JP2003508744A - Analyte quantification method using NIR, adjacent visible spectrum and discrete NIR wavelength - Google Patents

Analyte quantification method using NIR, adjacent visible spectrum and discrete NIR wavelength

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JP2003508744A
JP2003508744A JP2001520083A JP2001520083A JP2003508744A JP 2003508744 A JP2003508744 A JP 2003508744A JP 2001520083 A JP2001520083 A JP 2001520083A JP 2001520083 A JP2001520083 A JP 2001520083A JP 2003508744 A JP2003508744 A JP 2003508744A
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nir
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パウラクジク,ロマールド
カデル,セオドール,イー.
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シーエムイー テレメトリクス インコーポレーテッド
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Abstract

(57)【要約】 説明されているのは、電磁スペクトルの隣接赤外線範囲及び近赤外線範囲において放射線の幅広いスペクトルの連続体で患者の体の部分を照射することと、放射線が該部分に向けられた後の放射線の帯域を収集することと、検出器(120)上への成分波長の分散されたスペクトルの中に収集された放射線の連続体を分散し、該検出器が収集された放射線からの伝送されたまたは反射された放射線の少なくとも1つの測定値を採取することと、測定値をプロセッサ(300)に転送してから、さらに長い近赤外線範囲からの放射線の1つまたは複数の離散波長に関して同種の吸収度または反射率を測定し、成分の濃度を計算するために測定値を使用することを備える、生きている患者の体の部分(80)内で血液成分の濃度を測定するための方法である。 (57) Abstract: Illustrated is to irradiate a body part of a patient with a broad spectrum continuum of radiation in the adjacent infrared and near infrared ranges of the electromagnetic spectrum, and to direct radiation to the part. Collecting the band of radiation after the radiation and dispersing the continuum of collected radiation into a dispersed spectrum of component wavelengths onto a detector (120), wherein the detector separates the collected radiation from the collected radiation. Taking at least one measurement of the transmitted or reflected radiation of the radiation and transmitting the measurement to the processor (300) and then one or more discrete wavelengths of radiation from a longer near infrared range. Measuring the concentration of a blood component within a living patient's body part (80), comprising measuring the absorption or reflectance of the same species with respect to and using the measurement to calculate the concentration of the component It is because of the way.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】 (発明の分野) 本発明は、光スペクトルの近赤外線領域の離散したさらに長い波長に加えて、
光スペクトルの近赤外線部分の完全スペクトル及び隣接可視スペクトルを使用し
て、人間または動物などの生きている患者の血液成分の濃度レベルを監視するた
めの非侵襲性の装置及び方法に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention, in addition to discrete, longer wavelengths in the near infrared region of the optical spectrum,
A non-invasive apparatus and method for monitoring concentration levels of blood components of a living patient, such as a human or animal, using the full spectrum of the near infrared portion of the light spectrum and the adjacent visible spectrum.

【0002】 (発明の背景) 侵襲性技法 血液成分を測定する侵襲性技法は、一般的に使用されている。これらの技法は
、痛みを伴ない、操作するのが潜在的に危険で、高価である。典型的な処置は、
静脈から血液検体を得ることであり、この検体は、その後、各成分を別個に測定
するために、多くの化学的な手順を使用して医学実験室内で試験される。代わり
に、ホームグルコース試験は、酵素ベースの半浸透性の膜試験片の上にしみをつ
けられ、標準色チャートとの目視による色比較に基づいて、またはさらに正確且
つ明白な分光放射技法(例えば、反射率)によって、一定の時間長の間インスリ
ン投与と反応することが許される指穿刺を使用する。感染のリスクがあり、患者
が、これらの侵襲性の技法が使用されるときに発疹を発現することがある。
BACKGROUND OF THE INVENTION Invasive Techniques Invasive techniques for measuring blood components are commonly used. These techniques are painful, potentially dangerous to operate, and expensive. A typical procedure is
Obtaining a blood sample from a vein, which sample is then tested in a medical laboratory using a number of chemical procedures to measure each component separately. Alternatively, the home glucose test is spotted on enzyme-based, semi-permeable membrane test strips, based on visual color comparison with a standard color chart, or more accurate and unambiguous spectral emission techniques (eg, , Reflexibility) is used to allow finger sticks to react with insulin administration for a certain length of time. There is a risk of infection and patients may develop a rash when these invasive techniques are used.

【0003】 非侵襲性技法 患者の血液成分の濃度を非侵襲性的に監視するための過去の装置は既知である
。通常、体によって発せられる気体中の成分の濃度、発汗に含まれる濃度、また
は涙、唾液または尿の検体などの体液に含まれる濃度のどれかを外部で測定する
ためにセンサが使用される。この方法の一例が、シグナスによって開発されたグ
ルコウォッチである。それは、体のある部分からパッチの上に間質性の体液を引
き出し、その流体内のグルコースを測定する。この方法は、パッチが炎症を引き
起こし、12時間も継続する各パッチが、血液検体を得るために侵襲性の指ステ
ィックを利用する基準方法を使用して校正される必要があるという点で理想的で
はない。代わりに、血液成分は、耳たぶなどの患者の体の一部分を通過するか、
あるいは指または前腕などの体の部分から反射される放射線を使用して測定され
る。しかしながら、過去の放射線装置の内、いくつかは1つの波長だけあるいは
2つの波長で光を発する放射線ソースを有する(例えば、米国第4,655,2
25号、米国第4,883,953号、及び米国第4,882,492号を参照
すること)。その他の過去の装置は、複数の光源を有するが、限られた数の測定
する波長だけを有する(米国特許番号第4,915,827号、第5,028,
787号、第5,077,476号、第5,237,178号、第5,319,
200号及び第5,438,201号)。これらの過去の装置のいくつかは、そ
の光が、それぞれに専用の指定された伝送波長がある数多くの光フィルタを通し
て試験検体に光学的に結合されるブロードバンドランプを使用して得られる数多
くの離散波長ソースを有していた。さらに、いくつかの過去の装置は、連続的に
より高いまたはより低い波長で一連の測定値を採取するために制御される。これ
は、きわめて時間がかかる場合がある。
Non-invasive Techniques Past devices for non-invasively monitoring the concentration of blood components in a patient are known. Sensors are commonly used to externally measure either the concentration of components in the gas emitted by the body, the concentration contained in sweating, or the concentration contained in body fluids such as tears, saliva or urine specimens. An example of this method is the Glucowatch developed by Cygnus. It draws interstitial fluid from some part of the body onto the patch and measures glucose in that fluid. This method is ideal in that the patch causes inflammation and each patch that lasts for 12 hours needs to be calibrated using a reference method that utilizes an invasive finger stick to obtain a blood sample. is not. Instead, the blood component passes through a part of the patient's body, such as the earlobe, or
Alternatively, it is measured using radiation reflected from body parts such as the fingers or forearms. However, some of the past radiation devices have had radiation sources that emit light at only one wavelength or at two wavelengths (eg, US Pat. No. 4,655,2).
25, U.S. Pat. No. 4,883,953, and U.S. Pat. No. 4,882,492). Other older devices have multiple light sources, but only a limited number of wavelengths to be measured (US Pat. Nos. 4,915,827, 5,028, US Pat.
787, No. 5,077,476, No. 5,237,178, No. 5,319,
200 and 5,438,201). Some of these older devices have obtained a large number of discrete lamps whose light is optically coupled to the test specimen through a number of optical filters, each with its own designated transmission wavelength. Had a wavelength source. In addition, some older devices are controlled to take a series of measurements at successively higher or lower wavelengths. This can be extremely time consuming.

【0004】 それ以外の技法は、ある特定の範囲内の多数(例えば、128または256)
の波長を用いて吸収物の完全スペクトルを測定する技法、及び限られた数の波長
を測定する技法を含んでいた。完全スペクトルを測定する技法は、典型的には、
580nmから1100nmの範囲の波長を使用する(例えば、米国第5,36
1,758号及び米国第4,975,581号を参照すること)。完全スペクト
ル測定の優位点とは、それらが、干渉する物質(例えば、他の分析物)及び影響
(例えば、光散乱)についての情報だけではなく、所望される分析物についての
情報も提供する。
Other techniques include a large number within a certain range (eg 128 or 256).
, And a technique for measuring a limited number of wavelengths. Techniques for measuring the complete spectrum are typically
Wavelengths ranging from 580 nm to 1100 nm are used (eg US Pat. No. 5,36).
1,758 and U.S. Pat. No. 4,975,581). The advantage of full spectrum measurements is that they provide not only information about the interfering substances (eg other analytes) and effects (eg light scattering), but also about the desired analyte.

【0005】 限られた数の波長を測定する方法のいくつかは、この範囲に存在するさらに鋭
い分析物スペクトルのために、1100nmから1700nm領域を活用する。
600nmから1100nm領域で波長を測定するそれ以外の方法もある。これ
らの方法は、重要な分析物に関係する情報を提供するが、その吸収が所望される
分析物と干渉するそれ以外の分析物についての十分に独立した情報を提供するこ
とができない。
Some of the methods of measuring a limited number of wavelengths utilize the 1100 nm to 1700 nm region due to the sharper analyte spectra present in this range.
There are other methods for measuring wavelengths in the 600 nm to 1100 nm region. These methods provide information related to the analyte of interest, but are unable to provide sufficiently independent information about other analytes whose absorption interferes with the desired analyte.

【0006】 耳たぶで測定値を採取するいくつかの過去の装置は、他の患者の耳たぶに比較
される患者の耳たぶの厚さの変化、または患者を通る血液の脈動のための伝送経
路長の変化を考慮に入れない。あるいはそれらは患者ごとの耳たぶの温度変動を
考慮に入れないか、あるいは結果は長引く処置とともに変動する。
[0006] Some older devices that take measurements at the earlobe have measured changes in the thickness of the patient's earlobe compared to the earlobe of other patients, or of the transmission path length for pulsations of blood through the patient. Do not take change into account. Alternatively, they either do not take into account temperature variations in the earlobe from patient to patient, or the results vary with prolonged treatment.

【0007】 全体的にみて、過去の非侵襲性の装置及び技法は、患者による血液成分濃度レ
ベルの測定において侵襲性技法の代わりに使用されるほど十分に正確ではなかっ
た。あるいは、それらは1つの成分だけを測定するように設計されており、別の
成分を測定するためには物理的に変更されなければならない。あるいは装置は、
結果を出すには過度に長い時間を要する。あるいは装置は、使いやすい形式で結
果を生じさせない。あるいはそれらは2つまたは3つ以上の成分の結果を同時に
測定することはできない。明らかに、装置が不正確な読み取り値を出す場合、例
えば、インスリン投与のための薬用量を計算するために装置を使用する患者にと
って悲惨な結果が発生するだろう。
Overall, past non-invasive devices and techniques have not been sufficiently accurate to be used in place of invasive techniques in measuring blood component concentration levels by patients. Alternatively, they are designed to measure only one component and must be physically modified to measure another. Or the device is
It takes an excessively long time to produce results. Alternatively, the device does not produce results in a convenient format. Alternatively, they cannot measure the results of two or more components at the same time. Obviously, if the device gives inaccurate readings, disastrous results will occur, for example, for the patient using the device to calculate a dosage for insulin administration.

【0008】 (発明の要約) 本発明は、ある特定の成分の濃度レベルを測定するための、あるいは代わりに
非侵襲性装置内で複数の異なる成分の濃度レベルを測定する方法を提供し、該方
法は、正確且つ信頼性の高い短期間での結果を生じさせる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for measuring the concentration level of a particular component, or alternatively, the concentration level of a plurality of different components in a non-invasive device, comprising: The method produces accurate, reliable, and short-term results.

【0009】 本発明者は、500nmから1100nmの波長の連続体での測定が、所望さ
れる分析物の濃度、及び非常に重要なことに、正確な測定を妨害する多くのそれ
以外の分析物についての追加情報を提供することを突き止めた。発明者は、11
00nmから1700nm領域内の限られた数の離散波長測定値を500nmか
ら1100nmの波長の連続体の完全スペクトル吸収測定値に追加することによ
って、分析物測定の精度が高められることを明らかにした。この組み合わせを使
用すると、分析物測定精度の大幅な向上を得ることが可能である。ここに使用さ
れているように、500nmから1100nmの領域は「AV及びNIR領域」
と呼ばれているが、1100nmから1700nmの領域は「さらに長い波長の
NIR領域」つまり「LWNIR」と呼ばれている。
We have found that measurements on a continuum of wavelengths between 500 nm and 1100 nm interfere with the concentration of the desired analyte, and, very importantly, many other analytes. Found to provide additional information about. The inventor
By adding a limited number of discrete wavelength measurements in the 00 nm to 1700 nm region to the complete spectral absorption measurements of the continuum at wavelengths of 500 nm to 1100 nm, it was revealed that the accuracy of the analyte measurement is enhanced. Using this combination, it is possible to obtain a significant improvement in analyte measurement accuracy. As used herein, the 500 nm to 1100 nm region is the "AV and NIR region".
The region from 1100 nm to 1700 nm is called the "longer wavelength NIR region" or "LWNIR".

【0010】 好ましい実施態様により、それぞれのケースにおいて、離散波長の測定は、所
望される結果を達成するために十分に高い信号対雑音比にある。
According to a preferred embodiment, in each case the discrete wavelength measurement is at a signal-to-noise ratio high enough to achieve the desired result.

【0011】 したがって、その広い態様において、本発明は、放射線を発することができる
非侵襲性装置内に組織を置くこと、放射物を組織上に向けることと、組織から収
集される放射線を測定することと、組織の上に向けられ、組織から収集される放
射線が500nmから1100nm範囲内の波長、及び1100nmから170
0nmの範囲内の離散波長の連続体のものである、測定された放射線に基づき濃
度レベルを計算することとを備える、組織内の成分の濃度レベルを監視するため
の方法を提供する。
Accordingly, in its broadest aspect, the present invention provides for placing tissue in a non-invasive device capable of emitting radiation, directing a radiator onto the tissue, and measuring the radiation collected from the tissue. That the radiation directed onto the tissue and collected from the tissue has a wavelength in the range of 500 nm to 1100 nm, and 1100 nm to 170 nm.
Calculating the concentration level based on the measured radiation, which is that of a discrete wavelength continuum in the range of 0 nm, and provides a method for monitoring the concentration level of a component in tissue.

【0012】 1つの態様によって、本発明は、AV及びNIR領域に関して、多色光源また
は500nmから1100nmの範囲内で幅広い光のスペクトルを発するその他
の放射源が使用される、人間または動物などの生きている患者内の血液成分の濃
度レベルを測定するための方法を提供する。この範囲について、方法は、波長の
連続体での光を患者の体の部分の上に同時に向けるステップと、光が該部分の上
に向けられた後に光の連続体を収集するステップと、収集された光を回折格子の
上に焦点を合わせるステップと、直線アレイ検出器上への収集された光の成分波
長の分散されたスペクトルの中に光の連続体を分散するステップと、直線アレイ
検出器が、500nmから1100nm領域から近接可視スペクトル及び近赤外
線範囲内で収集された光から伝達され、反射された光の少なくとも1つの測定値
を採取するステップとを備え、測定値はマイクロプロセッサに転送される。LW
NIR領域に関しては、方法は、1つまたは複数の光の狭帯域源を体の部分に向
けるステップと、(選ばれた特定の構成に応じて)1つまたは複数の狭帯域を1
つまたは複数の検出器の上で収集するステップとを備え、これらの測定値もマイ
クロプロセッサに転送される。それから、マイクロプロセッサは、前記血液及び
組織の前記少なくとも1つの成分の濃度レベルを計算するために、これらの測定
値及び校正アルゴリズムを使用する。
According to one aspect, the present invention provides a living or living animal, such as a human or an animal, in which for the AV and NIR regions a polychromatic light source or other radiation source emitting a wide spectrum of light in the range of 500 nm to 1100 nm is used. A method for determining the concentration level of a blood component in a patient is provided. For this range, the method includes directing light in a continuum of wavelengths onto a portion of the patient's body simultaneously, collecting the continuum of light after the light is directed onto the portion, and collecting. Focusing the collected light onto a diffraction grating, dispersing a continuum of light into a dispersed spectrum of the component wavelengths of the collected light onto a linear array detector, and linear array detection. Transmitting at least one measurement of reflected light transmitted from light collected in the near visible spectrum and near infrared range from the 500 nm to 1100 nm region, the measurement being transferred to a microprocessor. To be done. LW
For the NIR region, the method includes directing one or more narrowband sources of light onto a body part, and (depending on the particular configuration chosen) one or more narrowbands.
Collecting on one or more detectors, these measurements also being transferred to the microprocessor. The microprocessor then uses these measurements and calibration algorithms to calculate concentration levels of the at least one component of the blood and tissue.

【0013】 本発明の別の態様では、AV及びNIR領域の放射線の幅広いスペクトルで組
織を照射するステップと、さらに長い波長NIR領域内の放射線で組織を照射す
るステップと、AV及びNIR領域内の波長、及びさらに長い波長NIR領域内
の1つまたは複数の離散波長の連続体で、組織からの伝達または反射された放射
線の少なくとも1つを測定するステップと、測定値に基づいて成分の濃度を研鑚
するステップとを備え、それにより組織内の成分の濃度を求める、患者の組織内
の成分の濃度を求めるための方法が提供される。
In another aspect of the invention, irradiating the tissue with a broad spectrum of radiation in the AV and NIR regions, irradiating the tissue with radiation in the longer wavelength NIR region, and in the AV and NIR region Measuring at least one of the transmitted or reflected radiation from the tissue at a wavelength and a continuum of one or more discrete wavelengths within the longer wavelength NIR region, and determining the concentration of the component based on the measurement. And polishing, thereby determining the concentration of the component in the tissue, the method for determining the concentration of the component in the tissue of the patient.

【0014】 好ましくは、AV及びNIR領域からの波長の連続体は500nmと1100
nmの間である。
Preferably, the continuum of wavelengths from the AV and NIR regions is 500 nm and 1100.
between nm.

【0015】 別の実施態様によって、さらに長い波長NIR領域内の離散波長は1100n
mと1700nmの間である。
According to another embodiment, the discrete wavelength in the longer wavelength NIR region is 1100n.
between m and 1700 nm.

【0016】 しかも別の実施態様によって、1つまたは複数の離散波長は1100nmと1
300nmの間である。
Yet according to another embodiment, the one or more discrete wavelengths are 1100 nm and 1
It is between 300 nm.

【0017】 別の実施態様によって、1つまたは複数の離散波長は1590nmと1700
nmの間である。
According to another embodiment, the one or more discrete wavelengths are 1590 nm and 1700 nm.
between nm.

【0018】 別の実施態様によって、少なくともその内の1つが1100nmと1300n
mの間であり、少なくともその内の1つが1590nmと1700nmの間であ
る少なくとも2つの離散波長が測定される。
According to another embodiment, at least one of which is 1100 nm and 1300 n.
At least two discrete wavelengths that are between m and at least one of which is between 1590 nm and 1700 nm are measured.

【0019】 しかも別の実施態様によって、離散波長測定値は、1150nm、1195n
m、1215nm、1230nm、1240nm及び1250nmである。
According to yet another embodiment, the discrete wavelength measurements are 1150 nm, 1195 n
m, 1215 nm, 1230 nm, 1240 nm and 1250 nm.

【0020】 別の実施態様によって、離散波長測定値は、1595nm、1610nm及び
1620nmにある。
According to another embodiment, the discrete wavelength measurements are at 1595 nm, 1610 nm and 1620 nm.

【0021】 別の実施態様によって、離散波長測定値は1150nm、1195nm、12
15nm、1230nm、1240nm、及び1250nmにあり、ならびに1
595nm、1610nm及び1620nmにある。
According to another embodiment, the discrete wavelength measurements are 1150 nm, 1195 nm, 12
At 15 nm, 1230 nm, 1240 nm, and 1250 nm, and 1
At 595 nm, 1610 nm and 1620 nm.

【0022】 しかも別の実施態様によって、各離散波長での放射線は、別個のエネルギー源
によって提供される。
Yet according to another embodiment, the radiation at each discrete wavelength is provided by a separate energy source.

【0023】 別の実施態様によって、離散波長のそれぞれでの波長は、連続して提供される
According to another embodiment, the wavelength at each of the discrete wavelengths is provided sequentially.

【0024】 別の実施態様によって、 離散波長のすべてでの放射線は、同時に提供される
According to another embodiment, radiation at all discrete wavelengths is provided simultaneously.

【0025】 別の実施態様によって、単一エネルギー源が、1100nmから1300nm
の放射線範囲上で連続的なエネルギーを提供する。
According to another embodiment, the single energy source is 1100 nm to 1300 nm.
Provides continuous energy over the radiation range of.

【0026】 別の実施態様によって、1140nmから1260nmの放射線範囲上で連続
的なエネルギーを提供する単一エネルギーソースが提供される。
Another embodiment provides a single energy source that provides continuous energy over the radiation range of 1140 nm to 1260 nm.

【0027】 別の実施態様によって、単一エネルギー源が、500nmから1300nmの
範囲内で放射線を提供する。
According to another embodiment, the single energy source provides radiation in the range of 500 nm to 1300 nm.

【0028】 別の実施態様によって、AV及びNIR領域内で、ならびにさらに長い波長の
NIR領域内で組織を照射するステップは同時に実行され、前記AV及びNIR
領域ならびに前記さらに長い波長のNIR領域のそれぞれでの測定は同時に行わ
れる。
According to another embodiment, the step of irradiating the tissue in the AV and NIR region as well as in the longer wavelength NIR region is performed simultaneously, said AV and NIR
Measurements in each of the regions as well as the longer wavelength NIR region are made simultaneously.

【0029】 本発明のしかも他の態様によって、 AV及びNIR領域内の幅広い放射線のスペクトルで患者の体の部分を照射する
ことと、 放射線が体の上に向けられた後にAV及びNIR領域から放射線を収集すること
と、 収集された放射線を、検出器上への成分波長の分散されたスペクトルの中に分散
し、該検出器が収集された放射線から伝達及び反射された放射線の少なくとも1
つの測定値を採取することと、 該測定値をプロセッサに転送することと、 患者の体の部分をさらに長い波長NIR領域内の放射線で照射することと、 放射線が部分の上に向けられた後に、さらに長い波長のNIR領域内で1つまた
は複数の離散波長を検出し、検出器が伝達され、反射された放射線の少なくとも
1つの測定値を採取することと、 測定値をプロセッサに転送することと、 測定値及び1つまたは複数の校正アルゴリズムに基づき、プロセッサが、前記血
液の前記成分の濃度を計算することと、 を備える、生きている患者の体の部分内の血液成分の濃度を測定するための方法
が提供される。
According to yet another aspect of the invention, irradiating a portion of a patient's body with a broad spectrum of radiation in the AV and NIR regions, and radiation from the AV and NIR regions after the radiation is directed onto the body. To disperse the collected radiation into a dispersed spectrum of component wavelengths onto a detector, the detector at least one of the transmitted and reflected radiation from the collected radiation.
Taking one measurement, transferring the measurement to a processor, irradiating a part of the patient's body with radiation in the longer wavelength NIR region, and after the radiation has been directed onto the part. , Detecting one or more discrete wavelengths in the longer wavelength NIR region, the detector taking at least one measurement of the reflected radiation and transferring the measurement to a processor Calculating a concentration of said component of said blood based on the measured value and one or more calibration algorithms, and measuring the concentration of the blood component in a body part of a living patient. A method for doing so is provided.

【0030】 1つの実施態様によって、検出器は直線アレイ検出器であり、測定は吸収され
た放射線についてである。
According to one embodiment, the detector is a linear array detector and the measurement is for absorbed radiation.

【0031】 別の実施態様によって、AV及びNIR領域からの波長の連続体は500nm
と1100nmの間である。
According to another embodiment, the continuum of wavelengths from the AV and NIR regions is 500 nm.
And 1100 nm.

【0032】 別の実施態様によって、さらに長い波長のNIR領域内の離散波長は、110
0nmと1700nmの間である。
According to another embodiment, the discrete wavelength in the longer wavelength NIR region is 110
It is between 0 nm and 1700 nm.

【0033】 別の実施態様によって、1つまたは複数の離散波長は、1100nmと130
0nmの間である。
According to another embodiment, the one or more discrete wavelengths are 1100 nm and 130.
It is between 0 nm.

【0034】 別の実施態様によって、1つまたは複数の離散波長は、1590nmと170
0nmの間である。
According to another embodiment, the one or more discrete wavelengths are 1590 nm and 170.
It is between 0 nm.

【0035】 別の実施態様によって、その少なくともその内の1つが1100nmと130
0nmの間であり、その少なくともその内の1つが1590nmと1700nm
の間である、少なくとも1つの離散波長が測定される。
According to another embodiment, at least one of which is 1100 nm and 130.
0 nm, at least one of which is 1590 nm and 1700 nm
At least one discrete wavelength, which is between

【0036】 別の実施態様によって、離散波長測定値は、1150nm、1195nm、1
215nm、1230nm、1240nm及び1250nmにある。
According to another embodiment, the discrete wavelength measurements are 1150 nm, 1195 nm, 1
At 215 nm, 1230 nm, 1240 nm and 1250 nm.

【0037】 別の実施態様によって、離散波長測定値は、1595nm、1610nm及び
1620nmにある。
According to another embodiment, the discrete wavelength measurements are at 1595 nm, 1610 nm and 1620 nm.

【0038】 別の実施態様によって、離散波長測定値は、1150nm、1195nm、1
215nm、1230nm、1240nm、及び1250nmにあり、1595
nm、1610nm及び1620nmにある。
According to another embodiment, the discrete wavelength measurements are 1150 nm, 1195 nm, 1
At 215 nm, 1230 nm, 1240 nm, and 1250 nm, 1595
nm, 1610 nm and 1620 nm.

【0039】 本発明のしかも別の態様によって、 AV及びNIR領域内の放射線の幅広いスペクトル帯域の第1連続体で患者の体
の部分を照射することと、 放射線が部分に向けられた後に、放射線の第1帯域を収集することと、 検出器上への成分波長の分散されたスペクトルの中に収集された放射線の連続体
を分散し、該検出器が、収集された放射線から伝達及び反射された放射線の少な
くとも1つの測定値を採取することと、 プロセッサに測定値を転送することと、 さらに長い電波のNIR領域内で放射線帯域の第2の連続体で、患者の体の部分
を照射することと、 放射線が体の上に向けられた後に、放射線の第2帯域を収集することと、 検出器上への成分波長の分散されたスペクトルの中に収集された放射線の連続体
を分散することと、 さらに長い波長NIR領域内の1つまたは複数の離散波長を検出することと、 検出器が、収集された放射線から伝達及び反射された放射線の少なくとも1つの
測定値を採取することと、 測定値及び1つまたは複数の校正アルゴリズムに基づいて、プロセッサが、前記
血液の前記成分の濃度を計算し、それにより求めることと、 を備える、生きた患者の体の部分内の血液成分の濃度を測定する方法が提供され
る。
According to yet another aspect of the present invention, irradiating a body part of a patient with a first continuum of a broad spectral band of radiation in the AV and NIR regions, and after the radiation has been directed to the part, the radiation Collecting a first band of the, and dispersing a continuum of collected radiation into a dispersed spectrum of component wavelengths onto a detector, the detector transmitting and reflecting from the collected radiation. Taking at least one measurement of the radiation, transferring the measurement to the processor, and irradiating the body part of the patient with a second continuum of the radiation band within the NIR region of the longer radio wave. Collecting a second band of radiation after the radiation has been directed onto the body and dispersing the continuum of collected radiation into a dispersed spectrum of the component wavelengths onto the detector This Detecting one or more discrete wavelengths within a longer wavelength NIR region, a detector taking at least one measurement of radiation transmitted and reflected from the collected radiation; A processor, based on the value and the one or more calibration algorithms, calculating and thereby determining a concentration of the component of the blood, the concentration of the blood component in a living body part of the patient comprising: A method of measuring is provided.

【0040】 1つの実施態様によって、検出器は直線アレイ検出器であり、測定は吸収され
た放射線についてである。
According to one embodiment, the detector is a linear array detector and the measurement is for absorbed radiation.

【0041】 別の実施態様によって、AV及びNIR領域からの波長の連続体は、500n
mと1100nmの間である。
According to another embodiment, the continuum of wavelengths from the AV and NIR regions is 500 n
It is between m and 1100 nm.

【0042】 別の実施態様によって、さらに長い波長のNIR領域内の離散波長は、110
0nmと1700nmの間である。
According to another embodiment, the discrete wavelength in the longer wavelength NIR region is 110
It is between 0 nm and 1700 nm.

【0043】 別の実施態様によって、該1つまたは複数の離散波長は、1100nmと13
00nmの間である。
According to another embodiment, the one or more discrete wavelengths are 1100 nm and 13
It is between 00 nm.

【0044】 別の実施態様によって、該1つまたは複数の離散波長は、1590nmと17
00nmの間である。
According to another embodiment, the one or more discrete wavelengths are 1590 nm and 17
It is between 00 nm.

【0045】 別の実施態様によって、その内の少なくとも1つが1100nmと1300n
mの間であり、その内の少なくとも1つが1590nmと1700nmの間であ
る、少なくとも2つの離散波長が測定される。
According to another embodiment, at least one of which is 1100 nm and 1300 n.
At least two discrete wavelengths are measured, which are between m and at least one of which is between 1590 nm and 1700 nm.

【0046】 別の実施態様により、離散波長測定値が、1150nm、1195nm、12
15nm、1230nm、1240nm及び1250nmにある。
According to another embodiment, the discrete wavelength measurements are 1150 nm, 1195 nm, 12
At 15 nm, 1230 nm, 1240 nm and 1250 nm.

【0047】 別の実施態様により、離散波長測定値が、1595nm、1610nm及び1
620nmにある。
According to another embodiment, the discrete wavelength measurements are 1595 nm, 1610 nm and 1
At 620 nm.

【0048】 別の実施態様により、離散波長測定値が、1150nm、1195nm、12
15nm、1230nm、1240nm、及び1250nmにあり、ならびに1
595nm、1610nm、及び1620nmにある。
According to another embodiment, the discrete wavelength measurements are 1150 nm, 1195 nm, 12
At 15 nm, 1230 nm, 1240 nm, and 1250 nm, and 1
At 595 nm, 1610 nm, and 1620 nm.

【0049】 別の実施形態により患者は人間であり身体の部分は指である。[0049]   According to another embodiment, the patient is a human and the body part is a finger.

【0050】 別の実施態様により、成分がグルコースであり、組織が血液である。[0050]   According to another embodiment, the component is glucose and the tissue is blood.

【0051】 別の実施態様により、放射線の第2源が離散波長に提供される。[0051]   According to another embodiment, a second source of radiation is provided at discrete wavelengths.

【0052】 (発明の詳細な説明)[0052]     (Detailed Description of the Invention)

【0053】 ここに使用されるように、「濃度」または「濃度レベル」は、溶液が生体外に
あろうと、それとも生体内にあろうと、溶液中の成分の量または分量を意味する
As used herein, “concentration” or “concentration level” means the amount or quantity of a component in a solution, whether the solution is in vitro or in vivo.

【0054】 ここに使用されるように、「成分」は、物質、つまり組織内で見つけられる分
析物を意味し、例えば、グルコース、ビリルビンなどの炭水化物、アルブミンな
どの蛋白質、またはヘモグロビンを含む。
As used herein, “component” means a substance, an analyte found in tissue, including, for example, glucose, carbohydrates such as bilirubin, proteins such as albumin, or hemoglobin.

【0055】 ここに使用されるように、「溶液中の」は、例えば、間質性の体液、またはそ
の他の体液などの液体環境内を意味する。
As used herein, “in solution” means within a liquid environment, such as interstitial body fluids, or other body fluids.

【0056】 ここに使用されるように、「組織」は、例えば、血液、細胞外の空間などを含
む患者の体の任意の組織を意味し、指または耳たぶなどの体の部分の構成物全体
を意味することがある。
As used herein, “tissue” means any tissue of a patient's body, including, for example, blood, extracellular spaces, etc., and the entire composition of a body part such as a finger or earlobe. May mean.

【0057】 ここに使用されるように、「患者」は、好ましくは人間を含む動物界の任意の
一員を意味する。
As used herein, “patient” preferably means any member of the animal kingdom, including humans.

【0058】 前述されたように、本発明者は、スペクトルデータを使用する非侵襲性装置を
使用して患者の組織の中の分析物を測定する能力を改善するためには、さらに長
い波長のNIR領域内の限られた数の離散波長測定値を、500nmから110
0nm領域内の波長の連続体での完全スペクトル吸収測定値に追加して、分析物
測定の精度で大幅な改善を得ることが必要なだけである。特定の分析物測定では
、前述の方法を使用して達成される精度は、1100nmから1300nm(「
第1領域」)及び1590nmから1700nm(「第2領域」)領域の限られ
た数の離散波長測定値を、500nmから1100nmの領域内の完全スペクト
ル吸収測定値に追加し、分析物測定精度で大幅な改善を得ることによって、改善
される。好ましくは、第1領域内の波長は1150nm、1195nm、121
5nm、1230nm、1240nm及び1250nmである。それらの波長だ
けを第1領域に追加することによってかなりの改善を行うことができる。また、
第2領域内で波長、好ましくは1595、1610、及び1620を追加すると
、さらに、精度を改善することができる。しかしながら、第2領域内での波長で
の水吸収のための高い光の損失により、これらの波長での測定はさらに困難にな
る。本発明の方法は、AV領域及びNIR領域内で採取され、第1領域または第
1領域と第2領域のどちらかで採取される測定値に追加される体の部分の測定値
に備える。方法が、3つすべての領域内で測定値の追加を含み、測定値が同時に
または連続して採取されてよいことが、容易に理解されるだろう。
As mentioned above, the inventor has found that in order to improve the ability to measure an analyte in the tissue of a patient using a non-invasive device that uses spectral data, a longer wavelength A limited number of discrete wavelength measurements in the NIR range from 500 nm to 110
It is only necessary to add to the complete spectral absorption measurements on a continuum of wavelengths in the 0 nm region to obtain a significant improvement in the accuracy of analyte measurements. For certain analyte measurements, the accuracies achieved using the methods described above range from 1100 nm to 1300 nm (“
The first region ") and a limited number of discrete wavelength measurements in the 1590 nm to 1700 nm (" second region ") region are added to the complete spectral absorption measurements in the region of 500 nm to 1100 nm to achieve analyte measurement accuracy. It will be improved by getting a significant improvement. Preferably, the wavelengths in the first region are 1150 nm, 1195 nm, 121
5 nm, 1230 nm, 1240 nm and 1250 nm. Significant improvements can be made by adding only those wavelengths to the first region. Also,
The addition of wavelengths, preferably 1595, 1610, and 1620, in the second region can further improve accuracy. However, high light loss due to water absorption at wavelengths in the second region makes measurements at these wavelengths more difficult. The method of the present invention provides for body part measurements taken in the AV and NIR areas and added to the measurements taken in the first area or in either the first and second areas. It will be readily appreciated that the method includes the addition of measurements in all three areas, and the measurements may be taken simultaneously or sequentially.

【0059】 580nmから1100nmの範囲は、とりわけ、シリコン検出器がその範囲
内で敏感であるために使用されてきた。シリコン検出器、特にシリコンをベース
にした検出器アレイは、優れた雑音及びダイナミックレンジ性能を提供し、容易
に入手可能であり、相対的に安価である。しかしながら、900nmから170
0nmの波長範囲は、図1を参照して分かるように、重要な分析物の多くにさら
に鋭いスペクトルを提供する。インジウムガリウム砒素(InGaAs)検出器
アレイは、典型的にはこの領域内でスペクトルを測定するために使用される。こ
れらは、シリコンより劣った雑音及びダイナミックレンジ性能を提供する。この
ようにして、低い方の信号対雑音比が鋭い方のスペクトルの優位点のいくつかを
相殺する。その他の検出器アレイもこれらの第1領域及び第2領域で使用されて
よい。
The range of 580 nm to 1100 nm has been used, inter alia, because silicon detectors are sensitive within that range. Silicon detectors, especially silicon-based detector arrays, provide excellent noise and dynamic range performance, are readily available, and are relatively inexpensive. However, from 900 nm to 170
The 0 nm wavelength range provides a sharper spectrum for many of the analytes of interest, as can be seen with reference to FIG. Indium gallium arsenide (InGaAs) detector arrays are typically used to measure spectra in this region. They provide noise and dynamic range performance that is inferior to silicon. In this way, the lower signal-to-noise ratio offsets some of the sharper spectral advantages. Other detector arrays may also be used in these first and second areas.

【0060】 ある実施態様では、第1領域または第2領域内の波長での測定値のために高い
信号対雑音比を達成するために、狭帯域光が組織を照明するのに使用される。指
に送達できる光エネルギーの量が安全性考慮事項によって制限されるため、狭帯
域照明は、広帯域ソースで活用できるより、ある特定の帯域、例えば10nmに
おいてはるかに高い輝度を可能にする。つまり、波長ごとにさらに多くの光電力
が、検出器に送達することができ、このようにして高い信号対雑音比を達成する
ことを容易にする。技術の当業者が容易に理解するように、ある方法とは、鼓動
パルス及びその他の影響のための指の短期吸収変化から十分に誤差を削減するほ
ど高い速度で連続的に指を照明することだろう。 この方法は図3に描かれている。
In one embodiment, narrow band light is used to illuminate the tissue to achieve a high signal-to-noise ratio for measurements at wavelengths in the first region or the second region. Narrowband illumination allows much higher brightness in certain bands, for example 10 nm, than can be exploited in broadband sources, as safety considerations limit the amount of light energy that can be delivered to the finger. That is, more optical power for each wavelength can be delivered to the detector, thus facilitating achieving a high signal-to-noise ratio. As one of ordinary skill in the art will readily appreciate, one method is to continuously illuminate the finger at a rate high enough to reduce enough error from short-term absorption changes in the finger due to heartbeat pulses and other effects. right. This method is depicted in FIG.

【0061】 図3を参照すると、発明の装置のための照明ソース(10)は、十分で電力、
波長の安定性と一貫性、及び振幅の安全性を備えた狭帯域光の任意のソースであ
る場合がある。このような装置の例は、ダイオードレーザ、LED、さらに狭い
、しっかりと制御された帯域、及び光ルミネセンス材料を提供するために各LE
Dと関連付けられるフィルタ付きのLEDである。
Referring to FIG. 3, the illumination source (10) for the device of the invention has sufficient power,
It can be any source of narrowband light with wavelength stability and consistency, and amplitude safety. Examples of such devices are diode lasers, LEDs, narrower, tightly controlled bands, and each LE to provide photoluminescent materials.
LED with filter associated with D.

【0062】 光は、指(30)へのファイバ(20)のような適切な導線によって送達され
る。指から出現する光は収集され、ファイバまたはその他の適切な導線(40)
を使用して単一検出器(50)に送達される。この波長の光の場合、InGaA
sフォトダイオードが好ましい検出気である。ここに使用されるように、「光」、
「照明」、「放射線」は、すべて、所望される波長のそれぞれで十分な光を送達
することができる、1つまたは複数のソースによって提供される光エネルギーを
指す。
Light is delivered by a suitable conductor, such as a fiber (20) to the finger (30). The light emanating from the finger is collected and fiber or other suitable conductor (40)
Is delivered to a single detector (50). In the case of light of this wavelength, InGaA
The s photodiode is the preferred detector. "Light", as used here,
"Illumination", "radiation" all refer to the light energy provided by one or more sources capable of delivering sufficient light at each of the desired wavelengths.

【0063】 別の実施態様では、指は前記狭帯域ソースで同時に照明される。これは、図4
に示される。複数の狭帯域光源(60)からの光は、適切な導線(70)によっ
て指(80)に送達される。収集された光は、導線(90)によって分光計(1
00)に送達され、回折格子(110)を使用してその個々の波長に分離されて
から、個々の検出器または検出器アレイ(120)に送達されるだろう。この方
法は、ある程度まで、適用することができる波長帯域単位の光電力を削減するが
、各波長を異なって達成できるだろう指の吸収変化のために第1方法に存在する
誤差を排除する。
In another embodiment, the fingers are simultaneously illuminated with the narrowband source. This is shown in Figure 4.
Shown in. Light from a plurality of narrow band light sources (60) is delivered to a finger (80) by a suitable lead (70). The collected light is collected by a conductor (90) into a spectrometer (1
00), separated into its individual wavelengths using a diffraction grating (110), and then delivered to individual detectors or detector arrays (120). This method, to some extent, reduces the optical power per wavelength band that can be applied, but eliminates the error present in the first method due to finger absorption changes that could be achieved at each wavelength differently.

【0064】 第3実施態様では、例えば1100nmから1300nmなどの選択された離
散波長範囲内で連続エネルギーを送達する光源が、指を照明するために使用され
る。収集された光は、回折格子を使用してその個々の波長に分離されてから、個
々の検出器または検出器アレイに送達されるだろう。この方法は、さらに、適用
できる波長バンドあたりの光電力を削減してよいが、それは、システムの測定精
度が光源の波長安定性に依存していないという優位点を提供する。この実施態様
での光源は、離散波長範囲に特殊であるとして記述される。また、この目的のた
めに500nmから1100nmの波長範囲内でエネルギーを供給するために使
用されるのと同じ光源を使用することも可能である。追加代替策は、離散波長範
囲にエネルギーを供給し、加えて離散波長領域内だけでエネルギーを供給する第
2ソースによって離散波長範囲内の光輝度を高めるために、500nmから11
00nm波長範囲でエネルギーを供給するのに使用されるのと同じ光源を使用す
ることである。
In a third embodiment, a light source that delivers continuous energy within a selected discrete wavelength range, such as 1100 nm to 1300 nm, is used to illuminate the finger. The collected light will be separated into its individual wavelengths using a diffraction grating and then delivered to individual detectors or detector arrays. This method may further reduce the optical power per applicable wavelength band, but it offers the advantage that the measurement accuracy of the system does not depend on the wavelength stability of the light source. The light source in this embodiment is described as being specific to the discrete wavelength range. It is also possible to use the same light source used for supplying energy in the wavelength range of 500 nm to 1100 nm for this purpose. An additional alternative is to increase the light intensity in the discrete wavelength range from 500 nm to 11 by a second source that provides energy in the discrete wavelength range and in addition only in the discrete wavelength range.
Using the same light source used to deliver energy in the 00 nm wavelength range.

【0065】 AVおよびNIR領域の測定値に関して、光源は、AV及びNIRでの光を含
む非常に広い帯域幅上で光を発することができ、例えば多色ソースが使用されて
よい。この領域に特殊である光源が好まれている。1つの実施態様によって、光
源からの光は、最初に、受容体に向けられる狭い平行したビームの中に光を集中
させるレンズの集合体であるコリメータを通過する。受容体は、その中で、測定
されている患者のその部分、例えば、人間の指または耳を受け入れるように形作
られる。代わりに、受容体は、その上に光が向けられなければならない人間また
は動物の部分が、受容体内よりむしろ受容体の近くに置かれるように形作ること
ができるだろう。任意の事象で、体の部分は受容体と接触し、光は体の部分の上
に向けられ、体の部分によって分散される。分散された光はレンズによって収集
され、切れ目を通して回折手段に向けられる。代わりに、光が受容体の上に向け
られた後に光を収集するための手段は、前記光を回折手段に伝達する光ファイバ
である。収集された光とは、体の部分を通過した、あるいは体の部分から離れて
反射した光、あるいはその組み合わせである場合がある。好ましくは、収集され
た光とは、患者の部分を通過した光である。
Regarding measurements in the AV and NIR regions, the light source can emit light over a very wide bandwidth, including light in the AV and NIR, eg polychromatic sources may be used. Light sources that are special in this area are preferred. According to one embodiment, the light from the light source first passes through a collimator, which is a collection of lenses that concentrates the light into a narrow, collimated beam that is directed to the receptor. The receptor is shaped therein to receive that part of the patient being measured, for example the human finger or ear. Alternatively, the receptor could be shaped such that the part of the human or animal on which the light has to be directed is placed closer to the receptor than to the receptor. In any event, the body part contacts the receptor and light is directed onto the body part and dispersed by the body part. The dispersed light is collected by a lens and directed through a break into the diffractive means. Alternatively, the means for collecting light after it has been directed onto the receptor is an optical fiber that transmits said light to a diffractive means. The collected light may be light that has passed through a part of the body or reflected away from the part of the body, or a combination thereof. Preferably, the collected light is the light that has passed through the part of the patient.

【0066】 回折格子からの光は、AV及びNIR領域内の光が直線アレイ検出器の長さに
沿って低下するようにその成分波長の中に光を分散する。理解されるように、ア
レイは、その範囲がAV及びNIR領域に対応する個々の検出器から構成される
。アレイ検出器は、それぞれの個々の装置での光の輝度を測定するためにマイク
ロプロセッサによって電子的に走査される、あるいは受容体内の組織から反射さ
れる。検出器はマイクロプロセッサに接続され、出力スペクトルを生じさせ、マ
イクロプロセッサは直線アレイ検出器からの測定値を分析し、個々のInGaA
s検出器は、最終的に、求められる濃度レベルのたびに結果を生じさせる。結果
は、表示装置上に示す、及び/またはプリンタで印刷することができる。キーボ
ードにより、ユーザは、例えば、測定されるある特定の成分を指定するために、
装置を制御できるようにする。タイミング及び制御は装置を制御し、例えば、測
定値の数及びタイミングを求めるために、マイクロプロセッサによって起動され
てよい。
The light from the diffraction grating disperses the light into its component wavelengths so that the light in the AV and NIR regions falls along the length of the linear array detector. As will be appreciated, the array consists of individual detectors whose extent corresponds to the AV and NIR regions. The array detectors are electronically scanned by the microprocessor to measure the intensity of the light at each individual device, or reflected from the tissue within the recipient. The detector is connected to a microprocessor to produce an output spectrum, the microprocessor analyzes the measurements from the linear array detector and detects the individual InGaA
The s-detector ultimately produces a result for each concentration level sought. The results can be shown on a display and / or printed on a printer. The keyboard allows the user to, for example, specify a particular component to be measured,
Allows you to control the device. Timing and control controls the device and may be activated by a microprocessor to determine, for example, the number and timing of measurements.

【0067】 多色光源は、石英ハロゲンまたはタングステン−ハロゲンの電球である場合が
あり、例えば、DC電源などの安定化された電源によって、または電池によって
電力の供給を受ける。好ましくは、直線アレイ検出器は、少なくとも10個の素
子、さらに好ましくはAV及びNIR領域での測定のために250から300の
ユニットを有する。直線アレイ検出器の追加の優位点とは、それが、各ダイオー
ドが正確に同じ時間間隔で脈動する光に露光されるため、鼓動のための光信号波
形でのパルスの影響を削減するという点である。
The polychromatic light source may be a quartz halogen or tungsten-halogen bulb and is powered by a stabilized power source, such as a DC power source, or by a battery. Preferably, the linear array detector has at least 10 elements, more preferably 250 to 300 units for measurements in the AV and NIR regions. The additional advantage of a linear array detector is that it reduces the effect of pulses on the optical signal waveform for beating because each diode is exposed to pulsating light at exactly the same time interval. Is.

【0068】 測定値が透過率及び/または反射率について採取された後、これらの測定値の
逆数のログが取られる。つまり、ログ1/T及びログ1/Rであり、この場合T
とRはそれぞれ透過率と反射率を表す。測定値の基準集合は、入射光から採取さ
れ、患者のどの部分も受容体と接触していないときに装置内で発生する光である
。それから、指などの患者の部分が、測定値の基準集合と比較して測定値の比と
して受容体と接触するときに吸収度が計算される。
After the measurements are taken for transmission and / or reflectance, the reciprocal of these measurements is logged. That is, log 1 / T and log 1 / R, and in this case T
And R represent transmittance and reflectance, respectively. The reference set of measurements is the light that is taken from the incident light and that is generated within the device when no part of the patient is in contact with the receptor. Absorbance is then calculated when a portion of the patient, such as a finger, contacts the receptor as a ratio of measurements compared to a reference set of measurements.

【0069】 本発明の方法に対する制限として解釈されないが、要すれば測定値の第2導関
数が、光の経路長の変化によって引き起こされるだろう結果の任意の変動を削減
するために採取されてよい。
Although not to be construed as a limitation on the method of the present invention, a second derivative of the measurement is optionally taken to reduce any variability in the results that would be caused by changes in the path length of the light. Good.

【0070】 装置内の雑音レベルは、直線アレイ検出器が数多くの測定値を採取してから、
結果を平均化する倍数走査技法によって削減されてよい。好ましくは、直線アレ
イ検出器及び離散のさらに長い波長検出器は、複数回の反復のために何度も走査
されてから、結果を平均化する。
The noise level in the instrument is determined by the linear array detector after taking a number of measurements,
It may be reduced by a multiple scan technique that averages the results. Preferably, the linear array detector and the discrete longer wavelength detector are scanned many times for multiple iterations before averaging the results.

【0071】 PLS及びPCRなどの計算に対する既知の方法が使用されてよい。[0071]   Known methods for calculations such as PLS and PCR may be used.

【0072】 グルコース濃度を測定することは本発明の好ましい実施態様であるが、装置及
び方法は、ほんの少しの例を挙げれば、例えばアミノ酸、窒素、血液酸素添加反
応、二酸化炭素、コルチゾール、クレアチン、クレアチニン、グルコース、ケト
ン、脂質、尿、脂肪酸、グリコシル化されたヘモグロビン、コレステロール、ア
ルコール、乳酸塩、CA++、K、CLm HCO3−及びHPO4−など
の人間及び動物の血液内で見られる多様なそれ以外の成分の濃度レベルを測定す
るために使用することができる。実際のところ、当業者に明らかになるように、
方法及び装置は、複数の成分を同時に測定するように改良することができる。
Although measuring glucose concentration is a preferred embodiment of the present invention, the apparatus and method may include, for example, amino acids, nitrogen, blood oxygenation reactions, carbon dioxide, cortisol, creatine, to name but a few. In human and animal blood, such as creatinine, glucose, ketones, lipids, urine, fatty acids, glycosylated hemoglobin, cholesterol, alcohols, lactates, CA ++ , K + , CL m HCO 3 and HPO 4 −. It can be used to determine the concentration levels of the various other components found. In fact, as will be apparent to those skilled in the art,
The method and apparatus can be modified to measure multiple components simultaneously.

【0073】 複数の非制限例は、本発明の例証となる。 実施例 実施例1 シミュレータ シミュレータは、分析物測定代替策の分析を補助するために開発されてきた。
それは、本発明によるシステムのすべての構成要素、すなわち光源、光伝達手段
、光学部品、フィルタ及び検出器をシミュレートした。それは、数多くの干渉す
る物質だけではなく、重要な分析物の測定されたスペクトルに基づいて体の部分
を通る光の損失もシミュレートした。シミュレータは、無作為に体の成分の組み
合わせを作成してから、各組み合わせのスペクトルを作成した。作成された組み
合わせの例は、例えば、第1集合グルコース5mM、総Hb 14g/dL及び
Sat 95%等である。検体第2番は、グルコース7mM、総Hb 13.
5g/dL及びO Sat 98%である。それは、その後で、雑音、ドリフト
、スペクトルを達成する要因等の計器と検出器の特性だけではなく、これらのス
ペクトルに基づいて吸収値を計算した。それから、吸収測定値が、前述されたも
ののような分析物予測を計算するために、計器内で日常的に使用される同じアル
ゴリズムによって処理された。
A number of non-limiting examples are illustrative of the present invention. Examples Example 1 Simulator Simulators have been developed to assist in the analysis of analyte measurement alternatives.
It simulated all the components of the system according to the invention, namely the light source, the light transmission means, the optics, the filter and the detector. It simulated not only a number of interfering substances, but also the loss of light through the body part based on the measured spectrum of the analyte of interest. The simulator randomly created combinations of body components and then created spectra for each combination. An example of a combination created is, for example, first aggregate glucose 5 mM, total Hb 14 g / dL and O 2 Sat 95%. Sample No. 2 was glucose 7 mM, total Hb 13.
5 g / dL and O 2 Sat 98%. It then calculated the absorption values based on these spectra as well as instrument and detector characteristics such as noise, drift, and factors that achieve the spectrum. The absorption measurements were then processed by the same algorithms routinely used in the instrument to calculate analyte predictions such as those described above.

【0074】 このシミュレータを使用して、2つの波長領域が、580nmから1100n
m測定値に加えられるときに、グルコース測定精度の驚くほど多大な改善を提供
することが突き止められた。これらの領域とは、1100nmから1300nm
及び1590nmから1700nmである。私達は、数多くの特定の波長組み合
わせの検出が、多大な改善を提供することに気づいた。好ましい実施態様によっ
て、特定の波長とは以下のとおりである。第1領域で1150nm、1195n
m、1215nm、1230nm、1240nm、及び1250nm、ならびに
第2領域で1595nm、1610nm及び1620nmである。
Using this simulator, the two wavelength ranges from 580 nm to 1100 n
It has been determined to provide a surprisingly significant improvement in glucose measurement accuracy when added to m measurements. These areas are 1100 nm to 1300 nm
And 1590 nm to 1700 nm. We have found that the detection of numerous specific wavelength combinations provides a great deal of improvement. According to a preferred embodiment, the specific wavelengths are as follows. 1150nm, 1195n in the first region
m, 1215 nm, 1230 nm, 1240 nm, and 1250 nm, and 1595 nm, 1610 nm, and 1620 nm in the second region.

【0075】 グルコース精度の改善は、これらの測定を行うことができる精度に依存するた
め、雑音及びその他の誤差は、シミュレータによる吸収測定値に追加された。改
善比(580nmから1100nmの測定値からだけのグルコース誤差/組み合
わされた測定値からのグルコース誤差)を吸収測定値の誤差に関係付けるチャー
トが作成された。この関係性は、添付図2に示される。このチャートでの改善比
は、前記に定められるように第1領域内の6つの波長だけを、580nmから1
100nm測定値に追加することに基づいて計算された。
Noise and other errors were added to the absorption measurements by the simulator, as the improvement in glucose accuracy depends on the accuracy with which these measurements can be made. A chart was constructed relating the improvement ratio (glucose error only from 580 nm to 1100 nm measurements / glucose error from combined measurements) to the error in the absorption measurements. This relationship is shown in the attached FIG. The improvement ratio in this chart is only for the six wavelengths in the first region as defined above from 580 nm to 1
Calculated based on adding to 100 nm measurements.

【0076】 実施例2 実行可能性モデル 図5に示されているように、光源(140)が、コリメータ(オリエル#60
076)(150)及びシャッター(オリエル#71446)(160)が後に
続く、輝度制御装置(オリエル68850)(130)によって調整される、1
00ワットのタングステンハロゲンランプ組み立て品(オリエルQTH#600
67)から成り立っていた実行可能性モデルが構築された。前述された好ましい
実施態様に定義されるような1150nmから1250nm領域内の個々の波長
は、約10nm(オリオン)の帯域幅の干渉フィルタを光に通過させることによ
り生じる。連続照明は、装置制御装置(マックファーソン#747)(180)
によって回転されるフィルタホイール(マックファーソン#941)(170)
の上にこれらのフィルタを取り付けることによって達成される。当業者により理
解されるように、それ以外の手段は、この範囲内の離散波長の送達を達成するた
めに使用できる。
Example 2 Feasibility Model As shown in FIG. 5, the light source (140) has a collimator (Oriel # 60).
076) (150) and shutters (Oriel # 71446) (160), followed by a brightness control (Oriel 68850) (130), 1
00 Watt Tungsten Halogen Lamp Assembly (Oriel QTH # 600
A feasibility model consisting of 67) was constructed. The individual wavelengths in the 1150 nm to 1250 nm region as defined in the preferred embodiment described above are produced by passing light through an interference filter with a bandwidth of about 10 nm (Orion). Continuous lighting is a device control device (MacPherson # 747) (180)
Rotated Filter Wheel (MacPherson # 941) (170)
This is accomplished by mounting these filters on top of. As will be appreciated by those in the art, other means can be used to achieve delivery of discrete wavelengths within this range.

【0077】 さらに迷光を遮るために、光ビームは、1140nmから1260nm(オリ
オン)の伝達範囲の別の帯域フィルタ(190)を通過した。光は、二叉ファイ
バ(210)を介して、米国第5,429,128号に記述されるもののような
指受容体に送達される。指(230)を通過する光は、二叉ファイバ(240)
を介して、冷却されたInGaAsフォトダイオード(ハママツ#G5832−
13)(260)まで送達される。フォトダイオードからの電流は、電流プリア
ンプ及び増幅器(スタンフォード研究#のSR570及びSR560)(270
及び280)によって増幅される。結果として生じる電圧はデジタル信号に変換
され、データ取得基板(ナショナルインスツルメンツAT−A1−16XE10
)(290)を介してコンピュータ(300)に入力される。
To further block stray light, the light beam passed through another bandpass filter (190) with a transmission range of 1140 nm to 1260 nm (Orion). Light is delivered via a bifurcated fiber (210) to a finger receptor such as that described in US Pat. No. 5,429,128. Light that passes through the finger (230) is bifurcated (240).
Cooled InGaAs photodiode (Hamamatsu # G5832-
13) Delivered up to (260). The current from the photodiode is the current preamplifier and amplifier (Stanford Research # SR570 and SR560) (270
And 280). The resulting voltage is converted to a digital signal and the data acquisition board (National Instruments AT-A1-16XE10
) (290) to the computer (300).

【0078】 照明及び収集二叉ファイバ(220と250)の第2脚部は、580nmから
1100nmの範囲内で吸収を測定したシリコンベースの分光計を接続するため
に使用された。
The second leg of the illumination and collection bifurcated fibers (220 and 250) was used to connect a silicon-based spectrometer measuring absorption in the range 580 nm to 1100 nm.

【0079】 今日まで、実行可能性モデルでの雑音及びドリフトは、約200μODという
吸収誤差の範囲を生じさせ、私達のシミュレータが予測したレベルは1.12と
いう改善比を生じさせるだろう。これらの誤差にも関わらず、二人の糖尿病の志
願者が合計3日間の間測定された。毎日、各志願者が自分達の通常の食事及びイ
ンスリン注射の過程に従っていた間に、16のスペクトルが約8時間に渡って採
取された。スペクトル測定値の各組を使用し、血液は、指スティックから毛細管
を介して引き出され、基準計器(YSI)上で測定された。データは、580n
mから1100nmの範囲内の測定値だけを使用して、及び第1領域について前
記に参照されたものを使用して、校正のために処理された。結果は以下のとおり
であった。波長領域 SEC %改善 比率 580nmから1100nm 1.86 580nmから1100nm強 1150から1250 1.23 34% 1.17
To date, noise and drift in the feasibility model will give rise to a range of absorption errors of about 200 μOD and the level predicted by our simulator will give an improvement ratio of 1.12. Despite these errors, two diabetic volunteers were measured for a total of 3 days. Each day, 16 spectra were collected over a period of about 8 hours while each volunteer was following their normal diet and course of insulin injections. Using each set of spectral measurements, blood was drawn from a finger stick via a capillary and measured on a reference instrument (YSI). The data is 580n
Processed for calibration using only measurements in the range m to 1100 nm and using those referenced above for the first region. The results were as follows. Wavelength region SEC % improvement ratio 580nm to 1100nm 1.86 580nm to 1100nm slightly 1150 to 1250 1.23 34% 1.17

【0080】 この改善策は重要であるが、はるかに優れた改善、したがってさらに低いグル
コース誤差が、図2に示されるように、低い方の吸収測定誤差を生じさせる測定
構成を使用して達成できる。
Although this remedy is important, a much better improvement, and thus a lower glucose error, can be achieved using a measurement configuration that results in a lower absorption measurement error, as shown in FIG. .

【0081】 本発明は、現在好ましい例であると見なされているものに関して説明されてき
たが、発明が開示されている例に制限されていないことが理解されるべきである
。逆に、発明は、添付請求項の精神及び範囲内に含まれる多様な変型及び同等物
をカバーすることを目的とする。
Although the present invention has been described with respect to what is presently considered to be the preferred examples, it should be understood that the invention is not limited to the disclosed examples. On the contrary, the invention is intended to cover various modifications and equivalents included within the spirit and scope of the appended claims.

【0082】 ここに参照されるすべての出版物、特許及び特許出願は、各個々の出版物、特
許または特許出願が、その全体として参照して組み込まれるように、特に及び個
別に示された場合と同じ範囲まで、その全体として同じ範囲まで参照して組み込
まれる。
All publications, patents and patent applications referenced herein are specifically and individually indicated as if each individual publication, patent or patent application was incorporated by reference in its entirety. Are incorporated by reference to the same extent as and to the same extent as a whole.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

本発明は、ここで図面に関して説明される。 The present invention will now be described with respect to the drawings.

【図1】グロブリン、グルコース、尿、クレアチン、コレステロール、及び
水置換補償による人間の血清アルブミンの500nmから1380nmの吸収度
スペクトルを示す。
FIG. 1 shows the absorption spectrum from 500 nm to 1380 nm of human serum albumin with globulin, glucose, urine, creatine, cholesterol, and water displacement compensation.

【図2】離散のさらに長いNIR波長での測定値の吸収度誤差に関するグル
コース予測の改善を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing improved glucose prediction with respect to absorbance error of measurements at discrete longer NIR wavelengths.

【図3】本発明の1つの実施態様、連続して付勢される複数の狭帯域光源、
及び単一検出器を示す図である。
FIG. 3 illustrates one embodiment of the present invention, a plurality of narrow band sources that are sequentially energized,
FIG. 6 shows a single detector.

【図4】同時に付勢される複数の狭帯域光源、及び複数の検出器を提供する
本発明の別の態様を示す図である。
FIG. 4 illustrates another aspect of the invention that provides multiple narrowband light sources and multiple detectors that are simultaneously energized.

【図5】成分の濃度を求めるためのシステムの実行可能性モデルを備える、
本発明の追加実施態様を示す図である。
FIG. 5 comprises a feasibility model of the system for determining the concentration of components,
FIG. 6 shows an additional embodiment of the invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パウラクジク,ロマールド カナダ国 エヌ2エル 5ピー1 オンタ リオ ワーテルロー ローズローン プレ ース 362 (72)発明者 カデル,セオドール,イー. カナダ国 エヌ0ビー 1エヌ0 オンタ リオ コネストーゴー エルジン ストリ ート イースト 13 Fターム(参考) 2G059 AA01 BB13 CC02 CC13 CC15 CC18 EE01 EE02 EE12 FF06 GG01 GG03 GG10 JJ02 JJ05 JJ17 KK01 KK04 MM14 PP04 4C038 KK10 KL05 KL07 KX02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Paulakuji, Romande             Canada N2L 5p1onta             Rio Waterloo Rose Lawn Pre             Base 362 (72) Inventor Caddell, Theodore, E.             Canada N 0 B 1 N 0 Onta             Rio Conestogo Elgin Sutori             East East 13 F term (reference) 2G059 AA01 BB13 CC02 CC13 CC15                       CC18 EE01 EE02 EE12 FF06                       GG01 GG03 GG10 JJ02 JJ05                       JJ17 KK01 KK04 MM14 PP04                 4C038 KK10 KL05 KL07 KX02

Claims (39)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】AV及びNIR領域内の幅広いスペクトルの放射線で組織を照
射するステップと、 さらに長い波長NIR領域内の放射線で組織を照射するステップと、 AV及びNIR領域内の波長、及びさらに長い波長NIR領域内での1つまたは
複数の離散波長の連続体で組織からの伝達または反射された放射線の少なくとも
1つを測定するステップと、 測定値に基づき、成分の濃度を計算し、それにより組織内の成分の濃度を求める
ステップと、 を備える、患者の組織内の成分の濃度を求める方法。
1. Irradiating tissue with broad spectrum radiation in the AV and NIR regions; irradiating tissue with radiation in the longer wavelength NIR region; wavelengths in the AV and NIR region; and longer. Measuring at least one of the transmitted or reflected radiation from the tissue in one or more continuums of discrete wavelengths in the wavelength NIR region, and based on the measured values, calculating the concentration of the component, Determining the concentration of the component in the tissue, the method comprising: determining the concentration of the component in the tissue of the patient.
【請求項2】AV及びNIR領域からの波長の連続体が、500nmと11
00nmの間である、請求項1に記載の方法。
2. A continuum of wavelengths from the AV and NIR regions is 500 nm and 11
The method according to claim 1, which is between 00 nm.
【請求項3】さらに長い波長NIR領域内の離散波長が、1100nmと1
700nmの間である、請求項1または2に記載の方法。
3. Discrete wavelengths within the longer wavelength NIR region are 1100 nm and 1
The method according to claim 1 or 2, which is between 700 nm.
【請求項4】該1つまたは複数の離散波長が、1100nmと1300nm
の間である、請求項13に記載の方法。
4. The one or more discrete wavelengths are 1100 nm and 1300 nm.
The method of claim 13, wherein the method is between.
【請求項5】該1つまたは複数の離散波長が、1590nmと1700nm
の間である、請求項3に記載の方法。
5. The one or more discrete wavelengths are 1590 nm and 1700 nm.
The method of claim 3, wherein the method is between.
【請求項6】その内の少なくとも1つが1100nmと1300nmの間で
あり、その内の少なくとも1つが1590nmと1700nmの間である、少な
くとも2つの離散波長が測定される、請求項3に記載の方法。
6. The method of claim 3, wherein at least two discrete wavelengths are measured, at least one of which is between 1100 nm and 1300 nm and at least one of which is between 1590 nm and 1700 nm. .
【請求項7】離散波長測定値が、1150nm、1195nm、1215n
m、1230nm、1240nm及び1250nmにある、請求項3、4、及び
6のいずれか1つに記載の方法。
7. A discrete wavelength measurement value is 1150 nm, 1195 nm, 1215n.
m, 1230 nm, 1240 nm and 1250 nm. 7. A method according to any one of claims 3, 4 and 6.
【請求項8】離散波長測定値が、1595nm、1610nm及び1620
nmにある、請求項3、5、及び6のいずれか1つに記載の方法。
8. The discrete wavelength measurement values are 1595 nm, 1610 nm and 1620.
7. The method of any one of claims 3, 5 and 6 in nm.
【請求項9】離散波長測定値が、1150nm、1195nm、1215n
m、1230nm、1240nm及び1250nmにあり、ならびに1595n
m、1610nm及び1620nmにある、請求項3または6のいずれか1つに
記載の方法。
9. The discrete wavelength measurement values are 1150 nm, 1195 nm, 1215n.
m, 1230 nm, 1240 nm and 1250 nm, and 1595n
7. The method according to claim 3, which is at m, 1610 nm and 1620 nm.
【請求項10】各離散波長での放射線が、別個のエネルギー源により提供さ
れる、請求項1から9のいずれかに記載の方法。
10. The method according to claim 1, wherein the radiation at each discrete wavelength is provided by a separate energy source.
【請求項11】離散波長のそれぞれでの放射線が、連続して提供される、請
求項1から10のいずれかに記載の方法。
11. The method according to claim 1, wherein the radiation at each of the discrete wavelengths is provided in succession.
【請求項12】離散波長のすべてでの放射線が、同時に提供される、請求項
1から10のいずれかに記載の方法。
12. A method according to claim 1, wherein radiation at all discrete wavelengths is provided simultaneously.
【請求項13】単一エネルギー源が、1100nmから1300nmの放射
線範囲で連続的なエネルギーを提供する、請求項1から12のいずれに記載の方
法。
13. The method according to claim 1, wherein the single energy source provides continuous energy in the radiation range of 1100 nm to 1300 nm.
【請求項14】単一エネルギー源が、1140nmから1260nmの放射
線範囲で連続的なエネルギーを提供する、請求項13に記載の方法。
14. The method of claim 13, wherein the single energy source provides continuous energy in the radiation range of 1140 nm to 1260 nm.
【請求項15】単一エネルギー源が、500nmから1300nmの範囲内
で放射線を提供する、請求項1から12のいずれか1つに記載の方法。
15. The method according to claim 1, wherein the single energy source provides radiation in the range of 500 nm to 1300 nm.
【請求項16】AV及びNIR領域で、及びさらに長い波長NIR領域で組
織を照射するステップが同時に実行され、前記AV及びNIR領域、ならびに前
記さらに長い波長NIR領域のそれぞれでの測定が同時に行われる、請求項1か
ら15のいずれか1つに記載の方法。
16. The step of simultaneously irradiating the tissue in the AV and NIR regions and in the longer wavelength NIR region is performed simultaneously, and the measurement in each of the AV and NIR region and the longer wavelength NIR region is performed simultaneously. The method according to any one of claims 1 to 15.
【請求項17】AV及びNIR領域内の放射線の幅広いスペクトルで患者の
体の部分を照射することと、 放射線が体の上に向けられた後にAV及びNIR領域から放射線を収集すること
と、 検出器上への成分波長の分散されたスペクトルの中に収集された放射線を分散し
、該検出器が収集された放射線からの伝達及び反射された放射線の少なくとも1
つの測定値を採取することと、 プロセッサに測定値を転送することと、 さらに長い波長NIR領域内の放射線で患者の体の部分を照射することと、 放射線が部分の上に向けられた後に、さらに長い波長NIR領域内の1つまたは
複数の離散波長を検出し、検出器が伝達及び反射された放射線の少なくとも1つ
の測定値を採取することと、 プロセッサに測定値を転送することと、 測定値及び1つまたは複数の校正アルゴリズムに基づいて、プロセッサが、前記
血液の前記成分の濃度を計算することと、 を備える、生きている患者の体の部分内の血液成分の濃度を測定するための方法
17. Irradiating a portion of the patient's body with a broad spectrum of radiation in the AV and NIR regions; collecting radiation from the AV and NIR regions after the radiation has been directed onto the body; At least one of the transmitted and reflected radiation from the collected radiation that disperses the collected radiation into a dispersed spectrum of component wavelengths onto the detector.
Taking one measurement, transferring the measurement to a processor, irradiating a part of the patient's body with radiation in the longer wavelength NIR region, and after the radiation has been directed onto the part, Detecting one or more discrete wavelengths in the longer wavelength NIR region, the detector taking at least one measurement of the transmitted and reflected radiation, and transferring the measurement to a processor; Calculating a concentration of said component of said blood based on the value and one or more calibration algorithms, and measuring the concentration of the blood component in a body part of a living patient, comprising: the method of.
【請求項18】検出器が直線アレイ検出器であり、測定が吸収された放射線
についてである、請求項17に記載の方法。
18. The method of claim 17, wherein the detector is a linear array detector and the measurement is for absorbed radiation.
【請求項19】AV及びNIR領域からの波長の連続体が、500nmと1
100nmの間である、請求項17または18に記載の方法。
19. A continuum of wavelengths from the AV and NIR regions is 500 nm and 1
The method according to claim 17 or 18, which is between 100 nm.
【請求項20】さらに長い波長のNIR領域内の離散波長が、1100nm
と1700nmの間である、請求項17または18に記載の方法。
20. The discrete wavelength in the longer wavelength NIR region is 1100 nm.
19. The method according to claim 17 or 18, which is between 1 and 1700 nm.
【請求項21】該1つまたは複数の離散波長が1100nmと1300nm
の間である、請求項20に記載の方法。
21. The one or more discrete wavelengths are 1100 nm and 1300 nm.
21. The method of claim 20, wherein the method is between.
【請求項22】該1つまたは複数の離散波長が、1590nmと1700n
mの間である、請求項20に記載の方法。
22. The one or more discrete wavelengths are 1590 nm and 1700 n.
21. The method of claim 20, wherein the method is between m.
【請求項23】その内の少なくとも1つが1100nmと1300nmの間
であり、その内の少なくとも1つが1590nmと1700nmの間である、少
なくとも2つの離散波長が測定される、請求項20に記載の方法。
23. The method of claim 20, wherein at least two discrete wavelengths are measured, at least one of which is between 1100 nm and 1300 nm and at least one of which is between 1590 nm and 1700 nm. .
【請求項24】離散波長測定値が、1150nm、1195nm、1215
nm、1230nm、1240nm及び1250nmにある、請求項20、21
、及び23のいずれか1つに記載の方法。
24. The discrete wavelength measurement values are 1150 nm, 1195 nm, 1215.
nm, 1230 nm, 1240 nm and 1250 nm.
25. The method according to any one of 23 and 23.
【請求項25】離散波長測定値が、1595nm、1610nm及び162
0nmにある、請求項19、20、及び23のいずれか1つに記載の方法。
25. The discrete wavelength measurement values are 1595 nm, 1610 nm and 162.
24. The method according to any one of claims 19, 20 and 23, which is at 0 nm.
【請求項26】離散波長測定値が、1150nm、1195nm、1215
nm、1230nm、1240nm及び1250nmにあり、ならびに1595
nm、1610nm及び1620nmにある、請求項20または23のいずれか
1つに記載の方法。
26. Discrete wavelength measurement values are 1150 nm, 1195 nm, 1215.
nm, 1230 nm, 1240 nm and 1250 nm, and 1595
24. The method according to any one of claims 20 or 23 at nm, 1610 nm and 1620 nm.
【請求項27】AV及びNIR領域内の放射線の幅広いスペクトル帯域の第
1連続体で患者の体の部分を照射することと、 放射線が部分の上に向けられた後に、放射線の第1帯域を収集することと、 検出器上への成分波長の分散されたスペクトルの中に収集された放射線の連続体
を分散し、該検出器が、収集された放射線から伝達及び反射された放射線の少な
くとも1つの測定値を採取することと、 プロセッサに測定値を転送することと、 さらに長いNIR領域内の放射線帯域の第2連続体で患者の体の部分を照射する
ことと、 放射線が部分に向けられた後に放射線の第2帯域を収集することと、 検出器上への成分波長の分散されたスペクトルの中に収集された放射線の連続体
を分散することと、 さらに長い波長NIR領域内で1つまたは複数の離散波長を検出することと、 検出器が、収集された放射線から伝達及び反射された放射線の少なくとも1つの
測定値を採取することと、 プロセッサに測定値を転送することと、 測定値及び1つまたは複数の校正アルゴリズムに基づいて、プロセッサが、前記
血液の前記成分の濃度を計算し、それにより求めることと、 を備える、生きている患者の体の部分内の血液成分の濃度を測定するための方法
27. Irradiating a part of the patient's body with a first continuum of a broad spectral band of radiation in the AV and NIR regions, the first band of radiation being directed after the radiation is directed onto the part. Collecting and dispersing a continuum of collected radiation into a dispersed spectrum of component wavelengths onto the detector, the detector detecting at least one of the transmitted and reflected radiation from the collected radiation. Taking one measurement, transferring the measurement to a processor, irradiating a part of the patient's body with a second continuum of the radiation band within the longer NIR region, and directing the radiation onto the part. And then collecting a second band of radiation and dispersing the continuum of collected radiation into a dispersed spectrum of component wavelengths onto the detector, one within the longer wavelength NIR region. Also Detecting a plurality of discrete wavelengths, the detector taking at least one measurement of transmitted and reflected radiation from the collected radiation, transferring the measurement to a processor, and measuring And based on the one or more calibration algorithms, a processor calculates and thereby determines the concentrations of the constituents of the blood, and determining the concentration of the blood constituents in the body part of the living patient. Method for measuring.
【請求項28】検出器が直線アレイ検出器であり、測定が吸収された放射線
についてである、請求項27に記載の方法。
28. The method of claim 27, wherein the detector is a linear array detector and the measurement is for absorbed radiation.
【請求項29】AV及びNIR領域からの波長の連続体が、500nmと1
100nmの間である、請求項27または28に記載の方法。
29. A continuum of wavelengths from the AV and NIR regions is 500 nm and 1
29. The method according to claim 27 or 28, which is between 100 nm.
【請求項30】さらに長い波長のNIR領域内の離散波長が、1100nm
と1700nmの間である、請求項27または28に記載の方法。
30. The discrete wavelength in the longer wavelength NIR region is 1100 nm.
29. The method of claim 27 or 28, which is between 1 and 1700 nm.
【請求項31】該1つのまたは複数の離散波長が、1100nmと1300
nmの間である、請求項30に記載の方法。
31. The one or more discrete wavelengths are 1100 nm and 1300.
31. The method of claim 30, which is between nm.
【請求項32】該1つまたは複数の離散波長が、1590nmと1700n
mの間である、請求項30に記載の方法。
32. The one or more discrete wavelengths are 1590 nm and 1700 n.
31. The method of claim 30, wherein the method is between m.
【請求項33】その内の少なくとも1つが1100nmと1300nmの間
である、その内の少なくとも1つが1590nmと1700nmの間である、少
なくとも2つの離散波長が測定される、請求項30に記載の方法。
33. The method of claim 30, wherein at least two discrete wavelengths are measured, at least one of which is between 1100 nm and 1300 nm and at least one of which is between 1590 nm and 1700 nm. .
【請求項34】離散波長測定値が、1150nm、1195nm、1215
nm、1230nm、1240nm及び1250nmにある、請求項30、31
、及び33のいずれか1つに記載の方法。
34. The discrete wavelength measurement values are 1150 nm, 1195 nm, 1215.
nm, 1230 nm, 1240 nm and 1250 nm.
And 33. The method according to any one of
【請求項35】離散波長測定値が、1595nm、1610nm及び162
0nmにある、請求項30、31、及び33のいずれか1つに記載の方法。
35. The discrete wavelength measurement values are 1595 nm, 1610 nm and 162.
34. The method according to any one of claims 30, 31, and 33 at 0 nm.
【請求項36】離散波長測定値が、1150nm、1195nm、1215
nm、1230nm、1240nm、及び1250nmにあり、ならびに159
5nm、1610nm及び1620nmにある、請求項30または33のいずれ
か1つに記載の方法。
36. Discrete wavelength measurement values are 1150 nm, 1195 nm, 1215.
nm, 1230 nm, 1240 nm, and 1250 nm, and 159
34. The method according to any one of claims 30 or 33, which is at 5 nm, 1610 nm and 1620 nm.
【請求項37】患者が人間であり、体の部分が指である、請求項1から29
のいずれか1つに記載の方法。
37. The patient is a human and the body part is a finger.
The method according to any one of 1.
【請求項38】成分がグルコースであり、組織が血液である、請求項1から
37のいずれか1つに記載の方法。
38. The method of any one of claims 1-37, wherein the component is glucose and the tissue is blood.
【請求項39】放射線の第2ソースが、離散波長のために提供される、請求
項1から38のいずれか1つに記載の方法。
39. The method of any one of claims 1-38, wherein a second source of radiation is provided for discrete wavelengths.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008253455A (en) * 2007-04-03 2008-10-23 Shimadzu Corp Drinking detector
JP2011153964A (en) * 2010-01-28 2011-08-11 Sony Corp Concentration measurement apparatus
WO2018194056A1 (en) * 2017-04-18 2018-10-25 興和株式会社 Information processing method for calculating absorption spectrum of blood, information processing device, and program
JP2019170538A (en) * 2018-03-27 2019-10-10 キヤノン株式会社 Biological information measuring device and biological information measuring method

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6591122B2 (en) 2001-03-16 2003-07-08 Nellcor Puritan Bennett Incorporated Device and method for monitoring body fluid and electrolyte disorders
US7657292B2 (en) 2001-03-16 2010-02-02 Nellcor Puritan Bennett Llc Method for evaluating extracellular water concentration in tissue
US8135448B2 (en) 2001-03-16 2012-03-13 Nellcor Puritan Bennett Llc Systems and methods to assess one or more body fluid metrics
US7239902B2 (en) 2001-03-16 2007-07-03 Nellor Puritan Bennett Incorporated Device and method for monitoring body fluid and electrolyte disorders
GB2382406B (en) * 2001-08-02 2005-04-20 Electrode Company Ltd Analytical apparatus
JP2005253478A (en) * 2002-03-18 2005-09-22 Citizen Watch Co Ltd Hemoglobin analyzer
CN100406872C (en) * 2002-11-04 2008-07-30 天津市先石光学技术有限公司 Composite spectral measurement method and its spectral detection instrument
WO2004097365A2 (en) * 2003-04-30 2004-11-11 Mcgill University Method and system for measuring lactate levels in vivo
US7277741B2 (en) 2004-03-09 2007-10-02 Nellcor Puritan Bennett Incorporated Pulse oximetry motion artifact rejection using near infrared absorption by water
WO2006000911A1 (en) * 2004-06-23 2006-01-05 Alec Blanchard Blood and tissue component analysis apparatus
EP1897486A1 (en) * 2006-09-11 2008-03-12 FOSS Analytical AB Optical blood analyte monitor
US7869850B2 (en) 2005-09-29 2011-01-11 Nellcor Puritan Bennett Llc Medical sensor for reducing motion artifacts and technique for using the same
US8180419B2 (en) 2006-09-27 2012-05-15 Nellcor Puritan Bennett Llc Tissue hydration estimation by spectral absorption bandwidth measurement
US8116852B2 (en) 2006-09-29 2012-02-14 Nellcor Puritan Bennett Llc System and method for detection of skin wounds and compartment syndromes
CA2664691A1 (en) 2006-09-29 2008-04-03 Ottawa Health Research Institute Correlation technique for analysis of clinical condition
US8175665B2 (en) 2007-03-09 2012-05-08 Nellcor Puritan Bennett Llc Method and apparatus for spectroscopic tissue analyte measurement
US8690864B2 (en) 2007-03-09 2014-04-08 Covidien Lp System and method for controlling tissue treatment
US8109882B2 (en) 2007-03-09 2012-02-07 Nellcor Puritan Bennett Llc System and method for venous pulsation detection using near infrared wavelengths
US8346327B2 (en) 2007-03-09 2013-01-01 Covidien Lp Method for identification of sensor site by local skin spectrum data
US8357090B2 (en) 2007-03-09 2013-01-22 Covidien Lp Method and apparatus for estimating water reserves
US8280469B2 (en) 2007-03-09 2012-10-02 Nellcor Puritan Bennett Llc Method for detection of aberrant tissue spectra
US9895068B2 (en) 2008-06-30 2018-02-20 Covidien Lp Pulse oximeter with wait-time indication
ES2335565B1 (en) 2008-09-26 2011-04-08 Hanscan Ip, B.V. OPTICAL SYSTEM, PROCEDURE AND COMPUTER PROGRAM TO DETECT THE PRESENCE OF A LIVING BIOLOGICAL ELEMENT.

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996037259A1 (en) * 1995-05-23 1996-11-28 Domjan Gyula Method and apparatus for rapid non-invasive determination of blood composition parameters
JPH11505451A (en) * 1995-06-07 1999-05-21 マシモ コーポレイション Blood glucose monitoring system
JPH11506202A (en) * 1995-06-07 1999-06-02 オプティクス エルピー Method for minimizing scatter and improving tissue sampling in non-invasive examination and imaging
JPH11506207A (en) * 1996-02-02 1999-06-02 インストゥルメンテイション メトリックス,インコーポレイテッド Method and apparatus for multispectral analysis in non-invasive near-infrared spectroscopy

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5818048A (en) * 1992-07-15 1998-10-06 Optix Lp Rapid non-invasive optical analysis using broad bandpass spectral processing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996037259A1 (en) * 1995-05-23 1996-11-28 Domjan Gyula Method and apparatus for rapid non-invasive determination of blood composition parameters
JPH11505451A (en) * 1995-06-07 1999-05-21 マシモ コーポレイション Blood glucose monitoring system
JPH11506202A (en) * 1995-06-07 1999-06-02 オプティクス エルピー Method for minimizing scatter and improving tissue sampling in non-invasive examination and imaging
JPH11506207A (en) * 1996-02-02 1999-06-02 インストゥルメンテイション メトリックス,インコーポレイテッド Method and apparatus for multispectral analysis in non-invasive near-infrared spectroscopy

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008253455A (en) * 2007-04-03 2008-10-23 Shimadzu Corp Drinking detector
JP2011153964A (en) * 2010-01-28 2011-08-11 Sony Corp Concentration measurement apparatus
WO2018194056A1 (en) * 2017-04-18 2018-10-25 興和株式会社 Information processing method for calculating absorption spectrum of blood, information processing device, and program
CN110545725A (en) * 2017-04-18 2019-12-06 兴和株式会社 Information processing method, information processing device, and program for calculating absorption spectrum of blood
JP2019170538A (en) * 2018-03-27 2019-10-10 キヤノン株式会社 Biological information measuring device and biological information measuring method
JP7182887B2 (en) 2018-03-27 2022-12-05 キヤノン株式会社 Biological information measuring device and biological information measuring method

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