專利名稱：預(yù)測(cè)婦女受孕期的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測(cè)定女人受孕狀態(tài)的方法和裝置。更具體地說，本發(fā)明的方法和裝置用于預(yù)測(cè)雌性哺乳動(dòng)物優(yōu)選女人的生殖周期中的排卵，由此從非受孕期中確定受孕期。
背景技術(shù)：
哺乳動(dòng)物的受孕期可定義為存在于子宮內(nèi)的精子遇到卵子并使卵子受精的時(shí)期。通常，女人的平均生殖周期是28天，在此期間，釋放的卵子只存活約12到24小時(shí)。然而，子宮能夠儲(chǔ)存精子長(zhǎng)達(dá)四天之久。因此，受孕期可從排卵前四天開始并一直持續(xù)到排卵之后一天。但是當(dāng)卵子釋放后，排卵后的時(shí)間是相對(duì)窄的。
許多現(xiàn)有技術(shù)的裝置提出測(cè)定排卵發(fā)生的時(shí)間。然而這些現(xiàn)有技術(shù)的裝置和方法僅測(cè)定排卵發(fā)生的時(shí)間，從而只測(cè)定女人受孕期中的一部分時(shí)期。顯然，提前至少四天預(yù)測(cè)排卵是有利的，這樣可包括女人的整個(gè)受孕期。這樣可計(jì)劃是否懷孕。
前已提出了幾種測(cè)定排卵的方法。受到垂體前葉分泌的促卵泡激素(FSH)和促黃體生成激素(LH)的作用影響，女人的卵泡成熟，最終釋放卵子。在月經(jīng)周期的排卵期前，在排卵前24到48小時(shí)，血清總雌激素顯著增加，以使子宮為可能的著床作準(zhǔn)備。雌激素增加之后是血清促黃體生成激素(LH)迅速增加并在排卵前12到24小時(shí)達(dá)到峰值。許多其它的生理?xiàng)l件在排卵前后也發(fā)生改變。例如，在排卵前后，基礎(chǔ)體溫(BBT)達(dá)到最低點(diǎn)然后急速升高。雌激素增加刺激宮頸粘液粘度改變，這樣可幫助精子游向卵子。
已經(jīng)開發(fā)了幾種受孕檢測(cè)器，用于檢測(cè)這些不同的激素或測(cè)定激素的間接的生理作用。如上所述的BBT方法通常要求女人每日早上在起床前測(cè)量陰道溫度并記錄數(shù)值。該方法除了相當(dāng)煩瑣之外，通常只精確到一天到二天內(nèi)的排卵，而不能提前預(yù)知。據(jù)認(rèn)為測(cè)量宮頸粘液更有用。女人可以檢查它們的宮頸粘液，粘液在臨到排卵前變稀，使得其在手指之間能完整拉開，這被稱為抽絲(spinbarkeit)反應(yīng)。另一種方法包括在顯微鏡下檢驗(yàn)宮頸粘液并尋找一種“羊齒狀”反應(yīng)，該反應(yīng)指示排卵即將臨近。美國(guó)專利4,770,186公開了另一種方法，該方法使用阻抗探針測(cè)量陰道粘液電導(dǎo)率，得以更加定量地評(píng)價(jià)粘液的改變。Sundhar的美國(guó)專利5,209,238公開了一種排卵監(jiān)視器，其通過傳感粘液密度、基礎(chǔ)體溫和陰道分泌物的pH水平和LH水平從而測(cè)定活卵子的存在。
然而，這些現(xiàn)有技術(shù)方法的缺點(diǎn)在于，它們可測(cè)定排卵，但未提供預(yù)測(cè)排卵的方法，從而錯(cuò)過了大部分的受孕期。此外，宮頸粘液檢查既有主觀誤差又費(fèi)力，而且事先也幾乎不給出或完全不給出排卵通知。
Marett的美國(guó)專利5,685,319公開發(fā)現(xiàn)在排卵前約五到六天女人外分泌汗液中具有顯著的pH最低點(diǎn)。因此，跟蹤外分泌汗液的pH能夠輔助預(yù)測(cè)排卵，從而測(cè)定女人的受孕狀態(tài)。此外，跟蹤pH的優(yōu)點(diǎn)在于其可進(jìn)行內(nèi)在緩沖，因?yàn)闅潆x子H+能與氫氧離子(OH)反應(yīng)生生成水，另外，即使沒有令人滿意的機(jī)制來解釋皮膚的酸性，先前的研究已發(fā)現(xiàn)，女人的外分泌汗液通常也被乳酸/乳酸鹽體系、游離氨基酸分泌物或CO2碳酸氫鹽所緩沖。pH被緩沖的益處在于，外分泌汗液量的改變，例如蒸發(fā)或體力活動(dòng)增加，對(duì)pH不會(huì)有很大影響，從而避免偽讀數(shù)。
幾名研究人員還研究了外分泌汗液中其它離子的改變。例如，Lieberman和Taylor考察女人外分泌汗液中氯離子(Cl-)、鈉離子(Na+)和鉀離子(K+)(Lieberman等人，JAMA，1996年2月21日，195卷，No.8第117-123頁(yè)；和Taylor等人，Journal of InvestigativeDermatology，53卷，No.3，234-237頁(yè)，1969)。然而，Lieberman和Taylor都沒有研究在排卵前這些離子濃度的改變并用于預(yù)測(cè)排卵。
許多現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)缺點(diǎn)在于沒能提前至少三到六天預(yù)測(cè)排卵。因此，現(xiàn)有技術(shù)的方法和裝置不能測(cè)定女人的整個(gè)受孕期。
此外，除了考慮測(cè)量pH外，現(xiàn)有技術(shù)沒有考慮女人外分泌汗液的其它特征也可用于預(yù)測(cè)排卵?，F(xiàn)有技術(shù)未能提供可靠和穩(wěn)定的方法和裝置以測(cè)量外分泌汗液中除了pH外的其它特征，例如離子濃度的改變。另外，現(xiàn)有技術(shù)未能提供方法和裝置可用于測(cè)量外分泌汗液中沒有如pH一樣被內(nèi)在緩沖的離子濃度的改變，這些離子濃度可能由于其它因素如由于體力活動(dòng)增加、周圍溫度或蒸發(fā)所致的外分泌汗液量的改變而改變。
因此，本領(lǐng)域需要一種方法和裝置來可靠地和經(jīng)濟(jì)地提前三到六天預(yù)測(cè)排卵，以便測(cè)定雌性哺乳動(dòng)物優(yōu)選女人的更大部分的受孕期。還需要可預(yù)測(cè)排卵、容易使用、可靠和廉價(jià)的方法和裝置。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是至少部分地克服現(xiàn)有技術(shù)的某些缺點(diǎn)。此外，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的方法和裝置，可輔助提前約一到六天預(yù)測(cè)雌性哺乳動(dòng)物優(yōu)選女人的排卵，所述方法和裝置是可靠的并可經(jīng)濟(jì)地使用。
因此，本發(fā)明的一個(gè)方面在于一種用于測(cè)定女人受孕期的裝置，該裝置包括(a)傳感器，用于傳感女人外分泌汗液中至少兩種離子的濃度和產(chǎn)生指示外分泌汗液中至少兩種離子濃度的輸出信號(hào)；(b)處理器，用于控制傳感器基本上同時(shí)和至少每日自動(dòng)檢測(cè)外分泌汗液中至少兩種離子的濃度；以及其中處理器監(jiān)視來自傳感器的輸出信號(hào)，從而識(shí)別至少兩種離子中一種離子的濃度在反轉(zhuǎn)后的明顯改變，該反轉(zhuǎn)指示女人處于受孕期。
本發(fā)明的另一個(gè)方面在于一種用于測(cè)定雌性哺乳動(dòng)物的受孕狀態(tài)的裝置，該裝置包括(a)一種傳感裝置，用于自動(dòng)檢測(cè)選自雌性哺乳動(dòng)物外分泌汗液中鉀離子(K+)、銨離子(NH4+)、鈣離子(Ca2+)、氯離子(Cl-)、硝酸根離子(NO3-)和鈉離子(Na+)中的至少一種離子并產(chǎn)生指示外分泌汗液中離子濃度的輸出信號(hào)；(b)處理裝置，用于控制傳感裝置至少每日自動(dòng)檢測(cè)外分泌汗液中的至少一種離子；以及其中處理器裝置監(jiān)視保存在存儲(chǔ)裝置中的輸出信號(hào)，從而識(shí)別一種離子濃度在反轉(zhuǎn)后的明顯改變，所述反轉(zhuǎn)指示雌性哺乳動(dòng)物處于受孕期。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于可以自動(dòng)檢測(cè)和分析外分泌汗液中幾種不同類型離子濃度的改變以預(yù)測(cè)雌性哺乳動(dòng)物的排卵。這些離子包括鈉離子(Na+)、鉀離子(K+)、銨離子(NH4+)、鈣離子(Ca2+)和硝酸根離子(NO3-)。因此，可選擇不同類型的傳感器以自動(dòng)檢測(cè)相應(yīng)的離子，例如鈉離子(Na+)、氯離子(Cl-)、銨離子(NH4+)、鉀離子(K+)、鈣離子(Ca2+)和硝酸根離子(NO3-)。另外，傳感器可自動(dòng)檢測(cè)外分泌汗液的電導(dǎo)率，從而間接地測(cè)量所有離子的總濃度。這使得對(duì)于一種特定的情況而言選擇哪種傳感器是最可靠的。
例如，與分泌較多外分泌汗液的較溫暖的氣候相比，在較冷的氣候下，使用者可能分泌較少的外分泌汗液，因此可使用不同類型的離子和不同類型的檢測(cè)器。類似地，在獸用時(shí)，根據(jù)特定的情況和被自動(dòng)檢測(cè)受孕狀態(tài)的哺乳動(dòng)物的不同，可使用自動(dòng)檢測(cè)不同離子的不同類型的傳感器。此外，這使得根據(jù)除了可靠性之外的其它特點(diǎn)例如成本和可供性來選擇傳感器。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于其提供了對(duì)外分泌汗液中多于一個(gè)離子的濃度改變的測(cè)量。因此，可監(jiān)視兩個(gè)或更多離子濃度的改變以提供驗(yàn)證性讀數(shù)，從而更精確地預(yù)測(cè)排卵和避免由于非激素作用例如外分泌汗液量、飲食和壓力所引起的假讀數(shù)。
測(cè)量外分泌汗液中多于一種離子濃度改變的又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于能提供比率計(jì)(ratiometric)測(cè)量。例如，已發(fā)現(xiàn)外分泌汗液中的鈉離子(Na+)和氯離子(Cl-)是主要離子，其可用于參考出汗速率。通過使用鈉離子(Na+)或氯離子(Cl-)作為參考離子，可以評(píng)定相對(duì)于鈉離子(Na+)和氯離子(Cl-)的其它離子的濃度改變。氯離子(Cl-)對(duì)鈉離子(Na+)的比例是特別恒定的，這是所期望的，因?yàn)槁入x子(Cl-)是鈉離子(Na+)的主要抗衡離子。雖然能單獨(dú)測(cè)量氯離子(Cl-)和鈉離子(Na+)的每一種濃度以預(yù)測(cè)排卵，這些離子也可用于說明其它離子，如鉀離子(K+)、銨離子(NH4+)、鈣離子(Ca2+)和硝酸根離子(NO3-)濃度的改變，所述改變由外分泌汗液量的改變所引起，例如通過蒸發(fā)、室溫增加、體力活動(dòng)增加或隨時(shí)間離子在皮膚上的累積。這種情形是因?yàn)椋m然鈉離子(Na+)和氯離子(Cl-)在排卵前驟增，但它們與其它離子，例如硝酸根(NO3-)、鈣(Ca2+)和銨離子(NH4+)的驟增不是一樣多。因此，通過對(duì)一種離子例如鉀離子(K+)、銨離子(NH4+)、鈣離子(Ca2+)或硝酸根離子(NO3-)相對(duì)于鈉離子(Na+)和/或氯離子(Cl-)之間進(jìn)行比率計(jì)測(cè)量，能夠獲得更一致的離子測(cè)量，在某種程度上可說明由于外分泌汗液量的改變和隨時(shí)間離子在皮膚上的累積所引起的濃度改變。因此，能得到更精確的測(cè)量。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于發(fā)現(xiàn)一些離子具有抗衡作用。例如，發(fā)現(xiàn)鈣離子(Ca2+)的濃度在所研究的排卵前時(shí)間內(nèi)向相反方向改變。因此，對(duì)鈣離子(Ca2+)相對(duì)于另外的離子如銨離子(NH4+)進(jìn)行比率計(jì)測(cè)量可提高預(yù)測(cè)，因?yàn)楦行У淖饔玫靡员O(jiān)控。
為進(jìn)一步改善預(yù)測(cè)，可測(cè)量三種離子，例如銨離子(NH4+)、鈣離子(Ca2+)、和鈉離子(Na+)或氯離子(Cl-)?？蓪?duì)銨離子(NH4+)和鈉離子(Na+)、以及鈉離子(Na+)和鈣離子(Ca2+)進(jìn)行測(cè)量，以說明所有離子濃度的改變，所述改變是由皮膚上的累積或由溫度和/或體力活動(dòng)所引起的外分泌汗液量的改變而導(dǎo)致的。然后比較這兩個(gè)比率計(jì)測(cè)量，得到銨離子(NH4+)相對(duì)于鈣離子(Ca2+)的比率計(jì)測(cè)量，然而因?yàn)殇@離子(NH4+)和鈣離子(Ca2+)的濃度最初是相對(duì)于鈉離子(Na+)測(cè)量的，從而解決了由于其它作用所引起的一些改變。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)涉及一個(gè)實(shí)施方案，其中的方法通過一種與皮膚接觸的裝置來實(shí)施，所述裝置以延長(zhǎng)的時(shí)間段如每日12小時(shí)與皮膚接觸。這便于在一天期間讀取幾個(gè)讀數(shù)，從而可進(jìn)行更好的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。此外，通過一天內(nèi)讀取幾個(gè)讀數(shù)，能識(shí)別和除去偽讀數(shù)。此外，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，當(dāng)裝置不在皮膚上時(shí)也可進(jìn)行傳感，因此此時(shí)不讀取讀數(shù)。這可以明顯減少錯(cuò)誤讀數(shù)的量，而同時(shí)，不會(huì)對(duì)總的每日讀數(shù)有不利影響，因?yàn)樵谝惶炱陂g內(nèi)可以獲得許多其它的讀數(shù)并用于獲得可靠的平均值。換句話說，通過在一段時(shí)間如24小時(shí)內(nèi)讀取許多讀數(shù)如10到48個(gè)讀數(shù)并統(tǒng)計(jì)學(xué)地檢驗(yàn)這些讀數(shù)，可大大排除外分泌汗液中與月經(jīng)激素?zé)o關(guān)的改變。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于能為同一個(gè)女人儲(chǔ)存從以前的生殖周期所得的讀數(shù)，這些儲(chǔ)存的讀數(shù)通過忽略生殖周期早期讀取的讀數(shù)可更好地用于預(yù)測(cè)排卵。例如，如果從以前的生殖周期已知某個(gè)特定女人在月經(jīng)開始的四天之內(nèi)從不排卵，那么在月經(jīng)后，在生殖周期開始時(shí)的讀數(shù)對(duì)預(yù)測(cè)未來的排卵具有較少意義。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，對(duì)于女人，測(cè)定生殖周期的持續(xù)時(shí)間，然后估計(jì)排卵在生殖周期的最后19天的某個(gè)時(shí)間發(fā)生。這與女人從排卵到月經(jīng)通常14天的黃體期一致。因此，從月經(jīng)估計(jì)開始的前19天的生殖周期部分對(duì)于測(cè)定女人的受孕期而言具有較少意義或可被忽視。
通過閱讀以下詳細(xì)的說明書和用于解釋本發(fā)明和本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的附圖可使本發(fā)明的更多方面變得顯而易見。


在附圖中，這些

了本發(fā)明的實(shí)施方案。
圖1A、1B和1C說明的是在女人的一個(gè)生殖周期期間外分泌汗液中鉀離子(K+)和鈉離子(Na+)濃度的改變和汗液的電導(dǎo)率，而圖1D說明的是外分泌汗液中鉀離子(K+)濃度的改變；圖2A、2B和2C說明的是在女人的一個(gè)生殖周期期間外分泌汗液中氯離子(Cl-)濃度的改變；圖3A到3E表示在女人的一個(gè)生殖周期期間銨離子(NH4+)、氯離子(Cl-)、鈉離子(Na+)、鉀離子(K+)和鈣離子(Ca2+)相對(duì)于鈉離子(Na+)的比率計(jì)測(cè)量；圖4表示在女人的一個(gè)生殖周期期間銨離子(NH4+)相對(duì)于鈣離子(Ca2+)的比率計(jì)測(cè)量；圖5表示在女人的一個(gè)生殖周期期間銨離子(NH4+)相對(duì)于鈉離子(Na+)的比率計(jì)測(cè)量；圖6表示在女人的一個(gè)生殖周期期間鈉離子(Na+)相對(duì)于鈣離子(Ca2+)的比率計(jì)測(cè)量；圖7表示在女人的一個(gè)生殖周期期間鈉離子(Na+)相對(duì)于鈣離子(Ca2+)的相對(duì)的比率計(jì)測(cè)量，其表示為電勢(shì)差；圖8表示在女人的一個(gè)生殖周期期間氯離子(Cl-)相對(duì)于鈣離子(Ca2+)的相對(duì)的比率計(jì)測(cè)量，其表示為電勢(shì)差；圖9表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)裝置的電路示意圖，所述裝置具有自動(dòng)檢測(cè)兩種離子的傳感器；圖10A、10B和10C說明分別用于自動(dòng)檢測(cè)銨離子(NH4+)、氯離子(Cl-)和鈣離子(Ca2+)的電極；圖11說明參考本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的一個(gè)裝置的電路示意圖，所述裝置具有用于自動(dòng)檢測(cè)兩種離子的傳感器；圖12是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的能綁扎在手腕上的裝置的分解圖，所述裝置與微處理器一起使用從而測(cè)量外分泌汗液中的離子濃度。
優(yōu)選實(shí)施方案詳述本發(fā)明包括一種方法和裝置，其通過監(jiān)視外分泌汗液的改變可提前幾天預(yù)測(cè)雌性哺乳動(dòng)物例如女人的排卵。優(yōu)選提前至少一半的時(shí)間段預(yù)測(cè)排卵，所述時(shí)間段為在精子在雌性哺乳動(dòng)物體內(nèi)能夠存活的時(shí)間段，以能測(cè)定更大部分的受孕期。因此，本發(fā)明提供一種可靠的自我監(jiān)控的個(gè)人用檢驗(yàn)方法，從而得以基本上測(cè)定雌性哺乳動(dòng)物的整個(gè)受孕期。其也可由醫(yī)生使用，用于治療女人不育，因?yàn)樵S多診斷或治療方法取決于排卵的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和檢測(cè)。
外分泌汗液是一層薄的含水液體，其通過外分泌汗腺分泌到皮膚的表面上。通常，厚的皮膚，例如手掌富含外分泌汗腺，然而在薄的皮膚內(nèi)也發(fā)現(xiàn)相當(dāng)數(shù)目的外分泌汗腺。
在人體中，外分泌汗液分泌是復(fù)雜的系統(tǒng)，其含有幾種電解質(zhì)或者離子，包括鈉(30到150mmol)、鉀(10到40mmol)和氯(40到110mmol)。它也含有非電解質(zhì)組分，如乳酸鹽、尿素、葡萄糖、蛋白質(zhì)、游離氨基酸和脂質(zhì)。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)存在于外分泌汗液中的離子，如鈉離子(Na+)、鉀離子(K+)、硝酸根離子(NO3-)、鈣離子(Ca2+)和氯離子(Cl-)好象是以與排卵相關(guān)聯(lián)的模式釋放。雖然不同雌性哺乳動(dòng)物的外分泌汗液中離子濃度確實(shí)存在差異，但是已發(fā)現(xiàn)外分泌汗液中的離子濃度的改變模式在生殖周期期間是重復(fù)的，從而使得可以高達(dá)70％到90％的準(zhǔn)確度預(yù)測(cè)排卵。
圖1A到1C說明在女人的生殖期期間，基于每日測(cè)量的外分泌汗液中鈉離子(Na+)和鉀離子(K+)的濃度。圖1A到1C表示以毫伏為單位的鈉離子(Na+)和鉀離子(K+)的濃度。圖1D說明基于每日測(cè)量的以摩爾濃度M為單位的女人外分泌汗液中鉀離子(K+)的濃度。
圖1A到1C也說明了以微西門子(uS)為單位的外分泌汗液的電導(dǎo)率(Cond.)改變?？梢岳斫?，外分泌汗液的電導(dǎo)率隨著存在的總離子數(shù)的改變而改變。因此，測(cè)量電導(dǎo)率是測(cè)量外分泌汗液總離子數(shù)的間接方法。
圖1A到1C中的橫坐標(biāo)(adscissa)和其它表示濃度改變的圖一樣表示女人的一個(gè)生殖周期的循環(huán)天數(shù)。為了方便起見，橫坐標(biāo)上的第0天相當(dāng)于排卵日，其也通過垂直的虛線“Ov”表示。通過一種常規(guī)方法測(cè)定排卵日″Ov″，即檢測(cè)能在排卵約24小時(shí)內(nèi)確定排卵的促黃體生成激素(LH)。
圖1A到1D的值由點(diǎn)表示，代表每日讀取的多個(gè)讀數(shù)的日平均數(shù)，例如10到20個(gè)讀數(shù)的平均數(shù)。這樣做是為了增加準(zhǔn)確度和減少非激素改變對(duì)那些離子濃度的影響。
圖1D表示基于每日測(cè)量的以摩爾濃度M表示的女人外分泌汗液中鉀離子(K+)的濃度，而圖1A到1C以毫伏表示這些離子的濃度。這只是因?yàn)閳D1A到1C說明的是得自傳感器的離子電信號(hào)的值，其以毫伏表示，而圖1D說明的是以摩爾濃度M表示的濃度的轉(zhuǎn)換值。然而，可以理解，圖1A到1C中的電勢(shì)信號(hào)值反映鈉離子(Na+)和鉀離子(K+)的濃度，并能轉(zhuǎn)換為摩爾濃度M，如圖1D所示。此外，可以理解，測(cè)定排卵的模式主要基于濃度的改變，因此濃度的絕對(duì)值不如濃度隨時(shí)間的改變重要。濃度的改變既能通過圖1A、1B和1C中的電勢(shì)信號(hào)測(cè)定，也能通過圖1D中的摩爾值測(cè)定。
如圖1A到1D說明的，在排卵前約七天時(shí)的反轉(zhuǎn)后，在排卵前約五天時(shí)外分泌汗液中鈉離子(Na+)和鉀離子(K+)的濃度有明顯的改變。同樣地，電導(dǎo)率也有明顯改變，如圖1A、1B和1C所示，在排卵前約七天時(shí)的反轉(zhuǎn)后在排卵前約五天到七天時(shí)的變化。這個(gè)反轉(zhuǎn)的點(diǎn)在圖1A到1D中用羅馬數(shù)字I表示。
圖1A到1D中參考數(shù)字I標(biāo)明的反轉(zhuǎn)通常通過明顯的濃度改變而加以識(shí)別，在這種情況下，與前一天的前一數(shù)值相比，濃度通常降低約40％。對(duì)于以毫伏表示的圖1A到1C而言，反轉(zhuǎn)后明顯的濃度改變通常顯示為降低約13毫伏，這一降低對(duì)應(yīng)于前一天的濃度值降低約40％。因此，在反轉(zhuǎn)日或附近的明顯改變是自峰值或最高值降低40％。
如圖1A和1C所示，反轉(zhuǎn)也可通過鈉離子(Na+)和鉀離子(K+)早期驟增約五毫伏而識(shí)別，這相當(dāng)于鈉離子(Na+)和鉀離子(K+)濃度增加約25％。鈉離子(Na+)和鉀離子(K+)濃度驟增約25％，然后降低40％或13毫伏，有助于描繪點(diǎn)I的反轉(zhuǎn)，其顯示受孕期的開始。
圖1D說明鉀離子(K+)的摩爾濃度，顯示類似地增加約25％，然后降低40％。因此，顯然，離子濃度的改變，無論按毫伏計(jì)量或轉(zhuǎn)換為摩爾濃度M或任何其它的單位計(jì)量，可用于描繪點(diǎn)I的反轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的方法和裝置監(jiān)視得自檢測(cè)離子濃度的傳感器的輸出信號(hào)，在圖1A到1C中，識(shí)別鉀離子(K+)和鈉離子(Na+)的濃度驟增至少25％，然后濃度下降約40％。對(duì)于圖1A和1C而言，以毫伏表示這些離子的傳感器電勢(shì)改變，根據(jù)每日平均數(shù)，在三到五天的時(shí)間內(nèi)發(fā)生對(duì)應(yīng)于五毫伏的增加和13毫伏的降低。識(shí)別這些離子濃度改變的模式顯示女人受孕期的開始。
對(duì)圖1A、1B和1C的分析也表明測(cè)量外分泌汗液中多于一種離子的濃度改變的益處。尤其是如圖1B所說明的，從排卵前第六天鉀離子(K+)濃度最大值產(chǎn)生清晰的反轉(zhuǎn)，而鈉離子(Na+)濃度有較不明顯的反轉(zhuǎn)或最大值。相反地，鈉離子(Na+)濃度經(jīng)歷反轉(zhuǎn)或最大值，然后在排卵前第五天明顯降低40％。因此，通過監(jiān)視兩種離子的濃度，通過識(shí)別反轉(zhuǎn)后至少兩種離子中一種離子的濃度的明顯改變可更準(zhǔn)確預(yù)測(cè)排卵，所述反轉(zhuǎn)指示女人處于受孕期。
如圖1A和1B所說明的，在羅馬數(shù)字I表示的反轉(zhuǎn)后，在這種情況中，所述反轉(zhuǎn)為最大值，在羅馬數(shù)字II處濃度達(dá)到最大值或峰值，其通常為排卵前的約一到二天，然后是羅馬數(shù)字III所示的另一個(gè)最小值或最低點(diǎn)，其通常發(fā)生在排卵前后。然而，可以理解，因?yàn)榇菩圆溉閯?dòng)物例如女人的受孕期可從排卵前的最多四天開始，最好使用羅馬數(shù)字I后面的約40％改變的最低點(diǎn)表示受孕期的開始。
對(duì)于鈉離子(Na+)或鉀離子(K+)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)從最大值或峰值產(chǎn)生的反轉(zhuǎn)發(fā)生在受孕期的開始，用羅馬數(shù)字I識(shí)別，如上所述。然而，可以理解，最大值在離子濃度改變的方向中是一種特殊類型的反轉(zhuǎn)。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其它離子如鈣離子(Ca2+)達(dá)到最小值而不是最大值。因此，可以理解，濃度的反轉(zhuǎn)可以是最小值(最低點(diǎn))或者最大值(峰值)，然后是通常約40％改變的明顯改變。
因此，圖1A到1D說明離子如鉀離子(K+)和鈉離子(Na+)的濃度改變，以及所有離子的總濃度的改變，如電導(dǎo)率(Cond.)所示。如上所述，這些外分泌汗液中離子濃度的改變可用于測(cè)定雌性哺乳動(dòng)物如女人處于受孕期。此外，這一測(cè)定可在排卵實(shí)際發(fā)生前的幾天作出，以得益于女人的整個(gè)受孕期。
尤其是，圖1A到1D說明，反轉(zhuǎn)后(此時(shí)反轉(zhuǎn)是處于點(diǎn)I的峰值)，至少兩種離子如鉀離子(K+)和/或鈉離子(Na+)中的一種離子濃度的明顯改變(在此為降低)表明女人處于受孕期。此外，測(cè)量電導(dǎo)率也總地指示出外分泌汗液中總離子濃度的改變并發(fā)現(xiàn)也以類似方式改變。此外，如圖1A到1C所說明的，至少對(duì)于鈉離子(Na+)和鉀離子(K+)而言，隨后伴有明顯改變的反轉(zhuǎn)可通過驟增約25％或約五毫伏，然后下降約40％或約13毫伏而識(shí)別。這一隨后伴有下降的驟增構(gòu)成了一個(gè)反轉(zhuǎn)，在這種情況下該反轉(zhuǎn)為峰值或最大值，識(shí)別這一隨后伴有明顯改變(在這種情況下為約40％的下降)的反轉(zhuǎn)表明女人處于受孕期。也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其它的離子，如氯離子、銨離子(NH4+)、鈣離子(Ca2+)和硝酸根離子(NO3-)具有類似方式的行為，如下面更充分的描述。
圖2A到2C說明多名女人的生殖周期中的每日外分泌汗液中氯離子(Cl-)的濃度改變。如圖2A到2C說明的，氯離子(Cl-)濃度通常有約25％驟增，然后伴有自最大值降低約40％，從而構(gòu)成在點(diǎn)I的反轉(zhuǎn)。這個(gè)反轉(zhuǎn)在排卵前三天到六天之間發(fā)生，該反轉(zhuǎn)對(duì)于氯離子(Cl-)而言是最大值，其與圖1A到1D所示的鈉離子(Na+)讀數(shù)相似，并可用于預(yù)測(cè)排卵，從而預(yù)測(cè)受孕期的開始。因此，監(jiān)視反轉(zhuǎn)后的氯離子(Cl-)的明顯改變也可用于提前約三到六天預(yù)測(cè)排卵，從而測(cè)定女人的受孕期。
圖2A到2C中的橫坐標(biāo)與圖1A到1D中的橫坐標(biāo)相似，為測(cè)量女人的生殖周期的天數(shù)。同樣，排卵被表示為在第0天發(fā)生以及也由垂直的虛線(Ov)標(biāo)明。然而，需要指出的是，圖2A和2B中的Y軸表示反向的毫伏數(shù)值范圍。換句話說，當(dāng)毫伏值降低或變得更負(fù)時(shí)，圖形會(huì)增加。這反映的事實(shí)是氯離子(Cl-)是負(fù)的，因此當(dāng)氯離子濃度增加時(shí)，氯離子(Cl-)電極的電勢(shì)會(huì)相應(yīng)地降低或?yàn)楦蟮呢?fù)值。同樣地，當(dāng)氯離子(Cl-)電勢(shì)降低時(shí)，如發(fā)生在反轉(zhuǎn)后，則氯離子(Cl-)電極的電勢(shì)會(huì)相應(yīng)地增加或?yàn)楦蟮恼?。因此圖2A和2B通過提供氯離子(Cl-)的毫伏輸出，并且，為便于參考，將Y軸反轉(zhuǎn)，使得當(dāng)其在圖上向上移動(dòng)時(shí)變得更負(fù)，反映出當(dāng)電勢(shì)變得更負(fù)時(shí)氯離子(Cl-)濃度增加，從而說明氯離子(Cl-)濃度的改變。這也有助于與圖1A到1C表示的鈉離子(Na+)和鉀離子(K+)電極的毫伏電勢(shì)比較。在圖1A到1C中，因?yàn)殡x子是帶正電荷的鈉離子(Na+)和鉀離子(K+)，這些離子濃度的增加會(huì)反映為電極的正值更大，因此這些濃度的增加通過圖向上移動(dòng)說明。
參考圖2A，其中在點(diǎn)I處有一反轉(zhuǎn)，其處于氯物離子(Cl-)濃度驟增超過五毫伏，即約25％之后。在排卵前的第六天，有一個(gè)并不明顯的降低，如約40％降低。相反地，從第六天到第五天，有約40％的大的降低。因此，在排卵前第五天明顯改變約40％后，指示女人處于受孕期。換句話說，第六天的讀數(shù)未表示出可斷定反轉(zhuǎn)發(fā)生的明顯改變。
圖2B同樣說明在排卵前第五天的反轉(zhuǎn)。在反轉(zhuǎn)前有至少25％或超過五毫伏(在這種情況下)的增加，然后是明顯改變或至少40％或13毫伏(在這種情況下)的降低。需要指出的是，在排卵前的第三天，也有一個(gè)類似的反轉(zhuǎn)，但在低得多的濃度發(fā)生。這個(gè)在排卵前第三天的第二反轉(zhuǎn)將被本發(fā)明忽略，這樣做至少是因?yàn)橐呀?jīng)在排卵前第五天已經(jīng)指示了女人處于受孕期。
需要指出的是，圖2A和2B也表示了由參考數(shù)字II標(biāo)記的部分，其中氯離子(Cl-)濃度達(dá)到最小值或最低點(diǎn)，這也在圖1A到1D表示。據(jù)信這一最小值與排卵前24到48小時(shí)血清總雌激素的增加相符。雖然本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在反轉(zhuǎn)I已測(cè)定女人處于受孕期，但部分II可用于證實(shí)女人處于受孕期，或甚至用于測(cè)定女人現(xiàn)在處于排卵的受孕狀態(tài)。這可通過在接近排卵日“Ov”的點(diǎn)III所示的進(jìn)一步增加得到進(jìn)一步證實(shí)。部分II通常不用來測(cè)定受孕期，因?yàn)榉崔D(zhuǎn)I可更早地測(cè)定受孕期。
圖2C與圖2A和2B的相似之處在于其通過氯離子(Cl-)電極的毫伏電壓的改變表示氯離子濃度。同樣地，圖2C表示在排卵前第八天到第七天之間氯離子(Cl-)濃度的驟增或增加，然后在第七天和第五天之間的明顯改變，引起在排卵前第七天在點(diǎn)I的反轉(zhuǎn)。圖2C同樣表示在排卵前一天氯離子(Cl-)濃度降低，其由點(diǎn)II標(biāo)記。最后，如同圖2A和2B一樣，圖2C表示濃度在由點(diǎn)III標(biāo)記的排卵日進(jìn)一步增加。
另外，圖2C顯示在排卵前12天時(shí)的早期反轉(zhuǎn)或峰值，由點(diǎn)IV標(biāo)記。點(diǎn)IV是一個(gè)假反轉(zhuǎn)點(diǎn)，本系統(tǒng)不將點(diǎn)IV認(rèn)為是指示受孕期的開始的反轉(zhuǎn)，這至少是因?yàn)槠湓谂说纳持芷谥羞^早地發(fā)生。假反轉(zhuǎn)點(diǎn)IV能通過該體系估計(jì)女人的平均生殖周期以及減去預(yù)期月經(jīng)前的19天和忽略此時(shí)期以前的全部數(shù)據(jù)而容易地去掉。得到19天的時(shí)間是因?yàn)辄S體期為從排卵到月經(jīng)的約14天。因此，如點(diǎn)IV所示的假峰值將被去掉。
圖3A和3B說明相對(duì)于一種離子的比率計(jì)測(cè)量，在圖3A和3B中，所述離子是鈉離子(Na+)。圖3A表示銨離子(NH4+)相對(duì)于鈉離子(Na+)的比率計(jì)測(cè)量，其在排卵前二天指示反轉(zhuǎn)。這對(duì)應(yīng)于在排卵前約二到三天發(fā)生的氨離子(NH4+)測(cè)量的增加。
圖3B說明的是氯離子(Cl-)相對(duì)于鈉離子(Na+)的比率計(jì)測(cè)量。如從圖3B所看出，這個(gè)圖相對(duì)平坦，這是預(yù)料之中的，因?yàn)槁入x子(Cl-)是鈉離子(Na+)的抗衡離子。因此，氯離子(Cl-)相對(duì)于鈉離子(Na+)的比率計(jì)測(cè)量不會(huì)對(duì)識(shí)別女人受孕期的開始有大的幫助。
圖3C只為全面理解之目的，其表示鈉離子(Na+)與鈉離子(Na+)的比例，如所預(yù)期的，其值為1。
圖3D顯示鉀離子(K+)相對(duì)于鈉離子(Na+)的比例，如同顯示氯離子(Cl-)相對(duì)于鈉離子(Na+)的圖3B的情況，其沒有顯示在排卵前有任何大的改變。這也與生殖周期期間鈉和鉀的濃度經(jīng)歷類似的改變相符，例如圖1A到1C所說明的。
圖3E說明的是鈣離子(Ca2+)相對(duì)于鈉離子(Na+)的比率計(jì)測(cè)量。這個(gè)比率計(jì)測(cè)量顯示排卵前約二天鈣離子(Ca2+)相對(duì)于鈉離子(Na+)的相對(duì)濃度的減少。
從圖3A到3E可清楚地看出，離子如銨離子(NH4+)和鈣離子(Ca2+)相對(duì)于鈉離子(Na+)的比率計(jì)測(cè)量可用于提前約二天識(shí)別反轉(zhuǎn)和預(yù)測(cè)排卵。通過比率計(jì)測(cè)量，可以排除全部外分泌汗液的波動(dòng)，從而更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)排卵，但通常只比排卵提前約二天。
圖3B和3D說明氯離子(Cl-)和鉀離子(K+)相對(duì)于鈉離子(Na+)的比率計(jì)測(cè)量對(duì)預(yù)測(cè)排卵不是很有用處。這是所預(yù)期的，因?yàn)槁入x子(Cl-)、鈉離子(Na+)和鉀離子(K+)各個(gè)在生殖周期期間改變幾乎相同，如圖1A到1D和2A到2C所說明的。
雖然在圖中沒有表示，其它的離子如硝酸根離子(NO3-)的相應(yīng)檢驗(yàn)表明硝酸根離子(NO3-)以與銨離子(NH4+)類似的方式反應(yīng)。因此，圖3A說明銨離子(NH4+)相對(duì)于鈉離子(Na+)的比率計(jì)測(cè)量與硝酸根離子(NO3-)相對(duì)于鈉離子(Na+)的比率計(jì)測(cè)量相似。
通過比較圖3A(銨離子(NH4+))和圖3E(鈣離子(Ca2+))，很明顯，這兩種離子的濃度在排卵前的相關(guān)周期內(nèi)以相反的方向移動(dòng)。尤其是相對(duì)于鈉離子(Na+)的銨離子(NH4+)在排卵前二天看起來是相對(duì)于鈉離子(Na+)的峰值，而鈣離子(Ca2+)在排卵前二天看起來是相對(duì)于鈉離子的最低點(diǎn)。
因此，與測(cè)量這些離子中的一種(Ca2+或NH4+)相對(duì)于相當(dāng)穩(wěn)定的離子例如鈉離子(Na+)或者氯離子(Cl-)的比率計(jì)不同，為更精確地識(shí)別外分泌汗液中離子濃度的改變，本發(fā)明還能得到兩種以相反方向移動(dòng)的離子例如銨離子(NH4+)和鈣離子(Ca2+)的比例。這在圖4中說明，圖4是銨離子相對(duì)于鈣離子(NH4+/Ca2+)的比率計(jì)測(cè)量。圖4說明了一個(gè)通過點(diǎn)I表示的反轉(zhuǎn)，其發(fā)生在排卵前約三天。隨后伴有一個(gè)明顯改變，在這種情況下，所述改變是在排卵前二天的比率計(jì)值的增加，用點(diǎn)II表示。因此，銨離子(NH4+)和鈣離子(Ca2+)之間的比率計(jì)測(cè)量也可通過提前約二到三天預(yù)測(cè)排卵從而用于識(shí)別受孕期。此外，使用以相反的方向移動(dòng)的離子例如銨離子(NH4+)和鈣離子(Ca2+)的比率計(jì)測(cè)量能提供超過50％到約為80％的更顯著的比率計(jì)值改變，從而進(jìn)一步描繪反轉(zhuǎn)I和提出更精確的測(cè)量。
圖5所示與圖3A所示相似，為銨離子(NH4+)相對(duì)于鈉離子(Na+)的比率計(jì)值。然而，圖5更精確，顯示排卵前約四天發(fā)生的反轉(zhuǎn)。因此，圖5暗示，在一些情況中，銨離子(NH4+)相對(duì)于鈉離子(Na+)的比率計(jì)測(cè)量可顯示排卵前四天時(shí)銨離子(NH4+)相對(duì)于鈉離子(Na+)的最低點(diǎn)反轉(zhuǎn)，隨后伴有排卵前三天時(shí)的明顯上升。在這種情況下，本發(fā)明將指示女人處于排卵前三天的受孕期內(nèi)，和提供比排卵前二天的峰值更早的測(cè)量。因此，銨離子(NH4+)相對(duì)于鈉離子(Na+)的比率計(jì)測(cè)量能提前至少二天預(yù)測(cè)排卵，在一些情況中，可提前三到四天預(yù)測(cè)排卵。圖5還說明，關(guān)于比率計(jì)測(cè)量，無論是最大值還是最小值的反轉(zhuǎn)都可按預(yù)期發(fā)生，因?yàn)闇y(cè)量的是離子相對(duì)值并可產(chǎn)生更多波動(dòng)。
圖6說明的是鈉離子(Na+)相對(duì)于鈣離子(Ca2+)的比率計(jì)測(cè)量。除了圖6表示的是鈉離子(Na+)相對(duì)于鈣離子(Ca2+)的比例之外，圖6與圖3E相似，因此圖6是圖3E所示的倒置圖。這就是為什么圖6在排卵前二天顯示峰值而圖3E顯示最低點(diǎn)。
在另一個(gè)方法中，與使用兩種離子電極和一種參比電極測(cè)定兩種離子的濃度，然后測(cè)定它們的濃度的比例不同，測(cè)定可通過除去參考電極和簡(jiǎn)單地測(cè)量?jī)煞N傳感電極之間的電勢(shì)差得以簡(jiǎn)化。在這種情況下，單獨(dú)通過兩種傳感器之間的電勢(shì)差來檢測(cè)離子濃度的相對(duì)比率計(jì)改變。圖7表示一個(gè)實(shí)施例，為鈉離子(Na+)電極相對(duì)于鈣離子(Ca2+)電極，而圖8表示氯離子(Cl-)電極相對(duì)于鈣離子(Ca2+)電極。為通過實(shí)施例說明，在圖7中，當(dāng)汗液中鈣離子(Ca2+)濃度相對(duì)于鈉離子(Na+)下降時(shí)，鈣離子(Ca2+)電極變得更負(fù)，因此兩種電極之間的電勢(shì)差增加。如果鈉離子(Na+)濃度相對(duì)于鈣離子(Ca2+)下降，電極電勢(shì)差會(huì)降低。
從圖7和8可看出，在排卵前約一天的曲線中有一個(gè)峰值，其在某種意義上與圖5和6所示的比率計(jì)測(cè)量相符。需要說明的是，這個(gè)方法不如圖5和6中所用的真比率計(jì)方法精確，因?yàn)榭吹降母淖冎恢甘倦x子濃度的相對(duì)改變。同樣，對(duì)于相同濃度改變而言，二價(jià)離子傳感器的電勢(shì)改變只是單價(jià)離子的一半。然而，當(dāng)所述離子的比例改變大和明顯時(shí)，這個(gè)方法的簡(jiǎn)單性是有利的，它能夠降低傳感器配置，尤其是除去了參考電極。
圖9說明的是本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案的電路的示意圖，所述電路總體上由參考數(shù)字100表示，用于自動(dòng)檢測(cè)一種或兩種離子。如圖9所示，傳感器100包括銨離子(NH4+)電極110和第二電極，第二電極在圖9中表示為鈣離子(Ca2+)或氯離子(Cl-)電極120。因此，圖9中說明的傳感器100可用于自動(dòng)檢測(cè)銨離子(NH4+)相對(duì)于鈣離子(Ca2+)或氯離子(Cl-)的濃度的相對(duì)改變，并為輸出140處的模擬數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器提供輸出，反映這些電極的電勢(shì)差。
因此，當(dāng)?shù)诙姌O120是鈣離子(Ca2+)電極時(shí)，圖9中所示的傳感器100的輸出140可包括與銨離子(NH4+)相對(duì)于鈣離子(Ca2+)的比率計(jì)測(cè)量相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。因此，這種傳感器100的輸出信號(hào)將與圖7或8所示的相似，并由于其是相對(duì)離子濃度的比率計(jì)測(cè)量從而是單元獨(dú)立的。同樣地，當(dāng)?shù)诙姌O120是氯離子(Cl-)電極時(shí)，圖9所示的傳感器100的輸出140可包括與銨離子(NH4+)相對(duì)于氯離子(Cl-)的比率計(jì)測(cè)量相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，也如圖9所說明的，傳感器100包括運(yùn)算放大器130，在這個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，130為MIC7111型號(hào)，并使第一電極110和第二電極120之間的相對(duì)電勢(shì)放大約十倍。在這個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，傳感器100還包括電阻R1、R2、R3、R5、R6和輸入電壓Vdd，從而為傳感器100提供放大和穩(wěn)定性。
輸出電極140如圖9所示與A/D轉(zhuǎn)換器電路(未表示)連接?？梢岳斫猓珹/D轉(zhuǎn)換器電路(未表示)可是單獨(dú)的電路或可形成處理器的一部分，如圖11中參考數(shù)字400所示。
第一電極110和第二電極120可以是任何已知類型的電極，其用于測(cè)量銨離子(NH4+)、鈣離子(Ca2+)、氯離子(Cl-)、或任何上述的其它離子，如鈉離子(Na+)、鉀離子(K+)和硝酸根離子(NO3-)。電極110、120也可是自動(dòng)檢測(cè)電導(dǎo)率(Cond.)的電導(dǎo)傳感器，如以上圖1A到1C所述。在這種情況下，如本領(lǐng)域所公知的，傳感器100可包括電子電壓電路(未表示)以自動(dòng)檢測(cè)電極間的電導(dǎo)率(Cond.)。圖10A到10C說明能被用于第一電極110和第二電極120的電極圖示。如果電路僅與適當(dāng)?shù)碾x子傳感器第一電極110一起用于測(cè)量一種離子的濃度時(shí)，電極120也可為一標(biāo)準(zhǔn)參考電極。例如，圖1A到1D和2A到2C的鈉離子(Na+)、氯離子(Cl-)和鉀離子(K+)的測(cè)量是通過將第一電極110作為適當(dāng)?shù)碾姌O分別自動(dòng)檢測(cè)鈉離子(Na+)、氯離子(Cl-)和鉀離子(K+)，和第二電極120作為標(biāo)準(zhǔn)參考電極而得到的。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，如果在測(cè)的濃度相對(duì)改變，選擇第一電極110自動(dòng)檢測(cè)第一離子如銨離子(NH4+)的濃度，選擇第二電極120自動(dòng)檢測(cè)第二離子如鈣離子(Ca2+)。也可使用電極110、120的其它組合來自動(dòng)檢測(cè)上述不同離子的濃度。這避免了使用參考電極，因?yàn)閮蓚€(gè)電極都能測(cè)量特定離子濃度的改變，然后可獲得相對(duì)比率。
圖10A表示銨離子選擇電極，如本領(lǐng)域所公知的，其通常由參考數(shù)字200表示。銨離子選擇電極200包括涂有銀/氯化銀的圓盤電極202，其與0.01M的氯化銨溶液220發(fā)生電接觸，氯化銨溶液220又與銨離子電泳膜210發(fā)生電接觸。銨離子選擇電極200在與圓盤202電連接的輸出325處提供輸出電勢(shì)。這個(gè)輸出電勢(shì)相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)參考電極會(huì)成為一個(gè)輸出電信號(hào)，其相當(dāng)于與銨離子離子電泳膜210接觸的外分泌汗液中銨離子(NH4+)的濃度。
圖10C表示鈣離子選擇電極400。鈣離子選擇電極400與銨離子選擇電極200的相似之處在于其有涂有銀/氯化銀的圓盤電極402、0.01M的氯化鈣(CaCl2)溶液420和鈣離子電泳膜410。鈣離子選擇電極400能自動(dòng)檢測(cè)外分泌汗液中鈣離子(Ca2+)的濃度，并在輸出325處產(chǎn)生相對(duì)于與圓盤電極402發(fā)生電連接的標(biāo)準(zhǔn)參考電極的輸出電勢(shì)。該輸出電勢(shì)將成為相當(dāng)于外分泌汗液中鈣離子(Ca2+)濃度的輸出電信號(hào)。
圖10B表示氯離子選擇電極，通常由參考數(shù)字300表示。其不同于銨離子和鈣離子選擇電極200、400，氯離子選擇電極300具有唯一的涂有銀/氯化銀的圓盤電極350。圓盤電極350將產(chǎn)生相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)參考電極的輸出電勢(shì)，其被發(fā)送給輸出325。輸出電勢(shì)將成為相當(dāng)于外分泌汗液中氯離子(Cl-)濃度的輸出電信號(hào)。
圖10A、10B和10C所示電極200、300和400也可單獨(dú)使用，以自動(dòng)檢測(cè)單一離子如銨離子(NH4+)、氯離子(Cl-)或鈣離子(Ca2+)相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)參考電極的濃度改變。例如涂有銀/氯化銀的圓盤電極350可用于自動(dòng)檢測(cè)氯離子(Cl-)濃度，該濃度可用于測(cè)定前述圖2A到2C的受孕期。同樣地，也可使用已知的電極和傳感器以自動(dòng)檢測(cè)外分泌汗液的其它特征，如鈉離子(Na+)、硝酸根離子(NO3-)和鉀離子(K+)的離子濃度和電導(dǎo)率。另外，電極200、300和400以及類似已知用于自動(dòng)檢測(cè)外分泌汗液中其它特征如鈉離子(Na+)、硝酸根離子(NO3-)和鉀離子(K+)的電極和傳感器可被連接到第一電極110或第二電極120上以提供兩種離子的相對(duì)濃度的改變。如以上的討論，因?yàn)楸景l(fā)明監(jiān)視濃度改變，而不是絕對(duì)濃度，本發(fā)明提供的測(cè)量法，例如通過測(cè)量?jī)煞N電極的相對(duì)電勢(shì)足以實(shí)施本發(fā)明。
圖11表示本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案的傳感器的示意圖，其總體上由參考數(shù)字500表示。
傳感器500與傳感器100的相似之處在于其包括型號(hào)為MIC7111的放大器130和電阻R1、R2、R3、R5和R6以完成電路。然而，圖11的不同之處在于其具有三個(gè)電極，分別是第一傳感器電極501、第二傳感器電極502和參考電極503。傳感器電極501和502可以是任何類型的電極，其用于自動(dòng)檢測(cè)外分泌汗液中的離子如鈣離子(Ca2+)、氯離子(Cl-)、銨離子(NH4+)的濃度，例如圖10A到10C所示，或者是任何其它的離子以自動(dòng)檢測(cè)其它離子或電導(dǎo)率。同樣地，參考電極503可為標(biāo)準(zhǔn)參考電極，或作為選擇，能提供參考離子濃度的電勢(shì)指示，參考離子為如外分泌汗液中的氯離子(Cl-)、鈉離子(Na+)或鉀離子(K+)，從而提供比率計(jì)測(cè)量，如以上圖3A到3E、4、5和6中說明的。
傳感器500還包括由微型計(jì)算機(jī)550控制的開關(guān)504，從而在傳感器電極501或502之間進(jìn)行測(cè)量轉(zhuǎn)換。換句話說，微處理器550能進(jìn)行兩個(gè)單獨(dú)的比率計(jì)測(cè)量，即相對(duì)于參考電極503的傳感器501電勢(shì)的第一比率計(jì)測(cè)量和相對(duì)于參考電極503電勢(shì)的傳感器501電勢(shì)的第二比率計(jì)測(cè)量。然后微處理器550能比較這二個(gè)單獨(dú)的比率計(jì)測(cè)量以提供進(jìn)一步的更精確的比率計(jì)測(cè)量。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，傳感器501是銨離子(NH4+)電極，如圖10A所示的電極200；傳感器502是鈣離子(Ca2+)電極，如圖10C所示電極400；而參考電極503是如圖10B所示的氯離子(Cl-)電極300。這樣，能得到銨離子(NH4+)相對(duì)于參考離子如氯離子(Cl-)，以及鈣離子(Ca2+)相對(duì)于相同參考離子的比率計(jì)測(cè)量，并被傳送到微處理器550。然后微處理器550比較銨離子(NH4+)相對(duì)于氯離子(Cl-)的比率計(jì)測(cè)量以及鈣離子(Ca2+)相對(duì)于氯離子(Cl-)的比率計(jì)測(cè)量，從而提供銨離子(NH4+)相對(duì)于鈣離子(Ca2+)的比率計(jì)測(cè)量。然而，因?yàn)檫@一最終的銨離子(NH4+)相對(duì)于鈣離子(Ca2+)的比率計(jì)測(cè)量最初是相對(duì)于參考離子如氯離子(Cl-)而進(jìn)行的，因此能排除外分泌汗液的量以及皮膚上離子累積的影響。因此，傳感器500可用于提供更精確測(cè)量銨離子(NH4+)相對(duì)于鈣離子(Ca2+)的相對(duì)濃度。除了氯離子(Cl-)之外，鈉離子(Na+)和鉀離子(K+)也可用作參考離子。
如圖11所示，傳感器500表示開關(guān)504是由一個(gè)輸出端口552b控制的。第二輸出端口552a按照需要為傳感器電路提供動(dòng)力。集成電路560接受來自放大器130的相對(duì)電勢(shì)信號(hào)，以及在這個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，其包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，以使來自放大器130的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為能被微處理器550處理的數(shù)字信號(hào)。如現(xiàn)有技術(shù)所公知的，輸入/輸出端口552c、552d、552e和552f與計(jì)時(shí)器和集成電路560連接以輔助運(yùn)行傳感器500。
微處理單元550通常還包括存儲(chǔ)器以儲(chǔ)存一天之中所進(jìn)行的各種各樣的測(cè)量。因此，能得到基于許多讀數(shù)的日平均數(shù)。此外，微處理器550能計(jì)算時(shí)間周期，例如30或60分鐘間隔，因此能整天讀取讀數(shù)并加以平均化。優(yōu)選地，在每日的相同時(shí)間讀取讀數(shù)，以使由于日常改變?nèi)顼嬍郴蚧顒?dòng)引起的外分泌汗液中離子濃度的任何改變不會(huì)不利地影響測(cè)量結(jié)果。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，微處理單元550使傳感器100、500每日至少六次自動(dòng)檢測(cè)離子中的至少一種離子的濃度。因此，處理器每日能累積至少六個(gè)讀數(shù)，和優(yōu)選更多的讀數(shù)，并且在統(tǒng)計(jì)分析中使用這六個(gè)讀數(shù)以提供濃度的日平均數(shù)。統(tǒng)計(jì)分析可包括排除一個(gè)或多個(gè)被認(rèn)為是偽讀數(shù)的讀數(shù)和/或使讀數(shù)適合高斯分布以便更清楚地測(cè)定平均數(shù)。在更復(fù)雜的實(shí)施方案中，在一天中的相同時(shí)間讀取讀數(shù)更有利于說明和排除在一天中可能出現(xiàn)的離子濃度的差異。
日平均數(shù)可保存在已知的任何類型存儲(chǔ)裝置中，所述存儲(chǔ)裝置包含在裝置500內(nèi)。在更先進(jìn)的系統(tǒng)中，讀數(shù)能被傳遞到遠(yuǎn)端，例如通過無線電傳送和/或非無線電傳送，然后在遠(yuǎn)端如中心計(jì)算機(jī)或監(jiān)視實(shí)驗(yàn)室加以儲(chǔ)存并分析。
優(yōu)選處理器550還包括某種隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，其通常由參考數(shù)字580表示，能儲(chǔ)存各種不同的信息，尤其是讀數(shù)和或先前的生殖周期的結(jié)果。因此，日常讀數(shù)能保存在RAM 580中和/或通過串聯(lián)或無線連接下載，用于進(jìn)一步分析和/或由遠(yuǎn)端的計(jì)算機(jī)或處理器550記錄。如上所述，對(duì)于每個(gè)雌性哺乳動(dòng)物，先前的生殖周期的結(jié)果也可用于估計(jì)生殖周期的持續(xù)時(shí)間。這提供了對(duì)生殖周期開始的預(yù)測(cè)，從而使得處理器550消除或忽略更早的偽讀數(shù)，例如，如以上圖2C所述。
圖12表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的裝置700的圖。如圖12所示，該裝置包括用于顯示雌性哺乳動(dòng)物受孕狀態(tài)等的顯示器710。最初，顯示器710指示雌性哺乳動(dòng)物是不受孕的。一旦得到雌性哺乳動(dòng)物處于受孕期的判斷，顯示器710指示雌性哺乳動(dòng)物是受孕的，然后在排卵后一天再一次指示雌性哺乳動(dòng)物又是不受孕的。選擇性地，顯示器710也可顯示“Ov”，表明裝置700已經(jīng)判斷雌性哺乳動(dòng)物正在排卵。
如圖12所示，裝置700包括表帶720，以使裝置700能以延長(zhǎng)的時(shí)間段被綁扎到使用者的皮膚表面。這有利于在較長(zhǎng)的時(shí)間段讀取讀數(shù)，例如一天和/或一夜中的幾小時(shí)，而對(duì)使用者的活動(dòng)沒有不利影響。此外，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，裝置700包括在一個(gè)在一天之中可顯示時(shí)間的計(jì)時(shí)器，以便裝置700能作為普通手表出現(xiàn)。此外，因?yàn)檠b置700在延長(zhǎng)時(shí)間段附著在使用者的皮膚表面并包括計(jì)時(shí)器，如上所述，裝置700能自動(dòng)地和重復(fù)地在一整天中以30或60分鐘間隔或其它時(shí)間間隔讀取讀數(shù)，使用者甚至未意識(shí)到其正在讀取讀數(shù)。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，從塑性材料制造裝置700，并在顯示器710相反的面上具有平坦的塑性表面，當(dāng)對(duì)著使用者的皮膚放置時(shí)，該平坦表面能促進(jìn)排汗。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，裝置700在一個(gè)區(qū)域周圍具有凸緣，以便在靠近傳感器100、500的位置處收集外分泌汗液。這便于在傳感器100、500附近排汗和收集外分泌汗液從而獲得更準(zhǔn)確讀數(shù)。
可以理解，離子電泳傳感器和固態(tài)傳感器以及其它類型的傳感器都可用于測(cè)定外分泌汗液中的離子濃度。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，已發(fā)現(xiàn)固態(tài)傳感器很穩(wěn)定，尤其是當(dāng)自動(dòng)檢測(cè)氯離子(Cl-)時(shí)。
可以理解，本發(fā)明限定為婦女所用的，其也被稱為女人。然而，本發(fā)明不限于為女人所用。相反地，本發(fā)明對(duì)其它可分泌外分泌汗液的哺乳動(dòng)物也具有實(shí)用性并可用于獸醫(yī)領(lǐng)域。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明對(duì)豬、馬和牛是有用的。然而，可以理解，其它哺乳動(dòng)物的一些時(shí)間周期和指示器是可以改變的。
可以理解，雖然結(jié)合本發(fā)明的一個(gè)或又一個(gè)的實(shí)施方案已經(jīng)描述本發(fā)明的許多特點(diǎn)，正如本文所闡述和說明的，本發(fā)明的各種特點(diǎn)和實(shí)施方案可以組合使用或與本發(fā)明的其它特點(diǎn)和實(shí)施方案結(jié)合使用。
雖然本公開闡述和說明了本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方案，但可以理解，本發(fā)明不受這些特定實(shí)施方案的限制。相反地，本發(fā)明包括所有本文已加以描述和說明的特定實(shí)施方案和特點(diǎn)的功能性的、電學(xué)的或機(jī)械的等價(jià)物的實(shí)施方案。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)定女人受孕期的裝置，該裝置包括(a)傳感器，用于自動(dòng)檢測(cè)女人外分泌汗液中至少兩種離子的濃度和產(chǎn)生輸出信號(hào)指示外分泌汗液中至少兩種離子的濃度；(b)處理器，用于控制傳感器基本上同時(shí)和至少每日自動(dòng)檢測(cè)外分泌汗液中至少兩種離子的濃度；和其中處理器監(jiān)視來自傳感器的輸出信號(hào)，從而識(shí)別至少兩種離子中一種離子的濃度在反轉(zhuǎn)后的明顯改變，所述反轉(zhuǎn)指示女人處于受孕期。
2.權(quán)利要求1的裝置，其中外分泌汗液中所自動(dòng)檢測(cè)的至少兩種離子選自外分泌汗液中的鈉離子(Na+)、鉀離子(K+)、銨離子(NH4+)、鈣離子(Ca2+)、氯離子(Cl-)和硝酸根離子(NO3-)。
3.權(quán)利要求1的裝置，其中至少兩種離子包括第一離子和第二離子；和處理器監(jiān)視第一離子與第二離子的濃度比，從而識(shí)別至少兩種離子的濃度在反轉(zhuǎn)后的明顯改變，所述反轉(zhuǎn)指示女人處于受孕期。
4.權(quán)利要求3的裝置，其中第一離子選自鉀離子(K+)、硝酸根離子(NO3-)、銨離子(NH4+)和鈣離子(Ca2+)，而第二離子選自鈉離子(Na+)和氯離子(Cl-)。
5.權(quán)利要求3的裝置，其中第一離子選自鉀離子(K+)、硝酸根離子(NO3-)和銨離子(NH4+)，而第二離子選自鈣離子(Ca2+)。
6.權(quán)利要求3的裝置，其中第一離子是銨離子(NH4+)，而第二離子是鈣離子(Ca2+)。
7.權(quán)利要求5的裝置，其中至少兩種離子包括選自鈉離子(Na+)和氯離子(Cl-)的第三離子；和其中處理器監(jiān)視第一離子相對(duì)于第三離子的濃度的第一初始比，和第二離子相對(duì)于第三離子濃度的第二初始比，然后處理器監(jiān)視第一初始比與第二初始比的比率，從而識(shí)別至少兩種離子的濃度在反轉(zhuǎn)后的明顯改變，所述反轉(zhuǎn)指示受孕期開始。
8.權(quán)利要求3的裝置，其中裝置進(jìn)一步包括顯示器，用于顯示指示女人處于受孕期的特征。
9.權(quán)利要求3的裝置，其進(jìn)一步包括一個(gè)扣件，用于把裝置扣緊到雌性個(gè)體上，從而使傳感器與雌性個(gè)體的皮膚每日接觸至少六個(gè)小時(shí)；和其中處理器控制傳感器每日八次到十八次自動(dòng)檢測(cè)至少兩種離子的濃度從而監(jiān)測(cè)濃度的日平均數(shù)。
10.權(quán)利要求3的裝置，其中預(yù)測(cè)排卵的受孕狀態(tài)發(fā)生在反轉(zhuǎn)后六天內(nèi)。
11.一種用于測(cè)定雌性哺乳動(dòng)物的受孕狀態(tài)的裝置，該裝置包括(a)一種傳感裝置，用于自動(dòng)檢測(cè)選自雌性哺乳動(dòng)物的外分泌汗液中鉀離子(K+)、銨離子(NH4+)、鈣離子(Ca2+)、氯離子(Cl-)、硝酸根離子(NO3-)和鈉離子(Na+)中的至少一種離子并產(chǎn)生指示外分泌汗液中離子濃度的輸出信號(hào)；(b)處理器裝置，用于控制傳感裝置至少每日自動(dòng)檢測(cè)外分泌汗液中的至少一種離子；和其中處理器裝置監(jiān)視保存在存儲(chǔ)裝置中的輸出信號(hào)，從而識(shí)別一種離子濃度在反轉(zhuǎn)后的明顯改變，所述反轉(zhuǎn)指示雌性哺乳動(dòng)物處于受孕期。
12.權(quán)利要求11的裝置，其中雌性哺乳動(dòng)物是女人，和反轉(zhuǎn)后的明顯改變是至少40％的改變。
13.權(quán)利要求11的裝置，其中所述裝置進(jìn)一步包括用于指示雌性哺乳動(dòng)物處于受孕期的顯示器裝置。
14.權(quán)利要求11的裝置，其中傳感裝置使用固態(tài)傳感器。
15.權(quán)利要求11的裝置，其中雌性哺乳動(dòng)物是女人，以及處理器使傳感裝置每日以至少六個(gè)讀數(shù)自動(dòng)檢測(cè)至少一種離子的濃度，和對(duì)所述的至少六個(gè)讀數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析從而提供一天的濃度平均數(shù)；和其中處理器裝置監(jiān)視一種離子濃度的平均數(shù)，從而識(shí)別一種離子濃度在反轉(zhuǎn)后的明顯改變，所述反轉(zhuǎn)指示女人處于受孕期。
16.權(quán)利要求16的裝置，該裝置進(jìn)一步包括存儲(chǔ)裝置，用于儲(chǔ)存與雌性哺乳動(dòng)物先前生殖周期有關(guān)的信息；和其中處理器使用所述信息來預(yù)測(cè)生殖周期的預(yù)期持續(xù)時(shí)間，和忽視雌性哺乳動(dòng)物月經(jīng)后緊接著的生殖周期初始部分的輸出信號(hào)。
17.權(quán)利要求16的裝置，其中被忽視的初始部分是在所估計(jì)的生殖周期結(jié)束之前的前19天。
18.權(quán)利要求17的裝置，其中至少兩種離子包括第一離子和第二離子；和處理器監(jiān)視第一離子與第二離子的濃度比，從而識(shí)別至少兩種離子中一種離子的濃度在反轉(zhuǎn)后的明顯改變，所述反轉(zhuǎn)指示女人處于受孕期。
19.權(quán)利要求18的裝置，其中第一離子選自鉀離子(K+)、硝酸根離子(NO3-)、銨離子(NH4+)和鈣離子(Ca2+)，而第二離子選自鈉離子(Na+)和氯離子(Cl-)。
20.權(quán)利要求11的裝置，其中雌性哺乳動(dòng)物是女人，和排卵被確定發(fā)生在反轉(zhuǎn)后的六天內(nèi)。
21.權(quán)利要求1的裝置，其中傳感器包括電導(dǎo)率傳感器以自動(dòng)檢測(cè)外分泌汗液的電導(dǎo)率；其中傳感器通過自動(dòng)檢測(cè)外分泌汗液的電導(dǎo)率而自動(dòng)檢測(cè)至少兩種離子的濃度；和其中處理器監(jiān)視得自傳感器的輸出信號(hào)，指示外分泌汗液電導(dǎo)率，從而識(shí)別至少兩種離子中一種離子的濃度在反轉(zhuǎn)后的明顯改變，所述反轉(zhuǎn)指示女人處于受孕期。
22.權(quán)利要求2的裝置，其中為了識(shí)別至少兩種離子中一種離子的濃度在反轉(zhuǎn)后的明顯改變，處理器監(jiān)視輸出信號(hào)從而識(shí)別至少兩種離子中一種離子的濃度有25％的驟增，隨后伴有40％的下降。
23.一種用于測(cè)定女人受孕期的方法，該方法包括下列步驟(a)基本上同時(shí)和至少每日自動(dòng)檢測(cè)女人外分泌汗液中至少兩種離子的濃度；(b)產(chǎn)生輸出信號(hào)指示外分泌汗液中至少兩種離子的濃度；(c)監(jiān)視輸出信號(hào)從而識(shí)別至少兩種離子中一種離子的濃度在反轉(zhuǎn)后的明顯改變，所述反轉(zhuǎn)指示女人處于受孕期。
24.權(quán)利要求23的方法，其中步驟(a)和(b)進(jìn)一步包括下列步驟(i)通過自動(dòng)檢測(cè)外分泌汗液的電導(dǎo)率來自動(dòng)檢測(cè)至少兩種離子的濃度；和(ii)通過產(chǎn)生指示外分泌汗液的電導(dǎo)率的輸出信號(hào)來產(chǎn)生指示外分泌汗液中至少兩種離子濃度的輸出信號(hào)。
25.權(quán)利要求23的方法，其中步驟(c)進(jìn)一步包括下列步驟(i)監(jiān)視輸出信號(hào)從而識(shí)別至少兩種離子中一種離子的濃度有至少25％的驟增，隨后伴有至少40％的下降，從而指示女人處于受孕期。
26.權(quán)利要求23的方法，其中在外分泌汗液中所自動(dòng)檢測(cè)的至少兩種離子選自外分泌汗液pH中的鈉離子(Na+)、鉀離子(K+)、銨離子(NH4+)、鈣離子(Ca2+)、氯離子(Cl-)和硝酸根離子(NO3-)。
27.權(quán)利要求23的方法，其中至少兩種離子包括第一離子和第二離子，以及步驟(c)包括下列步驟(i)監(jiān)視第一離子與第二離子的濃度比，從而識(shí)別至少兩種離子中一種離子的濃度在反轉(zhuǎn)后的明顯改變，所述反轉(zhuǎn)指示女人處于受孕期。
28.權(quán)利要求27的方法，其中第一離子選自鉀離子(K+)、硝酸根離子(NO3-)、銨離子(NH4+)和鈣離子(Ca2+)，而第二離子選自鈉離子(Na+)和氯離子(Cl-)。
29.權(quán)利要求27的方法，其中第一離子選自硝酸根離子(NO3-)和銨離子(NH4+)，而第二離子選自鈣離子(Ca2+)。
30.權(quán)利要求23的方法，其包括下列進(jìn)一步步驟基本上同時(shí)和每日至少六次自動(dòng)檢測(cè)至少兩種離子的濃度；產(chǎn)生指示外分泌汗液中至少兩種離子的濃度的輸出信號(hào)；處理輸出信號(hào)從而提供至少兩種離子的日平均數(shù)；監(jiān)視輸出信號(hào)的日平均數(shù)，從而識(shí)別至少兩種離子中一種離子的濃度在反轉(zhuǎn)后的明顯改變，所述反轉(zhuǎn)指示女人處于受孕期。
31.權(quán)利要求23的方法，其進(jìn)一步包括下列步驟儲(chǔ)存與雌性哺乳動(dòng)物先前生殖周期有關(guān)的信息；基于與雌性哺乳動(dòng)物先前生殖周期有關(guān)的儲(chǔ)存信息預(yù)測(cè)生殖周期的預(yù)期持續(xù)時(shí)間，和忽視生殖周期的預(yù)期持續(xù)時(shí)期結(jié)束之前的前19天的輸出信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通過檢測(cè)外分泌汗液中眾多離子濃度的改變而預(yù)測(cè)女人排卵的方法和裝置。測(cè)定一種或多種離子在一整天內(nèi)的濃度或濃度的改變并根據(jù)預(yù)先測(cè)定的模式進(jìn)行分析從而提前一到五天預(yù)測(cè)排卵。這就使得使用者可更精確地測(cè)定受孕期的開始，通常認(rèn)為女人的受孕期是從排卵前約四天到排卵后一天。檢測(cè)離子的濃度包括鈉離子(Na
文檔編號(hào)G01N33/50GK1549693SQ02816948
公開日2004年11月24日 申請(qǐng)日期2002年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月31日
發(fā)明者道格拉斯·M·馬雷特, 道格拉斯 M 馬雷特 申請(qǐng)人:信息素科學(xué)公司