一種太赫茲血糖測量系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種血糖測量系統，尤其涉及一種無創的太赫茲血糖測量系統。
【背景技術】
[0002] 傳統的檢測血糖的方法是從體內穿刺抽取血液通過生化分析進行，這種有創的血 糖檢測技術可用于醫院臨床診斷和家庭健康保健，但由于需要抽血，該技術存在測量頻率 受限、容易造成不適、甚至感染的風險，給糖尿病患者帶來不便，因此，開展新型的無創血糖 檢測技術的研究很具有十分重要的意義。目前無創血糖檢測方法主要有旋光法、光聲法、拉 曼光譜法、光散射系數法、紅外光譜法等。
[0003] 旋光法利用葡萄糖具有穩定的偏光特性，通過測量透射光（或反射光）的偏轉角 來預測人體血糖濃度，該方法的缺點是偏轉角較小，測量難度大，同時因為是對人眼測量， 患者不易接收。光聲光譜測量方法利用近紅外激光脈沖與組織相互作用產生的光聲信號， 通過光聲信號的幅度與吸收系數之間的關系來檢測組織內部某種成分的含量，該方法對組 織內部結構的變化較為敏感，因而對檢測器的要求較高。激光拉曼光譜法是根據當激光作 用于葡萄糖時會發生拉曼散射的原理，利用拉曼光譜分析來得到葡萄糖的濃度，由于生物 組織的吸收和散射效應，這種信號檢測受其他生物大分子干擾嚴重，對體內研究尚處于起 步階段。光散射系數法是一種新型的光學無創檢測技術，其是檢測空間分辨的擴散反射光， 并計算人體組織簡化散射系數，通過追蹤簡化散射系數的變化來得到體內成分含量的變化 情況。紅外光譜法也是通過紅外光譜分析技術處理后計算待測成分的濃度的原理，目前尚 存在測量條件選取、測量部位選擇、重疊光譜中提取微弱化學信息的方法等關鍵性問題需 要解決。現有技術無創血糖測量方法因其它因素導致對于測量影響極大。
【發明內容】
[0004] 本發明解決的技術問題是：構建一種太赫茲血糖測量系統，克服現有技術外部因 素對測量影響的技術問題。
[0005] 本發明的技術方案是：構建一種太赫茲血糖測量系統，包括太赫茲波發生單元、太 赫茲波探測單元、信號處理單元、輸出單元，所述太赫茲波發生單元對待測區域發生太赫 茲波信號，所述太赫茲波探測單元探測經待測區域血液的太赫茲波信號，所述太赫茲波發 生單元發生頻率為IGHz至100GHz，所述信號處理單元接收所述太赫茲波探測單元探測的 太赫茲波信號，所述信號處理單元對接收的太赫茲波信號進行信號轉換處理，所述輸出單 元根據所述信號處理單元的處理輸出血糖測量值。
[0006] 本發明的進一步技術方案是：所述太赫茲波發生單元包括脈沖激光發生模塊、光 電導器件、太赫茲波發射器。
[0007] 本發明的進一步技術方案是：所述太赫茲波探測單元透鏡、探測模塊。
[0008] 本發明的進一步技術方案是：所述信號處理單元根據所述太赫茲波探測單元接收 的太赫茲波回波信號獲取太赫茲波信號的振幅和相位偏移。
[0009] 本發明的進一步技術方案是：所述信號處理單元根據獲取的太赫茲波信號振幅和 相位偏移與血糖的對應關系確定待測區域的血糖值。
[0010] 本發明的進一步技術方案是：所述信號處理單元根據預設的太赫茲波信號與血糖 對應關系確定待測區域的血糖值。
[0011] 本發明的進一步技術方案是：所述太赫茲波發射器及所述太赫茲波探測單元均為 多個，所述太赫茲波發射器及所述太赫茲波探測單元依次間隔設置。
[0012] 本發明的進一步技術方案是：所述太赫茲波發射器相互發生不同頻率的太赫茲波 信號，所述太赫茲波探測單元間隔采集待測區域不同頻率的太赫茲波回波信號。
[0013] 本發明的進一步技術方案是：所述信號處理單元采用混合專家算法和Madaline 線性神經網整合的方法來處理太赫茲波回波信號。
[0014] 本發明的技術效果是：構建一種太赫茲血糖測量系統，包括太赫茲波發生單元、太 赫茲波探測單元、信號處理單元、輸出單元，所述太赫茲波發生單元對待測區域發生太赫茲 波信號，所述太赫茲波探測單元探測經待測區域血液的太赫茲波信號，所述太赫茲波發生 單元發生頻率為IGHz至100GHz，所述信號處理單元接收所述太赫茲波探測單元探測的太 赫茲波信號，所述信號處理單元對接收的太赫茲波信號進行信號轉換處理，所述輸出單元 根據所述信號處理單元的處理輸出血糖測量值。本發明的基于太赫茲波的血糖測量系統， 收集太赫茲波波譜信息，根據波譜數據得到相應的血糖值。能更回精確地得到血糖測量值， 設備測量的精度和穩定性得到了改善。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發明的結構示意圖。
[0016] 圖2為本發明的同軸探頭電路圖。
[0017] 圖3為本發明MOE和MADALINE整合神經網絡方法示意圖。
【具體實施方式】
[0018] 下面結合具體實施例，對本發明技術方案進一步說明。
[0019] 如圖1所示，本發明的【具體實施方式】是：構建一種太赫茲血糖測量系統，包括太赫 茲波發生單元1、太赫茲波探測單元2、信號處理單元3、輸出單元4,所述太赫茲波發生單元 1對待測區域發生太赫茲波信號，所述太赫茲波探測單元2探測經待測區域血液的太赫茲 波信號，所述太赫茲波發生單元1發生頻率為IGHz至100GHz，所述信號處理單元3接收所 述太赫茲波探測單元2探測的太赫茲波信號，所述信號處理單元3對接收的太赫茲波信號 進行信號轉換處理，所述輸出單元4根據所述信號處理單元的處理輸出血糖測量值。
[0020] 如圖1所示，本發明的具體實施過程是：所述太赫茲波發生單元1發生頻率為 IGHz至100GHz，所述太赫茲波發生單元1發生的太赫茲波傳過人體部分血管區域。所述太 赫茲波探測單元2采集人體組織的血糖吸收信息，產生電信號，實現光電轉換，完成所述太 赫茲波的采樣。各通道光電傳感器產生的電信號送到所述信號處理單元3,在所述信號處理 單元3中，送往多通道前置放大器進行放大、濾波、積分處理，使信號達到檢測識別的幅度 和信噪比，再由A/D轉換器實現模擬信號到數字信號的轉變，轉換后的數字信號送到微處 理器進行陣列信號的處理，最后輸出血糖值。基于各種物質有各自特殊的波譜吸收/反射 特性，利用血糖的波譜吸收/反射特性，就可以把它的波譜信息與血液中其他物質信息區 分開來，同時，血糖溶液在太赫茲波的特定頻段，具有一定的吸收窗口和反射窗口，表明在 這些波段范圍內，通過對太赫茲波經過血糖后的反射波譜/吸收波譜的測量，可以通過統 計方法獲取一定頻率下，其回波信號與血糖的對應關系，通過對應關系獲取血糖值。也可以 根據其吸收系數/反射系數對介電特性比較敏感，因此，最終可經過算法執行得出其對應 的血糖濃度值。本專利技術方案為了克服太赫茲波無創血糖檢測中存在的難題，使微弱的 波譜信號變化能正確的體現人體血糖濃度，設計了多頻率太赫茲波血糖檢測傳感器陣列， 測量的頻率區間定為lGHz-lOOGHz，給傳感器陣列中的每個傳感器細分特定的頻率，再經 過檢測模型算法融合各傳感器的信息，這樣使太赫茲波無創血糖檢測的精度和穩定性得到 了改善。
[0021] 如圖1所示，本發明的優選實施方式是：所述太赫茲波發生單元包括脈沖激光發 生模塊、光電導器件、太赫茲波發射器。脈沖激光發生模塊為光纖激光裝置，包括產生激光 束的脈沖的激光器、光纖放大器和脈沖壓縮器。激光器產生脈沖光，經過光纖放大器將原光 進行放大，補償損失，再經由脈沖壓縮器進行脈沖壓縮，然后發射激光束。進而，脈沖激光裝 置產生的激光束照射到光電導器件中，產生太赫茲脈沖，該太赫茲脈沖通過太赫茲發射器， 發射出來，照射至待測區域。
[0022] 如圖1所示，本發明的優選實施方式是：所述太赫茲波探測單元包括透鏡、探測模 塊。所述透鏡即為離軸非球面鏡。其中探測模塊以具有較高二維電子濃度的高電子迀移率 場效應晶體管為基本結構單元，且場效應晶體管具有三個電極，分別為源電極、柵電極和漏 電極。所述太赫茲波探測器的探測元件結構包括三個引線電極、三個低通濾波器以及一組 太赫茲波耦合天線，所述場效應晶體管的三個電極與太赫茲波耦合天線相連，共同作為天 線；并且所述三個電極分別通過低通濾波器與對應的引線電極相連。所述高電子迀移率場 效應晶體管為具有較高二維電子氣濃度的晶體管，至少包括鋁鎵氮/鎵氮晶體管和鋁鎵砷 /鎵砷晶體管中的一種。探測模塊還包括信號放大器，對接收的太赫茲回波信號進行放大。
[0023] 如圖1所示，本發明的優選實施方式是：所述信號處理單元3根據所述太赫茲波探 測單元探測的太赫茲回波信號獲取太赫茲波信號的振幅和相位偏移。所述信號處理單元3 根據獲取的太赫茲波信號振幅和相位