以適合于提供對(duì)穿戴所述服裝的 哺乳動(dòng)物的皮膚的緊密貼合，所述形狀感測(cè)纖維被相對(duì)于所述服裝布置以監(jiān)測(cè)皮膚位移。 因此，可以以各種方式來(lái)提供所述緊密貼合，例如，通過(guò)優(yōu)選地具有比待測(cè)的人的實(shí)際尺寸 稍小的尺寸的可伸縮或彈性紡織品來(lái)提供所述緊密貼合。優(yōu)選地，在所述服裝和哺乳動(dòng)物 之間應(yīng)當(dāng)沒(méi)有褶皺和/或沒(méi)有自由空間，以促進(jìn)準(zhǔn)確的肺測(cè)量。
[0045] 在實(shí)施例中，所述服裝可以包括多條形狀感測(cè)纖維，所述多條形狀纖維被光學(xué)地 連接到所述光學(xué)訊問(wèn)單元，并且所述處理單元對(duì)應(yīng)地適于處理來(lái)自多條形狀感測(cè)纖維的數(shù) 據(jù)。優(yōu)選地，一條或多條形狀感測(cè)纖維可以被并入到所述服裝中，以便覆蓋所述人的胸部和 /或腹部的至少部分，優(yōu)選地是下至骨盆區(qū)的至少部分。
[0046] 在一些實(shí)施例中，所述肺體積描記系統(tǒng)可以具有一條或多條形狀感測(cè)纖維的至少 部分，所述一條或多條形狀感測(cè)纖維的至少部分在所述服裝中或上形成環(huán)形形狀。因此， 如果纖維沿其縱向或長(zhǎng)向方向是剛性的，則其可以形成所述服裝或紡織品中或上的彎曲樣 式，以提供纖維沿其橫向方向的位移。因此，對(duì)于一條或多條形狀感測(cè)纖維設(shè)想各種樣式， 例如，環(huán)形形狀、部分地圓形、整圓形、U形形式等，以及形狀的各種組合。
[0047] 在一個(gè)實(shí)施例中，任選地包括能由穿戴所述服裝的哺乳動(dòng)物使用的肺活量計(jì)，所 述肺活量計(jì)優(yōu)選地被集成到面罩中，其中，所述肺數(shù)據(jù)可以包括：胸內(nèi)氣體體積（TGV)、比 氣道阻力（sRaw)、氣道阻力（Raw)、彌散容量（DLCO)、單次呼吸氮（N 2)、多次呼吸隊(duì)排放量、 肺順應(yīng)性和閉塞壓力以及它們的任意組合或等價(jià)項(xiàng)。
[0048] 在第二方面中，本發(fā)明涉及一種用于肺體積描記法的服裝，所述服裝能穿戴在哺 乳動(dòng)物的身體上，所述服裝包括具有多條光纖的形狀感測(cè)纖維以促進(jìn)對(duì)沿所述長(zhǎng)度的應(yīng)變 的光學(xué)測(cè)量，
[0049] 所述服裝適于與相關(guān)聯(lián)的光學(xué)訊問(wèn)單元協(xié)作以將所述光學(xué)訊問(wèn)單元與所述形狀 感測(cè)纖維中的所述多條光纖光學(xué)連接，所述光學(xué)訊問(wèn)單元被光學(xué)地布置用于測(cè)量沿所述多 條光纖的所述應(yīng)變，并且
[0050] 所述服裝還適于與相關(guān)聯(lián)的處理單元協(xié)作，所述處理單元被能操作地連接到所述 光學(xué)訊問(wèn)單元以用于將所述應(yīng)變數(shù)據(jù)處理成隨時(shí)間的三維位置數(shù)據(jù)，所述處理單元還被布 置用于將隨時(shí)間的位置數(shù)據(jù)處理成指示關(guān)于穿戴所述服裝的哺乳動(dòng)物的肺數(shù)據(jù)的體積數(shù) 據(jù)。
[0051 ] 在第三方面中，本發(fā)明涉及肺體積描記方法，所述方法包括
[0052] -提供能穿戴在哺乳動(dòng)物的身體上的服裝，所述服裝包括具有多條光纖的形狀感 測(cè)纖維以促進(jìn)對(duì)沿所述長(zhǎng)度的應(yīng)變的光學(xué)測(cè)量，
[0053] -提供光學(xué)訊問(wèn)單元，所述單元被與所述形狀感測(cè)纖維中的所述多條光纖光學(xué)地 連接，所述光學(xué)訊問(wèn)單元被光學(xué)地布置用于測(cè)量沿所述多條光纖的所述應(yīng)變，并且
[0054] -提供處理單元，其被能操作地連接到所述光學(xué)訊問(wèn)單元以用于將所述應(yīng)變數(shù)據(jù) 處理成隨時(shí)間的三維位置數(shù)據(jù)，所述處理單元還被布置用于將隨時(shí)間的位置數(shù)據(jù)處理成指 示關(guān)于穿戴所述服裝的所述哺乳動(dòng)物的肺數(shù)據(jù)的體積數(shù)據(jù)。
[0055] 在第四方面中，本發(fā)明涉及一種肺體積描記計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述肺體積描記計(jì) 算機(jī)程序產(chǎn)品適于使得包括具有與其連接的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的至少一個(gè)計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的第三方面所述的方法。
[0056] -般地，可以以在本發(fā)明的范圍內(nèi)可能的任何方式來(lái)對(duì)本發(fā)明的各方面進(jìn)行組合 和耦合。參考下文描述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其他方面將是顯而易見(jiàn)的，并且將參考下 文描述的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的這些和其他方面進(jìn)行說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0057] 將僅以范例的方式參考附圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中：
[0058] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的肺體積描記系統(tǒng)的示意性實(shí)施例，
[0059] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的肺體積描記系統(tǒng)的更詳細(xì)的實(shí)施例，
[0060] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的具有光纖核的形狀感測(cè)纖維的示意性透視圖示，
[0061] 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的肺體積描記系統(tǒng)的另一實(shí)施例，所述肺體積描記系統(tǒng)能 由人穿戴，
[0062] 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的用于實(shí)現(xiàn)肺體積描記系統(tǒng)的服裝的照片，
[0063] 圖6示出了將根據(jù)本發(fā)明的肺體積描記系統(tǒng)與基于數(shù)字成像的備選系統(tǒng)進(jìn)行比 較的圖形，
[0064] 圖7示出了將根據(jù)本發(fā)明的肺體積描記系統(tǒng)（OSS)與基于磁共振成像（MR)的備 選系統(tǒng)進(jìn)行比較的另一圖形，并且
[0065] 圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0066] 圖1示出了肺體積描記系統(tǒng)10的示意性實(shí)施例，所述系統(tǒng)包括能穿戴在哺乳動(dòng)物 的身體（未示出）上的服裝11 (例如T恤衫類(lèi)服裝），所述服裝包括如示出的那樣以外圍樣 式被布置在服裝上的形狀感測(cè)纖維12,形狀感測(cè)纖維12具有多條光纖（也未示出，但在圖 3中示出）以促進(jìn)在呼吸期間對(duì)在纖維與身體密切接觸的身體部分上沿形狀感測(cè)纖維12的 長(zhǎng)度的應(yīng)變進(jìn)行光學(xué)測(cè)量。
[0067] 還提供了光學(xué)訊問(wèn)單元13,所述單元被與形狀感測(cè)纖維中的所述多條光纖光學(xué)地 連接，如下將更詳細(xì)地解釋光學(xué)訊問(wèn)單元被光學(xué)地布置用于測(cè)量沿多條光纖的應(yīng)變。
[0068] 處理單元14被能操作地連接到光學(xué)訊問(wèn)單元13以用于將所述應(yīng)變數(shù)據(jù)處理成 隨時(shí)間的三維位置數(shù)據(jù)，所述處理單元還被布置用于將隨時(shí)間的位置數(shù)據(jù)處理成指示關(guān)于 穿戴所述服裝的哺乳動(dòng)物的肺數(shù)據(jù)（如在方框15中示出的PUL數(shù)據(jù)）的體積數(shù)據(jù)。方框 15可以是適當(dāng)種類(lèi)的顯示設(shè)備，或者備選地或額外地，肺數(shù)據(jù)可以被存儲(chǔ)在電子存儲(chǔ)設(shè)備 (例如硬盤(pán)）中。
[0069] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的肺體積描記系統(tǒng)的更詳細(xì)的實(shí)施例。以示意性的方式圖 示了實(shí)施例以提供總覽。在實(shí)際應(yīng)用中，各元件被有益地集成為一個(gè)或多個(gè)單元。因此，表 面插值、體積計(jì)算、流數(shù)據(jù)的處理、數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、與其他設(shè)備的通信等可以被實(shí)現(xiàn)為在單個(gè) 處理器上運(yùn)行的軟件模塊。
[0070] 能穿戴體積描記器包括如以上解釋的三個(gè)單元13、14和15,所述單元任選地可以 被集成到設(shè)備中（見(jiàn)圖3):
[0071] 1、具有光學(xué)訊問(wèn)單元13的光學(xué)形狀感測(cè)單元，其用于確定患者的身體的體積
[0072] 2、肺活量計(jì)單元20,其用于在呼吸期間測(cè)量氣流
[0073] 3、記錄和分析單元的處理單元14,所述記錄和分析單元用于存儲(chǔ)測(cè)量結(jié)果并顯示 結(jié)果PUL數(shù)據(jù)。
[0074] 利用這些單元，可以實(shí)現(xiàn)以下數(shù)據(jù)處理：
[0075] I、原始數(shù)據(jù)生成：
[0076] 光學(xué)形狀感測(cè)（OSS)系統(tǒng)是可用的，參閱標(biāo)題為"Optical position and/or shape sensing"的專(zhuān)利申請(qǐng)US 2011/0109898中描述的方法，在此通過(guò)引用將其全部并入。 這些系統(tǒng)允許測(cè)量和重建沿光纖長(zhǎng)度的光纖的精確位置和形狀。如果與紡織品組合，創(chuàng)建 形狀感測(cè)服裝12(例如背心或襯衫）可能的。該背心應(yīng)當(dāng)緊緊貼合身體，確保光纖與身體 表面接觸。因此OSS系統(tǒng)測(cè)量在患者身體的表面上的點(diǎn)。
[0077] 2、表面計(jì)算：
[0078] 由于在相鄰的纖維或同一纖維的環(huán)之間將總是存在一定的距離，因此僅稀疏地對(duì) 這些表面點(diǎn)進(jìn)行采樣。因此，在方框14a中可以對(duì)患者的表面進(jìn)行插值。
[0079] 3、體積計(jì)算14b :
[0080] 經(jīng)插值的表面可以被用于計(jì)算患者身體的體積。然后該結(jié)果被傳遞到記錄單元。
[0081] 可以利用幾（直到40)Hz的更新頻率重復(fù)以上的步驟1-3。同時(shí)肺活量計(jì)單元20 測(cè)量通過(guò)口腔的氣流并且將其發(fā)送到記錄單元。
[0082] 作為對(duì)圖2中描述的處理流的備選，也可能立即記錄OSS數(shù)據(jù)（位置數(shù)據(jù)）。這 將以以下備選的方式即根據(jù)流程圖方框來(lái)引導(dǎo)數(shù)據(jù)：從位置測(cè)量13和肺活量計(jì)20到方框 14c中的記錄，并且隨后（也可能以后）到在方框14a中的身體表面計(jì)算和方框14b中的體 積計(jì)算，最后在方框Hd中顯示或呈現(xiàn)結(jié)果。也可以提到，可能具有單獨(dú)的兩個(gè)記錄單元， 一個(gè)用于位置數(shù)據(jù)（或表面或體積數(shù)據(jù)）并且一個(gè)用于來(lái)自肺活量計(jì)單元20的氣流數(shù)據(jù)。
[0083] 不具有肺活量計(jì)20的身體體積測(cè)量對(duì)特定的應(yīng)用可以是足夠的。對(duì)于這些應(yīng)用， 可以省略肺活量計(jì)。
[0084] 接著同時(shí)采集到的體積和流數(shù)據(jù)被發(fā)送到顯示和分析單元14d以由肺臟學(xué)家或 其他醫(yī)學(xué)人員進(jìn)行分析。例如，得到的流/體積圖可以被用于診斷。記錄單元也可以將數(shù) 據(jù)無(wú)線地發(fā)送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，或到在另一位置中的分析單元。
[0085] 服裝或背心11可以額外地被裝配有ECG電極（未示出），以便與肺功能同時(shí)記錄 心臟狀態(tài)。
[0086] 利用當(dāng)前系統(tǒng)在體外可實(shí)現(xiàn)的準(zhǔn)確度被估計(jì)約為體積測(cè)量結(jié)果的2. 5% (嬰兒 中）。當(dāng)本發(fā)明人針對(duì)大（瘦）的人將人體建模為具有60cm高度和40cm (30cm)直徑的圓 柱體時(shí)，需要以2. 4mm(I. 8mm)準(zhǔn)確度來(lái)確定人體的平均半徑。當(dāng)要求1 %的準(zhǔn)確度時(shí)，對(duì)于 瘦的人需要〇.7_的準(zhǔn)確度。這是對(duì)測(cè)量的系統(tǒng)誤差的粗略估計(jì)。半徑的統(tǒng)計(jì)誤差可能更 高，這是因?yàn)樵谟?jì)算身體體積時(shí)它們將在積分期間達(dá)到平均數(shù)。
[0087]