Каблучка-глюкометр

Каблучка-глюкометр, що містить в основі корпусу кільце у вигляді тороїда, яка відрізняється тим, що як фотоприймач застосовано напівпровідникову структуру р-n-р-n-типу з інверсією знака електрорушійної сили, причому фотоприймач розміщено на внутрішній частині корпусу каблучкиглюкометра, а джерело світла - на внутрішній її частині напроти фотоприймача на одній оптичній осі системи фотоприймач-джерело випромінювання, причому виходи фотоприймача та джерела випромінювання з'єднані з мікроконтролером та дисплеєм, який знаходиться на корпусі каблучкиглюкометра з кнопками керування. (19) (21) a200805114 (22) 21.04.2008 (24) 12.12.2011 (46) 12.12.2011, Бюл.№ 23, 2011 р. (72) БОБОНИЧ ПЕТРО ПЕТРОВИЧ (73) БОБОНИЧ ПЕТРО ПЕТРОВИЧ (56) US 6188477 B1, 13.02.2001 UA 71810 A, 15.12.2004 US 7356364 B1, 08.04.2008 RU 2279250 C2, 10.07.2006 UA 78817 C2, 25.04.2007 UA 77075 C2, 16.10.2006 US 20060104824 A1, 18.05.2006 US 6873865 B2, 29.03.2005 3 після встановлення об'єкта дослідження між фотоприймачем та випромінювачем, наприклад, інфрачервоним джерелом світла, значення електрорушійної сили змінюється на від'ємний. Дослідження р-n-р-n-структури від довжини світла показали зміну фотоЕРС від -50 мВ до 0 мВ (для ультрафіолетової до жовто-зеленої області) та від 0 мВ до +350 мВ (для жовто-зеленої до інфрачервоної області). На фіг. 1 показана каблучка-глюкометр. На фіг. 2 показано розріз по осі фотоприймачджерело випромінювання вздовж корпусу каблучки-глюкометра. На фіг. 3 - блок-схема каблучкиглюкометра, а на фіг. 4 показаний графік залежності концентрації глюкози крові від значення фотоелектрорушійної сили фотоприймача з інверсією знака (по закону Ламберта-Бера). Каблучка-глюкометр містить фотоприймач 1 із інверсією знака електрорушійної сили, який розташовано на внутрішній частині корпусу 2 каблучки-глюкометра, інфрачервоне джерело 3 світла (світлодіод), який розміщено на внутрішній стороні 4 каблучки-глюкометра на одній оптичній осі (фотоприймач 1 розміщено на внутрішній сторони каблучки-глюкометра, а інфрачервоне джерело 3 світла розміщено на внутрішній стороні каблучкиглюкометра напроти фотоприймача 1), дисплей 5, що відображає результат вимірювання та іншу інформацію, необхідну пацієнту, як об'єкт дослідження. За допомогою кнопок 6 встановлюється режим вимірювання. Сигнал тривоги видається за допомогою звуку або зображення на дисплеї. Система обробки 7 знаходиться в корпусі 2 каблучкиглюкометра. Дисплей каблучки-глюкометра містить наступну інформацію: 1) дата та години, які показуються від мікроконтролера системи реєстрації. 2) представлене значення концентрації глюкози крові. 3) сигнал тривоги, що відображає значення концентрації глюкози крові. Мікроконтролер також можна запрограмувати для визначення значення калорій споживаного харчу пацієнтом та іншу інформацію, необхідну для пацієнта. Каблучка-глюкометр працює таким чином. Інфрачервоне світло від джерела (світлодіода) 3 попадає на фотоприймач 1. Фотоприймач 1 реєструє значення електрорушійної сили без об'єкта дослідження. Величина фотоелектрорушійної сили в цьому випадку має позитивне значення, яке служить, наприклад, для індикації працездатності батарей живлення основних вузлів електроніки (при відсутності біологічного об'єкта між парою світлодіод-фотоелемент на виході виникає фотоелектрорушійна сила (фотоЕРС) із значенням від +180 до +300 мВ). Якщо це значення знижується, то електронна система видає повідомлення, що необхідно заряджати батарею. На дисплеї 5 в корпусі 2 каблучки-глюкометра розряд батареї відображається відповідним значком. Після встановлення каблучки-глюкометра на палець пацієнта випромінювання від джерела 3 світла проходить через палець як об'єкт дослідження на фотоприймач 1, а електронна система 96740 4 записує від'ємне значення електрорушійної сили (значення фотоЕРС змінюється в межах від -10 до -40 мВ (що відповідає значенню концентрації глюкози від 30 до 1 ммоль/л відповідно), проводить розрахунок і після цього значення концентрації глюкози в об'єкті дослідження представляє на дисплеї 5. Чим більша концентрація глюкози в об'єкті дослідження, тим менше від'ємне значення електрорушійної сили і навпаки. Оптичні осі джерела 3 та фотоприймача 1 знаходяться на одній лінії. На фіг. 3 представлено блок-схему приєднання датчика до системи збору, обробки, запам'ятовування, представлення інформації про концентрацію глюкози крові, а на фіг. 4 - передача інформації через ефір на комп'ютер лікаря пацієнта. На блок-схемі (фіг. 3 та 4) показано оптоелектронний датчик 8, що містить світлодіод 3 та фотоприймач 1, вихід якого приєднаний до підсилювача 9 сигналу, що подається на аналого-цифровий перетворювач 10, після чого цифровий сигнал подається на мікроконтролер (мікропроцесор) 11. Мікропроцесор 11 обчислює та підраховує виміряну величину шляхом порівняння сигналу, перетвореного в цифрову величину аналого-цифровим перетворювачем 10, з калібрувальною кривою, яка знаходиться в пам'яті мікропроцесора 11. Виходи мікроконтролера 11 зв'язані з входом дисплея 12, блоком 13 аварійного сигналу, з світлодіодом 3. На табло дисплея 12 висвічуються графічні та алфавітно-нумераційні дані результатів вимірювання. Можливе поєднання мікропроцесора з внутрішнім аналого-цифровим перетворювачем, який може входити в структурну схему мікропроцесора. У випадку передачі даних досліджень до лікаря (мал. 4) вихід мікроконтролера з радіопередавачем 14. Сигнал з радіопередавача 14 через ефір приймається радіоприймачем 15 і через радіомодем 16 дані приходять на комп'ютер 17 лікаря. Можливий варіант, коли сигнал від передавача 14 приходить на приймач 15, що розміщений у сім'ї хворого пацієнта. Передача даних може здійснюватися через інфрачервоний порт (або USB порт) 18. Керування каблучкою-глюкометром, а також встановлення параметрів, які потрібно для визначення концентрації глюкози крові пацієнта, проводиться за допомогою кнопок 6, які розміщені на його корпусі. Кнопки 6 можуть бути розташовані на торці каблучки-глюкометра. Зв'язок каблучкиглюкометра з комп'ютером лікаря або в сім'ї пацієнта може бути проведений через ІЧ та/або USB порт або радіозв'язок. Графік зображений на фіг. 5 показує залежність концентрації С від значення фотоЕРС від фотоприймача (яке пропорційно інтенсивності світла, що пройшло через об'єкт дослідження) згідно з законом Ламберта-Бера: І/І0=ехр(-kCd), де І0 та І - значення фотоЕРС до і після встановлення каблучки-глюкометра на біооб'єкт (палець пацієнта) відповідно, k - молекулярний коефіцієнт поглинання глюкози крові, 5 С - концентрація глюкози крові, d - товщина біооб'єкта. За допомогою каблучки-глюкометра можна проводити неперервне вимірювання рівню глюкози в крові хворого на діабет. В цьому випадку мікроконтролер програмують для зняття рівня глюкози в крові кожні 5-10 хв. протягом, наприклад, трьох днів. Такий процес застосування каблучкиглюкометра потрібний також для визначення часу максимального викиду глюкози в кров пацієнта з метою представлення типу інсуліну. Технічна ефективність каблучки-глюкометра в тому, що він здатний вимірювати малі значення світлового потоку, які пройшли через об'єкт (що містить глюкозу крові) високочутливим фотоприймачем з інверсією знака електрорушійної сили. Літературні джерела: 1. Каблучка-пульсометер Pulse Ring. Джерело Gizmodo. 96740 6 2. Патент US 2005 №192493. Non-invasive blood analyte measuring and method utilizing optical absorption. Автор Wuori E. Патентовласник Miniformed LLC. МПК А61В5/00. Опубл. 01.09.2005. 3. Патент US №2004 127779. Method and apparatus for non-invasive blood constituents monitoring. МПК А61В5/00. Автор Steuer R., Miller D.P. Опубл. 01.07.2004 4. Патент України №78817 C2. Спосіб неінвазійного визначення концентрації глюкози в крові людини та пристрій. Автори Войтович І.Д., Корсунський В.М. Патентовласник Ін-т кібернетики ім. В.М. Глушкова НАНУ. МПК А61В5/145, G01N33/49. Oпyбл. 25.04.2007. 5. Патент US №2006 0104824. Detecting medical conditions with noninvasive body probes. Автор Schnall R.P. МПК А61В5/00.Опубл. 18.05.2006. 7 96740 8 9 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 96740 Підписне 10 Тираж 23 прим. 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