CN101730856B - 用于将吸收性物品与使用者相关联的方法和系统 - Google Patents

Abstract

用于将特定吸收性物品(12)与吸收性物品(12)使用者(10)身份和/或位置相关联的系统(23)，包括：吸收性物品(12)，和涉及吸收性物品(12)使用者(10)身份和/或位置的机器可读信息(16)。该系统包括识别吸收性物品(12)的机器可读信息(18)和读取识别吸收性物品(12)的信息(18)和涉及使用者(10)身份和/或位置信息(16)的读出器(22)。还包括以如下形式存储识别吸收性物品(12)的信息(18)和涉及使用者(10)身份和/或位置信息(16)的存储器(24)，即，一旦从存储器(24)取回信息(16，18)，涉及吸收性物品(12)的信息(18)就自动地与涉及使用者(10)身份和/或位置的信息(16)相关联。

Description

用于将吸收性物品与使用者相关联的方法和系统

技术领域

本发明涉及用于将特定的吸收性物品如尿布、失禁服、卫生巾、止血棉类用品、伤口或痛处的包扎物、床防止品或类似物品与所述吸收性物品使用者的身份和/或位置相关联的系统和方法。

背景技术

有许多不同类型的用于吸收、保持和隔离体人体废物如尿液、粪便和血的吸收性物品。这些已知吸收性物品中的一些包括用于检测沾污事件如排尿或排便的传感器，一旦尿液或粪便接触到吸收性物品表面或一旦吸收进入吸收性物品时即可检测。这种传感器可基于检测人体废物、人体排出物内或使用者皮肤的湿度或生物或化学物质进行检测。当这种传感器检测到沾污事件时，产生一种信号，藉此使用者或护理者如父母或看护人员就明白发生了沾污事件并且吸收性物品应当被更换了。

已知使用包括电感器-电容器共振器的射频(RF)标签作为检测吸收性物品的沾污事件的传感器。例如，这在美国专利US6774800中有描述。该RF标签可被用于能量吸收模式或能量辐射模式。在能量吸收模式中，RF标签选择性地从其共振频率下的激励信号吸收能量。这样的吸收在激励信号中产生可被检测到的独特变化。当排出的流体如尿液接触RF标签的电感器-电容器共振器时，排出的流体中的电解质产生了低电阻通道，使得RF标签失谐并且由此改变了其共振频率。该共振频率的变化因此可用于检测排出的流体。

在能量辐射模式中，RF标签在接收激励信号后开始在其共振频率下振荡。在激励信号终止后，RF标签内存储的能量促使RF标签在其共振频率下继续振荡。因此产生了响应信号。一旦出现排出的流体，响应信号的共振频率就变化了。因此响应信号频率的变化可用于检测排出的流体。

此外，还已知将射频识别(RFID)标签用作检测吸收性物品内沾污事件的传感器。在能量吸收模式下运行的RFID标签从处于一个或多个独特频率或独特频率波段内的激励信号吸收能量。当排出的流体接触所述RFID标签时，流体消弱了所述RFID标签接收的激励信号，藉此减少了RFID标签选择性吸收的能量。因此可检测到排出的流体。

美国专利US6774800不仅描述了使用RFID标签作为检测吸收性物品内沾污事件的传感器，还描述了在运行能量吸收模式或能量辐射模式下产生独特频率或频率波段的RFID标签也可用于使用者识别。在多个使用者存在的场所如医院或疗养院，所述吸收性物品的每个使用者可与RFID标签产生的特定频率或频率波段相关联，并且该特定频率或频率波段与同其它使用者相关联的频率或频率波段不同。那么每个使用者都配备有带有RFID标签的吸收性物品，该标签包括特定地分配给他/她的独特频率或频率波段。但是，这样的系统伴随的风险在于：特定的使用者可能配备了错误的吸收性物品，即具有包括分配给其它使用者的频率或频率波段的RFID标签的吸收性物品。这样的混乱可导致医疗记录中存储了错误的数据并且当需要更换特定的吸收性物品时导致错误决定。

用于某些吸收性物品中的另一种类型的传感器是磁致弹性传感器(参见：Grimes等人，Biomedical Micro-devices，2：51-60，1999)。磁致弹性传感器通常包括磁致弹性材料条。当被外部磁场激发时，磁致弹性材料以磁致弹性模式存储磁能量。当磁场关断时，磁致弹性材料以被称为磁致弹性声学共振频率的特定频率进行振荡。这些振荡产生随时间而变化的磁通量，其可被读出器如拾波线圈所读取。

通过给使用者配备机器可读的身份标签并且同时读取传感器和身份标签，该磁致弹性传感器的读取可与包括该传感器的吸收性物品的使用者的身份相关联。这样就可收集和存储与被识别的吸收性物品使用者相关的信息。这样的系统避免了给使用者配备本来用于其它使用者的吸收性物品的混乱发生的可能性。但是，当使用这样的系统时，必须确保在某使用者的传感器将要被读取时没有其它传感器在附近，因为这样会干扰他/她的读数，从而也导致在医疗记录中存储错误数据并且当必须更换特定的吸收性物品时导致错误决定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可将特定吸收性物品与吸收性物品使用者的身份和/或位置相关联的改进系统。

该目标通过包括权利要求1所述特征的系统来实现，即这样一种系统，其包括吸收性物品和涉及所述吸收性物品使用者的身份和/或位置的机器可读信息。该系统还包括识别吸收性物品的机器可读信息，以及读取识别吸收性物品的信息和涉及吸收性物品使用者的身份和/或位置的信息的读出器。系统又包括被布置为以如下形式存储识别吸收性物品的信息和涉及吸收性物品使用者的身份和/或位置的信息的存储器，即，使得一旦从存储器取回信息，涉及吸收性物品的信息就自动地与涉及吸收性物品使用者的身份和/或位置的信息相关联。这样的系统不需要给特定的使用者提供特定的吸收性物品。而是给使用者提供独特地与他/她相关联的吸收性物品。这样就消除或至少减少了给使用者提供错误吸收性物品的可能性。

应当注意，术语“读出器”在全文中意图包括扫描识别吸收性物品的信息和/或涉及使用者身份和/或位置的信息的读取单元，或传送和接收信号的询问器单元，如无线发射器和接收器。此外，系统包括硬件和软件部件并且不包括能够实施与硬件和软件相同操作的人。

应当注意，读出器可包括一个或多个读取装置。例如，如果识别吸收性物品的信息和涉及使用者身份和/或位置的信息都包含在RFID标签中，可设置单个读出器来读取识别吸收性物品的信息和涉及使用者身份和/或位置的信息。可选地，如果识别吸收性物品的信息包含在RFID标签中并且涉及使用者身份和/或位置的信息包含在条形码中，例如读出器可包括读取识别吸收性物品的信息的读取装置和读取涉及使用者身份和/或位置的信息的独立读取装置。

根据本发明一个实施例，吸收性物品包括被布置为确定和指示吸收性物品的至少部分区域状况的机器可读的传感器，从而系统包括将来自机器可读的传感器的状况指示与涉及吸收性物品使用者的身份和/或位置的信息或识别吸收性物品的信息相关联的装置。当传感器检测到沾污事件发生时，产生可被读出器检测到的响应。传感器可能例如在特定的共振频率下工作。涉及传感器共振频率的信息就构成了识别吸收性物品的信息的至少一部分，这样来自传感器的状况指示可与特定的吸收性物品并最终与特定的使用者关联起来。

这样的系统使得护理者能够确定是否需要更换吸收性物品而不必凑近观察或移开吸收性物品。此外，消除或至少部分减少了当不得不更换特定的吸收性物品时传感器读取导致的错误数据存储于医疗记录中或错误决定的可能性。

根据本发明的又一个实施例，传感器被设置为通过射频通信进行通信。该传感器例如可包括RF标签或被实现为蓝

或无线局域网(WLAN)通信装置或射频识别(RFID)通信装置如RFID标签。在传感器为RFID标签的实施例中，RFID标签也可包含识别吸收性物品的信息。一旦识别吸收性物品的信息和涉及使用者身份和/或位置的信息被存储在存储器中，只需要读取来自传感器的涉及吸收性物品至少部分区域的读数。

根据本发明的一个实施例，传感器与吸收性物品一体形成，即传感器为吸收性物品的整体组成部分并且在毁坏吸收性物品或传感器或两者皆毁的情形下才能被移除或拆分。这样的传感器例如包括由已被印刷在吸收性物品的一个或多个部件上的电活性材料制造的至少一个电路。

根据本发明的一个实施例，传感器为湿度检测传感器，即检测湿分、液体或湿度的传感器。

根据本发明的另一个实施例，系统包括通过例如光学、声学或可触警报信号提示例如父母或护理人员吸收性物品状况已变化的装置。

根据本发明的又一个实施例，涉及使用者身份和/或位置的信息被设置在所述吸收性物品的使用者附近如使用者的房间内、床上或使用者的医疗记录上，和/或与所述吸收性物品无关并借助例如腕带连接于所述吸收性物品的使用者。在使用者移动的情形下，可使用全球定位系统(GPS)来确定涉及使用者位置的信息，藉此涉及使用者位置的信息包含在GPS接收器中。

根据本发明的一个实施例，涉及使用者身份和/或位置的信息和/或识别吸收性物品的信息被独立地包含在光学可读的编码中，如条形码、射频识别(RFID)标签、生物统计信息、磁条、光学符号或智能卡。可使用射频通信来互通信息，并且系统可能包括例如RF标签或可被实施为蓝

或无线局域网(WLAN)通信装置，或射频识别(RFID)通信装置。

RFID标签典型地包括一种装置如可用于存储识别吸收性物品的信息的微芯片，所述信息例如是唯一的序列号或涉及使用者身份/位置的信息，如患者姓名或患者房间号。读出器通过无线电波与RFID通信。微芯片连接于从读出器接收信号或向读出器发送信号的天线。此外，RFID标签可为有源标签、无源标签或半无源标签。有源标签包括为微芯片电路提供电力并且将信号传送至询问器的电源。无源标签不包括电源。无源标签从读出器产生的电磁场汲取电路和信息传送所需的电力。半无源标签类似于有源标签；但是电源用于运转微芯片的电路，而非与读出器通信。

根据本发明的另一个实施例，系统包括数据存储装置，其被设置为记录涉及所述吸收性物品使用者的数据。例如，存储的数据可包括在一段时间内使用者的吸收性物品隔多久更换一次和沾污事件隔多久发生一次。这样的信息可用于确定特定使用者应当使用的吸收性物品类型，或是否在白天和晚上分别需要不同的吸收性物品，或预测吸收性物品的未来消耗量。

根据本发明的一个实施例，系统包括多个这样的吸收性物品。因而可在一次传感器读取操作中确定多个吸收性物品中全部的状况。

本发明还涉及一种用于将识别吸收性物品的信息与涉及所述吸收性物品使用者身份和/或位置的信息关联起来的方法。该方法包括如下步骤：a)获得识别所述吸收性物品的信息，b)同时或者按序地获得涉及所述吸收性物品使用者身份和/或位置的信息(但并不必须是以这种顺序)，以及c)以这样的方式在存储器中存储识别吸收性物品的所述信息和涉及吸收性物品使用者身份和/或位置的所述信息，即，使得一旦从存储器取回信息，涉及吸收性物品的信息就自动地与涉及吸收性物品使用者身份和/或位置的信息相关联。

根据本发明的一个实施例，当吸收性物品被穿在使用者身上时实施本方法的步骤a)和b)。

根据本发明的另一个实施例，所述方法包括为所述吸收性物品提供被设置为确定和指示吸收性物品至少部分区域内状况的机器可读的传感器并且将来自机器可读的传感器的状况指示与涉及吸收性物品使用者的身份和/或位置的信息或识别吸收性物品的信息相关联的步骤。

根据本发明的又一个实施例，传感器被设置为通过射频通信进行互通。

根据本发明的一个实施例，传感器与吸收性物品一体形成。

根据本发明的另一个实施例，传感器为湿度检测传感器。

根据本发明的一个实施例，所述方法包括通过例如光学、声学或可触警报信号指示例如父母或护理人员吸收性物品的状况已变化的步骤。

根据本发明的另一个实施例，所述方法包括将涉及使用者的身份和/或位置的信息设置在所述吸收性物品使用者附近或者与所述吸收性物品无关地将所述信息借助例如腕带连接于所述吸收性物品的使用者。

根据本发明的又一个实施例，涉及使用者的身份和/或位置的信息和/或识别吸收性物品的信息被分别包含在光学可读的编码中，如条形码、射频识别(RFID)标签、生物统计信息、磁条、光学符号或智能卡。

根据本发明的另一个实施例，所述方法包括记录涉及所述吸收性物品使用者数据的步骤。

根据本发明的又一个实施例，所述方法包括将识别多个所述吸收性物品的信息与涉及所述多个吸收性物品使用者身份和/或位置的信息相关联。这样的方法可用于监控多个吸收性物品的状况。

本发明还涉及一种计算机程序产品，其包括具有计算机程序编码装置的存储在计算机可读介质或载波上的计算机程序，该计算机程序编码装置被设置为促使计算机或处理器执行根据本发明任意实施例所述方法的步骤。

附图说明

图1示出根据本发明的一个实施例的系统，

图2示出说明根据本发明的实施例的方法的流程图，

图3示出根据本发明的另一个实施例的系统，

图4示出根据本发明的实施例的包括多个吸收性物品的系统，

图5示出用于根据本发明的实施例的系统中的吸收性物品，

图6a-c示出可被印刷在用于根据本发明的实施例的系统中的吸收性物品上的电路，

图7a&b示出可被印刷在用于根据本发明的实施例的系统中的吸收性物品上的第二电路，

图8a&b示出可被印刷在用于根据本发明的实施例的系统中的吸收性物品上的第三电路，

图9&10示出可被印刷在用于根据本发明的实施例的系统中的吸收性物品上的第四电路，

图11示出用于根据本发明的系统中的吸收性物品的电子检测装置的运行说明。

应当注意：附图不是根据比例绘制的，并且为了表示清楚，某些特征的尺寸被放大。

具体实施方式

图1示出穿戴了吸收性物品12的患者10。患者10可能是大小便失禁的成人、婴儿或动物。患者10戴着包括条形码形式的涉及患者身份的机器可读信息16的腕带14。吸收性物品12包括识别吸收性物品的机器可读信息18。配备有便携式读出器22的护士20读取识别吸收性物品12的信息18和涉及患者10身份的信息16。信息例如通过RF调制解调器被传送至远程存储器24，在此信息以这样的形式被存储：即，一旦从存储器24取回信息，涉及吸收性物品12的信息自动地与涉及患者10身份的信息16相关联。

图2为示出用于将识别吸收性物品的信息与涉及吸收性物品的使用者身份和/或位置的信息相关联的方法步骤的流程图。该方法包括如下步骤：向使用者提供吸收性物品，获取识别吸收性物品的信息，以任何顺序获取涉及吸收性物品的使用者身份和/或位置的信息，并且将信息以这样的形式存储在存储器24中：一旦从存储器24取回信息，涉及吸收性物品的信息自动地与涉及吸收性物品使用者的身份和/或位置的信息相关联。

图3示出根据本发明的一个实施例的系统23。系统23包括具有集成的湿度传感器26(如包含识别吸收性物品12的信息的RFID标签)的吸收性物品12。当吸收性物品12穿在使用者(未示出)身上时，识别吸收性物品12的信息连同涉及使用者身份或位置的信息使用读出器22来读取，并且该信息被传送至存储器24存储起来。随后检测吸收性物品12裆部的状况并且信号被传送至处理单元28。一旦收到来自传感器26的状况指示信号，处理单元28取回识别吸收性物品12的信息，其中该吸收性物品12包括能够发生这样的信号的传感器26。该信息被自动地与涉及穿戴该特定吸收性物品12的使用者身份和/或位置的信息相关联。

接着例如通过发送给护理者的个人电脑30和/或传呼机的信号，可通知护理者特定的使用者的吸收性物品需要更换。一旦护理者已经更换了使用者的吸收性物品，他/她获取识别新的吸收性物品的信息以及涉及使用者身份和/或位置的信息。接着所获取的更新信息被存储在存储器24内。涉及使用者吸收性物品状况的信息也可被发送至数据存储装置32，在此涉及使用者行为的数据被记录以用于将来与该具体使用者的其它数据进行比较。

图4示出监控包括传感器26的多个吸收性物品12(虽然所有实施例中例示为尿布，但该系统可监控任何数量的不同类型的吸收性物品)状况的系统。每个传感器26包括RFID标签，其含有识别吸收性物品例如物品数量的信息，并传达吸收性物品12裆部区域中吸收性物品的状况，即潮湿还是干燥。所有传感器26被定期扫描。如果在两个连续的扫描期间任何传感器的状况发生变化，包含状况已变化的传感器26的吸收性物品12被识别，从而吸收性物品12的状况被自动地与涉及穿戴该特定吸收性物品12的使用者身份和/或位置的信息相关联。通过传送至例如个人固定或移动电话30或个人数字助理的信号，该信息被传送至监控使用者的护理者并且还被记录在数据存储装置32中。

图5示出可用于根据本发明实施例的系统中的吸收性物品12。吸收性物品12包括液体可渗透的顶层34、液体不可渗透的底层36以及位于其间的吸收芯38。

液体可渗透的顶层34可选由无纺材料构成，如连续纤丝的纺粘材料、熔喷材料、粘合的梳理纤维幅或多孔塑料膜。也可使用不同类型的叠片如可选地可用无纺材料和塑料膜构成的叠片。适用于液体可渗透的顶层34的材料应当为柔软的和对肌肤无刺激的。此外，顶层34在物品12的不同区域内可以各异。

液体不可渗透的底层36可由塑料膜、用不透液体材料处理过的无纺材料或抵抗液体渗透的疏水性无纺材料构成。其它类型的液体阻挡材料当然也可用作液体不可渗透的底层36，如闭孔的泡沫塑料、各种液体阻挡层叠件等。液体不可渗透的底层36优选为能透过空气和蒸气。

顶层34和底层36在平面上比吸收芯38略大并且延伸超过其边缘。顶层34和底层36在其突出区域内例如通过胶合或热焊接或超声焊接彼此连接。

吸收芯38可为任何常规的类型。普遍出现的吸收材料的实例是纤维素短纤桨、纸巾层、高吸收性聚合物(所谓的超吸收物)、吸收性泡沫材料、吸收性无纺材料等。常常将纤维素短纤桨与超吸收物合并在吸收体中。还常常具有这样的吸收芯，其包括在液体接收能力、液体分配能力和存储能力方面具有不同特性的不同材料层。在失禁防护服中普遍使用的薄吸收体经常包括纤维素短纤桨和超吸收材料的压缩混合或层化结构。

吸收性物品如尿布常常需要某种紧固装置40来保持吸收性物品12闭合。适宜的紧固装置40可为机械紧固件如钩-环类型的紧固件、粘合剂如压力敏感型的粘合剂或者机械类紧固件和粘合剂类紧固件的组合。

如果吸收性物品12为带式尿布，它将包括带区域，因此带区域包括尿布腰部区域的基底部件。该带区域连接于或紧固于吸收性物品的前部或后部区域，并且围绕使用者腰部彼此紧固在一起。接着物品从使用者的腿之间穿过并且通过前部或后部区域的另一个紧固于带区域。上述紧固装置40位于带区域上并且位于前/后区域上，这样吸收性物品12可被牢固地闭合。这样实施的吸收性物品12的应用使得使用者很容易自己使用带式尿布，甚至当使用者站立时也可以更换尿布。

弹性元件42可位于吸收性物品12内，例如位于腿部开口或腰部开口处。该弹性元件42的特性和位置对于本领域技术人员来说是已知的，就不再赘述。

吸收性物品12包括至少一个湿度检测传感器26。在吸收性物品12被沾污之前该传感器26典型地具有第一电特性，并且在发生沾污事件后具有第二电特性。

可在吸收性物品12上印刷电活性材料46。用于本文中的术语“电活性”指的是能传导电荷并且因此可用于制造电路或其部件的材料。电活性材料46在液态或溶解状态(即可被溶解处理)下是稳定的并且可以优选样式或形式被施加于表面(在这种情形下为吸收性物品12的部件表面)，该样式或形式在材料干燥或冷却后被保持。电活性材料46应当还具有机械性能，使得材料可经受吸收性物品12内可能存在的弯曲和张力。它们还应当在其使用的环境下为稳定的(即对于湿度、阳光、氧气等为稳定的)。可使用现有技术中的标准技术进行印刷，如激光印刷、喷墨印刷、热印刷、丝网印刷、胶版印刷、凸版印刷和轮转凹版印刷。包括印刷电路的吸收性物品不显著增加吸收性物品尺寸和硬度，很容易处理并且极易使用快速组装流水线制造方法进行制造。

导电聚合物是一类可印刷的电活性材料46。这样的聚合物通常具有这样的结构：其中电子例如通过聚合物链中包括的π键(双键或三键)、芳香体系或非共有电子对高度离域化。因此电子可沿聚合物结构自由移动。离域化的程度决定了导电性的程度——电子离域化不足的聚合物比那些在整个聚合物结构上连续离域化的导电性差。导电的聚合物的实例是聚苯基乙烯(PPV)、聚苯胺(PANI)和聚吡咯(PPy)。这些聚合物的结构如下所示。

这些聚合物的电学、机械和化学特性可根据需要调节，例如通过聚合物的交联或取代，或在印刷前将其与其它材料组合。在许多情形下，这些聚合物需要通过在聚合物上覆盖印刷阻挡膜或同时用阻挡基体沉积在聚合物上来保护其不受空气和湿度的影响。

另一类可印刷的电活性材料46是颗粒状悬浮物。这些材料包括悬浮在有机溶剂或载体中的导电材料(例如金属如银、铜，或非金属如石墨)的微小颗粒。这些颗粒为材料提供了所需的导电性，同时有机溶剂或载体提供了必要的物理特性(例如可塑性、热膨胀系数、易于涂敷、粘性和断裂韧度)。有机溶剂或载体也可能有助于电活性材料的电学特性。有机溶剂在印刷后可蒸发，在这种情形下，颗粒仍然留在印刷表面上。可选地，有机载体在印刷后硬化，这样颗粒就被捕获在载体内。后一个实例的例子是环氧树脂。这样的颗粒状悬浮物可以从DuPont电子或瑞典的

购得。可印刷的电活性材料46可包括上述颗粒状悬浮物和导电聚合物的混合物。

不同电活性材料46可能被印刷在吸收性物品12的不同区域或部件内，这取决于所需的电路类型。通过重复地将电活性材料46(可选地具有不同电活性)印刷在同一区域或部件上，可建立彼此上下叠加的多个电活性材料层。可选地，电性部件可与吸收性物品部件的居间层一同制造，这样就可形成夹层结构。这在图5的剖视图中可见。可将吸收性物品12的部件选择或处理为可渗透或抵抗电活性材料的。所有这些方法都使得复杂的电路得以制造。

湿度检测传感器26包括一体形成于吸收性物品12中的电路44，至少一个该电路44可由已被印刷在吸收性物品12的一个或多个部件上的电活性材料46制造。

电路分为两大类：包括作为电路部件的电源的有源电路，以及不包括作为其部件之一的电源但响应于外加电源而动作的无源电路

在某些情形下，电活性材料46可贯穿到吸收性物品12的部件中。

图6a示出调谐电路(也称为RLC电路)的电路示意图，其包括电容器48和电感器50。当然会有来自电路的一定量的电阻；可选地，电阻器可与电容器48和电感器50并联或串联。

电容器的电容C可用数学公式表示如下：

$C=\frac{A{\mathrm{\ϵ}}_0{\mathrm{\ϵ}}_r}{d}$

其中A为电容器极板的面积(m²)，d为极板之间的距离(m)，ε₀为自由空间的介电常数(大约8.8542×10^-12F/m)，同时ε_r为电容器极板之间包括的电介质的相对介电常数，例如电容器48包括其极板54之间的层52。纸和棉产品内的纤维素具有6.5左右的相对介电常数。非浸润的干燥棉纸(牛皮浆纸)具有大约2.1的相对介电常数。聚合物如聚乙烯和聚丙烯具有约2.2-2.5的相对介电常数。(参见：Kaye&Laby，物理和化学常数表，第15版，1986)

在初级水平，电感器的电感L可用数学公式表示如下：

$L=\frac{N^{2}A{\mathrm{\μ}}_0{\mathrm{\μ}}_r}{l}$

其中为μ₀为自由空间的导磁率(4π×10^-7亨利/m)，μ_r为芯的相对导磁率(无量纲的)，N为电感器的匝数，A为电感器的截面积(m²)并且l为长度(m)。

调谐电路的共振频率f₀可通过下面的公式由L和C值计算得来：

$f_0=\frac{1}{2\mathrm{\π}\sqrt{\mathrm{LC}}}$

因此，一旦施加了外RF场，例如如图6a所示的调谐电路以自然共振频率共振，该频率可通过选择上面列出的电容器和电感器的变量进行调节。

吸收性物品12内的含湿量变化影响电路44的共振频率f₀。有多种方法可实现该影响。

首先，吸收性物品12的含湿量可影响电容器48的电容。例如，可被水泡胀的材料可出现在电容器48的极板54之间的介电层52中，因此，一旦变湿，距离d增加，并且电容降低。可选地，液体吸收性材料(如超吸收聚合物(SAP)，纤维素或任意其它液体吸收性材料)可能存在于电容器48的极板54之间的介电层52中。液体被吸收进入液体吸收性材料内的结果是增加了液体吸收性材料的相对介电常数(ε_r)(如水具有较高的相对介电常数)，从而增加了电容器48的电容。

可选地，水溶性物质如无机盐可存在于电容器48的极板54之间的介电层52中。水溶性物质一旦与液体接触就溶解，因此电容器48的电容将改变，并且电路的共振频率f₀将改变。

又可选地，电路电阻的变化将改变电路的共振频率f₀。吸收性物品12的含湿量变化影响了电路44的电阻。这可例如通过使用被水溶性阻挡膜所保护的导电聚合物材料实现(如环氧材料)。在变湿后，膜溶解，且水、盐和尿将与导电聚合物材料发生反应，改变电路的电阻，因而改变共振频率f₀。

当被印刷到吸收性物品12的部件如纸片或塑料膜上时，如图6a所示的电路可能为图6b中所示的形式。图6b示出电感器50，其包括印刷在处于吸收性物品12一个部件上的电活性材料46内的扁平螺旋。该螺旋典型地具有5-20匝。该螺旋具有第一中心区域56。对应的第二中心区域58被印刷在吸收性物品12的该部件的相反面上——与两个中心区域56、58一同构成电容器54的极板，所述极板被吸收性物品12的该部件隔开。电路由电活性材料来完成，该材料通过吸收性物品12的该部件将第二中心区域58连接至螺旋的外端。

用于印刷图6a所示电路的另一个可选形式如图6c所示。图6c示出包括如图6b所示的扁平螺旋式样的电感器50。位于螺旋构成的区域外侧的电容器48由位于吸收性物品12的该部件相反两侧上的第一区域60和第二区域62形成。第一区域60和第二区域62共同构成了电容器54的极板。

吸收性物品12的含湿量能够影响电路44的共振频率f₀的一种可选方式是通过摧毁即损坏电路44来实现。换句话说，吸收性物品12的含湿量变化破坏了电路44的共振频率f₀。这可通过如图7a所示的电路实现。这样的电路包括弱化点64，其包括例如水溶性电活性材料或印刷在水溶性部件上的电活性材料。包括如图7a所示电路的吸收性物品在施加外RF场后以其共振频率共振。然而一旦与液体接触，电路44发生物理断裂并且通过弱化点64变为高电阻或基本开路，那么电路44不会在施加外RF场后共振。

图7b示出图7a所示的电路44可被如何印刷。在其印刷形式下，电路44具有与图6b所示基本相同的式样，具有包括扁平螺旋和两个中心区域66、68的电感器50，所述区域66、68构成电容器48的极板54。图7b所示的电路包括与液体接触后断裂的弱化点64。

在另一个实施例中，电路44可包括与电容器48和电感器50并联或串联的传感器70。吸收性物品12含湿量的变化影响跨过传感器70的电流的传导率。图8a中示出了使用传感器50的电路图。

印刷传感器70可采取多种式样。一种可能是将传感器70印刷在类似用于上述电容器48的夹层结构内。这种构造要求两层电活性材料46被介电材料隔开。可选地，传感器可具有相互交叉的构造，其中电活性材料46被印刷为一对“叉子”形，其中叉子的尖头是交错的，但尖头之间没有电接触。这种布局是优选的，因为它可以在一层内印刷，这就比多层印刷便宜。因此，在本发明的一个实施例中，湿度检测传感器26被印刷在吸收性物品12的一个部件上，该部件邻近吸收性物品12的底层36的内表面。

传感器70涉及的原理类似于电容器48涉及的。一旦与液体接触，传感器70的介电常数变化。这可通过与液体接触后传感器70的物理尺寸或相对介电常数的变化来实现。因此，调谐电路的共振频率f₀变化。

图9示出可构成湿度检测传感器26的更高级电路(一般用72表示)的电路图。主电路包括并联的第一电感器50a、第一电容器48a和传感器70，且二极管74与第一电感器50a串联。传感器70通过晶体管76与微电路并联，该微电路自身为调谐电路，包括第二电感器50b和第二电容器48b。晶体管76还通过高电阻偏压电阻器78和第三电感器50c被连接。

现在描述更高级电路72的运行。运行中，电路72受到第一频率f1(第一频率有利地为10kHz～100kHz)下的交变磁场的作用。第一电感器50a被设置为包括足够的匝数和足够的面积A，这样跨过第一电感器50a被感应的信号具有数伏的振幅。二极管74被操作为修正信号从而产生运行中跨过第一电容器48a的工作电势。

当传感器70干燥时(即未发生沾污事件)，NPN型或MOS型晶体管76通过偏压电阻器78被偏压为非导通状态；在这种非导通状态下，防止晶体管76振荡。

当发生沾污事件时，传感器70变得导通了，导致晶体管76被偏压为有源元件，其特性为：最终，在第二与第三电感器50b、50c之间发生的正反馈导致晶体管以被第二电感器50b和第二电容器48b限定的频率f₂振荡。可选地，第二频率f₂实质上至少比所施加的激励磁场的频率f₁大一个数量级。

图10示出图4的电路500可被如何印刷在吸收性物品12上。第一电感器50a包括相对较大量的线圈(例如50-500)，并且可以与图5-8所示电路相同方式与第一电容器48a一同被印刷。传感器70可以图8所示的相同方式被印刷。二极管74能被印刷成敷设多层带有选择好的电学特性的电活性材料从而建立所需的PN连接。类似地，带有不同电学特性的多层电活性材料层可在金属氧化物半导体(MOS)或双极设备中用于构造晶体管76。近来，报道了迁移率高达0.1-0.2cm²/V-s和开闭比(on-off ratios)高达10⁴的全印刷(all-printed)的晶体管装置(伯克利加州大学)。首先，使用金纳晶体将栅极印刷在基片上。接着低温退火，然后通过喷墨印刷涂覆聚合物电介质。接着再使用金纳晶体印刷源极/漏极触头。

第二和第三电感器50b、50c包括比第一电感器更少的匝数(如5-20匝)并且可以图5-8所示的电路相同的方式与第二电容器48b一同被印刷。优选第一电感器50a远离第二和第三电感器50b、50c，这样第一电感器50a与第二和第三电感器50b、50c之间的耦合被最小化。例如，第一电感器50a可位于吸收性物品12的后部，同时第二和第三电感器50b、50c位于吸收性物品12的前部。适宜地，传感器70被印刷在吸收性物品12的裆部区域内，即最容易检测到变湿的区域。频率为f₂的高频辐射可在外部检测器装置(如转发器单元28)内被检测到，该装置选择性地对物品12放射的频率为f₂的辐射作出响应。

作为上述无源湿度检测装置26的可选方案，湿度检测装置26可为有源的，即它包括电源。尽管这样的有源湿度检测装置26更为复杂，它们也提供了比无源湿度检测装置更宽泛的功能。印刷电路43可被分为5个主要部分。它们是印刷电池、印刷天线、印刷存储电路、印刷逻辑电路和印刷传感器。最重要的部件是印刷电池、印刷天线和印刷传感器。

印刷电池包括夹在两个电极之间的电解质。在印刷电池中，电解质通常为凝胶状，其被密封从而避免泄漏。适宜的电解质为碳-锌电解质或锌-二氧化锰。印刷电池的一种可能结构是锌和二氧化锰为基础的阴极和阳极层的交错层。印刷电池通常可具有0.5-1mm的厚度，并且如果为圆形，直径在25-50mm之间。典型的输出电压为1.5V；与大多数常规电池相同。它们由规范的印刷、干燥和层叠设备及工艺制造。印刷电池可从例如以色列的PowerPaper有限公司或美国的Thin Battery Technology(TBT)股份有限公司购得。电池自身可作为传感器。印刷电池可被如此制造以使其在接触液体前失活。一旦被激活(变湿)，电池给包括一个或多个天线的电路发送电流。这就产生了RF信号。这样的电池不需要独立的传感器，并且可稳定储存。

天线可作为印刷天线、嵌件或完整标签而获得。天线通常由如上所述的基于银的颗粒状悬浮物印刷，它们与吸收性物品的纸和聚合物部件兼容。这样的天线可提供与传统的铜或铝天线匹配的性能。可商业购得的印刷天线的实例为Precisia LLP生产的FleX Wing。

有源湿度检测装置26可被设计为确保电池较长的使用寿命，例如通过脉冲调节由电池供应的电力，或通过仅使用电池来为存储器提供电力和使用无源湿度检测装置26以产生RF信号。印刷逻辑电路可用于以给定的时间间隔监控印刷传感器并且将结果保存在印刷存储器中。此外，如果有源湿度检测装置26在吸收性物品12内的不同位置包括一个以上的印刷传感器，逻辑电路可用于比较来自各传感器的信号和收集有关吸收性物品12内湿度的特性、程度和位置的数据。特别有趣的是湿度检测装置26提供了对吸收性物品状态的量化测定，而不是简单的开/关测定。印刷存储电路可用于保持吸收性物品12状态的记录。优选地，存储器不需要持续的电源。

吸收性物品12与RF发送器/接收器(转发器)单元80结合使用(图11)。转发器单元80包括产生RF场的电感器线圈和检测电路44产生的RF信号的天线。转发器单元80还包括指示装置，如产生发声信号的扬声器或者当吸收性物品12需要被更换时点亮的LED，以指示护理者吸收性物品需要更换，以及显示吸收性物品需要更换的使用者名字的显示屏。转发器单元80还包括电源(如电池)和用于控制电感器线圈的电路，天线以及指示装置。转发器单元80优选为便携式手持装置。

转发器单元80产生响应于电路44的共振频率的RF场。电路44共振，并且因此产生的RF信号可被转发器单元80检测到。电路44产生的RF信号优选范围为10-100kHz。为了能够检测电路44产生的即使很微弱的RF信号，优选转发器单元产生的RF场被脉冲调节，因此电路44产生的任何微弱RF信号不会被转发器单元80产生的RF场阻挡。在转发器单元80产生的RF场中断后，电路44将继续共振较短的时间，这样在转发器单元80处可检测到微弱的RF信号。优选转发器单元80包括一个阈值，低于该值则电路44产生的RF信号将不能激活指示装置。这将带来的优点是不需要在每次沾污事件后更换吸收性物品12，护理者可以等湿度到达一定程度时再更换。

转发器单元80可被设置为扫描一定范围内的频率。这样，可适应电路44的共振频率的微小误差。此外，通过扫描一定范围内的频率，可看到电路44从初始共振频率发展到最终共振频率，这也使得护理者等湿度到达一定程度时再更换吸收性物品。

可选地，转发器单元80包括数据存储单元32，其中可存储涉及吸收性物品12更换次数的数据。这种信息可被下载到计算机内并且接着被护理者使用来确定统计量或预测吸收性物品的未来消耗量。此外，如果特定的电路44提供与特定的使用者相关的特定共振频率，可采集特定使用者的数据。

湿度检测装置26可包括位于吸收性物品12彼此不同区域内的多个传感器70。这样，可监控吸收性物品12内湿度的特性、程度和位置。优选传感器70位于吸收性物品12的裆部区域，在此最容易检测到湿度。此外或可选地，吸收性物品12可包括位于吸收性物品12彼此不同区域内的多个湿度检测装置26。如果湿度检测装置26为“短路”类型(如图7a&b所示)，优选位于吸收性物品的裆部区域，在此最容易检测到湿度。但如果湿度检测装置26不是这一类型(例如如果为湿度敏感型)，优选不位于裆部区域，这样一旦吸收性物品12沾污，它不会立刻饱和。

对本发明的进一步改进也在权利要求的范围内，这对本领域技术人员来说是显而易见的。

Claims (27)

1.用于将特定的吸收性物品（12）与所述吸收性物品（12）的使用者（10）的身份和/或位置关联起来的系统，包括：

吸收性物品（12），

涉及所述吸收性物品（12）的使用者（10）的身份和/或位置的机器可读信息（16），

其特征在于：

吸收性物品（12）包括被设置为确定和指示吸收性物品（12）至少部分区域的状况的机器可读传感器（26），

该系统包括识别吸收性物品（12）的机器可读信息（18），

读取识别吸收性物品（12）的信息（18）和涉及吸收性物品（12）的使用者（10）的身份和/或位置的信息（16）的读出器（22），

被设置为以如下形式存储识别吸收性物品（12）的信息（18）和涉及吸收性物品（12）的使用者（10）的身份和/或位置的信息（16）的存储器（24），即，使得一旦从存储器（24）取回信息（16，18），涉及吸收性物品（12）的信息（18）就自动地与涉及吸收性物品（12）的使用者（10）的身份和/或位置的信息（16）相关联，

将来自机器可读传感器（26）的状况指示与涉及吸收性物品（12）的使用者（10）的身份和/或位置的信息（16）或者识别吸收性物品（12）的信息（18）相关联的装置（28），以及

被设置为通知护理者吸收性物品（12）的状况的处理器，所述吸收性物品（12）的状况包括吸收性物品（12）的使用者（10）的身份和/或位置。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，传感器（26）被设置为通过射频通信进行通信。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，传感器（26）与吸收性物品（12）一体形成。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感器（26）为湿度检测传感器。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括指示吸收性物品（12）的状况已变化的装置（30）。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，涉及使用者（10）的身份和/或位置的信息（16）被设置在所述吸收性物品（12）的使用者（10）附近或与所述吸收性物品（12）无关地连接于所述吸收性物品（12）的使用者（10）。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，涉及使用者（10）的身份和/或位置的信息（16）与所述吸收性物品（12）无关地借助腕带（14）连接于所述吸收性物品（12）的使用者（10）。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，涉及使用者（10）的身份和/或位置的信息（16）包含在光学可读编码、射频识别（RFID）标签、生物统计信息、磁条、光学符号或智能卡中。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述光学可读编码为条形码。

10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，涉及吸收性物品（12）识别的信息（18）包含在光学可读编码、射频识别（RFID）标签、磁条、光学符号或智能卡中。

11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述光学可读编码为条形码。

12.如权利要求1所述的系统，其特征在于，系统包括数据存储装置（32），其被设置为记录涉及所述吸收性物品（12）使用者的数据。

13.如权利要求1所述的系统，其特征在于，包括多个所述吸收性物品（12）。

14.用于将识别吸收性物品（12）的信息（18）与涉及所述吸收性物品（12）的使用者（10）的身份和/或位置的信息（16）关联起来的方法，其特征在于，包括如下步骤：

a）获得识别所述吸收性物品（12）的信息（18），

b）获得涉及所述吸收性物品（12）的使用者（10）的身份和/或位置的信息（16），

c）以如下形式在存储器（24）中存储识别吸收性物品（12）的所述信息（18）以及涉及吸收性物品（12）的使用者（10）的身份和/或位置的所述信息（16），即，使得一旦从存储器（24）取回信息（16，18），涉及吸收性物品（12）的信息（18）就自动地与涉及吸收性物品（12）的使用者（10）的身份和/或位置的信息（16）相关联，

d）为所述吸收性物品（12）提供被设置为确定和指示吸收性物品（12）至少部分区域的状况的机器可读传感器（26）并且将来自机器可读传感器（26）的状况指示与涉及吸收性物品（12）的使用者（10）的身份和/或位置的所述信息（16）或者识别吸收性物品（12）的所述信息（18）相关联，

e）通知护理者吸收性物品（12）的状况，所述吸收性物品（12）的状况包括吸收性物品（12）的使用者（10）的身份和/或位置。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，当吸收性物品（12）被穿在使用者（10）身上时执行本方法的步骤a）和b）。

16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，传感器（26）被设置为通过射频通信进行通信。

17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，传感器（26）与吸收性物品（12）一体形成。

18.如权利要求14所述的方法，其特征在于，传感器（26）为湿度检测传感器。

19.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法包括指示吸收性物品（12）的状况已变化的步骤。

20.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法包括将涉及使用者（10）的身份和/或位置的信息（16）设置在所述吸收性物品（12）的使用者（10）附近或与所述吸收性物品（12）无关地将所述信息（16）连接于所述吸收性物品（12）的使用者（10）。

21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法包括与所述吸收性物品（12）无关地将所述信息（16）借助腕带（14）连接于所述吸收性物品（12）的使用者（10）。

22.如权利要求14所述的方法，其特征在于，涉及使用者（10）的身份和/或位置的信息（16）包含在光学可读编码、射频识别（RFID）标签、生物统计信息、磁条、光学符号或智能卡中。

23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述光学可读编码为条形码。

24.如权利要求14所述的方法，其特征在于，涉及吸收性物品（12）识别的信息（18）包含在光学可读编码、射频识别（RFID）标签、磁条、光学符号或智能卡中。

25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述光学可读编码为条形码。

26.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法包括记录涉及所述吸收性物品（12）使用者的数据的步骤。

27.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法包括将识别多个所述吸收性物品（12）的信息（18）与涉及所述多个吸收性物品（12）的使用者（10）的身份和/或位置的信息（16）相关联。

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