一種基于微波的血糖測量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種血糖測量系統(tǒng)，尤其設(shè)及一種基于微波的無創(chuàng)血糖測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的檢測血糖的方法是從體內(nèi)穿刺抽取血液通過生化分析進(jìn)行，運(yùn)種有創(chuàng)的血 糖檢測技術(shù)可用于醫(yī)院臨床診斷和家庭健康保健，但由于需要抽血，該技術(shù)存在測量頻率 受限、容易造成不適、甚至感染的風(fēng)險，給糖尿病患者帶來不便，因此，開展新型的無創(chuàng)血糖 檢測技術(shù)的研究很具有十分重要的意義。目前無創(chuàng)血糖檢測方法主要有旋光法、光聲法、拉 曼光譜法、光散射系數(shù)法、紅外光譜法等。
[0003] 旋光法利用葡萄糖具有穩(wěn)定的偏光特性，通過測量透射光(或反射光）的偏轉(zhuǎn)角來 預(yù)測人體血糖濃度，該方法的缺點(diǎn)是偏轉(zhuǎn)角較小，測量難度大，同時因?yàn)槭菍θ搜蹨y量，患 者不易接收。光聲光譜測量方法利用近紅外激光脈沖與組織相互作用產(chǎn)生的光聲信號，通 過光聲信號的幅度與吸收系數(shù)之間的關(guān)系來檢測組織內(nèi)部某種成分的含量，該方法對組織 內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化較為敏感，因而對檢測器的要求較高。激光拉曼光譜法是根據(jù)當(dāng)激光作用 于葡萄糖時會發(fā)生拉曼散射的原理，利用拉曼光譜分析來得到葡萄糖的濃度，由于生物組 織的吸收和散射效應(yīng)，運(yùn)種信號檢測受其他生物大分子干擾嚴(yán)重，對體內(nèi)研究尚處于起步 階段。光散射系數(shù)法是一種新型的光學(xué)無創(chuàng)檢測技術(shù)，其是檢測空間分辨的擴(kuò)散反射光，并 計(jì)算人體組織簡化散射系數(shù)，通過追蹤簡化散射系數(shù)的變化來得到體內(nèi)成分含量的變化情 況。紅外光譜法也是通過紅外光譜分析技術(shù)處理后計(jì)算待測成分的濃度的原理，目前尚存 在測量條件選取、測量部位選擇、重疊光譜中提取微弱化學(xué)信息的方法等關(guān)鍵性問題需要 解決?，F(xiàn)有技術(shù)也有采用微波的無創(chuàng)血糖儀的研究，但由于微波測量過程中，其它因素對于 測量影響極大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：構(gòu)建一種基于微波的無創(chuàng)血糖測量系統(tǒng)，克服現(xiàn)有 技術(shù)外部因素對測量影響的技術(shù)問題。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：提供一種基于微波的血糖測量系統(tǒng)，包括微波收發(fā)單元、微 波探測單元、信號處理單元、輸出單元，所述微波收發(fā)單元包括微波發(fā)生模塊、微波接收模 塊，所述微波探測單元連接所述微波發(fā)生模塊和所述微波接收模塊，所述微波發(fā)生模塊經(jīng) 所述微波探測單元對待測血液發(fā)生微波信號，所述微波探測單元接收微波信號后傳送到所 述微波接收模塊接收，所述微波發(fā)生模塊發(fā)生頻率為IGHz至lOOGHz，所述信號處理單元根 據(jù)所述微波接收模塊接收的微波信號進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換處理，所述輸出單元根據(jù)所述信號處理 單元的處理輸出血糖測量值。
[0006] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述微波探測單元為微波收發(fā)天線、同軸電纜、波導(dǎo) 傳輸線中任意一種。
[0007] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述微波發(fā)生天線為多頻率微波天線陣列，所述多 頻率微波天線陣列發(fā)生不同頻率的微波。
[0008] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述信號處理單元根據(jù)所述微波接收模塊接收的微 波信號獲取介電特性值，根據(jù)該介電特性值得到血糖測量值。
[0009] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述信號處理單元根據(jù)所述微波接收模塊接收的微 波信號獲取微波信號的振幅和相位偏移。
[0010] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述信號處理單元根據(jù)獲取的微波信號振幅和相位 偏移與血糖的對應(yīng)關(guān)系確定待測血液的血糖值。
[0011] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：還包括設(shè)置在所述微波探測單元上的工作狀態(tài)檢測 傳感器。
[0012] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：還包括校正模塊，所述校正模塊根據(jù)所述工作狀態(tài) 檢測傳感器傳感的信息進(jìn)行校正。
[0013] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述微波探測單元間隔多次采集待測血液不同頻率 的血糖吸收信息。
[0014] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述微波收發(fā)天線包括微波發(fā)生天線和微波接收天 線，所述微波發(fā)生天線為微波發(fā)射天線陣列，所述微波接收天線為微波接收天線陣列，所述 微波發(fā)生天線陣列中的單個微波發(fā)射天線和所述微波接收天線陣列中的單個微波接收天 線依次間隔設(shè)置。
[0015] 本發(fā)明的技術(shù)效果是：構(gòu)建一種基于微波的血糖測量系統(tǒng)，包括微波收發(fā)單元、微 波探測單元、信號處理單元、輸出單元，所述微波收發(fā)單元包括微波發(fā)生模塊、微波接收模 塊，所述微波探測單元連接所述微波發(fā)生模塊和所述微波接收模塊，所述微波發(fā)生模塊經(jīng) 所述微波探測單元對待測血液發(fā)生微波信號，所述微波探測單元接收微波信號后傳送到所 述微波接收模塊接收，所述微波發(fā)生模塊發(fā)生頻率為IGHz至lOOGHz，所述信號處理單元根 據(jù)所述微波接收模塊接收的微波信號進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換處理，所述輸出單元根據(jù)所述信號處理 單元的處理輸出血糖測量值。本發(fā)明的基于微波的血糖測量系統(tǒng)，收集微波波譜信息，根據(jù) 波譜數(shù)據(jù)得到相應(yīng)的血糖值。測量過程中，采用多頻率微波天線陣列，所述多頻率微波天線 陣列發(fā)生不同頻率的微波，使微波無創(chuàng)血糖檢測過程中，減少外部因素的影響，得到不同頻 率下的血糖測量值，設(shè)備測量的精度和穩(wěn)定性得到了改善。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖2為本發(fā)明的同軸探頭電路圖。
[0018] 圖3為本發(fā)明MOE和MADALI肥整合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)一步說明。
[0020] 如圖1所示，本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】是：構(gòu)建一種基于微波的血糖測量系統(tǒng)，包括 微波收發(fā)單元1、微波探測單元2、信號處理單元3、輸出單元4,所述微波收發(fā)單元1包括微 波發(fā)生模塊11、微波接收模塊12,所述微波探測單元2連接所述微波發(fā)生模塊11和所述微 波接收模塊12,所述微波發(fā)生模塊11經(jīng)所述微波探測單元2對待測血液發(fā)生微波信號，所 述微波探測單元2接收微波信號后傳送到所述微波接收模塊12接收。所述微波發(fā)生模塊 11發(fā)生頻率為IGHz至lOOGHz，所述信號處理單元3根據(jù)所述微波接收模塊12接收的微波 信號進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換處理，所述輸出單元4根據(jù)所述信號處理單元3的處理輸出血糖測量值。 所述微波探測單元2為微波收發(fā)天線、同軸電纜、波導(dǎo)傳輸線中任意一種。
[0021] 具體實(shí)施例中，所述微波探測單元包括2微波發(fā)射天線21、微波接收天線22,所述 微波發(fā)射天線21連接所述微波發(fā)生模塊11，所述微波接收天線22連接所述微波接收模塊 12,所述微波發(fā)生模塊11經(jīng)所述微波發(fā)射天線21對待測區(qū)域發(fā)生微波信號，所述微波接收 天線21接收經(jīng)待測區(qū)域血液的微波信號后由所述微波接收模塊12接收。
[0022] 如圖1所示，本發(fā)明的具體實(shí)施過程是：所述微波發(fā)生模塊11發(fā)生頻率為IGHz至 lOOGHz，所述微波發(fā)生天線21為微波天線陣列，所述微波天線陣列發(fā)生微波，利用一束一 定頻率的微波傳過人體部分血管區(qū)域。所述微波接收天線22間隔幾次采集人體組織不同 頻率的血糖吸收信息到各自的通道，產(chǎn)生電信號，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，完成所述微波接收天線的 采樣。各通道光電傳感器陣列產(chǎn)生的電信號送到所述信號處理單元3,在所述信號處理單 元3中，送往多通道前置放大器進(jìn)行放大、濾波、積分處理，使信號達(dá)到檢測識別的幅度和 信噪比，再由A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號送到微處理 器進(jìn)行陣列信號的處理，最后輸出血糖值?；诟鞣N物質(zhì)有各自特殊的波譜吸收/反射特 性，利用血糖的波譜吸收/反射特性，就可W把它的波譜信息與血液中其他物質(zhì)信息區(qū)分 開來，同時，血糖溶液在微波的特定頻段，具有一定的吸收窗口和反射窗口，表明在運(yùn)些波 段范圍內(nèi)，通過對微波經(jīng)過血糖后的反射波譜/吸收波譜的測量，可W通過統(tǒng)計(jì)方法獲取 一定頻率下，其回波信號與血糖的對應(yīng)關(guān)系，通過對應(yīng)關(guān)系獲取血糖值。也可W根據(jù)其吸收 系數(shù)/反射系數(shù)對介電特性比較敏感，因此，最終可經(jīng)過算法執(zhí)行得出其對應(yīng)的血糖濃度 值。本專利技術(shù)方案為了克服微波無創(chuàng)血糖檢測中存在的難題，使微弱的波譜信號變化能 正確的體現(xiàn)人體血糖濃度，設(shè)計(jì)了多頻率微波血糖檢測傳感器陣列，測量的頻率區(qū)間定為 IGHz-lOOGHz，給傳感器陣列中的每個傳感器細(xì)分特定的頻率，再經(jīng)過檢測模型算法融合各 傳感器的信息，運(yùn)樣使微波無創(chuàng)血糖檢測的精度和穩(wěn)定性得到了改善。
[0023] 如圖1所示，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式是：所述微波發(fā)生模塊11發(fā)生頻率為IGHz至 lOOGHz，所述微波發(fā)生天線21為多頻率微波天線陣列，所述多頻率微波天線陣列發(fā)生不同 頻率的微波，利用一束一定頻率的微波傳過人體部分血管區(qū)域。所述微波接收天線22間 隔幾次采集人體組織不同頻率的血糖吸收信息到各自的通道，產(chǎn)生電信號，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換， 完成所述微波接收天線的采樣。具體實(shí)施例中，所述多頻率微波天線陣列中的每個天線發(fā) 生不同頻率的微波。微波發(fā)射天線陣列的設(shè)計(jì)是根據(jù)檢測模型，每個傳感器通道接受不同 頻率范圍的葡萄糖波譜反射信號。為了減小人體內(nèi)影響血糖檢測的其他因素的作用，設(shè)計(jì) 的多頻率微波發(fā)射天線陣列，用多個不同頻率的傳感器多次探測不同頻率范圍的