ЭЛЕКТРОННОЕ РАСПОЗНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ВЫДЕЛЕНИЙ ИЗ ТЕЛА Российский патент 2017 года по МПК A61F13/42 G01D21/00 

Уровень техники

Впитывающие изделия, такие как подгузники, тренировочные трусики (подгузники-трусики), товары для страдающих инконтиненцией, предметы женской гигиены, плавки, постельные прокладки и другие подобные изделия, обычно содержат проницаемый для жидкости прилегающий к телу вкладыш, непроницаемую для жидкости наружную оболочку и впитывающее ядро, которое обычно помещается между наружной оболочкой и вкладышем и служит для приема и удерживания мочи, продуктов дефекации и других выделений организма пользователя (человека, носящего соответствующее изделие).

Впитывающее ядро может содержать, например, сверхпоглощающие частицы. Многие впитывающие изделия, особенно продаваемые фирмой Kimberly-Clark Corporation под торговым наименованием HUGGIES™, настолько эффективно впитывают жидкости, что иногда даже трудно определить, было ли впитывающее изделие загрязнено выделениями, например, в результате мочеиспускания или дефекации.

В связи с этим были предложены различные типы индикаторов влажности, мокрости или дефекации для использования во впитывающих изделиях с целью детектировать присутствие в них мочи или продуктов дефекации. В число этих индикаторов могут входить тревожные устройства, предназначенные помогать родителям или лицам, осуществляющим уход (далее - ухаживающие лица), в ранней идентификации состояния намокания или загрязнения подгузника. Подобные устройства формируют визуальный или звуковой сигнал.

В некоторых вариантах впитывающее изделие снабжалось индикатором мокрости, чтобы детектировать поступления мочи; в других вариантах вводился датчик для детектирования запаха, чтобы детектировать загрязнение продуктами дефекации. В данных вариантах датчики, использующие электропроводные материалы, встраиваются во впитывающее изделие в месте, в котором поступающие моча или продукты дефекации должны вступить в непосредственный контакт с чувствительными элементами, чтобы индикатор смог детектировать поступление загрязнений. В частности, электропроводные материалы служат для сигнального устройства как провода, образующие в изделии разомкнутый контур, который может замыкаться посредством жидкости организма, такой как моча. В подобных вариантах, хотя впитывающие изделия могут быть одноразовыми, сигнальные устройства таковыми не являются, т.е. предусматривается, что они отделяются от использованного изделия и устанавливаются на следующее.

Однако оказалось довольно сложно разработать впитывающие изделия с электропроводными материалами, обеспечивающие для замыкания разомкнутого электрического контура достаточно надежный контакт мочи или продуктов дефекации с этими материалами. Кроме того, возникли проблемы, связанные с встраиванием во впитывающее изделие электропроводных материалов, таких как металлы, поскольку такие материалы в процессе перевозок изделий активируют металлодетекторы. Кроме того, применение электрических контактов создает трудности для производителей впитывающих изделий в отношении мониторинга своей продукции на соответствие стандартам безопасности. Например, может быть непросто убедить потребителей в том, что изделие не содержит никаких других металлов или иных посторонних объектов, за исключением электрических контактов. Как следствие, существует потребность во впитывающем изделии, способном детектировать поступление и мочи, и продуктов дефекации без применения электропроводных элементов.

Кроме того, в результате недавних усовершенствований технологии при использовании во впитывающих изделиях гидрофобного внутреннего слоя моча может проходить сквозь поверхность впитывающего изделия, так что она не вступает в контакт с кожей даже после многократного мочеиспускания. Однако продукты дефекации не могут полностью впитаться в любой из подобных слоев, что делает неизбежным их продолжительный контакт с кожей. Электронные устройства, способные детектировать жидкости организма, такие как моча и компоненты продуктов дефекации, весьма актуальны, в частности, для новых пользователей, а также для взрослых пользователей изделиями для страдающих инконтиненцией. Поскольку некоторые известные средства детектирования присутствия продуктов дефекации основаны на обнаружении мокрости, они не способны различать мочу и продукты дефекации. Это может вводить пользователя в заблуждение и создавать дополнительную нагрузку на и без того занятых ухаживающих лиц. Один из недостатков выпускаемых индикаторов состоит в том, что они неспособны различать продукты дефекации, пот и испускаемые газы. Датчик, который в состоянии отличить мочу от продуктов дефекации, позволил бы ухаживающему лицу быстрее реагировать на необходимость смены впитывающего изделия, загрязненного в результате поступления продуктов дефекации, что важно, поскольку продолжительный контакт подобных загрязнений с кожей ребенка может неблагоприятно повлиять на его здоровье.

Раскрытие изобретения

Изобретение относится к электронному распознающему устройству, содержащему: комплект бесконтактных электронных датчиков, контроллер и сигнальное устройство, способное предупреждать пользователя о поступлении загрязнений в виде мочи и/или продуктов дефекации. Так, сигнальное устройство может быть сконфигурировано с возможностью извещать пользователя (носящего впитывающее изделие или ухаживающее лицо) о том, что во впитывающем изделии присутствуют загрязнения в виде мочи и/или продуктов дефекации. Например, в одном варианте впитывающее изделие представляет собой подгузник или тренировочные трусики, а электронное распознающее устройство сконфигурировано для индицирования присутствия мочи и/или продуктов дефекации. Еще в одном варианте устройство может отличать загрязнения в виде мочи от загрязнений в виде продуктов дефекации. Однако в других вариантах, с учетом конкретного типа впитывающего изделия, используемого в сочетании с сигнальным устройством, электронное распознающее устройство может быть сконфигурировано для индицирования присутствия дрожжей или метаболитов.

Согласно изобретению электронное распознающее устройство может содержать комплект бесконтактных электронных датчиков, содержащий газовые датчики, и осуществлять мониторинг уровней концентрации газов, испускаемых двумя или более летучими соединениями, присутствующими во впитывающем изделии.

Устройство может также содержать контроллер, сконфигурированный для получения информации от комплекта бесконтактных датчиков и для определения, на основе указанной информации, было ли детектировано поступление загрязнений мочи или продуктов дефекации, при этом контроллер дополнительно сконфигурирован с возможностью отличать поступление только мочи от поступления загрязнений, содержащих продукты дефекации.

Кроме того, электронное распознающее устройство может содержать сигнальное устройство, способное осуществлять коммуникацию с контроллером и генерировать первый сигнал, когда контроллер определит присутствие во впитывающем изделии только мочи, и второй сигнал, когда контроллер определит присутствие загрязнений, содержащих продукты дефекации.

В одном варианте данное электронное распознающее устройство может дополнительно содержать корпусной блок. Комплект бесконтактных электронных датчиков, который входит в электронное распознающее устройство и может быть помещен в корпусной блок вместе с контроллером и сигнальным устройством, может осуществлять мониторинг уровней газовой концентрации, ассоциированных с аммиаком, тиолами и индолом, например с меркаптаном. Электронное распознающее устройство может быть также способно осуществлять мониторинг уровней концентрации газов, ассоциированных с другими летучими соединениями, такими как жирные кислоты с короткими цепями, уксусная кислота, метан, сероводород, скатол, диметилсульфид или комбинации любых перечисленных выше летучих соединений.

В другом варианте комплект бесконтактных электронных датчиков может осуществлять мониторинг уровней концентрации газа, испущенного веществом, способным испускать газ после попадания загрязнений во впитывающее изделие, в частности уровней концентрации газа, испущенного указанным веществом, находящимся во впитывающем изделии. Комплект бесконтактных электронных датчиков по изобретению может осуществлять также мониторинг изменений влажности и температуры во впитывающем изделии.

Еще в одном варианте сигнальное устройство в составе электронного распознающего устройства по изобретению способно генерировать предупреждающий сигнал, представляющий собой акустический сигнал, вибрационный сигнал, визуальный сигнал или комбинацию трех этих сигналов. Кроме того, сигнальное устройство способно генерировать предупреждающий сигнал, передаваемый беспроводным образом на удаленный радиоприемник. В следующем варианте сигнальное устройство способно генерировать предупреждающий сигнал, передаваемый на компьютерное устройство или смартфон. Прерывание выдачи предупреждающего сигнала возможно из зоны на впитывающем изделии или вблизи него, т.е. пользователем или ухаживающим лицом, или дистанционно. Компьютерное устройство и/или смартфон могут быть выполнены также с возможностью получать данные от сигнального устройства, генерировать сообщения, используя по меньшей мере часть данных, полученных от сигнального устройства, и обеспечивать пользователю доступ к данным и сообщениям.

Еще в одном варианте корпусной блок электронного распознающего устройства может быть прикреплен к впитывающему изделию у поясного отверстия указанного изделия. При этом комплект бесконтактных электронных датчиков может быть обращен внутрь впитывающего изделия.

В одном варианте комплект бесконтактных электронных датчиков может осуществлять мониторинг уровней газовой концентрации или других уровней, например влажности и температуры, путем нормализации относительно окружающих условий. В результате контроллер будет способен детектировать любые отклонения уровней газовой концентрации от заранее определенных и записанных в контроллере значений, соответствующих окружающим условиям. Кроме того, контроллер может использовать анализатор многокомпонентных данных, чтобы обеспечить возможность различать поступление мочи и поступление продуктов дефекации. Анализатор многокомпонентных данных может пройти тренировку на различение указанных поступлений путем приема, в течение определенного времени, данных о поступлениях, о которых известно, что они являются поступлениями мочи, и о поступлениях, о которых известно, что они являются поступлениями продуктов дефекации. После этого анализатор многокомпонентных данных будет способен классифицировать поступление загрязнений как поступление мочи или как поступление продуктов дефекации путем сравнения данных, полученных при поступлении загрязнений во впитывающее изделие, с данными, полученными при поступлении загрязнений, о которых известно, что они являются поступлениями мочи или продуктами дефекации.

В другом варианте комплект бесконтактных электронных датчиков может использовать сторожевой датчик. Сторожевой датчик может активировать по меньшей мере один датчик в составе комплекта бесконтактных электронных датчиков при детектировании сторожевым датчиком заданного порогового уровня концентрации по меньшей мере одного контролируемого газа.

Другие признаки и свойства изобретения будут подробно рассмотрены далее.

Краткое описание чертежей

В остальной части описания, со ссылками на прилагаемые чертежи и с рассмотрением наилучшего варианта, раскрыта сущность изобретения с полнотой и подробностью, достаточной для осуществления изобретения специалистом в соответствующей области.

На фиг. 1 представлен, в перспективном изображении, вариант изобретения, содержащий вариант корпусного блока с комплектом бесконтактных электронных датчиков, контроллером и сигнальным устройством.

На фиг. 2 приведена блок-схема варианта корпусного блока, который может содержать комплект бесконтактных электронных датчиков, контроллер и сигнальное устройство, которое может находиться у поясного отверстия впитывающего изделия или быть выполнено с возможностью передавать сигнал на радиоприемник, компьютерное устройство, смартфон или индикатор/дисплей, находящийся на корпусном блоке или рядом с ним.

На фиг. 3 приведена блок-схема, иллюстрирующая детектирование сигнала и классифицирование паттернов, посредством которых комплект бесконтактных электронных датчиков, контроллер, и сигнальное устройство способны детектировать и различать поступления во впитывающее изделие мочи и продуктов дефекации.

На фиг. 4 приведен график, иллюстрирующий выходные сигналы различных бесконтактных электронных датчиков, полезные для определения того, содержат ли загрязнения, попавшие на впитывающее изделие или внутрь его, мочу, продукты дефекации или загрязнения обоих этих видов.

На фиг. 5 приведена блок-схема, иллюстрирующая, как вариант сигнального устройства может передавать данные на компьютер или смартфон, который, в результате, сможет генерировать сообщения, предназначенные для пользователя или ухаживающего лица.

На фиг. 6 представлен вариант крепежного механизма для прикрепления корпусного блока к впитывающему изделию согласно изобретению.

На фиг. 7 представлен другой вариант крепежного механизма для прикрепления корпусного блока к впитывающему изделию согласно изобретению.

Осуществление изобретения

Далее будут подробно рассмотрены, на приводимых примерах, различные варианты изобретения. Каждый пример приводится только для пояснения изобретения и не имеет ограничительного характера. Фактически, специалистам в этой области будет понятно, что в рамках данного описания возможны различные модификации и изменения, не выходящие за границы идеи или объема изобретения. Например, особенности, описанные или проиллюстрированные для одного варианта, могут быть использованы в другом варианте с получением еще одного варианта осуществления. Таким образом, подразумевается, что данное описание охватывает все модификации и изменения, соответствующие прилагаемой формуле изобретения, причем как буквально, так и с учетом эквивалентов.

Изобретение направлено на создание электронного распознающего устройства, которое может быть сконфигурировано для индикации присутствия во впитывающем изделии загрязнений в виде мочи или продуктов дефекации или других изменений в состоянии изделия или пользователя, например изменений температуры и влажности или присутствия неприятного запаха. Впитывающее изделие может представлять собой, например, подгузники, тренировочные трусики (подгузники-трусики), изделие для страдающих инконтиненцией, предмет женской гигиены, предмет медицинской одежды, бандаж или постельную прокладку. Электронное распознающее устройство согласно изобретению может содержать датчики влажности и температуры, комплект бесконтактных электронных датчиков, контроллер и сигнальное устройство, которые могут быть помещены в корпусной блок, прикрепляемый, например, у поясного отверстия впитывающего изделия, такого как подгузник, тренировочные трусики или изделие для страдающих инконтиненцией. Однако, в зависимости от чувствительности датчиков, которые могут быть использованы в комплекте датчиков, их прикрепление к впитывающему изделию может и не быть обязательным. Впитывающее изделие может быть одноразовым, т.е. рассчитанным на выбрасывание после кратковременного использования, а не на отправку в стирку или на иное восстановление для повторного применения.

Электронное распознающее устройство по изобретению может осуществлять мониторинг условий во впитывающем изделии, используя для этого комплект бесконтактных электронных датчиков, контроллер, сигнальное устройство, передатчик и приемник. Контроллер может быть микропроцессором типа анализатора многокомпонентных данных. Комплект бесконтактных электронных датчиков, контроллер и сигнальное устройство могут все вместе находиться в единственном корпусном блоке. В другом варианте комплект бесконтактных электронных датчиков, контроллер и передатчик могут быть пространственно отделены друг от друга (т.е. не находиться в единственном корпусном блоке). Комплект бесконтактных электронных датчиков может состоять из датчиков индивидуальных газов, которые по отдельности осуществляют мониторинг таких летучих соединений (ЛС), как жирные кислоты с короткой цепью (например, уксусная кислота), аммиак, метан, сероводород, диметилсульфид, скатол и индол. Термин "летучее соединение" в контексте изобретения охватывает органические и неорганические метаболические газы и соединения, вырабатываемые микробами, присутствующими в выделениях организма.

Конкретные ЛС могут быть ассоциированы с одним или более типами выделений организма, в том числе (но неисключительно) с мочой и продуктами дефекации. ЛС, обычно ассоциированные с мочой, включают, в частности, аммиачные соединения (например, гидроксид аммония), кислоты с короткой цепью (C₁-C₂) (например уксусную кислоту), альдегиды со средней цепью (С₈-С₁₀) (например нонаналь), кетоны (например метилэтилкетон), крезол (например метилфенол), диметилдисульфид, триметиламин, лимонен (например 4-изопропенил-1-циклогексан), метилбензоат, бензамид, бензальдегид и триэтиламин. ЛС, обычно ассоциированные с дефекацией или ее продуктами, включают, в частности, скатол (например 3-метил-1Н-индол и 3-метилиндол), меркаптаны (например 2-меркаптоэтанол), сероводород, жирные кислоты с короткой цепью (например миристиновую кислоту), метантиол (например 2-меркаптоэтанол) и диметилсульфид. Наиболее типичные ЛС в продуктах дефекации включают жирные кислоты с короткой цепью, индол и диметилсульфид. Другие ЛС в продуктах дефекации включают (не ограничиваясь ими) 4-метилфенол, пентановую кислоту, 2- или 3-метилфуран, сероуглерод, бутановую кислоту, этановую кислоту, 6-метил-5-гептен-2-он, 2-пантанон 2-бутанон, бутандион-2.3, ацетальдегид, ацетон, 2-гептанон, пропаналь, гексаналь и 3-метил.

В одном варианте впитывающее изделие может также содержать вещество, испускающее газ, когда происходит загрязнение изделия мочой или продуктами дефекации, а комплект бесконтактных электронных датчиков может быть образован по меньшей мере одним газовым датчиком, осуществляющим мониторинг газа, испускаемого этим веществом. Преимущество использования вещества, испускающего газ, состоит в том, что объем газа, образующегося сразу же после поступления загрязнений, может быть сделан настолько большим, что это поступление может быть обнаружено быстрее, чем в случае присутствия только газов, ассоциированных с поступившими загрязнениями. Действительно, газы, ассоциированные с мочой или продуктами дефекации, могут не присутствовать в таком же большом количестве, как газ, ассоциированный с испускающим его веществом, так что в его отсутствие детектирование поступления загрязнений может занять более длительное время.

Например, во впитывающее изделие (в процессе его изготовления или в другой момент, предшествующий использованию этого изделия потребителем) можно ввести бикарбонат натрия или другое вещество, способное испускать газ. Вещества, которые можно ввести во впитывающее изделие, могут быть в виде порошков, частиц, хлопьев, волокон, агломератов, гранул, шариков, таблеток или кремов, причем они могут быть или не быть инкапсулированы. Эти материалы могут быть введены в само впитывающее изделие, например в его впитывающее ядро, или в отдельный компонент, такой как вкладыш для трусиков, который может быть добавлен к впитывающему изделию позднее. В случае поступления загрязнений в виде мочи или продуктов дефекации бикарбонат натрия или другое вещество, например порошкообразная смесь бикарбонат/лимонная кислота, может испускать газ, а комплект бесконтактных электронных датчиков может содержать датчик, способный осуществлять мониторинг уровня этого газа. Для испускания газа, пригодного для детектирования датчиками комплекта бесконтактных электронных датчиков, можно использовать также микроинкапсулирующую пленку, помещенную внутрь впитывающего изделия. Чтобы инкапсулировать летучие вещества, такие как ароматизирующее вещество или ментол, можно применить поставляемые фирмой MonoSol, LLC (США) водорастворимые пленки, например получаемые из поливинилового спирта и полисахаридов. Подобные инкапсулированные материалы могут быть размещены во впитывающем изделии и, в случае намокания, пленка может раствориться и высвободить летучие вещества, которые могут быть детектированы комплектом бесконтактных электронных датчиков. Способы, посредством которых вещество, испускающее газ, может быть введено во впитывающее изделие, описаны в патентной заявке США 2011/0152806 А1, опубликованной 23.06.2011. При этом контроллер может быть запрограммирован на распознавание уровня испускаемого веществом газа, превышающего пороговый уровень, что может указывать на присутствие во впитывающем изделии загрязнений в виде мочи или продуктов дефекации. В другом варианте комплект бесконтактных газовых датчиков может осуществлять мониторинг температуры и влажности впитывающего изделия. Датчики, осуществляющие такой мониторинг, могут использоваться самостоятельно или в комбинации с другими подобными датчиками и датчиками других типов, применяемых для мониторинга ЛС.

Комплект бесконтактных электронных датчиков в комбинации с контроллером может рассматриваться как совокупность датчиков (в том числе датчиков различных типов), предназначенная для мониторинга ЛС, которые могут присутствовать в пробе газа. Комплект датчиков, возможно, содержащий единственное устройство, может детектировать конкретные запахи, после чего контроллер (например, в виде микропроцессора) использует алгоритм распознавания образов, чтобы идентифицировать в пробе конкретные запахи. Проба газа вступает в контакт с комплектом датчиков, каждый датчик которого обладает способностью идентифицировать газ, ассоциированный с определенными веществами. Комплект может использовать более одного датчика, так что контроллер может проводить разграничение между различными газами, детектированными различными датчиками. С учетом перекрестных влияний и избыточности такое разграничение может потребовать высокой степени взаимной независимости датчиков и их функционирования при осуществлении мониторинга газов. При этом могут использоваться датчики проводимости, пьезоэлектрические или оптические датчики или датчики на МОП-структурах (МОП-датчики). МОП-датчики коммерчески доступны, причем они находят широкое применение благодаря их высокой чувствительности к широкому спектру органических соединений и газов. Однако и другие типы датчиков (включая упомянутые выше) также являются коммерчески доступными.

Один тип функционирования датчика, когда в контакт с ним вступает объем конкретного газа, на осуществление мониторинга которого рассчитан данный датчик, заключается в том, что происходит изменение его физических или химических свойств. Это, в свою очередь, приводит к изменению электрического сигнала, которое может быть выявлено контроллером. Контроллер может быть заранее настроен на распознавание того, что некоторые паттерны ассоциированы с определенными газами, и, следовательно, способен детектировать газы, ассоциированные с поступлением во впитывающее изделие мочи, продуктов дефекации или других веществ.

Решение вопроса, какие датчики использовать в комплекте бесконтактных электронных датчиков, зависит от веществ, подлежащих детектированию, причем имеется возможность подбора датчиков, предназначенных для детектирования уровней газовой концентрации, ассоциированных с конкретными ЛС или другими веществами. Выбранные датчики образуют комплект бесконтактных электронных датчиков, что позволяет одновременно осуществлять мониторинг нескольких газов. Специалист в данной области будет способен, после ознакомления с данным описанием, легко и быстро оценить пригодность конкретного датчика для мониторинга ЛС, другого вещества, испускающего газ, температуры или влажности.

В одном варианте комплект бесконтактных электронных датчиков может использовать более одного датчика, чтобы осуществлять мониторинг нескольких смесей газов, которые могут исходить из выделений организма, таких как моча и продукты дефекации. При этом контроллер электронного распознающего устройства сможет идентифицировать и классифицировать поступление загрязнений, основываясь на типе проанализированного выделения, которое может быть мочой, продуктами дефекации или комбинацией обоих этих выделений. По завершении анализа сигналов от одного или более датчиков в составе комплекта бесконтактных электронных датчиков устройство может принять решение о присутствии загрязнения или также и о его типе. Контроллер может также анализировать данные с целью идентифицировать, при поступлении загрязнений в виде мочи или продуктов дефекации, присутствие другого испускающего газ вещества или изменения влажности или температуры во впитывающем изделии.

В одном варианте электронное распознающее устройство может идентифицировать, загрязнение какого типа имело место во впитывающем изделии, поскольку природа и концентрация ЛС в моче и продуктах дефекации могут быть различными. Комплект бесконтактных электронных датчиков может сначала произвести измерения для окружающих условий с записью в контроллер любых отклонений от определенных заранее параметров газов. Затем устройство может использовать один датчик с низким энергопотреблением в качестве сторожевого датчика. Если сторожевой датчик детектирует любые значения, превосходящие заданный порог, он "разбудит", т.е. активирует другие датчики для считывания ими соответствующих значений. В результате контроллер сможет считать все эти значения и идентифицировать дискретные компоненты. Указанные значения могут быть измерены таким образом, чтобы отличить мочу от продуктов дефекации.

После того как были проведены программирование или тренировка контроллера с использованием хорошо определенных групп данных от датчиков, он будет способен различать по результатам анализа данных мочу и продукты дефекации. В результате контроллер может быть "натренирован" детектировать различные газы и ассоциировать их с присутствием в загрязнениях мочи или продуктов дефекации. Из необработанных временных рядов сигналов от датчика или датчиков в составе комплекта бесконтактных электронных датчиков контроллер может вывести группу первичных и вторичных признаков данных в виде сигналов, поступающих от датчиков. Затем, когда произойдет поступление загрязнений и их идентификация, эти признаки используются в качестве базы для классификации. Например, чтобы найти оценку величины сигнала, можно произвести накопление массива данных в виде зависимости сигналов от времени, пикового или квантильного значения сигнала или результатов предварительной обработки сигналов (например, скользящего среднего, градиента или иной комбинации результатов). Используя те же или другие результаты предварительной обработки сигналов, можно также найти оценку наклона сигнальной кривой, а также, например, максимального, минимального, среднего, квантильного значений, или других параметров измерений. Дополнительным параметром может быть суммарная площадь под предварительно обработанным сигналом. Применимы и другие параметры, причем следует отметить, что уровень сигнала, наклон сигнальной кривой и общая площадь упомянуты только в качестве примеров точечных оценок.

В другом варианте могут быть разработаны различные классификаторы первичных и вторичных признаков, чтобы распознавать тип поступивших загрязнений и/или количество их поступлений. В дополнение, с использованием первичных и вторичных признаков могут быть также разработаны другие потенциальные индикаторы здоровья ребенка или пользователя. Данные, полученные в процессе тренировки, для которых имеются и данные в виде сигналов, и идентификация загрязнений, могут быть использованы для разработки используемого контроллером классификатора паттернов. Чтобы максимизировать различия между характеристиками классов и минимизировать предсказанную остаточную сумму квадратов для тестовых ("невидимых") данных, могут быть также добавлены модельные переменные, соответствующие определенным параметрам. Классификаторы включают, среди прочих составляющих, дискриминантный анализ линейности/нелинейности, нейронные сети, классификационные и регрессионные деревья и другие методы для формирования непрерывного или дискретного сигнала, посылаемого пользователю. В одном примере при использовании 90-й процентили результатов измерений совместно с максимальным наклоном кривой для скользящей средней для сигналов трех датчиков (например, влажности, ЛС и аммиака) за период 35 с доля ошибок классификации составила на тренировочных данных 4%. Данная доля может быть уменьшена добавлением данных для анализа от большего количества датчиков.

Может быть использован также энергосберегающий вариант, в котором полное питание обеспечивается только для сторожевого датчика, тогда как срок службы батарейного источника питания других датчиков может быть увеличен путем селективной подачи напряжения на датчики из комплекта бесконтактных электронных датчиков. Таким образом, электронное распознающее устройство может сначала использовать только датчик с низким энергопотреблением в качестве сторожевого датчика. Если сторожевой датчик детектирует любые значения, существенно превышающие пороговое значение, он может активировать по меньшей мере один другой датчик или несколько датчиков для считывания их значений. После этого контроллер может считать все эти значения и произвести анализ данных с идентификацией дискретных компонентов.

Контроллер может считывать уровни концентраций газов, мониторинг которых осуществляется газовыми датчиками в составе комплекта бесконтактных электронных датчиков, и анализировать данные, идентифицируя загрязнения в виде мочи, загрязнения в виде продуктов дефекации, присутствие, в случае поступления загрязнений в виде мочи или продуктов дефекации, другого вещества, испускающего газ, или изменения влажности или температуры во впитывающем изделии. Контроллер может сначала считать начальные уровни содержания газов, контролируемых (детектируемых) комплектом бесконтактных электронных датчиков. С использованием этих уровней может быть проведена калибровка для получения нулевых (исходных) значений, после чего можно будет отследить любое отклонение от этих исходных значений. Если изменение уровней газовой концентрации, температуры или влажности превысит определенный порог, контроллер может, посредством сигнального устройства, выдать тревожный (извещающий) сигнал.

Сигнальное устройство может обеспечивать питание контроллера и формировать звуковой, визуальный и/или вибрационный сигнал, указывающий пользователю и/или ухаживающему лицу на присутствие жидких загрязнений. Выдача сигнальным устройством любого предупреждающего (извещающего) сигнала может активироваться дистанционно или отображаться на дисплее смартфонов или компьютеров. В другом варианте предупреждающий сигнал может посылаться на радиоприемник или на индикатор или дисплей, имеющийся на корпусном блоке или в каком-то другом месте вблизи впитывающего изделия, чтобы пользователь или другой человек, находящийся поблизости от него, например ухаживающее лицо, мог быть извещен о поступлении загрязнений. Выдача сигналов может быть прекращена дистанционно или из зоны вблизи сигнального устройства. Сигналы могут быть визуальными, звуковыми, вибрационными или посылаемыми дистанционно на компьютерное устройство или на смартфон, так что ухаживающее лицо может модифицировать тип предупреждающего сигнала в зависимости от желательного уровня приватности. Например, если ухаживающее лицо находится дома у пользователя изделием, наиболее подходящим может быть звуковой сигнал; если же ухаживающее лицо и пользователь находятся в общественном месте, более уместным может быть сигнал, посылаемый на смартфон, или бесшумный, в частности визуальный, сигнал. Хотя само впитывающее изделие является одноразовым, электронное распознающее устройство может переноситься с изделия на изделие. Соответственно, изобретение направлено на разработку комплекта бесконтактных электронных датчиков, контроллера, сигнального устройства и крепежных средств, обеспечивающих удобное соединение между комплектом указанных датчиков, контроллером, сигнальным устройством и впитывающим изделием. Так, комплект бесконтактных электронных датчиков, контроллер и сигнальное устройство могут все вместе находиться в единственном корпусном блоке, который крепится к краю поясного отверстия подгузника или тренировочных трусиков посредством зажима или иного устройства.

Корпусной блок может быть закреплен, посредством имеющегося на нем зажима или иного средства, у поясного отверстия впитывающего изделия таким образом, чтобы комплект бесконтактных электронных датчиков мог быть обращен внутрь впитывающего изделия. Если комплект бесконтактных электронных датчиков используется в варианте, предусматривающем корпусной блок, в этом блоке могут быть выполнены небольшие отверстия, открытые в сторону внутреннего объема впитывающего изделия, чтобы сделать возможным поступление к комплекту бесконтактных электронных датчиков достаточного объема газа. Альтернативно, корпусной блок может быть прикреплен к впитывающему изделию каким-то другим образом при условии, что комплект бесконтактных электронных датчиков будет находиться достаточно близко к внутреннему объему впитывающего изделия, чтобы детектировать присутствие газов в этом изделии.

Как это было описано выше, комплект бесконтактных электронных датчиков в комбинации с сигнальным устройством можно сконфигурировать с возможностью индицировать присутствие и количество поступлений во впитывающее изделие загрязнений в виде мочи или продуктов дефекации. Однако конкретный тип загрязнений, подлежащих детектированию, может зависеть от конкретного типа впитывающего изделия и его желательного применения. Например, в одном варианте впитывающее изделие является подгузником, тренировочными трусиками или аналогичным изделием, а сигнальное устройство сконфигурировано для индикации присутствия мочи. Альтернативно, сигнальное устройство может быть сконфигурировано для индикации присутствия летучего соединения, указывающего на присутствие твердых или жидких продуктов дефекации. Кроме того, сигнальное устройство может быть сконфигурировано для индикации присутствия и мочи, и продуктов дефекации, которые, с учетом возраста, диеты или других особенностей пользователя впитывающим изделием, могут быть в большей степени текучими.

На фиг. 1 представлено, в качестве примера, впитывающее изделие 20, выполненное согласно изобретению. Данное изделие может быть или не быть одноразовым. Должно быть понятно, что, хотя на чертежах могут быть представлены только такие изделия, как подгузник, тренировочные трусики или изделия для страдающих инконтиненцией, изобретение применимо в самых различных впитывающих носильных изделиях, в том числе (но неисключительно) в подгузниках, тренировочных трусиках, плавках, предметах женской гигиены, изделиях для страдающих инконтиненцией, медицинском белье, хирургических бандажах и вкладышах, а также в других видах лечебного белья и в иных подобных изделиях.

Можно отметить, что различные материалы и способы, пригодные для изготовления впитывающих изделий типа подгузника 20, соответствующего различным аспектам изобретения, описаны в международной заявке WO 00/37009, опубликованной 29.06.2000; в патенте США 4940464, опубликованном 10.07.1990; в патенте США 5766389, опубликованном 16.06.1998, и в патенте США 6645190, опубликованном 11.11.2003, причем содержание этих документов включено, посредством ссылки, в данное описание в той степени, в которой оно не противоречит этому описанию.

Впитывающее изделие 20 в виде подгузника представлено на фиг. 1 в частично застегнутом состоянии. У подгузника 20 имеется пара продольных областей (именуемых также передней областью 22 и задней областью 24) и промежуточная область 26 (именуемая также паховой областью), расположенная в продольном направлении между передней и задней областями 22, 24, соединяя их. Подгузник 20 имеет внутреннюю поверхность 28, расположенную по отношению к другим компонентам подгузника 20 таким образом, что при его ношении она обращена к телу пользователя, и наружную поверхность 30, противолежащую внутренней поверхности. Передняя и задняя области 22, 24 соответствуют тем частям подгузника 20, которые при его ношении полностью или частично закрывают или охватывают талию или среднюю/нижнюю часть торса пользователя. Паховая область 26 соответствует той части подгузника 20, которая, при его ношении, находится между ногами пользователя и закрывает нижнюю часть торса и пах пользователя. У подгузника 20 имеются также пара противолежащих в поперечном направлении боковых кромок 36 и пара противолежащих в продольном направлении поясных кромок: передняя и задняя поясные кромки 38, 39.

Проиллюстрированный подгузник 20 имеет главную часть 32, которая в данном варианте включает в себя переднюю область 22, заднюю область 24 и паховую область 26. Как проиллюстрировано на фиг. 1, главная часть 32 содержит наружную оболочку 40 и обращенный к телу вкладыш 42, который может быть наложен на наружную оболочку 40 и прикреплен к ней посредством адгезивов, точечной ультразвуковой сварки, термосоединения или другой известной технологии. Показанный на фиг. 1 вкладыш 42 целесообразно прикрепить к наружной оболочке 40 по периметру главной части 32 с образованием переднего поясного шва и заднего поясного шва. Вкладыш 42 может быть прикреплен к наружной оболочке 40 с формированием пары боковых швов в передней и задней областях 22, 24. Вкладыш 42 может быть расположен по отношению к другим компонентам подгузника 20 так, чтобы при ношении подгузника вкладыш был обращен к коже пользователя. Главная часть 32 может содержать также находящуюся между наружной оболочкой 40 и обращенным к телу вкладышем 42 впитывающую структуру для впитывания жидких или твердых выделений организма пользователя, а также пару блокирующих клапанов 46, прикрепленных к обращенному к телу вкладышу 42 для предотвращения движений выделений организма в поперечном направлении.

Эластичные блокирующие клапана 46, показанные на фиг. 1, задают частично неприкрепленную кромку, которая имеет вертикальную конфигурацию по меньшей мере в паховой части 26 подгузника 20, чтобы образовать уплотнение, примыкающее к телу пользователя. Блокирующие клапана 46 могут быть расположены в продольном направлении по всей длине главной части 32 или только по части этой длины. Подходящие конструкция и расположение блокирующих клапанов 46 хорошо известны специалистам и описаны в патенте США №4704116 от 3.11.1987, содержание которого включено в данное описание посредством ссылки.

Как это известно специалистам, чтобы дополнительно улучшить блокирование и/или поглощение жидких выделений организма, подгузник 20 желательно снабдить ножными эластичными вставками (не изображены). Ножные эластичные вставки могут быть прикреплены к наружной оболочке 40 и/или к обращенному к телу вкладышу 42 и расположены в паховой области 26 подгузника 20.

Ножные эластичные вставки могут быть изготовлены из любого подходящего эластичного материала. Как это хорошо известно специалистам, подходящие эластичные материалы включают листы, полоски или полосы из естественного или синтетического каучука или термопластичных эластомерных материалов. Чтобы создать упругое сжимающее усилие, действующее на подложку, эластичные материалы могут крепиться к подложке в растянутом состоянии, крепиться к подложке, собранной в складки, или крепиться к подложке с последующим приданием им эластичных свойств, например с использованием нагрева. В одном конкретном варианте ножные эластичные вставки могут содержать полученные сухим прядением спеченные (коалесцированные) мультифиламентные эластомерные нити из спандекса, предлагаемые под торговым наименованием LYCRA фирмой Invista (США).

В некоторых вариантах впитывающее изделие 20 может дополнительно содержать распределяющий слой (не изображен), который, в качестве опции, может находиться смежно с впитывающей структурой и крепиться известным специалистам образом, например приклеиванием, к различным компонентам изделия 20, например к впитывающей структуре или к обращенному к телу вкладышу 42. Распределяющий слой способен замедлять и рассеивать выбросы жидких или иных выделений организма, которые могут быстро поступить во впитывающую структуру изделия. Распределяющий слой предпочтительно способен быстро принимать и временно удерживать жидкие или иные выделения организма перед тем, как медленно высвобождать их в удерживающие части впитывающей структуры. Примеры подходящих распределяющих слоев описаны в патентах США №5486166 и №5490846. Другие подходящие распределяющие материалы описаны в патенте США №5820973. Содержание этих документов полностью включено в данное описание посредством ссылки в той степени, в которой оно не противоречит этому описанию.

Как показано на фиг. 1, впитывающее изделие 20 может дополнительно содержать пару противолежащих эластичных боковых панелей 34, прикрепленных к задней области главной части 32. Как показано на чертеже, боковые панели 34 могут находиться в растянутом состоянии вокруг поясницы и/или бедер пользователя, чтобы удерживать изделие в заданном положении. Как видно из фиг. 1, эластичные боковые панели прикреплены к главной части вдоль двух противоположных продольных кромок 37. Боковые панели 34 могут быть прикреплены к главной части 32 с применением любого подходящего метода крепления. Так, боковые панели 34 можно присоединить к главной части посредством адгезивов, точечной ультразвуковой сварки, термосоединения или другой известной технологии.

В альтернативном варианте эластичные боковые панели могут быть выполнены заодно с главной частью 32. Например, они могут представлять собой продолжение обращенного к телу вкладыша 42, наружной оболочки 40 или обоих этих компонентов.

В варианте, показанном на фиг. 1, боковые панели 34 присоединены к задней области впитывающего изделия 20 и заходят на переднюю область изделия при фиксации его в заданном положении на теле пользователя. Однако должно быть понятно, что, в качестве альтернативы, боковые панели 34 могут быть присоединены к передней области изделия 20 и при надевании изделия заходить на его заднюю область.

Когда впитывающее изделие 20 находится в застегнутом состоянии, частично проиллюстрированном на фиг. 1, эластичные боковые панели 34 могут быть соединены одна с другой посредством застежек с формированием конфигурации типа трехмерного подгузника, имеющего поясное отверстие 50 и пару отверстий 52 для ног (ножных отверстий). Поясное отверстие 50 изделия 20 задается поясными кромками 38 и 39, охватывающими талию пользователя.

В варианте по фиг. 1 боковые панели разъемно прикреплены к передней области 22 изделия 20 посредством застежек. Однако должно быть понятно, что в других вариантах боковые панели могут быть неразрывно прикреплены к главной части 32 у каждого ее конца. Боковые панели могут быть связаны неразъемным образом, например, если они используются в тренировочных трусиках или впитывающих купальных принадлежностях.

Каждая эластичная боковая панель 34 имеет продольную наружную кромку (не изображена), кромку 70 со стороны ноги, смещенную в направлении центра продольной оси подгузника 20, и кромки 72 со стороны поясного конца, смещенные в направлении продольного конца впитывающего изделия. Кромки 70 впитывающего изделия 20 со стороны ног могут быть соответствующим образом изогнуты и/или наклонены, чтобы лучше фиксироваться вокруг ног пользователя. Однако должно быть понятно, что, без выхода за пределы изобретения, можно сделать изогнутой или наклоненной только одну из этих кромок, например кромку задней области 24. Альтернативно, ни одна из кромок со стороны ног может не иметь изгиба или наклона. Боковые панели 34 согласованы по положению с поясной областью 90 главной части 32.

Застежки могут включать противолежащие в поперечном направлении первые застежечные компоненты 82, предназначенные для расцепляемого соединения с соответствующими им вторыми застежечными компонентами (не изображены). В представленном варианте первый застежечный компонент 82 находится на эластичных боковых панелях 34, а второй застежечный компонент может быть наложен на переднюю область 22 главной части 32. В одном варианте передняя (наружная) поверхность каждого из застежечных компонентов снабжена множеством сцепляющихся элементов. Сцепляющиеся элементы первых застежечных компонентов 82 способны многократно сцепляться и расцепляться с соответствующими сцепляющимися элементами вторых застежечных компонентов, чтобы поддерживать, с возможностью освобождения, изделие 20 в его трехмерной конфигурации.

Можно использовать любые застежечные компоненты, пригодные для впитывающих изделий, например адгезивные, когезионные или механические застежки. В некоторых конкретных вариантах для большей надежности застежечные компоненты содержат механические сцепляющиеся элементы. Эти элементы могут быть снабжены геометрически взаимно соответствующими частями, такими, например, как крючки, петли, части в виде луковиц, грибков, стрелок, шариков на стержнях, охватываемые/охватывающие детали, пряжки или защелки.

Первые застежечные компоненты 82 могут содержать, например, крючки, а вторые застежечные компоненты могут содержать соответствующие им петли. Альтернативно, первые застежечные компоненты 82 могут содержать петли, а вторые застежечные компоненты могут быть дополнительными по отношению к ним крючками. В другом варианте застежечными компонентами могут быть однотипные сцепляющиеся поверхностные застежки или клейкие и когезионные сцепляющиеся элементы типа комбинации клейкой застежки и приемной клейкой зоны (клейкого материала). Специалисту будет понятно, что форму, плотность и состав полимера, из которого изготовлены крючки и петли, можно выбрать так, чтобы обеспечить желательный уровень сцепления между застежечными компонентами. Подходящие застежки описаны, в частности, в упомянутых выше международной заявке WO 00/37009 и в патенте США 6645190.

В изображенном варианте застежечные компоненты 82 прикреплены к боковым панелям 34 вдоль их кромок. В этом варианте застежечные компоненты 82 не являются упругими или растягивающимися. Однако в других вариантах застежечные компоненты могут быть выполнены заодно с боковыми панелями 34. Так, застежечные компоненты могут быть закреплены непосредственно на поверхностях боковых панелей 34.

В дополнение к используемым в некоторых вариантах эластичным боковым панелям, впитывающее изделие 20 может содержать различные поясные эластичные вставки для придания эластичности зоне вокруг поясного отверстия. Например, как показано на фиг. 1, впитывающее изделие 20 может быть снабжено передней поясной эластичной вставкой 54 и/или задней поясной эластичной вставкой 56.

Показанный на фиг. 1 и 2, в качестве примера, корпусной блок 102 содержит, например, комплект 104 бесконтактных электронных датчиков и контроллер 106, тогда как сигнальное устройство 110 показано прикрепленным к впитывающему изделию 20. В этом варианте сигнальное устройство 110 содержит передатчик 112, который обеспечивает связь с приемником 114, которым может быть радиоприемник, компьютерное устройство или смартфон. Передатчик 112 может находиться в корпусном блоке 102 вместе с комплектом 104 бесконтактных электронных датчиков и контроллером 106. Когда на или во впитывающем изделии 20 присутствуют загрязнения, контроллер 106 детектирует изменения в уровнях газов, отслеживаемых комплектом 104 бесконтактных электронных датчиков, что, в свою очередь, активирует сигнальное устройство 110. В одном варианте комплект бесконтактных электронных датчиков способен осуществлять мониторинг уровней газов через дискретные отверстия 108 в корпусном блоке 102. В другом варианте корпусной блок может быть изготовлен из пористого материала, благодаря чему в этот блок может поступить количество газов, достаточное, чтобы комплект бесконтактных электронных датчиков смог детектировать присутствие любого из этих газов.

Еще в одном варианте передатчик 112 способен посылать беспроводной предупреждающий сигнал на приемник 114, который в этом случае укажет пользователю, что во впитывающем изделии присутствуют загрязнения в виде мочи или продуктов дефекации. Чтобы уведомить пользователя о том, что детектировано поступление загрязнений, сигнальное устройство 110 может генерировать звуковой, визуальный и/или вибрационный сигнал. Звуковой сигнал может, например, просто состоять из одного или более гудков или представлять собой музыкальную мелодию. Аналогично, в случае испускания сигнальным устройством 110 видимого сигнала, этот сигнал может содержать несколько световых импульсов или подаваться на интерактивный дисплей. Извещающие сигналы могут деактивироваться дистанционно или в зоне у поясного отверстия впитывающего изделия. Еще в одном варианте приемник 114 сигнального устройства 110 может быть сконфигурирован с возможностью вибрировать в случае детектирования поступления загрязнений.

Как это было описано выше, сигнальное устройство 110 может быть сконфигурировано, чтобы указывать на поступление во впитывающее изделие 20 любых загрязнений, например мочи и/или продуктов дефекации, которые могут быть или не быть текучими. В варианте по фиг. 1 и 2 сигнальное устройство 110 содержит передатчик 112 в комбинации с приемником 114. Однако должно быть понятно, что сигнальное устройство может быть единственным блоком, который находится на впитывающем изделии 20 или рядом с ним. Так, сигнальное устройство может быть прикреплено к впитывающему изделию и испускать визуальный и/или звуковой сигнал непосредственно из самого изделия, так что пользователь или находящийся поблизости другой человек, например ухаживающее лицо, будет уведомлен о поступлении загрязнений. Кроме того, должно быть понятно, что данные от сигнального устройства могут быть переданы на радиоприемник, компьютер или смартфон по беспроводной сети или иным образом.

В варианте, показанном на фиг. 2, в корпусном блоке 102, который может быть прикреплен к впитывающему изделию, размещены комплект 104 бесконтактных электронных датчиков, в состав которого могут входить датчик 96 температуры, датчик 98 влажности, по меньшей мере один датчик 100 конкретного газа, контроллер 106 и сигнальное устройство 110. Оно может содержать передатчик 112 и приемник 114. Кроме того, в сигнальном устройстве могут иметься отверстия 108, которые делают возможным поступление к комплекту 104 бесконтактных электронных датчиков порции газа, достаточной, чтобы детектировать присутствие одного или более газов. В другом варианте порция газа может достигать комплекта бесконтактных электронных датчиков, проходя сквозь корпусной блок, выполненный из пористого материала. Еще в одном варианте корпусного блока, если сигнал выдается пользователю, приемник должен находиться на самом корпусном блоке или рядом с ним. Если же сигнал выдается другому пользователю, например ухаживающему лицу, с помощью соответствующих средств, например беспроводного радиоприемника, компьютерного устройства или смартфона, передатчик может посылать беспроводной сигнал приемнику, находящемуся на некотором расстоянии от передатчика и сигнального устройства. Выдача сигнала может быть прервана дистанционно или из места на впитывающем изделии или вблизи него.

На фиг. 3 приведена блок-схема, соответствующая варианту электронного распознающего устройства согласно изобретению. Эта блок-схема иллюстрирует пример процесса, посредством которого электронное распознающее устройство может детектировать и классифицировать паттерны данных, а затем передавать по беспроводной сети результаты анализа данных на дисплей, смартфон или компьютерное устройство. Чтобы электронное распознающее устройство могло начать мониторинг или детектирование уровней газовой концентрации, температуры и/или влажности, сначала нужно обеспечить устройство питанием и инициализировать. Затем может быть инициирован контроллер напряжения, что может привести к инициализации сторожевого датчика. Далее устройство работает с малым энергопотреблением, когда только один датчик проводит, через заданные временные интервалы (например через 1 мин), поиск изменений контролируемых уровней. Чтобы обеспечить энергосбережение, считывание дополнительных датчиков может производиться только после того, как будет достигнут определенный пороговый уровень. При детектировании достижения пороговых уровней контролируемой газовой концентрации электронное распознающее устройство может считать и произвести вычисление уровней, чтобы принять решение в отношении извещения пользователя посредством выдачи звукового, визуального или вибрационного сигнала, который может передаваться или не передаваться беспроводным образом на радиоприемник, смартфон, компьютерное устройство или другие средства отображения информации.

На фиг. 4 проиллюстрированы данные, которые могут быть получены вариантом комплекта электронных датчиков. График отображает концентрации газов, отслеживаемых соответствующим вариантом комплекта бесконтактных электронных датчиков. Измеренные уровни концентраций варьируют для продуктов дефекации и для мочи (эти уровни обозначены на графике соответственно, как "ВМ" и "U"). Это следует из различий в уровнях газа, присутствующего в каждой порции газа. Концентрации газов могут детектироваться в результате превышения ими минимального порогового уровня после того, как каждый индивидуальный датчик или комплект датчиков был прокалиброван и выставлен на ноль в отсутствие загрязнений. На графике показаны уровни газов, отслеживаемых по меньшей мере одним датчиком, причем видно, что в одном варианте детектирование поступлений загрязнений в виде мочи и продуктов дефекации может производиться более чем одним датчиком, входящим в составе комплекта бесконтактных электронных датчиков. Следует отметить, что концентрации газов зависят от диеты, количества поступивших загрязнений, а также от времени. Датчики способны детектировать концентрации газов на уровне от нескольких миллионных долей (м. д., РРМ) до тысяч м. д. Вопрос о том, соответствует ли истине сигнал о поступлении загрязнений во впитывающее изделие, решается контроллером. Газовые датчики служат только для получения значений концентраций. Процессор в составе контроллера способен, анализируя сигнал, полученный контроллером, определить, соответствует ли он поступлению загрязнений или ложной тревоге (например, результату метеоризма). В частности, в случае метеоризма отсчет концентрации газа может быть очень высоким, но он падает за очень короткое время по сравнению с отсчетами концентрации газа, ассоциированными с поступлениями загрязнений внутрь впитывающего изделия.

На фиг. 5 представлена блок-схема, иллюстрирующая вариант связи сигнального устройства с компьютерным устройством или смартфоном, которое (который) в результате может генерировать сообщения для пользователя. В одном варианте после того, как комплект бесконтактных электронных датчиков осуществил мониторинг по меньшей мере одного уровня газа и контроллер, используя процесс распознавания паттерна и анализ данных, детектировал повышение этого уровня, превышающее пороговое значение, указывающее на присутствие загрязнений в виде мочи и/или продуктов дефекации, сигнальное устройство может передать предупреждающий сигнал в место, находящееся в непосредственной близости к впитывающему изделию, например у поясного отверстия этого изделия, чтобы проинформировать пользователя или находящееся поблизости от него ухаживающее лицо. В другом варианте пользователь или ухаживающее лицо может предпочесть получать данный сигнал в удаленной точке, например, посредством радиоприемника. Еще в одном варианте пользователь или ухаживающее лицо может предпочесть посылку предупреждающих сигналов на компьютерное устройство или смартфон. В случае посылки на компьютерное устройство или смартфон данный сигнал может быть визуальным или звуковым; альтернативно, он может храниться в качестве данных вместе с предыдущими и последующими сигналами. В этом случае пользователь или ухаживающее лицо может вызывать данные из компьютерного устройства или смартфона, чтобы определить количество поступлений загрязнений в контролируемое впитывающее изделие и их тип. Пользователь или ухаживающее лицо может видеть и использовать для различных целей сообщение, сгенерированное на компьютерном устройстве или смартфоне на базе сигнала, поступившего на компьютерное устройство или смартфон от сигнального устройства.

Далее, со ссылками на фиг. 6 и 7, будут подробно описаны различные крепежные механизмы для прикрепления к впитывающему изделию (у его поясного отверстия) корпусного блока, содержащего комплект бесконтактных электронных датчиков, контроллер и сигнальное устройство. Следует отметить, что, хотя представленный на чертежах крепежный механизм содержит две пластины, образующие его боковые стороны, в одном варианте комплект 104 бесконтактных электронных датчиков может находиться на одной пластине, т.е. на стороне, обращенной к внутреннему (впитывающему) слою впитывающего изделия, чтобы иметь возможность детектировать газы и изменения влажности и температуры, обусловленные поступлением загрязнений в виде мочи и/или продуктов дефекации.

На фиг. 6 представлен вариант крепежного механизма, пригодный для прикрепления корпусного блока 102 у поясного отверстия впитывающего изделия 20. В этом варианте корпусной блок 102 содержит первую, наружную пластину 130, отделенную от второй, внутренней пластины 132. Первая, наружная пластина 130 должна быть помещена на наружную часть впитывающего изделия 20. В одном варианте вторая, внутренняя пластина 132 может быть помещена на внутреннюю часть впитывающего изделия 20. В результате газы, отходящие от впитывающего изделия 20 после поступления загрязнений, будут в состоянии достичь отверстий 108. Когда газы поступят в отверстия 108 в корпусном блоке 102, комплект 104 бесконтактных электронных датчиков сможет осуществить мониторинг уровней газовой концентрации, после чего контроллер 106 сможет детектировать любые изменения в уровнях газовой концентрации, обусловленные поступлением загрязнений. Край наружной пластины 130 может быть шарнирно связан с краем внутренней пластины 132 посредством петли 134.

Чтобы обеспечить прикрепление корпусного блока 102 к впитывающему изделию 20, первая, наружная пластина 130 снабжена парой зубцов, служащих в качестве первого и второго фиксаторов 116, 118. Как показано на фиг. 5, пластины 130 и 132 корпусного блока 102 сконфигурированы для помещения на кромку главной части изделия (например, на кромку поясного отверстия) и прижатия одна к другой, так что зубцы 116 и 118 прокалывают главную часть и фиксируются в требуемом положении.

На фиг. 7 представлен другой вариант корпусного блока 102, прикрепляемого к впитывающему изделию 20. В этом варианте корпусной блок 102 может содержать зажимное устройство, имеющее первую, наружную пластину 130, смещенную относительно второй, внутренней пластины 132. Пластины 130, 132 выполнены (заодно одна с другой) из гибкого материала, позволяющего отводить их одну от другой, чтобы поместить сигнальное устройство на кромку впитывающего изделия. После того как пластины установлены на впитывающее изделие, они сближаются и удерживают сигнальное устройство в заданном положении. Таким образом, корпусной блок 102 имеет конструкцию типа зажима для бумаг, позволяющую надежно фиксировать корпусной блок 102 у поясного отверстия. Альтернативно, этот блок может являться частью впитывающего изделия.

В одном варианте установка второй, внутренней пластины 132 на внутренней стороне впитывающего изделия 20 позволяет газам, отходящим от впитывающего изделия 20 после поступления загрязнений, входить в отверстия 108 в корпусном блоке 102. После того как газы достигнут отверстий 108, бесконтактный газовый датчик 104 сможет осуществлять мониторинг уровней газовой концентрации; в результате контроллер 106 будет в состоянии детектировать любые изменения в уровнях газовой концентрации вследствие поступления загрязнений.

В вариантах, проиллюстрированных на фиг. 6 и 7, корпусной блок 102 может быть изготовлен из любого подходящего материала. Например, в одном варианте корпусной блок может быть выполнен из гибкого пластика. Однако должно быть понятно, что можно использовать и эластомерные материалы и металлы. Кроме того, по меньшей мере часть корпусного блока может быть выполнена из пористого или сетчатого материала, чтобы обеспечить бесконтактному газовому датчику возможность получать порции газа, достаточные для осуществления мониторинга уровней газов, превышающих пороговый уровень.

Как это было описано выше, изобретение направлено, прежде всего, на разработку системы для индикации выделений организма, способной детектировать присутствие мочи и/или продуктов дефекации во впитывающем изделии 20 и отличать мочу от продуктов дефекации. Остальные материалы, используемые при изготовлении впитывающего изделия 20 в зоне, окружающей поясные эластичные вставки 54 и 56, могут подбираться в зависимости от конкретного применения и конкретного изготавливаемого изделия.

Например, наружная оболочка 40 может быть воздухопроницаемой и/или непроницаемой для жидкости. При этом данная оболочка может содержать единственный слой, несколько слоев, ламинаты, полотна типа "спанбонд", пленки, полотна типа "мелтблаун", эластичные сетки, микропористые материалы, кардные ленты или пены, полученные из эластомерных или полимерных материалов. Так, наружная оболочка 40 может быть единственным слоем непроницаемого для жидкости материала; альтернативно, это может быть многослойная ламинатная конструкция, по меньшей мере один из слоев которой непроницаем для жидкости. Однако должно быть понятно, что в других вариантах наружная оболочка может быть проницаема для жидкости. В этом случае впитывающее изделие может содержать, например, внутренний барьерный слой для жидкости.

Так, наружная оболочка 40 может содержать проницаемый для жидкости наружный слой и непроницаемый для жидкости внутренний слой, которые желательно соединить вместе посредством ламинатного клея, ультразвуковой сварки, термосоединения и т.д. Пригодные ламинатные клеи, которые можно наносить непрерывно или дискретно (в виде капель, спрея, параллельных завитков и т.д.), могут быть получены от фирмы Bostik Findley Adhesives, Inc. (США) или от фирмы National Starch and Chemical Company (США). Проницаемый для жидкости наружный слой может быть из любого подходящего материала, причем желательно, чтобы он обеспечивал текстуру ткани. Примером такого материала является нетканое полипропиленовое полотно "спанбонд" с поверхностной плотностью 20 г/м². Этот слой можно также изготовить из тех же материалов, что и проницаемый для жидкости вкладыш 42, обращенный к телу.

Внутренний слой наружной оболочки 40 может быть непроницаемым для жидкости и пара или непроницаемым для жидкости, но паропроницаемым. Внутренний слой может быть изготовлен из тонкой пластиковой пленки, хотя могут быть использованы и другие непроницаемые для жидкости материалы. Внутренний слой или непроницаемая для жидкости наружная оболочка 40 (когда она состоит из единственного слоя) предотвращает намачивание выделениями организма таких предметов, как простыни и другое постельное белье, а также пользователя и ухаживающее лицо. Непроницаемая для жидкости пленка, подходящая для использования в качестве непроницаемого для жидкости внутреннего слоя или единственного слоя непроницаемой для жидкости наружной оболочки 40, - это полиэтиленовая пленка толщиной 0,02 мм, поставляемая фирмой Pliant Corporation (США).

Обращенный к телу вкладыш 42 является достаточно податливым, создающим ощущение мягкости и не раздражающим кожу пользователя. При этом он достаточно проницаем для жидкости, чтобы позволять жидким выделениям организма легко проходить по его толщине во впитывающую структуру (не изображена). Подходящий вкладыш 42 может быть изготовлен из широкого ассортимента проницаемых материалов, таких как пористые пены, пены на основе сшитого полиуретана, перфорированная пленка, тканые и нетканые сетчатые материалы, или комбинации перечисленных материалов. Так, обращенный к телу вкладыш 42 может содержать сетчатый материал на основе мелтблауна или спанбонда или кардных лент, состоящих из натуральных волокон, синтетических волокон или их комбинаций. Данный вкладыш может состоять из, по существу, гидрофобного материала, который, как вариант, может быть обработан сурфактантом или иным образом, чтобы добиться желательного уровня смачиваемости и гидрофильности.

Между наружной оболочкой 40 и обращенным к телу вкладышем 42 может находиться впитывающая структура. Ею может быть любая структура или комбинация компонентов, которая является сжимаемой, принимающей форму окружающей оболочки, не раздражающей кожи пользователя и способной впитывать и удерживать жидкости и определенные выделения организма. Так, впитывающая структура может содержать, например, впитывающий рулонный материал из целлюлозных волокон (например из волокон вспушенной древесной целлюлозы), другие натуральные или синтетические волокна, тканые или нетканые листовые материалы, холст или другие стабилизирующие структуры, сверхпоглощающий материал, связующие материалы, сурфактанты, определенные гидрофобные материалы, пигменты, кремы, дезодорирующие агенты, а также их комбинации. В конкретном варианте впитывающий рулонный материал является матрицей из флафф-целлюлозы и сверхпоглощающих частиц, образующих гидрогель. Флафф-целлюлоза может представлять собой смесь на основе вспушенной древесной целлюлозы. Один из предпочтительных вариантов флафф-целлюлозы, который поставляется фирмой Bowater (США) под торговой маркой CR 1654, представляет собой беленую, сильновпитывающую древесную пульпу, содержащую преимущественно волокна древесины мягких южных пород. С использованием различных известных способов и технологий впитывающим материалам может быть придана форма ленты. В частности, впитывающая лента может быть получена методом сухого, воздушного или мокрого формования или формования из пены, а также комбинированием этих методов. Способы и аппараты для осуществления подобных операций хорошо известны специалистам. При этом впитывающая структура может содержать в Z-направлении несколько слоев. Преимущество такой многослойной структуры может состоять в различной впитывающей способности слоев; например, можно расположить слой материала с большей впитывающей способностью ближе к вкладышу 42, а слой материала с меньшей впитывающей способностью ближе к слою наружной оболочки 40. Аналогично, отдельные части однослойной впитывающей структуры могут содержать поглотители с большей впитывающей способностью, а другие ее части - поглотители с меньшей впитывающей способностью.

Как правило, сверхпоглощающий материал содержится во впитывающей ленте в количестве от около 0 масс. % до около 100 масс. % относительно общей массы ленты. Плотность ленты может составлять примерно 0,10-0,60 г/см³.

Сверхпоглощающие материалы, хорошо известные специалистам, могут быть выбраны из природных, синтетических и модифицированных природных полимеров и других материалов. Сверхпоглощающие материалы могут быть неорганическими материалами, такими как силикагели, или органическими соединениями, такими как поперечно-сшитые полимеры. Типичный сверхпоглощающий материал способен впитать количество жидкости, превышающее его массу по меньшей мере примерно в 10 раз, желательно более чем в 25 раз. Подходящие Сверхпоглощающие материалы доступны от различных поставщиков, например, от фирмы Evonik Industries (Германия).

После того как он был сформован или разрезан согласно требуемой форме, впитывающий ленточный материал может быть обернут соответствующей тканью, лентой из мелтблауна или иным подходящим оберточным материалом, позволяющим поддерживать целостность и заданную форму впитывающей структуры.

Впитывающий рулонный материал может также являться коформным (coform) материалом. Термин "коформный материал" означает композитный материал, содержащий смесь стабилизированной матрицы из термопластичных волокон и второго, нетермопластичного материала. Например, коформные материалы могут изготовляться посредством процесса, в котором по меньшей мере одну фильеру для технологии "мелтблаун" устанавливают вблизи лотка, по которому в ленту, в процессе ее формирования, вводят другие материалы. Эти другие материалы могут включать, например, волокнистые органические материалы, такие как древесная или недревесная масса, например из хлопка, вискозы, утилизованной макулатуры, флафф-целлюлозы т.д., а также сверхпоглощающие частицы, неорганические впитывающие материалы, обработанные полимерные штапельные волокна и др. В качестве компонента коформного материала, полученного по технологии "спанбонд-мелтблаун", могут применяться различные синтетические полимеры. Например, в некоторых вариантах можно использовать термопластичные полимеры. Примеры пригодных для использования термопластиков включают полиолефины, в том числе полиэтилен, полипропилен и полибутилен; полиамиды и сложные полиэфиры. В одном варианте термопластичным полимером является полипропилен. Некоторые примеры подобных коформных материалов описаны в патентах США №№4100324; 5284703 и 5350624, содержание которых включено в данное описание посредством ссылки в той степени, в которой оно не противоречит этому описанию.

Эти и другие модификации и варианты изобретения могут быть реализованы специалистами в соответствующей отрасли без выхода за границы идеи и объема изобретения, который определен прилагаемой формулой. Должно быть также понятно, что признаки различных вариантов могут, полностью или частично, заменяться признаками других вариантов. Кроме того, специалистам будет очевидно, что приведенное описание представлено только в качестве примера, не ограничивающего объем изобретения, охарактеризованного в прилагаемой формуле.

Предложено электронное распознающее устройство. Оно содержит комплект бесконтактных электронных датчиков, содержащий газовые датчики и обеспечивающий мониторинг уровней концентрации газов, испускаемых двумя или более летучими соединениями, присутствующими во впитывающем изделии. Устройство также содержит контроллер, сконфигурированный для получения информации от комплекта бесконтактных датчиков и для определения, на основе указанной информации, было ли детектировано поступление загрязнений мочой или продуктами дефекации, при этом контроллер дополнительно сконфигурирован с возможностью отличать поступление только мочи от поступления загрязнений, содержащих продукты дефекации. Устройство также содержит сигнальное устройство, способное осуществлять коммуникацию с контроллером и генерировать первый сигнал, когда контроллер определит присутствие во впитывающем изделии только мочи, и второй сигнал, когда контроллер определит присутствие загрязнений, содержащих продукты дефекации. Причем комплект бесконтактных электронных датчиков выполнен с возможностью использования сторожевого датчика, который выполнен с возможностью активирования, в случае детектирования указанным датчиком заданного порогового уровня концентрации по меньшей мере одного контролируемого газа, по меньшей мере одного датчика в составе комплекта бесконтактных электронных датчиков. 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Электронное распознающее устройство, содержащее:

комплект бесконтактных электронных датчиков, содержащий газовые датчики и обеспечивающий мониторинг уровней концентрации газов, испускаемых двумя или более летучими соединениями, присутствующими во впитывающем изделии;

контроллер, сконфигурированный для получения информации от комплекта бесконтактных датчиков и для определения, на основе указанной информации, было ли детектировано поступление загрязнений мочой или продуктами дефекации, при этом контроллер дополнительно сконфигурирован с возможностью отличать поступление только мочи от поступления загрязнений, содержащих продукты дефекации, и

сигнальное устройство, способное осуществлять коммуникацию с контроллером и генерировать первый сигнал, когда контроллер определит присутствие во впитывающем изделии только мочи, и второй сигнал, когда контроллер определит присутствие загрязнений, содержащих продукты дефекации;

причем комплект бесконтактных электронных датчиков выполнен с возможностью использования сторожевого датчика, который выполнен с возможностью активирования, в случае детектирования указанным датчиком заданного порогового уровня концентрации по меньшей мере одного контролируемого газа, по меньшей мере одного датчика в составе комплекта бесконтактных электронных датчиков.

2. Распознающее устройство по п. 1, дополнительно содержащее корпусной блок.

3. Распознающее устройство по п. 1, в котором комплект бесконтактных электронных датчиков выполнен с возможностью осуществлять мониторинг уровней концентрации газообразных жирных спиртов, жирных кислот с короткой цепью и соединений серы.

4. Распознающее устройство по п. 3, в котором комплект бесконтактных электронных датчиков выполнен с возможностью осуществлять мониторинг уровней газовой концентрации, ассоциированных с аммиаком, тиолами и индолом.

5. Распознающее устройство по п. 1, в котором комплект бесконтактных электронных датчиков выполнен с возможностью осуществлять мониторинг уровней концентрации газа, испущенного веществом, способным испускать газ после попадания загрязнений во впитывающее изделие.

6. Распознающее устройство по п. 1, в котором комплект бесконтактных электронных датчиков выполнен с возможностью осуществлять мониторинг изменений влажности и температуры во впитывающем изделии.

7. Распознающее устройство по п. 1, в котором сигнальное устройство способно генерировать предупреждающий сигнал, представляющий собой акустический сигнал, вибрационный сигнал, визуальный сигнал или их комбинацию.

8. Распознающее устройство по п. 7, в котором сигнальное устройство способно генерировать предупреждающий сигнал, передаваемый беспроводным образом на удаленный радиоприемник.

9. Распознающее устройство по п. 1, в котором сигнальное устройство способно генерировать предупреждающий сигнал, передаваемый по меньшей мере на компьютерное устройство и/или смартфон, выполненные с возможностью получать данные от сигнального устройства, генерировать по меньшей мере одно сообщение, используя по меньшей мере часть данных, и обеспечивать пользователю доступ к данным и по меньшей мере к одному сообщению.

10. Распознающее устройство по п. 7, способное обеспечить прерывание выдачи предупреждающего сигнала из зоны на впитывающем изделии, или вблизи него, или дистанционно.

11. Распознающее устройство по п. 1, в котором корпусной блок прикреплен к впитывающему изделию у поясного отверстия впитывающего изделия таким образом, что комплект бесконтактных электронных датчиков обращен внутрь указанного изделия.

12. Распознающее устройство по п. 1, в котором летучие соединения представляют собой уксусную кислоту, аммиак, метан, сероводород, диметилсульфид, скатол, тиолы, индол или их комбинации.

13. Распознающее устройство по п. 1, в котором комплект бесконтактных электронных датчиков выполнен с возможностью осуществлять мониторинг уровней газовой концентрации путем нормализации относительно окружающих условий, в результате которой контроллер способен детектировать любые отклонения уровней газовой концентрации от заранее определенных и записанных в контроллере значений, соответствующих окружающим условиям.

14. Распознающее устройство по п. 1, содержащее анализатор многокомпонентных данных, способный отличать поступление мочи от поступления продуктов дефекации.

15. Распознающее устройство по п. 14, выполненное с возможностью тренировки анализатора многокомпонентных данных на отличение поступления мочи от поступления продуктов дефекации путем приема, в течение определенного времени, данных о поступлениях, о которых известно, что они являются поступлениями мочи, и о поступлениях, о которых известно, что они являются поступлениями продуктов дефекации.

16. Распознающее устройство по п. 15, в котором анализатор многокомпонентных данных способен классифицировать поступление загрязнений как поступление мочи или как поступление продуктов дефекации путем сравнения данных, полученных при поступлении загрязнений во впитывающее изделие, с данными, полученными при поступлении загрязнений, о которых известно, что они являются поступлениями мочи или продуктами дефекации.