确定血糖浓度的光学方法和装置制造方法及图纸

人的血糖水平通过装置（１）确定，该装置具有一个变化的光图案，光图案相对于确定其亮度，颜色，闪烁速率，空间对比，细节，速度或其它的一个或几个参数变化，只要该变化对一个视网膜系统比另一个视网膜系统施以缓慢变化的刺激。人观察变化的光图案直到出现主观视觉效果，所说的主观视觉效果优选地是观察者感知在光图案出现格外令人注意的变化，例如，感知转动方向上的变化。主观视觉效果指示对两个视网膜系统的刺激的特殊比例，例如，两个系统平衡刺激点。在注意到主观视觉效果时，病人驱动机构（４，５），所述机构根据参数值及使用预定校正数据来计算相应的血糖水平，由此，人的血糖值在完全无创伤的方式下确定。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的涉及光学领域，更特殊地，涉及分析病人感知光图案变化，以及使之和病人血糖浓度相关联的方法和装置。美国有上千万的人患有糖尿病，这是人体调节血糖浓度能力降低的一种病例。为这种疾病所苦的人们必须尽可能的经常测量他们的血糖浓度和由此计划他们的食物掇入，体育活动量和胰岛素服用量来控制血糖浓度。血糖浓度的测定是使用几种有效的有损伤的方法之一进行。有损伤的测量方法要求每次从病人身上抽取血样进行分析。精确的实验室血液分析要求抽取5-10ml的血液，并用设计来进行血液生化分析的实验室仪器来分析它，然而测试结果通常不是几小时，几天内可得到的。此外，进行这种分析的仪器价格昂贵，且需要训练有素的技术人员采集血样和分析。另一种有损伤的测量方法称之为“指刺”或“指扎”，它使用一种一体的自容式器械来鉴定很少量的血样(大约0.25ml)。少量的血液采样是用一个小的刺血针扎手指采集，然后把血液放在一个经化学处理的载体上并插入仪器中。指扎装置通常一会儿就可以提供血液浓度的结果。然而，它们作为个人使用还是十分昂贵的。最近，便携式指扎器械已经成为通用的器械，它要求个人使用的一次性经化学处理的载体“条”，尽管便携式器械具有较低的价格(大约100到300美元)，但对于正常供给一次性载体“条”的积累消费对糖尿病患者来说还是值得考虑的。血糖分析的有创伤方法是有问题的，且遭受不良的顺应性。尽管糖尿病患者可以通过经常监视和控制可以预知虚弱和往往会致命的糖尿病并发症。但只有少量的糖尿病患者有规律地监视血糖浓度。糖尿病患者发现现行血糖监视的有创伤方法是疼痛的，不方便的和代价大的。为了促进经常性监视和控制，对血糖分析应有一个明确的要求，应该是无血样的，操作容易，使用方便，便携，且比现行方法价廉。已经说明了对于测量血糖的无创伤方法。然而，至今也没有把这些技术最终造成商业上有用的器械。无创伤监视方法基于其原理大致上可分为几种测量方法，(1)通过组织传输或由其反射的光的强度法(强度-灵敏度测量法)，(2)通过组织传输调制光的相移法(相位-灵敏度测量法)，(3)用反向离子渗透装置以去掉通过皮肤的基质的装置，如1994年1月18日公开的美国专利US-5,279,543。当光通过活体被灌注组织传输时，例如通过病人的手指，受照射的不同部份，如血液、以及它的许多组成部份，组织(包括蛋白、脂肪、水，胆固醇等)，软骨，骨骼，都将有不同的吸收，每个成份都具有一定表示其在每个波长上的吸收能力的特定吸收光谱。已知的用于测量血液成份，包括血糖的强度敏感法是基于在两个或多个波长上对血液灌注组织测量其吸收光谱，并由此减去对于除被测成分外不同成份的每一个的统计吸收光谱，假定在这样减运算之后，剩余的是被测成份的光谱。Rosenthal等的美国专利US-5,086,229提出这样一种无创伤近红外定量分析仪来测量血糖。该仪器具有多个发射波长不同的近红外激光源和一个或多个光电检测器。含血液的人体部分，例如手指，放在激光源和光电检测器之间，光源照射人体部份并检测经人体部份传输的波长，由光电检测信号获得的吸收光谱与存贮在仪器中的每个成份的个人统计吸收光谱比较，从比较中求出血糖浓度。无损伤相位敏感测量法据有比强度测量法明显地更高的灵敏度和更高的信噪比。较高的灵敏度是由于噪声源只影响信号的幅度而不影响相位的结果。按相位敏感技术，仪器使用一个公知的参数信号，例如正弦波，与一个已通过组织的测量信号相比较，该测量信号相对于参数信号具有一个相移，从测量的相移可以得出血液成份的浓度。Cote等的“用真相位测量技术以无损伤光学偏振方式检测血糖”(IEEE Transaction of Biomedical Engineering,Vol39,No.7 July1992,pp752-756)的论文中提出将线性偏振的光通过切除的人眼前房并基于参数信号和受血糖影响的测量信号之间的相移来确定前房水的血糖。一个氦氖激光束通过一个转动的线性偏振器以及两个静态的线性偏振器和两个检测器耦合后产生参数信号输出和测量信号输出，这些输出的幅度以两倍的转动偏振器角速度的频率正弦地变化，输出的相位差正比于由眼前房在测量光束中引起的偏振转动。由于两种类型系统的问题，存在着不断地需要改进无创伤分析仪器和方法，这种仪器和方法应该提供与已有的无创伤血糖测量基本上相同的精度；还存在着需要用于糖尿病患者测量血糖的无创伤，低价的方法和装置；还存在着用于测量血糖的耐用的，成本低廉和有环境意识的非一次装置；按照本专利技术观点现提供一种用于无创伤的测量血糖浓度的装置。呈现给人类测试者的是具变化的光刺激或图案，其中部份的图案或整个图案的一个或几个参数，例如，亮度，颜色，闪烁频率，空间对比，速度按一种方式逐渐地变化，所述的参数以连续变化的比例刺激第一视网膜系统(例如，P-系统)和第二视网膜系统(M-系统)。观察刺激和图案，直到观察图案的人主观地注视到光图案显示特殊的变化，例如，光图案上出现特殊的颜色，或者光图案的转动方向上的反向。特殊的变化与M-系统和P-系统刺激的特殊比例有关，例如，两个系统的均衡刺激点或M-P交会点。至少一个可变光刺激参数的在光刺激出现特殊变化发生的瞬间的值可以通过受试者血糖浓度以前的测量值校准至受试者的血糖浓度。当在刺激状态发生特殊变化时，这个可变刺激参数的值对于任何给定的人当该人的血糖浓度变化时它将变化，因为两个视网膜系统的灵敏度相对于彼此响应血糖浓度变化而变化。在一个优选的实施例中，一系列类似于风车轮的像以使人能感知轮转动的方式出现在所述的人的面前，然后使部份像或它的背景的亮度或颜色上以这样的方式逐渐变化，使得所述一系列的像在整个时间内以一定的速率刺激一个视网膜系统(M-或P-)和以不同的速率刺激另一个视网膜系统(P-或M-)。M-和P-系统按不同的方式响应在光图案参数上的变化使它能通过连续地变化光图案中的一个或几个参数从而以不同的速率刺激M-和P-系统。两个系统刺激的最终比例随时间是逐渐变化的。继续两个视网膜系统刺激比例上的逐渐变化直到病人注意到轮的视在转动的方向反向-转动反向表示M-和P-系统平衡刺激，或M-P的交会点。血糖浓度上的变化以一种方式影响视网膜系统，所述的方式使M-P交会点按可断定的和一致的方式变化，因为两个视网膜系统的每一个的灵敏度相对于彼此受变化的血糖浓度的不同影响。当人注意到转动反向时，在交会点的光刺激的一个或多个参数值直接与血糖浓度有关。因此，通过依赖于M-系统和P-系统对一定的光图案型式变化的不同响应，和M-系统和P-系统的灵敏度随血糖浓度的不同变化，本专利技术的装置和方法提供了一种精确，方便且是无创伤的测量病人血糖浓度的手段。本专利技术的目的在于提供一种确定病人血糖浓度的无创伤的光学装置。本专利技术的另一个目的在于提供一种用于通过对视网膜提供光刺激的像或光图案并确定由于这些像和光图案在病人视网膜响应血糖浓度变化所发生的变化来确定血糖浓度的装置。本专利技术的又一个目的在于提供一种产生变化的光刺激的装置，当所观察的光刺激达到M-P交会点时，该点与观察者的血糖浓度有关。本专利技术的又一个目的在于提供一种逐渐地越来越多地刺激一个视网膜系统和越来越少地刺激另一个视网膜系统的装置，该装置配有一个驱动装置，该装置驱动时记本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量受试者的血糖浓度的方法，该方法包括：ａ）．提供一个光图案，该图案对第一视网膜系统比第二视网膜系统具有更大的刺激量，导致第一∶第二的刺激比大于１，其中所说的光图案刺激随第一∶第二的刺激比变化的主观视觉特征，和其中所说的第一视网 膜系统和第二视网膜系统对所说的光图案的灵敏度随所说的受试者的血糖浓度变化；ｂ）使所说的受试者观察所说光图案的所说的主观视觉特征；和ｃ）使所说的受试者的血糖浓度和所说的主观视觉特征相关。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：贾米A卡斯坦诺，
申请(专利权)人：贾米A卡斯坦诺，
类型：发明
国别省市：US[美国]