竖直导电纺织迹线及其编织方法
【专利说明】竖直导电纺织迹线及其编织方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请根据35USC 119 (e)要求2012年11月24日提交的美国临时申请61/729，549的权益，其公开内容通过引用包含于此。
技术领域
[0003]本发明涉及实时健康监测系统，并且更特别地，本发明涉及在预先配置位置嵌入具有管状结构的编织服装中的垂直导电迹线，其将来自纺织电极的ECG或者其他信号传递到服装的所选区域。
【背景技术】
[0004]用于监测生物的生理参数的监测系统在现有技术中是公知的。比如，其公开内容通过引用包含于此的PCT/IL2010/000774，公开了连续地检查通常被认为是健康(或具有一组已知疾病)的人(或任何其他生物)的健康的一种健康监测系统，涵盖了可能会导致生活方式重大改变/限制的健康危害的重要范围，并且该健康监测系统尽早提供警报-这一切，对载有该系统的人的正常生活方式没有显著限制。
[0005]不同于使用导电凝胶直接施加到生物皮肤的传统凝胶电极，纺织电极是适用于测量ECG信号和其他重要信号(例如(EEG)、脑电图(EOG)、眼电图)以及无需任何皮肤准备(如需要用湿电极进行的准备，例如，剃刮多毛皮肤)在皮肤上的其他医疗测量的干式接触传感器。
[0006]为了提高传统湿式ECG传感器的性能并为了能够进行连续长期的监测，纺织基底被用于研发用于感测生物的生理参数比如ECG信号的干性纺织电极。一种这样的纺织电极在2012年11月24日提交的美国临时申请61/729，548及依据其的后续申请中公开，如PCT申请 PCT/IL2013/_。
[0007]然而，存在一种将感测的电信号沿着针织产品并跨过编织的线段垂直地传递到预先配置为处理感测信号的处理单元的需要。
[0008]如在此与可穿戴装置结合使用的，术语“无缝”是指这样一种装置:当由普通人穿戴该装置时，其中该装置不会明显地限制该人的正常生活方式，并优选地，在使用时不会被任何人看到并且穿戴时不会让使用者感到不安。此外，被监测的人不需要进行任何活动来为了该系统在需要时提供个人警报。应当注意的是，追求非正常生活方式的人们，比如在战区或作战训练区的战士，或在训练和行动中的消防队员，或在训练或比赛中的运动员，可利用非无缝设备。由于“无缝”特性也涉及用户的行为，所以可穿戴部件优选地是正常穿戴的物品(例如，内衣)，而不是一些只为得到警报而穿戴的附加物品。
[0009]如在此与可穿戴成衣制品结合使用的，术语“内衣”或“服装”是指无缝的可穿戴成衣制品，优选地，其可以紧贴被监测生物的身体穿戴，通常是贴近皮肤，包括背心、运动衫、胸罩、内裤、专科医院的衬衫、袜子等。通常，术语“内衣”或“服装”是指这样的成衣制品:其贴近使用者身体的外表面穿戴，在外衣的下面或作为唯一衣服，以在其中嵌入传感器的方式，在日常行为中不会被任何其他人看到。内衣物品还可包括本身不是内衣但仍能直接并优选地紧紧接触皮肤的成衣制品，如T恤、无袖或有袖衬衫、运动型文胸、紧身衣、舞蹈服和裤子。在这种情况下，传感器能够以仍然不会被外人看见的方式嵌入，以满足“无缝”的要求。
[0010]术语“玮圈(course)”和“线段(line segment) ”，在此用作相关术语。服装的管状结构是在针织机上编织出的，如圣托尼(Santoni)针织机，其中管状结构是以具有基本水平线路的螺旋形式编织。我们在此作为玮圈和玮圈的一部分提及的单个螺旋环/圈被称作线段。
[0011]在本文中使用的术语“垂直导电迹线”，是指编织导线，由导电纱制成，且能够跨过所编织的线段传递电信号。
[0012]如在此与ECG测量相结合使用的，短语“临床水平ECG”是指大多数心脏病医师在怀疑有需要立即进一步调查或干预的危险心脏问题(例如，心律不齐、心肌缺血、心力衰竭)时为获得明确的结论所需要的专业上可接受的导联数目、敏感度和专一性。目前，至少有12个导联ECG且优选地为15个导联ECG，与运动/姿势补偿元件以及具有适量算法的实时处理器结合。
[0013]在使用与管状结构服装一体地编织、用于感测电和其他生理参数的干性纺织电极时的主要技术挑战之一，是在将临床水平ECG和/或其他感测信号从纺织电极沿着针织织物传递到选择区域的过程中，特别是在垂直方向上的相邻编织玮圈之间，在该处导电性可能会受损。
[0014]因此，需要研发出作为服装的结构的一部分置入针织织物之中的导电部件，其中，导电性，特别是垂直方向上的相邻编织玮圈之间的导电性，能够支持将临床水平的ECG信号从纺织电极沿着织物传递到服装中的被预先配置为保持处理单元的选择区域。
[0015]穿戴期间当织物被向不同方向拉伸的时候，良好的导电性应当有效。
[0016]在经过预定数量的清洗(包括洗衣机中清洗)之后，良好的导电性应当有效。
[0017]对于编织玮圈方向，在任意编织设计、织物中的位置和形状(包括在对角线中)中，良好的导电性应当有效。
[0018]当使用任意类型的基础织物纱线(棉、人造纱、合成纱等)时，良好的导电性应当有效。
[0019]因此，有这样的需要且将有利的是，提供一种用于编织在预先配置位置嵌入至具有管状结构的针织服装中、将ECG或者其他信号从纺织电极传递到服装的选择区域的垂直导电迹线的编织方法。
【发明内容】
[0020]为了将电信号沿着针织产品并跨过编织的线段垂直地传输，本发明教导了一种独特的编织结构，其使用生产具有管状结构的服装的针织机来制造，比如无缝圣托尼针织机。
[0021]应该注意到的是，信号可以为任意的感测电信号(如呼吸)且不限于ECG信号。还应该注意到的是，使用本发明，通过连续序列的垂直线路，可以编织任意非水平的角度。
[0022]水平迹线性能良好，导电纱具有用于信号流经的连续的导电单丝。在至少部分垂直的方向上，垂直导电迹线由在顶部上相互编织的线段组成，且也可具有在导电纱的两个线段之间编织的弹性的、非导电纱(如氨纶)的玮圈。导电线段仍然可以相互接触，但是当拉伸的时候，它们会被拉开到减少导电性或者不导电的位置。
[0023]主要的挑战在于，即使在导电纱的两个线段之间编织有弹性纱的玮圈，也能使导电纱的两个线段总是接触，不管在穿戴时是否拉/拽衣服。
[0024]根据本发明的教导，提供了一种用于编织具有利用基纱编织的管状结构的服装的方法，包括使用具有N个送纱器及M个针的针织机来编织至少一个垂直导电纺织迹线。基纱不参与导电纺织电极的编织。该方法包括如下步骤:利用一根或多根柔性的非导电纱来连续地编织管状结构；并且除了使用氨纶纱以外，还使用导电纱来在管状结构内一体地编织至少一个纺织电极。导电纱通过织一针和跳过y针的方式而织成浮圈结构，步骤如下:
[0025]i)使用送纱器Fi并用针0」开始编结，来编织线段Lk，其中，通常j = I ;
[0026]ii)使用送纱器Fi+1并用针D j+s开始编结第一浮圈，来编织线段L K+1，其中O < s< y ;以及
[0027]iii)对于预先配置数量的线段重复步骤(i)和(ii)，其中每一线段具有预先配置的长度。
【附图说明】
[0028]通过本文下文给出的详细描述和附图，将得以充分地理解本发明，其仅通过举例和示例的方式给出因而不是对本发明的限制，且其中:
[0029]图1a是具有管状结构的示例性服装的示意性图示，其中根据本发明实施例的纺织电极被织入其中。
[0030]图1b示出了示例性服装的前视图，其中纺织电极设计为测量15个导联ECG信号。
[0031]图1c示出了图1b所示的服装的侧视图。
[0032]图2为根据本发明实施例的针对圣托尼型针织机设计的导电电极的示例性编织方案，其中浮圈由包覆有银的尼龙制成的导电纱制成，与包覆氨纶和裸氨纶一起进行编织，其中浮圈以移位浮圈设计来编织从而改善编织密度以及电极对身体的压力。
【具体实施方式】
[0033]现在参照附图，在下文中将更充分地描述本发明，其中示出了本发明的优选实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，并且不应解释为限于这里所列出的实施例；更确切地说，提供这些实施例以使得本公开将是彻底和完整的，并且将充分地向本领域技术人员传达本发明的范围。
[0034]实施例是本发明的示例或实施方案。“一个实施例”、“实施例”或“一些实施例”的各种出现不必须都指代相同的实施例。虽然本发明的各种特征可以在单个实施例的上下文中进行描述，但这些特征也可以单独地或以任何合适的组合提供。相反，为了清楚起见，虽然在本文中本发明可在分开的实施例的上下文中进行描述，但本发明也可以在单个实施例中实现。
[0035]在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“一些实施例”、“另一个实施例”或“其他实施例”意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实施例中，但不一定在所有实施例中。可以理解的是，文中使用的措辞和术语不应被解释为限制性的，而仅是作为描述性目的。
[0036]本发明的方法可以通过手动地、自动地或它们的组合执行或完成所选择的步骤或任务来实施。术语“方法”是指用于完成给定任务的