[发明专利]获得个体化单位光谱的装置和方法以及估计生物成分的装置和方法

说明书

用于获得个体化单位光谱的装置包括：光谱获取器，被配置为在第一测量时间处从对象获得第一生物光谱和在第二测量时间处从对象获得第二生物光谱；以及处理器，被配置为基于目标成分的预先单位光谱，从第一生物光谱和第二生物光谱中提取个体化单位光谱。还提供了用于获得个体化单位光谱的方法和用于估计生物成分的装置。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年10月19日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请No.10-2017-0136132的优先权，其全部公开通过引用合并于此。

技术领域

依据示例性实施例的装置和方法涉及以非侵入性的方式估计生物成分，更具体地，涉及考虑到个体的光学特性来获得个体化单位光谱，以及基于个体化单位光谱估计生物成分。

背景技术

糖尿病是一种导致各种并发症的慢性疾病，并且难以治愈，使得糖尿病患者被建议定期检查其血糖以防止并发症。特别地，当施用胰岛素来控制血糖时，必须严密监测血糖水平以避免低血糖并控制胰岛素剂量。通常使用手指刺穿的侵入性方法来测量血糖水平。然而，虽然侵入性方法可以在测量中提供高可靠性，但是可能由于使用用于刺伤手指的刺血针而引起疼痛和不便以及增加疾病感染的风险。最近，已经对不采集血液而使用光谱仪的血糖非侵入性测量进行了研究。

发明内容

示例性实施例至少解决以上问题和/或缺点以及未在以上描述的缺点。此外，示例性实施例不需要克服上述缺点，并且可能不克服上述问题中的任何问题。

一个或多个示例性实施例提供了考虑到个体的光学特性来获得个体化单位光谱的装置和方法，以及估计生物成分的装置和方法。

根据示例性实施例的一方面，提供了一种用于获得个体化单位光谱的装置，包括：光谱获取器，被配置为在第一测量时间处从对象获得第一生物光谱，以及在第二测量时间处从对象获得第二生物光谱；以及处理器，被配置为基于目标成分的预定单位光谱，从第一生物光谱和第二生物光谱中提取个体化单位光谱。

处理器可以包括候选光谱提取器，被配置为从第一生物光谱和第二生物光谱中提取至少一个候选光谱。

候选光谱提取器还可以被配置为，基于以下中的至少一种来提取至少一个候选光谱：主成分分析(PCA)、独立成分分析(ICA)、非负矩阵分解(NMF)和自动编码(AE)。

处理器还可以包括：候选光谱选择器，被配置为从提取的至少一个候选光谱当中选择与目标成分相关联的候选光谱；以及个体化单位光谱提取器，被配置为基于预定单位光谱对所选择的候选光谱进行缩放，并提取经缩放的候选光谱作为个体化单位光谱。

候选光谱选择器还可以被配置为，基于候选光谱的形状和候选光谱随时间的变化中的至少一个来选择候选光谱。

候选光谱选择器还可以被配置为，响应于候选光谱满足第一条件、第二条件和第三条件中的至少一个来选择候选光谱，在第一条件下，候选光谱和预定单位光谱之间的第一相似度超过第一阈值，在第二条件下，候选光谱随时间的变化和阶梯函数之间的第二相似度超过第二阈值，在第三条件下，第一相似度和第二相似度的乘积超过第三阈值。

候选光谱选择器可以使用相似度计算方法或统计检验，其中相似度计算方法可以包括如下中的至少一种：欧几里德(Euclidean)距离、曼哈顿(Manhattan)距离、余弦距离、马氏(Mahalanobis)距离、杰卡德(Jaccard)系数、扩展杰卡德(Jaccard)系数、皮尔逊(Pearson)相关系数和斯皮尔曼(Spearman)相关系数，统计检验可以包括f检验、t检验和z检验中的至少一种。

响应于候选光谱选择器选择多个候选光谱，个体化单位光谱提取器可以被配置为通过对所选择的多个候选光谱求平均来生成平均候选光谱，并对所生成的平均候选光谱进行缩放以对应于预定单位光谱。

装置还可以包括预处理器，被配置为从第一生物光谱和第二生物光谱中去除噪声。