CN114788696A - 一种用于腕部的微波s11参数无损检测血糖浓度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于腕部的微波S11参数无损检测血糖浓度的方法。本发明首先要在人体手腕部位固定超宽带贴片天线；将天线与矢量网络分析仪连接起来，校准并发射一个超宽带信号；对被试者进行口服葡萄糖耐量实验，并保存实验中探测到的S11参数以及商用血糖仪测得的血糖值；读取矢量网络分析仪探测到的不同时段的人体血糖的S11参数；选取一个频点观察S11参数幅值随时间的变化关系，并与商用血糖仪测得血糖随时间变化值进行对比，两者变化趋势一致，则证明可由S11参数幅值的变化来探测人体血糖的变化。
Description
技术领域
本发明属于微波无损检测技术领域，涉及一种血糖浓度检测方法。
背景技术
糖尿病是一种生活中常见的终身性代谢疾病，它对人体的主要危害源于血糖控制不良或是病程过长而导致的并发症。实时的血糖监测无疑对帮助糖尿病患者了解病情及控制血糖水平具有十分重要的意义。目前常用的血糖检测方法按照对人体的损伤程度可分为有创检测、微创检测以及无创检测。其中，有创法和微创法都会对患者带来较大的不便，并会增加创口感染的风险，基于光学的无创检测，在测量准确性方面还有待提高。基于超宽带天线的微波无创检测血糖的原理在于，当人体血糖浓度发生变化时，血液中各项电磁学性能指标也会随之变化，超宽带天线发射的电磁波穿透电磁学性能不同的血液层时，得到的接收信号会有所差异。
发明内容
本发明提供一种用于腕部的微波S11参数无损检测血糖浓度的方法。本方法检测的目标组织是人体手腕部位，通过比较微波的S11参数随时间变化关系和商用血糖仪测得的血糖浓度随时间变化关系，可估计患者的血糖水平。本发明的技术方案如下：
一种用于腕部的微波S11参数来估计人体血糖水平的方法，包括下列步骤：
（1）在人体手腕部位固定超宽带贴片天线，利用一个天线发射超宽带信号，并接收人体手腕部位反射的信号；
（2）将天线与矢量网络分析仪连接起来，校准矢量网络分析仪，并设置发生一个超宽带信号；
（3）对被试者进行口服葡萄糖耐量实验，在实验过程中，每间隔一定时间保存矢量网络分析仪测得的S11参数，同时使用商用血糖仪对被试者进行有创血糖检测并进行记录；
（4）读取采集自矢量网络分析仪探测的不同时段的人体血糖的S11参数，并画出S11频域响应的波形图；
（5）选取一个频点给出S11参数幅值随时间变化图，并与商用血糖仪测得血糖随时间变化值进行对比，得出变化趋势一致的规律，证明S11参数幅值的变化是由于血糖浓度变化引起的；
附图说明
图1测量装置图
图2 不同时间的S11参数
图3 在7-9GHz频段，不同时间的S11参数放大图
图48GHz处S11参数幅值与血糖浓度的关系
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明进行说明。
（1）人体血糖浓度变化时，血液部分的电磁特性参数也会发生明显变化，例如，随着人体血糖水平升高，血液中的介电常数减小，电导率则增大。由于人体手腕部位血管较为明显，将一对超宽带天线固定在人体手腕部位，通过观察微波电路S11参数的变化规律，可以实现对人体血糖的无创检测；
（2）将天线与矢量网络分析仪连接起来，如图1所示，之后对矢量网络分析仪进行校准，并设置发射一个宽带信号，例如可发射一个带宽为100MHz-10GHz的超宽带信号；
（3）被试者提前禁食8-12小时，进行口服葡萄糖耐量实验，自空腹状态起，每间隔一定时间保存矢量网络分析仪测得的S11参数，同时使用商用血糖仪测量被试者的血糖浓度并进行记录；
（4）读取矢量网络分析仪测得的S11参数，并绘制S11频域响应的波形图，如图2所示。为便于观察，可节选糖耐量实验开始后第25分钟、第35分钟、第50分钟、第75分钟、第90分钟的S11参数，对某一频段内的S11频域响应进行放大，如图3所示，选取7GHZ-9GHz内的数据进行放大观察；
（5）为探寻S11参数与血糖浓度之间的关系，可绘制某个频点处S11参数幅值随时间变化曲线图，并与商用血糖仪测得血糖浓度随时间变化曲线进行对比，例如图4所示，可选择8GHz处的数据进行观察，得出两者变化趋势一致的规律，证明S11参数幅值的变化是由于血糖浓度变化引起的，即可通过微波电路的S11参数表征人体血糖浓度变化。
Claims (1)
1.一种用于腕部的微波S11参数无损检测血糖浓度的方法，本方法检测的目标组织是人体手腕部位，通过比较微波的S11参数随时间变化关系和商用血糖仪测得的血糖浓度随时间变化关系，可估计患者的血糖水平，本发明的技术方案如下：
一种用于腕部的微波S11参数来估计人体血糖水平的方法，包括下列步骤：
（1）在人体手腕部位固定超宽带贴片天线，利用一个天线发射超宽带信号，并接收人体手腕部位反射的信号；
（2）将天线与矢量网络分析仪连接起来，校准矢量网络分析仪，并设置发生一个超宽带信号；
（3）对被试者进行口服葡萄糖耐量实验，在实验过程中，每间隔一定时间保存矢量网络分析仪测得的S11参数，同时使用商用血糖仪对被试者进行有创血糖检测并进行记录；
（4）读取采集自矢量网络分析仪探测的不同时段的人体血糖的S11参数，并画出S11频域响应的波形图；
（5）选取一个频点给出S11参数幅值随时间变化图，并与商用血糖仪测得血糖随时间变化值进行对比，得出变化趋势一致的规律，证明S11参数幅值的变化是由于血糖浓度变化引起的。
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