[发明专利]可替换式传感器系统和方法

说明书

本文公开了传感系统，所述传感系统可以包括可替换式传感器元件、读出系统，以及任选地安装件，所述安装件将装置附连到患者或被连接装置。本文还公开了将传感器衬底方便地例如磁性地附接到可穿戴式系统上的方法和设计。本文还公开了方法和设计用以在所述传感器元件附接到可穿戴式系统时从所述传感器元件读取信号和向其写入信号以供后续发送和处理。本文还公开了用磁芯制造磁性可附接的FPC传感器衬底的设计和方法。

交叉引用

本申请要求2018年3月20日提交的美国临时申请第62/645,565号的权益，该申请通过援引而并入本文中。

背景技术

传感信号(例如，生理信号)的非介入式快速且方便的方式对于保健在临床环境中或对于一般消费者市场正在变成愈发令人关注的领域。然而，方便的监测系统可能缺乏检测疾病和/或身体生理的能力(例如，灵敏度、特异性等)，或者当今世界要求的便利性。例如，介入式方法可能是必要的，或者血液或尿可能是监测所需的。因此，可能需要非介入式且有效的方式(例如，经由汗液)来监测身体生理或检测疾病。

发明内容

本文中公开的实施方式提供用于监测生理信号的装置、系统和方法。一次性或可替换式传感器可以用于以高灵敏度和/或特异性监测生理信号。各种生理信号(包括葡萄糖或乳酸)可以方便且实时地得到监测而对用户没有不便。例如，用户可以将装置(例如，贴片或小附接件例如腕带)穿戴在他们身体上的任何部位(例如，作为护腕)并且所述装置可以监测和检测汗液以筛查生理信号。小型一次性或可替换式传感器可以有益地被设置成可以与所述装置耦合和解耦合，以便可以准确且方便地监测信号。

根据本公开的一些方面，公开了一种模块化传感器。所述模块化传感器可以包括：衬底；在所述衬底的表面上设置的多个接触电极；和多个传感线路，所述多个传感线路布置在所述多个接触电极之间以共同地形成多个传感器元件，其中每个传感器元件都包括纵向地延伸在成对接触电极之间的至少一个传感线路，其中所述模块化传感器被配置成与一种装置可操作地且可释放地耦合以用作传感设备。

在一些实施方式中，所述模块化传感器被配置成当与所述装置电耦合时充当有源传感单元。在一些实施方式中，所述模块化传感器被配置成装配在所述装置上的凹壳内。在一些实施方式中，所述模块化传感器由所述凹壳保护。在一些实施方式中，所述衬底包括含铁的金属或合金(ferrous metal or alloy)，并且所述装置包括磁性材料。在一些实施方式中，所述模块化传感器被配置成经由所述磁性材料与所述含铁的金属或合金之间的吸引力而被耦合和保持就位在所述装置上。

在一些实施方式中，所述多个传感线路中的至少一个包括纳米尺度材料(nanoscale material)。在一些实施方式中，所述多个传感线路中的至少一个包括石墨烯。在一些实施方式中，所述多个传感线路各自都包括石墨烯。在一些实施方式中，所述多个传感器元件被配置成检测流体中的一种或多种标志物。在一些实施方式中，所述多个传感器元件被配置成检测受试者的生物流体中的一种或多种生物标志物。在一些实施方式中，所述多个传感器元件被配置成检测相同的生物标志物。

在一些实施方式中，所述生物流体包括经由皮肤的表面获得的汗液或组织间液。在一些实施方式中，所述生物流体包括由呼气在所述装置上而获得的源于呼吸或肺部的水蒸气。在一些实施方式中，所述多个传感器元件各自都被配置成检测不同的生物标志物。在一些实施方式中，所述多个传感器元件被配置成以多通道多路复用配置进行操作。在一些实施方式中，所述一种或多种生物标志物包括：电解质、葡萄糖、乳酸、IL6、细胞因子、HER2、皮质醇、ZAG、胆固醇、维生素、蛋白质、药物分子、代谢物、肽、氨基酸、DNA、RNA、适配体、酶、生物分子、化学分子、合成分子，或它们的组合。在一些实施方式中，所述一种或多种生物标志物包括电解质、葡萄糖和乳酸。