一种快速无创血糖检测方法及装置与流程

本发明涉及血糖快速无创检测技术及设备，具体是利用近红外光谱技术、蓝牙低功耗无线传输技术，快速无创检测人体血糖含量的方法及装置。

背景技术：

随着人类对健康的重视程度的不断增加，常规体检和治未病已得到了人们的广泛认可，但由于现代社会人们的工作和生活节奏加快，引起了人体血糖类疾病。糖尿病便是典型的需要长期频繁监控的慢性疾病，可引起人体内一系列的代谢紊乱，被称为是现代疾病中的第二杀手。

监控糖尿病的主要手段是通过频繁地检测血糖浓度并精确、及时地以此为依据调整人体口服降糖药物和胰岛素的用量，有效控制血糖浓度。大众广为使用的血糖检测是有(微)创滴血或指血加试纸的方式，通常测试需要每天测试多次，虽属于微创取血，但使用者仍普遍反映该种测试不胜其烦，市场上急需一种无创式血糖测量仪器来解决这些问题。

中国专利申请号为cn201520880188.3中的血糖仪，需要进行采集血样进行血糖含量分析，同时仪器操作界面不具有良好的人机交互性。由于手指扎针取血，对于测试者造成疼痛，并存在感染的危险。长此以往，采血的刺痛亦会导致患者血糖检测的积极性下降，如果血糖检测不能长期坚持，检测数据太少，无法反映血糖的控制情况和变化趋势。

近红外光谱，是一种包含近红外光（near-infrared,nir）的电磁波，相应波长范围为900-1700nm，已广泛应用于固体、液体中的内部成分的快速检测，属于光学方法中较为可行的一种无创血糖检测方法。

中国专利申请号为cn200920205457.0中的无创血糖检测系统，虽采用近红外光谱技术进行无创血糖检测，但其光传导模块和光检测模块须经由光纤传输光谱数据，设计臃肿、不便于携带；其功能单一，不具备适于个体差异性检测的功能、软件自优化模型功能，无法有效分析人体血糖的变化趋势。

因此寻找一种设计合理、整合度高的便携式快速无创人体血糖检测方法及装置，有着广泛的临床应用和推广意义。本发明采用高度集成的便携式近红外光谱仪，获取待测者手指的漫反射光谱，结合常规的微创滴血方法得到人体真实的血糖含量；将得到的近红外光谱信息与血糖含量，通过相应的化学计量学方法，建立相应的血糖浓度预测模型；基于蓝牙低功耗无线传输技术，在手机客户端可实现人体血糖快速定量分析；在后期血糖数据库增加后，软件优化模型的功能，可提高人体血糖检测的精度。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于近红外光谱-蓝牙低功耗技术的快速无创血糖检测方法及装置，以实现对人体血糖的快速无创定量分析，并以此指导糖尿病患者调整口服降血糖药物和胰岛素的用量。

针对本发明的方法及装置，具体采用的技术方案如下：

一种快速无创血糖检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，血糖含量的微创采集检测：按照每日早餐前、午餐前、睡觉前的时间节点，持续一周，利用常规微创血糖仪，以针刺采血的方式测定样本血糖含量，得到常规微创血糖仪测定的血糖值；

步骤二，血糖近红外光谱数据的采集：采用光源模块作为信号源，便携式近红外光谱模块接收血糖的漫反射光谱，进行快速无创的血糖光谱采集，得到血糖近红外光谱数据；

步骤三，血糖检测模型的优化分析：将采集到的所述血糖近红外光谱数据与常规微创血糖仪测定的血糖值，结合多元线性回归方法，建立血糖检测模型；。

步骤四，血糖含量的无创检测：通过蓝牙低功耗模块连接到支持蓝牙4.0的安卓开发板，对血糖近红外光谱数据进行无线传输；结合开发软件写入的血糖检测模型，针对性地对单一个体进行无创血糖检测。

所述步骤一中早餐前、午餐前、睡觉前的时间节点，具有人群普适性，符合大众日常作息规律；所述持续一周，具体为采集21个血糖含量数值，用于后续建立血糖检测模型；所述针刺采血的方式具体为采集一滴中指血液，人体无明显疼痛。

所述光源模块与近红外光谱模块和蓝牙低功耗模块集成于一体；所述便携式，在于光源模块与近红外光谱模块和蓝牙低功耗模块集成的体积小、质量轻，易于携带；所述快速为扫描用时为2.88s/次。

所述光源模块具有两个卤钨灯；所述卤钨灯的工作功率为1.4w，呈水平40°夹角放置；所述光源模块的扫描窗口大小为5mm*5mm，能有效采集正常成年人中指的血糖。

所述近红外光谱模块的波长范围为900nm~1700nm，能有效覆盖近红外光谱区域；所述近红外光谱模块的信噪比为6000:1，光学分辨率为10nm，扫描光谱信息佳。

所述蓝牙低功耗模块10s内不使用则进行自动休眠，用以节省电量；所述无线传输用于与支持蓝牙4.0的市售安卓开发板（或安卓手机）进行数据传输；所述软件写入支持多个个体血糖检测模型；所述分析预测采用特定个体血糖检测模型进行血糖检测；所述个体血糖检测模型，随检测数据的增加，个体血糖检测模型可自行优化。

一种快速无创血糖检测装置，其特征在于：能实现所述的快速无创血糖检测方法，具体包括血糖检测装置和血糖显示装置，经由4个位于血糖显示装置对角线位置的螺孔相连；

所述血糖检测装置中，光源模块（1）与近红外模块（2）前端相连；所述近红外模块（2）末端连接蓝牙低功耗模块（3）；所述光源模块（1）、近红外模块（2）和蓝牙低功耗模块（3），均放置于壳体（4）内部；所述壳体（4）前端留有检测窗口（5）；所述壳体（4）上端安装有安卓开发板（7）；所述壳体（4）下端与手柄（6）相连；所述手柄（6）内部置有移动电源；

所述血糖显示装置，为安卓开发板（7）；所述安卓开发板（7）含有光谱曲线显示区域（8）、定量检测区域（9）。

所述检测窗口（5）大小为1.0cm*1.0cm，位于壳体（4）前端的中心位置，能有效匹配光源模块的扫描窗口；所述壳体（4）与手柄（6）经由4个螺孔相连；所述手柄（6）为高度和底面圆直径一定大小的圆柱体；所述圆柱体内置有的移动电源；

所述血糖显示装置中，上半部为光谱曲线显示区域（8），下半部为定量检测区域（9）。

本发明的有益效果，具体如下：

其一，对于血糖近红外光谱的采集：本发明采用便携式近红外光谱仪，获取人体血糖的光谱能做到快速无创性血糖测量，具有无刺痛、无感染、无副作用、测试时间短等优点；

其二，对于血糖光谱数据的传输：本发明采用蓝牙低功耗（ble）无线传输技术，支持当前具有蓝牙4.0传输的安卓手机安端应用，符合大众化信息时代的需求趋势；

其三，对于血糖含量的无创检测：本发明针对特定个体，建立相应的预测模型，不同于传统多因素考虑的无创方法，检测方法更为简便，可操作性更高；支持多个个体的血糖预测，并具有数据存储功能，可用于后期预测模型的优化分析，提高血糖检测的准确性。

其四，对于血糖快速无创检测装置：本发明采用将卤钨灯光源模块、蓝牙低功耗模块及近红外模块集成在一起的近红外光谱仪，血糖无创检测装置结构设计简单，便于操作；支持匹配具有蓝牙4.0的安卓开发板或手机，实时将血糖数据传输到移动设备端，可全程对患者的血糖情况进行检测，从而提高对患者的监护和保护能力。

附图说明

图1为本发明的实验装置结构图；

图2为本发明的实验装置俯视图；

图中：1光源模块，2近红外模块，3蓝牙低功耗模块，4壳体，5扫描窗口，6手柄，7安卓开发板，8光谱曲线区域，9定量显示区域，10定性显示区域。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

图1本发明的实验装置结构图，根据图1，所述血糖检测装置中，光源模块与近红外模块前端相连；所述近红外模块末端连接蓝牙低功耗模块；所述光源模块、近红外模块和蓝牙低功耗模块，均放置于壳体内部；所述壳体前端，留有检测窗口；所述壳体上端，安装有安卓开发板；所述壳体下端，与手柄相连；所述手柄，内部置有移动电源。

图2为本发明的实验装置俯视图，根据图2，所述血糖显示装置，为安卓开发板；所述安卓开发板，含有光谱曲线显示区域、定量检测区域。

单手握住血糖检测装置的手柄，将血糖检测装置的检测窗口，对准人体中指，点击血糖显示装置界面的“扫描”按钮，稍等2.88s后，在光谱曲线显示区域，会观察到血糖的近红外光谱曲线图像；点击血糖显示装置界面的“预测”按钮，可查看血糖含量。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。