呼吸传感器测量方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术描述了呼吸传感器测量方法和装置。一种变型通常可以包括：采样单元，该采样单元具有呼吸采样端口；至少一个压力传感器，该至少一个压力传感器位于采样单元内并且与呼吸采样端口连通；以及处理器，该处理器与至少一个压力传感器连通。处理器可被配置成用指令提示用户在第一预定时间段将样本呼吸呼出到呼吸采样端口中，并且在第二预定时间段通过呼吸采样端口吸入。处理器可被配置成经由压力传感器测量第一预定时间段和第二预定时间段内的压力变化，使得处理器基于第一预定时间段和第二预定时间段内的压力变化，确定与用户的肺活量对应的总空气量。量对应的总空气量。量对应的总空气量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】呼吸传感器测量方法和装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年12月31日提交的美国临时申请62/955,561的优先权的权益，该美国临时申请全文以引用方式并入本文。


[0003]本专利技术涉及用于检测呼吸样本中的生物参数的装置和方法。具体地，本专利技术涉及用于促进经由呼吸采样单元来收集用户的呼吸样本并检测呼吸样本中的各种生物参数的装置和方法。

技术介绍

[0004]与吸烟有关的健康问题众所周知。香烟烟雾包含尼古丁以及许多其他化合物和添加剂。烟草烟雾使个人接触一氧化碳(CO)以及这些其他化合物，一氧化碳和这些其他化合物中的许多物质对吸烟者和吸烟者周围的人具有致癌性和毒性。吸烟者所呼出的呼吸中的CO的存在和水平可以为识别该个人的总体吸烟行为提供标记，以及为其与其他毒性化合物的总体接触量提供标记。
[0005]为了对所呼出的呼吸进行采样，需要一种用户容易携带且不引人注目的便携式呼吸传感器。然而，呼吸传感器的尺寸相对缩小，这也为捕获和精确测量所呼出的呼吸的样本带来了许多挑战。由于尺寸相对较小，多种因素，诸如呼吸中的水分含量以及呼吸温度，可能影响用于测量参数的传感器的精度。
[0006]为了对所呼出的呼吸进行采样，需要一种用户容易携带且不引人注目的便携式呼吸传感器。虽然此便携式呼吸传感器可以测量用户所呼出的一氧化碳(eCO)值，但是这对于所有用户如何使用此数据而言可能并非即时直观性的，因为它可能是一种并非广为人知的度量。
[0007]电化学传感器通常包含在便携式呼吸传感器内，用于检测所呼出的呼吸中的一氧化碳水平。当对用户的eCO进行采样时，通常提示用户遵从呼吸采样指令；然而，可能发生许多用户合规性问题。例如，用户可能过早或过晚地呼出到采样设备中，所呼出的呼吸可能未被检测到，用户可能太轻地呼出到采样单元中，或者用户可能在开始采样之前通过采样单元吸入。
[0008]因此，仍然需要能够促进对用户呼吸进行采样以便最佳地检测所呼出的呼吸中的生理参数的方法和设备。

技术实现思路

[0009]用户的某些生物测定数据可以通过如下方式获得：基于对用户的一项或多项生物测定数据(诸如其所呼出的呼吸)进行测量，非侵入性地检测和量化用户的吸烟行为，以用于确定所呼出的一氧化碳(eCO)的水平。此类测量或数据收集可以使用便携式测量单元或固定测量单元，它们中的任一单元与一个或多个电子设备连通以用于执行量化分析。替代
地，可以在便携式单元/固定单元中执行分析。然而，用户可能不合乎所规定的用于获得他们的呼吸样本的呼吸采样协议。当提供用户的呼吸样本时，由他们有意或无意的使用可能导致不合规。例如，用户可能过早或过晚地呼出到采样设备中，所呼出的呼吸可能未被检测到，用户可能太轻地呼出到采样单元中，或者用户可能在开始采样之前通过采样单元吸入。
[0010]因此，可以实现某些机制和方法，以确保按足够的方式来提供呼吸样本，以减少任何误差或错误测量结果。此外，采样单元不仅可以用于检测用户的eCO水平(或其他生物标记物参数)，而且相同的采样单元可以用于确定与用户的肺部健康相关的各种其他生物参数。
[0011]用于确定和量化用户的eCO水平的呼吸采样设备和方法的示例在各项专利中进一步详细描述，例如美国专利9,861,126；10,206,572；10,306,922；10,335,032和美国专利公开2019/0113501，这些专利中的每一篇全文以引用方式并入本文并用于任何目的。任何所述设备可以与本文所述的方法和装置一起利用。
[0012]便携式采样单元或个人采样单元可以与个人电子设备或计算机连通。其中个人电子设备包括但不限于智能电话、蜂窝电话、或其他经设计或经编程用于接收来自个人采样单元的数据的个人传输设备。同样，计算机旨在包括个人计算机、本地服务器、远程服务器等。来自个人采样单元的数据传输可以发生于个人电子设备和/或计算机中的两者或一者上。此外，个人电子设备与计算机之间的同步是任选的。个人电子设备、计算机和/或个人采样单元中的任何一者都可以将数据传输到远程服务器以如本文所述进行数据分析。替代地，数据分析可全部或部分地经由包含在诸如采样单元(或计算机或个人电子设备)的本地设备中的处理器而发生。在任何情况下，个人电子设备和/或计算机可以向个人、看管人或其他个人提供信息。
[0013]经由收集入口或开口，个人采样单元接收来自个人的呼出空气的样本。个人采样单元内的硬件可以包括任何检测呼吸样本内的CO气体的市售电化学气体传感器、传输数据(例如，经由蜂窝或其他无线电波以提供数据传输)的市售传输硬件。然后在计算机显示器或个人电子设备中的一者(或两者)上，显示所传输的数据以及相关测量结果和量化结果。替代地或组合地，任何信息可以选择性地显示在便携式采样单元上。
[0014]在采样单元的另一变型中，该设备可以另外和/或替代地并入一个或多个用于监测或筛选各种状况的肺活量计、以及一个或多个与样本呼吸流体连通的压力换能器或压力传感器。肺活量计可以并入该单元中，使得它与通过流动路径的样本呼吸流体连通，以检测和/或监测参数。一个或多个压力传感器和/或肺活量计可以有线连接到该单元内的处理器，或者它可以与个人电子设备或计算机无线连通。压力传感器通常将由流体样本所施予的压力转换成电信号，并且可以包括任何数量的各种机制，例如压阻式、电容式、电磁式、压电式、应变仪式、光学式等。肺活量计通常将流体的容量和流量量化，并且可以用于评估用户的肺功能，并且可以帮助识别各种肺部状况，例如哮喘、肺纤维化、囊性纤维化、COPD等。
[0015]另外，流动路径可以包括流动开关以增加或减小沿流动路径的流动阻力。当对象往设备之中呼吸时，可以指导其尽可能用力地呼出，并且设备可以将所测压力和容量转化为流动速率，以计算：例如，用力肺活量(FVC)，其是在完全吸气之后，可以用力呼出的总空气量；1秒测试的用力呼气量(FEV1)，其是在完全吸气之后，一秒持续时间内可以用力呼出的空气量。可以由该设备计算的其他参数可以包括：例如，FEV1/FVC比(FEV1％)，其是FEV1
与FVC之比；FEF/FIF，其是用力呼气流量(FEF)与用力吸气流量(FIF)之比，用于确定在一次肺活量测定法测量内，于不同位点处进出肺的空气的流动速率；和峰值呼气流量(PEF)，其是肺活量测定法测试持续时间期间所经历的最大流动速率。
[0016]除了肺活量计和压力传感器之外，采样单元也可并入一个或多个温度传感器，该温度传感器将该流量中所检测到的热能转换成对应的电信号。此类温度传感器可以包括例如热敏电阻和热电偶。对所呼出的呼吸样本中的所呼出的呼吸温度(EBT)的估计可以用于检测和监测用户的呼吸系统中的各种病理过程，诸如检测发烧、检测哮喘等。
[0017]使用压力传感器，一种用于使用用户的呼气和吸气来确定呼吸测试是否合乎呼吸采样协议的机制，可以为用户确保最准确的结果。可以指导用户屏住他们的呼吸预定时间段，例如至少10秒或更长，以允许其肺内的CO水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种被配置成测量用户的肺部参数的装置，包括：采样单元，所述采样单元具有呼吸采样端口；至少一个压力传感器，所述至少一个压力传感器位于所述采样单元内并且与所述呼吸采样端口连通；至少一个气体传感器，所述至少一个气体传感器被配置成检测由所述用户呼出到所述呼吸采样端口中的样本呼吸中的所关注分析物，其中所述至少一个气体传感器定位在所述采样单元中并且与所述样本呼吸的至少一部分流体连通，处理器，所述处理器与所述至少一个压力传感器和所述至少一个气体传感器连通，其中所述处理器被配置成用指令提示用户在第一预定时间段将样本呼吸呼出到所述呼吸采样端口中，其中所述处理器还被配置成经由所述压力传感器测量相对于环境压力的压力变化并且将此压力与流动速率相关联，其中所述处理器还被配置成接收来自所述至少一个气体传感器的测量结果并且将此测量结果与所述样本呼吸中的所关注分析物相关联，并且其中所述处理器还被配置成基于所述流动速率计算所述用户的肺脏参数。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理器被配置成用指令提示所述用户以恒定流动速率或恒定压力呼出。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理器被配置成用指令进一步提示所述用户在第二预定时间段通过所述呼吸采样端口吸入。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理器还被配置成用指令提示所述用户在呼出所述样本呼吸之前屏住他们的呼吸至少10秒。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述处理器还被配置成用指令提示用户呼出所述样本呼吸至少6秒至12秒。6.根据权利要求3所述的装置，其中，所述处理器还被配置成提示所述用户在第三预定时间段呼出到所述呼吸采样端口中。7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述至少一个气体传感器被配置成感测所述样本呼吸中的CO水平。8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述至少一个气体传感器被配置成感测H2、CH4、CO2、O2或C3H6O的水平。9.一种测量用户的肺部参数的方法，包括：用指令提示所述用户在第一预定时间段将样本呼吸呼出到采样单元中；经由与所述样本呼吸连通的压力传感器，测量所述样本呼吸在所述第一预定时间段内的第一压力变化；经由与所述压力传感器连通的处理器，将所述第一压力变化与流动速率相关联；经由与所述样本呼吸的至少一部分流体连通的至少一个气体传感器，测量所述样本呼吸中的生物参数；经由与所述至少一个气体传感器连通的所述处理器，将所述生物参数的测量结果与所关注分析物相关联；以及基于所述流动速率，经由所述处理器计算所述用户的肺脏参数。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：经由所述压力传感器，用指令提示所述用户在第二预定时间段通过所述采样单元吸入；测量所述样本呼吸在所述第二预定时间段内的第二压力变化；以及基于所述第一预定时间段和所述第二预定时间段内的所述第一压力变化和所述第二压力变化，经由所述处理器确定与所述用户的肺活量对应的总空气量。11.根据权利要求9所述的方法，还包括：将所述肺脏参数与后续肺脏参数进行比较，以估计所述用户随时间推移的肺活量。12.根据权利要求9所述的方法，还包括：用指令提示所述用户在呼出所述样本呼吸之前屏住他们的呼吸至少10秒。13.根据权利要求9所述的方法，还包括：用指令提示所述用户当呼出所述样本呼吸时，以恒定流动速率或恒定压力呼出。14.根据权利要求9所述的方法，其中，用指令提示所述用户呼出包括：提示所述用户呼出所述样本呼吸至少6秒至12秒。15.根据权利要求10所述的方法，还包括：提示所述用户在第三预定时间段呼出到所述呼吸采样端口中。16.根据权利要求9所述的方法，其中，测量所述样本呼吸中的所述生物参数包括：排出所述样本呼吸的其余部分。17.根据权利要求9所述的方法，其中，测量所述生物参数包括：感测所述样本呼吸中的CO水平。18.根据权利要求9所述的方法，其中，测量所述生物参数包括：感测所述样本呼吸中的H2、CH4、CO2、O2或C3H6O的水平。19.一种被配置成由用户来确定采样合规性的装置，包括：采样单元，所述采样单元具有呼吸采样端口；至少一个压力传感器，所述至少一个压力传感器位于所述采样单元内并且与所述呼吸采样端口连通；处理器，所述处理器与所述至少一个压力传感器连通，其中所述处理器被配置成：用指令提示用户在预定时间段将样本呼吸呼出到所述呼吸采样端口中；在感测到所述样本呼吸后，经由所述压力传感器测量相对于环境压力的压力变化；以及测量由所述样本呼吸对所述压力传感器所施加的所述压力变化的定时，其中所述处理器还被配置成将所述样本呼吸的所述定时与所述预定时间段进行比较并且还将所述压力变化的强度与所述环境压力进行比较。20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述处理器还被配置成用指令提示所述用户在呼出所述样本呼吸之前屏住他们的呼吸至少10秒。21.根据权利要求19所述的装置，其中，所述处理器还被配置成用指令提示用户呼出所述样...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：麦克内尔股份公司，
类型：发明
国别省市：