[发明专利]利用从视网膜回射的光非侵入式地测量物质的血液浓度的装置和方法

说明书

技术领域

本申请总体上涉及非侵入式地测量受试对象血液内的物质浓度的设备和方法，更具体而言，涉及非侵入式地测量受试对象血液内的葡萄糖浓度的设备和方法。

背景技术

在过去几十年内提出了用于解决对受试对象血液内的物质(例如葡萄糖)的水平进行非侵入式测量这一问题的许多系统。所有这些系统的主要缺点是信噪比极差，这要求计算负担很大的系统，并导致不一致且不可重复的结果。

此外，对血液内的物质(例如葡萄糖)进行非侵入式测量的常规系统没有考虑影响人类组织内的这种测量数据的各种参数。例如，利用了取自眼睛的测量数据的常规系统没有考虑眼睛参数(诸如瞳孔大小、眼睛的其它材料、在眼球内光的吸收或散射)的变化。具体地，专利号为6,494,576和5,820,557的美国专利提出了从原始辐射的光的强度中减去反射光的强度，并将该相减的值与葡萄糖浓度进行相关。

发明内容

在某些实施方式中，一种方法确定了受试对象血液内的物质浓度。该方法包括以下步骤：利用具有第一波长及第一功率的测量光束非侵入式地辐射所述受试对象的眼睛。所述测量光束的至少一部分从该眼睛的视网膜回射，由此产生具有所述第一波长的测量回射光束。该方法还包括如下步骤：利用具有第二波长及第二功率的基准光束非侵入式地辐射所述受试对象的眼睛。所述第二波长不同于所述第一波长。所述基准光束的至少一部分从该眼睛的视网膜回射，由此产生具有所述第二波长的基准回射光束。该方法还包括如下步骤：测量所述受试对象的体温及所述受试对象的环境温度二者中的至少一方。该方法还包括如下步骤：检测所述测量回射光束的功率。该方法还包括如下步骤：检测所述基准回射光束的功率。该方法还包括如下步骤：计算所检测到的所述测量回射光束的功率与所述第一功率的测量比值。该方法还包括如下步骤：计算所检测到的所述基准回射光束的功率与所述第二功率的基准比值。该方法还包括如下步骤：计算取决于所述测量比值及所述基准比值的参数。该方法还包括如下步骤：响应于所计算出的参数并响应于所述体温及所述环境温度二者中的至少一方，来确定所述受试对象血液内的物质浓度。

在某些实施方式中，一种装置测量了受试对象血液内的物质浓度的。该装置包括：至少一个光源，其生成具有第一波长的光并生成具有第二波长的光。所述第二波长不同于所述第一波长。该装置还包括：光学系统，其将具有所述第一波长的光的至少一部分导向所述受试对象的眼睛作为具有第一功率的测量光束。所述测量光束的至少一部分从所述受试对象的视网膜回射。该光学系统将具有所述第二波长的光的至少一部分导向所述受试对象的眼睛作为具有第二功率的基准光束。所述基准光束的至少一部分从所述受试对象的视网膜回射。该装置还包括：检测器系统，其接收所述测量光束的回射部分及所述基准光束的回射部分。所述检测器系统通过生成表示所接收的所述测量光束的回射部分的功率的第一信号对所接收的所述测量光束的回射部分进行响应。所述检测器系统通过生成表示所接收的所述基准光束的回射部分的功率的第二信号对所接收的所述基准光束的回射部分进行响应。该装置还包括：至少一个温度检测器，其对所述受试对象的体温及所述受试对象的环境温度二者中的至少一方进行测量，并生成表示所述体温及所述环境温度二者中的至少一方的至少一个信号。该装置还包括：计算系统，其接收所述第一信号、所述第二信号及所述至少一个信号。所述计算系统计算所述第一功率与所接收的所述测量光束的回射部分的功率的第一比值。所述计算系统计算所述第二功率与所接收的所述基准光束的回射部分的功率的第二比值。所述计算系统计算取决于所述第一比值及所述第二比值的参数，并响应于所计算出的参数及所述至少一个信号来确定所述受试对象血液内的物质浓度。