CN101368922B - 判断血糖浓度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用上升曲线的波峰值求得相对应的血糖浓度的方法，在预设的取样时间之后对于量测所得到的每一个峰点值进行平均，以得到一平均峰点值，接着，利用平均峰点值以及量测电路的阻值、参考电阻以及参考电压计算得到实际的血糖浓度值，此外，可以通过不同的预设的取样时间以得到不同高度的最大波峰值，通过这些最大波峰值与输出电压值制作成一对照表(mapping table)，利用对照表可以求得不同输出电压值时的血糖浓度值。

Description

判断血糖浓度的方法
本申请是申请号为03110298.0，发明名称为“判断血糖浓度的方法”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种判断血糖浓度的方法，更特别地是一种利用上升曲线的波峰值判断血糖浓度。
背景技术
在过去，已经有许多监测血糖特性的系统被建立起来。如具有可以判断血糖特性的装置，这些血糖特性如血氧化作用(bloodoxygenation)、血糖浓度(blood glucose concentration)等等。然而，当企图要利用非侵入式(noninvasive)血糖监测系统正确地测定血糖浓度时，该血糖的浓度较难以具体的方式表示，其中非侵入式血糖监测系统如分光光谱测量仪器(spectroscopic)。
此外，判断准确的血糖浓度的困难度有几种情形。第一、在流动的血液中发现低浓度的血糖(其低浓度值约低于血红素的100至1000等级)，使得在低浓度的状况下很难去侦测非侵入性且同时须要高的杂讯比(signal to noise ratio)。此外，在分光光谱测量方法中，葡萄糖(glucose)的特性相似于在血液中的具有高浓度的水份的特性。因此，当使用光学监测系统时，由于葡萄糖在血液中，因此水份的光学特性会使得光学信号的特性被模糊。
此外，具有酶的成份的无水相试剂试片(dry phase reagent test strip)已经广泛的应用在临床实验中(clinical laboratory)、医院及家庭中以测量可靠的血糖浓度。这些试片可以量测葡萄糖、胆固醇(cholesterol)、 蛋白质(proteins)、酮类(ketones)、苯基丙基酸(phenylalaine)或是在血液中的葡萄糖、尿(urine)或是唾液。在血液的样品中用来测量葡萄糖浓度是经常被使用的。事实上，对于许多具有糖尿病的病患来说，必须每天使用试剂试片来量测血糖浓度。
试片为众所皆知而且在试片中包含测试试剂使得在不同的血液浓度下，其试片会有不同的颜色变化。通过将试片插入一量测计如反光光度计(reflectance photometer)中测量血糖浓度，利用此反光光度计可以判断在试片上血糖与测试试剂反应之后所产生的颜色变化而判断其血糖浓度值。其中，测试试剂一般包含酶(enzyme)例如葡萄糖氧化酶(glucose oxdiase)，用以氧化葡萄糖变成葡糖酸内酯(gluconic acidlactones)及过氧化氢(hydrogen peroxide)；可氧化染料(oxidizable dye)以及具有过氧化活性物(peroxidative activity)的物质，其中过氧化活性物质在过氧化氢的存在下，可以选择性地在可氧化染料的氧化作用之下而被催化。
发明内容
本发明的主要目的是根据上升曲线与血糖浓度有相关性，通过已知峰点的斜率、阻值、参考阻值及参考电压，可以由预设的取样时间之后所量测到的每一个峰点并计算得到其平均值，通过此平均值计算得到血糖浓度值。
本发明的再一目的是利用峰值的一次微分大于零的特性，在预设取样时间得到峰值的最大值。
本发明的更一目的是通过不同的取样时间以得到不同高度的最大波峰值，利用这些波峰值制作成一对照表(mapping table)。
本发明的次一目的是利用对照表可以求得不同输出电压值的血糖浓度值。
根据以上的目的，本发明提供一种利用上升曲线的波峰值求得相对应的血糖浓度。本发明根据上升曲线的峰点做为判断的依据。通过已知斜率、测量电路的阻值、参考电阻以及参考电压的峰点并在预设的取样时间之后量测所得到的每一个峰点值进行平均，以得到一平均值，通过此峰点的平均值以及测量电路的阻值、参考电阻以及参考电压计算得到实际的血糖浓度值。此外，可以通过不同的预设的取样时间以得到不同高度的最大波峰值，通过这些最大波峰值制作成一对照表(mapping table)，利用对照表可以求得不同输出电压值时的血糖浓度值。
附图说明
图1为根据本发明所揭露的技术，表示利用波峰值判断血糖浓度的方块图；
图2为根据本发明所揭露的技术，表示血糖浓度的上升曲线与运算放大器电路的关系图；
图3为根据本发明所揭露的技术，利用波峰值求得血糖浓度的流程图；
图4为根据本发明所揭露的技术，具有一血糖浓度的上升曲线图形；
图5为根据本发明所揭露的技术，不同浓度的血糖溶液所产生的上升曲线图形。
图中主要符号说明
10   模拟来源
12   处理装置
12A  运算放大器电路
12B  模拟前端
12C  微处理机控制单元
14   显示装置
20    血糖溶液经由试片上的催化剂反应之后所产生的模拟来源
22    处理模拟来源以产生一波峰图形
24    在不同的预设取样时间下得到峰点的最大值
26A   在预设时间之后对于所得到的每一个峰点值计算其平均值，而得到一平均波峰值
26B   根据此平均波峰值可以得到一血糖溶液的浓度值
28A   得到的复数个最大波峰值制成一对照表
28B   利用对照表可以得到输入的未知血糖浓度的输出电压值，然后由该输出电压可以求得实际的血糖浓度值
具体实施方式
本发明的一些实施例会详细描述如下。然而，除了详细描述外，本发明还可以广泛地在其它的实施例施行，且本发明的范围不受限定，其以权利要求书的范围为准。
通过将血糖(blood glucose)溶液放置在试片(test strip)上方，由于试片上具有测试试剂(test reagent)或是催化剂(catalyst)，如酶(enzyme)，此测试试剂会与血糖溶液发生氧化还原反应(oxidation reductionreaction)，而产生一模拟来源(analog source)。然后将此模拟来源输入至一量测计的电路中，经由此电路将模拟信号送至一处理装置，用以将模拟信号转换成数字信号，并且输出至显示装置。
参考图1为根据本发明利用波峰值判断血糖浓度的方块图。图中，参考标号10表示血糖溶液与具有催化剂如酶的试片进行化学反应而产生的模拟来源；接着将此模拟来源输入至一处理装置12，通过此处理装置12将模拟来源转换并且输出至显示装置。其中，处理装置包括一运算放大器电路(OP；operational amplifier)12A，在此运算放大器电路12A中至少具有一组电阻，其中血糖浓度愈高时，其电阻阻值愈高。然后，将此模拟来源传送至模拟前端(AFE；analog front end)12B，当模拟来源传送至模拟前端时，则将模拟信号转换成数字信号(digital signal)，其中，模拟前端装置12A可以是模拟数字转换系统(ADC；analogto digital converting system)。然后，将数字信号传送至微处理机控制单元(MCU；microprocessor control unit)，经由处理之后，将数字信号输出至显示装置14。然后将经过处理的数字信号经由显示装置14如屏幕显示出来，其中所显示的图形为一曲线图形。
参考图2，表示血糖浓度的上升曲线与运算放大器电路之间的关系图。当血糖溶液与测试试剂反应成为输入运算放大器电路的模拟信号之后，其曲线的高低根据血糖浓与阻值来决定，血糖浓度愈高则电阻阻值愈高。当血糖溶液输入至运算放大器电路时，通过已知的曲线斜率、运算放大器电路中的电阻RG、参考电阻Rf以及参考电压Vref可以将模拟来源转换成以电压的形式输出，即输出电压(Vout)。
参考图3，为根据本发明利用波峰值求得血糖浓度的流程图。在图中，步骤20表示血糖溶液经由试片上的催化剂发生化学反应之后所产生的模拟来源(analog source)，其中该化学反应可以是氧化还原反应(oxidation reduction reaction)。接着，在步骤22将此模拟来源处理并产生一波峰图形。然后在步骤24中，在不同的预设取样时间下得到峰点的最大值(maximum value)。在本发明的第一较佳实施例之一，是在步骤26A在预设时间之后对于所得到的每一个峰点值计算其平均值，而得到一平均波峰值。接着在步骤26B，利用此平均波峰值可以得到一血糖溶液的浓度值。此外，在本发明另一较佳实施例，步骤28A是将得到的复数个最大波峰值制成一对照表(mapping table)，其中对照表是表示血糖浓度与输出电压(voltage)的关系图。接着，步骤28B是利用此对照表可以得到输入的未知血糖浓度的输出电压值，然后由该输出电压可以求得实际的血糖浓度值。
参考图4，表示具有一血糖浓度的上升曲线图形。利用曲线一次微分大于零的特性，y(t1)-y(t0)>0，即第一时间与起始时间的差值大于零，即可以得到在预设时间的峰点的最大值。此外参考图4，在本发明 的较佳实施例中，根据此峰点的最大值，并且在取预设的取样时间之后的复数个峰点值相加并且平均而得到一平均峰点值，因此可以将此平均峰点值与已知的峰点斜率(slope)、电阻阻值、参考电阻值以及参考电压求得实际的血糖浓度值。
参考图5，表示不同浓度的血糖溶液所产生的上升曲线图形。在图5中，C1、C2及C3分别表示不同的血糖浓度。同样地，也是依据曲线一次微分大于零的特性，求得每一曲线的最大值，然后在根据这些复数组的最大值做成一输出电压与血糖浓度的对照图(mappingtable)。因此，当欲得知一未知血糖浓度时，可以通过其输出电压值并根据对照表以求得实际的血糖浓度值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的保护范围；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在权利要求书的范围内。

Claims (14)

1.一种判断血糖浓度的方法，其特征在于，该判断血糖浓度的方法包含：
提供一血糖溶液并置于一试片上方以产生一模拟来源；
输入该模拟来源至一测量电路中；
转换该模拟来源由一模拟信号转换成一数字信号；
以一上升曲线的形式输出该数字信号；
计算在一预设时间之后的每一个上升曲线的一峰点的一平均值；及
根据该平均值以及测量电路的阻值、参考电阻及参考电压求得该血糖溶液的一血糖浓度值。
2.如权利要求1所述的判断血糖浓度的方法，其特征在于，上述试片具有一催化剂。
3.如权利要求1所述的判断血糖浓度的方法，其特征在于，上述产生该模拟来源的方法包含一氧化还原反应。
4.如权利要求1所述的判断血糖浓度的方法，其特征在于，上述测量电路包含一电阻、一参考电阻及一参考电压。
5.如权利要求1所述的判断血糖浓度的方法，其特征在于，转换该模拟来源包含使用一模拟前端装置。
6.如权利要求1所述的判断血糖浓度的方法，其特征在于，更包含计算该上升曲线的一最大值。
7.如权利要求6所述的判断血糖浓度的方法，其特征在于，上述最大值由该上升曲线的一第一时间与一起始时间的一差值求得，其中该差值大于零。
8.一种判断血糖浓度的方法，其特征在于，该判断血糖浓度的方法包含：
提供一血糖溶液并置于具有一酶的一试片上方以产生一模拟来源；
输入该模拟来源至一测量电路中；
转换该模拟来源由一模拟信号转换成一数字信号；
以一上升曲线的形式输出该数字信号；
计算该上升曲线的一最大波峰值；及
以该最大波峰值及一输出电压值制作成一对照表。
9.如权利要求8所述的判断血糖浓度的方法，其特征在于，上述产生模拟来源的方法包含一氧化还原反应。
10.如权利要求8所述的判断血糖浓度的方法，其特征在于，上述转换该模拟信号包含使用一模拟前端装置。
11.如权利要求8所述的判断血糖浓度的方法，其特征在于，上述测量电路更包含一电阻。
12.如权利要求8所述的判断血糖浓度的方法，其特征在于，上述测量电路更包含一参考电阻。
13.如权利要求8所述的判断血糖浓度的方法，其特征在于，上述测量电路更包含一参考电压。
14.如权利要求8所述的判断血糖浓度的方法，其特征在于，上述输出电压值由该参考电压决定。
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