[发明专利]脉动血中的葡萄糖浓度测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种借助NIR(近红外)光谱测量法对流动的脉动血进行无接触的血糖测量的方法，其中该流动的脉动血尤其是首先从有生命的生物体提取并在例如透析的处理之后又被输回该生物体。本发明还涉及一种装置，该装置适于作为用于监视血糖含量的透析设备的附加或集成部件。该发明此外还可用于非介入式的体内血糖水平监测。

背景技术

在无需直接接触血液、尤其是无需特意为此目的而进行的抽血的情况下确定血糖水平在自从不止二十年以来就是深入的医疗研究和开发的对象。其中，主要目标是为糖尿病患者提供紧凑、便携的测量设备，该测量设备在理想情况下可以最多通过皮肤接触并且不损伤皮肤地快速提供可靠的含糖值。虽然无数研究人员花费了巨大心血，并且由此也做出了很多令人感兴趣的解决方案，但是迄今还没有该类型的令人满意的测量设备达到了市场成熟的程度。

在此只能简要提及的现有技术既研究体内测量又研究体外测量，其中通过实验获得的体外结果经常被直接转用于体内情况。但是，这样的转用在原理上不是靠得住的，因为它没有考虑或者仅仅不完全地考虑所有血液成分和固定组织与光的交互作用的明显复杂化。

从而，例如也有建议分析被有生命的生物体反向散射的NIR光实际上已经有了自己的问题，其中被散射的光的说服力首先就成问题。由于被散射的光子经由非线性的、受到多重散射(Vielfachstreuung)影响的路径返回到身体表面，因此在检测器处要判断到底哪个光分量已经通过了血管并因此可以携带关于血糖水平的信息。仅仅是这样的源定位就在技术上很费事，并且例如在DE10311408B3中描述了这种源定位。

因此，有些源首先致力于根据在葡萄糖测量中应当被考虑的物理测量参数的问题。而在体内测量中实际上要求的测量技术纯度被认为很难由技术人员解决。

这样，例如US5009230提议在透视(Durchleuchten)被供血(durchblutet)的组织时测量线性偏振的IR(红外)光的偏振变化，具体来说是通过葡萄糖分子的偏振面的旋转。在偏振滤波器之后的可测量光强度被用于浓度确定。其中，对于灵敏度来说，被认为重要的是周期地在相互垂直的偏振方向之间切换。

US5222496公开了：使多个波长的被发射或被反射的NIR光的强度相互成比例，以测量葡萄糖浓度。尤其地，使用大约1600nm波长的光，这种光由于分子振动而被葡萄糖特别好地吸收。相反，水对于该波长范围则具有局部的吸收最小值。为了在体内测量时补偿其它血液成分的信号、以及周围组织或一些皮肤色素沉着(Hautpigmentierung)的影响，US5222496建议还使用在第一波长附近的至少一个其它波长，该至少一个其它波长不应该被葡萄糖吸收。尤其重视波长的微小差异-小于300nm，优选小于60nm，以保证同类型的散射特性。

但是，这两个源根本不考虑血液在有生命的生物体中的运动。而且进行光谱测量分析必然需要的关于血液温度的了解只是被US5009230简短涉及，而并没有以任何方式进行处理。

总是又建议用于确定血糖的间接方法可能是测量任务具有非常大的复杂性的原因。示范性地，在此参照光声测量，其中用不同波长照射有生命的组织，以便在皮肤表面上采集在吸收可检测的超声波形式的辐射期间的热膨胀，例如参见US6484044B1。在此还根据已知的葡萄糖吸收最大值选择波长，并且为了信号隔离的目的同样还进行差分测量。

但是，复杂性的原理性问题并没有因此被避免，更谈不上被解决了。如在光子的反向散射中那样，声信号的信息内容在这里也是不确定的，声信号的精确源定位不清楚，声信号的实现肯定受到很多最独特并且甚至可能变化的组织参数影响。光声方法归根到底是一种在最大程度上是经验性的方法，该方法显然很难为广泛的适用性找到标准校准方式。

最后，作为现有技术还有方法，该方法到目前为止是唯一一个具有FDA许可而在市场上出现的。实际上不需要血液样本来用于分析，而是被固定在佩带者的皮肤上，使得可以记录通过皮肤的液体。经常报道使用者的皮肤刺激，而且制造商自己也规劝不要将用作判断正确胰岛素剂量的唯一手段。

发明内容

根据本申请人的观点，用于进行非介入的血糖测量的方法一般不能弃用经验性的数据解释。但是，在这种系统的尽可能通用的可使用性的意义上这应当被限制在方法的可良好控制的子范围。

为了实现非介入的系统要解决以下任务：

1.在记录经验性的、基本上通用的校准曲线的情况下测量流动的脉动血(体外)中的血糖，