WO2024080889A1 - Устройство для неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови - Google Patents

Устройство для неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови Download PDF

Info

Publication number
WO2024080889A1
WO2024080889A1 PCT/RU2022/000307 RU2022000307W WO2024080889A1 WO 2024080889 A1 WO2024080889 A1 WO 2024080889A1 RU 2022000307 W RU2022000307 W RU 2022000307W WO 2024080889 A1 WO2024080889 A1 WO 2024080889A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
strap
person
hardness
wrist
mobile unit
Prior art date
Application number
PCT/RU2022/000307
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Олег Олегович ТИХОНЕНКО
Злата Олеговна ТИХОНЕНКО
Даниил Олегович ТИХОНЕНКО
Александр Васильевич ЧЕПУРНОЙ
Владимир Павлович ЛОБКО
Original Assignee
Олег Олегович ТИХОНЕНКО
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 Олегович ТИХОНЕНКО filed Critical Олег Олегович ТИХОНЕНКО
Priority to PCT/RU2022/000307 priority Critical patent/WO2024080889A1/ru
Publication of WO2024080889A1 publication Critical patent/WO2024080889A1/ru

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

Definitions

  • the invention relates to medicine and technology, specifically to the non-invasive determination of changes in glucose levels in human blood and can be used in the creation of diagnostic systems in medicine and technology, as well as for the creation of socially oriented systems for the early diagnosis of diabetes and related diseases in the form of wrist-worn devices.
  • analogue a device for determining blood glucose levels, implemented by a non-invasive sensor based on infrared light with a television broadcast function (CN205031270U, published 02/17/2016).
  • the analogue discloses the design of a non-invasive infrared light blood glucose sensor with a TV broadcast function.
  • the sensor includes an emitter and receiver of radiation reflected from human tissue, and an STM32 microprocessor, a pressure control module with a pressure sensor and a drive module.
  • a wrist device for non-invasive monitoring of glucose in human blood containing a housing, a control and display module located in the housing, an emitter and a receiver of radiation reflected from human tissue.
  • the disadvantage of the analogue is the relatively long time it takes to prepare and carry out non-invasive monitoring of glucose levels in human blood.
  • An analogue may also be a device for a non-invasive blood glucose level detector of a reflective type (CN104771181A, published 07/15/2015).
  • Non-invasive reflective type blood glucose detector refers to a detector for detecting blood glucose concentration based on optical method, various physiological parameters, including oxygen saturation in the human body, pulse rate, etc.
  • analogue that coincide with the features of the invention: a device for non-invasive monitoring of glucose levels in human blood, containing a housing, an emitter and a receiver of radiation reflected from human tissue.
  • the disadvantage of the analogue is the relatively long time it takes to prepare and carry out non-invasive monitoring of glucose levels in human blood.
  • the prototype of the invention is a wrist-worn device for non-invasive monitoring of glucose levels in human blood (CN104188636A, published on December 10, 2014).
  • the prototype describes a wristwatch for monitoring pulse wave signal, blood sugar and other blood parameters with the function of manually locating the radial artery.
  • the pulse wave signal monitoring wristwatch contains a control and display module, left and right strap sections.
  • An installation hole is provided at the tail end of the left section of the watch band, and the mobile unit for installing the infrared sensor is fixedly located in the installation hole.
  • the mobile unit with the infrared sensor is connected to the control and display module via a flexible printed circuit board.
  • a wrist device for non-invasive monitoring of glucose in human blood containing a housing with strap fastening devices, a strap for attaching the device to a person’s hand, a control and display module located in the housing; an emitter and a receiver of radiation reflected from human tissues, located in a mobile unit, which is designed to move along the strap and, in addition, during operation of the device, the emitter is directed to the radial artery at the base of the thumb of a person’s hand; and the control and display module contains a power supply, a control unit, a data processing unit and a data display panel; in this case, the emitter and receiver reflected from human tissue are connected to a control and display module located in the housing via a wired or wireless communication line.
  • the disadvantage of the prototype is the impossibility of reducing the time of preparation and implementation of non-invasive monitoring of glucose levels in human blood.
  • the movement of the mobile unit together with the strap along the hand relative to the radial artery at the base of the thumb of a person’s hand is not prevented when he walks and works with his hands.
  • the rotational movement of the mobile unit with the strap relative to the person's wrist is not prevented.
  • the purpose of the invention to increase the efficiency of a wrist device for non-invasive monitoring of glucose levels in human blood.
  • Efficiency means speed, the ability to quickly bring something into working order.
  • a wrist device for non-invasive monitoring of glucose in a person's blood contains a housing with strap fastening devices, a strap for attaching the device to a person's arm, a control and display module located in the housing; an emitter and a receiver of radiation reflected from human tissues, located in a mobile unit, which is designed to move along the strap and, in addition, during operation of the device, the emitter is directed to the radial artery at the base of the thumb of a person’s hand; and the control and display module contains a power supply, a control and data processing unit and a data display panel; in this case, the emitter and receiver reflected from human tissue are connected to a control and display module located in the housing via a wired or wireless communication line; and differs from the prototype in that the strap is made with variable hardness of the inner surface of the strap along the length of the strap, while the ratio of the maximum hardness Tmax to the minimum hardness Tmin is determined by the dependence:
  • Tmin / Tmax k, where k is an empirical coefficient taking a value from 0.35 to 0.95.
  • the strap can be made one-section or two-section.
  • the device is made with the function of manually determining the location of the radial artery and pointing the emitter at it.
  • the technical result of the invention reducing the time of preparation and implementation of non-invasive monitoring of glucose in a person's blood by preventing the movement of the mobile unit together with the strap along the hand relative to the radial artery at the base of the thumb of the person's hand when he walks. working with hands. In particular, first of all, by preventing the rotational movement of the mobile unit with the strap relative to the human wrist.
  • the device is tightly secured to the wrist of the left (or right) hand using a strap so that the mobile unit is against the radial artery in this place of the hand.
  • the emitter located in the mobile unit, is aimed at the radial artery.
  • the control module checks the correct location of the mobile unit (emitter) relative to the radial artery. Check time is up to 3 minutes. If the location of the mobile unit is incorrect, a message appears on the display indicating that the mobile unit must be reinstalled.
  • the device is turned off.
  • the strap is loosened, the mobile unit is re-positioned over the radial artery, then the strap is tightened, pressing the mobile unit tightly to the wrist.
  • the prototype has a drawback - during the day, when a person walks and works with his hands, the mobile unit moves from its original position. In this case, in order to carry out measurements, it is necessary to repeat the operations of placing the mobile unit in the starting position for measurements. As a rule, a person works intensively with his hands during the day. The device, in this case, is displaced from its original location. During the day, a diabetic has to measure blood sugar levels many times - up to 10 times or more (up to 20 times). At the same time, you have to set the mobile unit to its original position and configure the device for operation the same number of times. This is up to 3 hours of measurements per day with 10 measurements. The reason is the rotation of the device with the strap relative to the wrist and radial artery.
  • the invention it is proposed to create areas with increased and decreased hardness on the strap, on its inner surface.
  • recesses were made in the flexible plastic strap in the form of a circle and a rectangle. Inserts made of soft rubber and harder plastic were placed in these recesses. As an option, rubber inserts with different hardnesses were made.
  • a technical result is achieved - reducing the time for preparation and implementation of non-invasive monitoring of glucose in a person's blood by preventing the movement of the mobile unit together with the strap along the hand relative to the radial artery at the base of the thumb of the person's hand when he walks and works with his hands.
  • FIG. Figure 1 shows a device for non-invasive monitoring of glucose levels in human blood.
  • FIG. Figure 2 shows a cross-section of a human arm, indicating the radial artery, as well as the emitter and receiver of radiation reflected from human tissue.
  • FIG. Figure 3 shows a diagram of the operation of the emitter and receiver of radiation reflected from human tissue.
  • the radiation is directed to the radial artery.
  • FIG. Figure 4 shows a diagram of the operation of the emitter and receiver of radiation reflected from human tissue. The radiation is directed past the radial artery.
  • FIG. Figure 5 shows a cross-section of a person's hand with the device strap. Areas of increased and decreased hardness are shown.
  • FIG. Figure 6 shows a cross-section of a person's hand with the device strap. The strap is made with variable hardness of the inner surface along the length of the strap. Areas of increased and decreased hardness are shown.
  • FIG. 7 shows a device with a strap.
  • the strap is made with variable hardness of the inner surface along the length of the strap. Areas of increased and decreased hardness on the strap are shown.
  • FIG. 8 shows a device with a strap.
  • the mobile unit is located on the left section of the strap.
  • FIG. 9 shows a device with a strap.
  • the mobile unit is located on the right section of the strap.
  • FIG. Figure 10 shows the dependence of the change in hardness along the length of the strap. Two areas of increased and decreased hardness are shown.
  • FIG. Figure 11 shows the dependence of the change in hardness along the length of the strap. Seven areas of increased and decreased hardness are shown.
  • FIG. Figure 12 shows the dependence of the change in hardness along the length of the strap. Four areas of increased and decreased hardness are shown.
  • FIG. 13 shows a diagram of a device with a strap, on which areas with different hardnesses are indicated.
  • FIG. 14 shows a diagram of a device with a strap, on which areas with different hardnesses are indicated.
  • FIG. 1 A wrist-worn device for non-invasive monitoring of human blood glucose is shown in FIG. 1.
  • control module located in the housing
  • the mobile unit can also be attached to the right strap 2;
  • the emitter 6 is directed to the radial artery 9 at the base of the thumb of the human hand;
  • the control and display module 1 contains a power source 10, a control and data processing unit 4 and a data display panel 5;
  • the emitter 6 and the receiver 7 reflected from the tissues of a person 12 are connected to a control module 4 and display 5 located in the housing 1 via a wired or wireless communication line.
  • the strap is made with variable hardness of the inner surface of the strap along the length of the strap, while the ratio of the maximum hardness Tmax to the minimum hardness Train is determined by the dependence:
  • Making a strap with variable hardness of the inner surface is carried out by making areas with increased and decreased hardness on the inner surface of the strap.
  • the design of the strap can be described as follows: the strap is designed in such a way that on the inner surface it contains at least two areas 13 and 14 along the length of the strap with different hardnesses, and the ratio of the maximum hardness Tmax to the minimum hardness Train is determined by the dependence:
  • the strap can be made one-section or two-section, as shown in the figures.
  • Position 20 denotes the radius bone.
  • Position 21 denotes the ulna.
  • Position 19 indicates an area with increased hardness.
  • Position 22 indicates an area with reduced hardness.
  • Position 23 indicates an area with increased hardness.
  • Position 24 indicates the hardness axis on the graph of hardness along the length of the strap.
  • Position 25 indicates the strap length axis on the graph of hardness along the length of the strap.
  • Positions 26, 28, 30, 32, 34 indicate increased hardness values. These hardnesses are maximum. Positions 27, 29, 31, 33 indicate reduced hardness values. These hardnesses are minimal.
  • Positions 35, 36 and 38 indicate increased hardness values. Moreover, hardness 35 is the maximum hardness.
  • Position 37 indicates reduced hardness. Moreover, hardness 37 is the minimum hardness.
  • Positions 39 - 70 indicate areas on the inner surface of the strap. The regions differ in hardness values.
  • the strap can be made of one section or two sections.
  • the figures show a preferred strap design, namely a two-piece strap design.
  • Position 11 indicates a device with a wireless communication line between the control and data processing unit 4 and the mobile unit 8.
  • the empirical coefficient takes a value from 0.35 to 0.4.
  • the empirical coefficient takes a value from 0.401 to 0.5.
  • the empirical coefficient takes a value from 0.501 to 0.6.
  • the empirical coefficient takes a value from 0.601 to 0.7.
  • the empirical coefficient takes a value from 0.701 to 0.8.
  • the empirical coefficient takes a value from 0.801 to 0.95.
  • the device works as follows.
  • the device is tightly secured by means of a strap to the wrist of a person’s left (or right) hand so that the mobile unit is against the radial artery in this place of the hand. To do this, you need to feel the pulse of the artery and press the mobile unit to this place, and then tighten the strap. IN In this case, the emitter located in the mobile unit is aimed at the radial artery.
  • control module checks the correct location of the mobile unit (emitter) relative to the radial artery. Check time is up to 3 minutes. If the location of the mobile unit is incorrect, a message appears on the display indicating that the mobile unit must be reinstalled.
  • the device is turned off.
  • the strap is loosened, the mobile unit is re-positioned over the radial artery, then the strap is tightened, pressing the mobile unit tightly to the wrist.
  • the person sits motionless for 3 minutes, after which he turns on the device. Work on installing the mobile unit continues until a message appears on the display that the device is ready for use.
  • the initial setup of the device for operation takes up to 3 attempts. Each attempt takes up to 6 minutes - this is the arithmetic average of 100 attempts made by 10 testers. After which the device is placed on the person’s hand, ready to measure blood sugar levels. Thus, the time for the first measurement takes up to 18 minutes (also the arithmetic average of 100 attempts).
  • the prototype has a drawback - during the day, when a person walks and works with his hands, the mobile unit moves from its original position. In this case, in order to carry out measurements, it is necessary to carry out operations to position the mobile unit in the starting position for measurements.
  • areas with variable hardness were made in two ways - through inserts from materials with different hardness and through heat treatment of areas on the inner surface of the strap.
  • recesses were made in the plan in the shape of a circle or rectangle. Inserts made of soft rubber and harder plastic were placed in these recesses.
  • Rubber inserts with different hardnesses were also made.
  • a local increase in the hardness of the strap was achieved by 200% of the initial hardness of the inner surface of the strap.
  • known methods of annealing plastics were used.
  • the required hardness characteristics of the areas were achieved by the level of heating temperature, heating rate and cooling time (very slow cooling).
  • Table 1 shows the hardness values in Shore units of areas located on the inner surface of the strap along the length of the strap. Experimental straps Nos. 1 - 5 are presented. See Fig. 13.
  • Strap #1 is a traditional strap with constant hardness on the inner surface of the strap along the length of the strap. Its hardness is 54 units. Shora. Strap material: rubber. In straps numbered 2 - 3, the maximum hardness value is 91 units. Shora. The minimum value is 32 units. Shora. The coefficient “k” is 0.35.
  • the maximum hardness value is 91 units. Shora. The minimum value is 62 units. Shora. The coefficient “k” is 0.68.
  • the maximum hardness value is 88 units. Shora. The minimum value is 32 units. Shora. The coefficient “k” is 0.36.
  • Table 2 shows the hardness values in Shore units of the areas located on the inner surface of the strap along the length of the strap.
  • Experimental straps Nos. 6 - 10 are presented. See Fig. 14.
  • Strap #6 is a traditional strap with constant hardness on the inner surface of the strap along the length of the strap. Its hardness is 68 units. Shora. Strap material: plastic.
  • the maximum hardness value is 146 units. Shora. The minimum value is 51 units. Shora. The coefficient “k” is 0.35.
  • the maximum hardness value is 146 units. Shora. The minimum value is 68 units. Shora. The coefficient “k” is 0.46.
  • the maximum hardness value is 154 units. Shora. The minimum value is 68 units. Shora. The coefficient “k” is 0.44.
  • the maximum hardness value is 105 units. Shora. The minimum value is 55 units. Shora. The coefficient “k” is 0.52.
  • This technical solution can be additionally used to enhance the technical result. In addition, this solution simultaneously promotes heat exchange between the body and the wrist.
  • EFFECT increased efficiency of operation of a wrist device for non-invasive monitoring of glucose levels in human blood.
  • a reduction in the time of preparation and implementation of non-invasive monitoring of glucose in a person’s blood is achieved by preventing the movement of the mobile unit together with the strap along the hand relative to the radial artery at the base of the thumb of the person’s hand.
  • Strap #1 is a traditional strap with constant hardness on the inner surface of the strap along the length of the strap.
  • Strap material rubber.
  • the presented straps are Nos. 6-10.
  • the #6 strap is a traditional strap with consistent hardness on the inside of the strap along the length of the strap.
  • Strap material plastic.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

Изобретение относится к медицине и технике, конкретно - к неинвазивному определению изменения содержания глюкозы в крови человека и может найти применение при создании систем ранней диагностики диабета и сопутствующих заболеваний в виде наручных устройств. Цель изобретения: повышение оперативности работы наручного устройства для неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови человека. Цель достигается тем, что наручное устройство для неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови человека содержит корпус с устройствами крепления ремешка, ремешок для крепления устройства на руке человека, модуль управления и отображения, расположенный в корпусе; излучатель и приемник отраженного от тканей человека излучения, и от прототипа отличается тем, что ремешок выполнен с переменной твердостью внутренней поверхности ремешка по длине ремешка. Технический результат изобретения: сокращение времени подготовки и осуществления неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови человека.

Description

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕИНВАЗИВНОГО КОНТРОЛЯ
СОДЕРЖАНИЯ ГЛЮКОЗЫ В КРОВИ
ОПИСАНИЕ
Изобретение относится к медицине и технике, конкретно - к неинвазивному определению изменения содержания глюкозы в крови человека и может найти применение при создании диагностических систем в медицине и технике, а также для создания социально-ориентированных систем ранней диагностики диабета и сопутствующих заболеваний в виде наручных устройств.
Предшествующий уровень техники.
Известен аналог - устройство для определения уровня глюкозы в крови, реализуемый неинвазивным датчиком на основе инфракрасного света с функцией телетрансляции (CN205031270U, опубл. 17.02.2016). Аналог раскрывает конструкцию неинвазивного датчика уровня глюкозы в крови инфракрасного света с функцией телетрансляции. Датчик включает излучатель и приемник отраженного от тканей человека излучения, и микропроцессор STM32, модуль регулировки давления с датчиком давления и приводным модулем.
Признаки аналога, совпадающие с признаками изобретения: наручное устройство для неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови человека, содержащее корпус, модуль управления и отображения, расположенный в корпусе, излучатель и приемник отраженного от тканей человека излучения.
Недостатком аналога является относительно большое время подготовки и осуществления неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови человека.
Аналогом также может быть прибор для неинвазивного детектора уровня глюкозы в крови отражающего типа (CN104771181A, опубл. 15.07.2015). Неинвазивный детектор глюкозы в крови отражающего типа относится к детектору для определения концентрации глюкозы в крови на основе оптического метода, различных физиологических параметров, включая сатурацию кислорода в организме человека, частоту пульса, и т.п.
Признаки аналога, совпадающие с признаками изобретения: устройство для неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови человека, содержащее корпус, излучатель и приемник отраженного от тканей человека излучения. Недостатком аналога является относительно большое время подготовки и осуществления неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови человека.
Прототипом изобретения является наручное устройство для неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови человека (CN104188636A, опубл. 10.12.2014).
В прототипе описаны наручные часы для мониторинга сигнала пульсовой волны, определения содержания сахара в крови и других параметров крови с функцией ручного определения местоположения лучевой артерии. Наручные часы для мониторинга сигнала пульсовой волны содержат модуль управления и отображения, левую и правую секции ремешка. В хвостовом конце левой секции ремешка для часов выполнено установочное отверстие, а мобильный блок для установки инфракрасного датчика неподвижно расположен в установочном отверстии.
Мобильный блок с инфракрасным датчиком соединен с модулем управления и отображения через гибкую печатную плату.
Признаки прототипа, совпадающие с признаками изобретения: наручное устройство для неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови человека, содержащее корпус с устройствами крепления ремешка, ремешок для крепления устройства на руке человека, модуль управления и отображения, расположенный в корпусе; излучатель и приемник отраженного от тканей человека излучения, расположенные в мобильном блоке, который выполнен с возможностью перемещения по ремешку и, кроме того, в процессе работы устройства излучатель направляют на лучевую артерию у основания большого пальца кисти руки человека; и модуль управления и отображения содержит источник питания, блок управления, блок обработки данных и панель отображения данных; при этом, излучатель и приемник отраженного от тканей человека соединен с модулем управления и отображения, расположенным в корпусе посредством проводной или беспроводной линией связи.
Недостатком прототипа является невозможность сокращения времени подготовки и осуществления неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови человека. Не предотвращается движение мобильного блока вместе с ремешком по кисти руки относительно лучевой артерии у основания большого пальца кисти руки человека при его ходьбе и работе руками. В частности, не предотвращается вращательное движение мобильного блока с ремешком относительно запястья руки человека.
Сущность изобретения.
Цель изобретения: повышение оперативности работы наручного устройства для неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови человека.
Под оперативностью понимают быстродействие, способность быстро приводить в рабочее состояние.
Цель достигается тем, что наручное устройство для неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови человека содержит корпус с устройствами крепления ремешка, ремешок для крепления устройства на руке человека, модуль управления и отображения, расположенный в корпусе; излучатель и приемник отраженного от тканей человека излучения, расположенные в мобильном блоке, который выполнен с возможностью перемещения по ремешку и, кроме того, в процессе работы устройства излучатель направляют на лучевую артерию у основания большого пальца кисти руки человека; и модуль управления и отображения содержит источник питания, блок управления и обработки данных и панель отображения данных; при этом, излучатель и приемник отраженного от тканей человека соединен с модулем управления и отображения, расположенным в корпусе, посредством проводной или беспроводной линией связи; и от прототипа отличается тем, что ремешок выполнен с переменной твердостью внутренней поверхности ремешка по длине ремешка, при этом отношение максимальной твердости Ттах к минимальной твердости Tmin определяют по зависимости:
Tmin / Ттах = к, где к - эмпирический коэффициент, принимающий значение от 0.35 до 0.95. Ремешок может быть выполнен односекционным или двухсекционным.
Устройство выполнено с функцией ручного определения местоположения лучевой артерии и наведение на неё излучателя.
Технический результат изобретения: сокращение времени подготовки и осуществления неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови человека за счет предотвращения движения мобильного блока вместе с ремешком по кисти руки относительно лучевой артерии у основания большого пальца кисти руки человека при его ходьбе и. работе руками. В частности, в первую очередь, за счет предотвращения вращательного движения мобильного блока с ремешком относительно запястья руки человека.
Устройство посредством ремешка плотно закрепляют на запястье левой (или правой) руки таким образом, чтобы мобильный блок был против лучевой артерии в этом месте руки. Излучатель, расположенный в мобильном блоке, направлен на лучевую артерию.
Человек сидит неподвижно в течение 3 минут, после чего включает устройство. Для этого включает питание и включает модуль управления нажатием кнопок на сенсорном экране дисплея. Модуль управления осуществляет проверку правильности нахождения мобильного блока (излучателя) относительно лучевой артерии. Время проверки - до 3 минут. Если расположение мобильного блока не верно, то на дисплее высвечивается сообщение о необходимости повторного установления мобильного блока. Устройство отключают. Ремешок ослабляют, повторно выставляют мобильный блок над лучевой артерией, затем ремешок затягивают, плотно прижимая мобильный блок к запястью. Человек сидит неподвижно в течение 3 минут, после чего включает устройство. Работы по установлению мобильного блока продолжаются до появления на дисплее сообщения, что устройство готово к работе.
При испытаниях устройства-прототипа установлено, что первоначальная настройка устройства для работы требует не менее 3-х попыток. Каждая попытка занимает по времени до 6 минут. После чего устройство находится на руке человека в готовности осуществления замера уровня сахара в крови. Таким образом, время осуществления первого замера занимает 18 минут.
Однако у прототипа есть недостаток - в течение дня во время ходьбы и работы человека руками мобильный блок смещается с установленного первоначального места. В этом случае для осуществления замера необходимо повторно осуществить операции по выставлению мобильного блока в исходное для замеров положение. Как правило, человек в течение дня интенсивно работает руками. Устройство, при этом, смещается с первоначального места. За день диабетику приходится многократно - до 10 раз и более (до 20 раз) осуществлять замеры содержания сахара в крови. При этом, приходится столько же раз устанавливать мобильный блок в исходное положение и настраивать устройство к работе. Это - до 3 часов на замеры в день при 10 замерах. Причина - поворот устройства с ремешком относительно запястья и лучевой артерии.
По изобретению предлагается на ремешке, - на его внутренней поверхности - выполнить области с повышенной и пониженной твердостью. При разработке изобретения в гибком пластиковом ремешке выполнялись углубления в плане имеющие формы окружности и прямоугольника. В эти углубления помещали вставки из мягкой резины и более твердой пластмассы. Как вариант изготавливали вставки из резины с различной твердостью.
Другие варианты изготовления ремешка приведены ниже в разделе осуществление изобретения.
При затягивании ремешка на запястье более мягкие места на внутренней поверхности ремешка, прилегающей к запястью, продавливаются запястьем (тканями руки человека). Более твердые места на внутренней поверхности ремешка, прилегающей к запястью, продавливают запястье (ткани руки человека). Тем самым создается надежное, с повышенной стойкостью к повороту относительно запястья, сцепление запястья с ремешком. Эксперименты показали, что данное изобретательское решение полностью исключает повторную настройку устройства и мобильного блока в течение дня. Достигается технический результат - сокращение времени подготовки и осуществления неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови человека за счет предотвращения движения мобильного блока вместе с ремешком по кисти руки относительно лучевой артерии у основания большого пальца кисти руки человека при его ходьбе и работе руками.
В экспериментах достигнуто сокращение времени замеров уровня глюкозы в крови в 2.3 раза (при десяти замерах) и в 2.6 раза (при двадцати замерах).
Перечень фигур.
На Фиг. 1 представлено устройство для неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови человека.
На Фиг. 2 представлено поперечное сечение руки человека с указанием лучевой артерии, а также излучателя и приемника отраженного от тканей человека излучения.
На Фиг. 3 представлена схема работы излучателя и приемника отраженного от тканей человека излучения. Излучение направлено на лучевую артерию.
На Фиг. 4 представлена схема работы излучателя и приемника отраженного от тканей человека излучения. Излучение направлено мимо лучевой артерии.
На Фиг. 5 представлено поперечное сечение руки человека с ремешком устройства. Показаны области повышенной и пониженной твердости. На Фиг. 6 представлено поперечное сечение руки человека с ремешком устройства. Ремешок выполнен с переменной твердостью внутренней поверхности по длине ремешка. Показаны области повышенной и пониженной твердости.
На Фиг. 7 представлено устройство с ремешком. Ремешок выполнен с переменной твердостью внутренней поверхности по длине ремешка. Показаны области повышенной и пониженной твердости на ремешке.
На Фиг. 8 представлено устройство с ремешком. Мобильный блок расположен на левой секции ремешка.
На Фиг. 9 представлено устройство с ремешком. Мобильный блок расположен на правой секции ремешка. На Фиг. 10 представлена зависимость изменения твердости по длине ремешка. Показаны две области с повышенной и пониженной твердостью.
На Фиг. 11 представлена зависимость изменения твердости по длине ремешка. Показаны семь областей с повышенной и пониженной твердостью.
На Фиг. 12 представлена зависимость изменения твердости по длине ремешка. Показаны четыре области с повышенной и пониженной твердостью.
На Фиг. 13 представлена схема устройства с ремешком, на котором обозначены области с различными твердостями.
На Фиг. 14 представлена схема устройства с ремешком, на котором обозначены области с различными твердостями.
Раскрытие изобретения.
Наручное устройство для неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови человека представлено на Фиг. 1.
На фигурах позициями обозначены:
1 - корпус с устройствами крепления ремешка;
2 и 3 - правая и левая секции ремешка для крепления устройства на руке человека;
4 - модуль управления (блок управления и обработки данных), расположенный в корпусе;
5 - панелью отображения данных (дисплей с сенсорами);
6 и 7 - излучатель и приемник отраженного от тканей человека излучения, расположенные в мобильном блоке 8, который выполнен с возможностью перемещения по ремешку 3. Как вариант, мобильный блок может быть закреплен и на правом ремешке 2;
В процессе работы устройства излучатель 6 направляют на лучевую артерию 9 у основания большого пальца кисти руки человека;
Модуль управления и отображения 1 содержит источник питания 10, блок управления и обработки данных 4 и панель отображения данных (дисплей) 5; Излучатель 6 и приемник 7 отраженного от тканей человека 12 соединен с модулем управления 4 и отображения 5, расположенным в корпусе 1 посредством проводной или беспроводной линией связи. Ремешок выполнен с переменной твердостью внутренней поверхности ремешка по длине ремешка, при этом отношение максимальной твердости Тшах к минимальной твердости Train определяют по зависимости:
Train / Тшах = к, где к - эмпирический коэффициент, принимающий значение от 0.35 до 0.95. внутренняя поверхность ремешка - это поверхность ремешка, прилегающая к руке человека.
Выполнение ремешка с переменной твердостью внутренней поверхности осуществляют посредством выполнения на внутренней поверхности ремешка областей с повышенной и пониженной твердостью.
В общем виде устройство ремешка можно описать следующим образом: ремешок выполнен таким образом, что на внутренней поверхности содержит, по меньшей мере, две области 13 и 14 по длине ремешка с различными твердостями, и отношение максимальной твердости Тшах к минимальной твердости Train определяют по зависимости:
Train / Тшах = к, где к - эмпирический коэффициент, принимающий значение от 0.35 до 0.95, Позициями 15, 16, 17 и 18 также обозначены области с различными твердостями. Ремешок может быть выполнен односекционным и двухсекционным, как показано на фигурах.
Позицией 20 обозначена лучевая кость.
Позицией 21 обозначена локтевая кость.
Позицией 19 обозначена область с повышенной твердостью.
Позицией 22 обозначена область с пониженной твердостью.
Позицией 23 обозначена область с повышенной твердостью.
Позицией 24 обозначена ось твердости на графике зависимости твердости по длине ремешка.
Позицией 25 обозначена ось длины ремешка на графике зависимости твердости по длине ремешка.
Позициями 26, 28, 30, 32, 34 обозначены повышенные значения твердости. Эти твердости максимальные. Позициями 27, 29, 31, 33 обозначены пониженные значения твердости. Эти твердости минимальны.
Позициями 35, 36 и 38 обозначены повышенные значения твердости. Причем твердость 35 - максимальная твердость.
Позицией 37 обозначена пониженная твердость. Причем твердость 37 - минимальная твердость.
Позициями 39 - 70 обозначены области на внутренней поверхности ремешка. Области различаются между собой величинами твердости.
Конструктивно ремешок может быть выполнен односекционным или двухсекционным.
На фигурах показана предпочтительная конструкция ремешка, а именно двухсекционная конструкция ремешка.
Позицией 11 обозначено устройство беспроводной линией связи блока управления и обработки данных 4 с мобильным блоком 8.
В частных случаях реализации изобретения эмпирический коэффициент принимает значение от 0.35 до 0.4.
В частных случаях реализации изобретения эмпирический коэффициент принимает значение от 0.401 до 0.5.
В частных случаях реализации изобретения эмпирический коэффициент принимает значение от 0.501 до 0.6.
В частных случаях реализации изобретения эмпирический коэффициент принимает значение от 0.601 до 0.7.
В частных случаях реализации изобретения эмпирический коэффициент принимает значение от 0.701 до 0.8.
В частных случаях реализации изобретения эмпирический коэффициент принимает значение от 0.801 до 0.95.
Устройство работает следующим образом.
Устройство посредством ремешка плотно закрепляют на запястье левой (или правой) руки человека таким образом, чтобы мобильный блок был против лучевой артерии в этом месте руки. Для этого необходимо нащупать пульс артерии и к этому месту необходимо прижать мобильный блок, а затем затянуть ремешок. В этом случае излучатель, расположенный в мобильном блоке, направлен на лучевую артерию.
Дальнейшие действия. Человек сидит неподвижно в течение 3 минут (или 5 минут если до этого интенсивно работал), после чего включает устройство: включает питание и включает модуль управления нажатием кнопок на сенсорном экране дисплея.
После этого модуль управления осуществляет проверку правильности нахождения мобильного блока (излучателя) относительно лучевой артерии. Время проверки - до 3 минут. Если расположение мобильного блока не верно, то на дисплее высвечивается сообщение о необходимости повторного установления мобильного блока.
Для повторного установления мобильного блока устройство отключают. Ремешок ослабляют, повторно выставляют мобильный блок над лучевой артерией, затем ремешок затягивают, плотно прижимая мобильный блок к запястью. Человек сидит неподвижно в течение 3 минут, после чего включает устройство. Работы по установлению мобильного блока продолжаются до появления на дисплее сообщения, что устройство готово к работе. При испытаниях устройства- прототипа установлено, что первоначальная настройка устройства для работы происходит до 3 попыток. Каждая попытка занимает по времени до 6 минут - это среднее арифметическое значение времени из 100 попыток, осуществленных 10 испытателями. После чего устройство находится на руке человека в готовности осуществления замера уровня сахара в крови. Таким образом, время осуществления первого замера занимает до 18 минут (также среднее арифметическое значение времени из 100 попыток).
Однако у прототипа есть недостаток - в течение дня во время ходьбы человека и работы его руками мобильный блок смещается с установленного первоначального места. В этом случае для осуществления замера необходимо осуществить операции по выставлению мобильного блока в исходное для замеров положение.
Как правили, человек в течение дня интенсивно работает руками. Устройство, при этом, смещается с первоначального места - проворачивается на руке. За день диабетику приходится многократно - до 10 раз и более осуществлять замеры содержания сахара в крови. При этом, приходится столько же раз устанавливать мобильный блок в исходное положение и настраивать устройство к работе. А это - до 3 часов на замеры в день. Эти данные получены по результатам экспериментов при разработке настоящего изобретения. Главная причина - это поворот устройства с ремешком относительно запястья и артерии.
Казалось бы, проблему можно решить более плотной затяжкой ремешка. Но в этом случае человек себя чувствует крайне некомфортно. Также можно применить клей - приклеивать каждый день устройство с ремешком к запястью. Однако такое решение проблемы вносит дискомфорт в течение дня. Отрицательно влияет на кожу человека. При разработке настоящего изобретения проверили выше описанные способы крепления устройства на практике.
По изобретению предлагается на ремешке - на его внутренней поверхности, выполнить области с повышенной и пониженной твердостью, то есть выполнить ремешок с переменной твердостью внутренней поверхности по длине ремешка.
При разработке изобретения области с переменной твердостью выполняли двумя способами - посредством вставок из материалов с различной твердостью и посредством термической обработки участков на внутренней поверхности ремешка.
Например, в гибком пластиковом или резиновом ремешке выполнялись углубления в плане имеющие формы окружности или прямоугольника. В эти углубления помещали вставки из мягкой резины и более твердой пластмассы.
Также изготавливали вставки из резины с различной твердостью.
При затягивании ремешка на запястье более мягкие места на внутренней поверхности ремешка, прилегающей к запястью, продавливаются запястьем (продавливаются тканями запястья). Более твердые места на внутренней поверхности ремешка, прилегающей к запястью, продавливают запястье (продавливают ткани запястья). Тем самым создается надежное (с повышенной стойкостью к повороту относительно запястья) сцепление запястья с ремешком. При разработке изобретения изготовлены ремешки пластмассовые, резиновые и кожаные. В ремешках фрезой выполняли углубления под вставки.
Предпочтительно изготавливать резиновые и пластмассовые ремешки. Изготавливали вставки с пониженной твердостью из различной марка резины. Вставки с повышенной твердостью из различных пластмасс или твердой резины. Кроме того, апробирован вариант изготовления пластмассовых и резиновых ремешков путем термообработки областей на их внутренних поверхностях. Термическая обработка пластмассовых и резиновых изделий или их элементов широко применяется в наше время.
Так, при разработке изобретения, для создания областей с минимальными твердостями использовали известные способы закалки пластмасс. Требуемых твердостных характеристик областей добивались уровнем температуры нагрева, скоростью нагрева, временем выдержки и временем охлаждения (быстрым охлаждением).
Добивались местного повышения твердости ремешка на 200% от исходной твердости внутренней поверхности ремешка. Для создания областей с максимальными твердостями использовали известные способы отжига пластмасс. Требуемых твердостных характеристик областей добивались уровнем температуры нагрева, скоростью нагрева и временем охлаждения (очень медленным охлаждением).
Эксперименты показали, что данное решение полностью исключает повторную настройку устройства и мобильного блока в течение дня. Достигается технический результат - сокращение времени подготовки и осуществления неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови человека за счет предотвращения движения мобильного блока по кисти руки относительно лучевую артерию у основания большого пальца кисти руки человека.
В экспериментах (участвовало 10 испытателей) достигнуто сокращение времени замеров уровня глюкозы в крови в 2.3 раза (при десяти замерах) и в 2.6 раза (при двадцати замерах).
В Таблице 1 представлены значения твердости в единицах Шора областей, расположенных на внутренней поверхности ремешка по длине ремешка. Представлены экспериментальные ремешки под №№ 1 - 5. См. Фиг. 13.
Ремешок №1 - это традиционный ремешок с постоянной твердостью внутренней поверхности ремешка по длине ремешка. Его твердость равна 54 ед. Шора. Материал ремешка - резина. В ремешках под номерами 2 - 3 максимальное значение твердости - 91 ед. Шора. Минимальное значение - 32 ед. Шора. Коэффициент «к» равен 0.35.
В ремешке под номерами 4 максимальное значение твердости - 91 ед. Шора. Минимальное значение - 62 ед. Шора. Коэффициент «к» равен 0.68.
В ремешке под номерами 5 максимальное значение твердости - 88 ед. Шора. Минимальное значение - 32 ед. Шора. Коэффициент «к» равен 0.36.
В Таблице 2 представлены значения твердости в единицах Шора областей, расположенных на внутренней поверхности ремешка по длине ремешка. Представлены экспериментальные ремешки под №№ 6 - 10. См. Фиг. 14. Ремешок №6 - это традиционный ремешок с постоянной твердостью внутренней поверхности ремешка по длине ремешка. Его твердость равна 68 ед. Шора. Материал ремешка - пластмасса.
В ремешке №7 максимальное значение твердости - 146 ед. Шора. Минимальное значение - 51 ед. Шора. Коэффициент «к» равен 0.35.
В ремешке №8 максимальное значение твердости - 146 ед. Шора. Минимальное значение - 68 ед. Шора. Коэффициент «к» равен 0.46.
В ремешке №9 максимальное значение твердости - 154 ед. Шора. Минимальное значение - 68 ед. Шора. Коэффициент «к» равен 0.44.
В ремешке №10 максимальное значение твердости - 105 ед. Шора. Минимальное значение - 55 ед. Шора. Коэффициент «к» равен 0.52.
В экспериментах дополнительно апробировали рифление поверхности корпуса устройства для повышения эффекта в целях усиления технического результата. На поверхности корпуса, прилегающего к поверхности руки у основания большого пальца кисти руки человека в поперечном направлении выполнены чередующиеся выступы и углубления или рифли, а также на поверхности корпуса, прилегающего к поверхности руки у основания большого пальца кисти руки человека в продольном направлении выполнены чередующиеся выступы и углубления или рифли.
Это усиливает сцепление корпуса с запястьем, способствует предотвращению движения корпуса устройства, мобильного блока вместе с ремешком по кисти руки относительно лучевой артерии у основания большого пальца кисти руки человека. При этом обеспечивается сокращение времени подготовки и осуществления неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови человека. Это техническое решение может дополнительно применяться для усиления технического результата. Кроме того, это решение одновременно способствует теплообмену между корпусом и запястьем.
Из выше сказанного следует, что цель изобретения достигается. Обеспечивается повышение оперативности работы наручного устройства для неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови человека.
Технический результат изобретения также достигается. Достигается сокращение времени подготовки и осуществления неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови человека за счет предотвращения движения мобильного блока вместе с ремешком по кисти руки относительно лучевой артерии у основания большого пальца кисти руки человека.
Таблица 1
Значения твердости в единицах Шора областей, расположенных на внутренней поверхности ремешка по длине ремешка. Представлены ремешки под №№ 1-5. Ремешок №1 - это традиционный ремешок с постоянной твердостью внутренней поверхности ремешка по длине ремешка.
Материал ремешка - резина.
Figure imgf000016_0001
Таблица 2
Значения твердости в единицах Шора областей, расположенных на внутренней поверхности ремешка по длине ремешка. Представлены ремешки под №№ 6-10. Ремешок №6 - это традиционный ремешок с постоянной твердостью внутренней поверхности ремешка по длине ремешка.
Материал ремешка - пластмасса.
Figure imgf000017_0001

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ.
1. Наручное устройство для неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови человека, содержащее корпус с устройствами крепления ремешка, ремешок для крепления устройства на руке человека, модуль управления и отображения, расположенный в корпусе; излучатель и приемник отраженного от тканей человека излучения, расположенные в мобильном блоке, который выполнен с возможностью перемещения по ремешку и, кроме того, в процессе работы устройства излучатель направляют на лучевую артерию у основания большого пальца кисти руки человека; и модуль управления и отображения содержит источник питания, блок управления и обработки данных и панель отображения данных; при этом, излучатель и приемник отраженного от тканей человека соединен с модулем управления и отображения, расположенным в корпусе, посредством проводной или беспроводной линией связи; отличающееся тем, что ремешок выполнен с переменной твердостью внутренней поверхности ремешка по длине ремешка, при этом отношение максимальной твердости Ттах к минимальной твердости Tmin определяют по зависимости: Tmin / Ттах = к, где к - эмпирический коэффициент, принимающий значение от 0.35 до 0.95.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ремешок может быть выполнен односекционным или двухсекционным.
PCT/RU2022/000307 2022-10-10 2022-10-10 Устройство для неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови WO2024080889A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2022/000307 WO2024080889A1 (ru) 2022-10-10 2022-10-10 Устройство для неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2022/000307 WO2024080889A1 (ru) 2022-10-10 2022-10-10 Устройство для неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024080889A1 true WO2024080889A1 (ru) 2024-04-18

Family

ID=90669694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2022/000307 WO2024080889A1 (ru) 2022-10-10 2022-10-10 Устройство для неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024080889A1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104188636A (zh) * 2014-09-04 2014-12-10 李久朝 可手动定位桡动脉的脉搏波信号监测手表
US20160255944A1 (en) * 2015-03-08 2016-09-08 Apple Inc. Dynamic Fit Adjustment for Wearable Electronic Devices
WO2019069109A1 (es) * 2017-10-04 2019-04-11 Shimomoto Sanchez David Dispositivo biosensor y método para la medición de glucosa de manera no invasiva
US11000193B2 (en) * 2017-01-04 2021-05-11 Livemetric (Medical) S.A. Blood pressure measurement system using force resistive sensor array

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104188636A (zh) * 2014-09-04 2014-12-10 李久朝 可手动定位桡动脉的脉搏波信号监测手表
US20160255944A1 (en) * 2015-03-08 2016-09-08 Apple Inc. Dynamic Fit Adjustment for Wearable Electronic Devices
US11000193B2 (en) * 2017-01-04 2021-05-11 Livemetric (Medical) S.A. Blood pressure measurement system using force resistive sensor array
WO2019069109A1 (es) * 2017-10-04 2019-04-11 Shimomoto Sanchez David Dispositivo biosensor y método para la medición de glucosa de manera no invasiva

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230028745A1 (en) Wearable device with physiological parameters monitoring
US20230058052A1 (en) Wearable band for health monitoring device
US10537270B2 (en) Method and device for optical measurement of biological properties
US6024575A (en) Arrangement for monitoring physiological signals
EP2291111B1 (en) Contactless respiration monitoring of a patient and optical sensor for a photoplethysmography measurement
EP2750604B1 (en) Wearable pulse oximetry device
US6553242B1 (en) Physiological stress detector device and method
JP2023510855A (ja) 生理学的パラメーターモニタリングを備えたウェアラブルデバイス
Klonoff Noninvasive blood glucose monitoring
EP2663226B1 (en) Activity visualization device
US20200138369A1 (en) Fatigue recovery support apparatus
KR20160105481A (ko) 센서의 최적 위치설정을 위한 방법, 시스템, 및 장치
WO2006095465A1 (ja) 生体信号測定装置、生体信号測定方法、およびコンピュータプログラム
KR20130111713A (ko) 생체 신호 측정 장치 및 방법
JP2008168054A (ja) 手首装着型の生体測定装置用のバンド
JP2003024284A (ja) 最少侵襲性の装置による分析物濃度を自動的にモニターするための方法および装置
US20200383628A1 (en) Optical response measurement from skin and tissue using spectroscopy
US20180110451A1 (en) Apparatus, systems, and methods for detecting congenital heart disease in newborns
US11690567B2 (en) Tissue hydration monitor
WO2024080889A1 (ru) Устройство для неинвазивного контроля содержания глюкозы в крови
CN117442163A (zh) 一种基于智能穿戴设备的术后淋巴水肿预警方法及装置
US20060020223A1 (en) Systems and methods of utilizing electrical readings in the determination of treatment
CN220655746U (zh) 一种多功能驼背矫正带
US20210196206A1 (en) Systems and methods for sepsis risk evaluation
JP2024014565A (ja) バイタルサイン測定システム

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22962208

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1