豎直導(dǎo)電紡織跡線及其編織方法
【專利說(shuō)明】豎直導(dǎo)電紡織跡線及其編織方法
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)根據(jù)35USC 119 (e)要求2012年11月24日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/729，549的權(quán)益，其公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用包含于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及實(shí)時(shí)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并且更特別地，本發(fā)明涉及在預(yù)先配置位置嵌入具有管狀結(jié)構(gòu)的編織服裝中的垂直導(dǎo)電跡線，其將來(lái)自紡織電極的ECG或者其他信號(hào)傳遞到服裝的所選區(qū)域。
【背景技術(shù)】
[0004]用于監(jiān)測(cè)生物的生理參數(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。比如，其公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用包含于此的PCT/IL2010/000774，公開(kāi)了連續(xù)地檢查通常被認(rèn)為是健康(或具有一組已知疾病)的人(或任何其他生物)的健康的一種健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，涵蓋了可能會(huì)導(dǎo)致生活方式重大改變/限制的健康危害的重要范圍，并且該健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)盡早提供警報(bào)-這一切，對(duì)載有該系統(tǒng)的人的正常生活方式?jīng)]有顯著限制。
[0005]不同于使用導(dǎo)電凝膠直接施加到生物皮膚的傳統(tǒng)凝膠電極，紡織電極是適用于測(cè)量ECG信號(hào)和其他重要信號(hào)(例如(EEG)、腦電圖(EOG)、眼電圖)以及無(wú)需任何皮膚準(zhǔn)備(如需要用濕電極進(jìn)行的準(zhǔn)備，例如，剃刮多毛皮膚)在皮膚上的其他醫(yī)療測(cè)量的干式接觸傳感器。
[0006]為了提高傳統(tǒng)濕式ECG傳感器的性能并為了能夠進(jìn)行連續(xù)長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)，紡織基底被用于研發(fā)用于感測(cè)生物的生理參數(shù)比如ECG信號(hào)的干性紡織電極。一種這樣的紡織電極在2012年11月24日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)61/729，548及依據(jù)其的后續(xù)申請(qǐng)中公開(kāi)，如PCT申請(qǐng) PCT/IL2013/_。
[0007]然而，存在一種將感測(cè)的電信號(hào)沿著針織產(chǎn)品并跨過(guò)編織的線段垂直地傳遞到預(yù)先配置為處理感測(cè)信號(hào)的處理單元的需要。
[0008]如在此與可穿戴裝置結(jié)合使用的，術(shù)語(yǔ)“無(wú)縫”是指這樣一種裝置:當(dāng)由普通人穿戴該裝置時(shí)，其中該裝置不會(huì)明顯地限制該人的正常生活方式，并優(yōu)選地，在使用時(shí)不會(huì)被任何人看到并且穿戴時(shí)不會(huì)讓使用者感到不安。此外，被監(jiān)測(cè)的人不需要進(jìn)行任何活動(dòng)來(lái)為了該系統(tǒng)在需要時(shí)提供個(gè)人警報(bào)。應(yīng)當(dāng)注意的是，追求非正常生活方式的人們，比如在戰(zhàn)區(qū)或作戰(zhàn)訓(xùn)練區(qū)的戰(zhàn)士，或在訓(xùn)練和行動(dòng)中的消防隊(duì)員，或在訓(xùn)練或比賽中的運(yùn)動(dòng)員，可利用非無(wú)縫設(shè)備。由于“無(wú)縫”特性也涉及用戶的行為，所以可穿戴部件優(yōu)選地是正常穿戴的物品(例如，內(nèi)衣)，而不是一些只為得到警報(bào)而穿戴的附加物品。
[0009]如在此與可穿戴成衣制品結(jié)合使用的，術(shù)語(yǔ)“內(nèi)衣”或“服裝”是指無(wú)縫的可穿戴成衣制品，優(yōu)選地，其可以緊貼被監(jiān)測(cè)生物的身體穿戴，通常是貼近皮膚，包括背心、運(yùn)動(dòng)衫、胸罩、內(nèi)褲、?？漆t(yī)院的襯衫、襪子等。通常，術(shù)語(yǔ)“內(nèi)衣”或“服裝”是指這樣的成衣制品:其貼近使用者身體的外表面穿戴，在外衣的下面或作為唯一衣服，以在其中嵌入傳感器的方式，在日常行為中不會(huì)被任何其他人看到。內(nèi)衣物品還可包括本身不是內(nèi)衣但仍能直接并優(yōu)選地緊緊接觸皮膚的成衣制品，如T恤、無(wú)袖或有袖襯衫、運(yùn)動(dòng)型文胸、緊身衣、舞蹈服和褲子。在這種情況下，傳感器能夠以仍然不會(huì)被外人看見(jiàn)的方式嵌入，以滿足“無(wú)縫”的要求。
[0010]術(shù)語(yǔ)“瑋圈(course)”和“線段(line segment) ”，在此用作相關(guān)術(shù)語(yǔ)。服裝的管狀結(jié)構(gòu)是在針織機(jī)上編織出的，如圣托尼(Santoni)針織機(jī)，其中管狀結(jié)構(gòu)是以具有基本水平線路的螺旋形式編織。我們?cè)诖俗鳛楝|圈和瑋圈的一部分提及的單個(gè)螺旋環(huán)/圈被稱作線段。
[0011]在本文中使用的術(shù)語(yǔ)“垂直導(dǎo)電跡線”，是指編織導(dǎo)線，由導(dǎo)電紗制成，且能夠跨過(guò)所編織的線段傳遞電信號(hào)。
[0012]如在此與ECG測(cè)量相結(jié)合使用的，短語(yǔ)“臨床水平ECG”是指大多數(shù)心臟病醫(yī)師在懷疑有需要立即進(jìn)一步調(diào)查或干預(yù)的危險(xiǎn)心臟問(wèn)題(例如，心律不齊、心肌缺血、心力衰竭)時(shí)為獲得明確的結(jié)論所需要的專業(yè)上可接受的導(dǎo)聯(lián)數(shù)目、敏感度和專一性。目前，至少有12個(gè)導(dǎo)聯(lián)ECG且優(yōu)選地為15個(gè)導(dǎo)聯(lián)ECG，與運(yùn)動(dòng)/姿勢(shì)補(bǔ)償元件以及具有適量算法的實(shí)時(shí)處理器結(jié)合。
[0013]在使用與管狀結(jié)構(gòu)服裝一體地編織、用于感測(cè)電和其他生理參數(shù)的干性紡織電極時(shí)的主要技術(shù)挑戰(zhàn)之一，是在將臨床水平ECG和/或其他感測(cè)信號(hào)從紡織電極沿著針織織物傳遞到選擇區(qū)域的過(guò)程中，特別是在垂直方向上的相鄰編織瑋圈之間，在該處導(dǎo)電性可能會(huì)受損。
[0014]因此，需要研發(fā)出作為服裝的結(jié)構(gòu)的一部分置入針織織物之中的導(dǎo)電部件，其中，導(dǎo)電性，特別是垂直方向上的相鄰編織瑋圈之間的導(dǎo)電性，能夠支持將臨床水平的ECG信號(hào)從紡織電極沿著織物傳遞到服裝中的被預(yù)先配置為保持處理單元的選擇區(qū)域。
[0015]穿戴期間當(dāng)織物被向不同方向拉伸的時(shí)候，良好的導(dǎo)電性應(yīng)當(dāng)有效。
[0016]在經(jīng)過(guò)預(yù)定數(shù)量的清洗(包括洗衣機(jī)中清洗)之后，良好的導(dǎo)電性應(yīng)當(dāng)有效。
[0017]對(duì)于編織瑋圈方向，在任意編織設(shè)計(jì)、織物中的位置和形狀(包括在對(duì)角線中)中，良好的導(dǎo)電性應(yīng)當(dāng)有效。
[0018]當(dāng)使用任意類型的基礎(chǔ)織物紗線(棉、人造紗、合成紗等)時(shí)，良好的導(dǎo)電性應(yīng)當(dāng)有效。
[0019]因此，有這樣的需要且將有利的是，提供一種用于編織在預(yù)先配置位置嵌入至具有管狀結(jié)構(gòu)的針織服裝中、將ECG或者其他信號(hào)從紡織電極傳遞到服裝的選擇區(qū)域的垂直導(dǎo)電跡線的編織方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020]為了將電信號(hào)沿著針織產(chǎn)品并跨過(guò)編織的線段垂直地傳輸，本發(fā)明教導(dǎo)了一種獨(dú)特的編織結(jié)構(gòu)，其使用生產(chǎn)具有管狀結(jié)構(gòu)的服裝的針織機(jī)來(lái)制造，比如無(wú)縫圣托尼針織機(jī)。
[0021]應(yīng)該注意到的是，信號(hào)可以為任意的感測(cè)電信號(hào)(如呼吸)且不限于ECG信號(hào)。還應(yīng)該注意到的是，使用本發(fā)明，通過(guò)連續(xù)序列的垂直線路，可以編織任意非水平的角度。
[0022]水平跡線性能良好，導(dǎo)電紗具有用于信號(hào)流經(jīng)的連續(xù)的導(dǎo)電單絲。在至少部分垂直的方向上，垂直導(dǎo)電跡線由在頂部上相互編織的線段組成，且也可具有在導(dǎo)電紗的兩個(gè)線段之間編織的彈性的、非導(dǎo)電紗(如氨綸)的瑋圈。導(dǎo)電線段仍然可以相互接觸，但是當(dāng)拉伸的時(shí)候，它們會(huì)被拉開(kāi)到減少導(dǎo)電性或者不導(dǎo)電的位置。
[0023]主要的挑戰(zhàn)在于，即使在導(dǎo)電紗的兩個(gè)線段之間編織有彈性紗的瑋圈，也能使導(dǎo)電紗的兩個(gè)線段總是接觸，不管在穿戴時(shí)是否拉/拽衣服。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，提供了一種用于編織具有利用基紗編織的管狀結(jié)構(gòu)的服裝的方法，包括使用具有N個(gè)送紗器及M個(gè)針的針織機(jī)來(lái)編織至少一個(gè)垂直導(dǎo)電紡織跡線?；啿粎⑴c導(dǎo)電紡織電極的編織。該方法包括如下步驟:利用一根或多根柔性的非導(dǎo)電紗來(lái)連續(xù)地編織管狀結(jié)構(gòu)；并且除了使用氨綸紗以外，還使用導(dǎo)電紗來(lái)在管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)一體地編織至少一個(gè)紡織電極。導(dǎo)電紗通過(guò)織一針和跳過(guò)y針的方式而織成浮圈結(jié)構(gòu)，步驟如下:
[0025]i)使用送紗器Fi并用針0」開(kāi)始編結(jié)，來(lái)編織線段Lk，其中，通常j = I ;
[0026]ii)使用送紗器Fi+1并用針D j+s開(kāi)始編結(jié)第一浮圈，來(lái)編織線段L K+1，其中O < s< y ;以及
[0027]iii)對(duì)于預(yù)先配置數(shù)量的線段重復(fù)步驟(i)和(ii)，其中每一線段具有預(yù)先配置的長(zhǎng)度。
【附圖說(shuō)明】
[0028]通過(guò)本文下文給出的詳細(xì)描述和附圖，將得以充分地理解本發(fā)明，其僅通過(guò)舉例和示例的方式給出因而不是對(duì)本發(fā)明的限制，且其中:
[0029]圖1a是具有管狀結(jié)構(gòu)的示例性服裝的示意性圖示，其中根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的紡織電極被織入其中。
[0030]圖1b示出了示例性服裝的前視圖，其中紡織電極設(shè)計(jì)為測(cè)量15個(gè)導(dǎo)聯(lián)ECG信號(hào)。
[0031]圖1c示出了圖1b所示的服裝的側(cè)視圖。
[0032]圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的針對(duì)圣托尼型針織機(jī)設(shè)計(jì)的導(dǎo)電電極的示例性編織方案，其中浮圈由包覆有銀的尼龍制成的導(dǎo)電紗制成，與包覆氨綸和裸氨綸一起進(jìn)行編織，其中浮圈以移位浮圈設(shè)計(jì)來(lái)編織從而改善編織密度以及電極對(duì)身體的壓力。
【具體實(shí)施方式】
[0033]現(xiàn)在參照附圖，在下文中將更充分地描述本發(fā)明，其中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)施，并且不應(yīng)解釋為限于這里所列出的實(shí)施例；更確切地說(shuō)，提供這些實(shí)施例以使得本公開(kāi)將是徹底和完整的，并且將充分地向本領(lǐng)域技術(shù)人員傳達(dá)本發(fā)明的范圍。
[0034]實(shí)施例是本發(fā)明的示例或?qū)嵤┓桨??！耙粋€(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”或“一些實(shí)施例”的各種出現(xiàn)不必須都指代相同的實(shí)施例。雖然本發(fā)明的各種特征可以在單個(gè)實(shí)施例的上下文中進(jìn)行描述，但這些特征也可以單獨(dú)地或以任何合適的組合提供。相反，為了清楚起見(jiàn)，雖然在本文中本發(fā)明可在分開(kāi)的實(shí)施例的上下文中進(jìn)行描述，但本發(fā)明也可以在單個(gè)實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。
[0035]在說(shuō)明書(shū)中提到的“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“另一個(gè)實(shí)施例”或“其他實(shí)施例”意味著結(jié)合實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包含在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中，但不一定在所有實(shí)施例中?？梢岳斫獾氖?，文中使用的措辭和術(shù)語(yǔ)不應(yīng)被解釋為限制性的，而僅是作為描述性目的。
[0036]本發(fā)明的方法可以通過(guò)手動(dòng)地、自動(dòng)地或它們的組合執(zhí)行或完成所選擇的步驟或任務(wù)來(lái)實(shí)施。術(shù)語(yǔ)“方法”是指用于完成給定任務(wù)的