本發(fā)明涉及一種利用多重生物信號(hào)的實(shí)時(shí)血糖測(cè)定方法，尤其是一種利用葡萄糖的光吸收度隨著血糖數(shù)值發(fā)生變化的特征以非侵入性方式推測(cè)血糖，再通過(guò)其他血糖測(cè)定方法對(duì)其進(jìn)行完善的利用多重生物信號(hào)的血糖測(cè)定方法及血糖測(cè)定裝置。

背景技術(shù)：

糖尿病是一種因?yàn)橐认偎置诘拿麨橐葝u素的荷爾蒙分泌不足或無(wú)法正常發(fā)揮其作用而導(dǎo)致血液內(nèi)糖分蓄積的疾病，可能會(huì)誘發(fā)高血壓、腎功能不全、視力損傷等多種并發(fā)癥。在患上糖尿病之后并沒(méi)有徹底的治療方法，因此需要通過(guò)飲食療法、運(yùn)動(dòng)療法以及注射胰島素等方式將血液內(nèi)的血糖濃度維持在適當(dāng)?shù)乃疁?zhǔn)，而為了實(shí)現(xiàn)血糖值的有效管理，必須準(zhǔn)確地對(duì)血糖值進(jìn)行測(cè)定。

為了測(cè)定血糖值，過(guò)去采用的方法是基于葡萄糖還原性的方法、基于糖在酸性條件下的直接反應(yīng)的方法、基于葡萄糖的酶反應(yīng)的方法等，其臨床醫(yī)學(xué)檢查方法為，使在手指或腳趾采集的血液和葡萄糖氧化酶發(fā)生反應(yīng)，然后利用基于血液中葡萄糖濃度的顯色反應(yīng)對(duì)顯色程度進(jìn)行測(cè)定，并將其結(jié)果換算成血糖值。但是這種侵入式的血糖值測(cè)定方法不僅需要患者承受每天數(shù)次的血液采集所帶來(lái)的痛苦，還有可能出現(xiàn)因?yàn)椴裳鴮?dǎo)致的感染的危險(xiǎn)。

此外，目前最為常用的血糖測(cè)定方法為電化學(xué)法，這種方法首先使所采集到的血液和酶發(fā)生反應(yīng)，然后對(duì)加載指定電壓時(shí)所流過(guò)的電流量進(jìn)行測(cè)定，從而測(cè)定出血液內(nèi)的血糖值。但是這種方法不僅會(huì)導(dǎo)致每次測(cè)定時(shí)的采血痛苦，還需要持續(xù)性地購(gòu)買一次性血糖測(cè)定用試紙。

為了解決上述問(wèn)題，已開(kāi)發(fā)出了多種通過(guò)向皮膚照射紅外線并對(duì)所照射的紅外線在皮膚內(nèi)的吸收或散射程度進(jìn)行分析而對(duì)血糖進(jìn)行測(cè)定的非侵入性血糖測(cè)定技術(shù)。但是因?yàn)檫@種現(xiàn)有技術(shù)在不同的測(cè)定部位、皮膚溫度等條件下所測(cè)定到的血糖值變化幅度較大，所以實(shí)際上很難實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)的實(shí)用化。

所以，急需開(kāi)發(fā)出一種即使受到環(huán)境變化的影響也能夠測(cè)定出準(zhǔn)確血糖值的非侵入性血糖測(cè)定手段。

先行技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

(專利文獻(xiàn)1)公開(kāi)專利公報(bào)特2003-0019927：利用葡萄糖蓄積量的血糖值測(cè)定裝置及方法

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明的目的在于解決上述基于現(xiàn)有技術(shù)的血壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中所存在的問(wèn)題而提供一種利用多重生物信號(hào)的血糖測(cè)定方法及測(cè)定裝置，通過(guò)在可佩戴于人體的主體中配備血糖測(cè)定用傳感器，以非侵入方式持續(xù)性地對(duì)血糖進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

技術(shù)方案

本發(fā)明的目的在于提供一種利用多重生物信號(hào)的血糖測(cè)定方法及血糖測(cè)定裝置，通過(guò)在可佩戴于人體的主體中配備光源，對(duì)在人體內(nèi)吸收的光的吸收程度進(jìn)行測(cè)定。

此外，本發(fā)明的目的在于提供一種利用多重生物信號(hào)的血糖測(cè)定方法及血糖測(cè)定裝置，通過(guò)同時(shí)對(duì)人體生物信號(hào)中的心電圖(ECG)或光電容積脈搏波(PPG)、氧飽和度(SpO₂)、皮膚電反射(GSR)、體溫、呼吸形態(tài)等進(jìn)行檢測(cè)，為血糖的測(cè)定提供輔助作用。

本發(fā)明的目的并不局限于上面所提及的目的，相關(guān)從業(yè)人員將通過(guò)下述記載明確理解未被提及的其他目的。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，基于本發(fā)明之技術(shù)思想的利用多重生物信號(hào)的血糖測(cè)定方法及血糖測(cè)定裝置的特征在于，包括：主體，可佩戴于人體；第1光源部，配置于上述主體的內(nèi)側(cè)面并在佩戴時(shí)與人體發(fā)生接觸；第2光源部，配置于上述主體的內(nèi)側(cè)面并沿著與上述第1光源部的光線照射方向相同的方向照射光線；光接收部，接收上述第1光源部以及上述第2光源部的光線；計(jì)算部，根據(jù)上述光接收部所接收到的光量計(jì)算血液內(nèi)的葡萄糖級(jí)別并利用上述所計(jì)算出的葡萄糖級(jí)別測(cè)定血糖。

此外，本發(fā)明的特征在于：上述第1光源部照射1850nm至1920nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線，上述第2光源部照射2050nm至2130nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線。

此外，本發(fā)明的特征在于：在上述主體的一側(cè)形成用于插入手指或手腕的凹槽或貫通孔。

此外，本發(fā)明的特征在于：上述計(jì)算部利用從當(dāng)前時(shí)間開(kāi)始的一段時(shí)間之前(t1)所接收到的第1光源部的光量(X)和從當(dāng)前時(shí)間開(kāi)始的一段時(shí)間之前(t2)所接收到的第2光源部的光量(Y)以及能夠?qū)ρ簝?nèi)的葡萄糖級(jí)別進(jìn)行測(cè)定的固有常數(shù)(P1、P2、P3)，按照公式血糖＝(X_t1×P1)+(Y_t2×P2)+P3進(jìn)行計(jì)算。

此外，本發(fā)明的特征在于：上述光接收部，包括：光接收傳感器，接收由第1光源部或第2光源部所照射的光線；定時(shí)電路，按照波長(zhǎng)對(duì)上述光接收傳感器所接收到的光信號(hào)進(jìn)行分離；電流-電壓轉(zhuǎn)換部，將上述光接收傳感器所輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)；第1計(jì)算放大器，對(duì)上述電流-電壓轉(zhuǎn)換部所輸出的信號(hào)進(jìn)行放大；高通濾波器，使已通過(guò)上述第1計(jì)算放大器之后的信號(hào)中的0.1Hz以上的信號(hào)通過(guò)；低通濾波器，使已通過(guò)上述第1計(jì)算放大器之后的信號(hào)中的20Hz以下的信號(hào)通過(guò)；以及第2計(jì)算放大器，對(duì)已通過(guò)上述高通濾波器以及上述低通濾波器之后的信號(hào)進(jìn)行放大。

此外，本發(fā)明的特征在于：上述主體的內(nèi)側(cè)面還包括與人體發(fā)生接觸并對(duì)心電圖(ECG)或光電容積脈搏波(PPG)中的某一項(xiàng)進(jìn)行測(cè)定的人體信息檢測(cè)部，上述計(jì)算部利用由上述人體信息檢測(cè)部檢測(cè)出的值對(duì)上述計(jì)算所得的葡萄糖級(jí)別值進(jìn)行完善。

此外，本發(fā)明的特征在于：上述主體的內(nèi)側(cè)面還包括與人體發(fā)生接觸并對(duì)氧飽和度(SpO₂)或光電容積脈搏波(PPG)中的某一項(xiàng)進(jìn)行測(cè)定的人體信息檢測(cè)部，上述計(jì)算部利用由上述人體信息檢測(cè)部檢測(cè)出的值對(duì)上述計(jì)算所得的葡萄糖級(jí)別值進(jìn)行完善。

此外，本發(fā)明的特征在于：上述主體的內(nèi)側(cè)面還包括與人體發(fā)生接觸并對(duì)皮膚電反射(GSR)或體溫中的某一項(xiàng)進(jìn)行測(cè)定的人體信息檢測(cè)部，上述計(jì)算部利用由上述人體信息檢測(cè)部檢測(cè)出的值對(duì)上述計(jì)算所得的葡萄糖級(jí)別值進(jìn)行完善。

此外，本發(fā)明的特征在于：上述主體的外側(cè)面還包括與在接近呼吸系統(tǒng)時(shí)對(duì)呼吸形態(tài)進(jìn)行測(cè)定的呼吸形態(tài)檢測(cè)部，上述計(jì)算部利用由上述呼吸形態(tài)檢測(cè)部檢測(cè)出的值對(duì)上述計(jì)算所得的葡萄糖級(jí)別值進(jìn)行完善。

有益效果

通過(guò)如上所述的利用多重生物信號(hào)的血糖測(cè)定方法及血糖測(cè)定裝置，可實(shí)現(xiàn)如下所述的效果。

第一，因?yàn)榈?光源部所照射波長(zhǎng)的光線和第2光源部所照射波長(zhǎng)的光線被水分吸收的光量相同，所以在對(duì)血液內(nèi)的葡萄糖級(jí)別進(jìn)行測(cè)定時(shí)，可以排除水分的光吸收量，實(shí)現(xiàn)精確的血糖測(cè)定。

第二，因?yàn)榈?光源部以及第2光源部所照射的光線受到水分影響而消失的光量相同，所以在光接收部中所接收到的光量差異純粹是血液內(nèi)的葡萄糖級(jí)別所導(dǎo)致的差異，因此幾乎不會(huì)受到測(cè)定位置或提問(wèn)的影響。

第三，因?yàn)榕宕饔谑滞蠡蚴种傅热梭w部位并持續(xù)性地對(duì)被監(jiān)測(cè)人的血糖進(jìn)行監(jiān)測(cè)，所以能夠有效地應(yīng)對(duì)急劇的血糖數(shù)值變化。

第四，因?yàn)樵趯?duì)葡萄糖級(jí)別進(jìn)行計(jì)算時(shí)，不是將測(cè)定瞬間的葡萄糖級(jí)別用于計(jì)算，而是利用血糖數(shù)值受到外部環(huán)境的影響而發(fā)生變化之前的歷史值計(jì)算出葡萄糖級(jí)別，所以能夠測(cè)定出更準(zhǔn)確的血糖數(shù)值。

第五，因?yàn)槔萌梭w信號(hào)即心電圖(ECG)或光電容積脈搏波(PPG)對(duì)通過(guò)計(jì)算葡萄糖級(jí)別而測(cè)定出的血糖值進(jìn)行補(bǔ)正，所以能夠測(cè)定出更準(zhǔn)確的血糖數(shù)值。

第六，因?yàn)槔萌梭w信號(hào)即氧飽和度(SpO₂)或光電容積脈搏波(PPG)對(duì)通過(guò)計(jì)算葡萄糖級(jí)別而測(cè)定出的血糖值進(jìn)行補(bǔ)正，所以能夠測(cè)定出更準(zhǔn)確的血糖數(shù)值。

第七，因?yàn)槔萌梭w信號(hào)即皮膚電反射(GSR)或體溫對(duì)通過(guò)計(jì)算葡萄糖級(jí)別而測(cè)定出的血糖值進(jìn)行補(bǔ)正，所以能夠測(cè)定出更準(zhǔn)確的血糖數(shù)值。

第八，因?yàn)槔萌梭w信號(hào)即呼吸形態(tài)對(duì)通過(guò)計(jì)算葡萄糖級(jí)別而測(cè)定出的血糖值進(jìn)行補(bǔ)正，所以能夠測(cè)定出更準(zhǔn)確的血糖數(shù)值。

附圖說(shuō)明

圖1是用于對(duì)本發(fā)明的血糖測(cè)定原理進(jìn)行說(shuō)明的相對(duì)于光波長(zhǎng)的光吸收度示意圖表。

圖2是在照射1880nm以及2080nm波長(zhǎng)的光線時(shí)所檢測(cè)到的光波長(zhǎng)示意圖表。

圖3是在照射1880nm的光線時(shí)相對(duì)于被監(jiān)測(cè)人血糖數(shù)值的光吸收度差異示意圖表。

圖4是在照射2080nm的光線時(shí)相對(duì)于被監(jiān)測(cè)人血糖數(shù)值的光吸收度差異示意圖表。

圖5是適用本發(fā)明之實(shí)施例的利用多重生物信號(hào)的血糖測(cè)定方法及血糖測(cè)定裝置的截面圖。

圖6是適用本發(fā)明之實(shí)施例的利用多重生物信號(hào)的血糖測(cè)定方法及血糖測(cè)定裝置的結(jié)構(gòu)圖。

圖7是適用本發(fā)明之實(shí)施例的光接收部的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。

圖8是利用適用本發(fā)明之實(shí)施例測(cè)定血糖的過(guò)程示意流程圖。

附圖標(biāo)記的說(shuō)明

100：主體 111：第1光源部

113：第2光源部 120：光接收部

121：光接收傳感器 122：定時(shí)電路

123：電流-電壓轉(zhuǎn)換部 124：第1計(jì)算放大器

125：高通濾波器 126：低通濾波器

127：第2計(jì)算放大器 130：計(jì)算部

141：人體信號(hào)檢測(cè)部 143：呼吸形態(tài)檢測(cè)部

150：凹槽

具體實(shí)施方式

下面，將結(jié)合附圖對(duì)適用本發(fā)明之技術(shù)思想的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明的血糖測(cè)定原理為，利用向人體照射光線時(shí)在體內(nèi)吸收的光量程度對(duì)血糖進(jìn)行測(cè)定。更詳細(xì)地說(shuō)，因?yàn)槿梭w內(nèi)的水分不僅包含于血液中，還包含于皮質(zhì)層內(nèi)部，所以將其作為指標(biāo)(Parameter)有不可靠的一面。但是在本發(fā)明中，并不是通過(guò)對(duì)包括水分在內(nèi)的兩種以上物質(zhì)的光吸收度混合的光線進(jìn)行測(cè)定而檢測(cè)血糖，而是僅利用在血液內(nèi)的濃度伴隨血糖數(shù)值發(fā)生變化的葡萄糖(Glucose)的光吸收度檢測(cè)出血液內(nèi)的葡萄糖含有比率。

圖1是用于對(duì)本發(fā)明的血糖測(cè)定原理進(jìn)行說(shuō)明的相對(duì)于光波長(zhǎng)的光吸收度示意圖表。

如圖所示，水分在約1880nm波長(zhǎng)的光線和約2080nm波長(zhǎng)的光線中，呈現(xiàn)出約30％的相同的光吸收度。但是葡萄糖在上述兩種波長(zhǎng)的光線下，卻呈現(xiàn)出不同的光吸收量。對(duì)于1880nm波長(zhǎng)的光線，葡萄糖與水相同，吸收約30％，而對(duì)于2080nm波長(zhǎng)的光線則吸收約90％。因此，在向人體的相同位置交替照射1880nm波長(zhǎng)的光線和2080nm波長(zhǎng)的光線并對(duì)透過(guò)人體的光線進(jìn)行接收時(shí)，在上述兩種光波長(zhǎng)下接收到的光量將存在一定差異。可以明確的是，這是葡萄糖的光吸收度所導(dǎo)致的差異。

圖2是在照射1880nm以及2080nm波長(zhǎng)的光線時(shí)所檢測(cè)到的光波長(zhǎng)示意圖表。

在將1880nm波長(zhǎng)的光線和2080nm波長(zhǎng)的光線分別照射到人體的相同位置之后，對(duì)通過(guò)人體的光線進(jìn)行接收即可得到如圖2所示的結(jié)果。對(duì)所接收到的各個(gè)波長(zhǎng)的光信號(hào)進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，信號(hào)成分可分為AC成分和DC成分。

其中，AC成分表示被通過(guò)末梢血管的血液吸收的光量。而DC成分表示被毛細(xì)血管或肌肉、表皮、骨骼等組織吸收的光量。

因?yàn)?880nm以及2080nm波長(zhǎng)的光在水分中的光吸收度均為約30％左右，因此在光源部所照射的光線在通過(guò)人體的過(guò)程中消失的光量中，因?yàn)樗炙鶎?dǎo)致的消失量相同。如圖所示，在對(duì)所接收到的信號(hào)進(jìn)行分析時(shí)，上述成分將以DC形態(tài)出現(xiàn)。

但是因?yàn)樵?080nm波長(zhǎng)的光線中葡萄糖的光吸收度遠(yuǎn)大于水分，所以血糖越高，在AC成分中呈現(xiàn)出的振幅(Amplitude)將小于1880nm波長(zhǎng)的光線。

利用所檢測(cè)出的兩種波長(zhǎng)的光量推測(cè)血糖的模型如下所示。

公式1

血糖＝(X_t1×P1)+(Y_t2×P2)+P3

在上述公式1中，X是從1880nm波長(zhǎng)的光線接收到的光量，而Y是從2080nm波長(zhǎng)的光線接收到的光量。

此外，t1以及t2是與進(jìn)行血糖測(cè)定的當(dāng)前時(shí)間有一定間隔的時(shí)間。之所以在測(cè)定血糖時(shí)使用在t1以及t2時(shí)間之前所測(cè)定到的光量(X、Y)，是因?yàn)檠簭男呐K流出之后重新回到心臟需要約20～30秒的時(shí)間，且如食物的攝入、運(yùn)動(dòng)、胰島素分泌等刺激(Stimulus)對(duì)血液的葡萄糖造成影響也需要一定的時(shí)間，所以為了檢測(cè)出這些刺激造成血糖數(shù)值變化之前的血糖，利用與當(dāng)前時(shí)間間隔t1或t2時(shí)間時(shí)所測(cè)定到的光量(X、Y)計(jì)算血糖數(shù)值。其中關(guān)于上述t1以及t2的時(shí)間，采取能夠根據(jù)需要進(jìn)行血糖數(shù)值測(cè)定的具體狀況以及環(huán)境的不同，由被監(jiān)測(cè)人直接設(shè)定或在執(zhí)行血糖測(cè)定的系統(tǒng)內(nèi)部自動(dòng)設(shè)置的變量形式為宜。

此外，P1、P2、P3是用于從所接收到的光量導(dǎo)出葡萄糖級(jí)別的常數(shù)值，可通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析或數(shù)學(xué)建模的方式做出定義。

圖3是在照射1880nm的光線時(shí)相對(duì)于被監(jiān)測(cè)人血糖數(shù)值的光吸收度差異示意圖表，圖4是在照射2080nm的光線時(shí)相對(duì)于被監(jiān)測(cè)人血糖數(shù)值的光吸收度差異示意圖表。

如圖3所示，可以發(fā)現(xiàn)在1880nm波長(zhǎng)的光線中，葡萄糖的光吸收度并不會(huì)因?yàn)槭艿窖菙?shù)值高低變化的影響而出現(xiàn)較大的變化。

此外，如圖4所示，可以發(fā)現(xiàn)在2080nm波長(zhǎng)的光線中，在血糖數(shù)值上升時(shí)葡萄糖的光吸收度也會(huì)出現(xiàn)呈正比的上升趨勢(shì)。

因此，因?yàn)檠菙?shù)值較高的被監(jiān)測(cè)人的血液中所包含的葡萄糖比重高于正常值，所以在利用1880nm波長(zhǎng)的光線照射人體時(shí)所接收到的光量與正常人沒(méi)有明顯差異，但是在利用2080nm波長(zhǎng)的光線照射人體時(shí)所接收到的光量卻少于血糖數(shù)值正常的被監(jiān)測(cè)人。

利用上述現(xiàn)象，可以將照射1880nm波長(zhǎng)的光線時(shí)所接收到的光量作為掌握血糖測(cè)定目標(biāo)人體中的水分光吸收度的判定基準(zhǔn)，而通過(guò)對(duì)照射2080nm波長(zhǎng)的光線時(shí)所接收到的光量和照射1880nm波長(zhǎng)的光線時(shí)所檢測(cè)出的光量進(jìn)行比較，將其作為檢測(cè)血糖數(shù)值高低的判定值。

下面，對(duì)以如上所述的血糖測(cè)定理論為依據(jù)的、適用本發(fā)明之實(shí)施例的利用多重生物信號(hào)的血糖測(cè)定方法及血糖測(cè)定裝置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

圖5是適用本發(fā)明之實(shí)施例的利用多重生物信號(hào)的血糖測(cè)定方法及血糖測(cè)定裝置的截面圖，圖6是適用本發(fā)明之實(shí)施例的利用多重生物信號(hào)的血糖測(cè)定方法及血糖測(cè)定裝置的結(jié)構(gòu)圖。

如圖所示，適用本發(fā)明之實(shí)施例的利用多重生物信號(hào)的血糖測(cè)定裝置的特征在于，包括：主體100，可佩戴于人體；第1光源部111，配置于主體100的內(nèi)側(cè)面并在佩戴時(shí)與人體發(fā)生接觸；第2光源部113，配置于主體100的內(nèi)側(cè)面并沿著與第1光源部111的光線照射方向相同的方向照射光線；光接收部120，接收第1光源部111以及第2光源部113的光線；計(jì)算部130，根據(jù)光接收部120所接收到的光量計(jì)算血液內(nèi)的葡萄糖級(jí)別并利用所計(jì)算出的葡萄糖級(jí)別測(cè)定血糖。

為了將本發(fā)明佩戴于人體，主體100可采取與人體對(duì)應(yīng)的形態(tài)，例如，可將主體100佩戴于手腕中的形成有貫通孔的手鐲形態(tài)，或如本實(shí)施例所示的可插入到手指進(jìn)行佩戴的形成有凹槽150的頂針形態(tài)。

此外，為了接收第1光源部111以及第2光源部113所照射出的光線，如圖所示，可以將光接收部120配置在主體100內(nèi)側(cè)中與第1光源部111以及第2光源部113相向的位置。

尤其是可以使第1光源部111照射1850nm至1920nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線，并使第2光源部113照射2050nm至2130nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線。1850nm至2130nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線是紅外線區(qū)域波長(zhǎng)的光線，在照射時(shí)無(wú)法通過(guò)肉眼觀察到。

之所以使第1光源部111照射1850nm至1920nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線，是為了利用葡萄糖以及水分在該區(qū)域內(nèi)的光吸收度類似的特征，通過(guò)第1光源部111對(duì)被監(jiān)測(cè)人體內(nèi)水分的光吸收度進(jìn)行測(cè)定，從而對(duì)血糖測(cè)定用的被監(jiān)測(cè)人人體特性進(jìn)行確認(rèn)。

此外，之所以使第2光源部113照射2050nm至2130nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光線，是因?yàn)樵谠搮^(qū)域內(nèi)水分的光吸收度與第1光源部111波長(zhǎng)類似，可借此對(duì)水分的光吸收度進(jìn)行區(qū)別，而葡萄糖的光吸收度則與此相反，遠(yuǎn)大于第1光源部111，所以能夠利用如上所述的差異推測(cè)出葡萄糖級(jí)別。

當(dāng)通過(guò)如上所述的方式利用光接收部120接收第1光源部111以及第2光源部113所照射的光線之后，計(jì)算部130利用從當(dāng)前時(shí)間開(kāi)始的一段時(shí)間之前(t1)所接收到的第1光源部111的光量(X)和從當(dāng)前時(shí)間開(kāi)始的一段時(shí)間之前(t2)所接收到的第2光源部113的光量(Y)以及能夠?qū)ρ簝?nèi)的葡萄糖級(jí)別進(jìn)行測(cè)定的固有常數(shù)(P1、P2、P3)，按照“公式1”進(jìn)行計(jì)算。

圖7是適用本發(fā)明之實(shí)施例的光接收部120的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。

如圖所示，光接收部120包括：光接收傳感器121，接收由第1光源部111或第2光源部113所照射的光線；定時(shí)電路122，按照波長(zhǎng)對(duì)上述光接收傳感器121所接收到的光信號(hào)進(jìn)行分離；電流-電壓轉(zhuǎn)換部123，將上述光接收傳感器121所輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)；第1計(jì)算放大器124，對(duì)上述電流-電壓轉(zhuǎn)換部123所輸出的信號(hào)進(jìn)行放大；高通濾波器125，使已通過(guò)上述第1計(jì)算放大器124之后的信號(hào)中的0.1Hz以上的信號(hào)通過(guò)；低通濾波器126，使已通過(guò)上述第1計(jì)算放大器124之后的信號(hào)中的20Hz以下的信號(hào)通過(guò)；以及第2計(jì)算放大器127，對(duì)已通過(guò)上述高通濾波器125以及上述低通濾波器126之后的信號(hào)進(jìn)行放大。

通過(guò)定時(shí)電路122之后的信號(hào)將通過(guò)第一個(gè)計(jì)算放大器放大至10倍電壓增益狀態(tài)，而經(jīng)過(guò)放大的信號(hào)將通過(guò)僅使0.1Hz以上的信號(hào)通過(guò)的高通濾波器125以及僅使20Hz以下的信號(hào)通過(guò)的低通濾波器126。

接下來(lái)再計(jì)算所得放大器放大至50倍電壓增益狀態(tài)，也就是說(shuō)最終會(huì)被放大至500倍狀態(tài)，而最終的GB將達(dá)到25dB。

此外，為了將通過(guò)計(jì)算部130計(jì)算出的葡萄糖級(jí)別中可能發(fā)生的誤差降至最低，可通過(guò)檢測(cè)出其他人體信息對(duì)所導(dǎo)出的血糖值進(jìn)行完善，為此，主體100的內(nèi)側(cè)面還包括與人體發(fā)生接觸并對(duì)心電圖(ECG：Electrocardiogram)或光電容積脈搏波(PPG：Photoplethysmography)中的某一項(xiàng)進(jìn)行測(cè)定的人體信息檢測(cè)部141，計(jì)算部130利用由人體信息檢測(cè)部141檢測(cè)出的值對(duì)上述計(jì)算所得的葡萄糖級(jí)別值進(jìn)行完善。

心電圖(ECG)是將心臟的特殊興奮傳導(dǎo)系統(tǒng)(special excitatory&conductive system)所產(chǎn)生的動(dòng)作電位(action potential)表現(xiàn)為矢量和的波形圖。換言之，是一種利用粘貼在體外的電極對(duì)心臟的各個(gè)構(gòu)成要素即竇房結(jié)(SA node；sinoatrial node)、房室結(jié)(AV node；atrioventricular node)、希氏束(希氏束)、束支(bundle branch)、浦肯野纖維(furkinje fibers)等中所產(chǎn)生的動(dòng)作電位矢量和信號(hào)進(jìn)行測(cè)定的信號(hào)。

通常，ECG信號(hào)通過(guò)利用4個(gè)電極的標(biāo)準(zhǔn)肢體導(dǎo)聯(lián)法(standard limb lead method)進(jìn)行獲取。

此外，光電容積脈搏波(PPG)是指在心室收縮期內(nèi)被噴出(ejection)的血液抵達(dá)末梢血管時(shí)在末梢血管中測(cè)定的脈搏信號(hào)。為了對(duì)PPG信號(hào)進(jìn)行測(cè)定，使用生物組織的光學(xué)特性。

通常，并不是單獨(dú)使用PPG信號(hào)，而是通過(guò)對(duì)PPG和ECG信號(hào)之間的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行分析，提取出脈搏傳導(dǎo)時(shí)間(PTT；Pulse Transit Time)或脈搏波傳導(dǎo)速度(PWV；Pulse Wave Velocity)并將其用于心血管疾病的診斷。為此，首先通過(guò)對(duì)PPG信號(hào)進(jìn)行2次微分求出特征點(diǎn)，然后對(duì)與ECG信號(hào)頂點(diǎn)(R波)之間的時(shí)間間隔進(jìn)行測(cè)定。

當(dāng)血液內(nèi)的葡萄糖減少時(shí)，心率將有所增加以便供應(yīng)更多的血液，通過(guò)對(duì)心電圖的變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)心電圖會(huì)伴隨血糖的變化而同時(shí)發(fā)生變化。例如，心電圖波形中的R-R間隔數(shù)值的減小代表心率的增加，這可以視為是血糖降低的表現(xiàn)。此外，心電圖的變化量HF/LF比率和QRST波形的時(shí)間帶變化也會(huì)伴隨血糖的變化而同時(shí)發(fā)生變化，所以通過(guò)將上述生物信號(hào)和R-R間隔作為與血糖數(shù)值呈正比關(guān)系的常數(shù)，可提升所測(cè)定血糖的精確度。

此外，主體100的內(nèi)側(cè)面還可包括與人體發(fā)生接觸并對(duì)氧飽和度(SpO₂；Saturation of peripheral Oxygen)或光電容積脈搏波(PPG)中的某一項(xiàng)進(jìn)行測(cè)定的人體信息檢測(cè)部141，計(jì)算部130利用由人體信息檢測(cè)部141檢測(cè)出的值對(duì)計(jì)算所得的葡萄糖級(jí)別值進(jìn)行完善。

血液中的氧飽和度(SpO₂)是一種用于表示構(gòu)成血液的多種成分中的血紅蛋白內(nèi)氧氣含量的生物信號(hào)。

當(dāng)體內(nèi)的胰島素不足時(shí)心率會(huì)隨之加快，而此時(shí)血液中的氧飽和度數(shù)值將會(huì)下降，而呼吸周期也將隨之發(fā)生變化。

此外，主體100的內(nèi)側(cè)面還可包括與人體發(fā)生接觸并對(duì)皮膚電反射(GSR；Galvanic Skin Reflex)或體溫中的某一項(xiàng)進(jìn)行測(cè)定的人體信息檢測(cè)部141，計(jì)算部130利用由人體信息檢測(cè)部141檢測(cè)出的值對(duì)計(jì)算所得的葡萄糖級(jí)別值進(jìn)行完善。

皮膚電反射(GSR)是一種利用皮膚汗腺(Sweat gland)受到交感神經(jīng)系統(tǒng)(Sympethetic nervous system)控制的特性，通過(guò)皮膚電反應(yīng)對(duì)被監(jiān)測(cè)人的心里、身體覺(jué)醒狀態(tài)進(jìn)行測(cè)定的生物信號(hào)測(cè)定方法。

當(dāng)血糖降低時(shí)心率會(huì)隨之增加并分泌出冷汗，此時(shí)的心臟收縮和舒張并不是因?yàn)槭艿搅送獠康拇碳?，而是因?yàn)橐葝u素的不足而造成的荷爾蒙失衡所致。在這種人體變化條件下，皮膚電反射(GSR)也將隨之發(fā)生變化，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行測(cè)定，可計(jì)算出與血糖數(shù)值呈正比的值。

當(dāng)血糖降低時(shí)，體溫也將隨之下降。因此，在日常對(duì)體溫進(jìn)行監(jiān)測(cè)的過(guò)程中，如果監(jiān)測(cè)到體溫從正常狀態(tài)下降的變化，可以推測(cè)可能是血糖下降所致并將其用于血糖的測(cè)定。

此外，主體100的外側(cè)面還包括與在接近呼吸系統(tǒng)時(shí)對(duì)呼吸形態(tài)進(jìn)行測(cè)定的呼吸形態(tài)檢測(cè)部143，計(jì)算部130利用由上述呼吸形態(tài)檢測(cè)部143檢測(cè)出的值對(duì)計(jì)算所得的葡萄糖級(jí)別值進(jìn)行完善。

關(guān)于呼吸形態(tài)，當(dāng)體內(nèi)的胰島素不足時(shí)，心率會(huì)隨之增加并因此導(dǎo)致血壓中氧飽和度數(shù)值的降低，而呼吸周期也將隨之增加。因此，在對(duì)血糖進(jìn)行測(cè)定時(shí)通過(guò)使主體100接近呼吸系統(tǒng)并進(jìn)行呼吸，可通過(guò)配置于主體100外側(cè)面的呼吸形態(tài)檢測(cè)部143對(duì)被監(jiān)測(cè)人的呼吸形態(tài)進(jìn)行測(cè)定，從而將其作為推測(cè)血糖的輔助手段使用。

接下來(lái)，對(duì)通過(guò)適用本發(fā)明之實(shí)施例的利用多重生物信號(hào)的血糖測(cè)定裝置對(duì)血糖進(jìn)行測(cè)定的方法進(jìn)行說(shuō)明。

圖8是利用適用本發(fā)明之實(shí)施例測(cè)定血糖的過(guò)程示意流程圖。

本發(fā)明的特征在于，包括：S01階段，通過(guò)光接收部120接收由第1光源部111照射的1850nm至1920nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的第1光線；S02階段，通過(guò)上述光接收部120接收由第2光源部113照射的2050nm至2130nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的第2光線；S09階段，計(jì)算部130利用上述光接收部120所接收到的上述第1光線和第2光線的光量計(jì)算出血液內(nèi)的葡萄糖級(jí)別，然后利用上述計(jì)算所得的葡萄糖等級(jí)測(cè)定出血糖。

此外，在光接收部120接收第1光線以及第2光線的S01、S02階段之后，還可包括：S03階段，通過(guò)定時(shí)電路122將所接收到的光信號(hào)分離成第1光線和第2光線；S04階段，通過(guò)電流-電壓轉(zhuǎn)換部123將通過(guò)定時(shí)電路122分離的第1光線以及第2光線的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)；S05階段，通過(guò)第1計(jì)算放大器124對(duì)電流-電壓轉(zhuǎn)換部123所輸出的信號(hào)進(jìn)行放大；S06階段，利用高通濾波器125使通過(guò)第1計(jì)算放大器124之后的信號(hào)中的0.1Hz以上的信號(hào)通過(guò)；S07階段，利用低通濾波器126使通過(guò)第1計(jì)算放大器124之后的信號(hào)中的20Hz以下的信號(hào)通過(guò)；以及S08階段，通過(guò)第2計(jì)算放大器127對(duì)通過(guò)高通濾波器125以及低通濾波器126之后的信號(hào)進(jìn)行放大。

此外，計(jì)算部130在對(duì)葡萄糖級(jí)別進(jìn)行計(jì)算時(shí)，從光接收部120所接收到的光量中扣除因?yàn)楸蝗梭w內(nèi)的水分吸收而消失的20％至40％的光線之后再計(jì)算葡萄糖級(jí)別。

此外，計(jì)算部130利用從當(dāng)前時(shí)間開(kāi)始的一段時(shí)間之前(t1)所接收到的第1光源部111的光量(X)和從當(dāng)前時(shí)間開(kāi)始的一段時(shí)間之前(t2)所接收到的第2光源部113的光量(Y)以及能夠?qū)ρ簝?nèi)的葡萄糖級(jí)別進(jìn)行測(cè)定的固有常數(shù)(P1、P2、P3)，按照“公式1”對(duì)上述血液內(nèi)的葡萄糖級(jí)別進(jìn)行計(jì)算。

此外，在計(jì)算部130計(jì)算出上述血液內(nèi)的葡萄糖級(jí)別之后，還包括：S10階段，通過(guò)人體信息檢測(cè)部141對(duì)心電圖(ECG)或光電容積脈搏波(PPG)中的某一項(xiàng)進(jìn)行測(cè)定；S12階段，利用由人體信息檢測(cè)部141檢測(cè)出的值對(duì)計(jì)算部130計(jì)算所得的血液內(nèi)的葡萄糖級(jí)別進(jìn)行補(bǔ)正。

此外，在上述計(jì)算部130計(jì)算出上述血液內(nèi)的葡萄糖級(jí)別之后，還包括：S10階段，通過(guò)人體信息檢測(cè)部141對(duì)氧飽和度(SpO₂)或光電容積脈搏波(PPG)中的某一項(xiàng)進(jìn)行測(cè)定；S12階段，利用由上述人體信息檢測(cè)部141檢測(cè)出的值對(duì)上述計(jì)算部130計(jì)算所得的上述血液內(nèi)的葡萄糖級(jí)別進(jìn)行補(bǔ)正。

此外，在計(jì)算部130計(jì)算出上述血液內(nèi)的葡萄糖級(jí)別之后，還包括：S10階段，通過(guò)人體信息檢測(cè)部141對(duì)皮膚電反射(GSR)或體溫中的某一項(xiàng)進(jìn)行測(cè)定；S12階段，利用由上述人體信息檢測(cè)部141檢測(cè)出的值對(duì)上述計(jì)算部130計(jì)算所得的上述血液內(nèi)的葡萄糖級(jí)別進(jìn)行補(bǔ)正。

此外，在上述計(jì)算部130計(jì)算出上述血液內(nèi)的葡萄糖級(jí)別之后，還包括：S11階段，通過(guò)呼吸形態(tài)檢測(cè)部143對(duì)呼吸形態(tài)進(jìn)行測(cè)定；S12階段，利用由上述呼吸形態(tài)檢測(cè)部143檢測(cè)出的值對(duì)上述計(jì)算部130計(jì)算所得的上述血液內(nèi)的葡萄糖級(jí)別進(jìn)行補(bǔ)正。

上面，對(duì)適用本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，本發(fā)明可使用各種變化和變更以及均等物?？梢悦鞔_的是，本發(fā)明可以通過(guò)對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖冃味鴮?shí)現(xiàn)相同的應(yīng)用效果。所以，上述記載內(nèi)容并不是對(duì)本發(fā)明的范圍做出的限定，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書(shū)確定。