专利名称：用于提供环境监测的系统和方法
技术领域：
本发明一般涉及用于提供环境监测系统的系统和方法，更具体地涉及用于提供便 携式环境监测系统的系统和方法。
背景技术：
尽管有了更好的医疗和全面就医，哮喘是全美国和全世界尤其是儿童的日益 增多的严重健康问题。作为美国人口中最常见的慢性呼吸系统疾病，哮喘影响了几乎 一千七百三十万美国人，包括五百万以上儿童。长期监测数据示出在美国哮喘的患病率和 发病率两者都在增长。从1980至1994，哮喘病例率在0至4岁的儿童中增加160%。

图1 提供的条形图示出按年龄、种族和性别分类的哮喘病例率的百分比。如图1清晰所示地，青 少年占哮喘病例的大多数。据估计哮喘每年使美国花费140亿美元。与高收入家庭11%的儿童罹患哮喘相 比，16%的低收入家庭儿童更可能患上哮喘。全球范围内不断增长的哮喘流行病的成本不 仅仅是美元。在美国，每年哮喘引起50万个住院案例(其中涉及21万4千个儿童案例)、 4千5百个死亡案例、1千4百万天的上学缺席、1千4百五十万天的工作缺席、以及1亿3 千四百万天的行为限制。美国患有哮喘的总人数在1979-1980和1993-1994之间增长了 102%。哮喘是可能致命的疾病。它会使患者衰弱，从而限制他们工作和闲暇时的行为。医 疗界的许多人相信，因为没有足够有力地控制我们环境的污染，我们正在引起哮喘尤其在 儿童中的增长。尽管领域内的许多人认为环境暴露与哮喘具有直接因果联系，且室内和室外环境 污染物在生命早期引发哮喘、后来触发哮喘恶化中扮演了重要角色，但迄今为此，因为缺乏 能测量空气污染物基质浓度且并发地测量肺功能的仪器，无法确立这些因果联系。因为儿 童平均花80-90%的时间在室内，增加了他们暴露于室内污染物的风险，而且室内空气污染 物水平会比室外高数十至数百倍；而且现在意识到室外污染物，尤其是臭氧和颗粒可穿透 建筑物外壳进入室内环境，所以证实这些因果链以及标识真实触发物是关键的。联邦政府意识到小儿哮喘对于美国人的整体生活质量的重要性。由克林顿总统颁 布的行政命令13045建立了负责发展促使联邦政府采取行动和政策以保护患有哮喘的儿 童免受使哮喘恶化的环境风险危害的计划的特别工作组。美国国立卫生研究院(NIH)已指 定5月的一天为哮喘警觉日。2010年联邦政府全民健康远景将环境健康和呼吸疾病列为主要关注点。若干联邦机构具有调查哮喘的诱因、治疗和控制的主要研究项目和研究中心。 甚至在具有所有这些正在进行的研究的情况下，哮喘和其它慢性疾病与环境暴露之间的关 系仍然没有清晰的因果联系。表征因空气污染暴露引起的不良健康影响的混杂问题是受污染空气是有机和无 机挥发性气体、宽泛范围大小的悬浮颗粒、生物气溶胶、以及其它刺激性化合物的复杂混合 体。该混合体的复杂性对将具体健康影响与具体污染物相关带来了困难挑战，并且实际上 该混合体的构成比单个成分更为重要。因为这些混合体中的成分可添加或协同地起作用，所以此复杂性会增加。图2提 供了示出来自最近研究的环境烟草烟雾(ETS)与臭氧(O3)水平之间的协同关系的数据的 曲线图。该曲线图示出在哮喘鼠暴露于ETS、03和两者组合之后的Penh率、或气道阻力。哮 喘鼠被暴露于每10分钟1支烟速率下的ETS达3小时，暴露于环境等效O3水平达3小时，或 暴露于两者的组合达3小时。图2示出与暴露于空气的对照者相比暴露于ETS仅3小时不 会显著改变鼠中的Penh水平(平均士SEM ；0. 549士0. 12对0. 589士0. 023 ；P = 0. 68)。与 对照者相比臭氧显著增多鼠中的Penh后暴露(0. 773士0. 063对0. 589士0. 023 ；P = 0. 04)。 此外，与ETS暴露鼠相比，臭氧暴露鼠还显示显著增大的Penh值(P = 0. 025)。另外，臭氧 和ETS的组合暴露与ETS单独暴露(0. 971 士0. 081对0. 549 士0. 012 ；P = 0. 0004)或臭氧 单独暴露(0. 773 士0. 063 ；P = 0. 033)相比显著增大Penh水平。
如图2所示，化学物添加或协同组合的能力使得哮喘触发诊断甚至更为困难，因 为化学物的水平甚至在同一环境中也可在相对较短时段上急剧地变化。以下表1中的数据 示出住家室内和室外之间臭氧浓度的波动。表1.住家室内/室外臭氧水平
权利要求
一种便携式环境监测系统，包括被实现成感测空气分析物的传感器；与所述传感器通信且被实现成处理从所述传感器接收的信息的微处理器；与所述微处理器通信且被实现成储存从所述微处理器接收的信息的存储设备；以及其中用户被允许携带所述系统走动。
2.如权利要求1所述的便携式环境监测系统，其特征在于，还包括呼吸监测设备。
3.如权利要求2所述的便携式环境监测系统，其特征在于，所述呼吸监测设备被实现 成提供与所述用户的肺功能相关的数据。
4.如权利要求3所述的便携式环境监测系统，其特征在于，所述呼吸监测设备能记录 所述用户的哮喘发作。
5.如权利要求1所述的便携式环境监测系统，其特征在于，所述传感器、所述微处理 器、以及所述存储设备被包含在外壳内。
6.如权利要求5所述的便携式环境监测系统，其特征在于，包含所述传感器、所述微处 理器、以及所述存储设备的外壳具有少于5磅的特定总重量。
7.如权利要求6所述的便携式环境监测系统，其特征在于，包含所述传感器、所述微处 理器、以及所述存储设备的外壳具有少于1磅的特定总重量。
8.如权利要求1所述的便携式环境监测系统，其特征在于，所述传感器是挥发性有机 化合物传感器。
9.如权利要求8所述的便携式环境监测系统，其特征在于，还包括二氧化碳传感器、二 氧化氮传感器、臭氧传感器以及甲醛传感器。
10.一种用于诊断呼吸缺陷触发的方法，包括向用户提供包括传感器、微处理器、存储设备、以及呼吸监测设备的便携式环境监测系统；收集在用户处于多种环境时来自所述传感器和所述呼吸监测设备的多种数据；分析从所述传感器和所述呼吸监测设备接收的多种数据；以及确定用户暴露于空气分析物与用户的缺陷肺功能之间是否存在关系。
11.如权利要求10所述的用于诊断哮喘触发的方法，其特征在于，用户被允许携带所 述便携式环境监测系统走动。
12.如权利要求10所述的用于诊断哮喘触发的方法，其特征在于，用户的缺陷肺功能 对应于哮喘反应。
13.如权利要求12所述的用于诊断哮喘触发的方法，其特征在于，还包括基于用户暴 露于空气分析物与用户的缺陷肺功能之间关系的确定，建立哮喘触发。
14.如权利要求10所述的用于诊断哮喘触发的方法，其特征在于，收集来自所述传感 器的多种数据由所述便携式环境监测系统自动执行。
15.如权利要求14所述的用于诊断哮喘触发的方法，其特征在于，收集来自所述传感 器的多种数据按规则间隔进行。
16.如权利要求15所述的用于诊断哮喘触发的方法，其特征在于，分析来自所述传感 器的多种数据由独立于所述便携式环境监测系统的外部计算机执行。
17.一种便携式环境监测系统，包括被实现成由用户穿着的服装，包括， 被实现成感测空气分析物的传感器；与所述传感器通信且被实现成处理从所述传感器接收的信息的微处理器； 与所述微处理器通信且被实现成储存从所述微处理器接收的信息的存储设备；以及 其中用户被允许穿着所述服装走动。
18.如权利要求17所述的便携式环境监测系统，其特征在于，还包括呼吸监测设备。
19.如权利要求18所述的便携式环境监测系统，其特征在于，所述呼吸监测设备被实 现成提供与用户的肺功能相关的数据。
20.如权利要求17所述的便携式环境监测系统，其特征在于，所述传感器是挥发性有 机化合物传感器。
21.如权利要求20所述的便携式环境监测系统，其特征在于，进一步包括二氧化碳传 感器、二氧化氮传感器、臭氧传感器以及甲醛传感器。
22.如权利要求17所述的便携式环境监测系统，其特征在于，所述传感器、所述微处理 器、以及所述存储设备被包含在外壳内。
23.如权利要求22所述的便携式环境监测系统，其特征在于，包含所述传感器、所述微 处理器、以及所述存储设备的外壳具有少于2磅的特定总重量。
全文摘要
本发明描述用于提供描述便携式环境监测系统的系统和方法。本发明的一示例性实施例提供包括被实现成感测空气分析物的传感器。该便携式环境监测系统还包括与传感器通信且被实现成处理接收自传感器的信息的微处理器。此外，该便携式环境监测系统包括与微处理器通信且被实现成储存接收自微处理器的信息的存储设备。另外，用户被实现成携带该便携式环境监测系统走动。
文档编号G01D1/00GK101970990SQ200980109858
公开日2011年2月9日 申请日期2009年2月16日 优先权日2008年2月15日
发明者C·W·拜尔, M·L·琼斯, R·J·亨得利 申请人:佐治亚科技研究公司