DE102017208162A1 - Device for measuring perspiration - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung der Schweißabsonderung auf der Körperoberfläche eines schweißabsondernden Lebewesens, aufweisend mindestens einen folienartigen und/oder textilen Flächenabschnitt, mindestens eine Sensoreinheit, mindestens eine Datenaufnahmeeinheit. The invention relates to a device for measuring perspiration on the body surface of a sweat-emitting living being, comprising at least one foil-like and / or textile surface portion, at least one sensor unit, at least one data acquisition unit.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung der Schweißabsonderung auf der Körperoberfläche eines schweißabsondernden Lebewesens, aufweisend mindestens einen folienartigen und/oder textilen Flächenabschnitt, mindestens eine Sensoreinheit, mindestens eine Datenaufnahmeeinheit.The invention relates to a device for measuring perspiration on the body surface of a sweat-emitting living being, comprising at least one foil-like and / or textile surface portion, at least one sensor unit, at least one data acquisition unit.
Viele Lebewesen sondern zur Kühlung des Körpers Schweiß ab. Als Schweiß (griechisch ἱδρώc hidrós) wird ein von der Haut des Menschen und anderer Säugetiere über so genannte Schweißdrüsen abgesondertes wässriges Sekret bezeichnet. Man unterscheidet nach der Art ihrer Sekretion zwei Arten von Schweißdrüsen: sogenannte ekkrine und apokrine Schweißdrüsen.Many living things but to cool the body sweat off. Sweat (Greek ἱδρώc hidrós) refers to an aqueous secretion secreted by the skin of humans and other mammals via so-called sweat glands. There are two types of sweat glands, the so-called eccrine and apocrine sweat glands.
Die ekkrinen Schweißdrüsen sind beim Menschen praktisch über den ganzen Körper verteilt und können beträchtliche Mengen eines klaren, geruchlosen Sekretes produzieren, das zu mehr als 99 Prozent aus Wasser besteht und sonst vor allem Elektrolyte, wie Na+, Cl-, K+, Lactat und Aminosäuren sowie Harnstoff enthält. Daneben befinden sich im Schweiß noch Zucker und Ascorbinsäure in geringen Konzentrationen. Der pH-Wert liegt im sauren Bereich bei pH 4,5. Im Gegensatz dazu kommen die apokrinen Schweißdrüsen nur in den behaarten Körperarealen der Achsel- und Genitalregion sowie an den Brustwarzen vor. Sie produzieren geringe Mengen eines milchigen Sekretes, das Proteine und Lipide enthält und annähernd pHneutral ist (pH 7,2).The eccrine sweat glands in humans are distributed practically throughout the body and can produce considerable amounts of a clear, odorless secretion that consists of more than 99 percent water and, in particular, electrolytes such as Na +, Cl-, K +, lactate and amino acids as well Contains urea. In addition, the sweat still contains sugar and ascorbic acid in low concentrations. The pH is in the acidic range at pH 4.5. In contrast, the apocrine sweat glands occur only in the hairy body areas of the armpit and genital region and on the nipples. They produce small amounts of a milky secretion that contains proteins and lipids and is almost pH neutral (pH 7.2).
Frischer Schweiß ist völlig geruchlos. Erst der Abbau von langkettigen Fettsäuren zu kürzeren Ketten wie Buttersäure oder Ameisensäure sorgt für den typischen Schweißgeruch. Dafür sind verschiedene zur natürlichen Hautflora zählende Bakterien verantwortlich. Eine Ausnahme bildet die Pubertät: Durch verschiedene hormonell bedingte Vorgänge im Körper kann auch frischer Schweiß schon riechen.Fresh sweat is completely odorless. Only the degradation of long-chain fatty acids to shorter chains such as butyric acid or formic acid ensures the typical smell of sweat. There are various responsible for the natural skin flora bacteria responsible. One exception is puberty: Various hormonal processes in the body can also smell fresh sweat.
Der Vorgang des Schwitzens wird auch Transpiration genannt. Eine übermäßige, krankhafte Absonderung von Schweiß wird als Hyperhidrose bezeichnet, bei einer reduzierten oder völlig fehlenden Schweißproduktion spricht man von Hypo- bzw. Anhidrose.The process of sweating is also called transpiration. Excessive, pathological secretion of sweat is called hyperhidrosis; in the case of reduced or completely absent sweat production it is called hypo- or anhidrosis.
Schwitzen wird von vielen Menschen als unangenehm empfunden, da die Absonderung von Schweiß im Geiste mit der Bildung von Schweißgeruch verbunden wird.Sweating is perceived by many people as unpleasant, since the secretion of sweat in the spirit is associated with the formation of sweat odor.
Menschen versuchen daher die Bildung von Schweiß bzw. den Schweißgeruch zu unterdrücken.People therefore try to suppress the formation of sweat or the smell of sweat.
Zur Hemmung der Schweißproduktion, als eine der Ursachen für entstehenden Schweißgeruch, werden im Handel sogenannte Antitranspiratien angeboten. Antitranspirante, Antitranspirantien oder Antitranspirants (Schweißhemmer; engl. antiperspirants) sind Substanzen, welche die Aktivität der Schweißdrüsen reduzieren und somit die Entstehung von Körpergeruch vermindern. Die am häufigsten als Antitranpirant eingesetzte Substanz ist Aluminiumchlorohydrat (ACH), welches sich in Form von Sprays, Roll-on Apllikation oder Stick auf die entsprechende Körperregion auftragen lässt.To inhibit sweat production, as one of the causes of sweat odor, so-called antiperspirants are offered in the trade. Antiperspirants, antiperspirants or antiperspirants (antiperspirants) are substances that reduce the activity of sweat glands and thus reduce the development of body odor. The most commonly used antitranpirant substance is aluminum chlorohydrate (ACH), which can be applied to the appropriate body region in the form of sprays, roll-on application or stick.
Zur Unterdrückung des Schweißgeruchs selbst gibt es im Handel seit Jahrzehnten kosmetische Präparate die als Deodorant bezeichnet werden. Ein Deodorant (auch Desodorant, latein.: Entriecher), kurz auch Deo genannt, ist ein Körperpflegemittel, das vorwiegend in den Achselhöhlen aufgebracht wird, um unangenehmen Körpergeruch zu bekämpfen. Der Fachausdruck hierfür lautet Desodorierung. Die Bekämpfung erfolgt dabei zum einen über die Auftragung von Parfümstoffen, die den Schweißgeruch überdecken und zum anderen durch Inaktivierung (Abtötung) der Mikroorganismen, die für den Abbau des Schweißes verantwortlich sind.For the suppression of the smell of sweat itself, there are in the trade for decades cosmetic preparations which are referred to as deodorant. A deodorant (also called deodorant, Latin: Entriecher), or deodorant for short, is a personal care product that is mainly applied in the armpits to combat unpleasant body odor. The technical term for this is deodorization. The fight takes place on the one hand on the application of perfumes that cover the smell of sweat and on the other by inactivation (killing) of the microorganisms that are responsible for breaking down the sweat.
Es gibt auch Präparate die sowohl Antritranspirantwirkstoff, Parfüm und Bakterizid enthalten. Im allgemeinen Sprachgebrauch wird daher oft nur von ,Deo' gesprochen, ohne zu differenzieren welche Wirkung das Produkt erzielt.There are also preparations containing both antiperspirant active, perfume and bactericide. In common usage, therefore, is often spoken only of 'deodorant', without differentiating what effect the product achieved.
Um die Wirksamkeit von Antitranspirantprodukten oder Desodorantprodukten zu bestimmen, gibt es einige klassische Verfahren. Z.B. wird die Wirksamkeit von Antitranspirantzubereitungen dadurch bestimmt, dass die Zubereitung z.B. im Achselbereich aufgetragen wird und die Auftragungsstelle mit einem Flüssigkeitsabsorbierenden Material bedeckt wird. Über gravimetrische Messung erhält man eine Aussage über die Menge an abgesonderten Schweiß. Diese Messungen können unter verschiedenen Belastungssituationen vorgenommen werden, z.B. bei einem Saunagang (Hot-Room Test) oder bei Fahrradergonometerbelastung.To determine the efficacy of antiperspirant or deodorant products, there are some classic methods. For example, the effectiveness of antiperspirant preparations is determined by is applied in the underarm area and the application site is covered with a liquid-absorbing material. Gravimetric measurement provides information about the amount of separated sweat. These measurements can be made under different load situations, e.g. during a sauna session (Hot-Room Test) or at a bicycle gage load.
Durch anschließende Sniff-Tests ist es auch möglich die Entwicklung und Stärke des Schweißgeruchs empirisch zu bestimmen.Subsequent sniff tests also make it possible to empirically determine the development and strength of the odor of sweat.
Diese Standardmethoden haben einen großen Nachteil, denn es lassen sich keine Aussagen über die zeitliche Abhängigkeit der von der Belastungssituation abhängigen Schweißmenge treffen, da die Sammlung des Schweißes immer über einen gewissen Zeitraum insgesamt erfolgt. Ein zweiter Nachteil ist, das allein die Auflage des flüssigkeitsabsorbierenden Materials auf das schweißproduzierende Hautareal eine Verfälschung der Messwerte bringt. Eine solche Auflage führt nämlich dazu, das sich das Mikroklima, welches sich im Normalfall ohne Auflage um das Schweißproduzierende Hautareal ausbildet, stark gestört wird. In der Regel ist es so, das die Auflage zur erhöhten Schweißabsonderung im bedeckten Bereich führt.These standard methods have a major disadvantage because it is impossible to make any statements about the temporal dependence of the amount of sweat depending on the load situation, since the collection of sweat always takes place over a certain period of time. A second disadvantage is that the mere application of the liquid-absorbing material to the sweat-producing skin area is a falsification of the measured values brings. Such a condition leads to the fact that the microclimate, which normally forms without support around the perspiration-producing skin area, is greatly disturbed. As a rule, this leads to the requirement for increased perspiration in the covered area.
Aus
In
Aus der
Trotz des weitreichenden Standes der Technik fehlt es dem Fachmann an Methoden die Schweißabsonderung zeitlich aufgelöst unter realen Bedingungen zu messen und vergleichen zu können.Despite the far-reaching state of the art, the skilled person lacks the methods to be able to measure and compare sweat secretion in a time-resolved manner under real conditions.
Für den Fachmann überraschend war, das eine Vorrichtung zur Messung der Schweißabsonderung einer Körperoberfläche eines schweißabsondernden Lebewesens, aufweisend mindestens einen Träger, mindestens eine Sensoreinheit, mindestens eine Datenaufnahmeeinheit, dadurch gekennzeichnet, dass
- - die Sensoreinheit einen flüssigkeitsaufnehmende Flächenabschnitt darstellt, wobei die Sensoreinheit ein Teil des Trägers darstellt oder auf diesem fixiert ist,
- - die Sensoreinheit jeweils mindestens zwei Sensoren vom Typ A umfasst,
- - die Sensoren mit der Datenaufnahmeeinheit mittels Leitungen elektrisch leitend verbunden sind,
- - die Sensoren vom Typ A Sensoren, Elektroden und/oder Kontaktpunkte zur Widerstands- und/oder Leitfähigkeitsmessung sind.
- - die Datenaufnahmeeinheit mindestens ein Mittel zur Energieversorgung, mindestens einen Zeitmesser, mindestens ein Mittel zur Widerstandsmessung und/oder Leitfähigkeitsmessung zwischen den mindestens zwei Sensoren vom Typ A einer Sensoreinheit und mindestens einen Datenspeicherbreich aufweist, in dem die gemessenen Widerstände und/oder Leitfähigkeiten in Abhängigkeit von der Meßzeit gespeichert werden,
- - wobei die Sensoreinheit so auf dem Träger angeordnet ist, das sie auf und/oder über einem Körperbereich des schweißabsondernden Lebewesens angeordnet werden kann und zeitweise mit diesem in Kontakt tritt
- the sensor unit represents a liquid-absorbing area section, the sensor unit representing or being fixed to a part of the carrier,
- the sensor unit comprises in each case at least two sensors of type A,
- the sensors are electrically conductively connected to the data acquisition unit by means of cables,
- - The sensors of type A sensors, electrodes and / or contact points for resistance and / or conductivity measurement are.
- - The data acquisition unit has at least one means for power supply, at least one timer, at least one means for resistance measurement and / or conductivity measurement between the at least two sensors of the type A sensor unit and at least one Datenspeicherbreich in which the measured resistances and / or Conductivities are stored as a function of the measuring time,
- - Wherein the sensor unit is arranged on the support, that it can be arranged on and / or over a body region of the sweat-emitting living being and temporarily comes into contact with this
Mit einer solchen Vorrichtung ist es möglich, die in einem bestimmten Zeitraum innerhalb eines Körperareals abgesonderte Menge von Schweiß zu erfassen. Dazu wird die Vorrichtung so am Körper platziert, dass die Sensoreinheit über jeweils einem Messbereich angeordnet wird und die zwischen zwei Sensoren gemessene Leitfähigkeit und/oder der Widerstand in Abhängigkeit von der Meßzeit und der Sensoreinheit im Datenspeicher gespeichert werden. Die Messungen werden über einen längeren Zeitraum durchgeführt, wobei in vorher zu bestimmenden Zeitabständen je eine Messung pro Sensorpaar erfolgt. Nach Beendigung der Messung werden die gesammelten Daten aus dem Datenspeicher ausgelesen und können ausgewertet werden.With such a device, it is possible to detect the amount of sweat secreted within a body area within a certain period of time. For this purpose, the device is placed on the body such that the sensor unit is arranged over a respective measuring range and the conductivity measured between two sensors and / or the resistance as a function of the measuring time and the sensor unit are stored in the data memory. The measurements are carried out over a longer period of time, with one measurement per sensor pair being carried out at previously determined time intervals. After completion of the measurement, the collected data is read from the data memory and can be evaluated.
Die Messung der Schweißproduktion erfolgt mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nur indirekt, in dem nicht die Menge des Schweißes - Volumen oder Masse-erfasst wird, sondern die durch die Aufnahme des Schweißes im oder auf dem Trägermaterial erfolgende Widerstandsänderung bzw. Leitfähigkeitsänderung zwischen den Sensoren.The measurement of the sweat production is carried out only indirectly with the device according to the invention, in which not the amount of sweat - volume or mass-is detected, but the taking place by the inclusion of the sweat in or on the substrate resistance change or conductivity change between the sensors.
Erfindungsgemäß vorteilhaft ist es, wenn der Träger den von der Körperoberfläche abgesonderten Schweiß aufnimmt. Durch die Aufnahme von Schweiß reduziert sich im benetzten Bereich der elektrische Widerstand bzw. erhöht sich die Leitfähigkeit des Trägers.According to the invention, it is advantageous if the wearer absorbs the sweat emitted by the body surface. By absorbing sweat reduces in the wetted area of the electrical resistance or increases the conductivity of the wearer.
Vorteilhaft ist es, wenn das Trägermaterial aus einem Gewebe oder Vlies gebildet wird. Dadurch ist die erfindungsgemäße Vorrichtung z.B. als Teil eines Bekleidungsstücks ausbildbar, welches dem zu beprobenden Individuum keinerlei Einschränkungen in Bezug auf Bewegungsfreiheit auferlegt.It is advantageous if the carrier material is formed from a woven or nonwoven fabric. As a result, the device according to the invention is e.g. formed as part of a garment which imposes no restrictions on freedom of movement for the individual to be sampled.
Im Bereich der Sporttextilien findet der Fachmann eine Reihe von aus Kunstfasen bzw. Naturfasern hergestellten Geweben oder Vliesen (engl. nonwoven), die eine sehr gute Schweißaufnahme zeigen.In the field of sports textiles, the person skilled in the art finds a number of woven or nonwoven fabrics made of synthetic fibers or natural fibers, which show a very good perspiration absorption.
Besonders bevorzugt sind Gewebe aus Baumwollfasern, da diese sich leicht verarbeiten lassen und ohne besondere Behandlung eine gute Schweißaufnahmekapazität zeigen.Particularly preferred are fabrics of cotton fibers, as these can be easily processed and show a good perspiration absorption capacity without special treatment.
Im Sinne der Erfindung ist es jedoch auch andere Flüssigkeit aufnehmende flächige Materialen als Träger zu verwenden, zum Beispiel beflockte Folien oder Schäume, insbesondere offenporige Schäume.For the purposes of the invention, however, it is also to use other liquid-receiving sheet materials as a carrier, for example flocked films or foams, in particular open-cell foams.
Die leitfähigen Verbindungen (Leitungen) zwischen Datenaufnahmeeinheit und Sensoren lassen sich als isolierte Drähte ausführen, wobei die Drähte im einfachsten Fall durch Annähen, Ankleben oder Verschweißen auf dem Träger befestigen lassen.The conductive connections (lines) between the data acquisition unit and sensors can be implemented as insulated wires, in which case the wires can be attached to the carrier by sewing, gluing or welding in the simplest case.
Vorteilhaft ist es die Leitungen auf dem Träger durch Übernähen mit einem Kreuzstich zu fixieren.It is advantageous to fix the lines on the carrier by stitching with a cross-stitch.
Um Einflüsse der Leitungen auf das zu untersuchendende Areal zu vermeiden, ist es vorteilhaft die Leitungen auf der dem zu untersuchenden Areal abgewandten Seite zu fixieren. Dadurch wird der Einfluss auf die Leitfähigkeit der Haut möglichst gering gehalten.In order to avoid influences of the lines on the area to be examined, it is advantageous to fix the lines on the side facing away from the area to be examined. As a result, the influence on the conductivity of the skin is minimized.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die elektrisch leitfähigen Verbindungen bei der Herstellung des Trägermaterials in diese eingewebt (Gewebe) oder eingelegt (Vlies) sind.However, it is particularly advantageous if the electrically conductive compounds in the production of the carrier material woven into these (fabric) or inserted (fleece).
Als Leitungen eignen sich herkömmliche Litzen aus einer Vielzahl sehr dünner Einzeldrähte (Leiter) die von einer Hülle aus Isoliermaterial umgeben sind.As lines are conventional strands of a variety of very thin individual wires (conductors) which are surrounded by a shell of insulating material.
Wichtig ist, das die Leiter in Verbindung mit Schweiß oder Waschlaugen keine Korrosion zeigen. Besonders bevorzugt sind Leiter aus versilbertem Kupfer, Silber, Gold, Platin oder Edelstahl. Bei weniger edlen Metallen wie Kupfer oder Silber überzieht sich die Oberfläche mit einer sehr dünnen Patina (z.B. Oxide, Sulfide oder Acetate). Diese Patina ist als Verfärbung sichtbar, stört die Messungen aber nicht.It is important that the conductors in conjunction with sweat or washing liquors show no corrosion. Particularly preferred are conductors made of silver-plated copper, silver, gold, platinum or stainless steel. For less noble metals such as copper or silver, the surface will coat with a very thin patina (e.g., oxides, sulfides or acetates). This patina is visible as discoloration, but does not interfere with the measurements.
Im Sinne der Erfindung ist es auch die elektrischen Leiter durch eine dünne Schicht eines elektrisch leitfähigen Materials auf den Träger aufzudrucken bzw. mittels Transfertechnik auf den Träger zu übertragen. Bevorzugt werden hierzu leitfähige Silber- oder Graphitlacke.For the purposes of the invention, it is also the electrical conductors by a thin layer of an electrically conductive material aufzudrucken on the carrier or transfer means of transfer to the carrier. For this purpose, conductive silver or graphite coatings are preferred.
Ist das Trägermaterial elastisch, kann bei dessen Dehnung die Leitung beschädigt oder abgerissen bzw. zerrissen werden. Vorteilhaft ist es daher die Leitungen nicht gradlinig zu gestalten, sondern die Leitungen wellen oder schlaufenförmig auf dem Trägermaterial aufzubringen. Durch die durch wellen-/schlaufenförmige Verlegung ist eine Streckung analog zum Trägermaterial möglich.If the carrier material is elastic, the line can be damaged or torn or torn when stretched. It is therefore advantageous not to make the lines straight, but to wave or loop the lines on the substrate. Due to the wave / loop-shaped laying an extension analogous to the carrier material is possible.
Zur Verbindung des Leiters mit der Datenaufnahmeeinheit oder den Sensoren stehen dem Fachmann viele Möglichkeiten zur Verfügung, unter anderem Steckerverbindungen, Klemmverbindungen, Schweißverbindungen oder Lötverbindungen. For connecting the conductor to the data acquisition unit or the sensors, many options are available to the person skilled in the art, including plug connections, clamping connections, welded connections or soldered connections.
Bevorzugt im Rahmen der Erfindung ist es die elektrischen Leiter mit der Datenaufnahmeeinheit mittels Löten zu verbinden. Lötverbindungen haben den Vorteil, das sie im Reparaturfall leicht zu ,öffnen' sind, aber im Betrieb keine Übergangswiderstände ausbilden, wie es zum Beispiel bei Steck- oder Klemmverbindungen der Fall ist.In the context of the invention, it is preferable to connect the electrical conductors to the data acquisition unit by means of soldering. Soldered connections have the advantage that they are easy to 'open' in case of repair, but do not form contact resistances during operation, as is the case, for example, with plug-in or clamped connections.
Die Sensoreinheit ist erfindungsgemäß als eine flüssigkeitsaufnehmende Teilfläche des Trägers, auf der die Sensoren angeordnet sind, anzusehen. Diese Teilfläche kann dem Trägermaterial entsprechen, so dass keine Abgrenzung der Sensoreinheit zum nicht mit Sensoren besetzten Trägermaterialbereich erfolgt. Der Sensorbereich kann jedoch im Sinne der Erfindung auch ein Flächenabschnitt mit zum restlichen Trägermaterial unterschiedlichen Materialeigenschaften sein, welcher in den Träger integriert oder auf dem Träger fixiert ist. Ist die Sensoreinheit ein eigenständiger Flächenabschnitt so muss dieser Flächenabschnitt aus einem flüssigkeitsaufnehmenden Material sein. Der eigentliche Träger braucht dann nicht flüssigkeitsaufnehmend sein, denn die zur Widerstandsmessung und/oder Leitfähigkeitsmessung nötige Flüssigkeitsabsorption erfolgt dann in der Sensoreinheit selbst.The sensor unit according to the invention is to be regarded as a liquid-receiving partial surface of the carrier on which the sensors are arranged. This partial surface can correspond to the carrier material, so that there is no delimitation of the sensor unit to the non-sensor-occupied carrier material region. However, in the sense of the invention, the sensor region can also be a surface section with different material properties to the rest of the carrier material, which material is integrated into the carrier or fixed on the carrier. If the sensor unit is an independent surface section, then this surface section must be made of a liquid-absorbing material. The actual carrier then does not need to be liquid-absorbent, because the liquid absorption necessary for resistance measurement and / or conductivity measurement then takes place in the sensor unit itself.
Sensoren vom Typ A dienen dazu den Wiederstand und/oder die Leitfähigkeit des zwischen zwei Sensoren vom Typ A aufgespannten Raumes messen zu können. Sensoren vom Typ A müssen daher selbst elektrisch leitfähige Elektroden und/oder Kontaktpunkte sein.Type A sensors are used to measure the resistance and / or conductivity of the space spanned between two Type A sensors. Type A sensors must therefore themselves be electrically conductive electrodes and / or contact points.
Für die erfindungsgemäße Vorrichtung geeignete Sensoren Typ A werden im einfachsten Fall durch kurze Abschnitte des elektrischen Leiters gebildet, wobei diese kurzen Abschnitte sich dadurch auszeichnen, das sie keine Isolierung tragen. Der isolierungsfreie Bereich ermöglicht es eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen zwei Sensoren Typ A herzustellen, wobei die leitfähige Verbindung zwischen den Sensoren Typ A durch vom Trägermaterial aufgesaugten Schweiß, der als Elektrolyt wirkt, hergestellt wird.Suitable for the device according to the invention type A sensors are formed in the simplest case by short sections of the electrical conductor, these short sections are characterized in that they carry no insulation. The insulation-free region makes it possible to establish an electrically conductive connection between two type A sensors, whereby the conductive connection between the type A sensors is produced by sweat absorbed by the carrier material and acting as electrolyte.
Die Sensoren vom Typ A können auch als Elektroden, deren Material zum Material der Leitung unterschiedlich ist, ausgestaltet sein. Z.B. durch kleine Nieten aus Platin oder Gold, in die der Leiter eingeklemmt ist.The sensors of type A can also be designed as electrodes whose material is different from the material of the line. For example, through small rivets of platinum or gold, in which the conductor is trapped.
Entsprechend der Menge und der Zusammensetzung des aufgenommenen Schweißes ändert sich der Widerstand und die Leitfähigkeit zwischen den Sensoren. Umso mehr Schweiß sich zwischen zwei Sensoren auf dem Trägermaterial ansammelt, desto geringer wird der Widerstand bzw. desto höher wird die Leitfähigkeit. Bildlich gesprochen lassen sich durch die Widerstands- und/oder Leitfähigkeitsmessungen große von kleinen Schweissflecken unterscheiden. Da mit zunehmender Schweißproduktion der Schweißfleck größer wird, da sich der Schweiß im Träger aufsaugt du flächig verteilt, lässt sich somit eine qualitative Aussage über die Menge an produzierten Schweiß erhalten.According to the amount and composition of the absorbed sweat, the resistance and the conductivity between the sensors change. The more sweat accumulates between two sensors on the substrate, the lower the resistance or the higher the conductivity. Figuratively speaking, the resistance and / or conductivity measurements can be used to distinguish large from small sweat stains. As the sweat stain increases with increasing sweat production, as the sweat absorbs in the wearer, you spread out flatly, so that a qualitative statement about the amount of produced sweat can be obtained.
Werden mehr als zwei Sensoren Typ A im Rahmen einer Sensoreinheit so angeordnet, das sich eine Matrix ausbildet, kann durch die Messung des Wiederstandes und/oder der Leitfähigkeit zwischen den Sensoren des Typs A die Ausbereitung bzw. Größe des schweißgetränkten Bereiches bestimmt werden, was genauere Rückschlüsse auf die produzierte Schweißmenge zulässt.If more than two type A sensors are arranged within the scope of a sensor unit in such a way that a matrix forms, the measurement of the resistance and / or the conductivity between the sensors of type A can determine the preparation or size of the sweat-soaked area, which is more accurate Conclusions about the amount of welding produced.
Erfindungsgemäß vorteilhaft ist es mindestens vier Sensoren vom Typ A innerhalb einer Sensoreinheit anzuordnen.According to the invention, it is advantageous to arrange at least four type A sensors within a sensor unit.
Besonders vorteilhaft ist es innerhalb einer Sensoreinheit mehr als 16 Sensoren vom Typ A zu positionieren, wobei die Anordnung möglichst symmetrisch in Form einer Matrix erfolgt.It is particularly advantageous to position more than 16 type A sensors within a sensor unit, the arrangement being as symmetrical as possible in the form of a matrix.
Um die Anzahl der nötigen elektrischen Verbindungen zur Datenaufnahmeeinheit zu verringern, ist es von Vorteil zwei oder mehr Sensoren vom Typ A mit kurzen Leitern zu einem Sensorarray, welches möglichst linear ist, zu verbinden. So lassen sich zum Beispiel die in einer Zeile angelegten Sensoren einer 4x4 Matrix verbinden, so dass die Sensoreinheit vier parallel verlaufende Sensorarrays aus jeweils vier Sensoren Typ A aufweist. Die zu einem Sensorarray verbundenen Sensoren stellen bei der Messung einen Sensor da, so dass der Widerstand und/oder die Leitfähigkeit zwischen einem Sensorarray und einem einzelnen Sensor oder zwischen zwei Sensorarrays gemessen wird.In order to reduce the number of necessary electrical connections to the data acquisition unit, it is advantageous to connect two or more type A sensors with short conductors to a sensor array which is as linear as possible. Thus, for example, the sensors arranged in a line can be connected to a 4x4 matrix so that the sensor unit has four parallel sensor arrays of four sensors of type A each. The sensors connected to a sensor array provide a sensor during the measurement, so that the resistance and / or the conductivity between a sensor array and a single sensor or between two sensor arrays is measured.
Für Messungen im Achselbereich ist es besonders bevorzugt eine Sensoranordnung von 3x8 Sensoren zu wählen, wobei drei Sensoren einer Matrixzeile zu einem Sensorarray verbunden sind und sich acht parallele Sensorarrays ausbilden zwischen denen die Messung erfolgt. Diese langgestreckte Matrix hat den Vorteil, da sich insbesondere ovale Schweißflecken, wie sie in der Achselregion auftreten, gut bestimmen lassen.For measurements in the underarm area, it is particularly preferable to select a sensor arrangement of 3 × 8 sensors, wherein three sensors of a matrix row are connected to a sensor array and eight parallel sensor arrays are formed between which the measurement takes place. This elongated matrix has the advantage that in particular oval sweat stains, as they occur in the axillary region, can be determined well.
Unter Datenauswerteeinheit ist im Rahmen der Erfindung ein elektronisches Messsystem zu verstehen, welches in Form einer Speicherprogrammierbaren Steuerung (Mikrocontroller) Widerstands- und/oder Leitfähigkeitsmessungen durchführen kann. Die Datenauswerteeinheit weist dazu als Minimum einen Mikroprozessor, eine Spannungsversorgung und Datenspeicher auf. Die Datenauswerteeinheit ist auf dem Träger so fixiert, das die mit ihr verbundenen Leitungen, welche ebenfalls auf dem Träger fixiert sind, bei Bewegung, insbesondere Faltung oder Dehnung, den Kontakt nicht verlieren. Vorteilhaft ist es die Datenauswerteeinheit auf den Träger zu kleben oder durch annähen zu befestigen. Ganz besonders vorteilhaft ist es die Verbindungsstellen mit der Leitung durch zusätzlichen Auftrag von Kunstharz, Silikonkautschuk oder Klebeband zu überdecken und zusätzlich zu sichern. Within the scope of the invention, the term data evaluation unit is understood to mean an electronic measuring system which is in the form of a programmable logic controller (microcontroller) resistance and / or or conduct conductivity measurements. As a minimum, the data evaluation unit has a microprocessor, a power supply and data memory. The data evaluation unit is fixed on the carrier so that the lines connected to it, which are likewise fixed on the carrier, do not lose contact during movement, in particular folding or stretching. It is advantageous to stick the data evaluation unit on the carrier or attach by sewing. It is particularly advantageous to cover the connection points with the line by additional application of synthetic resin, silicone rubber or adhesive tape and in addition to secure.
Die Datenauswerteeinheit ist in der Lage die Sensoren anzusteuern und die Messwerte zu generieren und abzuspeichern. Mittels einer Schnittstelle lassen sich die gespeicherten Messwerte aus der Steuereinheit auslesen.The data evaluation unit is able to control the sensors and to generate and store the measured values. By means of an interface, the stored measured values can be read out of the control unit.
Die Messung des Widerstands- und/oder der Leitfähigkeit im Sensorareal kann mittels geeigneter Wechselspannung oder mit sehr kurzen einzelnen Spannungspulsen erfolgen, um Polarisationseffekt des leitenden Mediums, in diesem Fall des Schweißes, zu verhindern. Durch ein mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgerüstetes T-Shirt zum Beispiel, bei welchem das Sensorareal im Bereich der Achsel angeordnet ist, lässt sich die Schweißproduktion im normalen Tagesverlauf aufzeichnen. Vorteilhaft ist hierbei, das bei gesunden Menschen in rechter und linker Achsel die Schweißproduktion gleichartig erfolgt, solange beide Achseln gleich behandelt oder unbehandelt sind.The measurement of the resistance and / or the conductivity in the sensor area can be carried out by means of suitable alternating voltage or with very short individual voltage pulses in order to prevent the polarization effect of the conductive medium, in this case the sweat. By equipped with the device according to the invention T-shirt, for example, in which the sensor area is located in the region of the armpit, the sweat production can record in the normal course of the day. It is advantageous here that in healthy people in the right and left armpit sweat production is similar, as long as both armpits are treated the same or untreated.
Durch die separate Auswertung der einem Sensorareal zuzuordnenden Meßwerte ist es möglich, die Unterschiede in der Schweißproduktion der zwei Körperareale herauszufinden.By the separate evaluation of the measured values attributable to a sensor area, it is possible to find out the differences in the welding production of the two body areas.
Die gleichzeitige Schweißmessung an zwei unterschiedlichen Körperarealen kann zum Beispiel dazu genutzt werden die Wirksamkeit von Antitranspirantwirkstoffen zu ermitteln. Dazu ist es vorteilhaft als Hautareale die rechte und linke Achselhöhle auszuwählen und diese in unterschiedlicher Weise zu behandeln. Zu Beispiel lässt sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermitteln, ob ein in einen Achselbereich (Achselhöhle - Fossa axillaris) aufgetragener Antitranspirantwirkstoff die Schweißproduktion gegenüber der von der unbehandelten Achselhöhle produzierten Schweißmenge verringert.The simultaneous measurement of perspiration on two different body areas can be used, for example, to determine the effectiveness of antiperspirant active ingredients. For this it is advantageous to select as skin areas the right and left armpit and to treat them in different ways. For example, the device according to the invention can be used to determine whether an antiperspirant active substance applied to an underarm area (armpit fossa axillaris) reduces sweat production compared to the amount of sweat produced by the untreated armpit.
Ebenso sind Messungen an mit zwei unterschiedlichen Antitranspirantwirkstoffen behandelten Körperarealen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich.Likewise, measurements on body areas treated with two different antiperspirant active ingredients are possible with the device according to the invention.
Im Sinne der Erfindung ist es auch, wenn die Datenaufnahmeeinheit neben Zeiterfassung mindestens einen weiteren Parameter misst und parallel zum Widerstands- und/oder Leitfähigkeitsmesswert speichert.It is also within the meaning of the invention if the data acquisition unit measures at least one further parameter in addition to time detection and stores it in parallel with the resistance and / or conductivity measured value.
Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung können ein oder mehrere Sensor(en) vom Typ B aufweisen. Vorteilhaft als Sensor(en) vom Typ B sind ein oder mehrere Bewegungssensoren und/oder ein oder mehrerer Temperatursensoren und/oder ein oder mehrere Lagesensoren. Durch diese zusätzlichen Sensoren vom Typ B lassen sich im Messzeitraum anfallende Belastungsänderungen erkennen und aufzeichnen, denn die Belastung des Körpers ist ein wichtiger Faktor für die Schweißproduktion. Durch Steigerung der körperlichen Aktivität und/oder Umgebungstemperatur wird mehr Kühlung des Körpers benötigt, woraus in der Regel eine gesteigerte Schweißproduktion resultiert.Advantageous embodiments of the device according to the invention may comprise one or more type B sensor (s). Advantageous as sensor (s) of the type B are one or more motion sensors and / or one or more temperature sensors and / or one or more position sensors. These additional type B sensors detect and record changes in load during the measurement period, as the load on the body is an important factor in welding production. Increasing physical activity and / or ambient temperature requires more cooling of the body, which usually results in increased sweat production.
Mittels eines Lagesensors zum Beispiel lässt sich erkennen, ob der Proband schläft und dies in Seitenlage oder Rückenlage erfolgt. Schläft der Patient in Seitenlage kann es zur Verfälschung der Messwerte kommen, da die Körperareale dauerhaft unterschiedlich belastet werden bzw. die Temperatur unterschiedlich ist. Über die Lage während des Schlafes lassen sich z.B. auch Temperatursprünge erklären.By means of a position sensor, for example, it can be seen whether the test person sleeps and this takes place in a lateral or supine position. If the patient falls asleep in a lateral position, it can lead to a falsification of the measured values, since the body areas are permanently loaded differently or the temperature is different. About the situation during sleep can be, for example, also explain temperature jumps.
Besonders Vorteilhaft ist es die Vorrichtung mit mindestens einem Lagesensor und jeweils einem Temperatursensor und einem Bewegungssensor auszustatten, die mit der Datenaufnahmeeinheit verbunden sind.It is particularly advantageous to equip the device with at least one position sensor and in each case a temperature sensor and a motion sensor, which are connected to the data recording unit.
Die Anordnung der Sensoren vom Typ B hängt von der Anzahl der Sensoren ab. Wird jeweils nur ein Lage-, Bewegungs- und Temperatursensor vorgesehen, ist es vorteilhaft diese in der Datenaufnahmeeinheit zu integrieren.The arrangement of the type B sensors depends on the number of sensors. If only one position, movement and temperature sensor is provided in each case, it is advantageous to integrate them in the data acquisition unit.
Wird die Vorrichtung mit einem Lagesensor und zwei oder mehr Bewegungssensoren und Temperatursensoren ausgestattet, so ist es vorteilhaft diese Sensoren innerhalb der Sensoreinheit anzuordnen und diese Sensoren mit der Datenauswerteeinheit zu verbinden.If the device is equipped with a position sensor and two or more motion sensors and temperature sensors, it is advantageous to arrange these sensors within the sensor unit and to connect these sensors to the data evaluation unit.
Für einen Sensor vom Typ B, der kein Teil der Datenaufnahmeeinheit ist, ist es im Sinne der Erfindung die Verbindung zur Datenaufnahmeeinheit als drahtlose Verbindung auszugestalten, zum Beispiel dadurch das der Sensor vom Typ B ein dem Messwert angepasstes Funksignal aussendet oder Daten z.B. per NFC, Bluetooth an die Datenaufnahmeeinheit überträgt.For a type B sensor, which is not part of the data acquisition unit, it is within the meaning of the invention to design the connection to the data acquisition unit as a wireless connection, for example by having the type B sensor transmit a radio signal adapted to the reading, or data e.g. via NFC, transmits Bluetooth to the data acquisition unit.
Zur genaueren Untersuchung des von der Vorrichtung aufgenommenen Schweißes kann es von Vorteil sein, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung neben den Sensoren vom Typ A weitere Sensoren vom Typ C aufweist, die mit der Datenaufnahmeeinheit verbunden sind.For a closer examination of the sweat taken up by the device, it can be advantageous if the device according to the invention in addition to the sensors of the type A further sensors of the type C, which are connected to the data recording unit.
Im Sinne der Erfindung ist es auch die Verbindung als drahtlose Verbindung auszugestalten, zum Beispiel dadurch das der Sensor vom Typ C ein dem Messwert angepasstes Funksignal aussendet oder Daten z.B. per NFC, Bluetooth an die Datenaufnahmeeinheit überträgt.For the purposes of the invention, it is also the connection as a wireless connection to design, for example, characterized in that the sensor of type C emits a measured value adapted to the measured value or data, for. via NFC, transmits Bluetooth to the data acquisition unit.
Die Analyse des Schweißes gibt Aufschluss über Dehydration oder Art des Schweißes, denn Stressschwitzen oder thermisches Schwitzen zeigen andere Schweißzusammensetzungen. Auch gibt es einen Einfluss der Behandlung auf z.B. pH Wert des Schweißes, welcher wiederum Einfluss auf die Wirksamkeit des AT Mittels haben kann.The analysis of perspiration provides information about dehydration or type of sweat, as stress sweating or thermal sweating is shown by other welding compositions. Also, there is an influence of the treatment on e.g. pH value of the sweat, which in turn can influence the effectiveness of the AT agent.
Sensoren vom Typ C dienen der Analyse des Schweißes. Zur Analyse des Schweißes haben sich insbesondere die Messung des pH-Wertes, der Konzentration von Chlorid-, Kalzium-, Kalium- und Natriumionen als vorteilhaft erwiesen.Type C sensors are used to analyze sweat. In particular, the measurement of the pH, the concentration of chloride, calcium, potassium and sodium ions have proved to be advantageous for analyzing the perspiration.
Als Sensor vom Typ C sind daher mindestens ein Sensor aus der Gruppe der Sensoren zur pH-Wertmessung, der Chloridionenkonzentrationsmessung, Kalziumkonzentrations-/Kalziumionenkonzentrationsmessung, Natriumkonzentrations-/Natriumionenkonzentrationsmessung, und/oder Kaliumkonzentrations-/Kaliumionenkonzentrationsmessung von Vorteil.As sensor of type C, therefore, at least one sensor from the group of sensors for pH measurement, chloride ion concentration measurement, calcium concentration / calcium ion concentration measurement, sodium concentration / sodium ion concentration measurement, and / or potassium concentration / potassium ion concentration measurement is advantageous.
Die Anwendung der Vorrichtung manifestiert sich im folgenden Verfahren:The application of the device manifests itself in the following procedure:
Verfahren zur Messung der von einer Körperoberfläche eines schweißabsondernden Lebewesens zeitabhängig abgesonderte Menge von Schweiß dadurch gekennzeichnet, dass
- - in einem Ersten Schritt die erfindungsgemäße Vorrichtung so über der zu messenden Körperoberfläche angebracht wird, das die Vorrichtung in Kontakt mit dem aus der Körperoberfläche austretenden Schweiß kommt bzw. kommen kann (Fixationsschritt)
- - in einem zweiten sich wiederholenden Schritt der Wiederstand und/oder die Leitfähigkeit zwischen zwei Sensoren eines Sensorareals gemessen wird (Messwertgenerierung) und die Messwerte im Datenspeicher abgelegt werden (Messwertspeicherung)
- - in einem letzten Schritt die Messwerte aus dem Datenspeicher zur Analyse und Auswertung aus dem Datenspeicher ausgelesen werden (Auslesevorgang)
- in a first step, the device according to the invention is mounted above the body surface to be measured so that the device comes into contact with the sweat emerging from the body surface (fixation step)
- in a second repetitive step the resistance and / or the conductivity between two sensors of a sensor area is measured (measured value generation) and the measured values are stored in the data memory (measured value storage)
- - in a last step, the measured values are read from the data memory for analysis and evaluation from the data memory (read-out process)
Einzige Bedingung für die Fixierung der Vorrichtung auf der Körperoberfläche ist, das die Art und Weise, wie die Sensoreinheiten mit der Körperoberfläche in Kontakt kommen. Vorteilhaft ist es die Sensoreinheit so anzuordnen, das sie beim Tragen des Kleidungsstückes in der Achsel zu liegen kommen. Dabei ist es nicht notwendig, das ein ständiger Kontakt der Sensoreinheiten mit der Hautoberfläche vorliegt.The only condition for the fixation of the device on the body surface is the way in which the sensor units come into contact with the body surface. It is advantageous to arrange the sensor unit so that they come to rest when wearing the garment in the armpit. It is not necessary that there is a constant contact of the sensor units with the skin surface.
Die Messung des Widerstandes- und/oder der Leitfähigkeit erfolgt in periodischen Abständen. Vorteilhaft ist es alle 10 Sekunden eine Messung durchzuführen, wenn wechselnde Belastungsänderungen auftreten. Erfolgt die Messung bei gleichmäßiger Belastung, können die Messungen auch in abständen bis zu 2 Minuten erfolgen.The measurement of the resistance and / or the conductivity takes place at periodic intervals. It is advantageous to carry out a measurement every 10 seconds when changing load changes occur. If the measurement is carried out at a uniform load, the measurements can also be made at intervals of up to 2 minutes.
Die Messwerte werden im Datenspeicher gespeichert. Vorteilhaft ist es zu jedem Messwert die reale Uhrzeit oder die seit der ersten Messung verstrichene Zeit und ein Kennzeichen zu welchem Sensorpaar die Messung gehört abzuspeichern. Die von Sensoren des Typs B und C erhaltenen Messwerte werden ebenfalls im Datenspeicher in Verbindung mit der Zeit gespeichert.The measured values are stored in the data memory. For each measured value, it is advantageous to store the real time or the time that has elapsed since the first measurement and an identifier to which sensor pair the measurement belongs to. The measured values obtained by sensors of type B and C are also stored in the data memory in connection with the time.
Zur Auswertung der Meßwerte werden diese aus dem Datenspeicher über eine Schnittstelle ausgelesen. Als Schnittstelle zu Datenübertragung stehen dem Fachmann eine Reihe von bekannten kabelgebundenen und kontaktlosen Verfahren zur Verfügung. Insbesondere die Kommunikation über eine USB-Schnittstelle oder RS-232 Schnittstelle als kabelgebundene Schnittstelle sind vorteilhaft. Ganz besonders geeignet sind jedoch kontaktlose Übertragungsverfahren wie Bluetooth, WLAN oder NFC, da diese keine offenen Kontakte, die bei Kontakt mit Schweiß oder Reinigungsmitteln korrodieren können, benötigen.To evaluate the measured values, these are read out of the data memory via an interface. As an interface to data transmission, a number of known wired and contactless methods are available to the person skilled in the art. In particular, the communication via a USB interface or RS-232 interface as a wired interface are advantageous. However, particularly suitable are contactless transmission methods such as Bluetooth, WLAN or NFC, since they do not need open contacts that can corrode on contact with sweat or cleaning agents.
Unter Verwendung dieser kontaktlosen Übertragungsverfahren ist es möglich die Datenaufnahmeeinheit so zu isolieren, das sie vollständig von Isolationsmaterial umgeben ist, z.B. in ein Polymermaterial wie Epoxidharz eingegossen ist.Using these non-contact transmission methods, it is possible to isolate the data acquisition unit so that it is completely surrounded by insulating material, e.g. is cast in a polymeric material such as epoxy resin.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren und Beispielen erläutert.In the following the invention will be explained with reference to figures and examples.
Im Gegensatz zum in
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- WO 2011094819 [0015]WO 2011094819 [0015]
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