JP7296890B2 - 物質濃度nir監視装置及び方法 - Google Patents
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Description
本願は、2017年5月19日出願の「Non‐Invasive Apparatus for Continuous Measurement of Body Ingredients In‐Vivo, Using Near Infrared Spectroscopy」との名称の米国仮出願第62/508880号の優先権を主張し、その全内容は参照として本願に組み込まれる。
2 サーミスタ
3 耳たぶ
4 光源
5 光源
6 検出器アセンブリ
7 検出器アセンブリ
8 ケース
9 管
10 光シャーシ
11 検出器シャーシ
12 制御ボックス
13 針の先端
14 断熱材
15 断熱材
16 光路
17 光路
18 イヤリングアセンブリ
20 測定システム
22 通信
24 通信
Claims (17)
- 物質の濃度を監視する方法であって、
物質の濃度が測定される体の領域の治癒したピアス穴に温度プローブを、前記温度プローブが前記領域の内面に接触するようにして、非侵襲的に挿入することと、
前記内面から挿入された前記温度プローブに向かう熱伝達によって決定される前記領域の内部温度を測定して、測定された内部温度を示す内部温度信号を生成することと、
前記領域が前記測定された内部温度を示している間に、前記物質の近赤外線吸収スペクトルの吸収ピークが存在する波長を含む第一波長帯域内の第一近赤外線ビームを光源から前記領域の一部に入射するように向けることと、
入射する前記第一近赤外線ビームを向けている間に、入射する前記第一近赤外線ビームの第一初期パワーを検出して、前記第一初期パワーを示す第一初期パワー信号を生成することと、
前記領域が前記測定された内部温度を示している間に、前記領域の一部から出射した前記第一近赤外線ビームを検出器で受けることと、
出射した前記第一近赤外線ビームを受けている間に、前記領域で吸収されずに出射した前記第一近赤外線ビームの第一出射パワーを検出して、前記第一出射パワーを示す第一出射パワー信号を生成することと、
前記領域が前記測定された内部温度を示している間に、前記物質が吸収を全く又はほとんど示さない第二波長帯域内の第二近赤外線ビームを前記光源から前記領域の一部に入射するように向けることと、
入射する前記第二近赤外線ビームを向けている間に、入射する前記第二近赤外線ビームの第二初期パワーを検出して、前記第二初期パワーを示す第二初期パワー信号を生成することと、
前記領域が前記測定された内部温度を示している間に、前記領域の一部から出射した前記第二近赤外線ビームを前記検出器で受けることと、
出射した前記第二近赤外線ビームを受けている間に、前記領域で吸収されずに出射した前記第二近赤外線ビームの第二出射パワーを検出して、前記第二出射パワーを示す第二出射パワー信号を生成することと、
前記内部温度信号、前記第一初期パワー信号、前記第二初期パワー信号、前記第一出射パワー信号、及び前記第二出射パワー信号に対応する値に基づいて、前記領域の一部の物質濃度を計算することと、を備える方法。 - 前記物質がグルコースである、請求項1に記載の方法。
- 前記温度プローブを非侵襲的に挿入することが、耳たぶの治癒したピアス穴に前記温度プローブを挿入することを備え、前記光源と前記検出器が前記耳たぶの両側に配置される、請求項1に記載の方法。
- 前記光源が、前記第一波長帯域内の近赤外線ビームを選択的に発生させ且つ前記第二波長帯域内の近赤外線ビームを選択的に発生させるように構成された単一の近赤外線エミッタを備え、
前記検出器が、前記第一波長帯域内と前記第二波長帯域内との両方の近赤外線ビームを検出するように構成された単一の検出器を備える、請求項1に記載の方法。 - 前記光源が、前記第一波長帯域内の第一近赤外線ビームを発生させるように構成された第一近赤外線エミッタと、前記第二波長帯域内の第二近赤外線ビームを発生させるように構成された別の第二近赤外線エミッタとを備え、
前記検出器が、前記第一波長帯域内の近赤外線ビームを検出するように構成された第一検出器と、前記第二波長帯域内の近赤外線ビームを検出するように構成された別の第二検出器とを備える、請求項1に記載の方法。 - 前記温度プローブを前記領域から取り外さずに、又は前記光源及び前記検出器の位置を変えずに、経時的に前記物質の濃度をそれぞれ示す連続した複数のデータセットを生成することであって、前記複数のデータセットの各々が前記内部温度信号、前記第一初期パワー信号、前記第二初期パワー信号、前記第一出射パワー信号、及び前記第二出射パワー信号に対応する各値を含む、ことと、
前記濃度、又は前記連続した複数のデータセットが許容範囲内にあるかどうかを決定することによって、前記物質の濃度を連続的に監視することと、
前記濃度のうちの一つ以上、又は前記連続した複数のデータセットのうちの一つ以上が許容範囲外にある場合に、警告出力を生成することと、を更に備える請求項1に記載の方法。 - 前記内部温度を測定することが、0.01ケルビン以下の精度で測定することを備える、請求項1に記載の方法。
- 前記計算することが、前記内部温度信号、前記第一初期パワー信号、前記第二初期パワー信号、前記第一出射パワー信号、及び前記第二出射パワー信号に対応する値と物質濃度の相関関係に基づいて、物質濃度を決定することを備える、請求項1に記載の方法。
- 物質の濃度を監視する装置であって、
ケースと、
耳たぶを受けるようなサイズ及び位置で前記ケースに設けられたスロットと、
前記スロット内に延在し且つ前記耳たぶが前記スロット内に配置された際に前記耳たぶの治癒したピアス穴に入るようなサイズ及び位置で前記ケース内に設けられた温度プローブであって、熱伝導性の針を含み、前記針の内部にサーミスタを有するか又は抵抗温度検出器を有する、温度プローブと、
前記ケースの内に存在し、第一波長帯域内の第一近赤外線ビームを生成し且つ第二波長帯域内の第二近赤外線ビームを生成するように構成された光源であって、前記耳たぶが前記スロット内に配置された際に前記耳たぶを通るように前記第一近赤外線ビーム及び前記第二近赤外線ビームを向けるような位置及び向きで設けられた光源と、を備え、
前記第一波長帯域が、前記物質の近赤外線吸収スペクトルの吸収ピークが存在する波長を含み、前記物質が前記第二波長帯域内で吸収を全く又はほとんど示さず、
前記光源に対向する前記スロットの側で前記ケース内に存在し、且つ、前記耳たぶが前記スロット内に配置された際に前記光源に対向する前記耳たぶの側に存在するような位置で設けられた近赤外線検出器であって、前記温度プローブがピアス穴に挿入された際に前記光源から前記耳たぶを通って前記耳たぶから出射するように向けられた前記第一近赤外線ビーム及び前記第二近赤外線ビームを受けるように前記光源と整列させられ、前記第一近赤外線ビームと前記第二近赤外線ビームの出射パワーを検出するように構成された近赤外線検出器を更に備え、
前記温度プローブによって測定される前記耳たぶの温度が、前記温度プローブが前記ピアス穴に挿入された際に前記第一近赤外線ビーム及び前記第二近赤外線ビームが向けられる前記耳たぶの領域の内部温度に対応するように、前記温度プローブが前記光源及び前記近赤外線検出器の近傍に配置されている、装置。 - 前記物質がグルコースである、請求項9に記載の装置。
- 前記光源が、前記第一波長帯域内の近赤外線ビームを選択的に発生させ且つ前記第二波長帯域内の近赤外線ビームを選択的に発生させるように構成された単一の近赤外線エミッタを備え、
前記近赤外線検出器が、前記第一波長帯域内と前記第二波長帯域内との両方の近赤外線ビームを検出するように構成された単一の検出器を備える、請求項9に記載の装置。 - 前記近赤外線検出器が、前記第一波長帯域内の光を通過させ、前記第二波長帯域内の光を遮断するように構成された干渉フィルタを備える、請求項9に記載の装置。
- 前記光源が、前記第一波長帯域内の第一近赤外線ビームを発生させるように構成された第一近赤外線エミッタと、前記第二波長帯域内の第二近赤外線ビームを発生させるように構成された別の第二近赤外線エミッタとを備え、
前記近赤外線検出器が、前記第一波長帯域内の近赤外線ビームを検出するように構成され且つ前記第一近赤外線エミッタと整列させた第一検出器と、前記第二波長帯域内の近赤外線ビームを検出するように構成され且つ前記第二近赤外線エミッタと整列させた別の第二検出器とを備える、請求項9に記載の装置。 - 前記第一検出器が、前記第一波長帯域内の光を通過させ且つ前記第二波長帯域内の光を遮断するように構成された干渉フィルタを含む第一フィルタを備え、前記第二検出器が、前記第一波長帯域内の光を遮断し且つ前記第二波長帯域内の光を通過させるように構成された干渉フィルタを含む第二フィルタを備える、請求項13に記載の装置。
- 前記光源が、前記第一近赤外線ビームと前記第二近赤外線ビームの初期パワーを検出するように構成されたパワー検出器を備える、請求項9に記載の装置。
- プロセッサと、命令を記憶している非一時的コンピュータ可読媒体とを更に備え、前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、
前記温度プローブを前記領域から取り外さずに、又は前記光源及び前記近赤外線検出器の位置を変えずに、経時的に前記物質の濃度をそれぞれ示す連続した複数のデータセットを生成する工程であって、前記複数のデータセットの各々が前記内部温度、前記第一近赤外線ビームと前記第二近赤外線ビームの初期パワー、及び前記第一近赤外線ビームと前記第二近赤外線ビームの出射パワーに対応する各値を含む、工程と、
前記濃度、又は前記連続した複数のデータセットが許容範囲内にあるかどうかを決定することによって、前記物質の濃度を連続的に監視する工程と、
前記濃度のうちの一つ以上、又は前記連続した複数のデータセットのうちの一つ以上が許容範囲外にある場合に、警告出力を生成する工程と
を備える工程の開始又は実行を前記プロセッサに行わせる、請求項15に記載の装置。 - 前記温度プローブが0.01ケルビン以下の測定精度を示す、請求項9に記載の装置。
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