发明名称 以不同位置的葡萄糖浓度来校准并维持非侵入性及植入式葡萄糖分析仪的方法与装置
摘要 一种校准非侵入性或植入式葡萄糖分析仪之方法,其系利用替代侵入性葡萄糖测定或非侵入性葡萄糖测定两者之一,来校准非侵入性或植入式葡萄糖分析仪。在校准时利用一替代侵入性或非侵入性葡萄糖测定,可使得校准模型内因取样方法、以及空间和时间变异所产生之误差最小化。另一种方法系利用非侵入性与替代侵入性葡萄糖测定以及传统侵入性葡萄糖测定之间,在统计上的相关性,将非侵入性或替代侵入性葡萄糖浓度调整成传统侵入性葡萄糖浓度。该方法提出一种以葡萄糖测定为基础的校准方式,其能更加密切地反应所观察之基质与利用分析仪测定之变数。一葡萄糖分析仪可将一侵入性指尖分析仪耦合至一非侵入性葡萄糖分析仪,以便进行校准、确认、调整该非侵入性分析仪内之校准模型、并对其进行安全检查。
申请公布号 TWI297392 申请公布日期 2008.06.01
申请号 TW092105036 申请日期 2003.03.07
申请人 塞西斯医药股份有限公司 发明人 史帝芬L. 曼菲;凯文H. 海森;提姆西L. 罗西第;汤玛士B. 伯蓝克;詹姆士R. 韩德森
分类号 G01N33/66(2006.01) 主分类号 G01N33/66(2006.01)
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路148号11楼
主权项 1.一种可控制校准一非侵入性葡萄糖分析仪误差 之方法,该方法至少包含: 自受测者身体上一不同取样位置,收集一或多种非 侵入性信号; 相对于每一个来自该身体上一不同参考値测定位 置之非侵入性信号,决定出一相对应的不同参考葡 萄糖测定値,其中该不同参考葡萄糖测定値处之组 织基质系实质上相同或等同于该不同参考値测定 位置处之组织基质,以及: 任一下列步骤: 利用该一或多种非侵入性信号与该参考葡萄糖测 定値,校准该葡萄糖分析仪;以及 利用该一或多种非侵入性信号与参考葡萄糖测定 値,维持该葡萄糖分析仪。 2.如申请专利范围第1项之方法,其中该相对应之参 考测定値至少包含替代侵入性或非侵入性测定値 二者之一。 3.如申请专利范围第2项之方法,其中该决定一不同 位置参考葡萄糖测定値之所述步骤,至少包含利用 下列任一种方法测定一侵入性参考葡萄糖测定値: 一刺血针; 一雷射穿孔装置; 一施加电流;以及 一抽吸装置。 4.如申请专利范围第3项之方法,其中决定该侵入性 参考葡萄糖测定値之所述步骤至少包含利用一组 生物样本。 5.如申请专利范围第4项之方法,其中该组生物样本 至少包含下列任一种: 一组血液样本; 一组组织液样本; 一组选择性取样的组织液样本;及 一组样本,其中每一样本为一血液基质、一组织液 基质、与一选择性取样的组织液基质之一种混合 物。 6.如申请专利范围第2项之方法,其中该非侵入性参 考测定値至少包含下列之一: 一生物阻抗读数参考组; 一拉曼(Raman)光谱参考组; 一萤光光谱参考组; 一紫外线光谱参考组; 一可见光光谱参考组; 一近红外线光谱参考组;以及 一红外线光谱参考组。 7.如申请专利范围第1项之方法,其中该不同取样位 置与该不同参考値测定位置各至少包含下列之一: 一头部; 一耳垂; 一眼睛; 一舌头; 一躯干; 一腹部区域; 一手臂; 一上臂; 一前臂; 一前臂之手掌面; 一前臂之背面; 一手掌区域; 一腿; 一大腿; 一小腿;以及 一脚底区域。 8.如申请专利范围第1项之方法,其中该不同取样位 置与该不同参考値测定位置各至少包含一前臂。 9.如申请专利范围第1项之方法,其中该参考区域距 离该取样区域约三英寸以内。 10.如申请专利范围第1项之方法,其中该参考区域 与该身体所述第一区域之异侧位置,距离约三英寸 以内。 11.如申请专利范围第1项之方法,其中该校准步骤 至少包含下列任一种: 进行一局部最小平方分析; 进行一主成分回归分析;以及 进行一神经网路分析。 12.如申请专利范围第1项之方法,其中该一或多种 非侵入性信号至少包含任一种: 一系列穿透率测定; 一系列反射率测定;以及 一系列扩散反射率测定。 13.如申请专利范围第12项之方法,其中该一或多种 非侵入性信号至少包含任一种: 一组生物阻抗读数; 一组拉曼(Raman)光谱; 一组萤光光谱; 一组紫外线光谱; 一组可见光光谱; 一组近红外线光谱;以及 一组红外线光谱。 14.如申请专利范围第13项之方法,其中该组近红外 线光谱系收集自介于1100至2500 nm间的讯号。 15.如申请专利范围第1项之方法,至少更包含下列 步骤: 收集一非侵入性预测信号;以及 以该非侵入性预测信号和该已校准之葡萄糖分析 仪为基础,预测一葡萄糖浓度。 16.如申请专利范围第15项之方法,其中收集一非侵 入性预测信号之所述步骤是在该身体之一预测区 域进行,其至少包含下列之一: 该头部; 该耳垂; 该眼睛; 该舌头; 该躯干; 该腹部区域; 该手臂; 该上臂; 该前臂; 该前臂之手掌面; 该前臂之背面; 该手掌区域; 该腿; 该大腿; 该小腿;以及 该脚底区域。 17.如申请专利范围第16项之方法,其中收集该非侵 入性预测信号之所述步骤至少包含下列之一: 一穿透率测定; 一反射率测定;以及 一扩散反射率测定。 18.如申请专利范围第17项之方法,其中该非侵入性 信号之预测至少包含下列之一: 一生物阻抗读数; 一拉曼(Raman)光谱; 一萤光光谱; 一紫外线光谱; 一可见光光谱; 一近红外线光谱;以及 一红外线光谱。 19.如申请专利范围第18项之方法,其中该近红外线 光谱系收集自波长介于1100至2500 nm间的讯号。 20.如申请专利范围第17项之方法,其中该预测区域 为所述前臂。 21.如申请专利范围第1项之方法,其中该维持步骤 至少包含任一种: 维持一葡萄糖校准; 调节一校准; 进行一偏误修正; 产生一校准指派; 进行一确认; 进行一品质保证程序;以及 进行一品质管理程序。 22.一种可说明血液葡萄糖测定値与取样相关间之 差异的方法,其至少包含: 提供一转换法,其系可建构葡萄糖测定値组之间的 模型关系,其中每一组包括以一不同方式收集之样 本;以及 根据该转换法来转换后续测定値。 23.如申请专利范围第22项之方法,其中该葡萄糖测 定値组至少包含一组替代侵入性测定値和一组传 统侵入性测定値,或者一组非侵入性与一组传统侵 入性测定値。 24.如申请专利范围第22项之方法,其中该关系包括 下列任一种: 一强度差; 一迟滞; 一像差;以及 一广度差。 25.如申请专利范围第22项之方法,其中该转换法为 一演算法,该演算法至少包含任一下列步骤: 将一组测定値除以该强度差; 将一组测定値减去该迟滞; 将一组测定値减去该像差;以及 以该广度差,调节一组替代侵入性葡萄糖浓度。 26.如申请专利范围第23项之方法,其中该测定値组 系在摄入一碳水化合物后,进行周期性检测中产生 。 27.如申请专利范围第23项之方法,其中后续测定値 包括下列任一种: 单一测定値;以及 测定値组。 28.如申请专利范围第22项之方法,其中转换后续测 定値之所述步骤至少包含下列步骤之一: 传统侵入性测定値与替代侵入性测定値之间的转 换;以及 以替代侵入性测定値为基础,进行校准所预测之非 侵入性测定値,与传统侵入性测定値之间的转换。 29.一种可在活体内测定一组织分析物之设备,其至 少包含: 一第一种元件,且其系配置成可产生该组织分析物 的一非侵入性测定値; 一第二种元件,且其系配置成可产生该组织分析物 的一侵入性参考测定値,所述之第一种与第二元件 间系以电磁方法耦合;以及 利用该参考测定値来最佳化该装置校准之方法。 30.如申请专利范围第29项之设备,其中该组织分析 物至少包含葡萄糖。 31.如申请专利范围第30项之设备,其中该第二种元 件至少包含下列之一: 一替代侵入性葡萄糖分析仪;以及 一传统侵入性葡萄糖分析仪。 32.如申请专利范围第30项之设备,至少更包含: 可储存任何该测定値之记忆装置。 33.如申请专利范围第32项之设备,其中最佳化该校 准之方式至少包含: 以电脑程式进行最佳化该校准,该程式系包埋于该 记忆装置中;以及 一处理元件,其系配置成可执行该程式。 34.如申请专利范围第33项之设备,该程式包括可利 用一第二校准来调节下列任一程式: 该装置校准;以及 一偏误修正。 35.如申请专利范围第34项之设备,其中该第二校准 系应用于下列任一种之中: 一校准指派; 一确认; 一品质保证程序;以及 一品质管理程序。 36.如申请专利范围第31项之设备,其中该第一种元 件至少包含一近红外线葡萄糖分析仪。 37.如申请专利范围第29项之设备,其中该第一种元 件与该第二种元件系为一整合型元件。 38.如申请专利范围第29项之设备,其中该第一种元 件与该第二种元件为一各自分离之单元。 39.如申请专利范围第38项之设备,其中该第一种元 件与该第二种元件系以无线电磁方式耦合。 40.如申请专利范围第39项之设备,其中该第一种元 件与该第二种元件可透过任何遥测技术、红外线 信号、与电磁波,以无线电磁方式耦合。 41.一种校准方法,其至少包含 以一葡萄糖分析仪,自一受测者身体之一第一区域 收集光谱; 自该受测者身体之一第二区域产生相对应之参考 葡萄糖浓度,以便得到一第一组成对资料点; 自该第一区域收集一第二组参考信号,并使该第二 组参考信号与该光谱相关,以便得到一第二组成对 资料点; 决定来自该第一组成对资料点以及该第二组成对 资料点的相对应参考値之间葡萄糖浓度之差异;以 及以所述之差异为基础,自该第一组选择一配对之 光谱与参考葡萄糖浓度之校准组。 42.如申请专利范围第41项之方法,其中该信号至少 包含下列之一: 一组替代侵入性信号; 一组非侵入性信号; 一组植入式信号。 43.如申请专利范围第42项之方法,其中该组非侵入 性信号至少包含: 一组近红外线光谱。 44.如申请专利范围第43项之方法,其中该组近红外 线光谱系于约1150至1850 nm之范围内所收集到的讯 号。 45.如申请专利范围第41项之方法,其中该参考葡萄 糖浓度至少包含下列之一: 一传统侵入性葡萄糖浓度参考组; 一替代侵入性葡萄糖浓度参考组;及 一非侵入性葡萄糖浓度参考组。 46.如申请专利范围第41项之方法,其中该选择步骤 至少包含: 在一葡萄糖浓度恒定的时期内,选择该成对资料点 。 47.如申请专利范围第41项之方法,其中该选择资料 点之步骤至少包含选择小于10%之差异。 48.如申请专利范围第41项之方法,其至少更包含在 收集该信号之前,扰乱该第一位置之循环,以便减 低葡萄糖浓度之所述差异。 49.一种能控制校准一植入式葡萄糖分析仪误差的 方法,该方法至少包含: 在一受测者身体之一第一位置,利用该植入式葡萄 糖分析仪收集一或多种非侵入性信号; 相对于每一个来自一参考値测定位置之所述讯号, 决定出一相对应的参考葡萄糖测定値,其中该参考 値测定位置之灌注与该第一位置相同或近似,以及 : 任一下列步骤: 利用该一或多种信号与该参考葡萄糖测定値,校准 该入式葡萄糖分析仪;以及 利用该一或多种信号与参考葡萄糖测定値,维持该 葡萄糖分析仪。 50.如申请专利范围第49项之方法,其中该相对应之 参考测定値至少包含侵入性测定値或非侵入性测 定値。 51.如申请专利范围第50项之方法,其中决定一不同 位置参考葡萄糖测定値之所述步骤至少包含利用 下列任一种方法决定一侵入性参考葡萄糖测定値: 一刺血针; 一雷射穿孔装置; 一施加电流;以及 一抽吸装置。 52.如申请专利范围第51项之方法,其中决定该侵入 性参考葡萄糖测定値之所述步骤至少包含利用一 组生物样本。 53.如申请专利范围第52项之方法,其中该组生物样 本至少包含任一种: 一组血液样本; 一组组织液样本; 一组选择性取样的组织液样本; 一组样本,其中每一样本为一血液基质、一组织液 基质、与一选择性取样的组织液基质之一种混合 物。 54.如申请专利范围第50项之方法,其中该非侵入性 参考测定値至少包含下列之一: 一生物阻抗读数参考组; 一拉曼(Raman)光谱参考组; 一萤光光谱参考组; 一紫外线光谱参考组; 一可见光光谱参考组; 一近红外线光谱参考组;以及 一红外线光谱参考组。 55.如申请专利范围第49项之方法,其中该第一位置 至少包含一腹膜腔。 56.如申请专利范围第55项之方法,其中该参考値测 定位置位于下列之一: 一头部; 一耳垂; 一眼睛; 一舌头; 一躯干; 一腹部区域; 一手臂; 一上臂; 一前臂; 一前臂之手掌面; 一前臂之背面; 一手掌区域; 一腿; 一大腿; 一小腿;以及 一脚底区域。 57.如申请专利范围第49项之方法,其中所述之校准 步骤至少包含任一种: 进行一局部最小平方分析; 进行一主成分回归分析;以及 进行一神经网路分析。 58.如申请专利范围第49项之方法,其中该一或多种 信号至少包含任一种: 一系列穿透率测定; 一系列反射率测定;以及 一系列扩散反射率测定。 59.如申请专利范围第58项之方法,其中该一或多种 非侵入性信号至少包含任一种: 一组生物阻抗读数; 一组拉曼(Raman)光谱; 一组萤光光谱; 一组紫外线光谱; 一组可见光光谱; 一组近红外线光谱;以及 一组红外线光谱。 60.如申请专利范围第59项之方法,其中该组近红外 线光谱系收集自1100至2500 nm。 61.如申请专利范围第49项之方法,至少更包含下列 步骤: 收集一预测之信号;以及 以该预测之信号和该已校准之葡萄糖分析仪为基 础,预测一葡萄糖浓度。 62.如申请专利范围第61项之方法,其中收集一预测 非侵入性信号之所述步骤,系在该身体之一预测区 域上进行,其至少包含一腹膜腔。 63.如申请专利范围第62项之方法,其中收集该预测 信号之所述步骤至少包含下列之一: 一穿透率测定; 一反射率测定;以及 一扩散反射率测定。 64.如申请专利范围第63项之方法,其中该预测之信 号至少包含下列之一: 一生物阻抗读数; 一拉曼(Raman)光谱; 一萤光光谱; 一紫外线光谱; 一可见光光谱; 一近红外线光谱;以及 一红外线光谱。 65.如申请专利范围第64项之方法,其中该近红外线 光谱系收集自1100至2500 nm处。 66.如申请专利范围第49项之方法,其中所述的维持 步骤至少包含任一种: 维持一葡萄糖校准; 调节一校准; 进行一偏误修正; 产生一校准指派; 进行一确认; 进行一品质保证程序;以及 进行一品质管理程序。 图式简单说明: 第1图为一葡萄糖测定値之散布图,显示根据本发 明,指尖与前臂之间的葡萄糖浓度有大幅差异; 第2图为一葡萄糖测定値之散布图,显示根据本发 明,相较于指尖,前臂测定之葡萄糖浓度出现迟滞; 第3图为一散布图,显示指尖与前臂之葡萄糖浓度 充分地相关; 第4图为一散布图,显示根据本发明,由于葡萄糖浓 度在指尖与前臂间的差异,造成葡萄糖浓度数据图 中之迟滞效应,即便是与时间相关的葡萄糖浓度为 局部最小値时亦然; 第5图为一散布图,以前臂葡萄糖浓度对相对应之 指尖葡萄糖浓度作图,显示根据本发明,会产生较 大误差; 第6图为一散布图,以前臂葡萄糖浓度对相对应之 异侧前臂葡萄糖浓度作图,显示根据本发明,相较 于第5图其误差较小; 第7图为一区块图,显示根据本发明,利用不同位置 的葡萄糖浓度来校准并维持一非侵入性分析仪; 第8图为一散布图,显示根据本发明,以预测之葡萄 糖浓度对参考前臂葡萄糖测定做图; 第9图为一散布图,以预测之葡萄糖浓度对传统侵 入性参考葡萄糖浓度做图; 第10图为一直方图,显示根据本发明,以预测之葡萄 糖浓度对指尖与前臂参考浓度做图,其直方图位移 在统计上的差异; 第11图为一直方图,显示根据本发明,以预测之葡萄 糖浓度对指尖与前臂参考浓度做图,其直方条强度 在统计上的差异; 第12图为一受测者之散布图,显示根据本发明,以受 抑制与迟滞的葡萄糖浓度预测値对传统侵入性参 考葡萄糖浓度做图; 第13图为一浓度相关性散布图,显示根据本发明,以 一系列受抑制与迟滞的受测者之葡萄糖浓度预测 値对传统侵入性参考葡萄糖浓度做图; 第14图为一散布图,显示根据本发明,以传统侵入性 葡萄糖测定値覆盖调整过迟滞与强度之葡萄糖浓 度预测値; 第15图为一浓度相关性散布图,显示根据本发明,以 调整过迟滞与强度之葡萄糖浓度预测値对传统侵 入性参考葡萄糖浓度做图; 第16图为一经演算法调整之浓度相关性散布图,显 示根据本发明,以预测之葡萄糖浓度对传统参考葡 萄糖浓度做图;以及 第17图为根据本发明之一装置的一区块图,其包括 一非侵入性葡萄糖分析仪与一侵入性(传统或替代 )葡萄糖监控器耦合。
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