以确保时间顺序方式的汗液感测制造技术

描述了感测汗液并能够提供时间顺序确保性的装置。该装置(600)使用至少一个传感器(620)来测量汗液或其成分，并确定汗液采样速率。时间顺序确保性至少部分地使用所述汗液采样速率来确定。汗液采样速率可至少部分地使用汗液体积(640)和/或汗液产生速率来确定，这两者都可被测量或预先确定。

To ensure sweat sensing in a chronological manner

A device for sensing sweat and providing time sequence assurance is described. The apparatus (600) uses at least one sensor (620) to measure sweat or its composition and determine a sweat sampling rate. The time sequence ensures that at least part of the sweat sampling rate is used to determine. The sweat sampling rate may be determined using at least part of the sweat volume (640) and / or the sweat production rate, both of which may be measured or predetermined.

【技术实现步骤摘要】
以确保时间顺序方式的汗液感测本申请是分案申请，其原申请的国际申请号为PCT/US2014/061098,国际申请日是2014年10月17日，中国国家申请号为201480067960.8，进入中国的日期为2016年6月13日，专利技术名称为“以确保时间顺序方式的汗液感测”。关于联邦资助的研究或研发的声明本专利技术至少部分地在来自美国政府的支持以及由美国空军研究实验室颁发的认定为SAPGrantNo.1008512的基金下进行。美国政府在本专利技术中享有一定的权利。相关申请的交叉引用本申请要求于2013年10月18日提交的号为61/892859；于2014年5月28日提交的号为62/003675；于2014年5月28日提交的号为62/003707；于2014年7月11日提交的号为62/023233的美国临时申请的利益，通过引用将上述美国临时申请的公开内容整体并入本文。本申请具有基于PCT/US13/35092编写的说明书，通过引用将其公开内容整体并入本文。
技术介绍
汗液感测技术具有从体育运动到新生儿、到药理监控、到个人数字健康的巨大可能性的应用范围，仅举几例应用。汗液中含有许多与血液中所携载的相同的生物标记物、化学品、或溶质，其可提供重要信息，所述信息使得人们能够诊断疾病、健康状况、毒素、特性、以及其它生理属性，甚至在出现任何体征之前做出诊断。此外可测量汗液本身，出汗动作，以及其它参数，属性，溶质，或在皮肤上、皮肤附近或皮肤下面的特征，以便进一步揭示生理信息。如果汗液作为感测典范具有如此明显的潜力，那为何在针对囊肿性纤维化的婴幼儿氯测定或在非法药物监测贴片上使用数十年之久之后它没有出现？在数十年的汗液感测文献中，大多数医学文献使用粗鲁的、缓慢的和不方便的汗液刺激、收集试样、将试样运输到实验室、然后通过台式机和受过训练的专家分析试样的过程。该过程是如此劳动密集型的、复杂的和昂贵的，因此在大多数情况下，人们还不如实施抽血，因为它是对于大多数形式的高性能生物标记物检测的黄金标准。因此，汗液感测并没有充分发挥其生物感测的最大潜力和能力，尤其是对于连续或重复的生物感测或监测而言。此外，尝试使用汗液来感测诸如葡萄糖的“圣杯(holygrails)”都未能产生可行的商业产品，降低了汗液感测的公众感知能力和机会空间。在市场上的产品，诸如一次性囊肿性纤维化测试装置，或连续汗液采样和感测装置，不能提供确保时间顺序，确保时间顺序是测量汗液或汗液中的溶质的采样速率的确保性，在所述采样速率下，可对始发于身体的新汗液或汗液的新溶质进行测量。存在简单的一次性采样产品，其中唯一的关键参数是收集足够的试样以便传递到氯传感器，并保持汗液体积(很少或没有蒸发)以防止汗液中氯浓度的变化。葡萄糖传感器可使用“固定体积的储层”以便获得精确体积的汗液，其则可确保足够的试样并提供葡萄糖浓度的更精确确定。意旨测试提供很少汗液试样的新生儿囊肿性纤维化的装置可包括汗液产生速率测量和时间的数字显示，所述时间消逝以便指示何时获得合适的试样体积。这些“连续监测”装置能够确保连续采样和读取读数，但不确保时间顺序。不能提供确保时间顺序对于汗液感测的许多可能应用而言是一个主要的缺陷。在用于生物监测(例如血液，尿液，唾液，眼泪)的所有其它生理流体中，汗液可以说是具有最大可变性的采样速率，因为其收集方法和产生的可变速率都导致有效采样速率的很大差异。汗液也暴露于众多的污染源，其会使得有效采样速率失真。可变的采样速率在提供确保时间顺序方面存在挑战，在连续监测应用方面尤其如此。例如，考虑到在汗液感测贴片中汗液采样具有一定的困难，汗液感测贴片中具有大的汗液体积，其会将先前产生的汗液与新产生的汗液混合起来，新产生的汗液旨在被测量以代表实时或接近实时的汗液溶质的测量。对确保时间顺序的这种需求对应汗液而言是很独特的。此外，即使是可用于其它生物流体的确保时间顺序的技术也会在很大程度上不相关，因为它们对汗液和汗液传感器的独特特征无效，上述独特特征可允许确保时间顺序。存在减少汗液体积的技术，但减少汗液体积不能对汗液采样速率如何由于扩散以及由于汗液或流动速率而随着汗液体积或汗液流体或溶质在传感器和皮肤之间的运动而变化存在理解。在仅仅提高汗液体积或汗液的采样速率和提供确保时间顺序之间存在着明显的区别。显然需要确保时间顺序的汗液传感器。连续监测或一次性汗液传感器可给出人们以生物标记物的读数，但如果它没有告知生物标记物收集整合到其中的窗口，则读取读数对于众多应用是没用的。例如，考虑在比赛中监控运动员，教练想知道关于特定运动员疲劳的读数是代表5分钟的确保时间顺序还是50分钟的确保时间顺序。此外，一些生物标记物在短至10至20分钟的时间内从汗液消失，并且将需要确保时间顺序读数小于5至10分钟。如上所述的许多缺点可以通过以下方式解决，即通过创建化学物质、材料、传感器、电子、微流体、算法、计算、软件、系统、和其它特征或设计的新颖的和先进的相互影响(interplay)、以经济实惠、有效、方便、智能、可靠的方式使汗液感测技术与当其生成时的汗液紧密接近。通过这样的一个新的专利技术，汗液感测将变成作为生物感测平台的引人注目的新范例。
技术实现思路
本专利技术提供能够确保时间顺序的可穿戴的汗液传感器装置。该装置包括一个或多个汗液传感器。至少一个汗液传感器具有汗液采样速率和时间顺序确保性。该装置还包括确定的汗液采样速率和确定的时间顺序确保性。时间顺序确保性至少部分地通过汗液采样速率确定。附图说明借鉴下面的详细描述和附图来进一步理解本专利技术的目的和优点，其中：图1是本专利技术一个实施例的正视图，示出其中报告时间顺序确保性的装置。图2是本专利技术示例性实施例的至少一部分的正视图，示出从皮肤上的汗液采样位点和传感器之间的体积所确定的预定汗液体积和预定汗液产生速率。图3是本专利技术示例性实施例的至少一部分的正视图，示出从皮肤和传感器之间的体积所确定的预定汗液体积以及通过测量至少一种生物标记物和测量皮肤电阻抗所确定的汗液产生速率。图4是本专利技术示例性实施例的至少一部分的正视图，示出通过测量阻抗所确定的汗液产生速率以及皮肤上的汗液采样位点和传感器之间的通过测量阻抗所确定的多个汗液体积，其中分别装配两个或更多个传感器以提供时间确保性。图5是本专利技术示例性实施例的至少一部分的正视图，示出通过阻抗的至少一个测量来确定皮肤上的汗液采样位点和传感器之间的一个或多个汗液体积，以及通过测量阻抗所确定的汗液产生速率。图6是本专利技术示例性实施例的至少一部分的正视图，示出皮肤上的汗液采样位点和传感器之间的预定汗液体积，以及通过传感器所确定的汗液产生速率，该传感器还测量汗液本身的另一属性。图7是本专利技术示例性实施例的至少一部分的正视图，示出皮肤上的汗液采样位点和传感器之间的所确定的汗液体积，通过测量汗液生物标记物所确定的汗液产生速率，和测量溶质浓度的传感器，溶质浓度可改变溶质在汗液中的运输或溶质可扩散回到适于这种溶质的感测位置的测量速率。图8是本专利技术示例性实施例的至少一部分的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，包括：/n一个或多个传感器，其中所述一个或多个传感器中的每个传感器被配置为获得多个时间段处的对汗液中的分析物的特征的测量；/n定位在采样位点和所述一个或多个传感器之间的采样体积，其中所述设备被配置为将来自所述采样位点的汗液样本通过所述采样体积路由到所述传感器；/n控制器，被配置为：/n定义汗液产生速率，其中所述汗液产生速率是对每个时间单位的汗液体积的估计；/n定义采样速率，所述一个或多个传感器中的每个传感器被配置为以所述采样速率获得对多个汗液样本中的汗液样本的所述分析物的所述特征的测量，基于所述采样体积、所述汗液产生速率，以及时间顺序确保来确定所述采样速率；并且/n控制所述一个或多个传感器中的每个传感器，使得根据所述采样速率由所述一个或多个传感器获得所述测量。/n

【技术特征摘要】
20131018 US 61/892,859;20140528 US 62/003,707;20141.一种设备，包括：
一个或多个传感器，其中所述一个或多个传感器中的每个传感器被配置为获得多个时间段处的对汗液中的分析物的特征的测量；
定位在采样位点和所述一个或多个传感器之间的采样体积，其中所述设备被配置为将来自所述采样位点的汗液样本通过所述采样体积路由到所述传感器；
控制器，被配置为：
定义汗液产生速率，其中所述汗液产生速率是对每个时间单位的汗液体积的估计；
定义采样速率，所述一个或多个传感器中的每个传感器被配置为以所述采样速率获得对多个汗液样本中的汗液样本的所述分析物的所述特征的测量，基于所述采样体积、所述汗液产生速率，以及时间顺序确保来确定所述采样速率；并且
控制所述一个或多个传感器中的每个传感器，使得根据所述采样速率由所述一个或多个传感器获得所述测量。


2.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器利用所述时间顺序确保来修改所述采样速率，使得针对每个时间间隔由所述一个或多个传感器中的每个传感器获得测量，所述时间间隔当所述多个汗液样本中的汗液样本在所述采样位点处从皮肤出现时开始并且当所述多个汗液样本中的所述汗液样本到达所述一个或多个传感器时结束。


3.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器利用所述时间顺序确保来修改所述采样速率，使得从所述一个或多个传感器中的传感器获得的每个测量是利用所述多个汗液样本中的不同的汗液样本获得的。


4.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器利用所述时间顺序确保来基于平流流速率修改所述采样速率，所述平流流速率是所述多个汗液样本中的汗液样本从所述采样位点流动并流向所述一个或多个传感器中的传感器的速率。


5.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器还被配置为：
确定从所述采样位点到所述一个或多个传感器中的传感器的距离；
检测平流流速率，所述平流流速率是所述多个汗液样本中的汗液样本从所述采样位点流动并流向所述一个或多个传感器中的传感器的速率，其中所述时间顺序确保的值基于所述平流流速率和所述距离；并且
利用所述时间顺序确保来修改所述采样速率，使得经修改的采样速率使得每个连续的测量从所述多个汗液样本中的不同的汗液样本获得。


6.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个汗液样本中的每个汗液样本连续地流向所述一个或多个传感器中的传感器，并且其中，所述控制器利用所述时间顺序确保来修改所述采样速率，从而防止多个测量由所述一个或多个传感器从相同的汗液样本获得。


7.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器利用所述时间顺序确保将所述采样速率修改成提升从所述一个或多个传感器获得的连续测量的准确性的速率。


8.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器利用所述时间顺序确保将所述采样速率限制为一种速率，以所述一种速率，由所述一个或多个传感器获得的每个后续测量利用比由所述一个或多个传感器获得的之前的测量更新的汗液样本。


9.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器还被配置为：
检测传感器响应间隔，所述传感器响应间隔是所述汗液样本到达传感器的时刻与所述传感器完成测量的时刻之间的间隔；并且
修改所述采样速率，使得针对每个时间间隔，测量由所述一个或多个传感器中的每个传感器获得一次，所述时间间隔当所述多个汗液样本中的汗液样本在所述采样位点处从皮肤出现时开始并且当所述多个汗液样本中的所述汗液样本到达所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹森·C·海肯费尔德，
申请(专利权)人：辛辛那提大学，
类型：发明
国别省市：美国;US