CN117770808A - 低功耗的葡萄糖浓度信息采集装置 - Google Patents

低功耗的葡萄糖浓度信息采集装置 Download PDF

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CN117770808A CN202410082763.9A CN202410082763A CN117770808A CN 117770808 A CN117770808 A CN 117770808A CN 202410082763 A CN202410082763 A CN 202410082763A CN 117770808 A CN117770808 A CN 117770808A
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陈志�
龚明利
黄修良
韩明松
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Abstract

本公开描述了一种低功耗的葡萄糖浓度信息采集装置,包括电流传感模块、放大模块、第一模数转换模块、微处理单元模块、以及温度采集模块,电流传感模块配置为植入到使用者的皮下组织并产生电流;放大模块配置为接收电流传感模块输出的电流信号并将电流信号放大且转换为电压信号;第一模数转换模块接收电压信号并基于增益系数将处于量程内的模拟信号转化为数字信号;温度采集模块采集人体的体表温度;微处理单元模块配置为控制葡萄糖浓度信息的采集频率,基于模拟信号的大小控制第一模数转换模块的增益系数以调整第一模数转换模块的量程,并且通过关闭第一模数转换模块以使采集装置处于低功耗状态。

Description

低功耗的葡萄糖浓度信息采集装置
本申请是申请日为2022年3月23日、申请号为2022102863931、发明名称为具有三个电极的葡萄糖浓度信息采集装置的专利申请的分案申请。
技术领域
本公开涉及医疗器械技术领域,具体涉及一种低功耗的葡萄糖浓度信息采集装置。
背景技术
在社会经济生活高速发展的过程中,人们的生活质量也得到了发展,对身体健康的重视程度也日益提高,其中糖尿病及其慢性并发症成为当今严重影响人类健康的病症之一。为了延缓和减少糖尿病的慢性并发症,首先需要通过监测血液中的葡萄糖浓度进而才能够较好的判断病症,进而可以采取相对应的举措去控制葡萄糖浓度,因此需要通过一些能够采集葡萄糖信息的装置或者系统来实现监测。
现有技术中,多采用动态血糖检测仪和葡萄糖传感器结合检测组织液或血液中的葡萄糖,为了提高血糖检测的准确性,经常需要在血糖检测仪中设置电极配合工作,并在电极上设置可以与葡萄糖反映的酶,以使酶和葡萄糖发生反应产生粒子浓度变化,进而发生电流变化。由此,可以通过测量电流的大小从而推断血液中的葡萄糖浓度。然而现有的血糖检测仪在测量的时候难以保持测量环境电压的稳定性,因此在测量时难以保证电流测量的准确性,也就不能很好地检测到组织液或血液中的葡萄糖浓度。
发明内容
本公开是有鉴于上述现有技术的状况而提出的,其目的在于提供一种抗干扰性强、反应灵敏度高并且便携的具有三个电极的葡萄糖浓度信息采集装置。
为此,本公开提供了一种具有三个电极的葡萄糖浓度信息采集装置,包括电流传感模块、放大模块、低通滤波模块、第一模数转换模块、微处理单元模块、以及温度采集模块,所述电流传感模块配置为植入到使用者的皮下组织,并在皮下组织内的组织液或血液中产生电流,所述电流传感模块包括工作电极、参比电极和对电极,所述工作电极设置有葡萄糖酶,所述葡萄糖酶在所述组织液或血液中与葡萄糖反应产生微弱电流,所述参比电极配置为与所述工作电极之间保持恒定电势差以促进所述葡萄糖酶与所述葡萄糖发生反应,所述对电极配置为与所述工作电极形成回路;所述放大模块与所述工作电极连接,所述放大模块配置为接收来自所述工作电极的微弱电流的模拟信号,并将模拟信号进行运算放大处理;所述低通滤波模块与所述放大模块连接,所述低通滤波模块配置为过滤所述模拟信号中的高频噪声;所述第一模数转换模块与所述低通滤波模块连接,所述第一模数转换模块基于增益系数将通过所述低通滤波模块的且处于量程内的模拟信号转化为数字信号;所述温度采集模块包括温度传感模块、以及与所述温度传感模块连接的第二模数转换模块,所述温度传感模块配置为测量使用者的体表温度并基于所述体表温度获得所述工作电极的温度;所述微处理单元模块配置为控制所述电流采集装置的采集频率,所述微处理单元模块配置为通过关闭所述第一模数转换模块以使所述电流采集装置处于低功耗状态,所述微处理单元模块配置为基于模拟信号的大小控制所述第一模数转换模块的增益系数以调整所述第一模数转换模块的量程。
在本公开所涉及的葡萄糖浓度信息采集装置中,具有电流传感模块,并且具有三个电极植入使用者皮下组织,三个电极中,工作电极和对电极形成回路且工作电极和参比电极之间具有稳定的电势差。在这种情况下,当电流传感模块与使用者皮下组织中的组织液或血液中的葡萄糖接触时,工作电极上配置的葡萄糖酶和使用者皮下组织的组织液或血液中的葡萄糖发生反应,能够产生微弱且稳定的电流信号,电流信号可以通过放大模块、低通滤波模块、第一模数转换模块、微处理单元模块、以及温度采集模块进行相应处理,从而能够得到比较准确的葡萄糖的浓度信息数据。
另外,在本公开所涉及的葡萄糖浓度信息采集装置中,可选地,还包括电源模块,所述电源模块配置有恒压芯片,所述电源模块配置为提供电池电压,所述恒压芯片输入端与电池电压连接,所述恒压芯片的输出端与第一电阻、第二电阻、以及地端依次串联,所述恒压芯片输出端与所述第一电阻之间形成第一恒定电压,所述第一电阻与所述第二电阻之间形成第二恒定电压。在这种情况下,电源模块中的恒压芯片可以较好的维持电路电压的稳定进而以使三电极维持恒定的电压,从而减少不稳定电压对三电极的测量造成的干扰,提高测量的精度。
另外,在本公开所涉及的葡萄糖浓度信息采集装置中,可选地,所述参比电极与第三电阻、所述第一运算放大器的反相输入端依次串联,所述第一运算放大器的同相输入端输入所述第一恒定电压。在这种情况下,由于运算放大器的虚短虚断的特性,参比电极和第一运算放大器的反相输入端之间的电流可以忽略不计,即参比电极和第一恒定电压即为参比电极的电压。由此,参比电压的电压可以维持在一个比较稳定的数值。
另外,在本公开所涉及的葡萄糖浓度信息采集装置中,可选地,所述工作电极与所述第二运算放大器的反相输入端连接,所述第二运算放大器的同相输出端输入所述第二恒定电压。在这种情况下,根据运算放大器的虚短虚断的特性,工作电极的电压即为第二恒定电压。
另外,在本公开所涉及的葡萄糖浓度信息采集装置中,可选地,所述第一恒定电压和所述第二恒定电压具有恒定的电势差,所述电势差的电压区间为10毫伏到1000毫伏。
另外,在本公开所涉及的葡萄糖浓度信息采集装置中,可选地,所述温度传感模块为热敏电阻。由此,能够使温度传感模块具有较高的灵敏度。
另外,在本公开所涉及的葡萄糖浓度信息采集装置中,可选地,所述低通滤波模块为一阶低通滤波器。在这种情况下,能够过滤经放大模块转换之后的电压模拟信号中的高频噪声,降低高频噪声对输入模数转化模块的信号的干扰,进而能够提高测量的准确性。
另外,在本公开所涉及的葡萄糖浓度信息采集装置中,可选地,所述微处理单元模块包括有串口通信模块,串口通信模块配置为能够在生产时对所述采集装置烧录程序和校准所述采集装置的电流测量精度和温度测量精度。在这种情况下,在进行工厂校准时,可以使用串口通信进行分析以判断采集装置的电流测量和温度测量的精度是否达到校准的要求。
另外,在本公开所涉及的葡萄糖浓度信息采集装置中,可选地,所述微处理单元模块还包括有蓝牙通信模块,所述蓝牙通信模块配置为传输采集的数据信息。在这种情况下,通过蓝牙通信模块能够无线接收采集的数据信息并将其传送给数据分析模块。由此,能够通过数据分析模块例如手机或者电脑得到葡萄糖的浓度信息。
另外,在本公开所涉及的葡萄糖浓度信息采集装置中,可选地,所述第一模数转换模块具有参考电压。在这种情况下,根据参考电压和不同的增益系数选择不同的测量量程,能够得到更加准确的数据。
根据本公开,能够提供一种抗干扰性强、反应灵敏度高并且便携的具有三个电极的葡萄糖浓度信息采集装置。
附图说明
现在将仅通过参考附图的例子进一步详细地解释本公开,其中:
图1是示出了本公开的实施方式所涉及的采集装置的示例性框图。
图2是示出了本公开的实施方式所涉及的采集装置的部分元件的电路图。
图3是示出了本公开的实施方式示例所涉及的放大模块的电路图。
图4是示出了本公开的实施方式示例所涉及的低通滤波模块的电路图。
图5是示出了本公开的实施方式示例所涉及的恒压芯片的电路图。
图6是示出了本公开的实施方式示例所涉及的温度采集模块的电路图。
附图标记:
1…采集装置,
10…电流传感模块,20…放大模块,30…低通滤波模块,40…第一模数转换模块,50…微处理单元模块,60…温度采集模块,70…电源模块,80…恒压芯片,90…第二模数转换模块。
具体实施方式
以下,参考附图,详细地说明本公开的优选实施方式。在下面的说明中,对于相同的部件赋予相同的符号,省略重复的说明。另外,附图只是示意性的图,部件相互之间的尺寸的比例或者部件的形状等可以与实际的不同。
需要说明的是,本公开中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,例如所包括或所具有的一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可以包括或具有没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
另外,在本公开的下面描述中涉及的小标题等并不是为了限制本公开的内容或范围,其仅仅是作为阅读的提示作用。这样的小标题既不能理解为用于分割文章的内容,也不应将小标题下的内容仅仅限制在小标题的范围内。
本公开涉及一种具有三个电极的葡萄糖浓度信息采集装置。“具有三个电极的葡萄糖浓度信息采集装置”可以简称为“葡萄糖采集装置”,以下简称为“采集装置”。通过本公开所涉及的具有三个电极的葡萄糖浓度信息采集装置,能够高灵敏地且比较准确地采集葡萄糖浓度。
当血糖中的葡萄糖在酶的作用下发生反应时,离子的浓度会发生变化进而会产生微弱电流,此时通过采集电流和温度,再通过计算机对采集得到的数据进行计算处理可以得到组织液或血液中的葡萄糖浓度。在一些示例中,“葡萄糖浓度信息”可以指在得到葡萄糖浓度时所需要的电流和温度。
以下,结合附图对本实施方式所涉及的采集装置进行说明。
图1是示出了本公开的实施方式所涉及的采集装置1的框图。
在一些示例中,采集装置1可以用于采集血糖在发生反应时产生的微弱电流。在一些示例中,微弱电流的范围可以为1~100nA。
在一些示例中,如图1所示,采集装置1可以包括电流传感模块10、放大模块20、低通滤波模块30、以及第一模数转换模块40。电流传感模块10可以用于植入使用者的皮下组织并产生电流。放大模块20可以配置为接收电流传感模块10输出的电流信号并将其转换放大成较大的电压。低通滤波模块30可以配置为过滤放大模块20输出的信号的高频噪声。第一模数转换模块40可以配置为将模拟信号转化成数字信号。
在一些示例中,采集装置1还可以包括微处理单元模块50和温度采集模块60(稍后描述)。微处理单元模块50可以配置为控制葡萄糖浓度信息的采集频率。在一些示例中,微处理单元模块50还可以用于控制第一模数转换模块40。微处理单元模块50可以控制第一模数转换模块40处于关闭状态以使采集装置1处于低功耗状态。由此,能够提高采集装置1的蓄能性并且提高其使用寿命。
在一些示例中,采集装置1可以保存至12个月。在一些示例中,采集装置1还可以在人体内连续工作14天。在一些示例中,可以通过温度采集模块60采集人体的体表温度。在一些示例中,当温度采集模块采集60采集到人体的体表温度后,可以将相关的数据传输给微处理单元模块50进行处理。
图2是示出了本公开的实施方式所涉及的采集装置1的部分元件的电路图。
在一些示例中,如上所述,电流传感模块10可以用于植入使用者的皮下组织并产生电流。在一些示例中,电流传感模块10可以使用三电极采集电流。如图2所示,电流传感模块10可以包括工作电极WE、参比电极RE和对电极CE。当三个电极植入使用者之后,各电极开始形成电路回路并对电流进行检测。
在一些示例中,工作电极WE可以设置有葡萄糖酶。在这种情况下,葡萄糖酶可以用于与组织液/血液中的葡萄糖发生反应并在组织/血液中产生离子变化。由此,能够在工作电极WE与组织液/血液中之间产生微弱电流。
在一些示例中,工作电极WE的电流值的范围可以为1~100nA。由此,能够比较精确地采集到血糖反应中的微弱电流。但本公开的示例不限于此,工作电极WE的电流值的范围可以在1~100nA左右。例如工作电极WE的电流值范围也可以具有小幅度的波动。
在一些示例中,参比电极RE可以和工作电极WE保持恒定的电势差(稍后描述)。在这种情况下,葡萄糖酶和葡萄糖之间可以稳定的发生反应进而能够产生稳定的电流。由此,能够通过电流信息反映葡萄糖浓度信息。产生稳定的电流也有益于提高葡萄糖浓度信息的采集的准确度。
在一些示例中,对电极CE可以和工作电极WE之间形成回路。由此,能够在电流传感模块10实现电流数据的传输。
在一些示例中,参比电极RE可以与第三电阻R1、第一运算放大器U1的反相输入端依次串联,第一运算放大器U1的同相输入端可以输入第一恒定电压。
在一些示例中,工作电极WE可以与第二运算放大器U2(稍后描述)的反相输入端连接,第二运算放大器U2的同相输出端可以输入第二恒定电压。
图3是示出了本公开的实施方式示例所涉及的放大模块20的电路图。
在一些示例中,放大模块20可以用于将电流信号转换放大成较大的电压。在一些示例中,放大模块20可以将工作电极WE测量的微弱电流放大成较大的电压。在一些示例中,经放大模块20转换并输出的电压可以为0~2V。
在一些示例中,放大模块20可以具有第二运算放大器U2(参见图3)。
在一些示例中,第二运算放大器U2的反相输入端可以与工作电极WE连接。在这种情况下,当电路稳定时,由于运算放大器的“虚短虚断”的特性,第二运算放大器U2的正相输入端输入的电压即为第二运算放大器U2的反相输入端的电压。换言之,第二运算放大器U2的正相输入端输入的电压等于电流传感模块10的工作电极WE的电压。
在一些示例中,第二运算放大器U2的反相输入端可以依次与电阻R2、第二运算放大器U2的输出端、以及低通滤波模块30依次连接。
图4是示出了本公开的实施方式示例所涉及的低通滤波模块30的电路图。
在一些示例中,低通滤波模块30可以连接第二运算放大器U2的输出端和第一模数转换模块40。在一些示例中,低通滤波模块30可以接收第二运算放大器U2输出端输出的信号,并将该信号经过滤波处理后传输至第一模数转换模块40。
参见图3,在一些示例中,第二运算放大器U2的正相输入电压可以为VDD2,测量的微弱电流I可以为流经电阻R2的电流。在这种情况下,第二运算放大器U2的输出电压U可以通过式子计算获得,U=I*R2+VDD2。
在一些示例中,低通滤波模块30可以为一阶低通滤波器。在一些示例中,低通滤波模块30可以由电阻R3和电容C3组合而成。(参见图4)
在一些示例中,低通滤波器可以过滤信号的高频噪声,由此,可以提高信号的抗干扰性,并降低因为掺杂高频噪声进而造成信号震荡的可能性。并减少高频噪声对第一模数转换模块40的输入信号的影响。
在一些示例中,第二运算放大器可以为跨阻放大器。第二运算放大器U2的反相输入端可以经由第三电阻R2连接于其输出端。如图3所示,第二运算放大器U2的正相输入端输入电压为VDD2,这个电压可以作为第二运算放大器U2的基准电压。在一些示例中,工作电极WE的电压可以为第二运算放大器U2的正相输入端的输入电压。也即,工作电极WE的电压可以为VDD2。在这种情况下,通过第二运算放大模块20放大工作电极WE的电压,可以提高第二运算放大模块20输出的电压信号的强度,以便于后续通过第一模数转换模块40对传感器电流进行测量。
在一些示例中,第一模数转换模块40可以将模拟信号转换成数字信号。具体地,在接收由放大模块20输出并经由低通滤波模块30进行滤波处理的传感电压之后,通过第一模数转换模块40采集电压的ADC值,根据欧姆定律,可以得到传感器电流的数值。在这种情况下,微处理单元模块50能够接收第一模数转换模块40输出的数字信号并对其进行处理。
图5是示出了本公开的实施方式示例所涉及的恒压芯片80的电路图。
在一些示例中,采集装置1还可以包括电源模块70。在一些示例中,电源模块可以配置有恒压芯片80。在一些示例中,电源模块70可以为恒压芯片80提供电池电压VDD1。在一些示例中,恒压芯片80的输出端可以与第一电阻R4、第二电阻R5、以及地端依次串联(参见图5)。电池电压VDD1经由恒压芯片80输入端输入后,可以在恒压芯片80输出端得到VDD2。VDD2经过第一电阻R4和第二电阻R5分压,可以在第一电阻R4两端形成稳定的电压例如VDD2和VDD3,电压配置的范围可以为10mV-1000mV。
在一些示例中,恒压芯片80的输出电压在第一电阻R4可以形成第一恒定电压,且第一电阻R4与第二电阻R5之间可以形成第二恒定电压。在这种情况下,电源模块中的恒压芯片80可以维持电路电压的稳定以使三个电极维持稳定的电压,从而降低不稳定的电压对三电极测量电流造成干扰的可能性,提高测量的精度。
在一些示例中,第一恒定电压可以为VDD2,第二恒定电压可以为VDD3。在一些示例中,第一恒定电压和第二恒定电压可以具有恒定的电势差。在一些示例中,电势差的电压区间可以为10毫伏到1000毫伏
图6是示出了本公开的实施方式示例所涉及的温度采集模块60的电路图。
在一些示例中,温度采集模块60可以包括温度传感模块和第二模数转换模块90,第二模数转换模块90可以和温度传感模块连接。温度传感模块可以经由电阻R6连通电压VDD2。
在一些示例中,温度传感模块可以为热敏电阻R7。
在一些示例中,热敏电阻的电阻值可以随着温度的变化而变化。因此温度传感模块(也即热敏电阻R7)在环境温度发生变化时其阻值也会发生变化。在这种情况下,当采集装置1采集人体葡萄糖温度时,可以通过测量温度传感模块(也即热敏电阻R7)的电阻值以采集人体的体表温度。
在一些示例中,温度采集模块60中的电阻R6的精度可以达到千分之一。由此,能够使得温度采集模块60在采集环境温度时比较精确,进而提高葡萄糖浓度信息测量的准确性。
在一些示例中,可以通过第二模数转换模块90采集热敏电阻R7的电压的模数转换值,并计算得到热敏电阻R7的电压,再经由电阻R6和热敏电阻R7的分压关系计算得到热敏电阻R7的阻值,最后通过查询热敏电阻R7的电阻阻值-温度关系表得到热敏电阻R7的温度值。
在一些示例中,由三个电极和各模块相互配合可以形成采集电流的传感器。传感器可以根据所采集的电流推断采集时葡萄糖的浓度。在一些示例中,传感器的温度和传感器的灵敏度可以为正比关系。由此,可以通过测量传感器的温度进而判断传感器的灵敏度是否达到要求。
在一些示例中,当开始通过传感器进行测量时,由于电流传感模块10是插入到使用者的皮下组织,通过温度传感模块测量人体体表温度之后,可以基于人体的体表温度推算出植入皮下的传感器温度,进而可以通过传感器温度判断传感器的灵敏度是否达到标准要求。在这种情况下,可以通过温度传感模块实时监测传感器的灵敏度并根据灵敏度的反馈进行微调以使其达到标准要求。由此,能够提高传感器测量电流的精确度。
在一些示例中,第一模数转换模块40可以具有参考电压。第一模数转换模块40可以有不同的增益系数。在一些示例中,设定一个参考电压和具体的增益系数,可以得到一个具体测量量程,在这种情况下,可以根据参考电压和不同的增益系数选择不同的测量量程,从而能够得到准确的传感器电流数据。
在一些示例中,可以通过电流分档测试法测量传感器电流。当测量传感器电流的电流档位(电流量程)过大或过小时,可以切换合适的档位以测量得到更精确的电流。以下是运用分档测试法测量传感器电流的相关描述。
在一些示例中,可以设定好第一模数转换模块40内部的参考电压,输入电压范围等于参考电压除以第一模数转换模块40的增益。在这种情况下,当参考电压固定时,可以通过切换第一模数转换模块40的增益以切换电流的测试档位。在一些示例中,电流测试档位的数量可以为4个。由此,传感器电流测量范围可以配置为4个不同范围。
在一些示例中,在测量传感器电流时,可以设定好第一模数转换模块40的内部参考电压,并设定第一模数转换模块40具有多个增益,此时将增益调整为第一位,电流量程为第一档,也即初始状态为通过第一个量程测量传感器电流。当输出的传感器的电流小于第一个量程时,则直接输出电流值。当输出的传感器电流大于第一个量程时候,则切换第一模数转换模块40的增益以切换电流测量量程的档位,此时电流测量量程切换到第二档,当输出的电流依然大于第二档位的量程时,则重复上述操作并再次切换至第三档位,以此类推,直至测量的传感器电流处于合适的量程。在这种情况下,通过合适的档位输出电流值,可以减少测量的误差并降低第一模数转换模块40的负荷。由此,能够提高测量传感器电流的精确度。
在一些示例中,第一模数转换模块40通道芯片的内部参考电压可以为0.6V,设定第一模数转换模块40的增益可以为4、2、1和1/2。在一些示例中,输入电压范围可以等于参考电压除以第一模数转换模块40增益,则输入电压范围可以为0~0.15V、0~0.3V、0~0.6V和0~1.2V。设定R2的电阻值为10MΩ,将输入电压与R2的阻值相除,可以得到对应的电流量程。在这种情况下,可以得知第一模数转换模块40的电流测量量程分别为0~15nA、0~30nA、0~60nA和0~120nA。
开始电流测试,在进行第一档测试时,软件可以先配置第一模数转换模块40选择0.6V作为参考电压,第一模数转换模块40的增益选择4,由此在第一档测试中获得第一模数转换模块40的电流测量量程:0~15nA。在第一模数转换模块40完成电流采集后判断电流的大小,例如判断传感器电流是否小于第一档电流的测量量程0~15nA,如果传感器电流小于15nA,则正常输出电流值。如果传感器电流大于15nA,则切换第二档再测试电流。在第二档测试中,软件可以配置第一模数转换模块40选择0.6V作为参考电压,将第一模数转换模块40增益切换为2,由此可以获得第二档测试第一模数转换模块40的电流测量量程:0~30nA。切换第二档后,再次对电流进行测量并判断传感器电流是否小于第二档电流的测量量程。以此类推,当传感器电流不超过第一模数转换模块40的电流测量量程时,则输出电流值,否则需要再次切换更大量程对传感器电流进行测量。
但本公开的示例不限于此,在另外一些示例中,可以先使用比较大的量程测量传感器电流,当传感器的电流的测量明显小于量程的范围时,可以切换为小一个档位的量程。以此类推,直至选用到合适的量程。
在一些示例中,微处理单元模块50还可以包括有串口通信模块。在一些示例中,在生产时,可以通过串口通信模块对采集装置1烧录程序。在一些示例中,还可以通过串口通信模块校准采集装置1的电流测量精度和温度测量精度。由此,能够提高采集葡萄糖浓度数据的准确性。
在一些示例中,微处理单元模块50还可以包括有蓝牙通信模块。在一些示例中,蓝牙通信模块可以传输采集的数据信息。在这种情况下,将蓝牙通信模块和数据分析模块例如手机或者电脑进行匹配之后,可以通过蓝牙通信模块无线接收采集的数据信息并将其传送给数据分析模块。由此,能够通过数据分析模块查看葡萄糖的浓度信息。
虽然以上结合附图和示例对本公开进行了具体说明,但是可以理解,上述说明不以任何形式限制本公开。本领域技术人员在不偏离本公开的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本公开进行变形和变化,这些变形和变化均落入本公开的范围内。

Claims (10)

1.一种低功耗的葡萄糖浓度信息采集装置,其特征在于:
包括电流传感模块、放大模块、第一模数转换模块、微处理单元模块、以及温度采集模块,所述电流传感模块配置为植入到使用者的皮下组织并产生电流;所述放大模块配置为接收所述电流传感模块输出的电流信号并将所述电流信号放大且转换为电压信号;所述第一模数转换模块接收所述电压信号并基于增益系数将处于量程内的模拟信号转化为数字信号;所述温度采集模块采集人体的体表温度;所述微处理单元模块配置为接收所述第一模数转换模块输出的数字信号和所述温度采集模块输出的体表温度,控制葡萄糖浓度信息的采集频率,基于模拟信号的大小控制所述第一模数转换模块的增益系数以调整所述第一模数转换模块的量程,并且通过关闭所述第一模数转换模块以使所述采集装置处于低功耗状态。
2.根据权利要求1所述的低功耗的葡萄糖浓度信息采集装置,其特征在于:
还包括低通滤波模块,所述低通滤波模块与所述放大模块连接,所述低通滤波模块配置为过滤所述模拟信号中的高频噪声。
3.根据权利要求1所述的低功耗的葡萄糖浓度信息采集装置,其特征在于:
所述电流传感模块包括工作电极、参比电极和对电极,所述工作电极设置有葡萄糖酶,所述葡萄糖酶在所述组织液或血液中与葡萄糖反应产生微弱电流,所述参比电极配置为与所述工作电极之间保持恒定的电势差以促进所述葡萄糖酶与所述葡萄糖发生反应,所述对电极配置为与所述工作电极形成回路。
4.根据权利要求3所述的低功耗的葡萄糖浓度信息采集装置,其特征在于:
所述温度采集模块包括温度传感模块、以及与所述温度传感模块连接的第二模数转换模块,所述温度传感模块配置为测量使用者的体表温度并基于所述体表温度获得所述工作电极的温度,通过所述工作电极的温度判断工作电极的灵敏度是否达到标准要求并根据所述灵敏度的反馈进行微调以使所述灵敏度达到标准要求。
5.根据权利要求4所述的低功耗的葡萄糖浓度信息采集装置,其特征在于:
当开始通过传感器进行测量时,由于所述电流传感模块是插入到使用者的皮下组织,通过所述温度传感模块测量人体体表温度之后,基于所述人体体表温度推算出植入皮下的传感器温度,通过所述传感器温度判断所述传感器的灵敏度是否达到标准要求,通过所述温度传感模块实时监测所述传感器的灵敏度并根据灵敏度的反馈进行微调以使其达到标准要求。
6.根据权利要求3所述的低功耗的葡萄糖浓度信息采集装置,其特征在于:
还包括电源模块,所述电源模块配置有恒压芯片,所述电源模块配置为提供电池电压,所述恒压芯片输入端与电池电压连接,所述恒压芯片的输出端与第一电阻、第二电阻、以及地端依次串联,所述恒压芯片输出端与所述第一电阻之间形成第一恒定电压,所述第一电阻与所述第二电阻之间形成第二恒定电压。
7.根据权利要求6所述的低功耗的葡萄糖浓度信息采集装置,其特征在于:
所述参比电极与第三电阻、第一运算放大器的反相输入端依次串联,所述第一运算放大器的同相输入端输入所述第一恒定电压。
8.根据权利要求6所述的低功耗的葡萄糖浓度信息采集装置,其特征在于:
所述放大模块具有第二运算放大器,所述工作电极与所述第二运算放大器的反相输入端连接,所述第二运算放大器的同相输出端输入所述第二恒定电压。
9.根据权利要求6所述的低功耗的葡萄糖浓度信息采集装置,其特征在于:
所述第一恒定电压和所述第二恒定电压具有所述恒定的电势差,所述电势差的电压区间为10毫伏到1000毫伏。
10.根据权利要求1所述的低功耗的葡萄糖浓度信息采集装置,其特征在于:
所述第一模数转换模块具有参考电压和不同的增益系数,根据所述参考电压和不同的增益系数选择不同的量程。
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