[发明专利]用于体内物质非介入测量的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及对体内(例如人体内)的某种物质(例如葡萄糖)进行测量的设备和方法。

背景技术

已有若干专利教导了用于非介入地测量血流中物质(例如葡萄糖)的浓度的方法。这些实例包括美国专利No.5,313,941、No.5,370,114、No.5,515,847、No.5,601,079、No.5,615,672、No.5,666,956、No.6,949,070、No.6,998,247以及No.7,183,102。但是，在这些专利公开的方法中均未充分考虑到测量点处的身体表面温度和环境温度。而这两个参数都会影响到在中至远红外光谱中的物质浓度测量的精度。

发明内容

在此公开的几个优选实施例中具备一些特征，但没有哪一个特征能独自实现这些特征共期的品性。现将以不限制随后权利要求所表述实施例范围的方式来简要讨论这些实施例的更显著的特点。

本发明的一个实施例是一种用于测量体内的一种物质浓度的方法。该方法包括以下步骤：测量身体在第一波长带中吸收或发射的红外(IR)辐射的第一量；以及测量身体在第二波长带中吸收或发射的IR辐射的第二量。本方法还包括以下步骤：测量身体的表面处的温度；以及测量环境温度。本方法还包括以下步骤：根据该第一量、该第二量、该身体表面温度以及该环境温度来计算一个归一化比例参数；以及通过使用一个实验导出的查寻表格把该归一化比例参数与该身体表面温度及该环境温度相关联，来计算该体内物质的浓度。

本发明的另一实施例是一种用于测量体内的一种物质浓度的系统。该系统包括：红外(IR)检测器；及至少包括第一滤波器和第二滤波器的滤波器组件，用于对发送至该IR检测器的IR辐射进行滤波。该第一滤波器仅用于发送身体在第一波长带中吸收或发射的第一量的IR辐射。该第二滤波器仅用于发送身体在第二波长带中吸收或发射的第二量的IR辐射。

本发明的另一实施例是一种用于通过对一群体的一系列测量来创建一个实验导出的查寻表格的方法。该方法包括以下步骤：a)直接测量该群体的每一成员身体内的一种物质的浓度；b)针对该群体的每一成员，测量其身体在第一波长带中吸收或发射的红外(IR)辐射的第一量；以及c)针对该群体的每一成员，测量其身体在第二波长带中吸收或发射的IR辐射的第二量。在步骤d)和e)中，分别与步骤b)和c)同时地测量被测身体的表面温度和环境温度。该方法还包括以下步骤：f)根据该第一量、该第二量、该身体表面温度和该环境温度来计算一个归一化比例参数。在步骤g)中，在多个环境温度下针对多个物质浓度来重复步骤a)至f)。在步骤h)中，通过在每一环境温度下针对每一物质浓度来绘制针对该群体的每一成员的其身体表面温度、该环境温度、以及该归一化比例参数来创建该实验导出的查寻表格。

附图说明

现将以重在突出有益特征的方式来详细讨论本发明公开的优选实施例。这些实施例描述了附图所示公开内容的新颖性和非显而易见性，这些附图只用于示例性目的。这些附图包括如下内容，其中相同的数字表示相同的部件：

图1是由一个假想身体在一个给定频谱上发射和吸收的红外(IR)辐射的曲线图；

图2是由一个假想身体和一个黑体在一个给定频谱上发射和吸收的远红外(FIR)辐射曲线图；

图3是根据本发明实施例的一个实验导出的查寻表格的概念性透视图，该表格具有身体表面温度轴、环境温度轴和归一化比例参数轴；

图4是用于测量体内一种物质浓度的本发明系统的一个实施例的示意图；

图5是用于测量体内一种物质浓度的本发明系统的另一实施例的示意图；

图6是用于图4和图5的系统的控制电子装置的示意图；

图7是用于测量体内一种物质浓度的本发明方法的一个实施例的流程图；以及

图8是用于构造一个实验导出的查寻表格的本发明方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

本发明系统和方法的实施例被配置用于确定体内的一种物质的浓度。在某些实施例中，被测物质可以是血流中的葡萄糖。然而本领域普通技术人员将理解到，本发明的系统和方法可被用于测量其它物质(例如胆固醇)的浓度。本发明的系统和方法优势在于其非介入性，因此避免了刺穿皮肤的不适。