BE1021520B1 - ELASTIC PLASTER SENSOR, USE OF SUCH PLASTER SENSOR, AND A SENSOR SYSTEM WITH SUCH PLASTER SENSOR - Google Patents
ELASTIC PLASTER SENSOR, USE OF SUCH PLASTER SENSOR, AND A SENSOR SYSTEM WITH SUCH PLASTER SENSOR Download PDFInfo
- Publication number
- BE1021520B1 BE1021520B1 BE20140645A BE201400645A BE1021520B1 BE 1021520 B1 BE1021520 B1 BE 1021520B1 BE 20140645 A BE20140645 A BE 20140645A BE 201400645 A BE201400645 A BE 201400645A BE 1021520 B1 BE1021520 B1 BE 1021520B1
- Authority
- BE
- Belgium
- Prior art keywords
- sensor
- plaster
- patch
- patch sensor
- elastic
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/683—Means for maintaining contact with the body
- A61B5/6832—Means for maintaining contact with the body using adhesives
- A61B5/6833—Adhesive patches
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
- A61B5/112—Gait analysis
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
- A61B5/1121—Determining geometric values, e.g. centre of rotation or angular range of movement
- A61B5/1122—Determining geometric values, e.g. centre of rotation or angular range of movement of movement trajectories
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
- A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
- A61B5/1126—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb using a particular sensing technique
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/45—For evaluating or diagnosing the musculoskeletal system or teeth
- A61B5/4538—Evaluating a particular part of the muscoloskeletal system or a particular medical condition
- A61B5/4566—Evaluating the spine
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
- G01B7/22—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge using change in capacitance
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2503/00—Evaluating a particular growth phase or type of persons or animals
- A61B2503/40—Animals
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2505/00—Evaluating, monitoring or diagnosing in the context of a particular type of medical care
- A61B2505/09—Rehabilitation or training
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/16—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors
- A61B2562/164—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors the sensor is mounted in or on a conformable substrate or carrier
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/25—Bioelectric electrodes therefor
- A61B5/279—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
- A61B5/296—Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electromyography [EMG]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
- A61B5/6823—Trunk, e.g., chest, back, abdomen, hip
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
- A61B5/6828—Leg
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Physiology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Rheumatology (AREA)
- Geometry (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
Abstract
Een rekbare pleistersensor (1), omvattende: een elastische filmlaag (2) met een rekbaarheid van minstens 100% en minstens één elastische DEAP strip (3) met een rekbaarheid van minstens 50%. De pleistersensor kan een geïntegreerde schakeling (4), een geheugen (5), een energiebron (6), een adhesielaag (7) voor hechting van de filmlaag (1) op een huid, en een beschermlaag (15) omvatten. Een sensorsysteem (25) met dergelijke pleistersensor (1) wordt eveneens besproken.A stretchable patch sensor (1), comprising: an elastic film layer (2) with a stretchability of at least 100% and at least one elastic DEAP strip (3) with a stretchability of at least 50%. The patch sensor may comprise an integrated circuit (4), a memory (5), an energy source (6), an adhesion layer (7) for adhering the film layer (1) to a skin, and a protective layer (15). A sensor system (25) with such a patch sensor (1) is also discussed.
Description
ELASTISCHE PLEISTERSENSOR, GEBRUIK VAN ZULKE PLEISTERSENSOR, EN EEN SENSORSYSTEEM METZULKE PLEISTERSENSORELASTIC PLASTER SENSOR, USE OF SUCH PLASTER SENSOR, AND A SENSOR SYSTEM WITH SUCH PLASTER SENSOR
Domein van de uitvindingDomain of the invention
De uitvinding heeft in het algemeen betrekking op een rekbare en buigzame pleistersensor voor het meten en opslaan en/of doorsturen van gegevens met betrekking tot bewegingen (van bv. een rug of van ledematen van een mens of een dier), en op een sensorsysteem dat zulke pleistersensor bevat en de gegevens kan uitlezen en/of ontvangen en verwerken. De uitvinding heeft tevens betrekking op een specifiek gebruik van een dergelijke pleistersensor.The invention generally relates to a stretchable and flexible plaster sensor for measuring and storing and / or forwarding data relating to movements (of, for example, a back or limbs of a human or animal), and to a sensor system that contains such a patch sensor and can read out and / or receive and process the data. The invention also relates to a specific use of such a plaster sensor.
Achtergrond van de uitvindingBACKGROUND OF THE INVENTION
Diverse draagbare inrichtingen voor het meten en opslaan van bewegingen zoals het buigen van knieën tijdens het stappen, of bewegingen van de onderrug tijdens het buigen of draaien zijn gekend.Various portable devices for measuring and storing movements such as bending knees during stepping, or movements of the lower back during bending or turning are known.
Ze variëren van het gebruik van een meet-strip / plakstrook en een markeerstift, tot de enorm populaire techniek gekend als "EMG-probing" (ElektroMyoGram), waarbij een handvol kleine en lichte zelfklevende elektroden wordt aangebracht op een lichaam. Een belangrijk nadeel van EMG probing is echter dat de meting het gebruik vereist van een extra meetsysteem zoals camera's, waardoor het gebruik beperkt is tot metingen in een gecontroleerde omgeving (bv. in een labruimte). FIG. 1 toont een meetsysteem met de naam "The Body Guard®", commerciëel verkrijgbaar bij het Belgische bedrijf "Seis Instruments". De basisconfiguratie bestaat uit een rekstrook-meetsonde en een lichtgewicht draagbare behuizing met signaalverwerkings- en communicatie-elektronica. Een nadeel van dit systeem is echter dat de bevestiging relatief gemakkelijk kan loskomen, en de meting feitelijk beperkt is tot één enkele sensor. Meer informatie over dit systeem is beschikbaar op de volgende link "https://www.sels-instruments.be/bodyguardsystem.html". FIG. 2 toont een meetsysteem met de naam "Vi Move®" van het Australische bedrijf "dorsaVi Ltd". Dit systeem bevat twee geïntegreerde EMG electrodes. Een nadeel van dit systeem is dat het een behuizing van een niet te verwaarlozen dikte heeft, en dat het uit meerdere afzonderlijke inrichtingen bestaat die op een bepaalde onderlinge afstand en oriëntatie dienen te worden aangebracht.They range from the use of a measuring strip / adhesive strip and a marker pen, to the hugely popular technique known as "EMG probing" (ElektroMyoGram), where a handful of small and light self-adhesive electrodes are applied to a body. A major disadvantage of EMG probing, however, is that the measurement requires the use of an additional measurement system such as cameras, which limits the use to measurements in a controlled environment (eg in a lab room). FIG. 1 shows a measuring system with the name "The Body Guard®", commercially available from the Belgian company "Seis Instruments". The basic configuration consists of a strain gauge measuring probe and a lightweight portable housing with signal processing and communication electronics. A disadvantage of this system, however, is that the mounting can be released relatively easily, and the measurement is in fact limited to a single sensor. More information about this system is available at the following link "https://www.sels-instruments.be/bodyguardsystem.html". FIG. 2 shows a measuring system called "Vi Move®" from the Australian company "dorsaVi Ltd". This system contains two integrated EMG electrodes. A drawback of this system is that it has a housing of a non-negligible thickness, and that it consists of several separate devices that must be arranged at a certain mutual distance and orientation.
Samenvatting van de uitvindingSummary of the invention
Het is een doel van de onderhavige uitvinding om een goede pleistersensor te verschaffen die op een huid van een mens of dier kan aangebracht worden, en voorzien is voor het meten en opslaan en/of verzenden van gegevens met betrekking tot bewegingen.It is an object of the present invention to provide a good patch sensor that can be applied to a human or animal skin, and is provided for measuring and storing and / or transmitting motion related data.
Het is tevens een doel van de onderhavige uitvinding om een goed sensorsysteem te verschaffen voor het uitlezen en/of ontvangen en verwerken van de gemeten gegevens.It is also an object of the present invention to provide a good sensor system for reading and / or receiving and processing the measured data.
Het is tevens een doel van de onderhavige uitvinding om enkele specifieke toepassingen te verschaffen van zulke pleistersensors.It is also an object of the present invention to provide some specific applications of such plaster sensors.
Deze doelstellingen worden bereikt door een sensorpleister, en een sensorsysteem, en een gebruik volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding.These objects are achieved by a sensor patch, and a sensor system, and a use according to embodiments of the present invention.
De onderhavige uitvinding betreft een elastische pleistersensor, omvattende een elastische en elektrisch isolerende filmlaag met een rekbaarheid van minstens 100% in alle richtingen in het vlak van de filmlaag (X,Y), en minstens één elastische langwerpige capacitieve strip bevestigd aan de elastische filmlaag, waarbij de strips een diëlectrisch electro-actief polymeer omvatten, en een rekbaarheid hebben van minstens 50% in hun lengterichting.The present invention relates to an elastic plaster sensor comprising an elastic and electrically insulating film layer with a stretchability of at least 100% in all directions in the plane of the film layer (X, Y), and at least one elastic elongated capacitive strip attached to the elastic film layer, wherein the strips comprise a dielectric electro-active polymer, and have a stretchability of at least 50% in their longitudinal direction.
Het is een voordeel van Diëlectrisch Electro-Actief Polymeer DEAP strips dat ze elastisch zijn en een capaciteit vertonen overeenkomstig hun lengte. Door het meten van de capaciteit kan dus de lengte (of mate van uitrekking) bepaald worden.It is an advantage of Dielectric Electro-Active Polymer DEAP strips that they are elastic and have a capacity according to their length. The length (or degree of stretching) can therefore be determined by measuring the capacity.
Het is een voordeel van een pleistersensor volgens de onderhavige uitvinding dat, wanneer hij is aangebracht op de huid van een mens of dier, uitrekking van de elastische strips overeenkomen met uitrekking van de onderliggende huid, wat op zijn beurt overeenkomt met bewegingen van lichaamsdelen zoals bv. bewegingen van gewrichten of van de wervelkolom. Het is een voordeel van DEAP strips dat ze tot bv. honderd keer per seconde gemeten kunnen worden. Daardoor is het mogelijk om met hoge nauwkeurigheid de snelheid of de versnelling van de genoemde bewegingen te bepalen.It is an advantage of a plaster sensor according to the present invention that when applied to the skin of a human or animal, elongation of the elastic strips corresponds to elongation of the underlying skin, which in turn corresponds to movements of body parts such as e.g. movements of joints or of the spine. It is an advantage of DEAP strips that they can be measured, for example, up to a hundred times per second. As a result, it is possible to determine the speed or acceleration of the movements mentioned with high accuracy.
Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de pleistersensor volgens de onderhavige uitvinding dat de elastisch rekbare en buigbare vorm toelaat dat de pleistersensor kan aangebracht worden (bv. gekleefd worden) op een gebogen oppervlak, zoals rond een been, maar zelfs rond een onregelmatig oppervlak zoals een knie.It is an advantage of embodiments of the plaster sensor according to the present invention that the elastically stretchable and bendable shape allows the plaster sensor to be applied (e.g., glued) to a curved surface, such as around a leg, but even around an irregular surface such as a knee.
Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat de pleistersensor waterdicht kan afgesloten zijn, zodat de pleistersensor niet verwijderd hoeft te worden, zelfs in water (bv. tijdens het douchen of tijdens het zwemmen of wanneer vee in de regen staat).It is an advantage of embodiments of the present invention that the patch sensor can be watertight, so that the patch sensor does not have to be removed, even in water (e.g., while showering or swimming or when cattle are in the rain).
In sommige uitvoeringsvormen kan de pleistersensor ook een geïntegreerde schakeling omvatten, waarbij de geïntegreerde schakeling bevestigd is aan de elastische filmlaag en elektrisch verbonden met minstens één genoemde strip (één of meerdere) door middel van elastische elektrische verbindingen, waarbij de geïntegreerde schakeling voorzien is voor het meten van een waarde indicatief voor de uitrekking van de genoemde strip.In some embodiments, the patch sensor may also include an integrated circuit, the integrated circuit being attached to the elastic film layer and electrically connected to at least one said strip (one or more) by means of elastic electrical connections, the integrated circuit being provided for measuring a value indicative of the elongation of said strip.
Het is een voordeel dat de geïntegreerde schakeling een programmeerbare processor kan bevatten. Het programma kan opgeslagen zijn in niet-vluchtig geheugen (bv. embedded flash), of kan hardgecodeerd zijn. De geïntegreerde schakeling kan een ASIC zijn (toepassingsspecifieke geïntegreerde schakeling).It is an advantage that the integrated circuit can include a programmable processor. The program can be stored in non-volatile memory (eg embedded flash), or can be hard coded. The integrated circuit can be an ASIC (application-specific integrated circuit).
Het is een voordeel van een pleistersensor volgens de onderhavige uitvinding dat de hij elastische elektrische verbindingen kan hebben, bv. in de vorm van een slangvorm of een zig-zag-vorm of aaneenschakeling van hoefijzer-achtige vormen. Het is verder een voordeel van dergelijke verbindingen dat ze rechtstreeks op de filmlaag kunnen aangebracht worden, bv. door printtechnieken, en dat ze zeer rekbaar zijn. Hoewel het mogelijk is om de strips op andere manier te verbinden, bv. door losse draden met een lengte overeenkomend met de maximale lengte (in uitgerokken toestand), is de voorgestelde techniek van geprinte verbindingen veel dunner, waardoor een zeer dunne rekbare pleistersensor kan verkregen worden.It is an advantage of a plaster sensor according to the present invention that it can have elastic electrical connections, e.g. in the form of a hose shape or a zigzag shape or concatenation of horseshoe-like shapes. It is furthermore an advantage of such compounds that they can be applied directly to the film layer, e.g. by printing techniques, and that they are very stretchable. Although it is possible to connect the strips in a different way, eg by loose wires with a length corresponding to the maximum length (in stretched state), the proposed technique of printed connections is much thinner, whereby a very thin stretchable patch sensor can be obtained to become.
De genoemde minstens één strip kan twee elektrisch geleidende metaalfilmlagen omvatten aangebracht aan overstaande zijden van de strips, waarbij de twee metaalfilmlagen een geometrische vorm hebben die elastische uitrekking toelaat zonder de metaalfilm te breken. Het is een voordeel van zulke geometrische vorm (bv. rimpelstructuur of golfstructuur) dat zulke strips een zeer grote elastische uitrekking toelaten. In een specifieke uitvoeringsvorm zijn de capacitieve strips vervaardigd uit een materiaal met de naam "PolyPower DEAP" commerciëel verkrijgbaar bij de firma "Danfoss-PolyPower". Maar de onderhavige uitvinding is hiertoe niet beperkt, en zal ook werken met andere structuren of materialen die gelijkaardige eigenschappen hebben, zelfs materialen die momenteel nog niet bestaan, bv. tweede of latere generatie producten van PolyPower DEAP.Said at least one strip may comprise two electrically conductive metal film layers arranged on opposite sides of the strips, the two metal film layers having a geometric shape that allows elastic extension without breaking the metal film. It is an advantage of such geometric shape (e.g., wrinkle structure or wave structure) that such strips allow a very large elastic stretch. In a specific embodiment, the capacitive strips are made from a material called "PolyPower DEAP" commercially available from "Danfoss-PolyPower". But the present invention is not limited to this, and will also work with other structures or materials that have similar properties, even materials that do not yet exist, e.g., second or later generation products from PolyPower DEAP.
De metaalfilms kunnen een rimpelstructuur of een gegolfde structuur hebben. De vorm van het polymeer en van de metaalfilm daarop aangebracht kan bv. een rimpelstructuur zijn (vergelijkbaar met de golfplaatstructuur voor dakbedekking, maar dan veel kleiner). Zulke structuur kan bv. een sinusachtige dwarsdoorsnede hebben, die zich gedraagt als een harmonicastructuur tijdens het rekken of terug samentrekken, zonder te breken.The metal films may have a wrinkle structure or a corrugated structure. The shape of the polymer and of the metal film applied to it can be, for example, a wrinkle structure (similar to the corrugated sheet structure for roofing, but then much smaller). Such a structure may, for example, have a sinusoidal cross-section that behaves as a harmonica structure during stretching or contraction without breaking.
Het is een voordeel van een pleistersensor volgens de onderhavige uitvinding dat hij niet louter uit een DEAP polymeer met een dubbele rimpelstructuur bestaat, maar wel strips van zulk materiaal bevat, omdat het toelaat om zowel de rek te meten, maar ook de rekbare pleistersensor in twee richtingen te rekken, terwijl de gegolfde structuur niet in alle richtingen even goed rekbaar is, of zelfs praktisch niet rekbaar is in één bepaalde richting.It is an advantage of a plaster sensor according to the present invention that it does not consist solely of a DEAP polymer with a double wrinkle structure, but contains strips of such material, since it allows to measure both the elongation but also the stretchable plaster sensor in two directions, while the corrugated structure is not equally stretchable in all directions, or is practically not stretchable in one particular direction.
De minstens één strip, bijvoorbeeld de veelheid van strips, kan een eerste aantal van minstens twee strips omvatten die onderling evenwijdig aan elkaar gericht zijn in een eerste richting, en op een afstand van elkaar liggen in het bereik van 3 mm tot 100 mm. De minstens twee evenwijdige strips kunnen bv. op een relatief kleine afstand van elkaar liggen van ongeveer 3 mm, of ongeveer 5 mm, of ongeveer 8 mm, of ongeveer 10 mm. Door een grote hoeveelheid strips te voorzien op een relatief kleine oppervlakte, kan de uitrekking met een grotere nauwkeurigheid gemeten worden.The at least one strip, for example the plurality of strips, may comprise a first number of at least two strips which are mutually aligned in a first direction and which are spaced apart in the range of 3 mm to 100 mm. The at least two parallel strips may, for example, be spaced apart by a relatively small distance of about 3 mm, or about 5 mm, or about 8 mm, or about 10 mm. By providing a large amount of strips on a relatively small surface, the elongation can be measured with greater accuracy.
Maar het is ook mogelijk om de strips op een relatief grote afstand van elkaar te leggen, zoals bv. 20 mm of 40 mm of 60 mm of 80 mm of 100 mm, of zelfs meer. Het is een voordeel van zulke configuratie dat de uitrekking over een relatief groot gebied van de huid kan bepaald worden.But it is also possible to lay the strips at a relatively large distance from each other, such as for example 20 mm or 40 mm or 60 mm or 80 mm or 100 mm, or even more. It is an advantage of such a configuration that the elongation over a relatively large area of the skin can be determined.
De minstens één strip, bijvoorbeeld de veelheid van strips, kan een tweede aantal van minstens twee strips omvatten die onderling evenwijdig aan elkaar gericht zijn in een tweede richting, die de eerste richting snijdt.The at least one strip, for example the plurality of strips, may comprise a second number of at least two strips which are mutually directed parallel to each other in a second direction, which intersects the first direction.
In een uitvoeringsvorm staan de eerste en de tweede richting loodrecht op elkaar. In een specifieke uitvoeringsvorm bevat het eerste aantal strips en het tweede aantal strips eenzelfde aantal strips +/- 2, en zijn de strips in een visgraatstructuur aangebracht. De strips kunnen daarbij een letter 'V'-vormen.In one embodiment, the first and second directions are perpendicular to each other. In a specific embodiment, the first number of strips and the second number of strips contain the same number of strips +/- 2, and the strips are arranged in a herringbone structure. The strips can thereby form a letter 'V'.
Het is een voordeel van bepaalde uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding wanneer twee DEAP strips elektrisch met elkaar verbonden zijn, zodat slechts 3 elektrische verbindingen volstaan voor het meten van twee DEAP strips. Op die manier kan 1/4 van de elektrische verbindingen alsook het aantal pinnen van de geïntegreerde schakeling gespaard worden.It is an advantage of certain embodiments of the present invention when two DEAP strips are electrically connected to each other, so that only 3 electrical connections are sufficient to measure two DEAP strips. In this way, 1/4 of the electrical connections as well as the number of pins of the integrated circuit can be saved.
De breedte (Ws) van de minstens één strip kan kleiner zijn dan 5 mm.The width (Ws) of the at least one strip can be smaller than 5 mm.
Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de pleistersensor waarbij de breedte van de DEAP strips minder is dan 5 mm. Aangezien de strips rekbaar zijn in de lengterichting, maar niet noodzakelijk in de breedterichting, biedt het beperken van de breedte van de strips het voordeel dat (voor een gelijk aantal strips op een gegeven pleisteroppervlak), een groter gedeelte van dat pleisteroppervlak niet bedekt is door de strips (in de breedte-richting), dus m.a.w. dat de pleister over een groter percentage van haar oppervlak rekbaar blijft ook in de dwarsrichting. Dit biedt tevens het voordeel dat meerdere strips kunnen aangebracht worden op eenzelfde pleister, waardoor een groter aantal meetwaarden kan verkregen worden, waardoor de beweging van de onderliggende biostructuur (bv. gewricht) nauwkeuriger in kaart kan worden gebracht.It is an advantage of embodiments of the plaster sensor where the width of the DEAP strips is less than 5 mm. Since the strips are stretchable in the longitudinal direction, but not necessarily in the width direction, limiting the width of the strips offers the advantage that (for an equal number of strips on a given plaster surface), a larger portion of that plaster surface is not covered by the strips (in the width direction), in other words that the plaster remains stretchable over a larger percentage of its surface, also in the transverse direction. This also offers the advantage that several strips can be applied to the same patch, whereby a greater number of measured values can be obtained, whereby the movement of the underlying biostructure (e.g. joint) can be mapped more accurately.
De pleistersensor kan verder een adhesielaag omvatten voor hechting van de filmlaag op een huid van een mens of een dier. Het is een voordeel van uivoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat de adhesielaag reeds aanwezig is in de pleister zodat er geen afzonderlijk adhesief dient te worden aangebracht.The patch sensor may further comprise an adhesion layer for adhesion of the film layer to a human or animal skin. It is an advantage of embodiments of the present invention that the adhesive layer is already present in the patch so that no separate adhesive is to be applied.
De pleistersensor kan verder een geheugen omvatten voor het opslaan van de gemeten waarden. In het geheugen kunnen bv. de gemeten capaciteitswaarden opgeslagen worden (representatief voor de lengte van strips), en/of waarden die daarmee verband houden, zoals de eerste afgeleide van deze meetwaarden (representatief voor de snelheid van uitrekking of inkrimping), of de tweede afgeleide (representatief voor de versnelling), of de derde afgeleide (representatief voor schokken, rukken, zenuwtrekken, enz).The patch sensor may further comprise a memory for storing the measured values. In the memory, for example, the measured capacity values can be stored (representative of the length of strips), and / or values related thereto, such as the first derivative of these measured values (representative of the rate of elongation or contraction), or the second derivative (representative of the acceleration), or the third derivative (representative of shocks, jerks, nerves, etc.).
Het geheugen kan een intern geheugen zijn van de geïntegreerde schakeling. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de pleistersensor waarbij het geheugen een intern geheugen is, omdat daardoor daardoor de integratie kan verhoogd worden, dus minder oppervlakte nodig, minder inter-connecties, lagere kostprijs, verminderde kans op loskomen van componenten, enz. Maar het geheugen zou ook een extern geheugen kunnen zijn, bv. een geheugen met een seriële interface (bv. ééndraads-verbinding, of een I2C bus, enz). Het geheugen kan een vluchtig geheugen zijn (bv. RAM) of een niet-vluchtig geheugen (bv. FLASH) zijn. Aangezien er een energiebron aanwezig is, is in principe een vluchtig geheugen voldoende. Het geheugen kan een gegevensopslagcapaciteit hebben die voldoende groot is voor het opslaan van gegevens van een meting over minstens 8 uur. Afhankelijk van de toepassing kan een kleinere of een grotere opslagcapaciteit vereist zijn. Tijdens de meting worden typisch 10 tot 100 monsters genomen per seconde, en opgeslagen in het geheugen, maar minder dan 10 monsters per seconde is eveneens mogelijk. Hoe hoger de bemonsteringssnelheid, hoe nauwkeuriger de beweging, snelheid, versnelling, enz. kunnen bepaald worden.The memory can be an internal memory of the integrated circuit. It is an advantage of embodiments of the plaster sensor where the memory is an internal memory, because it can thereby increase integration, thus requiring less surface area, fewer interconnections, lower cost, reduced chance of components loosening, etc. memory could also be an external memory, eg a memory with a serial interface (eg a single-wire connection, or an I2C bus, etc.). The memory can be a volatile memory (e.g., RAM) or a non-volatile memory (e.g., FLASH). Since there is an energy source, a volatile memory is in principle sufficient. The memory may have a data storage capacity that is large enough to store data from a measurement over at least 8 hours. A smaller or larger storage capacity may be required depending on the application. During the measurement, typically 10 to 100 samples are taken per second, and stored in memory, but fewer than 10 samples per second is also possible. The higher the sampling rate, the more accurate the movement, speed, acceleration, etc. can be determined.
De pleistersensor kan een energiebron hebben, die verbonden is met de geïntegreerde schakeling, voor het verschaffen van elektrische voeding aan de geïntegreerde schakeling. De energiecapaciteit van de energiebron, en de opslagcapaciteit van het geheugen kunnen gekozen worden in functie van de toepassing. Ze bepalen in grote mate de autonomie van de pleistersensor. Wanneer de sensorpleister bv. constant wordt gebruikt in de nabijheid van een ontvanger, dan kan een pleister met een klein geheugen (bv. 8 kilobytes RAM, of zelfs minder) volstaan. Wanneer de pleistersensor echter voor een langere periode (bv. meerdere uren) alleenstaand wordt gebruikt (bv. wanneer hij aangebracht is op de poot van een koe die meerdere uren gaat grazen in de wei), dan wordt bij voorkeur een grotere energieopslagcapaciteit en een groter geheugencapaciteit gebruikt.The patch sensor may have an energy source connected to the integrated circuit for providing electrical power to the integrated circuit. The energy capacity of the energy source and the storage capacity of the memory can be selected according to the application. They largely determine the autonomy of the plaster sensor. For example, if the sensor patch is used consistently in the vicinity of a receiver, then a patch with a small memory (e.g., 8 kilobytes of RAM, or even less) will suffice. However, if the plaster sensor is used alone for a longer period (e.g., several hours) (e.g., if it is applied to the leg of a cow going to graze for several hours in the pasture), then greater energy storage capacity and greater memory capacity used.
De energiebron kan herlaadbaar zijn, en de pleistersensor kan verder een oplaadcircuit bevatten voor het draadloos opladen van de herlaadbare energiebron. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de pleistersensor volgens de onderhavige uitvinding die een herlaadbare of oplaadbare energiebron gebruiken, omdat zulke pleistersensoren een langere autonomie kunnen hebben, dunner kunnen zijn, elastisch kunnen zijn over een groter gedeelte van hun oppervlak, en minder massa kunnen hebben.The energy source may be rechargeable, and the patch sensor may further include a charging circuit for wirelessly charging the rechargeable energy source. It is an advantage of embodiments of the patch sensor according to the present invention that use a rechargeable or rechargeable energy source, because such patch sensors may have a longer autonomy, may be thinner, may be elastic over a larger portion of their surface, and may have less mass .
Het herlaadcircuit kan voorzien zijn om elektromagnetische energie op te vangen, en op te slaan in de energiebron. Het herlaadcircuit kan bv. voorzien zijn van een sub-circuit voor RF-koppeling met een externe energiebron, of met een sub-circuit voor capacitieve koppeling met een externe energiebron.The recharge circuit may be provided to collect electromagnetic energy and store it in the energy source. The recharge circuit may, for example, be provided with a sub-circuit for RF coupling with an external energy source, or with a sub-circuit for capacitive coupling with an external energy source.
Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat het opladen contactloos kan gebeuren, omdat het toelaat de pleistersensor waterdicht af te sluiten.It is an advantage of embodiments of the present invention that the charging can be contactless, because it allows waterproof sealing of the plaster sensor.
De energiebron kan een veelheid van elektrische energiecellen omvatten, onderling verbonden door middel van een elastische elektrische verbinding. De energiecellen of energieopslagelementen kunnen bv. kleine capaciteiten zijn, gevormd door twee metaal-electrodes (bv. van Al en/of Cu) en daartussen een diëlectricum. Deze capaciteiten kunnen bv. aangebracht worden tussen twee rekbare en buigbare silicone-lagen. Het is een voordeel van het gebruik van een elastische energieopslagstructuur t.o.v. bv. knoopcelbatterijen, dat een groter oppervlak van de pleistersensor elastisch is, en dat doorgaans de pleistersensor minder dik kan zijn, en dat capaciteiten (her)oplaadbaar zijn, terwijl de aansluiting van een Alkaline knoopcelbatterij bv. dient te gebeuren tijdens de productie van de pleistersensor. In het laatste geval is het evenwel mogelijk het energieverbruik te beperken door geschikte software, bv. door pas te beginnen met meten na activatie via een gepast RF-commando.The energy source may comprise a plurality of electrical energy cells interconnected by means of an elastic electrical connection. The energy cells or energy storage elements may, for example, be small capacities formed by two metal electrodes (e.g. of Al and / or Cu) and a dielectric therebetween. These capacities can be applied, for example, between two stretchable and flexible silicone layers. It is an advantage of using an elastic energy storage structure with respect to, for example, button cell batteries, that a larger surface of the patch sensor is elastic, and that usually the patch sensor can be less thick, and that capacities are (re) chargeable, while the connection of a Alkaline button cell battery, for example, must be done during the production of the plaster sensor. In the latter case, however, it is possible to limit energy consumption through suitable software, for example, by only starting to measure after activation via an appropriate RF command.
De pleistersensor kan een elastische rekbare en buigzame beschermlaag omvatten voor het beschermen van de minstens één strip en optioneel ook van de geïntegreerde schakeling wanneer aanwezig. De beschermlaag kan daarbij aangebracht zijn op de filmlaag zodanig dat de filmlaag naar de omgeving toe is afgeschermd. Het is een voordeel van de onderhavige uitvinding wanneer de beschermlaag bestaat uit een elastisch en een elektrisch isolerend materiaal, zoals bv. silicoonrubber, omdat dit niet alleen elastische uitrekking van de pleistersensor toelaat, alsook bescherming van de componenten, maar tevens draadloze transmissie toelaat doorheen de beschermlaag, zowel van energie (in het geval van een herlaadbare energiebron) als van gegevens.The plaster sensor may comprise an elastic stretchable and flexible protective layer for protecting the at least one strip and optionally also the integrated circuit when present. The protective layer can be applied to the film layer in such a way that the film layer is shielded towards the environment. It is an advantage of the present invention if the protective layer consists of an elastic and an electrically insulating material, such as, for example, silicone rubber, because this not only allows elastic extension of the plaster sensor, but also protects the components, but also allows wireless transmission through the protective layer, both of energy (in the case of a rechargeable energy source) and of data.
De beschermlaag kan een waterdichte beschermlaag zijn. Het is een voordeel om de pleister te voorzien van een waterdichte beschermlaag, of beter gezegd dat de ganse pleistersensor waterdicht is (tussen de elastische filmlaag en de beschermlaag), omdat het toelaat dat de pleister meerdere dagen bevestigd kan blijven op de huid van een persoon, zelfs tijdens het zweten of wassen of zwemmen. De pleister kan zelfs metingen doen tijdens het zwemmen. Zulke waterdichte pleistersensor is ook voordelig om aangebracht te worden op de huid van een dier, zodat de pleistersensor niet beschadigd worden zelfs als het dier nat wordt, of op een vochtige plek gaat liggen.The protective layer can be a waterproof protective layer. It is an advantage to provide the patch with a waterproof protective layer, or rather that the entire patch sensor is waterproof (between the elastic film layer and the protective layer), because it allows the patch to remain attached to a person's skin for several days , even while sweating or washing or swimming. The patch can even take measurements while swimming. Such a waterproof plaster sensor is also advantageous to be applied to the skin of an animal, so that the plaster sensor is not damaged even if the animal gets wet, or lies down in a moist place.
Het aanwezig houden van de pleister op dezelfde plaats heeft het voordeel t.o.v. het herhaaldelijk verwijderen en opnieuw aanbrengen van de pleister, dat de locatie van de pleister exact dezelfde blijft, waardoor consistentie van de gegevens (bv. vóór en na het wassen) gegarandeerd blijft.Keeping the patch in the same place has the advantage over the repeated removal and reapplication of the patch that the location of the patch remains exactly the same, thereby ensuring consistency of data (e.g., before and after washing).
De pleistersensor kan een massa (m) hebben van minder dan 100 gram, bij voorkeur minder dan 50 gram. Het is een voordeel van zulke pleister dat hij niet of nauwelijks voelbaar is, en dat hij ongemerkt en ongehinderd beweging toelaat, zonder dat de persoon of het dier waarop de pleister is aangebracht, zich anders gaan gedragen vanwege de aanwezigheid van de pleistersensor.The patch sensor can have a mass (m) of less than 100 grams, preferably less than 50 grams. It is an advantage of such a patch that it is hardly or not at all palpable, and that it allows movement unnoticed and unhindered, without the person or animal on which the patch is applied behaving differently due to the presence of the patch sensor.
De kracht nodig om de pleistersensor met 50% te rekken in eender welke richting in het vlak van de pleistersensor (X, Y) kan minder zijn dan 2.0 Newton. Het is een voordeel van zulke pleister dat hij ongemerkt en ongehinderd beweging toelaat, zonder dat de persoon of het dier waarop de pleister is aangebracht, bewegingen gaat beperken of meer kracht moet uitoefenen dan normaal vanwege de aanwezigheid van de pleistersensor.The force required to stretch the patch sensor by 50% in any direction in the plane of the patch sensor (X, Y) may be less than 2.0 Newton. It is an advantage of such a patch that it allows movement unnoticed and unhindered, without the person or animal on which the patch is applied starting to restrict movements or to exert more force than normal due to the presence of the patch sensor.
De pleistersensor kan een dikte (d) hebben die over haar gehele oppervlak minder is dan 10 mm, bijvoorbeeld minder dan lmm. Bij voorkeur is de dikte overal minder dan 5 mm, met meer voorkeur minder dan 3 mm, met de meeste voorkeur minder dan 2 mm. Het is een voordeel van een rekbare pleister met zulke geringe dikte dat hij niet of nauwelijks hindert, en/of niet of nauwelijks voelbaar is. De lezer zal onmiddellijk beamen dat een rekbare en buigzame pleister van bv. 5 mm dikte op de rug veel minder hindert dan een pleister met een onvervormbare plastic uitleesmodule van bv. 1 cm dikte. In het eerste geval kan de gebruiker bv. ongehinderd tegen een rugleuning leunen, in het tweede geval kan dit niet. Tevens wordt hierdoor de kans om de pleister te verschuiven, en/of te verliezen aanzienlijk verminderd.The plaster sensor can have a thickness (d) that is less than 10 mm over its entire surface, for example less than 1 mm. Preferably, the thickness is everywhere less than 5 mm, more preferably less than 3 mm, most preferably less than 2 mm. It is an advantage of a stretchable plaster with such a small thickness that it does not, or hardly, interfere with, and / or hardly or hardly felt. The reader will immediately agree that a stretchable and flexible plaster of, for example, 5 mm thickness on the back hinders much less than a plaster with an undeformable plastic read-out module of, for example, 1 cm thickness. In the first case, for example, the user can lean against a backrest unhindered, in the second case this is not possible. This also considerably reduces the chance of shifting and / or losing the patch.
De pleistersensor kan verder een draadloos zendcircuit omvatten functioneel verbonden met de geïntegreerde schakeling voor het draadloos versturen van gegevens, en waarbij de geïntegreerde schakeling voorzien is voor het draadloos verzenden van gegevens uit het geheugen. Het is een voordeel van een pleistersensor met een draadloos of contactloos zendcircuit dat de metingen kunnen uitgelezen worden zelfs tijdens het gebruik van de pleistersensor, zonder de beweging te verstoren.The patch sensor may further comprise a wireless transmitting circuit operatively connected to the integrated circuit for transmitting data wirelessly, and wherein the integrated circuit is provided for transmitting data from the memory wirelessly. It is an advantage of a plaster sensor with a wireless or contactless transmit circuit that the measurements can be read out even while using the plaster sensor, without disturbing the movement.
Het is een voordeel van een RF-zendcircuit dat het RF-signaal kan verzonden worden over een relatief grotere afstand (bv. in de grootte-orde van 10 to 50 meter). Het is een voordeel van een RF-zendcircuit t.o.v. een fysieke connector, dat er geen fysiek contact nodig is tussen de pleistersensor en de uitleeseenheid om de gegevens uit te wisselen, waardoor de kans op beschadiging drastisch wordt gereduceerd. Het is een voordeel van RF-signalen dat ze doorheen de beschermlaag kunnen gestuurd worden, waardoor waterdichte afdichting van de pleistersensor mogelijk is.It is an advantage of an RF transmitting circuit that the RF signal can be transmitted over a relatively greater distance (e.g. in the order of 10 to 50 meters). It is an advantage of an RF transmitting circuit over a physical connector that no physical contact is required between the patch sensor and the readout unit to exchange the data, thereby drastically reducing the risk of damage. It is an advantage of RF signals that they can be sent through the protective layer, making waterproof sealing of the plaster sensor possible.
Het zendcircuit kan voorzien zijn voor het verzenden van een RF-signaal. Het is een voordeel van een RF-signaal te gebruiken, omdat het toelaat date te versturen op relatief grote afstand (bv. 10 tot 50 m) van de ontvanger. Het is een voordeel om een gestandaardiseerd protocol zoals bv. Zigbee of Bluetooth te gebruiken, omdat deze technologie matuur is, en beschikbaar is in diverse geïntegreerde schakelingen als single chip. anderzijds is het ook mogelijk een ander RF-signaal te gebruiken, bv. een analoog gemoduleerd signaal (bv. AM-modulatie, FM-modulatie, enz). De gebruikte frequentieband kan eender welke toegelaten frequentieband zijn, maar één van de ISM banden geniet de voorkeur. Een bijkomend voordeel van RF-communicatie is dat de meeste digitale communicatie-protocollen zoals Zigbee en Bluetooth tweewegscommunicatie toelaten, waardoor het bv. ook mogelijk is om software-upgrade uit te voeren, of bv. bepaalde commando's of instellingen door te geven om een specifieke pleistersensor te optimaliseren voor een bepaald gebruik. Zo kan bv. de bemonsteringsfrequentie ingesteld worden via de RF-interface, of kan een start-commando of stop-commando gegeven worden voor het starten of stoppen van bemonsteren. Op die manier kan energie bespaard worden.The transmission circuit may be provided for transmitting an RF signal. It is an advantage to use an RF signal because it allows you to send data at a relatively large distance (eg 10 to 50 m) from the receiver. It is an advantage to use a standardized protocol such as Zigbee or Bluetooth, because this technology is mature, and is available in various integrated circuits as a single chip. on the other hand, it is also possible to use a different RF signal, for example an analog modulated signal (e.g. AM modulation, FM modulation, etc.). The frequency band used can be any permitted frequency band, but one of the ISM bands is preferred. An additional advantage of RF communication is that most digital communication protocols such as Zigbee and Bluetooth allow two-way communication, making it possible, for example, to perform software upgrades, or, for example, to pass on certain commands or settings in order to Optimize plaster sensor for a specific use. For example, the sampling frequency can be set via the RF interface, or a start command or stop command can be given for starting or stopping sampling. Energy can be saved in this way.
Het zendcircuit kan voorzien zijn voor het verzenden van een signaal door capacitieve koppeling. Capacitieve koppeling is een andere mogelijkheid om draadloos data te versturen, al is dit aanzienlijk minder praktisch dan RF-communicatie. Niettemin is het verzenden van de gegevens mogelijk via een capacitieve koppeling, bv. door een uitleeseenheid dicht in de buurt te houden van de pleister, bv op minder dan 1 cm. Capacitieve koppeling doorheen de isolerende beschermlaag is mogelijk, en heeft eveneens het voordeel dat het risico op beschadiging van het intern circuit (bv. door EMC) of het risico op oxidatie van de contacten geminimaliseerd wordt, en dat waterdichte afscherming van de pleistersensor mogelijk is.The transmission circuit can be provided for sending a signal by capacitive coupling. Capacitive coupling is another possibility to send data wirelessly, although this is considerably less practical than RF communication. Nevertheless, it is possible to send the data via a capacitive coupling, for example by keeping a read unit close to the patch, for example less than 1 cm. Capacitive coupling through the insulating protective layer is possible, and also has the advantage that the risk of damaging the internal circuit (e.g. by EMC) or the risk of oxidation of the contacts is minimized, and that waterproof protection of the plaster sensor is possible.
De pleistersensor kan verder een temperatuursensor omvatten, en de geïntegreerde schakeling kan voorzien zijn van een algoritme om de gemeten temperatuur op te slaan in het geheugen, en/of om de meetwaarden te compenseren rekening houdend met de gemeten temperatuur. Het is een voordeel van een pleistersensor met een temperatuursensor en een temperatuurscompensatie-algoritme, omdat het toelaat de nauwkeurigheid van de meetwaarden nog te verbeteren.The patch sensor may further comprise a temperature sensor, and the integrated circuit may be provided with an algorithm for storing the measured temperature in the memory, and / or for compensating the measured values taking into account the measured temperature. It is an advantage of a plaster sensor with a temperature sensor and a temperature compensation algorithm, because it allows to improve the accuracy of the measured values.
De onderhavige uitvinding betreft eveneens het gebruik van de pleistersensor zoals hierboven beschreven, waarbij de pleistersensor is aangebracht op de huid van een dier voor het meten van prenatale contracties. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat de pleistersensor uitermate geschikt is voor het meten van prenatale contracties van bv. een koe of een paard of ander vee. In dit geval is het gebruik van RF-signalen een gigantisch voordeel, omdat het toelaat het dier nauwkeurig te bewaken vanop afstand, wat minder stress bezorgt aan het dier. Door het dier tijdig op te volgen vóór de bevalling kan men optimale behandeling voorzien, en kan men beter ingrijpen als er wat fout dreigt te lopen. De sensor kan verbonden zijn met een bewakingssysteem zodat tijdig identificatie van een nakende bevalling kan gebeuren.The present invention also relates to the use of the patch sensor as described above, wherein the patch sensor is applied to the skin of an animal for measuring prenatal contractions. It is an advantage of embodiments of the present invention that the plaster sensor is extremely suitable for measuring prenatal contractions of, for example, a cow or a horse or other cattle. In this case, the use of RF signals is a huge advantage because it allows precise monitoring of the animal remotely, which causes less stress to the animal. By following up the animal in time before delivery, optimal treatment can be provided, and it is better to intervene if something goes wrong. The sensor can be connected to a monitoring system so that timely identification of an impending birth can take place.
De onderhavige uitvinding betreft ook het gebruik van de pleistersensor zoals hierboven beschreven , waarbij de pleistersensor wordt aangebracht op de huid van een dier, met name ter hoogte van één van de gewrichten van één van de poten van het dier, voor het meten van stapbewegingen van een dier. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat de pleistersensor uitermate geschikt is voor het meten van stapbewegingen (de gang) van een dier, met name een koe of een paard of ander vee. Ook hier is het gebruik van RF-signalen een gigantisch voordeel, omdat het toelaat het dier nauwkeurig te volgen vanop afstand, zonder het dier in zijn beweging te belemmeren. Om de afstand waarop men kan uitlezen te vergroten, kan men bv. zgn. "repeaters" plaatsen aan de omtrek van een weide. Door het opvolgen van de stapbewegingen, vooral over een langere termijn (bv. meerdere weken of zelfs maanden), kan men met name "lamheid" of kreupelheid, maar ook andere ziektes en/of problemen tijdig detecteren, en tijdig ingrijpen om erger te voorkomen.The present invention also relates to the use of the plaster sensor as described above, wherein the plaster sensor is applied to the skin of an animal, in particular at the height of one of the joints of one of the legs of the animal, for measuring step movements of an animal. It is an advantage of embodiments of the present invention that the plaster sensor is extremely suitable for measuring step movements (the gait) of an animal, in particular a cow or a horse or other cattle. Here, too, the use of RF signals is a huge advantage, because it allows precise tracking of the animal remotely, without impeding the animal in its movement. To increase the distance at which you can read out, you can, for example, place so-called "repeaters" on the perimeter of a meadow. By following the step movements, especially over a longer period (eg several weeks or even months), one can in particular detect "paralyzes" or lameness, but also other diseases and / or problems, and intervene in time to prevent worse .
Het gebruik kan zijn voor de detectie van lamheid bij vee. Het sensorsysteem volgens de onderhavige uitvinding is uitermate geschikt voor het observeren (en analyseren van de evolutie) van stapbewegingen van vee voor het vroegtijdig opsporen van lamheid of kreupelheid. Met vee wordt bv. koeien of paarden bedoeld.The use can be for the detection of paralysis in cattle. The sensor system according to the present invention is extremely suitable for observing (and analyzing the evolution) of step movements of cattle for the early detection of paralysis or lameness. Cattle, for example, means cows or horses.
De onderhavige uitvinding betreft ook het gebruik van de pleistersensor zoals hierboven beschreven, waarbij de pleistersensor wordt aangebracht op de huid van een mens, met name op de rug ter hoogte van de ruggengraat, voor het meten van bewegingen van de rug. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding dat de pleistersensor uitermate geschikt is voor het meten van bewegingen van een ruggengraat (wervelkolom) van een mens of een dier zoals bv. een koe of een paard. Bij voorkeur wordt de rekbare pleistersensor hierbij aangebracht over minstens een gedeelte van de huid boven de wervelkolom. Afhankelijk van de situatie kan men vooral de onderrug, of de bovenrug (bv. tussen de schouderplaten), of beiden bewaken. Typische afmetingen voor zulk een rekbare pleistersensor zijn: 50 cm x 10 cm, of 75 cm x 10 cm, of 100 cm x 10 cm, maar andere afmetingen kunnen eveneens gebruikt worden. Het gebruik van twee sets van evenwijdige strips (bv. in de vorm van een visgraat) is hierbij bijzonder voordelig, omdat het toelaat zeer nauwkeurig alle mogelijke bewegingen van de rug in kaart te brengen. De oriëntatie van de strips is in dit geval bij voorkeur zo gekozen dat de visgraat (V-vorm) naar het staartbeen is gericht, en de beide "benen" van de V zich nagenoeg symmetrisch aan weerskanten t.o.v. de ruggengraat bevinden. Alternatief kan echter een sensor gebruikt worden met een of meerdere sensorstrips in één richting, om eenvoudige bewegingen te meten ofte monitoren. De pleistersensor kan op de genoemde huid worden aangebracht onder een voorgerekte vorm. Dit biedt het voordeel dat de strips zowel positieve als negatieve waarden kunnen meten (d.w.z. uitrekking van de huid alsook krimp). Aangezien de kracht nodig om de pleistersensor te rekken minimaal is (zie hoger), kan hij gemakkelijk in licht gerokken toestand worden aangebracht, en is de kans dat de pleistersensor loskomt minimaal. Om de pleister aan te brengen met een geschikte voorspanning, kan bv. een gepaste opdruk (bv. een ellipsvorm) aangebracht zijn op de pleistersensor, die op de huid dient aangedrukt te worden als de pleistersensor bij uitrekking een cirkelvorm vertoont.The present invention also relates to the use of the patch sensor as described above, wherein the patch sensor is applied to the skin of a human, in particular on the back at the level of the spine, for measuring back movements. It is an advantage of embodiments of the present invention that the plaster sensor is extremely suitable for measuring movements of a backbone (spine) of a human or animal such as, for example, a cow or a horse. The stretchable plaster sensor is herein preferably applied over at least a portion of the skin above the spine. Depending on the situation, you can mainly monitor the lower back, or the upper back (eg between the shoulder plates), or both. Typical dimensions for such an elastic plaster sensor are: 50 cm x 10 cm, or 75 cm x 10 cm, or 100 cm x 10 cm, but other dimensions can also be used. The use of two sets of parallel strips (e.g. in the form of a herringbone) is particularly advantageous here, because it allows very accurate mapping of all possible movements of the back. The orientation of the strips in this case is preferably chosen such that the herringbone (V-shape) is directed towards the tailbone, and the two "legs" of the V are substantially symmetrical on both sides relative to the backbone. Alternatively, however, a sensor can be used with one or more sensor strips in one direction, to measure or monitor simple movements. The plaster sensor can be applied to said skin in a pre-stretched form. This offers the advantage that the strips can measure both positive and negative values (i.e., skin extension as well as shrinkage). Since the force required to stretch the patch sensor is minimal (see above), it can easily be applied in a slightly stretched state, and the chance of the patch sensor coming off is minimal. In order to apply the patch with a suitable pre-stress, an appropriate imprint (e.g. an ellipse shape) may be applied to the patch sensor, which must be pressed onto the skin if the patch sensor exhibits a circular shape when stretched.
De onderhavige uitvinding betreft ook een sensorsysteem omvattende de pleistersensor zoals hierboven beschreven, een verwerkingssysteem met een ontvanger voorzien voor het ontvangen van de gegevens verzonden door de pleistersensor en met een rekeneenheid voor het verwerken van de ontvangen gegevens, en met een uitleeseenheid voor het weergeven van de verwerkte gegevens. Het verwerkingssysteem kan bv. een laptop of pda of tablet of smartphone of dergelijke zijn met een draadloze interface, bv. met Bluetooth-functionaliteit, en voorzien van de nodige software voor het uitlezen van de gegevens van de rekbare pleistersensor. Deze laptop of pda of tabel of smartphone of dergelijke verschilt van gekende laptops doordat hij een specifiek software-programma bevat voor het verder verwerken en interpreteren van de gegevens, bv. door afgeleide grootheden zoals snelheid en versnelling of kracht en schokken af te leiden uit de meetgegevens. Het verwerkingssysteem kan ook voorzien zijn om de gegevens van meerdere pleistersensoren te combineren en te analyseren aan de hand van een wiskundig model en/of een biomechanisch gegevensbestand, zodat bv. de gecombineerde verticale en horizontale beweging van een hoef van een voorpoot van een koe kan bepaald worden, en in grafiek kan gebracht worden. Het resultaat van deze analyse kan dan getoond worden op het display of monitor of scherm.The present invention also relates to a sensor system comprising the patch sensor as described above, a processing system with a receiver provided for receiving the data sent by the patch sensor and with a calculating unit for processing the received data, and with a reading unit for displaying the processed data. The processing system can be, for example, a laptop or PDA or tablet or smartphone or the like with a wireless interface, eg with Bluetooth functionality, and provided with the necessary software for reading the data from the stretchable plaster sensor. This laptop or PDA or table or smartphone or the like differs from known laptops in that it contains a specific software program for the further processing and interpretation of the data, for example by deriving derived variables such as speed and acceleration or force and shocks from the measurement data. The processing system can also be provided for combining and analyzing the data from several plaster sensors on the basis of a mathematical model and / or a biomechanical database, so that, for example, the combined vertical and horizontal movement of a hoof of a cow's front leg can be can be determined, and charted. The result of this analysis can then be shown on the display or monitor or screen.
Specifieke en voorkeursdragende aspecten van de uitvinding zijn opgenomen in de aangehechte onafhankelijke en afhankelijke conclusies. Kenmerken van de afhankelijke conclusies kunnen worden gecombineerd met kenmerken van de onafhankelijke conclusies en met kenmerken van andere afhankelijke conclusies zoals aangewezen en niet enkel zoals uitdrukkelijk in de conclusies naar voor gebracht.Specific and preferred aspects of the invention are included in the appended independent and dependent claims. Features of the dependent claims can be combined with features of the independent claims and with features of other dependent claims as appropriate and not merely as explicitly stated in the claims.
Voor het samenvatten van de uitvinding en de bereikte voordelen ten opzichte van de stand van de techniek werden bepaalde doelstellingen en voordelen van de uitvinding hierboven beschreven. Het is uiteraard te begrijpen dat niet noodzakelijk al deze doelstellingen of voordelen kunnen bereikt worden door elke specifieke uitvoeringsvorm van de uitvinding. Dus, bijvoorbeeld, vakmensen zullen onderkennen dat de uitvinding kan worden belichaamd of uitgevoerd op een wijze die één voordeel of een groep van voordelen zoals hierin aangereikt, zonder daarbij noodzakelijk andere doelstellingen of voordelen te bereiken die hierin kunnen aangereikt of gesuggereerd zijn.To summarize the invention and the advantages achieved over the prior art, certain objects and advantages of the invention have been described above. It is, of course, understood that not all of these objectives or advantages can be achieved by any specific embodiment of the invention. Thus, for example, those skilled in the art will recognize that the invention may be embodied or implemented in a manner that provides one benefit or a group of benefits as herein disclosed, without necessarily achieving other objectives or benefits that may be offered or suggested herein.
Deze en andere aspecten van de uitvinding zullen duidelijk zijn aan de hand van en verhelderd worden met verwijzing naar de hiernavolgende beschreven uitvoeringsvorm(en).These and other aspects of the invention will be apparent from and elucidated with reference to the embodiment (s) described below.
Korte beschrijving van de figurenBrief description of the figures
De uitvinding zal nu verder worden beschreven, bij wijze van voorbeeld, met verwijzing naar de bijhorende figuren waarin: FIG. 1 toont een meetsysteem, gekend in de stand der techniek. FIG. 2 toont een ander meetsysteem, gekend in de stand der techniek. FIG. 3 toont een uitvoeringsvorm van een pleistersensor volgens de onderhavige uitvinding, waarbij een gedeelte van de elastische beschermlaag (in het zwart weergegeven) is weggenomen voor illustratieve doeleinden. FIG. 4 toont een andere uitvoeringsvorm van een pleistersensor volgens de onderhavige uitvinding. FIG. 5 toont een voorbeeld van een man met een derde uitvoeringsvorm van een pleistersensor volgens de onderhavige uitvinding, aangebracht op zijn ruggengraat. FIG. 6 toont rekbare elektrische verbindingen aangebracht op een elastisch substraat, zoals gekend in de stand der techniek. FIG. 7 toont een voorbeeld van een plooibaar substraat met elektronische componenten, zoals gekend in de stand der techniek. FIG. 8 toont een voorbeeld van een flexibele en rekbare batterij, gekend in de stand der techniek. FIG. 9 toont de basiselementen van een klassieke elektrische capaciteit, zoals gekend in de stand der techniek. FIG. 10 (links) toont een voorbeeld van een elastische structuur met een diëlectrisch electro-actief polymeer (DEAP) dat zich bevindt tussen twee elektrodes met een golfstructuur, gekend in de stand der techniek. FIG. 10 (rechts) toont een functie van de elektrische capaciteit van deze structuur in functie van de lengte (wanneer ze uitgerokken wordt). FIG. 11 toont een voorbeeld van meetgegevens (verplaatsing) en afgeleide meetgegevens (snelheid), verkrijgbaar met uitvoeringsvormen van de pleistersensor volgens de onderhavige uitvinding. FIG. 12 toont een voorbeeld van een grafiek die de hoeksnelheid weergeeft voor de voorpoten van een dier op basis van een gemiddelde van hoeksnelheidsmetingen alsook de effectieve hoeksnelheid voor die beweging. FIG. 13 toont een voorbeeld-grafiek van een normale percent cyclus van metingen van een knieflexie-hoek gemeten tijdens één stap. FIG. 14 toont meerdere metingen zoals die van FIG. 13, gemeten bij verschillende stappen. FIG. 15 toont een koe, waarbij meerdere interessante plaatsen op de huid zijn aangeduid waarop een sensorpleister volgens de onderhavige uitvinding kan aangebracht worden om bijvoorbeeld stapanalyse te doen. FIG. 16 is een schematische weergave van de voorpoten (links) en achterpoten (rechts) van de koe van FIG. 15, waarin de gewrichten van iedere poot zijn weergegeven. FIG. 17 toont enkele gewrichten van de voorpoot of achterpoot van de koe tijdens het stappen, waarvoor metingen kunnen uitgevoerd worden. FIG. 18 is een weergave van de degradatie die optreedt in het stappatroon en die indicatief is voor een bepaald ziektebeeld. FIG. 19 toont een verband tussen "lamheid" (ook "kreupelheid" genoemd) en diverse andere aspecten die belangrijk zijn bij de veeteelt. FIG. 20 toont een blokdiagram van een sensorsysteem volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding voor het opmeten van bewegingsgegevens, en het verwerken en het weergeven ervan.The invention will now be further described, by way of example, with reference to the accompanying drawings in which: FIG. 1 shows a measuring system known in the art. FIG. 2 shows another measuring system known in the art. FIG. 3 shows an embodiment of a plaster sensor according to the present invention, wherein a portion of the elastic protective layer (shown in black) is removed for illustrative purposes. FIG. 4 shows another embodiment of a plaster sensor according to the present invention. FIG. 5 shows an example of a man with a third embodiment of a plaster sensor according to the present invention mounted on his backbone. FIG. 6 shows stretchable electrical connections applied to an elastic substrate, as known in the art. FIG. 7 shows an example of a pliable substrate with electronic components, as known in the art. FIG. 8 shows an example of a flexible and stretchable battery known in the art. FIG. 9 shows the basic elements of a classical electrical capacity, as known in the art. FIG. 10 (left) shows an example of an elastic structure with a dielectric electro-active polymer (DEAP) located between two electrodes with a wave structure, known in the art. FIG. 10 (right) shows a function of the electrical capacity of this structure as a function of the length (when stretched). FIG. 11 shows an example of measurement data (displacement) and derived measurement data (speed) available with embodiments of the patch sensor according to the present invention. FIG. 12 shows an example of a graph showing the angular velocity for the front legs of an animal based on an average of angular velocity measurements as well as the effective angular velocity for that movement. FIG. 13 shows an exemplary graph of a normal percent cycle of measurements of a knee flexion angle measured during one step. FIG. 14 shows multiple measurements such as those of FIG. 13, measured at different steps. FIG. 15 shows a cow, wherein several interesting places on the skin are indicated to which a sensor plaster according to the present invention can be applied for, for example, doing a step analysis. FIG. 16 is a schematic representation of the front legs (left) and rear legs (right) of the cow of FIG. 15, showing the joints of each leg. FIG. 17 shows some joints of the front leg or hind leg of the cow during walking, for which measurements can be taken. FIG. 18 is a representation of the degradation that occurs in the step pattern and that is indicative of a particular disease. FIG. 19 shows a relationship between "paralysis" (also called "lameness") and various other aspects that are important in animal husbandry. FIG. 20 shows a block diagram of a sensor system according to embodiments of the present invention for measuring motion data, and processing and displaying it.
De figuren zijn enkel schematisch en niet limiterend. In de figuren kunnen de afmetingen van sommige onderdelen overdreven en niet op schaal zijn voorgesteld voor illustratieve doeleinden. De afmetingen en de relatieve afmetingen komen soms niet overeen met de actuele praktische uitvoering van de uitvinding.The figures are only schematic and non-limiting. In the figures, the dimensions of some parts may be exaggerated and not represented to scale for illustrative purposes. The dimensions and the relative dimensions sometimes do not correspond to the current practical embodiment of the invention.
Referentienummers in de conclusies mogen niet worden geïnterpreteerd om de beschermingsomvang te beperken.Reference numbers in the claims may not be interpreted to limit the scope of protection.
In de verschillende figuren verwijzen dezelfde referentienummers naar dezelfde of gelijkaardige elementen.In the various figures, the same reference numbers refer to the same or similar elements.
Gedetailleerde beschrijving van uitvoeringsvormen van de uitvindingDetailed description of embodiments of the invention
De huidige uitvinding zal beschreven worden met betrekking tot bijzondere uitvoeringsvormen en met verwijzing naar bepaalde tekeningen, echter de uitvinding wordt daartoe niet beperkt maar is enkel beperkt door de conclusies.The present invention will be described with reference to particular embodiments and with reference to certain drawings, however, the invention is not limited thereto but is only limited by the claims.
Het dient opgemerkt te worden dat de term "omvat", zoals gebruikt in de conclusies, niet als beperkt tot de erna beschreven middelen dient geïnterpreteerd te worden; deze term sluit geen andere elementen of stappen uit. Hij is zodoende te interpreteren als het specificeren van de aanwezigheid van de vermelde kenmerken, waarden, stappen of componenten waarnaar verwezen wordt, maar sluit de aanwezigheid of toevoeging van één of meerdere andere kenmerken, waarden, stappen of componenten, of groepen daarvan niet uit. Dus, de omvang van de uitdrukking "een inrichting omvattende middelen A en B" dient niet beperkt te worden tot inrichtingen die slechts uit componenten A en B bestaan. Het betekent dat met betrekking tot de huidige uitvinding, A en B de enige relevante componenten van de inrichting zijn.It is to be noted that the term "comprises", as used in the claims, is not to be interpreted as being limited to the means described thereafter; this term does not exclude other elements or steps. It can therefore be interpreted as specifying the presence of the listed features, values, steps or components referred to, but does not exclude the presence or addition of one or more other features, values, steps or components, or groups thereof. Thus, the scope of the expression "a device comprising means A and B" should not be limited to devices that consist only of components A and B. It means that with regard to the present invention, A and B are the only relevant components of the device.
Verwijzing doorheen deze specificatie naar "één uitvoeringsvorm" of "een uitvoeringsvorm" betekent dat een specifiek kenmerk, structuur of karakteristiek beschreven in verband met de uitvoeringsvorm is opgenomen in tenminste één uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding. Dus, voorkomen van de uitdrukkingen "in één uitvoeringsvorm" of "in een uitvoeringsvorm" op diverse plaatsen doorheen deze specificatie hoeven niet noodzakelijk allemaal naar dezelfde uitvoeringsvorm te refereren, maar kunnen dit wel doen. Voorts, de specifieke kenmerken, structuren of karakteristieken kunnen gecombineerd worden op eender welke geschikte manier, zoals duidelijk zou zijn voor een gemiddelde vakman op basis van deze bekendmaking, in één of meerdere uitvoeringsvormen.Reference throughout this specification to "one embodiment" or "an embodiment" means that a specific feature, structure, or characteristic described in connection with the embodiment is included in at least one embodiment of the present invention. Thus, occurrence of the expressions "in one embodiment" or "in an embodiment" at various places throughout this specification may not necessarily all refer to the same embodiment, but may do so. Furthermore, the specific features, structures, or characteristics may be combined in any suitable manner, as would be apparent to those skilled in the art based on this disclosure, in one or more embodiments.
Vergelijkbaar dient het geapprecieerd te worden dat in de beschrijving van voorbeeldmatige uitvoeringsvormen van de uitvinding verscheidene kenmerken van de uitvinding soms samen gegroepeerd worden in één enkele uitvoeringsvorm, figuur of beschrijving daarvan met als doel het stroomlijnen van de openbaarmaking en het helpen in het begrijpen van één of meerdere van de verscheidene inventieve aspecten. Deze methode van openbaarmaking dient hoe dan ook niet geïnterpreteerd te worden als een weerspiegeling van een intentie dat de uitvinding meer kenmerken vereist dan expliciet vernoemd in iedere conclusie. Eerder, zoals de volgende conclusies weerspiegelen, inventieve aspecten liggen in minder dan alle kenmerken van één enkele voorafgaande openbaar gemaakte uitvoeringsvorm. Dus, de conclusies volgend op de gedetailleerde beschrijving zijn hierbij expliciet opgenomen in deze gedetailleerde beschrijving, met iedere op zichzelf staande conclusie als een afzonderlijke uitvoeringsvorm van deze uitvinding.Similarly, it should be appreciated that in the description of exemplary embodiments of the invention, various features of the invention are sometimes grouped together into a single embodiment, figure, or description thereof for the purpose of streamlining disclosure and assisting in understanding one or several of the various inventive aspects. This method of disclosure should not be interpreted in any way as a reflection of an intention that the invention requires more features than explicitly mentioned in each claim. Rather, as the following claims reflect, inventive aspects lie in less than all the features of a single prior disclosed embodiment. Thus, the claims following the detailed description are hereby explicitly included in this detailed description, with each independent claim as a separate embodiment of the present invention.
Voorts, terwijl sommige hierin beschreven uitvoeringsvormen sommige, maar niet andere, in andere uitvoeringsvormen inbegrepen kenmerken bevatten, zijn combinaties van kenmerken van verschillende uitvoeringsvormen bedoeld als gelegen binnen de reikwijdte van de uitvinding, en vormen deze verschillende uitvoeringsvormen, zoals zou begrepen worden door de vakman. Bijvoorbeeld, in de volgende conclusies kunnen eender welke van de beschreven uitvoeringsvormen gebruikt worden in eender welke combinatie.Furthermore, while some embodiments described herein include some, but not other, features included in other embodiments, combinations of features of different embodiments are intended to be within the scope of the invention, and constitute different embodiments, as would be understood by those skilled in the art . For example, in the following claims, any of the described embodiments can be used in any combination.
In de hier voorziene beschrijving worden talrijke specifieke details naar voren gebracht. Het is hoe dan ook te begrijpen dat uitvoeringsvormen van de uitvinding kunnen uitgevoerd worden zonder deze specifieke details. In andere gevallen zijn welgekende werkwijzen, structuren en technieken niet in detail getoond om deze beschrijving helder te houden.Numerous specific details are set forth in the description provided here. It is, however, understood that embodiments of the invention can be practiced without these specific details. In other cases, well-known methods, structures and techniques have not been shown in detail to keep this description clear.
In dit document worden de woorden "lamheid" en "kreupelheid" als synoniemen gebruikt.In this document, the words "lame" and "lameness" are used as synonyms.
Waar in de onderhavige uitvinding wordt verwezen naar "uitrekking" of "rek" of "verplaatsing" of "beweging", wordt verwezen naar een beweging van een mens of dier, bv. een beweging van een gewricht of een wervelkolom), en/of de bijhorende uitrekking van de huid, en/of de bijhorende uitrekking van de pleistersensor aangebracht op de huid. Deze "uitrekking" van de pleistersensor kan dus diverse "achterliggende" bewegingen voorstellen, bv. het optrekken of strekken van een knie of elleboog of een ander gewricht, het buigen of bukken of strekken van de rug, afhankelijk van de plaats en oriëntatie van waar de pleistersensor wordt aangebracht. FIG. 1 toont een meetsysteem met de naam "The Body Guard®", commercieel verkrijgbaar bij het Belgische bedrijf "Seis Instruments". Met dit systeem is het mogelijk een uitrekking te meten van één rekstrookje dat gekleefd wordt op de huid. Een nadeel van dit systeem is dat het niet voorzien is voor het meten van uitzetting of uitrekking of verplaatsing met een grote densiteit (of resolutie), aangezien er slechts één rekstrookje is voorzien. Verder is dit systeem niet bijzonder handig voor het meten van uitrekkingen in meerdere richtingen. FIG. 2 toont een meetsysteem met de naam "Vi Move®" commercieel verkrijgbaar van het Australische bedrijf "dorsaVi Ltd". Voor zover als bekend bij de uitvinders van de onderhavige uitvinding, worden bij dit systeem kantelingen gemeten van de individuele componenten ten opzichte van de horizontale en ten opzichte van elkaar, en wordt de onderliggende uitrekking of verplaatsing of kromming niet rechtreeks gemeten, maar afgeleid/berekend uit de kantelgegevens. De accuraatheid van de metingen hangt sterk af van accurate plaatsing. Bovendien is de snelheid waarmee metingen kunnen worden uitgevoerd beperkt. Afgezien van het precies aanbrengen van de individuele componenten, is wellicht het grootste nadeel van dit systeem dat de behuizing die zich op de pleister bevindt vrij dik is (in de orde van 10 mm), en onbuigbaar is, waardoor het systeem belemmerend kan werken tijdens bepaalde activiteiten (zoals bv. zitten tegen de rugleuning van een stoel). FIG. 3 toont een voorbeeld van een rekbare en buigbare pleistersensor 1 volgens de onderhavige uitvinding.Where in the present invention reference is made to "elongation" or "elongation" or "displacement" or "movement", reference is made to a movement of a human or animal, e.g. a movement of a joint or spinal column), and / or the corresponding stretch of the skin, and / or the corresponding stretch of the patch sensor applied to the skin. This "stretch" of the plaster sensor can therefore represent various "underlying" movements, eg the raising or stretching of a knee or elbow or other joint, the bending or bending or stretching of the back, depending on the location and orientation of where the patch sensor is applied. FIG. 1 shows a measuring system with the name "The Body Guard®", commercially available from the Belgian company "Seis Instruments". With this system it is possible to measure a stretch of one strain gauge that is stuck to the skin. A disadvantage of this system is that it is not provided for measuring expansion or elongation or displacement with a high density (or resolution), since only one strain gauge is provided. Furthermore, this system is not particularly useful for measuring stretch in multiple directions. FIG. 2 shows a measurement system with the name "Vi Move®" commercially available from the Australian company "dorsaVi Ltd". As far as known to the inventors of the present invention, tilting of the individual components relative to the horizontal and relative to each other is measured with this system, and the underlying elongation or displacement or curvature is not measured directly, but derived / calculated from the tilt data. The accuracy of the measurements strongly depends on accurate placement. Moreover, the speed at which measurements can be performed is limited. Apart from the precise application of the individual components, the main disadvantage of this system is that the casing on the patch is quite thick (in the order of 10 mm), and is inflexible, allowing the system to act as a barrier during certain activities (such as sitting against the back of a chair). FIG. 3 shows an example of a stretchable and flexible plaster sensor 1 according to the present invention.
De pleistersensor 1 omvat een elastische en elektrisch isolerende filmlaag 2 met een rekbaarheid van minstens 100% in alle richtingen in het vlak van de filmlaag X,Y, bij voorkeur minstens 200% of zelfs minstens 300%. Een geschikt materiaal voor deze filmlaag 2 kan bijvoorbeeld Tegaderm van 3M zijn of EU50 van Smith & Nephew, hoewel de filmlaag niet beperkt is tot deze materialen. De dikte van de filmlaag is afhankelijk van de toepassing. Voor een rugsensor zal een dunnere filmlaag gebruikt worden, terwijl voor een dierentoepassing een dikke patch wordt gebruikt op basis van sticky gel.The plaster sensor 1 comprises an elastic and electrically insulating film layer 2 with a stretchability of at least 100% in all directions in the plane of the film layer X, Y, preferably at least 200% or even at least 300%. A suitable material for this film layer 2 can be, for example, Tegaderm of 3M or EU50 of Smith & Nephew, although the film layer is not limited to these materials. The thickness of the film layer depends on the application. A thinner film layer will be used for a back sensor, while a thick patch based on sticky gel will be used for an animal application.
Aan deze elastische filmlaag 2 is minsten één, bijvoorbeeld één of een veelheid van, elastische langwerpige strip 3 bevestigd. De bevestiging van deze minstens één strip 3 aan de filmlaag 2 kan op velerlei wijzen gebeuren, bv. door te naaien, te lijmen, te klemmen, enz. De strips 3 kunnen bv. over hun ganse lengte bevestigd worden aan de onderliggende filmlaag 2, of enkel op de uiteinden, of op meerdere plaatsen waaronder de uiteinden. De specifiek gebruikte lijm wordt typisch specifiek gekozen in functie van de applicatie. Voor menselijk huidcontact kunnen specifieke lijmen gebruikt worden die reeds beschikbaar zijn en die verschillen van bijvoorbeeld de lijm gebruikt voor diertoepassingen, daar de dierenhuis minder glad is.At least one, for example one or a plurality of, elongated elastic strip 3 is attached to this elastic film layer 2. The attachment of this at least one strip 3 to the film layer 2 can be done in various ways, e.g. by sewing, gluing, clamping, etc. The strips 3 can be attached to the underlying film layer 2 over their entire length, for example. or only at the ends, or at multiple places including the ends. The specific adhesive used is typically specifically selected in function of the application. For human skin contact, specific adhesives can be used that are already available and that differ from, for example, the glue used for animal applications, since the animal house is less slippery.
Volgens een belangrijk aspect van de onderhavige uitvinding zijn de strips 3 elektrische capaciteiten, waarbij de capaciteit een maat is van de lengte van de uitgerokken strip. Daartoe omvatten de strips 3 een elektrisch geleidende toplaag en een elektrisch geleidende onderlaag, met daartussen een laag van een diëlectrisch electro-actief polymeer, verder afgekort als "DEAP". Verder is het belangrijk dat de strips 3 een elastische rekbaarheid hebben van minstens 50% in hun lengterichting. In FIG. 10 zal één mogelijke specifieke uitvoeringsvorm besproken worden, maar de uitvinding is daartoe niet beperkt, en andere strips met gelijkaardige eigenschappen kunnen eveneens gebruikt worden.According to an important aspect of the present invention, the strips 3 are electric capacities, the capacity being a measure of the length of the stretched strip. To that end, the strips 3 comprise an electrically conductive top layer and an electrically conductive bottom layer, with a layer of a dielectric electro-active polymer therebetween, further abbreviated as "DEAP". Furthermore, it is important that the strips 3 have an elastic stretchability of at least 50% in their longitudinal direction. In FIG. 10 one possible specific embodiment will be discussed, but the invention is not limited thereto, and other strips with similar properties can also be used.
Op de elastische en elektrisch isolerende filmlaag 2 van de pleistersensor 1 van FIG. 3 kan verder een geïntegreerde schakeling 4 bevestigd worden, welke elektrisch verbonden is met de veelheid van de genoemde strips 3 door middel van rekbare elektrische verbindingen 11 (zie FIG. 6 voor een voorbeeld van dergelijke verbindingen). De geïntegreerde schakeling 4 is typisch voorzien van de nodige interfaces om de capaciteit van de strips 3 te kunnen meten , één of meerdere Analoog-Digitaal-omzetters (ADC's) om de gemeten waarde te digitaliseren, en een programmeerbare processor die voorzien is van een algoritme om de gemeten capaciteitswaarde ofwel als dusdanig op te slaan in een geheugen, of om deze eerst om te zetten naar een lengtemaat (bv. gebruik makend van een grafiek zoals in FIG. 10 rechts) en vervolgens de lengtemaat op te slaan in het geheugen.On the elastic and electrically insulating film layer 2 of the plaster sensor 1 of FIG. 3, an integrated circuit 4 can further be attached, which is electrically connected to the plurality of said strips 3 by means of stretchable electrical connections 11 (see FIG. 6 for an example of such connections). The integrated circuit 4 is typically provided with the necessary interfaces to be able to measure the capacity of the strips 3, one or more Analog-to-digital converters (ADCs) to digitize the measured value, and a programmable processor which is provided with an algorithm to either store the measured capacitance value as such in a memory, or to first convert it to a length measure (e.g., using a graph as shown in FIG. 10 on the right) and then save the length measure to the memory.
Uitvoeringsvormen van de pleistersensor 1 volgens de onderhavige uitvinding kunnen verschillende geheugens hebben, zowel wat betreft het type (RAM, FLASFI), als wat betreft de opslagcapaciteit.Embodiments of the plaster sensor 1 according to the present invention can have different memories, both with regard to the type (RAM, FLASFI) and with regard to the storage capacity.
Eventueel kan de geïntegreerde schakeling voorzien zijn van een algoritme (in hardware of in software of een combinatie van beiden) voor het toepassen van gegevens-compressie om geheugen te sparen. De compressie kan verliesvrij zijn (bv. entropie-codering, adaptieve codering zoals DPCM of ADPCM, enz) of kan verlieslatend zijn (bv. kwantisatie). De compressie kan tevens in de tijd gebeuren, bv door lineair benadering van een aantal samples, of door run-lengte compressie, of door subsampling, maar andere geschikte compressietechnieken kunnen eveneens gebruikt worden.The integrated circuit can optionally be provided with an algorithm (in hardware or in software or a combination of both) for applying data compression to save memory. The compression may be lossless (e.g., entropy coding, adaptive coding such as DPCM or ADPCM, etc.) or may be loss-making (e.g., quantization). The compression can also be done over time, for example by linear approximation of a number of samples, or by run-length compression, or by subsampling, but other suitable compression techniques can also be used.
Optioneel kan de geïntegreerde schakeling 4 verder een temperatuursensor bevatten, en kan de processor verder voorzien zijn om de gemeten temperatuurswaarde mee op te slaan in het geheugen en/of om de gemeten capaciteitswaarden om te zetten naar lengtematen, rekening houdend met de gemeten temperatuur (temperatuurscompensatie). Bij voorkeur is het geheugen mee geïntegreerd in de geïntegreerde schakeling, maar een afzonderlijke temperatuursensor is eveneens mogelijk, bv. een diode. Bij voorkeur is de geïntegreerde schakeling voorzien van een programma dat regelmatig de temperatuur meet (bv. met een frequentie in het bereik van 2x per seconde tot lx per minuut, bij voorkeur in het bereik van lx per seconde tot lx per 10 seconden, bij voorkeur ongeveer iedere seconde). De gemeten temperatuur kan mee opgeslagen worden in het geheugen, en desgewenst mee verzonden worden met de meetgegevens, zodat de ontvanger temperatuurscorrectie kan uitvoeren. Alternatief wordt de temperatuur niet mee opgeslagen in het geheugen en niet meegestuurd met de gegevens, maar wordt de temperatuurscorrectie doorgevoerd in de pleistersensor zelf.Optionally, the integrated circuit 4 may further comprise a temperature sensor, and the processor may further be provided for storing the measured temperature value in the memory and / or for converting the measured capacity values into lengths, taking into account the measured temperature (temperature compensation). ). The memory is preferably integrated in the integrated circuit, but a separate temperature sensor is also possible, for example a diode. The integrated circuit is preferably provided with a program that regularly measures the temperature (e.g. with a frequency in the range of 2x per second to 1x per minute, preferably in the range of 1x per second to 1x per 10 seconds, preferably approximately every second). The measured temperature can also be stored in the memory and, if desired, sent along with the measurement data, so that the receiver can perform temperature correction. Alternatively, the temperature is not stored in the memory and not sent with the data, but the temperature correction is carried out in the plaster sensor itself.
Optioneel kan de geïntegreerde schakeling 4 verder voorzien zijn van of verbonden zijn met een klok, bv. een real-time klok die een datum en tijd kan bijhouden. Indien aanwezig, kan de datum en tijd mee opgeslagen worden in het geheugen, bv. als time-stamps voor iedere meting, of per blok van een vooraf bepaald aantal meetwaarden (bv. één time-stamp per groepje van meetwaarden overeenkomend met één seconde).Optionally, the integrated circuit 4 may further be provided with or be connected to a clock, e.g. a real-time clock that can keep a date and time. If present, the date and time can also be stored in the memory, eg as time-stamps for each measurement, or per block of a predetermined number of measured values (eg one time-stamp per group of measured values corresponding to one second) .
In sommige uitvoeringsvormen is de geïntegreerde schakeling 4 zelf niet rekbaar of plooibaar en wordt deze bijvoorbeeld aan een rand of hoek van de elastische filmlaag 2 geplaatst, zoals getoond in de pleistersensor 1 van FIG. 3 en de pleistersensor 1 van FIG 4. De aanwezigheid van één of meerdere niet-rekbare of niet-buigbare componenten hoeft echter geen belemmering te zijn voor het buigen of rekken van de rest van het film-oppervlak 2, waar zich de elastische en capacitieve DEAP strips 3 bevinden. Alternatief zou, waar beschikbaar, gebruik kunnen gemaakt worden van een rekbaar en/of plooibare geïntegreerde schakeling.In some embodiments, the integrated circuit 4 itself is not stretchable or pliable and is placed, for example, at an edge or corner of the elastic film layer 2, as shown in the plaster sensor 1 of FIG. 3 and the plaster sensor 1 of FIG. 4. However, the presence of one or more non-stretchable or non-bendable components need not be an obstacle to bending or stretching the rest of the film surface 2 where the elastic and capacitive DEAP strips 3. Alternatively, where available, use could be made of a flexible and / or flexible integrated circuit.
De pleistersensor 1 volgens de onderhavige uitvinding kan verder een energiebron bevatten voor het verschaffen van elektrische voeding (bv. een elektrische spanning) aan de elektronische componenten (o.a. de geïntegreerde schakeling). De energiebron kan bv. van een niet-elastisch type zijn, zoals bv. een knoopcelbatterij van een gekend types (bv. alkaline of Lithium of oplaadbaar). In dat geval bevindt de batterij zich bij voorkeur aan de rand of een hoek of een uiteinde van de pleistersensor 1 (zoals bv. de zwarte zones van FIG. 4. Maar bepaalde uitvoeringsvormen van de pleistersensor 1 volgens de onderhavige uitvinding kunnen ook een "flexibele en rekbare batterij" bevatten, zoals bv. getoond in FIG. 8, maar de uitvinding is daartoe niet beperkt. De energiebron 6 kan een veelheid van individuele elektrische energiecellen 19 omvatten, onderling verbonden door middel van rekbare en buigbare elektrische verbindingen (niet zichtbaar in FIG. 8). De energiecellen 19 kunnen elektrische capaciteiten zijn.The patch sensor 1 according to the present invention may further comprise an energy source for providing electrical power (e.g. an electrical voltage) to the electronic components (inter alia the integrated circuit). The energy source may, for example, be of a non-elastic type, such as, for example, a button cell battery of known types (e.g., alkaline or lithium or rechargeable). In that case, the battery is preferably located at the edge or corner or end of the patch sensor 1 (such as, for example, the black zones of FIG. 4. But certain embodiments of the patch sensor 1 according to the present invention may also have a "flexible and stretchable battery "as shown, for example, in FIG. 8, but the invention is not limited thereto. The energy source 6 may comprise a plurality of individual electrical energy cells 19 interconnected by means of stretchable and flexible electrical connections (not visible in Fig. 8) The energy cells 19 can be electrical capacities.
De energiebron kan ook een andere energiebron zijn, zoals bijvoorbeeld een ambient backscatter systeem dat omgevingsstraling omzet in energie of een systeem dat gebruik maakt van een electrochemisch proces om transpiratie te converteren in energie.The energy source can also be another energy source, such as, for example, an ambient backscatter system that converts ambient radiation into energy or a system that uses an electrochemical process to convert perspiration into energy.
In het geval dat de energiebron oplaadbaar is, bevat de pleistersensor 1 bij voorkeur ook een oplaadcircuit of herlaadcircuit (niet getoond) dat voorzien is voor het draadloos opladen van de oplaadbare energiebron. Een geschikte vorm van draadloze oplading is door middel van capacitieve koppeling met een extern oplaadcircuit. Een andere geschikte vorm van draadloze oplading is door middel van RF-straling. Circuits voor oplading door capacitieve koppeling is onder meer bekend van elektrische tandenborstels, en hoeft dus niet verder toegelicht te worden. Circuits voor oplading door RF-straling is onder meer bekend van toegangskaartlezers (zogenaamde "badge readers"), en hoeft dus evenmin verder toegelicht te worden.In the case that the energy source is rechargeable, the patch sensor 1 preferably also includes a charging circuit or recharging circuit (not shown) provided for wirelessly charging the rechargeable energy source. A suitable form of wireless charging is by means of capacitive coupling with an external charging circuit. Another suitable form of wireless charging is by means of RF radiation. Circuits for charging by capacitive coupling are known, inter alia, from electric toothbrushes, and therefore need not be further explained. Circuits for charging by RF radiation are known from, among other things, access card readers (so-called "badge readers"), and therefore need not be further explained.
De pleistersensor 1 volgens de onderhavige uitvinding kan verder middelen bevatten voor het draadloos versturen van de gemeten gegevens door middel van draadloze communicatie, bv volgens een protocol zoals Bluetooth of Zigbee, die beiden in de ISM band werken, maar de uitvinding is daartoe niet beperkt, en andere protocollen kunnen eveneens gebruikt worden, zelfs een eigen protocol.The patch sensor 1 according to the present invention may further comprise means for wirelessly transmitting the measured data by means of wireless communication, for example according to a protocol such as Bluetooth or Zigbee, both of which operate in the ISM band, but the invention is not limited thereto, and other protocols can also be used, even a proprietary protocol.
De pleistersensor 1 volgens de onderhavige uitvinding kan verder een adhesielaag 7 bevatten voor hechting van de pleistersensor 1, meerbepaald van de filmlaag 2 op de huid van een mens of dier. Deze adhesielaag is bij voorkeur een zelfklevende laag van medische kwaliteit. In sommige gevallen kan een adhesielaag gebruikt worden die specifiek geschikt is voor het aanbrengen op dierenhuid, waar een voldoende graad van adhesie vaak moeilijke te bekomen is. De adhesielaag kan aangebracht zijn onder het ganse oppervlak van de filmlaag, of kan enkel aangebracht zijn aan de omtrek van de pleistersensor, bv. in de vorm van een dubbelzijdige kleefstrook. In het geval de pleistersensor 1 bedoeld is om aangebracht te worden op een poot van een dier, kan bv. een extra stevige adhesielaag gebruikt worden, om de kans op geheel of gedeeltelijk loskomen van de pleistersensor 1 te verkleinen. Hoewel het voordelig is dat de adhesielaag reeds op voorhand aanwezig is, kan deze in sommige uitvoeringsvormen ook afzonderlijk worden aangebracht.The plaster sensor 1 according to the present invention can further comprise an adhesion layer 7 for adhesion of the plaster sensor 1, more specifically of the film layer 2 on the skin of a human or animal. This adhesion layer is preferably a self-adhesive layer of medical quality. In some cases, an adhesion layer may be used that is specifically suitable for application to animal skin, where a sufficient degree of adhesion is often difficult to obtain. The adhesion layer can be applied below the entire surface of the film layer, or can only be applied to the circumference of the plaster sensor, e.g. in the form of a double-sided adhesive strip. In the case that the plaster sensor 1 is intended to be applied to a leg of an animal, an extra strong adhesion layer can be used, for example, to reduce the chance of the plaster sensor 1 becoming completely or partially detached. Although it is advantageous that the adhesion layer is already present in advance, in some embodiments it can also be applied separately.
De pleistersensor 1 volgens de onderhavige uitvinding kan verder een elastische, rekbare en buigbare beschermlaag 15 bevatten voor het beschermen van de hoger genoemde filmlaag 2, en de hoger genoemde componenten (oa. de DEAP strips 3 en de geïntegreerde schakeling 4). In FIG. 3 bevindt de adhesielaag 7 zich onderaan (niet zichtbaar), en de beschermlaag 15 bevindt zich bovenaan (gedeeltelijk weggehaald voor illustratieve redenen). In FIG. 4 bevindt de adhesielaag zich achteraan (niet zichtbaar), en de beschermlaag 15 is grotendeels weggehaald (behalve de hoek links onderaan) voor illustratieve redenen. Deze beschermlaag 15 kan aangebracht zijn als een coating. In bepaalde uitvoeringsvormen is de beschermlaag een waterdichte beschermlaag. De beschermlaag kan eventueel bestaan uit meerdere lagen.The plaster sensor 1 according to the present invention can further comprise an elastic, stretchable and flexible protective layer 15 for protecting the above-mentioned film layer 2, and the above-mentioned components (inter alia the DEAP strips 3 and the integrated circuit 4). In FIG. 3, the adhesion layer 7 is at the bottom (not visible), and the protective layer 15 is at the top (partially removed for illustrative reasons). In FIG. 4, the adhesion layer is at the back (not visible), and the protective layer 15 has largely been removed (except for the bottom left corner) for illustrative reasons. This protective layer 15 can be applied as a coating. In certain embodiments, the protective layer is a waterproof protective layer. The protective layer may optionally consist of several layers.
Met andere woorden, de genoemde componenten (de geïntegreerde schakeling 4, de elastische DEAP strips 3, de elastische elektrische verbindingen, de batterij (flexibel of niet), het oplaadcircuit (indien aanwezig), de RF-zendmodule, enz) kunnen zich allen tussen de elastische filmlaag 2 en de elastische beschermlaag 15 bevinden, en afgezien van eventueel niet-flexibele elektronische componenten (zoals bv. de geïntegreerde schakeling 4) die zich aan een rand of een uiteinde of op een/de hoek(en) van de pleistersensor 1 bevindt, is het grootste gedeelte (bv. meer dan 80%) van de oppervlakte van de pleistersensor 1 elastisch, rekbaar en plooibaar. Alternatief worden ook de andere componenten, zoals elektronische componenten, flexibel gekozen.In other words, the aforementioned components (the integrated circuit 4, the elastic DEAP strips 3, the elastic electrical connections, the battery (flexible or not), the charging circuit (if any), the RF transmission module, etc.) can all be in between the elastic film layer 2 and the elastic protective layer 15, and apart from any non-flexible electronic components (such as, for example, the integrated circuit 4) located at an edge or an end or at a corner (s) of the plaster sensor 1 , the greater part (e.g. more than 80%) of the surface of the plaster sensor 1 is elastic, stretchable and pliable. Alternatively, the other components, such as electronic components, are chosen flexibly.
De pleistersensor 1 kan verder volgens de onderhavige uitvinding verder ook EMG-electrodes omvatten, met een uitleescircuit zoals bekend in de stand der techniek. Dit uitleescircuit kan deel uitmaken van de hoger genoemde geïntegreerde schakeling of kan een apart uitleescircuit zijn.According to the present invention, the plaster sensor 1 can further also comprise EMG electrodes, with a read-out circuit as is known in the art. This readout circuit can be part of the aforementioned integrated circuit or can be a separate readout circuit.
De filmlaag 2 en de eventuele beschermlaag kunnen de vorm van de pleistersensor 1 bepalen. Deze vorm kan rond zijn, of rechthoekig of vierkant, maar andere vormen zijn eveneens mogelijk. De afmetingen kunnen ook sterk uiteenlopen, met een lengte in het bereik van bv. 5 cm tot 100 cm, en een breedte in het bereik van 5 cm tot 100 cm, afhankelijk van de toepassing. De afmetingen zijn hierdoor echter niet beperkt. De sensoren kunnen roll-to-roll gemaakt worden dus de lengte is praktisch niet beperkt. Een voorbeeld van een typische afmeting van een sensorpleister 1 voor het meten van bewegingen van een menselijke knie is bv. 5cm x 10cm terwijl voor het meten van een nek dit bv. lcm x 20cm is. Een typische sensorpleister 1 voor het meten van bewegingen van een gewricht van een poot van een volwassen koe of paard kan bijvoorbeeld in de vorm van een mof, mouw, omhulsel (sleeve) zijn. Een typische sensorpleister 1 voor het meten van bewegingen van een onderrug van een volwassen persoon is bv. 10cm x 100cm. Uiteraard is het ook mogelijk om één enkele (lange) pleister te voorzien voor het meten van de ganse wervelkolom. Zulke pleistersensor 1 kan bv. ook grotere afmetingen hebben.The film layer 2 and the optional protective layer can determine the shape of the plaster sensor 1. This shape can be round, or rectangular or square, but other shapes are also possible. The dimensions can also vary widely, with a length in the range of, for example, 5 cm to 100 cm, and a width in the range of 5 cm to 100 cm, depending on the application. However, the dimensions are not limited by this. The sensors can be made roll-to-roll so the length is practically not limited. An example of a typical size of a sensor plaster 1 for measuring movements of a human knee is, for example, 5 cm x 10 cm, while for measuring a neck this is, for example, 1 cm x 20 cm. A typical sensor plaster 1 for measuring the movements of a joint of a leg of an adult cow or horse can be, for example, in the form of a sleeve, sleeve, sheath. A typical sensor patch 1 for measuring movements of a lower back of an adult person is, for example, 10 cm x 100 cm. It is of course also possible to provide a single (long) patch for measuring the entire spine. Such plaster sensor 1 can, for example, also have larger dimensions.
De massa van de pleistersensor is zeer gering, en is nagenoeg evenredig met de oppervlakte. In een specifiek voorbeeld bedraagt de densiteit van het substraat 55 g/m2 voor een dikte van 50 pm, dus voor een patch van 10 xlOO cm weegt het substraat (0.1x1x55=) 5.5 g. In een specifiek voorbeeld bedraagt de densiteit van de sensormat 1100 kg/m3, dus voor een sensor strip van 1 x 100 cm resulteert dit in een gewicht van (0.01xlx40*10'6xll00 =) 0.44 g. Deze kracht is nodig om onder meer de spanning van de elastische filmlaag 2, de elastische DEAP strips 3, en de elastische beschermlaag 15 te overwinnen, en eventueel ook (afhankelijk van de precieze configuratie) de spanning van de elastische elektrische verbindingen en van de elastische batterij (indien aanwezig).The mass of the plaster sensor is very small, and is almost proportional to the area. In a specific example, the density of the substrate is 55 g / m2 for a thickness of 50 µm, so for a patch of 10 x 100 cm, the substrate (0.1x1x55 =) weighs 5.5 g. In a specific example, the density of the sensor mat is 1100 kg / m3, so for a sensor strip of 1 x 100 cm this results in a weight of (0.01xlx40 * 10'6xll00 =) 0.44 g. This force is necessary, inter alia, to overcome the tension of the elastic film layer 2, the elastic DEAP strips 3, and the elastic protective layer 15, and possibly also (depending on the precise configuration) the tension of the elastic electrical connections and of the elastic battery (if present).
Dankzij deze geringe kracht merkt de gebruiker niet of nauwelijks de aanwezigheid van de pleistersensor 1, en wordt hij niet of nauwelijks gehinderd in zijn bewegingsvrijheid. Tevens is hierdoor het risico op het loskomen van de adhesielaag van de huid (vanwege de kleine schuifkrachten) geminimaliseerd.Thanks to this low force, the user does not or hardly notice the presence of the plaster sensor 1, and he is not or hardly hindered in his freedom of movement. This also minimizes the risk of the adhesion layer coming off the skin (due to the small shear forces).
Bij voorkeur is de dikte van de pleistersensor 1 over minstens 80%, liefst over haar ganse oppervlakte, minder dan een paar mm, in sommige gevallen zelfs tot minder lOOpm. Het substraat kan daarbij bijvoorbeeld dunner zijn dan 50pm, bijvoorbeeld slechts ongeveer 30pm. De dikte van de sensoren zelf kan daarbij voorbeeld variëren tussen 40 en 20pm dik.Preferably, the thickness of the plaster sensor 1 is at least 80%, most preferably over its entire surface area, less than a few mm, in some cases even to less than 100 ppm. The substrate can thereby for example be thinner than 50 µm, for example only about 30 µm. The thickness of the sensors themselves can, for example, vary between 40 and 20 µm thick.
De dikte zal onder andere bepaald worden afhankelijk van de applicatie. De dikte kan verder ook beïnvloed worden door andere componenten die geïntegreerd zijn, zoals onder meer mogelijks het gebruik van zgn. "printable electronics". Hierdoor is de pleistersensor 1 nagenoeg vlak met de huid waarop hij is aangebracht, en bijgevolg ondervindt de gebruiker geen of nauwelijks hinder van de aanwezigheid van de pleistersensor 1. Ook dieren ervaren de pleistersensor 1 niet als "een blok aan hun poot", waardoor ze niet geneigd zijn de pleister te willen verwijderen. De pleister kan ook in de vorm van een huls, mof of mouw (sleeve).The thickness will among other things be determined depending on the application. The thickness can also be influenced by other components that are integrated, such as, for example, the use of so-called "printable electronics". As a result, the plaster sensor 1 is substantially flat with the skin on which it is applied, and consequently the user experiences no or hardly any nuisance from the presence of the plaster sensor 1. Even animals do not experience the plaster sensor 1 as "a block on their leg", are not inclined to remove the patch. The patch can also be in the form of a sleeve, sleeve or sleeve.
In de uitvoeringsvorm van FIG. 3 heeft de pleistersensor slechts drie DEAP strips 3, maar de uitvinding is daartoe niet beperkt, en minder dan drie DEAP strips, bv. slechts één of slechts twee, of meer dan drie DEAP strips, bv. minstens vier, of minstens zes, of minstens acht, of minstens tien DEAP strips 3, is eveneens mogelijk. Indien de DEAP strips 3 een smalle breedte Ws hebben, van bv. ten hoogte 5 mm, of ten hoogste 4 mm, of ten hoogste 3 mm, dan is het mogelijk om een relatief groot aantal DEAP strips 3 op het oppervlakte van de filmlaag 2 te voorzien. Deze strips kunnen bv. evenwijdig aan elkaar en op een relatief kleine onderlinge afstand 32 van elkaar, bv. in de orde van 5 mm tot 15 mm aangebracht worden. Hierdoor is een grote concentratie mogelijk van meetwaarden, waardoor een beweging van bv. een gewricht nauwkeurig in kaart kan gebracht worden. Dit aspect is een belangrijk voordeel van de pleistersensor 1 van de onderhavige uitvinding, omdat een dergelijke grote concentratie van metingen niet zonder meer mogelijk is met de meetsystemen uit de stand der techniek. Indien bv. één meetlijn wordt voorzien per 5 mm, in beide richtingen X, Y, dan kunnen met een pleistersensor van 300 mm x 200 mm maar liefst 100 bewegingslijnen gemeten worden. Een voorbeeld van een sensor waarin een twee dimensionele meting nuttig kan gebruikt worden is een rugsensor waarbij een visgraat patroon kan worden gebruikt.In the embodiment of FIG. 3, the patch sensor has only three DEAP strips 3, but the invention is not limited thereto, and fewer than three DEAP strips, e.g., only one or only two, or more than three DEAP strips, e.g., at least four, or at least six, or at least eight, or at least ten DEAP strips 3, is also possible. If the DEAP strips 3 have a narrow width Ws of, for example, a height of 5 mm, or a maximum of 4 mm, or a maximum of 3 mm, then it is possible to place a relatively large number of DEAP strips 3 on the surface of the film layer 2. to provide. These strips can for instance be arranged parallel to each other and at a relatively small mutual distance 32 from each other, for example in the order of 5 mm to 15 mm. As a result, a large concentration of measured values is possible, so that a movement of, for example, a joint can be accurately mapped. This aspect is an important advantage of the plaster sensor 1 of the present invention, because such a large concentration of measurements is not automatically possible with the measuring systems from the prior art. If, for example, one measuring line is provided per 5 mm, in both directions X, Y, a plaster sensor of 300 mm x 200 mm can be used to measure no fewer than 100 movement lines. An example of a sensor in which a two-dimensional measurement can be used effectively is a back sensor in which a herringbone pattern can be used.
Een ander belangrijk voordeel van smalle DEAP strips 3 is dat de capaciteitswaarde kleiner wordt, waardoor er minder energie nodig is om de capaciteit te laden of the ontladen, en dus om de capaciteit te meten. Dit betekent dat voor een gegeven energiehoeveelheid (bv. eenzelfde batterij), er meer metingen kunnen gebeuren indien smallere strips worden gebruikt, waardoor bv. een langere meting mogelijk is, of de meetfrequentie kan verhoogd worden. FIG. 4 toont een andere uitvoeringsvorm van een pleistersensor 1 volgens de onderhavige uitvinding. Een gelijkaardige elektronica als hierboven beschreven kan gebruikt worden, (afgezien misschien van een grotere package met meer pinnen van de geïntegreerde schakeling 4, voor het aansluiten van het groter aantal elastische verbindingen naar de acht DEAP strips 3. De elektronica is niet de focus van deze figuur, en wordt daarom voorgesteld door zwarte blokken zonder verdere details te tonen. FIG. 4 toont een pleistersensor 1 met twee groepen van telkens vier onderling evenwijdige DEAP strips 3, waarbij de vier strips 3 van de eerste groep onderling evenwijdig zijn, en de vier strips 3 van de tweede groep onderling evenwijdig zijn, maar waarbij de strips van de eerste groep en de strips van de tweede groep nagenoeg loodrecht op elkaar staan. In de getoonde uitvoeringsvorm vormen de DEAP strips een figuur die lijkt op een visgraat. Maar het is niet noodzakelijk voor de onderhavige uitvinding dat het aantal DEAP strips 3 van de eerste groep dezelfde is als het aantal DEAP strips 3 van de tweede groep, en het is evenmin noodzakelijk dat de DEAP strips 3 van de eerste groep loodrecht staan op de DEAP strips 3 van de tweede groep. Een orthogonale positie van de strips laat toe om de onderliggende beweging nauwkeuriger in kaart te brengen, ongeacht de richting waarin de huid wordt uitgerokken.Another important advantage of narrow DEAP strips 3 is that the capacity value becomes smaller, so that less energy is needed to charge or unload the capacity, and thus to measure the capacity. This means that for a given amount of energy (eg the same battery), more measurements can be made if narrower strips are used, which means that a longer measurement is possible, or the measuring frequency can be increased. FIG. 4 shows another embodiment of a plaster sensor 1 according to the present invention. A similar electronics as described above can be used (apart from perhaps a larger package with more pins from the integrated circuit 4, for connecting the larger number of elastic connections to the eight DEAP strips 3. The electronics are not the focus of this Fig. 4 shows a patch sensor 1 with two groups of four mutually parallel DEAP strips 3, the four strips 3 of the first group being parallel to each other, and the four strips 3 of the second group are mutually parallel, but the strips of the first group and the strips of the second group are substantially perpendicular to each other In the embodiment shown, the DEAP strips form a figure resembling a herringbone. not necessarily for the present invention that the number of DEAP strips 3 of the first group is the same as the number of DEAP strips 3 of the second group, nor is it necessary for the DEAP strips 3 of the first group to be perpendicular to the DEAP strips 3 of the second group. An orthogonal position of the strips allows a more precise mapping of the underlying movement, regardless of the direction in which the skin is stretched.
De DEAP strips 3 zijn verbonden met de elektronica (in de zwarte blokken) door middel van rekbare en buigbare verbindingen 11, zoals bv. in meer detail getoond in FIG. 6. In de uitvoeringsvorm van FIG. 4 wordt de eerste groep (bv. bovenaan) van vier evenwijdige DEAP strips 3 aangestuurd / uitgelezen door een eerste elektronica blok (bovenaan), en de tweede groep (onderaan) van vier evenwijdige DEAP strips 3 wordt aangestuurd / uitgelezen door een tweede elektronica blok (onderaan), maar dat is niet noodzakelijk, en bij voorkeur worden alle DEAP strips 3 aangestuurd door één en dezelfde elektronica blok, met slechts één geïntegreerde schakeling 4. FIG. 5 toont een schematische tekening van een man met een pleistersensor 1 bevestigd op zijn rug. De pleistersensor 1 heeft relatief grote afmetingen (bv. 20 cm x 100 cm), maar andere afmetingen zijn uiteraard eveneens mogelijk. De DEAP strips zijn gepositioneerd in een visgraat-structuur zoals beschreven bij FIG. 4. De getoonde DEAP strips 3 vertonen allen een hoek van nagenoeg 45° t.o.v. de lengterichting van de wervelkolom Y, maar de uitvinding is daartoe niet beperkt, en andere hoeken kunnen eveneens gebruikt worden. De afstand tussen de getoonde strips 3 is relatief groot (bv. ongeveer 15 cm), maar het zal duidelijk zijn dat het ook mogelijk is de strips 3 veel dichter bij elkaar te liggen, mits er voldoende plaats is voor de bedrading. Eventueel kunnen meerdere afzonderlijke pleistersensoren 1 aangebracht worden op eenzelfde rug, waarbij iedere pleistersensor slechts een gedeelte van de wervelkolom bestrijkt, bv. de helft, of één derde. FIG. 6 toont in meer detail een voorbeeld van de flexibele, rekbare en buigbare elektrische verbindingen van FIG. 4 tussen de DEAP strips 3 en de geïntegreerde schakeling 4. Zulke verbindingen zijn gekend in de stand der techniek, en kunnen bv. gevormd worden door een zigzagbaan te printen op de filmlaag 2. In de specifieke uitvoeringsvorm van FIG. 6 bestaat de zigzagbaan hoofdzakelijk uit een aaneenschakeling van hoefijzer-vormige elementen, maar dat is niet absoluut noodzakelijk voor de uitvinding, en andere vormen zijn eveneens mogelijk. FIG. 7 toont een voorbeeld van een plooibaar (maar niet rekbaar) substraat met een geïntegreerde schakeling en enkele randcomponenten (bv. weerstanden, capaciteiten, een klokmodule, en dergelijke), zoals gekend in de stand der techniek, als voorbeeld van hoe flexibel een substraat met elektronische componenten kan zijn. Zulke elektronica wordt soms ook "flexible electronics" of ook "printable electronics" genoemd. In sommige uitvoeringsvormen kunnen eveneens substraten met een geïntegreerde schakeling voorzien worden die zowel plooibaar als rekbaar zijn. Aangezien de afmetingen van een been van een mens, of van een poot van een koe of een paard of ander vee aanzienlijk groter is dan de afmetingen van deze geïntegreerde schakeling, zal het duidelijk zijn voor de vakman dat, zelfs indien een klein gedeelte (bv. minder dan 20%) van de oppervlakte van de pleistersensor 1 waar de elektronica zich bevindt niet rekbaar is, dit geen afbreuk hoeft te doen aan de rekbaarheid en buigbaarheid van de rest van de pleistersensor 1, vooral wanneer de elektronische componenten aan of nabij een rand van de pleistersensor 1 worden geplaatst. In het voorbeeld van FIG. 4 is bv. de zone "A" rekbaar en buigbaar, en dat is de zone waar de DEAP strips 3 zich bevinden. De zones "B" zijn niet rekbaar, maar dat is ook niet nodig, als deze zone wordt aangebracht op een gedeelte van de huid waarvan de rek niet hoeft bepaald te worden (bv. naast een gewricht). FIG. 8 toont een voorbeeld van een "flexibele en rekbare batterij", gekend in de stand der techniek, meerbepaald van "https://engineering.illinois.edu/news/article/2013-02-28-stretchable-battery-flexible-circuits", maar andere zgn. "flexibele batterijen" kunnen eveneens gebruikt worden. Het is een voordeel van uitvoeringsvormen waarbij de energiebron" uit meerdere kleine cellen (bv. capaciteiten) bestaat t.o.v. één grote cel, en die cellen onderling te verbinden door middel van flexibele verbindingen, omdat op die manier de ganse pleistersensor 1 zijn flexibiliteit, rekbaarheid en buigzaamheid behoudt, en de dikte klein kan behouden worden. Bovendien is het mogelijk de energiebron zo te configureren (bv. door gebruik te maken van parallellisme) dat in het geval er toch één elastische verbinding zou breken, er toch nog energie kan geleverd worden uit de andere cellen 19. FIG. 9 toont de basiselementen van een elektrische capaciteit, zoals algemeen bekend is in de elektronica. De getoonde capaciteit bestaat uit twee geleidende platen (geleiders) waartussen zich een diëlectricum bevindt. Als een spanning V wordt aangelegd over de platen, zal een bepaalde lading Q zich verdelen over de platen. De capaciteit van deze structuur is gedefinieerd als de hoeveelheid lading gedeeld door de aangelegde spanning, en is een constante voor deze structuur. De capaciteit C kan bv. bepaald worden door een gekende spanning V aan te leggen over de platen (bv. 3.0 Volt), en de resulterende lading Q te meten (bv. door vervolgens de spanning V te verwijderen, en te vervangen door een weerstand, en de stroom te meten die door de weerstand vloeit. Daarbij wordt opgemerkt dat het niet noodzakelijk is om de ganse lading te laten verdwijnen, en dat een gedeeltelijke ontlading kan volstaan. Zo zou men bv. een gekende tweede spanning (bv. 1.5 V) in serie met de weerstand kunnen aanleggen, en de capaciteitswaarde kunnen afleiden uit het transiënt gedrag van de ontlading. Men zou de capaciteit daarna opnieuw kunnen opladen tot 3.0 V en opnieuw de capaciteitswaarde bepalen. Op die manier kan veel energie bespaard worden, of kan men voor eenzelfde hoeveelheid energie meerdere capaciteitsmetingen uitvoeren (bv. door de meetfrequentie op te voeren), of kan men over een lagere periode metingen uitvoeren alvorens de energiebron bij te laden (in het geval van een herlaadbare energiebron). Een capaciteit is een basiscomponent in de elektronica, en hoeft dus niet in verder detail beschreven te worden. FIG. 10 toont een voorbeeld van een specifieke structuur met een diëlectrisch electro-actief polymeer (DEAP) 12 aangebracht tussen twee dunne geleidende lagen 17a, 17b, die fungeren als "elektrodes". Doordat de geleidende lagen voorzien zijn van een rimpelstructuur of een golfstructuur, wordt de ganse structuur van FIG. 10 rekbaar en buigbaar. Dergelijke elastische structuren zijn gekend in de stand der techniek, en zijn oa. commercieel verkrijgbaar bij "Danfoss-PolyPower", waar een silicone diëlectrisch materiaal wordt gesandwicht tussen twee golfvormige metaalfilmlagen (bv. van zilver). De dikte van het elastomeer kan in de ordegrootte van 40 micron zijn. De golfvorm en de metaalfilm kunnen aangebracht worden door coating. De metaalfilm kan bv. ongeveer 100 nm dik zijn. Op de volgende link is meer informatie te vinden over één specifieke uitvoeringvorm van zulk materiaal: "https://www.polypower.com/Technology/Overview/", maar de uitvinding is niet beperkt tot dit ene materiaal, en andere materialen of structuren die gelijkaardige eigenschappen vertonen kunnen eveneens gebruikt worden, bv. volgende generaties van dit materiaal.The DEAP strips 3 are connected to the electronics (in the black blocks) by means of stretchable and flexible connections 11, such as shown in more detail in FIG. 6. In the embodiment of FIG. 4, the first group (e.g., top) of four parallel DEAP strips 3 is controlled / read out by a first electronics block (top), and the second group (bottom) of four parallel DEAP strips 3 is controlled / read out by a second electronics block (below), but that is not necessary, and preferably all DEAP strips 3 are driven by one and the same electronics block, with only one integrated circuit 4. FIG. 5 shows a schematic drawing of a man with a plaster sensor 1 mounted on his back. The plaster sensor 1 has relatively large dimensions (e.g. 20 cm x 100 cm), but other dimensions are of course also possible. The DEAP strips are positioned in a herringbone structure as described in FIG. 4. The DEAP strips 3 shown all have an angle of substantially 45 ° with respect to the longitudinal direction of the spinal column Y, but the invention is not limited thereto, and other angles can also be used. The distance between the strips 3 shown is relatively large (e.g. approximately 15 cm), but it will be clear that it is also possible to lie the strips 3 much closer together, provided there is sufficient space for the wiring. Optionally, several separate plaster sensors 1 can be provided on the same back, with each plaster sensor covering only a portion of the spinal column, e.g., half, or one third. FIG. 6 shows in more detail an example of the flexible, stretchable, and bendable electrical connections of FIG. 4 between the DEAP strips 3 and the integrated circuit 4. Such connections are known in the art, and can be formed, for example, by printing a zigzag web on the film layer 2. In the specific embodiment of FIG. 6, the zigzag path consists essentially of a concatenation of horseshoe-shaped elements, but this is not absolutely necessary for the invention, and other forms are also possible. FIG. 7 shows an example of a pliable (but not stretchable) substrate with an integrated circuit and some peripheral components (e.g. resistors, capacitances, a clock module, and the like), as known in the art, as an example of how flexible a substrate with can be electronic components. Such electronics are sometimes also referred to as "flexible electronics" or also "printable electronics". In some embodiments, substrates with an integrated circuit can also be provided that are both pliable and stretchable. Since the dimensions of a human leg, or a leg of a cow or a horse or other cattle, are considerably larger than the dimensions of this integrated circuit, it will be apparent to those skilled in the art that even if a small portion (e.g. less than 20%) of the area of the plaster sensor 1 where the electronics are located is not stretchable, this does not have to affect the stretchability and bendability of the rest of the plaster sensor 1, especially when the electronic components are on or near a edge of the plaster sensor 1. In the example of FIG. 4, for example, the "A" zone is stretchable and bendable, and that is the zone where the DEAP strips 3 are located. The zones "B" are not stretchable, but this is not necessary if this zone is applied to a part of the skin whose elongation does not need to be determined (eg next to a joint). FIG. 8 shows an example of a "flexible and stretchable battery" known in the art, specifically from "https://engineering.illinois.edu/news/article/2013-02-28-stretchable-battery-flexible-circuits ", but other so-called" flexible batteries "can also be used. It is an advantage of embodiments in which the energy source "consists of several small cells (e.g. capacities) relative to one large cell, and connect those cells to each other by means of flexible connections, because in this way the entire plaster sensor 1 has its flexibility, stretchability and maintains flexibility and the thickness can be kept small, and it is also possible to configure the energy source (eg by using parallelism) that in the event that one elastic connection should break, energy can still be supplied from the other cells 19. Fig. 9 shows the basic elements of an electrical capacitance, as is well known in the electronics, The capacitance shown consists of two conductive plates (conductors) between which a dielectric is situated. , a certain charge Q will be distributed over the plates.The capacity of this structure is defined as the amount of charge divided by the applied voltage, and is a constant for this structure. The capacitance C can be determined, for example, by applying a known voltage V over the plates (eg 3.0 Volts), and measuring the resulting charge Q (eg by subsequently removing the voltage V, and replacing it with a resistor , and to measure the current flowing through the resistor, noting that it is not necessary to make the entire charge disappear, and that a partial discharge may suffice, for example, a known second voltage (e.g. 1.5 V) ) can be connected in series with the resistor, and can derive the capacitance value from the transient behavior of the discharge, after which the capacitance could be recharged to 3.0 V and the capacitance value determined again. one can perform multiple capacity measurements for the same amount of energy (eg by increasing the measuring frequency), or one can perform measurements over a lower period before recharging the energy source (in the case of a rechargeable energy source). A capacity is a basic component in electronics, and therefore does not need to be described in further detail. FIG. 10 shows an example of a specific structure with a dielectric electro-active polymer (DEAP) 12 disposed between two thin conductive layers 17a, 17b, which act as "electrodes". Because the conductive layers are provided with a ripple structure or a wave structure, the entire structure of FIG. 10 stretchable and bendable. Such elastic structures are known in the art and include. commercially available from "Danfoss-PolyPower", where a silicone dielectric material is balanced between two wavy metal film layers (e.g., of silver). The thickness of the elastomer can be in the order of 40 microns. The waveform and the metal film can be applied by coating. The metal film can be, for example, approximately 100 nm thick. More information can be found on the following link about one specific embodiment of such material: "https://www.polypower.com/Technology/Overview/", but the invention is not limited to this one material, and other materials or structures which exhibit similar properties can also be used, e.g. subsequent generations of this material.
Hoewel het materiaal op zich niet nieuw is, is het aanbrengen van smalle strips ervan, die bevestigd zijn op een flexibele filmlaag 2, om de pleistersensor 1 volgens de onderhavige uitvinding te vormen, zoals hoger beschreven, wel nieuw. Het grote voordeel is dat hierdoor een grote densiteit aan meetlijnen kan bekomen worden.Although the material itself is not new, the application of narrow strips thereof, which are attached to a flexible film layer 2, to form the plaster sensor 1 according to the present invention, as described above, is new. The big advantage is that a large density of measuring lines can be obtained as a result.
De genoemde structuur van Danfoss-Polypower vertoont een zeer stabiele signaal-rek curve zoals getoond in FIG. 10 (rechts). Het materiaal behoudt zijn eigenschappen zelfs na meer dan duizenden keren rekken en krimpen. De rek kan gemeten worden zowel op rechte als op gebogen oppervlakken. De rek kan tot 100% bedragen. Wanneer de DEAP strip 3 mechanisch uitgerokken wordt, dan neemt de lengte toe, de dikte vermindert, en de elektrische capaciteit neemt toe. Door het signaal, bv. de capaciteit te meten, kan de rek van de structuur dus zeer nauwkeurig bepaald worden. Metingen aan een frequentie tot ongeveer 100 Hz zijn mogelijk. Dit laat toe om bv. de snelheid te berekenen van de uitrekking van de DEAP strip 3, wat overeenkomt met de snelheid van de uitrekking van de huid en van de onderliggende beweging van bv. het gewricht.The said structure of Danfoss-Polypower shows a very stable signal-strain curve as shown in FIG. 10 (right). The material retains its properties even after stretching and shrinking more than thousands of times. The elongation can be measured on both straight and curved surfaces. The elongation can be up to 100%. When the DEAP strip 3 is mechanically stretched, the length increases, the thickness decreases, and the electrical capacity increases. By measuring the signal, for example the capacity, the elongation of the structure can therefore be determined very accurately. Measurements at a frequency up to approximately 100 Hz are possible. This allows, for example, to calculate the speed of the extension of the DEAP strip 3, which corresponds to the speed of the extension of the skin and of the underlying movement of, for example, the joint.
Een voorkeursuitvoeringsvorm van de pleistersensor 1 volgens de onderhavige uitvinding gebruikt de DEAP strips 3 van "Danfoss-Polypower" als materiaal voor de elastische langwerpige strips 3. FIG. 11 toont (links) een persoon met een pleistersensor 1 volgens de onderhavige uitvinding aangebracht op de rug. Deze pleistersensor 1 zou de vorm kunnen hebben van de pleistersensor 1 volgens FIG. 3, maar heeft in dit specifieke voorbeeld slechts één enkele elastische langwerpige capacitieve strip 3 zoals getoond en beschreven in FIG. 10. De capaciteit van deze strip werd gemeten aan een frequentie van nagenoeg 25 Hz, de capaciteit werd omgerekend naar een lengtemaat, gebruik makend van een curve getoond in FIG. 10 (rechts). De verplaatsing werd gemeten tijdens herhaaldelijk opheffen van de knie. De aldus verkregen lengte wordt getoond als een continue (donkere) curve met de referentie "verplaatsingen FIG. 11, die de uitrekking van de huid ter hoogte van de rug waar de pleistersensor 1 is aangebracht, en in de richting bepaald door de DEAP strip 3 (niet zichtbaar) toont als functie van de tijd. De alzo verkregen lengtematen (hoewel afgeleid van capaciteitswaarden) worden beschouwd als de basisgegevens. Uit deze basisgegevens kunnen ook afgeleide gegevens bepaald worden, zoals de bewegingssnelheid, die berekend kan worden als de eerste afgeleide naar de tijd van de verplaatsingscurve. Typisch wordt de capaciteit van de DEAP strips 3 gemeten (bemonsterd) aan een frequentie van 10 Hz tot 100 Hz, bv. aan een frequentie van nagenoeg 25 Hz. Processing van het signaal, bijvoorbeeld het bepalen van de afgeleide, kan zowel in de sensor zelf gebeuren als in het computersysteem.A preferred embodiment of the plaster sensor 1 according to the present invention uses the DEAP strips 3 of "Danfoss-Polypower" as material for the elastic elongated strips 3. FIG. 11 shows (left) a person with a plaster sensor 1 according to the present invention mounted on the back. This patch sensor 1 could be in the form of the patch sensor 1 according to FIG. 3, but in this specific example only has a single elastic elongated capacitive strip 3 as shown and described in FIG. 10. The capacity of this strip was measured at a frequency of nearly 25 Hz, the capacity was converted to a length measure, using a curve shown in FIG. 10 (right). The displacement was measured during repeated lifting of the knee. The length thus obtained is shown as a continuous (dark) curve with the reference "displacements FIG. 11, which is the extension of the skin at the level of the back where the plaster sensor 1 is arranged, and in the direction determined by the DEAP strip 3 (not visible) shows as a function of time. The lengths thus obtained (although derived from capacity values) are considered as the basic data. From this basic data also derived data can be determined, such as the speed of movement, which can be calculated as the first derivative to Typically, the capacity of the DEAP strips 3 is measured (sampled) at a frequency of 10 Hz to 100 Hz, e.g. at a frequency of substantially 25 Hz Processing of the signal, for example determining the derivative , can happen both in the sensor itself and in the computer system.
In de praktijk blijft de curve van FIG. 10 (rechts) voor de DEAP strips 3 van "Danfoss-Polypower" enigszins temperatuursafhankelijk te zijn. Deze temperatuursafhankelijkheid kan echter sterk gereduceerd of nagenoeg volledig gecorrigeerd worden door gebruik te maken van temperatuurscompensatie. Daartoe bevat de geïntegreerde schakeling 4 bij voorkeur een temperatuursensor, en de nodige software voor de processor om de temperatuursafhankelijkheid in rekening te brengen (bv. door middel van een opzoekingtabel of een wiskundige formule). Testen hebben aangetoond dat de temperatuurafhankelijkheid op deze manier nagenoeg volledig weggewerkt kan worden. FIG. 12 toont een voorbeeld van de hoeksnelheid van de voorpoten gemeten op basis van verplaatsingssensoren en de effectieve beweging (realiteit). De subtiele variaties zichtbaar in de effectieve beweging (realiteit) zijn identificeerbaar gebruik makende van pleistersensoren overeenkomstig de onderhavige uitvinding. Het is daarbij een voordeel dat de snelle variaties die in realiteit voorkomen gemeten kunnen worden met zo'n pleistersensoren. De pleistersensor 1 kan dus gebruikt worden om beweging te analyseren die uitgeoefend wordt op de rug of op een ander gewricht tijdens bepaalde activiteiten (bv. het opheffen van de knie), maar de uitvinding is daartoe niet beperkt, en kan soortgelijke metingen doen voor gelijk welke activiteit. Verdere analyse is eveneens mogelijk, zoals verder zal worden beschreven. FIG. 13 toont een voorbeeld-grafiek van een normale percent cyclus van metingen van een knieflexiehoek (of kniebuigingshoek) tijdens de normale gang (normaal wandelen of stappen) van een persoon. De getoonde beting betreft één cyclus van een stap van een persoon. FIG. 14 toont meerdere grafieken zoals FIG. 13, gemeten over meerdere trajecten, bv. minuten of dagen of weken uit elkaar. De verschillende metingen worden hier getoond in eenzelfde grafiek om het aantal illustraties te beperken. Een vergelijking van de grafieken van FIG. 14 met die van FIG. 13, die als referentiegrafiek kan worden gebruikt, laten toe "abnormaliteiten" vast te stellen, ongeacht hun oorzaak, bv acute problemen, of langzame verslechtering. Het zal duidelijk zijn dat diverse oorzaken aan de grond kunnen liggen van een abnormale gang of stap, uiteraard acute pijn ten gevolge van een kwetsuur of letsel, maar ook onrechtstreekse oorzaken zoals vermoeidheid, of dergelijke. FIG. 15 toont een koe, en duidt mogelijk interessante plaatsen aan waarop een sensorpleister 1 volgens de onderhavige uitvinding zou kunnen aangebracht worden voor stapanalyse. Voor hijgen te meten, wat eveneens een interessante parameter is om dierenwelzijn te bepalen, kan bijvoorbeeld een sensor op de borst aangebracht worden. Ook voor het meten van pre-natale contracties kan een patch op de onderbuik aangebracht worden. Dit laat toe om een nakende afkalving te identificeren. De sensor kan in sommige uitvoeringsvormen verbonden zijn met een analyse en verwittigingssysteem om de gepaste personen van de nakende afkalving te informeren. FIG. 16 is een schematische weergave van de voorpoten 21 en achterpoten 22 van de koe van FIG. 15. Meerbepaald worden de gewrichten van de poten 21, 22 schematisch weergegeven. FIG. 17 toont verschillende posities op de voorpoten van een dier tijdens de wandelgang van een koe, waarvoor metingen werden uitgevoerd. Aparte grafieken werden opgesteld voor ieder specifiek gewricht van de voorpoot of van de achterpoot van de koe tijdens de normale gang (het normale stappen). Dit leverde meerdere grafieken op (één per gewricht van iedere poot). Om die grafieken op te meten werden verschillende pleistersensors 1 volgens de onderhavige uitvinding aangebracht. Het zal duidelijk zijn dat de pleistersensors 1 niet allemaal dezelfde afmetingen en/of hetzelfde aantal DEAP strips 3 hoeven te hebben, maar het zou wel kunnen. Het is uiteraard mogelijk meerdere pleistersensors 1 tegelijk aan te brengen op de huid van één koe, en de metingen tegelijk uit te voeren. In dit verband wordt opgemerkt dat het zelfs perfect mogelijk is om de gegevens van alle pleistersensors nagenoeg tegelijk uit te lezen via bv. Bluetooth, enerzijds omdat de nodige bitsnelheid erg laag is (bv. in de orde van grootte van 50 Hz x 16 bits =800 bits/seconde per DEAP-strip). Aangezien Bluetooth werkt in burst-mode en met frequentie-hopping, stelt deze gegevensoverdracht geen enkel probleem, maar andere RF-protocollen kunnen eveneens werken.In practice, the curve of FIG. 10 (right) for the DEAP strips 3 from "Danfoss-Polypower" to be somewhat temperature dependent. However, this temperature dependence can be greatly reduced or almost completely corrected by making use of temperature compensation. To this end, the integrated circuit 4 preferably comprises a temperature sensor, and the necessary software for the processor to account for the temperature dependence (e.g. by means of a look-up table or a mathematical formula). Tests have shown that the temperature dependence can be almost completely eliminated in this way. FIG. 12 shows an example of the angular velocity of the front legs measured on the basis of displacement sensors and the effective movement (reality). The subtle variations visible in the effective movement (reality) are identifiable using patch sensors in accordance with the present invention. It is thereby an advantage that the rapid variations that occur in reality can be measured with such plaster sensors. The plaster sensor 1 can thus be used to analyze movement exerted on the back or on another joint during certain activities (e.g., lifting the knee), but the invention is not limited thereto, and can make similar measurements for the same which activity. Further analysis is also possible, as will be described further. FIG. 13 shows an exemplary graph of a normal percent cycle of measurements of a knee flexion angle (or knee bend angle) during a person's normal gait (normal walking or walking). The betting shown concerns one cycle of a person's step. FIG. 14 shows multiple graphs such as FIG. 13, measured over multiple routes, e.g. minutes or days or weeks apart. The different measurements are shown here in the same graph to limit the number of illustrations. A comparison of the graphs of FIG. 14 with that of FIG. 13, which can be used as a reference graph, allows to identify "abnormalities" regardless of their cause, eg acute problems, or slow deterioration. It will be clear that various causes can be the cause of an abnormal walk or step, of course acute pain as a result of an injury or injury, but also indirect causes such as fatigue, or the like. FIG. 15 shows a cow, and possibly indicates interesting places to which a sensor patch 1 according to the present invention could be applied for step analysis. To measure panting, which is also an interesting parameter for determining animal welfare, a sensor can be applied to the chest, for example. A patch can also be applied to the lower abdomen for measuring pre-natal contractions. This makes it possible to identify an impending calving. In some embodiments, the sensor may be connected to an analysis and notification system to inform the appropriate persons of the impending calving. FIG. 16 is a schematic representation of the front legs 21 and rear legs 22 of the cow of FIG. 15. In particular, the joints of the legs 21, 22 are shown schematically. FIG. 17 shows different positions on the front legs of an animal during the walk of a cow, for which measurements were made. Separate graphs were prepared for each specific joint of the front leg or the hind leg of the cow during normal walking (normal walking). This yielded several graphs (one per joint of each leg). To measure those graphs, various plaster sensors 1 according to the present invention were applied. It will be clear that the plaster sensors 1 do not all have to have the same dimensions and / or the same number of DEAP strips 3, but it could be. It is of course possible to apply several plaster sensors 1 to the skin of one cow at the same time, and to perform the measurements simultaneously. In this context it is noted that it is even perfectly possible to read the data from all plaster sensors almost simultaneously via, for example, Bluetooth, on the one hand because the required bit rate is very low (eg in the order of 50 Hz x 16 bits = 800 bits / second per DEAP strip). Since Bluetooth works in burst mode and with frequency hopping, this data transfer poses no problem, but other RF protocols can work as well.
Een vergelijking tussen de beweging van een bepaald gewricht van bv. de linkse voorpoot en hetzelfde gewricht van de rechtse voorpoot zou bv. informatie kunnen opleveren dat het dier een bepaalde kwetsuur heeft opgelopen aan het betrokken gewricht. Maar de analyse kan veel verder gaan dan dat. Zo geeft FIG. 18 een weergave van de verticale verplaatsing versus de horizontale verplaatsing van de evolutie van het stappatroon van een linker voorhoef van de koe (slechts 3 stapbewegingen worden in kaart gebracht). Dergelijke grafieken kunnen bepaald worden door de positie van meerdere gewrichten "te vertalen" naar de positie van de hoef, gebruik makend van een wiskundig model en/of een biomechanisch model van de poten van de koe. Door het opmeten en bewaren van dergelijke karakteristieken, en door het vergelijken van de evolutie van verschillende "opnames" (bv. een week later, of een maand later) kan men een ziektebeeld bepalen, gezien de evolutie van het stappatroon specifiek en indicatief is voor verschillende ziektebeelden. Met andere woorden, een evolutie in functie van de tijd kan worden bepaald en deze evolutie is typisch karakteristiek voor een gezond dier, of voor specifieke aandoeningen bij dieren. De sensoren overeenkomstig de onderhavige uitvinding laten m.a.w. een analyse van de tijdsevolutie van het stapgedrag toe. FIG. 19 toont waarom het zo belangrijk is om het "stappatroon" van een dier, meerbepaald van vee, te observeren. Eén van de redenen is het vroegtijdig opsporen van lamheid (of kreupelheid), maar de analyse kan veel verder gaan dan dat. Er blijkt namelijk een verband te bestaan tussen lamheid en diverse andere aspecten die belangrijk zijn bij de veeteelt, zoals bv. een invloed ten gevolge van infectie of ten gevolge van de voeding. Dus door het stappenpatroon van één of meerdere dieren te meten, kan men andere belangrijke facetten afleiden gerelateerd aan de veeteelt, en kan men tijdig corrigeren. FIG. 20 toont een voorbeeld van een sensorsysteem 25 volgens uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding. Het toont een uitvoeringsvorm van een pleistersensor 1 zoals hoger beschreven, die aangebracht is op een huid van een mens of een dier, en die metingen uitvoert, en die meetgegevens opslaat in een locaal geheugen. In bepaalde uitvoeringsvormen heeft de pleistersensor 1 een RF-zendeenheid waarmee de gegevens kunnen verzonden worden naar een verwerkingssysteem 33. Het doorsturen van de gegevens kan nagenoeg ogenblikkelijk gebeuren (bv. met een vertraging kleiner dan 10 seconden), of kan -indien gewenst- enkel gebeuren op verzoek (bv. enkel 's morgens tijdens het melken), afhankelijk van de implementatie. De meetgegevens (bv. de "verplaatsingen") kunnen dan verder gecorreleerd worden aan werkelijke biomechanische bewegingen van het betreffend gewricht of de rug of ander lichaamsdeel van de betreffende mens of het betreffend dier waarop de meting gebeurde, door gebruik te maken van een wiskundig model, en een biomechanisch gegevensbestand.A comparison between the movement of a specific joint of, for example, the left front leg and the same joint of the right front leg could, for example, provide information that the animal has sustained a certain injury to the joint in question. But the analysis can go much further than that. FIG. 18 a representation of the vertical movement versus the horizontal movement of the evolution of the step pattern of a left front hoof of the cow (only 3 step movements are mapped). Such graphs can be determined by "translating" the position of multiple joints to the position of the hoof, using a mathematical model and / or a biomechanical model of the cow's legs. By measuring and storing such characteristics, and by comparing the evolution of different "recordings" (eg a week later, or a month later) one can determine a clinical picture, since the evolution of the step pattern is specific and indicative of different syndromes. In other words, an evolution as a function of time can be determined and this evolution is typically characteristic of a healthy animal, or of specific animal disorders. In other words, the sensors according to the present invention allow an analysis of the time evolution of the step behavior. FIG. 19 shows why it is so important to observe the "walking pattern" of an animal, in particular of cattle. One of the reasons is early detection of paralysis (or lameness), but the analysis can go much further than that. Indeed, there appears to be a link between paralysis and various other aspects that are important in animal husbandry, such as, for example, an influence due to infection or due to food. So by measuring the step pattern of one or more animals, one can deduce other important facets related to animal husbandry, and one can correct in time. FIG. 20 shows an example of a sensor system 25 according to embodiments of the present invention. It shows an embodiment of a patch sensor 1 as described above, which is applied to a human or animal skin, and which performs measurements, and which stores measurement data in a local memory. In certain embodiments, the patch sensor 1 has an RF transmitting unit with which the data can be sent to a processing system 33. The data can be transmitted almost instantaneously (e.g. with a delay of less than 10 seconds), or can - if desired - only happen on request (eg only in the morning during milking), depending on the implementation. The measurement data (eg the "movements") can then be further correlated with actual biomechanical movements of the joint or back or other part of the body of the person or animal on which the measurement was made, using a mathematical model , and a biomechanical database.
In sommige uitvoeringsvomen wordt de output van de sensoren op de sensorpatch opgeslagen en eventueel ge-preprocessed. Zo pre-processing kan het verwijderen/samenvatten van stille episodes omvatten, encryptie, het gebruik van data pakketten voor bursting, etc. In sommige gevallen kan ook een energiemanagement programma draaien op een chip in de patch, dat bijvoorbeeld het doorsturen mee kan controleren. In sommige uitvoeringsvormen worden de data opgeslagen op een chip in de patch en pas gedownload op het einde van de observatie. Soms kan het doorsturen gefaseerd gebeuren, soms kan de data rechtstreeks doorgestuurd worden. De data kan op een chip in de patch verwerkt worden, maar wordt bij voorkeur verwerkt door een snelle processor op een andere locatie.In some embodiments, the output of the sensors is stored on the sensor patch and possibly preprocessed. Pre-processing may include the removal / summarization of silent episodes, encryption, the use of data packages for bursting, etc. In some cases, an energy management program can also run on a chip in the patch, which can, for example, control the forwarding. In some embodiments, the data is stored on a chip in the patch and only downloaded at the end of the observation. Sometimes the forwarding can take place in phases, sometimes the data can be forwarded directly. The data can be processed on a chip in the patch, but is preferably processed by a fast processor at a different location.
Het verwerkingssysteem 33 kan bv. een computer of een laptop zijn met Bluetooth-functionaliteit, en voorzien van de nodige software voor het uitlezen van de gegevens van de rekbare pleistersensor 1. Deze computer of laptop verschilt van gekende computers laptops doordat hij een specifiek software-programma bevat voor het verder verwerken en interpreteren van de gegevens, door de meetgegevens (of afgeleide gegevens, zoals snelheid, versnelling, enz) te analyseren aan de hand van een wiskundig model, gekoppeld aan een specifiek biomechanisch gegevensbestand met betrekking tot de specifieke gewrichten (of rug of dergelijke) van het subject (bv. een mens of een koe of paard). Het resultaat van deze analyse kan dan getoond worden op het display of monitor of scherm, en/of opgeslagen in een bestand, en/of afgedrukt worden, en/of verzonden worden via een netwerk.The processing system 33 may be, for example, a computer or laptop with Bluetooth functionality, and provided with the necessary software for reading the data from the stretchable plaster sensor 1. This computer or laptop differs from known computer laptops in that it has a specific software program for further processing and interpretation of the data, by analyzing the measurement data (or derived data, such as speed, acceleration, etc.) on the basis of a mathematical model, linked to a specific biomechanical database with regard to the specific joints ( or back or the like) of the subject (e.g., a human or a cow or horse). The result of this analysis can then be shown on the display or monitor or screen, and / or stored in a file, and / or printed, and / or sent via a network.
In plaats van een computer of een laptop kunnen echter ook andere, bv. kleinere draagbare apparaten gebruikt worden voor het uitlezen van de pleistersensor 1, bv. een. smartphone of een pda of een tablet, of dergelijke, voorzien van Bluetooth functionaliteit en de nodige software. Vanuit de laptop of het draagbaar apparaat kunnen de gegevens dan verder verstuurd worden naar andere belanghebbenden, bv. medisch personeel.However, instead of a computer or a laptop, other, e.g., smaller, portable devices can be used to read out the patch sensor 1, e.g. smartphone or a pda or a tablet, or the like, with Bluetooth functionality and the necessary software. From the laptop or portable device, the data can then be sent on to other stakeholders, such as medical personnel.
Uitvoeringsvormen van de pleistersensor 1 volgens de onderhavige uitvinding kunnen handig gebruikt worden voor het meten van prenatale contracties, bijvoorbeeld van een dier zoals van vee, bv. een koe of een paard. De pleistersensor 1 wordt dan bij voorkeur aangebracht op de huid. 'Embodiments of the plaster sensor 1 according to the present invention can be conveniently used for measuring prenatal contractions, for example of an animal such as cattle, e.g. a cow or a horse. The patch sensor 1 is then preferably applied to the skin. "
Uitvoeringsvormen van de pleistersensor 1 volgens de onderhavige uitvinding kunnen ook handig gebruikt worden voor het meten van stapbewegingen (de gang) van een dier of mens. Daarbij worden één of meerdere pleistersensors 1 aangebracht op de huid van een dier, met name ter hoogte van minstens één van de gewrichten van minstens één van de poten 21, 22 van het dier.Embodiments of the plaster sensor 1 according to the present invention can also be conveniently used for measuring step movements (the gait) of an animal or human. One or more plaster sensors 1 are thereby applied to the skin of an animal, in particular at the level of at least one of the joints of at least one of the legs 21, 22 of the animal.
Uitvoeringsvormen van de pleistersensor 1 volgens de onderhavige uitvinding kunnen ook handig gebruikt worden voor het meten van stapbewegingen (de gang) van een dier voor het opsporen van de eerste tekenen van "lamheid" of "kreupelheid", een aandoening die een verwoestende invloed kan hebben op de gehele Europese veestapel. Vroege behandeling kan de kostenefficiëntie van dierhouderij drastisch verbeteren.Embodiments of the plaster sensor 1 according to the present invention can also be conveniently used to measure step movements (the gait) of an animal for detecting the first signs of "lame" or "lameness", a condition that can have a devastating effect on the entire European herd. Early treatment can drastically improve the cost efficiency of animal husbandry.
Uitvoeringsvormen van de pleistersensor 1 volgens de onderhavige uitvinding kunnen ook handig gebruikt worden het meten van bewegingen van de rug van een mens of een dier, d.w.z. voor het meten van bewegingen van de wervelkolom. Eén of meerdere pleistersensors 1 worden daarbij aangebracht op de huid, ter hoogte van de wervelkolom, bv. aan de onderrug, of aan de hals, of op beide plaatsen tegelijk.Embodiments of the plaster sensor 1 according to the present invention can also be conveniently used to measure the movements of the back of a human or an animal, i.e. for measuring the movements of the spine. One or more plaster sensors 1 are thereby applied to the skin, at the height of the spine, for example on the lower back, or on the neck, or in both places simultaneously.
De pleistersensor 1 wordt bij voorkeur op de huid aangebracht onder voorgerekte vorm. Om de pleistersensor 1 aan te brengen met een geschikte voorspanning (niet teveel, niet te weinig), kan optioneel een ellipsvormige figuur (tekening, opdruk) aangebracht zijn op de rekbare beschermlaag 15 van de pleistersensor 1, die in de ideale voorgerokken toestand een cirkel vormt. Op die manier kan de pleistersensor 1 eenvoudig aangebracht worden met een geschikte voorspanning. Anderzijds is de voorspanning niet kritisch, en de pleistersensor zal eveneens werken met een beetje meer of een beetje minder, of zelfs helemaal geen voorspanning. Het voordeel van de pleistersensor 1 aan te brengen met voorspanning is dat het ook mogelijk is om negatieve rek te meten (dus inkrimping van de huid).The plaster sensor 1 is preferably applied to the skin in pre-stretched form. In order to apply the plaster sensor 1 with a suitable pre-stress (not too much, not too little), an elliptical figure (drawing, print) can optionally be provided on the stretchable protective layer 15 of the plaster sensor 1, which in the ideal pre-stretched state forms a circle forms. In this way the plaster sensor 1 can be easily applied with a suitable pre-stress. On the other hand, the bias is not critical, and the patch sensor will also work with a little more or a little less, or even no bias at all. The advantage of applying the plaster sensor 1 with bias is that it is also possible to measure negative elongation (thus shrinkage of the skin).
Bij wijze van voorbeeld kan de informatiestroom bekomen met een sensorpleister overeenkomstig uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding als volgt verlopen. Met behulp van de sensoren worden signalen opgemeten. Deze worden lokaal opgeslagen en op gepaste tijdstippen doorgestuurd. Dit doorsturen kan bijvoorbeeld lokaal zijn (lage energie transmissie) zoals naar een lokaal mobiel apparaat zoals een mobiele telefoon of smartphone. Op dit mobiel apparaat kan bijvoorbeeld reeds een gebruikersinterface voorzien zijn om preliminaire informatie te verstrekken. Vanaf het mobiel apparaat kan de informatie over een netwerk naar een data processing eenheid verstuurd worden, waar de informatie verder verwerkt kan worden. De verwerkte informatie kan dan verder verspreid worden naar de rechtstreekse gebruikers, naar medische staf, naar thuishulp, etc. De specifieke interface waarop de verwerkte informatie kan worden aangeboden, alsook de aangeboden informatie kan toepassingspecifiek zijn.By way of example, the information flow obtained with a sensor patch according to embodiments of the present invention may proceed as follows. Signals are measured using the sensors. These are stored locally and forwarded at suitable times. This forwarding can for instance be local (low energy transmission) such as to a local mobile device such as a mobile phone or smartphone. For example, a user interface may already be provided on this mobile device to provide preliminary information. From the mobile device, the information can be sent over a network to a data processing unit, where the information can be further processed. The processed information can then be spread further to the direct users, to medical staff, to home help, etc. The specific interface on which the processed information can be offered, as well as the information offered, can be application specific.
Uiteraard kunnen verschillende fasen van de processing en presentatie van informatie op verschillende tijdstippenOf course, different phases of the processing and presentation of information can take place at different times
Terwijl in bovenstaande beschrijving referentie gemaakt wordt naar een pleistersensor in de klassieke vorm van een pleister, kan de pleistersensor overeenkomstig uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding ook betrekking hebben op een mouw, huls of mof (sleeve) met een pleistersensor geïntegreerd. In één specifiek voorbeeld is een pleistersensor in de vorm van een mof voorzien, die bijvoorbeeld kan gebruikt worden voor de beweging van een poot van een dier te monitoren en/or te analyseren. In specifieke toepassingen wordt bijvoorbeeld de beweging van een been van een paard gemonitord, bijvoorbeeld in het kader van training of analyse van het loopgedrag van het paard. In de voorbeeldmatige pleistersensor is een polymeer stretch sensor voorzien die gemonteerd zit tussen een onder en boven textielband. In de textielbanden kunnen controllers, processoren voor het verwerken van meetresultaten, elektrische contacten, batterijen verwerkt zitten. Alternatief kunnen deze hierop gemonteerd worden. De sensor kan aan de textielbanden bevestigd worden op om het even welke manier, zoals bijvoorbeeld via haak-lus connecties, bv. velcro connecties. Elektrische connectoren kunnen eveneens voorzien worden. In sensorpleisters overeenkomstig de onderhavige uitvinding kan bovendien ook een identificatie element voorzien worden zoals een RFID element, een barcode, ... dat van op afstand kan geïdentificeerd worden, of een ander identificatie element zoals gekend door de vakman. Dit laat niet alleen toe om de sensor te identificeren maar eveneens om de presteerde cycli te koppelen aan de levensduur van de sensor.While reference is made in the above description to a plaster sensor in the classical form of a plaster, the plaster sensor according to embodiments of the present invention may also relate to a sleeve, sleeve or sleeve (sleeve) integrated with a plaster sensor. In one specific example, a plaster sensor in the form of a sleeve is provided, which can be used, for example, to monitor and / or analyze the movement of a leg of an animal. In specific applications, for example, the movement of a horse's leg is monitored, for example in the context of training or analysis of the horse's walking behavior. In the exemplary plaster sensor, a polymeric stretch sensor is provided that is mounted between an upper and lower textile band. Controllers, processors for processing measurement results, electrical contacts, batteries can be incorporated in the textile belts. Alternatively, these can be mounted on it. The sensor can be attached to the textile straps in any way, such as for example via hook-loop connections, eg velcro connections. Electrical connectors can also be provided. In sensor plasters according to the present invention, moreover, an identification element can also be provided such as an RFID element, a barcode, ... that can be identified remotely, or another identification element as is known to those skilled in the art. This allows not only to identify the sensor but also to link the cycles performed to the life of the sensor.
REFERENTIECIJFERS 1 pleistersensor 2 filmlaag 3 DEAP strip 4 geïntegreerde schakeling 6 energiebron 7 adhesielaag 8 mens 11 rekbare elektrische verbindingen 12 DEAP materiaal 15 beschermlaag 17 metaalfilmlaag 19 energiecel (bv. capaciteit) 20 koe 21 voorpoot 22 achterpoot 25 sensorsysteem 26 ontvanger 27 rekeneenheid 28 wiskundig model 29 biomechanisch gegevensbestand 30 display, scherm 32 afstand tussen evenwijdige DEAP strips 33 verwerkingssysteemREFERENCE FIGURES 1 plaster sensor 2 film layer 3 DEAP strip 4 integrated circuit 6 energy source 7 adhesion layer 8 human 11 stretchable electrical connections 12 DEAP material 15 protective layer 17 metal film layer 19 energy cell (eg capacity) 20 cow 21 front leg 22 rear leg 25 sensor system 26 receiver 27 computing unit 28 mathematical model 29 biomechanical database 30 display, screen 32 distance between parallel DEAP strips 33 processing system
Ls lengte van de stripLs length of the strip
Ws breedte van de strip L lengte van de filmlaag/pleister W breedte van de filmlaag/pleisterWs width of the strip L length of the film layer / patch W width of the film layer / patch
Claims (29)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BE20140645A BE1021520B1 (en) | 2014-08-25 | 2014-08-25 | ELASTIC PLASTER SENSOR, USE OF SUCH PLASTER SENSOR, AND A SENSOR SYSTEM WITH SUCH PLASTER SENSOR |
US15/507,127 US20170265810A1 (en) | 2014-08-25 | 2015-08-25 | Elastic Sensor |
PCT/IB2015/001742 WO2016030752A1 (en) | 2014-08-25 | 2015-08-25 | Elastic sensor |
EP15788180.6A EP3185757B1 (en) | 2014-08-25 | 2015-08-25 | Elastic sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BE20140645A BE1021520B1 (en) | 2014-08-25 | 2014-08-25 | ELASTIC PLASTER SENSOR, USE OF SUCH PLASTER SENSOR, AND A SENSOR SYSTEM WITH SUCH PLASTER SENSOR |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BE1021520B1 true BE1021520B1 (en) | 2015-12-04 |
Family
ID=52396311
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BE20140645A BE1021520B1 (en) | 2014-08-25 | 2014-08-25 | ELASTIC PLASTER SENSOR, USE OF SUCH PLASTER SENSOR, AND A SENSOR SYSTEM WITH SUCH PLASTER SENSOR |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE1021520B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017144710A1 (en) * | 2016-02-24 | 2017-08-31 | Bainisha Cvba | Elastic movement sensors and calibration |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100036287A1 (en) * | 2008-08-08 | 2010-02-11 | Michael Weber | Method and Device for Detecting Parameters for the Characterization of Motion Sequences at the Human or Animal Body |
US20110067253A1 (en) * | 2009-09-21 | 2011-03-24 | Tobias Happel | Method and System for Detecting Parameters for the Characterization of Motion Sequences at the Human Body and Computer-Implemented Method for Analyzing Parameters for the Characterization of Motion Sequences at the Human Body |
US20110241704A1 (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-06 | Massachusetts Institute Of Technology | Structural health monitoring system and method using soft capacitive sensing materials |
WO2013041101A1 (en) * | 2011-09-22 | 2013-03-28 | Region Nordjylland, Aalborg Sygehus | Stretch sensor device |
WO2013186693A2 (en) * | 2012-06-11 | 2013-12-19 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) | Stretchable electronic structures formed of thin films integrated with soft heterogeneous substrate |
-
2014
- 2014-08-25 BE BE20140645A patent/BE1021520B1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100036287A1 (en) * | 2008-08-08 | 2010-02-11 | Michael Weber | Method and Device for Detecting Parameters for the Characterization of Motion Sequences at the Human or Animal Body |
US20110067253A1 (en) * | 2009-09-21 | 2011-03-24 | Tobias Happel | Method and System for Detecting Parameters for the Characterization of Motion Sequences at the Human Body and Computer-Implemented Method for Analyzing Parameters for the Characterization of Motion Sequences at the Human Body |
US20110241704A1 (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-06 | Massachusetts Institute Of Technology | Structural health monitoring system and method using soft capacitive sensing materials |
WO2013041101A1 (en) * | 2011-09-22 | 2013-03-28 | Region Nordjylland, Aalborg Sygehus | Stretch sensor device |
WO2013186693A2 (en) * | 2012-06-11 | 2013-12-19 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) | Stretchable electronic structures formed of thin films integrated with soft heterogeneous substrate |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DARRYL P J COTTON ET AL: "A Multifunctional Capacitive Sensor for Stretchable Electronic Skins", IEEE SENSORS JOURNAL, IEEE SERVICE CENTER, NEW YORK, NY, US, vol. 9, no. 12, 1 December 2009 (2009-12-01), pages 2008 - 2009, XP011279348, ISSN: 1530-437X, DOI: 10.1109/JSEN.2009.2030709 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017144710A1 (en) * | 2016-02-24 | 2017-08-31 | Bainisha Cvba | Elastic movement sensors and calibration |
US11026598B2 (en) | 2016-02-24 | 2021-06-08 | Bainisha Cvba | Elastic movement sensors and calibration |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3185757B1 (en) | Elastic sensor | |
US11911174B2 (en) | Systems and methods for prevention of pressure ulcers | |
US5323650A (en) | System for continuously measuring forces applied to the foot | |
US20100324457A1 (en) | Skeletal-muscular position monitoring device | |
US4839512A (en) | Tactile sensing method and apparatus having grids as a means to detect a physical parameter | |
US6117077A (en) | Long-term, ambulatory physiological recorder | |
JP2018536472A (en) | Footwear system for detecting ulcers or pre-ulcer lesions | |
US20180020982A1 (en) | Wellness monitoring using a patch system | |
WO2000036977A1 (en) | Apparatus and method for relating pain and activity of a patient | |
US20110067253A1 (en) | Method and System for Detecting Parameters for the Characterization of Motion Sequences at the Human Body and Computer-Implemented Method for Analyzing Parameters for the Characterization of Motion Sequences at the Human Body | |
US20210361225A1 (en) | Systems and methods for prevention of pressure ulcers | |
US20160007878A1 (en) | Device and method for monitoring pain | |
CN203290881U (en) | Wearable body temperature monitor and body temperature monitoring system | |
BE1021520B1 (en) | ELASTIC PLASTER SENSOR, USE OF SUCH PLASTER SENSOR, AND A SENSOR SYSTEM WITH SUCH PLASTER SENSOR | |
US8280679B2 (en) | Activity monitor | |
CN207744558U (en) | A kind of animal monitoring circuit and ground cushion | |
US20240041348A1 (en) | Devices and systems for preventing the development of pressure ulcers | |
Khandakar et al. | Design and implementation of a complete wearable smart insole solution to measure plantar pressure and temperature | |
Phillips et al. | Finger mobility following flexor tendon repair | |
CN111110246A (en) | Gait analysis system based on high-deformation strain type sensor | |
Shermi et al. | Smart maternal real time monitoring using IoT-technique | |
CN219661684U (en) | Wireless data transmission body temperature acquisition system | |
KR102089139B1 (en) | Capacitive type user intension sensing apparatus | |
Zhang et al. | Out-of-hospital body movement data collection using E-skin sensors | |
Chhikara et al. | In-house monitoring of low back pain related disability (impaired) |