[发明专利]用于非侵入性分析身体内物质浓度的方法

说明书

本申请是申请号为201180043984.6(国际申请号PCT/US2011/051218)、国际申请日为2011年09月12日、发明名称为“用于非侵入性分析身体内物质浓度的方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于非侵入性分析身体内物质浓度的方法。

背景技术

本申请大体上涉及身体内各种物质的非侵入性测量，诸如人体内葡萄糖的浓度的测量，并且更具体地，本申请涉及一种采用电光学系统来非侵入性地分析身体内物质的浓度的方法。

使用红外线(“IR”)辐射的光谱技术在现有技术中是已知的，并且已广泛使用于身体内所关心的物质的浓度的非侵入性测量。特别关系的一个领域是使用这些技术来非侵入性测量人体血流中的葡萄糖和其它成分的浓度。

红外光谱包括近红外线(近似1至3微米)、中红外线(近似3至6微米)、远红外线(近似6至15微米)和超红外线(近似15至100微米)。典型的现有技术的葡萄糖和其它非侵入性血液成分测量装置在近红外区中操作，在所述近红外区域中，由葡萄糖和其它血液成分吸收的红外能量相当低。然而，已知的是葡萄糖和其它血液成分在中红外区域和远红外区域中具有强烈和可辨别的吸收光谱。

一些专利公开了利用红外检测系统和方法非侵入性测量血流中的诸如葡萄糖的物质的浓度的方法。然而，所公开的方法无一考虑到分析身体内物质的浓度的方法，其中来自身体表面的红外发射以多个时间间隔被测量，同时身体表面的温度从第一温度改变至第二温度。

发明内容

本申请公开了一种用于非侵入性地分析和确定测量身体内物质的浓度的方法。根据本公开内容的一个实施方式，该方法包括以下步骤：将身体表面的温度从第一温度改变到第二温度；然后将身体表面的温度从所述第二温度变回到所述第一温度。在身体表面的温度从所述第二温度变回到所述第一温度期间，以预定的时间间隔在第一波段中测量从身体吸收或发射的红外辐射。在身体表面的温度从所述第二温度改变到所述第一温度期间，以预定的时间间隔在第二波段中测量从身体吸收或发射的红外辐射。该方法还包括测量身体表面处的温度并且测量环境温度。该方法还包括：基于针对所述第一波段测量的IR辐射、针对所述第二波段测量的IR辐射、所述身体表面的温度和所述环境温度来计算标准化比率参数；以及通过将所述标准化比率参数与所述身体表面的温度和所述环境温度相关联来确定身体内的所述物质的浓度。可以使用经实验得出的查寻表来将所述标准化比率参数与身体内物质的浓度相关联。

附图说明

在以下图中，相同的附图标记表示相同的元件，这些图形成本说明书的一部分并且被包括以进一步揭示本发明的某些方面。这些实施方式描述了附图中所示的公开内容的新颖和非显而易见的方面，这些图仅为了说明性目的。结合本文所示的具体实施方式的详细书写的说明，通过参照这些图中的一个或更多个图可更好地理解本公开内容。

图1是在给定光谱内从假想的身体(hypothetical body)发射或由该假想的身体吸收的红外辐射的图；

图2是在给定光谱内从假想的身体和黑体发射或由该假想的身体和黑体吸收的红外辐射的图；

图3是示出了用于非侵入性地测量身体内物质的浓度的系统的一个实施方式的框图；

图4是图3的光学检测设备的立体图，示出了身体和检测器之间的电磁射线的行进路径；

图5是示出了用于非侵入性地测量身体内物质的浓度的系统的另一个实施方式的框图；

图6是示出了用于图3和图5中所示的系统的控制电子器件的框图；

图7示出了当利用图3、图4和图5的光学检测系统测量时人类皮肤的温度恢复函数的曲线图。

图8是示出了用于分析身体内物质的浓度的当前方法的一个实施方式的程序流程图。

将在说明中更加全面地讨论本申请的这些和其它实施方式。在本公开内容的各种实施方式中可以独立地实现这些特征、功能和优点，并且这些特征、功能和优点在另外的实施方式中可以结合。

具体实施方式

本公开内容的实施方式提供了用于非侵入性地分析和测量身体内物质的浓度的方法。在某些实施方式中，所分析的物质可以是人体血流中的葡萄糖。然而，本领域技术人员将理解，当前方法还可以用于分析和测量其它物质的浓度，例如胆固醇。