CN102749462A - 基于生物芯片的无创胆固醇智能监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于生物芯片的无创胆固醇智能监测系统，其包括皮肤样品获取装置，生物芯片和智能监测系统三部分；其中，所述的皮肤样品获取装置，可以选择皮肤粘膜、凸刃小刀或其他能够获取皮肤样品的装置实现；所述的生物芯片，由基片载体、载体上的反应区以及生化传感器构成；所述的智能监测系统由以单片机为主要控制核心，附加显示单元、报警单元、远程监控单元以及功能开关所构成；本发明基于生物芯片的测试快速、精确，可靠性高的特点，不仅解决了无创检测待检人员的胆固醇含量的问题，还提供了智能检测等多种人性化设置，具有广泛的应用前景。

Description

基于生物芯片的无创胆固醇智能监测系统

技术领域

本发明属于胆固醇检测领域，尤其涉及利用生物芯片的方法进行无创胆固醇的智能监测系统。

背景技术

多年研究表明，动脉粥样硬化疾病及其并发症，例如冠心病、中风等心血管疾病，是全世界人口致残致死的主要原因。以中国为例，2006年中国卫生部统计信息中心发布的《中国卫生事业发展情况统计公报》显示，从1990年起我国心血管疾病死亡率和死亡构成比持续居首位，目前已至少占全国总死亡人数的40%，且这些数据还会以每年近千万的速度增加，因此可见动脉粥样硬化疾病及其并发症对人类健康的威胁非常大。而多项研究表明，人体中的高胆固醇含量是引起动脉粥样硬化的最主要原因之一，降胆固醇药物及饮食的控制都是治疗相关疾病的基础，而这些措施都离不开对相关人员胆固醇含量的正确获取。

目前，最传统广泛的检测胆固醇含量的方法均是有创的，即通过抽取血液测定血浆总胆固醇含量或高低密度脂蛋白的含量，这些方法在检测前均需要禁食一段时间，不仅耗时耗力、成本高，还会给被测人员带来一定的痛苦及感染的风险。即使用户采用在家自检的方式，也需要昂贵的试剂以及试纸等，且可能产生采血污染及细菌感染问题，因此利用无创的方式检测胆固醇的含量，可以帮助人们尽量避免以上存在的相关问题。

现有的无创胆固醇测定技术主要有：

（1）中国发明专利公开说明书“用于非侵入性测定皮肤组织胆固醇的方法和设备”（申请号：200680006258.6，公开日2008年6月4日），该专利公开了一种直接利用化学试剂在皮肤组织表面发生化学反应并通过比色器或光度计等工具读出最终的测定结果。该方法是在皮肤上直接测定的，且被测人员的一整套检测过程需要专门的人员进行操作并且控制试剂量的滴加等，这样会限制进行大范围的检测。

（2）中国发明专利公开说明书“直接分析通过胶带剥离获得的皮肤样品中的皮肤胆固醇”（申请号：200580013893.2，公开日2007年5月9日），该专利公开了一种利用粘胶带剥离获取皮肤外角质层的样品，再利用能与胆固醇特异性结合的一系列化学试剂定量测定样品的胆固醇含量。该方法虽然克服了上一技术的大范围检测限制，但是整个检测过程仍然需要分步进行多个实验，不仅浪费人力而且占用时间。

目前市场上结合智能检测的胆固醇检测几乎是空白的，而人性化服务被现代社会的要求越来越多，所以开发具有智能检测胆固醇含量信息的系统，是一种必然的趋势。

发明内容

本发明的目的在于克服以上背景描述中的缺点，提供一种基于生物芯片的无创胆固醇智能监测系统，可更快速、广泛、精确的测定胆固醇的含量。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于生物芯片的无创胆固醇智能监测系统，包括皮肤样品获取装置，生物芯片和智能监测系统，其中：

皮肤样品获取装置用于无创获取皮肤胆固醇样品；生物芯片用于实现样本处理、检测及转化检测信号；智能监测系统用于测算、输出检测结果、控制信息传输。进一步的，为了方便采样操作，皮肤样品获取装置在机械结构上，可以设计为具有独立的结构，能够与生物芯片和智能监测系统分开使用。

上文所述皮肤样品获取装置，选自以下技术方案：采用皮肤粘膜、凸刃小刀直接粘取或刮取皮屑，或其他能够获取皮肤样品的装置；

进一步的，为了更加准确的控制采样量，还可以将皮肤粘膜、凸刃小刀分别固定在自动控制装置上，利用装置的自动控制性，以实现等时间、等压力、且均匀的采取所选皮肤处的样品。

进一步地，上文所述的皮肤粘膜具有压敏性，其材料可以选自丙烯酸基胶粘剂、合成橡胶弹性体胶粘剂、硅氧烷基胶黏剂、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物形成的弹性体。

上文所述的生物芯片，由基片载体、载体上的反应区以及生化传感器构成，其中：

所述的基片载体可以由玻璃片、硅片、尼龙膜等材料构成；所述的载体上的反应区是指用于样品中胆固醇含量检测的反应区；所述的生化传感器用于收集载体上的反应区的理化信号，并转化检测信号（电信号）。

上文所述的生物芯片能够通过数据传输线与智能监测系统连接，并将生物芯片的检测信号传输给智能检测系统；

所述的智能监测系统由以单片机为主要控制核心，附加显示单元、报警单元、远程监控单元以及功能开关所构成，即：所述的智能监测系统是以单片机为主要控制核心的，所述的这些单元，需要由单片机控制或者交互指令控制操作；其中，

①所述的单片机能够接收生物芯片传输的检测信号，并完成胆固醇含量的测算及数据的运算处理；

②所述的单片机能够预存、输入和/或输出胆固醇含量安全阈值的数据库；

③所述的单片机能够存储、输入和/或输出不同被测样品的胆固醇含量信息；

④所述的显示单元能够输出单片机的运算结果，其显示方式可以包括：参考安全阈值直接数字含量的显示，和/或参考安全阈值的阶段性含量曲线显示；进一步地，所述的显示单元也可以集成触摸控制功能，以实现对其他各项操作的控制。

⑤所述的报警单元是指，单片机能够对超出了安全阈值范围的结果提示报警；报警的方式包括：在显示单元的屏幕设置提示信息，或者语音报警，或者远程报警。

⑥所述的远程监控单元，能够将被测人员的胆固醇含量信息传送给相关人员或站点，或者将单片机中预存的安全阈值数据库通过远程监控单元更新；进一步地，其远程传送方式可以为互联网、移动通信网络（如GPRS网络）、蓝牙智能终端等；

⑦智能检测系统设有相应的功能开关，以实现选择对功能需求的输出控制；进一步地，功能开关可以是独立的单元，可以是复合的，也可以通过利用触摸控制显示屏来完成功能开关的选择。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

1、无创检测，很大程度的减轻了被测人员的痛苦，避免了抽血检测带来的各种感染风险；

2、基于生物芯片的测试快速、精确，可靠性高；

3、数据记忆存储功能，可同时记忆多位被测人员的胆固醇含量并按需阶段性的显示出被测人员的胆固醇含量曲线；

4、系统人性化设置，充分利用了现代信息的无线传送功能，使相关人员或站点可以实时监控被测人员的胆固醇含量情况。

附图说明

图1是基于生物芯片的无创胆固醇智能监测系统结构图。

图2是智能监控系统的结构图。

其中，1.皮肤样品获取装置；2.生物芯片；3.智能监测系统；21.基片载体；22.基片载体上的反应区；23.生化传感器；31.单片机；32.功能开关；33.显示单元；34.报警单元；35.远程监控单元。

具体实施方式

以下结合附图1和2及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

采样部位：

首先清洁被测人员所需采样的皮肤表面，一般优选手掌部位的皮肤，以便排除其他干扰因素（例如皮脂腺）的影响，从而采集到优质的皮肤样品源。

样品获取：

再利用皮肤样品获取装置1进行皮肤采样。利用皮肤粘膜或凸刃小刀直接粘取或刮取皮肤样品；如果将皮肤粘膜或凸刃小刀固定在自动控制装置上，则可以利用机械部件的力与惯性控制的设计，以自动控制采样压力、时间及均匀性；也可以采取将上述的机械部件结合简单的单片机控制程序，以自动控制采样压力、时间及均匀性，使得控制部件能够确保采样量的相对精确，不受采样人员的不同而有所差异。

生物芯片2处理：

将获取的皮肤样品直接放置于生物芯片2上对应的基片载体21上的基片载体的反应区22，再通过能与胆固醇特异性反应或结合的化学试剂的作用进行样品处理，并将样品处理过程中产生的理化信号通过生物芯片2的生化传感器23感知接收、转换检测信号（电信号），并发送给智能监测系统3。

数据管理：

附图2为智能监测系统3的结构图；其中，智能监测系统3接收到生物芯片2的检测信号（电信号）后，会发送给智能监测系统3，通过单片机31进行数据的运算处理，并将对应的胆固醇含量检测结果通过显示单元33以需要的某种方式输出。

显示单元33可以结合功能开关32的选择，显示输出直接的数字含量信息结果或者阶段性曲线的含量结果；

报警单元34可以结合功能开关32的选择以控制是否需要报警，是否需要远程报警，以什么样的方式报警等，报警的方式可以有三种，包括语音报警、显示报警、远程监控报警；报警单元34中是否发出报警的参考信息来源于单片机31中存储的安全阈值数据库。

远程监控单元35可以结合功能开关32的选择实施监控，远程监控的方式包括：互联网、移动通信网络（如GPRS网络）、蓝牙智能终端。

功能开关32可以采用独立或复合开关键，也可以用显示屏直接控制的方式。

单片机31存储了胆固醇安全阈值的数据库，并且该数据库可通过远程监控单元35完成数据更新。也可以结合功能开关32的选择，以控制是否开启网络，进行数据库更新。

单片机31的配置有存储功能，可同时阶段性存储多位被测人员的胆固醇含量信息，可同时记忆多位被测人员的胆固醇含量并按需阶段性的显示出被测人员的胆固醇含量曲线，以满足个性化需求。

Claims (8)

1.一种基于生物芯片的无创胆固醇智能监测系统，包括皮肤样品获取装置（1），生物芯片（2）和智能监测系统（3），其中：

所述皮肤样品获取装置（1）选自皮肤粘膜、凸刃小刀或其他能够获取皮肤样品的装置；

所述的生物芯片（2），由基片载体（21）、载体上的反应区（22）以及生化传感器（23）构成，其中：所述的基片载体（21）由玻璃片、硅片或者尼龙膜材料构成；所述的载体上的反应区（22）用于样品中胆固醇含量检测的反应区；所述的生化传感器（23）用于收集并转化载体上的反应区（22）的检测信号；

所述的生物芯片（2）通过数据传输线与智能监测系统（3）连接，并将生物芯片（2）的检测信号传输给智能检测系统（3）；

所述的智能监测系统（3）由集成了显示单元（33）、报警单元（34）、远程监控单元（35）以及功能开关（32）的单片机（31）构成；其中，

①所述的单片机（31）能够接收生物芯片（2）传输的检测信号，并完成胆固醇含量的测算及数据的运算处理；

②所述的单片机（31）能够预存、输入和/或输出胆固醇含量安全阈值的数据库；

③所述的单片机（31）能够存储、输入和/或输出不同被测样品的胆固醇含量信息；

④所述的显示单元（33）能够输出单片机（31）的运算结果；

⑤所述的报警单元（34）是对超出了安全阈值范围的结果提示报警；

⑥所述的远程监控单元（35），能够将被测人员的胆固醇含量信息传送给相关人员或站点，或者将单片机（31）中预存的安全阈值数据库通过远程监控单元（35）更新；

⑦智能检测系统（3）设有功能开关（32）。

2.如权利要求1所述的一种基于生物芯片的无创胆固醇智能监测系统，其特征在于：所述的皮肤样品获取装置（1）具有独立的机械结构。

3.如权利要求2所述的一种基于生物芯片的无创胆固醇智能监测系统，其特征在于：所述的皮肤粘膜、凸刃小刀分别固定在自动控制装置上。

4.如权利要求3所述的一种基于生物芯片的无创胆固醇智能监测系统，其特征在于：所述的皮肤粘膜具有压敏性，其材料选自丙烯酸基胶粘剂、合成橡胶弹性体胶粘剂、硅氧烷基胶黏剂、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物形成的弹性体。

5.如权利要求1或4所述的一种基于生物芯片的无创胆固醇智能监测系统，其特征在于：所述的显示单元（33）的显示方式包括：参考安全阈值的数字含量显示，和/或参考安全阈值的阶段性含量曲线显示。

6.如权利要求5所述的一种基于生物芯片的无创胆固醇智能监测系统，其特征在于：所述的显示单元（33）集成触摸控制功能。

7.如权利要求1或6所述的一种基于生物芯片的无创胆固醇智能监测系统，其特征在于：所述的报警的方式包括：在显示单元（33）设置提示信息、语音报警或者远程报警。

8.如权利要求7所述的一种基于生物芯片的无创胆固醇智能监测系统，其特征在于：所述的远程传送方式为互联网、移动通信网络或蓝牙智能终端。

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