CN109758163A - 一种无创血糖检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无创血糖检测系统，包括：光源、光开关、探头、振荡器、光电倍增管、射频开关、放大器、解调器、模/数转换器以及计算机；所述光源的输出端与所述光开关的输入端连接，所述光开关的输出端与所述探头连接，所述光源的输入端与所述振荡器的一端连接；所述振荡器的另一端与所述解调器的输入端连接；所述光电倍增管的输出端与所述射频开关的输入端连接，所述射频开关的输出端与所述放大器的输入连接，所述放大器的输出端与所述解调器的输入端连接，所述解调器的输出端与所述模/数转换器的输入端连接，所述模/数转换器的输出端与所述计算机连接。本发明中的上述系统可实现对人体血糖的无创检测。

Description

一种无创血糖检测系统

技术领域

本发明涉及血糖测量领域，特别是涉及一种无创血糖检测系统。

背景技术

糖尿病已经成为威胁现代人类健康和生命的重大慢性疾病。2015年全球共有超过4亿糖尿病患者，而中国糖尿病患者人数更超过1亿。通过传统的″扎手指″取血测量血糖的方法具有疼痛感，影响糖尿病病人的生活质量和自我监测长期依从性，而现有的无创连续血糖监测方法也无法直接测量血液中的葡萄糖，在血糖测量的准确性、病人使用的便利性以及完全无创性等关键问题上仍未突破。目前的无创血糖监测技术主要有皮下组织液分析技术。皮下组织液分析技术是以皮下组织液或间质液为标本，采用的是非光谱分析技术，它与前述的光谱/辐射技术进行无创性血糖测定的不同之处在于其优先通过检测所采集组织液中的葡萄糖，然后转化为血糖含量。皮下组织液采集是通过皮肤采集组织间液，因可引起很小的皮肤损伤与疼痛而被称为接近于无创技术(Nearly noninvasive technology)。

发明内容

本发明的目的是提供一种一种无创血糖检测系统，在提高检测精度的同时，实现对人体血糖的无创检测。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种无创血糖检测系统，所述系统包括：光源、光开关、探头、振荡器、光电倍增管、射频开关、放大器、解调器、模/数转换器以及计算机；

所述光源的输出端与所述光开关的输入端连接，所述光开关的输出端与所述探头连接，所述光源的输入端与所述振荡器的一端连接；所述振荡器的另一端与所述解调器的输入端连接；

所述光电倍增管的输出端与所述射频开关的输入端连接，所述射频开关的输出端与所述放大器的输入连接，所述放大器的输出端与所述解调器的输入端连接，所述解调器的输出端与所述模/数转换器的输入端连接，所述模/数转换器的输出端与所述计算机连接；

所述振荡器用于调制所述光源；

所述光开关用于选择所述光源；

所述探头用于探测被测介质；

所述光电倍增管用于探测所述探头照射在所述被测介质上的散射光；

所述射频开关和所述放大器用于放大所述散射光信号；

所述解调器用于计算放大后的散射光信号的相位偏移及其相关性；

所述计算机用于计算血糖信息。

可选的，所述光源具体包括：第一光源、第二光源以及第三光源，所述第一光源、所述第二光源以及所述第三光源的输入端均与所述振荡器的一端连接，所述第一光源、所述第二光源以及所述第三光源的输出端均与所述光开关的输入端连接。

可选的，所述光电倍增管具体包括：第一光电倍增管、第二光电倍增管、第三光电倍增管以及第四光电倍增管。

可选的，所述射频开关具体包括：第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关以及第四射频开关，所述第一射频开关的输入端与所述第一光电倍增管的输出端连接，所述第二射频开关输入端与所述第二光电倍增管的输出端连接、所述第三射频开关输入端与所述第三光电倍增管的输出端连接，所述第四射频开关输入端与所述第四光电倍增管的输出端连接。

可选的，所述放大器具体包括：第一放大器、第二放大器、第三放大器以及第四放大器，所述第一放大器的输入端与所述第一射频开关的输出入端连接，所述第二放大器的输入端与所述第二射频开关的输出端连接，所述第三放大器的输入端与所述第三射频开关的输出端连接，所述第四放大器的输入端与所述第四射频开关的输出端连接。

可选的，所述解调器具体包括：第一解调器、第二解调器、第三解调器以及第四解调器，所述第一解调器的输入端与所述第一放大器的输出端连接，所述第二解调器的输入端与所述第二放大器的输出端连接，所述第三解调器的输入端与所述第三放大器的输出端连接，所述第四解调器的输入端与所述第四放大器的输出端连接。

可选的，所述系统还包括：低通滤波器，所述低通滤波器的输入端与所述解调器的输出端连接，所述低通滤波器的输出端与所述模/数转换器连接。

可选的，所述低通滤波器具体包括：第一低通滤波器、第二低通滤波器、第三低通滤波器以及第四低通滤波器，所述第一低通滤波器的输入端与所述第一解调器的输出端连接，所述第二低通滤波器输入端与所述第二解调器的输出端连接，所述第三低通滤波器输入端与所述第三解调器的输出端连接，所述第四低通滤波器输入端与所述第四解调器的输出端连接，所述第一低通滤波器、所述第二低通滤波器、所述第三低通滤波器以及第四低通滤波器的输出端均与所述模/数转换器连接。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明中利用振荡器产生的高频信号调制光源，通过光开关和探头选择照射被探测介质的光源；多通道光电倍增管探测特定位置的散射光，倍增管信号经过射频开关和放大器进行放大；振荡器和放大器信号同时输入解调器计算其相位偏移及相关性；输出信号通过低通滤波器提供给模/数转换器；在经过计算机计算血糖信息，真正实现了无创血糖检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例无创血糖检测系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种无创血糖检测系统，在提高检测精度的同时，实现对人体血糖的无创检测。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例无创血糖检测系统结构示意图，如图1所示，所述系统包括：光源1、光开关2、探头3、振荡器4、光电倍增管5、射频开关6、放大器7、解调器8、低通滤波器9、模/数转换器10以及计算机11；

所述光源1的输出端与所述光开关2的输入端连接，所述光开关2用于选择合适的所述光源1，所述光开关2的输出端与所述探头3连接，所述光源1的输入端与所述振荡器4的一端连接；所述振荡器4的另一端与所述解调器8的输入端连接；所述振荡器4产生的高频信号用于调制所述光源1，改变其供电功率，使其在额定功率范围内，所述探头3用于测探被从测介质。

所述光电倍增管5为多通道光电倍增管，所述光电倍增管5的输出端与所述射频开关6的输入端连接，所述射频开关6的输出端与所述放大器7的输入连接，所述放大器7的输出端与所述解调器8的输入端连接，所述解调器8的输出端与所述模/数转换器10的输入端连接，所述模/数转换器10的输出端与所述计算机11连接。所述光电倍增管5用于探测所述探头3照射在所述被测介质上的散射光；所述射频开关6和所述放大器7用于放大所述散射光信号。

所述低通滤波器9，输入端与所述解调器8的输出端连接，所述低通滤波器9的输出端与所述模/数转换器10连接。

所述解调器8用于计算放大后的散射光信号的相位偏移及其相关性；所述计算机用于计算血糖信息。所述解调器8为同相输入乘法/解调器。

具体的，所述光源1具体包括：第一光源、第二光源以及第三光源，所述第一光源、所述第二光源以及所述第三光源的输入端均与所述振荡器的一端连接，所述第一光源、所述第二光源以及所述第三光源的输出端均与所述光开关的输入端连接。

具体的，所述光电倍增管5具体包括：第一光电倍增管、第二光电倍增管、第三光电倍增管以及第四光电倍增管。

具体的，所述射频开关6具体包括：第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关以及第四射频开关，所述第一射频开关的输入端与所述第一光电倍增管的输出端连接，所述第二射频开关输入端与所述第二光电倍增管的输出端连接、所述第三射频开关输入端与所述第三光电倍增管的输出端连接，所述第四射频开关输入端与所述第四光电倍增管的输出端连接。

具体的，所述放大器7具体包括：第一放大器、第二放大器、第三放大器以及第四放大器，所述第一放大器的输入端与所述第一射频开关的输出入端连接，所述第二放大器的输入端与所述第二射频开关的输出端连接，所述第三放大器的输入端与所述第三射频开关的输出端连接，所述第四放大器的输入端与所述第四射频开关的输出端连接。

具体的，所述解调器8具体包括：第一解调器、第二解调器、第三解调器以及第四解调器，所述第一解调器的输入端与所述第一放大器的输出端连接，所述第二解调器的输入端与所述第二放大器的输出端连接，所述第三解调器的输入端与所述第三放大器的输出端连接，所述第四解调器的输入端与所述第四放大器的输出端连接。

具体的，所述低通滤波器9具体包括：第一低通滤波器、第二低通滤波器、第三低通滤波器以及第四低通滤波器，所述第一低通滤波器的输入端与所述第一解调器的输出端连接，所述第二低通滤波器输入端与所述第二解调器的输出端连接，所述第三低通滤波器输入端与所述第三解调器的输出端连接，所述第四低通滤波器输入端与所述第四解调器的输出端连接，所述第一低通滤波器、所述第二低通滤波器、所述第三低通滤波器以及第四低通滤波器的输出端均与所述模/数转换器连接。

本发明中的上述系统具有以下有益效果：

第一，利用散射光特性，探测血糖浓度，远远高于吸收光谱方式的信噪比。

第二，对患者完全无创。

第三，振荡器和放大器的信号同时输入至解调器，计算其相位偏移及相关性，输出信号通过低通滤波器提供个模/数转换器，再经过计算机计算血糖信息，可实时监测血糖变化。

本说明书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。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种无创血糖检测系统，其特征在于，所述系统包括：光源、光开关、探头、振荡器、光电倍增管、射频开关、放大器、解调器、模/数转换器以及计算机；

所述光源的输出端与所述光开关的输入端连接，所述光开关的输出端与所述探头连接，所述光源的输入端与所述振荡器的一端连接；所述振荡器的另一端与所述解调器的输入端连接；

所述光电倍增管的输出端与所述射频开关的输入端连接，所述射频开关的输出端与所述放大器的输入连接，所述放大器的输出端与所述解调器的输入端连接，所述解调器的输出端与所述模/数转换器的输入端连接，所述模/数转换器的输出端与所述计算机连接；

所述振荡器用于调制所述光源；

所述光开关用于选择所述光源；

所述探头用于探测被测介质；

所述光电倍增管用于探测所述探头照射在所述被测介质上的散射光；

所述射频开关和所述放大器用于放大所述散射光信号；

所述解调器用于计算放大后的散射光信号的相位偏移及其相关性；

所述计算机用于计算血糖信息。

2.根据权利要求1所述的一种无创血糖检测系统，其特征在于，所述光源具体包括：第一光源、第二光源以及第三光源，所述第一光源、所述第二光源以及所述第三光源的输入端均与所述振荡器的一端连接，所述第一光源、所述第二光源以及所述第三光源的输出端均与所述光开关的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的一种无创血糖检测系统，其特征在于，所述光电倍增管具体包括：第一光电倍增管、第二光电倍增管、第三光电倍增管以及第四光电倍增管。

4.根据权利要求3所述的一种无创血糖检测系统，其特征在于，所述射频开关具体包括：第一射频开关、第二射频开关、第三射频开关以及第四射频开关，所述第一射频开关的输入端与所述第一光电倍增管的输出端连接，所述第二射频开关输入端与所述第二光电倍增管的输出端连接、所述第三射频开关输入端与所述第三光电倍增管的输出端连接，所述第四射频开关输入端与所述第四光电倍增管的输出端连接。

5.根据权利要求4所述的一种无创血糖检测系统，其特征在于，所述放大器具体包括：第一放大器、第二放大器、第三放大器以及第四放大器，所述第一放大器的输入端与所述第一射频开关的输出入端连接，所述第二放大器的输入端与所述第二射频开关的输出端连接，所述第三放大器的输入端与所述第三射频开关的输出端连接，所述第四放大器的输入端与所述第四射频开关的输出端连接。

6.根据权利要求5所述的一种无创血糖检测系统，其特征在于，所述解调器具体包括：第一解调器、第二解调器、第三解调器以及第四解调器，所述第一解调器的输入端与所述第一放大器的输出端连接，所述第二解调器的输入端与所述第二放大器的输出端连接，所述第三解调器的输入端与所述第三放大器的输出端连接，所述第四解调器的输入端与所述第四放大器的输出端连接。

7.根据权利要求6所述的一种无创血糖检测系统，其特征在于，所述系统还包括：低通滤波器，所述低通滤波器的输入端与所述解调器的输出端连接，所述低通滤波器的输出端与所述模/数转换器连接。

8.根据权利要求7所述的一种无创血糖检测系统，其特征在于，所述低通滤波器具体包括：第一低通滤波器、第二低通滤波器、第三低通滤波器以及第四低通滤波器，所述第一低通滤波器的输入端与所述第一解调器的输出端连接，所述第二低通滤波器输入端与所述第二解调器的输出端连接，所述第三低通滤波器输入端与所述第三解调器的输出端连接，所述第四低通滤波器输入端与所述第四解调器的输出端连接，所述第一低通滤波器、所述第二低通滤波器、所述第三低通滤波器以及第四低通滤波器的输出端均与所述模/数转换器连接。