[發(fā)明專利]使用無(wú)纖維的透反射探針對(duì)分析物濃度的無(wú)創(chuàng)測(cè)量

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380023695.9
• 申請(qǐng)日: 2013-04-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104395732A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H.哈瓊馬;S.庫(kù)恩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 格羅夫器械股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/31
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/31;G01N21/35;G01N21/49;G01N21/17;A61B5/145;A61B5/1455
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 盧亞靜

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)總體上涉及生物醫(yī)學(xué)測(cè)試領(lǐng)域。更具體地說(shuō)，本公開(kāi)涉及用于無(wú)創(chuàng)測(cè)量身體組織中的分析物的濃度的方法和設(shè)備。

背景技術(shù)

在過(guò)去的二十年，對(duì)血糖濃度的無(wú)創(chuàng)診斷和測(cè)量得到大量關(guān)注，因?yàn)橛绕洚?dāng)與整體肥胖人口的增加相關(guān)聯(lián)時(shí)，糖尿病迅速蔓延。血糖的無(wú)創(chuàng)測(cè)量提供了增加測(cè)試頻率的可能性，由此，使得可以經(jīng)由相應(yīng)地調(diào)節(jié)胰島素劑量來(lái)更嚴(yán)格地控制血糖濃度。無(wú)創(chuàng)檢測(cè)技術(shù)還提供了用于監(jiān)控和調(diào)整胰島素劑量的便攜式閉環(huán)系統(tǒng)的可能性。這些可能的優(yōu)點(diǎn)導(dǎo)致對(duì)無(wú)創(chuàng)血糖監(jiān)控裝置的商業(yè)化的大量關(guān)注。

現(xiàn)今，用于測(cè)量血糖的所有可用的便攜式終端用戶裝置要求刺穿指尖來(lái)獲得血樣。然后，將血樣放置在表明血糖濃度的試驗(yàn)片上。這些裝置十分緊湊，并相當(dāng)精確，但是刺穿指尖來(lái)獲得血樣是不便的、疼痛的，并有感染的風(fēng)險(xiǎn)。目前，商為上沒(méi)有用于測(cè)量血糖的無(wú)創(chuàng)裝置。

已進(jìn)行許多嘗試來(lái)通過(guò)測(cè)量近紅外能量光譜(約650nm至2700nm)中的光輻射的組織吸收率來(lái)無(wú)創(chuàng)地測(cè)量血糖濃度。Harjunmaa等人的美國(guó)專利No.5,099,123(整體內(nèi)容作為引用并入本文)公開(kāi)了一種用于測(cè)量混濁基質(zhì)(即體液和組織)中的分析物濃度的平衡差異(或光橋^TM)方法。該方法利用兩個(gè)波長(zhǎng)，即在目標(biāo)分析物中被高度吸收的主波長(zhǎng)和使用平衡過(guò)程選擇的、在目標(biāo)分析物中不(或更少)被吸收的參考波長(zhǎng)。這兩個(gè)波長(zhǎng)選擇成在背景基質(zhì)中具有基本上相同的消光系數(shù)。當(dāng)將包括這兩個(gè)波長(zhǎng)的輻射束交替相繼地施加到樣本組織基質(zhì)時(shí)，在測(cè)量由基質(zhì)透射或背向散射的輻射的信號(hào)檢測(cè)器中記錄與波長(zhǎng)交替同步的交替信號(hào)。交替信號(hào)的幅度與樣本基質(zhì)中的目標(biāo)分析物濃度成比例。在測(cè)量期間，使用光橋平衡工藝來(lái)改變兩個(gè)交替波長(zhǎng)及它們的相對(duì)強(qiáng)度，使得在沒(méi)有分析物時(shí)，檢測(cè)器信號(hào)基本上為零。即，光橋使用兩個(gè)近紅外波長(zhǎng)來(lái)“清空(null?out)”背景吸收率，使得分析物濃度變得更加可見(jiàn)。

隨后，在Harjunmaa等人的美國(guó)專利No.5,178,142(作為引用并入本文)中，公開(kāi)了一種方法，通過(guò)改變組織的機(jī)械壓力并且在樣本中存在最小水平的分析物時(shí)使透射/反射信號(hào)歸零(平衡)來(lái)改變組織基質(zhì)的細(xì)胞外與細(xì)胞內(nèi)的液比。

在Harjunmaa等人的美國(guó)專利No.7,003,337(作為引用并入本文)中，公開(kāi)了使用另一輻射(比如由血紅蛋白吸收的綠光)連續(xù)預(yù)估在樣本內(nèi)包含目標(biāo)分析物的流體量，并組合樣本檢測(cè)器的輸出與流體體積預(yù)估值來(lái)計(jì)算分析物濃度。此外，在Harjunmaa等人的美國(guó)申請(qǐng)No.11/526,564(也作為引用并入本文)中，公開(kāi)了一種使用三個(gè)固定波長(zhǎng)激光二極管代替在使用時(shí)調(diào)諧激光波長(zhǎng)來(lái)生產(chǎn)輻射束的方法。

其它相關(guān)專利包括美國(guó)專利No.5,112,124、No.5,137,023、No.5,183,042、No.5,277,181和No.5,372,135，它們的整體內(nèi)容均通過(guò)引用并入本文。

發(fā)明內(nèi)容

本公開(kāi)描述了一種用于使用無(wú)纖維的透反射探針(fiberless?transflectance?probe)無(wú)創(chuàng)地測(cè)量樣本中的目標(biāo)分析物濃度的方法和設(shè)備。本公開(kāi)的第一方面是用于無(wú)創(chuàng)地檢查目標(biāo)區(qū)域以測(cè)量目標(biāo)分析物量的說(shuō)明性設(shè)備，其中，該設(shè)備包括用于產(chǎn)生電磁輻射組合束的源，電磁輻射組合束包括具有不同波長(zhǎng)的輻射的至少兩個(gè)重復(fù)周期，對(duì)于目標(biāo)分析物，波長(zhǎng)中的至少兩個(gè)具有不同吸收系數(shù)。該設(shè)備還包括檢測(cè)器和無(wú)纖維的透反射探針，檢測(cè)器布置成檢測(cè)由目標(biāo)區(qū)域背向散射的輻射的一部分，所述檢測(cè)器在輻射的兩個(gè)重復(fù)周期任一中產(chǎn)生與檢測(cè)的組合束強(qiáng)度成比例的輸出信號(hào)，無(wú)纖維的透反射探針用于將電磁輻射束引導(dǎo)到目標(biāo)區(qū)域，并將背向散射光引導(dǎo)到檢測(cè)器，其中，無(wú)纖維的透反射探針包括具有內(nèi)反射表面的錐形管狀殼體、具有外反射表面的柱形光桿和檢測(cè)窗，經(jīng)由檢測(cè)窗，輻射束透射到目標(biāo)區(qū)域。

本公開(kāi)的另一方面是說(shuō)明性的透反射探針，用于測(cè)量樣本屬性，該探針包括：檢測(cè)窗，經(jīng)由檢測(cè)窗可照射所述樣本；光桿，具有外反射表面，垂直于檢測(cè)窗定位；錐形管狀殼體，具有內(nèi)反射表面，定位在所述光桿周?chē)恢辽僖粋€(gè)光源，用于照射樣本；以及檢測(cè)器，定位在光桿近端，以檢測(cè)由樣本背向散射的光。