[发明专利]用于连续无创确定血液成分浓度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于连续无创确定血液成分浓度的方法。

背景技术

人类血液例如包括干物质重量(即，抽干所有未结合水)多达38.5％的血红 蛋白以及湿物质(即，在正常生理条件下)15％的ca.。而血红蛋白包括以下成 分：

-不饱和氧血红蛋白(RHb)

-饱和氧血红蛋白(O₂Hb)

-碳氧血红蛋白(COHb)

-高铁血红蛋白(MetHb)。

图1例举出人类血液的组分。出于医疗目的，通常需要确定血红蛋白的浓 度，尤其是上述四种血红蛋白衍生物的浓度。然而，本发明也可以用于确定血 液的其它成分的浓度。因此，结合血红蛋白所述的所有特征也可以用于测量其 它血液成分的浓度。

为了确定血液中血红蛋白含量，已知是使用Hb光度计。Hb光度计包括填 充有化学试剂的毛细管缝隙。少量血液(例如一滴血液)被提供给所述毛细管 缝隙，并且会因为已经出现的化学降解而改变该缝隙的透光性。透光性变化可 以通过光度测定方式来检测。

上述类型的装置具有的缺点在于，为了检查Hb值，必须对病患进行血液采 样。

此外，根据US 2005/267346 A1，已知的是基于不同波长范围内的吸收测量 来确定血液成分浓度。然而，所述公开涉及的方案是：n≥2个频段内的电磁辐 射被用于确定血液成分浓度。在这种方案中，必须将待检测的每一物质分配给 所述多个频段之一。然而，实际上，因为在要检测大量血液成分时，几乎不可 能找到具有适当吸收结构的相应数量的不同频段，所以这种方式带来巨大限制。

US 6,104,938描述了一种用于在不同波长的基础上基于身体部位的透射光 或反射光的强度的估计来检测血液成分浓度的方法。这种计算方法仅可应用于 光的透射部分或反射部分，而无法用于这些部分的结合估计。

发明内容

本发明目的在于提供一种方法，用于无创确定多种血液成分的浓度，尤其 是相对大量的血液成分的浓度。

根据本发明，通过权利要求1的特征来实现上述目的。

用于确定血液成分浓度的方法包括以下步骤：

a.通过辐射源发射各自具有不同波长的多个测量射线，

b.通过第一光接收器接收由待检查的身体部位所反射的多个所述波长的测 量射线。

c.通过第二光接收器接收透射通过待检查的身体部位的多个所述波长的测 量射线，

d.通过所述第一光接收器测量的反射的射线的测量值和所述第二光接收器 测量的透射的射线的测量值确定由待检查的身体部位所引起的对每一波长的测 量射线的吸收，

e.基于所确定的每一波长的测量射线的吸收来确定血液成分浓度。

本发明的方法的出发点是一种装置，其适用于发射各自具有不同波长的多 个测量射线。所述装置还包括：第一光接收器，用于接收由待检查的身体部位 所反射的测量射线。此外，设置第二光接收器，用于接收投射通过待检查的身 体部位的测量射线。所述待检查的身体部位可以是例如人的手指。作为测量射 线，可以使用例如电磁辐射，比如可见范围中的光和/或近红外范围中的红外辐 射。尤其优选的是，使用申请人所提交的专利申请“Apparatus for detection of concentrations of blood constituents”中所描述的装置。

本发明基于这样的构思：血液的各种成分(例如血红蛋白以及水)将不同 程度地吸收辐射。具体地说，存在特定波长的辐射(例如光)，其中，各种血液 成分的吸收程度将显著不同。通过选择辐射源以使其发射这样的波长，可以改 进本发明的装置所获得的结果。

本发明的理论基础在于Lambert-Beer定律

(1)I/I₀＝10^-ECd

I为出射强度/透射强度

I₀为入射强度

E为血液成分的吸收系数(摩尔消光)(对于特定波长)

C为浓度

d为层厚

Lambert-Beer定律描述了当辐射强度穿过吸收物质时，辐射强度根据物质浓 度表现如何。在这点上，根据透射光与入射光之间的比率可以算出消光量。