CN108553110A - 测量人体血液成分含量的方法及其装置 - Google Patents

Abstract

一种结构简单、采用无创手段并通过人体血液成分对特定频率红外光的吸收率准确测量人体血液成分含量的方法及其装置。有以下步骤：1)选定待测部位；2)对待测部位进行温度调节；3)使用红外光检测信号照射待测部位；4)获取反馈信号；5)在待测部位处于至少二个不同温度下，分别获取对应温度下的反馈信号并经计算获得待测成分在血液中的含量。测量装置，包括主控电路、信号发生器、定位装置、信号接收器和一个温度调节装置。其可为医学研究人员提供了一种通过无创检测精准获知人体血液成分含量的新思路，尤其是癌症的生物标记物的红外多频谱特征进行研究。测量装置可避免有创检测带来的对患者生理和心理的痛苦和感染疾病的风险。

Description

测量人体血液成分含量的方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种测量人体血液成分含量的方法及装置，特别涉及一种可准备测量人体血液成分对特定频率的红外光吸收率的方法及其装置。

背景技术

人体血液成分，如血糖、血尿酸、甘油三脂、胆固醇和生物标记物等在血液中的含量，是通过有创针刺获取血液样本，再经专用医学检测仪对所获取的血液样本进行检测获得。其存在的缺陷是针刺皮肤会给被测者带来一定的痛苦，另外，相关的专用医学检测仪售价昂贵。

近些年，出现一些可通过无创手段获取血液成分含量的检测设备或技术方案，但其存在以下不足：

1)由于血液成分的浓度变化产生的有效信号非常微弱，若要精确和可靠地检测到该浓度的变化，则需要相关的检测仪器具有非常高的信噪比，因此，现有技术中的相关检测仪器售价高，这无疑增加了生产成本，同时也增加了患者的就医成本。

2)为了从测量的数据中提取出浓度信息，需要采用各种各样复杂的数据处理方法，这些数据处理方法难度大且实现复杂。

例如对比文件1(CN104257390B)公开一种无创血糖测定方法，包括：测定所述预设部位对波长为λ1的红外光的当前吸收率B1，然后测定该预设部位对波长为λ2的红外光的当前吸收率B2；根据B1、B2以及预存的初始血糖浓度值A0、预设部位对波长为λ1的红外光的初始吸收率A1、预设部位对波长为λ2的红外光的初始吸收率A2计算出当前血糖浓度值D0＝A0×(B1-B2)/(A1-A2)+k；其中，k为常数，且0≤k≤0.5。对比文件1的无创血糖测定方法采用两种不同波长的红外光，先后测同一部位，k值的确定较为复杂且不准，而且没有考虑同一部位在不同时间下的生理变化，而且参数较多，在获取各参数的过程中误差不可避免，最后经误差累积也会影响到血糖浓度的检测结果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、采用无创手段并通过人体血液成分对特定频率红外光的吸收率准确测量人体血液成分含量的方法及其装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明的准确测量人体血液成分含量的方法，有以下步骤：

1)选定人身体上某个待测部位；

2)采用热辐射和/或热传导的发热部件对所述的待测部位进行温度调节；

3)使用对人体血液中待测成分具有一定吸收率的红外光作为检测信号照射所述的待测部位；

4)通过设置体外的信号接收器获取反馈信号，该反馈信号为所述检测信号中未被所述待测部位吸收且射出体外的剩余量；

5)在所述待测部位处于至少二个不同温度下，分别获取对应温度下的所述反馈信号并经计算获得所述待测成分在血液中的含量。

所述的至少二个不同温度对应的温度为递增式、递减式或者为增减交替式。

针对不同次检测时，所述信号接收器与人体表面之间的距离调节至该信号接收器接收到的反馈信号处于设定的标准光通量范围为佳。

针对所述待测部位进行检测对应的温度在3－5个档次，其中，各档次对应的温度为第一温度、[第一温度－(1至50℃)]或者[第一温度+(1至50℃)]。

本发明的准确测量人体血液成分含量的装置，包括主控电路、可发出以红外光作为检测信号的信号发生器，其特征在于：该测量装置中还设有一个可将所述检测信号准确照射在人身上某待测部位的定位装置、接收反馈信号的信号接收器和一个温度调节装置，所述反馈信号为所述检测信号中未被所述待测部位吸收射出体外的剩余量，该温度调节装置由对所述待测部位通过热辐射或热传导方式传递热能的发热部件、可使该发热部件的温度产生高低变化且受控于所述主控电路的热能调节器、实时采集所述发热部件的温度并将对应该温度的温度电信号传递给所述主控电路的第一温度传感器和可快速将热能调节器的热能排至周围空间的散热器构成，其中，所述发热部件置于所述待测部位的近旁，热能调节器置于发热部件与散热器之间。

所述信号接收器在手动调节机构或微型电机的驱动下，可沿所述反馈信号方向相对所述待测部位做相向或相背移动。

在所述信号接收器的近旁，设有第二温度传感器；当所述信号发生器和信号接收器设于所述待测部位的同侧时，第二温度传感器可将所述待测部位的温度传送至所述的主控电路并由该主控电路通过所述的热能调节器实时调节所述的发热部件的温度至设定值；当所述信号发生器、所述待测部位和信号接收器的几何中心处于同一直线上且所述待测部位介于信号发生器和信号接收器之间时，所述第二温度传感器可将所述反馈信号射出人体部位的温度传送至所述的主控电路并由该主控电路过所述的热能调节器实时调节所述的发热部件的温度至设定值。

所述发热部件、热能调节器、信号发生器和散热器紧固为一体结构，其中，

发热部件为半球形圆缺，沿其轴向设有通光孔道，其球冠朝外；

热能调节器为带有中央通孔且为盘状的半导体加热片；

散热器为柱状且具轴向中空通道的金属导热部件；

信号发生器的前端穿过所述的轴向中空通道和中央通孔置于所述通光孔道中。

在所述发热部件的球冠上设有具有一定热阻的防烫隔膜。

所述发热部件、热能调节器、信号发生器和散热器紧固为一体结构，其中，

发热部件为半球形圆缺，其球冠朝外，由其球冠至其底面设有多个通光孔道，多个通光孔道的轴线之间的夹角成锐角；

热能调节器为带有与所述通光孔道数量相同的通孔且为盘状的半导体加热片；

散热器为柱状且具轴向中空通道的金属导热部件；

信号发生器为多头发光器的红外光发生器，各头发光器的前端穿过所述的轴向中空通道和对应的通孔置于对应的所述通光孔道中。

本发明的方法为医学研究人员提供了一种通过无创检测精准获知人体血液成分含量的新思路，其开创了运用红外多频谱技术检测人体血液成分的先河，可以为医疗研究机构对人体血液成分，尤其是癌症的生物标记物的红外多频谱特征进行研究，进而为人类准确预防重大疾病提供有力帮助。

本发明的测量装置为无创检测，其具有以下优点：

1)它避免了有创检测所带来的对患者生理和心理的痛苦和感染疾病的风险，例如糖尿病及痛风病患者，需要频繁的检测血糖和尿酸，现有的检测技术给患者带来巨大的痛苦；2)结构简单、操作方便，不需要任何的日常消耗品，降低了患者的经济负担；3)其可以进行实时检测，为医疗机构准确显示患者的病理及发展过程，能够做到及时掌握及时治疗；4)其能够对癌症等重大疾病的生物标记物进行检测，其不失为医疗卫生部门准确预防和筛查重大疾病的重要设备。

附图说明

图1为待测部位应用于虎口部对应的测量装置示意图。

图2为图1中A部放大示意图。

图3为图1的爆炸示意图。

图4为图3中的B部放大示意图。

图5为图4中的发热部件与热能调节器的分解示意图。

图6为双信号通道的发热部件的示意图。

附图标记如下：

主控电路1、信号发生器2、温度调节装置3、发热部件31、通光孔道311、缺口312、热能调节器32、通孔321、散热器33、轴向中空通道331、温控信号采集模块4、第一温度传感器41、第二温度传感器42、定位装置5、壳体部51、第一容纳腔511、第二容纳腔512、顶盖部52、容纳孔521、观测孔522、绑带6、手部7、信号接收器8。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。

一、本发明的准确测量人体血液成分含量的方法

其为一种采用无创手段对人体血液成分含量进行检测的方法，所述血液成分是指包括并限于人体血液中的血糖、血尿酸、甘油三脂、胆固醇、肌酐或生物标记物等血液成分。

检测方法的基本思路如下：

1)首先在人身体上选定某个待测部位，该待测部位可根据毛细血管密集程度或血液流动突显程度选择，如可选在手的虎口部位、颈部、脚踝部、耳部、鼻孔、腋下、臂部或下肢等部位，也可选择易于获得反馈信号的人体部位，该反馈信号为射入人体内的检测信号再由体内射出的部分。

2)采用特定频率范围的红外光作为检测信号照射选定的待测部位。

该点思路基于人体内的物质对外界的不同频率红外光信号的吸收呈现差异性。

所述特定频率范围是指对待测的所述血液成分能够体现峰值吸收率(以下将该现象称为特异性)对应的红外光的频率范围。例如，选定可使血糖吸收率达到峰值的某频率范围的红外光作为检测血糖成分的检测信号照射所述的待测部位，这样，该频率范围的红外光仅对血糖成分产生特异性，而对其它血液成分(如血尿酸等)呈现较低吸收率或在不同温度下处于恒定吸收率。如此，针对某特定频率的检测信号，不同血液成分对该检测信号吸收率的差异性就充分表现出来了。

例如水对红外光的吸收率在1400-1700nm波长附近呈现峰值，尿酸对红外光的吸收率在1300－1600nm波长附近呈现峰值，以下将某血液成分对红外光吸收处于峰值状态对应的频率范围称为特异区。

基本原理是：当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级，分子吸收红外辐射后发生振动或转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收，宏观表现为透射光强度变小。

3)通过设置体外的信号接收器8，获取所述检测信号中未被所述待测成分吸收且射出体外的剩余量，该剩余量即为前述的反馈信号。

反馈信号可为检测信号直射人体并穿过人体射出的穿透信号，也可为检测信号进入人体后再反射出来的反射信号。

反馈信号＝检测信号[1-(待测成分吸收率+其它成分吸收率)]，其中，其它成分包括其它血液成分和具有固定吸收率的脂肪。

4)设定在多个不同温度下进行检测获得相应的反馈信号。

当待测部位处于不同温度并持续恒定一小段时间时，该待测部位对应温度下相同血液成分的分子速率就不同。通过改变待测血液成分的分子速率，使它对特定频率范围的检测信号在单位时间内的吸收率呈现加速和放大，而不在该特异区的其它血液成分对该特定频率范围的检测信号的吸收率不变化或变化不大。

针对某待测的血液成分在不同温度下，其单位时间内的吸收率的特性曲线会不同，依据该特性曲线、不同温度，经计算得出待测的血液成分的浓度。

即获取不同温度下的反馈信号并计算得出所述待测成分在血液中的含量，可按以下公式计算：

y₁＝m·f(t₁)+k₁ (1)

y₂＝m·f(t₂)+k₂ (2)

y1、y2为温度t1及t2时的反馈信号接收值(在实际测量中为电压信号，单位为mv)；

m为待检测血液成分的物质的含量；

f(t1)、f(t2)为人体待测成分单位物质对检测信号的吸收函数，f(t1)、f(t2)可以通过建立数学模型测量得到；

k1、k2为常数，t1、t2为所述待测部位在不同档次对应的温度值；

通过以上方程联立可以算出m的值。

通过测量各血液成分对应的所述特异性的吸收特性，从而测量出被测对应的血液成分在人体内的含量。比如说，当需要测量水在人体内的含量时，信号发生器2发射的波长为1400nm-1700nm的红外光检测信号；当需要测量尿酸在人体内的含量时，发射的波长为1400nm-2700nm的红外光的检测信号，从而实现对相应血液成分的检测。

本发明方法进一步的改进是将不同温度划分为若干档次，优选档次数量为3-5次。

优选为：每档对应的温度可为第一次检测时所述待测部位的实际体温或者将此时待测部位的温度调节至设定的温度(以下简称该第一次检测时的待测部位的温度为初始温度或第一温度)、比该初始温度小1至50℃的温度或者比该初始温度大1至50℃的温度。

各档次温度可为由初始温度起始依次递增或依次递减，也可为由初始温度起始依次高低交替或者依次低高交替。

又一改进是，在每次检测时，为了使待测部位的温度处于可控状态，采用以下方法实现：

1)在第一次检测时，先测量所述的待测部位的初始温度，根据该初始温度，将一发热部件31的热度调节至可使该待测部位的温度持续稳定在所述初始温度对应的温度值，保持0.2－10分钟。

所述发热部件31可通过热辐射或热传导对待测部位加热，发热部件31由外设的控制电路控制，其温度升降处于可调节状态，即可加热，也可制冷。

2)不同温度如何获得，先通过调节所述发热部件31的温度至预设温度，之后，采用温度传感器检测待测部位是否达到该预设温度，若是，则保持发热部件31的热度0.2-10分钟，若否，则通过控制电路做相应的温升或温降调节。

本发明的再一改进是，为了克服不同次检测(该“不同次检测”是指，对同一个人不同的待测部位进行的跨部位测量，或者指对不同人的相同待测部位进行的跨测量主体的测量)造成的检测误差，本发明通过调节信号接收器8与人体表面之间的距离来消除该差异性。即在进行检测时，通过调节信号接收器8与人体表面之间的距离以使该信号接收器8接收到的反馈信号的光通量处于预设的一个范围内，以此减少测量误差。

二、本发明的准确测量人体血液成分的测量装置

该测量装置能实现前述本发明的方法中提及的采用无创手段对人体血液成分(该血液成分见前述“一”中述及的内容)含量进行检测的方法。

如图1－6所示，该测量装置由主控电路1、信号发生器2、信号接收器8、温度调节装置3、温控信号采集模块4和定位装置5构成。

1、主控电路1

包括微处理器、数据存储器、PWM脉宽调制模块、A/D转换模块、启动或关闭信号发生器2、信号接收器8和温度调节装置3工作的开关电路。

该主控电路1完成以下任务：

控制信号发生器2发射特定频率的红外光检测信号。

将信号接收器8接收到的反馈信号(该反馈信号为所述检测信号中未被待测的所述血液成分吸收并射出体外的剩余量)转换为数字信号送入微处理器进行分析处理并储存，或者将该数字信号通过信号传输通道传送至远端。

控制温度调节装置3加热或制冷并使该温度调节装置3稳定在设定的温度下，以确保人体某待测部位的温度处于受控状态。

所述待测部位如前所述的可选在手部7的虎口部位、颈部、脚踝部、耳部、鼻孔、腋下、臂部或下肢等部位，也可选择在易于获得反馈信号的人体部位。

2、信号发生器2

受所述PWM脉宽调制模块控制产生所需频率或频率范围的红外光的检测信号。特点是：所发射的检测信号的频率范围设置在待测血液成分对应的频率特异区(特异区是指待测血液成分对红外光吸收处于峰值状态对应的频率范围)。

该信号发生器2可以为直射式，也可为反射式(直射式指发光管和接收管相对安放在发射与受控物的两端，中间相距一定距离；反射式指发光管与接收管并列一起，平时接收管始终无光照，只在发光管发出的红外光线遇到反射物时，接收管收到反射回来的红外光线才工作)，还可为多管红外发射电路，以提高发射功率，增加红外发射的作用距离。

在信号发生器2中的发光管前端还设有聚光透镜。

在所述定位装置5的约束下，使该信号发生器2产生的红外光准确照射在所述的待测部位。

3、信号接收器8

可采用直射接收式，也可采用反射接收式，其将所接收到的反馈信号送至所述的微处理器进行分析处理。

本发明的优选安装方式为：该信号接收器8可在手动调节机构或微型电机的驱动下做短距离移动，移动的方向沿所述反馈信号方向相对所述待测部位做相向或相背的往复移动。

4、温度调节装置3

该温度调节装置3的作用是通过热辐射和/或热传导向所述待测部位传递热能，其目的是促使所述待测部位的温度持续升降或维持恒定在一定范围，维持恒定的时间为0.2-10分钟。

本发明优选该温度调节装置3为升温降温一体化结构，即需要升温时令其加热，需要降温时令其制冷。优选的部件为半导体加热片，当需要加热时，通入正向电流，当需要制冷时，通入反向电流，从而可使该半导体加热片部件在相对固定的情况下，实现设定方向按需、按时、按节奏(该节奏是指：持续加热或持续制冷，或者加热制冷交替进行)进行加热或制冷。

本发明优选的温度调节装置3的结构如下：

其由发热部件31、热能调节器32和散热器33构成，其中，

1)发热部件31

用于将自身的热量通过热传导传递给所述的待测部位，该发热部件31为导热良好的材料制作，其包括并不限于铜、铝、银、低碳钢、不锈钢或其合金材料等。

检测时，该发热部件31可与待测部位触接并持续设定时间，使该待测部位的温度与该发热部件31的实际温度达到平衡。

发热部件31的形状可以为有孔或开口的圆锥形、菱形、圆台形、椭球形、半圆锥形、半菱形、半圆台形、半椭球形或片形，本发明优选有孔的球缺形。

为了防止发热部件31在高温或较低温度时与所述待测部件骤然接触给人造成的不适，可在该发热部件31外表面上设置一层防止灼伤的隔膜，该隔膜具有一定热阻，可用布、麻或丝织品制作。

2)热能调节器32

其作用是在所述主控电路1的控制下，产生热能变化并通过传导将该热能变化传递给所述的发热部件31，以使发热部件31的温度发生升温或降温效果。

热能调节器32可以为半导体加热片、电阻式加热片、红外加热片等，其形状有圆形、半圆形、方形、椭圆形、三角型，通孔321或开口。

本发明优选的结构是采用即可加热也可制冷的呈片状的半导体加热片，其特点是：当通入其中的电流为正向流动时，该半导体加热片的正面向外释放热量，其背面制冷；当通往其中的电流反向流动时，其正面制冷，背面向外释放热量。

由此，可根据需要控制发热部件31持续升温、持续降温或按设定时间交替进行升温和降温。

3)散热器33

其作用是当热能调节器32的正面对所述发热部件31制冷时，帮助热能调节器32将其背面产生的热能快速散发至周围空间。

其形状可为柱形、鳍片形或针堆形。

其可由铜、铝或铜合金、铝合金或其它导热良好的材质制成。

4)一体化结构的温度调节和信号发生装置

本发明可将信号发生器2、发热部件31、热能调节器32和散热器33进行组装成集成或实现相同功能的组件，本发明优选采用的是一个完整的部件应用于测量装置中。

该一体化结构的温度调节和信号发生装置优选以下二种方式：

a.单通道发射

发热部件31为半球形圆缺，沿其轴向设有通光孔道311，其球冠朝外。

热能调节器32为带有中央通孔321且为盘状的半导体加热片。

散热器33为铜质柱状且具轴向中空通道331。

所述通光孔道311、中央通孔321和轴向中空通道331同轴线设置。

信号发生器2采用单头LED发光管，其前端由散热器33的底部穿过所述的轴向通道和中央通孔321置于所述通光孔道311中，该通光孔道311即为信号发生器2发射检测信号的信号通道。

该结构的发热部件31具有以下优点：

1)在发热部件31与待测部位接触检测时，检测信号通过通光孔道311传输，一方面检测信号在传输中不会变弱，另一方面不会受到外界信号干扰，由此，在检测血液成分时，可以确保检测信号的稳定性。

在所获取的反馈信号较微弱的情况，有利于捕捉血液成分的浓度的变化信息。

2)结构简单，无需复杂的结构设计来保证检测信号的稳定性。

其连接结构是：发热部件31的球冠底面与半导体加热片的正面相接，半导体加热片的背面与散热器33的圆柱顶面相接，发热部件31、半导体加热片和散热器33之间通过快速紧固结构(如卡装、公母扣或螺钉连接结构)连接在一起，其相接面最好设置导热硅脂。

b.至少两个信号通道发射

发热部件31为半球形圆缺，其球冠朝外，由其球冠至其底面可以有多个通光孔道311(参见图6)。

散热器33为铜质柱状且具轴向中空通道331。

所述通光孔道311与对应的通孔321相对设置。

信号发生器2为红外光发光管，发光管的前端由散热器33的底部穿过所述的轴向中空通道331和对应的通孔321置于对应的所述通光孔道311中。

在发热部件31的前端面设一个聚光凸透镜，以此将多个LED发光管发射的红外光检测信号汇聚于所述待测部位。其提高了检测信号的信号强度，避免检测信号在传输过程中变弱的问题。

其连接结构是：发热部件31的球冠底面与半导体加热片的正面相接，半导体加热片的背面与散热器33的圆柱顶面相接，发热部件31、半导体加热片和散热器33之间通过快速紧固结构(如卡装、公母扣或螺钉连接结构)连接在一起，其相接面最好设置导热硅脂。

5、温控信号采集模块4

其作用是将本发明的测量装置中需要温度监控的部位或部件的温度信号及时采集并传送给所述的主控电路1。

本发明优选对两个温度信号进行实时监控。其一为所述发热部件31的温度，其二为所述待测部位的温度。

采集发热部件31的温度信号所用的传感器为第一温度传感器41，其设置在发热部件31的近旁，其可实时将该温度信号传递给所述主控电路1，由主控电路1按照设定要求控制所述的温度调节装置3(可将该第一温度传感器41划归该温度调节装置3中的一个组成部分)。

采集所述待测部位的温度信号所用的传感器为第二温度传感器42，本发明将其设置在所述信号接收器8的近旁。

当所述信号发生器2和信号接收器8设于所述待测部位的同侧时(即前述的反射式)，第二温度传感器42可将所述待测部位的温度传送至所述的主控电路1并由该主控电路1通过所述的热能调节器32实时调节所述的发热部件31的温度至设定值。

当所述信号发生器2、所述待测部位和信号接收器8的几何中心处于同一直线上且所述待测部位介于信号发生器2和信号接收器8之间时(即前述的直射式)，所述第二温度传感器42可将所述反馈信号射出人体部位的温度传送至所述的主控电路1并由该主控电路1通过所述的热能调节器32实时调节所述的发热部件31的温度至设定值。

温度传感器可采用包括不限于双金属温度计传感器、压力式温度计传感器、电阻温度计传感器、热敏电阻温度传感器、温差电偶温度传感器和红外温度传感器。本发明优选使用的是非接触式的红外温度传感器。

6、定位装置5。

采用注塑工艺按照人体工学制作的塑胶外壳，或者采用刚性材料按照人体工学制作的支撑网架。

其作用是既要承载所述主控电路1、信号发生器2、信号接收器8、温度调节装置3和温控信号采集模块4，又要使所述信号发生器2发射的检测信号精准照射在所述待测部位且使信号接收器8及时获取所述反馈信号，同时，还需温度调节装置3能够稳定的与所述待测部位按照设计流程交换热能。

7、以下以待测部位为手部7虎口部位为例，详细说明本发明的测量装置。

如图1－4所示，该测量装置由可将人手部7放入其中的外壳、所述的主控电路1、信号发生器2、信号接收器8、温度调节装置3和温控信号采集模块4构成。

1)外壳

由塑胶材料经一次注塑所制，其分为壳体部51和顶盖部52。

在壳体部51上分别设有将手掌的掌部插入其中的第一容纳腔511、将手的大拇指放入其内的第二容纳腔512、将所述的温度调节装置3置入其中且位于壳体部51偏上位置的安装位和用于固定温控信号采集模块4和主控电路1的槽、孔或卡位。

手掌以四指朝前的方式竖向插入所述的第一容纳腔511中，第一容纳腔511和第二容纳腔形成“Y”字形，即形成一定的夹角。在第一容纳腔511和第二容纳腔512的交接处形成有一个测量部，即安装温度调节装置3的安装位。

顶盖部52的一侧通过铰接结构与壳体部51活动连接在一起，在顶盖部52的另一侧与对应侧的壳体部51上端缘之间设有磁性吸合组件。

当需要检测时，将手置于第一容纳腔511和第二容纳腔512中，再将顶盖部52吸合在壳体部51上，测试时，再辅以绑带6将壳体部51与顶盖部52固定之。

该顶盖部52上设有容纳孔521，用于容纳信号接收器8。此外还设有压线板及观测孔522，所述压线板用于固定所述测量装置的导线。所述观测孔522用于观测第一容纳腔511与第二容纳腔512内的情况，所述观测孔522在没有使用时，用密封塞塞住。

该主控电路1的一侧还设有盖板，以密封所述主控电路1。

本发明通过所述发热部件31、第一温度传感器41和能量调节器之间的配合，在发热部件31与待测部位接触测量血液成分时，不会受到外界温度变化的影响，可以保证检测信号的稳定性，因而可精确和可靠地检测到血液成分的浓度变化信息。

2)一体化结构的温度调节和信号发生装置

将该装置安装在所述的安装位上，其中，发热部件31临近虎口设置，信号发生器2产生的红外光的检测信号通过发热部件31上的通光孔道311照射在手部7虎口(即待测部位)上。

如图4、5所示，在发热部件31的边缘处设有一缺口312，所述的第一温度传感器41插置于该缺口312内。

3)信号接收器8

信号接收器8安装在顶盖部52内面并置于所述安装位的相对侧。

所述的第二传感器安装在该信号接收器8的近旁。

工作原理为：将手插设于所述第一容纳腔511和第二容纳腔512后，启动该测量装置，第二温度传感器42检测所述待测部位(即虎口部)的温度，当所述待测部位的温度小于预设温度时，所述能量调节器通过所述发热部件31将热量传导至所述待测部位，以使所述待测部位的温度上升至所述预设温度；当所述待测部位的温度大于预设温度时，所述能量调节器制冷以使所述发热部件31吸收所述待测部位的热量，使所述待测部位的温度下降至所述预设温度；当所述待测部位的温度位于预设温度时，所述主控电路1控制所述信号发生器2发射检测信号，所述检测信号穿过所述待测部位后的反馈信号被所述信号接收器8接收并转换成电信号，发送至所述主控电路1中的信号处理器经计算获得人体血液成分含量。

本说明书内容仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种准确测量人体血液成分含量的方法，有以下步骤：

1)选定人身体上某个待测部位；

2)采用热辐射和/或热传导的发热部件(31)对所述的待测部位进行温度调节；

3)使用对人体血液中待测成分具有一定吸收率的红外光作为检测信号照射所述的待测部位；

4)通过设置体外的信号接收器(8)获取反馈信号，该反馈信号为所述检测信号中未被所述待测部位吸收且射出体外的剩余量；

5)在所述待测部位处于至少二个不同温度下，分别获取对应温度下的所述反馈信号并经计算获得所述待测成分在血液中的含量。

2.根据权利要求1所述的准确测量人体血液成分含量的方法，其特征在于：

所述的至少二个不同温度对应的温度为递增式、递减式或者为增减交替式。

3.根据权利要求2所述的准确测量人体血液成分含量的方法，其特征在于：针对不同次检测时，所述信号接收器(8)与人体表面之间的距离调节至该信号接收器(8)接收到的反馈信号处于设定的标准光通量范围为佳。

4.根据权利要求3所述的准确测量人体血液成分含量的方法，其特征在于：针对所述待测部位进行检测对应的温度在3－5个档次，其中，各档次对应的温度为第一温度、[第一温度－(1至50℃)]或者[第一温度+(1至50℃)]。

5.一种准确测量人体血液成分含量的装置，包括主控电路(1)、可发出以红外光作为检测信号的信号发生器(2)，其特征在于：该测量装置中还设有一个可将所述检测信号准确照射在人身上某待测部位的定位装置(5)、接收反馈信号的信号接收器(8)和一个温度调节装置(3)，所述反馈信号为所述检测信号中未被所述待测部位吸收射出体外的剩余量，该温度调节装置(3)由对所述待测部位通过热辐射或热传导方式传递热能的发热部件(31)、可使该发热部件(31)的温度产生高低变化且受控于所述主控电路(1)的热能调节器(32)、实时采集所述发热部件(31)的温度并将对应该温度的温度电信号传递给所述主控电路(1)的第一温度传感器(41)和可快速将热能调节器(32)的热能排至周围空间的散热器(33)构成，其中，所述发热部件(31)置于所述待测部位的近旁，热能调节器(32)置于发热部件(31)与散热器(33)之间。

6.根据权利要求5所述的准确测量人体血液成分含量的装置，其特征在于：所述信号接收器(8)在手动调节机构或微型电机的驱动下，可沿所述反馈信号方向相对所述待测部位做相向或相背移动。

7.根据权利要求5所述的准确测量人体血液成分含量的装置，其特征在于：在所述信号接收器(8)的近旁，设有第二温度传感器(42)；当所述信号发生器(2)和信号接收器(8)设于所述待测部位的同侧时，第二温度传感器(42)可将所述待测部位的温度传送至所述的主控电路(1)并由该主控电路(1)通过所述的热能调节器(32)实时调节所述的发热部件(31)的温度至设定值；当所述信号发生器(2)、所述待测部位和信号接收器(8)的几何中心处于同一直线上且所述待测部位介于信号发生器(2)和信号接收器(8)之间时，所述第二温度传感器(42)可将所述反馈信号射出人体部位的温度传送至所述的主控电路(1)并由该主控电路(1)过所述的热能调节器(32)实时调节所述的发热部件(31)的温度至设定值。

8.根据权利要求5－7中任一项所述的准确测量人体血液成分含量的装置，其特征在于：所述发热部件(31)、热能调节器(32)、信号发生器(2)和散热器(33)紧固为一体结构，其中，

发热部件(31)为半球形圆缺，沿其轴向设有通光孔道(311)，其球冠朝外；

热能调节器(32)为带有中央通孔(321)且为盘状的半导体加热片；

散热器(33)为柱状且具轴向中空通道(331)的金属导热部件；

信号发生器(2)的前端穿过所述的轴向中空通道(331)和中央通孔(321)置于所述通光孔道(311)中。

9.根据权利要求8所述的准确测量人体血液成分含量的装置，其特征在于：在所述发热部件(31)的球冠上设有具有一定热阻的防烫隔膜。

10.根据权利要求5－7中任一项所述的准确测量人体血液成分含量的装置，其特征在于：所述发热部件(31)、热能调节器(32)、信号发生器(2)和散热器(33)紧固为一体结构，其中，

发热部件(31)为半球形圆缺，其球冠朝外，由其球冠至其底面设有多个通光孔道(311)，多个通光孔道(311)的轴线之间的夹角成锐角；

热能调节器(32)为带有与所述通光孔道(311)数量相同的通孔(321)且为盘状的半导体加热片；

散热器(33)为柱状且具轴向中空通道(331)的金属导热部件；

信号发生器(2)为多头发光器的红外光发生器，各头发光器的前端穿过所述的轴向中空通道(331)和对应的通孔(321)置于对应的所述通光孔道(311)中。