一种基于毫米波的血糖测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种血糖测量装置，尤其涉及一种基于毫米波的无创血糖测量 装置。
【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 检测技术的研宄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，对体内研宄尚处于起步 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。现有技术也有采用毫米波的无创血糖仪的研宄，但由于毫米波测量过程中，其它因素 对于测量影响极大。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型解决的技术问题是：构建一种基于毫米波的无创血糖测量装置，克 服现有技术外部因素对测量影响的技术问题。
[0005] 本实用新型的技术方案是：提供一种基于毫米波的血糖测量装置，包括毫米波收 发单元、毫米波探测单元、信号处理单元、输出单元，所述毫米波收发单元包括毫米波发生 模块、毫米波接收模块，所述毫米波探测单元连接所述毫米波发生模块和所述毫米波接收 模块，所述毫米波发生模块经所述毫米波探测单元对待测血液发生毫米波信号，所述毫米 波探测单元接收毫米波信号后传送到所述毫米波接收模块接收，所述毫米波发生模块发生 频率为1GHz至100GHz，所述信号处理单元根据所述毫米波接收模块接收的毫米波信号进 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] 本实用新型的进一步技术方案是：所述毫米波探测单元为毫米波收发天线、同轴 电缆、波导传输线中任意一种。
[0007] 本实用新型的进一步技术方案是：所述毫米波发生天线为多频率毫米波天线阵 列，所述多频率毫米波天线阵列发生不同频率的毫米波。
[0008] 本实用新型的进一步技术方案是：所述多频率毫米波天线阵列中的每个天线发生 不同频率的毫米波。
[0009] 本实用新型的进一步技术方案是：所述信号处理单元根据所述毫米波接收模块接 收的毫米波信号获取介电特性值。
[0010] 本实用新型的进一步技术方案是：所述信号处理单元根据所述毫米波接收模块接 收的毫米波信号获取毫米波信号的振幅和相位偏移。
[0011] 本实用新型的进一步技术方案是：还包括设置在所述毫米波探测单元上的工作状 态检测传感器。
[0012] 本实用新型的进一步技术方案是：还包括校正模块，所述校正模块根据所述工作 状态检测传感器传感的信息进行校正。
[0013] 本实用新型的进一步技术方案是：所述毫米波探测单元间隔多次采集待测血液不 同频率的血糖吸收信息。
[0014] 本实用新型的进一步技术方案是：所述毫米波收发天线包括毫米波发生天线和毫 米波接收天线，所述毫米波发生天线为毫米波发射天线阵列，所述毫米波接收天线为毫米 波接收天线阵列，所述毫米波发生天线阵列中的单个毫米波发射天线和所述毫米波接收天 线阵列中的单个毫米波接收天线依次间隔设置。
[0015] 本实用新型的技术效果是：构建一种基于毫米波的血糖测量装置，包括毫米波收 发单元、毫米波探测单元、信号处理单元、输出单元，所述毫米波收发单元包括毫米波发生 模块、毫米波接收模块，所述毫米波探测单元连接所述毫米波发生模块和所述毫米波接收 模块，所述毫米波发生模块经所述毫米波探测单元对待测血液发生毫米波信号，所述毫米 波探测单元接收毫米波信号后传送到所述毫米波接收模块接收，所述毫米波发生模块发 生频率为1GHz至100GHz，所述信号处理单元根据所述毫米波接收模块接收的毫米波信号 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。本实用 新型的基于毫米波的血糖测量装置，收集毫米波波谱信息，根据波谱数据得到相应的血糖 值。测量过程中，采用多频率毫米波天线阵列，所述多频率毫米波天线阵列发生不同频率的 毫米波，使毫米波无创血糖检测过程中，减少外部因素的影响，得到不同频率下的血糖测量 值，设备测量的精度和稳定性得到了改善。
【附图说明】
[0016] 图1为本实用新型的结构示意图。
[0017] 图2为本实用新型的同轴探头电路图。
[0018] 图3为本实用新型M0E和MADALINE整合神经网络方法示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合具体实施例，对本实用新型技术方案进一步说明。
[0020] 如图1所示，本实用新型的【具体实施方式】是：构建一种基于毫米波的血糖测量装 置，包括毫米波收发单元1、毫米波探测单元2、信号处理单元3、输出单元4,所述毫米波收 发单元1包括毫米波发生模块11、毫米波接收模块12,所述毫米波探测单元2连接所述毫 米波发生模块11和所述毫米波接收模块12,所述毫米波发生模块11经所述毫米波探测单 元2对待测血液发生毫米波信号，所述毫米波探测单元2接收毫米波信号后传送到所述毫 米波接收模块12接收。所述毫米波发生模块11发生频率为1GHz至100GHz，所述信号处理 单元3根据所述毫米波接收模块12接收的毫米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3的处理输出血糖测量值。所述毫米波探测单元2为毫米波收发天 线、同轴电缆、波导传输线中任意一种。
[0021] 具体实施例中，所述毫米波探测单元包括2毫米波发射天线21、毫米波接收天线 22，所述毫米波发射天线21连接所述毫米波发生模块11，所述毫米波接收天线22连接所述 毫米波接收模块12,所述毫米波发生模块11经所述毫米波发射天线21对待测区域发生毫 米波信号，所述毫米波接收天线21接收经待测区域血液的毫米波信号后由所述毫米波接 收模块12接收。
[0022] 如图1所示，本实用新型的具体实施过程是：所述毫米波发生模块11发生频率为 1GHz至100GHz，所述毫米波发生天线21为毫米波天线阵列，所述毫米波天线阵列发生毫米 波，利用一束一定频率的毫米波传过人体部分血管区域。所述毫米波接收天线22间隔几次 采集人体组织不同频率的血糖吸收信息到各自的通道，产生电信号，实现光电转换，完成所 述毫米波接收天线的采样。各通道光电传感器阵列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，血糖溶液在毫米波的特定频段，具有一定的吸收窗口和反射 窗口，表明在这些波段范围内，通过对毫米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毫米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，设计了多频率毫米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，这样使毫米波无创血糖检测的精度和稳定性得到 了改善。
[0023] 如图1所示，本实用新型的优选实施方式是：所述毫米波发生模块11发生频率为 1GHz至100GHz，所述毫米波发生天线21为多频率毫米波天线阵列，所述多频率毫米波天线 阵列发生不同频率的毫米波，利用一束一定频率的毫米波传过人体部分血管区域。所述毫 米波接收天线22间隔几次采集人体组织不同频率的血糖吸收信息到各自的通道，产生电 信号，实现光电转换，完成所述毫米波接收天线的采样。具体实施例中，所述多频率毫米波 天线阵列中的每个天线发生不同频率的毫米波。毫米波发射天线阵列的设计是根据检测模 型，每个传感器通道接受不同频率范围的葡萄糖波谱反射信号。为了减小人体内影响血糖 检测的其他因素的作用，设计的多频率毫米波发射天线阵列，用多个不同频率的传感器多 次探测不同频率范围的葡萄糖吸收波谱，信息互补，然后经阵列信号处理，得出比单一频率 毫米波发射天线阵列更精确