血糖浓度的无创测量系统技术方案

在活体对象中无创测量葡萄糖浓度的系统和方法，包括热发射谱设备（ＴＥＳ）１０、光学相干断层扫描设备（ＯＣＴ）２０和近红外散射反射设备（ＮＩＤＲ）。ＴＥＳ　１０产生表示葡萄糖吸收的信号，从该信号确定血糖浓度，且该ＯＣＴ设备２０产生表示活体对象一部分的散射系数的信号，从该信号确定血糖浓度。ＴＥＳ和ＯＣＴ设备产生的信号与测量体热和对象表面温度的传感器产生的信号一起用于代谢热合成（ＭＨＣ）方法确定血糖浓度。本系统可以包括光声传感器，用于产生表示热弹性皮肤属性的信号，从该信号也可以确定血糖浓度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种在活体对象中无创测量血糖浓度的系统。通常有创地获取血液样本并将样本传送到试验室或手持设备上进行分析，以确定血液葡萄糖的浓度。活体中血糖浓度的测量比较复杂，因为其受到若干生理和其他变量的干扰，这些变量可以完全地影响(overwhelm)血糖信号。因为它们对测量信号有非线性作用，它们依赖于对象的空间位置而变化，它们会随时间变化或随不同人而变化，所以很难消除这些干扰。一种确定血糖浓度的无创方法使用已知的代谢热整合(MHC)法，如Cho等人的论文(2004年Clinical Chemistry，50(10)，1894-1898页“Non-invasiveMeasurement of Glucose by Metabolic Heat Conformation Method”)中描述的。这种方法依赖于测量葡萄糖的氧化代谢，从中推导血糖浓度。血糖氧化产生的体热基于毛细血管葡萄糖和给组织细胞的氧气供应的微妙平衡。MHC方法通过测量身体热和氧气供应使用这种关系来估计血糖。该关系可以用下面的公式表达：[葡萄糖浓度]＝函数[产生的热，血流速度，Hb，HbO2]其中Hb和HbO2分别表示血红蛋白和氧合血红蛋白浓度。产生的热(即，体热)通过温度计测量，而通常从皮肤的频谱反射率来确定Hb和HbO2浓度。使用已知的MHC方法，从皮肤的热传导性来估计血流速度，并且此热传导性通过测量从诸如指尖的组织样本的皮肤传导到两个热敏电阻的热来探测。使用MHC方法的葡萄糖浓度测量的精确度因此依赖于各具有相关的不精确度的各种测量，包括皮肤的热传导性，其依赖于组织样本的含水量。除非首先确定含水量，否则与计算的血流速度相关的不精确度就变得很大。本专利技术的一个目的在于提供一种在活体内无创测量血糖浓度的系统，其提供了比公知的MHC方法更高的精确度。-->依照本专利技术的系统，提供了一种在活体内无创地测量血糖浓度的系统，包括：a.确定对象体热的装置，b.确定所述活体对象的血液中血红蛋白和氧合血红蛋白浓度的装置，以及c.确定所述活体对象的血流速度的装置，以及作为所述体热、所述血红蛋白和氧合血红蛋白的浓度和所述血流速度的函数确定所述活体对象中血糖浓度的装置；以及多个分光镜设备，每个都产生表示血糖浓度的信号，用于从表示血糖浓度的信号确定血糖浓度的装置，并且其中分光镜装置中的至少一个产生还表示下面一个或多个的信号：d.活体对象血液中血红蛋白和氧合血红蛋白的浓度；e.活体对象的体热；f.环境温度；g.所述活体对象的血流速度，其中表示d到g中一个或多个的信号被传送到装置a到c中至少一个上，并用于确定血糖浓度。本专利技术的系统在实施MHC方法之外还提取光谱信息，以确定血糖浓度值。因此确定的血糖浓度值具有较少共有干扰，并可以使用来自其他技术的信息补偿某种技术的缺点或干扰。因此可以实现更准确的血糖浓度确定。优选的，分光镜设备之一包括：x)探测器，用于探测所述活体对象发射的热辐射谱，并产生表示葡萄糖吸收的信号。热发射光谱学(TES)是如US5666956中公开的一种无创确定葡萄糖浓度的方法。以此方法，就可以在电磁频谱的红外部分测量人体的热或黑体辐射；发现得到的强度和频谱测量数据是辐射对象的温度和状态的特征。优选的，分光镜设备之一包括：y)辐射器，以测量束照射活体对象的一部分，以及探测器，收集所述活体对象散射的辐射束，并产生表示对象的部分散射系数的信号。-->优选的，该测量束在近红外频谱中并更加优选的具有多个波长。这种设备的例子是光学相干断层扫描(OCT)设备，光多普勒断层扫描设备或近红外漫射反射比(NIDR)设备。术语“近红外”指0.70到2.5μm之间波长的光。更优选的，该分光镜设备包括干涉滤光装置，用于空间地分开所述热发射谱以创建多个频谱模式，并依赖于葡萄糖或其他分析物，对多个所述频谱模式中的每个测量第一参考波长集和第二波长集的频谱强度，且从中确定葡萄糖或其他分析物的浓度。以多个波长测量参考和葡萄糖信号，并在频谱装置的其他部分获得更多信息，就得到葡萄糖浓度的更高精确度。测量包含其他分析物信息的频谱部分允许校正来自其他分析物的干扰，由此进一步增加了葡萄糖浓度测量的精确度。优选的，x)探测器产生的信号还表示活体对象血液中血红蛋白和氧合血红蛋白的浓度。表示血红蛋白和氧合血红蛋白浓度的信号可用作确定血红蛋白和氧合血红蛋白浓度的装置的输入信号。优选的，x)的探测器产生的信号还表示活体对象的体热。表示体热的信号可用作确定对象体热的装置的输入信号。优选的，x)的探测器产生的信号还表示环境温度。表示环境温度的信号可用作确定对象体热的装置的输入信号。优选的，y)的探测器产生的信号表示所述活体对象的血流速度。表示活体对象血流速度的信号可用作确定所述活体对象血流速度的装置的较高精度的输入信号。本专利技术还涉及无创确定活体对象中血糖浓度的方法，包括下面的步骤：m.确定对象的体热，n.确定所述活体对象的血液中血红蛋白和氧合血红蛋白浓度，以及o.确定所述活体对象的血流速度，以及作为所述体热、所述血红蛋白和氧合血红蛋白浓度和所述血流速度的函数确定所述活体对象中血糖浓度的装置；以及从多个分光镜设备产生表示血糖浓度的信号，并从其确定血糖浓度，-->至少一个信号还表示下面一个或多个：p.活体对象血液中血红蛋白和氧合血红蛋白的浓度；q.活体对象的体热；r.环境温度；s.关于所述活体对象的血流速度；以及在步骤m到o的至少一个中使用表示p到s中一个或多个的(多个)信号。本专利技术的这些和其他方面将参照下面的实施例变得显而易见。本专利技术的实施例将参照附图仅通过例子的方式进行描述，其中：图1示出本专利技术的系统的第一实施例；图2示出本专利技术的系统的第二实施例。参照图1，示出的系统用于活体对象的手指1。系统包括简化的基于热发射光谱(TES)的设备10，其中如液晶面板的空间光调制器(SLM)11、数字显示器或硅上液晶显示器(LCOS显示器)与衍射光栅12结合使用。从手指1发射的黑体辐射13(即热发射谱)通过衍射光栅12依照构成波长14而空间地组织。光栅12分开空间上混合的波长13的谱，并按照构成谱的波长的顺序来重新空间地设置谱。这种“组织的频谱”14随后通过第一透镜系统15而汇聚在SLM 11上。组织频谱14的各个部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无创测量活体对象中血糖浓度的系统，包括：　ａ．确定该对象的体热的装置，　ｂ．确定所述活体对象的血液中血红蛋白和氧合血红蛋白浓度的装置，以及　ｃ．确定所述活体对象的血流速度的装置，以及作为所述体热、所述血红蛋白和氧合血红蛋白浓度以及所述血流速度的函数确定所述活体对象中血糖浓度的装置；以及　多个分光镜设备，每个都产生表示血糖浓度的信号，用于从表示血糖浓度的信号确定该血糖浓度的装置，并且其中该分光镜装置中的至少一个产生还表示下面的一个或多个的信号：　ｄ．该活体对象血液中血红蛋白和氧合血红蛋白的浓度；　ｅ．该活体对象的体热；　ｆ．环境温度；　ｇ．所述活体对象的血流速度，　其中表示ｄ到ｇ中一个或多个的信号被传送到装置ａ到ｃ中的至少一个，并用于确定该血糖浓度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2005-12-22 05301095.51、一种无创测量活体对象中血糖浓度的系统，包括：
a.确定该对象的体热的装置，
b.确定所述活体对象的血液中血红蛋白和氧合血红蛋白浓度的装置，
以及
c.确定所述活体对象的血流速度的装置，以及作为所述体热、所述血
红蛋白和氧合血红蛋白浓度以及所述血流速度的函数确定所述活体对象中
血糖浓度的装置；以及
多个分光镜设备，每个都产生表示血糖浓度的信号，用于从表示血糖
浓度的信号确定该血糖浓度的装置，并且其中该分光镜装置中的至少一个
产生还表示下面的一个或多个的信号：
d.该活体对象血液中血红蛋白和氧合血红蛋白的浓度；
e.该活体对象的体热；
f.环境温度；
g.所述活体对象的血流速度，
其中表示d到g中一个或多个的信号被传送到装置a到c中的至少一
个，并用于确定该血糖浓度。
2、根据权利要求1的系统，其中，所述分光镜设备之一包括：
x)探测器，用于探测所述活体对象发射的热辐射谱，并产生表示葡萄
糖的吸收的信号。
3、根据权利要求1的系统，其中，所述分光镜设备之一包括：
y)辐射器，用于以测量束照射该活体对象的一部分，以及探测器，用
于收集所述活体对象散射的测量束辐射，并产生表示该对象的一部分的散
射系数的信号。
4、根据权利要求3的系统，其中，所述测量束在近红外谱中和/或具
有多个波长。
5、根据前述权利要求1的系统，其中，所述分光镜设备之一包括：
z)源，用于脉冲照射该活体对象的一部分，以及探测器，用于探测由
该脉冲照射产生的声压力波，并产生表示皮肤热弹性属性的信号。
6、根据权利要求3或5的系统，其中表示该散射系数的信号用于将表
示该皮肤热弹性属性的信号中的皮肤热弹性属性...

【专利技术属性】
技术研发人员：M巴利斯特雷里，M范赫佩恩，A范格什，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]