CN104983430A - 非侵入式的血糖检测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非侵入式的血糖检测仪，其包括：壳体；探针组件，所述探针组件具有两个电极，以用于接触人体的两个不同皮肤位置，从而测量该两个不同皮肤位置之间的电位差；以及工作电路板，其安装在所述壳体内。所述工作电路板包括：电位差单元，其与所述探针组件电连接，用于计算所述电位差；处理单元，所述电位差单元计算出的电位差被输入到该处理单元当中；以及电力单元；其对所述工作电路板供电，其中所述处理单元内记录有血糖值与电位差的线性比例关系式，所述处理单元根据电位差的值计算出血糖值。根据本发明的血糖检测仪，由于无需扎针，仅仅需要测人体两处皮肤区块之间的电位差，大大减少了受试对象的扎针痛苦。
Description
技术领域
本发明涉及一种血糖检测仪，特别涉及一种非侵入式的血糖检测仪。
背景技术
血糖是糖尿病的一个比较重要的指标之一。糖尿病患必须终身控制血糖值并以及时血糖值作为服用或施打胰岛素控制的依据。在1840年前后都是以粗糙的尿糖或繁琐的静脉血清测量血糖值作为依据，初期尿糖是以班氏液烧灼法测试，后被氧化酶试纸法取代。由于尿糖出现得在血糖值超过180mg/dL(10mmol/dL),加上饮食性糖尿会严重造成误判，现在只在一些比较穷或医疗资源贫瘠地区还在广泛使用。而静脉血清更是不方便也不可能普及到糖尿病患者随时测试及时血糖用。所以当时科学家们一直在研发一种最方便且适合居家自我测试及时血糖的仪器，终于在1956年，发明家弗雷利用尿糖试纸原理将葡萄糖氧化酶及过氧化氢分别涂抹在干式试纸上，开发出肉眼比色的第一个血糖值测试纸，不过就是还得多一道手续，必须用水洗去血液擦干，否则会持续反应造成误判。
电化学技术应用在血糖检测仪始于1981年，美国Medisense雅培公司在1986年开发出第一台取代传统比色法，体积更小，更方便，反应时间更短的电化学式血糖笔开始了第四代血糖检测仪的发展,2001年开始到目前所有血糖检测仪都是采取电化学法。
第五代血糖检测仪主要特色是以微采血量及多部位采血为主，由美国在2001年推出Freestyle(自由式)血糖检测仪开了先河，目前成为侵入式血糖检测仪争相研发的目标。
所有的侵入式血糖检测仪不论采血量多少或多部位采血，都无法实质帮助糖尿病患者不用扎血，不用耗材的实际需求。所以目前研发都是走向非侵入式的血糖检测仪，目前世界各国的开发都集中在利用生化标示物(酶，抗体，类似物特异反应)联结传导物产生一种可检测的信号，如电流或电压，颜色或光强度及热信号来捕捉相对应的血糖值。例如：电化学传感器分为两类：体外传感器(皮肤表面的传感器)和可植入皮下的传感器，其工作原理为：测量与被分析物质浓度成比例变化的物理量。不过电化学传感器只能在有限的范围内使用，还没能真正应用于临床。光学方面以傅立叶变换近红外光谱的(FT-NIR)疗法。德国的Heise和美国的Arnold等人都做了大量工作，进行了深入研究。测量方法分为透射谱和反色谱。德国的Heise等首次用ATR(衰减全反射)技术测量了人体血浆和血液中的葡萄糖、蛋白质、胆固醇、尿素、尿酸和甘油三酯等组分的浓度。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供随身携带的非侵入式血糖检测仪，可以免除病患每次扎血的痛苦与不便，也不需要使用试纸耗材，除了降低病患的支出负担，又能避免环境污染，减少环保问题。
为实现上述目的，在一个方面当中，本发明提供了一种非侵入式的血糖检测仪，其包括：壳体；探针组件，其安装在所述壳体内，所述探针组件具有两个电极，以用于接触人体的两个不同皮肤位置，从而测量该两个不同皮肤位置之间的电位差；以及工作电路板，其安装在所述壳体内。所述工作电路板包括：电位差单元，其与所述探针组件电连接，用于计算所述电位差；处理单元，所述电位差单元计算出的电位差被输入到该处理单元当中；以及电力单元；其对所述工作电路板供电，其中所述处理单元内记录有血糖值与电位差的线性比例关系式，根据输入到该处理单元的电位差，所述处理单元计算出相对应的血糖值，并将计算出的血糖值输出。
优选地，所述工作电路板还包括时钟单元，其用于显示时间，该时钟单元将时间信号输入到所述处理单元；其中所述处理单元内记录有在不同时间下，血糖值与电位差的不同的线性比例关系式，根据所述时钟单元所显示的时间值，所述处理单元选择相对应的血糖值与电位差的线性比例关系式，从而计算出待测对象的血糖值。
优选地，在一个实施方式当中，所述工作电路板还包括与所述处理单元相通信的显示单元，所述显示单元包括安装在壳体上的显示屏，其显示已计算出的血糖值。
优选地，在一个实施方式当中，所述述工作电路板还包括与所述处理单元相通信的声音输出单元，其通过听觉方式来通知计算出的血糖值。
优选地，在一个实施方式当中，所述工作电路板还包括A/D转换单元，其与所述电位差单元电连接。
优选地，在一个优选实施方式当中，所述工作电路板还包括电压转换单元，其与所述电力单元电连接。
优选地，在一个优选实施方式当中，所述血糖检测仪还包括开关。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的非侵入式的血糖检测仪由于无需扎针，仅仅需要测人体两处皮肤区块之间的电位差，大大减少了受试对象的扎针痛苦。此外，由于不需要使用试纸，大大节省了经济成本。
附图说明
图1是根据本发明的非侵入式的血糖检测仪的示意图。
图2是根据本发明的工作电路板的模块示意图。
图3是处理单元的电路示意图。
图4是根据本发明的血糖检测仪的部分检测区域的示意图。
图5是根据本发明的穴点(区块)皮肤电位差与血糖值之间的折线图。
图6是罗式血糖仪的血糖值和时间之间的折线图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
许多实验证明生物体不仅可以导电，而且在新陈代谢过程中还可以产生生物电。这种生物电可以通过组织的电解质，呈导电形式投射到皮肤表面，形成皮肤电现象。穴位(区块)是生物电流的触点，具有与其周围皮肤不同的电学特性，主要表现为低电阻和高电位。经络是传输电流的通道(生物电波)。当生理病变对应于相关的穴位(区块)，电位就发生变化，激发生物电流产生电磁波，然后传到全身的经络，传到中枢神经形成刺激，对病变部位进行调整。
本发明的血糖检测仪是依据中国临床医学诊断与经络学中提及有关糖尿病，尿糖，血糖等相关的穴点(区块)，测试受检者的皮肤穴点(区块)与皮肤参考点之间的电位差(也就是电压差)，然后透过数据分析找出近似公式搭配测试时间，再换算成血糖值供待测对象参考之用。优选地，经络学提出的观点是，人体在不同的时辰，走不同的经脉，所以本发明测试时也会随着时辰使用较合适的公式去计算血糖值。
需要说明的是，在本发明的一方面当中，本发明的血糖检测仪并不需要测量人体不同皮肤位置的具体的电压值，而仅仅需要测量出二者之间的电压差(电位差)即可。
如图1和图2所示，根据本发明一个优选实施方式的非侵入式的血糖检测仪包括：壳体1、探针组件(图中未显示)和工作电路板8，所述探针组件安装在壳体1内。该探针组件具有两个电极2、3，以用于接触人体的两个不同皮肤位置，从而测量该两个不同皮肤位置之间的电位差。此外，该非侵入式的血糖检测仪还包括开关6。
参考图2和图3，图2显示了根据本发明一个优选实施方式的非侵入式的血糖检测仪的工作电路板的模块示意图，图3是处理单元81的电路示意图。工作电路板8安装在壳体1内部，且包括电位差单元82，其与所述探针组件电连接，用于计算所述电位差；A/D转换单元83，其与电位差单元82相连接，用来将模拟信号转换成数字信号；处理单元81，电位差单元82计算出的电位差被输入到该处理单元81当中；以及电力单元87，其对工作电路板8进行供电。其中该电力单元87可以是电池或者其他直流电源。优选地，电力单元87与电压转换单元88相连接，将电力单元87的电压转换成其它各单元所需的工作电压。
处理单元81内记录有血糖值与电位差的线性比例关系式，根据输入到该处理单元81的电位差，处理单元81计算出对应的血糖值，并将计算出的血糖值输出。
如前所述，经络学提出的观点是，人体在不同的时辰，走不同的经脉，所以本发明测试时也会随着时辰使用较合适的公式去计算血糖值。因此在一个优选实施方式当中，工作电路板8还包括时钟单元84，其用于显示时间，该时钟单元84将时间信号输入到处理单元81当中。处理单元81内记录有在不同时间下，血糖值与电位差的不同的线性比例关系式，根据时钟单元所显示的当前时刻，处理单元81选择相对应的血糖值与电位差的线性比例关系式，从而计算出待测对象的血糖值。
在一个优选实施方式当中，工作电路板8还包括与处理单元81通信的显示单元85，该显示单元85包括安装在壳体1处的显示屏4，用于将计算结果显示给受测对象。此外，电路板8还可以包括声音输出单元86，其与设在壳体1的声音输出端口5相连接，以将计算结果以声音的方式通知给受测对象。
图4显示了手掌区域中部分有效的检测区域的示意图。在此需要说明的是，根据发明人大量的实验研究，人体内仅有较少部分区块之间的电位差与血糖值之间有比例关系，而两臂、前胸等区域上的电位差与血糖值之间并没有呈现任何的有效的线性比例关系。图4显示了手掌区域中4个有效的监测点，另一个电极的人体接触点则不做限制，一般为另一只手的拇指第一节指肚。
以下为了方便解说，本实施例以手掌的穴点(区块)做为检测的区域。需要说明的是，人体有关糖尿病，尿糖，血糖等相关的穴点(区块)分布在手掌以外的位置(比如脚上或者大腿部位)，同样可比照相同方式做出实验结果。
发明人经实验发现使用5V的A/D转换器测得电位差与用扎血方式读出来的血糖数据确实有关连性，经过11次的扎血和44次的量测，二者结果十分逼近。例如：血糖值(mmol/L)7.4，本发明测出的电位差经过归纳后的公式乘以对应的K值可以得到7.364的数值。
先清洁图4所示的要检测的左手穴点A、B、C和D，可以使用酒精棉擦拭或是用肥皂清洗，等干燥后才开始测量。
使用中，首先按动开关6开启电源，显示屏4会出现等待测量的画面。然后右手拿着本发明的血糖检测仪，右手大拇指(其他右手指头亦可)按住电极3(参考点)，接着将另一个电极2对着左手掌待测的穴点(区块)轻压接触至皮肤略微凹陷即可，此时显示屏4会出现测试画面，并会出现测试出的数值，该数值即可视为受测者血糖的参考值并记录。如果习惯左手操作，则将电极2对着右手掌待测的穴点(区块)轻压接触至皮肤略微凹陷。
图5显示了根据本发明的血糖仪所检测的血糖值和时间的关系图，图6显示了罗式血糖仪的血糖值与时间的折线图。图6中的罗氏血糖仪指的是Roche制造的Accu-Chek Active血糖仪，在血糖仪领域具有指标性地位，所以做为本发明血糖仪的参考基准。观察图5的根据本发明的折线图，在不同的时辰有不同的曲线趋近罗式血糖仪的曲线，有些许差异和偏离，但是参照国际标准EN ISO 15197(2003)的规定，合格的血糖仪误差在20％以下。所以本发明血糖仪虽然与罗式血糖仪有些误差，但是应在容许范围之内。以mmol/L为单位所推断的公式如下：
上午7～9点，宜采用A穴点(区块)进行血糖测量，A区块公式，血糖值＝皮肤电位差×K1，K1的范围值是1.7～3.9。
上午9～下午3点，宜采用C穴点进行血糖测量，C区块公式，血糖值＝皮肤电位差×K3，K3的范围值是0.5～2.4。
下午3～5点，宜采用D穴点进行血糖测量，D区块公式，血糖值＝皮肤电位差×K4，K4的范围值是1.1～3.5。
下午5～9点，宜采用C穴点进行血糖测量，，血糖值＝皮肤电位差×K3，K3的范围值是0.5～2.4。
下午9～11点，宜采用B穴点进行血糖测量，血糖值＝皮肤电位差×K2，K2的范围值是1.9～4.6。
综上所述，根据本发明的血糖检测仪，能够在不给受测者带来扎针痛苦的情况下，获得十分精准的血糖值；同时该血糖检测仪工具小巧轻便，检测方法十分容易，不需要使用试纸，节省了大量成本。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (7)
1.一种非侵入式的血糖检测仪，其特征在于，包括：
壳体；
探针组件，其安装在所述壳体内，所述探针组件具有两个电极，以用于接触人体的两个不同皮肤位置，从而测量该两个不同皮肤位置之间的电位差；以及
工作电路板，其安装在所述壳体内，所述工作电路板包括：
电位差单元，其与所述探针组件电连接，用于计算所述电位差；
处理单元，所述电位差单元计算出的电位差被输入到该处理单元当中；以及
电力单元；其对所述工作电路板供电，
其中所述处理单元内记录有血糖值与电位差的线性比例关系式，根据输入到该处理单元的电位差，所述处理单元计算出相对应的血糖值，并将计算出的血糖值输出。
2.根据权利要求1所述的非侵入式的血糖检测仪，其特征在于，所述工作电路板还包括时钟单元，其用于显示时间，该时钟单元将时间信号输入到所述处理单元；
其中所述处理单元内记录有在不同时间下，血糖值与电位差的不同的线性比例关系式，根据所述时钟单元所显示的时间值，所述处理单元选择相对应的血糖值与电位差的线性比例关系式，从而计算出待测对象的血糖值。
3.根据权利要求1所述的非侵入式的血糖检测仪，其特征在于，所述工作电路板还包括与所述处理单元相通信的显示单元，所述显示单元包括安装在壳体上的显示屏，其显示已计算出的血糖值。
4.根据权利要求1所述的非侵入式的血糖检测仪，其特征在于，所述工作电路板还包括与所述处理单元相通信的声音输出单元，其通过听觉方式来通知计算出的血糖值。
5.根据权利要求1所述的非侵入式的血糖检测仪，其特征在于，所述工作电路板还包括A/D转换单元，其与所述电位差单元电连接。
6.根据权利要求1所述的非侵入式的血糖检测仪，其特征在于，所述工作电路板还包括电压转换单元，其与所述电力单元电连接。
7.根据权利要求1所述的非侵入式的血糖检测仪，其特征在于，所述血糖检测仪还包括开关。
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