用于评估和治疗出血及其他病症的系统和方法1.本技术是作为pct国际专利申请于2020年4月28日以所有指定国家的申请人明尼苏达大学董事会董事(regentsoftheuniversityofminnesota)以及所有指定国家的发明人gregorykermitpeterson(美国公民)、elizabethroselusczek(美国公民)、gregoryjosephbeilman(美国公民)、kristineelizabethmulier(美国公民)和philippepierrejosephbuhlmann(美国公民)的名义提交的。本技术要求于2019年4月29日提交的美国临时申请号62/840,207的优先权，该美国临时申请的全部内容通过援引并入本文。
技术领域：
：2.本文的实施例涉及用于对出血及其他病症进行评估并且对患有这些病症的患者进行治疗的系统、装置和方法。
背景技术：
：：3.术语“出血”描述了失血，其可以包括体内失血(称为内出血)或体外失血(称为外出血)。当血液通过受损的血管或器官漏出时，就会发生内出血。当血液通过皮肤的裂口或身体的自然开口离开时，就会发生外出血。4.出血可以有多种原因，包括外伤、已有的医学病症、各种药物的副作用等。然而，不管原因如何，未被控制的出血都可能导致各种危及生命的情况。出血可能导致出血性休克，这是一种以组织灌注减少为特征的病症，导致细胞呼吸所必需的氧气输送不足。在大脑中，出血可能导致出血性中风，这是一种典型地包括从大脑内或大脑表面的破裂的血管出血并流到周围组织中的病症。5.有能力对患者的出血程度进行检测可以为患者制定更适当的治疗过程以及在对多名患者进行治疗时进行更好的分诊。然而，当前用于出血的检测方法具有多个不同的缺点。一些检测方法没有足够的特异性和/或灵敏度。一些检测方法相对较慢，并且可能无法提供信息，到信息可用于指导护理时为时已晚。技术实现要素：6.在第一方面，包括一种用于检测患者出血的方法，该方法包括：从受试者获得呼气样本并且使所述呼气样本与化学传感元件接触，所述化学传感元件包括多个分立的石墨烯变容二极管；感测和存储所述分立石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集；以及将所述样本数据集分类为一个或多个预先制定的出血分类。7.在第二方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，所述预先制定的出血分类可以包括第i类出血、第ii类出血、第iii类出血和第iv类出血。8.在第三方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，所述患者可以是创伤患者和/或外科患者。9.在第四方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，从所述受试者获取呼吸样本可以包括在至少10分钟的时间内至少获取两次呼吸样本，并且进一步对所述样本数据集进行分析以确定出血程度改善或恶化。10.在第五方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，感测和存储所述石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集可以在一定偏置电压范围内执行。11.在第六方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，来自呼出气样本的有机化合物可以与所述分立石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。在第七方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，来自所述呼出气样本的挥发性有机化合物(voc)可以与所述分立石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。12.在第八方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，来自所述呼出气样本的柠檬酸循环化合物可以与所述分立石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。13.在第九方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，来自所述呼出气样本的琥珀酸盐可以与所述分立石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。14.在第十方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，来自所述呼出气样本的琥珀酸盐与体外的一种或多种反应物的反应产物与所述分立石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。15.在第十一方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，一种方法可以进一步包括存储感测电容之外的关于所述受试者的附加数据作为所述已分类的样本数据集的一部分。16.在第十二方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，一种方法可以包括感测所述患者的收缩压，其中，所述收缩压形成所述用于分类的样本数据集的一部分。17.在第十三方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，所述附加数据可以包括以下至少一项：所述受试者的先前外伤；自所述受试者受伤以来的时间；所述受试者的年龄；所述受试者经受的症状；心率；呼吸频率；血乳酸浓度；尿量；失血量；失血百分比；cns症状；损伤严重度评分；apache‑ii评分；以及glasgowcoma评分。18.在第十四方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，可以进一步对所述样本数据集进行分析以识别所述受试者是否是要立即输液或转运到外科设施的人选。19.在第十五方面，包括一种用于检测患者出血的方法，所述方法从所述受试者获取呼吸样本；使所述呼吸样本与反应物接触，其中，所述反应物与所述呼吸样本中的琥珀酸盐反应形成反应产物，其中，所述反应产物表现出比琥珀酸盐更强的挥发性；使所述反应产物与化学传感元件接触，所述化学传感元件可以包括多个分立石墨烯变容二极管；感测和存储所述分立石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集；以及将所述样本数据集分类为一个或多个预先制定的出血分类。20.在第十六方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，一种方法可以进一步包括在所述反应物存在的情况下加热所述呼吸样本。21.在第十七方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，一种方法可以进一步包括在催化剂存在的情况下使所述呼吸样本与所述反应物接触。22.在第十八方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，所述反应物可以选自由c1‑c18醇、胺和酐组成的组，并且所述反应产物选自由酯、酰胺、酰亚胺和酸酐组成的组。23.在第十九方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，一种方法可以进一步包括在与试剂反应之前使用单独的试剂将羧酸基团转化为反应性更强的基团。24.在第二十方面，包括一种用于检测患者的缺氧状态的方法，该方法可以包括：从所述受试者获得呼气样本并且使所述呼气样本与化学传感元件接触，所述化学传感元件可以包括多个分立的石墨烯变容二极管；感测和存储所述分立石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集；以及将所述样本数据集分类为一个或多个预先制定的缺氧分类。25.本
发明内容是对本技术的一些传授内容的综述，并且并不旨在是对本发明主题的排他性或穷尽性处理。进一步细节存在于具体实施方式和所附权利要求中。通过阅读并理解下面的具体实施方式并且查看形成具体实施方式的一部分的附图(其中的每一者均不应被认为具有限制意义)，其他方面对于本领域技术人员而言将是显而易见的。本文的范围由所附权利要求及其法律等效物来限定。附图说明26.结合以下附图可以更全面地理解各方面，在附图中：27.图1是根据本文多个不同的实施例的用于评估患者出血的方法的示意图。28.图2是柠檬酸循环的示意图。29.图3是根据本文多个不同的实施例的患者出血的评估的示意图。30.图4是根据本文中多个不同的实施例的护理创伤受害者的不同阶段的示意图。31.图5是根据本文中多个不同的实施例的系统的多个不同部件的示意图。32.图6是根据本文中多个不同的实施例的呼吸感测装置的一些部件的示意图。33.图7是根据本文中多个不同的实施例的化学传感元件的示意性平面图。34.图8是根据本文中多个不同的实施例的测量区的一部分的示意图。35.图9是根据本文中多个不同的实施例的石墨烯变容二极管的示意性透视图。36.图10是根据本文中多个不同的实施例的用于测量多个石墨烯传感器的电容的电路系统的示意图形。37.图11是根据本文中多个不同的实施例示出的无源传感器电路以及一部分读取电路的电路图。38.图12是示出了根据本文中多个不同的实施例的石墨烯变容二极管的电容与dc偏置电压的图形。39.虽然实施例易于接受多种不同的修改和替代形式，但是其细节已经通过示例和附图示出并将进行详细描述。然而，应理解，本文的范围不限于所描述的特定实施例。相反，本发明将涵盖落入本文的精神和范围内的修改、等效物以及替代方案。具体实施方式40.如上所述，有能力对患者的出血程度进行迅速检测可以为患者制定更合适的治疗过程以及在对多名患者进行治疗时进行更好的分诊。根据本文的实施例，可以在患者的呼吸中检测多种不同的有机化合物和/或其相关模式，以帮助检测出血和/或作为治疗或护理出血的方法的一部分。在多个不同的实施例中，可以在现场(而不仅是在护理设施内)进行有机化合物的分析。41.在一些实施例中，可以在一段时间内监测有机化合物和/或其相关模式的检测以跟踪患者经受的出血程度的变化(正或负)，以在根据需要调整治疗过程时提供指导。42.严重到足以导致出血性休克的出血程度会对细胞呼吸产生不利影响。当细胞呼吸受到阻碍时，某些有机化合物(比如琥珀酸盐等)的浓度增加，因为对其进行正常分解的机制(比如柠檬酸循环所示)受到阻碍。这类化合物的浓度的动力学变化相当迅速(几秒到几分钟)，包括对出血性休克发作的响应迅速增加以及对成功措施的响应的迅速减小。因此，为了在临床上用于指导护理，出血的诊断检验必须具有非常快的响应时间。43.根据本文中多个不同的实施例，可以检测患者的呼吸内的多种不同的有机化合物(包括但不限于琥珀酸盐、琥珀酸盐反应产物以及与细胞呼吸相关的其他化合物)和/或其相关模式并且进行评估，以极其迅速地提供出血程度的指示。44.类似地，缺氧状态也对细胞呼吸产生不利影响。缺氧是组织水平的氧气缺乏。类似于出血，可以通过检测患者呼吸中的多种不同的有机化合物(包括但不限于琥珀酸盐、琥珀酸盐的反应产物、和与细胞呼吸相关的其他化合物)和/或其相关模式来对缺氧状态进行评估。45.根据本文中多个不同的实施例，本文包括检测患者的缺氧状态的方法。用于检测患者的缺氧状态的方法可以包括从受试者获取呼吸样本以及使该呼吸样本与化学传感元件接触的操作，该化学传感元件包括多个分立石墨烯变容二极管。该方法可以进一步包括：感测和存储分立石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集，以及将该样本数据集分类为一个或多个预先制定的缺氧分类。示例性缺氧分类被描述如下。46.现在参考图1，示出了根据本文中多个不同的实施例的用于评估患者出血的方法100的示意图。用于评估出血的方法100可以包括：在102，从患者获取呼出气样本，以及在104，使呼出气样本与化学传感元件接触。化学传感元件可以包括多个分立石墨烯变容二极管(以下将参考图5至图12进行讨论)。在一些实施例中，从患者获取呼出气样本的步骤可以包括在外伤之后10分钟内获取呼吸样本。在一些实施例中，从患者获取呼出气样本的步骤包括在外伤之后24小时内至少获取两次呼吸样本。在一些实施例中，患者是人类。然而，本文的系统、装置和方法也可以有效地应用于针对动物的兽医背景下，包括但不限于牛、野牛、猪、羊、山羊、马、狗、猫和鸡。47.可以对患者进行监测的过程中进行多次获取受试者的呼吸样本的步骤。可以在外伤或其他导致出血风险的事件发生后的不同时间点获取呼吸样本。48.方法100还可以包括：在106，感测和存储分立石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集。方法100可以包括：在108，将样本数据集分类为一个或多个预先制定的出血分类。以下将更详细地讨论该一个或多个预先制定的出血分类。在多个不同的实施例中，可以存储感测电容之外的关于受试者的附加数据，并且可以将该附加数据用作已分类的样本数据集的一部分。以下更详细地描述示例性附加数据的示例。49.在一些实施例中，方法100可以包括对样本数据集110进行分析以确定受试者的出血在24小时内改善或恶化。在一些实施例中，方法100可以包括对样本数据集110进行分析以确定受试者的出血在12小时内改善或恶化。在其他实施例中，方法100可以包括对样本数据集110进行分析以确定受试者的出血在5分钟至24小时或更长时间内改善或恶化。可以进一步对样本数据集进行分析以识别受试者是否是补液疗法或另一用于治疗出血的治疗性措施的人选。50.本文中的方法的步骤(或由装置执行的操作)可以迅速执行。本文中的方法的步骤(或由装置执行的操作)可以足够快地执行以便在临床上用于指导多种不同的环境下的护理。举例来说，在多个不同的实施例中，步骤(或操作)102‑110可以在少于15分钟、13分钟、10分钟、8分钟、5分钟、4分钟、3分钟、2分钟、或1分钟的时间内执行，或者可以在落入前述任意时间之间的范围内的一段时间内执行。51.感测和存储石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集可以在一定偏置电压范围内执行。在一些实施例中，感测和存储石墨烯变容二极管的电容可以包括从‑3v至3v感测电容。在一些实施例中，偏置电压范围可以是从‑2v至2v。在其他实施例中，偏置电压范围可以是从‑1.5v至1.5v。在一些实施例中，存储石墨烯变容二极管的电容可以包括在‑3v、‑2.5v、‑2.0v、‑1.5v、‑1.0v、‑0.5v、0.5v，1.0v、1.5v、2.0v、2.5v、3.0v下感测电容。应当理解，感测和存储石墨烯变容二极管的电容可以包括在一定范围内感测电容，其中上述电压中的任何一个都可以作为范围的下限或上限，只要范围的下限是小于范围的上限的值即可。52.在一定偏置电压范围内感测和存储石墨烯变容二极管的电容可以包括以步进方式感测电容。可以按一定电压间隔(比如，每5mv、10mv、25mv、50mv、75mv、100mv、125mv、150mv、200mv、300mv、400mv或500mv)、或者以落入前述任意电压间隔之间的范围内的步进量来感测和存储电容。53.当在一定偏置电压范围内以步进方式感测和存储石墨烯变容二极管的电容时，可以在每个偏置电压下获取每个分立石墨烯变容二极管的样本数据集。在一定偏置电压范围内感测和存储石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集可以包括在偏置电压范围内为每个石墨烯变容二极管存储至少5个、10个、20个、30个、40个、50个、60个、70个、80个、90个、100个、125个、150个、175个、200个、250个、300个、350个、400个、450个或500个离散电容值(或落入前述任意数量之间的范围内的数量的离散电容值)。54.本文中的方法还可以包括收集和/或存储感测电容之外的关于受试者的附加数据作为已分类的样本数据集的一部分。附加数据可以包括但不限于：受试者的先前创伤性损伤；自造成出血风险的事件发生以来的时间；受试者的年龄；受试者经受的症状；以及有关出血的特定生物标志物的数据(包括但不限于心率、血压、血乳酸浓度、尿量等)。在某些情况下，附加数据可以包括缺氧的生物标志物，包括但不限于次黄嘌呤和2‑羟基丁酸盐。55.应当理解，来自受试者的呼出气样本的有机化合物可以与分立石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。具体地，有机化合物(包括作为细胞呼吸的一部分的有机化合物)可以与石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。更具体地，作为柠檬酸循环的一部分的有机化合物(包括但不限于琥珀酸盐)可以与石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。56.细胞呼吸以三个主要阶段发生。在第一阶段，有机燃料分子(比如葡萄糖、脂肪酸和一些氨基酸)被氧化以产生呈乙酰辅酶a(乙酰coa)的乙酰基的形式的双碳片段。在第二阶段，这些乙酰基被送入柠檬酸循环中，通过酶促方式将其氧化成co2。由氧化释放的能量被保存在已还原的电子载体nadh和fadh2中。在呼吸的第三阶段，这些还原的辅因子本身被氧化，释放出质子和电子。电子沿被称为呼吸链的携带电子的分子链转移到o2，使其还原而形成h2o。57.在柠檬酸循环中，乙酰coa将其乙酰基提供给四碳化合物草酰乙酸盐202以形成六碳柠檬酸盐204。柠檬酸盐204然后被转化成异柠檬酸盐206(也是一种六碳分子)，异柠檬酸盐脱氢失去co2，生成五碳化合物α‑酮戊二酸208。后者失去co2形成琥珀酰coa210，然后在底物水平磷酸化后产生四碳化合物琥珀酸盐212。然后，琥珀酸盐212在脱氢反应中转化为富马酸盐214。富马酸盐214在水合反应中转化为苹果酸盐216。然后，苹果酸盐216在脱氢反应中转化为草酰乙酸盐202。然后，草酰乙酸盐202可以与另一乙酰coa分子反应以再次开始循环。58.然而，在比如出血性休克等严重出血状态下，组织的供血受到限制。缺乏流向组织基底的含氧血会阻碍柠檬酸循环并导致与细胞呼吸相关的多种不同的有机化合物的积聚。因此，检测有机化合物的水平(绝对水平的或相对于其他标记化合物的水平)和/或其相关模式可以提供细胞呼吸受阻程度的指示，因此可以提供患者遭受的出血的程度的指示。59.特别地，已经发现，在经受严重到足以干扰细胞呼吸的出血的患者体内琥珀酸盐水平升高。因此，通过检验患者的与细胞呼吸相关的化合物水平和/或其相关模式，可以快速评估其正在经受的出血程度。60.举例来说，现在参考图3，示出了根据本文中多个不同的实施例的用于检测患者的出血程度的方法300的示意图。在图3中，在304，受试者302可能受到外伤。外伤可能是交通事故、枪伤、跌倒、机械事故或任何其他可能导致出血的情况。61.虽然图3展示了出血与外伤(例如，创伤性出血)相关的场景，但是应当理解，出血也可以与医学病症(比如血友病、白血病、肝病、月经过多、血小板减少、血管性血友病、维生素k缺乏、肺癌等)相关。出血还可能与由受试者302使用的或用于受试者的治疗处理(比如外科或其他医疗程序、血液稀释药物、长期使用抗生素、放射疗法、阿司匹林等)有关或者因其而加剧。62.在306，从受试者302获取呼出气样本并且使该呼出气样本与包含多个分立石墨烯变容二极管的化学传感元件接触。在308，示出了感测和存储分立石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集。63.可以在整个患者护理过程的不同阶段进行出血检验。现在参考图4，根据本文中多个不同的实施例的护理创伤受害者的不同阶段的示意图。在许多情形下，患者可以首先由比如护理人员、消防员、警官、医生等第一响应者402辅助。在许多情况下，第一响应者402最初将在远离设备良好的医疗设施的现场与患者相接。第一响应者402必须试图稳定患者的病症。然而，在不知道是否发生出血(以及出血的程度)的情况下，可能难以给予最佳的稳定治疗。64.根据本文的实施例，第一响应者402可以对患者的呼吸(或另一种样本类型)给予检验，以便迅速评估患者正在出血的程度，然后可以给予适当的治疗。举例来说，如果对患者进行出血检验并且检验结果指示显著出血，则第一响应者402可以引入静脉通道来开始输注流体(比如晶体溶液、胶体溶液、高渗盐水或携氧血液代用品)。65.可替代地，如果检验结果未指示显著出血，则第一响应者402可能不会花时间引入静脉通道，而是可以仅专注于确保开放气道和呼吸并且立即撤离到急救护理设施404。此外，重要的是不要将过多液体输注到患者体内。输注过多液体可能导致体液超量，这样可能导致呼吸衰竭、心力衰竭和肾衰竭。因此，如果检验结果未指示显著出血，则第一响应者402可以采取预防措施不会输注过多液体(如果有的话)。66.急救护理设施404通常比第一响应者402具有更多的诊断设备，以及在第一响应者场景中不能用的其他医疗设备、治疗剂和技术人员。因此，可以在急救护理设施404处给予许多从第一响应者402无法获得的治疗和措施。然而，必须在可以选择合适的治疗或措施之前确定患者的病症。根据本文的实施例，急救护理设施404处的护理提供者可以对患者的呼吸(或另一种样本类型)给予检验，以便迅速评估患者正在出血的程度，然后可以给予适当的治疗。此外，根据本文的实施例，急救护理设施404处的护理提供者可以对患者的呼吸(或另一种样本类型)给予检验，以便迅速评估患者正在出血的程度，然后适当地对患者进行分类。67.根据患者受伤的性质，可以将他们转移到手术室406以进行外科措施。在许多情况下，外科措施可以包含确定出血源头以及缝合、烧灼及以其他阻止进一步失血的方式。外科措施还可以包含清除积聚的血液、确保足够的血流到达器官和肢体、以及在某些情形下清除异物的步骤。然而，仅可以处理可识别的失血源头。此外，对于创伤受害者，可能很难了解是否已经查明所有失血源头。68.然而，已经确定，当出血源头得到解决时，琥珀酸盐水平(和其他有机化合物)迅速恢复到更为正常的水平。因此，根据本文中多个不同的实施例，手术室406中的外科团队成员可以对患者的呼吸(或另一种样本类型)给予检验以便迅速评估患者正在出血的程度，然后可以给予适当的治疗。在外科患者的特定情况下，可以给予多次检验并且可以监测患者的变化。如果这些检验指示有机化合物(比如琥珀酸盐)的水平已经下降、或者检测到的有机化合物的模式已经恢复到正常模式，则这可以被视为出血已经停止的指示，并且外科医生可以继续解决患者存在的其他问题或者可以结束进一步的外科措施。69.另外，即使在创伤受害者的情况之外，出血也可能是外科患者普遍关注的问题。例如，一些患者可能具有与先前存在的医学病症(比如贫血、维生素k缺乏、肝衰竭、因子viii缺乏等)、导致过度出血的药物(比如阿司匹林、华法林、波立维等)或其他医学相关因素相关的出血问题。在外科程序的情况中监测这些患者的出血征兆可能很重要。因此，在本文的一些实施例中，可以通过给予本文所述的检验来评估外科患者可能的出血。70.在外科(或其他)措施之后，可以将患者带到恢复室408和/或另一密切护理环境以进行密切观察(比如重症监护室等)。如上文讨论的，当出血停止时，琥珀酸盐水平(以及其他有机化合物的水平)将迅速恢复到更为正常的水平。相反，当出血开始或恢复时，琥珀酸盐水平将迅速上升。这样，使用本文所述的技术对患者的呼吸或其他样本进行定期分析以评估可能的出血是有价值的。琥珀酸盐水平的迅速增加可以指示患者是部分地由于出血而失代偿。71.另外，恢复室408或icu等中的患者可能周期性地开始失代偿，并且可能并不总是立即清楚他们失代偿的原因。排除出血是他们突然失代偿的原因可能很重要。根据本文中多个不同的实施例，可以使用本文描述的技术来检验失代偿患者，以便确定出血是否是他们失代偿的原因(或促成因素)。72.现在参考图5，示出了根据本文中多个不同的实施例的系统500的部件以便进行检验的示意图。系统500可以包括根据本文中多个不同的实施例的用于感测受试者302的呼出气样本中的挥发性有机化合物的呼吸感测装置560。在这个实施例中，该系统是可以在现场使用的手持样式。然而，应当理解，本文中设想了该系统的许多其他样式。73.呼吸感测装置560可以包括壳体578。呼吸感测装置560可以包括吹嘴562，待评估受试者可以将呼吸样本吹入吹嘴。呼吸感测装置560还可以包括显示屏574以及比如键盘等用户输入装置576。呼吸感测装置560还可以包括气体流出口572。在美国公开申请号2016/0109440中描述了呼吸感测系统和装置的各方面，该申请的内容通过援引并入本文。虽然图5示出了呼吸感测装置，但是应当理解，本文中还可以使用其他类型的气体采样系统。例如，还可以使用与插管和内窥镜系统一起使用的气体采样装置。在美国专利申请号62/350,345中描述了插管或内窥镜装置背景下的示例性气体采样装置，该申请的内容通过援引并入本文。74.在一些实施例中，系统500可以包括本地计算装置582，该本地计算装置可以包括微处理器、输入和输出电路、输入装置、视觉显示器、用户接口等。在一些实施例中，呼吸感测装置560可以与本地计算装置582通信，以便在呼吸感测装置560与本地计算装置582之间交换数据。本地计算装置582可以被配置为对从呼吸感测装置560接收的数据执行多个不同的处理步骤，包括但不限于计算本文中描述的多个不同的参数。然而，应理解的是，在一些实施例中，可以将与本地计算装置582相关联的特征集成到呼吸感测装置560内。在一些实施例中，本地计算装置582可以是膝上型计算机、台式计算机、服务器(真实或虚拟)、专用计算机装置、或便携式计算装置(包括但不限于移动电话、平板计算机、可穿戴装置等)。75.本地计算装置582和/或呼吸感测装置560可以通过数据网络584(比如互联网或另一网络)与远程位置中的计算装置通信以将数据作为数据包、帧等进行交换。76.在一些实施例中，系统500还可以包括计算装置，比如服务器586(真实的或虚拟的)。在一些实施例中，服务器586可以远离呼吸感测装置560定位。服务器586可以与数据库588进行数据通信。数据库588可以用于存储多种不同的患者信息，比如本文中描述的那些信息。在一些实施例中，数据库具体地可以包括电子医疗数据库，其包含与患者的健康状态有关的数据、与多种不同病症相关联的数据模式(比如，通过对大的患者数据集的机器学习分析而生成)、人口统计学数据等。在一些实施例中，数据库588和/或服务器586或它们的组合可以存储由(多个)化学传感器生成的数据以及由机器学习分析生成的数据输出。77.在本文中多个不同的实施例中，在患者的呼吸样本与化学传感元件接触之前，可以对该呼吸样本进行一个或多个预处理步骤，该化学传感元件包括多个分立石墨烯变容二极管。举例来说，呼吸样本可以被加热、冷却、加湿、除湿、过滤、挥发、化学改性等。在一些特定的实施例中，呼吸样本中的成分可以与多种不同的试剂反应，以便产生的化合物挥发性更强并且可以更容易被如本文描述的包括石墨烯变容二极管的化学传感元件感测。78.现在参考图6，示出了根据本文中多个不同的实施例的呼吸感测装置560的一些部件的示意图。呼吸感测装置560可以包括主流道602(其可以附接到吹嘴和其他部件)，该主流道引导患者的呼吸沿箭头612的方向通过装置560。79.呼吸可以进入预处理腔604。在一些实施例中，预处理腔604可以包括加热元件606。在一些实施例中，预处理腔604可以包括能够实现多种不同的目的的填充的多孔介质。在一些实施例中，介质可以实现过滤功能。在一些实施例中，预处理腔604可以包括干燥剂。80.在预处理腔604之后，气体样本可以传递到包含石墨烯变容二极管的传感器腔608。在一些实施例中，控制电路系统610(包括本文参考图10至图11描述的测量电路系统)可以控制呼吸发送装置560的操作，包括本文描述的测量操作。81.在一些实施例中，预处理腔604中的介质可以浸渍有能够与呼吸的某些成分反应的反应物，以便产生比起始化合物更易挥发的物质，因此更容易被石墨烯变容二极管检测到。82.例如，可以形成比琥珀酸盐挥发性更强的琥珀酸盐反应产物。挥发性与物质的汽化物压力直接相关。在给定温度下，汽化物压力较高的物质比汽化物压力较低的物质更容易汽化。琥珀酸盐的汽化物压力为1.91x10‑7mmhg(25℃下)，意味着相对而言它不太容易汽化。琥珀酸的结构如下所示：[0083][0084]根据本文中多个不同的实施例，琥珀酸盐可以与选定的反应物反应，以便产生比琥珀酸盐更容易汽化的反应产物，并且琥珀酸盐的反应产物反映患者的呼吸样本中琥珀酸盐的浓度。在多个不同的实施例中，可以在反应中使用催化剂。[0085]在一些实施例中，琥珀酸盐的羧酸基团可以靶向与选定的反应物反应。作为一个示例，在不存在或存在催化剂(比如酸)或牺牲试剂(比如碳二亚胺试剂)的情况下，醇可以与羧酸基团反应，从而形成酯。琥珀酸二甲酯的汽化物压力为0.46mmhg(在25℃下)，这意味着它比琥珀酸盐更易挥发。琥珀酸盐与甲醇反应生成琥珀酸二甲酯的酯化反应的示例如下所示：[0086][0087]该酯化反应可以概括为：[0088][0089]其中，x是c1‑c18直链、支链、芳基或脂肪族，或c1‑c6直链、支链、芳基或脂肪族；其中，x可以被杂原子(o、n、s或p)间断或者是不间断的。[0090]作为另一示例，琥珀酸盐可以与胺(比如氨或伯胺或仲胺)反应形成酰胺或酰亚胺。琥珀酸与氨反应生成琥珀酰亚胺的示例如下所示：[0091][0092]作为另一示例，琥珀酸盐可以与过量酸酐反应形成双酸酐或与氟化组分反应形成氟化双酸酐。琥珀酸盐与三氟乙酸酐反应生成双酸酐的示例如下所示：[0093][0094]在一些实施例中，琥珀酸盐转化为具有较高汽化物压力的化合物可以通过多个不同的步骤进行。举例来说，在一些实施例中，该方法可以包括在呼吸样本与试剂反应之前使用单独的试剂将琥珀酸盐的羧酸基团转化为反应性更强的基团。在一些实施例中，产生反应性更强的基团的反应(及其试剂)可以在时间上和/或物理上与反应(及其试剂)分离，以产生具有更高汽化物压力的反应产物。然而，在一些实施例中，可以存在呼吸、活化试剂和最终试剂的混合物，其中琥珀酸盐简单地首先与活化试剂反应，然后与最终试剂反应(例如，在一些实施例中，试剂不需要在物理上和/或时间上彼此分离)。可以使用多种不同的化合物将琥珀酸盐(琥珀酸)转化为反应性更强的物质。在一些实施例中，在将琥珀酸盐转化为比起始化合物具有更高汽化物压力的反应产物之前，可以使用碳二亚胺试剂(包括但不限于二环己基碳二亚胺)将琥珀酸盐转化为反应性更强的物质。[0095]无论如何，反应产物可以包括比琥珀酸盐具有更高汽化物压力的产物。反应产物可以包括汽化物压力高于1.91x10‑7mmhg(在25℃下)、1x10‑6mmhg(在25℃下)、1x10‑5mmhg(25℃时)、1x10‑4mmhg(25℃下)、1x10‑3mmhg(25℃下)、1x10‑2mmhg(25℃下)、1x10‑1mmhg(25℃下)、1mmhg(25℃下)或10mmhg(25℃下)或落入前述任意汽化物压力之间的范围内的反应产物。[0096]本文设想了化学传感元件的多种不同的配置。现在参考图7，示出了根据本文中多个不同的实施例的化学传感元件700的示意性俯视平面图。化学传感元件700可以包括基材702。应当理解，基材可以由许多不同的材料形成。举例来说，基材可以由聚合物、金属、玻璃、陶瓷、纤维素材料、复合材料、金属氧化物等形成。基材的厚度可以变化。在一些实施例中，基材具有足够的结构完整性以进行处理，而没有可能导致损坏其上部件的不适当的挠曲。在一些实施例中，基材可以具有约0.05mm至约5mm的厚度。基材的长度和宽度也可以变化。在一些实施例中，长度(或主轴)可以是从约0.2cm至约10cm。在一些实施例中，宽度(垂直于主轴)可以是从约0.2cm至约8cm。在一些实施例中，化学传感元件可以是可抛弃式的。在一些实施例中，化学传感元件可以是可重复使用的。[0097]化学传感元件可以包括设置在基材702上的第一测量区704。在一些实施例中，第一测量区704可以限定第一气体流动路径的一部分。第一测量区(或呼吸样本区)704可以包括多个分立石墨烯变容二极管，这些分立石墨烯变容二极管可以感测比如呼吸样本等气态样本中的分析物。与第一测量区704分开的第二测量区(或环境样本区)也可以设置在基材702上。第二测量区706也可以包括多个分立石墨烯变容二极管。在一些实施例中，第二测量区706可以包括相同(在类型和/或数量上)的在第一测量区704内的分立石墨烯变容二极管。在一些实施例中，第二测量区706可以仅包括在第一测量区704内的分立石墨烯变容二极管的一个子组。在操作中，可以基于从第二测量区收集的数据(所述数据可以反映环境中存在的分析物)来校正或归一化从第一测量区收集的数据(所述数据可以反映所分析的气态样本)。然而，在一些实施例中，第一测量区和第二测量区都可以反映所分析的呼吸样本。在一些实施例中，不包括第二测量区。[0098]在一些实施例中，第三测量区(漂移控制区或见证区)708也可以设置在基材上。第三测量区708可以包括多个分立石墨烯变容二极管。在一些实施例中，第三测量区708可以包括相同(在类型和/或数量上)的在第一测量区704内的分立石墨烯变容二极管。在一些实施例中，第三测量区708可以仅包括在第一测量区704内的分立石墨烯变容二极管的一个子组。在一些实施例中，第三测量区708可以包括与第一测量区704和第二测量区706的那些不同的分立石墨烯变容二极管。在一些实施例中，不包括第三测量区708。第三测量区的方面在下面更详细地描述。[0099]第一测量区、第二测量区和第三测量区可以具有相同的尺寸或可以具有不同的尺寸。在一些实施例中，化学传感元件700还可以包括用于存储参考数据的部件710。存储参考数据的部件710可以是电子数据存储装置、光学数据存储装置、打印数据存储装置(比如打印代码)等。参考数据可以包括但不限于与第三测量区有关的数据。[0100]在一些实施例中，本文中实施的化学传感元件可以包括电触点(未示出)，这些电触点可以用于向化学传感元件700上的部件提供功率和/或可以用于读取关于测量区的数据和/或来自存储在部件710中的数据。然而，在其他实施例中，化学传感元件700上没有外部电触点。可以在美国专利申请号14/883,895中找到示例性化学传感元件的其他方面，该申请的全部内容通过援引并入本文。[0101]许多不同类型的电路可以用于从化学传感元件采集数据。应当理解，本文中实施的化学传感元件可以包括与无源无线感测技术兼容的化学传感元件。无源传感器电路1102和一部分读取电路1122的一个示例在图11中示意性地示出并且在以下进行更详细地讨论，然而，本文可以设想许多其他电路。[0102]现在参考图8，示出了根据本文中多个不同的实施例的测量区800的一部分的示意图。可以在测量区800内以阵列设置多个分立石墨烯变容二极管802。在一些实施例中，化学传感元件可以包括呈阵列配置在测量区内的多个分立石墨烯变容二极管。在一些实施例中，多个分立石墨烯变容二极管可以是相同的，而在其他实施例中，多个分立石墨烯变容二极管可以彼此不同。在美国公开申请号2014/0145735中更详细地描述了本文的分立石墨烯变容二极管，该申请的全部内容通过援引并入本文。[0103]在一些实施例中，分立石墨烯变容二极管可以是异质的，因为它们在其结合行为或关于特定分析物的特异性方面都是彼此不同的。在一些实施例中，一些分立石墨烯变容二极管可以是重复的以用于验证目的，但是在其他方面与其他分立石墨烯变容二极管异质。在又其他实施例中，分立石墨烯变容二极管可以是同质的。虽然图8的分立石墨烯变容二极管802以被组织成网格的方格示出，但是应当理解，分立石墨烯变容二极管可以采用许多不同的形状(包括但不限于多种不同的多边形、圆形、卵形、不规则形状等)，并且进而可以将分立石墨烯变容二极管组布置成许多不同的图案(包括但不限于星形图案、之字形图案、放射状图案、符号图案等)。[0104]在一些实施例中，特定的分立石墨烯变容二极管802在测量区的长度812和宽度814上的顺序可以基本上是随机的。在其他实施例中，该顺序可以是特定的。例如，在一些实施例中，可以对测量区进行排序，使得相对于用于分子量较高的分析物的特定的分立石墨烯变容二极管802(位于更靠近进入气流的位置)，用于分子量较低的分析物的特定的分立石墨烯变容二极管802位于更远离进入气流的位置。因此，可以利用可用于在具有不同分子量的化合物之间提供分离的色谱效应，以提供化学化合物与对应的分立石墨烯变容二极管的最佳结合。[0105]特定测量区内的分立石墨烯变容二极管的数量可以是从约1至约100,000。在一些实施例中，分立石墨烯变容二极管的数量可以是从约1至约10,000。在一些实施例中，分立石墨烯变容二极管的数量可以是从约1至约1,000。在一些实施例中，分立石墨烯变容二极管的数量可以是从约2至约500。在一些实施例中，分立石墨烯变容二极管的数量可以是从约10至约500。在一些实施例中，分立石墨烯变容二极管的数量可以是从约50至约500。在一些实施例中，分立石墨烯变容二极管的数量可以是从约1至约250。在一些实施例中，分立石墨烯变容二极管的数量可以是从约1至约50。[0106]适用于本文的分立石墨烯变容二极管中的每一个可以包括一个或多个电路中的至少一部分。举例来说，在一些实施例中，分立石墨烯变容二极管中的每一个可以包括一个或多个无源电路。在一些实施例中，可以包括石墨烯变容二极管，使得它们直接集成在电子电路上。在一些实施例中，可以包括石墨烯变容二极管，使得它们是结合到电路上的晶片。在一些实施例中，石墨烯变容二极管可以包括集成的读出电子设备，比如读出集成电路(roic)。电子电路的电特性(包括电阻和电容)可以在与来自呼吸样本的组分结合(比如，特定和/或非特定结合)时改变。[0107]在一些实施例中，本文实施的分立石墨烯变容二极管可以包括基于石墨烯的可变电容器(或石墨烯变容二极管)。现在参考图9，示出了根据本文中的实施例的石墨烯变容二极管900的示意图。应当理解的是，可以用多种不同的方式以多种不同的几何形状制备石墨烯变容二极管，并且图9示出的石墨烯变容二极管仅是根据本文中的实施例的一个示例。[0108]石墨烯变容二极管900可以包括绝缘体层902、栅电极904(或“栅极触点”)、介电层(图9中未示出)、一个或多个石墨烯层(比如石墨烯层908a和908b)以及接触电极910(或“石墨烯触点”)。在一些实施例中，(多个)石墨烯层908a‑b可以是连续的，而在其他实施例中，(多个)石墨烯层908a‑b可以是不连续的。栅电极904可以沉积在绝缘体层902中形成的一个或多个凹陷内。绝缘体层902可以由在硅基材(晶片)等上形成的绝缘材料比如二氧化硅形成。栅电极904可以由导电材料，比如铬、铜、金、银、钨、铝、钛、钯、铂、铱以及其任何组合或合金形成，其可以沉积在绝缘体层902的顶部或嵌入其中。介电层可以设置在绝缘体层902和栅电极904的表面上。(多个)石墨烯层908a‑b可以设置在介电层上。[0109]石墨烯变容二极管900包括八个栅电极指906a‑906h。应当理解的是，虽然石墨烯变容二极管900示出了八个栅电极指906a‑906h，但可以设想任何数量的栅电极指配置。在一些实施例中，单个石墨烯变容二极管可以包括少于八个栅电极指。在一些实施例中，单个石墨烯变容二极管可以包括超过八个栅电极指。在其他实施例中，单个石墨烯变容二极管可以包括两个栅电极指。在一些实施例中，单个石墨烯变容二极管可以包括1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个栅电极指。[0110]石墨烯变容二极管900可以包括设置在石墨烯层908a和908b的各部分上的一个或多个接触电极910。接触电极910可以由导电材料、比如铬、铜、金、银、钨、铝、钛、钯、铂、铱以及其任何组合或合金形成。示例性石墨烯变容二极管的其他方面可以在美国专利号9,513,244中找到，该专利的内容通过援引以其全文并入本文。[0111]可以通过在特定电压下和/或在电压范围内传递激励电流来测量石墨烯变容二极管的电容。测量电容提供了反映分析物与(多个)石墨烯变容二极管的结合状态的数据。可以使用多种不同的测量电路系统来测量(多个)石墨烯变容二极管的电容。[0112]现在参考图10，示出了根据本文中多个不同的实施例的用于测量多个石墨烯传感器的电容的电路系统的示意图。该电路系统可以包括与多路复用器1004电通信的电容到数字转换器(cdc)1002。多路复用器1004可以提供与多个石墨烯变容二极管1006的选择性电通信。与石墨烯变容二极管1006的另一侧的连接可以由开关1003控制(如由cdc控制)并且可以提供与第一数模转换器(dac)1005和第二数模转换器(dac)1006的选择性电通信。dac1005、1007的另一侧可以连接至总线装置1010，或者在某些情况下，连接至cdc1002。该电路系统可以进一步包括微控制器1012，其将在下面更详细地讨论。[0113]在此情况下，来自cdc的激励信号控制两个可编程数模转换器(dac)的输出电压之间的切换。dac之间的编程电压差确定了激励幅度，从而为测量提供了附加的可编程比例因子，并且允许测量比cdc规定的电容范围更大的电容。测量电容的偏置电压等于cdc输入处的偏置电压(通过多路复用器，通常等于vcc/2，其中，vcc是电源电压)与激励信号的平均电压之差，该差是可编程的。在一些实施例中，可以在dac输出处使用缓冲放大器和/或旁路电容以在切换期间维持稳定的电压。可以使用许多不同范围的dc偏置电压。在一些实施例中，dc偏置电压的范围可以是从‑3v至3v，或者从‑1v至1v，或者从‑0.5v至0.5v。[0114]可以基于电容数据来计算许多不同的方面。例如，可以计算的方面包括电容对电压的最大斜率、电容对电压的最大斜率在基线值上的变化、电容对电压的最小斜率、电容对电压的最小斜率在基线值上的变化、最小电容、最小电容在基线值上的变化、最小电容处的电压(狄拉克点)、最小电容处的电压变化、最大电容、最大电容的变化、最大电容与最小电容之比、响应时间常数、以及在不同的石墨烯传感器之间(特别是在对不同的分析物具有特异性的不同的石墨烯传感器之间)前述任何方面之比。[0115]以上计算的方面可以用于多种不同的诊断目的。在一些情况下，以上计算的方面可以指示气体样本中特定挥发性有机组分的身份和/或浓度。因此，以上计算值中的每一个计算值都可以用作形成给定受试者和/或给定气体样本的模式的一部分的独特数据片。另外如本文其他地方所描述的，然后可以将该模式对照现有模式或实时识别的模式、通过比如机器学习或其他技术等技术从较大的存储数据集导出的模式进行匹配，其中，将这种模式确定为表征多种不同的病症或疾病状态。以上计算的方面也可以用于其他目的(诊断和其他)。[0116]在一些实施例中，比如上述的那些计算等计算可以由控制器电路执行。控制器电路可以被配置成接收反映石墨烯变容二极管的电容的电信号。在一些实施例中，控制器电路可以包括微控制器以执行这些计算。在一些实施例中，控制器电路可以包括与测量电路电通信的微处理器。微处理器系统可以包括比如地址总线、数据总线、控制总线、时钟、cpu、处理装置、地址解码器、ram、rom等部件。在一些实施例中，控制器电路可以包括与测量电路电通信的计算电路(比如专用集成电路——asic)。[0117]另外，在一些实施例中，该系统可以包括存储有特定传感器的灵敏度校准信息的非易失性存储器。举例来说，传感器可以在生产设施中进行检验，在该生产设施处可以确定该传感器对多种不同的分析物(比如有机化合物(包括但不限于挥发性有机化合物))的灵敏度，然后将灵敏度存储在eprom或类似部件中。另外或可替代地，在将受试者数据发送到中心位置供分析时，灵敏度校准信息可以存储在中央数据库中，并附有传感器序列号以供参考。这些部件可以包括在本文所述的任何硬件中。[0118]在本文中的一些实施例中，各部件可以被配置为通过比如互联网或类似网络等网络进行通信。在各个实施例中，可以包括中央存储设备和数据处理设施。在一些实施例中，在存在受试者(本地)的情况下从传感器收集的数据可以通过互联网或类似网络发送至中央处理设施(远程)，并且来自被评估的特定受试者的模式可以与成千上万的其他受试者的模式进行比较，其他受试者中的许多受试者先前已被诊断有多种病症，并且其中，这种病症数据已经被存储。模式匹配算法可用于查找与当前受试者的模式最类似的其他受试者或受试者类(例如，疾病或病症特定类)。每一类受试者可以包括具有给定病症或疾病状态的预定可能性。以这种方式，在模式匹配之后，可以通过数据网络将具有给定病症或疾病状态的可能性返回提供给受试者当前所在的设施。[0119]在一些实施例中，电路系统可以包括有源和无源感测电路系统。这种电路系统可以实施有线(直接电接触)或无线感测技术。[0120]本文所述的呼吸感测系统可以包括用于从分立石墨烯变容二极管生成信号的多种不同的电路系统。这样的电路系统可以包括有源和无源感测电路系统。这种电路系统可以实施有线(直接电接触)或无线感测技术。现在参考图11，示出了根据本文中的多个不同的方面的无源传感器电路1102以及读取电路1122的一部分的示意图。在一些实施例中，无源传感器电路1102可以包括耦合到电感器1110的金属氧化物石墨烯变容二极管1104(其中，rs表示串联电阻并且cg表示变容二极管电容器)。在一些实施例中，读取电路1122可以包括具有电阻1124和电感1126的读取线圈。然而，应当理解的是，图10和图11中所示的电路仅是示例性方法。本文设想了许多不同的方法。在共同待决的美国专利申请号62/533,916中描述了另外的用于生理气体样本中的分析物感测的系统和方法，该申请通过援引以其全文并入本文。[0121]现在参考图12，示出了根据本文各个实施例的示出石墨烯变容二极管的电容与dc偏置电压的曲线图。可以通过在将化学传感器暴露于受试者的呼出气时使用lcr仪表在一定范围的偏置电压内测量电容来建立图12所示的电容与电压曲线。在一些实施例中，偏置电压的范围可以包括从‑3v至3v。在一些实施例中，dc偏置电压的范围可以是从‑2v至2v，或者从‑1.5v至1.5v，或者从‑1v至1v，或者从‑0.5v至0.5v。[0122]分类和模式匹配[0123]在多个不同的实施例中，可以感测和存储分立石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集。然后可以将样本数据集分类为一个或多个预先制定的出血分类。然而，在多个不同的实施例中，用于分类的样本数据集可以包括感测电容之外的关于受试者的附加数据。例如，样本数据集可以包括关于患者的可能存在的医学病症的信息(比如血友病、白血病、肝病、月经过多、血小板减少、血管性血友病、维生素k缺乏、肺癌等)。样本数据集还可以包括关于由受试者(当前或最近)使用的或用于受试者的治疗处理(比如手术或其他医疗程序、血液稀释药物、抗凝血药物、长期使用抗生素、放射疗法、阿司匹林等)的信息。用于分类的数据集中的其他数据可以包括性别、年龄、体重、已知病史项目等。用于分类的数据集中的其他数据可以包括脉搏率(搏动次数/min)、呼吸频率(呼吸次数/min)、尿量(ml/小时)、血乳酸浓度、损伤严重度评分(或类似疾病严重度评分)、apache‑ii评分(apache‑ii评分基于大量实验室值和考虑了急性和慢性疾病的患者体征，提供icu死亡率的估计)、glasgowcoma评分和cns症状。[0124]在一些实施例中，可以感测患者的收缩压，并且收缩压可以形成用于分类的样本数据集的一部分。在一些实施例中，阈值量以及测得的收缩压是否高于或低于阈值量可以用作样本数据集的一部分。例如，可以感测患者的收缩压是否小于90，并且可以将患者的收缩压用作用于分类的样本数据集的一部分。[0125]在一些实施例中，用于分类的附加数据可以包括受试者的先前外伤、受试者自受伤以来的时间、受试者的年龄以及受试者经受的症状中的至少一者。[0126]可以基于样本数据集及其适合的分类来决定多种不同的治疗决策。例如，在一些实施例中，进一步对样本数据集进行分析以识别受试者是否是要立即输液和/或转运到外科设施的人选。[0127]可以根据比如模式识别等许多不同的机器学习技术将样本数据集分类为一个或多个预先制定的病症分类(出血、缺氧状态等)。分类可以包括使用模式匹配或模式识别算法将样本数据集与一个或多个先前确定的模式进行比较以确定作为最佳匹配的模式，其中，作为最佳匹配的先前确定的特定模式指示患者的病症(出血、缺氧状态等)。[0128]举例来说，最初可以通过机器学习分析或另一类似的算法技术来标识大量患者数据集中的模式。与特定的病症分类相关联的模式可以从标记的“训练”数据(监督学习)或者在没有标记数据的情况下(无监督学习)导出。[0129]本文中使用的用于模式匹配的算法可以包括但不限于分类算法(预测分类标签的监督算法)、聚类算法(预测分类标签的无监督算法)、集成学习算法(用于将多个学习算法组合在一起的监督元算法)、用于预测任意结构标签集的通用算法、多线性子空间学习算法(使用张量表示来预测多维数据的标签)、实值序列标记算法(预测实值标签的序列)、回归算法(预测实值标签)以及序列标记算法(预测分类标签的序列)。[0130]分类算法可以包括参数算法(比如线性判别分析、二次判别分析和最大熵分类器)和非参数算法(比如决策树、核估计、朴素贝叶斯分类器、神经网络、感知器和支持向量机)。聚类算法可以包括分类混合模型、深度学习方法、分层聚类、k均值聚类、相关聚类和核主成分分析。集成学习算法可以包括增强、自举聚合、集合平均和专家混合。用于预测任意结构标签集的通用算法可以包括贝叶斯网络和马尔可夫随机场。多线性子空间学习算法可以包括多线性主成分分析(mpca)。实值序列标记算法可以包括卡尔曼滤波器和粒子滤波器。回归算法可以包括监督(比如高斯过程回归、线性回归、神经网络和深度学习方法)和无监督(比如独立成分分析和主成分分析)方法。序列标记算法可以包括监督(比如条件随机字段、隐马尔可夫模型、最大熵马尔可夫模型和递归神经网络)和无监督(隐马尔可夫模型和动态时间规整)方法。[0131]许多不同的分类可以用于本文中讨论的病症。本文中的分类可以包括但不限于给定病症的程度(比如不存在、轻度、严重)。本文中的分类可以包括但不限于存在给定病症的概率(比如，无迹象、低概率、高概率)。[0132](在没有出血的患者中)琥珀酸盐的正常血液浓度为约5μm至约32μm。参考magera等人，methylmalonicacidmeasuredinplasmaandurinebystable‑isotopedilutionandelectrospraytandemmassspectrometry[通过稳定同位素稀释和电喷雾串联质谱法测定血浆和尿液中的甲基丙二酸]，临床化学(clinchem.)2000年11月；46(11)：1804‑10。下面的表1中描述了一组基于琥珀酸盐浓度的示例性出血分类。[0133]出血分类琥珀酸盐浓度轻度出血>32μm且<0.1mm中度出血0.1mm至0.65mm严重出血>0.65mm[0134]表1[0135]应当理解，以上的表1中所示的范围仅是可以用于本文中出血分类的范围的一个示例，并且具体值可以在多种情形下变化。在一些实施例中，本文的分类可以简单地是二元的(所指示的有出血处理与所指示的无处理的对比)，其中用于分类的阈值(针对琥珀酸盐或另一种分析物)为0.05mm、0.075mm、0.1mm、0.125mm、0.15mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、1mm、1.25mm、1.5mm、1.75mm、2mm、3mm、5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、50mm或更高，或者为落入前述任意阈值之间的范围的量。[0136]方法[0137]本文设想了许多不同的方法，包括但不限于制造方法、使用方法、处理方法等。本文别处描述的系统/装置操作的各方面可以作为根据本文中多个不同的实施例的一种或多种方法的操作来执行。[0138]在一个实施例中，包括一种用于检测患者出血的方法，该方法从受试者获得呼气样本并且使呼气样本与化学传感元件接触，化学传感元件可以包括多个分立的石墨烯变容二极管；感测和存储分立石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集；以及将样本数据集分类为一个或多个预先制定的出血分类。[0139]在该方法的一个实施例中，预先制定的出血分类包括第i类出血、第ii类出血、第iii类出血和第iv类出血。在下面的表2中描述了各类出血。[0140][0141]表2[0142]在该方法的一个实施例中，患者是创伤患者。[0143]在该方法的一个实施例中，该方法可以包括：从受试者获取呼吸样本包括在至少10分钟的时间内至少获取两次呼吸样本。[0144]在该方法的一个实施例中，进一步对样本数据集进行分析以确定出血程度改善或恶化。[0145]在该方法的一个实施例中，感测和存储石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集是在一定偏置电压范围内执行的。[0146]在该方法的一个实施例中，偏置电压是从‑3v至3v。[0147]在该方法的一个实施例中，在偏置电压范围内，每个石墨烯变容二极管存储至少10个离散电容值。[0148]在该方法的一个实施例中，来自呼出气样本的有机化合物与分立石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。[0149]在该方法的一个实施例中，来自呼出气样本的挥发性有机化合物(voc)与分立石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。[0150]在该方法的一个实施例中，来自呼出气样本的柠檬酸循环化合物与分立石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。[0151]在该方法的一个实施例中，来自呼出气样本的琥珀酸盐与分立石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。[0152]在该方法的一个实施例中，琥珀酸盐和一种或多种试剂的反应产物与分立石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。[0153]在一个实施例中，进一步存储感测电容之外的关于受试者的附加数据以作为被分类的样本数据集的一部分。[0154]在一个实施例中，该方法可以进一步包括感测患者的收缩压，其中，收缩压形成用于分类的样本数据集的一部分。在一个实施例中，该方法可以进一步包括感测患者的收缩压是否小于90。[0155]在一个实施例中，附加数据可以包括以下至少一项、两项、三项、四项、五项或六项：受试者的先前外伤、自受试者受伤以来的时间、受试者的年龄、受试者经受的症状、心率、呼吸频率、血乳酸浓度、尿量、失血量、失血百分比、cns症状、损伤严重度评分(或类似疾病严重度评分)、apache‑ii评分、glasgowcoma评分等。[0156]在该方法的一个实施例中，进一步对样本数据集进行分析以识别受试者是否是要立即输液或转运到外科设施的人选。[0157]在一个实施例中，包括一种用于检测患者出血的方法，该方法从受试者获取呼吸样本；使呼吸样本与反应物接触，其中，反应物与呼吸样本中的琥珀酸盐反应形成反应产物，其中，反应产物表现出比琥珀酸盐更强的挥发性；使反应产物与化学传感元件接触，化学传感元件可以包括多个分立石墨烯变容二极管；感测和存储分立石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集；以及将样本数据集分类为一个或多个预先制定的出血分类。[0158]在一个实施例中，该方法可以进一步包括在反应物存在的情况下加热呼吸样本。[0159]在一个实施例中，该方法可以进一步包括在催化剂存在的情况下使呼吸样本与反应物接触。[0160]在该方法的一个实施例中，反应物选自由以下组成的组：c1‑c18醇、胺和酐。[0161]在该方法的一个实施例中，反应产物选自由酯、酰胺、酰亚胺和酸酐组成的组。[0162]在一个实施例中，该方法可以进一步包括：在与主要试剂反应之前使用单独的试剂将羧酸基团转化为反应性更强的基团。[0163]在一个实施例中，包括一种用于检测患者的缺氧状态的方法，该方法从受试者获取呼吸样本并且使呼吸样本与化学传感元件接触，化学传感元件可以包括多个分立石墨烯变容二极管；感测和存储分立石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集；以及将样本数据集分类为一个或多个预先制定的缺氧分类。[0164]缺氧分类可以包括但不限于乏氧性缺氧(低动脉po2)、贫血性缺氧(与血红蛋白结合的o2总量减少)、缺血性(或停滞)缺氧(血流量减少)以及组织毒性缺氧(由于细胞已经中毒，细胞无法利用o2)。[0165]本文中的实施例可以具体地包括对受试者(比如外伤患者、外科患者、出血患者、缺氧状态患者等)进行治疗的方法。该方法可以包括从受试者获取呼出气样本并且使呼出气样本与化学传感元件接触，化学传感元件包括多个分立石墨烯变容二极管。该方法可以包括感测和存储分立石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集。该方法可以包括将样本数据集分类为一个或多个预先制定的出血分类。该方法可以包括将化学传感元件响应(并且特别是与琥珀酸盐水平相关的化学传感元件响应)与预先制定的出血分类进行比较和/或关联。在该方法的一个实施例中，治疗包括立即输液。该方法可以进一步包括基于出血分类来对患者进行治疗。[0166]举例来说，下面的表3中提供了一组示例性分类以及相应的针对出血的可能治疗。[0167][0168]表3[0169]应当注意的是，如在本说明书和所附权利要求中所使用的，除非内容另外明确指明，否则单数形式“一个(a)”、“一个(an)”以及“该(the)”均包括复数指示物。还应注意，术语“或者”总体上所使用的意义包括“和/或”，除非内容另外明确指明。[0170]还应当注意的是，如在本说明书和所附权利要求中所使用的，短语“被配置”描述的是被构造或配置以便进行特定任务或采用特定配置的系统、设备或其他结构。短语“被配置”可以与其他类似短语(比如“被布置且配置”、“被构造且布置”、“被构造”、“被制造且布置”等互换使用。[0171]本说明书中的所有公开案和专利申请指示本发明所涉及的领域中的普通技术人员的水平。所有公开案和专利申请都通过援引并入本文，如同每个单独的公开案或专利申请被明确且单独地通过援引指明。[0172]本文中所描述的实施例不旨在是排他性的或将本发明限制为以下详细说明中所披露的精确形式。而是，这些实施例被选择和描述成使得本领域技术人员可以了解和明白这些原理和实践。因此，已经参考多个不同的特定和优选的实施例和技术描述了多个方面。然而应理解的是，在保持在本文的精神和范围内的同时可以进行许多变化和修改。当前第1页12当前第1页12
技术领域：
：2.本文的实施例涉及用于对出血及其他病症进行评估并且对患有这些病症的患者进行治疗的系统、装置和方法。
背景技术：
：：3.术语“出血”描述了失血，其可以包括体内失血(称为内出血)或体外失血(称为外出血)。当血液通过受损的血管或器官漏出时，就会发生内出血。当血液通过皮肤的裂口或身体的自然开口离开时，就会发生外出血。4.出血可以有多种原因，包括外伤、已有的医学病症、各种药物的副作用等。然而，不管原因如何，未被控制的出血都可能导致各种危及生命的情况。出血可能导致出血性休克，这是一种以组织灌注减少为特征的病症，导致细胞呼吸所必需的氧气输送不足。在大脑中，出血可能导致出血性中风，这是一种典型地包括从大脑内或大脑表面的破裂的血管出血并流到周围组织中的病症。5.有能力对患者的出血程度进行检测可以为患者制定更适当的治疗过程以及在对多名患者进行治疗时进行更好的分诊。然而，当前用于出血的检测方法具有多个不同的缺点。一些检测方法没有足够的特异性和/或灵敏度。一些检测方法相对较慢，并且可能无法提供信息，到信息可用于指导护理时为时已晚。技术实现要素：6.在第一方面，包括一种用于检测患者出血的方法，该方法包括：从受试者获得呼气样本并且使所述呼气样本与化学传感元件接触，所述化学传感元件包括多个分立的石墨烯变容二极管；感测和存储所述分立石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集；以及将所述样本数据集分类为一个或多个预先制定的出血分类。7.在第二方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，所述预先制定的出血分类可以包括第i类出血、第ii类出血、第iii类出血和第iv类出血。8.在第三方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，所述患者可以是创伤患者和/或外科患者。9.在第四方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，从所述受试者获取呼吸样本可以包括在至少10分钟的时间内至少获取两次呼吸样本，并且进一步对所述样本数据集进行分析以确定出血程度改善或恶化。10.在第五方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，感测和存储所述石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集可以在一定偏置电压范围内执行。11.在第六方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，来自呼出气样本的有机化合物可以与所述分立石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。在第七方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，来自所述呼出气样本的挥发性有机化合物(voc)可以与所述分立石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。12.在第八方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，来自所述呼出气样本的柠檬酸循环化合物可以与所述分立石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。13.在第九方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，来自所述呼出气样本的琥珀酸盐可以与所述分立石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。14.在第十方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，来自所述呼出气样本的琥珀酸盐与体外的一种或多种反应物的反应产物与所述分立石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。15.在第十一方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，一种方法可以进一步包括存储感测电容之外的关于所述受试者的附加数据作为所述已分类的样本数据集的一部分。16.在第十二方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，一种方法可以包括感测所述患者的收缩压，其中，所述收缩压形成所述用于分类的样本数据集的一部分。17.在第十三方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，所述附加数据可以包括以下至少一项：所述受试者的先前外伤；自所述受试者受伤以来的时间；所述受试者的年龄；所述受试者经受的症状；心率；呼吸频率；血乳酸浓度；尿量；失血量；失血百分比；cns症状；损伤严重度评分；apache‑ii评分；以及glasgowcoma评分。18.在第十四方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，可以进一步对所述样本数据集进行分析以识别所述受试者是否是要立即输液或转运到外科设施的人选。19.在第十五方面，包括一种用于检测患者出血的方法，所述方法从所述受试者获取呼吸样本；使所述呼吸样本与反应物接触，其中，所述反应物与所述呼吸样本中的琥珀酸盐反应形成反应产物，其中，所述反应产物表现出比琥珀酸盐更强的挥发性；使所述反应产物与化学传感元件接触，所述化学传感元件可以包括多个分立石墨烯变容二极管；感测和存储所述分立石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集；以及将所述样本数据集分类为一个或多个预先制定的出血分类。20.在第十六方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，一种方法可以进一步包括在所述反应物存在的情况下加热所述呼吸样本。21.在第十七方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，一种方法可以进一步包括在催化剂存在的情况下使所述呼吸样本与所述反应物接触。22.在第十八方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，所述反应物可以选自由c1‑c18醇、胺和酐组成的组，并且所述反应产物选自由酯、酰胺、酰亚胺和酸酐组成的组。23.在第十九方面，除了前述或以下方面中的一个或多个方面之外、或者在某些方面的替代方案中，一种方法可以进一步包括在与试剂反应之前使用单独的试剂将羧酸基团转化为反应性更强的基团。24.在第二十方面，包括一种用于检测患者的缺氧状态的方法，该方法可以包括：从所述受试者获得呼气样本并且使所述呼气样本与化学传感元件接触，所述化学传感元件可以包括多个分立的石墨烯变容二极管；感测和存储所述分立石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集；以及将所述样本数据集分类为一个或多个预先制定的缺氧分类。25.本
发明内容是对本技术的一些传授内容的综述，并且并不旨在是对本发明主题的排他性或穷尽性处理。进一步细节存在于具体实施方式和所附权利要求中。通过阅读并理解下面的具体实施方式并且查看形成具体实施方式的一部分的附图(其中的每一者均不应被认为具有限制意义)，其他方面对于本领域技术人员而言将是显而易见的。本文的范围由所附权利要求及其法律等效物来限定。附图说明26.结合以下附图可以更全面地理解各方面，在附图中：27.图1是根据本文多个不同的实施例的用于评估患者出血的方法的示意图。28.图2是柠檬酸循环的示意图。29.图3是根据本文多个不同的实施例的患者出血的评估的示意图。30.图4是根据本文中多个不同的实施例的护理创伤受害者的不同阶段的示意图。31.图5是根据本文中多个不同的实施例的系统的多个不同部件的示意图。32.图6是根据本文中多个不同的实施例的呼吸感测装置的一些部件的示意图。33.图7是根据本文中多个不同的实施例的化学传感元件的示意性平面图。34.图8是根据本文中多个不同的实施例的测量区的一部分的示意图。35.图9是根据本文中多个不同的实施例的石墨烯变容二极管的示意性透视图。36.图10是根据本文中多个不同的实施例的用于测量多个石墨烯传感器的电容的电路系统的示意图形。37.图11是根据本文中多个不同的实施例示出的无源传感器电路以及一部分读取电路的电路图。38.图12是示出了根据本文中多个不同的实施例的石墨烯变容二极管的电容与dc偏置电压的图形。39.虽然实施例易于接受多种不同的修改和替代形式，但是其细节已经通过示例和附图示出并将进行详细描述。然而，应理解，本文的范围不限于所描述的特定实施例。相反，本发明将涵盖落入本文的精神和范围内的修改、等效物以及替代方案。具体实施方式40.如上所述，有能力对患者的出血程度进行迅速检测可以为患者制定更合适的治疗过程以及在对多名患者进行治疗时进行更好的分诊。根据本文的实施例，可以在患者的呼吸中检测多种不同的有机化合物和/或其相关模式，以帮助检测出血和/或作为治疗或护理出血的方法的一部分。在多个不同的实施例中，可以在现场(而不仅是在护理设施内)进行有机化合物的分析。41.在一些实施例中，可以在一段时间内监测有机化合物和/或其相关模式的检测以跟踪患者经受的出血程度的变化(正或负)，以在根据需要调整治疗过程时提供指导。42.严重到足以导致出血性休克的出血程度会对细胞呼吸产生不利影响。当细胞呼吸受到阻碍时，某些有机化合物(比如琥珀酸盐等)的浓度增加，因为对其进行正常分解的机制(比如柠檬酸循环所示)受到阻碍。这类化合物的浓度的动力学变化相当迅速(几秒到几分钟)，包括对出血性休克发作的响应迅速增加以及对成功措施的响应的迅速减小。因此，为了在临床上用于指导护理，出血的诊断检验必须具有非常快的响应时间。43.根据本文中多个不同的实施例，可以检测患者的呼吸内的多种不同的有机化合物(包括但不限于琥珀酸盐、琥珀酸盐反应产物以及与细胞呼吸相关的其他化合物)和/或其相关模式并且进行评估，以极其迅速地提供出血程度的指示。44.类似地，缺氧状态也对细胞呼吸产生不利影响。缺氧是组织水平的氧气缺乏。类似于出血，可以通过检测患者呼吸中的多种不同的有机化合物(包括但不限于琥珀酸盐、琥珀酸盐的反应产物、和与细胞呼吸相关的其他化合物)和/或其相关模式来对缺氧状态进行评估。45.根据本文中多个不同的实施例，本文包括检测患者的缺氧状态的方法。用于检测患者的缺氧状态的方法可以包括从受试者获取呼吸样本以及使该呼吸样本与化学传感元件接触的操作，该化学传感元件包括多个分立石墨烯变容二极管。该方法可以进一步包括：感测和存储分立石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集，以及将该样本数据集分类为一个或多个预先制定的缺氧分类。示例性缺氧分类被描述如下。46.现在参考图1，示出了根据本文中多个不同的实施例的用于评估患者出血的方法100的示意图。用于评估出血的方法100可以包括：在102，从患者获取呼出气样本，以及在104，使呼出气样本与化学传感元件接触。化学传感元件可以包括多个分立石墨烯变容二极管(以下将参考图5至图12进行讨论)。在一些实施例中，从患者获取呼出气样本的步骤可以包括在外伤之后10分钟内获取呼吸样本。在一些实施例中，从患者获取呼出气样本的步骤包括在外伤之后24小时内至少获取两次呼吸样本。在一些实施例中，患者是人类。然而，本文的系统、装置和方法也可以有效地应用于针对动物的兽医背景下，包括但不限于牛、野牛、猪、羊、山羊、马、狗、猫和鸡。47.可以对患者进行监测的过程中进行多次获取受试者的呼吸样本的步骤。可以在外伤或其他导致出血风险的事件发生后的不同时间点获取呼吸样本。48.方法100还可以包括：在106，感测和存储分立石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集。方法100可以包括：在108，将样本数据集分类为一个或多个预先制定的出血分类。以下将更详细地讨论该一个或多个预先制定的出血分类。在多个不同的实施例中，可以存储感测电容之外的关于受试者的附加数据，并且可以将该附加数据用作已分类的样本数据集的一部分。以下更详细地描述示例性附加数据的示例。49.在一些实施例中，方法100可以包括对样本数据集110进行分析以确定受试者的出血在24小时内改善或恶化。在一些实施例中，方法100可以包括对样本数据集110进行分析以确定受试者的出血在12小时内改善或恶化。在其他实施例中，方法100可以包括对样本数据集110进行分析以确定受试者的出血在5分钟至24小时或更长时间内改善或恶化。可以进一步对样本数据集进行分析以识别受试者是否是补液疗法或另一用于治疗出血的治疗性措施的人选。50.本文中的方法的步骤(或由装置执行的操作)可以迅速执行。本文中的方法的步骤(或由装置执行的操作)可以足够快地执行以便在临床上用于指导多种不同的环境下的护理。举例来说，在多个不同的实施例中，步骤(或操作)102‑110可以在少于15分钟、13分钟、10分钟、8分钟、5分钟、4分钟、3分钟、2分钟、或1分钟的时间内执行，或者可以在落入前述任意时间之间的范围内的一段时间内执行。51.感测和存储石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集可以在一定偏置电压范围内执行。在一些实施例中，感测和存储石墨烯变容二极管的电容可以包括从‑3v至3v感测电容。在一些实施例中，偏置电压范围可以是从‑2v至2v。在其他实施例中，偏置电压范围可以是从‑1.5v至1.5v。在一些实施例中，存储石墨烯变容二极管的电容可以包括在‑3v、‑2.5v、‑2.0v、‑1.5v、‑1.0v、‑0.5v、0.5v，1.0v、1.5v、2.0v、2.5v、3.0v下感测电容。应当理解，感测和存储石墨烯变容二极管的电容可以包括在一定范围内感测电容，其中上述电压中的任何一个都可以作为范围的下限或上限，只要范围的下限是小于范围的上限的值即可。52.在一定偏置电压范围内感测和存储石墨烯变容二极管的电容可以包括以步进方式感测电容。可以按一定电压间隔(比如，每5mv、10mv、25mv、50mv、75mv、100mv、125mv、150mv、200mv、300mv、400mv或500mv)、或者以落入前述任意电压间隔之间的范围内的步进量来感测和存储电容。53.当在一定偏置电压范围内以步进方式感测和存储石墨烯变容二极管的电容时，可以在每个偏置电压下获取每个分立石墨烯变容二极管的样本数据集。在一定偏置电压范围内感测和存储石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集可以包括在偏置电压范围内为每个石墨烯变容二极管存储至少5个、10个、20个、30个、40个、50个、60个、70个、80个、90个、100个、125个、150个、175个、200个、250个、300个、350个、400个、450个或500个离散电容值(或落入前述任意数量之间的范围内的数量的离散电容值)。54.本文中的方法还可以包括收集和/或存储感测电容之外的关于受试者的附加数据作为已分类的样本数据集的一部分。附加数据可以包括但不限于：受试者的先前创伤性损伤；自造成出血风险的事件发生以来的时间；受试者的年龄；受试者经受的症状；以及有关出血的特定生物标志物的数据(包括但不限于心率、血压、血乳酸浓度、尿量等)。在某些情况下，附加数据可以包括缺氧的生物标志物，包括但不限于次黄嘌呤和2‑羟基丁酸盐。55.应当理解，来自受试者的呼出气样本的有机化合物可以与分立石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。具体地，有机化合物(包括作为细胞呼吸的一部分的有机化合物)可以与石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。更具体地，作为柠檬酸循环的一部分的有机化合物(包括但不限于琥珀酸盐)可以与石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。56.细胞呼吸以三个主要阶段发生。在第一阶段，有机燃料分子(比如葡萄糖、脂肪酸和一些氨基酸)被氧化以产生呈乙酰辅酶a(乙酰coa)的乙酰基的形式的双碳片段。在第二阶段，这些乙酰基被送入柠檬酸循环中，通过酶促方式将其氧化成co2。由氧化释放的能量被保存在已还原的电子载体nadh和fadh2中。在呼吸的第三阶段，这些还原的辅因子本身被氧化，释放出质子和电子。电子沿被称为呼吸链的携带电子的分子链转移到o2，使其还原而形成h2o。57.在柠檬酸循环中，乙酰coa将其乙酰基提供给四碳化合物草酰乙酸盐202以形成六碳柠檬酸盐204。柠檬酸盐204然后被转化成异柠檬酸盐206(也是一种六碳分子)，异柠檬酸盐脱氢失去co2，生成五碳化合物α‑酮戊二酸208。后者失去co2形成琥珀酰coa210，然后在底物水平磷酸化后产生四碳化合物琥珀酸盐212。然后，琥珀酸盐212在脱氢反应中转化为富马酸盐214。富马酸盐214在水合反应中转化为苹果酸盐216。然后，苹果酸盐216在脱氢反应中转化为草酰乙酸盐202。然后，草酰乙酸盐202可以与另一乙酰coa分子反应以再次开始循环。58.然而，在比如出血性休克等严重出血状态下，组织的供血受到限制。缺乏流向组织基底的含氧血会阻碍柠檬酸循环并导致与细胞呼吸相关的多种不同的有机化合物的积聚。因此，检测有机化合物的水平(绝对水平的或相对于其他标记化合物的水平)和/或其相关模式可以提供细胞呼吸受阻程度的指示，因此可以提供患者遭受的出血的程度的指示。59.特别地，已经发现，在经受严重到足以干扰细胞呼吸的出血的患者体内琥珀酸盐水平升高。因此，通过检验患者的与细胞呼吸相关的化合物水平和/或其相关模式，可以快速评估其正在经受的出血程度。60.举例来说，现在参考图3，示出了根据本文中多个不同的实施例的用于检测患者的出血程度的方法300的示意图。在图3中，在304，受试者302可能受到外伤。外伤可能是交通事故、枪伤、跌倒、机械事故或任何其他可能导致出血的情况。61.虽然图3展示了出血与外伤(例如，创伤性出血)相关的场景，但是应当理解，出血也可以与医学病症(比如血友病、白血病、肝病、月经过多、血小板减少、血管性血友病、维生素k缺乏、肺癌等)相关。出血还可能与由受试者302使用的或用于受试者的治疗处理(比如外科或其他医疗程序、血液稀释药物、长期使用抗生素、放射疗法、阿司匹林等)有关或者因其而加剧。62.在306，从受试者302获取呼出气样本并且使该呼出气样本与包含多个分立石墨烯变容二极管的化学传感元件接触。在308，示出了感测和存储分立石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集。63.可以在整个患者护理过程的不同阶段进行出血检验。现在参考图4，根据本文中多个不同的实施例的护理创伤受害者的不同阶段的示意图。在许多情形下，患者可以首先由比如护理人员、消防员、警官、医生等第一响应者402辅助。在许多情况下，第一响应者402最初将在远离设备良好的医疗设施的现场与患者相接。第一响应者402必须试图稳定患者的病症。然而，在不知道是否发生出血(以及出血的程度)的情况下，可能难以给予最佳的稳定治疗。64.根据本文的实施例，第一响应者402可以对患者的呼吸(或另一种样本类型)给予检验，以便迅速评估患者正在出血的程度，然后可以给予适当的治疗。举例来说，如果对患者进行出血检验并且检验结果指示显著出血，则第一响应者402可以引入静脉通道来开始输注流体(比如晶体溶液、胶体溶液、高渗盐水或携氧血液代用品)。65.可替代地，如果检验结果未指示显著出血，则第一响应者402可能不会花时间引入静脉通道，而是可以仅专注于确保开放气道和呼吸并且立即撤离到急救护理设施404。此外，重要的是不要将过多液体输注到患者体内。输注过多液体可能导致体液超量，这样可能导致呼吸衰竭、心力衰竭和肾衰竭。因此，如果检验结果未指示显著出血，则第一响应者402可以采取预防措施不会输注过多液体(如果有的话)。66.急救护理设施404通常比第一响应者402具有更多的诊断设备，以及在第一响应者场景中不能用的其他医疗设备、治疗剂和技术人员。因此，可以在急救护理设施404处给予许多从第一响应者402无法获得的治疗和措施。然而，必须在可以选择合适的治疗或措施之前确定患者的病症。根据本文的实施例，急救护理设施404处的护理提供者可以对患者的呼吸(或另一种样本类型)给予检验，以便迅速评估患者正在出血的程度，然后可以给予适当的治疗。此外，根据本文的实施例，急救护理设施404处的护理提供者可以对患者的呼吸(或另一种样本类型)给予检验，以便迅速评估患者正在出血的程度，然后适当地对患者进行分类。67.根据患者受伤的性质，可以将他们转移到手术室406以进行外科措施。在许多情况下，外科措施可以包含确定出血源头以及缝合、烧灼及以其他阻止进一步失血的方式。外科措施还可以包含清除积聚的血液、确保足够的血流到达器官和肢体、以及在某些情形下清除异物的步骤。然而，仅可以处理可识别的失血源头。此外，对于创伤受害者，可能很难了解是否已经查明所有失血源头。68.然而，已经确定，当出血源头得到解决时，琥珀酸盐水平(和其他有机化合物)迅速恢复到更为正常的水平。因此，根据本文中多个不同的实施例，手术室406中的外科团队成员可以对患者的呼吸(或另一种样本类型)给予检验以便迅速评估患者正在出血的程度，然后可以给予适当的治疗。在外科患者的特定情况下，可以给予多次检验并且可以监测患者的变化。如果这些检验指示有机化合物(比如琥珀酸盐)的水平已经下降、或者检测到的有机化合物的模式已经恢复到正常模式，则这可以被视为出血已经停止的指示，并且外科医生可以继续解决患者存在的其他问题或者可以结束进一步的外科措施。69.另外，即使在创伤受害者的情况之外，出血也可能是外科患者普遍关注的问题。例如，一些患者可能具有与先前存在的医学病症(比如贫血、维生素k缺乏、肝衰竭、因子viii缺乏等)、导致过度出血的药物(比如阿司匹林、华法林、波立维等)或其他医学相关因素相关的出血问题。在外科程序的情况中监测这些患者的出血征兆可能很重要。因此，在本文的一些实施例中，可以通过给予本文所述的检验来评估外科患者可能的出血。70.在外科(或其他)措施之后，可以将患者带到恢复室408和/或另一密切护理环境以进行密切观察(比如重症监护室等)。如上文讨论的，当出血停止时，琥珀酸盐水平(以及其他有机化合物的水平)将迅速恢复到更为正常的水平。相反，当出血开始或恢复时，琥珀酸盐水平将迅速上升。这样，使用本文所述的技术对患者的呼吸或其他样本进行定期分析以评估可能的出血是有价值的。琥珀酸盐水平的迅速增加可以指示患者是部分地由于出血而失代偿。71.另外，恢复室408或icu等中的患者可能周期性地开始失代偿，并且可能并不总是立即清楚他们失代偿的原因。排除出血是他们突然失代偿的原因可能很重要。根据本文中多个不同的实施例，可以使用本文描述的技术来检验失代偿患者，以便确定出血是否是他们失代偿的原因(或促成因素)。72.现在参考图5，示出了根据本文中多个不同的实施例的系统500的部件以便进行检验的示意图。系统500可以包括根据本文中多个不同的实施例的用于感测受试者302的呼出气样本中的挥发性有机化合物的呼吸感测装置560。在这个实施例中，该系统是可以在现场使用的手持样式。然而，应当理解，本文中设想了该系统的许多其他样式。73.呼吸感测装置560可以包括壳体578。呼吸感测装置560可以包括吹嘴562，待评估受试者可以将呼吸样本吹入吹嘴。呼吸感测装置560还可以包括显示屏574以及比如键盘等用户输入装置576。呼吸感测装置560还可以包括气体流出口572。在美国公开申请号2016/0109440中描述了呼吸感测系统和装置的各方面，该申请的内容通过援引并入本文。虽然图5示出了呼吸感测装置，但是应当理解，本文中还可以使用其他类型的气体采样系统。例如，还可以使用与插管和内窥镜系统一起使用的气体采样装置。在美国专利申请号62/350,345中描述了插管或内窥镜装置背景下的示例性气体采样装置，该申请的内容通过援引并入本文。74.在一些实施例中，系统500可以包括本地计算装置582，该本地计算装置可以包括微处理器、输入和输出电路、输入装置、视觉显示器、用户接口等。在一些实施例中，呼吸感测装置560可以与本地计算装置582通信，以便在呼吸感测装置560与本地计算装置582之间交换数据。本地计算装置582可以被配置为对从呼吸感测装置560接收的数据执行多个不同的处理步骤，包括但不限于计算本文中描述的多个不同的参数。然而，应理解的是，在一些实施例中，可以将与本地计算装置582相关联的特征集成到呼吸感测装置560内。在一些实施例中，本地计算装置582可以是膝上型计算机、台式计算机、服务器(真实或虚拟)、专用计算机装置、或便携式计算装置(包括但不限于移动电话、平板计算机、可穿戴装置等)。75.本地计算装置582和/或呼吸感测装置560可以通过数据网络584(比如互联网或另一网络)与远程位置中的计算装置通信以将数据作为数据包、帧等进行交换。76.在一些实施例中，系统500还可以包括计算装置，比如服务器586(真实的或虚拟的)。在一些实施例中，服务器586可以远离呼吸感测装置560定位。服务器586可以与数据库588进行数据通信。数据库588可以用于存储多种不同的患者信息，比如本文中描述的那些信息。在一些实施例中，数据库具体地可以包括电子医疗数据库，其包含与患者的健康状态有关的数据、与多种不同病症相关联的数据模式(比如，通过对大的患者数据集的机器学习分析而生成)、人口统计学数据等。在一些实施例中，数据库588和/或服务器586或它们的组合可以存储由(多个)化学传感器生成的数据以及由机器学习分析生成的数据输出。77.在本文中多个不同的实施例中，在患者的呼吸样本与化学传感元件接触之前，可以对该呼吸样本进行一个或多个预处理步骤，该化学传感元件包括多个分立石墨烯变容二极管。举例来说，呼吸样本可以被加热、冷却、加湿、除湿、过滤、挥发、化学改性等。在一些特定的实施例中，呼吸样本中的成分可以与多种不同的试剂反应，以便产生的化合物挥发性更强并且可以更容易被如本文描述的包括石墨烯变容二极管的化学传感元件感测。78.现在参考图6，示出了根据本文中多个不同的实施例的呼吸感测装置560的一些部件的示意图。呼吸感测装置560可以包括主流道602(其可以附接到吹嘴和其他部件)，该主流道引导患者的呼吸沿箭头612的方向通过装置560。79.呼吸可以进入预处理腔604。在一些实施例中，预处理腔604可以包括加热元件606。在一些实施例中，预处理腔604可以包括能够实现多种不同的目的的填充的多孔介质。在一些实施例中，介质可以实现过滤功能。在一些实施例中，预处理腔604可以包括干燥剂。80.在预处理腔604之后，气体样本可以传递到包含石墨烯变容二极管的传感器腔608。在一些实施例中，控制电路系统610(包括本文参考图10至图11描述的测量电路系统)可以控制呼吸发送装置560的操作，包括本文描述的测量操作。81.在一些实施例中，预处理腔604中的介质可以浸渍有能够与呼吸的某些成分反应的反应物，以便产生比起始化合物更易挥发的物质，因此更容易被石墨烯变容二极管检测到。82.例如，可以形成比琥珀酸盐挥发性更强的琥珀酸盐反应产物。挥发性与物质的汽化物压力直接相关。在给定温度下，汽化物压力较高的物质比汽化物压力较低的物质更容易汽化。琥珀酸盐的汽化物压力为1.91x10‑7mmhg(25℃下)，意味着相对而言它不太容易汽化。琥珀酸的结构如下所示：[0083][0084]根据本文中多个不同的实施例，琥珀酸盐可以与选定的反应物反应，以便产生比琥珀酸盐更容易汽化的反应产物，并且琥珀酸盐的反应产物反映患者的呼吸样本中琥珀酸盐的浓度。在多个不同的实施例中，可以在反应中使用催化剂。[0085]在一些实施例中，琥珀酸盐的羧酸基团可以靶向与选定的反应物反应。作为一个示例，在不存在或存在催化剂(比如酸)或牺牲试剂(比如碳二亚胺试剂)的情况下，醇可以与羧酸基团反应，从而形成酯。琥珀酸二甲酯的汽化物压力为0.46mmhg(在25℃下)，这意味着它比琥珀酸盐更易挥发。琥珀酸盐与甲醇反应生成琥珀酸二甲酯的酯化反应的示例如下所示：[0086][0087]该酯化反应可以概括为：[0088][0089]其中，x是c1‑c18直链、支链、芳基或脂肪族，或c1‑c6直链、支链、芳基或脂肪族；其中，x可以被杂原子(o、n、s或p)间断或者是不间断的。[0090]作为另一示例，琥珀酸盐可以与胺(比如氨或伯胺或仲胺)反应形成酰胺或酰亚胺。琥珀酸与氨反应生成琥珀酰亚胺的示例如下所示：[0091][0092]作为另一示例，琥珀酸盐可以与过量酸酐反应形成双酸酐或与氟化组分反应形成氟化双酸酐。琥珀酸盐与三氟乙酸酐反应生成双酸酐的示例如下所示：[0093][0094]在一些实施例中，琥珀酸盐转化为具有较高汽化物压力的化合物可以通过多个不同的步骤进行。举例来说，在一些实施例中，该方法可以包括在呼吸样本与试剂反应之前使用单独的试剂将琥珀酸盐的羧酸基团转化为反应性更强的基团。在一些实施例中，产生反应性更强的基团的反应(及其试剂)可以在时间上和/或物理上与反应(及其试剂)分离，以产生具有更高汽化物压力的反应产物。然而，在一些实施例中，可以存在呼吸、活化试剂和最终试剂的混合物，其中琥珀酸盐简单地首先与活化试剂反应，然后与最终试剂反应(例如，在一些实施例中，试剂不需要在物理上和/或时间上彼此分离)。可以使用多种不同的化合物将琥珀酸盐(琥珀酸)转化为反应性更强的物质。在一些实施例中，在将琥珀酸盐转化为比起始化合物具有更高汽化物压力的反应产物之前，可以使用碳二亚胺试剂(包括但不限于二环己基碳二亚胺)将琥珀酸盐转化为反应性更强的物质。[0095]无论如何，反应产物可以包括比琥珀酸盐具有更高汽化物压力的产物。反应产物可以包括汽化物压力高于1.91x10‑7mmhg(在25℃下)、1x10‑6mmhg(在25℃下)、1x10‑5mmhg(25℃时)、1x10‑4mmhg(25℃下)、1x10‑3mmhg(25℃下)、1x10‑2mmhg(25℃下)、1x10‑1mmhg(25℃下)、1mmhg(25℃下)或10mmhg(25℃下)或落入前述任意汽化物压力之间的范围内的反应产物。[0096]本文设想了化学传感元件的多种不同的配置。现在参考图7，示出了根据本文中多个不同的实施例的化学传感元件700的示意性俯视平面图。化学传感元件700可以包括基材702。应当理解，基材可以由许多不同的材料形成。举例来说，基材可以由聚合物、金属、玻璃、陶瓷、纤维素材料、复合材料、金属氧化物等形成。基材的厚度可以变化。在一些实施例中，基材具有足够的结构完整性以进行处理，而没有可能导致损坏其上部件的不适当的挠曲。在一些实施例中，基材可以具有约0.05mm至约5mm的厚度。基材的长度和宽度也可以变化。在一些实施例中，长度(或主轴)可以是从约0.2cm至约10cm。在一些实施例中，宽度(垂直于主轴)可以是从约0.2cm至约8cm。在一些实施例中，化学传感元件可以是可抛弃式的。在一些实施例中，化学传感元件可以是可重复使用的。[0097]化学传感元件可以包括设置在基材702上的第一测量区704。在一些实施例中，第一测量区704可以限定第一气体流动路径的一部分。第一测量区(或呼吸样本区)704可以包括多个分立石墨烯变容二极管，这些分立石墨烯变容二极管可以感测比如呼吸样本等气态样本中的分析物。与第一测量区704分开的第二测量区(或环境样本区)也可以设置在基材702上。第二测量区706也可以包括多个分立石墨烯变容二极管。在一些实施例中，第二测量区706可以包括相同(在类型和/或数量上)的在第一测量区704内的分立石墨烯变容二极管。在一些实施例中，第二测量区706可以仅包括在第一测量区704内的分立石墨烯变容二极管的一个子组。在操作中，可以基于从第二测量区收集的数据(所述数据可以反映环境中存在的分析物)来校正或归一化从第一测量区收集的数据(所述数据可以反映所分析的气态样本)。然而，在一些实施例中，第一测量区和第二测量区都可以反映所分析的呼吸样本。在一些实施例中，不包括第二测量区。[0098]在一些实施例中，第三测量区(漂移控制区或见证区)708也可以设置在基材上。第三测量区708可以包括多个分立石墨烯变容二极管。在一些实施例中，第三测量区708可以包括相同(在类型和/或数量上)的在第一测量区704内的分立石墨烯变容二极管。在一些实施例中，第三测量区708可以仅包括在第一测量区704内的分立石墨烯变容二极管的一个子组。在一些实施例中，第三测量区708可以包括与第一测量区704和第二测量区706的那些不同的分立石墨烯变容二极管。在一些实施例中，不包括第三测量区708。第三测量区的方面在下面更详细地描述。[0099]第一测量区、第二测量区和第三测量区可以具有相同的尺寸或可以具有不同的尺寸。在一些实施例中，化学传感元件700还可以包括用于存储参考数据的部件710。存储参考数据的部件710可以是电子数据存储装置、光学数据存储装置、打印数据存储装置(比如打印代码)等。参考数据可以包括但不限于与第三测量区有关的数据。[0100]在一些实施例中，本文中实施的化学传感元件可以包括电触点(未示出)，这些电触点可以用于向化学传感元件700上的部件提供功率和/或可以用于读取关于测量区的数据和/或来自存储在部件710中的数据。然而，在其他实施例中，化学传感元件700上没有外部电触点。可以在美国专利申请号14/883,895中找到示例性化学传感元件的其他方面，该申请的全部内容通过援引并入本文。[0101]许多不同类型的电路可以用于从化学传感元件采集数据。应当理解，本文中实施的化学传感元件可以包括与无源无线感测技术兼容的化学传感元件。无源传感器电路1102和一部分读取电路1122的一个示例在图11中示意性地示出并且在以下进行更详细地讨论，然而，本文可以设想许多其他电路。[0102]现在参考图8，示出了根据本文中多个不同的实施例的测量区800的一部分的示意图。可以在测量区800内以阵列设置多个分立石墨烯变容二极管802。在一些实施例中，化学传感元件可以包括呈阵列配置在测量区内的多个分立石墨烯变容二极管。在一些实施例中，多个分立石墨烯变容二极管可以是相同的，而在其他实施例中，多个分立石墨烯变容二极管可以彼此不同。在美国公开申请号2014/0145735中更详细地描述了本文的分立石墨烯变容二极管，该申请的全部内容通过援引并入本文。[0103]在一些实施例中，分立石墨烯变容二极管可以是异质的，因为它们在其结合行为或关于特定分析物的特异性方面都是彼此不同的。在一些实施例中，一些分立石墨烯变容二极管可以是重复的以用于验证目的，但是在其他方面与其他分立石墨烯变容二极管异质。在又其他实施例中，分立石墨烯变容二极管可以是同质的。虽然图8的分立石墨烯变容二极管802以被组织成网格的方格示出，但是应当理解，分立石墨烯变容二极管可以采用许多不同的形状(包括但不限于多种不同的多边形、圆形、卵形、不规则形状等)，并且进而可以将分立石墨烯变容二极管组布置成许多不同的图案(包括但不限于星形图案、之字形图案、放射状图案、符号图案等)。[0104]在一些实施例中，特定的分立石墨烯变容二极管802在测量区的长度812和宽度814上的顺序可以基本上是随机的。在其他实施例中，该顺序可以是特定的。例如，在一些实施例中，可以对测量区进行排序，使得相对于用于分子量较高的分析物的特定的分立石墨烯变容二极管802(位于更靠近进入气流的位置)，用于分子量较低的分析物的特定的分立石墨烯变容二极管802位于更远离进入气流的位置。因此，可以利用可用于在具有不同分子量的化合物之间提供分离的色谱效应，以提供化学化合物与对应的分立石墨烯变容二极管的最佳结合。[0105]特定测量区内的分立石墨烯变容二极管的数量可以是从约1至约100,000。在一些实施例中，分立石墨烯变容二极管的数量可以是从约1至约10,000。在一些实施例中，分立石墨烯变容二极管的数量可以是从约1至约1,000。在一些实施例中，分立石墨烯变容二极管的数量可以是从约2至约500。在一些实施例中，分立石墨烯变容二极管的数量可以是从约10至约500。在一些实施例中，分立石墨烯变容二极管的数量可以是从约50至约500。在一些实施例中，分立石墨烯变容二极管的数量可以是从约1至约250。在一些实施例中，分立石墨烯变容二极管的数量可以是从约1至约50。[0106]适用于本文的分立石墨烯变容二极管中的每一个可以包括一个或多个电路中的至少一部分。举例来说，在一些实施例中，分立石墨烯变容二极管中的每一个可以包括一个或多个无源电路。在一些实施例中，可以包括石墨烯变容二极管，使得它们直接集成在电子电路上。在一些实施例中，可以包括石墨烯变容二极管，使得它们是结合到电路上的晶片。在一些实施例中，石墨烯变容二极管可以包括集成的读出电子设备，比如读出集成电路(roic)。电子电路的电特性(包括电阻和电容)可以在与来自呼吸样本的组分结合(比如，特定和/或非特定结合)时改变。[0107]在一些实施例中，本文实施的分立石墨烯变容二极管可以包括基于石墨烯的可变电容器(或石墨烯变容二极管)。现在参考图9，示出了根据本文中的实施例的石墨烯变容二极管900的示意图。应当理解的是，可以用多种不同的方式以多种不同的几何形状制备石墨烯变容二极管，并且图9示出的石墨烯变容二极管仅是根据本文中的实施例的一个示例。[0108]石墨烯变容二极管900可以包括绝缘体层902、栅电极904(或“栅极触点”)、介电层(图9中未示出)、一个或多个石墨烯层(比如石墨烯层908a和908b)以及接触电极910(或“石墨烯触点”)。在一些实施例中，(多个)石墨烯层908a‑b可以是连续的，而在其他实施例中，(多个)石墨烯层908a‑b可以是不连续的。栅电极904可以沉积在绝缘体层902中形成的一个或多个凹陷内。绝缘体层902可以由在硅基材(晶片)等上形成的绝缘材料比如二氧化硅形成。栅电极904可以由导电材料，比如铬、铜、金、银、钨、铝、钛、钯、铂、铱以及其任何组合或合金形成，其可以沉积在绝缘体层902的顶部或嵌入其中。介电层可以设置在绝缘体层902和栅电极904的表面上。(多个)石墨烯层908a‑b可以设置在介电层上。[0109]石墨烯变容二极管900包括八个栅电极指906a‑906h。应当理解的是，虽然石墨烯变容二极管900示出了八个栅电极指906a‑906h，但可以设想任何数量的栅电极指配置。在一些实施例中，单个石墨烯变容二极管可以包括少于八个栅电极指。在一些实施例中，单个石墨烯变容二极管可以包括超过八个栅电极指。在其他实施例中，单个石墨烯变容二极管可以包括两个栅电极指。在一些实施例中，单个石墨烯变容二极管可以包括1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个栅电极指。[0110]石墨烯变容二极管900可以包括设置在石墨烯层908a和908b的各部分上的一个或多个接触电极910。接触电极910可以由导电材料、比如铬、铜、金、银、钨、铝、钛、钯、铂、铱以及其任何组合或合金形成。示例性石墨烯变容二极管的其他方面可以在美国专利号9,513,244中找到，该专利的内容通过援引以其全文并入本文。[0111]可以通过在特定电压下和/或在电压范围内传递激励电流来测量石墨烯变容二极管的电容。测量电容提供了反映分析物与(多个)石墨烯变容二极管的结合状态的数据。可以使用多种不同的测量电路系统来测量(多个)石墨烯变容二极管的电容。[0112]现在参考图10，示出了根据本文中多个不同的实施例的用于测量多个石墨烯传感器的电容的电路系统的示意图。该电路系统可以包括与多路复用器1004电通信的电容到数字转换器(cdc)1002。多路复用器1004可以提供与多个石墨烯变容二极管1006的选择性电通信。与石墨烯变容二极管1006的另一侧的连接可以由开关1003控制(如由cdc控制)并且可以提供与第一数模转换器(dac)1005和第二数模转换器(dac)1006的选择性电通信。dac1005、1007的另一侧可以连接至总线装置1010，或者在某些情况下，连接至cdc1002。该电路系统可以进一步包括微控制器1012，其将在下面更详细地讨论。[0113]在此情况下，来自cdc的激励信号控制两个可编程数模转换器(dac)的输出电压之间的切换。dac之间的编程电压差确定了激励幅度，从而为测量提供了附加的可编程比例因子，并且允许测量比cdc规定的电容范围更大的电容。测量电容的偏置电压等于cdc输入处的偏置电压(通过多路复用器，通常等于vcc/2，其中，vcc是电源电压)与激励信号的平均电压之差，该差是可编程的。在一些实施例中，可以在dac输出处使用缓冲放大器和/或旁路电容以在切换期间维持稳定的电压。可以使用许多不同范围的dc偏置电压。在一些实施例中，dc偏置电压的范围可以是从‑3v至3v，或者从‑1v至1v，或者从‑0.5v至0.5v。[0114]可以基于电容数据来计算许多不同的方面。例如，可以计算的方面包括电容对电压的最大斜率、电容对电压的最大斜率在基线值上的变化、电容对电压的最小斜率、电容对电压的最小斜率在基线值上的变化、最小电容、最小电容在基线值上的变化、最小电容处的电压(狄拉克点)、最小电容处的电压变化、最大电容、最大电容的变化、最大电容与最小电容之比、响应时间常数、以及在不同的石墨烯传感器之间(特别是在对不同的分析物具有特异性的不同的石墨烯传感器之间)前述任何方面之比。[0115]以上计算的方面可以用于多种不同的诊断目的。在一些情况下，以上计算的方面可以指示气体样本中特定挥发性有机组分的身份和/或浓度。因此，以上计算值中的每一个计算值都可以用作形成给定受试者和/或给定气体样本的模式的一部分的独特数据片。另外如本文其他地方所描述的，然后可以将该模式对照现有模式或实时识别的模式、通过比如机器学习或其他技术等技术从较大的存储数据集导出的模式进行匹配，其中，将这种模式确定为表征多种不同的病症或疾病状态。以上计算的方面也可以用于其他目的(诊断和其他)。[0116]在一些实施例中，比如上述的那些计算等计算可以由控制器电路执行。控制器电路可以被配置成接收反映石墨烯变容二极管的电容的电信号。在一些实施例中，控制器电路可以包括微控制器以执行这些计算。在一些实施例中，控制器电路可以包括与测量电路电通信的微处理器。微处理器系统可以包括比如地址总线、数据总线、控制总线、时钟、cpu、处理装置、地址解码器、ram、rom等部件。在一些实施例中，控制器电路可以包括与测量电路电通信的计算电路(比如专用集成电路——asic)。[0117]另外，在一些实施例中，该系统可以包括存储有特定传感器的灵敏度校准信息的非易失性存储器。举例来说，传感器可以在生产设施中进行检验，在该生产设施处可以确定该传感器对多种不同的分析物(比如有机化合物(包括但不限于挥发性有机化合物))的灵敏度，然后将灵敏度存储在eprom或类似部件中。另外或可替代地，在将受试者数据发送到中心位置供分析时，灵敏度校准信息可以存储在中央数据库中，并附有传感器序列号以供参考。这些部件可以包括在本文所述的任何硬件中。[0118]在本文中的一些实施例中，各部件可以被配置为通过比如互联网或类似网络等网络进行通信。在各个实施例中，可以包括中央存储设备和数据处理设施。在一些实施例中，在存在受试者(本地)的情况下从传感器收集的数据可以通过互联网或类似网络发送至中央处理设施(远程)，并且来自被评估的特定受试者的模式可以与成千上万的其他受试者的模式进行比较，其他受试者中的许多受试者先前已被诊断有多种病症，并且其中，这种病症数据已经被存储。模式匹配算法可用于查找与当前受试者的模式最类似的其他受试者或受试者类(例如，疾病或病症特定类)。每一类受试者可以包括具有给定病症或疾病状态的预定可能性。以这种方式，在模式匹配之后，可以通过数据网络将具有给定病症或疾病状态的可能性返回提供给受试者当前所在的设施。[0119]在一些实施例中，电路系统可以包括有源和无源感测电路系统。这种电路系统可以实施有线(直接电接触)或无线感测技术。[0120]本文所述的呼吸感测系统可以包括用于从分立石墨烯变容二极管生成信号的多种不同的电路系统。这样的电路系统可以包括有源和无源感测电路系统。这种电路系统可以实施有线(直接电接触)或无线感测技术。现在参考图11，示出了根据本文中的多个不同的方面的无源传感器电路1102以及读取电路1122的一部分的示意图。在一些实施例中，无源传感器电路1102可以包括耦合到电感器1110的金属氧化物石墨烯变容二极管1104(其中，rs表示串联电阻并且cg表示变容二极管电容器)。在一些实施例中，读取电路1122可以包括具有电阻1124和电感1126的读取线圈。然而，应当理解的是，图10和图11中所示的电路仅是示例性方法。本文设想了许多不同的方法。在共同待决的美国专利申请号62/533,916中描述了另外的用于生理气体样本中的分析物感测的系统和方法，该申请通过援引以其全文并入本文。[0121]现在参考图12，示出了根据本文各个实施例的示出石墨烯变容二极管的电容与dc偏置电压的曲线图。可以通过在将化学传感器暴露于受试者的呼出气时使用lcr仪表在一定范围的偏置电压内测量电容来建立图12所示的电容与电压曲线。在一些实施例中，偏置电压的范围可以包括从‑3v至3v。在一些实施例中，dc偏置电压的范围可以是从‑2v至2v，或者从‑1.5v至1.5v，或者从‑1v至1v，或者从‑0.5v至0.5v。[0122]分类和模式匹配[0123]在多个不同的实施例中，可以感测和存储分立石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集。然后可以将样本数据集分类为一个或多个预先制定的出血分类。然而，在多个不同的实施例中，用于分类的样本数据集可以包括感测电容之外的关于受试者的附加数据。例如，样本数据集可以包括关于患者的可能存在的医学病症的信息(比如血友病、白血病、肝病、月经过多、血小板减少、血管性血友病、维生素k缺乏、肺癌等)。样本数据集还可以包括关于由受试者(当前或最近)使用的或用于受试者的治疗处理(比如手术或其他医疗程序、血液稀释药物、抗凝血药物、长期使用抗生素、放射疗法、阿司匹林等)的信息。用于分类的数据集中的其他数据可以包括性别、年龄、体重、已知病史项目等。用于分类的数据集中的其他数据可以包括脉搏率(搏动次数/min)、呼吸频率(呼吸次数/min)、尿量(ml/小时)、血乳酸浓度、损伤严重度评分(或类似疾病严重度评分)、apache‑ii评分(apache‑ii评分基于大量实验室值和考虑了急性和慢性疾病的患者体征，提供icu死亡率的估计)、glasgowcoma评分和cns症状。[0124]在一些实施例中，可以感测患者的收缩压，并且收缩压可以形成用于分类的样本数据集的一部分。在一些实施例中，阈值量以及测得的收缩压是否高于或低于阈值量可以用作样本数据集的一部分。例如，可以感测患者的收缩压是否小于90，并且可以将患者的收缩压用作用于分类的样本数据集的一部分。[0125]在一些实施例中，用于分类的附加数据可以包括受试者的先前外伤、受试者自受伤以来的时间、受试者的年龄以及受试者经受的症状中的至少一者。[0126]可以基于样本数据集及其适合的分类来决定多种不同的治疗决策。例如，在一些实施例中，进一步对样本数据集进行分析以识别受试者是否是要立即输液和/或转运到外科设施的人选。[0127]可以根据比如模式识别等许多不同的机器学习技术将样本数据集分类为一个或多个预先制定的病症分类(出血、缺氧状态等)。分类可以包括使用模式匹配或模式识别算法将样本数据集与一个或多个先前确定的模式进行比较以确定作为最佳匹配的模式，其中，作为最佳匹配的先前确定的特定模式指示患者的病症(出血、缺氧状态等)。[0128]举例来说，最初可以通过机器学习分析或另一类似的算法技术来标识大量患者数据集中的模式。与特定的病症分类相关联的模式可以从标记的“训练”数据(监督学习)或者在没有标记数据的情况下(无监督学习)导出。[0129]本文中使用的用于模式匹配的算法可以包括但不限于分类算法(预测分类标签的监督算法)、聚类算法(预测分类标签的无监督算法)、集成学习算法(用于将多个学习算法组合在一起的监督元算法)、用于预测任意结构标签集的通用算法、多线性子空间学习算法(使用张量表示来预测多维数据的标签)、实值序列标记算法(预测实值标签的序列)、回归算法(预测实值标签)以及序列标记算法(预测分类标签的序列)。[0130]分类算法可以包括参数算法(比如线性判别分析、二次判别分析和最大熵分类器)和非参数算法(比如决策树、核估计、朴素贝叶斯分类器、神经网络、感知器和支持向量机)。聚类算法可以包括分类混合模型、深度学习方法、分层聚类、k均值聚类、相关聚类和核主成分分析。集成学习算法可以包括增强、自举聚合、集合平均和专家混合。用于预测任意结构标签集的通用算法可以包括贝叶斯网络和马尔可夫随机场。多线性子空间学习算法可以包括多线性主成分分析(mpca)。实值序列标记算法可以包括卡尔曼滤波器和粒子滤波器。回归算法可以包括监督(比如高斯过程回归、线性回归、神经网络和深度学习方法)和无监督(比如独立成分分析和主成分分析)方法。序列标记算法可以包括监督(比如条件随机字段、隐马尔可夫模型、最大熵马尔可夫模型和递归神经网络)和无监督(隐马尔可夫模型和动态时间规整)方法。[0131]许多不同的分类可以用于本文中讨论的病症。本文中的分类可以包括但不限于给定病症的程度(比如不存在、轻度、严重)。本文中的分类可以包括但不限于存在给定病症的概率(比如，无迹象、低概率、高概率)。[0132](在没有出血的患者中)琥珀酸盐的正常血液浓度为约5μm至约32μm。参考magera等人，methylmalonicacidmeasuredinplasmaandurinebystable‑isotopedilutionandelectrospraytandemmassspectrometry[通过稳定同位素稀释和电喷雾串联质谱法测定血浆和尿液中的甲基丙二酸]，临床化学(clinchem.)2000年11月；46(11)：1804‑10。下面的表1中描述了一组基于琥珀酸盐浓度的示例性出血分类。[0133]出血分类琥珀酸盐浓度轻度出血>32μm且<0.1mm中度出血0.1mm至0.65mm严重出血>0.65mm[0134]表1[0135]应当理解，以上的表1中所示的范围仅是可以用于本文中出血分类的范围的一个示例，并且具体值可以在多种情形下变化。在一些实施例中，本文的分类可以简单地是二元的(所指示的有出血处理与所指示的无处理的对比)，其中用于分类的阈值(针对琥珀酸盐或另一种分析物)为0.05mm、0.075mm、0.1mm、0.125mm、0.15mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、1mm、1.25mm、1.5mm、1.75mm、2mm、3mm、5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、50mm或更高，或者为落入前述任意阈值之间的范围的量。[0136]方法[0137]本文设想了许多不同的方法，包括但不限于制造方法、使用方法、处理方法等。本文别处描述的系统/装置操作的各方面可以作为根据本文中多个不同的实施例的一种或多种方法的操作来执行。[0138]在一个实施例中，包括一种用于检测患者出血的方法，该方法从受试者获得呼气样本并且使呼气样本与化学传感元件接触，化学传感元件可以包括多个分立的石墨烯变容二极管；感测和存储分立石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集；以及将样本数据集分类为一个或多个预先制定的出血分类。[0139]在该方法的一个实施例中，预先制定的出血分类包括第i类出血、第ii类出血、第iii类出血和第iv类出血。在下面的表2中描述了各类出血。[0140][0141]表2[0142]在该方法的一个实施例中，患者是创伤患者。[0143]在该方法的一个实施例中，该方法可以包括：从受试者获取呼吸样本包括在至少10分钟的时间内至少获取两次呼吸样本。[0144]在该方法的一个实施例中，进一步对样本数据集进行分析以确定出血程度改善或恶化。[0145]在该方法的一个实施例中，感测和存储石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集是在一定偏置电压范围内执行的。[0146]在该方法的一个实施例中，偏置电压是从‑3v至3v。[0147]在该方法的一个实施例中，在偏置电压范围内，每个石墨烯变容二极管存储至少10个离散电容值。[0148]在该方法的一个实施例中，来自呼出气样本的有机化合物与分立石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。[0149]在该方法的一个实施例中，来自呼出气样本的挥发性有机化合物(voc)与分立石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。[0150]在该方法的一个实施例中，来自呼出气样本的柠檬酸循环化合物与分立石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。[0151]在该方法的一个实施例中，来自呼出气样本的琥珀酸盐与分立石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。[0152]在该方法的一个实施例中，琥珀酸盐和一种或多种试剂的反应产物与分立石墨烯变容二极管相接而对感测电容产生影响。[0153]在一个实施例中，进一步存储感测电容之外的关于受试者的附加数据以作为被分类的样本数据集的一部分。[0154]在一个实施例中，该方法可以进一步包括感测患者的收缩压，其中，收缩压形成用于分类的样本数据集的一部分。在一个实施例中，该方法可以进一步包括感测患者的收缩压是否小于90。[0155]在一个实施例中，附加数据可以包括以下至少一项、两项、三项、四项、五项或六项：受试者的先前外伤、自受试者受伤以来的时间、受试者的年龄、受试者经受的症状、心率、呼吸频率、血乳酸浓度、尿量、失血量、失血百分比、cns症状、损伤严重度评分(或类似疾病严重度评分)、apache‑ii评分、glasgowcoma评分等。[0156]在该方法的一个实施例中，进一步对样本数据集进行分析以识别受试者是否是要立即输液或转运到外科设施的人选。[0157]在一个实施例中，包括一种用于检测患者出血的方法，该方法从受试者获取呼吸样本；使呼吸样本与反应物接触，其中，反应物与呼吸样本中的琥珀酸盐反应形成反应产物，其中，反应产物表现出比琥珀酸盐更强的挥发性；使反应产物与化学传感元件接触，化学传感元件可以包括多个分立石墨烯变容二极管；感测和存储分立石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集；以及将样本数据集分类为一个或多个预先制定的出血分类。[0158]在一个实施例中，该方法可以进一步包括在反应物存在的情况下加热呼吸样本。[0159]在一个实施例中，该方法可以进一步包括在催化剂存在的情况下使呼吸样本与反应物接触。[0160]在该方法的一个实施例中，反应物选自由以下组成的组：c1‑c18醇、胺和酐。[0161]在该方法的一个实施例中，反应产物选自由酯、酰胺、酰亚胺和酸酐组成的组。[0162]在一个实施例中，该方法可以进一步包括：在与主要试剂反应之前使用单独的试剂将羧酸基团转化为反应性更强的基团。[0163]在一个实施例中，包括一种用于检测患者的缺氧状态的方法，该方法从受试者获取呼吸样本并且使呼吸样本与化学传感元件接触，化学传感元件可以包括多个分立石墨烯变容二极管；感测和存储分立石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集；以及将样本数据集分类为一个或多个预先制定的缺氧分类。[0164]缺氧分类可以包括但不限于乏氧性缺氧(低动脉po2)、贫血性缺氧(与血红蛋白结合的o2总量减少)、缺血性(或停滞)缺氧(血流量减少)以及组织毒性缺氧(由于细胞已经中毒，细胞无法利用o2)。[0165]本文中的实施例可以具体地包括对受试者(比如外伤患者、外科患者、出血患者、缺氧状态患者等)进行治疗的方法。该方法可以包括从受试者获取呼出气样本并且使呼出气样本与化学传感元件接触，化学传感元件包括多个分立石墨烯变容二极管。该方法可以包括感测和存储分立石墨烯变容二极管的电容以获取样本数据集。该方法可以包括将样本数据集分类为一个或多个预先制定的出血分类。该方法可以包括将化学传感元件响应(并且特别是与琥珀酸盐水平相关的化学传感元件响应)与预先制定的出血分类进行比较和/或关联。在该方法的一个实施例中，治疗包括立即输液。该方法可以进一步包括基于出血分类来对患者进行治疗。[0166]举例来说，下面的表3中提供了一组示例性分类以及相应的针对出血的可能治疗。[0167][0168]表3[0169]应当注意的是，如在本说明书和所附权利要求中所使用的，除非内容另外明确指明，否则单数形式“一个(a)”、“一个(an)”以及“该(the)”均包括复数指示物。还应注意，术语“或者”总体上所使用的意义包括“和/或”，除非内容另外明确指明。[0170]还应当注意的是，如在本说明书和所附权利要求中所使用的，短语“被配置”描述的是被构造或配置以便进行特定任务或采用特定配置的系统、设备或其他结构。短语“被配置”可以与其他类似短语(比如“被布置且配置”、“被构造且布置”、“被构造”、“被制造且布置”等互换使用。[0171]本说明书中的所有公开案和专利申请指示本发明所涉及的领域中的普通技术人员的水平。所有公开案和专利申请都通过援引并入本文，如同每个单独的公开案或专利申请被明确且单独地通过援引指明。[0172]本文中所描述的实施例不旨在是排他性的或将本发明限制为以下详细说明中所披露的精确形式。而是，这些实施例被选择和描述成使得本领域技术人员可以了解和明白这些原理和实践。因此，已经参考多个不同的特定和优选的实施例和技术描述了多个方面。然而应理解的是，在保持在本文的精神和范围内的同时可以进行许多变化和修改。当前第1页12当前第1页12
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