[发明专利]一种测量血液中目标物质浓度的装置

说明书

一种用于确定患者血液中目标物质，诸如血糖，血液酒精，胆固醇等的浓度的非侵入性测试装置涉及经由天线(20)将输出RF信号(102)施加到患者的皮肤，并且测量响应信号的振幅和相位，其为通过与患者血液的相互作用而修改的输出RF信号(102)的函数。在不同的输出RF频率(310)下进行测量，并且绘制响应(300)作为频率(310)函数的曲线。各种参数(552，554，556，550，408，410)从得到的曲线的形状导出，即以下中的任何一个或多个：共振频率偏移；共振的Q因子；群延迟；相移；振幅变化；曲线的形状因子；和在不同频率下的曲线的斜率。导出的作为血液中目标物质的浓度的函数的参数的模型用于实现后者的确定。另外的元件是用于获得振幅和相位测量的电路(1000)，校准装置(5008)，用于使用滑轮带将装置附接到患者的身体的系统(3000)，以及用于确保适当的传感器接触的可充气囊系统(4000)。

本发明涉及一种用于测量血液中目标物质的浓度的方法和装置。特别地，本发明涉及一种用于测量血糖水平，或实际上其他期望的目标物质，诸如血液酒精(醇类)、胆固醇等等的浓度的非侵入性方法和装置。

糖尿疾病(糖尿病)是一种身体不能产生或适当地使用胰岛素的疾病。简而言之，胰岛素是身体用来将糖和淀粉转化为能量的激素。换句话说，胰岛素是开启身体细胞的激素，允许葡萄糖进入这些细胞以提供食物以使它们保持存活。

患有糖尿病的人被称为糖尿病患者，并且糖尿病患者遭受痛苦，因为葡萄糖(血糖)不能正常地进入他们身体的细胞，身体内(并且特别是血液中)的葡萄糖浓度增加。没有适当和及时的干预/治疗，身体内的细胞最终可能被饿死。

因此，许多医疗从业者认为血液葡萄糖的测量或许是现代医学中最重要的测量之一，因为糖尿病的巨大的公共健康意义。糖尿病通常被看作是全世界残疾和死亡的主要原因之一。

为了预防与糖尿病相关联的并发症的发生和发展，建议I型和II型糖尿病两者的患者密切监测他们血流中的葡萄糖的浓度。如果浓度在正常的健康范围之外，患者需要调节他或她的胰岛素剂量或糖摄入量以抵消糖尿病并发症的风险。

医学界推荐胰岛素依赖型患者实行血液葡萄糖水平的自我监测，并且然后，基于测量的血液葡萄糖水平，患者能够在注射前进行胰岛素剂量调节。这些调节极其重要，因为血液葡萄糖水平在一天时间中由于各种原因而变化，例如，压力、运动、所吃的食物的类型、食物的吸收率、长时间没有食物和激素变化。

监测血液葡萄糖水平的传统方法涉及侵入性或微创技术。

在历史上，并且在某些情况下，可以通过尿液分析来实现葡萄糖监测。这种方法往往不方便(因为患者需要在测试可以执行之前等待排尿，并且尿液捕获程序可能是混乱的和不卫生的)并且可能由于只有在血液葡萄糖水平升高的相当一段时间后，葡萄糖才会出现在尿液中的事实而不能反映血液葡萄糖水平的当前状态。事实上，这种方法由过去的医师使用，其中通过品尝患者的尿液来进行诊断。专利号US6021339详细描述了用于尿液测试的现代装置。

现在最常用的测量血液葡萄糖水平的方法需要从患者抽取血液。常规程序涉及刺破手指或其他身体部位以抽取血液，并且然后将一滴或多滴滴在其上具有葡萄糖测试物质的试剂载体条上。测试物质响应于检测到的血液葡萄糖的量而改变颜色或色差。然后使用颜色图表来确定血液葡萄糖的相关数值。该技术的技术缺陷之一是由于有限范围的颜色和边界间距，测量灵敏度有点受限。

刺破程序有点麻烦和痛苦，特别是如果患者必须在一天期间多次重复该程序。特别是糖尿病儿童通常不愿经受定期的血糖测试。有些患者往往一看到血液就容易受惊，特别是当血液是他们自己的时。因此，可能难以实现对推荐的测试方案的遵守，因为患者通常放弃与这种侵入性程序相关联的麻烦和疼痛，从而导致胰岛素的剂量过量或剂量不足，这可能导致(有时严重的)并发症。

并且，一些非常年老的和笨拙的人发现手指刺破和血液抽取程序难以执行，这可能再次导致没有发生测量和相关的并发症。