專利名稱：人體血糖無損檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)電類，特別是涉及一種基于特定波長近紅外光在特定部位人體組織中傳播的衰減程度判斷血糖濃度的儀器或者系統(tǒng)，它通過在人體上肢相關(guān)部位照射點(diǎn)光源并采集分析經(jīng)散射后的光的衰減程度來判斷人體血糖水平，并可給出生活作息的規(guī)律、藥物補(bǔ)給時間和劑量以及飲食建議等。
背景技術(shù)：
近年來世界各國糖尿病患病率均明顯增高，發(fā)展中國家尤其嚴(yán)重。糖尿病可引起多種慢性并發(fā)癥，并嚴(yán)重危及病人的健康甚至生命，如導(dǎo)致失明，腎臟病致腎功能衰竭，周圍神經(jīng)病致肢體麻木、疼痛。此外，冠心病與中風(fēng)發(fā)生率顯著增高，周圍血管病可致趾(肢) 壞死而截趾(肢)。這些并發(fā)癥不僅使病人與家屬遭受不幸，且使社會與國家承受很大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。隨著人類對健康生活的深入認(rèn)識，大家逐漸意識到對血糖的早期和隨時的監(jiān)控尤為重要。因此，對于血糖檢測監(jiān)控的儀器設(shè)備的需求就大為增加。到目前為止，檢測監(jiān)控血糖的設(shè)備在使用上可以分為兩類第一類是有創(chuàng)的，這一類設(shè)備在測量人體血糖值時需要采集一定量的血液，這在一定程度上給人們的操作帶來麻煩和造成一定的心理壓力同時還會帶來感染；第二類是無創(chuàng)的，這一類設(shè)備在使用時通過測定人體內(nèi)部糖基化物對特定波長光的吸收即可判斷血糖水平，另外，還有一類設(shè)備是使用低頻超聲對皮膚的作用，采集微量皮膚滲透液的方法測定推斷血糖水平。人體各部的血糖水平并不均等，在各個時段的變化亦較大，上述各種檢測血糖的方式方法都不同程度的存在檢測方式復(fù)雜、有創(chuàng)測量、量度重復(fù)性差等一系列問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于操作簡便、準(zhǔn)確有效的檢測人體血糖水平同時并能避免創(chuàng)傷給人們帶來的痛苦，研制一種基于檢測特定波長近紅外光穿透人體特定部位組織時的衰減程度推斷血糖水平的儀器。本發(fā)明以下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)人體血糖無損檢測儀，其基本功能結(jié)構(gòu)包括發(fā)光控制電路、光敏單元、光電預(yù)處理模塊、光電濾波放大模塊、單片機(jī)控制下的A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)值分析模塊、顯示和通信模塊， 其特征是發(fā)光控制電路可以控制電源有效發(fā)出特定波長的近紅外光，光敏單元依次與光電預(yù)處理模塊、光電濾波放大模塊、單片機(jī)控制下的A/D轉(zhuǎn)換模塊連接，數(shù)值分析模塊、顯示和通信模塊分別在單片機(jī)的控制下工作，計算機(jī)軟件除了具有上述功能外，還可以進(jìn)行身份識別、年齡和性別數(shù)據(jù)、存儲個人疾病史、測試追蹤等內(nèi)容和統(tǒng)計學(xué)處理。所述人體血糖無損檢測儀，其特征是中控部分采用雙CPU系統(tǒng)，共用數(shù)據(jù)存儲器 628512的空間，整合了點(diǎn)陣液晶顯示器接口電路和按鍵接口電路，地址鎖存器的74LS373 和外部存儲器電路后，信號送入液晶驅(qū)動和液晶顯示電路，由ICM7211AM芯片和EDS801A芯片處理后顯示，ICM7211AM是一個液晶譯碼驅(qū)動器，將單片機(jī)送來的地址和數(shù)據(jù)譯碼后送顯示，同時兼有驅(qū)動功能，用VCC電源通過MC1403芯片產(chǎn)生一個參考電源用VCC電源通過 ICL7660芯片產(chǎn)生一個負(fù)電源，可通過選用CP2102芯片的光電隔離和串行信號轉(zhuǎn)USB信號電路與微型計算機(jī)連接。所述人體血糖無損檢測儀的可視部分包括一個人體血糖無損檢測儀主機(jī)盒，一臺微型計算機(jī)和一臺打印機(jī)，特征是使用普通非特制的微型計算機(jī)和打印機(jī)，數(shù)據(jù)信號的采集、二次濾波降噪以及數(shù)據(jù)計算都通過安裝在微型計算機(jī)上的軟件實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明作為一種方法是基于上述人體血糖無損檢測儀實(shí)現(xiàn)的，人體的血糖水平在特定的部位是穩(wěn)定的，特定的糖基化物對特定波長近紅外光的吸收率是不同的，通過發(fā)射和接收衰減后的近紅外光，可以推知人體的血糖水平。與其他的設(shè)計思想或者成型產(chǎn)品不同的其中一點(diǎn)是，本發(fā)明考慮到微型計算機(jī)的普及程度以及它的通用性，將人體血糖無損檢測儀的大部分功能交由微型計算機(jī)的軟件實(shí)現(xiàn)，縮小了人體血糖無損檢測儀的體積，降低了成本，使其在醫(yī)院、社區(qū)和家居環(huán)境都可以使用。本發(fā)明操作簡便和耐用，系統(tǒng)響應(yīng)快，信號采集迅速，可以單獨(dú)使用，單獨(dú)使用的時候，能夠測量被測試者的血糖水平，顯示并存儲測試成績。本發(fā)明還可以連接微型計算機(jī)， 提供數(shù)據(jù)共享，連接打印機(jī)可以打印診斷結(jié)果。
圖1人體血糖無損檢測儀結(jié)構(gòu)示意2主控電路3地址鎖存器和外部存儲器電路4液晶驅(qū)動和液晶顯示電路5AD轉(zhuǎn)換電路6點(diǎn)陣液晶顯示器接口和按鍵接口電路7高通低通濾波電路8電源供給與穩(wěn)壓電路9參考電源和負(fù)電源電路10光電隔離和串行信號轉(zhuǎn)USB信號電路圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合圖例進(jìn)一步說明人體血糖無損檢測儀的工作情況。實(shí)施例1 人體血糖無損檢測儀的功能模塊示意如圖1所示，發(fā)光控制電路可以控制電源有效發(fā)出特定波長的近紅外光，光敏單元依次與光電預(yù)處理模塊、光電濾波放大模塊、單片機(jī)控制下的A/D轉(zhuǎn)換模塊連接，數(shù)值分析模塊、顯示和通信模塊分別在單片機(jī)的控制下工作，計算機(jī)軟件除了具有上述功能外，還可以進(jìn)行身份識別、年齡和性別數(shù)據(jù)、存儲個人疾病史、測試追蹤等內(nèi)容和統(tǒng)計學(xué)處理。實(shí)施例2 人體血糖無損檢測儀主控電路如圖2所示，主控電路是單片機(jī)接受供電，連接發(fā)光控制電路、數(shù)值分析模塊、顯示和通信模塊等的數(shù)據(jù)、電力通路。實(shí)施例3 如圖3和圖4、圖6所示電路是數(shù)據(jù)存儲的地址鎖存和外部存儲的設(shè)計以及顯示驅(qū)動和液晶顯示的電路以及液晶顯示的接口電路、各按鍵的接口電路?？梢酝ㄟ^按鍵操作對處理后的采集信號做相應(yīng)的有效存儲、即時顯示。實(shí)施例4 如圖5和圖7所示是對模擬信號的數(shù)字轉(zhuǎn)換電路和信號處理電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路設(shè)計可以不擴(kuò)噪的轉(zhuǎn)換模擬信號，有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，濾波電路的設(shè)計考慮到信號的復(fù)雜性，在做高通的同時，附加低通矯正，可以有效地降低數(shù)值分析的源性錯誤。實(shí)施例5 在電源供電的設(shè)計上如圖8和圖9所示，提供了穩(wěn)壓設(shè)計，該設(shè)計可以提供穩(wěn)定的5伏電源，以及在不穩(wěn)定狀態(tài)時參考電源和負(fù)電源設(shè)計。實(shí)施例6 在信號傳輸方面，考慮到現(xiàn)在的PC標(biāo)配USB接口，因此如圖10所示，附加了串口轉(zhuǎn)USB的電路設(shè)計，該設(shè)計以光電的方式將轉(zhuǎn)換設(shè)計的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性同時保留下來。被檢測者不會有不舒適的感覺，經(jīng)傳感器采集信號、傳輸、放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)分析，約3 5分鐘檢測工作全部結(jié)束。所存儲數(shù)據(jù)可以隨時被調(diào)用出來進(jìn)行檢測報告打印或者數(shù)據(jù)檢索，也可以通過網(wǎng)絡(luò)組件進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)共享。
權(quán)利要求
1.一種人體血糖無損檢測儀，是利用人體組織糖基化物對特定波長近紅外光吸收量的測量技術(shù)判斷血糖含量的儀器，其特征是功能結(jié)構(gòu)包括發(fā)光控制電路、光敏單元、光電預(yù)處理模塊、光電濾波放大模塊、單片機(jī)控制下的A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)值分析模塊、顯示和通信模塊。
2.按照權(quán)利要求1所述的人體血糖無損檢測儀，其特征是發(fā)光控制電路可以控制電源有效發(fā)出特定波長的近紅外光，光敏單元依次與光電預(yù)處理模塊、光電濾波放大模塊、單片機(jī)控制下的A/D轉(zhuǎn)換模塊連接，數(shù)值分析模塊、顯示和通信模塊分別在單片機(jī)的控制下工作。
3.按照權(quán)利要求1所述的人體血糖無損檢測儀，其特征是中控部分采用雙CPU系統(tǒng)， 共用數(shù)據(jù)存儲器628512的空間，整合了點(diǎn)陣液晶顯示器接口電路和按鍵接口電路，地址鎖存器的74LS373和外部存儲器電路后，信號送入液晶驅(qū)動和液晶顯示電路，由ICM7211AM芯片和EDS801A芯片處理后顯示，ICM7211AM是一個液晶譯碼驅(qū)動器，將單片機(jī)送來的地址和數(shù)據(jù)譯碼后送顯示，同時兼有驅(qū)動功能，用VCC電源通過MC1403芯片產(chǎn)生一個參考電源用 VCC電源通過ICL7660芯片產(chǎn)生一個負(fù)電源，可通過選用CP2102芯片的光電隔離和串行信號轉(zhuǎn)USB信號電路與微型計算機(jī)連接。
4.按照權(quán)利要求1所述的人體血糖無損檢測儀，其特征是可以在連接微型計算機(jī)的情況下在線測試、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)共享，測試數(shù)據(jù)庫具有個案的調(diào)用、同一被測試者不同時間階段測試結(jié)果對比的功能。
全文摘要
本發(fā)明涉及機(jī)電類，特別是涉及一種基于特定波長近紅外光在特定部位人體組織中傳播的衰減程度判斷血糖濃度的儀器或者系統(tǒng)，它通過在人體上肢相關(guān)部位照射點(diǎn)光源并采集分析經(jīng)散射后的光的衰減程度來判斷人體血糖水平，并可給出生活作息的規(guī)律、藥物補(bǔ)給時間和劑量以及飲食建議等。
文檔編號A61B5/1455GK102512179SQ201110442739
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者王培勇, 邢瑜 申請人:王培勇