TW200822906A

TW200822906A - Systems and methods for measuring and improving blood chemistry

Info

Publication number: TW200822906A
Application number: TW096129172A
Authority: TW
Inventors: David A Sweeney
Original assignee: Shaklee Corp
Priority date: 2006-08-08
Filing date: 2007-08-08
Publication date: 2008-06-01
Also published as: WO2008021103A2; WO2008021103A3; US20080221415A1; CA2661904A1

Description

200822906 九、發明說明：【相關申請案之交叉參考】本申請案主張於2006年8月8曰申請之美國臨時申請案60/836,534之權益，該申請案以引用的方式併入本文中。【發明所屬之技術領域】本揭不内容係關於測量或測定活個體中分析物之特性及/或量之分析方法及系統。【先前技術】 f

堵如血液或尿液樣本之生物試樣的實驗室分析物通常由醫療人員用於診斷及治療疾病。此等分析物—般需要自，者提取試樣用於隨後處理及分析。在一些應用中，試樣 :取可引起疼痛，且需要鎮靜。已將一些分析物併入供個體使用之系統而無需醫務人員協助。該等分析物之實例包括、彳4糖尿病用葡萄糖及驗孕套組。然而，大多數分析程序仍僅適用於貫驗室環境。歸因於與實驗室分析相關之成 ★雜f生及不適性，當今尖端實驗室分析並不適用於個健康自我砰估。由此，個人健康之諸多潛在指標仍未使用。因此’需要改良之方法及設備。【發明内容】 :[健I δ平估之代表性方法包含向個冑之活生物樣本石你^收集對應於該所發射之輕射與該活生物樣本相或至二f料。根據所收集之資料確定生物分析物濃度及/ 的比：¥ ~生物分析物之濃度與第二生物分析物之濃度。可針對複數種分析物確定濃度及相關比率。根據 5 200822906 比率或乘度提供個體健康之指示。在一些實例中，所發射之輻射為近紅外輻射且所收集之資料係根據由樣本透射或反射之一部分發射輻射。在其他實例中，所發射之輻射為處於約650 nm與27〇〇 nm之間的波長範圍内之近紅外輻射且所確疋之比率與ω_3脂肪酸相關或與仍_6脂肪酸與①_ 9月曰肪酸之組合濃度相關。在其他代表性實例中，所確定之$率為ω-3脂肪酸濃度與ω_6脂肪酸濃度之比率。在其只例中，確疋脂質、糖基化蛋白質、血糖及膽固醇之量。在些實例中，健康評估與人類個體相關，但健康評估亦可提供用於獸醫應用。建康評估設備包含一經組態以發射電磁輻射且將所發射之幸田射$向至活體内樣本之輕射源。一伯測器經組態以偵測與該所發射之輕射與該活體内樣本相互作用相關:輕射且提供相關偵測信號。一處理器經組態以接收谓測信號且：據该偵測信號確定第一生物分析物與第二生物分析物 2 /辰二比率。與該比率相關之指示係由一顯示器提供。在一些實例中，該處理器經、㈣以將與谓測信號相關之樣本貧料儲存於-記憶體中。在其他實例中，該記憶體經組態以储存與第一生物分析物及第二生物分析物中之至少一者相關之參考資料，且處理器經組態以根據所儲存之樣本資料及所儲存之參考資料產生與比率相關之指示。在其他實 :中’第-生物分析物包括ω·3脂肪酸且第二生物分析物已括ω-6脂肪酸及ω-9脂肪酸。在其他實例中，可確定盘月曰質、糖基化蛋白質、血糖及膽固醇相關之濃度、漠度比 6 200822906 :c / 他里在些μ例中，輻射源經組態以發射近紅外輕射、，且活體内樣本經定位以將所偵敎輻射反射或透射至偵測$ °在其他實例巾’—樣本固持器經組態以相對於該輻射源及該偵測器安置該活體内樣本。

在其他代表性具體實例中，處理器經組態以根據處於 =1150 11111與1190 nm之間的波長範圍内之所發射輻射確定比率。在其他實例中，-短棒（wand)經組態以提供輕射且將輻射自樣本導向至偵測器。在一些實例中，該短棒可包括輻射源及债測器中之一或兩者，且可經組態以將經透射或經反射之輻射導向至偵測器。根據所揭示技術之-些態樣，方法包含非侵襲性地掃描活生物體以確定相對於參考分析物該活生物體中脂肪酸的量。獲得可攝取物質中可用之①"旨肪酸之量的指示，且根據活生物體中及可攝取物質中所確定的ω_3脂肪酸之量，關於該活生物體對該可攝取物質之攝取為活生物體提供膳食建議。在其他實例中，確定可攝取物質中參考分析物之量，其中膳食建議係根據活生物體及可攝取物質中參考物質的量。在-些實例中，該參考物質基本上由①· 6脂肪酸及ω·9脂肪酸中之至少一者或兩者組成。在其他實例中，相對於參考量來評估脂質、糖基化蛋白質、血糖及/或膽固醇之量，且可提供相應膳食建議及補充品。所揭不之方法包括：向膳食補充品消費者提供一分析物測量設備，且根據由該設備產生之複數種分析物活體内評估得出補充建議。根據該補充建議提供補充品。在一些 7 200822906 實例中，該複數種分析物中之至少—者⑽自由Μ、# 基化蛋白質、血糖及膽固醇組成之群。在其他實例中，複數種分析物包括脂質、糖基化蛋白質及膽固醇。在其他代表性實例巾’根據活體内評估提供健康指標。在其他實例中，該活體内評估係根據至少一個近紅外光譜。、所揭示技術之此等及其他特徵及態樣係參考附隨圖式陳述如下。

實施方式】除非本文另有清楚規定利範圍中所用之單數形式Γ 另外，術語「包括」意謂Γ 統、設備及方法不應視為以示案係針對各個所揭示具體之特徵及態樣，該等特徵及種組合及次組合形式。所揭於任何特定態樣或特徵或其設備亦不要求存在任何一個何一個或一個以上特定問題 ’否則如本申請案中及申請專一」及「該」包括複數形式。包含」。本文所描述之所述系任何方式限制。替代地，本揭貫例之所有新穎及非顯而易見態樣為單獨形式或為彼此之各不之系統、方法及設備並不限組合，所揭示之系統、方法及或一個以上特定優勢或解決任特定儘示方法的操作出於方便呈現之目的而以 ^ 序描述，但應瞭解’除非下文所陳述之特定排序’否則此描述方式涵蓋重新排列。舉: 而吕=序財之㈣在H兄下可重新 :及此：，為簡單起見，附圖可不展示所揭示之系統、: 法及設備可與其他系、统、方法及設備聯合使用之各種： 8 200822906 式。另外，本說明書有時使用如「產生…提語描述所揭示之方法。此等術語為所進行品、」二度抽象用語。對應於此等術 $ $作的高 <只丨不钿作將視具髀變且可易於由一般熟習此項技術者辨別。實也而分析物測量係參考分析物濃度描述 , 广在—此實例中，可使用濃度、總分析物量或其：只 :!例」外，儘管活體内測量尤為便上== 至或试管内（in vitro )測量。、可使用許多不同方法、典型地根據與分析化學相關之方法獲得關於生物分析物之資訊。_些此等技術對活生物體具侵襲性十些無侵襲性。以人類個體之實際使用可視特定方法之侵襲性而定。彳址 1八刀析用樣本可能難以獲得，尤其當獲得樣本涉及需I (例如）刺穿患者皮膚之侵襲性技術時。在一此具體實^你I φ，ϋ玄@ / 一貝例中將樣本自個體移除且活體外 (ex —。）分析；而在-些有利具體實例中，並不將樣本自個體移除’且可活體内分析該樣本。該等根據活體内之分析典型地就個體而言為較佳，尤其當分析足夠簡單而使得臨床醫師並非為該分析所必需時。活體内；則4諸如脂肪酸之複雜&子的濃度或濃度比率一般為避免個體疼痛或其他不適所必需。此外，即使在實驗室環境中’使分析物之複雜比率與生物體健康相關聯也可此有困難本文所揭示之系統及方法可用於解決該等問題。諸多技術涉及向溶液或其他試樣主動發射輻射且偵測 9 200822906 等二士波長之函數的經透射或經反射之輻射或二者。該之^里可提供關於樣本中之物質（包括所關注之分析物） :::典型技術涉及债測以專用源導向至樣本且由該樣一’反射之幸田射’或藉由搞測由樣本透射或反射（或二之關n射。在—些實例中，樣本資訊係針對眾多 ^長（典型地’數百或成百上千之波長）獲得，且化學計他校正或分析方法詩使此f訊與—或多種分析物 ^辰度相關聯。-些代表性方法係根據多波長、多分析物分析，該等分析可便利地使用近紅㈣射對活體内樣本執行0 該等光譜技術可使用各種類別之電磁㈣，且在一些技針，將包括寬波段波長之輕射導向樣本。舉例而言，匕等技術可使用近紅外（near_infrared，)、中紅外 (mid-infrared，MIR)及/或遠紅外（仏也如㈣，f叫輻射。窄譜技術可根據較窄波段波長中之輕射，諸如典型: :雷射所提供之輻射。數學工具亦可用於處理所偵測之能量，如傅立葉轉換紅外（F〇urier-transf〇rm infrared，ftir) 技術。根據近紅外之技術在脂肪酸評估_可尤為便利。用於試管内樣本之代表性NIR技術描述於（例如）ft_ir TeChniCal N〇te ™002, NIR Technologies，Inc.及 Sat〇,

Biosci. Biotechnol. Biochem. 66:2543-2548 (2002)中，二者均以引用的方式併入本文中。偵測所關注之分析物（諸如ω_3脂肪酸）在實際環境中可能有困難，且鑑別特定參考試樣或參考模型以與所測 200822906 置之光譜比較可增強測量速度、準確度及可靠性。許多脂肪酸之光譜顯示類似、寬譜特徵且除直接光譜比較以外之方法可能有幫助。舉例而言’二階導數光譜傾向於促進鑑別：量化不同脂肪酸，此係由於二階導數光譜比一般吸收光瑨差異相對更大。在一些實例中，二階導數光譜可根據私動平均光碏值、導數區段大小及導數區段之間的間隙而 ^寻°該處理之實例描述於（例如）上文所參考之⑽。文早中八i地，一鸣導數光譜係根據吸收光谱之二階導數。 j者，除直接比較吸收光譜以外或替代直接比較吸收光。晋，諸如主要組份分析之因素分析可用於辨別分析物或分析物之群。在一些貫例中，測量係針對評估諸如人類或其他動物之活生物體的健康。健康評估可與評估養分濃度或其他物質（包括個體組織）之濃度相關。舉例而言，可量化體脂肪、肌肉質量、膽固醇量、其比率或其他特徵。曰圖1為一代表性的根據透射之系統之示意圖，該系統包括經組態以將輻射通量103導向至樣本104之輻射源 102。偵測器106經定位以接收由樣本1〇4所透射之輻射。源102可經選擇以發射任何波長或處於任何波長範圍（諸如可見、紫外、紅外或其他範圍）内之電磁輻射。在一此具體實例中，該源為雷射、一或多個發光二極體或其他相干或不相干光源。在一些有利的具體實例中，源發射一般處於近紅外範圍内之紅外輻射。控制器丨〇8可耦接至輕射源1 02及偵測态106且經組態以將諸如吸收光譜之獲取次 11 200822906 料儲存於屺憶體或電腦可讀取媒體中，該記憶體或電腦可口貝取媒體諸如唯讀記憶體（read mem〇ry，R〇M )、隨機存取記憶體（random access mem〇ry，ram)、硬碟、軟碟或其他類型之記憶體或資料儲存裝置。圖2為一供樣本研究用之代表性的根據反射之系統之不思圖。輻射源2〇2經組態以將輻射通量導向至樣本2〇4 且偵測裔206經定位以接收由樣本2〇4所反射之輻射。可使用各種源及/或偵測器。在一些具體實例中，源2〇2發射處於見範圍波長内之輻射且偵測器204經組態以偵測單一波長或處於窄範圍波長内之輻射。在一些具體實例中，源 2〇2發射處於窄範圍波長内之輻射且偵測器偵測處於較寬範圍波長内之輻射。在一些具體實例中，源2〇2及偵測器 206經調諧以發射及偵測具有一般處於同一範圍内之波長的輪射。控制器208耦接至輻射源2〇2及偵測器2〇6且可經組態以儲存及處理諸如光譜資料之資料。其他代表性系統包括圖1及圖2之組態且可偵測經透射之輻射、經反射之輻射或二者。在一些實例中，使用多個源及/或多個偵測器’且諸如繞射格柵、稜鏡或全息圖之光譜選擇性組件經定位以允許測量作為輻射波長之函數的吸光度或其他試樣特性或排斥不合需要之輻射。如圖1-2所示，控制器ι〇8、2〇8經組態以控制（例如）源及/或偵測器中之一或兩者。在一些具體實例中，一控制為可控制由源所發射之輕射的類型或量及/或由偵測器所慎測之輻射的類型或量。在一些具體實例中，一控制器可用 12 200822906 於儲存由偵測器所接收之資料或控制資料儲存。一控制哭 y包含-電腦或可與其通信，該電腦可包括一用於儲存：育料之資料庫及/或-用於處理該資料之處理器。該控制器 :可經耦接以與一電腦（諸如桌上型電腦、膝上型電腦或 :上型電腦）通信以便經由網路或其他有線或無線連接儲存及分析測量結果。或者，控制器可經組態以將資料或盆他貧訊導向至—可移式記憶體媒體以便 = ί 其他裝置。舉例而t，在一此庫用中，…1②月自或牡二應用中，糸統（諸如圖i_2 之彼等系統）之使用者可記錄隨時間、膳食、運動或盆他茶數變化的測量結果，且該使用者可經由網路或使用二可移式儲存媒體將該等結果轉移至個人電腦或個人數或其他裝置。舉例而言，樣本（諸如以圖丨_2之糸綠抓m〜糸統所研究之彼等樣本）可為活的或先前活的生物組織。樣本可為體液或其組伤，諸如全血、血清、間質液、 ^ _ 十代/卞及、尿液、黏液、㈣液及/或淋巴㈣其任何組合。樣本可為活人仔或其一部分。樣本可為人皮膚或其他組織之任何部分一些具體實例中，樣本可包含耳垂、脆、手指甲、附肢（諸如手指或腳趾）之間的蹼、鰭、 ' 帶去_5 # 尾耳、眼瞼、皮瓣、臍 :7 在一些具體實例中，較佳樣本可物如）问又血官化或靠近骨絡之任何薄組織。在其他實例中，可评估其他人類或動物組織或部分。另夕卜，可評估人物組織中或諸如水果、肉、蔬菜… 之食品中之養分。 -他“勿或食物補充品 13 200822906 所關注之典型樣本可含有一或多種分析物，諸如脂肪酸、ω-3脂肪酸、ω_6脂肪酸、ω-9脂肪酸、抗氧化劑、維生素Ε、糖基化蛋白質、脂褐質（iip〇fuscin )、葡萄糖、血色素、血容比、糖、蛋白質、細胞内物質、養分、自由基、化學物質、脂質、磷脂、脂蛋白、染色體、端粒、粒線體、亞細胞細胞器（sub_eeuuiar organeue )、泡囊、rna、 DNA、蛋白質複合物、營養品、維生素、礦物質（諸如骨骨各中之鎂）、多酚（包括（但不限於）類黃酮（flavin〇id )、兒茶、原^匕青素（)、花青素及其衍生物）等。在一些具體實例中，分析物可為任何此等物質之組合。在其他實例中，所關注之分析物指示人類或動物之營養缺乏（nutritional deficiency)、營養耗竭（nutritional depletion)、營養充足（nutriti〇nai adeqUaCy)、營養充溢 (mitritional repletion )或其他營養狀況。其他分析物指示生物結構受損、生物結構增強或其他結構狀況。分析物亦可包括指示生物功能增強（或下降）的生物功能標記，例如增補劑（erg0genicaid)，諸如肌酸（creatine)。儘管一些實例與人類或動物健康相關，但所揭示之方法及設備亦可提供諸如雞蛋、奶油及肉之食品中ω-3脂肪酸、ω-6脂肪酸、ω-9脂肪酸或其他營養分析物的指示。可掃描家畜以在屠宰前確定（例如）可接受之ω-3含量，以判定動物是否準備好接受屠宰，或幫助選擇飼料或其他處理或照料。另外，儘管實例係針對活人進行描述，但所 14 200822906 揭不之方法及設備亦適合於試管内與非活樣本一起使用。亦可η平估人颏或動物之體組成（體脂肪、肌肉質量）。、=3為說明用於確定來自新的或先前未校正或未測試之2 $方法之測量結果或預測或其他資料與習知方法或其苇用方法之、、、"果之間的關係之代表性系統及方法之方塊圖。該分析方法可被稱作「化學計量」分析。化學計量學可包含將數學或統計方法任意應用於化學資料，諸如使用神經網路或其等效物以得出或發現寬譜或窄譜上資料也之間的f異。方法迭代301、3〇2、3〇3、3〇4可基於以分別處於弟-、第二、第三及帛N波長範圍Θ (或個別波長下) 、月b里掃榀樣本且偵測相應（例如經反射或經透射）能量或功率，其通常為波長或波長範圍之函數。可針對許多波長重複此方法。在一些具體實例中，針對3〇〇個或更多波長或波長範圍重籍士古 A L方法，但在一些實例中可使用數百或成百上千之波長。4闰 _ 圖3所不，在步驟3 〇 8中將該等 C. 方法之結果儲存於資料庫t，該資料庫可提供於諸如 AM、ROM、磁碟機或其他電腦可寫媒體之記憶體中。亦可獨立於新方法之各種迭代使用標準方法㈣。可使用標準方法3 1 0來發頦 < 田认纪> 見了用於新方法之比較及/或校正的、、、口果。在一些具體實例中， _ 匕失方法可為生物分析化學法， =如高效液相層析法（high㈣如则⑽叫砲 mat°graphy，HPLC)、侵襲性職、化學電泳（chemicai =ectr〇ph〇resis，CE)、質譜分析或其他方法。在步驟312 中儲存該等標準結果。 15 200822906 在步驟314中將已知方法之結果與新方法或其各種組合之結果依序或平行比較。舉例而言，可使用計算型電腦私式來發現與由表示經新方法之各種迭代所獲得之值及/或貝料之係數矩陣所代表之曲線或表面的最佳擬合。此計算可提供結果之式、關係及/或組合，從而提供新方法之結果與已知方法之結果之間的統計學顯著相關性。根據此計鼻’在步驟3 16中建立化學計量關係。圖4說明對於已使用近紅外（NIRj光譜技術掃描之各種分析物之光譜吸光度資料。標記ω_3峰（指示分析物中ω-3脂肪酸的存在及/或量之資料最大值），以及可能的 ω-6/ω-9峰。其他峰或光譜特徵亦可與化學計量模型聯合使用以預測所關注之試樣之各種分析物的濃度及濃度比率。圖4所緣製之吸收光譜對應於不同類型之油，包括葵化油、紅花油、菜籽油、撖欖油、胡桃油及亞麻油。此等物質對測量而言很重要，此係由於油中之脂肪酸作為人類食物來源起重要作用。過量膳食脂肪攝入已與肥胖、冠心病及血清中之高膽固醇量相關聯。另外，已顯示脂肪酸之特定群具有許多工業用途，例如墨水及塗料製造。各種分析物之濃度或量之比率可用於評估個體健康、膳食，或評估食物或膳食補充品。舉例而言，食物中仍_6 月曰肪酸與ω_3脂肪酸之比率可為食物健康程度之指標；類 4乂地’人體血流及知肪組織中ω _ 6脂肪酸與①_ 3脂肪酸之比率可充當人體健康之指標。因此，測量體内（例如血流或其他體液中）此等兩種物質之濃度、獨立量及/或濃度或 16 200822906 里之比率可為高度有利。此外，判定個人膳食及/或膳食補充品是否已成功產生所要量、濃度及/或比率之某一物質戈某些物質（例如ω_6脂肪酸及ω-3脂肪酸）可為高度有利。圖5說明圖4之光譜吸光度資料之一部分。如自圖$ 顯而易見’可在約1170 nm之波長下觀測到ω_3脂肪酸滚度之差異。對於一些油而言，存在可易於辨別之①d峰峰大小可與ω_3/ω_6之比率直接及/或近似相關，且可觀、則

/ 到比率變化50倍。在一些實例中，可使用一個、兩個或許多光譜特徵或光譜部分，且圖4_5之光譜資料僅代表一簡單說明性實例。法生物體中co-3脂肪 β里3具有健康效應或可為良好健康狀況之指標。舉例而言，w脂肪酸相對於ω-6脂肪酸及/或ω —9脂肪酸之攝入增加可為有益的。諸如食物或膳食補充品之可攝取物 … 人女、、匕枯（例如） έ有魚油或亞麻籽油之彼等可攝取物質）、 3有相對大量之ω-3脂肪酸且可提供增加之ω_3脂肪酸攝入。妙而夕數亡類腾食較少富j ω_3脂肪酸，且典型地包括二二豐富ω-6脂肪酸之油。撖欖油具有較高量之㈣二:。一些研究顯示ω-6脂肪酸與ω_3脂肪 9夂。 —然而’具有…更小之比率為有益為可藉由減小分子（co-6脂肪酸之量）此比率脂肪酸之詈）而撂u沾, 稽由〜加分母（ω-3 月曰肪I之里）而侍以減小。一種改變此比率之 — 將ω-3脂肪酸或其前驅物攝取 ’為糟由體中。舉例而言，人類可(例如)藉由攝他取方= 僻取更多魚油或經 17 200822906 . 適當設計之營養補充品而實現此目的。在一些具體實例 ^可測量及控制各種比率，且作出適當膳食變化或提供營養補充品。舉例而言，可關注以下脂肪酸比率·· 、 ω-3/ω-6、（①親6 + ω-9)/…3、ω_6/(…3 + ω 9)、ω 9/〜3、①· 3/ω-9、ω-6/ω-9、ω_9/ω_6，但許多其他比率及組合亦為可能的。當然，諸如(ω_6/ω_3)/維生素比率之更複雜關係亦為良好健康狀況之潛在指標。可加以分析及/或使用以改善健康或提供健康指示之其他濃度或組成比率包括· 1 )飽和 % 脂肪酸與單不飽和及/或多不飽和脂肪酸之比率及其互換排列（permutation ); 2 )不同脂肪酸之特定比率，諸如pachec〇

等人，Am· J· Clin· Nutr· 84:342-349 (2006)及 Vega-L〇PeZ 等人，Am. J· Clin· Nutr. 84:54-62 (2006)(二者均以引用的方式併入本文中）中所述之油酸與棕櫚酸及其他者之比率，如以引用的方式併入本文中之Miljanovic，Am. J. Clin.

Nutr· 82-8 87-893 (2005)中所述之n-6脂肪酸與n_3脂肪酸之比率及「好」環加氧酶前驅物（二十碳五烯酸 (eicosapentoic acid，EPA )及雙同-r -亞麻油酸 (dihomogammalinoleic acid，DGLA))與「差」者（如花生四稀酸（arachidonic acid，AA )之比率；3 ) ω-3月旨肪酸 (或c〇-3/co-6之比率）與南密度脂蛋白（high density lipoprotein，HDL )、低密度脂蛋白（low density lipoprotein， LDL )、甘油三酯（triglyceride，TG ) 、HDL 亞類等（HDL 亞類描述於上文所引用之Vega-Lopez文章中）之比率；4) ω-3脂肪酸與諸如各類前列腺素、腫瘤壞死因子（tumor 18 200822906 necrosis factor，TNF)、氧化氮、核因子Nf/C石等之發炎標記的比率。作為較低ω-6/ω-3脂肪酸比率之健康效益之基礎的生物物理解釋可能涉及將脂質分子之部分固持於一起之雙鍵。一些健康效盈可能涉及作為環加氧酶主要受質之花生四烯酸置換（且由此獲得抗發炎/發炎性類二十碳酸 (eicosinoid)之更佳特徵）。一些健康效益可能涉及對於促發炎及抗發炎路徑之轉錄因子調節及直接酵素抑制等。一些此等機制論述於 Sim〇poulis，j· Am· c· Nutr. 21:495_ 505 (2002)及先前所引用之Miljan〇vic文獻中。一些健康效盈亦論述於 Wang 等人，Am. j. CHn. Nutr. 84:5_17(2〇()6) 中，且關於脂肪酸之更多資訊可見於網際網路 en.Wikipedia.〇rg/Wiki/ESsential—fatty—acid—interacU〇ns 上’二者均以引用的方式併入本文中。可加以處理以確定分析物濃度、濃度比率或分析物濃

褐射。NIR波長對於活體内人類應用而此係由於在該等波長下之輻射可有效地 19 200822906 透射過身體部位。在法辨七

畏活體内方法及設備之一實例中，nIR 源將NIR光爽導& $ 4 , 堵如手指之身體部位且捕捉及光譜色散透射光以便傳遞至一赤夕 $夕個偵測器。典型地，提供一偵測器陣列，且將在所選、、古具丁斗、士 e 、叮、，皮長下或處於所選波長範圍内之輻射導向至偵測器陳列+ 特疋偵測器。可將基於由偵測器陣列所接收之輻射的诱鉍止4 ^ ^ 射光g儲存於一記憶體中且與在對活體内試樣無相互作用之.降用之It況下與光束相關之經測量或經估計光譜比較。 f

在些貝例中，將經測量光譜與藉由將NIR光束導向至參考或校正標準而獲得之參考光譜比較。參考或校正標準:尤錢用於㈣小吸光度變化之剌。基於玻璃及聚四氟乙烯（p〇lytetraflu〇r〇ethyl_，pTFE)之-些代表性溫度穩定化標準描述於（例如h引用的方式併I本文中之 SamS〇〇ndar 及 Kausha1，美國專利 6,917,422 中。可提 t、又光束測1系統，其中試樣及標準可以不同輻射詢問。圖6說明用於確定ω」/ω_6、ω_3/ω_9及其他濃度比率之代表性光學詢問系統。輻射源602經組態以將實質上在 f紅外波長下之輕射通4 603傳遞至樣本固持器604，該本口持604經組態以接收待測試個體 606 ^〇, L 10樣本固持器允許來自源6〇2之輻射到達樣本， =屏蔽該樣本免受周圍輻射。繞射袼柵012或其他色散光予元件接收經透射之輕射通i 6 i!且將經分散之通量導向 20 200822906 至偵測器陣列6 14。源602及偵測器陣列614耗接至控制器616，該控制器616與記憶體620、顯示器622及使用者輸入/輸出裝置 624通信。控制器616經組態以接收來自偵測器陣列6 i 4

之電信號且將與試樣相關之透射光譜之圖像儲存於記憶體 620中及/或確定吸收光譜。典型地，控制器614進一步經組態以基於所記錄之光譜估計一或多種脂肪酸之濃度或濃度比率（諸如ω-3/ω-6比率）。顯示器622可經組態以提供與濃度或濃度比率相關之數字讀出或與r好」、「差」及「中間」值相關之其他指示的條形圖。在一些實例中，應用於所收集資料（諸如吸收光譜）之化學計量法、校正法或其他處理方法係基於考慮一或多種分析物於個體中之分布。舉例而言，分析物在^同個體區間（C〇mpartment)中可具有不同分布’且處理方法可經組態以提供區間特定結果或區間平均值。該等區間結果亦可包括對應於各個區間之試樣比例。舉例而言，特定分析物在血液中 '間質液中及細胞内可具有不同分布。此等區間之每一者中的濃度可不同’且校正法或其他處理演算：可經組態以提供區間特定值或區間平均值。如圖6所不’樣本固持器6〇4 一般經組態以插入個體 Γ身體部位（諸如手指）。在其他實例中，樣本固持器可 = =或以其他方式壓住身體部位。該爽緊或壓製或避=樣之區間組成。該等改變可心優先選擇寸疋&間。舉例而言，壓力可減少試樣中之血容量， 21 200822906 且由此減小或消除血液相關測量貢獻。另外，可偵測或補饧因（例如）活體内試樣中之血流而引起之試樣容量變化從而在考慮或不考慮區間分布改變之情況下提供一致的測量結果。在一些貫例中，評估皮膚試樣。用於測量皮膚内之化合物之代表性裝置及用於接觸皮膚言式樣之线裝置描述於以引用的方式併入本文中之美國專利申請公開案 2005/0075546中。供血液組份用之非侵襲性測量系統描述於以引用的方式併人本文中之美國專利5,361，758、美國專利6,236,047、美國專利6,040,569及MacIntyre等人之美國專利申請公開案2007/〇11〇62：1中。、二儘管非侵襲性的基於近紅外之代表性測量描述於針對绪如ω 3知肪酸、ω_6脂肪酸及ω_9脂肪酸之所選分析物勺上述貝例中’但同樣可確定全異分析物及相關比率。舉例而口可測里月旨質、糖基化蛋白質、膽固醇、甘油三醋、血色素Ale (Hb Ale)或血糖之濃度或其他量。可確定與 (例如）co_3/〇)-6co/Hb Ale之濃度或量相關之比率。可針對複數種分析物進行確定，且根據該等確定，可提供一或多個健康指標。在-些實例令’可以單一數字或其他單維表諸如字母等級）形式或以多維表示（諸如陣列）形 =提供健康指示。分析並不限於任何特定組織，且可評估骨骼、皮膚、血液及其他組織中或不同位置處所見物0 茶看圖7’代表性健康評估設備7〇2包括搞接至記憶 22 200822906 體706之處理器704、諸如滑鼠或鍵盤（或若干該等裝置）之使用者輸入裝置708，及通信介面716。測量探針Η] 係經由電纜或光纜714連接。探針712可經組態以插入身體部位以測定分析物之量。或者，設# 7〇2亦可經組態以測量插入測量容器中之身體部位或部分。可提供攜帶型或固定型通信硬體或儲存器。舉例而言， f 可提供乙太網路（8G3.llg)、藍芽或其他有線或無線通信硬體。或者’可提供諸如通用串龍流排（㈣赠 ―，USB)或其他連接之介面以將指令及資料提供予區域網路或廣域網路（諸如網際網路）或可移式儲存媒體（諸如快閃記憶體或其他記憶體或磁碟）<自其接收指令及資料。如圖7所示，測量設備7〇2與諸如網際網路之網路通信。測量設備702可經組態以接收指令或資料，該等指令或貧料係關於（例如）供測量用之分析物及/或分析物比率的《、待確定之健康指數的類型或與多維健康指數相關之許夕健康指標的選擇，或用於確定健康指數之程序。另外共艮物及營養補充品相關之部分組成資料可自（例如）供應商網頁提供或以其他方式提供。使用者特定資料或程自（例如)供應商網站上之使用者特定登例如）較佳的使用者健康指標或對於該等用曰S t目標、使用者身高、體重、年齡、性別或使用者在豕中或工作中可能普遍可用之補充品。指令、資料及其他操作方法及參數可經由通信介自716或使用者輸入 23 200822906 • 裝置708供給。典型地處理對於一或多種分析物之測量結果以確定至少-個健康指標。根據所確定之健康指標，可向使用者提供所建議之營養或膳食產品。在一些實例中，系統經組態以根據儲存於記憶體7〇2中之與營養補充品或食物產品相關之資料而得出建議。|例而t，可將食物及/或補充品之言養值或其他值儲存於記憶體中且需要時更新。在一些實 f 例中，提供特定食物組份（諸如多酚）之濃度或量。或者， f 系統可引發與諸如網際網路之網路的連接，且根據分析物測量自供應商網站或供應商代表獲得建議。在一些實例中’在測量裝置處本地得出或在網路位置處得出之建議充當傳送至供應商之補充品訂單之基礎。回應此建議，可遞送或訂購一或多種食物或補充品。諸如測量設備702之測量設備可由補充品供應商提供予消費者以允許消費者進行健康自我評估。根據健康評估，消費者可獲得補充建議。在一些實例中，該等建議可 { " 經由測量設備傳達給補充品供應商或登錄於供應商網頁上且充當訂購補充品之基礎。以此方式，補充品供應商可向產品使用者便利地提供定製建議且根據該等建議遞送適當產品。前述實例不應被視為限制所揭示技術之範疇，而是出於便於說明之目的來提供。舉例而言，可使用化學計量分析確定分析物比率，或可使用吸收光譜之簡單比較。詳細描述了對一些特定分析物（ω_3脂肪酸、ω_6腊肪酸及ω-9 24 200822906 脂肪酸）4應用，但所揭示之技術同樣可應用於i他分析物。典型地，研究複數種分析物且產生一或多個健康指數及/或滕食或膳食補充建議1於前述，吾人主張由隨附申請專利範圍所涵蓋之所有者。【圖式簡單說明】圖1為一用於測量生物分析物或該等分析物之比率之代表性系統的示意圖。

圖2為另一用於測量生物分析物或該等分析物之比之代表性系統的示意圖。一 =3為_用於確定化學計量或校正方法之代表性系統之不思圖，該化學計量或校正方法係根據以習知分析方法針對特定分析物所獲得之測量結果的比較來確定對於先前未杈正方法之分析物濃度。 | ^圖4為對於若干類型油作為波長之函數的吸光度之曲泉圖其包括可與①_3脂肪酸、ω-6脂肪酸及ω_9脂相關之峰。日妨酉夂 ^為圖4之曲線圖之—部分，其說明與^貢獻相關之光譜特徵。圖6為一用於活體内測量生物分析物或生物分析物濃度之比率之設備的示意圖。圖7為一經組態以提供活體内試樣中複數種全異分、二X之估計且經由網路向使用者或向補充品提供者傳達測量結果之測量設備的示意圖。【主要元件符號說明】 25 200822906 102 :輻射源 103 :輻射通量 104 :樣本 106 :偵測器 108 :控制器 202 :輻射源 204 :樣本 206 :偵測器 208 :控制器 301 :方法迭代1 302 :方法迭代2

303 :方法迭代3 3 04 :方法迭代N 3 08 :將方法結果儲存於記憶體中 3 1 0 :標準方法 3 1 2 :結果資料庫 3 1 4 :與標準方法比較 3 1 6 :確定化學計量關係 602 :輻射源 603 :輻射通量 604 :樣本固持器 606 :輻射入口孔 608 :輻射出口孔 6 1 0 :手指插入孔 26 200822906 6 1 1 :透射輻射通量 6 1 2 :繞射格柵 6 14 :偵測器陣列 6 1 6 :控制器 620 :記憶體 622 :顯示器 624 :使用者輸入/輸出裝置 702 :健康評估設備 704 ··處理器 706 :記憶體 708 :使用者輸入裝置 7 1 2 :測量探針 7 1 4 :電纜或光纜 7 1 6 :通信介面

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Claims

200822906 十、申請專利範圍： 1 · 一種方法，其包含：向一個體之一活生物樣本發射輻射；收集對應於該所發射之輻射與該活生物樣本相互作用之資料；根據該所收集之資料確定至少一第一生物分析物之濃度；及根據該濃度提供個體健康之一指示。 2·如申請專利範圍第i項之方法，其進一步包含根據該所收集之資料確定至少一第二生物分析物之濃度，其中個體健康之該指示係根據該第一生物分析物及該第二生物分析物之該等濃度。 3·如申請專利範圍第丨項之方法，其中個體健康之該指示係與至少一種養分濃度相關。 4·如申清專利範圍第2項之方法，其中該所發射之賴射為近紅外輻射且該第一分析物及該第二分析物中之一者為ω-3脂肪酸。 5·如申請專利範圍帛4項之方法，其進一步包含確定該第-分析物與該第二分析物之該等濃度之比率，其中個體健康之該指示係根據該比率。脂肪酸之濃度與ω-6脂肪酸及 6·如申請專利範圍第5 肪酸之總組合濃度之比率。 7·如申請專利範圍第$ 項之方法，其中該比率為ω_3 及ω·9脂肪酸之組合濃度或脂項之方法，其中該所確定之比 28 200822906 率為ω-3脂肪酸之濃度與^-6脂肪酸之濃度的比率或ω_6 脂肪酸之濃度與ω - 3脂肪酸之濃度的比率。 8. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該第一生物分析物及該第二生物分析物中之至少一者係選自由以下各物組成之群：脂肪酸、ω-3脂肪酸、ω_6脂肪酸、ω_9脂肪酸、抗氧化劑、維生素Ε、糖基化蛋白質、脂褐質（np〇fuscin)、葡萄糖、血色素、血容比、糖、蛋白質、脂質、糖基化蛋白質、膽固醇、血糖及甘油三酯。 9. 如申請專利範圍f 2項之方法，其中該第一生物分析物及該第二生物分析物中之至少一者為血色t Ale)。 10·—種設備，其包含：幸田射源，其經組怨以發射電磁輻射，且將所發射之輻射導向至一活體内樣本；偵則器其經組恶以偵測與該所發射之輻射與該活體㈣本相ί作用相關之輻射，且提供-相㈣測信號；處理為，其經組態以接收該偵測信號，且根據該偵測信號確定盘該、4装 …4 一樣本相關之一第一生物分析物之濃度；及一顯示器估指示。其經組怨以提供與該濃度相關之一健康評組中 η·如申請專利範圍第10 態以根據該偵測信號確定一該健康評估指示係與該第一項之設備，其中該處理器經弟一生物分析物之濃度，其生物分析物及該第二生物分 29 200822906 • 析物之該等濃度相關。 12·如申請專利範圍第u項之設備，其進一步包含一記憶體，該記憶體經組態以儲存與該第一生物分析物及該第一生物刀析物中之至少一者相關之參考資料及與該偵測 u相關之樣本資料，且該處理器經組態以根據該所儲存之樣本資料及該所儲存之參考資料產生該指示。 13’如申凊專利範圍第1〇項之設備，其進一步包含一 f 記憶體，其中該處理器經組態以將與該偵測信號相關之樣 " 本資料儲存於該記憶體中。 ^ I4.如申請專利範圍第U項之設備，其中該第一生物分析物包括ω_3脂肪酸且相關參考資料係儲存於該記憶體中。、15·如申請專利範圍第14項之設備，其中該第二生物刀析物係選自由ω-6脂肪酸及ω-9脂肪酸組成之群，且相關茶考資料係儲存於該記憶體中。、I6·如申請專利範圍第Π項之設備，其中該第一生物刀析物及該第二生物分析物中之至少一者係選自由脂質、糖基化蛋白質、膽固醇、血糖及甘油三酯組成之群，且相關參考資料係儲存於該記憶體中。 17_如申請專利範圍第10項之設備，其進一步包含一通信介面，該通信介面經組態以接收與該第一生物分析物相關之膳食補充資料，其中該顯示器經組態以根據與★亥第一生物分析物之該濃度相關之該膳食補充資料及該健康示顯示一補充建議。 Λ Μ旨 30 200822906 18.如申請專利範圍第u項之設備，其中該處理器經組悲以確定該第一分析物與該第二分析物之濃度比率。 19·如申請專利範圍第1〇項之設備，其中該輻射源經、、且L以發射近紅外輻射，且該活體内樣本經定位以將該所偵測之輻射反射或透射至該偵測器。 20·如申請專利範圍第1〇項之設備，其進一步包含一枚本固持裔，该樣本固持器經組態以相對於該輻射源及該债測器安置該活體内樣本。处21·如申請專利範圍第1〇項之設備，其中該處理器經組悲以根據處於約115〇咖與119〇 _之間的波長範圍内之所發射輻射確定該等濃度。 /2.如巾請專利範圍帛n項之設備，其中該處理器經組態以根據處於近紅外波長範圍内之所發射輻射確定該第为析物與該第二分析物之該等濃度之比率。 23·—種方法，其包含：非侵襲性地掃描-活生物體以確定相對於兩種或兩種以上分析物之參考量，該兩種或兩種以上生物分量；獲得一可攝取物質中可用之該等生物分析物中之至少一者之量的指示；及根據該兩種或兩種以上生物分析物之該量及該所庐得之指示，關於該活生物體對該可攝取物質之攝取為該= 物體提供一膳食建議。 24.如申請專利範圍第23項之方法， π心万凌，其中該可攝取物 31 200822906 質中可用之該等生物分析物十之至少一一係藉由經由-廣域網路通信來獲得。 ^ ^ ^ 質中2了5.:=利範圍第23項之方法，其中-可攝取物 ::可用之…物分析物中之至少一者之該量的該指示係自一電腦可讀取媒體擷取。 26.如申請專利範圍第2Q項之方法，其㈣腾食建議糸舁ω-3脂肪酸、ω_6脂肪酸及ω_9脂肪酸中之至少一者相關。

\ 夕如申明專矛J範圍帛20項之方法，其中該膳食建議係與至少一種選自由脂質、糖基化蛋白質、膽固醇、血糖及甘油三酯組成之群的分析物相關。 28.如申請專利範圍第21項之方法，其進一步包含在攝取该可攝取物質後掃描該活生物體以確定該膳食建議之有效性。 29·—種方法，其包含：向一膳食補充品消費者提供一分析物測量設備；根據由該設備產生之複數種分析物之活體内評估得出一補充建議；及根據該補充建議提供補充品。 30.如申請專利範圍第29項之方法，其中該複數種分析物中之至少一者係選自由脂質、糖基化蛋白質及膽固醇組成之群。 3 1 ·如申請專利範圍第29項之方法，其中該複數種分析物包括脂質、糖基化蛋白質及膽固醇。 32 200822906 32·如申請專利範圍第29項+ +、、、之方法，其進一步包含根據該活體内評估提供一健康指標。 33·如申請專利範圍第29 π之方法，其進一步包含將該複數種分析物之該活體内評估傳送至—補充品供應商，其中該補充απ供應商根據該補充建議提供該等補充品。 34.如申請專利範圍第29項之方法，其進一步包含根據至少一個近紅外光譜得出該活體内評估。十一、圈式：如次頁 33