(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
血管内の血液の血球数パラメータを検出する検出装置であって、
少なくとも１つの伝送信号を発信する多数の伝送アンテナ（２０３）がある伝送器（１０１）、
少なくとも１つの受信信号を受信する多数の受信アンテナ（２０７）がある受信器（１０５）、
前記多数の伝送アンテナ（２０３）の１つの伝送アンテナ及び前記多数の受信アンテナ（２０７）の１つの受信アンテナを含む第１検出構成を選択し、前記多数の伝送アンテナ（２０３）の１つの伝送アンテナ及び前記多数の受信アンテナの１つの受信アンテナ（２０７）を含む第２検出構成を選択するよう構成されるプロセッサ（１０９）、
伝送信号を発信するために前記第１検出構成が選択された場合、前記伝送信号及び受信信号に基づき第１損失変数を検出し、
伝送信号を発信するために前記第２検出構成が選択された場合、前記伝送信号及び受信信号に基づき第２損失変数を検出するよう構成される損失検出器（１０７）
を含み、前記プロセッサは、前記血球数パラメータを検出するために損失変数がより小さい前記検出構成を選択するよう構成される、検出装置。
【請求項２】
前記第１検出構成が選択された場合、前記伝送器（１０１）は前記第１検出構成の前記伝送アンテナを用いて前記伝送信号を発信するよう構成され、前記第１検出構成が選択された場合、前記受信器（１０５）は前記第１検出構成の前記受信アンテナを用いて前記受信信号を受信するよう構成され、
前記第２検出構成が選択された場合、前記伝送器（１０１）は前記第２検出構成の前記伝送アンテナを用いて前記伝送信号を発信するよう構成され、前記第２検出構成が選択された場合、前記受信器（１０５）は前記第１検出構成の前記受信アンテナを用いて前記受信信号を受信するよう構成され、
前記損失検出器（１０７）は、前記第１検出構成の前記伝送信号及び前記受信信号に基づき前記第１損失変数を検出し、前記第２検出構成の前記伝送信号及び前記受信信号に基づき前記第２損失変数を検出するよう構成される、請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記プロセッサ（１０９）は、前記２つの損失変数のうちより小さい前記損失変数を同定するため、前記第１損失変数を前記第２損失変数と比較するよう構成される、請求項１又は２のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項４】
前記多数の受信アンテナの１つの受信アンテナの各出力を前記損失検出器（１０７）に接続するよう構成される切り替えマトリックス（２１１）、特に、前記プロセッサ（１０９）により制御されうる切り替えマトリックス（２１１）をさらに含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項５】
前記伝送器（１０１）は伝送信号生成器（２０２）を含み、前記伝送信号生成器（２０２）の１つの出力は、切り替えマトリックス（２０９）を用いて、特に、前記プロセッサ（１０９）により制御されうる切り替えマトリックス（２０９）を用いて前記多数の伝送アンテナの各伝送アンテナに接続されうる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項６】
前記伝送器（１０１）は、前記第１検出構成を用いる場合及び前記第２検出構成を用いる場合、同一周波数、特に１〜１５ＧＨｚの周波数の周波数の伝送信号又は同じモード、特に、横電気モード又は横磁気モードの伝送信号を発信するよう構成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項７】
前記伝送器（１０１）は少なくとも２つの伝送アンテナ（２０３）を含むか又は前記受信器は少なくとも２つの受信アンテナ（２０７）、特にダイポールアンテナ又はフレームアンテナ又はパッチアンテナを含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項８】
前記損失検出器（１０７）はネットワーク分析器、特に、ベクトル又はスカラーネットワーク分析器又はパワー検出器である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項９】
前記血球数パラメータを検出するために、
前記伝送器（１０１）は、選択された前記検出構成の前記伝送アンテナを用いて、第１周波数の第１伝送信号及び第２周波数の第２伝送信号を前記血管に注入させるよう構成され、
前記受信器（１０５）は、選択された前記検出構成の前記受信アンテナを用いて、前記第１周波数による第１受信信号、前記第２周波数による第２受信信号を受信するよう構成され、
前記損失検出器（１０７）は、前記第１伝送信号及び前記第１受信信号に基づき第１損失変数を同定し、前記第２伝送信号及び前記第２受信信号に基づき第２損失変数を同定するよう構成され、
前記プロセッサ（１０９）は、第１基準損失変数に対する前記第１損失変数の第１周波数シフトを同定し、第２基準損失変数に対する前記第２損失変数の第２周波数シフトを測定し、前記第１周波数シフト及び前記第２周波数シフトに基づき前記血球数パラメータを測定するよう構成される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項１０】
前記血球数パラメータを検出するため、
前記伝送器（１０１）は、選択された前記検出構成の前記伝送アンテナを用いて、第１周波数の第１伝送信号及び第２周波数の第２伝送信号を前記血管に注入させるよう構成され、
前記受信器（１０５）は、選択された前記検出構成の前記受信アンテナを用いて、前記第１周波数による第１受信信号、前記第２周波数による第２受信信号を受信するよう構成され、
前記プロセッサ（１０９）は、前記第１伝送信号及び前記第１受信信号に基づき第１損失変数を測定し、前記第２伝送信号及び前記第２受信信号に基づき第２損失変数を測定し、損失変数がより大きい前記周波数に応じた血液成分の緩和時間定数を同定し、前記緩和時間定数と前記血球数パラメータの間の既知の関係に基づき前記血球数パラメータを測定するよう構成される、請求項１〜９のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項１１】
前記損失検出器（１０７）は、前記第１損失変数及び前記第２損失変数を同定するために２ポート測定を実施するよう構成され、特に、前記２ポート測定を用いて各前方伝送係数Ｓ２１を同定するよう構成される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項１２】
前記損失検出器（１０７）は、以下の式：
【数１】
0005990183.tif 000005
（式中、Plossは前記第１又は第２損失変数の各々を表し、Ｓ１１は入力反射係数を表し、Ｓ２１は前方伝送係数を表す）
に基づき各々前記第１損失変数及び前記第２損失変数を同定するよう構成される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項１３】
前記伝送器（１０１）は、あるモード又は波の種類として、特に横電気（ＴＥ）波又は横磁気（ＴＭ）波又は横電磁（ＴＥＭ）波又はＨＥ波として、特に前記血管の流れ又は血流方向に対して縦方向又は横方向に前記伝送信号を注入するよう構成される、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項１４】
前記血球数パラメータは、特にグルコース等の糖又は酸素である前記血液中の１の血液成分の濃度である、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の検出装置。
【請求項１５】
少なくとも１つの伝送信号を発信する多数の伝送アンテナがある伝送器及び少なくとも１つの受信信号を受信する多数の受信アンテナがある受信器を用いて血管内血液の血球数パラメータを検出する方法であって、以下の工程：
前記多数の伝送アンテナの１つの伝送アンテナ及び前記多数の受信アンテナの１つの受信アンテナを含む第１検出構成を選択する工程；
伝送信号を発信するために前記第１検出構成が選択された場合、前記伝送信号及び受信信号に基づき第１損失変数を検出する工程；
前記多数の伝送アンテナの１つの伝送アンテナ及び前記多数の受信アンテナの１つの受信アンテナを含む第２検出構成を選択する工程；
伝送信号を発信するために前記第２検出構成が選択された場合、前記伝送信号及び受信信号に基づき第２損失変数を検出する工程；及び
前記血球数パラメータを検出するため、前記損失変数がより小さい前記検出構成を選択する工程；
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液成分、例えば１の血管を流れる血中の糖濃度を検出するための分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、１の血液成分の濃度等の血球数パラメータを同定するために侵襲的に血液を採取しうる。そして、血球数パラメータは、採取した血液を用いて標準化試験紙により同定できるが、その電気抵抗値は血液成分、例えば血糖値に依存する。例えば、試験紙の電気抵抗値を検出するための直流抵抗測定を行う血糖測定機器を用いて電気抵抗値を各々検出できる。抵抗値は、血糖濃度と抵抗値のそれ自体が公知の関係に基づき、血糖濃度に変換されうる。検出精度を高めるため、各試験紙は、較正データ、例えば基準抵抗値又は対応するコードと共に提供されることにより試験紙の特性のばらつきが補正されうる。しかし、侵襲的な手法の欠点は、血液を採取しなければならず、そのため患者を傷つけることである。さらに、例えば日内変動曲線を測定するために血液成分の濃度を持続的に検出することは困難である。その上、食物摂取と、例えば血糖増加までの時間的遅延を侵襲的手法で正確に検出することはできない。また、血中血糖濃度が低い場合は特に、患者にインスリンを投与する時間を正確に同定できない。
【０００３】
例えば、血液中の物質濃度又は物質組成等の血球数パラメータを同定するための非侵襲的方法としてマイクロ波分光法を用いうる。血球数パラメータを検出するマイクロ波分光法は、血液が潅流する組織にマイクロ波信号を注入させ、注入したマイクロ波エネルギーの周波数依存性の吸収を検出することに基づく。
【０００４】
非特許文献１は、マイクロ波を用いた血球数パラメータ同定の多電極構成を記載する。多電極構成には電極間隔が異なる複数個の電極対が含まれ、これにより異なるマイクロ波信号が侵入（Eindringtiefe）しうる。血球数パラメータの検出は、インピーダンス測定、つまり１ポート測定により行われ、インピーダンスミスマッチのために誤差が生じうる。侵入が異なると、場合により毛細血管と静脈の血液を区別できず、測定結果が歪曲されうる。一般に、静脈血の血球数パラメータの測定は毛細血管血液の血球数パラメータの測定よりも正確であるが、これは例えば、毛細血管血液中の血糖の変化が静脈血に比べて遅いためである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Andreas Caduff et al., “Non-invasive glucose monitoring in patients with Type 1 diabetes: A multi-sensor system combining sensors for dielectric and optical characterization of skin”, Biosensors and Bioelectronics 24 (2009) 2778-2784
【非特許文献２】Buford Randal Jean et al., “A microwave frequency sensor for noninvasive blood-glucose measurement”, SAS 2008 -IEEE Sensors Applications Symposium, Atlanta, GA, February 12-14, 2008
【非特許文献３】M. McClung, “Calibration methodology for a microwave non-invasive glucose sensor”, Master Thesis, Baylor University, Mai 2008
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献２及び非特許文献３は、さらに、血糖濃度の同定のための電極構成を記載する。本文献では、血液の誘電特性が血糖値に依存することを用いる。マイクロ波センサに親指を押しつけると、共振器の離調により親指の比誘電率の変化が測定される。しかし、親指の接触圧により血液が移動するために正確な測定結果が得られない。さらに、測定を持続することができない。また、血糖含有量同定のための測定データの評価は各患者に依存するため、他の患者に対する再現性がない。そして、当該方法ではマイクロ波電力の侵入を制御できず、毛細血管と静脈の血液を区別できない。さらに、比誘電率の変化は１ポート測定に基づいて行われ、ミスマッチの影響を受けやすい。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、血球数パラメータ、例えば血液中の血糖値を検出するより正確な方法を開発することである。
【０００８】
本目的は独立請求項の特徴により達成される。有利な発展形が従属請求項の主題である。
【０００９】
本発明は、血球数パラメータが静脈血に基づいて同定されるようにマイクロ波を血管内に直接注入した場合、マイクロ波に基づき血球数パラメータが正確に同定されるという発見に基づく。
【００１０】
この目的のために、横電気波及び横磁気波が内部を伝搬しうる、血管、血管周囲の脂肪組織、皮膚の層を誘電体導波管システムとみなしうるという他の発見が用いられる。血管へマイクロ波を標的化注入するため、例えば、伝送側の多数の伝送アンテナ及び受信側の多数の受信アンテナが提供される。全てのアンテナの組み合わせの順列を用いて、例えば、最小の注入損失が最少となる受信アンテナに関する伝送アンテナを含むアンテナ対を選択しうる。選択されたアンテナ対は、血球数パラメータのマイクロ波に基づく検出に用いられうる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
１の態様では、本発明は、少なくとも１つの伝送信号を発信する多数の伝送アンテナがある伝送器、少なくとも１つの受信信号を受信する多数の受信アンテナがある受信器、多数の伝送アンテナの１つの伝送アンテナ及び多数の受信アンテナの１つの受信アンテナを含む第１検出構成を選択し、多数の伝送アンテナの１つの伝送アンテナ及び多数の受信アンテナの１つの受信アンテナを含む第２検出構成を選択するよう構成されるプロセッサ、伝送信号を発信するために前記第１検出構成が選択された場合、当該伝送信号及び受信信号に基づき第１損失変数を検出し、伝送信号を発信するために第２検出構成が選択された場合、当該伝送信号及び受信信号に基づき第２損失変数を検出するよう構成される損失検出器を含み、前記プロセッサは、前記血球数パラメータを検出するために損失変数がより小さい前記検出構成を選択するよう構成される、血管内の血液の血球数パラメータを検出する検出装置に関する。
【００１２】
伝送信号は好ましくは血管方向に発信される。伝送信号が受信形態である受信信号及び当該伝送信号に基づき、例えば、伝送アンテナ及び受信アンテナを含むアンテナの対を、注入損失が最少となる検出構成として選択しうる。注入損失は、例えば、上記損失変数、例えば吸収線又は減衰の比較に基づき検出されうる。
【００１３】
１の実施形態では、第１検出構成が選択された場合、伝送器は、第１検出構成の伝送アンテナを用いて伝送信号を発信するよう構成され、第１検出構成が選択された場合、受信器は第１検出構成の受信アンテナを用いて受信信号を受信するよう構成され、第２検出構成が選択された場合、伝送器は第２検出構成の伝送アンテナを用いて伝送信号を発信するよう構成され、第２検出構成が選択された場合、受信器は第２検出構成の受信アンテナを用いて受信信号を受信するよう構成され、損失検出器は、第１検出構成の伝送信号及び受信信号に基づき第１損失変数を検出し、第２検出構成の伝送信号及び受信信号に基づき第２損失変数を検出するよう構成される。
【００１４】
１の実施形態では、プロセッサは、２つの損失変数のうちより小さい損失変数を同定するため、第１損失変数を第２損失変数と比較するよう構成される。
【００１５】
１の実施形態では、検出装置は、切り替えマトリックス、特にプロセッサに制御されうる切り替えマトリックスを含み、当該切り替えマトリックスは多数の受信アンテナの１つの受信アンテナの各出力を損失検出器に接続するよう構成される。
【００１６】
１の実施形態では、伝送器は伝送信号生成器を含み、当該伝送信号生成器の１つの出力は、切り替えマトリックス、特に、上記プロセッサにより制御されうる切り替えマトリックスを用いて多数の伝送アンテナの各伝送アンテナに接続されうる。
【００１７】
１の実施形態では、伝送器は、第１検出構成が選択された場合及び第２検出構成が選択された場合、同一周波数、特に１〜１５ＧＨｚの周波数の伝送信号又は同じモード若しくは波の種類が同じ伝送信号、特に、横電気モード又は横磁気モードの伝送信号を発信するよう構成される。
【００１８】
１の実施形態では、伝送器は少なくとも２つの伝送アンテナを含み、受信器は少なくとも２つの受信アンテナを含む。この伝送アンテナ及びこの受信アンテナはダイポールアンテナ又はフレームアンテナ又はパッチアンテナであってよい。
【００１９】
１の実施形態では、損失検出器はネットワーク分析器、特に、スカラー又はベクトルネットワーク分析器又はパワー検出器を含む。
【００２０】
１の実施形態では、血球数パラメータを検出するために、伝送器は、選択された検出構成の伝送アンテナを用いて、第１周波数の第１伝送信号及び第２周波数の第２伝送信号を血管に注入させるよう構成される。受信器は、選択された前記検出構成の前記受信アンテナを用いて、第１周波数による第１受信信号、第２周波数による第２受信信号を受信するよう構成される。損失検出器は、前記第１伝送信号及び前記第１受信信号に基づき第１損失変数を同定し、前記第２伝送信号及び前記第２受信信号に基づき第２損失変数を同定するよう構成される。プロセッサは、第１基準損失変数に対する前記第１損失変数の第１周波数シフトを同定し、第２基準損失変数に対する前記第２損失変数の第２周波数シフトを測定し、前記第１周波数シフト及び前記第２周波数シフトに基づき前記血球数パラメータを測定するよう構成される。
【００２１】
１の実施形態では、血球数パラメータを検出するため、伝送器は、選択された前記検出構成の前記伝送アンテナを用いて、第１周波数の第１伝送信号及び第２周波数の第２伝送信号を前記血管に注入させるよう構成される。受信器は、選択された前記検出構成の前記受信アンテナを用いて、前記第１周波数による第１受信信号、前記第２周波数による第２受信信号を受信するよう構成される。プロセッサは、前記第１伝送信号及び前記第１受信信号に基づき第１損失変数を測定し、前記第２伝送信号及び前記第２受信信号に基づき第２損失変数を測定し、損失変数がより大きい前記周波数に応じた血液成分の緩和時間定数を同定し、前記緩和時間定数と前記血球数パラメータの間の既知の関係に基づき前記血球数パラメータを測定するよう構成される。
【００２２】
１の実施形態では、損失検出器は、第１損失変数及び第２損失変数を同定するために２ポート測定を実施するよう構成され、特に、２ポート測定を用いて各前方伝送係数Ｓ２１を同定するよう構成される。
【００２３】
１の実施形態では、損失検出器は、以下の式：
【００２４】
【数１】
0005990183.tif 000002
（式中、Plossは前記第１又は第２損失変数の各々を表し、Ｓ１１は入力反射係数を表し、Ｓ２１は前方伝送係数を表す）
に基づき各々前記第１損失変数及び前記第２損失変数を同定するよう構成される。
【００２５】
１の実施形態では、伝送器は、あるモード又は波の種類として、特に横電気（ＴＥ）波又は横磁気（ＴＭ）波又は横電磁（ＴＥＭ）波又はＨＥ波として、特に前記血管の流れ又は血流方向に対して縦方向又は横方向に前記伝送信号を注入するよう構成される。
【００２６】
１の実施形態では、血球数パラメータは、特にグルコース等の糖又は乳酸塩若しくは乳酸あるいは酸素のある濃度の血液成分である。
【００２７】
他の態様によれば、本発明は、少なくとも１つの伝送信号を発信する多数の伝送アンテナがある伝送器及び少なくとも１つの受信信号を受信する多数の受信アンテナがある受信器を用いて血管内血液の血球数パラメータを検出する方法であって、以下の工程：多数の伝送アンテナの１つの伝送アンテナ及び前記多数の受信アンテナの１つの受信アンテナを含む第１検出構成を選択する工程；伝送信号を発信するために前記第１検出構成が選択された場合、前記伝送信号及び受信信号に基づき第１損失変数を検出する工程；多数の伝送アンテナの１つの伝送アンテナ及び前記多数の受信アンテナの１つの受信アンテナを含む第２検出構成を選択する工程；伝送信号を発信するために前記第２検出構成が選択された場合、前記伝送信号及び受信信号に基づき第２損失変数を検出する工程；及び血球数パラメータを検出するため、前記損失変数がより小さい前記検出構成を選択する工程；を含む。
【００２８】
他の方法は、検出装置の機能から直接明らかである。
【００２９】
他の典型的な実施形態は、添付の図面を参照して説明される。以下に詳細を示す。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】検出装置のブロック図である。
【図２】検出装置のブロック図である。
【図３】人間の前腕の断面のモデルを示す。
【図４Ａ】アンテナを示す。
【図４Ｂ】アンテナを示す。
【図４Ｃ】アンテナを示す。
【図４Ｄ】アンテナを示す。
【図５Ａ】電気的ダイポールアンテナを示す。
【図５Ｂ】励起構成を示す。
【図６Ａ】励起構成を示す。
【図６Ｂ】励起構成を示す。
【図７Ａ】ループアンテナ６０１を示す。
【図７Ｂ】励起構成を示す。
【図８】励起構成を示す。
【図９】励起構成を示す。
【図１０】励起構成を示す。
【図１１】励起構成を示す。
【図１２】検出装置の基本的回路図である。
【図１３】吸収極大の周波数シフトを示す。
【図１４】伝送挙動を示す。
【図１５】周波数シフトを示す。
【図１６】周波数に依存する実数の比誘電率ε’及び複素誘電率ε”を示す図である。
【図１７】緩和時間定数（τ）と血中グルコース濃度の関係を示す図である。
【図１８】通信装置を備える検出装置の概略ブロック図である。
【図１９】アームバンドのブロック図である。
【図２０】アームバンドの一部分のブロック図である。
【図２１】アームバンドのブロック図である。
【図２２】検出装置の電極の構成の概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は、例えば血糖値等の血球数パラメータを検出する検出装置１００のブロック図である。当該検出装置は、少なくとも１つの伝送信号、例えばマイクロ波信号を図１に概略的に示す血管１０３に注入するよう構成される伝送器１０１を含む。
【００３２】
検出装置１００は、少なくとも１つの受信信号を受信するよう構成される受信器１０５をさらに含む。
【００３３】
検出装置１００は、例えばパワー検出器を含みうる損失検出器１０７をさらに含む。損失検出器１０７は伝送器１０１及び受信器１０５に取り付けられる。
【００３４】
検出装置は、損失検出器１０７に取り付けられるプロセッサ１０９をさらに含む。
【００３５】
検出装置１００には、例えばプロセッサ１０９及び場合によっては損失検出器１０７がアクセスしうる記憶媒体１１１があってよい。
【００３６】
伝送器１０１には１つ以上の伝送信号を発信する例えば１つ以上の伝送アンテナがあってよく、当該アンテナは、例えばダイポールアンテナ又はフレームアンテナ又はパッチアンテナとして構成されうる。同様に、受信器１０５は１つ以上の受信信号を受信する１つ以上の伝送アンテナがあってよい。プロセッサ１０９は、好ましくは複数の検出構成を順に選択するよう構成される。ここで、各検出構成は１つの伝送アンテナ及び１つの受信アンテナを含み、当該伝送アンテナは互いに間隔があり、当該受信アンテナも互いに間隔があってよい。ある検出構成が選択されると、伝送器１０１は伝送信号の発信に関連する伝送アンテナを励起し、受信器１０５は受信信号を受信するのに各受信アンテナを用いる。
【００３７】
損失検出器１０７は、例えば、電磁波の損失変数、例えばエネルギー吸収を伝送信号及び受信信号に基づき同定しうる。以下の工程では、伝送信号を発信するために他の検出構成を用いて他の損失変数を検出する。このように複数の検出構成が連続的又はいかなる順序で血管１０３に伝送信号を注入させるのに用いられ、各検出構成で損失検出器１０７を用いて損失変数が同定される。プロセッサ１０９は例えば損失変数を比較し、損失変数が最少の検出構成を選択できる。選択された検出構成は以下のように血球数パラメータを検出するのに用いられる。
【００３８】
図２は、図１に示す検出装置１００の実施形態でありうる検出装置を示す。当該検出装置は、例えば同調発振器２０２及び複数の伝送アンテナ２０３がありうる伝送器２０１を含む。当該検出装置は、例えばパワー検出器があってよい損失検出器２０５をさらに含む。さらに、複数の受信アンテナ２０７がある受信器２０６が提供される。
【００３９】
同調発振器２０２の１つの出力は切り替え式で、例えば切り替えマトリックス２０９により、例えば連続又はいかなる順序の組み合わせにも切り替え可能な各アンテナ入力に接続されうる。同様に、複数の受信アンテナ２０７の受信アンテナの各出力は、切り替えマトリックス２１１を用いて損失検出器２０５に接続されうる。
【００４０】
切り替えマトリックス２０９、２１１には、例えばトランジスタスイッチ等のスイッチがあってよい。
【００４１】
例えば切り替えマトリックス２１１及び切り替えマトリックス２０９により伝送アンテナ及び受信アンテナを含む対を選択しうるが、これにより、マイクロ波信号を図２に概略的に示す血管２１３に最適に注入しうる。切り替えマトリックス２０９及び２１１により、例えば、伝送信号の発信に用いられる第１伝送アンテナ２１５から開始して、連続的にアンテナ対が選択される。
【００４２】
受信側では、切り替えマトリックス２１１により、例えば、対応する受信信号を受信する受信アンテナ２１７から開始し、順次対応する受信アンテナが選択され、伝送信号及び受信信号に基づき損失変数が検出される。次の工程では、例えば受信アンテナ２１９が選択され、損失変数は伝送信号及び受信アンテナ２１９により受信された受信信号に基づき損失検出器を用いて再度検出される。この後、例えば、受信アンテナ２２１が選択され、伝送信号及び受信信号に基づき損失変数がさらに検出される。次の工程では、受信アンテナ２２３が選択され、伝送信号及び受信アンテナ２２３により受信された受信信号に基づき損失変数がさらに測定される。次の工程では、切り替えマトリックス２０９が、例えば伝送アンテナをさらに選択でき、上記工程が繰り返されうる。測定された損失変数の比較により、例えば最小損失変数が選択される。図２の例示では、例えば、伝送アンテナ２１５及び受信アンテナ２２１による検出構成は注入損失が最少となるが、これはアンテナ２１５、２２１が血管のすぐ上に位置するためであり、血管２１３へ最適な方法で信号を注入しうることが予想される。例えば、選択された検出構成は血球数パラメータの検出に用いられる。上記選択工程は、いかなる順序で実施されてもよい。つまり、伝送アンテナ２１５に関して例えば受信アンテナ２０７の全て又はいくつかが試験されうる。
【００４３】
伝送アンテナ２０３又は受信アンテナ２０７は、その場所及び／又は優位な方法で励起されるべき場の成分が異なってよい。ここで、切り替えマトリックス２０９及び２１１は、最適な励起の種類、例えばループアンテナ、電気的ダイポールアンテナ、パッチアンテナ又は励起場所が各々選択された周波数に関して選択されうることを保証する。
【００４４】
例えば、図２に示す検出装置は膨張式アームバンドと一体化されうる。コントロールパラメータの検出による損失変数検出の間に、皮膚を空気にあて、発汗しないようアームバンドを換気しうる。測定間隔は変動しうる。例えば、１０分間隔で測定を実施しうる。しかし場合によって、より頻繁に測定を実施でき、測定頻度は摂食時間により同定しうる。
【００４５】
皮膚に位置し、各々電極プレートにより形成されうる伝送又は受信アンテナは、特に測定間の休止期で滑落することがあり、図２に示す複数の励起手段の選定は、血管２１３上の励起手段の選択を保証しうる。故に、血管２１３へマイクロ波エネルギーを最大注入しうる励起手段は、各切り替えマトリックス２０９及び２１１を用いて選択されうる。
【００４６】
以下に、血球数パラメータを同定する工程を、図１に示す検出装置１００に基づき例示として説明する。しかし、以下の説明は図２に示す検出装置にも同様に適用される。
【００４７】
血球数パラメータを同定するため、１の実施形態では、伝送器１０１は、例えば、第１周波数の第１伝送信号及び第２周波数の第２伝送信号を図１に概略的に示す血管１０３に注入させうる。第１伝送信号及び第２伝送信号は、例えば共に広帯域信号をもたらしうる。伝送器１０１は、第１伝送信号及び第２伝送信号を例えば周波数掃引により順に発信するよう構成されうる。このため、伝送器１０１には、例えば、ダイポールアンテナ又はフレームアンテナ又はパッチアンテナとして構成されうる、１つ以上の伝送アンテナがある。
【００４８】
検出装置１００は、第１周波数による第１受信信号を受信し、第２周波数による第２受信信号を受信するよう構成されうる受信器１０５をさらに含む。このため、当該受信器には１つ以上の受信アンテナがある。
【００４９】
検出装置１００は、例えば伝送器１０１及び受信器１０５に取り付けられ、第１伝送信号及び第１受信信号に基づき第１損失変数を、さらに第２伝送信号及び第２受信信号に基づき第２損失変数を同定するのに提供される損失検出器１０７をさらに含む。
【００５０】
検出装置１００は、損失検出器１０７に取り付けられ、第１基準損失変数に対する第１損失変数の第１周波数シフト及び第２基準損失変数に対する第２損失変数の第２周波数シフトを同定するために提供されるプロセッサ１０９をさらに含む。プロセッサ１０９は２つの周波数シフトに基づき血球数パラメータを同定するようにさらに構成されうる。
【００５１】
検出装置１００には、さらに、例えば、プロセッサ１０９及び場合によっては損失検出器１０７にアクセスされうる記憶媒体１１１がある。例えば、第１及び第２基準損失変数又は複数の基準損失変数が記憶媒体１１１に保存される。例えば、基準損失変数は、血液成分、例えば血糖含有水溶液の吸収又は吸収線であってよい。周波数シフトに基づき検出された損失変数は、例えば、血糖の濃度等の血球数パラメータを周波数シフトに基づき同定するように、周波数シフト後の吸収又は吸収線であってよい。
【００５２】
図１又は図２に示す検出装置１００は、例えば人間の前腕の血管、皮膚の層及び血管周囲の脂肪組織を、誘電体導波管システムとみなしうるという知見を用いる。人間の前腕の構造は、Netter, F.N., Atlas der Anatomie, Thieme-Verlag, 2006に記載がある。人間の前腕は筋肉組織で囲まれた２本の骨で構成される。筋肉組織の周囲には表在静脈、すなわち血管が分布する。骨、筋肉組織及び静脈は脂肪組織に覆われ、さらに皮膚上層部に覆われる。表在静脈は皮膚上層部の比較的近傍に分布し、脂肪組織により皮膚上層部から隔てられる。例えば、図１に示す伝送器１０１及び受信器１０５が皮膚上層部に設置される場合、伝送器１０１は、血管、脂肪組織及び皮膚層で形成される誘電体導波管システムに例えば横電気（ＴＥ）波又は横磁気（ＴＭ）波を注入するために用いられる。ここで、皮膚層及び脂肪組織は薄膜導波路となることが理解される。
【００５３】
例えば、材料の複素誘電率の同定に用いられるように、マイクロ波測定ヘッドが用いられると、皮膚、脂肪組織及び静脈からなる物質の混合物を特徴付けられる。
【００５４】
血球数パラメータを検出するのに実質的に静脈血のみを検出することは有利である。このため、伝送器１０１は、電磁波形態の伝送信号を血管に直接注入するよう構成されうる。伝送器１０１及び受信器１０５は、電磁波を血管に注入し、電磁波を血管１０３から注出させるため、各々注入損失が最少になる伝送アンテナ及び受信アンテナを選択しうるように、各々複数のアンテナがありうる。
【００５５】
図３Ａ〜Ｃは、現場シミュレーション又は誘電体導波管システムのモデル化に用いうる、人間の前腕、例えば手首の断面の簡略化モデルを示す。図３Ａに示すように、このモデルは、皮膚の層３０１、血管３０３及び静脈である血管３０３周囲の脂肪組織３０５を含む。図３Ａに示すモデルは、図３Ｂに示す誘電体導波管を含む誘電体導波管システム及び図３Ｃに示す電気的薄膜導波路を形成する。
【００５６】
図３Ｂに示す誘電体導波管は、血管３０３及び血管周囲の脂肪組織３０５を含む。対照的に、図３Ｃの誘電体薄膜導波路は皮膚の層３０１及び脂肪組織３０５を含む。分散性が異なる、つまり周波数依存性の各複素誘電率の様態を、皮膚の層３０１、脂肪組織３０５及び血管３０３各々に構成する。ここで、最上層の血管３０３を誘電体導波管と解釈でき、その内部では、周波数に応じて、異なるモード又は波の種類、例えばＴＥ波、ＴＭ波、ＴＥＭ波又はＨＥ波が伝搬しうる。誘電体導波管内の導波管機構に加えて、皮膚上部層３０１により形成される、図３Ｃに示す薄膜導波路の形態の他の導波管機構も存在する。
【００５７】
伝送器１０１の伝送アンテナ及び受信器１０５の受信アンテナは、好ましくは、専用の方式で血管３０３内にマイクロ波電力を注入させ、そのマイクロ波電力を、例えば数ｃｍ離れて再度注出する方法で構成されうる。ここで、血管３０３は面積測定に機能するため集中要素でなく分布要素として考えるべきである。損失変数は好ましくは２ポート測定に基づき測定される。ここで、検出装置を手首に装着する場合は特に、薄膜導波路３Ｃ内の薄膜導波路モードの励起を回避するべく、誘電体導波管３Ｂで主要モードを励起できるため、そのため、血球数パラメータをより正確に検出できる。
【００５８】
誘電体導波管システム内の第１モードを励起させるため、伝送信号の選択された周波数に応じて、異なるモードが優位でありうることを考慮しうる。血管３０３内に場が集中する好ましいモード系は、皮膚の層３０１内に場が集中するモード系である。図３Ｂの誘電体導波管の誘電特性により、特定モードでは、血管の進行方向である縦方向の成分Ｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ、Ｈｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌの伝播方向は、血管進行に対して横方向である横方向の成分Ｅｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ、Ｈｔｒａｎｓｖｅｒｓｅより強いことが示される。従って、血管３０３内へマイクロ波電力を最大に注入しうるモードが、好ましくは検出すべき周波数範囲で励起される。
【００５９】
図４Ａ〜Ｄは、典型的な方式のあるアンテナを示し、当該アンテナは伝送アンテナ、すなわち励起手段又は受信アンテナとして用いられる。
【００６０】
図４Ａに示すアンテナ４０１は、第１アンテナ部４０３及び第２アンテナ部４０５を備える電気的ダイポールとして構成される。アンテナ部４０３及び４０５は間隔があり、例えば、血管４０７の拡張に対して横方向に構成される。アンテナ４０１は、供給ライン４０８で励起されうる。このように配列された電気的ダイポールは、例えば、血管の拡張又は血流方向を横断する電界Ｅｔａｎｇｅｎｔｉａｌを生成しうる。
【００６１】
図４Ｂは、フレームアンテナであってよいアンテナ４０９を示す。例えば、フレームアンテナは四角形又は円形でありうる。図４Ｂに示した血管４０７に対するフレームアンテナ４０９の構成では、例えば、血管４０７の拡張又は血流方向を横断する向きの磁場Ｈｔａｎｇｅｎｔｉａｌが励起され、アンテナ４０９は供給ライン４１０により励起されうる。
【００６２】
図４Ｃは、第１のアンテナ部４１３及び第２のアンテナ部４１５を備える電気的ダイポールを形成するアンテナ４１１を示す。アンテナ部４１３及び４１５は間隔があり、図４Ｃに示す供給ライン４１７を用いて励起される。アンテナ４１１により形成される電気的ダイポールは、アンテナ部４１３及び４１５が血管４０７の拡張に平行となるように、血管４０７の拡張に対して構成される。この結果、血管の拡張方向に電界成分Ｅｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌがある電界が励起される。
【００６３】
図４Ｄは、ループアンテナを形成する、フレームが四角形又は円形で形成されうるフレームアンテナ４１９を示す。フレームアンテナ４１９は供給ライン３２０を用いて励起され、図４Ｄに示すように、磁場が血管４０７の拡張方向に成分Ｈｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌがあるように、血管４０７の拡張又は血流方向に対して構成される。
【００６４】
例えば、測定される各周波数範囲は、検出されるべきスペクトル線、すなわち吸収線により測定される。例えば、物質の特徴的な吸収線若しく水又はある濃度の血液成分を含む水溶液の吸収線に対する特定の血液成分の影響を観察しうる。
【００６５】
図４Ａ〜Ｄに示すアンテナは、電気的ダイポール又は磁気フレームアンテナのいずれかである。さらに、パッチアンテナを用いうる。電気的ダイポールは、主として電気的ダイポールの軸に電界を生成する。当該軸は、図４Ａに示すように、血管４０７例えば血流方向の接線方向に構成されるか又は図４Ｃに示すように、血管４０７の方向、例えば血流方向であってよい。場が主に磁場を生成すると、フレームアンテナが励起手段として適用されうる。表面が拡がったフレームを構成するフレームアンテナの表面ベクトルが、血流方向である血管４０７を横断する方向である場合、図４Ｂに示すように磁場も血管４０７を横断する方向である。対照的に、表面ベクトルが血管４０７の方向の場合、例えば図４Ｂに示すように磁場も血管４０７の方向である。図４Ａ〜Ｄに示す励起手段を選択すると、例えば、波の種類等の主要な励起モードが得られる。
【００６６】
図５Ａは、伝送アンテナとして又は受信アンテナとして適用されうる電気的ダイポールアンテナ５０１を示す。電気的ダイポールアンテナ５０１は、基板５０８内又は上に配置されて供給ライン５０７により励起されうるダイポールアンテナ部５０３及び５０５を含む。ダイポールアンテナ５０１は、伝送アンテナ又は受信アンテナとして適用されうる。
【００６７】
図５Ｂは、皮膚の層５１５の下の血管５１３の進行方向の伝送器の伝送アンテナ５０９及び受信器の受信アンテナ５１１の励起構成を示す。伝送アンテナ５０９及び受信アンテナ５１１は、例えば図５Ａの電気的ダイポールアンテナである。図５Ｂの構成では、血流方向等の血管５１３の進行方向に電界成分がある電界が生成される。
【００６８】
図６Ａは、皮膚の層６０７の下側に位置する血管６０５の進行方向、すなわち血流方向を横断する、伝送器の伝送アンテナ６０１及び受信器の受信アンテナ６０３を含む励起構成を示す。伝送アンテナ６０１及び受信アンテナ６０３は、例えば、図５Ａに示す電気的ダイポールアンテナにより形成されうる。図６Ｂでは、ダイポールアンテナ部５０３及び５０５の構成が血流方向に対してより詳細に記載される。
【００６９】
図７Ａは、環状フレーム７０３及び環状フレーム７０３を励起する供給ライン７０５を備えるループアンテナ７０１を示す。ループアンテナ７０１は、例えば、伝送アンテナとして又は受信アンテナに適用しうる。環状フレーム７０３及び供給ライン７０５は基板内又は基板上に構成されうる。
【００７０】
図７Ｂは、図７Ａに示すループアンテナとして形成されうる、伝送器の伝送アンテナ７０７及び受信器の受信アンテナ７０９による励起構成を示す。ループアンテナ７０７、７０９は、例えば、環状フレーム７０３が血管７１１上に構成され、供給ライン７０５が血流方向である血管７１１の進行方向を横断する方向であるように構成される。この結果、血管７１１の進行を横断する方向の磁場成分Ｈがある磁場が伝送器側に生成される。
【００７１】
図８は、血管８０５に対する伝送器の伝送アンテナ８０１及び受信器の受信アンテナ８０３の励起構成を示す。例えば、伝送アンテナ８０１及び受信アンテナ８０３は、図７Ａに示す形状であるループアンテナであってよい。例えば、これらは、環状フレーム７０３が各々血管８０５の上に構成され、供給ライン７０５が血管８０５と互い違いに構成される。この結果、血管８０５の進行に垂直な方向の場の成分Ｈが生成され、当該場の成分は、環状フレーム７０３により垂直方向に適用される広がった表面を示す。
【００７２】
図９は、例えば図７Ａに示すループアンテナの形状を示す伝送器の伝送アンテナ９０１の励起構成を示す。伝送アンテナ９０１は、例えばフレーム７０３により垂直方向に適用される広がった表面が血管９０３の拡張の方向になるよう、血管９０３に対して構成される。当該構成は例えば血管９０３の屈曲部で実施しうる。この結果、血管９０３の進行方向の磁場成分Ｈが生成される。
【００７３】
図１０は、例えば図７Ａに示す形状のループアンテナであり、基板１００１、例えばポリマー基板内に構成されうる伝送アンテナ７０１の励起構成を示す。伝送アンテナ７０１は、環状フレーム７０３により垂直方向に適用される広がった表面が血管１００３の進行方向を向くように血管１００３上に構成される。この結果、場の成分Ｈが血流方向である血管１００３の進行方向になる磁場が生成される。
【００７４】
図１１は、パッチアンテナ表面１１０３及び供給ライン１１０５を備えるパッチアンテナでよい伝送アンテナ１１０１の励起構成を示す。パッチアンテナ表面１１０３は、例えば、血管１１０７より上に構成され、その結果、電界成分Ｅが血流方向である血管１１０７の進行方向を向く電界が生成される。
【００７５】
１の実施形態では、損失検出器１０７は、例えばスカラー又はベクトル測定又はパワー測定を実施するよう構成される。損失変数の測定のため、単純な分光計測が実施されてよく、当該測定では測定パラメータＳ２１の絶対値が検出される。
【００７６】
例えば、│Ｓ２１│は図１２に示す検出装置を用いて測定されうる。検出装置は、同調発振器であってよい伝送信号生成器１２０１を備える伝送器を含む。伝送信号生成器１２０１の出力は伝送アンテナ１２０３に接続される。検出装置はさらに受信アンテナ１２０５を備える受信器を含み、その出力は損失検出器１２０７に接続される。例えば、損失検出器はパワー検出器を含んでよい。図１２に示すように、伝送アンテナ１２０３及び受信アンテナ１２０５は血管１２０９より上に構成される。伝送器は伝送器１０１に、受信器は受信器１０５の機能に、損失検出器１２０７は損失検出器１０７に、対応しうる。
【００７７】
しかし、導波管内の損失である損失変数を測定する場合の精度は、測定パラメータＳ１１の絶対値をさらに検出することでより向上しうる。例えば、損失変数は以下の式：
【００７８】
【数１】
0005990183.tif 000003
（式中、Plossは前記第１又は第２損失変数の各々を表し、Ｓ１１は入力反射係数を、Ｓ２１は前方伝送係数を表す）
に基づき測定される。
【００７９】
血糖濃度等の血球数パラメータを検出するため、例えば糖含有水溶液の吸収線の周波数シフトを検査できる。
【００８０】
例えば、図１３は、第１血糖濃度での吸収極大１４０１の周波数シフトを、第１血糖濃度よりも高い第２血糖濃度の吸収極大１４０３の周波数シフトと比較したものを示す。ここで、約６ＧＨｚの伝送が損失変数として例示的に検出された。
【００８１】
吸収極大の周波数シフトは、例えば血糖値等の血球数パラメータの指標とみなしうる。糖含有水溶液の多量の吸収による周波数シフトを観察して、測定の信頼性をより高めうる。
【００８２】
図１４は、手首の静脈血の広帯域伝送挙動の例示である。ここで、プロファイル１４０１及び１４０３は、異なる血糖濃度の吸収線の異なる周波数を示す。血糖値等の血球数パラメータを検出するため、吸収Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、及びＧの具体的な周波数シフトを検出しうる。例えば、血糖値に応じた周波数の高低、例えば各周波数の吸収極大及び／又は吸収極小について、２〜１２ＧＨｚの範囲での周波数シフトを観察しうる。
【００８３】
図１５は、直径６ｍｍ及び３．４ｍｍの血管の、図１４に示す吸収Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、及びＧの周波数シフトを例示する。血糖値の変化に関する吸収が、正及び負両方向において周波数シフトがあることを確認しうる。従って複数の吸収又は吸収線の検出は、血糖値等の血球数パラメータをより正確に検出しうる。
【００８４】
１の実施形態では、図１に示す検出装置１００の伝送器１０１は、第１周波数の第１伝送信号及び第２周波数の第２伝送信号を、図１に概略的に示す血管１０３に注入するよう適用されうる。第１伝送信号及び第２伝送信号は、例えば共に広帯域信号もたらしうる。伝送器１０１は、第１伝送信号及び第２伝送信号を血管１０３内に連続的に順に注入するようにさらに構成されうる。受信器１０５は、同様に第１周波数において第１受信信号を、第２周波数において第２受信信号を受信するよう構成されうる。損失検出器は、第１伝送信号及び第１受信信号に基づき第１損失変数を、第２伝送信号及び第２受信信号に基づき第２損失変数を同定するために提供されうる。プロセッサは、損失変数が大きい周波数に応じて血球数パラメータの緩和時間定数τを同定するために提供されうる。他の伝送信号と受信信号を組合わせて用いる場合、損失検出器１０７はこれに応じて他の損失変数を測定する。
【００８５】
例えば、プロセッサ１０９は、第１損失変数が第２損失変数より大きい場合は第１周波数に応じて血球数パラメータの緩和時間係数を同定する。これに応じて、プロセッサ１０９は、第２損失変数が第１損失変数より大きい場合、第２周波数に応じて血球数パラメータの緩和時間定数（τ）を同定する。これは、血液成分の緩和時間定数を検出して血球数パラメータを同定しうるという知見に基づく。例えば、同定された血球数パラメータが血中糖濃度である場合、糖含有水溶液の緩和時間定数は血糖濃度、すなわち血糖値の指標となる。
【００８６】
特に、損失検出器は、各損失変数を同定するために複素誘電率ε”を定めるよう構成される。
【００８７】
このため、図１６に周波数ｆに依存する実数の比誘電率ε’及び複素誘電率ε”を示す。
【００８８】
ここで、図１６は、複素誘電率ε”により表される損失が、実部ε’が高レベルから低レベルへ移動する周波数範囲で上昇することを示す。この損失の上昇は分光学では吸収線ともいう。この場合に使用できる作用は、過剰な損失（ε”の極大参照）が糖含有量の濃度に伴い変動する周波数である。
【００８９】
例えば、人体は８０％の水で構成される。水は、例えば１９ＧＨｚ及び５０ＧＨｚに吸収線がある。その離調が測定され、糖含有量に対して示される。ε”の共振周波数の離調は、図１６に示すようにε’のプラトー部の変化として検出が容易である。特に、有利には、注入に変化があってもε”の極大の周波数は変化しない。その結果、ε”を収集して糖濃度を同定するのは、ε’又はその変化のレベルを観察することよりも極めて誤差が小さい。
【００９０】
図１６では多数の物質の当該曲線が重ねられるため、虚数の比誘電率ε”の測定により各物質が特定の吸収極大に特定されて物質を容易に分離できる。しかし、実際の比誘電率ε’は、関連する全物質の実際の全ての比誘電率ε’の和しか測定できない。
【００９１】
上記のとおり、プロセッサ１０９は損失変数が大きいか又は最大の周波数に応じて血球数パラメータの緩和定数τを同定するよう構成される。さらに、プロセッサ１０９は、同定された緩和時間定数に応じて血中グルコース濃度等の血球数パラメータを測定するよう構成される。
【００９２】
このため、図１７は、緩和時間定数（τ）と血中グルコース濃度Ｃ/ｍｏｌＬ‐１の関係を示す。ここで、図１７内の引用符号１７０１が示す領域は血糖の限界範囲を示す。
【００９３】
さらに、プロセッサ１０９は、特に、以下の式：
【００９４】
【数２】
0005990183.tif 000004
（式中、ｆＡは測定した損失変数が最大となる周波数を示す）
に基づき緩和時間定数（τ）を計算するよう構成される。
【００９５】
有利には、プロセッサ１０９は、複素誘電率ε”の虚部が最大となる周波数を同定するよう構成され、同定された周波数に応じて緩和時間定数（τ）を測定する。プロセッサ１０９は当該同定された周波数を用いてグルコース濃度等の血球数パラメータを同定する。
【００９６】
図１８は、検出装置１８００の概略ブロック図である。検出装置１８００には、アームバンド１８０１、アームバンド１８０１を備えるセンサアレイ１８０３、マイクロプロセッサ１８０５、伝送信号を生成するマイクロ波回路１８０７及び通信装置１８０９がある。
【００９７】
センサアレイ１８０３には例えば、マイクロ波センサ、温度センサ及び水分センサがある。
【００９８】
マイクロプロセッサ１８０５は例えば、図１のプロセッサ１０９のように構成される。
【００９９】
通信装置１８０９は、検出装置１８００に他の通信装置１８１１の通信回線を提供するように構成される。通信装置１８０９は例えばブルートゥースインターフェースを含む。他の通信装置４１１は例えば、移動無線装置、スマートフォン又はＧＰＳ使用装置である。
【０１００】
検出装置を備えるアームバンドが所定又は規定の接触圧で測定中に腕に押し付けられていれば、検出装置を備えるアームバンドによる血球数パラメータの測定又は検出が再現性のある方法で提供されうる。規定の接触圧を提供するため、アームバンドは検出装置及び調整装置を備える。調整装置は、少なくとも検出装置による血球数パラメータの検出中に、所定又は規定の接触圧を設定しうるように構成される。
【０１０１】
検出装置及び調整装置を備えるアームバンドは、患者の腕、特に手首に装着されるよう構成される。
【０１０２】
特に、手首のこの場所は患者の自由な動きを妨げない。さらに、患者の当該箇所は従来の血圧測定器具用で既に確立されている。手首にアームバンドを装着する他の利点は、通常はこの位置で脈拍があり、皮膚が薄く、誤差原因が軽減されうることである。さらに、血球数パラメータの検出中にアームバンドを圧迫すると、検出装置が調節したマイクロ波の技術的設定を変化させる空隙が発生するのが妨げられる。規定の接触圧でアームバンドを圧迫することにより、アームバンドを各患者の骨格に適合させうる。
【０１０３】
検出装置及び調整装置を備えるアームバンドを用いて、血球数パラメータを持続的に監視しうる。上記のように当該血球数パラメータの例は血糖濃度である。血糖濃度を持続的監視できれば、食事の摂取と血糖の上昇の間の遅延時間を同定しうる。さらに、患者の日課変動に極めて迅速に反応しうる。特に、高血糖又は低血糖になると、警告が迅速に起動されうる。
【０１０４】
他の態様では、腕の血管内の血液の血球数パラメータを検出する検出装置、及び腕上のアームバンドの規定の接触圧を調整する調整装置があるアームバンドが供される。この検出装置は上記検出装置の機能を備えてよい。
【０１０５】
１の実施形態では、測定は狭帯域方式でなく広帯域方式で行う。伝送信号は例えば周波数掃引を用いて又は広帯域伝送信号の部分信号として血管に注入されうる。Ｓパラメータの好ましいベクトル検出の結果、その実部のみならず複素比誘電率を評価しうる。複数の吸収線の周波数シフトを観察して血球数パラメータをより正確に同定しうる。好ましくは１ポート測定でなく２ポート測定を用いて行われる。
【０１０６】
図１９は、検出装置１９０１及び調整装置１９０３を備えるアームバンド１９００の典型的な実施形態のブロック図である。検出装置１９０１は腕の血管の血液の血球数パラメータを検出するよう構成される。
【０１０７】
調整装置１９０３は、腕上のアームバンド１９００の規定の接触圧を設定するよう構成される。アームバンド１９００に所定の接触圧を設定すると、調整装置１９０３には、検出装置１９０１による血球数パラメータの再現性ある検出が保証される。このため、調整装置１９０３は、特に、検出装置１９０１により血球数パラメータが検出される場合、アームバンド１９００の接触圧を規定の接触圧に設定するよう構成される。
【０１０８】
特に、アームバンド１９００は、膨張式アームバンド１９００として構成される。ここで、調整装置１９０３には特に、所定の接触圧を設定するためにアームバンド１９００を膨張させるために構成される空気ポンプがある。
【０１０９】
詳細には、検出装置１９０１は、特に、少なくとも高周波信号を血管に注入するために構成される電極を含む。高周波信号は血球数パラメータを検出するパラメータを提供するために構成される。当該パラメータの例は、血球数パラメータの緩和時間定数τにより形成される。ここで、調整装置１９０３は、より詳細には腕上の電極の接触圧を、所定の接触圧に設定するよう設計される。
【０１１０】
さらに、調整装置１９０３は、検出装置１９０１により血球数パラメータが検出される場合、アームバンド１９００の接触力を腕に均一に分散させるように構成される。さらに、調整装置１９０３は、好ましくは検出装置１９０１により血球数パラメータが検出される間、アームバンド１９００が均一に接触することを保証しうる方法で構成される。
【０１１１】
図２０は、アームバンド２０００の典型的な実施形態の一部分のブロック図である。アームバンド２０００には検出装置２００１及び調整装置２００３がある。検出装置２００１及び調整装置２００３は、少なくとも図１９の検出装置１９０１及び調整装置１９０３のように構成される。さらに、図２０の調整装置２００３にはセンサ装置２００５及び制御装置２００７がある。センサ装置２００５は、腕上のアームバンド２０００の最新の接触圧を測定するよう構成される。測定された最新の接触圧に応じて制御装置２００７が腕に対して所定の接触圧を設定する。
【０１１２】
図２１は、アームバンド２１００の他の典型的な実施形態の一部のブロック図である。アームバンド２１００には検出装置２１０１及び調整装置２１０３がある。調整装置２１０３にはセンサ装置２１０５、制御装置２１０７及び空気ポンプ２１１１がある。センサ装置２１０５は腕上のアームバンド２１００の最新の接触圧を測定する。制御装置２１０７は、測定された最新の接触圧に応じて制御信号を提供する。提供された制御信号を用いて、アームバンド２１００を膨張させる空気ポンプ２１１１が制御される。
【０１１３】
図２２は、腕の血管内の血液の血球数パラメータを検出する検出装置の電極２２０３、２２０５の構成２２００の概略ブロック図である。
【０１１４】
一般性を制限せず、構成２２００は、２つの電極２２０３及び２２０５のみを示す。特に、構成２２００は検出装置の一部であり、例えば、５ｃｍ×２ｃｍの典型的な寸法のプレートとして構成される。例えば電極２２０３、２２０５には５ｍｍ×５ｍｍの基礎領域がある。例えば、電極２２０３と２２０５の距離は１〜２ｃｍである。これより、十分強力な伝送に十分な強度が付与され、それにより十分に深い身体内侵入が保証される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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