ES2895051T3 - Un sistema de vigilancia de pañales para determinar la existencia y la clase de excrementos humanos en un pañal - Google Patents

Abstract

Sistema de vigilancia de pañales para determinar la existencia y la clase de excrementos humanos en un pañal (12) que comprende: un dispositivo sensor de pañal (1) que comprende: al menos dos unidades de sensor (3) comprendiendo cada una al menos un sensor de temperatura (4) y un sensor de humedad (5), un microcontrolador (2) que se comunica con los sensores y que comprende un transmisor (7) para transmitir datos desde los sensores, una batería (6) que suministra energía a los sensores (3, 4, 11), al microcontrolador (2) y al transmisor (7), un procesador conectado a una interfaz de usuario, una memoria que almacena un programa ejecutable de ordenador que es capaz de determinar la existencia y la clase de excrementos humanos en el pañal (12) basándose en los datos recibidos del dispositivo sensor de pañal (1), un receptor conectado al procesador y/o a la memoria que recibe los datos enviados desde el dispositivo sensor de pañal, caracterizado por que el dispositivo sensor de pañal tiene los sensores, el microcontrolador y la batería encajados en una carcasa flexible (13) fabricada de silicona, caucho o plástico para garantizar que el dispositivo (1) sea impermeable y lavable a máquina, y una tira de cinta con la longitud y el ancho suficientes para sujetar el dispositivo sensor de pañal (1) en el exterior del pañal, de tal manera que las unidades de sensor (3) se coloquen a lo largo de la línea central longitudinal de un pañal (12) con los sensores apuntando hacia dentro.

Description

DESCRIPCIÓN

Un sistema de vigilancia de pañales para determinar la existencia y la clase de excrementos humanos en un pañal

Campo de la invención

La invención se refiere a pañales y cómo evitar los efectos negativos de no cambiar los pañales a tiempo. Más específicamente, ofrece un dispositivo sensor de pañal, método y sistema para determinar el contenido del pañal y notificarlo al cuidador.

Antecedentes

En todo el mundo, más de 200 millones de personas sufren de incontinencia debido a la edad, enfermedad o discapacidad, y la cifra está aumentando en línea con la demografía de la población. Globalmente, se estima que cada día se cambian aproximadamente 380 millones de pañales en niños de 0 a 3 años. En Japón las ventas de pañales para personas mayores han superado las ventas de pañales para niños.

El dispositivo y método de acuerdo con la presente invención se desarrolla basándose en una visión de bienestar usando una solución de sensor tecnológico. Los sensores detectarán y registrarán con precisión rápidamente la humedad y la temperatura en el pañal e indicarán cuándo debería cambiarse el pañal. Garantiza que el pañal se cambie en el momento adecuado, ni demasiado temprano ni demasiado tarde. El efecto será que el pañal solo se revisa/cambia cuando es necesario. Por lo tanto, el cambio del pañal representa un nivel mínimo de molestia para el usuario (niños/ancianos). Para los padres será más fácil manejar la ocupada vida cotidiana cuando el pañal solo se cambia cuando realmente necesita reemplazarse.

La piel humana no puede soportar la naturaleza ácida de las heces. Las heces en combinación con la orina forman amonio en el interior del pañal. Una de las ventajas de la presente invención es que distingue entre orina y heces. Esto permite a la persona (cuidador), que se supone que debe cambiar el pañal al niño o al paciente, priorizar: Si el pañal contiene orina, debería cambiarse dentro de un tiempo razonable. Si el pañal contiene heces, debería cambiarse inmediatamente.

El efecto positivo en la salud de un cambio adecuado de los pañales es enorme desde una perspectiva global. Reducirá la probabilidad de infecciones, eccemas y dolor en las nalgas. También se reducirá el uso de medicamentos/cremas y las visitas al médico. En muchos casos, las heridas resultantes de las heces ácidas que permanecen en contacto con la piel durante un período de tiempo más prolongado darán lugar al uso de antibióticos, padres que no van al trabajo debido a niños enfermos, gran dolor para la víctima/paciente, pérdida de dignidad, cicatrices permanentes e incluso la muerte en algunos casos.

Además, las instituciones que atienden a pacientes con incontinencia que usan pañales podrán dedicar tiempo libre a revisar los pañales. El coste de la atención se reducirá y el personal podrá usar el tiempo ahorrado en otras tareas. Desde la perspectiva de HMS, se reducirá el número de levantamientos y traslados de pacientes, quitando parte de la carga de las espaldas del personal de enfermería. También se mantiene la dignidad del paciente evitando situaciones donde el paciente está sentado/acostado en sus propias heces durante un período de tiempo más largo. La invención puede liberar recursos y proporcionar mejores condiciones tanto para los residentes, personal, familias e instituciones.

Deberían mencionarse diversos intentos previos para resolver algunos de estos problemas. El documento US 20050195085 A1 describe un dispositivo sensor reutilizable autónomo unido a un pañal, que comprende unos sensores de conductividad (SI, S2, S3 y S4), un sensor capacitivo (CS), un sensor de movimiento (MS), un micrófono (MIC) y un sensor de temperatura (TS). La salida de cada uno de dichos sensores se analiza por un microcontrolador (MCI). Dicha salida de microcontrolador se introduce en un transmisor inalámbrico, que la retransmite a un buscapersonas monitorizado de manera remota. La pantalla de buscapersonas muestra visualmente y por sonido el flujo de datos provenientes de dicho receptor inalámbrico de buscapersonas.

El documento WO 2013/061181 describe un dispositivo de discriminación electrónico que incorpora una matriz de sensores electrónicos sin contacto, un controlador y un dispositivo de señalización que puede indicar la presencia de orina y/o evacuaciones intestinales. En particular, el dispositivo de discriminación electrónico puede discriminar entre una deposición de orina solamente y una deposición que contiene evacuaciones intestinales. El dispositivo puede generar entonces diferentes alertas basándose en el tipo de deposición. El dispositivo de discriminación electrónica también puede emitir una señal en o cerca de la abertura de un artículo absorbente o transmitir la alerta de manera inalámbrica a una radio, un dispositivo de ordenador o un teléfono inteligente.

El documento CN 104398343 A1 desvela un sensor inalámbrico de monitorización de orina húmeda de alta sensibilidad que comprende una caja de control, un sensor de humedad, un sensor de temperatura, un miembro autoadhesivo, un microcontrolador, un módulo Bluetooth, una antena en miniatura, un módulo de gestión de energía, una batería, un indicador de diodo emisor de luz (LED) y un altavoz de carga. La invención también proporciona un método de monitorización para el sensor inalámbrico de monitorización de orina húmeda de alta sensibilidad. El sensor inalámbrico se coloca en una posición a monitorizar de una almohadilla de orina o un pañal, el valor de humedad del sensor de humedad y el valor de temperatura del sensor de temperatura se controlan a través del microcontrolador para detectar si se produce un fenómeno de humectación de orina, el indicador LED y el altavoz de carga envían una indicación de humectación de orina que se transmite al equipo habilitado para Bluetooth que se vincula con el módulo Bluetooth a través del módulo Bluetooth para recordarle al usuario que debe reemplazar oportunamente la almohadilla de orina o el pañal.

El documento US 20090326417 describe cómo monitorizar el estado de un artículo absorbente puede ser deseable para diversos usuarios en diversas situaciones. Se proporciona un dispositivo de monitorización para su uso con un artículo absorbente. El dispositivo de monitorización incluye un dispositivo sensor y un dispositivo de señalización. El dispositivo sensor está configurado para detectar una indicación fisiológica relacionada con el usuario del artículo absorbente. La funcionalidad del dispositivo de monitorización puede actualizarse, por ejemplo, utilizando actualizaciones de firmware, cambios en el hardware o en la interfaz de usuario, instalaciones de software, etc. Por lo tanto, el dispositivo de monitorización de la presente invención puede utilizarse durante toda una vida, desde niños hasta ancianos sin la necesidad de un costoso reemplazo o instalación de un sistema de monitorización completamente nuevo.

La patente de Estados Unidos 6097297 A describe un sistema de detección de humedad que proporciona una tira de doble electrodo mechada desechable como un conjunto conductor y mecha de sensor que puede usarse junto con cualquier tipo de pañal o prenda de vestir. La tira de doble electrodo incluye dos tiras conductoras que tienen una mecha localizada en contacto con las tiras conductoras. Incluso una pequeña cantidad de orina se absorbe por la mecha y se distribuye entre las tiras conductoras para cambiar rápidamente la resistencia entre las tiras. Un detector/transmisor acopla el conjunto conductor y mecha de sensor, y puede usar el conjunto conductor y mecha de sensor como una antena de transmisión para un mayor alcance a baja potencia, para alertar a un receptor que lleva un cuidador.

El documento US 20120116337 A1 describe unos artículos absorbentes y unos dispositivos de señalización para su uso con los mismos. El dispositivo de señalización incluye uno o más sensores no invasivos configurados para detectar la presencia de una sustancia, tal como un fluido corporal, en el artículo absorbente. El dispositivo de señalización puede proporcionar una alerta audible y/o visible al usuario del artículo absorbente cuando detecta la presencia de una sustancia. El artículo absorbente incluye una o más características identificables cuya presencia permite la operación del dispositivo de señalización. De esta manera, la presente divulgación proporciona la coincidencia de producto y dispositivo de señalización para su uso.

El documento US 20050156744 A1 describe cómo un sistema de monitorización identifica un pañal mojado embebiendo un sensor de humedad pasivo desechable de bajo coste, que puede estar formado por tinta conductora, y uniendo al exterior del pañal un módulo transmisor desmontable que se dispara a transmitir mediante el sensor de humedad. El módulo de transmisión está sellado y puede transferirse del pañal mojado a uno seco. Los datos codificados de manera única se transmiten de manera inalámbrica a un receptor remoto. El receptor puede ser una unidad portátil alimentada con baterías y que lleva el tutor del bebé. En una guardería, un receptor de funciones múltiples puede identificar cualquiera de varios pañales. En hospitales, varios receptores localizados estratégicamente son capaces de reconocer e informar de cualquier pañal mojado dentro de su alcance a un ordenador central. El bajo coste y el largo alcance se logran usando un transmisor activo desmontable y transportable que no se desecha con el pañal mojado y, por lo tanto, puede reutilizarse. Las transmisiones falsas se evitan mediante una resistencia confirmatoria.

La patente de Estados Unidos 7250547 B1 describe un sistema de monitorización de humedad que incluye un dispositivo de recopilación de datos que envía datos de medición de humedad a un ordenador central que detecta cambios en los datos de medición de humedad provocados por la presencia de orina u otros fluidos dieléctricos. El dispositivo de recopilación de datos incluye un sensor semirreutilizable y un recopilador de datos reutilizable que se usa en una prenda de vestir de la persona.

El documento WO 2013061181 A1 describe un dispositivo de discriminación electrónico que incorpora una matriz de sensores electrónicos sin contacto, un controlador y un dispositivo de señalización que puede indicar la presencia de orina y/o evacuaciones intestinales. En particular, el dispositivo de discriminación electrónico puede discriminar entre una deposición de orina solamente y una deposición que contiene evacuaciones intestinales. El dispositivo puede generar entonces diferentes alertas basándose en el tipo de deposición. El dispositivo de discriminación electrónica también puede emitir una señal en o cerca de la abertura de un artículo absorbente o transmitir la alerta de manera inalámbrica a una radio, un dispositivo de ordenador o un teléfono inteligente.

El documento US 20160095758 desvela un dispositivo y un sistema de detección de incontinencia.

Sumario de la invención

La invención comprende un sistema de vigilancia de pañales para determinar la existencia y la clase de excrementos humanos en un pañal. El sistema comprende un dispositivo sensor de pañal que comprende al menos dos unidades de sensor, comprendiendo cada una al menos un sensor de temperatura y un sensor de humedad, un microcontrolador que se comunica con los sensores y que comprende un transmisor para transmitir datos desde los sensores. El dispositivo sensor de pañal comprende además una batería que suministra energía a los sensores, al microcontrolador y al transmisor. El sistema comprende además un procesador conectado a una interfaz de usuario, una memoria que almacena un programa ejecutable de ordenador que es capaz de determinar la existencia y la clase de excrementos humanos en el pañal basándose en los datos recibidos del dispositivo sensor de pañal, un receptor conectado al procesador y/o a la memoria que recibe los datos enviados desde el dispositivo sensor de pañal.

El dispositivo sensor de pañal tiene los sensores, el microcontrolador y la batería encajados en una carcasa flexible de silicona, caucho o plástico para garantizar que el dispositivo sea impermeable y lavable a máquina, y se use una tira de cinta con la longitud y el ancho suficientes para sujetar el dispositivo sensor de pañal en el exterior del pañal, de tal manera que las unidades de sensor se coloquen a lo largo de la línea central longitudinal de un pañal con los sensores apuntando hacia dentro.

Breve descripción de figuras

Para una mejor comprensión de la invención y para mostrar cómo pueden usarse las realizaciones de la invención, a continuación, se hace referencia, a modo de ejemplo, a los dibujos esquemáticos adjuntos en los que:

La figura 1 muestra un dispositivo sensor de pañal y su carcasa.

La figura 2 muestra un dispositivo sensor de pañal unido a un pañal en un usuario.

La figura 3 muestra un diagrama del sistema.

La figura 4a muestra un diagrama de flujo de un proceso de entrenamiento para establecer un umbral y pesos óptimos para los estimadores.

La figura 4b muestra un diagrama de flujo para la ejecución de programa para un pañal en uso.

Descripción detallada

El dispositivo sensor de pañal 1 mostrado en las figuras 1, 2 y 3 se basa en un microcontrolador 2 que se comunica con al menos dos unidades de sensor 3, comprendiendo cada una al menos un sensor de temperatura 4 y un sensor de humedad 5. Al usar componentes de baja potencia y controlarlos, el dispositivo puede funcionar durante un año con una pequeña batería de tamaño de moneda 6. Debe realizarse un procesamiento mínimo en el microcontrolador 2 con el fin de prolongar la vida útil de la fuente de alimentación 6 en el dispositivo sensor de pañal 1. Para el mismo fin, el dispositivo sensor de pañal está en modo de reposo hasta que los sensores detectan un aumento de temperatura 0 humedad, muy probablemente debido a la orina o las heces del usuario del pañal. La electrónica está encajada en una carcasa 13 de silicio, caucho o plástico para garantizar que el dispositivo 1 sea flexible e impermeable. El dispositivo sensor de pañal 1 en su carcasa 13 se muestra desde tres lados en la figura 1. De hecho, debería poder lavarse a máquina hasta 85 grados durante al menos 30 minutos. Por lo tanto, cumple con la necesidad de mantenerlo limpio e higiénico y cumple con los requisitos establecidos por las autoridades e instituciones sanitarias.

La figura 2 muestra un sistema para determinar la existencia y clase de excrementos humanos en el pañal 12 que comprende el dispositivo sensor de pañal 1 mencionado. Otros componentes esenciales del sistema son un procesador conectado a una interfaz de usuario, por ejemplo, un teléfono móvil 8; una memoria que almacena un programa que es capaz de realizar las etapas del método de acuerdo con la reivindicación 8 y en donde el programa puede ejecutarse por el procesador mencionado; un receptor que recibe datos enviados desde el dispositivo sensor de pañal y está conectado al procesador y/o a la memoria. Obviamente el procesador, la memoria y la interfaz de usuario pueden estar integradas en una o más unidades y tomar diferentes formas, uno de los cuales se muestra en la figura 2. Para transmitir el estado actual del dispositivo sensor de pañal 1, el microcontrolador 2 comprende un transmisor 7, es decir, un módulo de RF de Bluetooth de baja energía (BLE). En función de del usuario final, esta información puede enviarse a una unidad móvil 8 o a través de un puente/pasarela 9 a una base de datos 10 en una memoria, es decir, la nube. En el último caso, puede decirse que el dispositivo sensor de pañal 1 es un dispositivo de Internet de las cosas (IoT). De todas formas, la información puede enviarse para notificar a un cuidador en una unidad móvil 8 mediante una aplicación. Sin embargo, enviar la información a la nube 10 permitirá usar la información en sistemas administrativos más grandes.

La figura 3 muestra el dispositivo sensor de pañal sujeto al exterior de un pañal 12 que lleva una persona con los sensores apuntando hacia dentro. La forma en que el dispositivo sensor de pañal 1 está diseñado y unido a un pañal 12, hará posible establecer un método con el fin de clasificar el contenido del pañal 12. El dispositivo sensor de pañal 1 debería sujetarse al exterior del pañal principalmente a lo largo de la línea central longitudinal del pañal 12. Las unidades de sensor 3 en el dispositivo sensor de pañal 1 se colocan preferentemente en una línea principalmente recta para detectar la temperatura y la humedad en localizaciones a lo largo de la línea central del pañal. Como alternativa, el sensor de pañal se distribuye simétricamente en relación con la línea central del dispositivo sensor de pañal 1 y dentro de los límites de la parte absorbente del pañal 12. El número de sensores y la forma en que se distribuyen, contribuirá a la información que pueda usarse para determinar el contenido del pañal 12. Opcionalmente, el dispositivo sensor de pañal 1 comprende un sensor de posición 11 que determina la dirección de la gravedad en relación con el dispositivo sensor de pañal 1 con el fin de mejorar la interpretación de los datos. Esto se debe a que la orina se verá afectada de manera diferente por la gravedad que las heces. En una realización, el sensor de posición es un sensor de giroscopio.

Normalmente, el microcontrolador está en modo de reposo, pero envía datos de los sensores a la unidad de procesamiento, si hay un aumento de temperatura o humedad, a continuación la unidad de procesamiento determina la existencia y clase de excrementos humanos en el pañal (12) basándose en los datos recibidos del dispositivo sensor de pañal (1), y finalmente alerta al cuidador del resultado y finalmente retira el dispositivo sensor de pañal (1) del pañal (12) para su uso posterior al desechar el pañal usado.

Debido a que los sensores están localizados en el exterior del pañal, el propio pañal actuará como un filtro en la detección de las variables. De hecho, medimos cómo el pañal 12 absorbe el contenido durante un intervalo de tiempo dado. Como la orina y las heces tienen características diferentes, el pañal 12 los absorberá de manera diferente. La orina se absorberá rápidamente en el pañal y dará una respuesta más rápida en los sensores en comparación con las heces que, en menor grado, se absorberán por el pañal 12. Preferentemente, el dispositivo sensor de pañal 1 se sujeta al pañal 12 mediante una tira de cinta con longitud y anchura suficientes para sujetar el dispositivo sensor de pañal 1 al pañal 12. Como alternativa, el dispositivo sensor de pañal 1 está provisto de Velcro. En otra realización, el pañal 12 está provisto de un bolsillo en el que puede insertarse el dispositivo sensor de pañal 1.

A partir de los sensores tenemos 4 parámetros; tiempo, posición, humedad y temperatura. Usándolos para construir una firma, la unidad de procesamiento es capaz de clasificar el contenido del pañal con una certeza determinada. La firma de cada clase de excrementos humanos comprenderá una suma ponderada de estimadores basados en los cuatro parámetros. La figura 4a muestra un proceso de entrenamiento para obtener una ponderación óptima. Un conjunto de datos etiquetados es la base del proceso de entrenamiento. Los cuidadores obtienen un conjunto de datos etiquetados que anotan la presencia real de orina y heces en el pañal asociado con las mediciones. A continuación, se calcularán los diferentes estimadores para cada parámetro y se construirán las firmas para cada clase de excrementos humanos basándose en los estimadores. El objetivo del entrenamiento es maximizar la separación entre las dos clases que representan la orina y las heces. Para lograr esto, se proporciona un conjunto de ponderaciones a los estimadores y las ponderaciones se ajustan hasta que se maximiza la separación de clases. Puede obtenerse una estimación de la tasa de éxito del algoritmo de clasificación ejecutando el algoritmo con otro conjunto de grabaciones diferente del conjunto de entrenamiento. En la práctica, el algoritmo introducirá los cuatro parámetros y los usará para construir una firma. La firma consiste en una suma ponderada de medidas estadísticas basadas en los parámetros. Simplemente, al establecer el umbral de este resultado, es posible determinar si el contenido son heces u orina. Como alternativa, podría usarse más de un umbral para diferenciar aún más las propiedades de los excrementos humanos.

Cuando se han establecido los umbrales, el dispositivo sensor de pañal 1 y el sistema correspondiente están listos para su uso y pueden venderse a usuarios/cuidadores. La figura 4a muestra un posible diagrama de flujo de un programa para clasificar excrementos humanos. También podría usarse más de un umbral para diferenciar aún más la cantidad de excrementos humanos, la combinación de ambas clases u otras propiedades.

La mayoría de los pañales en el mercado tienen características diferentes y los usuarios tienen diferentes tamaños y diferentes sistemas digestivos, lo que provoca diferentes patrones de excreción. El software podrá ofrecer diferentes configuraciones que permitan al cuidador adaptar el sistema a las necesidades del usuario.

En una realización, la interpretación y clasificación de los datos puede dejarse al cuidador simplemente mostrando el porcentaje de humedad y la temperatura en los diferentes sensores colocados en el cuerpo. Podría imaginarse una simplificación de la figura 3 con datos de humedad y temperatura mostrados como colores cercanos a los sensores correspondientes.

Debería observarse que las realizaciones descritas son solo ejemplos y que son posibles numerosas variaciones y combinaciones, que no se describen específicamente en el presente documento, pero siguen estando dentro del alcance de las reivindicaciones independientes que definen la invención.

Claims (4)

REIVINDICACIONES

1. Sistema de vigilancia de pañales para determinar la existencia y la clase de excrementos humanos en un pañal (12) que comprende:

un dispositivo sensor de pañal (1) que comprende:

al menos dos unidades de sensor (3) comprendiendo cada una al menos un sensor de temperatura (4) y un sensor de humedad (5),

un microcontrolador (2) que se comunica con los sensores y que comprende un transmisor (7) para transmitir datos desde los sensores,

una batería (6) que suministra energía a los sensores (3, 4, 11), al microcontrolador (2) y al transmisor (7),

un procesador conectado a una interfaz de usuario,

una memoria que almacena un programa ejecutable de ordenador que es capaz de determinar la existencia y la clase de excrementos humanos en el pañal (12) basándose en los datos recibidos del dispositivo sensor de pañal (1),

un receptor conectado al procesador y/o a la memoria que recibe los datos enviados desde el dispositivo sensor de pañal,

caracterizado por que el dispositivo sensor de pañal tiene los sensores, el microcontrolador y la batería encajados en una carcasa flexible (13) fabricada de silicona, caucho o plástico para garantizar que el dispositivo (1) sea impermeable y lavable a máquina, y una tira de cinta con la longitud y el ancho suficientes para sujetar el dispositivo sensor de pañal (1) en el exterior del pañal, de tal manera que las unidades de sensor (3) se coloquen a lo largo de la línea central longitudinal de un pañal (12) con los sensores apuntando hacia dentro.

2. El sistema (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las unidades de sensor del dispositivo sensor de pañal (3) están colocadas en una línea principalmente recta.

3. El sistema (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las unidades de sensor (3) del dispositivo sensor de pañal están colocadas simétricamente a lo largo de un eje longitudinal.

4. El dispositivo sensor de pañal (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el dispositivo sensor de pañal comprende además un sensor de posición (11).