一种便携式拉曼光谱无创伤血糖仪制造技术

本发明专利技术“一种便携式拉曼光谱无创伤血糖仪”，其技术领域属于无损检测技术的无创伤血糖医疗测量仪器。在符合国家规定的前提下，在保证自主研发便携式系列血糖仪具有携带方便、使用简洁，测量算法精确等特点的基础上，采用基于拉曼光谱检测的无创伤、不易感染、无污染、检测快速等优点便携式检测血糖的测试仪。

【技术实现步骤摘要】

医疗测量仪器一无损检测技术的无创伤医疗测量仪器。
技术介绍
根据2010年的调查，我国目前有糖尿病患者9200万人，糖尿病前期患者I. 48亿人，糖尿病成为严重影响我国公共卫生的主要问题之一。而在血糖的监测领域，我国仅有I.5%的糖尿病患者有自己的血糖监测仪，而欧美国家90%以上的糖尿病患者都有自己的便携式血糖监测仪。目前我国血糖仪产品市场主要由美国强生、德国罗氏等国外品牌所占领，国产品牌仅仅占有不到10%左右的市场份额，且大多数国产品牌的血糖仪和相应的配套试纸插件都存在不同程度上的配合问题。 我国便携医疗电子产品的出现和推广，源于家庭医疗护理的兴起、消费者对自身健康关注度的增加，以及个人消费者对医疗保健和简单诊断产品的需求。一方面，我国人口老龄化加剧、人们生活水平提高及医疗服务需求增加等因素促使传统医疗方式的变革，便携化和智能化管理成为了影响医疗电子产业市场的关键和必须。另一方面，在快速处理计算、高精度模数转换和不断创新的医学电子测量方法等科学技术进步的带动下，医疗电子产品逐渐走向便携式、小型化和精确化。比如便携式小型血糖仪在提高操作简便化和智能化的同时，更要求通过高精度的算法测量，获得准确血糖值测量结果。目前医院采用的精确血糖测量仪器是血糖生化仪，方法是通过抽静脉血后用离心机分离血液得到血浆，血浆通过与葡萄糖氧化酶反应氧化葡萄糖后产生过氧化氢，通过测定过氧化氢的多少，从而得出血糖含量。生化仪的优点主要是测量非常精确，缺点是测量时间慢，通常第二天才能得到结果；用血量多，通常要3000 5000微升；操作复杂，只有受过专业培训的人才能操作；机器价格昂贵，只有部分医院才有配备。本方法考虑采用基于拉曼光谱检测的无创伤、便携式检测血糖的系统。文件[I]中采用近红外方法无创式检测血糖，但面临红外光谱对其血糖变化不那么灵敏，其精度较低，但可预见无创式血糖仪的可能性。文件[2]中，可以看出拉曼光谱无损检测技术在应用上的成熟。文件[3]介绍了本征拉曼光谱血液分析血糖技术，验证了拉曼光谱检测血糖的可行性和优势，但处于实验室研究阶段，不适于便携式及常规环境下使用。对比文件 [1]无创式近红外电子血糖仪北京北新智诚知识产权代理有限公司申请专利CN201295231 [2]拉曼光谱无损检测技术在医学上的应用数理医药学杂志赵亚佩程宁2011年第24卷第5期 [3]本征拉曼光谱血液分析技术研究光散射学报蔡红星肖亚飞郑峰刘春雨王正明2007年12月第19卷第四期
技术实现思路
I.要解决的技术问题(即原“专利技术目的”) 在检测糖尿病患者血糖的专利技术中，旨在利用无创血糖检测技术的检测快速，无创伤，不易感染、无污染等优点，采用拉曼光谱分析方法，专利技术一种无需取血的无创伤、精度高便携式血糖测试仪。2.技术方案(方法说明) 利用激光二极管作为拉曼光谱的激发源，利用光纤进行传递，通过一个滤波片，滤除其他波长杂光，只让激光波长通过.再通过反远距系统控制光斑的大小，再通过一个开孔的平面镜，此时光斑照到皮肤上，得到拉曼散射光，将拉曼散射光通过平面镜进行光路转折，再利用菲涅尔透镜进行光斑会聚，再通过一个滤波片滤去一段频率的光斑，再通过耦合的光纤束，照射到电荷耦合器件(CCD)，进行光电转换，利用数字信号处理(DSP)进行数据处理与计算，最后显示所测血糖值。 ( I)拉曼光谱测量血糖方法利用拉曼光谱无创血糖测量的原理是利用近红外激光脉冲与人体组织间的相互热作用而测量温度变化从而反映人体组织成分的一种方法。首先将近红外激光脉冲射入人体，人体组织的内部结构会由于不同种成分的分子对光的吸收作用不同而导致细微的局部变热，当温度持续升高引起快速的热膨胀后，放置于组织表面的温度和压力传感器就能检测到超声压力波，即光声信号。利用不同组织成分散发出的光声信号的幅度与频率的不同关系就可以检测出组织内部某种特定成分的含量。当激光拉曼光谱作用于葡萄糖时会发生拉曼散射效应，即产生微弱的斯托克斯线(stokes line)和反斯托克斯线(antistokes line)。按照光量子理论，当入射光子和一个处于初态能级的分子作弹性碰撞后，光子与分子之间根据动量定理将发生能量交换，光子不仅会改变运动方向，还把一部分能量传递给被碰撞的分子，或从分子取得一部分能量用于本身的运动方向改变。由于拉曼散射光与瑞利散射光的频率之差(拉曼位移)和被撞分子的振动频率与所处能级有关，因此拉曼位移是表征物质分子振动与转动能级的一个物理量。激光拉曼光谱法就是利用该原理测得拉曼光谱的数据从而分析得到人体血液中葡萄糖的浓度。拉曼散射光谱是利用激光照射在皮肤后产生的非弹性散射，散射后光的频率产生频移来实现测量的。在理想条件下，拉曼谱线的强度与入射光的强度和样品分子的浓度成正比例关系。(2)检测部位的选择 不同个体，或同一个体身体上的不同位置，或不同时间血液在皮肤表层分布形态都可能产生变化.实际上，本征拉曼光谱的定量分析，基于血液组织机制中分子数量。这就是说要想测得葡萄糖浓度，采取一种能够确定采样体积的方法是十分必要的.为了获得类似等效的结果，需要有以下两个前提1)毛细血管与细胞间质中的成分浓度要与静脉血液中的成分具有很好的一致性，即有恒定的比例关系(经过试验研究，这一点已经被证明是实事，只不过二者之间存在4-10分钟的延时)；2)取样区域的体积需要通过某种方法来确定· 对于人的前臂皮肤结构可以被视为一个由表皮和真皮构成的双层结构，在表皮中含有大量的角蛋白而缺乏葡萄糖，而真皮中含有丰富的(I型)胶原蛋白并且包括间质流体和毛细血管血糖.因为角蛋白和胶原蛋白的这种空间分布特性，可以根据这两种成分的拉曼散射界面，并通过拉曼散射光谱信号的相对幅值来获得取样深度的信息，从而推算取样区域的体积，从而用来校正定标血液成分浓度分析. 检测过程中我们选择手臂作为检测位置，光在手臂组织内的传输特性。(见图)手射入手臂组织，忽略光在皮下组织层中的传递，则经手臂表面出射的光实际由三部分组成入射光在手臂表面的镜面反射光，直接由表皮层扩散反射出的光，达到真皮层后扩散反射出的光為 由于表层内不含有血管，皮肤组织中的血管都分布在真皮层中，因此在经皮测量血糖浓度时，只需要分析经过真皮后扩散反射出来的光谱下即可。拉曼光谱法进行葡萄糖浓度测量的理论依据是如公式所示的Beer-Lambert定 律，=ΣΦ)χ1 χ€ 式中a,为前臂皮肤对特定波长光的吸收度与/分别为入射光强度和透射光强度； 为第j种吸收物在对相对波长光的吸光系数；7为光在相应吸收物中的光程长为相应吸收物浓度。由该定律可知，前臂皮肤的吸光度与待测成分浓度之间具有很好的相关性，前臂皮肤成分的浓度变化会引起光谱特征吸收的变化。首先通过对光谱数据^和前臂皮肤的浓度C建立校正数学模型，具体可以分为定标和预测两个过程，定标过程是利用一定数量已知成分含量的样品组应用回归方法求出光谱参数与前臂皮肤成分浓度之间的关系式。预测过程就是将未知前臂皮肤成分浓度的光谱参数代入定标过程求得的公式，得出前臂皮肤的成分含量。以后的测量中，使用该校正数学模型，根据未知前臂皮肤的拉曼光谱数据儿即可预测得到待测成分的浓度C。(3)便携式拉曼光谱血糖仪结构 由光源、传导系统、滤波系统、接收系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
利用激光二极管作为拉曼光谱的激发源,利用光纤进行传递，通过一个滤波片,？滤除其他波长杂光，只让激光波长通过.再通过反远距系统控制光斑的大小，通过一个开孔的平面镜，此时光斑照到皮肤上，得到拉曼散射光。

【技术特征摘要】
1.利用激光二极管作为拉曼光谱的激发源，利用光纤进行传递，通过一个滤波片，滤除其他波长杂光，只让激光波长通过.再通过反远距系统控制光斑的大小，通过一个开孔的平面镜，此时光斑照到皮肤上，得到拉曼散射光。2.拉曼散射光...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：江苏学府医疗科技有限公司，江苏大学，
类型：发明
国别省市：