優(yōu)先權(quán)數(shù)據(jù)

本專利文件要求由sezan等人于2015年7月2日遞交的、名稱為breathprintsensorsystems,smartinhalersandmethodsforpersonalidentification的美國專利申請no.14/791,049的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該申請要求由sezan等人于2014年10月17日遞交的、名稱為breathprintsensorsystems,smartinhalersandmethodsforpersonalidentification的美國臨時專利申請no.62/065,465的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益。將美國專利申請no.14/791,049和美國臨時專利申請no.62/065,465兩者的全部內(nèi)容并且為了所有目的，通過引用的方式并入本文。

本公開內(nèi)容總體上涉及個人識別。更具體地，本公開內(nèi)容涉及使用個人所產(chǎn)生的氣體(諸如個人的呼吸中的氣體)來驗證該個人的身份。

背景技術(shù)：

存在用于驗證個人的身份的各種常規(guī)的方式：請求個人提供僅該個人知道的密碼或其它信息；檢查具有該個人的照片和相關(guān)聯(lián)的信息(諸如姓名、性別和年齡)的照片id卡；從該個人采集特定于該個人的生物計量樣本(例如，指紋或視網(wǎng)膜掃描)；檢查僅被給予該個人的唯一令牌等。這些常規(guī)的技術(shù)仍然被廣泛地使用，并且實現(xiàn)起來可能是麻煩并且消耗時間的。

常規(guī)的醫(yī)療實踐在藥物服用方面已經(jīng)經(jīng)歷了各種問題：患者可能接收錯誤的藥物，正確的藥物可能被遞送給錯誤的患者，或者正確的藥物可能被服用了錯誤的劑量。一種看待藥物服用的問題的方式是遵從：患者是否按處方來服用藥物。常規(guī)的醫(yī)療組織使用人員來實現(xiàn)人工檢查和平衡，例如，使用寫字夾板來將藥物信息輸入到物理表格中以用于跟蹤和分析。這些常規(guī)技術(shù)是低效的并且易于產(chǎn)生人為錯誤。當(dāng)患者在家庭護(hù)理環(huán)境中而不是在臨床環(huán)境中時，這些常規(guī)技術(shù)的有效性進(jìn)一步消失，這是因為用于確保遵從的基礎(chǔ)設(shè)施在家庭中是不可獲得的。因此，期望具有可靠的系統(tǒng)來提供并且使用遵從信息。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開內(nèi)容的系統(tǒng)、方法、裝置和計算機可讀介質(zhì)的一些實現(xiàn)方式具有若干方面，其中沒有一個方面為本文所公開的期望屬性單獨負(fù)責(zé)。

本公開內(nèi)容的一些方面提供用于驗證特定個人(諸如患者)的身份的呼吸紋(breathprint)傳感器。本公開內(nèi)容的一些方面涉及智能吸入器系統(tǒng)，該智能吸入器系統(tǒng)使用呼吸紋傳感器，通過吸入來輔助將藥物遞送給患者。

本公開內(nèi)容中描述的主題的一個方面可以實現(xiàn)在呼吸紋傳感器系統(tǒng)中，所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)用于使用個人所產(chǎn)生的氣體(例如，通過呼氣、分泌、排泄、排放、散發(fā))來驗證所述個人的身份。所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)包括一個或多個第一傳感器，所述一個或多個第一傳感器具有針對氣體中的化合物的第一響應(yīng)特性。所述一個或多個第一傳感器被配置為：輸出表示所述第一響應(yīng)特性的傳感器數(shù)據(jù)。所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)還包括一個或多個處理器，所述一個或多個處理器與所述一個或多個第一傳感器相通信。所述一個或多個處理器被配置為：基于所述一個或多個第一傳感器在測試階段期間對氣體的暴露，接收由所述一個或多個第一傳感器提供的測試數(shù)據(jù)集合；以及確定所述測試數(shù)據(jù)集合是否驗證所述個人的所述身份。

在一些實現(xiàn)方式中，所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)還包括一個或多個第二傳感器，所述一個或多個第二傳感器用于識別生物或環(huán)境狀況。所述一個或多個第二傳感器具有針對氣體中的化合物的第二響應(yīng)特性。所述一個或多個第二傳感器被配置為：輸出表示所述第二響應(yīng)特性的補充傳感器數(shù)據(jù)。呼吸紋傳感器系統(tǒng)的所述一個或多個處理器還與所述一個或多個第二傳感器相通信。所述一個或多個處理器還被配置為：(a)基于所述一個或多個第二傳感器在所述測試階段期間對由所述個人產(chǎn)生的所述氣體的暴露，接收由所述一個或多個第二傳感器提供的補充傳感器數(shù)據(jù)集合；(b)識別與所述補充傳感器數(shù)據(jù)集合相關(guān)聯(lián)的生物或環(huán)境狀況；以及(c)提供用于指示所述生物或環(huán)境狀況的信息。

在一些實現(xiàn)方式中，所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)通過對所述測試數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理并且使用模式分類器來將所預(yù)處理的測試數(shù)據(jù)分類成多個類別中的一個，來確定測試數(shù)據(jù)集合是否驗證所述個人的所述身份，其中所述多個類別包括：(i)當(dāng)所述測試數(shù)據(jù)的模式被識別為屬于所述個人時，身份被驗證，以及(ii)當(dāng)所述測試數(shù)據(jù)的模式被識別為不屬于所述個人時，身份沒有被驗證。在一些實現(xiàn)方式中，所述模式分類器包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式分類器。

在一些實現(xiàn)方式中，所述一個或多個處理器還被配置為：根據(jù)一個或多個訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合來訓(xùn)練所述模式分類器。在一些實現(xiàn)方式中，根據(jù)一個或多個訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合來訓(xùn)練所述模式分類器涉及：基于所述一個或多個第一傳感器在訓(xùn)練階段期間對由所述個人產(chǎn)生的氣體的一個或多個暴露，接收由所述一個或多個第一傳感器提供的一個或多個肯定訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合；將所述一個或多個肯定訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合提供給所述模式分類器；以及向所述模式分類器通知所述一個或多個肯定訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合屬于所述個人。在一些實現(xiàn)方式中，根據(jù)一個或多個訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合來訓(xùn)練所述模式分類器還涉及：基于所述一個或多個第一傳感器在訓(xùn)練階段期間對不是由所述個人產(chǎn)生的氣體的一個或多個暴露，接收由所述一個或多個第一傳感器提供的一個或多個否定訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合；將所述一個或多個否定訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合提供給所述模式分類器；以及向所述模式分類器通知所述一個或多個否定訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合不屬于所述個人。

在一些實現(xiàn)方式中，本文描述的所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)的一個或多個第一傳感器是由諸如以下各項的傳感器材料制成的：導(dǎo)電聚合物、導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料、本征導(dǎo)電聚合物、以及其任意組合。在一些實現(xiàn)方式中，所述一個或多個傳感器還被配置為：當(dāng)所述一個或多個第一傳感器的表面溫度小于或等于大約200℃、小于或等于大約100℃、在大約-50℃和大約100℃之間、或者在大約0℃和大約50℃之間時，獲得所述傳感器數(shù)據(jù)。在一些實現(xiàn)方式中，本文描述的所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)的所述一個或多個第一傳感器還被配置為：當(dāng)所述一個或多個第一傳感器的表面溫度是未經(jīng)調(diào)制的或者充分恒定時，獲得所述傳感器數(shù)據(jù)。在一些實現(xiàn)方式中，每個傳感器包括具有可變電導(dǎo)的聚合物層，所述可變電導(dǎo)是基于對氣體中的揮發(fā)性有機化合物(voc)的暴露的。

在一些實現(xiàn)方式中，本文描述的所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)中的任何呼吸紋傳感器系統(tǒng)還包括存儲器，所述存儲器被配置為：存儲所述傳感器數(shù)據(jù)和/或根據(jù)所述傳感器數(shù)據(jù)推導(dǎo)出的信息。

在一些實現(xiàn)方式中，所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)中的任何呼吸紋傳感器系統(tǒng)的所述一個或多個處理器還被配置為：通過特征提取，根據(jù)所述測試數(shù)據(jù)來推導(dǎo)測試特征向量。在一些實現(xiàn)方式中，所述一個或多個處理器還被配置為：將所述測試特征向量與根據(jù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)推導(dǎo)出的訓(xùn)練特征向量進(jìn)行比較；以及基于所述比較，確定所述測試數(shù)據(jù)是否驗證所述個人的所述身份。

在一些實現(xiàn)方式中，所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)還包括：吸入器裝置，其用于當(dāng)所述吸入器裝置被個人接收時，通過吸入來將藥物遞送給所述個人；控制系統(tǒng)，其與所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)和所述吸入器裝置相通信；以及接口系統(tǒng)，其用于向所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)、所述吸入器裝置和/或所述控制系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)和/或從所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)、所述吸入器裝置和/或所述控制系統(tǒng)輸出數(shù)據(jù)。所述控制系統(tǒng)被配置為：從所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)接收信息，所述信息指示所述個人的身份是否被驗證；以及根據(jù)所接收的信息來控制所述吸入器裝置的操作。

本公開內(nèi)容中描述的主題的另一個方面可以實現(xiàn)在智能吸入器系統(tǒng)中，所述智能吸入器系統(tǒng)用于通過吸入來將藥物遞送給個人。所述智能吸入器系統(tǒng)包括：呼吸紋傳感器系統(tǒng)，其被配置為：使用由所述個人產(chǎn)生的氣體來驗證所述個人的身份；吸入器裝置，其用于當(dāng)所述吸入器裝置被所述個人接收時，通過吸入來將所述藥物遞送給所述個人；以及控制系統(tǒng)，其與所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)和所述吸入器裝置相通信。所述控制系統(tǒng)被配置為：從所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)接收信息，所述信息指示所述個人的身份是否被驗證；以及根據(jù)所接收的信息來控制所述吸入器裝置的操作。在所述智能吸入器系統(tǒng)的一些實現(xiàn)方式中，根據(jù)所接收的信息來控制所述吸入器裝置的所述操作涉及：根據(jù)所接收的信息來控制藥物的遞送。在一些實現(xiàn)方式中，所述吸入器智能系統(tǒng)還包括接口系統(tǒng)，其用于向所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)、所述吸入器裝置和/或所述控制系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)和/或從所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)、所述吸入器裝置和/或所述控制系統(tǒng)輸出數(shù)據(jù)。在一些實現(xiàn)方式中，所述接口系統(tǒng)包括無線網(wǎng)絡(luò)接口，其用于經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)與外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)。在一些實現(xiàn)方式中，所述接口系統(tǒng)包括輸入/輸出設(shè)備，其被配置為：接收用戶輸入并且向用戶提供信息。在一些實現(xiàn)方式中，所述輸入/輸出設(shè)備包括：顯示設(shè)備、發(fā)光二極管、揚聲器、觸摸感應(yīng)輸入設(shè)備、按鈕、觸覺設(shè)備、或其任意組合。

在本文公開的所述智能吸入器系統(tǒng)中的任何智能吸入器系統(tǒng)的一些實現(xiàn)方式中，所述控制系統(tǒng)還被配置為：當(dāng)從所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)接收的所述信息指示所述個人的身份沒有被驗證時，執(zhí)行以下操作中的一個或多個操作：向另一個個人發(fā)送通知，所述通知用于通告未經(jīng)驗證的個人嘗試使用所述吸入器；去激活所述吸入器裝置；提示所述個人向所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)提供呼吸樣品；以及提示所述個人提供不是根據(jù)呼吸樣品推導(dǎo)出的替代信息，以驗證所述個人的身份。

在本文公開的所述智能吸入器系統(tǒng)中的任何智能吸入器系統(tǒng)的一些實現(xiàn)方式中，所述控制系統(tǒng)包括一個或多個處理器，所述一個或多個處理器與所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)和所述吸入器裝置通信地耦合。所述處理器中的至少一個處理器被配置為：對根據(jù)由所述個人產(chǎn)生的呼吸樣品推導(dǎo)出的信息進(jìn)行分析并且確定所述個人具有呼吸問題；將所述呼吸問題與一個或多個環(huán)境狀況相關(guān)聯(lián)；將所述一個或多個環(huán)境狀況與位置數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)；以及創(chuàng)建與所述呼吸問題相關(guān)聯(lián)的所述一個或多個環(huán)境狀況的圖。

在本文公開的所述智能吸入器系統(tǒng)中的任何智能吸入器系統(tǒng)的一些實現(xiàn)方式中，所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)包括：一個或多個第一傳感器，所述一個或多個第一傳感器具有針對氣體中的化合物的第一響應(yīng)特性，所述一個或多個第一傳感器被配置為：輸出表示所述第一響應(yīng)特性的傳感器數(shù)據(jù)；以及一個或多個第二傳感器，所述一個或多個第二傳感器具有針對氣體中的化合物的第二響應(yīng)特性，所述一個或多個第二傳感器被配置為：輸出表示所述第二響應(yīng)特性的補充傳感器數(shù)據(jù)。所述第一響應(yīng)特性被調(diào)諧用于驗證所述個人的所述身份，以及所述第二響應(yīng)特性被調(diào)諧用于一個或多個生物標(biāo)志物。在一些實現(xiàn)方式中，所述一個或多個生物標(biāo)志物與藥物的藥代動力學(xué)有關(guān)。所述控制系統(tǒng)的所述處理器中的至少一個處理器被配置為：使用所述補充傳感器數(shù)據(jù)來確定由所述吸入器裝置遞送的所述藥物的劑量的療效，其中所述補充傳感器數(shù)據(jù)表示被調(diào)諧用于所述一個或多個生物標(biāo)志物的所述第二響應(yīng)特性；以及基于所述療效來確定所述藥物的遞送計劃。

本公開內(nèi)容的一個方面涉及一種用于使用呼吸紋傳感器系統(tǒng)來驗證個人的身份的方法。所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)包括一個或多個第一傳感器，所述一個或多個第一傳感器具有針對氣體中的化合物的第一響應(yīng)特性。所述方法涉及：基于所述一個或多個第一傳感器對由所述個人產(chǎn)生的氣體的暴露，接收由所述一個或多個第一傳感器提供的測試數(shù)據(jù)集合；以及確定所述測試數(shù)據(jù)集合是否驗證所述個人的所述身份。在一些實現(xiàn)方式中，所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)還包括一個或多個第二傳感器，所述一個或多個第二傳感器具有針對氣體中的化合物的第二響應(yīng)特性。所述方法還涉及：基于所述一個或多個第二傳感器對由所述個人產(chǎn)生的所述氣體的暴露，接收由所述一個或多個第二傳感器提供的補充傳感器數(shù)據(jù)集合；識別與所述補充傳感器數(shù)據(jù)集合相關(guān)聯(lián)的生物或環(huán)境狀況；以及提供用于指示所述生物或環(huán)境狀況的信息。

在用于驗證所述個人的所述身份的所述方法的一些實現(xiàn)方式中，確定所述測試數(shù)據(jù)集合是否驗證所述個人的所述身份涉及：對所述測試數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；以及使用模式分類器來將所預(yù)處理的測試數(shù)據(jù)分類成多個類別中的一個，所述多個類別包括：(i)當(dāng)所述測試數(shù)據(jù)的模式被識別為屬于所述個人時，身份被驗證，以及(ii)當(dāng)所述測試數(shù)據(jù)的模式被識別為不屬于所述個人時，身份沒有被驗證。

在一些實現(xiàn)方式中，所述方法還涉及：在對所預(yù)處理的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分類之前，根據(jù)一個或多個訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合來訓(xùn)練所述模式分類器。在一些實現(xiàn)方式中，訓(xùn)練所述模式分類器涉及：基于所述一個或多個第一傳感器在訓(xùn)練階段期間對由所述個人產(chǎn)生的氣體的一個或多個暴露，接收由所述一個或多個第一傳感器提供的一個或多個肯定訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合；將所述一個或多個肯定訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合提供給所述模式分類器；以及向所述模式分類器通知所述一個或多個肯定訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合屬于所述個人。

在上文描述的所述方法的一些實現(xiàn)方式中，訓(xùn)練所述模式分類器還涉及：基于所述一個或多個第一傳感器在訓(xùn)練階段期間對不是由所述個人產(chǎn)生的氣體的一個或多個暴露，接收由所述一個或多個第一傳感器提供的一個或多個否定訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合；將所述一個或多個否定訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合提供給所述模式分類器；以及向所述模式分類器通知所述一個或多個否定訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合不屬于所述個人。

本公開內(nèi)容的另一個方面涉及一種用于控制智能吸入器系統(tǒng)的方法，所述吸入器系統(tǒng)包括呼吸紋傳感器系統(tǒng)、吸入器裝置以及一個或多個處理器，所述一個或多個處理器與所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)和所述吸入器裝置相通信。所述方法涉及：從所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)接收信息，所述信息指示是否使用由個人產(chǎn)生的氣體驗證了所述個人的身份；以及根據(jù)所接收的信息來控制所述吸入器裝置的操作。在一些實現(xiàn)方式中，根據(jù)所接收的信息來控制所述吸入器裝置的所述操作涉及：根據(jù)所接收的信息來控制藥物的遞送。

在一些實現(xiàn)方式中，根據(jù)所接收的信息來控制所述吸入器裝置的所述操作涉及：當(dāng)從所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)接收的所述信息指示所述個人的身份沒有被驗證時，執(zhí)行以下操作中的一個或多個操作：向另一個個人發(fā)送通知，所述通知用于通告未經(jīng)驗證的個人嘗試使用所述吸入器；去激活所述吸入器裝置；提示所述個人向所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)提供呼吸樣品；以及提示所述個人提供不是根據(jù)呼吸樣品推導(dǎo)出的替代信息，以驗證所述個人的身份。

本文描述的方法中的一些或全部方法可以由一個或多個設(shè)備根據(jù)存儲在非暫時性介質(zhì)上的指令(例如，軟件)來執(zhí)行。這樣的非暫時性介質(zhì)可以包括諸如本文描述的那些存儲器設(shè)備，包括但不限于隨機存取存儲器(ram)設(shè)備、只讀存儲器(rom)設(shè)備等。因此，本公開內(nèi)容中描述的主題的其它方面可以實現(xiàn)在其上存儲有軟件的非暫時性介質(zhì)中。本公開內(nèi)容的一個方面提供了存儲要由一個或多個處理器執(zhí)行的計算機可讀程序代碼的非暫時性計算機可讀介質(zhì)，所述程序代碼包括用于使得包括具有針對氣體中的化合物的第一響應(yīng)特性的一個或多個第一傳感器的呼吸紋傳感器系統(tǒng)執(zhí)行以下操作的指令：基于所述一個或多個第一傳感器對由所述個人產(chǎn)生的氣體的暴露，接收由所述一個或多個第一傳感器提供的測試數(shù)據(jù)集合；以及確定所述測試數(shù)據(jù)集合是否驗證所述個人的所述身份。

在一些實現(xiàn)方式中，確定所述測試數(shù)據(jù)集合是否驗證所述個人的所述身份涉及：對所述測試數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；以及使用模式分類器來將所預(yù)處理的測試數(shù)據(jù)分類成多個類別中的一個，所述多個類別包括：(i)當(dāng)所述測試數(shù)據(jù)的模式被識別為屬于所述個人時，身份被驗證，以及(ii)當(dāng)所述測試數(shù)據(jù)的模式被識別為不屬于所述個人時，身份沒有被驗證。

在一些實現(xiàn)方式中，所述計算機可讀程序代碼還包括用于使得所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)執(zhí)行以下操作的指令：基于所述一個或多個第二傳感器對由所述個人產(chǎn)生的所述氣體的暴露，接收由所述一個或多個第二傳感器提供的補充傳感器數(shù)據(jù)集合；識別與所述補充傳感器數(shù)據(jù)集合相關(guān)聯(lián)的生物或環(huán)境狀況；以及提供用于指示所述生物或環(huán)境狀況的信息，其中，所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)還包括所述一個或多個第二傳感器，所述一個或多個第二傳感器具有針對氣體中的化合物的第二響應(yīng)特性。

本公開內(nèi)容的一個方面提供了存儲要由一個或多個處理器執(zhí)行的計算機可讀程序代碼的非暫時性計算機可讀介質(zhì)，所述程序代碼包括被配置為使得包括呼吸紋傳感器系統(tǒng)和吸入器裝置的智能吸入器系統(tǒng)執(zhí)行以下操作的指令：從所述呼吸紋傳感器系統(tǒng)接收信息，所述信息指示是否使用由個人產(chǎn)生的氣體驗證了所述個人的身份；以及根據(jù)所接收的信息來控制所述吸入器裝置的操作。

在附圖和下文描述中闡述了本說明書中描述的主題的一個或多個實現(xiàn)方式的細(xì)節(jié)。根據(jù)本描述、附圖和權(quán)利要求書，其它特征、方面和優(yōu)勢將變得顯而易見。注意，下面附圖的相對尺寸可以不是按比例繪制的。

附圖說明

在附圖和下文描述中闡述了本說明書中描述的主題的一個或多個實現(xiàn)方式的細(xì)節(jié)。根據(jù)本描述、附圖和權(quán)利要求書，其它特征、方面和優(yōu)勢將變得顯而易見。注意，下面附圖的相對尺寸可以不是按比例繪制的。相同的附圖標(biāo)記和標(biāo)號在各個附圖中指示相同元素。

圖1a是示出了本公開內(nèi)容的一些方面可以實現(xiàn)在其中的智能吸入器系統(tǒng)的組件的示例的框圖。

圖1b是示出了本公開內(nèi)容的一些方面可以實現(xiàn)在其中的呼吸紋傳感器系統(tǒng)的組件的示例的框圖。

圖2是概括了用于使用用戶的呼吸紋來驗證用戶的身份的方法的一個示例的流程圖。

圖3是概括了操作用于使用呼吸紋傳感器陣列來驗證用戶的身份的智能吸入器系統(tǒng)的方法的示例的流程圖。

圖4是示出了用于基于來自傳感器陣列的數(shù)據(jù)的模式分類來驗證用戶的身份的系統(tǒng)的示例的框圖。

圖5是被配置為執(zhí)行用于驗證用戶的身份的模式分類的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的示意圖。

圖6a是示出了呼吸紋傳感器系統(tǒng)中的傳感器陣列的響應(yīng)的模式的示例的圖。

圖6b是示出了呼吸紋傳感器系統(tǒng)中的兩個傳感器陣列的響應(yīng)的模式的示例的圖。

圖7是示出了本公開內(nèi)容的一些方面可以通過計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)在其中的系統(tǒng)的組件的示例的框圖。

具體實施方式

一種給人們服用藥物的方式是通過吸入。在一些實現(xiàn)方式中，可以將吸入器插進(jìn)個人的嘴里，其是特定于使用吸入器的個人的環(huán)境。在一些其它實現(xiàn)方式中，可以使用電子鼻裝置來識別個人或者確認(rèn)特定的個人正在服用藥物。

常規(guī)的智能吸入器用于通過吸入來遞送藥物，諸如哮喘或慢性心力衰竭(chf)藥物，以及諸如可吸入粉末形式的胰島素的其它藥物。常規(guī)的智能吸入器主要解決遵從和遵守問題。例如，常規(guī)的智能吸入器提供用于確保在正確的時間服用了正確的劑量、正確的形式和正確的藥物的功能。

所公開的實現(xiàn)方式中的一些實現(xiàn)方式被配置為有助于以對于用戶(諸如醫(yī)療專業(yè)人員或患者)而言是方便的方式來進(jìn)行“正確患者”的識別。身份驗證在與驗證藥物遵從和遵守、確定藥物的療效和安全性、以及實現(xiàn)按結(jié)果付費模型有關(guān)方面可以是有幫助的。對患者的身份的容易使用肯定驗證是有價值的，尤其是在智能無線移動藥物遞送機制的情況下。其在遠(yuǎn)程移動藥物試驗中也是有幫助的。例如，當(dāng)藥物遞送系統(tǒng)可以驗證并且跟蹤接收藥物的患者的身份時，將可吸入藥物遞送給醫(yī)院中的多個患者可能是期望的。在另一個示例中，其可以有助于使醫(yī)生使用可以驗證和跟蹤患者的身份的自動化系統(tǒng)來遠(yuǎn)程地監(jiān)測門診病人的可吸入藥物服用。

所公開的實現(xiàn)方式中的一些實現(xiàn)方式提供一種用于通過吸入來遞送藥物和以用戶透明的方式來驗證患者的身份的系統(tǒng)。所公開的實現(xiàn)方式中的一些實現(xiàn)方式被配置為：通過在用戶已經(jīng)服用和吸入了藥物之后，對用戶呼出的口氣進(jìn)行分析，來確定用戶是否已經(jīng)正確地遞送和消耗了藥物。所公開的實現(xiàn)方式中的一些實現(xiàn)方式提供一種智能吸入器，其可操作用于通過對用戶呼出的氣進(jìn)行分析來檢測醫(yī)療狀況的生物標(biāo)志物。所公開的實現(xiàn)方式中的一些實現(xiàn)方式對所呼出的氣中包含的化合物(例如，揮發(fā)性有機化合物(voc))進(jìn)行分析，由此確定指示用戶的身份、藥物的有效性服用、和/或醫(yī)療狀況的生物標(biāo)記物的呼吸紋。所公開的實現(xiàn)方式中的一些實現(xiàn)方式將呼吸紋傳感器(例如，在要由用戶按下的按鈕上)或dna分析器(例如，用于分析唾液中的dna)集成到用于用戶身份驗證的智能吸入器中。

所公開的實現(xiàn)方式中的一些實現(xiàn)方式將可以被訓(xùn)練為從個人的呼吸中識別特定于該個人的簽名(本文中通常稱為個人的呼吸紋)的傳感器集成到智能吸入器中。該簽名通常以與個人相關(guān)聯(lián)的信息的模式的形式，其中，該模式是根據(jù)對個人的呼吸中包含的化合物的分析推導(dǎo)出的。盡管在本公開內(nèi)容中將個人描述為被分析以驗證該個人的身份的呼吸樣品的提供者，但是要理解的是，除了人類之外的動物(例如，哺乳動物、鳥類、爬行動物)的呼吸也可以用于使用本文公開的實現(xiàn)方式來在獸醫(yī)環(huán)境中驗證動物的身份。

本公開內(nèi)容的一些實現(xiàn)方式提供了可以獲得特定于不同個體的呼吸紋的呼吸紋傳感器系統(tǒng)。呼吸紋傳感器系統(tǒng)的一些實現(xiàn)方式可以獲得隨時間是持久的呼吸紋。一些實現(xiàn)方式提供了生產(chǎn)起來是成本高效的呼吸紋傳感器系統(tǒng)。一些實現(xiàn)方式適用于移動平臺中的應(yīng)用。

可以以各種方式來分析呼吸紋。例如，呼吸紋的突然改變可以用信號傳達(dá)患者的醫(yī)療狀況的改變。個人的呼吸中的氣體是包含對于該個人來說是獨特模式的代謝表型的氣化的生物流體，例如尿液。因此，在一些實現(xiàn)方式中，可以并入電子傳感器陣列(諸如“電子鼻”)以識別個人的呼吸中的voc。

個人的呼吸的生物流體是富含voc的。使用質(zhì)譜法的研究已經(jīng)識別了由呼吸樣品中的電離化合物的m/z(分子質(zhì)量與電荷比)表征的呼吸紋，例如，丙酮的m/z＝59。sinues等人(2013)，humanbreathanalysismaysupporttheexistenceofindividualmetabolicphenotypes，plosone。然而，由于質(zhì)譜法設(shè)備的大小和重量問題，尚未在移動藥物遞送系統(tǒng)中實現(xiàn)質(zhì)譜法。所公開的實現(xiàn)方式中的一些實現(xiàn)方式提供了集成到移動個人智能吸入器系統(tǒng)中的電子鼻。電子鼻可以用于通過對用戶呼出的或者以其它方式提供的氣體進(jìn)行分析來識別特定用戶。

在一些實現(xiàn)方式中，電子鼻系統(tǒng)的示例利用非特定的傳感器的陣列來檢測對個人的呼吸的“指紋”響應(yīng)。應(yīng)用模式分類和/或識別算法以驗證個人的身份。輸入呼吸誘導(dǎo)感應(yīng)材料的可逆物理變化，其繼而導(dǎo)致傳感器元件(或“單元”)的電屬性(諸如其導(dǎo)電性)的變化。這些變化被轉(zhuǎn)換成電信號，隨后在模式識別之前對該電信號進(jìn)行處理。

在一些實現(xiàn)方式中，電子鼻包括傳感器的陣列，其中，每個傳感器具有聚合物層，聚合物層具有可變電導(dǎo)，該可變電導(dǎo)是基于對氣體中的voc的暴露的。在一些實現(xiàn)方式中，傳感器具有針對各種化合物(諸如voc)的不同的響應(yīng)特性。當(dāng)暴露在蒸氣下時，每個傳感器中的聚合物的電導(dǎo)以不同于陣列中的其它傳感器改變的方式來改變。傳感器的電導(dǎo)的模式可以與對象的不同類型或?qū)ο蟮臓顩r相關(guān)聯(lián)。

圖1a是示出了本公開內(nèi)容的一些方面可以實現(xiàn)在其中的智能吸入器系統(tǒng)的組件的示例的框圖。如圖1a中的示例所示，智能吸入器系統(tǒng)包括呼吸紋傳感器系統(tǒng)152、吸入器裝置154、控制系統(tǒng)156以及接口系統(tǒng)158。在一些實現(xiàn)方式中，吸紋傳感器系統(tǒng)152可以根據(jù)與下文圖1b相關(guān)聯(lián)的描述來實現(xiàn)。吸入器裝置154被配置為：當(dāng)其被用戶的嘴或鼻孔接收時，將藥物遞送給用戶。

控制系統(tǒng)156被配置為控制智能吸入器系統(tǒng)的操作。在一個示例中，控制系統(tǒng)156被配置為：基于吸紋傳感器系統(tǒng)152或接口系統(tǒng)158所提供的信息，控制吸入器裝置154對藥物的遞送。在各個實現(xiàn)方式中，控制系統(tǒng)156被配置為控制藥物的量、定時和其它特性。

在一些實現(xiàn)方式中，控制系統(tǒng)156包括以下各項中的至少一項：通用單芯片或多芯片處理器、數(shù)字信號處理器(dsp)、專用集成電路(asic)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)或其它可編程邏輯器件、分立門或晶體管邏輯器件、或分立硬件組件。在一些實現(xiàn)方式中，控制系統(tǒng)156的一個或多個處理器與吸紋傳感器系統(tǒng)和/或吸入器裝置通信地耦合。在一些實現(xiàn)方式中，一個或多個處理器被配置為：提供用于控制吸紋傳感器系統(tǒng)和/或吸入器裝置的指令。在一個實現(xiàn)方式中，一個或多個處理器被置于包含或附接到呼吸紋傳感器系統(tǒng)和/或吸入器裝置的外殼中。在一些實現(xiàn)方式中，處理器中的至少一個處理器被配置為：通過計算機網(wǎng)絡(luò)來與吸紋傳感器系統(tǒng)和/或吸入器裝置進(jìn)行通信。在一些實現(xiàn)方式中，控制系統(tǒng)包括分布在計算機網(wǎng)絡(luò)上的兩個或更多個處理器。

接口系統(tǒng)158包括接口，所述接口被配置為向控制系統(tǒng)156、吸入器裝置154和/或呼吸紋傳感器系統(tǒng)152輸入數(shù)據(jù)、和/或從控制系統(tǒng)156、吸入器裝置154和/或呼吸紋傳感器系統(tǒng)152輸出數(shù)據(jù)。在一些實現(xiàn)方式中，接口系統(tǒng)158將這些元件通信地連接到存儲器(未在該圖中示出)和/或外部設(shè)備(例如，通過有線或無線端口)。在本公開內(nèi)容的一些實現(xiàn)方式中，接口系統(tǒng)158是可選的。

在一些實現(xiàn)方式中，接口系統(tǒng)158包括無線網(wǎng)絡(luò)接口，其用于直接地或通過計算機網(wǎng)絡(luò)(諸如內(nèi)聯(lián)網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng))與外部設(shè)備遠(yuǎn)程地進(jìn)行通信。例如，在一些實現(xiàn)方式中，智能吸入器系統(tǒng)可以通過接口系統(tǒng)與通信地連接到該智能吸入器系統(tǒng)的移動設(shè)備上運行的應(yīng)用進(jìn)行通信。在各個實現(xiàn)方式中，外部設(shè)備可以是診斷設(shè)備、生理感測設(shè)備、環(huán)境感測設(shè)備、智能手表或無線電話。在一些實現(xiàn)方式中，接口允許同時與多個外部設(shè)備的通信。在各個實現(xiàn)方式中，外部設(shè)備基于來自呼吸紋傳感器系統(tǒng)、吸入器裝置和/或控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來向智能吸入器傳送劑量信息。在一些實現(xiàn)方式中，外部設(shè)備在不要求任何用戶輸入的情況下向智能吸入器傳送劑量信息。

在一些實現(xiàn)方式中，接口系統(tǒng)158包括輸入/輸出設(shè)備，其被配置為：向用戶提供信息并且接收用戶輸入。例如，輸入/輸出設(shè)備包括以下各項中的一項或多項：顯示設(shè)備、發(fā)光二極管、揚聲器、觸摸感應(yīng)輸入設(shè)備、按鈕和觸覺設(shè)備。在一些實現(xiàn)方式中，輸入/輸出設(shè)備能夠輸出關(guān)于呼吸紋傳感器系統(tǒng)152所確定的個人的身份的信息。在一些實現(xiàn)方式中，輸入/輸出設(shè)備能夠基于呼吸紋傳感器系統(tǒng)152所提供的信息來輸出關(guān)于藥物的遞送的信息(例如，建議的劑量或服用藥物的時間)。例如，控制系統(tǒng)156可以從呼吸紋傳感器系統(tǒng)的生物傳感器接收用于指示用戶的生物狀況的信息。作為響應(yīng)，控制系統(tǒng)156可以基于生物狀況來控制輸入/輸出設(shè)備，以輸出關(guān)于藥物的劑量的建議。例如，如果控制系統(tǒng)確定在用戶的呼吸中存在指示嚴(yán)重級別的哮喘的生物標(biāo)志物，例如no(一氧化氮)，則智能吸入器系統(tǒng)可以通過輸入/輸出設(shè)備提供哮喘藥物的建議劑量。在各個實現(xiàn)方式中，輸入/輸出設(shè)備可以采用視覺、聽覺、觸覺、嗅覺或味覺的形式來向用戶輸出建議劑量(或其它信息)。在一些實現(xiàn)方式中，控制系統(tǒng)156可以根據(jù)環(huán)境傳感器所提供的傳感器數(shù)據(jù)來確定環(huán)境狀況，并且輸入/輸出設(shè)備還被配置為提供關(guān)于環(huán)境風(fēng)險的警告，諸如提升級別的過敏原或污染物。

在一些實現(xiàn)方式中，智能吸入器系統(tǒng)包括存儲介質(zhì)，其被配置為存儲表示呼吸紋傳感器系統(tǒng)或其組件的操作的數(shù)據(jù)。在這些實現(xiàn)方式中，智能吸入器系統(tǒng)可以在不同的時間記錄信息，諸如患者身份、藥物服用的時間和藥物劑量。在一些實現(xiàn)方式中，這樣的存儲的信息可以被分析和/或用于控制吸入器。例如，吸入器可以基于關(guān)于先前的藥物服用、生物狀況或環(huán)境狀況的信息來調(diào)整其劑量。

圖1b是示出了本公開內(nèi)容的一些方面可以實現(xiàn)在其中的呼吸紋傳感器系統(tǒng)152的組件的示例的框圖。呼吸紋傳感器系統(tǒng)152可以實現(xiàn)在如圖1a所示的智能吸入器系統(tǒng)150中。在該示例中，呼吸紋傳感器系統(tǒng)152包括具有針對氣體中的化合物的第一響應(yīng)特性的多個第一傳感器160。第一傳感器160被配置為輸出表示第一響應(yīng)特性的傳感器數(shù)據(jù)。在該示例中，呼吸紋傳感器系統(tǒng)152還包括一個或多個第二傳感器162，如下文進(jìn)一步描述的。圖1b中的框162的虛線指示第二傳感器對于呼吸紋傳感器系統(tǒng)的一些實現(xiàn)方式是可選的。第二傳感器162具有與第一傳感器160的第一響應(yīng)特性不同的第二響應(yīng)特性。第二傳感器162被配置為輸出表示第二響應(yīng)特性的傳感器數(shù)據(jù)。如這里所示的呼吸紋傳感器系統(tǒng)152還包括存儲器164，其被配置為存儲傳感器數(shù)據(jù)?？?64的虛線指示存儲器164在呼吸紋傳感器系統(tǒng)的一些實現(xiàn)方式中是可選的。在一些實現(xiàn)方式中，存儲器可以在呼吸紋傳感器系統(tǒng)外部。例如，智能吸入器系統(tǒng)可以包括存儲器和呼吸紋傳感器系統(tǒng)。雖然呼吸紋傳感器系統(tǒng)不具有內(nèi)置的存儲器，但是智能吸入器系統(tǒng)的存儲器可以存儲從呼吸紋傳感器獲得的信息。在一些實現(xiàn)方式中，聯(lián)網(wǎng)的存儲設(shè)備可以存儲呼吸紋傳感器系統(tǒng)的信息。

如圖1b中的示例所示，呼吸紋傳感器系統(tǒng)152包括一個或多個處理器166。處理器與第一傳感器160相通信。在包括第二傳感器162或存儲器164的一些實現(xiàn)方式中，處理器與第二傳感器162和存儲器164相通信。一個或多個處理器166被配置為：根據(jù)第一傳感器160所提供的傳感器數(shù)據(jù)來驗證個人的身份。圖2示出了處理器166可以實現(xiàn)的、用于確定個人的身份的過程的示例。

在一些實現(xiàn)方式中，電子鼻系統(tǒng)被用作呼吸紋傳感器系統(tǒng)152的傳感器。在一些實現(xiàn)方式中，電子鼻系統(tǒng)包括非特定傳感器的陣列、以及用于實現(xiàn)數(shù)字信號處理和模式分類算法的硬件和軟件。電子鼻系統(tǒng)被用于在不需要將化合物分解成其成分的情況下，對化合物進(jìn)行分類和識別。一種或多種氣體被電子鼻系統(tǒng)檢測。氣體可以來自用戶的嘴或鼻孔。氣體中的一些化合物源自用戶的身體，由此提供了用戶的生物計量。

在一些實現(xiàn)方式中，呼吸紋傳感器系統(tǒng)152的第一傳感器160被配置為輸出表示第一響應(yīng)特性的傳感器數(shù)據(jù)。在一些實現(xiàn)方式中，傳感器具有針對氣體中的揮發(fā)性有機化合物的不同的響應(yīng)特性。在一些實現(xiàn)方式中，第一傳感器被調(diào)諧為從一個人到另一個人提供不同的響應(yīng)特性。

可以在電子鼻系統(tǒng)中采用各種傳感器材料，包括但不限于：導(dǎo)電聚合物、導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料、本征導(dǎo)電聚合物、金屬氧化物、石墨烯以及其它材料。傳感器材料可以提供用于檢測傳感器和感興趣的化合物的分子之間的電荷轉(zhuǎn)移的機制。

在各種情況下，提供被配置為在某些溫度下操作的傳感器可能是期望的。例如，諸如金屬氧化物傳感器的一些常規(guī)傳感器在相對高的溫度下(例如，在高于大約200℃下)具有可接受的動態(tài)靈敏度。這些常規(guī)傳感器僅在高溫下可以執(zhí)行地很好。操作具有這種常規(guī)傳感器的呼吸紋傳感器系統(tǒng)可能要求用于加熱傳感器和/或氣體的另外的能量和硬件。因此，在一些實現(xiàn)方式中，所公開的傳感器被配置為：當(dāng)一個或多個傳感器的表面處的溫度(即，傳感器表面溫度)不高于大約200℃或者不高于大約100℃時，獲得傳感器數(shù)據(jù)。

在一些情況下，所公開的傳感器的實現(xiàn)方式被配置為：當(dāng)傳感器表面溫度在與用戶在其中使用呼吸紋傳感器的環(huán)境的共同操作溫度相一致的范圍中時，獲得傳感器數(shù)據(jù)。例如，所公開的傳感器的一些實現(xiàn)方式被配置為：當(dāng)傳感器表面溫度在從大約0℃到大約50℃時，獲得傳感器數(shù)據(jù)。在一些其它實現(xiàn)方式中，傳感器表面溫度在更寬的范圍中以適應(yīng)更極端的感測環(huán)境，諸如外層空間、地球的兩極附近或在地下環(huán)境中。因此，所公開的傳感器的一些實現(xiàn)方式被配置為：當(dāng)傳感器表面溫度在從大約-50℃到大約100℃、或者從大約-100℃到大約200℃時，獲得傳感器數(shù)據(jù)。

在一些實現(xiàn)方式中，用在呼吸紋系統(tǒng)的中的傳感器被配置為：在未經(jīng)調(diào)制的傳感器表面溫度的情況下，獲取傳感器數(shù)據(jù)。例如，未經(jīng)調(diào)制的表面溫度可以是恒定的或者充分恒定的表面溫度，諸如變化不超過大約10℃的溫度。在另一個示例中，未經(jīng)調(diào)制的表面溫度是作為環(huán)境溫度的結(jié)果而經(jīng)常以循序漸進(jìn)的方式被動地改變的溫度。

在涉及電子鼻系統(tǒng)的一些實現(xiàn)方式中，導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料被用作傳感器的感測材料。導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料包括導(dǎo)電粒子，例如，散布在隔熱聚合物中的聚吡咯和炭黑。在暴露在氣體下時，氣體滲透進(jìn)入聚合物，誘導(dǎo)聚合物膨脹。聚合物復(fù)合材料的這種經(jīng)誘導(dǎo)的膨脹導(dǎo)致聚合物復(fù)合材料的電阻增大，這是因為膨脹減少了用于載荷子的導(dǎo)電路徑的數(shù)量。在一些實現(xiàn)方式中，導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料具有小于20秒的響應(yīng)時間、或者更可取地小于10秒的響應(yīng)時間、或者更可取地2-4秒的響應(yīng)時間。

在一些實現(xiàn)方式中，導(dǎo)電聚合物傳感器可以由不昂貴的或者容易制造的導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料制成，這適于一次性智能吸入器中的呼吸紋傳感器。在一些實現(xiàn)方式中，導(dǎo)電聚合物傳感器可以提供用于在以下狀況中的一個或多個狀況中檢測呼吸紋的數(shù)據(jù)：少量的蒸氣、環(huán)境空氣的稀釋、改變的環(huán)境(例如，溫度、光和氣流)、低化合物濃度或高感測速度。

個人的嘴或鼻子為電子鼻提供了穩(wěn)定的操作環(huán)境(在溫度和濕度方面)，該環(huán)境可以提供用于導(dǎo)電聚合物傳感器的良好的響應(yīng)狀況。在一些應(yīng)用中，導(dǎo)電聚合物傳感器被實現(xiàn)在具有有限的使用時間的一次性設(shè)備中。有限的使用時間使導(dǎo)電聚合物傳感器的應(yīng)用是實際的，甚至當(dāng)聚合物材料相對快速地老化時。

圖1b的呼吸紋傳感器系統(tǒng)152可以可選地包括一個或多個第二傳感器162，該一個或多個第二傳感器162具有與第一傳感器160的響應(yīng)特性不同的響應(yīng)特性。之后在本文中，第二傳感器還被稱為增強傳感器。提供這些第二傳感器162以檢測生物或環(huán)境狀況。在一些實現(xiàn)方式中，這些第二傳感器162被調(diào)諧為確定一個或多個生物或環(huán)境狀況。例如，第二傳感器162可以被調(diào)諧為提供用于確定用戶的呼吸中的一氧化氮(no)水平(其可以用于確定哮喘的嚴(yán)重性)的數(shù)據(jù)。在另一個示例中，第二傳感器162可以被調(diào)諧為提供用于確定空氣中的過敏原、污染物和其它健康相關(guān)的因素的數(shù)據(jù)。

圖2是概括了用于使用用戶的呼吸來驗證用戶的身份的方法200的一個示例的流程圖。本公開內(nèi)容的一個方面可以通過執(zhí)行上文結(jié)合圖1b描述的呼吸紋傳感器系統(tǒng)152的一個或多個處理器166上的指令來實現(xiàn)該方法。如圖所示，方法200涉及：基于第一傳感器在測試階段期間對氣體的暴露，接收由一個或多個第一傳感器提供的測試數(shù)據(jù)集合。見框202。在各個應(yīng)用中，使用呼吸紋傳感器系統(tǒng)的個人提供測試階段期間的氣體以驗證她的/他的身份。在一些實現(xiàn)方式中，呼吸紋傳感器系統(tǒng)可以被用作智能吸入器系統(tǒng)的一部分。在一些實現(xiàn)方式中，如該圖中所示，方法200可選地涉及：對第一傳感器所提供的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理(例如，傳感器數(shù)據(jù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換或傳感器數(shù)據(jù)的濾波)。見框204。當(dāng)個人使用呼吸紋傳感器系統(tǒng)來驗證她的/他的身份時，傳感器數(shù)據(jù)可以是在測試階段期間提供的測試數(shù)據(jù)。在一些實現(xiàn)方式中，方法200可選地涉及使用模式分類器來將測試數(shù)據(jù)分類成多個類別中的一個，所述多個類別包括：(i)當(dāng)測試數(shù)據(jù)的模式被識別為屬于個人時，身份被驗證，或者(ii)當(dāng)測試數(shù)據(jù)的模式被識別為不屬于個人時，身份沒有被驗證。見框206。在一些實現(xiàn)方式中，可以實現(xiàn)兩個以上的類別，諸如第三類別“無結(jié)果(no-call)”(當(dāng)測試數(shù)據(jù)的模式根據(jù)分類器在第一類別和第二類別之間時)。在一些實現(xiàn)方式中，方法200繼續(xù)進(jìn)行，以便如果模式分類器將測試數(shù)據(jù)分類為類別(i)，則確定測試數(shù)據(jù)驗證個人的身份。見框208。在一些實現(xiàn)方式中，模式分類器是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式分類器。下文參照圖3進(jìn)一步描述了可應(yīng)用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式分類器。

在一些實現(xiàn)方式中，使用一個或多個訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合來訓(xùn)練模式分類器。在一些實現(xiàn)方式中，模式分類器的訓(xùn)練發(fā)生在測試階段之前的訓(xùn)練階段期間。在一些實現(xiàn)方式中，模式分類器的訓(xùn)練涉及：基于第一傳感器在訓(xùn)練階段期間對由個人呼出的或以其它方式提供的氣體的一個或多個暴露，接收由第一傳感器提供的一個或多個肯定訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合。在一些實現(xiàn)方式中，個人通過將氣體呼入被配置為接收呼吸樣品中的氣體的裝置來提供氣體。在各個實現(xiàn)方式中，氣體可以被吸入器裝置接收、通過口罩或鼻罩接收、被配置用于插入到體腔中的裝置接收，等等。在模式分類器被訓(xùn)練之后，將在測試階段期間測試個人的身份。模式分類器的訓(xùn)練還涉及：將一個或多個肯定訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合提供給模式分類器；以及向模式分類器通知一個或多個肯定訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合屬于該個人。

在一些實現(xiàn)方式中，訓(xùn)練模式分類器涉及：基于第一傳感器在訓(xùn)練階段期間對不是由個人提供的氣體的一個或多個暴露，接收由第一傳感器提供的一個或多個否定訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合；將一個或多個否定訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合提供給模式分類器；以及向模式分類器通知一個或多個肯定訓(xùn)練數(shù)據(jù)集合不屬于該個人。在一些實現(xiàn)方式中，否定訓(xùn)練數(shù)據(jù)可以是根據(jù)環(huán)境空氣、控制主題所呼出的氣體、或者不是從個人獲得的其它氣體推導(dǎo)出的。

在使用本領(lǐng)域已知的特征提取技術(shù)的一些實現(xiàn)方式中，呼吸紋傳感器系統(tǒng)可以根據(jù)測試數(shù)據(jù)推導(dǎo)出測試特征向量、根據(jù)肯定訓(xùn)練數(shù)據(jù)推導(dǎo)出目標(biāo)特征向量、以及根據(jù)否定訓(xùn)練數(shù)據(jù)推導(dǎo)出控制特征向量。在一些實現(xiàn)方式中，呼吸紋傳感器系統(tǒng)可以將測試特征向量與目標(biāo)特征向量進(jìn)行比較；并且基于比較結(jié)果，確定測試數(shù)據(jù)是否驗證個人的身份。在一些實現(xiàn)方式中，將測試特征向量與目標(biāo)特征向量進(jìn)行比較涉及：確定測試特征向量與目標(biāo)特征向量之間的差值或距離。在一些實現(xiàn)方式中，如果差值小于標(biāo)準(zhǔn)，則方法繼續(xù)基于比較結(jié)果來確定傳感器數(shù)據(jù)集合識別個人。在一些實現(xiàn)方式中，該方法可以將測試特征向量與目標(biāo)特征向量和控制特征向量兩者進(jìn)行比較，其中目標(biāo)特征向量是根據(jù)肯定訓(xùn)練數(shù)據(jù)推導(dǎo)出的，以及控制特征向量是根據(jù)否定訓(xùn)練數(shù)據(jù)推導(dǎo)出的。在一些實現(xiàn)方式中，如果與控制特征向量相比，測試特征向量更類似于目標(biāo)特征向量，則該方法確定測試數(shù)據(jù)驗證個人的身份。

根據(jù)一些實現(xiàn)方式，方法200可以實現(xiàn)在其上存儲有軟件的非暫時性介質(zhì)中。在一些實現(xiàn)方式中，方法200可以至少部分地由傳感器系統(tǒng)的一個或多個處理器(例如，由圖1b中示出的處理器166)執(zhí)行。在一些實現(xiàn)方式中，方法200可以由圖1a中的智能吸入器系統(tǒng)150中一個或多個處理器執(zhí)行。

返回圖1a，本公開內(nèi)容的一些實現(xiàn)方式提供了包括控制系統(tǒng)156的智能吸入器系統(tǒng)150?？刂葡到y(tǒng)156被配置為接收呼吸紋傳感器系統(tǒng)152所提供的信息。所接收的信息指示個人的身份是否被驗證。在一些實現(xiàn)方式中，控制系統(tǒng)156可以包括一個或多個處理器，該一個或多個處理器可以對來自呼吸紋傳感器系統(tǒng)的信息進(jìn)行分析，以確定個人的身份是否被驗證。在各個實現(xiàn)方式中，如果個人的身份被驗證，則控制系統(tǒng)156通過吸入器裝置154來控制藥物的遞送，諸如通過控制藥物的劑量、濃度、定時和其它方面。在一些實現(xiàn)方式中，控制系統(tǒng)被配置為：如果向智能吸入器提供呼吸樣品的個人的身份沒有被驗證，則執(zhí)行以下操作中的一個或多個操作：向另一個個人(諸如醫(yī)生或護(hù)理者)或計算機系統(tǒng)發(fā)送通知，以通告未經(jīng)驗證的個人嘗試使用智能吸入器；去激活吸入器裝置；提示個人向呼吸紋傳感器系統(tǒng)提供另外的呼吸樣品；或者提示個人提供用于驗證個人的身份的替代信息(例如，通過輸入安全密碼)。在一些實現(xiàn)方式中，智能吸入器系統(tǒng)還可以包括指紋傳感器，個人可以通過指紋傳感器來提供指紋樣品，作為用于驗證他的或她的身份的替代信息。在一些實現(xiàn)方式中，控制系統(tǒng)156將遵從數(shù)據(jù)存儲在存儲設(shè)備中，包括身份驗證的結(jié)果、劑量、以及通過吸入器服用的劑量的定時，如下文參照圖3描述的。

在一些實現(xiàn)方式中，智能吸入器系統(tǒng)150具有如上所述的一個或多個處理器。在一些實現(xiàn)方式中，處理器中的至少一個處理器被配置為：對根據(jù)個人的呼吸樣品推導(dǎo)出的信息進(jìn)行分析并且確定個人具有呼吸問題。該確定可以是基于呼吸紋傳感器系統(tǒng)152的一個或多個傳感器所提供的數(shù)據(jù)的。智能吸入器系統(tǒng)150可以監(jiān)測個人的呼吸指數(shù)(例如，吸入速率或吸入容量)以確定個人何時具有呼吸問題(例如，呼吸困難或哮喘發(fā)作)。在一些實現(xiàn)方式中，處理器中的至少一個處理器還被配置為：將呼吸問題與一個或多個環(huán)境狀況相關(guān)聯(lián)。在一些實現(xiàn)方式中，處理器中的至少一個處理器還被配置為：將一個或多個環(huán)境狀況與位置數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)；以及創(chuàng)建與呼吸問題相關(guān)聯(lián)的環(huán)境狀況的圖。

在一些實現(xiàn)方式中，智能吸入器系統(tǒng)150被實現(xiàn)為包括具有關(guān)于多個個人的使用的信息的數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)的一部分。智能吸入器系統(tǒng)150的處理器中的至少一個處理器被配置為：將根據(jù)多個個人推導(dǎo)出的信息聚合以創(chuàng)建與呼吸問題相關(guān)聯(lián)的環(huán)境狀況的圖。

在一些實現(xiàn)方式中，智能吸入器系統(tǒng)150包括呼吸紋傳感器系統(tǒng)，呼吸紋傳感器系統(tǒng)包括：一個或多個第一傳感器，該一個或多個第一傳感器具有針對氣體中的化合物的第一響應(yīng)特性；以及一個或多個第二傳感器，該一個或多個第二傳感器具有針對氣體中的化合物的第二響應(yīng)特性。第一傳感器被配置為：輸出表示第一響應(yīng)特性的傳感器數(shù)據(jù)；以及第二傳感器被配置為：輸出表示第二響應(yīng)特性的補充傳感器數(shù)據(jù)。在一些實現(xiàn)方式中，第一響應(yīng)特性被調(diào)諧用于驗證個人的所述身份，以及第二響應(yīng)特性被調(diào)諧用于一個或多個生物標(biāo)志物。在一些實現(xiàn)方式中，一個或多個生物標(biāo)志物與藥物的藥代動力學(xué)有關(guān)。在一些實現(xiàn)方式中，智能吸入器系統(tǒng)測試個人的呼吸中的生物標(biāo)志物以驗證用戶事實上在服用正確的藥物，其中生物標(biāo)志物是特定于正在被服用的藥物的。如本文其它地方描述的，智能吸入器系統(tǒng)可以使用一個或多個處理器來測試呼吸紋傳感器系統(tǒng)的補充傳感器所提供的數(shù)據(jù)，以測試生物標(biāo)志物。

在一些實現(xiàn)方式中，智能吸入器系統(tǒng)記錄藥物遞送的信息的時間和/或劑量并且將信息存儲在數(shù)據(jù)庫中。在一些實現(xiàn)方式中，智能吸入器系統(tǒng)使用一個或多個處理器來將遞送的時間和/或劑量信息與數(shù)據(jù)庫中存儲的計劃進(jìn)行比較，以確定遵從信息。在一些實現(xiàn)方式中，智能吸入器系統(tǒng)根據(jù)遵從信息來控制吸入器裝置。

在一些實現(xiàn)方式中，智能吸入器系統(tǒng)150的至少一個處理器被配置為：使用表示被調(diào)諧用于一個或多個生物標(biāo)志物的第二響應(yīng)特性的補充數(shù)據(jù)來確定吸入器裝置所遞送的藥物的劑量的療效。在一些實現(xiàn)方式中，智能吸入器系統(tǒng)的至少一個處理器還被配置為：基于處理器所確定的療效，確定藥物的遞送計劃。例如，如果患者的呼吸中的化合物指示保證劑量的變化的藥代動力學(xué)參數(shù)，則處理器可以確定增加或減少藥物的劑量。

在一些實現(xiàn)方式中，智能吸入器系統(tǒng)的至少一個處理器被配置為：比較多個個人的療效數(shù)據(jù)，并且識別跨越人口的療效數(shù)據(jù)的模式。在這些實現(xiàn)方式中，人口的療效數(shù)據(jù)可以被存儲在可由智能吸入器系統(tǒng)的至少一個處理器存取的數(shù)據(jù)庫中。

在一些實現(xiàn)方式中，智能吸入器系統(tǒng)150可以用于確定個人(例如，飛行員)是否消耗了藥物(例如，酒精)和/或個人是否處于適于執(zhí)行某些活動(例如，操作飛機)的生理狀態(tài)。在一些實現(xiàn)方式中，智能吸入器系統(tǒng)150可以使用來自如本文其它地方描述的第一傳感器的傳感器數(shù)據(jù)來驗證個人的身份(例如，航線飛行員)，使用該設(shè)備來測試藥物消耗。智能吸入器系統(tǒng)的至少一個處理器被配置為：使用呼吸紋傳感器系統(tǒng)152的第二傳感器所提供的補充傳感器數(shù)據(jù)來確定個人是否已經(jīng)服用藥物。補充傳感器數(shù)據(jù)表示被調(diào)諧用于一個或多個生物標(biāo)志物的第二響應(yīng)特性。智能吸入器系統(tǒng)的至少一個處理器還被配置為：基于用于指示生物標(biāo)志物的級別的補充數(shù)據(jù)，確定個人是否處于適于執(zhí)行活動的生理狀態(tài)。例如，系統(tǒng)可以確定飛行員是否已經(jīng)服用了太多酒精而不能安全地操作飛機。

在一些實現(xiàn)方式中，可以使用智能吸入器系統(tǒng)150來監(jiān)測具有藥癮的個人。在這樣的應(yīng)用中，智能吸入器系統(tǒng)可以1)使用第一傳感器來驗證個人的身份，2)使用第二傳感器來監(jiān)測個人尚未使用藥物，和/或3)向官方或機構(gòu)發(fā)送測試結(jié)果。

圖3示出了概括了用于操作用于使用呼吸紋傳感器陣列來驗證個人的身份的智能吸入器系統(tǒng)的方法300的示例的流程圖。在初始化或登記階段(框302)期間，系統(tǒng)接收訓(xùn)練集合數(shù)據(jù)304并且使用其來訓(xùn)練可以對患者的呼吸紋進(jìn)行識別或分類(框306)的電子鼻。訓(xùn)練集合數(shù)據(jù)304是通過電子鼻系統(tǒng)(諸如在圖1b中描述的呼吸紋傳感器系統(tǒng)152)獲得的。在一些實現(xiàn)方式中，訓(xùn)練集合包括從要由呼吸紋傳感器系統(tǒng)識別的個人所呼出的氣獲得的肯定訓(xùn)練數(shù)據(jù)。在一些實現(xiàn)方式中，訓(xùn)練集合還包括不是從個人所呼出的氣獲得的否定訓(xùn)練數(shù)據(jù)(例如，來自環(huán)境空氣或控制主題的數(shù)據(jù))。在一些實現(xiàn)方式中，在該登記階段處，呼吸紋傳感器系統(tǒng)從個人的數(shù)據(jù)中提取一個或多個目標(biāo)特征向量。在涉及否定訓(xùn)練的一些實現(xiàn)方式中，系統(tǒng)還可以從不是從個人獲得的數(shù)據(jù)中提取一個或多個控制特征向量。所提取的特征向量或者根據(jù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)推導(dǎo)出的其它信息被提供給模式分類器來訓(xùn)練模式分類器，以將呼吸樣品分類為(1)個人的身份被驗證或者(2)個人的身份沒有被驗證。

在使用階段(框308)期間，呼吸樣品作為測試數(shù)據(jù)在不同的時間(ti，i＝1，2...)被獲得(框310)。隨后，測試數(shù)據(jù)被提供給已經(jīng)被訓(xùn)練為識別用戶的呼吸紋的電子鼻系統(tǒng)(框312)。在一些實現(xiàn)方式中，用戶的呼吸紋的識別是由如本文描述的模式分類器實現(xiàn)的(見框318)。在一些實現(xiàn)方式中，用戶的呼吸紋的識別是使用根據(jù)呼吸樣品推導(dǎo)出的數(shù)據(jù)，通過二進(jìn)制分類來確定的：用戶的身份被驗證和用戶的身份沒有被驗證。在一些實現(xiàn)方式中，二進(jìn)制分類可以是由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式分類器(諸如下文描述的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))來實現(xiàn)的。在一些實現(xiàn)方式中，二進(jìn)制分類可以是通過確定如上所述的測試特征向量與目標(biāo)特征向量之間的差值(或距離)來實現(xiàn)的。

在圖3中示出的示例中，測試數(shù)據(jù)和/或根據(jù)其在不同時間推導(dǎo)出的信息(314)被存儲在智能吸入器系統(tǒng)的存儲設(shè)備(316)中。也可以存儲呼吸紋的身份驗證結(jié)果。此外，結(jié)果可以用于控制智能吸入器系統(tǒng)的吸入器裝置。例如，在一些實現(xiàn)方式中，如果用戶的身份沒有被驗證，則吸入器裝置可以不分配藥物。在其它實現(xiàn)方式中，當(dāng)用戶的身份沒有被驗證時，吸入器可以發(fā)出警告。

在智能吸入器系統(tǒng)的一些實現(xiàn)方式中，如圖3所示，智能吸入器系統(tǒng)還將根據(jù)當(dāng)前的呼吸紋樣品推導(dǎo)出的信息與存儲器中存儲的一個或多個先前的呼吸紋樣品進(jìn)行比較(框320)。先前的呼吸紋樣品可以是從相同的用戶或者從其它用戶獲得的?；诒容^的結(jié)果，在各個實現(xiàn)方式中，智能吸入器系統(tǒng)可以發(fā)出報警(例如，當(dāng)檢測到特定用戶與具有健康風(fēng)險或指示健康風(fēng)險的生物標(biāo)志物的改變的其它用戶之間的相似性時)或者用于下一劑量的指令(例如，當(dāng)檢測到與確定有效劑量相關(guān)的生物標(biāo)志物時)。

智能吸入器系統(tǒng)獲得的各種信息(包括遵從和遵守數(shù)據(jù))可以被存儲在存儲設(shè)備316上?？梢酝ㄟ^各種通信接口(諸如本文描述的無線網(wǎng)絡(luò)接口)與醫(yī)療提供者交換所存儲的信息。

圖4是示出了用于基于來自傳感器陣列404的數(shù)據(jù)的模式分類來驗證用戶的身份的呼吸紋傳感器系統(tǒng)400的示例的框圖。傳感器陣列404接收呼吸樣品作為要被分析以確定提供樣品的用戶的身份的輸入樣品402。傳感器陣列404可以根據(jù)上文描述的傳感器來實現(xiàn)。傳感器陣列在暴露于呼吸樣品下時提供輸出信號。隨后，呼吸紋傳感器系統(tǒng)400將預(yù)處理和特征提取應(yīng)用于傳感器輸出信號。見框406。信號預(yù)處理包括例如傳感器陣列輸出信號的數(shù)字化以用于模式分類。隨后，經(jīng)預(yù)處理的數(shù)據(jù)(諸如值的數(shù)字陣列)可以經(jīng)歷特征提取，其中，特征向量被提取并且被提供作為模式分類器408b的輸入?？梢允褂酶鞣N特征提取技術(shù)來獲得高效地捕獲和表達(dá)傳感器數(shù)據(jù)的顯著特性的特征向量。通過特征提取獲得的特征向量被提供作為用于模式分類的輸入。見框408。在一些實現(xiàn)方式中，模式分類要求模式分類器的訓(xùn)練。在訓(xùn)練階段中，使用訓(xùn)練或?qū)W習(xí)算法408a來訓(xùn)練模式分類器408b，以確定輸入是否具有屬于“身份被驗證”的類別和“身份沒有被驗證”的類別的模式。隨后，分類結(jié)果作為輸出被提供。

如上所述，訓(xùn)練數(shù)據(jù)在訓(xùn)練階段中被提供。在一些實現(xiàn)方式中，使用從要測試的個人獲得的肯定訓(xùn)練數(shù)據(jù)來訓(xùn)練模式分類器。在一些實現(xiàn)方式中，不是從個人獲得的否定訓(xùn)練數(shù)據(jù)被提供用于訓(xùn)練模式分類器。在訓(xùn)練之后，模式分類器408b可以確定測試數(shù)據(jù)或者從測試數(shù)據(jù)中提取的特征向量應(yīng)當(dāng)被分類為“身份被驗證”還是“身份沒有被驗證”。分類結(jié)果取決于分類器的訓(xùn)練，這涉及來自個人的數(shù)據(jù)和不是來自個人的數(shù)據(jù)，以及數(shù)據(jù)的源的身份的知識。在一些實現(xiàn)方式中，可以在測試階段(即，正常使用)期間以無監(jiān)督的方式來執(zhí)行另外的增量訓(xùn)練或調(diào)諧。

可以采用用于模式分類的各種方法。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ann)(諸如在圖5中示出的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))在針對408的模式分類的一些實現(xiàn)方式中用于確定用戶的身份。圖5是被配置為執(zhí)行用于確定用戶的身份的模式分類的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的示意圖。該過程模擬嗅覺功能的生物傳感器過程，其中，鼻子和大腦對不同的氣味進(jìn)行分類。

如圖5中的示例所示，ann是包括輸入層和輸出層加上隱藏層的多層網(wǎng)絡(luò)(例如，多層感知器網(wǎng)絡(luò))。將特征呈現(xiàn)給輸入層，以及輸出層表達(dá)分類結(jié)果。ann的參數(shù)是使用諸如反向傳播的算法通過訓(xùn)練(監(jiān)督的學(xué)習(xí))來確定的。在圖5中將3層ann作為示例進(jìn)行了描述。在該申請中，輸出節(jié)點的數(shù)量可以是2，一個節(jié)點用于“身份被驗證”的分類，其指示測試樣品的信息模式類似于要被驗證的個人所提供的一個或多個訓(xùn)練樣品的信息模式。在一些實現(xiàn)方式中，輸入節(jié)點的數(shù)量等于陣列中的傳感器的數(shù)量或者從傳感器數(shù)據(jù)中提取的特征的數(shù)量。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以實現(xiàn)不同數(shù)量的節(jié)點和層以實現(xiàn)ann的期望性能。

通過向網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)肯定樣品和否定樣品，例如使用反向傳播算法將ann的隱藏層的權(quán)重確定作為訓(xùn)練的結(jié)果。對權(quán)重進(jìn)行迭代地修改以減小分類誤差。在一個實現(xiàn)方式中，患者在訓(xùn)練階段被例如在連接到智能吸入器的移動設(shè)備上運行的應(yīng)用引導(dǎo)來多次提供他的/她的呼吸樣品。其它樣品(例如，環(huán)境空氣的樣品)可以被用作否定訓(xùn)練示例。該訓(xùn)練階段還被稱為上文的登記階段。

在一些實現(xiàn)方式中，呼吸紋傳感器系統(tǒng)包括主傳感器陣列(也被稱為第一傳感器)，其被配置為確定用戶的身份。圖6a是示出了呼吸紋傳感器系統(tǒng)中的第一傳感器陣列的響應(yīng)的模式的示例的圖。在該說明性示例中，傳感器陣列具有以左邊的4x4陣列示出的16個傳感器。在一些實現(xiàn)方式中，第一傳感器具有非特定的響應(yīng)特性。即，傳感器不是被特定地調(diào)諧為具有取決于特定屬性的不同水平的響應(yīng)。當(dāng)暴露于呼吸樣品時，傳感器產(chǎn)生不同水平的響應(yīng)，如由右邊的4x4陣列中的不同的灰色陰影示出的。傳感器提供表示各個響應(yīng)水平的數(shù)據(jù)，隨后，該數(shù)據(jù)被呼吸紋傳感器系統(tǒng)處理。在一些實現(xiàn)方式中，模式分類器對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以確定用戶的身份，如上所述。

在一些實現(xiàn)方式中，呼吸紋傳感器系統(tǒng)還包括增強傳感器陣列(也在本文中的其它地方被稱為第二傳感器)，其被配置為確定生物和/或環(huán)境狀況。圖6b是示出了呼吸紋傳感器系統(tǒng)中的第一傳感器陣列和第二傳感器陣列的響應(yīng)的模式的示例的圖。如在該圖的左半部分示出的，4x4主傳感器陣列與1x4增強傳感器陣列耦合。在一些實現(xiàn)方式中，增強傳感器陣列被特定地調(diào)諧為檢測一個或多個目標(biāo)化合物，例如，一氧化氮(no)、過敏原或污染物。在各個實現(xiàn)方式中，增強傳感器陣列可以被調(diào)諧為具有針對各種化合物的不同的響應(yīng)特性。在右邊通過不同的灰色陰影示出了主傳感器陣列和增強傳感器陣列的響應(yīng)。增強傳感器陣列的響應(yīng)可以用于確定各種生物和/或環(huán)境狀況。值得注意的是，所示出的陣列的大小不指示用于確定用戶身份、生物狀況或環(huán)境狀況的傳感器陣列的實際優(yōu)選的大小。

在一些實現(xiàn)方式中，增強傳感器陣列被先驗地構(gòu)建和訓(xùn)練為識別特定于與疾病相關(guān)的標(biāo)志物的voc。例如，增強傳感器陣列可以被調(diào)諧至指示哮喘的嚴(yán)重性(中度與嚴(yán)重)的一氧化氮(no)。

在具有增強傳感器的呼吸紋傳感器系統(tǒng)的一些實現(xiàn)方式中，一旦遞送的藥物被消耗，在氧化和其它生理反應(yīng)之后，傳感器系統(tǒng)就能夠檢測呼吸中的其它狀況：例如，醫(yī)療狀況或?qū)λ幬锏姆磻?yīng)。

在具有增強傳感器的呼吸紋傳感器系統(tǒng)的一些實現(xiàn)方式中，系統(tǒng)可以檢測其它狀況：例如，針對哮喘發(fā)作和其它醫(yī)療相關(guān)或健康相關(guān)的狀況的發(fā)作的環(huán)境中的觸發(fā)。呼吸紋傳感器系統(tǒng)的一些實現(xiàn)方式可以具有檢測環(huán)境狀況的環(huán)境傳感器。在一些實現(xiàn)方式中，在環(huán)境因素與用戶交互之后，環(huán)境傳感器可以檢測環(huán)境因素。

在一些實現(xiàn)方式中，傳感器被調(diào)諧為區(qū)分各種屬性：用戶身份、疾病狀態(tài)、藥物反應(yīng)等。在一些實現(xiàn)方式中，調(diào)諧涉及硬件的修改。例如，傳感器可以具有不同的涂層和涂層的組成。在一個示例中，no傳感器電阻器可以在對于no的不同濃度是敏感的范圍中變化。相反，身份簽名可以受n2、co2、o2和其它化合物的相對濃度影響。因此，可能需要以與no傳感器不同的方式來調(diào)諧身份傳感器。在各個實現(xiàn)方式中，調(diào)諧可以由制造商或者用戶來執(zhí)行。在一些實現(xiàn)方式中，調(diào)諧涉及軟件或算法的調(diào)整。在一些實現(xiàn)方式中，在調(diào)諧期間應(yīng)用對響應(yīng)特性的本地微調(diào)。

一些實現(xiàn)方式提供了具有增強傳感器陣列的呼吸紋傳感器系統(tǒng)，其中增強傳感器陣列包括：具有針對氣體中的化合物的不同響應(yīng)特性的一個或多個第二傳感器，其中，第二傳感器被調(diào)諧為在個體的不同生物狀況之間進(jìn)行區(qū)分。呼吸紋傳感器系統(tǒng)的至少一個處理器被配置為：響應(yīng)于在測試階段對由個人呼出的氣體的暴露，從第二傳感器接收補充數(shù)據(jù)集合。呼吸紋傳感器系統(tǒng)的至少一個處理器還被配置為：確定補充數(shù)據(jù)集合是否與特定的生物狀況相關(guān)聯(lián)。在一些實現(xiàn)方式中，第二傳感器陣列可以檢測來自呼吸樣品的一氧化氮以評估哮喘的嚴(yán)重性。但是第二傳感器陣列不提供用于獲得與提供呼吸樣品的個人的身份相關(guān)聯(lián)的簽名的數(shù)據(jù)。替代地，呼吸紋系統(tǒng)的主傳感器陣列可以提供用于獲得與個人的身份相關(guān)聯(lián)的簽名的數(shù)據(jù)。

如果個人按下吸入器上的按鈕，而沒有實際地將藥物服入個人的呼吸系統(tǒng)，則一些先前可用的智能吸入器將記錄藥物已經(jīng)被服用。在一些實現(xiàn)方式中，本文公開的智能吸入器系統(tǒng)可以檢測用戶的特定的口腔環(huán)境，使得可以確定以上情形沒有實際地導(dǎo)致用戶對藥物的服用。此外，智能吸入器系統(tǒng)可以確定用戶的身份，由此提供關(guān)于是否錯誤的個體在嘗試使用吸入器的知識。此外，智能吸入器系統(tǒng)的一些實現(xiàn)方式可以確定藥物是否已經(jīng)被應(yīng)用和消耗。在這些實現(xiàn)方式中，第二傳感器陣列可以用于檢測與藥物的藥代動力學(xué)相關(guān)的一個或多個標(biāo)志物的變化，其中標(biāo)志物受藥物的消耗影響。

此外，在一些實現(xiàn)方式中，具有增強傳感器陣列的智能吸入器可以將voc識別為疾病標(biāo)志物(例如，哮喘的嚴(yán)重性)。智能吸入器可以基于增強傳感器陣列的讀數(shù)來確定下一劑量或發(fā)出報警。例如，智能吸入器可以確定適當(dāng)?shù)南乱粍┝浚浩淇梢曰趥€人對第一劑量的生物反應(yīng)，推薦在第一劑量之后的三小時之后的救援劑量。生物反應(yīng)可以由增強傳感器陣列來確定。在各個實現(xiàn)方式中，智能吸入器可以具有以下功能中的一個或多個功能：

1)根據(jù)呼吸紋的患者驗證。

2)確定疾病標(biāo)志物。

3)確定已經(jīng)被用戶吸入并且出現(xiàn)在用戶的呼吸中的氣中的不好的環(huán)境化合物/危險的化合物。例如，呼吸紋傳感器系統(tǒng)可以使用模式識別方法來識別通常被已知為對健康有害的化學(xué)品(有毒氣體等)。

4)確定作為呼吸問題的特定觸發(fā)的化合物。這些化合物可以被吸入并且是上文3)的子集。智能吸入器系統(tǒng)可以具有關(guān)于化合物觸發(fā)用戶的不良反應(yīng)的知識?？梢愿鶕?jù)用戶對智能吸入器的操作來獲悉該知識。還可以在數(shù)據(jù)庫中提供該知識。在一些實現(xiàn)方式中，可以持久地(例如，在云中)管理相關(guān)數(shù)據(jù)，使得具有新吸入器的相同用戶仍然可以從舊吸入器的過去學(xué)習(xí)中獲益。在一些實現(xiàn)方式中，相關(guān)化合物不需要被吸入，但是可以例如被攝入(觸發(fā)發(fā)作的食物或飲料)。在一些情形中，攝入化合物可以留下呼吸紋。具有對食物添加劑的過敏反應(yīng)的個人可能由于消耗食物添加劑而遭受哮喘發(fā)作。個人可能不知道她已經(jīng)吃了“受污染”食物，但是如在一些實現(xiàn)方式中，智能吸入器可以檢測用戶的呼吸中的化學(xué)物并且提供報警和/或建議藥物的劑量。

5)確定藥物藥代動力學(xué)和藥物療效。在一些實現(xiàn)方式中，智能吸入器可以通過呼吸樣品來監(jiān)測用戶對藥物的吸收、蓄積和代謝。其可以監(jiān)測用戶的藥物使用和哮喘發(fā)作以學(xué)習(xí)如何為用戶優(yōu)化藥物(例如，關(guān)于劑量、遞送時間等)。

6)正確藥物的驗證。

圖7是示出了本公開內(nèi)容的一些方面可以通過計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)在其中的系統(tǒng)的組件的示例的框圖。在一些實現(xiàn)方式中，計算機網(wǎng)絡(luò)包括無線網(wǎng)絡(luò)組件。圖7中示出的設(shè)備的數(shù)量、類型和布置僅是通過示例的方式示出的。在該示例中，各個設(shè)備能夠經(jīng)由一個或多個網(wǎng)絡(luò)517進(jìn)行通信。網(wǎng)絡(luò)517可以例如包括公共交換電話網(wǎng)絡(luò)(pstn)、互聯(lián)網(wǎng)和云。圖7中示出的外部設(shè)備500a和500b可以與智能吸入器系統(tǒng)150進(jìn)行通信。外部設(shè)備500a和500b可以例如是智能電話、蜂窩電話、平板設(shè)備等。

在位置520處，移動設(shè)備500a能夠與智能吸入器系統(tǒng)150進(jìn)行無線通信。移動設(shè)備500a是在前述論述中引用的“外部設(shè)備”的一個示例。移動設(shè)備500a能夠例如執(zhí)行軟件以執(zhí)行本文描述的方法中的一些方法，諸如識別功能、確定和向智能吸入器系統(tǒng)150發(fā)送控制信號、從智能吸入器系統(tǒng)150接收信息、或者對來自智能吸入器系統(tǒng)150或數(shù)據(jù)中心545的信息進(jìn)行分析。

在該示例中，數(shù)據(jù)中心545包括可以被配置為經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)517來提供健康信息服務(wù)的各種設(shè)備。因此，數(shù)據(jù)中心545能夠經(jīng)由網(wǎng)關(guān)525來與網(wǎng)絡(luò)517進(jìn)行通信。交換機550和路由器555可以被配置為為數(shù)據(jù)中心545的設(shè)備(包括存儲設(shè)備560、服務(wù)器565和工作站570)提供網(wǎng)絡(luò)連接。雖然在圖7中僅示出了一個數(shù)據(jù)中心545，但是一些實現(xiàn)方式可以包括多個數(shù)據(jù)中心545。在一些實現(xiàn)方式中，數(shù)據(jù)中心545可以被實現(xiàn)為與在線醫(yī)療相關(guān)的數(shù)據(jù)服務(wù)(諸如2net^tm服務(wù)或healthycircles^tm服務(wù))的一部分。

數(shù)據(jù)中心545(或其它地方)的一種或多種類型的設(shè)備能夠執(zhí)行中間件，例如用于數(shù)據(jù)管理和/或設(shè)備通信。與健康有關(guān)的信息(包括但不限于智能吸入器系統(tǒng)150所獲得的信息和/或關(guān)于智能吸入器系統(tǒng)150的授權(quán)用戶的其它信息)可以存儲在存儲設(shè)備560和/或服務(wù)器565上。與健康有關(guān)的軟件也可以存儲在存儲設(shè)備560和/或服務(wù)器565上。在一些實現(xiàn)方式中，一些這種與健康有關(guān)的軟件可以作為“app”是可用的并且可由授權(quán)用戶下載。

在該示例中，各種人和/或?qū)嶓w(包括但不限于醫(yī)療專業(yè)人員、患者、患者家屬、保險公司代表等)可以獲得關(guān)于智能吸入器系統(tǒng)150的信息或者智能吸入器系統(tǒng)150所獲得的信息。該信息可以包括但不限于智能吸入器系統(tǒng)150所獲得的生理數(shù)據(jù)、關(guān)于智能吸入器系統(tǒng)150所遞送的物質(zhì)的信息等。

在一些實現(xiàn)方式中，智能吸入器系統(tǒng)150可以通過網(wǎng)絡(luò)571來發(fā)送關(guān)于遞送的物質(zhì)的類型、物質(zhì)遞送的時間、劑量和/或其它數(shù)據(jù)的信息，并且將該信息存儲在數(shù)據(jù)中心545的一個或多個設(shè)備上。另外的信息(諸如時間戳信息、認(rèn)證信息和/或位置信息)可以與智能吸入器系統(tǒng)150所獲得的物質(zhì)遞送信息和/或生理數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。在一些實現(xiàn)方式中，這種信息中的至少一些信息可以被存儲在布置在也包括吸入器裝置的外殼中的存儲器上。這種信息可以用于例如創(chuàng)建關(guān)于物質(zhì)正在被服用和/或正在指定時間從授權(quán)用戶/患者獲得數(shù)據(jù)的記錄。這種信息可以用于創(chuàng)建審計跟蹤。在一些實現(xiàn)方式中，這種信息可以用于實現(xiàn)對藥物的移動和/或遠(yuǎn)程臨床試驗，而不是要求藥物試驗的參與者僅在特定位置(諸如醫(yī)學(xué)研究中心或醫(yī)療設(shè)施)服用藥物。

在一些示例中，授權(quán)人員和/或?qū)嶓w可以經(jīng)由數(shù)據(jù)中心545來獲得這種信息。替代地，至少一些人員和/或?qū)嶓w可以被授權(quán)經(jīng)由來自智能吸入器系統(tǒng)150的數(shù)據(jù)饋送來獲得這種信息。一個或多個其它設(shè)備(諸如移動設(shè)備500a和500b或者數(shù)據(jù)中心545的設(shè)備)可以充當(dāng)用于這種數(shù)據(jù)饋送的中間物。這樣的設(shè)備例如能夠應(yīng)用數(shù)據(jù)濾波算法、執(zhí)行數(shù)據(jù)概述和/或分析軟件等。在一些實現(xiàn)方式中，數(shù)據(jù)濾波、概述和/或分析軟件可以作為“app”是可用的并且可由授權(quán)用戶下載(例如，從數(shù)據(jù)中心545)。

授權(quán)用戶的家庭成員可以經(jīng)由移動設(shè)備500b登錄系統(tǒng)，以便訪問智能吸入器系統(tǒng)150所獲得的來自用戶的生理數(shù)據(jù)。圖7還描繪了醫(yī)生的辦公室505，醫(yī)療專業(yè)人員510使用膝上型計算機515從辦公室505訪問來自數(shù)據(jù)中心545的信息。該信息可以包括智能吸入器系統(tǒng)150所獲得的信息(和/或智能吸入器系統(tǒng)150所遞送的物質(zhì))。

出于描述本公開內(nèi)容的方面的目的，本描述涉及某些實現(xiàn)方式。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將易于認(rèn)識到的是，可以以多種不同方式來應(yīng)用本文的教導(dǎo)?？梢灶A(yù)期的是，所描述的實現(xiàn)方式可以被包括在多種電子設(shè)備中或者與多種電子設(shè)備相關(guān)聯(lián)，所述多種電子設(shè)備諸如但不限于：移動電話、支持多媒體互聯(lián)網(wǎng)的蜂窩電話、移動電視接收機、無線設(shè)備、智能電話、設(shè)備、個人數(shù)據(jù)助理(pda)、無線電子郵件接收機、手持或便攜式計算機、上網(wǎng)本、筆記本、智能本、平板式計算機、全球定位系統(tǒng)(gps)接收機/導(dǎo)航儀、相機、便攜式攝像機、手表、電子閱讀設(shè)備(例如，電子閱讀器)、移動健康設(shè)備等。本文的教導(dǎo)還可以應(yīng)用于諸如但不限于以下各項的應(yīng)用中：電子交換設(shè)備、射頻濾波器、傳感器(包括但不限于生物傳感器、加速度計、陀螺儀、運動感測設(shè)備、磁強計、消費者電子設(shè)備的慣性組件等)。因此，本教導(dǎo)不旨在受限于僅在附圖中描繪的實現(xiàn)方式，而是替代地具有對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將是顯而易見的廣泛的適用性。

如本文所使用的，稱為條目列表“中的至少一個”的短語指的是這些條目的任何組合，包括單個成員。舉例而言，“a、b或c中的至少一個”旨在于覆蓋：a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c。

結(jié)合本文公開的實現(xiàn)方式描述的各種說明性的邏輯、邏輯框、模塊、電路和算法過程可以實現(xiàn)為電子硬件、計算機軟件或二者的組合。為了清楚地說明硬件和軟件的這種互換性，上文圍繞各種說明性的組件、框、模塊、電路和過程的功能，已經(jīng)對它們進(jìn)行了一般性描述。至于這樣的功能是實現(xiàn)為硬件還是軟件，取決于特定的應(yīng)用以及施加在整個系統(tǒng)上的設(shè)計約束。

可以利用被設(shè)計為執(zhí)行本文所述功能的通用單芯片或多芯片處理器、數(shù)字信號處理器(dsp)、專用集成電路(asic)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)或其它可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯、分立硬件組件或者其任意組合來實現(xiàn)或執(zhí)行用于實現(xiàn)結(jié)合本文公開的方面所描述的各種說明性的邏輯、邏輯框、模塊和電路的硬件和數(shù)據(jù)處理裝置。通用處理器可以是微處理器或者任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器或者狀態(tài)機。處理器也可以實現(xiàn)為計算設(shè)備的組合，例如，dsp和微處理器的組合、多個微處理器、一個或多個微處理器結(jié)合dsp核，或者任何其它此種配置。在一些實現(xiàn)方式中，特定過程和方法可以由特定于給定功能的電路來執(zhí)行。

在一個或多個方面中，所描述的功能可以用硬件、數(shù)字電子電路、計算機軟件、固件(包括在本說明書中公開的結(jié)果或其結(jié)構(gòu)等效物)或其任意組合來實現(xiàn)。在本說明書中描述的主題的實現(xiàn)方式可以被實現(xiàn)成被編碼在計算機存儲介質(zhì)上以用于由數(shù)據(jù)處理裝置執(zhí)行或用于控制數(shù)據(jù)處理裝置的操作的一個或多個計算機程序，即，計算機程序指令的一個或多個模塊。

如果用軟件來實現(xiàn)，則這些功能可以作為一個或多個指令或代碼存儲在計算機可讀存儲(諸如非暫時性介質(zhì))上。本文所公開的方法或算法的過程可以實現(xiàn)在處理器可執(zhí)行軟件模塊中，處理器可執(zhí)行軟件模塊可以駐留在計算機可讀介質(zhì)上。計算機可讀介質(zhì)包括計算機存儲介質(zhì)和通信介質(zhì)二者，所述通信介質(zhì)包括可以使計算機程序能夠從一個地方傳送到另一個地方的任何介質(zhì)。存儲介質(zhì)可以是由計算機存取的任何存儲介質(zhì)。通過舉例而非限制性的方式，非暫時性介質(zhì)可以包括ram、rom、eeprom、cd-rom或其它光盤存儲、磁盤存儲或其它磁存儲設(shè)備、或者可以用于以指令或數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)形式存儲期望的程序代碼以及可以由計算機存取的任何其它介質(zhì)。此外，任何連接可以適當(dāng)?shù)胤Q為計算機可讀介質(zhì)。如本文所使用的，磁盤和光盤包括壓縮盤(cd)、激光光盤、光盤、數(shù)字多功能光盤(dvd)、軟盤和藍(lán)光光盤，其中磁盤通常磁性地復(fù)制數(shù)據(jù)，而光盤則利用激光來光學(xué)地復(fù)制數(shù)據(jù)。上述的組合也包括在計算機可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。另外，方法或算法的操作可以作為一個代碼和指令或者代碼和指令的任何組合或集合駐留在機器可讀介質(zhì)和計算機可讀介質(zhì)上，這些介質(zhì)可以被并入到計算機程序產(chǎn)品中。

對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，對本公開內(nèi)容中描述的實現(xiàn)方式的各種修改將是顯而易見的，并且在不脫離本公開內(nèi)容的精神和范圍的情況下，可以將本文所定義的總體原理應(yīng)用于其它實現(xiàn)方式。因此，本公開內(nèi)容并非旨在受限于本文所示出的實現(xiàn)方式，而是要符合與所附的權(quán)利要求書以及本文所公開的原理和特征相一致的最寬的范圍。本文中排他地使用詞語“示例性”(如果有可能)意味著“作為示例、實例或說明”。本文中描述為“示例性”的任何實現(xiàn)方式不必被解釋為優(yōu)選于其它實現(xiàn)方式或者比其它實現(xiàn)方式有優(yōu)勢。除了根據(jù)權(quán)利要求之外，本公開內(nèi)容不應(yīng)當(dāng)是受限的。

在本說明書中在單獨實現(xiàn)方式的上下文中描述的某些特征也可以結(jié)合單個實現(xiàn)方式來實現(xiàn)。相反，在單個實現(xiàn)方式的上下文中描述的各個特征也可以在多個實現(xiàn)方式中單獨實現(xiàn)或者在任何適當(dāng)?shù)淖咏M合中實現(xiàn)。此外，雖然上文可以將特征描述為以某些組合來進(jìn)行動作并且甚至初始地要求如此，但是在一些情況下，來自要求的組合的一個或多個特征可以被從該組合中去除，并且所要求的組合可以涉及子組合或子組合的變形。

類似地，雖然操作在附圖中是按特定次序描述的，但是這不應(yīng)當(dāng)被理解為要求以所示出的特定次序或順序地執(zhí)行這些操作，或者執(zhí)行所有示出的操作以實現(xiàn)期望結(jié)果。在某些情況下，多任務(wù)和并行處理可能是有優(yōu)勢的。此外，上述實現(xiàn)方式中的各個系統(tǒng)組件的分離不應(yīng)當(dāng)被理解為在所有實現(xiàn)方式中要求這種分離，并且應(yīng)當(dāng)理解的是，所描述的程序組件和系統(tǒng)通?？梢约稍趩蝹€軟件產(chǎn)品中或者封裝成多個軟件產(chǎn)品。另外，其它實現(xiàn)方式在下面的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。在一些情況下，可以以不同的次序來執(zhí)行權(quán)利要求書中記載的動作并且仍然實現(xiàn)期望的結(jié)果。

將理解的是，除非特定描述的實現(xiàn)方式中的任何實現(xiàn)方式中的特征被明確標(biāo)識為彼此不兼容的，或者周圍上下文暗示它們是互斥的并且在互補和/或支持意義上是不易于組合的，否則本公開內(nèi)容的全體預(yù)期并且設(shè)想這些互補的實現(xiàn)方式的具體特征可以被選擇性地組合，以提供一個或多個綜合但稍微不同的技術(shù)方案。因此，將進(jìn)一步認(rèn)識到的是，上文描述僅是通過示例的方式給出的，并且可以在本公開內(nèi)容的范圍內(nèi)作出對細(xì)節(jié)的修改。