TW542714B - Mold-in method and apparatus - Google Patents

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542714 A7 B7 五、發明説明（pj ) 在測量流體（氣體或液體）中特定成分之漢度時，僅需知 道其中各成分所佔之比值即可。例如水質分析、空氣成分 分析、污染物之測量等，都只需知道特定成分（溶質）與 =要成分(溶劑)之比值。而血中之葡萄糖、膽固醇、尿 酸、三酸油脂、含氧血紅素等是臨床檢測中最重要之指標， 其他如酵素活性之檢查，或免疫檢定法，也常常要測量生 成物在測試溶液中之濃度。也就是生成物與溶劑之比值。 月血中/辰度’可以換异為血中其他成分溶質之濃度比值， =其是對於溶劑，，水，，之濃度比。如果測量裝在一個體積隨 T間為整谷器中之特定溶質信號時，其他溶質與溶劑之隨 2間調變信號與獨時間_變之其他雜訊，必將同樣被 里貝J到。/谷劑與溶質之信號成一定之比例，混合在相同的 由不變部份所產生之靜態雜訊之中。如果讓流體之受測部 伤之體積對時間，依警變化，則増為某特定溶質之信 唬，处)為另一溶質，或溶劑之信號。处)=仏邱）尤。》1 4(1 之信號例如為水，或其他產生高強度信號之已知濃度之 特疋溶質。如能求出尺。就能定出特定溶質之濃度。 a (ΐ)與S’（t)為測量所得信號， 义=义(0%乂(〇 [因大部份為靜態雜訊] 將d (t)與义（t)經過一個轉換，取其動態分量π，且中 值很小（可由附近之Ν〇ί^評估），可直接 。求得可為任何轉換，而巧為τ轉換之 分量。 .裝^— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 542714 A7 B7 五、發明説明（·ρ>) 如果Τ為線性之轉換，例如佛氏轉換或其他線性轉換。則 其分量ί

Fi [Αή] _ Fi[A{t) + N(t)] ^ K0Fi[B(t)] 4- Fi[N(t)] 因尤0 » 1，Λ·[τν(0]為正數。 如Κ[Μ，)]不是很小。則可由咖'(/)]附近之Noise由内插法 求得€[#(/)]並進而求得A：。之值。 而當啊)]=0時，々這種分析兩組如 模型般相似之信號的方法，我們命名為模定之方式，而此 種方法中兩種信號不僅信號本身成比例，雜訊也相同，才 適用之方法為強模定之分析法，故可以之最大值來 求得尤。之最佳近似值。而此最大值通常會在許多不同轉換 之不同分量同時出現，則可以出現次數以評估此值之可靠 性。當#(r)之來源為絕大部份之體積不變之部分，而4(〇與 5(〇係由少部份之體積會變的部份產生，例如由吸收光譜直 接由手指，測量血中之葡萄糖濃度，或其他溶質。則手指 之骨、肌肉、皮膚、毛皆可視為體積不變之部分，而僅血 管中之血液體積因為隨著血壓之變化而變化；血壓大，則 血管中之血液多，反之亦然。則所測之水信號隨著血液量 之變化而變化（也就是隨著血壓波變化），而葡萄糖之信號 也隨著血液量也就是水的信號變化，故水信號可視為A(t)， 而葡萄糖之信號可視為5(/),而#(/)因為大多由靜止部份而 來’故iV(〇在做佛氏轉換時，多在α = 0之分量（c〇mp〇nent) 本紙張尺度適用中國國家襟準（CNS ) A4規格（210X297公瘦） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 、11 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 542714 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 η 社 印 製 A7 B7 五、發明説明（Ρ3 ) 之中故可由J(0與之第一言皆波（first; harmonic) 之比值就可求得尺Q，因為#⑺多在Μ譜波之處。其實也同 樣可以處理’(〇與F⑺，當乂(〇在其諧波附近之恥丨沈仍 大時，可由内插法（interpelate)之方法求得巧[乂⑼之 近似值，而由Λ·Μ(0]之位置可確定巧[5⑺]之位置。則可由 邱5’⑺]一哪^⑼近似值之值求得Λ·_)]之近似值。 所用之k號源越精準，例如其光源之頻寬越小、強度越大， 而取樣速度越大、時間越久及信號平均等，則剛] ' Fi[N(t)] 值越大。這些信號分析上之技巧可與本方法配合使用。 亦了以相同之處理雜訊之方式，而由i⑺及义⑺之第二、 三等諧波（harmonics)之比值來求得尺。。而當乂(〇與5(〇 皆為週期性函數時，則可由數個週期之信號之轉換式平均 值來求得更精準之尺。值。 當求付尤。值之後，則可由水信號強度與水量之關係及葡萄 糖^遽之強度與葡萄糖量之關係，由尤。算出葡萄糖在水中 之》辰度’進而推出血中葡萄糖之濃度（亦可直接以葡萄糖 水溶液之相同信號之比值求得尺。與血糖濃度之關係）。 此方法也可用於各種臨床檢驗（cHnical心呢⑽对。）之 上。例如酵素之活性，或免疫反應之發生之程度。常由生 成物之特定信號如NADH或NADFO吸收光譜、螢光或散射 (Nepheloneter)等來測定。則可將反應完成之樣本設置 於-個彈性容器之中，此彈性容器之受測部份之體積與所 加壓力成函數關係。則在容器中由某特定生成物所產生之 信號與外加壓力間有一定的函數關係。此時壓力之變化所 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

542714 經濟部智慧財產局员工消资合作社印製 A7 B7 五、發明説明（p今） 產生之有效信號生成物之體積」(〇可確實知道（此4〇之變 化不限壓力亦可為分室形狀等等）。而所測得生成物之信号虎 = 5(0 + #(0 ’而J(/)=’則可由一轉換後之冲)與 _之某-分量求得A之近似值，並可以心 之最大值，求得最佳之Μ之近似值，此尺丨值可能在許多 分量皆出現’由此可進一步確認h值之可信度。而尤1與 生成物濃度間之關係，可以相同之儀器内裝生成物之水溶 液之彳5號來確忍。此兩組信號也是如模型般相似，但二組 信號之雜訊不同，故命名為中度模定分析法。此方法亦可 用於一組k號係由不同來源而來，如一為紅外線吸收光譜， 另一為螢光等，則其背景雜訊就不會相同。雖然兩信號間 之比值仍為定值。為求得二信號間的比值，亦可以加入溶 液中之標示物（可為水）先求得標示物（或水）之，再 由標示物（或水）與生成物間之信號比由強模定之分析方 式進一步求得生成物之濃度。此種裝置在微機電裝置 (MEMS)上特別有用。因為可以對非常小體積之樣品在裝 置中直接進行測量，而不需要將此微量樣品由微機電裝置 中取出來測i ’只需將光子或信號源以光纖或導引 (Guide)，引至樣品之所在，樣品照射體積因壓力雄)之變 化而有κ(〇之變化，則由所測得之糊就可算出所欲測溶質 (也就是產生⑺信號之物質）之濃度。而不會受到其他 P伤不動。卩伤所產生之雜訊之干擾。此外加之力量與受 仏熱、射之信號程（例如光程，如信號為光）成正比關係， (請先閲讀背面之注意事項再填荈本頁) 丁 ·# 則更為簡便。 此方法亦可用於動物（含人）血中濃度之測量。因為血壓 波形处)與之間有函數關係、（血管在正常金壓間為線性 彈性材料）。故可由血壓之引導，按照上述之方法而求得產 生π⑺信號之特定分子之濃度。亦可由所測得之皮⑺反推 。而血液中各成分中較大之信號，可來自水分子，或血 紅素等分子，則可由此某特定分子之性號視為5,(0=5(0， 進而由此而求得乂(〇也就是壓力隨時間之變化。故可以由此 方法求得血壓波P七)—。 這些測量方法在身體之應用，並不限於手指，亦可以是身 體其他部份甚至内臟，只要能將信號導至有血管供應之組 織中（例如經由内視鏡之管道），與組織（含血管中之血） 作用後，則由信號特定變化（可為吸收，可為散射或旋光 性等）求得血中特定成分之濃度。 而信號亦可廣泛使用，例如電磁波中有r—光、χ—光、紫外 線、可見光、紅外線、遠紅外線等，而自發之信號可為同 位素標示物所產生之α、β、γ射線，或自發性螢光，或化學 誘^之螢光。電信號可為各種電阻抗之信號，機械波有超 曰波專白可使用。一般而g，紅外線及遠紅外線之吸收光 譜為最常使用之特定信號。 在^床^驗之應用時，除了血液中成分例如葡萄糖、膽屋 醇、二酸甘油、尿酸、含氧血紅素等之濃度之檢定之外才 了疋L進去的藥物之》辰度（只要此藥物有特異之信號指 私）’尚可利用DNA分子，可由紫外線吸收光譜之變化來 542714 A7 B7 五 經濟部智慧財產局員工消骨合作社印^ 、發明説明（pA ) 辨單股，或雙股之特性。用此信號可偵測DNA復合 (annealing)反應。 各種免疫檢定法，也多有標示分子，則此方法可用來分析 各種標示分子所產生之信號，或因抗原抗體之體積較大而 產生之光散射信號（Nephelometer)，例如放射線（ria)、 螢光（FIA)、吸收光譜（EIA)等將之視為。而將有效 產生信號之體積隨時間之變化視為卓〇。則可由求得最 佳化之5(〇信號’進而分析免疫反應之完成之進度。 处)與5(〇為相同週期之函數，而由.)之極大（Maxium) 及極小（Minium)可找到抑)画，#⑺疆為5(〇之最小值。 可由你)為指標’找到G時地）為最小。如N〇ise大都由相 同之固定的標的而來，則。則由5，(〇〜5二(/2)可 將Noise大幅降低。如果判與皆為同週期之週期性函 數，則可以數個週期之信號，以信號平均之方式，更接近 正確之值，更進一步的降低雜訊，而求得抑)—之極 大值。此兩組信號之相似性最低，僅最大及最小值有相關 性，故命名為弱模定分析法。 而特異性溶質之濃度可由之最大值求得。 」max - 4nin Case I : A為血壓值，β為laser d〇pper所測之血流信號。 血流係由血壓而產生，故血壓與血流有一定關係，血壓最 大’血流也最大，反之亦然，但，並非正比關係。由 = 。由例1，可測得血管中血壓所能壓出之 血液量，是循環狀況之重要指標，可瞭解高血壓血管硬化，、 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210、/297公慶） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝- 訂 A7 B7 五、發明説明（f7 ) 血液黏度增加等之機制。

CaseH :有嚴重的血管硬化，或糖尿病引起之血管病變， 則其血壓與血管巾血㈣積，雖為正侧，但函數關係很 複雜，則可根據血壓值之變化以顯定之方法，求得特定 〇 Fourxer Transform flrstharm〇nic A _]M_]求得比值。並進而推算濃度。亦可將借由血 壓變化以測定血中特定成分之測量推廣到有血管病變之病 人身上，射_侵人性方法_血壓並關欺之方法 來測定其濃度。但如以直接測量信號產生體積之方法，則 仍可以中模定之方法，來測定其濃度。如果另有溶劑或其 他浴負之^號可為指標’則可由此指標信號與特定成分之 信號以強模定方法來測定特定成分之濃度。

Case ΙΠ ·所選用之容器，與外加壓力之間，並無簡單正比 之關係’（受限於形狀及材質），其壓力與錢產生體積之 間仍為正相關，但函數關餘娜，則可根魏力值之變 由佛氏 如果有方法可直接·其產生錢體積，則仍可以中模定 之方法來測特定成分之濃度。如果另有溶劑或溶質之信號 可為指標’則可由此鋪錢與特定成分之錢以強模定 之方法來測定特定成分之濃度。

CaselV :由動脈血液中之特異信號來偵測，血管中血液壓 力波之憂化’可以由此信號決定注射藥物之最佳時機。當 。細/堅到來時，金液大詈消5 A答;固：接> /„^丨、、, 542714 經濟部智慧財產局兵工消资合作社印製 A7 ----------- B7 五、發明説明"" ^ ~^— 果藥物如抗生素、激素、營養品等在此時注射，則與血液 之混合必在最佳狀態。如此由注射藥物所產生之傷害，例 如毋性、由藥物濃度而產生之高滲透壓，因壓力之增加而 造成之局部循環受阻。並可加速藥物傳輸到全身之功效。 此儀器可設計於各種注射器中不論用針頭，或高速液體注 射器，皆可由此方法選擇注射之時間，而將注射液於心縮 壓到達，血液大量湧入時注入血液之中，亦可分數次將注 射液分批注入血液之中。因而傳統之注射觀念注射手臂或 臀部，以_該處之大量肌肉來作為緩衝之方法亦可能需 要改進，而改採注射企液流量最大的部位，例如手掌或腳 掌等。而血驗之追·可以其他方式進行，例如心電圖 等。 第五例：將葡雜之制H與此控制注職置相連結，就 可成為人工胰臟。由強歡之方法，由水之遠紅外線信號， 與葡萄糖之遠紅外線信號來偵測血糖濃度，而同時亦可測 得户(/)-/>(/)極少。如果血糖過高（此測量可重覆多次因本方 法，為非侵入性方法），則指揮胰島素之注射系統開始按照 血壓波中之心縮壓時開始注射。此人工胰臟之效能幾可與 胰臟本身相比。而此想法可用於許多其他有重要控制功能 的各種人工器官。 第六例··此葡萄糖之感應器可整合於一電訊系統中，一隻 手機可有葡萄糖、尿酸、膽固醇、含氧血紅素等血液成分 刀析裝置並由此分析血液壓力波，則可將此測量之數值同 ϋ電話（有線或無線），2送至醫師或負責照顧的人之數 本纸法尺度適用tfyggj家標率（CNS ) ( 210Χ ) 一- (請先Μ讀背面之注意事項再填荈本頁) -裝 訂 i·線 542714 A7 B7 五、發明説明（fp 據機中，因為一通電話就能取得所有這些數據。當你拿起 電話與人對談時，你的體檢已完成並傳送至所需之數據機 中。 (請先MT#背面之注意事項再填荈本頁) 丁 L— 、-'口 經濟部智慧財產局8工消背合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐)

Claims (1)

1. 542714 經濟部智慧財產局員工消f合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 值，而以歌丨丨丨:課!丨)1求得仏之較佳近似值，τ:為線性轉換。 5·依據申請專利範圍第4項所述之儀器，其中所述之Κ〇之較佳近 似值，由之最大近似值求得。 6·依據申請專利範圍第1或第2項所述之儀器，其中所述之A(t)為 已將雜訊去除之訊號，NB⑴為雜訊，其中所述之數據處理裝置將 A(t)及B’(t)經過T轉換，以求得雜ζ))]产Q T :任何轉換，R 為T轉換之分量，FJB，⑴]之位置可由Fi[A(t)]之位置找到。 7.依據申請專利範圍第6項所述之儀器，其中所述之數據處理裝置 由Fi[A(t)]來確認其Fi[N(t)]位置，並由其週遭的雜訊來評估其值， 然後由來可尤。來求得心，τ為線性轉換。 8·依據申睛專利範圍第7項所述之儀器，其中所述之數據處理裝置 在所有T轉換之i分量中，找尋最大值，以求得最佳近似值。 9·依據申請專利範圍項第4或第7項所述之儀器，其中所述之丁轉 換為佛氏轉換（Fourier Transform )。 10·依據申請專利範圍第9項所述之儀器，其中所述之巧為諧波。 11·依據申請專利範圍帛1項或第2項所述之儀器，其中所述之數據 處理裝置，* A，(t)為雜練低之錢，來求得Β々)之極小值， B (t)min ’並由B⑴-B (t)min來消去靜態之雜訊。 12.依據申請專利範圍第u項所述之儀器，包含利用 本纸張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） ；-------------IT------；--^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 542714 A8 B8 C8 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 社 印 製 、申請專利範圍 分包含葡萄糖。 22·依據申請專利範圍之第i項或第2項所述之儀器，其中所述之成丨 分包含尿酸。 丨 23·依據申請專利範圍之第i項或第2項所述之儀器，其中所述之成j ! 分包含膽固醇。 24·依據申請專利範圍之第丨項或第項所述之儀器，其中所述之成 分包含氧血紅素。 25·依據申請專利範圍之第丨項或第2項所示述之儀器，其中所述之； 成分包含三酸油脂。 26·依據申請專利範圍之第丨項或第2項所述之儀器，其中所述之之 壓力源，依控制程式使有效體積成週期函數式的改變。 27·依據帽專利範圍之第26項職之儀叫，其巾所述之週期函 數包含三角函數。 28.-種測量身體血壓變化之儀器，包含血中指標成分之信號B，(t)， 制器以債測此信號，信號處理器利用B(t>B，(t)mL來求得 P，(t)min 〇 29·依據申請專繼圍第28項所述之翻，包含魏都卜勒之儀 來測量血液速度D(t)，並利用^{hSnin(〇 分布之效率指標 ---„----1,----裝------訂------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 器 U來求得κΓ血液 本紙伕尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 542714 ’ A8 B8 C8 --- D8 六、申請專利範圍 3〇·依據申請專利範圍第28項所述之儀器，包含注射裝置，此注射 裝置於P心縮壓時注射藥物。 j1·依據申請專利範圍第30項所述之儀器，進一步包含血液成分之 镇測器，來指導藥物之注射。 ^2.依據申請專利範圍第31項所述之儀器，其中所述之血液成分包 身 含葡萄糖，而藥物包含胰島素。 33·依據申請專利範圍第1項或2項所述之儀器，其中所述之所測得 之濃度資料經由通訊系統傳輸。 34·依據申請專利範圍第1項或2項所述之儀器，其中所述之容器包 含祕機電器械〔MEMS (microelectro-mechanical system)〕之中。 35·依據申請專利範圍第18項所述之儀器，其中所述之指標成分包 含溶劑。 36·依據申請專利範圍第35項所述之儀器，其中所述之溶劑分包含 水。 37·依據申請專利範圍第1或2項所述之儀器，其中所述之成分包含 去氧核糖酸（DNA)。 38·依據申睛專利範圍第1項或2項所述之儀器，其中所述之成分包 含抗體。 39·依據申請專利範圍第丨項或2項所述之儀器，其中所述之成分包 :本紙ffcAA適用中國國家標率（CNS ) ( 21GX297公廣)' 一" __________ __ Φ — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 經濟部智慧財產局員工消t合作社印¾ 542714 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 含 NADH〇 ---：—Γ·--”--------ir-----：— ^ ,01 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 *本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 542714 I η Λ 9 Β9 C9 D9 圖式 圖式符號說明 第一圖、1.光源2·導光裝置3.手指4.血管5.收集光裝置 6.偵測光子強度並以模定程式分析之儀器 第二圖、1.光源2.導光裝置5.收集光裝置6.偵測光子強 度並以模定程式分析之儀器7.彈性材料8.受測物 9·生成物10·試劑11.力口壓裝置 圖式說明 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 第一圖：以手指爲例之非侵入性血中成分測量儀器。血糖之濃 度可以1100 nm之水吸收光譜爲，而以葡萄糖之特異吸收 光譜1250 nm爲増。以模定之程式求得此二信號之比値’就 可以求得血糖之濃度。此處部）與那）皆隨血壓波而改變。 第二圖：以一機械裝置爲例，外加壓力，改變待測物質(在生成 物中)之體積，以造成邓)(體積或壓力)與剛(待測物之特異信 號）。再由模定之程式分析处)與増之比値，進而求得則之信 號源，即待測物之濃度。此機械在微電機(MEMS)中特別有用’ 受測物與試劑混合後，生成物之中有特異之待測物，以了解受 測物之特性或濃度。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210x 297公釐） 542714

   經 濟 部 智 惡 財 產 局 g 費 合 作 钍 印 製 、申請專利範圍 L -種測量溶液中特定峨份濃度之儀器，此溶崎載於產生 信號之體積隨時間變化之容器中，包含兩個信號源蝴與B⑴’ 邮=稱）’ μ，分別由溶液中之兩種成分產生，偵測器來 測量此信號隨_之變化，兩種信號皆轉變為光電信號Α，⑴與丨 B’(t) ’送至數據處理裝置，來找出此二信號之比值&，並進而由 此比值求得某種成分之濃度，其中A，⑴=Α_·， BXt)=B(t)+NB(t)，NA(t)^ A(t)^m , Νβ(^ 〇 種測里谷②Ή5錢生體積[A(t)]與特定成分之特異信號剛] 間關係之儀器，其中A(t)=K辦），包含一個壓力源[A，⑴]來產生 信號產生體積之改變，一個特異信號之偵測器，此二信號都轉換 為電信號A，(t)與B，(t)，送至一數據處理裝置，來計算兩種信號 之比值K〇，並進而利用此比值求得特定成分之濃度，其中 A’W=A(t)+NA(t)，B’(t)=B(t)+NB⑴，Να_α⑴之雜訊，Νβ⑴ 為Β⑴之雜訊。 3.依據申請專利範圍第1項或第2項所述之儀器，其中所述之數據 處理裝置，當NA(t>NB(t)，將原始信號經過τ轉換後，，由 ，求得比值K〇。 T:任何轉換，5為丁轉換之分量。 4·依據申請專利範圍第1項或第2項所述之儀器，其中所述之數據 處理裝置，由^[八’⑴]附近Fi[N(t)]之值，由内插法求得ΜΑ⑴之 ：丨 ~Γ :丨 ：--------、w ——_——I- - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21OX297公釐） A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 [^(〇~^(〇min]max 办 [則-WOminLx — °求衣得此二相似信號之比值K〇。 13·依射請專利範圍帛12項所述之儀器 ，其中所述之之數據處理 裝置^兩仏!虎A(t)，B(t)有相似性，而且皆為週期性信號，其 比值由 以卿-外)min]sA來求得，Fi ··佛氏轉換之諧波。 14·依據中請專利範圍之第1項或第2項所述之儀H，其中所述之體 積變化之容器包含身體中之血管，而溶液為血液。 15.依據申晴專她圍之第丨項或第2項所述之儀器，其中所述之信 號包含將另外信號導？丨至信號源所產生之誘發訊號。 16·依據申請專利範圍之第丨項或第2項所述之儀器，其中所述之體 積變化係依週期性變化。 17·依據申請專利範圍之第、5項所述之儀器，其中所述之另外信號 包含電磁波。 18·依據申請專利範圍之第1項或第2項所述之儀器，其中所述之成 分包含濃度已知之指標成分。 19.依據申請專利範圍之第14項所述之儀器，其中所述之血管包含 在身體突出部位。 20·依據申請專利範圍之第19項所述之儀器，其中所述之突出部位 包含手指。 21·依據申請專利範圍之第丨項或第2項所述之儀器，其中所述之成 , ^ 裝 訂 ； ^ 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Μ氏張尺度適用中國國家襟準（CNS) A4 2】〇x297公釐）