血液代謝物水平的無創監測的制作方法

專利名稱：血液代謝物水平的無創監測的制作方法
血液代謝物水平的無創監測相關申請的交叉引用本申請部分地涉及于2008年10月27日提交的、美國發明專利申請第12/258，509 號和于2009年6月9日提交的、美國臨時專利申請第61/185，258號，上述申請通過引用被
合并于此。
背景技術：
本發明涉及對患者血液代謝物水平的無創監測。更具體地，本發明涉及使用傳感器陣列和電磁阻抗斷層攝影術無創監測患者血液代謝物水平的解決方案。包括葡萄糖、乳酸和水合水平的血液代謝物水平是患者健康和身體狀況的重要指標。在無創血液代謝物監測系統中，在患者的身體的表面(表皮)進行生物數據的測量。 這些表面測量比在下層(例如，真皮或皮下層)進行的那些有創測量對身體的變化更敏感。 溫度、出汗、濕度水平等的波動都會導致患者生物數據的快速和劇烈變動。當試圖通過表皮層(使用皮膚上的傳感器)確定生物數據(即，血液代謝物水平)時，在對這些變動的補償中會產生困難。

發明內容
公開了能夠無創監測患者血液代謝物水平的解決方案。在一個實施例中，一種方法包括用傳感器陣列重復地測量來自患者的表皮層、以及患者的真皮層和皮下層之一的多個電磁阻抗讀數，直到所述讀數之間的差異超過閾值；使用等效電路模型和表示患者生理學特征的個體調節因素數據計算表示所述差異的阻抗值；以及從所述阻抗值和血液代謝物水平算法確定患者的血液代謝物水平，所述血液代謝物水平算法包括患者的血液代謝物水平數據與電磁阻抗數據值的對應關系。本發明的第一方面提供了一種方法，所述方法包括用傳感器陣列重復地測量來自患者的表皮層、以及患者的真皮層和皮下層之一的多個電磁阻抗讀數，直到所述讀數之間的差異超過閾值；使用等效電路模型和表示患者生理學特征的個體調節因素數據計算表示所述差異的阻抗值；以及從所述阻抗值和血液代謝物水平算法確定患者的血液代謝物水平，所述血液代謝物水平算法包括患者的血液代謝物水平數據與電磁阻抗數據值的對應關系。本發明的第二方面提供了一種血液代謝物水平監測系統，包括傳感器陣列，用于重復地測量來自患者的表皮層、以及患者的真皮層和皮下層之一的多個電磁阻抗讀數，直到所述讀數之間的差異超過閾值；計算器，用于計算表示所述差異的阻抗值，所述計算器包括等效電路模型和表示患者生理學特征的個體調節因素數據；以及確定器，用于從所述阻抗值和血液代謝物水平算法確定患者的血液代謝物水平。本發明的第三方面提供了一種存儲在計算機可讀介質上的程序產品，所述程序產品在被運行時執行以下操作獲得關于患者的表皮層、以及患者的真皮層和皮下層之一的多個電磁阻抗讀數；分析所述電磁阻抗讀數以確定差異；使用等效電路模型和表示患者生理學特征的個體調節因素數據計算表示所述差異的阻抗值；以及從所述阻抗值和血液代謝物水平算法確定患者的血液代謝物水平，所述血液代謝物水平算法包括患者的血液代謝物水平數據與電磁阻抗數據值的對應關系。本發明的第四方面提供了一種血液代謝物監測系統，包括基于在患者的單血液代謝物周期內測量來自所述患者的多個電磁阻抗讀數確定患者的血液代謝物水平的設備。本發明的第五方面提供了一種用于監測患者的血液代謝物水平的方法，所述方法包括基于在患者的單血液代謝物周期內測量來自所述患者的多個電磁阻抗讀數確定患者的血液代謝物水平。本發明的第六方面提供了一種存儲在計算機可讀介質上的程序產品，所述程序產品在被運行時執行以下操作基于在患者的單血液代謝物周期內從患者收集的多個電磁阻抗讀數確定患者的血液代謝物水平。本發明的第七方面提供了一種血液代謝物監測系統，包括信號發生器，用于發送電磁信號；傳感器陣列，用于接收來自所述信號發生器的所述電磁信號并且將所述電磁信號施加于患者；以及無創測量來自患者的表皮層、以及患者的真皮層和皮下層之一的多個電磁阻抗讀數；比較器，用于將所述多個電磁阻抗讀數之間的差異與閾值相比較；以及控制器，用于控制所述信號發生器和所述比較器，所述控制器響應所述差異小于所述閾值提供用于重復所述發送、無創測量和比較的指令。本發明的第八方面提供了一種存儲在計算機可讀介質上的程序產品，所述程序產品在被運行時執行以下操作將電磁信號發送到傳感器陣列；接收來自所述傳感器陣列的多個電磁阻抗讀數，所述電磁阻抗讀數從患者的表皮層、以及患者的真皮層和皮下層之一收集；將所述多個電磁阻抗讀數之間的差異與閾值相比較；以及響應所述差異小于所述閾值提供用于重復所述發送、接收和比較的指令。本發明的第九方面提供了一種用于監測患者的血液代謝物水平的方法，所述方法包括將電磁信號發送到傳感器陣列；接收來自所述傳感器陣列的多個電磁阻抗讀數，所述電磁阻抗讀數收集自患者的表皮層以及患者的真皮層和皮下層之一；將所述多個電磁阻抗讀數之間的差異與閾值相比較；以及響應所述差異小于所述閾值重復所述發送、接收和比較。


從結合附圖進行的本發明的各個方面的以下詳細描述將更容易理解本發明的這些和其它特征，所述附圖描繪了本發明的各個實施例，在附圖中圖1示出了用于實現本發明一個實施例的示例性環境和計算機基礎設施的框圖。圖2示出了根據本發明實施例的監測患者葡萄糖水平的各步驟的流程圖。圖3示出了根據本發明一個實施例的葡萄糖監測儀的底面視圖。圖4示出了根據本發明的另一個實施例的葡萄糖監測儀的底面視圖。圖5示出了根據本發明實施例的葡萄糖監測儀的示意圖。圖6示出了根據本發明備選實施例的葡萄糖監測儀的底面視圖。圖7示出了根據本發明實施例的等效電路模型的示意圖。圖8示出了根據本發明實施例的葡萄糖監測儀的頂視圖。
圖9示出了用于實現本發明一個實施例的示例性環境和計算機基礎設施的框圖。圖10示出了根據本發明實施例的傳感器陣列的示意性側視圖。圖11示出了根據本發明實施例的包括使用的測試模式的表。圖12示出了對應于圖11的測試模式的傳感器陣列的示意性側視圖。圖13示出了根據本發明實施例的包括在測試期間獲得的電磁阻抗值的表。圖14示出了根據本發明實施例的在測試期間使用的等效電路模型。應當注意本發明的附圖未按比例繪制。附圖旨在僅僅描繪本發明的典型方面，并且因此不應當被視為限制本發明的范圍。在附圖中，在附圖之間相似的附圖標記表示相似的元件。
具體實施例方式在本文示出并描述了用于無創監測患者血液代謝物水平的解決方案。應當理解血液代謝物水平信息可以用于確定患者的多個身體條件。盡管可以使用此處描述的解決方案監測其它血液代謝物水平，例如水合水平和乳酸水平，但是葡萄糖水平被用作主要的示例性例子。應當理解這些解決方案可以通過過度實驗容易地適用于監測患者的水合水平、乳酸水平等。例如，圖1中所示并且本文中所述的葡萄糖監測系統106、葡萄糖確定器1 和葡萄糖監測儀140可以備選地被配置成監測換言之患者的水合和/或乳酸水平。參見附圖，圖1示出了用于監測患者葡萄糖水平的示例性環境100。在該程度上， 環境100包括可以執行本文描述的各個過程的計算機基礎設施102。特別地，計算機基礎設施102被示出為包括計算設備104，所述計算設備104則包括葡萄糖監測系統106，后者能夠使得計算設備104通過執行本公開的各步驟來監測患者的葡萄糖水平。計算設備104被示出為包括存儲器112、處理器單元(PU) 114、輸入/輸出(I/O) 接口 116和總線118。此外，計算設備104被示出為與葡萄糖監測儀140和存儲系統122通信。一般而言，處理器單元114執行存儲在存儲器112和/或存儲系統122中的計算機程序代碼，例如葡萄糖監測系統106。當執行計算機程序代碼時，處理器單元114可以從/向存儲器112、存儲系統122和/或I/O接口 116讀和/或寫數據，例如電磁阻抗讀數144。總線118提供計算設備104中的每個部件之間的通信鏈接。在任何情況下，計算設備104可以包括能夠執行由用戶安裝的計算機程序代碼的任何通用計算產品(例如，個人計算機、服務器、手持式設備等)。然而，應當理解，計算設備 104和葡萄糖監測系統106僅僅代表可以執行本發明的各個過程步驟的各種可能的等效計算設備。在該程度上，在其它實施例中，計算設備104可以包括任何專用計算產品，包括用于執行特定功能的硬件和/或計算機程序代碼，包括專用和通用硬件/軟件的組合的任何計算產品等。在每種情況下，可以分別使用標準編程和工程技術產生程序代碼和/或硬件。類似地，計算機基礎設施102僅僅是用于實現本發明的各種類型的計算機基礎設施的例示。例如，在一個實施例中，計算機基礎設施102包括兩個或以上的計算設備(例如， 服務器簇)，所述計算設備經任何類型的有線和/或無線通信鏈接(例如網絡、共享存儲器等)通信以執行本發明的各個過程步驟。當通信鏈接包括網絡時，網絡可以包括一種或多種類型的網絡的任何組合(例如互聯網、廣域網、局域網、虛擬私域網等)。不管怎樣，計算設備之間的通信可以利用各種類型的傳輸技術的任何組合。
如先前所述和如下將進一步討論的，葡萄糖監測系統106允許計算機基礎設施 102確定患者的葡萄糖水平。在該程度上，葡萄糖監測系統106被示出為包括比較器110、 計算器124、確定器1 和可選的校準器128。在圖1中還示出了包括傳感器陣列142的葡萄糖監測儀140。傳感器陣列142可以從例如可以是人的病患獲得電磁阻抗讀數144。葡萄糖監測儀140可以將電磁阻抗讀數144發送給葡萄糖監測系統106和/或存儲系統122。 這些部件的每一個的操作將在本文中被進一步論述。然而，應當理解，圖1中所示的各種功能中的一些可以獨立地實現、組合和/或存儲在被包括在計算機基礎設施102中的一個或多個獨立的計算設備的存儲器內。此外，應當理解系統和/或功能中的一些可以不被實現， 或者附加系統和/或功能可以被包括作為環境100的一部分。參見圖2，并且繼續參考圖1，現在將描述用于監測患者的葡萄糖水平的方法的實施例。在步驟Sl中，傳感器陣列142重復地測量來自患者的表皮層以及真皮和皮下層之一的多個電磁阻抗讀數144，直到讀數之間的差異超過閾值。電磁阻抗讀數144可以包括通過測量患者的身體部分對電磁信號(例如交流信號)的阻抗(或“復”阻抗)而收集的數據。 電磁阻抗讀數144可以包括阻抗頻譜數據，所述阻抗頻譜數據可以通過在頻率的范圍上測量患者的身體部位的阻抗而獲得。頻率的范圍例如可以在IOOHz到IOMHz之間。在一個實施例中，頻率的范圍例如可以在IOOkHz到IOMHz之間。應當理解頻率范圍例如可以由信號發生器控制，所述信號發生器可以將電磁信號送至傳感器陣列142。在該情況下，信號發生器可以是葡萄糖監測系統106、葡萄糖監測儀140中的部件或完全獨立部件。還應當理解電磁阻抗讀數144(例如，電位差)可以由信號分析器測量。例如，電磁阻抗讀數可以由阻抗分析器測量，所述阻抗分析器可以是葡萄糖監測系統106、葡萄糖監測儀140中的部件或完全獨立部件。參見圖2，步驟Sl可以包括兩個部分1)用傳感器陣列142測量來自患者的表皮層的多個電磁阻抗讀數144 ；以及2)用傳感器陣列142測量來自患者的真皮層和皮下層之一的多個電磁阻抗讀數144。應當理解來自患者的真皮層和皮下層之一的多個電磁阻抗讀數144必然包括關于患者的表皮層的數據。由于本文中所述的所有讀數144是在患者的皮膚的表面(表皮層)獲得的，因此這樣的讀數將總是包括關于表皮層的一些數據。例如，“來自”或“關于”患者的皮下層的讀數144包括關于皮下層、真皮層(在皮下之上)和表皮層 (在真皮層之上)的電磁阻抗數據。現在將參考圖3-6解釋傳感器陣列142，圖3_6示出了具有多個傳感器M0J42、 250的傳感器陣列142、143、144的例子。如圖3中所示，傳感器陣列142可以包括電流發送傳感器M0J42，電流接收傳感器M0J42，和電壓傳感器250。在本文中討論這些元件的每一個的操作。盡管在若干配置中被示出并描述，但是傳感器陣列142和傳感器M0J42、 250的布置僅僅是示例性的。電流發送傳感器M0J42，電流接收傳感器M0J42，和電壓傳感器250可以以不同于圖3中所示的其它布置定位在傳感器陣列142中。例如，電壓傳感器250例如可以以線性布置定位在電流發送傳感器240、242和電流接收傳感器240、242 之間(圖4- 。然而，電流發送傳感器240、242和電流接收傳感器240、242例如可以以線性布置定位在電壓傳感器250之間。此外，傳感器陣列142和傳感器240、242、250例如可以以其它布置(例如圓形或弧形布置)被配置。圖4-6示出了傳感器陣列142的備選實施例。如圖3中所示，傳感器陣列142包括十六個傳感器。然而，傳感器陣列142可以包含比所示的更少或更多數量的傳感器M0、M2、250。例如，圖4的傳感器陣列143包括八個傳感器MO、M2、250，而圖6的傳感器陣列144包括十個傳感器M0、M2、250。傳感器陣列142 和傳感器M0、M2、250可以由例如包括銀/氯化銀、鉬或碳的導電材料形成。然而，傳感器陣列142和傳感器M0、M2、250可以由現在已知或以后開發的其它導電材料形成。在一個實施例中，傳感器240、242、250可以是能夠執行本文中所述的功能的常規電極。在任何情況下，傳感器M0、M2、250可以在傳感器陣列142上功能互換。傳感器M0、M2、250的互換可以不需要傳感器的物理移除和替換，而是可以由葡萄糖監測系統 106通過傳感器陣列142的再編程來執行。例如，傳感器陣列142可以由用戶經由葡萄糖監測系統106再編程以將傳感器242從電流發送傳感器變為電流接收傳感器。此外，傳感器陣列142可以由用戶再編程以將傳感器242從電流發送傳感器變為電壓傳感器。將參考圖 4-6進一步解釋這一可互換性。返回參見圖2和步驟Si，傳感器陣列142可以重復地測量來自患者的表皮層以及真皮層和皮下層之一的多個電磁阻抗讀數144，直到讀數之間的差異超過閾值。來自表皮層的多個電磁阻抗讀數144可以相對于彼此大致同時被測量，或者可以連續地被測量。此外， 來自真皮層和皮下層之一的多個電磁阻抗讀數144可以相對于彼此大致同時被測量，或者可以連續地被測量。另外，來自表皮以及真皮或皮下的多個電磁阻抗讀數144可以相對于彼此大致同時被測量。在一個實施例中，來自表皮以及真皮和皮下層之一的多個電磁阻抗讀數144可以在彼此小于大約六分鐘內被測量以保證患者的葡萄糖水平的精確量度。在本領域中眾所周知，人類患者的典型葡萄糖周期(葡萄糖代謝的細胞振蕩)為大約二至六分鐘長。在一些患者體內，該葡萄糖周期可以長達十分鐘。在該情況下，多個電磁阻抗讀數 144可以彼此在大約十分鐘內被測量。在患者的一個葡萄糖周期內測量多個電磁阻抗讀數 144提供對該患者的葡萄糖水平的精確量度。還應當理解來自表皮層以及真皮和皮下層之一的電磁阻抗讀數144分別被用作 “淺”讀數和“深”讀數。當在本文中使用時，表皮層指的是覆蓋患者的身體外表面的皮膚的外層。真皮層指的是在表皮之下的皮膚層，包括乳頭狀真皮和網狀真皮。真皮層還包括小血管(毛細血管床)和特殊細胞，包括外分泌(汗)腺和皮脂(脂)腺。皮下層指的是在表皮和真皮層下方的皮膚層，包括脂肪組織和大血管。盡管在本文中參考“深”讀數描述真皮和皮下層，但是應當理解在表皮之下的其它組織層也可以提供足夠“深”的讀數。如參考圖4所述，傳感器陣列143可以將多個交流信號穿過患者的不同層。在一個實施例中，信號發生器(未示出)可以生成電磁信號并且將信號發送到傳感器陣列143。 在該情況下，信號發生器可以是本領域中已知的任何常規信號發生器。在另一個實施例中， 傳感器陣列143可以包括產生電磁信號的信號發生器。在另一個實施例中，電流發送傳感器240可以包括或電耦接到能夠產生電磁信號的常規信號發生器。在任何情況下，電流發送傳感器240和電流接收傳感器242創建使用患者的(一個或多個)層作為導電介質的電磁電路。如本文中所述，電流發送傳感器240可以產生交流信號，所述交流信號被發送通過患者的(一個或多個)層并且由電流接收傳感器242接收。交流信號可以處于最大化從患者提取葡萄糖讀數的頻率范圍內。該頻率可以在大約IOOHz到大約IOMHz的范圍內。當信號被發送通過患者的層時，可以測量該層內的電壓差。電壓傳感器250確定患者的層內的該電壓差，并且葡萄糖監測儀140能夠將該電壓差發送到葡萄糖監測系統106。應當理解電壓傳感器250的數量僅僅是示例性的，并且多達12個電壓傳感器可以位于傳感器陣列143 或其它傳感器陣列142、144中。參見圖5，示出了具有圖4的傳感器陣列143的葡萄糖監測儀140的電路圖。圖 5包括電流發送傳感器M0、電流接收傳感器242和六(6)個電壓傳感器250(省略了一些標記)。在電流發送傳感器240和電流接收傳感器242之間發送的交流信號由電流分布線 270指示。等電位表面線272也被示出，指示恒定標量電位(電壓)的表面。此外，電流測量線(“I”)和電壓測量線“V1”、“V2”和“V3”被示出，例示了可以在傳感器240、242、250 上分別測量電流和電壓。如圖4中所示，電壓傳感器250以線性布置位于電流發送傳感器 240、242和電流接收傳感器240、242之間。三“組”電壓傳感器250由電壓量度VI、V2和 V3示出。傳感器M0、M2、250的位置之間的關系以及下層組織(或“測試下的材料”)的性質決定電壓可被測量的深度。在該示例性例子中，交叉點280可以通過顯示等電位表面線272在哪里與電流分布線270交叉而表明電壓可被測量的不同深度。交叉點280指示最遠離電流發送傳感器240和電流接收傳感器242的電壓傳感器250能夠讀取最深組織層中的電壓水平。在該情況下，Vl可以表示跨患者的表皮層的電壓讀數。V2表示比Vl更深的讀數，并且可以測量關于患者的真皮層的數據。V3表示比V2更深的讀數，并且可以測量關于患者的皮下層的數據。從圖5可以理解，傳感器M0、M2、250的可互換性可以允許通過操縱的傳感器類型來測量不同組織層。圖6示出了具有傳感器陣列144的葡萄糖監測儀140的另一個備選實施例。在該實施例中，示出了兩列，每列包含5個傳感器M0、M2、250。每列可以包括電流發送傳感器 240,242,電流接收傳感器MO、對2，和三個電壓傳感器250。電壓傳感器250可以以線性布置位于電流發送傳感器240、242和電流接收傳感器240、242之間。葡萄糖監測儀140可以使用一排內或列間的電壓傳感器250的不同組合來測量不同層(即，表皮、真皮、皮下)處的電磁阻抗讀數144。類似地如參考圖3-5所述，傳感器陣列144中的傳感器240、242、250 的類型可以在列內或列間互換以允許測量不同的組織層。參考圖2，在步驟S2中，比較器110將電磁阻抗讀數之間的差異與閾值差異相比較。閾值差異例如可以是單阻抗值或阻抗范圍，其確定所述差異(阻抗值)包含關于深讀數的足夠信息以確定患者的葡萄糖水平。閾值差異可以由用于測量電磁阻抗讀數的傳感器 240、242、250的位置、由葡萄糖監測儀140內的電子部件(未顯示)的信噪比、以及測試下的材料(患者組織)的特性來確定。為了補償來自表皮層的電磁阻抗讀數144的波動，差異必須足夠大以提供關于真皮層和皮下層之一處的葡萄糖水平的足夠信息。在步驟S3A中，響應于所述差異小于閾值差異，重復上述測量和比較步驟直到所述差異大于閾值差異。盡管在本文中被描述為“差異”，但是該值可以是復數數學值和/或復數方程。可以使用來自患者的不同層的測量讀數144的迭代過程并且基于各層間已知關系的調節后續讀數144來計算該差異。例如，在一個實施例中，不知道初始交流信號是否會穿透超過患者的表皮層。在該情況下，通過調節傳感器M0、M2、250的位置和頻率范圍，可以獲得不同的電磁阻抗讀數144。從那些不同的電磁阻抗讀數144和患者各皮膚層之間的已知關系可以確定不同層的穿透。在另一個實施例中，可以使用一個或多個數學評估技術 (例如尼奎斯特或神經網絡技術)來計算該差異。然而，應當理解也可以使用任何其它已知的數學技術。
在步驟S3中，響應于所述差異至少等于閾值差異，計算器1 使用等效電路模型和個體調節因素數據計算表示所述差異的阻抗值。等效電路模型可以模擬傳統交流(AC) 橋接電路方程，由此當在輸出測得“零”或空讀數時電路的四個元件的阻抗平衡。在該情況下，等效電路模型使用來自表皮層的多個阻抗讀數144和來自真皮層和皮下層之一的多個阻抗讀數144作為AC橋的“元件”。圖7示出了根據本發明一個實施例的AC電路模型300 的例子。在該情況下，等效電路模型的平衡方程可以是D = ((ZK/ (ZJ+ZK)) - (ZM/ (ZL+ZM))在圖7的例子中，ZJ是來自表皮層的第一電磁阻抗讀數，Si是來自真皮層和皮下層之一的第一電磁阻抗讀數，ZM是來自表皮層的第二電磁阻抗讀數，ZL是來自真皮層和皮下層的所述之一的第二電磁阻抗讀數，并且D是表示所述差異的阻抗值。用于獲得讀數ZJ、 ZM、ZK和ZL的傳感器陣列140內的特定傳感器M0、M2、250由比較器110選擇。使用該方程，計算器1 可以計算表示差異的阻抗值。應當理解表示來自表皮的讀數和來自真皮層和皮下層之一的讀數之間的差異的阻抗值是表示真皮層和皮下層之一的阻抗值。因此， 阻抗值D包括關于患者的真皮或皮下層的信息，并且可被用于確定該患者的葡萄糖水平， 如本文中所述。在步驟S4中，確定器1 從表示所述差異的阻抗值和葡萄糖算法確定患者的葡萄糖水平。葡萄糖算法可以包括電磁阻抗與葡萄糖水平的相關信息。例如，葡萄糖算法可以由從患者收集的經驗數據和分配給該經驗數據的相應電磁阻抗值導出。在該情況下，可以經由常規葡萄糖測試技術(例如經典手指針刺法(在本文中進一步描述))測試多個患者。 通過常規測試進行的葡萄糖水平確定然后可以與電磁阻抗值相配對并且可以執行進一步測試以評估這些配對。通過該迭代過程，電磁阻抗的范圍可以與特定患者分布的葡萄糖水平的范圍相關聯。例如，可以建立一組患者的患者分布，一個這樣的示例性分布為高加索女性，年齡在45-50之間，體重為120-130磅，具有15-18%的身體脂肪等。在患者屬于該分布的情況下，可以使用表示從患者測量的讀數(表皮和真皮/皮下)之間的差異的阻抗值和適應于患者分布的葡萄糖算法來確定患者的葡萄糖水平。在另一個實施例中，葡萄糖算法可以專門適應于一個患者。在該情況下，可以從僅僅從該患者收集的經驗數據導出所述葡萄糖算法。相比于在確定患者葡萄糖水平中收集的多個電磁阻抗讀數，該經驗數據(葡萄糖水平數據和電磁阻抗數據)可以在比患者的一個葡萄糖周期更長的持續時期內收集。 相比于一般患者分布的葡萄糖算法，該特定于患者的葡萄糖算法可以為確定患者葡萄糖水平提供更精確的結果。在任何情況下，確定器126從表示所述差異的阻抗值和葡萄糖算法來確定患者的葡萄糖水平。在可選步驟S5中，校準器128可以通過比較患者的所述葡萄糖水平與患者的已知葡萄糖水平來校準傳感器陣列142。患者的已知葡萄糖水平例如可以由經典手指針刺法獲得。在該情況下，通過刺破患者指尖的皮膚并且例如在小瓶中收集血液而獲得他/她的血液。然后可以使用傳統葡萄糖測量技術分析該血液以確定葡萄糖水平。手指針刺僅僅是可以獲得患者的已知葡萄糖水平的傳統方法的一個例子。可以以本領域中已知的各種其它方式獲得患者的已知葡萄糖水平。在任何情況下，已知葡萄糖水平然后可以與由葡萄糖確定器126確定的葡萄糖水平比較。在已知葡萄糖水平和經確定的葡萄糖水平不相同的情況下，校準器1 可以通過對傳感器活動狀態和類型進行調節來校準葡萄糖監測儀140。例如，在圖4的傳感器陣列143中，校準器1 可以將指令提供給葡萄糖監測儀140以將一對電壓傳感器250分別轉換為一個電流發送傳感器240和一個電流接收傳感器M2。校準器 128還可以將指令提供給葡萄糖監測儀140以使用不同的一對電壓傳感器250獲得關于患者的電磁阻抗數據。可以在不重啟葡萄糖監測系統106的情況下執行校準，并且可以在顯示器342(圖8)的一部分上指示校準隊列或等待時間。應當理解傳感器陣列142的校準可以獨立于本文中所述的步驟執行。例如，傳感器陣列142的校準可以在測量步驟Sl之前執行，并且可以基于患者分布(其可以包括表示患者的生理學特征的數據)。該患者分布可以包括信息，例如患者的體重、體脂百分比、 年齡、性別等。患者分布還可以包括特定于患者的信息，例如皮膚厚度信息和測試位置信息 (例如，前臂區域、腕部、背部等)。使用患者分布，校準器1 可以將指令提供給葡萄糖監測儀140以使用一個或多個電壓傳感器以及一組或多組電流發送傳感器240和電流接收傳感器242來獲得關于患者的電磁阻抗數據。參見圖8，示出了葡萄糖監測儀140的頂視圖。葡萄糖監測儀140可以包括顯示器342和多個控制器344。顯示器342可以提供觀察顯示器342的患者和其它人可見的葡萄糖讀數346( “葡萄糖水平500mg/dL”)。可以響應于控制器344的動作來提供葡萄糖讀數346。在一些情況下，葡萄糖讀數346可以包括允許患者查看多個時段上的葡萄糖數據的歷史葡萄糖數據。此外，葡萄糖讀數346可以響應于控制器344的動作提供葡萄糖數據的圖形表示。另外，葡萄糖數據可被存儲和/或傳送到存儲系統122和/或計算機設備104。 還應當理解葡萄糖監測儀140和傳感器陣列142、143、144可以處于分開的位置。例如，傳感器陣列142、143、144可以從患者的腕部、背部、大腿等收集電磁阻抗讀數144并且將電磁阻抗讀數144發送到葡萄糖監測儀140。葡萄糖監測儀140可以使用硬連線或無線連接將電磁阻抗讀數144發送到例如葡萄糖監測系統106。圖9示出了根據本發明另一個實施例的用于監測患者葡萄糖水平的示例性環境 500。在該程度上，環境500包括能夠執行本文中所述的各個過程的計算機基礎設施502。 特別地，計算機基礎設施502被示出為包括計算設備504，所述計算設備包括葡萄糖監測系統506，所述葡萄糖監測系統能夠使計算設備504通過執行本文中所述的步驟來監測患者的葡萄糖水平。應當理解相比于圖1的示例性環境100，共同命名的部件(例如，存儲器、計算器、存儲系統等)可以如本文中所述并且參考圖1而類似地起作用。如圖9中所示，葡萄糖監測系統506可以包括比較器510 (可選)、計算器524、葡萄糖確定器5 和校準器5 (可選)。葡萄糖監測系統506被示出為經由計算設備504與存儲系統522和/或葡萄糖監測儀540通信。葡萄糖監測儀540可以包括比較器510 (可選)、控制器Ml、信號發生器543和發送器M6。葡萄糖監測儀540被示出為與傳感器陣列 542通信，所述傳感器陣列可以獲得來自患者(未示出)的電磁阻抗讀數M4。在該實施例中，傳感器陣列542可以是獨立于葡萄糖監測儀540和葡萄糖監測系統506的部件。例如，傳感器陣列542可以是在本文中所述的任何配置中布置的一次性電極陣列。如本文中所述，傳感器陣列542可以無創地獲得來自患者的身體部位的電磁阻抗讀數M4。傳感器陣列542可以經由硬連線和無線途徑連接到葡萄糖監測儀M0。在任何情況下，傳感器陣列542能夠與葡萄糖監測儀540和/或患者交換信號。在一個實施例中， 控制器541可以命令信號發生器543生成電信號(例如，交流信號)并且命令發送器M6將電信號發送給傳感器陣列M2。信號發生器543和發送器546可以是本領域中已知的任何常規信號發生器和發送器。在任何情況下，在傳感器陣列542接收到來自發送器M6的電信號之后，傳感器陣列542可以測量來自患者的多個電磁阻抗讀數M4。電磁阻抗讀數 544的測量可以以本文中所述或本領域中已知的任何方式執行。傳感器陣列542可以經由任何常規途徑(例如，位于傳感器陣列542上的獨立發送器)將電磁阻抗讀數544返回到葡萄糖監測儀M0。然而，在傳感器陣列542和葡萄糖監測儀540彼此硬連線的情況下，發送器546和位于傳感器陣列542上的發送器可能不必用于交換電信號。在任何情況下，傳感器陣列542可以將電磁阻抗讀數544發送給葡萄糖監測儀M0。在一個實施例中，比較器510是葡萄糖監測儀MO內的部件。在該情況下，比較器 510可以大致類似于圖1的比較器110起作用。當有指令來自控制器541時，比較器510比較電磁阻抗讀數M4以確定讀數544之間的差異是否超過閾值。如果差異超過閾值，則控制器541可以命令發送器546將表示差異的電磁阻抗讀數544發送給葡萄糖監測系統506。 如果差異不超過閾值，則控制器541可以命令信號發生器543和發送器546 (可選)將附加電信號送至傳感器陣列542用以測量附加電磁阻抗讀數M4。控制器541和比較器510可以重復該過程直到讀數544之間的差異超過閾值差異。葡萄糖監測儀540和葡萄糖監測系統506可以由硬連線或無線途徑連接。在一個實施例中，在葡萄糖監測儀540無線連接到葡萄糖監測系統506的情況下，發送器546可以使用射頻(RF)無線傳輸將電磁阻抗讀數544發送到葡萄糖監測系統506。在任何情況下， 葡萄糖監測儀540將電磁阻抗讀數544發送到可以大致類似于圖1的葡萄糖監測系統106 起作用的葡萄糖監測系統506。在備選實施例中，比較器510可以是葡萄糖監測系統506中的部件(類似關于圖 1的葡萄糖監測系統106示出和描述)。在該情況下，比較器510可以與葡萄糖監測儀540 通信，并且具體地，與控制器541通信，以便獲得表示閾值差異的電磁阻抗讀數M4。一旦獲得，這些讀數544可以被處理，如參考圖1所述(例如使用計算器524、葡萄糖確定器526
寸J ο在另一個備選實施例(以虛線示出)中，葡萄糖監測儀540及其部件可被并入在葡萄糖監測系統506 (和/或計算設備504)。在該情況下，示例性環境500包括兩個部件 計算設備504和傳感器陣列M2。在這里，計算設備504可以硬連線或無線連接到傳感器陣列M2，并且葡萄糖監測儀MO的功能可以全部由葡萄糖監測系統506執行。在任何情況下，葡萄糖監測系統506、葡萄糖監測儀540和傳感器陣列542提供對患者的血液代謝物 (例如，葡萄糖)水平的無創監測。例子以下提供了本文中所述的實施例的特定例子。例1 組織層的識別以下是通過使用具有圖4的傳感器陣列143的葡萄糖監測儀140獲得的實驗結果的示例性例子。在該實驗中使用的所有傳感器是一次性BIOPAC 電極(BIOPAC 是加利福尼亞州戈拉塔市BIOPACSystems公司的注冊商標)，每個電極具有10. 5mm的直徑。 圖10示出了如該實驗中使用的傳感器陣列143的示意性側視圖。如本文中所述，傳感器陣列143中的每個電極被分配數字(1-8)。傳感器陣列143被配置成使得電極(中心到中心)的距離為X并且從電極1的中心到電極8的中心的距離為7X(電極之間的間隔相等)。在該例中，使用四個電極的組獲得量度，所述組包括一個電流發送電極、一個電流接收電極和兩個電壓感測電極。圖11示出了一個表，示出了在實驗期間使用的九個測試模式(Δ至I)。 如圖11中所示，項目“A”表示電流發送電極，項目“B”表示電流接收電極，并且項目“M”和 “N”表示電壓感測電極。應當理解在所有配置中電流發送電極“A”可以與電流接收電極“B” 互換。因而，為了解釋的目的，電流發送電極“A”和電流接收電極“B”兩者將被稱為“電流運載電極A和B”。在動物皮膚組織的一個層和動物肌肉組織的多個層上執行該實驗。初始地，將動物皮膚組織置于動物肌肉組織的多個層之上并且施加電流。在該實驗期間的不同時刻，將動物皮膚組織置于動物肌肉組織層之間以確定測量的深度。Agilent HP 4192A阻抗分析器(“阻抗分析器”)用于在電流在電流運載電極A和B之間傳輸時測量兩個電壓感測電極 (M和N)之間的電位差。為了該實驗的目的，選擇有限數量的電極模式。因而，設定兩個條件1)電流運載電極A和B將在電壓檢測電極M和N的外側；以及2)在每個配置中電極A 和M之間的距離將等于電極N和B之間的距離。給定這些條件，使用九個可能模式(Δ至I) (圖11)。使用在IOOkHz頻率下的阻抗分析器，對于皮膚組織和肌肉組織的每個配置用每個電極模式(Δ至I)收集電磁阻抗數據。這些測試指示可以獲得量度的深度取決于測試下材料(即，皮膚組織)的電阻率(即，1/電導率)以及用于完成測量的四個活動電極的配置。已知當所有電極(A、B、M和N)之間的距離相等時，測量的深度等于電極之間的距離。 使用圖4的傳感器陣列143，當D(A-M) = D(N-B) = D(M-N)時存在兩種情況。這發生在圖 10的模式Δ和E中。在模式A中，D(A-M) = D(N-B) =D(M-N) = 11. 75mm，而在模式E中， D(A-M) = D(N-B) = D(M-N) = 23. 5mm。使用該理論，電極模式Δ將確定U. 75mm的深度處的組織特性并且電極模式g將確定23. 5mm的深度處的組織特性。然而，使用模式Δ和E進行該實驗獲得略微不同的結果。電極模式Δ能夠測量9. 5mm的深度，而電極模式g能夠測量18. 75mm的深度。這些分別是19%和20%偏差。這些偏差以后用于校準傳感器143并且基于測試下材料和在傳感器陣列143中使用的電極來確定不同量度深度。例2 組織體積去除圖12示出了被測組織體積及其測得阻抗的概念模型。在該模型中，Za表示模式 A的測得阻抗量度和體積，并且\表示模式E的測得阻抗量度和體積。在該測試中，模式E 中的電極之間的距離是模式Δ中的電極之間的距離的兩倍(2Χ對X)。所以，當從4去除A 的影響(確定&和4之間的差異)時，ZI等于4與A串聯，因此ZI = 4+ (下面的方程 1)。Ze是Zl和Z2的并聯組合，由此并聯組合方程為4= (Z1Z2)/(Z1+Z2)。代入Zl得到， Ze = (ZA+ZA) * Z2/((ZA+。+Z2)，其中Zl是從表面到X的深度的組織的阻抗值并且Z2是從X的深度到2X的深度的組織的阻抗值。在一個測試中，X等于大約11. 75毫米(mm)。由于組織體積去除的目的是從4去除Zl的影響，方程2從&的方程(以上)導出，解出Z2。Z1 = ZA+ZA (方程 1)為了確認該模型，執行第二測試，這次集中于模式Δ和E并且僅僅使用具有 24. 61mm的平均厚度的動物肌肉組織。測量Za和并且使用上述的方程1和2計算Zl和Z2。這些幅度和相位值顯示在圖13的表中。這些幅度和相位值僅當測量肌肉組織時有助于表征結果。如圖13中所示，肌肉組織限度為Zl = 180 Ω和0.03°，Ζ2 = 437 Ω和-1. 03°。 所以，當Zl和Ζ2分別大于180 Ω和437 Ω時，皮膚和肌肉的組合正被測量。當Zl和Ζ2接近這些限度時，應當理解Zl和Ζ2不能夠在肌肉和皮膚組織之間進行區分。例3 組織體積區分執行進一步測試以確定來自患者的表皮層、以及真皮層和皮下層之一的讀數之間的差異。使用傳感器陣列143，從140mmol/L的標準氯化鈉溶液測量電磁阻抗讀數。給定氯化鈉溶液的均勻體積，經驗地導出在單頻率下由各電極對(圖11)測量的體積之間的關系， 由此Z1 = kIGZG = kICZG (方程 3)Zg = kGCZG(方程 4)其中Z是測得的模式(I、G, C)的阻抗并且使用140mmol/L的標準氯化鈉溶液計算Kre、Kic和Ke。。為了測試這些經驗導出的關系對于動物組織是否保持成立，完成兩個測試。在具有35mm厚度的動物肌肉組織上進行測試A，其中均勻肌肉組織的k值與氯化鈉測試(以上)一致。通過將動物皮膚組織的1.35mm厚的碎片置于與測試A相同的動物肌肉組織上進行測試B。使用方程3，阻抗& “不同”于阻抗4和&。使用方程4，阻抗&并沒有“不同”于阻抗4。如果測得電磁阻抗的差異大于10%則認為電磁阻抗(Z) “不同”。測試B中的測得電磁阻抗幅度差異為1)4和4之間的百分比差異 四％，2) Z1和&之間的百分比差異 37%，以及3) 和&之間的百分比差異 7%。例4 組織體積區分和去除(VDR)在確定組織體積區分和組織體積去除分別是可能的之后，能夠進行體積區分和去除(VDR)。該方法包括測量每個VDR方法的四個電磁阻抗讀數。具體地，可以從上部體積 (即，表皮)測量兩個電磁阻抗讀數，同時可以從下部體積(即，真皮或皮下)測量兩個電磁阻抗讀數。在識別不同組織體積之后，如上面詳細所述，四個量度可被用于等效電路模型中以計算表示體積之間的差異的電磁阻抗值。在一個實施例中，四個測量中的兩個來自淺體積(動物皮膚組織)，并且另兩個來自深體積(動物皮膚組織和動物肌肉組織)。等效電路模型在圖14中示出，并且模擬傳統交流(AC)橋接模型，由此阻抗在零或空讀數(D)上平衡。在圖14中，根據一個實施例，電磁阻抗&，4表示淺體積(動物皮膚組織)并且電磁阻抗4, 表示總體積(即，淺/深體積)。從AC橋接模型導出以下等效電路模型方程
權利要求
1.一種方法，包括用傳感器陣列重復測量來自患者的表皮層、以及患者的真皮層和皮下層之一的多個電磁阻抗讀數，直到所述讀數之間的差異超過閾值；使用等效電路模型和表示患者的生理學特征的個體調節因素數據計算表示所述差異的阻抗值；以及從所述阻抗值和血液代謝物水平算法確定患者的血液代謝物水平，所述血液代謝物水平算法包括患者的血液代謝物水平數據與電磁阻抗數據值的對應關系。
2.根據權利要求1所述的方法，還包括基于患者的所述血液代謝物水平和患者的已知血液代謝物水平校準所述傳感器陣列。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述血液代謝物水平是葡萄糖水平。
4.根據權利要求1所述的方法，其中所述個體調節因素數據包括關于如下的至少一項的信息患者的體重、患者的性別、患者的體脂百分比、患者的心率、患者的年齡和患者的種族。
5.根據權利要求1所述的方法，其中對表皮層的重復測量在患者的一個葡萄糖周期內執行。
6.根據權利要求1所述的方法，其中對患者的真皮層和皮下層之一的重復測量在患者的一個葡萄糖周期內執行。
7.根據權利要求1所述的方法，其中重復測量包括連續測量來自表皮層的多個電磁阻抗讀數。
8.根據權利要求1所述的方法，其中所述傳感器陣列包含至少八個傳感器。
9.根據權利要求8所述的方法，還包括在顯示器上顯示患者的血液代謝物水平。
10.根據權利要求1所述的方法，其中所述等效電路模型包括等效電路方程，所述等效電路方程包括D = ((ZK/(ZJ+ZK))-(ZM/(ZM+ZL))其中ZJ是來自表皮層的第一電磁阻抗讀數，ZM是來自表皮層的第二電磁阻抗讀數，ZK 是來自真皮層和皮下層之一的第一電磁阻抗讀數，ZL是來自真皮層和皮下層的所述之一的第二電磁阻抗讀數，并且D是表示所述差異的阻抗值。
11.一種血液代謝物水平監測系統，包括傳感器陣列，用于重復測量來自患者的表皮層、以及患者的真皮層和皮下層之一的多個電磁阻抗讀數，直到所述讀數之間的差異超過閾值；計算器，用于計算表示所述差異的阻抗值，所述計算包括使用等效電路模型和表示患者的生理學特征的個體調節因素數據；以及確定器，用于從所述阻抗值和葡萄糖算法確定患者的血液代謝物水平。
12.根據權利要求11所述的血液代謝物水平監測系統，還包括信號發生器，用于生成電磁信號并且將所述電磁信號發送至所述傳感器陣列。
13.根據權利要求12所述的血液代謝物水平監測系統，還包括信號分析器，用于分析所述電磁信號并且生成所述電磁阻抗讀數。
14.根據權利要求11所述的血液代謝物水平監測系統，其中所述計算器和所述確定器無線連接到所述傳感器陣列。
15.根據權利要求11所述的血液代謝物水平監測系統，還包括顯示器。
16.根據權利要求15所述的血液代謝物水平監測系統，其中所述顯示器無線連接到如下的至少一項所述計算器、所述確定器和所述傳感器陣列。
17.根據權利要求11所述的血液代謝物水平監測系統，其中所述計算器使用尼奎斯特法和神經網絡法中的至少一種來計算表示所述差異的所述阻抗值。
18.根據權利要求11所述的血液代謝物水平監測系統，其中以大約IOHz到IOMHz之間的頻率獲得所述電磁阻抗讀數。
19.根據權利要求11所述的血液代謝物水平監測系統，還包括校準器，用于基于患者的所述血液代謝物水平和患者的已知血液代謝物水平校準所述傳感器陣列。
20.根據權利要求11所述的血液代謝物水平監測系統，其中所述血液代謝物水平是葡萄糖水平。
21.根據權利要求11所述的血液代謝物水平監測系統，其中所述傳感器陣列在患者的一個葡萄糖周期內重復測量多個電磁阻抗讀數。
22.根據權利要求11所述的血液代謝物水平監測系統，其中所述傳感器陣列包含至少八個傳感器。
23.根據權利要求22所述的血液代謝物水平監測系統，其中所述至少八個傳感器以大致線性布置被布置。
24.根據權利要求11所述的血液代謝物水平監測系統，其中所述血液代謝物水平算法包括患者的血液代謝物水平數據與電磁阻抗數據值的對應關系。
25.根據權利要求11所述的血液代謝物水平監測系統，還包括比較器，用于將來自患者的表皮層以及真皮層和皮下層之一的所述多個電磁阻抗讀數之間的所述差異與閾值相比較。
26.根據權利要求11所述的血液代謝物水平監測系統，其中所述傳感器陣列包括由選自銀/氯化銀(Ag/AgCl)、鉬和碳的導電材料形成的多個電極。
27.根據權利要求沈所述的血液代謝物水平監測系統，其中所述多個電極包括以線性布置定位在患者的表皮層上的電流發送電極、電流感測電極和六個電壓感測電極。
28.一種存儲在計算機可讀介質上的程序產品，當被執行時，所述程序產品執行以下操作獲得關于患者的表皮層以及患者的真皮層和皮下層之一的多個電磁阻抗讀數； 比較所述電磁阻抗讀數以確定差異；使用等效電路模型和表示患者的生理學特征的個體調節因素數據計算表示所述差異的阻抗值；以及從所述阻抗值和血液代謝物水平算法確定患者的血液代謝物水平，所述血液代謝物水平算法包括患者的血液代謝物水平數據與電磁阻抗數據值的對應關系。
29.根據權利要求觀所述的程序產品，還執行以下操作提供指令以用于基于患者的所述血液代謝物水平和患者的已知血液代謝物水平校準傳感器陣列。
30.根據權利要求觀所述的程序產品，其中所述血液代謝物水平是葡萄糖水平。
31.根據權利要求觀所述的程序產品，其中所述個體調節因素數據包括關于如下的至少一項的信息患者的體重、患者的性別、患者的體脂百分比、患者的心率、患者的年齡和患者的種族。
32.根據權利要求觀所述的程序產品，還執行以下操作提供指令以用于在顯示器上顯示血液代謝物水平。
33.根據權利要求觀所述的程序產品，其中所述等效電路模型包括等效電路方程，所述等效電路方程包括D = ((ZK/(ZJ+ZK))-(ZM/(ZM+ZL))其中ZJ是來自表皮層的第一電磁阻抗讀數，ZM是來自表皮層的第二電磁阻抗讀數，ZK 是來自真皮層和皮下層之一的第一電磁阻抗讀數，ZL是來自真皮層和皮下層的所述之一的第二電磁阻抗讀數，并且D是表示所述差異的阻抗值。
34.根據權利要求觀所述的程序產品，其中所述電磁阻抗讀數從傳感器陣列獲得。
35.一種血液代謝物監測系統，包括基于在患者的單血液代謝物周期內測量來自所述患者的多個電磁阻抗讀數確定患者的血液代謝物水平的設備。
36.根據權利要求35所述的血液代謝物監測系統，還包括傳感器陣列，用于無創測量來自所述患者的多個電磁阻抗讀數。
37.根據權利要求36所述的血液代謝物監測系統，還包括校準器，用于基于患者的所述血液代謝物水平和患者的已知血液代謝物水平校準所述傳感器陣列。
38.根據權利要求36所述的血液代謝物監測系統，還包括信號發生器，用于將所述電磁信號發送至所述傳感器陣列，所述電磁信號用于測量來自所述患者的多個電磁阻抗讀數。
39.根據權利要求35所述的血液代謝物監測系統，其中所述電磁阻抗讀數從患者的表皮層、以及患者的真皮層和皮下層之一測量。
40.根據權利要求35所述的血液代謝物監測系統，其中所述設備包括計算器，用于從所述多個電磁阻抗讀數計算復數阻抗值，以及確定器，用于基于所述復數阻抗值和血液代謝物算法確定患者的血液代謝物水平。
41.根據權利要求40所述的血液代謝物監測系統，其中所述計算器使用等效電路模型和表示患者的生理學特征的個體調節因素數據計算所述復數阻抗值。
42.根據權利要求35所述的血液代謝物監測系統，其中所述設備包括比較器，用于將所述多個電磁阻抗讀數之間的差異與閾值相比較。
43.根據權利要求42所述的血液代謝物監測系統，其中所述設備包括計算器，用于計算表示所述差異的復數阻抗值，所述計算包括使用等效電路模型和表示患者的生理學特征的個體調節因素數據。
44.根據權利要求43所述的血液代謝物監測系統，還包括發送器，用于在所述比較器和所述計算器之間無線發送信號。
45.根據權利要求35所述的血液代謝物監測系統，其中所述血液代謝物水平是葡萄糖水平。
46.一種用于監測患者的血液代謝物水平的方法，所述方法包括基于在患者的單血液代謝物周期內測量來自所述患者的多個電磁阻抗讀數確定患者的血液代謝物水平。
47.根據權利要求46所述的方法，其中所述多個電磁阻抗讀數是使用傳感器陣列從患者無創測量的。
48.根據權利要求47所述的方法，還包括基于患者的所述血液代謝物水平和患者的已知血液代謝物水平校準所述傳感器陣列。
49.根據權利要求47所述的方法，其中所述確定包括使用信號發生器將電磁信號發送至所述傳感器陣列，所述電磁信號用于測量來自所述患者的多個電磁阻抗讀數。
50.根據權利要求46所述的方法，其中所述電磁阻抗讀數從患者的表皮層、以及患者的真皮層和皮下層之一測量。
51.根據權利要求46所述的方法，其中所述確定包括從所述多個電磁阻抗讀數計算復數阻抗值，以及基于所述復數阻抗值和血液代謝物算法確定患者的血液代謝物水平。
52.根據權利要求51所述的方法，其中計算器使用等效電路模型和表示患者的生理學特征的個體調節因素數據計算所述復數阻抗值。
53.根據權利要求46所述的方法，其中所述確定包括將所述多個電磁阻抗讀數之間的差異與閾值相比較。
54.根據權利要求53所述的方法，其中所述確定包括計算表示所述差異的復數阻抗值，所述計算包括使用等效電路模型和表示患者的生理學特征的個體調節因素數據。
55.根據權利要求46所述的方法，其中所述血液代謝物水平是葡萄糖水平。
56.一種存儲在計算機可讀介質上的程序產品，當被執行時，所述程序產品執行以下操作基于在患者的單血液代謝物周期內從患者收集的多個電磁阻抗讀數確定患者的血液代謝物水平。
57.根據權利要求56所述的程序產品，其中所述多個電磁阻抗讀數是使用傳感器陣列從患者無創收集的。
58.根據權利要求57所述的程序產品，還提供用于基于患者的所述血液代謝物水平和患者的已知血液代謝物水平校準傳感器陣列的指令。
59.根據權利要求57所述的程序產品，還將指令提供給信號發生器以用于將電磁信號發送至所述傳感器陣列，所述電磁信號用于測量來自所述患者的多個電磁阻抗讀數。
60.根據權利要求56所述的程序產品，其中所述電磁阻抗讀數從患者的表皮層、以及患者的真皮層和皮下層之一收集。
61.根據權利要求56所述的程序產品，還執行以下操作從所述多個電磁阻抗讀數計算復數阻抗值，以及基于所述復數阻抗值和血液代謝物算法確定患者的血液代謝物水平。
62.根據權利要求61所述的程序產品，其中所述復數阻抗值的計算包括使用等效電路模型和表示患者的生理學特征的個體調節因素數據計算所述復數阻抗值。
63.根據權利要求56所述的程序產品，還將所述多個電磁阻抗讀數之間的差異與閾值相比較。
64.根據權利要求53所述的程序產品，還計算表示所述差異的復數阻抗值，所述計算包括使用等效電路模型和表示患者的生理學特征的個體調節因素數據。
65.根據權利要求56所述的程序產品，其中所述血液代謝物水平是葡萄糖水平。
66.一種血液代謝物監測系統，包括 信號發生器，用于發送電磁信號； 傳感器陣列，用于接收來自所述信號發生器的所述電磁信號并且將所述電磁信號施加于患者；以及無創測量來自患者的表皮層、以及患者的真皮層和皮下層之一的多個電磁阻抗讀數； 比較器，用于將所述多個電磁阻抗讀數之間的差異與閾值相比較；以及控制器，用于控制所述信號發生器和所述比較器，所述控制器提供響應于所述差異小于所述閾值而重復所述發送、無創測量和比較的指令。
67.根據權利要求66所述的血液代謝物監測系統，還包括計算器，用于計算表示所述差異的復數阻抗值，所述計算包括使用等效電路模型和表示患者的生理學特征的個體調節因素數據。
68.根據權利要求67所述的血液代謝物監測系統，還包括確定器，用于使用所述復數阻抗值和血液代謝物算法確定患者的血液代謝物水平。
69.根據權利要求68所述的血液代謝物監測系統，其中所述血液代謝物水平是葡萄糖水平。
70.根據權利要求68所述的血液代謝物監測系統，還包括校準器，用于基于患者的所述血液代謝物水平和患者的已知血液代謝物水平校準所述傳感器陣列。
71.根據權利要求70所述的血液代謝物監測系統，還包括發送器，用于在所述控制器和如下的至少一項之間發送信號所述比較器、所述計算器、所述確定器、所述校準器、或所述傳感器陣列。
72.—種存儲在計算機可讀介質上的程序產品，當被執行時，所述程序產品執行以下操作將電磁信號發送至傳感器陣列；接收來自所述傳感器陣列的多個電磁阻抗讀數，所述電磁阻抗讀數從患者的表皮層、 以及患者的真皮層和皮下層之一收集；將所述多個電磁阻抗讀數之間的差異與閾值相比較；以及響應于所述差異小于所述閾值提供用于重復所述發送、接收和比較的指令。
73.根據權利要求72所述的程序產品，還執行以下操作計算表示所述差異的復數阻抗值，所述計算包括使用等效電路模型和表示患者的生理學特征的個體調節因素數據。
74.根據權利要求73所述的程序產品，還執行以下操作使用所述復數阻抗值和血液代謝物算法確定患者的血液代謝物水平。
75.根據權利要求74所述的程序產品，其中所述血液代謝物水平是葡萄糖水平。
76.根據權利要求74所述的程序產品，還執行以下操作提供基于患者的所述血液代謝物水平和患者的已知血液代謝物水平校準所述傳感器陣列的指令。
77.一種用于監測患者的血液代謝物水平的方法，所述方法包括 將電磁信號發送至傳感器陣列；接收來自所述傳感器陣列的多個電磁阻抗讀數，所述電磁阻抗讀數從患者的表皮層、 以及患者的真皮層和皮下層之一收集；將所述多個電磁阻抗讀數之間的差異與閾值相比較；以及響應于所述差異小于所述閾值重復所述發送、接收和比較。
78.根據權利要求77所述的方法，還包括計算表示所述差異的復數阻抗值，所述計算包括使用等效電路模型和表示患者的生理學特征的個體調節因素數據。
79.根據權利要求78所述的方法，還包括從所述復數阻抗值和血液代謝物算法確定患者的血液代謝物水平。
80.根據權利要求79所述的方法，其中所述血液代謝物水平是葡萄糖水平。
81.根據權利要求79所述的方法，還包括基于患者的所述血液代謝物水平和患者的已知血液代謝物水平校準所述傳感器陣列。
全文摘要
公開了用于無創監測患者的血液代謝物水平的解決方案。在一個實施例中，一種方法包括用傳感器陣列重復測量來自患者的表皮層、以及患者的真皮層和皮下層之一的多個電磁阻抗讀數，直到所述讀數之間的差異超過閾值；使用等效電路模型和表示患者的生理學特征的個體調節因素數據計算表示所述差異的阻抗值；以及從所述阻抗值和血液代謝物水平算法確定患者的血液代謝物水平，所述血液代謝物水平算法包括患者的血液代謝物水平數據與電磁阻抗數據值的對應關系。
文檔編號G01N33/49GK102575997SQ201080031334
公開日2012年7月11日 申請日期2010年6月4日 優先權日2009年6月9日
發明者J·W·黑維特, S·E·普魯塔 申請人:生物傳感器股份有限公司