專利名稱：用于提供環(huán)境監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于提供環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法，更具體地涉及用于提供便 攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
盡管有了更好的醫(yī)療和全面就醫(yī)，哮喘是全美國(guó)和全世界尤其是兒童的日益 增多的嚴(yán)重健康問(wèn)題。作為美國(guó)人口中最常見(jiàn)的慢性呼吸系統(tǒng)疾病，哮喘影響了幾乎 一千七百三十萬(wàn)美國(guó)人，包括五百萬(wàn)以上兒童。長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)示出在美國(guó)哮喘的患病率和 發(fā)病率兩者都在增長(zhǎng)。從1980至1994，哮喘病例率在0至4歲的兒童中增加160%。

圖1 提供的條形圖示出按年齡、種族和性別分類的哮喘病例率的百分比。如圖1清晰所示地，青 少年占哮喘病例的大多數(shù)。據(jù)估計(jì)哮喘每年使美國(guó)花費(fèi)140億美元。與高收入家庭11%的兒童罹患哮喘相 比，16%的低收入家庭兒童更可能患上哮喘。全球范圍內(nèi)不斷增長(zhǎng)的哮喘流行病的成本不 僅僅是美元。在美國(guó)，每年哮喘引起50萬(wàn)個(gè)住院案例(其中涉及21萬(wàn)4千個(gè)兒童案例)、 4千5百個(gè)死亡案例、1千4百萬(wàn)天的上學(xué)缺席、1千4百五十萬(wàn)天的工作缺席、以及1億3 千四百萬(wàn)天的行為限制。美國(guó)患有哮喘的總?cè)藬?shù)在1979-1980和1993-1994之間增長(zhǎng)了 102%。哮喘是可能致命的疾病。它會(huì)使患者衰弱，從而限制他們工作和閑暇時(shí)的行為。醫(yī) 療界的許多人相信，因?yàn)闆](méi)有足夠有力地控制我們環(huán)境的污染，我們正在引起哮喘尤其在 兒童中的增長(zhǎng)。盡管領(lǐng)域內(nèi)的許多人認(rèn)為環(huán)境暴露與哮喘具有直接因果聯(lián)系，且室內(nèi)和室外環(huán)境 污染物在生命早期引發(fā)哮喘、后來(lái)觸發(fā)哮喘惡化中扮演了重要角色，但迄今為此，因?yàn)槿狈?能測(cè)量空氣污染物基質(zhì)濃度且并發(fā)地測(cè)量肺功能的儀器，無(wú)法確立這些因果聯(lián)系。因?yàn)閮?童平均花80-90%的時(shí)間在室內(nèi)，增加了他們暴露于室內(nèi)污染物的風(fēng)險(xiǎn)，而且室內(nèi)空氣污染 物水平會(huì)比室外高數(shù)十至數(shù)百倍；而且現(xiàn)在意識(shí)到室外污染物，尤其是臭氧和顆?？纱┩?建筑物外殼進(jìn)入室內(nèi)環(huán)境，所以證實(shí)這些因果鏈以及標(biāo)識(shí)真實(shí)觸發(fā)物是關(guān)鍵的。聯(lián)邦政府意識(shí)到小兒哮喘對(duì)于美國(guó)人的整體生活質(zhì)量的重要性。由克林頓總統(tǒng)頒 布的行政命令13045建立了負(fù)責(zé)發(fā)展促使聯(lián)邦政府采取行動(dòng)和政策以保護(hù)患有哮喘的兒 童免受使哮喘惡化的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)危害的計(jì)劃的特別工作組。美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院(NIH)已指 定5月的一天為哮喘警覺(jué)日。2010年聯(lián)邦政府全民健康遠(yuǎn)景將環(huán)境健康和呼吸疾病列為主要關(guān)注點(diǎn)。若干聯(lián)邦機(jī)構(gòu)具有調(diào)查哮喘的誘因、治療和控制的主要研究項(xiàng)目和研究中心。 甚至在具有所有這些正在進(jìn)行的研究的情況下，哮喘和其它慢性疾病與環(huán)境暴露之間的關(guān) 系仍然沒(méi)有清晰的因果聯(lián)系。表征因空氣污染暴露引起的不良健康影響的混雜問(wèn)題是受污染空氣是有機(jī)和無(wú) 機(jī)揮發(fā)性氣體、寬泛范圍大小的懸浮顆粒、生物氣溶膠、以及其它刺激性化合物的復(fù)雜混合 體。該混合體的復(fù)雜性對(duì)將具體健康影響與具體污染物相關(guān)帶來(lái)了困難挑戰(zhàn)，并且實(shí)際上 該混合體的構(gòu)成比單個(gè)成分更為重要。因?yàn)檫@些混合體中的成分可添加或協(xié)同地起作用，所以此復(fù)雜性會(huì)增加。圖2提 供了示出來(lái)自最近研究的環(huán)境煙草煙霧(ETS)與臭氧(O3)水平之間的協(xié)同關(guān)系的數(shù)據(jù)的 曲線圖。該曲線圖示出在哮喘鼠暴露于ETS、03和兩者組合之后的Penh率、或氣道阻力。哮 喘鼠被暴露于每10分鐘1支煙速率下的ETS達(dá)3小時(shí)，暴露于環(huán)境等效O3水平達(dá)3小時(shí)，或 暴露于兩者的組合達(dá)3小時(shí)。圖2示出與暴露于空氣的對(duì)照者相比暴露于ETS僅3小時(shí)不 會(huì)顯著改變鼠中的Penh水平(平均士SEM ；0. 549士0. 12對(duì)0. 589士0. 023 ；P = 0. 68)。與 對(duì)照者相比臭氧顯著增多鼠中的Penh后暴露(0. 773士0. 063對(duì)0. 589士0. 023 ；P = 0. 04)。 此外，與ETS暴露鼠相比，臭氧暴露鼠還顯示顯著增大的Penh值(P = 0. 025)。另外，臭氧 和ETS的組合暴露與ETS單獨(dú)暴露(0. 971 士0. 081對(duì)0. 549 士0. 012 ；P = 0. 0004)或臭氧 單獨(dú)暴露(0. 773 士0. 063 ；P = 0. 033)相比顯著增大Penh水平。
如圖2所示，化學(xué)物添加或協(xié)同組合的能力使得哮喘觸發(fā)診斷甚至更為困難，因 為化學(xué)物的水平甚至在同一環(huán)境中也可在相對(duì)較短時(shí)段上急劇地變化。以下表1中的數(shù)據(jù) 示出住家室內(nèi)和室外之間臭氧濃度的波動(dòng)。表1.住家室內(nèi)/室外臭氧水平
權(quán)利要求
一種便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括被實(shí)現(xiàn)成感測(cè)空氣分析物的傳感器；與所述傳感器通信且被實(shí)現(xiàn)成處理從所述傳感器接收的信息的微處理器；與所述微處理器通信且被實(shí)現(xiàn)成儲(chǔ)存從所述微處理器接收的信息的存儲(chǔ)設(shè)備；以及其中用戶被允許攜帶所述系統(tǒng)走動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括呼吸監(jiān)測(cè)設(shè)備。
3.如權(quán)利要求2所述的便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述呼吸監(jiān)測(cè)設(shè)備被實(shí)現(xiàn) 成提供與所述用戶的肺功能相關(guān)的數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求3所述的便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述呼吸監(jiān)測(cè)設(shè)備能記錄 所述用戶的哮喘發(fā)作。
5.如權(quán)利要求1所述的便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器、所述微處理 器、以及所述存儲(chǔ)設(shè)備被包含在外殼內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包含所述傳感器、所述微處 理器、以及所述存儲(chǔ)設(shè)備的外殼具有少于5磅的特定總重量。
7.如權(quán)利要求6所述的便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包含所述傳感器、所述微處 理器、以及所述存儲(chǔ)設(shè)備的外殼具有少于1磅的特定總重量。
8.如權(quán)利要求1所述的便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器是揮發(fā)性有機(jī) 化合物傳感器。
9.如權(quán)利要求8所述的便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括二氧化碳傳感器、二 氧化氮傳感器、臭氧傳感器以及甲醛傳感器。
10.一種用于診斷呼吸缺陷觸發(fā)的方法，包括向用戶提供包括傳感器、微處理器、存儲(chǔ)設(shè)備、以及呼吸監(jiān)測(cè)設(shè)備的便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；收集在用戶處于多種環(huán)境時(shí)來(lái)自所述傳感器和所述呼吸監(jiān)測(cè)設(shè)備的多種數(shù)據(jù)；分析從所述傳感器和所述呼吸監(jiān)測(cè)設(shè)備接收的多種數(shù)據(jù)；以及確定用戶暴露于空氣分析物與用戶的缺陷肺功能之間是否存在關(guān)系。
11.如權(quán)利要求10所述的用于診斷哮喘觸發(fā)的方法，其特征在于，用戶被允許攜帶所 述便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)走動(dòng)。
12.如權(quán)利要求10所述的用于診斷哮喘觸發(fā)的方法，其特征在于，用戶的缺陷肺功能 對(duì)應(yīng)于哮喘反應(yīng)。
13.如權(quán)利要求12所述的用于診斷哮喘觸發(fā)的方法，其特征在于，還包括基于用戶暴 露于空氣分析物與用戶的缺陷肺功能之間關(guān)系的確定，建立哮喘觸發(fā)。
14.如權(quán)利要求10所述的用于診斷哮喘觸發(fā)的方法，其特征在于，收集來(lái)自所述傳感 器的多種數(shù)據(jù)由所述便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行。
15.如權(quán)利要求14所述的用于診斷哮喘觸發(fā)的方法，其特征在于，收集來(lái)自所述傳感 器的多種數(shù)據(jù)按規(guī)則間隔進(jìn)行。
16.如權(quán)利要求15所述的用于診斷哮喘觸發(fā)的方法，其特征在于，分析來(lái)自所述傳感 器的多種數(shù)據(jù)由獨(dú)立于所述便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的外部計(jì)算機(jī)執(zhí)行。
17.一種便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括被實(shí)現(xiàn)成由用戶穿著的服裝，包括， 被實(shí)現(xiàn)成感測(cè)空氣分析物的傳感器；與所述傳感器通信且被實(shí)現(xiàn)成處理從所述傳感器接收的信息的微處理器； 與所述微處理器通信且被實(shí)現(xiàn)成儲(chǔ)存從所述微處理器接收的信息的存儲(chǔ)設(shè)備；以及 其中用戶被允許穿著所述服裝走動(dòng)。
18.如權(quán)利要求17所述的便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括呼吸監(jiān)測(cè)設(shè)備。
19.如權(quán)利要求18所述的便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述呼吸監(jiān)測(cè)設(shè)備被實(shí) 現(xiàn)成提供與用戶的肺功能相關(guān)的數(shù)據(jù)。
20.如權(quán)利要求17所述的便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器是揮發(fā)性有 機(jī)化合物傳感器。
21.如權(quán)利要求20所述的便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括二氧化碳傳 感器、二氧化氮傳感器、臭氧傳感器以及甲醛傳感器。
22.如權(quán)利要求17所述的便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器、所述微處理 器、以及所述存儲(chǔ)設(shè)備被包含在外殼內(nèi)。
23.如權(quán)利要求22所述的便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包含所述傳感器、所述微 處理器、以及所述存儲(chǔ)設(shè)備的外殼具有少于2磅的特定總重量。
全文摘要
本發(fā)明描述用于提供描述便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的一示例性實(shí)施例提供包括被實(shí)現(xiàn)成感測(cè)空氣分析物的傳感器。該便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括與傳感器通信且被實(shí)現(xiàn)成處理接收自傳感器的信息的微處理器。此外，該便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括與微處理器通信且被實(shí)現(xiàn)成儲(chǔ)存接收自微處理器的信息的存儲(chǔ)設(shè)備。另外，用戶被實(shí)現(xiàn)成攜帶該便攜式環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)走動(dòng)。
文檔編號(hào)G01D1/00GK101970990SQ200980109858
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2009年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月15日
發(fā)明者C·W·拜爾, M·L·瓊斯, R·J·亨得利 申請(qǐng)人:佐治亞科技研究公司