[发明专利]汗液电导率、容积出汗速率和皮肤电反应设备及应用

说明书

本发明包括配置成周期性地测量汗液电导率和皮肤电反应的汗液传感设备、测量容积出汗速率的设备、以及组合了这三种功能的设备。本发明还包括使用被配置为执行周期性汗液电导率测量、皮肤电反应测量和容积出汗速率测量的设备的方法，使得每个传感器形态通知出汗起始、出汗停止、汗液离子浓度和出汗速率的综合估计。该方法使用这些测量来通知其他汗液传感设备功能，例如确定生理状况的存在，或者执行汗液分析物的浓度、比率和趋势的测量。

相关申请的交叉引用

本申请涉及于2016年7月19日提交的美国临时申请62/364,034；2017年2月28日提交的美国临时申请62/464,610；2017年5月24日提交的美国临时申请62/510,491；并且本申请的说明书基于2016年6月6日提交的PCT/US16/36038，这些专利申请的公开内容通过引用整体并入本文。

背景技术

汗液传感技术在田径运动、新生儿学、药理学监测，到个人数字健康(未穷举)等领域具有巨大的应用潜力。这是因为汗液中包含许多与血液中所携带的那些相同的生物标记、化学物质或溶质，这可以提供重要的信息，使得甚至能够在任何体征之前诊断疾病、健康状况、毒素、行为表现以及其他生理属性。此外，汗液本身以及出汗的行为，或者在皮肤上或者皮肤附近或者皮下的其他参数、属性、溶质或者特征都可以被测量，以进一步揭示生理信息。

特别地，汗液传感设备在工作场所安全、运动、军事和临床诊断设置中具有巨大的潜力。本发明的主要目的是向汗液传感系统用户提供决策支持，该汗液传感器系统在个体患者层面上提供信息。一种汗液传感设备穿戴在皮肤上并通过读取设备(例如智能手机或其他便携式或固定式计算设备)连接到计算机网络，可以帮助识别个体的生理状态，并且传递关于生理状态的关键数据。在某些场景中，汗液传感设备可以持续地监测个体的生理状态的某些方面，并且将相关信息传送给读取设备或计算机网络，读取设备或计算机网络随后将收集到的数据与阈值读数进行比较并且生成通知消息给个人、护理人员、工作主管或其他设备用户。例如，通过引导汗液样品流过多个被配置为测量汗液电导率的电极，可以指示个体的汗液离子含量；通过测量皮肤电反应(“GSR”)，可以指示个体出汗的开始和停止；以及通过引导汗液样品穿过包含多个汗液激活电极开关的限定容积的通道，可以指示个体的出汗速率。这三个性能可以结合在一个单一设备中，该设备可以使用容积出汗速率传感器来校准个体的汗液电导率测量和GSR测量，从而提供关于个体生理状态的有用信息，包括出汗速率、汗液含量、水分流失和脱水状态。因此，本发明的范围包括被配置为测量汗液电导率、GSR和/或容积出汗速率的可穿戴设备，使用容积出汗速率来校准、改善和扩展出汗电导率测量和GSR测量的设备，以及伴随这些设备的使用的方法。定义

在继续讨论背景技术之前，应当对各种概念作出定义，这些定义的理解和范围可通过本发明的详细描述和具体实施例进一步领会。

如本文所用，“汗液”是指主要是汗液的生物流体，例如外分泌腺的汗液或顶分泌腺的汗液，并且还可以包括生物流体混合物(例如汗液和血液、或汗液和组织液)，只要生物流体混合物的平流传输(例如，流)主要由汗液驱动即可。

“汗液传感器”是指任何类型的传感器，该传感器以绝对的、相对的、趋势的或其他方式测量汗液中的状态、存在、流动速率、溶质浓度或溶质存在。汗液传感器可包括例如电位的、电流的、阻抗的、光学的、机械的、抗体的、肽的、适体的或感测或生物感测领域的技术人员已知的其他手段。

“分析物”是指由汗液传感设备测量的物质、分子、离子或其他成分。

“测量”可以意味着准确的或精确的定量测量，并且可以包括更广泛的含义，例如，测量某物的相对变化量。测量也可以意味着定性测量，例如“是”或“否”的类型测量。