CN113194812A - 大麻素检测和测量设备 - Google Patents

Abstract

一种大麻素测量和检测设备，其可以包括电源、UV光源以及UV光传感器，该UV光源可操作地连接至电源并且构造成在输出方向上以紫外线波长和已知强度输出光，该UV光传感器布置在输出方向上以检测由UV光源输出的光并且输出与检测到的光相对应的检测信号。UV光源和UV光传感器可以布置成在测试时段期间使得个体的体组织能够放置在UV光源与UV光传感器之间。至少一个处理器可以构造成接收对应于测试时段的检测信号并且基于输出光的已知强度和检测信号来确定个体中是否存在大麻素。

Description

大麻素检测和测量设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年6月29日提交的美国临时申请第62/692,144号的权益。上述申请的全部公开内容通过参引并入本文中。

技术领域

本公开涉及大麻素检测和测量设备，并且更具体地，涉及用于对大麻使用者的血流中的大麻素的存在进行检测、测量等的简单且有效的大麻素检测和测量设备及方法，该设备和方法是非侵入性的并且提供近乎即时的结果。

背景技术

随着大麻产业的发展以及娱乐和医用大麻的消费变得更加普遍，对能够快速测量存在于个体系统中的大麻素的简单且有效的设备的需求增加。更具体地，能够以非侵入性方式获得具有即时读数的测量的设备将是必要的，或者在持续的大麻合法化进程中至少是高度期望的。这样的设备对于执法人员和负责实施/执行法律的其他人以及对于个人来说，是确保安全和管理个人消费水平的关键。目前不存在提供对个体系统中的大麻素的即时、准确、非侵入性的测量的工具。事实上，现有的检测方法在其测试结果方面是广泛可变的和主观的。虽然大麻产业已经证明了对像这种设备的需求，但是该产业中的大部分创新都发生在农业、直接面向消费者的产品和分销方面，而没有针对上面讨论的测量需求。

发明内容

所公开的手持式大麻素测量和检测设备可以是利用穿过软体组织的光的波长来测量在与大麻素相关的特定波长下的吸收度的变化的手持式设备。该设备体积小，携带方便，并且提供近乎即时且准确的读数。

在本公开的各种实施方式中，公开了一种大麻素测量和检测设备。大麻素测量和检测设备可以包括：电源；UV光源，该UV光源可操作地连接至电源并且构造成在输出方向上以紫外线波长和已知强度输出光；以及UV光传感器，该UV光传感器布置在输出方向上以检测由UV光源输出的光并且输出与检测到的光相对应的检测信号。大麻素测量和检测设备还可以包括至少一个处理器，所述至少一个处理器可操作地连接至UV光传感器和UV光源。UV光源和UV光传感器可以布置成使得个体的体组织能够放置在UV光源与UV光传感器之间。至少一个处理器可以构造成接收与个体的体组织放置在UV光源与UV光传感器之间的测试时段相对应的检测信号并且基于输出光的已知强度和检测信号来确定个体中是否存在大麻素。

在各个方面，大麻素测量和检测设备还可以包括：第一臂，UV光源布置在该第一臂中；第二臂，UV光传感器布置在该第二臂中；以及连接部分，该连接部分将第一臂与第二臂联接。连接部分可以实现调节第一臂和第二臂相对于彼此的位置。仅例如，连接部分可以包括可调节铰链。可选地，连接部分可以实现调节第一臂和第二臂的位置，同时保持UV光传感器处于从UV光源输出的光的输出方向上。

在各个方面，UV光源可以输出在紫外线A和紫外线B范围中的光。仅例如，UV光源可以输出波长在240纳米与370纳米之间的光。

根据一些实施方案，在测试时段期间，至少一个处理器可以基于输出光的已知强度与由检测信号表示的检测到的光的强度之间的差来确定个体中是否存在大麻素。在这样的实施方案中，输出光的已知强度与由检测信号表示的检测到的光的强度之间的差可以与由个体的体组织对输出光的吸收度有关。

根据一些实施方案，在测试时段期间，至少一个处理器可以基于在紫外线A和紫外线B范围中的输出光的已知强度与由检测信号表示的在紫外线A和紫外线B范围中的检测到的光的强度之间的差来确定个体中是否存在大麻素。替代性地或另外地，在测试时段期间，至少一个处理器可以基于波长在240纳米与370纳米之间的输出光的已知强度与由检测信号表示的波长在240纳米与370纳米之间的检测到的光的强度之间的差来确定个体中是否存在大麻素。

在一些方面，大麻素测量和检测设备还可以包括检测部件和输出部件，其中，检测部件包括UV光源和UV光传感器，并且输出部件包括至少一个处理器。在某些情况下，检测部件和输出部件可以彼此分离。检测部件和输出部件可以经由有线连接、经由无线连接或其他方式可操作地连接。输出部件还可以包括显示器，该显示器构造成提供指示个体中是否存在大麻素的输出。在一些方面，大麻素测量和检测设备还可以包括输出装置，该输出装置构造成提供指示个体中是否存在大麻素的输出。在其他方面，大麻素测量和检测设备还可以包括输出装置，该输出装置构造成提供指示个体中存在的大麻素的水平的输出。

根据本公开的各种附加实施方式，公开了一种大麻素测量和检测设备。大麻素测量和检测设备可以包括：电源；UV光源，该UV光源可操作地连接至电源并且构造成在输出方向上以紫外线波长和已知强度输出光；以及UV光传感器，该UV光传感器布置在输出方向上以检测由UV光源输出的光并且输出与检测到的光相对应的检测信号。大麻素测量和检测设备还可以包括：至少一个处理器，所述至少一个处理器可操作地连接至UV光传感器和UV光源；第一臂，UV光源布置在该第一臂中；第二臂，UV光传感器布置在该第二臂中；以及连接部分，该连接部分将第一臂与第二臂联接。连接部分可以实现调节第一臂和第二臂相对于彼此的位置。UV光源和UV光传感器可以布置成使得个体的体组织能够放置在UV光源与UV光传感器之间。至少一个处理器可以构造成接收与个体的体组织放置在UV光源与UV光传感器之间的测试时段相对应的检测信号并且基于输出光的已知强度和检测信号来确定个体中是否存在大麻素。UV光源可以输出波长在240纳米与370纳米之间的光。在测试时段期间，至少一个处理器可以基于输出光的已知强度与由检测信号表示的检测到的光的强度之间的差来确定个体中是否存在大麻素。

在一些方面，输出光的已知强度与由检测信号表示的检测到的光的强度之间的差可以与由个体的体组织对输出光的吸收度有关。替代性地或附加地，连接部分可以实现调节第一臂和第二臂的位置，同时保持UV光传感器处于从UV光源输出的光的输出方向上。

通过下文提供的详细描述，本公开的其他适用范围将变得明显。应当理解的是，详细描述和具体示例仅意在用于说明目的而不意在限制本公开的范围。

附图说明

将通过详细描述和附图更全面地理解本公开，在附图中：

图1是根据本公开的一些方面的示例性大麻素测量和检测设备的检测部件的第一立体图；

图2是图1的检测部件的第二立体图；

图3是图1的检测部件的第三立体图；

图2是图1的检测部件的第二立体图；以及

图4是根据本公开的一些方面的示例性大麻素测量和检测设备的输出部件的立体图。

具体实施方式

如上文简略提到的，本公开涉及一种使用非侵入性检测方法的简单且有效的大麻素测量和检测设备。所公开的大麻素测量和检测设备利用穿过个体的软组织的例如在紫外线A(“UV-A”)和紫外线B(“UV-B”)光谱中的光，并且测量在与大麻素相关的特定波长下的吸收度的变化。光传感器可以例如是基于氮化镓的传感器，基于氮化镓的传感器对UV-A和UV-B光谱中的光、例如波长在240纳米与370纳米之间的光有反应。在这些波长之间，已知大麻素表现出特征吸收，这可以用来表明大麻素存在于个体、例如个体的血液中。

附图中图示了示例性大麻素测量和检测设备10。本领域技术人员将理解，图示的大麻素测量和检测设备10仅是示例，并且在不偏离本公开的范围的情况下可以对示例设备进行修改。大麻素测量和检测设备10可以包括检测部件100(图1至图3)和输出部件400(图4)。下面将详细描述这些部件100、400中的每一者。

参照图1至图3，检测部件100可以包括紫外线(“UV”)光源110和UV光传感器120。UV光源110可操作地连接至电源(参见例如下面描述的图4中的电源430)。此外，UV光源110构造成在输出方向D(图3)上输出光。UV光传感器120可以布置在输出方向D的路径上，使得来自UV光源110的输出光可以预期被UV光传感器120接收。UV光传感器120可以构造成输出与检测到的光相对应的检测信号。此外，由UV光源110输出的光处于UV波长并且可以处于已知强度。以这种方式，大麻素测量和检测设备10可以确定个体中是否存在大麻素，如下文中更全面地讨论。

输出部件400(图4)可以包括至少一个处理器410和至少一个输出装置420。示例性输出装置420包括但不限于显示器425(如图所示)、扬声器和触觉装置。可以设想其他形式的输出装置420。输出装置420构造成提供指示个体中是否存在大麻素的输出。这样的输出可以包括二进制输出(检测到大麻素与不存在大麻素)或指示个体中存在的大麻素的水平的更精确输出。输出部件400还可以包括电源430，电源430可以采取任何已知电源(电池、电源适配器和电源线等)的形式。

在所示示例中，检测部件100和输出部件400彼此分开。检测部件100和输出部件400可以以各种方式可操作地连接，比如经由有线连接(USB线等)以及无线连接(蓝牙、WiFi、近场通信等)可操作地连接。此外，应当理解的是，具有组合的检测部件100和输出部件400的大麻素测量和检测设备10在本公开的范围内。

示例性检测部件100包括第一臂130和第二臂140，第一臂130和第二臂140通过连接部分150联接在一起，连接部分150被图示为可调节铰链。第一臂130可以包括UV光源110。UV光源110可以是任何类型的光源，例如但不限于一个或更多个发光二极管(“LED”)。如下面进一步描述的，UV光源110产生将穿过个体的体组织的光。在各个方面，UV光源110可以输出在紫外线A和/或紫外线B范围中的光。仅例如，UV光源110可以输出波长在100纳米与400纳米之间、240纳米与370纳米之间或任何其他可接受的波长范围的光。如下面更充分地描述的，已经确定的是，大麻素表现出对上述范围中的光的特征吸收，这可以用来表明大麻素存在于个体、例如个体的血液中。

第二臂可以包括UV光传感器120，UV光传感器120可以检测/测量穿过个体的体组织的光。连接部分150、比如图示的铰链可以实现调节第一臂130和第二臂140相对于彼此的位置，以便适应不同尺寸的体组织。

在一些方面，连接部分150可以实现调节第一臂130和第二臂140的位置，同时保持UV光传感器120处于从UV光源110输出的光的输出方向D上。以这种方式，UV光源110可以设计成将光基本上直接传输到UV光传感器120中，例如，以小于五(5)度的最大偏转传输。使用LED作为UV光源110可以进一步实现输出光的这种方向性，因为LED是定向光源。因此，对于使用LED的UV光源110，可以合理地假设从UV光源110发射的大部分光将到达UV光传感器120，除非其被吸收或反射。因此，如果不存在吸收或反射，则从UV光源110输出的光强度可以近似等于由UV光传感器120接收的光。

大麻素测量和检测设备10用于基于来自UV光源110的输出光的已知强度和由UV光传感器120输出的检测信号来确定个体中是否存在大麻素。如上所述，检测信号可以与由UV光传感器120检测到的光相对应。至少一个处理器410构造成接收与个体的体组织放置在UV光源110与UV光传感器120之间的测试时段相对应的检测信号，以确定个体中是否存在大麻素。

在测试时段期间，个体可以将体组织(例如，软组织)的一部分插入在UV光源110与UV光传感器120之间。这种体组织的示例是个体的手指，然而可以利用任何适合的组织。仅例如，包括血管的任何体组织可以适合于测试过程。然而，应当理解的是，由于骨可以吸收光，所以包括骨组织的体组织可能不会产生最好的结果并且可能提供不准确的结果。除了手指之外，其他适合的体组织的示例还包括鼻子、耳朵和虎口(拇指与食指之间的膜带部)。为了减少来自皮肤表面的反射——来自皮肤表面的反射可能使UV光吸收的测量准确性降低，体组织应当靠近或接触UV光源110和UV光传感器120两者。如上所述，这可以例如通过调节第一臂130和第二臂140相对于彼此的位置来实现。

在一些实施方案中，个体可以通过按压按钮或某种其他类型的致动器来启动测试时段。此时，UV光源110可以开始输出例如在上述UV范围中的光。类似地，UV光传感器120可以开始检测光并输出检测信号。在一些方面，可以在一个测试时段期间从多个测量值以输出、组合、平均等方式形成多个检测信号。在一些方面，输出光可以在测试时段过程期间恒定存在且具有恒定的强度，并且由UV光传感器120测量处于适当波长的光的强度，并将该强度与输出光的预期强度进行比较。在其他实施方案中，在测试时段期间，输出光可以在存在、强度、波长等方面变化，并且可以获得各种不同设置下的一个或多个读数。应当理解的是，本公开设想了获得检测信号的任何形式。

一般而言，被体组织吸收的光(处于适当的波长下)越多与个体中存在的大麻素就越多相关。在一些方面，至少一个处理器410基于输出光的已知强度与由检测信号表示的检测到的光的强度之间的差来确定个体中是否存在大麻素。输出光(来自UV光源110)的已知强度与由检测信号(由UV光传感器120输出)表示的检测到的光的强度之间的差可以与由个体的体组织对输出光的吸收度有关。此外，在各种实施方案中，在测试时段期间，至少一个处理器410可以基于在紫外线A和紫外线B范围中的输出光的已知强度与由检测信号表示的在紫外线A和紫外线B范围中的检测到的光的强度之间的差来确定个体中是否存在大麻素。在另外的或替代性的实施方案中，至少一个处理器可以基于波长在240纳米与370纳米之间的输出光的已知强度与由检测信号表示的波长在240纳米与370纳米之间的检测到的光的强度之间的差来确定个体中是否存在大麻素。

在一些示例中，可以利用对数函数来评估由个体的体组织吸收的光的量。该算法是跟随一(1)的对数函数，这意味着存在已知定量的处于已知波长的光。这可能是由于UV光源110的校准以及输入功率和测量的热损失。例如，可以通过将UV光传感器120放置在距UV光源110相对固定的距离并测量发射/检测来校准设备10。相同频率的光穿过体组织的皮肤的光传输的百分比是已知的值，这意味着我们可以减去皮肤吸收的光的量，而剩下的就是可能能够被体组织中的大麻素吸收的光。初始电位可测量光和实际测量光的差可以遵循对数曲线，直到所有光被发射、皮肤接触损耗百分率，以及最终体组织中存在的大麻素占据。

如上所述，输出装置420构造成提供指示个体中是否存在大麻素的输出。此输出可以采用各种形式。仅例如，结果可以输出为数字(类似于血液酒精含量数字)，操作者可以将该数字与可接受的大麻素的水平进行比较。在另一示例中，该设备可以设置为将结果与范围相关联以输出二进制输出(存在或不存在大麻素、在最大允许水平以下或在最大允许水平以上等)。此外，在一些实施方案中，设备10可以被校准以补偿被测试个体的体重、医疗条件或药物、和/或其他个人特征以及测试时段期间的环境条件(温度、环境光等)。

提供了示例性实施方式，使得本公开将是完整的，并且本公开将充分地将范围传达给本领域技术人员。阐述了许多具体的细节，比如特定的部件、装置和方法的示例，以提供对本公开的实施方式的透彻理解。对于本领域技术人员来说将明显的是，不需要采用特定细节，示例实施方式可以以许多不同的形式来实现，并且都不应当被解释为限制本公开的范围。在一些示例实施方式中，未详细描述公知的过程、公知的装置结构和公知的技术。

文中所使用的术语仅出于描述特定的示例性实施方式的目的，而非意在为限制性的。如本文中所使用的，单数形式“一”、“一种”以及“该”也可以意在包括复数形式，除非上下文另有明确说明。术语“和/或”包括相关联的列举项目中的一个或更多个项目的任何及所有组合。术语“包括”、“包含”、“含有”和“具有”是包容性的并因此指明所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或增加。本文中所描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须要求其以所讨论或所示出的特定顺序执行，除非特别地指明执行的顺序。还应理解的是，可以采用附加的或替代性的步骤。

尽管可以在本文中使用第一、第二和第三等术语来描述各个元件、部件、区域、层和/或部段，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用于区分一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分。除非上下文明确表明，否则术语比如“第一”、“第二”和其他数字术语在本文中使用时并不意味着顺序或次序。因此，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分在不脱离示例性实施方式的教示的情况下可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分。

如本文中使用的，术语模块可以指代下述各项、作为下述各项的一部分或者包括下述各项：专用集成电路(ASIC)；电子电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码或过程的处理器或者(共享的、专用的或成组的)处理器和网络群集或数据中心中的贮存器的分布式网络；提供所描述的功能的其他合适的部件；或者上述的某些或全部的组合，例如在片上系统中的组合。术语模块还可以包括存储由一个或更多个处理器执行的代码的(共享的，专用的或成组的)存储器。

除非从上述讨论中另外明确指出的，否则应理解的是，在整个说明书中，利用比如“处理”或“估算”或“计算”或“确定”或“显示”之类的术语的讨论指的是计算机系统或类似的电子计算设备的动作和过程，上述动作和过程在计算机系统记忆器或寄存器或其他这样的信息存储、传输或显示设备内对表示为物理(电子)量的数据进行操纵和转换。

出于说明和描述的目的已经提供了对一些实施方式的前述描述。前述描述并非意在穷举或限制本公开。特定实施方式的各个元件或特征通常并不限于该特定实施方式，而是，即使没有具体示出或描述，特定实施方式的各个元件或特征在适用的情况下是可互换的，并且可以在选定实施方式中使用。特定实施方式的各个元件或特征也可以以许多方式改变。这些变型并不被认为是偏离本公开，并且所有这些改型均意在被包括在本公开的范围中。

Claims (20)

1.一种大麻素测量和检测设备，包括：

电源；

UV光源，所述UV光源可操作地连接至所述电源，并且所述UV光源构造成在输出方向上以紫外线波长和已知强度输出光；

UV光传感器，所述UV光传感器布置在所述输出方向上，以检测由所述UV光源输出的所述光并且输出与检测到的光相对应的检测信号；

至少一个处理器，所述至少一个处理器可操作地连接至所述UV光传感器和所述UV光源，

其中，所述UV光源和所述UV光传感器布置成使得个体的体组织能够放置在所述UV光源与所述UV光传感器之间，并且

其中，所述至少一个处理器构造成接收与所述个体的所述体组织放置在所述UV光源与所述UV光传感器之间的测试时段相对应的所述检测信号，并且基于输出光的已知强度和所述检测信号来确定所述个体中是否存在大麻素。

2.根据权利要求1所述的大麻素测量和检测设备，还包括：

第一臂，所述UV光源布置在所述第一臂中；

第二臂，所述UV光传感器布置在所述第二臂中；以及

连接部分，所述连接部分将所述第一臂与所述第二臂联接，所述连接部分能够调节所述第一臂和所述第二臂相对于彼此的位置。

3.根据权利要求2所述的大麻素测量和检测设备，其中，所述连接部分包括可调节铰链。

4.根据权利要求2所述的大麻素测量和检测设备，其中，所述连接部分能够调节所述第一臂和所述第二臂的位置，同时保持所述UV光传感器处于从所述UV光源输出的所述光的所述输出方向上。

5.根据权利要求1所述的大麻素测量和检测设备，其中，所述UV光源输出在紫外线A和紫外线B范围中的光。

6.根据权利要求1所述的大麻素测量和检测设备，其中，所述UV光源输出波长在240纳米与370纳米之间的光。

7.根据权利要求1所述的大麻素测量和检测设备，其中，在所述测试时段期间，所述至少一个处理器基于所述输出光的已知强度与由所述检测信号表示的检测到的光的强度之间的差来确定所述个体中是否存在大麻素。

8.根据权利要求7所述的大麻素测量和检测设备，其中，所述输出光的已知强度与由所述检测信号表示的检测到的光的强度之间的差与由所述个体的所述体组织对所述输出光的吸收度有关。

9.根据权利要求1所述的大麻素测量和检测设备，其中，在所述测试时段期间，所述至少一个处理器基于在紫外线A和紫外线B范围中的输出光的已知强度与由所述检测信号表示的在紫外线A和紫外线B范围中的检测到的光的强度之间的差来确定所述个体中是否存在大麻素。

10.根据权利要求1所述的大麻素测量和检测设备，其中，在所述测试时段期间，所述至少一个处理器基于波长在240纳米与370纳米之间的输出光的已知强度与由所述检测信号表示的波长在240纳米与370纳米之间的检测到的光的强度之间的差来确定所述个体中是否存在大麻素。

11.根据权利要求1所述的大麻素测量和检测设备，还包括检测部件和输出部件，其中，所述检测部件包括所述UV光源和所述UV光传感器，并且所述输出部件包括所述至少一个处理器。

12.根据权利要求11所述的大麻素测量和检测设备，其中，所述检测部件和所述输出部件彼此分离。

13.根据权利要求12所述的大麻素测量和检测设备，其中，所述检测部件和所述输出部件经由有线连接可操作地连接。

14.根据权利要求12所述的大麻素测量和检测设备，其中，所述检测部件和所述输出部件经由无线连接可操作地连接。

15.根据权利要求11所述的大麻素测量和检测设备，其中，所述输出部件还包括显示器，所述显示器构造成提供指示所述个体中是否存在大麻素的输出。

16.根据权利要求11所述的大麻素测量和检测设备，还包括输出装置，其中，所述输出装置构造成提供指示所述个体中是否存在大麻素的输出。

17.根据权利要求11所述的大麻素测量和检测设备，还包括输出装置，其中，所述输出装置构造成提供指示所述个体中存在的大麻素的水平的输出。

18.一种大麻素测量和检测设备，包括：

电源；

UV光源，所述UV光源可操作地连接至所述电源，并且所述UV光源构造成在输出方向上以紫外线波长和已知强度输出光；

UV光传感器，所述UV光传感器布置在所述输出方向上，以检测由所述UV光源输出的所述光并且输出与检测到的光相对应的检测信号；

至少一个处理器，所述至少一个处理器可操作地连接至所述UV光传感器和所述UV光源；

第一臂，所述UV光源布置在所述第一臂中；

第二臂，所述UV光传感器布置在所述第二臂中；以及

连接部分，所述连接部分将所述第一臂与所述第二臂联接，所述连接部分能够调节所述第一臂和所述第二臂相对于彼此的位置，

其中，所述UV光源和所述UV光传感器布置成使得个体的体组织能够放置在所述UV光源与所述UV光传感器之间，

其中，所述至少一个处理器构造成接收与所述个体的所述体组织放置在所述UV光源与所述UV光传感器之间的测试时段相对应的所述检测信号，并且基于输出光的已知强度和所述检测信号来确定所述个体中是否存在大麻素，

其中，所述UV光源输出波长在240纳米与370纳米之间的光，并且

其中，在所述测试时段期间，所述至少一个处理器基于所述输出光的已知强度与由所述检测信号表示的检测到的光的强度之间的差来确定所述个体中是否存在大麻素。

19.根据权利要求18所述的大麻素测量和检测设备，其中，所述输出光的已知强度与由所述检测信号表示的检测到的光的强度之间的差与由所述个体的所述体组织对所述输出光的吸收度有关。

20.根据权利要求18所述的大麻素测量和检测设备，其中，所述连接部分能够调节所述第一臂和所述第二臂的位置，同时保持所述UV光传感器处于从所述UV光源输出的所述光的所述输出方向上。

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