便携式无创血糖检测仪的研制

基于DSP技术的便携式无创血糖检测仪研究摘要：以能量代谢守恒法为理论基础，以DSP技术为主控芯片，进行便携式无常血糖检测仪器的研究。

通过介绍便携式无创血糖检测仪的检测原理，综合得出血糖的浓度。

利用传感器采集的多路湿度、温度等计算出血氧饱和度，并完成最终的算法实现过程。

经临床实验得出，测量所得血糖值检测结果保持在±0.5mmol/L范围内，可以得到较高的精确度，对人体的血糖值检测具有临床应用效果。

关键词：DSP技术；便携式；无创；血糖检测仪随着人们生活水平的不断提高，工作的繁忙让快餐盛行，高脂肪和高油脂危害着人们的健康，也让糖尿病患者越来越多。

糖尿病作为一种长期的高血糖症状，对人们的组织器官造成的危害很多，如果任其发展，将会对患者的生命造成威胁。

因此，糖尿病患者如果能在日常生活中对血糖的浓度进行定期检测，再配合药物进行治疗，会对血糖浓度达到较好的控制效果。

基于此，血糖检测的手段对于患者而言尤为重要，根据能量代谢守恒定量，在DSP技术的基础上进行便携式无创血糖仪的关键技术分析，对人体血糖值的检测具有一定临床价值。

1.无创血糖检测部位与检测方式1.检测部位在无创血糖的相关研究中，选择合适的测量部位非常重要。

不同的人体部位所得到的效果也各不相同，由于人体结构复杂，且随着年龄的增长胶原蛋白会不断流失，因此在进行测量的过程中，不确定的因素得到了增加。

因此，在选择检测部位时，尽量选择裸露的肌肤，且测量环境不会受到外界打扰。

测量过程中，波长的透射率如果过高，则需要以手指部位为主。

1.2检测方式当光照从空气照射到皮肤后，皮肤会发生反应，如图1所示。

漫反射与透射两种反射方式，在无创血糖的研究中应用较为广泛，入射光源在与接收器发生反应后，同侧为漫反射，两侧为透射。

图1 光子入射图1.便携式无创血糖检测仪结构设计1.能量代谢守恒法理论在人体的手指指尖上，毛细血管中的葡萄糖物质代谢过程就是能量代谢，在整个代谢过程中所产生的能量可以积蓄在人体内部，还可以与外界发生热交换，亦或者通过其他方式进行生化反应。

《无线便携式血糖仪的研制》一、引言随着全球范围内糖尿病患者的日益增多，对于一种方便、快捷、准确的血糖监测设备的需求愈发强烈。

无线便携式血糖仪，正是应此而生。

该设备具有传统血糖仪的精确度，同时又具有便携性和无线数据传输等现代医疗设备的特性。

本文将详细介绍无线便携式血糖仪的研制过程、技术特点以及其潜在的应用前景。

二、项目背景与目标在过去的几十年中，全球糖尿病患者人数迅速增长，许多患者需要在日常生活中进行频繁的血糖监测。

传统的手动血糖检测方式既不准确，也不够方便。

因此，研制一种无线便携式血糖仪，以满足患者对快速、准确和便捷的血糖监测设备的需求，成为了医疗设备研发领域的重要课题。

本项目的目标在于开发一款集成了无线传输技术、微型传感器和智能算法的便携式血糖仪，旨在提高血糖检测的准确性和便捷性，同时降低患者的医疗成本。

三、技术原理与实现1. 技术原理无线便携式血糖仪主要基于微电子技术、无线通信技术和生物传感器技术等先进技术。

通过在指尖采集微量血液样本，利用微型传感器进行电化学分析，得到血糖浓度信息。

随后，通过无线通信模块将数据传输至手机APP或电脑软件进行管理和分析。

2. 技术实现在技术实现方面，首先需要设计并制造出具备高灵敏度和高稳定性的微型传感器。

接着，通过集成电路设计，将传感器、微处理器和无线通信模块集成在一体化的设备中。

最后，通过软件开发，实现设备与手机APP或电脑软件的互联互通，使患者可以随时随地进行血糖监测和管理。

四、设备特点1. 准确性：无线便携式血糖仪采用先进的电化学分析技术，具有高灵敏度和高稳定性，能够准确检测血糖浓度。

2. 便捷性：设备体积小巧、轻便，方便患者随身携带。

同时，通过无线传输技术，实现数据快速传输和共享。

3. 智能化：通过与手机APP或电脑软件的结合，实现血糖数据的实时监测、记录和分析，为患者提供个性化的健康管理建议。

4. 成本效益：降低患者的医疗成本，提高治疗效果和生活质量。

血糖监测设备的研制与应用一、研制背景血糖监测设备是一种针对糖尿病患者开发的医疗设备，它的作用是监测患者的血糖情况，帮助医生更好地控制病情和查找问题。

目前，随着人们对于健康的关注度越来越高，血糖监测设备的需求也越来越大，加之国家对于健康产业的重视，血糖监测设备的研发与应用也得到了更多的支持和关注。

下文将从研制角度和应用角度分别介绍血糖监测设备。

二、研制过程1. 设计阶段血糖监测设备的设计是一个复杂的过程，它要考虑的因素很多，包括：测量方式、电路设计、数据处理、传感器选型、体积与手持舒适性等。

在设计阶段，我们首先要明确需求，了解用户的使用场景和使用习惯，接着进行功能规划，确定主要的功能和特性，然后进行电路设计和3D建模，制定传感器的选型，最后进行激光打印，样机制造等工艺的调试和优化。

2. 硬件开发硬件开发是血糖监测设备研发过程的核心，它包括了电路设计、传感器选型、数据采集等多个方面。

在这个过程中，我们需要考虑到传感器的精度、电路的稳定性和成本控制等方面，同时还要保证设备操作简单、易于携带和便于维护。

3. 软件开发软件开发是血糖监测设备不可或缺的一个环节，它涉及到数据处理、传输、存储、分析等多个方面，同时还要支持多种操作系统和设备。

在软件开发过程中，我们需要注重用户体验、界面设计和数据处理效率，同时还要保证数据的安全性和可靠性。

三、应用场景血糖监测设备的主要应用场景是在医疗机构和家庭使用，主要解决糖尿病患者常规的血糖监测需求。

随着科技的不断发展，血糖监测设备的应用领域也不断扩展，例如：智能可穿戴设备、远程医疗监测等。

下面将从医疗机构应用和家庭应用两个方面来介绍血糖监测设备的应用场景。

1. 医疗机构应用血糖监测设备在医疗机构中可以用于糖尿病的诊断和治疗。

医生可以通过设备监测患者的血糖水平，快速判断患者的健康状态和病情变化，及时调整治疗方案。

同时，血糖监测设备还可以帮助医生进行数据分析和病例管理，提高工作效率和诊疗质量。

一种便携式智能血糖测试仪的研制一、引言血糖测试是指对人体血液中葡萄糖浓度的测量。

对于糖尿病患者, 血糖浓度是反映病情状况的一个重要指标,需经常性地进行血糖测量以监测病情的发展。

因此, 便携式血糖测试仪成为目前发展较快的一类家用医疗仪器, 它使患者在病情较稳定的阶段可以自行监测血糖浓度。

本文将介绍一种以单片机为核心的便携式智能血糖测试仪。

二、血糖测量的原理1. 葡萄糖氧化酶印刷电极便携式智能血糖测试仪采用一次性使用的葡萄糖氧化酶印刷电极(下简称酶电极) 作为传感器,酶电极的结构如图1所示。

图1 酶电极的结构给酶电极加恒定的工作电压V , 将被测血样滴在测量点上, 电极上的氧化酶即与血样中的葡萄糖发生反应, 其特点是经过一段时间后(约30s) , 酶电极的电流与血样中葡萄糖浓度呈一定的线性关系, 图2 所示为测量过程中酶电极的电流变化曲线。

实验表明, 在0. 4V的工作电压下, 对应于2～25mmol/ L的血糖浓度, 酶电极的电流响应约3 ～50μA。

图2 酶电极的响应曲线2. 参比测量法由于酶电极具有一定的分散性,所以实际测量中采用参比电极测量法。

参比电极是按如下方法确定的: 从同一批酶电极中抽样选择若干酶电极对已知浓度( C0 ) 的试样进行测量,其响应电流的平均值I0 就是反映这一批酶电极性能的特征参数。

参比电极就是一个固定电阻,其阻值等于工作电压V 除以平均响应电流I0 。

使用参比电极的测量步骤是:先将参比电极插入测试仪的电极插口中, 仪器测得电流I0 ,该过程称作标定;再用酶电极对血样进行正常的测量,测得电流I , 则血糖浓度按如下公式计算:C = ( C0·I) / I03. 温度补偿葡萄糖氧化酶对温度的变化比较敏感,实验中以25 ℃的响应值为基准,在0～40 ℃的温度变化范围内,葡萄糖氧化酶响应的温度系数Kt 为0. 7～1. 2 , 温度越高,响应值越大。

可见要保证测量的精度,必须进行温度补偿。

便携式血糖仪控制器的研制邱宪波①　袁景淇②　唐日泉 摘　要　介绍了一种便携式血糖仪控制器的设计。

该控制器以单片机E M78P458为核心,采用葡萄糖氧化酶电极作为测试传感器,能精确快速完成血糖浓度检测信号的数据处理,用户操作方便、界面友好、快捷,整个测试过程耗时30秒。

文中给出了控制器的硬件、软件设计方案和模拟测试结果。

关键词　便携式血糖仪　酶电极　单片机　数据处理糖尿病是危害人类健康的四大主要疾病之一,它表现为血液和尿液中葡萄糖含量的异常,通过调控病人体内的葡萄糖代谢可以对糖尿病加以控制。

血液葡萄糖含量是临床给药的一个重要指标,公认的血液葡萄糖含量检测方法由化验师在化验室完成。

将采集到的病人血样经预处理后加入相关化学试剂,待反应完成再用大型生化分析仪进行检测,所得测试结果准确度高,但检测时间长、需血量大、且操作复杂,不利于病人自我监护。

便携式血糖测试仪能够克服上述缺陷,完成血糖浓度快速简便的检测,以实现病人的血糖自我监测,它将生物传感器技术、微型计算机技术以及微电子技术相结合,可完成血糖浓度快速简便的检测,而且用血量极少。

它的研制对广大患者是一大福音。

一、血糖测试原理近年,生物传感器技术的迅速发展使许多生物量的测量变得越来越便捷。

生物传感器,就是由固定化的生物材料包括酶、抗体、微生物等生物活性物质与适当的换能器件密切接触而构成的分析工具或系统。

该换能器件可将生化信号转换成可定量的电或光信号,从而实现对特定底物的快速检测。

本文所涉的血糖浓度就可以通过生物传感器酶电极获取。

酶电极,由酶膜和电极结合而成。

在单片机的控制下,通过检测酶电极对血样响应电流的大小快速测定血糖浓度。

便携式血糖测试仪所用的葡萄糖氧化酶印刷电极如图1所示。

图1　葡萄糖氧化酶电极的结构酶电极的测试原理如下:在印刷电极两端施加013V的恒定工作电压,当被测血样滴在电极的测试区后,电极上的固定化葡萄糖氧化酶与血样中的葡萄糖发生化学反应。

《无线便携式血糖仪的研制》一、引言随着现代社会生活方式的改变，糖尿病发病率日益增长，对血糖监测的需求也日益增加。

无线便携式血糖仪作为一种新型的血糖监测工具，以其便捷、快速、准确的特性，成为了糖尿病患者和医疗专业人士的重要工具。

本文将探讨无线便携式血糖仪的研制过程、设计原理及市场应用。

二、无线便携式血糖仪的研制背景随着科技的发展，无线通信技术和生物传感器技术的进步为血糖仪的革新提供了可能。

传统的血糖仪由于体积大、操作复杂、需要频繁校准等原因，给使用者带来了诸多不便。

因此，无线便携式血糖仪的研制成为了医疗设备领域的一个重要方向。

三、无线便携式血糖仪的设计原理1. 硬件设计：无线便携式血糖仪主要包括传感器、控制单元和显示单元。

传感器负责采集血糖样本并转换为电信号，控制单元负责处理和分析这些信号，并通过无线通信技术将数据传输到显示单元或手机APP上。

此外，设备还需配备电池供电，保证长时间使用的便捷性。

2. 软件设计：软件部分包括数据处理算法、无线通信协议和用户界面等。

数据处理算法负责对传感器采集的信号进行解析和计算，得出准确的血糖值。

无线通信协议保证数据的安全传输和实时性。

用户界面需友好、直观，方便用户操作。

3. 技术特点：采用先进的生物传感器技术，实现快速、准确的血糖检测；采用无线通信技术，实现数据实时传输；采用低功耗设计，保证设备长时间使用；具备智能校准功能，减少误差。

四、无线便携式血糖仪的研制过程1. 需求分析：了解目标用户的需求，包括对设备性能、操作便捷性、价格等方面的要求。

2. 设计方案制定：根据需求分析结果，制定详细的设备设计方案，包括硬件设计、软件设计和外观设计等。

3. 原型制作与测试：根据设计方案制作原型机，并进行严格的测试，包括性能测试、稳定性测试、耐久性测试等。

4. 反馈与优化：根据测试结果对设备进行优化和改进，包括对硬件、软件和外观等方面的调整。

5. 生产与市场推广：完成设备的生产流程，并制定市场推广策略，将设备推向市场。

无创血糖仪的研制马显光1　蒲晓允2　陈仕国1　蒋　洪1　叶　勇21(第三军医大学物理教研室,重庆　400038)2(第三军医大学临床检验教研室,重庆　400038) 摘要　血糖是临床上分析病人是否患糖尿病的重要参考指标之一。

常规检测血糖高低的方法(1)用传统的量糖计(旋光计)检测尿糖的浓度,以间接知道病人血糖高低;(2)用目前临床使用的血糖计,通过抽取病人血液检测血糖的浓度;(3)用分光光度计法测量血清糖化蛋白以确定病人血糖的高低;(4)测定血清果糖胺以确定糖尿病等。

这些方法中旋光计要用数毫升的尿液才能检测,早已被淘汰;后面的几种方法则需要针刺手指,或静脉血,用血液来检测。

虽然有的方法正在广泛使用,有的正在研究之中,但是不管是那一种方法它们都要抽取病人的血液,是属于有创探测,会引起病人的不适和增加感染的机会,所以都不是理想的检测方法。

本文介绍一种新颖的、方便制作的无创血糖探测仪,它不用血液,而用唾液就能方便地测出病人血糖含量的高低。

实践证明,此装置方便、快捷、无创、安全,其应用前景十分光明。

关键词　唾液　血糖　无创探测D evelopm en t of a New Non i nva sive Blood D etectorM a X i anguang1　Pu X i aoyong2　Chen Sh iguo1　J i ang Hong1　Y e Y ong21(D ep a rt m en t of P hy sics,T he T h ird M ilita ry M ed ica l U n iversity,Chong qing　400038,Ch ina) 2(D ep a rt m en t of C lin ica l L abora tory,T he T h ird M ilita ry M ed ica l U n iversity,Chong qing　400038,Ch ina) Abstract　T he level of blood sugar is an i m p ro tant indicato r used in the diagno sis and m anagem ent of diabetes m ellitus.In th is respect,po lari m eter and blood sugar detecto r w ere conventi onally and generally used in ho sp itals; How ever,the fo r m er one is already obso lete;the latter one is invasive.In th is paper,the developm ent of a novel noninvasive blood2sugar detecto r is described.T he experi m ent indicate that th is detecto r is nonivasive,safe,fast, and easy to operate,and it can be of w ide app licati on.Key word　Saliva B lood sugar N onivasive detecto r1　引　言近年来,随着人们生活水平的提高,都市人的富贵病——糖尿病也日渐增多,据不完全统计,此病的发病率为2%～3%,且还以千分之一的速度增长。

[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]实用新型专利说明书[11]授权公告号CN 2778199Y [45]授权公告日2006年5月10日专利号 ZL 200520078476.3[22]申请日2005.03.18[21]申请号200520078476.3[73]专利权人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号[72]设计人苑伟政 付冠军 刘创 [74]专利代理机构西北工业大学专利中心代理人王鲜凯[51]Int.CI.A61B 5/145 (2006.01)A61B 10/00 (2006.01)A61B 6/00 (2006.01)权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页[54]实用新型名称便携式无创血糖监测仪[57]摘要本实用新型涉及一种便携式无创血糖监测仪，由近红外光源单元、光通路单元、光电转换单元、电通路单元、数据处理单元组成，其特征在于：所述近红外光源单元中的入射光源装置采用能产生连续近红外光束的卤钨灯，所述光通路单元中的近红外光的入射和收集采用光纤探头，所述光电转换单元中的光电探测器采用温度冷却的InGaAs阵列。

所述光纤探头采用同心圆环结构布局，探头的内环是一个光纤组成的入射光纤，外环是多个距离绕内环中心均匀分布的光纤束组成接受光纤。

由于采用了模块化设计方案，仪器的集成度高，体积小、重量轻、能耗低、操作简单，适合家庭使用。

仪器的反应速度快，准确性高，灵敏度高，仪器稳定性好。

200520078476.3权 利 要 求 书第1/1页1.一种便携式无创血糖监测仪，它由近红外光源单元(1)、光通路单元(2)、光电转换单元(3)、电通路单元(4)、数据处理单元(5)组成，其特征在于：所述近红外光源单元(1)中的入射光源装置采用能产生连续近红外光束的卤钨灯(8)，所述光通路单元(2)中的近红外光的入射和收集采用光纤探头(9)，所述光电转换单元(3)中的光电探测器(12)采用温度冷却的InGaAs阵列。