BG110931A - A method and a device for a non-invasive determination of the blood sugar level - Google Patents
A method and a device for a non-invasive determination of the blood sugar level Download PDFInfo
- Publication number
- BG110931A BG110931A BG10110931A BG11093111A BG110931A BG 110931 A BG110931 A BG 110931A BG 10110931 A BG10110931 A BG 10110931A BG 11093111 A BG11093111 A BG 11093111A BG 110931 A BG110931 A BG 110931A
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- radiation
- invasive
- reflected
- blood sugar
- photodetector
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
Description
Област на техникатаTechnical field
Изобретението се отнася до метод и устройство за неинвазивно определяне на кръвната захар, което ще намери приложение в медицината и по специално в диагностиката на диабетни състояния.The invention relates to a method and device for the non-invasive determination of blood sugar, which will find application in medicine and in particular in the diagnosis of diabetic conditions.
Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION
Извстни са неинвазивните методи, при които се използват близката инфрачервената и рамановска спектроскопия, поляриметрията, разсейването на светлината при преминаването й през тъканите, фотоакустичната спектроскопия, средната инфрачервена спектроскопия и т.н.Non-invasive methods using near infrared and Raman spectroscopy, polarimetry, light scattering as it passes through tissues, photoacoustic spectroscopy, mean infrared spectroscopy, etc. are known.
Известни са устройства, ползващи методите, при които се прави абсорционен анализ на преминаващата светлина, като откриването на сигнала, предизвикан само от захарта е доста трудно. Поглъщането на излъчвания спектър, който преминава през кожната тъкан не е повлиян само от водата, албумина, глобулина, хемоглобина, и триглицеридите, но и от околната среда, от фактори като температурата и парните нива на организма. Освен това в кръвта на различните хора има различни количества протеини,вода и мазнини. Действителното измерване на кръвната захар чрез поглъщане във видимата и близката инфрачервена област има проблеми от различните нива на усвояване на белтъчините и мазнините.Devices are known to use methods for performing absorption analysis of passing light, and detection of a sugar-only signal is quite difficult. The absorption of the radiated spectrum that passes through the skin tissue is not only affected by water, albumin, globulin, hemoglobin, and triglycerides, but also by the environment, by factors such as body temperature and vapor levels. In addition, the blood of different people contains different amounts of protein, water and fat. The actual measurement of blood sugar by absorption in the visible and near-infrared region has problems with different levels of protein and fat absorption.
Най- близо до предлагания метод и устройство е техническото решение от публикацията на патент US 6675030 В2. В него от полихроматичен източнк с голяма интензивност, се подава светлинен поток на входа на монохроматор. Монохроматорът е уред, в който попадналата светлина от източника с помощта на призма се разлага на отделни монохроматични линии. От изхода на монохроматора получената монохроматична светлина във видимия и близкия инфрачервен спектър се изпраща върху изследвания образец, което част от човешко тяло. В метода се използват два пътя за анализ на взаимодействувалата монохроматична светлина с образеца. В първия, преминалата светлина се приема от фотодетектор като се анализира зависимостта на фототока от дължината на вълата и времето на облъчване на образеца. Във втория, отразената светлина от образеца се приема и анализира от фотоприемника.Closest to the proposed method and device is the technical solution of the publication of patent US 6675030 B2. A high-intensity polychromatic source emits light at the monochromator inlet. A monochromator is a device in which the incoming light from the source, using a prism, is decomposed into separate monochromatic lines. From the output of the monochromator, the resulting monochromatic light in the visible and near infrared spectra is sent to the test specimen, which forms part of the human body. The method uses two paths to analyze the interacting monochromatic light with the sample. In the first, the transmitted light is received by a photodetector by analyzing the dependence of the photocurrent on the wavelength and the irradiation time of the sample. In the second, the reflected light from the sample is received and analyzed by the photodetector.
В зависимост от неинвазивните индивидуализирани спектрални сканирания на частта от тялото, както и анализа на независими кръвни проби от пациента получени от инвазивни методи се прави индивидуална база данни на пациента на централен компютър,който се намира при лекуващия лекар.Веднъж въведени тези данни служат на лекаря за определяне състоянието на пациента по-нататък само с неинвазивния спектрален метод и устройство.Depending on the non-invasive individualized spectral scans of the part of the body, as well as the analysis of independent blood samples from the patient obtained from invasive methods, an individual database of the patient is made on a central computer located at the attending physician. Once entered, these data serve the physician to determine the patient's condition further only with the non-invasive spectral method and device.
Недостатък на метода и устройството е, че неинвазивните резултати се получават с помощта на скъпо струващ уред-монохроматор, при което работата с него изисква специализирани познания по спектрална техника от лекуващия лекар.The disadvantage of the method and the device is that non-invasive results are obtained with the help of an expensive monochromator device, where working with it requires specialized knowledge of spectral technique by the attending physician.
Пациентът може само да отиде при лекуващия лекар, който задължително трябва да притежава тази твърде скъпа апаратура, да си направи редица инвазивни изследвания,които да се вкарат като база данни в централен компютър и след това всеки ден да се посещава лекарския кабинет за неинвазивен контрол.The patient can only go to the attending physician, who must have this expensive equipment, do a series of invasive examinations to enter as a database into a central computer, and then visit the doctor's office for non-invasive monitoring every day.
Техническа същност на изобретението ·· * • « • · · • · · · · • · ·· ' • ··#· • · · · • · • · ·· ···SUMMARY OF THE INVENTION · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
Задача на изобретението е да се създаде метод за неинвазивно определяне на кръвната захар, което да бъде с по-ниска себестойност и да бъде достъпно за масовия потребител, като изследването да се извършва по неинвазивен безболезен начин, в домашне условия.It is an object of the invention to provide a method for the non-invasive determination of blood sugar that is of lower cost and accessible to the general public by conducting the study in a non-invasive, painless manner at home.
Методът се състои в това, че дискретни квази-монохроматични източници на светлина се сканират последователно от генератор на импулси със задаваема продължителност. Наборът от квази-монохроматичните източници е подбран така, че да покрива диапазона от ултравиолетовата, видимата и близката инфрачервена област дискретно, но достатъчно плътно за целите на метода. Импулсното лъчение,което може да се регулира по честота, период и интензивност за да се постигне максимален ефект попада върху изследваната тъкан от тялото така, че и преминалата част и отразената част от лъчението попадат във фотоприемници. Двата сигнала се вадят чрез диференциално усилване, като по този начин се елиминират непрекъснатите изменнения по кожата на пациента, предизвикани от външни фактори. След усилване сигнала се сравнява за всяка дължина на вълната с калибровачни репери на кръвната захар при рзлични нива на захарта в организма на пациента, получени чрез инвазивен метод. Тези репери се съхраняват в индивидуална еднократна инвазивна база данни в организирана памет на устройството, осъществяващо метода. Този метод и устройство позволяват след калибрирането на устройството, чрез тази индивидуална база данни, пациента всеки ден може да измерва кръвната си захар неинвазивно без да е необходима лекарска намеса.The method is that discrete quasi-monochromatic light sources are scanned sequentially by a pulse generator of a predetermined duration. The set of quasi-monochromatic sources is selected to cover the range of the ultraviolet, visible and near-infrared regions discreetly but sufficiently tightly for the purpose of the method. Pulse radiation, which can be adjusted in frequency, period and intensity to maximize the effect, falls on the body tissue under study so that both the passed part and the reflected part of the radiation fall into the photodetectors. Both signals are extracted by differential amplification, thus eliminating continuous changes in the patient's skin caused by external factors. After amplification, the signal is compared for each wavelength with calibration benchmarks of blood sugar at different levels of sugar in the patient's body, obtained by the invasive method. These benchmarks are stored in an individual disposable invasive database in the organized memory of the device executing the method. This method and device allow, after calibration of the device, through this individual database, the patient can measure their blood sugar non-invasively every day without the need for medical intervention.
Устройството за осъществяване на метода се състои от квазимонохроматични източници с полуширина на спектъра около 50 nm-супер луминисцентни светодиоди, в следните области на излъчвания:-ултравиолетова, виолетова, синя, зелена, жълта, оранжева, червена, инфра-червена, бяла(полихроматична), които са свързани със сканиращ ги генератор, който може да задава както амплитудата на излъчвания сигнал на всеки светодиод поотделно, така и продължителността на лъчението и периода на възникване на генерацията прецизно. Светодиодите са разположени в държател така, че всеки от техните оптични фокуси попада в една и съща точка на облъчвания обект (пръст, ушна мида). Възникналите, отразен сигнал от облъчвания обект и преминалия сигнал през обекта се приемат от фотоприемници (ПИН фотодиоди), разположени в устройството.The method implementation device consists of quasi-monochromatic sources with a half-width of spectrum of about 50 nm-super luminescent LEDs in the following emission areas: -violet, violet, blue, green, yellow, orange, red, infra-red, white (poly-red, white) ), which are coupled to a scanning generator that can set both the amplitude of the emitted signal to each LED individually and the radiation duration and generation period accurately. The LEDs are located in a holder so that each of their optical focuses falls at the same point of the irradiated object (finger, auricle). The resulting, reflected signal from the irradiated object and the signal passed through the object are received by photodetectors (PIN photodiodes) located in the device.
Фотоприемниците са свързани към диференциален усилвател, захранван от стабилизиран източник на напрежение. Получените фототокове се сравняват за всяка дължина на вълната с калибровачни репери на кръвната захар,съхранявана в индивидуална инвазивна база данни в организирана памет (EEPROM) на устройството. Тези данни се обслужват от вграден PIC контролер. Измерените стойности се визуализират с LCD дисплей. В устройството е предвидено при критични стойности на кръвната захар да се генерира предупреждаващ светлинен и звуков сигнал.The photodetectors are connected to a differential amplifier powered by a stabilized voltage source. The photocurrents obtained are compared for each wavelength with blood glucose calibration benchmarks stored in an individual invasive organized memory (EEPROM) database of the device. This data is served by a built-in PIC controller. The measured values are displayed on the LCD. The device is intended to generate a warning light and sound signal at critical blood glucose values.
Предимствата на изобретението се изразяват в това, че не се използва монохроматично лъчение, получавано чрез разлагане на полихроматична светлина сThe advantages of the invention are that no monochromatic radiation produced by decomposition of polychromatic light is used.
дискретни източници с различни дължини на вълните, които се захранват от генератор на импулси с регулируема ширина, амплитуда и честота, което прави устройството достъпно до масовия потребител, поради очакваната ниска себестойност и в това, че предлаганият метод и устройство позволяват измерването на кръвната захар на болни от диабет и на намиращи се в преддиабетно състояние по неинвазивен безболезен начин вкъщи. С изобретението се преодолява стреса и страха от от ежедневни обождания на пръстите, което дава възможност измерването на кръвната захар да се извършва по всяко време и там където е нужно.discrete sources of varying wavelengths powered by a pulse generator with adjustable width, amplitude and frequency that make the device accessible to the general public because of the expected low cost and that the proposed method and device allow the measurement of blood glucose. diabetic and pre-diabetic patients in a non-invasive, painless manner at home. The invention overcomes the stress and fear of daily adoration of the fingers, enabling the measurement of blood sugar to be performed at any time and where necessary.
Описание на приложените фигуриDescription of the attached figures
Примерно изпълнение на изобретението е показано на приложенита фигура, , където;An exemplary embodiment of the invention is shown in the accompanying figure, wherein;
Фигура 1 принципна схема на устройството.Figure 1 is a schematic diagram of the device.
Примерно изпълнение на изобретениетоAn exemplary embodiment of the invention
Същността на метода за неинвазивно определяне на кръвната захар,съгласно Фиг.1 се изразява в следното.-Захранен от стабилизиран източник на напрежение 1 генератор на импулси 2, със задаваеми амплитуда,период и продължителност на импулсите, сканира последователно във времето суперлуминисцентни квазимонохроматични източници 4. Лъчението на всеки източник се насочва върху част от човешкото тяло 5, което може да бъде пръст или слизестата част на ушната мида, като преминалата му част се приема от фотоприемник за преминалото лъчение 6, а в същото време отразената му част се приема от фотоприемник за отразеното лъчение 7. Диференциален усилвател 8 приема и усилва разликата между отразения и преминалия сигнали, като ги подава за обработка на PIC контролер 9, представляващ едночипов компютър. За всеки пациент в лекарски кабинет, еднократно се прави профил на различните възможни нива на кръвна захар с инвазивен метод 10, което е стандартна процедура за определяне кои са диабетно болни. За всяко, измерено ниво на кръвна захар с инвазивния метод успоредно се прави и запис в памет 11 на усилената от 8 разлика на фотосигналите от двата фотоприемника 6 и 7. Тези записани стойности служат за калибровачни репери, с които PIC контролера 9 сравнява поледващите измервания с неинвазивния метод, за да показва на дисплей 12 количествата на кръвната захар в кръвта. При критични стойности на кръвната захар, вграден генератор 13 включва светлинен и звуков предупреждаващ сигнал.The essence of the method for non-invasive blood glucose determination according to Figure 1 is expressed in the following.-Powered by a stabilized voltage source 1 pulse generator 2, with set amplitude, period and pulse duration, scans sequentially superluminescent quasimonochromatic 4 The radiation of each source is directed to a part of the human body 5, which may be a finger or mucous membrane of the auricle, its passed part being received by a photodetector for the past radiation 6, and in the same the reflected part of the time is received by the photodetector for the reflected radiation 7. The differential amplifier 8 receives and amplifies the difference between the reflected and the transmitted signals by submitting them for processing to the PIC controller 9, which is a single-chip computer. For each patient in the doctor's office, a profile of the various possible blood glucose levels is invoked once with the invasive method 10, which is a standard procedure for determining who is diabetic. For each measured blood glucose level with the invasive method, a record in memory 11 of the amplified by 8 difference of the photo signals from the two photodetectors 6 and 7 is parallelized. These recorded values serve for calibration benchmarks with which the PIC controller 9 compares subsequent measurements with non-invasive method to display 12 amounts of blood sugar in the display. For critical blood glucose values, the built-in generator 13 includes a light and sound warning signal.
Устройството, което функционира по зададения метод,съгласно Фиг.1 е съставено от стабилизиран източник на напрежение 1, осигуряващ нормална работа на отделните възли на устройството,свързан с генератор на импулси 2 ,със задаваеми амплитуда,период и продължителност на импулсите, който сканира последователно във времето суперлуминисцентни квазимонохроматични източници 4, които са монтирани в държател 3, така,че фокуса на излъчване на всеки източник да попада в една точка върху облъчваната част от човешкото тяло 5. Към държателя 3 са прикрепени неподвижно два фотоприемника, съответно фотопримник за преминалото лъчение 6 и фотоприемник за отразеното лъчение 7. Фотоприемника за преминалото з : : :···.. ·: ·:The device operating according to the predetermined method according to Figure 1 is composed of a stabilized voltage source 1, which ensures the normal operation of the individual units of the device connected to the pulse generator 2, with a predetermined amplitude, period and duration of the pulses, which scans sequentially over time, superluminescent quasi-monochromatic sources 4 that are mounted in holder 3 so that the focus of the radiation of each source falls at one point on the irradiated portion of the human body 5. They are attached to the holder 3 and two photodetectors, respectively, a photodetector for the past radiation 6 and a photodetector for the reflected radiation 7. The photodetector for the past h::: ··· .. ·: ·:
лъчение 6 е монтиран така, че да ТТриема само.времимддфто през 5 лъчение, а фотоприемника за отразеното лъчение 7 е монтиран така, че в него да попада само отразеното от облъчваната част 5 лъчение. Двата фотоприемника 6 и 7 са свързани към диференциален усилвател 8, така,че усилената разлика от изхода на усилвателя се подава на входа на PIC контролер 9 за обработка и сравнение с база данни на стойности на кръвна захар,намираща се в памет 11, която е свързана с изхода на контролера 9. След обработка PIC контролера 9 показва измереното количество захар в кръвта на течнокристален дисплей 12, свързан към него и монтиран към лицевия панел на устройството. Към контролера 9 е свързан и генератор на светлинен и звуков сигнал 13, който се задейства при критични стойности на кръвната захар.radiation 6 is mounted so that TRIMA only. during 5 radiation, and the photodetector for reflected radiation 7 is mounted so that it only receives the radiation reflected by the irradiated part 5. The two photodetectors 6 and 7 are connected to a differential amplifier 8 so that the amplified difference from the output of the amplifier is fed to the input of the PIC controller 9 for processing and comparison with a blood glucose database in memory 11, which is connected to the output of the controller 9. After processing, the PIC controller 9 shows the measured amount of blood sugar on the LCD 12 connected to it and mounted on the front panel of the device. A light and sound generator 13 is also connected to the controller 9, which is triggered at critical blood glucose values.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BG110931A BG66530B1 (en) | 2011-05-04 | 2011-05-04 | Device for a non-invasive determination of the blood sugar level |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BG110931A BG66530B1 (en) | 2011-05-04 | 2011-05-04 | Device for a non-invasive determination of the blood sugar level |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BG110931A true BG110931A (en) | 2012-11-30 |
BG66530B1 BG66530B1 (en) | 2016-06-30 |
Family
ID=47470751
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BG110931A BG66530B1 (en) | 2011-05-04 | 2011-05-04 | Device for a non-invasive determination of the blood sugar level |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
BG (1) | BG66530B1 (en) |
-
2011
- 2011-05-04 BG BG110931A patent/BG66530B1/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BG66530B1 (en) | 2016-06-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sakudo | Near-infrared spectroscopy for medical applications: Current status and future perspectives | |
Wang et al. | Fast blood flow monitoring in deep tissues with real-time software correlators | |
RU2562886C2 (en) | Device and method for determination and monitoring of components or properties of measured medium, namely values of physiological blood indices | |
JP3875798B2 (en) | Method of operating a bloodless measuring device for blood component concentration and bloodless measuring device | |
AU2008325237B2 (en) | Optical sensor for determining the concentration of an analyte | |
US9591999B2 (en) | Determination of tissue oxygenation in vivo | |
US20100016732A1 (en) | Apparatus and method for neural-signal capture to drive neuroprostheses or control bodily function | |
US8406839B2 (en) | Method and apparatus for determining blood analytes | |
WO2003079900A1 (en) | Noninvasive blood component value measuring instrument and method | |
JPH11506202A (en) | Method for minimizing scatter and improving tissue sampling in non-invasive examination and imaging | |
JPH05261088A (en) | Method to measure oxygen concentration in blood of mammals and oximeter | |
JP4405469B2 (en) | Biological information measuring device | |
CN107427219A (en) | Optoacoustic sensing device further and its operating method | |
US20210059582A1 (en) | Non-Invasive Glucose Monitoring by Raman Spectroscopy | |
RU2510506C2 (en) | Method for determining optical and biophysical tissue parameters | |
Nirupa et al. | Non-invasive measurement of hemoglobin content in blood | |
JP2014018478A (en) | Method and device for blood sugar level measurement | |
US8126527B2 (en) | Method and system for determining the contribution of hemoglobin and myoglobin to in vivo optical spectra | |
Uk et al. | Spectrometer for fluorescence–reflection biomedical research | |
Zahra | Technological advancements to reduce the influence of absorption and scattering on the optical imaging | |
JPH07132120A (en) | Nonaggressive measuring method and device of specimen concentration using discontinuous emission | |
CN111803085A (en) | Noninvasive hemoglobin concentration level measuring device based on color characteristics | |
CN113974618B (en) | Noninvasive blood glucose testing method based on water peak blood glucose correction | |
Pinto et al. | Improving hemoglobin estimation accuracy through standardizing of light-emitting diode power | |
KR100300960B1 (en) | Method and device for noninvasive determination of the concentrations of blood components |