[发明专利]葡萄糖传感器

说明书

技术领域

本发明涉及生命体中的葡萄糖浓度的非侵入式测量，尤其涉及使用所谓的代谢热整合方法的血糖浓度的非侵入式测量。

背景技术

使用公知的代谢热整合(MHC)方法的血糖浓度的非侵入式确定依赖于对葡萄糖的氧化代谢的测量，通过上述测量可推导出血糖浓度。由葡萄糖氧化产生的体热基于毛细血管血糖与向组织细胞的氧供给的精确平衡。MHC方法利用该关系通过测量体热和氧供给估算血糖。该关系可以如下方程表示：

[葡萄糖浓度]＝函数[产生的热，血液流速，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)使用量热计测量，Hb和HbO₂浓度通常由皮肤的光谱反射系数确定。使用公知的MHC方法，血液流速由皮肤的导热率估算，该导热率通过测量从组织样本例如指尖通过皮肤传递到两个热敏电阻器的热量探测。

Cho等人(“Non-invasive Measurement of Glucose by MetabolicHeat Conformation Method”，Clinical Chemistry，50(10)，1894-1898(2004))已经证明MHC方法确实可用于非侵入式葡萄糖检测。血液流速通过确定导热率和对流计算。然而，导热率的测量取决于组织样本的水分。除非水分首先确定，否则与计算出的血液流速相关的误差可变得相当大。

组织样本的水浓度可通过在接触的最开始的2秒过程中观察导热率的变化测量。然而，确定血液流速的问题此时变为准确确定一个以上的参数的问题。因此，本发明的目的是提供一种用于非侵入式地测量生命体中的葡萄糖浓度的系统，其中，血液流速的确定直接进行，且依赖于单个参数，从而提高了使用MHC方法测量葡萄糖浓度的精度。

发明内容

根据本发明，提供了一种用于非侵入式地测量生命体中的葡萄糖浓度的系统，所述系统包括：用于测量所述生命体的体热的温度感应装置；用于测量所述生命体的血液中的血红蛋白和氧合血红蛋白的浓度的装置；用于产生测量光束并使用测量光束辐射所述生命体的一部分的辐射装置；用于收集由所述生命体反射的测量光束辐射的探测器装置；用于由所述反射测量光束辐射确定所述生命体中的血液流速的装置；以及用于根据所述体热、所述血红蛋白和氧合血红蛋白浓度、和所述血液流速确定所述生命体中的葡萄糖浓度的装置。

在本发明的第一示例性实施例中，所述用于确定血液流速的装置包括自混合干涉测量装置，其中，所述血液流速根据入射到所述生命体的所述部分上的辐射与从该部分上反射的辐射的干涉确定。

在本发明的一个优选实施例中，在使用自混合干涉测量装置的情况下，该测量装置可被提供用于确定源自由所述探测器装置收集的测量光束辐射的信号的振荡速率，所述振荡速率取决于源自由所述探测器装置收集的所述测量光束辐射的斑纹图案的变化、且表示所述生命体的心跳。因此，有利地，心跳和血液流速大致同时被测量。在这种情况下，葡萄糖测量可更为准确，这是因为可观察实时变化的血液流速，而非时间平均结果(如使用热扩散方法确定血液流速的现有技术MHC方法)。

在本发明的可选示例性实施例中，所述用于确定血液流速的装置包括光学多普勒层析成像测量装置，其中，所述血液流速根据从所述生命体的所述部分反射的辐射的频率变化确定。

有利地，用于测量血红蛋白和氧合血红蛋白的浓度的装置包括光学装置，所述光学装置可包括光谱反射光谱装置、拉曼光谱装置、光声光谱装置、热发射光谱装置或光学相干层析成像装置中的一个或多个。

因此，由于血液流速通过光学装置确定，从而它取决于单个参数即探测信号，使得血液流速和葡萄糖浓度可被更快速和更准确地测量出。

优选地，所述辐射装置包括激光腔。

优选地，所述测量光束包括激光束。

优选地，所述探测器装置包括激光腔和/或光电探测器。

优选地，所述生命体的所述部分放置在激光束的焦平面上。

优选地，所述组织样本是指尖。

优选地，所述测量光束辐射具有大致在470-950nm范围内的波长。

本发明的这些和其他方面通过参看在此描述的实施例而变得显而易见、并通过这些实施例被阐述。

附图说明

下面，仅通过示例和参看附图描述本发明的实施例，附图包括：

图1是根据本发明的用于确定血糖浓度的装置的示意性图示；以及

图2是自混合干涉装置的示意性图示。

具体实施方式