CN109330608A

CN109330608A - 血糖测量方法及装置

Info

Publication number: CN109330608A
Application number: CN201810923771.6A
Authority: CN
Inventors: 林彧宁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-08-14
Filing date: 2018-08-14
Publication date: 2019-02-15

Abstract

本发明公开了一种血糖测量方法及装置，属于医疗器械领域，该方法包括：将光源照射在测量体上，光源透过测量体得到特征光源；采集所述的特征光源，并将特征光源信号转化成特征电信号；将所述特征电信号转化成特征数字信号；通过分析、计算特征数字信号从而得出测量体的血糖值。该装置包括：控制模块、光照模块、光电转换模块，所述光电转换模块与控制模块电连接，所述光照模块与控制模块电连接。

Description

血糖测量方法及装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及血糖测量方法及装置。

背景技术

随着人民生活水平的逐渐提高，糖尿病成年人患逐年增加，并已经发展成一种慢性癌症，糖尿病要尽早发现尽早治疗，发现早可使病情得到很好的有效控制，自我血糖监控对糖尿病预防及治疗就显得极其重要，但目前的检测设备和手法皆为有创检测，给病人带来极大痛苦和经济负担并且卫生情况也待考虑。市场迫切呼唤测量精准的无创伤血糖检测方法和装置。

国内外血糖无损检测方法主要包括：能量守恒法、超声波检测法、生物传感器法、旋光法、光声光谱法和红外光谱法等。

上述方法都属于研究阶段，现在全世界范围内并没有一种有效的、可靠的无创伤的方法测量人体血糖值，急需一种有效的、可靠的无创血糖测量方法，本发明主要利用近红外光谱法具体实现人体血糖值的采集以及利用该无创血糖采集方法的装置，该方法简单、有效、无痛苦，该装置配置便宜、简单、易实现产业化。

发明内容

本发明实施例提供了一种血糖测量方法及装置。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种血糖测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

将光源照射在测量体上，所述光源透过测量体得到特征光源；

采集所述的特征光源，并将特征光源信号转化成特征电信号；

将所述特征电信号转化成特征数字信号；

通过分析、计算所述的特征数字信号得出测量体的血糖值。

通过该方法可以无创伤的测出血糖值。

优选的的，将所述特征电信号转化成特征数字信号之前，进一步对特征电信号进行处理：

将所述特征电信号进行放大；

对放大后的特征电信号进行滤波。

通过放大、滤波处理，有效的提高血糖值测量的精度。

优选的，将光源照射在测量体上之前，进一步：

通过比例控制电路，使光源处于恒流驱动。

旨在去除电流波动产生的干扰，提高精度。

优选的，将光源照射在测量体上，所述光源透过测量体得到特征光源的具体步骤还包括：

将不同波长的光源间隔一定的时间逐一照射在测量体上，光源透过测量体得到多组特征光源。

通过多组数据的测量和采集，可以增加精度。

优选的，所述间隔一定的时间为5-50毫秒，优选的为20毫秒。

为提高效率和并且能够有分辨率，需拟定一定的间隔时间。

优选的，将光源照射在测量体上，所述光源透过测量体得到特征光源之前，还包对测量体进行加热，并对测量体进行温度控制，使其恒温或者稳定在一定的温度范围内，进一步包括：

通过不断检测测量体的温度得到测量温度，并将测量温度进行反馈；

当反馈的测量温度小于预设温度时，继续加热；

当反馈的测量温度大于等于预设温度时，停止加热；

使不同测量体保持在同意温度，排出温度的干扰，提高精度。

优选的，所述预设温度为30-40摄氏度，优选为35摄氏度。

接近于测量体的表面温度，有利于加热和测量。

根据本发明实施例的第一方面，提一种血糖测量方法，该方法能够有效的对测量体尤其是人体进行无创伤的血糖值测量，并且更进一步，提供了高效的、精准的、高精度的测量方法，并排除相关干扰的方法，使得血糖测量值更加的接近真实值。

根据本发明实施例的第二方面，提供了一种血糖测量装置，包括控制模块、光照模块、光电转换换模块，其中：

控制模块，所述控制模块用于控制光电传转换模块、光照模块执行相应的操作；

光照模块，提供光源，根据所述控制模块的指示发射出光源并照射测量体，所述光源透过测量体得到特征光源；

光电转换模块，用于采集所述的特征光源，并将特征光源信号转化成特征电信号发送至控制模块；

所述控制模块通过分析、计算所述的特征数字信号得出测量体的血糖值；

所述光电转换模块与控制模块电连接，所述光照模块与控制模块电连接。

通过上述装置可有效的实施上述方法并进行无创血糖测量。

进一步，还包括前置放大模块、滤波模块，

前置放大模块，将所述特征电信号进行放大；

滤波模块，将放大后的特征电信号进行滤波，去除噪音；

所述光电转换模块与前置放大模块、滤波模块、控制模块依次电连接。

进一步，还包括信号转化模块，

信号转化模块，用于将所述特征电信号转化成特征数字信号；

所述信号转化模块为外置或者内置，所述内置为内置于所述控制模块中；

当信号转化模块为外置时，所述光电转换模块与前置放大模块、滤波模块、信号转化模块、控制模块依次电连接；

当信号转化模块为内置时，所述光电转换模块与前置放大模块、滤波模块、控制模块依次电连接；

所述光电转化模块为光电传感器。

进一步，还包括光源恒流模块，

光源恒流模块，通过比例控制电路，使光源模块处于恒流驱动；

所述光源恒流模块设置于光照模块与控制模块之间。

进一步，所述光照模块为1组或多组，并提供1组或多组光源，用于将1组或多组不同波长的光源间隔一定的时间逐一照射在测量体上，所述1 组或多组光源透过测量体得到1组或多组特征光源；

进一步，所述多组光照模块为2-10组不同波长的LED灯，优选为4 组。

进一步，所述4组不同波长的LED灯的波长为分别为900nm、850nm、 750nm、650nm。

进一步，还包括加热模块和恒温控制模块，

加热模块，根据控制模块的指示进行加热，通过对测量体进行加热；

恒温控制模块，并对测量体进行温度控制，使其恒温或者稳定在一定的温度范围内。

进一步，还包括加热恒流电路模块，

加热恒流电路模块，为加热模块提供稳定电流；

所述加热模块与加热恒流电路模块、控制模块依次电连接。

进一步，所述恒温控制模块还包括温度检测模块，

温度检测模块，通过不断检测测量体的温度得到测量温度并反馈至所述控制模块；

当反馈的测量温度小于预设温度时，加热模块根据控制模块指令继续加热；

当反馈的测量温度大于或等于预设温度时，加热模块根据控制模块指令停止加热；

所述温度检测模块与控制模块电连接；

所述温度检测模块优选为温度传感器。

根据本发明实施例的第二方面，提一种血糖测量装置，该装置具体包括硬件实施部分，使无形的方法在有形的装置上得以有效的实施，能够有效的对测量体尤其是人体进行无创伤的血糖值测量，并且更进一步，提供了高效的、精准的、高精度的测量方法，并排除相关干扰的方法，使得血糖测量值更加的接近真实值。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

图1是根据一实施例示意出的第一种血糖测量方法示意图；

图2是根据一实施例示意出的第二种血糖测量方法示意图；

图3是根据一实施例示意出的第三种血糖测量方法示意图；

图4是根据一实施例示意出的第四种血糖测量方法示意图；

图5是根据一实施例示意出的第五种血糖测量方法示意图；

图6是根据一实施例示意出的第一种血糖测量装置示意图；

图7是根据一实施例示意出的第二种血糖测量装置示意图；

图8是根据一实施例示意出的第三种血糖测量装置示意图；

图9是根据一实施例示意出的第四种血糖测量装置示意图；

图10是根据一实施例示意出的第五种血糖测量装置示意图；

图11是根据一实施例示意出的第六种血糖测量装置示意图；

图12是根据一实施例示意出的第七种血糖测量装置示意图；

图13是恒流反馈闭环框图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，各实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的结构、产品等而言，由于其与实施例公开的部分相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

具体如图1所示，本发明提供的一种实施例的方法包括以下步骤：

S10：将光源照射在测量体上，所述光源透过测量体得到特征光源；

S20：采集所述的特征光源，并将特征光源信号转化成特征电信号；

S30:将所述特征电信号转化成特征数字信号；

S40:通过分析、计算所述的特征数字信号得出测量体的血糖值。

将一束有源的光源照射在测量体，一般为人体，也可以为其他动物等测量，跟进一步为人力的手、耳朵等适合的肉体，该光源透过该测量体，由于测量体的内部组织尤其是血糖值不同使光束发生了变化，从而得到了特征光源，通过采集该特征光源，并将该特征光源信号转化成特征电信号，再将该特征电信号转化成数字信号，通过分析、计算该特征数字信号从而得出测量体的血糖值。

上述方法通过血糖值的不同对光造成了不同的影响，通过分析该影响从而计算出血糖值，该方法无创伤、不流血、可靠、准确。

如图2所示，为了是测量结果更加准确，提供了第二种方法，具体还包括如下步骤：

在将所述特征电信号转化成特征数字信号之前，对特征电信号进行如下步骤的处理：

S21：将所述特征电信号进行放大；

S22：对所述放大后的特征电信号进行滤波。

其中，由于特征电信号非常的小和微弱，为了更好的将特征电信号转化成数字信号，需要在将所述特征电信号转化成特征数字信号之前，将该特征电信号进行放大，可以通过放大电路或者放大控制器，将放大后的特征电信号进行滤波，去除其中的噪音。

进一步，如图3所示，将光源照射在测量体上之前，还包括如下步骤：

S02：通过比例控制电路，使光源处于恒流驱动。

具体，如图13为恒流反馈闭环框图

此恒流控制实质为比例控制，其闭环传递函数为其目的是在G(s)所表示的执行机构(LED)参数变化是能给出稳定的电流输出，是发光二极管处于恒流驱动，使测量更加准确，提高精度，去除电流不稳定造成的干扰。

恒流的计算公式为：

在上述基础上，如图4所示，将光源照射在测量体上，所述光源透过测量体得到特征光源的具体步骤还包括：

S10：将不同波长的光源间隔一定的时间逐一照射在测量体上，光源透过测量体得到多组特征光源。

进一步，所述间隔一定的时间为5-50毫秒，可以为5毫秒、10毫秒、 20毫秒、30毫秒、40毫秒、59毫秒均可以。

但是如果间隔时间太短，前后2组光源可能无法进行有有效的分辨，导致测量有误差，如果间隔时间太长，影响测量精度，因此一般选择在5-50 毫秒，如果整个系统允许，能够实现更短的时间对多组光源进行分辨，也可以选择更短的时间。

在综合考虑了分辨率、误差、效率等因素，更加优选的为20毫秒。

进一步，如图5所示，将光源照射在测量体上，所述光源透过测量体得到特征光源之前，还包：

S01：对测量体进行加热，并对测量体进行温度控制，使其恒温或者稳定在一定的温度范围内，具体方法包括：

当反馈的测量温度小于预设温度时，继续加热；

当反馈的测量温度大于等于预设温度时，停止加热；

更进一步，所述预设温度为30-40摄氏度，，主要是为了接近测量体的温度，可以是30度、35度、40度等。如果测量体是人，那么选择接近人体的温度，人体一般体表问温度为35摄氏度左右，优选为35摄氏度；如果测量体是其他生命，可根据该生命体的体表温度决定该预设温度。

该步骤主要是消除温度的影响，在针对不同的测量体尤其是人时，每一个人的同一测量部位温度或有所不同，为了消除该温度的影响，在测量时均进行加热，使每个测量的相同部位有统一温度，提高测量血糖的精度和准确率。

上述方法提供了一种有效的、可靠的无创血糖测量方法，该方法简单、有效、准确、无痛苦，该装置配置便宜、简单、易实现产业化。

本发明提供的另一种实施例血糖测量装置，如图6所示，包括控制模块、光照模块、光电转换模块，其中：

进一步，如图7所述还包括前置放大模块、滤波模块，具体：

前置放大模块，将所述特征电信号进行放大；

滤波模块，将放大后的特征电信号进行滤波，去除噪音；

在上述基础上，如图8还包括信号转化模块，具体：

所述光电转化模块为光电传感器。

优选的，如图9所示还包括光源恒流模块，具体：

所述光源恒流模块设置于光照模块与控制模块之间。

进一步，如图10所示所述光照模块为1组或多组，并提供1组或多组光源，用于将1组或多组不同波长的光源间隔一定的时间逐一照射在测量体上，所述1组或多组光源透过测量体得到1组或多组特征光源，所述光照模块为LED灯等能够照射的装置。

进一步，所述多组光照模块为2-10组不同波长的LED灯，可以为2 组、3组、4组、5组、10组、15组、20组等等，甚至更多的组，包括30 组、50组等，主要是为了采集数据，测量血糖值。

所述LED定时切换闪烁，由控制模块中的的定时器以20ms定时切换 LED，定时切换时间可以根究实际情况进行设计，主要考虑到效率、分辨率等即可。

根据实践结果，最优选为为4组，组数太少没有对比性，无法有效的比较数据和差距，不能够有效的提供测量精度，组数太多影响效率并且浪费资源。

其中，所述4组不同波长的LED灯的波长可以为950-500nm之间不同的波长即可。

优选为900nm、850nm、750nm、650nm，当然也可以是其他合适的波长的，主要是非同一波长即可，旨在测量不同波长的数据。

进一步，如图11所示，还包括加热模块和恒温控制模块，具体：

恒温控制模块包括控制模块、加热模块(三极管)、温度检测模块。

控制模块中的恒流就不要再介绍了，感觉没有意义，它不像LED恒流那么重要。

加热模块和恒温控制模块可选的为一套或者2套，最好为2套，方便为所测量体的上下两个面进行加热。

进一步，还包括加热恒流电路模块，具体：

加热恒流电路模块，为加热模块提供稳定电流；

所述加热模块与加热恒流电路模块、控制模块依次电连接。

更进一步，如图12所示，所述恒温控制模块包括温度检测模块，具体：

所述温度检测模块与控制模块电连接；

所述温度检测模块优选为温度传感器。

上述装置能够有效的结合上述方法，使上述方案得以实施，产业化，使无形方法变成有形的装置，并且该装置结构简单、有效、无痛苦，该装置配置便宜、简单、易实现产业化。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的流程及结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.一种血糖测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

将至少一束光源照射在测量体上，所述光源透过测量体得到特征光源；

将所述特征电信号转化成特征数字信号；

通过分析、计算所述的特征数字信号得出测量体的血糖值。

2.根据权利要求1所述的血糖测量方法，其特征在于，将所述特征电信号转化成特征数字信号的步骤之前，进一步包括：

将所述特征电信号进行放大；

对放大后的特征电信号进行滤波。

3.根据权利要求1所述的血糖测量方法，其特征在于，将光源照射在测量体上的步骤之前，进一步包括：

设置恒流控制电路，对所述光源进行恒流驱动。

4.根据权利要求1-3任一所述的血糖测量方法，其特征在于，将光源照射在测量体上，所述光源透过测量体得到特征光源的步骤，进一步还包括：

所述至少一束光源包括不同波长的光源，将所述不同波长的光源照射在测量体上，不同波长的光源间隔一定时间照射在测量体上，光源透过测量体得到多组特征光源。

5.根据权利要求4所述的血糖测量数据采集方法，其特征在于，所述间隔一定时间为5-50毫秒。

6.根据权利要求1-3任一所述的血糖测量方法，其特征在于，将光源照射在测量体上，所述光源透过测量体得到特征光源之前，进一步还包括对测量体进行加热，对测量体进行温度控制，使其恒温或者稳定在一定的温度范围内：

当反馈的测量温度小于预设温度时，继续加热；

当反馈的测量温度大于等于预设温度时，停止加热。

7.根据权利要求6所述的血糖测量方法，其特征在于，所述预设温度为30-40摄氏度。

8.一种血糖测量装置，其特征在于，包括控制模块、光照模块、光电转换换模块，其中：

所述控制模块用于控制光电传转换模块和光照模块执行相应的操作；

所述光照模块用于提供光源并根据所述控制模块的指示发射出光源并照射测量体，所述光源透过测量体得到特征光源；

所述光电转换模块用于采集所述的特征光源，并将特征光源信号转化成特征电信号发送至控制模块；

9.根据权利要求8所述的血糖测量装置，其特征在于，包括前置放大模块、滤波模块，

前置放大模块用于将所述特征电信号进行放大；

滤波模块用于将放大后的特征电信号进行滤波，去除噪音；

10.根据权利要求9所述的血糖测量装置，其特征在于，还包括信号转化模块、光源恒流模块、加热模块、恒温控制模块：

所述信号转化模块用于将所述特征电信号转化成特征数字信号；

所述光电转化模块由光电传感器组成；

所述光源恒流模块使光源模块处于恒流驱动并设置于光照模块与控制模块之间；

所述光照模块为至少一组，所述至少一束光源包括不同波长的光源，将所述不同波长的光源照射在测量体上，不同波长的光源间隔一定时间照射在测量体上，光源透过测量体得到多组特征光源；

所述光照模块由2-10组不同波长的LED灯组成；

所述加热模块根据控制模块的指示进行加热，对所述测量体进行加热，对测量体进行温度控制，使其恒温或者稳定在一定的温度范围内：

当反馈的测量温度小于预设温度时，继续加热；

当反馈的测量温度大于等于预设温度时，停止加热。