不堵塞的新型汗液感测设备及其制造方法技术

本文披露了用于测量汗液的设备，这些设备基本上不堵塞，具有低死区体积，并且允许快速的感官响应。本文还披露了制造和使用这种设备的方法。的方法。的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】不堵塞的新型汗液感测设备及其制造方法
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求于2020年10月19日提交的美国临时申请号63/093,435的权益，该美国临时申请的内容通过引用以其全文并入本文。


[0002]本专利技术总体上涉及被配置成测量和监测汗液的设备及其制造方法。本披露内容还涉及使用本文所披露的汗液感测设备测量汗液的方法。背景
[0003]当人们正在进行剧烈的体力活动时，监测和分析其汗液的产生速率和成分通常是有利的，因为这种认知使得个体能够更准确地补充流失的汗液和电解质。
[0004]然而，汗液的成分因个体而异，并且对于给定个体，汗液成分可能取决于出汗率，该出汗率本身是温度、湿度、运动强度等的函数。运动补液饮品有助于保持电解质平衡，但给定个体在其当前状态下的最佳电解质水平是可变的。过高或过低的电解质水平会损害味觉并对身体产生负面影响，并且需要教导个体选择最佳饮料以保持其生理机能处于最佳状态。
[0005]因此，重要的是使得个体能够确定其因出汗而流失的电解质，从而帮助个体以最佳方式补充其电解质，以最大限度地实现进一步的活动。这种认知将有助于支持更好的竞技表现和更有效的训练方案。
[0006]然而，由于出汗率低，精确分析汗液具有挑战性。应理解，用于分析汗液的设备需要测量非常小的样本体积。小体积要求的结果是，由于汗液包含溶解的盐和其他不溶性成分，设备在重复使用期间可能会阻塞(堵塞)。对此最简单的解决方案是将暴露的传感器与皮肤紧密接触，从而允许快速的汗液刷新速率，以使阻塞最小化。这种情况的问题是受试者的皮肤可能会产生干扰，并且因此，该设备需要特定于汗液而不是汗液和皮肤的组合。
[0007]因此，需要能够准确地测量小体积汗液而不受皮肤干扰的设备。还需要可重复使用、不堵塞以及使用制造简单的设备。本披露内容至少部分地满足了这些需求和其他需求。概述
[0008]本专利技术涉及一种设备，包括：a)具有某种形状的汗液收集器，其中，该汗液收集器的至少一部分包括第一部分，该第一部分被配置成面向并贴合受试者的皮肤；b)密封构件，该密封构件被配置成包围该汗液收集器并在该汗液收集器与该受试者的皮肤之间形成密封；c)开放通道，该开放通道具有一定的宽度和高度，其中，该开放通道的高度与宽度的纵横比不大于约10；其中，该通道被配置成从该汗液收集器连续接收并输送收集的汗液的等分试样；以及d)传感器，该传感器与该收集的汗液流体连通并且被配置成检测该收集的汗液的至少一种性质，其中，该传感器位于距该第一部分一定距离处，使得该传感器基本上不与该受试者的皮肤接触。
[0009]在更进一步的方面，所披露设备的传感器被配置成检测汗液的选自阻抗、电导率、折射率、温度或其组合的至少一种性质。在本文所披露的这种示例性方面，传感器可以是阻
抗传感器。
[0010]而在其他方面，如本文所披露的，阻抗传感器可以包括两个电极，每个电极具有一定电极长度并以一定电极间隙彼此相对定位。
[0011]本文还披露了一种设备，包括：a)具有某种形状的汗液收集器，其中，该汗液收集器的至少一部分包括第一部分，该第一部分被配置成面向并贴合受试者的皮肤；b)密封构件，该密封构件被配置成包围该汗液收集器并在该汗液收集器与该受试者的皮肤之间形成密封；c)开放通道，该开放通道具有一定的宽度和高度，其中，该通道的高度与宽度的纵横比不大于约10；其中，该通道被配置成从该汗液收集器连续接收并输送收集的汗液的等分试样；以及d)传感器，该传感器包括两个电极，每个电极具有一定电极长度并以一定电极间隙彼此相对定位，并且与该收集的汗液流体连通，并且其中，该传感器被配置成检测该收集的汗液的阻抗，并且其中，该传感器位于距该第一部分一定距离处，使得该传感器基本上不与该受试者的皮肤接触。
[0012]本文更进一步披露了一种测量汗液的方法，该方法包括：提供本文所披露的设备中的任一种，其中，该设备被定位在受试者的皮肤上，使得密封构件将汗液收集器密封在受试者的皮肤上；在汗液收集区域内收集该汗液；以及由传感器测量汗液的至少一种性质，其中，该传感器提供与汗液的至少一种性质相关的一个或多个输出信号。
[0013]本文还披露了制造所披露设备的方法。在某些方面，本文披露了一种方法，包括：a)在刚性材料上形成汗液收集器；b)将密封构件定位成使得该密封构件被配置成包围该汗液收集器；c)形成开放通道，其中，该开放通道具有一定的宽度和高度，其中，该开放通道的高度与宽度的纵横比不大于约10；其中，该开放通道被配置成从该汗液收集器连续接收并输送收集的汗液的等分试样；以及d)将传感器定位成使得该传感器位于距该第一部分一定距离处，使得该传感器基本上不与该受试者的皮肤接触，并且使得该传感器与该收集的汗液流体连通并且被配置成检测该收集的汗液的至少一种性质。
[0014]本披露内容的附加方面将部分地在随后的详细描述、附图和权利要求中进行阐述，并且部分地将从详细描述中得到，或者可以通过本专利技术的实践进行了解。应理解，前述一般描述和以下详细描述两者均仅是示例性和解释性的，并且不限制所披露的本专利技术。
附图说明
[0015]图1描绘了一个方面的应用于皮肤的示例性设备的示意图。
[0016]图2A描绘了一个方面的示例性设备的俯视图。图2B描绘了一个方面的示例性设备的侧视图。
[0017]图3A至图3D描绘了一个方面的示例性设备的示意图。
[0018]图4描绘了一个方面的示例性设备上的传感器的照片。
[0019]图5描绘了对于不同的电极间距和距皮肤的位置，皮肤干扰对设备响应的影响。
[0020]图6示出了在生理上合理的汗液浓度范围内测得的阻抗的图。
[0021]图7描绘了代表汗液的不同浓度的盐水的示例性阻抗测量结果。测量在10kHz和100kHz下进行(分别为小圆圈和大圆圈)。
[0022]图8描绘了一个方面的对不干净传感器状态的检测。
具体实施方式
[0023]通过参考以下详细描述、示例、附图和权利要求及其先前和之后的描述，可以更容易地理解本专利技术。然而，在披露和描述本制品、系统和/或方法之前，应理解除非另有说明，否则本专利技术不限于所披露的制品、系统和/或方法的特定或示例性方面，因此当然可以变化。还应理解，本文所使用的术语仅用于描述特定方面的目的，而不旨在是限制性的。
[0024]提供本专利技术的以下描述以作为本专利技术在其最佳的、目前已知的方面的使能教导。为此，相关领域的技术人员将认识到并理解可以对本文所描述的本专利技术的各个方面进行许多改变，同时仍然获得本专利技术的有益结果。还将显而易见的是，本专利技术的一些期望益处可以通过选择本专利技术的一些特征而不利用其他特征来获得。因此，相关领域的普通技术人员将认识到对本专利技术的许多修改和改编是可能的，并且在某些情况下甚至可能是期望的并且是本专利技术的一部分。因此，再次提供以下描述作为对本专利技术原理的说明而不是对其的限制。定义
[0025]如本文所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种设备，包括：a)汗液收集器，其中，所述汗液收集器的至少一部分包括第一部分，所述第一部分被配置成面向并贴合受试者的皮肤；b)密封构件，所述密封构件被配置成包围所述汗液收集器并在所述汗液收集器与所述受试者的皮肤之间形成密封；c)开放通道，所述开放通道具有一定的宽度和高度，其中，所述开放通道的高度与宽度的纵横比不大于约10；其中，所述开放通道被配置成从所述汗液收集器连续接收并输送收集的汗液的等分试样；以及d)传感器，所述传感器与所述收集的汗液流体连通并且被配置成检测所述收集的汗液的至少一种性质，其中，所述传感器位于距所述第一部分一定距离处，使得所述传感器基本上不与所述受试者的皮肤接触。2.如权利要求1所述的设备，其中，所述汗液收集器包括所述第一部分的一部分与所述开放通道之间的锥度递减斜面。3.如权利要求1至2中任一项所述的设备，其中，所述汗液收集器和所述开放通道包括刚性材料。4.如权利要求1至3中任一项所述的设备，其中，所述密封构件的一部分具有狭缝，所述狭缝具有一定宽度，并且其中，所述狭缝限定所述开放通道。5.如权利要求1至4中任一项所述的设备，其中，所述开放通道的高度为约100μm至约300μm和/或宽度为约100μm至约700μm。6.如权利要求1至5中任一项所述的设备，其中，所述开放通道被配置成以防止反向扩散的流速输送所述收集的汗液的等分试样。7.如权利要求1至6中任一项所述的设备，其中，所述开放通道的截面面积为约0.01mm2至约0.1mm2。8.如权利要求1至7中任一项所述的设备，其中，汗液收集区域为约0.1cm2至约10cm2。9.如权利要求1至8中任一项所述的设备，其中，所述设备包括两个或更多个传感器，其中，两个或更多个传感器是相同或不同的。10.如权利要求1至9中任一项所述的设备，其中，所述传感器位于所述开放通道内，邻近所述开放通道的入口，或邻近所述开放通道的出口；或者位于所述开放通道的表面上，其中，距所述第一部分的距离等于所述高度。11.如权利要求1至10中任一项所述的设备，其中，所述汗液的至少一种性质选自阻抗、电导率、折射率、温度或其组合。12.如权利要求11所述的设备，其中，所述传感器是阻抗传感器，所述阻抗传感器被配置成在小于约1伏的电压下测量所述至少一种性质。13.如权利要求12所述的设备，其中，所述阻抗传感器包括两个电极，每个电极的电极长度为约0.1mm至约10mm并且以约50μm至约500μm的电极间隙彼此相对定位。14.如权利要求13所述的设备，其中，所述两个电极呈T形。15.如权利要求13至14中任一项所述的设备，其中，所述两个电极包括惰性导电涂层。16.如权利要求1至15中任一项所述的设备，其中，距所述第一部分的所述距离为约
0.1mm至约1mm。17.如权利要求1至16中任一项所述的设备，其中，距所述第一部分的所述距离大于所述电极间隙。18.如权利要求17所述的设备，其中，所述阻抗传感器在约10kHz至约100kHz内的一个或多个频率下操作。19.如权利要求12至18中任一项所述的设备，其中，测得的电阻率大于约1kOhm。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文，
申请(专利权)人：可口可乐公司，
类型：发明
国别省市：