Устройство и способ неинвазивного измерения вещества в организме

Авторы патента:


Устройство и способ неинвазивного измерения вещества в организме
Устройство и способ неинвазивного измерения вещества в организме
Устройство и способ неинвазивного измерения вещества в организме
Устройство и способ неинвазивного измерения вещества в организме
Устройство и способ неинвазивного измерения вещества в организме
Устройство и способ неинвазивного измерения вещества в организме

 


Владельцы патента RU 2511405:

ГЛУКО ВИСТА ИНК. (US)

Раскрыт способ и устройство для неинвазивного определения концентрации вещества в организме, например глюкозы в крови человека. Устройство измеряет концентрацию вещества посредством регистрации излучения в дальней инфракрасной области, излучаемого организмом, посредством использования инфракрасного излучения регистрируемого в сочетании с набором соответствующих фильтров. Для достижения требуемой точности значение излучения, определенное детектором, корректируется с учетом излучения компонентов системы. Температура каждого компонента системы, включая температуру детектора и температуру окружающей среды, определяется с помощью температурных датчиков, прикрепленных к различным компонентам системы. Эти температуры соответствуют набору заданных калибровочных параметров для коррекции показаний детектора. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Настоящая заявка относится в целом к неинвазивному измерению различных веществ в организме, например, измерению концентрации глюкозы в организме человека, более конкретно к системам детектирования дальней инфракрасной области для анализа и определения неинвазивным способом концентрации вещества в организме.

Спектроскопические методы, использующие инфракрасное (ИК) излучение, известны в предшествующем уровне техники и широко используются для неинвазивного измерения концентрации в организме веществ, представляющих интерес. Одной областью особого интереса является использование этих методов для неинвазивного измерения концентрации глюкозы и других компонентов кровеносной системы человека.

Инфракрасный спектр включает в себя ближнюю инфракрасную (приблизительно 1-3 микрон), среднюю инфракрасную (приблизительно 3-6 микрон), дальнюю инфракрасную (приблизительно 6-15 микрон) и предельную инфракрасную (приблизительно 15-100 микрон) области. Типичные измерительные устройства для измерения уровня глюкозы и другие устройства для неинвазивного измерения компонентов крови предшествующего уровня техники работают в ближних инфракрасных областях, в которых поглощение инфракрасной энергии глюкозой и другими компонентами крови является относительно низким. Однако известно, что глюкоза и другие компоненты крови имеют выраженные и различимые спектры поглощения и в средних и в дальних инфракрасных областях.

Было обнаружено, что в системе детектирования дальнего инфракрасного спектра разрешающая способность, для обеспечения достаточной точности измерения, должна быть эквивалентна 0,01°C. При такой высокой точности излучение черного тела любого компонента системы (например, зеркал, фильтров, ограничителей поля, детектора) может вызывать помехи в измерении. Традиционное решение такой проблемы состоит в охлаждении системы до криогенной температуры (например, -180°C), и изоляции системы и ее заполнение осушенным азотом во избежание скопления влаги. Однако для потребительского продукта такое решение является непрактичным и дорогим.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение раскрывает систему дальней инфракрасной области для анализа и определения концентрации вещества в организме неинвазивным способом. Согласно одному варианту осуществления устройство для неинвазивного измерения вещества в организме включает в себя детектор для регистрации излучения, излучаемого или переизлучаемого организмом, например организмом человека. Обеспечивается и юстируется оптическая система для фокусировки ИК-излучения, излучаемого организмом, на чувствительную область детектора.

Каждый элемент системы внутри поля обзора детектора и сам детектор имеет устройство измерения температуры, такое как терморезистор, прикрепленный к нему для измерения его температуры. Для точного измерения детектором энергии, излученной организмом, система калибруется для компенсации влияния температуры каждого элемента в поле обзора детектора. При использовании нагревательного блока или блока нагревания/охлаждения отдельно для каждого элемента температура каждого элемента может изменяться для калибровки, в то время как температуры других элементов системы остаются постоянными. Этот процесс повторяется многократно при различной температуре окружающей среды и различной температуре организма для калибровки влияния каждого элемента на измерение при всевозможных условиях, соответствующих измерению.

Эта процедура повторяется для каждого элемента в поле обзора детектора, создавая справочную таблицу (LUT), представляющую вклад каждого элемента в измерение, производимое детектором. Погрешности, связанные с температурой каждого из элементов системы, учитываются в каждом измерении, таким образом, позволяя получить высокий уровень точности системы.

При создании и построении LUT было установлено, что влияние температуры перегородки, используемой для ограничения поля обзора детектора, составляет 10:1 относительно показания, даваемого организмом. Сама по себе калибровка не может компенсировать такое значительное влияние.

Решение в дальней инфракрасной области заключается в том, чтобы уменьшить излучающую способность перегородки путем увеличения ее коэффициента отражения. Однако увеличение коэффициента отражения перегородки создает дополнительную проблему отражения рассеянной энергии на детектор. Была разработана сферическая перегородка с внутренней поверхностью, то есть поверхностью перегородки напротив детектора, которая является отполированной и позолоченной для более низкой излучающей способности. Конструкция перегородки исключает попадание излучения на чувствительную область детектора в результате отражения или многократного отражения.

Опорная пластинка, на которую устанавливаются детектор и перегородка, и сама перегородка имеют по существу ту же температуру, что и детектор. Опорная пластинка и наружная поверхность перегородки выполнены в виде радиационной ловушки, имеющей матовую черную поверхность, обеспечивающую коэффициент излучения около 97%.

Конструкция оптической системы создает образ чувствительной области детектора на поверхности тела для сбора ИК-излучения, излучаемого или переизлучаемого организмом. Область на поверхности тела, соответствующая образу чувствительной области детектора, является существенной, поскольку детектор усредняет ИК-излучение, излучаемое или переизлучаемое этой областью.

Согласно другому варианту осуществления настоящее оптическое устройство содержит два заменяемых оптических фильтра, первое зеркало, расположенное на первой стороне оптического фильтра, и второе зеркал, расположенное на второй стороне оптического фильтра напротив первого зеркала. Детектор расположен на второй стороне оптического фильтра. Перегородка частично окружает чувствительную поверхность детектора. Устройства измерения температуры выполнены с возможностью измерения температуры перегородки, зеркал и фильтров. Первое зеркало выполнено с возможностью принимать ИК-излучение от измеряемой поверхности тела, коллимировать ИК-излучение в пучок и отражать коллимированный ИК-пучок в направлении оптического фильтра и через него. Один из оптических фильтров выполнен с возможностью отфильтровывать часть коллимированного ИК-пучка, имеющую длины волн, выходящие за пределы выбранного диапазона, и второй оптический фильтр выполнен с возможностью отфильтровывать часть коллимированного ИК-пучка, имеющую длины волн, которые выходят за пределы выбранного диапазона. Фильтры заменяются с помощью моторизованного механизма, и каждое измерение ИК-излучения состоит из по меньшей мере одного измерения с использованием одного фильтра и второго измерения с использованием второго фильтра. Второе зеркало выполнено с возможностью приема коллимированного и отфильтрованного ИК-пучка и отражения его в направлении детектора. Перегородка выполнена с возможностью блокировать рассеянное ИК-излучение, чтобы оно не достигло чувствительной области детектора.

Затем каждое из двух измерений излучения корректируется для устранения влияния излучения элементов системы на измерение. Отношение двух измерений излучения после коррекции и нормирования для показания абсолютно черного тела коррелируется с концентрацией требуемого вещества в организме, например концентрацией глюкозы в крови человека.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Следующие чертежи, на которых подобные номера ссылочных позиций обозначают подобные элементы, образуют часть настоящего описания и включены для дополнительной демонстрации некоторых аспектов настоящего изобретения. Изобретение может быть понято лучше с помощью ссылок на один или более этих чертежей в сочетании с подробным описанием конкретных вариантов осуществления, представленных в настоящем документе.

Фиг.1 - структурная схема системы для неинвазивного измерения концентрации вещества в организме;

Фиг.2 - вид в перспективе оптического и детекторного устройств, изображенных на фиг.1, иллюстрирующий траекторию электромагнитных лучей между организмом и детектором;

Фиг.3 - вид в перспективе детектора, изображенного на фиг.1 и 2;

Фиг.4 - вид в перспективе оптического и детекторного устройств, изображенных на фиг.2, показывающий расположение различных элементов оптического и детекторного устройств устройства для измерения температуры; и

Фиг.5 и 6 - виды в разрезе детектора и перегородки оптического и детекторного устройств, представленных на фиг.2.

Эти и другие варианты осуществления настоящего изобретения будут более подробно представлены в описании. Признаки, функции и преимущества могут достигаться независимо в различных вариантах осуществления заявленного изобретения, или могут сочетаться в других вариантах осуществления.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже описываются один или более иллюстративных вариантов осуществления. С целью ясности не все признаки представленного варианта обязательно описаны или показаны.

На фиг.1 представлена структурная схема системы 10 для неинвазивного измерения концентрации вещества в организме. Инфракрасное (ИК) излучение, излучаемое или отраженное от поверхности организма 11, улавливается и коллимируется оптической подсистемой и фокусируется на блоке 15 ИК-детектора. Организм 11 является источником ИК-излучения, измеряемого системой 10. Организм 11 обычно представляет собой подвергаемый исследованию участок поверхности организма, например организма человека. Оптическая подсистема 13 включает в себя по меньшей мере два заменяемых фильтра 33, 35, как представлено на фиг.2, что обеспечивает два сигнала с различным диапазоном длины волны, при этом первый включает в себя характеристическую длину волны в требуемом веществе, подвергаемом измерению, например, глюкозе, а второй представляет собой участок испускаемого излучения, не включающий в себя характеристическую длину волны в этом веществе, который используется в качестве эталонного сигнала.

Блок 15 детектора регистрирует оба сигнала и выдает выходное напряжение, пропорциональное интенсивности каждого из двух сигналов, на микропроцессор 17. Термодатчики, как представлено на фиг.4, выдают температуру различных компонентов оптической подсистемы и блока детектора и температуру окружающего воздуха на микропроцессор 17 по линиям 2, 6 и 8 и при помощи справочной таблицы (LUT) 21. В процессе калибровки температура каждого из компонентов оптической подсистемы и блока детектора изменяется, при этом температура остальных компонентов системы поддерживается постоянной для обеспечения набора параметров калибровки, которые хранятся в LUT 21.

Микропроцессор 17 использует набор заданных параметров калибровки для коррекции каждого из двух измерений излучения для устранения влияния излучения элементов системы на измерение. Отношение двух измерений излучения после коррекции и нормирования на показание абсолютно черного тела сопоставляется с концентрацией исследуемого вещества в организме, например концентрацией глюкозы в крови человека. Затем результат выводится на выходное устройство 19, например жидкокристаллический или светодиодный видеомонитор.

На фиг.2 представлен схематический вид в перспективе конфигурации оптических и детекторных компонентов системы 10, представленной на фиг.1, иллюстрирующий траекторию ИК-лучей между организмом 11 и детектором 15. Детектор 15 включает в себя детекторный элемент 23, основание 25 детектора и перегородку 27. Конфигурация оптических и детекторных компонентов выполнена таким образом, что изображение 12 чувствительной или активной области 47 детектора 15 (как представлено на фиг.3) создается в организме 11 в фокальной плоскости зеркала 31.

Область изображения 12 предпочтительно имеет диаметр приблизительно 6 мм, ИК-излучение, излучаемое от или отраженное организмом 11 на изображение 12 в пучке 41 собирается и коллимируется зеркалом 31. ИК-излучение отражается зеркалом 31 и проходит на зеркало 29 в коллимированном пучке 43 параллельных лучей через фильтр 33 или фильтр 35. Фокальная плоскость зеркала 29 расположена на поверхности чувствительной области 47 блока 15 детектора. Пучок 43, достигая зеркала 29, отражается и проходит дальше в виде пучка 45, и фокусируется в фокальной плоскости зеркала 29, падая на чувствительную область 47 блока 15 детектора.

Блок 15 детектора частично окружен перегородкой 27 на стороне, обращенной к зеркалу 29. Перегородка 27 гарантирует, что по существу только пучок 45 падает только на чувствительную область 47. Перегородка 27 также блокирует достижение чувствительной области 47 блока 15 детектора любым рассеянным излучением. Таким образом, оптическая подсистема 13 юстирована таким образом, что изображение 12 располагается на поверхности организма 11 и пучок 41 ИК-излучения падает на чувствительную область 47 блока 15 детектора посредством зеркала 31, фильтра 33 или фильтра 35 и зеркала 29.

В одном варианте осуществления зеркала 29 и 31 представляют собой неосевые параболические зеркала, предпочтительно отражающие под 90°, покрытые золотом или другим подходящим отражающим материалом. Предпочтительно зеркало 29 имеет фокусное расстояние около одного (1) дюйма, а зеркало 31 имеет фокусное расстояние около трех (3) дюймов. Для оптической подсистемы 13 могут использоваться другие надлежаще выполненные отражающие зеркала, такие как, например, эллипсоидные зеркала или сочетание эллипсоидных и гиперболических зеркал.

Фильтр 33 и фильтр 35 установлены в рамку 37, рамка 37 расположена между зеркалом 29 и зеркалом 31. Фильтры 33, 35 переключаются между положениями, улавливающими пучок 43, посредством использования подходящего приводного устройства, например электродвигателя или пневматического механизма, например, прикрепленного к рамке 37. В одном варианте осуществления двигатель 39 прикреплен к рамке 37 и помещает рамку 37 между зеркалом 29 и зеркалом 31 таким образом, что нужный фильтр 33, 35 перехватывает пучок 43. Один из фильтров, например фильтр 33, предпочтительно представляет собой узкополосный фильтр, пропускающий длины волн спектральной характеристики вещества, подлежащего измерению. Другой фильтр, например фильтр 35, предпочтительно представляет собой узкополосный фильтр, пропускающий те длины волн спектральной характеристики, которые не чувствительны к измеряемому веществу. Например, в некоторых вариантах осуществления фильтр 33 ограничивает диапазон такой областью спектра, в которой не происходит излучения измеряемого вещества (для глюкозы, например, этот диапазон будет составлять 10,5 мкм-15 мкм), а фильтр 35 имеет диапазон, характерный для излучения измеряемого вещества (для глюкозы диапазон составляет 8,5 мкм-10,5 мкм).

На фиг.3 проиллюстрирован вид в перспективе детекторного элемента 23, представленного на фиг.1 и 2. Может использоваться любой подходящий ИК-детектор, чувствительный к требуемой длине волны, представляющей интерес. Детекторный элемент 23 включает в себя микросхему, обеспечивающую ИК-чувствительный материал, образующий чувствительную область 47 детектора. Микросхема, или чувствительная область 47, помещена в футляр 51 и установлена на основу 53. Футляр 51 имеет проем соответствующего размера, образующий окошко 49 в его верхней поверхности, для обеспечения возможности достижения ИК-излучением чувствительной области 47. Окошко 49 покрыто материалом, проницаемым для представляющего интерес излучения, например кремниевым или другим подходящим материалом. Проводники 55 соединяют детекторный элемент 23 с микропроцессором 17 и другими элементами схемы. В одном варианте осуществления используется пассивный ИК-датчик, известный как термоэлектрический детектор. Термоэлектрические детекторы реагируют на ИК-мощность, излучаемую объектом в его поле обзора, посредством формирования напряжения, которое пропорционально падающей мощности. Один подходящий термоэлектрический детектор производится кампанией Dexter Research Corporation (шифр компонента ST 150). Термоэлектрический детектор, использованный в одном варианте осуществления, имеет чувствительную область 47 с размерами 1,5 мм × 1,5 мм и окошко 49 из кремния.

На фиг.4 представлен вид в перспективе оптической подсистемы 13 и блока 15 детектора, изображенного на фиг.2, иллюстрирующий подходящие положения на различных элементах оптической подсистемы и блока детектора, где могут быть размещены устройства для измерения температуры. Каждый элемент оптической подсистемы и блока детектора испускает электромагнитное излучение, включающее в себя ИК-излучение, как функцию от температуры. Для достижения разрешения, необходимого для выполнения точного измерения требуемого вещества, излучение каждого элемента в системе предпочтительно учитывается.

Каждый элемент оптической подсистемы 13 в пределах поля обзора блока 15 детектора, а также блок 15 детектора включают в себя один или более подходящих термодатчиков, установленных на подходящих участках на элементе для точного измерения температуры элемента. В одном варианте осуществления в качестве устройств измерения температуры используются терморезисторы. Терморезистор представляет собой температурно-зависимое сопротивление, обычно состоящее из полупроводникового материала. Сопротивление терморезистора обратно пропорционально температуре, то есть при повышении температуры его сопротивление снижается. Однако могут использоваться другие подходящие термодатчики, термопары, например, обычно терморезистор обеспечивает более высокое выходное напряжение.

В варианте осуществления, представленном на фиг.4, терморезистор 61 расположен с внутренней стороны блока 15 детектора для измерения температуры холодного спая, где используется термоэлектрический детектор. Терморезистор 63 измеряет температуру перегородки 27. Терморезисторы 65 и 67 измеряют температуру зеркала 29, а терморезисторы 71 и 73 измеряют температуру зеркала 31. Из-за размеров и массы зеркал для каждого зеркала используется два терморезистора. Терморезистор 69 измеряет температуру фильтров 33, 35 и блока рамки 37. Терморезистор 75 измеряет окружающую комнатную температуру. Температура каждого элемента сопоставляется с набором заданных калибровочных параметров, хранящихся в LUT 21 вместе c температурой детектора 15, температурой окружающего воздуха и температурой организма 11 для компенсации любых искажений в измерении концентрации вещества из-за температур различных элементов оптической подсистемы и блока детектора.

На фиг.5 представлен вид в разрезе блока 15 детектора и перегородки 27 оптического и детекторного устройства, изображенного на фиг.2. В одном проиллюстрированном варианте осуществления детекторный элемент 23 удерживается посредством удерживающего кольца 81 в тепловом контакте с основанием 25 детектора. Перегородка 27 прикреплена к основанию 25 детектора при помощи фиксаторов 26, обеспечивающих хороший тепловой контакт между детекторным элементом 23, кольцом 81, основанием 25 детектора и перегородкой 27. Внутренняя поверхность 83 перегородки 27 предпочтительно покрыта золотом и отполирована для создания зеркала. Внутренняя поверхность 83 перегородки 27 выполнена имеющей очень низкую излучательную способность и высокую отражающую способность. Форма внутренней поверхности 83 перегородки 27 выполнена таким образом, чтобы минимизировать или не допускать никакого отражения или многократного отражения излучения при падении на чувствительную область 47 детекторного элемента 23.

В одном варианте осуществления внутренняя поверхность 83 перегородки 27 образует сферическую поверхность, при этом центр сферы совпадает с центром чувствительной области 47 детектора, вмещающей в себя детекторный элемент 23. В участке сферы над и напротив чувствительной области 47 образован проем 95. Размеры проема 95 достаточны для обеспечения попадания пучка 45 (как представлено на фиг.2) на чувствительную область 47 и минимизирования или недопущения достижения любым рассеянным излучением чувствительной области 47 детектора. Передняя поверхность 89 детекторного элемента 23, наружная поверхность 87 удерживающего кольца 81 и открытый участок 85 основания 25 детектора внутри сферы покрыты подходящим материалом, таким как подходящее черное покрытие, например, для создания радиационной ловушки для любого рассеянного излучения. Терморезистор 63 измеряет температуру перегородки 27 для обеспечения компенсации ее излучающих влияний на измерения концентрации вещества.

На фиг.6 представлен вид в разрезе блока 15 детектора и перегородки 27 оптического и детекторного устройства, изображенного на фиг.2 согласно другому варианту осуществления. В этом варианте осуществления, как описано выше со ссылкой на фиг.2, зеркала 29 и 31 предпочтительно представляют собой отражающие под 90° неосевые параболические зеркала, покрытые золотом или другим подходящим отражающим материалом. Внутренняя поверхность 83 перегородки 27 предпочтительно образует сферическую поверхность с центром 99 сферы, смещенным относительно центра 97 чувствительной области 47 детектора. В участке сферы над и напротив чувствительной области 47 образован проем 95. Поскольку максимум распределения ИК-энергии неосевого зеркала смещен от центра, положение центра 99 проема 95 перегородки также смещено от центра 97 чувствительной области 27 детектора для обеспечения максимального сбора ИК-энергии. Размеры проема 95 достаточны для обеспечения падения пучка 45 (как представлено на фиг.2) на чувствительную область 47 детектора и минимизации или недопущения достижения чувствительной области 47 детектора любым побочным излучением.

Хотя изобретение было описано терминами некоторых вариантов осуществления, специалистам в данной области техники будут очевидны другие варианты осуществления, включая варианты осуществления, не обеспечивающие все признаки и преимущества, изложенные в настоящем документе, которые также находятся в пределах объема настоящего изобретения. Таким образом, объем изобретения определяется следующей формулой.

1. Система для неинвазивного измерения вещества в организме, содержащая:
детектор, выполненный с возможностью регистрировать излучение, излучаемое или переизлучаемое организмом;
оптическую подсистему, выполненную с возможностью фокусировать излучение на чувствительной области детектора; и
один или более термодатчиков, прикрепленных к одному или более из множества элементов оптической подсистемы и к детектору, причем один или более термодатчиков выполнены с возможностью измерять температуру одного или более элементов оптической подсистемы и температуру детектора.

2. Система по п.1, причем система выполнена с возможностью сопоставления температуры одного или более из множества элементов оптической подсистемы и температуры детектора с набором заданных компенсационных параметров, хранящихся в справочной таблице, для компенсации влияния на неинвазивное измерение температуры каждого из одного или более из множества элементов и детектора, температуры окружающей среды и температуры, измеренной на поверхности организма.

3. Система по п.1, в которой детектор содержит датчик энергии инфракрасного излучения.

4. Система по п.3, в которой датчик энергии инфракрасного излучения содержит термоэлектрический детектор.

5. Система по п.1, в которой оптическая подсистема содержит одно или более зеркал, выполненных с возможностью фокусировать излучение на чувствительную область детектора.

6. Система по п.5, в которой оптическая подсистема содержит по меньшей мере два неосевых параболических зеркала, отражающих под углом 90°.

7. Система по п.5, в которой оптическая подсистема содержит, по меньшей мере, два зеркала, включающих в себя, по меньшей мере, один ослабляющий фильтр, расположенный между двумя зеркалами для ослабления излучения в выбранном диапазоне волн.

8. Система по п.5, в которой оптическая подсистема содержит два ослабляющих фильтра, установленных на подвижную рамку, расположенную между двумя зеркалами.

9. Система по п.8, в которой два ослабляющих фильтра содержат первый полосовой фильтр для ослабления излучения в первом выбранном диапазоне волн, при этом первый выбранный диапазон волн включает в себя, по меньшей мере, одну длину волны, характеризующую вещество, и второй полосовой фильтр для ослабления излучения во втором выбранном диапазоне волн, при этом второй выбранный диапазон волн минимизирует длины волн, характеризующие вещества.

10. Устройство для неинвазивного измерения вещества в организме, содержащее:
детектор для регистрации излучения, излучаемого или переизлучаемого организмом;
оптику, выполненную с возможностью фокусирования излучения на чувствительной области детектора; и
перегородку, прикрепленную и находящуюся в тепловом контакте с детектором, при этом перегородка расположена так, чтобы, по меньшей мере, частично окружать чувствительную область детектора, и выполнена с возможностью минимизировать падение рассеянного излучения на чувствительную область детектора,
при этом внутренняя поверхность перегородки, противоположная детектору, имеет высокую отражающую способность и низкую излучательную способность, причем внутренняя поверхность перегородки выполнена для минимизации падения излучения отражения или многократного отражения на чувствительную область детектора.

11. Устройство по п.10, дополнительно содержащее один или более термодатчиков, прикрепленных к одному или более из множества элементов оптики и к детектору, причем один или более термодатчиков выполнены с возможностью измерять температуру одного или более элементов оптической подсистемы и температуру детектора.

12. Устройство по п.11, причем устройство выполнено с возможностью сопоставления температуры одного или более из множества оптических элементов и температуры детектора с набором заданных компенсационных параметров, хранящихся в справочной таблице, для компенсации влияния на неинвазивное измерение температуры каждого из одного или более из множества оптических элементов и детектора, температуры окружающей среды и температуры, измеренной на поверхности организма.

13. Устройство по п.10, в котором внутренняя поверхность перегородки образует участок сферы, окружающей детектор, при этом участок перегородки выше и напротив чувствительной области детектора имеет проем, позволяющий излучению достичь чувствительной области детектора.

14. Устройство по п.13, в котором наружная поверхность перегородки покрыта подходящим черным покрытием для поглощения рассеянного излучения.

15. Способ неинвазивного измерения концентрации вещества в организме, использующий устройство, включающее в себя детектор и оптическую систему, причем способ содержит этапы, на которых:
определяют величину инфракрасного излучения, излучаемого организмом в диапазоне волн, включающем в себя, по меньшей мере, одну длину волны, характеризующую вещество;
измеряют температуру детектора и одного или более компонентов оптической системы; и
сопоставляют температуры детектора и одного или более компонентов оптической системы с набором заданных калибровочных параметров для коррекции детектированной величины инфракрасного излучения, учитывающей влияние излучения каждого детектора и одного или более компонентов оптической системы.

16. Способ по п.15, дополнительно содержащий этап, на котором измеряют температуру окружающей среды.

17. Способ по п.16, дополнительно содержащий этап, на котором измеряют температуру организма.

18. Способ по п.15, дополнительно содержащий этап, на котором ограничивают диапазон длин волн детектированной величины инфракрасного излучения.

19. Способ по п.18, дополнительно содержащий этап, на котором ограничивают диапазон волн детектированной величины инфракрасного излучения первым диапазоном длин волн, включающем в себя, по меньшей мере, одну характеристику длины волны вещества, для обеспечения первой детектированной величины излучения, и ограничивают диапазон волн детектированной величины инфракрасного излучения вторым диапазоном длин волн, причем длины волн, характеризующие вещество, минимизируются для обеспечения второго значения детектированного излучения.

20. Способ по п.19, в котором первый диапазон длин волн содержит от 8,5 мкм до 10,0 мкм, а второй диапазон длин волн содержит от 10,5 мкм до 15,0 мкм, и измеряемое вещество представляет собой глюкозу.

21. Способ по п.19, дополнительно содержащий этапы, на которых:
корректируют первое и второе детектированные значения излучения с учетом влияния излучения каждого из детектора и одного или более компонентов оптической системы;
нормируют первое и второе детектированные значения излучения на показание абсолютно черного тела; и
соотносят отношение первого и второго детектированных значений излучения с концентрацией вещества в организме.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине. Портативное устройство для бесконтактной выборочной проверки жизненных показателей пациента содержит: датчик расстояния для последовательного обнаружения изменений расстояния во времени относительно грудной клетки пациента, калькулятор частоты дыхания для определения дыхательной активности на основе обнаруженных изменений расстояния во времени.
Изобретение относится к области медицины, а именно к определению показателей функционального состояния центральной нервной системы (ЦНС). Выполняют максимально возможное количество движений в заданное время тестирования.

Изобретение относится к области медицины, а именно к урологии и андрологии. Регистрируют базальный кровоток накожным датчиком типа «R» в области венечной борозды полового члена в течение 10 минут.

РЕФЕРАТ Группа изобретений относится к медицине. В волоконно-оптическом зонде для внутрисосудистых измерений, например измерений насыщения кислородом, сердцевина оптического волокна содержит всего два волокна.

Изобретение относится к области систем спасения, а именно к вспомогательной системе поддержки, использующей информацию о показателях жизненно важных функций. Техническим результатом является обеспечение возможности проверить информацию об оценке безопасности, информацию о медицинской страховке, информацию о показателях жизненно важных функций и клиническую информацию человека, подлежащего спасению, посредством портативного терминала.

Изобретение относится к медицине, а именно к способам и системам для получения изображения в видимой и инфракрасной областях спектра. Способ заключается в непрерывном освещении наблюдаемой области синим/зеленым светом, а также красным светом и светом ближней ИК-области спектра.

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для определения и контроля уровня глюкозы в крови человека. Устройство для определения содержания глюкозы в крови включает линию для измерения уровня глюкозы по голосу человека и линию для инвазивного измерения уровня глюкозы в крови.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройству и способу легкого сбора, разбавления, перемешивания и дозирования жидкостей для анализа в изолированной системе.

Группа изобретений относится к медицине. Измерительное устройство для измерения количественной информации о веществе, содержащемся в носителе, выбранном из подкожной интерстициальной жидкости и крови, содержит секцию датчика, имеющую датчик, и вычислительную секцию.
Предлагаемое изобретение относится к терапии, а именно к пульмонологии. Для проведения аускультативной диагностики используют стереостетофонендоскоп по патенту RU 2423916.

Изобретение относится к области лабораторного медицинского анализа, аналитического приборостроения. Посылку излучения на кожу в одну или более точек осуществляют на длинах волн, характеристических для поглощения билирубина, гемоглобина и его производных. Измеряют интенсивность рассеянного излучения на одном или нескольких расстояниях от точек посылки излучения. Количественные значения концентрации билирубина определяют из аналитического выражения, связывающего ее с определяемыми из измеряемых интенсивностей рассеянного излучения коэффициентами диффузного рассеяния. Способ позволяет повысить точности определения концентрации билирубина за счет исключения влияния вариаций биофизических параметров кожи и контакта прибора с кожей, устранения калибровочных измерений, а также упрощения процедуры измерений и устранения необходимости калибровочных измерений. 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 5 табл.

Группа изобретений относится к медицине. Система мониторинга и регулирования уровней глюкозы в крови включает устройство измерения глюкозы в крови, устройство ввода для получения, по меньшей мере, одного значения измеренного уровня глюкозы в крови, по меньшей мере, одного значения дозы инсулина, поданного к данному моменту в кровоток с помощью, по меньшей мере, одного устройства подачи инсулина, и, при наличии, по меньшей мере, одного значения питательной ценности питания, прямо или косвенно поданного к данному моменту в кровоток с помощью, по меньшей мере, одного устройства подачи питания; вычислительное устройство для расчета нового значения дозы инсулина и нового значения питательной ценности в зависимости от их воздействия на уровни глюкозы в крови и в зависимости от ранее измеренного уровня глюкозы в крови; новые значения питательной ценности рассчитываются, если устройство подачи питания прекращает подачу питания или изменяет дозировку подачи питания, и устройство вывода для вывода новых значений дозы инсулина и значений питательной ценности. Способ мониторинга и регулирования уровней глюкозы в крови включает в себя следующие этапы: включение не менее чем одного устройства подачи питания для прямой или косвенной подачи питания в кровоток; измерение уровня глюкозы в крови; определение не менее одного значения питательной ценности питания на основе ряда данных, поступающих от устройства подачи питания в управляющее устройство; передачу измеренных уровней глюкозы в крови кровотока в управляющее устройство; расчет с помощью вычислительного устройства значения дозы инсулина и, при наличии, значения питательной ценности в зависимости от ее воздействия на уровни глюкозы в крови и в зависимости от ранее измеренного уровня глюкозы в крови, причем новые значения питательной ценности рассчитывают, если устройство подачи питания прекращает подачу питания или изменяет дозировку подачи питания, и вывод посредством устройства вывода рассчитанных новых значений дозы инсулина и рассчитанных новых значений питательной ценности. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к оториноларингологии, и может быть использовано для диагностики форм аллергического ринита. Проводят эндоскопический осмотр полости носа. Участки слизистой оболочки нижней и средней носовой раковин полости носа очищают от слизи. Проводят исследование интенсивности флуоресценции слизистой оболочки полости носа при помощи ультрафиолетового импульсного лазера на молекулярном азоте. При показателях длин волн 440 нм и 560 нм определяют спектральный индекс F по логарифму отношения интенсивности флуоресценции при минимальной длине волны (440 нм) к интенсивности флуоресценции при максимальной длине волны (560 нм). При спектральном индексе F, равном 2,28±0,14, диагностируют круглогодичную форму аллергического ринита. При спектральном индексе F, равном 1,86±0,14, диагностируют сезонную форму аллергического ринита. Способ позволяет быстро и эффективно диагностировать форму аллергического ринита. 3 пр.
Изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии, к способу определения степени метаболической зрелости гетеротопических оссификатов перед их хирургическим лечением, и может быть использовано при лечении пациентов с формирующимися гетеротопическими костеобразованиями в условиях травматолого-ортопедических, хирургических и других стационаров. Перед хирургическим лечением гетеротопических оссификатов выполняют исследование венозной крови пациента, определяют методом стандартной рентгенографии, а также многослойной спиральной компьютерной томографии и магнитно-резонансной томографии характер их расположения и локализации. Затем методом неинвазивной лазерной допплеровской флоуметрии в положении пациента сидя или лежа после 30-минутного отдыха и при размещении датчика на неповрежденном кожном покрове пациента в проекции гетеротопических оссификатов в течение 360-420 секунд при длине волны красного лазерного излучения 0,63 мкм и объеме зондирования 0,8-0,9 мм3 с использованием спектрального вейвлет-анализа осцилляции кровотока измеряют в любой последовательности и оценивают показатель микрогемоциркуляции (ИМ, п.е. - перфузионные единицы) мягких тканей в проекции гетеротопических оссификатов пациента, который характеризует общую, то есть капиллярную и внекапиллярную, усредненную стационарную перфузию микрососудов и пропорционален количеству эритроцитов и их средней линейной скорости в зондируемом объеме, в диапазоне амплитуд колебаний частотных ритмов вейвлет-спектра 0,0095-1,6 Гц выбирают и регистрируют амплитуды колебаний кровотока собственно миогенного происхождения в диапазоне частотных ритмов 0,07-0,145 Гц, которые напрямую характеризуют состояние нутритивного русла исследуемых тканей в проекции гетеротопических оссификатов. В случае если измеренная характеристика показателя микрогемоциркуляции кровотока мягких тканей в проекции гетеротопических оссификатов составляет 0,5-1,8 перфузионных единиц, измеренная величина нутритивного кровотока составляет 0,3-1,0 перфузионных единиц, а в вейвлет-спектре колебаний кровотока в диапазоне частотных ритмов 0,07-0,145 Гц отсутствуют колебания миогенного происхождения или их амплитуда незначительна, то устанавливают факт завершенности процессов образования остеоида и его минерализации с образованием и созреванием губчатой костной ткани новообразованной кости, а также свидетельствующий о достаточности стадии метаболической зрелости гетеротопических оссификатов пациента, показатель которой свидетельствует о целесообразности проведения этапа хирургического лечения образовавшихся гетеротопических оссификатов. В случае если величина измеренного показателя микрогемоциркуляции кровотока мягких тканей в проекции гетеротопических оссификатов составляет более двух перфузионных единиц, измеренная величина нутритивного кровотока составляет более одной перфузионной единицы, а в вейвлет-спектре колебаний кровотока в диапазоне частотных ритмов 0,07-0,145 Гц присутствуют доминирующие колебания миогенного происхождения, то устанавливают факт наличия прохождения активных регенераторных процессов, свидетельствующих о незавершенности процесса образования остеоида, его минерализации с созреванием губчатой костной ткани новообразованной кости и, как следствие, о преждевременности проведения этапа хирургического удаления образовавшихся гетеротопических оссификатов. Способ позволяет объективно оценить характер гетеротопической оссификации перед хирургическим лечением гетеротопических оссификатов. 3 пр.

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии, и может быть использовано для оценки и прогнозирования риска геморрагических осложнений при миниинвазивных хирургических вмешательствах на печени. Индивидуально у каждого пациента перед операцией и во время нее оценивают в баллах наличие следующих признаков (предикторов риска): явной или скрытой коагулопатии (КП), фиброза или цирроза печени (ЦП), острой печеночной недостаточности и/или выраженного холестаза (ДП), технических трудностей при выполнении вмешательства (ТТ), диаметра пункционного канала свыше 1,6 мм (ДК), неоднократного прохождения инструмента через паренхиму органа (ПИ), опасной локализации объемного образования (ОЛ) и беспокойного поведения пациента во время и после вмешательства (БП). Затем вычисляют индекс риска геморрагических осложнений (ИРГО) по формуле ИРГО=КП+ЦП+ДП+ТТ+ДК+ПИ+ОЛ+БП, при этом значение ИРГО<4 баллов отражает минимальную степень риска, 5-12 баллов - среднюю степень риска, перед вмешательством назначают курс гемостатической терапии; если ИРГО более 12 баллов расценивается как высокая степень риска осложнений. Способ позволяет повысить эффективность прогнозирования геморрагических осложнений после миниинвазивных вмешательств на печени, что необходимо для дальнейшего выбора профилактических мероприятий. 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к способам и системам для управления электронными медицинскими устройствами. Способ управления устройством заключается в приведении множества медицинских устройств в контакт с телом пациента, осуществлении их соединения для поддерживания связи с пультом по цифровому интерфейсу, передаче сообщения по цифровому интерфейсу с пульта для одновременного приема множеством медицинских устройств и синхронизации медицинских устройств между собой в ответ на принятое сообщение. Сообщение является исходным радиочастотным импульсом, интерфейсы множества медицинских устройств содержат модем и контроллер, приемные схемы модемов выполнены с возможностью обнаружения исходных радиочастотных импульсов до их обработки основными схемами модемов и с возможностью сигнализировать контроллеру, когда обнаруживается радиочастотный импульс, а контроллер синхронизирует схемы медицинских устройств. Способ осуществляется посредством устройства, содержащего пульт, выполненный с возможностью передачи сообщения по первому цифровому интерфейсу одновременно нескольким получателям, и множество медицинских устройств, приводимых в контакт с телом пациента, которые содержат вторые цифровые интерфейсы, выполненные с возможностью одновременного приема сообщения, передаваемого пультом, и синхронизации между собой в ответ на прием сообщения. Использование изобретения позволяет синхронизировать работу медицинских устройств. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области медицины и предназначено для определения выраженности подагры. Способ включает определение наличия тофусов, количества обострений за год, уровня мочевой кислоты в сыворотке крови и расчет индекса. Больному дополнительно проводят обследование и выявляют признаки подагры в соответствии с классификационными критериями, приведенными в таблице 1, включенной в описание, определяют количество критериев подагры и рассчитывают индекс выраженности подагры по формуле: ИВП = количество критериев подагры + 3 × наличие тофусов + КОмес + КПНМК, где ИВП - индекс выраженности подагры; наличие тофусов: нет тофусов - 0, есть тофусы - 1; КОмес - количество обострений в месяц; КПНМК - кратность превышения нормы уровня мочевой кислоты в сыворотке крови. Способ позволяет определить выраженность подагры, для оценки эффективности проводимой терапии, динамики состояния пациентов при длительных проспективных наблюдениях за ними. 3 ил., 5 табл., 2 пр.
Изобретение относится к области медицины, а именно к педиатрии, кардиологии и генетике, и может быть использовано для прогнозирования риска развития протромботических изменений у подростков с эссенциальной артериальной гипертензией. Определяют факторы риска развития протромботических изменений у подростков с эссенциальной артериальной гипертензией, а именно: полиморфизм С677Т гена 5,10-метилентетрагидрофолатредуктазы; полиморфизм A66G гена метионинсинтазы-редуктазы; уровень среднедневного диастолического артериального давления; уровень средненочного систолического артериального давления; индекс времени гипертензии систолического артериального давления в дневное время; показатель отягощенного тромботического генеалогического анамнеза; показатель тромбозов в семье у родственников в раннем возрасте. На основании оценки совокупности выявленных факторов риска делают вывод либо о благоприятном прогнозе и низкой вероятности развития протромботических изменений, либо о неблагоприятном прогнозе и высокой вероятности развития протромботических изменений. Способ позволяет с высокой точностью прогнозировать риск развития протромботических изменений и выявить тромбогенный риск у подростков с эссенциальной артериальной гипертензией, что достигается за счет учета комплекса данных - анамнеза, функциональных и лабораторных исследований. 2 пр.

Группа изобретений относится к медицине. При осуществлении способа облучают лазерным лучом зоны максимального скопления кровеносных сосудов. Принимают и аппаратурно преобразовывают посредством выделения ориентации вектора поляризации и интенсивности обратнорассеянное излучение. Рассчитывают по ним концентрацию глюкозы в крови. При этом интенсивность и поляризацию обратнорассеянного светового поля регистрируют двумя каналами, расположенными симметрично относительно лазерного луча. Предварительно настраивают анализаторы приемных каналов под углами ±45° относительно плоскости пропускания поляризатора. Одновременно с этим регистрируют динамику микроциркуляции крови в исследуемом участке кожи. Измерения проводят непосредственно с поверхности кожи. Устройство содержит источник оптического когерентного излучения, поляризатор, два анализатора, два фотодетектора, регистрирующие интенсивность светового потока, прошедшего через анализаторы, и микрообъектив. При этом устройство содержит фотодетектор для регистрации микроциркуляции крови, диафрагму с микроотверстием, усилители и блок обработки выходного сигнала. Группа изобретений позволяет повысить точность измерения и создать конструкцию, позволяющую использовать ее в качестве основы мобильного датчика индивидуального пользования. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области медицины, а именно к детской хирургии, и может быть применимо при лечении гемангиом. Проводят визуальный осмотр и пальпацию, при этом в процессе первичных и повторных осмотров пациента с гемангиомой выполняют определение площади гемангиомы, для круглых гемангиом по формуле , где S - площадь гемангиомы, см2, d - диаметр округлой гемангиомы в см, π - число пи. Для неправильных фигур определяют приблизительно, с применением прозрачной пленки, расчерченной на квадраты, путем накладывания пленки на гемангиому и оценки площади гемангиомы по сумме покрывающих гемангиому квадратов и половин квадратов, получая два значения: S2 - измерение площади при повторном осмотре, см2, S1 - измерение площади при первичном осмотре см2. Определяют площадь тела пациента по формуле , где в.тела - вес тела в кг, рост - рост в см,получая два значения: Sтела2 - площадь поверхности тела при повторном осмотре, см2, Sтела1 - площадь поверхности тела при первичном осмотре, см2. Считают необходимым начинать лечение, если значение . Способ позволяет объективно и точно определить показания для начала лечения гемангиомы при ее прогрессировании за счет определения площади и диаметра гемангиом. 1 пр.
Наверх