專(zhuān)利名稱(chēng)：測(cè)量光學(xué)活性物質(zhì)濃度的非侵入測(cè)量系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及非侵入地測(cè)量光學(xué)活性物質(zhì)濃度的方法和系統(tǒng)，尤其是，測(cè)量人體血流中葡萄糖的濃度。
背景技術(shù)：
在某些情況下，需要測(cè)量人血流中特定物質(zhì)的濃度。通常使用的測(cè)試這種濃度的實(shí)驗(yàn)過(guò)程是侵入式的，需要抽血。這對(duì)于需要經(jīng)常獲得濃度測(cè)量的人來(lái)說(shuō)是非常難受的。例如，糖尿病患者需要監(jiān)控他們血流中葡萄糖的程度并因此需要每天經(jīng)受多次這樣的侵入式測(cè)量過(guò)程。通常，通過(guò)將手指刺破來(lái)抽血進(jìn)行測(cè)量，抽取的血被放在測(cè)試條(test stripe) 上，該測(cè)試條隨后插入葡萄糖檢測(cè)設(shè)備中。為了避免侵入式測(cè)試的問(wèn)題，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了測(cè)量血流中關(guān)注成分的濃度的非侵入式測(cè)量方法，其中該關(guān)注成分例如是葡萄糖。眾所周知的是葡萄糖和某些化合物是“光學(xué)活性”化合物。如在此使用的，術(shù)語(yǔ)“光學(xué)活性”指的是使得穿過(guò)包含該化合物的溶液的偏振光旋轉(zhuǎn)的化合物。光學(xué)活性還與化學(xué)式和結(jié)構(gòu)相同但是其原子的空間取向不同的異構(gòu)體相關(guān)，其中這種異構(gòu)體對(duì)中的成員彼此互為鏡像。如果光學(xué)活性異構(gòu)體對(duì)的成員以同樣比例混合，該混合物就稱(chēng)作“外消旋”，且其不會(huì)呈現(xiàn)出偏振光的整體旋轉(zhuǎn)(net rotation)，因?yàn)槊總€(gè)異構(gòu)體的旋轉(zhuǎn)效應(yīng)會(huì)彼此抵消。然而，如本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的，在哺乳動(dòng)物中，葡萄糖和某些其他光學(xué)活性物質(zhì)僅以其光學(xué)活性異構(gòu)體之一的形式存在，因此避免了由于外消旋混合物造成的旋轉(zhuǎn)抵消。希望利用諸如葡萄糖的光學(xué)活性物質(zhì)的光學(xué)活性作為非侵入測(cè)量人體中該物質(zhì)濃度的手段。根據(jù)下面的關(guān)系式，已知面偏振光的旋轉(zhuǎn)與所述光穿過(guò)的溶液中光學(xué)活性物質(zhì)的濃度成正比a = [a]D[C]l其中C是光學(xué)活性物質(zhì)的濃度，1是光路長(zhǎng)度(即，面偏振光穿過(guò)其中的液體的長(zhǎng)度)，且[a]D是特定的旋轉(zhuǎn)，是光學(xué)活性物質(zhì)的特定參數(shù)，該參數(shù)隨著溶液溫度和使用的光的波長(zhǎng)而變化。適于執(zhí)行非侵入葡萄糖測(cè)量的一個(gè)位置是眼睛中的房水。房水中葡萄糖的濃度與血流中葡萄糖的濃度直接相關(guān)。然而，房水中葡萄糖的濃度和透射通過(guò)該房水的偏振光的旋轉(zhuǎn)之間的關(guān)系很難用于確定血流中葡萄糖的濃度。一部分的原因在于，這種難度源于很難在具有如眼睛一樣的復(fù)雜幾何關(guān)系的結(jié)構(gòu)中精確測(cè)量光路長(zhǎng)度(1)。此外，很難可靠地在實(shí)驗(yàn)室設(shè)置之外實(shí)施測(cè)量面偏振光旋轉(zhuǎn)角度的公知技術(shù)，尤其是對(duì)于其中將通過(guò)患者或是技師執(zhí)行的非侵入式測(cè)試的情況。因此，需要開(kāi)發(fā)一種解決上述問(wèn)題的方法和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
依照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供的設(shè)備包括用于將光射向包含光學(xué)活性物質(zhì)的溶液的對(duì)象的光源。該設(shè)備還包括偏振器、第一圖像采集設(shè)備以及處理器。偏振器位于光源和對(duì)象之間。第一圖像采集設(shè)備設(shè)置為接收從對(duì)象反射的一部分光并用于從接收的光產(chǎn)生測(cè)量圖像。該測(cè)量圖像限定了測(cè)量的光強(qiáng)數(shù)據(jù)。該處理器配置為基于測(cè)量的光強(qiáng)數(shù)據(jù)的所選部分來(lái)計(jì)算光學(xué)活性物質(zhì)的濃度。該光學(xué)活性物質(zhì)優(yōu)選為葡萄糖。在優(yōu)選實(shí)施例中，該裝置包括殼體，該殼體中包括光源、偏振器、第一圖像采集設(shè)備以及處理器。更優(yōu)選的，該裝置為便攜的，并尤其優(yōu)選的是該裝置是手持設(shè)備。在優(yōu)選實(shí)施例中，對(duì)象是具有虹膜的人眼，且測(cè)量的圖像包括虹膜的測(cè)
量圖像。依照另一優(yōu)選實(shí)施例，設(shè)置了數(shù)據(jù)庫(kù)，其中包括對(duì)于光學(xué)活性物質(zhì)的預(yù)定濃度數(shù)據(jù)和預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)。處理器配置為基于測(cè)量的光強(qiáng)數(shù)據(jù)的所選部分、預(yù)定濃度數(shù)據(jù)的所選部分以及預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)的所選部分計(jì)算該光學(xué)活性物質(zhì)的濃度。依照其他優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)象是具有虹膜的人眼，且偏振器設(shè)置為透射來(lái)自光源并朝向虹膜的光，使得透射光以一個(gè)或多個(gè)入射角接觸虹膜，由此產(chǎn)生了從對(duì)象反射的部分光。尤其優(yōu)選的是，有一個(gè)或多個(gè)足以導(dǎo)致偏振的入射角。依照本發(fā)明的另一方面，提供了一種計(jì)算含有光學(xué)活性物質(zhì)的溶液的對(duì)象中該光學(xué)活性物質(zhì)的濃度的方法。該方法包括提供對(duì)象的至少一個(gè)測(cè)量圖像，每個(gè)所述測(cè)量圖像限定了對(duì)象反射的光測(cè)量強(qiáng)度陣列。該方法還包括基于至少一個(gè)測(cè)量的光強(qiáng)比計(jì)算至少一個(gè)對(duì)象反射光測(cè)量強(qiáng)度比以及計(jì)算光學(xué)活性物質(zhì)的濃度。該對(duì)象優(yōu)選是具有虹膜的人眼。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，計(jì)算光學(xué)活性物質(zhì)的濃度的步驟還包括在測(cè)量的圖像中限定多個(gè)計(jì)算空間并計(jì)算每個(gè)計(jì)算空間中的計(jì)算空間比。其中更優(yōu)選的，該計(jì)算空間優(yōu)選包括第一和第二區(qū)域并形成“L-形”。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該方法包括提供參考對(duì)象的多個(gè)預(yù)定圖像，每個(gè)所述預(yù)定圖像對(duì)應(yīng)于光學(xué)活性物質(zhì)的已知濃度，限定了對(duì)象反射的預(yù)定光強(qiáng)陣列，并計(jì)算每個(gè)所述預(yù)定強(qiáng)度陣列中至少一個(gè)預(yù)定強(qiáng)度比。基于至少一個(gè)測(cè)量濃度比以及參考對(duì)象反射的每個(gè)預(yù)定光強(qiáng)陣列中的至少一個(gè)預(yù)定強(qiáng)度比的比率來(lái)計(jì)算光學(xué)活性物質(zhì)的濃度。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，計(jì)算參考對(duì)象反射的每個(gè)預(yù)定光強(qiáng)陣列中至少一個(gè)預(yù)定光強(qiáng)比的步驟包括在每個(gè)預(yù)定圖像中限定至少一個(gè)預(yù)定計(jì)算空間，并計(jì)算每個(gè)預(yù)定計(jì)算空間中預(yù)定的計(jì)算空間比，其中所述至少一個(gè)預(yù)定光強(qiáng)比包括至少一個(gè)預(yù)定計(jì)算空間比。在其他優(yōu)選實(shí)施例中，該方法包括產(chǎn)生偏移誤差陣列。在附加的優(yōu)選實(shí)施例中，該方法包括產(chǎn)生最小偏移誤差陣列。依照本發(fā)明的另一方面，提供了一種方法，計(jì)算包含光學(xué)活性物質(zhì)溶液的對(duì)象中該光學(xué)活性物質(zhì)的濃度。該方法包括提供對(duì)象的測(cè)量圖像。該測(cè)量圖像限定了對(duì)象反射的測(cè)量光強(qiáng)陣列。將該測(cè)量的圖像旋轉(zhuǎn)到多個(gè)旋轉(zhuǎn)位置，由此產(chǎn)生對(duì)象反射的光的多個(gè)旋轉(zhuǎn)測(cè)量強(qiáng)度?；趶膶?duì)象反射的光的測(cè)量強(qiáng)度和對(duì)象反射的光的旋轉(zhuǎn)測(cè)量強(qiáng)度來(lái)計(jì)算光學(xué)活性物質(zhì)的濃度。依照本發(fā)明的附加方面，提供了一種方法計(jì)算包含光學(xué)活性物質(zhì)溶液的對(duì)象中該物質(zhì)的濃度。該對(duì)象包括多個(gè)對(duì)象區(qū)域。上述方法包括提供從對(duì)象反射的光的多個(gè)測(cè)量強(qiáng)度值，其中每個(gè)測(cè)量強(qiáng)度值對(duì)應(yīng)于一個(gè)對(duì)象區(qū)域。還提供了從包含該物質(zhì)溶液的參考對(duì)象反射的多個(gè)預(yù)定光強(qiáng)。該參考對(duì)象包括多個(gè)參考對(duì)象區(qū)域，且每個(gè)預(yù)定光強(qiáng)對(duì)應(yīng)于參考對(duì)象區(qū)域之一并對(duì)應(yīng)于光學(xué)活性物質(zhì)的已知濃度。從參考對(duì)象反射的多個(gè)預(yù)定光強(qiáng)中選擇一部分?；趯?duì)象反射的一個(gè)或多個(gè)測(cè)量光強(qiáng)和從該對(duì)象反射的多個(gè)預(yù)定光強(qiáng)的所選部分計(jì)算光學(xué)活性物質(zhì)的濃度。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，基于一個(gè)或多個(gè)統(tǒng)計(jì)置信參數(shù)來(lái)進(jìn)行選擇參考對(duì)象反射的多個(gè)預(yù)定光強(qiáng)的一部分的步驟。依照本發(fā)明的另一方面，提供了一種方法計(jì)算包含光學(xué)活性物質(zhì)的溶液的對(duì)象中該物質(zhì)的濃度。該方法包括提供對(duì)象的測(cè)量圖像，其中測(cè)量圖像限定了測(cè)量的光強(qiáng)數(shù)據(jù)。提供了包含光學(xué)活性物質(zhì)溶液的參考對(duì)象的多個(gè)預(yù)定圖像。每個(gè)預(yù)定圖像對(duì)應(yīng)于光學(xué)活性物質(zhì)的已知濃度。所述多個(gè)預(yù)定圖像限定了預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)陣列。所述多個(gè)預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)限定了預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)的多個(gè)子陣列。該方法還包括旋轉(zhuǎn)所測(cè)量的圖像到多個(gè)旋轉(zhuǎn)位置，由此產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的光強(qiáng)數(shù)據(jù)，并選擇子陣列之一。對(duì)象中光學(xué)活性物質(zhì)的濃度基于測(cè)量的光強(qiáng)數(shù)據(jù)、 旋轉(zhuǎn)光強(qiáng)數(shù)據(jù)以及預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)的所選子陣列來(lái)計(jì)算。依照本發(fā)明的另一方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其包括計(jì)算包含光學(xué)活性物質(zhì)溶液的對(duì)象中該物質(zhì)濃度的指令。該方法包括接收限定了測(cè)量光強(qiáng)數(shù)據(jù)的對(duì)象的測(cè)量圖像。接收包含光學(xué)活性物質(zhì)溶液的參考對(duì)象的多個(gè)預(yù)定圖像。每個(gè)圖像對(duì)應(yīng)于光學(xué)活性物質(zhì)的已知濃度，該多個(gè)預(yù)定圖像限定了預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)陣列，且該陣列還限定了預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)的多個(gè)子陣列。測(cè)量的圖像旋轉(zhuǎn)到多個(gè)旋轉(zhuǎn)位置，以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)光強(qiáng)數(shù)據(jù)。選擇預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)的子陣列之一，且基于測(cè)量的光強(qiáng)數(shù)據(jù)、旋轉(zhuǎn)光強(qiáng)數(shù)據(jù)和預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)的所選子陣列計(jì)算該對(duì)象中光學(xué)活性物質(zhì)的濃度。附圖簡(jiǎn)述通過(guò)參照附圖可以更好地理解本發(fā)明，其中

圖1是眼睛的示圖，用于說(shuō)明依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例測(cè)量光學(xué)活性物質(zhì)濃度的方法；圖2是依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例測(cè)量光學(xué)活性物質(zhì)的濃度的系統(tǒng)的示圖；圖3是依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的眼睛中虹膜的圖像的示圖；圖4是依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例產(chǎn)生預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)和預(yù)定濃度數(shù)據(jù)的方法的流程圖；圖5是依照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例測(cè)量光學(xué)活性物質(zhì)的濃度的方法的流程圖；以及圖6是依照本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例測(cè)量光學(xué)活性物質(zhì)濃度的方法的流程圖。發(fā)明詳述本發(fā)明涉及這樣一個(gè)驚人的發(fā)現(xiàn)，即人類(lèi)對(duì)象的血流中的葡萄糖程度可以與從人眼睛中虹膜的各個(gè)區(qū)域反射的光強(qiáng)比相關(guān)。相反地，已經(jīng)知道，在偏振光穿過(guò)包含葡萄糖的溶液(諸如人眼睛的房水)的時(shí)候，葡萄糖濃度的較大變化產(chǎn)生相對(duì)較小程度的偏振光旋轉(zhuǎn)。因此，濃度程度和偏振光旋轉(zhuǎn)之間的關(guān)系被證明不足以可靠地預(yù)測(cè)葡萄糖程度，尤其是在實(shí)驗(yàn)室之外的情形下。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用來(lái)自虹膜的光強(qiáng)比可以避免這種不靈敏的問(wèn)題。圖1是對(duì)象的眼睛30的示圖，用于說(shuō)明本發(fā)明的各種實(shí)施例。眼睛30包括晶狀體22和角膜沈限定的前房14，其中充滿了稱(chēng)作房水32的液體。眼睛30還具有虹膜18， 其具有限定瞳孔16的中心狹縫。虹膜18周?chē)h(huán)繞著鞏膜即，眼睛中“白色”的部分)。 結(jié)膜28覆蓋鞏膜M的上部和下部。參考圖2，提供了一種測(cè)量光學(xué)活性物質(zhì)濃度的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用于向在他/她血流中具有光學(xué)活性物質(zhì)濃度的對(duì)象的眼睛30的虹膜發(fā)射光15的光源10。光源10優(yōu)選設(shè)置在瞳孔16前，并優(yōu)選地是發(fā)光二極管(“LED”)或發(fā)光二極管的組合，每個(gè)發(fā)光二極管都以不同的波長(zhǎng)發(fā)光。例如，可以使用下面描述的波長(zhǎng)470nm(藍(lán)色)、525nm(綠色)、 625nm(紅色)、以及940nm(近紅外)。在僅使用一個(gè)波長(zhǎng)的時(shí)候，優(yōu)選近紅外的波長(zhǎng)。使用多個(gè)波長(zhǎng)的時(shí)候，藍(lán)色、綠色和近紅外都是優(yōu)選的。眼睛30中虹膜18的前面是房水32，其中包含溶解的葡萄糖。偏振器20優(yōu)選設(shè)置于與光源10和瞳孔16共線，并位于光源10和眼睛30之間，使得光15在進(jìn)入眼睛30的途中穿過(guò)偏振器20。結(jié)果，到達(dá)眼睛30的光就被起偏。將圖像采集設(shè)備40設(shè)置為接收從眼睛30反射的光。優(yōu)選地，該圖像采集設(shè)備40是電荷耦合器件(“(XD”)，諸如日本JAI公司生產(chǎn)的CV-M50 IR (XD，或是用于從眼睛30反射的光產(chǎn)生圖像的其他公知圖像采集設(shè)備。 CCD具有稱(chēng)作像素的光強(qiáng)探測(cè)位置陣列。這樣，當(dāng)CCD接收到光的時(shí)候，就產(chǎn)生了強(qiáng)度測(cè)量陣列。CXD的陣列結(jié)構(gòu)使得可以通過(guò)測(cè)量虹膜反射的光強(qiáng)來(lái)獲得虹膜圖像。為了增加圖像效率，優(yōu)選地提供透鏡38并將其設(shè)置在光源10和圖像采集設(shè)備40 之間，距離光源10約Imm到5mm，且距離圖像采集設(shè)備40約15mm到30mm。在優(yōu)選實(shí)施例中，透鏡38為25mm透鏡，并舉有1. 4的F數(shù)。可以?xún)?yōu)選地調(diào)節(jié)透鏡38對(duì)于圖像采集設(shè)備 40的位置以改善成像聚焦。優(yōu)選地，光源10和偏振器20彼此共線并與瞳孔16共線。盡管其中可以包括彼此隔開(kāi)的分離部件，但是更優(yōu)選的，偏振器20和光源10形成一個(gè)整體的單元且不分開(kāi)。光源 10優(yōu)選地設(shè)置在與眼睛30距離約15mm到30mm的位置，其中尤其優(yōu)選的是20mm的距離。偏振器20、光源10、圖像采集設(shè)備40、處理器42和存儲(chǔ)器44可選地設(shè)置在單一殼體中(沒(méi)有示出)，并且更優(yōu)選的，設(shè)置在以便攜形式的手持單元中。系統(tǒng)25的部件還可以分離地相連而不使用單一殼體。此外，可以將兩個(gè)或更多部件結(jié)合在單一殼體之中并隨后分開(kāi)連接或與剩余部件一起使用。根據(jù)圖2描述的實(shí)施例，光源10和偏振器20設(shè)置為使得光在一個(gè)或多個(gè)入射角照射到眼睛30的虹膜上。至少部分光以足以偏振部分光的角度照射到虹膜上，其中所述光朝向圖像采集設(shè)備40反射。不在任何方面限制本發(fā)明的范圍，由于眼睛的曲線，理論上可以知道偏振光以多個(gè)不同入射角照射到虹膜，產(chǎn)生散射效果。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在光照射到表面的時(shí)候，就有一個(gè)叫做Brewster角的入射角，在該角度上，對(duì)于與入射面平行的光分量的反射系數(shù)變?yōu)榱?。結(jié)果，以Brewster角反射的光在與入射面垂直的角度以其振動(dòng)面被偏振。因此，理論上就知道至少一部分照射到虹膜的光由于散射和/或Brewster 反射的效應(yīng)被第二次偏振(第一次是由偏振器20造成的)。此外，不在任何方面限制本發(fā)明的范圍，作為上述雙重偏振效果的結(jié)果，理論上可以知道從虹膜反射的光強(qiáng)可以用作間接測(cè)量通過(guò)眼睛的前部包含的葡萄糖旋轉(zhuǎn)偏振光平面的程度。 如圖2所述，圖像采集設(shè)備40可選地連接到處理器42，其配置為計(jì)算葡萄糖濃度，隨后對(duì)此給出詳細(xì)描述。樽式匹配表的構(gòu)造圖2的系統(tǒng)還包括可選地連接到處理器42的存儲(chǔ)器44，其包含預(yù)定葡萄糖濃度數(shù)據(jù)和預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器44優(yōu)選包括預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)對(duì)已知葡萄糖濃度的模式匹配表。 在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于每個(gè)對(duì)象產(chǎn)生模式匹配表，該對(duì)象隨后使用該表來(lái)預(yù)測(cè)他或她的葡萄糖濃度。圖4是描述產(chǎn)生模式匹配表的方法的優(yōu)選實(shí)施例的流程圖。在步驟410中，將葡萄糖供給對(duì)象以調(diào)節(jié)他或她的葡萄糖濃度。例如可以通過(guò)使得對(duì)象咽下果汁的Glucola來(lái)提供葡萄糖。在等待一段時(shí)間之后，優(yōu)選為十分鐘，等到葡萄糖進(jìn)入血流，就是用公知的侵入式技術(shù)在步驟420測(cè)量對(duì)象血流中的葡萄糖濃度。一旦建立的已知濃度，來(lái)自光源10的光就通過(guò)偏振器20導(dǎo)向眼睛30。在步驟430 中，通過(guò)圖像采集設(shè)備40接收眼睛30反射的光，且采集預(yù)定圖像。作為產(chǎn)生模式匹配表的一部分而產(chǎn)生的圖像在這里將稱(chēng)作“預(yù)定圖像”，以將其與為測(cè)量未知濃度葡萄糖或其他光學(xué)活性物質(zhì)而產(chǎn)生的那些圖像相區(qū)別。未知濃度獲得的圖像在這里稱(chēng)作“測(cè)量圖像”。在步驟430，光源10、偏振器20和圖像采集設(shè)備40優(yōu)選這樣設(shè)置，使得照射到眼睛30虹膜的一定量的光經(jīng)歷第二偏振并隨后被圖像采集設(shè)備40探測(cè)到。光源10優(yōu)選與偏振器20 —體并設(shè)置在距離眼睛30約15mm到30mm距離的位置，其中尤其優(yōu)選的是設(shè)置在距離20mm的位置。光源10和偏振器20優(yōu)選地設(shè)置在瞳孔16的前面。透鏡38優(yōu)選與光源10、偏振器20和瞳孔16共線，并距離光源10約Imm到5mm。圖像采集設(shè)備40優(yōu)選與光源10、偏振器20、透鏡38和瞳孔16共線，并距離透鏡38約15mm到30mm。圖像采集設(shè)備40通過(guò)測(cè)量設(shè)備中各個(gè)強(qiáng)度測(cè)量位置(諸如CXD中像素的位置)接收到的光強(qiáng)，來(lái)采集眼睛30的虹膜的圖像。結(jié)果，產(chǎn)生了虹膜的圖像。圖像包括圖像采集設(shè)備40產(chǎn)生的測(cè)量強(qiáng)度的陣列。優(yōu)選地，使用單波長(zhǎng)光15產(chǎn)生圖像。如果使用多波長(zhǎng)光， 如后面描述的那樣，這些光優(yōu)選用于產(chǎn)生一系列不同的圖像，每個(gè)圖像都基于單個(gè)波長(zhǎng)。由于眼睛30的瞳孔16在虹膜18之內(nèi)，虹膜18的圖像還將包括其中的瞳孔圖像。 然而，瞳孔并不是眼睛中的結(jié)構(gòu)，而是虹膜內(nèi)周所限定的狹縫。因此，由于相對(duì)較少的光透射到其中并從瞳孔區(qū)域反射出來(lái)，所以瞳孔圖像基本上將比虹膜圖像更暗。然而如下面所述的，瞳孔圖像優(yōu)選不用于計(jì)算光學(xué)活性物質(zhì)的濃度。圖3是圖1所示圖像采集設(shè)備40采集的眼睛的圖像50。參照?qǐng)D3，眼睛的圖像50包括鞏膜60、虹膜70以及瞳孔130。如上所述，通過(guò)一組像素值來(lái)限定圖像50。每個(gè)像素的強(qiáng)度值通常將表示為八位字節(jié)，具有從0到255的256 個(gè)可能的值。優(yōu)選地，在圖4的步驟440通過(guò)首先獲得沒(méi)有光照射其中的眼睛的圖像來(lái)執(zhí)行黑幀校準(zhǔn)(dark frame calibration)過(guò)程。該校準(zhǔn)圖像隨后給每個(gè)像素產(chǎn)生參考值，將從隨后對(duì)該像素測(cè)量的任意強(qiáng)度值減去該參考值。黑幀校準(zhǔn)確保在獲得的圖像的最黑條件下每個(gè)像素將具有零強(qiáng)度，由此擴(kuò)展0-255范圍的有用部分。此外，圖像拉伸(stretching) 可選地用于擴(kuò)展八位字節(jié)的有用范圍。通過(guò)在黑幀校準(zhǔn)之后標(biāo)識(shí)最大和最小強(qiáng)度值來(lái)執(zhí)行圖像拉伸。隨后將每個(gè)像素值乘以255/(最大強(qiáng)度一最小強(qiáng)度)的比值，使得最高測(cè)量強(qiáng)度具有255的像素值，且最低像素值具有0的像素值。這種方式的圖像拉伸尤其對(duì)于改進(jìn)圖像的視覺(jué)外觀很有用。
步驟450中，框80表示的數(shù)據(jù)集(圖幻被選為包括虹膜圖像70但是排除鞏膜圖像60。在優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)將圖像采集設(shè)備40的視場(chǎng)預(yù)先設(shè)置為小于或等于大多數(shù)對(duì)象典型虹膜直徑的直徑，將鞏膜圖像60從采集的圖像中除去。然而，諸如閾值探測(cè)的其他技術(shù)可以用于確定鞏膜圖像60的位置并將其從框80中除去。根據(jù)步驟460，在虹膜圖像70中定義多個(gè)計(jì)算空間90、100、110和120，每個(gè)空間對(duì)應(yīng)于虹膜的特定區(qū)域。如圖3所示，計(jì)算空間90包括第一區(qū)域92和第二區(qū)域94。其他的計(jì)算空間100、110和120類(lèi)似地包括其各自的第一和第二區(qū)域。該第一和第二區(qū)域優(yōu)選在本質(zhì)上是矩形的并相對(duì)于另一個(gè)設(shè)置以形成“L形”計(jì)算空間。該第一區(qū)域92和第二區(qū)域94優(yōu)選為150個(gè)像素長(zhǎng)和20個(gè)像素寬。第一區(qū)域92 包括角93，其優(yōu)選位于水平的17像素且垂直向內(nèi)朝向框80的角附近。瞳孔130位于虹膜 70中，并且因此虹膜圖像包括瞳孔。然而，瞳孔不用于計(jì)算光學(xué)活性物質(zhì)的濃度并不位于計(jì)算空間90、100、110或120之內(nèi)。如前所述，本發(fā)明關(guān)于發(fā)現(xiàn)了從對(duì)象反射的偏振光的強(qiáng)度比可以用于預(yù)測(cè)葡萄糖濃度。然而，已經(jīng)知道該比以周期性的方式隨著葡萄糖濃度變化。還已經(jīng)知道測(cè)量的光強(qiáng)可以經(jīng)受由于圖像采集設(shè)備40、光源10以及偏振器20相對(duì)于對(duì)象眼睛30的不一致對(duì)準(zhǔn)而造成的“俯仰(Pitch and yaw)”誤差。這可以導(dǎo)致用于產(chǎn)生模式匹配表的圖像和測(cè)量未知濃度的圖像之間的不一致。理論上知道，多個(gè)計(jì)算空間的使用至少部分上要解決強(qiáng)度比和葡萄糖之間關(guān)系的周期性以及俯仰誤差。使用預(yù)定的圖像，步驟470中將所有第一區(qū)域92中的像素值相加以獲得第一預(yù)定強(qiáng)度總和，以及將第二區(qū)域94中所有像素值相加以獲得第二預(yù)定強(qiáng)度總和。在步驟480，第一預(yù)定強(qiáng)度總和除以第二強(qiáng)度總和以獲得計(jì)算空間90的預(yù)定強(qiáng)度比。隨后對(duì)于剩余的計(jì)算空間100、110和120使用同樣的過(guò)程，以產(chǎn)生其各自的預(yù)定強(qiáng)度比。如步驟490所示，通過(guò)獲得對(duì)應(yīng)于每個(gè)所需數(shù)量的已知濃度的預(yù)定圖像來(lái)重復(fù)上述過(guò)程，并產(chǎn)生如表1所示的模式匹配表。為了參考的目的而提供表1和這里其他表的數(shù)據(jù)，它們并不反應(yīng)基于試驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)數(shù)據(jù)。此外，表中顯示的計(jì)算空間比值被乘以了 105， 將該值轉(zhuǎn)換為整數(shù)表示，以改進(jìn)使用計(jì)算機(jī)實(shí)施上述模式匹配表的時(shí)候的計(jì)算效率。表 1計(jì)算空間比
權(quán)利要求
1.一種測(cè)量包含光學(xué)活性物質(zhì)溶液的對(duì)象中所述光學(xué)活性物質(zhì)濃度的方法，該方法包括下面的步驟a.提供所述對(duì)象的至少一個(gè)測(cè)量圖像，每個(gè)所述測(cè)量圖像限定了從所述對(duì)象反射的測(cè)量光強(qiáng)陣列；b.根據(jù)從所述對(duì)象反射的測(cè)量光強(qiáng)陣列計(jì)算至少一個(gè)測(cè)量光強(qiáng)比；以及c.基于所述至少一個(gè)測(cè)量強(qiáng)度比計(jì)算所述光學(xué)活性物質(zhì)的濃度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述對(duì)象是具有虹膜的人眼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中基于從所述對(duì)象反射的所述至少一個(gè)測(cè)量光強(qiáng)比來(lái)計(jì)算所述光學(xué)活性物質(zhì)濃度的步驟還包括a.在所述測(cè)量圖像中限定多個(gè)計(jì)算空間，每個(gè)所述計(jì)算空間限定了多個(gè)測(cè)量光強(qiáng)；以及b.計(jì)算每個(gè)所述計(jì)算空間的計(jì)算空間比，其中所述至少一個(gè)測(cè)量光強(qiáng)比包括至少一個(gè)所述計(jì)算空間比。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中計(jì)算每個(gè)所述計(jì)算空間中的計(jì)算空間比的步驟包括a.在每個(gè)所述計(jì)算空間中限定第一和第二區(qū)域，其中所述第一區(qū)域限定了測(cè)量光強(qiáng)的第一區(qū)域且所述第二區(qū)域限定了測(cè)量光強(qiáng)的第二區(qū)域；b.計(jì)算所述第一區(qū)域中測(cè)量光強(qiáng)的總和，由此產(chǎn)生第一總和；c.計(jì)算所述第二區(qū)域的測(cè)量光強(qiáng)總和，由此產(chǎn)生第二總和；以及d.計(jì)算所述第一總和與所述第二總和的比。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述多個(gè)計(jì)算空間包括兩個(gè)計(jì)算空間。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述多個(gè)計(jì)算空間包括四個(gè)計(jì)算空間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述對(duì)象的測(cè)量圖像包括虹膜和瞳孔的測(cè)量圖像，所述四個(gè)計(jì)算空間限定了第一和第二計(jì)算空間對(duì)，且其中每個(gè)所述計(jì)算空間對(duì)限定了通過(guò)所述瞳孔圖像的線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中每個(gè)所述計(jì)算空間的每個(gè)所述第一區(qū)域和每個(gè)所述計(jì)算空間的每個(gè)所述第二區(qū)域是矩形的形狀，且彼此相鄰。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中每個(gè)所述計(jì)算空間的每個(gè)所述第一區(qū)域和每個(gè)所述計(jì)算空間的每個(gè)所述第二區(qū)域形成L形。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括a.提供參考對(duì)象的多個(gè)預(yù)定圖像，每個(gè)所述預(yù)定圖像對(duì)應(yīng)于所述光學(xué)活性物質(zhì)的已知濃度并限定了從所述對(duì)象反射的預(yù)定光強(qiáng)陣列；以及b.計(jì)算從所述參考對(duì)象反射的每個(gè)所述預(yù)定光強(qiáng)陣列中的至少一個(gè)預(yù)定強(qiáng)度比； 其中計(jì)算所述光學(xué)活性物質(zhì)濃度的步驟包括基于所述至少一個(gè)測(cè)量強(qiáng)度比以及所述參考對(duì)象反射的每個(gè)所述預(yù)定光強(qiáng)陣列中所述至少一個(gè)預(yù)定強(qiáng)度比，來(lái)計(jì)算所述光學(xué)活性物質(zhì)的濃度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述參考對(duì)象是所述對(duì)象。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中計(jì)算從所述參考對(duì)象反射的每個(gè)所述預(yù)定光強(qiáng)陣列中至少一個(gè)預(yù)定光強(qiáng)比的步驟包括a.限定每個(gè)所述預(yù)定圖像中至少一個(gè)預(yù)定計(jì)算空間；以及b.計(jì)算每個(gè)所述預(yù)定計(jì)算空間中預(yù)定計(jì)算空間比，其中所述至少一個(gè)預(yù)定光強(qiáng)比包括至少一個(gè)所述預(yù)定計(jì)算空間比。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中計(jì)算每個(gè)所述計(jì)算空間中的預(yù)定計(jì)算空間比的步驟包括a.在每個(gè)所述預(yù)定計(jì)算空間中限定第一預(yù)定區(qū)域和第二預(yù)定區(qū)域，其中所述第一預(yù)定區(qū)域限定了預(yù)定光強(qiáng)的第一預(yù)定區(qū)域且所述第二預(yù)定區(qū)域限定了預(yù)定光強(qiáng)的第二預(yù)定區(qū)域；b.計(jì)算所述第一預(yù)定區(qū)域中的預(yù)定強(qiáng)度總和，由此產(chǎn)生第一預(yù)定總和；c.計(jì)算所述第二預(yù)定區(qū)域中的預(yù)定強(qiáng)度總和，由此產(chǎn)生第二預(yù)定總和；以及d.計(jì)算所述第一預(yù)定總和與所述第二預(yù)定總和的比。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述多個(gè)預(yù)定計(jì)算空間包括兩個(gè)計(jì)算空間。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述多個(gè)預(yù)定計(jì)算空間包括四個(gè)計(jì)算空間。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括產(chǎn)生偏移誤差陣列。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述偏移誤差陣列包括多個(gè)偏移誤差，每個(gè)所述偏移誤差具有由對(duì)應(yīng)于所述光學(xué)活性物質(zhì)的多個(gè)已知濃度值之一的行以及對(duì)應(yīng)于眼睛中多個(gè)虹膜區(qū)域之一的列所限定的偏移誤差陣列位置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述偏移誤差陣列包括所述至少一個(gè)測(cè)量強(qiáng)度比和預(yù)定光強(qiáng)比之間差的絕對(duì)值，其中所述至少一個(gè)測(cè)量強(qiáng)度比之一和所述預(yù)定光強(qiáng)比兩者與所述偏移誤差對(duì)應(yīng)于同一虹膜區(qū)域。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括產(chǎn)生最小偏移誤差陣列。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述最小偏移誤差陣列包括多個(gè)最小偏移誤差，每個(gè)所述最小偏移誤差對(duì)應(yīng)于所述偏移誤差陣列的行和列，每個(gè)所述最小偏移誤差包括所述偏移誤差陣列的對(duì)應(yīng)列中的最低偏移誤差，由此每個(gè)所述最小偏移誤差對(duì)應(yīng)于所述已知濃度值之一和所述虹膜區(qū)域之一。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括a.限定多個(gè)簇，其中每個(gè)所述簇包括所述虹膜區(qū)域組；b.對(duì)于包括每個(gè)簇的虹膜區(qū)域組計(jì)算該最小偏移誤差總和；c.選擇具有最小偏移誤差的最低總和的簇；以及d.對(duì)于包括所選簇的每個(gè)虹膜區(qū)域，對(duì)與最小偏移誤差對(duì)應(yīng)的該已知濃度值進(jìn)行平均。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述對(duì)象的所述至少一個(gè)測(cè)量圖像包括多個(gè)測(cè)量圖像，每個(gè)所述測(cè)量圖像對(duì)應(yīng)于從所述對(duì)象反射的不同光波長(zhǎng)。
23.一種測(cè)量包含光學(xué)活性物質(zhì)溶液的對(duì)象中所述光學(xué)活性物質(zhì)濃度的方法，該方法包括a.提供所述對(duì)象的測(cè)量圖像，所述測(cè)量圖像限定了從所述對(duì)象反射的測(cè)量光強(qiáng)陣列；b.旋轉(zhuǎn)所述測(cè)量圖像到多個(gè)旋轉(zhuǎn)位置，由此產(chǎn)生從所述對(duì)象反射的多個(gè)旋轉(zhuǎn)測(cè)量光強(qiáng)；以及c.基于從所述對(duì)象反射的所述測(cè)量光強(qiáng)和從所述對(duì)象反射的所述旋轉(zhuǎn)測(cè)量光強(qiáng)來(lái)計(jì)算所述光學(xué)活性物質(zhì)的濃度。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述多個(gè)旋轉(zhuǎn)位置包括60個(gè)旋轉(zhuǎn)位置。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的方法，其中所述旋轉(zhuǎn)位置彼此間隔0.1度。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述多個(gè)旋轉(zhuǎn)位置對(duì)于所述測(cè)量圖像限定了從-3.0度到+3.0的值的范圍。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述對(duì)象是人眼。
28.一種計(jì)算包含光學(xué)活性物質(zhì)溶液的對(duì)象中所述光學(xué)活性物質(zhì)濃度的方法，所述對(duì)象包括多個(gè)對(duì)象區(qū)域，該方法包括a.提供從所述對(duì)象反射的多個(gè)測(cè)量光強(qiáng)值，每個(gè)所述測(cè)量強(qiáng)度值對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象區(qū)域之一；b.提供包含所述光學(xué)活性物質(zhì)溶液的參考對(duì)象反射的多個(gè)預(yù)定光強(qiáng)，所述參考對(duì)象包括多個(gè)參考對(duì)象區(qū)域，且每個(gè)所述預(yù)定光強(qiáng)對(duì)應(yīng)于所述參考對(duì)象區(qū)域之一，并且對(duì)應(yīng)于所述光學(xué)活性物質(zhì)的已知濃度；c.選擇從參考對(duì)象反射的所述多個(gè)預(yù)定光強(qiáng)的一部分；以及d.基于從所述對(duì)象反射的一個(gè)或多個(gè)所述測(cè)量光強(qiáng)以及從參考對(duì)象反射的所述多個(gè)預(yù)定光強(qiáng)的所選部分，計(jì)算所述對(duì)象中所述光學(xué)活性物質(zhì)的濃度。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的方法，其中基于一個(gè)或多個(gè)統(tǒng)計(jì)置信參數(shù)進(jìn)行選擇從所述參考對(duì)象反射的所述多個(gè)預(yù)定光強(qiáng)中一部分的步驟。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的方法，其中從包含陣列離差、簇總和離差、簇近似離差、陣列離差比、簇近似離差比、離散度、近似Q因子和最小偏移誤差總和的組中選出所述一個(gè)或多個(gè)統(tǒng)計(jì)置信參數(shù)。
31.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的方法，其中所述對(duì)象是人眼。
32.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的方法，其中所述參考對(duì)象與所述對(duì)象相同。
33.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的方法，其中從所述對(duì)象反射的所述測(cè)量光強(qiáng)對(duì)應(yīng)于多個(gè)光波長(zhǎng)。
34.一種對(duì)從包含光學(xué)活性物質(zhì)溶液的對(duì)象反射的光產(chǎn)生預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括a.調(diào)整所述溶液中所述光學(xué)活性物質(zhì)的濃度；b.測(cè)量所述濃度；c.采集所述對(duì)象的圖像，所述圖像限定了光強(qiáng)值的陣列；以及d.計(jì)算所述光強(qiáng)值陣列中至少一個(gè)預(yù)定光強(qiáng)比。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中所述對(duì)象是人眼。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述虹膜包括多個(gè)虹膜區(qū)域且每個(gè)所述預(yù)定光強(qiáng)比對(duì)應(yīng)于所述虹膜區(qū)域之一。
37.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，還包括對(duì)于所需數(shù)量的光學(xué)活性物質(zhì)濃度重復(fù)步驟 a-d的步驟。
38.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中所述光學(xué)活性物質(zhì)是葡萄糖。
39.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，還包括在預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)陣列中存儲(chǔ)所述至少一個(gè)預(yù)定光強(qiáng)比的步驟，所述預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)陣列限定了對(duì)應(yīng)于所述葡萄糖測(cè)量濃度的行以及對(duì)應(yīng)于所述虹膜區(qū)域的列。
40.一種測(cè)量包含光學(xué)活性物質(zhì)溶液的對(duì)象中所述物質(zhì)濃度的方法，所述方法包括a.提供所述對(duì)象的測(cè)量圖像，所述測(cè)量圖像限定了測(cè)量光強(qiáng)數(shù)據(jù)；b.提供包含所述光學(xué)活性物質(zhì)溶液的參考對(duì)象的多個(gè)預(yù)定圖像，每個(gè)所述預(yù)定圖像對(duì)應(yīng)于所述光學(xué)活性物質(zhì)的已知濃度，所述多個(gè)預(yù)定圖像限定了預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)的陣列，所述預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)陣列還限定了預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)的多個(gè)子陣列；c.旋轉(zhuǎn)所述測(cè)量圖像到多個(gè)旋轉(zhuǎn)位置，由此產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)光強(qiáng)數(shù)據(jù)；d.選擇所述預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)子陣列之一；以及e.基于所述測(cè)量光強(qiáng)數(shù)據(jù)、所述旋轉(zhuǎn)光強(qiáng)數(shù)據(jù)以及所述預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)的所選子陣列， 來(lái)計(jì)算所述對(duì)象中所述光學(xué)活性物質(zhì)的濃度。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述多個(gè)旋轉(zhuǎn)位置包括60個(gè)旋轉(zhuǎn)位置。
42.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述多個(gè)旋轉(zhuǎn)位置在距所述測(cè)量圖像的朝向的約-3度到約+3度的范圍內(nèi)。
43.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述多個(gè)旋轉(zhuǎn)位置以約0.1度的增量為間隔。
44.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中基于一個(gè)或多個(gè)統(tǒng)計(jì)置信參數(shù)進(jìn)行選擇子陣列的步驟。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中從包括陣列離差、簇總和離差、簇近似離差、陣列離差比、簇近似離差比、離散度、近似Q因子和最小偏移誤差的組中選出所述統(tǒng)計(jì)置信參數(shù)。
46.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，還包括基于所述測(cè)量光強(qiáng)數(shù)據(jù)計(jì)算偏移誤差陣列。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的方法，其中所述對(duì)象包括多個(gè)對(duì)象區(qū)域且所述偏移誤差陣列包括多個(gè)偏移誤差，每個(gè)所述偏移誤差對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象區(qū)域之一。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中所述多個(gè)對(duì)象區(qū)域是兩個(gè)對(duì)象區(qū)域。
49.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中所述多個(gè)對(duì)象區(qū)域是四個(gè)對(duì)象區(qū)域。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其中每個(gè)所述對(duì)象區(qū)域包括第一和第二子區(qū)域，且其中每個(gè)所述第一子區(qū)域和第二子區(qū)域設(shè)置為彼此相對(duì)以形成L形。
51.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，其中所述測(cè)量光強(qiáng)數(shù)據(jù)包括多個(gè)測(cè)量光強(qiáng)值，且所述預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)陣列包括多個(gè)預(yù)定光強(qiáng)值，且其中每個(gè)所述偏移誤差包括來(lái)自所述多個(gè)測(cè)量光強(qiáng)值的所選測(cè)量光強(qiáng)值比以及來(lái)自所選多個(gè)預(yù)定光強(qiáng)值的所選預(yù)定光強(qiáng)值比之間的差。
52.根據(jù)權(quán)利要求47所述的方法，還包括基于所述偏移誤差陣列計(jì)算至少一個(gè)最小偏移誤差，每個(gè)所述最小偏移誤差對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象區(qū)域之一和所述光學(xué)活性物質(zhì)的所述已知濃度值之一。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的方法，還包括限定多個(gè)簇，每個(gè)所述簇包括對(duì)象區(qū)域組， 并選擇所述簇中的一個(gè)，其中還基于所選簇進(jìn)行計(jì)算所述光學(xué)活性物質(zhì)濃度的步驟。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的方法，其中選擇所述簇之一的步驟包括對(duì)于具有每個(gè)簇的每個(gè)該對(duì)象區(qū)域計(jì)算最小偏移誤差總和并選擇具有最小偏移誤差的最低總和的簇。
55.根據(jù)權(quán)利要求M所述的方法，其中計(jì)算所述光學(xué)活性物質(zhì)濃度的步驟包括將與包含所選簇的每個(gè)該對(duì)象區(qū)域的最小偏移誤差對(duì)應(yīng)的該已知濃度值進(jìn)行平均。
56.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述對(duì)象是眼睛。
57.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述光學(xué)活性物質(zhì)是葡萄糖。
58.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述參考對(duì)象與所述對(duì)象相同。
59.一種用于測(cè)量包含光學(xué)活性物質(zhì)溶液的對(duì)象中物質(zhì)濃度的設(shè)備，包括a.提供所述對(duì)象的測(cè)量圖像的裝置，所述測(cè)量圖像限定了測(cè)量光強(qiáng)數(shù)據(jù)；b.提供包含所述光學(xué)活性物質(zhì)溶液的參考對(duì)象的多個(gè)預(yù)定圖像的裝置，每個(gè)所述預(yù)定圖像對(duì)應(yīng)于所述光學(xué)活性物質(zhì)的已知濃度，所述多個(gè)預(yù)定圖像限定了預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)的陣列，所述預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)陣列還限定了預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)的多個(gè)子陣列；c.旋轉(zhuǎn)所述測(cè)量圖像到多個(gè)旋轉(zhuǎn)位置，由此產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)光強(qiáng)數(shù)據(jù)的裝置；d.選擇所述預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)子陣列之一的裝置；以及e.基于所述測(cè)量光強(qiáng)數(shù)據(jù)、所述旋轉(zhuǎn)光強(qiáng)數(shù)據(jù)以及所選預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)子陣列，來(lái)計(jì)算所述對(duì)象中所述光學(xué)活性物質(zhì)的濃度的裝置。
60.一種用于測(cè)量包含光學(xué)活性物質(zhì)溶液的對(duì)象中所述光學(xué)活性物質(zhì)濃度的設(shè)備，所述對(duì)象包括多個(gè)對(duì)象區(qū)域，該設(shè)備包括a.提供從所述對(duì)象反射的多個(gè)測(cè)量光強(qiáng)值的裝置，每個(gè)所述值對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象區(qū)域之 b.提供包含所述光學(xué)活性物質(zhì)溶液的參考對(duì)象反射的多個(gè)預(yù)定光強(qiáng)的裝置，所述參考對(duì)象包括多個(gè)參考對(duì)象區(qū)域，且每個(gè)所述預(yù)定光強(qiáng)對(duì)應(yīng)于所述參考對(duì)象區(qū)域之一，并且對(duì)應(yīng)于所述光學(xué)活性物質(zhì)的已知濃度值；c.選擇從參考對(duì)象反射的所述多個(gè)預(yù)定光強(qiáng)的一部分的裝置；以及d.基于從所述對(duì)象反射的一個(gè)或多個(gè)所述測(cè)量光強(qiáng)和從參考對(duì)象反射的所述多個(gè)預(yù)定光強(qiáng)的所選部分，來(lái)計(jì)算所述對(duì)象中所述光學(xué)活性物質(zhì)的濃度的裝置。
61.一種用于測(cè)量包含光學(xué)活性物質(zhì)溶液的對(duì)象中所述光學(xué)活性物質(zhì)濃度的設(shè)備，包括a.提供所述對(duì)象的至少一個(gè)測(cè)量圖像的裝置，每個(gè)所述測(cè)量圖像限定了從所述對(duì)象反射的測(cè)量光強(qiáng)陣列；b.根據(jù)所述對(duì)象反射的所述測(cè)量光強(qiáng)陣列計(jì)算至少一個(gè)測(cè)量光強(qiáng)比的裝置；c.基于所述至少一個(gè)測(cè)量強(qiáng)度比計(jì)算所述光學(xué)活性物質(zhì)的濃度的裝置。
62.一種基于從包含光學(xué)活性物質(zhì)溶液的對(duì)象反射的光計(jì)算所述物質(zhì)濃度的裝置，該裝置包括a.存儲(chǔ)器，包括預(yù)定濃度數(shù)據(jù)以及預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)；b.采集裝置，用于采集從所述對(duì)象反射的光的測(cè)量光強(qiáng)數(shù)據(jù)；c.計(jì)算裝置，用于基于所述測(cè)量光強(qiáng)數(shù)據(jù)、所述預(yù)定濃度數(shù)據(jù)和所述預(yù)定光強(qiáng)數(shù)據(jù)計(jì)算所述光學(xué)活性物質(zhì)的濃度。
63.根據(jù)權(quán)利要求62所述的裝置，還包括產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)圖像數(shù)據(jù)的裝置。
64.根據(jù)權(quán)利要求62所述的裝置，還包括選擇裝置，用于基于一個(gè)或多個(gè)統(tǒng)計(jì)置信參數(shù)選擇所述預(yù)定濃度數(shù)據(jù)的一部分。
65.根據(jù)權(quán)利要求62所述的裝置，其中所述測(cè)量光強(qiáng)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)光波長(zhǎng)。
全文摘要
提供了一種非侵入地測(cè)量對(duì)象中光學(xué)活性物質(zhì)濃度的方法和系統(tǒng)。該方法包括a.提供所述對(duì)象的至少一個(gè)測(cè)量圖像，每個(gè)所述測(cè)量圖像限定了從所述對(duì)象反射的測(cè)量光強(qiáng)陣列；b.根據(jù)從所述對(duì)象反射的測(cè)量光強(qiáng)陣列計(jì)算至少一個(gè)測(cè)量光強(qiáng)比；以及c.基于所述至少一個(gè)測(cè)量強(qiáng)度比計(jì)算所述光學(xué)活性物質(zhì)的濃度。
文檔編號(hào)A61B5/145GK102319074SQ201110134009
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2005年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月4日
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