用于非侵入性地确定d-葡萄糖浓度的测量设备和测量方法_2

文档序号:9730999阅读:来源:国知局
率范围,所述频率范围匹配 于所述血液参数的吸收曲线。
[0028] 分析处理单元优选设置用于将所检测的IR数据与事先确定的参考谱进行比较。为 了生成参考谱,通过测量设备实施IR测量,并且将其与D-葡萄糖浓度进行相关,所述D-葡萄 糖浓度例如借助常规在体方法求取。
[0029] 在本发明的一种有利构型方式中,为了测量所调谐的谱变化过程中的强度变化过 程,对于所述测量部位中的每一个测量部位所检测的IR射束分别成像到所述IR面式传感器 的不同区域上。换言之,存在测量部位与面式传感器的部分区域的1:1映射,从而测量区域 W二维分辨率成像到面式传感器上,例如特征在于面式传感器的确定的列和行。
[0030] 然后,在调谐激励源时,面式传感器的相应于确定的测量部位的每一个部分区域 记下相应测量部位的激励谱。然后,分析处理单元可W如先前所述那样通过与参考谱的比 较和/或通过取平均值来辨识适于或者不适于所述血液参数值的确定的测量部位。
[0031] 根据本发明的实现的另一可能性提出,传感器装置具有光谱仪。传感器装置例如 可W包括光学格栅或棱镜,所述光学格栅或棱镜设置用于将在所述身体表面中产生的IR射 束的不同波长范围分别成像到所述IR面式传感器的不同列上。所述IR面式传感器的行分别 分配给所述身体表面上的一组测量部位。在此,面式传感器的两个平面延展方向中的哪一 个定义为列或者行的定义是任意的。
[0032] 根据所述变型方案,分析处理单元设置用于通过与参考谱的比较和/或通过取平 均值来辨识W下测量部位:所述测量部位的所检测的IR强度值适于所述D-葡萄糖浓度的确 定。与此相反,可W剔除W下行:在所述行中识别到干扰效应。由此可W进一步提高血糖测 量的精度。
[0033] 在所述实施变型方案中,虽然位置分辨率减少了一维,因为面式传感器的一维用 于IR信号的谱分辨。但所述实施例的一个特别优点是,可W由所检测的IR信号的谱分解获 得有价值的信息,W便提高D-葡萄糖确定的精度。例如可W测量附加的巧光效应或可W在 激励频率下测量葡萄糖吸收曲线的多个峰值。
[0034] D-葡萄糖浓度例如与葡萄糖吸收峰值的高度相关。如果现在出现附加的巧光效 应,则由此葡萄糖吸收峰值的所测量的峰值高度可W在不变的葡萄糖浓度的情况下改变。 通过附加的谱分解可W识别并且W修正因子的形式考虑运样的效应。
[0035] 先前已经指出,通过皮肤表面结构的局部有限的不规则性并且通常基于葡萄糖分 子相比于毛细管血液中的水和其他成份而言的低浓度,可能出现测量数据的期望的失真。
[0036] 因此,分析处理单元优选求取所检测的IR射束的峰值、相应峰值的波长和/或相应 峰值的强度。
[0037] 接着,分析处理单元然后优选求取峰值的强度比例,即例如第一峰值的强度与第 二峰值的强度的比例,从而可W求取主吸收峰值和可能存在的次峰值。
[0038] 此外,分析处理单元优选在一方面所述IR射束的所测量的峰值的波长与另一方面 预给定的特有波长之间求取波长一致性,所述特有波长对于葡萄糖吸收是特有的。然后,所 测量的峰值的强度比例和所测量的峰值与特有波长的波长一致性能够实现所测量的射束 实际上由葡萄糖吸收造成还是基于干扰的评价。
[0039] 分析处理单元可W进一步求取所检测的IR射束的峰值与预给定的参考曲线的相 应峰值的强度比例或将所检测的IR射束的峰值与预给定的参考曲线的相应峰值进行比较 W确定葡萄糖浓度。
[0040] 此外,分析处理单元可W实施先前所述的在传感器的各个像素或行上的取平均, W便辨识受干扰效应影响的测量部位和测量曲线。
[0041] 此外,由激励源发射的信号可W是经调制的。在运种情况下,分析处理单元设置用 于根据所述经调制的信号确定色散角。在此,优选红外范围中的较长波长的载波信号保证 实现到上皮肤层中的所期望的侵入深度,而经调制的信号附加地能够实现色散角的分析处 理。
[0042] 激励源可W是可调谐的量子级联激光器。由激励源产生的射束的波长优选位于 250nm至30]im的范围中。进一步优选地,所产生的射束可W位于7皿至14皿的范围中,突出的 从8.5皿至10.5皿的葡萄糖吸收带位于该范围中,该葡萄糖吸收带在约9.6皿处具有峰值。
[0043] 优选地,在预先确定的谱范围中调谐可调谐的激励源,所述预先确定的谱范围包 括D-葡萄糖-吸收带中的一个或多个峰值,优选在IR范围中,因为在所述范围中葡萄糖吸收 带是足够显著地突出的并且禪合输入的射束的侵入深度足W达到1.5WI1至2WI1深度处的毛 细血管。
[0044] 如果传感器装置除IR面式传感器W外还包括另一 IR光电二极管,其检测通过激励 源在身体表面中禪合输入的射束激励的红外射束,则在本发明的范畴内能够进一步改善测 量精度。作为平均值由光电二极管测量在测量部位的整个面上检测的IR射束。
[0045] IR光电二极管可W用于溫度测量W修正在测量部位处检测的IR信号的由溫度决 定的波动或W构造参考信号,W便修正可能出现的散射效应。
[0046] 此外,分析处理单元可W设置用于监视并且在调谐激励源时如此调节可调谐的激 励源的当前功率,使得所述当前功率保持恒定或具有预先确定的曲线变化过程。因为激光 器的功率调节例如取决于波长,所W通过附加的调节回路可W进一步提高测量精度,因为 可W根据激光功率标准化所检测的IR射束的强度。
[0047] 优选地,禪合输入装置包括测量头,所述测量头的形状匹配于测试对象的下指尖 或上指尖、脚遲和/或耳垂。对此,测量头可W具有平的或弯曲的支承面或可W构造为夹具。 为了避免由于在测量表面上的错误定位引起的测量误差,禪合输入装置可W进一步设置用 于在执行测量过程之前求取所述测试对象的下指尖或上指尖、脚遲或耳垂是否定位在所述 测量头上的预先确定的区域中。
[0048] 由所述激励源发射的光可W通过光纤束或通过光学器件平面地禪合输入到所述 身体表面中。在无格栅或者光谱仪的构型方式中,所检测的IR射束同样可W通过光纤束直 接成像到IR面式传感器的相应区域上。与此相反,在具有光谱仪或者具有光学格栅或棱镜 的构型方式中,设有附加的光学器件,W便构成测量行的测量部位的光学强度平均值,所述 光学强度平均值然后通过光学格栅谱分解地成像到面式传感器的行上。
[0049] 此外,本发明设及一种用于测量原始数据W确定血液参数、尤其W非侵入性地确 定D-葡萄糖浓度的方法,所述方法包括W下步骤:产生电磁射束,将所产生的射束禪合输入 到测量对象的身体表面中W及检测红外射束,所述红外射束通过在所述身体表面中禪合输 入的射束来激励,其中,将所产生的射束平面地在多个测量部位处禪合输入到所述身体表 面中。优选地,在测量过程期间在VIS范围和/或IR范围中的预先确定的谱范围中调谐经禪 合输入的电磁射束。
[0050] 测量设备的先前描述的方面也可W构造为相应的方法步骤,而运未明确列出。
【附图说明】
[0051 ]下面参考附图描述本发明的其他细节和优点。附图示出:
[0052] 图1:根据一个实施例的测量设备的示意性框图;
[0053] 图2:根据本发明的根据另一个实施例的测量设备的传感器装置;
[0054] 图3:根据一个实施例的IR面式传感器上所检测的IR信号的谱分解;
[0055] 图4:在IR范围中葡萄糖的主吸收峰值;
[0056] 图5:与其他在血液中存在的成份的吸收曲线相比较的葡萄糖吸收曲线;
[0057] 图6:根据另一个实施例的测量设备的示意性框图。
【具体实施方式】
[0058] 图1示出根据本发明的用于非侵入性地确定D-葡萄糖浓度的测量设备1的示意性 框图。
[0059] 为了非侵入性地确定D-葡萄糖浓度,要测量其血糖浓度的人将下指尖9置于测量 头8的测量表面上。在当前示例中,测量表面构造为平的支承面。
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