一种反射式无创血糖检测仪制造技术

本发明专利技术公开了一种反射式无创血糖检测仪，包括检测模块，数据处理系统，存储单元和显示单元；数据处理系统，存储单元和显示单元集合在一壳体内设在检测仪的顶部，检测模块设在检测仪的底部，检测模块和壳体之间设有腕带连接，腕带内设有电源线和信号线，实现检测模块和壳体内各模块的数据通信。本发明专利技术是基于光学法检测血糖浓度的检测仪，可在一段时间内实现快速准确的无创血糖检测所必须的各个生理参数，包括人体血氧饱和度， 脉率以及血糖浓度等，在简化血糖检测算法的同时，提高检测的灵敏度，且方便快捷，非常适合家庭使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及血糖检测仪，具体是一种可穿戴的反射式无创血糖检测仪。
技术介绍
糖尿病是一组以高血糖为特征的代谢性疾病。高血糖则是由于胰岛素分泌缺陷或其生物作用受损，或两者兼有引起。患有糖尿病时长期存在的高血糖，导致各种组织，特别是眼、肾、心脏、血管、神经的慢性损害、功能障碍。目前而言，较为有效的控制治疗糖尿病的方法是通过频繁的检测血糖值和注射胰岛素来对血糖浓度进行严格地控制，从而抑制由糖尿病导致的并发症，减轻糖尿病患者的痛楚。因此，定期对患者进行血糖值检测意义非常重大。目前检测血糖的方法分为有创、微创和无创的方法。有创和微创的检测方法均具有不同程度的组织入侵性，而血糖的检测是一段时间内的连续测量，这对患者来说带来了较大的痛楚，并且有感染的危险。而且检测费用较高，所以局限性较大。目前市场上的血糖仪主要分为电化学法和光学法两大类。电化学法是根据人体表面的渗出液来间接测量血糖浓度，但是使用成本高。并且，由于组织或血浆中其他成分的影响，以及传感器对表皮的低穿透性，电化学传感器只能在有限的范围内使用。光学法利用血糖对光参数的调制，实现对血糖浓度的测量。由于光容易收到外界因素的影响和干扰，个体影响因素非常大，导致测量精度低，因而就目前来说，光学法还处于理论研宄阶段，还没有成熟的算法和模型出现。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种反射式无创血糖检测仪，是基于光学法检测血糖浓度的检测仪，可在一段时间内实现快速准确的无创血糖检测所必须的各个生理参数，包括人体血氧饱和度，脉率以及血糖浓度等，在简化血糖检测算法的同时，提高检测的灵敏度，且方便快捷，非常适合家庭使用。实现本专利技术目的的技术方案是: 一种反射式无创血糖检测仪，包括检测模块，数据处理系统，存储单元和显示单元；数据处理系统，存储单元和显示单元集合在一壳体内设在检测仪的顶部，检测模块设在检测仪的底部，检测模块和壳体之间设有腕带连接，腕带内设有电源线和信号线，实现检测模块和壳体内各模块的数据通信。所述的检测模块包括热电堆红外传感器，两个温湿度传感器以及一个光反射器；热电堆红外传感器设在底部模块的中间，第一温湿度传感器和光反射器分别设置在热电堆红外传感器的两端，并与腕带的被测部位靠接；第二温湿度传感器设在热电堆红外传感器的下方。所述壳体内的数据处理系统包括系统控制主电路模块，控制开关和供电模块；存储单元和显示单元分别与系统控制主电路模块连接；显示单元和控制开关设置在壳体的表面；供电模块和系统控制主电路模块设置在显示单元和控制开关的下方，分别用于检测仪的供电以及处理检测模块信号线传输过来的信号，并将这些信号通过软件滤波处理后，通过预先设定的算法找到这些信号之间的相互关系，最后拟合出测定的曲线，计算出血糖值。所述的腕带上设有通风孔。所述的控制开关主要起控制作用，实现检测仪的开关，数据保存，波形记录以及日期的更改等操作。所述的两个温湿度传感器，分别测得人体被测部位的温湿度和环境温湿度，通过滤波放大电路和A/D转换电路后输入数据处理系统。所述的热电堆红外传感器测得被测部位的辐射信号，通过放大滤波电路和A/D转换电路后输入数据处理系统。所述的数据处理系统将处理所得的血糖值显示在显示单元上，将该血糖值与存储单元中个人血糖数据库记载的以前时段的多个血糖值相联系，绘制个人血糖曲线，同时处理器调用健康血糖数据库中相应时段的血糖数据，绘制参考血糖曲线，将所述血糖值，血糖曲线和参考血糖曲线显示在显示单元上，同时更新存储单元中各数据库的相关参数。所述的光反射器将660nm波长的红光和940nm波长的红外光这两个LED灯和光电晶体管集成在一个封装，将其采集到的信号通过信号放大电路，滤波电路以及A/D转换电路后输入数据处理系统。检测时不用夹住被测部位，只需要佩戴本仪器，光反射器靠近手腕动脉就可以测量，通过测量反射光的吸收光谱就可以达到目的，解决了有创和微创测量时的痛楚。通过光反射器提取到稳定干净的光电容积脉搏波信号，从光电容积脉搏波中可以提取脉率和血氧饱和度等参数。人体周期变化的物质基础与葡萄糖有很大关系。作为主要能源物质的葡萄糖在血液中的浓度的变化，相应的会引起人体代谢的变化，进而影响到体温等生理参数的变化。由此，本专利技术血糖检测仪通过测量人体手腕动脉处的氧容量和代谢产生的热量来估算血糖含量的能量守恒法。通过研宄得出血糖浓度和人体代谢热量、血氧饱和度和脉率具有一定的函数关系，通过确定这一函数关系确定血糖浓度。为了得到血糖浓度和各个测量参量之间的函数关系，本专利技术采用了偏最小二乘法的数据分析方法。偏最小二乘法是一种新型的多元统计数据分析方法，是基于因子分析的多变量校正方法，其数学基础为主成分分析。偏最小二乘回归是对多元线性回归模型的一种扩展，多元线性回归模型为了处理更复杂的数据分析问题，偏最小二乘回归产生的权重矩阵反映的是预测变量与响应变量之间的协方差。本专利技术利用偏最小二乘法将血糖浓度矩阵Y和相应的量测响应矩阵X同时进行主成分分解:X=TP+EY=UQ+F 式中T和U分别为X和Y的得分矩阵，而P和Q分别为X和Y的载荷矩阵，E和F分别为运用偏最小二乘法去拟合矩阵X和Y时所引进的误差。以矩阵Y的列去计算矩阵X的因子，同时，矩阵Y的因子则由矩阵X的列去预测。分解得到的T和U矩阵分别是除去了大部分测量误差的响应和浓度的信息。偏最小二乘法就是利用各列向量相互正交的特征响应矩阵T和特征浓度矩阵U进行回归:U=TB 得到回归系数矩阵，又称关联矩阵B:B= (TtT-1) Τ?。偏最小二乘法的校正步骤包括对矩阵Y和矩阵X的主成分分解以及对关联矩阵B的计算。使用本专利技术血糖检测仪测量时，只需将仪器佩戴于手腕，其内含传感器的部位靠接于手臂内侧即可。所述的光反射器集成了红光和红外光双波长LED (波长分别为660nm和940nm)和光电晶体管，属于反射式检测器件。所述的热电堆红外传感器，两片温湿度传感器以及一片集成了红光和红外光以及光电晶体管的光反射器设置于装置的底部，并且在待测部位动脉周围排布。实行信号与电源分离、正负电源分离、输出信号线双绞排布，提高了系统的抗干扰能力，降低了系统的电磁耦合干扰。本专利技术血糖检测仪可实现多参数检测，一段时间内可同时检测被测位置的温湿度，被测部位辐射温度、环境辐射温度、环境温湿度、红外接收波波形等参数。本专利技术血糖检测仪可快捷方便的使用于无创伤检测多种生理参数，包括人体血氧饱和度，脉率以及血糖浓度等，方便快捷，便于携带，非常适合家庭使用。本专利技术血糖检测仪和现有的技术相比，具有以下优点: 1、本专利技术是一种可穿戴的腕式血糖检测仪器，便于携带和使用。2、本专利技术直接利用光反射器对被测部位光强变化进行检测，间接达到对血糖浓度的检测，测量方法简单方便。3、本专利技术采用了光反射器实现反射式血糖检测，克服了传统的透射式检测生理参数设备受人体部位的局限这一缺点。4、本专利技术考虑了各个传感器以及其他器件的工作发热状态不仅影响设备的器件的寿命，同时对检测量造成的干扰，进而影响整个仪器的精度，在腕带上设置了多个通风孔，便于散热，提高仪器的可靠性。【附图说明】图1是本专利技术血糖检测仪的立体图； 图2是本专利技术血糖检测仪的剖面图；当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反射式无创血糖检测仪，其特征在于：该血糖检测仪包括检测模块，数据处理系统，存储单元和显示单元；数据处理系统，存储单元和显示单元集合在一壳体内设在检测仪的顶部，检测模块设在检测仪的底部，检测模块和壳体之间设有腕带连接，腕带内设有电源线和信号线，实现检测模块和壳体内各模块的数据通信；所述的检测模块包括热电堆红外传感器，两个温湿度传感器以及一个光反射器；热电堆红外传感器设在底部模块的中间，第一温湿度传感器和光反射器分别设置在热电堆红外传感器的两端，并与腕带的被测部位靠接；第二温湿度传感器设在热电堆红外传感器的下方；所述壳体内的数据处理系统包括系统控制主电路模块，控制开关和供电模块；存储单元和显示单元分别与系统控制主电路模块连接；显示单元和控制开关设置在壳体的表面；供电模块和系统控制主电路模块设置在显示单元和控制开关的下方，分别用于检测仪的供电以及处理检测模块信号线传输过来的信号，并将这些信号通过软件滤波处理后，通过预先设定的算法找到这些信号之间的相互关系，最后拟合出测定的曲线，计算出血糖值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈真诚，朱健铭，苏大明，梁永波，甘永进，殷世民，韩国成，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西;45