JP2017524415A - 物質濃度監視装置および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2014年6月19日に出願された「Continuous Noninvasive Glucometer」を発明の名称とする米国仮特許出願第62/014,518号、および2014年7月25日に出願された「Continuous Noninvasive Glucometer」を発明の名称とする米国仮特許出願第62/028,884号の優先権の利益を、合衆国法典第35巻第119条の下で主張する。各内容は全体として本明細書中参照として援用されている。
N=V×C’
式中、Vは、使用される装置に対して一定である測定される体積であり、C’は、(例えば身体の特定的なテスト部位における組織に対応する)その体積中のグルコースの濃度である。血液濃度(C)との混同を避けるため、この濃度をC’とする。C’とCとが高い相関性を示すことが期待される。
R1−R2=2(p+k)
y=a+bx+cx2+dx3+ex4
式中、yはグルコース濃度であり、xはMIR測定である。
110 制御器
112 プロセッサ
114 メモリ
122 電源
124 ディスプレイ装置
126 ワイヤレス送信器
130 MIR検出器組立体
150 加熱/冷却窓組立体
170 取付機構
200 システム
210 PCB
220 ハウジング
222 バッテリー
230 MIR検出器
231 MIR検出器
234 ビームスプリッタ
250 加熱/冷却組立体
280 測定エリア
300 構成
400 窓組立体
408 リング表面
409 窓表面
452 透過窓構造
454 伝熱性リング
456 加熱/冷却要素
500 システム
510 PCB組立体
512 ハウジング
514 モータ
520 金属基部
522 バッテリー
530 MIR検出器
532 フィルタホイール
534 キャビティ
552 透過窓構造
554 伝熱性プレート
556 加熱/冷却要素
557 ヒートシンク
600 窓組立体
610 窓
620 ペルチェ素子
630 ヒートシンク
640 プラスチックケース
810 信号波
820 温度波
830 信号波
840 温度波
Claims (41)
- 加熱および/または冷却要素を使用して、前記要素により受け取られた周期的信号にしたがって、時間(t)にわたり身体の表面の温度(T)に周期的変化を引き起こし、周期的に変動する時間に対する温度の導関数(dT/dt)を示すために、時間(t)とともに変動する温度(T)の関数を生成することと、
前記身体の前記表面が前記変動する周期的なdT/dtを示す間に、前記身体から吸収または放出される中赤外線(MIR)放射を測定することと、
前記MIR放射測定に基づいて、測定値を判定することと、
前記測定値との相互関連に基づいて、前記身体内の物質の濃度を判定することと、
を含む、物質濃度監視方法。 - 前記測定値は前記変動する周期的なdT/dtにも基づく、請求項1に記載の方法。
- 前記測定値はグルコース濃度と相互に関連付けられている、請求項2に記載の方法。
- IR放射を測定することは、
ある温度で、正のdT/dt(上向き傾斜の温度変化)の間に、前記MIR放射を測定することと、
前記温度で、負のdT/dt(下向き傾斜の温度変化)の間に、前記MIR放射を測定することと、
を含む、請求項1に記載の方法。 - IR放射を測定することは、
ある温度で、正のdT/dt(上向き傾斜の温度変化)の間に、前記物質がその波長帯ではMIRの放出または吸収に対する効果を有する第1波長帯内において、第1MIR放射を測定することと、
前記温度で、前記正のdT/dtの間に、前記物質がその波長帯ではMIRの放出または吸収に対する効果をまったく有さないかまたはわずかな効果を有する第2波長帯内で、第1基準MIR放射を測定することと、
前記温度で、負のdT/dt(下向き傾斜の温度変化)間に、前記第1波長帯内において、第2MIR放射を測定することと、
前記温度で、前記負のdT/dtの間に、前記第2波長帯内において、第2基準IR放射を測定することと、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記測定値を判定することは、前記第1MIR放射測定および前記第2MIR放射測定と前記第1基準MIR放射測定および前記第2基準MIR放射測定と、を、前記測定値を生成する方程式に含めることを含み、前記方法は、前記測定数と前記物質濃度との相互関係を生成することをさらに含む、請求項5に記載の方法。
- 前記MIR放射が測定されるときのdT/dtを判定することと、dT/dtを、前記物質濃度と相互に関連付けられた前記測定値に含めることと、をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- プロセッサと、
加熱および/または冷却要素と、
赤外線センサと、
前記プロセッサに対してアクセス可能であるメモリであって、前記プロセッサにより実行されたときに、
前記加熱および/または冷却要素を制御するよう構成された周期的信号を生成し、それにより、時間(t)にわたり身体の表面の温度(T)に周期的変化を引き起こし、周期的に変動する時間に対する温度の導関数(dT/dt)を示すために、時間(t)とともに変動する温度(T)の関数を生成することと、
前記身体の前記表面が前記変動する周期的なdT/dtを示す間に前記赤外線センサからデータを収集することであって、前記データは、物質がその波長帯ではMIRの放出または吸収に対する効果を有する第1波長帯内における、前記身体から吸収または放出された中赤外線(MIR)の測定に、および前記物質がその波長帯ではMIRの放出または吸収に対してまったく効果を有さないかまたはわずかな効果を有する第2波長帯内における、前記身体から吸収または放出されたMIR基準放射の測定に、由来する、前記赤外線センサからのデータを収集することと、
前記MIR放射データおよび前記MIR基準放射データに基づいて、測定値を判定することと、
前記測定値との相互関係に基づいて、前記身体内の前記物質の濃度を判定することと、
を含む動作の起動を前記プロセッサに行わせる、メモリと、
を含む、物質濃度監視装置。 - 前記プロセッサ動作は、
前記濃度または前記測定値が許容値内にあるかどうかを判定することにより、前記身体内の前記物質の前記濃度を監視することと、
前記濃度または前記測定値が前記許容値外にあるとき、警告出力を生成することと、
をさらに含む、請求項8に記載の装置。 - ワイヤレス送信器をさらに含み、前記プロセッサ動作は、警告を表示するよう前記ワイヤレス送信器を介して遠隔装置に前記警告出力を送ることをさらに含む、請求項9に記載の装置。
- 前記遠隔装置はモバイル電話を含み、前記警告出力は、前記遠隔装置が緊急サービスに連絡すべきであることを指示する、請求項10に記載の装置。
- 前記測定値は前記変動する周期的なdT/dtにも基づく、請求項8に記載の装置。
- 前記測定値はグルコース濃度と交互に関連付けられている、請求項12に記載の装置。
- 前記赤外線センサから前記データを収集することは、
ある温度で、正のdT/dt(上向き傾斜の温度変化)の間に、前記データを収集することと、
前記同一の温度で、負のdT/dt(下向き傾斜の温度変化)の間に、前記データを収集することと、
を含む、請求項8に記載の装置。 - 前記測定値を判定することは、前記測定値を生成する方程式に、前記正のdT/dtおよび前記負のdT/dtの両方の間に収集された前記MIR放射データおよび前記MIR基準放射データを含めることを含む、請求項14に記載の装置。
- 前記周期的信号は、前記正のdT/dtおよび前記負のdT/dtの両方の間に、前記加熱および/または冷却要素の、一定の温度変化率(dT/dt)を生成するよう構成される、請求項14に記載の装置。
- 前記データを収集することは、前記MIR放射が測定されるときにおけるdT/dtを判定することをさらに含み、前記測定値を判定することは、前記物質濃度と相互に関連付けられた前記測定値に、dT/dtを含めることをさらに含む、請求項8に記載の装置。
- 前記周期的信号は、矩形波、三角波、正弦波、またはこれらの組み合わせに対応する、前記加熱および/または冷却要素の周期的温度パターンを生成するよう構成されている、請求項8に記載の装置。
- プロセッサと、
前記プロセッサに対してアクセス可能であるメモリであって、前記プロセッサにより実行されたときに、
身体内の物質のそれぞれの濃度を示す連続する複数のデータパラメータを、対応する複数の中赤外線(MIR)測定セットに基づいて、生成することであって、前記複数のMIR測定セットのうちの各MIR測定セットは、前記物質がその波長帯ではMIRの放出または吸収に対する効果を有する第1波長帯内における前記身体の前記表面のMIR測定と、前記物質がその波長帯ではMIRの放出または吸収に対する効果をまったく有さないかまたはわずかな効果を有する第2波長帯内における前記身体の前記表面のMIR測定と、を含む、連続する複数のデータパラメータを生成することと、
前記濃度または前記連続する複数のデータパラメータが許容値内であるかどうかを判定することにより、前記身体内の前記物質の前記濃度を監視することと、
前記濃度のうちの1つもしくは複数が、または前記連続する複数のデータパラメータのうちの1つもしくは複数が、前記許容値外であるとき、警告出力を生成することと、
を含む動作の起動を前記プロセッサに行わせる、メモリと、
を含む、物質濃度監視装置。 - リング形状の加熱および/または冷却要素をさらに含み、前記動作は、周期的信号に従って前記リング形状の加熱および/または冷却要素における温度を変化させることをさらに含む、請求項19に記載の装置。
- 前記複数のMIR測定セットのうちの各MIR測定セットは前記周期的信号のそれぞれの周期に対応する、請求項20に記載の装置。
- 前記周期的信号の周期は60秒である、請求項21に記載の装置。
- 前記複数のMIR測定セットのうちの各MIR測定セットは、前記周期的信号の1部分が、前記リング形状の加熱および/または冷却要素の、一定の温度変化率を生成するように構成される間に取得される、請求項21に記載の装置。
- 前記周期的信号は、矩形波、三角波、正弦波、またはこれらの組み合わせに対応する前記リング形状の加熱および/または冷却要素の周期的温度パターンを生成するように構成される、請求項21に記載の装置。
- 前記身体に取り付けられるように構成される取付機構をさらに含み、前記動作は、前記取付機構が前記身体に取り付けられる間に前記複数のMIR測定セットを記録することを含む、請求項19に記載の装置。
- 少なくとも1つのMIR検出器と、透過窓構造と、をさらに含み、前記第1波長帯内における前記身体の前記表面の前記MIR測定と、前記第2波長帯内における前記身体の前記表面の前記MIR測定と、が前記透過窓構造を介して前記MIR検出器において検出される、請求項19に記載の装置。
- ワイヤレス送信器をさらに含み、前記動作は、警告を表示するよう前記ワイヤレス送信器を介して遠隔装置に前記警告出力を送ることをさらに含む、請求項19に記載の装置。
- 前記遠隔装置はモバイル電話を含み、前記警告出力は、前記遠隔装置が緊急サービスに連絡すべきであることを指示する、請求項27に記載の装置。
- 前記動作は前記複数のデータパラメータに基づいて連続する相関関数を計算することと、前記複数のMIR測定セットにおけるノイズおよび/または測定変動を低減することと、をさらに含む、請求項19に記載の装置。
- 連続的監視装置を身体に取り付けることと、
身体内の物質のそれぞれの濃度を示す連続する複数のデータパラメータを、前記身体に固定された前記連続的監視装置を用いて収集された対応する複数の中赤外線(MIR)測定セットに基づいて、生成することであって、前記複数のMIR測定セットのうちの各MIR測定セットは、前記物質がその波長帯ではMIRの放出または吸収に対する効果を有する第1波長帯内における前記身体の前記表面のMIR測定と、前記物質がその波長帯ではMIRの放出または吸収に対する効果をまったく有さないかまたはわずかな効果を有する第2波長帯内における前記身体の前記表面のMIR測定と、を含む、連続する複数のデータパラメータを生成することと、
前記濃度または前記連続する複数のデータパラメータが許容値内であるかどうかを判定することにより、前記身体内の前記物質の前記濃度を監視することと、
前記濃度のうちの1つもしくは複数が、または前記連続する複数のデータパラメータのうちの1つもしくは複数が、前記許容値外であるとき、警告出力を生成することと、
を含む、物質濃度監視方法。 - 加熱および/または冷却要素により生成された周期的パターンに従って前記身体の前記表面の温度を変化させることをさらに含む、請求項30に記載の方法。
- 前記複数のMIR測定セットのうちの各MIR測定セットは前記周期的パターンのそれぞれの周期に対応する、請求項31に記載の方法。
- 前記複数のMIR測定セットのうちの各MIR測定セットは、一定の温度変化率を有する前記周期的パターンのうちの1部分の間に取得される、請求項31に記載の方法。
- 前記複数のMIR測定は、前記着用可能装置を前記身体から取り外すことなく取得される、請求項30に記載の方法。
- 前記複数のMIR測定は1時間を超える時間にわたり取得される、請求項34に記載の方法。
- 前記複数のMIR測定セットのうちの各MIR測定セットは、前記第1波長帯内における黒体装置のMIR測定と、前記第2波長帯内における黒体装置のMIR測定と、をさらに含む、請求項30に記載の方法。
- ハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられた少なくとも1つのMIR検出器と、
前記ハウジングに取り付けられたリング形状の加熱および/または冷却要素と、
前記リング形状の加熱および/または冷却要素と熱的に連通する伝熱性リングと、
前記MIR検出器の視野のラインが、前記ハウジング外部で同一平面に沿って位置合わせされた前記透過窓構造、前記透過窓構造の表面、および前記伝熱性リングの表面を通過するよう、前記ハウジングに取り付けられた透過窓構造と、
を含む、物質濃度監視装置。 - 第1波長帯内の光を通過させる第1フィルタと、
第2波長帯内の光を通過させる第2フィルタと、
を含む回転可能なフィルタホイールをさらに含み、
前記MIR検出器の視野のラインは、前記フィルタホイールが回転するにつれて前記第1フィルタまたは前記第2フィルタを選択的に通過する、
請求項37に記載の装置。 - 前記フィルタホイールは毎分約20回転で回転するよう構成され、前記MIR検出器は、前記フィルタホイールが回転するにつれて各フィルタを通して少なくとも5回はMIRの放出または吸収を標本抽出するように構成される、請求項38に記載の装置。
- 前記透過窓構造はゲルマニウム、シリコン、またはその両方を含む、請求項37に記載の装置。
- 前記監視装置を身体の表面に取り付けるように構成された取付装置をさらに含み、前記透過窓構造および前記伝熱性リングは、前記監視装置が取り付けられているとき、前記身体の前記表面と同時に接触するように構成される、請求項37に記載の装置。
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