×
02.04.2020
220.018.12ab

Способ неинвазивного определения концентрации глюкозы в крови

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к медицине. Технический результат заключается в повышении точности измерения интенсивности принятого света, на основании которой определяется концентрация глюкозы. Способ неинвазивного определения концентрации глюкозы в крови предусматривает следующие действия. Облучают кровесодержащий участок тела человека светом ближней инфракрасной области на выбранной длине волны, принимают свет, прошедший через этот участок тела, и измеряют его интенсивность. С учетом известных коэффициентов поглощения света компонентами на данной длине волны составляют зависимость этой интенсивности света от концентраций содержащихся в крови компонентов. Повторяют измерение интенсивности на разных длинах волн света ближней инфракрасной области, при этом количество длин волн, на которых проводятся измерения, равно количеству компонентов крови. Аналогично составляют зависимость измеренной интенсивности света от концентраций. Составляют из всех полученных уравнений систему и решают ее относительно искомой концентрации глюкозы. Проводят дополнительные измерения интенсивностей света, а именно проводят дополнительные измерения на дополнительно выбранных длинах волн и проводят повторные измерения на всех выбранных длинах волн. Составляют зависимости интенсивности принятого света от концентраций компонентов крови с учетом известных коэффициентов поглощения света на каждой i-й длине волны для каждого поглощающего компонента в виде для каждой i-й длины волны, на которой проводились измерения, для N компонентов крови и решают систему уравнений относительно искомой концентрации глюкозы.
Реферат Свернуть Развернуть

Способ неинвазивного определения концентрации глюкозы в крови относится к измерениям для диагностических целей и предназначено для неинвазивного определения количества глюкозы в крови человека.

Известен способ неинвазивного определения уровня глюкозы в крови, основанный на спектроскопии инфракрасного диапазона (Оптические методы неинвазивного определения уровня глюкозы в крови // Медицинская техника. 2011. №6. С. 29-33). Способ предусматривает пропускания монохроматического излучения через объект (губы, язык, крылья носа, щеки, пальцы и т.д.), регистрацию прошедшего излучения детектором, обработку результатов измерения с помощью микроконтроллера, а также вывод полученных данных на дисплей.

Недостатком способа является то, что способ не учитывает, что излучение поглощается не только глюкозой, но и другими поглотителями: водой, меланином и другими компонентами, содержащимися в крови и тканях человека. При этом данных о поглощении излучения на определенной длине волны недостаточно для определения концентрации глюкозы, поскольку необходимо определить, за какую долю поглощенного излучения несет ответственность глюкоза. Данных же для такого определения при измерениях на определенной длине волны нет. Поэтому точность измерений указанным методом крайне невелика.

Известен способ (Патент РФ №2574571, опубл. 10.02.2016, бюл. №4) неинвазивного определения концентрации глюкозы в крови, включающий облучение участка ткани человека светом ближнего инфракрасного диапазона длин волн, прием диффузно отраженного тканью света, преобразование принятого оптического излучения в электрический сигнал и определение концентрации глюкозы в крови на основании полученного электрического сигнала. Облучение биологической ткани осуществляют поочередно в пяти поддиапазонах длин волн ближней инфракрасной области спектра, а определение концентрации глюкозы в крови получают с применение экспериментально полученных тарировочных кривых. В данном способе необходимость регулярного получения экспериментальных тарировочных кривых практически исключает возможность создания прибора индивидуального применения на базе этого способа, что является его недостатком. Кроме того, число поглощающих компонентов в биологической ткани человека может быть достаточно велико, и пяти измерений в различных поддиапазонах длин волн может оказаться недостаточно для вычисления концентрации глюкозы

Ближайшим аналогом заявляемого способа является способ («Неинвазивное определение концентрации глюкозы в крови с использованием полихромного источника света с управляемым спектром» // Биомедицинская радиоэлектроника, №8, 2016 г), включающий в себя облучение кровесодержащего участка тела человека светом ближнего инфракрасного спектра, прием света, прошедшего через этот участок, измерение его интенсивности и определение концентрации глюкозы в крови на основании полученной интенсивности. Для измерения на каждой длине волны составляется зависимость концентраций компонентов, входящих в состав крови, от интенсивности с учетом известных коэффициентов поглощения света на этой длине волны для каждого поглощающего компонента.

В соответствии со способом, измерения производятся на количестве N длин волн, равном количеству компонентов крови, в пределах спектрального диапазона, и для каждого из измерений составляется зависимость с N неизвестными. Для измерения на i-й длине волны спектрального диапазона можно написать уравнение:

где kij - известные коэффициенты поглощения света на i-й длине волны для j-го поглощающего компонента, xj - неизвестная концентрация для j-го поглощающего компонента, а Ii - результат измерения интенсивности поглощенного света на i-й длине волны, где i=1…N.

В итоге можно получить систему из N линейных уравнений с N неизвестными, которая может быть оперативно решена с помощью не слишком сложного программного обеспечения. Одним из решений этой системы уравнений будет концентрация глюкозы в крови.

Недостатком способа является невысокая точность определения концентрации глюкозы, связанная с высокой погрешностью измерения интенсивности поглощенного света, что приводит к высокой вероятности несходимости системы линейных уравнений.

Задачей настоящего изобретения является повышение точности неинвазивного определения концентрации глюкозы в крови человека.

Технический результат заключается в повышении точности измерения интенсивности принятого света, на основании которой определяется концентрация глюкозы.

Технический результат достигается за счет того, что способ неинвазивного определения концентрации глюкозы в крови предусматривает следующие действия. Облучают кровесодержащий участок тела человека светом ближней инфракрасной области на выбранной длине волны, принимают свет, прошедший через этот участок тела и измеряют его интенсивность. С учетом известных коэффициентов поглощения света компонентами на данной длине волны составляют зависимость этой интенсивности света от концентраций содержащихся в крови компонентов. Повторяют измерение интенсивности на разных длинах волн света ближней инфракрасной области, при этом количество длин волн, на которых проводятся измерения, равно количеству компонентов крови. Аналогично составляют зависимость измеренной интенсивности света от концентраций. Составляют из всех полученных уравнений систему и решают ее относительно искомой концентрации глюкозы. Проводят дополнительные измерения интенсивностей света, а именно проводят дополнительные измерения на дополнительно выбранных длинах волн и проводят повторные измерения на всех выбранных длинах волн. Составляют зависимости интенсивности принятого света от концентраций компонентов крови с учетом известных коэффициентов поглощения света на каждой i-й длине волны для каждого поглощающего компонента в виде для каждой i-ой длины волны, на которой проводились измерения, для N компонентов крови и решают систему уравнений относительно искомой концентрации глюкозы.

Достижение технического результата обусловлено уменьшением влияния погрешности измерения интенсивности путем увеличения числа длин волн, на которых осуществляются измерения, а также увеличение числа измерений интенсивности света на каждой из длин волн, то есть за счет получения дополнительных значений интенсивностей поглощенного света. Эти действия позволяют получить дополнительные зависимости между концентрациями поглощающих компонентов крови и измеренными интенсивностями на каждой длине волны.

Сущность изобретения заключается в следующем. На различных длинах волн ближнего инфракрасного диапазона в пределах диапазона 700…1100 нм осуществляют облучение кровесодержащего участка тела (мочка уха), принимают свет, прошедший через этот участок, и измеряют интенсивность принятого излучения. При этом число длин волн соответствует количеству N компонентов, поглощающих излучение. Далее выбирают дополнительные длины волн и повторяют действия по облучению и приему света, получая таким образом дополнительные измерения интенсивности. Далее аналогично проводят повторные измерения на каждой из выбранных длин волн и получают дополнительные значения интенсивности света. Если осуществить измерения на М длинах волн в пределах спектрального диапазона, то для каждого из измерений можно написать уравнение с М неизвестными. Спектральные характеристики всех поглощающих компонентов (глюкозы, воды, меланина, других примесей, содержащихся в крови и тканях) хорошо известны.

Для каждой из длин волн составляется уравнение:

где kij - известные коэффициенты поглощения света на i-й длине волны для j-го поглощающего компонента (справочные величины), xj - неизвестная концентрация для j-го поглощающего компонента, где i=1…М, I0 - известная интенсивность света облучения, I - интенсивность принятого света.

Далее уравнения, составленные для каждого осуществленного измерения, составляются в систему. В итоге можно получить систему из М линейных уравнений с М неизвестными, одним из решений этой системы уравнений будет концентрация глюкозы в крови.

Проведение дополнительных измерений с получением значений интенсивностей поглощенного света обеспечивает сходимость системы уравнений. Данная система уравнений может быть решена методом Гаусса, предусматривающим последовательное исключение неизвестных с параллельным сокращением числа анализируемых уравнений, относительно концентраций поглощающих компонентов, среди которых определяется также и концентрация глюкозы в крови. Решение системы уравнений методом Гаусса наиболее целесообразно, так как дает лучшие результаты в случаях, когда компоненты имеют существенно различные спектральные характеристики поглощения. Применение такого метода решения обеспечивает сходимость системы уравнений, и, следовательно, точность определения концентрация глюкозы в крови

Способ может быть реализован следующим образом. Выбирают длину волны инфракрасного диапазона, от источника инфракрасного света излучение выбранной длины волны поступает по световоду к устройству ввода излучения в кровесодержащего участка тела (мочка уха) человека. В качестве такого устройства может быть использована, например, клипса, закрепляемая на мочке ухе. В качестве источника света может быть применен универсальный источник полихромного оптического излучения (Патент РФ №2287736, Бюл. 32, 20 ноября 2006 г.), являющийся программно управляемым и позволяющий быстро осуществлять переключение длин волн для проведения большого количеств измерений. Прошедший через участок тела свет по световоду поступает в устройство обработки, спектрометр, где измеряется его интенсивность. С учетом известных коэффициентов поглощения света каждым компонентом составляется зависимость измеренной интенсивности от концентраций компонентов крови по формуле (2). После повторения измерительных действий в соответствии с формулой получается система уравнений, которую можно решить методом Гаусса и одним из решений которой является искомая концентрация глюкозы.

Таким образом с помощью заявляемого способа достигается повышение точности измерения концентрации глюкозы в крови.

Способ неинвазивного определения концентрации глюкозы в крови, при котором облучают кровесодержащий участок тела человека светом ближней инфракрасной области на выбранной длине волны, принимают свет, прошедший через этот участок тела, измеряют его интенсивность и с учетом известных коэффициентов поглощения света компонентами на данной длине волны составляют зависимость этой интенсивности света от концентраций содержащихся в крови компонентов, повторяют измерение интенсивности на разных длинах волн света ближней инфракрасной области, при этом количество длин волн, на которых проводятся измерения, равно количеству компонентов крови, аналогично составляют зависимость измеренной интенсивности света от концентраций, составляют из всех полученных уравнений систему и решают ее относительно искомой концентрации глюкозы, отличающийся тем, что проводят дополнительные измерения интенсивностей света, а именно проводят дополнительные измерения на дополнительно выбранных длинах волн и проводят повторные измерения на всех выбранных длинах волн, составляют зависимости интенсивности принятого света от концентраций компонентов крови с учетом известных коэффициентов поглощения света на каждой i-й длине волны для каждого поглощающего компонента в виде для каждой i-й длины волны, на которой проводились измерения, для N компонентов крови и решают систему уравнений относительно искомой концентрации глюкозы.
Способ неинвазивного определения концентрации глюкозы в крови
Способ неинвазивного определения концентрации глюкозы в крови
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 10.
12.01.2017
№217.015.5bca

Устройство для контроля положения рельсового пути в горизонтальной плоскости

Изобретение относится к области диагностики железнодорожного пути. Устройство для контроля положения рельсового пути в горизонтальной плоскости согласно изобретению содержит вычислительный блок, в состав которого входят два блока пересчета координат, две линии задержки на 12,5 метров, две линии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589817
Дата охранного документа: 10.07.2016
13.01.2017
№217.015.853c

Способ получения монокристаллического sic

Изобретение относится к технологии получения монокристаллического SiC - широкозонного полупроводникового материала, используемого для создания на его основе интегральных микросхем. Способ включает сублимацию источника SiC 6 на затравочную пластину 5 из монокристаллического SiC, закрепленную на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603159
Дата охранного документа: 20.11.2016
25.08.2017
№217.015.b0fc

Способ получения полупроводникового карбидокремниевого элемента

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано в технологии производства электронных приборов на карбиде кремния (SiC), например, МДП транзисторов с улучшенными рабочими характеристиками. В способе получения полупроводникового карбидокремниевого элемента, включающем введение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613013
Дата охранного документа: 14.03.2017
25.08.2017
№217.015.d239

Способ получения монокристаллического sic

Изобретение относится к микроэлектронике и касается технологии получения монокристаллического SiC - широко распространенного материала, используемого для изготовления интегральных микросхем. Способ включает размещение в камере роста 1 тигля 6 с источником SiC 12 и закрепленной на крышке 7 тигля...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621767
Дата охранного документа: 07.06.2017
29.12.2017
№217.015.f8c0

Способ получения магнитной жидкости

Изобретение относится к области коллоидной химии и может быть использовано для получения магнитных жидкостей, применяемых в медицине для доставки лекарственных препаратов в требуемые органы живых организмов. Способ получения магнитной жидкости заключается в том, что приготавливают водный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002639709
Дата охранного документа: 22.12.2017
20.01.2018
№218.016.1118

Способ получения монокристаллического sic

Изобретение относится к микроэлектронике и касается технологии получения монокристаллического SiC - широко распространенного материала, используемого для изготовления интегральных микросхем. Способ включает сублимацию источника SiC, размещенного в тигле, на пластину затравочного монокристалла...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633909
Дата охранного документа: 19.10.2017
20.01.2018
№218.016.168f

Способ определения адгезионной прочности покрытий к подложке

Использование: для определения адгезионной прочности несплошных наноструктурированных покрытий. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения адгезионной прочности покрытий к подложке включает выбор области покрытия, проведение воздействия на выбранную область, регистрацию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002635335
Дата охранного документа: 10.11.2017
01.11.2018
№218.016.9965

Способ получения монокристаллического sic

Изобретение относится к микроэлектронике и касается технологии получения монокристаллического SiC - широко распространенного материала, используемого для изготовления интегральных микросхем. Способ получения монокристаллического SiC включает сублимацию источника SiC, размещенного в тигле, на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671349
Дата охранного документа: 30.10.2018
26.05.2019
№219.017.619b

Электромагнитный экран

Использование: для экранирования электромагнитных полей. Сущность изобретения заключается в том, что электромагнитный экран содержит герметичную оболочку, внутри которой расположена гелеобразная композиция, образованная гелем с частицами материалов, взаимодействующих с электромагнитным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002688894
Дата охранного документа: 22.05.2019
23.05.2023
№223.018.6c50

Акселерометр для измерения линейных ускорений

Изобретение относится к области измерительной техники. Сущность изобретения заключается в том, что акселерометр для измерения линейных ускорений дополнительно содержит интегрирующее устройство и контроллер, выполняющий функцию формирования на своем выходе управляющий сигнал с периодом, кратным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002730423
Дата охранного документа: 21.08.2020
Показаны записи 1-7 из 7.
10.04.2013
№216.012.3410

Источник полихромного излучения с управляемым спектром

Изобретение относится к устройствам формирования оптического излучения. Технический результат - создание источника полихромного излучения с управляемым спектром с увеличенной долей света, собираемого в выходной объединенный пучок. Устройство содержит корпус, светоизлучающие элементы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478871
Дата охранного документа: 10.04.2013
27.06.2013
№216.012.4f47

Способ определения толщины слоя подкожного жира и электроимпедансный жиромер

Изобретение относится к медицине. При осуществлении способа к исследуемому участку тела прикладывают две пары установленных на фиксированном расстоянии L и жестко закрепленных на диэлектрическом несущем основании металлических электродов. Пропускают через электроды переменный измерительный ток...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485888
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.03.2016
№216.014.c856

Способ обнаружения новообразования в молочной железе и маммограф

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам обнаружения новообразования в молочной железе женщины. Способ заключается в том, что к молочной железе прикладывают четыре закрепленных на жестком диэлектрическом основании металлических электрода, установленных на равном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578180
Дата охранного документа: 20.03.2016
26.08.2017
№217.015.d888

Способ оценки толерантности сердца к физической нагрузке и монитор

Группа изобретений относится к медицине и может быть использована для оценки толерантности сердца к физической нагрузке. Непрерывно регистрируют пульсовые показатели пациента. Определяют значение показателя вариабельности сердечного ритма пациента на временном отрезке T по заявленной формуле....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622614
Дата охранного документа: 16.06.2017
03.07.2019
№219.017.a454

Телемедицинская система для дистанционного обследования здоровья и способ оценки риска наличия заболевания

Изобретение относится к области медицины, а именно к телемедицине. Предложен способ, который выполняют с использованием телемедицинской системы для дистанционного обследования здоровья, включающей, по меньшей мере, один пользовательский интерфейс и связанный с ним через компьютерную сеть...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693160
Дата охранного документа: 01.07.2019
05.10.2019
№219.017.d2ad

Способ диагностики инфекционных, аллергических, аутоиммунных и онкологических заболеваний

Изобретение относится к медицине, а именно к иммунологии, и позволяет проводить диагностику инфекционных, аллергических, аутоиммунных и онкологических заболеваний. Для этого проводят иммуноферментный анализ жидких биологических сред, содержащих циркулирующие иммунные комплексы, состоящие из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002702011
Дата охранного документа: 03.10.2019
12.02.2020
№220.018.0188

Комбинированная сенсорная rfid-метка

Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат заключается в обеспечении возможности работы RFID метки в двух режимах: в режиме обычной пассивной метки без сенсорных функций и в режиме сенсорной метки. Технический результат достигается за счет метки для радиочастотной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713864
Дата охранного документа: 07.02.2020
+ добавить свой РИД