一种用于腕部的微波S21解包裹相位无损检测血糖浓度的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于腕部的微波S21参数的解包裹相位无损检测血糖浓度的方法。本发明专利技术首先要在人体手腕部位固定一对超宽带贴片天线；将天线与矢量网络分析仪连接起来，校准并发射一个超宽带信号；对被试者进行口服葡萄糖耐量实验，并保存实验中探测到的S21参数的相位以及家用血糖仪测得的血糖值；读取矢量网络分析仪探测到的不同时间的人体血糖的S21参数的相位，并进行解包裹处理；选取一个频点观察S21参数的解包裹相位随时间的变化关系，并与商用血糖仪测得血糖随时间变化值进行对比，两者变化趋势一致，则证明可由S21参数解包裹相位的变化来探测人体血糖的变化。化来探测人体血糖的变化。

【技术实现步骤摘要】
一种用于腕部的微波S21解包裹相位无损检测血糖浓度的方法


[0001]本专利技术属于微波无损检测
，涉及一种血糖浓度检测方法。

技术介绍

[0002]糖尿病是一种以血液葡萄糖水平慢性增高为特征的终身性代谢疾病，其病程长易导致眼、肾、神经、心脏、血管等组织器官的功能衰退或病变。临床上通过抽取静脉血检测血糖水平，这种方法的检测结果最为标准，在日常生活中，糖尿病患者也可以采用家用血糖仪对指尖采血进行血糖检测。为了实时监测糖尿病患者的血糖水平，并降低患者采血的痛感与感染风险，可采用基于超宽带天线的微波无创血糖检测方法。其检测原理在于，当人体血液中葡萄糖浓度变化时，血液的介电特性也会随之变化，由超宽带天线发射的电磁波穿透介电特性不同的血液层时，得到的接收信号会有所差异。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种用于腕部的微波S21解包裹相位无损检测血糖浓度的方法。本方法检测的目标组织是人体手腕部位，通过比较微波的S21解包裹相位随时间变化关系和家用血糖仪测得的血糖浓度随时间变化关系，可估计患者的血糖水平。本专利技术的技术方案如下：一种用于腕部的微波S21解包裹相位来估计人体血糖水平的方法，包括下列步骤：（1）将一对超宽带贴片天线固定在人体手腕位置，利用其中一个天线发射超宽带信号，利用另一个天线接收穿过人体手腕部位的信号；（2）将天线与矢量网络分析仪连接起来，校准矢量网络分析仪，并设置发生一个超宽带信号；（3）对被试者进行口服葡萄糖耐量实验，在实验过程中，每间隔一定时间保存矢量网络分析仪测得的S21参数的相位，同时使用家用血糖仪对被试者进行有创血糖检测并进行记录；（4）读取采集自矢量网络分析仪探测的不同时间的人体血糖的S21参数的相位，进行解包裹处理，并画出S21的解包裹相位频域响应的波形图；（5）选取一个频点给出S21参数解包裹相位随时间变化图，并与家用血糖仪测得血糖随时间变化值进行对比，得出变化趋势一致的规律，证明S21参数解包裹相位的变化是由于血糖浓度变化引起的；
附图说明
[0004]图1测量装置图图2 不同时间的S21参数的解包裹相位图3 在1.2
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1.4GHz频段，不同时间的S21解包裹相位放大图
图41.32GHz处S21参数解包裹相位与血糖浓度的关系
具体实施方式
[0005]下面结合附图和实例对本专利技术进行说明。
[0006]（1）人体血糖浓度变化时，血液部分的介电特性也会发生明显变化，例如，当人体血糖水平升高时，血液中的介电常数则会减小。由于人体手腕部位血管较为明显，将一对超宽带天线固定在人体手腕部位，通过观察微波电路S21参数解包裹相位的变化规律，可以实现对人体血糖的无创检测；（2）将天线与矢量网络分析仪连接起来，如图1所示，之后对矢量网络分析仪进行校准，并设置发射一个宽带信号，例如可发射一个带宽为100MHz
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3GHz的超宽带信号；（3）口服葡萄糖耐量实验前，被试者应禁食10
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16小时，并避免剧烈运动，实验自空腹状态起，每间隔一定时间保存矢量网络分析仪测得的S21参数的相位，同时使用家用血糖仪测量被试者的血糖浓度并进行记录；（4）读取矢量网络分析仪测得的S21参数的相位，对其进行解包裹处理，并绘制S21解包裹相位频域响应的波形图，如图2所示。为便于观察，可节选糖耐量实验开始之时以及第15分钟、第30分钟、第45分钟、第60分钟、第75分钟和第90分钟的S21解包裹相位，对某一频段内的S21相位的频域响应进行放大，如图3所示，选取1.2GHZ
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1.4GHz内的数据进行放大观察；（5）为探寻S21参数的解包裹相位与血糖浓度之间的关系，可绘制某个频点处S21参数解包裹相位随时间变化曲线图，并与家用血糖仪测得血糖浓度随时间变化曲线进行对比，例如图4所示，可选择1.32GHz处的数据进行观察，得出两者变化趋势一致的规律，证明S21参数解包裹相位的变化是由于血糖浓度变化引起的，即可通过微波电路S21参数的解包裹相位表征人体血糖浓度的变化。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于腕部的微波S21解包裹相位无损检测血糖浓度的方法，本方法检测的目标组织是人体手腕部位，通过比较微波的S21解包裹相位随时间变化关系和家用血糖仪测得的血糖浓度随时间变化关系，可估计患者的血糖水平，本发明的技术方案如下：一种用于腕部的微波S21解包裹相位来估计人体血糖水平的方法，包括下列步骤：（1）将一对超宽带贴片天线固定在人体手腕位置，利用其中一个天线发射超宽带信号，利用另一个天线接收穿过人体手腕部位的信号；（2）将天线与矢量网络分析仪连接起来，校准矢量网络分析仪，并设置发生一个超...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖夏，杨晨希，王增祥，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：