一种基于微波的血糖测量系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种血糖测量系统，尤其设及一种基于微波的无创血糖测量系统。
【背景技术】
[0002] 传统的检测血糖的方法是从体内穿刺抽取血液通过生化分析进行，运种有创的血 糖检测技术可用于医院临床诊断和家庭健康保健，但由于需要抽血，该技术存在测量频率 受限、容易造成不适、甚至感染的风险，给糖尿病患者带来不便，因此，开展新型的无创血糖 检测技术的研究很具有十分重要的意义。目前无创血糖检测方法主要有旋光法、光声法、拉 曼光谱法、光散射系数法、红外光谱法等。
[0003] 旋光法利用葡萄糖具有稳定的偏光特性，通过测量透射光(或反射光）的偏转角来 预测人体血糖浓度，该方法的缺点是偏转角较小，测量难度大，同时因为是对人眼测量，患 者不易接收。光声光谱测量方法利用近红外激光脉冲与组织相互作用产生的光声信号，通 过光声信号的幅度与吸收系数之间的关系来检测组织内部某种成分的含量，该方法对组织 内部结构的变化较为敏感，因而对检测器的要求较高。激光拉曼光谱法是根据当激光作用 于葡萄糖时会发生拉曼散射的原理，利用拉曼光谱分析来得到葡萄糖的浓度，由于生物组 织的吸收和散射效应，运种信号检测受其他生物大分子干扰严重，对体内研究尚处于起步 阶段。光散射系数法是一种新型的光学无创检测技术，其是检测空间分辨的扩散反射光，并 计算人体组织简化散射系数，通过追踪简化散射系数的变化来得到体内成分含量的变化情 况。红外光谱法也是通过红外光谱分析技术处理后计算待测成分的浓度的原理，目前尚存 在测量条件选取、测量部位选择、重叠光谱中提取微弱化学信息的方法等关键性问题需要 解决。现有技术也有采用微波的无创血糖仪的研究，但由于微波测量过程中，其它因素对于 测量影响极大。
【发明内容】
[0004] 本发明解决的技术问题是：构建一种基于微波的无创血糖测量系统，克服现有 技术外部因素对测量影响的技术问题。
[0005] 本发明的技术方案是：提供一种基于微波的血糖测量系统，包括微波收发单元、微 波探测单元、信号处理单元、输出单元，所述微波收发单元包括微波发生模块、微波接收模 块，所述微波探测单元连接所述微波发生模块和所述微波接收模块，所述微波发生模块经 所述微波探测单元对待测血液发生微波信号，所述微波探测单元接收微波信号后传送到所 述微波接收模块接收，所述微波发生模块发生频率为IGHz至lOOGHz，所述信号处理单元根 据所述微波接收模块接收的微波信号进行信号转换处理，所述输出单元根据所述信号处理 单元的处理输出血糖测量值。
[0006] 本发明的进一步技术方案是：所述微波探测单元为微波收发天线、同轴电缆、波导 传输线中任意一种。
[0007] 本发明的进一步技术方案是：所述微波发生天线为多频率微波天线阵列，所述多 频率微波天线阵列发生不同频率的微波。
[0008] 本发明的进一步技术方案是：所述信号处理单元根据所述微波接收模块接收的微 波信号获取介电特性值，根据该介电特性值得到血糖测量值。
[0009] 本发明的进一步技术方案是：所述信号处理单元根据所述微波接收模块接收的微 波信号获取微波信号的振幅和相位偏移。
[0010] 本发明的进一步技术方案是：所述信号处理单元根据获取的微波信号振幅和相位 偏移与血糖的对应关系确定待测血液的血糖值。
[0011] 本发明的进一步技术方案是：还包括设置在所述微波探测单元上的工作状态检测 传感器。
[0012] 本发明的进一步技术方案是：还包括校正模块，所述校正模块根据所述工作状态 检测传感器传感的信息进行校正。
[0013] 本发明的进一步技术方案是：所述微波探测单元间隔多次采集待测血液不同频率 的血糖吸收信息。
[0014] 本发明的进一步技术方案是：所述微波收发天线包括微波发生天线和微波接收天 线，所述微波发生天线为微波发射天线阵列，所述微波接收天线为微波接收天线阵列，所述 微波发生天线阵列中的单个微波发射天线和所述微波接收天线阵列中的单个微波接收天 线依次间隔设置。
[0015] 本发明的技术效果是：构建一种基于微波的血糖测量系统，包括微波收发单元、微 波探测单元、信号处理单元、输出单元，所述微波收发单元包括微波发生模块、微波接收模 块，所述微波探测单元连接所述微波发生模块和所述微波接收模块，所述微波发生模块经 所述微波探测单元对待测血液发生微波信号，所述微波探测单元接收微波信号后传送到所 述微波接收模块接收，所述微波发生模块发生频率为IGHz至lOOGHz，所述信号处理单元根 据所述微波接收模块接收的微波信号进行信号转换处理，所述输出单元根据所述信号处理 单元的处理输出血糖测量值。本发明的基于微波的血糖测量系统，收集微波波谱信息，根据 波谱数据得到相应的血糖值。测量过程中，采用多频率微波天线阵列，所述多频率微波天线 阵列发生不同频率的微波，使微波无创血糖检测过程中，减少外部因素的影响，得到不同频 率下的血糖测量值，设备测量的精度和稳定性得到了改善。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明的结构示意图。
[0017] 图2为本发明的同轴探头电路图。
[0018] 图3为本发明MOE和MADALI肥整合神经网络方法示意图。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合具体实施例，对本发明技术方案进一步说明。
[0020] 如图1所示，本发明的【具体实施方式】是：构建一种基于微波的血糖测量系统，包括 微波收发单元1、微波探测单元2、信号处理单元3、输出单元4,所述微波收发单元1包括微 波发生模块11、微波接收模块12,所述微波探测单元2连接所述微波发生模块11和所述微 波接收模块12,所述微波发生模块11经所述微波探测单元2对待测血液发生微波信号，所 述微波探测单元2接收微波信号后传送到所述微波接收模块12接收。所述微波发生模块 11发生频率为IGHz至lOOGHz，所述信号处理单元3根据所述微波接收模块12接收的微波 信号进行信号转换处理，所述输出单元4根据所述信号处理单元3的处理输出血糖测量值。 所述微波探测单元2为微波收发天线、同轴电缆、波导传输线中任意一种。
[0021] 具体实施例中，所述微波探测单元包括2微波发射天线21、微波接收天线22,所述 微波发射天线21连接所述微波发生模块11，所述微波接收天线22连接所述微波接收模块 12,所述微波发生模块11经所述微波发射天线21对待测区域发生微波信号，所述微波接收 天线21接收经待测区域血液的微波信号后由所述微波接收模块12接收。
[0022] 如图1所示，本发明的具体实施过程是：所述微波发生模块11发生频率为IGHz至 lOOGHz，所述微波发生天线21为微波天线阵列，所述微波天线阵列发生微波，利用一束一 定频率的微波传过人体部分血管区域。所述微波接收天线22间隔几次采集人体组织不同 频率的血糖吸收信息到各自的通道，产生电信号，实现光电转换，完成所述微波接收天线的 采样。各通道光电传感器阵列产生的电信号送到所述信号处理单元3,在所述信号处理单 元3中，送往多通道前置放大器进行放大、滤波、积分处理，使信号达到检测识别的幅度和 信噪比，再由A/D转换器实现模拟信号到数字信号的转变，转换后的数字信号送到微处理 器进行阵列信号的处理，最后输出血糖值。基于各种物质有各自特殊的波谱吸收/反射特 性，利用血糖的波谱吸收/反射特性，就可W把它的波谱信息与血液中其他物质信息区分 开来，同时，血糖溶液在微波的特定频段，具有一定的吸收窗口和反射窗口，表明在运些波 段范围内，通过对微波经过血糖后的反射波谱/吸收波谱的测量，可W通过统计方法获取 一定频率下，其回波信号与血糖的对应关系，通过对应关系获取血糖值。也可W根据其吸收 系数/反射系数对介电特性比较敏感，因此，最终可经过算法执行得出其对应的血糖浓度 值。本专利技术方案为了克服微波无创血糖检测中存在的难题，使微弱的波谱信号变化能 正确的体现人体血糖浓度，设计了多频率微波血糖检测传感器阵列，测量的频率区间定为 IGHz-lOOGHz，给传感器阵列中的每个传感器细分特定的频率，再经过检测模型算法融合各 传感器的信息，运样使微波无创血糖检测的精度和稳定性得到了改善。
[0023] 如图1所示，本发明的优选实施方式是：所述微波发生模块11发生频率为IGHz至 lOOGHz，所述微波发生天线21为多频率微波天线阵列，所述多频率微波天线阵列发生不同 频率的微波，利用一束一定频率的微波传过人体部分血管区域。所述微波接收天线22间 隔几次采集人体组织不同频率的血糖吸收信息到各自的通道，产生电信号，实现光电转换， 完成所述微波接收天线的采样。具体实施例中，所述多频率微波天线阵列中的每个天线发 生不同频率的微波。微波发射天线阵列的设计是根据检测模型，每个传感器通道接受不同 频率范围的葡萄糖波谱反射信号。为了减小人体内影响血糖检测的其他因素的作用，设计 的多频率微波发射天线阵列，用多个不同频率的传感器多次探测不同频率范围的