确定汗液参数制造技术

提供了一种用于确定用户的汗液参数的设备(1)，该设备包括微流体结构(10)，所述微流体结构具有收集室(16)和传感器(12)，所述收集室被配置为收集来自第一皮肤区域(i)的汗液，所述传感器被配置为根据来自所述第一皮肤区域(i)的汗液确定汗液参数。该设备还包括蒸发控制室(14)，所述蒸发控制室连接到所述微流体结构(10)并被配置为利用在第二区域(ii)处收集的流体来润湿所述微流体结构(10)。所述微流体结构(10)的润湿旨在通过增加所述微流体结构(10)内部的湿度，从而减少汗液的蒸发来增加所述传感器确定汗液参数的可用汗液。还提供了一种用于确定用户的汗液参数的方法。种用于确定用户的汗液参数的方法。种用于确定用户的汗液参数的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定汗液参数


[0001]本专利技术涉及一种用于确定用户的汗液参数的设备和方法。

技术介绍

[0002]需要对指示健康和快乐的生物标志物进行无创、半连续和长期监测。例如，这样的生物标志物监测在评估脱水、应激、睡眠、儿童健康和围手术期监测中可能有用。汗液是一种不易访问的生物流体并且是与对象的生理和代谢有关的丰富信息来源。
[0003]汗液中临床相关生物标志物的一些示例是用于监测脱水和囊性纤维化诊断的Na+、Cl
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或K+离子、作为炎症早期预警的乳酸(其与败血症相关)、用于糖尿病患者和新生儿的葡萄糖、用于皮肤状况和脱水监测的尿素、用于酒精使用监测的乙醇、用于代谢障碍的铵以及用于应激监测的皮质醇。
[0004]尽管早在20世纪40年代和50年代的临床研究就显示出了有希望的结果，但是可靠的汗液感测技术的发展受到了若干问题的阻碍。迄今为止，汗液分析的有效应用主要局限于囊性纤维化诊断、药物和酒精滥用测试。
[0005]如Mena
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Bravo和de Castro在“Sweat:Asample with limited present applications and promising future in metabolomics”(J.Pharm.Biomed.Anal.90,139
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147(2014))中所总结的，已经发现汗液感测的结果可能是高度可变的，并且对于各种生物标志物来说，从血液样本和汗液样本中确定的值之间似乎缺乏相关性。
[0006]为了解决这些问题，人们已经做出了努力：使可穿戴传感器在汗液从皮肤中排出时几乎立即与汗液接触。一个示例是Gao等人在“Fully integrated wearable sensor arrays for multiplexed in situ perspiration analysis”(Nature 529,509
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514(2016))中提出的可穿戴贴片。该贴片包括用于测量Na+、K+、葡萄糖、乳酸和皮肤温度的传感器阵列。然而，这项研究的重点是传感器本身的开发和集成，虽然这方面明显至关重要，但是并没有解决与汗液收集有关的问题。后者主要通过在皮肤与传感器之间放置面积约为几个cm2的吸收垫来完成。假设是：如果产生了大量的汗液(因此对进行剧烈运动的人进行测试)，吸收垫将吸收汗液以供分析，新产生的汗液会重新填充吸收垫并“冲洗掉”旧汗液。然而，由于积累效应，传感器的时间依赖性响应很可能不会直接反映生物标志物随时间的实际水平，因此，很难在长时间段内连续可靠地进行感测。这种贴片也可能未被设计成处理通常在休息和热舒适时个体产生的少量汗液，例如在0.03
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0.1nL/min/腺体的范围内。
[0007]EP3649941A1涉及一种用于估计由汗腺释放的汗液中的分析物浓度的设备、系统和方法。它还涉及一种用于感测由汗腺释放的汗液中的分析物浓度的切换(switching)传感器设备、以及一种用于感测由汗腺释放的汗液中的分析物浓度的触发传感器设备。
[0008]目前对连续汗液测量有相当大的关注。需要解决的一个主要问题是温度调节的生理学机理引起皮肤上的小汗滴的快速蒸发。

技术实现思路

[0009]本专利技术由独立权利要求限定。在从属权利要求中限定了有利的实施例。
[0010]如果用于确定用户的汗液参数的设备包括减少不希望的汗液蒸发的特征，则将是有利的。为了更好地解决这些问题中的一个或多个，在本专利技术的第一方面中，提供了一种用于确定用户的汗液参数的设备，所述设备包括：
[0011]微流体结构，其包括收集室和传感器，所述收集室被配置为收集来自第一皮肤区域的汗液，所述传感器被配置为根据来自所述第一皮肤区域的汗液确定汗液参数，以及
[0012]蒸发控制室，其与所述微流体结构流体连接，并被配置为利用在第二区域处收集的流体来润湿所述微流体结构，其中，所述第二区域是第二皮肤区域和/或冷凝元件的表面，所述冷凝元件被配置为冷凝由所述设备释放的蒸汽。
[0013]所述设备被配置为从对象的特定皮肤区域(即，第一皮肤区域)收集汗液，并且使用传感器来根据从所述第一皮肤区域收集的汗液确定所述对象的汗液参数。
[0014]所述第二区域可以是第二皮肤区域。所述对象中不包括所述第一皮肤区域的任何其他皮肤区域是第二皮肤区域，并且它可以与第一皮肤区域相邻。第一皮肤区域被定义为与设备的收集室接触的皮肤区域。不与收集室接触的任何其他皮肤区域是第二皮肤区域。流体(即汗液或经表皮水(TEW))在第二皮肤区域中排出。该设备被配置为利用该汗液或TEW作为湿度源来润湿其微流体结构，增加其微流体结构内的蒸汽压力，并因此减少用于确定汗液参数的汗液(即，源自第一皮肤区域的汗液)的蒸发。
[0015]通过减少汗液从第一皮肤区域的蒸发，增加了到达传感器的液体汗液的可用量，并且可以防止汗液中干燥成分的积聚，从而阻碍设备内可靠且可再现的流动。此外，由于总液体汗液体积的减少，汗液蒸发可能改变到达传感器的液体汗液中的生物标志物的浓度。另外，汗液蒸发也可能阻碍汗液速率的确定。因此，减少汗液蒸发也可以改善汗液传感器的测量结果。
[0016]该设备可以是可穿戴设备。可穿戴设备可以提高易用性，对于对象而言长时间穿戴是舒适的，并且适合于长时间(例如，数天或数周)的连续测量。
[0017]根据本专利技术的实施例，来自第二皮肤区域的流体(即，要用于润湿设备的微流体结构的汗液或TEW)可以处于液态或气态。例如，所述流体可以在蒸发控制室中蒸发，以便增加微流体结构内的湿度，所述微流体结构连接(即流体连接)到蒸发控制室。在另一示例中，所述流体被收集在蒸发控制室中并以液态输送到微流体结构，以润湿传感器或微流体结构的其他部件并维持设备内的潮湿环境。
[0018]来自第一皮肤区域的汗液被收集在收集室中。收集室可以包括锥形柱。锥形柱减小了收集室中的总体积和流体运动的影响，从而减少了填充收集室的时间。收集室可以包括水凝胶或芯吸材料。
[0019]此外，所述微流体结构可以包括第一吸收器，所述第一吸收器经由微流体通道与所述收集室和所述传感器连接。来自第一皮肤区域的汗液被收集在收集室中，并且由于汗腺的压力和毛细作用，汗液沿着传感器输送并最终进入第一吸收器。替代地，汗液可以基于离散化液滴输送(例如，基于被动化学梯度或电润湿技术)沿着微流体通道移动。由于由第一吸收器接收的汗液已经经过传感器，因此测量不再需要汗液，并且汗液可以被存储和蒸发。第一吸收器的润湿使微流体通道保持润湿，因此它有助于减少尚未经过传感器的第一
皮肤区域的汗液的蒸发。汗液从第一吸收器的逐渐蒸发还有助于在微流体通道内产生压力梯度，从而有助于汗液从收集室向传感器输送并最终进入吸收器。
[0020]蒸发控制室对微流体结构的润湿导致来自第一吸收器的汗液的蒸发速率的降低。尽管期望汗液从第一吸收器蒸发，但是还期望该蒸发速率应当受到限制，因为汗液从第一吸收器的快本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定用户的汗液参数的设备(1)，所述设备包括：微流体结构(10)，其包括收集室(16)和传感器(12)，所述收集室被配置为收集来自第一皮肤区域(i)的汗液，所述传感器被配置为根据来自所述第一皮肤区域(i)的汗液确定汗液参数，以及蒸发控制室(14)，其与所述微流体结构(10)流体连接并被配置为利用在第二区域(ii)处收集的流体来润湿所述微流体结构(10)，其中，所述第二区域(ii)是第二皮肤区域和/或冷凝元件(42)的表面，所述冷凝元件被配置为冷凝由所述设备(1)释放的蒸汽。2.根据权利要求1所述的设备，其中：所述微流体结构(10)包括第一吸收器(20)，所述第一吸收器经由微流体通道(22)与所述收集室(16)和所述传感器(12)连接，并且其中，所述第一吸收器(20)被配置为接收来自所述第一皮肤区域(i)的已经经过所述传感器(12)的汗液，和/或：所述传感器(12)包括排气口(21)，所述排气口被配置为将汗液排出所述传感器(12)。3.根据权利要求2所述的设备，其中：所述蒸发控制室(14)与所述第一吸收器(20)和/或所述传感器(12)的所述排气口(21)直接连接，并且被配置为润湿所述第一吸收器和/或所述传感器的所述排气口。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的设备，其中：所述第二区域(ii)是第二皮肤区域，并且所述蒸发控制室(14)包括第二吸收器(30)，所述第二吸收器被配置为接收从所述第二皮肤区域(ii)收集的流体并且被配置为润湿所述微流体结构(10)，以及流体输送器(34)，所述流体输送器被配置为将来自所述第二皮肤区域(ii)的流体的液滴输送到所述第二吸收器(30)。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：