专利名称：用来探测在人体与所发明的装置之间热量交换及其与人体中的葡萄糖浓度的关系的方法 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用来探测人体与所发明的装置之间的相互作用的电子装置，所发明的装置允许无损伤地检测人体诸部分中的葡萄糖浓度，特别是人的血液中的葡萄糖浓度。1.1物理背景1.1.1热量和温度温度，或者确切地说是热能，是材料组成部分的各个动能之和。这一平均能量对所有的质点来说是相同的，尽管与质量无关<W>＝1/2m<v2>温度只是分子平均动能另一种度量。如果考虑到平移位能，则其平均值由下式给出<Wtrans>＝1/2m<v2>＝3/2kT在这个温度的一般定义中，m代表质量，<v2>代表分子的方均速度。波耳兹曼常数k具有值k＝1.381×10-23JK-11.1.2温度测量基本上，温度测量方法能基于材料性质与温度之间的每一种已知的可重复的关系。例如，在实际中，利用液体的膨胀、电阻的变化、声速在固体中的变化等来测量温度。1.1.2.1热敏电阻和热电偶某些热敏电阻和热电偶由于其机械尺寸小，特别适用于本发明范围的温度测量。在大多数半导体中，电阻的温度系数是负的(高温导体，或“NTC-电阻”或简称为“NTC”<负温度系数>)。
热电偶是电气温度计，最经常地用在1K至3000K的温度范围内。尽管测量的不确定性大于电阻，但热电偶更易于制造、所占空间小、响应时间短并且特别适于测量温度差。使用电压补偿器或高欧姆电压表来测量热电压。1.1.3热传递的原理热能基本上通过辐射、热传导或流动(对流)来传递。1.1.3.1热辐射热辐射具有象光一样的电磁特性。甚至有可能把热释放到真空中。这种释放仅取决于辐射体的温度。热辐射也称为温度辐射或热辐射。1.1.1.3.2热流动热流动假定在液体或气体中有宏观运动，该液体或气体的热量以这种方式传递到其他位置。1.1.3.3热传导热传导仅发生在物质的内部，但与其宏观运动无关，而仅与由分子之间的碰撞所引起的能量传递有关。它假定分子能量存在局部差异，这就是温度降。常常是通过热传递来平衡这种导致温度分布暂时变化的温度降。1.1.3.3.1在绝缘体中的热传导在金属中，热象电流那样主要通过导电电子来传递，而在绝缘体中则通过声子来传递。声子是它们赖以产生的波场的弹性晶格振动的量子(能量的最小单位)。正如可以把固体的热量认为是其声子气体的能量一样，其中的热传导如同在声子气中的热传递现象那样发生。热能以两种方式在气体中传递a)作为比其周围热的流动气体的补充能量，如在热交换器中那样。b)在保持温度梯度不变时作为在静止气体中的能量扩散，由于该气体要与其周围的每个地方处于热平衡。
只有第二种方式(b)是热传导，并且导热率是热流动与T一梯度之间的比例常数。1.2生理背景1.2.1血糖的生物节律正常人和病人的网织(close-mesh)血糖昼夜分布表现出相似点，如在黄昏上升，在夜里下降，在清晨再次升高，尽管外部因素如年纪、营养、疾病等很不相同，这些相似点似乎反映了内原的和营养的周期性。这种周期性的波动称为昼夜节律。这与周期为24小时的生物节律有关。即使两个重要的环境周期因素如光和环境温度保持恒定时，这种生物节律也会持续。
在多细胞生物体中，不仅整个生物体的功能而且各个器官和细胞的功能也受节律的支配，这些节律相互之间以及与环境的周期性之间都有特定的关系，并且这些节律称之为“昼夜体制”(circadian organization)。糖元、糖元合成酶和糖元磷酸化酶以及相应的血糖浓度允许检测独特的平行节律。
在人体中，植物性功能如脉搏、血压、呼吸、体温等也受昼夜周期性的支配。例如，由于8-12和16-19点的各个波动，活动阶段持续着。在此期间，新陈代谢为分解代谢。例如，体温、血压和血糖浓度升高。人能够工作。相反，迷走神经恢复阶段在13-15和22-6点之间。上述的参数较低，人准备休息。这些阶段受作息时间的支配，这种作息时间对上白班者或上夜班者各有不同的分配。1.2.2生理学和体温的调节主要的化学热量产生过程和物理热量损失在受控循环系统中是相关的。
把热量损失过程(物理热量调节)分为热传导、热辐射、热流动、蒸发、呼吸和分泌。属于热量产生过程的有1)由于a)基本能量产生和b)强制热量产生引起的最小热量产生，2)营养诱导的热量产生，及3)由于a)增加肌肉活动和b)没有肌肉活动所引起的调节热量产生。
对于不断变化的环境温度，人体总是力求保持恒定的体核温度，所以必须使热量产生和热量吸收与热量损失相平衡。
为了能够测定皮肤表面的温度，首要的是确定通过皮肤表面的热量。热量的绝大部分是通过皮肤散发到周围去的。下面再次简短地描述四种基本类型的热传递。
热传导是指相邻位置固定的质点之间的热交换。
热对流描述运动质点(血液、空气)之间的热传递。热辐射的特征在于每一种电磁辐射，在这种情况下，温度辐射不带有任何热量载体物质的中转。另一方面，蒸发是在从液相到气相的转化期间热传递的手段。
在室温和安静条件下，绝大部分热量通过辐射来释放。营养诱导生热导致饭后产热量升高。这一点可通过由消化了的营养转化成体内物质所导致的ATP损失来解释。必须考虑温度对热量调节的影响。
从体内到体外的热流动包括两部分。第一部分是指体核到皮肤的转移，第二部分是指皮肤到周围的转移。
传热介质的厚度和导热率以及热转移条件影响热传递。因此，皮肤温度是内外热量传递和转移条件的函数。传导性热传递仅能在表皮的外层遇到。在机体的所有其余部分，借助于血液的对流传递起主要作用。末稍具有特殊的地位。体核与表面之间的热阻可以被设置为最大或最小。它们依据逆流热交换器的原理而起作用。
皮肤温度和皮肤血液循环在新陈代谢的中性区，通过控制热量损失来调节体核温度。皮肤温度在这里变化得比其他区域剧烈。
低于20℃，血液循环量最小，因此皮肤与室温之间的温差(temperature drop skin-room)和热量损失为零。如果室温上升，则血液循环量的增加导致皮肤温度上升。
在恒定条件下，体核和表面温度受昼夜节律的支配。末稍的值从上午6点至中午12点下降约4-5度。然后保持这个水平。在黄昏，末稍的温度再次上升。此外，体核温度再次上升，直至18点之后再次下降。头和喉部的表面温度跟随体核温度的变化过程。温度波动基于皮肤中血液循环量的变化，例如，足部的血液循环量在下午比在夜晚小。额部的血液循环量与体核温度平行。本发明的描述本发明基于对在人体血液的葡萄糖浓度的昼夜波动与在特别适当的部位所测得的体温的昼夜周期性之间所存在的重大关系的动人揭示。这就提出了利用体温来测定血液中的葡萄糖。
于是，本发明的目的在于为了测量体温(例如，表面温度)的目的，建造一种传感器，对于温度测量其测量的准确度和精度均超过常规的传感器。另外，也就是本发明具有使温度测量有高的时空分辨率的目的。
因此，本发明不仅描述了一种传感器而且描述了一种方法，他们一起借助于高精度的温度测量，并且特别是以无损伤的方式，即以对人体无害的方式而且在某些前提下与人体不接触，允许准确地测定人体中的血糖浓度。因而，避免了测定血糖常规方法通常所要求的从指尖或耳垂取出毛细管血液。
此外，本发明基于这样的事实在人体中具有不同化学或生物化学性质的多种产热过程。根据其“起源”和其“起源的地点”可以认为这些过程是不同的“热源”。这些热源中的每一个都发射一种“热谱”，即，热辐射具有特定的频率范围及特征。
因此，本发明的思想和目的还在于提供一种方法，借助于该方法能够分别确定和定位上述的热谱，以建造一种允许对辐射到体内的热辐射的频率进行选择的传感器。
在人体中葡萄糖以某一方式被转化的过程也伴随有某些热量产生/消耗的过程。一种适当的所发明的数学估计算法允许确定与葡萄糖浓度有关的所测量的、所选择的热量/温度数据。
所发明的传感器通常以这样一种方式建造，使之能够选择性地借助于热辐射或借助于热传导或利用这两种热传递机理的组合，来测量从被测物体辐射的热能。
作为热发射器的热源是人体的一个适当部分，例如，一个手指。所发明的传感器用作一个接收器。如果要测量通过热传导的热传递，可把手指放到传感器表面上而与之接触。如果要测量来自手指的热辐射，可将手指放在传感器表面的上方，保持一定距离，不要接触传感器。必要时可用一个可能最低导热率的材料(例如，styropor)制造的垫片放置在传感器表面与手指之间，这就保证能在辐射源与辐射接收器之间产生预定的可重现的距离。置于传感器表面上的适当垫片还能以可处理的方式设计，即，作为一种“一次性垫片”。
如果热传导和热辐射都要记录，则以这样一种方式设计传感器，使得一方面其部分表面与手指相接触，而另一方面例如表面中的一个凹坑，允许辐射经一段专门的、确定好的距离穿过自由空间，以便其后辐射到该传感器的对应指定部位。传感器，一般的实施例在其最一般的实施例中，传感器的外观如下整个传感器的外形可以相差很大。传感器体即传感器壳体，也称作传感器头，具有保持下述的各个元件并把他们以星座的方式彼此相连以及保护他们免受破坏即弄脏的功能。
所谓的传感器区域包含(即由如下元件构成)至少一个用来测量热传导的所谓的测头。即，这种传感器是一根具有确定长度和确定横截面的由已知的物理性质，准确地说，是具有适于这一目的的导热性质的电绝缘材料所构成的圆柱形杆。通常，把相同横截面和相同材料但长度不同的多个测头以及相同横截面和相同长度但材料不同和导热率不同的多个测头以适当的方式组合起来。
例如，一种发明的传感包括一个或多个NTC电阻、热电偶、热电探测器或任何所需数量的上述元件的组合。
每一个测头的下面(即，背离手指的圆柱形杆的圆形表面)至少有一个温度传感器，即一个上述的NTC电阻。
一个传感器的上面布置有，如果需要，一个由特别高导热率的材料，例如金，组成的盘(小板)，使得在手指与传感器之间的热传递达到最佳耦合。
在测头的范围内，通过一个适当的装置建立一个让来自手指的辐射无阻碍地照射的空间，在辐射源与用来测量这一辐射的辐射探测器(即，NTC)之间，通常是用适当材料，例如锗或硅，制造的滤光镜和透镜以及诸光闸，或者是任何所需数量和组合的其他光学元件。
辐射源与窗口、滤光镜、光闸等之间以及辐射源与辐射探测器之间的距离是确定的。适当的垫片保证了这些距离的可重复性。上述的测头本身能承担诸垫片的功能。类似地，松开的可拆卸垫片能设计成可处理的一次性垫片。
一个最佳实施例的描述用于接触测量的传感器元件(见
图1)包括一个具有高热阻的圆形杆(材料聚氯乙烯)和一个具有良好导热率且不含氧化的接触部分。一个用于把热信号转换成电信号的传感器连接在这个接触部分下。一方面，该圆柱形杆用作接触部分的机械夹持装置，另一方面，它是一个用于温度自记器的重要元件。应该指出，该传感器的连接导线是通过圆柱形杆引出的。利用现代粘合剂把各个元件粘结起来。
在接触部分与圆柱形杆之间的粘接以这样的方式进行，从而使液体或其他材料都不会从上部进入传感器部件。利用粘合剂能够选择性地封闭该圆柱形的底部开口。在图2中，能够看到测量系统的横截面。在壳体壁的上方是一个具有用于接触测量的传感器元件的传感器体。该传感器元件的顶部，如在图1中所已经看到的那样，包括如下元件。位于圆柱形杆的圆形面积下面的是一个温度传感器，即一个NTC电阻。连接在该圆形区域上部的是一个用来改善热传递特性的由塑料制成的圆盘。在该传感器体的底部区域，另一个测量微弱热能的NTC电阻位于圆柱形杆上。对于热色谱记录(thermochromatography)，例如，一个或多个传感器布置在圆柱形杆上，该杆是用于接触测量的一部分。
借助于一个凹坑，建立能让从手指辐射的热线无阻碍地照射的空间。通过用锗或硅制造的诸滤光镜和透镜以及通过一个光闸，把用于测量的传感器与辐射源隔离。另一个传感器用于测量空气(基准)。
夹持装置的外形可以不同。把NTC以这样一种方式夹持在这个凹坑中，以致于允许无接触地测量来自被测物体的热辐射。在适当的位置处，能够借助于热传导测量来自要测物体的热辐射。
而且，该壳体起保护NTC免受污染和损坏的作用。
一个专用的电子电路把测得的具有24比特分辨率的模拟值转换成数字数据。这就允许实施分辨率优于10-4的温度测量。一个包含有估计算法的(单片)微型计算机把测得的数据与存储的标定函数相比较，并且建立深度值与温度值的对应关系。
该微型计算机把处理的数据以数字的形式传输给一个适当的显示器(液晶显示器、监视器等)，该显示器把测得的葡萄糖浓度作为数字值(可选择为mg/dl或mol/1)来显示。数学估计算法的原理描述首先，标定发明的装置。为了做到这一点，以标定的形式即分析函数的形式确定测量值与葡萄糖浓度之间的关系。首先，借助于一个函数自动地检测待估计的量程即与估计有关的信号部分。这一信号部分包括几个不同的值。确定这些值中的最大值和最小值，并利用减法确定用于估计的统计值。以这种方式，不仅确定了微弱热能而且确定了热传导和热辐射，以这种方式计算的数据借助于一个数学函数相连接，并与葡萄糖浓度相关。在这一过程中不仅要考虑基准而且要考虑室温。总之，按如下进行(大大地被简化)根据测量原理，一个测量步骤(依次或同时地，见上文)输出至少一个最好是两个或三个测量值T1i、T2i、和T3i。此外，利用每一个测量步骤，必须以传统的方式(损伤地)测定血液中的葡萄糖浓度。因此，诸测量步骤产生3个测得的值Tni和n个葡萄糖浓度Cn。浓度Cn相对于T1i、T2i和T3i画出。以这种方式，确定三个标定函数。
而且，以这样一种方式，确定一个(或多个)辅助函数，例如，建立三个测量值T1、T2和T3的相互关系。该辅助函数已被证明特别适用于开发一种与矩阵效应无关的、因而独立于个别(样本数据)的分析步骤。热量分析方法-温度记录法-在检查矿物质时热量分析法属于最重要的技术。这种测定是基于在结构变化的情况下所发生的放热和吸热过程的环境。如果一个测头与一个热惰性标准样品一起加热，则画出一个专门的温度历程。利用一对热电偶，测量一个正的或一个负的峰值。峰值在图中的位置用以表征相应的矿物质。类似地，例如，利用热量分析法也能测定由脱水造成的重量损失，基于类似的原理。热量法可以与X射线衍射检查相结合，或者与IR(红外)光谱测定法相结合。
在温度记录法中可以找到用于温度诊断的一个步骤。它基于人类的热系统是独特的并且被迫适于环境的事实。热量损失/吸收，如同已经在段落1.2.2中描述的那样，能够在相同的条件下重复产生。涉及在治疗控制中应用温度记录法的论文至今仍为数不多。例如，对温度记录法的一种干扰因素是室温。
在确定一个物体的热辐射时要注意以下几点。从该物体表面辐射的IR脉冲是借助于专门的探测器来测量，并被用电子方法放大，而且一方面能依次地直接读出，另一方面能作为热像图来记录。在动脉血液循环不足的区域，辐射减小。至今，仍使用带有液晶的接触式温度计。
类似于红外温度记录法(IR温度记录法)，微波温度记录法属于辐射温度记录法。与只能测量皮肤温度的IR温度记录法不同，微波温度记录法也从外部测定深层组织的辐射。
IR温度记录法是指温度空间分布的测量，使用IR温度记录法通常提供的是二维的温度分布。把一个具有很小几何尺寸的单个量子探测器用作测量传感器。利用主要用于IR温度记录法的探测器材料锑化铟和碲化镉汞，以较小的波长间隔和用液氮冷却几乎达到由量子的最大利用所确定的极限灵敏度。必须知道该物理关系，利用该关系，对于在测量平面中的每个位置处的温度Ti，清晰地确定在相同位置处的特定辐射流密度。于是，清晰地把热力学状态与辐射值联系起来。这种关系的存在和理解是利用辐射探测器来测量物体温度的基本先决条件。
所发明装置的光学元件通常用对IR辐射透明的材料，例如锗、硅，来制造。表面提供有抗反射涂层。该涂层把探测的IR透射率提高到几乎100％。而且，统计测量装置的特性也是重要的。适用于IR温度记录法的测量系统必须保证完全地探测从被测量物体的每一个位置发出的辐射。板式温度记录法和红外温度记录法的优点在于，不存在辐射暴露，并且测量是无损伤的。
权利要求
1.一种用来数字地、物理地、电子地探测、评估和估计人体与所发明装置(“传感器”)之间的热量相互作用的方法，所述方法清晰地把借助于数学算法而如此得到的测量数据，明确地对应于人体中的特定葡萄糖浓度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在接近体表的层中，在体腔中，以高分辨的方式，从体内的体表下方辐射的特定热量中，探测从体表辐射的、发射和辐射到所述装置的热量，并把测得的数据与葡萄糖浓度准确地联系起来。
3.根据权利要求1和2所述的方法，其特征在于能够利用至少一个基准值，相对地计算在人体与所述发明装置之间的所述数据处理的热相互作用。
4.根据权利要求1至3所述的方法，其特征在于使用由温度差和温度系数以及由其数学变换、推导和积分处理的数据，并借助于数学算法把他们明确地指定给人体血液特定的葡萄糖浓度。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于在利用尽可能精确的接触和/或不接触的所发明的温度测量方法的同时，得到温度差和温度系数。
6.根据权利要求1至5所述的方法，其特征在于把测量之前和之后的测量值作为空白值，甚至直接作为用于标定和分析温度差和/或温度系数的数据。
7.根据权利要求1至6所述的方法，其特征在于指定给葡萄糖浓度的所述温度差及温度系数，不超过在传感器壳体内/上测得的作为基准温度的温度的一个正负33°K的量。
8.根据权利要求1至7所述的方法，其特征在于在所述传感器壳体内和上的一个或几个特定的个别随机位置测得的所述温度，用于形成温度差和/或系数的各个所述量。
9.根据权利要求1至8所述的方法，其特征在于能够把在所述传感器壳体内/处测得的空气、气体或真空温度用作背景温度，该背景温度能部分地用作所述基准温度。
10.根据权利要求1至9所述的方法，其特征在于所有测量头借助于测量之前和之后的所述测量值得到各个背景温度。
11.根据权利要求1至10所述的方法，其特征在于当用数学估计算法对该温度进行积分时，室温干扰的影响得以补偿。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于所述补偿自动地、半自动地或以手动方式发生。
13.根据权利要求1至12所述的方法，其特征在于被观测个人的瞬时体温经过积分后，在所述评估和估计过程中，视为一个固定值。
14.根据权利要求1至13所述的方法，其特征在于所述的分析算法，依赖于或独立于个人，可以选择性地加以控制。
15.根据权利要求1至14所述的方法，其特征在于借助于至少一个对应于至少一个或多个辅助函数的主函数，不受矩阵效应影响地确定所述分析结果，即独立于个人。
16.根据权利要求1至15所述的方法，其特征在于一种数学算法，最好是具有一阶或高阶的两个或多个独立变量的线性回归程序，形成基础。
17.根据权利要求1至16所述的方法，其特征在于一种数学算法，最好是具有一阶或高阶的一个独立变量的线性回归程序，形成基础。
18.根据权利要求1至17所述的方法，其特征在于根据两个独立地、同时地或时间错开地、空间地和/或时间分解地测得的温度，借助于辅助函数，确定依据各个个人和他/她的健康状态的或由此引起的温度差/系数，并用作一个个人的补偿因素。
19.根据权利要求1至18所述的方法，其特征在于为了估计，仅使用由热传导或由微弱热传导或由热辐射或所确定的热过程的一种组合所导致的温度差和/或温度系数。
20.根据权利要求1至19所述的方法，其特征在于借助于一个函数自动地检测测量峰值。
21.根据权利要求1至20所述的方法，其特征在于只有测量信号的一个相关部分被用来估计。
22.根据权利要求1至21所述的方法，其特征在于不仅对于所述的热辐射而且对于所述的热传导和对于所述的微弱热传导，检测所述相关测量信号部分的最小值和最大值，并且测定两个值的温度差和/或温度系数。
23.根据权利要求1至22所述的方法，其特征在于为了形成所述的温度差和/或温度系数，完整地、专门地或选择性地对在所述传感器壳体内和上的所述温度辐射、所述热传导和所述微弱热传导，确定经由所述传感器的接触表面传输的从人体辐射的热量，并测量该热量。
24.根据权利要求1至23所述的方法，其特征在于把从人体分别发出的热辐射，根据其不同的热分析特性、根据波长或根据频率分离开。
25.根据权利要求1至24所述的方法，其特征在于傅里叶变换被用于数学估计。
26.根据权利要求1至25所述的方法，其特征在于把根据权利要求10所述的热辐射，在一个或多于一个的特定频段内被积分，为了进行估计，以适当的数学方法，例如对时间微分或积分，分别地进行预处理，并把所述频段彼此独立地或相互依赖地联系起来。
27.根据权利要求1至26所述的方法，其特征在于测量在3-30微米波长范围内的所述热辐射。
28.根据权利要求1至27所述的方法，其特征在于使用一个同步程序以提高灵敏度。
29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于信号幅值在1微伏至10毫伏的范围内。
30.根据权利要求28所述的方法，其特征在于信噪比提高了1000倍。
31.根据权利要求1至30所述的方法，其特征在于把半导体材料如锗或硅用于热辐射和热传导的探测器。
32.根据权利要求1至30所述的方法，其特征在于把热电探测器用于热辐射和热传导的所述探测器。
33.根据权利要求1至30所述的方法，其特征在于导热率大于零值的所有固体、液体或气体，用于热辐射和热传导的接收器。
34.根据权利要求1至33所述的方法，其特征在于利用人体与微波辐射之间的相互作用。
35.一种用来无损伤地、数字地、物理地、电子地测定人体与所述发明装置之间的热相互作用的装置“传感器”，其特征在于提供了至少一个温度测量元件和一个相应的电子控制、测量、估计和读出装置。
36.根据权利要求35所述的装置，其特征在于为了测定来自人体指定部位或整个身体的热辐射，提供了至少一个探测器。
37.根据权利要求35和36所述的装置，其特征在于提供了至少一个或多个温度测量元件，在几何上这些元件以这样的方式布置，以致使之能以无接触的方式测定通过热辐射从人体发射的热量，及借助于接触测量测定通过热传导和对流从人体散发的热量。
38.根据权利要求35至37所述的装置，其特征在于在温度记录法中，采用了至少一个所述的温度测量元件，该元件利用测得的热量，选择性地检测热辐射、热传导或微弱热传导或三个测量值中的两个。
39.根据权利要求35至38所述的装置，其特征在于一个圆柱形杆具有确定的长度和确定的横截面积，并且由一种具有已知物理性质，准确地说是为达到检测所述微弱热传导的目的，具有适当温度系数的电绝缘材料组成。
40.根据权利要求35至39所述的装置，其特征在于由适当地改变温度系数的材料组成的随机的、不规则形状的一个或多个零件，起到检测所述微弱热传导的作用。
41.根据权利要求35至40所述的装置，其特征在于为了与所述发明的装置相互传递人体辐射的热量，提供了至少一个接触表面及一个接触点。
42.根据权利要求35至41所述的装置，其特征在于以这样一种方式在一个夹持装置中的相反开口方向上布置有至少两个探测器，使之能顺序地或同时地同步检测同一被测个人的两个部位，例如一只手的两个手指，所辐射的热量。
43.根据权利要求35至42所述的装置，其特征在于提供有多于两个的温度测量元件，布置的第一个元件用来检测热辐射，布置的第二个元件用来检测热传导，用来测量接触热的第三个元件在空间上布置得非常靠近所述第一个元件但超出了所述热辐射的范围。
44.根据权利要求35至43所述的装置，其特征在于紧挨着为热辐射测量而提供的温度测量元件，以这样一种方式布置有另一个温度测量元件，使得它不暴露于直接的热辐射。
45.根据权利要求35至44所述的装置，其特征在于为热辐射而提供的所述温度测量元件带有一个随机的、不规则形状的积分装置。
46.根据权利要求35至45所述的装置，其特征在于一个或多个的用于接触测量的温度测量元件连接到一个不规则的、随机形状的装置上，例如一个用具有高热阻材料制造的一个圆柱形杆上，并且所述传感器头由具有高温度系数的一种材料组成。
47.根据权利要求35至46所述的装置，其特征在于所述传感器头带有一个圆形的、矩形的或随机的、不规则形状的开口，并因此能在一个预知的公差范围内可重复地布置在一个确定的壳体表面上。
48.根据权利要求35至47所述的装置，其特征在于所述传感器头可以设计成一个热辐累积空心壳体，例如一个积算球，的形状。
49.根据权利要求48所述的装置，其特征在于所述热辐射累积空心壳体连接到一个夹持装置上，其形状可以是随机不规则的。
50.根据权利要求35至49所述的装置，其特征在于至少一个温度测量元件即探测器位于所述积分装置的内部/上部/或外部。
51.根据权利要求35至50所述的装置，其特征在于至少提供一个确定尺寸的滤光镜，位于人体与所述温度测量元件之间。
52.根据权利要求35至51所述的装置，其特征在于所述滤光镜在特定波长范围内吸收、反射或透射光。
53.根据权利要求35至52所述的装置，其特征在于它带有一个由一个或多个用于热辐射温度测量的光学透镜组成的成象系统。
54.根据权利要求53所述的装置，其特征在于所述成象系统包括若干个具有若干个确定频率窗口的和一个抗反射涂层的透镜。
55.根据权利要求53所述的装置，其特征在于所述成象系统定位在一个夹持装置中，该夹持装置用一组由具有不同热性质，如温度系数和热容量，的适当交替的诸材料制造的零件组成。
56.根据权利要求53所述的装置，其特征在于以这样一种方式确定用于所述成象系统的所述夹持装置的各个零件的尺寸和外形，使得通过对流从人体到所述成象系统和到所述探测器本身的热传递为最小，并且使一个均匀的温度分布建立在所述成象系统中。
57.根据权利要求35至56所述的装置，其特征在于提供一个电的和/或电磁的透镜系统。
58.根据权利要求35至57所述的装置，其特征在于诸光学元件，如一个硅片或一个锗片，装有抗反射装置。
59.根据权利要求35至58所述的装置，其特征在于为了确定在人体与所述发明装置之间的热相互作用，采用了一个热电探测器，例如耐热探测器(thermophile)。
60.根据权利要求35至59所述的装置，其特征在于所设计的所述发明装置不仅用于微波辐射的检测而且用于微波和红外辐射的联合检测。
61.根据权利要求35至60所述的装置，其特征在于也可以选择性地把一个磁系统集成到所发明装置中。
62.根据权利要求35至61所述的装置，其特征在于在所述传感器壳体中有真空，即空气或惰性气体流过所述传感器壳体。
63.根据权利要求35至62所述的装置，其特征在于所述系统装有一个用于被测个人的脉搏或心率的测量装置。
64.根据权利要求35至63所述的装置，其特征在于所述采用的同步程序由被测个人的自然脉搏同步地控制。
65.根据权利要求35至64所述的装置，其特征在于所述装置用于医学用途，并且所述装置符合医疗装置的法规。
全文摘要
所公开的是一种方法和一种相应的装置，用于检测发生在人体与所发明的装置之间的热相互作用，其测量数据以适当方式物理地、电子地转换后，能准确地对应于人体血液中的诸成分的特定浓度，例如象胆固醇、甘油三酸脂等，特别是葡萄糖。该装置在每个壳体中包括至少一个热测量装置、电子控制装置、调节装置、估计装置和读出装置。而且，该发明装置允许以高的时空分辨率进行温度测量。该方法是无损伤的它甚至极好地适用于无接触地测定人体若干部分中的，准确地说是人体血液中的，葡萄糖浓度。
文档编号A61B5/145GK1159151SQ95193923
公开日1997年9月10日 申请日期1995年7月6日 优先权日1994年7月6日
发明者奥克-克昂·乔, 伯吉特·霍尔兹格雷 申请人:奥克-克昂·乔