专利名称：用后可弃的usb杯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于流体测量特别是尿液测量的设备和方法。
背景技术：
下泌尿道症状(LUTS)是影响近50%的40岁以上男人的一个常见问题。充盈性或刺激性症状包括排尿频率中断、尿急、尿痛和夜尿症。排空或梗阻症状包括尿流细、排尿困难、尿末滴浙、排空不完全以及溢流性尿失禁。上述症状的诊断是通过患者做尿流测试实现的。利用现有可用的测试方法，患者把尿排在尿流量计测试仪器中。检测结果用作内科医生的初步诊断工具。W02007/111001提供了一种器械，包括容纳尿液的容器；以及测量所述容器容纳的尿液的重量的尿量测量设备；其中所述尿量测量设备具有安装板，所述容器安装在该板上；测量部，按给定时间间隔多次测量安装在安装板上的容器的重量；以及输出部，输出由测量部得到的测量结果，并且所述器械具有固定结构，该固定结构至少位于容器的底部和安装板的安装面，可拆卸地将容器固定在安装板上。现有的尿液测量设备通常具有很多固有缺陷(i)常规检测不是在生理状态下完成的；(ii)测量设备不卫生，因为尿液不可能仅流入容器还会污染测量设备。这些设备需要清洁以及专业维护才能正确操作。(iii)某些设备具有可拆除容器，该容器不具有能够在尿液或其它身体流体样品附近感应的传感器；这些设备不能解决测量设备的其它部件的污染问题，也不能提供准确的尿液测量值。(iv)基于重量的设备一秒内仅对重量取样几次，因此会受到流动敏感度的限制。(V)其它设备的工作原理是在利用分配至锁定腔内的尿液产生锁定腔内的气压变化。这些设备准确性非常受限并且容易受到尿液产生的温度变化的影响、大气压力的影响，以及为了准确测量而需要将气腔100%密封的影响。现有的用于测量尿液的设备通常是沉重的，或者是使用相当不准确的尿液测量方法。所用器械需要清洁和维护，并且一般由专业培训人员来操作，因此通常仅在医院或诊所中可以用到。
发明内容
本发明涉及设备、组件和套件，确保连续的、反复的和精确的尿液测量，并且在没有临床辅助的使用者的私人环境下，当远程地执行测量时，能够保持测量的可靠性，并且允许医生获得优化的、精确的并且实质上无误差的医疗数据。因此，本发明提供了一种手持式集成尿液采集器皿，包括-一次性使用的用后可弃的容器，包括侧表面； -底板；和
-一次性使用的用后可弃的传感器组件，所述传感器组件包括至少一个传感器和被控电路；所述传感器组件固定附接至所述侧表面或所述底板。在一些实施例中，所述容器构造用以实现不考虑容器的水平角的精确的尿液测量。在尿液测量期间，所述容器将尿液保持在所述传感器附近一段足够长的时间，使得所述传感器可操作为提供尿液的电、化学或物理特性的连续测量值；所述被控电路对接收自传感器的尿液的电、化学或物理特性做出响应，并且构造为和操作为将尿液的电、化学或物理特性的测量值电子地传送至外部处理主单元。在一个实施例中，本发明提供了一种用于采集身体流体样品的手持式USB杯，包括包括侧表面的容器、底板和传感器组件，所述传感器组件包括至少一个传感器和被控电路；所述传感器组件固定附接至所述侧表面或所述底板；其中，所述容器能够将身体流体样品保持在传感器附近一段足够长的时间，使得传感器可操作为提供尿液的电、化学或物理特性的连续测量值；所述被控电路对接收自传感器的身体流体样品的电、化学或物理特性做出响应，并且构造为和操作为将身体流体样品的电、化学或物理特性的测量值电子地传送至外部处理主单元；其中，手持式USB杯可拆卸地附接于外部处理主单元，限定附接构造和分离构造，并由此实现传感器组件与外部处理主单元之间的电子通信。在第二方面，本发明提供了用于记录尿液测量值的手持式设备，所述设备构造为并且适于与所述手持式尿液采集器皿进行电子通信；所述设备包括处理主单元，以接收并处理从所述传感器或传感器片获得的尿液的电、化学或物理特性的测量值；所述设备产生表示已完成的尿液测量值的输出信号，其包括检测或测量结果。另一方面，提供了一种用于提供24小时排尿日记的硬件加密狗设备。所述加密狗设备包括主处理单元、频率相关部件、存储部件、电气接口、实时时钟、以及通信端口 ；所述设备构造为并且适于电子通信、接收并处理从外部尿液采集器皿获得的，并且由频率相关部件处理的，尿液的电、化学或物理特性的外部测量值；所述外部采集器皿具有传感器组件，所述传感器组件包括被控电路，所述被控电路由主处理单元控制；所述设备产生表示尿液测量值的输出信号，并记录所述输出信号和从存储部件中的实时时钟获得的时间戳；所述设备确定并累积多个分离的尿液测量值，并将它们与时间戳相关联；由此记录被检测个体的24小时的排尿曲线图。所述加密狗可拆卸地附接于所述用后可弃的尿液容器，限定附接构造和分离构造，并由此实现传感器与外部处理主单元之间的电子通信。
为了理解本发明及其在实践中如何开展，下面将参照附图，仅以非限制性示例的方式描述实施例，其中图1A-1B:图IA为流体容器和用于记录测量值的插入式USB手持式设备的示意图；图IB示出处于附接构造下的流体容器。 图2A-2C 图2A为具有传导板构造的示例性流体容器的侧视图；图2B为具有传导板构造的流体容器的俯视图；图2C示出固定在容器上的无源电路的示例。
图3A-3F 图3A为示例性流 体容器的等轴测侧视图；图3B为示例性流体容器的另一等轴测侧视图；图3C为示例性流体容器的等轴测俯视图；图3D为等轴测视图；图3E为示例性流体容器的侧面剖视图；以及图3F为示例性流体容器的分解视图。图4A-4B 图4A为可拆卸地固定在马桶座圈上的示例性流体容器的等轴测仰视图；图4B为可拆卸地固定在马桶座圈上的示例性流体容器的等轴测立体图。图5为从流体器皿至用于记录测量值的电子设备的线路的示意图。图6A-6B :图6A为用于测量数据的分析的555电路的示意图。图6B示出构造并连线至集成尿液采集器皿用于接收测量数据的555电路。图7为尿液流量测量值的曲线图。图8为本发明的电子设备(手持、固定及加密狗构造)的机器状态示意图。图9为本发明的电子设备和器皿的体积对比频率测量值的曲线图。
具体实施例方式不同于常规尿液测量设备，本发明的发明人发现，相对于临床环境(具有培训过的医师)，为了便于私人环境下远程地实施尿液测量或其它身体流体样品的测量，常规方法是不适宜的。本发明因此提供了即使在使用者的私人环境下远程实现，且不借助临床辅助，也能够确保连续和精确的尿液测量的设备、组件和套件，使得医生能够获得优化的医疗数据。相比较于可得到的尿液流量测量仪，本发明提供了在私人环境下以更少的费用实现的精确的尿液测量。通过方便使用者不再需要适当准备测量设备来进行下一个(相继的一个)测量项目，能够实现流体测量(例如尿液流量测量)的质量控制和精确度。已经发现，让使用者准备测量设备会给测量过程引入主观因素，这一方面降低了可靠性，另一方面还减少了使用者的合作参与。如本文所述，医生能够推荐给使用者一种手持式记录设备和包括多个一次性使用的用后可弃的尿液容器的套件，每个尿液容器分别具有用后可弃的传感器组件，包括传感器和被控电路(slave circuitry)。在本发明中，本发明中的用后可弃的贮存器被称作“USB杯”。被控电路响应于用后可弃的传感器接收的尿液的电或化学特性，并且构造和操作为将尿液的电或化学特性或物理特性的测量值电子地传送至外部处理主单元。尿液测量完成后，用后可弃的容器能够被处理掉，并且手持式设备直接立即可用(随时可用)，而不需任意额外的预备步骤。手持式设备因此累积测量数据，所述测量数据能够被发送至远程单元进行分析。本发明因此公开了一种用后可弃的贮存器(或容器)的使用，其包括用后可弃的传感器组件，所述用后可弃的传感器组件包括至少一个传感器用以测量流体形式的身体样品。用后可弃的贮存器构造且操作为与用作主处理单元的手持式电子设备进行通信。该主单元允许累积一段时间的尿液样品测量值，而实际感应组件和采集器皿(容器)将被丢弃并由其它同样的套件构件替换。不同于提供单一输出测量值的尿液测量设备，本发明进一步提供了自动化排尿日记。手持式电子设备因此能够被构造为用作自动化排尿日记。在一些实施例中，“USB杯”可以是一次性使用的用后可弃的构件，而主单元为构造用于采集、记录和/或分析在至少一次、多次或所有使用中取得的数据的多用途构件。自动化排尿日记因此累积从用后可弃的贮存器电子地传送的尿液测量值。该数据累积能够以自动化方式实现，而不需要使用者手动插入测量数据。累积的数据能够包括时间戳，该时间戳为执行测量的时间。累积的数据也能包括检测结果或测量的和处理的数据。本发明因此还公开了一种能够24小时监测排尿日记的诊断设备。这使得排尿日记是精确的，并且不易受到人为失误的影响，尤其是对有夜尿症或上年纪或有特殊需要的人群。在本发明中，“大约”表示+/_10%。在一个实施例中，提供了手持式集成尿液采集器皿150。因此，手持式集成尿液采集器皿包括一次性使用的用后可弃的容器，所述容器包括内侧表面和外侧表面(分别为)160、161 ;和底板165。底板至少部分地促使采集的尿液累积在侧表面160附近。 所述器皿还包括一次性使用的用后可弃的传感器组件，该传感器组件包括至少一个传感器和被控电路，所述被控电路至少部分地采用线路形式；传感器组件固定地附接至侧表面160或底板。在一些实施例中，容器构造为使得精确的尿液测量不易受到容器的水平角的影响。在一些实施例中，该构造促成或保持尿液在底板165上的均匀的液体分布，下面也将详细说明。通过容器与用后可弃的漏斗部件的结构的组合能够促进该效果。传感器组件固定地附接至外侧表面160或者内侧壁161。在另一实施例中，本发明提供了一种用于采集身体流体样品的手持式USB杯，包括容器，该容器包括侧表面、底板和传感器组件，所述传感器组件包括至少一个传感器和被控电路；所述传感器组件固定地附接至所述侧表面或所述底板。该容器能够将身体流体样品保持在传感器附近达足够长的一段时间，由此传感器可操作为提供对尿液的电、化学或物理特性的连续测量。被控电路响应于从传感器接收的身体流体样品的电、化学或物理特性，并且构造和操作为将身体流体样品的电、化学或物理特性的测量值电子地传送至外部处理主单元。在一些实施例中，手持式USB杯可拆卸地附接于外部处理主单元，限定一附接构造和一分离构造，并由此促进传感器组件与外部处理主单元之间的电子通信。应该注意到，在300中，器皿与连接于此的本发明中的手持式电子设备处于附接构造。手持式电子设备也可称作外部处理主单元，两个术语在本文中可以互换使用。如下面将说明的，手持式电子设备能够被进一步构造并适于为固定的，也可以是操作为尿液日记的加密狗设备。在尿液测量期间，容器将尿液保持在传感器附近达足够长的一个时间段，由此使得传感器可操作为提供对尿液的电或化学特性的连续测量；被控电路响应于从传感器接收的尿液的电、化学或物理特性，并且构造和操作用以将尿液的电、化学或物理特性的测量值电子地传送至外部处理主单元。在一些实施例中，手持式集成尿液米集器皿150构造为提供尿液与至少一个传感器之间的流体接触。通过非限制性实施例的方式，提供了另一手持式集成体液采集器皿。根据本实施例，手持式集成采集器皿200包括用于采集传导性(conductive)体液的一次性使用的用后可弃的容器内侧表面和外侧表面(分别为205、206);及底板215 ;所述侧表面包括介电质；第一传导片210固定地联结至外侧表面的至少一部分，以在容器内并朝向第一传导片的表面区域限定电容感应体积250 ;采集器皿构造为并且可操作为连续地采集传导性体液，并且保持传导性体液在流体测量过程中与内侧表面206流体接触。在流体测量过程中，传导性体液形成瞬态第二片状电极，相对所述第一传导片的至少表面区域部分；由此实现传导性体液的精确的电、化学或体积测量过程。通常，形成瞬态第二片状电极的传导性体液是有沟道的或由放置的另一电极225采集，从而具有与传导性体液的接触区域。在一些实施例中，手持式集成尿液采集器皿构造为提供尿液与至少一个传感器之间的流体接触。本发明还提供了另一手持式集成体液采集器皿，包括用于采集传导性体液的一 次性使用的用后可弃的容器，其包括内侧表面和外侧表面；以及底板；所述侧表面包括介电质，并且第一传导片固定地联结至外侧表面的至少一部分，以在容器内并朝向第一传导片的表面区域限定电容感应体积；采集器皿构造为并且可操作为连续地采集传导性体液，并且保持传导性体液在流体测量过程中与所述内侧表面的流体接触。在流体测量过程中，传导性体液形成瞬态第二片状电极，相对所述第一传导片的至少表面区域部分；由此实现传导性体液的精确的电、化学或体积测量过程。器皿的电容量在第一传导片和第二片状电极处被测量。在一个实施例中，测量的电容量响应于传导性体液的电、化学或物理特性。这可以通过使用被控电路实现，所述被控电路构造并可操作为将尿液的电、化学或物理特性的测量值电子地传送至外部处理主单
J Li ο在一些实施例中，传导性体液为尿液。手持式集成尿液采集器皿包括一次性使用的用后可弃的尿液漏斗，该尿液漏斗能够可拆除地安装在容器中；尿液漏斗具有顶部开口以接收从使用者采集的尿液，并且尿液漏斗与容器对准以促使尿液流入容器；用后可弃的尿液漏斗促使采集的尿液水平地并且均匀地分布在底板的内表面上；由此实现尿液与采集器皿内侧表面的均匀的流体接触。在一些实施例中，主电路为容器的被控电路供电。主电路能够产生控制容器的被控电路的信号。传感器组件中的传感器可以是电容传感器，例如传感器可包括传导片，所述传导片用于限定相对所述片的至少表面区域部分的感应体积。在一些实施例中，手持式集成尿液采集器包括容器接口适配器。外部处理主单元可拆除地附接至容器接口适配器，由此促进传感器与外部处理主单元之间的电子通信。被控电路构造为并且可操作为将多个所述测量值连续地传送至外部处理主单元。在一些实施例中，主单元累积并确定所述多个测量值的检测结果。应该注意到，这里所提供的特定实施例对这里所公开的所有尿液采集器皿都是适合的。对于尿液流量测量或检测，本发明提供了手持式用后可弃的尿液采集器皿；用后可弃的尿液采集器皿包括限定流体体积的壁，和固定附接在(侧表面的)壁上的传感器；以及通信适配器例如260，其允许测量值传送至电子记录设备。附接的传感器设计用于一种或多种用途。在一些实施例中，传感器被构造并可操作为一次性使用的传感器。通信端口(例如接口或公/母插头组件)构造并可操作为与外部电子设备通信，并且便于将来自传感器的测量数据传送至外部电子设备。根据本发明的一些实施例，传感器需要在储存期间耐用(例如储存在液密塑料密封体中)。但是，对于用后可弃的尿液采集器皿的使用，所述密封体去掉了，因此所述器皿使用后即丢弃。因此，使用者完全不需要考虑传感器的耐久性，以及尿液采集器皿和/或其传感器(或电极)的维护。因此，本发明在一些实施例中提供了一次性使用的手持式用后可弃的尿液采集器皿，其构造并可操作用于与电子记录设备通信。所述电子记录设备可以采用便携式或手持式设备100 (或340)形式。因此提供了用于记录尿液测量值的手持式设备100或340，该设备构造并适于与这里公开的手持式尿液采集器皿进行电子通信；所述设备包括处理主单元用于接收和处理从传感器或传感器片获得的尿液的电、化学或物理特性的测量值；所述设备产生表示已完成的尿液测量值(包括检测或测量结果)的输出信号。通常，手持式设备包括用于记录已完成的流体或尿液测量值的存储部件。在一些实施例中，所述设备包括实时时钟；所述设备确定并累积多个分离的尿液测量值，并将它们与从实时时钟获得的时间戳相关联；由此记录被检测个体的24小时或更久的尿液曲线图。多个检测结果能够提供给医生，多个检测是在单个的时间线上进行的。手持式电子记录设备包括用于储存记录的数据的存储单元，以及用于将测量的数据传输至远程数据处理和/或图形显像设备的数据传输设备。身体流体样品可以是未加工或未作处理的以流体形式的身体样品，如尿液。电子记录设备可拆除地附接至用后可弃的贮存器，使得能够结合多个用后可弃的流体容器连续并反复使用电子记录设备(用于尿液日记应用)。替代地，用后可弃的贮存器固定地附接至电子记录设备，并且它们都是用后可弃的并且以机械、电和/或任意其它方式限于一次性使用的操作。尤其，本发明提供了用于身体流体样品的用后可弃的小的贮存器(或杯)，该贮存器是电子通用的，即能够允许电子设备接收在其中测量得到的测量数据。尤其，本发明还提供了用于身体流体样品的USB杯、用后可弃的器皿(或杯)，其允许通过USB端口传送测量数据。通过这种方式，单个电子记录设备能够累积多个流体测量值便于之后使用，在这里“用后可弃”包括例如替换或丢掉。因此，本发明提供了人体工学的多项测量电子装置，其能够可拆除地附接至一次性使用的用后可弃的器皿，该器皿构造并可操作用于接收尿液或其它身体流体样品，并且通用地传送测量数据。为了实现此类实用功能，传感器组件需要以下将讨论的特定的无源构造。通常，手持式设备包括用于记录已完成的流体或尿液测量值的存储部件。在一些实施例中，所述设备包括实时时钟；所述设备确定并累积多个分离的尿液测量值，并将它们与从实时时钟获得的时间戳相关联；由此记录被检测个体的24小时或更久的尿液曲线图。多个检测结果能够提供给医生，多个检测是在单个的时间线上进行的。图8示出机器状态的示意图。本发明中的用于记录测量值和检测值的手持式电子设备能够被构造为并且操作为在图8所示的多个状态之间进行功能转换或相继转换。本发明中的电子设备能够构造并操作为具有至少两个状态⑴离线状态810，其中手持式设备未与传感器操作相连通；以及、
(ii)联线状态820，其中手持式设备与传感器操作相连通；以及本发明中的电子设备还可构造并操作为具有额外的感应状态830，其中，所述设备与传感器操作连通，并且实时传送测量值。图8的机器状态示意图可用于这里公开的所有设备和套件，例如固定设备、手持式设备及加密狗设备。在一些实施例中，在探测到所述尿液采集器皿接收到信号后，所述设备能够从离线状态810转换到联线状态820。该信号能够被无线接收或通过可连接至采集器皿的适配器(例如170)的连线接收。从离线状态810至联线状态820的转换815，在物理特性适于采集器皿的使用条件的充分稳定信号的检定后实现。所述设备能够从联线状态820转换至感应状态830或终止状态840。如果感应不能执行，那么执行从联线状态820至终止状态840的转换827。以非限定性示例的方式，探测到采集器皿与所述设备断开连接后，或在确认与所述设备连通的采集器皿违反强制施加在设备上的约束性协议或强制一次性使用惯例的其它规定而再次使用后，转换至终止状态。一次性使用协议和其它类似标准(或规程)将在下文中提供。如果感应已开始或执行，那么执行从联线状态820至感应状态830的转换825。以非限制性示例的方式，在探测到从采集器皿接收到的信号图像后，启动至感应状态830的转换；所述信号或信号的图像表示初始感应阶段。例如，感应阶段能够连同大于预定阈值的上升信号开始，持续一预定时间窗。参数，例如阈值及时间窗的确定由校准程序预定。在感应状态830期间，设备从采集器皿连续获得835测量输入值，并可选择地记录这些测量值。如果感应不能或不可能继续，则执行从感应状态830到终止状态840的转换837。例如，该过程在接收到的小于预定阈值的信号减少后发生。所述设备可拆卸地附接于用后可弃的尿液容器，限定一附接构造和分离构造。所述设备实现传感器与外部处理主单元之间的电子通信。处理主单元能够被构造并操作为接收并处理表示尿液流速或尿量的测量数据。在一些实施例中，多个尿液测量值能够表不为时间的函数。在一些实施例中，尿液测量值能够被转换为定性参数(qualitative parameter) 0所述设备能够操作为与个人计算机、远程计算机或计算机环境中的至少一个的主控制器交换有关尿液测量值的信息。交换信息通常由USB连接器接口实现。信息交换能够由无线发射机实现。所述设备包括实时时钟，该时钟提供了用于从手持式尿液采集器皿获得的测量数据的时间戳。此处实时可以是被设置为实际时间的时钟，使得能够实现用于已完成的检测值和测量值的精确的时间戳。所述设备可连接至用于记录所述尿液测量值的外部存储器件。所述存储器件可以是钥匙盘(Disk-on-Key)存储设备、USB棒、多媒体卡(MMC)、或SD存储卡。所述设备能够被操作为固定设备用于记录尿液测量值。所述设备因此能够被构造为并且适于与所述手持式尿液采集器皿电子通信。固定设备包括处理主单元来接收并处理从传感器获得的尿液的电、化学或物理特性的测量值。所述设备产生表示尿液测量值的输出信号，并且能够通过从有线或无线通信中选定的电子通信方式传送测量结果。 用于记录尿液测量值的固定设备可选择地包括用于打印表示所述尿液测量值的输出值的打印机。而尿液流量由本发明中的用后可弃的器皿的传感器测量，所述传感器能够追踪容器中的液面高度作为时间的函数。数据流被传送至记录或存储测量数据的电子记录设备。在尿液流量检测或测量完成以后，可分开的电子设备从贮存器上分离，但仍保存着在感应阶段存储在其中的信息。需要强调的是，电子测量单元具有USB钥匙盘的尺寸规格，并且能够像常规的钥匙盘一样，将数据保存为文件用于存档。在一个实施例中，测量值可由例如个人计算机(PC)通过USB端口直接读取。在其它实施例中，尿液测量值能够由其它专用阅读器读取。本发明进一步构想了一电子记录设备，其在附接构造下能够通过电线或电缆传输或传送检测信息(测量数据)。在其它实施例中，电子设备能够通过Wi-Fi (即无线工具)、蓝牙或红外、或其它工具，将完成的检测的测量信息传输至PC或专用阅读器。在一些实施例中，所述设备构造为与智能手机、PDA和/或网页浏览器进行通信。 而电子设备为允许在私人环境下使用尿液测量设备的手持式设备，其也能够将结果递送至本地或远程计算机环境。用后可弃的贮存器能够由多种耐用材料制成。尤其，用后可弃的贮存器优选地由硬化纸、塑料或其它适当聚合物制成，优选地为用后可弃的一次性使用材料。本发明中的用后可弃的尿液采集器皿因此可以是用PET(PETP，聚对苯二甲酸乙二醇酯)及类似材料制成的用后可弃的塑料杯。也可采用其它塑料材料，包括PP(聚丙烯)、PS (聚苯乙烯)、或PVC (聚氯乙烯)。也可采用可生物降解的用后可弃的材料。可生物降解的塑料包括例如聚乳酸基贮存器。用后可弃的采集器皿或贮存器需要使用坚硬牢固定型的杯和贮存器。本发明中的手持式集成尿液采集器皿构造为“一次性使用”。在这方面，本申请中的手持式集成尿液采集器皿设计为使用一次后即终止其功能。在一些实施例中，所述设备还包括约束性测量协议，允许使用用后可弃的尿液采集器皿仅执行一次测量，以防止对用后可弃的器皿不适当地多次使用。测量协议能够由安全模块或软件模块实施，所述安全模块或软件模块由所述设备(例如外部主单元)在检测期间操控，以执行约束性测量协议。在一些实施例中，所述设备识别布置在采集器皿中的传感器的电或化学特性的变化。该变化可以是表示经过连续检测过程(例如大约5分钟)后的传感器劣化的电气特征。在其它实施例中，采集器皿包括电气部件，所述电气部件具有类似存储器性能。类似存储器性能能够记录电气禁用标记；该标记此后由设备识别以防止进一步使用。在其它实施例中，用后可弃的贮存器(或器皿)包括连续接触尿液达大约5分钟(或可选地大约10分钟)后迅速分解的材料。用后可弃的贮存器能够包括例如允许迅速分解的可生物降解的材料。因此该材料在检测期间是耐用的并且有弹性的，并且允许在使用后迅速分解在水/尿液中。所述材料能够包括多层纸、粘合物及吸收性材料。吸收性材料和粘合物材料选择的量能够决定用后可弃的贮存器接触后的分解速率。用后可弃的贮存器的弹性和硬度确定为允许尿液检测达大约5至10分钟，以确保容器不会再次用在后续的尿液测量中。在一些实施例中，传导片能够制作在采集器皿的侧表面上。在其它实施例中，传导涂层能够用作薄片或传感器。通常使用传导涂层以提供足够大的感应表面区域。
为了能够进行尿液流量测量，这些用后可弃的采集器皿/杯通常允许包含大约11-180Z (盎司)的液体，并且具有顶部直径大约为IOOmm和底部直径70_。这些流体采集器皿能够包括传感器组件，所述传感器组件包括固定附接的传感器，所述传感器能够选自液面高度/体积传感器。基于容量式传感器或电容传感器能够被用于获得液面高度测量值。在一些实施例中，传感器能够探测(或测量)身体流体样品的物质或化学组分，并允许测量数据电子传送至所述外部主单元。传感器固定附接至用后可弃的流体采集器皿中的特定或特别指定的位置。 根据本发明的公开内容，用后可弃的采集器皿包括传感器组件，所述传感器和无源电气元件使得能够经由无源构件传送测量数据。传感器组件固定附接在用后可弃的采集器皿上。因此，传感器组件构造并操作为从传感器传送测量数据至安装在用后可弃的采集器皿中的通信端口。所述通信端口转而允许由电子记录设备接收测量数据。传感器组件优选地包括无源或被控元件，即无源电路，其不包括任意类型的内部电源，例如板上电源(on board power source) 0 “无源电路”或“被控电路”是指不包括任意类型的内部电源的电路。本发明中的传感器组件构造并操作为连接或安插/通信于主电路，主电路提供电源至无源电路。在本发明的优选的实施例中，无源电路可包括线圈、电容器或谐振电路以及电力线路(例如联结这些元件)以响应于身体流体样品或其组份的存在。在其它实施例中，被控电路不包括智能或处理单元。因此，构造并操作为连接或安插/通信于传感器组件的主电路提供控制和处理功能。本文公开的本发明因此提供了用后可弃的传感器组件和传感器元件。通过这种方式，在完成流体或尿液的测量后，用后可弃的采集器皿连同传感器元件被丢弃，省去了移除污染物、清洗或任何预备步骤。此外，所述用后可弃的采集器皿允许尿液/流体测量或检测，该测量或检测基于取样尿液和传感器之间的实际接触，而不需保持卫生条件来促进检测。该优点实现了可靠的流体测量，一方面并不基于尿液的间接关联特性，例如液体重量，另一方面没有此类检测设备通常需要的维护步骤。应该注意到，提供流体测量(例如尿液流量测量，其检测结果基于被测液体的间接特性，例如重量)的设备因此容易受到使用者的有意或无意的影响。这对于私人环境实质上是重要的，在私人环境中没有专业人员并且使用者不受监管。此外，用后可弃的采集器皿包括传感器，允许尿液测量而不需复杂的移动部件或机械设备，例如磅秤。根据本发明的教导，用后可弃的采集器皿包括传感器组件。在一些实施例中，传感器组件提供关于器皿中的液面高度的测量值和测量数据。所使用的传感器可具有线性液面高度监控器或校准传感器的功能。尤其，液面高度传感器能够基于使用无涂层传导片的电阻测量。液面高度传感器还可基于使用涂层或无涂层传导片的电容测量。本发明中的传感器还能够设置在尿液采集器皿中的特定位置/高度。通过这种方式，传感器能够提供液体经过指定高度或多个此类位置的指示。探测或测量身体流体样品的化学组分的传感器能够选自对尿液成分的多种化学反应，例如pH，以及展现颜色或其它物理特性变化的其它方式，然后由传感器转换为电信号。在一些实施例中，用后可弃的采集器皿包括多种传感器，以提供多种流体测量。
在一些实施例中，传感器适配在器皿中以提供信息或测量数据，例如液面高度、被测液体(尿液)的电导系数或流速/流量。在一些实施例中，测量数据作为时间的函数进行测量本发明中的用于尿液测量的电子设备可选择地为电子记录设备，其记录完成的流体/尿液测量值。信息或测量值能记录在存储器件上。至少一个存储器件可以是以下存储部件中的一个类似SRAM/DRAM的易失性存储器、或类似Flash/USB存储棒的非易失性存储器。电子设备能够是手持式或便携式设备。应该理解，在这方面，本发明提供了具有相当简化尺寸的尿液测量装置。例如，其尺寸可以在3-8cm的范围内或更多。手持式电子设备能够构造为可拆卸地附接存储器件(例如闪存式器件)和/或与存储器件(例如闪存式器件)通信。手持式电子设备能够与存储器件结合为一体。所采用的存储器件用作媒介，其上记录有测量数据。手持式电子设备能够与例如钥匙盘存储棒通信。手持式电子设备可以是特定钥匙盘。这就允许尿液测量值的记录或存储，用于远程使用在多种计算机环境中。此类应用包括尿液测量值的数据分析。电子设备能够包括允许与传感器元件进行无线通信的接口。电子设备还包括允许与个人计算机(PC)或其它计算机环境进行有线通信的接口。在这方面，所述通信能够利用例如USB或RS232协议。所述电子设备还允许与个人计算机(PC)、计算机网络以类似进行无线通信。根据本发明，无线通信包括WiFi、蓝牙或RF(射频)或其它已知的无线通信工具。电子设备还包括处理单元，所述处理单元构造并操作为接收表示尿液测量值的测量数据；该测量数据接收自位于用后可弃的贮存器上的传感器。可以提供给电子设备独立的电源。电子设备还包括可拆除的其它元件或部件，例如可拆除电源、存储器件或可拆除接口适配器。图IA示出套件10的示意图，套件10包括电子设备100 (在图IA中示出处于分离构造下)以及尿液/流体采集器皿，包括容器150。在分离构造下，用于记录尿液测量值的手持式设备(或电子设备)100从尿液/流体采集器皿150上分离。容器限定一开口 155，用于待检测的尿液的采集。所述容器由足够经受得住例如尿液采集的材料制成。为此，可选地，所述容器能够涂覆保护层。保护层能够提供用于液体控制的密封工具。所述容器能够由硬化纸或塑料制成。所述容器还包括侧壁160并且可选地包括底部或防流体渗透的底板165。底部限定输出口或孔167以将尿液从容器排出。可选地，容器提供接口适配器170以提供(例如固定附接在容器侧壁上的)传感器组件和传感器与位于容器周缘的电子设备100之间的通信。在一些实施例中，电子设备100通常包括插头105，其可拆除地联结或附接于接口适配器170，从接口适配器电子地接收测量数据。插头107用于连通至PC和其它计算机环境系统(例如安排执行的测量的医生的计算机网络)。传感器未在图IA中示出，但在下文中将进一步描述和说明。图IB示出本发明中的处于附接构造下的电子设备100的示意图。在附接构造下，电子设备100物理连接至尿液贮存器或器皿150 (经由穿过插头105的线)。在图IB中，接口适配器170允许传感器组件与位于器皿周缘的电子设备100之间直接通信。如图1A-1B所示，本发明提供了与常规尿液测量装置相比，尺寸缩小相当多的设备。在一些实施例中，本发明提供了具有尺寸缩小的尿液测量设备。电子设备或电子记录设备的全长能够低至20、10、7或5cm。包括用后可弃的器皿的尺寸的处于附接构造下的电子设备的全长能够小于40、30、20、17或15cm。电子设备的宽度范围从10、5、2或lcm。用后可弃的容器器皿的宽度能够小于30、20、15或10cm。图2A-2C示出示例性尿液采集容器200，其用于执行尿液测量，例如尿液流量测量。尿液容器200是圆形形状，并且包括一个或多个绝缘传导片205，其覆盖侧壁的至少一部分并且固定附接于此。覆盖侧壁部分的表面区域在尿液采集器皿200的腔内，朝向所述绝缘传导片，限定体积感应区域250。绝缘传导片能够附接至容器的外侧壁(因此得到容器电介质体绝缘)。替代地或另外，其它传导电极能够覆盖尿液容器200的底壁(或板)215的一部分。底部传导电极用作采集器以引入外侧片和体积感应区域250中采集的液体之间的电压差。累积在绝缘传导片附近的采集的流体形成改变采集器皿的电容特性的第二片状效应。实际上，内部液体为传导性液体，这使其有效地成为电容器的第二片。在一些实施例中，用后可弃的器皿包括一次性使用的用后可弃的容器，其包括侧 表面、底板和一次性使用的用后可弃的传感器组件，所述传感器组件包括至少一个传感器。用后可弃的器皿能够用作获得尿液流量测量值期间的电容测量单元。可选地，容器的侧表面(壁部)用作固定联结在传导片(即第一“导体”)一侧上的电隔离介质(即“电介质”)，并且能够在其另一侧接触尿液(电传导液体用作第二“导体”，替代薄片)。这些部件相互称作“杯形电容器”。在测量期间，随着尿液填充，其液面升高。相应地，尿液体积的变化(改变了“杯形电容器”的表面区域)使得电容量发生变化。这些电容量的变化能够用于测量尿液流速。在一些实施例中，尿液首先用于闭合电路，例如通过到达最低预定液面高度，之后其进一步累积，用作面积变化电容器。图2C示出传感组件201的示例性实施例,所述传感组件201采用或包括至少两个传导片。传感组件还包括配线和接口适配器，以传送在传感器区域获得的测量数据。其中一个传导片设置为覆盖容器200的侧壁的一部分。采集电极225设置为覆盖容器的底板215的一部分。因此，在该示例性实施例中，三维感应体积由感应片限定。在一些实施例中，传导片由铝制成，例如铝箔。配线220用于将传感器片连接至适配器260，所述适配器260转而与本发明中的电子设备通信以进行进一步处理。所述两部分构造(薄片和电极)实施例能够实现精确的尿液测量，完全不需考虑容器的水平角。确保整个底板均匀分布有被测流体(例如通过所述结构和尺寸的漏斗)进一步保证了测量的精确度。因此，本发明提供了精确可靠的尿液测量设备，其具有最小尺寸和适于家庭环境的精确测量。在由薄片限定的感应体积附近存在的液体产生下面将描述的电路中(C)表示的薄片的不同的电容量。薄片之间的测量电容量是容器辩证特性(dialectical property)、尿液液面高度(限定薄片的薄片表面区域)的函数。应该注意到，所述参数之间的关系
表示在公式中。C = &·￡() 其中C是传导片的电容量，k是电介质常数，以及Etl等于
8.854X 10_12，A是传感器片的覆盖面积(尿液液面高度)，以及D为传感器片之间的距离(贮存器宽度)。在一些实施例中，手持式集成尿液采集器皿构造并操作为将用于测量数据的连续分析的尿液的电或化学特性或物理特性的测量值电子传送至外部处理主单元。传感器组件的测量值被连续监测以由作为时间函数的多个特定测量值推导检测结果。在一些实施例中，本发明中的处理主单元包括市面上有售的555电路。555电路是Philips公司出售的采用电子芯片形式的集成计时器/振荡器电路。此类频率相关部件与所述设备的组合能够实现精确测量和测量设备的小型化。图6B示出555电路的示例，所述555电路构造用以接收用于分析的测量数据。555电路的输出为方波信号(脉冲形式)，其频率基于电容量。每个时间单元(例如秒)内脉冲的数量决定频率，因此电容量可由此获得。下面将对此详细说明。电容器(C)表示本发明中的集成尿液采集器皿的电容器作用。在一些实施例中，电容形成在联结至器皿的传感器组件的采集器皿适配器。555电路因此能够用于本发明中，以将在感应区域/体积内测得的电容量变换为频率。通过这种方式，提供了与例如555电路输出的信号频率有关的容量测量法。因为感应区域内的电容量直接受到感应区域附近包含的液体的影响。555电路提供 了示例应用，其中测得的液体含量促使输出信号中频率作为时间的函数连续变化。输出信号能够由处理器单元变换为体积/流速测量值。在这方面，应该注意到，贮存器或容器的容积是已知的并且是准确的。用于尿液采集的容器能够制造为具有多种形状和容积。容器能够定型为杯形、圆柱形或圆锥形。最后，应用下列定义和公式(i)A = nr2(圆面积)；(ii)P = 2 π r (圆周
长);(iii)V = A*h= π r2*h (圆柱体体积)，(iv)P = 2 π r*h (侧表面面积)；(ν) Γ = ^ h
(圆锥体体积)，(Vi)A= Jir (r+S)(圆锥体侧表面面积-圆锥体体积更加复杂。建议删除所有圆锥体公式)，其中S = VTTI7。在一些实施例中，容器定型为圆柱形。其中圆柱形用于采集并测量流体的体液，流体体积的变化导致流体高度的变化。这体现在以下圆柱体高度和体积的尺寸依赖关系
(size dependency)中
权利要求
1.一种手持式集成尿液采集器皿，包括 一次性使用的用后可弃的容器，包括侧表面、底板和一次性使用的用后可弃的传感器组件，所述传感器组件包括至少一个传感器和被控电路；所述传感器组件固定附接至所述侧表面或所述底板；所述容器构造用以实现不考虑所述容器的水平角的尿液测量； 其中，所述容器能够将尿液保持在所述传感器附近一段足够长的时间，使得所述传感器可操作为提供尿液的电、化学或物理特性的连续测量值；所述被控电路对接收自所述传感器的尿液的电、化学或物理特性做出响应，并且构造为和操作为将尿液的电、化学或物理特性的测量值电子地传送至外部处理主单元。
2.根据权利要求I所述的手持式集成尿液采集器皿，其特征在于，所述容器构造为提供尿液与所述至少一个传感器之间的流体接触。
3.根据权利要求I所述的手持式集成尿液采集器皿，包括一次性使用的用后可弃的尿 液漏斗，其可拆卸地安装在所述容器中；所述尿液漏斗具有顶部开口以接收从使用者采集的尿液，所述尿液漏斗与所述容器对准，以促使尿液流入所述容器；所述用后可弃的尿液漏斗促使采集的尿液水平地并且均匀地分布在底板的内表面上；由此实现尿液与采集器皿内侧表面的均匀的流体接触。
4.根据权利要求3所述的手持式集成尿液采集器皿，其特征在于，主电路为所述容器的被控电路提供电源。
5.根据权利要求3或4所述的手持式集成尿液采集器皿，其特征在于，所述主电路产生信号，所述信号控制所述容器的被控电路。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的手持式集成尿液采集器皿，其特征在于，所述传感器为电容传感器。
7.根据权利要求I至6中任一项所述的手持式集成尿液采集器皿，其特征在于，所述传感器包括传导片。
8.根据权利要求I至7中任一项所述的手持式集成尿液采集器皿，包括容器接口适配器，外部处理主单元可拆卸地附接至所述容器接口适配器，由此实现所述传感器与所述外部处理主单元之间的电子通信。
9.根据权利要求I至8中任一项所述的手持式集成尿液采集器皿，其特征在于，所述被控电路构造为并且操作用于将多个所述测量值连续地传送至外部处理主单元；所述主单元累积多个所述测量值并根据多个所述测量值确定检测结果。
10.一种用于记录尿液测量值的手持式设备，所述设备构造为并且适于与权利要求I至9中任一项所述的尿液采集器皿进行电子通信，所述设备包括处理主单元，以接收并处理从所述传感器获得的尿液的电、化学或物理特性的测量值；所述设备产生表示尿液测量值的输出信号。
11.根据权利要求10所述的手持式设备，包括用于记录所述尿液测量值的存储部件。
12.根据权利要求10所述的设备，进一步包括实时时钟；所述设备确定并累积多个分离的尿液测量值，并且将它们与从所述实时时钟获得的时间戳相关联；由此记录被检测个体的24小时或更长时间的尿液曲线图。
13.根据权利要求10所述的手持式设备，其特征在于，所述手持式设备操作为具有至少三个状态(i)联线状态，其中所述手持式设备与所述传感器操作相连通； (ii)离线状态，其中所述手持式设备与所述传感器未操作相连通；及 (iii)感应状态，其中所述手持式设备与所述传感器操作相连通，并且实时传送测量值。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的手持式设备，其特征在于，所述设备可拆卸地附接于所述用后可弃的尿液容器，限定附接构造和分离构造，并由此实现所述传感器与所述外部处理主单元之间的电子通信。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的手持式设备，其特征在于，所述电路构造为并且可操作为记录尿液的电、化学或物理特性的测量值。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的手持式设备，其特征在于，所述处理单元构 造为并且可操作为接收并处理表示尿液流速的测量数据。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的手持式设备，其特征在于，所述处理单元构造为并且可操作为接收并处理表示尿液体积的测量数据。
18.根据权利要求10至17中任一项所述的手持式设备，其特征在于，多个尿液测量值表示为时间的函数。
19.根据权利要求10至18中任一项所述的手持式设备，其特征在于，尿液测量值被转换为定性参数。
20.根据权利要求10至19中任一项所述的手持式设备，其可操作为与个人计算机、远程计算机或计算机环境中的至少一个的主控制器交换关于尿液测量值的信息。
21.根据权利要求20所述的手持式设备，其特征在于，交换信息通过USB连接器接口实现。
22.根据权利要求20所述的手持式设备，其特征在于，交换信息通过无线发射机实现。
23.根据权利要求10至22中任一项所述的手持式设备，包括实时时钟，所述实时时钟提供用于从所述手持式尿液采集器皿获得的测量数据的时间戳。
24.根据权利要求10至23中任一项所述的手持式设备，可连接至用于记录所述尿液测量值的外部存储器件。
25.根据权利要求22所述的手持式设备，其特征在于，所述存储器件为可拆卸的钥匙盘存储设备、USB棒、MMC、或SD。
26.一种用于记录尿液测量值的固定设备，所述设备构造为并适于与权利要求I至9中任一项所述的手持式尿液采集器皿进行电子通信，所述设备包括处理主单元，以接收并处理从传感器获得的尿液的电、化学或物理特性的测量值；所述设备产生表示尿液测量值的输出信号；所述电子通信选自有线通信或无线通信；用于记录尿液测量值的固定设备可选地包括用于打印表示所述尿液测量值的输出值的打印机。
27.一种用于提供24小时排尿日记的硬件加密狗设备，所述加密狗设备包括主处理单元、频率相关部件、存储部件、电气接口、实时时钟、以及通信端口 ；所述设备构造为并且适于电子通信、接收并处理从外部尿液采集器皿获得的，并且由频率相关部件处理的，尿液的电、化学或物理特性的外部测量值；所述外部采集器皿具有传感器组件，所述传感器组件包括被控电路，所述被控电路由主处理单元控制；所述设备产生表示尿液测量值的输出信号，并记录所述输出信号和从存储部件中的实时时钟获得的时间戳；所述设备确定并累积多个分离的尿液测量值，并将它们与时间戳相关联；由此记录被检测个体的24小时的排尿曲线图。
28.根据权利要求27所述的硬件加密狗设备，其特征在于，所述设备可拆卸地附接于所述用后可弃的尿液容器，限定附接构造和分离构造，并由此实现所述传感器与所述外部处理主单元之间的电子通信。
29.—种手持式集成体液采集器皿，包括 用于采集传导性的体液的一次性使用的用后可弃的容器，包括 (a)内侧表面和外侧表面；及(b)底板；所述侧表面包括介电质；所述第一传导片固定联结至外侧表面的至少一部分，以在所述容器内并且朝向所述第一传导片的表面区域限定电容感应体积； 其中，所述采集器皿构造为并且可操作为，在流体测量过程中，连续地采集传导性的体液，并且将所述传导性的体液与所述内侧表面保持流体接触；在所述流体测量过程中，所述传导性的体液形成瞬态第二片状电极，其相对所述第一传导片的至少表面区域部分；由此得到传导性的体液的精确的电、化学或体积测量过程。
30.根据权利要求29所述的手持式集成采集器皿，其特征在于，所述传导性的体液为尿液。
全文摘要
本发明提供了一种用于采集身体流体样品的手持式USB杯，包括容器，该容器包括侧表面、底板和传感器组件，该传感器组件包括至少一个传感器和被控电路；所述传感器组件固定附接至所述侧表面或所述底板。所述容器能够将身体流体样品保持在传感器附近足够长的时间，由此传感器可操作为提供对尿液的电、化学或物理特性的连续测量。被控电路响应于传感器接收的身体流体样品的电、化学或物理特性，并且所述被控电路构造为且可操作为将身体流体样品的电、化学或物理特性的测量值电子地传送至外部处理主单元。
文档编号A61B5/20GK102647939SQ201080042725
公开日2012年8月22日 申请日期2010年7月22日 优先权日2009年7月24日
发明者泽夫·柯亨 申请人:弗洛姆特里克有限公司