WO2013141734A1 - Способ и устройство неинвазивного контроля уровня глюкозы в крови - Google Patents

Способ и устройство неинвазивного контроля уровня глюкозы в крови Download PDF

Info

Publication number
WO2013141734A1
WO2013141734A1 PCT/RU2012/000194 RU2012000194W WO2013141734A1 WO 2013141734 A1 WO2013141734 A1 WO 2013141734A1 RU 2012000194 W RU2012000194 W RU 2012000194W WO 2013141734 A1 WO2013141734 A1 WO 2013141734A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
insulin
glucose
dependent
temperature
blood
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2012/000194
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Эльбрус Маркленович ХОХОЕВ
Тимур Эльбрусович ХОХОЕВ
Денис Батразович ЦАЛЛАЕВ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to PCT/RU2012/000194 priority Critical patent/WO2013141734A1/ru
Priority to RU2013109085/14A priority patent/RU2013109085A/ru
Priority to EP12871914.3A priority patent/EP2829225A1/en
Priority to US14/386,542 priority patent/US20150297123A1/en
Publication of WO2013141734A1 publication Critical patent/WO2013141734A1/ru
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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 or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue
    • A61B5/14532—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0075—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by spectroscopy, i.e. measuring spectra, e.g. Raman spectroscopy, infrared absorption spectroscopy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/01—Measuring temperature of body parts ; Diagnostic temperature sensing, e.g. for malignant or inflamed tissue
    • A61B5/015—By temperature mapping of body part
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7225—Details of analogue processing, e.g. isolation amplifier, gain or sensitivity adjustment, filtering, baseline or drift compensation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235—Details of waveform analysis
    • A61B5/7246—Details of waveform analysis using correlation, e.g. template matching or determination of similarity
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient; User input means
    • A61B5/742—Details of notification to user or communication with user or patient; User input means using visual displays
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/74—Details of notification to user or communication with user or patient; User input means
    • A61B5/7475—User input or interface means, e.g. keyboard, pointing device, joystick
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2576/00—Medical imaging apparatus involving image processing or analysis

Definitions

  • the invention relates to medical equipment, namely to methods for monitoring glucose, and can be used for non-invasive determination of blood glucose levels.
  • US Pat. No. 5,198,919 [1] describes a non-invasive method for monitoring blood glucose based on measuring the speed of sound in the blood and analyzing the difference between the transit time of the primary and reflected ultrasound pulses.
  • the blood temperature is also measured, since the speed of sound in the blood depends on the temperature blood.
  • a device that implements this method is a miniature sound generator and a reflective mirror placed on the outer and inner sides of the earlobe, as well as a monitor that records the temperature of the blood and the change in the speed of propagation of the sound wave when the glucose concentration in the blood changes.
  • a serious drawback of this method is that it is able to show only the dynamics of fluctuations in glucose levels (increase / decrease), but is not able to determine the absolute values of the glucose level.
  • US Pat. No. 5771891 [2] discloses a non-invasive method for measuring a test substance in the blood. For this, electrical stimulation of endogenous tissues is performed, and then the resulting response to irritation is recorded and analyzed. It is assumed that in this way it is possible to control the content of various components in the blood, including glucose. In addition to the fact that carrying out such an analysis requires significant computational resources, the measurement results nonlinearly depend on a large number of external factors, such as body temperature, pressure, mental state, etc., which distorts the measurement results.
  • US Pat. Nos. 5,795,305 [3] and 5,924,996 [4] use highly accurate measurements of body temperature, infrared radiation from a given site, and skin thermal conductivity at that site to determine glucose concentration. The analysis is mainly based on mathematical methods of extrapolation and does not take into account the influence of external factors on changes in body temperature.
  • US patents 5941821 [5] and 6049728 [6] it is proposed to determine the level of glucose in the blood based on the analysis of the results of the impact of the acoustic pulse on the test substance, in particular on the skin and subcutaneous tissue of the patient. The method gives insufficiently stable results, since it does not take into account individual differences in the condition of the skin of patients.
  • a known method for determining the level of glucose based on the analysis of the temperature difference between venous and arterial blood [8].
  • the problem to which the invention is directed is to develop a simpler and more reliable method and device for non-invasively determining the level of glucose in the blood.
  • a device consisting of a temperature measuring unit, a processing unit for the received data and an input / output unit for commands and demonstrating data processing results.
  • the concept of the claimed invention is that some organs of the human body metabolize glucose without the aid of insulin, i.e. are insulin independent. These include brain cells, the lens, retina, and nerve endings. Glucose requires insulin to feed other tissues and organs. With a lack of insulin in the body, the level of glucose in the blood rises, which leads to increased work of non-insulin-dependent tissues of the body, accompanied by heat and temperature. In this case, insulin-dependent tissues will not receive enough glucose, and their biological activity will be reflected at lower temperatures.
  • the inventive method of non-invasive control of blood glucose is based on determining the correlation between the temperature difference of insulin-dependent and non-insulin-dependent organs, and this dependence is almost always unambiguous and can characterize the level of glucose in the blood.
  • the inventive method is implemented using the inventive device - non-invasive glucometer - designed to control temperatures and calculate the level of glucose in the blood based on the difference in radiation temperatures of insulin-dependent (oral mucosa, skin of the eyeball, etc.) and non-insulin-dependent organs (fundus, lens, retina and adjacent to the retina tissue, vitreous body).
  • insulin-dependent oral mucosa, skin of the eyeball, etc.
  • non-insulin-dependent organs fundus, lens, retina and adjacent to the retina tissue, vitreous body
  • a distinctive feature of the claimed device is that it is made with the ability to measure the biological activity of tissues, which is a consequence of the assimilation of glucose by the cell.
  • the main role in insulin therapy is to adjust the level of glucose in the blood and, as a result, ensure cell nutrition by transporting glucose, and not by measuring the state of directly fed tissues.
  • the technique used today is correct for maintaining normoglycemia in the blood and indirect in relation to the analysis of the biological activity of insulin-dependent tissues.
  • the use of the proposed device based on the analysis of biological activity of tissues, is devoid of such difficulties, since it directly measures the state of insulin-dependent and non-insulin-dependent tissues (end consumers of glucose) and, based on the correlation dependence, displays the values of normoglycemia for the body.
  • FIG. 1 is a diagram of the main steps of the proposed method, where steps 100 are presented — they measure the temperature of two organs: insulin-dependent and non-insulin-dependent; 101 - conduct an assessment of the two obtained values; 103 - compare the resulting assessment of temperature dependence with the reference data of the state of the body with normoglycemia for a specific category of people; 104 - display the result of the comparison in machine-readable form, in graphical form, in the form of an audio signal or in any other form.
  • the reference data summarized in a table or graph is selected from the category of persons closest to the category to which the patient belongs. Such categories are based on physiological differences between patients and take into account mainly race, gender, age, and other exogenous and endogenous factors that affect metabolic processes in the human body.
  • FIG. 2 shows a block diagram of the inventive device (non-invasive glucometer), where 200 is a temperature measurement unit with a fairly high resolution (in the preferred embodiment of the invention, equipment with a resolution of 0.01 ° C or higher was used); 201 and 202 - temperature sensors (as one of the options use a device like a thermal imager); 203 - processing unit (analysis) of data received from block 200, and comparing them with the reference data; 204 — a command unit (control unit) configured to enter commands into the unit 203 and output the analysis results to the display device 205 (display, speaker, printer, etc.).
  • 200 is a temperature measurement unit with a fairly high resolution (in the preferred embodiment of the invention, equipment with a resolution of 0.01 ° C or higher was used); 201 and 202 - temperature sensors (as one of the options use a device like a thermal imager); 203 - processing unit (analysis) of data received from block 200, and comparing them with the reference data; 204 — a
  • FIG. 3 presents an algorithm for obtaining the result of measuring the level of glucose in the blood.
  • the values are obtained temperatures tl (temperature of an insulin-independent organ) and t2 (temperature of an insulin-dependent organ).
  • the data of the temperature values is transmitted to step 302, where they are compared with the reference values, or to block 303, in which the values are calculated using the function indicated below.
  • the values obtained are converted to a glucose indicator.
  • the block 200 can be represented by a matrix or point thermal imager with a transparency window on the pupil and vitreous body of the eyeball, using cooled or uncooled matrices capable of determining the temperature of the fundus or vitreous body of the eyeball with a resolution of at least 0.01 ° C.
  • Block 203 is a hardware and computer module that is capable of supporting software that controls temperature sensors (thermal imager), analyzes the thermogram of the eyeball, and calculates the dependence of temperature differences on glucose levels using correlation tables or graphs for key points.
  • Block 204 is made in the form of a command device that provides input of commands using the keyboard or other input device, as well as outputs the results to a display device.
  • Blocks can be made, as parts of a single device, or in the form of a set of separate devices. Data exchange between the units can be carried out either through a wired transmission or wirelessly (Bluetooth, WiFi and others).
  • Block 200 is brought closer to the patient’s eye (if this block is not a thermal imager, it is equipped with infrared temperature sensors 201 and 202). Turn on the device in operating mode.
  • a matrix thermal imager was used, which once recorded the temperature values on the key areas of the lens, vascular bundle of the eyeball, fundus, as well as the temperature of the skin area located near the eye.
  • the temperature was measured using a point thermal imager at two points (or in a cloud of points) belonging to insulin-dependent and non-insulin-dependent organs.
  • the processing of data obtained by measuring temperatures is carried out in accordance with an algorithm that provides for determining the level of glucose in the blood by comparing the obtained data with the reference data stored in block 203, taking into account the correction factors derived for a particular person, or calculating the value of the glucose level in blood by function
  • the claimed method and the claimed device can be used to monitor the level of glucose in the blood, both in clinical conditions and at home, while sufficiently reliable results are obtained with the complete elimination of discomfort and the risk of infection.

Landscapes

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

Description

Способ и устройство неинвазивного контроля уровня глюкозы в крови.
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к способам мониторинга глюкозы, и может применяться для неинвазивного определения уровня глюкозы в крови.
Известно, что контроль уровня глюкозы в крови является непременной процедурой при медицинской диагностике, в особенности это актуально для лиц, страдающих диабетом.
В настоящее время наиболее распространенным способом определения уровня глюкозы в крови является взятие образца крови и нанесение этой крови на пропитанную ферментами колориметрическую полоску или электрохимический датчик. Обычно это делается путем прокола пальца. Для лиц, страдающих диабетом и вынужденных измерять уровень глюкозы в крови несколько раз в день, применение такого способа доставляет серьезный дискомфорт и повышает риск занесение инфекции.
Из уровня техники известны решения, основанные на неинвазивных методах, однако ни один из известных способов не обеспечивает достаточно высокой достоверности измерения уровня глюкозы. Кроме того, все известные способы требуют применения весьма сложного оборудования.
Например, в патенте США 5119819 [1] описан неинвазивный способ мониторинга глюкозы в крови, основанный на измерении скорости звука в крови и анализирующий разницу между временем прохождения первичного и отраженного ультразвукового импульса. При этом осуществляется также измерение температуры крови, поскольку скорость прохождения звука в крови зависит температуры крови. Устройство, реализующее данный способ, представляет миниатюрный звуковой генератор и отражающее зеркало, помещаемые с внешней и внутренней стороны мочки уха, а также монитор, регистрирующий температуру крови и изменение скорости прохождения звуковой волны при изменении концентрации глюкозы в крови. Серьезным недостатком такого способа является то, что он способен показывать лишь динамику колебаний уровня глюкозы (повышение/понижение), но не способен определять абсолютные значения уровня глюкозы.
В патенте США 5771891 [2] раскрывается неинвазивный способ измерения исследуемого вещества в крови. Для этого проводят электрическую стимуляция эндогенных тканей, а затем регистрируют и анализируют результирующий ответ на раздражение. При этом предполагается, что таким способом можно контролировать содержание различных компонентов в крови, в том числе глюкозы. Помимо того, что проведение подобного анализа требует значительных вычислительных ресурсов, результаты измерений нелинейным образом зависят от большого числа внешних факторов, таких как температура тела, давление, психическое состояние и др., что искажает результаты измерений.
В патентах США 5795305 [3] и 5924996 [4] используют высокоточные измерения температуры участка тела, инфракрасного излучения данного участка и теплопроводности кожи на данном участке для определения концентрации глюкозы. Анализ, в основном, базируется на математических методах экстраполяции и не принимает в расчет воздействия внешних факторов на изменение температуры тела. В патентах США 5941821 [5] и 6049728 [6] предлагается определять уровень глюкозы в крови на основе анализа результатов воздействия акустического импульса на исследуемое вещество, в частности, на кожу и подкожные ткани пациента. Способ дает недостаточно стабильные результаты, поскольку не учитывает индивидуальные различия в состоянии кожного покрова пациентов.
Следует упомянуть также техническое решение по патенту РФ 2376927 [7], в котором предлагается измерять сразу от трех до пяти параметров, чтобы снизить вероятность ошибки, поскольку каждый из вышеуказанных методов по отдельности не всегда срабатывает.
Известен способ определения уровня глюкозы на основе анализа разницы температур между венозной и артериальной кровью (см. патент РФ 2180514) [8]. Способ заключается в том, что проводят непрерывный мониторинг концентрации глюкозы в крови путем измерения в области поверхностных вен головы температуры тела и кондуктивных тепловых потоков с помощью датчиков измерительного устройства, а концентрацию глюкозы (Xg*) определяют по формуле Xg *= Χι*+Χ2*, где Xi *= Wto(S)XT*, Х2*= KnWTn(s)Xn*, где Хт* - безразмерное отклонение температуры от установившегося значения, Хп* - безразмерное отклонение теплового потока от установившегося значения, W^s^ 1/(Ттп8+1) передаточная функция концентрации глюкозы в крови по температуре и тепловому потоку, Туп - экспериментально определяемая постоянная времени переходного процесса, Кп - экспериментально определяемый безразмерный коэффициент, s= d/dt - оператор дифференцирования. Как видно из формулы изобретения, данный способ предназначен именно для длительного мониторинга с накоплением экспериментальных данных и может найти применение в клинической медицине, однако он чрезвычайно сложен для использования в домашних условиях. Данный способ выбран в качестве прототипа заявляемого изобретения.
Таким образом, известны многочисленные методики, позволяющие с различной степенью точности определять уровень глюкозы в крови, путем вычисления корреляционной зависимости между некоторыми косвенными параметрами: измеряя скорости звука, электропроводимость, спектральный анализ, содержание ацетона в выдыхаемом воздухе, измеряя состав пота и т.д. Все эти методы используют весьма сложные корелляционные зависимости, которые выполняются только при определенных условиях и обладают низкой точностью.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке более простого и надежного способа и устройства для неинвазивного определения уровня глюкозы в крови.
Технический результат достигается за счет использования более простой, практически линейной, зависимости между уровнем глюкозы и разницей температур в инсулинозависимых и инсулиннезависимых органах тела. Для реализации заявляемого способа предлагается устройство, состоящее из блока измерения температур, блока обработки получаемых данных и блока ввода/вывода команд и демонстрации результатов обработки данных.
Концепция заявляемого изобретения заключается в том, что некоторые органы человеческого тела усваивают глюкозу без помощи инсулина, т.е. являются инсулиннезависимыми. К ним относятся клетки головного мозга, хрусталика, сетчатки, нервные окончания. Для питания других тканей и органов глюкозой требуется инсулин. При нехватке инсулина в организме повышается уровень глюкозы в крови, что ведет к усиленной работе инсулиннезависимых тканей организма, сопровождаемой выделением тепла и повышением температуры. При этом инсулинозависимые ткани получат недостаточно глюкозы, и их биологическая активность будет отражена в более низких температурах .
Заявляемый способ неинвазивного контроля уровня глюкозы в крови основан на определении корреляционной зависимости между разностью температур инсулинозависимых и инсулиннезависимых органов, при этом такая зависимость практически всегда является однозначной и может характеризовать уровень глюкозы в крови.
Иными словами, в заявляемом способе достаточно провести измерение и анализ лишь одного параметра, поскольку данный параметр в организме всегда имеет однозначную зависимость, за исключением некоторых отдельно оговоренных редких случаев, когда метод не сможет быть применен (локальных воспалительных процессов, серьезного повреждения или отсутствия органов и пр.).
Заявляемый способ реализуется с помощью заявляемого устройства - неинвазивного глюкометра - предназначенного для контроля температур и вычисления уровня глюкозы в крови на основе разницы радиационных температур инсулинозависимых (слизистой оболочки ротовой полости, кожного покрова глазного яблока и т.д.) и инсулиннезависимых органов (глазного дна, хрусталика, сетчатки глаза и прилегающей к сетчатке ткани, стекловидного тела).
Отличительной особенностью заявляемого устройства является то, что он выполнен с возможностью измерения биологической активности тканей, являющейся следствием усвоения клеткой глюкозы. Между тем, в известных на сегодня технических решениях основная роль в инсулинотерапии отводиться корректировке уровня глюкозы в крови и, как следствие, обеспечению питания клетки посредством транспортировки глюкозы, а не замеру состояния непосредственно самих питаемых тканей. Таким образом, в конечном счете, используемая сегодня методика является корректной для поддержания нормогликемии в крови и косвенной по отношению к анализу биологической активности инсулинозависимых тканей.
На сегодня количество глюкозы в крови в соотношении с введенными в организм «Хлебными единицами» интерпретируют как нехватку или переизбыток инсулина. По этому соотношению поддерживают биологическую активность инсулинозависимых органов в состоянии нормогликемии.
Между тем, при использовании косвенной оценки биологической активности трудно учесть влияние на гликемию других гормонов эндокринной системы в том числе контринсулярных, таких как, Адреналин; Кортизол; Амелин; Глюкагон; и др., которые подавляют действия как собственного так и введенного инсулина.
Использование предлагаемого устройства, основанного на анализе биологической активности тканей, лишено подобных сложностей, поскольку оно измеряет непосредственно состояние инсулинзависимых и инсулиннезависимых тканей (конечных потребителей глюкозы) и, на основании корреляционной зависимости, выводит значения нормогликемии для организма.
Для лучшего понимания существа заявляемого изобретения далее приводится его детальное описание с привлечением графических материалов. Фиг. 1 - схема основных этапов заявляемого способа, где представлены этапы 100 - выполняют измерение температуры двух органов: инсулинозависимого и инсулиннезависимого; 101 - проводят оценку двух полученных значений; 103 - сравнивают полученную оценку температурной зависимости с эталонными данными состояния организма при нормогликемии для конкретной категории лиц; 104 - отображают результат сравнения в машиночитаемой форме, в графической форме, в форме аудиосигнала или в любой другой форме. При этом эталонные данные, сведенные в таблицу или график, выбирают из категории лиц, наиболее близкой к той категории, к которой относится пациент. Такие категории основаны на физиологических различиях пациентов и учитывают, главным образом, расовую принадлежность, пол, возраст и другие экзогенные и эндогенные факторы, влияющие на обменные процессы в организме человека.
На Фиг. 2 представлена блок-схема заявляемого устройства (неинвазивного глюкометра), где 200 - блок измерения температур с достаточно высоким разрешением (в предпочтительном варианте реализации изобретения использовалась аппаратура с разрешением от 0,01°С и выше); 201 и 202 - температурные датчики (в качестве одного из вариантов используют устройство типа тепловизора); 203 - блок обработки (анализа) данных, полученных из блока 200, и сравнения их с эталонными данными; 204 - командный блок (блок контроля), выполненный с возможностью ввода команд в блок 203 и вывода результатов анализа на устройство отображения 205 (дисплей, громкоговоритель, принтер и т. п.).
На Фиг. 3 представлен алгоритм получения результата измерения уровня глюкозы в крови. На этапе 301 получают значения температур tl (температура инсулиннезависимого органа) и t2 (температура инсулинзависимого органа). Далее передают данные значений температур на этап 302, где их сравнивают с эталонными значениями, или в блок 303, в котором вычисляют значения при помощи указанной далее функции. В блоке 304 конвертируют полученные значения в показатель уровня глюкозы.
Конструктивное выполнение устройства, представляющего собой неинвазивный глюкометр, зависит от требуемой точности его показаний. В частности, блок 200 может быть представлен матричным или точечным тепловизором с окном прозрачности по зрачку и стекловидному телу глазного яблока, с применение охлаждаемых или неохлаждаемых матриц, способным определить температуру глазного дна или стекловидного тела глазного яблока с разрешением, по меньшей мере, 0,01°С. Блок 203 представляет собой аппаратно- вычислительный модуль, выполненный с возможностью поддержки программного обеспечения, управляющего датчиками температуры (тепловизором), анализирующего термограмму глазного яблока и вычисляющего зависимость разницы температур от уровня глюкозы с помощью корреляционных таблиц или графиков по ключевым точкам. Блок 204 выполнен в виде командного устройства, обеспечивающего ввод команд с помощью клавиатуры или иного устройства ввода, а также выводящего результаты на устройство отображения.
Блоки могут быть выполнены, как части одного устройства, так и в виде набора отдельных устройств. Обмен данными между блоками может осуществляться как посредством проводной передачи, так и беспроводным способом (Bluetooth, WiFi и прочие).
Заявляемые способ и устройство функционируют следующим образом: Блок 200 приближают к глазу пациента (если этот блок не является тепловизором, то он снабжается инфракрасными температурными датчиками 201 и 202). Включают устройство в рабочий режим.
В предпочтительном варианте реализации изобретения использовался матричный тепловизор, который однократно фиксировал значения температуры на ключевых участках хрусталика, сосудистого пучка глазного яблока, глазного дна, а также значения температуры участка кожи лица, расположенного вблизи глаза. В альтернативном варианте реализации проводили с помощью точечного тепловизора замеры температуры в двух точках (или в облаке точек), принадлежащих инсулинзависимым и инсулиннезависимым органам.
Обработку данных, полученных при измерении температур, осуществляют в соответствии с алгоритмом, в котором предусматривается определение уровня глюкозы в крови путем сравнения полученных данных с эталонными данными, хранящимися в блоке 203, с учетом корректирующих коэффициентов, выведенных для конкретного человека, либо вычисление значения уровня глюкозы в крови при помощи функции
Figure imgf000011_0001
где Gi - уровень глюкозы, t\- значение температуры инсулиннезависимого органа, t2 - значение температуры инсулинзависимого органа. κι. , . η - корректирующие коэффициенты для различных категорий населения.
Заявленный способ и заявленное устройство могут найти применение для мониторинга уровня глюкозы в крови, как в клинических условиях, так и в домашних условиях, при этом достаточно достоверные результаты получают при полном устранении дискомфорта и риска занесения инфекции.

Claims

Формула изобретения
1. Способ неинвазивного контроля уровня глюкозы в крови, предусматривающий измерение и анализ температуры в различных
5 органах тела, отличающийся тем, что измерение температуры выполняют в отношении инсулинозависимых и инсулиннезависимых тканей организма, при этом данные об уровне глюкозы в крови получают на основе анализа зависимости между уровнем глюкозы и разницей температур в инсулинозависимых и инсулиннезависимых ю органах тела.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при анализе
зависимости используют корреляционные таблицы, содержащие эталонные данные по уровню глюкозы у категорий населения, различающихся по физиологическим признакам, обусловленным
15 расовой принадлежностью, полом, возрастом и профессией пациента.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при анализе
зависимости используют алгоритм, в котором на основе первоначального графика измерений вычисляют функцию вида:
Figure imgf000013_0001
0 где Gi - уровень глюкозы, ti- значение температуры инсулиннезависимого органа, 12 - значение температуры инсулинзависимого органа. ki...kn - корректирующие коэффициенты для различных категорий населения.
4. Устройство для неинвазивного контроля уровня глюкозы в
5 крови, включающее в себя блок измерения, блок обработки получаемых данных и блок ввода/вывода команд и демонстрации результатов обработки данных, отличающийся тем, что блок измерения температур выполнен в виде тепловизора, а блок обработки получаемых данных выполнен с возможностью анализа разности температур, зафиксированных в инсулинзависимых и инсулиннезависимых тканях тела, и сопоставления полученного значения с корреляционными таблицами, отражающими физиологические особенности различных категорий населения.
PCT/RU2012/000194 2012-03-20 2012-03-20 Способ и устройство неинвазивного контроля уровня глюкозы в крови Ceased WO2013141734A1 (ru)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2012/000194 WO2013141734A1 (ru) 2012-03-20 2012-03-20 Способ и устройство неинвазивного контроля уровня глюкозы в крови
RU2013109085/14A RU2013109085A (ru) 2012-03-20 2012-03-20 Способ и устройство неинвазивного контроля уровня глюкозы в крови
EP12871914.3A EP2829225A1 (en) 2012-03-20 2012-03-20 Method and device for non-invasive checking of the glucose level in the blood
US14/386,542 US20150297123A1 (en) 2012-03-20 2012-03-20 Method and device for non-invasive monitoring of blood glucose level

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2012/000194 WO2013141734A1 (ru) 2012-03-20 2012-03-20 Способ и устройство неинвазивного контроля уровня глюкозы в крови

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013141734A1 true WO2013141734A1 (ru) 2013-09-26

Family

ID=49223058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2012/000194 Ceased WO2013141734A1 (ru) 2012-03-20 2012-03-20 Способ и устройство неинвазивного контроля уровня глюкозы в крови

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20150297123A1 (ru)
EP (1) EP2829225A1 (ru)
RU (1) RU2013109085A (ru)
WO (1) WO2013141734A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016054079A1 (en) 2014-09-29 2016-04-07 Zyomed Corp. Systems and methods for blood glucose and other analyte detection and measurement using collision computing
CN105404515A (zh) * 2015-12-03 2016-03-16 智洛夫有限公司 测量体温的软件实现方法及软件装置
US9554738B1 (en) 2016-03-30 2017-01-31 Zyomed Corp. Spectroscopic tomography systems and methods for noninvasive detection and measurement of analytes using collision computing
KR102487058B1 (ko) 2017-11-17 2023-01-09 삼성전자주식회사 생체정보 측정 장치 및 방법

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5119819A (en) 1990-05-02 1992-06-09 Miles Inc. Method and apparatus for non-invasive monitoring of blood glucose
US5771891A (en) 1995-05-10 1998-06-30 Massachusetts Inst Technology Apparatus and method for non-invasive blood analyte measurement
US5795305A (en) 1993-12-12 1998-08-18 Ok-Kyung Cho Process and device for non-invasive determination of glucose concentration in parts of the human body
US5924996A (en) 1994-07-06 1999-07-20 Ok Kyung Cho Process and device for detecting the exchange of heat between the human body and the invented device and its correlation to the glucose concentration in human blood
US5941821A (en) 1997-11-25 1999-08-24 Trw Inc. Method and apparatus for noninvasive measurement of blood glucose by photoacoustics
RU2180514C1 (ru) * 2001-01-15 2002-03-20 ШМЕЛЕВ Владимир Михайлович Способ неинвазивного определения концентрации глюкозы
RU2376927C2 (ru) 2003-08-19 2009-12-27 А. Д. Интегрити Эппликейшнз Лтд. Метод мониторинга уровня глюкозы

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3931638B2 (ja) * 2001-11-15 2007-06-20 松下電工株式会社 生体成分の定量装置
US6949070B2 (en) * 2003-08-21 2005-09-27 Ishler Larry W Non-invasive blood glucose monitoring system
US8676284B2 (en) * 2010-10-15 2014-03-18 Novanex, Inc. Method for non-invasive blood glucose monitoring

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5119819A (en) 1990-05-02 1992-06-09 Miles Inc. Method and apparatus for non-invasive monitoring of blood glucose
US5795305A (en) 1993-12-12 1998-08-18 Ok-Kyung Cho Process and device for non-invasive determination of glucose concentration in parts of the human body
US5924996A (en) 1994-07-06 1999-07-20 Ok Kyung Cho Process and device for detecting the exchange of heat between the human body and the invented device and its correlation to the glucose concentration in human blood
US5771891A (en) 1995-05-10 1998-06-30 Massachusetts Inst Technology Apparatus and method for non-invasive blood analyte measurement
US5941821A (en) 1997-11-25 1999-08-24 Trw Inc. Method and apparatus for noninvasive measurement of blood glucose by photoacoustics
US6049728A (en) 1997-11-25 2000-04-11 Trw Inc. Method and apparatus for noninvasive measurement of blood glucose by photoacoustics
RU2180514C1 (ru) * 2001-01-15 2002-03-20 ШМЕЛЕВ Владимир Михайлович Способ неинвазивного определения концентрации глюкозы
RU2376927C2 (ru) 2003-08-19 2009-12-27 А. Д. Интегрити Эппликейшнз Лтд. Метод мониторинга уровня глюкозы

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KOSUS NERMIN ET AL.: "Comparison of standard mammography with digital mammography and digital infrared thermal imaging for breast cancer screening.", J TURKISH-GERMAN GYNECOL ASSOC, vol. 11, 2010, XP055162426 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20150297123A1 (en) 2015-10-22
RU2013109085A (ru) 2014-09-10
EP2829225A1 (en) 2015-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Joshi et al. iGLU 2.0: A new wearable for accurate non-invasive continuous serum glucose measurement in IoMT framework
KR102498120B1 (ko) 생체정보 센서의 오차 보정 장치 및 방법과, 생체정보 추정 장치 및 방법
ES2252178T3 (es) Medicion relacionada con el metabolismo energetico humano.
US9307935B2 (en) Non-invasive monitoring of blood metabolite levels
US20090240440A1 (en) Non-Invasive Glucose Monitoring
US20160331244A1 (en) Core body temperature system
US20070255122A1 (en) Device and Method for Measuring Physiological Parameters
US6949070B2 (en) Non-invasive blood glucose monitoring system
JP2011062335A (ja) 血糖値モニタリング装置
US6958039B2 (en) Method and instruments for non-invasive analyte measurement
Hadar et al. Noninvasive, continuous, real-time glucose measurements compared to reference laboratory venous plasma glucose values
JP2010526646A (ja) 生理学的パラメータの非侵襲的特徴決定
KR20160105481A (ko) 센서의 최적 위치설정을 위한 방법, 시스템, 및 장치
EP3578100A1 (en) Method and apparatus for estimating a trend in a blood pressure surrogate
WO2013141734A1 (ru) Способ и устройство неинвазивного контроля уровня глюкозы в крови
Shamim et al. Diagnostic accuracy of smartphone-connected electrophysiological biosensors for prediction of blood glucose level in a type-2 diabetic patient using machine learning: A pilot study
Puissant et al. Assessment of endothelial function by acetylcholine iontophoresis: impact of inter-electrode distance and electrical cutaneous resistance
Wisana et al. Smartband for heartbeat and oxygen saturation monitoring with critical warning to paramedic via IoT
Marques et al. A real time, wearable ECG and blood pressure monitoring system
Refaie et al. Non-invasive glucose monitoring using ppg, ai, and iot-driven mobile integration for real-time diabetes management
KR101158014B1 (ko) 혈당측정 및 데이터 통신이 가능한 휴대용 의료 단말기
Anisimov et al. Non-occlusion monitoring of arterial pressure dynamics from pulsation wave propagation time
Friedman et al. Self-reported sensitivity to continuous noninvasive blood pressure monitoring via the radial artery
Venkatesan et al. Investigation and validation of non invasive blood glucose measurement
Rahul et al. FreeStyle® libre™ flash glucose monitoring system: a novel diagnostic technique for monitoring diabetes

Legal Events

Date Code Title Description
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013109085

Country of ref document: RU

Kind code of ref document: A

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

Ref document number: 12871914

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14386542

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012871914

Country of ref document: EP