非侵入式监测血糖的装置和方法制造方法及图纸

一种非侵入式葡萄糖监测装置包括：至少一个微带传输线(MLIN)组件、信号输入组件以及浓度确定组件，所述至少一个微带传输线(MLIN)组件包括：微带线导体，所述微带线导体相对于接地面布置为使得用户的身体部位，例如手指或手腕可容纳在微带线导体和接地面之间限定的空间中，所述微带传输线组件具有输入端口；所述信号输入组件用于将输入信号发送到输入端口；所述浓度确定组件配置为：确定微带传输线组件的输出信号的至少一个参数；基于至少一个参数与至少一个相应的校准曲线的比较来确定用户的葡萄糖浓度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非侵入式监测血糖的装置和方法
本专利技术涉及一种非侵入式监测血糖的装置和方法。
技术介绍
近年来，糖尿病的患病率迅速增加，已成为世界范围内主要的死亡原因。尽管无法治愈糖尿病，但是血糖监测结合适当的药物可以提高治疗效率，缓解症状并减少并发症。通常，葡萄糖仪是电化学的，需要血液样本作为输入。电化学葡萄糖仪是公认的最准确、最可靠的血糖测量设备，但是由于它们依靠手指刺入机制，因此具有侵入性，会给用户带来痛苦，并在长期使用后最终导致患者的神经系统受损。此外，糖尿病患者可能需要每天进行六次测量，每次进餐之前和之后各进行一次。由于侵入式血糖测量的缺点，所以对一些非侵入式监测方法进行了研究。这些主要是为了使患者感到舒适，但是也可以提供连续的血糖水平监测的可能性，连续的血糖水平监测可以提供有关患者状况(例如低血糖状态和高血糖状态)的实时信息，从而能够及时指导饮食和适当的药物治疗。先前已经提出了许多非侵入式葡萄糖监测的方法，包括光学、电化学、透皮和微波/RF技术。例如，在光学类别中，采用了广泛的技术，包括使用中红外光、拉曼光谱、光纤光学、表面等离振子体谐振干涉法和吸收光谱。它们仅适用于间歇性监测，因为它们通常体积庞大且笨重，因此不可穿戴，无法用于连续性监测。在一些其他的非侵入式方法中，如果需要连续监测，感测目标可能会带来困难。例如，一种已知的设备通过分析吹入呼吸分析仪的受试者的呼吸中的代谢物来测量葡萄糖水平。这给连续监测带来了明显的困难。另一种类型的已知设备使用微带传输线(MLIN)的边缘场来与感测的对象(即受试者的皮肤)形成电容器。这种类型的设备称为电容式边缘场传感器。它依靠通过MLIN的边缘场采集的干扰来测量皮肤真皮层的阻抗变化。利用边缘场的基于MLIN的阻抗谱依赖于以下事实：血液中葡萄糖水平的变化会改变目标部位组织的电学性质(介电常数和电导率)。先前已经发现，由于边缘场的穿透深度较低，基于MLIN的传感器的灵敏度通常较低。此外，除葡萄糖水平以外的其他因素(例如体温和水合作用)的变化也会使得目标部位的电学性质发生变化。解决上述问题的一种方法是在用于葡萄糖监测的多传感系统中，将基于MLIN的传感器与其他传感器(例如汗液传感器、温度传感器等)结合使用。尽管以这种方式进行交叉检查可以有助于提高感测精度，但是增加传感器的数量会增加监测系统的物理尺寸，并给系统引入额外的误差和干扰源。期望提供一种解决或减轻上述困难中的一个或更多个，或者至少提供有用的替代方案的葡萄糖监测装置和方法。
技术实现思路
在第一方面，本专利技术涉及一种非侵入式葡萄糖监测装置，其包括：至少一个微带传输线组件，其包括微带线导体，所述微带线导体相对于接地面布置为使得用户的身体部位可容纳在微带线导体和接地面之间限定的空间中，所述微带传输线组件具有输入端口；信号输入组件，其用于将输入信号发送到输入端口；以及浓度确定组件，其配置为：确定微带传输线组件的输出信号的至少一个参数；基于至少一个参数与至少一个相应的校准曲线的比较来确定用户的葡萄糖浓度。例如，输出信号可以是在输入端口处测量的反射信号。微带线导体可以被图案化，并且可以例如包括以规则间距间隔开的多个重复单元。图案的各个单元可以是以下中的一个或更多个：矩形元件、交指电容器、曲折型电感器、或螺旋电感器。在一些实施方案中，接地面也可以被图案化，或者可以代替微带线导体被图案化。至少一个可穿戴的传输线组件可以是指环、指套、手环和/或脚环的形式。在一些实施方案中，微带传输线组件的输出端口与负载进行端接。负载可以为开路、短路、阻抗匹配的负载、电容式负载或电感式负载。至少一个参数可以包括根据输入阻抗和/或反射系数导出的至少一个参数。例如，至少一个参数可以包括以下中的一个或更多个：输入阻抗的实部、输入阻抗的虚部、输入阻抗的幅值、输入阻抗的相位、反射系数的实部、反射系数的虚部、反射系数的幅值和反射系数的相位。在一些实施方案中，浓度确定组件配置为基于根据反射信号导出的多个参数确定葡萄糖浓度。在一些实施方案中，微带传输线组件支撑在外壳内。信号输入组件可以在外壳内、从外壳延伸或附接到外壳。浓度确定组件可以是存储在与至少一个处理器通信的非易失性存储装置中的计算机可读指令的形式。例如，非易失性存储装置和至少一个处理器可以设置在外壳内。在另一方面，本专利技术提供了一种用于非侵入式地监测受试者的血糖浓度的方法，其包括：将输入信号发送到微带线导体的输入，所述微带线导体相对于接地面布置以限定用于容纳受试者的身体部位的空间，所述微带线导体和接地面一起用作以受试者的身体部位作为基底的微带传输线；测量来自微带传输线的输出信号；确定输出信号的至少一个参数；基于至少一个参数与至少一个相应的校准曲线的比较来确定用户的葡萄糖浓度。测量输出信号的步骤可以包括例如在输入端口处测量反射信号。至少一个参数可以包括根据输入阻抗和/或反射系数导出的至少一个参数，例如，包括以下中的一个或更多个：输入阻抗的实部、输入阻抗的虚部、输入阻抗的幅值、输入阻抗的相位、反射系数的实部、反射系数的虚部、反射系数的幅值和反射系数的相位。在一些实施方案中，葡萄糖浓度可以基于根据输出信号导出的多个参数来确定。附图说明现在将仅通过非限制性示例的方式，参考附图来描述本专利技术的某些实施方案，其中：图1是根据某些实施方案的葡萄糖监测装置的示意图；图2示出了葡萄糖监测装置的微带传输线(MLIN)组件的一种配置；图3示出了葡萄糖监测装置的MLIN组件的另一种配置；图4示出了葡萄糖监测装置的MLIN组件的又一种配置；图5是具有调制信号线和具有缺口的接地面的MLIN组件的示意图；图6示出了根据某些实施方案的调制信号线的三个可能的重复单元；图7是根据某些实施方案的调制信号线的重复单元的另一示例；图8A是的用于测试根据某些实施方案的MLIN组件的实验装置的示意图；图8B是用于测试根据现有技术的MLIN组件的实验装置的示意图；图9示出了从图8A和图8B的测试装置得到的测量的|S11|随频率的变化；图10示出了对于图8A和图8B的测试装置，在谐振频率处测量的|S11|(左纵轴)与浓度的关系以及谐振频率(右纵轴)与浓度的关系；图11示出了根据某些实施方案的对于MLIN组件测量的相位(S11)、Re(S11)和Im(S11)；图12示出了根据某些实施方案的对于MLIN组件测量的|z11|、相位(z11)、Re(z11)、Im(z11)；图13示出了(a)负载为50Ω，在100MHz-500MHz处测量的|S11|与频率的关系，以及|S11|的灵敏度；(c)负载处开路，在1GHz-2GHz处测量的|S11|与频率的关系，以及|S11|的灵敏度；(e)负载处短路，在1GHz-2GHz处测量的|S11|与频率的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非侵入式葡萄糖监测装置，其包括：/n至少一个微带传输线组件，其包括微带线导体，所述微带线导体相对于接地面布置为使得用户的身体部位能够容纳在微带线导体和接地面之间限定的空间中，所述微带传输线组件具有输入端口；/n信号输入组件，其用于将输入信号发送到输入端口；以及/n浓度确定组件，其配置为：/n确定微带传输线组件的输出信号的至少一个参数；/n基于所述至少一个参数与至少一个相应的校准曲线的比较来确定用户的葡萄糖浓度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171115 SG 10201709405T1.一种非侵入式葡萄糖监测装置，其包括：
至少一个微带传输线组件，其包括微带线导体，所述微带线导体相对于接地面布置为使得用户的身体部位能够容纳在微带线导体和接地面之间限定的空间中，所述微带传输线组件具有输入端口；
信号输入组件，其用于将输入信号发送到输入端口；以及
浓度确定组件，其配置为：
确定微带传输线组件的输出信号的至少一个参数；
基于所述至少一个参数与至少一个相应的校准曲线的比较来确定用户的葡萄糖浓度。


2.根据权利要求1所述的非侵入式葡萄糖监测装置，其中，所述微带线导体被图案化。


3.根据权利要求2所述的非侵入式葡萄糖监测装置，其中，所述微带线导体的图案包括以规则间距间隔开的多个重复单元。


4.根据权利要求3所述的非侵入式葡萄糖监测装置，其中，独立的单元是以下中的一个或更多个：矩形元件、交指电容器、曲折型电感器或螺旋电感器。


5.根据权利要求1至4的任一项所述的非侵入式葡萄糖监测装置，其中，所述接地面被图案化。


6.根据权利要求1至5的任一项所述的非侵入式葡萄糖监测装置，其中，至少一个可穿戴传输线组件为指环、指套、手环和/或脚环的形式。


7.根据权利要求1至6的任一项所述的非侵入式葡萄糖监测装置，其中，所述微带传输线组件的输出端口与负载进行端接。


8.根据权利要求7所述的非侵入式葡萄糖监测装置，其中，所述负载为开路、短路、阻抗匹配负载、电容式负载或电感式负载。


9.根据权利要求1至8的任一项所述的非侵入式葡萄糖监测装置，其中，所述至少一个参数包括根据输入阻抗和/或反射系数导出的至少一个参数。


10.根据权利要求9所述的非侵入式葡萄糖监测装置，其中，所述至少一个参数包括以下中的一个或更多个：输入阻抗的实部、输入阻抗的虚部、...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞文伟，S·黄，奥姆卡尔，
申请(专利权)人：新加坡科技设计大学，俞文伟，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG