使用具有吸熱反應(yīng)的冷卻裝置進(jìn)行的物質(zhì)濃度測(cè)量的制作方法
【專利說明】使用具有吸熱反應(yīng)的冷卻裝置進(jìn)行的物質(zhì)濃度測(cè)量
[0001]相關(guān)申請(qǐng)數(shù)據(jù)
[0002]本申請(qǐng)根據(jù)美國(guó)法典第35章第119條要求2013年6月23日提交的標(biāo)題為“Special Cold Pack for Non-1nvasive Glucometer or other measurements of bodysubstances”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/838，329的權(quán)益。本申請(qǐng)是2010年9月15日提交的標(biāo)題為‘‘Method for Non-1nvasive Analysis of a Substance Concentrat1n Within aBody”的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)12/883,063的部分繼續(xù)申請(qǐng)，其是標(biāo)題為“Apparatus andMethod for Non-1nvasive Measurement of a Substance Within a Body”且于 2009年 10月28日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)12/607，903和標(biāo)題為“Apparatus and Methods forNon-1nvasive Measurement of a Substance Within a Body”且于 2008 年 4 月 11 日提交的序列號(hào)12/101,859的部分繼續(xù)申請(qǐng)。每一個(gè)所指示申請(qǐng)以引用的方式并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本文的設(shè)備和方法涉及使用混合物質(zhì)冷卻裝置(諸如冰袋)和紅外輻射進(jìn)行測(cè)量并且確定受試者身體中物質(zhì)的濃度。
[0004]背景
[0005]2010年9月15日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?2/883，063和2008年4月11日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?2/101，859描述一種無創(chuàng)測(cè)量葡萄糖或其他身體物質(zhì)的方法。所述方法包括以下步驟:
[0006]1.冷卻測(cè)量點(diǎn)處的皮膚；
[0007]2.允許皮膚溫度恢復(fù)；以及
[0008]3.在皮膚的溫度恢復(fù)期間進(jìn)行多次測(cè)量以分析血液中的葡萄糖(或其他身體物質(zhì))濃度水平。
[0009]申請(qǐng)?zhí)?2/883，063和12/101，859提到可使用任何合適的冷卻設(shè)備，并且作為一種可能性包括珀耳帖元件，但是缺少對(duì)用于冷卻的其他部件和方法的描述。
[0010]附圖簡(jiǎn)述
[0011 ] 下文參照以下附圖描述一些實(shí)施方案。
[0012]圖1是冰袋的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0013]圖2是冰袋到血糖儀的組裝以及在冷卻之后移動(dòng)冰袋并允許測(cè)量開始的部件的示意圖。
[0014]圖3、圖4A-4B、圖5A-5B和圖6是特殊冰袋的另外實(shí)施方案。
[0015]圖7A和圖7B是保持冰袋并允許插入和移除冰袋的前端保持機(jī)構(gòu)的剖面透視圖。圖7A示出冰袋被插入并推動(dòng)到機(jī)構(gòu)的前部以觸碰受試者皮膚的位置。圖7B示出機(jī)構(gòu)和冰袋在冰袋被移動(dòng)到機(jī)構(gòu)的后部以便移除時(shí)的位置。
[0016]圖8A-8D示出冰袋的另外實(shí)施方案，其中冰袋與外殼分離。
[0017]詳述
[0018]本文的設(shè)備和方法涉及無創(chuàng)葡萄糖測(cè)量的方法，其中在冷卻測(cè)量區(qū)域中的皮膚之后并且在皮膚恢復(fù)到其原始溫度期間完成測(cè)量。本設(shè)備和方法還公開用于冷卻皮膚的部件和方法。
[0019]這種設(shè)備和方法描述用于在測(cè)量開始之前冷卻皮膚的裝置的特殊部件和方法。
[0020]冷卻元件是具有如圖中所示的特殊構(gòu)造的冰袋。
[0021]已知的即時(shí)冰袋包括兩個(gè)密封的塑料袋，其中一個(gè)塑料袋封閉在另一個(gè)內(nèi)部。小的內(nèi)袋通常包含水并且具有當(dāng)施加壓力時(shí)允許破裂的穿孔。外袋包含與水具有吸熱化學(xué)反應(yīng)的材料(例如，硝酸銨、硝酸銨鈣或尿素)。當(dāng)這兩種材料混合時(shí)，吸熱反應(yīng)致使冰袋的溫度快速冷卻(即，降低)。使用這種已知的即時(shí)冰袋配置存在缺點(diǎn):(1)人必須用力搖晃即時(shí)冰袋以進(jìn)行良好混合、從而獲得所需冷卻效果；并且(2)即時(shí)冰袋是柔性且柔軟的，并且不能輕易地配合到血糖儀中的固定位置中。
[0022]本文的冰袋具有帶特殊邊緣的固體結(jié)構(gòu)，以便插入血糖儀中。例如，冰袋可由塑料材料制成，并且可通過真空成形技術(shù)來制成。下部腔體包含用于與水進(jìn)行吸熱反應(yīng)的材料；上部腔體包含水。冰袋的上部部分被成形以使得它與一個(gè)或多個(gè)鋒利劍錐具有“彈簧加載”效應(yīng)，該一個(gè)或多個(gè)鋒利劍錐穿刺包含水的腔體并隨后回彈到其原始位置。這允許水排到包含用于吸熱化學(xué)反應(yīng)的材料的腔體中，由此減少對(duì)用力搖晃冰袋的需要。可將安全貼紙施加到冰袋的頂部以便減少所不想要的在拿著和/或運(yùn)輸期間對(duì)冰袋的激活。
[0023]本設(shè)備和方法的另一個(gè)部分是以下機(jī)構(gòu):將冰袋定位并保持在所需的位置處，以便冷卻大約10°C (18°F)并且在保持測(cè)量裝置指向并對(duì)焦于被冷卻區(qū)域的同時(shí)自動(dòng)移除冰袋。圖2中描述這個(gè)機(jī)構(gòu)。
[0024]圖2示出血糖儀和位于血糖儀的前端處的冰袋保持器。由塑料材料制成的這個(gè)保持器形成具有以下兩個(gè)部分的大約90°圓弧:(1)冰袋的保持器以及(2)允許紅外輻射的無阻礙路徑的孔隙。塑料圓弧的前端被設(shè)計(jì)成位于血糖儀的光學(xué)系統(tǒng)的焦面上。在激活冰袋之后，將冰袋插入塑料圓弧的一部分中。激活血糖儀，并且在預(yù)定時(shí)間之后，通過電機(jī)或其他部件移動(dòng)圓弧以引入孔隙，由此允許紅外信息到達(dá)血糖儀的光學(xué)系統(tǒng)。總之，通過這種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了保持血糖儀指向被冷卻區(qū)域以及對(duì)焦于被冷卻區(qū)域的兩個(gè)目標(biāo)。
[0025]因此，本文描述的測(cè)量設(shè)備包括紅外輻射檢測(cè)器、冷卻裝置、以及被配置來測(cè)量身體的表面溫度的裝置。冷卻裝置包括:混合機(jī)構(gòu)，其被配置來允許當(dāng)混合時(shí)表現(xiàn)出吸熱反應(yīng)的兩種不同物質(zhì)混合；以及接觸機(jī)構(gòu)，其被配置來冷卻身體表面。
[0026]更具體地說，另一種測(cè)量設(shè)備包括冷卻裝置，所述冷卻裝置包含當(dāng)組合時(shí)表現(xiàn)出吸熱反應(yīng)以降低冷卻裝置的溫度的兩種分開的不同物質(zhì)。冷卻裝置的組合機(jī)構(gòu)被配置來組合兩種不同的物質(zhì)。接觸機(jī)構(gòu)被配置來用冷卻裝置接觸的測(cè)定表面，并因此將受試者的身體的測(cè)定表面的溫度降低到較低溫度。受試者身體溫度測(cè)量裝置被配置來在受試者身體的測(cè)定表面的溫度從較低溫度上升期間測(cè)量溫度。紅外輻射檢測(cè)器被配置來在溫度上升期間測(cè)量從受試者身體的測(cè)定表面發(fā)出或由其吸收的紅外輻射。數(shù)據(jù)處理器被配置來使用所測(cè)量的測(cè)定表面的溫度以及所測(cè)量的紅外輻射來確定受試者身體中物質(zhì)的濃度。
[0027]通過舉例，處理器可被配置來確定測(cè)定表面的溫度變化速率。此外，處理器可被配置來使用溫度隨測(cè)量溫度的變化速率來確定濃度。冷卻裝置可包括具有剛性外殼，所述剛性外殼具有底座、附接到底座的蓋子以及穿過蓋子的開口。柔性袋可具有的大小和形狀被配置來在蓋子閉合的情況下配合在外殼內(nèi)，并在穿過蓋子的開口上方暴露袋子，所述袋子包含兩種不同物質(zhì)中的第一種。柔性袋內(nèi)的小袋可包含兩種不同物質(zhì)中的第二種，小袋被配置來在打開小袋時(shí)將第二種物質(zhì)釋放到第一種物質(zhì)中。
[0028]此外，本文描述的測(cè)量方法包括:混合進(jìn)行吸熱反應(yīng)的兩種物質(zhì)；使用混合的物質(zhì)降低冷卻裝置的溫度；以及用冷卻裝置接觸身體的表面。所述方法包括:降低身體的表面溫度并且在溫度恢復(fù)期間測(cè)量從身體吸收或發(fā)出的紅外輻射。使用所測(cè)量的紅外輻射來確定身體中物質(zhì)的濃度。
[0029]更具體地說，另一種測(cè)量方法包括使用冷卻裝置，所述冷卻裝置包含當(dāng)組合時(shí)表現(xiàn)出吸熱反應(yīng)的兩種分開的不同物質(zhì)。所述方法包括:使用冷卻裝置的組合機(jī)構(gòu)組合兩種不同的物質(zhì)并且使用組合的物質(zhì)降低冷卻裝置的溫度。使用接觸機(jī)構(gòu)，用冷卻裝置接觸受試者身體的測(cè)定表面，因此將受試者身體的測(cè)定表面的溫度降低到較低溫度。在使用冷卻裝置降低測(cè)定表面的溫度之后，所述方法包括:使用溫度測(cè)量裝置并且在受試者身體的測(cè)定表面的溫度從較低溫度上升期間測(cè)量測(cè)定表面的溫度。使用紅外輻射檢測(cè)器，在溫度從較低溫度上升期間測(cè)量從測(cè)定表面發(fā)出的或由其吸收的紅外輻射。使用數(shù)據(jù)處理器，使用所測(cè)量的測(cè)定表面的溫度以及所測(cè)量的紅外輻射來確定受試者身體中物質(zhì)的濃度。
[0030]此外，冷卻裝置包括剛性外殼，所述剛性外殼包括底座、附接到底座的蓋子、以及穿過蓋子的開口。柔性袋具有的大小和形狀被配置來在蓋子閉合的情況下配合在外殼內(nèi)，并在穿過蓋子的開口上方暴露袋子，所述袋子包含兩種不同物質(zhì)中的第一種。柔性袋內(nèi)的小袋包含兩種不同物質(zhì)中的第二種，小袋被配置來在打開小袋時(shí)將第二種物質(zhì)釋放到第一種物質(zhì)中。冷卻裝置包括位于剛性外殼的相反側(cè)上的安裝邊緣，所述安裝邊緣被配置來將冷卻裝置安裝到測(cè)量設(shè)備中的適當(dāng)位置。
[0031]通過舉例，安裝邊緣可包括蓋子的周向凸緣以及底座的周向凸緣，這兩個(gè)凸緣在蓋子閉合的情況下與彼此重合。
[0032]現(xiàn)在參照?qǐng)D1，其描述冰袋(1)的一般構(gòu)造。
[0033]冰袋包括可能通過真空成型由塑料材料制成的兩個(gè)小容器一外部容器(2)和內(nèi)部容器(3)。容器(2)的下部腔體包含與水具有吸熱化學(xué)反應(yīng)的材料(8)。容器(3)的上部腔體(9)包含水。密封蓋⑷具有彈簧加載設(shè)計(jì)，其具有至少一個(gè)椎體(5)以便穿刺容器(3)的底部，從而允許水下排并與在容器(2)中的材料混合。容器(2)、(3)和蓋(4)的三個(gè)層被熱封在一起并形成固體邊緣(7)。固體邊緣(7)用于將冰袋安裝到血糖儀裝置上。安全貼紙(6)放置在彈簧蓋(4)上，以便避免在拿著和運(yùn)輸期間意外激活冰袋。
[0034]現(xiàn)在參照?qǐng)D2，其描述冰袋保持器到血糖儀裝置10中的組裝。
[0035]冰袋保持器被放置到申請(qǐng)?zhí)?2/883，063和12/101，859中描述的血糖儀裝置中。附接的電機(jī)(14)可以使塑料圓弧(16)旋轉(zhuǎn)，塑料圓弧(16)在一部分中保持冰袋(18)并另一部分是允許紅外輻射穿過的孔隙。圓弧(16)的前緣被定位成位于血糖儀的焦面上。在測(cè)量開始之前，電機(jī)(14)使圓弧(16)旋轉(zhuǎn)到一個(gè)位置，借此冰袋(18)觸碰所需的測(cè)量點(diǎn)處的皮膚。在預(yù)定時(shí)間之后，電機(jī)(14)使圓弧(16)以在定位圓弧(16)的第二部