專利名稱：無創(chuàng)式近紅外電子血糖儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利為一種無創(chuàng)式血糖檢測儀器。
2.
背景技術(shù)：
本發(fā)明專利的背景技術(shù)為近紅外光譜技術(shù)和DSP技術(shù)。
3.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利要解決的問題是，克服電子血糖儀使用時有創(chuàng)傷、易感染的不足。本發(fā)明專利的有益效果是，提供一種結(jié)構(gòu)簡單合理，能做到無創(chuàng)性血糖測量，具有不發(fā)生感染、測量準(zhǔn)確度高、可便攜使用、測試時間短、無副作用等優(yōu)點，同時擁有電子血糖儀記憶功能的無創(chuàng)式近紅外電子血糖儀，幫助糖尿病患者進行有效地血糖自我檢測。本發(fā)明專利以光學(xué)儀器鹵鎢燈泡(波長600-2500nm)為紅外光源照射人體指尖， 采用紅外傳感陣列接收光信號并進行光電信號轉(zhuǎn)換，通過A/D轉(zhuǎn)換器及DSP技術(shù)完成數(shù)據(jù)計算，并進行數(shù)據(jù)存儲和輸出，最終達到準(zhǔn)確檢測人體血糖的目的。本發(fā)明專利的具體技術(shù)方案是首先紅外傳感陣列和A/D轉(zhuǎn)換器將人體手尖的血糖濃度信息轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號輸出，這些信號通過排線連接到DSP處理器上。由于各傳感器的輸出電壓范圍不同，為使A/D轉(zhuǎn)換的精度提高，傳感器輸出信號在這之前要經(jīng)過信號調(diào)理電路，并采用模擬濾波電路濾除干擾。在這些預(yù)處理后，DSP處理器就可以進行準(zhǔn)確的運算，并將結(jié)果存入存儲器中，完成數(shù)據(jù)記憶。在需要時，將數(shù)據(jù)輸出到LED顯示屏上。本發(fā)明專利的理論支持主要有以下幾點3. 1近紅外光譜基本原理近紅外光(NIR)是紅外光的一種，是介于可見光和中紅外光波段之間的電磁波， ASTM(美國試驗和材料檢測協(xié)會)將其定義為，波長在780 25沈歷范圍內(nèi)的電磁波。近紅外光譜屬于分子振動光譜的吸收光譜，主要是在分子振動從基態(tài)向高能級躍遷時產(chǎn)生的，對機體具有較強的穿透能力。近紅外光主要是對含氫基團X-H振動的吸收，由于不同的有機物含有不同的基團，不同的基團有不同的能級，故不同有機物在不同物理化學(xué)環(huán)境中對近紅外光的吸收波長有明顯差別。近紅外光照射時，頻率相同的光線和基團將發(fā)生共振現(xiàn)象，光的能量通過分子偶極矩的變化傳遞給分子；而近紅外光的頻率和樣品的振動頻率不相同時，該頻率的紅外光就不會被吸收。因此，選用連續(xù)改變頻率的近紅外光照射某樣品時，由于樣品對不同頻率近紅外光的選擇性吸收，通過樣品后的近紅外光在某些波長范圍內(nèi)會變?nèi)?，透射出來的紅外光就攜帶有機物組分和結(jié)構(gòu)的信息。近紅外光譜吸收系數(shù)小，故通過紅外傳感陣列將透射的光密度信號轉(zhuǎn)換為電信號，并使用DSP進行數(shù)據(jù)處理后，就可以準(zhǔn)確確定樣品組分的含量。3. 2近紅外光譜監(jiān)測血糖濃度的工作原理使用近紅外光照射人體皮膚所得到的近紅外光譜，必然與透過結(jié)構(gòu)的性質(zhì)參數(shù)， 如血糖濃度，有著內(nèi)在的聯(lián)系。使用化學(xué)計量學(xué)方法對兩者進行關(guān)聯(lián)，可確立兩者間的定性和定量關(guān)系，即檢測模型。建立模型后，只要測量未知樣品的近紅外光譜，對數(shù)據(jù)庫進行檢索，就可以預(yù)測樣品的性質(zhì)參數(shù)。所以，整個近紅外光譜分析方法包括了校正和預(yù)測兩個過程，即首先建立檢測模型，然后通過檢測模型預(yù)測樣品的組成和性質(zhì)。(如

圖1)3. 3紅外發(fā)射與傳感器陣列3. 3. 1血糖測量中的干擾因素血糖在血液中含量較低，對近紅外光的吸收也比較微弱。血液中其他成分如血色素、膽固醇、白蛋白等物質(zhì)較葡萄糖含量高，對光的吸收作用也比較強。(如表1)
權(quán)利要求
1.一種無創(chuàng)式近紅外電子血糖儀，以近紅外光譜技術(shù)和DSP技術(shù)為技術(shù)背景，其特征是以光學(xué)儀器鹵鎢燈泡為紅外光源照射人體指尖，采用紅外傳感陣列接收光信號并進行光電信號轉(zhuǎn)換，紅外傳感陣列通過電路連接A/D轉(zhuǎn)換器及DSP處理器完成數(shù)據(jù)計算，并將數(shù)據(jù)存儲在與DSP處理器相連的存儲器中，在需要時輸出到與DSP處理器相連的LED顯示屏上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無創(chuàng)式近紅外電子血糖儀，其特征是所述的紅外光源波長覆蓋600-2500nm，從而覆蓋這一波段中葡萄糖與水的吸收峰。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無創(chuàng)式近紅外電子血糖儀，其特征是所述的紅外傳感陣列， 根據(jù)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混合專家算法，為感受不同波長的每個傳感器設(shè)置了權(quán)重。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無創(chuàng)式近紅外電子血糖儀，其特征是所述的紅外傳感陣列，接收以下波長的光學(xué)信號，葡萄糖吸收峰1410nm、lM0nm、1590nm、1732nm、2105nm， 2168nm、2273nm 和 23^nm ；水吸收峰1452nm 和 1948nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無創(chuàng)式近紅外電子血糖儀，其特征是所述的DSP處理器，使用以基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混合專家算法建立的檢測模型，作為其數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無創(chuàng)式近紅外電子血糖儀，其特征是所述的DSP處理器，接收紅外傳感陣列中各傳感器轉(zhuǎn)換的不同信號，通過計算所有數(shù)據(jù)的加權(quán)平均值，得到血糖濃度的最終測定值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無創(chuàng)式近紅外電子血糖儀，其特征是光學(xué)儀器鹵鎢燈泡和紅外傳感陣列位于測試夾(1)內(nèi)，測試夾(1)通過數(shù)據(jù)傳導(dǎo)線(2)與主機(4)相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的主機(4)，其特征是內(nèi)含DSP處理器(含A/D轉(zhuǎn)換器)及其它電路，主機上有LED顯示屏(3)、功能選擇按鈕(5)、確認按鈕(6)和開關(guān)按鈕(7)。
全文摘要
本發(fā)明為一種能夠克服電子血糖儀有創(chuàng)傷、易感染缺陷的無創(chuàng)式近紅外電子血糖儀。它以近紅外光譜技術(shù)和DSP技術(shù)為背景技術(shù)。其結(jié)構(gòu)簡單合理，能做到無創(chuàng)性血糖測量，具有不發(fā)生感染、測量準(zhǔn)確度高、測試時間短、可便攜使用、無副作用等優(yōu)點。同時，擁有電子血糖儀的記憶功能，可以幫助糖尿病患者進行有效地血糖自我檢測。本發(fā)明以光學(xué)儀器鹵鎢燈泡為紅外光源照射人體指尖，采用紅外傳感陣列接收光信號并進行光電信號轉(zhuǎn)換，通過A/D轉(zhuǎn)換器及DSP技術(shù)完成數(shù)據(jù)計算，并進行數(shù)據(jù)存儲和輸出，最終達到準(zhǔn)確檢測人體血糖的目的。
文檔編號A61B5/1455GK102198004SQ20101013158
公開日2011年9月28日 申請日期2010年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月25日
發(fā)明者葛歆瞳 申請人:葛歆瞳