CN203310798U

CN203310798U - 一种便携式智能血糖仪

Info

Publication number: CN203310798U
Application number: CN2013203756045U
Authority: CN
Inventors: 赵嘉骏; 赵昊炜; 宋少华; 杨吉飞
Original assignee: Renge (hunan) Biological Technology Co Ltd
Current assignee: Renge (hunan) Biological Technology Co Ltd
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2023-06-27

Abstract

本实用新型公开了一种便携式智能血糖仪，其结构包括电池、单片计算机和与单片计算机分别通过电信号相连接的A/D转换电路、输入电路、测量血糖浓度值接口电路、与PC通信电路、显示电路、记忆电路、蜂鸣器和测温电路；单片计算机、A/D转换电路、测量血糖浓度值接口电路和测量血糖的试片连接构成测试血糖系统；单片计算机、A/D转换电路和测温电路连接构成采集温度系统；单片计算机、与PC通信电路和记忆电路连接构成记忆系统；单片计算机、输入电路、蜂鸣器连接构成输入系统；显示电路和液晶显示屏连接构成显示系统。本实用新型精度高，重复性好，准确率大于90%，适用广泛。

Description

一种便携式智能血糖仪

技术领域

本实用新型主要涉及一种便携式智能血糖仪，属于医疗器械领域。

背景技术

糖尿病是危害人类健康的四大主要疾病之一，已经成为全球性的健康问题。糖尿病人在世界范围内正逐年增加。世界卫生组织估计，1998年全球约有1.43亿糖尿病患者，到2025年，随着人口增长、老龄化和地区城市化，这一数字将达到3亿。我国糖尿病患者已达3000万之多，并尚有半数以上的糖尿病患者未被发现。

糖尿病的病因比较复杂，并会引起多种并发症。由于糖尿病患者的胰腺不能正常地分泌胰岛素，使血液中的葡萄糖（血糖）浓度不能保持在正常水平。因此必须经常检测血糖浓度，通过口服降糖药物和注射适量的胰岛素，来维持血糖的正常水平。因而准确测量血糖浓度非常重要。过量和过少的服药和注射胰岛素对患者来说都是非常不利的。

目前，国内外糖尿病患者的血糖检测普遍采用化学检测的方法。每次检测需要采集较多的血液，已经暴露出下述内在的缺点：（1）体积大不方便，不能随时检测血糖值。（2）患者需忍受较大的痛苦，因为采取的血液多，而因为糖尿病患者本身伤口就不易愈合，严重时甚至肌体逐渐溃烂，所以这种检测方法对糖尿病的治疗非常不利；（3）限制了血糖的检测频率；（4）尽管尿糖检测是无创的，但局限性较大，对于那些血糖低于肾阈值（10mmol/L）而又高于正常值（7mmol/L）的人群不能及时提出警告，且检测结果不够准确。

因此，便携式智能血糖检测法是血糖检测技术发展的必然趋势，它将使糖尿病检测手段产生质的飞跃，对糖尿病的治疗具有重要的实际意义。但现有的电子血糖检测仪体积大、成本高、采血量大、需要用密码卡或手动的方式来调整系数以适应不同参数的测试片，给患者带来很多不便，不能随时带在身上检测血糖浓度。而且其成本高让一般的家庭难以承受，采血量大也给患者带来不必要的痛苦。经检索，在中国专利CN201120459455中公开了一种新型血糖仪，但其设计仍未完全克服上述缺陷，人们仍然急需一种便携式、采血量少、方便的血糖检测仪。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种便携式智能血糖仪，其结构包括电池、单片计算机和与单片计算机分别通过电信号相连接的A/D转换电路、输入电路、测量血糖浓度值接口电路、与PC通信电路、显示电路、记忆电路、蜂鸣器和测温电路；单片计算机、A/D转换电路、测量血糖浓度值接口电路和测量血糖的试片连接构成测试血糖系统；单片计算机、A/D转换电路和测温电路连接构成采集温度系统；单片计算机、与PC通信电路和记忆电路连接构成记忆系统；单片计算机、输入电路、蜂鸣器连接构成输入系统；显示电路和液晶显示屏连接构成显示系统。

上述与PC通信电路通过RS232通信技术来实现血糖仪与电脑之间的通信。

上述显示电路是用段码液晶显示来实现的；上述液晶显示屏的主要参数如下：偏光片类型为反射；显示模式为TN正显；驱动条件为1/4DUTY,1/3BIAS；工作电压为3.0V。

上述单片计算机使用的芯片属于8位的微控制器，内部自带运算放大器、段码4*32液晶驱动和8通道14位AD电路。

上述测温电路中包含热敏电阻。

本实用新型是根据电生物化学原理——施加一定电压于经酶反应后的血液，产生的电流会随着血液中的血糖浓度的增加而增加——设计的。通过精确测量出这些微弱电流，并根据电流值和血糖浓度的关系，反算出相应的浓度。

测量血糖时需要在相应的电极上施加一定的电压，而电压的稳定性将直接影响测量结果，因此，考虑从相对稳定的参考电压得到，而不是直接从供电电源中得到。单片计算机A/D采样的是电压值，而被检测的是微量的电流值；因而也需要将电流值放大并转换成相应的电压值。采用如图2所示的电路就能实现这一要求，从而实现血糖测量。

算出电流后再计算血糖值，算出血糖值后再通过血糖值与温度的关系来最终确定血糖值。通过对数据进行三次曲线拟合，就可以得到血糖值和电流值之间的关系曲线图。图3是原始数据分段曲线和拟合曲线的对比图。容易看出两条曲线很吻合，因此在实际操作中可以用一个公式代替分段函数。截取中间一条直线函数Y=Ax+B其中，X是电流值，单位??A，Y是对应的血糖值，A是试片的斜率，B是试片的截距，单位为mg/dl。血糖仪和血糖试片的测量重复性较好CV<3%，高于国家标准<7.5%的要求。

本实用新型的优点是成本低、便携式、采取血量少（只需要1.5μl）、带记忆功能（能存储180条记录）、能与PC通信可随时下载所有测量的记录，并且智能控制不需要用密码卡来调系数来适应测试片，使用起来十分方便。通过计算机分析、比较、处理，直接显示血液中的糖含量，测量血糖浓度值精度高，重复性好，广泛适用医疗系统和家庭。

附图说明

图1是便携式血糖仪结构框图。

图2是单片计算机内部的放大电路和A/D转换电路图。

图3是葡萄糖溶液的浓度与电流值的关系曲线图。

图4是便携式血糖仪输入电路图。

图5是便携式血糖仪记忆电路图。

图6是便携式血糖仪通信电路图。

图7是便携式血糖仪显示电路图。

图8是便携式血糖仪测量血糖浓度接口电路图。

图9是智能控制单片计算机电路图。

图10是便携式血糖仪测温电路图。

具体实施方式

本实用新型的结构如图1所示：电池为电路供电保证其正常工作；由试片采取血液,通过单片计算机（内部自带放大电路）、A/D转换电路、测量血糖浓度值接口电路把模拟信号转换成数字信号输入单片计算机，然后由单片计算机进行分析、比较、换算出血糖值，送至显示系统由液晶屏直接显示血糖含量；用户可以通过由单片计算机、A/D转换电路和测温电路构成的采集温度系统来采集温度，用户还可以通过由单片计算机、输入电路和蜂鸣器构成的输入系统在仪器上查阅所有测量结果；通过与PC通信电路、记忆电路和单片计算机构成的记忆系统，用户能把测量出来的血糖值储存起来，并随时可以通过电脑与仪器的通信，把血糖值发送到电脑，方便更直接的观看和打印。

图2为单片计算机内部的放大电路和A/D转换电路图，其中运算放大器的OP-口和单片计算机的Test_Paper口相连，OP+口通过电阻R1和单片计算机的REFO口相连，输出口和单片机的OPIO口相连。在分压电路中，R12和R13串联，并和单片计算机的AIN0口连接，其主要用来把单片计算机内部的参考电压REFO分压，通过调整R12,R13的电阻大小来调整AIN0的输出电压的大小。输出电压AINO主要用来提供单片计算机内部的电压，R1，R2，R7，R8，R11主要用来调整单片计算机内部运算放大器的放大倍率。这块电路的主要作用是把测试血糖浓度时所产生的电流放大，再通过电流与血糖浓度的关系式算出血糖值。这部份电路使用得是内部参考电压，使得采集比较稳定，从而测量出来的血糖浓度值也比较稳定。

图3为葡萄糖溶液的浓度与电流值的关系曲线图，此图主要表示血糖浓度与电流之间的关系，血糖浓度与电流是一个一次线性的关系。Y=Kx+B。Y表示血糖浓度，K表示一次线性的斜率，B表示一次线性的截距，x表示电流值。

图4为便携式血糖仪输入电路图。其中：按键开关S2和电容C22并联，并连接到单片计算机的INT2口；按键开关S3和电容C23并联，并连接到单片计算机的INT3口。此电路主要用来设置血糖仪的参数，如时间，日期，血糖单位，删除仪器内部记忆等，其通过按键的方式来实现人机通信。

图5为便携式血糖仪记忆电路图。其中包括用于存储血糖数据的AT24C08芯片，其通过SCL口和SDA口分别与电阻R20和R21串联。此电路主要用来存储测试的血糖数据值，有时间，日期，血糖值，单位等数据，可以根据数据多少来选择其存储器的大小。

图6为便携式血糖仪通信电路图。其包括用于通信的RS232芯片和运算放大器，运算放大器的+口，-口和输出口分别和电阻R32、R30和R34串联。此电路主要是实现血糖仪与电脑之间的通信，是通过RS232通信技术来实现血糖仪与电脑之间的通信。

图7为便携式血糖仪显示电路图。本实用新型的显示电路是用段码液晶显示来实现的，液晶屏的主要参数如下：偏光片类型：反射；显示模式：TN正显；驱动条件：1/4DUTY,1/3BIAS；工作电压：3.0V。

图8为便携式血糖仪测量血糖浓度接口电路图。其中，试纸连接座JP1的2、3接口分别和电阻R5、R6串联，并分别连接到单片计算机的INT1和INT0口。此电路与血糖试片连接，配合图2的电路用来测量血糖浓度。

图9为智能控制单片计算机电路图。此芯片属于8位的微控制器，内部自带运算放大器、段码4*32液晶驱动和8通道14位AD电路。

图10为便携式血糖仪测温电路图。其中热敏电阻Rt1和Rt2并联，并通过电阻R9、R10和单片计算机的REFO接口连接。这块电路主要是通过热敏电阻的方式来测量环境温度，主要作用是在血糖仪测量血糖时进行温度补偿。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种便携式智能血糖仪，其特征在于：包括电池、单片计算机和与单片计算机分别通过电信号连接的A/D转换电路、输入电路、测量血糖浓度值接口电路、与PC通信电路、显示电路、记忆电路、蜂鸣器和测温电路；单片计算机、A/D转换电路、测量血糖浓度值接口电路和测量血糖的试片连接构成测试血糖系统；单片计算机、A/D转换电路和测温电路连接构成采集温度系统；单片计算机、与PC通信电路和记忆电路连接构成记忆系统；单片计算机、输入电路、蜂鸣器连接构成输入系统；显示电路和液晶显示屏连接构成显示系统；所述A/D转换电路中，运算放大器的OP-口和单片计算机的Test_Paper口相连，OP+口通过电阻R1和单片计算机的REFO口相连，输出口和单片机的OPIO口相连。

2.根据权利要求1所述的便携式智能血糖仪，其特征在于：所述输入电路中，按键开关S2和电容C22并联，并连接到单片计算机的INT2口；按键开关S3和电容C23并联，并连接到单片计算机的INT3口。

3.根据权利要求1所述的便携式智能血糖仪，其特征在于：所述记忆电路中包括用于存储血糖数据的AT24C08芯片，其通过SCL口和SDA口分别与电阻R20和R21串联。

4.根据权利要求1所述的便携式智能血糖仪，其特征在于：所述与PC通信电路包括用于通信的RS232芯片和运算放大器，运算放大器的+口，-口和输出口分别和电阻R32、R30和R34串联。

5.根据权利要求1所述的便携式智能血糖仪，其特征在于：所述显示电路是用段码液晶显示来实现的；所述液晶显示屏的主要参数如下：偏光片类型为反射；显示模式为TN正显；驱动条件为1/4DUTY,1/3BIAS；工作电压为3.0V。

6.根据权利要求1所述的便携式智能血糖仪，其特征在于：所述测量血糖浓度值接口电路中，试纸连接座JP1的2、3接口分别和电阻R5、R6串联，并分别连接到单片计算机的INT1和INT0口。

7.根据权利要求1所述的便携式智能血糖仪，其特征在于：所述单片计算机使用的芯片属于8位的微控制器，内部自带运算放大器、段码4*32液晶驱动和8通道14位AD电路。

8.根据权利要求1所述的便携式智能血糖仪，其特征在于：所述测温电路中热敏电阻Rt1和Rt2并联，并通过电阻R9、R10和单片计算机的REFO接口连接。