的血糖值，同时，工作也会比单一频率毫米波发射天线阵列稳 定。
[0024] 如图1所示，本实用新型的优选实施方式是：所述信号处理单元3根据所述毫米波 接收模块12接收的毫米波信号获取毫米波信号的振幅和相位偏移。所述信号处理单元3 根据获取的毫米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。由于毫 米波信号的振幅和相位偏移与血糖具有对应关系，通过实时大量数据的测量，建立毫米波 信号的振幅和相位偏移与血糖的对应曲线图，通过曲线图的对应关系，根据实时测量值获 取其对应的血糖值。
[0025] 如图1所示，本实用新型的优选实施方式是：还包括设置在所述毫米波探测单元2 上的工作状态检测传感器23。为了考虑毫米波探测单元工作期间的响应和温度变化的漂移 等因素造成的测量精度的变化，在采用恒流电路稳定毫米波波源的基础上，在毫米波探测 单元上设有工作状态检测传感器23,对温度、样本变异等造成的工作状态漂移进行控制，对 工作状态进行校准、监控补偿，使传感器稳定地工作。阵列每次测量的时间是5s左右，监控 时测量的间隔时间可以进行设定。所述信号处理单元3还包括校正模块41，所述校正模块 根据所述工作状态检测传感器传感23的信息进行校正。
[0026] 如图1所示，本实用新型的优选实施方式是：所述毫米波探测单元2间隔采集待测 区域不同频率的毫米波回波信号，通过间隔采集待测区域不同频率的毫米波回波信号，完 成多次对待测区域的血糖吸收信息的采集，通过获取其平均值得到待测区域的血糖值，这 样更加准确。
[0027] 如图1所示，本实用新型的优选实施方式是：所述毫米波发射天线21为毫米波发 射天线阵列，所述毫米波接收天线22为毫米波接收天线阵列，所述毫米波发射天线阵列中 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。通过单个毫米波发射天线和单个毫米波接收天线的依次间隔设置，能更加方便地获取 回波信号。
[0028] 具体实施过程如下：
[0029] 本实用新型的优选实施方式是：所述信号处理单元根据所述毫米波接收模块接收 的毫米波信号获取待测血液的介电特性值，然后根据待测血液的介电特性值得到待测血液 的血糖测量值。无创血糖仪的测量过程中采用的是同轴探头测量，其介电常数测量原理的 等效电路如图2所示。
[0030] 如图2所示，〇>为开端处同轴线内消逝模电储能，CQ为同轴电路初始储能， 是开端处扩散在外部被测介质中的杂散电容，&表示与电路有关的输出率，％表 示介电特性值，则上图的线性双电容模型可表示为：
[0031]
[0032] 通过变形： 1
[0034] 其中：％表示介电特性值，W是角频率，|r!e>cpU〇)表示反射系数，中表 示反射弧度。
[0035] 所述信号处理单元3采用混合专家算法和Madaline线性神经网整合的方法来处 理毫米波接收天线的信号。
[0036]Madaline线性网络接收M0E传递的人体正常范围之间的数据信息和GG，根据血糖 检测模型、检测精度，按介电特性值W进行线性逼近，计算出相应精度的血糖浓度值A。即
[0037]
[0038] 其中权重W以及参数b是以网络最小误差平方和为基准进行收敛运算得到，具体 是将取得的若干不同血糖浓度的GG作为网络的输入，将同一时间相应的用血样浓度的精 确血糖值作为输出进行逐次迭代优化权重W、b直到收敛可得。
[0039] 如图1、图3所示，由于血糖与人本身的一些身体因素有关，为了获取更精确的血 糖值，需要对一些因素进行校正。为了从波谱中提取相应的血糖浓度信息，取得足够高的信 噪比，以便从波谱中辨别出微弱的葡萄糖吸收信号，采用测量精度和非线性都比较好的由 混合专家算法（MixtureofExpert，M0E)和Madaline线性神经网整合的方法来处理阵列 信号。
[0040] 混合专家算法可以准确地提取比较全面的血糖波谱信息，用Madaline线性神经 网线性逼近方法，处理高精度血糖浓度值的标定和显示。其算法具体如下：
[0041] 设定输入参数为七= J)，四个元素％々.％;分别为身体参数，％表 示性别，其中，男用1表示，女为〇表示；A表示人体校正因子；^%表示运动量校正因子； 《表示仪器校正因子。内置的四个元素根据检测模型中的各种影响因子进行初 始化。可以消除各通道波长内血糖的波谱的重叠以及除血糖以外的其他因素的干扰，如根 据年龄、身高、体重等因素修正个体的差异，能够尽可能使血糖信息准确。
[0042] 每一个校正参数是m次测试输入参数七的线性求和再加上常数项a，即：
[0043] 准确的血糖波吸收参数GG的输出是由n个传感器测得校正参数的求和，同时 每个变量有一个对应的介电特性值M，其关系如下：
[0044]
[0045]介电特性值％与参数~有关，其表达式为：
[0046]
[0047] 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。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。这种方法多频率毫米波天线 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。
[0048] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能 认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视 为属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1. 一种基于毫米波的血糖测量装置，其特征在于，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IGHz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。2. 根据权利要求1所述基于毫米波的血糖测量装置，其特征在于，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。3. 根据权利要求2所述基于毫米波的血糖测量装置，其特征在于，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。4. 根据权利要求3所述基于毫米波的血糖测量装置，其特征在于，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。5. 根据权利要求1所述基于毫米波的血糖测量装置，其特征在于，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。6. 根据权利要求1所述基于毫米波的血糖测量装置，其特征在于，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。7. 根据权利要求1所述基于毫米波的血糖测量装置，其特征在于，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。8. 根据权利要求7所述基于毫米波的血糖测量装置，其特征在于，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。9. 根据权利要求1所述基于毫米波的血糖测量装置，其特征在于，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。10. 根据权利要求2所述基于毫米波的血糖测量装置，其特征在于，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。
【专利摘要】本实用新型涉及一种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，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。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。
【IPC分类】G01N23/12
【公开号】CN204666538
【申请号】CN201520314351
【发明人】徐雨菲
【申请人】深圳市一体太糖科技有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年5月15日