便攜式無創(chuàng)傷血糖檢測儀的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、糖尿病是一種內(nèi)分泌障礙性疾病,目前從醫(yī)學(xué)上還無法根治,只能通過頻繁監(jiān)測來控制血糖水平,故便攜式無創(chuàng)血糖檢測儀關(guān)鍵技術(shù)的研究對糖尿病的治療具有重要意義。
　　 進一步完善且優(yōu)化基于能量代謝守恒法無創(chuàng)血糖檢測算法及各級子算法的數(shù)學(xué)模型,使其適于TMS320F2812運算,以加快運算速度、減少數(shù)據(jù)冗余、提高檢測精度。主要原理是通過測量人體指部代謝率、血流量、血氧飽和度、脈率等來估算血糖水平。首先通過分析代謝熱整合法的不足,在第一代無創(chuàng)

2、血糖儀的經(jīng)驗基礎(chǔ)上,優(yōu)化其理論假設(shè)、增加輸入?yún)?shù)、初步建立非線性自適應(yīng)多元回歸血糖濃度檢測模型。同時,改進人體代謝率和血流量、空氣飽和水蒸汽分壓和體表對流換熱系數(shù)、傳感器預(yù)處理等各級子算法的數(shù)學(xué)模型。
　　 建立非穩(wěn)態(tài)條件下基于溫度場分布的血流量檢測算法；并依此模型,設(shè)計了一規(guī)格為:700mm×274mm×200mm的血流量實驗平臺,主要包括:底座、血流量模擬管、中心實驗腔、敏感元件控制和傳輸部件等。可在溫度、濕度、風(fēng)速可調(diào)的情

3、況下實現(xiàn)校正血流量檢測算法。
　　 在檢測系統(tǒng)設(shè)計上,選用TMS320F2812為核心處理器,使無創(chuàng)血糖檢測儀小型化、操作簡便,成為便攜式儀器。首先,優(yōu)化第一代無創(chuàng)血糖檢測傳感器探頭,依據(jù)能量代謝守恒法設(shè)計了一規(guī)格為:60mm×30mm×85.5mm的無創(chuàng)血糖檢測傳感器集成器,包括:底座、指表血流流速檢測區(qū)、指部代謝率檢測區(qū)、指端血氧紅外檢測區(qū)、電路連接區(qū)和信號輸入輸出區(qū)等。其次,在各級菜單提示下,經(jīng)由鍵盤操作,實現(xiàn)了對于血氧飽

4、和度、脈率和血糖濃度等生理參數(shù)的無創(chuàng)傷檢測。最后,將檢測結(jié)果顯示在LCD上。
　　 在傳感器實驗分析和數(shù)據(jù)處理方面,首先經(jīng)金屬片材料實驗及穩(wěn)態(tài)恢復(fù)時間響應(yīng)分析選擇了規(guī)格為1.5mm×5mm×55mm的鎂片。其次,金屬片兩端傳感器最優(yōu)位置分析表明傳感器安置的最佳有效距離為49.5mm。同時,因為傳感器輸入信號的頻率譜分析證實了輸入信號為低頻緩變信號,且在0～0.02Hz范圍內(nèi)信號最為豐富。最后,經(jīng)工作時序分析進一步佐證了集成器要優(yōu)

5、于第一代探頭甚多。
　　 同時,經(jīng)前后兩組共30例臨床初步實驗,對檢測結(jié)果進行誤差和統(tǒng)計學(xué)顯著性分析,得到檢測結(jié)果的平均相對誤差R僅為0.039,平均相對誤差界ε<0.5,t檢測結(jié)果p=0.86>>0.05,說明檢測結(jié)果的整數(shù)部分均為有效數(shù)字位,且無顯著性差異。經(jīng)多參數(shù)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)代謝率對血糖值的貢獻最大,其相關(guān)系數(shù)γ達到了0.92,其他參數(shù)的相關(guān)性依次減弱。而測試結(jié)果與生化分析儀所得結(jié)果的相關(guān)系數(shù)γ達到了0.8621,具有很