[發明專利]用光譜數據分析進行無創的光學血糖檢測的方法和系統

有效

• 申請號: 201210419811.6
• 申請日: 2009-04-17
• 公開（公告）號: CN102988061A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 徐智
• 申請（專利權）人: 密蘇里大學董事會
• 主分類號: A61B5/1455
• 分類號: A61B5/1455
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 秦晨

本申請是于2009年4月17日提交的、題為“用光譜數據分析進行無創的光學血糖檢測的方法和系統”的發明申請第200980126116.7號的分案申請。

相關申請的交叉引用

本專利申請要求2008年5月22日提交的申請號為61/055,303的美國臨時專利申請的優先權，該美國臨時專利申請的公開內容通過引用被合并在此，本專利申請還要求2008年8月15日提交的申請號為61/089,152的美國臨時專利申請的優先權，該美國臨時專利申請的公開內容通過引用也被合并在此。

背景技術

糖尿病是一種慢性疾病，當不對其進行控制的時候，隨著時間的流逝會對許多身體系統（包括神經、血管、眼睛、腎臟和心臟）造成嚴重的損害。美國國家糖尿病、消化系統病、腎疾病研究所（NIDDK）估計2007年在美國有2360萬人或者美國總人口的7.8%患有糖尿病。在全世界，世界衛生組織（WHO）估計超過1.8億人患有糖尿病，到2030年他們預計這個數字將增加到3.66億，美國占3030萬。根據WHO，在2005年估計有110萬人死于糖尿病。他們預測2006年到2015年，糖尿病致死率將總的增加超過50%且在中上收入國家增加超過80%。

糖尿病對個人和整個社會造成的經濟負擔是重大的。根據美國糖尿病協會，2007年美國糖尿病總年度經濟成本估計達到1740億美元。自2002年以來這個數字增加了420億美元。這32%的增長意味著美元數量每年提升超過了80億美元。

糖尿病管理一個很重要的要素就是糖尿病患者在家庭環境下自我監測血糖（SMBG）濃度。通過經常測試血糖水平，糖尿病患者能更好地管理用藥、飲食和運動以持續控制和預防長期不良健康結果。實際上，糖尿病控制與并發癥實驗（DCCT）若干年來密切關注了1441名糖尿病患者，結果表明，與標準治療組比較，那些每天按照強化控制方案進行多種血糖測試的患者中只有1/4的人發展為糖尿病性眼疾病，1/2的人發展為腎臟疾病，1/3的人發展為神經性疾病，且已經有這三種并發癥早期形態的患者中極少數人惡化。

然而，由于在分析之前通過皮膚抽取血液不方便并且帶來痛苦，這使得許多糖尿病患者做不到為了很好地控制血糖而應當做的那樣勤奮，因此目前的監測技術阻礙了正常的使用。結果，無創測量葡萄糖濃度是糖尿病管理的一種可取和有利的發展。無創監測將使每天的多次測試沒有痛苦且更加受到兒童糖尿病患者的歡迎。根據2005年刊登的一篇研究（J,Wagner,C.Malchoff，and?G.Abbott,Diabetes?Technology&Therapeutics（糖尿病技術和療法）,7(4)2005,612-619），患有糖尿病的人利用無創血糖監測裝置更頻繁地執行SMBG，并且已經改善生活質量。

存在許多用于血糖確定的無創方法。一種無創的血液化學檢測技術涉及收集和分析光譜數據。

由于在正被感測的區域中除了血液之外還存在其它成分（比如，皮膚、脂肪、肌肉、骨頭、胞間液），所以從根據光譜學獲得的光譜數據或其它數據提取關于血液特性的信息（例如葡萄糖濃度）是一個復雜的問題。這樣的其它成分能夠以改變讀數（reading）這樣的方式影響這些信號。具體地講，作為結果而獲得的信號的幅度可以比信號中與血液對應的部分的幅度大很多，因此，限制了精確提取血液特性信息的能力。

本發明旨在克服上述的一個或多個問題。

發明內容

在本發明的一方面中，公開了一種用于檢測生物樣品中的葡萄糖的系統。該系統包括：至少一個光源，所述至少一個光源被配置為入射在樣品的目標區域上；至少一個光檢測器，所述至少一個光檢測器被定位為接收來自所述至少一個光源的光并產生指示被檢測的光的功率的輸出信號，該輸出信號具有與時間相關的電流（time?dependent?current）；和處理器，該處理器從所述至少一個光檢測器接收輸出信號，基于接收到的輸出信號，以至少20：1的信噪比計算由于存在于目標區域中的樣品中的血液引起的衰減率，并基于計算的衰減率確定與存在于目標區域中的樣品相關的血糖水平。