一种太赫兹血糖测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种血糖测量系统，尤其涉及一种无创的太赫兹血糖测量系统。
【背景技术】
[0002] 传统的检测血糖的方法是从体内穿刺抽取血液通过生化分析进行，这种有创的血 糖检测技术可用于医院临床诊断和家庭健康保健，但由于需要抽血，该技术存在测量频率 受限、容易造成不适、甚至感染的风险，给糖尿病患者带来不便，因此，开展新型的无创血糖 检测技术的研究很具有十分重要的意义。目前无创血糖检测方法主要有旋光法、光声法、拉 曼光谱法、光散射系数法、红外光谱法等。
[0003] 旋光法利用葡萄糖具有稳定的偏光特性，通过测量透射光（或反射光）的偏转角 来预测人体血糖浓度，该方法的缺点是偏转角较小，测量难度大，同时因为是对人眼测量， 患者不易接收。光声光谱测量方法利用近红外激光脉冲与组织相互作用产生的光声信号， 通过光声信号的幅度与吸收系数之间的关系来检测组织内部某种成分的含量，该方法对组 织内部结构的变化较为敏感，因而对检测器的要求较高。激光拉曼光谱法是根据当激光作 用于葡萄糖时会发生拉曼散射的原理，利用拉曼光谱分析来得到葡萄糖的浓度，由于生物 组织的吸收和散射效应，这种信号检测受其他生物大分子干扰严重，对体内研究尚处于起 步阶段。光散射系数法是一种新型的光学无创检测技术，其是检测空间分辨的扩散反射光， 并计算人体组织简化散射系数，通过追踪简化散射系数的变化来得到体内成分含量的变化 情况。红外光谱法也是通过红外光谱分析技术处理后计算待测成分的浓度的原理，目前尚 存在测量条件选取、测量部位选择、重叠光谱中提取微弱化学信息的方法等关键性问题需 要解决。现有技术无创血糖测量方法因其它因素导致对于测量影响极大。
【发明内容】
[0004] 本发明解决的技术问题是：构建一种太赫兹血糖测量系统，克服现有技术外部因 素对测量影响的技术问题。
[0005] 本发明的技术方案是：构建一种太赫兹血糖测量系统，包括太赫兹波发生单元、太 赫兹波探测单元、信号处理单元、输出单元，所述太赫兹波发生单元对待测区域发生太赫 兹波信号，所述太赫兹波探测单元探测经待测区域血液的太赫兹波信号，所述太赫兹波发 生单元发生频率为IGHz至100GHz，所述信号处理单元接收所述太赫兹波探测单元探测的 太赫兹波信号，所述信号处理单元对接收的太赫兹波信号进行信号转换处理，所述输出单 元根据所述信号处理单元的处理输出血糖测量值。
[0006] 本发明的进一步技术方案是：所述太赫兹波发生单元包括脉冲激光发生模块、光 电导器件、太赫兹波发射器。
[0007] 本发明的进一步技术方案是：所述太赫兹波探测单元透镜、探测模块。
[0008] 本发明的进一步技术方案是：所述信号处理单元根据所述太赫兹波探测单元接收 的太赫兹波回波信号获取太赫兹波信号的振幅和相位偏移。
[0009] 本发明的进一步技术方案是：所述信号处理单元根据获取的太赫兹波信号振幅和 相位偏移与血糖的对应关系确定待测区域的血糖值。
[0010] 本发明的进一步技术方案是：所述信号处理单元根据预设的太赫兹波信号与血糖 对应关系确定待测区域的血糖值。
[0011] 本发明的进一步技术方案是：所述太赫兹波发射器及所述太赫兹波探测单元均为 多个，所述太赫兹波发射器及所述太赫兹波探测单元依次间隔设置。
[0012] 本发明的进一步技术方案是：所述太赫兹波发射器相互发生不同频率的太赫兹波 信号，所述太赫兹波探测单元间隔采集待测区域不同频率的太赫兹波回波信号。
[0013] 本发明的进一步技术方案是：所述信号处理单元采用混合专家算法和Madaline 线性神经网整合的方法来处理太赫兹波回波信号。
[0014] 本发明的技术效果是：构建一种太赫兹血糖测量系统，包括太赫兹波发生单元、太 赫兹波探测单元、信号处理单元、输出单元，所述太赫兹波发生单元对待测区域发生太赫兹 波信号，所述太赫兹波探测单元探测经待测区域血液的太赫兹波信号，所述太赫兹波发生 单元发生频率为IGHz至100GHz，所述信号处理单元接收所述太赫兹波探测单元探测的太 赫兹波信号，所述信号处理单元对接收的太赫兹波信号进行信号转换处理，所述输出单元 根据所述信号处理单元的处理输出血糖测量值。本发明的基于太赫兹波的血糖测量系统， 收集太赫兹波波谱信息，根据波谱数据得到相应的血糖值。能更回精确地得到血糖测量值， 设备测量的精度和稳定性得到了改善。
【附图说明】
[0015] 图1为本发明的结构示意图。
[0016] 图2为本发明的同轴探头电路图。
[0017] 图3为本发明MOE和MADALINE整合神经网络方法示意图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合具体实施例，对本发明技术方案进一步说明。
[0019] 如图1所示，本发明的【具体实施方式】是：构建一种太赫兹血糖测量系统，包括太赫 兹波发生单元1、太赫兹波探测单元2、信号处理单元3、输出单元4,所述太赫兹波发生单元 1对待测区域发生太赫兹波信号，所述太赫兹波探测单元2探测经待测区域血液的太赫兹 波信号，所述太赫兹波发生单元1发生频率为IGHz至100GHz，所述信号处理单元3接收所 述太赫兹波探测单元2探测的太赫兹波信号，所述信号处理单元3对接收的太赫兹波信号 进行信号转换处理，所述输出单元4根据所述信号处理单元的处理输出血糖测量值。
[0020] 如图1所示，本发明的具体实施过程是：所述太赫兹波发生单元1发生频率为 IGHz至100GHz，所述太赫兹波发生单元1发生的太赫兹波传过人体部分血管区域。所述太 赫兹波探测单元2采集人体组织的血糖吸收信息，产生电信号，实现光电转换，完成所述太 赫兹波的采样。各通道光电传感器产生的电信号送到所述信号处理单元3,在所述信号处理 单元3中，送往多通道前置放大器进行放大、滤波、积分处理，使信号达到检测识别的幅度 和信噪比，再由A/D转换器实现模拟信号到数字信号的转变，转换后的数字信号送到微处 理器进行阵列信号的处理，最后输出血糖值。基于各种物质有各自特殊的波谱吸收/反射 特性，利用血糖的波谱吸收/反射特性，就可以把它的波谱信息与血液中其他物质信息区 分开来，同时，血糖溶液在太赫兹波的特定频段，具有一定的吸收窗口和反射窗口，表明在 这些波段范围内，通过对太赫兹波经过血糖后的反射波谱/吸收波谱的测量，可以通过统 计方法获取一定频率下，其回波信号与血糖的对应关系，通过对应关系获取血糖值。也可以 根据其吸收系数/反射系数对介电特性比较敏感，因此，最终可经过算法执行得出其对应 的血糖浓度值。本专利技术方案为了克服太赫兹波无创血糖检测中存在的难题，使微弱的 波谱信号变化能正确的体现人体血糖浓度，设计了多频率太赫兹波血糖检测传感器阵列， 测量的频率区间定为lGHz-lOOGHz，给传感器阵列中的每个传感器细分特定的频率，再经 过检测模型算法融合各传感器的信息，这样使太赫兹波无创血糖检测的精度和稳定性得到 了改善。
[0021] 如图1所示，本发明的优选实施方式是：所述太赫兹波发生单元包括脉冲激光发 生模块、光电导器件、太赫兹波发射器。脉冲激光发生模块为光纤激光装置，包括产生激光 束的脉冲的激光器、光纤放大器和脉冲压缩器。激光器产生脉冲光，经过光纤放大器将原光 进行放大，补偿损失，再经由脉冲压缩器进行脉冲压缩，然后发射激光束。进而，脉冲激光装 置产生的激光束照射到光电导器件中，产生太赫兹脉冲，该太赫兹脉冲通过太赫兹发射器， 发射出来，照射至待测区域。
[0022] 如图1所示，本发明的优选实施方式是：所述太赫兹波探测单元包括透镜、探测模 块。所述透镜即为离轴非球面镜。其中探测模块以具有较高二维电子浓度的高电子迀移率 场效应晶体管为基本结构单元，且场效应晶体管具有三个电极，分别为源电极、栅电极和漏 电极。所述太赫兹波探测器的探测元件结构包括三个引线电极、三个低通滤波器以及一组 太赫兹波耦合天线，所述场效应晶体管的三个电极与太赫兹波耦合天线相连，共同作为天 线；并且所述三个电极分别通过低通滤波器与对应的引线电极相连。所述高电子迀移率场 效应晶体管为具有较高二维电子气浓度的晶体管，至少包括铝镓氮/镓氮晶体管和铝镓砷 /镓砷晶体管中的一种。探测模块还包括信号放大器，对接收的太赫兹回波信号进行放大。
[0023] 如图1所示，本发明的优选实施方式是：所述信号处理单元3根据所述太赫兹波探 测单元探测的太赫兹回波信号获取太赫兹波信号的振幅和相位偏移。所述信号处理单元3 根据获取的太赫兹波信号振幅和相位