CN208447606U - 多级散射聚焦调控血液参数监测装置 - Google Patents
多级散射聚焦调控血液参数监测装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN208447606U CN208447606U CN201720883577.0U CN201720883577U CN208447606U CN 208447606 U CN208447606 U CN 208447606U CN 201720883577 U CN201720883577 U CN 201720883577U CN 208447606 U CN208447606 U CN 208447606U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- array
- wave
- light field
- source
- system control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000008280 blood Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 title claims abstract description 42
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 title claims abstract description 26
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 41
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 35
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 4
- 230000003760 hair shine Effects 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000036039 immunity Effects 0.000 abstract description 4
- 210000001742 aqueous humor Anatomy 0.000 description 17
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 11
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 4
- 230000036541 health Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 description 3
- 201000001421 hyperglycemia Diseases 0.000 description 3
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 3
- 208000013016 Hypoglycemia Diseases 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000009534 blood test Methods 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 230000002218 hypoglycaemic effect Effects 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 2
- 238000000554 physical therapy Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 description 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 230000001684 chronic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004064 dysfunction Effects 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 1
- 230000003345 hyperglycaemic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000003914 insulin secretion Effects 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 208000030159 metabolic disease Diseases 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种多级散射聚焦调控血液参数监测装置，光源驱动模块驱动光源阵列发射不同波长光场，光源阵列出射光场光路上依次设置有波前相位控制器和光场聚焦部件，多级散射光场出射光路上设置有阵列式光电传感器，阵列式光电传感器将检测到含有被监测物质信息的光场实现光电信息转化后输入系统控制部件，波前相位控制器、阵列式光电传感器、系统控制部件三部分构成动态控制回路，实现多级散射聚焦调控；系统控制部件与信息分析处理部件连接，信息分析处理部件对稳定后的光电信息进行数据分析处理得到血液参数指标数据。本实用新型检测区域可控、监测精度高、实时动态、一致性好、抗干扰性强、高可靠性、适用范围广、灵活性强、功能易于扩充等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种无创血液参数监测装置，特别是一种应用于血液检查、健康管理、健康监测、疾病理疗、生命科学、医疗诊断、生物技术、人机交互、行为组织、智慧感知等领域中的一种多级散射聚焦调控血液参数监测装置，属于无创血液参数监测技术领域。
背景技术
无创血液参数监测在血液检查、健康管理、健康监测、疾病理疗、生命科学、医疗诊断、生物技术、人机交互、行为组织、智慧感知等领域中具有重要学术研究意义和广泛实际应用价值。以糖尿病为例，我国已经成为糖尿病困扰人数最多的国家，根据网络信息涉及约1.2亿人群。糖尿病是一组以高血糖为特征的代谢性疾病，高血糖则是由于胰岛素分泌缺陷或其生物作用受损，或两者兼有引起，长期存在高血糖可能导致各种组织，特别是眼、肾、心脏、血管、神经的慢性损害、功能障碍。血糖指标无创监测方法将极大推进高血糖患者的指标监测跟踪行为，提高用户体验感和心理舒适度，具有广泛应用价值。
在先技术中存在多种无创血液参数监测装置，见美国专利，名称为Apparatus fornon-invasive glucose monitoring,授权专利号为US9662004B2，专利授权时间为2017年05月30日,专利权人为中国台湾生物光子公司（Taiwan Biophotonic Corporation）。在先技术和产品具有相当的优点，但是存在一些本质不足：1）采用检测眼部房水旋光特性为检测原理，眼部房水中的糖成分含量与血液中糖成分含量不是同一指标，需要进行映射换算，监测精度和一致性收到限制，存在监测误差，且难于进一步提高；2）眼部房水糖成分含量与血液中糖成分含量的变化不是同步的，房水中的血糖浓度相比血液中血糖浓度变化要延迟及时分钟，这对于低血糖发生的检测是很难适用的，影响适用范围，并且无法实时动态进行血糖监测；3）房水有前房水和后房水，中间被虹膜隔开了一部分，也就是说入射光系统的差异将导致测量的结果有可能导致测量到的葡萄糖浓度有可能是前房水的葡萄糖浓度，也有可能被后房水中的葡萄糖给干扰，监测一致性和准确度收到影响，无法实现高一致性高准确度监测；4）为了保护眼睛，只有非常有限的光能被射入眼睛，监测灵活性差，适用范围有限，用户体验感弱和功能难于扩充。
发明内容
本实用新型的目的在于针对上述技术的不足，提供一种多级散射聚焦调控血液参数监测装置，该装置具有方法简单、检测区域可控、监测精度高、实时动态、一致性好、抗干扰性强、高可靠性、适用范围广、灵活性强、功能易于扩充等特点。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种多级散射聚焦调控血液参数监测装置，包括：光场聚焦部件、波前相位控制器、光源阵列、光源驱动模块、阵列式光电传感器、系统控制部件、信息分析处理部件，所述光源阵列与光源驱动模块相连接，光源驱动模块驱动光源阵列发射不同波长光场，并对每个波长发光进行频率调制，实现光源阵列的多波长多调制频率输出；光源阵列出射光场光路上依次设置有波前相位控制器和光场聚焦部件，波前相位控制器对光源阵列出射光场进行波前相位调控，经过光场聚焦部件后照射在被监测部位，使监测部位区域光场与被检测物质相互作用，多级散射光场出射光路上设置有阵列式光电传感器，阵列式光电传感器将检测到含有被监测物质信息的光场实现光电信息转化后输入系统控制部件，系统控制部件与波前相位控制器相连接，波前相位控制器、阵列式光电传感器、系统控制部件三部分构成动态控制回路，实现多级散射聚焦调控；系统控制部件与信息分析处理部件连接，信息分析处理部件对稳定后的光电信息进行数据分析处理得到血液参数指标数据。
所述的被监测部位为手臂、手掌、腿部、颈部部位之一。
所述的光源阵列为多波长二极管激光器阵列、多波长发光二极管阵列、宽光谱光源复合窄带滤光片的光源的一种。
所述的阵列式光电传感器为阵列光电传感器元件和会聚光学系统构成的集成阵列式光电传感器。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型是基于多级散射聚焦原理，利用光场波前相位调控技术，实现多波长光场聚焦，照射被检测区域，阵列式光电传感器进行光电信息采集，将光电信息与波前相位调控关联构成动态回路，可以调控被监测区域光场特性以及实现被监测区域动态选择，以提高光场与被检测物质充分相互作用，信息分析处理部件对监测稳定后的光电信息数据进行数据分析，得到无创血液参数监测结果。
与现有技术相比，本实用新型具有以下特点：
1）在先技术和产品具有相当的优点，但是存在一些本质不足，采用检测眼部房水旋光特性为检测原理，眼部房水中的糖成分含量与血液中糖成分含量不是同一指标，需要进行映射换算，监测精度和一致性收到限制，存在监测误差，且难于进一步提高。本实用新型基于多级散射聚焦原理，利用光场波前相位调控技术，实现多波长光场聚焦，照射被检测区域，阵列式光电传感器进行光电信息采集，信息分析处理部件对监测稳定后的光电信息数据进行数据分析，得到无创血液参数监测结果，具有方法简单、监测精度高、实时监测、一致性好、抗干扰性强、高可靠性等特点；
2）在先技术中的眼部房水糖成分含量与血液中糖成分含量的变化不是同步的，房水中的血糖浓度相比血液中血糖浓度变化要延迟及时分钟，这对于低血糖发生的检测是很难适用的，影响适用范围，并且无法实时动态进行血糖监测。本实用新型利用光场与血液参数相互作用进行监测，液中糖成分含量的变化和方动态法中光电信息进行动态实时关联，光电信息与波前相位调控关联构成动态回路，可以调控被监测区域光场特性以及实现被监测区域动态选择，以提高光场与被检测物质充分相互作用，并且使用时只需要将检测装置放置在被检测区域即可，具有适用范围广、灵活性强、功能易于扩充、适用范围广、心理舒适度好、用户体验感强等特点；
3）在先技术房水有前房水和后房水，中间被虹膜隔开了一部分，也就是说入射光系统的差异将导致测量的结果有可能导致测量到的葡萄糖浓度有可能是前房水的葡萄糖浓度，也有可能被后房水中的葡萄糖给干扰，监测一致性和准确度收到影响，无法实现高一致性高准确度监测。本实用新型充分利用了光电信息无创血液参数监测原理，可以进行血液多参数动态实时监测，具有标准构架和模块化基础，多级散射聚焦调控，具有抗干扰性强、高可靠性、高一致性等特点；
4）在先技术为了保护眼睛，只有非常有限的光能被射入眼睛，监测灵活性差，适用范围有限，用户体验感弱和功能难于扩充。本实用新型在人员皮肤上进行检测，例如手臂、手背等部分，具有无创无痛、使用灵活、安全等特点。
附图说明
图1为本实用新型的多级散射聚焦调控血液参数监测装置示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型创造作进一步说明。
如图1所示，本实用新型的多级散射聚焦调控血液参数监测装置，包括：光场聚焦部件2、波前相位控制器3、光源阵列4、光源驱动模块5、阵列式光电传感器6、系统控制部件7、信息分析处理部件8。
光源阵列4与光源驱动模块5相连接，光源驱动模块5驱动光源阵列4发射不同波长光场，并对每个波长发光进行频率调制，实现光源阵列4的多波长多调制频率输出；光源阵列4出射光场光路上依次设置有波前相位控制器3和光场聚焦部件2，波前相位控制器3对光源阵列4出射光场进行波前相位调控，经过光场聚焦部件2后照射在被监测部位1；监测部位1区域光场与被检测物质相互作用，多级散射光场出射光路上设置有阵列式光电传感器6，阵列式光电传感器6将检测到含有被监测物质信息的光场实现光电信息转化后输入系统控制部件7，系统控制部件7与波前相位控制器3相连接，波前相位控制器3、阵列式光电传感器6、系统控制部件7三部分构成了动态控制回路，实现多级散射聚焦调控；系统控制部件7与信息分析处理部件8，信息分析处理部件8对稳定后的光电信息进行数据分析处理得到血液参数指标数据。
本实施例中，被监测部位1为手臂内侧；光源阵列4为多波长二极管激光器阵列，共存在四个波长，2个为可见光波段波长，2个为红外波段波长；阵列式光电传感器6采用CMOS面阵传感器阵列；系统控制部件7采用FPGA加DSP构架；信息分析处理部件8采用FPGA构架。
本实施例工作过程为：光源驱动模块5驱动光源阵列4发射不同波长光场，并对每个波长发光进行频率调制，实现光源阵列4的多波长多调制频率输出；波前相位控制器3对光源阵列4出射光场进行波前相位调控，经过光场聚焦部件2后照射在被监测部位1；监测部位1区域光场与被检测物质相互作用，多级散射光场出射光路上设置有阵列式光电传感器6，阵列式光电传感器6将检测到含有被监测物质信息的光场实现光电信息转化后输入系统控制部件7，波前相位控制器3、阵列式光电传感器6、系统控制部件7共同构成了动态控制回路，实现多级散射聚焦调控；系统控制部件7与信息分析处理部件8，信息分析处理部件8对稳定后的光电信息进行数据分析处理得到血液参数指标数据。本实施例成功实现了血液中血氧、血糖的多参数监测，克服了现在技术不足。
本实用新型中机械结构、时序控制、模块构建、信号传输、波前相位调控器件等均为成熟技术，本实用新型的实用新型点在于基于多级散射聚焦原理，利用光场波前相位调控技术，实现多波长光场聚焦，阵列式光电传感器进行光电信息采集，将光电信息与波前相位调控关联构成动态回路，可以调控被监测区域光场特性以及实现被监测区域动态选择，信息分析处理部件对监测稳定后的光电信息数据进行数据分析，得到无创血液参数监测结果，给出方法简单、监测精度高、动态监测、一致性好、抗干扰性强、高可靠性、适用范围广、灵活性强、功能易于扩充的一种无创血液参数监测方法，本质上避免在先技术的不足。
以上所述的具体实施方式对本实用新型创造的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本实用新型的最优选实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种多级散射聚焦调控血液参数监测装置，包括：光场聚焦部件（2）、波前相位控制器（3）、光源阵列（4）、光源驱动模块（5）、阵列式光电传感器（6）、系统控制部件（7）、信息分析处理部件（8），其特征在于：所述光源阵列（4）与光源驱动模块（5）相连接，光源驱动模块（5）驱动光源阵列（4）发射不同波长光场，并对每个波长发光进行频率调制，实现光源阵列（4）的多波长多调制频率输出；光源阵列（4）出射光场光路上依次设置有波前相位控制器（3）和光场聚焦部件（2），波前相位控制器（3）对光源阵列（4）出射光场进行波前相位调控，经过光场聚焦部件（2）后照射在被监测部位（1），使监测部位（1）区域光场与被检测物质相互作用，多级散射光场出射光路上设置有阵列式光电传感器（6），阵列式光电传感器（6）将检测到含有被监测物质信息的光场实现光电信息转化后输入系统控制部件（7），系统控制部件（7）与波前相位控制器（3）相连接，波前相位控制器（3）、阵列式光电传感器（6）、系统控制部件（7）三部分构成动态控制回路，实现多级散射聚焦调控；系统控制部件（7）与信息分析处理部件（8）连接，信息分析处理部件（8）对稳定后的光电信息进行数据分析处理得到血液参数指标数据。
2.根据权利要求1所述的多级散射聚焦调控血液参数监测装置，其特征在于：所述的被监测部位（1）为手臂、手掌、腿部、颈部部位之一。
3.根据权利要求1所述的多级散射聚焦调控血液参数监测装置，其特征在于：所述的光源阵列（4）为多波长二极管激光器阵列、多波长发光二极管阵列、宽光谱光源复合窄带滤光片的光源的一种。
4.根据权利要求1所述的多级散射聚焦调控血液参数监测装置，其特征在于：所述的阵列式光电传感器（6）为阵列光电传感器元件和会聚光学系统构成的集成阵列式光电传感器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720883577.0U CN208447606U (zh) | 2017-07-20 | 2017-07-20 | 多级散射聚焦调控血液参数监测装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201720883577.0U CN208447606U (zh) | 2017-07-20 | 2017-07-20 | 多级散射聚焦调控血液参数监测装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN208447606U true CN208447606U (zh) | 2019-02-01 |
Family
ID=65140249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201720883577.0U Active CN208447606U (zh) | 2017-07-20 | 2017-07-20 | 多级散射聚焦调控血液参数监测装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN208447606U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107280684A (zh) * | 2017-07-20 | 2017-10-24 | 上海理工大学 | 多级散射聚焦调控血液参数监测装置 |
-
2017
- 2017-07-20 CN CN201720883577.0U patent/CN208447606U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107280684A (zh) * | 2017-07-20 | 2017-10-24 | 上海理工大学 | 多级散射聚焦调控血液参数监测装置 |
| CN107280684B (zh) * | 2017-07-20 | 2024-03-29 | 上海理工大学 | 多级散射聚焦调控血液参数监测装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3242346U (ja) | 生理学的測定値の非侵襲的監視のための装置、およびシステム | |
| US10194808B1 (en) | Correlated hemodynamic measurements | |
| GB2409033B (en) | Extended focal region measuring apparatus and method | |
| CA2879255A1 (en) | Method and system for non-invasively monitoring biological or biochemical parameters of individual | |
| WO2015114627A1 (en) | Method and system for non-invasively monitoring biological or biochemical parameters of individual | |
| CN111956234A (zh) | 基于光声技术的血氧饱和度精确测量方法及设备 | |
| CN108324286A (zh) | 一种基于pca-narx校正算法的红外光无创血糖检测装置 | |
| CN106725451A (zh) | 一种人体心电r波检测系统 | |
| CN109730662A (zh) | 基于多光谱脉搏波的生理体征监测系统 | |
| CN208447606U (zh) | 多级散射聚焦调控血液参数监测装置 | |
| GB2477189A (en) | In vivo determination of haemoglobin concentration in blood | |
| CN107280684A (zh) | 多级散射聚焦调控血液参数监测装置 | |
| CN106037760A (zh) | 一种无创血糖仪的连续血糖监测系统 | |
| CN107280683A (zh) | 空间信息补偿无创血液参数监测系统和方法 | |
| US20140275870A1 (en) | Continuous noninvasive measurement of analyte concentration using an optical bridge | |
| CN213406028U (zh) | 一种可穿戴式无线连续反射式血氧饱和度监测装置 | |
| CN106343971A (zh) | 测量脉搏和血氧饱和度的电路系统 | |
| CN207168494U (zh) | 一种人体心电r波检测系统 | |
| Jayadevappa et al. | Design and development of electro-optical system for acquisition of PPG signals for the assessment of cardiovascular system | |
| CN206534644U (zh) | 基于dsp技术的便携式无创血糖检测仪 | |
| Mykhailova et al. | Application of the photoplethysmography technique to complex wireless diagnostic the functional state of the human body | |
| CN108814571A (zh) | 失血性休克严重程度无创伤检测装置 | |
| CN202060780U (zh) | 用于实验小鼠的脉搏血氧仪 | |
| CN108514409A (zh) | 一种多参数人体检测设备 | |
| CN219183764U (zh) | 一种基于激光反射式的血糖检测系统及血糖仪 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Shanghai Xianluo Technology Co.,Ltd. Assignor: University of Shanghai for Science and Technology Contract record no.: X2023310000154 Denomination of utility model: Multistage scattering focusing control blood parameter monitoring device Granted publication date: 20190201 License type: Common License Record date: 20231016 |
|
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |