JP2006525084A - Method and device for noninvasive analyte measurement - Google Patents

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ギャリー クランツ,
チャールズ イー. クレイマー,
ウィリアム セル,
バート チャップマン,
ジョン エフ. バード,
ジェイコブ フラデン,
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オクリア, インコーポレイテッド
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Abstract

本発明は、被験体の組織中の分析物濃度のレベルを検出するための非侵襲的な-方法および器具に関する。 The present invention is non-invasive for detecting the level of the analyte concentration in the tissue of the subject - to methods and apparatus. 被験体の身体から発せられる中赤外照射のスペクトルが、照射する組織内の種々の化合物の濃度に対応して改変される。 Spectrum of infrared radiation within emanating from the body of the subject, is modified to correspond to the concentration of various compounds in the tissue to be irradiated. 本発明の1つの局面では、器具(200)は、患者の眼(100)のような被験体の身体表面を、中赤外線範囲(150)にある照射を注ぎ、そして上記器具(200)に反射して戻る中赤外線照射に基づき、分析物濃度を測定する。 In one aspect of the present invention, the device (200), the subject's body surface, such as a patient's eye (100), poured radiation in the mid-infrared range (150), and reflected in the instrument (200) based on the infrared radiation in which to return to measure the analyte concentration.

Description

(発明の分野) (Field of the Invention)
本発明は、被験体の組織中のグルコースのような広範な範囲の分析物の存在を検出またその濃度を測定するための光学的な非侵襲的方法および器具に関する。 The present invention detects also relates to an optical noninvasive method and apparatus for measuring the concentration of the presence of the analyte in the broad range such as glucose in the tissue of the subject. この被験体の身体から発せられる中赤外線照射のスペクトルは、この被験体組織内の分析物の存在、不在または濃度に対応して改変される。 Spectrum of infrared radiation within emanating from the body of the subject, the presence of the analyte in the subject in the tissue, are modified in response to the absence or concentration. 本発明の1つの局面では、この器具は、皮膚または眼、口、耳または鼻のような任意の開口部、穿孔管または腔のような患者の身体の表面に、中赤外線範囲にある光を注ぎ、そしてこの器具に反射されて戻る上記分析物に特有の中赤外線照射識別特性に基づき、分析物の存在、不在または濃度を決定する。 In one aspect of the present invention, the instrument, skin or eyes, the mouth, any opening, such as the ear or nose, the surface of the patient's body, such as a perforated tube or cavity, the light in the mid-infrared range poured, and based on the infrared radiation signature in specific to the analyte reflected back to the instrument, the presence of analyte, to determine the absence or concentration. 本発明の別の局面では、器具は、患者身体の表面からの中赤外線照射のレベルを測定し、これには、制限されないで、皮膚または眼、口、耳または鼻のような任意の開口部、穿孔管または腔のような患者の身体の表面から発せられる中赤外線照射が含まれ、そして、上記分析物に特有の中赤外線照射識別特性に基づき、分析物の存在、不在または濃度を決定する。 In another aspect of the present invention, the instrument measures the level of infrared radiation in from the surface of the patient's body, These include but are not limited to, any opening, such as the skin or eye, mouth, ear or nose , include infrared radiation within emanating from the surface of the patient's body, such as a perforated tube or cavity, and, on the basis of the infrared radiation signature in specific to the analyte, the presence of analyte, to determine the absence or concentration . 好ましい実施形態では、本発明は、被験体の結膜中の、グルコースのような広範な範囲の分析物の存在またはその濃度を測定するための非侵襲的方法に関する。 In a preferred embodiment, the present invention is, in the conjunctiva of the subject, for the non-invasive method for determining the presence or concentration thereof analyte broad range such as glucose. 患者の結膜から発せられるか、または反射される中赤外線照射のスペクトルは、この被験体の結膜内の分析物の存在、不在または濃度に対応して改変される。 Spectrum of infrared radiation in either emanating from the patient's conjunctiva, or is reflected, the presence of analyte in the conjunctiva of the subject, is modified in response to the absence or concentration. 本発明の1つの局面では、上記患者の眼の結膜は、光学的信号を検出し得る器具によって検出される上記分析物の特有のスペクトル特徴に基づき、分析物の存在、不在または濃度を決定するための光学的信号の供給源として利用される。 In one aspect of the present invention, the conjunctiva of the eye of the patient, based on the characteristic spectral features of the analyte being detected by the instrument capable of detecting the optical signal, the presence of analyte, to determine the absence or concentration It is used as a source of optical signals for. 本発明の、結膜または任意のその他の身体部分に対する上記器具によってなされる測定は、この器具の患者身体の表面との直接接触を必要としない。 Of the present invention, measurements made by the instrument relative to the conjunctiva, or any other body part does not require direct contact with the patient body surface of the instrument.

(発明の背景) (Background of the Invention)
糖尿病は、世界的な健康管理システムに直面する最も重篤かつ治療されている疾患の1つであるままである。 Diabetes remains is one of the diseases that are most serious and therapeutically face worldwide healthcare system. 糖尿病は、身体が血流中のグルコースの通常レベルを維持できない慢性疾患である。 Diabetes is a chronic disease that the body is unable to maintain normal levels of glucose in the bloodstream. 今日では、合衆国で、疾患からの死亡の今や第5番目の主要な原因であり、そして全体の健康管理予算の約15%の割合を占めている。 Today, in the United States, it is now the fifth leading cause of death from the disease, and accounts for a proportion of about 15% of the total health care budget. 糖尿病を持つ人々は、2つのグループ:1型(形式的に、生命を維持するためにインシュリンをとることが必要である「若年型」または「インシュリン依存性」糖尿病として知られる)および2型(形式的に、インシュリンを必要とし得るが、しばしば、ダイエットおよび経口血糖降下薬剤によって処置され得る「成人型」または「非インシュリン依存性」として知られる)に分類される。 People with diabetes are two groups: type 1 (formally, it is necessary to take insulin to sustain life known as "juvenile" or "insulin-dependent" diabetes) and type 2 ( formally, but it may require insulin, often classified into known) as "adult" or "non-insulin dependent" may be treated by diet and oral hypoglycemic agents. 両方の場合において、専用および定期的な血中グルコース測定なくして、すべての患者は、心臓血管疾患、腎臓疾患、失明、手足の切断および早死を含む糖尿病の合併症の可能性に直面している。 In both cases, and no dedicated and regular blood glucose measurements, all patients, cardiovascular disease, kidney disease, blindness, are facing the possibility of complications of diabetes, including cutting and premature death of limb .

合衆国における糖尿病の事例の数は、過去10年間に40%急増した。 The number of cases of diabetes in the United States, jumped 40 percent in the past 10 years. この高い速度の増加は、遺伝的原因、ならびに肥満および乏しいダイエットを含む、長期間の傾向であるように見えるライフスタイルの組み合わせに起因すると考えられている。 This increase in high speed is believed to be genetic causes, as well as obesity and poor diet, due to a combination of lifestyle that appears to be a long-term trend. 米国糖尿病協会(ADA)およびその他は、約1700万人の米国人、および全世界で1億5000万人を超える人々が糖尿病を有すことを推定し、そしてこれら人々の40%までが現在未診断であると推定されている。 American Diabetes Association (ADA) and others, about 17 million Americans, and people of more than 150 million people worldwide are estimated to be having a diabetes, and is not currently up to 40% of these people It has been estimated to be diagnosed. 米国糖尿病協会、「Facts & Figures.」。 American Diabetes Association, "Facts & Figures.".

糖尿病は、この疾患の合併症の発症を遅延するために「制御」されなければならない。 Diabetes, must be "controlled" in order to delay the onset of complications of the disease. 従って、糖尿病をもつ人々は、かれらのグルコースレベルを正常範囲内(80〜130mg/dL)で維持するための試みで、一日あたり数回かれらの血中グルコースレベルを測定することが必須である。 Therefore, people with diabetes, in an attempt to maintain their glucose levels within the normal range (80~130mg / dL), to measure their blood glucose level several times per day mandatory it is. これらのグルコース測定は、グルコースレベルを標的限界内にするために必要なインシュリンの量または代替処置を決定するために用いられる。 These glucose measurement is used to determine the amount or alternative treatment of insulin needed to glucose levels in the target limits. 血中グルコースの自己モニタリング(SMBG)は、患者の寿命の残りの間、一日あたり複数回繰り返される継続プロセスである。 Self monitoring of blood glucose (SMBG) is the remainder of the patient's life, is a continuation process is repeated several times per day.

現在市販されるすべてのFDA認可侵襲的または「より少ない侵襲的」(血液は腕からまたはその他指先部位からとられる)グルコースモニタリング製品は、血中グルコースの定量的測定を行うために血液の採取を必要とする。 All FDA-approved invasive or "less invasive" (blood taken from the arm or other finger portions) glucose monitoring products are currently commercially available, the collection of blood in order to perform a quantitative measurement of blood glucose I need. 継続する測定要求および頻繁測定要求(1日あたり1〜恐らくは10回)は、すべての糖尿病患者に、痛み、皮膚外傷、不自由、および感染リスクを提示し、適切なインシュリン用量またはその他の治療を選択するために必要な重要な測定を頻繁に実施することを一般に不承不承にする。 Measurements continued requests and frequent measurement request (daily 1 to perhaps 10 times) to all the diabetic patients, pain, skin trauma, crippled, and risk of infection present, an appropriate insulin dosage or other therapeutic generally to reluctant to frequently implement important measurements necessary for selection.

これらの現在の製品の欠点は、患者応諾の乏しい率に至る。 The disadvantage of these current products, leading to poor rate of patient compliance. 1型糖尿病患者の中では、39%が、かれらの血中グルコースを1日1回未満しか測定せず、そして21%は、かれらのグルコースをまったくモニターしない。 In type 1 diabetes patients, 39%, not measured less than their blood glucose once a day, and 21% not at all monitored their glucose. インシュリンを摂取する2型糖尿病患者の中では、わずか26%が1日あたり少なくとも1回モニターし、そして47%がまったくモニターしていない。 In type 2 diabetes patients taking insulin, only 26% of at least one monitor, and 47% does not monitor all per day. 75%を超えるインシュリン非摂取2型糖尿病患者、かれらのグルコースレベルを決してモニターしない。 Insulin-intake type 2 diabetic patients greater than 75%, never monitored their glucose levels. Roper Starch Worldwide Survey。 Roper Starch Worldwide Survey. 調査された1,186の糖尿病患者のうち、91%が、非侵襲的グルコースモニターに興味を示した[www. Among diabetics which investigated 1,186, 91% showed an interest in non-invasive glucose monitoring [www. childrenwithdiabetes. childrenwithdiabetes. com]。 com]. 従って、非侵襲的グルコースセンサーに対する途方もない興味および臨床的必要性の両方が存在する。 Thus, both the tremendous interest and clinical need for noninvasive glucose sensor is present.

本発明の好ましい実施形態は、侵襲的測定、および光学的非侵襲的器具をともなうグルコース試験細片の使用を含む、現在用いられているグルコース測定方法、デバイスおよび器具を置き換えることを求める。 A preferred embodiment of the present invention, invasive measurements, and the use of glucose test strip with an optical non-invasive instruments, the glucose measuring methods currently used, seek to replace the device and instrument.

種々の方法が、指または耳たぶのような皮膚試験部位を用いる非侵襲的グルコース検知に関する開発されている。 Various methods have been developed for non-invasive glucose detection using skin test sites, such as a finger or earlobe. これらの方法は、主に、近赤外線照射スペクトルにある光のみを生成および測定することにより血中グルコース濃度を測定する器具を主に採用する。 These methods are mainly mainly employs an instrument for measuring the blood glucose concentration by generating and measure only light in the near infrared radiation spectrum. 例えば、米国特許第4,882,492号('492特許)は、ヒトの皮膚表面上の試験されるべきサンプルを通る近赤外線照射を伝達する器具に関する。 For example, U.S. Patent No. 4,882,492 ( '492 patent) relates to instruments for transmitting near infrared radiation through the sample to be tested on human skin surface. この'492特許では、このサンプルを通過する近赤外線照射は、2つのビームに分割され、ここで、1つのビームは、負相関フィルターを通るようにされ、そして第2のビームは、中立密度フィルターを通る。 In this' 492 patent, near infrared radiation passing through the sample is divided into two beams, where one beam is to pass through a negative correlation filter and the second beam, neutral density filter passing through. この2つの光ビームのこれらフィルターを通って測定される差別的光強度は、この'492特許によればグルコース濃度に比例する。 Discriminatory light intensity measured through these filters of the two light beams is proportional to the glucose concentration according to the '492 patent.

米国特許第5,086,229号('229特許)は、約600〜約1100ナノメーターのスペクトル内の近赤外線照射を生成する器具に関する。 U.S. Patent No. 5,086,229 ( '229 patent) relates to instruments for generating near infrared radiation in the spectrum of from about 600 to about 1100 nanometers. この'229特許によれば、人は、この生成された近赤外線照射供給源と、検出器との間にかれらの指を置き、これは、検出された近赤外線照射に基づき、血中グルコース濃度を関連付ける。 According to this' 229 patent, one, a near infrared radiation source this generated puts their fingers between the detector, which, based on the detected NIR irradiation, blood glucose associate the concentration. 同様に、米国特許第5,321,265号('265特許)もまた、近赤外線照射および試験部位としての指先の両方を用いて血中グルコースレベルを測定する。 Similarly, U.S. Patent No. 5,321,265 ( '265 patent) also measures the blood glucose level using both fingers as near infrared radiation and the test site. この'265特許に開示される検出器は、シリコン光セルおよび広帯域パスフィルターをさらに備える。 The '265 detector is disclosed in patent further comprises a silicon photo cell and broadband pass filter.

米国特許第5,361,758号('758特許)は、ヒトの指または耳たぶを透過するか、またはそれから反射されるかのいずれかである近赤外線照射を測定する器具に関する。 U.S. Patent No. 5,361,758 ( '758 patent) relates to instruments for measuring the near infrared radiation is either transmitted through the human finger or earlobe, or from its or reflected. この'758特許では、上記透過または反射された光は、回折格子またはプリズムによって分離され、そしてこの近赤外線照射は検出され、そして血中グルコース濃度と関連付けられる。 In this' 758 patent, the transmitted or reflected light is separated by the diffraction grating or prism, and the near infrared radiation is detected and associated with the blood glucose concentration. この'758特許の器具はまた、さらなるタイミングおよび制御プログラムを備え、ここで、このデバイスは心拍の間に特異的に測定を行い、そしてまた、温度に対して調節し得る。 The '758 device patents also include additional timing and control program, wherein the device performs a specific measurement during the heartbeat, and may also adjusted for temperature.

米国特許第5,910,109号('109特許)はまた、近赤外線照射および試験部位として耳たぶを用いる、血中グルコース濃度を測定するための器具に関する。 U.S. Patent No. 5,910,109 ( '109 patent) also uses earlobe as near infrared radiation and the test site, about the instrument for measuring blood glucose concentration. この'109特許の器具は、非常に特異的な近赤外線発光スペクトルの4つの光源、およびこの光源の波長に対応する特異的近赤外線検出スペクトルを有する4つの検出器を備える。 Instrument of the '109 patent includes very specific near-infrared light emission four light sources spectra, and four detectors with a specific near infrared detection spectrum corresponding to the wavelength of the light source. この4つの別個の検出器によって検出される信号は平均され、そしてこれらの平均が分析されて、この'109特許に従って血中グルコース濃度を決定する。 Signals detected by the four separate detectors are averaged, and an average of these is analyzed to determine the blood glucose concentration in accordance with the '109 patent.

近赤外線照射が皮膚試験部位を透過するか、またはそれから反射される、近赤外線照射を用い、そしてインビボでグルコースを測定するためにモニターされる技法は、不正確であることが知られている。 Or near infrared radiation is transmitted through the skin test site, or reflected therefrom, using near infrared radiation, and techniques that are monitored to determine glucose in vivo is known to be incorrect. 目的のグルコース濃度は、血液、または組織液中にあり、皮膚の表面上にない。 Glucose concentration of the target is in the blood or tissue fluid, not on the surface of the skin. 従って、これらの方法は、皮膚の上層の下にある層中に貫通しなければならない。 Therefore, these methods must penetrate in a layer below the upper layer of the skin. 皮膚中には、この近赤外線グルコースレベルを妨害し得る多くの物質がある。 During the skin, there are many substances that can interfere with the near infrared glucose levels. さらに、ヒトの皮膚には、個体間および所定の個体内の両方で広範な変動がある。 Furthermore, the skin of humans, there is a wide variation in both the inter-individual and within a given individual. さらに、グルコースは、単に、近赤外線照射スペクトル中に満足に識別し得る「フィンガープリント」を欠いている。 Furthermore, glucose is simply lacks "fingerprint" that can be identified satisfactorily during NIR irradiation spectrum. 近赤外線照射は、グルコースによって十分に吸収されず、そして皮膚中で見出される組織妨害のレベルのため、この技法は、血中グルコース濃度の正確な測定のためには実質的により所望されない。 Near infrared radiation is not fully absorbed by glucose, and for the level of tissue disturbances found in the skin, this technique is not desired by the substantially in for accurate measurement of blood glucose concentration.

米国特許第6,362,144号('144特許)は、試験部位として指先を用いることを開示する。 U.S. Patent No. 6,362,144 ( '144 patent) discloses the use of a fingertip as test sites. しかし、これに記載される器具は、減衰される総反射(ATR)赤外線分光光度法を用いる。 However, the instrument described in this uses a total reflection (ATR) infrared spectroscopy to be attenuated. この'144特許によれば、選択された皮膚表面、好ましくは、指が、接触の圧力を理想的に維持しながら、ATRプレートと接触される。 According to this' 144 patent, the selected skin surface, preferably, fingers, while maintaining the pressure of contact ideally, is contacted with ATR plate. 皮膚は、次いで、中赤外線ビームで照射され、ここで、この赤外線照射が検出され、そして定量化されて血中グルコースレベルを測定する。 Skin is then irradiated with mid-infrared beam, wherein the infrared radiation is detected and quantified by measuring the glucose levels in the blood. しかし、この技法は、測定が行われる皮膚組織の表面が、目的の波長領域で非常に密であるか、または、眼、鼻、口、またはその他の開口部、腔または穿孔管のような、ATRプレートと直接接触することが容易でない場合、理想的でない。 However, this technique, the surface of the skin tissue which measurements are made, whether it is very dense in the wavelength region of interest, or, such as the eye, nose, mouth or other opening, cavity or perforation tube, If it is not easy to contact ATR plate directly, not ideal.

上皮組織中の末梢毛細血管の最小深さは、代表的には、約40ミクロンである。 Minimum depth of peripheral capillaries of epithelial tissues is typically about 40 microns. ここで再び、所望のグルコース特異的信号を妨害し得る、皮膚中に存在する物理的特徴および多数の物質が存在する。 Here again, may interfere with the desired glucose-specific signals, there are physical characteristics and number of substances present in the skin. 実験室では有用であるが、上記で述べた近赤外線透過方法、およびATR方法の両方は実際的でないか、または患者中の血中グルコース濃度をモニターする際の使用のためには適切ではないかも知れない。 Although useful in the laboratory, near infrared transmission method described above, and both ATR method may not be appropriate for use in monitoring blood glucose concentration or in a patient not practical It may.

試験部位として眼を用いる非侵襲的グルコース検知に関する方法がまた開発されている。 The method for non-invasive glucose detection using eye also been developed as a test site. 例えば、米国特許第3,958,560号('560特許)および同第4,014,321号('321特許)の両者では、偏光の光学的回転を利用するデバイスが記載されている。 For example, in both U.S. Patent No. 3,958,560 ( ​​'560 patent) and same No. 4,014,321 (' 321 patent), devices that utilize optical rotation of polarization is described. 上記'560特許および'321特許では、光源および光検出器がコンタクトレンズ中に取り込まれ、これが、眼の表面上に配置され、それによって、眼が、各供給源が角膜または眼房水の一方の側で異なる吸収スペクトルで伝達する、偏光照射の2つの供給源を用いて走査される。 In the '560 patent and' 321 patents, a light source and a light detector are incorporated into a contact lens, which is disposed on the surface of the eye, whereby the eye, while the sources of the cornea or aqueous humor transmitting at a different absorption spectrum side, it is scanned using two sources of polarized light irradiation. この角膜を通過する照射の光学的回転は、上記'560特許および'321特許によれば、角膜中のグルコース濃度と相関する。 Optical rotation of the radiation passing through the cornea, according to the '560 patent and' 321 patent, correlates with the glucose concentration in the cornea. この方法は、血液の引抜きが必要でないので、「非侵襲的」と呼ばれ得る一方で、それは、なお、使用者の顕著な不快または歪んだ視野を引き起こし得る。 Because this method of blood withdrawal is not necessary, while may be referred to as "non-invasive", it should be noted, can cause significant discomfort or distorted vision of the user. なぜなら、センサーを眼の上に直接配置する必要があるからである。 This is because the sensor has to be placed directly on the eye.

米国特許第5,009,230号('230特許)は、940〜1000nmの範囲内の近赤外線照射の偏光ビームを用いる。 U.S. Patent No. 5,009,230 ( '230 patent) uses a polarization beam of near-infrared radiation in the range of 940~1000Nm. この'230特許では、偏光ビーム上の眼の血流中に存在するグルコースによる与えられる回転の量が測定されて、グルコース濃度を決定する。 The 'In 230 patent, is measured the amount of rotation imparted by glucose present in the blood stream of the eye on the polarized beam to determine the glucose concentration. ここで、再び、正確さは制限される。 Here, again, the accuracy is limited. なぜなら、グルコースが、単に、この近赤外線照射スペクトルでは、十分に識別可能な「フィンガープリント」を欠いているからである。 Because glucose simply in this near infrared radiation spectrum, because lack sufficient identifiable "fingerprint".

米国特許第5,209,231号('231特許)、および国際公開番号WO92/07511('511出願)の両者は、最初ビームスプリッターにより参照ビームと検出器ビームに分割され、そして次いで、好ましくは眼の眼房水である標本を透過する偏光の使用を同様に記載している。 U.S. Patent No. 5,209,231 ( '231 patent), and International Publication No. WO92 / 07511 both (' 511 application) is divided into a reference beam and the detector beam by the first beam splitter, and then, preferably the use of polarized light transmitted through the sample is aqueous humor of the eye are described as well. 透過された参照ビームと検出器ビームとの間で比較される相シフトの量は、これら'231特許および'511出願でグルコース濃度を決定するために関連付けられる。 The amount of phase shift is compared between the transmitted reference beam and the detector beam, it is associated to determine the glucose concentration in the '231 patent and' 511 application. 米国特許第5,535,743号('743特許)は、眼の眼房水に対して虹彩の表面によって提供される拡散性に反射される光を測定する。 U.S. Patent No. 5,535,743 ( '743 patent) measures the light reflected on the diffusion provided by the surface of the iris with respect to the aqueous humor of the eye. この'743特許によれば、この光学的吸収の測定は可能であるが、眼房水を通る光学的回転の測定は、可能ではない。 According to this' 743 patent, this measurement of the optical absorption is possible, measurement of the optical rotation through the aqueous humor is not possible. しかし、この'743特許では、拡散性に反射される光の強度は、血中グルコース濃度を含む、眼芽水の光学的性質に関する有用な情報を得るために分析され得る。 However, in this' 743 patent, the intensity of the light reflected diffusely includes blood glucose concentration may be analyzed in order to obtain useful information about the optical properties of Meme water.

米国特許第5,687,721号('721特許)はまた、測定偏光ビームおよび参照偏光ビームの両方を生成すること、およびこれらビームを比較して血中グルコース濃度に起因する回転の角度を決定することにより血中グルコース濃度を測定する方法を開示する。 U.S. Patent No. 5,687,721 ( '721 patent) also decided to generate both measuring polarization beam and the reference polarized beam, and the angle of rotation due to the blood glucose concentration by comparing the beams It discloses a method of measuring blood glucose concentration by. しかし、開示される好ましい試験部位は、この'721特許によれば、指またはその他の適切な付属器である。 However, the preferred test site disclosed, according to the '721 patent, a finger or other suitable appendage. この'721特許は、光源として、単色レーザーおよび/または半導体の使用をさらに開示および必要とする。 The '721 patent, as the light source, further the disclosure and require the use of a monochromatic laser and / or semiconductor.

米国特許第5,788,632号('632特許)は、第1の偏光器および第1のリターダを通って光の第1のビームを透過すること、次いで、この光を測定されるべきサンプルを通るようにすること、この光を第2の偏光器またはリターダを通って透過すること、および最後に、この光を第2の検出器から検出することによる、血中グルコース濃度を決定するための非侵襲的器具を開示する。 Sample No. 5,788,632 ( '632 patent), it passes through the first polarizer and the first retarder is transmitted through the first beam of light, then, to be measured the light possible to pass through the, it is transmitted through the light through the second polarizer or retarder, and finally by detecting the light from the second detector, to determine the blood glucose concentration It discloses a non-invasive instrument. 測定された偏光の回転は、この'632特許により、測定されたサンプルの血中グルコース濃度に関連付けられる。 Rotation of the measured polarization, this' 632 patent, is associated with a blood glucose concentration of the sample measured.

米国特許第5,433,197号('197特許)は、眼を、エネルギーが眼の前方チャンバーちゅう眼房水を通過し、そして次いで虹彩から反射されるような様式で照射する広帯域の近赤外線照射を用いて血中グルコース濃度を決定するための非侵襲的器具を開示している。 U.S. Patent No. 5,433,197 ( '197 patent), the eyes, the energy passes through the front chamber Tadashi aqueous humor of the eye, and then broadband near infrared irradiating a manner as is reflected from the iris invasive device for determining the blood glucose concentration using irradiation disclose. 次いで、この反射されたエネルギーは、眼房水および角膜を通って戻り、そしてスペクトル分析のために収集される。 Then, the reflected energy returns through the aqueous humor and the cornea and is collected for spectral analysis. この'197特許によれば、反射されたエネルギーの電気信号の代表が、一変量および/または多変量信号処理技法によって分析され、グルコース決定における任意の誤りを矯正する。 According to this' 197 patent, the representative of the electrical signals of the reflected energy are analyzed by univariate and / or multivariate signal processing techniques, to correct any errors in the glucose determination. ここで、再び、'197特許中の器具の正確度は、グルコースが単にこの近赤外線照射スペクトルでは十分に識別可能な「フィンガープリント」を欠くために制限される。 Here, again, '197 accuracy of the instrument in the patent, the glucose is simply limited due to lack of "fingerprint" sufficiently identifiable in this near infrared radiation spectrum.

試験部位としてヒトの身体、そして特に、鼓膜を用いて、血中グルコース濃度を測定するために天然に発せられる照射を用いる器具および方法が開示されている。 Human body as a test site, and in particular, using a tympanic membrane, instruments and methods of using radiation emitted naturally to measure the blood glucose concentration is disclosed. 米国特許第4,790,324号;同第4,797,840号;同第4,932,789号;同第5,024,533号;同第5,167,235号;同第5,169,235号;および同第5,178,464号は、鼓膜非接触検温計のための種々の設計、安定化技法および較正技法を記載している。 U.S. Patent No. 4,790,324; the No. 4,797,840; the No. 4,932,789; the No. 5,024,533; the No. 5,167,235; the fifth, No. 169,235; and the No. 5,178,464 a variety of designs for tympanic contactless thermometry meter, describes a stabilizing techniques and calibration techniques. さらに、米国特許第5,666,956号('956特許)は、鼓膜から電磁照射を測定し、そして照射強度、スペクトル分布、および黒体温度を測定することによりPlankの法則を用いて単色の放射率を算出する器具を開示する。 Further, U.S. Patent No. 5,666,956 ( '956 patent), to measure the electromagnetic radiation from the tympanic membrane, and the irradiation intensity, spectral distribution, and by measuring the blackbody temperature of the single color using the law of Plank It discloses an instrument for calculating the emissivity. この'956特許によれば、得られる単色の放射率は、測定される部位のスペクトル特徴、すなわち、鼓膜から測定された血中グルコース濃度に依存して変動し得る。 According to this' 956 patent, the emissivity of the monochromatic obtained, spectral features of the site to be measured, i.e., may vary depending on the blood glucose concentration measured from the tympanic membrane. しかし、この'956特許は、身体の皮膚表面を、その単色の放射率に対して黒体よりもむしろ「灰白体」と等しくする。 However, the '956 patent, the body skin surface, is equal to "Haishirotai" rather than a black body to the radiation rate of the monochromatic. 従って、この'956特許によれば、天然の黒体が発する照射を利用するこのような皮膚表面を基礎にした方法の正確さは、上記鼓膜から発せられる天然の黒体照射を利用する表面下分析の方法と比較したとき、分析物測定には有用ではない。 Therefore, according to the '956 patent, the accuracy of methods such skin surface utilizing the illumination black body naturally emits the foundation, subsurface utilizing black body radiation of natural emitted from the tympanic membrane when compared to the method of analysis, not useful for analyte determination.

ヒト身体は、その表面から赤外線照射を天然に発し、そのスペクトルまたは照射識別特性は、身体組織中の分析物の存在、不在またはその濃度によって改変される。 Human body emits natural infrared radiation from its surface, its spectral or radiation signature, the presence of the analyte in the body tissue, is modified by the absence or concentration thereof. 眼は、この赤外線照射を検出するための試験部位として特に良好に適合している。 Eye, are particularly well suited as a test site for detecting the infrared radiation. 例えば、グルコースのような特定の分析物は、眼と血液との間のグルコース濃度変化で最小の時間遅延を示し、そして眼は、ほとんど妨害のない身体表面を提供する。 For example, a particular analyte, such as glucose, the minimum time delay in glucose concentration change between the eye and the blood, and eye, provides almost no interference body surface. Cameronら、(3)2 DIABETES TECHNOL. Cameron et al., (3) 2 DIABETES TECHNOL. THER. THER. 、202〜207(2001)。 , 202 - 207 (2001). 従って、非侵襲的分析物モニタリングの分野では、血中グルコース濃度、およびこのタイプの血液分析物測定を必要とする被験体におけるその他の所望の分析物の濃度のような、分析物濃度を正確に測定するための適切な器具、およびそれを使用する方法に対するまだ対処されていない必要性が存在している。 Therefore, in the field of non-invasive analyte monitoring, blood glucose levels, and as the concentration of other desired analyte in a subject in need of blood analyte measurements of this type, analyte concentration accurately suitable instruments for measuring, and the need that has not yet been addressed for a method of using it is present.

(発明の要旨) Summary of the Invention
本発明は、身体表面に赤外線照射を注ぐこと、および反射されるこの赤外線照射を測定することによるか、またはこの患者の天然の黒体照射を用いること、および上記分析物濃度を決定するために発せられた照射を分析することのいずれかにより、被験体の組織中の分析物の存在、または分析物濃度のレベルを検出するための非侵襲的方法および器具に関する。 The present invention, pouring the infrared radiation on the body surface, and either by measuring the infrared radiation to be reflected, or the use of the black body radiation of natural this patient, and to determine the analyte concentration by either analyzing the emitted radiation, for the non-invasive methods and devices for detecting the level of presence, or analyte concentration of the analyte in the tissue of the subject. 本発明の器具および方法は、分析物測定をなすために、患者の身体の表面との器具の直接接触を必要としない。 Devices and methods of the present invention, in order to make the analyte measurement, do not require direct contact of the instrument with the surface of the patient's body. このような測定のために特に良好に適している身体表面は、結膜である。 Body surface which is particularly well suited for such measurements is the conjunctiva. この結膜は、角膜を除き、眼の剥き出た表面を覆う。 The conjunctiva, except for the cornea, covering the peeling out of the surface of the eye. 結膜は、眼の白い部分の上に横たわり、そしてまた瞼の内側を裏打ちする透明な薄い組織の層である。 Conjunctiva, overlies the white part of the eye, and also a layer of transparent thin tissue lining the inside of the eyelid. この結膜は、瞼および眼球の湿気を維持するのを支援し、そして眼のために重要なその他の機能を有する。 The conjunctiva is to assist in maintaining the moisture of the eyelids and the eyeball, and having other functions important for the eye. 結膜は、高度に血管形成され、そしてこの結膜内に含まれる組織液は、グルコースを含む血液または組織分析物の非侵襲的測定のための優れた部位を提供することが見出された。 Conjunctiva is highly vascularized, and the interstitial fluid contained within this conjunctiva was found to provide an excellent site for the non-invasive measurement of blood or tissue analyte comprising glucose. 本発明の非侵襲的方法は、制限されないで、電磁照射および任意のその他の光学的信号測定を含む。 Non-invasive methods of the present invention include, but are not limited to, including electromagnetic radiation and any other optical signal measurement.

好ましい実施形態では、実際に測定されるか、または検出される上記分析物は、中赤外線範囲で照射識別特性を有する任意の化合物または物質であり得る。 In a preferred embodiment, either actually measured, or detected by the analyte can be any compound or substance which has an irradiation signature in the mid-infrared range. 特定の分析物の存在、不在または濃度を直接測定することに加え、本発明の方法および器具はまた、制限されないで、分析物の任意の代謝産物または分解産物、または目的の分析物によって影響される上流または下流経路成分または産物を含む、目的の別の分析物のための代理マーカーを提示するか、または目的の別の分析物の存在、不在、または濃度と相関関係を有する任意の化合物または物質の存在、不在または濃度を検出するために用いられ得る。 The presence of a particular analyte, in addition to measuring the absence or concentration directly, the method and apparatus of the present invention is also not limited, any metabolite or degradation product of the analyte or are affected by the analyte of interest, that includes an upstream or downstream pathway component or product, the presence of the proxy or presenting a marker, or another analyte of interest for another analyte of interest, any compound having an absence or concentration correlates, or the presence of substances, can be used to detect the absence or concentration. この状況では、実際に測定される分析物は、目的の別の分析物の代理マーカーである。 In this situation, the analyte that is actually measured is the surrogate marker for another analyte of interest. 本発明の方法および器具はまた、患者と接触された、または患者によって発散された空気中の分析物の存在、不在または濃度を検出するために利用され得る。 The method and apparatus of the present invention may also exist for the contact with the patient, or analyte in the air diverged by the patient, it may be utilized to detect the absence or concentration. このような空気中の分析物はまた、例えば、制限されないで、ケトン、βヒドロキシ酪酸、またはアルコールを含む任意の揮発性化合物または揮発性物質であり得る。 Such analytes in air also, for example, but are not limited to, ketones, may be any volatile compounds or volatile material containing β-hydroxybutyric acid or alcohol.

本発明の別の実施形態は、被験体の組織中の分析物濃度を測定するための方法に関し、この方法は、患者の眼を中赤外線照射に曝す工程、反射される該中赤外線照射スペクトルを決定する工程、およびこの組織中の分析物濃度を決定する工程を包含し得る。 Another embodiment of the present invention relates to a method for measuring the analyte concentration in the tissue of the subject, exposing the mid-infrared irradiation of the patient's eye, the middle infrared radiation spectrum is reflected step determining, and may include the step of determining the analyte concentration in the tissue. この実施形態では、試験される被験体は哺乳類動物であり得、そして好ましくは、この被験体はヒトである。 In this embodiment, the subject to be tested may be a mammal, and preferably, the subject is a human. さらに、測定される分析物濃度は、検出可能な照射識別特性を有する任意の分析物であり得る。 Furthermore, the analyte concentration measured may be any analyte having a detectable radiation signature. 1つの実施形態では、測定される分析物濃度は、グルコース濃度である。 In one embodiment, the analyte concentration to be measured is the glucose concentration. 別の実施形態では、この分析物濃度は、被験体の身体の広範な種類の組織について測定され得る。 In another embodiment, the analyte concentration can be measured for a wide variety of tissue of the subject's body.

別の実施形態では、本発明は、被験体の身体の表面から中赤外線照射のレベルを測定し、そしてこの分析物の特有の中赤外線照射識別特性に基づき特定の分析物の濃度を決定する器具に関する。 In another embodiment, the present invention measures the level of mid-infrared radiation from the surface of the subject's body, and to determine the concentration of a particular analyte on the basis of the infrared radiation signature in the specific of the analyte instrument on. この実施形態における器具は、必要に応じて、中赤外線照射を生成し得る光源、および中赤外線照射検出器をさらに備え得る。 Instrument in this embodiment may optionally further comprise a light source capable of generating mid-infrared radiation, and a mid-infrared radiation detector. 別の実施形態では、この器具はまた、マイクロプロセッサーおよびディスプレイを備え得る。 In another embodiment, the instrument may also include a microprocessor and a display. 1つの実施形態では、この器具は、制限されないで、広帯域の光または狭周波数帯の光を発するダイオード、ネルンスト燈、ニクロム線、およびグローバーランプを含む任意の適切な中赤外線光源であり得る。 In one embodiment, the instrument, but are not limited to, broadband light or narrow band of diodes that emit light may be a Nernst lamp, nichrome wire, and infrared light sources in any suitable including Grover lamp. 別の実施形態では、上記器具はまた、制限されないで、吸収フィルター、干渉フィルター、モノクロメーター、直線状可変フィルター、環状可変フィルター、およびプリズムを含む任意の適切なタイプのフィルターをさらに備え得る波長セレクターを備え得る。 In another embodiment, the instrument also include, but are not limited to, absorption filter, an interference filter, a monochromator, a linear variable filter, cyclic variable filter, and a wavelength selector may further comprise any suitable type of filter includes a prism It may comprise a. 別の実施形態では、上記器具はまた、制限されないで、熱電対、サーミスタ、ミクロボロメーター、および液体窒素冷却MTCを含む任意の適切なタイプであり得る中赤外線光検出器を備え得る。 In another embodiment, the instrument is also not limited, thermocouples, thermistors, may comprise an infrared light detector in which may be any suitable type, including micro bolometer, and the liquid nitrogen cooling MTC.

別の実施形態では、本発明は、被験体の身体の表面に中赤外線範囲にある光を含む光を注ぎ、そしてこの器具に反射して戻る分析物の中赤外線識別特性に基づき分析物濃度を測定する器具に関する。 In another embodiment, the present invention is poured light including light in the mid-infrared range to the surface of the body of the subject and analyte concentration based on the infrared signature in the analyte reflected back to the instrument for the measurement to the instrument. この実施形態では、この器具は、約2.5ミクロン〜約25.0ミクロンの範囲の波長を有する中赤外線照射を生成し得る光源、約8.0ミクロン〜約11.0ミクロンの範囲にある波長を有する中赤外線照射を検出し得る中赤外線照射検出器をさらに備え、そして必要に応じてマイクロプロセッサー、およびディスプレイを備える。 In this embodiment, the instrument is a light source capable of generating infrared radiation in having a wavelength in the range of from about 2.5 microns to about 25.0 microns, in the range of from about 8.0 microns to about 11.0 microns further comprising an infrared radiation detector in which can detect infrared radiation in having a wavelength, and microprocessors as required, and a display. 1つの実施形態では、この器具は、制限されないで、広帯域の光または狭周波数帯の光を発するダイオード、ネルンスト燈、ニクロム線、およびグローバーランプを含む任意の適切な中赤外線光源であり得る光源をさらに備える。 In one embodiment, the instrument, but are not limited to, broadband light or narrow band of diode that emits light, Nernst lamp, nichrome wire, and a light source which may be an infrared light source within any suitable including Grover lamp further comprising. さらに、この実施形態の器具は、必要に応じて、それ自身が、制限されないで、吸収フィルター、干渉フィルター、モノクロメーター、直線状可変フィルター、環状可変フィルター、およびプリズムを含む適切な波長フィルターをさらに備え得るセレクターをさらに備え得る。 Furthermore, the instrument of this embodiment, if necessary, itself, but are not limited to, absorption filter, an interference filter, a monochromator, a linear variable filter, cyclic variable filter, and a suitable wavelength filter comprising a prism further It may further include a may include selector. 1つの実施形態では、上記器具はまた、制限されないで、熱電対、サーミスタ、ミクロボロメーター、および液体窒素冷却MTCを含む適切な中赤外線光検出器を備え得る。 In one embodiment, the instrument is also not limited, thermocouple, may comprise thermistors, micro bolometer, and an infrared light detector in proper comprising a liquid nitrogen cooling MTC.

本発明の別の実施形態では、上記器具は、制限されないで、液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、および電界放出ディスプレイ(FED)を含む英数ディスプレイのようなディスプレイを備え得る。 In another embodiment of the present invention, the instrument include, but are not limited to, liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), and may include alphanumeric display, such as a display including a field emission display (FED). 本発明の別の実施形態では、この器具は、記録された音響クリップ、スピーチ合成器および音声エミュレーションアルゴリズムを含む音響供給源を備え得る音響ディスプレイを備え、上記分析物濃度を聞こえるように報告する。 In another embodiment of the present invention, the instrument recorded sound clip, comprising an acoustic display which can comprise a speech synthesizer and sound sources including speech emulation algorithms are reported to be heard the analyte concentration.

別の実施形態では、本発明の器具は、マイクロプロセッサーおよびこのマイクロプロセッサーに作動可能に接続されるメモリーを備える。 In another embodiment, the instrument of the present invention comprises a memory that is operatively connected to the microprocessor and the microprocessor. この実施形態の器具はまた、この器具からコンピューターシステムにデータを伝達するよう適合された通信インターフェースをさらに備え得る。 Instrument of this embodiment may also further comprise a communication adapted to interface to transmit data to the computer system from the instrument. この実施形態では、選択された通信インターフェースは、制限されないで、シリアル、パラレル、USB(ユニバーサルシリアルバス)、ファイアーワイヤ、イーサーネット、光ファイバー、同軸ケーブル、およびねじれペアケーブルを含む任意の適切なインターフェースであり得る。 In this embodiment, the selected communication interface, but are not limited to, serial, parallel, USB (Universal Serial Bus), Fire Wire, Ethernet, optical fiber, in any suitable interface including a coaxial cable, and twisted pair cable possible.

別の実施形態では、本発明は、測定された分析物濃度をダウンロードおよび記憶するためのコンピューターシステムに関する。 In another embodiment, the present invention relates to a computer system for downloading and storing the measured analyte concentration. この実施形態は、さらに、コンピュータープロセッサー、このコンピュータープロセッサーに作動可能に連結されたメモリー、このコンピュータープロセッサー内でデータを受信かつ送信するように適合された通信インターフェース、およびこのコンピュータープロセッサー内で履行される、上記メモリー中に記憶されたコンピュータープログラムを備え得る。 This embodiment is further computer processor, fulfillment memory operably coupled to the computer processor, adapted communication interfaces to receive and transmit data in this computer processors, and in this computer processor It may comprise a computer program stored in said memory. この実施形態のコンピュータープロセッサーは、データベースをさらに備え、ここで、このプロセッサーによって受容されたデータは、データベースとしてメモリー上に記憶され得、そして所定のフィールド中に記憶され、そしてこのデータベースは、ダウンロードされた分析物濃度のグラフの提示であり得る。 Computer processor of this embodiment further comprises a database, wherein data that is received by the processor, stored obtained is stored in memory as a database, and in a given field, and this database is downloaded analytes may be presented in the graph of concentration. この実施形態のグラフの提示は、制限されないで、カラム、ライン、バー、パイ、XYスキャナー、領域、レーダー、および表面提示を含み得る。 Presentation of the graph in this embodiment include, but are not limited to, may include column lines, bars, pies, XY scanner, area, radar, and the surface display.

別の実施形態では、本発明は、分析物濃度についてのデータを遠隔のコンピュータープロセッサーまたは使用者に伝達するようにさらに適合されているコンピューターインターフェースに関する。 In another embodiment, the present invention provides the data for the analyte concentration for a computer interface is further adapted to transmit to a remote computer processor or user. この実施形態では、遠隔の使用者は、医師、研究所、専門家、看護婦、ホスピスサービスプロバイダー、保険業者、およびヘルスケアプロバイダーであり得る。 In this embodiment, a remote user, doctors, laboratories, specialists, nurses, hospice service provider, may be the insurers, and health care providers.

さらなる実施形態では、本発明は、被験体の分析物濃度をダウンロードおよび記憶するための方法またはシステムに関し、これは、通信インターフェースを有する非侵襲的器具を用いて分析物を測定する工程、この非侵襲的器具を、上記通信インターフェースを通じて、コンピュータープロセッサー、このコンピュータープロセッサーで履行するコンピュータープログラム、および類似の通信インターフェースを有するコンピューターシステムに接続する工程、およびこの非侵襲的器具から測定された分析物濃度を上記コンピューターシステムにダウンロードする工程を包含し得る。 Step In a further embodiment, the present invention relates to a method or system for downloading and storing the analyte concentration in a subject, which is to measure the analyte by using a non-invasive instrument having a communication interface, the non invasive instrument through the communication interface, the computer processor, to fulfill a computer program on this computer processor, and step of connecting to a computer system having a similar communication interface, and the measured analyte concentration from the non-invasive instruments It may include the step of downloading to the computer system. この実施形態の通信インターフェースは、上記器具からコンピューターシステムにデータを伝達するよう適合された通信インターフェースをさらに備える。 Communication interface of this embodiment further comprises a communication adapted to interface to transmit data to the computer system from the instrument. この実施形態では、この通信インターフェースは、例えば、シリアル、パラレル、ユニバーサルシリアルバス(USB)、ファイアーワイヤ、イーサーネット、光ファイバー、同軸ケーブル、およびねじれペアケーブルを含み得る。 In this embodiment, the communications interface, for example, serial, parallel, universal serial bus (USB), Fire Wire, Ethernet, may include fiber optic, coaxial cable, and twisted pair cables.

本発明のその他の目的、特徴および利点は、以下の詳細な説明から明らかになる。 Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description. この詳細な説明および特定の実施例は、本発明の特定の実施形態を示しているが、例示のみによって提供される。 The detailed description and specific examples, while indicating specific embodiments of the present invention are provided by way of illustration only. 従って、本発明はまた、この詳細な説明から当業者に明らかとなり得る本発明の思想および範囲内の種々の変更および改変を含む。 Accordingly, the present invention also includes various changes and modifications within the spirit and scope of the invention that may become apparent to those skilled in the art from this detailed description.

(発明の詳細な説明) (Detailed Description of the Invention)
本発明は、本明細書中に記載の特定の方法、プロトコール、器具、およびシステムなどに、これらは変動し得るので制限されないことが理解されるべきである。 The present invention, certain methods described herein, the protocol, equipment, and the like in the system, these should be understood that it is not limited because it can vary. 本明細書中で用いられる用語は、特定の実施形態のみを説明する目的のために用いられ、そして本発明の範囲を制限することは意図されないこともまた理解されるべきである。 As used herein is used for the purpose of describing particular embodiments only, and to limit the scope of the invention should also be understood that it is not intended. 本明細書中および添付の請求項中で用いられるとき、単数形態「a」、「an」、および「the」は、文脈がそうでないことを明瞭に指示しなければ、複数の参照を含むことを注記しなければならない。 As used in the claims herein and the appended, the singular forms "a", "an" and "the", unless clearly indicate that context is not the case, to include a plurality of reference It must be noted. 従って、例えば、「中赤外線フィルター」への参照は、1つ以上のフィルターへの参照であり、そして当業者に公知のその透過物などを含む。 Thus, for example, reference to "mid-infrared filter" is a reference to one or more filters, and including known that permeate to those skilled in the art.

他であることが規定されなければ、本明細書中で用いられるすべての技術的および科学的用語は、本発明が属する分野の当業者の1人によって共通に理解されるのと同じ意味を有する。 Unless specified to be otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention pertains . 好ましい方法、デバイス、および材料が記載されるが、本明細書に記載のものと類似また等価である任意の方法および材料が、本発明の実施または試験で用いられ得る。 Preferred methods, devices, and materials but is described, any methods and materials similar also equivalent to those described herein can be used in the practice or testing of the present invention.

(定義) (Definition)
分析物:本明細書で用いられとき、測定されるべき任意の特定の物質を記載する。 Analyte: When used herein, describes any particular substance to be measured. 分析物はまた、赤外線照射識別特性を示す、被験体の組織中の、または被験体と接触したか、もしくは被験体により発散された空気中に存在する任意の物質を含み得る。 Analyte also shows infrared radiation signature may include in the tissue of a subject, or in contact with a subject, or any substance present in the air diverged by the subject. 分析物の例は、制限されないで、代謝化合物または物質、グルコースを含む糖のような炭水化物,タンパク質、ペプチド、またはアミノ酸、脂質または脂肪酸、トリグリセリド、多糖、エタノールを含むアルコール、トキシン、ホルモン、ビタミン、細菌関連物質、真菌関連物質、ウイルス関連物質、寄生虫関連物質、薬学的または非薬学的化合物、物質、プロドラッグまたは薬物、および任意の前駆体、代謝物、先行するものの任意の分解産物または代理マーカーを含む。 Examples of analytes include, but are not limited to, metabolite compounds or substances, carbohydrates such as sugars, including glucose, proteins, peptides or amino acids, lipids or fatty acids, triglycerides, polysaccharides, alcohols including ethanol, toxins, hormones, vitamins, bacteria related substances, fungi related substances, virus-related substances, parasites related substances, pharmaceutical or non-pharmaceutical compounds, materials, prodrug or drug, and any precursor, metabolite, any degradation products or agents of the preceding ones including the marker. 分析物はまた、被験体の身体に対し異物であるか、またはその中に通常存在しない任意の物質を含み得る。 Analyte may also include any substance that either a foreign substance to the body of a subject, or in the not normally present.

結膜:本明細書中で用いられるとき、眼の剥き出た表面および瞼の内表面を覆う膜組織を記載する。 Conjunctiva: As used herein, describes a membrane tissue covering the peeling output surface and the inner surface of the eyelid of the eye.

遠赤外線照射:本明細書中で用いられるとき、任意の供給源が生成されるか、または天然に発せられるかいずれかの約50.00〜約1000.00ミクロンの波長を有する任意の照射をいう。 Far infrared radiation: As used herein, any radiation having a wavelength of either about 50.00~ about 1000.00 microns emitted on whether any source is produced or natural, Say.

注ぐこと:本明細書中で用いられるとき、表面への相対的に広く拡散されるか、または広がる光の光線を広く付与することをいう。 Pour it: As used herein, refers to a wide imparting ray of either relatively widely diffused to the surface, or spread light.

集中される:本明細書で用いられるとき、特定の所定の点の上に集められる大部分が平行の光の光線を意味する。 It is concentrated: As used herein, the majority to be collected on a specific predetermined point means a ray of parallel light.

赤外線照射:本明細書で用いられるとき、任意の供給源から生成されるか、または天然に発せられるかいずれかの、約0.78〜約1000.00ミクロンの波長を有する任意の照射をいう。 Infrared radiation: As used herein, if any emitted to or naturally generated from any source, it refers to any radiation having a wavelength of about 0.78~ about 1000.00 microns .

中赤外線照射:本明細書で用いられるとき、任意の供給源から生成されるか、または天然に発せられるかいずれかの、約2.50ミクロン〜約50.00ミクロンの波長を有する任意の照射をいう。 Mid-infrared irradiation: As used herein, if any emitted to or naturally generated from any source, any having a wavelength of about 2.50 microns to about 50.00 microns irradiation the say.

中赤外線照射検出器:本明細書で用いられるとき、赤外線照射を登録し得る任意の検出器またはセンサーをいう。 Mid-infrared radiation detector: As used herein, refers to any detector or sensor capable of registering the infrared radiation. 適切な中赤外線検出器の例は、制限されないで、熱電対、サーミスタ、ミクロボロメーター、および液体窒素冷却MTCを含む。 Examples in suitable infrared detectors include, but are not limited to, including thermocouples, thermistors, micro bolometer, and the liquid nitrogen cooling MTC. 合わせて検出された赤外線照射は、フーリエ変換のような手段を用いて分析物濃度に対応する波長と相関付けられ得、高解像度スペクトルを生成する。 Infrared radiation detected together, the resulting correlated with the wavelength corresponding to the analyte concentration using a means such as a Fourier transform, to generate a high-resolution spectrum.

近赤外線照射:本明細書で用いられるとき、任意の供給源から生成されるか、または天然に発せられるかいずれかの、約0.78ミクロン〜約2.50ミクロンの波長を有する任意の照射をいう。 NIR irradiation: As used herein, if any emitted to or naturally generated from any source, any having a wavelength of about 0.78 microns to about 2.50 microns radiation the say.

表面:本明細書で用いられるとき、制限されないで、自然に存在するか、または手術により作製された表面のような人工いずれかの、皮膚、眼、耳、口、鼻または任意の開口部、身体腔、穿孔管またはその他の表面を含む、外部環境に曝され得る患者の身体の任意の部分をいう。 Surface: As used herein, but are not limited to, artificial one, such as that produced surface by either naturally occurring, or surgery, skin, eye, ear, mouth, nose, or any opening, body cavity, including perforated tube or other surface refers to any part of the body of the patient that can exposed to the external environment.

組織:本明細書で用いられるとき、制限されないで、皮膚、血液、体液、眼、組織液、眼液、骨、筋肉、上皮、脂肪、毛、筋膜、器官、軟骨、腱、靭帯、および任意の粘膜を含む、被験体の任意の組織または成分を含む。 Organization: As used herein, but are not limited to, skin, blood, body fluid, ocular, tissue fluid, ocular fluid, bone, muscle, epithelial, adipose, hair, fascia, organs, cartilage, tendons, ligaments, and optionally including mucosal, including any tissue or component of a subject.

(非侵襲的グルコース測定) (Non-invasive glucose measurement)
本発明の1つの局面では、中赤外線照射が、照射供給源を用いて身体表面上に注がれる。 In one aspect of the present invention, mid-infrared radiation is poured on the body surface using a radiation source. この注がれた照射は、身体表面の前に配置された中赤外線検出器具より検出される。 The poured irradiation is detected from the infrared detection instrument in which is arranged in front of the body surface. ここで再び、反射される中赤外線照射の照射識別特性は、分析物の存在または濃度により影響される。 Here again, the irradiation signature of infrared radiation in which the reflection is affected by the presence or concentration of the analyte. これは、被験体の眼を含む、任意の身体表面から、グルコースのような分析物の存在、不在または濃度を測定するために本発明の器具を採用する非侵襲的方法を提供する(図3)。 This includes the eye of a subject, from any body surface, the presence of an analyte such as glucose, provides a non-invasive method of employing the apparatus of the present invention to measure the absence or concentration (Fig. 3 ).

本発明の別の局面では、人間は、中赤外線照射スペクトル中のエネルギーの天然の放射体または放射体である。 In another aspect of the present invention, the human is an emitter or emitter energy natural in the mid-infrared radiation spectrum. 本発明の1つの局面では、身体は、それ自身光(熱)供給源として作用し、その中に存在する分析物の中赤外線照射識別特性を提供する。 In one aspect of the present invention, the body acts as its own light (heat) source, to provide an infrared radiation signature in the analyte present therein. この局面では、および被験体の身体の表面に関して、身体からの光(または熱)は、身体表面から発せられるか、または放射され、そして中赤外線照射検出器具によって検出される。 In this aspect, and with respect to the surface of the subject's body, the light from the body (or heat) is either emitted from the body surface, or emitted and detected by the mid-infrared radiation detection instrument. この身体の中赤外線照射の放射における中赤外線照射識別特性は、被験体の組織中のグルコースのような分析物の存在、不在または濃度によって影響される。 Mid-infrared radiation signature of the radiation of infrared radiation in this body, the presence of the analyte, such as glucose in the tissue of the subject is affected by the absence or concentration. 身体の天然の中赤外線照射識別特性内に含まれるグルコースの天然の中赤外線照射識別特性は、このような測定(図3)を行う非侵襲的グルコース測定および器具のための基礎を提供する。 Infrared radiation signature in the natural glucose contained in the infrared radiation signature within in the natural body, provides the basis for non-invasive glucose measurement and instruments for performing such measurements (Fig. 3). さらに、特定の分析物の濃度を減少すること、または増加することは、赤外線照射の身体の天然の放射における増加を引き起こし得る。 Moreover, reducing the concentration of a particular analyte, or increasing it to can cause an increase in the natural radiation of the body of the infrared radiation. 身体の天然の赤外線放射におけるこのような増加は、分析物の存在、不在または濃度を測定するために利用され得る測定可能な信号を提供し得る。 This increase in natural infrared radiation of the body, the presence of the analyte can provide a measurable signal that may be utilized to measure the absence or concentration.

血中グルコースレベルにおける変動が、眼の眼房水中のグルコースレベルと良好に相関しているという相当な証拠がある。 Fluctuations in blood glucose levels, there is considerable evidence that correlates well with glucose levels in the aqueous humor of the eye. (Steffes、1(2)DIABETES TECHNOL.THER.、129〜133(1999))。 (Steffes, 1 (2) DIABETES TECHNOL.THER., 129~133 (1999)). 実際、血中グルコース能動と眼房水のグルコース濃度との間の時間遅延は、平均して約5分間であることが推定されている。 In fact, the time delay between the glucose concentration of blood glucose active and aqueous humor, it was an average of about 5 minutes is estimated. (Cameronら、3(2)DIABETES TECHNOL.THER.、201〜207(2001))。 (Cameron et al., 3 (2) DIABETES TECHNOL.THER., 201~207 (2001)). 眼房水は、レンズと角膜との間にある水っぽい液体であり、角膜、レンズおよび虹彩を浴し、そして栄養分を供給する(図1)。 Aqueous humor is a watery liquid in between the lens and the cornea, the cornea, the lens and iris Yokushi and provides nutrients (Figure 1). 眼中のグルコースは、制限されないで、上皮細胞、眼房水、硝子体液、角膜の種々の層、虹彩、強膜の種々の層、結膜、涙、涙層、および血管を含む種々の成分および区画全体に位置されている。 Glucose in the eye include, but are not limited to, epithelial cells, aqueous humor, vitreous humor, the various layers of the cornea, iris, strong various layers of film, conjunctiva, tear, tear layer, and various components and compartments including vascular They are located throughout. 従って、制限されないで、この涙層を含む眼は、被験体の組織中の分析物の存在、不在または濃度の非侵襲的測定のための理想的かつ適切両方の身体表面である。 Accordingly, but are not limited to, the eye, including the tear layer, the presence of analyte in the tissue of the subject, it is ideal and suitable both body surface for non-invasive measurement of absence or concentration.

(中赤外線照射を測定すること) (Measuring the mid-infrared radiation)
電磁照射が物質を通過するとき、その周波数およびそれが遭遇する分子の構造に依存して吸収されるか、または透過するかのいずれかであり得る。 When electromagnetic radiation passes through the material, it can be either the one frequency and it is absorbed, depending on the structure of the molecules encountered, or transmitted. 電磁照射はエネルギーであり、これ故、分子が照射を吸収するとき、それは、1つのエネルギー状態(E initial )から別のエネルギー状態(E final )への量子遷移を受けるのでエネルギーを得る。 Electromagnetic radiation is energy, Hence, when the molecule absorbs radiation, it obtains energy are also subject to the quantum transitions from one energy state (E initial) to another energy state (E final). 吸収された照射の周波数は、プランクの法則:E final −E initial =E=hn=hc/lによる遷移のエネルギーに関連している。 Frequency of the absorbed radiation is Planck's law: associated with the energy of the transition by E final -E initial = E = hn = hc / l. 従って、プランク定数による入射照射の周波数に関連している遷移が存在する場合、そのときは、この照射は吸収され得る。 Therefore, if a transition associated with the frequency of the incident radiation by Planck's constant is present, then the the irradiation can be absorbed. 逆に、この周波数がプランク式を満足しない場合、そのときは、この照射は透過される。 Conversely, this frequency is not satisfied Planck equation, then the this radiation is transmitted. 入射照射の周波数 対 サンプルにより吸収された照射%の特定の測定のプロットは、化合物の照射識別特性である。 Plot of specific measurement of radiation% absorbed by the frequency-to-sample of the incident radiation is irradiated signature compounds. 照射を吸収する物質または物質を含む身体表面に付与される照射のある程度の吸収は、実際に通過する照射の量における測定可能な減少を生じ得るか、または照射吸収性物質により影響される。 Some absorption of radiation applied to a body surface comprising a material or substance that absorbs radiation will be affected or may produce a measurable reduction in the amount of radiation actually passes, or by irradiation absorbing material. 通過、またはこの照射吸収性物質より影響される照射の量におけるこのような減少は、分析物の存在、不在または濃度を測定するために利用され得る測定可能な信号提供し得る。 Pass, or such reduction in the amount of radiation to be affected from this radiation-absorbing material, the presence of the analyte, may provide measurable signal may be utilized to measure the absence or concentration.

ヒト身体は、赤外線照射スペクトル内の電磁放射を発する。 Human body, emits electromagnetic radiation in the infrared radiation spectrum. 発せられる赤外線照射のスペクトル特徴は、被験体の身体表面のようなこの発する物体の性質と関連付けられ得る。 Spectral features of the infrared radiation emitted may be associated with this issue properties of objects, such as a body surface of a subject. 例えば、グルコースは、約8.0ミクロンと約11.0ミクロンとの間の波長の中赤外線照射を吸収する。 For example, glucose, absorbs infrared radiation in a wavelength between about 8.0 microns and about 11.0 microns. 中赤外線照射が、グルコースが存在する物体を通過またはそれから反射される場合、別個の照射「フィンガープリント(fingerprint)」または「識別特性(signature)」が、吸収されない残りの光から検出され得、照射識別特性を生成する。 Mid-infrared irradiation, when glucose is reflected pass or therefrom objects present, a separate irradiation "fingerprint (fingerprint)" or "signature (signature)" is detected from the remaining light that is not absorbed obtained, irradiation generating a signature. この生成された照射識別特性は、分析物の存在または不在を確認する、および分析物の濃度を示すことの両方を行い得る。 Irradiation signature This produced can perform both indicate the concentration of the presence or confirm the absence, and the analyte of the analyte. さらに、グルコースは、照射吸収性物質であるので、被験体の眼を含む被験体の身体表面のようなグルコース含有物質を通過または反射する照射エネルギーの量で測定可能な減少が存在し得る。 Further, glucose, since the irradiation-absorbing material, measurable decrease in the amount of radiation energy that passes through or reflects glucose-containing material such as a body surface of a subject comprising the eye of a subject may be present. この照射エネルギーの量における測定可能な減少は、被験体中のグルコースの存在、不在または濃度を測定するために利用され得る。 Measurable reduction in the amount of the irradiation energy, the presence of glucose in a subject, may be utilized to measure the absence or concentration.

本発明の1つの実施形態は、被験体中の血液分析物濃度を非侵襲的に測定するための方法を提供し、この被験体の身体表面上に注がれる中赤外線照射を生成する工程、反射する中赤外線照射を検出する工程、この検出された中赤外線照射のスペクトル特徴を、分析物濃度に対応する照射識別特性と関連付ける工程、およびこの検出された中赤外線照射識別特性を分析し、分析物濃度測定を与える工程を包含する。 Step one embodiment of the present invention, which provides a method for measuring blood analyte concentration in a subject non-invasively, to generate infrared radiation in which is poured on the body surface of the subject, detecting the infrared radiation in the reflected spectral characteristics of the infrared radiation in this is detected, the step of associating a radiation signature corresponding to analyte concentration, and analyzed the infrared radiation signature therein the detected, analyzed comprising the step of providing an object densitometry. 別の実施形態では、この方法は、約8.00ミクロン〜約11.00ミクロンの波長のみがフィルターを通過するように、身体表面から反射して戻る中赤外線照射をフィルターにかけることによる、検出の前にフィルターにかける工程を包含する。 In another embodiment, the method is due to be filtered infrared radiation in which only a wavelength of about 8.00 microns to about 11.00 microns to pass through the filter, reflected back from the body surface, detecting comprising the step of subjecting the filter before. この実施形態では、このフィルターにかける工程は、吸収フィルター、干渉フィルター、モノクロメーター、直線状可変フィルターおよび環状可変フィルター、プリズムまたは任意のその他の当該分野で公知の機能的相当物を用いて達成され得る。 In this embodiment, the step of subjecting this filter, absorption filters, interference filters, monochromators, is achieved using a linear variable filter and annular variable filter, known functional equivalent prism or any other art obtain. 上記検出工程は、熱電対、サーミスタ、ミクロボロメーター、液体窒素冷却MTC、または当該分野で公知の任意のその他の機能的透過物のような任意の中赤外線照射センサーを用いて達成され得る。 The detection step, thermocouples, thermistors, micro bolometer can be accomplished using infrared radiation sensor in any, such as liquid nitrogen cooling MTC or any known other functional permeate in the art. 上記検出される中赤外線照射のスペクトル特徴を関連付ける工程は、上記検出された中赤外線照射識別特性を分析物の照射識別特性と関連付けるマイクロプロセッサーの使用を含み得る。 It said step of correlating the spectral characteristics of the infrared radiation in to be detected may include the use of microprocessors to be associated with radiation signature of the analyte infrared radiation signature among which is the detected. 測定される分析物がグルコースである場合、そのときは、上記生成される照射識別特性は、約8.0〜約11.0ミクロン内の範囲であり得る。 If the measured analyte is glucose, then the radiation signature that the generated may range in about 8.0 to about 11.0 microns. 上記分析工程は、上記吸収されたスペクトルをグルコース濃度と関連付けるために、プランクの法則に基づくアルゴリズムを用いるマイクロプロセッサーをさらに備え得る。 The analyzing step, the absorption spectrum for association with glucose concentration, may further comprise a microprocessor using an algorithm based on Planck's law. 本発明の別の実施形態では、上記分析する工程は、相関関係のために上記検出された中赤外線信号を分析物スペクトルに変換するために、制限されないでKramers−Kronig変換または当該分野で公知のその他の古典的変換のような変換の使用を含み得る。 In another embodiment of the present invention, said analysis is to convert the infrared signal among which is the detection for correlation to the analyte spectral, Kramers-Kronig transformation or known in the art but are not limited It may include the use of other like classical transformation transform.

グルコースが目的の分析物中にある、本発明の別の実施形態では、中赤外線照射検出器を備える器具およびディスプレイが被験体の身体表面に支持され得る。 Glucose is in the analyte of interest, in another embodiment of the present invention, the instrument and display with mid-infrared radiation detector can be supported on the body surface of the subject. この身体表面からの中赤外線照射は、必要に応じて、約8.0ミクロン〜約11.0ミクロンの波長のみが上記中赤外線照射検出器に到達するようにフィルターにかけられ得る。 Infrared radiation within this body surface, if necessary, only the wavelength of about 8.0 microns to about 11.0 microns can be filtered so as to reach the infrared radiation detector in the above. この検出器により検出される中赤外線照射の照射識別特性は、次いで、グルコース濃度に対応する照射識別特性と関連付けられる。 Irradiation signature of infrared radiation in which is detected by the detector is then associated with the radiation signature corresponding to the glucose concentration. この照射識別特性は、次いで、正確なグルコース濃度測定を与えるように分析され得る。 The irradiation signature can then be analyzed to provide accurate glucose concentration measurement. 測定されたグルコース濃度は表示され得る。 Measured glucose concentration may be displayed.

本発明の別の実施形態では、中赤外線照射発生器、中赤外線照射検出器およびディスプレイを備える器具が、患者の身体表面に支持され得る。 In another embodiment of the present invention, mid-infrared radiation generator, the instrument comprising a mid-infrared radiation detector and display it may be supported on the patient's body surface. 中赤外線照射は、この器具によって生成され、そして被験体の身体表面上に集められたビームを注ぐか、または向けるために用いられ得る。 Mid-infrared radiation may be generated by the instrument, and used to either pouring the collected beam on the body surface of the subject, or direct. 生成された中赤外線照射は、広帯域または狭周波数帯照射であり得、そしてまた、所望の照射の波長のみを上記身体表面に到達するためにフィルターにかけられ得る。 The infrared radiation in generated, can be a wide band or narrow band radiation, and also, only the wavelength of the desired radiation may be filtered in order to reach the body surface. 身体表面の任意の成分中に存在するグルコースのような任意の分析物は、生成された照射のいくらかを吸収し得る。 Any analyte such as glucose present in any component of the body surface may absorb some of the generated radiation. 吸収されない中赤外線照射は、反射して上記器具に戻り得る。 Infrared radiation While not absorbed, may return to the instrument and reflecting. この反射した中赤外線照射は、必要に応じて、約8.0ミクロン〜約11.0ミクロンの波長のみが上記中赤外線照射検出器に到達するようにフィルターにかけられ得る。 The infrared radiation in the reflected, if necessary, only the wavelength of about 8.0 microns to about 11.0 microns can be filtered so as to reach the infrared radiation detector in the above. この検出器によって検出される中赤外線照射の照射識別特性は、次いで、グルコースのような分析物の濃度に対応する照射識別特性と関連付けられ得る。 Irradiation signature of infrared radiation in which is detected by the detector can then be associated with a radiation signature corresponding to the concentration of the analyte, such as glucose. この照射識別特性は、グルコースのような分析物の濃度を得るために分析され得る。 The irradiation signature may be analyzed to obtain the concentration of the analyte, such as glucose. グルコースのような分析物の測定された濃度は、上記器具によって表示され得る。 The measured concentration of the analyte, such as glucose, may be displayed by the instrument.

赤外線照射は、本発明の器具によって生成され得る。 Infrared radiation can be generated by the instrument of the present invention. このような赤外線照射は、広帯域波長発生器または狭周波数帯波長発生器によって生成され得る。 Such infrared radiation may be generated by a broadband wavelength generator or a narrow band wavelength generator. 本発明の1つの実施形態では、器具は、中赤外線照射発生器を備え得る。 In one embodiment of the present invention, the instrument may comprise a mid-infrared radiation generator. 本発明の別の実施形態では、この器具は、上記身体表面に到達する光の波長を制限するために1つ以上のフィルターを備えた光源を備える。 In another embodiment of the present invention, the instrument comprises a light source with one or more filters to limit the wavelength of light reaching said body surface. この中赤外線発生器は、加熱要素をさらに備え得る。 This in infrared generator may further comprise a heating element. この実施形態の加熱要素は、ネルンスト燈(酸化ジルコニウム/酸化イットリウム)、ニクロム線(ニッケル−クロムワイヤ)、およびグローバー(シリコン−炭素ロッド)、広帯域光発光ダイオードまたは狭周波数帯発光ダイオード、または当該分野で公知の任意のその他の機能的透過物であり得る。 Heating element of this embodiment, the Nernst lamp (zirconium oxide / yttrium oxide), a nichrome wire (nickel - chromium wire), and Glover (silicon - carbon rod), broadband light-emitting diode or a narrow band light emitting diode or the art, in may be any known other functional permeate. 中赤外線照射は、約2.5ミクロン〜約50.0ミクロンの範囲にある波長を有する。 Mid-infrared radiation has a wavelength in the range of from about 2.5 microns to about 50.0 microns. 分析物は、代表的には、吸収のような中赤外線照射に対する分析物の影響から生じるその中赤外線照射スペクトルに関して特徴的な「フィンガープリント」または「識別特性」を有する。 Analyte typically has a "fingerprint" or "signature" characteristic with respect to the inside infrared radiation spectrum resulting from the impact of analyte to infrared radiation in as absorption. 特にグルコースは、約8.0ミクロン〜約11.0ミクロンの波長で、中赤外線照射中の明確な「フィンガープリント」または「識別特性」を有する。 In particular glucose, at a wavelength of about 8.0 microns to about 11.0 microns, with a clear "fingerprint" or "signature" in the mid-infrared radiation. グルコースのこの照射識別特性は、照射識別特性データをとるために広範な種類の身体表面を利用して、広範な種類のグルコース濃度に対して容易に生成され得る。 The irradiation signature of glucose, using a wide variety of body surface to take the radiation signature data may be readily generated for a wide variety of glucose concentrations. 本発明の1つの実施形態では、器具は、すべての中赤外線照射から、約8.0〜約11.0ミクロンの波長の範囲内にないものをフィルターするために、中赤外線照射フィルターを備え得る。 In one embodiment of the present invention, the instrument, all the infrared radiation in order to filter those not within the range of wavelengths from about 8.0 to about 11.0 microns, may comprise a mid-infrared radiation filter . その他の実施形態では、このフィルターは、グルコースのような所望の分析物の照射識別特性を提供する波長以外のすべての中赤外線照射をフィルターで除くよう選択される。 In other embodiments, the filter is selected so as to remove the desired infrared radiation of all the other wavelengths to provide illumination signature of analytes such as glucose in the filter. 中赤外線照射をフィルターにかけることは、吸収フィルター、干渉フィルター、モノクロメーター、直線状可変フィルター、環状可変フィルター、プリズムまたは当該分野で公知の任意のその他機能的透過物を用いて達成され得る。 Applying the mid-infrared radiation to the filter, the absorption filter, an interference filter, a monochromator, a linear variable filter, the annular switch filter may be accomplished using any known other functional permeate a prism or the art.

本発明の器具はまた、中赤外線照射を検出するための中赤外線照射検出器を備え得る。 Instrument of the present invention may also comprise an infrared radiation detector in for detecting mid-infrared radiation. この中赤外線照射検出器は、熱エネルギーの形態を含む任意の形態にある天然に発せられるか、または反射された中赤外線照射を測定し得る。 This in infrared radiation detector may measure infrared radiation in either emitted naturally in any form, including the form of thermal energy, or reflected. この天然に発せられるか、または反射された中赤外線照射を検出することは、熱電対、サーミスタ、ミクロボロメーター、液体窒素冷却MTC、または当該分野で公知の任意のその他の機能的透過物を用いて達成され得る。 Or emitted to the natural or detecting infrared radiation in which the reflected, thermocouple, using thermistors, micro bolometer, liquid nitrogen cooling MTC or other any known in the art functional permeate, It can be achieved Te. 熱電対およびサーミスタの両方は、当該分野で周知であり、そして市販されて利用可能である。 Both thermocouple and thermistor are well known in the art, and are available on the market. 例えば、熱電対は、一般に用いられるセンサーであり、なぜなら、それらは、比較的安価で、交換可能であり、標準的な接続器を有し、そして広範な範囲の温度を測定し得るからである。 For example, thermocouples are generally sensors used, because they, is relatively inexpensive, are interchangeable, have standard connectors, and can measure the temperature of a wide range . さらに、温度計製品ポートフォリオは、広範な範囲のサーミスタ(熱に感受性のレジスター)を備え、これは、タイプに従って負(NTC)、または正(PTC)の抵抗/温度係数を有する。 Furthermore, thermometer portfolio includes a wide range of thermistors (registers sensitive to heat), which has a resistance / temperature coefficient of the negative (NTC), or positive (PTC) according to the type.

本発明の器具はまた、マイクロプロセッサーを備え得る。 Instrument of the present invention may also include a microprocessor. この実施形態のマイクロプロセッサーは、上記検出された中赤外線照射を、そのスペクトル特徴が測定される分析物濃度についてこのマイクロプロセッサーに情報を提供する照射識別特性と関連付ける。 Microprocessor of this embodiment, the infrared radiation in which is the detected associates the analyte concentration to its spectral features are determined as radiation signature to provide information to the microprocessor. この実施形態のマイクロプロセッサーは、プランクの法則に基づくアルゴリズムを用い得られる照射識別特性を分析し、この識別特性を、測定されるサンプル中の正確な分析物濃度測定に変換する。 Microprocessor of this embodiment analyzes the radiation signature for obtained using an algorithm based on Planck's law, the signature is converted into an accurate analyte concentration measurement in the sample to be measured.

広帯域の光の供給源が、フーリエ変換分光法のような干渉計によって、またはアダマール変換分光法のような電気光学的または移動マスクによって改変され得、時間ドメイン中に波長情報をコード化することは、当業者に容易に明らかである。 Source of broadband light, by the interferometer, such as a Fourier transform spectroscopy, or the resulting modified by electro-optical or moving mask as a Hadamard transform spectroscopy, to encode wavelength information in the time during domain it is readily apparent to those skilled in the art. 別個の波長帯が、例えば、音響光学調整フィルターを用いて、中央波長で選択および走査され得る。 Separate wavelength band, for example, using an acousto-optic adjustment filter may be selected and scanned in center wavelength. 照射供給源を有する本発明の器具は、1つ以上の中赤外線照射供給源を備え、これは、多くの波長で照射を提供し、そしてまた1つ以上の中赤外線照射検出器を備える。 Instrument of the present invention having a radiation source, comprising one or more infrared radiation sources within which is provided a radiation at many wavelengths, and also comprises one or more of the infrared radiation detector. この器具は、さらに、1つ以上フィルターまたは波長セレクターを備え得、検出器による検出の前後で、所望の波長の照射を除去、識別または選択する。 The instrument may further comprise a one or more filters or wavelength selectors, before and after detection by the detector, remove radiation of a desired wavelength, the identification or selection.

(臨床適用) (Clinical application)
糖尿病患者および糖尿病のリスクにある被験体が、かれらの血中グルコース濃度レベルを受容可能な範囲に維持し、そして個人的および医療記録の両方のために血中グルコースレベルの正確な記録を作製する試みにおいて、血中グルコースレベルを規則的に測定することが要求され得る。 Subject at risk of diabetes and diabetes, their blood glucose concentration level is maintained at an acceptable range, and produce an accurate record of blood glucose levels for both personal and medical records in an attempt to, to measure blood glucose levels regularly it may be required. 本発明の1つの局面では、上記器具はまた、測定されたグルコース濃度を表示するために英数字ディスプレイを備え得る。 In one aspect of the present invention, the instrument may also include an alphanumeric display for displaying the measured glucose concentration. この実施形態の英数字ディスプレイは、視覚ディスプレイおよび音響ディスプレイを備え得る。 Alphanumeric display of this embodiment may include a visual display and an audio display. この視覚ディスプレイは、液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、および電界放出ディスプレイ(FED)または当該分野で公知の任意のその他の機能的等価物であり得る。 The visual display is a liquid crystal display (LCD), it may be a plasma display panel (PDP), and field emission displays (FED), or any other functional equivalent known in the art. 英数字データを伝達し得、そしてこの英数字データを音響ディスプレイに変換し得る音響ディスプレイは、記録された音響クリップ、スピーチ合成器および音声エミュレーションアルゴリズムまたは当該分野で公知の任意のその他の機能的等価物であり得る。 The resulting transmit alphanumeric data, and acoustic display capable of converting the alphanumeric data to the acoustic display is recorded sound clip, a speech synthesizer and speech emulation algorithms or any known other functional equivalent in the art It may be a thing.

血中グルコースの自己モニタリング(SMBG)は、糖尿病患者の寿命の残りの間、一日あたり複数回繰り返される継続プロセスである。 Self monitoring of blood glucose (SMBG) is the remainder of the diabetic patient's life, is a continuation process is repeated several times per day. これら測定の正確な記録は、診断目的に重大である。 Accurate records of these measurements, is critical for diagnostic purposes. このデータのための容易な記憶およびアクセスシステムがまた、本発明で企図される。 Easy storage and access system for the data, are also contemplated in the present invention. 本発明の1つの局面では、血中グルコース濃度を非侵襲的に測定するための器具は、マイクロプロセッサー、および血中グルコース測定を記憶するためにこのマイクロプロセッサーに作動可能に接続されるメモリーをさらに備え得る。 In one aspect of the present invention, the instrument for measuring blood glucose concentration noninvasively, further memory which is operatively connected to the microprocessor for storing the microprocessor, and blood glucose measurement It may include. この実施形態の器具は、データをこの器具からコンピューターシステムに伝達するよう適合された通信インターフェースをさらに備える。 Instrument of this embodiment further comprises a communication adapted to interface to transmit data from the instrument to the computer system. この実施形態では、この選択される通信インターフェースは、例えば、シリアル、パラレル、ユニバーサルシリアルバス(USB)、ファイアーワイヤ、イーサーネット、光ファイバー、同軸ケーブル、およびねじれペアケーブルまたは当該分野で公知の任意のその他の機能的等価物を含み得る。 In this embodiment, a communication interface that is the choice, for example, serial, parallel, universal serial bus (USB), Fire Wire, Ethernet, fiber optic, coaxial cable, and twisted pair cables or any known other in the art It may include functional equivalents.

器具内血中グルコース測定データを記憶することに加え、本発明は、これらの測定データをダウンロードおよび記憶するためのコンピューターシステムを含み、この情報の記憶およびアクセスを容易にする。 In addition to storing the instrument in a blood glucose measurement data, the present invention includes a computer system for downloading and storing these measured data, to facilitate storage and access this information. 本発明は、さらに、コンピュータープロセッサー、このコンピュータープロセッサーに作動可能に接続されるメモリー、このコンピュータープロセッサー内にデータを受容または送るよう適合された通信インターフェース、およびこのコンピュータープロセッサー内で実行される上記メモリー中に記憶されるコンピュータープログラムを企図する。 The present invention further computer processor, memory operably connected to the computer processor, adapted communication interfaces to send accept or data in the computer processor, and the memory in which is executed in this computer processor It contemplates a computer program stored in the. この実施形態のコンピュータープログラムはデータベースをさらに備えてもよく、ここで、このデータベースによって受容されるデータは、所定のフィールド中に記憶されてもよく、そしてこのデータベースは、ダウンロードされた分析物濃度をグラフ表示し得る。 Computer program of this embodiment may further comprise a database, where data is received by the database may be stored in a given field, and this database, the downloaded analyte concentration graph may be displayed. この実施形態のグラフ表示は、制限されないで、カラム、ライン、バー、パイ、XYスキャナー、領域、レーダー、および表面提示を含み得る。 Graphical representation of this embodiment include, but are not limited to, may include column lines, bars, pies, XY scanner, area, radar, and the surface display.

本発明によって企図されるコンピューターシステムは、類似の通信インターフェースを経由して、診断、研究またはその他の医療関連ツールとして使用のために、遠隔アクセス使用者にアクセス可能であるべきである。 Computer system contemplated by the present invention, via a communication interface similar, diagnosis, for use as a research or other medical-related tools should be accessible to the remote access user. 医師は、例えば、彼らの類似の通信インターフェースを経由してこのコンピューターシステムにログオンし得、そして任意の時間に亘り患者の血中グルコース測定値をアップロードし得る。 Doctors, for example, via their similar communications interface resulting log on to this computer system, and may upload the blood glucose measurements of a patient over a given time. この情報は、医師に、患者モニタリング、または、例えば、薬物療法のレベルを調節すること、または食事療法変更を推奨することのような診断ツールとして使用するための正確な記録を提供し得る。 This information, the physician, patient monitoring or, for example, may provide for adjusting the level of the medication, or accurate record for use as a diagnostic tool, such as recommending a diet change. その他の企図される遠隔アクセス使用者は、研究施設、臨床試験センター、専門家、看護婦、ホスピスサービスプロバイダー、保険業者、およびその他の任意のヘルスケアプロバイダーを含み得る。 Other contemplated the remote access user, research facilities, clinical trial center, specialists, nurses, hospice service provider, may include insurers, and any other health care provider.

本発明は、グルコースが、身体表面からの中赤外線信号を用いて非侵襲的に測定され得ることを示した。 The present invention, glucose showed that can be measured non-invasively using an infrared signal inside from the body surface. 研究は、種々のシステム、膜サンプル上のグルコース濃度を用いるインビトロ研究、血中グルコース濃度を変動するインビホのウサギ研究、および血中グルコース濃度を変動して糖尿病ヒトボランティアでのヒト研究で実施された。 Studies, various systems, in vitro studies using glucose concentrations on the membrane sample, rabbit studies Inbiho varying blood glucose levels, and were carried out in human studies in diabetic human volunteers with varying blood glucose concentration . これらの研究は、赤外線測定値をとるために、異なるタイプの赤外線検出器ヘッドを用いた。 These studies, in order to take infrared measurements, using different types of infrared detector head.

本発明の本発明者らは、中赤外線照射(8から12ミクロンの波長範囲にある)が、角膜(これは約500ミクロンの厚さである)を通り、そして眼房水中に貫通し得ないことを見出した。 The present inventors of the present invention, mid-infrared radiation (8 in the wavelength range of 12 microns) is the cornea (which is a thickness of about 500 microns) through, and not penetrate into the aqueous humor it was found that. 本発明の本発明者らはまた、中赤外線照射が結膜を貫通したこと、しかも、この結膜から中赤外線照射を用いて得たグルコース測定値が、標準的なSMBG試験細片を用いる血中グルコース測定と非常に良く相関した用量依存性曲線を提供したことを見出した。 The present inventors of the present invention also may be mid-infrared radiation penetrates the conjunctiva, moreover, glucose measurements were obtained using a mid-infrared radiation from the conjunctiva, blood glucose using standard SMBG test strip It found that provided the correlated dose-dependent curve very well with the measurements.

ヒト研究を含むすべての研究は、中赤外線照射測定技法を用い、グルコース濃度に対する用量依存性応答を明瞭に示した。 All studies including humans studies, using mid-infrared radiation measurement techniques, clearly showed a dose-dependent response to glucose concentration.

以下の実施例は、本発明を説明し、および例示するために提供される。 The following examples are provided to describe the present invention, and illustrated. 従って、それらは、本発明の範囲を制限すると解釈されるべきではない。 Therefore, they should not be construed as limiting the scope of the present invention. 当業者は、多くのその他の実施形態もまた、本発明の範囲内に入ることを良好に認識する。 Those skilled in the art, many other embodiments are also well recognized to be within the scope of the present invention. なぜなら、それは、上記本明細書および請求項中に記載されているからである。 Because it is because described in the present specification and claims.

(実施例1) (Example 1)
器具の精度および正確さを試験するための実験インビトロモデル (器具使用) Experiments in vitro model for testing the precision and accuracy of the instrument (the instrument used)
中赤外線照射測定のために用いた器具は、SOCポータブルFTIRであった。 Instrument used for mid-infrared radiation measurements was SOC portable FTIR. このSOCポータブルFTIRは、干渉計に基づき、そして当初は、戦場ガスを検出するため、米国陸軍のために設計された。 The SOC portable FTIR, based on the interferometer, and initially to detect the battlefield gas, designed for the United States Army. この器具は、ウサギおよびヒトの眼に対する測定を可能にするために改変された。 The instrument was modified to enable measurement of the rabbit and human to the eye. これらの改変は、測定されるべき領域に7〜13ミクロンにあるエネルギーのみを可能にするフィルターの据え付け、そしてまた、ウサギおよびヒトの眼のためのこの器具のより容易な配置を許容する面板の改変を含めた。 These modifications, installation of a filter that allows only the energy in the 7-13 micron region to be measured, and also of the face plate to allow easier placement of the instrument for the rabbit and human eyes including the modification.

(インビトロ研究) (In vitro studies)
変動する濃度のグルコースを含む溶液が、中赤外線照射の用量応答を与え得ること示すために研究が実施された。 Solutions containing glucose concentration variation, studies to indicate that can give a dose response of the mid-infrared irradiation was performed. Millipore Corporationからの親水性ポリエチレン膜を、2000mg/dLおよびより低い濃度のグルコース溶液で飽和した。 The hydrophilic polyethylene membrane from Millipore Corporation, was saturated with glucose solution 2000 mg / dL and lower concentrations. この実験で生成された一連の曲線を図4に示す。 It shows a series of curves generated in this experiment in Fig. このプロットのために、以下の等式が用いられた:吸収=−ln(サンプルスペクトル/金参照スペクトル)。 For this plot, the following equation was used: absorption = -ln (sample spectrum / gold reference spectrum). グルコース濃度が9.75ミクロンにおける吸収に対してプロットされるとき、図6に示されるプロットが観察された。 When the glucose concentration is plotted against the absorption at 9.75 microns, plots shown in FIG. 6 it was observed. これらの研究は、グルコース濃度が中赤外線波長範囲における水系環境で測定され得ることを確認した。 These studies confirmed that the glucose concentration can be measured in an aqueous environment in the mid-infrared wavelength range.

(実施例2) (Example 2)
(実験ウサギモデル) (Experimental rabbit model)
(ケタミン麻酔ウサギ研究) (Ketamine anesthesia rabbit study)
科学文献に記載のように(Cameronら、DIABETES TECH.THER.、(1999)1(2):135〜143)、ケタミンで麻酔されたウサギは、肝臓からのグルコースの放出に起因して、急速かつ顕著な血中グルコース濃度における増加を経験する。 As described in the scientific literature (Cameron et al., DIABETES TECH.THER, (1999) 1 (2):. 135~143), rabbits were anesthetized with ketamine, due to release of glucose from the liver, rapid and experience an increase in significant blood glucose concentration. 本発明者らは、一連の実験でこれを確認し、そしてウサギ血糖が、LXNExpressView血中グルコースメーターで測定したとき、60分で、約125mg/dL〜約325mg/dLに変化し得ることを観察した。 The present inventors have confirmed this in a series of experiments, and rabbit blood glucose, when measured by LXNExpressView blood glucose meter, in 60 minutes, observe that may vary from about 125 mg / dL to about 325 mg / dL did. これら実験は、ケタミンの使用の前にガス麻酔(イソフロラン)の予備使用を必要とする。 These experiments require the preliminary use of gas anesthesia (isoflorane) prior to use of ketamine. このウサギは、麻酔後、眼球が、SOCポータブルFTIRでの測定のために利用可能であったように固定された。 This rabbit, after anesthesia, the eye has been fixed as were available for the measurement of in SOC portable FTIR. 一旦、この動物が無意識になったとき、静脈から一滴の血液を採り、そしてLXNExpressView血中グルコースメーターを用い、血中グルコース試験細片上で試験した。 Once this time the animals became unconscious, venous take a drop of blood from, and using LXNExpressView blood glucose meter, was tested in a strip blood glucose test. このようなサンプルは、この研究の全体で15分毎に採取した。 Such samples were taken at the whole of this study every 15 minutes. ガスは、このケタミンの効果がそれ自身十分に顕示するために中断されなければならない。 Gas must be interrupted to effect this ketamine is reveal themselves sufficiently. 眼からの乾燥は、瞼を縫合すること、および測定のため眼を開けるために縫合糸を用いること、そして次にそれらを測定後、眼球を潤すために閉じさせることにより防がれ得る。 Drying from the eye, suturing the eyelids, and it is used sutures to open the eye for the measurement, and then after measuring them can be prevented by giving close to moisten the eye.

強膜からグルコース濃度を測定するウサギ研究からのデータは、図8に示されるように、0.86の回帰係数(R二乗)の結果を得た。 Data from the rabbit studies to measure the glucose concentration from the sclera, as shown in FIG. 8, and the results of the regression coefficient of 0.86 (R squared).

(実施例3) (Example 3)
(ヒト臨床研究) (Human clinical studies)
非糖尿病および糖尿病ヒトボランティアでいくつかの研究が実施された。 Several studies in non-diabetic and diabetic human volunteers were performed. これらの研究を実施する前に、この用いられる赤外線照射が健康ハザードを課さないことを確認した。 Before carrying out these studies, the infrared radiation used and it was confirmed that impose no health hazard.

糖尿病ボランティアでのいくつかの実験が実施された。 Some of the experiments in the diabetic volunteers were carried out. 被験体は、3〜4時間の時間枠に亘り、約100から300mg/dLに移動する被験体のグルコースレベルを有するために、食物摂取とインシュリン投与を調節するように頼まれた。 Subject over time frame of 3-4 hours, in order to have a glucose level of a subject moves about 100 to 300 mg / dL, was asked to regulate food intake and insulin dosage. 研究の間に、10〜15分毎に、患者は、二重のフィンガースティックグルコース測定をとり、そしてほぼ15分毎にSOC400で走査された。 During the study, every 10-15 minutes, the patient takes a double fingerstick glucose measurement, and is scanned by SOC400 approximately every 15 minutes. 赤外線走査を収集する前に、上記器具オペレーターは、このSOC400を被験体の眼に整列し、眼から離れて反射される最も強い信号を収集することを試みた。 Before collecting the infrared scanning, the instrument operator aligns this SOC400 the eye of the subject, it was attempted to collect the strongest signals reflected away from the eye.

(SOC拡散検出器を用いるヒト研究) (Human studies using SOC diffusion detector)
グルコース追跡研究は、SOC400のための拡散検出器を用いて実施された(すべての先の実験は、反射(Specular)検出器を用いて実施された)。 Glucose tracking studies spread detector is carried out using for SOC400 (all previous experiments were performed using a reflection (Specular) detector). グルコース追跡研究は、糖尿病ボランティアで実施され、そして図9に示された結果は、本発明の器具および方法を用いて、グルコース濃度変化が明瞭に検出され、そして測定されたことを示す。 Glucose tracking studies conducted in diabetic volunteers, and the results shown in Figure 9, using the apparatus and methods of the present invention, indicates that the glucose concentration change is clearly detected and measured.

(実施例4) (Example 4)
(遠隔アクセスが、コンピューターシステムにダウンロードされ、かつ記憶された被験体の測定された分析物濃度を受容し得る方法) (Remote access is downloaded into the computer system, and stored measured analyte concentration method of capable of accepting a subject)
本発明の1つの局面は、被験体の測定された分析物濃度をダウンロードおよび記憶する方法に関する(図5)。 One aspect of the present invention relates to a method for downloading and storing the measured analyte concentration in a subject (Fig. 5). 被験体は、最初、かれらの眼(100)のような身体表面から分析物濃度を測定し、それによって、反射された中赤外線照射(150)が、非侵襲的器具(200)を用いて測定される。 Subject, first, they were measured analyte concentration from a body surface such as the eye (100), whereby the infrared radiation in reflected (150), using a non-invasive instrument (200) It is measured. この非侵襲的器具(200)は、通信インターフェース(250)を通り、この非侵襲的器具(200)をコンピューターシステム(400)に接続(300)し得る通信インターフェース(250)をさらに備える。 The non-invasive device (200) through the communication interface (250) further comprises the unconnected invasive instrument (200) into the computer system (400) (300) which may be a communication interface (250). この通信インターフェース(250)は、データを上記器具からコンピューターシステム(400)に伝達するよう特に適合されている。 The communication interface (250) is particularly adapted to transmit data to a computer system (400) from the instrument to. このコンピューターシステム(400)は、コンピュータープロセッサー、このコンピュータープロセッサー中で履行されるコンピュータープログラム、および類似の通信インターフェース(450)を備える。 The computer system (400) includes a computer processor, the computer program is fulfilled in this computer processor, and similar communication interfaces (450). この非侵襲的器具(200)から測定された分析物濃度は、通信インターフェース(250)を経由してコンピューターシステム(400)にダウンロードされる。 The non-invasive device (200) the measured analyte concentration from is downloaded into the computer system (400) via a communication interface (250). 類似の通信インターフェース(450)を備えたコンピューターシステムを有する遠隔アクセス使用者(500)は、このコンピューターシステム(400)からダウンロードされた測定分析物濃度を回収し得る。 Remote access user with a computer system having a similar communication interface (450) (500) may collect the measured analyte concentration downloaded from the computer system (400). この通信インターフェース(250、450)は、例えば、シリアル、パラレル、ユニバーサルシリアルバス(USB)、ファイアーワイヤ、イーサーネット、光ファイバー、同軸ケーブル、およびねじれペアケーブルを含み得る。 The communication interface (250,450), for example, serial, parallel, universal serial bus (USB), Fire Wire, Ethernet, may include fiber optic, coaxial cable, and twisted pair cables. この情報は、例えば、患者または医師に、データ、警告、アドバイスまたは支援を提供するため、およびこの疾患の経過全体を通じ患者の進行を追跡するために用いられる。 This information may, for example, a patient or physician, data, alerts, to provide advice or assistance, and is used to track the progress of the patient throughout the course of the disease.

図1(パネルA)は、結膜を示してパネルA中にヒトの眼の図解を提供する。 Figure 1 (Panel A) provides an illustration of the human eye in panel A shows the conjunctiva. 図1(パネルB)は、血管(V)および小動脈(A)とともに、結膜中の高い程度の血管形成を示す。 Figure 1 (Panel B), together with the vessel (V) and small arteries (A), shows a high degree of angiogenesis in the conjunctiva. 図2は、グルコースに対する中赤外線照射スペクトルを描写するチャートを提供する。 Figure 2 provides a chart that depicts the mid-infrared radiation spectrum for glucose. 図3は、本発明の1つの実施形態の図解を提供し、ここで、分析物濃度は、眼から反射されて戻る中赤外線照射から測定される。 Figure 3 provides an illustration of one embodiment of the present invention, wherein the analyte concentration is determined from the infrared radiation in reflected back from the eye. 図4は、本発明の1つの実施形態の図解を提供し、ここで、分析物濃度は、眼から自然に発せられる中赤外線照射から測定される。 Figure 4 provides one embodiment of illustration of the present invention, wherein the analyte concentration is determined from the infrared radiation among emitted naturally from the eye. 図5は、本発明の1つの実施形態のフローチャートを提供し、ここで、遠隔アクセス使用者が、コンピューターシステム内にダウンロードされ、そして記憶された被験体の測定された分析物濃度を受容し得る方法を含む。 Figure 5 provides a flow chart of one embodiment of the present invention, wherein the remote access user is downloaded into a computer system, and may receive the measured analyte concentration stored subject It includes a method. 図6は、測定表面としてポリエチレン膜を用いてグルコース水溶液の変動する濃度の検出を用いる複数用量応答測定のグラフを提供する。 Figure 6 provides a graph of multiple dose response measurements using the detection of varying concentrations of glucose solution using a polyethylene film as the measurement surface. 図7は、測定表面としてポリエチレン膜を用い、グルコース濃度対中赤外線吸収のプロットを示す。 Figure 7 is a polyethylene film as a measurement surface, a plot of the medium glucose concentration versus infrared absorption. 図8は、表面としてそこから測定が行われたウサギの眼を用いる、グルコース濃度の中赤外線測定から得た結果のプロットを示す。 Figure 8 uses a rabbit eye in which measurements were made therefrom as the surface, a plot of the results obtained from the infrared measurement in the glucose concentration. 図9は、患者の血中グルコース濃度を決定するために中赤外線吸収を用いて測定された、患者の眼の表面から得たヒトデータのプロットを示す。 9, was measured using a mid-infrared absorption to determine the blood glucose concentration of the patient, shows a plot of human data obtained from the surface of the patient's eye. ヒトの眼の表面から測定された中赤外線吸収とのグルコース濃度の相関を示すグルコース追跡研究におけるヒト糖尿病患者から得たデータのプロットを示す。 It shows a plot of data obtained from a human diabetic patients in glucose tracking studies showing a correlation between the glucose concentration of the infrared absorbing in measured from the surface of the human eye.

Claims (57)

  1. a. a. 被験体の自然の中赤外線照射を用いる工程、または被験体の身体表面を中赤外線照射に曝す工程; Exposing step using an infrared radiation in the nature of the subject or the body surface of the subject, the mid-infrared radiation;
    b. b. 該身体表面から発せられるか、または反射される中赤外線照射を検出する工程;およびc. Step of detecting infrared radiation in either emanating from the bodily surface, or is reflected; and c. 該被験体の組織中の分析物濃度を決定するために該反射される中赤外線照射の照射識別特性を決定する工程を包含する、方法。 Comprising the step of determining the radiation signature of the infrared radiation in which the reflected for determining the analyte concentration in the tissue of the subject, method.
  2. 前記方法が非侵襲的であり、かつ前記被験体がヒトである、請求項1に記載の方法。 The method is noninvasive, and the subject is a human The method of claim 1.
  3. 前記分析物が、代謝化合物または代謝物質、炭水化物、糖、グルコース、タンパク質、ペプチド、アミノ酸、脂肪、脂肪酸、トリグリセリド、多糖、アルコール、エタノール、トキシン、ホルモン、ビタミン、細菌関連物質、真菌関連物質、ウイルス関連物質、寄生虫関連物質、薬学的化合物、非薬学的化合物、プロドラッグ、薬物、ならびに任意の前駆体、代謝物、分解産物および代理マーカーからなる群から選択される、請求項1または2に記載の方法。 Said analyte, metabolite compounds or metabolites, carbohydrates, sugar, glucose, proteins, peptides, amino acids, fats, fatty acids, triglycerides, polysaccharides, alcohols, ethanol, toxins, hormones, vitamins, bacterial related substances, fungi related substances, viruses related substances, parasites related substances, pharmaceutical compounds, non-pharmaceutical compounds, prodrugs, drugs, and any precursor, metabolite, is selected from the group consisting of breakdown products and surrogate markers, to claim 1 or 2 the method described.
  4. 前記分析物がグルコースである、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。 It said analyte is glucose, the method according to any one of claims 1 to 3.
  5. 前記組織が、皮膚、血液、体液、眼、組織液、眼液、骨、筋肉、上皮、脂肪、毛、筋膜、器官、軟骨、腱、靭帯、および粘膜からなる群から選択される、請求項1〜4のいずれかに記載の方法。 Wherein the tissue is skin, blood, body fluid, ocular, tissue fluid, ocular fluid, bone, muscle, epithelial, adipose, hair, fascia, organs, cartilage, is selected tendons, ligaments, and from the group consisting of mucous membranes, claims the method according to any one of 1 to 4.
  6. 前記工程a)の中赤外線照射が、約2.5ミクロン〜約25.0ミクロンの範囲の波長範囲にある、請求項1〜5のいずれかに記載の方法。 The infrared radiation in the step a) is in the wavelength range ranging from about 2.5 microns to about 25.0 microns, Method according to claim 1.
  7. 前記検出する工程が、前記中赤外線照射を選択かつ検出することをさらに包含する、請求項1〜6のいずれかに記載の方法。 Further comprising, a method according to any one of claims 1 to 6 that the detecting step is to select and detect the the infrared radiation.
  8. 前記発せられるか、または反射される中赤外線照射を選択する工程が、該反射される中赤外線照射をフィルターにかけることをさらに包含する、請求項1〜7のいずれかに記載の方法。 Wherein either emitted or selecting a infrared radiation in reflected A method according to any one of further comprising, preceding claims subjecting an infrared radiation filter in which is said reflected.
  9. 前記検出する工程および前記決定する工程が、マイクロプロセッサーを用いることをさらに包含する、請求項1〜8のいずれかに記載の方法。 The detection for step and said determining step further comprises the use of a microprocessor, the method according to any one of claims 1 to 8.
  10. 前記発せられるか、または反射される中赤外線照射か、約2.5ミクロンと約25.0ミクロンとの間の波長を含む、請求項1〜9のいずれかに記載の方法。 Wherein either emitted, or infrared radiation in reflected includes wavelengths between about 2.5 microns and about 25.0 microns, Method according to any one of claims 1 to 9.
  11. 前記発せられるか、または反射される中赤外線照射か、約2.5ミクロンと約11.0ミクロンとの間の波長を含む、請求項1〜10のいずれかに記載の方法。 Wherein either emitted, or infrared radiation in reflected includes wavelengths between about 2.5 microns and about 11.0 microns, Method according to any one of claims 1 to 10.
  12. a. a. 被験体から発せられる天然に存在する中赤外線照射を、中赤外線検出器を備える非侵襲的器具を用いて検出する工程; A step of detecting using noninvasive instrument comprising an infrared radiation, the mid-infrared detector in naturally occurring emanating from the subject;
    b. b. 該中赤外線照射の照射識別特徴を、分析物濃度に対応する中赤外線照射の照射識別特性と比較する工程;およびc. Step comparing the radiation signature of the infrared radiation in the irradiation distinguishing feature of the middle infrared radiation, corresponding to the analyte concentration; and c. 該被験体の組織中の該分析物の濃度を決定するために、該被験体からの該中赤外線照射の照射識別特性を分析する工程を包含する、方法。 To determine the concentration of the analyte in the tissue of said subject, comprising a step of analyzing the radiation signature of the middle infrared radiation from the subject, method.
  13. 前記分析物が、代謝化合物または代謝物質、炭水化物、糖、グルコース、タンパク質、ペプチド、アミノ酸、脂肪、脂肪酸、トリグリセリド、多糖、アルコール、エタノール、トキシン、ホルモン、ビタミン、細菌関連物質、真菌関連物質、ウイルス関連物質、寄生虫関連物質、薬学的化合物、非薬学的化合物、プロドラッグ、薬物、および任意の前駆体、代謝物、分解産物および代理マーカーからなる群から選択される、請求項12に記載の方法。 Said analyte, metabolite compounds or metabolites, carbohydrates, sugar, glucose, proteins, peptides, amino acids, fats, fatty acids, triglycerides, polysaccharides, alcohols, ethanol, toxins, hormones, vitamins, bacterial related substances, fungi related substances, viruses related substances, parasites related substances, pharmaceutical compounds, non-pharmaceutical compounds, prodrugs, drugs, and any precursor, metabolite, is selected from the group consisting of breakdown products and surrogate markers, according to claim 12 Method.
  14. 前記分析物がグルコースである、請求項12または13に記載の方法。 It said analyte is glucose, the method according to claim 12 or 13.
  15. 前記組織が、皮膚、血液、体液、眼、組織液、眼液、骨、筋肉、上皮、脂肪、毛、筋膜、器官、軟骨、腱、靭帯、および粘膜からなる群から選択される、請求項12〜14のいずれかに記載の方法。 Wherein the tissue is skin, blood, body fluid, ocular, tissue fluid, ocular fluid, bone, muscle, epithelial, adipose, hair, fascia, organs, cartilage, is selected tendons, ligaments, and from the group consisting of mucous membranes, claims the method according to any one of 12 to 14.
  16. 前記組織が、血液である、請求項12〜15のいずれかに記載の方法。 Wherein the tissue is a blood method according to any one of claims 12 to 15.
  17. 前記天然に存在する中赤外線照射が、約2.5ミクロンと約25.0ミクロンとの間の波長を有する赤外線照射を含む、請求項12〜16のいずれかに記載の方法。 Infrared radiation in present in the naturally occurring, include an infrared radiation having a wavelength between about 2.5 microns and about 25.0 microns, Method according to any one of claims 12 to 16.
  18. 前記検出工程が、前記天然に存在する中赤外線の所望の波長を選択かつ検出することをさらに包含する、請求項12〜17のいずれかに記載の方法。 It said detecting step further comprises selecting and detecting the desired infrared wavelengths in present in the natural method of any of claims 12 to 17.
  19. 前記比較する工程および前記分析する工程が、マイクロプロセッサーを用いることをさらに包含する、請求項12〜18のいずれかに記載の方法。 Step of step and the analyzing said comparing further comprises the method of any of claims 12 to 18 the use of the microprocessor.
  20. a. a. 中赤外線照射を生成し得る照射供給源; Radiation source capable of generating mid-infrared radiation;
    b. b. 患者の身体の表面から反射される該生成された中赤外線照射を検出するための中赤外線照射波長検出器;およびc. Infrared radiation wavelength detector in for detecting infrared radiation in which the generated reflected from the surface of the patient's body; and c. 該被験体の組織中の分析物濃度の英数字または音響表示のためのディスプレイを備える、器具。 A display for alphanumeric or acoustic display of the analyte concentration in the tissue of the subject, the instrument.
  21. 前記分析物濃度に対応する波長をもつ前記検出された中赤外線照射を該分析物濃度に関連付け、かつ前記組織中の分析物濃度を算出するために該波長を分析するためのマイクロプロセロッサーをさらに備える、請求項20に記載の器具。 The analyte concentration associated with the analyte concentration infrared radiation in said detected with a wavelength corresponding, and further the microprocessor cell Rossa chromatography for analyzing wavelength for calculating the analyte concentration in the tissue comprising, instrument according to claim 20.
  22. 前記中赤外線照射検出器が、熱電対、サーミスタ、ミクロボロメーター、および液体窒素冷却MTCからなる群から選択される、請求項20または21に記載の器具。 Wherein the infrared radiation detectors, thermocouples, chosen thermistor, micro bolometer, and from the group consisting of liquid nitrogen cooling MTC, instrument according to claim 20 or 21.
  23. 前記中赤外線照射波長検出器が、中赤外線照射セレクターをさらに備える、請求項20〜22のいずれかに記載の器具。 Wherein the infrared radiation wavelength detector further comprises a mid-infrared radiation selector device according to any of claims 20 to 22.
  24. 前記セレクターが、吸収フィルター、干渉フィルター、モノクロメーター、直線状可変フィルターおよび環状可変フィルター、ならびにプリズムからなる群から選択される、請求項23に記載の器具。 Said selector, absorption filter, an interference filter, a monochromator, a linear variable filter and annular variable filter, and is selected from the group consisting of prisms, instrument according to claim 23.
  25. 前記ディスプレイが、液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、および電界放出ディスプレイ(FED)からなる群から選択される英数字表示である、請求項20〜24のいずれかに記載の器具。 It said display is a liquid crystal display (LCD), plasma display panel (PDP), and an alphanumeric display that is selected from the group consisting of field emission display (FED), device according to any of claims 20 to 24.
  26. 前記ディスプレイが、スピーカーを備える音響ディスプレイである、請求項20〜25のいずれかに記載の器具。 It said display is a sound display comprising a speaker device according to any of claims 20 to 25.
  27. 前記音響ディスプレイが、記録された音響クリップ、スピーチ合成器および音声エミュレーションアルゴリズムからなる群から選択される音響供給源を備える、請求項26に記載の器具。 The acoustic display comprises an acoustic source selected from the group consisting of the recorded sound clip, a speech synthesizer and speech emulation algorithm instrument according to claim 26.
  28. 前記器具が、赤外線分光計をさらに備える、請求項20〜27のいずれかに記載の器具。 The instrument further comprises an infrared spectrometer, instrument according to any one of claims 20 to 27.
  29. 前記マイクロプロセッサーが、該マイクロプロセッサーに作動可能に連結されるメモリーをさらに備える、請求項20〜28のいずれかに記載の器具。 It said microprocessor further comprises a memory operably coupled to the microprocessor, instrument according to any one of claims 20 to 28.
  30. 前記器具が通信インターフェースをさらに備え、ここで、該インターフェースが、シリアル、パラレル、USB(ユニバーサルシリアルバス)、ファイアーワイヤ、イーサーネット、光ファイバー、同軸ケーブル、およびねじれペアケーブルからなる群から選択される、請求項20〜29のいずれかに記載の器具。 The instrument further comprises a communication interface, wherein said interface is serial, parallel, USB (Universal Serial Bus), Fire Wire, Ethernet, optical fiber, is selected from the group consisting of coaxial cable, and twisted pair cable, Apparatus according to any one of claims 20 to 29.
  31. a. a. 約2.5〜約25.0ミクロンの範囲内の中赤外線照射の照射供給源;およびb. Radiation source of infrared radiation in the range of about 2.5 to about 25.0 microns; and b. 約8.0〜約11.0ミクロンの間の波長範囲内の被験体を通って伝達された該中赤外線照射を検出するための中赤外線照射検出器を備える、器具。 It includes an infrared radiation detector in for detecting middle infrared radiation transmitted through the subject in the wavelength range between about 8.0 to about 11.0 microns, the instrument.
  32. 前記伝達された中赤外線照射を、分析物濃度に対応する照射識別特性と関連付け、かつ前記被験体の組織中の分析物濃度を算出するために該照射識別特性を分析するためのマイクロプロセロッサーをさらに備える、請求項31に記載の器具。 The infrared radiation in said transmitted, associating an irradiation signature corresponding to analyte concentration, and the microprocessor cell Rossa chromatography for analyzing the radiation signature in order to calculate the analyte concentration in the tissue of said subject further comprising device according to claim 31.
  33. 前記中赤外線照射検出器が、熱電対、サーミスタ、ミクロボロメーター、および液体窒素冷却MTCからなる群から選択される、請求項31または32に記載の器具。 Wherein the infrared radiation detectors, thermocouples, chosen thermistor, micro bolometer, and from the group consisting of liquid nitrogen cooling MTC, instrument according to claim 31 or 32.
  34. 前記中赤外線照射波長検出器が、中赤外線照射セレクターをさらに備える、請求項31〜33のいずれかに記載の器具。 Wherein the infrared radiation wavelength detector further comprises a mid-infrared radiation selector device according to any of claims 31 to 33.
  35. 前記セレクターが、吸収フィルター、干渉フィルター、モノクロメーター、直線状可変フィルターおよび環状可変フィルター、およびプリズムからなる群から選択されるフィルターをさらに備える、請求項34に記載の器具。 It said selector, absorption filter, an interference filter, a monochromator, a linear variable filter and annular switch filter, and further comprising a filter that is selected from the group consisting of prisms, instrument according to claim 34.
  36. 液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイパネル(PDP)、および電界放出ディスプレイ(FED)からなる群から選択されるディスプレイをさらに備える、請求項31〜35のいずれかに記載の器具。 A liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), and further comprising a display that is selected from the group consisting of field emission display (FED), device according to any of claims 31 to 35.
  37. 前記ディスプレイが、スピーカーを備える音響ディスプレイである、請求項36に記載の器具。 It said display is a sound display comprising a speaker device according to claim 36.
  38. 前記音響ディスプレイが、記録された音響クリップ、スピーチ合成器および音声エミュレーションアルゴリズムからなる群から選択される音響供給源を備える、請求項37に記載の器具。 The acoustic display comprises an acoustic source selected from the group consisting of the recorded sound clip, a speech synthesizer and speech emulation algorithm instrument according to claim 37.
  39. 前記器具が、赤外線分光計をさらに備える、請求項31〜38のいずれかに記載の器具。 The instrument further comprises an infrared spectrometer, instrument according to any one of claims 31 to 38.
  40. 前記マイクロプロセッサーが、該マイクロプロセッサーに作動可能に連結されるメモリーをさらに備える、請求項31〜39のいずれかに記載の器具。 It said microprocessor further comprises a memory operably coupled to the microprocessor, instrument according to any one of claims 31 to 39.
  41. 前記器具が、該器具からコンピューターシステムにデータを伝達するよう適合された通信インターフェースをさらに備える、請求項31〜40のいずれかに記載の器具。 The instrument further comprises a communication adapted to interface to transmit data to the computer system from the instrument, instrument according to any one of claims 31 to 40.
  42. 前記インターフェースが、標準的入力/出力、シリアルケーブル、パラレルケーブル、USB(ユニバーサルシリアルバス)、ファイアーワイヤ、ネットワークカード、光ファイバー、ワイヤレス、同軸ケーブル、およびねじれペアケーブルからなる群から選択される、請求項41に記載の器具。 The interface is a standard input / output, a serial cable, parallel cable, USB (Universal Serial Bus), Fire Wire, network cards, optical fibers, wireless, is selected from the group consisting of coaxial cable, and twisted pair cables, claim instrument according to 41.
  43. 請求項20または31に記載の器具から収集されたデータをダウンロードおよび記憶するためのコンピューターシステムであって: A computer system for downloading and storing the data collected from instrument according to claim 20 or 31:
    a. a. コンピュータープロセッサー; Computer processor;
    b. b. 該コンピュータープロセッサーに作動可能に連結されたメモリー; Memory operably coupled to the computer processor;
    c. c. 該コンピュータープロセッサー内でデータを受信かつ送信するように適合された通信インターフェース;およびd. Adapted communication interfaces to receive and transmit data in said computer processor; and d. 該コンピュータープロセッサー内で履行される、該メモリー中に記憶されたコンピュータープログラム、を備える、コンピューターシステム。 It is fulfilled within the computer processor, comprising a computer program, stored in said memory, the computer system.
  44. 被験体の測定された分析物濃度をダウンロードおよび記憶する方法であって: A method for downloading and storing the measured analyte concentration in a subject:
    a. a. 通信インターフェースを有する請求項20または31に記載の非侵襲的器具を用いて該分析物濃度を測定する工程; The step of measuring the analyte concentration using a non-invasive instrument according to claim 20 or 31 having a communication interface;
    b. b. 該非侵襲的器具を、該通信インターフェースを通じて、コンピュータープロセッサー、該コンピュータープロセッサー中で履行されるコンピュータープログラム、および類似の通信インターフェースを有するコンピューターシステムに接続する工程;およびc. Step connecting non invasive instrument through the communication interface, the computer processor, the computer program is fulfilled in the computer processor, and a computer system having a similar communication interface; and c. 該非侵襲的器具から該コンピューターシステムに該測定された分析物濃度をダウンロードする工程を包含する、方法。 Comprising the step of downloading said measured analyte concentration to the computer system from the non-invasive instruments, methods.
  45. a. a. 被験体の結膜表面の少なくとも一部分を電磁照射に曝す工程; Exposing at least a portion of the conjunctiva surface of the subject electromagnetic radiation;
    b. b. 該結膜から反射される電磁照射を検出する工程;およびc. A step of detecting electromagnetic radiation reflected from said binding layer; and c. 該被験体の組織中の分析物濃度を決定するために、該反射された電磁照射の照射識別特性を決定する工程を包含する、方法。 To determine the analyte concentration in the tissue of said subject, comprising the step of determining the radiation signature of the reflected electromagnetic radiation, the method.
  46. 前記方法が非侵襲的であり、そして前記被験体がヒトである、請求項45に記載の方法。 The method is noninvasive, and the subject is a human The method of claim 45.
  47. 前記分析物が、代謝化合物または代謝物質、炭水化物、糖、グルコース、タンパク質、ペプチド、アミノ酸、脂肪、脂肪酸、トリグリセリド、多糖、アルコール、エタノール、トキシン、ホルモン、ビタミン、細菌関連物質、真菌関連物質、ウイルス関連物質、寄生虫関連物質、薬学的化合物、非薬学的化合物、プロドラッグ、薬物、および任意の前駆体、代謝物、分解産物および代理マーカーからなる群から選択される、請求項45または46に記載の方法。 Said analyte, metabolite compounds or metabolites, carbohydrates, sugar, glucose, proteins, peptides, amino acids, fats, fatty acids, triglycerides, polysaccharides, alcohols, ethanol, toxins, hormones, vitamins, bacterial related substances, fungi related substances, viruses related substances, parasites related substances, pharmaceutical compounds, non-pharmaceutical compounds, prodrugs, drugs, and any precursor, metabolite, is selected from the group consisting of breakdown products and surrogate markers, to claim 45 or 46 the method described.
  48. 前記分析物がグルコースである、請求項45〜47のいずれかに記載の方法。 It said analyte is glucose, the method according to any one of claims 45 to 47.
  49. 前記電磁照射が中赤外線照射である、請求項45〜48のいずれかに記載の方法。 Wherein the electromagnetic radiation is mid-infrared radiation A method according to any one of claims 45 to 48.
  50. 前記中赤外線照射が、約2.5ミクロン〜約25.0ミクロンの波長範囲にある、請求項49に記載の方法。 Wherein the infrared radiation is in the wavelength range of from about 2.5 microns to about 25.0 microns, Method according to claim 49.
  51. 前記検出する工程が、前記反射される電磁照射内の少なくとも1つの波長を選択することをさらに包含する、請求項45〜50のいずれかに記載の方法。 Step further comprises selecting at least one wavelength within the electromagnetic radiation the reflected A method according to any one of claims 45 to 50 for the detection.
  52. 前記反射される電磁照射を選択することが、該反射される電磁照射をフィルターにかけることを包含する、請求項51に記載の方法。 Said to select an electromagnetic radiation to be reflected, the method described in involves applying electromagnetic radiation to the filter, claim 51 which is the reflection.
  53. 前記決定する工程が、マイクロプロセッサーを用いることをさらに包含する、請求項45〜52のいずれかに記載の方法。 Step further comprises the use of a microprocessor, the method according to any one of claims 45 to 52 wherein the determining.
  54. 前記反射される電磁照射が、約2.5ミクロンと約25.0ミクロンとの間の波長範囲を有する赤外線照射を含む、請求項45〜53のいずれかに記載の方法。 Electromagnetic irradiation to be the reflection, an infrared radiation having a wavelength range between about 2.5 microns and about 25.0 microns, Method according to any one of claims 45 to 53.
  55. 前記反射される電磁照射が、約2.5ミクロンと約11.0ミクロンとの間の波長範囲である、請求項54に記載の方法。 Wherein the electromagnetic radiation is reflected, the wavelength range between about 2.5 microns and about 11.0 microns The method of claim 54.
  56. 請求項45に従って収集されたデータをダウンロードおよび記憶するためのコンピューターシステムであって: A computer system for downloading and storing the data collected in accordance with claim 45:
    a. a. コンピュータープロセッサー; Computer processor;
    b. b. 該コンピュータープロセッサーに作動可能に連結されたメモリー; Memory operably coupled to the computer processor;
    c. c. 該コンピュータープロセッサー内でデータを受信かつ送信するように適合された通信インターフェース;およびd. Adapted communication interfaces to receive and transmit data in said computer processor; and d. 該コンピュータープロセッサー内で履行される、該メモリー中に記憶されたコンピュータープログラムを備える、コンピューターシステム。 It is fulfilled within the computer processor, comprising a computer program stored in said memory, the computer system.
  57. 被験体の測定された分析物濃度をダウンロードおよび記憶する方法であって: A method for downloading and storing the measured analyte concentration in a subject:
    a. a. 通信インターフェースを有する請求項45に記載の非侵襲的器具を用いて該分析物濃度を測定する工程; The step of measuring the analyte concentration using a non-invasive device of claim 45 having a communication interface;
    b. b. 該非侵襲的器具を、該通信インターフェースを通じて、コンピュータープロセッサー、該コンピュータープロセッサー中で履行されるコンピュータープログラム、および類似の通信インターフェースを有するコンピューターシステムに接続する工程;およびc. Step connecting non invasive instrument through the communication interface, the computer processor, the computer program is fulfilled in the computer processor, and a computer system having a similar communication interface; and c. 該非侵襲的器具から該コンピューターシステムに該測定された分析物濃度をダウンロードする工程を包含する、方法。 Comprising the step of downloading said measured analyte concentration to the computer system from the non-invasive instruments, methods.
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