一種微波無創血糖測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種血糖測量裝置，尤其涉及一種基于微波的微波無創血糖測量 裝置。
【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。現有技術也有采用微波的無創血糖儀的研究，但由于微波測量過程中，其它因素對于 測量影響極大。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型解決的技術問題是：構建一種微波無創血糖測量裝置，克服現有技 術外部因素對測量影響的技術問題。
[0005] 本實用新型的技術方案是：提供一種微波無創血糖測量裝置，包括微波收發單元、 微波探測單元、信號處理單元、輸出單元，所述微波收發單元包括微波發生模塊、微波接收 模塊，所述微波探測單元連接所述微波發生模塊和所述微波接收模塊，所述微波發生模塊 經所述微波探測單元對待測血液發生微波信號，所述微波探測單元接收微波信號后傳送到 所述微波接收模塊接收，所述微波發生模塊發生頻率為IGHz至100GHz，所述信號處理單元 根據所述微波接收模塊接收的微波信號獲取介電特性值，所述信號處理單元將介電特性值 轉換為血糖測量值，所述輸出單元輸出血糖測量值。
[0006] 本實用新型的進一步技術方案是：所述微波探測單元為微波收發天線、同軸電纜、 波導傳輸線中任意一種。
[0007] 本實用新型的進一步技術方案是：所述微波收發天線包括微波發生天線和微波接 收天線，
[0008] 本實用新型的進一步技術方案是：所述微波發生天線為多頻率微波天線陣列，所 述多頻率微波天線陣列發生不同頻率的微波。
[0009] 本實用新型的進一步技術方案是：所述多頻率微波天線陣列中的每個天線發生不 同頻率的微波。
[0010] 本實用新型的進一步技術方案是：還包括設置在所述微波探測單元上的工作狀態 檢測傳感器。
[0011] 本實用新型的進一步技術方案是：還包括校正模塊，所述校正模塊根據所述工作 狀態檢測傳感器傳感的信息進行校正。
[0012] 本實用新型的進一步技術方案是：所述微波探測單元間隔多次采集待測血液不同 頻率的血糖吸收信息。
[0013] 本實用新型的進一步技術方案是：所述微波接收天線為微波接收天線陣列，所述 微波發生天線陣列中的單個微波發射天線和所述微波接收天線陣列中的單個微波接收天 線依次間隔設置。
[0014] 本實用新型的技術效果是：構建一種微波無創血糖測量裝置，包括微波收發單元、 微波探測單元、信號處理單元、輸出單元，所述微波收發單元包括微波發生模塊、微波接收 模塊，所述微波探測單元連接所述微波發生模塊和所述微波接收模塊，所述微波發生模塊 經所述微波探測單元對待測血液發生微波信號，所述微波探測單元接收微波信號后傳送到 所述微波接收模塊接收，所述微波發生模塊發生頻率為IGHz至100GHz，所述信號處理單元 根據所述微波接收模塊接收的微波信號獲取介電特性值，所述信號處理單元將介電特性值 轉換為血糖測量值，所述輸出單元輸出血糖測量值。本實用新型的微波無創血糖測量裝置， 收集微波回波信息，根據回波信息獲取待測血液的介電特性值，然后通過待測血液的介電 特性值得到相應的血糖值。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0016] 圖2為本實用新型的同軸探頭電路圖。
[0017] 圖3為本實用新型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，對本實用新型技術方案進一步說明。
[0019] 如圖1所示，本實用新型的【具體實施方式】是：構建一種微波無創血糖測量裝置，包 括微波收發單元1、微波探測單元2、信號處理單元3、輸出單元4,所述微波收發單元1包括 微波發生模塊11、微波接收模塊12,所述微波發射天線21連接所述微波發生模塊11，所述 微波探測單元2連接所述微波接收模塊12,所述微波發生模塊11經所述微波探測單元2 對待測區域發生微波信號，所述微波探測單元2接收微波信號后傳送到所述微波接收模塊 12,所述微波發生模塊11發生頻率為IGHz至100GHz，所述信號處理單元3根據所述微波接 收模塊12接收的微波信號獲取介電特性值，所述信號處理單元3將介電特性值轉換為血糖 測量值，所述輸出單元4輸出血糖測量值。所述微波探測單元包括2微波發射天線21、微波 接收天線22。所述微波探測單元2為微波收發天線、同軸電纜、波導傳輸線中任意一種。
[0020] 如圖1所示，本實用新型的具體實施過程是：所述微波發生模塊11發生頻率為 IGHz至IOOGHz，所述微波探測單元包括2微波發射天線21、微波接收天線22,所述微波發 生天線21為微波天線陣列，所述微波天線陣列發生微波，利用一束一定頻率的微波傳過人 體部分血管區域。所述微波接收天線22間隔幾次采集人體組織不同頻率的血糖吸收信息 到各自的通道，產生電信號，實現光電轉換，完成所述微波接收天線的采樣。各通道光電傳 感器陣列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，獲取介電特性值，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，血糖溶液在微波的特定頻段，具有一定的吸收窗口和反射窗口，表明在這些波段 范圍內，通過對微波經過血糖后的反射波譜/吸收波譜的測量，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 術方案為了克服微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，設計了多頻率微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，這樣使微波無創血糖檢測的精度和穩定性得到了改善。
[0021] 具體實施過程如下：
[0022] 本實用新型的優選實施方式是：所述信號處理單元根據所述微波接收模塊接收的 微波信號獲取待測血液的介電特性值，然后根據待測血液的介電特性值得到待測血液的血 糖測量值。無創血糖儀的測量過程中采用的是同軸探頭測量，其介電常數測量原理的等效 電路如圖2所示。
[0023] 如圖2所示，Cf為開端處同軸線內消逝模電儲能，q為同軸電路初始儲能， 是開端處擴散在外部被測介質中的雜散電容，A表示與電路有關的輸出率，則上 圖的線性雙電容模型可表示為：
[0025] 通過變形：
[0026]
[0027] 其中：調表示介電特性值，·:是角頻率，。.
表示反射系數，讓 表示反射弧度。
[0028] 所述信號處理單元3采用混合專家算法和Madaline線性神經網整合的方法來處 理微波接收天線的信號。
[0029] Madaline線性網絡接收MOE傳遞的人體正常范圍之間的數據信息和GG，根據血糖 檢測模型、檢測精度，按介電特性值W進行線性逼近，計算出相應精度的血糖濃度值