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基于近紅外光譜分析的血糖無創(chuàng)檢測儀及其實現(xiàn)方法與流程

文檔序號:12531372閱讀:824來源:國知局
基于近紅外光譜分析的血糖無創(chuàng)檢測儀及其實現(xiàn)方法與流程

本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種基于近紅外光譜分析的血糖無創(chuàng)檢測儀及其實現(xiàn)方法。



背景技術(shù):

糖尿病是一種世界范圍內(nèi)的流行疾病。據(jù)世界衛(wèi)生組織(World Health Organization,WHO)估計,目前全世界有1.8億人患有糖尿病,并且這一數(shù)字到2030年將增加一倍以上。

我國糖尿病患者超過1億人,已成為世界上糖尿病患病人數(shù)最多的國家,而糖尿病前期人群高達(dá)50.1%。在糖尿病患者人群中,只有30.1%的人之前得到診斷、25.8%的人得到治療,經(jīng)過治療的患者也只有39.7%得到了控制。因此,我國糖尿病患者基數(shù)龐大、診治普及度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,治療緩解率也非常低,給中國帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),預(yù)計2030年將達(dá)3600億人民幣。如果被診斷的患者得不到良好的治療和管理,糖尿病并發(fā)癥將給個人、家庭和國家?guī)砀林氐木窈徒?jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。因此提高糖尿病患者的檢出率、管理率及控制率,預(yù)防并發(fā)癥等具有重要意義。目前常用的血糖檢測方法是在受檢者指尖取血樣檢測,這種檢測方法雖然極大地提高了對糖尿病人的護(hù)理水平,但是這種檢測方法也存在一些缺點(diǎn),比如其操作給患者造成疼痛;指尖取血有感染其它疾病的危險,給患者造成心理上的壓力;不利于血糖的頻繁檢測,并且檢測的成本較高等。同時這種頻率不高的離散時間點(diǎn)的檢測可能會出現(xiàn)漏掉一些血糖高于或低于正常水平的情況,從而對糖尿病的護(hù)理不利。因此,迫切需要使用新方法開發(fā)新的無創(chuàng)血糖檢測儀器,來適應(yīng)糖尿病患者檢測頻度的需要。

目前,無創(chuàng)血糖的檢測方法主要有電化學(xué)法和光學(xué)法兩大類。其中,電化學(xué)法有時也被劃為微創(chuàng)的范圍,它對皮膚經(jīng)常會有比較強(qiáng)烈的刺激作用。在光學(xué)方法中,專利“無創(chuàng)血糖快速檢測的方法和裝置中”利用的是脈沖激光器,且僅進(jìn)行了漫反射光線信號的分析,未對透射光線信號進(jìn)行利用,同時僅進(jìn)行了一次檢測,存在不穩(wěn)定性和偶然性。

近紅外無創(chuàng)血糖檢測技術(shù)由于其自身的優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是一種最有應(yīng)用前途的無創(chuàng)血糖檢測技術(shù)之一,如何利用近紅外光的優(yōu)點(diǎn),實現(xiàn)滿足臨床精度要求的血糖的無創(chuàng)檢測,同時適于實際操作的檢測設(shè)備,成為本技術(shù)領(lǐng)域有待解決的問題。為了解決上述問題,本案發(fā)明人結(jié)合自身經(jīng)驗研發(fā)了一種精度高、抗干擾能力強(qiáng)的基于近紅外光譜分析的血糖無創(chuàng)檢測儀,并提出了其實現(xiàn)的方法。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的在于提供一種設(shè)計合理、精度高、抗干擾能力強(qiáng)的基于近紅外光譜分析的血糖無創(chuàng)檢測儀及其實現(xiàn)方法。

為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:

本發(fā)明首先提供了一種基于近紅外光譜分析的血糖無創(chuàng)檢測儀,該血糖無創(chuàng)檢測儀包括外部的便攜式殼體,置于殼體表面的顯示器,以及內(nèi)置于在所述殼體內(nèi)的智能處理器、半導(dǎo)體激光模塊、光纖耦合器、分光器、法蘭盤、信號處理電路、以及檢測探頭,其特征在于:所述智能處理器包括用以將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、用以控制所述半導(dǎo)體激光模塊分時工作并對轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進(jìn)行數(shù)據(jù)分析以及核心算法運(yùn)算的中央處理器(CPU)、用以對所述轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進(jìn)行濾波降噪處理的濾波模塊、用以存儲所述中央處理器(CPU)運(yùn)算得到的血糖檢測數(shù)據(jù)結(jié)果的存儲器、用以為中央處理器(CPU)提供電源的電源模塊、以及用以與外界進(jìn)行相互通信的通信模塊。

所述半導(dǎo)體激光模塊包括兩個用以發(fā)射不用波長激光的半導(dǎo)體激光器一、半導(dǎo)體激光器二,以及用以驅(qū)動所述半導(dǎo)體激光器一、半導(dǎo)體激光器二的激光驅(qū)動電路一、激光驅(qū)動電路二。

所述信號處理電路包括四路光電探測器,初級放大電路、次級放大電路、濾波電路、以及模擬輸出模塊;

其中,所述四路光電探測器包括用以探測一路入射光線信號的入射光線光電探測器、用以探測漫反射光線信號的漫反射光線光電探測器一、用以探測漫反射光線信號的漫反射光線光電探測器二、以及用以探測透射光線信號的透射光線光電探測器,同時所述四路光電探測器根據(jù)探測到的信號強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電流信號輸出給所述初級放大電路;所述初級放大電路用以將所述四路光電探測器傳輸?shù)碾娏餍盘栟D(zhuǎn)換為電壓信號,并進(jìn)行一定倍數(shù)的放大處理后傳輸給所述次級放大電路;所述次級放大電路用以將所述的電壓信號進(jìn)行再放大,輸出給所述濾波模塊,進(jìn)行濾波降噪處理,之后傳輸給所述模擬輸出模塊;所述模擬輸出模塊與所述智能處理器相連,用以將所述處理后的電壓信號輸出給所述智能處理器的所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。

所述光纖耦合器與所述半導(dǎo)體激光模塊通過法蘭盤固定的光纖連接,用以將發(fā)射兩個不同波長激光的耦合到一路光纖輸出。

所述分光器與所述光纖耦合器通過法蘭盤固定的光纖連接,用以將所述光纖耦合器耦合后的一路光纖輸出的激光分成相同強(qiáng)度的兩束激光,分別輸入到所述檢測探頭,以及所述信號處理電路的探測入射光線信號的一路光電探測器內(nèi)。

所述檢測探頭內(nèi)置一個檢測空腔,用以放置人體的手指進(jìn)行檢測,其中,所述檢測空腔內(nèi)包括一路入射光線探頭、與所述入射光線探頭在同一側(cè)并對稱分布于所述入射光線探頭兩側(cè)的漫反射光線探頭一與漫反射光線探頭二、以及一路與所述入射光線探頭在對側(cè)并處于一條直線上的透射光線探頭。

本發(fā)明還提供了一種基于近紅外光譜分析的血糖無創(chuàng)檢測的實現(xiàn)方法,該方法包括以下步驟:

步驟S01、將人體的手指放入所述檢測探頭的檢測空腔內(nèi),通過所述智能處理器的所述中央處理器(CPU)發(fā)出分時控制信號,首先控制所述半導(dǎo)體激光模塊中所述激光驅(qū)動電路一開啟,進(jìn)而控制所述半導(dǎo)體激光器一打開發(fā)出波長為1310nm的激光;

步驟S02、激光經(jīng)過所述光纖耦合器后,射入所述的分光器,所述分光器將該激光分為相同強(qiáng)度的兩束激光,分別輸入到所述檢測探頭的所述的一路入射光線探頭內(nèi),以及所述信號處理電路的所述入射光線光電探測器內(nèi);

步驟S03、所述檢測探頭內(nèi)的所述漫反射光線探頭一、以及所述漫反射光線探頭二以及所述透射探頭分別接收到所述入射光線探頭發(fā)出的光線照射在人體手指后的漫反射光線信號,以及透射光線信號;

步驟S04、檢測探頭接收到的漫反射光線信號以及透射光線信號,通過光纖傳輸?shù)剿鲂盘柼幚黼娐?,所述光線信號經(jīng)所述信號處理電路后,產(chǎn)生對應(yīng)的4組模擬信號傳輸給所述智能處理器;

步驟S05、所述智能處理器中的所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,經(jīng)過所述濾波模塊進(jìn)行濾波降噪處理后,傳輸給所述中央處理器(CPU),所述中央處理器(CPU)利用所述存儲器對接收到的4組數(shù)字信號進(jìn)行存儲;

步驟S06、所述中央處理器(CPU)控制所述半導(dǎo)體激光模塊中所述激光驅(qū)動電路一關(guān)閉,進(jìn)而控制所述半導(dǎo)體激光器一關(guān)閉,同時控制所述激光驅(qū)動電路二開啟,進(jìn)而控制所述半導(dǎo)體激光器二開啟并發(fā)出波長為1550nm的光線,按照所述步驟S02到所述步驟S05再進(jìn)行一次數(shù)據(jù)的采集與存儲,所述的存儲器中再存儲4組數(shù)據(jù);

步驟S07、按照所述步驟S02到所述步驟S06共進(jìn)行m次,每次有n個采樣點(diǎn),進(jìn)而在所述存儲器共存儲8組數(shù)據(jù),每個波長下對應(yīng)4組數(shù)據(jù),所述中央處理器(CPU)對每組數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加平均運(yùn)算,運(yùn)算公式如下:

<mrow> <msub> <mi>X</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>m</mi> </munderover> <msub> <mi>X</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>/</mo> <mi>m</mi> </mrow>

其中,Xij(n)表示第i個波長下的第j組信號的第n個采樣點(diǎn);i=1,2;j=1,2,3,4;n=1,2,…,fs;m表示檢測次數(shù);nk表示第k次測量時的第n個采樣點(diǎn),得到的每一組信號Xij(n)再利用小波變換進(jìn)行小波分解,進(jìn)一步濾除高頻噪聲,取小波分解后的逼近信號作為每一組最后用于分析的信號;

步驟S08、利用第i個波長下的4組信號中的入射光線信號作為參考信號,為兩路漫反射光線信號,為透射光線信號信號,計算第i個波長下的3個相對光強(qiáng)計算公式如下:

<mrow> <msub> <mi>I</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>k</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mn>20</mn> <mi>l</mi> <mi>o</mi> <mi>g</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mo>(</mo> <mrow> <munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mrow> <mi>f</mi> <mi>s</mi> </mrow> </munderover> <msubsup> <mi>A</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mn>1</mn> </mrow> <mi>L</mi> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>/</mo> <msubsup> <mi>A</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mi>L</mi> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mo>)</mo> <mo>/</mo> <mi>f</mi> <mi>s</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

其中,Iik表示第i個波長下的2路漫反射光線信號檢測吸光度以及1路透射光線信號檢測吸光度,k=1,2,3;

步驟S09、所述中央處理器(CPU)利用S08中計算得到的6個吸光度,通過內(nèi)部的核心算法運(yùn)算,按下式計算:

C=a×(I11-I21)+b×(I12-I22)+c×(I13-I23)

式中,a,b,c為模型系數(shù),進(jìn)而得到血糖值C并通過所述中央處理器(CPU)控制顯示在顯示器上,同時存儲在所述存儲器中便于以后進(jìn)行健康管理。

所述步驟S04中所述的信號處理電路將通過如下步驟來實現(xiàn)信號處理:

步驟S041、四路光電探測器探測到光纖傳來的四路光線信號后,分別對應(yīng)將入射光線信號、兩路漫反射光線信號、以及透射光線信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電流信號輸出給所述的初級放大電路;

步驟S042、所述初級放大電路將所述四路光電探測器傳輸?shù)碾娏餍盘栟D(zhuǎn)換為電壓信號,并進(jìn)行一定倍數(shù)的放大處理后傳輸給所述次級放大電路;

步驟S043、所述次級放大電路將所述的電壓信號進(jìn)行再放大,輸出給所述濾波模塊,進(jìn)行濾波降噪處理,之后傳輸給所述模擬輸出模塊;

步驟S044、所述模擬輸出模塊將所述處理后的電壓信號輸出給所述智能處理器的所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。

本發(fā)明的有益效果是:光路傳遞系統(tǒng)簡單,結(jié)構(gòu)合理,該儀器有更高的穩(wěn)定性及可靠性,基于近紅外光譜分析,采集分析多路的漫反射信號以及透射信號,進(jìn)而最大程度降低檢測者個體差異以及檢測條件帶來的測量誤差,提高了檢測精度,同時濾波及降噪模塊增強(qiáng)了儀器的抗干擾能力,減小波動誤差,該儀器可方便地實現(xiàn)無創(chuàng)檢測,并可以大量存儲檢測者的血糖信息,方便對檢測者血糖濃度變化情況進(jìn)行趨勢分析以及健康管理,更好的地進(jìn)行診斷治療。

附圖說明

圖1是本發(fā)明:基于近紅外光譜分析的血糖無創(chuàng)檢測儀的框架示意圖。

圖2是本發(fā)明:半導(dǎo)體激光模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明:信號處理電路的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明:檢測探頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明:基于近紅外光譜分析的血糖無創(chuàng)檢測方法的流程圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)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(hù)的范圍。

參照圖1所示的一種基于近紅外光譜分析的血糖無創(chuàng)檢測儀1,該血糖無創(chuàng)檢測儀1包括外部的便攜式殼體2,置于殼體表面的顯示器3,以及內(nèi)置于在所述殼體內(nèi)的智能處理器4、半導(dǎo)體激光模塊5、光纖耦合器6、分光器7、法蘭盤8、信號處理電路9、以及檢測探頭10,其特征在于:所述智能處理器4包括用以將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊41、用以控制所述半導(dǎo)體激光模塊5分時工作并對轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進(jìn)行數(shù)據(jù)分析以及核心算法運(yùn)算的中央處理器(CPU)42、用以對所述轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進(jìn)行濾波降噪處理的濾波模塊43、用以存儲所述中央處理器(CPU)42運(yùn)算得到的血糖檢測數(shù)據(jù)結(jié)果的存儲器44、用以為中央處理器(CPU)42提供電源的電源模塊45、以及用以與外界進(jìn)行相互通信的通信模塊46。

所述半導(dǎo)體激光模塊5與所述中央處理器(CPU)42直接連接,包括兩個用以發(fā)射不用波長激光的半導(dǎo)體激光器一51、半導(dǎo)體激光器二52,以及用以驅(qū)動所述半導(dǎo)體激光器一51、半導(dǎo)體激光器二52的激光驅(qū)動電路一53、激光驅(qū)動電路二54。

所述信號處理電路9包括四路光電探測器91,初級放大電路92、次級放大電路93、濾波電路94、以及模擬輸出模塊95;

其中,所述四路光電探測器91包括用以探測一路入射光線信號的入射光線光電探測器911、用以探測漫反射光線信號的漫反射光線光電探測器一912、用以探測漫反射光線信號的漫反射光線光電探測器二913、以及用以探測透射光線信號的透射光線光電探測器914,同時所述四路光電探測器91根據(jù)探測到的信號強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電流信號輸出給所述初級放大電路92;所述初級放大電路92用以將所述四路光電探測器91傳輸?shù)碾娏餍盘栟D(zhuǎn)換為電壓信號,并進(jìn)行一定倍數(shù)的放大處理后傳輸給所述次級放大電路93;所述次級放大電路93用以將所述的電壓信號進(jìn)行再放大,輸出給所述濾波模塊94,進(jìn)行濾波降噪處理,之后傳輸給所述模擬輸出模塊95;所述模擬輸出模塊95與所述智能處理器4相連,用以將所述處理后的電壓信號輸出給所述智能處理器4的所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊41。

所述光纖耦合器6與所述半導(dǎo)體激光模塊5通過法蘭盤8固定的光纖連接,用以將發(fā)射兩個不同波長激光的耦合到一路光纖輸出給分光器7。

所述分光器7與所述光纖耦合器6通過法蘭盤8固定的光纖連接,用以將所述光纖耦合器6耦合后的一路光纖輸出的激光分成相同強(qiáng)度的兩束激光,分別輸入到所述檢測探頭10,以及所述信號處理電路9的探測入射光線信號的入射光線光電探測器911內(nèi)。

所述檢測探頭10內(nèi)置一個檢測空腔11,用以放置人體的手指進(jìn)行檢測,其中,所述檢測空腔11內(nèi)包括一路入射光線探頭12、與所述入射光線探頭12在同一側(cè)并對稱分布于所述入射光線探頭兩側(cè)的漫反射光線探頭一13與漫反射光線探頭二14、以及一路與所述入射光線探頭在對側(cè)并處于一條直線上的透射光線探頭15,其中,漫反射光線探頭一13、漫反射光線探頭二14、以及透射光線探頭15通過光纖與所述信號處理電路9中的漫反射光線光電探測器一912、漫反射光線光電探測器二913、以及透射光線光電探測器914相連。

本發(fā)明還提供了一種基于近紅外光譜分析的血糖無創(chuàng)檢測的實現(xiàn)方法,該方法包括以下步驟:

步驟S01、啟動半導(dǎo)體激光器一:將人體的手指放入所述檢測探頭10的檢測空腔11內(nèi),通過所述智能處理器4的所述中央處理器(CPU)41發(fā)出分時控制信號,首先控制所述半導(dǎo)體激光模塊5中所述激光驅(qū)動電路一53開啟,進(jìn)而控制所述半導(dǎo)體激光器一51打開發(fā)出波長為1310nm的激光;

步驟S02、光線耦合并分光:激光經(jīng)過所述光纖耦合器6后,射入所述的分光器7,所述分光器7將該激光分為相同強(qiáng)度的兩束激光,分別輸入到所述檢測探頭10的所述的一路入射光線探頭12內(nèi),以及所述信號處理電路9的所述入射光線光電探測器911內(nèi);

步驟S03、檢測探頭發(fā)出光線:所述檢測探頭10內(nèi)的所述漫反射光線探頭一13、以及所述漫反射光線探頭二14以及所述透射探頭15分別接收到所述入射光線探頭12發(fā)出的光線照射在人體手指后的漫反射光線信號,以及透射光線信號;

步驟S04、信號處理電路處理信號:檢測探頭10接收到的漫反射光線信號以及透射光線信號,通過光纖傳輸?shù)剿鲂盘柼幚黼娐?,所述光線信號經(jīng)所述信號處理電路9后,產(chǎn)生對應(yīng)的4組模擬信號傳輸給所述智能處理器4;

步驟S05、智能處理器處理信號:所述智能處理器4中的所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器41將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,經(jīng)過所述濾波模塊43進(jìn)行濾波降噪處理后,傳輸給所述中央處理器(CPU)42,所述中央處理器(CPU)42利用所述存儲器44對接收到的4組數(shù)字信號進(jìn)行存儲;

步驟S06、啟動半導(dǎo)體激光器二:所述中央處理器(CPU)42控制所述半導(dǎo)體激光模塊5中所述激光驅(qū)動電路一53關(guān)閉,進(jìn)而控制所述半導(dǎo)體激光器一51關(guān)閉,同時控制所述激光驅(qū)動電路二54開啟,進(jìn)而控制所述半導(dǎo)體激光器二52開啟并發(fā)出波長為1550nm的光線,按照所述步驟S02到所述步驟S05再進(jìn)行一次數(shù)據(jù)的采集與存儲,所述的存儲器44中再存儲4組數(shù)據(jù);

步驟S07、進(jìn)行多次采樣:按照所述步驟S02到所述步驟S06共進(jìn)行m次,每次有n個采樣點(diǎn),進(jìn)而在所述存儲器44共存儲8組數(shù)據(jù),每個波長下對應(yīng)4組數(shù)據(jù),所述中央處理器(CPU)42對每組數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加平均運(yùn)算,運(yùn)算公式如下:

<mrow> <msub> <mi>X</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow> <mi>k</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>m</mi> </munderover> <msub> <mi>X</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>n</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>/</mo> <mi>m</mi> </mrow>

其中,Xij(n)表示第i個波長下的第j組信號的第n個采樣點(diǎn);i=1,2;j=1,2,3,4;n=1,2,…,fs;m表示檢測次數(shù);nk表示第k次測量時的第n個采樣點(diǎn),得到的每一組信號Xij(n)再利用小波變換進(jìn)行小波分解,進(jìn)一步濾除高頻噪聲,取小波分解后的逼近信號作為每一組最后用于分析的信號;

步驟S08、計算相對光強(qiáng):利用第i個波長下的4組信號中的入射光線信號作為參考信號,為兩路漫反射光線信號,為透射光線信號信號,計算第i個波長下的3個相對光強(qiáng)計算公式如下:

<mrow> <msub> <mi>I</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>k</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <mn>20</mn> <mi>l</mi> <mi>o</mi> <mi>g</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mo>(</mo> <mrow> <munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mrow> <mi>f</mi> <mi>s</mi> </mrow> </munderover> <msubsup> <mi>A</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mn>1</mn> </mrow> <mi>L</mi> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>/</mo> <msubsup> <mi>A</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>k</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mi>L</mi> </msubsup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>n</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mo>)</mo> <mo>/</mo> <mi>f</mi> <mi>s</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>

其中,Iik表示第i個波長下的2路漫反射光線信號檢測吸光度以及1路透射光線信號檢測吸光度,k=1,2,3;

步驟S09、計算血糖濃度:所述中央處理器(CPU)42利用S08中計算得到的6個吸光度,通過內(nèi)部的核心算法運(yùn)算,按下式計算:

C=a×(I11-I21)+b×(I12-I22)+c×(I13-I23)

式中,a,b,c為模型系數(shù),當(dāng)a=0,b=0而c≠0時單獨(dú)應(yīng)用近紅外光譜透射光線原理實現(xiàn)血糖無創(chuàng)檢測;當(dāng)a≠0或b≠0而c=0時單獨(dú)應(yīng)用近紅外光譜漫反射光線原理實現(xiàn)血糖無創(chuàng)檢測;當(dāng)a≠0或b≠0且c=0并且時應(yīng)用近紅外光譜漫反射透射復(fù)合原理實現(xiàn)血糖無創(chuàng)檢測。a,b,c的值可以根據(jù)檢測計算得到的6個吸光度值自適應(yīng)確定,進(jìn)而得到血糖值C并通過所述中央處理器(CPU)控制顯示在顯示器上,同時存儲在所述存儲器44中便于以后進(jìn)行健康管理以及診斷治療。

所述步驟S04中所述的信號處理電路9將通過如下步驟來實現(xiàn)信號處理:

步驟S041、光電探測器探測光信號:四路光電探測器91探測到光纖傳來的四路光線信號后,分別對應(yīng)將入射光線信號、兩路漫反射光線信號、以及透射光線信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電流信號輸出給所述的初級放大電路92;

步驟S042、初級放大電路放大:所述初級放大電路92將所述四路光電探測器91傳輸?shù)碾娏餍盘栟D(zhuǎn)換為電壓信號,并進(jìn)行一定倍數(shù)的放大處理后傳輸給所述次級放大電路93;

步驟S043、次級放大并濾波:所述次級放大電路93將所述的電壓信號進(jìn)行再放大,輸出給所述濾波模塊94,進(jìn)行濾波降噪處理,之后傳輸給所述模擬輸出模塊95;

步驟S044、模擬信號輸出:所述模擬輸出模塊95將所述處理后的電壓信號輸出給所述智能處理器4的所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊41。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細(xì)節(jié),而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下,能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此,無論從哪一點(diǎn)來看,均應(yīng)將實施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定,因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。

此外,應(yīng)當(dāng)理解,雖然本說明書按照實施方式加以描述,但并非每個實施方式僅包含一個獨(dú)立的技術(shù)方案,說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個整體,各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合,形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。

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