一種基于微波的血糖測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種血糖測量裝置，尤其涉及一種基于微波的無創(chuàng)血糖測量裝 置。
【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，這種有創(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(xiǎn)，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(shí)因?yàn)槭菍?duì)人眼測量，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(hào)，通 過光聲信號(hào)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(duì)組織 內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化較為敏感，因而對(duì)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(shí)會(huì)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)，這種信號(hào)檢測受其他生物大分子干擾嚴(yán)重，對(duì)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。現(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(duì)于 測量影響極大。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題是：構(gòu)建一種基于微波的無創(chuàng)血糖測量裝置，克服 現(xiàn)有技術(shù)外部因素對(duì)測量影響的技術(shù)問題。
[0005] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：提供一種基于微波的血糖測量裝置，包括微波收發(fā)單 元、微波探測單元、信號(hào)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(duì)待測血液發(fā)生微波信號(hào)，所述微波探測單元接收微波信號(hào)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100GHz，所述信號(hào)處理單 元根據(jù)所述微波接收模塊接收的微波信號(hào)進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換處理，所述輸出單元根據(jù)所述信號(hào) 處理單元的處理輸出血糖測量值。
[0006] 本實(shí)用新型的進(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] 本實(shí)用新型的進(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] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述多頻率微波天線陣列中的每個(gè)天線發(fā)生不 同頻率的微波。
[0009] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述信號(hào)處理單元根據(jù)所述微波接收模塊接收 的微波信號(hào)獲取介電特性值。
[0010] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述信號(hào)處理單元根據(jù)所述微波接收模塊接收 的微波信號(hào)獲取微波信號(hào)的振幅和相位偏移。
[0011] 本實(shí)用新型的進(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] 本實(shí)用新型的進(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] 本實(shí)用新型的進(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] 本實(shí)用新型的進(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(gè)微波發(fā)射天線和所述微波接收天線陣列中的單個(gè)微波接 收天線依次間隔設(shè)置。
[0015] 本實(shí)用新型的技術(shù)效果是：構(gòu)建一種基于微波的血糖測量裝置，包括微波收發(fā)單 元、微波探測單元、信號(hào)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(duì)待測血液發(fā)生微波信號(hào)，所述微波探測單元接收微波信號(hào)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100GHz，所述信號(hào)處理單 元根據(jù)所述微波接收模塊接收的微波信號(hào)進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換處理，所述輸出單元根據(jù)所述信號(hào) 處理單元的處理輸出血糖測量值。本實(shí)用新型的基于微波的血糖測量裝置，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為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017] 圖2為本實(shí)用新型的同軸探頭電路圖。
[0018] 圖3為本實(shí)用新型MOE和MADALINE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(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)一步說明。
[0020] 如圖1所示，本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】是：構(gòu)建一種基于微波的血糖測量裝置， 包括微波收發(fā)單元1、微波探測單元2、信號(hào)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(duì)待測血液發(fā)生微波信 號(hào)，所述微波探測單元2接收微波信號(hào)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IOOGHz，所述信號(hào)處理單元3根據(jù)所述微波接收模塊12接收的 微波信號(hào)進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換處理，所述輸出單元4根據(jù)所述信號(hào)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(duì)待測區(qū)域發(fā)生微波信號(hào)，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(hào)后由所述微波接收模塊12接收。
[0022] 如圖1所示，本實(shí)用新型的具體實(shí)施過程是：所述微波發(fā)生模塊11發(fā)生頻率為 IGHz至100GHz，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(hào)，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(hào)送到所述信號(hào)處理單元3,在所述信號(hào)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(hào)達(dá)到檢測識(shí)別的幅 度和信噪比，再由A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)送到微 處理器進(jìn)行陣列信號(hào)的處理，最后輸出血糖值。基于各種物質(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，就可以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(shí)，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，表明在這 些波段范圍內(nèi)，通過對(duì)微波經(jīng)過血糖后的反射波譜/吸收波譜的測量，可以通過統(tǒng)計(jì)方法 獲取一定頻率下，其回波信號(hào)與血糖的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過對(duì)應(yīng)關(guān)系獲取血糖值。也可以根據(jù)其 吸收系數(shù)/反射系數(shù)對(duì)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(duì)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(hào)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lGHz-100GHz，給傳感器陣列中的每個(gè)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，這樣使微波無創(chuàng)血糖檢測的精度和穩(wěn)定性得到了改善。
[0023] 如圖1所示，本實(shí)用新型的優(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100GHz，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(hào)，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(gè)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(gè)傳感器通道接受 不同頻率范圍的葡萄糖波譜反射信號(hào)。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(gè)不同頻率的傳感器多次探測不同頻率范圍的葡萄 糖吸收波譜，信息互補(bǔ)，然后經(jīng)陣列信號(hào)處理，得出比單一頻率