Оптичний спосіб неінвазивного вимірювання рівня глюкози в крові, інших розчинах та тканинах

Реферат: Оптичний спосіб неінвазивного вимірювання рівня глюкози в крові, інших розчинах та тканинах включає направлення на біотканину пучка інфрачервоного проміння та реєстрацію розсіяного пучка світла при проходженні через біотканину, по якому визначають концентрацію глюкози в крові. Попередньо проводять вимірювання оптичної товщини біотканини, визначають похибку вимірювання, яка залежить від концентрації меланіну в епідермісі шкіри, а рівень глюкози в крові визначають шляхом усереднення значень інтенсивностей розсіяних світлових пучків з довжинами хвиль, при яких спостерігаються максимуми їх поглинання молекулами глюкози. UA 85811 U (12) UA 85811 U UA 85811 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до медичної галузі та галузі промисловості, а саме до оптичних неінвазивних методів визначення концентрації глюкози у розчинах та тканинах. Відомий спосіб [Патент України №53623, МПК А61В 5/02 (2006.01), опубл. 11.10.2010, бюл. № 19/2010], що включає визначення у пацієнта вранці, перед сніданком (натще) за допомогою приладу для вимірювання артеріального тиску значення систолічного і діастолічного тиску на лівій, а потім на правій руці (або навпаки), серед двох отриманих значень систолічного тиску вибирають найбільше, а серед діастолічних - найменше, при цьому визначення вмісту глюкози в крові проводять за допомогою графоаналітичної моделі, що дозволяє підвищити точність способу. Недоліком даного способу є відсутність можливості автоматичного визначення рівня глюкози в крові, значна тривалість процедури, відсутність оперативності контролю та аналізу добових змін рівня глюкози, неможливість визначення залежності рівня глюкози в тканинах організму від використовуваних медпрепаратів чи спожитої їжі. Відомий спосіб визначення концентрації цукру в крові неінвазивним методом [Патент України № 34954, МПК G01N 21/21 (2006.01), А61В 5/00 (2006.01), опубл. 26.08.2008, бюл. № 16/2008], що полягає в аналізі пучків променів когерентного випромінювання, один із яких пропускають через ділянку тканин тіла, що містить мінімальну кількість судин кровообігу, а другий через аналогічну за товщиною ділянку тканин тіла, що містить максимальне скупчення судин кровообігу, з подальшою оцінкою вмісту цукру в крові по відмінностях в орієнтації векторів поляризації пучків випромінювання, при цьому під час вимірювання на ділянку тканин тіла впливають магнітним полем, формованим за допомогою електромагніту, домагаючись шляхом зміни струму, що протікає через електромагніт, максимального збігу орієнтації кутів поляризації обох пучків променів, після чого за величиною струму розраховують концентрацію цукру в крові. Недоліком даного способу є складність виявлення аналогічних за товщиною та протилежних за кількістю судин кровообігу ділянок тіла, через які мають пройти промені когерентного випромінювання, наявність додаткового електромагнітного впливу на організм хворого, що обмежує застосування даного способу особами чутливими до впливу електромагнітних хвиль та особами, що користуються кардіостимуляторами. Відома спосіб [Патент України №71398, МПК G01N 33/00, G01N 21/35 (2006.01), А61В 5/145 (2006.01), опубл. 15.11.2004, бюл. № 11/2004], який включає направлення на біотканину пучка інфрачервоного проміння та реєстрацію від біотканини відбитого або розсіяного пучка світла, по якому визначають концентрацію глюкози в крові, при цьому попередньо проводять вакуумне відсмоктування на шкірі людини до появи кров'яних плям. Недоліком даного способу є постійне утворення локальних підшкірних крововиливів на тілі пацієнта при вакуумному відсмоктуванні, що ускладнює використання способу хворими на цукровий діабет та гемофілію, неврахування похибки вимірювань, спричиненої зміною (річною, віковою та ін.) оптичних властивостей шкіри. Зазначений спосіб обраний як найближчий аналог. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення точності визначення концентрації глюкози в крові, збільшення можливої частоти вимірювання, зменшення мінімальної кількості необхідних процедур калібрування вимірювального пристрою, забезпечення безболісного, безпечного, дешевого та оперативного контролю рівня концентрації глюкози в крові шляхом проведення динамічного аналізу оптичних властивостей шкіри. Спосіб, що заявляється базується на направленні на біотканину пучка інфрачервоного проміння та реєстрації розсіяного пучка світла при проходженні через біотканину, по якому визначають концентрацію глюкози в крові. Згідно з корисною моделлю попередньо проводять вимірювання оптичної товщини біотканини, визначають похибку вимірювання, яка залежить від концентрації меланіну в епідермісі шкіри, а рівень глюкози в крові визначають шляхом усереднення значень інтенсивностей розсіяних світлових пучків з довжинами хвиль, при яких спостерігаються максимуми їх поглинання молекулами глюкози. Зазначені ознаки є необхідними і достатніми для досягнення технічного результату. Пропонований спосіб здійснюють наступним чином. З одного боку на біотканину спрямовують світлові пучки з відповідними довжинами хвиль, з протилежного боку біотканини реєструють інтенсивності розсіяного випромінювання. Аналізуючи інтенсивності розсіяних світлових пучків визначають відповідно оптичну товщину біотканини, похибку вимірювання, спричинену рівнем концентрації меланіну в епідермісі шкіри та відповідно рівень глюкози в крові. Пропонований спосіб може бути використаний при побудові як стаціонарних комплексних вимірювальних систем для проведення масових профілактичних обстежень населення на 1 UA 85811 U предмет цукрового діабету так і мобільних індивідуальних систем для експрес-діагностики рівня глюкози в крові хворими на цукровий діабет чи при розробці дієт для спортсменів та людей схильних до надмірної ваги. 5 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Оптичний спосіб неінвазивного вимірювання рівня глюкози в крові, інших розчинах та тканинах, що включає направлення на біотканину пучка інфрачервоного проміння та реєстрацію розсіяного пучка світла при проходженні через біотканину, по якому визначають концентрацію глюкози в крові, який відрізняється тим, що попередньо проводять вимірювання оптичної товщини біотканини, визначають похибку вимірювання, яка залежить від концентрації меланіну в епідермісі шкіри, а рівень глюкози в крові визначають шляхом усереднення значень інтенсивностей розсіяних світлових пучків з довжинами хвиль, при яких спостерігаються максимуми їх поглинання молекулами глюкози. 15 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2