專利名稱：非侵入性的確定體液中物質(zhì)濃度的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種非侵入性地確定體液中物質(zhì)濃度的方法和裝置，特別是一種以組 織阻抗數(shù)據(jù)和組織中離子濃度為基礎(chǔ)，確定比如糖尿病患者的血糖含量，其中典型的組織 為皮膚。
背景技術(shù)：
用于確定體液中的葡萄糖濃度的非侵入性的方法優(yōu)于需要從身上提取樣品的侵 入性的方法。特別的，通過本專利可以了解，非侵入性的方法不需要從身上提取樣品。通常， 非侵入性的技術(shù)比侵入性的技術(shù)更方便，例如，非侵入技術(shù)具有更少的感染的風(fēng)險(xiǎn)，更少的 痛苦，更易實(shí)施等。下文會(huì)對(duì)此進(jìn)行詳細(xì)描述。很多情況下都需要確定體液中的葡萄糖濃度，比如糖尿病患者通常需要每天多次 監(jiān)測血液中葡萄糖的濃度，以確定需要攝入胰島素的計(jì)量和時(shí)間。目前，患者通常依賴于應(yīng) 用血糖計(jì)使用侵入性的方式自己監(jiān)視葡萄糖濃度，這需要通過割破或刺破病人皮膚，以使 血液外流，然后以某種方式收集來提取少量血液樣品，然后從這樣所收集到的血液樣品中 直接確定葡萄糖濃度。這種方法存在一些缺點(diǎn)。例如，患者要每天按時(shí)幾次反復(fù)地取出血 樣，這種體驗(yàn)非常不舒服。而且，患者可能有時(shí)忘記按時(shí)抽血，結(jié)果在監(jiān)測葡萄糖過程中產(chǎn) 生錯(cuò)誤，使監(jiān)測過程難以控制，從而降低了葡萄糖監(jiān)測的精確度。這可能導(dǎo)致糖尿病患者攝 入過多或過少的胰島素劑量，也可能導(dǎo)致攝入的時(shí)間錯(cuò)誤。因此，需要一種精確的、非侵入 性的確定體液特別是血液中葡萄糖濃度的方法，以減輕或消除現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，特別 是在不需要抽取血樣，至少不需要例行公事的每天多次抽取血樣的情況下，仍能保證葡萄 糖濃度確定的高精度。已經(jīng)開發(fā)了一些確定葡萄糖的非侵入性的技術(shù)，能夠連續(xù)監(jiān)測血液中葡萄糖的濃 度。這些技術(shù)中的一些利用確定體組織的電阻抗來確定血糖，這些技術(shù)也被稱為生物阻抗。 在公知技術(shù)中，以往對(duì)體組織的阻抗確定被用來評(píng)價(jià)或診斷許多情形。體組織總的阻抗值 與許多因素有關(guān)，比如細(xì)胞結(jié)構(gòu)的成分，細(xì)胞液和細(xì)胞外液，因此組織阻抗可以提供有價(jià)值 的信息以確定生物學(xué)狀態(tài)。除了用于確定葡萄糖濃度，體組織的阻抗測量還有著廣泛的用途，比如用于評(píng) 價(jià)不同化學(xué)物質(zhì)對(duì)皮膚的刺激(“有關(guān)實(shí)驗(yàn)中誘導(dǎo)的人類皮膚與口腔粘膜改變電阻抗”， I. Nicander，博士論文，卡羅琳斯卡研究所，斯德哥爾摩(1998))，心臟監(jiān)測(“電阻抗與心臟 監(jiān)測技術(shù)，電壓及應(yīng)用”，M. Min等，生物電磁學(xué)國際期刊，5卷，53-56頁，2003)，以及檢測皮 膚癌(“基底細(xì)胞癌、良性病變以及健康皮膚電阻抗的差別”，D.G. Beetner等，IEEE Trans 期刊，生物醫(yī)藥英文版，50卷，8期，1020-1025頁(2003)；“以皮膚癌評(píng)估為例的皮膚微創(chuàng) 電阻抗譜”，P. Aberg等，IEEE EMBS會(huì)刊，坎昆(墨西哥)，2003年9月17-21日，3212-3214 頁，ISBN07803-7709-7 (2003))等。在公知技術(shù)中，有多種確定體液中葡萄糖濃度的技術(shù)，應(yīng)用或沒有應(yīng)用阻抗的測 量。例如在美國專利US5036861公開了一種未使用組織阻抗測量的技術(shù)，其記述了戴在手腕上的具有能測量皮膚表面汗液中葡萄糖的電極的裝置；WO 01Λ6538也記述了戴在手腕 上的測量血液中葡萄糖水平的裝置；美國專利US5222496記述的紅外葡萄糖感應(yīng)器可以戴 在手腕上或手指或其它部位上；美國專利US5433197記述了使用近紅外線照射眼睛確定血 液中葡萄糖濃度的技術(shù)；美國專利US5115133，US5146091和US5197951記述了通過光吸收 測量的方法測量耳鼓膜血管中的葡萄糖水平；W095/04496和W097/39341記述了使用射頻 譜確定患者體內(nèi)或體外血液中目標(biāo)化學(xué)物比如葡萄糖的濃度的技術(shù)。再有，皮膚阻抗的測量作為一種確定體液中葡萄糖濃度的手段已被公開，例如專 利W098/04190和W0/99/39627中公開了測量體液中阻抗以獲得葡萄糖濃度的技術(shù)，而歐洲 專利1437091記述了使用具有微釘?shù)碾姌O裝置刺入表皮測量皮膚阻抗及其與血糖濃度的 關(guān)系的微創(chuàng)的方法和儀器，；美國專利US5353082記述了一種具有多個(gè)電極的探針，通過測 量體組織表面的阻抗以檢測體組織的表面現(xiàn)象。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，比如加拿大專利CA2318735記述了通過測量皮膚組織阻抗，非侵 入的確定體液中葡萄糖水平的方法和設(shè)備；美國專利US6517482記述了一種非侵入性的測 量體液中葡萄糖水平的方法和設(shè)備，并證明可能觀察到了在一些試驗(yàn)物中在一有限量的時(shí) 間內(nèi)，其血液中葡萄糖濃度與皮膚電阻抗參數(shù)具有的關(guān)系，但是，對(duì)于另外的一些試驗(yàn)物， 并未發(fā)現(xiàn)這種關(guān)系。這說明有些尚未發(fā)現(xiàn)的參數(shù)影響了測量結(jié)果。Birgersson和Neiderud 的一項(xiàng)研究(“與葡萄糖水平有關(guān)的生物電參數(shù)測量原理和數(shù)據(jù)分析”，U. Birgersson和 F.Neiderud，碩士論文，皇家理工學(xué)院，斯德哥爾摩(2004))論證了包括非侵入方式和皮下 提取樣品方式的葡萄糖濃度和皮膚阻抗數(shù)據(jù)的關(guān)系。因此，需要一種技術(shù)以實(shí)現(xiàn)非侵入性地確定物質(zhì)濃度，比如血液中的血糖濃度，該 技術(shù)能夠比通常需要血樣的現(xiàn)有技術(shù)更快速、易于操作、消除或減少缺陷，同時(shí)其測量精度 與使用侵入性的過程和裝置的現(xiàn)有技術(shù)可比擬或更高。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用來準(zhǔn)確、可靠的確定血液中血糖估計(jì)值一一 般指血糖濃度一的裝置和方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種易于操作并減輕或消除不適和麻煩的確定血液 中血糖的估計(jì)值的裝置和方法。本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供一種快速高效地確定血液中血糖估計(jì)值的裝置和 方法。本發(fā)明的另一目的是提供一種通過確定血液中血糖的估計(jì)值能夠早期檢測糖尿 病的裝置和方法。上述目的以及在下述內(nèi)容和從屬權(quán)利要求中表達(dá)的進(jìn)一步的目的可以通過本發(fā) 明的裝置和方法實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于非侵入性的確定血液中血糖的估計(jì) 值——一般指葡萄糖濃度——的裝置，該裝置包括導(dǎo)電探針，至少一個(gè)感應(yīng)器或感應(yīng)裝置， 一種血糖確定單元，所述導(dǎo)電探針包括測量組織——一般指皮膚組織——的電阻抗的、配 置有多個(gè)電極，所述至少一個(gè)感應(yīng)器或感應(yīng)裝置用于感應(yīng)至少一種離子濃度，一般指酸度 濃度(PH)；所述導(dǎo)電探針和所述感應(yīng)裝置用于幾乎同時(shí)分別測量組織的電阻抗和感應(yīng)組織中的離子濃度；所述血糖確定單元用于以已測出的所述組織的電阻抗和離子的濃度—— 一般為酸度濃度——為基礎(chǔ)確定血糖水平的估計(jì)值。本發(fā)明中，“幾乎同時(shí)”是指，比如測量組織——一般指皮膚組織——的阻抗和感 應(yīng)至少一種離子濃度值——一般指酸度濃度——的步驟在很短的時(shí)間間隔內(nèi)發(fā)生的，只有 在這樣的時(shí)間間隔內(nèi)剛好能實(shí)際操作所述測量步驟，這個(gè)時(shí)間間隔可能依靠探針的特殊結(jié) 構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)在于，可以保證在非常類似的外部條件下進(jìn)行測量組織阻抗和感應(yīng)組織中的至 少一種離子濃度的步驟，比如上述兩種測量需要在組織表面上有相同的測量位置，等等，這 樣不會(huì)在這樣獲得的阻抗和離子濃度數(shù)據(jù)中引入偽差。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于非侵入性的確定血液中血糖的估計(jì) 值——一般指葡萄糖濃度——的裝置，該裝置包括用于測量組織——一般指皮膚組織—— 的電阻抗的、配置有多個(gè)電極的導(dǎo)電探針，其中，至少多個(gè)電極中的一個(gè)在電壓模式下用于 感應(yīng)組織中表征一種離子濃度值的信號(hào)，一般指酸度濃度(pH)；此處的導(dǎo)電探針被用于幾 乎同時(shí)得到組織上的阻抗值和離子濃度值。而且，根據(jù)本發(fā)明第二方面的裝置包括血糖確 定單元，用于以組織阻抗值和組織中的離子濃度值為基礎(chǔ)確定血糖估計(jì)值，一般指葡萄糖 濃度。因此，本發(fā)明基于這樣的洞察組織中的酸度濃度(pH)在通過電阻抗測算血糖的 情況下，能夠顯著影響測量結(jié)果。因此，根據(jù)本發(fā)明第一和第二方面的裝置具有很多優(yōu)點(diǎn) 第一，避免了現(xiàn)有技術(shù)中一般需要抽取樣品確定體液(血液)中物質(zhì)(葡萄糖)濃度的缺 點(diǎn)，這些缺點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)并使患者不舒服。進(jìn)而，根據(jù)本發(fā)明第一和第二方面的裝置相對(duì)于 現(xiàn)有技術(shù)，具有更高的確定物質(zhì)——比如葡萄糖——濃度的精度，因?yàn)樵诟袘?yīng)出組織的酸 度濃度的同時(shí)可以得到組織的阻抗。獲得組織的酸度濃度對(duì)于提高阻抗數(shù)據(jù)和血糖的相關(guān) 度的知識(shí)在下面會(huì)詳細(xì)介紹。因此，根據(jù)本發(fā)明第一和第二方面的裝置可能比現(xiàn)有技術(shù)表 現(xiàn)出血糖和組織阻抗數(shù)據(jù)間更高的相關(guān)度。根據(jù)本發(fā)明的第一和第二方面的裝置的進(jìn)一步 的優(yōu)點(diǎn)在于，使用根據(jù)第一和第二方面的裝置在醫(yī)療機(jī)構(gòu)、醫(yī)院等場所檢查糖尿病項(xiàng)目的 患者，比使用侵入性的血糖儀檢查過程更快，后者需要對(duì)每個(gè)抽取樣品。因此，本發(fā)明可以 大大減少衛(wèi)生保健成本。根據(jù)本發(fā)明第二方面的裝置比根據(jù)本發(fā)明第一方面的裝置具有額外的優(yōu)點(diǎn)，其優(yōu) 點(diǎn)在于前者可以具有更小的尺寸，這是因?yàn)榍罢卟恍枰?dú)立的感應(yīng)裝置或感應(yīng)器來感應(yīng)組 織中的離子濃度，一般指酸度濃度(PH)，因此前者是一種最優(yōu)的便攜式解決方案，而且制造 起來可能也較便宜。下面，多個(gè)操作的執(zhí)行將被作為多個(gè)分離的步驟以一種能夠幫助理解本發(fā)明的方 式依次描述。然而，描述的順序不應(yīng)被理解為暗示了這些步驟必須按照所陳述的順序執(zhí)行， 更不應(yīng)理解為暗示了本發(fā)明依賴于所陳述的步驟。而且，“一個(gè)具體實(shí)施方式
”并不必然指 同一個(gè)具體實(shí)施方式
，雖然有可能是相同的具體實(shí)施方式
。進(jìn)而，除非另外聲明，“本發(fā)明的 一個(gè)具體實(shí)施方式
”可能指本發(fā)明的不同方面。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種用于非侵入性的確定體液(血液)中物質(zhì) (血糖)的估計(jì)值——一般指濃度——的方法，包括如下步驟將導(dǎo)電探針放在組織——一 般指皮膚組織——表面，所述探針包括用于測量組織阻抗的多個(gè)電極和至少一個(gè)用于感應(yīng) 組織中至少一種離子濃度——一般指酸度濃度(PH)——的感應(yīng)裝置或感應(yīng)器；對(duì)電極通電流得到組織阻抗的一個(gè)值，用感應(yīng)裝置或感應(yīng)器得到組織中至少一個(gè)離子濃度值，所述組 織阻抗值和組織中離子濃度值是幾乎同時(shí)得到的，基于所得到的阻抗值和至少一個(gè)離子濃 度值——一般指濃度——確定體液(血液)中物質(zhì)(葡萄糖)的估計(jì)值。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種用于非侵入性的確定體液(血液)中物質(zhì) (血糖)的估計(jì)值——一般指濃度——的方法，包括如下步驟將導(dǎo)電探針放在組織—— 一般指皮膚組織——表面，所述導(dǎo)電探針包含用于測量組織阻抗的多個(gè)電極，所述多個(gè) 電極中的至少一個(gè)，在電壓模式下用于感應(yīng)組織中表征離子濃度值——一般指酸度濃度 (PH)——的信號(hào)，進(jìn)而，對(duì)電極通以電流得到組織的阻抗值，所述用于感應(yīng)組織中表征離子 濃度值的信號(hào)的至少一個(gè)電極得到組織中至少一個(gè)離子濃度值，所述組織阻抗值和組織中 離子濃度值是幾乎同時(shí)得到的，基于所得到的阻抗值和至少一個(gè)離子濃度值確定體液(血 液)中物質(zhì)(葡萄糖)的估計(jì)值，一般指濃度。可以推測，根據(jù)本發(fā)明第三和第四方面的方法可以用于人類和其它動(dòng)物。根據(jù)本發(fā)明第三和第四方面的方法的優(yōu)點(diǎn)在于，在醫(yī)療機(jī)構(gòu)、醫(yī)院等場所檢查糖 尿病患者，根據(jù)本發(fā)明第一和第二方面的方法可以提供一種比使用侵入性的方法制造的血 糖儀快得多的檢查過程，后者需要對(duì)每個(gè)抽取血液樣品。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種離子敏感場效應(yīng)晶體管(ISFET)用于連接根 據(jù)本發(fā)明第一方面的裝置。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了一種離子敏感場效應(yīng)晶體管(ISFET)用于連接根 據(jù)本發(fā)明第二方面的裝置。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，進(jìn)而，它們分別包括將組織表面浸入堿金屬溶液或 導(dǎo)電膠的步驟，然后測量組織阻抗，這樣可以在測量過程中增加電極與組織表面的導(dǎo)電接 觸面積。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，導(dǎo)電探針包括一對(duì)電極，其中一個(gè)電極是電流注入 電極，另一個(gè)是電壓感應(yīng)電極。根據(jù)本發(fā)明的第一和第二方面的進(jìn)一步的具體實(shí)施方式
，導(dǎo) 電探針包括兩對(duì)電極，每對(duì)電極都有一個(gè)電流注入電極和一個(gè)電壓感應(yīng)電極。其優(yōu)點(diǎn)在于， 通過將電流電極和電壓電極分開，使最終的阻抗測量接觸誤差最小。阻抗系統(tǒng)可以是兩極、 三極或者四極系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，多個(gè)電極排列成矩陣或成列，以適于放置在組織表 面，一般指皮膚表面，其中，根據(jù)本發(fā)明的第一方面的所述裝置進(jìn)一步包括一個(gè)處理單元， 用于在阻抗測量區(qū)域產(chǎn)生電阻抗X線斷層攝影圖像或圖譜；或者將多個(gè)電極和至少一個(gè)感 應(yīng)器排列成矩陣或成列，以適于放置在組織表面，其中，根據(jù)本發(fā)明的第一方面的所述裝置 進(jìn)一步包括一個(gè)處理單元，用于在阻抗和離子濃度測量區(qū)域產(chǎn)生電阻抗X線斷層攝影圖像 或圖譜。可以推測通過以上方法獲得的圖片或光譜可以與組織表面下部的組織結(jié)構(gòu)相關(guān)， 比如可以提供關(guān)于組織結(jié)構(gòu)和成分以及這些組織改變情況的信息，比如腫瘤。優(yōu)選地，上述 處理單元與血糖確定單元是集成的?？梢酝茰y，使用根據(jù)本發(fā)明的組織和/或方法，在考慮組織酸度濃度(PH)的情況 下診斷腫瘤，比通過應(yīng)用阻抗測量的現(xiàn)有技術(shù)檢測癌癥的裝置和方法具有高得多的精度。 注意癌組織具有與健康組織不同的新陳代謝，因此與健康組織具有不同的酸度濃度水平。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，多個(gè)電極排列成矩陣或成列，以適于放置在組織表面，一般指皮膚表面，其中，根據(jù)本發(fā)明的第二方面的所述裝置進(jìn)一步包括一個(gè)處理單元， 用于在阻抗測量區(qū)域，或者離子濃度區(qū)域，或者在阻抗測量區(qū)域和離子濃度區(qū)域產(chǎn)生電阻 抗X線斷層攝影圖像或圖譜；可以推測通過以上方法獲得的圖片或光譜可以與組織表面下 部的組織結(jié)構(gòu)相關(guān)，比如可以提供關(guān)于組織的結(jié)構(gòu)和成分以及這些組織改變情況的信息， 比如腫瘤。優(yōu)選地，上述處理單元與血糖確定單元是集成的。舉例而言，因?yàn)楸砥さ乃岫葷?度改變比體內(nèi)改變大。通過在皮膚測量阻抗尋找腫瘤時(shí)，特別重要的是要考慮酸度濃度。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，通過根據(jù)本發(fā)明第一或第二方面的裝置分別獲得的 血糖估計(jì)值低于或者高于預(yù)先設(shè)定的葡萄糖水平參考值時(shí)，可以設(shè)置血糖確定單元發(fā)出信 號(hào)，比如報(bào)警聲。這種葡萄糖水平的參考值可以由患者個(gè)體的葡萄糖參考數(shù)據(jù)組成，比如， 可以通過對(duì)患者進(jìn)行血糖測量的跟蹤調(diào)查獲得這些數(shù)據(jù)，所使用的技術(shù)可以是非侵入性甚 至侵入性技術(shù)?？梢酝普摚谑褂迷摷夹g(shù)的場合，這種用來建立葡萄糖水平參考數(shù)據(jù)的跟 蹤調(diào)查或類似方式確定患者血糖的次數(shù)比通過本發(fā)明的裝置確定血糖的次數(shù)實(shí)際上要少。 容易理解的是，由血糖確定單元發(fā)送的信號(hào)可以被調(diào)整為能被多個(gè)不同的通訊網(wǎng)絡(luò)的接收 者或站點(diǎn)接收，但是這些信息可能不會(huì)被同時(shí)接收。比如，可以推論，由血糖確定單元發(fā)送 的信號(hào)可以以文本信息方式發(fā)送到手機(jī)上，或者以電子郵件或其它容易引起注意的方式發(fā) 送到從醫(yī)者的筆記本電腦或臺(tái)式機(jī)上，或使另一個(gè)適當(dāng)?shù)耐ㄓ嵲O(shè)備報(bào)警以通知專業(yè)人員引 起他們的注意。如果血糖估計(jì)值低于或高于預(yù)設(shè)的葡萄糖水平參考數(shù)據(jù)，由血糖確定單元 發(fā)送的這種警報(bào)信號(hào)將非常有利于提醒患者，比如如果血糖水平太高就要調(diào)整胰島素的用 量。眾所周知，長時(shí)間的高血糖水平會(huì)導(dǎo)致許多嚴(yán)重的并發(fā)癥。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，所述裝置進(jìn)一步包括一個(gè)通訊單元，該通信單元可 以通過至少一個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)與至少一個(gè)外部裝置進(jìn)行通訊。這種安排將允許，例如，一個(gè)醫(yī)生 與定位于患者或設(shè)置在患者體內(nèi)的血糖確定裝置通訊，測量和/或監(jiān)測患者血糖水平，而 不需要患者與醫(yī)生見面。在一些具體實(shí)施方式
里，所述通信單元與血糖確定單元的結(jié)合具 有優(yōu)點(diǎn)，比如如上所述的確定的血糖估計(jì)值低于或高于預(yù)設(shè)的葡萄糖水平參考值時(shí)，該裝 置會(huì)發(fā)出警報(bào)信號(hào)。進(jìn)一步的，這樣的安排可以讓本發(fā)明的裝置與筆記本電腦或手機(jī)等媒 介交流，例如在無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)通過比如藍(lán)牙的方式進(jìn)行無線通訊，以這種方式向患者 顯示和/或警告血糖估計(jì)值。當(dāng)然，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能想到的其它通訊網(wǎng)絡(luò)也是可能 的。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，所述裝置進(jìn)一步還包括胰島素輸運(yùn)裝置，用于向患 者輸運(yùn)胰島素劑量，胰島素的攝入量可以根據(jù)本發(fā)明的第一或第二方面的裝置分別確定的 血糖估計(jì)值確定。進(jìn)而，血糖確定單元向胰島素輸運(yùn)裝置發(fā)送血糖估計(jì)值的信號(hào)，以此通知 胰島素輸運(yùn)裝置使其啟動(dòng)對(duì)患者進(jìn)行胰島素的注入。舉例而言，胰島素輸運(yùn)裝置可以是胰 島素泵或類似裝置。所述胰島素輸運(yùn)裝置相對(duì)于胰島素注射器或注射筆的每日多次注射胰 島素是更好的選擇，可以用于強(qiáng)化的胰島素治療。在一些具體實(shí)施方式
中，如上所述，胰島 素輸運(yùn)裝置與血糖確定單元的結(jié)合使用有利于在血糖估計(jì)值低于或者高于預(yù)先設(shè)定的葡 萄糖水平參考值時(shí)發(fā)送信號(hào)一一比如報(bào)警信號(hào)；和/或分別利用本發(fā)明的裝置，進(jìn)一步包 括一個(gè)通訊單元，如前所述。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，所述裝置可以與組織保持持續(xù)接觸，優(yōu)選地，所述裝 置可以定期確定血糖估計(jì)值。根據(jù)進(jìn)一步的具體實(shí)施方式
，本段前述具體實(shí)施方式
的特點(diǎn)在于結(jié)合用于在血糖估計(jì)值低于或者高于預(yù)先設(shè)定的葡萄糖水平參考值時(shí)發(fā)送信號(hào)—— 比如報(bào)警信號(hào)——的所述血糖確定單元，和/或分別按照本發(fā)明第一或第二方面的所述裝 置，進(jìn)一步包含一個(gè)通訊單元，仍然如前所述，和/或所述胰島素輸運(yùn)裝置。因此，本裝置可 以設(shè)計(jì)成例如戴在腕部或臂部或踝部的定時(shí)的或臨時(shí)的血糖估計(jì)值確定裝置，該裝置可以 通過通訊網(wǎng)絡(luò)與患者或醫(yī)生攜帶的外部裝置進(jìn)行通訊，比如當(dāng)?shù)脱前Y發(fā)生的時(shí)候，向病 人和/或醫(yī)生報(bào)警。所述裝置可以通過固定手段佩戴在手腕、臂部或腳踝上，這種方式可以 是由搭扣(比如維可牢尼龍搭扣)制成的帶子、皮帶或手鏈等。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，所述裝置進(jìn)一步包括內(nèi)部能量源或由電磁感應(yīng)傳輸 能量的手段，比如射頻感應(yīng)裝置等。舉例而言，所述內(nèi)部能量源可以是電池或類似裝置。這 種配置使所述裝置可以成為非侵入性確定血糖估計(jì)值的完全植入裝置，通過微創(chuàng)手術(shù)植 入，所述裝置優(yōu)選置入皮下組織。方便地，所述裝置可以放在患者腹部的脂肪區(qū)，這個(gè)區(qū)域 也是糖尿病患者進(jìn)行胰島素注射的區(qū)域，并且在臀部有足夠的空間容納所述裝置，或者，如 果需要，緊挨鎖骨的下方——這也是起搏器經(jīng)常植入的區(qū)域。根據(jù)進(jìn)一步的具體實(shí)施方式
， 剛才所述具體實(shí)施方式
的特點(diǎn)是在于結(jié)合用于在血糖估計(jì)值低于或者高于預(yù)先設(shè)定的葡 萄糖水平參考值時(shí)發(fā)送信號(hào)——比如報(bào)警信號(hào)——的所述血糖確定單元，和/或結(jié)合由本 發(fā)明第一或第二方面分別得到的裝置，進(jìn)一步包括如前所述的一個(gè)通訊單元，和/或結(jié)合 進(jìn)一步包含一個(gè)如前已敘述的所述胰島素輸運(yùn)裝置的所述裝置。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)具體實(shí)施方式
，感應(yīng)器包括離子選擇電極，所述離子選擇電 極是平面PH玻璃電極，比如本領(lǐng)域或商業(yè)上應(yīng)用的類型，所述電極對(duì)于單電荷離子具有高 選擇性和高靈敏性，比如H3O+, H+，Na+, and Ag+。這樣的一種電極對(duì)于確定水溶液中水合氫 離子H3O+的濃度——根據(jù)該濃度pH值被確定——特別有用(因?yàn)閜H值是對(duì)質(zhì)子數(shù)量的測 量，質(zhì)子與水反應(yīng)形成水合氫離子)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施方式
，感應(yīng)器包括離子敏感場效應(yīng)晶體管(ISFET)。 ISFET是本領(lǐng)域熟悉的用來測量溶液濃度的方法，一般指測量pH值。隨著離子濃度的改變， 流經(jīng)所述晶體管的電流也隨之改變。ISFET的優(yōu)點(diǎn)在于其小巧、堅(jiān)固、可靠，而且可以和測量 阻抗的電極系統(tǒng)集成，因此提供了一種尺寸小以便于移動(dòng)應(yīng)用的探針。比如使用者可以帶 著上述探針到患者處應(yīng)用于病灶。US6863792公開了這種ISFET的應(yīng)用示例。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
，所述多個(gè)電極中的每個(gè)電極包括至少一個(gè)釘或 針。此處采用釘或針表明了一種牢固的、分別包括至少一個(gè)貫穿孔的微架構(gòu)或可延長微架 構(gòu)，該定義用于本說明書，除非另有說明。所述釘或針能夠方便地用于管理病人需要的胰島 素，例如，通過在電極的基部和胰島素配送器或容器之間采用非固定連接，在電極基部設(shè)置 有所述釘或針。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施方式
，所述多個(gè)電極的每個(gè)電極包括至少一個(gè)釘或 針，具有足夠的長度能夠穿透至少一層皮膚或具有足夠長度能夠穿透表皮到達(dá)生發(fā)層。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施方式
，所述多個(gè)電極的每個(gè)電極包括至少一個(gè)釘或 針，其長度可以是至少20 μ m、或至少30 μ m、或至少40 μ m、或至少50 μ m、或至少60μπκ或 至少70 μ m、或至少80 μ m、或至少90 μ m。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施方式
，所述多個(gè)電極的每個(gè)電極包括至少一個(gè)釘 或針，其長度可以最長達(dá)250 μ m、或者最長達(dá)240 μ m、或者最長達(dá)230 μ m、或者最長達(dá)220 μ m、或者最長達(dá)210 μ m、或者最長達(dá)200 μ m、或者最長達(dá)190 μ m、或者最長達(dá)180 μ m、 或者最長達(dá)170 μ m、或者最長達(dá)160 μ m、或者最長達(dá)150 μ m、或者最長達(dá)140 μ m、或者最長 達(dá)130 μ m、或者最長達(dá)120 μ m、或者最長達(dá)110 μ m、或者最長達(dá)100 μ m。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
，所述導(dǎo)電探針包括三個(gè)電極，其中第一和第二 個(gè)電極的所述釘或針彼此橫向隔開一個(gè)第一距離；第一和第三個(gè)電極的釘或針彼此橫向隔 開一個(gè)第二距離；對(duì)電極通電以獲得組織阻抗值的步驟包括在第一和第二個(gè)電極間通電得 到組織的第一阻抗值，還包括在第一和第三個(gè)電極間通電得到組織的第二阻抗值。在本發(fā) 明的進(jìn)一步的具體實(shí)施方式
中，上述第一距離和第二距離是不同的。根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的具體實(shí)施方式
，根據(jù)上述具體實(shí)施方式
，所述導(dǎo)電探針包 括三個(gè)電極，進(jìn)一步的，所述第一距離介于大約0. Imm到40mm之間，或介于0. Imm到30mm 之間，或介于0. Imm到25mm之間，或介于0. Imm到20mm之間，或介于0. Imm到15mm之間， 或介于0. 2mm到IOmm之間，或介于0. 2mm到8mm之間，或介于0. 2mm到5mm之間，或介于 0. 2mm到3mm之間，或介于0. 2mm到1. 5mm之間，或介于0. 2mm到Imm之間，或介于0. 2mm到 0. 5mm之間，或所述第二距離介于Imm到50mm之間，或介于Imm到40mm之間，或介于Imm到 30mm之間，或介于Imm到25mm之間，或介于Imm到20mm之間，或介于Imm到15mm之間，或 介于Imm至Ij IOmm之間，或介于Imm至Ij 9mm之間，或介于Imm至Ij 8mm之間，或介于Imm至Ij 7mm 之間，或介于2mm到8mm之間，或介于3mm到7mm之間，或介于4mm到7mm之間，或介于4mm 到6mm之間，或大約5mm。根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步具體實(shí)施方式
，所述多個(gè)電極的每個(gè)電極包括至少兩個(gè)釘或 針，或者包括至少三個(gè)釘或針，或者包括至少四個(gè)釘或針，或者包括至少五個(gè)釘或針，或者 包括至少六個(gè)釘或針，或者包括至少七個(gè)釘或針，或者包括至少八個(gè)釘或針，或者包括至少 九個(gè)釘或針，或者包括至少十個(gè)釘或針，或者包括至少十二個(gè)釘或針，或者包括至少十五個(gè) 釘或針，或者包括至少十八個(gè)釘或針，或者包括至少二十個(gè)釘或針，或者包括至少二十二個(gè) 釘或針，或者包括至少三十個(gè)釘或針，或者包括至少三十個(gè)釘或針，或者包括至少四十個(gè)釘 或針，或者包括至少五十個(gè)釘或針。根據(jù)本發(fā)明的另外的具體實(shí)施方式
，通過所述電極的電流是交流電。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施方式
，測量阻抗的電流是頻率從大約IOHz到大約 IOMHz的交流電。比如，多個(gè)頻率，例如以多個(gè)成對(duì)數(shù)分布的頻率可以用來產(chǎn)生阻抗譜。在 可選擇的具體實(shí)施方式
中，可以用大約40Hz至大約4MHz的頻率，例如可以用多個(gè)成對(duì)數(shù)分 布的頻率。在進(jìn)一步的具體實(shí)施方式
中，所述頻率從大約IkHz至大約IMHz。根據(jù)由本發(fā)明第二方面的進(jìn)一步的具體實(shí)施方式
，所述多個(gè)電極是用離子敏感材 料制成的，或者特別地，是用對(duì)酸具有高選擇性的酸敏感材料制成的。根據(jù)由本發(fā)明第二 方面的進(jìn)一步的具體實(shí)施方式
，所述多個(gè)電極中的至少一個(gè)是用銥、銻、鈀、釕、鉍或鋯制成 的，或用銥、銻、鈀、釕、鉍或鋯的氧化物制成的。可以增加所述探針應(yīng)用時(shí)對(duì)特定離子的濃度的感應(yīng)精度，通過在特定情況下根據(jù) 如上的有影響的離子選擇一種離子敏感材料，以使探針對(duì)要確定的離子具有好的選擇性和 敏感度。美國專利US6863792公開了一個(gè)基于氧化銥的電化學(xué)探測器的示例。并且在本發(fā) 明第二方面的進(jìn)一步的具體實(shí)施方式
中，所述多個(gè)電極的至少一個(gè)電極是由銥、銻、鈀、釕、 鉍或鋯的合成物制成的，或用銥、銻、鈀、釕、鉍或鋯的氧化物的合成物制成的。
根據(jù)本發(fā)明第一或第二方面的具體實(shí)施方式
，分別由本發(fā)明第一或第二方面的 裝置用于對(duì)多個(gè)電極中至少一個(gè)電極通電流，其中所述電流的頻率從大約IOHz到大約 IOMHz。


需要指出的是圖示的本發(fā)明的典型具體實(shí)施方式
只是用于說明的目的。通過圖 示和下述詳細(xì)描述以及后附的權(quán)利要求可以更清晰的了解本發(fā)明的進(jìn)一步的具體實(shí)施方 式。圖1是本發(fā)明一個(gè)典型具體實(shí)施方式
的帶釘電極探針示意圖。圖2是本發(fā)明一個(gè)典型具體實(shí)施方式
的帶釘電極探針特寫圖。圖3是本發(fā)明另一個(gè)典型具體實(shí)施方式
的電極探針表面示意4a是本發(fā)明又一個(gè)典型具體實(shí)施方式
的電極探針表面示意圖，包括一個(gè)平面 PH玻璃電極。圖4b是本發(fā)明又一個(gè)典型具體實(shí)施方式
的電極探針表面示意圖，包括一個(gè)多離 子敏感場效應(yīng)晶體管。圖4c是本發(fā)明又一個(gè)典型具體實(shí)施方式
的電極探針表面示意圖，圖5a是根據(jù)本發(fā)明第一或第二方面的探針的一個(gè)進(jìn)一步的典型具體實(shí)施方式
的 示意圖。圖5b是根據(jù)本發(fā)明第一或第二方面的探針的一個(gè)進(jìn)一步的典型具體實(shí)施方式
的 示意圖。圖6a是本發(fā)明的一個(gè)包括胰島素輸運(yùn)裝置典型具體實(shí)施方式
的示意圖。圖6b是本發(fā)明的一個(gè)包括植入式胰島素輸運(yùn)裝置典型具體實(shí)施方式
的示意圖。圖7是本發(fā)明的一個(gè)典型具體實(shí)施方式
的示意圖，其中，根據(jù)本發(fā)明的第一或第 二方面的裝置是一個(gè)戴在手腕上的裝置的組件，該裝置用于連續(xù)緊密接觸佩戴者的皮膚。圖8是本發(fā)明第一或第二方面的一個(gè)典型具體實(shí)施方式
的示意圖，其中，根據(jù)本 發(fā)明第一或第二方面的裝置進(jìn)一步包括一個(gè)通過通訊網(wǎng)絡(luò)與外部裝置通訊的通訊單元。圖9是本發(fā)明第一或第二方面的一個(gè)典型具體實(shí)施方式
的示意圖，其中，根據(jù)本 發(fā)明第一或第二方面的裝置進(jìn)一步包括一個(gè)用于生成電阻抗的X線斷層攝影圖像或圖譜 的處理單元。圖10是本發(fā)明的一個(gè)典型具體實(shí)施方式
的示意圖，包括通過電磁感應(yīng)傳輸能量 的方式。
具體實(shí)施例方式用精密阻抗譜儀在生理鹽水中進(jìn)行初步阻抗測量是在一個(gè)由丙烯酸類聚合物制 成的四極試驗(yàn)箱中進(jìn)行的，以作為頻率和葡萄糖濃度的函數(shù)。生理鹽水中的葡萄糖濃度從0 變化至約1600mg/dl選擇了七個(gè)點(diǎn)測量，并且阻抗在40Hz到4MHz的頻率下按數(shù)量級(jí)的不 同選擇了六個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測量，參見表1。如表1所示，被測阻抗在生物相容性頻率范圍內(nèi)既沒 有從葡萄糖也沒有從酸度顯示非可見離散。盡管，如表1中可見到的，由于加入氯化氫，酸 度發(fā)生了突變，從6. 1到2. 8，多于重新放入葡萄糖引起的阻抗變化。
隨后，對(duì)組織中的酸度的影響進(jìn)行的研究揭示了酸度是葡萄糖_阻抗關(guān)系中的強(qiáng) 調(diào)節(jié)劑，如以下詳細(xì)說明的一樣。因?yàn)樵谄つw上使用非侵入式電極觀察到了葡萄糖反應(yīng)， 那是角質(zhì)層，在Birgersson和Neiderud的研究中(“與葡萄糖水平有關(guān)的生物電參數(shù)測 量原理和數(shù)據(jù)分析”，U. Birgersson和F. Neiderud,碩士論文，皇家理工學(xué)院，斯德哥爾摩 (2004))，似乎在其上進(jìn)行阻抗測量的細(xì)胞結(jié)構(gòu)未必是活的才能引起葡萄糖反應(yīng)，所以，根 據(jù)Birgersson和Neiderud的研究，角質(zhì)層雖然高度絕緣并且包括死去的角質(zhì)化的平扁細(xì) 胞，但仍然提供了葡萄糖反應(yīng)。因此，以下通過在組織模型上建立的實(shí)驗(yàn)室可行性試驗(yàn)來說明本發(fā)明，該可行性 試驗(yàn)旨在改善組織阻抗數(shù)據(jù)與血液中葡萄糖濃度之間的相關(guān)性，同時(shí)或幾乎同時(shí)的的組織 酸度(PH)測量是必須的。這對(duì)于活組織如同皮膚角質(zhì)層這樣的死組織一樣，似乎都是對(duì) 的。皮膚中其它大量的離子，如鈉離子、鉀離子、氯離子和鈣離子，還有氨基酸、乳酸、尿刊 酸、酮、以及其它，被認(rèn)為沒有PH重要，盡管所有的酸都是潛在的質(zhì)子供體。采用精密阻抗譜儀的阻抗測量在一個(gè)可控的由一個(gè)酵母結(jié)構(gòu)組成的組織模型中 進(jìn)行，意在成為一個(gè)逼真的、均勻的、細(xì)胞狀組織的模式結(jié)構(gòu)。為此，事先準(zhǔn)備好一份基礎(chǔ)溶 液，由3千克酵母粉，為瑞典市售的“Bla kronjast”牌(不加糖)，和400毫升生理鹽水組 成，在該鹽溶液中溶解酵母粉。該基礎(chǔ)溶液的酸度在4. 10與4. 15之間，用本領(lǐng)域中已知的 精確的酸度測量手段測量。向該溶液中加氫氧化鈉調(diào)節(jié)該基礎(chǔ)溶液的酸度，以使該酸度在 一個(gè)實(shí)例中為5. 3到5. 5之間，在另一個(gè)實(shí)例中為6. 8到7. 8之間。在測量阻抗期間，觀察 到了酸度的趨勢，即酸度越高，酵母溶液中的阻抗值變化更大，這表明酵母溶液中的酸度朝 著基礎(chǔ)溶液的酸度的起始水平調(diào)整。在基礎(chǔ)溶液中溶解葡萄糖以調(diào)節(jié)組織模型中的葡萄糖 濃度。人血液中的正常酸度范圍約為7. 38-7. 42。一個(gè)患輕度糖尿病的的血液酸度(pH) 在7. 2-7. 3范圍內(nèi)，而患中度和重度糖尿病的受試者的血液酸度分別為7. 0-7. 2范圍內(nèi)和 低于7.0。根據(jù)上述方法，對(duì)于非糖尿病受試者，細(xì)胞內(nèi)酸度約為5，細(xì)胞外酸度與血液相 似。非糖尿病受試者，其皮膚中的酸度約為6。對(duì)于患糖尿病的受試者，這個(gè)值低些。采用精密阻抗譜儀測量酵母溶液在不同酸度水平和葡萄糖濃度上的各種阻抗參 數(shù)以作為頻率的函數(shù)，如下將詳細(xì)描述的一樣。首先，在不同的酸度(pH)和葡萄糖濃度條件下，總阻抗、相位、組織模型阻抗值的 實(shí)部和虛部被測量來作為頻率的函數(shù)，測量結(jié)果如附表2所示。在組織模型中，由于較高的葡萄糖濃度，即幾乎在以前觀察到的體內(nèi)葡萄糖濃度 水平，阻抗參數(shù)有一些相對(duì)改變。關(guān)于在一定條件下觀察到的皮膚阻抗測量值與葡萄糖之 間良好的相關(guān)關(guān)系，參見例如CA 2，318，735和US 6，517，482的報(bào)道，看到這樣的事實(shí)對(duì) 于一些受試者，在數(shù)天內(nèi)的很多測量中都觀察到相關(guān)性，而對(duì)于另外的受試者，僅僅在開始 時(shí)觀察到相關(guān)性但在數(shù)小時(shí)之內(nèi)減弱或消失的事實(shí)，和非侵入式和皮下都引起葡萄糖反應(yīng) 的事實(shí)，這表明還有尚未被發(fā)現(xiàn)的影響阻抗測量值的因素，其中一個(gè)可能的決定性的候選 因素是組織酸度，例如皮膚組織。另外一個(gè)可能的因素是溫度，溫度在體內(nèi)通常處于一個(gè)穩(wěn) 定的水平，但是在皮膚中卻顯示出較多變化。然而，雖然不希望受束縛于任何特定的理論， 但是申請(qǐng)人堅(jiān)信酸度是一個(gè)決定性的因素。如表2中明顯可見的，在IMHz周圍呈現(xiàn)一個(gè)離散，大約比在堅(jiān)固的生物組織中高一個(gè)數(shù)量級(jí)，但約是典型的頻率的一半，例如血液的典型頻率。該結(jié)果也表明葡萄糖濃 度-阻抗關(guān)系是非線性的。表3出現(xiàn)了表2中出現(xiàn)的部分?jǐn)?shù)據(jù)。表4 和表 5 示出長指數(shù)(long indices) L-MIX，L-PIX，L-RIX 和 L-IMIX，它們是根 據(jù)以下定義的阻抗參數(shù)，和長指數(shù)的變化，作為酸度與葡萄糖濃度的函數(shù)。表4、表5所示的 長指數(shù)決定于如下，相似于CA 2，318，735和US 6，517，482的教導(dǎo)L-MIX (數(shù)量指數(shù))=abs (Z20kHz) /abs (Z5MHZ)，L-PIX (相位指數(shù))=arg (Z20kHz) /arg (Z5MHz)，L-RIX (實(shí)部指數(shù))=Re (Z20kHz) /abs (Z5MHz)，L-IMIX (虛部指數(shù))=Im (Z20kHz) /abs (Z5MHZ)，其中abs(Zi)是在頻率i的復(fù)合(complex)電阻抗的大小(模數(shù))，arg(Z，)是度 參數(shù)(相位角)，Re(Z i)是復(fù)合電阻抗的實(shí)部，Im(Z，)是復(fù)雜電阻抗的虛部。實(shí)部和虛部 根據(jù)以下幅度和相位角計(jì)算出來Re (Z i) = abs (Z,) cos [arg (Z i)]，且Im(Z i) = abs (Ζ i) sin[arg(Ζ i)]。L-RIX指數(shù)主要反映傳導(dǎo)率的變化，L-IMIX指數(shù)反映沿著向量的長度描述復(fù)合空 間的阻抗變化，如果實(shí)部和虛部在相同的方向和部分改變的話該指數(shù)會(huì)被加強(qiáng)，而如果實(shí) 部和虛部在不同的方向和/或部分改變的話L-PIX指數(shù)會(huì)被加強(qiáng)。表6示出了，在以每100mg/ml葡萄糖的百分比或者以每個(gè)酸度(pH)單位的百分 比，對(duì)于不同的頻率，不同的葡萄糖濃度，和不同的酸度值，總阻抗、相位、和組織模型阻抗 的實(shí)部與虛部的絕對(duì)值的變化。標(biāo)準(zhǔn)化到生理范圍后，最好的葡萄糖反應(yīng)來源于低頻率的阻抗的虛部和長指數(shù) L-IMIX。如表5、6所示，這種反應(yīng)是在每100mg/dl的葡萄糖中大約為5-10%。這樣，酵母 組織模型發(fā)生了相似于以前觀察到的對(duì)一些受試者的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中的血糖反應(yīng)。表5和表6 也示出了對(duì)于粗略相同數(shù)值的選擇的阻抗參數(shù)的酸反應(yīng)，大約在5%到10%之間，以每0. 2 單位PH計(jì)算。當(dāng)考慮到人血液中酸度以正負(fù)0. 1的變化，在皮膚中以正負(fù)0. 5變化，并且 這個(gè)變化范圍對(duì)于糖尿病患者而言更大，從呈現(xiàn)的結(jié)果可以得出結(jié)論，酸和葡萄糖濃度在 調(diào)節(jié)組織阻抗測量結(jié)果中是大體上同等重要的因素，并且因此，當(dāng)試圖去改善葡萄糖濃度 與組織阻抗數(shù)值之間的相關(guān)性時(shí)，酸度一定是必須要考慮的。應(yīng)該注意的是，依賴于的飲食習(xí)慣，健康狀況等，組織酸度和血液中葡萄糖濃度都 會(huì)以不穩(wěn)定的和不可控的方式變化。于是，值得關(guān)注的是，組織阻抗數(shù)值與血液中葡萄糖濃 度如此好的相關(guān)性已經(jīng)在以前對(duì)若干受試者的研究中獲得，在該研究中提出一些受試者的 組織酸度水平比另外一些更穩(wěn)定。此外似乎組織酸度水平在糖尿病受試患者穩(wěn)定性更差。另外應(yīng)該注意的是，可以意料到，采用根據(jù)本發(fā)明的裝置和/或方法，并將組織酸 度(PH)考慮進(jìn)去的腫瘤診斷，比現(xiàn)有技術(shù)中采用阻抗測量的癌癥診斷設(shè)備和方法更準(zhǔn)確。 注意到癌組織具有與健康組織不同的新陳代謝，因此通常與健康組織相比有不同的酸度水 平。為了參照附圖示例本發(fā)明，現(xiàn)在將描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其中相同數(shù)字通 篇地指明同一元件。應(yīng)該理解的是，本發(fā)明包含有其他實(shí)施方式，這些實(shí)施方式包含以下描 述的特征的組合。另外，本發(fā)明的其它典型實(shí)施方式被限定在從屬權(quán)利要求中。
圖1圖示出本發(fā)明的第一或第二方面的一個(gè)典型實(shí)施方式，其中布置在板1位于 探針的一端的多個(gè)電極中的每個(gè)電極，包括至少一個(gè)釘狀或針狀的微結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中，采用 釘和針分別指一個(gè)實(shí)心的微結(jié)構(gòu)和一個(gè)長形的包括至少一個(gè)貫穿孔的微結(jié)構(gòu)。這樣的針或 釘可以較好地用來向患者注射胰島素，例如在針或釘所在的電極基部和胰島素分配器或容 器之間設(shè)置一個(gè)流體連接物。圖2是本發(fā)明的第一個(gè)或第二方面的一個(gè)實(shí)施方式的特寫圖，其中，探針包括三 個(gè)電極2，每個(gè)電極有多個(gè)釘3。每個(gè)電極由一個(gè)基片4支撐著。圖3圖示了本發(fā)明的第一或第二方面的一個(gè)典型實(shí)施方式的外觀，其中導(dǎo)電探針 包括兩對(duì)同圓心圓圈形狀的電極，每對(duì)為一個(gè)電流注入電極5和一個(gè)電壓感應(yīng)電極6。自然 地，圖3所示的典型的電極5和6不需要必須設(shè)置成同心的圓圈狀，而是可以根據(jù)設(shè)計(jì)和制 造的要求調(diào)整成任何幾何形狀。圖1 3沒有示出本發(fā)明的葡萄糖確定單元。但是，不應(yīng)解釋為似乎根據(jù)圖1-3 的實(shí)施方式缺乏葡萄糖確定單元。葡萄糖確定單元在以下的優(yōu)選實(shí)施方式中將被示出。圖4a，4b和4c示出了本發(fā)明第一或第二方面的典型實(shí)施方式。圖4a，圖示了根據(jù)本發(fā)明第一方面的優(yōu)選實(shí)施方式的導(dǎo)電探針的外表，其中一個(gè) 扁平PH玻璃電極7設(shè)置在表面用于測量組織中的離子濃度，離子濃度一般是酸度，組織一 般是皮膚，和一個(gè)能用于測量組織電阻抗的電極8。當(dāng)然，表面可以設(shè)置很多扁平pH玻璃電 極7，每個(gè)適合于感應(yīng)組織中一種特定離子的濃度，此外，用于測量組織電阻抗的電極8也 可以被設(shè)置在探針表面上。該探針還包括一個(gè)葡萄糖確定單元28，適合于以組織阻抗和組 織中離子濃度為基礎(chǔ)確定的血糖估計(jì)值。圖4b圖示了根據(jù)本發(fā)明第一方面的一個(gè)典型實(shí)施方式的導(dǎo)電探針的外表，其中 多個(gè)離子敏感場效應(yīng)晶體管9，ISFETs，被設(shè)置在表面用于測量組織中的離子濃度，一般是 酸度(PH)，組織一般是皮膚，其中所述ISFETs 9可被用于探測組織中不同離子的濃度。兩 對(duì)電極8，與圖3相似，被設(shè)置在表面以用于測量組織阻抗。在圖4b所示的探針還包括一個(gè) 葡萄糖確定單元28，以組織阻抗和組織中離子濃度為基礎(chǔ)確定的血糖估計(jì)值。圖4c圖示了根據(jù)本發(fā)明第二方面的一個(gè)典型實(shí)施方式的導(dǎo)電探針的外表，其中 至少一個(gè)電極10，當(dāng)在電壓模式中時(shí)，適用于感應(yīng)代表組織中離子濃度值的信號(hào)，離子濃度 一般指酸度。根據(jù)本發(fā)明第二方面的一個(gè)典型實(shí)施方式，當(dāng)多個(gè)電極10中至少有一個(gè)是用 離子敏感材料制成時(shí)更可行。根據(jù)本發(fā)明第二方面的進(jìn)一步的實(shí)施方式，至少一個(gè)電極是 由酸敏感性材料如銥、銻、鈀、釕、鉍、鋯，等等，或它們的氧化物，或它們的組合物制成。同時(shí) 地，電極10能夠在獲得離子濃度，一般指酸度，之前或之后，用于組織阻抗測量。圖4c所示 的探針也包括一個(gè)葡萄糖探測單元28，以組織阻抗和組織中離子濃度為基礎(chǔ)確定的血糖估 計(jì)值。圖4a、圖4b和圖4c所示的葡萄糖確定單元28可以與根據(jù)本發(fā)明的裝置的其它元 件集成，或者它可以外置，如以下將討論的一樣。應(yīng)該理解的是，電極和/或探測裝置可以設(shè)置成不同的形狀，呈任何幾何形狀，例 如方形、圓圈狀、橢圓形等外觀的電極和/或感應(yīng)裝置，或者根據(jù)針、釘、條或桿等而呈的三 維形狀，且不限于以上討論的典型實(shí)施方式。也應(yīng)該理解的是，根據(jù)本發(fā)明第一或第二方面 的導(dǎo)電探針可適用安置在皮膚上或者皮下，例如在腹部區(qū)域的脂肪中，這個(gè)部位糖尿病患者通常注射胰島素，并且有足夠的空間，或者在臀部附近。例如，探針可構(gòu)成一個(gè)由一個(gè)離 子敏感場效應(yīng)晶體管9和多個(gè)用于測量阻抗的同圓心電極(5、6)組成的針，或者一個(gè)包括 多個(gè)由酸敏感材料制成的電極(10)并因此不要求有離子敏感場效應(yīng)晶體管的針，如在說 明書其它地方討論的一樣。相應(yīng)地，圖5a示出了根據(jù)本發(fā)明的探針的典型實(shí)施方式，包括手柄11，桿12和尖 端13。所述尖端13包括若干用于測量組織中阻抗和/或離子濃度的電極，離子濃度一般是 pH。一些電極布置的示例已經(jīng)呈現(xiàn)在上文中。尖端13也可以選擇要么包括一個(gè)扁平pH玻 璃電極7或一個(gè)離子敏感場效應(yīng)晶體管9，要么如前文討論過的多個(gè)電極中的至少一個(gè)是 由離子敏感材料或酸敏感材料制成。圖5a所示的裝置進(jìn)一步包括一個(gè)血液葡萄糖確定單 元28，優(yōu)選與其它元件集成，例如緊貼設(shè)置在如圖5所示的尖端13之下?？蛇x擇地，血液葡 萄糖確定單元28可以外置并通過連接方法與其余元件連接，例如通過連接電線29連接，如 圖5b所示。如圖5a或圖5b中所示的一個(gè)裝置可能適于糖尿病患者的血糖自我監(jiān)測的用 途，但是也適于在醫(yī)療機(jī)構(gòu)、醫(yī)院等篩選糖尿病受試，或如上文所討論的皮下測量。應(yīng)該理解的是所述葡萄糖確定單元28能外置或內(nèi)置，如上面舉例證明的，不必要 結(jié)合一個(gè)專門的實(shí)施方式來說明。圖6a示出了本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施方式，其中根據(jù)本發(fā)明第一或第二方面的裝 置包括一個(gè)胰島素輸送裝置，在這個(gè)特定的實(shí)例中采用一個(gè)胰島素泵14來示例。胰島素通 過一個(gè)撓性管15經(jīng)泵14注入設(shè)備16進(jìn)行輸送，該注入設(shè)備一般包括一個(gè)插入到皮下用于 輸送胰島素給患者的插管(沒有示出)。在這個(gè)例子中，根據(jù)本發(fā)明第一或第二方面的裝置 設(shè)置在緊靠患者皮膚表面放置的注入設(shè)備16中。該裝置適于以血糖估計(jì)值為基礎(chǔ)的胰島 素劑量輸送，如根據(jù)本發(fā)明第一或第二方面的裝置所得。此外，血糖確定單元可用于發(fā)送血 糖估計(jì)值信號(hào)到胰島素輸送裝置(這個(gè)實(shí)例中，為胰島素泵14)，以響應(yīng)胰島素輸送裝置14 開始對(duì)患者進(jìn)行胰島素劑給藥的信號(hào)。圖6b示出了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式，其中根據(jù)本發(fā)明第一方面或第二方面的 裝置包括一個(gè)胰島素輸送裝置，在這個(gè)特定的實(shí)例中采用一個(gè)胰島素泵14來示例，所述根 據(jù)本發(fā)明第一方面或第二方面的胰島素泵14和裝置29是植入的。裝置29和胰島素泵14 或其它胰島素輸送裝置最好通過一個(gè)連接電線連接，如圖6b所示，或者集成。在這例子中， 通過連接到一個(gè)注入口 30的管狀物，例如安置在患者皮膚上的導(dǎo)管，胰島素輸送裝置能夠 重新注滿胰島素。為了解釋本發(fā)明，在圖6b中可見到上述元件。裝置29適于以血糖估計(jì) 值為基礎(chǔ)輸送胰島素劑量，如用裝置29的方法所得到的血糖估計(jì)值。此外，血糖確定單元 適于發(fā)送血糖估計(jì)值信號(hào)到胰島素輸送裝置(這個(gè)實(shí)例中，胰島素泵14)，以響應(yīng)胰島素輸 送裝置14開始對(duì)患者進(jìn)行胰島素劑給藥的信號(hào)。在一些實(shí)施方式中，再包括一個(gè)體內(nèi)的能 量源或者適于能量轉(zhuǎn)移的物體與裝置29組合是有利的，例如，與如下將會(huì)描述的電磁感應(yīng) 物。在使用中，根據(jù)本發(fā)明的第一或第二方面的裝置可能被設(shè)計(jì)成如腕表似的腕帶式 裝置的一個(gè)構(gòu)件，如圖7所示，通過佩戴者的皮膚連續(xù)接觸以進(jìn)行持續(xù)的監(jiān)測，如葡萄糖的 監(jiān)測，或者一個(gè)設(shè)置在手機(jī)的頭戴式耳機(jī)或聽筒上的、根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)電探針，以連續(xù)地接 觸佩戴者的耳道的外表末端皮膚。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明第二方面的一個(gè)裝置17，該裝置 有用于將該裝置佩戴在患者手腕、腳踝等部位的帶子18，以及一個(gè)根據(jù)前述圖4c所示例的電極結(jié)構(gòu)，以及如前所述的用以確定血液中血糖估計(jì)值的被測皮膚，以及血糖確定單元28 ； 其中，在電壓模式下，所述電極10的至少一個(gè)電極用來感應(yīng)表征組織中一個(gè)離子濃度值的 信號(hào)，一般指酸度。應(yīng)當(dāng)了解，除了上述應(yīng)用，還包括本領(lǐng)域技術(shù)人員可想到本發(fā)明的進(jìn)一 步其它應(yīng)用。圖8圖示出了根據(jù)本發(fā)明第一或第二方面的一個(gè)典型實(shí)施方式，所述根據(jù)本發(fā)明 第一或第二方面的裝置19還包括一個(gè)通訊單元20，用于與經(jīng)由至少一個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)22的至 少一個(gè)外部裝置21通訊。外部裝置21可以是移動(dòng)電話、便攜式電腦，等等。這樣的布置 可允許例如醫(yī)生與安置在患者身上以測量或監(jiān)測患者體內(nèi)的血糖水平的血糖確定裝置進(jìn) 行聯(lián)系，而不需要患者與醫(yī)生見面。在一些實(shí)施方式中，結(jié)合使用有利于在血糖估計(jì)值低 于或者高于預(yù)先設(shè)定的葡萄糖水平參考值時(shí)發(fā)送信號(hào)23——比如報(bào)警信號(hào)。進(jìn)一步的，這 樣的安排可以讓本發(fā)明的裝置與筆記本電腦或手機(jī)等媒介交流，例如在無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò) 22通過比如藍(lán)牙的方式進(jìn)行無線通訊，以這種方式向患者和醫(yī)生顯示和/或警告血糖估計(jì) 值。當(dāng)然，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能想到的其它通訊網(wǎng)絡(luò)22也是可能的。圖8也示出了血糖 確定單元28。所述電極，以及優(yōu)選地至少一個(gè)感應(yīng)裝置，未顯示在圖8中。圖9闡明了本發(fā)明第一方面的一個(gè)典型實(shí)施方式，所述根據(jù)本發(fā)明第一方面的裝 置24還包括一個(gè)處理單元25，用于在阻抗測量區(qū)域產(chǎn)生電阻抗X線斷層攝影圖像或光譜 26，或在阻抗和離子濃度測量區(qū)域產(chǎn)生電阻抗X線斷層攝影圖像或光譜26，并且所述多個(gè) 電極，或多個(gè)電極和感應(yīng)裝置，排列成矩陣或成列，以適于放置在組織表面?？梢酝普?，所述 圖像和光譜26可能與組織表面之下的組織結(jié)構(gòu)相關(guān)。此外，優(yōu)選地，處理單元25與血糖確 定單元28是集成的?？蛇x擇地，血糖確定單元可以與處理單元28相分離，如圖9所示。圖9進(jìn)一步圖示了本發(fā)明第二方面的一個(gè)典型實(shí)施方式，所述根據(jù)本發(fā)明第二方 面的一個(gè)裝置24還包括一個(gè)處理單元25，用于在阻抗測量區(qū)域產(chǎn)生電阻抗X線斷層攝影圖 像26，或在阻抗和離子濃度測量區(qū)域產(chǎn)生電阻抗X線斷層攝影圖像或光譜26，并且所述多 個(gè)電極排列成矩陣或成列以適于防置在組織表面?？梢酝普摚@樣的圖像26可能與組織表 面之下的組織結(jié)構(gòu)相關(guān).此外，更優(yōu)選地，處理單元25與血糖確定單元28是集成的?？蛇x 擇地，血糖確定單元可與處理單元28相分離，如圖9所示。圖10圖示出了本發(fā)明第一或第二方面的一個(gè)典型實(shí)施方式，所述根據(jù)本發(fā)明第 一或第二方面的裝置27包括采用電磁感應(yīng)的能量傳輸方式，如射頻感應(yīng)裝置，當(dāng)裝置27被 置于一個(gè)電場E中，參見圖10，這樣的布置允許一個(gè)完全植入的裝置27能夠偶爾地或周期 地進(jìn)行的非侵入式確定血糖估計(jì)值，最小化對(duì)患者生活方式的干擾。為了說明本發(fā)明，在圖 10中可見到所述植入的裝置27。該裝置優(yōu)選被植入在皮下組織中。該裝置可以方便地被 安置在腹部區(qū)域的脂肪區(qū)中，如圖10所示，在該部位，糖尿病患者通常注射胰島素并且有 足夠的空間，或者在臀部區(qū)域，或緊挨鎖骨的下方，此處如在需要時(shí)常常是植入心臟起搏器 的地方。為了植入裝置27，可選擇地包括一個(gè)內(nèi)部能量源，如電池。根據(jù)一個(gè)非限定的例 子，裝置27優(yōu)選設(shè)置成約40mm長及約4mm厚，以便于具有膠囊的形狀，而適合于植入患者 體內(nèi)。最后，可以預(yù)期的是，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的一樣，根據(jù)本發(fā)明第一或第二方面 的裝置包括必要的電子元件，以執(zhí)行阻抗測量、感應(yīng)、和分析以便于對(duì)體液中物質(zhì)的估計(jì)值 的確定。
權(quán)利要求
一種非侵入性確定血液中葡萄糖估計(jì)值的裝置，其特征在于，包括導(dǎo)電探針、至少一個(gè)感應(yīng)裝置和血糖確定單元(28)，所述導(dǎo)電探針包括多個(gè)用于測量組織——一般指皮膚組織——電阻抗的電極；所述至少一個(gè)感應(yīng)裝置用于感應(yīng)組織中至少一種離子濃度——一般指酸度濃度(pH)，其中，所述導(dǎo)電探針和所述感應(yīng)裝置用于幾乎同時(shí)分別測量組織的阻抗和感應(yīng)組織中的離子濃度；所述血糖確定單元(28)用于以所述組織的阻抗和所述離子濃度為基礎(chǔ)確定血糖估計(jì)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述的至少一個(gè)感應(yīng)裝置包括離子選擇電 極，優(yōu)選為平面PH玻璃電極(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述的至少一個(gè)感應(yīng)裝置包括離子敏感場 效應(yīng)晶體管(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任何之一所述裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電探針包括一對(duì)電極，其 中一個(gè)電極是電流注入電極(5)，另一個(gè)電極是電壓感應(yīng)電極(6)，或者，所述導(dǎo)電探針包 括兩對(duì)電極，每對(duì)電極都有一個(gè)電流注入電極(5)和一個(gè)電壓感應(yīng)電極(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任何之一所述裝置，其特征在于，所述多個(gè)電極排列成矩陣或成 列，以適于放置在組織表面，其中，所述裝置進(jìn)一步還包括一個(gè)處理單元(25)，用于在阻抗 測量區(qū)域產(chǎn)生電阻抗X線斷層攝影圖像(26)，或者所述多個(gè)電極和所述至少一個(gè)感應(yīng)裝置 排列成矩陣或成列，以適于放置在組織表面，所述裝置進(jìn)一步包括一個(gè)處理單元(25)，用于 在阻抗和離子濃度測量區(qū)域產(chǎn)生與組織表面下部的組織結(jié)構(gòu)相關(guān)的電阻抗X線斷層攝影 圖像(26)，所述處理單元(25)優(yōu)選為與所述血糖確定單元(28)是集成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任何之一所述裝置，其特征在于，所述多個(gè)電極的每個(gè)電極包括 至少一個(gè)釘或針(3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的所述裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)釘或針(3)具有足夠長度能 夠穿透表皮到達(dá)生發(fā)層。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的所述裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電探針包括三個(gè)所述電極 (2)，其中第一和第二個(gè)電極的所述釘或針(3)彼此橫向隔開一個(gè)第一距離，第一和第三個(gè) 電極的所述釘或針(3)彼此橫向隔開一個(gè)第二距離。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求任何之一所述裝置，其特征在于，獲得的所述血糖估計(jì)值低于或 者高于預(yù)先設(shè)定的葡萄糖水平參考值時(shí)，所述血糖確定單元(28)用于發(fā)出報(bào)警信號(hào)(23)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求任何之一所述裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步包括通訊單元 (20)，用于通過至少一個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)(22)與至少一個(gè)外部裝置(21)通訊。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求任何之一所述裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步包括胰島素輸 運(yùn)裝置(14)，用于根據(jù)所述血糖估計(jì)值輸運(yùn)胰島素劑量，并且，所述血糖確定單元(28)向 所述胰島素輸運(yùn)裝置(14)發(fā)送血糖估計(jì)值信號(hào)，以啟動(dòng)所述胰島素輸運(yùn)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求任何之一所述裝置，其特征在于，所述裝置(17)與所述組織保 持持續(xù)接觸，而且優(yōu)選地，所述裝置用于定期確定所述血糖估計(jì)值。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求任何之一所述裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步包括一個(gè)內(nèi)部 能量源或類似裝置，用于通過電磁感應(yīng)傳輸能量。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求任何之一所述裝置，其特征在于，所述裝置用于對(duì)所述多個(gè)電極 中至少一個(gè)電極通電流，其中，所述電流的頻率從大約IOHz到大約10MHz。
15.一種非侵入性確定血液中血糖估計(jì)值的裝置，其特征在于，包括導(dǎo)電探針和血糖確 定單元(28)，所述導(dǎo)電探針包括用于測量組織——一般指皮膚組織——阻抗值的多個(gè)電極，其中，在電壓模式下，所述多個(gè)電極(10)的至少一個(gè)電極用來感應(yīng)表征組織中一個(gè)離 子濃度值的信號(hào)，一般指酸度濃度(PH)，其中所述導(dǎo)電探針用于幾乎同時(shí)獲得組織的所述阻抗值和組織中的所述離子濃度值；所述血糖確定單元(28)用于以所述組織的阻抗和所述離子濃度為基礎(chǔ)確定血糖估計(jì)值。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述裝置，其特征在于，所述多個(gè)電極(10)的至少一個(gè)電極是由 一種離子敏感材料制成的。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述裝置，其特征在于，所述多個(gè)電極(10)的至少一個(gè)電極是由 一種酸敏感材料制成的。
18.根據(jù)權(quán)利要求15至17任何之一的所述裝置，其特征在于，所述多個(gè)電極(10)的至 少一個(gè)電極是由銥、銻、鈀、釕、鉍、鋯制成的，或用銥、銻、鈀、釕、鉍或鋯的氧化物制成的，或 用銥、銻、鈀、釕、鉍或鋯的合成物制成的，或用銥、銻、鈀、釕、鉍或鋯的氧化物的合成物制成 的。
19.根據(jù)權(quán)利要求15至18任何之一的所述裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電探針包括一對(duì) 電極，其中一個(gè)電極是電流注入電極(5)，另一個(gè)電極是電壓感應(yīng)電極(6)，或者，其中所述 導(dǎo)電探針包括兩對(duì)電極，每對(duì)電極都有一個(gè)電流注入電極(5)和一個(gè)電壓感應(yīng)電極(6)。
20.根據(jù)權(quán)利要求15至19任何之一的所述裝置，其特征在于，所述多個(gè)電極排列成矩 陣或成列，以適于放置在組織表面，所述裝置進(jìn)一步包括一個(gè)處理單元(25)，用于在阻抗測 量區(qū)域產(chǎn)生電阻抗X線斷層攝影圖像(26)，或者用于在阻抗和離子濃度測量區(qū)域產(chǎn)生與組 織表面下部的組織結(jié)構(gòu)相關(guān)的電阻抗X線斷層攝影圖像(26)，所述處理單元(25)優(yōu)選為與 所述血糖確定單元(28)是集成的。
21.根據(jù)權(quán)利要求15至20任何之一的所述裝置，其特征在于，所述多個(gè)電極的每個(gè)電 極包括至少一個(gè)釘或針(3)。
22.根據(jù)權(quán)利要求18的所述裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)釘或針(3)具有足夠長度 能夠穿透皮膚表面到達(dá)生發(fā)層。
23.根據(jù)權(quán)利要求21或22的所述裝置，其特征在于，所述導(dǎo)電探針包括三個(gè)所述電極 (2)，其中第一和第二個(gè)電極的所述釘或針(3)彼此橫向隔開一個(gè)第一距離，第一和第三個(gè) 電極的所述釘或針(3)彼此橫向隔開一個(gè)第二距離。
24.根據(jù)權(quán)利要求15至23任何之一的所述裝置，其特征在于，獲得的所述血糖估計(jì)值 低于或者高于預(yù)先設(shè)定的參考的葡萄糖水平時(shí)，所述血糖確定單元(28)用于發(fā)出報(bào)警信 號(hào)(23)。
25.根據(jù)權(quán)利要求15至24任何之一的所述裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步包括通 訊單元(20)，用于通過至少一個(gè)通訊網(wǎng)絡(luò)(22)與至少一個(gè)外部裝置(21)通訊。
26.根據(jù)權(quán)利要求15至25任何之一的所述裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步包括 胰島素輸運(yùn)裝置(14)，用于根據(jù)所述血糖估計(jì)值輸運(yùn)胰島素劑量，并且，所述血糖確定單元 (28)向所述胰島素輸運(yùn)裝置(14)發(fā)送血糖估計(jì)值信號(hào)，以啟動(dòng)所述胰島素的輸運(yùn)。
27.根據(jù)權(quán)利要求15至26任何之一的所述裝置，其特征在于，所述裝置(17)與所述組 織保持持續(xù)接觸，而且優(yōu)選地，所述裝置用于定期確定所述血糖估計(jì)值。
28.根據(jù)權(quán)利要求15至27任何之一的所述裝置，其特征在于，所述裝置進(jìn)一步包括一 個(gè)內(nèi)部能量源或類似裝置，用于通過電磁感應(yīng)傳輸能量。
29.根據(jù)權(quán)利要求15至28任何之一的所述裝置，其特征在于，所述裝置用于對(duì)所述多 個(gè)電極中至少一個(gè)電極通電流，其中，所述電流的頻率從大約IOHz到大約10MHz。
30.一種非侵入性確定血液中血糖估計(jì)值的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟(a)將導(dǎo)電探針置于組織表面上，一般指皮膚表面，其中所述導(dǎo)電探針包括多個(gè)電極和 用于感應(yīng)組織中離子濃度——一般指酸度濃度(PH)——的至少一個(gè)感應(yīng)裝置或感應(yīng)器；(b)對(duì)所述電極通電流，以獲得組織的阻抗值；(c)用所述至少一個(gè)感應(yīng)裝置或感應(yīng)器獲得組織中的至少一個(gè)離子濃度值；(d)其中所述的組織阻抗值和組織中至少一種離子濃度值是幾乎同時(shí)獲得的；并且(e)以所述至少一種離子濃度值和所述阻抗值為基礎(chǔ)，確定血液中血糖的估計(jì)值。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括將所述組織表面浸 入堿金屬溶液或生理鹽水溶液或?qū)щ娔z中。
32.根據(jù)權(quán)利要求30或31所述方法，其特征在于，所述導(dǎo)電探針是根據(jù)權(quán)利要求1至 14中的任何之一的裝置。
33.根據(jù)權(quán)利要求30至32任何之一所述方法，其特征在于，所述多個(gè)電極的每個(gè)電極 包括至少一個(gè)釘或針(3)。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述方法，其特征在于，所述導(dǎo)電探針包括三個(gè)所述電極(2)，其 中第一和第二個(gè)電極的所述釘或針(3)彼此橫向隔開一個(gè)第一距離，第一和第三個(gè)電極的 所述釘或針(3)彼此橫向隔開一個(gè)第二距離，并且權(quán)利要求30的步驟(b)包括在第一和第 二個(gè)電極間通電得到組織的第一阻抗值，還包括在第一和第三個(gè)電極間通電得到組織的第 二阻抗值。
35.根據(jù)權(quán)利要求30-34任何之一所述方法，其特征在于，所述電流的頻率從大約IOHz 到大約IOMHz。
36.根據(jù)權(quán)利要求30-35任何之一所述方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括在從大 約IOHz到大約IOMHz的多個(gè)頻率下測量組織的阻抗。
37.一種非侵入性確定血液中血糖估計(jì)值的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟(f)將導(dǎo)電探針置于組織表面上，一般指皮膚表面，其中所述導(dǎo)電探針包括多個(gè)電極， 其中，在電壓模式下，所述多個(gè)電極的至少一個(gè)電極用來感應(yīng)表征組織中一個(gè)離子濃度值 的信號(hào)，一般指酸度(PH)；(g)對(duì)所述電極通電流，以獲得組織的阻抗值；(h)用所述至少一個(gè)電極感應(yīng)表征組織中一個(gè)離子濃度值的信號(hào)以獲得組織中至少一個(gè)離子濃度值；(i)其中所述的組織阻抗值和組織中至少一種離子濃度值是幾乎同時(shí)獲得的；并且(j)以所述至少一種離子濃度值和所述阻抗值為基礎(chǔ)，確定血液中血糖的估計(jì)值。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的所述方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括將所述組織表面 浸入堿金屬溶液或生理鹽水溶液或?qū)щ娔z中。
39.根據(jù)權(quán)利要求37或38所述方法，其特征在于，所述導(dǎo)電探針是根據(jù)權(quán)利要求15至 29中的任何之一的裝置。
40.根據(jù)權(quán)利要求37至39任何之一所述方法，其特征在于，所述多個(gè)電極的每個(gè)電極 包括至少一個(gè)釘或針(3)。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述方法，其特征在于，所述導(dǎo)電探針包括三個(gè)所述電極(2)，其 中第一和第二個(gè)電極的所述釘或針(3)彼此橫向隔開一個(gè)第一距離，第一和第三個(gè)電極的 所述釘或針(3)彼此橫向隔開一個(gè)第二距離，并且權(quán)利要求37的步驟(g)包括在第一和第 二個(gè)電極間通電得到組織的第一阻抗值，還包括在第一和第三個(gè)電極間通電得到組織的第 二阻抗值。
42.根據(jù)權(quán)利要求37-41任何之一所述方法，其特征在于，所述電流的頻率從大約IOHz 到大約IOMHz。
43.根據(jù)權(quán)利要求37-42任何之一所述方法，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括在從大 約IOHz到大約IOMHz的頻率下測量組織的阻抗。
44.一種離子敏感場效應(yīng)晶體管(ISFET)——所述離子一般指酸(pH)——用于連接根 據(jù)權(quán)利要求1-29任何之一的裝置。
全文摘要
本發(fā)明總體地涉及測量體液中的葡萄糖含量，特別是非侵入性地測量血液中血糖的領(lǐng)域。本發(fā)明還公開了一種包括由測量組織一般指皮膚組織的電阻抗的、配置有多個(gè)電極組成的導(dǎo)電探針和用于感應(yīng)組織中至少一種離子濃度一般指酸度濃度(pH)的感應(yīng)裝置的裝置，所述導(dǎo)電探針和所述感應(yīng)裝置用于幾乎同時(shí)獲得組織的電阻抗和組織中的離子濃度。該裝置進(jìn)而包括一種血糖確定單元，基于所述組織的電阻抗和組織中離子的濃度用以確定血糖的估計(jì)值，一般指濃度。進(jìn)而，本發(fā)明公開了一種包括用于測量組織一般指皮膚組織的電阻抗的、配置有多個(gè)電極導(dǎo)電探針裝置，其中所述多個(gè)電極中至少一個(gè)所述電極在電壓模式下用于感應(yīng)表征組織中的離子濃度一般指酸度濃度(pH)的信號(hào)，所述導(dǎo)電探針用于幾乎同時(shí)獲得組織的電阻抗和組織中所述離子濃度，該裝置還包括一個(gè)血糖確定單元，用于以所述組織的電阻抗和所述組織中離子濃度為基礎(chǔ)確定血糖估計(jì)值，一般指濃度。進(jìn)而，本發(fā)明公開了非侵入性確定血液中血糖估計(jì)值的方法。
文檔編號(hào)A61B5/00GK101998840SQ200880128453
公開日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2008年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月31日
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