使用具有吸热反应的冷却装置进行的物质浓度测量的制作方法
【专利说明】使用具有吸热反应的冷却装置进行的物质浓度测量
[0001]相关申请数据
[0002]本申请根据美国法典第35章第119条要求2013年6月23日提交的标题为“Special Cold Pack for Non-1nvasive Glucometer or other measurements of bodysubstances”的美国临时申请号61/838，329的权益。本申请是2010年9月15日提交的标题为‘‘Method for Non-1nvasive Analysis of a Substance Concentrat1n Within aBody”的美国专利申请序列号12/883,063的部分继续申请，其是标题为“Apparatus andMethod for Non-1nvasive Measurement of a Substance Within a Body”且于 2009年 10月28日提交的美国专利申请序列号12/607，903和标题为“Apparatus and Methods forNon-1nvasive Measurement of a Substance Within a Body”且于 2008 年 4 月 11 日提交的序列号12/101,859的部分继续申请。每一个所指示申请以引用的方式并入本文。
技术领域
[0003]本文的设备和方法涉及使用混合物质冷却装置(诸如冰袋)和红外辐射进行测量并且确定受试者身体中物质的浓度。
[0004]背景
[0005]2010年9月15日提交的美国专利申请号12/883，063和2008年4月11日提交的美国专利申请号12/101，859描述一种无创测量葡萄糖或其他身体物质的方法。所述方法包括以下步骤:
[0006]1.冷却测量点处的皮肤；
[0007]2.允许皮肤温度恢复；以及
[0008]3.在皮肤的温度恢复期间进行多次测量以分析血液中的葡萄糖(或其他身体物质)浓度水平。
[0009]申请号12/883，063和12/101，859提到可使用任何合适的冷却设备，并且作为一种可能性包括珀耳帖元件，但是缺少对用于冷却的其他部件和方法的描述。
[0010]附图简述
[0011 ] 下文参照以下附图描述一些实施方案。
[0012]图1是冰袋的结构的示意图。
[0013]图2是冰袋到血糖仪的组装以及在冷却之后移动冰袋并允许测量开始的部件的示意图。
[0014]图3、图4A-4B、图5A-5B和图6是特殊冰袋的另外实施方案。
[0015]图7A和图7B是保持冰袋并允许插入和移除冰袋的前端保持机构的剖面透视图。图7A示出冰袋被插入并推动到机构的前部以触碰受试者皮肤的位置。图7B示出机构和冰袋在冰袋被移动到机构的后部以便移除时的位置。
[0016]图8A-8D示出冰袋的另外实施方案，其中冰袋与外壳分离。
[0017]详述
[0018]本文的设备和方法涉及无创葡萄糖测量的方法，其中在冷却测量区域中的皮肤之后并且在皮肤恢复到其原始温度期间完成测量。本设备和方法还公开用于冷却皮肤的部件和方法。
[0019]这种设备和方法描述用于在测量开始之前冷却皮肤的装置的特殊部件和方法。
[0020]冷却元件是具有如图中所示的特殊构造的冰袋。
[0021]已知的即时冰袋包括两个密封的塑料袋，其中一个塑料袋封闭在另一个内部。小的内袋通常包含水并且具有当施加压力时允许破裂的穿孔。外袋包含与水具有吸热化学反应的材料(例如，硝酸铵、硝酸铵钙或尿素)。当这两种材料混合时，吸热反应致使冰袋的温度快速冷却(即，降低)。使用这种已知的即时冰袋配置存在缺点:(1)人必须用力摇晃即时冰袋以进行良好混合、从而获得所需冷却效果；并且(2)即时冰袋是柔性且柔软的，并且不能轻易地配合到血糖仪中的固定位置中。
[0022]本文的冰袋具有带特殊边缘的固体结构，以便插入血糖仪中。例如，冰袋可由塑料材料制成，并且可通过真空成形技术来制成。下部腔体包含用于与水进行吸热反应的材料；上部腔体包含水。冰袋的上部部分被成形以使得它与一个或多个锋利剑锥具有“弹簧加载”效应，该一个或多个锋利剑锥穿刺包含水的腔体并随后回弹到其原始位置。这允许水排到包含用于吸热化学反应的材料的腔体中，由此减少对用力摇晃冰袋的需要。可将安全贴纸施加到冰袋的顶部以便减少所不想要的在拿着和/或运输期间对冰袋的激活。
[0023]本设备和方法的另一个部分是以下机构:将冰袋定位并保持在所需的位置处，以便冷却大约10°C (18°F)并且在保持测量装置指向并对焦于被冷却区域的同时自动移除冰袋。图2中描述这个机构。
[0024]图2示出血糖仪和位于血糖仪的前端处的冰袋保持器。由塑料材料制成的这个保持器形成具有以下两个部分的大约90°圆弧:(1)冰袋的保持器以及(2)允许红外辐射的无阻碍路径的孔隙。塑料圆弧的前端被设计成位于血糖仪的光学系统的焦面上。在激活冰袋之后，将冰袋插入塑料圆弧的一部分中。激活血糖仪，并且在预定时间之后，通过电机或其他部件移动圆弧以引入孔隙，由此允许红外信息到达血糖仪的光学系统。总之，通过这种简单的结构实现了保持血糖仪指向被冷却区域以及对焦于被冷却区域的两个目标。
[0025]因此，本文描述的测量设备包括红外辐射检测器、冷却装置、以及被配置来测量身体的表面温度的装置。冷却装置包括:混合机构，其被配置来允许当混合时表现出吸热反应的两种不同物质混合；以及接触机构，其被配置来冷却身体表面。
[0026]更具体地说，另一种测量设备包括冷却装置，所述冷却装置包含当组合时表现出吸热反应以降低冷却装置的温度的两种分开的不同物质。冷却装置的组合机构被配置来组合两种不同的物质。接触机构被配置来用冷却装置接触的测定表面，并因此将受试者的身体的测定表面的温度降低到较低温度。受试者身体温度测量装置被配置来在受试者身体的测定表面的温度从较低温度上升期间测量温度。红外辐射检测器被配置来在温度上升期间测量从受试者身体的测定表面发出或由其吸收的红外辐射。数据处理器被配置来使用所测量的测定表面的温度以及所测量的红外辐射来确定受试者身体中物质的浓度。
[0027]通过举例，处理器可被配置来确定测定表面的温度变化速率。此外，处理器可被配置来使用温度随测量温度的变化速率来确定浓度。冷却装置可包括具有刚性外壳，所述刚性外壳具有底座、附接到底座的盖子以及穿过盖子的开口。柔性袋可具有的大小和形状被配置来在盖子闭合的情况下配合在外壳内，并在穿过盖子的开口上方暴露袋子，所述袋子包含两种不同物质中的第一种。柔性袋内的小袋可包含两种不同物质中的第二种，小袋被配置来在打开小袋时将第二种物质释放到第一种物质中。
[0028]此外，本文描述的测量方法包括:混合进行吸热反应的两种物质；使用混合的物质降低冷却装置的温度；以及用冷却装置接触身体的表面。所述方法包括:降低身体的表面温度并且在温度恢复期间测量从身体吸收或发出的红外辐射。使用所测量的红外辐射来确定身体中物质的浓度。
[0029]更具体地说，另一种测量方法包括使用冷却装置，所述冷却装置包含当组合时表现出吸热反应的两种分开的不同物质。所述方法包括:使用冷却装置的组合机构组合两种不同的物质并且使用组合的物质降低冷却装置的温度。使用接触机构，用冷却装置接触受试者身体的测定表面，因此将受试者身体的测定表面的温度降低到较低温度。在使用冷却装置降低测定表面的温度之后，所述方法包括:使用温度测量装置并且在受试者身体的测定表面的温度从较低温度上升期间测量测定表面的温度。使用红外辐射检测器，在温度从较低温度上升期间测量从测定表面发出的或由其吸收的红外辐射。使用数据处理器，使用所测量的测定表面的温度以及所测量的红外辐射来确定受试者身体中物质的浓度。
[0030]此外，冷却装置包括刚性外壳，所述刚性外壳包括底座、附接到底座的盖子、以及穿过盖子的开口。柔性袋具有的大小和形状被配置来在盖子闭合的情况下配合在外壳内，并在穿过盖子的开口上方暴露袋子，所述袋子包含两种不同物质中的第一种。柔性袋内的小袋包含两种不同物质中的第二种，小袋被配置来在打开小袋时将第二种物质释放到第一种物质中。冷却装置包括位于刚性外壳的相反侧上的安装边缘，所述安装边缘被配置来将冷却装置安装到测量设备中的适当位置。
[0031]通过举例，安装边缘可包括盖子的周向凸缘以及底座的周向凸缘，这两个凸缘在盖子闭合的情况下与彼此重合。
[0032]现在参照图1，其描述冰袋(1)的一般构造。
[0033]冰袋包括可能通过真空成型由塑料材料制成的两个小容器一外部容器(2)和内部容器(3)。容器(2)的下部腔体包含与水具有吸热化学反应的材料(8)。容器(3)的上部腔体(9)包含水。密封盖⑷具有弹簧加载设计，其具有至少一个椎体(5)以便穿刺容器(3)的底部，从而允许水下排并与在容器(2)中的材料混合。容器(2)、(3)和盖(4)的三个层被热封在一起并形成固体边缘(7)。固体边缘(7)用于将冰袋安装到血糖仪装置上。安全贴纸(6)放置在弹簧盖(4)上，以便避免在拿着和运输期间意外激活冰袋。
[0034]现在参照图2，其描述冰袋保持器到血糖仪装置10中的组装。
[0035]冰袋保持器被放置到申请号12/883，063和12/101，859中描述的血糖仪装置中。附接的电机(14)可以使塑料圆弧(16)旋转，塑料圆弧(16)在一部分中保持冰袋(18)并另一部分是允许红外辐射穿过的孔隙。圆弧(16)的前缘被定位成位于血糖仪的焦面上。在测量开始之前，电机(14)使圆弧(16)旋转到一个位置，借此冰袋(18)触碰所需的测量点处的皮肤。在预定时间之后，电机(14)使圆弧(16)以在定位圆弧(16)的第二部