物质浓度监测设备和方法技术

一种物质浓度监测方法包括：使用加热和/或冷却元件诱导身体表面温度随时间推移发生周期变化，并且产生随时间变化的温度的函数，以便展现出周期性振荡的温度相对于时间的导数。在所述身体的所述表面展现出所述振荡的周期导数时测量从所述身体吸收或放射的中红外辐射。所述方法包括：基于所述MIR辐射测量结果确定测量值，以及基于与所述测量值的相关性确定所述身体中物质的浓度。一种物质浓度监测设备包括处理器，所述处理器发起连续监测所述浓度或所述测量值是否在容许度内的操作。所述操作还包括：当所述浓度或所述测量值在所述容许度之外时生成警告输出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请根据美国法典第35篇第119条要求2014年6月19日提交且标题为“ContinuousNoninvasiveGlucometer”的美国临时专利申请号62/014,518以及2014年7月25日提交且标题为“ContinuousNoninvasiveGlucometer”的美国临时专利申请号62/028,884的优先权益，每个申请的内容以引用的方式整体并入本文。背景使用红外(“IR”)辐射的光谱技术是现有技术已知的并且已经广泛用于以非侵入方式测量身体中所关注物质的浓度。特别关注的一个领域是使用这些技术以非侵入方式测量人血流中的葡萄糖和其他组分的浓度。若干专利和专利申请公开了使用红外检测系统和方法以非侵入方式测量血流中的物质(例如像葡萄糖)的浓度的方法。2010年9月15日提交且标题为“Methodfornon-invasiveanalysisofasubstanceconcentrationwithinabody”的美国专利申请号12/883,063描述测量身体中的物质(诸如葡萄糖)的浓度的方法。所描述方法包括：将身体的表面的温度从第一温度改变到第二温度，然后将身体的表面的温度从第二温度改变回到第一温度。所述方法包括：以预定时间间隔测量从身体的表面吸收或放射的在第一波长带内的第一红外(“IR”)辐射量和从身体的表面吸收或放射的在第二波长带内的第二IR辐射量。所述测量在身体的表面的温度从第二温度改变回到第一温度的时间段期间进行。物质的浓度可基于测量结果来确定。美国专利申请号12/883,063的内容特此以引用的方式整体并入。概述物质浓度监测方法包括：使用加热和/或冷却元件根据由元件接收的周期信号诱导身体的表面的温度(T)随时间(t)推移发生周期变化，并且产生随时间(t)变化的温度(T)的函数，以便展现出周期性振荡的温度相对于时间的导数(dT/dt)。在身体的表面展现出振荡的周期dT/dt时测量从身体吸收或放射的中红外(MIR)辐射。所述方法包括：基于MIR辐射测量结果确定测量值并且基于与测量值的相关性确定身体中物质的浓度。物质浓度监测设备包括：处理器、加热和/或冷却元件、红外传感器以及处理器可访问的存储器。存储器存储指令，指令在由处理器执行时致使处理器发起操作，所述操作包括生成周期信号，所述周期信号被配置来控制加热和/或冷却元件，从而诱导身体的表面的温度(T)随时间(t)推移发生周期变化，并且产生随时间(t)变化的温度(T)的函数，以便展现出周期性振荡的温度相对于时间的导数(dT/dt)。指令还包括：在身体的表面展现出振荡的周期dT/dt时从红外传感器收集数据，所述数据由从身体吸收或放射的在第一波长带内的中红外(MIR)辐射的测量结果以及从身体吸收或放射的在第二波长带内的MIR参考辐射的测量结果产生，在第一波长带内，物质对MIR放射或吸收有影响，在第二波长带内，物质对MIR放射或吸收没有影响或具有可忽略的影响。指令还包括：基于MIR辐射数据和MIR参考辐射数据确定测量值，以及基于与测量值的相关性确定身体中物质的浓度。另一种物质浓度监测设备包括处理器和处理器可访问的存储器。存储器存储指令，指令在由处理器执行时致使处理器发起操作，所述操作包括：基于多个中红外(MIR)测量集生成指示身体中物质的相应浓度的对应的接连多个数据参数。所述多个MIR测量集中的每个MIR测量集包括身体的表面的在第一波长带内的MIR测量结果和身体的表面的在第二波长带内的MIR测量结果，在第一波长带内，物质对MIR放射或吸收有影响，在第二波长带内，物质对MIR放射或吸收没有影响或具有可忽略的影响。指令包括：通过确定身体中物质的浓度或接连多个数据参数是否在容许度内来连续监测浓度。指令还包括：在浓度中的一个或多个或接连多个数据参数中的一个或多个在容许度之外时生成警告输出。另一种物质浓度监测方法包括：将连续监测设备附接到身体，以及基于利用紧固到身体的连续监测设备收集的多个中红外(MIR)测量集生成指示身体中物质的相应浓度的对应的接连多个数据参数。所述多个MIR测量集中的每个MIR测量集包括身体的表面的在第一波长带内的MIR测量结果和身体的表面的在第二波长带内的MIR测量结果，在第一波长带内，物质对MIR放射或吸收有影响，在第二波长带内，物质对MIR放射或吸收没有影响或具有可忽略的影响。所述方法包括：通过确定身体中物质的浓度或接连多个数据参数是否在容许度内来连续监测浓度。所述方法还包括：在浓度中的一个或多个或接连多个数据参数中的一个或多个在容许度之外时生成警告输出。再一种物质浓度监测设备包括：壳体、附接到壳体的至少一个MIR检测器、附接到壳体的环状加热和/或冷却元件以及与环状加热和/或冷却元件热连通的导热环。所述设备包括透射窗口结构，所述透射窗口结构附接到壳体，使得MIR检测器的视线穿过透射窗口结构，透射窗口结构的表面和导热环的表面在壳体外部沿着同一平面对齐。附图简述下文参照以下附图描述一些实施方案。参考图1，描绘了用于连续监测身体中物质的浓度的可佩戴系统的实施方案的框图并将所述框图总体标示为100。参考图2，描绘了用于连续监测身体中物质的浓度的系统的实施方案并将其总体标示为200。参考图3，描绘了检测构型的实施方案并将其总体标示为300。参考图4，描绘了加热和/或冷却窗口组件的实施方案并将其总体标示为400。参考图5，描绘了用于连续监测身体中物质的浓度的系统的实施方案并将其总体标示为500。参考图6，描绘了用于图5的系统的另一种窗口组件的实施方案并将其总体标示为600。参考图7A和7B，描绘了周期信号和对应的周期温度变化的实施方案。详述本文公开以非侵入方式监测身体内所关注物质的浓度的系统和方法。所述监测连续地进行。作为一个实例，本文所述的实施方案可用于连续监测人的血液中的葡萄糖的浓度。本文所述的实施方案中的一些可佩戴达范围从若干分钟到若干天的时间段。红外测量可在中红外(MIR)范围内进行，在此范围内，红外光谱展现出约6微米(μm)至约15微米的波长。参考图1，描绘了用于连续监测身体中物质的浓度的可佩戴系统的实施方案的框图并将所述框图总体标示为100。系统100可包括控制器110、电源122、显示装置124、无线发射器126、中红外(MIR)检测器组件130、加热和/或冷却窗口组件150以及附接机构170。MIR检测器130可包括预组装传感器和光学元件(未示出)。例如，光学元件可包括透镜，并且可将原IR辐射聚焦在传感器上以便检测辐射。在其他实施方案中，光学元件可以是窗口。控制器可包括处理器112和存储器114。处理器112可包括能够接收和处理数据的任何电路。例如，处理器112可包括微处理器、微控制器、外围接口控制器(PIC)、数字信号处理器(DSP)、另一种类型的处理元件或其任意组合。存储器114可包括一个或多个寄存器、高速缓冲存储器、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM),、固态存储器、磁盘存储器、另一种类型的易失性或非易失性存储器或其任意组合。处理器112和存储器114中的一个或两个可使用电路逻辑、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、另一种类型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物质浓度监测方法，其包括：使用加热和/或冷却元件根据由所述元件接收的周期信号诱导身体的表面的温度(T)随时间(t)推移发生周期变化，并且产生随时间(t)变化的温度(T)的函数，以便展现出周期性振荡的温度相对于时间的导数(dT/dt)；在所述身体的所述表面展现出所述振荡的周期dT/dt时测量从所述身体吸收或放射的中红外(MIR)辐射；基于所述MIR辐射测量结果确定测量值；以及基于与所述测量值的相关性确定所述身体中物质的浓度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.19 US 62/014,518;2014.07.25 US 62/028,8841.一种物质浓度监测方法，其包括：使用加热和/或冷却元件根据由所述元件接收的周期信号诱导身体的表面的温度(T)随时间(t)推移发生周期变化，并且产生随时间(t)变化的温度(T)的函数，以便展现出周期性振荡的温度相对于时间的导数(dT/dt)；在所述身体的所述表面展现出所述振荡的周期dT/dt时测量从所述身体吸收或放射的中红外(MIR)辐射；基于所述MIR辐射测量结果确定测量值；以及基于与所述测量值的相关性确定所述身体中物质的浓度。2.如权利要求1所述的方法，其中所述测量值还基于所述振荡的周期dT/dt。3.如权利要求2所述的方法，其中所述测量值与葡萄糖浓度相关。4.如权利要求1所述的方法，其中测量IR辐射包括：在正dT/dt(向上倾斜的温度变化)期间在一定温度下测量所述MIR辐射；以及在负dT/dt(向下倾斜的温度变化)期间在同一温度下测量所述MIR辐射。5.如权利要求1所述的方法，其中测量IR辐射包括：在正dT/dt(向上倾斜的温度变化)期间在一定温度下测量第一MIR辐射，所述测量在第一波长带内进行，在所述第一波长带内，所述物质对MIR放射或吸收有影响；在所述正dT/dt期间在所述温度下测量第一参考MIR辐射，所述测量在第二波长带内进行，在所述第二波长带内，所述物质对MIR放射或吸收没有影响或具有可忽略的影响；在负dT/dt(向下倾斜的温度变化)期间在所述温度下测量第二MIR辐射，所述测量在所述第一波长带内进行；以及在所述负dT/dt期间在所述温度下测量第二参考IR辐射，所述测量在所述第二波长带内进行。6.如权利要求5所述的方法，其中确定所述测量值包括：将所述第一MIR辐射测量结果和所述第二MIR辐射测量结果以及所述第一参考MIR辐射测量结果和所述第二参考MIR辐射测量结果包括在产生所述测量值的方程中，并且所述方法还包括：生成所述测量值与所述物质浓度的相关性。7.如权利要求1所述的方法，其还包括：在测量所述MIR辐射的时候确定dT/dt，并且将dT/dt包括在与所述物质浓度相关的所述测量值中。8.一种物质浓度监测设备，其包括：处理器；加热和/或冷却元件；红外传感器；以及存储器，其是所述处理器可访问的，所述存储器存储指令，所述指令在由所述处理器执行时致使所述处理器发起操作，所述操作包括：生成周期信号，所述周期信号被配置来控制所述加热和/或冷却元件，从而诱导身体的表面的温度(T)随时间(t)推移发生周期变化，并且产生随时间(t)变化的温度(T)的函数，以便展现出周期性振荡的温度相对于时间的导数(dT/dt)；在所述身体的所述表面展现出振荡的周期dT/dt时从所述红外传感器收集数据，所述数据由从所述身体吸收或放射的在第一波长带内的中红外(MIR)辐射的测量结果以及从所述身体吸收或放射的在第二波长带内的MIR参考辐射的测量结果产生，在所述第一波长带内，物质对MIR放射或吸收有影响，在所述第二波长带内，所述物质对MIR放射或吸收没有影响或具有可忽略的影响；基于所述MIR辐射数据和所述MIR参考辐射数据确定测量值；以及基于与所述测量值的相关性确定所述身体中所述物质的浓度。9.如权利要求8所述的设备，其中所述处理器操作还包括：通过确定所述身体中所述物质的所述浓度或所述测量值是否在容许度内来监测所述浓度；以及当所述浓度或所述测量值在所述容许度之外时生成警告输出。10.如权利要求9所述的设备，其还包括无线发射器，其中所述处理器操作还包括：通过所述无线发射器将所述警告输出发送到远程装置以显示警告。11.如权利要求10所述的设备，其中所述远程装置包括移动电话，并且所述警告输出指示所述远程装置将要联系紧急服务。12.如权利要求8所述的设备，其中所述测量值还基于所述振荡的周期dT/dt。13.如权利要求12所述的设备，其中所述测量值与葡萄糖浓度相关。14.如权利要求8所述的设备，其中从所述红外传感器收集所述数据包括：在正dT/dt(向上倾斜的温度变化)期间在一定温度下收集所述数据；以及在负dT/dt(向下倾斜的温度变化)期间在同一温度下收集所述数据。15.如权利要求14所述的设备，其中确定所述测量值包括：将在所述正dT/dt和所述负dT/dt两者期间收集的所述MIR辐射数据和所述MIR参考辐射数据包括在产生所述测量值的方程中。16.如权利要求14所述的设备，其中所述周期信号被配置来产生所述加热和/或冷却元件在所述正dT/dt和所述负dT/dt两者期间恒定的温度变化率(dT/dt)。17.如权利要求8所述的设备，其中收集所述数据还包括在测量所述MIR辐射的时候确定dT/dt，并且确定所述测量值还包括将dT/dt包括在与所述物质浓度相关的所述测量值中。18.如权利要求8所述的设备，其中所述周期信号被配置来产生所述加热和/或冷却元件的对应于方波、三角波、正弦波或其组合的周期温度模式。19.一种物质浓度监测设备，其包括：处理器；以及存储器，其是所述处理器可访问的，所述存储器存储指令，所述指令...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·格尔丽兹，E·兰达，
申请(专利权)人：格鲁科威斯塔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US