基于丙酮传感器的血糖检测仪及其检测方法技术

本发明专利技术提供一种基于丙酮传感器的血糖检测仪及其检测方法，其中的血糖检测仪包括传感阵列检测单元，用于检测用户口中呼出气体的丙酮气体浓度，并将检测到的丙酮气体浓度的数据转换为电信号传输至信号采集处理电路；其中，在传感阵列检测单元中设置有具有ZnFe2O4与MoS2相掺杂的敏感薄膜的丙酮传感器；信号采集处理电路，用于对传感阵列检测单元输出的电信号进行滤波、放大处理；单片机微处理单元，用于确定用户的血糖含量。利用本发明专利技术，能够解决现有的血糖检测仪需要进行针刺取血进行检测血糖的问题，以实现对患者的无创伤糖尿病检测。

【技术实现步骤摘要】
基于丙酮传感器的血糖检测仪及其检测方法
本专利技术涉及血糖检测仪
，更为具体地，涉及一种基于丙酮传感器的血糖检测仪及其检测方法。
技术介绍
糖尿病是一种慢性病，它可能会引发中风、失明、心脏病、肾衰竭等。根据世界卫生组织的数据，世界范围内有4.22亿人口正在经受糖尿病的痛苦，并且，这一数字还在稳步增长。而且据相关报告指出，到2020年糖尿病或许将成为中国最为常见的慢性病。可见，家用血糖检测仪作为一种监测用户血糖实时情况、了解血糖变化趋势的产品，已逐渐成为糖尿病患者的必选之物。传统的家用血糖检测仪的检测方法主要分为两种：一种是电化学法，一种是光化学法。它们检测的基础都是酶反应，也都需要进行血液采样。这样的检测方式对部分患者来说，这种针刺取血是一个不小的刺激。因此，研制一种新型的、无创的家用血糖监测仪是血糖监测领域的重点。目前一些公司正在尝试通过检测人体汗液/体液/泪液中的葡萄糖水平来检测用户的血糖含量，也有一些公司正试图通过红外线侦测皮肤来测量实际葡萄糖分子散射或者吸收的光量从而确定血液中的血糖含量。前者技术的困难之处在于：人体本身的葡萄糖就比较少，且其无色、体积小、没有更多的特征，同时汗液/体液/泪液的其他成分在很大程度上会影响葡萄糖的监测；后者技术的困难之处在于：皮肤的反射率大小会影响测试结果，而且其它分子也能引起反射光的光强变化。据临床医学报导，糖尿病患者口腔中呼出的气体丙酮含量要高于正常人(丙酮含量均高于1.71ppm)，因此可以通过检测患者呼出气体中的丙酮含量来表征血糖含量。因此，本专利技术提供了一种基于丙酮传感器的血糖检测仪及其检测方法。专利
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于丙酮传感器的血糖检测仪及其检测方法，以解决现有的血糖检测仪需要进行针刺取血进行检测血糖的问题。本专利技术提供一种基于丙酮传感器的血糖检测仪，包括传感阵列检测单元、信号采集处理电路、单片机微处理单元；其中，传感阵列检测单元，用于检测用户口中呼出气体的丙酮气体浓度，并将检测到的丙酮气体浓度的数据转换为电信号传输至所述信号采集处理电路；其中，在传感阵列检测单元中设置有具有ZnFe2O4与MoS2相掺杂的敏感薄膜的丙酮传感器；信号采集处理电路，用于对传感阵列检测单元输出的电信号进行滤波、放大处理；单片机微处理单元，用于采用GA-LSSVM算法模型分别对训练样本数据中的丙酮气体浓度和所述传感阵列检测单元输出的电信号之间的映射关系以及丙酮气体浓度和血糖含量之间的映射关系进行训练学习，获取最优参数，并根据获取的最优参数与对所述信号采集处理电路处理后的电信号进行归一化处理的电信号，确定用户的血糖含量。此外，优选的方案是，还包括终端显示模块和蓝牙模块，其中，终端显示模块，用于显示单片机微处理单元获取的用户的血糖含量；蓝牙模块，用于将单片机微处理单元获取的用户的血糖含量传输到移动终端设备。此外，优选的方案是，还包括工作温度调整模块，其中，工作温度调理模块，用于检测调节血糖检测仪工作时的温度。。此外，优选的方案是，丙酮传感器包括硅基底、设置在硅基底的第一绝缘层、设置在第一绝缘层上方的加热层以及设置在加热层上方的第二绝缘层；其中，在硅基底中间设置有空腔；在第二绝缘层上设置有加热电极和测试电极。此外，优选的方案是，ZnFe2O4与MoS2相掺杂的敏感薄膜设置在第二绝缘层上；其中，ZnFe2O4与MoS2掺杂比例为1:10至1:1。此外，优选的方案是，在传感阵列检测单元中还设置有湿度传感器，其中，湿度传感器，用于检测用户呼出气体的湿度。本专利技术还提供一种基于丙酮传感器的血糖检测仪的检测方法，采用上述基于气体传感器的血糖检测仪进行检测，具体方法如下：工作温度调理模块将血糖检测仪调节至工作时所需要的温度；传感阵列检测单元通过具有ZnFe2O4与MoS2相掺杂的敏感薄膜的丙酮传感器检测用户口中呼出气体的丙酮气体浓度，并将检测到的丙酮气体浓度的数据转换为电信号传输至信号采集处理电路；信号采集处理电路对传感阵列检测单元输出的电信号进行滤波、放大处理，并传输至单片机微处理单元进行归一化处理；采用GA-LSSVM算法模型分别对训练样本数据中的丙酮气体浓度和传感阵列检测单元输出的电信号之间的映射关系以及丙酮气体浓度和血糖含量之间的映射关系进行训练学习，获取最优参数；将训练学习得到的最优参数传输至单片机微处理单元；根据最优参数和归一化处理后的电信号进行处理确定用户的血糖含量；用户的血糖含量通过蓝牙模块传输至移动终端设备。此外，优选的方案是，在采用GA-LSSVM算法模型分别对训练样本数据中的丙酮气体浓度和传感阵列检测单元输出的电信号之间的映射关系以及丙酮气体浓度和血糖含量之间的映射关系进行训练学习，获取最优参数的过程中，采用第一GA-LSSVM算法模型对训练样本数据中的丙酮气体浓度和传感阵列检测单元输出的电信号之间的映射关系进行训练学习，获得最优第一GA-LSSVM算法模型；第二GA-LSSVM算法模型对训练样本数据中的丙酮气体浓度和血糖含量之间的映射关系进行训练学习，获得最优第二GA-LSSVM算法模型。此外，优选的方案是，根据最优第一GA-LSSVM算法模型与归一化处理后的电信号，确定用户呼出气体的丙酮气体浓度。此外，优选的方案是，根据最优第二GA-LSSVM算法模型与用户呼出气体的丙酮气体浓度，确定用户的血糖含量。从上面的技术方案可知，本专利技术提供的基于丙酮传感器的血糖检测仪及其检测方法，通过传感阵列检测单元中的丙酮传感器来分析糖尿病患者口腔中丙酮成分的含量，以实现对患者的无创伤糖尿病检测。为了实现上述以及相关目的，本专利技术的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本专利技术的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本专利技术的原理的各种方式中的一些方式。此外，本专利技术旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。附图说明通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本专利技术的更全面理解，本专利技术的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：图1为根据本专利技术实施例的基于丙酮传感器的血糖检测仪结构示意图；图2为根据本专利技术实施例的丙酮传感器结构示意图；图3为根据本专利技术实施例的基于丙酮传感器的血糖检测仪的检测方法流程示意图。其中的附图标记包括：1、硅基底，2、第一绝缘层，3、加热层，4、第二绝缘层，5、敏感薄膜，6、测试电极，7、加热电极，8、空腔。在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。具体实施方式在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。针对前述提出的现有的丙酮传感器为针刺取血检测方式，本专利技术提供了一种基于丙酮传感器的血糖检测仪及其检测方法，以实现对患者的无创伤糖尿病检测。以下将结合附图对本专利技术的具体实施例进行详细描述。为了说明本专利技术提供的基于丙酮传感器的血糖检测仪，图1示出了根据本专利技术实施例的基于丙酮传感器的血糖检测仪结构。如图1所示，本专利技术提供的基于丙酮传感器的血糖检测仪100，包括：工作温度调理模块110、传感阵列检测单元120、信号采集处理电路130、单片机微处理单元140、终端显示模块150和蓝牙模块160。其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于丙酮传感器的血糖检测仪，包括传感阵列检测单元、信号采集处理电路、单片机微处理单元；其中，所述传感阵列检测单元，用于检测用户口中呼出气体的丙酮气体浓度，并将检测到的丙酮气体浓度的数据转换为电信号传输至所述信号采集处理电路；其中，在所述传感阵列检测单元中设置有具有ZnFe2O4与MoS2相掺杂的敏感薄膜的丙酮传感器；所述信号采集处理电路，用于对所述传感阵列检测单元输出的电信号进行滤波、放大处理；所述单片机微处理单元，用于采用GA‑LSSVM算法模型分别对训练样本数据中的丙酮气体浓度和所述传感阵列检测单元输出的电信号之间的映射关系以及丙酮气体浓度和血糖含量之间的映射关系进行训练学习，获取最优参数，并根据获取的最优参数与对所述信号采集处理电路处理后的电信号进行归一化处理的电信号，确定用户的血糖含量。

【技术特征摘要】
1.一种基于丙酮传感器的血糖检测仪，包括传感阵列检测单元、信号采集处理电路、单片机微处理单元；其中，所述传感阵列检测单元，用于检测用户口中呼出气体的丙酮气体浓度，并将检测到的丙酮气体浓度的数据转换为电信号传输至所述信号采集处理电路；其中，在所述传感阵列检测单元中设置有具有ZnFe2O4与MoS2相掺杂的敏感薄膜的丙酮传感器；所述信号采集处理电路，用于对所述传感阵列检测单元输出的电信号进行滤波、放大处理；所述单片机微处理单元，用于采用GA-LSSVM算法模型分别对训练样本数据中的丙酮气体浓度和所述传感阵列检测单元输出的电信号之间的映射关系以及丙酮气体浓度和血糖含量之间的映射关系进行训练学习，获取最优参数，并根据获取的最优参数与对所述信号采集处理电路处理后的电信号进行归一化处理的电信号，确定用户的血糖含量。2.如权利要求1所述的基于气体传感器的血糖检测仪，其中，还包括终端显示模块和蓝牙模块，其中，所述终端显示模块，用于显示所述单片机微处理单元获取的用户的血糖含量；所述蓝牙模块，用于将所述单片机微处理单元确定的用户的血糖含量传输到移动终端设备。3.如权利要求1所述的基于气体传感器的血糖检测仪，其中，还包括工作温度调整模块，其中，所述工作温度调理模块，用于检测调节血糖检测仪工作时的温度。4.如权利要求1所述的基于气体传感器的血糖检测仪，其中，所述丙酮传感器包括硅基底、设置在所述硅基底的第一绝缘层、设置在所述第一绝缘层上方的加热层以及设置在所述加热层上方的第二绝缘层；其中，在所述硅基底中间设置有空腔；在所述第二绝缘层上设置有加热电极和测试电极。5.如权利要求4所述的基于气体传感器的血糖检测仪，其中，所述ZnFe2O4与MoS2相掺杂的敏感薄膜设置在所述第二绝缘层上；其中，ZnFe2O4与MoS2掺杂比例为1:10至1:1。6.如权利要求1所述的基于气体传感器的血糖检测仪，其中，在所述传感阵列检测单元中还设置有湿度传感器，其中，所述湿度传感器，用于检测用户呼出气体的湿度。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙延娥，
申请(专利权)人：歌尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37