一種無創(chuàng)血糖檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開提供了一種無創(chuàng)血糖檢測方法。該方法依據(jù)近紅外調(diào)制信號收-發(fā)電路獲取到的待測耳穴的近紅外透射電壓信號，提取耳穴組織的約化散射系數(shù)的一階響應(yīng)和二階響應(yīng)。進而，確定該電壓信號在相鄰的預設(shè)時基間的增量以及譜減值在相鄰預設(shè)時基間的增量，并按照預設(shè)公式計算被測人的血糖濃度。通過上述利用耳穴組織在不同血糖濃度時的約化散射系數(shù)的一階響應(yīng)和二階響應(yīng)的差異，確定被測人的血糖濃度，提高了檢測的靈敏度。
【專利說明】—種無創(chuàng)血糖檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物檢測領(lǐng)域，更具體的說是涉及一種基于耳穴近紅外調(diào)制信號的無創(chuàng)血糖檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]糖尿病是一種常見的代謝內(nèi)分泌疾病，以高血糖為主要特征，是一種世界范圍內(nèi)的流行疾病。近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展和居民生活水平的提高，及人口老齡化的加速，糖尿病的發(fā)病率逐年升高。目前糖尿病沒有有效根治的辦法，控制血糖是惟一的治療方案。及時進行血糖檢測，對于控制糖尿病、防止并發(fā)癥的發(fā)生，提高糖尿病患者的生活質(zhì)量具有十分重要的意義。
[0003]傳統(tǒng)的血糖檢測方法為有創(chuàng)采血檢測，不但不利于連續(xù)檢測，而且在檢測的過程中還有感染其他疾病的危險。為此本領(lǐng)域的技術(shù)人員提出了一種無創(chuàng)血糖檢測方法，典型方法包括:近紅外光譜、中遠紅外光譜、拉曼光譜、
[0004]光聲光譜、光散射、偏振光旋光、射頻阻抗法、代謝熱組合法和皮下間質(zhì)液或唾液酶法等，上述檢測方法的算法復雜，檢測靈敏度低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種無創(chuàng)血糖檢測方法，以在簡化血糖檢測算法的同時,提高檢測的靈敏度。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0007]一種無創(chuàng)血糖檢測的方法，包括:`[0008]確定待測耳穴，所述耳穴包括:眼穴、中耳穴、舌穴或額穴；
[0009]依據(jù)近紅外調(diào)制信號收-發(fā)電路獲取到的待測耳穴的近紅外透射電壓信號，提取耳穴組織的約化散射系數(shù)；
[0010]根據(jù)所述約化散射系數(shù)的一階響應(yīng)和二階響應(yīng)，確定所述電壓信號在相鄰的預設(shè)時基間的增量以及譜減值在相鄰預設(shè)時基間的增量；
[0011 ] 按照預設(shè)公式BG=BGtl+ α *M’ + β *S’，計算被測人的血糖濃度；
[0012]其中，BGtl為血糖定標初值，M’為所述電壓信號在相鄰的預設(shè)時基間的增量，S’為譜減值在相鄰預設(shè)時基間的增量，β為開關(guān)閾值比例，α為權(quán)重合成比例，所述權(quán)重合成比例的計算模型為α = α # λ'rSA^W, Cttl表示共同縮微因子，λ表示近紅外調(diào)制信號的波長，f表示近紅外調(diào)制信號的頻率，A表示耳穴，W表示波形。
[0013]優(yōu)選的，所述方法還包括:
[0014]采用有創(chuàng)檢測的方法，獲取被測人對側(cè)耳穴或同側(cè)耳穴的血糖濃度；
[0015]根據(jù)預設(shè)的評估函數(shù)，參照有創(chuàng)檢測方法檢測到的血糖濃度，對無創(chuàng)血糖檢測到的血糖濃度進行評估；
[0016]當評估結(jié)果確定無創(chuàng)檢測到的血糖濃度和有創(chuàng)檢測到的血糖濃度的差在預設(shè)范圍內(nèi)時，確定無創(chuàng)血糖檢測到的血糖濃度準確；
[0017]當評估結(jié)果確定無創(chuàng)檢測到的血糖濃度和有創(chuàng)檢測到的血糖濃度的差不在預設(shè)范圍內(nèi)時，在預設(shè)的時基內(nèi)確定特異單耳穴、近紅外調(diào)制信號的波長、波形、頻率、血糖定標初值、共同縮微因子和開關(guān)閾值比例。
[0018]優(yōu)選的,所述近紅外調(diào)制信號的波長范圍是λ =700nm~900nm。
[0019]優(yōu)選的，所述近紅外調(diào)制信號的波形是正弦波、三角波或矩形波。
[0020]優(yōu)選的，所述近紅外調(diào)制信號的頻率范圍是f=1000kHz~1kHz。
[0021]優(yōu)選的，所述共同縮微因子范圍是Citl=0.1~0.0001。
[0022]優(yōu)選的，所述開關(guān)閾值比例范圍是β =100~1000。
[0023]優(yōu)選的,所述血糖定標初值范圍是BGci=S.0~5.0。
[0024]優(yōu)選的，所述時基長度可選范圍是0.5s~1.5s。
[0025]優(yōu)選的，確定所述電壓信號在相鄰的預設(shè)時基間的增量的過程包括:
[0026]根據(jù)所述電壓信號在預設(shè)時基內(nèi)的均值，計算所述電壓信號在相鄰的預設(shè)時基間的增量。
[0027]優(yōu)選的，確定譜減值在相鄰預設(shè)時基間的增量的過程包括:
[0028]確定譜減值在`預設(shè)時基內(nèi)的數(shù)據(jù)長度，并進行平均分割；
[0029]將后半段的數(shù)據(jù)減去前半段的數(shù)據(jù)的均值，作為當前時基內(nèi)的譜減值；
[0030]計算相鄰時基內(nèi)的譜減值的增量。
[0031]經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開提供了一種無創(chuàng)血糖檢測方法。該方法依據(jù)近紅外調(diào)制信號收-發(fā)電路獲取到的待測耳穴的近紅外透射電壓信號，提取耳穴組織的約化散射系數(shù)的一階響應(yīng)和二階響應(yīng)。進而，確定該電壓信號在相鄰的預設(shè)時基間的增量以及譜減值在相鄰預設(shè)時基間的增量，并按照預設(shè)公式計算被測人的血糖濃度。通過上述利用耳穴組織在不同血糖濃度時的約化散射系數(shù)的一階響應(yīng)和二階響應(yīng)的差異，確定被測人的血糖濃度，提高了檢測的靈敏度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0033]圖1示出了本發(fā)明一種無創(chuàng)血糖檢測方法的一個實施例的流程示意圖；
[0034]圖2示出了本發(fā)明一種無創(chuàng)血糖檢測方法的另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0035]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0036]人體組織的約化散射系數(shù)μ ’ s隨血糖濃度上升而呈現(xiàn)下降的趨勢。其原理為:組織的μ ’s與細胞外液及細胞膜兩者間的折射率失配有關(guān)。當血糖濃度上升時，細胞外液的折射率上升，若細胞膜的折射率保持不變，而且仍然高于前者時，折射率失配的程度會降低，從而使μ ’ S下降。
[0037]綜上，無創(chuàng)檢測血糖研究方法學，可由檢測血糖問題，轉(zhuǎn)換成為高精度測量人體組織的約化散射系數(shù)μ ’ S的問題。需要說明的是，在實際應(yīng)用中，可將透射電壓信號在相鄰的預設(shè)時基間的增量作為約化散射系數(shù)的一階響應(yīng)的特征量，譜減值在相鄰預設(shè)時基間的增量作為約化散射系數(shù)的二階響應(yīng)的特征量。
[0038]實施例(一)
[0039]參見圖1示出了本發(fā)明一種無創(chuàng)血糖檢測方法的一個實施例的流程示意圖。由圖1可知該方法包括以下步驟:
[0040]步驟101:確定待測耳穴，所述耳穴包括:眼穴、中耳穴、舌穴或額穴。
[0041]基于神經(jīng)血管耦合機制，耳穴和相應(yīng)人體區(qū)域具有反射關(guān)系，分別選眼穴、中耳穴、舌穴和額穴，既是兼顧所涉器官的血糖指標測量敏感性，也是考慮了耳垂部位的透光性較好的緣故。
[0042]步驟102:依據(jù)近紅外調(diào)制信號收-發(fā)電路獲取到的待測耳穴的近紅外透射電壓信號，提取耳穴組織的約化散射系數(shù)。
[0043]在步驟102中根據(jù)獲取到的待測耳穴的近紅外透射電壓信號，以下檢測電壓信號，來區(qū)別耳穴組織的約化散射系數(shù)。該電壓信號與耳穴組織的約化散射系數(shù)的關(guān)系為:不同的電壓信號對應(yīng)不同的約化散射系數(shù)，也就是說，可以根據(jù)所檢測到的電壓信號的不同來區(qū)別不同的約化散射系 數(shù)，同樣的，也可以根據(jù)所檢測的電壓信號的相同來識別相同的約化散射系數(shù)。
[0044]步驟103:根據(jù)所述約化散射系數(shù)的一階響應(yīng)和二階響應(yīng)，確定所述電壓信號在相鄰的預設(shè)時基間的增量以及譜減值在相鄰預設(shè)時基間的增量。
[0045]為了對所述約化散射系數(shù)進行表述，在本發(fā)明中采用約化散射系數(shù)的一階響應(yīng)和二階響應(yīng)中的特征量，對耳穴組織的約化散射系數(shù)進行表述?？蛇x的，在本發(fā)明中透射電壓信號在相鄰的預設(shè)時基間的增量作為約化散射系數(shù)的一階響應(yīng)的特征量，譜減值在相鄰預設(shè)時基間的增量作為約化散射系數(shù)的二階響應(yīng)的特征量。
[0046]可選的，可根據(jù)電壓信號在預設(shè)時基內(nèi)的均值，計算電壓信號在相鄰的預設(shè)時時基間的增量。而在確定譜減值的增量是，可對譜減值在預設(shè)時基內(nèi)的數(shù)據(jù)長度進行平均分害IJ，并將后半段的數(shù)據(jù)減去前半段的數(shù)據(jù)的均值，作為當前時基內(nèi)的譜減值，從而計算相鄰時基內(nèi)的譜減值的增量
[0047]步驟104:按照預設(shè)公式BG=BGtl+ α蝴’ + β *S’，計算被測人的血糖濃度。
[0048]其中，在預設(shè)公式中BGtl為血糖定標初值，M’為所述電壓信號在相鄰的預設(shè)時基間的增量，S’為譜減值在相鄰預設(shè)時基間的增量，β為開關(guān)閾值比例，α為權(quán)重合成比例。
[0049]需要說明的是,該權(quán)重合成比例α的計算模型為α =α # λ、戶私謂,其中α。表示共同縮微因子，λ表示近紅外調(diào)制信號的波長，f表示近紅外調(diào)制信號的頻率，A表示耳穴，W表示波形。可以理解的是，在實際應(yīng)用中，不同的耳穴和波形可按照預先設(shè)置的規(guī)則采用不同的特征量進行表述。比如:正弦波、三角波和鋸齒波分別用用數(shù)字1、2和3來表述。
[0050]可以理解的是，為了保證血糖檢測的準確性，上述公式中的各個參數(shù)可根據(jù)實際情況進行調(diào)節(jié)?？蛇x的，在本實施例中，近紅外調(diào)制信號收-發(fā)電路輸出的近紅外調(diào)制信號的波長范圍是λ=700ηπι~900nm，波形是正弦波、三角波或矩形波，頻率范圍是f= I OOOkHz~I kHz。同時，共同縮微因子aQ范圍是a Q=0.1~0.0001，開關(guān)閾值比例范圍是β =100~1000，血糖定標初值范圍是BGtl=S.0~5.0，時基長度可選范圍是0.5s~1.5s。
[0051]通過執(zhí)行上述步驟101~步驟104，依據(jù)獲取到的待測耳穴的近紅外透射電壓信號，提取耳穴組織的約化散射系數(shù)的一階響應(yīng)和二階響應(yīng)。進而，確定該電壓信號在相鄰的預設(shè)時基間的增量以及譜減值在相鄰預設(shè)時基間的增量，并按照預設(shè)公式計算被測人的血糖濃度。通過上述利用耳穴組織在不同血糖濃度時的約化散射系數(shù)的一階響應(yīng)和二階響應(yīng)的差異，確定被測人的血糖濃度，提高了檢測的靈敏度。
[0052]實施例(二)
[0053]參見圖2示出了本發(fā)明一種無創(chuàng)血糖檢測方法的另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖2可知，該本實施例中包括:
[0054]步驟101:確定待測耳穴，所述耳穴包括:眼穴、中耳穴、舌穴或額穴。
[0055]步驟102:依據(jù)近紅外調(diào)制信號收-發(fā)電路獲取到的待測耳穴的近紅外透射電壓信號，提取耳穴組織的約化散射系數(shù)。
[0056]步驟103:根據(jù)所述約化散射系數(shù)的一階響應(yīng)和二階響應(yīng)，確定所述電壓信號在相鄰的預設(shè)時基間的增量以及譜減值在相鄰預設(shè)時基間的增量。
[0057]步驟104:按照預設(shè)公式BG=BGtl+ a *M’ + β *S’，計算被測人的血糖濃度。
[0058]需要說明的是，實施例(二)公開的步驟101~步驟104與實施例(一)中公開的步驟101~步驟104中具體的執(zhí)行過程一致，在此不在進行贅述。
[0059]相對于實施例(一)而言，在本實施例(二)中，該方法增加了以下步驟:
[0060]步驟105:采用有創(chuàng)檢測的方法，獲取被測人對側(cè)耳穴或同側(cè)耳穴的血糖濃度。
[0061]為了保證血糖濃度的一致性，在有創(chuàng)檢測時，所要檢測的部位為被測人對側(cè)耳穴或同側(cè)耳穴的血糖，以盡可能在同等的條件下對被測人進行有創(chuàng)血糖檢測和無創(chuàng)血糖檢測。
[0062]步驟106:根據(jù)預設(shè)的評估函數(shù)，參照有創(chuàng)檢測方法檢測到的血糖濃度，對無創(chuàng)血糖檢測到的血糖濃度進行評估。
[0063]其中，該評估函數(shù)為:Min=(BG無創(chuàng)計算值)_(BG有創(chuàng)測量{t) =F (BG0, a，β，M，，S，)〈0.5mmol/L。
[0064]當評估結(jié)果確定無創(chuàng)檢測到的血糖濃度和有創(chuàng)檢測到的血糖濃度的差在預設(shè)范圍內(nèi)時，確定無創(chuàng)血糖檢測到的血糖濃度準確；
[0065]當評估結(jié)果確定無創(chuàng)檢測到的血糖濃度和有創(chuàng)檢測到的血糖濃度的差不在預設(shè)范圍內(nèi)時，在預設(shè)的時基內(nèi)確定特異單耳穴、調(diào)節(jié)近紅外調(diào)制信號的波長、波形、頻率、血糖定標初值、共同縮微因子和開關(guān)閾值比例等參數(shù)，以使無創(chuàng)血糖的檢測滿足評估函數(shù)的要求。
[0066]最后，還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0067]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0068]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本申請。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本申請將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致 的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種無創(chuàng)血糖檢測的方法，其特征在于，包括: 確定待測耳穴，所述耳穴包括:眼穴、中耳穴、舌穴或額穴； 依據(jù)近紅外調(diào)制信號 收-發(fā)電路獲取到的待測耳穴的近紅外透射電壓信號，提取耳穴組織的約化散射系數(shù)； 根據(jù)所述約化散射系數(shù)的一階響應(yīng)和二階響應(yīng)，確定所述電壓信號在相鄰的預設(shè)時基間的增量以及譜減值在相鄰預設(shè)時基間的增量； 按照預設(shè)公式BG=BGtl+ α *M’ + β *S’，計算被測人的血糖濃度； 其中，BGtl為血糖定標初值，M’為所述電壓信號在相鄰的預設(shè)時基間的增量，S’為譜減值在相鄰預設(shè)時基間的增量，β為開關(guān)閾值比例，α為權(quán)重合成比例，所述權(quán)重合成比例的計算模型為Citl表示共同縮微因子，λ表示近紅外調(diào)制信號的波長，f表示近紅外調(diào)制信號的頻率，A表示耳穴，W表示波形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 采用有創(chuàng)檢測的方法，獲取被測人對側(cè)耳穴或同側(cè)耳穴的血糖濃度； 根據(jù)預設(shè)的評估函數(shù)，參照有創(chuàng)檢測方法檢測到的血糖濃度，對無創(chuàng)血糖檢測到的血糖濃度進行評估； 當評估結(jié)果確定無創(chuàng)檢測到的血糖濃度和有創(chuàng)檢測到的血糖濃度的差在預設(shè)范圍內(nèi)時，確定無創(chuàng)血糖檢測到的血糖濃度準確； 當評估結(jié)果確定無創(chuàng)檢測到的血糖濃度和有創(chuàng)檢測到的血糖濃度的差不在預設(shè)范圍內(nèi)時，在預設(shè)的時基內(nèi)確定特異單耳穴、近紅外調(diào)制信號的波長、波形、頻率、血糖定標初值、共同縮微因子和開關(guān)閾值比例。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述近紅外調(diào)制信號的波長范圍是λ =700nm ~ΘΟΟππι。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述近紅外調(diào)制信號的波形是正弦波、三角波或矩形波。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述近紅外調(diào)制信號的頻率范圍是f=1000kHz ~IkHz。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述共同縮微因子aC1范圍是Citl=0.1~0.0001。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述開關(guān)閾值比例范圍是β=100~1000。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述血糖定標初值范圍是BGci=S.0~5.0。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述時基長度可選范圍是0.5s~1.5s。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定所述電壓信號在相鄰的預設(shè)時基間的增量的過程包括: 根據(jù)所述電壓信號在預設(shè)時基內(nèi)的均值，計算所述電壓信號在相鄰的預設(shè)時基間的增量。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定譜減值在相鄰預設(shè)時基間的增量的過程包括: 確定譜減值在預設(shè)時基內(nèi)的數(shù)據(jù)長度，并進行平均分割；將后半段的數(shù)據(jù)減去前半段的數(shù)據(jù)的均值，作為當前時基內(nèi)的譜減值；計算相鄰時基內(nèi)的譜減值的增量。
【文檔編號】A61B5/1455GK103690176SQ201310730995
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】李文石, 仲興榮, 宋佳佳, 常春起 申請人:蘇州大學