CN102216774A - 用于体液分析的测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种测量装置，其具有外壳和集成在所述外壳中的至少一个显示器，其中，所述外壳包括适于将药筒插入所述外壳从而将待测量的样本递送至所述装置的槽，其中，所述槽在所述外壳的前方具有开口，并且插入药筒的外壳的第一部分在与外壳的第二部分围成一定角度的方向上突出。

Description

用于体液分析的测量装置
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的测量装置和根据权利要求8的测量方法。
背景技术
目前，对测量生物实体的量或浓度的生物传感器的需求正日益增长。通常，生物传感器能够用于检测小样本体积内的特定特异性分子或目标分析物，其中，所述分子的量通常非常小。例如，可以测量唾液或血液内的药物或心脏标志物的量。因此，使用例如超顺磁性珠(bead)的标记粒子，如果样本内存在待检测的分子，则所述标记粒子仅结合(bind)到特定的结合位置或活性表面。最近，一种用于检测结合到活性表面的这些标记粒子的技术是受抑全内反射(FTIR)。其中，光耦合到一次性的基底中，使得光以全内反射的角度从内部照射活性表面。如果活性表面附近没有粒子，则光被完全反射。然而，如果标记粒子结合到所述表面上，则在样本流体中扩展的渐逝场被超顺磁性标记散射或耦合到超顺磁性标记中。光的一部分被散射到样本中或被粒子吸收，并且因此造成被所述表面反射的光的量减少。通过利用光学探测器测量反射光的强度，可以估计结合到所述表面的粒子的量。这能够估计样本流体中存在的感兴趣特异性分子的量。就定点护理应用而言，为了使用舒适而尺寸较小的生物传感器用作例如在手中把持的生物传感器装置。其他的生物传感器装置则是针对桌面使用进行地设计，这些传感器装置中的大部分在桌面上不移动并用于实验室使用，通常由熟练的职员操作。目前，包括生物传感器的测量装置或者设计成在定点护理应用中使用的手持式的或者设计成用于实验室使用。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种测量装置和方法，其在针对定点护理的手持式场合和针对例如在实验室中使用的桌面场合二种中提供灵活和用户友好的使用。
通过独立权利要求1和7中的特征实现这些目标。
提供了具有外壳和集成到外壳中的至少一个显示器的测量装置，其中，所述外壳包括适于将药筒(cartridge)插入外壳内从而将待测量的样本递送至所述装置的槽(recess)，其中，所述槽在外壳的前方具有开口，并且插入药筒的外壳的第一部分在与外壳的第二部分围成一定角度的方向上突出(protrude)。在将药筒插入外壳的第一部分中之后，药筒几乎完全或完全由外壳的第一部分包围。在药筒被插入之后，接近槽的开口的药筒的一前侧仍然可见并且还可能突出于所述槽。这意味着外壳的第一部分终止于药筒的一前侧或者所述前侧稍微凸出于外壳的第一部分。药筒并未增加测量装置的宽度，因此改善了操作性。该装置结构使得用户能够容易地看见显示器，并且能够在使用期间容易地接近和看到药筒的插入。同时实现了将测量装置稳定地定位至放置区域。该测量装置可以在移动操作模式下用作手持式装置，并且还可以在非移动操作模式下用作桌面装置。用于在远离桌面的第一部分内插入药筒的槽阻止尘土和灰尘进入外壳并削弱对样本的敏感的测量。
在从属权利要求中描述了本发明的其他范例。
在本发明的一个范例中，一种测量装置，在插入药筒的外壳的第一部分和外壳的第二部分之间围成的角度处在大约30°和150°的范围内。
在本发明的其他范例中，测量装置的外壳的第一部分在一端具有倾斜的表面以匹配到用于定位测量装置的放置区域，从而静态地读出测量装置的显示，而外壳的第二部分适于匹配到用户的手中，用于非静态地读出测量装置，其中，外壳的第一部分作为外壳的末端以邻靠用户的手。这样便于把持所述测量装置。
在本发明的其他范例中，外壳的第一部分除包括可移除的药筒之外，还包括用于检测由药筒递送的样本的检测装置；而外壳的第二部分除包括显示器之外，还包括用于传送测量信号和基于所述测量信号计算结果的电路，以及用于为测量装置供应电源的能量源。所描述的布置造成了使得该装置能够作为手持式装置在移动操作中使用以及作为桌面使用的装置形状。
在本发明的其他范例中，在测量装置中集成了打印机，用于在样本包含特定量或浓度的特定物质的情况下打印测量结果。当测量结果揭示待检查的人的样本呈阳性，则在纸上打印测量结果用于进一步的程序或作为证据。打印后的纸可以从测量装置上移除。
参考下文所述的范例，本发明的这些方面和其他方面将显而易见并得以阐述。
附图说明
图1示意性示出了测量装置以及要置于测量装置的外壳内的药筒的范例的视图；
图2示意性示出了根据图1的测量装置的顶视图，其主要示出了具有显示器和带有用于操作装置的按钮的操作员接口的外壳的第二部分；
图3示意性示出了根据图1和图2的测量装置的底部视图，其示出了外壳的第二部分以及外壳的第一部分的底部视图，所述外壳的第一部分在该图的顶部容纳药筒；
图4示意性示出了根据图1的测量装置的侧视图，其还示出了柔性覆盖罩(flap)，其覆盖电接口连接器(如电源、串口和USB连接器)；
图5示出了类似于图4的经翻转以示出测量装置的对侧的视图，其还描绘了测量装置的电源按钮。
具体实施方式
图1示意性示出了具有外壳3的测量装置1的本发明的范例的视图，所述外壳3包括处在与显示平面垂直的线上的第一部分31。测量装置1的第一部分31相对于测量装置1的第二部分32成一定的角度，在这一范例中，该角度为90°。测量装置1的第二部分32处在与显示平面大致水平的线上并且具有用于显示若干测量结果的集成的显示器5。外壳3具有槽7，形成槽7以在外壳3的第一部分31内容纳一次性的药筒8，因而槽7从图1中所示的开口开始伸入通过外壳3的第一部分31。在测量装置1上方利用指示向外壳3内插入方向的箭头示意性描绘了药筒8。药筒8用于检查流体或固体样本，其中，所述样本例如可以是生物物质，例如唾液、血液、尿液或一些其他体液，或者是从环境中获取的材料，例如从土壤、水或食物中。药筒8可以包括样本收集元件，所述样本收集元件用于从其原始位置获得待检查的样本。该样本收集元件例如可以包括用于收集体液(例如来自患者口腔的唾液)的药签。药筒8还包括例如借助光学检测模块用于感测待检查样本的感兴趣参数的传感器元件。所述感兴趣参数具体可以是样本中具体目标物质的存在以及还可能是其量或浓度，例如在显示器5上显示在唾液中药物的存在。药筒8还可以包括样本传送机制，其用于将所获得的样本从样本收集元件传送至传感器元件。该样本传送机制通常将在所获得的样本的传送期间对其执行一些机械或者甚至化学处理，例如样本与溶剂的彻底混合，使得在传感器元件处得到良好限定的条件。在将药筒8插入测量装置1中之后，将药筒8可去除地咬合到测量装置1。药筒8优选设计成一次性使用。
图2示意性示出了根据图1的测量装置1的顶视图，其主要示出了具有显示器5的外壳3的第二部分32，所述显示器5向用户给出所执行测量的结果。在图2的顶部示出了插入药筒8的槽7的开口。在这一视图中，槽7向图像平面内突出。此外，该附图示出了包括用于操作测量装置的按钮的操作员接口。图3示意性示出了根据图1和图2的测量装置1的底部视图，其示出了外壳3的第二部分32以及在顶部容纳药筒8的外壳3的第一部分31的底部视图。在图2中，示出了用户在操作中所见到的视图，可以见到，用户能够在药筒进入通道时容易地接近并清晰地看到槽7的开口。
图4示意性示出了根据图1的测量装置1的侧视图，其还示出了柔性覆盖罩9，其覆盖电接口连接器，如电源、串口和USB连接器。在图4中示出了从外壳3突出的按钮，以操作测量装置1。图5示出了类似于图4的经翻转的视图，以示出测量装置1的对侧，其还描绘了测量装置1的电源按钮11。根据图4的表面易于接近，特别是当用户左手中把持时，其还可以包括电连接器，例如USB(通用串行总线)、电源连接器或用于串口打印机的连接器。通过这种方式，特别是在用左手把持测量装置1而由用户的右手馈送电连接器的情况下，实现了插入插件和线缆的简单的进出口。图4和图5在根据下文描述的手持操作模式的视图中示出了在顶部的外壳3的第一部分31和向下突出的第二部分32。在第二桌面操作模式中，外壳3在第二部分32的底部周围在第一部分31的方向上倾斜，使得倾斜的表面15匹配桌面。测量装置1的该结构防止测量装置1从用户手中滑落。测量装置1的第一部分31作为用于防止测量装置1从用户手中滑落的模块，因为第一部分31在操作时抵靠着用户的手并抓住测量装置1。例如，如图1所示在插入药筒8的情况下，改善了测量装置1的操纵性。尤其改善了用户穿戴手套的情况下的操纵性，如在警察操作中，或者在测量装置1的外壳3的外部光滑(例如在雨中)的情况下。
具有药筒8的测量装置1用于两种非常不同的场合。第一种场合是在用户的一只手中把持测量装置1，而用另一只手插入药筒8的情况。测量装置1以稳健(robust)的方式匹配于用户的手中，即例如当插入药筒8时其不容易滑落。同时，测量装置1允许警务人员在执行测试的同时连续观察接受测试的人(person-under-test)，以避免当怀疑接受测试的人会袭击警务人员时的危险情况。如下文所述，这种场合例如是在路边通过窗口进行的药物测试。在交通控制中，警务人员在路边停下了机动车的司机，打开药筒8并将其插入测量装置1。药筒8的一部分是用于从司机收集样本的样本获取单元(未示出)，其在获取样本(此处为唾液)后被再次放入药筒8中，用于测量样本中的特定物质，在这一范例中是在许多国家违法的药物滥用。外壳3的第一部分31包裹可去除的药筒8以及用于检测由药筒8递送的样本的检测装置。该检测装置例如是敏感的光学检测装置，其用于检测分析物中的物质，所述检测装置在本领域中是已知的。外壳3的第二部分32包括显示器5、用于传送来自检测装置的测量信号以及基于所述测量信号计算结果的电路。此外，外壳3的第二部分32包括能量源，其用于为测量装置1供应电源，所述能量源例如是电池。其他可应用的能量源包括光电池或燃料电池。如图所示和描述的结构具有被分为第一部分31和第二部分32的测量装置1的若干部分，其允许测量装置1的外壳3为在移动应用中为可操控的形式。具体而言，当插入主要容纳在外壳3的第一部分31中的药筒8时达到这种效果。外壳3的长度和尺寸通过所公开的结构显著减小，从而便于并使得可以在实验室和桌面使用之外把持和存储测量装置1。
关于第二种场合，测量装置1利用在外壳3的第一部分31的底部的大致倾斜的表面15置于通常为桌子的放置区域(未示出)上。插入药筒8的外壳3的第一部分31和外壳3的第二部分32之间围成的角度处在大约30°和150°的范围内，在附图中描绘了大约90°的角度。在本文中，外壳3的第一部分31，更具体而言，具有倾斜表面15的第一部分31的远端用作将测量装置1定位到放置区域上的支撑物。放置到这一位置后，外壳3与优选也倾斜的第二部分32的一端表面匹配，并使得第一部分31的另一端表面、距用户更远的倾斜的表面15在所述放置区域内。在这一第二种场合中置于放置区域的测量装置1以静态的方式使用，测量装置1的显示器5是静态地读出而无需手持。外壳3的第二部分32相对于放置区域以一定的角度垂直树立，使得能够得到显示器5上的清晰的视图，同时用户仍能够在读出的整个程序期间观察接受测试的人。在警务人员测试药物滥用的操作中，用户可以同时读出和观察是非常重要的，以确保用户的安全，即防止警务人员受到攻击。外壳3的结构允许利用用户的一只手插入药筒8，而无需把持测量装置1。由于相对于放置区域的插入角度，通过插入药筒8施加在外壳3上的力被传递到放置区域。软材料，例如镶嵌安装在外壳3底部的橡胶垫，即外壳31的倾斜表面15传递通过插入药筒8生成的力。此外，这种橡胶垫降低了当测量装置1被放置到放置区域上时的加速度力。药筒8内的流体停止时低的加速度力特别重要，以控制样本的流动需要经受这些加速度力，从而以稳健的方式停止样本流体。所描述的设计消除了在外壳3处对用于将测量装置1放置在放置区域的分立支撑物的需要，从而降低了测量装置1的成本。
所描述的结构允许传感器元件或读出模块与电路、能量源和显示器集成在适于作为手持式装置的外壳3中。在盒状(物体)中集成所有的部件将使得其对于在移动场合舒适地把持其而言要么太厚，要么太宽或者太长。读出模块特别大，因为用于接受和测量样本(例如唾液)的药筒8很长，以允许压缩药筒8的样本获取单元，在压缩管中，其与一次性药筒8集成。长的样本获取单元要求以有效地方式从口腔收集唾液。当插入药筒8后，长的样本获取单元被容纳在外壳3的第一部分31内。
尽管已经在附图和前述说明中详细图示说明和描述了本发明，但应当将这种图示说明和描述理解为是图示性的或示例性的而非限制性的；本发明并不限于所公开的实施例。本领域技术人员在实践所主张的本发明时，可以理解并作出所公开的实施例的其他变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中所引用的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中所引用的特定措施并不指示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何参考标记不应当理解为是对范围构成限制。

Claims (8)

1.一种测量装置(1)，其具有外壳(3)和集成到所述外壳(3)中的至少一个显示器(5)，其中，所述外壳(3)包括适于将药筒(8)插入所述外壳(3)从而将待测量的样本递送至所述装置(1)的槽(7)，其中，所述槽(7)在所述外壳(3)的前方具有开口，并且插入所述药筒(8)的所述外壳(3)的第一部分(31)在与所述外壳(3)的第二部分(32)围成一定角度的方向上突出，其中，所述药筒(8)在被插入所述第一部分(31)中之后，几乎完全或完全由所述第一部分(31)包围。
2.根据权利要求1所述的测量装置(1)，其中，在插入所述药筒(8)的所述外壳的所述第一部分(31)和所述外壳(3)的所述第二部分(32)之间所围成的角度处在大约30°和150°之间、备选地在60°和120°之间、以及备选地在80°和100°之间的范围内。
3.根据权利要求1所述的测量装置(1)，其中，所述外壳(3)的所述第一部分(31)在一端具有倾斜的表面(15)以匹配到用于定位所述测量装置(1)的放置区域，用于静态地读出所述测量装置(1)的所述显示器(5)，而所述外壳(3)的所述第二部分(32)适于匹配到用户的手中，用于非静态地读出具有所述外壳(3)的所述第一部分(31)的所述测量装置(1)，所述外壳(3)的所述第一部分(31)作为邻靠所述用户的手的所述外壳(3)的一端。
4.根据权利要求3所述的测量装置(1)，其中，所述外壳(3)的所述第二部分(32)关于所述放置区域的角度处在10°和60°之间，备选地处在20°和50°之间。
5.根据权利要求1所述的测量装置(1)，其中，所述外壳(3)的所述第一部分(31)除包括能去除的药筒(8)之外，还包括用于检测由所述药筒(8)递送的所述样本的检测装置，而所述外壳(3)的所述第二部分(32)除包括所述显示器(5)之外，还包括用于传送测量信号和基于所述测量信号计算结果的电路，以及用于为所述测量装置供应电源的能量源。
6.根据权利要求1所述的测量装置(1)，其中，在所述测量装置(1)中集成有打印机，其用于在所述样本包含特定量或浓度的特定物质的情况下打印测量结果。
7.根据权利要求1所述的测量装置(1)，其中，所述倾斜的表面(15)包括软材料垫，其将施加在所述测量装置(1)上的力传递至所述放置区域，在所述放置区域放置所述测量装置(1)。
8.根据权利要求1所述的测量装置(1)，其中，在静态地读出中，所述外壳(3)定位于放置区域上，而对于非静态地读出，用户的手包裹所述外壳(3)的所述第二部分(32)。
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