CN107106081A - 葡萄糖测量设备和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种葡萄糖测量设备包括：压力测量器，测量施加于对象的压力；近红外线(NIR)辐射器，如果所测量的压力大于或等于预设值，则将NIR辐射到所述对象；NIR接收器，接收从所述对象反射的NIR、散射的NIR和穿透所述对象的NIR中的至少一个；分析器，基于所接收的NIR测量血糖水平。

Description

葡萄糖测量设备和方法
技术领域
本公开总体上涉及一种葡萄糖测量设备和方法，更具体地，涉及一种使用红外线(IR)技术的无创葡萄糖测量设备和方法。
背景技术
有创葡萄糖测量设备被用于通过例如针或注射器从用户抽取血液以便测量血糖水平。因此，当使用有创葡萄糖测量设备时，用户往往感受到身体疼痛。此外，如果有创葡萄糖测量设备未被消毒，则用户可能感染病菌、病毒或细菌。
然而，当使用无创葡萄糖测量设备时，用户往往感受不到任何身体疼痛。无创葡萄糖测量设备的示例包括使用例如IR、电磁场、呼出气或贴片的葡萄糖测量设备。
使用IR的葡萄糖测量设备通过向用户辐射具有多个波长的IR，并分析用户对所辐射的IR的响应来测量血糖水平。然而，由于除了葡萄糖以外的其它成分受IR影响，因此难以精确地测量血糖水平。此外，由于由诸如外部压力的因素引起的误差，难以通过使用IR的葡萄糖测量设备有效地测量血糖水平。
因此，本领域需要一种通过使用无创方法用户不会感受到任何疼痛，并且精确且有效地测量血糖水平的葡萄糖测量设备和方法。
发明内容
技术问题
使用IR的葡萄糖测量设备通过向用户辐射具有多个波长的IR，并分析用户对所辐射的IR的响应来测量血糖水平。然而，由于除了葡萄糖以外的其它成分受IR影响，因此难以精确地测量血糖水平。此外，由于由诸如外部压力的因素引起的误差，难以通过使用IR的葡萄糖测量设备有效地测量血糖水平。
因此，本领域需要一种通过使用无创方法用户不会感受到任何疼痛，并且精确且有效地测量血糖水平的葡萄糖测量设备和方法。
技术方案
根据本公开的一方面，一种葡萄糖测量设备，包括：压力测量器，测量施加于对象的压力；近红外线(NIR)辐射器，如果测量到的压力大于或等于预设值，则向所述对象辐射NIR；NIR接收器，接收从所述对象反射的NIR、散射的NIR以及穿透所述对象的NIR中的至少一个；分析器，基于所接收到的NIR测量血糖水平。
有益效果
因此，本公开的实施例的一方面是提供一种使用红外线(IR)的葡萄糖测量设备和方法。
本公开的实施例的另一方面是提供一种减小由于除了葡萄糖之外的内部成分引起的噪声和外部压力而产生的误差的红外葡萄糖测量设备以及通过使用所述设备测量葡萄糖的方法。
其它方面将在下面的描述中被部分地阐述，并且部分地将从描述中变得显而易见，或者可以通过实践所提供的示例性实施例来得知。
附图说明
从以下结合附图对实施例的描述中，本公开的上述和/或其它方面、特征和优点将变得显而易见并且更容易理解，其中：
图1示出了应用了本公开的使用IR的葡萄糖测量方法的原理；
图2示出了根据本公开的实施例的由葡萄糖测量设备辐射的NIR的波长；
图3A和图3B示出了当测量葡萄糖时由于外部压力而产生的误差；
图4A和4B示出了根据本公开的实施例的葡萄糖测量设备的结构；
图5示出了根据本公开的另一实施例的葡萄糖测量设备的结构；
图6A、图6B和图6C示出了根据本公开的实施例的向对象辐射NIR的葡萄糖测量设备的操作；
图7A、图7B和图7C示出了根据本公开的另一实施例的向对象辐射NIR的葡萄糖测量设备的操作；
图8A、图8B和图8C示出了根据本公开的另一实施例的向对象辐射NIR的葡萄糖测量设备的操作；
图9示出了根据本公开的实施例的与便携式装置结合的葡萄糖测量设备；
图10A、图10B和图10C示出了根据本公开的实施例的使用衰减全反射(ATR)-NIR的葡萄糖测量设备的操作；
图11示出了图10A、图10B和图10C的葡萄糖测量设备的结构；
图12示出了根据本公开的实施例的从第一光波导接收的ATR-NIR和从第二光波导接收的控制NIR的透射率；
图13示出了根据本公开的实施例的包括在葡萄糖测量设备中的压力测量器的结构；
图14示出了根据本公开的另一实施例的与便携式装置结合的葡萄糖测量设备；
图15A、图15B和图15C示出了根据本公开的实施例的基于NIR和呼气来测量对象的血糖水平的葡萄糖测量设备的操作；
图16示出了根据本公开的实施例的包括在NIR接收器中的积分球；
图17A和图17B示出了根据本公开的另一实施例的基于NIR和呼气来测量对象的血糖水平的葡萄糖测量设备的操作；
图18是根据本公开的实施例的葡萄糖测量方法的流程图；
图19是根据本公开的另一实施例的葡萄糖测量方法的流程图；
图20是根据本公开的另一实施例的葡萄糖测量方法的流程图。
具体实施方式
最优模式
本公开已解决了上述问题和缺点，并且至少提供了下述优点。
因此，本公开的实施例的一方面在于提供一种使用红外线(IR)的葡萄糖测量设备和方法。
本公开的实施例的另一方面在于提供一种减小由于除了葡萄糖之外的内部成分引起的噪声和外部压力而产生的误差的红外葡萄糖测量设备以及通过使用所述设备测量葡萄糖的方法。
其它方面将在下面的描述中被部分地阐述，并且部分地将从描述中变得显而易见，或者可以通过实践所提供的示例性实施例来得知。
根据本公开的一方面，一种葡萄糖测量设备包括：压力测量器，测量施加于对象的压力；近红外线(NIR)辐射器，如果测量到的压力大于或等于预设值，则向所述对象辐射NIR；NIR接收器，接收从所述对象反射的NIR、散射的NIR以及穿透所述对象的NIR中的至少一个；分析器，基于所接收到的NIR测量血糖水平。
NIR的波长可以在大约0.8um和大约1.8um之间。
压力测量器可包括被配置为接收被施加于所述对象的压力的弹性部件。压力测量器还可被配置为测量由弹性部件接收的压力。
压力测量器可以包括压力传感器。
葡萄糖测量设备还可包括被配置为将压力施加于所述对象的加压器。
葡萄糖测量设备可具有与所述对象靠近或接触的嘴件的形状相同的形状。
嘴件可包括所述对象的呼出气通过的呼气管道。分析器还可被配置为基于所接收的NIR和所述对象的呼出气来测量血糖水平。
NIR接收器可包括被配置为收集所接收的NIR的积分球。
根据本公开的一方面，一种葡萄糖测量设备包括：压力测量器，测量施加于对象的压力；第一光波导，被配置为靠近所述对象；NIR辐射器，如果所测量的压力大于或等于预设值，则向第一光波导辐射NIR；NIR接收器，从第一光波导接收衰减的全反射NIR(ATR-NIR)；分析器，基于ATR-NIR测量血糖水平。
第一光波导可包括聚合物。
聚合物可包括从聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)和聚碳酸酯(PC)中选择的至少一个。
第一光波导可在葡萄糖测量设备中被替换。
如权利要求9所述的葡萄糖测量设备，其中，第一光波导可以包括锥形波导。
葡萄糖测量设备还可包括：第二光波导，被配置为不靠近所述对象。NIR辐射器还可被配置为向第一光波导辐射所述NIR的一部分并向第二光波导辐射所述NIR的其它部分，NIR接收器还可被配置为从第二光波导接收控制NIR，分析器还可被配置为基于ATR-NIR和控制NIR来测量血糖水平。
葡萄糖测量设备可具有与对象靠近或接触的嘴件的形状相同的形状。
嘴件可包括所述对象的呼出气通过的呼气管道。分析器还可被配置为基于ATR-NIR和所述对象的呼出气来测量血糖水平。
根据本公开的一方面，一种测量血糖水平的方法包括：测量施加到对象的压力；如果所述压力大于或等于预设值，则向所述对象辐射NIR；接收从所述对象反射的NIR、散射的NIR和穿透所述对象的NIR中的至少一个；基于所接收的NIR测量血糖水平。
根据本公开的一个方面，一种测量血糖水平的方法包括：测量施加于对象的压力；如果所述压力大于或等于预设值，则将NIR辐射到靠近对象的第一光波导；从第一光波导接收衰减的全反射NIR(ATR-NIR)；基于ATR-NIR测量血糖水平。
根据本公开的一方面，公开了一种其上记录有用于实施测量血糖水平的方法的程序的非暂时性计算机可读记录介质，所述方法包括：测量施加于对象的压力；如果所述压力大于或等于预设值，则将NIR辐射到所述对象；接收从所述对象反射的NIR、散射的NIR和穿透所述对象的NIR中的至少一个；基于所接收的NIR测量血糖水平。
发明模式
详细参照附图中示出的本公开的实施例的示例，其中，相同的参考标号自始至终表示相同的元件。在这方面，本公开的实施例可以具有不同的形式，并且不应被解释为限于本文所阐述的描述。相应地，下面仅通过参照附图描述实施例来解释本说明书的各方面。为了清楚和简明起见，将省略对本文中并入的相关的已知配置或功能的详细描述。
诸如“…中的至少一个”的表述，当在一列元件之后时，修饰整列的元件，而不修饰所述列中的单个元件。
本文使用的术语是考虑到本公开中的功能而广泛使用的一般术语，但可根据诸如本领域普通技术人员的意图、先例和新技术的出现的因素而改变。申请人可在特定情况下任意选择术语，并且在下面的描述中将详细描述与这种情况相应的术语的含义。因此，本文使用的术语可以基于其含义和实施例的总体内容来定义，而不是基于简单术语的名称来定义。
当明书中的部件“包括”元件时，这可以表示，只要没有相反的描述，所述部件可以不排除地包括并还可以包括其它元件。本文使用的术语“单元”表示诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)的硬件元件，并且执行任何任务。然而，术语“单元”不限于软件或硬件，并且可以被构成到可被寻址的存储介质中或可以被构成为充当一个或多个处理器。因此，例如，所述“单元”包括诸如软件元素、面向对象的元素、类元素和任务元素、过程、功能、属性、步骤、子程序、程序代码的段、驱动程序、固件、微代码、电路、数据、数据库(DB)、数据结构、表、数组和参数的元素。在元素和“单元”中提供的功能可被组合成更少数量的元素和“单元”，或者可被分离为额外的元素和“单元”。
本文使用的术语“用户”是指希望通过使用葡萄糖测量设备测量所述用户的血糖水平的人，诸如糖尿病患者。
本文使用的术语“对象”是指用于测量血糖水平的所述用户的预设身体部分。例如，所述对象可以是嘴唇、舌头或手指。所述葡萄糖测量设备基于包括在所述对象中的血液或组织对NIR的响应来测量所述用户的血糖水平。
图1示出了应用了本公开的使用IR的葡萄糖测量方法的原理。
使用IR的葡萄糖测量方法基于IR光谱学。详细地，分子可以根据分子的组合结构、分子的形状、势能表面(PES)、原子质量或振动耦合来吸收具有特定波长的IR。因此，在患者的IR频谱上，可以分析由葡萄糖吸收的波长的透射率或吸收率，以测量所述患者的血糖水平。
参照图1，示出了相对于波数的葡萄糖的IR透射率100。例如，与具有不同于波长λ1、λ2和λ3的波长的IR相比，葡萄糖可以吸收相对更大量的具有λ1、λ2和λ3波长的IR。
因此，在患者的IR频谱上，可以分析波长λ1、λ2和λ3的透射率来测量患者的血糖水平。波长λ1、λ2和λ3的低透射率指示患者的高血糖水平。
图2示出了根据本公开的实施例的由葡萄糖测量设备辐射的NIR的波长。
IR可以根据波长被分类为NIR、中IR(MIR)和远IR(FIR)。例如，大约0.78微米(um)和大约2.5um之间的波长可被分类为NIR，大约2.5um和大约25um之间的波长可被分类为MIR，大约25um和大约250nm之间的波长可以被分类为FIR。上述对IR的类型进行分类的部分不限于以上实施例，并且可以根据分类方法而变化。
根据本公开实施例的葡萄糖测量设备使用NIR来减少由水分引起的噪声。
当测量血糖水平时，信噪比(SNR)随着IR波长的增加而减小。当IR的波长增加时，对水的透射率降低，因此，由体内水分(例如，血液和汗液中的水分)引起的噪声增加。因此，根据本公开实施例的葡萄糖测量设备使用IR中的具有足够短波长的NIR。如果使用除了NIR以外的IR，则大多数IR可能被吸收到体内的水分中，因此葡萄糖测量设备难以测量血糖水平。
由根据本公开实施例的葡萄糖测量设备辐射的NIR的波长200可以在大约0.8um和大约1.8um之间。
当测量血糖水平时，随着IR波长的减小，IR距指纹区域的距离增加。指纹区域是指可被单个分子吸收IR的区域。形成随着IR的波长减小而能量增加的组合区域或谐波区域。因此，IR被不同类型的分子吸收，或者被不同模式吸收的能量彼此组合。例如，随着IR的波长减小，具有相同波长的IR将被葡萄糖和蛋白质吸收的概率高。随着IR的波长增加，具有相同波长的IR将仅被葡萄糖吸收的概率相对高。因此，可以使用具有长波长的IR而不是具有短波长的IR以精确测量血糖水平。因此，根据本实施例的葡萄糖测量设备可以使用大约0.8um和大约1.8um之间的足够长的NIR波长。
图3A和图3B示出了当测量葡萄糖时由于外部压力而产生的误差。
施加于对象的压力可以是测量葡萄糖时产生误差的原因。如果所述对象接收到外部压力，则所述对象的形状可被改变，因此穿透所述对象的IR的深度可改变。例如，如果血管接收到压力，则血液从压力点发散。因此，与辐射的光相互作用的血量可能比血管接收到压力之前的血量减少更多。因此，测量所述对象的血糖水平的结果可根据外部压力而变化。
例如，IR穿透不被施加外部压力的对象310a中的血管的深度d1可以比IR穿透被施加外部压力的对象310b的深度d2更深。因此，虽然对象310a和310b相同，但是更大量的IR可被吸收入不被施加外部压力的对象310a，因此，可以从被施加外部压力的对象310b测量到更大量的葡萄糖。结果，可以均匀地保持外部压力以测量精确的血糖水平。
图4A示出了根据本公开的实施例的葡萄糖测量设备400a。
根据本实施例的葡萄糖测量设备400a可以直接向对象辐射NIR，并基于从所述对象反射的NIR、散射的NIR和穿透所述对象的NIR中的一个吸收模式来测量血糖水平。
在所述吸收模式操作的葡萄糖测量设备400a包括压力测量器410a、NIR辐射器420a、NIR接收器430a、分析器440a和处理器450a。
在图4A中示出的所有元件不是葡萄糖测量设备400a的必需元件。葡萄糖测量设备400a可以用比图4A中示出的元件更少或更多的元件来实现。
压力测量器410a测量施加于对象的压力。
压力测量器410a测量葡萄糖测量设备400a和所述对象之间产生的压力。用户可以使葡萄糖测量设备400a接触所述对象以减少由于光源与皮肤表面的非接触而产生的误差，以便测量精确的血糖水平。因此，在葡萄糖测量设备400a和所述对象之间产生压力。
如果由压力测量器410a测量的预设压力大于或等于预设值，则NIR辐射器420a向所述对象辐射NIR。
如上参照图3A和图3B所示，如果每当IR被辐射时，葡萄糖测量设备400a和所述对象之间产生的压力改变，则所述对象的形状可被改变，当所述IR穿透所述对象时，引起与所述IR相互作用的血量的变化。
因此，NIR辐射器420a可基于由压力测量器410a测量的压力来控制辐射NIR的时间，从而减少当测量葡萄糖时产生的误差。例如，如果当用户使葡萄糖测量设备400a与对象接触时由压力测量器410a测量的压力超过预设值，则NIR辐射器420a可向所述对象辐射NIR。
NIR接收器430a可以接收从所述对象反射的NIR、散射的NIR和穿透所述对象的NIR中的至少一个。
分析器440a基于由NIR接收器430a接收的NIR来测量血糖水平。
分析器440a可以基于如上参照图1所述的IR光谱学来测量血糖水平。也就是说，分析器440a可以分析取决于所接收的NIR的波长的吸收来测量血糖水平并分析包括在所述对象中的葡萄糖的类型。
处理器450a控制葡萄糖测量设备400a的整体操作。例如，处理器450a可以执行存储在存储器中的程序，以控制压力测量器410a、NIR辐射器420a、NIR接收器430a和分析器440a的整体操作。
图4B示出了根据本公开的另一实施例的葡萄糖测量设备400b。
葡萄糖测量设备400b向对象辐射NIR，并基于衰减全反射(ATR)-NIR测量血糖水平，为了便于描述，以下将其称为ATR模式。
ATR-NIR是指可以通过使用这样的现象来分析材料的技术：在所述现象中，当NIR在光波导中时被完全反射时，NIR离开光波导的芯，然后重新进入光波导的芯。当NIR通过全反射在光波导中传播时，可产生倏逝波。倏逝波是指这样的NIR：当在光波导中被完全反射时，所述NIR的一部分从光波导的边界表面传播到外部区域。因此，与最初辐射的NIR相比，可以从ATR-NIR排除出所述倏逝波，其中，所述倏逝波的一部分被吸收入所述对象中。如果所述倏逝波被吸收入所述对象中，则葡萄糖测量设备400b可以通过ATR-NIR的频谱来测量血糖水平。
以ATR模式操作的葡萄糖测量设备400b包括压力测量器410b、NIR辐射器420b、NIR接收器430b、分析器440b、第一光波导460b和处理器450b。
图4B中示出的所有元件不是葡萄糖测量设备400b的必需元件。葡萄糖测量设备400b可以由比图4B中示出的元件更少或更多的元件来实现。
压力测量器410测量施加于对象的压力。
压力测量器410b测量在葡萄糖测量设备400b和所述对象之间产生的压力。用户可以使葡萄糖测量设备400b接触所述对象以使得倏逝波能够穿透所述对象，以便测量精确的血糖水平。因此，在葡萄糖测量设备400b与所述对象之间产生压力。
葡萄糖测量设备400b包括靠近对象的第一光波导460b以使得倏逝波能够穿透对象。
如果由压力测量器410b测量的所述压力大于或等于预设值，则NIR辐射器420b向第一光波导460b辐射NIR。
如上面参照图3A和图3B所述，如果每当辐射IR时葡萄糖测量设备400b和所述对象之间产生的压力被改变，则所述对象的形状改变，导致IR穿透所述对象的深度和与IR相互作用的血量的改变。
因此，NIR辐射器420b可以基于由压力测量器410b测量的压力来控制辐射NIR的时间，并减少当测量葡萄糖时产生的误差。例如，如果当用户使葡萄糖测量设备400b接触对象时由压力测量器410b测得的压力超过预设值，则NIR辐射器420b可将NIR辐射到第一光波导460b。
NIR接收器430b从第一光波导460b接收ATR-NIR。
分析器440b基于由NIR接收器430b接收的所述ATR-NIR来测量血糖水平。
如上面参照图1所述，分析器440b可以基于IR光谱学来测量血糖水平。换句话说，分析器440b可以分析取决于ATR-NIR的波长的吸收来测量血糖水平并分析包括在所述对象中的葡萄糖的类型。
处理器450b控制葡萄糖测量设备400b的整体操作。例如，处理器450b可以执行存储在存储器中的程序，以控制压力测量器410b、NIR辐射器420b、NIR接收器430b和分析器440b的整体操作。
葡萄糖测量设备400a和400b可以多次测量对象的血糖水平以计算血糖水平的平均值。
葡萄糖测量设备400a和400b可以在非常短的时间段内通过使用IR来测量血糖水平。因此，如果由压力测量器410a和410b测量的压力大于或等于预设值，则NIR辐射器420a和420b可以多次辐射NIR。在这种情况下，分析器440a和440b可以测量分别与辐射多次的IR相应的血糖水平并计算多个血糖水平的平均值。葡萄糖测量设备400a和400b可以测量平均值以更精确地测量血糖水平。
图5示出了根据本公开的另一实施例的葡萄糖测量设备500的结构。
根据本实施例的葡萄糖测量设备500可以选择吸收模式和ATR模式之一来测量血糖水平。可选地，葡萄糖测量设备500可以基于吸收模式和ATR模式两者来测量血糖水平。
图5的葡萄糖测量设备500可以包括图4A的葡萄糖测量设备400a和图4B的葡萄糖测量设备400b中的至少一个。图5的葡萄糖测量设备500的压力测量器510、NIR辐射器520、NIR接收器530、分析器540和处理器550可分别与图4A的压力测量器410a、NIR辐射器420a、NIR接收器430a、分析器440a和处理器450a相应，压力测量器510、NIR辐射器520、NIR接收器530、分析器540、处理器550和第一光波导561可以分别与图4B的压力测量器410b、NIR辐射器420b、NIR接收器430b、分析器440b、处理器450b和第一光波导460b相应。因此，省略了图5的元件与图4A和图4B的元件那些描述一样的描述。
与图4A和图4B的葡萄糖测量设备400a和400b相比，图5的葡萄糖测量设备500还可以包括第二光波导562、嘴件570、输出单元580、输入单元590、存储器591和通信器592中的至少一个。
压力测量器510可以包括弹性部件511和压力传感器512中的至少一个。
弹性部件511可以承受施加于所述对象的压力。当所述用户使葡萄糖测量设备500接触所述对象时，可以通过弹性部件511施加在葡萄糖测量设备500和所述对象之间产生的压力。压力测量器510可以测量弹性部件511接收的压力。例如，如果弹性部511接收到的压力大于或等于预设值，则压力测量器510可以激活预设开关。稍后将参照图6A至图6C对包括弹性部件511的葡萄糖测量设备500进行更详细地描述。
压力测量器510可以通过压力传感器512测量施加于所述对象的压力。当所述用户使葡萄糖测量设备500接触所述对象时，压力传感器512可以测量在葡萄糖测量设备500和所述对象之间产生的压力。稍后将参照图7A至图7C对包括压力传感器512的葡萄糖测量设备500进行更详细地描述。
根据本实施例的葡萄糖测量设备500可以具有与对象靠近或接触的嘴件570的形状相同的形状。由于从人体反射并且具有长波长的NIR包括靠近皮肤表面的信息，因此，靠近皮肤并具有许多血管的身体部位可以是葡萄糖测量设备500的有效对象。例如，嘴唇或舌头可以是葡萄糖测量设备500的有效对象。
因此，葡萄糖测量设备500可以具有与嘴件570的形状相同的形状，以便将NIR辐射到嘴唇或舌头。嘴件570可以是葡萄糖测量设备500的壳体，所述用户可将其保持在嘴唇和牙龈之间的位置。第一光波导561可被放置在嘴件570上，以便使得倏逝波能够被有效地吸收入对象中。
根据本实施例的葡萄糖测量设备500可以基于所述用户的呼气而不是IR来测量血糖水平。嘴件570可以包括用户的呼气通过的呼气管道571。例如，分析器540可以分析包括在所述用户的呼气中的丙酮、硝酸甲酯、甲苯、异戊二烯、一氧化碳、2-戊酮、乙腈或丙烯腈的密度以测量血糖水平。分析器540还可以被分类为光谱仪541和呼气分析器540以分析NIR和呼气。
输出单元580可以输出音频信号、视频信号或振动信号，并包括显示单元581、声音输出单元582和振动马达583。
显示单元581显示并输出由葡萄糖测量设备500处理的信息，诸如，由分析器540测量的血糖水平。显示单元581还可以显示诸如用于选择虚拟图像或用于设置所述虚拟图像的操作的用户界面(UI)。
显示单元581可以包括液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管LCD(TFT-LCD)、有机发光二极管(OLED)、柔性显示器、三维(3D)显示器以及电泳显示器中的至少一个。
声音输出单元582输出从通信器592接收或存储在存储器591中的音频数据。声音输出单元582还输出与由葡萄糖测量设备500执行的诸如呼叫信号接收声音、消息接收声音或报警的功能相关的声音信号。声音输出单元582可以包括扬声器或蜂鸣器。
振动马达583输出与音频数据或视频数据的输出相应的振动信号，诸如呼叫信号接收声音或消息接收声音。如果在触摸屏上输入触摸，则振动马达583也可以输出振动信号。
输入单元590产生并输出用于从用户接收预设命令或数据的UI屏幕，并通过所述UI屏幕从用户接收预设的命令或数据。从输入单元590输出的所述UI屏幕被输出到显示单元581。然而，显示单元581可以显示所述UI屏幕。用户可以看到通过显示单元581显示的所述UI屏幕来识别预设信息并输入预设的命令或数据。
例如，输入单元590可以包括鼠标、键盘和包括用于输入预设数据的硬键的输入单元，用户可以操作其中任何一个来输入预设数据或命令。
输入单元590可以被形成为与包括在显示单元581中的显示面板结合的触摸板，并将所述UI屏幕输出到所述显示面板上。如果通过所述UI屏幕输入预设命令，则所述触摸板可以感测到所述预设命令以识别由用户输入的所述预设命令。
如果输入单元590被形成为触摸板，并且用户触摸所述UI屏幕的预设点，则输入单元590感测所触摸的预设点，并可以将感测到的信息发送到处理器550以识别与显示在触摸点处的菜单相应的用户的请求或命令并执行所识别的请求或命令。
例如，存储器591可以存储用于测量血糖水平的各种类型的数据和用于测试血液的程序。存储器591可以包括闪存类型、硬盘类型、多媒体卡微类型、诸如安全数字(SD)存储器或XD存储器的卡类型存储器、随机存取存储器(RAM)、静态RAM(SRAM)、只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、磁存储器、磁盘和光盘中的至少一种类型的存储介质。存储器591可以存储当测量血糖水平时获得的过程、进展过程以及测试结果。
通信器592可以包括使得数据通信在葡萄糖测量设备500与另一装置之间或葡萄糖测量设备500与服务器之间被执行的一个或更多个元件。例如，通信器592可以将由葡萄糖测量设备500测量的血糖水平发送到医院的服务器。
图6A、图6B和图6C示出根据本公开的实施例的向对象辐射NIR的葡萄糖测量设备600的操作。
图6A示出根据本公开的实施例的便携式葡萄糖测量设备600。糖尿病患者会周期性并连续地测量血糖水平，使得需要葡萄糖测量设备600足够小并且高度便携。此外，葡萄糖测量设备600可以与诸如智能电话或可穿戴装置的便携式装置结合，这将在后面参照图9进行更详细地描述。
葡萄糖测量设备600可以包括压力测量器640和650、NIR辐射器610、NIR接收器620和630以及分析器。
如果由压力测量器640和650测量的压力大于或等于预设值，则NIR辐射器610将具有多个波长的NIR辐射到对象。由NIR辐射器610辐射的NIR的波长可以在大约0.8um至大约1.8um之间。葡萄糖测量设备600可以使用波长在大约0.8um和1.8um之间的NIR来减小指纹区域中的由身体水分产生的噪声，以便有效地测量血糖水平。
NIR接收器620和630接收从所述对象反射的NIR、散射的NIR和穿透所述对象的NIR中的至少一个。例如，NIR接收器620的一部分或全部可以被放置为与葡萄糖测量设备600上的NIR辐射器610平行，以便接收从所述对象反射或散射的NIR。作为另一示例，整个NIR接收器630或其一部分可以被放置为面对葡萄糖测量设备600上的NIR辐射器610，以便接收穿透所述对象的NIR。
所述分析器可以基于由NIR接收器620和630接收的NIR来分析血糖水平。在所接收的NIR的频谱上，当由葡萄糖吸收的波长的透射率低时，所述分析器测量到高血糖水平。
葡萄糖测量设备600可以具有与所述对象(即，下嘴唇660)靠近的嘴件670的形状几乎相同的形状。例如，葡萄糖测量设备600的壳体可以具有与嘴件670的形状几乎相同的形状。嘴件670可以具有大致的拱形形状，以便用户的下嘴唇660能够嵌入到嘴件670。
图6B示出了嘴唇660不接触嘴件670的葡萄糖测量设备600。图6C示出了嘴唇660接嘴件670的葡萄糖测量设备600。
压力测量器640和650测量施于对象的压力。例如，压力测量器640和650可以包括接收施加于对象的压力的弹性部件640。当用户使葡萄糖测量设备600接触对象时，葡萄糖测量设备600和对象之间产生的压力可以被施加于弹性部件640。例如，如果用户使嘴唇660接触嘴件670并用手按压嘴件670，则可向弹性部件640施加压力。
压力测量器640和650可以测量弹性部件640接收的压力。例如，压力测量器640和650包括开关650，如果弹性部件640接收到的压力大于或等于预设值，则该开关650被接通。当施加于弹性部件640的压力逐渐增加时，弹性部件640可逐渐收缩，因此，开关650可被连接。
如果开关650被接通，则NIR辐射器610可以将NIR辐射到嘴唇。
葡萄糖测量设备600可以根据施加于对象的压力来控制辐射NIR的时间量，以减少由于在测量血糖水平时可能产生的压力而产生的误差。
图7A、图7B和图7C示出了根据本公开的另一实施例的向对象辐射NIR的葡萄糖测量设备700的操作。
具体地，图7A示出了便携式葡萄糖测量设备700，图7B示出了嘴唇760不接嘴件770的葡萄糖测量设备700，图7C示出了嘴唇760接触嘴件770的葡萄糖测量设备700。
比较图7和图6，图7的压力测量器可包括代替弹性部件640的压力传感器740。然而，图7的葡萄糖测量设备700的元件可以分别与图6的葡萄糖测量设备600的元件相应。也就是说，NIR辐射器710、NIR接收器720和730、分析器和嘴件770可以分别与NIR辐射器610、NIR接收器620和630、分析器和嘴件670相应。因此，为了简明起见，省略了图7的元件与图6的元件的那些描述相同的描述。
压力传感器740可以测量在葡萄糖测量设备700和对象之间产生的压力。当用户使葡萄糖测量设备700接触对象时，压力传感器740可以测量在葡萄糖测量设备700和对象之间产生的压力。例如，压力传感器740可以被放置在嘴件770上。如果用户使嘴唇760接触嘴件770并且用手将压力施加于嘴件770，则压力传感器740可以测量在嘴件770和嘴唇760之间产生的压力。
如果由压力传感器740测量的压力大于或等于预设值，则NIR辐射器710也可以向对象辐射NIR。
根据本公开的另一实施例，图8A示出了便携式葡萄糖测量设备800，图8B示出了嘴唇860不接触嘴件870的葡萄糖测量设备800，图8C示出了嘴唇860接触嘴件870的葡萄糖测量设备800。
比较图8和图7，图8的葡萄糖测量设备800还可以包括加压器880。除了加压器880之外的葡萄糖测量设备800的元件可以分别与图7的葡萄糖测量设备700的元件相应。也就是说，NIR辐射器810、NIR接收器820和830、分析器、嘴件870和压力传感器840可分别与NIR辐射器710、NIR接收器720和730、分析器、嘴件770和压力传感器740相应。因此，为了简明起见，省略了图8的元件与图7的元件的那些描述相同的描述。
加压器880可以向对象施加压力。例如，加压器880可以包括位于嘴件870上的铰链，以向对象施加压力。因此，与图7的葡萄糖测量设备700不同，用户可不向图8的葡萄糖测量设备800施加压力。
压力传感器840测量由加压器880施加于对象的压力。如果由压力传感器840测量的压力大于或等于预设值，则NIR辐射器810可向对象辐射NIR。
当测量血糖水平时，葡萄糖测量设备800可以根据施加于对象的压力来控制辐射NIR的时间量，以减少由于压力而可能产生的误差。
图9示出了根据本公开的实施例的与便携式装置900组合的葡萄糖测量设备910。图9的上示图示出了与便携式装置900结合并测量血糖水平的葡萄糖测量设备910的操作。图9的下示图示出了与便携式装置900结合的葡萄糖测量设备910的放大图。
葡萄糖测量设备910可在诸如智能电话或可穿戴装置的便携式装置900的一侧上与便携式装置900组合。
葡萄糖测量设备910还可以包括压力测量器950和960、NIR辐射器920和940、NIR接收器930和分析器。压力测量器950和960可以包括接收施加于对象的压力的弹性部件950和如果施加于对象的压力大于或等于预设值则被接通的开关960。当施加于弹性部件950的压力增加时，弹性部件950收缩以使得开关960能够被连接。
例如，如果用户使嘴唇970接触葡萄糖测量设备910，则在嘴唇970与葡萄糖测量设备910之间产生的压力被施加于弹性部件950。由于弹性部件950的收缩，开关960可被连接，并且NIR辐射器920和940可以向嘴唇辐射IR。
NIR辐射器920和940可以被实现为仅辐射具有特定波长的NIR，以便精简葡萄糖测量设备910。NIR辐射器920和940可被实现为辐射用于有效地测量血糖水平的预设波长。例如，NIR辐射器920和940可包括辐射具有大约0.8um的较短波长的NIR的第一NIR辐射器920和辐射具有大约1.8um的相对长波长的NIR的第二NIR辐射器940。
NIR辐射器920和940可以基于NIR接收器930大致彼此对称。例如，多个NIR辐射器920和940可以放置在参照NIR接收器930的圆弧上。
NIR接收器930接收从所述对象反射的NIR、散射的NIR和透过所述对象的NIR中的至少一个，并且分析器基于所接收的NIR分析血糖水平。
图10A、图10B和图10C示出了根据本公开的实施例的使用ATR-NIR的葡萄糖测量设备1000的操作。
如上参照图6至图9所述，根据本实施例的葡萄糖测量设备1000，可以直接向对象辐射NIR，以基于从所述对象反射的NIR、散射的NIR和穿透所述对象的NIR中的一个来测量血糖水平。
葡萄糖测量设备1000还可以向光波导辐射NIR，以基于ATR-NIR测量血糖水平。
葡萄糖测量设备1000可以同时使用吸收模式和ATR模式。葡萄糖测量设备1000还可以选择性地使用吸收模式和ATR模式。上面已经参照图6至图9对吸收模式进行了描述。现在将对使用ATR模式的葡萄糖测量设备1000进行描述。
图10A示出了根据本公开的另一实施例的葡萄糖测量设备1000。
葡萄糖测量设备1000可以包括压力测量器1040和1050、包括第一光波导1014的薄膜1010、嘴件1070、NIR辐射器1014、NIR接收器1013和分析器。
稍后将参照图11对第一光波导1014和包括第一光波导1014的薄膜1010进行详细描述。
如果由压力测量器1040和1050测量的压力大于或等于预设值，则NIR辐射器1014向第一光波导1014辐射具有诸如在大约0.8um和大约1.8um之间的多个波长的NIR。葡萄糖测量设备1000可以通过使用具有大约0.8um和大约1.8um之间的波长的NIR来降低身体水分在指纹区域中产生的噪声，以有效地测量血糖水平。
NIR接收器1013从第一光波导1014接收ATR-NIR。从NIR辐射器1014辐射的NIR通过第一光波导1014进行传播。因此，产生倏逝波，从而所述NIR的一部分被吸收入对象。因此，NIR接收器1013可以从第一光波导1014接收ATR-NIR。
分析器可以基于由NIR接收器1013接收的ATR-NIR来分析血糖水平。详细地，在所接收的ATR-NIR的频谱上，当具有由葡萄糖吸收的波长的NIR的透射率低时，分析器测量到高血糖水平。
葡萄糖测量设备1000可以具有与嘴唇1030靠近或接触的嘴件1070的形状几乎相同的形状。例如，葡萄糖测量设备1000的壳体可以具有与嘴件1070的形状几乎相同的形状。嘴件1070可以具有大体拱形结构，以便容易地接收下嘴唇1030的嵌入。
图10B示出了嘴唇1030不接触嘴件1070的葡萄糖测量设备1000。图10C示出了嘴唇1030接触嘴件1070的葡萄糖测量设备1000。
图10A、图10B和图10C的压力测量器1040和1050可与图6的压力测量器1040和1050相应。接收施加于对象的压力的弹性部件1040和如果弹性部件1040接收到的压力大于或等于预设值则被接通的开关1050可分别与图6A、图6B和6C的弹性部件1040和开关1050相应。因此，为简明起见，省略了图10A、图10B和图10C的元件与图6A、图6B和图6C的元件的那些描述一样的描述。
压力测量器1040和1050可以包括压力传感器。代替弹性部件1040和开关1050，压力传感器可被用于测量在嘴件1070和对象之间产生的压力。
图11示出了根据本公开的实施例的如图10A、图10B和图10C所示的葡萄糖测量设备1100的结构。
图11的葡萄糖测量设备1100可以与图10A的葡萄糖测量设备1000相应。因此，为简明起见，省略了葡萄糖测量设备1100与图10A、图10B和图10C的葡萄糖测量设备1000的那些描述相同的描述。
图11示出了包括第一光波导1114的薄膜1110。薄膜1110表示与葡萄糖测量设备1100结合并分离的独立模块。
第一光波导1114靠近对象，以使得倏逝波被吸收入对象中。例如，第一光波导1114可被放置在嘴件1170上。
第一光波导1114可以包括诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)和聚碳酸酯(PC)中的至少一种的聚合物。
由于倏逝波穿透对象的深度非常浅，所以所述对象和第一光波导1114之间的结合对精确测量血糖水平至关重要。换句话说，当所述对象直接与第一光波导1114结合而没有空隙时，血糖水平可被精确地测量。
通常，使用ATR的IR光谱学使用由硒化锌(ZnSe)或锗(Ge)形成的晶体光波导。不具有弹性的晶体光波导会不能被有效的结合到对象。虽然晶体光波导从对象接收压力，但是晶体光波导的形状没有变化，使得晶体光波导难以靠近对象而没有间隙。因此，如果使用晶体光波导，则倏逝波难以被吸收入对象中，并且当测量血糖水平时会产生误差。
根据本实施例的葡萄糖测量设备1100的第一光波导1114可以包括聚合物以被有效地结合到对象，由于第一光波导1114可变得易弯曲，因此接近对象而没有间隙。例如，如果用户使嘴唇接触第一光波导1114，则压力可以被施加于由聚合物形成的第一光波导114，从而可以改变由聚合物形成的第一光波导1114的形状。因此，由聚合物形成的第一光波导1114可以被直接结合到嘴唇。包括第一光波导1114的薄膜1110可以包括聚合物。
由聚合物形成的第一光波导1114可以在被使用预设时间之后，在葡萄糖测量设备1100中通过被从葡萄糖测量设备1100分离以用新的由聚合物形成的光波导来代替而进行替换。例如，第一光波导114可以与葡萄糖测量设备1100组合或分离，或者包括第一光波导114的薄膜1110可与葡萄糖测量设备1100组合或分离。
如果由聚合物形成的第一光波导1114是可替换的，则可以防止由连续使用引起的磨损和清洁问题。用户还可以连续地使用葡萄糖测量设备1100的主体，并且仅替换第一光波导1114以降低维护成本。
第一光波导1114可以包括具有薄切覆层的锥形波导1140。通过薄切覆层，倏逝波可被更有效地吸收入对象中，并可以更精确地测量血糖水平。
图11示出了第一光波导1114中的倏逝波1180和ATR-NIR 1190。
由NIR辐射器1111辐射的NIR通过在第一光波导1114中的全反射进行传播。NIR1190从具有高折射率的芯1114向具有低折射率的覆层1160前进。如果入射角大于或等于阈值角，则发生全反射。
倏逝波1180是指这样的NIR：当发生全反射时，所述NIR的一部分在芯1114的外侧传播。倏逝波1180可以前进到芯1114外侧的非常浅的深度1150。
如果倏逝波1180在芯1114外侧传播以被吸收入对象中，则被完全反射的NIR 1190的波长的透射率小于未被完全反射的第一NIR 1170的波长的透射率。因此，其中一部分通过倏逝波1180被吸收入对象中并通过在第一光波导1114中的全反射进行传播的NIR被称为ATR-NIR。
所述分析器可以分析ATR-NIR 1190，并基于IR光谱学来测量血糖水平。
根据本实施例的葡萄糖测量设备1100可以将从第一光波导1114接收的ATR-NIR与从第二光波导1115接收的控制NIR进行比较，以更有效地测量血糖水平。
从第二光波导1115接收的控制NIR是指未吸收入对象中并通过全反射从第二光波导1115进行传播的NIR。因此，从第二光波导1115接收的ATR-NIR可以是控制组，而从第一光波导1114接收的ATR-NIR可以是实验组。
详细地，参照图11，根据本实施例的葡萄糖测量设备1100可以包括不靠近对象的第二光波导1115。例如，第一光波导1114可以位于嘴件1170的外表面上，并且第二光波导1115可位于嘴件1170中。可选地，薄膜1110可以包括第一光波导1114和第二光波导1115，并且第二光波导1115可以被聚合物涂覆以便于与对象分离。因此，尽管产生了倏逝波，但是从第二光波导1115接收的控制NIR不包括关于对象的信息。
NIR辐射器1111将NIR的一部分辐射到第一光波导1114，将NIR的其他部分辐射到第二光波导1115，并且自由地控制被辐射到第一光波导1114的NIR与被辐射到第二光波导1115的NIR的比例。从第二光波导1115接收的ATR-NIR与控制组相应，因此，NIR辐射器1111向第二光波导1115辐射少量的NIR。例如，NIR辐射器1111将NIR的90％辐射到第一光波导1114，将NIR的10％辐射到第二光波导1115。
NIR接收器1112和1113从第一光波导1114接收ATR-NIR，从第二光波导1115接收控制NIR。
分析器基于ATR-NIR和全反射NIR测量血糖水平。
图12示出了根据本公开的实施例的从第一光波导1230接收的ATR-NIR的透射率和从第二光波导1220接收的控制NIR的透射率。
例如，分析器基于控制NIR的透射率1221和ATR-NIR的透射率1231之间的差更精确地测量血糖水平。控制NIR的透射率1221包括由除了对象之外的材料吸收NIR引起的噪声。因此，从控制NIR的透射率1221减去ATR-NIR的透射率1231，以提高信噪比。
分析器考虑辐射到第一光波导1230的NIR与辐射到第二光波导1220的NIR之间的比例，以计算控制NIR的透射率1221与ATR-NIR的透射率1231之间的差。例如，如果NIR辐射器将90％的NIR辐射到第一光波导1230，并将10％的NIR辐射到第二光波导1220，则分析器将从第二光波导1220接收到的控制NIR的增益放大9倍以计算控制NIR与ATR-NIR的差。作为另一示例，如果NIR辐射器将NIR的50％辐射到第一光波导1230，将NIR的其它的50％的辐射到第二光波导1220，则分析器不放大从第二光波导1230接收的控制NIR的增益，并且可计算ATR-NIR与控制NIR的差。
图13示出了根据本公开的实施例的包括在图11的葡萄糖测量设备1100中的压力测量器的结构。
图13示出了包括第一光波导1330的薄膜1300。与图11的薄膜1110相比，图13的薄膜还可以包括压力测量器1310和1320。因此，为简明起见，省略薄膜1300与图11的薄膜1110的那些描述相同的描述。
图13示出了在对象靠近薄膜1300之前的压力测量器1310和1320。图13示出了在对象靠近薄膜1300之后的压力测量器1310和1320。
图13的压力测量器1310和1320与图10A、图10B和图10C的压力测量器1040和1050相比，图10A、图10B和图10C的压力测量器1040和1050被放置在嘴件1070中。然而，图13的压力测量器1310和1320被放置在薄膜1300中。
由于对象靠近第一光波导1330，所以葡萄糖测量设备1100可以测量在第一光波导1330和对象之间产生的压力，以控制NIR的开始时间。
如果用户使第一光波导1330接触对象，则可以将对象和第一光波导1330之间产生的压力施加于弹性部件1310。当施加于弹性部件1310的压力增大时，弹性部件1310可逐渐压缩，从而可以连接开关1320。
如果由压力测量器1310和1320测量的压力大于或等于预设值，则NIR辐射器1111可以向对象辐射NIR。例如，如果开关1320由于弹性部件1310的压缩而被接通，则NIR辐射器1111可以向对象辐射NIR。
图14示出了根据本公开的另一实施例的与便携式装置1400结合的葡萄糖测量设备1410。图14的上示图示出了与便携式装置1400结合并测量血糖水平的葡萄糖测量设备1410的操作。图14的下示图示出了与便携式装置1400结合的葡萄糖测量设备1410的放大图。
葡萄糖测量设备1410可在诸如智能电话或可穿戴装置的携式装置1400的一侧与便携式装置1400组合。
葡萄糖测量设备1410可以包括压力测量器1420和1430、NIR辐射器1411、NIR接收器1412和1413以及分析器。图14的压力测量器1420和1430可与图9的压力测量器950和960相应。因此，为简明起见，省略了压力测量器1420和1430与图9的压力测量器950和960的那些描述相同的描述。
例如，如果用户使嘴唇1440接触葡萄糖测量设备1410，则在嘴唇1440与葡萄糖测量设备1410之间产生的压力被施加于弹性部件1420。由于弹性部件1420的压缩，开关1430可被连接，并且NIR辐射器1411可以将NIR辐射到第一光波导1450。NIR接收器1412和1413从第一光波导1450接收ATR-NIR，并且基于接收的ATR-NIR来分析血糖水平。
图15A、图15B和图15C示出了根据本公开的实施例的基于NIR和呼气来测量血糖水平的葡萄糖测量设备1500的操作。
与图10A、图10B和图10C的葡萄糖测量设备1000相比，图15A、图15B和图15C的葡萄糖测量设备1500还包括呼气管道1520。图15A、图15B和图15C的葡萄糖测量设备1500的其他元件分别与图10A、图10B和图10C的葡萄糖测量设备1000的元件相应。具体地，图15A、图15B和图15C的葡萄糖测量设备1500的压力测量器1540和1550、NIR辐射器1511、NIR接收器1513、第一光波导1514、薄膜1510和嘴件1570可分别与图10A、图10B和图10C的葡萄糖测量设备1000的压力测量器1040和1050、NIR接收器1011、NIR接收器1013、第一光波导1014、薄膜1510和嘴件1070相应。因此，为简明起见，省略图15A、图15B和图15C的葡萄糖测量设备1500与图10A、图10B和图10C的葡萄糖测量设备1000的那些方面的描述相同的描述。
根据本实施例的葡萄糖测量设备1500还可以基于NIR和呼气有效地测量血糖水平。
具体地，嘴件1570可以包括呼气通过的呼气管道1520。例如，用户可以将嘴件1570保持在用户的口中，并使嘴唇1530接触第一光波导1514并使得呼气流入呼气管道1520。
分析器可以包括光谱仪和呼气分析器，以分析NIR和呼气的组合。
也就是说，呼气分析器可以通过呼气管道1520接收用户的呼气，并分析包括在用户呼气中的丙酮或酮的浓度。例如，由于脂肪的部分氧化，糖尿病人的呼气可包括丙酮，因此高浓度的丙酮可指示严重的糖尿病。呼气分析器可额外监测多种类型的气体，以增加气体浓度与糖尿病之间的相关性。因此，呼气分析器可基于呼气中包含的丙酮和其它气体的浓度来测量血糖水平。
如果由压力测量器1540和1550测量的压力大于或等于预设值，则NIR辐射器1511将NIR辐射到第一光波导1514。
NIR接收器1513从第一光波导1514接收ATR-NIR。
光谱仪基于IR光谱学分析由NIR接收器1513接收的NIR。
图16示出了根据本公开的实施例的包括在NIR接收器中的积分球。
NIR接收器可包括收集NIR的积分球1600。积分球1600可基于NIR的反射和散射在一个地方集中收集所接收的NIR。积分球1600可被用于吸收模式和ATR模式两者。
从对象反射或散射的NIR、穿透所述对象的NIR和通过第一光波导传播的NIR中的至少一个通过收集端口被传播到积分球1600中。NIR在积分球1600中根据入射角被反射和散射，并通过检测端口1620向外传播。通过检测端口1620向外侧传播的NIR通过孔径1630被收集在检测器1640处。
当NIR接收器接收的NIR的量或增益不足时，积分球1600是有效的。分析器还可通过在检测器1640处收集的NIR有效地测量血糖水平。
图17A和图17B示出了根据本公开的另一实施例的基于NIR和呼气来测量葡萄糖的葡萄糖测量设备1700的操作。
葡萄糖测量设备1700可基于呼气来测量血糖水平。例如，葡萄糖测量设备1700通过包括呼气管道1710的嘴件1740接收用户的呼气，呼气分析器可基于包括在呼气中的丙酮或酮的浓度来测量血糖水平。
如图17B所示，葡萄糖测量设备1700可向嘴唇或舌头辐射NIR以测量血糖水平。葡萄糖测量设备1700可以包括第一NIR辐射器1750和第一NIR接收器1751。第一NIR辐射器1750可被放置在靠近嘴唇或舌头的嘴件1740上，以直接向嘴唇辐射NIR，并且第一NIR接收器1751可被放置在靠近嘴唇或舌头的嘴件1740上，以接收从嘴唇反射的NIR。如果由第一压力测量器测量的压力大于或等于预设值，则第一NIR辐射器1750向嘴唇或舌头辐射NIR。第一压力测量器可以包括如上参照图6A至图9C描述的弹性部件或压力传感器。光谱仪可基于由第一NIR接收器1751接收的NIR来测量血糖水平。
葡萄糖测量设备1700可基于ATR-NIR测量血糖水平，并且可以包括被放置在嘴件1740上以靠近嘴唇或舌头的第一光波导1764。葡萄糖测量设备1700还可包括包含第一光波导1764的薄膜1760、向第一光波导1764辐射NIR的第二NIR辐射器1761和从第一光波导1764接收NIR的第二NIR接收器1762和1763。如果由压力测量器测量的压力大于或等于预设值，则第二NIR辐射器1761向第一光波导1764辐射NIR。压力测量器可以包括如上参照图10A、图10B和图10C所述的弹性部件或压力传感器。光谱仪可基于由NIR接收器1751接收的NIR来测量血糖水平。
如图17A中的另一示例，葡萄糖测量设备1700可以向手指辐射NIR以测量血糖水平。葡萄糖测量设备1700可以包括触发器1730、第三NIR辐射器1731和第三NIR接收器1732和1733。触发器1730可以是葡萄糖测量设备1700的壳体，触发器1730可用手指拉动或接触手指。触发器1730还可以包括包含接收当用户用手指拉动触发器1730时在触发器1730和手指之间产生的压力的弹性部件1734的第三压力测量器1734和1735。第三压力测量器1734和1735还可以测量弹性部件1734接收的压力。例如，第三压力测量器1734和1735可以包括开关1735，如果弹性部件1734接收到的压力大于或等于预设值，则该开关1735被接通。
如果由第三压力测量器1734和1735测量的压力大于或等于预设值，则第三NIR辐射器1731向手指辐射NIR。NIR接收器1732可以接收从手指反射的NIR。可选地，NIR接收器1733可以接收穿透手指的NIR。光谱仪可基于由NIR接收器1732和1733接收的NIR来测量血糖水平。
葡萄糖测量设备1700可以包括基于NIR的反射和散射在一个位置集中收集所接收的NIR的积分球1720。积分球1720可以在吸收模式和ATR-NIR模式这两种模式中使用。
图18示出了根据本公开的实施例的测量葡萄糖的方法1800。
方法1800具有一些与参照葡萄糖测量设备400a和500所描述的步骤相同的步骤。因此，为简明起见，省略了方法1800与图1至图17的那些描述相同的描述。
参照图18，在步骤1810，测量施加于对象的压力。也就是说，可以测量弹性部件接收的压力，或者可以通过压力传感器测量压力。步骤1810可以由压力测量器410a和510执行。
方法1800还可包括通过使用加压器513将压力直接施加于对象。
在步骤1820，确定所测量的压力是否大于或等于预设值。如果在步骤1820中确定测量的压力小于预设值，则该方法返回到步骤1810，并且重新测量施加于对象的压力。
如果在步骤1820确定测量的压力大于或等于预设值，则在步骤1830向对象辐射NIR。NIR的波长可以在大约0.8um和大约1.8um之间。步骤1820和1830可以由NIR辐射器420a和520执行。
在步骤1840，接收从对象反射的NIR、散射的NIR和穿透所述对象的NIR中的至少一个。步骤1840可以由NIR接收器430a和530执行。
在步骤1850，基于所接收的NIR来测量血糖水平。具体地，在方法1800中，可以分析接收到的NIR，并且可以基于IR光谱学来测量血糖水平。步骤1850可以由分析器440a和540执行。
图19示出根据本公开的另一实施例的测量葡萄糖的方法1900。
方法1900具有一些与参照葡萄糖测量设备400b和500所描述的步骤相同的步骤。因此，为简洁起见，省略了方法1900与图1至图17的那些描述相同的描述。
参照图19，在步骤1910，测量施加于对象的压力。也就是说，可以测量弹性部件接收的压力，或者可以通过压力传感器测量压力。步骤1910可以由压力测量器410b和510执行。
如果在步骤1920确定测量的压力大于或等于预设值，则在步骤1930向靠近对象的第一光波导辐射NIR。第一光波导可以包括诸如PMMA、PS和PC中的至少一个的聚合物。第一光波导在葡萄糖测量设备中可被替换。第一光波导还可以包括锥形波导。步骤1930可以由NIR辐射器420b和520执行。
在步骤1940，从第一光波导接收ATR-NIR。步骤1940可以由NIR接收器430b和530执行。
在步骤1950，基于在步骤1940接收到的ATR-NIR来测量血糖水平。步骤1950可以由分析器440b和540执行。
图20示出了根据本公开的另一实施例的测量葡萄糖的方法2000。
步骤2010和2020的大部分分别与步骤1910和1920相应，因此，为了简明起见，将省略其描述。
如果在步骤2020确定测量的压力大于或等于预设值，则在步骤2030，将NIR的一部分辐射到靠近对象的第一光波导，并将NIR的另一部分辐射到远离所述对象的第二光波导。
步骤2040包括从第一光波导接收ATR-NIR和从第二光波导接收控制NIR，并且由NIR接收器430b和530执行。
在步骤2050，由分析器440b和540基于ATR-NIR和控制NIR来测量血糖水平。
根据本公开的实施例的葡萄糖测量设备和葡萄糖测量方法，可降低由除了葡萄糖以外的身体成分产生的噪声和由于外部压力产生的误差，并且血糖水平被更精确地测量。
本公开的血糖水平还基于IR和呼气被有效地测量。
本公开的实施例可以被写为计算机程序，并且可以在使用非暂时计算机可读记录介质执行所述程序的通用数字计算机中实施。
计算机可读记录介质的示例包括诸如ROM、软盘和硬盘等的磁存储介质以及诸如CD-ROM或DVD的光学记录介质。
虽然已经参照附图描述了一个或更多个实施例，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。因此，本公开的范围不应被限定为限于所述实施例，而应由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种葡萄糖测量设备，包括：
压力测量器，测量施加于对象的压力；
近红外线(NIR)辐射器，如果所测量的压力大于或等于预设值，则向所述对象辐射NIR；
NIR接收器，接收从所述对象反射的NIR、散射的NIR和穿透所述对象的NIR中的至少一个；
分析器，基于所接收的NIR测量血糖水平。
2.如权利要求1所述的葡萄糖测量设备，其中，压力测量器包括：
弹性部件，接收施加于所述对象的压力，
其中，压力测量器还测量由弹性部件接收的压力。
3.如权利要求1所述的葡萄糖测量设备，其中，压力测量器包括压力传感器。
4.如权利要求1所述的葡萄糖测量设备，还包括：
加压器，将压力施加于所述对象。
5.如权利要求6所述的葡萄糖测量设备，其中，嘴件包括所述对象的呼出气通过的呼气管道，
其中，分析器还基于所接收的NIR和所述对象的呼出气来测量血糖水平。
6.如权利要求1所述的葡萄糖测量设备，其中，NIR接收器包括收集所接收的NIR的积分球。
7.一种葡萄糖测量设备，包括：
压力测量器，测量施加于对象的压力；
第一光波导，被配置为靠近所述对象；
近红外线(NIR)辐射器，如果所测量的压力大于或等于预设值，则向第一光波导辐射NIR；
NIR接收器，从第一光波导接收衰减的全反射NIR(ATR-NIR)；
分析器，基于ATR-NIR测量血糖水平。
8.如权利要求10所述的葡萄糖测量设备，其中，第一光波导在所述葡萄糖测量设备中能够被替换。
9.如权利要求9所述的葡萄糖测量设备，其中，第一光波导包括锥形波导。
10.如权利要求9所述的葡萄糖测量设备，还包括：
第二光波导，被配置为与所述对象分离，
其中，NIR辐射器还将所述NIR的一部分辐射到第一光波导，将所述NIR的另一部分辐射到第二光波导，NIR接收器还从第二光波导接收控制NIR，并且分析器还基于ATR-NIR和控制NIR测量血糖水平。
11.如权利要求15所述的葡萄糖测量设备，其中，嘴件包括所述对象的呼出气通过的呼气管道，
其中，分析器还基于ATR-NIR和所述对象的呼出气来测量血糖水平。
12.如权利要求9所述的葡萄糖测量设备，其中，压力测量器包括接收施加于所述对象的压力的弹性部件，
其中，压力测量器测量施加于弹性部件的压力。
13.如权利要求9所述的葡萄糖测量设备，其中，NIR接收器包括收集所接收的NIR的积分球。
14.一种测量血糖水平的方法，所述方法包括：
测量施加到对象的压力；
如果所述压力大于或等于预设值，则向所述对象辐射近红外线(NIR)；
接收从所述对象反射的NIR、散射的NIR和穿透所述对象的NIR中的至少一个；
基于所接收的NIR测量血糖水平。
15.一种测量血糖水平的方法，所述方法包括：
测量施加到对象的压力；
如果所述压力大于或等于预设值，则将近红外线(NIR)辐射到靠近所述对象的第一光波导；
从第一光波导接收衰减的全反射NIR(ATR-NIR)；
基于ATR-NIR测量血糖水平。
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