一种血糖检测装置及其检测方法

1.本发明属于生物实验与检测仪器的技术领域。更具体地，本发明涉及一种基于近红外光的无创血糖测量装置。本发明还涉及该检测装置的检测方法。


背景技术：

2.目前在对糖尿病患者或者低血糖患者的治疗中，经常需要对患者进行频繁的血糖检测，以获取患者的血糖变化状态，从而提高治疗效果。
3.现有的血糖检测有家用血糖仪和医院用的血糖检测设备，家用的血糖仪便携小巧，使用简单，但是每次检测时都需要对患者进行血样采集，既增加了操作的复杂性，又增加了细菌感染的风险，同时增加了患者痛苦。医院用的血糖检测设备，过程繁琐，且只能在医院使用，患者前往医院检测血糖耗时耗力。
4.因此，可以实时检测并且无创的血糖检测方式可以帮助糖尿病患者了解自身的血糖情况，以便患者及时发现自身异常。
5.目前，商用的无创血糖检测法主要有代谢热整合法、近红外光谱检测法等。
6.代谢热整合法是根据人体代谢产生的热量与血液中的血糖和含氧量的相关性，通过多传感器测量反映人体代谢热量的温度、湿度、血液流速及血氧饱和度数据，再通过代谢产生的热量与血糖浓度、供氧量的函数关系进行计算，最终得到血糖浓度数值。
7.近红外光谱法是根据朗伯比尔定律，光在通过人体组织时，组织中各个成分对光的吸收率是不同的，因此，入射光会发生衰减。而近红外光对于人体组织，尤其是皮肤表层下的毛细血管的穿透性良好，因此被认为是一种较为理想的可以用于检测的光谱频段。
8.光学方法是目前最主要的方法，它有无创伤、快速、操作简单、绿色无污染等优点。近红外光谱法是通过将带有检测信息的光谱信号与检测的成分浓度相关联，通过数学方法建立校正模型，最后通过校正模型和检测样品的光谱信息来预测血糖浓度。由于葡萄糖分子在机体内会与氧气发生反应，反应后不仅会引起血糖浓度的变化，还会产生热量影响机体如温度、湿度等生理参数的变化，因此通过寻找温度、湿度等因素的变化，建立与血糖水平变化的关系，提高传统近红外光测量血糖的精度，具有较大研究意义和应用前景。


技术实现要素：

9.本发明提供一种血糖检测装置，其目的是检测时使用舒适、受环境影响小以及避免因使用者手指放置位置不同而影响检测结果。
10.为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
11.本发明的血糖检测装置，包括上夹座、下夹座，在所述的上夹座、下夹座上设置采集腔；所述的采集腔包括设置在上夹座上的采集腔内顶面和设置在下夹座上的采集腔内底面；在所述的采集腔内顶面上设置第一光源和第二光源；在所述的采集腔内底面上设置与分别与第一光源和第二光源相对应的第一接收器和第二接收器。
12.所述的第一光源为波长1310nm的激光二极管；所述的第一接收器为波长1310nm的
接收二极管。
13.所述的第二光源为波长1550nm的激光二极管；所述的第二接收器为波长1550nm的接收二极管。
14.所述的下夹座内设有检测控制器和小型气泵；所述的小型气泵的控制电路与检测控制器连接；所述的小型气泵的输出气管与气囊的气腔连接。
15.所述的上夹座内设有电路板，所述的检测控制器与电路板通过电路连接。
16.所述的第一光源、第二光源、第一接收器和第二接收器均分别通过控制电路与检测控制器连接。
17.所述的上夹座上设置摄像头模块；所述的摄像头模块通过控制电路与检测控制器连接；所述的上夹座上设置安装缺口，所述的摄像头模块安装在所述的安装缺口内；所述的摄像头模块的镜头朝向装置的采集腔。
18.所述的血糖检测装置分别在被检测的手指、发光模块和光接收模块的位置的设置温度传感器，分别为温度传感器一、温度传感器二和温度传感器三；所述的温度传感器一、温度传感器二和温度传感器三分别通过信号线路与检测控制器连接。
19.所述的上夹座、下夹座上分别设置加热模块一和加热模块二；所述的加热模块一和加热模块二分别通过控制电路与检测控制器连接。
20.为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的血糖检测装置的检测方法的技术方案，该技术方案既可以作用在活体，也可以应用于非活体：
21.实验人员用手握住上夹座、下夹座，使得上夹座与下夹座张开，被测对象将手指放入到采集腔中，然后松开手，上夹座在扭簧的作用下与下夹座合拢，然后通过电路板上的按钮启动检测装置；
22.通过小型气泵向气囊及气路充气，把气压加于指动脉上，用以测量出被测对象的收缩压和舒张压；同时可以通过对气囊充气，从而填补手指与测试装置的空隙，避免由于测量过程中手指微动对测量结果产生影响；
23.判断手指处温度是否高于发光模块、光接收模块，如果是则启动加热模块，直至三处温度传感器温度均衡；
24.选用波长对血糖吸收率大，另一波长选用对其他物质吸收率大的光源，经过处理，可以有效去除血液中其他物质对血糖测量数值的影响；
25.使用模拟开关来实现激光二极管的交替发射，同时两个激光二极管同时对准指尖的同一个位置；
26.激光从发光模块发出，照射到被测对象的指尖，部分光进入手指被血管中的各种成分吸收；透射的光经手指指尖由光接收模块接收；
27.而被测对象短时间内的各物质变化较小，通过不同物质的吸光度不同，以及单个物质对不同波长的吸光度不同，从而提取出其中的血糖信息。
28.本发明采用上述技术方案，能够实现无创测量血糖，提高检测效率，降低感染的风险和患者痛苦，使用方便，携带方便；具有使用舒适、受环境影响少以及避免因使用者手指放置位置不同而影响测量结果等优点。
附图说明
29.附图所示内容及图中的标记简要说明如下：
30.图1是本发明的血糖测量装置的整体结构图；
31.图2是图1中的上夹座的结构示意图；
32.图3是图1中的下夹座的结构示意图；
33.图4是本发明的血糖测量装置的气囊在手指上的放置位置示意图。
34.图中标记为：
35.1、摄像头模块，2、加热模块一，3、温度传感器一，4、温度传感器二，5、第一光源，6、第二光源，7、第一接收器，8、第二接收器，9、温度传感器三，10、加热模块二，11、下夹座连接轴孔，12、上夹座连接轴孔，13、采集腔，14、上夹座，15、下夹座，16、气囊。
具体实施方式
36.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
37.如图1至图4所表达的本发明的结构，为一种血糖检测装置，包括上夹座14、下夹座15。
38.为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现检测时使用舒适、受环境影响小以及避免因使用者手指放置位置不同而影响检测结果的发明目的，本发明采取的技术方案为：
39.如图1至图4所示，本发明的血糖检测装置，在所述的上夹座14、下夹座15上设置采集腔13；所述的采集腔13包括设置在上夹座14上的采集腔内顶面和设置在下夹座15上的采集腔内底面；在所述的采集腔内顶面上设置第一光源5和第二光源6；在所述的采集腔内底面上设置与分别与第一光源5和第二光源6相对应的第一接收器7和第二接收器8。
40.所述的采集腔13是被测对象的手指放置处。所述的下夹座15和上夹座14通过扭簧相互铰接在一起，可实现开合；下夹座15和上夹座14分别通过连接轴穿过下夹座连接轴孔11和上夹座连接轴孔12，进行铰接连接。
41.本发明的原理为：利用光谱分析法，不同的浓度血糖的血液吸光度不一样。通过利用光照射到手指，利用计算机进行分析，从而确定血糖浓度。
42.本发明是本领域的一次创新，相对于传统的血糖测量装置具有使用舒适、受环境影响少以及避免因使用者手指放置位置不同而影响测量结果等优点；能够实现无创测量血糖，提高检测效率，降低感染的风险和患者痛苦，使用方便，携带方便。
43.所述的第一光源5为波长1310nm的激光二极管；所述的第一接收器7为波长1310nm的接收二极管。
44.所述的第二光源6为波长1550nm的激光二极管；所述的第二接收器8为波长1550nm的接收二极管。
45.所述的接收二极管为光电传感器，是与光源对应波长的光电传感器。
46.用于发射近红外光的发光模块和用于接收带有手指血液信息的透射光的光接收模块，选用一个波长对血糖吸收率大，另一个波长选用对其他物质吸收率大，经过处理，可
以有效去除血液中其他物质，如水对血糖测量数值的影响，使用模拟开关来实现激光二极管的交替发射，同时两个激光二极管同时对准指尖的同一个位置。
47.所述的下夹座15内设有检测控制器和小型气泵；所述的小型气泵的控制电路与检测控制器连接，所述的检测控制器连接控制小型气泵；所述的小型气泵的输出气管与气囊16的气腔连接。
48.气囊16获取包含被测对象的血压信号，采用了血压测量模块，当手指放入采集腔13测量血糖时，避免由于自身血压影响，从而导致测量结果产生误差。
49.小型气泵连接手指后端的气囊16；所述的气囊模块均匀地粘贴在所述装置的采集腔13内壁偏外处，气囊模块表面粘贴pvdf压力传感器，通过气泵向指套气囊及气路充气，把气压加于指动脉上，用以测量出被测对象的收缩压和舒张压，同时可以通过对气囊充气，从而填补手指与测试装置的空隙，避免由于测量过程中手指微动对测量结果产生影响。
50.所述的上夹座14内设有电路板，所述的检测控制器与电路板通过电路连接。所述的下夹座15内部的检测控制器连接上夹座14内部电路板。
51.所述的第一光源5、第二光源6、第一接收器7和第二接收器8均分别通过控制电路与检测控制器连接。
52.所述的上夹座14上设置摄像头模块1；所述的摄像头模块1通过控制电路与检测控制器连接；所述的上夹座14上设置安装缺口，所述的摄像头模块1安装在所述的安装缺口内；所述的摄像头模块1的镜头朝向装置的采集腔13。
53.本发明采用了摄像头模块1，当手指放入采集测量血糖时，避免由于测量时，手指放置位置存在误差，从而避免测量结果产生的误差。利用摄像头模块的摄像功能，使用者每次使用时，对比初次使用时放置的位置，以达到手指与初始化时放置位置基本相同。
54.所述的血糖检测装置分别在被检测的手指、发光模块和光接收模块的位置的设置温度传感器，分别为温度传感器一3、温度传感器二4和温度传感器三9；所述的温度传感器一3、温度传感器二4和温度传感器三9分别通过信号线路与检测控制器连接。
55.所述的上夹座14、下夹座15上分别设置加热模块一2和加热模块二10；所述的加热模块一2和加热模块二10分别通过控制电路与检测控制器连接。所述的检测控制器控制上夹座14与下夹座15中的加热模块一2、加热模块二10。
56.本发明采用了温度传感器和加热模块，当手指放入采集测量血糖时，避免由于设备光源器件、接收器器件的温度与手指温度不平衡，从而避免了测量结果产生误差。
57.综上所述，本发明的血糖测量的装置，用于辅助定位的摄像头模块；用于固定与血压测量的气囊模块；用于设备预热的加热模块；用于发射近红外光的发光模块；用于接收带有手指血液信息的透射光的光接收模块。利用预置在手指、发光模块、光接收模块装置处的温度传感器，判断当手指处温度高于发光模块、光接收模块时，启动加热装置，直至三处温度传感器温度均衡。
58.为了实现与上述技术方案相同的发明目的，本发明还提供了以上所述的血糖检测装置的检测方法的技术方案：
59.实验人员利用连接轴将上夹座14和下夹座15连接起来；
60.实验人员用手握住上夹座14、下夹座15，使得上夹座14与下夹座15张开，被测对象将手指放入到采集腔13中，然后松开手，上夹座14在扭簧的作用下与下夹座15合拢，然后通
过电路板上的按钮启动检测装置；使得装置开始进行一系列的测量操作；电路板上的处理器计算当时使用者的血氧浓度。
61.通过小型气泵向气囊16及气路充气，把气压加于指动脉上，用以测量出被测对象的收缩压和舒张压；同时可以通过对气囊16充气，从而填补手指与测试装置的空隙，避免由于测量过程中手指微动对测量结果产生影响；
62.判断手指处温度是否高于发光模块、光接收模块，如果是则启动加热模块，直至三处温度传感器温度均衡；
63.选用波长对血糖吸收率大，另一波长选用对其他物质吸收率大的光源，经过处理，可以有效去除血液中其他物质对血糖测量数值的影响；
64.使用模拟开关来实现激光二极管的交替发射，同时两个激光二极管同时对准指尖的同一个位置；
65.激光从发光模块发出，照射到被测对象的指尖，部分光进入手指被血管中的各种成分吸收；透射的光经手指指尖由所述的光接收模块接收；
66.而被测对象短时间内的各物质变化较小，通过不同物质的吸光度不同，以及单个物质对不同波长的吸光度不同，从而提取出其中的血糖信息。
67.上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。