选择用于监测血液中分析物的光源的强度的方法及其设备技术

一种监测血液中分析物——特别是糖化血红蛋白(HbA1c或HgbA1c)——的方法使用佩戴在对象身体上的两个光电容积描计(PPG)传感器(101，103，201，203，205，207)。每个光电容积描计传感器(101，103，201，203，205，207)以不同波长观察该对象的血液。一种波长监测糖化血红蛋白。另一种波长总体上监测血液主体。每个PPG传感器从对象所获得的脉冲的形状用于调节该PPG传感器向对象之中发射的光的强度。如果脉冲的形状在光强度的调节时变得相似，该脉冲的大小可以用于提供该分析物的半量化。可以用于提供该分析物的半量化。可以用于提供该分析物的半量化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】选择用于监测血液中分析物的光源的强度的方法及其设备


[0001]本专利技术涉及可穿戴监测器的领域。特别地，本专利技术涉及执行非入侵式方法的监测器，该方法用于监测血液中分析物——诸如糖化血红蛋白。

技术介绍

[0002]通常，糖尿病和糖尿病前期状况是通过血糖水平来识别的。然而，血糖的水平并不是该状况的决定性指示。例如，血糖水平在用餐后升高，但是这并非意味着对象患有糖尿病。相反，在胰岛素注射之后会出现低的血糖水平，但是这并不意味着对象不再患有糖尿病。此外，准确测量血糖水平是麻烦的。大多数家用测试器具都要求对象在可以抽血进行测试之前禁食。通常，这些测试要求刺伤手指。每天都这样做对许多人来说都是痛苦的。
[0003]已经提出了血液中的糖化血红蛋白水平是比血液中的空腹葡萄糖水平更好的糖尿病状况的指标。糖化是指在不对酶的作用加以控制的情况下单糖与蛋白质或脂质分子的共价结合。糖化血红蛋白——简称为HgbA1c——是一种与葡萄糖共价结合的血红蛋白。HgbA1c是通过在血液中血红蛋白暴露于葡萄糖所形成的。
[0004]更具体地，HgbA1c是血红蛋白的beta-N-1-脱氧果糖分析物的测度。该命名的来源是得自于通过阳离子交换色谱法所提取的A型血红蛋白。要从离子交换柱洗脱的第一部分定名为HgbA0，后续部分定名为HgbA1a、HgbA1b和HgbA1c，以此类推。
[0005]并非血液中的所有血红蛋白都在暴露时立即与葡萄糖结合。糖化取决于平衡并且仅在人的一部分血液中发生。暴露于正常水平的葡萄糖产生正常水平的HgbA1c。如果血糖的水平升高，则HgbA1c的部分有所增加。不幸的是，当血糖的水平下降时——这是相对容易发生的，HgbA1c中葡萄糖的结合并不会逆转。HgbA1c保持糖化直至红细胞自然死亡。红细胞的寿命是四个月。因此，即使对象近期已经改变了其饮食习惯，HgbA1c也会在相当长的一段时间内保留在体内。
[0006]由于红细胞并不在同一时间全部死亡，所以可以取得HgbA1c的测度来表示过去数月中的整体葡萄糖水平。HgbA1c水平的每月监测已经在一些研究中作为血糖水平的三个月移动平均值的指示。因此，HgbA1c的监测消除了贯穿过去三个月的每日采血的需求，所述每日采血仅是为了得到数据来计算相同时段中的平均葡萄糖水平。换句话说，监测HgbA1c为血糖是否已经有所升高或降低提供了充分准确的累计指标。HgbA1c测度目前是针对糖尿病的优选诊断测试并且作为血糖控制的评定测试。
[0007]如以下表格中所示的，低于6％的HgbA1c水平已经与正常血液状况相关联。在大约6％至6.5％的HgbA1c，对象被认为是糖尿病前期。任何高于7％的水平都意味着对象患有糖尿病。
[0008][0009]HgbA1c在实验室中可以使用光谱测定方法来测量，其中对具体波长的光通过血液样本的吸光度或透光度进行测量。在HgbA1c刚被发现的时候，必须要抽取来自对象的血液样本并且从阳离子交换柱提取出HgbA1c。随后将洗脱液置于具体尺寸的透明单元中，所述透明单元安装在光谱仪的光的路径之中。该单元的尺寸必须预先确定以便光通过洗脱液的路径标准化。这是因为吸光度水平与通过洗脱液的传送路径的长度直接相关。此外，发射到洗脱液之中的入射光的强度以及波长的带宽必须是标准化的。在没有这样的标准化的情况下，光谱测定结果就无法有意义地比较和分析。
[0010]光电容积描计(PPG)传感器是可穿戴检测器，其将光源投射到对象的肉体之中并且检测所传送光的吸光度。因此，PPG传感器可以认为是应用到身体上的光谱仪的原生形式。PPT传感器趋向于无差别地用于具体血液成分，也就是说，对血液整体而不是具体分析物进行测量。其结果是示出心脏所泵送的血液涌动的原生正弦信号。这样的PPG在监测脉搏中有所使用。
[0011]PPG传感器目前并不可能用于就地量化任何特定的血液成分或分析物。出于一种原因，难以在PPG每次重新佩戴时都重复其在对象上的位置，并且传送路径可能有所变化。其次，PPG所发射的光可以渗透通过其中的组织的深度以及血液的量——即传送路径长度——是不确定的。
[0012]基于光的血氧计通过照射红色和红外光通过手指来测量含氧量。红色和红外光以不同方式行进通过含氧和脱氧血红蛋白，这是由于含氧(亮红色)和脱氧血液(暗红色或蓝色)之间的颜色差异。对氧化作用的程度加以量化是可能的，这是因为通过手指的传送路径对于两种波长是相同的。如果红色和红外光二者的强度是事先已知或校准的，则两种波长的不同吸光度水平指示了传送路径中的血液的氧化程度。然而，这些血氧计由于需要向检测器传送光而无法佩戴于身体的许多其它部位上。光仅可以传送通过诸如手指或耳垂之类的身体纤薄部分。诸如二头肌、大腿和手腕之类的身体较厚部分趋向于吸收所有的入射光并且无法提供传送数据。然而，期望用于监测对象状况的设备必须要能够长时间佩戴，并且趋向于附着于这种较厚部分而不是夹持到耳垂或手指。
[0013]血氧计受限于使用红色或红外波长的光，因为处于其它颜色的波长的光并未趋向
于渗透或传送通过手指。
[0014]因此，尚未发现一种可以在实验室外测量对象的HgbA1c的适当设备，并且也没有能够舒适佩戴在身体上的设备。
[0015]因此，期望提出一种非入侵式的光谱测定方法，其能够佩戴在人类或动物身体上以测量糖化血红蛋白或血液中其它类型的分析物。

技术实现思路

[0016]在第一方面，本专利技术提出了一种选择用于监测血液中分析物的光源的强度的方法，包括(多个)步骤：提供该光源，该光源将第一波长的光发射到对象的组织之中以获得分析物脉冲；提供第二光源，该第二光源将第二波长的光发射到该对象的组织之中以获得血液脉冲；调节该光源所发射的光的强度和/或该第二光源所发射的光的强度，直至该分析物脉冲的形状和该血液脉冲的形状是相似的。
[0017]换句话说，通过分析物脉冲的形状和血液脉冲的形状对调节该光源所发射的光的强度和/或该第二光源所发射的光的强度进行引导。
[0018]通常，相似度的程度由制造方所设定，并且这取决于每个产品的特性。因此，“相似”是指高于预定相似度阈值的相似。
[0019]典型地，分析物具有示出第一波长的吸光度峰并且不存在第二波长的任何明显吸光度峰的吸收光谱；并且血液具有示出第二波长的吸光度峰的吸收光谱。
[0020]优选而非必须地，血液的吸收光谱没有第一波长的吸光度峰。这是因为血液是参照基础或者测量的背景，并且以大数量存在，而这样的数量使得影响血液中分析物部分的读数的任何血液量变化都是可忽略的。
[0021]通过监测通过一种波长所获得的脉冲形状与通过另一波长所获得的脉冲形状的相似度，可以推导并且调节两种波长渗透到组织中的程度。在相似度高或相同的情况下，意味着两种波长的光都已经以相同程度渗透到组织的相同层之中，并且，因此每种波长的光所经过的血液量是实质上相同或相似的。在这种情况下，产生分析物脉冲的由分析物所导致的第一波长的吸收量可以参考产生血液脉冲的由对象的血液所导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种选择用于监测血液中分析物的光源的强度的方法，包括步骤：提供所述光源，所述光源将第一波长的光发射到对象的组织之中以获得分析物脉冲；提供第二光源，所述第二光源将第二波长的光发射到所述对象的组织之中以获得血液脉冲；调节所述光源所发射的光的强度和/或所述第二光源所发射的光的强度，直至所述分析物脉冲的形状和所述血液脉冲的形状是相似的。2.根据权利要求1所述的选择用于监测血液中分析物的光源的强度的方法，进一步包括步骤：将所述分析物脉冲的大小与所述血液脉冲的大小相比较以监测所述分析物。3.根据权利要求1或2所述的选择用于监测血液中分析物的光源的强度的方法，其中活体对象的动脉中的血液中分析物是糖化血红蛋白；所述第一波长选自于1)大约275nm，2)大约340nm至350nm，3)大约415nm至420nm，4)大约540nm，或5)大约580nm；并且所述第二波长处于红色或红外范围中。4.根据权利要求1所述的选择用于监测血液中分析物的光源的强度的方法，包括进一步的步骤：提供第三光源，所述第三光源将第三波长的光发射到所述对象的组织之中以获得第二分析物脉冲；调节所述光源所发射的光的强度、所述第二光源所发射的光的强度和/或所述第三光源所发射的光的强度，直至所述分析物脉冲的形状、所述第二分析物脉冲的形状和所述血液脉冲的形状是相似的。5.根据权利要求4所述的选择用于监测血液中分析物的光源的强度的方法，进一步包括步骤：从所述分析物脉冲的幅度减去所述第二分析物脉冲的幅度以提供差额分析物脉冲；将所述差额分析物脉冲的大小与所述血液脉冲的大小相比较以监测所述分析物。6.一种表达血液中分析物的数量的方法，包括：通过测量所述分析物对于第一波长的光的吸光度所获得的脉冲的大小与通过测量血液对于第二波长的光的吸光度所获得的脉冲的大小的比率；所述分析物具有示出不存在所述第二波长的任何明显吸光度峰的吸收光谱；其中所述第一波长的脉冲具有与所述第二波长的脉冲相同的形状。7.根据权利要求6所述的表达血液中分析物数量的方法，其中所述分析物是糖化血红蛋白；所述第一波长选自于1)大约275nm，2)大约340nm至350nm，
3)大约415nm至420nm，4)大约540nm，或5)大约580nm；并且所述第二波长处于红色或红外范围中。8.根据权利要求7所述的表达血液中分析物数量的方法，进一步包括步骤：确定所述糖化血红蛋白的数量是糖尿病前期的指示。9.根据权利要求7所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明业，
申请(专利权)人：卫保数码有限公司，
类型：发明
国别省市：