JP6820137B2 - Physiological surveillance clothing - Google Patents

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    • G10L25/63Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00 specially adapted for particular use for comparison or discrimination for estimating an emotional state
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L51/00User-to-user messaging in packet-switching networks, transmitted according to store-and-forward or real-time protocols, e.g. e-mail
    • H04L51/52User-to-user messaging in packet-switching networks, transmitted according to store-and-forward or real-time protocols, e.g. e-mail for supporting social networking services

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2014年3月10日出願の米国仮特許出願第61/950,782号(発明の名称「PHYSIOLOGICAL MONITORING GARMENTS」);2014年10月1日出願の米国仮特許出願第62/058,519号(発明の名称「DEVICES AND METHODS OF RUSE WITH PHYSIOLOGICAL MONITORING GARMENTS」);2014年11月17日出願の米国仮特許出願第62/080,966号(発明の名称「PHYSIOLOGICAL MONITORING GARMENTS」);及び2014年12月29日出願の米国仮特許出願第62/097,560号(発明の名称「STRETCHABLE, CONDUCTIVE TRACES AND METHODS OF MAKING AND USING SAME」)に対する優先権を主張する。本特許出願はまた、2015年2月2日出願の米国特許出願第14/612,060号(発明の名称「GARMENTS HAVING STRETCHABLE AND CONDUCTIVE INK」)に対する優先権も主張し、上記特許出願は、2014年7月14日出願の米国特許第14/331,185号(発明の名称「METHODS OF MAKING GARMENTS HAVING STRETCHABLE AND CONDUCTIVE INK」)に対する優先権を主張する。
Mutual reference to related applications This application is a US provisional patent application No. 61 / 950,782 filed on March 10, 2014 (title of the invention "PHYSIOLOGICAL MONITORING GARMENTS"); a US provisional patent filed on October 1, 2014. Application No. 62 / 058,519 (Invention name "DEVICES AND METHODS OF RUSE WITH PHYSIOLOGICAL MONITORING GARMENTS"); US provisional patent application No. 62 / 080,966 filed on November 17, 2014 (Invention name "PHYSIOLOGAL"). MONITORING GARMENTS ”); and claims priority over US provisional patent application No. 62 / 097,560 filed December 29, 2014 (invention titles“ STRETCHABLE, CONDUCIVE TRACES AND METHODS OF MAKING AND USING SAME ”). The patent application also claims priority to US Patent Application No. 14 / 612,060 filed February 2, 2015 (invention name "GARMENTS HAVING STRETCHABLE AND CONDUCIVE INK"), which is 2014. Claims priority over US Pat. No. 14 / 331,185 filed July 14, 2014 (title of the invention "METHODS OF MAKING GARMENTS HAVING STRETCHABLE AND CONDUCIVE INK").

参照による援用
本明細書において言及される全ての公刊物及び特許出願は、本出願において、あたかも個々の公刊物又は特許出願それぞれが参照によって援用されているものとして具体的に及び独立して示されているかのように、その全体が参照によって本出願に援用される。
Incorporation by Reference All publications and patent applications referred to herein are specifically and independently shown in this application as if each individual publication or patent application was incorporated by reference. The whole is incorporated into this application by reference, as if by reference.

本明細書に記載されるのは、ユーザ及びその他と通信でき、例えばユーザからの(例えばウェアラブル電気機器をベースとした衣服からの)信号を検出するために直接(ユーザ選択)入力及び間接(ユーザ監視)入力の両方を受信でき、この情報を記憶又は伝送できる、ウェアラブル装置(例えば「衣服(garments)」)である。特に本明細書に記載されるのは、着用者からの生理学的パラメータを監視できるウェアラブル監視及び入力システムである。 Described herein are direct (user-selected) inputs and indirect (user-selected) inputs and indirect (user-selected) to detect signals from users (eg, from clothing based on wearable electrical equipment) that can communicate with the user and others. A wearable device (eg, "garments") that can receive both surveillance) inputs and can store or transmit this information. Particularly described herein are wearable monitoring and input systems that can monitor physiological parameters from the wearer.

この20年間、移動体遠距離通信デバイスの開発は、人々が通信する方法を劇的に拡張し、変化させてきた。これまでにない速度のコンピュータプロセッサを有するコンピュータにより、処理速度が上昇し、かつ大量のデータの分析が改善された、より高速の通信が可能となった。更にセンサ技術もまた、専門技術を有しない者までもが患者を監視する方法を、急速に拡張している。様々なセンサの開発により、様々な測定を実施してコンピュータがこれを分析し、有用な情報を生成できるようになった。近年、医療用感知技術と様々な通信プラットフォームとの併用により、患者を含む人々に対して、彼らを監視するための、又は彼らが自身を監視して、医師若しくは介護士に監視結果を通信するための、新規の興味深い方法が提供されている。例えばスマートフォン等の移動体デバイスにより、移動体デバイスのユーザは、遠隔通信できるようになり、また情報及びデータを取得、分析、使用及び制御するためのある程度の能力を提供されている。例えば移動体デバイスのユーザは、様々な個別化されたタスク、例えば彼らの医療履歴を所定のフォーマットに記録する、ゲームをプレイする、本を読む等のために、アプリケーションソフトウェア(「アプリ(app)」)を使用できる場合がある。アプリは移動体デバイス内のセンサと連動して、ユーザが望む情報を提供できる。例えばアプリはスマートフォン内の加速度計と連動して、歩いた距離、及び歩行中に燃焼したカロリーを決定できる。 Over the last two decades, the development of mobile telecommunications devices has dramatically expanded and changed the way people communicate. Computers with unprecedented speeds of computer processors have enabled faster communications with faster processing speeds and improved analysis of large amounts of data. In addition, sensor technology is rapidly expanding the way even non-professionals monitor patients. The development of various sensors has enabled computers to perform various measurements and analyze them to generate useful information. In recent years, the combined use of medical sensing technology with various communication platforms has been used to communicate monitoring results to doctors or caregivers to people, including patients, to monitor them, or to monitor themselves. A new and interesting way to do this is provided. Mobile devices, such as smartphones, allow users of mobile devices to communicate remotely and are provided with some ability to acquire, analyze, use and control information and data. For example, users of mobile devices can use application software (“apps”) for various personalized tasks, such as recording their medical history in a given format, playing games, reading books, and so on. ") May be available. The app can work with sensors in the mobile device to provide the information the user wants. For example, the app can work with an accelerometer in your smartphone to determine the distance you walked and the calories you burned while walking.

1つ又は複数の上述のような生体識別センサを有するスマートフォン等の、移動体通信プラットフォームの使用は、様々な文脈において説明されている。例えばRoschkらによる特許文献1は、「身体のフィットネスを監視するためのデバイス(Device for Monitoring Physical Fitness)」を記載しており、これは、心拍データを検出するための心拍監視用構成部品と、フィットネス情報を提供するための評価デバイスとを備え、上記情報は、ディスプレイデバイスによって表示でき、また、補足的な個人データを読み込んでこれを含めるために具現化された処理ユニットによって引き出される。Nissiliaの特許文献2は、「流体損失を推定する電子デバイス、設備及び方法(Electronic Device、 Arrangement、 and Method of Estimating Fluid Loss)」を記載しており、これは「測定ユニットが生成した皮膚温度データを受信し、測定ユニットからパフォーマンスデータを受信し、受信したパフォーマンスデータに基づいて理論上の流体損失値を決定するよう構成された、処理ユニットを備える、電気デバイス」を備える。 The use of mobile communication platforms, such as smartphones with one or more biometric sensors as described above, has been described in various contexts. For example, Patent Document 1 by Roschk et al. Describes a "device for monitoring physical fitness", which includes a heartbeat monitoring component for detecting heartbeat data and a heartbeat monitoring component. Equipped with an evaluation device for providing fitness information, the information can be displayed by a display device and is retrieved by a processing unit embodied to read and include supplemental personal data. Patent Document 2 of Nissilia describes "electronic devices, equipment and methods for estimating fluid loss (Electronic Device, Arrangement, and Method of Estimating Fluid Loss)", which is "skin temperature data generated by a measuring unit". An electrical device with a processing unit configured to receive performance data from a measurement unit and determine a theoretical fluid loss value based on the received performance data.

同様に、センサを含む衣類が過去に提案されている。例えばGlaserらの特許文献3を参照のこと。特許文献3は、ウェアラブル電子機器と共に使用するために設計された「モジュール式超小型電気システム」を記載している。Debockらの特許文献4は、テキスタイルのための相互接続及び終端方法を記載しており、これは「コンダクタを含む導電層は、端子と、上記端子から分離して設けられた基部とを含む。上記端子は接合用端部及び設置用端部を有する」という説明を含む。Jungらの特許文献5は、テキスタイル内への電子機器の統合のための方法及び装置を記載している。 Similarly, clothing containing sensors has been proposed in the past. See, for example, Patent Document 3 of Glasser et al. Patent Document 3 describes a "modular ultra-compact electrical system" designed for use with wearable electronic devices. Patent Document 4 of Debox et al. Describes an interconnecting and terminating method for textiles, which states that "a conductive layer containing a conductor includes a terminal and a base provided separately from the terminal. The terminal has a joining end and an installation end. " Patent Document 5 of Jung et al. Describes methods and devices for integrating electronic devices into textiles.

例えば、心血管系の問題、及び呼吸器系の問題を含む他の健康関連の問題は、患者を監視することによって検出できる。監視により、早期の効果的な介入を可能とすることができ、特定の健康問題が重篤になる前に、監視されている生理学的特徴に基づいて、医療扶助を提供できる。残念なことに、現在利用可能な殆どの心血管系の及び他のタイプの健康監視システムは、扱いが難しく不便であり(例えば毎日使用するのは現実的ではなく)、また特に、特に目立たないように長期間の監視のために使用するのは困難であるか、又は現実的ではない。 For example, cardiovascular problems and other health-related problems, including respiratory problems, can be detected by monitoring the patient. Surveillance can enable early and effective intervention and provide medical assistance based on the physiological characteristics being monitored before a particular health problem becomes serious. Unfortunately, most cardiovascular and other types of health monitoring systems currently available are cumbersome and inconvenient (for example, impractical daily use), and are particularly unobtrusive. As it is difficult or impractical to use for long-term monitoring.

バイタルサイン(ECG、呼吸、血中酸素濃度、心拍等)を含む、患者の健康のパラメータを、1つ又は複数のウェアラブルモニタを用いてアクティブに監視できることが提案されているが、このようなモニタは使用が困難であり、比較的不正確であることが現在までに分かっている。被験者がこのようなモニタを目立たないように(例えば衣服、宝飾品等の一部として)着用できることが理想的である。このような衣服は、例えば特許文献6を参照すると提案されているものの、これらの衣服は、快適でないこと、使用が困難であること、不正確な結果がもたらされることを含む多数の欠点を有する。例えば特許文献6等の応用例では、多数の独立した電極が衣服上に位置決めされ、織られた導電性ファイバ等によってプロセッサに接続される。このような衣服は、正確な読み取りを提供するために「被験者の皮膚との一貫した強固な導電性接触を必要とする」が、このような設計は、これらの皮膚領域と接触するような衣服(及びこれに伴うセンサ)の運動を防止するように衣服を制限することを必要とする。このような構成は、特に数時間又は数日にさえわたって着用されることが理想的である衣服において、即座に不快なものとなる。更にぴったりと着用される衣服であっても、着用者に対して移動する(例えば滑る、又はずり上がる)場合がある。更に、従来技術において説明されているようなデバイス/衣服は、製造が困難かつ高価であり、かなり「脆性である」場合があり、これによって荒っぽい使用や洗濯ができなくなる。最後に、このようなデバイス/衣服は典型的には、衣服に対する直接的な手動のユーザ入力の処理が不可能であり、完全に受動的な監視に依存し、又は(衣服上にないインタフェースを含む)何らかの種類のインタフェースを必要とする。 It has been proposed that patient health parameters, including vital signs (ECG, respiration, blood oxygen levels, heart rate, etc.), can be actively monitored using one or more wearable monitors. Has been found to be difficult to use and relatively inaccurate. Ideally, the subject should be able to wear such a monitor inconspicuously (eg, as part of clothing, jewelery, etc.). Although such garments have been proposed to refer to, for example, Patent Document 6, these garments have a number of drawbacks, including uncomfortableness, difficulty in use, and inaccurate results. .. For example, in applications such as Patent Document 6, a large number of independent electrodes are positioned on clothing and connected to the processor by woven conductive fibers or the like. Such garments "require consistent and strong conductive contact with the subject's skin" to provide accurate readings, but such designs are garments that make contact with these skin areas. It is necessary to restrict clothing to prevent movement of (and associated sensors). Such configurations are immediately unpleasant, especially in garments that are ideally worn for hours or even days. Even tightly worn garments may move (eg, slip or slide) with respect to the wearer. In addition, devices / garments as described in the prior art are difficult and expensive to manufacture and can be quite "brittle", which prevents rough use and washing. Finally, such devices / garments are typically unable to process direct manual user input to the garment and rely on completely passive monitoring, or (an interface not on the garment). Requires some kind of interface (including).

生体識別データを感知できる1つ又は複数のセンサを含む衣服は、広範には使用されていない。これは部分的には、このような衣服が、受け取る入力の種類及び多様性において制限される場合があり、また衣服の快適性及び形状因子において制限されるためであり得る。例えばセンサと、センサに電力を供給し、またセンサから信号を受信する導線とは、衣服を柔軟、魅力的、実用的、及び特に快適とすることができるような方法で、衣服に完全に一体化されていない。例えば、提案されているこのような衣服の大半は、十分なストレッチ性を有していない。最後に、提案されているこのような衣服はまた、上記衣服が受信できるデータの種類、及び受信した情報を上記衣服が処理する方法においても制限される。 Clothing containing one or more sensors capable of sensing biometric data has not been widely used. This may be in part because such garments may be limited in the type and variety of inputs they receive, as well as in the comfort and shape factors of the garment. For example, a sensor and a wire that powers the sensor and receives a signal from the sensor are completely integrated into the garment in such a way that it can be flexible, attractive, practical, and particularly comfortable. It has not been converted. For example, most of the proposed such garments do not have sufficient stretchability. Finally, the proposed such garments are also limited in the types of data the garments can receive and in the way the garments process the received information.

米国公開特許第2010/0029598号US Publication No. 2010/0029598 米国公開特許第2009/0157327号US Published Patent No. 2009/015727 米国公開特許第2007/0178716号US Published Patent No. 2007/01781716 米国公開特許第2012/0071039号US Published Patent No. 2012/0071039 米国公開特許第2005/0029680号US Publication No. 2005/0029680 米国公開特許第2012/0136231号US Published Patent No. 2012/0136231

従って、既存の衣服(例えばデバイス及びウェアラブル感知装置)、並びに個体の身体的及び感情的状態を分析して通信するためのプロセスは、不正確であり、不十分であり、範囲が制限されており、不快であり、及び/又は扱いが難しい場合がある。 Therefore, existing clothing (eg, devices and wearable detectors), as well as the process for analyzing and communicating the physical and emotional state of an individual, is inaccurate, inadequate, and limited in scope. , Unpleasant and / or may be difficult to handle.

必要とされているのは、快適に着用できるにも関わらず、持続した期間にわたって比較的正確で運動の影響を受けない測定を提供できる1つ又は複数のセンサを有する、(衣服を含む)装置である。また、容易かつ安価に製造できる衣服を提供することも有益であろう。最後に、衣服上にある直接的なユーザインタフェース、特に(織物からなる)衣服の一部として形成されたインタフェースを有する衣服を提供することが有益であり得る。 What is needed is a device (including clothing) that has one or more sensors that can provide relatively accurate and motion-insensitive measurements over a sustained period of time while being comfortable to wear. Is. It would also be beneficial to provide garments that can be manufactured easily and inexpensively. Finally, it may be beneficial to provide a garment with a direct user interface on the garment, in particular an interface formed as part of the garment (consisting of a woven fabric).

特に必要とされているのは、衣服上に付着又は塗布できるストレッチ性かつ導電性のパターン(例えばトレース)である。これらのストレッチ性かつ導電性のパターンは、織物の中でも最もストレッチ性のもの(圧縮織物/圧縮衣服等)であっても共に使用でき、また下層の織物と共に、破損することなく、コンダクタンス等の複数の電気的特性の安定したセットを経時的にかつ複数回の使用にわたって維持しながら、多数のストレッチ/弛緩サイクルを通して運動できる。本明細書において説明される、ウェアラブルデバイス(例えば衣服)を含む装置及びこれらを含むシステムは、以上で識別した課題のうちのいくつか又は全てに対処できる。 Particularly needed is a stretchable and conductive pattern (eg, a trace) that can be attached or applied to the garment. These stretchable and conductive patterns can be used together with the most stretchable woven fabric (compressed woven fabric / compressed garment, etc.), and together with the underlying woven fabric, a plurality of conductances, etc. without damage. Can exercise through multiple stretch / relaxation cycles while maintaining a stable set of electrical properties over time and over multiple uses. Devices including wearable devices (eg, clothing) and systems including them as described herein can address some or all of the issues identified above.

本明細書に記載されるのは、堅牢な感知及び快適な着用のために配設及び構成された、圧縮衣服上の印刷された導電性インクで形成されたセンサを有する、生理学的パラメータ監視用衣服である。特に、本明細書に記載の衣服(例えばシャツ、パンツ、下着)は、導電性インクセンサを用いた、1つ又は複数の生理学的パラメータの堅牢な感知を可能とするよう構成され、上記導電性インクセンサは、上記衣服上に直接印刷され、(衣服上で補強してもしなくてもよい)導電性トレースによって衣服のインタフェース領域に接続され、上記インタフェース領域は、1つ又は複数の記録されたパラメータを測定、記憶、処理及び/又は伝送するよう構成された、マイクロプロセッサ等の分析ユニットに接続してよい。 Described herein are for physiological parameter monitoring, with sensors formed of printed conductive ink on compressed garments, arranged and configured for robust sensing and comfortable wearing. Clothes. In particular, the garments (eg, shirts, pants, underwear) described herein are configured to allow robust sensing of one or more physiological parameters using conductive ink sensors, said conductive. The ink sensor was printed directly on the garment and connected to the interface area of the garment by conductive traces (with or without reinforcement on the garment), the interface area being recorded one or more. It may be connected to an analysis unit such as a microprocessor that is configured to measure, store, process and / or transmit parameters.

例えば本明細書に記載されるのは、着用者の局部的呼吸を連続的に監視するよう適合されたシャツである。呼吸を監視するためのシャツは:織物からなるシャツ本体であって、上記本体は、着用者の胴体に対してシャツを保持するために伸長及び収縮する圧縮衣服として構成される、シャツ本体;上記本体の異なる複数の領域に配設される、複数の呼吸センサであって、各呼吸センサは、上記本体の外側部分上に印刷及び/又は付着された、複数の概ね平行な導電性インクトレース及び/又は導電性弾性材料と、局部的導電性コネクタであって、上記概ね平行な導電性インクトレースは上記局部的導電性コネクタに接続する、局部的導電性コネクタとを備える、呼吸センサ;並びに上記本体上に配置されたインタフェース(例えばモジュールインタフェース)であって、各呼吸センサのための上記局部的導電性コネクタは上記インタフェースに接続し、更に上記インタフェースは、各上記導電性コネクタから電気抵抗を検出するために、プロセッサ(例えばセンサマネージャユニット)に接続するよう構成される、インタフェースを含んでよい。本明細書に記載されるのは、2つのタイプの呼吸センサである。本明細書に記載されるのは、2つのタイプの呼吸センサである。第1のタイプは、衣服を形成する織物上に印刷できる、又は衣服に転写及び/若しくは付着できる、導電性インクトレースで形成される。本明細書に記載の導電性インク材料のいずれ(特に、間に中間/勾配領域を有する、接着剤の層と導電性インクの1つ又は複数の層とで形成されたものを含む)を使用してよい。第2のタイプの呼吸センサは、導電性弾性材料で形成され、これについては以下で更に詳細に説明する。一方のタイプの呼吸センサを使用することには、他方に比べて特定の利益があり得る(例えば比較的低い電気的ヒステリシス)ものの、特定の文脈によって明らかにされる場合を除いて、呼吸センサは他方と相互交換可能に使用してよい。 For example, described herein are shirts adapted to continuously monitor the wearer's local breathing. A shirt for monitoring breathing is: a woven shirt body, the body of which is configured as a compressed garment that stretches and contracts to hold the shirt against the wearer's body; the shirt body; A plurality of breathing sensors disposed in different regions of the body, each breathing sensor having a plurality of generally parallel conductive ink traces printed and / or adhered to the outer portion of the body. / Or a breathing sensor comprising a conductive elastic material and a locally conductive connector that is a locally conductive connector, wherein the generally parallel conductive ink traces connect to the locally conductive connector; An interface (eg, a module interface) arranged on the body, the locally conductive connector for each breath sensor is connected to the interface, and the interface further detects electrical resistance from each of the conductive connectors. To do so, it may include an interface configured to connect to a processor (eg, a sensor manager unit). Described herein are two types of respiratory sensors. Described herein are two types of respiratory sensors. The first type is formed of conductive ink traces that can be printed on the fabric that forms the garment or can be transferred and / or adhered to the garment. Use any of the conductive ink materials described herein, especially those formed by a layer of adhesive and one or more layers of conductive ink with intermediate / gradient regions in between. You can do it. The second type of respiration sensor is made of a conductive elastic material, which will be described in more detail below. Although there may be certain benefits to using one type of respiratory sensor compared to the other (eg, relatively low electrical hysteresis), the respiratory sensor is not used unless it is manifested by a particular context. It may be used interchangeably with the other.

一般に、上記呼吸センサは局部的であってよい。上記シャツ本体の異なる複数の領域(例えば象限)を異なるセンサがカバーでき、これにより「局部的」呼吸を検出及び監視できる。着用者が呼吸しようとすることによって、(身体にぴったり合った)シャツが伸長及び収縮すると、異なる複数の領域それぞれの導電性インクトレース及び/又は導電性弾性材料の抵抗の変動によって、局部的呼吸(運動)が検出される。複数の概ね平行な導電性インクトレースは、3〜50個の平行なトレースを含む。複数の(例えば2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、25、30、35個等の)導電性インクトレースを、シャツ本体の領域を横断しておおよそ平行に配設することによって、上記呼吸センサによる感知は特に堅牢となり得る。これらの平行なトレースはそれぞれ、上記局部的導電性コネクタに(平行に)接続され(また他端では基準、例えば基準線に接続され)、平行な抵抗から全体の抵抗が効果的に決定される。例えばRtotal=(各トレースに関する全ての抵抗の積)/(各トレースに関する各抵抗の合計)である。 In general, the breathing sensor may be local. Different sensors can cover different regions (eg, quadrants) of the shirt body, which allows "local" respiration to be detected and monitored. As the wearer attempts to breathe, the shirt (fitting to the body) stretches and contracts, causing local breathing due to variations in the resistance of the conductive ink traces and / or the conductive elastic material in each of the different regions. (Exercise) is detected. Multiple generally parallel conductive ink traces include 3 to 50 parallel traces. Multiple (eg, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 25, 30, 35, etc.) By arranging the conductive ink traces approximately parallel across the area of the shirt body, the sensing by the breathing sensor can be particularly robust. Each of these parallel traces is connected (parallel) to the locally conductive connector (and at the other end to a reference, eg, a reference line), and the overall resistance is effectively determined from the parallel resistance. .. For example, R total = (product of all resistors for each trace) / (sum of each resistor for each trace).

いくつかの変形例では、シャツは、4つの領域(例えば前部/後部及び胸部/腹部領域;又は胸部/腹部及び左側/右側領域等)の呼吸を検出するよう構成される。いくつかの変形例では、呼吸センサは8個の呼吸センサを備え、8つの領域(前部/後部、胸部/腹部及び左側/右側領域)を感知する。一般に、複数の呼吸センサは、身体の前部又は後部、上部又は下部、右側又は左側領域に別個に配設してよい。(例えば身体を更に小区画に分割して)9つ以上の領域を決定することもでき、これらの領域は同一のサイズである必要はない。 In some variants, the shirt is configured to detect breathing in four regions (eg, anterior / posterior and chest / abdominal regions; or chest / abdomen and left / right regions, etc.). In some variants, the respiratory sensor comprises eight respiratory sensors and senses eight regions (anterior / posterior, chest / abdomen and left / right region). In general, multiple respiratory sensors may be placed separately in the anterior or posterior, upper or lower, right or left area of the body. It is also possible to determine nine or more regions (eg, by subdividing the body into smaller compartments), and these regions do not have to be the same size.

複数の概ね平行な導電性インクトレースはそれぞれ、ストレッチ性トレースであり、導電性インクのストレッチは、典型的には抵抗を変化させる(ストレッチを検出し、これによって呼吸を検出する)。複数の概ね平行な導電性インクトレースは、本体の外側部分上に、いずれのパターンで印刷してよい。例えばトレースは、平行な直線、ジグザグの線、曲線として印刷してよく、例えばトレースは波打ったパターンで印刷してよい。一般に、複数の概ね平行な導電性インクトレースは、被験者が呼吸するにつれて、トレースを通して変化する電気抵抗を生成するよう構成してよく、例えば上記線は、シャツが着用されている場合に患者の身体を横断する(胸部を横断する)方向に延在してよい。 Each of the plurality of generally parallel conductive ink traces is a stretchable trace, and the stretch of the conductive ink typically changes the resistance (detects stretch, thereby detecting respiration). A plurality of substantially parallel conductive ink traces may be printed in any pattern on the outer portion of the main body. For example, traces may be printed as parallel straight lines, zigzag lines, curves, for example traces may be printed in a wavy pattern. In general, a plurality of generally parallel conductive ink traces may be configured to generate electrical resistance that changes throughout the trace as the subject breathes, eg, the lines above are the patient's body when a shirt is worn. May extend in the direction across the chest (crossing the chest).

上述のように、複数の呼吸センサは、上記概ね平行な導電性インクトレースの、局部的導電性コネクタから反対側の端部において、概ね平行な導電性インクトレースがそれぞれ接続される、基準線を備えてよい。上記基準線は「接地」であってよい。この基準線は典型的には、インタフェースに(また最終的には、呼吸による上記線の抵抗の変化を検出するプロセッサに)も接続する。 As described above, the plurality of respiration sensors have reference lines to which the generally parallel conductive ink traces are connected at the opposite end from the locally conductive connector of the generally parallel conductive ink traces. You may be prepared. The reference line may be "grounded". This reference line typically also connects to an interface (and ultimately to a processor that detects changes in resistance of the line due to respiration).

各呼吸センサは、呼吸センサを形成する上記複数の概ね平行な導電性インクトレースにおける可変電気抵抗を平均するよう構成してよい。従って、導電性トレースを横断して極めて小さい電流又は電圧を印加することによって、呼吸による抵抗の変化を決定できる。上記導電性トレースは一般に、絶縁されていてよい(例えば着用者の皮膚に直接接触すること、及び/又は汗によって短絡すること等を防止できる)。 Each respiration sensor may be configured to average the variable electrical resistance in the plurality of generally parallel conductive ink traces forming the respiration sensor. Therefore, the change in resistance due to respiration can be determined by applying a very small current or voltage across the conductive trace. The conductive traces may generally be insulated (eg, they can prevent direct contact with the wearer's skin and / or short circuits due to sweat).

本明細書に記載のシャツのいずれは、身体上のタッチポイント位置のタッチポイントセンサ等のユーザ入力も含んでよく、これは、着用者が上記タッチポイント位置においてシャツに触れた時を感知するよう構成される。タッチポイントセンサは、デバイスのための入力及び/又は制御として使用してよい。例えばユーザは、呼吸の不足若しくは他の呼吸エピソードといった何かが起こった時点を「マーク」してよく、又は活動が増大している時(例えば運動している時等)若しくは減少している時を示してよく、又は呼吸の記録及び/若しくは分析を開始/停止/中断等してよく、検出した局部的呼吸を保存、伝送、処理等してよい。複数のタッチポイントセンサを使用してよい。 Any of the shirts described herein may also include user input, such as a touchpoint sensor at a touchpoint position on the body, to detect when the wearer touches the shirt at the touchpoint position. It is composed. The touchpoint sensor may be used as an input and / or control for the device. For example, the user may "mark" when something happens, such as lack of breathing or another breathing episode, or when activity is increasing (eg, exercising, etc.) or decreasing. , Or the recording and / or analysis of respiration may be started / stopped / interrupted, etc., and the detected local respiration may be stored, transmitted, processed, etc. Multiple touchpoint sensors may be used.

シャツは、心拍センサ等の1つ又は複数の追加のセンサも含んでよい。例えばシャツは、本体の内側表面上に、着用者の皮膚に接触するよう構成された導電性インク電極と、上記導電性インク電極からモジュールインタフェースまで延在する電極導電性コネクタとを含んでよい。電極は、心拍等を検出するために使用できる。複数の電極を使用してよい(例えば電極対)。例えば導電性インク電極は、シャツの袖(又は複数の袖)上に配置してよい。 The shirt may also include one or more additional sensors, such as a heart rate sensor. For example, the shirt may include a conductive ink electrode configured to come into contact with the wearer's skin on the inner surface of the body and an electrode conductive connector extending from the conductive ink electrode to the module interface. The electrodes can be used to detect heartbeats and the like. Multiple electrodes may be used (eg, electrode pairs). For example, the conductive ink electrodes may be placed on the sleeves (or sleeves) of the shirt.

シャツはまた、モジュールインタフェースと接続された状態にセンサマネージャユニットを保持するよう構成された、本体上のホルダ(例えばポケット)も含んでよい。 The shirt may also include a holder (eg, a pocket) on the body that is configured to hold the sensor manager unit in connection with the module interface.

使用され得る他のセンサとしては、他のいずれの活動/運動センサ(例えば加速度計)が挙げられる。上記他のセンサは、シャツ上にあってよく、及び/又はセンサからの信号を受信するプロセッサ若しくはその一部に直接接続してよい。 Other sensors that may be used include any other activity / motion sensor (eg, accelerometer). The other sensor may be on the shirt and / or may be directly connected to a processor or part thereof that receives a signal from the sensor.

局部的導電性コネクタは典型的には、本体に付着された基材上に導電性材料を含む。この基材は上記導電性材料を支持でき、衣服とインタフェース接続することによって、導電性インクを、コネクタを形成する導電性材料と電気的に連結できる。例えば基材はポリマー材料であってよい。いくつかの変形例(例えば添付のAを参照)では、基材はカプトンである。 Locally conductive connectors typically include a conductive material on a substrate attached to the body. This base material can support the conductive material, and by connecting the interface with the clothes, the conductive ink can be electrically connected to the conductive material forming the connector. For example, the substrate may be a polymer material. In some variants (see, eg, Attachment A), the substrate is Kapton.

また、本明細書に記載されるのは、上述のように構成されたシャツを用いて、局部的呼吸を感知する方法である。例えば、局部的呼吸を検出する方法は、本明細書に記載のシャツのうちのいずれを着用するステップと、シャツの本体上の異なる複数の(典型的には重なり合わない)領域に平行に配設された複数の導電性インクトレースを通した抵抗の変動を受信/伝送/記憶/分析するステップとを含んでよい。 Also described herein is a method of sensing local respiration using a shirt configured as described above. For example, a method of detecting local breathing is arranged parallel to the step of wearing any of the shirts described herein and to different (typically non-overlapping) regions on the body of the shirt. It may include a step of receiving / transmitting / storing / analyzing resistance fluctuations through a plurality of provided conductive ink traces.

また、本明細書に記載されるのは、着用者の心電図(ECG)を連続的に監視するよう構成された衣服(例えばシャツ及び/又はパンツ)である。例えばシャツは:織物からなるシャツ本体であって、上記本体は、着用者の胴体に対してシャツを保持するために伸長及び収縮する圧縮衣服として構成される、シャツ本体;上記本体上において、シャツが着用された場合に着用者の胸部の左胸部領域を横断して延在する第1の曲線に配設された、6個の電気センサの第1のセットであって、各電気センサは、上記本体の内側表面上に印刷された導電性インク電極を備える、6個の電気センサの第1のセット;上記本体上において、上記第1の曲線に隣接する第2の曲線に配設された、6個の電気センサの第2の(冗長)セット;首領域から延在し、上記電気センサの第1及び第2のセットの上に重なる、本体の支持ハーネス領域;本体の内側表面上に印刷された導電性インクから形成された、右腕電極;並びに本体の内側表面上に印刷された導電性インクから形成された、左腕電極を含んでよく、ここで各電気センサは、電気センサからインタフェースまで延在する導電性トレースによって、本体上のインタフェースに接続され、また更に、上記インタフェースは、電気センサ、右腕電極及び左腕電極それぞれからの電気的活動を検出するために、センサマネージャユニットに接続するよう構成される。 Also described herein are garments (eg, shirts and / or pants) configured to continuously monitor the wearer's electrocardiogram (ECG). For example, a shirt is: a shirt body made of woven fabric, wherein the body is configured as compressed clothing that stretches and contracts to hold the shirt against the wearer's body; a shirt on the body. Is a first set of six electrical sensors arranged in a first curve extending across the left chest region of the wearer's chest when worn, each electrical sensor. A first set of six electrical sensors with conductive ink electrodes printed on the inner surface of the body; arranged on the body in a second curve adjacent to the first curve. , A second (redundant) set of six electrical sensors; a supporting harness region of the body that extends from the neck area and overlaps the first and second sets of the electrical sensors; on the inner surface of the body. It may include a right arm electrode formed from printed conductive ink; and a left arm electrode formed from conductive ink printed on the inner surface of the body, where each electrical sensor interfaces from the electrical sensor. A conductive trace that extends to is connected to an interface on the body, which in turn connects to a sensor manager unit to detect electrical activity from each of the electrical sensor, right arm electrode, and left arm electrode. Is configured.

一般にこのようなシャツは、胸部(胸部領域)に複数の電極をもたらすことができ、上記電極は、12リードECGの胸部電極のための独立したリード(例えばV1〜V6)として機能するよう(例えば平行に)接続できる。上記装置は、着用者の身体上で衣服が移動する際に電極のシフト又は運動が存在する場合であっても、信号を堅牢に検出するよう構成してよい。更に、衣服を所定の位置に快適に保持でき、また着用者の身体の湾曲によって着用者と電極との間の良好な接着が妨げられ得る場合であっても、衣服の本体の追加の支持領域(例えばヨーク/ハーネス支持体)によって、電極の位置を比較的強固に保持できる。 In general, such shirts can provide multiple electrodes on the chest (chest region), such as which electrodes function as independent leads (eg, V1-V6) for the chest electrodes of a 12-lead ECG (eg, V1 to V6). Can be connected (in parallel). The device may be configured to robustly detect the signal, even in the presence of electrode shifts or movements as the garment moves over the wearer's body. In addition, additional support areas for the body of the garment can be comfortably held in place and even if the curvature of the wearer's body can prevent good adhesion between the wearer and the electrodes. (For example, the yoke / harness support) allows the position of the electrodes to be held relatively firmly.

本明細書に記載されるのは、本出願で開示されるシャツ等の衣服の上から着用されるよう構成された支持用衣服である。この支持用衣服は、シャツ上のセンサ/電極を、着用者の胸部との比較的良好な係合へと押しやるよう構成された、支持構造体を含むことができる。上記支持構造体は膨張可能とすることができ、また着用者の性別及び胸部の解剖学的構造に基づいて構成できる。場合によっては、上記支持構造体は自己膨張性である。 Described herein are supportive garments configured to be worn over garments such as shirts disclosed in this application. The support garment may include a support structure configured to push the sensor / electrode on the shirt into a relatively good engagement with the wearer's chest. The support structure can be inflatable and can be constructed based on the wearer's gender and chest anatomy. In some cases, the support structure is self-expanding.

本発明はまた、ストレッチ性導電性トレース及びこれを作製する方法にも関する。特に本明細書に記載されるのは、呼吸センサとして、及び/又は導電性トレースとして使用できる、導電性弾性リボン材料である。これらの導電性弾性リボンは、(少なくとも部分的に、又は完全に)乾燥させることができる導電性インクが含浸されたこれらのストレッチ性(例えば弾性)材料で形成でき、接着、縫い付け等によって衣服に接続できる。導電性インク及びワイヤを含む他の導電性材料とは違って、これらの導電性弾性リボンは、機械的負荷を受けることと解除されることとを繰り返すことができ、電気的ヒステリシスが存在する場合でも殆ど呈さない。 The present invention also relates to stretch conductive traces and methods for making them. In particular, described herein are conductive elastic ribbon materials that can be used as respiratory sensors and / or as conductive traces. These conductive elastic ribbons can be formed of these stretchable (eg elastic) materials impregnated with conductive ink that can be dried (at least partially or completely) and are garmented by gluing, sewing, etc. Can be connected to. Unlike other conductive materials, including conductive inks and wires, these conductive elastic ribbons can be mechanically loaded and unloaded repeatedly, if electrical hysteresis is present. But it hardly presents.

本明細書に記載の種類の装置(例えば衣服を含むデバイス及びシステム)の具体的な例としては、堅牢な感知及び快適な着用のために配設及び構成された圧縮衣服上に、印刷された導電性インクで形成されたセンサを有する、生理学的パラメータ監視用衣服が挙げられる。特に本明細書に記載の衣服(例えばシャツ、パンツ、下着)は、呼吸センサを用いて、1つ又は複数の生理学的パラメータの堅牢な感知を可能とするよう構成され、上記呼吸センサは、衣服に直接接続され、衣服上に転写され、又は衣服上に直接印刷され、また(衣服上で補強してもしなくてもよい、ワイヤリボン材料等の)導電性トレースによって衣服のインタフェース領域に接続され、上記インタフェース領域は、1つ又は複数の記録されたパラメータを測定、記憶、処理及び/又は伝送するよう構成されたマイクロプロセッサ等の分析ユニットに接続できる。 Specific examples of the types of devices described herein (eg, devices and systems including garments) are printed on compressed garments arranged and configured for robust sensing and comfortable wearing. Examples include physiologic parameter monitoring garments with sensors made of conductive ink. In particular, the garments described herein (eg, shirts, pants, underwear) are configured to allow robust sensing of one or more physiological parameters using a breathing sensor, said breathing sensor being a garment. Directly connected to, transferred onto the garment, or printed directly on the garment, and connected to the interface area of the garment by conductive traces (such as wire ribbon material, which may or may not be reinforced on the garment). The interface area can be connected to an analysis unit such as a microprocessor configured to measure, store, process and / or transmit one or more recorded parameters.

例えば本明細書に記載されるのは、着用者の局部的呼吸を連続的に監視するよう適合された衣服である。呼吸を監視するためのシャツは:織物からなるシャツ本体であって、上記本体は、着用者の胴体に対してシャツを保持するために伸長及び収縮する圧縮衣服として構成される、シャツ本体;上記本体の異なる複数の領域に配設される、複数の呼吸センサであって、各呼吸センサは、本体の外側部分上に印刷された導電性インクトレース又は導電性弾性ストリップを備え、また1つ又は複数の上記呼吸センサは局部的導電性コネクタに接続する、呼吸センサ;並びに上記本体上に配置されたインタフェース(例えばモジュールインタフェース)であって、各呼吸センサのための上記局部的導電性コネクタは上記インタフェースに接続し、更に上記インタフェースは、各上記導電性コネクタから電気抵抗を検出するために、プロセッサ(例えばセンサマネージャユニット)に接続するよう構成される、インタフェースを含んでよい。 For example, described herein are garments adapted to continuously monitor the wearer's local breathing. A shirt for monitoring breathing is: a shirt body made of woven fabric, the body of which is configured as a compressed garment that stretches and contracts to hold the shirt against the wearer's body; the shirt body; Multiple breathing sensors located in different regions of the body, each breathing sensor comprising a conductive ink trace or conductive elastic strip printed on the outer portion of the body and also one or more. The plurality of breathing sensors are connected to a locally conductive connector; the breathing sensor; and an interface (eg, a module interface) arranged on the body, wherein the locally conductive connector for each breathing sensor is described above. Connecting to an interface, the interface may further include an interface configured to connect to a processor (eg, a sensor manager unit) to detect electrical resistance from each of the conductive connectors.

一般に、上記呼吸センサは局部的であってよい。上記シャツ本体の異なる複数の領域(例えば象限)を異なるセンサがカバーでき、これにより「局部的」呼吸を検出及び監視できる。着用者が呼吸しようとすることによって、(身体にぴったり合った)衣服が伸長及び収縮すると、異なる複数の領域それぞれの導電性インクトレースの抵抗の変動によって、局部的呼吸(運動)が検出される。 In general, the breathing sensor may be local. Different sensors can cover different regions (eg, quadrants) of the shirt body, which allows "local" respiration to be detected and monitored. Local breathing (exercise) is detected by the variation in the resistance of the conductive ink traces in different regions as the garment (fitting to the body) stretches and contracts as the wearer attempts to breathe. ..

本明細書に記載の衣服のいずれは、ウェアラブル電子機器デバイスと呼ぶこともできる。上述のように、これらのデバイス(衣服)は典型的には:圧縮織物、及び衣服上の少なくとも1つのストレッチ性かつ導電性インクパターンを含んでよい。上記導電性インクパターンは典型的には、(それ自体は導電性インクの複数の層を積層して最終的な厚さを形成することによって形成できる)導電性インクの層と、(絶縁性)接着剤の層と、これら2つの間の中間領域とを含み、ここで導電性インク及び弾性接着剤は部分的に、例えば勾配領域において組み合わされている。上記中間領域は、導電性インク層より薄いか、おおよそ同一の厚さであるか、又は導電性インク層より厚くてよく、その一方で接着層はより厚くてよい。 Any of the garments described herein may also be referred to as a wearable electronic device. As mentioned above, these devices (garments) may typically include: compressed fabrics, and at least one stretchable and conductive ink pattern on the garment. The conductive ink pattern is typically with a layer of conductive ink (which itself can be formed by stacking multiple layers of conductive ink to form the final thickness) and (insulating). It comprises a layer of adhesive and an intermediate region between the two, where the conductive ink and elastic adhesive are partially combined, eg, in a gradient region. The intermediate region may be thinner than the conductive ink layer, approximately the same thickness, or thicker than the conductive ink layer, while the adhesive layer may be thicker.

例えば導電性インクパターンは:約40〜60%の導電性粒子;約30〜50%のバインダ;約3〜7%の溶媒;約3〜7%の濃厚剤;衣服上の弾性接着剤の層;導電性インクと接着剤との間の勾配領域を含んでよく、上記勾配領域は、導電性インクと接着剤との不均一な混合物を含み、導電性インクの濃度は、導電性インクの層に近い領域から、弾性接着剤の層に向かって低下する。 For example, conductive ink patterns: about 40-60% conductive particles; about 30-50% binder; about 3-7% solvent; about 3-7% thickener; layer of elastic adhesive on clothing. It may include a gradient region between the conductive ink and the adhesive, the gradient region containing a non-uniform mixture of the conductive ink and the adhesive, and the density of the conductive ink is a layer of the conductive ink. From the area close to, it descends towards the layer of elastic adhesive.

一般に、本明細書に記載の圧縮衣服は、約3mmHg〜約70mmHgの圧力を被験者の身体表面上に印加することによって、被験者の身体上への衣服の安定した連続的な位置決めを可能とするよう構成できる。 In general, the compressed garments described herein allow for stable and continuous positioning of the garment on the subject's body by applying a pressure of about 3 mmHg to about 70 mmHg on the subject's body surface. Can be configured.

導電性インク部分の組成は典型的には、上述のようにバインダ、濃厚剤及び溶媒中に導電性粒子を含んでよい。導電性粒子は、カーボンブラックの、又は以下のうちの1つ若しくは複数の粒子を含んでよい:カーボンブラック、グラフェン、グラファイト、銀金属粉末、銅金属粉末、若しくは鉄金属粉末、酸化物でコーティングされたマイカ(例えばアンチモンをドープした二酸化スズでコーティングされたマイカ)等。バインダは典型的には、ホルムアルデヒド非含有バインダ、例えばアクリル系バインダを含む。溶媒は例えば、プロピレングリコールであってよい。濃厚剤の例は、ポリウレタン系濃厚剤である。 The composition of the conductive ink moiety may typically include conductive particles in the binder, thickener and solvent as described above. Conductive particles may include carbon black or one or more of the following particles: coated with carbon black, graphene, graphite, silver metal powder, copper metal powder, or iron metal powder, oxide. Mica (for example, mica coated with antimony-doped tin dioxide) and the like. Binders typically include formaldehyde-free binders, such as acrylic binders. The solvent may be, for example, propylene glycol. An example of a thickener is a polyurethane-based thickener.

一般に、いずれの適切な接着剤(例えば弾性接着剤)を使用してよい。例えば弾性接着剤は、電気絶縁性の、熱接着性水系接合剤を含んでよい。これらの変形例のいずれにおいて、絶縁性樹脂を、導電性インクの層を少なくとも部分的に覆って位置決めしてよい。 In general, any suitable adhesive (eg, elastic adhesive) may be used. For example, the elastic adhesive may include an electrically insulating, heat-adhesive water-based adhesive. In any of these modifications, the insulating resin may be positioned by at least partially covering the layer of conductive ink.

導電性インクパターンは、導電性インクの複数の層を含んでよい。 The conductive ink pattern may include multiple layers of conductive ink.

弾性接着剤の層の厚さは、勾配領域の厚さより大きくてよく、また上記勾配領域の厚さは、導電性インクの厚さとおおよそ同一であるか、又はこれより大きくてよい。例えば弾性接着剤と、中間(勾配)領域と、導電性インクとの比は、おおよそ1.1〜5(接着剤):0.8〜1.2(中間領域):0.5〜1.2(導電性インク)であってよい。一例では、導電性インクパターンのインク部分の厚さは約30〜70μmであり、遷移領域(勾配/中間領域)の厚さは約30〜90μmであり、接着剤(接合剤)領域の厚さは約100〜200μmである。 The thickness of the elastic adhesive layer may be greater than or greater than the thickness of the gradient region, and the thickness of the gradient region may be approximately equal to or greater than the thickness of the conductive ink. For example, the ratio of the elastic adhesive, the intermediate (gradient) region, and the conductive ink is approximately 1.1 to 5 (adhesive): 0.8 to 1.2 (intermediate region): 0.5 to 1. 2 (conductive ink) may be used. In one example, the thickness of the ink portion of the conductive ink pattern is about 30-70 μm, the thickness of the transition region (gradient / intermediate region) is about 30-90 μm, and the thickness of the adhesive (adhesive) region. Is about 100-200 μm.

一般に、導電性トレースの抵抗は約10KΩ/□未満であってよい。例えばバルク抵抗は約0.2〜約20Ω*cmであってよく、シート抵抗は約100〜10000Ω/□であってよい。一例では、バルク抵抗は11.5Ω*cmとして測定され、またシート抵抗は1913Ω/□として測定された。導電性パターンの抵抗は、適用されるストレッチによって変動し得る。 Generally, the resistance of the conductive trace may be less than about 10 KΩ / □. For example, the bulk resistance may be about 0.2 to about 20 Ω * cm and the sheet resistance may be about 100 to 10000 Ω / □. In one example, the bulk resistance was measured as 11.5Ω * cm and the sheet resistance was measured as 1913Ω / □. The resistance of the conductive pattern can vary depending on the stretch applied.

一般に、得られる導電性インクパターンはストレッチ性が極めて高く、その一方で電気的特性は維持され、破損しない。例えば導電性インクパターンは、静置状態の長さの500%まで、破損せずにストレッチされるように構成してよい。 In general, the resulting conductive ink pattern is extremely stretchable, while maintaining electrical properties and not breaking. For example, the conductive ink pattern may be configured to be stretched without damage up to 500% of the length in the stationary state.

本明細書に記載の導電性インクパターンのいずれは、センサ、トレースの全体若しくは一部として、及び/又は電極として形成してよい。導電性インクパターンは、別の(例えばより剛性の)導電性材料に接続してよい。例えば導電性インクパターンは、トレースとして形成された導電性インクパターンを用いて、又はこれもまた衣服に付着された導電性スレッド若しくはワイヤに接続することによって、センサモジュール又はセンサモジュールのためのインタフェースに接続できる。例えば本明細書に記載のデバイス(衣服)は、衣服に結合され、かつ一端において導電性インクパターンに接続された、導電性スレッドを含んでよい。 Any of the conductive ink patterns described herein may be formed as whole or part of a sensor, trace, and / or as an electrode. The conductive ink pattern may be connected to another (eg, more rigid) conductive material. For example, the conductive ink pattern can be made into a sensor module or an interface for the sensor module by using a conductive ink pattern formed as a trace, or by connecting it to a conductive thread or wire also attached to clothing. You can connect. For example, the device (garment) described herein may include a conductive thread that is attached to the garment and at one end connected to a conductive ink pattern.

ウェアラブル電子機器デバイスは:圧縮織物からなる衣服;シート抵抗が約10KΩ/□未満の、上記衣服上の少なくとも1つのストレッチ性かつ導電性インクパターンを含んでよく、上記導電性インクパターンは、少なくとも約200%まで破損せずにストレッチ可能であり、また:約40〜60%の導電性粒子と、約30〜50%のバインダと、約3〜7%の溶媒と、約3〜7%の濃厚剤と、衣服上の弾性接着剤の層と、導電性インクと接着剤との間の勾配領域(上記勾配領域は、導電性インクと接着剤との不均一な混合物を含み、導電性インクの濃度は、導電性インクの層に近い領域から、弾性接着剤の層に向かって低下する)とを有する、導電性インクの層;及び導電性インクの層の少なくとも一部分を覆う絶縁性樹脂を備える。 The wearable electronic device is: a garment made of compressed fabric; may include at least one stretchable and conductive ink pattern on the garment having a sheet resistance of less than about 10 KΩ / □, the conductive ink pattern being at least about. It can be stretched up to 200% without damage, and: about 40-60% conductive particles, about 30-50% binder, about 3-7% solvent, and about 3-7% rich. A gradient region between the agent, a layer of elastic adhesive on the garment, and the conductive ink and the adhesive (the gradient region contains a non-uniform mixture of the conductive ink and the adhesive and is composed of the conductive ink. The density decreases from the region close to the layer of the conductive ink toward the layer of the elastic adhesive), and includes a layer of the conductive ink; and an insulating resin covering at least a part of the layer of the conductive ink. ..

ウェアラブル電子機器デバイスは:圧縮織物からなる衣服;上記衣服上の少なくとも1つのストレッチ性かつ導電性インクパターンを含んでよく、上記導電性インクパターンは:約40〜60%の導電性粒子と、約30〜50%のバインダと、約3〜7%の溶媒と、約3〜7%の濃厚剤と、衣服上の弾性接着剤の層と、導電性インクと接着剤との間の勾配領域(上記勾配領域は、導電性インクと接着剤との不均一な混合物を含み、導電性インクの濃度は、導電性インクの層に近い領域から、弾性接着剤の層に向かって低下する)とを有する、導電性インクの層;及び圧縮織物に連結され、かつ一方の端部領域において導電性インクに接続された、導電性スレッドを備え、上記導電性スレッドは衣服に沿って正弦波状又はジグザグパターンで延在する。導電性スレッドは、圧縮織物上に縫い付けてよく、及び/又は圧縮織物上に接着してよい。 The wearable electronic device is: a garment made of compressed fabric; may include at least one stretchable and conductive ink pattern on the garment, the conductive ink pattern: about 40-60% conductive particles and about. A gradient region between the conductive ink and the adhesive, with 30-50% binder, about 3-7% solvent, about 3-7% thickener, and a layer of elastic adhesive on the garment. The gradient region contains a non-uniform mixture of the conductive ink and the adhesive, and the density of the conductive ink decreases from the region close to the layer of the conductive ink toward the layer of the elastic adhesive). It has a layer of conductive ink; and a conductive thread that is connected to the compressed fabric and connected to the conductive ink in one end region, the conductive thread having a sinusoidal or zigzag pattern along the garment. It is extended in. Conductive threads may be sewn onto the compressed fabric and / or adhered onto the compressed fabric.

上述のように、本明細書に記載の装置(例えば衣服等のデバイス及びシステム)のいずれを形成する方法は、ストレッチ性導電性インクパターンを織物上に直接、又は転写基材を形成してこれを転写することによって間接的に、形成するステップを含んでよい。例えば、ウェアラブル電子機器衣服を作製する方法は:ストレッチ性導電性インクパターンを備える転写基材を圧縮織物に対して配置するステップであって、上記導電性インクパターンは、約40〜60%の導電性粒子、弾性接着剤の層、及び導電性インクと接着剤との間の勾配領域を有する導電性インクの層を備え、上記勾配領域は、導電性インクと接着剤との不均一な混合物を含み、導電性インクの濃度は、導電性インクの層に近い領域から、弾性接着剤の層に向かって低下する、ステップ;並びに上記転写基材から上記圧縮織物へと、導電性インクパターンを転写するステップを含んでよい。 As mentioned above, any of the devices described herein (eg, devices and systems such as garments) is a method of forming a stretch conductive ink pattern directly on a fabric or by forming a transfer substrate. May include the step of forming indirectly by transcribing. For example, a method of making wearable electronic clothing is: a step of placing a transfer substrate with a stretch conductive ink pattern on a compressed fabric, wherein the conductive ink pattern is about 40-60% conductive. It comprises a layer of conductive particles, a layer of elastic adhesive, and a layer of conductive ink having a gradient region between the conductive ink and the adhesive, the gradient region containing a non-uniform mixture of the conductive ink and the adhesive. Containing, the density of the conductive ink decreases from the region close to the layer of the conductive ink towards the layer of elastic adhesive, step; as well as transferring the conductive ink pattern from the transfer substrate to the compressed fabric. May include steps to do.

上述のように、導電性インクの層は、約40〜60%の導電性粒子、約30〜50%のバインダ、約3〜7%の溶媒、及び約3〜7%の濃厚剤を含む。 As mentioned above, the layer of conductive ink contains about 40-60% conductive particles, about 30-50% binder, about 3-7% solvent, and about 3-7% thickener.

本方法はまた、転写基材を導電性インクパターンから剥がすステップも含んでよい。転写基材は、紙又はプラスチック(例えばポリウレタン)基材を含んでよい。導電性スレッドを使用する変形例では、本方法はまた、導電性スレッドを圧縮織物に付着させるステップも含んでよく、ここで上記導電性スレッドの一方の端部は、導電性インクパターンに電気的に接続される。従って転写基材は、導電性インクパターンと電気的に連通する導電性スレッドを含むことができる。 The method may also include the step of stripping the transfer substrate from the conductive ink pattern. The transfer substrate may include a paper or plastic (eg polyurethane) substrate. In a variant using conductive threads, the method may also include the step of attaching the conductive threads to the compressed fabric, where one end of the conductive threads is electrically attached to the conductive ink pattern. Connected to. Thus, the transfer substrate can include conductive threads that electrically communicate with the conductive ink pattern.

転写するステップは、熱転写ステップであってよく、例えば転写するステップは、導電性インクパターンを転写するために、及び/導電性インクパターンを衣服に対して配置する間に、熱を印加するステップ(例えば導電性インクパターンにアイロンをかけるステップ)を含んでよい。転写するステップは、導電性インクパターンを圧縮織物に転写するために、約130℃〜約300℃の熱を印加するステップを含んでよい。転写するステップは、転写基材から圧縮織物に導電性インクパターンを転写するステップを含んでよい。 The transfer step may be a thermal transfer step, eg, the transfer step is to apply heat to transfer the conductive ink pattern and / while placing the conductive ink pattern on the garment ( For example, the step of ironing the conductive ink pattern) may be included. The transfer step may include applying heat of about 130 ° C. to about 300 ° C. to transfer the conductive ink pattern to the compressed fabric. The transfer step may include the step of transferring the conductive ink pattern from the transfer substrate to the compressed fabric.

これらの方法のいずれは、圧縮織物上に配置する前に、転写基材上に導電性インクパターンを印刷するステップを含んでよい。圧縮織物は、転写の前には、及び/又は転写中には、弛緩した状態(ストレッチしていない、例えば平坦/滑らかであるもののストレッチしていない状態)であってよい。 Any of these methods may include printing a conductive ink pattern on the transfer substrate prior to placement on the compressed fabric. The compressed fabric may be in a relaxed state (not stretched, eg, flat / smooth but not stretched) before and / or during transfer.

導電性インクパターンは:導電性インクを基材上に、第1のパターンで印刷するステップ;接着剤を基材上に、上記第1のパターンを覆うように印刷するステップ;及び導電性インクと接着剤との間に勾配領域を形成するステップによって、転写基材上に印刷できる。 The conductive ink pattern is: a step of printing the conductive ink on the substrate with the first pattern; a step of printing the adhesive on the substrate so as to cover the first pattern; and with the conductive ink. It can be printed on the transfer substrate by the step of forming a gradient region with the adhesive.

ウェアラブル電子機器衣服を作製する方法は:導電性インク及び弾性接着剤のパターンを基材上に、上記導電性インクが上記接着剤と略同一の範囲となるように印刷するステップであって、上記導電性インクは、約40%〜約60%の導電性粒子を含む、ステップ;並びに上記導電性インクと上記接着剤との間に勾配領域を形成するステップを含んでよく、上記勾配領域は、導電性インクと接着剤との不均一な混合物を含み、導電性インクの濃度は、導電性インクの層に近い領域から、弾性接着剤の層に向かって低下する。上記基材は、転写基材(例えば紙、プラスチック等)を含んでよい。上記基材の表面は、基材の転写(及び除去)を高めるために、「非付着性(non−stick)」とする(例えばワックスをかける、密封する等)か、又はその他の方法で調製してよい。上記基材は、圧縮織物を含んでよい。上述のように、上記導電性インクは、約40〜60%の導電性粒子、約30〜50%のバインダ、約3〜7%の溶媒、及び約3〜7%の濃厚剤を含んでよい。 The method for producing wearable electronic device clothing is: a step of printing a pattern of a conductive ink and an elastic adhesive on a substrate so that the conductive ink has substantially the same range as the adhesive. The conductive ink may include a step comprising about 40% to about 60% conductive particles; as well as a step of forming a gradient region between the conductive ink and the adhesive, the gradient region. Containing a non-uniform mixture of the conductive ink and the adhesive, the density of the conductive ink decreases from the region close to the layer of the conductive ink toward the layer of the elastic adhesive. The base material may include a transfer base material (for example, paper, plastic, etc.). The surface of the substrate is either "non-stick" (eg waxed, sealed, etc.) or otherwise prepared to enhance transfer (and removal) of the substrate. You can do it. The substrate may include a compressed woven fabric. As mentioned above, the conductive ink may contain about 40-60% conductive particles, about 30-50% binder, about 3-7% solvent, and about 3-7% thickener. ..

これらの変形例のうちのいずれにおいて、接着剤及び/又は導電性インクのパターンは、スクリーン印刷してよい。例えば、印刷するステップは、第1のパターンとして構成された開口を有するスクリーンを上記基材上に配置するステップ、及び上記スクリーンを覆うように上記接着剤を広げるステップを含んでよい。 In any of these variants, the adhesive and / or conductive ink pattern may be screen printed. For example, the printing step may include placing a screen with openings configured as a first pattern on the substrate and spreading the adhesive over the screen.

一般に、上記導電性インク及び/又は上記接着剤の粘度は、これらを基材及び/又は織物上に印刷できるように選択してよい。例えば(硬化していない)インクの粘度は、約60ポアズ〜約200ポアズであってよく、硬化していない接着剤の粘度も同様であってよい。粘度は温度と共に低下する。一般に粘度は、約15℃〜約38℃の温度の間の指示された範囲(作業範囲)内であってよい。 In general, the viscosities of the conductive ink and / or the adhesive may be selected so that they can be printed on the substrate and / or the fabric. For example, the viscosity of the (uncured) ink may be from about 60 poise to about 200 poise, as can the viscosity of the uncured adhesive. Viscosity decreases with temperature. In general, the viscosity may be within the indicated range (working range) between temperatures of about 15 ° C. to about 38 ° C.

いくつかの変形例では、印刷するステップは、接着剤及び/又は導電性インクを圧縮織物上に噴霧するステップを含む。 In some variations, the printing step comprises spraying an adhesive and / or conductive ink onto the compressed fabric.

一般に、接着剤と導電性インクとの間の勾配(中間)領域は、印刷プロセス中に能動的に又は受動的に形成できる。例えば上記勾配領域を形成するステップは、接着剤の上側領域への導電性インクの拡散を可能とするために十分な流動性を接着剤が有している間に、導電性インクを接着剤上に印刷するステップを含んでよい。インク及び/又は接合剤の拡散は、温度を調節する(例えば加熱又は冷却する)ことによって増進/阻害できる。いくつかの変形例では、接着剤と導電性インクとの混合物を塗布してよい(例えば50/50の接着剤/インクの混合物、60/40の混合物、70/30の混合物、40/60の混合物、30/70の混合物等)。 In general, the gradient (intermediate) region between the adhesive and the conductive ink can be formed actively or passively during the printing process. For example, the step of forming the gradient region applies the conductive ink onto the adhesive while the adhesive has sufficient fluidity to allow diffusion of the conductive ink into the upper region of the adhesive. May include a step of printing on. Diffusion of ink and / or binder can be enhanced / inhibited by controlling the temperature (eg heating or cooling). In some variants, a mixture of adhesive and conductive ink may be applied (eg, 50/50 adhesive / ink mixture, 60/40 mixture, 70/30 mixture, 40/60. Mixtures, 30/70 mixtures, etc.).

ウェアラブル電子機器衣服を作製する方法は:接着剤を圧縮織物上に、第1のパターンで印刷するステップであって、上記接着剤は乾燥状態の場合、弾性である、ステップ;導電性インクを上記第1のパターン上に印刷するステップ;及び導電性インクと接着剤との間に勾配領域を形成するステップを含んでよく、上記勾配領域は、導電性インクと接着剤との不均一な混合物を含み、導電性インクの濃度は、導電性インクの層に近い領域から、弾性接着剤の層に向かって低下する。 A method of making wearable electronic garments is: the step of printing an adhesive on a compressed fabric in a first pattern, wherein the adhesive is elastic when dry, step; the conductive ink above. A step of printing on a first pattern; and a step of forming a gradient region between the conductive ink and the adhesive may be included, the gradient region containing a non-uniform mixture of the conductive ink and the adhesive. Including, the density of the conductive ink decreases from the region close to the layer of the conductive ink toward the layer of the elastic adhesive.

一般に、導電性インクを印刷するステップは、3〜20層の導電性インクを印刷するステップを含んでよい。導電性インクは、導電性インクが圧縮織物に直接接触しないように印刷してよい。本方法はまた、導電性インクの一部を覆うように絶縁性樹脂を印刷するステップも含んでよい。 In general, the step of printing the conductive ink may include the step of printing 3 to 20 layers of the conductive ink. The conductive ink may be printed so that the conductive ink does not come into direct contact with the compressed fabric. The method may also include printing an insulating resin over a portion of the conductive ink.

記載されたデバイス及び方法のいずれにおいて、接着剤(「接合剤(glue)」)は、電気絶縁性で、かつ機械的にストレッチ性の、熱接着性水系接合剤であってよい。例えば水系かつ電気絶縁性の市販の織物用接着剤を使用してよい。 In any of the devices and methods described, the adhesive (“glue”) may be an electrically insulating and mechanically stretchable, thermally adhesive water-based adhesive. For example, a water-based and electrically insulating commercially available woven adhesive may be used.

上述のように、接着剤を印刷するステップは、第1のパターンとして構成された開口を有するスクリーンを上記圧縮織物上に配置するステップ、及び上記スクリーンを覆うように上記接着剤を広げるステップを含んでよい。同様に、導電性インクを印刷するステップは、上記第1のパターンの少なくとも一部分と適合する開口を有するスクリーンを上記圧縮織物上に配置するステップ、及び上記導電性インクを広げるステップを含んでよい。上述のように、導電性インクを印刷するステップは:約40〜60%の導電性粒子、約30〜50%のバインダ、約3〜7%の溶媒、及び約3〜7%の濃厚剤を有する導電性インクを印刷するステップを含んでよい。 As described above, the step of printing the adhesive comprises placing a screen with openings configured as a first pattern on the compressed fabric and spreading the adhesive so as to cover the screen. It's fine. Similarly, the step of printing the conductive ink may include placing a screen on the compressed fabric having an opening compatible with at least a part of the first pattern, and spreading the conductive ink. As mentioned above, the steps to print conductive ink are: about 40-60% conductive particles, about 30-50% binder, about 3-7% solvent, and about 3-7% thickener. It may include a step of printing the conductive ink having.

一般に、圧縮織物上に接着剤を印刷するステップは、接着剤を圧縮織物上に噴霧するステップを含んでよく、また導電性インクを印刷するステップは、導電性インクを第1のパターン上に噴霧するステップを含んでよい。これもまた上述のように、勾配領域を形成するステップは、接着剤の上側領域への導電性インクの拡散を可能とするために十分な流動性を接着剤が有している間に、導電性インクを接着剤上に印刷するステップを含んでよい。 In general, the step of printing the adhesive on the compressed fabric may include the step of spraying the adhesive onto the compressed fabric, and the step of printing the conductive ink sprays the conductive ink onto the first pattern. May include steps to Again, as mentioned above, the step of forming the gradient region is conductive while the adhesive has sufficient fluidity to allow diffusion of the conductive ink into the upper region of the adhesive. It may include the step of printing the conductive ink on the adhesive.

また、本明細書に記載されるのは、ウェアラブル織物歪みゲージデバイス(例えば本明細書に記載の導電性弾性ストリップ又はリボンセンサ)である。これらのデバイスは:導電性材料を含浸させた、伸長させた弾性織物であって、上記導電性材料は、上記導電性材料の約85%〜99%の導電性粒子と、バインダとを含み、上記バインダは導電性材料の0.1%〜15%である、弾性織物;上記導電性材料を含浸させた上記伸長させた弾性織物の第1の端部に付着させた第1の導電性(例えば金属)コネクタ;上記導電性材料を含浸させた上記伸長させた弾性織物の第2の端部に付着させた第2の導電性(例えば金属)コネクタ;及び上記導電性材料を含浸させた上記伸長させた弾性織物全体のカバーであって、上記カバーは圧縮織物からなる、カバーを含んでよい。 Also described herein are wearable woven strain gauge devices (eg, conductive elastic strips or ribbon sensors as described herein). These devices are: stretched elastic fabrics impregnated with a conductive material, wherein the conductive material comprises about 85% to 99% of the conductive particles of the conductive material and a binder. The binder is an elastic woven fabric of 0.1% to 15% of the conductive material; the first conductivity attached to the first end of the stretched elastic woven fabric impregnated with the conductive material. For example, a metal) connector; a second conductive (for example, metal) connector attached to a second end of the stretched elastic woven fabric impregnated with the conductive material; and the above impregnated with the conductive material. A cover of the entire stretched elastic woven fabric, which cover may include a cover made of a compressed woven fabric.

これらのデバイスは、呼吸センサとして構成してよく、又はそうでない場合は(例えば上記デバイスを付着させた衣服の)ストレッチを検出するために使用してよいが、これは、ある長さの圧縮織物にジグザグ又は正弦波状パターンで縫合され、第1の金属コネクタに電気的に連結された、導電性スレッドも含んでよい。例えば衣服は、第1の長さの圧縮織物にジグザグ又は正弦波状パターンで縫合され、第1の金属コネクタに電気的に連結された、第1の導電性スレッドと、第2の長さの圧縮織物にジグザグ又は正弦波状パターンで縫合され、第2の金属コネクタに電気的に連結された、第2の導電性スレッドとを含んでよい。上記長さの圧縮織物は、圧縮織物の異なる片の一部であってよく、又はカバーを形成する同一の圧縮織物の一部であってよい。 These devices may be configured as breathing sensors or may otherwise be used to detect stretches (eg, of clothing to which the device is attached), which is a length of compressed fabric. It may also include a conductive thread that is sewn in a zigzag or sinusoidal pattern and electrically connected to a first metal connector. For example, the garment is sewn to a first length compressed fabric in a zigzag or sinusoidal pattern and electrically connected to a first metal connector with a first conductive thread and a second length of compression. It may include a second conductive thread that is sewn to the fabric in a zigzag or sinusoidal pattern and electrically connected to a second metal connector. The compression fabric of the above length may be part of a different piece of compression fabric or part of the same compression fabric forming a cover.

導電性材料は、カーボンブラック、グラフェン、グラファイト及び酸化物でコーティングされたマイカ(又は本明細書に記載の他の導電性粒子のうちのいずれ)といった導電性粒子の懸濁液から形成してよい。一般に、バインダよりも遥かに多量の導電性粒子が存在する。乾燥状態では、導電性粒子は導電性材料の約60%〜99.9%(又は約70%〜99.9%、80%〜99.9%、85%〜99.9%、90%〜99.9%、70%〜99%、80%〜99%、85%〜99%、90%〜99%等)であってよい。バインダは、0.1%〜20%(又は0.1%〜15%、0.1%〜12%、0.1%〜10%、0.1%〜7.5%、0.1%〜5%、0.1%〜2.5%、0.1%〜1%等、1%〜20%、2%〜20%、5%〜20%、7.5%〜20%等)であってよい。バインダはアクリル又は水系ポリウレタンであってよい。 The conductive material may be formed from a suspension of conductive particles such as carbon black, graphene, graphite and oxide coated mica (or any of the other conductive particles described herein). .. In general, there are much more conductive particles than binders. In the dry state, the conductive particles are about 60% to 99.9% (or about 70% to 99.9%, 80% to 99.9%, 85% to 99.9%, 90% to 90% of the conductive material. It may be 99.9%, 70% to 99%, 80% to 99%, 85% to 99%, 90% to 99%, etc.). Binders are 0.1% to 20% (or 0.1% to 15%, 0.1% to 12%, 0.1% to 10%, 0.1% to 7.5%, 0.1%). ~ 5%, 0.1% ~ 2.5%, 0.1% ~ 1%, etc. 1% ~ 20%, 2% ~ 20%, 5% ~ 20%, 7.5% ~ 20%, etc.) It may be. The binder may be acrylic or water-based polyurethane.

一般に、これらのデバイスは、低い電気的及び機械的ヒステリシスを呈することができる。例えば上記デバイスは、その長さを2倍超(例えば長さ×2.5超、長さ×3超、長さ×4超等)伸長させた後で、5%未満(4%、3%、2%、1%、0.9%、0.5%、0.2%、0.1%等未満)の電気的ヒステリシスを呈することができる。上記伸長させた弾性織物は、約2秒未満(1.5秒未満、1秒未満、0.8秒未満、0.6秒未満、0.5秒未満、0.4秒未満、0.3秒未満、0.2秒未満、0.1秒未満、0.05秒未満等)に元の長さに復元できる。 In general, these devices can exhibit low electrical and mechanical hysteresis. For example, the device is less than 5% (4%, 3%) after its length is extended more than twice (eg, length x 2.5, length x 3, length x 4, etc.). (2%, 1%, 0.9%, 0.5%, 0.2%, less than 0.1%, etc.) can exhibit electrical hysteresis. The stretched elastic fabric takes less than about 2 seconds (less than 1.5 seconds, less than 1 second, less than 0.8 seconds, less than 0.6 seconds, less than 0.5 seconds, less than 0.4 seconds, 0.3). It can be restored to its original length in less than seconds, less than 0.2 seconds, less than 0.1 seconds, less than 0.05 seconds, etc.).

本発明の新規の特徴を、以下の請求項において特に記載する。本発明の特徴及び利点の更に良好な理解は、本発明の原理を利用した例示的実施形態を記載する以下の「発明を実施するための形態」、及び添付の図面を参照すれば得られるだろう。 The novel features of the present invention are specifically described in the following claims. A better understanding of the features and advantages of the present invention can be obtained by referring to the following "Modes for Carrying Out the Invention", which describes exemplary embodiments utilizing the principles of the present invention, and the accompanying drawings. Let's go.

呼吸監視用衣服として構成されたシャツの正面図である。It is a front view of the shirt configured as the garment for breathing monitoring. 図1Aのシャツの前部領域及び側部領域の部分図である。It is a partial view of the front region and the side region of the shirt of FIG. 1A. 図1A及び1Bと同一の衣服の背面図である。It is a rear view of the same clothes as FIGS. 1A and 1B. 図1A〜1Cに示す衣服と同様の、局部的呼吸を測定するよう構成された別の衣服の正面図である。It is a front view of another garment configured to measure local respiration, similar to the garment shown in FIGS. 1A-1C. 図1A〜1Cに示す衣服と同様の、局部的呼吸を測定するよう構成された別の衣服の前部及び側部の図である。FIG. 5 is a front and side view of another garment configured to measure local respiration, similar to the garment shown in FIGS. 1A-1C. 図1A〜1Cに示す衣服と同様の、局部的呼吸を測定するよう構成された別の衣服の背面図である。It is a rear view of another garment configured to measure local respiration, similar to the garment shown in FIGS. 1A-1C. ECGを測定するための衣服の正面図である(シャツ及びパンツの両方を示す)。It is a front view of the garment for measuring ECG (both shirt and pants are shown). 図2Aの衣服(シャツ及びパンツ)の背面図である。It is a rear view of the clothes (shirt and pants) of FIG. 2A. ECGを測定するための衣服の別の変形例の正面図であり、シャツ上に肢リードが位置決めされ、例えば脚リードは不要である。例えば運動ストレス試験を実施する際、肢リードは、歩行中のアーティファクトを回避するために胴体上に配置される場合が多い(腕リードを鎖骨下に移動させ、脚リードを腸骨稜の中央かつ上側に移動させる)。It is a front view of another variant of the garment for measuring ECG, in which the limb leads are positioned on the shirt, eg no leg leads are required. For example, when performing an exercise stress test, the limb leads are often placed on the torso to avoid artifacts during walking (the arm leads are moved below the clavicle and the leg leads are centered on the iliac crest. Move it up). 図3Aの衣服の背面図である。It is a rear view of the garment of FIG. 3A. ECGを検出するよう構成された衣服の正面図である。It is a front view of the garment configured to detect ECG. ECGを検出するよう構成された衣服の背面図である。It is a rear view of the garment configured to detect ECG. ストレッチ性導電性インクのある変形例に関する、力:伸長を特性決定するグラフである。FIG. 5 is a graph for characterizing force: elongation for some variants of stretchable conductive ink. ストレッチ性導電性インクのある変形例に関する、抵抗を特性決定するグラフである。It is a graph which characterizes resistance with respect to a modification of a stretch conductive ink. 被験者の睡眠を監視するために睡眠中に着用されるよう構成された衣服の正面図である。FIG. 5 is a front view of clothing configured to be worn during sleep to monitor a subject's sleep. 被験者の睡眠を監視するために睡眠中に着用されるよう構成された衣服の側面図である。FIG. 5 is a side view of clothing configured to be worn during sleep to monitor a subject's sleep. 被験者の睡眠を監視するために睡眠中に着用されるよう構成された衣服の背面図である。FIG. 3 is a rear view of clothing configured to be worn during sleep to monitor a subject's sleep. 含まれ得る襟の正面図である。It is a front view of the collar which can be included. 含まれ得る襟の背面図である。It is a rear view of a collar which can be included. 感情ヴェイレンスを決定するために適合された衣服(又は複数の衣服)の操作の概略図である。FIG. 6 is a schematic representation of the operation of a garment (or garment) adapted to determine emotional violence. 図9に示す概略図からの更なる詳細を提供する概略図である。It is a schematic diagram which provides further detail from the schematic diagram shown in FIG. 図9に示す概略図からの更なる詳細を提供する概略図である。It is a schematic diagram which provides further detail from the schematic diagram shown in FIG. 図9に示す概略図からの更なる詳細を提供する概略図である。It is a schematic diagram which provides further detail from the schematic diagram shown in FIG. 図9に示す概略図からの更なる詳細を提供する概略図である。It is a schematic diagram which provides further detail from the schematic diagram shown in FIG. 図9に示す概略図からの更なる詳細を提供する概略図である。It is a schematic diagram which provides further detail from the schematic diagram shown in FIG. 本明細書に記載の衣服を着用するユーザから作成できる、健康な状態であることの決定の図解である。It is an illustration of a determination of health that can be made by the user wearing the garments described herein. 本明細書に記載の衣服を着用するユーザから作成できる、フィットネスランキング/分析の図解である。It is an illustration of fitness ranking / analysis that can be created by a user who wears the garments described herein. 衣服の正面図である。It is a front view of clothes. 衣服の背面図である。It is a rear view of a garment. 支持用衣服を有する衣服の正面図である。It is a front view of the garment having the support garment. 支持用衣服を有する衣服の背面図である。It is a rear view of the garment having a support garment. 本明細書に記載の衣服と共に使用できる支持用衣服の正面図である。It is a front view of the support garment which can be used with the garment described in this specification. 本明細書に記載の衣服と共に使用できる支持用衣服の背面図である。It is a rear view of the support garment which can be used with the garment described in this specification. いくつかの実施形態による、膨張性支持デバイスの図である。FIG. 5 is a diagram of an inflatable support device according to some embodiments. いくつかの実施形態による、膨張性支持デバイスの図である。FIG. 5 is a diagram of an inflatable support device according to some embodiments. 女性の胸部に対する上記膨張性支持デバイスの図である。FIG. 5 is a diagram of the inflatable support device for a female breast. 本明細書に記載の衣服と共に使用できる支持用衣服の正面図である。It is a front view of the support garment which can be used with the garment described in this specification. 本明細書に記載の衣服と共に使用できる支持用衣服の背面図である。It is a rear view of the support garment which can be used with the garment described in this specification. いくつかの実施形態による、膨張性支持デバイスの図である。FIG. 5 is a diagram of an inflatable support device according to some embodiments. いくつかの実施形態による、膨張性支持デバイスの図である。FIG. 5 is a diagram of an inflatable support device according to some embodiments. 男性の胸部に対する上記膨張性支持デバイスの図である。FIG. 5 is a diagram of the inflatable support device for a male chest. 支持用衣服を有する衣服の正面図である。It is a front view of the garment having the support garment. 支持用衣服を有する衣服の背面図である。It is a rear view of the garment having a support garment. 衣服中の電極を皮膚に対して保持するためのウェアラブル支持ハーネス及び支持構造体を含む、生理学的パラメータ(例えばECG)を測定するための衣服を含む1つのシステムを示す図である。FIG. 5 shows one system that includes a garment for measuring physiological parameters (eg, ECG), including a wearable support harness and support structure for holding electrodes in the garment against the skin. 衣服中の電極を皮膚に対して保持するためのウェアラブル支持ハーネス及び支持構造体を含む、生理学的パラメータ(例えばECG)を測定するための衣服を含む1つのシステムを示す。Shown is one system that includes a garment for measuring physiological parameters (eg, ECG), including a wearable support harness and support structure for holding electrodes in the garment against the skin. 衣服中の電極を皮膚に対して保持するためのウェアラブル支持ハーネス及び支持構造体を含む、生理学的パラメータ(例えばECG)を測定するための衣服を含む1つのシステムを示す。Shown is one system that includes a garment for measuring physiological parameters (eg, ECG), including a wearable support harness and support structure for holding electrodes in the garment against the skin. 図18Aの支持構造体(拡張性支持構造体)の正面図である。It is a front view of the support structure (expandable support structure) of FIG. 18A. 図18Aの支持構造体(拡張性支持構造体)の側面図である。It is a side view of the support structure (expandable support structure) of FIG. 18A. パンツの正面図である。It is a front view of a pair of pants. パンツの背面図である。It is a rear view of the pants. 本明細書で開示される衣服の間の例示的な接続を示す。Shown are exemplary connections between the garments disclosed herein. いくつかの実施形態によるパンツに関する配線図である。It is a wiring diagram about the pants by some embodiments. いくつかの実施形態による衣服の前部に関する配線図である。It is a wiring diagram about the front part of the garment by some embodiments. いくつかの実施形態による衣服の背部に関する配線図である。It is a wiring diagram about the back part of the garment by some embodiments. 身体の右側及び左側両方において上肢及び下肢並びに上腕及び下腕に付着されたセンサ(図示せず)及びIMUを含む、本明細書に記載の衣服の別の例である。Another example of the garment described herein, including sensors (not shown) and IMUs attached to the upper and lower limbs and upper and lower arms on both the right and left sides of the body. 腕及び脚に配設されたIMUを有するものの、腕、脚及び臀部にEMG電極も含む、図22Aに示すもののような衣服の別の変形例の正面図である。図示したように、圧縮織物に弾性織物を組み込むことによって、EMGと被験者の皮膚との間の接触を更に増進できる。衣服にわたって5個以上のIMUを付着させてよく、これは図22Dに示すように、脊柱の異なる領域に対応する、被験者の背部に沿った付着を含む。これにより、***フィードバック等のための姿勢の検出を可能とすることができる。It is a front view of another variant of clothing such as that shown in FIG. 22A, which has IMUs disposed on the arms and legs, but also includes EMG electrodes on the arms, legs and buttocks. As shown, the incorporation of elastic fabrics into the compressed fabrics can further enhance the contact between the EMG and the subject's skin. Five or more IMUs may be attached across the garment, including attachment along the subject's back, corresponding to different regions of the spinal column, as shown in FIG. 22D. This makes it possible to detect the posture for posture feedback and the like. 図22Bの衣服の背面図である。It is a rear view of the garment of FIG. 22B. 図22B及び22Cの衣服におけるIMUの位置を示す。The positions of the IMUs in the garments of FIGS. 22B and 22C are shown. 本明細書に記載のセンサ及び/又は電気トレースとして製作できる導電性弾性ストリップ又はリボン材料の1つの構成要素を示す。図23は弾性リボン2301の一例を示す。Shown is one component of a conductive elastic strip or ribbon material that can be made as a sensor and / or an electrical trace as described herein. FIG. 23 shows an example of the elastic ribbon 2301. 図24〜27は、本明細書に記載の導電性弾性リボンを作製する1つの方法を示す。図24では、導電体の懸濁液(この例では水中に分散させたカーボンブラック)を含む溶液をコンテナ内に配置する。FIGS. 24-27 show one method of making the conductive elastic ribbons described herein. In FIG. 24, a solution containing a suspension of conductors (carbon black dispersed in water in this example) is placed in a container. 図24〜27は、本明細書に記載の導電性弾性リボンを作製する1つの方法を示す。図25では、弾性材料(例えば織物及びポリマー材料で形成された材料)を懸濁材料に浸漬することにより、導電性材料を弾性材料の織物に吸収させることができる。FIGS. 24-27 show one method of making the conductive elastic ribbons described herein. In FIG. 25, the conductive material can be absorbed by the woven fabric of the elastic material by immersing the elastic material (for example, a material formed of a woven fabric and a polymer material) in the suspension material. 図24〜27は、本明細書に記載の導電性弾性リボンを作製する1つの方法を示す。図26では、弾性材料を、少なくとも1つの第1の均一な層で被覆する。FIGS. 24-27 show one method of making the conductive elastic ribbons described herein. In FIG. 26, the elastic material is coated with at least one first uniform layer. 図24〜27は、本明細書に記載の導電性弾性リボンを作製する1つの方法を示す。図26の後、図27に示すように、コーティングされた材料を乾燥させることができる。FIGS. 24-27 show one method of making the conductive elastic ribbons described herein. After FIG. 26, the coated material can be dried, as shown in FIG. 27. 上述のようにして形成された導電性弾性材料の端部における、導電性端子の取り付けを示す。The attachment of the conductive terminal at the end of the conductive elastic material formed as described above is shown. 上述のようにして形成された導電性弾性材料の端部における、導電性端子の取り付けを示す。The attachment of the conductive terminal at the end of the conductive elastic material formed as described above is shown. 上述のようにして形成された導電性弾性材料の端部における、導電性端子の取り付けを示す。The attachment of the conductive terminal at the end of the conductive elastic material formed as described above is shown. ストレッチ性織物を接続するために使用できる、配線済みリボンの一例を示す。An example of a pre-wired ribbon that can be used to connect stretchable fabrics is shown. 上の図24〜30に示すようにして形成された導電性弾性リボンの、図31に示すように取り付けられたワイヤを含むよう予備形成されたリボンへの取り付けを示す。The attachment of the conductive elastic ribbon formed as shown in FIGS. 24 to 30 above to the ribbon preformed to include the attached wire as shown in FIG. 31 is shown. 密封型導電性リボンの形成を示す。Shows the formation of a sealed conductive ribbon. 密封型導電性リボンの形成を示す。Shows the formation of a sealed conductive ribbon. 衣服(例えば呼吸センサ/衣服のストレッチセンサ)を形成するための、導電性弾性材料を含む上記密封型導電性リボンの、ストレッチ性織物等の織物への取り付けを示す。The attachment of the sealed conductive ribbon containing a conductive elastic material to a woven fabric such as a stretchable woven fabric for forming a garment (for example, a breathing sensor / stretch sensor of the garment) is shown. 衣服(例えば呼吸センサ/衣服のストレッチセンサ)を形成するための、導電性弾性材料を含む上記密封型導電性リボンの、ストレッチ性織物等の織物への取り付けを示す。The attachment of the sealed conductive ribbon containing a conductive elastic material to a woven fabric such as a stretchable woven fabric for forming a garment (for example, a breathing sensor / stretch sensor of the garment) is shown. 衣服に対して固定された導電性弾性材料の最終的なバージョンの一例を示す。An example of the final version of the conductive elastic material fixed to the garment is shown. 衣服に対して固定された導電性弾性材料の最終的なバージョンの一例を示す。An example of the final version of the conductive elastic material fixed to the garment is shown. ストレッチ性導電性インクパターンの一例を通る断面の走査電子顕微鏡写真(SEM)であり、間に中間勾配層を有する導電性インク層及び弾性接着層を示す。FIG. 5 is a scanning electron micrograph (SEM) of a cross section passing through an example of a stretchable conductive ink pattern, showing a conductive ink layer and an elastic adhesive layer having an intermediate gradient layer in between. ストレッチ性導電性インクパターンの例を通る断面の別のSEMであり、各領域/層の厚さを示す。Another SEM with a cross section that follows the example of a stretch conductive ink pattern, showing the thickness of each region / layer. 本明細書に記載の接着剤、勾配領域及び導電性インクを含む、導電性インクパターンの別の変形例を示す。Another variation of the conductive ink pattern, including the adhesives, gradient regions and conductive inks described herein, is shown. ストレッチ性導電性インク複合物(パターン)の化学成分、図40Aでは炭素の分布を示す顕微鏡写真である。顕微鏡写真上の大きな矢印は、化学組成の視覚表示を指す。FIG. 40A is a photomicrograph showing the distribution of carbon in the chemical composition of the stretchable conductive ink composite (pattern). The large arrow on the photomicrograph points to a visual indication of the chemical composition. ストレッチ性導電性インク複合物(パターン)の化学成分、図40Bでは硫黄の分布を示す顕微鏡写真である。顕微鏡写真上の大きな矢印は、化学組成の視覚表示を指す。FIG. 40B is a photomicrograph showing the distribution of sulfur in the chemical composition of the stretchable conductive ink composite (pattern). The large arrow on the photomicrograph points to a visual indication of the chemical composition. ストレッチ性導電性インク複合物(パターン)の化学成分、図40Cではケイ素の分布を示す顕微鏡写真である。顕微鏡写真上の大きな矢印は、化学組成の視覚表示を指す。FIG. 40C is a photomicrograph showing the distribution of silicon, which is a chemical component of a stretchable conductive ink composite (pattern). The large arrow on the photomicrograph points to a visual indication of the chemical composition. ストレッチ性導電性インク複合物(パターン)の化学成分、図40Dでは酸素の分布を示す顕微鏡写真である。顕微鏡写真上の大きな矢印は、化学組成の視覚表示を指す。FIG. 40D is a photomicrograph showing the chemical composition of a stretchable conductive ink composite (pattern) and the distribution of oxygen. The large arrow on the photomicrograph points to a visual indication of the chemical composition. 基材上にストレッチ性導電性インクパターンを印刷する1つの方法を示す。One method of printing a stretch conductive ink pattern on a substrate is shown. 基材(例えば織物)に縫い付けられた導電性スレッドの例を示す。これらの導電性スレッドは、本明細書に記載のワイヤリボン材料(例えば縫い付けられたジグザグコネクタ)を形成できる。図42Aは、異なる間隔及び幅(角度)を有する複数の縫い目の異なるパターンを示す。An example of a conductive thread sewn on a base material (for example, a woven fabric) is shown. These conductive threads can form the wire ribbon materials described herein (eg, sewn zigzag connectors). FIG. 42A shows different patterns of plurality of seams with different spacing and widths (angles). 基材(例えば織物)に縫い付けられた導電性スレッドの例を示す。図42Bは、5個の異なるセンサに接続できる、5個の平行な導電性スレッドの例を示す。An example of a conductive thread sewn on a base material (for example, a woven fabric) is shown. FIG. 42B shows an example of five parallel conductive threads that can be connected to five different sensors. 基材(例えば織物)に縫い付けられた導電性スレッドの例を示す。図42Cは、単一の導電性スレッドの例を示す。これらの導電性スレッドは、本明細書に記載のワイヤリボン材料(例えば縫い付けられたジグザグコネクタ)を形成できる。An example of a conductive thread sewn on a base material (for example, a woven fabric) is shown. FIG. 42C shows an example of a single conductive thread. These conductive threads can form the wire ribbon materials described herein (eg, sewn zigzag connectors). 本明細書に記載の衣服のいずれに統合できるSMSモジュールの概略図である。FIG. 6 is a schematic representation of an SMS module that can be integrated into any of the garments described herein. 図43Aに示すもののようなSMSモジュールのためのハウジングの例である。It is an example of a housing for an SMS module as shown in FIG. 43A. 呼吸を検出するための歪みゲージとして構成された、複数の導電性粒子含浸弾性ストリップを含む衣服(呼吸感知衣服)の1つの変形例の正面図である。It is a front view of one modification of the garment (breathing sensing garment) including a plurality of conductive particle impregnated elastic strips configured as a strain gauge for detecting respiration. 呼吸を検出するための歪みゲージとして構成された、複数の導電性粒子含浸弾性ストリップを含む衣服(呼吸感知衣服)の1つの変形例の背面図である。It is a rear view of one modification of a garment (breathing sensing garment) containing a plurality of conductive particle impregnated elastic strips configured as a strain gauge for detecting respiration. 図44A〜44Bで説明されているような、呼吸を感知するための衣服を製作する1つの方法を示す。Shown is one method of making garments for sensing breathing, as described in FIGS. 44A-44B. 図46A及び46Bは、各リードI、II、III、aVR、aVL及びaVFに関するECG測定の横並びにした比較を示す。図46Aは、標準的な12リードECG機を用いたECG測定である。Figures 46A and 46B show a side-by-side comparison of ECG measurements for each lead I, II, III, aVR, aVL and aVF. FIG. 46A is an ECG measurement using a standard 12-lead ECG machine. 図46A及び46Bは、各リードI、II、III、aVR、aVL及びaVFに関するECG測定の横並びにした比較を示す。図46Bは、本明細書に記載の衣服を用いたECG測定である。Figures 46A and 46B show a side-by-side comparison of ECG measurements for each lead I, II, III, aVR, aVL and aVF. FIG. 46B is an ECG measurement using the garments described herein. 本明細書に記載されているように形成された導電性粒子含浸弾性ストリップから形成される呼吸センサを含む衣服を用いた、呼吸の測定を示す。A measurement of respiration using a garment containing a respiration sensor formed from an elastic strip impregnated with conductive particles formed as described herein is shown. 基準システム(それを通して呼吸を監視するフェイスマスクを含む、標準的なプレチスモグラフィシステム)、及び本明細書に記載の呼吸監視用衣服(「RRバンドシステム」)を用いて計算した、1分あたりの平均呼吸の比較であり、両者の間の優れた一致を示す。Per minute calculated using a reference system (a standard plethysmography system that includes a face mask that monitors breathing through it) and the respiratory monitoring garments described herein (“RR band system”). A comparison of mean respiration, showing excellent agreement between the two.

一般に、本明細書に記載されるのは、呼吸、心臓のパラメータ、睡眠、感情の状態等といった生理学的パラメータを検出及び監視するための装置(例えばシャツ、パンツ等を含むがこれらに限定されない衣服)である。特に本明細書に記載されるのは、ストレッチ性導電性センサ及びコネクタであり、これらは、特に圧縮衣服を含む衣服に付着(例えば縫い付け、接着等)するか又はいくつかの変形例では衣服に印刷することによって、センサ、導電性トレース及び/又は接点を形成できる、ストレッチ性導電性インク、弾性体及びトレースを含んでよい。 Generally, what is described herein is a garment for detecting and monitoring physiological parameters such as breathing, heart parameters, sleep, emotional state, etc., including but not limited to shirts, pants, etc. ). Particularly described herein are stretch conductive sensors and connectors, which either adhere to garments, especially including compressed garments (eg, sewn, glued, etc.) or, in some variants, garments. It may include stretchable conductive inks, elastic bodies and traces that can form sensors, conductive traces and / or contacts by printing on.

2013年9月11日に出願された米国特許出願第14/023,830号、発明の名称「PHYSIOLOGICAL MONITORING GARMENTS」(参照により本出願に援用される)は、例示的な衣服を記載しており、これらのいずれは、本明細書に記載されるように改変できる。 U.S. Patent Application No. 14/023,830, filed September 11, 2013, the title of the invention, "PHYSIOLOGICAL MONITORING GARMENTS" (incorporated in this application by reference) describes exemplary garments. , Any of these can be modified as described herein.

本明細書に記載の衣服のいずれは、衣服(例えばシャツ、ショーツ、若しくはウェアラブルデバイスの他のいずれの構成部品内、即ちバラクラバ、ソックス、グローブ等)上に直接配置された、又は以下で更に詳細に記載されるように衣服に統合された、1つ又は複数のセンサマネージャシステム(SMS)を含んでよい。SMSは電子基盤を含んでよい。SMSへの接続は、衣服の一部として含むことができるワイヤリボン材料を含むコネクタ(例えば縫い付けられたジグザグコネクタ)によって実施できる。いくつかの変形例では、導電性トレースが付着される、ある長さの剛性材料(例えばカプトン)を使用してよい。 Any of the garments described herein are placed directly on the garment (eg, in any other component of the shirt, shorts, or wearable device, i.e., baraclava, socks, gloves, etc.), or in more detail below. May include one or more sensor manager systems (SMS) integrated into the garment as described in. SMS may include an electronic substrate. The connection to the SMS can be made by a connector containing a wire ribbon material that can be included as part of the garment (eg, a sewn zigzag connector). In some variations, a length of rigid material (eg, Kapton) to which the conductive traces are attached may be used.

(スマートフォン等の別個のデバイスによって提供されるのとは対象的に)衣服に統合されるSMSは、多数の利点を提供できる。例えば、統合型SMSは、異なる複数のセンサとの比較的多数の接続を管理でき、(例えば処理される信号の数とは無関係に)信号を処理して、単一のミニUSBケーブルによって電話と通信できる。将来のデバイス(例えばシャツ、タイツ、グローブ、ソックス、バラクラバ等)に含まれることになるセンサの数にかかわらず、SMSとセンサモジュール(例えば電話)との間の接続は常に、単一の5ピンUSB接続をベースとするものであってよく、従ってデバイスから電話モジュールへのメス型及びオス型コネクタのサイズを実質的に削減できる。典型的な構成では、SMSはUART(汎用非同期送受信機)モジュールを通してオス型コネクタに接続し、上記オス型コネクタは別のUART及びUART−USBモジュールを通して移動体と通信する(添付の概略図及び図面を参照のこと)。 SMS integrated into clothing (as opposed to being provided by a separate device such as a smartphone) can offer a number of benefits. For example, an integrated SMS can manage a relatively large number of connections with different sensors, process signals (eg, regardless of the number of signals processed), and connect to the phone with a single mini USB cable. Can communicate. Regardless of the number of sensors that will be included in future devices (eg shirts, tights, gloves, socks, barraculas, etc.), the connection between the SMS and the sensor module (eg phone) will always be a single 5 pin. It may be based on a USB connection, thus reducing the size of the female and male connectors from the device to the phone module. In a typical configuration, the SMS connects to a male connector through a UART (general purpose asynchronous transmitter / receiver) module, and the male connector communicates with the mobile unit through another UART and UART-USB module (attached schematics and drawings). checking).

統合型SMSは、衣服上の異なる複数の場所に配置できる。例えばこれは、肩甲骨間の首の基部、タイツの腰部分、腕、胸部、又は更にはソックス、グローブ、バラクラバ等に配置できる。 The integrated SMS can be placed in different locations on the garment. For example, it can be placed at the base of the neck between the shoulder blades, the waist of tights, the arms, the chest, or even socks, gloves, balaclava, and the like.

SMSはまた、上記デバイスのための異なる複数の電話と通信するよう構成できる。上述のように、統合型SMSによって、複数の接続(ピン)を異なる複数のセンサ/出力に接続することができる。例えば加速度計は、SMSをセンサモジュール(例えば移動体電話)内に存在させる場合、5つのピンを必要とし得る。シャツに統合されたSMSは、より少数のコネクタを必要とし得る。例えばSMSは2つのピンしか必要としない場合がある。より多くのセンサに関して、統合型SMSを用いない場合、このようなコネクタの数は実現不可能となり得る。 SMS can also be configured to communicate with different phones for the device. As mentioned above, the integrated SMS allows multiple connections (pins) to be connected to different sensors / outputs. For example, an accelerometer may require five pins if the SMS is present in a sensor module (eg, a mobile phone). The SMS integrated into the shirt may require fewer connectors. For example, SMS may require only two pins. For more sensors, the number of such connectors can be impractical without the use of integrated SMS.

一般に、SMSは、センサから及びセンサへの信号を管理するモジュール(チップ)であってよく、通信システム(電話等から構成されるセンサモジュール)とセンサとの間のインタフェースとして機能できる。SMSは、これらの間の接続及び予備インタフェースを管理できる。例えば統合型SMSは、センサへの物理的接続を含んでよく、信号を処理してセンサとセンサモジュール及び/又は他の分析若しくは制御構成部品との間で送信する経路を管理できる。SMSはマルチプレクサも含んでよく、又はマルチプレクサに接続してよく、これにより、上記マルチプレクサが接続された様々なセンサ間で、読み取りを交代させることができる。 In general, the SMS may be a module (chip) that manages signals from and to the sensor, and can function as an interface between the communication system (sensor module composed of a telephone or the like) and the sensor. SMS can manage the connections and backup interfaces between them. For example, an integrated SMS may include a physical connection to a sensor and can manage the path of processing the signal and transmitting it between the sensor and the sensor module and / or other analytical or control component. The SMS may also include a multiplexer or may be connected to a multiplexer, which allows readings to be alternated between the various sensors to which the multiplexer is connected.

いくつかの変形例では、SMSは、パッシブセンサ又はアクティブセンサへの適切な電力供給を提供できる。SMSは、USBポート等のポートを通して移動体システムから電力を得ることができる。統合型SMSは、一方の側から、USBポートを通してセンサモジュール(例えばセンサモジュールとして構成された通信システム/電話等)へと通信できる。SMSは、センサとセンサモジュールとの間のインタフェース又はブリッジとして機能できる。 In some variants, SMS can provide adequate power supply to passive or active sensors. SMS can get power from a mobile system through a port such as a USB port. The integrated SMS can communicate from one side to a sensor module (eg, a communication system / telephone configured as a sensor module) through a USB port. SMS can act as an interface or bridge between the sensor and the sensor module.

更に、本明細書に記載の統合型SMSのいずれは、増幅、フィルタリング、サンプリング(サンプリングレートの制御)等を含むがこれらに限定されないオンボード処理(例えば予備処理)、典型的には基本的な予備処理を含むよう構成してよい。統合型SMSはまた、1つ又は複数のセンサからの信号をエンコードしてよい。いくつかの変形例では、SMSは、オンボードのマイクロコントローラを含んでよい。更に統合型SMSはまた、センサのうちのいずれ又は全てへの/からの通信プロトコルを全体として管理してもよく、また(信号がアナログである場合は)アナログ−デジタル変換を実行してよく、USBに向かう前にUSBの共用ポートと通信してもよい。例えばSMSは、信号をUART−USB信号プロトコルへと変換するよう構成してよい。 Further, any of the integrated SMS described herein includes, but is not limited to, amplification, filtering, sampling (control of sampling rate), etc., but is not limited to onboard processing (eg, pretreatment), typically basic. It may be configured to include pretreatment. The integrated SMS may also encode signals from one or more sensors. In some variants, the SMS may include an onboard microcontroller. In addition, the integrated SMS may also manage the communication protocol to / from any or all of the sensors as a whole, and may perform analog-to-digital conversion (if the signal is analog). You may communicate with the shared port of USB before going to USB. For example, SMS may be configured to translate the signal into a UART-USB signal protocol.

更に、又はあるいは、統合型SMSのいずれは、信号送受信機として構成してよい。例えば衣服に統合されたSMSは、並列信号を(データの順番の)直列信号に変換するよう適合してよい。 Further, or / or any of the integrated SMS, may be configured as a signal transmitter / receiver. For example, an SMS integrated into a garment may be adapted to convert a parallel signal into a series signal (in data order).

上述のように、統合型SMSは、衣服上のいずれの位置に、例えば首領域若しくはその近傍、又はより周縁に配置してよい。本明細書に記載のSMSは「統合型(integrated)」SMSと呼ばれるが、これらのSMSは衣服上又は衣服内(例えばポケット又はエンクロージャ内)に含まれてよい。ただしいくつかの変形例では、織物に物理的に接続/連結されず、その代わりに衣服上に配置される。従ってこれらのSMSのいずれは、統合型SMSではなく(又はこれに加えて)専用又は特定目的用SMSと呼ばれる場合もある。例えばSMSは、衣服の一部として、メス型コネクタの下側に配置(メス型コネクタ内に格納)してよい。衣服を洗濯する場合、SMSはコネクタ及びチップと共に洗濯される場合がある。ピン及びSMSは防水である。 As mentioned above, the integrated SMS may be placed at any position on the garment, eg, in or near the neck area, or more peripherally. The SMS described herein are referred to as "integrated" SMS, but these SMS may be included on or within the garment (eg, in a pocket or enclosure). However, in some variations, it is not physically connected / connected to the fabric, but instead is placed on the garment. Thus, any of these SMS may be referred to (or in addition to) a dedicated or special purpose SMS rather than an integrated SMS. For example, the SMS may be placed below the female connector (stored in the female connector) as part of the garment. When washing clothes, SMS may be washed with connectors and chips. The pins and SMS are waterproof.

いくつかの変形例では、SMSのコネクタ(例えばピン/ポート)は、耐水性/防水性となるよう適合される。例えば使用されるピンは、例えばオス型ピンと係合する際だけ開くものの、それ以外の場合は閉じて防水性となる接続によって、防水性の接続を形成できる。 In some variants, SMS connectors (eg pins / ports) are adapted to be water resistant / waterproof. For example, a pin used can form a waterproof connection by, for example, a connection that opens only when engaged with a male pin, but otherwise closes and becomes waterproof.

これらの統合型SMSのいずれにおいて、SMSは衣服の一部であり、衣服と共に着用される。SMSモジュールは、1つ又は複数の信号を予備処理することによって、上記信号を伝送準備状態とすることができる。 In any of these integrated SMS, the SMS is part of the garment and is worn with the garment. The SMS module can prepare the signal for transmission by preprocessing one or more signals.

従って、本明細書に記載の衣服のいずれにおいて、例えば上述のように衣服のポケット内に保持できる汎用スマートフォン等の別個のセンサモジュールの一部として衣服から分離するのではなく、各衣服(オンボード/専用)上に位置決めされた、SMS(センサ管理システム)を含むことができる。各衣服はSMS(チップ/マイクロチップ)を有してよく、上記SMSにより、上記衣服は多数のピン(入力/出力)を有するコネクタ(メス型及びオス型)を有することができ、これにより衣服(シャツ、タイツ、及びグローブ、ソックス、バラクラバ等のアクセサリ)内の全てのセンサからのデータを、まずSMSによって処理してから、接続(例えばわずか1若しくは2ピン又はそれ以上)を通して電話/通信モジュールへと送信できる。一般に、本明細書に記載の衣服のセンサ及び構成部品のうちのいくつかは独立して複数の接続を必要とする場合があり、従って専用SMSは極めて有用となり得る。例えばIMUは5ピンを必要とする場合があり、20個(又はそれ以上)ものIMUが、他のセンサに加えて、衣服の一部として含まれる場合がある。従って専用SMSの使用により、衣服は多数のデータ接続/接点を管理できるようになり得る。 Thus, in any of the garments described herein, each garment (onboard) rather than being separated from the garment as part of a separate sensor module, such as a general purpose smartphone that can be held in the garment pocket as described above. / Dedicated) can include an SMS (Sensor Management System) positioned on top. Each garment may have an SMS (chip / microchip), which allows the garment to have connectors (female and male) with multiple pins (input / output), thereby the garment. Data from all sensors in (shirts, tights, and accessories such as gloves, socks, barraculas) are first processed by the SMS and then through the connector (eg, only 1 or 2 pins or more) to the telephone / communication module. Can be sent to. In general, some of the garment sensors and components described herein may require multiple connections independently, so a dedicated SMS can be extremely useful. For example, an IMU may require 5 pins, and as many as 20 (or more) IMUs may be included as part of clothing in addition to other sensors. Therefore, the use of dedicated SMS may allow the garment to manage a large number of data connections / contacts.

センサ
タッチポイントセンサ、呼吸センサ、生体電気センサといった、参照によりその全体が本出願に援用される米国特許出願第14/023,830号に記載のセンサに加えて、本明細書に記載の衣服のいずれに、追加のセンサを含めてよい。例えば衣服は、1つ又は複数の皮膚コンダクタンスセンサを含んでよい。皮膚のコンダクタンスを測定するためのセンサは、指(親指、人差し指、中指、薬指及び小指)のいずれのペアの第3指骨の位置に配置されたストレッチ性導電性インク(以下を参照)の2つの環状リングで作製できる。いくつかの変形例では、シャツの袖は手首の位置に、この目的のための統合型拡張部分を有する。発汗レベルに応じた皮膚コンダクタンスは、2つの検討される「電極」(環状リング)の間の電気抵抗の逆数として測定される。
Sensors In addition to the sensors described in U.S. Patent Application No. 14 / 023,830, which are incorporated herein by reference in their entirety, such as touchpoint sensors, respiration sensors, bioelectric sensors, of the clothing described herein. Either, additional sensors may be included. For example, clothing may include one or more skin conductance sensors. Sensors for measuring skin conductance are two stretch conductive inks (see below) located at the location of the third phalange of any pair of fingers (thumb, index finger, middle finger, ring finger and little finger). It can be made with an annular ring. In some variants, the sleeve of the shirt has an integrated extension for this purpose at the wrist position. Skin conductance, depending on the level of sweating, is measured as the reciprocal of the electrical resistance between the two considered "electrodes" (annular rings).

本明細書に記載の装置の別の統合型拡張部分は、皮膚コンダクタンスセンサに加えて、又は皮膚コンダクタンスセンサの代わりに、光ファイバをベースとしたパルスオキシメトリを組み込んだ、フルグローブを含む。光ファイバの使用により、他のタイプのセンサの組み込みも可能とすることができる。更にフルグローブ又は部分的グローブは、加速度計、慣性測定ユニット(IMU)等の追加のセンサを含んでよい。このようなグローブベースのセンサにより、特定の活動(例えば楽器の演奏、タイピング等)における用途を可能とすることができる。グローブ又は1対のグローブは、他の衣服(例えばシャツ等)に接続するよう構成してよく、又は別の衣服(例えば指領域/グローブを有するシャツ等)の副領域として形成してよい。 Another integrated extension of the device described herein includes a full glove incorporating a fiber optic-based pulse oximetry in addition to or in place of a skin conductance sensor. The use of optical fibers also allows the incorporation of other types of sensors. Further, the full glove or partial glove may include an additional sensor such as an accelerometer, an inertial measurement unit (IMU). Such glove-based sensors can enable applications in specific activities (eg playing musical instruments, typing, etc.). The glove or pair of gloves may be configured to connect to other garments (eg, shirts, etc.) or may be formed as sub-regions of another garment (eg, finger area / shirt with gloves, etc.).

加速度計、慣性測定ユニット(IMU)、EEG電極等の他のタイプのセンサを組み込んだソックス又はバラクラバ拡張部分は、上述のグローブと同様である。これにより、特定のスポーツ(例えばフットボール)及び活動(例えばチェスのプレイ)における用途が可能となる。 Socks or balaclava extensions incorporating other types of sensors such as accelerometers, inertial measurement units (IMUs), EEG electrodes, etc. are similar to the gloves described above. This allows for applications in specific sports (eg football) and activities (eg playing chess).

製造プロセス
一般に、本明細書に記載の衣服のいずれの製造は、センサが皮膚に近接し、安定して接触するよう保持されるように、衣服を構成するステップを含んでよい。従って衣服のサイズ設定は、特に以下の領域において極めて正確であり得る:胸部(同一の肉体サイズでも胸筋及び***のサイズが異なるため)、腹部(同一の理由)、脇、前腕等。従って衣服は、圧縮材料から作製できるだけでなく、正確にフィットさせる/製造することができる。設計プロセスは、衣服のカッティングも含んでよい。
Manufacturing Process In general, any manufacturing of the garments described herein may include the steps of constructing the garment so that the sensor is held in close proximity to the skin and in stable contact. Therefore, garment sizing can be quite accurate, especially in the following areas: chest (because of the same body size but different pectoral muscle and breast sizes), abdomen (for the same reason), armpits, forearms, etc. Thus, garments can not only be made from compressed materials, but can also be fitted / manufactured accurately. The design process may also include garment cutting.

その後、本明細書に記載の衣服のいずれに対して、例えば導電性インクトレース及び/又は絶縁物を印刷及び転写することにより、印刷を施してよい。この印刷は、熱転写技術を用いて、シリンダタイプの機械によって実施してよい(印刷が比較的正確かつ高速であるため)。例えば織物の両側での転写は、150℃で15秒間実施される。あるいは衣服は、以下で簡単に議論するように、3D印刷によって印刷してよい。 The garment described herein may then be printed, for example, by printing and transferring a conductive ink trace and / or an insulator. This printing may be performed by a cylinder type machine using thermal transfer technology (because the printing is relatively accurate and fast). For example, the transfer on both sides of the fabric is carried out at 150 ° C. for 15 seconds. Alternatively, the garment may be printed by 3D printing, as briefly discussed below.

その後、絶縁物を適用してよい(例えば容量性タッチポイントを使用する場合、このようなポイントを絶縁してよい)。容量性タッチポイントの電極の内部(即ち皮膚と接触する)領域は、電極の形状を正確に再現する高品質ポリウレタンフィルムの層を熱溶着することによって絶縁してよい。絶縁層のサイズは、電極のサイズより僅かに大きくてよく、これにより、完全なカバーによって生体電位の「側方」汚染を防止できる。 Insulation may then be applied (eg, if capacitive touch points are used, such points may be insulated). The area inside the electrode of the capacitive touchpoint (ie, in contact with the skin) may be insulated by heat welding a layer of high quality polyurethane film that accurately reproduces the shape of the electrode. The size of the insulating layer may be slightly larger than the size of the electrodes, which allows a complete cover to prevent "lateral" contamination of the biopotential.

更に高導電性の接続を使用する変形例では、装置は、更に高導電性の基材、及び本明細書に記載のワイヤリボン材料(例えば縫い付けられたジグザグコネクタ)等の材料の追加を含んでよい。よって形成プロセスは、これらのワイヤリボン材料コネクタの適用を含んでよく、これは、1つ若しくは複数のセンサ及び/又はSMS構成部品に(ワイヤリボン材料を形成する)ワイヤの端部を接続するステップを含んでよい。ワイヤリボン材料は、衣服の本体に融着、接合、縫い付け又はその他の方法で接続してよい圧縮織物の基材を含んでよい。例えばワイヤリボン材料(例えば縫い付けられたジグザグコネクタ)は、一旦位置決めされると、熱溶着用途のための高品質ポリウレタンテープによって織物に固定できる。いくつかの変形例では、ワイヤリボン材料ではなく(又はワイヤリボン材料に加えて)、カプトン等の更に剛性の又は半剛性の基材を使用してよく、その上に電気的トレース及び/又は回路構成を印刷してよい。運動の快適性を最大化するために、カプトン上の電子機器は、単一の層を有することによってその厚さが最小化されるように設計してよい。 In a variant that uses a more conductive connection, the device further includes the addition of a more conductive substrate and materials such as the wire ribbon material described herein (eg, a sewn zigzag connector). It's fine. Thus, the forming process may include the application of these wire ribbon material connectors, which are the steps of connecting the ends of the wire (forming the wire ribbon material) to one or more sensors and / or SMS components. May include. The wire ribbon material may include a compression fabric substrate that may be fused, joined, sewn or otherwise connected to the body of the garment. For example, wire ribbon materials (eg, sewn zigzag connectors), once positioned, can be secured to the fabric with high quality polyurethane tape for heat welding applications. In some variants, instead of the wire ribbon material (or in addition to the wire ribbon material), a more rigid or semi-rigid substrate such as Capton may be used, on which electrical traces and / or circuits The configuration may be printed. To maximize athletic comfort, the electronics on Kapton may be designed so that their thickness is minimized by having a single layer.

続いて衣服を縫製してよい。縫製は従来のプロセスによって実施してよいが、いくつかの変形例では、導電性インク、ワイヤリボン材料又はカプトントレースにわたる縫製は回避される場合がある。 The garment may then be sewn. Sewing may be performed by conventional processes, but in some variations sewing over conductive ink, wire ribbon material or Kapton traces may be avoided.

同時に、又はその後、はんだ付けを実施することによって、ワイヤリボン材料、及び/又は更に高導電性のトレースのための追加の(例えばカプトン)基材を含む領域を、印刷された導電性インクセンサ、電極及び/又はトレースと接続してよい。例えばインクトレースとカプトン端子との間のはんだ付けは、導電性エポキシを用いて実施してよく、続いて高品質ポリウレタンフィルムによって被覆してよい。 Conductive ink sensors, printed areas containing wire ribbon material and / or additional (eg, Capton) substrates for highly conductive traces, simultaneously or subsequently by performing soldering. It may be connected to electrodes and / or traces. For example, soldering between the ink traces and the Kapton terminals may be performed with conductive epoxies, followed by coating with a high quality polyurethane film.

その後いくつかの変形例では、半剛性襟領域を取り付けることによって、例えば統合型SMSモジュール及びコネクタを固定及び被覆してよい。襟は、ユーザの肩の形状を取るポリウレタン材料製であってよく、また転写機による熱溶着によって、首領域において本体表面にフィットするようにカスタムメイドされたプレートに適用してよい。 In some subsequent modifications, for example, integrated SMS modules and connectors may be fixed and covered by attaching a semi-rigid collar area. The collar may be made of a polyurethane material that takes the shape of the user's shoulders and may be applied to a plate custom made to fit the body surface in the neck area by heat welding with a transfer machine.

いくつかの変形例では、衣服を形成する方法はまた、伸長が制限されたポリウレタン材料のストリップで作製された「ストレッチリミッタ」の追加も含んでよい。これらは衣服の内側部分の、長いインクトレース(例えば呼吸トレース)の近傍に、熱溶着によって位置決めしてよく、これにより、トレースを破壊し得る、又は機能的及び審美的理由から回避しなければならない恒常的な伸長を決定し得る、(例えば着用中の)オーバストレッチを防止できる。ストレッチリミッタの強度を増進するために、これらを2つのシーム間に延在する経路内に位置決めしてよい。 In some variations, the method of forming the garment may also include the addition of a "stretch limiter" made of strips of polyurethane material with limited elongation. These may be positioned by heat welding on the inner part of the garment, in the vicinity of long ink traces (eg breathing traces), which may destroy the traces or should be avoided for functional and aesthetic reasons. It can prevent overstretching (eg during wear), which can determine constant elongation. These may be positioned in a path extending between the two seams to increase the strength of the stretch limiter.

いくつかの変形例では、シリコーンコードを設置することによって衣服を製造してよい。ユーザが衣服を着用している時及び身につけている時に衣服及びそのセンサのストレッチを回避するために、シリコン製のコードを(例えば熱溶着によって)衣服の下縁部に適用し、上記縁部の全周に延在させてよい。これにより着用者は、衣服をオーバストレッチさせることなく、襟及び袖を挿入した後に、シャツを脇の下から腰へと容易に下ろすことができる。 In some variations, the garment may be manufactured by installing a silicone cord. To avoid stretching the garment and its sensors when the user is wearing and wearing the garment, a silicone cord is applied to the lower edge of the garment (eg by heat welding) and said It may be extended all around. This allows the wearer to easily lower the shirt from the armpits to the waist after inserting the collar and sleeves without overstretching the garment.

上述のように、本明細書に記載の衣服は、全体的に又は部分的に3D印刷技術によって作製できる。例えばセンサ及び/又は導電性トレース及び/又はコネクタは、3D印刷によって製造できる。いくつかの変形例では、織物(例えば圧縮衣服織物)は、3Dを印刷のための基材として機能できる。いくつかの変形例では、上記織物自体を3D印刷によって生成又は修正してよい。従って衣服は、転写及び直接印刷(3D印刷)によって作製できる。一例では、本明細書に記載されているもの等の統合型センサを含む衣服を製造するための3Dプリンタは、少なくとも3つのノズルを含んでよく:1つのノズルは圧縮衣服織物を印刷するよう適合してよく;1つのノズルはストレッチ性導電性インクを印刷/挿入するよう適合してよく;また1つのノズルは、センサ及び/又は電子機器を印刷/挿入するよう適合してよい。(例えばスレッドから)織物を織るステップ、織物上に電子機器及びセンサを印刷する(又は基材上に印刷した後織物に転写する)ステップ、その後織物を縫製するステップを含む、現在実施されている方法とは対照的に、3D製作では、1人の人物からの正確な個人的測定に基づいて、スレッド、インク及び電子機器の印刷へと直接進むことができ、これはより正確かつ迅速となり得る。 As mentioned above, the garments described herein can be made entirely or in part by 3D printing techniques. For example, sensors and / or conductive traces and / or connectors can be manufactured by 3D printing. In some variations, the fabric (eg, compressed garment fabric) can function as a substrate for printing in 3D. In some variations, the fabric itself may be produced or modified by 3D printing. Therefore, garments can be made by transfer and direct printing (3D printing). In one example, a 3D printer for making garments, including integrated sensors such as those described herein, may include at least three nozzles: one nozzle adapted to print compressed garment fabrics. One nozzle may be adapted to print / insert stretch conductive ink; and one nozzle may be adapted to print / insert sensors and / or electronic devices. Currently practiced, including weaving the fabric (eg from a thread), printing electronic devices and sensors on the fabric (or printing on the substrate and then transferring to the fabric), and then sewing the fabric. In contrast to the method, in 3D production, based on accurate personal measurements from one person, one can go directly to printing threads, inks and electronic devices, which can be more accurate and faster. ..

材料
一般に、本明細書に記載の衣服は、センサが皮膚と良好かつ恒常的に接触することを保証するために、圧縮織物を含んでよい。例えばシャツの前部は、比較的高いパーセンテージのエラスタン(15〜40%)を含んでよい本体の残りの部分よりも低いパーセンテージのエラスタン(5〜20%)を有してよい。織物は2元的に(1方向に)ストレッチ可能であってよく、少なくともストレッチ可能な側が、垂直方向よりも水平方向に動的にストレッチするヒトの身体に対して、水平に配置されるように位置決めしてよい。一般に圧縮織物は、本明細書に記載の圧縮織物に関連する材料特性を有するいずれの織物であってよい。例としては、弾性ポリウレタン繊維(例えばエラスチン繊維、ライクラ等)製の織物といった材料が挙げられる。
Materials In general, the garments described herein may include compressed fabrics to ensure good and constant contact of the sensor with the skin. For example, the front of a shirt may have a lower percentage of elastane (5-20%) than the rest of the body, which may contain a relatively high percentage of elastane (15-40%). The fabric may be bilaterally (unidirectionally) stretchable so that at least the stretchable side is placed horizontally to the human body, which dynamically stretches horizontally rather than vertically. It may be positioned. In general, the compressed fabric may be any fabric having material properties associated with the compressed fabrics described herein. Examples include materials such as woven fabrics made of elastic polyurethane fibers (eg elastin fibers, lycra, etc.).

以下で更に詳細に議論するように、これらの衣服のいずれは、ストレッチ性導電性インク及び/又は上記導電性インクを覆う/取り囲むストレッチ性絶縁体を含んでよい。導電性インク及び絶縁体の両方は、最大数パーセント、X%までストレッチ可能(例えば最大5%までストレッチ可能、最大6%までストレッチ可能、最大7%までストレッチ可能、最大8%までストレッチ可能、最大9%までストレッチ可能、最大10%までストレッチ可能最大11%までストレッチ可能、最大12%までストレッチ可能、最大13%までストレッチ可能、最大14%までストレッチ可能、最大15%までストレッチ可能、最大16%までストレッチ可能、最大17%までストレッチ可能、最大18%までストレッチ可能、最大19%までストレッチ可能、最大20%までストレッチ可能、最大21%までストレッチ可能、最大22%までストレッチ可能、最大23%までストレッチ可能、最大24%までストレッチ可能、最大25%までストレッチ可能、最大30%までストレッチ可能、最大35%までストレッチ可能、最大40%までストレッチ可能、最大45%までストレッチ可能、最大50%までストレッチ可能等)であってよい。これはまた、「X%超ストレッチ可能である」(例えば5%超ストレッチ可能、6%超ストレッチ可能、7%超ストレッチ可能、8%超ストレッチ可能、9%超ストレッチ可能、10%超ストレッチ可能11%超ストレッチ可能、12%超ストレッチ可能、13%超ストレッチ可能、14%超ストレッチ可能、15%超ストレッチ可能、16%超ストレッチ可能、17%超ストレッチ可能、18%超ストレッチ可能、19%超ストレッチ可能、20%超ストレッチ可能、21%超ストレッチ可能、22%超ストレッチ可能、23%超ストレッチ可能、24%超ストレッチ可能、25%超ストレッチ可能、30%超ストレッチ可能、35%超ストレッチ可能、40%超ストレッチ可能、45%超ストレッチ可能、50%超ストレッチ可能等)とも表現できる。「ストレッチ性である/ストレッチ可能である(stretchable)」は典型的には、(例えば引張力等の力を印加することによって)開始長さ/形状からストレッチさせること、及びおおよそ上記開始長さ/形状まで復元することができることを意味する。いくつかの変形例では、更に又はあるいは、変形力(元の長さ/形状からの伸長又は歪み)が印加された(及び最終的に解放された)場合に、破損に耐えることを意味する場合もある。ストレッチ性導電性インクの例及びこのようなインクの特徴を以下に提供する。 As discussed in more detail below, any of these garments may include a stretchable conductive ink and / or a stretchable insulator covering / surrounding the conductive ink. Both conductive ink and insulator can be stretched up to a few percent, X% (eg up to 5%, up to 6%, up to 7%, up to 8%, up to 8% Stretchable up to 9%, stretchable up to 10% Stretchable up to 11%, stretchable up to 12%, stretchable up to 13%, stretchable up to 14%, stretchable up to 15%, stretchable up to 16% Stretchable up to 17%, stretchable up to 18%, stretchable up to 19%, stretchable up to 20%, stretchable up to 21%, stretchable up to 22%, up to 23% Stretchable, up to 24% stretchable, up to 25% stretchable, up to 30% stretchable, up to 35% stretchable, up to 40% stretchable, up to 45% stretchable, up to 50% stretchable It may be possible). It is also "X% overstretchable" (eg 5% overstretchable, 6% overstretchable, 7% overstretchable, 8% overstretchable, 9% overstretchable, 10% overstretchable 11% overstretchable, 12% overstretchable, 13% overstretchable, 14% overstretchable, 15% overstretchable, 16% overstretchable, 17% overstretchable, 18% overstretchable, 19% Super Stretchable, 20% Super Stretchable, 21% Super Stretchable, 22% Super Stretchable, 23% Super Stretchable, 24% Super Stretchable, 25% Super Stretchable, 30% Super Stretchable, 35% Super Stretchable Possible, over 40% stretchable, over 45% stretchable, over 50% stretchable, etc.). A "stretchable" is typically stretched from a starting length / shape (eg, by applying a force such as a tensile force), and approximately the starting length / It means that the shape can be restored. In some variants, it means to withstand further or / or breakage when a deforming force (extension or strain from the original length / shape) is applied (and finally released). There is also. Examples of stretch conductive inks and features of such inks are provided below.

上述のように、衣服のいずれは、カプトンフィルムといった更に高導電性の経路のための衣服の一部として付着又は形成される基材も含んでよい。他の可撓性ウェアラブル基材も含んでよい。衣服のいずれはまた、縫い付け及び熱溶着用途のための1つ又は複数のポリウレタンフィルム及びテープ(例えば高品質ポリウレタンフィルム及びテープ)も含んでよい。更に衣服のいずれはまた、導電性トレースを被覆/絶縁する、センサの一部を形成する等のための、電気絶縁性材料(例えばポリイミド材料等)も含んでよい。 As mentioned above, any of the garments may also include a substrate that is attached or formed as part of the garment for a more conductive pathway, such as a Kapton film. Other flexible wearable substrates may also be included. Any of the garments may also include one or more polyurethane films and tapes (eg, high quality polyurethane films and tapes) for sewing and heat welding applications. Further, any of the garments may also include an electrically insulating material (eg, a polyimide material, etc.) for covering / insulating the conductive trace, forming a part of the sensor, and the like.

カプトン等の基材は衣服上に固定してよい。例えば基材は、接着剤等によって縫い付け及び/又は付着してよい。基材は衣服のポケット又は他の領域に保持してよい。上述のように衣服のいずれは、第2の材料(例えば圧縮衣服よりストレッチ性が低い布地材料等)のリミッタ(例えばストレッチリミッタ)を含んでよい。 A base material such as Kapton may be fixed on clothing. For example, the base material may be sewn and / or adhered with an adhesive or the like. The substrate may be retained in a garment pocket or other area. As described above, any of the garments may include a limiter (eg, a stretch limiter) of a second material (eg, a fabric material that is less stretchable than compressed garments).

これらの衣服のいずれはまた、又は更に、縫い付け及び熱溶着用途のためのシリコーンを含んでよい。 Any of these garments may also or further include silicone for sewing and heat welding applications.

ストレッチ性導電性インク
一般に、本明細書に記載のストレッチ性導電性インク製品は、接着剤(例えばアクリル、ポリアミド及び他の接着剤といった接合剤)で形成してよく、その上に導電性溶液の印刷可能な混合物が塗布される。湿式塗布される導電性溶液(これは利便性のために、最終的な導電性インク製品が接着材料層を含む場合であっても、導電性インクと呼ばれる場合がある)は典型的には、接着剤の層の上に層として塗布され、これにより、接着剤と湿式塗布される導電性溶液との間に中間領域が形成される。この中間領域は、得られる導電性インク材料の導電性及びストレッチ特性に関して重要となり得る。上記中間領域は、接着層と湿式塗布される導電性溶液(導電性インク)との濃度勾配を画定するため、勾配領域である。これについて以下に例示及び説明する。
Stretch Conductive Inks In general, the stretch conductive ink products described herein may be formed of an adhesive (such as a bonding agent such as acrylic, polyamide and other adhesives) on which a conductive solution is applied. A printable mixture is applied. Wet-applied conductive solutions, which are sometimes referred to as conductive inks for convenience, even if the final conductive ink product contains an adhesive layer, are typically It is applied as a layer on top of a layer of adhesive, which forms an intermediate region between the adhesive and the wet-applied conductive solution. This intermediate region can be important with respect to the conductivity and stretch properties of the resulting conductive ink material. The intermediate region is a gradient region in order to define a concentration gradient between the adhesive layer and the conductive solution (conductive ink) to be wet-coated. This will be illustrated and described below.

ストレッチ性導電性インク(接着剤に対して積層された、湿式塗布される導電性インク)は典型的には、あるパーセンテージの導電性材料(例えば約/おおよそ20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%)、及び生体適合性バインダ(例えば、水系アクリルバインダ、水系ポリウレタン等の、ホルムアルデヒド非含有のアクリルバインダ)、濃厚剤(例えばポリウレタン系濃厚剤)、並びに任意の保水剤及び/又は溶媒(例えばプロピレングリコール)を含む。本明細書に記載のストレッチ性導電性インクは一般に、最低のコンダクタンス及び最低のストレッチ特性を満たす。ストレッチ性導電性インクはまた任意に、処理時に空気/気泡を排除するための消泡剤(例えば1−ブタノール)、(例えばバインダの架橋を支援するための)触媒(例えばアミン化合物又は金属錯体)、並びに製品の印刷性及び安定性を補助し得る追加の添加剤も含んでよい。 Stretch conductive inks (conductive inks that are wet-coated, laminated to an adhesive) typically have a percentage of conductive material (eg, about / approximately 20%, 25%, 30%, 35). %, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%), and biocompatible binders (eg, formaldehyde-free acrylic binders such as water-based acrylic binders and water-based polyurethanes), rich. It contains an agent (eg, a polyurethane-based thickener) and any water retention agent and / or solvent (eg, propylene glycol). The stretch conductive inks described herein generally meet the lowest conductance and the lowest stretch properties. Stretch conductive inks can also optionally be an antifoaming agent (eg 1-butanol) to eliminate air / air bubbles during processing, a catalyst (eg to assist in binder cross-linking) (eg amine compounds or metal complexes). , And additional additives that may aid in the printability and stability of the product.

一例では、ストレッチ性導電性インク(及び特に湿式塗布される導電性インク部分)は:50%のカーボンブラック、完全にホルムアルデヒド非含有の40%のアクリルバインダ、5%のプロピレングリコール、及び5%のポリウレタン系濃厚剤で形成される。導電性材料(カーボンブラック)は、粒子であってよい。カーボンブラックは、特に銀又は他の金属といった他の導電性材料と比べて好ましい場合がある。他の導電性材料としては、グラフェン、グラファイト、コーティングされたマイカ(例えばアンチモンをドープした二酸化スズ等の酸化物でコーティングされたマイカ)等が挙げられる。 In one example, stretch conductive inks (and especially conductive ink portions that are wet coated) are: 50% carbon black, 40% acrylic binder completely formaldehyde-free, 5% propylene glycol, and 5%. Formed with a polyurethane-based thickener. The conductive material (carbon black) may be particles. Carbon black may be particularly preferred compared to other conductive materials such as silver or other metals. Other conductive materials include graphene, graphite, coated mica (eg, mica coated with an oxide such as antimony-doped tin dioxide).

本明細書に記載の導電性インクは、導電性であるだけでなくストレッチ性であり、従って圧縮衣服上で適切に機能できる。更に、本明細書に記載の衣服を形成するために適切な上記ストレッチ性導電性インクは、環境的観点からも適切であり得(例えばホルムアルデヒド濃度が100ppm未満であり)、洗濯に耐えることができる(複数回の洗濯後に電気的及び弾性特性が保存される)。 The conductive inks described herein are not only conductive but also stretchable and therefore can function properly on compressed garments. In addition, the stretch conductive inks suitable for forming the garments described herein may also be environmentally suitable (eg, formaldehyde concentrations less than 100 ppm) and can withstand washing. (Electrical and elastic properties are preserved after multiple washes).

実験による研究により、本明細書に記載のストレッチ性導電性インク組成物(中間勾配領域を接着剤と湿式塗布される導電性インクとの間に含む、積層構造体)は、ストレッチ性であることが確認されている。図5及び6は、上述のような圧縮テキスタイル上に印刷された導電性インクの試料に対して実施された試験の予備的な結果を示す。ビデオカメラを用いて、伸長中(例えば最大13mmの長さの変化を検査した)にインクに破断が全く発現しないことを実証した。コンダクタンス(例えば抵抗)は、印加された力によって、おおよそ1.6kΩ〜2kΩ変化し、その一方で直線的ストレッチは最高1.1Nまで観察された(例えばおおよそ1.1Nにおいて、破損することなく、おおよそ13mmまでストレッチした)。一般に、本明細書に記載のストレッチ性導電性インクは、少なくとも1Nの力まで(例えば少なくとも2Nまで、少なくとも3Nまで、少なくとも4Nまで、少なくとも5Nまで、少なくとも6Nまで等)ストレッチ可能である、及び/又は少なくとも5mmまで(例えば少なくとも6mmまで、少なくとも7mmまで、少なくとも8mmまで、少なくとも9mmまで、少なくとも10mmまで、少なくとも11mmまで等)(破損することなく)ストレッチ可能である、及び/又は印加されるストレッチ力(N)と伸長する長さ(mm)とのある比率まで、例えば約1N/mm付近まで、ストレッチ可能であるような、性能範囲内であってよい。驚くべきことに、図5に示す実験では、検査した導電性トレースは、およそ2Nまでいずれの破損も示さなかった。これは、衣服を適用/装着する際に印加され得る、合理的な略最大の力である。マクロ(裸眼で視認可能な)又はミクロの破損のいずれも見られなかった。 Experimental studies have shown that the stretchable conductive ink compositions described herein (laminated structures containing an intermediate gradient region between the adhesive and the wet-coated conductive ink) are stretchable. Has been confirmed. Figures 5 and 6 show preliminary results of tests performed on a sample of conductive ink printed on a compressed textile as described above. A video camera was used to demonstrate that the ink did not break at all during elongation (eg, inspected for changes in length up to 13 mm). The conductance (eg, resistance) varied from approximately 1.6 kΩ to 2 kΩ depending on the applied force, while linear stretch was observed up to 1.1 N (eg, at approximately 1.1 N, without breakage). Stretched to approximately 13 mm). In general, the stretch conductive inks described herein can be stretched to a force of at least 1N (eg, at least 2N, at least 3N, at least 4N, at least 5N, at least 6N, etc.) and / Or stretchable up to at least 5 mm (eg at least 6 mm, at least 7 mm, at least 8 mm, at least 9 mm, at least 10 mm, at least 11 mm, etc.) (without breakage) and / or applied stretching force It may be within the performance range such that it can be stretched up to a certain ratio of (N) and the length to be extended (mm), for example, to about 1 N / mm. Surprisingly, in the experiment shown in FIG. 5, the conducted traces examined showed no breakage up to approximately 2N. This is approximately the most reasonable force that can be applied when applying / wearing garments. No macro (naked eye visible) or micro damage was seen.

一般に、ストレッチ性導電性インクの抵抗は、厚さ、長さを含むトレースのサイズ(これらはストレッチによって変動し得る)に左右され得、静置状態及び所定のストレッチ力(又は力/ストレッチ長さ)において、約5kΩ未満(例えば約4kΩ、約3kΩ、約2kΩ等)であってよい。一般に抵抗は、数百Ω〜数百kΩの範囲内であってよい。図5及び6では、試験されるストレッチ性導電性インクは、圧縮衣服織物上に、長さ60mm及び幅約10mmまで印刷され、8層のインクが塗布され、約2mm未満(例えばおおよそ1mm以下)の最終厚さが形成された。 In general, the resistance of a stretch conductive ink can depend on the size of the trace, including thickness and length (which can vary with stretch), in a stationary state and a given stretch force (or force / stretch length). ), It may be less than about 5 kΩ (for example, about 4 kΩ, about 3 kΩ, about 2 kΩ, etc.). Generally, the resistance may be in the range of several hundred Ω to several hundred kΩ. In FIGS. 5 and 6, the stretch conductive ink to be tested is printed on a compressed garment fabric to a length of 60 mm and a width of about 10 mm, eight layers of ink are applied, and less than about 2 mm (for example, about 1 mm or less). The final thickness of was formed.

本明細書に記載のこれらの衣服のいずれのトレース、コネクタ及び/又はセンサを形成するために使用できるストレッチ性導電性インクについて、以下に更に詳細に記載する。 The stretch conductive inks that can be used to form traces, connectors and / or sensors for any of these garments described herein are described in more detail below.

システム
本明細書に記載の衣服のいずれは、接続する(直接接続若しくは無線接続する、又は直接接続及び無線接続する)複数の衣服を含むシステムの一部として使用できる。例えば上半身用衣服/デバイスは、下半身用衣服/デバイスと接続してよい。下半身の衣服(例えばショーツ、タイツ、ソックス等)上に位置決めされたセンサからの信号は、例えばシャツ等の上半身用衣服上の1つ又は複数のSMSに伝送できる。接続は、トレースを含む支持基材(例えばカプトン)を通して作製でき、上記トレースは、上半身用衣服の内側部分内(例えば上半身用衣服の下縁領域)に位置決めされたコネクタを通して接続できる。
System Any of the garments described herein can be used as part of a system that includes multiple garments to be connected (directly connected or wirelessly connected, or directly connected and wirelessly connected). For example, the upper body garment / device may be connected to the lower body garment / device. Signals from sensors positioned on lower body garments (eg, shorts, tights, socks, etc.) can be transmitted to one or more SMS on upper body garments, such as shirts. The connection can be made through a supporting substrate (eg, Kapton) that includes a trace, and the trace can be connected through a connector that is positioned within the inner portion of the upper body garment (eg, the lower edge region of the upper body garment).

一般に、本明細書に記載の衣服は、織物で形成される本体を含んでよい。特に圧縮織物材料が有用である。上記本体は、衣服上の所定の位置に位置決めされた複数のセンサを含んでよい。センサは衣服の内側に(例えば着用者に対面して)あってよく、又は衣服の外側にあってよい。コネクタはセンサを、プロセッサを含んでよい1つ又は複数のセンサマネージャ/センサモジュール(SMS)に接続してよい。SMSは、感知したデータを記録/分析/伝送するために、センサマネージャユニット(SMU)に直接伝送若しくは接続/結合してよく、又はこれらの機能の一部又は全てをそれ自体で実施してよい。一般にセンサは、本明細書に記載のストレッチ性導電性インク構造体の少なくとも一部で形成してよい(例えば本明細書で使用される場合、「ストレッチ性導電性インク」構造体は、本明細書に記載の湿式塗布される導電性インク、接着剤、及びこれらの間の勾配/中間領域の組み合わせを表してよい)。ストレッチ性導電性インクを含むセンサは、タッチポイント(例えば容量性)センサ、皮膚電極センサ等を含んでよい。また本明細書に記載されるのは、導電性弾性リボン(例えば本明細書に記載の、基材/バインダ中で導電性粒子が飽和した弾性体)の少なくとも一部で形成されるセンサであり、上記導電性弾性リボンは、歪みゲージ又は他のセンサを形成してよい。コネクタは、ストレッチ性導電性インク及び/又は導電性弾性リボンで形成してよい。いくつかの変形例では、コネクタはワイヤリボン材料(例えば縫い付けられたジグザグコネクタ)で形成され、このコネクタでは、エナメル被覆電線が材料(例えば圧縮織物)のストリップ上に正弦波状/ジグザグパターンで縫い付けられ、リボンが衣服の本体に適用される。いくつかの変形例では、コネクタは、電気的トレース及び/又は回路構成が適用された剛性又は半剛性基材(カプトン等)であってよく、上記基材は、圧縮織物等の織物内に付着及び/又は被覆され、衣服の本体に付着されるか、又は衣服の本体に直接付着され得る。 In general, the garments described herein may include a body made of woven fabric. Compressed woven materials are particularly useful. The body may include a plurality of sensors positioned in place on the garment. The sensor may be inside the garment (eg, facing the wearer) or outside the garment. The connector may connect the sensor to one or more sensor managers / sensor modules (SMS), which may include a processor. SMS may transmit or connect / combine directly to the sensor manager unit (SMU) to record / analyze / transmit the sensed data, or perform some or all of these functions on its own. .. In general, the sensor may be formed of at least a portion of the stretch conductive ink structure described herein (eg, as used herein, a "stretch conductive ink" structure is described herein. It may represent a wet-coated conductive ink, adhesive, and a gradient / intermediate region combination between them as described in the book). The sensor containing the stretch conductive ink may include a touch point (for example, capacitive) sensor, a skin electrode sensor, and the like. Also described herein is a sensor formed of at least a portion of a conductive elastic ribbon (eg, an elastic body in which conductive particles are saturated in a substrate / binder as described herein). , The conductive elastic ribbon may form a strain gauge or other sensor. The connector may be made of stretch conductive ink and / or conductive elastic ribbon. In some variants, the connector is made of wire ribbon material (eg, a sewn zigzag connector), in which the enamel-coated wire is sewn in a sinusoidal / zigzag pattern on a strip of material (eg, compressed fabric). Attached and the ribbon is applied to the body of the garment. In some variations, the connector may be a rigid or semi-rigid substrate (such as Capton) to which an electrical trace and / or circuit configuration has been applied, which adheres within the fabric, such as a compressed fabric. And / or coated and can be attached to the body of the garment or directly to the body of the garment.

いずれのタイプの衣服を、記載されているように形成できる。例えば本明細書に記載されるのは、医療デバイスとして構成された、又は監視デバイス、治療デバイス若しくは補助器具を含む医療デバイスを使用するための、衣服である。これらの衣服の本体は、圧縮織物で(全体的又は部分的に)形成してよく、また衣服は、1つ又は複数のセンサを被験者の身体に対してしっかりと接着させることを支援するために、身体にフィットさせることができる。いくつかの変形例では、衣服(例えば医療デバイス)は、被験者の身体に対して衣服の一部分を固定するのを支援するための、ストラップ、ホールター、ブラジャー、ヨーク、ハーネス等の追加要素を含んでよい。いくつかの変形例では、センサ(又は複数のセンサ)を被験者に対して保持又は固定するのを支援するために、衣服は、衣服の一部分上に拡張性(例えば膨張性)支持構造体を含んでよい。拡張性支持構造体はハーネスと共に使用してよい。上記ハーネスは別個のものであってよく、又は上記ハーネスは衣服に統合されていてよい。 Any type of garment can be formed as described. For example, as described herein are garments configured as medical devices or for using medical devices including surveillance devices, therapeutic devices or assistive devices. The body of these garments may be formed of compressed fabric (in whole or in part), and the garment may help adhere one or more sensors firmly to the subject's body. , Can be fitted to the body. In some variants, the garment (eg, a medical device) includes additional elements such as straps, halters, bras, yokes, harnesses, etc. to help secure a portion of the garment to the subject's body. Good. In some variants, the garment comprises an expandable (eg, inflatable) support structure on a portion of the garment to assist in holding or fixing the sensor (or multiple sensors) to the subject. It's fine. The expandable support structure may be used with the harness. The harness may be separate, or the harness may be integrated into the garment.

例えば本明細書に記載されるのは、記録及び/又は分析のために心電図(ECG)信号を感知するよう構成された衣服である。このような衣服は、着用者(被験者)の上半身に接続するよう構成してよく、またシャツの形態であってよく、又は胴体のカバーを含んでよい。これらの衣服は、5個以上の電極、例えば6個の胸部電極と、右腕、左腕及び脚それぞれのための3個以上の電極とを含んでよい。追加の電極を使用してよい。いくつかの変形例では、胸部電極は、冗長性を有してよい電極対である。 For example, described herein are garments configured to sense an electrocardiogram (ECG) signal for recording and / or analysis. Such garments may be configured to connect to the upper body of the wearer (subject), may be in the form of a shirt, or may include a torso cover. These garments may include 5 or more electrodes, such as 6 chest electrodes, and 3 or more electrodes for each of the right arm, left arm and leg. Additional electrodes may be used. In some variants, the chest electrodes are a pair of electrodes that may have redundancy.

これらの衣服のいずれはまた、又は代替として、1つ又は複数の呼吸センサを含んでよい。一般にこれらの呼吸センサは、織物及び/又は導電性インクベースの歪みゲージを含む。例えば歪みゲージは、本明細書に記載のストレッチ性導電性インク、及び/又は本明細書に記載の導電性弾性ストリップで形成できる。一変形例では、衣服は10個のECG感知電極、2個の呼吸センサ(歪みゲージ)を含む。ECG電極は衣服の胸部上に配置してよく、これによりECG電極は、ユーザの皮膚に、標準的な12個のリードが配置される位置において接触する。呼吸センサは、圧縮衣服が着用時に上記呼吸センサを、身体に対して、被験者の胴体の剣状突起及び臍の高さ付近に保持するように、衣服上に位置決めしてよい。センサは、銅ワイヤリボン及び/又は縫い付けられたジグザグコネクタを有する弾性ストリップ等のトレースによって、SMSユニットに接続してよい。衣服としては、シャツ、及びいくつかの変形例ではタイツが挙げられる。 Any of these garments may also, or as an alternative, include one or more respiratory sensors. Generally, these breathing sensors include textile and / or conductive ink-based strain gauges. For example, the strain gauge can be formed with the stretch conductive inks described herein and / or the conductive elastic strips described herein. In one variant, the garment contains 10 ECG sensing electrodes and 2 breathing sensors (strain gauges). The ECG electrodes may be placed on the chest of the garment so that the ECG electrodes come into contact with the user's skin where standard 12 leads are placed. The breathing sensor may be positioned on the garment so that when the compressed garment is worn, the breathing sensor is held relative to the body near the height of the xiphoid process and navel of the subject's torso. The sensor may be connected to the SMS unit by a trace such as a copper wire ribbon and / or an elastic strip with a sewn zigzag connector. Clothing includes shirts and, in some variants, tights.

また、本明細書に記載されるのは、(局部的呼吸を含む)呼吸を測定するよう構成された衣服である。例えば衣服は、(例えば感知した信号のプレチスモグラフィを可能とするために)呼吸を検出する圧縮織物で形成されたシャツ部分を含むよう構成してよい。装置はまた、単純なECG信号を検出するために上述のような電極を含んでよい(例えば2個の電極、又は単一のリード若しくは複数のリード、例えば3個のリード、5個のリード、12個のリードを有する)。例えば12個の呼吸センサ(例えば本明細書に記載の導電性弾性ストリップ歪みゲージ)が含まれていてよい。呼吸センサは、胸骨角付近、第3肋骨間隙、剣状突起、肋骨下縁、臍の上方、及び臍の下方において、着用者上に位置決めするために配置され得る。二重(例えば着用者の胴体の左側/右側)センサが存在してもよい。これらのセンサは、(例えばストリップ又はチューブ又は圧縮衣服織物が、絶縁/エナメル被覆銅線によって正弦波状に縫い付けられている)縫い付けられたジグザグコネクタ等のコネクタを介して、1つ又は複数のSMSユニットに接続できる。例えば12個の呼吸センサを示す図44A〜44Bを参照のこと。 Also described herein are garments configured to measure respiration (including local respiration). For example, the garment may be configured to include a shirt portion made of compressed fabric that detects respiration (eg, to allow plethysmography of the sensed signal). The device may also include electrodes as described above to detect a simple ECG signal (eg, two electrodes, or a single lead or multiple leads, such as three leads, five leads, etc. Has 12 leads). For example, 12 breathing sensors (eg, conductive elastic strip strain gauges as described herein) may be included. Respiratory sensors may be placed near the sternum angle, in the third rib space, xiphoid process, inferior rib margin, above the navel, and below the navel for positioning on the wearer. There may be a dual (eg left / right side of the wearer's torso) sensor. These sensors are connected to one or more through connectors such as sewn zigzag connectors (eg strips or tubes or compressed garment fabrics sewn in a sinusoidal manner with insulating / enamel coated copper wire). Can be connected to the SMS unit. See, for example, FIGS. 44A-44B showing 12 respiratory sensors.

本明細書に記載の衣服はまた、睡眠障害を感知するよう構成してよく、頭部カバー部分並びに胴体及び/又はパンツ部分を含んでよい。このような衣服は例えば(例えば1つ又は複数の)EEG電極、並びにこれに伴ってECG電極、呼吸センサ及び1つ若しくは複数の慣性測定ユニット(IMU)を含んでよく、これによって活動レベル及び基本運動を検出する。例えば衣服は、(ストレッチ性導電性インクで形成された)21個のEEG電極(又は標準的な医療用電極を使用してよい)、(ストレッチ性導電性インクで形成された)2個のECG電極、及び(導電性弾性ストリップで形成された)2個の呼吸センサ、並びに5個のIMUを含んでよい。EEG電極は、頭部カバー上に簡略化された10〜20個のシステムとして位置決めでき、その一方でECG電極は、衣服の右側及び左側胴体部分に位置決めできる。呼吸センサは、これらが剣状突起及び臍の付近に着用されるように位置決めできる。IMUは、背下部及び肢(例えばシャツ上の腕、タイツ上の脚)に位置決めできる。 The garments described herein may also be configured to detect sleep disorders and may include a head cover portion and a torso and / or pants portion. Such garments may include, for example, an EEG electrode (eg, one or more) and associated with it an ECG electrode, a respiratory sensor and one or more inertial measurement units (IMUs), thereby the activity level and the basis. Detect movement. For example, the garment has 21 EEG electrodes (formed with stretch conductive ink) (or standard medical electrodes may be used) and 2 ECGs (formed with stretch conductive ink). It may include electrodes, two breath sensors (formed of conductive elastic strips), and five IMUs. The EEG electrodes can be positioned on the head cover as a simplified 10-20 system, while the ECG electrodes can be positioned on the right and left torso parts of the garment. Respiratory sensors can be positioned so that they are worn near the xiphoid process and navel. The IMU can be positioned on the lower back and limbs (eg, arms on shirts, legs on tights).

フィットネス用品又は補助器具として使用するための衣服も、本明細書に記載される。例えば本明細書に記載されるのは、フィットネスデバイスとして構成された衣服であり、これは身体のステータス及び競技パフォーマンスを検出するためのセンサを含んでよい。これらの衣服は、心拍、呼吸、体脂肪、運動、姿勢及びストレスレベルのインジケータを感知及び/又は測定することによって、身体のステータス(例えば健康な状態であること)を監視できる。例えばフィットネス用衣服の一変形例は、2個のECGセンサ(例えばストレッチ性導電性インクで形成された電極)、(例えば導電性弾性ストリップで形成された)1個の呼吸センサ、及び4個のIMUを有する、圧縮織物で形成された本体を有する。ECG電極は、右側及び左側胴体部分に対して保持されるように、衣服に位置決めでき、また呼吸センサは、剣状突起領域に対して保持されるように、衣服上に配置でき、またIMUは、背下部、各前腕に1つずつ、及びSMSユニット(例えば首領域付近)内に1つ、位置決めできる。いくつかの変形例では、装置は、手首、首及び臍領域に体脂肪センサも含んでよい。体脂肪センサは、(例えばストレッチ性導電性インクで形成された)電極であってよい。 Clothing for use as fitness equipment or assistive devices is also described herein. For example, as described herein is a garment configured as a fitness device, which may include sensors for detecting physical status and athletic performance. These garments can monitor physical status (eg, being in good health) by sensing and / or measuring heart rate, respiration, body fat, exercise, posture and stress level indicators. For example, a variant of fitness garment is two ECG sensors (eg electrodes formed of stretch conductive ink), one breath sensor (eg formed of conductive elastic strips), and four. It has a body made of compressed fabric with an IMU. The ECG electrodes can be positioned on the garment to be held against the right and left torso parts, the breathing sensor can be placed on the garment to be held against the xiphoid region, and the IMU , One on the lower back, one on each forearm, and one in the SMS unit (eg near the neck area). In some variants, the device may also include body fat sensors in the wrist, neck and umbilicus areas. The body fat sensor may be an electrode (eg, made of stretch conductive ink).

フィットネス用衣服(例えば汎用フィットネス用衣服)の別の変形例は、上半身に着用されるシャツとして構成してよい。上述のように、これらの衣服を用いて全体的に健康な状態であることを監視でき、またこれらの衣服は、データを基準と比較し、協調、平衡、スタミナ、「呼吸(breath)」、強度、柔軟性及び反射神経等の基本的なフィットネススキルを評価する、コントローラによって動作できる。いくつかの変形例では、衣服は、上側部分(シャツ、例えば上腕及び下腕、左側/右側)に少なくとも3個(例えば4個)のIMU、下側部分(例えばパンツ/タイツ、上肢及び下肢、左側/右側)に少なくとも3個(例えば4個)のIMU、及び(臍領域に対して着用される領域に)呼吸センサを含む。例えば図22A〜22Dを参照のこと。図22Bに示す例では、システムは2つの部分:姿勢を検出してフィットネスを監視するためのシャツ;及びシャツに接続できる、又は別個にプロセッサに接続できる、パンツを有する。図22Bでは、シャツ2204及びパンツ2205は、複数のセンサの平行な線として示されているEMGセンサ2221を含む。IMU2225もまた、姿勢の変化を検出できるように、上肢及び下肢、上腕及び下腕、並びに背部に沿って位置決めされる。弾性材料のバンド2231を圧縮衣服に統合することによって、陰影つき領域によって示されているように、電極(例えばEMG2221)を皮膚に対して保持するのを支援する。 Another variant of fitness garments (eg, general purpose fitness garments) may be configured as a shirt worn on the upper body. As mentioned above, these garments can be used to monitor overall health, and these garments are compared to the data and coordinated, balanced, stamina, "breathing", It can be operated by a controller that evaluates basic fitness skills such as strength, flexibility and reflexes. In some variants, the garment has at least 3 (eg 4) IMUs on the upper part (shirt, eg upper and lower arms, left / right), lower part (eg pants / tights, upper and lower limbs). Includes at least 3 (eg, 4) IMUs on the left / right side) and respiratory sensors (in the area worn relative to the umbilicus area). See, for example, FIGS. 22A-22D. In the example shown in FIG. 22B, the system has two parts: a shirt for detecting posture and monitoring fitness; and pants that can be connected to the shirt or separately to the processor. In FIG. 22B, shirt 2204 and pants 2205 include an EMG sensor 2221 shown as parallel lines of multiple sensors. The IMU2225 is also positioned along the upper and lower limbs, upper and lower arms, and back so that changes in posture can be detected. Integrating the elastic band 2231 into the compressed garment helps hold the electrodes (eg EMG2221) against the skin, as indicated by the shaded areas.

一般に、衣服のいずれは、記録したデータを記憶、伝送、圧縮及び/又は分析できるプロセッサによって動作できる/上記プロセッサに接続できる。 In general, any of the garments can be operated / connected to a processor capable of storing, transmitting, compressing and / or analyzing recorded data.

これらの様々なタイプの衣服の例を以下に記載する。 Examples of these various types of garments are given below.

呼吸を検出する衣服
衣服を、呼吸、特に局部的呼吸を検出するように適合させてよい。このようなデバイスは、医療専門職の、又は呼吸の監視を望むいずれの者による要求において使用できる。呼吸監視デバイスは、1つ又は複数の領域における呼吸の監視を含む、呼吸の連続的かつ正確な監視のために適合してよい。複数の呼吸パラメータ(以下に記載)の完全かつ正確な測定は、着用者の胴体の周りに位置決めされるよう、衣服の異なる領域に配設されたパターン(例えば「ジグザグ」パターン)で配設された、複数のストレッチ性導電性インクトレースを用いて行うことができ、あるいはいくつかの変形例では、導電性弾性ストリップ(例えば導電性材料が含浸された弾性ストリップ)を、ストレッチ性導電性インクトレースに加えて又は上記ストレッチ性導電性インクトレースの代わりに使用してよい。ストレッチ性導電性呼吸センサの長さを含む領域としては:シャツの前部、シャツの後部(背部)、シャツの2つの側部のそれぞれ又は一方等が挙げられる。これらの領域の副領域も使用できる。上述のようなストレッチ性導電性呼吸センサは、ストレッチによって僅かに変動する抵抗を有してよく、この特性を用いて、身体上に着用されている間にセンサがストレッチされる際の身体の運動を検出及び/又は測定できる。
Breathing Detective Clothing Clothes may be adapted to detect respiration, especially local respiration. Such devices can be used at the request of the medical profession or by anyone who desires respiratory monitoring. Respiratory monitoring devices may be adapted for continuous and accurate monitoring of respiration, including monitoring of respiration in one or more areas. A complete and accurate measurement of multiple breathing parameters (described below) is arranged in a pattern (eg, a "zigzag" pattern) arranged in different areas of the garment so that it is positioned around the wearer's body. In addition, it can be performed using multiple stretch conductive ink traces, or in some variations, a conductive elastic strip (eg, an elastic strip impregnated with a conductive material) is provided with a stretch conductive ink trace. May be used in addition to or in place of the stretch conductive ink traces described above. Regions that include the length of the stretch conductive breathing sensor include: the front of the shirt, the back (back) of the shirt, each or one of the two sides of the shirt, and the like. Sub-regions of these regions can also be used. Stretchable conductive breathing sensors such as those described above may have resistance that varies slightly with stretching, and this property is used to move the body as the sensor is stretched while worn on the body. Can be detected and / or measured.

以下に記載するように、いくつかの変形例では、局所的な呼吸を決定するために、4個以上の呼吸信号を測定してよい。例えば以下の領域に配置されたトレース(又は多数のトレースの平均)の可変抵抗をグループ化することによって、12個の信号を測定してよい:(1)前部右上(例えば6個のトレース);(2)前部左上(例えば6個のトレース);(3)前部右下(例えば5個のトレース);(4)前部左下(例えば5個のトレース);(5)後部右上(例えば6個のトレース);(6)後部左上(例えば6個のトレース);(7)後部右下(例えば5個のトレース);(8)後部左下(例えば5個のトレース);(9)側部右上(例えば3個のトレース);(10)側部右下(例えば5個のトレース);(11)側部左上(例えば3個のトレース);(12)側部左下(例えば5個のトレース)。ストレッチ感受性導電性トレース及び/又は弾性ストリップの配置に基づいて、異なる複数の信号の分析によってパラメータを抽出できる。例えば全呼吸量の測定は、各領域のストレッチセンサ全てからの信号を合計する(例えば1+2+3+4+5+6+7+8+9+10+11+12)ことによって決定できる。胸郭の容積の測定は、上部領域からの信号を合計する(例えば1+2+5+6+9+11)ことによって決定できる。腹部呼吸量の測定は、下部(腹部)領域からの信号を合計する(例えば3+4+7+8+10+12)ことによって決定できる。胸郭呼吸領域の測定は、右胸郭に関連する領域のみを合計する(例えば1+5+9)ことによって決定でき、左胸郭の測定は、左胸郭に関連する領域のみを合計する(例えば2+6+11)ことによって決定できる。右腹部領域の/における呼吸の測定は、右腹部領域からの信号を合計する(例えば3+7+10)ことによって決定でき、同様に、左腹部領域の/における呼吸の測定は、左腹部領域からの信号を合計する(例えば4+8+12)ことによって決定できる。 As described below, in some variants, four or more respiratory signals may be measured to determine local respiration. Twelve signals may be measured, for example, by grouping the variable resistors of the traces (or the average of many traces) located in the following areas: (1) front upper right (eg 6 traces). (2) Front upper left (eg 6 traces); (3) Front lower right (eg 5 traces); (4) Front lower left (eg 5 traces); (5) Rear upper right (5) For example, 6 traces); (6) upper left rear (eg 6 traces); (7) lower right rear (eg 5 traces); (8) lower left rear (eg 5 traces); (9) Upper right side (eg 3 traces); (10) Lower right side (eg 5 traces); (11) Upper left side (eg 3 traces); (12) Lower left side (eg 5 traces) Trace). Parameters can be extracted by analysis of multiple different signals based on the arrangement of stretch-sensitive conductive traces and / or elastic strips. For example, the measurement of total respiratory volume can be determined by summing the signals from all the stretch sensors in each region (for example, 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 + 11 + 12). Measurement of thoracic volume can be determined by summing the signals from the upper region (eg 1 + 2 + 5 + 6 + 9 + 11). Measurement of abdominal breathing volume can be determined by summing the signals from the lower (abdominal) region (eg 3 + 4 + 7 + 8 + 10 + 12). Measurements of the thoracic respiratory region can be determined by summing only the regions associated with the right thorax (eg 1 + 5 + 9), and measurements of the left thorax can be determined by summing only the regions associated with the left thorax (eg 2 + 6 + 11). .. The measurement of respiration in / in the right abdominal region can be determined by summing the signals from the right abdominal region (eg 3 + 7 + 10), and similarly, the measurement of respiration in / in the left abdominal region takes the signal from the left abdominal region. It can be determined by summing (eg 4 + 8 + 12).

信号(例えば全呼吸量の信号)の時間経過から、呼吸頻度(f)、吸気時間(Ti)、呼気時間(Te)及び/又はデューティサイクル[Ti/(Ti/Te)]といった呼吸(breathing)の時間的パラメータを、(信号のいずれを衣服において検出できるように)決定、記録、測定及び/又は表示できる。 Breathing such as respiration frequency (f), inspiratory time (Ti), expiratory time (Te) and / or duty cycle [Ti / (Ti / Te)] from the passage of time of a signal (eg, total respiration signal). Temporal parameters can be determined, recorded, measured and / or displayed (so that any of the signals can be detected in the garment).

例えば図1A〜1Cは、呼吸を検出及び/又は監視する(連続的に監視することも含む)ためのシャツの一変形例を示す。これらの例のいずれにおいて、相互交換可能にデバイス又はシステムと呼ばれる場合もある装置は、連続的かつ正確に呼吸を監視するよう構成してよい。図1A〜3Aに示すシャツは、典型的に以下の4つの部分から構成された圧縮衣服(シャツ)である:(a1)1903 前部及び側部;(a2)1905 後部(背部);(a3)1907 右腕;(a4)1909 左腕。これらの部分は、導電性インク、導電性コネクタ(例えば導電性材料及び/又はワイヤがジグザグパターンで縫い付けられたカプトン)、及び絶縁性材料の層を、例えば転写プロセスによって堆積させた後で、一体に縫製される。 For example, FIGS. 1A-1C show a variant of a shirt for detecting and / or monitoring (including continuous monitoring) respiration. In any of these examples, devices, sometimes referred to interchangeably as devices or systems, may be configured to continuously and accurately monitor respiration. The shirts shown in FIGS. 1A-3A are typically compressed garments (shirts) composed of the following four parts: (a1) 1903 front and side; (a2) 1905 rear (back); (a3). ) 1907 Right arm; (a4) 1909 Left arm. These portions are formed after a layer of conductive ink, a conductive connector (eg, a conductive material and / or a capton with wires sewn in a zigzag pattern), and a layer of insulating material, eg, deposited by a transfer process. It is sewn together.

一般に、導電性インクトレースはセンサとして使用できる。図1A及び1Bでは、センサは、ストレッチ性トレースである複数の導電性インクトレースである。(導電性インク、接着剤及び勾配領域を含む)導電性インクは、本明細書に記載されているように、導電性トレース1919を形成するために使用できる。これらのデバイスのいずれは、センサマネージャユニットも含んでよい。センサ管理ユニット1921は、衣服上に(例えば背部に)配置されたプロセッサであってよく、これはセンサをプロセッサに接続するためのインタフェースと接続する。プロセッサは例えばスマートフォン又は他のハンドヘルドデバイスであってよい。上記装置は通信ユニットを有してよく、この通信ユニットは、プロセッサとは別個であるか、又はプロセッサと一体であってよい(及び/若しくはそれ固有の専用プロセッサを含んでよい)。例えば通信ユニットは背部に配置してもよく、インタフェースに接続してよい。 In general, conductive ink traces can be used as sensors. In FIGS. 1A and 1B, the sensor is a plurality of conductive ink traces that are stretchable traces. Conductive inks (including conductive inks, adhesives and gradient areas) can be used to form conductive traces 1919, as described herein. Any of these devices may also include a sensor manager unit. The sensor management unit 1921 may be a processor placed on clothing (eg, on the back), which connects an interface for connecting the sensor to the processor. The processor may be, for example, a smartphone or other handheld device. The device may have a communication unit, which communication unit may be separate from or integrated with the processor (and / or may include its own dedicated processor). For example, the communication unit may be placed on the back or connected to an interface.

モーションセンサを含む追加のセンサを使用してもよい。例えば3軸加速度計(単独、又は例えば通信システムに埋め込まれたもの)を含んでよい。 Additional sensors, including motion sensors, may be used. For example, a 3-axis accelerometer (alone or embedded in a communication system, for example) may be included.

一般に、これらのデバイスのいずれは、「タッチポイントセンサ」等の1つ又は複数の着用者入力を含んでよい。例えば、腕に配置された2つの容量性タッチポイント1933、1935を使用してよい。タッチポイントセンサは2つの電極(例えば一方は衣服の内側表面、もう一方は衣服の外側表面上の対応する位置にある)を含んでよく、これらは:導電性インクパターン;2つの導電性インクパターンの間のテキスタイルの分離層;及び内側の導電性インクパターン層上に堆積された絶縁層からなる。外側電極と、首付近に配置された終端点との間に、接続用トレースが含まれていてよい。 In general, any of these devices may include one or more wearer inputs such as a "touch point sensor". For example, two capacitive touch points 1933, 1935 placed on the arm may be used. The touchpoint sensor may include two electrodes, one at the corresponding positions on the inner surface of the garment and the other on the outer surface of the garment, which are: conductive ink pattern; two conductive ink patterns. It consists of a separating layer of textile between; and an insulating layer deposited on the inner conductive ink pattern layer. A connecting trace may be included between the outer electrode and the termination point located near the neck.

追加のセンサは、心拍を検出する電極等の1つ又は複数の電極を含んでよい。例えば、導電性インク製の、心拍(HR)測定のための2つの電極1941、1943を、シャツの右腕及び左腕の内側表面に配置してよい。これらの電極は、図1A及び1Cに示すように、HR電極を首付近の終端点に接続する導電性(カプトン)トレース等の導電性コネクタによって、接続してよい。 The additional sensor may include one or more electrodes, such as an electrode for detecting a heartbeat. For example, two electrodes 1941, 1943, made of conductive ink for heart rate (HR) measurement, may be placed on the medial surfaces of the right and left arms of the shirt. These electrodes may be connected by a conductive connector such as a conductive (Kapton) trace that connects the HR electrode to the end point near the neck, as shown in FIGS. 1A and 1C.

一般に、呼吸トレースは、シャツの本体のいずれの領域に位置決めしてよく、本体の当該部分における呼吸による運動(拡張/収縮)を検出する。複数の呼吸パラメータ(以下を参照)の完全かつ正確な測定は、着用者の身体の個々の領域に関して、導電性インクのストレッチ性トレースを、シャツの本体の異なる複数の領域に、(例えば転写プロセスによって)「ジグザグ」形状に位置決めすることによって、提供できる。例えば導電性トレース及び/又は導電性弾性ストリップは、シャツの前部及び2つの側部、シャツの後部(背部)、並びにこれらの部分の様々な副領域に位置決めしてよい。 In general, the respiratory trace may be positioned in any area of the body of the shirt to detect respiratory movement (expansion / contraction) in that part of the body. A complete and accurate measurement of multiple respiratory parameters (see below) provides a stretchable trace of conductive ink to different areas of the shirt body (eg, transfer process) for individual areas of the wearer's body. Can be provided by positioning in a "zigza" shape (by). For example, conductive traces and / or conductive elastic strips may be positioned at the front and two sides of the shirt, the back (back) of the shirt, and various sub-regions of these parts.

図1A〜1Cでは、センサマネージャユニット(プロセッサ)によって、8個の信号が、以下の領域に平行に配置されたトレースの可変電気抵抗によって決定された電圧変動として測定される: In FIGS. 1A-1C, the sensor manager unit (processor) measures eight signals as voltage fluctuations determined by the variable electrical resistance of the traces arranged parallel to the following regions:

1.前部+側部、右上(平行な5個のトレース); 1. 1. Front + side, top right (5 parallel traces);

2.前部+側部、左上(平行な5個のトレース); 2. 2. Front + side, top left (5 parallel traces);

3.前部+側部、右下(平行な5個のトレース); 3. 3. Front + side, lower right (5 parallel traces);

4.前部+側部、左下(平行な5個のトレース); 4. Front + side, lower left (5 parallel traces);

5.後部、右上(平行な6個のトレース); 5. Rear, upper right (6 parallel traces);

6.後部、左上(平行な6個のトレース); 6. Rear, upper left (6 parallel traces);

7.後部、右下(平行な5個のトレース); 7. Rear, lower right (5 parallel traces);

8.後部、左下(平行な5個のトレース)。 8. Rear, lower left (5 parallel traces).

図示されている垂直なトレースは、導電性インク及び/又は導電性弾性ストリップ製であり、これらの8個の領域の合計電気抵抗の端子を構成する。これらの呼吸センサは、(インタフェース領域の)首付近に位置決めされた終端点に接続される。プロセッサ又は他の回路構成を用いて、抵抗を検出/監視してよい。例えばいくつかの変形例では、センサマネージャ(プロセッサ)を用いて、上に列挙した8個の信号を取得及び/又は記憶、伝送、分析、処理等してよい。プロセッサはまた、複数の単一の信号の1つ又は複数の組み合わせを合計することによって得られた信号を含む、追加の信号を、組み込み及び分析、伝送、処理並びに/又は記憶してよい。例えば上述のように: The vertical traces shown are made of conductive ink and / or conductive elastic strips and constitute terminals for total electrical resistance in these eight regions. These breathing sensors are connected to termination points located near the neck (in the interface area). Resistance may be detected / monitored using a processor or other circuit configuration. For example, in some variants, a sensor manager (processor) may be used to acquire and / or store, transmit, analyze, process, etc. the eight signals listed above. The processor may also incorporate and analyze, transmit, process and / or store additional signals, including signals obtained by summing one or a combination of a plurality of single signals. For example, as mentioned above:

全体=1+2+3+4+5+6+7+8 Overall = 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8

胸郭信号=1+2+5+6 Thorax signal = 1 + 2 + 5 + 6

腹部信号=3+4+7+8 Abdominal signal = 3 + 4 + 7 + 8

右胸郭信号=1+5 Right thoracic signal = 1 + 5

左胸郭信号=2+6 Left thorax signal = 2 + 6

右腹部信号=3+7 Right abdominal signal = 3 + 7

左腹部信号=4+8
である。
Left abdominal signal = 4 + 8
Is.

全体信号の時間経過から、以下の呼吸(breathing)の時間的パラメータを得ることができる:呼吸頻度(f)、吸気時間(Ti)、呼気時間(Te)、デューティサイクル[Ti/(Ti/Te)]等。 From the passage of time of the overall signal, the following time parameters of breathing can be obtained: respiration frequency (f), inspiratory time (Ti), expiratory time (Te), duty cycle [Ti / (Ti / Te). )]etc.

上述のように、これらの信号はプロセッサ及び/又は通信ユニットによって記憶、伝送、分析等を行うことができる。 As described above, these signals can be stored, transmitted, analyzed, etc. by the processor and / or communication unit.

図1D、1E及び1Fは、図1A〜1Cに示す衣服と同様の、局部的呼吸センサを含む別の圧縮衣服を示す。 1D, 1E and 1F show another compressed garment containing a local breathing sensor, similar to the garment shown in FIGS. 1A-1C.

上述のように、いくつかの変形例では、呼吸センサは、繰り返し負荷において比較的小さい(又は無視できる)機械的ヒステリシス及び極めて小さい電気的ヒステリシスを有するストレッチによって変動する抵抗を有するよう処理された導電性弾性ストリップである、呼吸(breathing)センサを含む。このようなセンサは、本明細書では導電性弾性ストリップセンサ又は導電性弾性歪みゲージと呼ぶ場合がある。図23〜38は、導電性弾性ストリップとして構成された呼吸センサの一変形例を作製及び使用する方法を示す。本明細書に記載されるのは、導電性弾性材料並びにこれらを作製及び使用する方法である。特に本明細書に記載されるのは、特にウェアラブルストレッチ(例えば圧縮織物)衣服を含むウェアラブル衣服上のセンサ(例えばストレッチ又は呼吸センサ)の一部として使用できる、導電性弾性材料を形成する方法である。本明細書に記載の導電性弾性材料は例えば、呼吸又は他の接触及び/若しくはストレッチセンサを含む衣服のいずれにおいて使用できる。 As mentioned above, in some variants, the respiratory sensor is treated to have resistance that varies with stretching with relatively small (or negligible) mechanical hysteresis and very small electrical hysteresis under repeated loading. Includes a breathing sensor, which is an elastic strip. Such sensors may be referred to herein as conductive elastic strip sensors or conductive elastic strain gauges. FIGS. 23-38 show a method of making and using a modified example of a respiratory sensor configured as a conductive elastic strip. Described herein are conductive elastic materials and methods for making and using them. Particularly described herein are methods of forming conductive elastic materials that can be used particularly as part of sensors (eg, stretch or breathing sensors) on wearable garments, including wearable stretch (eg, compressed fabrics) garments. is there. The conductive elastic materials described herein can be used, for example, in any of the garments including breathing or other contact and / or stretch sensors.

本明細書に記載の導電性弾性材料は、ストレッチするにつれて抵抗を変化させることができ、従ってストレッチセンサとして機能できる。更にこれらの材料は、極めて高い機械的及び電気的メモリ能力を有するため、他のストレッチ性導電性材料と比較した場合に優れた機械的及び電気的特性を有することができる。これは、上記材料が例えば、元の静置状態での長さの1.2倍(又はいくつかの変形例では1.3倍、1.4倍、1.5倍、1.6倍、1.7倍、1.8倍、1.9倍、2倍、2.1倍、2.2倍、2.3倍、2.4倍、2.5倍、2.6倍、2.7倍、2.8倍、3倍、3.1倍等)もストレッチして、同一の静置状態での長さに復元できることを意味する。ストレッチの寸法(長さ、幅等)は同一であってよい。いくつかの変形例では、上記材料は一方の寸法(例えば幅)よりももう一方の寸法(例えば長さ)においてより大きくストレッチ可能であってよい。上述のストレッチの上限(例えば元の長さの1.3倍、又はいくつかの変形例では1.5倍、1.6倍、1.7倍、1.8倍、1.9倍、2倍、2.1倍、2.2倍、2.3倍、2.4倍、2.5倍、2.6倍、2.7倍、2.8倍、3倍、3.1倍等)未満において、上記材料は有意なヒステリシスを呈さず、元の静置状態での長さに復元する。 The conductive elastic materials described herein can change their resistance as they stretch, and thus can function as stretch sensors. Moreover, since these materials have extremely high mechanical and electrical memory capacity, they can have excellent mechanical and electrical properties when compared to other stretch conductive materials. This is because the material is, for example, 1.2 times the length in the original stationary state (or 1.3 times, 1.4 times, 1.5 times, 1.6 times in some modifications. 1.7 times, 1.8 times, 1.9 times, 2 times, 2.1 times, 2.2 times, 2.3 times, 2.4 times, 2.5 times, 2.6 times, 2. It means that it can be restored to the same length in a stationary state by stretching 7 times, 2.8 times, 3 times, 3.1 times, etc.). The dimensions of the stretch (length, width, etc.) may be the same. In some variations, the material may be more stretchable in the other dimension (eg, length) than in one dimension (eg, width). The upper limit of the stretch mentioned above (eg 1.3 times the original length, or 1.5 times, 1.6 times, 1.7 times, 1.8 times, 1.9 times, 2 in some variants. Double, 2.1 times, 2.2 times, 2.3 times, 2.4 times, 2.5 times, 2.6 times, 2.7 times, 2.8 times, 3 times, 3.1 times, etc. Below), the material does not exhibit significant hysteresis and is restored to its original static length.

同様に上記材料は、比較的高いストレッチの限度未満のストレッチによって、電気的ヒステリシスを、存在する場合であっても僅かしか経験しないものとすることができる。例えば上記材料は、その元の静置状態での長さの1.2倍(又はいくつかの変形例では1.3倍、1.4倍、1.5倍、1.6倍、1.7倍、1.8倍、1.9倍、2倍、2.1倍、2.2倍、2.3倍、2.4倍、2.5倍、2.6倍、2.7倍、2.8倍、3倍、3.1倍等)までストレッチさせた後、おおよそ同一のコンダクタンス/抵抗を有することができる。更に、ストレッチによる抵抗の変化は、少なくともその範囲の一部分にわたって線形となり得る。従って本明細書に記載の材料は、使用によって電気的ヒステリシスをごくわずかしか呈さない。更にこれらの特性は、長期間にわたって(例えば数百回、数千回又は数十万回のストレッチのサイクルにわたって)反復可能とすることができる。 Similarly, the material may experience slight electrical hysteresis, if any, due to stretches below the relatively high stretch limits. For example, the material is 1.2 times its original static length (or 1.3 times, 1.4 times, 1.5 times, 1.6 times in some variants. 7 times, 1.8 times, 1.9 times, 2 times, 2.1 times, 2.2 times, 2.3 times, 2.4 times, 2.5 times, 2.6 times, 2.7 times After stretching to 2.8 times, 3 times, 3.1 times, etc.), they can have approximately the same conductance / resistance. Moreover, the change in resistance due to stretching can be linear over at least part of that range. Therefore, the materials described herein exhibit very little electrical hysteresis upon use. Moreover, these properties can be made repeatable over long periods of time (eg, over hundreds, thousands or hundreds of thousands of stretch cycles).

最後に、ストレッチからの復元の応答時間は極めて迅速となり得る。例えば上記材料は、(長さ及び抵抗に関する)初期パフォーマンス測定値に、5秒未満(例えば4秒未満、3秒未満、2秒未満、1秒未満等)以内に復元できる。従って電気的な復元時間は、(最大ストレッチ長さ未満の、例えば元の長さの1.3倍、1.4倍、1.5倍、1.6倍、1.7倍、1.8倍、1.9倍、2倍、2.1倍、2.2倍、2.3倍、2.4倍、2.5倍、2.6倍、2.7倍、2.8倍、3倍、3.1倍等の)全ストレッチ範囲にわたって5秒未満である。 Finally, the response time of restoration from stretch can be quite fast. For example, the material can be restored to initial performance measurements (in terms of length and resistance) within less than 5 seconds (eg, less than 4 seconds, less than 3 seconds, less than 2 seconds, less than 1 second, etc.). Therefore, the electrical restoration time is (less than the maximum stretch length, eg 1.3 times, 1.4 times, 1.5 times, 1.6 times, 1.7 times, 1.8 times the original length. 1.9 times, 2 times, 2.1 times, 2.2 times, 2.3 times, 2.4 times, 2.5 times, 2.6 times, 2.7 times, 2.8 times, Less than 5 seconds over the entire stretch range (3x, 3.1x, etc.).

上記材料のこれらの特性、特に電気的特性は、ストレッチサイクルが繰り返されている間でさえ、導電性材料の分子的損傷が低減されていることに起因すると考えられる。これは、上記材料の寿命の長さの増大をもたらし得る。更に、上記弾性特性(ストレッチからの復元)は、導電性材料(例えば導電性コーティング)でコーティングされたコア弾性材料によって得られるものと考えられる。上記コア材料は、(乾燥した)導電体の比較的厚いコーティングでコーティングされた場合であっても、その弾性特性を維持すると考えられる。 These properties, especially the electrical properties, of the materials are believed to be due to the reduced molecular damage of the conductive material even during repeated stretch cycles. This can result in an increase in the life of the material. Furthermore, it is believed that the elastic properties (restoration from stretch) are obtained by a core elastic material coated with a conductive material (eg, a conductive coating). The core material is believed to retain its elastic properties even when coated with a relatively thick coating of (dry) conductor.

図23〜38は、導電性弾性材料を作製する1つの方法を示す。簡単に言うと、図面を参照すると示されているように、弾性材料、及び特に弾性リストバンドタイプ材料は、本明細書に記載されているようにコーティングできる。図23は、弾性材料の一例を示す。一般に上記弾性材料は、(弾性リストバンドのように)編まれた又は織られた平坦な弾性材料から形成できる。編まれた弾性体は、織物で被覆してよい。弾性体及び/又はカバーを形成する材料は、天然(例えば綿、ウール等)又は剛性(例えばポリエステル)又はこれらのいずれの組み合わせであってよい。例えば、図23に示す材料のような弾性材料は、綿等の多孔性/吸収性材料で形成でき、カバー材料に織り込まれた又は縫い付けられた追加の(例えばポリマー)材料を含んでよい。 FIGS. 23-38 show one method of making a conductive elastic material. Briefly, elastic materials, and especially elastic wristband type materials, can be coated as described herein, as shown with reference to the drawings. FIG. 23 shows an example of an elastic material. Generally, the elastic material can be formed from a flat elastic material woven or woven (like an elastic wristband). The woven elastic body may be covered with a woven fabric. The material forming the elastic body and / or cover may be natural (eg cotton, wool, etc.) or rigid (eg polyester) or any combination thereof. For example, an elastic material such as the material shown in FIG. 23 can be formed of a porous / absorbent material such as cotton and may include an additional (eg polymer) material woven or sewn into the cover material.

上記弾性材料は初め、比較的幅が狭く薄いストリップ又はバンドであってよい。例えば上記バンドの幅は、約0.1〜3cmであってよい(好ましい厚さは約1.5cmである)。上記材料は、織物上又は織物内に織り込まれた縦糸(例えば弾性織り糸)の複数のセットを含んでよい。 The elastic material may initially be a relatively narrow and thin strip or band. For example, the width of the band may be about 0.1 to 3 cm (preferably a thickness of about 1.5 cm). The material may include a plurality of sets of warp threads (eg, elastic weaving threads) woven on or within the fabric.

一般に、導電性弾性材料は、まず弾性材料、及び特に吸収性の又は部分的に吸収性の弾性材料を、溶液中の導電性粒子の懸濁液でコーティングする(例えば上記懸濁液中に浸漬する、上記懸濁液を噴霧する、上記懸濁液中に沈める等)ことによって作製される。いずれの適切な導電性材料を使用してよく、(図24〜26に示すように)カーボンブラック、金属導電性材料(例えば金、銀、銀/塩化銀、グラフェン、酸化物でコーティングされたマイカ等)が挙げられるがこれらに限定されない。導電性材料は、溶液(水又はアルコール溶液等)中に懸濁された導電性粒子の混合物であってよい。上記溶液は、基材又はバインダ及び導電性粒子の溶液を含んでよい。例えば上記溶液は、0.1〜25%のバインダ(例えばアクリル、水系ポリウレタン等)、及び99.9〜75%の導電性粒子の溶液であってよい。 In general, a conductive elastic material is obtained by first coating an elastic material, and particularly an absorbent or partially absorbent elastic material, with a suspension of conductive particles in a solution (eg, dipping in the suspension). , Spraying the suspension, submerging in the suspension, etc.). Any suitable conductive material may be used, carbon black (as shown in FIGS. 24-26), metal conductive material (eg gold, silver, silver / silver chloride, graphene, oxide coated mica). Etc.), but are not limited to these. The conductive material may be a mixture of conductive particles suspended in a solution (such as water or alcohol solution). The solution may contain a solution of a substrate or binder and conductive particles. For example, the solution may be a solution of 0.1 to 25% binder (eg acrylic, aqueous polyurethane, etc.) and 99.9 to 75% conductive particles.

例えば図24では、水中に懸濁されたカーボンブラックの溶液を、プラスチック容器に注ぐ。図25に示すように、初期状態のコーティングされていない弾性材料を、この弾性リボンの両側を上記溶液中に浸漬して、溶液中で端から端まで(左から右へ)移動させることによって、コーティングする。図26では、図示されているように、全リボン表面の均一な被覆が得られる。その後図27に示されているように、コーティング済みリボンを乾燥させてよい。例えば上記リボンは、熱及び/又は空気(若しくは真空)を印加することによって乾燥させてよい。図27では、コーティング済みリボンを対流式オーブン内で30分間乾燥させる。 For example, in FIG. 24, a solution of carbon black suspended in water is poured into a plastic container. As shown in FIG. 25, the uncoated elastic material in the initial state is immersed in the above solution on both sides of the elastic ribbon and moved end-to-end (left to right) in the solution. To coat. In FIG. 26, as shown, a uniform coating of the entire ribbon surface is obtained. The coated ribbon may then be dried, as shown in FIG. For example, the ribbon may be dried by applying heat and / or air (or vacuum). In FIG. 27, the coated ribbon is dried in a convection oven for 30 minutes.

乾燥後、このコア弾性材料を、衣服への取り付けのために、導電性端部に接続してよく、及び/又は外側材料(これは典型的には、上記外側材料が適用されることになる材料と同一の材料で形成される)に追加してよい。例えば図28では、1対の端子(銅端子として示されているが、いずれの導電性端子を使用してよい)が、図29及び30にも示すように取り付けられる。例えば図29では、銅端子は、銅材料を(例えば長さ約20mmの長方形に)切断して、(典型的には弾性でない)この端子材料で、リボンの縁部において導電性弾性体を包むことによって形成される。導電性端子材料(例えば銅)は弾性であってよく、又は図示されているように、導電性端子材料を導電性弾性リボンに固定するために適用された弾性体(導電性弾性材料)を有してよい。図30では、工具3001(例えばプライヤ)を用いて、導電性端子を接着剤に、及びそれに伴って導電性弾性体に、確実に取り付ける。 After drying, this core elastic material may be connected to the conductive end for attachment to the garment and / or the outer material (which will typically be the said outer material). It may be added to (formed of the same material as the material). For example, in FIG. 28, a pair of terminals (shown as copper terminals, whichever conductive terminal may be used) are attached as also shown in FIGS. 29 and 30. For example, in FIG. 29, the copper terminal is made by cutting a copper material (eg, into a rectangle about 20 mm in length) and wrapping the conductive elastic body at the edge of the ribbon with this terminal material (typically not elastic). Formed by The conductive terminal material (eg copper) may be elastic or, as shown, has an elastic body (conductive elastic material) applied to secure the conductive terminal material to the conductive elastic ribbon. You can do it. In FIG. 30, a tool 3001 (eg, pliers) is used to securely attach the conductive terminals to the adhesive and, accordingly, to the conductive elastic body.

端子を取り付けると、弾性材料は、図31に示す事前準備されたワイヤリボン材料等のワイヤコネクタに連結できる。図31では、ワイヤリボン材料は、撚り合わせたエナメル被覆(絶縁)ワイヤとして示されている1対の撚り合わせたワイヤ1010によって、織物のストリップに縫い付けられる(ただし3本以上のワイヤを使用してもよい)。これらのワイヤは、織物(例えば圧縮織物)のストリップにジグザグパターンで縫い付けられ、上記織物ストリップは織物接着剤を含んでよく、又は別の織物(例えば衣服)に熱によって適用されるよう構成してよく、これによって導電性コネクタを、織物に直接縫い付ける必要なく、またワイヤにカバーを設けることなく、織物に直接適用できる。ワイヤが縫い付けられる織物は典型的には、この織物が適用されることになるもの(例えば圧縮衣服織物)と同一の材料である。いくつかの変形例では、織物(アプリケータ織物と呼ばれる場合もある)の、絶縁ワイヤのジグザグパターンが縫い付けられる側は、(熱活性接着剤を含む)織物接着剤を含むか、又は織物接着剤と共に使用するために処理されている。実際には、長いワイヤを事前に準備し、衣服への適用のために必要に応じて切断してよい。一般にワイヤリボン材料は、1つ又は複数のセンサを、データモジュール及び/又はSMS構成部品を含む本明細書に記載の衣服の他の部分に接続する、電気的コネクタとして使用できることに留意されたい。このワイヤリボン材料は、本明細書ではワイヤリボン材料、又は縫い付けられたジグザグコネクタと呼ばれる場合もある。この材料は有利には、長い長さで準備して、衣服及び/又はセンサを固定(例えば接着によって固定)するために望ましい長さに切断できる。 Once the terminals are attached, the elastic material can be connected to a wire connector such as the pre-prepared wire ribbon material shown in FIG. In FIG. 31, the wire ribbon material is sewn onto a strip of fabric by a pair of twisted wires 1010, which are shown as twisted enamel-coated (insulated) wires (but with three or more wires). May be). These wires are sewn into a strip of woven fabric (eg, compressed woven fabric) in a zigzag pattern, the woven strip may contain woven adhesive or configured to be applied by heat to another woven fabric (eg, clothing). This allows the conductive connector to be applied directly to the fabric without the need to sew directly to the fabric and without providing a cover on the wire. The fabric to which the wires are sewn is typically the same material to which this fabric will be applied (eg, compressed garment fabrics). In some variants, the side of the fabric (sometimes referred to as the applicator fabric) on which the zigzag pattern of the insulating wire is sewn contains a woven adhesive (including a thermoactive adhesive) or woven adhesive. Processed for use with agents. In practice, long wires may be prepared in advance and cut as needed for application to clothing. It should be noted that in general the wire ribbon material can be used as an electrical connector that connects one or more sensors to the other parts of the garment described herein, including the data module and / or SMS components. This wire ribbon material may also be referred to herein as a wire ribbon material or a sewn zigzag connector. This material can advantageously be prepared in long lengths and cut to the desired length for fixing (eg, by gluing) clothing and / or sensors.

例えば図32では、導電性弾性リボンは、熱接着剤によって接合されたワイヤリボンの表面上の、ワイヤを含まない領域に配置され、導電性ワイヤの端部に接続される。例えば図33に示すように、導電体(ワイヤ)は銅端子にはんだ付けされる。 For example, in FIG. 32, the conductive elastic ribbon is located in a wire-free region on the surface of the wire ribbon joined by a thermal adhesive and is connected to the end of the conductive wire. For example, as shown in FIG. 33, the conductor (wire) is soldered to the copper terminal.

弾性リボンは、導電性ワイヤに付着されると、織物(例えば絶縁性織物、これはそれ自体が付着されている織物と同一であってよい)内に内包され得る。いくつかの変形例では、弾性リボンは、絶縁体材料内に内包され得、及び/又は絶縁体によってコーティングされ得る。図34及び35では、(接点を含む)導電性弾性リボンの外側は、接着組織リボンを用いて、おおよそ33mmの幅まで密封される。組織(カバー)リボンは、図35に示すように、例えば(熱活性化接着剤を使用する場合は)熱圧着によって、弾性リボンを覆うように固定できる。 Once attached to the conductive wire, the elastic ribbon can be encapsulated within the fabric, such as an insulating fabric, which itself may be the same as the fabric to which it is attached. In some variations, the elastic ribbon can be encapsulated within the insulator material and / or coated with the insulator. In FIGS. 34 and 35, the outside of the conductive elastic ribbon (including the contacts) is sealed with an adhesive ribbon to a width of approximately 33 mm. The tissue (cover) ribbon can be fixed to cover the elastic ribbon, for example by thermocompression bonding (when using a heat-activated adhesive), as shown in FIG.

その後、導電性弾性材料及びジグザグワイヤを含む得られたリボンを、圧縮衣服等の衣服に付着できる。例えば図36は、導電性弾性体の得られた組立体を衣服に固定することによって呼吸センサを提供する変形例を示す。上記組立体は、図36に示すように、(例えばここでも熱活性化織物接着剤を用いて)熱圧着によって付着できる。この例の最終結果を図37及び38に示す。図37は、衣服の内側の図を示す(上記組立体は、図示されているように圧縮衣服の内側に、又は外側に付着できる)。図38は、同一の衣服の外側の図を示す。図37及び38では、衣服は呼吸感知用シャツ(例えばTシャツ)として構成される。 Then, the obtained ribbon containing the conductive elastic material and the zigzag wire can be attached to a garment such as a compressed garment. For example, FIG. 36 shows a modification that provides a respiration sensor by fixing the resulting assembly of conductive elastic bodies to clothing. The assembly can be attached by thermocompression bonding (again, again with a heat-activated woven fabric adhesive), as shown in FIG. The final results of this example are shown in FIGS. 37 and 38. FIG. 37 shows a view of the inside of the garment (the assembly can adhere to the inside or outside of the compressed garment as shown). FIG. 38 shows the outside view of the same garment. In FIGS. 37 and 38, the garment is configured as a breath-sensing shirt (eg, a T-shirt).

よって、上述の導電性弾性ストリップは、圧縮衣服の一部として使用できる。上述されているのは、極めて低い機械的及び電気的ヒステリシスを有し、従ってウェアラブル圧縮衣服のための呼吸センサとして使用できる、導電性弾性材料を作製及び使用する方法である。この導電性弾性材料は、呼吸センサとして、又はコネクタの一部として使用できる。導電性弾性材料を用いた呼吸センサは、導電性粒子(例えばカーボンブラック)の溶液に含浸されて乾燥(又は少なくとも部分的に乾燥)された、弾性材料のストリップで形成でき、導電性コネクタは、上記含浸された弾性材料のストリップの端部に付着できる。いくつかの変形例では、コネクタは、圧縮織物等の織物のストリップ上にジグザグパターンで縫い付けられたエナメル被覆(例えば絶縁)金属導電性ワイヤで形成されたワイヤリボン材料に、電気的に接続できる。導電性粒子含浸弾性材料及び/又はワイヤリボンコネクタ材料は、織物材料(圧縮織物材料等)内に内包され得る。次に、この内包されたセンサ及び1つ又は複数の接続長さのワイヤリボンを、上述のように衣服に付着できる(例えば図1A〜1Fを参照のこと)。 Therefore, the conductive elastic strip described above can be used as a part of the compression garment. Described above are methods of making and using conductive elastic materials that have extremely low mechanical and electrical hysteresis and thus can be used as respiratory sensors for wearable compressed garments. This conductive elastic material can be used as a breathing sensor or as part of a connector. Respiratory sensors using conductive elastic materials can be formed of strips of elastic material impregnated with a solution of conductive particles (eg carbon black) and dried (or at least partially dried), and conductive connectors It can adhere to the end of the strip of impregnated elastic material. In some variants, the connector can be electrically connected to a wire ribbon material formed of enamel-coated (eg, insulating) metal conductive wire sewn in a zigzag pattern on a strip of fabric such as compressed fabric. .. The conductive particle impregnated elastic material and / or the wire ribbon connector material can be encapsulated in the woven material (compressed woven material, etc.). The encapsulated sensor and one or more connection length wire ribbons can then be attached to the garment as described above (see, eg, FIGS. 1A-1F).

例えば図44A〜44Bは、歪みゲージとして構成された複数の導電性粒子含浸弾性ストリップを用いて呼吸を測定するよう構成された衣服の、一変形例を示す。図44Aでは、衣服は袖無しで示されているが、袖が含まれていてもよい。衣服本体は圧縮衣服材料製であってよく、図示されているように歪みゲージセンサが取り付けられている。呼吸センサは、導電性材料(例えば上述のように基材/結合材料を含むカーボンブラック溶液)を含浸させた、伸長させた長さの弾性材料を有する歪みゲージとして構成される。含浸済み及び/又はコーティング済み弾性材料ストリップは、端部領域に付着される導電性金属端部を有してよく、材料、例えば衣服の本体が作製されたものと同一又は同様の圧縮衣服織物材料内に内包され得る。図44Aでは、導電性弾性部材で形成された、水平に配設された6対の呼吸センサ4403は、胴体領域に沿って異なる高さに配設される(例えば胸骨角付近、第3肋骨間隙、剣状突起、肋骨下縁、臍の上方、及び臍の下方)。(エナメル被覆銅線等のワイヤを正弦波状パターンで縫い付けた後に衣服の本体に適用された、圧縮織物の別個のストリップから形成された)縫い付けられたジグザグコネクタ4407を用いて、図44Aの衣服の背部を示す図44Bに示すように、12個のセンサをSMSユニットに接続する。各センサは両端において、縫い付けられたジグザグコネクタの異なるワイヤに接続でき、これにより、導電性弾性ストリップの電気的特性の変化をSMSによって検出できる。上記衣服は、追加のセンサも含んでよい。図44Aでは、1対のECG電極4409、4409’が示されており、これらはそれぞれ、1つ又は複数の縫い付けられたジグザグコネクタ4407によってSMSに接続される。 For example, FIGS. 44A-44B show a modification of a garment configured to measure respiration using a plurality of conductive particle impregnated elastic strips configured as strain gauges. In FIG. 44A, the garment is shown without sleeves, but sleeves may be included. The garment body may be made of compressed garment material and is fitted with a strain gauge sensor as shown. The respiration sensor is configured as a strain gauge having an stretched length of elastic material impregnated with a conductive material (eg, a carbon black solution containing a substrate / bonding material as described above). The impregnated and / or coated elastic material strip may have a conductive metal end attached to the end region and is a compressed garment fabric material that is the same as or similar to the material from which the body of the garment was made. Can be contained within. In FIG. 44A, six pairs of horizontally arranged respiratory sensors 4403 made of conductive elastic members are arranged at different heights along the torso region (eg, near the sternum angle, third rib gap). , Xiphoid process, lower rib margin, above the navel, and below the navel). Using a sewn zigzag connector 4407 (formed from a separate strip of compressed fabric applied to the body of the garment after sewing a wire such as enamel-coated copper wire in a sinusoidal pattern), FIG. 44A. Twelve sensors are connected to the SMS unit as shown in FIG. 44B, which shows the back of the garment. Each sensor can be connected to different wires of the sewn zigzag connector at both ends, which allows SMS to detect changes in the electrical properties of the conductive elastic strip. The garment may also include additional sensors. In FIG. 44A, a pair of ECG electrodes 4409, 4409'are shown, each connected to SMS by one or more sewn zigzag connectors 4407.

これらの衣服は図45に示すように製造でき、図45は、衣服の本体を形成する3片の織物(例えば背部中央4419、右前身頃4221及び左前身頃4423)を示す。呼吸センサは右側及び左側において連続的であるため、センサを適用する前に、右及び左前身頃をまず背部に縫い付けることができる(矢印4431)。既に議論したように、これらの異なる呼吸センサは、別個に検査できる異なる複数の領域に対応し得る。 These garments can be manufactured as shown in FIG. 45, which shows three pieces of fabric forming the body of the garment (eg, back center 4419, right front body 4221 and left front body 4423). Since the breathing sensor is continuous on the right and left sides, the right and left front bodies can first be sewn to the back before applying the sensor (arrow 4431). As already discussed, these different respiratory sensors may correspond to different areas that can be examined separately.

心電図(ECG)測定用衣服
また本明細書に記載されるのは、効果的及び連続的に心電図(ECG)信号を監視するために使用できる衣服である。例えば衣服は、その間で装置(例えば衣服制御/感知モジュール等)を切り替えることができる冗長トレースの複数のペアを含めることにより、信号を測定するよう適合してよい。いくつかの変形例では、SMS及び/又はセンサモジュールは、ECGに関する特定のリードを検出する際に、複数の冗長電極の間のどの電極の組を使用するかを決定できる。図2A〜2B、3A〜3B及び4A〜4Bは、ECGを測定するよう構成された衣服を示す。これらの衣服はそれぞれ、冗長リード(2個以上)を含み、ここで冗長リードはそれぞれ、該リードに関するECG信号を決定するために使用できる電極からの信号を検出できる。
ECG (ECG) measurement garments Also described herein are garments that can be used to effectively and continuously monitor ECG signals. For example, clothing may be adapted to measure signals by including multiple pairs of redundant traces that can switch devices (eg clothing control / sensing modules, etc.) in between. In some variants, the SMS and / or sensor module can determine which set of electrodes among the redundant electrodes to use when detecting a particular lead for an ECG. 2A-2B, 3A-3B and 4A-4B show garments configured to measure ECG. Each of these garments comprises a redundant lead (two or more), where each redundant lead can detect a signal from an electrode that can be used to determine the ECG signal for that lead.

ECG信号を検出するために使用される電極は、本明細書に記載のストレッチ性導電性インクで形成できる。いくつかの変形例では、電極は衣服の片側(例えば内側表面)に印刷、塗布又は形成され、ECG信号を測定するために被験者の皮膚と連続的に接触するよう適合される。電極は、(例えばストレッチ性導電性インク、及び/又はストレッチ性導電性インクと、更に高いコンダクタンスを有するトレースを有するカプトン等の基材との組み合わせによって形成される)導電性トレースを介して、SMS及び/又はセンサモジュールに接続できる。SMS及び/又はセンサモジュールは、例えば信号の品質に基づいて、ECG信号に関してどの冗長トレースを使用/提示するかを決定できる。 The electrodes used to detect the ECG signal can be formed with the stretch conductive inks described herein. In some variants, the electrodes are printed, applied or formed on one side of the garment (eg, the inner surface) and adapted to make continuous contact with the subject's skin to measure the ECG signal. The electrodes are via a conductive trace (eg, formed by a combination of a stretch conductive ink and / or a substrate such as Capton having a trace with higher conductance). And / or can be connected to a sensor module. The SMS and / or sensor module can determine which redundant trace to use / present for the ECG signal, for example based on the quality of the signal.

例えば図3A〜4Bでは、電極2103は、12リードEKGの標準点に位置決めされたインクの円で構成された、一連の電極として形成される。(胴体に着用されることになる)衣服において、電極は、衣服が着用された場合に冗長胸部電極(の対)がV1〜V6位置に対応して位置決めされるように配置してよい。

Figure 0006820137
表1:胸部電極の位置 For example, in FIGS. 3A-4B, the electrodes 2103 are formed as a series of electrodes composed of circles of ink positioned at the reference point of the 12-lead EKG. In garments (which will be worn on the torso), the electrodes may be arranged such that the redundant chest electrodes (pairs) are positioned corresponding to the V1-V6 positions when the garment is worn.
Figure 0006820137
Table 1: Chest electrode positions

同様に、リードは、以下に対応するRL、RA、LL及びLAリード(肢リード)を測定するために、シャツ上の他の位置に配置できる:

Figure 0006820137
Similarly, the leads can be placed elsewhere on the shirt to measure the corresponding RL, RA, LL and LA leads (limb leads):
Figure 0006820137

図3A〜3Bは、胴体用衣服の下縁部に位置決めされた、脚のための肢リードを示し、これらは別個のパンツを着用していなくても使用できる。図3A〜3B及び4A〜4Bに示す衣服の肢リードは、冗長電極を含まないが、含んでいてもよい。 3A-3B show limb leads for the legs, positioned at the lower edge of the torso garment, which can be used without wearing separate pants. The garment limb leads shown in FIGS. 3A-3B and 4A-4B do not include, but may include, redundant electrodes.

ECG感知用衣服のいずれにおいて、図3A及び4Aの陰影つき領域で示されるような追加のハーネス領域2144(例えばヨーク領域)を含む衣服の構造によって、(運動中でさえ)一貫した/一定の測定のために、身体に対して保持できる。このハーネスは、ECG胸部電極を支持する領域として形成でき、これは、呼吸及び他の身体の運動中であっても、胸部電極を身体上に/身体に対して保持するために、比較的高い支持力を有する(例えば圧力/力を印加する)。例えばハーネス領域は、弾性コルセット(例えば、幅:胸骨上で2cm、剣状突起線上で4cm)として形成でき、これは胸骨線に沿って延在し、続いて剣状突起線の右側と左側とに分離し、その後背部において、脊髄上に集束して首まで延在し、その後首の周りで右側及び左側に再び分離して、最終的に胸骨線上に集束する。コルセットの材料は極めて高い伸長性を有していなければならない。 Consistent / constant measurements (even during exercise) by the structure of the garment, including additional harness areas 2144 (eg, the yoke area) as shown in the shaded areas of FIGS. 3A and 4A, in any of the ECG sensing garments. Can be held against the body because of. This harness can be formed as an area to support the ECG chest electrodes, which are relatively high to hold the chest electrodes on / against the body, even during breathing and other body exercises. Has bearing capacity (eg, applies pressure / force). For example, the harness area can be formed as an elastic corset (eg, width: 2 cm on the sternum, 4 cm on the xiphoid line), which extends along the sternal line, followed by the right and left sides of the xiphoid line. On the back, it focuses on the spinal cord and extends to the neck, then separates again to the right and left around the neck and finally focuses on the sternal line. The material of the corset must have extremely high extensibility.

電極及び/又は(例えば胸部)電極の周縁領域は、1つ又は複数の電極を胸部に対して保持するのを支援するシリコーン表面を含んでよく、また電極が滑動するのを防止できる。例えばシリコーンはシャツの内側表面において、ハーネス/コルセット位置に対応して、水平線に沿って、中腋窩線を5cm超えて配置できる。このシリコーンは、インク電極が選択された位置に固定され、患者の運動と共に移動しないことを保証することを支援できる。 Peripheral regions of the electrodes and / or (eg, chest) electrodes may include a silicone surface that assists in holding one or more electrodes against the chest and may prevent the electrodes from slipping. For example, silicone can be placed on the inner surface of the shirt along the horizon, 5 cm beyond the mid-axillary line, corresponding to the harness / corset position. This silicone can help ensure that the ink electrodes are anchored in selected positions and do not move with the patient's movements.

上述のように、電極が隣接する冗長電極を含むと特に有用である。(冗長電極を含む)全ての電極は、ECG信号を検出するためにSMS及び/又は制御モジュールに接続でき、SMS及び/又は制御モジュールは、どの冗長信号を使用するか(又はいくつかの変形例では、例えば選択的フィルタリング、平均化等によって全体的な信号品質を改善するために、どの冗長信号を使用するか)を決定できる。いくつかの変形例では、選択されていない冗長信号は無視でき、他の変形例では、装置は後の分析のために、上記選択されていない冗長信号を記憶するよう構成できる。両ペア(又は3つ以上のペア)の電極は、記憶、伝送及び/又は処理され得る信号を有してよく、ECGを生成するためにどの冗長電極を使用するかに関する決定を、後で実施できる。 As mentioned above, it is particularly useful if the electrodes include adjacent redundant electrodes. All electrodes (including redundant electrodes) can be connected to the SMS and / or control module to detect the ECG signal, and which redundant signal the SMS and / or control module uses (or some variants). Then, which redundant signal is used to improve the overall signal quality, for example by selective filtering, averaging, etc.) can be determined. In some variants, the unselected redundant signal can be ignored, and in other variants, the device can be configured to store the unselected redundant signal for later analysis. Both pairs (or three or more pairs) of electrodes may have signals that can be stored, transmitted and / or processed, and later decisions will be made as to which redundant electrode to use to generate the ECG. it can.

睡眠監視用衣服
また本明細書に記載されるのは、被験者の睡眠を監視するために着用されるよう構成された衣服である。睡眠の監視は一般に、睡眠運動、睡眠中の呼吸、体温(深部体温及び局部的体温の両方)、眼球運動等を測定するために使用できる。このようなインジケータを用いて、睡眠の段階、睡眠品質、睡眠期間等を決定できる。本明細書に記載の衣服のいずれは、睡眠インジケータを決定するよう適合してよく、従って睡眠中に着用してよい。従ってこれらの衣服は快適であり、眠る人物が使用するために適合させることができる。
Sleep Monitoring Clothes Also described herein are garments configured to be worn to monitor a subject's sleep. Sleep monitoring can generally be used to measure sleep movements, respiration during sleep, body temperature (both core and local body temperature), eye movements, and the like. Such indicators can be used to determine sleep stages, sleep quality, sleep duration, and the like. Any of the garments described herein may be adapted to determine the sleep indicator and therefore may be worn during sleep. Therefore, these garments are comfortable and can be adapted for use by sleeping persons.

例えば図7Aでは、衣服の前部が図示されており、これは、EEG(フードの内側表面上の頭皮電極)、(眼球運動を検出するための)顔/眼のEMG、(呼吸を検出する)鼻サーミスタ、及び(顎の運動等を検出する)顎のEMGを検出するために配設されたセンサ2209を有するヘッドキャップ/フード2205を含む。フードはシャツ2207と一体であってよく、又はシャツ2207に別個に取り付けてもよい。衣服のいずれにおいて、様々な構成部品(例えばシャツ、フード、グローブ、パンツ等)は任意であってよく、個々の衣服又は複数の衣服のグループを使用してよい。シャツは、上述の呼吸及び/又はECG感知用衣服と同様又は同一であってよい。図7A及び7Bでは、胴体領域は、身体の前部及び側部領域のための局部的呼吸センサ2225(ストレッチ性導電性トレース)、並びにEGC電極2227を含む(ただしV1〜V6リード電極の全てを含むわけではない)。衣服はまた、(ECG検出のための)肢リード2229及び/又は脚運動/痙攣を検出するためのEMGセンサ2219を含む、パンツも含む。フルグローブ又は部分的グローブ2231も含んでよく、上記グローブ2231は、末端(例えば指)における血中酸素濃度計2217(例えばパルス酸素濃度計)を測定できる。 For example, in FIG. 7A, the front of the garment is illustrated, which is the EEG (scalp electrode on the inner surface of the hood), the facial / eye EMG (for detecting eye movements), and the EMG (for detecting breathing). ) A nasal thermista and a head cap / hood 2205 with a sensor 2209 disposed to detect EMG of the jaw (which detects jaw movement etc.). The hood may be integral with the shirt 2207 or may be attached separately to the shirt 2207. In any of the garments, the various components (eg shirts, hoods, gloves, pants, etc.) may be arbitrary and individual garments or groups of garments may be used. The shirt may be similar or identical to the breathing and / or ECG sensing garment described above. In FIGS. 7A and 7B, the torso region includes local respiratory sensors 2225 (stretch conductive traces) for the front and side regions of the body, as well as all of the EGC electrodes 2227 (but all of the V1-V6 lead electrodes). Does not include). The garment also includes pants, including a limb lead 2229 (for ECG detection) and / or an EMG sensor 2219 for detecting leg movements / spasms. A full glove or a partial glove 2231 may also be included, the glove 2231 being capable of measuring a blood oximeter 2217 (eg, a pulsed oximeter) at the end (eg, finger).

図7A〜7Cは、本明細書に記載されたように形成でき、睡眠パラメータを決定するための複数のセンサを含むことができる、衣服の一変形例を示す。例えば図7Aでは、衣服の前部が図示されており、これは、EEG(フードの内側表面上の頭皮電極)、(眼球運動を検出するための)顔/眼のEMG、(呼吸を検出する)鼻サーミスタ、及び(顎の運動等を検出する)顎のEMGを検出するために配設されたセンサ2209を有するヘッドキャップ/フード2205を含む。フードはシャツ2207と一体であってよく、又はシャツ2207に別個に取り付けてもよい。衣服のいずれにおいて、様々な構成部品(例えばシャツ、フード、グローブ、パンツ等)は任意であってよく、個々の衣服又は複数の衣服のグループを使用してよい。シャツは、上述の呼吸及び/又はECG感知用衣服と同様又は同一であってよい。図7A及び7Bでは、胴体領域は、身体の前部及び側部領域のための局部的呼吸センサ2225(ストレッチ性導電性トレース)、並びにEGC電極2227を含む(ただしV1〜V6リード電極の全てを含むわけではない)。衣服はまた、(ECG検出のための)肢リード2229及び/又は脚運動/痙攣を検出するためのEMGセンサ2219を含む、パンツも含む。フルグローブ又は部分的グローブ2231も含んでよく、上記グローブ2231は、末端(例えば指)における血中酸素濃度計2217(例えばパルス酸素濃度計)を測定できる。睡眠監視のために使用できる衣服の追加の実施形態を、図13A〜21Bに示す。 7A-7C show a variant of clothing that can be formed as described herein and can include multiple sensors for determining sleep parameters. For example, in FIG. 7A, the front of the garment is illustrated, which is the EEG (scalp electrode on the inner surface of the hood), the facial / eye EMG (for detecting eye movements), and the EMG (for detecting breathing). ) A nasal thermista and a head cap / hood 2205 with a sensor 2209 disposed to detect EMG of the jaw (which detects jaw movement etc.). The hood may be integral with the shirt 2207 or may be attached separately to the shirt 2207. In any of the garments, the various components (eg shirts, hoods, gloves, pants, etc.) may be arbitrary and individual garments or groups of garments may be used. The shirt may be similar or identical to the breathing and / or ECG sensing garment described above. In FIGS. 7A and 7B, the torso region includes local respiratory sensors 2225 (stretch conductive traces) for the front and side regions of the body, as well as all of the EGC electrodes 2227 (but all of the V1-V6 lead electrodes). Does not include). The garment also includes pants, including a limb lead 2229 (for ECG detection) and / or an EMG sensor 2219 for detecting leg movements / spasms. A full glove or a partial glove 2231 may also be included, the glove 2231 capable of measuring a blood oximeter 2217 (eg, a pulsed oximeter) at the end (eg, finger). Additional embodiments of clothing that can be used for sleep monitoring are shown in FIGS. 13A-21B.

SMS及び/又はセンサモジュールは、センサ入力を処理及び/又は分析するよう、並びに衣服を着用する個人に関する睡眠ステータス(又は経時的ステータス)に関する報告を提供するよう、適合してよい。 SMS and / or sensor modules may be adapted to process and / or analyze sensor inputs and to provide reports on sleep status (or status over time) for individuals wearing clothing.

一般にこれらのデバイスは、睡眠研究室又は家庭睡眠研究室に関して有用であり得る。これらのデバイスは、呼吸を含む睡眠ポリグラフ分析に通常含まれる全ての信号を、例えば簡略化された方法で記録でき、着用者が奇異性運動を示す時を知るためには、シャツの前部及び側部;胸郭及び腹部という4つの象限のみにデバイスが必要となり得る。着用者が上部及び下部の両方を有すると有用であるが、右側/左側を有することも同様に有用である。胴体の上部に、簡略化された(例えば2個の電極並びに手首及び脚)構成を有するECGを使用することも、有用である。衣服のセンサは、最良かつ最も信頼性の高いECGを有するために、ここでも上述のように冗長性を有してよい。特に心拍が使用され、これには完全なECGは必要ない場合がある。ECGの記録(心電図用電極)は、ストレッチ性導電性インクで形成でき、異なる複数の位置に配置できる。例えば顎、下部(筋肉)においては、睡眠ポリグラフィMGにおいて使用するために有用であり得る。更に眼のEMGは、REM及び他の睡眠段階の検出のために有用であり得る。上述のように、サーミスタ(鼻の高さの温度センサ)は、鼻を通る空気流を検出するために使用でき、これは睡眠研究室において実施されるのと同様である。IMU(慣性測定ユニット)を腕及び脚において使用して、肢運動を検出できる。またIMU2235を衣服の背部に配置してよく、これは患者の位置(寝返り、仰向け、うつ伏せ、横向き等)を検出するために有用であり、また休息できていない状態を検出できる。 In general, these devices may be useful for sleep laboratories or home sleep laboratories. These devices can record all the signals normally contained in polysomnography analysis, including respiration, for example in a simplified way, and to know when the wearer exhibits odd-sex movements, the front of the shirt and Lateral; The device may be needed in only four quadrants: the thorax and the abdomen. It is useful for the wearer to have both the top and bottom, but it is equally useful to have the right / left side. It is also useful to use an ECG with a simplified (eg, two electrodes and wrist and leg) configuration on top of the torso. The garment sensor may again have redundancy as described above in order to have the best and most reliable ECG. Heartbeats are used in particular, which may not require a complete ECG. ECG recordings (electrocardiogram electrodes) can be formed with stretch conductive ink and can be placed at a plurality of different positions. For example, in the jaw, lower part (muscle), it may be useful for use in sleep polygraphy MG. In addition, eye EMG can be useful for the detection of REM and other sleep stages. As mentioned above, thermistors (nose height temperature sensors) can be used to detect airflow through the nose, similar to what is done in sleep laboratories. IMUs (Inertial Measurement Units) can be used on the arms and legs to detect limb movements. The IMU2235 may also be placed on the back of the garment, which is useful for detecting the patient's position (turning over, lying on his back, lying down, sideways, etc.) and can detect a state of restlessness.

衣服支持構造体及びアクセサリ
本明細書に記載の衣服のいずれは、1つ又は複数のセンサを身体に対して固定するのを支援するための、追加の支持構造体を含んでよい。このような支持構造体は拡張性であってよく、本明細書で開示される生理学的監視用衣服と着用者の皮膚との間の接触を改善できる。例えば胸部の解剖学的構造は、本明細書に記載されているように、生理学的監視用衣服上のセンサが患者の胸部と良好に電気的に接触するのを妨げる場合がある。支持用衣服は一般にハーネスと呼ばれる場合もあり、これは生理学的監視用衣服の上に着用することによって、上記衣服上の電極と着用者の胸部との間の電気的接触を改善するための圧力を提供できる。これらのハーネス(支持用衣服)は特に、大きな胸筋を有する男性着用者及び大きな***を有する女性着用者について有用となり得る。この支持用衣服は、ストラップ又はタイを含むことができ、生理学的監視用衣服の一部分(例えばセンサ/電極)をユーザの身体に対して保持(及び維持するための力を印加)するよう、サイズ設定できる。また、本明細書に記載されるのは、衣服上の1つ又は複数のセンサを被験者に対して強固に押圧された状態に維持するための力を印加するために、これらのデバイスに統合された、構造体である。このような統合型デバイスは、統合型支持構造体と呼ばれる場合もある。いくつかの実施形態では、この支持構造体は自己拡張性構造体である。特に、統合型支持構造体は、拡張可能な(「膨張可能な」を含む)要素であってよい。支持用衣服及び支持用衣服の部分の例を、図14〜18に示す。
Clothes Support Structures and Accessories Any of the garments described herein may include additional support structures to assist in fixing one or more sensors to the body. Such support structures may be expandable and can improve the contact between the physiological surveillance garments disclosed herein and the wearer's skin. For example, the anatomy of the chest may prevent the sensor on the physiological monitoring garment from making good electrical contact with the patient's chest, as described herein. Supporting garments are also commonly referred to as harnesses, which are pressured by being worn over physiological surveillance garments to improve electrical contact between the electrodes on the garment and the wearer's chest. Can be provided. These harnesses (supporting garments) can be particularly useful for male wearers with large pectoral muscles and female wearers with large breasts. This supporting garment can include straps or ties and is sized to hold (and apply force to maintain) a portion of the physiologic surveillance garment (eg, sensors / electrodes) to the user's body. Can be set. Also described herein are integrated into these devices in order to apply force to keep one or more sensors on the garment in a tightly pressed state against the subject. It is also a structure. Such an integrated device is sometimes referred to as an integrated support structure. In some embodiments, the support structure is a self-expanding structure. In particular, the integrated support structure may be an expandable (including "expandable") element. Examples of the supporting garment and the portion of the supporting garment are shown in FIGS. 14-18.

支持用衣服(例えばハーネス)は、本明細書に記載の圧縮衣服から分離でき、又は上記衣服に完全に又は部分的に統合できる。支持用衣服及び/又は統合型支持構造体(拡張性支持構造体)は、ユーザの解剖学的構造にフィットするようサイズ設定及び成形できる。例えば支持用衣服及び/又は支持構造体は、着用者の胸部の解剖学的構造にフィットするように設計できる。支持用衣服は、着用者の性別に基づいてサイズ設定及び成形できる。女性着用者に対しては、支持ハーネスは、患者の***間に支持構造体を保持するように設計できる。支持用衣服のために使用できる支持ハーネスと支持構造体との組み合わせの例を、図14〜14D及び15A〜15Cに示す。男性の衣服着用者に対しては、ハーネスの代わりに支持ストラップを使用できる。男性用支持ストラップ及び支持構造体の例を、図16A〜16C及び17A〜17Cに示す。 Supporting garments (eg, harnesses) can be separated from the compressed garments described herein, or can be fully or partially integrated into the garments. Supporting garments and / or integrated support structures (expandable support structures) can be sized and molded to fit the user's anatomy. For example, support garments and / or support structures can be designed to fit the anatomy of the wearer's chest. Supporting garments can be sized and molded based on the wearer's gender. For female wearers, the support harness can be designed to hold the support structure between the patient's breasts. Examples of combinations of support harnesses and support structures that can be used for support garments are shown in FIGS. 14-14D and 15A-15C. For male clothing wearers, support straps can be used instead of harnesses. Examples of men's support straps and support structures are shown in FIGS. 16A-16C and 17A-17C.

図14A〜14Bは、図13A〜13Bに示す生理学的監視用衣服1401の上に着用される、図14C〜14Dからの支持用衣服1405を示す。(監視用衣服1401又はこの例では支持ハーネス1405に統合された)追加の支持構造体も使用してよい。この例では、支持用衣服は、着用者の胸部及び胸骨に対して第2の支持構造体1403をしっかりと保持するためのハーネス又はスポーツブラタイプの構成として成形される。図15A〜15Bは、女性着用者のために使用できる拡張性(例えば自己膨張性を含む膨張性)支持構造体を示す。図15A〜15Bでは、支持構造体は非膨張構成及び膨張構成において正面図及び側面図で示されている。図15Cは、女性の胸部に係合された図15Aの支持構造体を示す。図示されている支持構造体は膨張性であり、スマート衣服上のセンサを着用者の胸部に対してしっかりと保持するために、女性の胸部と係合するよう成形される。 14A-14B show the supporting garment 1405 from FIGS. 14C-14D worn on top of the physiologic surveillance garment 1401 shown in FIGS. 13A-13B. Additional support structures (integrated into surveillance garment 1401 or support harness 1405 in this example) may also be used. In this example, the support garment is molded as a harness or sports bra type configuration to securely hold the second support structure 1403 against the wearer's chest and sternum. 15A-15B show expandable (eg, inflatable) support structures that can be used for female wearers. In FIGS. 15A-15B, the support structures are shown in front and side views in non-expandable and inflatable configurations. FIG. 15C shows the support structure of FIG. 15A engaged to the female chest. The support structure shown is inflatable and is molded to engage the female chest in order to hold the sensor on the smart garment firmly against the wearer's chest.

図18A〜18Bは、図13A〜13Bに示す生理学的監視用衣服の上に着用される、図16A〜16Bからの支持用衣服を示す。図16A〜16Bは、前部に任意の剛性材料を有し、またストレッチ性材料で作製できかつベルクロ(登録商標)を含むことができる調整可能な背部材料を有する、支持ストラップ1601を示す。図17A〜17Bは、女性着用者のために使用できる支持構造体を示す。図17A〜17Bでは、上記拡張性支持構造体は非膨張構成及び膨張構成において正面図及び側面図で示されている。図17Cは、男性の胸部に係合された図17Aの支持構造体を示す。 18A-18B show supporting garments from FIGS. 16A-16B worn over the physiologic surveillance garments shown in FIGS. 13A-13B. 16A-16B show support strap 1601 having any rigid material at the front and an adjustable back material that can be made of stretchable material and can include Velcro®. 17A-17B show support structures that can be used for female wearers. In FIGS. 17A-17B, the expandable support structures are shown in front and side views in non-expandable and inflatable configurations. FIG. 17C shows the support structure of FIG. 17A engaged to the male chest.

図17A〜17B及び15A〜15Bに示す支持構造体は、生理学的監視用衣服上のセンサを身体の胸部に対して圧迫することによって、センサと胸部との間の電気的接触を改善するために、内向きの力を提供する。いくつかの実施形態では、監視用衣服に接触するための所望の形状を提供するために、支持構造体は拡張性(膨張性を含むがこれに限定されない)とすることができる。いくつかの実施形態では、支持構造体は自己膨張性とすることができる。起動時に支持構造体が自動的に膨張するように、自己膨張性材料を支持構造体内に使用できる。場合によっては、自己膨張性材料は、支持構造体内の発泡材料によって、及び/又は化学反応によって実現できる。場合によっては、化学反応によって、支持構造体を膨張させて患者の胸部の解剖学的構造に適合させることができる、ガス又は他の材料を生成できる。いくつかの変形例では、支持構造体は、圧縮衣服及び/又は支持ハーネスによって保持できる、局所的パッド又は圧縮性材料である。 The support structures shown in FIGS. 17A-17B and 15A-15B are intended to improve electrical contact between the sensor and the chest by compressing the sensor on the physiological monitoring garment against the chest of the body. , Provides inward power. In some embodiments, the support structure can be expandable (including, but not limited to, expandable) to provide the desired shape for contact with the surveillance garment. In some embodiments, the support structure can be self-expanding. A self-expanding material can be used within the support structure so that the support structure automatically expands at startup. In some cases, the self-expanding material can be realized by a foam material in the support structure and / or by a chemical reaction. In some cases, a chemical reaction can produce a gas or other material that can inflate the support structure to fit the anatomy of the patient's chest. In some variations, the support structure is a topical pad or compressible material that can be held by compressive garments and / or support harnesses.

いくつかの実施形態では、支持構造体によって印加される圧力は、ユーザによって選択できる。 In some embodiments, the pressure applied by the support structure is user selectable.

いくつかの実施形態では、支持用衣服及び支持構造体は、生理学的監視用衣服に所望の圧力レベルを提供するために、センサ及び制御システムを含むことができる。 In some embodiments, the support garment and support structure can include a sensor and control system to provide the desired pressure level for the physiologic surveillance garment.

支持用衣服、例えばハーネス、ストラップ、ブラジャー等は、ベルクロ、調整可能なストラップ及び他の調整可能なパラメータを含むことができ、これにより着用者は、ハーネスが胸部センサ/電極の電気的接触を改善するための所望のフィット及び支持を提供するように、ハーネスを締めることができる。 Supporting garments such as harnesses, straps, bras, etc. can include velcro, adjustable straps and other adjustable parameters, which allow the wearer to improve the electrical contact of the harness with the chest sensor / electrode. The harness can be tightened to provide the desired fit and support.

いくつかの実施形態では、支持用衣服及び支持構造体は、生理学的監視用衣服及び/又は外部計算デバイスと電気的に通信できる。 In some embodiments, the support garment and support structure can electrically communicate with the physiologic surveillance garment and / or external computing device.

支持用衣服は、本明細書で開示される生理学的監視用衣服のいずれと共に使用できる。いくつかの実施形態では、支持用衣服は、図20〜21に示す配線を有する圧縮シャツ及びパンツと共に使用される。 Supportive garments can be used with any of the physiological surveillance garments disclosed herein. In some embodiments, the supporting garment is used with a compression shirt and trousers having the wiring shown in FIGS. 20-21.

ここで図18C〜18Eに戻ると、(例えば図2A〜2B、3A〜3B及び4A〜4Bに示すようにECGを検出するための)上述のような圧縮衣服として構成される感知デバイス1801を含むシステムは、患者の皮膚に対して直接着用できる。支持構造体(例えばパッド、拡張性支持部材)1805は、上記感知デバイス1801の圧縮衣服と共に使用してよい。支持構造体は、衣服の内側表面上に統合された電極を皮膚に対して適切な位置に保持するために圧力を印加するために、胸部中央領域にわたって配置してよい。支持構造体は拡張性(例えば膨張性)であってよく、これにより、多様なユーザの身体のタイプと共に快適かつ効果的に使用できるようになる。いくつかの変形例では、追加の支持用衣服1811を使用して、電極(及びいくつかの変形例では支持構造体1805)を皮膚に対して固定するのを支援できる。図18D(正面図)及び18E(背面図)に示す、この例における支持用衣服1811は、肩を覆うようにフィットする1対のストラップと、感知デバイスの電極に対して押圧できる中央領域とを有するハーネスである。この支持用衣服は、比較的弾性の領域1817によって接続された複数の比較的剛性の領域1815を含んでよい。図18F(正面図)及び18G(側面図、膨張状態)は、例示的寸法を有する支持構造体1805の拡大図を示す。この支持構造体は、電極からの測定に干渉しないものの、電極を被験者の胸部に対して押圧されたまま維持するのを支援するように、感知用衣服の外側又は内側領域に付着できる。いくつかの変形例では、支持構造体は、図18D〜18Eに示すもののようなハーネス(支持用衣服)に統合される。 Returning here to FIGS. 18C-18E, it includes a sensing device 1801 configured as a compressed garment as described above (for detecting ECG, eg, as shown in FIGS. 2A-2B, 3A-3B and 4A-4B). The system can be worn directly against the patient's skin. The support structure (eg, pad, expandable support member) 1805 may be used with the compression garment of the sensing device 1801. The support structure may be placed over the central chest region to apply pressure to hold the integrated electrodes on the inner surface of the garment in place with respect to the skin. The support structure may be expandable (eg, inflatable), which allows it to be used comfortably and effectively with a variety of user body types. In some variants, additional support garments 1811 can be used to help secure the electrodes (and support structure 1805 in some variants) to the skin. The supporting garment 1811 in this example, shown in FIGS. 18D (front) and 18E (rear), has a pair of straps that fit over the shoulders and a central region that can be pressed against the electrodes of the sensing device. It is a harness to have. The supporting garment may include a plurality of relatively rigid regions 1815 connected by relatively elastic regions 1817. 18F (front view) and 18G (side view, expanded state) show enlarged views of the support structure 1805 with exemplary dimensions. The support structure can be attached to the outer or inner region of the sensing garment to help keep the electrodes pressed against the subject's chest, while not interfering with measurements from the electrodes. In some variations, the support structure is integrated into a harness (supporting garment) such as that shown in FIGS. 18D-18E.

衣服の配線構成
様々な配線構成を、本明細書で開示される衣服と共に使用できる。配線構成の例を図19〜21に示す。
Wiring Configurations for Clothes Various wiring configurations can be used with the garments disclosed herein. Examples of the wiring configuration are shown in FIGS. 19 to 21.

図19A及び19Bは、パンツの正面図及び背面図である。図19Cは、本明細書で開示される衣服間、例えばシャツとパンツとの間の例示的な接続を示す。例えばパンツ及びシャツはそれぞれ、6個以上の極を有するコネクタを含むことができる。あるコネクタはオス型構成を有することができ、他のコネクタはメス型コネクタを含むことができる。オス型及びメス型コネクタは、互いに係合するよう配設される。図19Bに図示されているパンツはオス型コネクタを含み、図13Bに図示されているシャツはメス型コネクタを含む。いくつかの実施形態では、オス型/メス型コネクタを逆にすることができる。 19A and 19B are a front view and a rear view of the pants. FIG. 19C shows an exemplary connection between garments disclosed herein, such as between a shirt and pants. For example, pants and shirts can each include a connector with six or more poles. One connector can have a male configuration and the other connector can include a female connector. The male and female connectors are arranged to engage with each other. The pants illustrated in FIG. 19B include a male connector and the shirt illustrated in FIG. 13B includes a female connector. In some embodiments, the male / female connector can be reversed.

図20は、いくつかの実施形態によるパンツの配線図を示す。このパンツは、左脚において着用者の心拍読み取りを測定するためのセンサ、及び右脚において着用者の心拍読み取りを測定するためのセンサを含む。図示されているパンツは、パンツの脚に沿ってセンサからオス型コネクタへの配線を含む。 FIG. 20 shows a wiring diagram of pants according to some embodiments. The pants include a sensor for measuring the wearer's heart rate reading on the left leg and a sensor for measuring the wearer's heart rate reading on the right leg. The pants shown include wiring from the sensor to the male connector along the legs of the pants.

図21Aは、いくつかの実施形態によると、衣服の前部に関する配線図を示す。図21Bは、いくつかの実施形態による衣服の背部に関する配線図を示す。図示されているECG wsxは、心拍読み取りのための、手首左側のセンサである。図示されているECG wrxは、心拍読み取りのための、手首右側のセンサである。図示されているECG asxは、心拍読み取りのための、腕左側のセンサである。図示されているECG asxは、心拍読み取りのための、腕右側のセンサである。図示されているTP fsxiは、前部位置、左側、内側のタッチポイントである。図示されているTP fsxeは、前部位置、左側、外側のタッチポイントである。図示されているTP fdxiは、前部位置、右側、内側のタッチポイントである。図示されているTP fdxeは、前部位置、右側、外側のタッチポイントである。図示されているマイクロコネクタ6pは、圧縮パンツCPの接続のための6極WPメス型コネクタを有する。図示されているECG ndx1は、心拍読み取りのための、首右側のセンサn.1である。図示されているECG ndx2は、心拍読み取りのための、首右側のセンサn.2である。図示されているECG nsx1は、心拍読み取りのための、首左側のセンサn.1である。図示されているECG nsx2は、心拍読み取りのための、首左側のセンサn.2である。図示されているE1sは、心拍読み取りのための、胸部上側のセンサn.1である。図示されているE1iは、心拍読み取りのための、胸部下側のセンサn.1である。図示されているE2sは、心拍読み取りのための、胸部上側のセンサn.2である。図示されているE2iは、心拍読み取りのための、胸部下側のセンサn.2である。図示されているE3sは、心拍読み取りのための、胸部上側のセンサn.3である。図示されているE3iは、心拍読み取りのための、胸部下側のセンサn.3である。図示されているE4sは、心拍読み取りのための、胸部上側のセンサn.4である。図示されているE4iは、心拍読み取りのための、胸部下側のセンサn.4である。図示されているE5sは、心拍読み取りのための、胸部上側のセンサn.5である。図示されているE5iは、心拍読み取りのための、胸部下側のセンサn.5である。図示されているE6sは、心拍読み取りのための、胸部上側のセンサn.6である。図示されているE6iは、心拍読み取りのための、胸部下側のセンサn.6である。 FIG. 21A shows a wiring diagram for the front of the garment, according to some embodiments. FIG. 21B shows a wiring diagram for the back of the garment according to some embodiments. The ECG wsx shown is a sensor on the left side of the wrist for heart rate reading. The ECG wrx shown is a sensor on the right side of the wrist for heart rate reading. The ECG asx shown is a sensor on the left side of the arm for heart rate reading. The ECG asx shown is a sensor on the right side of the arm for heart rate reading. The illustrated TP fsxi is a front position, left side, inner touch point. The illustrated TP fsxe are front position, left side, and outer touch points. The illustrated TP fdxi are front position, right side, and inner touch points. The illustrated TP fdxe are front position, right side, and outer touch points. The illustrated microconnector 6p has a 6-pole WP female connector for connecting the compression pants CP. The ECG ndx1 shown is a sensor n.S. on the right side of the neck for heartbeat reading. It is 1. The ECG ndx2 shown is a sensor on the right side of the neck n. It is 2. The ECG nsx1 shown is a sensor n.S. on the left side of the neck for heartbeat reading. It is 1. The ECG nsx2 shown is a sensor n.S. on the left side of the neck for heartbeat reading. It is 2. The illustrated E1s are sensors n.A. on the upper chest for heartbeat reading. It is 1. The illustrated E1i is a sensor n. Of the lower chest for heartbeat reading. It is 1. The illustrated E2s are sensors n.A. on the upper chest for heartbeat reading. It is 2. The illustrated E2i is a sensor n.A. on the underside of the chest for heartbeat reading. It is 2. The illustrated E3s are sensors n.A. on the upper chest for heartbeat reading. It is 3. The illustrated E3i is a sensor n.A. on the underside of the chest for heartbeat reading. It is 3. The illustrated E4s are sensors n.A. on the upper chest for heartbeat reading. It is 4. The illustrated E4i is a sensor n. Of the lower chest for heartbeat reading. It is 4. The illustrated E5s are sensors n.A. on the upper chest for heartbeat reading. It is 5. The illustrated E5i is a sensor n.A. on the underside of the chest for heartbeat reading. It is 5. The illustrated E6s is a sensor n.S. on the upper chest for heartbeat reading. It is 6. The illustrated E6i is a sensor n. Of the lower chest for heartbeat reading. It is 6.

感情の検出のためのウェアラブルシステム
また本明細書に記載されるのは、着用者の感情状態を決定するよう構成された衣服である。自己報告の感情状態は不正確かつ主観的となる傾向があるため、使用が限定されている。様々なパラメータ(随意及び不随意パラメータの両方)を検出するためのセンサを含んでよい衣服を用いて、被験者の客観的な感情状態を決定できる。
Wearable System for Emotion Detection Also described herein are garments configured to determine the wearer's emotional state. Use is limited because self-reported emotional states tend to be inaccurate and subjective. Clothing that may include sensors for detecting various parameters (both voluntary and involuntary parameters) can be used to determine the subject's objective emotional state.

衣服は、以下に記載され、衣服の一部として含むことができる襟を示す図8A〜8Bに図示されるような複数のセンサと、着用者の感情状態の指標となるパラメータを検出するための複数のセンサ(これらのいずれを含んでも、又は省略してもよい)とを含んでよい。センサとしては、例えば:(環境温度、湿度等を検出する)環境センサ、光レベル/強度を含む視覚的検出のための1つ又は複数のカメラ、(例えばユーザの音声のボリューム、トーン等を検出する)音声検出器が挙げられる。この襟は、本明細書に記載され参照により援用された、他のセンサ(モーションセンサ、位置センサ、加速度センサ等)のいずれを含んでもよい。更にこの襟は、フィードバックを含む出力を着用者に提供するための1つ又は複数の出力(ハプティック出力)を含んでよい。ハプティック出力としては、嗅覚(香気放出)出力、触覚出力(振動、つまみ等)等が挙げられる。ここに記載され、図8A〜8Bに図示されている襟は、感情通信レシーバ(emotion communication receiver:ECR)として構成してよい。 The garment is for detecting a plurality of sensors as illustrated in FIGS. 8A-8B showing a collar that can be included as part of the garment and parameters that are indicators of the wearer's emotional state. It may include a plurality of sensors (any of these may be included or omitted). Sensors include, for example: an environmental sensor (which detects environmental temperature, humidity, etc.), one or more cameras for visual detection, including light level / intensity, (eg, detecting the volume, tone, etc. of the user's voice). ) A voice detector can be mentioned. The collar may include any of the other sensors (motion sensors, position sensors, accelerometers, etc.) described herein and incorporated by reference. In addition, the collar may include one or more outputs (haptic outputs) to provide the wearer with an output that includes feedback. Examples of the haptic output include olfactory (fragrance release) output, tactile output (vibration, knob, etc.) and the like. The collar described herein and illustrated in FIGS. 8A-8B may be configured as an emotion communication receiver (ECR).

感情を検出/監視するための衣服のいずれは、ECRを含んでよい。ECRは首の周りに載置してよい。図8A〜8Bでは、ECRは襟であり、これは背部から延在し、左及び右僧帽筋の上方に広がり、首の前側部左側及び右側に延在し、また前部で再び接続されることはなく、これにより、「デバイス」の襟を通して頭を「滑らせる(sliding)」のが容易になっている。ECR(襟)内のレセプタは、通信/分析モジュール(センサモジュール)を格納でき、またコネクタ(例えばメス型及びオス型コネクタ)並びにセンサ、ハプティックアクティベータ、及び圧力、振動、温度変化、緊張&リラックス入力、聴覚入力等を生成する機構を含んでよい。上記アクティベータの前側はまた、アクティベータ及び環境センサによる環境の品質の決定を誘発する、匂い及び味を格納する。 Any garment for detecting / monitoring emotions may include ECR. The ECR may be placed around the neck. In FIGS. 8A-8B, the ECR is the collar, which extends from the back, extends above the left and right trapezius muscles, extends to the left and right anterior sides of the neck, and is reconnected at the front. This makes it easier to "slide" the head through the collar of the "device". The receptacle in the ECR (collar) can store communication / analysis modules (sensor modules), as well as connectors (eg female and male connectors) and sensors, haptic activators, and pressure, vibration, temperature changes, tension & relaxation. It may include a mechanism for generating an input, an auditory input, and the like. The front side of the activator also stores odors and tastes that provoke the determination of environmental quality by the activator and environmental sensors.

ECRは、受信した生理学的測定の通信を、物理的に実体化されたメッセージに変換してよい。一例として、ある友人は、デバイスのユーザ(着用者)に、自分のデバイスで測定された自分の感情状態を送信でき:ユーザのECRはこの通信を、自分の肩に圧力を印加することによるあいさつ等の知覚メッセージに変換してよい。ユーザは、肩に触れるあいさつ、ハグ、プッシュ、撫で、元気付け、リラックス等といった知覚メッセージを交換してよく、また:i)無視;ii)受容して(独自のメッセージで)あいさつを返す;iii)拒絶(放電)を含む、応答の選択肢を有してよい。ユーザは、メッセージを受信する方法を、a)圧力(広い)、b)圧力(狭い、刺すような)、c)圧力メッセージ(モールス信号のような)、d)振動、e)温度変化等(これらの組み合わせを含む)から選択できる。ユーザはまた、自分のプライバシーを保護するために「感情」価メッセージを受容しないことを選択してもよく、及び/又は感情−解釈言語の正確性を改善するためにフィードバックを提供してよい。 The ECR may translate the received physiological measurement communication into a physically materialized message. As an example, a friend can send the user (wearer) of the device his emotional state as measured by his device: the user's ECR greets this communication by applying pressure to his shoulders. It may be converted into a perceptual message such as. Users may exchange perceptual messages such as shoulder-touch greetings, hugs, pushes, strokes, cheer up, relax, etc .: i) ignore; ii) accept and return greetings (in their own message); iii ) You may have response options, including rejection (discharge). The user can use a) pressure (wide), b) pressure (narrow, stinging), c) pressure message (like Morse code), d) vibration, e) temperature change, etc. ( You can choose from (including combinations of these). Users may also choose not to accept "emotion" value messages to protect their privacy and / or provide feedback to improve the accuracy of the emotion-interpretation language.

感情の検出、解釈、変換、通信及び認識(DETECTION, INTERPRETATION, TRANSDUCTION, COMMUNICATION, AND PERCEPTION OF EMOTIONS:「DITCRE」)のためのシステム
例えば本明細書に記載の(襟、シャツ等を含む)衣服は、DITCRE衣服として構成できる。図9〜10Eに示す概略図は、図8A〜8Bに示すような襟を含む衣服にDITCREを実装できる方法を示す。
Systems for Emotion Detection, Interpretation, Transformation, Communication and Recognition (DECTION, INTERPRETATION, TRANSDUTION, COMMUNICATION, AND PERCEPTION OF EMOTIONS: "DITCRE") For example, the garments (including collars, shirts, etc.) described herein. , DITCRE Can be configured as clothing. The schematics shown in FIGS. 9-10E show how DITCRE can be mounted on garments including collars as shown in FIGS. 8A-8B.

感情状態を検出、演繹及び/又は決定(取得)し、取得した感情状態に基づいた動作を行うことができるように適合された衣服を用いてフィードバックを制御でき、これは、訓練、瞑想又はタスクの習得に有用であり得、また他者との通信においても有用であり得る。従って、一般にユーザが着用する複数のセンサの分析から経時的に得ることができる、取得された感情状態を用いて、出力を提供できる。感情状態の解釈は、自己報告のみによるパラメータではなく検出されたパラメータと、異なる複数の感知モダリティの使用とに基づくものであることを理由の一部として、このような通信は一般に、より信頼性が高く詳細なものとなり得る。着用者は、いつ、及び/又はどの感情状態を通信したいか、並びに特に誰と通信したいかを選択できる。上記衣服のいずれは、上述のように、着用者が検出する1つ又は複数の出力(例えばハプティック出力)を含んでよい。例えばハプティックコーディングを用いて、口頭/書面通信を有することなく通信してよい。例えばモールスタイプのコードを用いて、ハプティックコーディングを着用者に/着用者間で伝送してよい。一般にハプティックアクティベータは、感受性及び感情応答が最も強い身体領域/位置(ある特定のユーザに関しては経験的に決定され、又は一般には複数のユーザの集合から決定される)に位置決めしてよく、これによりハプティックアクティベータの位置が最適化される。 Feedback can be controlled with clothing adapted to detect, deduce and / or determine (acquire) emotional states and perform actions based on the acquired emotional states, which can be training, meditation or tasks. It can be useful for learning, and it can also be useful for communicating with others. Thus, an output can be provided using the acquired emotional state, which can generally be obtained over time from the analysis of multiple sensors worn by the user. Such communications are generally more reliable, partly because the interpretation of emotional states is based on detected parameters rather than self-reported parameters and the use of different sensing modality. Can be high and detailed. The wearer can choose when and / or which emotional state he wants to communicate with, and in particular with whom. Any of the above garments may include one or more outputs (eg, haptic outputs) detected by the wearer, as described above. Communication may be done without having oral / written communication, for example using haptic coding. Haptic coding may be transmitted to / between wearers using, for example, Morse code. In general, the haptic activator may be positioned in the body area / position where the sensitivity and emotional response are strongest (empirically determined for a particular user, or generally determined from a set of multiple users). Optimizes the position of the haptic activator.

よって、本明細書に記載の衣服は、特に着用者間での通信を含む通信時、更なる次元を追加できる。例えば身体「言語」は、センサモジュールによって解釈でき、衣服からの出力又は衣服からの通信を特色付けることができる。衣服はまた、フィードバック、着用者に対する治療的影響(うつ状態を識別及び治療する等を含む)を有し得るコメントを提供するよう適合してもよい。 Thus, the garments described herein can add an additional dimension, especially during communications, including communications between wearers. For example, the body "language" can be interpreted by a sensor module and can be characterized by output from clothing or communication from clothing. The garment may also be adapted to provide feedback, comments that may have therapeutic effects on the wearer, including identifying and treating depression.

使用時、これらの衣服は、被験者の感情の解釈及びこれを表現する出力を提供することもできる。例えば上記衣服は、複数の文化/言語を横断する解釈を支援できる。話し言葉が存在するのと同様に、明白でない通信(ジェスチャ、身体言語等)もまた、装置が使用して被験者の出力の一部として表現できる、又は別のユーザが受信できる、キューを提供できる。 Upon use, these garments can also provide an interpretation of the subject's emotions and an output expressing this. For example, the garment can support interpretation across multiple cultures / languages. Just as spoken language exists, unclear communications (gestures, body language, etc.) can also provide cues that the device can use to represent as part of the subject's output or to be received by another user.

上述のように、図8A及び8Bでは、襟は首の周りに載置され、これは背部から、左及び右僧帽筋の上方に延在し、また首の前側部左側及び右側に延在し、また必ずしも前部で再び接続されず、これにより、襟を通して頭を「滑らせる(sliding)」のが容易になっている。レセプタは、センサ管理システム(SMS)、メス型及びオス型コネクタ、並びにセンサ(例えば:ストレス又はリラックスのレベルといったユーザの感情を評価するための追加のパラメータとしての、左右僧帽筋上のEMGセンサ;ユーザの感情を評価するための追加のパラメータとしての嗅覚センサ;周囲環境の品質、毒性等を決定するための環境センサ)、ハプティックアクティベータ、及び圧力、振動、温度変化等を生成する機構を格納してよい。これらのセンサはユーザの又は他のユーザの感情を通信でき、リラックス及び緊張の入力を、「メッセージ」又はリラックス治療としてユーザへ搬送できる。 As mentioned above, in FIGS. 8A and 8B, the collar is placed around the neck, which extends from the back, above the left and right trapezius muscles, and to the left and right sides of the anterior side of the neck. However, it is not necessarily reconnected at the front, which makes it easier to "sliding" the head through the collar. Receptors are sensor management systems (SMS), female and male connectors, and EMG sensors on the left and right mitral muscles as additional parameters for assessing the user's emotions, such as the level of stress or relaxation. Smell sensor as an additional parameter to evaluate user's emotions; environmental sensor to determine the quality, toxicity, etc. of the surrounding environment), haptic activator, and mechanism to generate pressure, vibration, temperature change, etc. May be stored. These sensors can communicate the emotions of the user or other users and convey relaxation and tension inputs to the user as a "message" or relaxation treatment.

いくつかの変形例では、衣服はまた、ECRの前部左側及び前部右側に、ユーザの又は他のユーザの感情状態を通信するための追加の手段として配置された、1つ又は複数の嗅覚アクティベータ(例えば香気&臭気再生成アクティベータ)及び味覚アクティベータ、並びに他の人物の感情を評価するための及び/又は環境を評価するための追加のパラメータとして顔の表情を決定するよう適合できる(例えばECRの右又は左前側に配置された)1つ又は複数のカメラも含む。襟はまた、音楽及びメッセージを周囲の人々と共有するためのスピーカも含んでよい。 In some variants, the garment is also placed on the anterior left and anterior right sides of the ECR as an additional means of communicating the emotional state of the user or other users, one or more olfactory senses. It can be adapted to determine facial expressions as an activator (eg, aroma & odor regeneration activator) and taste activator, as well as additional parameters for assessing the emotions of others and / or the environment. It also includes one or more cameras (eg, located on the right or left front side of the ECR). The collar may also include speakers for sharing music and messages with those around them.

ECRは、上述のタッチポイント(衣服上の故意のタッチ領域)によって接続でき、また起動及び管理できる。ECRは、2つ以上の感情価又は状態(例えば8個の感情状態)に翻訳されたユーザ状態の評価を含む入力を、センサ管理システムから受信してよい。このような状態の数及び分類は将来変化し得る。感情価の例としては:受け入れ、怒り、期待、嫌悪、喜び、恐怖、悲しみ及び驚きが挙げられる。感情価は、(ユーザの制御に従って)ユーザに戻るように及び/又は第三者に通信できる。感情価は、ユーザが自身の感情をより良好に理解するのを支援でき、また自分の感情を、共有される分類において、友人に通信するのを支援できる。 The ECR can be connected, activated and managed by the touch points described above (intentional touch areas on clothing). The ECR may receive an input from the sensor management system that includes a user state assessment translated into two or more emotional values or states (eg, eight emotional states). The number and classification of such conditions may change in the future. Examples of emotional values are: acceptance, anger, expectation, disgust, joy, fear, sadness and surprise. Emotional values can be communicated back to the user (under user control) and / or to a third party. Emotional values can help users better understand their emotions and also help their emotions communicate with friends in a shared classification.

ECRは一般に、生理学的測定(例えばECG、皮膚コンダクタンス、EMG、呼吸等)及び「評価」(例えば顔の表情、姿勢、身振り、運動行動、声のトーン、目−眠気又は覚醒、運動、行動等)を、明瞭に定量化された感情に変換するのを支援できる。EMGはまた、これらの感情を、音声、物理的に実体化されたメッセージ又は視覚的表示によって通信するのを支援できる。一例として、友人が自分の衣服によって測定された感情状態を送信でき、ユーザはこの通信を:(肩に圧力を印加することによるあいさつ等の)知覚メッセージ;ハプティクスとして放出される、友人の感情状態を説明する香気若しくは味;友人の感情状態を説明する色;又は友人の感情状態の音声若しくは視覚的説明に変換してよい。ユーザは、肩に触れるあいさつ、ハグ、プッシュ、撫で、元気付け、リラックス等といった知覚メッセージを交換してよく、また応答の選択肢を有してよい。例えばユーザは、無視してよく、受容して(独自のメッセージで)あいさつを返してよく、及び/又は拒絶(放電)してよい。ユーザはまた、メッセージを受信する方法を、a)圧力(広い)、b)圧力(狭い、刺すような)、c)圧力メッセージ(モールス信号のような)、d)振動、e)温度変化、f)音声による説明、g)視覚的説明等から選択できる。ユーザは、通信の交換を制御してよく、自分のプライバシーを保護するために「感情」メッセージを受容しないことを選択できる。(ハプティクスの使用を含む)この通信モダリティは、聴覚又は視覚的(話す/書くことによる)モダリティに限定されない他のモダリティ、例えばタッチ等が、感情コンテンツ/コンテキストを通信する際により効果的である(又は異なる効果を有する)場合があることを認識する。従って本明細書に記載の衣服のいずれは、ユーザの生理学的測定を、ユーザの感情価の通信を含む明瞭な通信に変換できる。ユーザは通信データのフォーマット(例えば異なる複数の形態のタッチ、音声、グラフ、図、番号・・・)を選択してよい。例えば衣服により、ユーザは、ユーザの生理学的測定(感情価)を、他のユーザに対する音声、物理的に実体化されたメッセージ又は視覚的表示(前腕上、メガネ上又はスマートフォン上のディスプレイ若しくはタッチスクリーン)に変換できる。更に衣服及び特にECRを有する衣服により、ユーザはデータ評価、描写及び通信においてフィードバックを提供できるようになることにより、感情−解釈言語の正確性を改善できる。 ECR is generally a physiological measurement (eg ECG, skin conductance, EMG, breathing, etc.) and "evaluation" (eg facial expression, posture, gesture, motor behavior, voice tone, eye-drowsiness or arousal, movement, behavior, etc. ) Can help transform into clearly quantified emotions. EMG can also assist in communicating these emotions by voice, physically materialized messages or visual displays. As an example, a friend can send an emotional state measured by his or her clothes, and the user can send this communication: a perceptual message (such as a greeting by applying pressure to the shoulder); a friend's emotional state emitted as a haptics. It may be converted into an aroma or taste that describes the emotional state of a friend; a color that describes the emotional state of a friend; The user may exchange perceptual messages such as shoulder-touch greetings, hugs, pushes, strokes, cheer up, relax, etc., and may have response options. For example, the user may ignore it, accept it (in its own message), return the greeting, and / or reject (discharge) it. The user can also tell how to receive the message: a) pressure (wide), b) pressure (narrow, stinging), c) pressure message (like Morse code), d) vibration, e) temperature change, You can select from f) audio explanation, g) visual explanation, and so on. The user may control the exchange of communications and may choose not to accept "emotion" messages in order to protect their privacy. This communication modality (including the use of haptics) is more effective when other modality, such as touch, which is not limited to auditory or visual (speaking / writing) modality, communicates emotional content / context (including the use of haptics). Or have different effects). Thus, any of the garments described herein can translate a user's physiological measurement into a clear communication, including a communication of the user's emotional value. The user may select the format of the communication data (eg, different forms of touch, voice, graph, figure, number ...). For example, with clothing, the user can measure the user's physiology (emotion value) by voice, physically materialized message or visual display (on the forearm, on glasses or on a smartphone) or touch screen to another user. ) Can be converted. In addition, garments and especially garments with ECR can improve the accuracy of emotion-interpretation languages by allowing users to provide feedback in data evaluation, depiction and communication.

ECRシステムはまた、(音声認識の最先端システムとほとんど同様に)自己改善システムとして機能することもでき、ユーザが自分の感情をより多く表現及び通信すると、感情の定量化、説明及び通信がより正確になる。更にユーザは、衣服上のタッチポイントを通してシステムを起動させること、及びシステムと対話することができる。 The ECR system can also act as a self-improvement system (almost like a state-of-the-art system of speech recognition), and the more the user expresses and communicates his or her emotions, the more emotional quantification, explanation and communication become. Be accurate. In addition, the user can activate and interact with the system through touch points on clothing.

ECRは、多様な文脈で使用できる。例えばECRは、嘘発見器として使用できる。典型的には、嘘発見器は、皮膚導電性及び心拍のような身体反応を含んでよい、意識によって容易には制御されない身体機能の変化を検出する。嘘発見器はまた、呼吸数、血圧、毛細血管拡張、及び筋肉運動も考慮する。これらの測定は、嘘をつくこと又は被験者にとっての重要性に起因し得る短期ストレス応答を指示し得る。これらは精神的な努力及び感情状態にも関連し、従って例えば恐怖、怒り、驚き等によって影響され得るため、問題が発生する。本明細書に記載のEDRシステムは、ユーザの長期監視及び訓練/調整のために使用でき、これは上述のような応答をアーティファクト応答からより良好に区別できる。 ECR can be used in a variety of contexts. For example, ECR can be used as a lie detector. Typically, the lie detector detects changes in bodily function that are not easily controlled by consciousness and may include bodily reactions such as skin conductivity and heartbeat. The lie detector also considers respiratory rate, blood pressure, telangiectasia, and muscle movement. These measurements can dictate a short-term stress response that may result from lying or importance to the subject. Problems arise because they are also associated with mental effort and emotional state and can therefore be affected by, for example, fear, anger, surprise, etc. The EDR system described herein can be used for long-term monitoring and training / coordination of the user, which can better distinguish the response as described above from the artifact response.

ECRは、環境安全性等の安全性評価、空気(汚染、毒性のレベル等)、水(飲めない、泳げない等)、土壌の検査;場所の検査、例えば周辺地域におけるリスク、その地域での犯罪レポート、雪崩、洪水、木の落下、有毒な領域等の検索;時刻、時節等に基づいて、パレードのような定期的イベント等の行事の指示のためにも使用できる。ECRはまた、ユーザの挙動を監視して、上記挙動(例えば食べる、飲む、薬物乱用等)に関するデータ/フィードバックを提供できる。ECRを有する衣服はまた、機械/車両の運転(ドライバーの挙動、ドライバーの実績、周囲の交通、道路のタイプ、気象条件)、飛行、セーリング又はその他の操作といった走行を支援でき、及び/又は上記走行に関するフィードバックを提供できる。 ECR is a safety assessment such as environmental safety, air (contamination, toxicity level, etc.), water (cannot drink, cannot swim, etc.), soil inspection; location inspection, such as risk in the surrounding area, in that area. Search for crime reports, avalanches, floods, falling trees, toxic areas, etc .; can also be used to direct events such as regular events such as parades based on time, time, etc. The ECR can also monitor user behavior and provide data / feedback regarding such behavior (eg, eating, drinking, substance abuse, etc.). Garments with ECR can also assist in driving such as machine / vehicle driving (driver behavior, driver performance, surrounding traffic, road type, weather conditions), flight, sailing or other operations, and / or the above. Can provide driving feedback.

最後に、ECRを有する又は有しない衣服は、安全上のアクションのために有用であり得る:a)緊急電話:911、医師、GPS追跡、家族の監視/追跡、コーチング;b)危険のタイプ、場所、ユーザの生理学的データ、ユーザの医療及び関連データ、ユーザの感情データ、健康保険、金融プロファイル等の関連情報の提供。(ECRを有する又は有しない)衣服はまた、よりインタラクティブであってよく、活動レベル、食事等、又は感情面での健康を含む、健康に関する提案を提供する。 Finally, clothing with or without ECR can be useful for safety actions: a) emergency call: 911, doctor, GPS tracking, family monitoring / tracking, coaching; b) type of danger, Providing relevant information such as location, user's physiological data, user's medical and related data, user's emotional data, health insurance, financial profile, etc. Clothing (with or without ECR) may also be more interactive and provides health suggestions, including activity level, diet, etc., or emotional health.

図10A〜10Eに説明されているように、ECRは:(センサによって測定された)生理学的情報、ジェスチャ(例えば手首のIMU及び加速度計)、姿勢(例えばモジュール、各肩、脊椎中央、脊椎下部のIMU)、運動行動(例えば各足首及び各手首のIMU)、発話評価(例えば音声の記録)、顔の表情(例えば自身に関しては耳、前頭部及び首のセンサ、他の人物に関してはビデオカメラ)、香気若しくは臭気(例えば化学センサ)、EMG、及び/又はEEGセンサ、及び/又は環境の評価(例えば温度センサ、汚染センサ等)のうちの1つ又は複数に基づいて、測定及び評価を実施できる。 As illustrated in FIGS. 10A-10E, the ECRs are: physiological information (measured by sensors), gestures (eg wrist IMUs and accelerometers), postures (eg modules, each shoulder, mid-spine, lower spine). IMU), motor behavior (eg IMU of each ankle and each wrist), speech evaluation (eg voice recording), facial facial expressions (eg ear, frontal and neck sensors for themselves, video for others) Measurements and evaluations based on one or more of camera), aroma or odor (eg chemical sensors), EMG and / or EEG sensors, and / or environmental assessments (eg temperature sensors, pollution sensors, etc.) Can be implemented.

例えば図9は、それぞれが感情の検出、解釈、変換、通信及び知覚のために適合された衣服と対話できる1ペアのユーザの略図である。(A〜Dで標識された)これらの領域のそれぞれを、図10A(感知デバイスを含む、検出器)、10B(感情価を決定するためのセンサデータの解釈)、10C(アクチュエータ、及びユーザ又は同様のデバイスを使用する別の人物からの価情報の出力を含む通信)並びに10D(フィードバック)に更に詳細に示す。 For example, FIG. 9 is a schematic representation of a pair of users, each capable of interacting with clothing adapted for emotion detection, interpretation, transformation, communication and perception. Each of these regions (labeled with A to D) is shown in FIG. 10A (detector, including sensing device), 10B (interpretation of sensor data to determine emotional value), 10C (actuator, and user or user or (Communication including output of valuation information from another person using a similar device) and 10D (feedback) are shown in more detail.

このような装置は、日常の規則的な活動(歩く、食べる、働く、コンピュータの前に座る・・・)の間に自身の健康状態を監視することに関心を持つ人々を含む母集団によって、またトレーニング又は具体的なスポーツ中に自身のフィットネスレベルを監視したいアスリートにとっても、用途が見出され得る。関係者(ユーザ)は、登録され、病院で記入されるものと同様の、又はプロのアスリートが記入するものと同様のリストに記入する必要があり得る。関係者が多くの質問に答えるほど、評価はより正確になる。 Such devices are made by a population that includes people who are interested in monitoring their health during regular daily activities (walking, eating, working, sitting in front of a computer ...). It can also be used by athletes who want to monitor their fitness level during training or specific sports. Stakeholders (users) may need to fill out a list similar to what is registered and filled out at the hospital, or similar to what a professional athlete fills out. The more questions the stakeholders answer, the more accurate the rating.

図10Eは、ある特定のユーザに関して、様々なセンサの入力に基づいて感情価を決定でき、ある特定のユーザに固有のフィードバックも含むことができる、1つの方法を示す。更に図11及び12は、どのようにしてECRが被験者から、実際の感情価又は「健康な状態であること」の全体的な推定を決定できるかの図解を示す(図11)。同様に、センサを使用して、ユーザに、全体的なフィットネスのインジケータを提供できる(図12)。これらのチャートは、図11及び12に示すように図として提示できる評価を提供でき、個人の健康又はアスリートのフィットネスレベルのスナップショットを提供する。評価は、多数のパラメータ(例えばこれは、所定のデバイス内のセンサの個数に応じて、8〜20個又はそれ以上等、個数を変化させることができる)に基づくものであってよい。各図解は、以下を提供できる:(1)全てのパラメータの調整された合成に基づいてユーザの健康状態又はフィットネスレベルを合成した値;(2)自身が平均より上であるか下であるかをユーザが瞬時に分かるように、全集合の健康状態又はフィットネスレベルを合成した値(個数の絶対数及び%で与えられる)(この値の精度は、ユーザ数と共に上昇する);(3)個人の固有の必要に対して上記値を調整できる。例えば、65歳超の人々の30%が、平衡感覚の欠如によって点灯して負傷しているため、70歳の個人の平衡感覚には、40歳の個人よりも高い関連度を与えてよい。同様に、自明であるウェイトリフティング選手の強さには、テニスプレイヤーよりも高い関連度を与えてよく、又は耐久性は、スラロームスキーヤーよりもスーパートライアスロンアスリートに関して高い関連度を与えてよい。従ってユーザは、この種の図解出力を用いて、各パラメータに関して自分の値及び全集合の値を見ることができる。ユーザは更に、各パラメータに関する詳細へと進むことができる。例えば集合の効率スコアと比較した効率スコア;効率を計算する方法:計算に関与する生体測定;現行の技術状態を考慮した計算の精度;医療の正確性等。 FIG. 10E shows one method in which the emotional value can be determined based on the inputs of various sensors for a particular user and can also include feedback specific to that particular user. In addition, FIGS. 11 and 12 illustrate how the ECR can determine the actual emotional value or overall estimate of "health" from the subject (FIG. 11). Similarly, sensors can be used to provide the user with an indicator of overall fitness (Figure 12). These charts can provide assessments that can be presented graphically as shown in FIGS. 11 and 12 and provide snapshots of an individual's health or athlete's fitness level. The evaluation may be based on a number of parameters, such as 8 to 20 or more, depending on the number of sensors in a given device. Each illustration can provide: (1) a composite value of the user's health or fitness level based on an adjusted synthesis of all parameters; (2) whether it is above or below average. A composite value of the health or fitness level of the entire set (given by the absolute number and% of the number) (the accuracy of this value increases with the number of users) so that the user can instantly understand; (3) Individual The above values can be adjusted for the specific needs of. For example, the sense of balance of a 70-year-old individual may be more relevant than that of a 40-year-old individual, as 30% of people over the age of 65 are lit and injured due to lack of balance. Similarly, trivial weightlifting athlete strength may be more relevant than a tennis player, or durability may be more relevant to a super triathlon athlete than a slalom skier. Therefore, the user can use this kind of illustrated output to see his own value and the value of the entire set for each parameter. The user can further proceed to the details regarding each parameter. For example, the efficiency score compared with the efficiency score of the set; the method of calculating the efficiency: the biometric measurement involved in the calculation; the accuracy of the calculation considering the current state of the art; the accuracy of medical treatment, etc.

所定のパラメータ(例えば70歳に関する平衡感覚)を改善することを選択したユーザには、これを実行するためのエクササイズのリスト(縄跳び、片足立ち等)を与えてよい。ハプティックフィードバックを用いて、ユーザに、自分の平衡感覚が平均より下であるか上であるか、及び/又は改善の指標、及び/又はそのセッションのパフォーマンスと個人の最高パフォーマンスとの対比を通知できる。 A user who chooses to improve a given parameter (eg, a sense of balance for 70 years of age) may be given a list of exercises (skipping rope, standing on one leg, etc.) to perform this. Haptic feedback can be used to inform users whether their sense of balance is below or above average and / or indicators of improvement and / or how the session's performance contrasts with the individual's best performance. ..

装置内の多数のセンサ及びハプティックアクチュエータは、あるユーザが、他のユーザと、彼らの運動中に彼らの効率を最大化して彼らの達成を改善するために(例えば音声、ハプティック又は視覚的メッセージを通して)通信できるようにするよう適合してよい。例えば:a)アスリートがエクササイズの開始時にウォームアップできていない場合;b)エクササイズの終了時に温度が低すぎる場合;c)エクササイズの実行時に姿勢又は***が適切でない場合;d)ユーザが自身の筋肉に過負荷をかけている場合;e)アスリートがトレーニングセッション中に十分に負荷をかけることができていない場合に、通信を行う。 Numerous sensors and haptic actuators in the device allow one user to maximize their efficiency and improve their achievement with other users during their exercise (eg, through voice, haptic or visual messages). ) May be adapted to allow communication. For example: a) the athlete has not warmed up at the beginning of the exercise; b) the temperature is too low at the end of the exercise; c) the posture or position is not appropriate when performing the exercise; d) the user has his or her muscles If the athlete is overloaded; e) Communicate if the athlete is not fully loaded during the training session.

ストレッチ性導電性インクパターン
本明細書に記載の装置のいずれは、ストレッチ性導電性インクパターンを含んでよい。一般に、ストレッチ性導電性インクは、5%〜200%の範囲のストレッチ性を有してよく、例えばその静置状態の長さの2倍(200%)超、破損せずにストレッチできる。いくつかの例では、ストレッチ性導電性インクは、そのニュートラルな、静置状態の長さの3倍(300%)超、4倍(400%)超又は5倍(500%)超までストレッチできる。ストレッチ性導電性インクパターンは、導電性であり、低い抵抗を有する。例えばバルク抵抗は、0.2〜20Ω*cmであってよい(またシート抵抗は約100〜10000Ω/□であってよい)。導電性はストレッチに左右され得るが、上述の範囲(例えば0.2〜20Ω*cm)内に留まり得る。
Stretchable Conductive Ink Patterns Any of the devices described herein may include a stretchable conductive ink pattern. In general, stretchable conductive inks may have stretchability in the range of 5% to 200% and can be stretched without damage, for example, more than twice (200%) the length of the stationary state. In some examples, stretch conductive inks can stretch up to more than 3 times (300%), 4 times (400%), or 5 times (500%) their neutral, stationary length. .. The stretch conductive ink pattern is conductive and has low resistance. For example, the bulk resistance may be 0.2 to 20 Ω * cm (and the sheet resistance may be about 100 to 10000 Ω / □). Conductivity can depend on stretch, but can remain within the above range (eg 0.2-20Ω * cm).

構造的に、本明細書に記載のストレッチ性導電性インクパターンのいずれは典型的には、絶縁性接着剤及び導電性インクの特定の組み合わせから作製される。一般に、ストレッチ性導電性インクパターンは、絶縁性かつ弾性の接着剤の第1の(又はベース)層と、導電性インクの層とを含み、導電性インクは、約40%〜約60%の導電性粒子(例えばカーボンブラック、グラフェン、グラファイト、銀金属粉末、銅金属粉末又は鉄金属粉末等)と、絶縁性弾性接着剤と導電性インクの層との間の勾配領域とを含む。勾配領域は、導電性インク(例えば導電性インクの導電性粒子)と接着剤との組み合わせであり、インク(例えば導電性粒子)の濃度は深さによって変動し得る。一般に勾配領域は、導電性インク(例えば導電性粒子)と接着剤との混合物であってよく、勾配領域中の導電性インクの濃度は、導電性インク層中の導電性インクの濃度未満であってよい。勾配領域は、導電性インク(粒子)の連続的な勾配であってよく、例えば勾配領域は不均一であってよく、又は段階的な勾配であってよい。 Structurally, any of the stretch conductive ink patterns described herein is typically made from a particular combination of insulating adhesive and conductive ink. Generally, the stretch conductive ink pattern includes a first (or base) layer of an insulating and elastic adhesive and a layer of the conductive ink, and the conductive ink is about 40% to about 60%. Includes conductive particles (eg, carbon black, graphene, graphite, silver metal powder, copper metal powder, iron metal powder, etc.) and a gradient region between the insulating elastic adhesive and the layer of conductive ink. The gradient region is a combination of conductive ink (eg, conductive particles of conductive ink) and an adhesive, and the density of the ink (eg, conductive particles) can vary with depth. In general, the gradient region may be a mixture of conductive ink (for example, conductive particles) and an adhesive, and the density of the conductive ink in the gradient region is less than the density of the conductive ink in the conductive ink layer. You can. The gradient region may be a continuous gradient of the conductive ink (particles), for example the gradient region may be non-uniform or may be a gradual gradient.

プリント回路のため、また可撓性回路のためにも使用されるもの等の、典型的な導電性インクは、衣服のために、特に圧縮衣服のために使用するためには十分にはストレッチ性でなく、使用時に破損し得る、又は不連続を形成し得る。驚くべきことに、導電性インク、勾配領域及び絶縁性接着剤の組み合わせは、導電性かつ極めてストレッチ性/拡張性の導電性インク複合体を提供する。本明細書に記載されているように使用できる導電性インクの組成は、一般に:約40〜60%の導電性粒子;約30〜50%のバインダ;約3〜7%の溶媒;及び約3〜7%の濃厚剤を含む。更に、絶縁性接着剤と、1つ又は複数の導電性インク層との間の中間「勾配」領域の使用も、重要であることが分かっている。 Typical conductive inks, such as those used for printed circuits and also for flexible circuits, are stretchable enough to be used for garments, especially for compressed garments. Instead, it can be damaged during use or form discontinuities. Surprisingly, the combination of conductive inks, gradient areas and insulating adhesives provides a conductive and highly stretchable / expandable conductive ink composite. The compositions of conductive inks that can be used as described herein generally include: about 40-60% conductive particles; about 30-50% binder; about 3-7% solvent; and about 3 Contains ~ 7% thickener. In addition, the use of an intermediate "gradient" region between the insulating adhesive and one or more conductive ink layers has also proven important.

導電性インクパターンを形成するために使用され、接着剤と併用される、導電性インクは、典型的には低毒性及び低アレルゲン性(例えば100ppm未満のホルムアルデヒド濃度)、並びに洗濯からの損傷に対する耐性を有し、上記耐性は、繰り返しの洗濯サイクルの後の電気的及び弾性特性の保存を含む。 Used to form conductive ink patterns and used in combination with adhesives, conductive inks are typically low toxicity and low allergenicity (eg less than 100 ppm formaldehyde concentration), as well as resistance to damage from washing. The resistance includes preservation of electrical and elastic properties after repeated washing cycles.

図39Cは、高い度合いの伸長性又はストレッチ性を有する導電性インクパターン(導電性インク複合体)の一変形例を示す。この例では、導電性インクパターンは、(圧縮衣服又は転写基材を形成する圧縮織物を含む織物であってよい)基材1039上に塗布され、電気絶縁性弾性接着剤の第1の層1021を含む。導電性インクの外側層1025は、導電性インクと接着剤との混合物である中間勾配領域1023によって接着層1021から分離されており、導電性インクの濃度は、導電性インクの層1025に近い領域から、弾性接着剤の層1021に向かって低下する。この勾配領域は中間層と呼ばれる場合もあり、導電性インクと接着剤との不均一な混合/分布を有してよい。任意の外側絶縁体(例えば図示されていない絶縁性樹脂)も、導電性インク層を覆うように含まれていてよい。外側導電性インクは、導電性インクの複数の層から形成できる。 FIG. 39C shows a modified example of a conductive ink pattern (conductive ink composite) having a high degree of extensibility or stretchability. In this example, the conductive ink pattern is applied onto a substrate 1039 (which may be a woven fabric containing a compressed garment or a compressed woven fabric forming a transfer substrate) and a first layer 1021 of an electrically insulating elastic adhesive. including. The outer layer 1025 of the conductive ink is separated from the adhesive layer 1021 by an intermediate gradient region 1023 which is a mixture of the conductive ink and the adhesive, and the density of the conductive ink is a region close to the layer 1025 of the conductive ink. Toward the layer 1021 of the elastic adhesive. This gradient region is sometimes referred to as the intermediate layer and may have a non-uniform mixture / distribution of the conductive ink and the adhesive. Any outer insulator (eg, an insulating resin not shown) may also be included to cover the conductive ink layer. The outer conductive ink can be formed from a plurality of layers of the conductive ink.

例えば図39A及び39Bは、2つのアルミニウムの支持体間に配置された導電性インクパターンの試料の電子顕微鏡写真(走査電子顕微鏡写真、SEM)を示す。図39Aでは、最下層2805は接着剤であり、層2805の上側に隣接する層は勾配領域2803であり、層2803の上側に隣接する層は導電性インク2801である。この例では、導電性インクの上に追加の絶縁層(樹脂2811)が配置される。一般に導電性インクは、塗布された導電性インクの複数の層で形成できる。図39Aでは、導電性インク層は、5層を順次塗布することによって形成された。これらの層は上記顕微鏡写真では視認できない。 For example, FIGS. 39A and 39B show electron micrographs (scanning electron micrographs, SEMs) of samples of conductive ink patterns placed between two aluminum supports. In FIG. 39A, the bottom layer 2805 is an adhesive, the layer adjacent to the upper side of the layer 2805 is the gradient region 2803, and the layer adjacent to the upper side of the layer 2803 is the conductive ink 2801. In this example, an additional insulating layer (resin 2811) is placed on top of the conductive ink. Generally, the conductive ink can be formed by a plurality of layers of the applied conductive ink. In FIG. 39A, the conductive ink layer was formed by sequentially applying five layers. These layers are not visible in the micrograph.

図39Bでは、電子顕微鏡写真を用いて、層の厚さを定量化した。この例では、導電性インク層2801(領域)の厚さは約50μmであり、勾配(遷移)領域2803の厚さは約40〜80μmであり、接合剤2805の厚さは約150μmである。 In FIG. 39B, electron micrographs were used to quantify the layer thickness. In this example, the conductive ink layer 2801 (region) has a thickness of about 50 μm, the gradient (transition) region 2803 has a thickness of about 40-80 μm, and the bonding agent 2805 has a thickness of about 150 μm.

勾配領域は、導電性インクのストレッチ性の増強、及び導電性の安定性の増強の両方の機能を果たすことができる。導電性は上側領域によって可能となり、その一方で、(接着剤によって)可能となった高い度合いの機械的ストレッチは、下側層によって増強される。勾配領域に見られる導電性インクと接着剤との不完全な混合は、導電性を保持したまま繰り返しストレッチ及び解放できる構造及び組成をもたらすと考えられる。この複合体の抵抗はストレッチによって変化し得(一般にはストレッチによって抵抗が増大し)、この特性を用いてストレッチを検出できることに留意されたい。 The gradient region can serve both to enhance the stretchability of the conductive ink and to enhance the stability of the conductivity. Conductivity is made possible by the upper region, while the higher degree of mechanical stretch made possible (by the adhesive) is enhanced by the lower layer. The incomplete mixing of the conductive ink with the adhesive found in the gradient region is believed to result in a structure and composition that can be repeatedly stretched and released while preserving conductivity. It should be noted that the resistance of this complex can be altered by stretching (generally stretching increases resistance) and this property can be used to detect stretch.

一般に、勾配領域は、導電性インクと接着剤とを、いずれか一方が完全に乾燥する前に組み合わせて、適切な厚さの遷移領域を形成できるようにこれらを組み合わせることによって形成できる。インクの組成(例えば約40〜60%の導電性粒子;約30〜50%のバインダ;約3〜7%の溶媒;及び約3〜7%の濃厚剤)は、この重複(勾配)領域の形成パラメータを決定し得る。図40A〜40Dは、ストレッチ性導電性インクパターン(複合体)の例の組成分布の例を示す。図40Aでは炭素が示されており、これは有機材料に関して予想されるように、層全体にわたって遍在している。図40Cでは、シリコンの分布は基材(導電性インクパターンが作製されるプラスチック基材)の表面上に集中しており、導電性インクパターン内で拡散する。同様に図40Dでは、酸素があらゆる場所に拡散している。対照的に、図40Bに示すように、硫黄はインク中に集中するが、接合剤中には集中しない。従って硫黄の勾配は、形態学的に接合剤と同様である領域における、インクから接合剤への漸進的な遷移を示す。この領域は勾配領域であり、ここでは不均一な混合が発生している。 Generally, the gradient region can be formed by combining the conductive ink and the adhesive before one of them is completely dried so that a transition region of appropriate thickness can be formed. The composition of the ink (eg, about 40-60% conductive particles; about 30-50% binder; about 3-7% solvent; and about 3-7% thickener) is in this overlapping (gradient) region. The formation parameters can be determined. 40A-40D show an example of the composition distribution of an example of a stretch conductive ink pattern (composite). Carbon is shown in FIG. 40A, which is ubiquitous throughout the layer, as expected for organic materials. In FIG. 40C, the distribution of silicon is concentrated on the surface of the substrate (the plastic substrate on which the conductive ink pattern is produced) and diffuses within the conductive ink pattern. Similarly, in FIG. 40D, oxygen is diffused everywhere. In contrast, as shown in FIG. 40B, sulfur concentrates in the ink but not in the binder. The sulfur gradient thus indicates a gradual transition from the ink to the bonding agent in a region that is morphologically similar to the bonding agent. This region is a gradient region, where non-uniform mixing occurs.

図39A〜39B及び40A〜40Cでは、ストレッチ性導電性インクパターンは、ポリエステル紙の基材上に形成され、上記基材上に(外側絶縁性樹脂と共に)インク及び接着剤が印刷される。続いてこのパターンを、衣服に付着するように衣服に塗布してよく、基材(紙)は、インクが残るように剥がすことができる。接着剤は高い弾性を有し、ストレッチ可能である。導電性インク単独でもある程度のストレッチ性を有し得るが、恐らく剛性金属粒子により、接着剤ほどのストレッチ性はない。(接着剤と導電性インクとが重なり合う)中間領域は重要である。この領域において完全に混合することにより、この領域は均一となり、(接着剤が絶縁性であるため)導電性が低下する可能性がある。混合が部分的であると、導電性が保持されたままストレッチ性が保持され得る。 In FIGS. 39A-39B and 40A-40C, the stretch conductive ink pattern is formed on a polyester paper substrate, on which the ink and adhesive are printed (along with the outer insulating resin). Subsequently, this pattern may be applied to the clothes so as to adhere to the clothes, and the base material (paper) can be peeled off so that the ink remains. The adhesive has high elasticity and is stretchable. Conductive ink alone can have some stretchability, but it is not as stretchable as adhesives, probably due to the rigid metal particles. The intermediate region (where the adhesive and the conductive ink overlap) is important. Thorough mixing in this region can make this region uniform and reduce conductivity (because the adhesive is insulating). If the mixture is partial, the stretchability can be maintained while the conductivity is maintained.

導電性インクを絶縁する外側保護層は、それが望まれる場合、例えば導電性トレースを形成する、又はセンサ若しくは電極をパターン形成する場合に含まれてよいが、例えば電極の接触領域は上記外側保護層を有しないまま残されてよい。樹脂(「プライマ」)は、導電性インクとリンクしない又は混合されない絶縁性材料の1つ又は複数の層であってよい。例えば樹脂材料は絶縁性であってよく、また洗濯のために使用される洗剤及び流体(水)からの保護、並びに擦過傷等からの保護を支援することもできる。いくつかの変形例では、樹脂はアクリレート(例えばアクリル樹脂)である。アルデヒド又はアクリル(合成樹脂)も使用してよい。成分(例えば導電性インク、接着剤及び樹脂)のいずれは、印刷によって塗布してよい。例えば図41は、ストレッチ性導電性インクパターンを基材上に印刷するために使用される方法の一例を示す。図41では、第1のマスク(「スクリーン」)3001を用いて、スクリーン3001の下側(図示せず)に、基材に塗布される接着剤(導電性接合剤)のパターンを形成する。例えば織物上に直接塗布する場合、接着剤は、スクリーン印刷プロセスにおいて、「湿潤な」接着剤3005が図示されているパターンを形成するように、スクリーンを横断して上記接着剤3005を引っ張ることにより、塗布してよい。接着剤を複数回塗布してよく、又は厚さを他の方法で(例えば塗布力、粘度及び/又はスクリーン開口サイズによって)調整してよい。その後第2のスクリーン(又は同一のスクリーン)を用いて、導電性インクのパターンを適用してよい。導電性インクを複数回塗布することによって、(典型的には接着剤の厚さ未満の)所望の厚さを達成できる。第2のスクリーンは、接着剤のために使用されるパターンよりわずかに小さい開口を有してよく、又は同一のサイズであってよい(若しくはいくつかの変形例ではより大きくてよい)。接着剤及び導電性インクは、同一範囲であってよい。転写基材への塗布の際、上記の順序を反転して、接着剤の前に導電性インクを基材に塗布してもよい。上述のように、絶縁性樹脂(例えば保護層)は、導電性インク層に隣接して塗布してよい。 An outer protective layer that insulates the conductive ink may be included if it is desired, eg, for forming a conductive trace, or for patterning a sensor or electrode, eg, the contact area of the electrodes is said outer protection. It may be left without a layer. The resin (“primer”) may be one or more layers of insulating material that does not link or mix with the conductive ink. For example, the resin material may be insulating and can also support protection from detergents and fluids (water) used for washing, as well as from scratches and the like. In some modifications, the resin is an acrylate (eg, acrylic resin). Aldehyde or acrylic (synthetic resin) may also be used. Any of the components (eg conductive inks, adhesives and resins) may be applied by printing. For example, FIG. 41 shows an example of a method used to print a stretch conductive ink pattern on a substrate. In FIG. 41, the first mask (“screen”) 3001 is used to form a pattern of adhesive (conductive adhesive) applied to the substrate on the underside (not shown) of the screen 3001. For example, when applied directly onto the fabric, the adhesive is by pulling the adhesive 3005 across the screen so that the "wet" adhesive 3005 forms the pattern shown in the screen printing process. , May be applied. The adhesive may be applied multiple times, or the thickness may be adjusted in other ways (eg, by application force, viscosity and / or screen opening size). A second screen (or the same screen) may then be used to apply the conductive ink pattern. The desired thickness (typically less than the thickness of the adhesive) can be achieved by applying the conductive ink multiple times. The second screen may have slightly smaller openings than the pattern used for the adhesive, or may be of the same size (or larger in some variants). The adhesive and the conductive ink may be in the same range. When applying to the transfer substrate, the above order may be reversed and the conductive ink may be applied to the substrate before the adhesive. As described above, the insulating resin (for example, the protective layer) may be applied adjacent to the conductive ink layer.

本明細書に記載の導電性インク構造体のいくつかの変形例(例えば、例えば織物への直接印刷及び/又は転写によって導電性インクで形成された、トレース、センサ等)では、導電性インクは、カーボンブラック、コーティングされたマイカ(例えばアンチモンをドープした二酸化スズでコーティングされたマイカ)、グラフェン、グラファイト等の導電性粒子を含む。この材料はまた、インクが含有する全ての固体成分を織物に恒久的に結合させるよう機能する、ベース/結合材料も含んでよい。この結合材料(バインダ)は、アクリル‐水系、例えば水系ポリウレタンであってよい。導電性インク材料はプライマも含んでよく、このプライマは、塗布される様々な製品間の接着性及び適合性を増大させ、洗濯プロセスに対する耐性を上昇させる。導電性インクは、織物に対する導電性製品の転写を保証する接着剤(例えばアクリル、ポリアミド等の接合剤)を含んでよい。これらの導電性インクのいずれは、製品が含有する空気及び気泡を排除するための消泡剤、並びにバインダを完全に架橋させることができる触媒も含んでよい。製品の印刷性及び安定性を上昇させるために、追加の添加剤を含んでもよい。製品が含有する液体成分の粘度を高める濃厚剤も含んでよい。得られたインク材料の転写は、上で例示したようなシルクスクリーン印刷プロセスによって得ることができる。例えばシルクスクリーン印刷プロセスは、(24〜120ワイヤの)セリグラフィフレームタイプ、及び紙、厚紙、ポリエステル、アセテート、リフレクタ等の転写支持フィルムを含んでよい。スクリーン印刷/塗布される層の数は、1〜50又はそれ以上であってよい。塗布される層の順序は、連続的であってよい(また材料を転写する際に反転させてよい)。例えばプライマを最後の層の次に塗布してよく、接着剤は形成された最後の層である。導電性インクは例えばIRオーブン、熱風送風機又は冷風送風機によって乾燥させてよい。上述のように、(接着剤ベースを含む)このインク材料は、例えば綿、ウール、ナイロン、ポリエステル、ポリアミド、ライクラ、皮革(天然又は合成)、プラスチックフィルム、ESD織物等を含むいずれの適切な材料に塗布してよい。 In some modifications of the conductive ink structure described herein (eg, traces, sensors, etc. formed of conductive ink by direct printing and / or transfer to textiles), the conductive ink is , Carbon black, coated mica (eg, mica coated with antimony-doped tin dioxide), graphene, graphite and other conductive particles. The material may also include a base / bonding material that functions to permanently bond all the solid components contained in the ink to the fabric. The binder may be acrylic-water-based, such as water-based polyurethane. The conductive ink material may also include a primer, which increases the adhesion and compatibility between the various products applied and increases resistance to the washing process. The conductive ink may contain an adhesive (eg, a bonding agent such as acrylic, polyamide, etc.) that guarantees the transfer of the conductive product to the fabric. Any of these conductive inks may also include a defoaming agent to eliminate air and air bubbles contained in the product, as well as a catalyst capable of completely cross-linking the binder. Additional additives may be included to improve the printability and stability of the product. It may also contain a thickener that increases the viscosity of the liquid components contained in the product. The transfer of the resulting ink material can be obtained by a silk screen printing process as exemplified above. For example, the silk screen printing process may include a serigraphy frame type (24-120 wires) and a transfer support film such as paper, cardboard, polyester, acetate, reflectors and the like. The number of layers screen-printed / coated may be 1-50 or more. The order of the layers applied may be continuous (and may be reversed during transfer of material). For example, a primer may be applied after the last layer and the adhesive is the last layer formed. The conductive ink may be dried by, for example, an IR oven, a hot air blower or a cold air blower. As mentioned above, this ink material (including adhesive base) is any suitable material including, for example, cotton, wool, nylon, polyester, polyamide, lycra, leather (natural or synthetic), plastic film, ESD fabrics and the like. May be applied to.

インクは、例えば100℃〜250℃の塗布温度において、2バール〜90バールの塗布圧力を5秒〜50秒の塗布時間にわたって印加することにより、熱圧着機を用いて織物に転写して塗布できる。最終的な重合は、IRオーブンによって、(例えば0.1m/秒〜5m/秒のコンベアベルト速度を用いて)50℃〜180℃の温度で実施できる。 The ink can be transferred to a woven fabric using a thermocompression bonding machine by applying a coating pressure of 2 bar to 90 bar over a coating time of 5 seconds to 50 seconds at a coating temperature of, for example, 100 ° C to 250 ° C. .. The final polymerization can be carried out by an IR oven at a temperature of 50 ° C. to 180 ° C. (eg, using a conveyor belt speed of 0.1 m / sec to 5 m / sec).

上述のように、本明細書に記載の導電性インクパターンは、(例えば衣服上の様々な要素を接続する)トレース、センサ(例えばタッチポイントセンサ、ストレッチ/呼吸センサ)又は電極(EEGセンサ、ECGセンサ、EMGセンサ等)を含むいずれの適切なパターンであってよい。コネクタとして使用される場合、上記導電性インクパターンは、導電性スレッド、縫い付けられたジグザグコネクタ、カプトン等の基材上に形成された導電性トレース等を含むがこれらに限定されない、追加の導電性コネクタ要素と併用してよい。導電性インクパターンと追加の高導電性材料とのこのような組み合わせは、比較的長い長さにおいて特に有用であり得る。いくつかの変形例では、ストレッチ性導電性インク材料は、衣服を大きくストレッチさせることになる領域において、トレース又はコネクタとして使用してよい。 As mentioned above, the conductive ink patterns described herein are traces (eg, connecting various elements on clothing), sensors (eg, touchpoint sensors, stretch / breathing sensors) or electrodes (EEG sensors, ECG). Any suitable pattern including sensors, EMG sensors, etc.) may be used. When used as a connector, the conductive ink pattern includes, but is not limited to, conductive threads, sewn zigzag connectors, conductive traces formed on a substrate such as Kapton, and the like. May be used in combination with sex connector elements. Such a combination of a conductive ink pattern and additional highly conductive material can be particularly useful at relatively long lengths. In some variations, the stretch conductive ink material may be used as a trace or connector in areas where the garment will be significantly stretched.

例えば図42A〜42Cは、衣服を形成する織物に縫い付けられた導電性スレッドの例を示し、これは、(接着剤、勾配領域及び導電性インクを有する)ストレッチ性導電性インクパターンで形成された、電源及び/又は感知モジュールへの、電極、センサ又はトレースとして使用できる。 For example, FIGS. 42A-42C show examples of conductive threads sewn onto the fabric forming the garment, which is formed with a stretch conductive ink pattern (with adhesive, gradient areas and conductive ink). It can also be used as an electrode, sensor or trace to a power supply and / or sensing module.

例えば図1A〜1F、2A〜2B、3A〜3B等では、タッチポイントと、これらをセンサモジュール(センサマネージャ)に接続するトレースとは、接着剤の層、中間勾配領域及び導電性インクの層を含むストレッチ性導電性インク複合体で形成してよく、トレース部分は例えば保護樹脂を用いて絶縁してよい。タッチポイント部分を形成する電極は比較的大きくてよく、接続用のトレースは比較的小さい。トレースは、短い距離にしか延在する必要がない。タッチポイントセンサはまた、センサからの信号が2値信号(例えばタッチ又はタッチなし)であるため、トレースの抵抗を変化させ得る衣服/トレースのストレッチに対してある程度非感受性である。同様に、ストレッチ性導電性インクトレース(トレースへと形成された複合体)を使用して、EKG電極に接続してよい。典型的には、トレースとして使用される導電性インクパターンは、30cm未満(例えば25cm未満等)まで延在してよいが、更に長いトレースを使用してもよい。従って例えば、ストレッチ性導電性インクパターンで形成された導電性トレースは、25cm以上もの長さであってよく、幅は2mm〜10mm(平均約0.6〜0.5mm)である。上記長さは、導電性インクパターンの厚さを増大させることによって、標的とする導電性/抵抗性の範囲内に維持したまま、延長できる。いくつかの変形例では、上記長さを短いままとすることが望ましい場合がある。しかしながら、呼吸センサは実質的に更に長くてよく、例えば幅は最大22mmであってよい。 For example, in FIGS. 1A-1F, 2A-2B, 3A-3B, etc., the touch points and the traces connecting them to the sensor module (sensor manager) include an adhesive layer, an intermediate gradient region, and a conductive ink layer. It may be formed of a stretchable conductive ink composite containing the trace portion, and the trace portion may be insulated with, for example, a protective resin. The electrodes forming the touch point portion may be relatively large and the traces for connection are relatively small. The trace needs to extend only a short distance. The touchpoint sensor is also somewhat insensitive to clothing / trace stretch, which can vary the resistance of the trace, as the signal from the sensor is a binary signal (eg, touch or no touch). Similarly, a stretch conductive ink trace (a composite formed into the trace) may be used to connect to the EKG electrode. Typically, the conductive ink pattern used as the trace may extend to less than 30 cm (eg, less than 25 cm), but longer traces may be used. Thus, for example, the conductive trace formed by the stretch conductive ink pattern may have a length of 25 cm or more and a width of 2 mm to 10 mm (average about 0.6 to 0.5 mm). The length can be extended while maintaining within the targeted conductivity / resistance range by increasing the thickness of the conductive ink pattern. In some variants, it may be desirable to keep the length short. However, the respiratory sensor may be substantially longer, for example a width of up to 22 mm.

いくつかの変形例では、図42A〜42Cに示すもののような、導電性スレッド又は他の高導電性コネクタを使用することが有用であり得る。上述のように、これを用いて、縫い付けられたジグザグコネクタ(本明細書ではワイヤリボン材料とも呼ばれる)を形成できる。この例では、導電性スレッドは、波打った(例えばジグザグ、正弦波状等の)パターンで衣服に縫い付けられ、これにより縫い付けの正味の方向におけるある程度のストレッチが可能となる。上述のように、呼吸(センサ)トレースは、導電性インクパターンのストレッチによる抵抗の変化による導電性の変化を利用するために、ストレッチ性導電性インクパターンで形成できる。この例では、縫合されたスレッドのパターンは、縫い目を織物と共にわずかに伸長できるようにする、おおよそ35〜40°のジグザグパターンを含む。いくつかの例では、導電性スレッドは金属導電性スレッドである。(波打ったパターンの)各屈曲点に形成される角度、及びパターンの幅は、使用されるテキスタイルに左右され得る。一般に、テキスタイルのストレッチ性が高いほど、上記角度は小さくなる。スレッドの数は変動してよく、一般に、例えばセンサの数及び接続する必要がある上記センサのピンの数に応じて、いずれの数のスレッドを使用してよい。スレッドは典型的には、衣服に直接縫合される。スレッドの電気的絶縁は、スレッド上の外側コーティング(例えばシリコーン、ポリエステル、綿等)によって、及び/又は上述のような絶縁性接着剤の層によって、得ることができる。スレッドコネクタは、上述のような転写基材の一部としても使用してよい。例えば導電性スレッドを、衣服と同一の織物上に作製されたバンドに縫合した後、例えば接着剤の層を用いた衣服に対する熱的プロセスによって転写してよい。 In some variants, it may be useful to use conductive threads or other highly conductive connectors, such as those shown in FIGS. 42A-42C. As mentioned above, this can be used to form a sewn zigzag connector (also referred to herein as a wire ribbon material). In this example, the conductive threads are sewn onto the garment in a wavy (eg, zigzag, sinusoidal, etc.) pattern, which allows some stretch in the net direction of the stitching. As described above, the breath (sensor) trace can be formed with a stretch conductive ink pattern in order to utilize the change in conductivity due to the change in resistance due to the stretch of the conductive ink pattern. In this example, the pattern of sewn threads includes a zigzag pattern of approximately 35-40 ° that allows the seams to stretch slightly with the fabric. In some examples, the conductive thread is a metal conductive thread. The angle formed at each inflection point (of the wavy pattern) and the width of the pattern can depend on the textile used. In general, the higher the stretchability of a textile, the smaller the angle. The number of threads may vary and generally any number of threads may be used, depending on, for example, the number of sensors and the number of pins of the sensor that need to be connected. Threads are typically sutured directly to the garment. Electrical insulation of the thread can be obtained by an outer coating on the thread (eg, silicone, polyester, cotton, etc.) and / or by a layer of insulating adhesive as described above. The thread connector may also be used as part of the transfer substrate as described above. For example, the conductive threads may be sutured to a band made on the same fabric as the garment and then transferred, for example, by a thermal process on the garment with a layer of adhesive.

1つ又は複数の導電性スレッドは、(圧縮衣服等の)織物に、又は転写基材(例えば後に衣服に付着される織物又は他の材料のパッチ)に、直接適用できる。導電性スレッドは、縫合前に絶縁(例えばエナメル被覆)してよい。いくつかの変形例では、導電性スレッドは、織物又は他の基材に対して縫合する前にグループ化してよい。例えば複数(例えば2個、3個、4個、5個等)のスレッドを絶縁して一体に巻き付けた後、圧縮織物等の基材に縫い付けてよい。例えば一変形例では、装置は、センサモジュール/マネージャ上に含まれる、IMUと、装置上の回路構成(例えばマイクロチップ)に供給される入力を有する2つのEMGとを有する衣服を含む。これらの構成要素は、同一の電気的「ライン」上で動作でき、上記ラインは、基材に縫い付けるために一体に組み合わされた複数の導電性スレッドである。一例では、2つのマイクロチップを、4本のワイヤからなる同一の「ライン」によって動作させることができ、ここで各ワイヤは互いから電気的に絶縁されている。材料の縫い付けにあたって、機械的縫製デバイスに関して理解されるように、縫い目は、一方が基材の上部、もう一方が基材の下側にある2組のワイヤで形成してよく、いくつかの変形例では、導電性スレッドで形成された縫い目は、上側導電性スレッド(又は複数の導電性スレッドのグループ)及び下側導電性スレッド(又は複数の導電性スレッドのグループ)を含んでよく、ここで1つ又は複数の上側導電性スレッドは初め上側表面上にあり、1つ又は複数の下側導電性スレッドは初め下側表面上にある(ただしこれらの一方又は両方は、他方と係合するために基材を貫通してよい)。 One or more conductive threads can be applied directly to a fabric (such as a compressed garment) or to a transfer substrate (eg, a patch of fabric or other material that is later attached to the garment). Conductive threads may be insulated (eg, enamel coated) prior to suturing. In some variants, the conductive threads may be grouped before being sutured to the fabric or other substrate. For example, a plurality of threads (for example, 2, 3, 4, 5, etc.) may be insulated and wound integrally, and then sewn on a base material such as a compressed woven fabric. For example, in one variant, the device comprises a garment with an IMU included on the sensor module / manager and two EMGs having inputs supplied to a circuit configuration (eg, a microchip) on the device. These components can operate on the same electrical "line", which is a plurality of conductive threads integrally combined for sewing to a substrate. In one example, two microchips can be operated by the same "line" of four wires, where each wire is electrically isolated from each other. In sewing the material, the seams may be formed of two sets of wires, one on the top of the substrate and the other on the underside of the substrate, as understood with respect to mechanical sewing devices. In a variant, the seams formed by the conductive threads may include an upper conductive thread (or a group of a plurality of conductive threads) and a lower conductive thread (or a group of a plurality of conductive threads). In one or more upper conductive threads initially on the upper surface and one or more lower conductive threads initially on the lower surface (although one or both of these engage the other). It may penetrate the substrate for this).

例えば導電性スレッドは、結合溶液(シリコン又は水系)で被覆された、又はジャケットで保護された、4本の撚り合わされた、エナメル被覆された(従って互いから電気的に絶縁された)ワイヤからなる、極めて細い(例えば0.7ミリメートルゲージ/太さの)「ワイヤ」を含んでよく、全体で約0.9ミリメートルの直径を有する。導電性ワイヤは、ジグザグの脚の間に45〜90°の角度を有するパターン等の波打った(例えばジグザグの)パターンで、織物又は基材に直接縫合してよい。いくつかの例では、パターンは材料の基材(例えば織物)上に形成され、衣服に取り付けられる。例えば基材は、1cm〜3cmの織物の自己接着性ストリップであってよい。 For example, conductive threads consist of four twisted, enamel-coated (and thus electrically isolated from each other) wires coated with a bonding solution (silicon or water-based) or protected by a jacket. , May include very thin (eg 0.7 mm gauge / thickness) "wires", having a total diameter of about 0.9 mm. The conductive wire may be sewn directly to the fabric or substrate in a wavy (eg, zigzag) pattern, such as a pattern with an angle of 45-90 ° between the zigzag legs. In some examples, the pattern is formed on the substrate of the material (eg woven fabric) and attached to the garment. For example, the substrate may be a self-adhesive strip of 1 cm to 3 cm woven fabric.

センサマネージャ/モジュール
本明細書に記載の装置(例えば衣服)のいずれは、図43Aに概略的に示すようなセンサマネージャ(SM又はSMS)を含んでよく、これは衣服上の(電極等を含む)センサを、いくつかの変形例ではスマートフォン又は他の移動体デバイスを含むプロセッサに接続する。センサマネージャは、センサ付き圧縮衣服(例えばシャツ)の一部であり、かつシャツの背部、例えば図1B、2B、3B及び4Bに示すように首の直下に配置された(図43Bに示すような)剛性ケース内に埋め込むことができる、プリント回路基板(PCB)であってよい。これは主に、シャツ全体に配置されたセンサから来るデータを収集して精査する役割を果たす。
Sensor Manager / Module Any of the devices (eg, clothing) described herein may include a sensor manager (SM or SMS) as schematically shown in FIG. 43A, which includes (including electrodes, etc.) on clothing. ) The sensor is connected to a processor, including a smartphone or other mobile device in some variants. The sensor manager is part of a compressed garment with a sensor (eg, a shirt) and is located on the back of the shirt, just below the neck as shown, eg, FIGS. 1B, 2B, 3B and 4B (as shown in FIG. 43B). ) It may be a printed circuit board (PCB) that can be embedded in a rigid case. It primarily serves to collect and scrutinize data coming from sensors located throughout the shirt.

図43Aに示すように、センサモジュール3201を形成するPCBは、PCB上に配設された異なる複数の要素、例えばマイクロコントローラ3203(例えばCY8C5マイクロコントローラ(68ピン))、並びに電話モジュール3205(金属コーティングされたドリル)、タイツ3211(露出したはんだ付け可能な金属領域)及びセンサ3207、3209(スレッドとの接続)との全ての接続を含んでよい。 As shown in FIG. 43A, the PCB forming the sensor module 3201 includes a plurality of different elements disposed on the PCB, such as a microcontroller 3203 (eg, a CY8C5 microcontroller (68 pins)), and a telephone module 3205 (metal coating). All connections with the drill), tights 3211 (exposed solderable metal area) and sensors 3207, 3209 (connections with threads) may be included.

例えば、センサから来る電気信号は、シャツの織物に又は同一の材料製のテープ(例えばパッチ)に縫合された導電性スレッドによって搬送できる。これらのスレッドは全てSM PCBへと至ることができ、またコネクタを用いてSM PCBに接続できるか、又は金属コーティングされたドリルの周囲に縫合/はんだ付けできる。ここに例示されているSMSとは対照的に、センサを電話モジュールに直接接続したSMアーキテクチャは、比較的多数(例えばセンサから来るトレース/スレッドそれぞれに対して1つ)のピン3205を伴う。これはセンサの数及びタイプを制限する場合があり、システムの安定性に関して妥協が生じる場合がある。本明細書に記載の上記アーキテクチャにより、センサから来るトレース(例えばスレッド)を、SM PCB上に配置できる異なる複数のタイプの接続(例えば3207、3209)を用いて、マイクロコントローラに直接接続できる。このようにして、全てのセンサ信号をマイクロコントローラによって収集する(集める)ことができ、マイクロコントローラはその後、処理されたデータを、デジタルUART通信を保持するための2つのピン3205だけを用いて、移動体プロセッサ(例えばスマートフォン)モジュールに通信することになる。この解決法は、センサのタイプ又は数を制限しない。 For example, the electrical signal coming from the sensor can be carried by a conductive thread sewn onto the fabric of the shirt or on tape (eg, a patch) of the same material. All of these threads can reach the SM PCB and can be connected to the SM PCB using a connector or sewn / soldered around a metal coated drill. In contrast to the SMS illustrated here, the SM architecture with the sensor directly connected to the telephone module involves a relatively large number of pins 3205 (eg, one for each trace / thread coming from the sensor). This may limit the number and type of sensors and may result in compromises regarding system stability. The architecture described herein allows traces (eg threads) coming from a sensor to be directly connected to a microcontroller using different types of connections (eg 3207, 3209) that can be placed on SM PCBs. In this way, all sensor signals can be collected (collected) by the microcontroller, which then collects the processed data using only two pins 3205 to hold the digital UART communication. It will communicate with a mobile processor (eg, a smartphone) module. This solution does not limit the type or number of sensors.

上の図43Aに示すように、この概略図は、使用可能な移動体プロセッサ(例えばスマートフォン)のためのメス型コネクタを示す。この例では、センサ管理システム(SMS)を、モジュール/電話上ではなく衣服内に配置できる。従って、衣服又はアクセサリ間でセンサの数が異なる場合であっても、ピンの数は一定のままとなる。例えば、特定のSMSを、異なる複数の移動体プロセッサ(電話)と包括的に協働するよう適合させることによって、ピンの数を一定(例えば10〜15個)のままとすることができる。 As shown in FIG. 43A above, this schematic shows a female connector for an available mobile processor (eg, a smartphone). In this example, the sensor management system (SMS) can be placed in the garment rather than on the module / phone. Therefore, the number of pins remains constant even if the number of sensors varies between clothing or accessories. For example, a particular SMS can be adapted to work comprehensively with different mobile processors (telephones) to keep the number of pins constant (eg 10-15).

実験データ
12リードECG検出及び呼吸を含む生理学的パラメータを監視するよう構成された衣服を、上述のようにして作製した。上記衣服の本体は(圧縮織物材料で形成された)圧縮織物であり、10個のECGの電極(胸部に6個、各腕に1個及び各脚に1個)を、図2A又は3Aに示すように配置した。更に、導電性粒子含浸弾性材料で形成され、着用時に横隔膜付近に配置される、呼吸センサを含めた。被験者が上記衣服を着用し、この被験者は、活動(ストレス)試験中に12リードECGを測定するための標準的な電極、並びに口及び鼻のプラグを通して呼吸を測定するためのマスクも着用した。患者は、身体活動の実施中であっても電極を皮膚に対して所定の位置に維持するのを支援するために、胸部中央の支持デバイス(膨張性)及びシャツの上の支持用衣服(ハーネス)も着用した。
Experimental Data 12 A garment configured to monitor physiological parameters including lead ECG detection and respiration was made as described above. The body of the garment is a compressed fabric (formed of a compressed fabric material) with 10 ECG electrodes (6 on the chest, 1 on each arm and 1 on each leg) in FIGS. 2A or 3A. Arranged as shown. In addition, a breathing sensor, made of conductive particle impregnated elastic material and placed near the diaphragm when worn, was included. The subject wore the above garment, which also wore standard electrodes for measuring 12-lead ECG during the activity (stress) test, as well as a mask for measuring respiration through mouth and nose plugs. The patient has a central chest support device (inflation) and support clothing (harness) on the shirt to help keep the electrodes in place with respect to the skin even during physical activity. ) Was also worn.

患者は、抵抗性の自転車のペダルを漕ぐよう要求され、標準的な12リードECG及びプレチスモグラフィを用いて測定を行い、これを、上述のような統合型センサを有する上記衣服を用いて実施した同時読み取りと比較した。上記衣服の下に着用された(標準的な)ECG機械の標準的なリード間の電位干渉にもかかわらず、本明細書に記載の生理学的監視用衣服は、標準的な(対照)デバイスと同等に、又はこれよりも良好に動作した。 The patient was required to pedal a resistant bicycle and made measurements using standard 12-lead ECG and plethysmography, which was performed using the garment with the integrated sensor as described above. Compared with simultaneous reading. Despite potential interference between the standard leads of a (standard) ECG machine worn under the garment, the physiologic surveillance garments described herein are with a standard (control) device. It worked equally well or better.

例えば図48A(左側)は、標準的な12リードECGの6個のリード(I、II、III、aVR、aVL、aVF)に関するECG結果を示し、そのすぐ隣の図48Bには、上述の衣服を用いて記録された6個のリードが示されている。対照(基準)デバイスと上記衣服との間には、優れた対応が存在した。 For example, FIG. 48A (left) shows ECG results for 6 leads (I, II, III, aVR, aVL, aVF) of a standard 12-lead ECG, and FIG. 48B immediately adjacent to it shows the garment described above. Six leads recorded using are shown. There was an excellent correspondence between the control (reference) device and the garment.

図47Aに示すように、呼吸センサを用いて、上記衣服から呼吸も測定した。上記衣服は、上記衣服によって測定した2つの領域(腹部及び胸郭)から、ベースラインと、作業負荷(増大する抵抗に対するペダリング)と、復帰との間の、呼吸パターンの知覚可能な変化を検出した。標準的なプレチスモグラフィと上記衣服との間で比較を行い、これを図47Bに示す。どちらの技術も、検査した各区分中において1分間あたりおおよそ同一の呼吸を測定した。 As shown in FIG. 47A, respiration was also measured from the clothing using a respiration sensor. The garment detected perceptible changes in respiratory patterns between baseline and workload (pedaling against increasing resistance) and return from two areas (abdomen and thorax) measured by the garment. .. A comparison was made between standard plethysmography and the garment, which is shown in Figure 47B. Both techniques measured approximately the same respiration per minute in each section examined.

本明細書において、ある特徴部分又は要素が、別の特徴部分又は要素「上に(on)」あるとされている場合、上記ある特徴部分若しくは要素は、上記別の特徴部分若しくは要素の上に直接存在してよく、又は介在する特徴部分若しくは要素が存在してもよい。対照的に、ある特徴部分又は要素が、別の特徴部分又は要素の「上に直接(directly on)」あるとされている場合、介在する特徴部分又は要素は存在しない。また、ある特徴部分又は要素が、別の特徴部分又は要素に「接続(connected)」、「付着(attached)」又は「連結(coupled)」されているとされている場合、上記ある特徴部分若しくは要素は、上記別の特徴部分若しくは要素に直接接続、付着若しくは連結されてよく、又は介在する特徴部分若しくは要素が存在してもよいことが理解されるだろう。対照的に、ある特徴部分又は要素が、別の特徴部分又は要素に「直接接続(directly connected)」、「直接付着(directly attached)」又は「直接連結(directly coupled)」されているとされている場合、介在する特徴部分又は要素は存在しない。説明又は図示された特徴部分及び要素は、一実施形態に関して説明又は図示されているが、他の実施形態にも適用可能である。別の特徴部分「に隣接して(adjacent)」配置されたある構造体又は特徴部分に関する言及は、上記隣接する特徴部分の上に重なる、又は上記隣接する特徴部分の下になる部分を含んでよいことも、当業者には理解されるだろう。 In the present specification, when one feature part or element is said to be "on" another feature part or element, the said feature part or element is on top of the other feature part or element. It may exist directly, or there may be intervening feature parts or elements. In contrast, if one feature or element is said to be "directly on" another feature or element, there are no intervening feature or elements. Further, when a certain feature part or element is said to be "connected", "attached" or "coupled" to another feature part or element, the above-mentioned certain feature part or element It will be appreciated that an element may be directly connected, attached or connected to the other feature or element described above, or may have an intervening feature or element. In contrast, one feature or element is said to be "directly connected", "directly attached" or "directly coupled" to another feature or element. If so, there are no intervening feature parts or elements. The feature portions and elements described or illustrated are described or illustrated for one embodiment, but are also applicable to other embodiments. References to a structure or feature portion arranged "adjacent" to another feature portion include a portion that overlaps the adjacent feature portion or is below the adjacent feature portion. Good things will also be understood by those skilled in the art.

本明細書で使用されている術語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としたものであり、本発明を限定することを意図したものではない。例えば本明細書において使用される場合、単数形「ある(a、an)」及び「上記(the)」は、文脈がそうでないことを明示していない限り、複数形も同様に含むことを意図したものである。更に、本明細書において使用される場合、用語「備える(comprises)」及び/又は「備えた(comprising)」は、言及されている特徴、ステップ、操作、要素及び/又は構成要素の存在を明示するものの、1つ又は複数の他の特徴、ステップ、操作、要素、構成要素及び/又はこれらの群の存在又は追加を排除するものではない。本明細書において使用される場合、用語「及び/又は(and/or)」は、列挙されている関連する項目のうちの1つ又は複数のいずれの及び全ての組み合わせを含み、略して「/」とすることができる。 The terminology used herein is for the sole purpose of describing a particular embodiment and is not intended to limit the invention. For example, as used herein, the singular forms "a, an" and "the" are intended to include the plural as well, unless the context explicitly states otherwise. It was done. Further, as used herein, the terms "comprises" and / or "comprising" specify the presence of the features, steps, operations, elements and / or components referred to. However, it does not preclude the existence or addition of one or more other features, steps, operations, elements, components and / or groups thereof. As used herein, the term "and / or (and / or)" includes any and all combinations of one or more of the related items listed, abbreviated as "/". Can be.

空間に関する相対的な用語、例えば「下に(under)」、「下側に(below)」、「下部の(lower)」、「上側に(over)」、「上部の(upper)」等は、本明細書において、説明を容易にするために、ある要素又は特徴部分の、1つ又は複数の別の要素又は特徴部分に対する、図面に示されている状態での関係を説明するために使用されている場合がある。これらの空間に関する相対的な用語は、図示されている配向に加えて、使用又は動作時のデバイスの異なる複数の配向を包含することを意図したものであることが理解されるだろう。例えば図面中のデバイスが反転されると、他の要素又は特徴部分の「下に」又は「下側に」あるものとして記載されている要素は、上記他の要素又は特徴部分の「上側に」配向されることになる。従って、例示的な用語「下に」は、「上に」及び「下に」の両方の配向を包含できる。上記デバイスは他の様式で配向される(90°又は他の配向で回転される)場合もあり、本明細書において使用される上記空間に関する相対的な記述語は、それに従って解釈される。同様に、用語「上向きに(upwardly)」、「下向きに(downwardly)」、「垂直な(vertical)」、「水平な(horizontal)」等は、本明細書において、そうでないことが明記されていない限り、単に説明を目的として使用される。 Relative terms related to space, such as "under", "below", "lower", "upper", "upper", etc. , Used herein to illustrate the relationship of an element or feature to one or more other elements or features, as shown in the drawings, for ease of description. May have been. It will be appreciated that these spatial relative terms are intended to include multiple different orientations of the device during use or operation, in addition to the orientations shown. For example, when the device in the drawing is flipped, an element described as being "below" or "below" the other element or feature is "above" the other element or feature. It will be oriented. Thus, the exemplary term "below" can include both "up" and "below" orientations. The device may be oriented in other ways (rotated at 90 ° or in any other orientation), and the relative descriptive terms for the space used herein are construed accordingly. Similarly, the terms "upwardly", "downwardly", "vertical", "horizontal", etc. are specified herein as otherwise. Unless otherwise used, it is used solely for illustration purposes.

本明細書において、様々な特徴部分/要素を説明するために用語「第1の(first)」及び「第2の(second)」を使用する場合があるが、文脈がそうでないことを示していない限り、これらの特徴部分/要素は上記用語によって限定されてはならない。これらの用語は、ある特徴部分/要素を別の特徴部分/要素から区別するために使用され得る。従って、本発明の教示から逸脱することなく、以下で議論する第1の特徴部分/要素は、第2の特徴部分/要素と呼ばれる場合もあり、また同様に以下で議論する第2の特徴部分/要素は、第1の特徴部分/要素と呼ばれる場合もある。 In the present specification, the terms "first" and "second" may be used to describe various feature parts / elements, but indicate that the context is not. Unless otherwise, these feature parts / elements should not be limited by the above terms. These terms can be used to distinguish one feature / element from another. Therefore, without departing from the teachings of the present invention, the first feature portion / element discussed below may be referred to as the second feature portion / element, and the second feature portion / element discussed below as well. The / element is sometimes referred to as the first feature part / element.

本明細書及び特許請求の範囲において使用される場合(実施例において使用される場合も含む)、そうでないことが明記されていない限り、全ての数は、「約(about)」又は「おおよそ(approximately)が明記されていない場合であっても、これらの語句が前置されているかのように読むことができる。句「約」又は「おおよそ」は、大きさ及び/又は位置を説明する際に、記載される値及び/又は位置が、合理的に予想できる値及び/又は位置の範囲内であることを示すために使用できる。例えば数値は、言明されている値(又は値の範囲)の+/−0.1%の値、言明されている値(又は値の範囲)の+/−1%の値、言明されている値(又は値の範囲)の+/−2%の値、言明されている値(又は値の範囲)の+/−5%の値、言明されている値(又は値の範囲)の+/−10%の値等を有してよい。本明細書において記載されるいずれの数値範囲は、上記数値範囲内の全ての下位範囲を含むことを意図したものである。 When used herein and within the scope of the claims (including those used in the examples), all numbers are "about" or "approximate" unless otherwise stated. Even if the patenty) is not specified, it can be read as if these terms were prefixed. The phrase "about" or "approximate" is used to describe size and / or position. Can be used to indicate that the values and / or positions described are within the range of reasonably predictable values and / or positions. For example, the numbers are stated as +/- 0.1% of the stated value (or range of values), +/- 1% of the stated value (or range of values). +/- 2% of the value (or range of values), +/- 5% of the stated value (or range of values), +/ of the stated value (or range of values) It may have a value of -10% or the like. Any numerical range described herein is intended to include all subranges within the above numerical range.

ここまで、様々な例示的実施形態について説明したが、特許請求の範囲に記載されるような本発明の範囲から逸脱することなく、上記様々な実施形態に対して、多数の変更のいずれを実施してよい。例えば、様々な上述の方法ステップを実施する順序は、代替実施形態では変更される場合があり、他の代替実施形態では1つ又は複数のステップを完全にスキップする場合がある。様々なデバイス及びシステム実施形態の任意の特徴は、これを含む実施形態があってもよく、含まない実施形態があってもよい。従って、以上の説明は主に、例示を目的として与えられたものであり、特許請求の範囲に記載されているような本発明の範囲を限定するものと解釈してはならない。 So far, various exemplary embodiments have been described, but any of the numerous modifications to the various embodiments described above are made without departing from the scope of the invention as described in the claims. You can do it. For example, the order in which the various above-mentioned method steps are performed may change in alternative embodiments, and one or more steps may be skipped altogether in other alternative embodiments. Any feature of the various device and system embodiments may or may not include embodiments. Therefore, the above description is provided primarily for the purpose of illustration and should not be construed as limiting the scope of the invention as described in the claims.

本明細書に含まれる実施例及び例示は、限定ではなく例示として、主題を実施できる特定の実施形態を示す。上述のように、本開示の範囲から逸脱することなく構造的及び論理的置換及び変更を実施できるように、他の実施形態を利用でき、また上記特定の実施形態から他の実施形態を引き出すことができる。実際には2つ以上の発明又は発明的概念が開示されている場合に、本出願の範囲をいずれの単一の発明又は発明的概念に任意に限定することを意図することなく、単に利便性のために、本発明の主題のこのような実施形態を、本明細書において個々に又は集合的に、用語「発明(invention)」で表すことができる。従って、本明細書では具体的な実施形態が例示及び説明されているが、同一の目的を達成することを意図したいずれの構成で、示されている上記具体的な実施形態を置換できる。本開示は、様々な実施形態のいずれの及び全ての翻案又は変形を包含することを意図したものである。上述の実施形態及び本明細書に具体的に記載されていない他の実施形態の組み合わせは、以上の説明を吟味すれば当業者には明らかであろう。 The examples and examples contained herein are, but not limited to, specific embodiments in which the subject can be practiced. As mentioned above, other embodiments may be available and other embodiments may be derived from the particular embodiments so that structural and logical substitutions and modifications can be made without departing from the scope of the present disclosure. Can be done. In fact, when two or more inventions or invention concepts are disclosed, it is simply convenient without intending to arbitrarily limit the scope of the present application to any single invention or invention concept. For this reason, such embodiments of the subject matter of the present invention can be expressed individually or collectively herein by the term "invention". Accordingly, although specific embodiments are exemplified and described herein, any of the configurations intended to achieve the same object can replace the specific embodiments shown. The present disclosure is intended to include adaptations or variations of any and all of the various embodiments. A combination of the above embodiments and other embodiments not specifically described herein will be apparent to those skilled in the art upon examination of the above description.

〔付記1〕
着用者の局部的呼吸を監視するよう適合された衣服であって、
前記衣服は:
圧縮織物からなる衣服本体であって、上記本体は、圧縮衣服として構成される、衣服本体;
上記本体の異なる複数の領域に配設される、複数の呼吸センサであって、各前記呼吸センサは、導電性インクが含浸された弾性リボン、前記弾性リボンの各端部の電気的コネクタ、及び圧縮織物片からなるカバーを備える、複数の呼吸センサ:並びに
上記本体上に配置されたセンサモジュールインタフェースであって、各前記呼吸センサは上記センサモジュールインタフェースに接続し、更に上記モジュールインタフェースは、前記呼吸センサから電気抵抗の変化を検出するために、センサマネージャユニットに接続するよう構成される、センサモジュールインタフェース
を備える、衣服。
〔付記2〕
前記複数の呼吸センサは、6個以上の前記呼吸センサを含む、付記1に記載の衣服。
〔付記3〕
前記複数の呼吸センサは、前記本体の前部又は後部、上部又は下部、右側又は左側領域に別個に配設される、付記1に記載の衣服。
〔付記4〕
シャツとして構成された、付記1に記載の衣服。
〔付記5〕
前記呼吸センサは、縫い付けられたジグザグコネクタによって前記センサモジュールインタフェースに接続され、
前記縫い付けられたジグザグコネクタは、前記衣服本体に付着された別個の圧縮織物片上に形成される、付記1に記載の衣服。
〔付記6〕
前記呼吸センサは更に、圧縮織物の前記カバー内に取り囲まれ、前記衣服本体の表面に付着される、付記1に記載の衣服。
〔付記7〕
前記呼吸センサは、被験者が呼吸する際に、前記センサを通る前記抵抗を変化させるよう構成される、付記1に記載の衣服。
〔付記8〕
前記複数の呼吸センサの各前記呼吸センサが前記呼吸センサの端部において接続する、基準線を更に備える、付記1に記載の衣服。
〔付記9〕
前記衣服本体の内側表面上に、少なくとも1つのECG電極を更に備える、付記1に記載の衣服。
〔付記10〕
前記衣服本体の前記内側表面上に、導電性インク材料で形成されたECG電極を更に備える、付記1に記載の衣服。
〔付記11〕
前記センサマネージャユニットを、前記センサモジュールインタフェースと接続した状態に保持するよう構成された、前記衣服本体上のポケットを更に備える、付記1に記載の衣服。
〔付記12〕
前記複数の呼吸センサは、前記衣服の左側に平行に配設された第1の複数の呼吸センサと、前記衣服の右側に平行に配設された第2の複数の呼吸センサとを備える、付記1に記載の衣服。
〔付記13〕
前記衣服本体に付着された前記別個の圧縮織物片上に形成された、前記縫い付けられたジグザグコネクタを更に備え、
前記縫い付けられたジグザグコネクタは、前記別個の圧縮織物片に正弦波状又はジグザグパターンで縫合された複数の絶縁ワイヤを備え、
更に、前記複数の呼吸センサの各前記呼吸センサは、前記複数の絶縁ワイヤ内の1つの前記絶縁ワイヤに接続する、付記1に記載の衣服。
〔付記14〕
前記複数の呼吸センサの各前記呼吸センサは、前記圧縮織物片からなり、かつ前記衣服本体に付着された、前記カバー内に取り囲まれる、付記1に記載の衣服。
〔付記15〕
各前記呼吸センサは、前記導電性インク及び10%未満のバインダが含浸された前記弾性リボンを備える、付記1に記載の衣服。
〔付記16〕
着用者の心電図(ECG)を監視するための衣服システムであって、
前記衣服システムは:
圧縮織物からなる衣服本体であって、上記衣服本体は、胴体に着用される圧縮衣服として構成される、衣服本体;
上記衣服本体上において、前記衣服が着用された場合に上記着用者の胸部の左胸部領域を横断して延在する第1の曲線に配設された、6個の電気センサの第1のセットであって、各前記電気センサは、上記本体の内側表面上に印刷された導電性インク電極を備える、6個の電気センサの第1のセット;
前記電気センサの前記第1のセットの上に着用されるよう構成された、支持ハーネス;
前記支持ハーネスと前記電気センサの前記第1のセットとの間に着用されるよう構成された、拡張性支持構造体;
前記衣服本体の前記内側表面上に印刷された導電性インクから形成された、右腕電極;並びに
前記衣服本体の前記内側表面上に印刷された前記導電性インクから形成された、左腕電極
を備え、
各前記電気センサは、前記電気センサからセンサマネージャユニットへとデータを通信するよう構成された、センサモジュールインタフェースに接続される、衣服システム。
〔付記17〕
前記本体上において、前記第1の曲線に隣接する第2の曲線に配設された、6個の電気センサの第2のセットを更に備える、付記16に記載の衣服システム。
〔付記18〕
前記支持ハーネスは、前記衣服本体に統合される、付記16に記載の衣服システム。
〔付記19〕
前記支持ハーネスは、前記衣服本体から分離しており、前記衣服本体の上に着用されるよう構成される、付記16に記載の衣服システム。
〔付記20〕
前記支持ハーネスは、弾性領域で接続された複数の剛性領域を備える、付記16に記載の衣服システム。
〔付記21〕
前記拡張性支持構造体は、膨張性である、付記16に記載の衣服システム。
〔付記22〕
前記拡張性支持構造体は、自己膨張性である、付記16に記載の衣服システム。
〔付記23〕
前記電気センサはそれぞれ:
接着剤の層;
約40〜60%の導電性粒子と、約30〜50%のバインダと、約3〜7%の溶媒と、約3〜7%の濃厚剤とを有する、導電性インクの層;及び
前記導電性インクと前記接着剤との間の勾配領域
を含み、
前記勾配領域は、前記導電性インクと前記接着剤との不均一な混合物を含み、前記導電性インクの濃度は、前記導電性インクの層に近い領域から、前記弾性接着剤の層に向かって低下する、付記16に記載の衣服システム。
〔付記24〕
前記電気センサは、縫い付けられたジグザグコネクタによって前記センサモジュールインタフェースに接続され、
前記縫い付けられたジグザグコネクタは、前記衣服本体に付着された別個の圧縮織物片上に形成される、付記16に記載の衣服システム。
〔付記25〕
導電性インクが含浸された弾性リボン、前記弾性リボンの各端部の電気的コネクタ、及び圧縮織物片からなるカバーを備える、少なくとも1つの呼吸センサを更に備える、付記16に記載の衣服システム。
〔付記26〕
前記支持ハーネスはストラップであり、
前記拡張性支持構造体は、男性の胸部に使用するためにサイズ設定される、付記16に記載の衣服システム。
〔付記27〕
前記支持ハーネスはブラジャーである、付記16に記載の衣服システム。
〔付記28〕
前記拡張性支持構造体は、女性の胸部に使用するためにサイズ設定される、付記16に記載の衣服システム。
〔付記29〕
着用者の心電図(ECG)を連続的に監視するよう構成された衣服であって、
前記シャツは:
織物からなる衣服本体であって、前記本体は、前記着用者の胴体に対して前記シャツを保持するための圧縮衣服として構成される、衣服本体;
前記衣服本体上において、前記シャツが着用された場合に前記着用者の胸部の左胸部領域を横断して延在する第1の曲線に配設された、6個の電気センサの第1のセットであって、各前記電気センサは、前記本体の内側表面上に印刷された導電性インク電極を備える、6個の電気センサの第1のセット;
前記本体上において、前記第1の曲線に隣接する第2の曲線に配設された、6個の電気センサの第2のセット
前記本体の前記内側表面上に印刷された導電性インクから形成された、右腕電極;並びに
前記本体の前記内側表面上に印刷された前記導電性インクから形成された、左腕電極
を備え、
各前記電気センサは、前記電気センサからセンサマネージャユニットへとデータを通信するよう構成された、センサモジュールインタフェースに接続される、衣服。
〔付記30〕
ウェアラブル電子機器デバイスであって、
前記デバイスは:
圧縮織物からなる衣服:並びに
前記衣服上の、少なくとも1つのストレッチ性及び導電性インクパターンであって、前記導電性インクパターンは:
約40〜60%の導電性粒子と、約30〜50%のバインダと、約3〜7%の溶媒と、約3〜7%の濃厚剤とを有する、導電性インクの層;
前記衣服上の弾性接着剤の層;及び
前記導電性インクと前記接着剤との間の勾配領域であって、前記勾配領域は、前記導電性インクと前記接着剤との不均一な混合物を含み、前記導電性インクの濃度は、前記導電性インクの層に近い領域から、前記弾性接着剤の層に向かって低下する、勾配領域
を含む、導電性インクパターン
を備える、ウェアラブル電子機器デバイス。
〔付記31〕
前記弾性層の厚さは、前記勾配領域の厚さより大きく、
前記導電性インクの層の厚さは、前記弾性層の厚さより小さい、付記30に記載のデバイス。
〔付記32〕
前記衣服は、約3mmHg〜約70mmHgの圧力を被験者の身体表面上に印加することによって、前記被験者の身体上への前記衣服の安定した連続的な位置決めを可能とするよう構成される、付記30に記載のデバイス。
〔付記33〕
前記導電性粒子は、カーボンブラックの粒子を含む、付記30に記載のデバイス。
〔付記34〕
前記導電性粒子は:カーボンブラック、グラフェン、グラファイト、銀金属粉末、銅金属粉末、又は鉄金属粉末のうちの1つ又は複数の粒子を含む、付記30に記載のデバイス。
〔付記35〕
前記バインダは、アクリル系バインダを含む、付記30に記載のデバイス。
〔付記36〕
前記溶媒は、プロピレングリコールを含む、付記30に記載のデバイス。
〔付記37〕
前記濃厚剤は、ポリウレタン系濃厚剤を含む、付記30に記載のデバイス。
〔付記38〕
前記弾性接着剤は、電気絶縁性の、熱接着性水系接合剤を含む、付記30に記載のデバイス。
〔付記39〕
前記導電性インクの層を少なくとも部分的に覆う、絶縁性樹脂を更に備える、付記30に記載のデバイス。
〔付記40〕
前記導電性インクパターンは、前記導電性インクの複数の層を含む、付記30に記載のデバイス。
〔付記41〕
前記導電性トレースの抵抗は、約10KΩ/□未満である、付記30に記載のデバイス。
〔付記42〕
前記導電性インクパターンの抵抗は、印加されるストレッチによって変動する、付記30に記載のデバイス。
〔付記43〕
前記導電性インクパターンは、静置状態の長さの500%まで、破損せずにストレッチされるように構成される、付記30に記載のデバイス。
〔付記44〕
前記導電性インクパターンは、センサとして形成される、付記30に記載のデバイス。
〔付記45〕
前記導電性インクパターンは、トレースとして形成される、付記30に記載のデバイス。
〔付記46〕
前記導電性インクパターンは、電極として構成される、付記30に記載のデバイス。
〔付記47〕
前記衣服に連結され、また一方の端部において前記導電性インクパターンに接続された、導電性スレッドを更に備える、付記30に記載のデバイス。
〔付記48〕
ウェアラブル電子機器デバイスであって、
前記デバイスは:
圧縮織物からなる衣服:並びに
約10KΩ/□未満のシート抵抗を有する、前記衣服上の少なくとも1つのストレッチ性及び導電性インクパターンであって、前記導電性インクパターンは、少なくとも約200%まで、破損することなくストレッチ可能であり、また:
約40〜60%の導電性粒子と、約30〜50%のバインダと、約3〜7%の溶媒と、約3〜7%の濃厚剤とを有する、導電性インクの層;
前記衣服上の弾性接着剤の層;
前記導電性インクと前記接着剤との間の勾配領域であって、前記勾配領域は、前記導電性インクと前記接着剤との不均一な混合物を含み、前記導電性インクの濃度は、前記導電性インクの層に近い領域から、前記弾性接着剤の層に向かって低下する、勾配領域;及び
前記導電性インクの層の少なくとも一部を覆う、絶縁性樹脂
を含む、導電性インクパターン
を備える、ウェアラブル電子機器デバイス。
〔付記49〕
前記導電性粒子は:カーボンブラック、グラフェン、グラファイト、銀金属粉末、銅金属粉末、又は鉄金属粉末のうちの1つ又は複数の粒子を含む、付記48に記載のデバイス。
〔付記50〕
前記バインダは、アクリル系バインダを含む、付記48に記載のデバイス。
〔付記51〕
前記溶媒は、プロピレングリコールを含む、付記48に記載のデバイス。
〔付記52〕
前記濃厚剤は、ポリウレタン系濃厚剤を含む、付記48に記載のデバイス。
〔付記53〕
前記弾性接着剤は、電気絶縁性の、熱接着性水系接合剤を含む、付記48に記載のデバイス。
〔付記54〕
前記導電性インクパターンは、電極として構成される、付記48に記載のデバイス。
〔付記55〕
前記衣服に連結され、また一方の端部において前記導電性インクパターンに接続された、導電性スレッドを更に備える、付記48に記載のデバイス。
〔付記56〕
ウェアラブル電子機器デバイスであって、
前記デバイスは:
圧縮織物からなる衣服:
前記衣服上の少なくとも1つのストレッチ性及び導電性インクパターンであって、前記導電性インクパターンは:
約40〜60%の導電性粒子と、約30〜50%のバインダと、約3〜7%の溶媒と、約3〜7%の濃厚剤とを有する、導電性インクの層;
前記衣服上の弾性接着剤の層;及び
前記導電性インクと前記接着剤との間の勾配領域であって、前記勾配領域は、前記導電性インクと前記接着剤との不均一な混合物を含み、前記導電性インクの濃度は、前記導電性インクの層に近い領域から、前記弾性接着剤の層に向かって低下する、勾配領域
を含む、導電性インクパターン;並びに
前記圧縮織物に連結され、また少なくとも1つの端部領域において前記導電性インクに電気的に接続された、導電性スレッドであって、前記導電性スレッドは、前記衣服に沿って、正弦波状又はジグザグパターンで延在する、導電性スレッド
を備える、ウェアラブル電子機器デバイス。
〔付記57〕
前記導電性スレッドは、前記圧縮織物に縫い付けられる、付記56に記載のデバイス。
〔付記58〕
前記導電性スレッドは、前記圧縮織物に接着される、付記56に記載のデバイス。
〔付記59〕
ウェアラブル織物歪みゲージデバイスであって、
前記デバイスは:
導電性材料を含浸させた、伸長させた弾性織物であって、前記導電性材料は、前記導電性材料の約85%〜99%の導電性粒子と、バインダとを含み、前記バインダは導電性材料の0.1%〜15%である、弾性織物;
前記導電性材料を含浸させた前記伸長させた弾性織物の第1の端部に付着させた、第1の金属コネクタ;
前記導電性材料を含浸させた前記伸長させた弾性織物の第2の端部に付着させた、第2の金属コネクタ;及び
前記導電性材料を含浸させた前記伸長させた弾性織物全体のカバーであって、前記カバーは圧縮織物からなる、カバー
を備える、ウェアラブル織物歪みゲージデバイス。
〔付記60〕
ある長さの圧縮織物にジグザグ又は正弦波状パターンで縫合され、前記第1の金属コネクタに電気的に連結された、導電性スレッドを更に備える、付記59に記載のデバイス。
〔付記61〕
第1の長さの圧縮織物にジグザグ又は正弦波状パターンで縫合され、前記第1の金属コネクタに電気的に連結された、第1の導電性スレッドと、第2の長さの圧縮織物にジグザグ又は正弦波状パターンで縫合され、前記第2の金属コネクタに電気的に連結された、第2の導電性スレッドとを更に備える、付記59に記載のデバイス。
〔付記62〕
前記導電性粒子はカーボンブラック粒子を含む、付記59に記載のデバイス。
〔付記63〕
前記導電性粒子は、:カーボンブラック、グラフェン、グラファイト及び酸化物でコーティングされたマイカからなる群から選択される、付記59に記載のデバイス。
〔付記64〕
前記導電性粒子は約90%〜99%であり、前記バインダは0.1%〜10%である、付記59に記載のデバイス。
〔付記65〕
前記バインダは、アクリル及び水系ポリウレタンから選択される、付記59に記載のデバイス。
〔付記66〕
前記デバイスは、長さを2倍超伸長させた後、1%未満の電気的ヒステリシスを呈する、付記59に記載のデバイス。
〔付記67〕
前記伸長させた弾性織物は、長さを2倍超伸長させた後、1秒未満に元の長さに復元する、付記59に記載のデバイス。
[Appendix 1]
Garments adapted to monitor the wearer's local breathing,
The clothes are:
A garment body made of a compressed woven fabric, the body of which is configured as a compressed garment;
A plurality of breathing sensors arranged in a plurality of different regions of the main body, and each breathing sensor includes an elastic ribbon impregnated with a conductive ink, an electric connector at each end of the elastic ribbon, and an electric connector. A plurality of breathing sensors comprising a cover made of a piece of compressed fabric: and a sensor module interface disposed on the body, each said breathing sensor connected to said sensor module interface, further the module interface said said breathing. A garment with a sensor module interface configured to connect to a sensor manager unit to detect changes in electrical resistance from the sensor.
[Appendix 2]
The garment according to Appendix 1, wherein the plurality of respiration sensors includes six or more of the respiration sensors.
[Appendix 3]
The garment according to Appendix 1, wherein the plurality of respiratory sensors are separately disposed in the front or rear, upper or lower, right or left region of the body.
[Appendix 4]
The garment according to Appendix 1, which is configured as a shirt.
[Appendix 5]
The breathing sensor is connected to the sensor module interface by a sewn zigzag connector.
The garment according to Appendix 1, wherein the sewn zigzag connector is formed on a separate piece of compressed fabric attached to the garment body.
[Appendix 6]
The garment according to Appendix 1, wherein the respiration sensor is further surrounded by the cover of the compressed fabric and attached to the surface of the garment body.
[Appendix 7]
The garment according to Appendix 1, wherein the breathing sensor is configured to change the resistance through the sensor as the subject breathes.
[Appendix 8]
The garment according to Appendix 1, further comprising a reference line to which each of the plurality of breathing sensors connects at the end of the breathing sensor.
[Appendix 9]
The garment according to Appendix 1, further comprising at least one ECG electrode on the inner surface of the garment body.
[Appendix 10]
The garment according to Appendix 1, further comprising an ECG electrode formed of a conductive ink material on the inner surface of the garment body.
[Appendix 11]
The garment according to Appendix 1, further comprising a pocket on the garment body configured to hold the sensor manager unit in connection with the sensor module interface.
[Appendix 12]
Note that the plurality of breathing sensors include a first plurality of breathing sensors arranged parallel to the left side of the garment and a second plurality of breathing sensors arranged parallel to the right side of the garment. The garment according to 1.
[Appendix 13]
Further comprising the sewn zigzag connector formed on the separate piece of compressed fabric attached to the garment body.
The sewn zigzag connector comprises a plurality of insulating wires sewn into the separate compressed fabric piece in a sinusoidal or zigzag pattern.
The garment according to Appendix 1, wherein each of the breathing sensors of the plurality of breathing sensors is connected to one of the insulating wires in the plurality of insulating wires.
[Appendix 14]
The garment according to Appendix 1, wherein each of the plurality of respiration sensors is made of the compressed woven fabric piece and is attached to the garment body and surrounded by the cover.
[Appendix 15]
Clothes according to Appendix 1, wherein each breathing sensor comprises the elastic ribbon impregnated with the conductive ink and less than 10% binder.
[Appendix 16]
A garment system for monitoring the wearer's electrocardiogram (ECG),
The garment system is:
A garment body made of a compressed woven fabric, wherein the garment body is configured as a compressed garment worn on a body;
A first set of six electrical sensors arranged on a garment body in a first curve extending across the left thoracic region of the wearer's chest when the garment is worn. A first set of six electrical sensors, wherein each electrical sensor comprises a conductive ink electrode printed on the inner surface of the body;
A support harness configured to be worn over the first set of electrical sensors;
An expandable support structure configured to be worn between the support harness and the first set of electrical sensors;
A right arm electrode formed from the conductive ink printed on the inner surface of the garment body; and a left arm electrode formed from the conductive ink printed on the inner surface of the garment body.
A clothing system in which each electrical sensor is connected to a sensor module interface configured to communicate data from the electrical sensor to a sensor manager unit.
[Appendix 17]
The garment system according to Appendix 16, further comprising a second set of six electrical sensors on the body, arranged on a second curve adjacent to the first curve.
[Appendix 18]
The garment system according to Appendix 16, wherein the support harness is integrated into the garment body.
[Appendix 19]
The garment system according to Appendix 16, wherein the support harness is separated from the garment body and is configured to be worn over the garment body.
[Appendix 20]
The garment system according to Appendix 16, wherein the support harness comprises a plurality of rigid regions connected by elastic regions.
[Appendix 21]
The garment system according to Appendix 16, wherein the expandable support structure is inflatable.
[Appendix 22]
The garment system according to Appendix 16, wherein the expandable support structure is self-expandable.
[Appendix 23]
Each of the electrical sensors:
Adhesive layer;
A layer of conductive ink with about 40-60% conductive particles, about 30-50% binder, about 3-7% solvent, and about 3-7% thickener; and said conductive. Includes a gradient area between the adhesive ink and the adhesive.
The gradient region contains a non-uniform mixture of the conductive ink and the adhesive, and the concentration of the conductive ink is from a region close to the layer of the conductive ink toward the layer of the elastic adhesive. The garment system according to Appendix 16, which is reduced.
[Appendix 24]
The electrical sensor is connected to the sensor module interface by a sewn zigzag connector.
The garment system according to Appendix 16, wherein the sewn zigzag connector is formed on a separate piece of compressed fabric attached to the garment body.
[Appendix 25]
The garment system according to Appendix 16, further comprising at least one breath sensor comprising an elastic ribbon impregnated with conductive ink, an electrical connector at each end of the elastic ribbon, and a cover consisting of a piece of compressed fabric.
[Appendix 26]
The support harness is a strap
The garment system according to Appendix 16, wherein the expandable support structure is sized for use on a male chest.
[Appendix 27]
The garment system according to Appendix 16, wherein the support harness is a brassiere.
[Appendix 28]
The garment system according to Appendix 16, wherein the expandable support structure is sized for use on a woman's chest.
[Appendix 29]
A garment configured to continuously monitor the wearer's electrocardiogram (ECG).
The shirt is:
A garment body made of a woven fabric, wherein the garment body is configured as compressed garment for holding the shirt against the wearer's torso;
A first set of six electrical sensors arranged on a garment body in a first curve extending across the left chest region of the wearer's chest when the shirt is worn. A first set of six electrical sensors, wherein each electrical sensor comprises a conductive ink electrode printed on the inner surface of the body;
A second set of six electrical sensors arranged on a second curve adjacent to the first curve on the body, formed from conductive ink printed on the inner surface of the body. Also provided with a right arm electrode; and a left arm electrode formed from the conductive ink printed on the inner surface of the body.
Each said electrical sensor is a garment connected to a sensor module interface configured to communicate data from the electrical sensor to the sensor manager unit.
[Appendix 30]
A wearable electronic device
The device is:
A garment made of a compressed fabric: and at least one stretchable and conductive ink pattern on the garment, wherein the conductive ink pattern is:
A layer of conductive ink with about 40-60% conductive particles, about 30-50% binder, about 3-7% solvent, and about 3-7% thickener;
A layer of elastic adhesive on the garment; and a gradient region between the conductive ink and the adhesive, the gradient region containing a heterogeneous mixture of the conductive ink and the adhesive. A wearable electronic device having a conductive ink pattern, comprising a gradient region, wherein the density of the conductive ink decreases from a region close to the layer of the conductive ink toward the layer of the elastic adhesive.
[Appendix 31]
The thickness of the elastic layer is larger than the thickness of the gradient region.
The device according to Appendix 30, wherein the thickness of the conductive ink layer is smaller than the thickness of the elastic layer.
[Appendix 32]
The garment is configured to allow stable and continuous positioning of the garment on the subject's body by applying a pressure of about 3 mmHg to about 70 mmHg on the subject's body surface. The device described in.
[Appendix 33]
The device according to Appendix 30, wherein the conductive particles include carbon black particles.
[Appendix 34]
The device according to Appendix 30, wherein the conductive particles include: one or more particles of carbon black, graphene, graphite, silver metal powder, copper metal powder, or iron metal powder.
[Appendix 35]
The device according to Appendix 30, wherein the binder includes an acrylic binder.
[Appendix 36]
The device according to Appendix 30, wherein the solvent contains propylene glycol.
[Appendix 37]
The device according to Appendix 30, wherein the thickener comprises a polyurethane-based thickener.
[Appendix 38]
The device according to Appendix 30, wherein the elastic adhesive comprises an electrically insulating, heat-adhesive water-based adhesive.
[Appendix 39]
30. The device of Appendix 30, further comprising an insulating resin that at least partially covers the layer of the conductive ink.
[Appendix 40]
The device according to Appendix 30, wherein the conductive ink pattern comprises a plurality of layers of the conductive ink.
[Appendix 41]
The device according to Appendix 30, wherein the resistance of the conductive trace is less than about 10 KΩ / □.
[Appendix 42]
The device according to Appendix 30, wherein the resistance of the conductive ink pattern varies depending on the stretch applied.
[Appendix 43]
30. The device of Appendix 30, wherein the conductive ink pattern is configured to be stretched without damage up to 500% of its static length.
[Appendix 44]
The device according to Appendix 30, wherein the conductive ink pattern is formed as a sensor.
[Appendix 45]
The device according to Appendix 30, wherein the conductive ink pattern is formed as a trace.
[Appendix 46]
The device according to Appendix 30, wherein the conductive ink pattern is configured as an electrode.
[Appendix 47]
30. The device of Appendix 30, further comprising a conductive thread, which is connected to the garment and at one end connected to the conductive ink pattern.
[Appendix 48]
A wearable electronic device
The device is:
Garments made of compressed fabrics: and at least one stretchable and conductive ink pattern on the garment having a sheet resistance of less than about 10 KΩ / □, the conductive ink pattern being damaged to at least about 200%. It is possible to stretch without doing, and also:
A layer of conductive ink with about 40-60% conductive particles, about 30-50% binder, about 3-7% solvent, and about 3-7% thickener;
A layer of elastic adhesive on the garment;
A gradient region between the conductive ink and the adhesive, wherein the gradient region contains a non-uniform mixture of the conductive ink and the adhesive, and the concentration of the conductive ink is the conductivity. It comprises a conductive ink pattern, including an insulating resin, that descends from a region close to the layer of the conductive ink towards the layer of the elastic adhesive; and covers at least a portion of the layer of the conductive ink. , Wearable electronic devices.
[Appendix 49]
The device according to Appendix 48, wherein the conductive particles include: one or more particles of carbon black, graphene, graphite, silver metal powder, copper metal powder, or iron metal powder.
[Appendix 50]
The device according to Appendix 48, wherein the binder includes an acrylic binder.
[Appendix 51]
The device according to Appendix 48, wherein the solvent comprises propylene glycol.
[Appendix 52]
The device according to Appendix 48, wherein the thickener comprises a polyurethane-based thickener.
[Appendix 53]
The device according to Appendix 48, wherein the elastic adhesive comprises an electrically insulating, heat-adhesive water-based adhesive.
[Appendix 54]
The device according to Appendix 48, wherein the conductive ink pattern is configured as an electrode.
[Appendix 55]
28. The device of Appendix 48, further comprising a conductive thread that is connected to the garment and at one end connected to the conductive ink pattern.
[Appendix 56]
A wearable electronic device
The device is:
Garments made of compressed fabrics:
At least one stretchable and conductive ink pattern on the garment, wherein the conductive ink pattern is:
A layer of conductive ink with about 40-60% conductive particles, about 30-50% binder, about 3-7% solvent, and about 3-7% thickener;
A layer of elastic adhesive on the garment; and a gradient region between the conductive ink and the adhesive, the gradient region comprising a heterogeneous mixture of the conductive ink and the adhesive. , The conductive ink pattern, including the gradient region, where the density of the conductive ink decreases from the region close to the layer of the conductive ink towards the layer of the elastic adhesive; and linked to the compressed fabric. Also, in at least one end region, a conductive thread electrically connected to the conductive ink, the conductive thread extending along the garment in a sinusoidal or zigzag pattern. Wearable electronic device with sex threads.
[Appendix 57]
The device according to Appendix 56, wherein the conductive thread is sewn onto the compressed fabric.
[Appendix 58]
The device according to Appendix 56, wherein the conductive thread is adhered to the compressed fabric.
[Appendix 59]
A wearable woven strain gauge device
The device is:
An elongated elastic woven fabric impregnated with a conductive material, wherein the conductive material contains about 85% to 99% of the conductive particles of the conductive material and a binder, and the binder is conductive. Elastic fabric, which is 0.1% to 15% of the material;
A first metal connector attached to the first end of the stretched elastic fabric impregnated with the conductive material;
A second metal connector attached to the second end of the stretched elastic fabric impregnated with the conductive material; and a cover of the entire stretched elastic fabric impregnated with the conductive material. The cover is a wearable woven strain gauge device comprising a cover made of compressed woven fabric.
[Appendix 60]
59. The device of Appendix 59, further comprising a conductive thread, which is sewn to a length of compressed fabric in a zigzag or sinusoidal pattern and electrically connected to the first metal connector.
[Appendix 61]
A first conductive thread sewn to a first length compression fabric in a zigzag or sinusoidal pattern and electrically connected to the first metal connector, and a second length compression fabric zigzag. Alternatively, the device according to Appendix 59, further comprising a second conductive thread that is sewn in a sinusoidal pattern and electrically connected to the second metal connector.
[Appendix 62]
The device according to Appendix 59, wherein the conductive particles include carbon black particles.
[Appendix 63]
25. The device of Appendix 59, wherein the conductive particles are selected from the group consisting of carbon black, graphene, graphite and oxide coated mica.
[Appendix 64]
The device according to Appendix 59, wherein the conductive particles are from about 90% to 99% and the binder is from 0.1% to 10%.
[Appendix 65]
The device according to Appendix 59, wherein the binder is selected from acrylic and water-based polyurethane.
[Appendix 66]
The device according to Appendix 59, wherein the device exhibits less than 1% electrical hysteresis after being more than doubled in length.
[Appendix 67]
The device according to Appendix 59, wherein the stretched elastic fabric is stretched more than twice in length and then restored to its original length in less than 1 second.

1021 電気絶縁性弾性接着剤の第1の層
1023 中間勾配領域
1025 導電性インクの外側層
1039 基材
1401 生理学的監視用衣服
1403 第2の支持構造体
1405 支持用衣服、支持ハーネス
1601 支持ストラップ
1801 感知デバイス
1805 支持構造体
1811 追加の支持用衣服
1815 比較的剛性の領域
1817 比較的弾性の領域
1903 前部及び側部
1905 後部(背部)
1907 右腕
1909 左腕
1919 導電性トレース
1921 センサ管理ユニット
1933 容量性タッチポイント
1935 容量性タッチポイント
1941 電極
1943 電極
2103 電極
2144 追加のハーネス領域
2204 シャツ
2205 パンツ
2207 シャツ
2209 センサ
2217 血中酸素濃度計、パルス酸素濃度計
2219 EMGセンサ
2221 EMGセンサ
2225 局部的呼吸センサ、IMU
2227 EGC電極
2229 肢リード
2231 弾性材料のバンド、フルグローブ又は部分的グローブ
2235 IMU
2301 弾性リボン
2801 導電性インク、導電性インク層
2803 勾配領域、遷移領域
2805 最下層、接合剤
2811 樹脂
3001 工具、第1のマスク、スクリーン
3005 「湿潤な」接着剤
3201 センサモジュール
3203 マイクロコントローラ
3205 電話モジュール
3207 センサ
3209 センサ
3211 タイツ
4403 呼吸センサ
4407 縫い付けられたジグザグコネクタ
4409 ECG電極
4409’ ECG電極
4419 背部中央
4421 右前身頃
4423 左前身頃
4431 矢印

1021 First layer of electrically insulating elastic adhesive 1023 Intermediate gradient region 1025 Outer layer of conductive ink 1039 Base material 1401 Physiological monitoring garment 1403 Second support structure 1405 Support garment, support harness 1601 Support strap 1801 Sensing device 1805 Support structure 1811 Additional support garment 1815 Relatively rigid area 1817 Relatively elastic area 1903 Front and side 1905 Rear (back)
1907 Right arm 1909 Left arm 1919 Conductive trace 1921 Sensor management unit 1933 Capacitive touchpoint 1935 Capacitive touchpoint 1941 Electrode 1943 Electrode 2103 Electrode 2144 Additional harness area 2204 Shirt 2205 Pants 2207 Shirt 2209 Sensor 2217 Blood oximeter, pulse oxygen Densitometer 2219 EMG sensor 2221 EMG sensor 2225 Local breath sensor, IMU
2227 EGC electrode 2229 Limb lead 2231 Elastic band, full glove or partial glove 2235 IMU
2301 Elastic Ribbon 2801 Conductive Ink, Conductive Ink Layer 2803 Gradient Area, Transition Area 2805 Bottom Layer, Bonding Agent 2811 Resin 3001 Tool, First Mask, Screen 3005 "Wet" Adhesive 3201 Sensor Module 3203 Microcontroller 3205 Phone Module 3207 Sensor 3209 Sensor 3211 Tights 4403 Breathing Sensor 4407 Sewn Zigzag Connector 4409 ECG Electrode 4409'ECG Electrode 4419 Back Center 4421 Right Front Body 4423 Left Front Body 4431 Arrow

Claims (16)

着用者の心電図(ECG)を連続的に監視するよう構成された衣服であって、
前記衣服は:
織物を含む衣服本体であって、前記本体は、前記着用者の胴体に対して前記衣服を保持するための圧縮衣服として構成される、衣服本体;
前記衣服本体上において、前記衣服が着用された場合に前記着用者の胸部の左胸部領域を横断して延在する第1の曲線に配設された、第1の複数の電気センサであって、各前記電気センサは、前記本体の内側表面上に印刷された導電性インク電極を備える、第1の複数の電気センサ;
前記本体上において、前記第の曲線に隣接する第2の曲線に配設された、第2の複数の電気センサ;
前記本体の前記内側表面上に印刷された導電性インクから形成された、右腕電極;並びに
前記本体の前記内側表面上に印刷された前記導電性インクから形成された、左腕電極
を備え、
各電気センサは、前記電気センサからセンサマネージャユニットへとデータを通信するよう構成された、センサモジュールインタフェースに接続される、
衣服。
A garment configured to continuously monitor the wearer's electrocardiogram (ECG).
The clothes are:
A garment body comprising a woven fabric, wherein the garment body is configured as a compressed garment for holding the garment against the wearer's torso;
A first plurality of electrical sensors arranged on a garment body in a first curve extending across the left thoracic region of the wearer's chest when the garment is worn. , Each said electrical sensor comprises a first plurality of electrical sensors comprising conductive ink electrodes printed on the inner surface of the body;
A plurality of second electric sensors arranged on a second curve adjacent to the first curve on the main body;
A right arm electrode formed from the conductive ink printed on the inner surface of the body; and a left arm electrode formed from the conductive ink printed on the inner surface of the body.
Each electrical sensor is connected to a sensor module interface configured to communicate data from said electrical sensor to the sensor manager unit.
clothes.
前記第1の複数の電気センサは、6個の電気センサを含む、
請求項1に記載の衣服。
The first plurality of electrical sensors includes six electrical sensors.
The garment according to claim 1.
前記第2の複数の電気センサは、6個の電気センサを含む、
請求項1に記載の衣服。
The second plurality of electrical sensors includes six electrical sensors.
The garment according to claim 1.
前記電気センサは、縫い付けられたジグザグコネクタによって前記センサモジュールインタフェースに接続され、
前記縫い付けられたジグザグコネクタは、前記衣服本体に付着された別個の圧縮織物片上に形成される、
請求項1に記載の衣服。
The electrical sensor is connected to the sensor module interface by a sewn zigzag connector.
The sewn zigzag connector is formed on a separate piece of compressed fabric attached to the garment body.
The garment according to claim 1.
複数の冗長リードを備え、
各冗長リードは、当該冗長リードへのECG信号を決定するための電極からの信号を検出可能である、
請求項1に記載の衣服。
With multiple redundant reads
Each redundant read can detect a signal from the electrode to determine the ECG signal to the redundant read.
The garment according to claim 1.
前記センサモジュールインタフェースは、前記複数の冗長リードのいずれの電極の組を、ECGを検出するために使用するかを決定可能である、
請求項5に記載の衣服。
The sensor module interface can determine which set of electrodes of the plurality of redundant leads is used to detect the ECG.
The garment according to claim 5.
導電性インクが含浸された弾性リボン、前記弾性リボンの各端部の電気的コネクタ、及び圧縮織物片を含むカバーを備える、少なくとも1つの呼吸センサを更に備える、
請求項1に記載の衣服。
Further comprising at least one breath sensor comprising an elastic ribbon impregnated with conductive ink, an electrical connector at each end of the elastic ribbon, and a cover containing a piece of compressed fabric.
The garment according to claim 1.
前記第1の複数の電気センサの上に着用されるよう構成された、支持ハーネスを更に備える、
請求項1に記載の衣服。
Further comprising a support harness configured to be worn over the first plurality of electrical sensors.
The garment according to claim 1.
前記支持ハーネスは、前記衣服本体に統合される、
請求項8に記載の衣服。
The support harness is integrated into the garment body.
The garment according to claim 8.
前記支持ハーネスは、前記衣服本体から分離しており、前記衣服本体の上に着用されるよう構成される、
請求項8に記載の衣服。
The support harness is separated from the garment body and is configured to be worn over the garment body.
The garment according to claim 8.
前記支持ハーネスは、弾性領域で接続された複数の剛性領域を備える、
請求項8に記載の衣服。
The support harness comprises a plurality of rigid regions connected by elastic regions.
The garment according to claim 8.
第1の複数の電気センサ又は前記第2の複数の電気センサを、前記着用者に対して保持するための拡張性支持構造体を更に備え、
前記支持ハーネスはストラップであり、
前記拡張性支持構造体は、男性の胸部に使用するためにサイズ設定される、
請求項8に記載の衣服。
Further comprising an expandable support structure for holding the first plurality of electrical sensors or the second plurality of electrical sensors to the wearer.
The support harness is a strap
The expandable support structure is sized for use on the male chest.
The garment according to claim 8.
前記支持ハーネスはブラジャーである、
請求項8に記載の衣服。
The support harness is a brassiere,
The garment according to claim 8.
第1の複数の電気センサ又は前記第2の複数の電気センサを、前記着用者に対して保持するための拡張性支持構造体を更に備え、
前記拡張性支持構造体は、女性の胸部に使用するためにサイズ設定される、
請求項8に記載の衣服。
Further comprising an expandable support structure for holding the first plurality of electrical sensors or the second plurality of electrical sensors to the wearer.
The expandable support structure is sized for use on the female chest.
The garment according to claim 8.
各前記電気センサはそれぞれ:
接着剤の層;
0〜60%の導電性粒子と、0〜50%のバインダと、3〜7%の溶媒と、3〜7%の濃厚剤とを有する、導電性インクの層;及び
前記導電性インクと前記接着剤との間の勾配領域
を含み、
前記勾配領域は、前記導電性インクと前記接着剤との不均一な混合物を含み、前記導電性インクの濃度は、前記導電性インクの層に近い領域から、前記接着剤の層に向かって低下する、
請求項1に記載の衣服。
Each of the electrical sensors is:
Adhesive layer;
4 and 0-60% of the conductive particles, 3 0-50% binder and, 3-7% of the solvent and, 3-7% of a thickening agent and a layer of conductive ink; and said conductive ink Includes a gradient region between and the adhesive
The gradient region comprises a heterogeneous mixture of the conductive ink and the adhesive, the concentration of the conductive ink, the region close to the layer of conductive ink, toward the previous layer Kise' Chakuzai Decreases
The garment according to claim 1.
前記少なくとも1つの呼吸センサは、被験者が呼吸する際に、前記呼吸センサの前記弾性リボンを通る電気抵抗を変化させるよう構成される、
請求項に記載の衣服。
The at least one breathing sensor is configured to change the electrical resistance of the breathing sensor through the elastic ribbon as the subject breathes.
The garment according to claim 7 .
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