CN114615903A - 气溶胶产生吸用装置和方法 - Google Patents

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J.塞科
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Abstract

本披露涉及一种气溶胶产生吸用装置(100,200),该气溶胶产生吸用装置包括:本体(101),该本体具有被限定在该本体的空气入口(102)与空气出口(103)之间的空气流动路径,其中,该空气出口允许所产生的气溶胶离开;传感器(204),该传感器设置在该吸用装置的本体上,其中,该传感器被配置成测量该吸用装置的使用者的心率;以及控制器(206),该控制器被配置成基于测得心率控制气溶胶的释放、以及在预定时间段内使用来自该传感器的该测得心率确定该使用者的基线心率,其中,该气溶胶中的物质的量在该测得心率低于该基线心率时增加、或者在该测得心率高于该基线心率时减少。

Description

气溶胶产生吸用装置和方法
技术领域
本发明涉及一种具有用于在使用期间监测使用者心率的传感器的气溶胶产生吸入器。
背景技术
比如电子烟或吸用装置等吸入器变得越来越受欢迎。这些吸入器用于在无燃烧的情况下将风味或刺激剂以气溶胶的形式递送给使用者。这些吸入器的使用者可能希望基于其偏好或其他因素控制所释放的风味或刺激剂的量。
可在市场上获得的吸用装置通常是标准化的,并且可能无法迎合个体的需求。
因此,需要可以适配于其使用者并以安全且可靠的方式控制气溶胶的递送的装置。
发明内容
根据本发明的一方面,提供了一种气溶胶产生吸入器,该气溶胶产生吸入器包括:本体,该本体具有被限定在该本体的空气入口与空气出口之间的空气流动路径,其中,空气出口允许所产生的气溶胶离开;传感器,该传感器设置在吸入器的本体上,其中,该传感器被配置成测量吸入器的使用者的心率;以及控制器,该控制器被配置成基于测得心率控制气溶胶的释放。
有利地,吸入器可适配于使用者,并基于使用者的心率递送气溶胶,该心率指示使用者在任何给定时间的身体状态和健康水平。
优选地,传感器是使用光穿透使用者的皮肤以测量心率的光学传感器。
有利地,心率可以使用光电容积描记法过程方便地测得。
优选地,传感器集成在吸入器的启用开关中,使得使用者的皮肤在使用者与启用开关交互以启用吸入器时与传感器接触。
有利地,只要使用者开始使用装置,就可以测量使用者的心率。
优选地,传感器设置在吸入器的侧表面处,使得使用者的皮肤在使用者在使用期间握持吸入器时与传感器接触。
有利地,在装置在使用中时,可以连续测量使用者的心率。
优选地,吸入器进一步包括加速度计,该加速度计用于检测使用者在使用吸入器时的移动,以便确定移动对测得心率的影响。
有利地,可以跟踪使用者的移动,这可能会影响心率读数。
优选地,控制器被配置成基于由加速度计检测到的移动修改由传感器测得的心率。
有利地,测得心率读数可以基于来自加速度计的移动数据进行校正。
优选地,控制器被配置成在预定时间段内使用来自传感器的心率测量结果确定使用者的基线心率。
有利地,可以确定出使用者的心率的最佳水平以与测得心率或经修改的心率进行比较。
优选地,控制器被配置成在测得心率分别低于或高于基线心率时增加或减少气溶胶中的物质的量。
有利地,向使用者递送的气溶胶的量可以基于测得心率或经修改的心率与基线心率的比较进行调节。
根据本发明的另一方面,提供了一种操作气溶胶产生吸入器的方法,该方法包括:启用吸入器以从吸入器释放气溶胶;用设置在吸入器的本体上的传感器测量使用者的心率;以及基于测得心率控制气溶胶的释放。
优选地,该方法进一步包括在测得心率超过大于基线的预定阈值时抑制气溶胶的释放。
有利地,使用者在气溶胶摄入量方面被限制过度吸食超过对他或她的健康而言安全的极限。
优选地,该方法进一步包括基于使用者在预定时间段内的抽吸口数增加或减少气溶胶中的物质的量。
有利地,使用者可以基于抽吸数据递送正确量的物质。
附图说明
图1A示出了根据本发明的一方面的具有心率传感器的吸入器;
图1B示出了根据本发明的另一方面的具有心率传感器的吸入器;
图2是图1A和图1B的吸入器中的各种部件的框图;
图3是图1A和图1B的吸入器的操作的流程图;
图4是示出了绘制了在不同时间段的默认基线心率相对于经更新的基线心率的图;以及
图5是示出了由图1A和图1B的吸入器在不同的时间段测得的使用者的心率的图。
具体实施方式
接下来,将描述本发明的各个方面。应注意的是,在以下附图的描述中,用相同或相似的附图标记来标识相同或相似的部分。应注意的是,附图是示意性的,并且每个大小的比例与实际大小不同。因此,具体的大小等应考虑以下描述来判断。不用说,包括相互的附图之间相互大小的关系和比例不同的部分。
图1A示出了非燃烧类型风味吸入器100,该非燃烧类型风味吸入器是用于在无燃烧的情况下吸入风味的仪器。吸入器100具有杆状形状,其主体101从非吸嘴端部102延伸至吸嘴端部103。在主体100中在相反的端部102、103之间限定了空气通道或路径。本示例中的吸入器100是电子烟或吸用装置。吸入器100通过汽化或加热吸入器100内部所含的气溶胶源来释放风味或刺激剂以供使用者通过吸嘴端部103吸入。这种吸入器的构造和操作是本领域众所周知的,并且将为技术人员所理解。
吸入器100还包括启用开关104,该启用开关可以被配置成执行吸入器100的电源的接通和断开中的至少一个。启用开关104可以是设置在吸入器101的主体101的表面上的任何方便的位置处的按压按钮或触摸按钮。
如今,人们出于各种原因喜欢监测其活动水平、身体统计数据、睡眠质量等。有若干种可在市场上获得的装置或小器具可以做到这一点。然而,这种装置要么是可能被一些使用者认为过于侵入性的可穿戴装置,要么是可能不方便使用或随身携带的其他不可穿戴装置。
心率监测是这种装置所执行的最常见功能之一。使用者通常依赖于从这些装置获得的心率读数来确定其健康水平并相应地调整其饮食或运动方案。然而,这些读数很容易由于比如使用期间的使用者移动等因素而产生误差,并且因此可能并不总是可靠的。对于电子烟或类似装置的使用者来说,还可能期望的是,基于其实时身体统计数据(比如心率)控制气溶胶的摄入量。
根据本发明的一方面,心率传感器204集成于开关104中,使得当使用者触摸或按压开关104以接通吸入器100时,传感器204通过皮肤接触来测量使用者的心率,如稍后详细描述的。
图1B示出了与图1A所示出的吸入器100类似的吸入器200,仅有一处不同。即,在吸入器200中,心率传感器204不是设置在启用开关104上,而是设置在主体的侧表面105上。传感器204可以呈条或标签的形式提供,并且该传感器所放置的位置可以使得当使用者在使用期间握持吸入器200时,他或她的皮肤会与传感器204接触,从而允许该传感器确定使用者的心率。
应当理解,吸入器100、200可以具有任何合适的形状和大小,并且可以具有不同的功能机构。而且,启用开关104可以设置在吸入器的两侧或底部处。优选地,心率传感器204被设置成使得该心率传感器在正常使用期间与使用者的皮肤接触,而不需要使用者专门定位传感器并与该传感器接触。
图2示出了吸入器100、200的各种部件。吸入器100、200包括气溶胶源201和汽化器202,该汽化器使气溶胶源201汽化以释放含有风味和/或刺激剂的气溶胶供使用者吸入。在本示例中,气溶胶源201是含有尼古丁的物质。气溶胶源201可以呈固体或液体的形式,并且通过汽化器(包括热源)被加热,以在无燃烧的情况下释放气溶胶。汽化器202可以由电源203供电。电源203例如是锂离子电池。电源203供应吸入器100、200的动作所必需的电力。例如,电源203向吸入器100、200中所包括的所有其他部件或模块供应电力。
气溶胶源201可以包括附加的风味源(未示出),该附加的风味源设置在吸嘴端部103的一侧上、在固持气溶胶源201的固持器之外,并且产生要与从气溶胶源201产生的气溶胶一起被使用者吸入的风味。可以使用的风味源的示例包括烟丝、包括烟草原材料形成的粒状物的形成体、包括烟草原材料形成具有片状形状的形成体。风味源可以包括比如薄荷等植物或烟草除外的草本植物。可以向风味源添加比如薄荷醇等风味。
吸入器100、200进一步包括心率传感器204。优选地,心率传感器204是使用光电容积描记法(PPG)测量心率的光学传感器,光电容积描记法是使用光来测量血流量的过程。吸入器100、200具有发光元件205,该发光元件优选地包括在吸入器100、200被握持时向使用者的皮肤上照射绿光的多个小型LED。然而,可以使用红光或红外光用于此目的。当光通过流动的血液散射时,心率传感器204(其可能是光电二极管)检测散射回来的光的强度。然后,对此信息进行处理以产生可理解的脉搏或心率读数。
吸入器100、200还包括控制器206,该控制器被配置成控制吸入器中的各种模块或部件。控制器206也对如上文所解释的由心率传感器204捕获到的数据进行处理。
吸入器100、200进一步包括加速度计207。加速度计207被配置成测量使用者在使用吸入器时的移动。因为上文所描述的光学心率监测对运动非常敏感,所以移动会干扰LED光到传感器的路线。为了使移动所引起的失真最小化,优选的是,使用者静止以获得准确的读数。因此,由加速度计207检测到的移动可以用于修改由心率传感器204获取的读数。例如,控制器206使用算法对来自心率传感器204和加速度计207的读数进行处理,以更加准确地确定使用者的心率。
吸入器100、200还包括抽吸检测器208。在一个示例中,抽吸检测器208连接至压力传感器(未示出),该压力传感器检测由使用者的吸入动作而引起的空气压力。抽吸检测器208基于传感器的检测结果(例如,吸入器100、200中的负压)检测抽吸状态。相应地,抽吸检测器208可以确定吸入气溶胶的抽吸动作次数。抽吸检测器208还可以检测吸入气溶胶的一次抽吸动作所需的时间段。
吸入器100、200可以包括存储器209以及比如视觉发光元件、显示器、和发声器等其他模块210。比如LED等视觉发光元件可以设置在非吸嘴端部102的端头处。这种LED可以在抽吸状态(在该抽吸状态下,气溶胶已经被吸入)下表现出第一发光模式,并且在非抽吸状态(在该非抽吸状态下,气溶胶尚未被吸入)下表现出与第一发光模式不同的第二发光模式。在此,发光模式由比如以下等参数的组合来限定:发光元件的光量、处于照明状态下的发光元件数量、发光元件的颜色、以及发光元件的照明和发光元件的无照明重复的周期。不同的发光模式意指上述参数中至少任一个参数是不同的。
图3示出了吸入器100、200的操作的流程图300。应当注意,流程图300中所示出的步骤可以按相同的顺序执行或可以不按相同的顺序执行。虚线框中的步骤是可选的,并且尽管可优选,但这些步骤不是本发明的工作所必需的。
在步骤301处,启用装置。在本示例中,当使用者按压启用开关104时,吸入器100、200被启动。开关104的预定操作(比如连续按压超过预定次数)使吸入器100、200的电源203接通。当开关104的操作使电源203接通时,电源203向吸入器100、200中的汽化器202、心率传感器204、控制器206、以及其他部件供应电力。
在步骤302处,测量使用者的心率。在本示例中,当使用者按压吸入器100中的启用开关104和/或从一侧握持吸入器200时,心率传感器204测量使用者的心率。如上文所解释,传感器204使用发光元件205测量使用者的心率。
在步骤303处,可选地,检测使用者的移动。在本示例中,加速度计207检测使用者在心率监测期间的任何移动,并且测量检测到的移动的量。如果使用者静止,那么加速度计207可以记录零移动。替代性地,加速度计207可以仅在使用者有任何移动时被启用。
在步骤304处,可选地,确定使用者每单位时间所吸入的抽吸口数。在本发明中,抽吸检测器208检测如上文所解释的使用者所吸入的抽吸口数。以一分钟作为单位时间为例,确定使用者在一分钟内吸入气溶胶的次数。抽吸检测器208还可以测量每次抽吸的时间或时长。还可以将抽吸频率和时长考虑在内,以确定使用者的精神压力水平。通过连续监测使用者的吸用模式,可以确定抽吸频率和时长的基线。与基线的偏差可以帮助确定情绪状态。例如,较长且较为频繁的抽吸可以指示精神压力较大的状态。
在步骤305处,可选地,至少基于检测到的移动修改使用者的测得心率。在本示例中,控制器206对从心率传感器204获得的测得心率以及从加速度计207获得的移动数据进行处理,以计算出使用者的经修改的心率。加速度计207可以捕获使用者的三轴线运动数据,该三轴线运动数据指示使用者在所有三个维度上的移动。优选地,控制器206被配置成将捕获到的运动数据输入至补偿算法,以将使用者移动的影响从由心率传感器204测得的心率中消除。用于补偿使用者移动以获得更加准确的心率的技术是本领域众所周知的。
在步骤306处,获得使用者的基线心率。在本示例中,控制器206基于随时间推移从心率传感器204和加速度计207获得的读数计算使用者的基线心率。当使用者处于正常状态时,基线心率可以是使用者的最佳心率。基线心率可以被设置为开始时的默认值,比如72bpm(每分钟心跳次数)。然后,当足够的使用者数据可用时,这可以随时间推移进行修改。这将参考图5进一步描述。应当理解,基线心率可以存储于装置的存储器209中,并且可以在步骤306中由控制器206简单地获取。
在步骤307处,确定使用者心率是否超出基线心率。在本发明中,控制器206将测得心率(或在步骤305中获得的经修改的心率)与在步骤306中获得的基线心率进行比较。在比较中,控制器206确定测得心率或经修改的心率是否超过基线心率。如果超过,那么控制器206进行至步骤308,否则进行至步骤309。
在步骤308处,减少向使用者供应的气溶胶中的物质的量。在本示例中,在确定使用者心率超过基线时,控制器206减少从气溶胶源201释放的气溶胶中所含的比如尼古丁等物质的量。这可以通过多种方式来实现。在一个示例中,可以减少从源201释放的气溶胶的量,由此减少要递送至使用者的物质的量。在另一个示例中,可以使用多槽吸用装置,其包括两个或更多个液体储器,每个液体储器含有物质浓度不同的液体。通过将供应切换至含有较低浓度液体的储器,可以减少物质摄入量,同时维持相同的气溶胶量。在又另一个示例中,物质递送量可以通过控制加热不燃烧和基于蒸气的装置中的加热操作(例如,通过控制向加热器供应的能量)、或控制基于蒸气的装置中的加压液体源来减少。
当使用者所吸入的气溶胶的量减少时,预期使用者的心率更有可能降低并达到基线值。小幅度误差可能会被引入基线值中。例如,如果基线值为72bpm,那么在70-74bpm的范围内的心率可以被认为在基线极限之内。
在步骤309处,维持或增加向使用者供应的气溶胶中的物质的量。在本示例中,在确定使用者心率低于基线时,控制器206增加从气溶胶源201释放的气溶胶中的物质的量。如上文所描述,这可以通过多种方式来实现。
当使用者所吸入的气溶胶的量增加时,预期使用者的心率更有可能提高并达到基线值。应当理解,在正常情况下维持装置的常规操作,以避免对使用者的心率产生任何影响。因此,使用者可以在没有任何与心率异常有关的担忧的情况下享受吸用。
图4示出了根据本发明的一方面的默认基线心率对经更新的基线心率的图400。在图400中,X轴为测量心率的时间段,并且Y轴为心率值(以bpm为单位)。因为使用者的心率可以在一天中自然波动,所以控制器206随时间推移从心率传感器204获知信息,以更新使用者的基线心率。在此示例中,使用者的默认心率被设置为72bpm。然而,如图400中所示出,使用者的心率在早晨和夜晚可以低于72bpm,而在白天期间可以高于72bpm。控制器206可以在更新基线心率之前对使用者的心率模式进行为期几天的观察。通过以此方式更新基线心率,可以更加有效地监测心率和控制物质摄入量。
图5示出了不同时间段的使用者心率数据的图500。在图500中,X轴为测量心率的时间段,并且Y轴为心率值(以bpm为单位)。心率传感器204测量使用者的心率,并且控制器206在每个时间段记录该心率。如所示出的,在第一时间段中,使用者的心率测得为80bpm,并且在第四时间段,该心率为65bpm。接下来,基于从加速度计204接收到的数据,控制器206生成经修改的心率读数。例如,第一时间段中的测得读数被校正为75bpm,并且第四时间段中的测得读数被校正为60bpm。
如可以看出的,基线心率在所有时间段都被设置为72bpm的默认值。然而,如上文所解释,基线值优选地随着控制器206随时间推移获知使用者心率模式而进行更新。如上文所解释,控制器206将经修改的心率与基线心率进行比较,并调节气溶胶的释放。例如,在第三时间段中,经修改的心率为80bpm,这高于72bpm的基线值,因此控制器206优选地减少气溶胶中的物质的量,直到使用者的心率处于基线处或在如上文所描述的基线极限之内为止。
根据本发明的另一方面,如果使用者的心率超过某个限定极限,那么可以禁止他或她吸用。例如,通过在实际释放气溶胶以供吸用之前按压启用按钮104,传感器204可以测量使用者的心率,并且如果测得心率超过基线预定阈值(限定吸用的安全区),那么控制器206可以自动禁用吸入器100以禁止吸用。附加地,在启动吸用之前,使用者的测得心率可以基于先前存储于吸入器100的存储器209中的关系表映射至物质(比如尼古丁)水平,并且基于使用者的吸用习惯进行更新。较低的心率可以承受较高的尼古丁水平,而较高的心率水平限于较低的尼古丁水平。以此方式,确保一开始就基于使用者的测得心率在气溶胶中向他提供正确量的尼古丁。
此外,因为在吸用时段期间,传感器204和控制器206连续监测使用者的心率,所以可以基于其他因素定制物质递送量。例如,如果使用者的测得心率高于基线、但低于危险阈值(例如,高心率可能是由精神压力或体育锻炼引起的,这可能对使用者的心脏没有伤害),那么可以允许使用者以较低水平的尼古丁进行吸用,持续相对较短的预定时间段。控制器206继续不断监测心率,并且如果心率减缓,那么该控制器使装置保持工作,否则就禁用装置或禁止气溶胶递送。
附加地,如上文所解释,可以使用来自加速度计207和抽吸检测器208的数据来调整允许的尼古丁递送量。例如,根据抽吸检测器208确定高精神压力可以指示使用者较为期望尼古丁,在这种情况下,检测到高心率优选地不应禁止吸用,而是提高允许的尼古丁递送量水平。另一方面,如果使用者无精神压力、但检测到的心率高于正常值,那么优选地应禁止吸用,或应降低尼古丁递送量水平。
使用上文所描述的本发明,可以在没有采用任何附加的装置或不需要使用者执行任何附加的步骤的情况下监测使用者的心率。此外,通过基于测得心率控制气溶胶的递送,可以在大多数时间保持使用者的心率处于基线或最佳水平。这允许使用者在不必有意地监测气溶胶摄入量的情况下享受吸用。
在上文所描述的本发明中,心率读数可以通过吸入器上的小显示器呈现给使用者。附加地,可以通过闪烁不同颜色的LED或通过发出警报声来警报使用者心率较高或较低。附加地或替代性地,可以将吸入器连接至使用者的可以运行应用(比如iOS/AndroidApp)的个人装置(比如移动电话),以向吸入器的使用者以用户友好的格式显示当前的心率读数、心率趋势、精神压力水平、移动数据、抽吸数据、气溶胶摄入量等。
已经出于展示和描述的目的而呈现了展示性实施例的前述描述。对于所披露的精确形式,其不旨在穷举或限制性的,并且根据以上教导进行的修改和变化是可能的,或者这些修改和变化可以从所披露的实施例的实践中获得。

Claims (13)

1.一种气溶胶产生吸用装置,包括:
本体,该本体具有被限定在该本体的空气入口与空气出口之间的空气流动路径,其中,该空气出口允许所产生的气溶胶离开;
传感器,该传感器设置在该吸用装置的本体上,其中,该传感器被配置成测量该吸用装置的使用者的心率;以及
控制器,该控制器被配置成基于测得心率控制气溶胶的释放、以及在预定时间段内使用来自该传感器的该测得心率确定该使用者的基线心率,其中,该气溶胶中的物质的量在该测得心率低于该基线心率时增加、或者在该测得心率高于该基线心率时减少。
2.如权利要求1所述的气溶胶产生吸用装置,其中,该控制器被进一步配置成在该测得心率超过大于该基线心率的预定阈值时抑制气溶胶的释放。
3.如权利要求1或2所述的气溶胶产生吸用装置,其中,该传感器是使用光穿透该使用者的皮肤以测量该心率的光学传感器。
4.如权利要求3所述的气溶胶产生吸用装置,其中,该传感器集成在该吸用装置的启用开关中,使得该使用者的皮肤在该使用者与该启用开关交互以启用该吸用装置时与该传感器接触。
5.如权利要求4所述的气溶胶产生吸用装置,其中,在启用该吸用装置时,该传感器被配置成在开始产生用于吸用时段的气溶胶之前测量该使用者的心率,并且该控制器被进一步配置成基于在该吸用时段之前测得的该心率控制气溶胶在该吸用时段期间的释放。
6.如任一前述权利要求所述的气溶胶产生吸用装置,其中,该传感器设置在该吸用装置的侧表面处,使得该使用者的皮肤在该使用者在使用期间握持该吸用装置时与该传感器接触。
7.如任一前述权利要求所述的气溶胶产生吸用装置,其中,该吸用装置进一步包括加速度计,该加速度计用于检测该使用者在使用该吸用装置时的移动,以便确定这些移动对该测得心率的影响。
8.如权利要求7所述的气溶胶产生吸用装置,其中,该控制器被配置成基于由该加速度计检测到的这些移动来修改由该传感器测得的该心率。
9.一种操作气溶胶产生吸用装置的方法,该方法包括:
启用该吸用装置以从该吸用装置释放气溶胶;
用设置在该吸用装置的本体上的传感器来测量使用者的心率;
基于测得心率来控制气溶胶的释放;以及
在预定时间段内使用来自该传感器的该测得心率确定该使用者的基线心率,其中,该气溶胶中的物质的量在该测得心率低于该基线心率时增加、或者在该测得心率高于该基线心率时减少。
10.如权利要求9所述的方法,进一步包括检测该使用者在使用该吸用装置时的移动,以确定这些移动对该测得心率的影响。
11.如权利要求10所述的方法,进一步包括基于检测到的移动修改由该传感器测得的该心率。
12.如任一前述权利要求所述的方法,进一步包括在该测得心率超过大于该基线心率的预定阈值时抑制气溶胶的释放。
13.如权利要求9至12中任一项所述的方法,进一步包括基于该使用者在预定时间段内的抽吸口数增加或减少该气溶胶中的物质的量。
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