无创毛细动脉血液组分浓度的监测方法及设备技术

无创毛细动脉血液组分浓度的监测方法及设备，所述方法包括如下步骤：（1）将入射光射向人体器官，分别采集入射光在脉搏波峰和波谷时透过人体器官的光强；（2）重复步骤（1），直至完成n+1+m束不同波长的入射光的入射；（3）将步骤（2）得到的数据带入公式1，得到联合方程组1；（4）通过方程组1得到n个毛细动脉血液组分浓度；（5）将步骤（4）中获取的n个毛细动脉血液组分浓度在显示屏上进行显示；（6）比对步骤（4）中获取的n个毛细动脉血液组分浓度是否在正常范围内，如否，则报警。本发明专利技术所述的方法解决了人体毛细动脉血液组分浓度的动态连续无创监测，可以准确地获取血液中的血糖，胆固醇，血脂，等的浓度，对预防相关疾病有着积极的意义。

【技术实现步骤摘要】
无创毛细动脉血液组分浓度的监测方法及设备
本专利技术属于血液组分浓度检测
，尤其涉及无创毛细动脉血液组分浓度的监测方法及设备。
技术介绍
随着社会进步和人民生活水平的提高，高血糖、高胆固醇、高血脂(三高)患者逐年增加。三高不仅给患者及其家庭带来了痛苦，而且也给国家和社会带来了沉重的负担。治疗这类疾病通常需要抽血检测血液中的血糖、胆固醇、血脂的浓度，从而确定与调整治疗药物的种类与用量。这种抽血检测方法会使患者感到疼痛，频繁的检测也增加了感染的风险，并且不能及时检测患者上述浓度指标的异常变化。特别是对糖尿病人，若因为饮食、药物、运动等不当造成的短时间血糖过低或过高，还会危及病人的生命安全。所以血糖连续监测成为糖尿病患者护理最重要的组成部分。相较于传统单点式血糖检测技术,若能实现连续无创血糖监测，就有望与智能胰岛素递送系统相结合,形成一个封闭循环反馈控制的胰岛素自动释放系统,创造出一个仿生的“人工胰腺”器官,为糖尿病患者带来全方位的监测护理。虽然世界各国进行了大量的包括血糖在内的无创连续监测方面的研发，截止目前仍然没有完全无创的产品面世。人体血糖的动态连续无创监测仍属于一大世界难题。准确地无创连续监测血液中的血糖、胆固醇、血脂的浓度对及早发现及预防这类疾病，具有十分积极的意义。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种检测简便、快速的无创毛细动脉血液组分浓度的监测方法及设备。为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下的技术方案：无创毛细动脉血液组分浓度的监测方法，依次包括如下步骤：(1)将入射光射向人体器官，分别采集入射光在脉搏波峰和波谷时透过人体器官的光强；(2)重复步骤(1)，直至完成n+1+m束不同波长的入射光的入射，得到n+1+m束不同波长入射光在脉搏波峰和波谷时透过人体器官的光强；(3)将步骤(2)得到的数据带入公式1，得到联合方程组1；...……其中，Iλk,max，Iλk,min分别为波长为λk的入射光在脉搏波峰和波谷时透过人体器官的光强；Δl为毛细动脉血流在脉搏的波峰和波谷间进入测试光路的血液厚度；Ci为手指毛细动脉血液内组分i的成分浓度，其中，i为1～n；εi,λk为组分i对波长为λk的入射光的消光系数，其为常数；(4)用最小二乘法拟合得到方程组1中的n个毛细动脉血液组分的浓度与毛细动脉血流在入射光的脉搏波峰和波谷间进入测试光路的血液厚度。(5)将步骤(4)中获取的n个毛细动脉血液组分浓度在显示屏上进行显示；(6)比对步骤(4)中获取的n个毛细动脉血液组分浓度是否在正常范围内，如否，则报警。步骤(5)中n个毛细动脉血液组分浓度在显示屏上进行显示的方法为：以横轴为时间，纵轴为毛细动脉血液组分浓度进行显示。步骤(6)之后，返回步骤(1)进行毛细动脉血液组分浓度的连续监测。毛细动脉血液组分对应的消光系数的获取方法为：(1获取n+M个人体器官的n个毛细动脉血液组分的浓度，其中，M≥0；(2将入射光射向步骤(1中的某个人体器官，分别采集入射光在脉搏波峰和波谷时透过该人体器官的光强；(3重复步骤(2，直至完成n+1+m束不同波长入射光的入射，得到n+1+m束不同波长入射光在脉搏波峰和波谷时透过该人体器官的光强；(4重复步骤(2，(3，直至完成n+M个人体器官的n+1+m束不同波长入射光的入射，得到n+1+m束不同波长入射光在脉搏波峰和波谷时分别透过该n+M个人体器官的光强；(5将步骤(4得到的数据带入公式1，得到方程组2；………m≥0J＝1,2,…，n+MM≥0……方程组2；方程组2中的Iλk,max,j，Iλk,min,j分别为波长为λk的入射光在脉搏波峰和波谷时透过人体器官J的光强,Ci,j为第J个人体器官中血液组分i的浓度，Δlj为针对第J位人体器官的毛细动脉血流在脉搏波峰和波谷间流入测试光路的血液厚度；(6用最小二乘法拟合得到方程组2中的每个人体器官的n个毛细动脉血液组分对应的消光系数。毛细动脉血液组分对应的消光系数的获取方法的步骤中：步骤(1中已知不同浓度的毛细动脉血液组分的人数或人体模拟器官数人体器官数至少与需要获取浓度的毛细动脉血液组分的个数相同。毛细动脉血液组分对应的消光系数的获取方法的步骤中：步骤(1中已知浓度的毛细动脉血液组分为n+M个人体器官或人体模拟器官的毛细动脉血液中的人体器官包括人体模拟器官。毛细动脉血液组分对应的消光系数的获取方法的步骤中：步骤(1中已知浓度的毛细动脉血液组分为多个人的或多个人体模拟器官的毛细动脉血液中的。人体器官包括手指、脚趾、耳朵。利用上述无创毛细动脉血液组分浓度监测方法的监测设备包括光强传感器光采集单元，信号处理单元、显示单元、无线传输单元以及用户端，光采集单元光强传感器包括多波长光源、光强传感器以及设置于光源和光强传感器之间的人体器官容纳腔，光强传感器将接收到的光信号传输到信号处理单元，信号处理单元将毛细动脉血液组分的浓度信号传输到显示单元进行显示，同时，信号处理单元将毛细动脉血液组分的浓度信号通过无线传输单元传输到用户端。用户端包括手机和电脑。通过以上技术方案，本专利技术的有益效果为：通过本专利技术所述的方法可以实时进行人体血液多组分浓度，如血氧、血糖、胆固醇、血脂等的测试；不需要抽血测试，可以彻底实现无创测试；测试方法准确度高，可以实现监控功能。通过本专利技术所述的设备可以实现人体血液组分浓度的监测，使用方便，便于携带，同时监测准确度高。附图说明图1为入射光通过人体器官后，光强的变化示意图；图2为无创毛细动脉血液组分浓度监测设备原理图；图3为无创毛细动脉血液组分浓度监测设备结构示意图；图4为多波长光源结构示意图；图5为光强传感器结构示意图。具体实施方式无创毛细动脉血液组分浓度的监测方法，依次包括如下步骤：(1)将入射光射向人体器官，分别采集入射光在脉搏波峰和波谷时透过人体器官的光强。其中，入射光通过人体器官后，光强的变化如图1所示。其中，人体器官包括手指、脚趾、耳朵，选用手指、脚趾、耳朵中的任意一个即可，本实施例中，人体器官为手指。另外，本实施例中的人体器官可以为人体模拟器官。(2)重复步骤(1)，直至完成n+1+m束不同波长入射光的入射，得到n+1+m束不同波长入射光在脉搏波峰和波谷时透过人体器官的光强；其中，n与需要监测的毛细动脉血液组分的数量有关，当毛细动脉血液组分为血糖、胆固醇、血脂时，则有3个需要监测的毛细动脉血液组分，n为3，m≥0即可。(3)将步骤(2)得到的数据带入公式1，得到方程组1；其中，Iλ,max，Iλ,min分别为波长为λ的入射光在脉搏波峰和波谷时透过手指的光强；Δl为毛细动脉血流在脉搏波峰和波谷间进入测试光路的血液厚度；Ci为手指毛细动脉血液内组分i的成分浓度，其中，i为1～n；εi,λk为组分i对波长为λk的入射光的消光系数，其为常数，其中i为1～n。………本实施例中，毛细动脉血流在入射光的脉搏波峰和波谷间进入测试光路的血液厚度以及手指毛细动脉血液内组分i的组分浓度，均为未知数，则至少有n+1个未知数，而方程组1共有n+1+m个方程，可以实现以上n+1个未知数的求解。(4)用最小二乘法拟合得到联合方程组1中手指毛细动脉血液内组分i的成分浓度Ci与毛细动脉血流在入射光的脉搏波峰和波谷间进入测试光路的血液厚度，其中，i为1～n。(5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.无创毛细动脉血液组分浓度的监测方法，其特征在于：依次包括如下步骤：(1)将入射光射向人体器官，分别采集入射光在脉搏波峰和波谷时透过人体器官的光强；(2)重复步骤(1)，直至完成n+1+m束不同波长的入射光的入射，得到n+1+m束不同波长入射光在脉搏波峰和波谷时透过人体器官的光强；(3)将步骤(2)得到的数据带入公式1，得到联合方程组1；

【技术特征摘要】
1.无创毛细动脉血液组分浓度的监测方法，其特征在于：依次包括如下步骤：(1)将入射光射向人体器官，分别采集入射光在脉搏波峰和波谷时透过人体器官的光强；(2)重复步骤(1)，直至完成n+1+m束不同波长的入射光的入射，得到n+1+m束不同波长入射光在脉搏波峰和波谷时透过人体器官的光强；(3)将步骤(2)得到的数据带入公式1，得到联合方程组1；...……m≥0......方程组1；其中，Iλk,max，Iλk,min分别为波长为λk的入射光在脉搏波峰和波谷时透过人体器官的光强；Δl为毛细动脉血流在脉搏的波峰和波谷间进入测试光路的血液厚度；Ci为手指毛细动脉血液内组分i的成分浓度，其中，i为1～n；εi,λk为组分i对波长为λk的入射光的消光系数，其为常数；(4)用最小二乘法拟合得到方程组1中的n个毛细动脉血液组分的浓度与毛细动脉血流在入射光的脉搏波峰和波谷间进入测试光路的血液厚度。(5)将步骤(4)中获取的n个毛细动脉血液组分浓度在显示屏上进行显示；(6)比对步骤(4)中获取的n个毛细动脉血液组分浓度是否在正常范围内，如否，则报警。2.如权利要求1所述的无创毛细动脉血液组分浓度的监测方法，其特征在于：步骤(5)中n个毛细动脉血液组分浓度在显示屏上进行显示的方法为：以横轴为时间，纵轴为毛细动脉血液组分浓度进行显示。3.如权利要求2所述的无创毛细动脉血液组分浓度的监测方法，其特征在于：步骤(6)之后，返回步骤(1)进行毛细动脉血液组分浓度的连续监测。4.如权利要求3所述的无创毛细动脉血液组分浓度的监测方法，其特征在于：毛细动脉血液组分对应的消光系数的获取方法为：(1获取n+M个人体器官的n个毛细动脉血液组分的浓度，其中，M≥0；(2将入射光射向步骤(1中的某个人体器官，分别采集入射光在脉搏波峰和波谷时透过该人体器官的光强；(3重复步骤(2，直至完成n+1+m束不同波长入射光的入射...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁勇，丁大路，丁大威，江蓉芝，江小海，
申请(专利权)人：上海爱德赞医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31