CN102119860B - 非侵入式血糖量测系统和测量方法 - Google Patents
非侵入式血糖量测系统和测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102119860B CN102119860B CN 201010002809 CN201010002809A CN102119860B CN 102119860 B CN102119860 B CN 102119860B CN 201010002809 CN201010002809 CN 201010002809 CN 201010002809 A CN201010002809 A CN 201010002809A CN 102119860 B CN102119860 B CN 102119860B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- blood glucose
- body fluid
- detecting
- array
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 title claims abstract description 160
- 239000008103 glucose Substances 0.000 title claims abstract description 160
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 210000001124 body fluid Anatomy 0.000 claims abstract description 88
- 239000010839 body fluid Substances 0.000 claims abstract description 80
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 75
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims description 159
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims description 159
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 claims description 40
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 13
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 3
- 206010040830 Skin discomfort Diseases 0.000 claims description 2
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 abstract description 8
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 206010020751 Hypersensitivity Diseases 0.000 abstract 1
- 208000026935 allergic disease Diseases 0.000 abstract 1
- 230000007815 allergy Effects 0.000 abstract 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract 1
- 235000019420 glucose oxidase Nutrition 0.000 description 16
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 14
- 108010015776 Glucose oxidase Proteins 0.000 description 13
- 239000004366 Glucose oxidase Substances 0.000 description 13
- 229940116332 glucose oxidase Drugs 0.000 description 13
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 11
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 8
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 8
- 208000017667 Chronic Disease Diseases 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 206010002198 Anaphylactic reaction Diseases 0.000 description 4
- 108010050375 Glucose 1-Dehydrogenase Proteins 0.000 description 4
- 230000036783 anaphylactic response Effects 0.000 description 4
- 208000003455 anaphylaxis Diseases 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 101100229716 Aspergillus niger gox gene Proteins 0.000 description 3
- 101100392469 Escherichia coli (strain K12) glcD gene Proteins 0.000 description 3
- 101100392473 Escherichia coli (strain K12) glcE gene Proteins 0.000 description 3
- 101100282781 Escherichia coli (strain K12) glcF gene Proteins 0.000 description 3
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 3
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 3
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 2
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229930027945 nicotinamide-adenine dinucleotide Natural products 0.000 description 2
- BOPGDPNILDQYTO-NNYOXOHSSA-N nicotinamide-adenine dinucleotide Chemical compound C1=CCC(C(=O)N)=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@@H](O)[C@@H](O2)N2C3=NC=NC(N)=C3N=C2)O)O1 BOPGDPNILDQYTO-NNYOXOHSSA-N 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 108010000445 Glycerate dehydrogenase Proteins 0.000 description 1
- 206010048038 Wound infection Diseases 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 238000004082 amperometric method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 1
- 230000002354 daily effect Effects 0.000 description 1
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 235000006694 eating habits Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 108010029645 galactitol 2-dehydrogenase Proteins 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 206010033675 panniculitis Diseases 0.000 description 1
- 231100000915 pathological change Toxicity 0.000 description 1
- 230000036285 pathological change Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 210000004304 subcutaneous tissue Anatomy 0.000 description 1
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
本发明涉及一种非侵入式血糖量测系统和测量方法，其中的电极贴片，特别是一种非侵入式血糖机的阵列式电极贴片；本发明的阵列式电极贴片具有多个体液驱动电极，分别位于多个测试区，并且这些测试区互不重叠；因此可以于非侵入式血糖机进行测试血糖浓度时，利用分区测试的方法进行测试，如此可以避免或是减少氢离子以及氢氧离子过度堆积于电极贴片所贴附的皮肤表面，从而可以避免皮肤产生过敏等反应。
Description
技术领域
本发明涉及一种非侵入式血糖量测系统和测量方法，其中的电极贴片采用一种阵列式电极的设计，尤其是一种适用于非侵入式血糖机的贴片的阵列式电极的设计。
背景技术
世界人口的平均寿命随着科技、医疗与环境卫生的进步不断地延长。尤其是在先进国家中，由于具有较好生活质量以及医疗照护，使得这些国家的平均寿命也较其他国家要长，相对应的，于这些先进国家的老年人口也渐渐增加。因此，许多的慢性疾病也渐渐取代了急性传染等病变，变成老年人口最普遍的疾病。这些慢性病的成因常跟生活及饮食习惯有关，并且，这些慢性病目前并未有根治的医疗方法，所以只能借着药物、生活习惯以及饮食的调整来控制病情。如果未能有效的控制病情，就可能引起其他诸多的并发症，或者是面临疾病的痛苦以及死亡的威胁，除了耗费更多的医疗资源与费用外，更会影响自己以及亲属的生活质量。有鉴于此，慢性病的照护已经变成卫生及保健重视的议题。
这些慢性病中，以糖尿病为最常见的疾病，且常高居十大死因。因此，随时监控血糖并定时服药，即可控制及稳定病情的发展，并且及时地依照这些身体指数进行照护及治疗，即可显著预防或延缓并发症的发生。
有鉴于此，若是能够进行自我监测血糖、血脂、胆固醇等身体健康指数，即可进行实时的身体健康状况的监测，并且实时地进行生活作息调整、饮食调控，再配合药物的服用以控制病情的发展，从而可以省去赶赴医院进行检查与治疗的麻烦。更可以通过实时监测身体健康指数，避免或延缓许多慢性病并发症的发生。
目前血糖检测最为广泛应用的方法，是所谓的测电流法(Amperometric method)，这个方法主要是利用一些特定的酵素与血糖发生反应，造成氧化还原的反应，进而产生电流，最后通过电流的测定来推测血糖的浓度。常见的测定物质有三种：GOD、GDH、PQQ。
第一种也是最常见的测定方法是通过葡萄糖氧化酶(glucoseoxidase，GOD or GOx)酵素的催化，将血糖以及氧气进行反应生成双氧水，再通过电极的催化使得双氧水产生电子以产生电流，最后通过电流的量测以计算反应的血糖浓度。相关化学反应式如下所示：
H2O2→O2+2H++2e-
4H++O2+4e-→2H2O
第二种测定方法是通过葡萄糖以及葡萄糖去氢酶(glucosedehydrogenase，GDH)的反应，生成NADH，并借助于量测NADH的量以计算血糖浓度。
第三种测定方法是通过Quinoprotein酵素与葡萄糖进行反应。相关化学反应式如下所示：
这三种测定方法，各有其优缺点，但是应用最广泛的当属于利用葡萄糖氧化酶(GOD)进行反应的测定方法。其具有发展研究最为完整、价格最为便宜、反应稳定、制作容易等优点。所以，为了要能够大量制造、快速检测、稳定且价格低廉的商用化产品，当使用此测定方法。
图1所示为现有的非侵入式血糖机的结构示意图。
由于传统检测血糖的方法，一般是通过血液进行检测，因此通常会以通过刺破皮肤的方式进行采血，这对于每日须进行多次血糖检测的病患而言，实属极大的痛苦及困扰，除了易发生伤口感染外，也阻碍了病患进行检测的意愿。虽然已有许多减痛式的检测方法，但是对于病患而言，于皮肤制造创伤仍为心理上的障碍与生理上的不适，并且也容易引起感染等问题。因此，即发展出一种非侵入式的检测方法，这种方法仅需将电极贴片贴附于皮肤上，利用低电流通过皮肤，皮肤下的盐分会被吸收出，当Cl-与Na+分别向正负极移动时，则会携出水与葡萄糖。利用上述的反向离子分析法(reverse iontophoresis)所测得的皮下组织液的葡萄糖浓度与血糖相同，因此可以免去于每次检测都需制造一个皮肤的创伤，从而可以大幅度地减少病患检测的痛苦及困扰。
请参考图1。图1所示为现有的非侵入式血糖机的结构的示意图。目前现有的非侵入式血糖机，以手表型血糖测试机(Gluco Watch)10为例。手表型血糖测试机(Gluco Watch)10具有生物侦测/离子分析电极104、106，分别具有环形的离子分析电极108、110以及一圆形的生物侦测电极112、114，这些电极104、106配置于一基板116上并固定于一侦测盘118上。另外，有一凝胶层122、124置放于生物侦测/离子分析电极104、106的上方，其中，凝胶层122、124含有一反应酵素。现有常用上述的第一种测定方法：通过葡萄糖氧化酶(glucose oxidase，GOD or GOx)酵素的催化，将血糖以及氧气进行反应生成双氧水，再通过一个电位的催化使得双氧水产生电子以产生电流，最后通过电流的量测以计算反应的血糖浓度。
于检测血糖浓度时，须将手表型血糖测试机(Gluco Watch)100贴附于一生物体的皮肤表面，并由一定电压源供给离子分析电极108、110以及生物侦测电极112、114一定电压。如此，即可于离子分析电极108、110以及生物侦测电极112、114之间产生一个微小电流流经生物体的皮肤表面，从而将生物体皮肤内的盐类离子Cl-、Na+吸引至离子分析电极108、110以及生物侦测电极112、114。当生物体皮肤内的盐类离子被吸引至离子分析电极108、110以及生物侦测电极112、114，同时也会将水以及葡萄糖携出至生物体皮肤表面，即是，通过离子分析电极108、110以及生物侦测电极112、114吸引生物体内的盐类离子，并且将生物体内的体液吸引至皮肤表面。此时凝胶层122、124的酵素与葡萄糖进行氧化反应，并产生双氧水(H2O2)等产物，相关化学反应式如上所述。最后，须提供一个驱动测试电压于离子分析电极108、110以及生物侦测电极112、114以催化双氧水(H2O2)进行还原反应产生电子，通过测定电流的大小，即可计算出生物体皮肤内的体液所含的葡萄糖浓度，其中，由上述的化学反应式可得知双氧水的浓度与葡萄糖成正比。如上所述，生物体皮肤内的体液的葡萄糖浓度与血液内所含浓度相同，因此，通过量测体液中的葡萄糖浓度即可得到生物体内的血糖浓度。
这种非侵入式的检测方法，虽然不必于皮肤上制造创伤，但是，当长时间将电极贴片贴附于皮肤表面时，由于吸引体液的过程会伴随着酸碱根H+以及OH-的产生，长时间将电极贴片贴附于皮肤上则会造成皮肤的敏感，因此有需要再进一步提出一种新的设计，使得病患或使用者减轻皮肤的不适。
发明内容
本发明提供一种阵列式电极贴片，可适用于非侵入式血糖机，其具有多个测试区，可以使得非侵入式血糖机于血糖测试时得以进行分区测试，如此可以减少酸碱根H+以及OH-的累积造成皮肤的敏感与不适。
本发明提供一种非侵入式血糖量测系统，包括：一非侵入式血糖机，其中包括一显示单元、一微处理单元、一第一电压源、一第二电压源、一切换单元以及一侦测单元，且该微处理单元分别与该显示单元、该第一电压源、该第二电压源、该切换单元以及该电流侦测单元电性连接；以及一阵列式电极贴片，其中包括一组血糖侦测电极、以及多个体液驱动电极，且所述的多个体液驱动电极分别位于该组血糖侦测电极之间相对应的多个测试区；其中该切换单元分别与该阵列式电极贴片的多个测试区所对应的多个体液驱动电极电性连接以各自形成一个电路回路，该第二电压源与该阵列式电极贴片的该血糖侦测电极电性连接以形成一个电路回路，以及，该侦测单元与该血糖侦测电极电性连接；其中该切换单元接收该微处理单元产生的一第一切换信号，并据以将该第一电压源提供的一第一电压信号与所述的多个体液驱动电极的其中一个电性连接，以使该阵列式电极贴片进行抽取体液至一个预定时间时，该第二电压源接收该微处理单元产生的一第二控制信号，并据以提供驱动还原反应的该第二电压信号至该血糖侦测电极，以供该侦测单元侦测该血糖侦测电极的一还原反应信号并将侦测结果传送至该微处理单元运算。
本发明提供一种非侵入式血糖量测系统的测量方法，适用于一非侵入式血糖机利用阵列式电极贴片进行血糖量测以避免皮肤不适，该阵列式电极贴片包括一组血糖侦测电极以及多个体液驱动电极，且所述的多个体液驱动电极分别位于该组血糖侦测电极之间相对应的多个测试区，包括：从该阵列式电极贴片中的多个测试区中选择一测试区；该非侵入式血糖机产生一第一电压信号至该阵列式电极贴片中所选择该测试区所对应的一测试电极以抽取一定量的一体液，其中该体液所内含的葡萄糖与一酵素层进行氧化反应，并产生至少一反应产物；该非侵入式血糖机产生一第二电压至该阵列式电极贴片中该血糖侦测电极以使得该反应产物产生还原反应并产生一还原反应信号；以及该非侵入式血糖机侦测并计算该还原反应信号以获得一血糖浓度。
本发明的工作原理与现有技术截然不同，提供具有多个测试区域的电极贴片的阵列式电极贴片，可应用于非侵入式血糖机，以促进产业升级。
以上的概述与接下来的详细说明及附图，皆是为了能进一步说明本发明为达到预定目的所采取的方式、手段及功效。而有关本发明的其他目的及优点，将在后续的说明及附图中加以阐述。
附图说明
图1所示为现有的非侵入式血糖机的电极结构示意图；
图2A与图2B所示为根据本发明实施例的非侵入式血糖机的阵列式电极贴片的结构示意图；
图3所示为根据本发明实施例的非侵入式血糖机的阵列式电极贴片的结构示意图；
图4所示为根据本发明另一实施例的非侵入式血糖机的阵列式电极贴片的结构示意图；
图5所示为根据本发明实施例的非侵入式血糖机及其阵列式电极贴片的测试模块示意图；
图6所示为根据本发明实施例的非侵入式血糖机的血糖测试流程示意图。
【主要元件附图标记说明】
10手表型血糖测试机(Gluco Watch)
104、106生物侦测/离子分析电极
108、110离子分析电极
112、114生物侦测电极
116基板
118侦测盘
122、124凝胶层
11第一电压源
12、12a、12b、12c、12d体液驱动电极
13、13a、13b、13c、13d体液驱动电极
14酵素层
15皮肤
16a第一测试区
16b第二测试区
16c第三测试区
16d第四测试区
20、30、40、53阵列式电极贴片
21、22血糖侦测电极
23第二电压源
24侦测单元
50非侵入式血糖机
51微处理单元
52切换单元
54显示单元
S61产生第一电压信号
S62选择一正电极并抽取体液
S63产生氧化反应
S64产生第二电压信号
S65驱动还原反应
S66侦测还原反应的反应电流
S67计算葡萄糖浓度
S68显示血糖浓度
具体实施方式
本发明的实施例采用前述的第一种测定方法：利用一对正负电极提供一个第一电压信号抽取生物体皮肤的体液，并通过葡萄糖氧化酶(glucose oxidase，GOD or GOx)酵素的催化，将体液中的葡萄糖以及氧气进行氧化反应生成双氧水，再通过一个第二电压信号的催化使得双氧水进行还原反应以产生电子，最后通过电流的量测以计算出葡萄糖浓度，由于体液中所含葡萄糖的浓度与血液中所含浓度相同，因此可推得血糖浓度。
图2A与图2B所示为根据本发明实施例的非侵入式血糖机的阵列式电极贴片的结构示意图。
如图2A与图2B所示为根据本发明实施例的非侵入式血糖机的阵列式电极贴片20的俯视图与剖面图。阵列式电极贴片20具有一组体液驱动电极12、13，以及一组血糖侦测电极21、22，置放于体液驱动电极12、13的正交位置，亦即体液驱动电极12、13与血糖侦测电极21、22的位置关系为相互垂直，根据本发明精神，血糖测试电极21、22与体液驱动电极12、13的相对位置仅需为不同方向即可。并且于体液驱动电极12、13之间以及血糖侦测电极21、22之间填充一个酵素层14。一个第一电压源11与体液驱动电极12、13电性连接，以提供一个抽取体液的第一电压信号，另外一第二电压源23与血糖侦测电极21、22电性连接，以提供一个驱动测试的第二电压信号，并且一侦测单元24与血糖侦测电极21、22电性连接，以侦测血糖侦测电极21、22所产生的还原电流或还原电压。于本实施例中，使用第一电压源11以及第二电压源23两个电压源，但是，本领域普通技术人员，亦可将负电极13以及血糖侦测电极22合并，因此可提供一个第一电压源11即可分时驱动体液驱动电极12、13以及血糖侦测电极21、22。另外，于第一电压源11可提供一定电压信号至体液驱动电极12、13，亦可提供一交流电压信号至体液驱动电极12、13，且交流电压信号可为交流方波信号，即是第一电压源11可提供一切换电压信号至体液驱动电极12、13。
于检测血糖浓度时，须将阵列式电极贴片20贴附于一生物体的皮肤15表面，并由一第一电压源11供给体液驱动电极12、13一第一电压信号，例如：其电压为1.2V，即可通过第一电压源11供给的第一电压信号至体液驱动电极12、13，并产生一个微小电流流经生物体的皮肤15表面，从而将生物体皮肤15内的盐类离子Cl-、Na+分别吸引至体液驱动电极12、13，并且，同时也会将生物体的体液携带出至皮肤15表面，其中，生物体的体液包含了水以及葡萄糖。此时，葡萄糖及酵素层14即开始进行氧化反应，其产物的一为双氧水(H2O2)。再由第二电压源23提供一个驱动还原反应的第二电压信号于血糖侦测电极21、22以催化双氧水(H2O2)进行还原反应以产生电子，其中，第二电压信号于本实施例可为400mV。血糖侦测电极21、22与一个侦测单元24电性连接，因此，双氧水进行还原反应所产生的还原反应信号的电子会经由侦测单元24进行测定电流的大小。最后，根据侦测单元24所侦测的还原反应信号的电流值进行计算生物体皮肤15内的体液所含的葡萄糖浓度。由于，葡萄糖浓度与双氧水生成的浓度成正比，因此可借助于计算还原双氧水所产生的电流值进行推算葡萄糖浓度，从而得到生物体皮肤15内的体液所含的葡萄糖浓度。并且，由上所述的生物体皮肤15内的葡萄糖浓度与血液内所含的血糖浓度相同，因此，经过计算得出的生物体皮肤15内的体液所具有的葡萄糖浓度即为生物体内的血糖浓度。
由于现有技术利用体液驱动电极12、13将生物体皮肤15内的盐类离子以及体液带出至皮肤15表面，其中，还包含了酸碱根H+以及OH-离子。这些酸碱根H+以及OH-离子会对于生物体的皮肤15产生过敏反应，造成不适，因此本发明提出一种阵列式电极贴片20，借助于设置多个体液驱动电极12、13，使得抽取体液的位置产生变化，因此可以减少酸碱根H+以及OH-离子的累积，以减少生物体皮肤15的过敏反应，从而得以更舒适地使用阵列式电极贴片20来检测血糖。
图3所示为根据本发明实施例的非侵入式血糖机的阵列式电极贴片的结构示意图。
图3所示为根据本发明实施例的非侵入式血糖机的阵列式电极贴片30的结构示意图。于本实施例中，阵列式电极贴片30具有一组血糖侦测电极21、22，血糖侦测电极21为一个环形电极，血糖侦测电极22则为一圆形电极，且血糖侦测电极21、22与如图2B所示的侦测单元24以及第二电压源23电性连接(未显示)。于血糖侦测电极21、22之间区分为多个测试区16a、16b、16c、16d，于这些测试区16a、16b、16c、16d中分别配置多个体液驱动电极12a、12b、12c、12d以及13a、13b、13c、13d。其中，多个体液驱动电极12a、12b、12c、12d以及13a、13b、13c、13d分别与如图2B所示的第一电压源11连接(未显示)。另外，于血糖侦测电极21、22之间填入一酵素层14，以进行葡萄糖的氧化反应。于本实施例中，仅以四组体液驱动电极12a、12b、12c、12d以及13a、13b、13c、13d组成四个测试区16a、16b、16c、16d为例，但是根据本发明的发明精神，将不限制测试区的数量。
请同时参考图2B及图3。当进行血糖浓度测试时，须将阵列式电极贴片30贴附于生物体皮肤15的表面。首先需于多个测试区16a、16b、16c、16d中选定其中的一进行测试，例如，第一测试区16a，且由一第一电压源11供给选定的第一测试区16a所相对应的体液驱动电极12a、13a一第一电压信号，通过第一电压源11所供给的一个第一电压信号于体液驱动电极12a、13a以产生一微小电流流经生物体的皮肤15表面，从而将生物体皮肤15内的盐类离子C1-、Na+以及酸碱根OH-、H+离子分别吸引至体液驱动电极12a、13a，并且，同时也会将水以及葡萄糖携带出至皮肤15表面。此时，葡萄糖及酵素层14即会开始进行氧化反应，其产物之一为双氧水(H2O2)。再由第二电压源23提供一个驱动还原反应的第二电压信号于血糖侦测电极21、22以催化双氧水(H2O2)进行还原反应以产生电子，测试驱动电压于本实施例可为400mV。最后，再通过侦测单元24所侦测的电流值进行计算即可得葡萄糖浓度。
由于阵列式电极贴片30具有多个测试区16a、16b、16c、16d，并且依照本发明实施例分别驱动这些多个测试区16a、16b、16c、16d所对应的体液驱动电极12a、12b、12c、12d以及13a、13b、13c、13d。因此，当长时间将阵列式电极贴片30贴附于生物体皮肤15上时，即可于阵列式电极贴片30上进行分区的血糖测试，例如，于第一测试区16a的体液驱动电极12a、13a提供一第一电压信号以抽取该区域的体液并进行血糖测试，完成后，再对第二测试区16b的体液驱动电极12b、13b提供一第一电压信号抽取该区域的体液并进行血糖测试，其中，多个测试区16a、16b、16c、16d的区域互不重叠，因此于测试时即可抽取生物体的皮肤15的不同区域的体液。利用分区测试的方法，可以减少酸碱根H+以及OH-离子累积于生物体皮肤15上，从而减少生物体皮肤15对酸碱根H+以及OH-离子产生过敏反应。
图4所示为根据本发明另一实施例的非侵入式血糖机的阵列式电极贴片的结构示意图。
请参考图4。如图4所示为根据本发明另一实施例的非侵入式血糖机的阵列式电极贴片40的结构示意图。于本实施例中，阵列式电极贴片40与图3所示具有相同数量的测试区及电极，但是血糖侦测电极21、22可为长条形电极，且血糖侦测电极21、22与第二电压源23电性连接。另外，于血糖侦测电极21、22之间可区分为多个测试区16a、16b、16c、16d中分别配置相对应的体液驱动电极12a、12b、12c、12d以及13a、13b、13c、13d。其中，多个体液驱动电极12a、12b、12c、12d以及13a、13b、13c、13d分别与如图2B所示的第一电压源11分别连接。其中，于血糖侦测电极21、22以及体液驱动电极12a、12b、12c、12d以及13a、13b、13c、13d的间填充一酵素层14以供葡萄糖进行氧化反应。
图4所示的阵列式电极贴片40与图3不同点仅在形状的不同，但是根据本发明的精神，图4的阵列式电极贴片40亦可进行分区的血糖浓度测试，所以多个测试区16a、16b、16c、16d互不重叠。并且，第一电压源11可分别提供一相反相位的第一电压信号至体液驱动电极12a、12b、12c、12d以及13a、13b、13c、13d。其中，图4所示的阵列式电极贴片40的葡萄糖氧化的反应过程及原理皆与图3所示相同，于此不再赘述。因此，根据本发明的精神，主要在提供一种具有多个测试区的阵列式电极贴片40配合上非侵入式血糖机进行血糖测试，因此，本领域普通技术人员，亦可发挥巧思改变电极的配置方式，已达到相同的目的。
图5所示为根据本发明实施例的非侵入式血糖机及其阵列式电极贴片的测试模块示意图。
请参考图5。图5所示为根据本发明实施例的非侵入式血糖机50及其阵列式电极贴片53的测试模块示意图，亦即为非侵入式血糖量测系统的模块示意图。非侵入式血糖机50具有一个微处理单元51、一个第一电压源11、一个第二电压源23、一个切换单元52、一个侦测单元24以及一个显示单元54。其中，微处理单元51与第一电压源11、第二电压源23、显示单元54、电流侦测单元22以及切换单元52电性连接，第一电压源11与切换单元52电性连接，另外，侦测单元24与微处理单元51以及第二电压源23电性连接，侦测单元24主要侦测双氧水的还原反应产生的还原反应信号，即是还原反应产生的反应电流或是反应电压。并且，显示单元54与微处理单元51电性连接，以显示测定的血糖浓度数值。
阵列式电极贴片53则包含多个测试区16a、16b、16c、16d以及其相对应的体液驱动电极12a、12b、12c、12d以及13a、13b、13c、13d。另外具有一组血糖侦测电极21、22。并且，非侵入式血糖机50的切换单元52分别与阵列式电极贴片53的多个测试区16a、16b、16c、16d所对应的多个体液驱动电极12a、12b、12c、12d以及13a、13b、13c、13d电性连接以各自形成一个电路回路。非侵入式血糖机50的第二电压源23与阵列式电极贴片53的血糖侦测电极21、22电性连接以血糖侦测电极形成一个电路回路。非侵入式血糖机50的侦测单元24连接于第二电压源23与血糖侦测电极21、22之间血糖侦测电极。于本实施例，由于侦测单元24为电流计，因此采用串联连接的连接方式，若是为电压计，则应采用并联连接的方式。
当进行血糖浓度测试时，非侵入式血糖机50即针对多个测试区16a、16b、16c、16d的一进行测试，例如：第一测试区16a，非侵入式血糖机50的微处理单元51即发出一个第一控制信号，第一电压源11则根据第一控制信号产生一个第一电压信号，同时微处理单元51发出一个第一切换信号，切换单元52接收第一切换信号，并根据第一切换信号将第一电压源11与体液驱动电极12a、13a电性连接。于是非侵入血糖机50即可对阵列式电极贴片53的第一测试区16a提供第一电压信号使得阵列式电极贴片53得以进行抽取体液，相关动作原理如前所述。此时，体液中所含的葡萄糖将会开始与如图3所示的酵素层14进行氧化反应，并且葡萄糖的氧化反应的产物的一为双氧水。接着，当阵列式电极贴片53进行抽取体液至一个预定时间时，即是抽取一定量的体液，微处理单元51即发出第二控制信号，第二电压源23根据第二控制信号产生一个第二电压信号，血糖侦测电极则第二电压源23即对血糖侦测电极21、22提供一个驱动还原反应的第二电压信号，血糖侦测电极21即对双氧水催化以进行还原反应，并释放出电子以产生一还原反应信号。这些电子将由侦测单元24进行侦测，并将所侦测到的电流数值传送至微处理单元51进行运算，最后可获得一个葡萄糖浓度的计算值，由微处理单元51送至显示单元54显示葡萄糖浓度的计算值。
图6所示为根据本发明实施例的非侵入式血糖机的血糖测试流程示意图。
请同时参考图2B、图5及图6。当进行血糖浓度测试时，须将阵列式电极贴片53贴附于生物体的皮肤15表面，非侵入式血糖机50的微处理单元51即发出第一控制信号以控制第一电压源11产生第一电压信号，如步骤S61所示。且微处理单元51发出第一切换信号至切换单元52，则切换单元52根据第一切换信号将选择多个体液驱动电极12a、12b、12c、12d以及13a、13b、13c、13d其中的一组体液驱动电极与第一电压源11电性连接，并接收第一电压源11的第一电压信号。于是，阵列式电极贴片53的一个体液驱动电极，例如：体液驱动电极12a，即开始进行抽取体液，如步骤S62所示。此时，酵素层14即开始与体液中的葡萄糖进行氧化反应，并且该氧化反应至少产生一反应产物，其中反应产物的一为双氧水，如步骤S63所示。接着，于一预定时间后，阵列式电极贴片53抽取一定量的体液，微处理单元51即发出第二控制信号使得第二电压源23产生第二电压信号，如步骤S64所示。则血糖侦测电极21、22接收第二电压信号，以驱动双氧水进行还原反应，如步骤S65所示。而双氧水则通过血糖侦测电极21、22的催化产生还原反应，并释放出电子。还原反应所释放的电子将由侦测单元24进行侦测还原反应的还原反应信号以产生一还原反应的反应电流或是反应电压，如步骤S66所示。侦测单元24将所侦测到的还原反应的还原反应信号传送至微处理单元51进行电流值或电压值与葡萄糖浓度关系的运算，即是计算葡萄糖浓度，如步骤S67所示。最后可获得一个葡萄糖浓度的数值作为血糖浓度的数值，由微处理单元51送至显示单元54显示血糖浓度，如步骤S68所示。并且，由于血糖需要间隔一段时间即进行监控，因此，于下次检测血糖时，即可通过相同的流程，但是选择不同的测试区16a、16b、16c、16d进行检测，以减少生物体的皮肤15上的H+以及OH-离子累积，从而减少生物体皮肤15对H+以及OH-离子产生过敏反应。
但是，以上所述，仅为本发明的具体实施例的详细说明及附图而已，并非用以限制本发明，本领域普通技术人员在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修改皆可涵盖在本发明权利要求所界定的保护范围内。
Claims (11)
1.一种非侵入式血糖量测系统，包括：
一非侵入式血糖机，其中包括一显示单元及一侦测单元；以及
一阵列式电极贴片，其中包括一组血糖侦测电极以及多个体液驱动电极，且所述的多个体液驱动电极分别位于该组血糖侦测电极之间相对应的多个测试区；
其特征在于，该非侵入式血糖机还包括一微处理单元、一第一电压源、一第二电压源、一切换单元，且该微处理单元分别与该显示单元、该第一电压源、该第二电压源、该切换单元以及该侦测单元电性连接；
其中该切换单元分别与该阵列式电极贴片的多个测试区所对应的多个体液驱动电极电性连接以各自形成一个电路回路，该第二电压源与该阵列式电极贴片的该血糖侦测电极电性连接以形成一个电路回路，以及，该侦测单元与该血糖侦测电极电性连接；
其中该切换单元接收该微处理单元产生的一第一切换信号，并据以将该第一电压源提供的一第一电压信号与所述的多个体液驱动电极的其中一个电性连接，以使该阵列式电极贴片进行抽取体液至一个预定时间时，该第二电压源接收该微处理单元产生的一第二控制信号，并据以提供驱动还原反应的该第二电压信号至该血糖侦测电极，以供该侦测单元侦测该血糖侦测电极的一还原反应信号并将侦测结果传送至该微处理单元运算。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的多个测试区互不重叠。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，一酵素层设置于该血糖侦测电极及多个体液驱动电极之间。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，该阵列式电极贴片贴附于一生物体的一皮肤表面，并且多个该体液驱动电极接收该第一电压信号以从该皮肤吸引该生物体的一体液，且该体液与该酵素层进行反应以产生一双氧水，则该血糖侦测电极接收该第二电压源的该第二电压信号以使该双氧水进行一氧化还原反应，该侦测单元则侦测该氧化还原反应所产生的一该还原反应信号。
5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该血糖侦测电极为一环形电极及一圆形电极血糖侦测电极，且该环形电极位于该圆形电极外侧并围绕该圆形电极。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，该微处理单元接收该还原电流信号以计算出一血糖浓度。
7.一种非侵入式血糖量测系统的测量方法，其特征在于，适用于一非侵入式血糖机利用阵列式电极贴片进行血糖量测以避免皮肤不适，该阵列式电极贴片包括一组血糖侦测电极以及多个体液驱动电极，且所述的多个体液驱动电极分别位于该组血糖侦测电极之间相对应的多个测试区，包括：
从该阵列式电极贴片中的多个测试区中选择一测试区；
该非侵入式血糖机产生一第一电压信号至该阵列式电极贴片中所选择该测试区所对应的一体液驱动电极以抽取一定量的一体液，其中该体液所内含的葡萄糖与一酵素层进行氧化反应，并产生至少一反应产物；
该非侵入式血糖机产生一第二电压信号至该阵列式电极贴片中该血糖侦测电极以使得该反应产物产生还原反应并产生一还原反应信号；以及
该非侵入式血糖机侦测并计算该还原反应信号以获得一血糖浓度。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，一非侵入式血糖机，其中包括一显示单元、一微处理单元、一第一电压源、一第二电压源、一切换单元以及一侦测单元，且该微处理单元分别与该显示单元、该第一电压源、该第二电压源、该切换单元以及该侦测单元电性连接。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，该侦测单元与该血糖侦测电极电性连接，并侦测该还原反应信号。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该反应产物为双氧水。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的多个测试区互不重叠。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010002809 CN102119860B (zh) | 2010-01-12 | 2010-01-12 | 非侵入式血糖量测系统和测量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201010002809 CN102119860B (zh) | 2010-01-12 | 2010-01-12 | 非侵入式血糖量测系统和测量方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102119860A CN102119860A (zh) | 2011-07-13 |
| CN102119860B true CN102119860B (zh) | 2013-07-17 |
Family
ID=44248595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201010002809 Expired - Fee Related CN102119860B (zh) | 2010-01-12 | 2010-01-12 | 非侵入式血糖量测系统和测量方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102119860B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109414227A (zh) * | 2016-04-26 | 2019-03-01 | 巴斯大学 | 用于非侵入性监测物质的多路复用经皮提取和检测装置及其使用方法 |
| TWI694811B (zh) * | 2017-06-02 | 2020-06-01 | 昇陽國際半導體股份有限公司 | 血糖量測裝置 |
| CN108209942B (zh) * | 2017-12-20 | 2019-05-24 | 清华大学 | 一种无创连续血糖测量系统 |
| CN110389163A (zh) * | 2018-04-16 | 2019-10-29 | 潘新宇 | 基于多传感器像素阵列的无创血糖检测装置 |
| CN114391839B (zh) * | 2021-12-14 | 2024-09-13 | 苏州百孝医疗科技有限公司 | 体表附接单元及其装配方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101005798A (zh) * | 2004-07-01 | 2007-07-25 | 维沃医学公司 | 非侵入性葡萄糖测量 |
-
2010
- 2010-01-12 CN CN 201010002809 patent/CN102119860B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101005798A (zh) * | 2004-07-01 | 2007-07-25 | 维沃医学公司 | 非侵入性葡萄糖测量 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102119860A (zh) | 2011-07-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112305040B (zh) | 植入式微型生物传感器及其操作方法 | |
| CN102119860B (zh) | 非侵入式血糖量测系统和测量方法 | |
| US20050096520A1 (en) | Extracting device, extracting method, analyzer and analyzing method | |
| JP6345173B2 (ja) | 改善された分析物測定技法及びシステム | |
| CN203042108U (zh) | 一种可无创监测血糖的电子座便器 | |
| TWI747410B (zh) | 植入式微型生物感測器的製造方法 | |
| CN102147388A (zh) | 检测填充是否足量的方法和系统 | |
| CN105445339A (zh) | 一种柔性差分式阵列电化学葡萄糖传感器及使用方法 | |
| CN107898467A (zh) | 用于葡萄糖连续检测的柔性表皮微流体采集系统 | |
| US20230157587A1 (en) | A wearable patch for continuous analysis of sweat at a naturally secreting rate | |
| Komkova et al. | Pulse Power Generation Chronoamperometry as an Advanced Readout for (Bio) sensors: Application for Noninvasive Diabetes Monitoring | |
| CN104983430B (zh) | 非侵入式的血糖检测仪 | |
| CN106236108A (zh) | 智能微创血糖连续监测系统 | |
| CN1497256A (zh) | 一种无创血糖监测的方法及其装置 | |
| Backiyalakshmi et al. | Recent Advancements in Non-Invasive Wearable Electrochemical Biosensors for Biomarker Analysis–A review | |
| CN104983427A (zh) | 人体血糖值检测的方法 | |
| CN204744187U (zh) | 无创式的血糖测试仪 | |
| CN110881984A (zh) | 一种单电极植入式血糖传感器 | |
| KR20170040918A (ko) | 바이오 센서 및 그의 센싱 방법 | |
| TWI385387B (zh) | 具有陣列式電極之非侵入式血糖機 | |
| CN211460231U (zh) | 一种单电极植入式血糖传感器 | |
| Cheng et al. | Recent Progress in Intelligent Wearable Sensors for Health Monitoring and Wound Healing Based on Biofluids. Front. Bioeng. Biotechnol. 9: 765987. doi: 10.3389/fbioe. 2021.765987 | |
| CN204971312U (zh) | 非侵入式的血糖检测仪 | |
| Mohan et al. | Nanomaterials-based flexible electrochemical sensors for health care monitoring | |
| CN104983428B (zh) | 无创式的血糖测试仪 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: CHANG GUNG MEDICAL TECHNOLOGY (XIAMEN) CO., LTD. M Free format text: FORMER OWNER: MING CHI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Effective date: 20120611 Owner name: CHANG GUNG MEDICAL TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: CHANGGENG MEDICAL APPARATUS CO., LTD. Effective date: 20120611 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20120611 Address after: Taipei City, Taiwan, China Applicant after: Chang Gung Medical Technology Co., Ltd. Co-applicant after: Chang Gung Medical Technology (Xiamen) Co., Ltd. Co-applicant after: Ming Chi University Of Technology Address before: Taipei City, Taiwan, China Applicant before: Chang Gung Medical Supplies & Equipment Corp. Co-applicant before: Ming Chi University Of Technology |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130717 Termination date: 20170112 |