一種太赫茲血糖測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種血糖測(cè)量裝置，尤其設(shè)及一種無(wú)創(chuàng)的太赫茲血糖測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的檢測(cè)血糖的方法是從體內(nèi)穿刺抽取血液通過(guò)生化分析進(jìn)行，運(yùn)種有創(chuàng)的血 糖檢測(cè)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(cè)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(lái)不便，因此，開(kāi)展新型的無(wú)創(chuàng)血糖 檢測(cè)技術(shù)的研究很具有十分重要的意義。目前無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)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(guò)測(cè)量透射光(或反射光）的偏轉(zhuǎn)角來(lái) 預(yù)測(cè)人體血糖濃度，該方法的缺點(diǎn)是偏轉(zhuǎn)角較小，測(cè)量難度大，同時(shí)因?yàn)槭菍?duì)人眼測(cè)量，患 者不易接收。光聲光譜測(cè)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(guò)光聲信號(hào)的幅度與吸收系數(shù)之間的關(guān)系來(lái)檢測(cè)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(cè)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(lái)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(hào)檢測(cè)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(wú)創(chuàng)檢測(cè)技術(shù)，其是檢測(cè)空間分辨的擴(kuò)散反射光，并 計(jì)算人體組織簡(jiǎn)化散射系數(shù)，通過(guò)追蹤簡(jiǎn)化散射系數(shù)的變化來(lái)得到體內(nèi)成分含量的變化情 況。紅外光譜法也是通過(guò)紅外光譜分析技術(shù)處理后計(jì)算待測(cè)成分的濃度的原理，目前尚存 在測(cè)量條件選取、測(cè)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(wèn)題需要 解決。現(xiàn)有技術(shù)無(wú)創(chuàng)血糖測(cè)量方法因其它因素導(dǎo)致對(duì)于測(cè)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(wèn)題是：構(gòu)建一種太赫茲血糖測(cè)量裝置，克服現(xiàn)有技術(shù)外 部因素對(duì)測(cè)量影響的技術(shù)問(wèn)題。
[000引本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:構(gòu)建一種太赫茲血糖測(cè)量裝置，包括太赫茲波發(fā)生單 元、太赫茲波探測(cè)單元、信號(hào)處理單元、輸出單元，所述太赫茲波發(fā)生單元對(duì)待測(cè)區(qū)域發(fā)生 太赫茲波信號(hào)，所述太赫茲波探測(cè)單元探測(cè)經(jīng)待測(cè)區(qū)域血液的太赫茲波信號(hào)，所述太赫茲 波發(fā)生單元發(fā)生頻率為IGHz至IOOG化，所述信號(hào)處理單元接收所述太赫茲波探測(cè)單元探測(cè) 的太赫茲波信號(hào)，所述信號(hào)處理單元對(duì)接收的太赫茲波信號(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(cè)量值。
[0006] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述太赫茲波發(fā)生單元包括脈沖激光發(fā)生模 塊、光電導(dǎo)器件、太赫茲波發(fā)射器。
[0007] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述太赫茲波探測(cè)單元包括透鏡、探測(cè)模塊。
[0008] 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)所述太赫茲波探測(cè)單元 接收的太赫茲波回波信號(hào)獲取太赫茲波信號(hào)的振幅和相位偏移。
[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)獲取的太赫茲波信號(hào)振 幅和相位偏移與血糖的對(duì)應(yīng)關(guān)系確定待測(cè)區(qū)域的血糖值。
[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)預(yù)設(shè)的太赫茲波信號(hào)與 血糖對(duì)應(yīng)關(guān)系確定待測(cè)區(qū)域的血糖值。
[0011] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述太赫茲波發(fā)射器及所述太赫茲波探測(cè)單元 均為多個(gè)，所述太赫茲波發(fā)射器及所述太赫茲波探測(cè)單元依次間隔設(shè)置。
[0012] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述太赫茲波發(fā)射器相互發(fā)生不同頻率的太赫 茲波信號(hào)，所述太赫茲波探測(cè)單元間隔采集待測(cè)區(qū)域不同頻率的太赫茲波回波信號(hào)。
[0013] 本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述信號(hào)處理單元采用混合專家算法和 Madaline線性神經(jīng)網(wǎng)整合的方法來(lái)處理太赫茲波回波信號(hào)。
[0014] 本實(shí)用新型的技術(shù)效果是：構(gòu)建一種太赫茲血糖測(cè)量裝置，包括太赫茲波發(fā)生單 元、太赫茲波探測(cè)單元、信號(hào)處理單元、輸出單元，所述太赫茲波發(fā)生單元對(duì)待測(cè)區(qū)域發(fā)生 太赫茲波信號(hào)，所述太赫茲波探測(cè)單元探測(cè)經(jīng)待測(cè)區(qū)域血液的太赫茲波信號(hào)，所述太赫茲 波發(fā)生單元發(fā)生頻率為IGHz至IOOG化，所述信號(hào)處理單元接收所述太赫茲波探測(cè)單元探測(cè) 的太赫茲波信號(hào)，所述信號(hào)處理單元對(duì)接收的太赫茲波信號(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(cè)量值。本實(shí)用新型的基于太赫茲波的血糖測(cè) 量裝置，收集太赫茲波波譜信息，根據(jù)波譜數(shù)據(jù)得到相應(yīng)的血糖值。能更回精確地得到血 糖測(cè)量值，設(shè)備測(cè)量的精度和穩(wěn)定性得到了改善。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖2為本實(shí)用新型的同軸探頭電路圖。
[0017] 圖3為本實(shí)用新型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】
[0018] 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(shuō)明。
[0019] 如圖1所示，本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】是：構(gòu)建一種太赫茲血糖測(cè)量裝置，包括 太赫茲波發(fā)生單元1、太赫茲波探測(cè)單元2、信號(hào)處理單元3、輸出單元4,所述太赫茲波發(fā)生 單元1對(duì)待測(cè)區(qū)域發(fā)生太赫茲波信號(hào)，所述太赫茲波探測(cè)單元2探測(cè)經(jīng)待測(cè)區(qū)域血液的太赫 茲波信號(hào)，所述太赫茲波發(fā)生單元1發(fā)生頻率為IG化至IOOG化，所述信號(hào)處理單元3接收所 述太赫茲波探測(cè)單元2探測(cè)的太赫茲波信號(hào)，所述信號(hào)處理單元3對(duì)接收的太赫茲波信號(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)處理單元的處理輸出血糖測(cè)量值。
[0020] 如圖1所示，本實(shí)用新型的具體實(shí)施過(guò)程是:所述太赫茲波發(fā)生單元1發(fā)生頻率為 IGHz至lOOGHz，所述太赫茲波發(fā)生單元1發(fā)生的太赫茲波傳過(guò)人體部分血管區(qū)域。所述太赫 茲波探測(cè)單元2采集人體組織的血糖吸收信息，產(chǎn)生電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，完成所述太赫 茲波的采樣。各通道光電傳感器產(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(cè)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?；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(kāi)來(lái)，同 時(shí)，血糖溶液在太赫茲波的特定頻段，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(guò)對(duì)太赫茲波經(jīng)過(guò)血糖后的反射波譜/吸收波譜的測(cè)量，可W通過(guò)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(guò)對(duì)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(duì)介電特性比較敏感，因此，最終可經(jīng)過(guò)算法執(zhí)行得出其對(duì)應(yīng)的血糖濃度值。 本專利技術(shù)方案為了克服太赫茲波無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)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)了多頻率太赫茲波血糖檢測(cè)傳感器陣列，測(cè)量的頻率區(qū)間 定為IG化-lOOGHz，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(guò)檢測(cè)模型算法融 合各傳感器的信息，運(yùn)樣使太赫茲波無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)的精度和穩(wěn)定性得到了改善。
[0021] 如圖1所示，本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式是:所述太赫茲波發(fā)生單元包括脈沖激光 發(fā)生模塊、光電導(dǎo)器件、太赫茲波發(fā)射器。脈沖激光發(fā)生模塊為光纖激光裝置，包括產(chǎn)生激 光束的脈沖的激光器、光纖放大器和脈沖壓縮器。激光器產(chǎn)生脈沖光，經(jīng)過(guò)光纖放大器將原 光進(jìn)行放大，補(bǔ)償損失，再經(jīng)由脈沖壓縮器進(jìn)行脈沖壓縮，然后發(fā)射激光束。進(jìn)而，脈沖激光 裝置產(chǎn)生的激光束照射到光電導(dǎo)器件中，產(chǎn)生太赫茲脈沖，該太赫茲脈沖通過(guò)太赫茲發(fā)射 器，發(fā)射出來(lái)，照射至待測(cè)區(qū)域。
[0022] 如圖1所示，本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式是:所述太赫茲波探測(cè)單元包括透鏡、探 測(cè)模塊。所述透鏡即為離軸非球面鏡。其中探測(cè)模塊W具有較高二維電子濃度的高電子遷 移率場(chǎng)效應(yīng)晶體管為基本結(jié)構(gòu)單元，且場(chǎng)效應(yīng)晶體管具有=個(gè)電極，分別為源電極、柵電極 和漏電極。所述太赫茲波探測(cè)器的探測(cè)元件結(jié)構(gòu)包括=個(gè)引線電極、=個(gè)低通濾波器W及 一組太赫茲波禪合天線，所述場(chǎng)效應(yīng)晶體管的=個(gè)電極與太赫茲波禪合天線相連，共同作 為天線;并且所述=個(gè)電極分別通過(guò)低通濾波器與對(duì)應(yīng)的引線電極相連。所述高電子遷移 率場(chǎng)效應(yīng)晶體管為具有較高二維電子氣濃度的晶體管，至少包括侶嫁氮/嫁氮晶體管和侶 嫁神/嫁神晶體管中的一種。探測(cè)模塊還包括信號(hào)放大器，對(duì)接收的太赫茲回波信號(hào)進(jìn)行放 大。
[0023] 如圖1所示，本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式是:所述信號(hào)處理單元3根據(jù)所述太赫茲 波探測(cè)單元探測(cè)的太赫茲