[发明专利]用于估计分析物的浓度的设备和方法以及校准方法

说明书

提供了用于估计分析物的浓度的设备和方法以及校准方法。所述用于估计分析物的浓度的设备包括：光学传感器，被配置为朝着对象发射光并接收从对象反射的光；以及处理器，被配置为：基于接收的光获得吸收系数与散射系数的比率，基于获得的比率获得对象的第一吸收光谱，通过从第一吸收光谱消除散射校正光谱来获得第二吸收光谱，散射校正光谱对应于散射系数根据发射的光的波长的非线性改变，以及基于第二吸收光谱估计分析物的浓度。

本申请要求于2019年10月29日在韩国知识产权局提交的第10-2019-0135616号韩国专利申请的优先权，所述韩国专利申请的全部公开出于所有目的通过引用包含于此。

技术领域

与公开一致的示例实施例涉及一种用于估计体内分析物的浓度的设备和方法。

背景技术

糖尿病是可能引起各种并发症并且可能难以治愈的慢性疾病，因此，建议糖尿病患者定期检查其血糖以预防并发症。具体地，当施用胰岛素来控制血糖水平时，应密切监测血糖水平以避免低血糖并控制胰岛素剂量。扎手指的侵入性方法通常用于测量血糖水平。然而，尽管该侵入性方法可提供测量的高可靠性，但是由于用于采集血液的注射，该侵入性方法可能引起疼痛和不便并且增加感染的风险。近来，已经进行了关于通过使用分光仪而不进行血液采样的无创测量血糖水平的方法的研究。

然而，在诸如皮肤的混浊介质的情况下，由于由散射系数的改变引起的光程的长度(或光路长度)的改变，难以准确地估计分析物浓度。因此，需要即使在混浊介质中也能够准确地估计分析物浓度的技术。

发明内容

公开的一个或多个示例实施例提供一种具有改进的准确性的用于估计体内分析物的浓度的设备和方法及其校准方法。

根据示例实施例的一方面，提供一种用于估计分析物的浓度的设备，所述设备包括：光学传感器，被配置为朝着对象发射光并接收从对象反射的光；以及处理器，被配置为：基于接收的光获得吸收系数与散射系数的比率，基于获得的比率获得对象的第一吸收光谱，通过从第一吸收光谱消除散射校正光谱来获得第二吸收光谱，散射校正光谱对应于散射系数根据发射的光的波长的非线性改变，以及基于第二吸收光谱估计分析物的浓度。

处理器还可被配置为：基于接收的光获得对象的反射率，基于获得的反射率获得对象的反照率，以及基于获得的反照率获得吸收系数与散射系数的比率。

处理器还可被配置为：基于吸收系数与散射系数的比率的函数来获得第一吸收光谱。

散射校正光谱可被表示为表示光路的长度根据发射的光的波长的改变的函数；并且处理器还可被配置为：通过使用基于所述函数的散射校正模型来获得第二吸收光谱。

处理器还可被配置为：通过改变所述函数的系数生成多个候选散射校正模型，通过使用第一吸收光谱和所述多个候选散射校正模型，获得多个第二吸收光谱；针对所述多个第二吸收光谱中的每个第二吸收光谱来估计分析物的浓度，以及从所述多个候选散射校正模型之中选择分析物的估计的浓度与实际浓度之间的差最小的候选散射校正模型作为散射校正模型。

处理器还可被配置为：通过使用第二吸收光谱和分析物的纯成分光谱来估计分析物的浓度。

分析物的纯成分光谱可被设置为默认值，或者可在校准模式下被获得和设置。

在校准模式下，处理器还可被配置为：基于在对象中的分析物的浓度为第一浓度时获得的第二吸收光谱与在对象中的分析物的浓度为第二浓度时获得的第二吸收光谱之间的差来获得纯成分光谱。

处理器还可被配置为：通过使用主成分分析(PCA)、独立成分分析(ICA)、非负矩阵分解(NMF)和奇异值分解(SVD)中的一个从第一吸收光谱消除散射校正光谱来获得第二吸收光谱。

分析物可包括葡萄糖、甘油三酸酯、尿素、尿酸、乳酸、蛋白质、胆固醇、抗氧化物质和乙醇中的至少一种。