一種無創(chuàng)血糖儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及血糖檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種無創(chuàng)血糖儀。
【背景技術(shù)】
[0002] 糖尿病已成為發(fā)病率極高的一種疾病。據(jù)調(diào)查，我國已有近一億人患有糖尿病，而 且這個數(shù)字還處在上升趨勢。傳統(tǒng)的血糖檢測方法有一個突出的特點，必須得到患者血液， 然而對于糖尿病患者來說，其針刺的傷口比非糖尿病人群的傷口難愈合，極易引發(fā)細(xì)菌感 染，引起并發(fā)癥。于是，本領(lǐng)域技術(shù)人員在無創(chuàng)血糖檢測方面做了很多研究，典型的無創(chuàng)血 糖檢測方法包括近紅外光譜、中遠(yuǎn)紅外光譜、拉曼光譜、光聲光譜、光散射、偏振光等光學(xué)方 法，還包括射頻阻抗法、代謝熱組合法和皮下間質(zhì)液等非直接方法，以及直接檢測唾液、汗 液或尿液等非血液體液的方法。但是，上述這些方法存在檢測靈敏度低，設(shè)備或方法過于復(fù) 雜，各類人群個體差異大等造成血糖檢測數(shù)值誤差很大，因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開 發(fā)一種無創(chuàng)血糖儀，其血糖檢測結(jié)果準(zhǔn)確，對各類人群的差異適應(yīng)性好，裝置結(jié)構(gòu)簡單，體 積小，隨身攜帶。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何通過無創(chuàng)的方式 準(zhǔn)確地獲得患者的血糖值。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種無創(chuàng)血糖儀，包括固定裝置、紅外光源、傳感 器、檢測電路和電源，所述固定裝置被配置為將所述血糖儀固定在被測人體部位表面；所述 紅外光源被配置為發(fā)出紅外光；所述傳感器被配置為連接所述紅外光源和所述檢測電路， 并完成光電轉(zhuǎn)換；所述檢測電路被配置為接收所述傳感器的數(shù)據(jù)，計算并輸出血糖值；所 述傳感器接收的是從真皮層擴(kuò)散反射出的光譜。
[0005] 進(jìn)一步地，所述人體部位為耳垂。
[0006] 進(jìn)一步地，所述紅外光源發(fā)出的光波波長為1610nm。
[0007] 進(jìn)一步地，所述傳感器包括A0TF分光元件。
[0008] 進(jìn)一步地，所述傳感器采用雙光路進(jìn)行光譜測量，其中一路為參考光，另一路為經(jīng) 所述人體部位擴(kuò)散反射回來的測量光。
[0009] 進(jìn)一步地，所述傳感器包括光電轉(zhuǎn)換器和測量光探頭，所述測量光探頭的中心光 纖束被用作發(fā)射入射光，與所述中心光纖束成同軸圓環(huán)狀的另一路光纖束被用作接收光 纖，把所述測量光傳送到所述光電轉(zhuǎn)換器。
[0010] 進(jìn)一步地，所述光電轉(zhuǎn)換器為帶半導(dǎo)體制冷器的InGaAs檢測器。
[0011] 進(jìn)一步地，所述中心光纖束外徑為0. 5mm~2mm，其中每根細(xì)光纖的直徑為5 μL?~ 20 μ m〇
[0012] 進(jìn)一步地，所述檢測電路包括信號調(diào)理電路、模擬濾波電路、信號放大電路和串口 電路。
[0013] 進(jìn)一步地，所述電源來自智能手機的耳機插孔。
[0014] 本發(fā)明所述的無創(chuàng)血糖儀采用的近紅外光譜法進(jìn)行葡萄糖濃度測試的理論依據(jù) 是郎伯?比耳定律：
[0016] 式中：Αλ*被測樣品對特定波長光的吸光度，I。與I分別為入射光強度和透射 光強度，ε J λ)為第i種吸收物在相應(yīng)波長光的吸光系數(shù)，t i為光在相應(yīng)吸收物中的光 程長，Q為相應(yīng)吸收物濃度。由定律可知，樣品的吸光度與待測成分濃度之間具有很多的相 關(guān)性，樣品成分的濃度變化會引起光譜特征吸收的變化。首先通過對光譜數(shù)據(jù)A和樣品的 濃度C建立校正數(shù)學(xué)模型，具體可以分為定標(biāo)和預(yù)測兩個過程。定標(biāo)過程是利用一定數(shù)量 已知成分含量的樣品組應(yīng)用回歸線方法求出光譜參數(shù)與樣品成分濃度之間的關(guān)系，預(yù)測過 程就是將未知樣品成分濃度的光譜參數(shù)代入定標(biāo)過程求得的公式，得出未知樣品的成分含 量。
[0017] 檢測過程中我們將耳垂作為檢測部位，近紅外光在耳垂組織中的傳播特性如圖 (1)。由于表皮層內(nèi)不含血管，皮膚組織中的血管都分布在真皮層中，因此在經(jīng)皮測量血糖 濃時，只需要分析經(jīng)過真皮后擴(kuò)散反射出來的光譜A3即可。
[0018] 在用近紅外光光譜測量血糖濃度中，波長的選擇是最關(guān)鍵的，葡萄糖在倍頻區(qū)的 吸收主要集中在1530nm1850nm之間，其主要吸收峰在1610nm，因此將信號波長選為 1610nm，而1310nm處葡萄糖的吸收很小。
[0019] 傳感器探頭中的分光元件為A0TF分光系統(tǒng)，分光范圍為llOOnm1700nm。血糖 儀采用雙光路法進(jìn)行光譜測量，光信號由兩個帶半導(dǎo)體制冷的InGaAs檢測器檢測，其中一 路為參考光，另一路為經(jīng)人體擴(kuò)散反射回來的測量光，參考光和反射光的電壓信號由多通 道數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采集，探出頭與被測者的皮膚接觸，測頭中心的光纖束被用作光發(fā)射光 纖，把近紅外光傳輸?shù)饺梭w組織內(nèi)，與輸入光纖成同軸圓環(huán)狀的另一路光纖束被用作接收 光纖，把人體組織中擴(kuò)撒反射回來的光傳輸?shù)綔y量路檢測器。
[0020] 檢測電路包括信號調(diào)理電路，模擬濾波電路，信號放大電路，串口電路。電路中以 數(shù)字信號處理器為核心，充分發(fā)揮了控制與數(shù)據(jù)處理的作用。傳感器主要是把人體的生理 量信息轉(zhuǎn)換成模擬電壓輸出，這些信號通過排線連接到檢測電路上，檢測電路的主要功能 是信號的采集，調(diào)理，濾波，放大，A/D變換。
[0021] 本發(fā)明所述無創(chuàng)血糖儀采用近紅外光漫反射檢測技術(shù)，通過紅外光譜漫反射以及 采集真皮層的擴(kuò)散反射出的光譜信號，對不同人群的適應(yīng)性強，設(shè)備體積小，檢測結(jié)果準(zhǔn)確 可靠。
[0022] 以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以 充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
【附圖說明】
[0023] 圖1是紅外光在人體組織中的傳播示意圖；
[0024] 圖2是本發(fā)明一個較佳實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0025] 如圖2所示，本