RU2344752C1 - Method of blood component concentration defining and device for its implementation - Google Patents

Method of blood component concentration defining and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2344752C1
RU2344752C1 RU2007124029/15A RU2007124029A RU2344752C1 RU 2344752 C1 RU2344752 C1 RU 2344752C1 RU 2007124029/15 A RU2007124029/15 A RU 2007124029/15A RU 2007124029 A RU2007124029 A RU 2007124029A RU 2344752 C1 RU2344752 C1 RU 2344752C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blood
concentration
component
components
thickness
Prior art date
Application number
RU2007124029/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Леонидович Головков (RU)
Олег Леонидович Головков
Константин Васильевич Иванищев (RU)
Константин Васильевич Иванищев
Original Assignee
Олег Леонидович Головков
Константин Васильевич Иванищев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Олег Леонидович Головков, Константин Васильевич Иванищев filed Critical Олег Леонидович Головков
Priority to RU2007124029/15A priority Critical patent/RU2344752C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2344752C1 publication Critical patent/RU2344752C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention claims method of defining blood component concentration, involving application of optic radiation with i monochromatic spectral components onto surface of pulsing medium with i components to be determined, and signal is measured by maximum and minimum optic signal component ratio for each monochromatic component at the moment of medium pulsation. Target result is determined by solving a system of i-1 equations. Thickness of measured object is changed compulsory during measurement, and light flow is measured for each spectral component both at thickness change moments and minimal and maximal pressure moments during pulsation. Invention claims device for defining blood component concentration, including a clip, light source with adjustable spectre, photo receiving device, and additionally controlled pressure unit, object thickness gauge and control device are used.
EFFECT: possibility of non-invasive defining absolute concentration of human blood components without damaging skin.
4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области специального оптического приборостроения и предназначено для анализа концентрации компонент веществ (растворов), в том числе и сильнорассеивающих свет, спектрального анализа веществ, анализа концентрации компонент крови человека, таких как гемоглобин, билирубин и т.п., без повреждения кожных тканей человека.The invention relates to the field of special optical instrumentation and is intended for analysis of the concentration of components of substances (solutions), including light scattering, spectral analysis of substances, analysis of the concentration of human blood components, such as hemoglobin, bilirubin, etc., without damaging skin tissues person.

Спектральный анализ компонент не рассеивающего свет раствора обычно проводится обычными спектрофотометрами (анализатором спектра), принцип действия которых основан на измерении интенсивности спектрально-перестраиваемого света, прошедшего через кювету, в которой находится исследуемое вещество или объект, и одновременного измерения интенсивности света на той же длине волны излучения света, прошедшего через пустую или с растворителем кювету. Искомый результат определяют по отношению сигналов.Spectral analysis of the components of a solution that does not scatter light is usually carried out by conventional spectrophotometers (spectrum analyzer), the principle of operation of which is based on measuring the intensity of spectrally tunable light transmitted through a cuvette in which the substance or object under study is located, and simultaneously measuring light intensity at the same wavelength radiation of light passing through an empty or solvent cell. The desired result is determined by the ratio of the signals.

К недостаткам данного устройства стоит отнести невозможность производить анализ веществ, рассеивающих свет.The disadvantages of this device include the inability to analyze substances that scatter light.

Анализ крови обычно производится путем забора определенной порции крови через поврежденную кожу или вену с последующим ее анализом на специальном лабораторном оборудовании.A blood test is usually performed by taking a certain portion of blood through damaged skin or a vein, followed by analysis on special laboratory equipment.

Известен способ для неинвазивного (без повреждения кожи) анализа компоненты крови человека, описанное в заявке на изобретение WO 03/098213 «Способ определения соотношений концентраций компонент пульсирующей мутной среды» (авторы Чернов Е.И. и Головков О.Л.) и взятый в качестве прототипа, который заключается в подаче на поверхность пульсирующей среды с i компонентами оптического излучения, которое спектрально разделено по i монохроматическим составляющим, при этом коэффициенты экстинкции веществ априорно известны. Измерение сигнала осуществляется по отношению максимальной и минимальной составляющей оптического сигнала для каждой монохроматической составляющей в моменты пульсации среды (ударов сердца). Искомый результат определяется решением системы из i-1 уравнений.A known method for non-invasive (without damaging the skin) analysis of human blood components described in the patent application WO 03/098213 "Method for determining the concentration ratios of components of a pulsating turbid medium" (authors Chernov EI and Golovkov OL) and taken in as a prototype, which consists in applying to the surface of a pulsating medium with i components of optical radiation, which is spectrally separated by i monochromatic components, while the extinction coefficients of substances are a priori known. The signal is measured in relation to the maximum and minimum components of the optical signal for each monochromatic component at the moments of pulsation of the medium (heartbeats). The desired result is determined by solving the system of i-1 equations.

Данный способ основывается на утверждении, что рассеяние среды, не изменяются во время пульсации среды и в течении как минимум 1 с, а изменение толщины образца одинаково и регулярно, что в реальных условиях невыполнимо.This method is based on the assertion that the scattering of the medium does not change during the pulsation of the medium and for at least 1 s, and the change in the thickness of the sample is the same and regular, which is impossible under real conditions.

Устройство, взятое в качестве прототипа, №2065722 РФ, «Устройство для оценки кровоснабжения глазного дна» (авторы Соборов Г.И и др.) содержит осветительно-проекционный блок, формирующий две спектральные составляющие, офтальмоскоп, оптический делитель, два светофильтра, два фотоприемника и блок измерения отношения и формирования управляющих сигналов. Искомый результат определяют по отношению сигналов.The device, taken as a prototype, No. 2065722 of the Russian Federation, “Device for assessing blood supply to the fundus” (authors G.I. Soborov et al.) Contains a lighting projection unit that forms two spectral components, an ophthalmoscope, an optical divider, two light filters, two photodetectors and a unit for measuring attitude and generating control signals. The desired result is determined by the ratio of the signals.

Основным недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет определять абсолютную концентрацию гемоглобина, так как измерение относительное.The main disadvantage of this device is that it does not allow to determine the absolute concentration of hemoglobin, since the measurement is relative.

Задача заявляемого технического решения - создание оптоэлектронного устройства, позволяющего неинвазивным путем, без повреждения кожных покровов определять абсолютное значение концентраций компонент крови человека.The objective of the proposed technical solution is the creation of an optoelectronic device that allows non-invasively, without damaging the skin to determine the absolute value of the concentrations of human blood components.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в использовании спектрально-перестраиваемого источника света, использовании блока управляемого давления, регулярно изменяющего толщину измеряемого объекта (кюветы, пальца, уха), блока измерения толщины объекта, измерении прошедшего через объект светового потока в моменты изменения давления и применении оригинальной математической обработки.The essence of the proposed technical solution consists in using a spectrally tunable light source, using a controlled pressure unit that regularly changes the thickness of the measured object (cuvette, finger, ear), an object thickness measuring unit, measuring the luminous flux passing through the object at times of pressure change and using the original mathematical processing.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволяет установить, что заявителем не обнаружены технические решения, характеризующиеся признаками, идентичными всем существующим признакам заявляемого изобретения. Отличие из перечня выявленных аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения.The analysis of the prior art, including a search by patents and scientific and technical sources of information containing information about analogues of the claimed invention, allows us to establish that the applicant has not found technical solutions characterized by features identical to all existing features of the claimed invention. The difference from the list of identified analogues of the prototype made it possible to identify a set of essential (with respect to the technical result perceived by the applicant) distinctive features in the claimed object set forth in the claims.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованию «новизна» по действующему законодательству.Therefore, the claimed invention meets the requirement of "novelty" under the current law.

Сведения об известности отличительных признаков в совокупностях признаков известных технических решений с достижением такого же, как у заявляемого устройства положительного эффекта не имеется. На основании этого сделан вывод, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень».Information about the fame of the distinguishing features in the totality of the characteristics of the known technical solutions with the achievement of the same as the claimed device has no positive effect. Based on this, it was concluded that the proposed technical solution meets the criterion of "inventive step".

Сущность предлагаемого способа и устройства для его реализации поясняется фиг.1-2:The essence of the proposed method and device for its implementation is illustrated in Fig.1-2:

фиг.1 - прохождение лучей света через объект;figure 1 - the passage of rays of light through the object;

фиг.2 - устройство определения концентрации компонент крови;figure 2 - device for determining the concentration of blood components;

фиг.3 - спектрально-управляемый осветитель для двух длин волн.figure 3 - spectrally-controlled illuminator for two wavelengths.

В приведенном устройстве-прототипе приведен способ определения концентрации компонент мутной среды, который заключается в подаче на поверхность пульсирующей среды с i компонентами оптического излучения, которое спектрально разделено по i монохроматическим составляющим, при этом коэффициенты экстинкции веществ априорно известны. Измерение сигнала осуществляется по отношению максимальной и минимальной составляющей оптического сигнала для каждой монохроматической составляющей в моменты пульсации среды (ударов сердца). Искомый результат определяется решением системы из i-1 уравнений.The above prototype device provides a method for determining the concentration of components of a turbid medium, which consists in applying to the surface of a pulsating medium with i components of optical radiation, which is spectrally separated by i monochromatic components, while the extinction coefficients of substances are a priori known. The signal is measured in relation to the maximum and minimum components of the optical signal for each monochromatic component at the moments of pulsation of the medium (heartbeats). The desired result is determined by solving the system of i-1 equations.

Для определения концентрации компонент мутной среды определим сигнал фотоприемного устройства 2 при прохождения лучей света в рассеивающей и поглощающей среде 3 в соответствии с фиг.1, при освещении ее источником света 1, излучающим на длине волны λ1.To determine the concentration of the components of the turbid medium, we determine the signal of the photodetector 2 when light is transmitted in a scattering and absorbing medium 3 in accordance with FIG. 1, when it is illuminated by a light source 1 emitting at a wavelength of λ 1 .

Figure 00000001
Figure 00000001

где I0 - интенсивность падающего на объект света; gλ1 - чувствительность фотоприемника на данной длине волны излучения; ρс - коэффициент рассеяния света постоянными источниками, такими как кости, кожа, сухожилью и т.п.; ρb - коэффициент рассеяния света кровью в капиллярах; µc и µb - факторы рассеяния света; L - толщина объекта; D - диаметр излучающего световода и входная апертура световода фотоприемника; с1 - концентрация первой компоненты крови; ξ1λ1 - коэффициент экстинкции - приведенный спектральный коэффициент поглощения, первой компоненты крови на данной длине волны излучения; сi - концентрация i-й компоненты крови; ξiλ1 - коэффициент экстинкции i-й компоненты крови на данной длине волны излучения; ΔV/V - концентрация капилляров в измеряемом объеме. При этом коэффициенты экстинкции должны быть априорно известны.where I 0 is the intensity of the light incident on the object; g λ1 — sensitivity of the photodetector at a given radiation wavelength; ρ c - light scattering coefficient by constant sources, such as bones, skin, tendon, etc .; ρ b is the coefficient of light scattering by blood in capillaries; µ c and µ b are light scattering factors; L is the thickness of the object; D is the diameter of the emitting fiber and the input aperture of the photodetector fiber; with 1 - the concentration of the first component of the blood; ξ 1λ1 — extinction coefficient — reduced spectral absorption coefficient of the first blood component at a given radiation wavelength; with i is the concentration of the i-th component of the blood; ξ iλ1 is the extinction coefficient of the i-th component of the blood at a given radiation wavelength; ΔV / V is the concentration of capillaries in the measured volume. In this case, the extinction coefficients should be a priori known.

При принудительном изменении толщины измеряемого объекта на малую величину ΔL можно преобразовать выражение (1) в следующий вид:With a forced change in the thickness of the measured object by a small value ΔL, one can transform expression (1) into the following form:

Figure 00000002
Figure 00000002

Для определения концентрации i компонент мутной однородной среды, для которой ρb=0 и ΔV/V=1, достаточно произвести измерение параметров Р и Р' при облучении объекта i+1 разными монохроматическими составляющими света, при этом для каждой монохроматической составляющей спектра излучения источника света должны быть известны коэффициенты экстинкции для определенной компоненты среды и эти коэффициенты должны быть разными как минимум для двух монохроматических составляющих спектра облучения. Искомый результат концентраций i компонент среды определяется из системы i+1 уравнений:To determine the concentration i of the components of a turbid homogeneous medium for which ρ b = 0 and ΔV / V = 1, it suffices to measure the parameters P and P ' when the object i + 1 is irradiated with different monochromatic components of light, while for each monochromatic component of the spectrum the radiation of the light source, the extinction coefficients for a certain component of the medium must be known and these coefficients must be different for at least two monochromatic components of the irradiation spectrum. The desired result of concentrations i of the medium components is determined from the system of i + 1 equations:

Figure 00000003
.
Figure 00000003
.

При этом в результате анализа было установлено, что чем меньше зона облучения и чем меньше апертура фотоприемного устройства, а так же чем меньше величина ΔL, тем выше точность измерения. Изменение на порядок рассеяния, поглощения и толщины объекта существенной роли на точность измерения не влияет, при этом погрешность измерения не превышает 10%.Moreover, as a result of the analysis, it was found that the smaller the irradiation zone and the smaller the aperture of the photodetector, as well as the smaller the ΔL value, the higher the measurement accuracy. A change in the order of scattering, absorption, and thickness of the object does not significantly affect the measurement accuracy, while the measurement error does not exceed 10%.

Для неоднородного вещества, такого как наше тело, необходимо учитывать параметры ρb и ΔV/V. Данная задача имеет решение, так как неоднородность, а именно кровь пульсирует, в связи с этим в момент роста давления в капиллярах происходит увеличение сечения определенных капилляров и, следовательно, прирост концентрации капилляров δV. Тогда выражения Р1λ1 и Р'1λ1 преобразуются в выражения:For an inhomogeneous substance, such as our body, the parameters ρ b and ΔV / V must be taken into account. This problem has a solution, since the heterogeneity, namely, the blood pulsates, in connection with this, at the moment of increase in pressure in the capillaries, an increase in the cross section of certain capillaries occurs and, consequently, an increase in the concentration of capillaries δV. Then the expressions P 1λ1 and P ' 1λ1 are converted into expressions:

Figure 00000004
и
Figure 00000004
and

Figure 00000005
Figure 00000005

Если использовать выражения (1), (2) и (7), (8), можно записать систему уравнений:If we use the expressions (1), (2) and (7), (8), we can write the system of equations:

Figure 00000006
Figure 00000006

Данная система уравнений имеет решение и из нее легко получить значения концентрации компонент крови в произвольно расположенных и произвольно пульсирующих капиллярах, с произвольным рассеянием света, как капилляров и крови, так и на внутренних неоднородностях.This system of equations has a solution and from it it is easy to obtain the values of the concentration of blood components in randomly located and randomly pulsating capillaries, with arbitrary scattering of light, both of capillaries and blood, and on internal inhomogeneities.

В случае если при облучении объекта двумя спектрально-разнесенными источниками света, при которых коэффициенты экстинкции не изменяются для всех компонент, кроме одной, то для анализа именно этой одной компоненты вещества достаточно решения система из двух уравнений. Например, для неинвазивного анализа гемоглобина достаточно облучать объект двумя светодиодами с длинами волн λ1 (например, 590 нм) и λ2 (например, 650 нм), а концентрацию определять из выражения:If, when an object is irradiated with two spectrally separated light sources, at which the extinction coefficients do not change for all components except one, then a system of two equations is sufficient to analyze this particular component of the substance. For example, for a non-invasive analysis of hemoglobin, it is enough to irradiate the object with two LEDs with wavelengths λ 1 (for example, 590 nm) and λ 2 (for example, 650 nm), and determine the concentration from the expression:

Figure 00000007
Figure 00000007

Способ неинвазивого определения концентрации гемоглобина в крови заключается в следующем:палец или ухо пациента фиксируется в клипсе, далее производится регулярное изменение толщины измеряемого объема, при этом производится изменение толщины измеряемого объекта в зоне анализа. Затем облучается участок поверхности измеряемого объема поочередно двумя светодиодами, излучающими на разных длинах волн λ1 (например, 590 нм) и λ2 (например, 650 нм), а с противоположной стороны измеряемого объекта устанавливается фотоприемное устройство. При этом для разных длин волн фотоприемным устройством измеряются минимальное и максимальное значения светового потока в моменты, как изменения толщины измеряемого объекта, так и моменты перепада давления в капиллярах, и концентрация гемоглобина измеряется по формуле (7).A non-invasive method for determining the concentration of hemoglobin in the blood is as follows: the finger or ear of the patient is fixed in a clip, then the thickness of the measured volume is regularly changed, and the thickness of the measured object in the analysis zone is changed. Then, the surface area of the measured volume is irradiated alternately by two LEDs emitting at different wavelengths λ 1 (for example, 590 nm) and λ 2 (for example, 650 nm), and a photodetector is installed on the opposite side of the measured object. In this case, for different wavelengths, the minimum and maximum values of the light flux are measured by a photodetector at the moments of both changes in the thickness of the measured object and the moments of pressure drop in the capillaries, and the hemoglobin concentration is measured by the formula (7).

Способ неинвазивого определения концентрации i компонент крови заключается в следующем: палец или ухо пациента фиксируется в клипсе, далее производится регулярное изменение толщины измеряемого объема, при этом производится изменение толщины измеряемого объекта в зоне анализа. Одновременно с этим облучается участок поверхности измеряемого объема, при этом свет спектрально изменяется в широком диапазоне как минимум с фиксацией на i+1 разных монохроматических составляющих, при этом коэффициенты экстинкции любой из i компонент крови должны быть разными по крайне мере для двух монохроматических составляющих. С противоположной стороны измеряемого объекта устанавливается фотоприемное устройство. При этом для разных длин волн света фотоприемным устройством измеряются минимальное и максимальное значения светового потока в моменты, как изменения толщины измеряемого объекта, так и моменты перепада давления в капиллярах, и концентрация концентрация компонент крови определяется из системы i+1 уравнений (6).A non-invasive method for determining the concentration i of blood components is as follows: the patient’s finger or ear is fixed in a clip, then the thickness of the measured volume is regularly changed, and the thickness of the measured object in the analysis zone is changed. At the same time, the surface area of the measured volume is irradiated, and the light changes spectrally in a wide range with at least fixation of different monochromatic components on i + 1, while the extinction coefficients of any of the i blood components must be different for at least two monochromatic components. A photodetector is installed on the opposite side of the measured object. In this case, for different wavelengths of light, the minimum and maximum values of the light flux are measured by a photodetector at the moments of both changes in the thickness of the measured object and the moments of pressure drop in the capillaries, and the concentration and concentration of blood components are determined from system i + 1 of equations (6).

Устройство измерения концентрации компонент крови представлено на фиг.2 и состоит из световода осветителя 1, световода фотоприемного устройства 2, измеряемого объекта 3, блока управляемого давления 4, прижимной клипсы 5, спектрально-управляемого осветителя 6, фотоприемного устройства 7, измерителя толщины объекта 8, управляющего устройства 9.A device for measuring the concentration of blood components is shown in FIG. 2 and consists of a light guide 1, a light receiving device 2, a measured object 3, a controlled pressure unit 4, a clip 5, a spectrally controlled light 6, a photo receiving device 7, an object thickness gauge 8, control device 9.

Устройство измерения концентрации компонент крови работает следующим способом: палец или ухо пациента 3 фиксируется в клипсе 5 с помощью блока управляемого давления 4, которым производится фиксация объекта в клипсе и изменение толщины измеряемого объема 3, при этом с помощью измерителя толщины объекта 8 производится изменение толщины измеряемого объекта в зоне анализа, одновременно с этим с помощью спектрально-управляемого осветителя 6 и световода осветителя 1 осуществляется освещение малого участка поверхности кожи поочередно на одной монохроматической составляющей из множества длин волн, при этом синхронно с помощью блока управляемого давления 4 производится изменение толщины измеряемого объекта. Фотоприемное устройство 7, связанное с поверхностью объекта 3 световодом 2, осуществляет измерение светового потока, прошедшего через исследуемый объект 3 в моменты сжатия объекта и ослабления давления на него для каждой из монохроматических составляющих. Согласованную работу осветителя 6, блока управляемого давления 4, измерителя толщины объекта 8 и фотоприемного устройства 7 обеспечивает блок управления 9, который и производит определение концентрации компонент крови из системы i+1 уравнений (6). Блок управляемого давления 4 должен создавать повышенное и пониженное давление в момент максимального и минимального давления в капиллярах.The device for measuring the concentration of blood components works in the following way: the finger or ear of the patient 3 is fixed in the clip 5 using the controlled pressure unit 4, which fixes the object in the clip and changes the thickness of the measured volume 3, while using the thickness gauge of the object 8, the thickness of the measured object in the analysis zone, at the same time with the help of a spectrally controlled illuminator 6 and a light guide 1 illuminates a small area of the skin surface alternately on one monochromatic component of the many wavelengths, while synchronously using the controlled pressure unit 4, the thickness of the measured object is changed. The photodetector 7, connected to the surface of the object 3 by the light guide 2, measures the light flux passing through the studied object 3 at the moments of compression of the object and the weakening pressure on it for each of the monochromatic components. The coordinated operation of the illuminator 6, the controlled pressure unit 4, the thickness gauge of the object 8 and the photodetector 7 is provided by the control unit 9, which determines the concentration of blood components from the system i + 1 of equations (6). The controlled pressure unit 4 must create an increased and a reduced pressure at the time of the maximum and minimum pressure in the capillaries.

Так как для определения концентрации гемоглобина достаточно облучать объект на двух длинах волн, то можно использовать в качестве спектрально-управляемого осветителя 6 устройство, приведенное на фиг.3, в котором используются два светодиода 12 и 13, излучающие на двух длинах волн (например, 590 нм и 630 нм), излучение которых сводится на одну оптическую ось с помощью делительного зеркала 11, которое может быть дихроичным, само излучение вводится в торец световода 1 с помощью фокусирующей линзы 10.Since it is sufficient to irradiate an object at two wavelengths to determine the hemoglobin concentration, it is possible to use the device shown in FIG. 3 as a spectrally controlled illuminator 6, in which two LEDs 12 and 13 are used, emitting at two wavelengths (for example, 590 nm and 630 nm), the radiation of which is reduced to one optical axis using a dividing mirror 11, which may be dichroic, the radiation itself is introduced into the end of the fiber 1 using a focusing lens 10.

В качестве спектрально-перестраиваемого осветителя 6, излучающего на множестве монохроматических длинах волн, можно использовать оптическую схему стандартного спектрофотометра, в котором используется источник света, излучающий во всей области видимого спектра и ближнем ИК, одна или две дифракционные решетки, шаговые двигатели, поворачивающие дифракционный решетки на определенный, точно установленный угол, и соответствующая оптика, которая коллимирует световые пучки и фокусирует полученное световое излучение с определенной монохроматической составляющей излучения на входную апертуру световода 1.As a spectrally tunable illuminator 6 emitting at a variety of monochromatic wavelengths, you can use the optical scheme of a standard spectrophotometer, which uses a light source emitting in the entire visible spectrum and near IR, one or two diffraction gratings, stepper motors that rotate diffraction gratings at a specific, precisely set angle, and the corresponding optics, which collimates the light beams and focuses the received light radiation with a specific monochrome at the input aperture of the optical fiber 1.

Claims (4)

1. Способ определения концентрации компонент крови, заключающийся в подаче на поверхность пульсирующей среды с i определяемыми компонентами оптического излучения, которое спектрально разделено по i монохроматическим составляющим, а измерение сигнала осуществляется по отношению максимальной и минимальной составляющей оптического сигнала для каждой монохроматической составляющей в моменты пульсации среды и искомый результат определяется решением системы из i-1 уравнений, отличающийся тем, что производится принудительное изменение толщины измеряемого объекта, а измерение световых потоков осуществляется для каждой спектральной компоненты как в моменты изменения толщины объекта, так и в моменты минимального и максимального давления в капиллярах во время пульсации, при этом искомая величина концентраций i компонент крови определяется исходя из системы i+1 уравнений
Figure 00000008

где рb - коэффициент рассеяния света кровью в капиллярах; ΔL - величина изменения толщины объекта; c1 - концентрация первой компоненты крови; ξ1λ1 - коэффициент экстинкции - приведенный спектральный коэффициент поглощения первой компоненты крови на данной длине волны излучения; ci - концентрация i-й компоненты крови; ξiλ1 - коэффициент экстинкции i-й компоненты крови на данной длине волны излучения; δV - прирост концентрации капилляров в объеме V.
1. The method of determining the concentration of blood components, which consists in applying to the surface of a pulsating medium with i detectable components of optical radiation, which is spectrally separated by i monochromatic components, and the signal is measured by the ratio of the maximum and minimum components of the optical signal for each monochromatic component at the time of pulsation of the medium and the desired result is determined by solving a system of i-1 equations, characterized in that a forced change is made then of tires measured object, and measuring the light fluxes is performed for each spectral component in the moments of change of object thickness, and in the moments of minimum and maximum pressure in the capillaries during the pulsation, wherein the target value of concentrations i component of the blood is determined based on system i + 1 Equations
Figure 00000008

where p b is the coefficient of light scattering by blood in capillaries; ΔL is the magnitude of the change in the thickness of the object; c 1 is the concentration of the first component of blood; ξ 1λ1 — extinction coefficient — reduced spectral absorption coefficient of the first blood component at a given radiation wavelength; c i is the concentration of the i-th component of the blood; ξ iλ1 is the extinction coefficient of the i-th component of the blood at a given radiation wavelength; δV is the increase in the concentration of capillaries in volume V.
2. Способ определения концентрации компонент крови по п.1, отличающийся тем, что одна компонента крови определяется исходя из уравнения
Figure 00000009
.
2. The method for determining the concentration of blood components according to claim 1, characterized in that one blood component is determined based on the equation
Figure 00000009
.
3. Устройство для определения концентрации компонент крови, состоящего из клипсы, спектрально изменяемого источника света и фотоприемного устройства, отличающееся тем, что дополнительно используется блок управляемого давления, измеритель толщины измеряемого объекта и управляющего устройства, при этом искомая величина концентраций i компонент крови определяется исходя из системы i+1 уравнений
Figure 00000010
3. A device for determining the concentration of blood components, consisting of a clip, a spectrally variable light source and a photodetector, characterized in that it also uses a controlled pressure unit, a thickness gauge of the measured object and a control device, while the desired concentration value i of the blood component is determined based on systems of i + 1 equations
Figure 00000010
4. Устройство для определения концентрации компонент крови по п.3, отличающееся тем, что концентрация одной компоненты крови определяется по формуле
Figure 00000011
.
4. A device for determining the concentration of blood components according to claim 3, characterized in that the concentration of one blood component is determined by the formula
Figure 00000011
.
RU2007124029/15A 2007-06-26 2007-06-26 Method of blood component concentration defining and device for its implementation RU2344752C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007124029/15A RU2344752C1 (en) 2007-06-26 2007-06-26 Method of blood component concentration defining and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007124029/15A RU2344752C1 (en) 2007-06-26 2007-06-26 Method of blood component concentration defining and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2344752C1 true RU2344752C1 (en) 2009-01-27

Family

ID=40544037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007124029/15A RU2344752C1 (en) 2007-06-26 2007-06-26 Method of blood component concentration defining and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2344752C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2449260C1 (en) * 2011-02-02 2012-04-27 Олег Леонидович Головков Method for spectral analysis and determination of concentration of component of opaque substance and apparatus for realising said method (versions)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2449260C1 (en) * 2011-02-02 2012-04-27 Олег Леонидович Головков Method for spectral analysis and determination of concentration of component of opaque substance and apparatus for realising said method (versions)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5372135A (en) Blood constituent determination based on differential spectral analysis
RU2649048C1 (en) Compact spectrometer system intended for non-invasive measurement of spectra of absorption and transmission of specimens of biological material
EP3094251B1 (en) Near-infrared spectroscopy and diffuse correlation spectroscopy device and methods
US6630673B2 (en) Non-invasive sensor capable of determining optical parameters in a sample having multiple layers
US5962852A (en) Process and device for determining an analyte contained in a scattering matrix
JPH11128209A (en) Bloodless method and device for measuring concentration of blood contents
US20060181791A1 (en) Method and apparatus for determining a property of a fluid which flows through a biological tubular structure with variable numerical aperture
US20070203405A1 (en) Instrument For Noninvasively Measuring Blood Sugar Level
US8306594B2 (en) Transmission fluorometer
JP2010066280A (en) Quantification device of glucose concentration
JPH1170101A (en) Analysis method for blood component density, device therefor and optical fiber bundle for the device
JPH08509287A (en) Spectrophotometric inspection of small size tissue
CA2383727A1 (en) Method for determination of analytes using near infrared, adjacent visible spectrum and an array of longer near infrared wavelengths
RU2007126679A (en) SYSTEM FOR SPECTROSCOPY OF PASSING FOR USE IN DETERMINING ANALYZED SUBSTANCES IN THE LIQUID OF THE ORGANISM
JP2010540964A (en) Optical device components
JP4472794B2 (en) Glucose concentration determination device
JP2000500374A (en) Percutaneous measurement of substances in human tissues or fluids
KR20020005697A (en) Method for improving calibration of a blood monitoring instrument
KR20090036996A (en) Non-prick based glucose sensor combining transmittance and reflectance using single wavelength with diverse light sources
JP2009539459A (en) Dedicated special illumination spectroscopy
GB2311366A (en) Determining absorption coefficients or modified scattering ceofficients
RU2344752C1 (en) Method of blood component concentration defining and device for its implementation
RU2320980C1 (en) Method and device for spectral analysis and determination of concentration of components of turbid matter
JP2015125090A (en) Scattering absorber measuring device and scattering absorber measuring method
Leonardi et al. Quantitative multiwavelength constituent measurements using single-wavelength photon time-of-flight correction