一种新型差相检测技术的测量糖尿病相关物质的方法及仪器和应用与流程

本发明属于医疗检测设备的，尤其涉及一种新型差相检测技术的测量糖尿病相关物质的方法及仪器和应用。

背景技术：

1、糖尿病是一种常见的非传染性却严重危害人类健康的慢性疾病，今年来随着居民生活水平的提高及人口老龄化的加剧，糖尿病的发病率迅速上升。目前，糖尿病尚无有效根治的方法，控制血糖是唯一的治疗方法——及时进行血糖检测，对于控制糖尿病、防止并发症的发生具有十分重要的意义。公认的测量血糖浓度的“金标准”是静脉血检测法，静脉血检测法通过对采集得到的静脉血样品及时用生化分析仪进行分析，所得的检测结果精确；但是，静脉血检测法操作专业性强，而且费用昂贵，还给患者带来痛苦和不便，而且还有可能采样留下的伤口处理不当可能会发生感染，不利于血糖的频繁检测。

2、为了克服有创血糖检测存在的不足，血糖无创检测已成为国内外血糖检测研究的突破点。无创血糖检测技术可解决采用有创电化学法进行血糖测量时要进行有创采血，导致对人体产生的伤害和感染的机会的问题，主要采用的检测方法包括近红外光谱、中远红外光谱、拉曼光谱、光声光谱、光散射、偏振光等光学方法，还包括射频阴抗法、代谢热组合法和皮下间质液等非直接方法，也包括直接检测唾液、泪液或尿液等以非血液体液作为检测对象的方法。

3、但是，上述无创血糖检测的方法存在着检测灵敏度低、测量部位设置、设备或方法过于复杂、各类人群个体差异大等因素造成血糖检测数值误差很大以及血糖仪本身的便携程度和使用的方便程度，都限制着无创血糖检测技术的实际应用。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了实现对糖尿病相关物质稳定、连续以及高准确的无创检测，提供了一种新型差相检测技术的测量糖尿病相关物质的方法及仪器和应用。

2、第一方面，本发明提供的一种糖尿病相关物质浓度的检测方法采用以下的技术方案：

3、一种糖尿病相关物质浓度的检测方法，该方法采用差相检测技术对人体内糖尿病相关物质的浓度进行无创检测，具体为：

4、(1)获取无体外能量输入时皮肤表面组织状态变化的信号弱y；获取体外能量输入时皮肤表面组织状态变化的信号强x；

5、(2)根据信号强x和信号弱y计算得到糖尿病相关物质浓度变化r，r的计算公式如式(一)所示：

6、r＝k*(x-y)式(一)，

7、其中，k为个体校准常数，通过数据模型计算生成；

8、(3)对所述糖尿病相关物质浓度变化r进行拟合分析得到糖尿病相关物质浓度c。

9、在一些具体实施方式中，所述体外能量的形式为电磁波和/或机械力。

10、在一些具体的实施方式中，所述皮肤表面组织状态变化为表面温度变化、表面压力变化和表面波动变化中的至少一种。

11、在一些具体的实施方式中，所述数据模型如式(二)所示

12、

13、其中，为i次糖尿病相关物质浓度的采血测试值的平均数，且i≥3；σλ为皮肤表面接收光谱的吸收度λ之和。

14、在一些具体的实施方式中，所述糖尿病相关物质为血糖、尿酸、乳糖、酮和水分中的至少一种。

15、在一些具体的实施方式中，所述糖尿病相关物质为血糖时，所述血糖浓度c的拟合关系式如(式三)所示：

16、

17、其中，b为表面温度传感器的热敏系数，t0为检测开始时的皮肤表面温度，t为测试结束时的皮肤表面温度。

18、第二方面，本发明提供的一种测量糖尿病相关物质浓度的仪器采用以下的技术方案：

19、一种测量糖尿病相关物质浓度的仪器，该仪器包括测试检测单元和参比检测单元；

20、所述测试检测单元用以检测输入体外能量致使皮肤表面组织状态变化产生的信号强，具体包括体外能量输入装置、体表皮肤特征感知传感器、光学检测传感器以及表面温度传感器；

21、所述参比检测单元用以检测受到外界环境、检测位置和检测操作的因素影响致使皮肤表面组织状态变化产生的信号弱，具体包括体表皮肤特征感知传感器、光学检测传感器以及表面温度传感器。

22、在一些具体的实施方式中，所述体外能量输入装置为产生特定频率的电磁波发射装置、产生特定波长的光波发射装置和产生特定作用力的压力发生装置中的至少一种。

23、在一些具体的实施方式中，所述体表皮肤特征感知传感器为表面压力传感器和/或表面波动传感器。

24、第三方面，本发明还提供了上述糖尿病相关物质浓度的测量方法和/或测量糖尿病相关物质浓度的仪器在非诊断性目的的糖尿病相关物质浓度检测中的应用。

25、有益效果：

26、(1)本发明中基于差相检测技术对糖尿病相关物质浓度进行检测，首先向细胞外液输送能量，检测因局部组织状态发生改变引起的表面温度、表面压力以及表面波动等皮肤表面组织状态变化的信号强x，同时消除输入体外能量前或后的皮肤表面组织状态变化的信号弱，接着根据公式计算得到糖尿病相关物质浓度变化r，糖尿病相关物质浓度变化r经拟合分析转化成糖尿病相关物质浓度c，通过以上方法可实现对糖尿病相关物质浓度的稳定、连续以及准确的无创检测；

27、(2)本发明基于上述检测方法还提供一种检测糖尿病相关物质浓度的仪器，该仪器具体包括测试检测单元和参比检测单元；仪器处于检测状态时，通过体外能量输入装置外部激励向人体皮肤表面输送能量，检测皮肤表面组织变化的信号强；进行参比测试时，关闭体外能量输入装置，检测皮肤表面组织变化的信号弱，以检测信号强消除参比信号弱，即可稳定、连续、准确地检测出皮肤表面组织状态变化，并通过计算可准确得到糖尿病相关物质浓度c；该仪器的结构简单，将其应用于糖尿病相关物质浓度的检测中时，检测结果受测试环境和操作以及检测部位的影响较小，结果准确性良好且便携、易使用，具有良好的实际应用前景。

技术特征：

1.一种糖尿病相关物质浓度的检测方法，其特征在于，该方法采用差相检测技术对人体内糖尿病相关物质浓度进行无创检测，具体为：

2.根据权利要求1所述的糖尿病相关物质浓度的检测方法，其特征在于，所述体外能量的形式为电磁波和/或机械力。

3.根据权利要求1所述的糖尿病相关物质浓度的检测方法，其特征在于，所述皮肤表面组织状态变化为表面温度变化、表面压力变化和表面波动变化中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的糖尿病相关物质浓度的检测方法，其特征在于，所述数据模型如式(二)所示：

5.根据权利要求1所述的糖尿病相关物质浓度的检测方法，其特征在于，所述糖尿病相关物质为血糖、尿酸、乳糖、酮和水分中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的糖尿病相关物质浓度的检测方法，其特征在于，所述糖尿病相关物质为血糖时，所述血糖浓度c的拟合关系式如(式三)所示：

7.一种测量糖尿病相关物质浓度的仪器，其特征在于，该仪器包括测试检测单元和参比检测单元；

8.根据权利要求7所述的测量糖尿病相关物质浓度的仪器，其特征在于，所述体外能量输入装置为产生特定频率的微波发射装置、产生特定波长的光波发射装置和产生特定作用力的机械力发生装置中的至少一种。

9.根据权利要求7所述的测量糖尿病相关物质浓度的仪器，其特征在于，所述体表皮肤特征感知传感器为表面压力传感器和/或表面波动传感器。

10.权利要求1～6任一所述的糖尿病相关物质浓度的检测方法和/或权利要求7～9任一所述的测量糖尿病相关物质浓度的仪器在非诊断性目的的糖尿病相关物质浓度检测中的应用。

技术总结
本发明属于医疗检测设备的技术领域，公开了一种新型差相检测技术的测量糖尿病相关物质的方法及仪器和应用。糖尿病相关物质浓度的检测方法中，采用差相检测技术对人体内糖尿病相关物质浓度进行无创检测，具体为：获取无体外能量输入时皮肤表面组织状态变化的信号弱Y；获取体外能量输入时皮肤表面组织状态变化的信号强X；根据信号强X和信号弱Y计算得到糖尿病相关物质浓度变化R，计算公式为R＝K*(X‑Y)，K为个体校准常数，通过数据模型计算生成；对糖尿病相关物质浓度变化R和体温数据进行拟合分析，得到糖尿病相关物质浓度C。本发明提供的检测方法及仪器可实现对糖尿病相关物质浓度的稳定、连续以及准确的无创检测，具有良好的实际应用前景。

技术研发人员：顾世海,揭从能,吉小岑
受保护的技术使用者：厦门一先药业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14