[go: up one dir, main page]

WO2008094077A2 - Method for determining the glucose concentration in the human blood - Google Patents

Method for determining the glucose concentration in the human blood Download PDF

Info

Publication number
WO2008094077A2
WO2008094077A2 PCT/RU2008/000045 RU2008000045W WO2008094077A2 WO 2008094077 A2 WO2008094077 A2 WO 2008094077A2 RU 2008000045 W RU2008000045 W RU 2008000045W WO 2008094077 A2 WO2008094077 A2 WO 2008094077A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
glucose
blood
concentration
bgl
measured
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2008/000045
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Other versions
WO2008094077A3 (en
Inventor
Igor Alekseevich Novikov
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of WO2008094077A2 publication Critical patent/WO2008094077A2/en
Publication of WO2008094077A3 publication Critical patent/WO2008094077A3/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves
    • A61B5/053Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue
    • A61B5/14532Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement

Definitions

  • the invention relates to medicine, namely to methods for diagnosis and continuous monitoring of the state of glucose in human blood.
  • analogues of the present invention based on the relationship between blood glucose and electrical characteristics of the skin or tissue.
  • a utility model is known (IPC 6 A 61 V 5/00 98104833/20 dated 03/19/98), entitled “Device for monitoring the state of a patient with diabetes", authors Esikov B. B., Petrov SV., Strelnikov AC, Khmelevsky B.I., Antonov E.V. It has a capacitive sensor and an indicator microammeter, according to the testimony of which they judge the insertion capacity and the concentration of sugar in the blood.
  • the main disadvantage of this utility model is its applicability to a narrow class of diabetics, as well as the low accuracy of glucose determination.
  • This qualitative information can be obtained, for example, by changing the shape of the electrocardiogram, which is associated with a change in the level of glucose in the blood, or using any other external source of information.
  • the main disadvantage of this method is the need to obtain additional external information about the direction of change in the concentration of glucose in the blood of a person, as well as the insufficient accuracy of the method when using small sensors, which is explained by the practical impossibility of measuring impedances for them.
  • the claimed method has the task of determining the concentration of glucose in human blood in a non-invasive way without involving additional information, using small sensors.
  • the task is achieved as follows: measure the electrical transfer function (PFT), which is taken as the ratio of the output voltage, that is, the voltage on the tissue area through which the electric current passes during the measurement, to the input current coming from the alternating current electric generator, by two pairs of four-electrode sensors mounted on the surface of the human body, the first pair they are fixed along the main blood vessels, mainly the limbs, and the second pair of electrodes is fixed in the same place orthogonally to the first, the electrical transfer functions of not only the surface of the skin, but also of the subcutaneous tissues are continuously measured, then the measurements of the four-electrode sensors are processed using a pre-calibrated mathematical model, and the model is calibrated by comparing the results of the proposed method for determining glucose in human blood and any other known method of determination glucose in human blood, after which the concentration of glucose in human blood is calculated by the formula:
  • PFT electrical transfer function
  • GQ O For an insulin-dependent patient, the value of GQ O is assumed to be zero.
  • FIG. 1 shows a flowchart of a method in a calibration step.
  • FIG. 2 shows a flowchart of a method during the step of using the method (calculating glucose from the measurement results).
  • FIG. Figure 3 shows the calibration results for one of the type II diabetics (non-insulin-dependent).
  • FIG. Figure 4 shows a graph of the time variation of the measured tissue transfer functions (TFT) at low and high frequencies during the restoration of glucose in the blood of an organism of a second-type diabetic.
  • TFT tissue transfer functions
  • Fig 5 presents a graph of the time change of the measured PFT at an ultra-low frequency, with the restoration of glucose in the blood of a second-type diabetic.
  • Fig 6. presents a graph of the change in time of the estimated concentration of glucose in the blood for a diabetic of the second kind. Dots indicate glucose control values measured by the invasive method ' ; * -
  • FIG. 7 shows calibration results for a healthy person.
  • FIG. Figure 8 shows a graph of the time variation of the measured PFT of the tissues at low and high frequencies during the restoration of glucose in the blood of the body.
  • Fig. 9 is a graph of the time variation of the measured PFT at an ultra-low frequency during restoration of glucose in the blood of a healthy volunteer.
  • Figure 10 shows a graph of the time variation of the estimated blood glucose concentration for a healthy volunteer. Dots indicate glucose control values measured in an invasive manner.
  • the method for determining the concentration of glucose in human blood is as follows: at the preliminary stage of the calibration of the mathematical model of the method (see Fig. 1), fix 1, for example, four-electrode sensors according to the scheme with two external and two internal (measuring) electrodes, moreover, an external probing electric current is supplied to external electrodes spaced at a distance of 20-50 mm, and the smaller linear size of the sensor is determined by the uncertainty of localization of the main blood vessels under the sensor, as well as by the increase in the specific contribution of glucose transfer from the main vessels in the transverse direction.
  • the increase in the linear dimensions of the sensor is limited by the possibility of its use on the wrist or other area of the limbs.
  • TFT electrical tissue transfer functions
  • K ULF 1 / ⁇
  • K LF 1 / ⁇
  • the concentration of glucose in the blood is related to the fluid content in the tissues, which fall into the area covered by the lines of force of the propagating current from the sensor electrodes.
  • the values that are inverse to the measured PFT are proportional to the fluid content in the tissue, as our studies show, confirmed by the results of the restoration of the glucose concentration in the blood.
  • the concentration of glucose in human blood at a given time is determined by the recurrence ratio of 4, linking it with the inverse of the measured modules of the electrical transfer functions of the tissue, and the glucose concentration at the previous time:
  • G n G 00 + G n ., Expf- P 12 L p HF ] +
  • G n G (t p ) is the determined value of the concentration of glucose in the blood at a given time t p ,
  • - a 0 is a coefficient characterizing the rate of glucose utilization in the body of a particular person, taking into account the variability of external factors, both in the presence of insulin produced by the human body (in healthy, prediabetics, and type II diabetics), and in the presence of external insulin (long and short ) in diabetics of the first kind.
  • - a ⁇ is a coefficient characterizing the relationship between the concentration of glucose in the blood of a particular person and the transmission ratios of the skin and tissues, measured along the human limb at different frequencies,
  • -L p ULF , L n LF , L n HF are the reciprocal of the electrical transfer functions of the tissue, measured along the human limb at ultra-low, low and high frequencies at time t p
  • the determination of the values a 0 , Ci 1 , ⁇ 2 , ⁇ * ⁇ , Pn, Pn, ⁇ i, P 22 ' is carried out by standard mathematical methods, for example, minimizing the nonlinear functional, for example, by the least squares method.
  • a choice is made of such coefficients a 0 , a / , a 2 , b, P ⁇ , P 12, P 2i for the P 22 model, which best approximate the results of invasive measurements (approximating the experimental curve) obtained during the calibration process.
  • Such a procedure for selecting model parameters can be implemented using standard software on the MATLAB platform.
  • the above procedure for determining the model parameters can be performed using the "survefit" procedure located in MATLAB.
  • the number of invasive points is no less than 3–4 times the number of determined model parameters.
  • the glucose recovery stage (see Fig. 2), 6 sensors are fixed in the same way as at the calibration stage, 7 PFTs are measured in discrete time points, after which 8 glucose in a person’s blood is calculated according to the ratio (1) with the coefficients determined at the calibration stage. Then, the calculated glucose concentration is displayed 9, for example, on a liquid crystal indicator.
  • the inventive method was tested experimentally on five first-type diabetics, two second-type diabetics and three healthy ones. Moreover, one test day for each subject was used to calibrate the method. The remaining test days (from one to three for different subjects) were used to restore blood glucose. Tests on test days took from two to four hours, with changes in glucose taking place in different directions (downward and upward). At the same time, invasive measurements of blood glucose were performed using Assu-Chek Assive instruments for control. More information on the device device can be found at httr: // www. assu-chek.sh / ru / rewrite / content / ru RU / 11.30.10: 10 / article / ACCM heperal article 237. & ' htm.
  • the points on the graph correspond to blood glucose values measured using an invasive device.
  • a continuous line shows the results of the calculation method.
  • FIG. Figures 4 and 5 show graphs of measured PFT for the second day of testing, during which glucose was restored in the blood of a diabetic.
  • FIG. 6 presents the results of the restoration of glucose in
  • Yu blood according to the formula (1) obtained using calibration coefficients and measured transfer functions of tissues.
  • FIG. 8-10 show the results of restoring glucose concentration on a test day according to formula (1) obtained using measured tissue transfer functions and calibration factors.
  • the technical result of the proposed method is achieved, namely, the determination of glucose concentration in human blood is completely based on the measurement system adopted in the method, without involving additional information, with improved accuracy in determining blood glucose concentration.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

A determination method of human blood glucose level (BGL) relates to the field of medical engineering. More particularly, this non-invasive method relates to diagnostics and continuous BGL monitoring. Electric transmitting functions of skin-deep and under layer tissue are continuous measured by two tetra-electrode sensors located at the same extremity place of human body. First sensor is located along major blood vessels of extremity, and second sensor is located normally to a first sensor. Measurements of two sensors process by mathematic model calibrated preliminary. The model is calibrated by the comparison between invasive BGL measurements and BGL values calculated by method proposed. Thereafter BGL data are restored from author dependence derived. Method proposed permits to restore BGL by measurements of two sensors without additional information. Also this method improves an accuracy of BGL determination.

Description

Способ определения концентрации глюкозы в крови человека The method for determining the concentration of glucose in human blood

Изобретение относится к медицине, а именно к способам диагностики и непрерывного мониторинга состояния уровня глюкозы в крови человека.The invention relates to medicine, namely to methods for diagnosis and continuous monitoring of the state of glucose in human blood.

Существует несколько аналогов данного изобретения, в основе которых находится связь между содержанием глюкозы в крови и электрическими характеристиками кожи или ткани. Например, известна полезная модель (МПК 6 А 61 В 5/00 98104833/20 от 19.03.98), названная "Устройство для контроля за состоянием больного сахарным диабетом", авторы Есиков B.Б., Петровых СВ., Стрельников A.C., Хмелевский B.И., Антонов Е.В. В ней имеется емкостной датчик и индикатор-микроамперметр, по показаниям которого судят о вносимой емкости и концентрации сахара в крови. Основным недостатком данной полезной модели является её применимость для узкого класса диабетиков, а также малая точность определения глюкозы.There are several analogues of the present invention based on the relationship between blood glucose and electrical characteristics of the skin or tissue. For example, a utility model is known (IPC 6 A 61 V 5/00 98104833/20 dated 03/19/98), entitled "Device for monitoring the state of a patient with diabetes", authors Esikov B. B., Petrov SV., Strelnikov AC, Khmelevsky B.I., Antonov E.V. It has a capacitive sensor and an indicator microammeter, according to the testimony of which they judge the insertion capacity and the concentration of sugar in the blood. The main disadvantage of this utility model is its applicability to a narrow class of diabetics, as well as the low accuracy of glucose determination.

Также известен Патент РФ на изобретение JV« 2073242 (МКИ 6 G 01 N 33/48), названный "Способ индикации содержания сахара в крови и устройство для его осуществления". В нем об уровне сахара в крови судят по изменению емкости вследствие пропорционального изменения диэлектрической проницаемости крови. Изменение емкости влияет на частоту колебаний резонансного контура. При этом изменяется ток через индикатор, "показания которого в соответствии с тарированной кривой (шкалы индикатора) отразят уровень содержания сахара в крови пациента". Основным недостатком данного изобретения также является применимость для узкого класса диабетиков а также недостаточная точность определения глюкозы.Also known is the RF Patent for the invention JV "2073242 (MKI 6 G 01 N 33/48), entitled" A method for indicating blood sugar and a device for its implementation ". In it, the level of sugar in the blood is judged by the change in capacity due to the proportional change in the dielectric constant of the blood. A change in capacitance affects the oscillation frequency of the resonant circuit. At the same time, the current through the indicator changes, "the readings of which in accordance with the calibrated curve (indicator scale) will reflect the patient's blood sugar level." The main disadvantage of this invention is also the applicability for a narrow class of diabetics as well as lack of accuracy in determining glucose.

Также известен способ определения способ определения концентрации глюкозы в крови человека по патенту N° 2230485 МПК 7 A61B5/053, заключающийся в том, что на подготовительном этапе осуществления способа одновременно измеряют полное электрическое сопротивление кожи и концентрацию глюкозы в крови инвазивным методом, причем указанные измерения выполняют как при возрастании, так и при снижении концентрации глюкозы, при этом определяется значение коэффицентов ао и aь при этом коэффициент aь зависит также от направления изменения концентрации глюкозы в крови. Для определения концентрации глюкозы в крови как на этапе калибровки, так и на этапе использования способа, коэффициент аi можно принять за постоянную величину на промежутках монотонности изменения концентрации глюкозы. Поэтому необходимо знать, увеличивается или уменьшается в данный период времени концентрация глюкозы. Эту качественную информацию можно получить, например, по изменению формы электрокардиосигнала, которая связана с изменением уровня глюкозы в крови, или с помощью какого-либо другого внешнего источника информации.Also known is a method for determining a method for determining the concentration of glucose in human blood according to patent N ° 2230485 IPC 7 A61B5 / 053, which consists in the fact that at the preparatory stage of implementation The method simultaneously measures the total electrical resistance of the skin and the concentration of glucose in the blood by an invasive method, and these measurements are performed both with increasing and decreasing glucose concentration, while the coefficients ao and a b are determined, while the coefficient a b also depends on the direction of the concentration change blood glucose. To determine the concentration of glucose in the blood both at the calibration stage and at the stage of using the method, coefficient ai can be taken as a constant value at intervals of monotony of change in glucose concentration. Therefore, it is necessary to know whether the concentration of glucose increases or decreases in a given period of time. This qualitative information can be obtained, for example, by changing the shape of the electrocardiogram, which is associated with a change in the level of glucose in the blood, or using any other external source of information.

Основным недостатком данного способа является необходимость получения дополнительной внешней информации о направлении изменения концентрации глюкозы в крови человека, а также недостаточная точность способа при использовании датчиков небольшого размера, что объясняется практической невозможностью измерить импедансы для них.The main disadvantage of this method is the need to obtain additional external information about the direction of change in the concentration of glucose in the blood of a person, as well as the insufficient accuracy of the method when using small sensors, which is explained by the practical impossibility of measuring impedances for them.

Перед заявляемым способом поставлена задача определять концентрацию глюкозы в крови человека неинвазивным способом без привлечения дополнительной информации, при использовании датчиков небольшого размера.The claimed method has the task of determining the concentration of glucose in human blood in a non-invasive way without involving additional information, using small sensors.

Поставленная задача достигается следующим образом: измеряют электрические передаточные функции (ПФТ), в качестве которых принимается отношение выходного напряжения, то есть напряжения на участке тканей, по которому проходит электрический ток в процессе измерения, к входному току, поступающему от генератора электрического переменного тока, посредством двух пар четырёхэлектродных датчиков, закреплённых на поверхности тела человека, причём первую пару закрепляют вдоль магистральных кровеносных сосудов, преимущественно конечностей, а вторую пару электродов закрепляют в том же месте ортогонально первой, непрерывно измеряют электрические передаточные функции не только поверхности кожи, но и подкожных тканей, затем обрабатывают измерения четырёхэлектродных датчиков по предварительно откалиброванной математической модели, причём модель калибруется путём сравнения результатов предлагаемого способа определения глюкозы в крови человека и любого другого известного метода определения глюкозы в крови человека, после чего вычисляют концентрацию глюкозы в крови человека по формуле:The task is achieved as follows: measure the electrical transfer function (PFT), which is taken as the ratio of the output voltage, that is, the voltage on the tissue area through which the electric current passes during the measurement, to the input current coming from the alternating current electric generator, by two pairs of four-electrode sensors mounted on the surface of the human body, the first pair they are fixed along the main blood vessels, mainly the limbs, and the second pair of electrodes is fixed in the same place orthogonally to the first, the electrical transfer functions of not only the surface of the skin, but also of the subcutaneous tissues are continuously measured, then the measurements of the four-electrode sensors are processed using a pre-calibrated mathematical model, and the model is calibrated by comparing the results of the proposed method for determining glucose in human blood and any other known method of determination glucose in human blood, after which the concentration of glucose in human blood is calculated by the formula:

Gn =G00 + Gn., exp[- a0βп.I(tп - tп.l)J+{al[Lп LF- P],Lп ULF- P,2Lп HFJ+ + a2fKп LF-P21 Kп ULF-P22 Kп HF] exp[-a0п., tпп.itп.,)]}(tп - tп.,) /2; βп = l /[l+ a3 \ Gп., - GOo \] где Gn = G(ty) - определяемое значение концентрации глюкозы в крови в! данный момент времени tп ,G n = G 00 + G n ., Exp [- a 0 β n . I (t p - t p . L ) J + {a l [L p LF - P ] , L p ULF - P, 2 L p HF J + + a 2 fK p LF -P 21 K p ULF -P 22 K p HF ] exp [-a 0p ., T pp .it p .,)]} (T p - t p .,) / 2; β p = l / [l + a 3 \ G p , - G O o \] where G n = G (ty) is the determined value of the concentration of glucose in the blood in ! a given point in time t p

- G0O - уровень концентрации глюкозы в крови организма человека';'' соответствующий гомеостазу данного организма по отношению к концентрации глюкозы в крови,- G 0O - the level of glucose concentration in the blood of the human body ';'' corresponding to the homeostasis of this organism in relation to the concentration of glucose in the blood,

- a0 - коэффициент, характеризующий скорость утилизации глюкозы в организме конкретного человека с учетом изменчивости внешних факторов,- a 0 - coefficient characterizing the rate of glucose utilization in the body of a particular person, taking into account the variability of external factors,

-1 CIi - коэффициент, характеризующий связь между концентрацией глюкозы в крови конкретного человека и значениями передаточных функций тканей, измеренных вдоль магистральных кровеносных сосудов на разных частотах,- 1 CIi - coefficient characterizing the relationship between the concentration of glucose in the blood of a particular person and the values of the transfer functions of tissues, measured along the main blood vessels at different frequencies,

- a2 - коэффициент, характеризующий связь между концентрацией глюкозы в крови конкретного человека и значениями передаточных функций тканей, измеренных в ортогональном направлении к первой паре четырёхэлектродных датчиков на разных частотах,- a 2 - coefficient characterizing the relationship between the concentration of glucose in the blood of a particular person and the values of the transfer functions of tissues, measured in the orthogonal direction to the first pair of four-electrode sensors at different frequencies,

- a3 - коэффициент, учитывающий облегченный перенос глюкозы,- a 3 - coefficient taking into account the facilitated transfer of glucose,

- P п , P п , P 2i , P 22 - коэффициенты модели. з - Ln , Ln LF , Ln HF - обратные величины к электрическим передаточным функциям тканей, измеренным вдоль магистральных кровеносных сосудов на сверхнизкой частоте от 0.01 Гц до 5 Гц, низкой частоте от 10 кГц до 60 кГц и высокой частоте от 100 кГц до 10МГц в момент времени tп, а Kn ULF, Kn LF, Kn HF - это обратные величины к электрическим передаточным функциям тканей, измеренным на сверхнизкой, низкой и высокой частотах в ортогональном направлении к первой паре четырёхэлектродных датчиков в момент времени tп снятия дискретных отсчетов, начиная с нулевого при tо = 0, при этом п - целое число (п = 1, 2, . . . ), при этом упомянутые величины ао , аj , a2 , a3, Рц , Pn , Рц , P 22 определяют на подготовительном этапе калибровки, при этом время калибровки выбирают достаточным для того, чтобы можно было зафиксировать разнонаправленные изменения концентрации глюкозы в крови.- P p, P p, P 2i, P 22 are the coefficients of the model. s - L n , L n LF , L n HF - inverse values to the electrical transfer functions of tissues, measured along the main blood vessels at an ultra-low frequency from 0.01 Hz to 5 Hz, a low frequency from 10 kHz to 60 kHz and a high frequency from 100 kHz to 10 MHz at time t p , and K n ULF , K n LF , K n HF are the reciprocal of the electrical transfer functions of tissues, measured at ultra-low, low and high frequencies in the orthogonal direction to the first pair of four-electrode sensors at time t p discrete sampling, starting from zero at tо = 0, wherein n is an integer (n = 1, 2,...), while the ao, aj, a 2 , a 3 , Pc, Pn, Pc, P 22 values are determined at the preparatory stage of calibration, while the calibration time sufficient is selected so that multidirectional changes in the concentration of glucose in the blood can be recorded.

В качестве ПФТ могут измерять модуль электрической передаточной функции тканей, то есть ее абсолютное значение. '® As PFT, the modulus of the electrical transfer function of tissues, that is, its absolute value, can be measured. ' ®

Также могут измерять активную составляющую электрической передаточной функции.They can also measure the active component of the electrical transfer function.

Также могут измерять реактивную составляющую электрической передаточной функции.Can also measure the reactive component of the electrical transfer function.

Также могут измерять отношение реактивной к активной составляющих электрической передаточной функции.Can also measure the ratio of reactive to active components of the electrical transfer function.

Для инсулинозависимого пациента величина GQО принимается равной нулю.For an insulin-dependent patient, the value of GQ O is assumed to be zero.

Техническим результатом заявляемого способа является определение концентрации глюкозы в крови человека, полностью основанное на системе измерений, принятой в способе, без привлечения дополнительной информации, при повышении точности определения концентрации глюкозы в крови. На фиг. 1 изображена блок-схема последовательности операций способа на этапе калибровки.The technical result of the proposed method is to determine the concentration of glucose in human blood, based entirely on the measurement system adopted in the method, without involving additional information, while increasing the accuracy of determining the concentration of glucose in the blood. In FIG. 1 shows a flowchart of a method in a calibration step.

На фиг. 2 изображена блок-схема последовательности операций способа на этапе использования способа (вычисления глюкозы по результатам измерений).In FIG. 2 shows a flowchart of a method during the step of using the method (calculating glucose from the measurement results).

На фиг. 3 представлены результаты калибровки для одного из диабетиков второго рода (инсулиннезависимых).In FIG. Figure 3 shows the calibration results for one of the type II diabetics (non-insulin-dependent).

На фиг. 4 представлен график изменения во времени измеренных передаточных функций тканей (ПФТ) на низкой и высокой частотах, при восстановлении глюкозы в крови организма диабетика второго рода.In FIG. Figure 4 shows a graph of the time variation of the measured tissue transfer functions (TFT) at low and high frequencies during the restoration of glucose in the blood of an organism of a second-type diabetic.

На фиг 5 представлен график изменения во времени измеренных ПФТ на сверхнизкой частоте, при восстановлении глюкозы в крови организма диабетика второго рода.On Fig 5 presents a graph of the time change of the measured PFT at an ultra-low frequency, with the restoration of glucose in the blood of a second-type diabetic.

На фиг 6. представлен график изменения во времени расчетной концентрации глюкозы в крови для диабетика второго рода. Точками указаны контрольные значения глюкозы, измеренные инвазивным способом';*-In Fig 6. presents a graph of the change in time of the estimated concentration of glucose in the blood for a diabetic of the second kind. Dots indicate glucose control values measured by the invasive method ' ; * -

На фиг. 7 представлены результаты калибровки для здорового.In FIG. 7 shows calibration results for a healthy person.

На фиг. 8 представлен график изменения во времени измеренных ПФТ тканей на низкой и высокой частотах, при восстановлении глюкозы в крови организма.In FIG. Figure 8 shows a graph of the time variation of the measured PFT of the tissues at low and high frequencies during the restoration of glucose in the blood of the body.

На фиг 9 представлен график изменения во времени измеренных ПФТ на сверхнизкой частоте, при восстановлении глюкозы в крови организма здорового волонтёра.Fig. 9 is a graph of the time variation of the measured PFT at an ultra-low frequency during restoration of glucose in the blood of a healthy volunteer.

На фиг 10. представлен график изменения во времени расчетной концентрации глюкозы в крови для здорового волонтёра. Точками указаны контрольные значения глюкозы, измеренные инвазивным способом.Figure 10 shows a graph of the time variation of the estimated blood glucose concentration for a healthy volunteer. Dots indicate glucose control values measured in an invasive manner.

Способ определения концентрации глюкозы в крови человека осуществляют следующим образом: на предварительном этапе калибровки математической модели способа (см. фиг .1) закрепляют 1, например, четырёхэлектродные датчики по схеме с двумя внешними и двумя внутренними (измерительными) электродами, причем на внешние электроды, разнесенные на расстояние 20 - 50 мм подают переменный зондирующий электрический ток, причём меньший линейный размер датчика определяется неопределенностью локализации магистральных кровеносных сосудов под датчиком, а также увеличением удельного вклада переноса глюкозы от магистральных сосудов в поперечном направлении. Увеличение линейных размеров датчика ограничивается возможностью его применения на запястье руки или другой области конечностей. Затем обеспечивают одновременные измерения концентрации глюкозы в крови инвазивным методом 2, и измерения электрических передаточных функций ткани (ПФТ) в ограниченной области конечности 3, например, запястья руки, в двух ортогональных направлениях (вдоль руки и в поперечном направлении) на трех разных частотах. В качестве ПФТ принимается отношение выходного напряжения, то есть напряжения на участке тканей, по которому проходит, электрический ток в процессе измерения, к входному току, поступающему от генератора электрического переменного тока. В способе ПФТ представляет, собой комплексную функцию времени. Эти измерения могут быть реализованы любым подходящим методом, например, по обычной четырехэлектродной схеме с двумя внешними и двумя внутренними (измерительными) электродами, причем на внешние электроды, разнесенные на расстояние 20 - 50 мм, подается одновременно электрический переменный ток трех разных частот в диапазонах сверхнизкой частоты (СНЧ - от 0.01 Гц до 5 Гц), низкой частоты (НЧ - от 5 кГц до 50 кГц), высокой частоты (ВЧ - от 200 кГц до ЮмГц).The method for determining the concentration of glucose in human blood is as follows: at the preliminary stage of the calibration of the mathematical model of the method (see Fig. 1), fix 1, for example, four-electrode sensors according to the scheme with two external and two internal (measuring) electrodes, moreover, an external probing electric current is supplied to external electrodes spaced at a distance of 20-50 mm, and the smaller linear size of the sensor is determined by the uncertainty of localization of the main blood vessels under the sensor, as well as by the increase in the specific contribution of glucose transfer from the main vessels in the transverse direction. The increase in the linear dimensions of the sensor is limited by the possibility of its use on the wrist or other area of the limbs. Then provide simultaneous measurements of blood glucose concentration by the invasive method 2, and measurement of electrical tissue transfer functions (TFT) in a limited area of limb 3, for example, the wrist, in two orthogonal directions (along the arm and in the transverse direction) at three different frequencies. The ratio of the output voltage, that is, the voltage at the tissue site through which the electric current in the measurement process, to the input current coming from the alternating current electric generator is taken as PFT. In the method, PFT is a complex function of time. These measurements can be carried out by any suitable method, for example, according to the usual four-electrode circuit with two external and two internal (measuring) electrodes, and at the same time, alternating electric current of three different frequencies in the ultra-low ranges is supplied to the external electrodes, spaced at a distance of 20-50 mm frequency (VLF - from 0.01 Hz to 5 Hz), low frequency (LF - from 5 kHz to 50 kHz), high frequency (HF - from 200 kHz to YmHz).

В заявляемом способе для измерения ПФТ используются одновременно два идентичных датчика, первый из которых расположен вдоль руки, а второй - в поперечном направлении. Это позволяет одновременно измерять модули электрических ПФТ для сверхнизкой, низкой и высокой частот вдоль руки, обозначенных соответственно t/7^ , lf^h , lf1h , и ПФТ в поперечном направлении, обозначенных соответственно FULF , F11' , F"F .In the inventive method for measuring PFT simultaneously two identical sensors are used, the first of which is located along the arm, and the second in the transverse direction. This allows you to simultaneously measure the modules of the electric PFT for ultra-low, low and high frequencies along the arm, respectively designated t / 7 ^, lf ^ h , lf 1h , and PFT in the transverse direction, denoted respectively by F ULF , F 11 ' , F " F.

Величины KULF =1/^ , KLF =1/^ , KИF =1/F"F , обратные к ПФТ, измеренным в поперечном направлении, на сверхнизкой, низкой и высокой частотах соответственно, по нашим исследованиям, коррелируют с содержанием жидкости в дерме, содержанием внеклеточной жидкости и содержанием полной жидкости в ткани, находящейся под измерительными электродами. При этом вклад в содержание жидкости вносит, в основном, капиллярный перенос крови, без вклада переноса крови по крупным сосудам.The values of K ULF = 1 / ^, K LF = 1 / ^, K ИF = 1 / F " F , inverse to the PFT measured in the transverse direction at ultra-low, low and high frequencies, respectively, according to our studies, correlate with the liquid content in the dermis, the content of extracellular fluid and the total fluid content in the tissue under the measuring electrodes, while the contribution to the fluid content is made mainly by capillary blood transfer, without the contribution of blood transfer through large vessels.

Величины LULF =1/UULF , LLF =1/ULF , LHF =l/lfF , обратные к ПФТ, измеренным в направлении вдоль руки на сверхнизкой, низкой и высокой частотах соответственно, по нашим исследованиям, коррелируют с содержанием жидкости в дерме, содержанием внеклеточной жидкости и содержанием полной жидкости в ткани, находящейся под измерительными электродами. При этом вклад в содержание жидкости вносит капиллярный перенос крови и перенос крови по магистральным сосудам. v дc The values L ULF = 1 / U ULF , L LF = 1 / U LF , L HF = l / lf F , inverse to PFT measured in the direction along the arm at ultra-low, low and high frequencies, respectively, according to our studies, correlate with the content fluid in the dermis, the content of extracellular fluid and the content of total fluid in the tissue under the measuring electrodes. In this case, capillary blood transfer and blood transfer along the main vessels make a contribution to the fluid content. v dc

Экспериментальные результаты восстановления концентрации глюкозы в крови подтверждают выводы наших исследований.The experimental results of the restoration of blood glucose concentration confirm the findings of our studies.

Одновременные измерения ПФТ в двух ортогональных направлениях дают возможность избежать негативного влияния сосудистой составляющей крови на результаты измерений и результаты восстановления глюкозы, и определить направления изменения глюкозы в крови.Simultaneous measurements of PFT in two orthogonal directions make it possible to avoid the negative influence of the vascular component of the blood on the measurement results and the results of glucose recovery, and to determine the direction of change in glucose in the blood.

Концентрация глюкозы в крови связана с содержанием жидкости в тканях, которые попадают в область, охватываемую силовыми линиями распространяющегося тока с электродов датчика. Величины, обратные к измеренным ПФТ пропорциональны содержанию жидкости в ткани, как показывают наши исследования, подтверждаемые результатами восстановления концентрации глюкозы в крови.The concentration of glucose in the blood is related to the fluid content in the tissues, which fall into the area covered by the lines of force of the propagating current from the sensor electrodes. The values that are inverse to the measured PFT are proportional to the fluid content in the tissue, as our studies show, confirmed by the results of the restoration of the glucose concentration in the blood.

Концентрацию глюкозы в крови человека в данный момент времени определяют по рекуррентному соотношению 4, связывающему ее с обратными величинами к измеренным модулям электрических передаточных функций ткани, и концентрацией глюкозы в предыдущий момент времени :The concentration of glucose in human blood at a given time is determined by the recurrence ratio of 4, linking it with the inverse of the measured modules of the electrical transfer functions of the tissue, and the glucose concentration at the previous time:

Gn =G00 + Gn., ехрf-

Figure imgf000010_0001
P12Lп HF]+G n = G 00 + G n ., Expf-
Figure imgf000010_0001
P 12 L p HF ] +

+ a2[Kп LF~P21 Kп ULF-P22 Kп HFJ exp[-a0п., tпп.,tп.,)]}(tп - tпj /2; βп = l /[l+ a3 \ Gп.j - GOo U ; (1)+ a 2 [K p LF ~ P 21 K p ULF -P 22 K p HF J exp [-a 0p ., t pp ., t p .,)]}} (t p - t p j / 2; β n = l / [l + a 3 \ G n .j - G O o U; (1)

где Gn = G(tп) - определяемое значение концентрации глюкозы в крови в данный момент времени tп ,where G n = G (t p ) is the determined value of the concentration of glucose in the blood at a given time t p ,

- G00 - уровень концентрации глюкозы в крови организма человека, соответствующий гомеостазу данного организма по отношению к концентрации глюкозы в крови,- G 00 - the level of glucose concentration in the blood of the human body, corresponding to the homeostasis of this organism in relation to the concentration of glucose in the blood,

- a0 - коэффициент, характеризующий скорость утилизации глюкозы в организме конкретного человека с учетом изменчивости внешних факторов, как при наличии инсулина, вырабатываемого организмом человека (у здоровых, преддиабетиков, и диабетиков второго рода), так и при наличии внешнего инсулина (длинного и короткого) у диабетиков первого рода.- a 0 is a coefficient characterizing the rate of glucose utilization in the body of a particular person, taking into account the variability of external factors, both in the presence of insulin produced by the human body (in healthy, prediabetics, and type II diabetics), and in the presence of external insulin (long and short ) in diabetics of the first kind.

- a\ - коэффициент, характеризующий связь между концентрацией глюкозы в крови конкретного человека и значениями передаточных коэффициентов кожи и тканей, измеренных вдоль конечности человека на разных частотах,- a \ is a coefficient characterizing the relationship between the concentration of glucose in the blood of a particular person and the transmission ratios of the skin and tissues, measured along the human limb at different frequencies,

- a2 - коэффициент, характеризующий связь между концентрацией глюкозы в крови конкретного человека и значениями передаточных коэффициентов кожи и тканей, измеренных в поперечном направлении к конечности человека на разных частотах,- a 2 - coefficient characterizing the relationship between the concentration of glucose in the blood of a particular person and the transmission ratios of the skin and tissues, measured in the transverse direction to the human limb at different frequencies,

- a3 - коэффициент, учитывающий облегченный перенос глюкозы,- a 3 - coefficient taking into account the facilitated transfer of glucose,

- P л , P]2 , P21 , P22 - коэффициенты модели, определяемые на подготовительном этапе калибровки, -Lп ULF , Ln LF , Ln HF - это обратные величины к электрическим передаточным функциям ткани, измеренным вдоль конечности человека на сверхнизкой, низкой и высокой частотах в момент времени tп , а Kn , Kn L , Kn HF - это обратные величины к электрическим передаточным функциям ткани, измеренным на сверхнизкой, низкой и высокой частотах в поперечном направлении к конечности в момент времени tп снятия дискретных отсчетов, начиная с нулевого при tо = 0, при этом п - целое число (п = 1, 2, . . . ).- P l, P ] 2 , P 21 , P 22 - model coefficients, determined at the preparatory stage of calibration, -L p ULF , L n LF , L n HF are the reciprocal of the electrical transfer functions of the tissue, measured along the human limb at ultra-low, low and high frequencies at time t p , and K n , K n L , K n HF are the reciprocal of the electrical transfer functions of the tissue, measured at ultralow, low and high frequencies in the transverse direction to the limb at the time t p of taking discrete samples, starting from zero at to = 0, while n is an integer (n = 1 , 2,...).

Упомянутые величины a0 , a} , ci2 , aз , Рц , Pn , Рц , P 22 определяют путем аппроксимации зависимости концентрации глюкозы в крови 5, полученной инвазивным методом 3, на упомянутую выше расчетную зависимость Gn = G(In) вычисленную по формуле (1), при этом время T выбирают достаточным для того, чтобы можно было зафиксировать изменения концентрации глюкозы в крови, связанные с естественным суточным циклом ее изменения, или вызванные искусственно, например; питанием, физической нагрузкой, инъекцией препаратов глюкозы или инсулина. Определение величин a0 , Ci1 , α2 , <*з , Pn , Pn , Ргi , P 22' выполняется стандартными математическими методами, например, минимизацией нелинейного функционала, например, методом наименьших квадратов. В результате реализуется выбор таких коэффициентов a0 , a/ , a2 , вз , P ιι , P 12 , P 2i у P 22 модели, которые наилучшим образом аппроксимируют результаты инвазивных измерений (аппроксимирующую экспериментальную кривую), полученные в процессе калибровки. Такая процедура выбора параметров модели может быть реализована с использованием стандартного программного обеспечения на платформе МАТЛАБ. Например, вышеописанную процедуру определения параметров модели можно выполнить с помощью процедуры "сurvеfit", находящейся в МАТЛАБ. В процессе калибровки количество инвазивных точек, не менее чем в 3 - 4 раза больше числа определяемых параметров модели.The mentioned values of a 0 , a } , ci 2 , az, Pc, Pn, Pc, P 22 are determined by approximating the dependence of the concentration of glucose in blood 5 obtained by the invasive method 3 on the above calculated dependence G n = G (I n ) calculated according to the formula (1), while the time T is chosen sufficient so that it is possible to record changes in the concentration of glucose in the blood associated with the natural daily cycle of its changes, or artificially caused, for example; nutrition, exercise, injection of glucose or insulin. The determination of the values a 0 , Ci 1 , α 2 , <* З, Pn, Pn, Ргi, P 22 'is carried out by standard mathematical methods, for example, minimizing the nonlinear functional, for example, by the least squares method. As a result, a choice is made of such coefficients a 0 , a / , a 2 , b, P ιι, P 12, P 2i for the P 22 model, which best approximate the results of invasive measurements (approximating the experimental curve) obtained during the calibration process. Such a procedure for selecting model parameters can be implemented using standard software on the MATLAB platform. For example, the above procedure for determining the model parameters can be performed using the "survefit" procedure located in MATLAB. During the calibration process, the number of invasive points is no less than 3–4 times the number of determined model parameters.

На этапе восстановления глюкозы (см фиг. 2) закрепляют 6 датчики таким же образом, как и на этапе калибровки, измеряют 7 ПФТ в дискретные моменты времени, после чего рассчитывают 8 глюкозу в крови человека по соотношению (1) с коэффициентами, определёнными на этапе калибровки. Затем рассчитанная концентрация глюкозы отображается 9, например, на жидкостно-кристаллическом индикаторе.At the glucose recovery stage (see Fig. 2), 6 sensors are fixed in the same way as at the calibration stage, 7 PFTs are measured in discrete time points, after which 8 glucose in a person’s blood is calculated according to the ratio (1) with the coefficients determined at the calibration stage. Then, the calculated glucose concentration is displayed 9, for example, on a liquid crystal indicator.

Заявляемый способ был проверен экспериментально на пяти диабетиках первого рода, двух диабетиков второго рода и трех здоровых. При этом один тестовый день для каждого испытуемого использовался для калибровки способа. Остальные тестовые дни (от одного до трех - для разных испытуемых) использовались для восстановления глюкозы в крови. Испытания в тестовые дни занимали от двух до четырех часов, при этом изменения глюкозы проходили в разных направлениях (в сторону уменьшения и ее увеличения). Одновременно для контроля производились инвазивные измерения глюкозы в крови посредством приборов "Ассu-Сhеk Асtivе". Подробнее с устройством прибора можно ознакомиться по httр ://www. ассu- chek.ш/ru/rewrite/content/ru RU/30.11.10:10/article/ACCM gепеrаl аrtiсlе 237.&' htm.The inventive method was tested experimentally on five first-type diabetics, two second-type diabetics and three healthy ones. Moreover, one test day for each subject was used to calibrate the method. The remaining test days (from one to three for different subjects) were used to restore blood glucose. Tests on test days took from two to four hours, with changes in glucose taking place in different directions (downward and upward). At the same time, invasive measurements of blood glucose were performed using Assu-Chek Assive instruments for control. More information on the device device can be found at httr: // www. assu-chek.sh / ru / rewrite / content / ru RU / 11.30.10: 10 / article / ACCM heperal article 237. &' htm.

Результаты некоторых из этих экспериментов показаны на фиг. 3 - 10.The results of some of these experiments are shown in FIG. 3 - 10.

Ниже представлены результаты испытаний для одного из диабетиков второго рода (инсулинонезависимых). На фиг. 3 представлены результаты калибровки, при этом калибровочные коэффициенты модели имеют следующие значения: a0 = 0.0015; U1 = 15.03; a2 = - 0.206; a3 = 0.5; P11 = 9821; P12 = 0; P21 = 20070; P22 = - 2.05 . Точки на графике соответствуют значениям концентрации глюкозы в крови, измеренным с помощью инвазивного прибора. Непрерывная линия показывает результаты расчетного метода.Below are the test results for one of the type II diabetics (non-insulin-dependent). In FIG. 3 shows the calibration results, while the calibration coefficients of the model have the following values: a 0 = 0.0015; U 1 = 15.03; a 2 = - 0.206; a 3 = 0.5; P 11 = 9821; P 12 = 0; P 21 = 20070; P 22 = - 2.05. The points on the graph correspond to blood glucose values measured using an invasive device. A continuous line shows the results of the calculation method.

На фиг. 4, 5 представлены графики измеренных ПФТ для второго дня испытаний, во время которого восстанавливали глюкозу в крови организма диабетика. На фиг.. 6 представлены результаты восстановления глюкозы вIn FIG. Figures 4 and 5 show graphs of measured PFT for the second day of testing, during which glucose was restored in the blood of a diabetic. On .. 6 presents the results of the restoration of glucose in

ю крови по формуле (1), полученных с использованием калибровочных коэффициентов и измеренных передаточных функций тканей.Yu blood according to the formula (1) obtained using calibration coefficients and measured transfer functions of tissues.

На фиг. 7 показаны результаты калибровки в испытательный день для одного из здоровых испытуемых, при этом определены калибровочные коэффициенты: a0 =0.0002; а, =45; a2 = - 20; a3 =0.4; P11 =50; Pn =0; P2/ =5.014; P22 = 0.502.In FIG. 7 shows the results of calibration on a test day for one of the healthy subjects, while the calibration coefficients are determined: a 0 = 0.0002; a, = 45; a 2 = - 20; a 3 = 0.4; P 11 = 50; P n = 0; P 2 / = 5.014; P 22 = 0.502.

На фиг. 8 - 10 показаны результаты восстановления концентрации глюкозы в испытательный день по формуле (1) полученных с использованием измеренных передаточных функций тканей и калибровочных коэффициентов.In FIG. 8-10 show the results of restoring glucose concentration on a test day according to formula (1) obtained using measured tissue transfer functions and calibration factors.

Таким образом, достигнут технический результат заявляемого способа, а именно, определение концентрации глюкозы в крови человека полностью основано на системе измерений, принятой в способе, без привлечения дополнительной информации, при улучшенной точности определения концентрации глюкозы в крови. Thus, the technical result of the proposed method is achieved, namely, the determination of glucose concentration in human blood is completely based on the measurement system adopted in the method, without involving additional information, with improved accuracy in determining blood glucose concentration.

Claims

Формула изобретения Claim 1. Способ определения концентрации глюкозы в крови человека, характеризующийся тем, что измеряют посредством четырёхэлектродных датчиков, закреплённых на поверхности тела человека, электрические характеристики протекающего по ткани тока, затем обрабатывают измерения четырёхэлектродных датчиков по предварительно откалиброванной математической модели, путём сравнения результатов предлагаемого способа определения глюкозы в крови человека и любого другого известного метода определения глюкозы в крови человека, после чего определяют концентрацию глюкозы в крови человека, отличающийся тем что, на поверхности тела человека закрепляют две пары четырёхэлектродных датчиков, причём первую пару закрепляют вдоль магистральных кровеносных сосудов, преимущественно конечностей, а вторую пару электродов закрепляют в том же месте ортогонально первой, непрерывно измеряют электрические передаточные функции не только поверхности кожи, но и подкожных тканей, в качестве которых принимается отношение выходного напряжения, то есть напряжения на участке тканей, по которому проходит электрический ток в процессе измерения, к входному току, поступающему от генератора электрического переменного тока, затем вычисляют концентрацию глюкозы в крови человека по формуле: Gn =G00 + Gn., ехрf- ao βп_,(tп - tп_,)]+{a,[Lп LF - P,,Lп ULF - P]2Lп HFJ+ + a2[Kп LF -P2, Kп ULF -P22 Kп HF] exp[-ao (βп., tпп.,tп.,)]}(tп - tп_,) /2; βп = l /[l+ Ci 3 ] Gn ., - G00 U, где Gn = G(In) - определяемое значение концентрации глюкозы в крови в данный момент времени tп ,1. The method of determining the concentration of glucose in the blood of a person, characterized in that the electrical characteristics of the current flowing through the tissue are measured by means of four electrode sensors mounted on the surface of the human body, then the measurements of the four electrode sensors are processed by a pre-calibrated mathematical model by comparing the results of the proposed method for determining glucose in human blood and any other known method for determining glucose in human blood, after which they determine glucose concentration in human blood, characterized in that two pairs of four-electrode sensors are fixed on the surface of the human body, the first pair being fixed along the main blood vessels, mainly limbs, and the second pair of electrodes is fixed in the same place orthogonally to the first, the electrical transfer functions are not continuously measured only the surface of the skin, but also of the subcutaneous tissues, which are taken as the ratio of the output voltage, that is, the voltage on the tissue site through which passes the electric current in the measurement process, to the input current coming from the generator of electric alternating current, then the concentration of glucose in the blood of a person is calculated by the formula: G n = G 00 + G n ., exp-a o β p _, (t p - t n _,)] + {a, [L n LF - P ,, L n ULF - P ] 2 L n HF J + + a 2 [K n LF -P 2 , K n ULF -P 22 K n HF ] exp [-ao (β p ., t pp ., t p .,)]} (t p - t p _,) / 2; β p = l / [l + Ci 3 ] G n . , - G 00 U, where G n = G (I n ) is the determined value of the concentration of glucose in the blood at a given time t p , - Gоо - уровень концентрации глюкозы в крови организма человека, соответствующий гомеостазу данного организма по отношению к концентрации глюкозы в крови, - a0 - коэффициент, характеризующий скорость утилизации глюкозы в организме конкретного человека с учетом изменчивости внешних факторов,- Goo - the level of glucose concentration in the blood of the human body, corresponding to the homeostasis of this organism in relation to the concentration of glucose in the blood, - a 0 - coefficient characterizing the rate of glucose utilization in the body of a particular person, taking into account the variability of external factors, - П] - коэффициент, характеризующий связь между концентрацией глюкозы в крови конкретного человека и значениями передаточных функций тканей, измеренных вдоль магистральных кровеносных сосудов на разных частотах,- P] - coefficient characterizing the relationship between the concentration of glucose in the blood of a particular person and the values of the transfer functions of tissues, measured along the main blood vessels at different frequencies, - a2 - коэффициент, характеризующий связь между концентрацией глюкозы в крови конкретного человека и значениями передаточных функций тканей, измеренных в ортогональном направлении к первой паре четырёхэлектродных датчиков на разных частотах,- a 2 - coefficient characterizing the relationship between the concentration of glucose in the blood of a particular person and the values of the transfer functions of tissues, measured in the orthogonal direction to the first pair of four-electrode sensors at different frequencies, - a3 - коэффициент, учитывающий облегченный перенос глюкозы,- a 3 - coefficient taking into account the facilitated transfer of glucose, - P]] , P]2 , P2I , P 22 - коэффициенты модели,- P]], P] 2 , P 2I , P 22 - model coefficients, - Lп ULF , Ln LF , Ln HF - это обратные величины к электрическим передаточным функциям тканей, измеренным вдоль магистральных кровеносных сосудов на сверхнизкой частоте от 0.01 Гц до 5 Гц, низкой частоте от 10 кГц до 60 кГц, и высокой частоте от 100 кГц до 10МГц в момент времени tп, а Kn υLF , Kn LF , Kn HF - это обратные величины к электрическим передаточным функциям тканей, измеренным на сверхнизкой, низкой и высокой частотах в ортогональном направлении к первой паре четырёхэлектродных датчиков в момент времени tп снятия дискретных отсчетов, начиная с нулевого при tо = 0, при этом п - целое число (п = 1, 2, . . . ), при этом упомянутые величины аη , П] , a2 , аз, Рц , P п , P 2i , P 22 определяются на подготовительном этапе калибровки посредством стандартных математических методов минимизации нелинейного функционала, при этом время калибровки выбирают достаточным для того, чтобы можно было зафиксировать разнонаправленные изменения концентрации глюкозы в крови;- L p ULF , L n LF , L n HF are the reciprocal of the electrical transfer functions of tissues, measured along the main blood vessels at an ultra-low frequency from 0.01 Hz to 5 Hz, a low frequency from 10 kHz to 60 kHz, and a high frequency from 100 kHz to 10 MHz at time t p , and K n υLF , K n LF , K n HF are the reciprocal of the electrical transfer functions of tissues, measured at ultra-low, low and high frequencies in the orthogonal direction to the first pair of four-electrode sensors at the time time t p removal of discrete samples, starting from zero p when t0 = 0, at that n is an integer (n = 1, 2, ...), while the above-mentioned quantities aη, П], a 2 , аз, Рц, P п, P 2 i, P 22 are determined on the preparatory stage of calibration using standard mathematical methods of minimizing the nonlinear functional, while the calibration time is chosen sufficient so that multidirectional changes in the concentration of glucose in the blood can be recorded; 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измеряют модуль электрической передаточной функции; 2. The method according to p. 1, characterized in that they measure the module of the electrical transfer function; 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измеряют активную составляющую электрической передаточной функции;3. The method according to p. 1, characterized in that they measure the active component of the electrical transfer function; 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измеряют реактивную электрическую передаточную функцию;4. The method according to p. 1, characterized in that they measure the reactive electric transfer function; 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измеряют отношение реактивной к активной составляющим электрической передаточной функции;5. The method according to p. 1, characterized in that they measure the ratio of reactive to active components of the electrical transfer function; 6. Способ по любому из п.п. 1-5, характеризующийся тем, что для инсулинозависимого пациента величина GOo принимается равной нулю; 6. The method according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that for an insulin-dependent patient, the value of G O o is taken equal to zero;
PCT/RU2008/000045 2007-01-29 2008-01-25 Method for determining the glucose concentration in the human blood Ceased WO2008094077A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007104146 2007-01-29
RU2007104146/14A RU2342071C2 (en) 2007-01-29 2007-01-29 Method of glucose concentration definition in human blood

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2008094077A2 true WO2008094077A2 (en) 2008-08-07
WO2008094077A3 WO2008094077A3 (en) 2008-10-09

Family

ID=39674618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2008/000045 Ceased WO2008094077A2 (en) 2007-01-29 2008-01-25 Method for determining the glucose concentration in the human blood

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2342071C2 (en)
WO (1) WO2008094077A2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2457660A (en) * 2008-02-19 2009-08-26 Sphere Medical Ltd Methods of calibrating a sensor in a patient monitoring system
EP2158838A1 (en) * 2008-08-29 2010-03-03 Gerinova AG Non-invasive method for estimating of the variation of the clucose level in the blood of a person and apparatur for carrying out the method
EP2614771A3 (en) * 2012-01-13 2013-10-23 movisens GmbH Method and device for measuring bio-impedance

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101999073B (en) * 2007-12-10 2013-12-18 拜尔健康护理有限责任公司 slope compensation
CA2837376C (en) * 2011-05-27 2019-09-24 Lifescan Scotland Limited Peak offset correction for analyte test strip
RU2518134C2 (en) * 2012-02-24 2014-06-10 Хилби Корпорейшн Method for determining individual's blood glucose concentration
US8709232B2 (en) * 2012-04-30 2014-04-29 Cilag Gmbh International Analyte measurement technique and system
RU2506893C1 (en) 2012-09-25 2014-02-20 Сайнмет Ла, Инкорпорейтед Method of non-invasive determination of glucose in blood and device for its realisation
RU2510023C1 (en) 2012-11-06 2014-03-20 Сайнмет Ла, Инкорпорейтед Blood glucose meter
RU2548778C1 (en) * 2014-02-10 2015-04-20 Виталий Юрьевич Мишланов Diagnostic technique for blood serum glucose, total protein and electrolytes by multi-frequency impedance analysis
CN106535762B (en) * 2014-07-17 2019-08-20 豪夫迈·罗氏有限公司 For determining the method and apparatus and computer program product of the body fluid glucose level of patient
RU2644501C2 (en) * 2016-02-09 2018-02-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО ТГТУ) Method for non-invasive determination of blood glucose concentration in glucogram

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2230485C2 (en) * 2001-05-29 2004-06-20 Общество с ограниченной ответственностью "Алгоритм" Method for determination of blood glucose concentration in humans
US6836337B2 (en) * 2001-09-20 2004-12-28 Visual Pathways, Inc. Non-invasive blood glucose monitoring by interferometry

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2457660A (en) * 2008-02-19 2009-08-26 Sphere Medical Ltd Methods of calibrating a sensor in a patient monitoring system
US8869585B2 (en) 2008-02-19 2014-10-28 Sphere Medical Limited Methods of calibrating a sensor in a patient monitoring system
EP2158838A1 (en) * 2008-08-29 2010-03-03 Gerinova AG Non-invasive method for estimating of the variation of the clucose level in the blood of a person and apparatur for carrying out the method
WO2010022926A1 (en) 2008-08-29 2010-03-04 Gerinova Ag Non-invasive method for estimating of the variation of the glucose level in the blood of a person and apparatus for carrying out the method
CN102131457A (en) * 2008-08-29 2011-07-20 吉兰诺瓦公司 Non-invasive method for estimating of the variation of the glucose level in the blood of a person and apparatus for carrying out the method
KR20110083606A (en) * 2008-08-29 2011-07-20 게리노바 아게 Noninvasive methods for predicting fluctuations in glucose levels in human blood and apparatus for performing the methods
RU2477074C2 (en) * 2008-08-29 2013-03-10 Геринова Аг Non-invasive method of estimating changes of glucose level in human blood and device for method realisation
CN102131457B (en) * 2008-08-29 2013-05-22 吉兰诺瓦公司 Non-invasive method for estimating of the variation of the glucose level in the blood of a person and apparatus for carrying out the method
US8886274B2 (en) 2008-08-29 2014-11-11 Gerinova Ag Non-invasive method for estimating of the variation of the glucose level in the blood of a person and apparatus for carrying out the method
EP2614771A3 (en) * 2012-01-13 2013-10-23 movisens GmbH Method and device for measuring bio-impedance

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008094077A3 (en) 2008-10-09
RU2342071C2 (en) 2008-12-27
RU2007104146A (en) 2008-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2342071C2 (en) Method of glucose concentration definition in human blood
US6517482B1 (en) Method and apparatus for non-invasive determination of glucose in body fluids
RU2518134C2 (en) Method for determining individual&#39;s blood glucose concentration
US5449000A (en) System for body impedance data acquisition utilizing segmental impedance &amp; multiple frequency impedance
KR100453181B1 (en) Visceral fat meter
CA2638958C (en) A method and device for measuring tissue oedema
WO1999039627A1 (en) Method and apparatus for non-invasive determination of glucose in body fluids
EP1765161A1 (en) Oedema detection
RU2112416C1 (en) Method for checking of tissue or organ condition after operation and device for its realization
WO2007075410A2 (en) In-vivo non-invasive bioelectric impedance analysis of glucose-mediated changes in tissue
Periyasamy et al. A study on non-invasive blood glucose estimation—An approach using capacitance measurement technique
CN104983427B (en) The method of blood sugar for human body value detection
Abie et al. Efect of body orientation and joint movement on local bioimpedance measurements.
WO2005102159A1 (en) Method and apparatus for assessing oral mucositis
Copot et al. Fractional order modeling of diffusion processes: A new approach for glucose concentration estimation
NO348019B1 (en) Tissue fluid measurement device
KR20210091559A (en) Blood pressure and glucose measurement method and apparatus using wearable device
CN120570584B (en) Real-time monitoring method and device for balloon dilation of cricopharyngeal muscle catheter
RU2251969C2 (en) Method and device for diagnosing biological object condition
Shanthi et al. Handy Non-Invasive Blood Glucose Estimator using Arduino and NodeMCU
AU2003252923B2 (en) Method and apparatus for non-invasive determination of glucose in body fluids
AU769439B2 (en) A method and device for measuring tissue oedema
CN105011946B (en) The method for measuring blood glucose value
Yin et al. Research on a Non-Invasive Measuring Method of Blood Glucose Concentration Based on Electrical Impedance Spectrum
CN111387939A (en) Measuring method and device of heart discharge capacity, computer equipment and storage medium

Legal Events

Date Code Title Description
DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08724061

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08724061

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2