一種微波無創(chuàng)血糖測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種血糖測量裝置，尤其涉及一種基于微波的微波無創(chuàng)血糖測量 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的檢測血糖的方法是從體內(nèi)穿刺抽取血液通過生化分析進(jìn)行，這種有創(chuàng)的血 糖檢測技術(shù)可用于醫(yī)院臨床診斷和家庭健康保健，但由于需要抽血，該技術(shù)存在測量頻率 受限、容易造成不適、甚至感染的風(fēng)險，給糖尿病患者帶來不便，因此，開展新型的無創(chuàng)血糖 檢測技術(shù)的研究很具有十分重要的意義。目前無創(chuàng)血糖檢測方法主要有旋光法、光聲法、拉 曼光譜法、光散射系數(shù)法、紅外光譜法等。
[0003] 旋光法利用葡萄糖具有穩(wěn)定的偏光特性，通過測量透射光(或反射光）的偏轉(zhuǎn)角來 預(yù)測人體血糖濃度，該方法的缺點(diǎn)是偏轉(zhuǎn)角較小，測量難度大，同時因?yàn)槭菍θ搜蹨y量，患 者不易接收。光聲光譜測量方法利用近紅外激光脈沖與組織相互作用產(chǎn)生的光聲信號，通 過光聲信號的幅度與吸收系數(shù)之間的關(guān)系來檢測組織內(nèi)部某種成分的含量，該方法對組織 內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化較為敏感，因而對檢測器的要求較高。激光拉曼光譜法是根據(jù)當(dāng)激光作用 于葡萄糖時會發(fā)生拉曼散射的原理，利用拉曼光譜分析來得到葡萄糖的濃度，由于生物組 織的吸收和散射效應(yīng)，這種信號檢測受其他生物大分子干擾嚴(yán)重，對體內(nèi)研究尚處于起步 階段。光散射系數(shù)法是一種新型的光學(xué)無創(chuàng)檢測技術(shù)，其是檢測空間分辨的擴(kuò)散反射光，并 計(jì)算人體組織簡化散射系數(shù)，通過追蹤簡化散射系數(shù)的變化來得到體內(nèi)成分含量的變化情 況。紅外光譜法也是通過紅外光譜分析技術(shù)處理后計(jì)算待測成分的濃度的原理，目前尚存 在測量條件選取、測量部位選擇、重疊光譜中提取微弱化學(xué)信息的方法等關(guān)鍵性問題需要 解決?，F(xiàn)有技術(shù)也有采用微波的無創(chuàng)血糖儀的研究，但由于微波測量過程中，其它因素對于 測量影響極大。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題是：構(gòu)建一種微波無創(chuàng)血糖測量裝置，克服現(xiàn)有技 術(shù)外部因素對測量影響的技術(shù)問題。
[0005] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：提供一種微波無創(chuàng)血糖測量裝置，包括微波收發(fā)單元、 微波探測單元、信號處理單元、輸出單元，所述微波收發(fā)單元包括微波發(fā)生模塊、微波接收 模塊，所述微波探測單元連接所述微波發(fā)生模塊和所述微波接收模塊，所述微波發(fā)生模塊 經(jīng)所述微波探測單元對待測血液發(fā)生微波信號，所述微波探測單元接收微波信號后傳送到 所述微波接收模塊接收，所述微波發(fā)生模塊發(fā)生頻率為IGHz至100GHz，所述信號處理單元 根據(jù)所述微波接收模塊接收的微波信號獲取介電特性值，所述信號處理單元將介電特性值 轉(zhuǎn)換為血糖測量值，所述輸出單元輸出血糖測量值。
[0006] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述微波探測單元為微波收發(fā)天線、同軸電纜、 波導(dǎo)傳輸線中任意一種。
[0007] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述微波收發(fā)天線包括微波發(fā)生天線和微波接 收天線，
[0008] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述微波發(fā)生天線為多頻率微波天線陣列，所 述多頻率微波天線陣列發(fā)生不同頻率的微波。
[0009] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述多頻率微波天線陣列中的每個天線發(fā)生不 同頻率的微波。
[0010] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是：還包括設(shè)置在所述微波探測單元上的工作狀態(tài) 檢測傳感器。
[0011] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是：還包括校正模塊，所述校正模塊根據(jù)所述工作 狀態(tài)檢測傳感器傳感的信息進(jìn)行校正。
[0012] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述微波探測單元間隔多次采集待測血液不同 頻率的血糖吸收信息。
[0013] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述微波接收天線為微波接收天線陣列，所述 微波發(fā)生天線陣列中的單個微波發(fā)射天線和所述微波接收天線陣列中的單個微波接收天 線依次間隔設(shè)置。
[0014] 本實(shí)用新型的技術(shù)效果是：構(gòu)建一種微波無創(chuàng)血糖測量裝置，包括微波收發(fā)單元、 微波探測單元、信號處理單元、輸出單元，所述微波收發(fā)單元包括微波發(fā)生模塊、微波接收 模塊，所述微波探測單元連接所述微波發(fā)生模塊和所述微波接收模塊，所述微波發(fā)生模塊 經(jīng)所述微波探測單元對待測血液發(fā)生微波信號，所述微波探測單元接收微波信號后傳送到 所述微波接收模塊接收，所述微波發(fā)生模塊發(fā)生頻率為IGHz至100GHz，所述信號處理單元 根據(jù)所述微波接收模塊接收的微波信號獲取介電特性值，所述信號處理單元將介電特性值 轉(zhuǎn)換為血糖測量值，所述輸出單元輸出血糖測量值。本實(shí)用新型的微波無創(chuàng)血糖測量裝置， 收集微波回波信息，根據(jù)回波信息獲取待測血液的介電特性值，然后通過待測血液的介電 特性值得到相應(yīng)的血糖值。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖2為本實(shí)用新型的同軸探頭電路圖。
[0017] 圖3為本實(shí)用新型MOE和MADALINE整合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，對本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)一步說明。
[0019] 如圖1所示，本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】是：構(gòu)建一種微波無創(chuàng)血糖測量裝置，包 括微波收發(fā)單元1、微波探測單元2、信號處理單元3、輸出單元4,所述微波收發(fā)單元1包括 微波發(fā)生模塊11、微波接收模塊12,所述微波發(fā)射天線21連接所述微波發(fā)生模塊11，所述 微波探測單元2連接所述微波接收模塊12,所述微波發(fā)生模塊11經(jīng)所述微波探測單元2 對待測區(qū)域發(fā)生微波信號，所述微波探測單元2接收微波信號后傳送到所述微波接收模塊 12,所述微波發(fā)生模塊11發(fā)生頻率為IGHz至100GHz，所述信號處理單元3根據(jù)所述微波接 收模塊12接收的微波信號獲取介電特性值，所述信號處理單元3將介電特性值轉(zhuǎn)換為血糖 測量值，所述輸出單元4輸出血糖測量值。所述微波探測單元包括2微波發(fā)射天線21、微波 接收天線22。所述微波探測單元2為微波收發(fā)天線、同軸電纜、波導(dǎo)傳輸線中任意一種。
[0020] 如圖1所示，本實(shí)用新型的具體實(shí)施過程是：所述微波發(fā)生模塊11發(fā)生頻率為 IGHz至IOOGHz，所述微波探測單元包括2微波發(fā)射天線21、微波接收天線22,所述微波發(fā) 生天線21為微波天線陣列，所述微波天線陣列發(fā)生微波，利用一束一定頻率的微波傳過人 體部分血管區(qū)域。所述微波接收天線22間隔幾次采集人體組織不同頻率的血糖吸收信息 到各自的通道，產(chǎn)生電信號，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，完成所述微波接收天線的采樣。各通道光電傳 感器陣列產(chǎn)生的電信號送到所述信號處理單元3,在所述信號處理單元3中，送往多通道 前置放大器進(jìn)行放大、濾波、積分處理，使信號達(dá)到檢測識別的幅度和信噪比，再由A/D轉(zhuǎn) 換器實(shí)現(xiàn)模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號送到微處理器進(jìn)行陣列信號的處 理，獲取介電特性值，最后輸出血糖值?；诟鞣N物質(zhì)有各自特殊的波譜吸收/反射特性， 利用血糖的波譜吸收/反射特性，就可以把它的波譜信息與血液中其他物質(zhì)信息區(qū)分開 來，同時，血糖溶液在微波的特定頻段，具有一定的吸收窗口和反射窗口，表明在這些波段 范圍內(nèi)，通過對微波經(jīng)過血糖后的反射波譜/吸收波譜的測量，可以根據(jù)其吸收系數(shù)/反射 系數(shù)對介電特性比較敏感，因此，最終可經(jīng)過算法執(zhí)行得出其對應(yīng)的血糖濃度值。本專利技 術(shù)方案為了克服微波無創(chuàng)血糖檢測中存在的難題，使微弱的波譜信號變化能正確的體現(xiàn)人 體血糖濃度，設(shè)計(jì)了多頻率微波血糖檢測傳感器陣列，測量的頻率區(qū)間定為lGHz-lOOGHz， 給傳感器陣列中的每個傳感器細(xì)分特定的頻率，再經(jīng)過檢測模型算法融合各傳感器的信 息，這樣使微波無創(chuàng)血糖檢測的精度和穩(wěn)定性得到了改善。
[0021] 具體實(shí)施過程如下：
[0022] 本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式是：所述信號處理單元根據(jù)所述微波接收模塊接收的 微波信號獲取待測血液的介電特性值，然后根據(jù)待測血液的介電特性值得到待測血液的血 糖測量值。無創(chuàng)血糖儀的測量過程中采用的是同軸探頭測量，其介電常數(shù)測量原理的等效 電路如圖2所示。
[0023] 如圖2所示，Cf為開端處同軸線內(nèi)消逝模電儲能，q為同軸電路初始儲能， 是開端處擴(kuò)散在外部被測介質(zhì)中的雜散電容，A表示與電路有關(guān)的輸出率，則上 圖的線性雙電容模型可表示為：
[0025] 通過變形：
[0026]
[0027] 其中：調(diào)表示介電特性值，·:是角頻率，。.
表示反射系數(shù)，讓 表示反射弧度。
[0028] 所述信號處理單元3采用混合專家算法和Madaline線性神經(jīng)網(wǎng)整合的方法來處 理微波接收天線的信號。
[0029] Madaline線性網(wǎng)絡(luò)接收MOE傳遞的人體正常范圍之間的數(shù)據(jù)信息和GG，根據(jù)血糖 檢測模型、檢測精度，按介電特性值W進(jìn)行線性逼近，計(jì)算出相應(yīng)精度的血糖濃度值