一种基于光声谱特征的可佩带式无创伤动态血糖监测仪的制作方法

文档序号:9797106
一种基于光声谱特征的可佩带式无创伤动态血糖监测仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及血糖水平检测领域,具体设及一种基于光声谱特征的可佩带式无创伤 动态血糖监测仪。
【背景技术】
[0002] 糖尿病或糖尿病是一个长期的代谢病理状态,其中血糖水平波动超出正常范围 (90-120毫克/分升)。根据国际糖尿病联合会发布的《糖尿病地图》显示,估计全国成年人将 近1.14亿患有糖尿病,占全国总人口( 13.82亿)的8.3 %,到2030年运表明将有1.78亿人口 患糖尿病。在2013年预计糖尿病保健支出占全球卫生总费用的10.8 % (548亿美元),而到 2035年支出的糖尿病患者将非常具有6270亿美元。
[0003] 糖尿病患者宜每天检查他们的血糖水平,W避免高血糖/低血糖事件。频繁的血糖 监测起到改善生活质量,W及糖尿病人的寿命至关重要的作用。但是最广泛使用的血糖设 备是侵入它们是痛苦的病人,进行感染的风险,也扰乱糖尿病患者的日常生活。
[0004] 基于W上原因,寻求一种无创伤,连续可测,便携式的动态血糖检测仪已经成为当 前血糖仪发展趋势。而目前临床上常用的血糖测试仪均为创伤性的,给患者带来一定的痛 苦。同时,我们注意到众多企业正在研制无创伤性血糖测定方法和检测仪器,其中不乏国际 巨头大企业,例如Microsoft ,Google ,Samsung在最近几年提出和开展无创伤血糖仪的研 发,无创伤血糖仪一旦研发成功,对于现行"血糖仪免费、靠试纸赚钱"的模式将是革命性的 进步。
[0005] 另一方面,我们注意到目前已经公开了多项关于无创血糖仪的发明专利,如《基于 代谢热-光学方法的无创血糖检测仪KCN102293654A)利用红光和红外LD光源(660~ 940nm)透射手指,根据血糖的吸收光谱,并采用红外福射传感器、热敏电阻W及湿度传感器 进行检测,由于采用多个传感器存在相互信号串扰等问题;《无创伤自测血糖仪》 (CN1271562A)是利用红外光发射管作为红外光源(波长:1000~2900nm),采用透射式测量 血糖值;《无创式近红外电子血糖仪KCN102198004A)利用近红外光谱技术和DSP技术为背 景技术,通过收集来自于指尖的红外光对人体血糖值进行检测,血糖值与人体溫度之间存 在较大的相互影响,必然会导致红外光测量方式出现较大误差。
[0006] W上方法采用的红外光谱法,受干扰严重,受到环境溫度的影响大。无创血糖仪为 何没迟迟不能研发成功,究其原因是两个方面:(1)稳定性和准确性是目前无创伤血糖仪的 瓶颈(2)无创伤动态血糖检测仪检测受环境尤其是人体个体差异影响大。在医疗领域,提高 检测设备的精度即是对被测者健康和生命的尊重。

【发明内容】

[0007] 针对上述现有技术,本发明目的是提供一种用于医学检测糖尿病患者血糖水平的 无创伤测量仪,其旨在解决现有无创伤血糖仪检测结构单一,缺乏必要测量补偿与校正,W 及当个体发生差异时,其工作精度受环境影响大,血糖真实值与测量值偏离大的技术问题; 此外,现有血糖仪还存在不便携,稳定性低且通用性差等技术问题。在如此紧张的医患关系 社会背景下,供应检测精度极高的医疗设备W获得准确的症状,并进而为判断出被测者是 否存在某种疾病提供可靠的鉴定依据是非常必要的和迫切的。
[0008] 为达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:
[0009] -种基于光声谱特征的可佩带式无创伤动态血糖监测仪,其特征在于:它包括依 序连接的微处理器、激光调制器、激光器、激光准直单元、光学基底和透明胶体,构成激发光 声效应回路与结构;进一步包括第一光声腔,输出对应其光声腔体聚焦点上光声信号所转 换的电信号,W获得被测体无放大的、宽频谱的光声效应特征;第二光声腔,输出对应其光 声腔体谐振放大光声信号所转换的电信号,W获得被测体放大的、窄频谱的光声效应特征; 所述的微处理器,接收所述第一光声腔输出的电信号和所述第二光声腔输出的电信号,并 对其进行延时禪合处理,W获得血糖测量前值;电阻抗测试单元:获取被测体的皮肤组织表 面的电阻抗特性,输出特征电信号至所述的微处理器;溫度传感器:获取被测体皮肤组织表 面的溫度信息,输出特征电信号至所述的微处理器;所述的微处理器,根据所述特征电信号 对所述血糖测量前值进行补偿处理,获得血糖测量值;所述的透明胶体粘贴在人体皮肤上。
[0010] 所述的多波长调谐激光器与激光调制器相连接,激光器受到激光调制器的控制, 能够输出不同的波长和脉宽信号,能够在不同波长和脉宽下工作,激光能量被人体皮肤下 血液组织吸收后,由于光声效应形成表现血糖特征的超声波,光声腔中的聚焦压电声换能 器探测到超声波并将超声信号转化成电信号,传输给微处理器;微处理器接收到光声腔的 电信号进行处理;
[0011] 所述的电阻抗测试单元能够测量皮肤组织表面的电阻抗特性并将阻抗特性发送 给微处理器;所述的溫度传感器能够测量皮肤组织表面的溫度信息并将表示溫度信号发送 给微处理器;所述的微处理器根据获得的声信号、电阻抗特性信号W及溫度信号,进行处理 得到对应的血糖值并发送给显示模块进行显示。
[0012] 上述方案中,所述的血糖测量前值,为所述微处理器对所述第一光声腔输出的电 信号和所述第二光声腔输出的电信号初步处理后得到的初始血糖测量值;其相对于最终输 出的血糖测量值为前一个数据值。
[0013] 进一步地,所述的激光器是多波长调谐激光器,该激光器作为光源,能够发出功率 恒定的激光,并且波长范围覆盖830纳米至2300纳米,尤其是至少包括905纳米、1064纳米W 及1550纳米=个波段。
[0014] 进一步地,所述的激光器受到激光调制器的控制,能够输出不同的波长和脉宽信 号,能够在不同波长和脉宽下稳定工作,即光源峰值功率范围为50瓦特至300瓦特,并且脉 宽能够10纳秒至200纳秒之间可调。
[0015] 进一步地,所述的第一光声腔,包括聚焦压电声换能器;所述的聚焦压电声换能器 具有宽频带响应特性,工作中屯、频带为76兆赫兹,范围为40兆赫兹至11巧b赫兹。
[0016] 进一步地,所述的光学基底,包括多频段拟合光波导,采用透明玻璃或透明有机 板,其对红外激光的透过率很高,特别地是830纳米至2300纳米范围的红外激光透过率大于 85%;所述的光学基底具有基于多频段拟合血糖指纹特征,能够获得血糖指纹频谱图谱特 性。
[0017] 进一步地,所述的透明胶体是指透明乳胶,其对红外激光的透过率很高,特别地是 830纳米至2300纳米范围的红外激光透过率大于85%。
[0018] 进一步地,所述的第一光声腔,包括吸声层;进一步包括一侧面与吸声层贴合的聚 焦声换能器,其另一侧面为同一聚焦点的曲面,并且该曲面结合光声腔体和禪合层构成闭 合介质内腔,介质为液体。
[0019] 进一步地,所述的第二光声腔,包括圆柱状闭合声学腔外壳,柱体侧面安装有拾音 器,声学腔外壳内充有空气。
[0020] W现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0021] (1)突出地并显著地,提出了一种使用吸收频谱互补的双光声腔信号采集结构,再 通过处理端对该结构输出信号进行了延时拟合,进而获得了仅仅通过简单叠加地同吸收频 谱双光声腔或异吸收频谱非互补式双光声腔所不能够实现的超额血糖检测精度。
[0022] (2)进步地并实质地,使用了多个激光波长进行测量,有效避免了人体个体差异对 血糖真实值检测的影响,使得测量精度达到93.2% W上;
[0023] (3)基于采用声学腔用于检测光声信号,使得检测信号增强达到=个数量级,提高 检测能力;
[0024] (4)检测电阻抗,溫度等信号,对数据进行了校正,从而避免周围环境的影响。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明的结构示意图;
[00%]图2为第一光声腔结构示意图;
[0027
...
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1