一种通过视频分析测量血糖的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于血糖测量技术领域，尤其涉及一种通过视频分析无损测量血糖的方法。
【背景技术】
[0002]随着智能手机的普及，视频信息已很容易得到，而且是随时随地都可以方便地得到视频信息。利用视频信息感知人的生命体征参数已有初步的结果，如文献I (朱珍民、郭高安、马官慧、许晓莹，基于智能手机的生命参数检测方法研究，集成技术，第3卷，第3集，2014年5月1-14页)公开了基于视频传感器采集皮肤颜色变化来估算心率HROfeartRate)、脉率 PR (Pulsatile Rate)、血氧饱和度 Sp02 (Oxygen Saturat1n) ο
[0003]但是目前也没有利用视频信息测量血糖的研究报道。视频信息包含了很大可以利用的信息，如基本信息:位置，时间，光强及引生的图像，光谱(彩色的三基色的强度变化)及他们随时间的演变。若能利用这些视频信息来无损(不需抽血)测量血糖，将对人类有很大的意义。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种通过视频分析测量血糖的方法，无需抽血，随时随地可以连续测量血糖，方便快捷。
[0005]为达到上述目的，本发明采用的技术方案是:一种通过视频分析测量血糖的方法，具体包括以下步骤:
1)、首先要得到个人的血糖与两种颜色光散射率比或透射率比的关系，具体如下所述:
11)、用常规方法测量血糖随时间的变化，记录每次抽血验得的血糖浓度；
12)、在步骤11)的过程中，记录人体的血液丰富的一些浅表动脉上皮肤或人体较透明部分皮肤的一段有红蓝绿像素的彩色视频；
13)、对步骤12)所拍摄的视频进行视频分析，得到人体此部位的两种颜色光散射率比或透射率比的时间谱线，进而得到两种颜色光散射率比或透射率比与血糖浓度的对应关系;
所述两种颜色光为红蓝光、红绿光或蓝绿光；
2)、其次是实际通过彩色视频测量血糖浓度，具体如下所述:
21)、在完成步骤I)之后的一段时间内，在与步骤12)所述的人体的同一部位记录一段彩色视频，通过对此视频分析得到与血液相关的两种颜色光散射率比或透射率比；
22)、由步骤13)得到的对应关系得到此时对应的血糖浓度。
[0006]23 )、将各次测试的血糖值绘制成血糖的时间表进行存储。
[0007]在上述方法中所述的步骤13)具体如下所述:视频记录的拍摄部位的单独一种颜色的散射光的强度T11与视频记录当时这个颜色的照射光的强度I n、拍摄部位在这个颜色的散射率S11成比例关系，如式(I)所示:
T11=S11* I11(I)
两种颜色散射光的强度的比值如式(2)所示:
T12/ T11 - (S12/Sn)* (112/ In)(2)
由于白纸的S12/S11=1，因此在拍摄视频时在被拍摄部位旁放置一个白纸，对白纸进行视频拍摄，由测量得到的白纸的散射光强度比T12/ Tll推出此时照射光的两个颜色强度比112/ 111，然后再对拍摄到的人体部位进行分析，得到人体部位的散射光强度比T12/ Tll,由公式(2)可以得到被拍摄人体部位的两种颜色的散射率比S12/S11，进而得到视频分析得到的散射率比S12/S11时间谱线，以及通过对两种颜色光散射率比时间谱线的分析，得到两种颜色光散射率比与血糖浓度的对应关系；
所述得到人体此部位的两种光透射率比的时间谱线，进而得到两种光透射率比与血糖浓度的对应关系的过程与上述相同。
[0008]所述的步骤12)中记录视频是记录步骤11)中各次抽血验血糖浓度的视频或记录步骤11)的连续视频。
[0009]所述的拍摄视频和分析视频通过智能手机完成的。
[0010]所述的智能手机的摄像头前设置有一光学放大镜。
[0011]所述的智能手机的摄像头前设置有用来照射人体的被测量部位的照射光源。
[0012]所述的照射光源波长在有红蓝绿的可见光区域或某一红外光波段区域。
[0013]所述的拍摄视频通过手腕式视频设备完成。
[0014]所述的手腕式视频设备连接有无线通讯模块或有线通讯模块。
[0015]本发明具有的优点是:
1.测量血糖仅靠拍摄视频以及对拍摄视频进行分析即可得到，整个过程不需要去医院，不用抽血就可以完成血糖的测量，简单快捷；
2.拍摄视频设备和视频分析设备可采用智能手机或手腕式设备等，方便携带，随时随地都可以进行血糖测量，并且可以实现连续监控；
3.视频分析也可以通过手机或电脑发到云计算中心进行处理及存储，便于长期保存，并可用于大数据分析，为高(低)血糖病症的防治与预防提供海量数据。
[0016]4.本方法所测得的血糖值可以通过通讯模块传送给医生、亲朋或其他设定的人，并及时报警，测量数据可以保存在测量设备中，还可以将测量数据传送给计算机或云计算中心等其它设备进行保存，方便人员进行查看历史记录，对血糖变化进行监控。
【附图说明】
[0017]图1是不同血糖含量的血液的光透明度随波长的变化关系图；
图2是本发明的方法流程图；
图3是用于拍摄视频的手指皮肤部位；
图4是脉动血液与静止血液的红蓝光散射率比随血糖浓度变化而变化的示意图。
[0018]图5是红蓝光的散射率比(或透射率比)与血糖浓度的曲线关系图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0020]目前有研究发现，人体血液的透明度随着血糖的上升而增加，来自文献2(ElinaA.Geninaj Alexey N.Bashkatov， Valery V.Tuchin， Glucose-1nduced OpticalClearing Effects in Tissues and Blood, in: Handbook of Optical Sensing ofGlucose, p658_692，2009 by Taylor & Francis Group, LLC) 0 由于皮肤内的血液的透明度随血糖上升，也导致皮肤随血糖的上升而透明度增加，如图1所示。由血糖改变导致的血液的红蓝绿三种光的透明度(透射率)的改变，同时也导致红蓝绿三种光的散射度(散射率)的改变。
[0021]如上述外，现有的视频可以清晰地记录人体的一些浅表动脉处皮肤的彩色视频，此彩色视频记录了皮肤表面与浅表处红蓝绿三种光的散射光(包括反射光)或透射光强度随时间的变化。为叙述简单起见，以下以红蓝光的散射光为例加以阐述。
[0022]基于如上所述，本发明公开了一种单利用彩色视频信息测量人体的血糖的方法，如图2所示，具体包括如下步骤:
I)、首先要得到个人的血糖与红蓝光散射率比(S12/S11)的关系，具体如下所述:
II)、用常规方法测量血糖随时间的变化，记录每次抽血验得的血糖浓度；可通过在医院做耐糖量测试得到；
12)、在步骤11)的过程中，记录人体的血液丰富的一些浅表动脉(如颈动脉，或常规诊脉用的手上桡动脉)上皮肤或人体较透明部分(如耳垂，或图3所示手指)皮肤的一段彩色视频；为便于视频分析，拍摄部位附近放置一小的对各种颜色散射率一样的白纸；
13)、对步骤12 )所拍摄的视频进行视频分析，散射率是物体(如含血液的皮肤)的本征特征，视频记录的拍摄部位的单独一种颜色的散射光的强度(T11)与视频记录当时这个颜色的照射光的强度(In)、拍摄部位在这个颜色的散射率(S1)(又称散射系数，是物体的特征系数)成比例关系，如式(I)所示:
T11=S11* I11(I)
两种颜色散射光的强度的比值为:
T12/ T11 - (S12/Sn)* (112/ In)(2)
要单独得到某一颜色的照射光的绝对强度不是很容易。但对两种颜色的散射率一致的物质容易得到，如白纸:s12/sn=l。从而我们可以通过利用公式(2)，通过视频测量放置在人体被测量部位附近的白纸的两种颜色散射光强度比T12/ T11来得到视频拍摄时照射光的两个颜色强度比I12/ Ilu也就是说，若被拍摄视频的皮肤附近放一个白纸(如图3所示)，