使用具有吸熱反應的冷卻裝置進行的物質(zhì)濃度測量的制作方法
【專利說明】使用具有吸熱反應的冷卻裝置進行的物質(zhì)濃度測量
[0001]相關(guān)申請數(shù)據(jù)
[0002]本申請根據(jù)美國法典第35章第119條要求2013年6月23日提交的標題為“Special Cold Pack for Non-1nvasive Glucometer or other measurements of bodysubstances”的美國臨時申請?zhí)?1/838，329的權(quán)益。本申請是2010年9月15日提交的標題為‘‘Method for Non-1nvasive Analysis of a Substance Concentrat1n Within aBody”的美國專利申請序列號12/883,063的部分繼續(xù)申請，其是標題為“Apparatus andMethod for Non-1nvasive Measurement of a Substance Within a Body”且于 2009年 10月28日提交的美國專利申請序列號12/607，903和標題為“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12/101,859的部分繼續(xù)申請。每一個所指示申請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)和紅外輻射進行測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日提交的美國專利申請?zhí)?2/883，063和2008年4月11日提交的美國專利申請?zhí)?2/101，859描述一種無創(chuàng)測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.冷卻測量點處的皮膚；
[0007]2.允許皮膚溫度恢復；以及
[0008]3.在皮膚的溫度恢復期間進行多次測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?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，但是缺少對用于冷卻的其他部件和方法的描述。
[0010]附圖簡述
[0011 ] 下文參照以下附圖描述一些實施方案。
[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冰袋并允許測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構(gòu)的剖面透視圖。圖7A示出冰袋被插入并推動到機構(gòu)的前部以觸碰受試者皮膚的位置。圖7B示出機構(gòu)和冰袋在冰袋被移動到機構(gòu)的后部以便移除時的位置。
[0016]圖8A-8D示出冰袋的另外實施方案，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)葡萄糖測量的方法，其中在冷卻測量區(qū)域中的皮膚之后并且在皮膚恢復到其原始溫度期間完成測量。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]已知的即時冰袋包括兩個密封的塑料袋，其中一個塑料袋封閉在另一個內(nèi)部。小的內(nèi)袋通常包含水并且具有當施加壓力時允許破裂的穿孔。外袋包含與水具有吸熱化學反應的材料(例如，硝酸銨、硝酸銨鈣或尿素)。當這兩種材料混合時，吸熱反應致使冰袋的溫度快速冷卻(即，降低)。使用這種已知的即時冰袋配置存在缺點:(1)人必須用力搖晃即時冰袋以進行良好混合、從而獲得所需冷卻效果；并且(2)即時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行吸熱反應的材料；上部腔體包含水。冰袋的上部部分被成形以使得它與一個或多個鋒利劍錐具有“彈簧加載”效應，該一個或多個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反應的材料的腔體中，由此減少對用力搖晃冰袋的需要?？蓪踩N紙施加到冰袋的頂部以便減少所不想要的在拿著和/或運輸期間對冰袋的激活。
[0023]本設(shè)備和方法的另一個部分是以下機構(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)并且在保持測量裝置指向并對焦于被冷卻區(qū)域的同時自動移除冰袋。圖2中描述這個機構(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保持器形成具有以下兩個部分的大約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)計成位于血糖儀的光學系統(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，并且在預定時間之后，通過電機或其他部件移動圓弧以引入孔隙，由此允許紅外信息到達血糖儀的光學系統(tǒng)?？傊ㄟ^這種簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了保持血糖儀指向被冷卻區(qū)域以及對焦于被冷卻區(qū)域的兩個目標。
[0025]因此，本文描述的測量設(shè)備包括紅外輻射檢測器、冷卻裝置、以及被配置來測量身體的表面溫度的裝置。冷卻裝置包括:混合機構(gòu)，其被配置來允許當混合時表現(xiàn)出吸熱反應的兩種不同物質(zhì)混合；以及接觸機構(gòu)，其被配置來冷卻身體表面。
[0026]更具體地說，另一種測量設(shè)備包括冷卻裝置，所述冷卻裝置包含當組合時表現(xiàn)出吸熱反應以降低冷卻裝置的溫度的兩種分開的不同物質(zhì)。冷卻裝置的組合機構(gòu)被配置來組合兩種不同的物質(zhì)。接觸機構(gòu)被配置來用冷卻裝置接觸的測定表面，并因此將受試者的身體的測定表面的溫度降低到較低溫度。受試者身體溫度測量裝置被配置來在受試者身體的測定表面的溫度從較低溫度上升期間測量溫度。紅外輻射檢測器被配置來在溫度上升期間測量從受試者身體的測定表面發(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量的測定表面的溫度以及所測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，本文描述的測量方法包括:混合進行吸熱反應的兩種物質(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期間測量從身體吸收或發(fā)出的紅外輻射。使用所測量的紅外輻射來確定身體中物質(zhì)的濃度。
[0029]更具體地說，另一種測量方法包括使用冷卻裝置，所述冷卻裝置包含當組合時表現(xiàn)出吸熱反應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。使用接觸機構(gòu)，用冷卻裝置接觸受試者身體的測定表面，因此將受試者身體的測定表面的溫度降低到較低溫度。在使用冷卻裝置降低測定表面的溫度之后，所述方法包括:使用溫度測量裝置并且在受試者身體的測定表面的溫度從較低溫度上升期間測量測定表面的溫度。使用紅外輻射檢測器，在溫度從較低溫度上升期間測量從測定表面發(fā)出的或由其吸收的紅外輻射。使用數(shù)據(jù)處理器，使用所測量的測定表面的溫度以及所測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量設(shè)備中的適當位置。
[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，這兩個凸緣在蓋子閉合的情況下與彼此重合。
[0032]現(xiàn)在參照圖1，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反應的材料(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，其具有至少一個椎體(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輸期間意外激活冰袋。
[0034]現(xiàn)在參照圖2，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?zhí)?2/883，063和12/101，859中描述的血糖儀裝置中。附接的電機(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。在測量開始之前，電機(14)使圓弧(16)旋轉(zhuǎn)到一個位置，借此冰袋(18)觸碰所需的測量點處的皮膚。在預定時間之后，電機(14)使圓弧(16)以在定位圓弧(16)的第二部