一种基于耳垂血液层的微波时延无创血糖浓度检测法的制作方法

本发明属于微波无创检测技术领域，涉及一种血糖浓度检测方法。

背景技术：

目前，糖尿病已经成为一种全世界范围内流行的非传染性疾病，空腹检测血糖水平已经成为体检的常规项目，有助于初步筛查糖尿病早期患者。目前临床上使用的血糖检测方法主要为葡萄糖氧化酶(god)法，它被称为临床检测上的金标准，检测结果十分准确。除此之外，血糖检测法还包括了有创检测中的光学法，微创检测中的皮下植入法和透皮取样法。这些方法都给患者带来了极大痛苦，特别是对于糖尿病患者而言，每天需要进行数次的血糖检测，一种无创无痛的血糖检测方法亟待开发。目前的无创检测法主要是通过检测身体其他组织(例如皮肤、角膜、口腔粘膜、舌和鼓膜等)或者体液(例如尿液、唾液、汗液、泪液)中的葡萄糖含量，通过数学方法间接计算而得，这些方法准确率低，与临床方法实际测量结果相差较大。

技术实现要素：

本发明提供一种利用高频正弦波无创检测人体血糖浓度的方法。该方法检测的目标组织为耳垂组织，通过比较发射和接收波形的时域时延，计算耳垂组织血液层的相对介电常数值，通过血糖浓度与相对介电常数的对应关系，间接计算出患者的血糖浓度水平。这样的方法避免了对人体有害的有创检测方法，本发明的技术方案如下：

一种基于耳垂血液层的微波时延无创血糖浓度检测法，包括下列步骤：

1)制作耳垂模型；

2)配制不同血糖浓度的测试血液；

3)将两个天线置于耳垂模型的两侧，发射天线发射高频正弦波信号，接收天线接收穿过耳垂模型的高频正弦波信号；

4)改变耳垂模型中被测血液的血糖浓度，使用不同血糖浓度的血液测试，接收到穿过不同血糖浓度的血液的正弦波；

5)对接收到的信号做时域分析，找出波形幅值为0时的时间，总结出接收波形相比较于发射波形的时延关于被测血液血糖浓度的变化规律；

6)根据步骤5总结的规律，测出待测血液的时域波形相比于发射波形的时延，即可计算出被测血液的血糖浓度。

附图说明

图1简化耳垂组织模型及天线结构示意图

图2介电常数在68-70之间变化时，接收波的时域波形图

具体实施方式

图1为耳垂组织结构的简单模型，为了简单起见，模型中分成了血液层和皮肤层，来验证该方法的有效性。两个天线分别放置在耳垂组织的两侧，分别用于发射和接收高频正弦波。血液层的浓度范围为0～4000mg/dl，对应不同浓度的血液层电测参数。

具体过程如下：

1.建立耳垂组织模型如图1所示，发射天线和接收天线都位于皮肤层表面。

2.设置发射天线发出的波形为频率为1ghz的单频正弦波，得到接收波形。

3.改变血液层的相对介电常数值，使得相对介电常数在68-70之间变化，代表了血液层血糖浓度值的变化。

4.将五条接收曲线画在同一张图像上，如图2所示，由图2可以看出，当血液的相对介电常数为70(即血糖浓度为0mg/dl)时，接收波相对于发射波延时0.3971ns，此后相对介电常数每降低0.5，接收波延时增加0.0014ns。

5.设接收波相对于发射波延时为δt(单位：ns)，则由上述表1可以整理得，被测血液的血糖浓度为：

。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种基于耳垂血液层的微波时延无创血糖浓度检测法，包括下列步骤：制作耳垂模型；配制不同血糖浓度的测试血液；将两个天线置于耳垂模型的两侧，发射天线发射高频正弦波信号，接收天线接收穿过耳垂模型的高频正弦波信号；改变耳垂模型中被测血液的血糖浓度，使用不同血糖浓度的血液测试，接收到穿过不同血糖浓度的血液的正弦波；对接收到的信号做时域分析，找出波形幅值为0时的时间，总结出接收波形相比较于发射波形的时延关于被测血液血糖浓度的变化规律；测出待测血液的时域波形相比于发射波形的时延，即可计算出被测血液的血糖浓度。

技术研发人员：肖夏;黎志翔
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2017.11.24
技术公布日：2018.05.08