一种血糖检测装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种血糖检测装置及方法，该装置包括：第一测量信号发射模块，用于向人体某一部位发射第一测量信号；第一测量信号检测模块，用于检测获取经该人体部位反射回来的第一测量信号能量，以获得血糖信号；AD转换电路，用于筛选出与血糖分子相关的第一测量信号，得到与检测血糖浓度有关的有用信号，并将其转换为数字信号形式；数据处理单元，用于对获取的血糖信号，通过构建血糖系统的状态空间方程和观测方程，并结合系统噪声和观测噪声，采用拓展的卡尔曼滤波估计血糖值；MCU，用于实时控制其他模块，本发明专利技术利用拓展卡尔曼滤波估计技术，可对血糖信号实时估计血糖值，提高测量的准确度。

Blood sugar detecting device and detecting method thereof

The invention discloses a blood glucose detection device and a method thereof, the device comprises a first signal transmitting module for transmitting a first signal to a certain part of human body measurement; the first measurement signal detection module for detecting obtained by first measuring signal energy reflected back the parts of the body, in order to obtain the blood glucose signal; AD conversion circuit for the first selected measurement signals related to blood sugar molecules, obtain the useful signal associated with the detection of blood glucose concentration, and converted into digital signal; data processing unit, used to obtain the blood glucose signal, through the state space equation and the observation equation to construct glucose system, combined with the system noise and observation noise, by Calman the estimated value of blood sugar filter development; MCU, for the real-time control of other modules, to expand the Calman filter estimation using the invention. The blood glucose signal can be estimated in real time, and the accuracy of measurement can be improved.

【技术实现步骤摘要】
一种血糖检测装置及其检测方法
本专利技术涉及一种血糖检测装置及其检测方法，特别是涉及一种基于拓展卡尔曼滤波估计的血糖检测装置及其检测方法。
技术介绍
糖尿病是目前较为普遍的一种内分泌疾病，据世界卫生组织估计，至2025年世界上的糖尿病患者将达到近3亿的人数总量，这巨大的潜在驱动力致使许多研究人员，致力于研究更为先进的血糖监测技术，其中无创血糖检测技术更受青睐。无创血糖检测主要是通过各种传感器，从人体的皮肤表面获取各种微变的信号，继而通过特有的算法建立模型，间接得到相应的血糖浓度值。目前采用的连续血糖监测(ContinuousGlucoseMonitoring，CGM)设备，可以对血糖的浓度进行测量。但是，从CGM设备获取的数据通常伴随一些固有噪声和量化噪声，当这些噪声经过信号放大器扩大之后，将会对血糖浓度的预测降低准确性，同时也会对血糖决策报警起到误判作用。在以往的研究和专利中，对存在的物理干扰噪声，数据处理模块大多数利用单一的滤波器进行简单滤波，如维纳滤波，高通滤波。它们这种滤波方式完全抛弃了系统的状态和之前系统测量值的相关性，可能造成滤波后的值丢失固有成分的信息，致使最终的血糖浓度值偏高或偏低。
技术实现思路
为克服上述现有技术存在的不足，本专利技术之目的在于提供一种血糖检测装置及其检测方法，以利用拓展卡尔曼滤波估计技术，对血糖信号实时估计血糖值，提高测量的准确度。为达上述及其它目的，本专利技术提出一种血糖检测装置，包括：第一测量信号发射模块，用于向人体某一部位发射第一测量信号；第一测量信号检测模块，用于检测获取经该人体部位反射回来的第一测量信号能量，以获得血糖信号；AD转换电路，用于筛选出与血糖分子相关的第一测量信号，得到与检测血糖浓度有关的有用信号，并将其转换为数字信号形式；数据处理单元，用于对获取的血糖信号，通过构建血糖系统的状态空间方程和观测方程，并结合系统噪声和观测噪声，采用拓展的卡尔曼滤波估计血糖值；MCU，用于实时控制其他模块。进一步地，所述第一测量信号发射模块与第一测量信号检测模块通过一触摸分隔层向人体部位发射及检测第一测量信号。进一步地，该检测装置还包括放大滤波电路，连接于所述第一测量信号检测模块与AD转换电路之间，用于将所述第一测量信号检测模块输出的血糖信号进行放大滤波。进一步地，所述数据处理单元包括：观测结果获取模块，用于建立系统的状态空间模型，获取观测结果；预测估计模块，用于根据当前时刻的系统状态获取下一时刻的预测估计结果；校正模块，用于利用扩展卡尔曼滤波增益矩阵将所述观测结果获取模块的观测结果以及预测估计模块的预测估计结果结合获取最优估计的血糖估计值。进一步地，所述检测装置还包括数据存储单元，用于存储和记忆前期获取的信号数据以及用于训练学习的数据。进一步地，所述MCU为DSP处理单元。为达到上述目的，本专利技术还提供一种血糖检测方法，包括：步骤一，利用第一测量信号发射模块向人体某一部位发射第一测量信号，并利用第一测量信号检测模块检测经该人体部位反射回来的第一测量信号能量，以获得血糖信号；步骤二，筛选出与血糖分子相关的第一测量信号，经信号放大后得到与检测血糖浓度有关的有用信号，并将其转换为数字信号形式；步骤三，对获取的血糖信号，通过构建血糖系统的状态空间方程和观测方程，并结合系统噪声和观测噪声，采用拓展的卡尔曼滤波估计血糖值。进一步地，于步骤一中，所述第一测量信号发射模块与第一测量信号检测模块通过一触摸分隔层向人体部位发射及检测第一测量信号。进一步地，于步骤二之前还包括采用放大滤波电路对获取的血糖信号进行放大滤波的步骤。进一步地，步骤三进一步包括：建立系统的状态空间模型，获取观测结果；根据当前时刻的系统状态获取下一时刻的预测估计结果；利用扩展卡尔曼滤波增益矩阵将观测结果以及预测估计结果结合获取最优估计的血糖估计值。与现有技术相比，本专利技术为一种血糖检测装置及其检测方法通过利用拓展卡尔曼滤波方法，构造信号与噪声的状态空间模型，能更佳的利用测量信号之间的相关性，且去除相关的干扰噪声，准确地预测出血糖的生理参数，实现了一种基于物理信号的无创血糖检测装置。附图说明图1为本专利技术一种血糖检测装置的结构示意图；图2为本专利技术较佳实施例中数据处理单元104的细部结构图；图3为本专利技术具体实施例之血糖监测装置的架构图；图4为本专利技术一种血糖检测方法的步骤流程图；图5为本专利技术较佳实施例中步骤403的细部流程图；图6为本专利技术较佳实施例步骤403采用的拓展卡尔曼滤波方法的细节流程图。具体实施方式以下通过特定的具体实例并结合附图说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其它优点与功效。本专利技术亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本专利技术的精神下进行各种修饰与变更。本实施例中所述的第一测量信号包括所有可通过光电获得测量数据的测量信号，如近红外，电磁波，超声波，生物阻抗,以及其它物理信号。以近红外光源信号举例，“第一测量信号”指“近红外光源”，“第一测量信号发射模块”指“近红外光源发射模块，“第一测量信号检测模块”指“近红外光源检测模块”。作为本实施例的一种举例，近红外光源采集模块所获取的近红外光源数据包括一个或多个不同的近红外光源的光波谱。图1为本专利技术一种血糖检测装置的结构示意图。如图1所示，本专利技术一种血糖检测装置，包括：第一测量信号发射模块101、第一测量信号检测模块102、AD转换电路103、数据处理单元104以及MCU105。其中，第一测量信号发射模块101，用于向人体某一部位发射第一测量信号，在本专利技术较佳实施例中，第一测量信号发射模块101采用第一测量信号发射器向人体某一部位发射第一测量信号，这里采用手掌作为测量部位，即第一测量信号发射模块101采用第一测量信号发射器向手掌发射第一测量信号，由于手掌部位的表层组织含有大量的毛细血管，通过第一测量信号的照射，一部分测量信号会被吸收，而大部分的测量信号因为手掌的阻挡作用被反射回去；第一测量信号检测模块102，用于检测经该人体部位反射回来的第一测量信号能量，以获得血糖信号，在本专利技术较佳实施例中，第一测量信号检测模块102通过测量信号探测器接收反射的第一测量信号，通过测量信号探测器接收经手掌反射回来的第一测量信号能量，以红外光为例，第一测量信号介于可见光(Vis)和中红外(MIR)之间的电磁辐射波，可以连续改变一定范围内第一测量信号照射的频率，通过测量信号探测器接收经手掌反射回来的第一测量信号，然后间接的计算血糖分子吸收第一测量信号能量的总和，实现连续检测。较佳地，第一测量信号发射模块101与第一测量信号检测模块102通过一触摸分隔层向人体部位发射及检测测量信号，在本专利技术较佳实施例中，触摸分隔层是特别材料制成的玻璃层，不同于普通材料玻璃，第一测量信号经过玻璃层穿透到手掌，不会将测量信号散射出来，而是把测量信号的大部分能量聚集于手掌某部位，便于手掌组织吸收部分测量信号或反射信号，当进行血糖检测时，将触摸分隔层与手掌紧密接触，发射的第一测量信号可以尽量避免外部信号的干扰，且反射的测量信号与发射信号无相互干扰，本专利技术这种设计方式具有较高的抗干扰性，获取第一测量信号数据准确率较高。AD本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种血糖检测装置，包括：第一测量信号发射模块，用于向人体某一部位发射第一测量信号；第一测量信号检测模块，用于检测获取经该人体部位反射回来的第一测量信号能量，以获得血糖信号；AD转换电路，用于筛选出与血糖分子相关的第一测量信号，得到与检测血糖浓度有关的有用信号，并将其转换为数字信号形式；数据处理单元，用于对获取的血糖信号，通过构建血糖系统的状态空间方程和观测方程，并结合系统噪声和观测噪声，采用拓展的卡尔曼滤波估计血糖值；MCU，用于实时控制其他模块。

【技术特征摘要】
1.一种血糖检测装置，包括：第一测量信号发射模块，用于向人体某一部位发射第一测量信号；第一测量信号检测模块，用于检测获取经该人体部位反射回来的第一测量信号能量，以获得血糖信号；AD转换电路，用于筛选出与血糖分子相关的第一测量信号，得到与检测血糖浓度有关的有用信号，并将其转换为数字信号形式；数据处理单元，用于对获取的血糖信号，通过构建血糖系统的状态空间方程和观测方程，并结合系统噪声和观测噪声，采用拓展的卡尔曼滤波估计血糖值；MCU，用于实时控制其他模块。2.如权利要求1所述的一种血糖检测装置，其特征在于：所述第一测量信号发射模块与第一测量信号检测模块通过一触摸分隔层向人体部位发射及检测第一测量信号。3.如权利要求1所述的一种血糖检测装置，其特征在于：该检测装置还包括放大滤波电路，连接于所述第一测量信号检测模块与AD转换电路之间，用于将所述第一测量信号检测模块输出的血糖信号进行放大滤波。4.如权利要求1所述的一种血糖检测装置，其特征在于，所述数据处理单元包括：观测结果获取模块，用于建立系统的状态空间模型，获取观测结果；预测估计模块，用于根据当前时刻的系统状态获取下一时刻的预测估计结果；校正模块，用于利用扩展卡尔曼滤波增益矩阵将所述观测结果获取模块的观测结果以及预测估计模块的预测估计结果结合获取最优估计的血糖估计值。5.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志光，蓝伟杰，邓兴华，方百立，
申请(专利权)人：舒糖讯息科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44