[发明专利]非侵入性检测影响生物组织结构性质的疾病的设备和方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请涉及并要求美国临时专利申请号61/410,825、61/410,827、61/410,830、61/410,831、61/410,833、61/410,834、61/410,835和61/410,839的权益，其均提交于2010年11月5日，并且，其均通过引用以其整体并入本文。

在同一日与此同时提交的是共同未决非临时专利申请，其也要求上述每一项美国临时专利申请的权益，其名称为“用于检测糖尿病的改进的算法”，其被指定美国专利申请号[待指定]，并具有至少一个共同发明人。同时提交的专利申请的公开内容通过引用以其整体并入本文。

背景

描述了检测疾病诸如糖尿病的非侵入性(non-invasive)装置和方法。具体地，示例性实施方式涉及适于确定哺乳动物中糖尿病的存在、可能性、进展和/或严重性的方法和设备。

糖尿病(diabetes mellitus/diabetes)是一类其中人患有高血糖(多糖症)的代谢疾病，这或者是由于身体不产生足够的胰岛素，或者是由于身体细胞不响应于产生的胰岛素。糖尿病是源于多种致病因素的疾病，其表征为在禁食状态下或在口服葡萄糖耐量试验(OGTT)中施用葡萄糖之后提高的血浆葡萄糖水平。存在两种主要形式的糖尿病：(1)胰岛素依赖型或I型糖尿病(又称为青少年糖尿病、脆弱型糖尿病、胰岛素依赖型糖尿病(IDDM))和(2)非胰岛素依赖型或II型糖尿病(又称为NIDDM)。I型糖尿病最常在年轻人中发展，但可出现在具有与I型相同的自身抗体的成年人中。II型糖尿病最常在中年和老年人中发展，但可出现在年轻人中。这种高血糖状况产生多尿(尿频)、多饮(口渴增加)或多食(饥饿增加)的症状。糖尿病是世界发达国家和发展中国家日益严重的大问题。因为现在已经预测在每10个美国成人中约有一个患有糖尿病，并且，根据疾病控制和预防中心的报告，糖尿病病例截止到2050将激增至2倍，甚至3倍，多达每三个人中有一个患有疾病，主要是II型糖尿病。

胰岛素是由β-细胞在胰中产生的激素。胰岛素的功能是调节血液中葡萄糖(糖)的量，葡萄糖通过接受胰岛素和允许葡萄糖进入的受体进入细胞。一旦存在于细胞内，葡萄糖可被用作燃料。过多的葡萄糖以被称为糖原的形式存储于肝和肌肉中。当血液葡萄糖水平低时，肝释放糖原，形成葡萄糖。在没有胰岛素的情况下，葡萄糖难以进入细胞。在患有糖尿病的人中，胰不产生胰岛素，或产生的胰岛素太少而不能控制血糖，或产生缺陷性胰岛素。在没有胰岛素的情况下，这些症状发展成脱水，导致低血容量、脉率提高和干燥、潮红的皮肤。另外，酮在血液中的积累快于身体能够通过尿或呼气呼吸清除它们。呼吸作用变快变浅，并且，呼吸具有果味。表明向酮酸中毒性糖尿病性昏迷(DKA)发展的其它症状包括呕吐、胃疼和意识水平降低。患有糖尿病的人处于衰弱并发症诸如肾衰竭、失明、神经损伤和血管疾病的高风险。尽管通过严密的葡萄糖控制结合药物治疗和生活方式改变可降低并发症或并发症发展的风险，但有效减轻并发症始于早期检测。疾病导致严重的并发症，包括高血糖、大血管病变、未血管病、神经病、肾病和视网膜病。结果，糖尿病不利地影响生活质量。类似地，不受控制的II型糖尿病导致血液中过多的葡萄糖，引起高血糖或高血糖。

患有II型糖尿病的人经历疲劳、口渴增加、尿频、干燥、发痒的皮肤、视力模糊、缓慢愈合的伤口或疼痛、比通常的脚麻木或发麻更多的感染。不经过治疗，患有II型糖尿病的人将变得脱水，并逐渐显示危险的低血容量。如果II型糖尿病在长时间内仍不受控制，则可导致更严重的症状，包括严重高血糖(血糖超过600mg)嗜眠、意识错乱、休克和最终的“高渗性高血糖非酮症性昏迷”。持久或不受控制的高血糖与增加的和过早的发病率和死亡率有关。因此，葡萄糖稳态、脂质代谢、肥胖和高血压的治疗控制在临床管理和糖尿病治疗中至关重要。