本發(fā)明涉及一種用于血糖血脂無創(chuàng)核磁共振檢測的方法。
背景技術(shù):
糖尿病是一種新陳代謝障礙疾病,臨床特征表現(xiàn)為高血糖,因此血液中血糖的濃度是評判糖尿病的主要依據(jù)。目前臨床上血糖檢測的常用方法是通過針頭穿刺抽血或者手指扎針取血后進行血生化分析。血糖的生化分析方法具有準(zhǔn)確性高的特點,但是由于糖尿病患者在診治過程中一般每天至少需要測量3次以上血糖水平。頻繁的進行有創(chuàng)采血分析不但需要耗費大量的試劑,同時也將極大的增加患者的身體和心理負擔(dān),并且還存在感染的風(fēng)險。因此研究一種能夠?qū)崿F(xiàn)人體血糖精確無創(chuàng)低成本檢測的方法具有極其重要的社會價值和經(jīng)濟意義。
然而截至目前,尚未出現(xiàn)一種能夠有效的應(yīng)用于臨床的血糖無創(chuàng)檢測方法,并且當(dāng)前研究的血糖無創(chuàng)檢測方法大多數(shù)是基于測量人體的其它非血液成分,比如眼房前水、皮膚、呼吸標(biāo)記物、唾液、和尿等。這些非血液成分的特征能否真實反映人體血糖的值,是否存在個體差異性還有待于臨床的進一步深入探索。同時臨床診斷表明,大部分糖尿病患者伴隨著血脂的異常,并最終死于血管類疾病,因此有必要對血糖血脂進行同時檢測,而目前研究的血糖無創(chuàng)檢測方法僅能反應(yīng)血糖這一項指標(biāo),不能同時實現(xiàn)對血液中血脂的檢測。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種用于血糖血脂無創(chuàng)核磁共振檢測的方法,為糖尿病的診斷和治療提高提供科學(xué)的依據(jù)。
為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供一種用于血糖血脂無創(chuàng)核磁共振檢測的方法,提供血糖血脂無創(chuàng)核磁共振檢測模塊和血糖血脂微創(chuàng)核磁共振精確檢測模塊;
對人體進行采血,將血樣與特異性磁珠輸送至血糖血脂微創(chuàng)精確測量模塊,并采集血樣的核磁共振信號,基于分析不同濃度血糖血脂核磁共振信號的差異特征如核磁共振信號的弛豫速率,也可以是其它的有效核磁共振信號特征參數(shù)。建立血糖血脂核磁共振信號與濃度的映射關(guān)系,給出采集血樣的血糖血脂濃度值;并將該血糖血脂濃度值作為血糖血脂無創(chuàng)檢測模塊的初始值;
再通過血糖血脂無創(chuàng)核磁共振檢測模塊采集人體的初始核磁共振信號,并將該初始核磁共振信號匹配上述初始值;
之后在不同時間段測量人體的核磁共振信號,提取信號的波動特征,采用多變量分析方法如最小二乘法、主成分分析或聚類分析等,也可以是其它多變量分析方法,分析采集到的核磁共振特征參數(shù)如橫向弛豫時間、縱向弛豫時間、擴散系數(shù)、旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中縱向弛豫時間等,也可以是其它有效核磁共振特征參數(shù),給出人體的在上述不同的時間段的血糖血脂變化情況。
進一步的,所述血糖血脂微創(chuàng)精確測量模塊包括采集板,該采集板上設(shè)有微流控檢測線圈入口、連通微流控檢測線圈入口的螺旋型微流道、廢液排出口、磁珠排出口、連通螺旋型微流道中央出口的檢測線圈。
對人體進行微創(chuàng)采血的方法是將血樣與特異性磁珠輸送至血糖血脂微創(chuàng)精確測量模塊的微流控檢測線圈入口,在探頭中經(jīng)過螺旋型微流道的混合與分選,磁珠與血樣成團聚并進入檢測線圈中,廢液從廢液排出口流出,自由磁珠從磁珠排出口排出。
另外提供雙通道電子控制系統(tǒng),雙通道電子控制系統(tǒng)發(fā)射射頻脈沖,采集目標(biāo)檢測物的核磁共振信號,經(jīng)過數(shù)據(jù)處理分析,給出采集血樣的血糖血脂濃度值。
雙通道電子控制系統(tǒng)的一個通道用于發(fā)射射頻脈沖并接收處理血糖血脂無創(chuàng)核磁共振檢測模塊的核磁共振信號;另一個通道用于發(fā)射射頻脈沖并接收處理血糖血脂微創(chuàng)核磁共振精確檢測模塊的核磁共振信號。
所述血糖血脂無創(chuàng)核磁共振檢測模塊包括采集線圈及包圍采集線圈的磁體。
人體插入血糖血脂無創(chuàng)檢測模塊的線圈位置,雙通道電子控制系統(tǒng)發(fā)射射頻脈沖,采集手指的核磁共振信號。
有益效果:本發(fā)明提供的一種用于血糖血脂無創(chuàng)核磁共振檢測的方法,可以對人體的血糖血脂數(shù)據(jù)進行長期無創(chuàng)檢測,醫(yī)學(xué)工作者可以從病人獲得長期的多點數(shù)據(jù),可以有效的跟蹤疾病的治療效果,并根據(jù)需要實時改進治療方案,該方法也適用于患者在家里實時觀察自己相關(guān)疾病指標(biāo)的變化情況,科學(xué)判斷飲食、運動、睡眠等對疾病的影響。此外,該方法也適用于科學(xué)工作者研究藥物對疾病的治療效果。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的原理示意圖。
圖2為本發(fā)明的應(yīng)用實施例示意圖。
圖3為本發(fā)明的無創(chuàng)檢測模塊磁體和線圈部件示意圖。
圖4為本發(fā)明的微創(chuàng)精確測量模塊微流控檢測線圈示意圖。
圖5為本發(fā)明的血糖濃度與核磁共振弛豫時間的關(guān)系圖譜。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
原子核磁共振技術(shù)基于原子核在外部磁場環(huán)境下自旋共振時產(chǎn)生的電磁感應(yīng)信號實現(xiàn)對物質(zhì)的成份和分子結(jié)構(gòu)分析,是一種無損非接觸式檢測。質(zhì)子在不同的化學(xué)環(huán)境中存在不同的動力學(xué)特性,從而產(chǎn)生不同的弛豫行為,核磁共振技術(shù)依據(jù)這一特性實現(xiàn)物質(zhì)的鑒別。血液中存在大量的氫原子核,血液中血糖血脂的濃度不同,氫原子核所處的化學(xué)環(huán)境也將不同。因此,利用核磁共振技術(shù)從原理上可以實現(xiàn)血液中血糖血脂的同時檢測,本發(fā)明即基于該原理提供一種用于血糖血脂無創(chuàng)核磁共振檢測的方法。
本發(fā)明的一種用于血糖血脂無創(chuàng)核磁共振檢測的方法包括血糖血脂無創(chuàng)核磁共振檢測模塊(201)和血糖血脂微創(chuàng)核磁共振精確檢測模塊(202)。測量時,首先對人體進行微創(chuàng)采血,將采集血樣與特異性磁珠輸送至血糖血脂微創(chuàng)精確測量模塊的微流控檢測線圈中入口(401),在探頭中經(jīng)過螺旋型微流道結(jié)構(gòu)(404)的充分混合與分選,磁珠與目標(biāo)檢測物形成團聚并進入檢測線圈(405)中,廢液從出口(402)流出,自由磁珠經(jīng)濾膜(406)過濾經(jīng)過下層流道(407)從出口(403)排出。雙通道電子控制系統(tǒng)(203)發(fā)射射頻脈沖,采集目標(biāo)檢測物的核磁共振信號,基于分析不同濃度血糖血脂核磁共振信號的差異特征如核磁共振信號的弛豫速率,也可以是其它的有效核磁共振信號特征參數(shù),建立血糖血脂核磁共振信號與濃度的映射關(guān)系,給出采集血樣的血糖血脂濃度值。一種實施方式為:血糖血脂濃度的增加,會使血液的核磁共振信號的橫向弛豫速率加快,弛豫時間減小(參閱圖5),如此建立血糖血脂核磁共振信號與濃度的映射關(guān)系。將此濃度值,作為血糖血脂無創(chuàng)檢測模塊的初始值,人體手指插入血糖血脂無創(chuàng)檢測模塊的線圈(302)位置,探頭位于一圓形磁體(301)空隙的中心,雙通道電子控制系統(tǒng)(203)發(fā)射射頻脈沖,采集手指的核磁共振信號,該信號作為基準(zhǔn)信號,可以在不同的時間段測量手指的血糖血脂核磁共振信號,提取信號的波動特征,采用多變量分析方法如最小二乘法、主成分分析或聚類分析等,也可以是其它多變量分析方法,分析采集到的核磁共振特征參數(shù)如橫向弛豫時間、縱向弛豫時間、擴散系數(shù)、旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中縱向弛豫時間等,也可以是其它有效核磁共振特征參數(shù),經(jīng)過數(shù)據(jù)處理分析,給出人體的在不同的時間段的血糖血脂變化情況。例如,血糖血脂濃度對橫向弛豫時間、縱向弛豫時間、擴散系數(shù)、旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中縱向弛豫時間有不同程度的影響,利用最小二乘法,可以確定各個參數(shù)指標(biāo)對血糖血脂濃度影響的最佳比例系數(shù),得到血糖血脂濃度與這些參數(shù)的確切關(guān)系,使測量結(jié)果與實際誤差最小?;蚪Y(jié)合主成分分析的方法,把多參數(shù)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個綜合指標(biāo),從而快速的,最大化的反映血糖血脂濃度變化帶來差異,得到更加有效的血糖血脂的濃度變化信息。
上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,應(yīng)當(dāng)指出:本發(fā)明應(yīng)用不局限于發(fā)明中介紹的應(yīng)用實例,其中無創(chuàng)檢測模塊的磁體和線可以為其它結(jié)構(gòu),微創(chuàng)檢測模塊的微流控檢測線圈也可以為其它結(jié)構(gòu),在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出適當(dāng)改進和潤飾,所做改進和潤飾均包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。