本申請(qǐng)涉及血糖檢測(cè)，尤其涉及一種近紅外無創(chuàng)血糖檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

1、常規(guī)近紅外無創(chuàng)血糖檢測(cè)技術(shù)的探測(cè)端通常采用硅探測(cè)器，其光譜響應(yīng)范圍通常是400-1100nm，在700-900nm之間的響應(yīng)度最高，對(duì)長(zhǎng)于900nm的光響應(yīng)能力急劇下降。而血糖在近紅外波段的吸收特征峰大約在950-1000nm，處于硅探測(cè)器響應(yīng)較弱的區(qū)域，這就導(dǎo)致硅探測(cè)器難以精準(zhǔn)捕捉到與血糖濃度相關(guān)的光信號(hào)變化。

2、而基于iii-v族和ii-vi族半導(dǎo)體的光電探測(cè)器雖然在近紅外波段具有優(yōu)異的光電轉(zhuǎn)換性能，但iii-v族和ii-vi族材料（如ingaas）外延生長(zhǎng)工藝要求嚴(yán)格，襯底昂貴，導(dǎo)致制造成本遠(yuǎn)高于硅基器件，并且一些iii-v族和ii-vi族材料具有毒性，會(huì)帶來環(huán)境污染和生物安全問題，進(jìn)一步限制了其在醫(yī)療和消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品中的廣泛應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N近紅外無創(chuàng)血糖檢測(cè)裝置，能夠精準(zhǔn)捕捉血糖相關(guān)光信號(hào)變化，減少檢測(cè)誤差；并且成本相比iii-v族和ii-vi族更低，不存在毒性問題。

2、本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種近紅外無創(chuàng)血糖檢測(cè)裝置，包括led模塊和依次連接的探測(cè)模塊、信號(hào)提取模塊、特征提取模塊和濃度計(jì)算模塊；探測(cè)模塊為鍺光電探測(cè)器；

3、led模塊和探測(cè)模塊以預(yù)設(shè)手指厚度對(duì)應(yīng)設(shè)置；led模塊用于發(fā)射預(yù)設(shè)波長(zhǎng)的光信號(hào)；預(yù)設(shè)波長(zhǎng)的取值范圍為950納米到1000納米；

4、探測(cè)模塊用于將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并發(fā)送至信號(hào)提取模塊；

5、信號(hào)提取模塊用于提取電信號(hào)中的血糖有效信號(hào)，并發(fā)送至特征提取模塊；

6、特征提取模塊用于提取血糖有效信號(hào)中的血糖特征信息，并發(fā)送至濃度計(jì)算模塊；

7、濃度計(jì)算模塊用于根據(jù)血糖特征信息計(jì)算得到血糖濃度值。

8、進(jìn)一步的，該裝置還包括顯示模塊；

9、濃度計(jì)算模塊還用于將計(jì)算得到的血糖濃度值發(fā)送至顯示模塊；

10、顯示模塊用于顯示接收到的血糖濃度值。

11、進(jìn)一步的，探測(cè)模塊為分布式布拉格反射鏡增強(qiáng)型的鍺光電探測(cè)器。

12、進(jìn)一步的，鍺光電探測(cè)器包括依次疊加的襯底層、分布式布拉格反射鏡層、第一鍺接觸層、鍺本征吸收層和第二鍺接觸層。

13、進(jìn)一步的，鍺光電探測(cè)器包括依次疊加的襯底層、多氧化物層、第一鍺接觸層、鍺量子阱本征吸收層和第二鍺接觸層。

14、進(jìn)一步的，分布式布拉格反射鏡層為預(yù)設(shè)周期數(shù)量的周期性結(jié)構(gòu)；單個(gè)周期包括第一反射層和疊加于第一反射層之上的第二反射層；第一反射層的折射率小于第二反射層。

15、進(jìn)一步的，預(yù)設(shè)周期數(shù)量大于等于3；第一反射層為氧化硅層；第二反射層為硅層。

16、進(jìn)一步的，預(yù)設(shè)周期數(shù)量大于等于5；第一反射層為氧化硅層；第二反射層為氮化硅層。

17、進(jìn)一步的，多氧化物層為氧化硅層、四乙氧基硅烷?和氧化鋁構(gòu)成的非周期性堆疊結(jié)構(gòu)。

18、進(jìn)一步的，第一鍺接觸層為n型鍺接觸層，第二鍺接觸層為p型鍺接觸層；或者第一鍺接觸層為p型鍺接觸層，第二鍺接觸層為n型鍺接觸層。

19、進(jìn)一步的，第一反射層的厚度為168納米，第二反射層的厚度為69.6納米。

20、進(jìn)一步的，第一反射層的厚度為168納米，第二反射層的厚度為122納米。

21、進(jìn)一步的，信號(hào)提取模塊對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大處理和濾波處理，得到血糖有效信號(hào)。

22、進(jìn)一步的，濃度計(jì)算模塊用于將血糖特征信息輸入濃度計(jì)算模型中，得到血糖濃度值。

23、進(jìn)一步的，濃度計(jì)算模塊還用于獲取臨床血糖檢測(cè)樣本，并輸入機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到濃度計(jì)算模型。

24、綜上，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果至少包括：

25、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種近紅外無創(chuàng)血糖檢測(cè)裝置，將鍺光電探測(cè)器作為探測(cè)模塊，利用了鍺光電探測(cè)器在血糖吸收特征峰950-1000nm附近具有更好的響應(yīng)能力，能精準(zhǔn)捕捉血糖相關(guān)光信號(hào)變化，減少檢測(cè)誤差。并且鍺系材料相比較iii-v族和ii-vi族探測(cè)器展現(xiàn)出更好的成本優(yōu)勢(shì)，具有更簡(jiǎn)單制備工藝和相對(duì)低廉原材料成本，可滿足大規(guī)模、低成本醫(yī)療檢測(cè)需求，利于開發(fā)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的血糖檢測(cè)設(shè)備。且鍺材料具有較好的環(huán)境穩(wěn)定性和生物安全性，無部分iii-v族和ii-?vi族材料的毒性問題，更適合醫(yī)療和消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品廣泛應(yīng)用。

技術(shù)特征：

1.一種近紅外無創(chuàng)血糖檢測(cè)裝置，其特征在于，包括led模塊和依次連接的探測(cè)模塊、信號(hào)提取模塊、特征提取模塊和濃度計(jì)算模塊；所述探測(cè)模塊為鍺光電探測(cè)器；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近紅外無創(chuàng)血糖檢測(cè)裝置，其特征在于，還包括顯示模塊；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近紅外無創(chuàng)血糖檢測(cè)裝置，其特征在于，所述分布式布拉格反射鏡層為預(yù)設(shè)周期數(shù)量的周期性結(jié)構(gòu)；單個(gè)周期包括第一反射層和疊加于所述第一反射層之上的第二反射層；所述第一反射層的折射率小于所述第二反射層。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的近紅外無創(chuàng)血糖檢測(cè)裝置，其特征在于，所述預(yù)設(shè)周期數(shù)量大于等于3；所述第一反射層為氧化硅層；所述第二反射層為硅層。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的近紅外無創(chuàng)血糖檢測(cè)裝置，其特征在于，所述預(yù)設(shè)周期數(shù)量大于等于5；所述第一反射層為氧化硅層；所述第二反射層為氮化硅層。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近紅外無創(chuàng)血糖檢測(cè)裝置，其特征在于，所述多氧化物層為氧化硅層、四乙氧基硅烷?和氧化鋁構(gòu)成的非周期性堆疊結(jié)構(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近紅外無創(chuàng)血糖檢測(cè)裝置，其特征在于，所述第一鍺接觸層為n型鍺接觸層，所述第二鍺接觸層為p型鍺接觸層；

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的近紅外無創(chuàng)血糖檢測(cè)裝置，其特征在于，所述第一反射層的厚度為168納米，所述第二反射層的厚度為69.6納米。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的近紅外無創(chuàng)血糖檢測(cè)裝置，其特征在于，所述第一反射層的厚度為168納米，所述第二反射層的厚度為122納米。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近紅外無創(chuàng)血糖檢測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)提取模塊對(duì)所述電信號(hào)進(jìn)行放大處理和濾波處理，得到所述血糖有效信號(hào)。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的近紅外無創(chuàng)血糖檢測(cè)裝置，其特征在于，所述濃度計(jì)算模塊用于將所述血糖特征信息輸入濃度計(jì)算模型中，得到所述血糖濃度值。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的近紅外無創(chuàng)血糖檢測(cè)裝置，其特征在于，所述濃度計(jì)算模塊還用于獲取臨床血糖檢測(cè)樣本，并輸入機(jī)器學(xué)習(xí)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到所述濃度計(jì)算模型。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)屬于血糖檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種近紅外無創(chuàng)血糖檢測(cè)裝置，包括LED模塊和依次連接的探測(cè)模塊、信號(hào)提取模塊、特征提取模塊和濃度計(jì)算模塊；探測(cè)模塊為鍺光電探測(cè)器；LED模塊用于發(fā)射預(yù)設(shè)波長(zhǎng)的光信號(hào)；探測(cè)模塊用于將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并發(fā)送至信號(hào)提取模塊；信號(hào)提取模塊用于提取電信號(hào)中的血糖有效信號(hào)，并發(fā)送至特征提取模塊；特征提取模塊用于提取血糖有效信號(hào)中的血糖特征信息，并發(fā)送至濃度計(jì)算模塊；濃度計(jì)算模塊用于根據(jù)血糖特征信息計(jì)算得到血糖濃度值。本申請(qǐng)能夠精準(zhǔn)捕捉血糖相關(guān)光信號(hào)變化，減少檢測(cè)誤差；并且成本相比III?V族和II?VI族更低，不存在毒性問題。

技術(shù)研發(fā)人員：亨利·H·阿達(dá)姆松,李青峰,戚璇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15