RU2180514C1 - Method for determining glucose concentration in noninvasive way - Google Patents
Method for determining glucose concentration in noninvasive way Download PDFInfo
- Publication number
- RU2180514C1 RU2180514C1 RU2001101121A RU2001101121A RU2180514C1 RU 2180514 C1 RU2180514 C1 RU 2180514C1 RU 2001101121 A RU2001101121 A RU 2001101121A RU 2001101121 A RU2001101121 A RU 2001101121A RU 2180514 C1 RU2180514 C1 RU 2180514C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glucose concentration
- blood
- temperature
- glucose
- concentration
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области медицины, а именно к неинвазивному мониторингу концентрации глюкозы в крови. The invention relates to medicine, namely to non-invasive monitoring of blood glucose concentration.
В настоящее время с целью диагностики сахарного диабета определяют концентрацию глюкозы в крови человека либо путем проведения биохимического анализа некоторого количества взятой у пациента крови в условиях клинической лаборатории, либо с помощью прибора глюкометра, снабженного чувствительной к глюкозе крови тест-полоской с помещенной на ней каплей крови пациента (инвазивный метод) (Л.Г. Мазовецкий, В.К. Беликов. Сахарный диабет, М.: Медицина, 1987). На основании результатов определения концентрации глюкозы в крови упомянутым методом диагностируют сахарный диабет. At present, for the purpose of diagnosing diabetes mellitus, the concentration of glucose in human blood is determined either by biochemical analysis of a certain amount of blood taken from a patient in a clinical laboratory, or by using a glucometer equipped with a test strip with a drop of blood placed on it patient (invasive method) (L.G. Mazowiecki, V.K. Belikov. Diabetes mellitus, M .: Medicine, 1987). Based on the results of determining the concentration of glucose in the blood by the mentioned method, diabetes is diagnosed.
Этот метод основан на необходимости забора крови у пациента. This method is based on the need for blood sampling from a patient.
Известен способ для неинвазивного определения глюкозы в частях человеческою тела (патент США 5.795.305 от 18.08.98 US Class 60/549; 600/316). Способ основан на определении с помощью измерительного устройства температуры и теплоизлучения человеческого тела (на поверхности и в полостях тела) и наличии корреляции между концентрацией глюкозы в крови и температурой тела. Соответствующий алгоритм позволяет преобразовать данные, полученные при измерении температуры, в значения концентрации глюкозы в частях человеческого тела и в крови. A known method for the non-invasive determination of glucose in parts of the human body (US patent 5.795.305 from 08/18/98 US Class 60/549; 600/316). The method is based on the determination of the temperature and heat radiation of the human body (on the surface and in the body cavities) using a measuring device and the presence of a correlation between the concentration of glucose in the blood and body temperature. The corresponding algorithm allows you to convert the data obtained by measuring temperature into glucose concentrations in parts of the human body and in the blood.
Недостатком этого способа является недостоверность определения текущей концентрации глюкозы в крови человека. В первую очередь, это связано с использованием феноменологически не обоснованного алгоритма связи динамических параметров измерения - температуры, теплоизлучения и концентрации глюкозы, основанного на установлении корреляционных зависимостей переменных на базе линейного регрессионного анализа. Этот алгоритм не опирается на математическую модель углеводного обмена, не учитывает влияния индивидуальных факторов на изменения температуры. Алгоритм связывает только текущую концентрацию глюкозы в крови с текущей температурой и не позволяет осуществлять упреждающую сигнализацию об опасных концентрациях глюкозы в крови. Кроме того, в указанном способе и алгоритме вычислений не измеряется и не используется кондуктивный поток тепла от тела человека. The disadvantage of this method is the inaccuracy of determining the current concentration of glucose in human blood. First of all, this is due to the use of a phenomenologically unjustified algorithm for linking the dynamic measurement parameters - temperature, heat radiation and glucose concentration, based on the establishment of correlation dependencies of variables based on linear regression analysis. This algorithm does not rely on a mathematical model of carbohydrate metabolism, does not take into account the influence of individual factors on temperature changes. The algorithm connects only the current concentration of glucose in the blood with the current temperature and does not allow proactive signaling of dangerous concentrations of glucose in the blood. In addition, the indicated method and calculation algorithm does not measure or use the conductive heat flux from the human body.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является способ неинвазивного измерения концентрации глюкозы в крови, предусматривающий облучение кровеносных сосудов коллимированным излучением полупроводникового лазера, в котором регистрируют поглощенное, рассеянное и диффузионно отраженное кровью излучение измерительным устройством, включающим блок интеграции, детектор, подключенный к аналого-цифровому преобразователю, дисплей и др. (RU 2122208 C1, кл. G 01 N 33/49, A 61 B 5/00, п.20.11.98). The closest analogue (prototype) is a non-invasive method for measuring the concentration of glucose in the blood, which involves irradiating blood vessels with collimated radiation from a semiconductor laser, in which the radiation absorbed, scattered and diffusely reflected by blood is measured by a measuring device including an integration unit, a detector connected to an analog-to-digital converter , display, etc. (RU 2122208 C1, CL G 01 N 33/49, A 61
Известный способ-прототип позволяет осуществлять неинвазивное измерение концентрации глюкозы в крови, что является несомненным достоинством, но имеет ряд недостатков:
1) отличается сложностью конструкции используемого устройства и сложностью его применения;
2) не позволяет достичь желаемой точности при измерении концентрации глюкозы в крови;
3) не позволяет осуществлять упреждающую сигнализацию об опасных нарушениях углеводного обмена - пороговых повышении или понижении концентрации глюкозы в крови;
4) не позволяет осуществлять непрерывный мониторинг концентрации глюкозы в крови.The known prototype method allows for non-invasive measurement of glucose concentration in the blood, which is an undoubted advantage, but has several disadvantages:
1) differs in the complexity of the design of the device used and the complexity of its application;
2) does not allow to achieve the desired accuracy when measuring the concentration of glucose in the blood;
3) does not allow proactive signaling of dangerous violations of carbohydrate metabolism - threshold increase or decrease in the concentration of glucose in the blood;
4) does not allow continuous monitoring of the concentration of glucose in the blood.
Задачей предлагаемого изобретения является создание неинвазивного способа определения концентрации глюкозы в крови, который позволяет повысить точность определения, осуществлять непрерывный мониторинг концентрации глюкозы в крови, осуществлять упреждающую сигнализацию об опасных нарушениях углеводного обмена - пороговых повышении или понижении концентрации глюкозы в крови, и будет отличаться простотой и надежностью. The objective of the invention is to provide a non-invasive method for determining the concentration of glucose in the blood, which allows to increase the accuracy of determination, to continuously monitor the concentration of glucose in the blood, to carry out proactive signaling about dangerous violations of carbohydrate metabolism - threshold increase or decrease in the concentration of glucose in the blood, and will be simple and reliability.
Решение поставленной задачи достигается предлагаемым способом неинвазивного определения концентрации глюкозы в крови, включающим использование измерительного устройства, в котором проводят непрерывный мониторинг концентрации глюкозы в крови путем измерения в области поверхностных вен головы температуры тела и кондуктивных тепловых потоков с помощью датчиков измерительного устройства, а концентрацию глюкозы (X*g) определяют по формуле:
X*g=X*1+Х*2,
где X*1=WТП(s)X*Т, Х*2=KПWТП(s)X*П,
где Х*Т - безразмерное отклонение температуры от установившегося значения,
Х*П - безразмерное отклонение теплового потока от установившегося значения,
WТП(s)=1/(ТТПs+1) - передаточная функция концентрации глюкозы в крови по температуре и тепловому потоку,
КП - экспериментально определяемый безразмерный коэффициент,
s=d/dt - оператор дифференцирования,
ТТП - экспериментально определяемая постоянная времени переходного процесса.The solution to this problem is achieved by the proposed method for non-invasive determination of blood glucose concentration, including the use of a measuring device in which continuous monitoring of blood glucose concentration is carried out by measuring body temperature and conductive heat fluxes in the surface veins of the head using sensors of the measuring device, and the glucose concentration ( X * g) is determined by the formula:
X * g = X * 1 + X * 2 ,
where X * 1 = W TP (s) X * T , X * 2 = K П W TP (s) X * П ,
where X * T is the dimensionless deviation of temperature from the steady-state value,
X * P is the dimensionless deviation of the heat flux from the steady-state value,
W TP (s) = 1 / (T TP s + 1) is the transfer function of the concentration of glucose in the blood by temperature and heat flux,
K P - experimentally determined dimensionless coefficient,
s = d / dt is the differentiation operator,
T TP - experimentally determined time constant of the transition process.
В качестве датчиков температуры используют Z-термисторы, которые фиксируют на поверхности головы с помощью упругого элемента и изолируют от внешней среды тепловой изоляцией. As temperature sensors, Z-thermistors are used, which are fixed on the surface of the head with an elastic element and insulated from the external environment by thermal insulation.
Сигнализацию о концентрации глюкозы осуществляют с помощью тонального сигнала и дисплея. Signaling of glucose concentration is carried out using a tone signal and a display.
Предлагаемый способ был разработан на основе теоретических и экспериментальных исследований процесса биохимического превращения глюкозы в крови человека с помощью измерений температуры и тепловых потоков вблизи головного мозга в области поверхностных вен головы, то есть в областях максимально приближенных к энергетическому источнику интенсивного биохимического превращения глюкозы - головному мозгу. В основу этих исследований были положены известные феноменологические представления об определяющей роли центральной нервной системы в обеспечивающем необходимый уровень активности обменных процессов управлении метаболизмом клеточных объемов внутренних органов тела посредством регулирования интенсивности глюкозного обмена и температуры протекания биохимических превращений глюкозы в организме человека и, в частности, в его головном мозгу (Г.Ульмер, Ф.Вальдек, О.Гарт, Г.Тевс. Физиология человека. - М.: Мир, 1986, т.4, 312 с.). Связи этих процессов можно представить в виде функциональной схемы (см. фиг.1). При этом предполагалось, что заданное центральной нервной системой значение концентрации глюкозы в крови устанавливается по окончании свойственного большинству динамических характеристик организма человека апериодического переходного процесса (Ю.Г.Антомонов, С.И.Кефоренко, И.А.Микульская, И.К.Пароконная. Математическая теория системы сахара крови. - Киев: Наукова думка, 1971, гл. 2, Элементы теории, с. 15-26. ). При проведении исследований применена компьютерная обработка получаемых экспериментальных данных для нахождения взаимосвязи таких параметров процесса, как значения температуры, теплового потока, их производных и временного смещения динамических значений температуры и концентрации глюкозы в крови при переходных процессах. The proposed method was developed on the basis of theoretical and experimental studies of the process of biochemical conversion of glucose in human blood by measuring temperature and heat fluxes near the brain in the area of the superficial veins of the head, that is, in areas as close as possible to the energy source of the intensive biochemical conversion of glucose - the brain. These studies were based on well-known phenomenological ideas about the decisive role of the central nervous system in providing the necessary level of metabolic activity to control the metabolism of cellular volumes of the internal organs of the body by regulating the intensity of glucose metabolism and the temperature of the biochemical transformations of glucose in the human body and, in particular, in its the brain (G. Ulmer, F. Waldeck, O. Garth, G. Tevs. Human Physiology. - M.: Mir, 1986, v. 4, 312 p.). The relationship of these processes can be represented in the form of a functional diagram (see figure 1). It was assumed that the value of the glucose concentration in the blood set by the central nervous system is established at the end of the aperiodic transition process characteristic of most dynamic characteristics of the human body (Yu.G. Antomonov, S.I. Keforenko, I.A. Mikulskaya, I.K. Parokonnaya Mathematical theory of the blood sugar system. - Kiev: Naukova Dumka, 1971, Ch. 2, Elements of the theory, pp. 15-26.). During the research, computer processing of the obtained experimental data was used to find the relationship of process parameters such as temperature, heat flux, their derivatives and the temporary displacement of the dynamic values of temperature and glucose concentration in the blood during transient processes.
Принципиальным результатом проведенных исследований является обнаружение функциональной связи концентрации глюкозы в крови G с температурой Т, тепловым потоком F при выраженном проявлении принципа упреждающего управления, результатом которого является опережающее изменение термических параметров при соответствующем изменении уровня концентрации глюкозы в крови:
G(t) = Ψ(T(t-τ),F(t-τ)),
где τ- время опережения. На основе экспериментального обследования пациентов установлено, что величина τ составляет порядка 10-30 минут и это означает, что предлагаемый способ позволяет с временным опережением 10-30 минут прогнозировать изменение концентрации глюкозы в крови и сигнализировать о приближении опасных состояний глюкозного обмена.The principal result of the studies is the discovery of a functional relationship between the concentration of glucose in the blood G and temperature T, the heat flux F with a pronounced manifestation of the principle of proactive control, the result of which is a forward change in thermal parameters with a corresponding change in the level of glucose concentration in the blood:
G (t) = Ψ (T (t-τ), F (t-τ)),
where τ is the lead time. Based on an experimental examination of patients, it was found that the value of τ is about 10-30 minutes and this means that the proposed method allows predicting a change in glucose concentration in the blood with a temporary lead of 10-30 minutes and signaling the approach of dangerous states of glucose metabolism.
Было установлено, что измерение термических параметров в области головного мозга (в области поверхностных вен головы) в отличие от измерений в других частях человеческого тела дает более достоверную информацию, так как при этом устраняется дополнительное влияние на результаты измерений сложных биохимических процессов преобразований белков и жиров. It was found that the measurement of thermal parameters in the region of the brain (in the region of the superficial veins of the head), in contrast to measurements in other parts of the human body, provides more reliable information, since this eliminates the additional influence on the measurement results of complex biochemical processes of protein and fat conversions.
В результате применения способа было обнаружено влияние на измеряемые термические параметры некоторых индивидуальных факторов (общий тонус организма пациента, психологическое и физическое напряжение, напряженный мыслительный процесс, напряженность слуховых и зрительных центров при интенсивном восприятии информации и т.п.). Для учета подобных факторов при вычислении концентрации глюкозы крови проводилась предварительная персональная калибровка устройства для конкретного пациента с целью установления соответствующих постоянных алгоритма, учитывающих индивидуальное влияние указанных факторов на результаты определения концентрации глюкозы в крови. As a result of the application of the method, the effect on the measured thermal parameters of certain individual factors (the general tone of the patient’s body, psychological and physical stress, intense thought process, tension of the auditory and visual centers with intensive perception of information, etc.) was found. To take into account such factors when calculating the blood glucose concentration, a preliminary personal calibration of the device for a particular patient was carried out in order to establish appropriate constant algorithms that take into account the individual influence of these factors on the results of determining blood glucose concentration.
Для достоверного преобразования измеренных величин температуры и теплового потока в значения концентрации глюкозы крови человека разработан функциональный алгоритм G= Ψ(Т, F, Wi), построенный на основе функциональных связей, определяемых в результате решения системы дифференциальных уравнений, описывающих динамику рассматриваемого процесса с учетом индивидуальных факторов (Wi), влияние которых определяют на основе персональной калибровки системы измерения для конкретного пациента с использованием инвазивных методов и приборов, проводимой с целью определения зависимостей от времени температуры, теплового потока и концентрации глюкозы в крови, необходимых для построения функционального алгоритма.To reliably convert the measured temperature and heat flux values to the values of human blood glucose concentration, a functional algorithm G = Ψ (Т, F, W i ) has been developed, based on functional relationships determined by solving a system of differential equations describing the dynamics of the process under consideration individual factors (W i), which effect is determined based on a personal calibration measurement system for a particular patient using invasive methods and devices, wire Dima to determine time dependency on temperature, heat flux and the concentration of glucose in the blood needed to build the functional algorithm.
Система дифференциальных уравнений динамики процессов изменения температуры, теплового потока и концентрации глюкозы крови в общем виде может быть представлена как
X*g=X*1+X*2,
где X*1=WТП(s)X*T,
X*2=KПWТП(s)X*П,
X*g= ΔXg/Xg0 - безразмерное отклонение концентрации глюкозы в крови от установившегося значения,
Х*Т= ΔХТ/ХТ0 - безразмерное отклонение температуры от установившегося значения,
Х*П= ΔХП/ХП0 - безразмерное отклонение теплового потока от установившегося значения,
Xg0, ХТ0, ХП0 - установившиеся значения соответственно концентрации глюкозы крови, температуры и теплового потока тела:
ΔXg=Xg-Xg0, ΔХТ=ХТ-ХТ0, ΔХП=ХП-ХП0,
Xg, ХТ, ХП - текущие значения концентрации глюкозы в крови, температуры и теплового потока,
WТП(s)=1/(TТПs+1) - передаточная функция концентрации глюкозы в крови по температуре и тепловому потоку,
КП - экспериментально определяемый безразмерный коэффициент,
s=d/dt - оператор дифференцирования,
ТТП - экспериментально определяемая постоянная времени переходного процесса.The system of differential equations of the dynamics of processes of temperature, heat flux and blood glucose concentration in general can be represented as
X * g = X * 1 + X * 2 ,
where X * 1 = W TP (s) X * T ,
X * 2 = K P W TP (s) X * P ,
X * g = ΔX g / X g0 is the dimensionless deviation of the concentration of glucose in the blood from the steady-state value,
X * T = ΔX T / X T0 - dimensionless temperature deviation from the steady-state value,
X * P = ΔX P / X P0 is the dimensionless deviation of the heat flux from the steady-state value,
X g0 , X T0 , X P0 - steady-state values, respectively, of the concentration of blood glucose, temperature and heat flux of the body:
ΔX g = X g -X g0 , ΔX T = X T -X T0 , ΔX P = X P -X P0 ,
X g , X T , X P - the current values of the concentration of glucose in the blood, temperature and heat flux,
W TP (s) = 1 / (T TP s + 1) is the transfer function of the concentration of glucose in the blood according to temperature and heat flow,
K P - experimentally determined dimensionless coefficient,
s = d / dt is the differentiation operator,
T TP - experimentally determined time constant of the transition process.
Предложенный способ подтвержден примерами. The proposed method is confirmed by examples.
Пример 1. Проводились измерения температуры и теплового потока над поверхностной веной головы v.jugularis externa и с использованием функционального алгоритма вычислялась концентрация глюкозы в крови у больного А. Параллельно проводились измерения концентрации глюкозы крови у этого больного диабетом инвазивным прибором ONE TOUCH. В начале сеанса измерений испытуемый пообедал. Результаты измерений и расчета приведены в таблице 1. Example 1. The temperature and heat flux were measured over the superficial vein of the head v.jugularis externa, and the glucose concentration in the blood of patient A was calculated using the functional algorithm. The blood glucose concentration in this patient with diabetes was measured using the ONE TOUCH invasive device. At the beginning of the measurement session, the subject dined. The measurement and calculation results are shown in table 1.
Полученное время опережения τ равнялось 10 минутам. Из сравнения результатов измерений концентрации глюкозы крови, определенных предложенным способом и инвазивным методом, видно, что они отличаются не более чем на 10%. The obtained lead time τ was 10 minutes. From a comparison of the results of measurements of blood glucose concentration determined by the proposed method and the invasive method, it is clear that they differ by no more than 10%.
Пример 2. Проводились измерения температуры и теплового потока над поверхностной веной головы v.jugularis externa и с использованием функционального алгоритма вычислялась концентрация глюкозы в крови у пациента Б, не страдающего диабетом. Параллельно проводились измерения концентрации глюкозы крови у этого пациента инвазивным прибором ONE TOUCH. В начале сеанса измерений испытуемый выпил стакан сладкого чая. Результаты измерений и расчета приведены в таблице 2. Example 2. Temperature and heat flux were measured over the superficial vein of the head v.jugularis externa, and the concentration of glucose in the blood of a patient B without diabetes was calculated using the functional algorithm. At the same time, blood glucose concentration was measured in this patient using the ONE TOUCH invasive device. At the beginning of the measurement session, the subject drank a glass of sweet tea. The measurement and calculation results are shown in table 2.
Время опережения τ равнялось 14 минутам. Из сравнения результатов измерений концентрации глюкозы крови, определенных предложенным методом и инвазивным методом, видно, что они отличаются не более чем на 10%. The lead time τ was 14 minutes. From a comparison of the results of measurements of blood glucose concentration determined by the proposed method and the invasive method, it is clear that they differ by no more than 10%.
Полученные нами экспериментальные данные позволили предложить способ упреждающей сигнализации об опасных состояниях глюкозного обмена, принципиально отличающийся от известных по локализации зон измерения и алгоритму пересчета измеренных температуры и теплового потока в концентрацию глюкозы в крови, по конструкции устройства и достигаемому результату. Our experimental data allowed us to propose a method of proactive signaling about the dangerous states of glucose metabolism, which is fundamentally different from the known for the localization of the measurement zones and the algorithm for converting the measured temperature and heat flux to the concentration of glucose in the blood, according to the design of the device and the achieved result.
На фиг. 2 представлена схема устройства для реализации предлагаемого способа. In FIG. 2 shows a diagram of a device for implementing the proposed method.
Устройство содержит пружинный наголовник 1, датчик температуры и теплового потока 2 на основе алмазных термисторов ТА-1 с тепловой изоляцией из эластичного материала пенополиуретана на упругом элементе 3, компьютерный модуль 4 измерительного устройства на базе Ноут-бука "Compad" с дисплеем 5 и устройством звуковой сигнализации 6. The device comprises a
Пружинный наголовник 1 фиксирует датчик 2 над поверхностью вены головы, например v.jugularis externa, который прижимается и фиксируется с точностью 0,5-2,5 мм упругим элементом 3. Датчик измеряет температуру и тепловой поток и передает результаты измерений в компьютерный модуль 4, который формирует результаты измерений как функции времени, регистрирует их в памяти и преобразует их в значения текущей и прогнозируемой концентрации глюкозы крови, а также определяет время опережения τ, посредством использования функционального алгоритма и на основе результатов предварительной калибровки, отражает данные на дисплее 5 и формирует звуковой упреждающий тональный сигнал об опасных состояниях глюкозного обмена с помощью модуля звуковой сигнализации 6. Тепловая изоляция из эластичного материала защищает датчик от воздействия внешней среды и увеличивает точность измерения. Устройство требует периодической (1-2 раза в неделю) оценки и при необходимости корректировки калибровки персонально для конкретного пациента, в результате чего определяют эмпирические поправочные коэффициенты, которые вводятся в компьютерный модуль 4 и уточняют настройку устройства упреждающей сигнализации на требуемые уровни ее срабатывания, соответствующие, например, значениям концентрации глюкозы в крови 4 ммоль/л (нижний уровень) и 8 ммоль/л (верхний уровень). Оценку калибровки проводят путем измерения концентрации глюкозы в крови пациента каким-либо инвазивным глюкометром через время от момента срабатывания сигнализации, равное определенному при первоначальной калибровке времени упреждения τ, свойственному организму этого пациента, и сравнения показанного на дисплее устройства значения концентрации глюкозы в крови с показанием инвазивного глюкометра. Корректировку калибровки и настройки сигнализации производят в том случае, когда различие показаний устройства и инвазивного глюкометра превысит допустимую величину, например 1 ммоль/л. The spring-loaded
В качестве измерительного элемента температуры и теплового потока в устройстве, реализующем предлагаемый способ, может быть применен Z-термистор, который в отличие от NTC-термистора обладает более высокой чувствительностью и способностью фиксации некоторой заранее выбранной температуры резким изменением своих параметров, что дает возможность получить информацию о достижении концентрацией глюкозы в крови определенного заранее выставляемого порогового уровня, за пределами которого наступает угроза здоровью данного пациента. Применение Z-термистора обеспечивает также возможность непосредственного преобразования изменения температуры в изменения частоты и амплитуды выходного напряжения (В.Д. Зотов. Z-термисторы, CHIP News. T. 1(34), с. 37, 1999). Это существенно упрощает электронную схему и позволяет значительно снизить стоимость носимого пациентом устройства. В наиболее простом и дешевом варианте возможна выдача информации о достижении различных уровней концентрации глюкозы с помощью звуковых сигналов различной частоты. Например, при достижении концентрацией глюкозы крови верхнего допустимого предела ее значений выдается высокочастотный звуковой сигнал, а при достижении нижнего предела - низкочастотный звуковой сигнал. Это существенно упрощает конструкцию устройства и дает возможность пациенту получать текущую упреждающую информацию о достижении концентрацией глюкозы крови того или иного фиксированного уровня с целью принятия мер для его изменения. As a measuring element of temperature and heat flux in a device that implements the proposed method, a Z-thermistor can be used, which, unlike an NTC-thermistor, has a higher sensitivity and the ability to fix a certain pre-selected temperature by a sharp change in its parameters, which makes it possible to obtain information about the achievement of a concentration of glucose in the blood of a certain pre-set threshold level, beyond which there is a threat to the health of this patient. The use of a Z-thermistor also makes it possible to directly convert temperature changes into changes in the frequency and amplitude of the output voltage (V.D. Zotov. Z-thermistors, CHIP News. T. 1 (34), p. 37, 1999). This greatly simplifies the electronic circuit and can significantly reduce the cost of the device worn by the patient. In the simplest and cheapest option, it is possible to output information on the achievement of various levels of glucose concentration using sound signals of various frequencies. For example, when the blood glucose concentration reaches the upper permissible limit of its values, a high-frequency sound signal is issued, and when the lower limit is reached, a low-frequency sound signal is issued. This greatly simplifies the design of the device and allows the patient to receive current proactive information about the achievement of a blood glucose concentration of one or another fixed level in order to take measures to change it.
Применение в устройстве Z-термистора позволяет с помощью простейшей схемы реализовать его работу в частотно-амплитудном режиме, то есть с изменением температуры и теплового потока пропорционально изменяются частота и амплитуда электрических импульсов. Чувствительность датчика при этом существенно выше по сравнению с датчиком, использующим NTC-термистор. Работа в амплитудно-частотном режиме позволяет использовать усилитель переменного тока, что дает возможность достигнуть лучшего соотношения сигнал/шум и повысить стабильность работы устройства, а также упрощает интерфейс передачи данных в компьютерный модуль устройства. The use of a Z-thermistor in the device allows using the simplest circuit to realize its operation in the frequency-amplitude mode, that is, with a change in temperature and heat flux, the frequency and amplitude of the electrical pulses proportionally change. The sensitivity of the sensor is significantly higher compared to a sensor using an NTC thermistor. Working in the amplitude-frequency mode allows you to use an AC amplifier, which makes it possible to achieve a better signal to noise ratio and increase the stability of the device, as well as simplifies the interface for transmitting data to the computer module of the device.
При проведении современной интенсивной инсулинотерапии больного сахарным диабетом применение предлагаемого способа и упомянутого устройства в сочетании с изложенной методикой персональной калибровки, ее оценки и корректировки позволит осуществлять непрерывное слежение за состоянием глюкозного обмена в организме больного сахарным диабетом, с упреждением по времени сигнализировать об опасных отклонениях его от нормы, сократить количество заборов крови для анализа и расход дорогостоящих тест-полосок к глюкометрам более чем в 10 раз по сравнению с использованием для целей интенсивной инсулинотерапии обычных инвазивных глюкометров, когда пациент должен ежедневно проводить 5-7 заборов крови из пальца с использованием тест-полосок. When conducting modern intensive insulin therapy for a patient with diabetes mellitus, the application of the proposed method and the aforementioned device in combination with the described method of personal calibration, its assessment and adjustment will allow continuous monitoring of the state of glucose metabolism in the patient with diabetes mellitus, with a warning in advance to signal dangerous deviations from norms, reduce the number of blood samples for analysis and the consumption of expensive test strips for glucometers by more than 10 times compared with the use of conventional invasive glucometers for intensive insulin therapy, when the patient must conduct 5-7 finger blood samples daily using test strips.
Использование реализующего заявленный способ устройства позволит осуществить непрерывный неинвазивный мониторинг состояния глюкозного обмена больного сахарным диабетом, упреждающую сигнализацию об опасных состояниях этого обмена при простоте конструкции устройства, низкой стоимости его производства и эксплуатации, носимом пациентом исполнении и высоких технико-эксплуатационных свойствах такого устройства. The use of the device implementing the claimed method will allow continuous non-invasive monitoring of the state of glucose metabolism of a patient with diabetes mellitus, proactive signaling about the dangerous conditions of this metabolism with the simplicity of the device design, low cost of its manufacture and use, patient-worn performance and high technical and operational properties of such a device.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001101121A RU2180514C1 (en) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | Method for determining glucose concentration in noninvasive way |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001101121A RU2180514C1 (en) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | Method for determining glucose concentration in noninvasive way |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2180514C1 true RU2180514C1 (en) | 2002-03-20 |
Family
ID=20244818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001101121A RU2180514C1 (en) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | Method for determining glucose concentration in noninvasive way |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2180514C1 (en) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009031943A1 (en) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Chuvashov Vladimir Dmitryevitc | Method for monitoring diabetes insulin therapy |
| US7645421B2 (en) | 2003-06-20 | 2010-01-12 | Roche Diagnostics Operations, Inc. | System and method for coding information on a biosensor test strip |
| US7645373B2 (en) | 2003-06-20 | 2010-01-12 | Roche Diagnostic Operations, Inc. | System and method for coding information on a biosensor test strip |
| US7718439B2 (en) | 2003-06-20 | 2010-05-18 | Roche Diagnostics Operations, Inc. | System and method for coding information on a biosensor test strip |
| US7878975B2 (en) | 2004-02-26 | 2011-02-01 | Diabetes Tools Sweden Ab | Metabolic monitoring, a method and apparatus for indicating a health-related condition of a subject |
| US8058077B2 (en) | 2003-06-20 | 2011-11-15 | Roche Diagnostics Operations, Inc. | Method for coding information on a biosensor test strip |
| US8092668B2 (en) | 2004-06-18 | 2012-01-10 | Roche Diagnostics Operations, Inc. | System and method for quality assurance of a biosensor test strip |
| US8206565B2 (en) | 2003-06-20 | 2012-06-26 | Roche Diagnostics Operation, Inc. | System and method for coding information on a biosensor test strip |
| US8298828B2 (en) | 2003-06-20 | 2012-10-30 | Roche Diagnostics Operations, Inc. | System and method for determining the concentration of an analyte in a sample fluid |
| WO2013141734A1 (en) * | 2012-03-20 | 2013-09-26 | Khokhoev Elbrus Marklenovich | Method and device for non-invasive checking of the glucose level in the blood |
| US8663442B2 (en) | 2003-06-20 | 2014-03-04 | Roche Diagnostics Operations, Inc. | System and method for analyte measurement using dose sufficiency electrodes |
| RU2525507C2 (en) * | 2011-12-12 | 2014-08-20 | Галина Владимировна Бобылева | Method for non-invasive blood glucose test |
| RU2607494C1 (en) * | 2015-07-15 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет"(ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Non-invasive method for determining blood glucose concentration |
| RU2686048C2 (en) * | 2014-07-17 | 2019-04-23 | Ф.Хоффманн-Ля Рош Аг | Method and device for determining glucose level in patient's physiological liquid and computer program product |
-
2001
- 2001-01-15 RU RU2001101121A patent/RU2180514C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8298828B2 (en) | 2003-06-20 | 2012-10-30 | Roche Diagnostics Operations, Inc. | System and method for determining the concentration of an analyte in a sample fluid |
| US7645421B2 (en) | 2003-06-20 | 2010-01-12 | Roche Diagnostics Operations, Inc. | System and method for coding information on a biosensor test strip |
| US8663442B2 (en) | 2003-06-20 | 2014-03-04 | Roche Diagnostics Operations, Inc. | System and method for analyte measurement using dose sufficiency electrodes |
| US8586373B2 (en) | 2003-06-20 | 2013-11-19 | Roche Diagnostics Operations, Inc. | System and method for determining the concentration of an analyte in a sample fluid |
| US8507289B1 (en) | 2003-06-20 | 2013-08-13 | Roche Diagnostics Operations, Inc. | System and method for coding information on a biosensor test strip |
| US8058077B2 (en) | 2003-06-20 | 2011-11-15 | Roche Diagnostics Operations, Inc. | Method for coding information on a biosensor test strip |
| US8083993B2 (en) | 2003-06-20 | 2011-12-27 | Riche Diagnostics Operations, Inc. | System and method for coding information on a biosensor test strip |
| US7718439B2 (en) | 2003-06-20 | 2010-05-18 | Roche Diagnostics Operations, Inc. | System and method for coding information on a biosensor test strip |
| US8206565B2 (en) | 2003-06-20 | 2012-06-26 | Roche Diagnostics Operation, Inc. | System and method for coding information on a biosensor test strip |
| US8293538B2 (en) | 2003-06-20 | 2012-10-23 | Roche Diagnostics Operations, Inc. | System and method for coding information on a biosensor test strip |
| US7645373B2 (en) | 2003-06-20 | 2010-01-12 | Roche Diagnostic Operations, Inc. | System and method for coding information on a biosensor test strip |
| US7878975B2 (en) | 2004-02-26 | 2011-02-01 | Diabetes Tools Sweden Ab | Metabolic monitoring, a method and apparatus for indicating a health-related condition of a subject |
| US8858435B2 (en) | 2004-02-26 | 2014-10-14 | Diabetes Tools Sweden Ab | Metabolic monitoring, a method and apparatus for indicating a health-related condition of a subject |
| US9384324B2 (en) | 2004-02-26 | 2016-07-05 | Diabetes Tools Sweden Ab | Metabolic monitoring, a method and apparatus for indicating a health-related condition of a subject |
| US8092668B2 (en) | 2004-06-18 | 2012-01-10 | Roche Diagnostics Operations, Inc. | System and method for quality assurance of a biosensor test strip |
| US9410915B2 (en) | 2004-06-18 | 2016-08-09 | Roche Operations Ltd. | System and method for quality assurance of a biosensor test strip |
| WO2009031943A1 (en) * | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Chuvashov Vladimir Dmitryevitc | Method for monitoring diabetes insulin therapy |
| RU2525507C2 (en) * | 2011-12-12 | 2014-08-20 | Галина Владимировна Бобылева | Method for non-invasive blood glucose test |
| WO2013141734A1 (en) * | 2012-03-20 | 2013-09-26 | Khokhoev Elbrus Marklenovich | Method and device for non-invasive checking of the glucose level in the blood |
| RU2686048C2 (en) * | 2014-07-17 | 2019-04-23 | Ф.Хоффманн-Ля Рош Аг | Method and device for determining glucose level in patient's physiological liquid and computer program product |
| RU2607494C1 (en) * | 2015-07-15 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет"(ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Non-invasive method for determining blood glucose concentration |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2180514C1 (en) | Method for determining glucose concentration in noninvasive way | |
| KR101754941B1 (en) | Device for n0n-invasively measuring glucose | |
| US9060700B2 (en) | Medical measurement device for bioelectrical impedance measurement | |
| WO1997047239A1 (en) | Consumed calorie measuring apparatus and body temperature measuring apparatus | |
| JP2007510492A (en) | Method and system for non-invasive measurement in the human body | |
| JP2019506205A (en) | Apparatus, system, and method for non-invasive monitoring of physiological measurements | |
| Fu et al. | A wearable multifunctional pulse monitor using thermosensation-based flexible sensors | |
| RU2525507C2 (en) | Method for non-invasive blood glucose test | |
| US20050137470A1 (en) | Method and apparatus for low blood glucose level detection | |
| US11969236B2 (en) | Device for measuring blood pressure | |
| US20030013947A1 (en) | Method and apparatus for non-invasive blood analyte detector | |
| RU2664626C2 (en) | Method of diagnostics of endothelial, neurogenic and myogenic mechanisms of microvessels tonus regulation and electronic thermal recorder for its implementation | |
| US11717255B2 (en) | Ultrasound blood-flow monitoring | |
| US20200352482A1 (en) | Device for non-invasively measuring glucose concentration | |
| JP2005160782A (en) | Blood sugar level measuring instrument | |
| RU2391900C1 (en) | Method of controlling state of blood vessels | |
| JPS60234641A (en) | Method and apparatus for examination of terminal blood flow | |
| Venkatesan et al. | Investigation and Validation of Non Invasive Blood Glucose Measurement | |
| WO2023121497A1 (en) | Method for non-invasively determining a change in a person's blood glucose concentration | |
| WO2022020734A1 (en) | Device for non-invasively measuring glucose concentration | |
| KR20030072511A (en) | Apparatus and measuring method of ppg | |
| AU2014202341A1 (en) | Device for Non-Invasively Measuring Glucose |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080116 |