CN110139604B - 用于校准无创健康监测设备的设备、系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种校准用于测量血液中的物质浓度的设备的系统。该系统可以包括至少两组校准元件，每组可以包括多个校准元件。这些组中的每个校准元件可以包括：模拟特定人类皮肤特征的第一层；以及由血液中特定浓度的一种或更多种物质组成的第二层。对于一个组中的所有校准元件，第一层可以是模拟相同人类皮肤特征的相同的第一层，使得每组校准元件模拟不同的皮肤特征。一组校准元件中的每个校准元件可以包括由不同浓度的一种或更多种物质组成的不同的第二层。系统还可以包括控制器。

Description

用于校准无创健康监测设备的设备、系统和方法

发明背景

无创血液检测是血液检测的未来趋势。它们简单、无害、无痛，并且不涉及实验室时间。几种用于无创测量的商业产品目前已经上市。然而，为了使这些设备正常工作，它们必须精确校准以适应特定的患者。

无创血液检测是通过在患者皮肤上附接一个测量设备来进行的。这些设备通常通过经由患者皮肤瞄准血管发送电磁信号(例如，可见光、IR辐射、RF辐射等)并读取从血管接收的反射来进行操作的。不同的人类皮肤有不同的特征，如不同皮肤层的不同厚度、不同的毛发数量、不同的色素量等，并且因此可以不同地吸收从无创测量设备发送的电磁信号。因此，需要一种无创的血液测量设备，其可以针对每个用户进行专门校准，以便精确测量具有不同皮肤特征和不同解剖结构的患者的血液中各种物质的浓度。

概述

本发明的一些方面涉及一种校准用于测量血液中的物质浓度的设备的系统。该系统可以包括至少两组校准元件，每组校准元件包括多个校准元件。在一些实施例中，每个校准元件可以包括：模拟特定人类皮肤特征的第一层；以及由血液中的特定浓度的一种或更多种物质组成的第二层。在一些实施例中，一个组中的所有校准元件，第一层可以是模拟相同人类皮肤特征的相同的第一层，使得每组校准元件模拟不同的皮肤特征。在一些实施例中，一组校准元件中的每个校准元件可以包括由不同浓度的一种或更多种物质组成的不同的第二层。在一些实施例中，系统还可以包括控制器，该控制器可以被配置成：当设备被附接到系统的每个校准元件时，从用于测量物质浓度的设备接收照射强度；将接收到的照射强度与设备所附接到的校准元件的特定皮肤特征和特定浓度相关联；以及将与特定皮肤特征和特定浓度相关联的照射强度保存在用于测量物质浓度的设备的存储器中的查找表中。

在一些实施例中，皮肤特征可以是以下中的至少一个：皮肤厚度、皮肤颜色、皮肤毛发密度、皮肤色调、皮肤温度、皮肤光学特性和皮肤毛发颜色。在一些实施例中，接收的照射强度可以包括各种波长的照射强度，并且保存的查找表包括关于与特定皮肤特征、一种或更多种物质以及特定浓度相关联的特定波长的照射强度的查找表。在一些实施例中，系统还可以包括用于模拟来自皮肤组织中血管的照射反射的第三层。

本发明的一些其他方面可以涉及校准用于测量血液中的物质浓度的设备的系统。系统可以包括第一组校准元件和第二组校准元件。在一些实施例中，第一组和第二组中的每个校准元件可以包括模拟特定人类皮肤特征的第一层；以及由血液中的特定浓度的一种或更多种物质组成的第二层，使得在第一组校准元件中，第一层模拟第一人类皮肤特征，而在第二组校准元件中，第一层模拟不同于第一人类皮肤特征的第二人类皮肤特征。在一些实施例中，其中，第一组中的每个校准元件可以包括由不同浓度的一种或更多种物质组成的不同的第二层，并且第二组中的每个校准元件可以包括由不同浓度的一种或更多种物质组成的不同的第二层。在一些实施例中，系统还可以包括控制器，该控制器可以被配置成：当设备附接到系统的每个校准元件时，从用于测量物质浓度的设备接收照射强度；将所接收的照射强度与设备所附接到的校准元件的第二层中的特定皮肤特征和所测量的一种或更多种物质的特定浓度相关联；以及将与特定皮肤厚度和特定浓度相关联的照射强度保存在用于测量物质浓度的设备的存储器中。

在一些实施例中，皮肤特征是以下中的至少一个：皮肤厚度、皮肤颜色、皮肤毛发密度、皮肤光学特性和皮肤毛发颜色。

本发明的一些附加方面可以涉及校准用于测量血液中物质浓度的设备的方法。该方法可以包括：将用于测量物质浓度的设备附接到每个校准元件，每个校准元件被包括在两组或更多组校准元件的一个组中。在一些实施例中，每个校准元件可以包括：模拟特定人类皮肤特征的第一层；以及由特定浓度的一种或更多种物质组成的第二层。在一些实施例中，在一个组的所有校准元件中，第一层可以是模拟相同人类皮肤特征的相同的第一层，并且每组校准元件模拟不同的皮肤特征，并且一组校准元件中的每个校准元件可以包括由不同浓度的一种或更多种物质组成的不同的第二层。在一些实施例中，该方法还可以包括：当用于测量物质浓度的设备附接到每个校准元件时，由校准系统的控制器从该设备接收照射强度；由控制器将接收到的照射强度与设备所附接到的校准元件的第二层中的特定皮肤特征和一种或更多种物质的特定浓度相关联；以及由控制器将与特定皮肤特征和特定浓度相关联的照射强度记录在用于测量物质浓度的设备的存储器中。

在一些实施例中，接收照射强度可以包括接收各种波长的照射强度，并且记录照射强度可以包括创建关于与特定皮肤特征和特定浓度相关联的特定波长的照射强度的查找表。

附图简述

视为本发明的主题被特别地指出并且在说明书的结论部分中被清楚地要求保护。然而，在连同附图阅读时，通过参考下面的详细描述，可以针对本发明的组织和操作方法、以及目的、特征、和优点而很好地理解本发明，其中：

图1是根据本发明一些实施例的校准用于测量血液中的物质浓度的设备的系统的示意图表示；

图2是根据本发明一些实施例的测量设备的图示；

图3是根据本发明一些实施例的校准元件的图示；以及

图4是根据本发明一些实施例的校准用于测量血液中物质浓度的设备的方法的流程图。

应当理解的是，为了简单和清楚地说明，在附图中示出的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸可能相对于其他元件被放大。此外，在认为适当之处，参考标记可以在附图中重复以指示相对应的或类似的元件。

本发明的详细描述

在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的透彻理解。然而，本领域中的技术人员将理解的是，本发明可在没有这些特定的细节的情况下被实施。在其它实例中，没有详细描述公知的方法、过程和部件模块、单元和/或电路，以便不使本发明含糊。关于一个实施例描述的一些特征或元素可以与关于其它实施例描述的特征或元素组合。为了清楚起见，可能不重复讨论相同或相似的特征或元素。

虽然本发明的实施例在这方面不受限制，但是使用诸如例如“处理”、“计算(computing)”、“计算(calculating)”、“确定”、“建立”、“分析”、“检查”等的术语的讨论可以指计算机、计算平台、计算系统、或其它电子计算设备的操作和/或过程，该操作和/或过程将表示为计算机的寄存器和/或存储器内的物理(例如，电子)量的数据操纵和/或转换为类似地表示为在计算机的寄存器和/或存储器或者可存储以用于执行操作和/或过程的指令的其它信息非暂时性存储介质内的物理量的其它数据。虽然本发明的实施例在这方面不受限制，但是如本文所使用的术语“多个(plurality)”和“多个(a plurality)”可以包括例如“多个(multiple)”或“两个或更多个”。在整个说明书中可能使用术语“多个(plurality)”或“多个(a plurality)”来描述两个或更多个部件、设备、元件、单元、参数等。本文中使用的术语集可以包括一个或更多个项目。除非有明确说明，本文描述的方法实施例不限于特定的次序或顺序。另外，所描述的方法实施例或其元素中的一些可以同步、在同一时间点、或同时地发生或被执行。

现在参考图1，图1是根据本发明一些实施例的校准用于测量血液中的物质浓度的设备的系统的示意图表示。系统100可以包括至少两组105和106校准元件105a-105d和106a-106d。在一些实施例中，系统100可以包括校准元件107a-107d的附加组，例如组107。参照图3，其给出了校准元件的详细描述。系统100还可以包括控制器110、储存单元120、用户界面130和通信单元140。通信单元140可以被配置成从用于测量血液中物质浓度的设备10发送和接收信息。

在一些实施例中，控制器110可以包括处理器112、操作系统114和存储器116，处理器112可以例如是中央处理单元(CPU)、芯片或任何合适的计算(computing)或与计算有关的(computational)设备。系统100可以包括台式计算机、膝上型计算机、平板(tablet)、大型计算机等。处理器112可以被配置成例如通过执行储存在存储器(诸如存储器116)中的指令来执行根据本发明实施例的方法。

操作系统114可以是或可以包括被设计和/或配置成执行涉及协调、调度、仲裁、监督、控制或以其它方式管理控制器110的操作(例如，调度程序的执行)的任务的任何代码段。操作系统114可以是商业操作系统。存储器116可以是或可以包括例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SD-RAM)、双数据速率(DDR)存储器芯片、闪存、易失性存储器、非易失性存储器、高速缓冲存储器、缓冲器、短期存储器单元、长期存储器单元、或者其它合适的存储器单元或储存单元。存储器116可以是或可以包括多个可能不同的存储器单元。

存储器116可以储存任何可执行代码，例如应用、程序、进程、任务或脚本。可执行代码可以包括校准用于测量血液中物质浓度的设备的代码，或者用于执行根据本发明实施例的方法的任何其他代码或指令。可执行代码可能在操作系统114的控制下可以由处理器112执行。

储存器120可以是或可以包括例如硬盘驱动器、软盘驱动器、光盘(CD)驱动器、CD可记录(CD-R)驱动器、通用串行总线(USB)设备或其它合适的可移动和/或固定的储存单元。内容可以存储在储存器120中，并且可以从储存器120加载到存储器116中，在存储器116中，内容可由处理器112进行处理。例如，储存器120可以包括与测量血液中物质浓度相关的参考数据，如以不同波长反射的IR光线的幅度，其表示：血糖水平、血液中的LDL(低密度脂蛋白)水平、血液中的HDL(高密度脂蛋白)水平、血液中的胆固醇水平、血液中的TG(甘油三酯)水平、血液中的白蛋白水平、血液中的血红蛋白水平、心脏脉搏频率、心脏脉搏信号强度、皮肤温度变化率、身体运动或缺乏运动、不同方向的身体加速度、水平位置、皮肤厚度、皮肤色素沉着。

用户界面130可以是或者可以包括屏幕、指向设备和音频设备或可以允许用户向控制器110发送指令和/或信息并从控制器110接收信息的任何其他设备。例如，用户界面130可以包括鼠标、触摸屏或触摸板、键盘、麦克风、扬声器等。

在一些实施例中，系统100还可以包括通信单元140，以与用于测量血液中物质浓度的至少一个设备10通信。通信单元140可以包括连接到控制器110和设备10的任何适用的输入/输出(I/O)设备，例如有线或无线网络接口卡(NIC)、调制解调器、通用串行总线(USB)设备或外部硬盘驱动器等。

本发明的实施例可以包括诸如计算机或处理器的非暂时可读介质或计算机或处理器的非暂时性存储介质的物品，诸如例如，编码、包括或存储在由处理器或控制器执行时执行本文公开的方法的指令(例如，计算机可执行指令)的存储器、磁盘驱动器、或USB闪存。

存储介质可以包括但不限于任何类型的盘，包括软盘、光盘、光盘只读存储器(CD-ROM)、可重写光盘(CD-RW)、和磁光盘、半导体设备，如只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)(如动态RAM(DRAM))、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、闪存、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁卡或光卡、或适于存储电子指令的任何类型的介质，包括可编程储存单元。

根据本发明的一些实施例的系统可以包括诸如但不限于以下项的部件：多个中央处理单元(CPU)或任何其它合适的多用途或专门性的处理器或控制器、多个输入单元、多个输出单元、多个存储器单元、和多个储存单元。系统可以另外包括其它合适的硬件部件和/或软件部件。在一些实施例中，系统可以包括或可以是例如个人计算机、台式计算机、移动计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、终端、工作站、服务器计算机、平板计算机、网络设备、或任何其它合适的计算设备。除非有明确说明，本文描述的方法实施例不限于特定的次序或顺序。另外，所描述的方法实施例或其元素中的一些可以在相同的时间点发生或被执行。

现在参考图2，图2是根据本发明一些实施例的用于测量血液中物质浓度的设备的图示。设备10可以是可佩戴的监测设备，其被配置成测量用户血液中诸如葡萄糖、白蛋白、胰岛素等物质的浓度。设备10可以包括测量单元200、处理器230、通信单元240和存储器250。测量单元200可以包括至少一个传感器210和至少一个发光源220。在一些实施例中，测量单元200可以邻近并接触受试者的皮肤，以便减少来自环境的噪声。应当注意的是，相对照于商业上可获得的有创和微创解决方案，利用从至少一个发光源220发射的光，设备10可以执行无创的光学测量。

根据一些实施例，从至少一个发光源220发射的EM辐射可以从受试者的皮下组织反射，并且然后由至少一个传感器210检测，根据一些实施例，其可以在红外或近红外(IR)光谱中。例如，短波IR(SWIR)成像用于测量来自受试者血液的生理信号。SWIR波段从900nm处的近红外区域的下边缘向上延伸至2500nm，并可用于检查受试者体内的血管。应当注意的是，如果需要，SWIR波段的范围可以增加。

应当注意的是，设备10可以包括各种配置的测量单元200，并且在一些实施例中，单个传感器210被多个发光源220包围(例如，如图2所示)。其他配置也可以采用多个传感器210和发光源。

在一些实施例中，每个发光源220或发光源220的子集(例如，两个一对的子集、三个一组的子集等)可以以不同预定波长发射光。

在一些实施例中，每个发光源220或发光源220的子集可以在不同的时间和/或以不同的频率发光，使得并非所有的发光源220同时发光。当光束发射之间的时间间隔已知时，这可以提供关于反射组织的附加信息。

根据一些实施例，每个发光源220或发光源220的每个子集的采样频率可以等于或高于测量的生理信号的奈奎斯特速率。

在一些非限制性实施例中，可以利用偏振光学装置来提高光学测量的精度。具体而言，发射具有预定偏振的光束并且接收具有大体上不同的偏振(例如使用专用滤波器)的这些光束，可以提高测量中的信噪比。此外，这种偏振还可以提供关于光束穿透到组织中的改进的指示，因为来自外部皮肤层的噪声可以被减少，同时仅测量来自血管反射的光束的信号。

在一些非限制性实施例中，也可以使用其他传感器。例如声学超声传感器，以及太赫兹传感器、RF传感器、微波传感器和相对应的能量源。

现在参考图3，图3是根据本发明一些实施例的校准元件的图示。校准元件300可以包括模拟特定人类皮肤特征的第一层310和由血液中的特定浓度的一种或更多种物质(例如葡萄糖、白蛋白和胰岛素或其组合)组成的第二层320。在一些实施例中，特定浓度可以包括多于一种物质(例如白蛋白和胰岛素)的特定浓度。根据本发明实施例的皮肤特征可以包括以下至少一个：皮肤厚度、皮肤温度、皮肤颜色、皮肤毛发密度、皮肤光学特性、和皮肤毛发颜色。在一些实施例中，皮肤光学特性可以包括皮肤吸收、反射和/或散射EM辐射(例如短波红外辐射)的能力。皮肤光学特性可以包括散射参数(S-parameters)矩阵。

在一些实施例中，校准元件300还可以包括第三层330，以用于模拟来自皮肤组织中的血管的照射反射，并且用于将该元件与噪声和与第二层中所测量的一种或更多种物质无关的反射隔离。校准元件300可以包括与图1所示的校准元件105a-105d、106a-106d和107a-107b基本相同类型的层。在一些实施例中，校准元件300、105a-105d、106a-106d和107a-107b可以被配置成允许设备10附接到校准元件使得外部光线辐射不干扰发送的EM辐射和从校准元件读取的EM反射。例如，校准元件300、105a-105d、106a-106d和107a-107b可以具有圆柱形形状，以模仿人的手腕或手臂的形状。其他形状可以被使用。

第一层310可以包括可以模拟人类皮肤的EM吸收特性的任何物质。例如，第一层310可以包括模拟黑色素发色团、皮肤蛋白质(胶原蛋白、弹性蛋白)、水、血脂、血红蛋白或其他血液成分的物质，其可以模拟人类皮肤对从一个或更多个发射源220所发射的EM辐射的反应。一些校准元件300可以具有模拟不同皮肤特征的不同的第一层。在一些实施例中，组105、106和107可以在模拟的厚度上变化，例如，元件105a-105d可以都具有模拟2mm皮肤厚度的相同的第一层；元件106a-106d可以都具有模拟3mm皮肤厚度的相同的第一层，而元件107a-107d可以都具有模拟5mm皮肤厚度的相同的第一层。在一些实施例中，图1的系统100可以包括具有2、2.25、2.5、2.75、3、3.25、......4.75和5mm的皮肤厚度的组。

在一些实施例中，除了不同的皮肤厚度之外，校准元件组中的至少一些组可以模拟不同的皮肤颜色和色调。例如，组106和组107可以都模拟2.5mm的皮肤厚度，但是具有不同量的颜色色素，如黑色素发色团、血红蛋白、其他血液成分、皮肤蛋白质(弹性蛋白、胶原蛋白)等。

第二层320可以包括液体或固体溶液，其包括血液中特定浓度的待测量的一种或更多种物质。例如，第二层320可以包括特定浓度的白蛋白和/或葡萄糖。在一些实施例中，一组校准元件中的每个校准元件可以包括具有不同浓度的一种或更多种物质的不同的第二层。例如，校准元件105a可以包括3.5g/dL的白蛋白，元件105b可包括3.6g/dL的白蛋白，元件105c可以包括3.7g/dL的白蛋白，而元件105d可以包括3.8g/dL的白蛋白。元件106a-106d和107a-107d中可以包括类似的或不同的白蛋白浓度。在又一个示例中，元件106a-106d和107a-107d可以包括不同浓度的白蛋白和葡萄糖。应当理解的是，尽管图1所示的示例中每组元件105、106、107包括4个校准元件，但是在每组中可以使用任意数量的校准元件。此外，应当理解的是，根据一些实施例，不同的组可以具有不同数量的校准元件。

第三层330可以包括任何物质，其将像人类器官/皮肤那样隔离和吸收从一个或更多个发射源220发射的电磁辐射。例如，第三层330可以包括木铝、金属、SWIR(短波长红外)不透明聚合物和水。

现在参考图4，图4是根据本发明一些实施例的校准用于测量血液中物质浓度的设备的方法的流程图。图4的方法可以使用如系统100的系统来执行。在操作410中，实施例可以包括将用于测量物质浓度的设备附接到包括在两组或更多组校准元件中的每个校准元件。设备10可以手动或自动(例如，通过机器人系统)附接到系统100的至少一些校准元件。例如，设备10可以首先附接到组105的每个校准元件105a-105d，且然后附接到组106的每个校准元件106a-106d，等等。

在一些实施例中，每次设备10被附接到一个校准元件时，一个或更多个发光源220可以将EM辐射(例如，光)发射到校准元件中，并且一个或更多个传感器210可以读取从校准元件反射回来的EM辐射。处理器230可以在存储器250中记录反射的EM辐射被一个或更多个传感器210感测到的强度(例如，光学值)。在一些实施例中，一个或更多个发光源220可以发射几种波长(例如，1100nm和1290nm)的光，并且传感器210可以感测每个波长的两种不同强度(例如，不同的光学值)。在一些实施例中，处理器230可以被配置成经由通信单元240向控制器110发送记录的强度。

在操作420中，实施例可以包括当设备附接到每个校准元件时从用于测量物质浓度的设备接收照射强度。在一些实施例中，照射强度可能受到至少第一层310和第二层320的光学特征的影响。从第二层320反射的EM辐射可能受到层320中一种或多种物质(例如，白蛋白和/或葡萄糖)吸收EM辐射的能力以及第一层310的散射、吸收和反射特性的影响。处理器110可以经由通信单元140从设备10接收由传感器210针对每个校准元件单独感测的感测到的照射强度。处理器110还可以接收关于该照射强度是从哪个校准元件被接收以及处于哪种波长的信息。在一些实施例中，每个校准元件可以用诸如RFID标签、条形码等机器可读标签来标记。在一些实施例中，系统100还可以包括与控制器110通信的标签读取器，该标签读取器被配置成读取被包括在机器可读标签中的标识码。

相应地，在操作430中，处理器110可以将接收到的照射强度与设备所附接到的校准元件的特定皮肤特征和特定浓度相关联。

表1给出了在两种波长下针对各校准元件记录的强度(光学值)的示例。表1的校准元件包括至少两层，第一层模拟皮肤厚度(组105为2mm，组106为2.25mm)，而第二层包含浓度为3.5-3.7g/dL的白蛋白。

表1：

在操作440中，处理器110可以形成查找表(诸如，例如表1)并将与特定皮肤特征和特定浓度相关联的照射强度保存在用于测量物质浓度的设备(例如设备10)的存储器(例如存储器250)中。

在一些实施例中，至少两组校准元件中的一些组可以包括用第一数量的颜色色素模拟人类皮肤，并且至少两组校准元件中的一些组包括用第二数量的颜色色素模拟人类皮肤。在一些实施例中，接收的照射强度可以包括从用第一数量和第二数量的颜色色素模拟人体皮肤的校准元件接收的照射强度。因此，查找表还可以包括与具有特定颜色(例如，皮肤中的色素量)的特定皮肤厚度相关联的照射强度。

因此，当设备10附接到具有已知皮肤厚度的人类皮肤(例如人手)上时，使用存储在存储器250中的查找表，以已知波长照射之后来自传感器210的读数可以精确地与血液中一种或多种物质(例如白蛋白和葡萄糖)的浓度相关联。

虽然本文已经图示和描述了本发明的某些特征，但是本领域普通技术人员将想到许多修改、替换、改变和等同物。因此，应当理解的是，所附权利要求旨在覆盖落入本发明真实精神内的所有这些修改和改变。

Claims (4)

1.一种校准用于测量血液中的物质浓度的设备的系统，所述系统包括：

至少两组校准元件，每组包括多个校准元件，

其中，每个校准元件包括：

模拟特定人类皮肤特征的第一层；

由血液中特定浓度的一种或更多种物质组成的第二层；以及

用于模拟来自皮肤组织中的血管的照射反射的第三层；

其中，特定皮肤特征从以下项中选择：皮肤厚度、皮肤颜色、皮肤毛发密度、皮肤色调、皮肤中的色素量、皮肤光学特性和皮肤毛发颜色，

其中，在一个组中的所有校准元件中，所述第一层是模拟相同人类皮肤特征的相同的第一层，并且每组校准元件模拟不同的特定皮肤特征，

并且其中，一组校准元件中的每个校准元件包括由不同浓度的所述一种或更多种物质组成的不同的第二层，

所述第三层用于将所述校准元件与噪声和与所述第二层中所测量的一种或更多种物质无关的反射进行隔离；以及

控制器，其被配置成：

当用于测量物质浓度的所述设备附接到所述系统的每个校准元件时，从所述设备接收照射强度；

将所接收的照射强度与所述设备所附接到的校准元件的所述特定皮肤特征和所述特定浓度相关联；以及

将与所述特定皮肤特征和所述特定浓度相关联的所述照射强度保存在用于测量物质浓度的所述设备的存储器中的查找表中。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所接收的照射强度包括各种波长的照射强度，并且其中，所保存的查找表包括关于与所述特定皮肤特征、所述一种或更多种物质以及所述特定浓度相关联的特定波长的照射强度的查找表。

3.一种校准用于测量血液中物质浓度的设备的方法，所述方法包括：

将用于测量物质浓度的所述设备附接到被包括在两组或更多组校准元件中的一组校准元件中的每个校准元件，

其中，每个校准元件包括：

模拟特定人类皮肤特征的第一层；

由特定浓度的一种或更多种物质组成的第二层；以及

用于模拟来自皮肤组织中的血管的照射反射的第三层；

其中，特定皮肤特征从以下项中选择：皮肤厚度、皮肤颜色、皮肤毛发密度、皮肤色调、皮肤中的色素量、皮肤光学特性和皮肤毛发颜色，

其中，在一个组中的所有校准元件中，所述第一层是模拟相同人类皮肤特征的相同的第一层，并且每组校准元件模拟不同的皮肤特征，

并且其中，一组校准元件中的每个校准元件包括由不同浓度的所述一种或更多种物质组成的不同的第二层，

所述第三层用于将所述校准元件与噪声和与所述第二层中所测量的一种或更多种物质无关的反射进行隔离；

当用于测量物质浓度的所述设备附接到每个校准元件时，由校准系统的控制器从所述设备接收照射强度；

由所述控制器将所接收的照射强度与所述设备所附接到的校准元件的所述特定皮肤特征和所述一种或更多种物质的特定浓度相关联；以及

由所述控制器将与所述特定皮肤特征和所述特定浓度相关联的所述照射强度记录在用于测量物质浓度的所述设备的存储器中。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，接收照射强度包括接收各种波长的照射强度，并且其中，记录所述照射强度包括为与所述特定皮肤特征和所述特定浓度相关联的特定波长的照射强度创建查找表。

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