用于测量肠道渗透性和胃排空速率的方法

1.本公开涉及用于测量受试者的肠道渗透性的方法和用于测量受试者的胃排空速率的方法。


背景技术：

2.胃肠道功能在无数健康病症中起重要作用，包括腹腔病、炎症性肠病(ibd)、人类免疫缺陷性病毒(hiv)、脂肪肝疾病、败血病、慢性肝病、环境肠道功能障碍(eed)和营养不良。具体地，肠道屏障的破环在上述病况中具有重要影响，其导致肠道渗透性(也称为“渗漏”)增加并且甚至导致肠道细菌和病原体相关分子肽向体循环的易位，从而导致炎性反应。
3.例如，当肠道屏障受损并且涉及细菌及其它病原体从肠向淋巴和血管渗漏时，发生肠道渗透性升高(也称为“肠漏症”)。这导致可以驱动其它后果的感染和炎症循环，并且进一步加剧肠道渗透性升高的问题。这种状况与多种上述疾病相关，并且对生活质量具有显著影响，并且限制营养不良儿童的身体和认知发育。
4.此外，对于以上所强调的多种病况中的肠道和肠屏障功能的作用和影响缺乏了解。
5.类似地，在多种疾病，包括机能性消化不良、胃轻瘫(gastroparesis)和胃癌中观察到胃排空速率(食物从胃排空至肠的速率)的改变。另外，胃排空速率在人体营养中是重要的，因为它决定了营养物可以被吸收的速率。
6.当前用于评价肠道和胃-肠功能(特别是肠道渗透性和胃排空速率)的技术可以是麻烦、昂贵、高度侵入性的(例如，需要经内窥镜活组织检查和组织病理学或x射线检查)，不可靠的(例如，使用尿液和/或血液样品)并且难以在婴儿中实施。
7.因此，需要可以增强对疾病的病理发生中的胃-肠功能的理解，并且可以用于提供它在其中起作用的多种疾病的早期诊断和改善监测的新技术。具体地，需要用于评价和定量肠道渗透性的改善方式和用于评价和定量胃排空速率的改善方式。
8.wo2015070256公开了用于评价肠道功能的组合物和方法。公开了用于评价肠道功能的组合物，所述组合物包含荧光激发分子(fluorescent challenge molecule)，其中所述荧光激发分子基本不被健康肠道吸收。还公开了包含至少两个荧光激发分子的用于评价肠道功能的组合物，其中一个荧光激发分子基本不被健康肠道吸收，并且另一个被健康肠道显著吸收。
9.wo2010020673公开了用于器官功能，特别是肾功能经皮测量的传感器硬膏剂(plaster)。所述传感器硬膏剂具有至少一种柔性支持元件，其具有可以粘附至体表的至少一个粘性表面。所述传感器硬膏剂还具有至少一个辐射源，具体地光源，其中组装所述辐射源以通过至少一种诊询光辐照体表。所述传感器硬膏剂还具有至少一个检测器，其组装以检测从体表方向辐照的至少一种反应光。
10.本公开设法减轻，至少在某种程度上减轻与现有技术有关的问题，和/或至少在某
种程度上解决与现有技术有关的困难。


技术实现要素：

11.根据本公开的第一方面，提供了用于测量受试者的肠道渗透性的方法，所述方法包括：
12.向所述受试者口服施用包含通过健康肠道可吸收的荧光造影剂(fluorescent contrast agent)的溶液；
13.使用光源，使用光辐照来辐照所述受试者的身体部分上的皮肤上的位置，从而所述光辐照导致从所述受试者肠道漏渗至所述受试者血流的溶液的至少一部分发荧光；
14.使用经皮传感装置定期检测所述位置处所述溶液的荧光强度以获得作为时间函数的所述强度的荧光数据；
15.归一化所述荧光数据以获得作为时间函数的所述强度的归一化数据；和
16.通过计算以下中的一种或多种，分析所述归一化数据以确定所述受试者的肠道渗透性：
17.所述强度的第一峰值；
18.所述强度相对于时间的积分；
19.所述强度的第一峰值与所述峰值处的时间的乘积；
20.所述强度的第一峰值和超出所述第一峰值的时间的点处的时间的乘积；
21.发生所述强度的第一峰值的时间；或者
22.所述强度的第一峰值除以发生所述峰值的时间。
23.有利地，这种方法可以提供最小侵入、可靠和可定量的方式以评价受试者的肠道渗透性。
24.具体地，使用通过健康肠道可吸收的荧光造影剂可以有利地提供可以获得的基线测量，从而可以检测渗透性中即使微小的变化，同时无需使用具有不同分子性质的多种不同的荧光造影剂。照此，使用通过健康肠道可吸收的荧光造影剂可以提供将在所有个体中获得的诊断测量，无论他们具有健康还是不健康的肠道。有利地，这表示可以评价所有疾病状况，而不仅是超出在此之上首先吸收荧光造影剂的任意阈值的疾病状况，如果作为替代使用健康肠道不可吸收的荧光造影剂，情况就是如此。因此，这种方法可以有利地用于评价仅轻微受损的肠道，而不仅是严重受损的肠道，并且可以提供肠道破坏程度的定量指示，而不仅是它是否受损的二元指示。
25.任选地，将荧光数据相对于采集时间和反向散射(backscattered)的光辐照强度，即反向散射的激发光的强度归一化。
26.任选地，通过计算所述强度相对于时间直至发生所述强度的第一峰值的时间的积分，分析所述归一化数据以确定受试者的肠道渗透性。
27.此外，相对于反向散射的激发光强度(即来自用于激发荧光的光源(如激光器、发光二极管或其它光源)的信号强度)归一化所述荧光数据，并通过计算以下中的一种或多种，分析所述归一化数据以确定受试者的肠道渗透性：所述强度的第一峰值；所述强度相对于时间(直至所选时间点，例如：所述第一峰的时间，或者所述第一峰的时间加上所述第一峰的时间的所选百分比，例如，其5、10或20％，即在超出所述第一峰的时间的点的和)的积
分；所述强度的第一峰值与所述峰值处的时间的乘积；所述强度的第一峰值和超出所述第一峰值的时间的点处的时间的乘积；发生所述强度的第一峰值的时间；或者所述强度的第一峰值除以发生所述峰值的时间，可以有利地仅通过使用单一荧光造影剂(即无需溶液包含两种或更多种不同的荧光造影剂，如具有不同分子量的两种不同的荧光造影剂)提供可以获得肠道渗透性的定量评定。因此，可以通过使用单一荧光造影剂获得肠道渗透性的连续测量。
28.所述强度的第一峰值可以用于确定受试者的肠道渗透性，因为该峰值可以提供所述荧光造影剂在所述受试者血流中的峰值浓度读数。所述峰值可以表示受试者血流中存在最大荧光造影剂浓度的时间点并且它通常可以在(例如，通过肾或肝)发生所述溶液从身体明显清除之前发生。
29.因此，整体上，这种方法可以提供基于归一化荧光强度数据的肠道渗透性定量，并且还提供了胃-肠(gi)功能的其它方面的指示，而无需采集尿液、血液或其它样品。这可以使得能够定量通过甚至健康肠道屏障的染料渗漏，并且表示可以在广泛患者(即受试者)范围内而非仅在具有严重可渗透/受损肠道的那些患者中提供有意义的临床数据的可能。另外，这种方法中的定量符号/计算可以提供相对于肠道渗透性以连续方式改变的测量，而非仅可以提供肠道是“可渗透的”还是“不可渗透的”的粗糙临床结果的简单二元标志物(如现有技术中的那些)。这可以允许监测患者对疗法及其它干预(如营养干预)的反应并且还可以允许比较不同个体中所测量的值(即用于筛选/诊断应用)。这由于荧光数据的归一化(相对于反向散射的激发信号)并且由于数据的定期采集而可以是可能的。
30.此外，这种方法证实了肠道渗透性的无创传感的潜力，并且可以提供适合于现场可部署的用途的小型化、廉价、可穿戴传感器的开发。
31.任选地，通过计算所述强度相对于时间直至所述强度的第一峰值之后的所选时间点的积分，分析所述归一化数据以确定受试者的肠道渗透性。
32.例如，所述所选时间点可以等于发生所述强度的第一峰值的时间值加上所述时间值的所选百分比之和。所述所选百分比可以在约5％至25％之间，例如，所述所选百分比可以为约5％、10％或20％。例如，如果在60分钟的时间值观察到所述强度的第一峰值，则对于5％、10％和20％的所选时间调整百分比值，分别可以将所述数据积分直至63分钟、66分钟或72分钟的时间。有利地，将所述数据积分直至稍微超出所述强度的第一峰值的时间的时间点可以提供所得分析解释了从受试者血流中对造影剂的清除。所述第一峰发生的越晚(在时间上)，则将发生更多的从身体对造影剂的清除，因此如果所述第一峰发生的较晚，则这种修正变得越重要且有利。有利地，积分直至稍微超出所述峰对此进行了修正。
33.任选地，所述溶液仅含通过健康肠道可吸收的单一荧光造影剂。也就是说，所述溶液可以含有所述通过健康肠道可吸收的荧光造影剂，并且不含其它荧光造影剂。
34.任选地，为了计算所述强度的第一峰值，可以使用方程gp1＝i(t
峰
)，其中gp1表示肠道渗透性的定量符号，并且i(t
峰
)表示在所述强度数据中的初始峰时间(t
峰
)处作为时间函数的所述强度的归一化数据值。
35.所述强度相对于时间的积分(即所述强度对时间作图的曲线下面积)可以用于确定受试者的肠道渗透性，其解释了胃排空速率的影响。任选地，可以计算所述积分直至所述强度的第一峰。任选地，可以计算所述积分直至超出所述强度的第一峰的所选时间点。这可
以提供直至所述第一峰的时间(或者直至替代所选时间点，例如，超出所述第一峰的时间的所选时间点)从肠道渗漏至受试者血流的荧光造影剂的总量的定量测量。通过从数据识别峰值浓度时间，可以使得对受试者血流中荧光造影剂的总回收率的准确定量是有可能的。
36.任选地，为了计算所述强度相对于时间的积分，可以使用方程其中gp2表示肠道渗透性的定量符号，i(t)表示作为时间函数的所述强度的归一化数据，并且t
峰
表示荧光数据中初始峰的时间。作为另外一种选择，可以将gp2的方程改变为其中t
峰
表示所述荧光数据中第一峰之后的所选时间点。例如，所述所选时间点可以等于发生荧光数据中初始峰的时间值加上所述时间值的所选百分比之和。所述所选百分比可以在约5％至25％之间，例如，所述所选百分比可以为约5％、10％或20％。
37.所述强度的第一峰值与所述峰值的时间的乘积可以用于确定受试者的肠道渗透性，并且可以有利地表示计算所述强度相对于时间的积分的简化分析方法。
38.作为另外一种选择，所述强度的第一峰值与超出所述峰值时间的点处的时间的乘积可以用于确定受试者的肠道渗透性。这也可以有利地表示用于计算所述强度相对于时间的积分的简化分析方法。可以将超出所述峰值时间的点定义为所述第一峰的时间加上所述第一峰的时间的所选百分比，例如，其5、10或20％之和(即将时间定义为超出所述第一峰的时间/所述第一峰的时间之后的点)。例如，如果在60分钟的时间值观察到所述强度的第一峰值，则对于5％、10％和20％的所选时间调整百分比值，分别可以将所述点选择为63分钟、66分钟或72分钟的时间值。有利地，获得所述第一峰值处的强度与稍微超出所述强度的第一峰值的时间的点处的时间的乘积可以提供所得分析解释了从受试者血流中对造影剂的清除。所述第一峰发生的越晚(在时间上)，则将发生更多的从身体对造影剂的清除，因此如果所述第一峰发生的较晚，则这种修正变得越重要且有利。有利地，获得所述强度的第一峰值与稍微超出所述峰的点处的时间的乘积对此进行了修正。
39.任选地，为了计算所述强度的第一峰值与所述峰值处的时间的乘积，可以使用方程gp3＝i(t
峰
)
×
t
峰
；其中gp3表示肠道渗透性的定量符号，i(t
峰
)表示在所述强度数据中的初始峰时间(t
峰
)处作为时间函数的所述强度的归一化数据值；并且t
峰
表示荧光数据中初始峰的时间。作为另外一种选择，为了计算所述强度的第一峰值与超出所述第一峰值的时间的点处的时间的乘积，可以将以上gp3的方程修改为gp3＝i(t
峰
)
×
t
峰
；其中t
峰
表示荧光数据中初始峰之后的所选时间点，例如，超出所述初始峰的时间5、10或20％的时间。
40.发生所述强度的第一峰值的时间或者所述强度的第一峰值除以发生所述峰值的时间可以用于确定受试者的肠道渗透性，其中发生所述峰值的时间的值越小，则对应于更高的渗透性。
41.任选地，为了计算发生所述强度的第一峰值的时间，可以使用方程gp4＝t
峰
，其中gp4表示肠道渗透性的定量符号并且t
峰
表示荧光数据中初始峰的时间。
42.任选地，为了计算所述强度的第一峰值除以发生所述峰值的时间，可以使用方程其中gp5表示肠道渗透性的定量符号，i(t
峰
)表示在所述强度数据中的初始峰时间(t
峰
)处作为时间函数的所述强度的归一化数据值，并且t
峰
表示荧光数据中初始峰的时间。
43.有利地，gp2和gp3可以提供解释胃排空速率的一定程度的修正，并因此可以提供对
渗透性的更定量的评价。
44.任选地，使用经皮传感装置定期检测所述位置处溶液的荧光强度以获得作为时间函数的所述强度的荧光数据的步骤包括使用所述经皮传感装置用于测量溶液荧光强度，以及用于测量用于辐照所述身体部分上的皮肤上的所述位置的所述光辐照的反向散射强度。
45.任选地，使用经皮传感装置定期检测所述位置处溶液的荧光强度以获得作为时间函数的所述强度的荧光数据的步骤包括测量反向散射光，同时检测所述荧光。
46.任选地，在定期检测溶液荧光强度处的相同位置，即在所述身体部分上的皮肤上的所述位置处测量所述反向散射光的测量。
47.任选地，在定期检测溶液荧光强度处的不同位置，例如，在邻近所述身体部分上的皮肤上的所述位置但与之间隔开的不同位置处测量所述反向散射光的测量。
48.任选地，所述不同位置是位于受试者皮肤上的位置。任选地，这可以通过在近端具有提供在荧光和激光(激发)测量之间切换的滤光轮的光导纤维探针提供，其可以有利地提供相同的测量位置，但不同的测量时间。任选地，作为另外一种选择，这可以通过具有一个激发光源(例如，led)和两个布置的非常接近的检测器(一个检测荧光信号，另一个检测激发信号)的可穿戴传感器提供，其可以有利地提供接近相同的测量位置和相同的测量时间。
49.有利地，这可以提供可以正确归一化数据以解释患者之间和/或相同患者中重复测量之间等的任何波动。
50.有利地，通过记录皮肤上的位置处，而不是光源本身处的反向散射激发信号的强度，相对于激发功率实施归一化可以允许修正由于肤色、皮肤厚度和/或光源移动等所造成的变化。
51.任选地，所述溶液包含水或果汁。
52.有利地，作为水或果汁中的溶液向受试者递送荧光造影剂可以确保饮料其它组分不影响肠道渗透性。在可能觉得溶液味道过于苦的年轻患者中，可以将所述溶液溶于橙汁。
53.任选地，所述造影剂包含染料，例如荧光素、亚甲基蓝或异硫氰酸荧光素缀合的葡聚糖或其盐，或其组合。
54.有利地，荧光素在其从胃部排空后，在小肠中快速吸收，并且它是临床批准的染料。因此，荧光素进入血流的吸收速率(以及以上所描述的其它渗透性定量符号)可以用于评价肠道渗透性。
55.有利地，亚甲基蓝在其从胃部排空后，在小肠中快速吸收，并且它是临床批准的染料。因此，亚甲基蓝进入血流的吸收速率(以及以上所描述的其它渗透性定量符号)可以用于评价肠道渗透性。
56.任选地，所述溶液包含约100至500mg的剂量的造影剂。
57.有利地，这种造影剂剂量可以确保荧光数据优良的信噪比，同时保持在临床可接受的水平内。
58.任选地，所述溶液包含至少25mg剂量的荧光素作为荧光造影剂。
59.任选地，所述溶液包含约100mg的剂量的造影剂。
60.任选地，所述溶液包含100mg剂量的荧光素或亚甲基蓝作为荧光造影剂。
61.任选地，所述溶液在约100ml水或果汁中包含约100至500mg剂量的荧光素作为荧光造影剂。
62.任选地，所述溶液包含25mg至500mg之间的剂量的造影剂。
63.任选地，所述溶液包含至多500mg的剂量的荧光素作为造影剂。
64.任选地，所述溶液包含至多100mg的剂量的亚甲基蓝作为造影剂。
65.可以选择所述溶液中的荧光造影剂剂量以获得剂量最小化以及信噪比最大化之间的最佳平衡。
66.任选地，所述经皮传感装置具有采集时间，并且所述光源具有激发功率，并且基于所述采集时间和所述激发功率归一化荧光数据。
67.有利地，根据在每种情况下所使用的采集时间和激发功率归一化每个时间点的荧光强度值可以使得能够相对于彼此比较所有时间点。有利地，这可以允许定量比较来自不同天或时间或者不同受试者中的测量。此外，这可以提供荧光值可以用于提供渗透性变化的有意义的定量(例如，不同患者间或者一位患者中随时间)，而不是简单提供关于造影剂是否通过肠道屏障的二元评价。
68.任选地，所述经皮传感装置具有100ms至15s之间的采集时间。
69.任选地，所述经皮传感装置具有至少100ms的采集时间。
70.任选地，配置所述经皮传感装置，从而可以通过所述经皮传感装置本身以自动方式确定每次测量的采集时间。也就是说，任选地，可以配置所述经皮传感装置以基于当前荧光和/或反向散射激发信号水平，确定每个时间点的最优采集时间。任选地，然后可以根据对于荧光数据和反向散射激发数据两者的采集所使用的采集时间，将作为时间函数的所述强度的荧光数据归一化。
71.有利地，这可以确保在所有时间点采集优良的信号水平，即使当荧光水平较低时(例如，在测量/检测方法开始或结束时)也是如此。这还可以确保当荧光信号处于其最高值时，不存在与检测器饱和有关的问题。有利地，这可以允许在具有不同肤色的患者间可靠地进行测量，而无需在皮肤更黑的受试者中要求更高剂量的荧光造影剂。作为要求可能不是临床可接受的更高的剂量或更高的激发功率的替代，所述经皮传感装置可以自动采集积分时间更长的数据，以允许获得适合的信号水平。
72.任选地，配置所述经皮传感装置以使用荧光光谱学检测所述荧光的强度。
73.任选地，所述经皮传感装置在向所述受试者施用所述溶液之前开始进行定期测量，从而在向所述受试者施用所述溶液之前开始所述溶液荧光强度的定期检测，以获得在归一化所述荧光数据的步骤中使用的背景信号。
74.任选地，对于每个时间点(即对于所检测/取得的每个定期测量)，从作为时间函数的所述强度的荧光数据减去所述背景信号。
75.任选地，基于所述光辐照的反向散射强度归一化所述荧光数据。
76.有利地，荧光数据的这种归一化可以仅通过使用单一荧光造影剂提供不同测量间或者不同受试者间可比较的所述荧光数据。
77.任选地，所述光源包括发光二极管或激光器。
78.任选地，配置所述光源以穿戴在所述受试者的所述身体部分上和/或其周围。
79.任选地，所述经皮传感装置包括一个或多个光电二极管、光电晶体管和/或光导纤维(光纤，fibre-optic)探针并且配置以穿戴在所述受试者的所述身体部分上和/或其周围。
80.任选地，在使用所述经皮传感装置定期检测所述荧光强度的步骤中，通过所述经皮传感装置每5分钟记录至少一次测量。
81.任选地，在使用所述经皮传感装置定期检测所述荧光强度的步骤中，通过所述经皮传感装置每2分钟记录至少一次测量。
82.任选地，在使用所述经皮传感装置定期检测所述荧光强度的步骤中，通过所述经皮传感装置每分钟记录至少一次测量。
83.有利地，可以选择所述测量的频率以确保所采集的数据具有足够的时间分辨率。每5分钟记录至少一次测量可以确保这种情况。这可以帮助准确识别所述强度的第一峰值，其表示所述荧光造影剂在受试者血流中的峰值浓度。
84.此外，与不太频繁/规律的定期测量相比，以足够高的频率进行测量，例如，每5分钟一次，每2分钟一次或者每分钟一次可以提供所获得的数据可以具体表明肠道中发生渗漏的位置。
85.任选地，所述身体部分是手指、手腕、手臂或耳垂。
86.有利地，在手指、手腕、手臂或耳垂皮肤上的位置处使用所述经皮传感装置进行测量可以提供即使当使用短采集时间时，观察到了荧光造影剂的清楚荧光。
87.任选地，所述身体部分是指尖。
88.有利地，在指尖上的位置处使用所述经皮传感装置进行测量可以提供即使当使用短采集时间时，观察到了荧光造影剂的清楚荧光，并且可以由于血管与指尖皮肤表面的邻近性，荧光数据强度更高。在指尖上进行测量还可以使从血管的染料渗漏影响最小。
89.根据本公开的第二方面，提供了用于测量受试者的胃排空速率的方法，所述方法包括：
90.向所述受试者口服施用包含通过健康肠道可吸收的荧光造影剂的试餐(测试餐食，test meal)；
91.使用光源，使用光辐照来辐照所述受试者的身体部分上的皮肤上的位置，从而所述辐照导致已从所述受试者胃部排空并已进入所述受试者血流的所述试餐中的所述荧光造影剂的至少一部分发荧光；
92.使用经皮传感装置定期检测所述位置处所述试餐中所述荧光造影剂的荧光强度以获得作为时间函数的所述强度的数据；
93.归一化所述荧光数据以获得作为时间函数的所述强度的归一化数据；和
94.基于作为时间函数的所述强度除以所述强度的峰值，分析所述归一化数据以计算作为时间函数的在所述受试者胃部中保留的试餐的百分比。
95.有利地，这种方法可以提供微创(minimally invasive,最小侵入)、可靠和可定量的方式以评价受试者的胃排空速率。
96.具体地，使用健康肠道可吸收的荧光造影剂可以有利地提供可以在所有参与者中(即在具有正常或升高的肠道渗透性的受试者中)获得测量。这可以使得可以检测胃排空速率中即使小的变化并且可以在所有参与者中测量胃排空速率而不考虑他们的胃-肠健康状况。它还可以允许对所有受试者仅使用单一荧光造影剂，而无需使用具有不同分子性质的多个不同的荧光造影剂。照此，使用通过健康肠道可吸收的荧光造影剂可以提供将在所有个体中获得的诊断测量，无论他们具有健康还是不健康的肠道。有利地，这表示可以评价所
有疾病状况，而不仅是超出在此之上首先吸收荧光造影剂的任意阈值的疾病状况，如果作为替代使用健康肠道不可吸收的荧光造影剂，情况就是如此。因此，这种方法可以有利地用于评价仅轻微受损的肠道，而不仅是非常严重受损的肠道，并且可以提供肠道破坏程度的定量指示，而不仅是它是否受损的二元指示。具体地，通过使用通过健康肠道可吸收的荧光造影剂，而不是使用仅通过受损肠道可吸收的荧光造影剂，这种方法可以有利地提供可以测量胃排空速率而不考虑所述受试者是否具有任何其它肠道健康问题。
97.此外，归一化荧光数据并分析所述归一化数据以计算作为时间函数在所述受试者的胃中保留的试餐的百分比可以有利地提供可以仅通过使用单一荧光造影剂(即无需试餐包含两种或更多种不同的荧光造影剂，如具有不同分子量的两种不同的荧光造影剂，并且无需在具有不同肠道健康状况的受试者中使用不同的造影剂)获得胃排空速率的定量评定。因此，可以通过使用单一荧光造影剂获得胃排空速率的连续测量。
98.因此，整体上，这种方法可以提供基于归一化荧光强度数据的胃排空速率的定量，并且还提供了胃-肠(gi)功能的其它方面的指示，而无需采集尿液、血液或其它样品。这可以使得能够定量通过甚至健康肠道屏障的染料渗漏，并且表示可以在广泛患者(即受试者)范围内而非仅在具有严重可渗透/受损肠道的那些患者中提供有意义的临床数据的可能。另外，这种方法中的定量符号/计算可以提供相对于胃排空速率以连续方式改变的测量。这可以允许监测患者对疗法及其它发明(如营养干预)的反应并且还可以允许比较不同个体中所测量的值(即用于筛选/诊断应用)。这由于荧光数据的归一化并且由于数据的定期采集而可以是可能的。
99.此外，这种方法证实了胃排空速率的无创传感的潜力，并且可以提供适合于现场可部署的用途的小型化、廉价、可穿戴传感器的开发。
100.任选地，所述强度的峰值是荧光数据中第一峰或第二峰处的强度值，或者是荧光数据中强度的最大值。这可以基于所使用的具体计算方法选择。
101.任选地，所述强度的峰值是荧光数据中第一峰处的强度值。
102.任选地，所述试餐仅含通过健康肠道可吸收的单一荧光造影剂。也就是说，所述试餐可以含有所述通过健康肠道可吸收的荧光造影剂，并且不含其它荧光造影剂。
103.任选地，使用经皮传感装置定期检测所述位置处试餐的荧光强度以获得作为时间函数的所述强度的荧光数据的步骤包括使用所述经皮传感装置测量试餐的荧光强度，以及测量所述光辐照的反向散射强度的强度。
104.任选地，使用经皮传感装置定期检测所述位置处试餐的荧光强度以获得作为时间函数的所述强度的荧光数据的步骤包括使用所述经皮传感装置测量试餐荧光强度，以及测量用于辐照所述身体部分上的皮肤上的所述位置的所述光辐照的反向散射强度。
105.任选地，使用经皮传感装置定期检测所述位置处试餐的荧光强度以获得作为时间函数的所述强度的荧光数据的步骤包括测量反向散射光，同时检测所述荧光。
106.任选地，在定期检测试餐荧光强度处的相同位置，即在所述身体部分上的皮肤上的所述位置处测量所述反向散射光的测量。
107.任选地，在定期检测试餐荧光强度处的不同位置，例如，在邻近所述身体部分上的皮肤上的所述位置但与之间隔开的不同位置处测量所述反向散射光的测量。
108.任选地，所述不同位置是受试者皮肤上的位置。
109.有利地，通过记录皮肤上的位置处，而不是光源本身处的反向散射激发信号的强度，相对于激发功率实施归一化可以允许修正由于肤色、皮肤厚度和/或光源移动等所造成的变化。
110.任选地，所述荧光造影剂散布在试餐内。
111.任选地，所述试餐包括溶液。
112.任选地，所述试餐包括液体试餐或固体试餐。
113.任选地，所述试餐包括奶昔或吐司面包上的炒蛋。
114.任选地，所述造影剂包含染料，例如荧光素、亚甲基蓝或异硫氰酸荧光素缀合的葡聚糖或其盐，或其组合。
115.有利地，荧光素在其从胃部排空后，在小肠中快速吸收，并且它是临床批准的染料。因此，荧光素吸收进入血流的速率可以用于评价胃排空速率。
116.有利地，亚甲基蓝在其从胃部排空后，在小肠中快速吸收，并且它是临床批准的染料。因此，亚甲基蓝吸收进入血流的速率可以用于评价胃排空速率。
117.任选地，所述试餐包含约100至500mg的剂量的造影剂。
118.有利地，这种造影剂剂量可以确保荧光数据优良的信噪比，同时保持在临床可接受的水平内。
119.任选地，所述试餐包含至少25mg剂量的荧光素作为荧光造影剂。
120.任选地，所述试餐包含约100mg的剂量的造影剂。
121.任选地，所述试餐包含100mg剂量的荧光素或亚甲基蓝作为荧光造影剂。
122.任选地，所述试餐在约100ml水或果汁中包含约100至500mg剂量的荧光素作为荧光造影剂。
123.任选地，所述试餐包含25mg至500mg之间的剂量的造影剂。
124.任选地，所述试餐包含多至500mg的剂量的荧光素作为造影剂。
125.任选地，所述试餐包含多至100mg的剂量的亚甲基蓝作为造影剂。
126.可以选择所述试餐中的荧光造影剂剂量以获得剂量最小化以及信噪比最大化之间的最佳平衡。
127.任选地，所述经皮传感装置具有采集时间，并且所述光源具有激发功率，并且基于所述采集时间和所述激发功率归一化荧光数据。
128.有利地，根据在每种情况下所使用的采集时间和激发功率归一化每个时间点的荧光强度值可以使得能够相对于彼此比较所有时间点。有利地，这可以允许在不同天或时间或者在不同受试者中进行胃排空速率的定量测量以及测量的定量比较。此外，这可以提供荧光值可以用于提供胃排空速率变化的有意义的定量(例如，不同患者间或者一位患者中随时间)，而不是简单地提供关于造影剂是否保留在胃中的二元评价。
129.任选地，所述经皮传感装置具有100ms至15s之间的采集时间。
130.任选地，所述经皮传感装置具有至少100ms的采集时间。
131.任选地，配置所述经皮传感装置，从而可以通过所述经皮传感装置本身以自动方式确定每次测量的采集时间。也就是说，任选地，可以配置所述经皮传感装置以基于当前荧光和/或反向散射激发信号水平，确定每个时间点的最优采集时间。任选地，然后可以根据对于荧光数据和反向散射激发数据两者的采集所使用的采集时间，将作为时间函数的所述
强度的荧光数据归一化。
132.有利地，这可以确保在所有时间点采集优良的信号水平，即使当荧光水平较低时(例如，在测量/检测方法开始或结束时)也是如此。这还可以确保当荧光信号处于其最高值时，不存在与检测器饱和有关的问题。有利地，这可以允许在具有不同肤色的患者间可靠地进行测量，而无需在皮肤更黑的受试者中要求更高剂量的荧光造影剂。作为要求可能不是临床可接受的更高的剂量或更高的激发功率的替代，所述经皮传感装置可以自动采集积分时间更长的数据，以允许获得适合的信号水平。
133.任选地，配置所述经皮传感装置以使用荧光光谱学检测所述荧光的强度。
134.任选地，所述经皮传感装置在向所述受试者施用所述试餐之前开始进行定期测量，从而在向所述受试者施用所述试餐之前开始所述试餐中荧光造影剂的荧光强度的定期检测，以获得在归一化所述荧光数据的步骤中使用的背景信号。
135.任选地，对于每个时间点(即对于所检测/进行的每个定期测量)，从作为时间函数的所述强度的荧光数据减去所述背景信号。
136.任选地，基于用于激发荧光的所述光辐照的反向散射强度归一化所述荧光数据。
137.有利地，荧光数据的这种归一化可以仅通过使用单一荧光造影剂提供不同测量间或者不同受试者间可比较的所述荧光数据。
138.任选地，所述光源包括发光二极管或激光器。
139.任选地，配置所述光源以穿戴在所述受试者的所述身体部分上和/或周围。
140.任选地，所述经皮传感装置包括一个或多个光电二极管、光电晶体管和/或光导纤维探针并且配置以穿戴在所述受试者的所述身体部分上和/或周围。
141.任选地，在使用所述经皮传感装置定期检测所述荧光强度的步骤中，通过所述经皮传感装置每5分钟记录至少一次测量。
142.任选地，在使用所述经皮传感装置定期检测所述荧光强度的步骤中，通过所述经皮传感装置每2分钟记录至少一次测量。
143.任选地，在使用所述经皮传感装置定期检测所述荧光强度的步骤中，通过所述经皮传感装置每分钟记录至少一次测量。
144.有利地，可以选择所述测量的频率以确保所采集的数据具有足够的时间分辨率。每5分钟记录至少一次测量可以确保这种情况。这可以帮助准确识别所述强度的第一峰值，其表示所述荧光造影剂在受试者血流中的峰值浓度。
145.此外，与不太频繁/规律的定期测量相比，以足够高的频率进行测量，例如，每5分钟一次或者每分钟一次可以提供所获得的数据可以具体表明肠道中发生渗漏的位置。
146.任选地，在使用所述经皮传感装置定期检测所述荧光强度的步骤中，通过所述经皮传感装置在至少30分钟的时间段内记录所述测量。
147.任选地，在使用所述经皮传感装置定期检测所述荧光强度的步骤中，通过所述经皮传感装置在至少60分钟的时间段内记录所述测量。
148.任选地，在使用所述经皮传感装置定期检测所述荧光强度的步骤中，通过所述经皮传感装置在至少4小时的时间段内记录所述测量。
149.任选地，所述身体部分是手指、手腕、手臂或耳垂。
150.有利地，在手指、手腕、手臂或耳垂皮肤上的位置处使用所述经皮传感装置进行测
量可以提供即使当使用短采集时间时，观察到了荧光造影剂的清楚荧光。
151.任选地，所述身体部分是指尖。
152.有利地，在指尖上的位置处使用所述经皮传感装置进行测量可以提供即使当使用短采集时间时，观察到了荧光造影剂的清楚荧光，并且可以由于血管与指尖皮肤表面的邻近性，荧光数据强度更高。在指尖上进行测量还可以使从血管的染料渗漏影响最小化。
153.任选地，分析所述归一化数据的步骤包括使用数值拟合程序，如最小二乘法拟合，用以下函数对所述归一化数据进行拟合：
[0154][0155]
其中：
[0156]
t表示时间；
[0157]
i(t)表示作为时间函数的所述荧光强度的归一化数据；
[0158]bmax
表示作为时间函数来自受试者血流中荧光造影剂的强度贡献的最大值；
[0159]
l
max
表示作为时间函数来自已渗漏进入受试者皮肤上皮细胞的荧光造影剂的强度贡献的最大值；
[0160]
t
b1/2
表示作为时间函数来自受试者血流中荧光造影剂的强度贡献达到其最大值一半的时间；
[0161]
t
l1/2
表示作为时间函数来自已渗漏进入受试者皮肤上皮细胞的荧光造影剂的强度贡献达到其最大值一半的时间；
[0162]
c表示从受试者身体清除染料的速率；
[0163]
kb是常数并且表示作为时间函数来自受试者血流中荧光造影剂的强度贡献的逻辑增长速率；和
[0164]kl
是常数并且表示作为时间函数来自已渗漏进入受试者皮肤上皮细胞的荧光造影剂的强度贡献的逻辑增长速率。
[0165]
任选地，分析所述归一化数据的步骤还包括计算作为时间函数从受试者胃排空的染料的量，s(t)，其中s(t)＝b(t) b(t)ct，其中b(t)表示作为时间函数来自受试者血流中的荧光造影剂的强度贡献。
[0166]
任选地，分析所述归一化数据的步骤还包括计算作为时间函数在受试者胃中保留的试餐的百分比，r
pc
，其中：
[0167][0168]
并且其中s(t
峰
)表示在作为时间函数的所述强度的归一化数据中观察到最终的峰的时间处的s(t)的值。
[0169]
任选地，作为另外一种选择，分析所述归一化数据的步骤包括计算作为时间函数在受试者胃中保留的试餐的百分比，r
pc
，其中：
[0170][0171]
并且其中b(t)表示作为时间函数来自受试者血流中荧光造影剂的强度贡献；
[0172]
任选地，分析所述归一化数据的步骤包括计算作为时间函数在受试者胃中保留的试餐的百分比，r
pc
，其中：
[0173][0174]
并且其中i(t)表示作为时间函数的所述强度的归一化数据；并且
[0175]
t
峰1
表示在作为时间函数的所述强度中观察到第一峰的时间。
[0176]
任选地，可以在不首先归一化所述荧光数据的情况下，对所述荧光强度数据实施根据本发明公开的第一方面或者本发明公开的第二方面的任何以上方法。换言之，任选地，在根据本发明公开的第一方面用于测量受试者的肠道渗透性的方法中，可以省略归一化所述荧光数据以获得作为时间函数的所述强度的归一化数据的步骤。类似地，任选地，在根据本发明公开的第二方面用于测量胃排空速率的方法中，可以省略归一化所述荧光数据以获得作为时间函数的所述强度的归一化数据的步骤。在任一种情况下，可以如以上所描述的分析作为时间函数的所述强度的数据，而不在实施所述分析之前归一化。
附图说明
[0177]
可以以多种方式实施本发明公开，并且现将参考附图通过举例描述本发明公开的实施方式，其中：
[0178]
图1显示了显示用于测量受试者的肠道渗透性的方法的流程图；
[0179]
图2显示了荧光素钠的化学结构及其分子量(mw)；
[0180]
图3显示了使用用于测量受试者的肠道渗透性的方法所获得的示例性数据并且它是包含不同剂量的荧光素的溶液的荧光强度相对于波长的图；
[0181]
图4a显示了在受试者指尖上佩戴的可穿戴探针；
[0182]
图4b显示了在受试者前臂上佩戴的可穿戴探针；
[0183]
图5a显示了用于定位与指尖接触的图4a的可穿戴探针的支架；
[0184]
图5b显示了用于定位与前臂接触的图4b的可穿戴探针的支架；
[0185]
图6显示了用于在注射了荧光素的测试受试者的手指、手臂和手腕上进行测试测量的荧光强度数据相对于波长绘制的示例性图；
[0186]
图7显示了在口服摄入荧光素之后在受试者的手臂、手腕和手指上的位置处测量的荧光素分布的共聚焦显微内镜图像；
[0187]
图8显示了便携式双-通道光导纤维荧光分光光度计光学系统；
[0188]
图9显示了安装在拖车(wheeled trolley)上的图8的光学系统；
[0189]
图10显示了作为时间函数的归一化荧光强度图；
[0190]
图11显示了在不同天，在相同受试者中记录的作为时间函数的归一化荧光强度的两幅图；
[0191]
图12显示了显示用于测量受试者胃排空速率的方法的流程图；
[0192]
图13显示了图10的图，其添加了已对归一化荧光强度数据进行拟合的示例性拟合曲线；
[0193]
图14a-图14d显示了具有示例性拟合曲线的作为时间函数的归一化荧光强度的示例性图，并且子图显示了荧光数据和各自拟合曲线之间差异的残差(residual)；
[0194]
图15a显示了对于分别使用基于荧光素和对乙酰氨基酚(paracetamol)的测量方法所获得的数据，作为时间函数的归一化荧光强度和对乙酰氨基酚浓度的图；和
[0195]
图15b显示了基于图15a中所示数据的作为时间函数的保留百分比的图。
具体实施方式
[0196]
参考图1，现在应描述测量受试者肠道渗透性的方法的步骤和实施所述方法的示例性程序。
[0197]
在第一步1中，将包含通过健康肠道可吸收的荧光造影剂的溶液口服施用至受试者13(即患者)。也就是说，作为受试者将饮用的(例如，在水或果汁中)的溶液递送荧光造影剂。图2显示了示例性的适合的造影剂荧光素钠的化学结构和分子量，它是通过健康肠道可吸收的染料。尽管如此，还设想可以使用任何其它适合的荧光造影剂，例如，荧光素、亚甲基蓝、异硫氰酸荧光素缀合的葡聚糖(dextran)或其盐或其组合。
[0198]
在以下所描述的实施例中，所述荧光造影剂是荧光素并且作为100ml水中的溶液，作为100至500mg之间的剂量递送。尽管如此，还设想所述溶液可以包含任何其它液体而不是水，例如，橙汁，或者任何其它果汁，并且可以使用任何其它适合的荧光造影剂的任何其它剂量和溶液体积。例如，可以使用100ml橙汁中100mg亚甲基蓝的剂量。
[0199]
图3显示了使用图1所示的方法(以下列出了其后续步骤)所获得的示例性数据并且对于包含5mg荧光素作为荧光造影剂的溶液(摄入后29分钟记录的光谱)和包含25mg荧光素作为荧光造影剂的溶液(摄入后37分钟记录的光谱)，显示了荧光强度(y轴)相对于波长(x轴)的图。该图显示与背景光谱相比，来自5mg荧光素的荧光仅刚刚大致可检测，然而来自25mg荧光素的荧光相对于背景光谱是更清楚可观察的。这些结果显示使用本文所描述的示例性硬件的荧光素的检测限低于25mg。优选地，为了找到剂量最小化和信噪比最大化之间的最优平衡，可以使用500mg荧光素剂量。
[0200]
再参考图1，在第二步2中，使用光辐照，使用光源辐照受试者身体部分上的皮肤上的位置，从而所述光辐照导致从受试者肠道渗漏进入受试者血流的所述溶液的至少一部分发荧光。
[0201]
通过进一步参考图1，在第三步3中，使用经皮传感装置定期检测所述位置处所述溶液的荧光强度以获得作为时间函数的所述强度的荧光数据。在所示实施例中，所述荧光数据是光谱数据。尽管如此，还设想所述荧光数据可以具有任何其它形式，即所述荧光数据不需要必需是每个时间点(也就是说，每个所获得的定期测量)的光谱。例如，作为另外一种选择，所述荧光数据可以包含每个时间点(也就是说，每个所获得的定期测量)的单一强度测定。
[0202]
光源和经皮传感装置是可穿戴探针6的一部分。分别如图4a和图4b所示，可穿戴探针6可以佩戴在受试者13的指尖14或前臂15上。尽管如此，还设想可穿戴探针6可以穿戴在任何其它身体部分上或周围，如手指、手腕、手臂或耳垂。应选择所述身体部分以优化通过经皮传感装置所获得的信号，因为受试者13的皮肤厚度可能影响信号，并且荧光信号相对于时间的行为可能依赖于身体位置。这可能是由于荧光造影剂从血管渗漏进入皮肤上皮细胞所造成的。正是由于所关心的血流中荧光造影剂的浓度，应选择身体位置，其中渗漏进入上皮细胞的这种效果最小化。在指尖和耳垂，血管接近于皮肤表面，这意味着所检测的荧光
信号受渗漏进入上皮细胞的残余染料的影响最小。如果可穿戴探针6穿戴在除指尖或耳垂以外的身体部分上(或者如果尽管如此，尽管在指尖或耳垂上佩戴了探针，但是观察到了一些渗漏影响)，可能需要负责上皮细胞渗漏的数据分析的修正。
[0203]
为了显示一些身体部分如何可能是比其它位置更适合的测量位置，图6显示了对于在注射了荧光素的测试受试者的手指、手臂和手腕上所采集的测试测量，荧光强度数据相对于波长作图的示例性图。还绘制了背景荧光。图6显示手指处的荧光强度可能大于手臂或手腕处，这很可能是由于手指处血管与皮肤表面的邻近所造成的，并因此可能在手指上获得比手臂或手腕处更强且更易可观察的信号。
[0204]
图7显示了其它数据，其表明手指可能是比手臂或手腕更优选的位置。图7显示了在口服摄入荧光素之后在受试者的手臂、手腕和手指上的位置处测量的荧光素分布的示例性共聚焦显微内镜图像。显示了指示对于不同共聚焦荧光内镜图像，口服摄入后的时间(以分钟计)的标记。所有图像显示了直径240μm的视野。如图7所示，与背景信号相比，当在手臂和手腕记录图像时，仅检测到漫射荧光信号，未观察到可辩别的结构。在手指处，观察到清楚的结构，其中荧光似乎是从细胞结构和/或血管发出的。这表明手指可以是定位探针6的最优位置。
[0205]
配置可穿戴探针以通过架7、8定位与身体部分接触。图5a和图5b分别显示了示例性架7和8，并且例如，可以通过增材制造生产所述架。示例性架7、8中的每一个包含用于接受可穿戴探针6尾部的圆柱形部分9、用于邻近相关身体部分定位的基本平面部分10和用于将可穿戴探针6固定在圆柱形部分9内部的调整装置11。可以基于可穿戴探针6的尺寸和形状并基于将穿戴可穿戴探针6的身体部分来选择架7、8的形状和/或尺寸。如图4a和图4b所示，固定装置12，如胶带(tape)、皮带(strap)和/或钩环搭扣(hook and loop fastener)可以用于将架7、8和可穿戴探针6固定至受试者13的相关身体部分14、15。还设想作为另外一种选择，经皮荧光测量可以通过手动保持探针6与受试者13的皮肤接触来实施。
[0206]
例如，在本文所描述的一个实例中，将可以是激光或led的光源选择为中心波长在450-490nm的范围内的激光。配置所述经皮传感装置以检测反向散射激发信号(即光源的激发功率)和来自受试者13的血流中的溶液中的荧光造影剂的荧光信号两者，并且这可以(例如)通过使用具有适当滤光器的两个检测器(其可以更适合于较小的基于led/光电二极管的传感器)或者通过使用单一检测器和旋转滤光轮(其可以更适合于与如本文实施例中所述的激光或基于光纤的传感器一起使用)实现。
[0207]
设计所述经皮传感装置以允许在受试者13的相同位置处测量激发和荧光信号(例如，通过将检测器彼此邻近放置或者通过使用与旋转滤光轮结合的相同检测器)。也就是说，设想可以配置所述经皮传感装置以允许在受试者13的相同位置，或者作为另外一种选择，在受试者13的不同的各个位置(所述不同的各个位置彼此邻近)测量激发和荧光信号。
[0208]
通过在与荧光信号相同(或非常相似/附近)的位置测量激发功率，则归一化荧光数据以修正因素，包括激发强度中的波动、可穿戴探针的移动、肤色、皮肤吸收性质和/或皮肤散射特性等可以是可能的。进一步，这可以允许作为时间函数定量分析所检测的荧光信号(对激发功率进行修正)。这是特别重要的，因为在所述方法中仅使用了单一(即仅一种)荧光造影剂(在本文所描述的实施例中，荧光素)，因此不可能计算对两种或更多种染料所检测的强度之比(其可以固有地对强度波动以及以上强调的其它问题进行修正)。因此，适
当归一化作为时间函数的荧光信号和记录数据使得能够定量评价荧光强度和荧光造影剂进入受试者13血流所花的时间，这两者都是计算肠道渗透性和/或胃排空速率时所关心的。
[0209]
可以通过使光通过适当的滤光器(即中心位于激发光源波长的500nm短通滤光器或者10-20nm的带通滤光器)来测量激发功率(即反向散射激发信号)，所述滤光器起到排除荧光信号的作用，借此允许排它地测量激发光。作为另外一种选择，可以简单地通过检测未过滤的光来测量激发功率-因为激发功率在数量级上比荧光更强，并且未过滤的信号的测量可以起到激发光强度优良近似的作用。然后，可以通过使光通过500nm长通滤光器来测量荧光信号。这去掉了激发信号，从而允许灵敏地检测荧光素荧光。
[0210]
图8显示了适用于在所述方法的所述第二2和第三3步中使用的示例性便携式双-通道光导纤维荧光分光计光学系统22的示意图。图8的插图显示了分枝纤维可穿戴探针6中的光学纤维的远端和近端布置，其中激发纤维16以蓝色显示，并且采集纤维17以黄色显示。图8中的“nd”代表“中性密度(neutral density)”。示例性光谱仪包括用于荧光激发的两个激光源18a和18b(分别处于488nm和785nm)、商品化光谱仪19，光激发/发射滤光器20、自动滤光轮(含有发射滤光器)以确保荧光信号的可靠检测，和分枝光学纤维可穿戴探针6以将光递送至受试者13的皮肤并由此采集光。
[0211]
在实施例中，出于实验目的，选择488nm和785nm的激光源以允许分别激发来自荧光素(或异硫氰酸荧光素)和icg(吲哚菁绿)(和来自具有可比较的光谱性质的其它染料)的荧光。据设想作为另外一种选择，根据情况可以选择激光源(和滤光器)以具有任何其它波长。
[0212]
出于激光器安全的目的，将光学系统22包含在阳极化避光(light-tight,不透光)铝盒21中，并通过运行labview软件的便携式计算机控制。可以将整个光学系统22安装在拖车23(wheeled trolley上以允许在诊所内使用，如图9所示。
[0213]
对于每个单个测量，可以将所述经皮传感装置编程以积分直至获得适合的信号水平。典型的采集时间在100ms-15s的范围内。以这种方式对所述经皮传感装置编程可以确保在所有时间点(即在所有定期测量)获得优良的信号水平，即使当荧光水平较低时(例如，在测量过程开始或结束时)也是如此。还可以确保当荧光信号处于其最高值时，不存在与检测器饱和有关的问题。这可以允许在具有不同肤色的受试者/患者间可靠地进行测量，而在肤色更深的那些中不要求更高的剂量。作为要求更高的剂量或更高的激发功率(其可能不是临床可接受的)的替代，所述经皮传感装置可以自动采集积分时间更长的数据，以允许获得适合的信号水平。
[0214]
再参考图1，在第四步4中，归一化荧光数据以获得作为时间函数的所述强度的归一化数据。
[0215]
在实施例中，根据每种情况下所使用的采集时间和激发功率归一化每个时间点(即每个定期测量)的荧光强度值，借此允许相对于彼此比较所有时间点。这可以允许定量比较来自不同天/时间或不同参与者的测量。此外，这表示荧光值可以用于提供(不同受试者/患者间或者一位受试者/患者中随时间的)渗透性变化的有意义的定量，而不是仅提供关于造影剂是否通过肠道屏障的二元评价。
[0216]
在本文所描述的实施例中，为了实现这种归一化，首先从每个时间点的荧光信号减去背景信号。通过光谱分辨的数据(例如，如图8所示，使用光导纤维荧光分光光度计光学
系统22所采集的)，将背景计算为波长范围350-450nm内的平均强度(在该范围内未观察到信号)。然后，将包含荧光信号的光谱峰的波长范围(对于荧光素，500-580nm)内的背景-扣除的光谱相加。然后，根据积分时间和激光功率两者归一化该积分荧光值(通过除以两者的乘积)。还基于激发(激光)光谱(其在每个荧光光谱之后/之前立即记录)，计算激发(激光)功率值。为了获得激光功率值，如以上所描述的扣除激光光谱的背景，然后在范围485-492nm内相加。然后，根据用于采集激光光谱的积分时间(通常1ms)归一化这些相加的值。因此，可以根据以下方程计算荧光素的归一化的积分荧光强度值：
[0217][0218]
在本文中，i
norm
是积分、归一化荧光强度，λ是波长，tf和t
l
分别是荧光和激光光谱的积分时间，i(λ)是荧光光谱，l(λ)是激光光谱，并且bf和b
l
分别表示荧光和激光光谱的背景值。
[0219]
在使用基于led和光电二极管的可穿戴探针6(其中所采集的数据不是光谱分辨的)的情况下，可以通过使用关闭激发光(即光源)的荧光检测器记录测量来测量背景。另外，可以使用第二光检测器测量激发功率。这可以通过在关闭激发led的情况下记录信号水平来进行背景扣除。然后，可以如以上方程计算归一化荧光强度，但不进行任何加和(由于通过在光检测器前方放置的滤光器限定波长范围并且数据在那些范围内如它所采集的一样有效加和)。因此，可以将归一化强度表示为：
[0220][0221]
其中if和ie分别表示荧光和激发强度值，bf和be分别表示荧光和激发光检测器的背景值，并且tf和te分别表示用于荧光和激发光测量的积分时间。应注意如果将不同的积分时间用于记录荧光/激发水平和背景水平，则这在以上方程中需要加以考虑——即be和bf应根据它们各自的采集时间进行归一化。在这种情况下，以上方程将变为：
[0222][0223]
其中t
bf
和t
be
分别表示用于记录荧光和激发光检测器的背景测量的积分时间。
[0224]
可以对光导纤维荧光分光光度计光学系统22进行以上归一化程序，这表示出于诊断目的，输出数据是立即可用的，而无需进一步分析。
[0225]
在荧光数据采集和归一化后，可以提供作为时间函数的归一化荧光强度(i(t))图。图10显示了这类数据的典型实例。由于以上所描述的归一化程序，这种图可以用于以多种方式定量肠道渗透性。
[0226]
也就是说，再参考图1，在第五步5中，通过计算以下中的一种或多种，分析归一化数据以确定受试者的肠道渗透性：a)所述强度的第一峰值；b)所述强度相对于时间的积分；c)所述强度的第一峰值与所述峰值处的时间的乘积；d)所述强度的第一峰值和超出所述第一峰值的时间的点处的时间的乘积；e)发生所述强度的第一峰值的时间；或者f)所述强度的第一峰值除以发生所述峰值的时间。应注意尽管在本文所描述的实施例中，对归一化数
据进行分析，但是还设想作为另外一种选择，如果可以接受分析准确度和可靠性的降低，则可以对非归一化数据进行分析。这种分析仍可以提供有用的诊断信息。具体地，这将通过修改以上方程将i
norm
修改以下情况来实现：
[0227][0228]
和
[0229]iint
＝i
f-df[0230]
其中i
int
表示分别对于光谱(第一方程)和非光谱数据(第二方程)，每个时间点的积分非归一化荧光强度数据。在以下描述中，通过对根据以上第一i
norm
方程归一化的数据实施全部进一步分析，使用归一化数据。然而，可以通过从以上两个i
int
方程中的任一个开始，对于非归一化数据实施相同分析。
[0231]
举例来说，继续对归一化数据进行分析，荧光相对于时间曲线25(参见图10)上第一峰24的强度可以用于提供受试者13血流中的溶液中的荧光造影剂的峰值浓度读数。第一峰24表示血流中存在最大荧光造影剂浓度的时间点并且它通常在(例如，通过肾或肝)发生从受试者13的身体中明显清除之前发生。
[0232]
在一些情况下，由于在测量位置处荧光造影剂从血流渗漏进入皮肤表皮，在初始峰24之后，荧光信号可以继续升高。因此，为了准确识别初始峰24(其表示受试者13血流中荧光造影剂的峰值浓度)，必须采集具有足够时间分辨的数据。每分钟记录一次测量可以充裕地确保这种情况。相反地，使用超过5分钟的测量间隔可能具有失去观察初始峰24所需的分辨率的风险。
[0233]
作为另外一种选择，为了说明胃排空速率的影响(其可能改变初始峰24的时间和强度)，还可以通过计算直至初始峰24的曲线25下面积来定量肠道渗透性，所述曲线下面积可以使用数学积分确定。这提供了直至初始峰24时，从肠道渗漏进入血流的荧光造影剂的总量的测量。该方法类似于多种基于糖的尿液渗透性测定中所使用的总乳果糖(lactulose)回收率的测量。然而，它不经历不知道采集尿液的准确时间的问题——通过从所述数据识别峰值浓度时间，有可能对血流中荧光素(或者另一种所选的荧光造影剂)的总回收率进行准确定量。
[0234]
作为另外一种选择，还可以通过计算峰强度和发生峰24的时间的乘积(或者作为另外一种选择，通过计算以下的乘积：所述强度的峰值和超出第一峰值的时间的点处的时间，如以下所讨论的)来定量肠道渗透性。这代表了以上所描述的曲线下面积法的简化。
[0235]
因此，可以使用以下3个方程之一基于归一化荧光数据定量肠道渗透性：
[0236]
gp1＝i(t
峰
)
[0237][0238]
gp3＝i(t
峰
)
×
t
峰
[0239]
i表示归一化的荧光强度(如使用以上对于i
norm
的方程所计算的)，t表示时间，t
峰
表示荧光数据中初始峰的时间，并且gp
1-3
表示肠道渗透性的3个所提议的定量符号。(此外，还值得注意作为另外一种选择，i可以表示非归一化荧光强度数据——即使用以上对于i
int
的方程所计算的——如果可以忍受分析的可靠性的降低)。作为另外一种选择，gp2和gp3的方程可以改变为：
[0240][0241]
gp3＝i(t
峰
)
×
t
峰
[0242]
在对于gp2和gp3的这些修改的方程中，t
峰
表示荧光数据中第一峰之后的所选时间点，例如，所选时间点等于荧光数据中发生初始峰的时间值加上所述时间值的所选百分比之和。
[0243]
除了以上3个方程中所存在的定量符号之外，初始峰的时间(t
峰
)还可以提供渗透性的指示，其中较小的t
峰
值对应于较高的渗透性。
[0244]
此外，将i(t
峰
)除以t
峰
将提供将随渗透性变化的另一种定量符号，在这种情况下，其随着渗透性的升高而升高。因此，可以如以下所描述的定义两个其它渗透性定量符号：
[0245]
gp4＝t
峰
[0246][0247]
胃排空速率的影响可以混淆gp4和gp5，因为更高的排空率还可能在gp4和gp5的值中产生变化。相反地，gp2和gp3可以通过乘以t
峰
或者通过计算直至t
峰
的曲线下面积来提供对胃排空速率的一定程度的修正。因此，它们可以提供对渗透性更定量的评价。
[0248]
整体上，有可能基于归一化荧光强度定量渗透性。这使得能够定量通过甚至健康肠道屏障的荧光造影剂的渗漏，并且表示将有可能在广泛的受试者/患者范围内而非仅在具有极高可渗透的肠道的那些中提供有意义的临床数据。另外，以上所描述的定量符号将提供相对于渗透性以连续方式改变的测量，而不是仅提供肠道是“可渗透的”还是“不可渗透的”的粗糙临床结果的简单二元标志物。这将允许监测患者对疗法及其它干预(例如，营养干预)的反应并且还可以允许比较不同个体中所测量的值(即用于筛选/诊断应用)。由于以上所描述的归一化程序并且由于所采集的数据具有足以允许鉴定荧光相对于时间曲线中初始峰(即血液中峰值浓度的点)的时间分辨率，这是可能的。
[0249]
最终，参考所述用于测量肠道渗透性的方法，图11显示了使用和不使用高渗溶液所采集的数据的比较，所使用的示例性高渗溶液含有60g的糖。该图显示了对所经历的时间(以分钟计)作图的归一化荧光强度，和其中参与者在不同的天数进行两次肠道渗透性测试的实验结果。在第一种情况下，所消耗的溶液由溶于100ml水中的500mg荧光素组成。在第二实验中，溶液由溶于100ml水的500mg荧光素和60g糖组成。已知浓糖溶液具有高渗作用——即它驱使肠道渗透性暂时升高。因此，图11中所示的示例性实验数据显示了使用如以上所描述的单一荧光造影剂(例如，荧光素)评价肠道渗透性变化的能力。如图11所示，当在所述溶液中包含60g糖时，与无糖实验相比，峰值(gp1)稍高。此外，在曲线下面积(gp2)和i(t)
×
t
峰
(gp3)值中观察到了大幅升高。因此，图11中所示的示例性数据提供了对以上所描述的所提议的渗透性标志物gp
1-gp3的初步验证。
[0250]
以上用于测量肠道渗透性的方法和程序的一些方面还可以用于测量胃排空速率的方法。参考图12，现在应描述用于测量受试者胃排空速率(即胃排空速度有多快)的方法的步骤和实施所述方法的示例性程序。
[0251]
图12中所示的方法的步骤101至104分别类似于图1中所示的方法的步骤1至4，并因此可以以基本类似的方式并且使用与以上所描述的步骤1至4基本类似的硬件实施。
[0252]
图12中所示的方法的步骤101与图1中所示和以上所描述的方法的步骤1的不同之处在于允许在实际和生理学关心的情况下测量胃排空速率，作为液体试餐或固体试餐的一部分(而不是在水或果汁中)制备荧光造影剂。这是因为液体试餐或固体试餐将比纯水或果汁从胃中的排空更缓慢。适合的示例性液体试餐是奶昔，并且适合的示例性固体试餐是吐司面包上的炒蛋。尽管如此，还设想可以在试餐中使用任何其它适合的液体试餐或固体试餐。
[0253]
有利地，可以设计奶昔以表示以与固体食品(其是生理学重要的)类似的方式从胃排空的基于液体的试餐，并且对于受试者13的食用是舒适/享受的。可以在示例性奶昔制剂中使用500mg荧光素，这是临床批准用于静脉内注射的荧光素剂量并且包括它是因为它提供了最优信号水平(因为它是最高临床可接受的剂量)。然而，还可以使用较低的剂量(低至约100mg)，同时保留了可接受的信噪比。这可以允许降低造影剂剂量，并因此降低对受试者13所造成的影响和风险。示例性奶昔还可以包含巧克力粉、蛋白质粉、糖和/或牛奶。
[0254]
在食用试餐前，可以要求受试者13禁食12小时，即可以在对他们实施用于测量胃排空速率的方法之前，要求他们不食用任何食物或饮料(可能水除外)。这可以通过在早晨实施测量并要求受试者13在测量前禁食过夜来实现。这可以确保胃排空速率测量不会受到受试者13的胃或肠中的任何残余食物或饮料的不利影响。
[0255]
在测量过程开始时，将所述经皮传感装置在所选位置(例如，指尖)附接至受试者13的皮肤。然后，在摄入造影剂之前开始荧光测量以允许测量基线/背景信号。在本文所描述的实施例中，使用所述经皮传感装置每分钟测量一次荧光信号和激发功率。尽管如此，还设想还可以使用替代时机(即测量频率)，但是每分钟一次测量有利地允许以优良信噪比和充分的时间分辨率采集数据。
[0256]
在已进行了第一测量后，要求受试者/患者尽快食用奶昔(例如，在随后3分钟内)。3分钟的食用时间可以帮助确保整个试餐(奶昔)快速达到胃，并且还表示受试者/患者可以舒适地饮用饮料。然后，在随后4小时，每分钟进行一次荧光(和激发功率)测量。这种时间尺度确保在大多数受试者中从胃排空了全部荧光造影剂，并且采集价值至少1小时的数据，由于胃排空在此期间不再有荧光造影剂进入血流(即简单地从血流清除了荧光造影剂)。这称为稳态清除。测量稳态清除率可以使得荧光数据能够准确转化为所排空的胃内容物的百分比的测量。尽管如此，还设想还可以使用不同的测量时间尺度。例如，可以在随后30分钟，而不是在随后4小时进行荧光(和激发功率)测量。可以基于所使用的计算选择测量时间尺度。有利地，短测量时间尺度可以允许更快速地报告结果，其将减少对受试者13的影响。
[0257]
对于每个单个测量，可以将所述经皮传感装置编程以积分直至获得适合的信号水平。典型的采集时间在100ms-5s的范围内。以这种方式对所述经皮传感装置编程可以确保在所有时间点采集优良的信号水平，即使当荧光水平较低时(例如，在测量过程开始或结束时)也是如此。还可以确保当荧光信号处于其最高值时，不存在与检测器饱和有关的问题。根据每种情况下所使用的采集时间归一化每个时间点的荧光强度值，借此允许相对于彼此比较所有时间点。
[0258]
所得数据由作为时间函数的荧光素荧光强度(根据激发功率和采集时间归一化)
组成。这可以用于在所述方法的第五步105中计算胃排空速率，如以下所描述的。
[0259]
图12所述的方法与图1所述的方法的不同在于在第五步105中，不是分析归一化数据以确定受试者的肠道渗透性，而是作为替代分析归一化数据以计算作为时间函数在受试者胃中保留的试餐的百分比。这通过相关于(即基于/取决于)作为时间函数的强度除以所述强度的峰值的计算实现。可以如以下所列实施这种计算。应注意尽管在本文所描述的实施例中，对归一化数据进行分析，但是还设想作为另外一种选择，如果可以接受分析准确度和可靠性的降低，则可以对非归一化数据进行分析。这种分析仍可以提供有用的诊断信息。在任一种情况下，在以下所描述的分析之前，根据以上在肠道渗透性测量的讨论中所列的i
norm
(用于归一化数据)或者i
int
(用于非归一化数据)方程准备强度数据。
[0260]
典型的荧光相对于时间曲线25具有如图10的实施例所示的形状。在所示实施例中，起初，作为时间函数的荧光信号以s-样形状(如通过在点(0,0)开始的(红色)短划线所示)升高直至达到初始峰24。在初始峰24之后，在由于荧光造影剂从身体清除所造成的稳定降低26之前，观察到缓慢升高(或者在一些情况下，平台期)(通过(黄色)第二短划线所示)。
[0261]
初始升高主要表示荧光造影剂从肠道进入受试者13血流的吸收。据信第二升高是由于荧光造影剂从血管渗漏进入上皮细胞所造成的(由于造影剂更接近探针的传感区，其导致所观察到的荧光强度升高)。由于经皮荧光光谱不提供血液中荧光造影剂的绝对浓度的测量并且由于血液中荧光造影剂和上皮细胞中荧光造影剂的相对强度未知，因此如通常对于对乙酰氨基酚吸收测试或呼吸测试所实施的，从荧光数据直接且准确计算保留百分比曲线(即作为时间函数在胃中保留的造影剂的百分比)可以是困难的。因此，以下提供了基于最小二乘法拟合的适合的示例性方法，其允许从荧光数据提取保留百分比曲线。
[0262]
可以通过两个s形(逻辑)函数——分别表示荧光造影剂进入血流的吸收(如通过图10中在点(0,0)开始的(红色)短划线所示)和从血管渗漏进入上皮细胞(通过图10中(黄色)第二短划线所示)——与表示荧光造影剂从受试者13身体清除的线性减少项之和来描述荧光相对于时间曲线25，如图10的示例性图所示。因此，作为时间函数的荧光强度i(t)可以表示为：
[0263]
i(t)＝b(t) l(t)-e(t)
[0264]
其中b(t)表示作为时间函数来自血流中荧光造影剂的强度贡献，l(t)表示作为时间函数来自渗漏进入上皮细胞的荧光造影剂的强度贡献，并且e(t)表示在时间t，来自已从身体清除的荧光造影剂的强度贡献(并因此对总强度无贡献)。可以如下所示定义这些函数：
[0265][0266][0267]
e(t)＝(b(t) l(t))ct
[0268]bmax
表示来自血流中荧光造影剂的最大强度贡献，而kb和t
b1/2
分别表示b(t)曲线的逻辑增长速率(倾斜度)和b(t)达到其最大值一半的时间。类似地，l
max
表示来自上皮细胞中
荧光造影剂的最大强度贡献，而k
l
和t
l1/2
表示l(t)曲线的逻辑增长速率和半-最大值时间点。l
max
和b
max
决定了从血液中荧光造影剂和上皮细胞中荧光造影剂所观察到的荧光的相对水平。由于这种方法包括这些参数的拟合，因此有利地不需要对这些相对水平的在先了解。c代表清除率——从身体清除荧光造影剂的比率。然后，将来自至时间t所清除的荧光造影剂的总量的强度贡献(e(t))定义为时间(t)、清除率(c)和在该时间点来自系统中荧光造影剂的总强度贡献(b(t) l(t))的乘积。
[0269]
通过替换，可以因此获得以下对于i(t)的表达式：
[0270][0271]
现在可以使用(例如)最小二乘法拟合或者另一种数学拟合程序将该方程对所观察到的i(t)数据进行拟合，以提取参数c、b
max
、l
max
、kb、k
l
、t
b1/2
和t
l1/2
。这可以使用一系列最小二乘法拟合算法(并且使用多种编程语言)，例如，使用matlab中的“lsqcurvefit”功能实现。由于在本文所描述的实施例中以约一分钟间隔采集数据，因此数据点比未知值多得的，这意味着可以准确进行拟合。图13显示了对于图10中所示的示例性数据的示例性拟合曲线27。
[0272]
图14a-图14d显示了荧光相对于时间的其它拟合曲线的其它实例，其包括示例性图14a、图14b、图14c和图14d。已根据以上所描述的方法拟合了图14a-图14d中所示的示例性曲线。在实施例图14a-图14d中的每一个中，显示了主图(顶部)和子图(底部)。在每一个主图中，通过多个圆形标志物表示荧光相对于时间数据点，并且实线表示已根据以上所描述的方法拟合的相应拟合曲线。相应子图中的每一个中的圆形标志物表示残差(residual)——即子图中每个数据点/圆形标志物表示实际数据点(通过主图中相应圆形标志物表示)与每个数据点/时间值处的拟合曲线(通过主图中实线表示)之间的差。如通过检查具有其相应子图，例如，图14a-图14d的每个主图可以理解的，在全部4个实施例中获得了良好拟合。这显示了上述拟合法的成功。
[0273]
在拟合程序后，拟合参数可以用于定义在时间t时，已从胃部排空的荧光造影剂的量，s(t)。假设s(t)可以近似为来自血管中的荧光造影剂的强度贡献与至该时间点所清除的荧光造影剂的量之和，则s(t)可以表示为：
[0274]
s(t)＝b(t) eb(t)
[0275]
其中eb(t)表示荧光造影剂从血管的清除并且定义为：
[0276]
eb(t)＝b(t)ct
[0277]
这基于以下假设：荧光造影剂从血管渗漏进入上皮细胞可以对s(t)的绝对值具有可忽略的影响。这是合理的假设，因为l(t)通常导致比b(t)慢得多的逻辑增长，并且直至时间过程中后期(此时预期胃已基本排空)，对所观察到的i(t)数据不具有显著影响。
[0278]
然后，有可能计算时间t时，在胃中保留的荧光造影剂的百分比，r
pc
：
[0279][0280]
s(t
峰
)是在i(t)数据中观察到最终的峰的时间点处的s(t)的值。在该点，可以选择
它以归一化r
pc
曲线，因为这是稳态清除阶段(其中从身体清除荧光造影剂并且观察到荧光强度不再升高)之前的最后时间点。因此，在t
峰
之后，不再从胃排空荧光造影剂。
[0281]
如果仅观察到单一峰，则可以将t
峰
设置为稳态清除阶段的开始，其中观察到荧光信号的恒定线性降低。与对乙酰氨基酚或呼吸测试(其中通常使用10-15分钟的更长的测量间隔)相比，可以在荧光数据(其中每分钟采集约1次数据点)中更易于识别该点。另外，可以对所述经皮传感装置编程，从而一旦达到该点(例如，一旦在所选时间间隔内数据显示出恒定线性降低，且无后续升高)，则自动结束数据采集。
[0282]
如果不可能准确测量清除率(例如，如果使用短暂采集)，则可以忽略清除影响并且可以仅基于b(t)中的数据计算r
pc
。在这种情况下，r
pc
可以表示为：
[0283][0284]
使用以上方法，可以获得r
pc
值，其与得自对乙酰氨基酚吸收测试的那些具有良好的一致性。因此，有利地，这表示可以在胃排空速率评价中提供具有明显临床价值的读数的方法。例如，所计算的r
pc
曲线可以用于确定胃中保留的荧光造影剂/试餐的百分比降低至其初始值的75％、50％、25％等的时间。
[0285]
此外，所提取的参数(例如，b
max
、t
b1/2
等)还可以以与以上所提供的类似的方式用于定量肠道渗透性(即参见以上gp
1-gp5的方程)。
[0286]
总之，该方法涉及将函数(基于两个s形项和线性降低项)对所观察到的经皮荧光数据拟合。由于该方法将函数对数据拟合而不是进行直接计算，因此不需要对血管中以及上皮细胞中的荧光造影剂的相对强度贡献进行在先了解。它也不需要对因素，如体重、体液总体积等的了解，这是使用对乙酰氨基酚吸收测试评价胃排空速率所要求的(并且通常是基于假设估计的)。此外，尽管所观察到的荧光趋势可以基于用于采集数据的经皮传感装置/探针的几何形状而改变，但是这种基于拟合的方法将不受这种方式变化的影响。例如，如果调节探针几何形状以降低对l(t)(荧光造影剂渗漏进入皮肤上皮细胞)的敏感性，则拟合将通过使l
max
值最小化(或者将其设置为0)来对此进行简单修正。因此，该方法可以适用于使用任何经皮荧光探针或经皮传感装置设计的用途。整体上，它允许适合于临床用途的胃排空速率(和肠道渗透性)评价的参数提取。基于无创数据采集，无需采集血液、尿液或其它样品，这是可能的。另外，通过经皮传感装置本身进行处理，可以以自动方式实施进行分析，并且基于拟合的方法还可以通过提供优良拟合，无需采集在大于4小时(这通常是使用对乙酰氨基酚吸收测试和/或碳-13(“13c”)呼吸测试的胃排空速率分析所需的)内的全部时间过程来允许更短的采集时间。
[0287]
作为以上基于拟合的方法的替代，还可以直接从所观察到的荧光数据——即直接从i(t)计算保留百分比曲线。在这种情况下，将保留百分比定义为：
[0288][0289]
在本文中，r
pc_直接
是保留百分比曲线，并且t
峰1
表示在荧光数据中观察到第一峰的时间(i(t))。在这种情况下，将第一峰用于保留百分比曲线的归一化以允许快速计算。使用这种方法，所述经皮传感装置可以自动检测荧光相对于时间数据中的第一最大值，并然后立即计算保留百分比曲线(从中可以提取诊断参数——例如，百分比保留降低至75％、
50％、25％等的时间)。
[0290]
使用该方法，可以在约60分钟内或更快速地报告诊断参数，并且所获得的数据可以显示与对乙酰氨基酚吸收测试良好的一致性，特别是对于范围50-100％内的r
pc_直接
值。另外，直接计算可以使分析程序中的偏差或不一致性的任何潜力最小化。
[0291]
为了获得最准确的保留百分比计算，可以在其用于以上方程中之前对i(t)进行背景扣除。这可以(例如)通过将背景水平设置为第一强度——即i(t＝0)——并将其从每个i(t)值中减去来实现。作为另外一种选择，可以将背景值定义为(例如)在前5个时间点所记录的强度的平均值。通过该方法，将通过荧光相对于时间曲线(i(t))开始升高的点来确定对于背景扣除所选择的准确时间窗(其中将背景区定义为初始升高开始前的所有点)。为了确保最优结果，还应在以上所描述的拟合过程之前进行这种背景扣除。
[0292]
如果有可能计算清除，则还可以将其包括在保留百分比计算中以进一步改善计算的准确度。为简单起见，在本实施例中，可以将从胃排空的荧光造影剂的量s
直接
(t)定义为：
[0293]s直接
(t)＝i(t) ei(t)
[0294]
并且可以将荧光信号的清除ei(t)定义为：
[0295]ei
(t)＝i(t)ct
[0296]
如上，c代表清除率。这可以通过拟合(如以上所描述的)或者通过基于荧光相对于时间曲线的稳态清除区中的数据直接计算来获得。在后一种情况下，c可以定义为：
[0297][0298]
ts表示观察到稳态清除的时间区，t
s1
是稳态清除区中的第一时间点，t
sf
是稳态清除区中的最终时间点。δts表示稳态间隔(即t
sf-t
s1
)上的时间变化，并且表示稳态区内的平均荧光强度。
[0299]
通过如以上所描述的所计算的c、ei(t)和s
直接
(t)，可以将保留百分比曲线计算为：
[0300][0301]
在这种情况下，可以将t
峰
选择为在荧光数据中观察到第一或第二峰的时间点，或者稳态清除开始的时间点(例如，在超出观察到所述峰的时间点5％、10％或20％的时间点)，并且这可以基于数据(例如，基于是否采集足够数据以观察稳态区)确定。该方法还可以提供与对乙酰氨基酚吸收测试数据的良好一致性。然而，由于该方法需要采集数据直至至少稳态区开始(以允许计算/拟合清除率，c)，它可能需要比基于方程的直接计算更长的采集时间。
[0302]
整体上，基于荧光相对于时间曲线的保留百分比曲线/值的直接计算可以提供与金标准数据(即对乙酰氨基酚吸收测试)一致的准确评价，特别是对于范围50-100％中的保留百分比值。使用方程中所提供的方法，可以有利地基于非常短的数据采集(例如，在30-60分钟内)计算保留百分比值和曲线。可以通过经皮传感装置自动进行这些计算，从而使得能够比其它方法(例如，对乙酰氨基酚吸收测试需要超过4小时的数据采集加上在病理学实验室中对血液样品的处理和所得数据的人工分析，这意味着诊断结果的报道很少低于1-2天)更快速地报告诊断参数(例如，至50％保留的时间等)。因此，以上用
于计算胃排空速率的方法两者提供了对于当前护理标准的显著改善的潜力以及对结果显著更快速的报告。
[0303]
图15a和图15b显示了在20位健康志愿者中实施的使用如以上所描述的基于荧光素的测量方法所获得的胃排空速率数据与使用临床批准的对乙酰氨基酚吸收测试所获得的胃排空速率数据的比较。参与者各自食用含有500mg荧光素和1.5g对乙酰氨基酚的液体试餐(奶昔)。然后，以1分钟间隔进行经皮荧光强度的测量。以10-15分钟间隔采集血液样品以用于评价血清对乙酰氨基酚浓度。
[0304]
图15a显示了作为时间函数的荧光强度和平均对乙酰氨基酚浓度。阴影区表示来自平均值的一个标准偏差。如所示的，荧光和对乙酰氨基酚数据显示出对于整个实验持续时间(250分钟)的清除的重叠。
[0305]
比较图15a和图15b显示通过使用对于胃排空速率的上述计算和拟合法，可以将荧光相对于时间数据(参见图15a)转化为作为时间函数在受试者胃中保留的试餐的百分比，r
pc
(参见图15b)。
[0306]
图15b显示了对于对乙酰氨基酚数据(根据如“delay of gastric emptying by duodenal intubation:sensitive measurement of gastric emptying by the paracetamol absorption test”，2001年12月24日首次发表：https://doi.org/10.1046/j.1365-2036.1999.00519.x中详细描述的medhus等人的方法计算)和荧光数据(根据以上所描述的方法计算)，作为时间函数的平均保留百分比(r
pc
)值。阴影区划定了与平均值的一个标准偏差。“荧光-直接”数据(由点表示)表示直接从荧光强度数据计算的保留百分比(即r
pc
_直接，如以上所描述的)。“荧光-s(t)”数据(由三角形表示)表示基于以上所描述的拟合程序，使用根据变量s(t)中的数据所计算的r
pc
(如以上详细描述的)所计算的保留百分比。
[0307]
如图15a和图15b所示，因此以上分析可以有利地提供类似于延迟胃排空的临床诊断中所使用的那些(例如，胃闪烁扫描术或对乙酰氨基酚吸收测试)的图和测量，其中将胃中保留的胃内容物的百分比作为时间函数作图并用于诊断评价。有利地，使用本文所描述的方法，这可以使用非常低侵入性的程序实现。
[0308]
在不背离如所附权利要求所定义的本发明的范围的情况下，可以对所述实施方式做出多种修改。