兩個(gè)在不 同譜分量的情況下檢測(cè)的測(cè)量值。在存儲(chǔ)器26中為此可以存儲(chǔ)例如工作指南，該工作指南 由控制裝置25加載和執(zhí)行，其中作為結(jié)果，確定血液氧含量的度量值。當(dāng)然還可以存儲(chǔ)其 它工作指南。就長(zhǎng)期監(jiān)護(hù)來(lái)說(shuō)，這樣確定的度量值例如還可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器26中，其優(yōu)點(diǎn) 是，使用者只需要將所確定的數(shù)據(jù)不定期地傳輸?shù)綌?shù)據(jù)分析裝置。為了將所檢測(cè)到的生命體征傳輸?shù)綌?shù)據(jù)分析裝置，電源模塊3具有第三通信模塊 23，該第三通信模塊被構(gòu)造用于建立與數(shù)據(jù)分析裝置的數(shù)據(jù)對(duì)方站的數(shù)據(jù)連接。該數(shù)據(jù)連 接優(yōu)選通過(guò)無(wú)線的、作用范圍短的連接形成，例如通過(guò)藍(lán)牙、RFID、IrDA。第三通信模塊23
10同樣可以具有存儲(chǔ)器27，這尤其是在例如不存在分析裝置22的情況下或在分析裝置的存 儲(chǔ)容量不足以用數(shù)據(jù)分析裝置臨時(shí)存儲(chǔ)各個(gè)同步過(guò)程之間所檢測(cè)的生命體征的情況下有 利。特別有利的是，存儲(chǔ)器26、27被構(gòu)造為非易失性存儲(chǔ)模塊，因?yàn)檫@樣一來(lái)，所檢測(cè)的生 命體征即使在電源21發(fā)生故障時(shí)也能保留。圖2示出所檢測(cè)的生命體征與數(shù)據(jù)分析裝置的同步過(guò)程。根據(jù)本發(fā)明的檢測(cè)裝置 由人28佩戴，其中傳感器2例如可以佩戴在前臂上，尤其是在腕關(guān)節(jié)的區(qū)域中，也可以佩戴 在上身區(qū)域中。但是，傳感器2尤其可以設(shè)置在可以簡(jiǎn)單、可靠地以有利方式確定生命體征 的所有身體位置上。傳感器2在此可以被構(gòu)造為帶圈，該帶圈在設(shè)置于身體部位上時(shí)借助 封閉元件封閉，并且由此被定位。但是，傳感器也可以借助保持裝置29定位在這樣的身體 部位上，即在那里，將傳感器構(gòu)造為帶圈可能是麻煩的或會(huì)嚴(yán)重限制佩戴者的活動(dòng)自由度。電源模塊3可以優(yōu)選的方式定位在任何不會(huì)或僅稍微限制佩戴者28的活動(dòng)自由 度的地方。由于通信連接4優(yōu)選通過(guò)皮膚的近場(chǎng)形成，因此在設(shè)置電源模塊3時(shí)只需要注 意發(fā)射和/或接收裝置24可以將所發(fā)射的電磁波足夠好地與皮膚表面耦合。通過(guò)第三通信模塊23建立與數(shù)據(jù)分析裝置32的數(shù)據(jù)對(duì)方站31的數(shù)據(jù)連接30。 數(shù)據(jù)分析裝置例如可以由廣泛使用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)形成。這種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被構(gòu)造為執(zhí)行程序 邏輯，以分析通過(guò)數(shù)據(jù)連接31傳輸?shù)谋粰z測(cè)到的生命體征。數(shù)據(jù)連接30例如可以被構(gòu)造為使得只要使用者28位于數(shù)據(jù)對(duì)方站31的附近，所 檢測(cè)到的生命體征的同步就自動(dòng)開(kāi)始。但是，尤其地，數(shù)據(jù)連接30被構(gòu)造為使得只有經(jīng)過(guò) 授權(quán)的電源模塊3、尤其是經(jīng)過(guò)授權(quán)的第三通信模塊23才能建立與數(shù)據(jù)對(duì)方站31的數(shù)據(jù)連 接。由此防止通過(guò)未授權(quán)的第三方對(duì)特定于個(gè)人的生命體征的未經(jīng)授權(quán)和濫用的記錄。這些實(shí)施例示出了用于檢測(cè)生命體征的檢測(cè)裝置的可能實(shí)施變形方式，其中在此 要注意，本發(fā)明不限于這些具體示出的實(shí)施變形方式，而是還可以存在各個(gè)實(shí)施變形方式 的各種組合，這些變形可能方式基于通過(guò)具體發(fā)明對(duì)技術(shù)處理的教導(dǎo)而在本領(lǐng)域技術(shù)人員 的能力范圍內(nèi)。通過(guò)所示出和所描述的實(shí)施變形方式的各個(gè)細(xì)節(jié)的組合而可能實(shí)現(xiàn)的全部 可想到的實(shí)施變形方式也在保護(hù)范圍內(nèi)。最后為符合規(guī)定起見(jiàn)，要指出為了更好的理解用于檢測(cè)生命體征的檢測(cè)裝置的結(jié) 構(gòu)，該裝置或其部件部分地未按照比例和/或放大和/或縮小地示出。獨(dú)立的創(chuàng)造性的解決方案所基于的任務(wù)可以通過(guò)本說(shuō)明書(shū)確定。首先，在圖1和圖2中示出的各個(gè)實(shí)施方式形成獨(dú)立的本發(fā)明解決方案的主題。涉 及于此的本發(fā)明的任務(wù)和解決方案可以從附圖的細(xì)節(jié)描述中確定。附圖標(biāo)記1檢測(cè)裝置2傳感器3電源模塊4通信連接5用于檢測(cè)血液氧含量的檢測(cè)單元6用于檢測(cè)體溫的檢測(cè)單元7用于檢測(cè)皮膚濕度的檢測(cè)單元8用于檢測(cè)皮膚導(dǎo)電性的檢測(cè)單元
10第一通信模塊11封閉元件12電磁射線探測(cè)器13電磁射線源14平坦面15載體層16發(fā)射和/或接收裝置17電能存儲(chǔ)器18電連接導(dǎo)線19載體層20第二通信模塊21 電源22分析裝置23第三通信模塊23發(fā)射和/或接收裝置25控制裝置26存儲(chǔ)器27存儲(chǔ)器28使用者，人，佩戴者29保持裝置30數(shù)據(jù)連接31數(shù)據(jù)對(duì)方站32數(shù)據(jù)分析裝置
權(quán)利要求
一種用于檢測(cè)生命體征的檢測(cè)裝置(1)，包括傳感器(2)和電源模塊(3)，其中傳感器(2)具有至少一個(gè)檢測(cè)單元(5，6，7，8)和第一通信模塊(10)，該至少一個(gè)檢測(cè)單元被構(gòu)造為檢測(cè)選自包括血液的氧含量、體溫、皮膚濕度、皮膚的導(dǎo)電性和脈搏的組中的生命體征，其中電源模塊(3)具有第二通信模塊(20)和電源(21)，其中在第一通信模塊(10)和第二通信模塊(20)之間存在無(wú)線的通信連接(4)，其特征在于，所述傳感器(2)被構(gòu)造為能彈性可復(fù)位地變形的薄膜傳感器，所述通信連接(4)被構(gòu)造為傳輸能量和測(cè)量值或測(cè)量數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述第一通信連接(4)通過(guò)皮膚的近 場(chǎng)形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，用于檢測(cè)血液的氧含量的檢測(cè)單 元(5)至少由電磁射線源(13)和電磁射線探測(cè)器(12)形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述檢測(cè)單元(5，6，7，8)由 有機(jī)和/或無(wú)機(jī)的半導(dǎo)體器件形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述傳感器(2)由扁平的載體層 (15)形成，在該載體層上設(shè)置所述檢測(cè)單元(5，6，7，8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述載體層(15)被構(gòu)造為透明或半 透明的。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述檢測(cè)單元(5，6，7，8)被印在 所述載體層(15)的平坦面(14)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述傳感器(2)被構(gòu)造為帶圈。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述帶圈具有封閉元件(11)，該封閉 元件被構(gòu)造用于輸出觸發(fā)信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9之一所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，第一通信模塊(10)具有電 能存儲(chǔ)器(17)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10之一所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，第一通信模塊(10)和第 二通信模塊(20)具有電磁射線的發(fā)射和/或接收裝置(16)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述電源(17)由選自包 括化學(xué)元件、無(wú)機(jī)太陽(yáng)能電池和有機(jī)太陽(yáng)能電池的組的元件形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12之一所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述電源模塊(3)具有分 析裝置(22)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述分析裝置(22)具有控制裝置 (25)和存儲(chǔ)器(26)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14之一所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述電源模塊(3)具有第 三通信模塊(23)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述第三通信模塊(23)被構(gòu)造用 于建立與數(shù)據(jù)分析裝置(32)的數(shù)據(jù)對(duì)方站的數(shù)據(jù)連接(30)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述第三通信模塊(23)具有 存儲(chǔ)模塊。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至17之一所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述電源模塊(3)能夠設(shè) 置在使用者的衣物中或衣物上。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至18之一所述的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述電源模塊(3)被構(gòu)造 用于啟動(dòng)所述傳感器(2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于檢測(cè)生命體征的檢測(cè)裝置(1)，包括傳感器(2)和電源模塊(3)，其中傳感器(2)具有至少一個(gè)檢測(cè)單元(5，6，7，8)，該至少一個(gè)檢測(cè)單元構(gòu)成為檢測(cè)選自包括血液的氧含量，體溫，皮膚濕度，皮膚的導(dǎo)電性，脈搏的組中的生命體征，該傳感器還包括(10)，其中電源模塊(3)具有第二通信模塊(20)和電源(21)，其中在第一通信模塊(10)和第二通信模塊(20)之間存在無(wú)線的通信連接(4)，其中，所述傳感器(2)構(gòu)成為彈性可復(fù)位的可變形的薄膜傳感器，所述通信連接(4)構(gòu)成為傳輸能量和測(cè)量值或測(cè)量數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)A61B5/00GK101977544SQ200980107264
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2009年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月9日
發(fā)明者K·施勒特爾 申請(qǐng)人:納米識(shí)別技術(shù)股份公司