RU2279250C2 - Устройство для неинвазивного измерения концентрации глюкозы в крови - Google Patents
Устройство для неинвазивного измерения концентрации глюкозы в крови Download PDFInfo
- Publication number
- RU2279250C2 RU2279250C2 RU2004128624/14A RU2004128624A RU2279250C2 RU 2279250 C2 RU2279250 C2 RU 2279250C2 RU 2004128624/14 A RU2004128624/14 A RU 2004128624/14A RU 2004128624 A RU2004128624 A RU 2004128624A RU 2279250 C2 RU2279250 C2 RU 2279250C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- axis
- photodetector
- radiation
- biological tissue
- rod
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/14532—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к измерительным устройствам для определения присутствия различных органических и неорганических субстратов в организме человека и животных и измерения их концентраций, в частности для неинвазивного измерения концентрации глюкозы в крови человека. Устройство для неинвазивного измерения концентрации глюкозы в крови содержит источник излучения, установленный с возможностью прижатия к поверхности биологической ткани, оптический блок, фотоприемник и измерительный электронный блок, соединенный с дисплеем, при этом оптический блок включает металлическую штангу, вдоль оси которой выполнен канал для установки каретки, на переднем торце которой жестко закреплен источник излучения в виде лазерного светодиода с излучением в диапазоне 340-640 нм, установленные вдоль оси штанги металлическую диафрагму, с возможностью прижатия к противоположной стороне биологической ткани, оптическую систему, состоящую из длиннофокусной и короткофокусной линз с совмещенными фокусами для получения плоскопараллельного пучка света, закрепленную под углом 45° к оси штанги полупрозрачное зеркало, выполненное с возможностью разделения светового потока на проходящий луч, параллельный оси штанги, и опорный луч, перпендикулярный оси штанги, при этом по ходу проходящего луча установлены прозрачная стеклянная кювета с водным раствором глюкозы и фотоприемник для регистрации прошедшего через нее излучения, а по ходу опорного луча установлены прозрачная стеклянная кювета с водой и фотоприемник для регистрации прошедшего через нее излучения, при этом фотоприемники соединены через соответствующие усилители с измерительным электронным блоком. Использование изобретения позволяет расширить арсенал устройств для неинвазивного измерения концентрации глюкозы в крови человека. 1 ил.
Description
Изобретение относится к медицинской технике измерительных устройств по неинвазивному определению физико-химическими методами присутствия различных органических и неорганических субстратов в организме человека и животных и измерению их концентраций, в частности по неинвазивному измерения концентрации глюкозы в крови человека.
Из методов, целесообразных для определения субстратов при общей диагностике, наиболее адекватными являются способы колориметрического определения по поглощению (спектрофотометрия). В большинстве из них используются относительно недорогие красители, а регламент, точность и специфичность современных спектрофотометрических методов определения позволяет быстро получать результаты, достаточные для вынесения адекватного заключения.
Для определения концентрации глюкозы в биологической ткани неинвазивным способом наиболее подходящим методом является спектрометрический метод анализа рассеянного света, прошедшего биологическую ткань и создавшего за счет флуоренсенции среды возбужденные состояния молекул биологической ткани. В том числе и возбужденные светом молекулы глюкозы. В результате светового возбуждения молекул ткани произойдут переизлучения этих молекул в резонансные световые кванты, соответствующие электронным переходам каждой из этих молекул. На выходе полученное рассеянное излучение спектрометрируют по длинам волн и по интенсивности. Естественно, каждый полученный спектр будет характеризовать соответствующую молекулу, принадлежащую исследуемой биологической ткани.
Известно устройство (RU №2122208), содержащее источник излучения, прижатой к поверхности биологической ткани, оптический блок, фотоприемник и измерительный электронный блок, соединенный с дисплеем.
В известном устройстве по неинвазивному измерению концентрации глюкозы в крови предлагается изготовление прибора по схеме измерения спектрограммы излучения путем регистрации интегрального спектра излучения возбужденных молекул биологической ткани фотопарой лазерный излучатель-фотодетектор и сравнение полученного интегрального спектра излучения молекул биологической ткани со спектром излучения калибровочной крови в виде цифрового кода в памяти микрокомпьютера. Однако предлагаемой аппаратуры в схеме прибора для определения концентрации глюкозы в крови недостаточно, т.к. в таком приборе отсутствует аппаратурные элементы, которые должны произвести вычитание интегрального спектра излучения молекул биологической ткани, не входящих в состав исследуемой крови, что, естественно, приведет к неточному значению измеряемой величины концентрации глюкозы в крови.
Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в устранение указанных недостатков и направлен на расширение арсенала средств для неинвазивного измерения концентрации глюкозы в крови.
Сущность изобретения состоит в том, что в устройстве для неинвазивного измерения концентрации глюкозы в крови, содержащем источник излучения, установленный с возможностью прижатия к поверхности биологической ткани, оптический блок, фотоприемник и измерительный электронный блок, соединенный с дисплеем, оптический блок включает металлическую штангу, вдоль оси которой выполнен канал для установки каретки, на переднем торце которой жестко закреплен источник излучения в виде лазерного светодиода с излучением в диапазоне 340-640 нм, установленные вдоль оси штанги металлическую диафрагму, с возможностью прижатия к противоположной стороне биологической ткани, оптическую систему, состоящую из длиннофокусной и короткофокусной линз с совмещенными фокусами для получения плоскопараллельного пучка света, закрепленное под углом 45° к оси штанги полупрозрачное зеркало, выполненное с возможностью разделения светового потока на проходящий луч, параллельный оси штанги, и опорный луч, перпендикулярный оси штанги, при этом по ходу проходящего луча установлены прозрачная стеклянная кювета с водным раствором глюкозы и фотоприемник для регистрации прошедшего через нее излучения, а по ходу опорного луча установлены прозрачная стеклянная кювета с водой и фотоприемник для регистрации прошедшего через нее излучения, при этом фотоприемник соединены через соответствующие усилители с измерительным электронным блоком.
Сущность изобретения поясняется чертежом схемы устройства измерения концентрации глюкозы в крови.
Устройство для осуществления предлагаемого способа состоит из оптического и измерительного электронного блоков. Оптический блок содержит прямоугольную металлическую штангу 1 в виде оптической скамьи с вырезанным на поверхности вдоль штанги трапециевидного сечения каналом, в который вставляют с трапециевидными шипами каретку 2, на которой жестко закрепляют на переднем торце каретки светодиод 3 с лазерным излучением 4 в видимом диапазоне 340-640 нм, ось которого направляют вдоль оси штанги и излучающей поверхностью прижимают к поверхности биологической ткани 5, через которое проходит лазерное излучение 4 и преобразуется за счет рассеивания и флуоресцентное возбуждение молекул ткани в рассеянный свет 6, каретку 7 вставляют на расстоянии порядка 0,5 см от переднего торца каретки 1 и жестко закрепляют по одной оси параллельно оси штанги на заднем торце каретки металлическую диафрагму 8 толщиной не более 1 мм и с диаметром отверстия не более 1 см, которую плотно прижимают к другой поверхности биологической ткани 5 и из которой выходит рассеянный свет 6, а на расстоянии 2 см от диафрагмы 8 оптическую систему 9, состоящую из длиннофокусной линзы и короткофокусной с совмещенными фокусами для получения плотного плоскопараллельного пучка света 10, вставляют на расстоянии порядка 1 см от каретки 7 каретку 11, на которой перпендикулярно оси штанги последовательно вдоль оси каретки жестко закрепляют полупрозрачное зеркало 12 под углом 45° к оси штанги, которое разделяет световой поток 10 на два одинаковых по интенсивности потока: проходящий световой луч 14, распространяющийся на одной осевой линии со светодиодом 3 и диафрагмой 8, и на опорный световой луч, направленный перпендикулярно оси штанги и параллельно оси, соединяющей центр полупрозрачного зеркала и прозрачную стеклянную кювету 15 с водой, которая располагается на расстоянии 2 см от центра полупрозрачной пластины 12, и фотоприемник 16, регистрирующий излучение после прохождения потока через кювету 15 на расстоянии 0,5 см от задней поверхности кюветы 15, вставляют на расстоянии 2 см от каретки 11 с осью параллельной оси штанги 1 каретку 17, на которой жестко закрепляют последовательно вдоль оси каретки кювету 18 с водным раствором из исследуемой глюкозы, в котором происходит резонансное поглощение флуоресцентного спектра излучения молекул исследуемого субстрата от светового потока 14, и фотоприемника 19, регистрирующий излучение после прохождения световым потоком 13 кюветы 18, и из измерительного электронного блока, в котором усилитель 20 соединяют с фотоприемником 16 с чувствительностью порядка 10-3 мВ, усилитель 21 соединяют с фотоприемником 19с чувствительностью порядка 10-3 мВ, усилители 20 и 21 соединены с измерительным электронным блоком 22, подсоединенным к дисплею 23.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. Светодиод 3 устанавливают излучающей поверхностью к поверхности биологической ткани 5 человека или животного, пропускают лазерное излучения через толщу биологической ткани 5, рассеивают свет на неоднородностях биологической ткани 5. При этом возбуждают флуоресцентное излучение электронных синглетно-триплетных и вращательно-колебательные переходов органических молекул и на выходе из биологической ткани 5 получают рассеянный свет 6. На расстоянии 0,5 см от каретки 2 вставляют каретку 7, на которой жестко закрепляют с заднего торца каретки диафрагму 8, и плотно прижимают поверхность диафрагмы 8 к поверхности биологической ткани 5 и диафрагмируют рассеянный свет 6, на этой же каретке 8 вдоль оси штанги на расстоянии 1 см закрепляют оптическую систему 9, с помощью которой формирует из рассеянного света 6 плотный параллельной поток излучения 10. На расстоянии 2 см от каретки 7 вставляют каретку 11, ось симметрии которой перпендикулярна оси штанги, и на этой каретке вдоль ее оси жестко закрепляют полупрозрачное зеркало 12, с помощью которого разделяют световой поток 10 на два одинаковых по интенсивности световых потоков: на опорный световой луч 13 и проходящий световой поток 14. Через кювету 15, в которой находится растворитель, пропускают отраженный световой поток 14 для отделения из этого потока флуоресцентного излучения молекул воды за счет резонансного поглощения, и регистрируют датчиком фотоприемника 16, прошедший через кювету 15 интенсивность светового потока 13. На расстоянии 1 см от каретки 11 вставляют каретку 17с осью симметрии параллельной оси штанги и жестко на ней закрепляют кювету 18 с водным раствором глюкозы, через которую пропускают световой поток 14 для отделения флуоресцентного излучения молекул растворителя и исследуемой субстанции за счет резонансного поглощения. Датчик фотоприемника 19 регистрирует, прошедший через кювету светового потока 14. Измерительным электронным блоком 22 производят вычитание электрических сигналов от блоков 20 и 21, и выход которого подсоединен к дисплею 23, на экране которого выводятся результаты измерения.
Параметры основных элементов прибора по неинвазивному измерению концентрации глюкозы в крови.
Лазерный источник света:
Мощность - 10 мВт. Длина волны - 640 нм (красный свет).
Кювета с водным раствором глюкозы:
Толщина кюветы - 1 см, концентрация раствора с=0,1 моль/л.
Фоторегистрирующие датчики:
Чувствительность - не менее 10-3 мВт.
Claims (1)
- Устройство для неинвазивного измерения концентрации глюкозы в крови, содержащее источник излучения, установленный с возможностью прижатия к поверхности биологической ткани, оптический блок, фотоприемник и измерительный электронный блок, соединенный с дисплеем, отличающееся тем, что оптический блок включает металлическую штангу, вдоль оси которой выполнен канал для установки каретки, на переднем торце которой жестко закреплен источник излучения в виде лазерного светодиода с излучением в диапазоне 340-640 нм, установленные вдоль оси штанги металлическую диафрагму с возможностью прижатия к противоположной стороне биологической ткани, оптическую систему, состоящую из длиннофокусной и короткофокусной линз с совмещенными фокусами для получения плоскопараллельного пучка света, закрепленное под углом 45° к оси штанги полупрозрачное зеркало, выполненное с возможностью разделения светового потока на проходящий луч, параллельный оси штанги, и опорный луч, перпендикулярный оси штанги, при этом по ходу проходящего луча установлены прозрачная стеклянная кювета с водным раствором глюкозы и фотоприемник для регистрации прошедшего через нее излучения, а по ходу опорного луча установлены прозрачная стеклянная кювета с водой и фотоприемник для регистрации прошедшего через нее излучения, при этом фотоприемники соединены через соответствующие усилители с измерительным электронным блоком.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004128624/14A RU2279250C2 (ru) | 2004-09-24 | 2004-09-24 | Устройство для неинвазивного измерения концентрации глюкозы в крови |
EP05786969A EP1796535A1 (en) | 2004-09-24 | 2005-09-21 | A method of non-invasive measurement of sugar in blood and construction for its realisation |
PCT/IB2005/002794 WO2006032981A1 (en) | 2004-09-24 | 2005-09-21 | A method of non-invasive measurement of sugar in blood and construction for its realisation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004128624/14A RU2279250C2 (ru) | 2004-09-24 | 2004-09-24 | Устройство для неинвазивного измерения концентрации глюкозы в крови |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004128624A RU2004128624A (ru) | 2006-03-10 |
RU2279250C2 true RU2279250C2 (ru) | 2006-07-10 |
Family
ID=35428026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004128624/14A RU2279250C2 (ru) | 2004-09-24 | 2004-09-24 | Устройство для неинвазивного измерения концентрации глюкозы в крови |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1796535A1 (ru) |
RU (1) | RU2279250C2 (ru) |
WO (1) | WO2006032981A1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2510023C1 (ru) * | 2012-11-06 | 2014-03-20 | Сайнмет Ла, Инкорпорейтед | Устройство для определения содержания глюкозы в крови |
RU2532498C2 (ru) * | 2010-04-27 | 2014-11-10 | А.Д. Интегрити Эппликейшнз Лтд. | Устройство для неинвазивного измерения содержания глюкозы |
RU2574571C1 (ru) * | 2014-12-22 | 2016-02-10 | Эдвард Владимирович Крыжановский | Способ неинвазивного определения концентрации глюкозы в крови |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102866111A (zh) * | 2012-09-04 | 2013-01-09 | 上海交通大学 | 用于无创血糖检测的差动液体光声池组件 |
CN105433957A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-03-30 | 深圳贝特莱电子科技股份有限公司 | 一种检测人体血氧饱和度的集成芯片 |
CN106859665A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-06-20 | 东莞产权交易中心 | 一种便携式无创血糖检测装置 |
CN109330608A (zh) * | 2018-08-14 | 2019-02-15 | 林彧宁 | 血糖测量方法及装置 |
CN111599470B (zh) * | 2020-04-23 | 2022-07-29 | 中国科学院上海技术物理研究所 | 一种用于提高近红外无创血糖检测精度的方法 |
CN113180652A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-07-30 | 河南五方合创建筑设计有限公司 | 基于金刚石nv色心的无创量子血糖仪 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5434412A (en) * | 1992-07-15 | 1995-07-18 | Myron J. Block | Non-spectrophotometric measurement of analyte concentrations and optical properties of objects |
SG38866A1 (en) * | 1995-07-31 | 1997-04-17 | Instrumentation Metrics Inc | Liquid correlation spectrometry |
US6687012B2 (en) * | 2001-10-30 | 2004-02-03 | Fordham University | Apparatus and method for measuring optical activity |
-
2004
- 2004-09-24 RU RU2004128624/14A patent/RU2279250C2/ru not_active IP Right Cessation
-
2005
- 2005-09-21 EP EP05786969A patent/EP1796535A1/en not_active Withdrawn
- 2005-09-21 WO PCT/IB2005/002794 patent/WO2006032981A1/en active Application Filing
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2532498C2 (ru) * | 2010-04-27 | 2014-11-10 | А.Д. Интегрити Эппликейшнз Лтд. | Устройство для неинвазивного измерения содержания глюкозы |
RU2510023C1 (ru) * | 2012-11-06 | 2014-03-20 | Сайнмет Ла, Инкорпорейтед | Устройство для определения содержания глюкозы в крови |
RU2574571C1 (ru) * | 2014-12-22 | 2016-02-10 | Эдвард Владимирович Крыжановский | Способ неинвазивного определения концентрации глюкозы в крови |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1796535A1 (en) | 2007-06-20 |
RU2004128624A (ru) | 2006-03-10 |
WO2006032981A1 (en) | 2006-03-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6999173B2 (en) | Method and apparatus for ratio fluorometry | |
US6219566B1 (en) | Method of measuring concentration of luminescent materials in turbid media | |
US4755684A (en) | Method for tumor diagnosis and arrangement for implementing this method | |
US7603151B2 (en) | Non-invasive methods of using spectral information in determining analyte concentrations | |
JP2017134089A5 (ja) | センシング・システム | |
RU2007126679A (ru) | Система для спектроскопии пропускания для использования при определении анализируемых веществ в жидкости организма | |
TW200533908A (en) | A handheld device with a disposable element for chemical analysis of multiple analytes | |
Yan et al. | Fiber enhanced Raman sensing of levofloxacin by PCF bandgap-shifting into the visible range | |
RU2004123207A (ru) | Способ анализа гемоглобина и система для его осуществления | |
US9001331B2 (en) | Arrangement adapted for spectral analysis of high concentrations of gas | |
CN102042961B (zh) | 一种光纤反射式微纳体系分光光度计及其应用 | |
RU2279250C2 (ru) | Устройство для неинвазивного измерения концентрации глюкозы в крови | |
RU83694U1 (ru) | Устройство для измерения концентрации глюкозы в крови | |
KR20150064094A (ko) | 분석 물질들을 검출하는 방법 | |
JPH0875639A (ja) | スラブ光導波路を利用した光吸収スペクトル測定装置 | |
CN210037588U (zh) | 一种吸收光谱测试系统 | |
RU2468355C1 (ru) | Измерительное устройство для определения по меньшей мере одного параметра пробы крови | |
WO2022202723A1 (ja) | 蛍光測定装置 | |
KR19990029895A (ko) | 특정성분의 농도측정장치 및 농도측정방법 | |
JP4483052B2 (ja) | 非侵襲血糖計 | |
US11344223B2 (en) | Method and an apparatus for measuring acetone concentrations in breath | |
JP2007127666A (ja) | 生体スペクトル測定装置。 | |
JPH11248622A (ja) | 尿検査装置 | |
JPH08327538A (ja) | 分光分析測定装置 | |
CN216847477U (zh) | 一种用于气体分析的拉曼装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090925 |