DE3801158A1 - Blutzucker-messgeraet - Google Patents

Description

Die Erfindung des Blutzucker-Meßgerätes betrifft die optoelektronische Messung des Blutzuckers durch die menschliche Haut, ohne deren Verletzung.

Jeder an Blutzucker Erkrankte braucht jederzeit Information über seinen derzeitigen Wert, doch bei Ärzten und in Klinken fällt diese Messung täglich mehrmals an. Auch ist eine schnelle und genaue Messung in einigen Fällen notwendig, zur Insulin-Dosierung.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse, Blutzucker-Messungen mittels Blutentnahme, mit einem Reflectomat oder labortechnisch zu ermitteln.

Je nachdem wie oft bei einer Person dies erforder­ lich ist, sind die entsprechenden Blutentnahmestel­ len, Ohrläppchen oder Fingerkuppe, schmerzhaft ge­ löchert.

Es ist immer noch notwendig, den an Blutzucker Erkrankten mittels einer Nadel oder ähnlichem einen Tropfen Blut, zur Messung, zu entnehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Blut­ entnahme abzuschaffen, um so den Patienten eine schmerzlose Blutzucker-Messung zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Lichtdurchlässigkeit der Haut mittels eines optoelektronischen Lasers ausgenutzt wird, wobei die Zuckermoleküle im Blut in der Ebene des polarisier­ ten Lichts nach rechts drehen. Diese Polarisierung erfolgt durch Spiegelung bei bestimmtem Einfalls­ winkel in Zuckerkristalle, wobei in der Schwingungs­ ebene des reflektierten Strahls die Empfängerdiode das Licht in Strom umsetzt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß jeder Person ein kleines handliches Digital-Meßgerät zur Blutzuckerspiegel- Bestimmung zur Verfügung steht, welches eine schmerz­ lose und blutfreie Messung durch bloßes Auflegen eines Fingers ausführt.

Es folgt die Erläuterung der Erfindung, anhand der Zeichnung.

Eine 9 Volt Batterie, die auch durch ein Akku er­ setzt werden kann, versorgt die gesamte Elektro­ nik. Das Gehäuse ist mit einer Fingerschutzkappe versehen, unter ihr befindet sich die Laserdiode und die Empfängerdiode, sowie der Einschalt-Sensor.

Bei Betätigung des Sensors, wird die Schaltung aktiv, das heißt, der Laser wird 5 Sekunden lang eingeschaltet. Nach Abschalten des Lasers steht der Blutzucker-Wert in der LCD-Digital-Anzeige 15 Sekunden lang an, danach schaltet sich das Gerät automatisch ab.

Der Einschalt-Sensor besteht aus T 1 einem hoch­ ohmigen VMOS N Kanal Transistor, der bei Masse­ berührung am Gate sperrt (Masse ist an der Foto­ diode). Der entstandene Plus-Impuls triggert ein Monoflop (Zeiteinstellung 20 Sekunden) IC 1 a, wobei der Q Ausgang einen weiteren D MOS Transistor T 2 durchsteuert, der die Schaltung mit Strom versorgt. Ferner schaltet der Ausgang ein zweites Monoflop IC 1 c ein (Zeiteinstellung 5 Sekunden) welches die Konstant-Stromquelle für die Laserdiode einschaltet.

Wirkungsweise: die Strombegrenzung, die den maxi­ malen Drainstrom des D MOS Transistors auf etwa 60 mA begrenzt, besteht aus T 4 und R 9. Wenn der Strom über 60 mA steigt, wird T 4 von der über R 9 abfallenden Spannung aufgesteuert und damit das Gate des D MOS gegen Masse kurzgeschlossen. C 6 unter­ drückt Schwingungen und C 7 ist vom Hersteller für die Linearität der Laserdiode vorgeschrieben.

Transistor T 3 garantiert Typ. Schaltzeiten von 6 ns sowie einen kurzzeitigen, maximalen Drainstrom von ±0,23 A, damit ist die Laserdiode aus dem Gefahren­ bereich.

Der Empfänger mit der Fotodiode, läßt sich laut Zeich­ nung wie folgt beschreiben.

Für die Umsetzung von Licht nach Strom sorgt die Fotodiode HR 8101. Sie ist als kurzgeschlossene Stromquelle geschaltet und nutzt so den linearen Bereich, in dem der Kurzschlußstrom über mehrere Dekaden proporitional zu dem Licht ist, das auf die Fotodiode fällt.

Der Kurzschluß an der Diode entsteht dadurch, daß sie zwischen dem invertierenden und nicht inver­ tierenden Eingang des Op amps IC 2 geschaltet ist.

Diese Art der Beschaltung verbessert die Linea­ rität und schaltet den Dunkelstrom aus.

Um den Fotodiodenstrom in eine entsprechende Spannung umzuwandeln, ist IC 2 mit R 12 und P 1 beschaltet. Dadurch stellt der Op amp seine Aus­ gangsspannung so ein, daß sie gleich dem Spannungs­ abfall am Rückkopplungszweig R 12/P 1 ist. C 9 un­ terdrückt Schwingungen.

Über einen Tiefpaßfilter R 13/C 10 gelangt die meßbare Spannung auf einen Dual-Slope-Wandler und wird digital angezeigt. Dual-Slope-Wandler dürften hinreichend bekannt sein.

Blutzucker-Meßgerät ohne Verletzung der Haut. Durch die optoelektronische Messung, durch die Haut, ist kein äußeres Blut mehr notwendig, wobei die Erleichterung für die Betroffenen, offensicht­ lich ist.

Die unkomplizierte Handhabung und leichte Ables­ barkeit macht es jedem möglich, das Gerät zu bedienen.

Das Dual-Slope-Prinzip

Das Dual-Slope-Prinzip besteht aus drei Phasen.

Zunächst wird der Kondensator über den Ladewider­ stand vom Eingangssignal eine bestimmte Zeit lang aufgeladen (S 1 geschlossen, S 2 geöffnet).

Die im Kondensator gespeicherten Ladungsmenge ist dann proportional zur Eingangsspannung.

In Phase 2 (S 1 geöffnet, S 2 geschlossen) entläd sich der Kondensator gegen eine definierte Span­ nungs U Ref.

Die Entladezeit des Kondensators, ist wiederum proportional zur in Phase 1 im Kondensator ge­ sammelten Ladungsmenge.

Während des Entladevorgangs wird sie von einem Digitalzähler mit fester Taktrate gemessen.

Der Zählerstand bei entladenem Kondensator ist dann proportional zur Eingangsspannung und stellt die digitale Ausgangsgröße des Wandlers dar.

Die dritte Phase (S 1 und S 2 geöffnet, S 3 ge­ schlossen) dient lediglich zur Entladung des Kondensators und der Null-Stellung des Zählers.

Der mit dem Operationsverstärker aufgebaute Inte­ grator sorgt für linear verlaufende Spannungen am Kondensator.

Claims (1)

1. Blutzucker-Meßgerät durch Reflexion, ohne Verlet­ zung der Haut. Dadurch gekennzeichnet, daß die Blutzucker-Mes­ sung nur durch Auflegung eines Fingers, ohne Ver­ letzung der Haut - durch Lichtreflexion, mittels einer Ga AIAs Laserdiode und einer Si Fotodiode, zusammengesetzt ist.