[發(fā)明專利]用光譜數(shù)據(jù)分析進(jìn)行無(wú)創(chuàng)的光學(xué)血糖檢測(cè)的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210420843.8
• 申請(qǐng)日: 2009-04-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102961147A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐智
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 密蘇里大學(xué)董事會(huì)
• 主分類號(hào): A61B5/1455
• 分類號(hào): A61B5/1455
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 秦晨

本申請(qǐng)是于2009年4月17日提交的、題為“用光譜數(shù)據(jù)分析進(jìn)行無(wú)創(chuàng)的光學(xué)血糖檢測(cè)的方法和系統(tǒng)”的發(fā)明申請(qǐng)第200980126116.7號(hào)的分案申請(qǐng)。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本專利申請(qǐng)要求2008年5月22日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?1/055,303的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用被合并在此，本專利申請(qǐng)還要求2008年8月15日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?1/089,152的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用也被合并在此。

背景技術(shù)

糖尿病是一種慢性疾病，當(dāng)不對(duì)其進(jìn)行控制的時(shí)候，隨著時(shí)間的流逝會(huì)對(duì)許多身體系統(tǒng)（包括神經(jīng)、血管、眼睛、腎臟和心臟）造成嚴(yán)重的損害。美國(guó)國(guó)家糖尿病、消化系統(tǒng)病、腎疾病研究所（NIDDK）估計(jì)2007年在美國(guó)有2360萬(wàn)人或者美國(guó)總?cè)丝诘?.8%患有糖尿病。在全世界，世界衛(wèi)生組織（WHO）估計(jì)超過(guò)1.8億人患有糖尿病，到2030年他們預(yù)計(jì)這個(gè)數(shù)字將增加到3.66億，美國(guó)占3030萬(wàn)。根據(jù)WHO，在2005年估計(jì)有110萬(wàn)人死于糖尿病。他們預(yù)測(cè)2006年到2015年，糖尿病致死率將總的增加超過(guò)50%且在中上收入國(guó)家增加超過(guò)80%。

糖尿病對(duì)個(gè)人和整個(gè)社會(huì)造成的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)是重大的。根據(jù)美國(guó)糖尿病協(xié)會(huì)，2007年美國(guó)糖尿病總年度經(jīng)濟(jì)成本估計(jì)達(dá)到1740億美元。自2002年以來(lái)這個(gè)數(shù)字增加了420億美元。這32%的增長(zhǎng)意味著美元數(shù)量每年提升超過(guò)了80億美元。

糖尿病管理一個(gè)很重要的要素就是糖尿病患者在家庭環(huán)境下自我監(jiān)測(cè)血糖（SMBG）濃度。通過(guò)經(jīng)常測(cè)試血糖水平，糖尿病患者能更好地管理用藥、飲食和運(yùn)動(dòng)以持續(xù)控制和預(yù)防長(zhǎng)期不良健康結(jié)果。實(shí)際上，糖尿病控制與并發(fā)癥實(shí)驗(yàn)（DCCT）若干年來(lái)密切關(guān)注了1441名糖尿病患者，結(jié)果表明，與標(biāo)準(zhǔn)治療組比較，那些每天按照強(qiáng)化控制方案進(jìn)行多種血糖測(cè)試的患者中只有1/4的人發(fā)展為糖尿病性眼疾病，1/2的人發(fā)展為腎臟疾病，1/3的人發(fā)展為神經(jīng)性疾病，且已經(jīng)有這三種并發(fā)癥早期形態(tài)的患者中極少數(shù)人惡化。

然而，由于在分析之前通過(guò)皮膚抽取血液不方便并且?guī)?lái)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(yīng)當(dāng)做的那樣勤奮，因此目前的監(jiān)測(cè)技術(shù)阻礙了正常的使用。結(jié)果，無(wú)創(chuàng)測(cè)量葡萄糖濃度是糖尿病管理的一種可取和有利的發(fā)展。無(wú)創(chuàng)監(jiān)測(cè)將使每天的多次測(cè)試沒(méi)有痛苦且更加受到兒童糖尿病患者的歡迎。根據(jù)2005年刊登的一篇研究（J,Wagner,C.Malchoff，and?G.Abbott,DiabetesTechnology?&?Therapeutics（糖尿病技術(shù)和療法）,7(4)2005,612-619），患有糖尿病的人利用無(wú)創(chuàng)血糖監(jiān)測(cè)裝置更頻繁地執(zhí)行SMBG，并且已經(jīng)改善生活質(zhì)量。

存在許多用于血糖確定的無(wú)創(chuàng)方法。一種無(wú)創(chuàng)的血液化學(xué)檢測(cè)技術(shù)涉及收集和分析光譜數(shù)據(jù)。

由于在正被感測(cè)的區(qū)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(jù)光譜學(xué)獲得的光譜數(shù)據(jù)或其它數(shù)據(jù)提取關(guān)于血液特性的信息（例如葡萄糖濃度）是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題。這樣的其它成分能夠以改變讀數(shù)（reading）這樣的方式影響這些信號(hào)。具體地講，作為結(jié)果而獲得的信號(hào)的幅度可以比信號(hào)中與血液對(duì)應(yīng)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(fā)明旨在克服上述的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

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