Мобильный телефон со встроенным измерительным устройством - RU2432673C2

Чертежи

Описание

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится в общем случае к мобильному телефону с встроенным измерительным устройством и к измерительному модулю, который может быть встроен в мобильное радиоустройство. Изобретение относится также к тест-полоске для использования в измерительном модуле.

Областью применения изобретения является, например, измерение содержания сахара в крови, при этом содержание сахара определяется в капле крови. Однако, помимо этого, данное изобретение может использоваться в измерениях любого рода, при которых необходимо регулярно делать определенные анализы, например тесты на установление беременности у коров, при которых анализируется капля молока. В этом случае при взятии анализируемой капли жидкости, как правило, используются тест-полоски. Другим примером области применения является лактатное измерение для получения объективной оценки выносливости у спортсменов-любителей и профессиональных спортсменов. Регулярное и точное лактатное измерение позволяет спортсмену - не то, что при простом определении частоты сердечных сокращений - постоянно тренироваться при оптимальном режиме обмена веществ.

Ниже поясняется принцип изобретения, в частности, на примере измерения содержания сахара в крови.

Сахарная болезнь (Diabetes mellitus) как самое частое с отрывом заболевание, связанное с нарушением обмена веществ, является проблемой как медицины, так и народного хозяйства. Diabetes mellitus характеризуется болезненным повышением уровня сахара в крови и неспособностью человеческого тела регулировать этот уровень в положенных пределах. Для устранения нарушения регуляции необходимы назначение лекарства и регулярное определение содержания сахара в крови с тем, чтобы назначенное лекарство соответствовало уровню сахара в крови на данный момент. Редкие и/или нерегулярные измерения постоянно приводят к высокому уровню сахара в крови, что, в свою очередь, вызывает осложнения, результатом которых являются большие расходы на лекарства, пребывание в больнице и инвалидность. Неправильное назначение лекарств и небрежное определение содержания сахара в крови приводят к тяжелым осложнениям и снижают качество жизни диабетиков.

Поэтому при увеличении частоты измерений можно точнее дозировать медикаменты и тем самым заметно сокращать побочные воздействия сахарной болезни. Все диабетики, которым колют инсулин, рассчитывают дозу по предварительно измеренному значению содержания сахара в крови. Таким образом, надежность измерительного прибора является весьма критическим фактором лечения.

В то же время не только в области медицины, но и во многих других областях, как например, в сельском хозяйстве, часто необходимы оперативные и вместе с тем надежные измерения и анализ данных.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Основной причиной того, что диабетики измеряют содержание сахара у себя в крови реже, чем это рекомендуется, является то обстоятельство, что они не всегда имеют измерительный прибор под рукой. Благодаря установке, так называемого, измерительного модуля для определения содержания сахара в крови в мобильном телефоне достигается то, что пользователь постоянно носит устройство для измерения содержания сахара в крови, не обременяя себя дополнительными расходами.

Из уровня техники известен ряд устройств, в которых измерительный модуль для определения содержания сахара в крови сочетается с мобильным телефоном или делит место с аккумулятором мобильного телефона с тем, чтобы благодаря этому обеспечить медицинское обслуживание пациента и наблюдение за ним. Имеется даже описание непосредственной установки устройства в корпусе за пределами аккумулятора: европейская заявка на патент ЕР-А-0 826 963 содержит описание измерительного прибора, сконструированного таким образом, что он может быть установлен на мобильном телефоне. Европейская заявка на патент ЕР-А-0 959 755 содержит описание измерительного прибора, который может быть установлен в аккумуляторном отсеке мобильного телефона. Международная заявка на патент WO-А-0 826 963 содержит описание мобильного телефона, в который встраивается неинвазивный датчик для определения концентрации сахара в крови. Поскольку измерение содержания крови осуществляется с помощью сенсорного экрана, никакой необходимости в тест-полосках нет. Международная заявка на патент WO-А-0 2004/106885 содержит описание аккумуляторного отсека для мобильных телефонов, который содержит тест-полоски для измерения содержания сахара в крови и может выдавать данные измерений на дисплей мобильного телефона. Здесь измерение также осуществляется амперометрически с помощью тест-полосок, имеющих рабочий и нормальный электроды. Немецкая опубликованная заявка на патент DE-А-101 02 564 содержит описание мобильного телефона, который в состоянии измерять с помощью тест-полоски содержание сахара в крови своего владельца. Американская опубликованная заявка на патент US-А-0-2005/0019848 относится к мобильному телефону, в который встроен измерительный модуль для определения содержания сахара в крови. С помощью встроенного температурного датчика осуществляется попытка коррекции температуры.

Однако теперь дело обстоит таким образом, что с целью сокращения затрат используются тест-полоски с очень малыми электродами. Поэтому токи, возникающие при измерении содержания сахара в крови, располагаются скорее в диапазоне двузначных наноампер. К этому следует добавить, что одновременно для удобства пользователя предпринимаются попытки сократить время измерения. Современные измерительные приборы выдают значение содержания сахара в крови, в среднем, за 5 секунд. Однако оба фактора - малые токи и короткое время измерения - делают измерительные системы очень восприимчивыми к интерференции со стороны радиомодулей мобильного телефона. В частности, входящие звонки или текстовые сообщения, а также автоматические обращения к мобильному телефону и его ответы при работе передающих радиостанций вызывают усиление интерференции электромагнитных волн, которые могут искажать данные измерений, полученные от измерительных приборов, находящихся в непосредственной близости от мобильного телефона.

Существует целый ряд исследований, изучающих и подтверждающих влияние наложения электромагнитных волн мобильных телефонов на медицинские приборы. Хотя величины наблюдаемых помех с течением времени благодаря уплотнению сети GSM, улучшению технологии и, не в последнюю очередь, благодаря законодательным контрольным параметрам (предельным значениям SAR) уменьшились, интервал безопасности между мобильным телефоном и медицинским прибором во избежание сбоев и получения неправильных показаний, по мнению экспертов, должен составлять по меньшей мере 10-30 см.

Для всех измерительных устройств, описанных в вышеперечисленных документах, общим является то, что они из-за непосредственной близости к мобильным радиоустройствам и из-за вызываемой ими интерференции электромагнитных волн в измерительных приборах, а при известных обстоятельствах в тест-полосках, подвергаются опасности получения искаженных данных измерений.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Однако из уровня техники не делается вывода относительно того, что схемы измерительного модуля, связанного с мобильным радиоустройством, и используемые тест-полоски должны иметь защиту от воздействия электромагнитных волн, исходящих от мобильного телефона. Соответственно, ни в одном из вышеназванных документов не говорится о том, как можно добиться такой защиты.

Поэтому задача изобретения состоит в том, чтобы представить такое измерительное устройство, которое, с одной стороны, позволяло бы пользователю проводить регулярные измерения комфортным способом, а с другой стороны, чтобы это устройство обеспечивало высокую степень надежности в отношении корректности результатов измерений, несмотря на близость измерительного устройства к радиомодулям мобильного устройства. Задача изобретения решается с помощью устройств, охарактеризованных в независимых пунктах 1, 12, 13, 14 и 16 формулы изобретения. Другие предпочтительные варианты осуществлениях изобретения определены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения является мобильное радиоустройство, в которое встроен измерительный модуль, причем измерительный модуль экранируется с помощью одного или нескольких слоев металла, окружающих измерительный модуль, от воздействия электромагнитных волн, генерируемых мобильным радиоустройством.

Это имеет то преимущество, что экранирование от воздействия электромагнитных волн осуществляется просто и с оптимальными затратами.

В соответствии со следующим предпочтительным вариантом осуществления изобретения слои металла замыкаются на постоянный опорный потенциал, которым, предпочтительно, является масса мобильного радиоустройства.

Это имеет то преимущество, что эффективность экранирования существенно повышается.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения применяются такие металлы, как алюминий, медь, сталь, цинк, никель, свинец, или сплавы этих металлов.

Это имеет то преимущество, что экранирование действует эффективно и/или с оптимальными затратами.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения измерительный модуль в мобильном радиоустройстве расположен совместно с аккумулятором мобильного радиоустройства.

Это имеет то преимущество, что для установки измерительного прибора в любом мобильном радиоустройстве его внешний дизайн может оставаться без изменений, а изменяться вынужден лишь дизайн аккумуляторного отсека.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения измерительный модуль встраивается в аккумуляторный отсек мобильного радиоустройства.

Это имеет то преимущество, что благодаря наличию последовательно установленного информационного интерфейса между мобильным радиоустройством и его аккумуляторным отсеком может осуществляться обмен данными измерений.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения мобильное радиоустройство имеет отверстие, через которое тест-полоска может вводиться в измерительный модуль и которое, предпочтительно, расположено с продольной стороны мобильного радиоустройства, а именно с его левой продольной стороны.

Это имеет то преимущество, что измерительный прибор благодаря своей вытянутой геометрии легко укладывается над аккумулятором или под ним и что правшам взятие крови облегчается.

Очередным предпочтительным вариантом осуществления изобретения является тест-полоска для применения в измерительном модуле, встроенном в мобильное радиоустройство, причем тест-полоска экранируется от воздействия электромагнитных волн, генерируемых мобильным радиоустройством, с помощью одного или нескольких нанесенных на нее слоев металла.

Это имеет то преимущество, что экранирование от воздействия электромагнитных волн осуществляется просто и с оптимальными затратами.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения один из слоев металла наносится на тест-полоску снизу.

Это имеет то преимущество, что экранирующий слой наносится легко и имеет большую экранирующую поверхность.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения один из слоев металла, предпочтительно состоящий из того же металла, что и измерительные электроды, а именно, предпочтительно, из меди или из ее сплава, наносится на свободные места в слое измерительных электродов и токопроводящих дорожек измерительной полоски.

Это имеет то преимущество, что эффективность экранирования существенно возрастает.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения измерительный модуль служит для определения содержания сахара в крови.

Это имеет то преимущество, что диабетик, который и без того постоянно имеет свое мобильное радиоустройство при себе, с его помощью в любой момент может проделать надежные тесты на содержание сахара в крови.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Вышеупомянутые и другие задачи, аспекты и преимущества изобретения станут более понятными из подробного описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения, содержащего ссылки на чертежи, на которых:

фиг. 1 изображает мобильный телефон в соответствии с вариантом осуществления изобретения, в который встроен измерительный модуль для определения содержания сахара в крови, вид спереди;

фиг. 2 - мобильный телефон в соответствии с фиг. 1, вид сбоку;

фиг. 3 - аккумуляторный отсек с встроенным измерительным модулем в другом варианте осуществления изобретения;

фиг. 4 - подробное устройство аккумуляторного отсека в соответствии с фиг. 3;

фиг. 5 - подробное устройство тест-полоски в другом варианте осуществления изобретения;

фиг. 6 - поперечное сечение тест-полоски.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг. 1 изображен вид спереди мобильного телефона, в который встроено измерительное устройство, например измерительное устройство для определения содержания сахара в крови. При проектировании измерительных устройств для определения содержания сахара в крови особое внимание должно уделяться размерам дисплея и простоте обслуживания за счет использования интуитивного выбора типа меню и возможно больших интервалов между кнопками, поскольку распространенность Diabetes mellitus с возрастом очень сильно увеличивается. Поэтому дизайн и обслуживание мобильного телефона следуeт приспосабливать к потребностям и запросам целевой группы. Большой дисплей особенно удобен ввиду частых микроваскулярных осложнений в области глаз (почти у всех диабетиков типа I и у более 60% диабетиков типа II в процессе заболевания развивается болезнь сетчатки глаз, называемая ретинопатией). Такая форма выполнения может иметь преимущества и в других областях, где результаты измерений приходится считывать в сложных условиях. Однако изобретение на такие формы выполнения не претендует. Наоборот, существенное преимущество изобретения заключается в том, что оно может использоваться в любом обычном мобильном телефоне серийного производства.

Измерительный модуль может быть установлен в любом месте внутри корпуса мобильного телефона. Однако проще и дешевле всего встроить его в аккумуляторный отсек мобильного телефона, поскольку большинство мобильных телефонов сообщается с аккумуляторным отсеком через последовательно установленный информационный интерфейс. Поэтому монтаж требует лишь соответствующего программного обеспечения для мобильного телефона с тем, чтобы суметь представить и обработать данные, посылаемые измерительным модулем. Таким образом, стандартные мобильные телефоны, какие обычно имеются на рынке, простым усовершенствованием программы и соответствующего аккумуляторного отсека могут быть переделаны на работу с измерительными устройствами.

На фиг. 2 изображен вид мобильного телефона сбоку согласно фиг. 1. На левой продольной стороне в аккумуляторном отсеке мобильного телефона видно отверстие, представляющее собой порт 1 для тест-полоски измерительного модуля. Измерительный модуль снаружи виден только через этот порт 1 для тест-полоски.

На фиг. 3 отдельно изображен вид сзади аккумуляторного отсека мобильного телефона в соответствии с фиг. 1 и 2. При детальном изображении этого аккумуляторного отсека на фиг. 4 можно увидеть предпочтительное расположение измерительного модуля 2 в аккумуляторном отсеке 6. Из-за удлиненной формы измерительного модуля 2 и из-за геометрии батареек 5, содержащихся в аккумуляторном отсеке, измерительный модуль 2 устанавливается над батарейками 5. Аккумуляторный отсек 6 рассчитан таким образом, чтобы над батарейками оставалось достаточно свободного пространства 4 для измерительного модуля 2.

При такой установке измерительного модуля 2 порт 1 для тест-полоски не может, как у обычных отдельно приобретаемых измерительных устройств, размещаться на верхней или нижней боковой поверхности. Поэтому в одном из предпочтительных вариантов осуществления порт 1 для тест-полоски располагается на левой боковой поверхности мобильного радиоустройства (если смотреть спереди). Поскольку большинство людей правши и поэтому они для взятия необходимой для измерения капли крови прокалывают себе палец левой руки, эта установка упрощает нанесение капли крови на тест-полоску. Благодаря этому удается избежать хлопотных манипуляций с модульным телефоном так же, как и использования клавиатуры кровоточащим пальцем при завершении измерений.

Измерительный модуль 2 окружен слоем 3 металла, который служит для экранирования волн, исходящих от мобильного радиоустройства, которые могут вызвать интерференционные помехи в измерительном модуле и во вставленной в измерительный модуль тест-полоске 1. Под слоем металла здесь понимается слой, в котором, в числе прочего, содержится металл. При этом в случае необходимости речь может идти также о металлической решетке. Хотя полного экранирования от воздействия всех электромагнитных волн добиться нельзя никогда, экранированием все же можно обеспечить безошибочное измерение, несмотря на обычную близость антенны и радиомодуля. Эффективность экранирования должна составлять, предпочтительно, по меньшей мере 97%.

Для возможно более эффективного воздействия экрана слой 3 металла окружает измерительный модуль 2, предпочтительно, со всех сторон. Экранирование может быть осуществлено также с помощью нескольких, не обязательно взаимосвязанных слоев металла. Для установки измерительного модуля слой металла, открытый, как это, например, показано на фиг. 4, с одной стороны (на фиг. 4 это верхняя сторона), может быть нанесен до установки измерительного модуля 2. Экранирование с открытой стороны может быть достигнуто, пожалуй, только за счет того, что на измерительный модуль с этой стороны, например, путем напыления, будет нанесен слой металла (отдельно от слоя 3 металла).

Слои металла, предпочтительно, состоят из алюминия, меди, стали, цинка, свинца, серебра, золота или из их сплавов. Для повышения степени экранирования слои металла, предпочтительно, замыкаются на постоянный опорный потенциал, например на массу мобильного радиоустройства. Такое замыкание осуществляется, например, нанесением проводящей силиконовой резины, которая при закреплении аккумуляторного отсека в мобильном телефоне соединяет экранирующий корпус с массой основной пластины.

Однако для обеспечения корректности измерений экранирование измерительного модуля, встроенного в мобильное радиоустройство, иногда оказывается недостаточным, так что тест-полоску, используемую для измерений, приходится экранировать дополнительно, как, например, при амперометрическом определении содержания сахара в крови (электрическое сопротивление крови изменяется с изменением содержания в ней сахара).

На фиг. 5 изображен предпочтительный вариант устройства экранированной тест-полоски. Датчик 10 и верхний экранирующий слой 9 наносятся на подложку 11 в ходе единой технологической операции. На нижней стороне полоски-датчика имеется тонкий нижний экранирующий слой, предпочтительно, из меди. После нанесения на рабочий электрод энзимного слоя 13 наклеиваются промежуточный слой 8 и поверхностный слой 7. В промежуточном слое 8 выполнено реакционное пространство 15, в котором кровь, привносимая туда через специальное окно 14, реагирует с оксидазой глюкозы, содержащейся в энзимном слое 13, и откуда она подает измеряемый сигнал.

На фиг. 6 изображен поперечный разрез тест-полоски в соответствии с фиг. 5, в которой можно различить следующие слои:

- поверхностный слой 7,

- промежуточный слой 8,

- верхний экранирующий слой 9 и токопроводящие дорожки 10,

- слой 11 в качестве подложки,

- нижний экранирующий слой 12.

В обычных амперметровых тест-полосках используются графитовые электроды, у которых, например, изготовление экрана на нижней стороне полоски стало бы возможным лишь ценой больших производственных затрат. К тому же толщина графитового слоя, нанесенного методом трафаретной печати, оказалась бы примерно в сорок раз больше медного слоя при той же эффективности. Поэтому получение экранированных тест-полосок для амперометрического определения содержания сахара в крови с помощью графитовых электродов потребовало бы очень больших усилий и затрат.

Поэтому тест-полоски, предпочтительно, изготавливаются с помощью печатной технологии. Электроды и токопроводящие дорожки 10 выполнены из меди. Область токопроводящих дорожек и электродов экранируются путем простого омеднения свободных мест подложки 11. Кроме того, тонкий медный слой 12 с нижней стороны тест-полоски (под электродами) обеспечивает ей дополнительное экранирование от воздействия электромагнитных волн. Одновременное использование меди для электродов, токопроводящих дорожек 10 и экранирующих слоев 9, 12 имеет то преимущество, что как элементы полоски-датчика, необходимые для проведения измерений, так и экран, могут быть изготовлены в ходе единой технологической операции и с оптимальными затратами. В то же время для изготовления экранирующих слоев могут быть использованы другие металлы, в частности сталь, цинк, свинец, серебро, золото или их сплавы, включая медные сплавы.

Тест-полоски в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения шире обычных тест-полосок. Благодаря этому имеется достаточно места для экранирования как токопроводящих дорожек, так и тест-полоски. В результате приходится несколько расширять и порт для измерительного модуля.

Слои металла для экранирования тест-полоски при ее введении в измерительный модуль с целью повышения степени ее экранирования, предпочтительно, замыкаются на постоянный опорный потенциал, например на массу мобильного радиоустройства.

Другим преимуществом изобретения является непосредственный вывод измеренных величин на дисплей мобильного телефона. Кроме того, мобильный телефон может также служить в качестве средства прямой связи, с помощью которого результаты измерений могут передаваться для обработки на станцию приема. При использовании тестов на содержание сахара в крови в случае катастрофического повышения или понижения этого содержания можно, например, обратиться за помощью автоматически. При этом благодаря радиоточке, в которой находится мобильный телефон, может быть определено местонахождение пациента. Данные измерений могут быть также напрямую отправлены на хранение или для обработки в соответствующий банк данных, находящийся у врача или в больнице.

Реферат

Изобретение относится к области мобильных радиоустройств. Описывается мобильный телефон с встроенным измерительным модулем, в котором измерительный модуль экранирован от воздействия электромагнитных волн, исходящих от мобильного телефона. Тест-полоска для использования в измерительном модуле также экранирована от действия электромагнитных волн. Техническим результатом при использовании изобретения является обеспечение высокой степени надежности и достоверности при получении результатов измерений. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

Формула