CN111655305B - 乳房状态确定 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种乳房状态确定设备(10’)。乳房状态确定设备(10’)包括：乳房护罩(16’)、乳头伸长率测量单元(17’)以及乳房状态确定单元(20’)。乳房护罩(16’)可以在其中接收用户(14)的乳房(12)。乳头伸长率测量单元(17’)可以测量在乳汁提取过程期间针对乳房护罩(16’)中的特定压力的接收在乳房护罩(16’)中的乳房(12)的乳头伸长率。乳房状态确定单元(20’)可以基于乳头(26)的伸长率确定乳房(12)的状态。乳房状态确定设备(10’)可以允许估计当乳房(12)为空时在乳汁提取过程期间剩余在乳房中的乳汁量，并且估计在乳房(12)中是否存在排乳反射。

Description

乳房状态确定

技术领域

本发明涉及乳房状态确定设备、具有乳房状态确定设备的吸乳器、用于操作具有乳房状态确定设备的吸乳器的方法，以及计算机程序。

背景技术

吸乳器可以被用于从母亲的乳房提取乳汁。为了开始从乳房排出乳汁，必须触发排乳反射(MER)，也称为催乳反射。例如，婴儿的哺乳模式(即，对乳房的乳头施加正压或负压)可以刺激MER。在MER中，催产素(OT)被产生，催产素刺激在乳腺中围绕乳腺泡(其保存乳汁)的肌上皮细胞的收缩。由于MER，乳汁从乳腺泡通过导管和囊输送到乳头。吸乳器可以以机械的方式，通过模仿婴儿的哺乳模式(即，通过施加增压和减压来执行吸吮和释放的循环)来刺激MER。施加到乳头上的吸吮、或施加到乳房上的压力允许提取乳汁。在乳汁提取过程期间，乳汁的流动是不规则的，这是因为仅在MER期间，乳汁才从乳腺泡输送到乳头。在哺乳或乳汁提取后未完全排空的乳房会增加乳腺发生炎症(称为乳腺炎)的风险。

US 2017/0172485 A1和WO 2016/044368 A1示出了用于评估在乳房内的乳汁体积变化的系统和方法。设备被附接到乳房。设备包括可扩张部分和传感器，传感器用于感测设备所附接的乳房皮肤的膨胀或收缩的量。该设备所附接的皮肤的膨胀或收缩的量被感测，并且基于所感测到的收缩或膨胀的量来计算乳房的体积变化。基于乳房的体积变化，可以计算从乳房分泌的乳汁量。

发明内容

可以看出的是，本发明的目的是提供乳房状态确定设备、具有乳房状态确定设备的吸乳器、用于操作具有乳房状态确定设备的吸乳器的方法，以及计算机程序，本发明的目的是允许在乳汁提取过程期间确定乳房的状态。

在本发明的第一方面中，提出了乳房状态确定设备。乳房状态确定设备包括：乳房护罩、乳头伸长率测量单元以及乳房状态确定单元。乳房护罩被配置为在其中容纳用户的乳房。乳头伸长率测量单元被配置为在乳汁提取过程期间，针对在乳房护罩中的特定压力，测量容纳在乳房护罩中的乳房的乳头伸长率。乳房状态确定单元被配置为基于用户的乳房的乳头伸长率，确定用户的乳房的估计的乳房空度、排乳反射的存在或不存在，或者作为用户的乳房的状态的、用户的所估计的乳房空度和用户的乳房的排乳反射的存在或不存在。

在乳房护罩中的特定压力可以被提供为，施加到乳房护罩的预定的压力，或者可以在乳房护罩中(例如，使用压力估计单元)测量在乳房护罩中的特定压力。

乳房状态确定设备可以被配置为，由诸如人类或非人类哺乳动物(诸如牛、山羊、绵羊、或任何其它非人类哺乳动物)使用。

由于乳房状态确定单元被配置为基于用户的乳房的乳头伸长率，来确定用户的乳房的状态；并且乳头伸长率测量单元被配置为在乳汁提取过程期间，针对在乳房护罩中的特定压力，测量乳头伸长率，因此可以在乳汁提取过程期间确定乳房的状态。这允许在乳汁提取过程期间，对乳房的确定状态做出反应(例如，根据用户的乳房的所确定的状态，来改变乳汁提取的参数和/或结束乳汁提取过程)。

用户的乳房的所确定的状态可以是用户的乳房的所估计的乳房空度、所检测的MER的存在或不存在、或者用户的乳房的所估计的乳房空度和所检测的用户的乳房的MER的存在或不存在。乳房状态确定单元可以被配置为基于用户的乳房的乳头伸长率，估计用户的乳房的乳房空度、用于检测MER的存在或不存在、或者用于估计用户的乳房的乳房空度并且检测MER的存在或不存在。乳房状态确定单元可以包括：乳房空度估计单元和/或MER检测单元，乳房空度估计单元被配置为基于用户的乳房的乳头伸长率，来估计用户的乳房的乳房空度，MER检测单元被配置为基于用户的乳房的乳头伸长率，来检测MER的存在或不存在。

乳房空度对应于在用户的乳房中剩余的乳汁量。例如，在乳房中剩余的乳汁量可以表示为：以cm³为单位的体积、以升为单位的液体量、或者在乳房中剩余的乳汁量与在乳汁提取过程开始时在乳房中剩余的乳汁的总量之比。在乳汁提取过程期间，从乳房提取乳汁，并且在乳房中剩余的乳汁量被降低，直到乳汁提取过程结束和/或所有乳汁被提取为止。

例如，在乳汁提取过程期间，例如使用压力源(诸如真空泵)，通过向在乳房护罩中容纳的乳房施加交替的增压和减压循环(即，向乳头施加吸吮和释放)，可以从乳房提取乳汁。增压是高于减压的压力，并且减压是低于在乳房护罩的周围环境的压力的压力(例如，低于1bar的压力)。为了提供基线吸吮，即，提供比在减压期间的吸力低的吸力，增压可以低于乳房护罩的周围环境的压力。备选地，增压可以是高于乳房护罩的周围环境的压力的压力。由于施加到乳头的吸吮，乳头伸长。乳头伸长率应被理解为，乳头的尖端的位置在施加到乳头的吸吮的方向上变化。乳头伸长率取决于由在乳房护罩中的特定压力，以及用户的乳房的乳房空度导致的吸力。这允许通过在乳房护罩中提供特定压力，并且测量乳头伸长率何时达到对应于针对乳房护罩中特定压力的空乳房的预定阈值，检测乳房何时被排空。例如，可以在先前的乳汁提取过程中确定针对对应于针对乳房护罩中的特定压力的、空的乳房的乳头伸长率的预定阈值。

为了从乳房提取乳汁，需要触发MER。在吸吮和释放的一些循环中可以不存在MER。如果不存在MER，则将不会将乳汁从乳腺泡输送到乳头，而只会将已经输送到乳头的乳汁(例如，在乳房的导管和囊中的乳汁)从乳房中提取出来。如果针对一段时间不存在MER，则无法从乳房中提取乳汁(即，在导管和囊中没有剩余乳汁)，没有乳汁流动，并且乳房的空度没有变化。如果没有从乳房中提取乳汁，则在随后的交替增压和减压循环中，针对施加到乳头的相等的吸吮(即，在乳房护罩中的特定压力)，乳头伸长率不会改变。这允许通过使用乳头伸长率测量单元来确定是否存在MER，在乳房不为空的情况下，乳头伸长率测量单元用于在随后的交替增压和减压循环中，针对施加到乳头的相等的吸吮，确定乳头伸长率是否变化。例如，当乳头伸长率低于对应于针对在乳房护罩中的特定压力的空乳房的乳头伸长率的阈值时，或者在当前乳汁提取过程的持续时间具有确保乳房不为空的长度时(例如，在当前乳汁提取过程的持续时间低于预定持续时间阈值时，例如低于3分钟、诸如低于2分钟或者低于1分钟)，可以确定乳房不为空。例如，预定持续时间阈值可以通过测量直到乳房为空为止的相应持续时间，从先前的乳汁提取过程中被确定。

可以测量交替增压和减压的数个周期的乳头伸长率，以便学习随时间变化的乳头伸长率。当在乳房护罩中提供最大减压、并且在乳头上的吸力变得最大时，在增压和减压的周期中。乳头伸长率最大。最大减压应该被理解为在(例如，由压力源(诸如真空泵)生成的)交替的增压和减压的相应循环中，在乳房护罩中提供的最大减压。在交替增压和减压循环的全部循环或至少一些循环中，可以在乳房护罩中提供相同的最大减压，这允许使用最大减压作为在乳房护罩中的特定压力，用于比较不同循环的乳头伸长率，即可以针对在循环中的所有循环或至少一些循环，针对施加到乳头的最大吸吮，比较乳头伸长率。使用非常低的减压(例如，压力值显著低于1bar)，随着乳头伸长率的增加，可以增加伸长率测量的准确性。针对比较乳头伸长率，使用高的减压(例如，压力值仅略低于1bar)可以降低用户的乳头的磨损，并且可以使用户更舒适。

如果乳房是空的(即，在乳房中没有剩余可提取的乳汁)，则针对在乳房护罩中的特定压力，乳头伸长率达到用于乳汁提取过程的最大值。当乳头伸长率达到对应于针对在乳房护罩中的特定压力的空乳房的预定阈值时，或者当针对乳房护罩中的特定压力，乳头伸长率最大、并且在随后的增压和降压的循环之间持续预定的循环次数或预定的时间而不再变化时，可以检测对应于空乳房的乳房空度(例如，乳房空度100％)。循环次数或预定时间必须足够大，以便确保由于缺少MER，在该时间段内在乳房中没有剩余的乳汁，该乳房可能无法被提取乳汁。备选地，当针对在乳房护罩中的特定压力，乳头伸长率最大、并且在随后的检测到MER存在的增压和减压的两个循环之间没有变化时，可以检测到对应于空乳房的乳房空度。

例如，可以基于先前的乳汁提取过程，(例如，通过测量在先前乳汁提取过程中提取的乳汁量)，估计对应于满乳房的、在乳汁提取过程的开始处的乳汁量。例如，可以基于比较针对在乳房护罩中的特定压力的、当前测量的乳头伸长率，与在乳汁提取过程结束时预期的、针对在乳房护罩中的特定压力的最大乳头伸长率(即，针对空乳房的针对在乳房护罩中的特定压力，最大乳头伸长率)，估计乳房空度。在乳汁提取过程结束时预期的、针对在乳房护罩中的特定压力的、最大乳头伸长率，可以基于在先前的乳汁提取过程结束时的、针对在乳房护罩中的特定压力的、测量的乳头伸长率。例如，通过测量提取的乳汁量，在先前的乳汁提取过程中测量的、针对在乳房护罩中的特定压力的乳头伸长率，还可以与在乳汁提取过程期间从乳房提取的乳汁的比例相关联。备选地，基于乳房空度估计函数，可以估计乳房空度，乳房空度估计函数使用乳头伸长率和在乳房护罩中的特定压力作为输入参数，并且乳房空度估计函数提供乳房空度作为输出参数。例如，基于在先前的乳汁提取过程期间收集的训练数据，并且使用(例如)机器学习、回归分析或用于基于训练数据导出系数的任何其它方法，可以确定乳房空度估计函数的系数。

由于乳房状态确定单元可以被配置为，基于用户的乳房的乳头伸长率，来估计用户的乳房的乳房空度，并且乳头伸长率测量单元被配置为，在乳汁提取过程期间，针对在乳房护罩中的特定压力，测量乳头伸长率，因此在乳汁提取过程期间可以估计乳房空度。这允许在达到预定的乳房空度时，结束乳汁提取过程，并且允许在乳房不为空时，降低由于过早结束乳汁提取过程而导致的乳腺炎的风险。

乳房状态确定单元可以被配置为，根据用户的乳房的确定的状态，调整乳房护罩设置。乳房护罩设置可以包括针对在乳房护罩中的压力的值、施加到乳房护罩的压力的值、和/或针对乳汁提取过程的其它参数(诸如蠕动的频率和/或强度，和/或在乳房护罩处的可收缩膜的按摩动作)的值。这允许调整乳汁提取过程的参数，以便改善乳汁的提取，例如，当检测到MER缺失时，通过调整用于刺激MER的乳房护罩设置，当检测到MER存在时，通过调整用于从乳房提取乳汁的乳房护罩设置，或者当所估计的乳房空度指示乳房为空时，通过调整用于停止提取乳汁的乳房护罩设置。例如，用于刺激MER的乳房护罩设置可以是，施加具有高频率、高减压的增压和减压的交替循环，使得低吸力被施加到乳头和/或使得可收缩膜的按摩动作作用到乳房上。例如，用于从乳房提取乳汁的乳房护罩设置可以是，施加具有低频率、低减压的增压和减压的交替循环，使得高吸力被施加到乳头和/或使得可收缩膜的蠕动动作作用在乳房上。例如，乳房护罩设置可以被传输到外部设备，诸如与乳房状态确定设备连接的吸乳器的压力源，以便控制由压力源施加到乳房护罩的压力。例如，乳房护罩设置可以被使用，以控制压力源(诸如，吸乳器的压力源)的压力生成设置。

乳房状态确定设备可以包括控制单元。控制单元可以是乳头伸长率测量单元或乳房状态确定单元的一部分。控制单元可以被配置为控制乳房状态确定设备的单元。控制单元可以包括用于处理数据的处理器。控制单元可以包括用于允许用户交互的用户接口。备选地，控制单元可以被连接到用户接口。用户接口可以被配置为，接收用户输入(例如，乳头伸长率的预定阈值、或者用户的乳房的乳房空度的预定阈值的选择或调整)，并且用户接口可以被配置为，基于用户输入生成控制信号。控制单元可以被配置为，将控制信号传输到乳房状态确定设备的单元，以便控制乳房状态确定设备的单元。

当用户的乳房被容纳在乳房护罩中时，控制单元可以被配置为，激活乳头伸长率测量单元。备选地或附加地，控制单元可以被配置为，当接收到由用户接口提供的控制信号时，激活乳头伸长率测量单元。控制单元可以被配置为，当用户的乳房从乳房护罩被移除时，去激活乳房状态确定设备。备选地或附加地，控制单元可以被配置为，当接收到(例如，由用户接口提供的)用于去激活乳房状态确定设备时，去激活乳房状态确定设备。控制单元允许控制乳房状态确定设备。

乳房状态确定设备可以包括乳房状态指示单元，乳房状态指示单元被配置为，向用户指示用户的乳房的所确定的状态。乳房状态指示单元可以包括：视觉指示单元、音频指示单元、自动关断单元、任何其它乳房状态指示单元(诸如触觉指示单元)、或者视觉指示单元、音频指示单元、自动关闭单元或任何其它乳房状态指示单元的任何组合。

例如，视觉指示单元可以是：计量表、灯光单元或显示器，被配置为，示出表示用户的乳房的所确定的状态(例如，乳房空度)的计量。视觉指示单元可以被配置为，可视地指示用户的乳房的所确定的状态(例如乳房空度、所检测的MER的存在或所检测的MER的不存在)。

例如，音频指示单元可以是警报器，警报器被配置为，当乳房空度达到预定阈值时(例如，当乳房为空时、或者当例如30％量的乳汁或30ml的乳汁被剩余在乳房中时)，针对用户的乳房的所确定的特定状态生成声音。这允许向用户指示当前所确定的状态(例如，所估计的乳房空度)，以使用户可以决定何时结束乳汁提取过程，(例如，如果用户希望在乳汁提取过程之后不久将剩余的乳汁留给随后的哺乳)。例如，乳房状态指示单元可以被提供有，用于设置乳房空度的预定阈值的控制信号，以便允许控制何时由乳房状态指示单元提供乳房空度的指示。

自动关断单元可以被配置为，当用户的乳房的预定状态被确定时(例如，当用户的乳房为空时、或者当乳房空度达到预定阈值时)，自动地结束乳汁提取过程。自动关断单元可以被配置为，生成控制信号，控制信号用于关断连接到乳房护罩的压力源(诸如，真空泵)，以便当用户的乳房的预定的状态被确定时(例如，当用户的乳房为空时、或者当乳房空度达到预定阈值时)，自动地结束乳汁提取过程。乳房状态指示单元可以被连接到控制单元。控制单元可以被配置为执行自动关断单元的功能。

乳房状态指示单元可以被配置为，当用户的乳房为空时，向用户指示。这允许向用户指示用户何时可以结束乳汁提取过程。

乳头伸长率测量单元可以被配置为(例如，经由诸如吸盘的附接单元、或者经由将乳头伸长率测量单元或乳头伸长率测量单元的一部分合并到乳房护罩中)，被布置在用户的乳房处。乳头伸长率测量单元可以备选地被布置在用户的乳房附近，以便测量用户的乳房的乳头伸长率。乳头伸长率测量单元可以被布置在乳房护罩中、或者被布置在乳房护罩上，诸如：在乳房护罩材料的内侧上、在乳房护罩容纳用户的乳房时与用户的乳房皮肤接触的乳房护罩的内侧上、或者在与内侧相对的乳房护罩的外侧上。

乳头伸长率测量单元可以被配置为，基于间接测量，在乳汁提取过程期间，针对在乳房护罩中的特定压力，测量在乳房护罩中容纳的乳房的乳头伸长率。间接测量是在乳头和乳头伸长测量单元之间没有物理接触的测量。这允许避免当乳头伸长率测量单元与乳头物理接触时可能发生的，在乳房护罩的固体表面与乳头伸长率测量单元之间的摩擦。此外，这允许更舒适地使用乳房状态确定设备，并且改善用户体验。例如，间接测量可以通过使用相机、距离传感器或用于测量乳头伸长率的压力估计单元来执行。

乳头伸长率测量单元可以包括相机、距离传感器、压力估计单元、乳头形状测量单元或他们的任何组合。

相机被配置为，在乳汁提取过程期间，记录用户的乳房的乳头的图像。备选地，乳头伸长率测量单元可以被连接到外部相机(诸如移动电话的相机)，外部相机被配置为，在乳汁提取过程期间记录用户的乳房的乳头的图像，并且将所记录的图像提供给乳头伸长率测量单元。如果乳头伸长率测量单元包括相机、或者被连接到相机，并且相机被布置为使得乳房护罩处于在相机与乳房的乳头之间的视场中，则乳房护罩对于从乳房的乳头到相机的光承载图像信息是半透明的。基于在乳汁提取过程期间记录的图像，相机允许估计针对在乳房护罩中的特定压力的乳头伸长率。

距离传感器可以被布置为，与用户的乳房的乳头的尖端相对，并且在乳汁提取过程期间，与乳头伸长的方向轴向对齐。距离传感器可以是光学距离传感器、声学距离传感器或任何其它类型的距离传感器。例如，距离传感器可以是接近传感器(诸如雷达、声呐或超声波传感器)。距离传感器可以被配置为，在乳汁提取过程期间，测量在距离传感器与用户的乳房的乳头的尖端之间的距离。例如，距离传感器可以被配置为，基于电磁场的变化或信号的飞行时间测量，在乳汁提取过程期间，测量在距离传感器与用户的乳房的乳头的尖端之间的距离。距离传感器可以被配置为，在乳汁提取过程期间，测量信号(诸如，超声波信号或红外信号)在距离传感器与用户的乳房的乳头的尖端之间的飞行时间。距离传感器允许在乳汁提取过程期间，基于在距离传感器与用户的乳房的乳头的尖端之间的距离，估计针对在乳房护罩中的特定压力的乳头伸长率。例如，在乳汁提取过程期间，基于电磁场的变化、或者基于飞行时间测量，可以在乳汁提取过程期间，测量在距离传感器与用户的乳房的乳头的尖端之间的距离。

压力估计单元可以包括一个或多个压力传感器。压力估计单元可以被配置为，测量在乳房护罩中的特定压力。例如，如果(例如，由压力源(诸如，真空泵))施加到乳房护罩的压力是未知的，则这允许测量在乳房护罩中的特定压力。压力估计单元还可以被配置为测量在乳房护罩的外侧的压力。这允许测量施加到乳房护罩的压力，和/或乳房护罩的周围环境的压力。例如，可以使用相机、距离传感器、乳头形状测量单元、或者它们的任何组合，来针对施加到乳房护罩的未知的压力，测量乳头伸长率，并且可以通过压力估计单元，测量在乳房护罩中的压力。这允许根据乳房护罩中的特定压力，针对施加到乳房护罩的未知的压力，测量乳头伸长率。

备选地或附加地，压力估计单元可以被配置为，在乳汁提取过程期间，估计在其中容纳了用户的乳房的乳房护罩内的压力的下降。压力的下降取决于在乳房与乳房护罩之间形成的体积。例如，可以由乳头隧道提供该体积。在乳房与乳房护罩之间的体积随着乳头的伸长而减小。基于在乳房与乳房护罩之间的体积的变化，压力估计单元允许针对乳房护罩中的特定压力估计乳头伸长率。

备选地或附加地，压力估计单元可以被配置为，检测乳房是否被正确地容纳在乳房护罩中。压力估计单元可以被配置为，将在乳房护罩中测量的压力与(例如，通过压力源(诸如真空泵))施加到乳房护罩的压力进行比较。基于在所测量的压力与所施加的压力的差异，压力估计单元可以确定乳房是否被正确地容纳在乳房护罩中，即乳房护罩是否被正确地定位在乳房上。这允许向用户指示是否应该在乳房上重新布置乳房护罩，以便确保乳房状态确定设备的正确操作。

针对施加到乳房护罩的预定的压力，如果乳头伸长率测量单元使用相机、距离传感器、乳头形状测量单元、或它们的任何组合来测量乳头伸长率，则例如由于在乳房护罩中的变化的体积(即，在乳房与乳房护罩之间的变化的体积)，可以通过乳头伸长率和在乳房护罩中的乳汁的存在影响乳房护罩中的压力。由压力估计单元测量的压力可以被用于校正在乳房护罩中变化的体积。备选地，变化的体积对压力源(例如，真空泵)的泵送动作的影响可以被用于校正在乳房护罩中的变化的体积。由于在乳房护罩中的体积随着伸长率的增加而减小，需要由压力源(诸如，真空泵)从乳房护罩中提取的体积被减小，以便达到预定的压力。例如，这可以通过测量达到施加到乳房护罩的最大减压的持续时间来检测。

乳头形状测量单元可以被配置为，在乳汁提取过程期间，测量用户的乳房的乳头的形状。乳头伸长率取决于乳头的形状(即，当乳头伸长时，乳头的形状也会变化)。基于在乳汁提取过程期间，针对在乳房护罩中的特定压力的乳头的形状变化，乳头形状测量单元允许估计针对在乳房护罩中的特定压力的乳头伸长率。乳头形状测量单元可以包括可收缩膜和膜形状测量单元。可收缩膜包括、或形成至少一个开口，以便允许从乳房提取的乳汁通过。可收缩膜和膜形状测量单元可以被配置为，在乳汁提取过程期间，针对在乳房护罩中的特定压力，测量乳头伸长率。可收缩膜可以被布置在乳房护罩处，并且可以被配置为与乳房被容纳在乳房护罩中时的乳房形状相符。此外，可收缩膜可以被配置为，在乳汁提取过程期间，提供与用户的乳房的形状相符的可收缩膜的形状。可收缩膜可以包括可逆变形的材料。

可收缩膜可以被配置为，当乳房被容纳在乳房护罩中时，从未延伸状态延伸到延伸状态。可收缩膜可以被配置为在未延伸状态下覆盖小于空乳房的表面积的区域，并且在延伸状态下与乳房的形状相符。当从乳房提取乳汁、并且乳房的尺寸和表面积减小时，可收缩膜可以被配置为，在乳汁提取过程期间，通过减小由可收缩膜覆盖的面积，而与乳房的形状相符。膜形状测量单元可以被配置为，在乳汁提取过程期间，测量可收缩膜的形状，以便针对在乳房护罩中的特定压力，测量乳头伸长率。

备选地，可收缩膜还可以被配置为，以一定程度在乳头和/或乳房上按压，以便在乳头和/或乳房上执行蠕动动作或按摩动作，用于刺激MER和/或支持从乳头提取乳汁。蠕动动作支持从乳头提取乳汁，并且按摩动作刺激MER。例如，这样的可收缩膜在WO 2010/109398A1中被公开，其通过引用并入本文。膜形状测量单元可以被配置为，校正由在乳头和/或乳房上的压力引起的附加变形，以便针对在乳房护罩中的特定压力，测量乳头伸长率。备选地，膜形状测量单元还可以被配置为，使用在乳头和/或乳房上的按压，以获取关于乳头和/或乳房的刚度的信息。这可以被用于改善乳头伸长率的测量。

备选地，乳房状态确定设备可以被配置为，通过在乳房护罩中提供以交替的增压和减压循环提供的、以基线吸吮形式增压，来确保在整个乳汁提取过程期间，可收缩膜与乳房的形状相符。然后，可收缩膜可以与乳房和乳头连续接触。膜形状测量单元可以被配置为，当可收缩膜不被用于蠕动动作或按摩动作时(例如，在以基线吸吮形式增压期间)，测量乳头的形状。

膜形状测量单元可以包括，被布置在可收缩膜上的应变传感器，用于测量应变。膜形状测量单元可以被配置为，基于在应变传感器处的应变测量，测量可收缩膜的形状。例如，应变测量允许导出可收缩膜的局部曲率，可收缩膜的局部曲率可以被用于测量可收缩膜的形状。膜形状测量单元可以被配置为，测量与乳头物理接触的可收缩膜的部分的局部曲率，以便针对在乳房护罩中的特定压力，测量乳头伸长率。备选地或附加地，膜形状测量单元可以包括加速度计，用于估计可收缩膜的形状。乳房的形状和乳头的形状取决于乳房空度。由于可收缩膜的形状与乳房的形状相符，因此可收缩膜的形状也取决于乳房的空度。乳头形状测量单元允许基于所测量的乳头的形状的变化，针对在乳房护罩中的特定压力，测量乳头伸长率。

膜形状测量单元还可以被配置为，在乳汁提取过程期间，测量乳房的形状，以便改善乳房空度的估计。膜形状测量单元可以被配置为，使用可收缩膜的所估计的形状，以便测量乳房的形状。乳房的形状取决于乳房空度。由于可以提供附加的信息，以用于估计用户的乳房的乳房空度，因此这允许改善乳房空度的估计。例如，乳房的形状可以是乳房空度估计函数的附加输入参数，或者乳房的形状连同乳头伸长率以及在乳房护罩中的特定压力，可以与乳房空度相关联。

乳头形状测量单元可以允许测量乳房的形状和乳头的形状。所测量的乳房的形状可以被用于改善乳房空度的估计，并且所测量的乳头的形状可以被用于针对在乳房护罩中的特定压力，测量乳头伸长率。可收缩膜和膜形状测量单元可以被用于测量乳房的形状和乳头的形状两者、或者仅测量乳房的形状和乳头的形状中的一个形状。如果乳头形状测量单元被配置为仅测量乳房的形状，则乳头伸长率测量单元必须包括附加单元，用于在乳汁提取过程期间，测量乳头伸长率(例如，相机、距离传感器、压力估计单元、或者被配置为测量乳头的形状的乳头形状测量单元)，以便在乳汁提取过程期间，针对在乳房护罩中的特定压力，测量乳头伸长率。

乳房状态确定单元可以被配置为，被布置在用户的乳房处(例如，经由诸如吸盘的附接单元、或者经由将乳房状态确定单元或乳房状态确定单元的部分合并到乳房护罩中)。备选地，乳房状态确定单元还可以被布置在服务器、计算机、移动电话或其它外部网络设备上。乳房状态确定单元被配置为，从乳头伸长率测量单元，接收针对在乳房护罩中的特定压力，所测量的用户的乳房的乳头伸长率。乳房状态确定单元可以被连接到乳头伸长率测量单元。连接可以是基于有线的连接、或者可以是无线的连接。这允许将针对在乳房护罩中的特定压力所测量的用户的乳房的乳头伸长率，从乳头伸长率测量单元提供给乳房状态确定单元，以便确定用户的乳房的状态。

乳房状态确定单元可以包括存储器。存储器可以是控制单元的一部分。备选地，乳房状态确定单元可以被连接到存储器。根据乳头伸长率和在乳房护罩中的特定压力，存储器可以存储至少一个乳房空度值。备选地或附加地，存储器可以存储乳房空度估计函数，其中乳头伸长率和在乳房护罩中的特定压力被作为输入，并且乳房空度被作为输出。在先前的乳汁提取过程中，可以记录取决于乳头伸长率和在乳房护罩中的特定压力的至少一个乳房空度值，以便在随后的乳汁提取过程中使用至少一个乳房空度值，和/或将至少一个乳房空度值作为训练数据。例如，基于在先前的乳汁提取过程期间收集的训练数据，并且使用例如机器学习、回归分析或基于训练数据的用于导出系数的任何其它方法，可以确定用于乳房空度估计函数的系数。

乳房护罩具有允许容纳用户的乳房的形状。例如，乳房护罩可以是漏斗形的。乳房护罩可以由诸如聚氨酯或硅胶的弹性材料制成。这允许更好地贴合用户的乳房，并且更舒适。乳房护罩可以包括乳头隧道。乳头隧道可以被配置为容纳用户的乳房的乳头。乳头隧道允许更准确地测量乳头伸长率，并且改善乳汁提取。

乳房状态确定设备可以包括电源。电源可以被配置为，向乳头伸长率测量单元、乳房状态确定单元、控制单元、乳房状态指示单元或它们的任何组合提供电力。例如，电源可以是电池。这允许乳房状态确定设备的移动使用。

在本发明的另一方面中，提出了吸乳器。吸乳器包括根据权利要求1至6中任一项、或根据乳房状态确定设备的任何实施例所述的乳房状态确定设备和压力源。压力源与乳房护罩导气连接，并且被配置为，在乳房护罩中生成交替的增压和减压循环，以从用户的乳房提取乳汁。

压力源可以是手动操作的泵或自动压力源(诸如电动真空泵)。这允许从用户的乳房提取乳汁。

压力源可以被配置为执行哺乳模式，以便刺激用户的乳房的MER，和/或从乳房提取乳汁。哺乳模式优选地是周期性的。压力源可以被配置为，在乳房护罩中生成交替的增压和减压循环，使得在用户的乳房的乳头上的吸力和释放力在乳房护罩中交替。

吸乳器可以包括吸乳器控制单元。吸乳器控制单元可以被配置为控制吸乳器。吸乳器控制单元可以被配置为控制压力源、乳房状态确定设备、或者压力源和乳房状态确定设备。备选地，乳房状态确定设备的控制单元可以被配置为控制压力源。吸乳器控制单元可以包括用于用户交互的用户接口。这允许经由吸乳器控制单元集中控制吸乳器的所有部件。

吸乳器控制单元可以被配置为，使乳头伸长率的采样时刻与由压力源生成的在乳房护罩中的特定压力同步。例如，特定压力可以是相应的在交替的增压和减压循环中的、在乳房护罩中提供的最大减压。备选地或附加地，乳头伸长率测量单元可以被配置为使乳头伸长率的采样时刻与由压力源生成的、在乳房护罩中的特定压力同步。

针对乳房护罩中的特定压力，可以测量乳头伸长率，并且可以比较在所测量的相应的交替的增压和减压循环之间的伸长率，这是因为随着在乳房护罩中的交替的增压和减压循环，乳头伸长率是周期性的。在通过压力源在乳房护罩中生成最大压力的时刻，乳头伸长率具有局部最大值。这允许测量乳头伸长率的最大值，并且比较该最大值。测量乳头伸长率的最大值(即，在将被比较的交替的升压和减压循环中，使用与特定压力相同压力作为最大减压)，可以改善准确度。此外，在存在乳汁流动的乳汁提取过程期间的每个随后的循环中，随着从乳房中提取乳汁，最大乳头伸长率增加，并且乳头伸长率取决于乳房空度和在乳房护罩中的压力。当乳房为空时，针对在乳房护罩中的特定压力，乳头伸长率达到全局最大值。通过针对在乳房护罩中的特定压力来找到乳头伸长率的全局最大值，这允许估计乳房何时为空。

基于针对在乳房护罩中的特定压力的乳头伸长率的局部最大值，乳房状态确定单元可以被配置为确定乳房的状态(例如，估计乳房空度)。乳房状态确定单元可以被配置为如果满足预定条件(例如，如果针对在乳房护罩中的特定压力，乳头伸长率达到预定阈值；如果在两个连续循环之间的、在乳头伸长率的最大值中的变化低于预定阈值预定数目的循环、或预定的时间量)，则生成乳房状态信号(例如，指示用户的乳房为空的乳房空度状态信号)。乳房状态确定单元可以被配置为，将乳房状态信号(例如，乳房空度状态信号)提供给乳房状态指示单元。乳房状态指示单元可以被配置为，基于乳房状态信号，向用户指示所确定的状态(例如，乳房空度)。备选地或附加地，乳房状态确定单元可以被配置为，将乳房状态信号(例如乳房空度状态信号)提供给吸乳器控制单元。吸乳器控制单元可以被配置为，如果乳房状态信号(例如，乳房空度状态信号)指示用户的乳房为空，则将控制信号提供给压力源，以结束乳汁提取过程，或者吸乳器控制单元可以被配置为，根据乳房状态信号(例如，由压力源生成的交替的增压和减压循环的增加或减小的频率和/或压力)来调节压力源的压力生成设置。乳房状态信号可以包括用于控制压力生成设置的经调整的乳房护罩设置。

备选地或附加地，吸乳器控制单元可以被配置为，利用比由压力源生成的、在乳房护罩中的交替的增压和减压循环的频率高至少3倍的采样率，提供乳头伸长率的采样。备选地或附加地，乳头伸长率测量单元可以被配置为，提供乳头伸长率的采样，该采样具有比由压力源生成的、在乳房护罩中的交替的增压和减压循环的频率高至少3倍的采样率。乳头伸长率测量单元可以被配置为(例如，通过插值所测量的样本值)，针对交替的增压和减压的每个循环的、在乳房护罩中的特定压力，估计乳头伸长率。例如，如果在乳房护罩中的特定压力是在相应的循环中的最大减压，则所测量的乳头伸长率可以是局部最大值。乳头伸长率测量单元可以被配置为，将所测量的乳头伸长率(例如，乳头伸长率的局部最大值)提供给乳房状态确定单元。乳房状态确定单元可以被配置为，(例如，基于乳头伸长率的局部最大值)确定用户的乳房的状态(例如，以便估计乳房空度)。

吸乳器可以被配置为，使用经调整的用于测量乳头伸长率的压力生成设置，以便执行乳头伸长率的采样。例如，基于乳房护罩设置，压力生成设置可以被控制。例如，在乳汁提取过程期间与正常操作相比，吸乳器可以被配置为在最大减压处使用更长的持续时间，或者在乳汁提取过程期间与正常操作相比，吸乳器可以被配置为在更低的最大减压处使用更长的持续时间。如果最大减压被用作特定压力，则这允许针对在乳房护罩中的特定压力，更准确地测量乳头伸长率。在乳汁抽取阶段期间的正常操作中，针对存在于乳房护罩中的吸吮的减压例如在-50mbar至-500mbar之间，持续时间在10ms至5000ms之间。通常，在乳房护罩中存在的、用于吸吮的最大减压(例如，在乳房护罩中的特定压力)持续时间在1ms至500ms之间。

吸乳器可以被配置为执行校准测量，以便针对在用户的乳房为空时发生的、在乳房护罩中的特定压力，估计最大乳头伸长率。吸乳器可以被配置为执行校准测量，其中持续一定时间地(例如，持续30分钟、25分钟、20分钟或15分钟)从乳房提取乳汁，确保乳房为空。备选地或附加地，吸乳器可以被配置为使用一个或多个先前的乳汁提取过程，作为校准测量。校准测量的针对在乳房护罩中的特定压力的、乳头伸长率的全局最大值，或多个校准测量可以被用作针对随后乳汁提取过程的测量值，以便估计何时乳房为空。这允许更准确地估计乳房空度。

备选地或附加地，乳房空度单元可以被配置为基于校准测量(例如，通过测量在一个或多个先前的乳汁提取过程中所提取的乳汁量，并且在随后的乳汁提取过程开始时，使用所测量的所提取的乳汁量，作为针对在用户的乳房中的乳汁量的估计值)，在乳汁提取过程开始时，估计在用户的乳房中的乳汁量。例如，在乳汁提取过程开始时，在用户的乳房中的乳汁量的估计还可以被乘以校正因数，校正因数用于根据乳汁提取过程的历史记录，增加或减少在用户的乳房中的所估计的乳汁量。例如，如果乳汁提取过程历史记录示出，针对每个随后的乳汁提取过程的、乳汁量的减少或增加，则校正因数可以被用于，在随后的乳汁提取过程开始时减少或增加在用户的乳房中的所估计的乳汁量。在乳汁提取过程开始时估计在用户的乳房中的乳汁量，允许在乳汁提取过程期间指示乳房空度。针对在乳房护罩中的特定压力，乳头伸长率可以与在乳房中剩余的当前乳汁量相关联，以便允许在乳汁提取过程期间指示乳房空度。

吸乳器可以包括乳房单元和基础单元。乳房单元可以包括乳房护罩。此外，乳房单元可以包括乳房状态确定设备，或乳房状态确定设备的部分。乳房单元可以被配置为被布置在用户的乳房处。基础单元可以包括压力源、电源或者压力源和电源。电源被配置为提供电力。乳房单元和基础单元可以经由连接线连接。连接线可以包括导气管、电源线、光学连接或它们的任何组合。

电源线可以是从吸乳器的基础单元连接到乳房单元的电源线，以便向乳房单元提供电力。备选地或附加地，乳房单元可以由乳房状态确定设备的电源提供电力。

乳房单元可以包括用于存储提取的乳汁的容器。乳房单元可以包括乳房护罩连接器，用于将乳房护罩与容器连接。

乳房状态确定设备可以被连接到任何合适的吸乳器，或者可以是任何合适的吸乳器的部分。

在本发明的额外方面中，提出了针对在乳汁提取过程期间施加到乳头的特定吸力的、用户的乳房的乳头伸长率的测量的用途。通过向乳头提供特定压力，生成施加到乳头的特定吸力。该测量被用于确定用户的乳房的状态。所确定的用户的乳房的状态可以是用户的乳房的所估计的乳房空度、所检测的MER的存在或不存在、或者用户的乳房的所估计的乳房空度和所检测的用户的乳房的MER的存在或不存在。

在本发明的又一方面中，提出了根据权利要求7或吸乳器的任何实施例所述的用于操作吸乳器的方法。该方法包括以下步骤：

-在乳房护罩中生成交替的增压和减压循环，以从用户的乳房提取乳汁，

-在乳房提取阶段期间，针对在乳房护罩中的特定压力，测量容纳在乳房护罩中的乳房的乳头伸长率，并且

-基于用户的乳房的乳头伸长率，确定用户的乳房的状态。用户的乳房的所确定的状态可以是用户的乳房的所估计的乳房空度、所检测的MER的存在或不存在、或者用户的乳房的所估计的乳房空度和所检测的用户的乳房的MER的存在或不存在。

该方法可以是非治疗方法。该非治疗方法允许增加由吸乳器提取的乳汁，这是因为例如一旦乳房为空，相应的乳汁提取过程可以结束，并且可以在不过渡拖延的情况下，在新的乳汁提取过程中从另一个乳房提取乳汁。例如，非治疗方法可以被用于在奶牛养殖场中操作吸乳器，以通过确定从中提取牛奶的乳房为空、并且吸乳器可以被施加到(例如，另一头母牛的)下一个乳房的时间点，来增加从奶牛提取的牛奶。这允许减少吸乳器试图从已经排空的乳房提取乳汁的时间。

该方法可以包括以下步骤：

-指示用户的乳房的所确定的状态。

备选地或附加地，该方法可以包括以下步骤：

-指示用户的乳房何时为空。

该方法可以包括以下步骤：

-测量在乳房护罩中的压力，以便确定何时在乳房护罩中提供特定压力。

该方法可以包括以下步骤：

-在乳汁提取过程期间，记录用户的乳房的乳头的图像。基于记录的图像，在乳汁提取过程期间，针对在乳房护罩中的特定压力，测量用户的乳房的乳头伸长率。

备选地或附加地，该方法可以包括以下步骤：

-测量在用户的乳房的乳头的尖端与固定点之间的距离，固定点被布置为与尖端相对，并且固定点被布置为在乳汁提取过程期间，与乳头伸长的方向轴向地对齐。基于在乳汁提取过程期间测量的、在乳头的尖端与固定点之间的距离，在乳汁提取过程期间，针对在乳房护罩中的特定压力，测量用户的乳房的乳头伸长率。例如，可以在乳汁提取过程期间，基于电磁场的变化、或基于信号(诸如，超声波信号或红外信号)的飞行时间来测量距离。

备选地或附加地，该方法可以包括以下步骤：

-估计在乳房护罩内的压降，在乳汁提取过程期间，用户的乳房被容纳在乳房护罩中。基于在乳房护罩内的所估计的压降，在乳汁提取过程期间，针对在乳房护罩中的特定压力，测量用户的乳房的乳头伸长率。

备选地或附加地，该方法可以包括以下步骤：

-在乳汁提取过程期间，测量乳头的形状。基于在乳汁提取过程期间，针对在乳房护罩中的特定压力所测量的乳头的形状，在乳汁提取过程期间，针对在乳房护罩中的特定压力，测量用户的乳房的乳头伸长率。例如，可以通过在乳汁提取过程期间，测量与乳房的形状相符的可收缩膜的形状，来执行乳头的形状的测量。例如，通过在乳汁提取过程期间，测量在可收缩膜上的各个位置处的应变，并且导出与乳头物理接触的可收缩膜的部分的局部曲率，可以测量可收缩膜的形状，以便在乳汁提取过程期间，测量针对在乳房护罩中的特定压力的乳头伸长率。基于局部曲率，在乳汁提取过程期间，可以测量可收缩膜的形状。从可收缩膜的形状，可以导出乳头的形状，乳头的形状可以被用于在乳汁提取过程期间，针对在乳房护罩中的特定压力，测量乳头伸长率。备选地或附加地，基于由用于估计可收缩膜的形状的加速度计所执行的测量，在乳汁提取过程期间，可以执行乳头的形状的测量。

该方法可以包括以下步骤：

-在乳汁提取过程期间测量乳房的形状，以便改善乳房空度的估计。例如，通过在乳汁提取过程期间，测量包围乳房、并且与乳房的形状相符的、可收缩膜的形状，可以执行乳房的形状的测量。例如，通过测量在可收缩膜上的各个位置处的应变，并且在这些位置处导出可收缩膜的局部曲率，可以测量形状。基于局部曲率，在乳汁提取过程期间，可以测量可收缩膜的形状。可收缩膜的形状可以被用于提供附加的信息，用于估计用户的乳房的乳房空度。

在本发明的额外方面中，提出了根据权利要求7或吸乳器的任何实施例所述的用于操作吸乳器的计算机程序。计算机程序包括程序代码装置，当计算机程序在处理器上运行时，程序代码装置用于使处理器执行根据权利要求9或在该方法的任何实施例中所定义的方法。

在额外的方面中，提出了已经存储了根据权利要求12所述的计算机程序的计算机可读介质。备选地或附加地，计算机可读介质可以存储有根据计算机程序的任何实施例的计算机程序。

应当理解的是(特别是根据从属权利要求所定义的)，根据权利要求1所述的乳房状态确定设备、根据权利要求7所述的吸乳器、根据权利要求9所述的方法、根据权利要求12所述的计算机程序，以及根据权利要求13所述的计算机可读介质，具有相似和/或相同的优选的实施例。

应当理解的是，本发明的优选的实施例也可以是从属权利要求或上述实施例与各自的独立权利要求的任何组合。

参考下文描述的实施例，本发明的这些方面和其它方面将变得显而易见，并得到阐明。

附图说明

在以下附图中：

图1示意性地、并且示例性地示出了在吸乳器的第一实施例中的乳房状态确定设备的第一实施例；

图2A示意性地、并且示例性地示出了乳房状态确定设备的乳房护罩，具有被布置在乳房护罩中的乳房，以及在乳汁提取过程开始时，针对在乳房护罩中的特定压力，乳头的最小伸长率；

图2B示出了在乳汁提取过程中，针对在乳房护罩中的特定压力，乳头的中间伸长率；

图2C示出了在乳汁提取过程结束时，针对在乳房护罩中的特定压力的最大乳头伸长率；

图2D示意性地、并且示例性地示出了在乳汁提取过程期间，乳头随时间推移的伸长率；

图3示意性地、并且示例性地示出了在吸乳器的第二实施例中的乳房状态确定设备的第二实施例；

图4示意性地、并且示例性地示出了在吸乳器的第三实施例中的乳房状态确定设备的第三实施例；

图5示意性地、并且示例性地示出了在吸乳器的第四实施例中的乳房状态确定设备的第四实施例；

图6示意性地、并且示例性地示出了在吸乳器的第五实施例中的乳房状态确定设备的第五实施例；

图7示出了用于操作吸乳器的方法的实施例。

具体实施方式

图1示意性地、并且示例性地示出了在吸乳器100的第一示例中的乳房状态确定设备10的第一实施例。乳房状态确定设备10可以被用于估计乳房空度(即，在用户14的乳房12中的剩余乳汁量)。在其它实施例中，乳房状态确定设备可以被配置为，检测MER的存在或不存在，或者被配置为估计乳房空度并且被配置为检测MER的存在或不存在。吸乳器100可以被用于从用户14的乳房12提取乳汁。吸乳器100包括乳房单元110和基础单元120。乳房单元110和基础单元120经由连接线130连接。乳房单元110包括乳房状态确定设备10，并且可以被布置在用户14的乳房12处。

乳房状态确定设备10包括乳房护罩16、在相机18形式中的乳头伸长率测量单元17、包括乳房空度估计单元21的乳房状态确定单元20，以及在警报器22形式中的乳房状态指示单元。例如，在其它实施例中，乳头伸长率测量单元可以是距离传感器、压力估计单元或乳头形状测量单元。在其它实施例中，乳头伸长率测量单元可以包括相机、距离传感器、压力估计单元、乳头形状测量单元或它们的任何组合。相机、距离传感器和压力估计单元允许基于间接测量(即，无需物理接触乳头)，针对在乳房护罩中的特定压力，测量用户的乳房的乳头伸长率。此外，压力估计单元可以被用于测量在乳房护罩中的特定压力。可以附加地或备选地，在其它实施例中，乳房状态指示单元包括用于检测MER的存在或不存在的MER检测单元。

乳房护罩16是用于将乳房12舒适地容纳在其中的漏斗形，并且乳房护罩16具有用于容纳乳房12的乳头26的乳头隧道24。在该实施例中，乳房护罩16由聚氨酯制成。在其它实施例中，乳房护罩可以具有允许容纳乳房的其它形状，并且此外还可以由任何其它弹性材料(例如，由硅胶)制成。

相机18被布置为，当乳房12被布置在乳房护罩16中时，使得相机18可以记录乳头26的图像。乳房护罩16是半透明的，以便允许相机18记录来自乳头26的图像。在其它实施例中，相机可以被直接地被布置在乳房护罩处(例如，被合并在乳房护罩中(参见图3和图6))。在额外实施例中，相机可以能够从与乳房护罩拆卸。

图2A、图2B和图2C示意性地、并且示例性地示出了在乳头隧道24中的乳头26的记录的图像是何样。

通过测量乳头26随时间变化的伸长率，相机18处理所记录的图像，并且在每个吸吮和释放循环期间，针对在乳房护罩16中的最大减压，测量乳头26的最大伸长率(即，相机18提供针对在乳房护罩16中的最大减压的、乳头26的伸长率的、所测量的局部最大值)。在其它实施例中，针对其它特定压力，可以测量乳头伸长率。在该实施例中，相机18包括天线28，天线28将乳头26的伸长率的局部最大值传输到乳房空度估计单元21。

乳房空度估计单元21包括控制单元30和天线32。控制单元包括处理器34、存储器36和在接近传感器38形式中的传感器。在其它实施例中，传感器还可以是例如温度传感器、或允许检测乳房是否被容纳到乳房护罩中的任何其它传感器。控制单元30控制乳房状态确定设备10的操作，并且特别是控制乳房空度估计单元21和在相机18形式中的乳头伸长率测量单元17的操作。

天线32从相机18接收信号。该信号包括关于乳头26的伸长率的局部最大值的信息。

处理器34处理经由天线32，从相机18接收的信号。此外，处理器可以从存储器36、或从接近传感器38接收控制信号。例如，控制信号可以包括传感器数据，或者可以是用于激活或去激活相机18或警报器22的简单控制信号。

存储器36存储乳房护罩设置、压力生成设置、操作模式和用于操作乳房状态确定设备10的计算机程序。

接近传感器38检测何时用户14的乳房12被容纳在乳房护罩16中，并且经由天线32向相机18提供用于激活相机18的控制信号。接近传感器38是可选的。在其它实施例中，乳房状态确定设备不包括传感器，并且乳头伸长率测量单元可以被手动激活。

在其它实施例中，当用户的乳房被从乳房护罩移除时，控制单元去激活乳房状态确定设备。当接收到用于去激活乳房状态确定设备的(例如，经由用户接口提供的)控制信号时，控制单元还可以去激活乳房状态确定设备。

控制单元30允许操作乳房状态确定设备10，使得当乳房被容纳在乳房护罩16中时，相机18被自动地激活。在该实施例中，当乳房空度估计单元21检测乳房12为空时，控制单元30去激活相机18。

在该实施例中，基于针对在乳房护罩16中的最大减压的、乳头26的伸长率的局部最大值，乳房空度估计单元21估计乳房空度。在其它实施例中，基于针对在乳房护罩中的另一个特定压力所测量的乳头伸长率，乳房空度估计单元可以估计乳房空度。如果满足预定条件，则乳房空度估计单元21生成指示用户14的乳房12为空的乳房空度状态信号。在该实施例中，条件是针对在乳房护罩16中的最大减压，乳头26的伸长率达到预定阈值。预定阈值对于用户14是特定的，并且例如可以在校准测量中被导出。在校准测量中，可以针对空乳房测量在乳汁提取过程期间，针对在乳房护罩中的最大减压的、用户的乳房的最大乳头伸长率，并且针对在乳房护罩中的最大减压的最大乳头伸长率可以被设置为预定阈值。备选地，如果将在乳汁提取过程期间的、最大乳头伸长率，与针对特定压力的预定阈值进行比较，则针对空乳房，针对在乳房护罩中的另一个特定压力，可以测量最大伸长率，并且该最大伸长率被设置为预定阈值。预定阈值还可以稍微低于最大乳头伸长率(例如，低于最大乳头伸长率0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm或0.5mm)，以便避免未检测到空乳房。用户的乳房的最大乳头伸长率还可以从先前的乳汁提取过程导出。例如，在其它实施例中，预定条件可以是在乳汁提取过程期间，在具有乳汁流动的、交替的增压和减压的两个连续的循环之间，针对在乳房护罩中的特定压力，在最大乳头伸长率中的变化低于预定阈值(例如，0.5mm)。

乳房空度估计单元21将乳房空度状态信号提供给警报器22。通过提供特定的警报声音，基于乳房空度状态信号，警报器22向用户指示乳房空度。

在该实施例中，连接线130包括导气管140和在电源线150形式中的电源线。电源线150向乳房空度估计单元21和警报器22提供电力。在其它实施例中，电源线可以附加地向乳头伸长率测量单元提供电力。在其它实施例中，可以从被布置在乳房单元处的电源，向乳头伸长率测量单元、乳房空度估计单元和/或乳房状态指示单元提供电力。电源线还可以被用于传输数据(例如，控制信号)。

经由乳房护罩连接器40，乳房状态确定设备10与连接线130连接。

乳房护罩连接器40包括乳汁存储容器42，用于存储提取的乳汁44。在该实施例中，用户14从乳房护罩16移除乳房12，从而结束乳汁提取过程。在乳汁提取过程期间所提取的提取的乳汁44被存储在乳汁存储容器42中。

乳房护罩连接器40和容器42与乳房状态确定设备10一起形成乳房单元110。

基础单元120包括：在真空泵46形式中的压力源、电源48、吸乳器控制单元50，以及在通断开关52形式中的用户接口。例如，在其它实施例中，用户接口还可以是触摸显示器、简单的开关、按钮或允许用户与吸乳器交互的任何其它用户接口。

经由导气管140，真空泵46被空气引导连接到乳房护罩16，用于在乳房护罩16中生成交替的增压和减压循环，以从用户14的乳房12提取乳汁。这允许生成具有交替的吸吮和释放循环的哺乳模式。通常的吸吮和释放循环持续0.5s至2s(例如，0.6s、1.25s或1.32s)，使得每分钟生成30至120个吸吮和释放循环。在其它实施例中，真空泵可以被允许生成交替的增压和减压循环的任何其它压力源代替。例如，真空泵可以由利用手柄操作的手动真空泵代替。例如，这种手动真空泵可以被包括在乳房单元中。这允许经改善的移动操作。

电源48向基础单元120的部件提供电力，并且经由电源线150，电源48还向乳房单元110的部件提供电力。

吸乳器控制单元50包括处理器34’。吸乳器控制单元50控制真空泵46和电源48的操作。这允许操作吸乳器100。吸乳器控制单元50具有用于与乳房空度估计单元21和相机18通信的天线(未示出)。天线是可选的。备选地，经由有线连接(例如，经由连接线)，吸乳器控制单元50还可以被连接到乳房状态确定单元和/或乳头伸长率测量单元。在其它实施例中，吸乳器控制单元还可以被用于控制乳房状态确定设备。这允许对吸乳器及其所有部件进行集中控制。

吸乳器控制单元50提供了：比由在该实施例中的真空泵46生成的、在乳房护罩16中的交替的增压和减压循环的频率高至少3倍的采样率，来执行乳头26的伸长率的采样。在其它实施例中，吸乳器控制单元可以使乳头伸长率的采样时刻与特定压力(例如，由压力源生成的、在乳房护罩中的最大减压)同步。

在其它实施例中，吸乳器可以与适于测量乳头伸长率的压力生成设置一起使用，以便执行乳头伸长率的采样。例如，与在乳汁提取过程期间的正常操作相比，吸乳器可以在最大减压处使用更长的持续时间，或者与在乳汁提取过程期间的正常操作相比，吸乳器可以在较低的最大减压处使用更长的时间。较低的最大减压在用户的乳房的乳头上施加较高的吸力。如果最大减压被用作特定压力，则这允许针对在乳房护罩中的特定压力，更准确地测量乳头伸长率。在乳汁提取过程期间的正常操作中，针对在乳房护罩中存在的吸吮的减压(例如在-50mbar至-500mbar之间)，持续时间在10ms至5000ms之间(例如，500ms至2000ms之间)。通常，存在于乳房护罩中的、用于吸吮的最大减压(例如，在乳房护罩中的特定压力)的持续时间在1ms至500ms之间。

此外，吸乳器可以被用于执行校准测量，以便针对当用户的乳房为空时发生的最大减压，估计最大乳头伸长率。在其它实施例中，可以在校准测量中使用另一个特定压力。可以记录先前的乳汁提取过程的最大乳头伸长率，并且例如，可以将先前的乳汁提取过程的最大乳头伸长率用作对应于乳房被定义为空的伸长率的最大乳头伸长率。

在乳汁提取过程期间，用户的乳房的最大乳头伸长率的测量可以被用于估计用户的乳房的乳房空度。这允许估计用户的乳房何时为空，以及用户何时可以结束乳汁提取过程，而不具有由在乳房中剩余的乳汁导致乳腺炎的额外风险。

图2A至图2C示意性地、并且示例性地示出了，针对在三个记录的图像中的每个记录的图像中的、在乳房护罩16中的相同的最大减压，处在图1中呈现的乳房状态确定设备10的漏斗形乳房护罩16的乳头隧道24中的乳头26的记录的图像。针对其它特定压力，具有不同乳头伸长率的其它图像可以被记录(未示出)。

图2D示意性地、并且示例性地示出了随时间56变化的乳头26的伸长率54。乳头26的伸长率54的最大值58随时间56增加。在图2D的曲线图中示出的、乳头26的伸长率54的最大值58是针对在乳房护罩16中的相同的最大减压的、乳头26的伸长率54。乳头26的伸长率54遵循由交替的增压和减压循环引起的吸吮和释放模式。当吸吮增加(即，压力减小)时，乳头26的伸长率54增加，直到达到针对最大减压的最大值为止。当吸吮减小(即，压力增加)时，在释放阶段期间，乳头26的伸长率54再次减小。伸长率54的最小值取决于在乳头26上执行的吸吮模式(例如，是否有足够的时间用于释放和/或是否存在基线吸吮(例如，增压低于1bar))。在该实施例中，存在增加的基线吸吮，即，在释放期间，在乳房护罩16中的增压高于最大减压，但是低于在乳房护罩16周围的压力，并且增压随着吸吮和释放的循环次数而减小，以便随时间变化而增加基线吸吮。此外，在图2D的曲线图中未示出没有乳汁流动的循环。

通常，每个乳房的乳汁提取过程大约需要15分钟，并且通常每分钟执行30至120次吸吮和释放循环。图2D示出了不对应于将要被使用的实际吸乳器频率的较小的频率。图2D用于说明性目的，并且图示了乳头26的伸长率54随时间56周期性地增加，并且只要从乳房12提取乳汁，则针对乳房护罩16中的最大减压，乳头26的伸长率的最大值60、62、64随时间56增加。

图2A示出了在乳汁提取过程的大约半秒钟之后，乳头26的尖端27处于与针对在乳房护罩16中的最大减压的乳头26的伸长率54的局部最大值60相对应的位置。

图2B示出了在乳汁提取过程的大约5分钟之后，针对在乳房护罩16中的最大减压，乳头26的伸长率54的局部最大值62处的乳头26的中间伸长率。

图2C示出了在乳汁提取过程结束时，针对在乳房护罩16中的最大减压，具有乳头26的伸长率54的最大值64的、乳头26的最大伸长率。在这种情况下，乳汁提取过程需要12.5分钟。针对在乳房护罩16中的最大减压，乳头伸长率的最大值64达到对应于空乳房的预定阈值。因此，确定乳房12为空，并且结束乳汁提取过程。在另一个实施例中，基于以下条件，乳汁提取过程可以已经结束：在乳头26的伸长率54的最大值64之后的乳头26的伸长率的最大值不变，(例如，针对预定数目的最大值、预定持续时间或在MER的存在期间，针对乳房护罩16中的最大减压，低于0.5mm的阈值)。

图3示意性地、并且示例性地示出了在吸乳器100’的第二实施例中的乳房状态确定设备10’的第二实施例。吸乳器100’包括乳房单元110’和基础单元120’，乳房单元110’和基础单元120’经由连接线130’连接。连接线130’包括导气管140和在电源线150形式中的电源和数据线。乳房单元110’被布置在用户14的乳房12处。乳房单元110’包括乳房状态确定设备10’的一部分、乳房护罩连接器40和乳汁存储容器42。

乳房状态确定设备10’包括：乳房护罩16’；乳头伸长率估计单元17’，包括相机18；以及乳头形状测量单元18’。乳头形状测量单元18’包括可收缩膜66和在应变传感器68形式中的膜形状测量单元。此外，乳房状态确定设备10’包括乳房状态确定单元20’，乳房状态确定单元20’包括被布置在基础单元120’中的乳房空度估计单元21’。在其它实施例中，乳房空度估计单元可以被布置在乳房单元中。仅需要相机18和乳头形状测量单元18’中的一个设备，以便测量乳头伸长率。使用用于测量乳头伸长率的相机18和乳头形状测量单元18’两者允许增加测量的准确性。在其它实施例中，应变传感器可以由加速度计代替、或由允许在乳汁提取过程期间测量可收缩膜的形状的任何其它膜形状测量单元代替。

乳房护罩16’具有乳头隧道24，在乳汁提取过程期间，用户14的乳房12的乳头被布置在乳头隧道24中。在乳房护罩16’中，提供增压和减压以从用户14的乳房12提取乳汁。提取的乳汁44被存储在乳汁存储容器42中。经由导气管140和乳房护罩连接器40，从基础单元120’提供增压和减压。乳房护罩16’是漏斗形的，并且由聚氨酯制成。在其它实施例中，乳房护罩可以具有不同的形状，并且还可以由不同弹性材料(例如，由硅胶)制成。乳头形状测量单元18’的可收缩膜66和应变传感器68被合并在乳房护罩16’中。相机18也被合并在乳房护罩16’中。相机18被布置在乳头隧道24处，并且在乳汁提取过程期间记录图像。经由电源线150，所记录的图像被传输到基础单元120’。

当乳房12被容纳在乳房护罩16’中时，可收缩膜66包围用户14的乳房12。可收缩膜66具有小开口，小开口允许提取的乳汁44从乳头通过乳头隧道24和乳房护罩连接器40进入乳汁存储容器42。在其它实施例中，可收缩膜还可以被形成，使得生成允许乳汁通过的开口(未示出)。可收缩膜66可以根据用户14的乳房12的形状而收缩和膨胀(即，可收缩膜66可以具有未延伸状态、延伸至经延伸状态、以及再次减小其尺寸以便收缩到未延伸状态的状态)。可收缩膜66提供了在乳汁提取过程期间，可收缩膜66的形状与用户14的乳房12的形状相符。在该实施例中，可收缩膜66由可逆变形的材料(诸如，硅酮弹性体、乳胶材料或橡胶)制成。在未延伸状态下，可收缩膜66覆盖的面积小于在空状态下的、用户14的乳房12的表面积(即，在未延伸状态下，由可收缩膜66覆盖的表面积小于空乳房的表面积)。当乳房12被插入到乳房护罩16’中并且因此也被插入到可收缩膜66中时，可收缩膜66被延伸到允许可收缩膜66与乳房12的形状相符的经延伸状态。在乳汁提取过程期间，从乳房12提取乳汁，并且乳房12的尺寸减小，因此乳房12的表面积也减小。通过减小覆盖面积，在乳汁提取过程期间，可收缩膜66与乳房12的形状相符。因此，当从乳房12提取乳汁，直到乳汁提取过程结束时为止，通过减小可收缩膜66的尺寸，可收缩膜66在乳汁提取过程期间可以与乳房12的形状相符。

应变传感器68被分布在可收缩膜66上的各个位置处的、可收缩膜66的表面之上。在乳汁提取过程期间，应变传感器68测量可收缩膜66的形状，以便改善乳房空度的估计。特别地，在该实施例中，可收缩膜66的一部分与乳头物理接触，并且应变传感器68中的一些应变传感器被布置在乳头周围(未示出)。应变传感器68测量对应于局部曲率的局部应变。基于应变传感器68的数据，可以估计与乳房12的形状相对应的可收缩膜66的形状。还可以基于被布置在乳头周围的应变传感器68的数据测量局部曲率，基于局部曲率，可以测量乳头的形状。由于乳头伸长率取决于乳头的形状，因此这允许测量乳头伸长率。此外，乳房12的形状与在乳房12中剩余的乳汁量相关。这允许提供附加的信息以便估计乳房空度。经由电源线150，应变传感器68被连接到基础单元120’。这允许经由电源线150，将信号从乳头形状测量单元18’传输到基础单元120’。

在其它实施例中，可收缩膜还可以以一定程度按压在乳头和/或乳房上，以便在乳头和/或乳房上执行蠕动动作或按摩动作，用于刺激MER和/或用于支持从乳头提取乳汁。这种可收缩膜例如在WO2010/109398A1中被公开，其通过引用并入本文。膜形状测量单元可以被配置为，校正由在乳头和/或乳房上的压力而导致的、附加的形变，以便针对在乳房护罩中的特定压力，测量乳头伸长率。备选地，膜形状测量单元还可以被配置为，使用在乳头和/或乳房上的按压，用于获取乳头和/或乳房的刚度的信息。

在其它实施例中，可以在乳房护罩中提供基线吸吮，以便确保在整个乳汁提取过程期间，可收缩膜与乳房的形状相符。然后，可收缩膜与乳房和乳头连续地接触。膜形状测量单元可以被配置为，当可收缩膜不被用于蠕动动作或按摩动作时(例如在基线吸吮形式中的增压期间)，测量乳头的形状。

基础单元120’包括吸乳器控制单元50’、真空泵46、电源48和在自动关断单元形式中的乳房状态指示单元22’。在其它实施例中，自动关断单元还可以是吸乳器控制单元50’的部分。在其它实施例中，自动关断单元可以由任何其它乳房状态指示单元(例如，视觉指示单元、音频指示单元或任何其它类型的乳房状态指示单元(诸如，触觉指示单元))代替。

吸乳器控制单元50’包括乳房空度估计单元21’。乳房空度估计单元21’包括控制单元30’。控制单元30’包括处理器34和存储器36。

处理器34处理经由电源线150从相机18和乳头形状测量单元18’接收的信号。此外，处理器可以从存储器36接收控制信号。

存储器36存储乳房护罩设置、压力生成设置、操作模式和用于操作乳房状态确定设备10’的计算机程序。此外，存储器存储表格，表格具有根据乳头伸长率和在乳房护罩16’中的特定压力确定的乳房空度值。记录在先前乳汁提取过程中的，根据乳头伸长率和在乳房护罩16’中的特定压力的乳房空度值，以便在随后的乳汁提取过程中使用它们。存储的表格被用于提供与针对在乳房护罩16’中的特定压力所测量的乳头伸长率相对应的乳房空度。如果所测量的乳头伸长率和/或在乳房护罩16’中的压力在两个存储的值之间，则可以提供插值的乳房空度。此外，存储器36存储具有在先前的乳汁提取过程中提取的乳汁量的乳汁提取过程历史，和乳汁提取过程的相应的时间。这允许在乳汁提取过程开始时，提供在乳房12中的估计的乳汁量。当检测到乳房空度低于预定阈值时，乳房空度估计单元21’生成提供给自动关断单元22’的乳房空度状态信号，在该实施例中预定阈值为与在乳汁提取过程开始时的、在乳房12中的乳汁量相比，在用户14的乳房12中剩余的乳汁量低于1％。自动关断单元22’通过自动地关断吸乳器100’来结束乳汁提取过程。

在其它实施例中，存储器附加地或备选地存储乳房空度估计函数，其中乳头伸长率和在乳房护罩中的特定压力被作为输入，并且乳房空度被作为输出。在先前乳汁提取过程中，根据乳头伸长率和在乳房护罩中的特定压力所记录的乳房空度值，可以被用作训练数据，训练数据可以基于机器学习、回归分析或用于基于训练函数导出系数的任何其它方法，来确定针对乳房空度估计函数的系数。

吸乳器控制单元50’控制吸乳器100’的操作。吸乳器控制单元50’控制由真空泵46提供的吸吮模式、由电源48提供的电力、以及包括相机18和乳头形状测量单元18’的乳头伸长率测量单元17’。

真空泵46生成交替的增压和减压循环，并且经由导气管140和乳房护罩连接器40将增压和减压施加到乳房护罩16’。在其它实施例中，真空泵可以由任何其它压力源(例如，用于将增压和减压施加到乳房护罩的手动手柄)代替。

电源48向基础单元120’的部件提供电力，并且电源48经由电源线150向乳房单元110’提供电力。

在图3中所示的吸乳器100’的操作类似于在图1中所示的吸乳器100的操作。吸乳器100’和吸乳器100两者都使用相机所记录的图像来估计乳房空度。然而，吸乳器100’和吸乳器100的不同之处在于，吸乳器100’使用乳头形状测量单元18’，针对在乳房护罩16’中的特定压力，附加地测量乳头伸长率。因此，针对在乳房护罩16’中的特定压力，从测量乳头伸长率的两种不同的方式计算平均值。此外，基于根据乳头伸长率和在乳房护罩16’中的特定压力的、乳房空度值的表格，在吸乳器100’中执行估计乳房空度。附加地，当在乳房12中剩余的乳汁量低于在乳汁提取过程开始时所估计的乳汁量的1％时，自动地关断吸乳器100’。

图4示意性地、并且示例性地示出了在吸乳器100”的第三实施例中的乳房状态确定设备10”的第三实施例。

吸乳器100”包括乳房单元110”和基础单元120”。乳房单元110”可以被布置在乳房12处。乳房单元110”和基础单元120”经由连接线130连接。在该实施例中，连接线130包括导气管140和在电源线150形式中的电源和数据线。

乳房状态确定设备10”包括：乳房护罩16”；乳头伸长率测量单元17”，包括超声波传感器18”形式的距离传感器、电池70；乳房状态确定单元20”，包括乳房空度估计单元21”；以及乳房状态指示单元，在显示器22”形式中。

乳房护罩16”具有乳头隧道24，超声波被布置在乳头隧道24中。图4示出了在乳汁提取过程结束之后，乳房12从乳房护罩16”移开。乳房护罩连接器40包括用于存储提取的乳汁44的乳汁存储容器42。在乳汁提取过程期间，乳房12的乳头26被布置在乳头隧道24中。

超声波传感器18”被布置成与乳房12的乳头26的尖端27相对，并且在乳汁提取过程期间，超声波传感器18”被布置成与乳头26伸长的方向轴向地对齐。在乳汁提取过程期间，超声波传感器18”测量在超声波传感器18”与乳房12的乳头26的尖端27之间的超声波飞行时间，以便针对在乳房护罩16”中的特定压力，测量乳头26的伸长率。在其它实施例中，超声波传感器可以由另一距离传感器(例如，声学距离传感器或光学距离传感器)代替，以便测量在用户的乳房的乳头的尖端与距离传感器之间的距离。超声波传感器还可以由接近传感器(诸如，雷达、声呐等)代替。在其它实施例中，还可以基于电磁场的变化、或信号(诸如，红外信号)的飞行时间测量，来测量在距离传感器与用户的乳房的乳头的尖端之间的距离。

经由电源线150，乳头26的测量的伸长率从超声波传感器18”被提供给基础单元120”。

在该实施例中，电池70为超声波传感器18”供电。电池70是可选的。电池70是可重复充电的电池、并且可以经由电源线150充电。

基础单元120”包括吸乳器控制单元50”、真空泵46、电源48和显示器22”。

乳房空度估计单元21”包括具有处理器34和存储器36的控制单元30’。乳房估计单元21”使用乳房空度估计函数，以针对最大减压的乳头伸长率作为输入，并且以乳房空度作为输出。在其它实施例中，乳房估计单元还可以使用用于估计乳房空度的其它方法，例如，使用在乳房护罩中的另一特定压力、或者使用基于表格的方法，表格具有取决于乳头伸长率和在乳房护罩中的特定压力的乳房空度值，或者乳房估计单元还可以通过比较针对在乳房护罩中交替的增压和减压的连续循环的特定压力的乳头伸长率，估计乳房何时为空。

显示器22”提供了基于乳房空度函数所估计的、随时间变化的乳房空度的图形表示。这允许用户决定何时结束乳汁提取过程。

图5示意性地、并且示例性地示出了在吸乳器100”’的第四实施例中的乳房状态确定设备10”’的第四实施例。

吸乳器100”’包括乳房单元110”’和基础单元120”’。乳房单元110”’和基础单元120”’经由连接线130连接，连接线130包括导气管140和在电源线150形式中的电源和数据线。

乳房状态确定设备10”’包括：乳房护罩16”’；乳头伸长率测量单元17”’，包括压力估计单元18”’；电池70；乳房状态确定单元20”’，包括被布置在基础单元120”’中的乳房空度估计单元21”’；以及乳房状态指示单元，在警报灯22”’形式中。

乳房护罩16”’具有乳头隧道24，压力估计单元18”’被布置在乳头隧道24中。图5示出了在乳汁提取过程结束之后，乳房12从乳房护罩16”’移开。乳房护罩连接器40包括用于存储提取的乳汁44的乳汁存储容器42。在乳汁提取过程期间，乳房12的乳头26被布置在乳头隧道24中。

压力估计单元18”’估计在乳房护罩16”’内的压降，在乳汁提起过程期间，乳房12被容纳在乳房护罩16”’中。压降取决于在乳头隧道24中的体积。随着乳头26针对在乳房护罩16”’中的特定压力的伸长，在乳头隧道24中的体积减小。基于在乳头通道24中的体积的变化，压力估计单元18”’允许估计乳头26的伸长率。在该实施例中，压力估计单元18”’包括两个压力传感器(未示出)。在其它实施例中，压力估计单元可以包括一个或多个压力传感器，并且压力估计单元可以测量在乳房护罩中的特定压力。例如，如果由压力源(诸如，真空泵)施加到乳房护罩的压力是未知的，则这允许测量在乳房护罩中的特定压力。此外，压力估计单元可以测量在乳房护罩外部的压力。这允许测量施加到乳房护罩的压力和/或乳房护罩的周围的压力。

经由电源线150，乳头26的伸长率从压力估计单元18”’被提供给基础单元120”’。

在该实施例中，电池70为压力估计单元18”’供电。电池70是可选的。电池70是可重复充电的电池，并且可以经由电源线150充电。

基础单元120”’包括：吸乳器控制单元50”’、真空泵46、电源48以及在触摸屏52形式中的用户接口。

吸乳器控制单元50”’包括乳房空度估计单元21”’。

乳房空度估计单元21”’包括具有处理器34和存储器36的控制单元30’。乳房估计单元21”’使用乳房空度估计函数，以乳头26的伸长率和在乳房护罩16”’中的特定压力作为输入，并且以乳房空度作为输出。在其它实施例中，乳房估计单元还可以使用用于估计乳房空度的其它方法，例如，基于表格的方法，表格具有取决于乳头伸长率和在乳房护罩中的特定压力的乳房空度的值，或者乳房估计单元还可以通过比较针对在乳房护罩中交替的增压和减压的连续循环的特定压力的乳头伸长率，估计乳房何时为空。乳房空度估计单元21”’将乳房空度状态信号提供给警报灯22”’。

基于乳房空度状态信号，警报灯22”’提供随时间变化的、乳房空度的视觉指示，例如，提供不同颜色(诸如，绿色、黄色和红色)的闪烁或闪亮的灯光，或提供根据在乳房中剩余的乳汁量不断变化的颜色，以便指示乳房空度。这允许用户决定何时结束乳汁提取过程。

图6示意性地、并且示例性地示出了在吸乳器100””的第五实施例中的乳房状态确定设备10””的第五实施例。

吸乳器100””包括乳房单元110””和基础单元120””。乳房单元110””和基础单元120””经由连接线130连接，连接线130包括导气管140和在电源线150形式中的电源和数据线。

乳房状态确定设备10””包括：乳房护罩16””；乳头伸长率测量单元17””，包括相机18；电池70；以及乳房状态确定单元20””，包括被布置在基础单元120””中的MER检测单元23。

乳房护罩16””具有乳头隧道24。相机18被布置在乳头隧道24处，以便记录乳房12的乳头26的图像。图6示出了在乳汁提取过程结束之后，乳房12从乳房护罩16””移开。乳房护罩连接器40包括用于存储提取的乳汁44的乳汁存储容器42。在乳汁提取过程期间，乳房12的乳头26被布置在乳头隧道24中。

在乳汁提取过程期间，相机18记录乳头26的图像。基于记录的图像，相机允许估计乳头26的伸长率。

经由电源线150，利用乳头伸长率测量单元17””测量的乳头26的伸长率从相机18被提供给基础单元120””。

在该实施例中，电池70为相机18供电。电池70是可选的。电池70是可重复充电的电池，并且可以经由电源线150充电。

基础单元120””包括：吸乳器控制单元50””、真空泵46、电源48以及在触摸屏52形式中的用户接口。

吸乳器控制单元50””包括MER检测单元23。

MER检测单元23包括具有处理器34和存储器36的控制单元30”。基于乳头26的伸长率，MER检测单元23检测是否存在MER，即，MER检测单元23检测MER的不存在或存在。MER检测单元23比较在交替的增压和减压的随后的循环之间的、针对在乳房护罩中的特定压力的乳头26的伸长率，并且确定乳房是否为空。如果乳房不为空、并且在交替的增压和减压的随后的循环之间，针对在乳房护罩16””中的特定压力的乳头26的伸长率不变化，则检测到不存在MER。如果在交替的增压和减压的随后的循环之间，针对在乳房护罩16””中的特定压力的乳头26的伸长率变化，则检测到存在MER。在该实施例中，如果当前的乳汁提取过程的持续时间低于3分钟的预定持续时间阈值，则乳房被定义为不为空。在其它实施例中，预定持续时间阈值可以是例如2分钟或1分钟。在其它实施例中，乳房状态确定单元可以包括乳房空度估计单元，用于估计用户的乳房的乳房空度。乳房空度估计单元可以被用于确定乳房是否不为空。在其它实施例中，乳房状态确定单元可以确定用户的乳房的状态。用户的乳房的所确定的状态可以是用户的乳房的所估计的乳房空度、所检测的MER的存在或不存在、或者用户的乳房的所估计的乳房空度和所检测的用户的乳房的MER的存在或不存在。

根据MER的存在或不存在，MER检测单元23调整乳房护罩设置。在其它实施例中，乳房状态确定单元可以被配置为，根据用户的乳房的所确定的状态(例如，基于乳房空度和/或MER的存在或不存在)来调整乳房护罩设置。在该实施例中，MER检测单元23被配置为调整乳房护罩设置，以便当检测到MER不存在时，刺激MER，并且当检测到MER存在时，改善乳汁的提取。在该实施例中，用于刺激MER的乳房护罩设置是，在增压和减压的交替循环的高频率处的高减压，使得低吸力以高频率被施加到乳头。在其它实施例中，附加地或备选地，可收缩膜的按摩动作可以被用于刺激MER。在该实施例中，用于提取乳汁的乳房护罩设置是在增压和减压的交替循环的低频率处的非常低的减压，使得高吸力以低频率被施加到乳头。在其它实施例中，附加地或备选地，可收缩膜的蠕动动作可以被用于从乳房提取乳汁。这允许在乳汁提取过程期间，改善MER的触发和乳汁的提取。

图7示出了用于操作吸乳器的方法的实施例。吸乳器包括乳房状态确定设备和压力源。乳房状态确定设备包括：乳房护罩，用于在其中容纳用户的乳房；乳头伸长率测量单元，用于在乳汁提取过程期间，针对在乳房护罩中的特定压力，测量在乳房护罩中容纳的乳房的乳头伸长率；以及乳房状态确定单元，在乳房空度估计单元形式中。乳头伸长率测量单元具有相机、在超声波传感器形式中的距离传感器、压力估计单元以及乳头形状测量单元。在其它实施例中，超声波传感器可以由另一距离传感器(例如，接近传感器(诸如，雷达、声呐等))代替。在其它实施例中，乳头伸长率测量单元可以仅具有相机、距离传感器、压力估计单元和乳头形状测量单元中的一个设备。在该实施例中，乳头形状测量单元具有可收缩膜和具有应变传感器的膜形状测量单元。在其它实施例中，膜形状测量单元可以是加速度计。

在该方法的步骤200中，在乳房护罩中生成交替的增压和减压循环，以从用户的乳房提取乳汁。压力源被用于在乳房护罩中生成交替的增压和减压循环，以便模仿刺激MER的吸吮和释放的吮吸模式、并且从乳房的乳头提取乳汁。在该实施例中，压力源是电子真空泵。在其它实施例中，真空泵可以是手动操作的真空泵，诸如利用手柄操作的真空泵。

在步骤210中，在乳汁提取过程期间，针对在乳房护罩中的特定压力，测量用户的乳头伸长率。在该实施例中，在子步骤212、214、216和218中执行了用于测量乳头伸长率的四种不同方法。

在步骤212中，在乳汁提取过程期间，记录用户的乳房的乳头的图像。基于记录的图像，在乳汁提取过程期间，针对在乳房护罩中的特定压力，测量用户的乳房的乳头伸长率。

在步骤214中，在乳汁提取过程期间，测量在用户的乳房的乳头的尖端与固定点之间的超声波飞行时间，固定点被布置成与尖端相对、并且与乳头伸长的方向轴向地对齐。基于测量的超声波飞行时间，在乳汁提取过程期间，针对在乳房护罩中的特定压力，测量用户的乳房的乳头伸长率。在其它实施例中，在乳汁提取过程期间，可以基于电磁场的变化、或基于其它信号(诸如，红外信号)的飞行时间测量，测量在乳汁提取过程期间、在固定点与用户的乳房的乳头的尖端之间的距离。

在步骤216中，在乳汁提取过程期间，估计在其中容纳用户的乳房的乳房护罩内的压降。基于乳房护罩内的估计的压降，在乳汁提取过程期间，针对在乳房护罩中的特定压力，测量用户的乳房的乳头伸长率。

在步骤218处，在乳汁提取过程期间，测量乳头的形状。在乳汁提取过程期间，基于针对在乳房护罩中的特定压力的乳头的所测量的形状，测量在乳汁提取过程期间，针对在乳房护罩中的特定压力，用户的乳房的乳头伸长率。通过测量与在乳汁提取过程期间的乳房的形状相符的、可收缩膜的形状来测量乳头的形状。在该实施例中，通过测量在可收缩膜上的各个位置处的应变、并且导出在乳汁提取过程期间与乳头物理地接触的可收缩膜的部分的局部曲率，测量在乳汁提取过程期间，针对在乳房护罩中的特定压力的乳头伸长率。基于局部曲率，在乳汁提取过程期间测量可收缩膜的形状。从可收缩膜的形状导出乳头的形状，乳头的形状可以被用于测量在乳汁提取过程期间，针对在乳房护罩中的特定压力的乳头伸长率。在其它实施例中，使用用于估计可收缩膜的形状的加速度计，可以测量在乳汁提取过程期间的乳头的形状。

仅必须执行子步骤212、214、216和218中的一个步骤，以便测量针对在乳房护罩中的特定压力的乳头伸长率。因为可以基于针对在乳房护罩中的特定压力的四个不同的所测量的乳头的伸长率，确定针对乳头伸长率的平均值(例如，加权平均值)，所以执行步骤212、214、216和218中的多于一个的步骤，允许提高针对在乳房护罩中的特定压力的乳头伸长率的测量准确度。

在步骤220中，在乳汁提取过程期间，测量乳房的形状，以便改善乳房空度的估计。在该实施例中，通过测量包围乳房并且与在乳汁提取过程期间的乳房的形状相符的可收缩膜的形状，执行测量乳房的形状。在该实施例中，通过测量在可收缩膜上的各个位置处的应变、并且导出在该位置处的可收缩膜的局部曲率，来测量形状。基于局部曲率，在乳汁提取过程期间测量可收缩膜的形状。可收缩膜的形状被用于提供附加的信息，附加的信息用于估计用户的乳房的乳房空度。在其它实施例中，加速度计和从加速度计获取的数据可以被用于测量乳房的形状，并且被用于提供用于估计用户的乳房的乳房空度的附加的信息。步骤220是可选的。可以以互换的顺序执行步骤210和220。

在步骤230中，基于用户的乳房的乳头伸长率，估计用户的乳房的乳房空度。附加地，在该实施例中，乳房的形状被考虑用于估计乳房空度。在该实施例中，乳房空度估计函数被提供，用于估计乳房空度。利用在先前的乳汁提取过程中记录的训练数据，使用机器学习来训练乳房空度估计函数。备选地，可以使用其它方法，以便生成乳房空度估计函数，乳房空度估计函数允许基于乳头伸长率和在乳房护罩中的特定压力来估计乳房空度。在其它实施例中，可以使用具有根据乳头伸长率和在乳房护罩中的特定压力的乳房空度值的表格，基于针对在乳房护罩中的特定压力所测量的乳头伸长率来估计乳房空度。该表格可以基于从先前的乳汁提取过程所记录的数据。在其它实施例中，在步骤230中，通过估计针对在乳房护罩中的特定压力的乳头伸长率，在何时针对持续预定的循环数目或预定的时间量不再变化(例如，当针对在乳房护罩中的特定压力的乳头伸长率中的变化低于预定阈值，持续交替的增压和减压的连续循环预定数目时)，可以估计乳房何时为空。在其它实施例中，步骤230可以由基于用户的乳房的乳头伸长率，确定用户的乳房的状态的步骤代替。用户的乳房的所确定的状态可以是用户的乳房的所估计的乳房空度、检测的MER的存在或不存在、或用户的乳房的所估计的乳房空度和所检测的用户的乳房的MER的存在或不存在。

在步骤240中，指示的是用户的乳房何时为空。在该实施例中，生成关断吸乳器的关断信号。在其它实施例中，可以指示用户的乳房的乳房空度，并且该指示可以例如被提供为视觉信号和/或音频信号(诸如警报灯或警报声)。这允许在乳房为空时、或当乳房空度达到用户决定结束乳汁提取过程的水平时，结束乳汁提取过程。步骤240是可选的。在其它实施例中，指示了用户的乳房的所确定的状态。

尽管已经在附图和前面的描述中详细地图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应被认为是说明性的或示例性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。

通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施例的其它变型。

在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一(a)”或“一个(an)”不排除多个。

单个单元、处理器或设备可以实现权利要求中记载的若干项的功能。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施的事实并不意味着不能有利地使用这些措施的组合。

由一个单元或设备或几个单元或设备执行的操作可以由任何其它数目的单元或设备执行，诸如：生成在乳房护罩中的交替的增压和减压循环以从用户的乳房提取乳汁；在乳汁提取过程期间，针对在乳房护罩中的特定压力，测量用户的乳头伸长率；基于用户的乳房的乳头伸长率，确定用户的乳房的状态；基于用户的乳房的乳头伸长率，估计用户的乳房的乳房空度；指示用户的乳房的确定的状态；指示用户的乳房的乳房空度；在乳汁提取过程期间，记录用户的乳房的乳头的图像；测量在用户的乳房的乳头的尖端与固定点之间的距离，固定点被布置为与尖端相对、并且与在乳汁提取过程期间乳头伸长的方向轴向地对齐；测量用户的乳房的乳头的尖端与固定点之间的超声波的飞行时间，固定点被布置为与尖端相对、并且与在乳汁提取过程期间乳头伸长的方向轴向地对齐；在乳汁提取过程期间，估计在其中容纳用户的乳房的在乳房护罩内的压降、测量在乳汁提取过程期间的乳房的形状以便改善乳房空度的估计等等。这些操作和/或方法可以被实现为计算机程序的程序代码装置和/或被实现为专用硬件。

计算机程序可以被存储/分布在与其它硬件一起提供的、或作为其它硬件的一部分的合适的介质(诸如，光学存储介质或固态介质)上，但是也可以以其它形式分布，诸如经由互联网、以太网或其它有线通信系统或无线通信系统。

权利要求中的任何附图标记都不应被解释为限制范围。

本发明涉及乳房状态确定设备。乳房状态确定设备包括：乳房护罩、乳头伸长率测量单元、乳房状态确定单元。乳房护罩可以在其中容纳用户的乳房。乳头伸长率测量单元可以测量在乳汁提取过程期间，针对在乳房护罩中的特定压力的、容纳在乳房护罩中的乳房的乳头伸长率。基于乳头伸长率，乳房状态确定单元可以确定乳房的状态。乳房状态确定设备可以允许估计当乳房为空时在乳汁提取过程期间剩余的、在乳房中的乳汁量，并且估计在乳房中是否存在排乳反射。

Claims (13)

1. 一种乳房状态确定设备（10、……、10’’’’），包括：

- 乳房护罩（16、……、16’’’’），用于在其中容纳用户（14）的乳房（12），以及

- 乳头伸长率测量单元（17、……、17’’’’），被配置为用于在乳汁提取过程期间，针对在所述乳房护罩（16、……、16’’’’）中的特定压力、测量容纳在所述乳房护罩（16、……、16’’’’）中的所述乳房（12）的乳头（26）的伸长率，以及

- 乳房状态确定单元（20、……、20’’’’），被配置为用于基于所述用户（14）的所述乳房（12）的所述乳头（26）的所述伸长率，确定所述用户（14）的所述乳房（12）的估计的乳房空度、排乳反射的存在或不存在、或者作为所述用户（14）的所述乳房（12）的状态的、所述用户（14）的所述乳房（12）的所估计的乳房空度和所述用户（14）的所述乳房（12）的所述排乳反射的所述存在或不存在。

2.根据权利要求1所述的乳房状态确定设备（10、……、10’’’’），其中所述乳房状态确定单元（20、……、20’’’’）被配置为依据所述用户（14）的所述乳房（12）的所确定的状态，调整乳房护罩设置。

3.根据权利要求2所述的乳房状态确定设备（10、……、10’’’’），包括，乳房状态指示单元（22、22’’、22’’’），所述乳房状态指示单元（22、22’’、22’’’）被配置为用于向所述用户（14）指示所述用户（14）的所述乳房（12）的所确定的状态。

4.根据权利要求3所述的乳房状态确定设备（10、……、10’’’’），其中所述乳头伸长率测量单元（17、……、17’’’’）被配置为基于间接测量，在所述乳汁提取过程期间，针对在所述乳房护罩（16、……、16’’’’）中的特定压力、测量容纳在所述乳房护罩（16、……、16’’’’）中的所述乳房（12）的所述乳头（26）的所述伸长率。

5.根据权利要求3所述的乳房状态确定设备（10、……、10’’’’），其中所述乳头伸长率测量单元（17、……、17’’’’）包括：

- 相机（18），用于在所述乳汁提取过程期间，记录所述用户（14）的所述乳房（12）的所述乳头（26）的图像，

- 距离传感器（18’’），被布置为与所述用户（14）的所述乳房（12）的所述乳头（26）的尖端（27）相对，并且与在所述乳汁提取过程期间的所述乳头（26）伸长的方向轴向地对齐，并且其中所述距离传感器（18’’）被配置为，用于在所述乳汁提取过程期间，测量在所述距离传感器（18’’）与所述用户（14）的所述乳房（12）的所述乳头（26）的所述尖端（27）之间的距离，

- 压力估计单元（18’’’），用于在所述乳汁提取过程期间，估计在其中容纳所述用户（14）的所述乳房（12）的所述乳房护罩（16’’’）内的压降，和/或

- 乳头形状测量单元（18’），用于在所述乳汁提取过程期间，测量所述用户（14）的所述乳房（12）的所述乳头（26）的形状。

6. 根据权利要求5所述的乳房状态确定设备（10、10’’、 10’’’…、10’’’’），其中所述乳房状态确定单元（20、……、20’’’’）包括存储器（36），所述存储器（36）存储至少一个乳房空度值或者乳房空度估计函数，所述至少一个乳房空度值依据所述乳头（26）的所述伸长率和在所述乳房护罩（16、16’、16’’、16’’’）中的所述特定压力，所述乳房空度估计函数以所述乳头（26）的所述伸长率和在所述乳房护罩（16、16’、16’’、16’’’）中的所述特定压力作为输入，并且以乳房空度作为输出。

7. 一种用于提取乳汁（44）的吸乳器（100、……、100’’’’），包括：

- 根据所述权利要求1至6中任一项所述的乳房状态确定设备（10、……、10’’’’），以及

- 压力源（46），导气连接到所述乳房护罩（16、……、16’’’’），用于在所述乳房护罩（16、……、16’’’’）中生成交替的增压和减压循环，以从所述用户（14）的所述乳房（12）提取乳汁（44）。

8.根据权利要求7所述的吸乳器（100、……、100’’’’），包括吸乳器控制单元（50、……、50’’’’），所述吸乳器控制单元（50、……、50’’’’）被配置为，使所述乳头（26）的所述伸长率的采样时刻与由所述压力源（46）生成的在所述乳房护罩（16、……、16’’’’）中的所述特定压力同步，或者所述吸乳器控制单元（50、……、50’’’’）被配置为，提供所述乳头（26）的所述伸长率的采样，所述采样具有比由所述压力源（46）在所述乳房护罩（16、……、16’’’’）中生成的所述交替的增压和减压循环的频率高至少3倍的采样率。

9.一种用于操作根据权利要求7所述的吸乳器（100、……、100’’’’）的非治疗性方法，包括以下步骤：

- 在乳房护罩（16、……、16’’’’）中生成交替的增压和减压循环，以从用户（14）的乳房（12）提取乳汁（44），

- 在乳汁提取过程期间，针对在所述乳房护罩（16、……、16’’’’）中的特定压力，测量容纳在所述乳房护罩（16、……、16’’’’）中的所述乳房（12）的乳头（26）的伸长率，以及

- 基于所述用户（14）的所述乳房（12）的所述乳头（26）的所述伸长率，确定所述用户（14）的所述乳房（12）的估计的乳房空度、排乳反射的存在或不存在、或者作为所述用户（14）的所述乳房（12）的状态的所述用户（14）的所述乳房（12）的所估计的乳房空度和所述用户（14）的所述乳房（12）的所述排乳反射的所述存在或不存在。

10.根据权利要求9所述的方法，包括指示所述用户（14）的所述乳房（12）的所确定的状态的步骤。

11.根据权利要求10所述的方法，包括以下步骤：

- 在所述乳汁提取过程期间，记录所述用户（14）的所述乳房（12）的所述乳头（26）的图像，其中在所述乳汁提取过程期间，基于所记录的图像，针对在所述乳房护罩（16、16’、16’’’’）中的特定压力，测量所述用户（14）的所述乳房（12）的所述乳头（26）的所述伸长率，

- 测量在所述用户（14）的所述乳房（12）的所述乳头（26）的尖端（27）与固定点之间的距离，所述固定点被布置为与所述尖端（27）相对，并且与在所述乳汁提取过程期间的所述乳头（26）伸长的方向轴向地对齐，其中在所述乳汁提取过程期间，基于在所述乳头（26）的所述尖端（27）与所述固定点之间的所测量的距离，针对在所述乳房护罩（16’’）中的特定压力，测量所述用户（14）的所述乳房（12）的所述乳头（26）的所述伸长率，

- 在所述乳汁提取过程期间，估计在其中容纳所述用户（14）的所述乳房（12）的所述乳房护罩（16’’’）内的压降，其中在所述乳汁提取过程期间，基于在所述乳房护罩（16’’’）内的所估计的压降，针对在所述乳房护罩（16’’’）中的特定压力，测量所述用户（14）的所述乳房（12）的所述乳头（26）的所述伸长率，和/或

- 在所述乳汁提取过程期间，测量所述乳头（26）的形状，其中在所述乳汁提取过程期间，基于所述乳头（26）的所测量的形状，针对在所述乳房护罩（16’）中的特定压力，测量所述用户（14）的所述乳房（12）的所述乳头（26）的所述伸长率。

12.一种用于操作根据权利要求7所述的吸乳器（100、100’、100’’、100’’’）的计算机程序产品，其中所述计算机程序产品包括程序代码装置，在处理器（34）上运行计算机程序时，所述程序代码装置使得所述处理器（34）执行根据在权利要求9中所述的方法。

13.一种计算机可读介质（36），存储有根据权利要求12所述的计算机程序。