專利名稱：無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)儀的制作方法
無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)儀
(一) 技術(shù)領(lǐng)域 本發(fā)明涉及一種血糖檢測(cè)儀。
(二)
背景技術(shù)：
糖尿病(diabetes mellitus)是由遺傳和環(huán)境因素相互作用而引起的一組代謝異常綜合 征，因胰島素分泌、胰島素作用或兩者同時(shí)存在缺陷，引起碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、水 和電解質(zhì)等的代謝紊亂，臨床以慢性(長(zhǎng)期)高血糖為主要共同特征。目前全世界的糖尿病患 者約1.32億，預(yù)計(jì)到2010年可達(dá)2.4億，新增糖尿病患者約3/4在發(fā)展中國(guó)家。我國(guó)目前有患 者2，000萬(wàn)-3，000萬(wàn)，糖耐量減退者3，000萬(wàn)-4，000萬(wàn)。這些數(shù)據(jù)還會(huì)以每年近千萬(wàn)的速度增 加。
糖尿病的病因和發(fā)病機(jī)制尚未完全明了，缺乏有效的病因治療方法，治療目標(biāo)只能是消 除癥狀，維持正常的生活質(zhì)量和工作能力，防止急性代謝紊亂發(fā)生，預(yù)防和延緩慢性并發(fā)征 的發(fā)生和發(fā)展。因此，糖尿病的治療是終身性的過(guò)程。除了胰島素和降糖藥物之外，飲食控 制也是糖尿病治療的基礎(chǔ)，而這些措施都離不開(kāi)對(duì)病人血糖值的正確獲取。
目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于血糖的檢測(cè)方法大多是有創(chuàng)性的，即需抽取患者血液后再采用葡萄糖 氧化酶法測(cè)定。靜脈全血、血漿或血清葡萄糖檢測(cè)在醫(yī)院進(jìn)行，毛細(xì)管全血葡萄糖檢測(cè)可用 小型血糖儀由病人自測(cè).為達(dá)到理想的血糖控制目標(biāo)，一日內(nèi)必須進(jìn)行多次檢測(cè)，至少包 括三餐前、后和睡前。疑有夜間低血糖，還需加測(cè)。這類方法雖然準(zhǔn)確率高，但也有不可避 免的缺點(diǎn)。首先是每日多次反復(fù)抽血給病人帶來(lái)很大的痛苦，其次是不論在醫(yī)院或在家自 檢，都需昂貴的葡萄糖氧化酶試劑或試紙，所以檢測(cè)費(fèi)用會(huì)造成患者的較大經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。此 外，在家自檢還可能產(chǎn)生采血污染和細(xì)菌感染等問(wèn)題。所以長(zhǎng)期以來(lái)各國(guó)的科研機(jī)構(gòu)和公司 都在加緊開(kāi)發(fā)無(wú)創(chuàng)式的血糖檢測(cè)技術(shù)和設(shè)備。
由于尿糖陽(yáng)性只能作為診斷糖尿病的重要線索，不能作為診斷依據(jù)，即使尿糖陰性也不 能排除糖尿病的可能。所以無(wú)創(chuàng)而簡(jiǎn)易的尿糖檢測(cè)方式已逐漸被淘汰。中國(guó)專利申請(qǐng)(申請(qǐng) 號(hào)99257958)提出一種不用試紙直接檢測(cè)尿酮含量的方法和設(shè)備，顯然是較過(guò)時(shí)的技術(shù)。人 們又把注意力轉(zhuǎn)向唾液。中國(guó)專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?9125993)提出檢測(cè)唾液中血糖的設(shè)備，但血 糖傳感器如何工作并未描述。中國(guó)專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?00420063305)在這方面有改進(jìn)，提出用 光學(xué)方法檢測(cè)唾液中的血糖。由于唾液中的血糖濃度只有血液中濃度的l/50至1/100，所以
這類技術(shù)對(duì)傳感器檢測(cè)精度的要求非常高，不易實(shí)現(xiàn)。汗液也成為人們關(guān)注的對(duì)象。中國(guó)專 利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?8111360)較早提出的方法是用一連接氣泵的探頭抽取手指頭表面的汗液和組 織液，再用葡萄糖氧化酶法檢測(cè)其中的血糖濃度。日本專利(2004-003826，中國(guó)申請(qǐng)?zhí)?200410081808)提出一種皮下組織液的提取器，通過(guò)僅穿過(guò)皮膚角質(zhì)層的提取孔抽取分泌物 后，再用酶法檢測(cè)。這類方法的缺點(diǎn)一是精度難以保證，二是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時(shí)也未解決依賴 葡萄糖氧化酶的問(wèn)題。
除從尿，唾液，汗液和皮膚組織液上想辦法外，許多專利還提出了利用各種物理化學(xué)效 應(yīng)直接從皮膚檢測(cè)血糖的方法。中國(guó)專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?3158142)提供了一個(gè)反離子電滲裝 置。該裝置將非常小的電流通過(guò)完整皮膚，葡萄糖標(biāo)本被收集到膠盤(pán)上，進(jìn)行測(cè)定。凝膠盤(pán) 含葡萄糖氧化酶，可將葡萄糖轉(zhuǎn)化為過(guò)氧化氫；生物傳感器測(cè)定生成的過(guò)氧化氫，產(chǎn)生電信 號(hào)，信號(hào)強(qiáng)度與病人的血糖濃度成正比。實(shí)際上該方法是一種變相提取組織液的技術(shù)。中 國(guó)專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?00410020169)提出一種所謂脈搏阻抗譜血糖或其他血液成分的無(wú)創(chuàng)檢測(cè) 裝置及其檢測(cè)方法，其檢測(cè)裝置由主控單元以及與主控單元連接的掃頻恒流源、測(cè)量單元、 顯示報(bào)警單元、存儲(chǔ)單元和通訊接口構(gòu)成。掃頻恒流源設(shè)置有一對(duì)激勵(lì)電極，測(cè)量單元設(shè)置 有一對(duì)測(cè)量電極，主控單元用于對(duì)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行控制，對(duì)動(dòng)態(tài)脈搏波阻抗譜數(shù)據(jù)進(jìn)行處 理，由此計(jì)算血糖和其它血液成分的濃度。此方法的基礎(chǔ)是建立在動(dòng)態(tài)脈搏波阻抗譜與血糖 有對(duì)應(yīng)關(guān)系的假定條件下。然而這種關(guān)系并未得到很嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)證實(shí)。美國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?60/173， 240和60/234002，國(guó)際申請(qǐng)?zhí)朠CT/US2000/035554)采用磁場(chǎng)作用于樣品(如血糖全 血)，從特征頻率上R f信號(hào)幅度減少的大小可以確定分析物(如血糖)的濃度。
從申請(qǐng)數(shù)量看，采用光學(xué)方法直接檢測(cè)皮膚毛細(xì)管全血中的血糖是目前最熱門(mén)的研究方 向。主要相關(guān)專利列舉如下韓國(guó)專利(15584/89， 11241/90)，美國(guó)專利(08/479， 164)， 美國(guó)專利(08/634， 849)，美國(guó)專利(60/103， 883)，美國(guó)專利(60/384， 609)，美國(guó)專利 (10/372,004)，日本專利(403518/00)，日本專利(83587/2002)，中國(guó)專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?01145153)，中國(guó)專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?2146704)，中國(guó)專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?00410034000)。這類 專利提出的方法不外乎采用各種不同類型的光(如遠(yuǎn)紅外線)照射人體某些部位(如皮膚和耳 朵)，根據(jù)血糖濃度的不同，其反射光或透射光將出現(xiàn)差異，再用光電轉(zhuǎn)換和數(shù)值分析技術(shù) 將差異轉(zhuǎn)換為血糖濃度值。這類方法必須解決的問(wèn)題有患者個(gè)體的差異，檢測(cè)部位的差異 和皮膚狀態(tài)的差異造成的誤差；測(cè)量的精度和可靠性；血中其它成份變化的影響；檢測(cè)數(shù)據(jù) 的處理等。
從商業(yè)化的角度看，目前已上市的無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)儀還很少，只有美國(guó)和日本開(kāi)發(fā)出檢測(cè)汗液和皮膚組織液中血糖的幾個(gè)產(chǎn)品。但常規(guī)的有創(chuàng)血糖儀已隨處可見(jiàn)。所以雖然已有眾多 的無(wú)創(chuàng)檢測(cè)專利，但要成為真正滿足患者實(shí)際需求的產(chǎn)品，還有很長(zhǎng)的路要走。
與本發(fā)明有一定關(guān)聯(lián)的國(guó)內(nèi)外專利列舉如下
美國(guó)專利(60/103， 883，中國(guó)申請(qǐng)?zhí)?9813406)提出一種非針刺的葡萄糖測(cè)量裝置和用 這種測(cè)量裝置測(cè)量人體中血糖濃度的方法。在該操作中，葡萄糖測(cè)量裝置是自標(biāo)準(zhǔn)化的，可 不用單獨(dú)的參考樣品。該裝置利用血糖濃度影響全反射紅外光譜的衰減的原理，向人體組織 (如手指)發(fā)射紅外光，并比較在兩個(gè)區(qū)域測(cè)定的紅外光譜的特征，由此可測(cè)定使用人的血糖 濃度。這種方法同樣面臨前述光學(xué)方法的很多困難，比如皮膚表皮角質(zhì)層的差異(厚薄，透 明度，干燥程度，油脂多少等)造成檢測(cè)數(shù)據(jù)失真等問(wèn)題。
日本株式會(huì)社日立制作所提出了一系列通過(guò)檢測(cè)皮膚溫度來(lái)獲取血糖的專利 (2003-195455， 2003-178619， 2003-129020， 2003-338580， 2003-331857， 2003-349792， 2003-404677， 2003-331857， 2004-040493， 2004-052072， 2004-055391)這些發(fā)明涉及在 不進(jìn)行血液取樣的條件下對(duì)生物活體內(nèi)的葡萄糖濃度進(jìn)行非入侵式測(cè)定的方法和設(shè)備。通過(guò) 溫度進(jìn)行的非侵入式測(cè)量獲得的血糖濃度需經(jīng)血氧飽和度和血液流動(dòng)體積進(jìn)行校正，從而得 到穩(wěn)定的測(cè)量數(shù)據(jù)。這種血糖水平測(cè)量設(shè)備包括了三種測(cè)量裝置:熱量測(cè)量裝置，用于測(cè)量 多個(gè)體表溫度，以獲得用于與計(jì)算從體表耗散的熱量有關(guān)的對(duì)流熱傳遞的熱量和輻射熱傳遞 的熱量的信息；血液流動(dòng)體積測(cè)量裝置，用于獲得測(cè)量點(diǎn)血液流動(dòng)的狀況；血氧飽和度測(cè)量 裝置用于獲得測(cè)量點(diǎn)血液氧含量的情況。這種方法必須考慮各種影響體表溫度測(cè)量準(zhǔn)確性的 因素，如環(huán)境溫度，風(fēng)速，陽(yáng)光，衣褲，傳感器與皮膚的接觸狀況，皮膚厚度甚至膚色的影 響。所以單作血液流動(dòng)體積和氧含量的修正是不夠的。可以想見(jiàn)，這種設(shè)備即使有效，也十 分復(fù)雜而昂貴，各種參數(shù)之間的關(guān)系，預(yù)設(shè)函數(shù)和數(shù)據(jù)的處理等問(wèn)題也都不好辦。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)儀，要解決傳統(tǒng)的血糖檢測(cè)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、測(cè)量 精度差的技術(shù)問(wèn)題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
這種無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)儀，包括外殼l、外殼內(nèi)部的機(jī)芯和與外殼連接的探測(cè)頭，其特征在
于
外殼表面上有操作按鍵7和用于標(biāo)定的有創(chuàng)檢測(cè)血糖值輸入鍵8;
機(jī)芯由以下順次連接的組件
(a)、用于將探測(cè)頭輸入的微弱溫度電信號(hào)放大的前置放大器；
(b) 、內(nèi)設(shè)參考電壓和時(shí)鐘的A/D轉(zhuǎn)換電路；
(c) 、用于數(shù)據(jù)處理的單片機(jī)系統(tǒng)，該單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)含有控制器、用于儲(chǔ)存檢測(cè)數(shù)據(jù)
和儲(chǔ)存有檢測(cè)程序和定量關(guān)系式的存儲(chǔ)器、用于將檢測(cè)數(shù)據(jù)與預(yù)存關(guān)系式進(jìn)行比較、分析和 處理的計(jì)算器，上述定量關(guān)系式是在離檢測(cè)較接近的時(shí)間內(nèi)，對(duì)同一患者采用標(biāo)準(zhǔn)有創(chuàng)血糖
檢測(cè)方法得到的血糖值與溫度變化特征參數(shù)的相互關(guān)系式；
(d) 、顯示器；
(e) 、聲響提示/報(bào)警電路；
(f) 、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源電路；
(g) 、電源開(kāi)關(guān)和交流電源插座； 探測(cè)頭由前端的溫度傳感器測(cè)溫觸頭和后部的耳孔適配器3連接而成，耳孔適配器3由中
部的熱敏電阻溫度傳感器3. 1、包覆的良導(dǎo)熱體填料3.2和與金屬外皮3.3組合而成，熱敏電 阻溫度傳感器3. l由導(dǎo)線4與將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的轉(zhuǎn)換電路和機(jī)芯內(nèi)的前置放大器連 接。
上述探測(cè)頭內(nèi)的溫度傳感器測(cè)溫觸頭可以是熱敏電阻傳感器、熱電偶傳感器、半導(dǎo)體PN
結(jié)型傳感器、石英晶體振蕩測(cè)溫傳感器或熱釋電紅外傳感器。
上述將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的轉(zhuǎn)換電路可以是惠斯通電橋轉(zhuǎn)換電路。 上述探測(cè)頭2可以與加熱-冷卻單元5連接，加熱-冷卻單元5用于對(duì)測(cè)溫探頭進(jìn)行加熱和
冷卻，使其達(dá)到預(yù)設(shè)的初始溫度，加熱-冷卻單元可以是半導(dǎo)體器件，或者是外加冷源或/和
外加熱源。
上述金屬外皮可以是與耳孔或腋下相配的貼塊式金屬外皮。 上述顯示器是LCD顯示器或數(shù)碼管顯示器，電源是交流電源或電池。 上述機(jī)芯內(nèi)還可置有時(shí)鐘、收音機(jī)和/或手機(jī)芯片。
上述(c)中的定量關(guān)系式可以是簡(jiǎn)單的系數(shù)、解析公式、經(jīng)驗(yàn)公式或存于數(shù)據(jù)庫(kù)中的 曲線形式。
上述(c)中的標(biāo)準(zhǔn)有創(chuàng)血糖檢測(cè)方法可以是葡萄糖氧化酶法的靜脈全血檢測(cè)方法或毛 細(xì)管全血檢測(cè)方法。
上述(c)中的存儲(chǔ)器內(nèi)可存有環(huán)境溫度與人體溫度特征參數(shù)之間的關(guān)系式，用于輸入 計(jì)算器，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校正。
本發(fā)明提出的無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)原理如下
眾所周知，機(jī)體所需能量的70%以上是由食物中的糖提供的。糖的消化產(chǎn)物葡萄糖可以糖原形式存儲(chǔ)在肝臟和肌肉中。但體內(nèi)組織中很多細(xì)胞存儲(chǔ)的糖原很少，必須依靠經(jīng)常從血 液攝取葡萄糖以滿足代謝和功能活動(dòng)的需要。而血液中的葡萄糖主要通過(guò)易化擴(kuò)散的方式進(jìn) 入這些組織細(xì)胞。所以，血液中的葡萄糖濃度維持在一定水平，具有重要意義。濃度過(guò)低， 不利于葡萄糖擴(kuò)散進(jìn)入各組織細(xì)胞；濃度過(guò)高，大量葡萄糖漿通過(guò)腎臟隨尿流失。肝臟內(nèi)含 有一定量的糖原儲(chǔ)備，在神經(jīng)-體液機(jī)制的調(diào)節(jié)下與血糖含量保持動(dòng)態(tài)平衡， 一方面，血糖 的消耗可以從肝糖原得到補(bǔ)充；另一方面，血糖濃度增高，如餐后吸收了較多的糖，則又在 肝臟合成糖原，存儲(chǔ)備用。其中，胰島素和其他激素起了重要作用。血糖濃度升高會(huì)迅速引 起胰島素的分泌。它使全身各組織加速攝取，利用和存儲(chǔ)葡萄糖，結(jié)果使血液葡萄糖濃度下 降。
所以，當(dāng)血液中葡萄糖濃度升高時(shí)，至少有兩方面的作用因素使得機(jī)體產(chǎn)熱量增加，或 者說(shuō)代謝率提高。 一是葡萄糖濃度升高使得擴(kuò)散過(guò)程加速，組織細(xì)胞易于獲得葡萄糖，其利 用葡萄糖的代謝過(guò)程將加速，必然產(chǎn)生額外的熱，因?yàn)闊崮苁亲畹托问降哪堋＿@是物理作用 為主的因素。二是胰島素的迅速分泌，促使各組織加速攝取和利用葡萄糖，其結(jié)果同樣會(huì)產(chǎn) 生額外的熱能。這是生化作用為主的因素。后者常被看作食物特殊動(dòng)力效應(yīng)產(chǎn)生的原因。所 謂食物特殊動(dòng)力效應(yīng)(spicific dynamic effect)，是指進(jìn)食后，機(jī)體產(chǎn)熱比未進(jìn)食前額 外增加的現(xiàn)象。但是，這種效應(yīng)一般是從進(jìn)食后l小時(shí)左右開(kāi)始，可延續(xù)到7-8小時(shí)以后。而 且其產(chǎn)熱與食物種類有關(guān)。對(duì)于混合食物，僅額外增加10%左右的熱量。
發(fā)明者大量精密設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)表明，這種額外產(chǎn)熱效應(yīng)在機(jī)體中并非均勻分布。在某些部 位，如腦部及接近頭部的耳腔，額外產(chǎn)熱效應(yīng)遠(yuǎn)比其他部位明顯，而且進(jìn)食后數(shù)分鐘內(nèi)就開(kāi) 始顯現(xiàn)，其額外產(chǎn)熱率可高達(dá)80%以上。這與腦組織耗能遠(yuǎn)高于其他組織，且均來(lái)自葡萄糖 的氧化代謝相關(guān)。在這些部位，應(yīng)該是前述兩種因素作用的結(jié)果，并非一般的食物特殊動(dòng)力 效應(yīng)。換言之，即使胰島素分泌少或胰島素抵抗，由于第一種因素的作用，機(jī)體還是能夠產(chǎn) 生明顯額外的熱量。反過(guò)來(lái)，由于腦組織代謝主要依靠血液中的葡萄糖， 一旦葡萄糖濃度過(guò) 低，易化擴(kuò)散困難，代謝率下降，產(chǎn)熱就會(huì)減少。如果不能在胰高血糖素的作用下讓肝糖原 轉(zhuǎn)化為葡萄糖進(jìn)入血液中，就會(huì)產(chǎn)生昏迷甚至抽搐。
綜上所述，血液中葡萄糖濃度的高低通過(guò)兩種作用機(jī)制與機(jī)體的產(chǎn)熱有正相關(guān)關(guān)系。如 果能將某時(shí)刻機(jī)體產(chǎn)熱效應(yīng)精確測(cè)出并標(biāo)準(zhǔn)化，就可能得到此時(shí)刻的血糖值，如果這種測(cè)量 方法是無(wú)創(chuàng)和快速的，就能實(shí)現(xiàn)血糖的無(wú)創(chuàng)快速檢測(cè)。
但是，機(jī)體某時(shí)刻產(chǎn)熱的多少，并不代表此時(shí)刻體溫的升高或降低。這是因?yàn)槿梭w產(chǎn)生 的熱，除了由呼出氣體，排泄和分泌物帶走很小一部分外，主要有身體表面發(fā)散到外環(huán)境 中。在一般生理情況下，生熱速度和散熱速度基本一致，產(chǎn)熱量大，散熱也就越大，反之亦 反，使體溫總能保持相對(duì)恒定。當(dāng)然，體溫在一晝夜中，會(huì)有周期性的波動(dòng)。清晨2-5時(shí)最 低，下午2-5時(shí)最高。但體溫的日節(jié)律(circadian rhythm)只與地球自轉(zhuǎn)周期相吻合，而 與肌肉活動(dòng)，耗氧量和進(jìn)食等無(wú)因果關(guān)系，是一種內(nèi)在的節(jié)律。所以，單純靠深部體溫的檢 測(cè)很難將機(jī)體的產(chǎn)熱效應(yīng)量化?？紤]到體表溫度受環(huán)境溫度，風(fēng)速，穿著等因素的影響很 大，如果僅測(cè)體表溫度，其難度將更大。除非同時(shí)檢測(cè)血流量和耗氧量(它與葡萄糖代謝率 相關(guān))等參數(shù)，作為溫度檢測(cè)結(jié)果的修正，才可能接近真實(shí)的產(chǎn)熱效應(yīng)。這正是前述日本株 式會(huì)社日立制作所提出的一系列通過(guò)檢測(cè)皮膚溫度來(lái)獲取血糖的專利技術(shù)?？紤]到這種方式 的難度和成本，本發(fā)明采取完全不同的另一種技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)相同的目的。 與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下特點(diǎn)和有益效果
本發(fā)明涉及一種全新、可靠而又相對(duì)簡(jiǎn)單的無(wú)創(chuàng)血糖快速檢測(cè)設(shè)備。這種設(shè)備已經(jīng)過(guò)發(fā) 明者反復(fù)測(cè)試，并與有創(chuàng)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了大量對(duì)比，吻合很好。此儀器是基于血糖濃度影響 人體組織發(fā)熱，從而使放于人體特別部位的檢測(cè)探頭溫度變化特征不同的原理而開(kāi)發(fā)出來(lái) 的。實(shí)驗(yàn)表明，如果檢測(cè)探頭的形狀、尺寸、材質(zhì)和熱容量等參數(shù)不變，且環(huán)境溫度和探頭 的初始溫度位于低于人體體溫的一定范圍內(nèi)，則血糖濃度與探頭溫度的上升速率，從某一溫 度升到某一溫度所需的時(shí)間，以及能達(dá)到的最高溫度等參數(shù)均有明顯的相關(guān)關(guān)系。所以，可 以通過(guò)檢測(cè)這些參數(shù)來(lái)推斷血糖濃度的高低。
以下是采用本發(fā)明進(jìn)行血糖測(cè)試得到的部分結(jié)果
儀器參數(shù)電源220V/50Hz;功率5W;檢測(cè)范圍3.0-25.0 mmol/L;檢測(cè)時(shí)間 〈120s;分辨率0. lmmol/L;存儲(chǔ)數(shù)據(jù)30次；操作溫度10-3CTC;貯存溫度-20-40。C;機(jī)盒 尺寸110x70x28mm (不含電源適配器)；儀器重量〈0. 5kg (不含電源適配器)。
標(biāo)定對(duì)比用有創(chuàng)血糖檢測(cè)儀信息如下
型號(hào)羅康全TM活力型(ACCU-CHECK)血糖檢測(cè)儀。需血量l-2微升，檢測(cè)試紙為葡萄糖 氧化酶試紙。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量200個(gè)。血糖顯示單位mmol/L，在下面的實(shí)驗(yàn)中用G表示。 檢測(cè)對(duì)象李XX(1型糖尿病患者，胰島素依賴，女性，73歲)；
謝XX(2型糖尿病患者，因藥物過(guò)敏未服藥，男性，77歲)； 張XX(2型糖尿病患者，服雙胍類降糖藥，男性，52歲) 檢測(cè)方式飯前空腹和飯后一段時(shí)間。用本發(fā)明的無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)儀和作為標(biāo)定對(duì)比 的葡萄糖氧化酶方法同時(shí)檢測(cè)受試者血糖 李XX
檢測(cè)時(shí)間無(wú)創(chuàng)值(mmol/L)有創(chuàng)值
11:059. 39. 0
11:209. 7
11:409. 39. 6
11:5210. 2
12:128. 58. 0
12:15 午餐
12:449. 710. 0
12:589. 8
13:1810. 410. 1
13:3210. 3
13:4811. 511. 8
14:0412. 2
14:2011. 69. 70
14:3311. 0
14:4811. 510. 0
15:0310. 9
15:189. 39. 5
15:3310. 8
15:4810. 39. 7
16:0311. 5
16:1811. 912. 2
謝xx
檢測(cè)時(shí)間無(wú)創(chuàng)值(mmol/L)有創(chuàng)值(mmol/L
11:1717. 319. 0
11:3216. 8
11:4715. 414. 6
12:0216. 6
12:15 午餐12:3720. 820. 8
12:5822. 2
13:1318. 519. 2
13:2817. 9
13:4319. 8
13:5818. 820. 5
14:1318. 7
14:3318. 9
14:4822. 021. 5
15:0319. 8
15:1818. 920. 0
15:3318. 0
15:4817. 9
16:0320. 019. 4
16:1819. 0
張xx
檢測(cè)時(shí)間無(wú)創(chuàng)值(mmol/L)有創(chuàng)值(mmol/L)
9:455. 56. 0
10:005. 0
10:205. 35. 8
10:405. 8
11:005. 26. 0
11:205. 9
11:405. 35. 5
12:005. 9
12:085. 55. 9
12:10 午餐
12:309. 710. 0
12:509. 1
13:1012. 413. 1
13::3010. 3
13::3814. 511. 9
13::509. 9
14::109. 5
14::308. 99. 5
14::508. 1
15::109. 0
15::308. 77. 9
15::508. 0
16::106. 85. 9
16::306. 5
16::505. 65. 0
從上述檢測(cè)結(jié)果可以看出，用本發(fā)明的無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)儀所得到血糖數(shù)據(jù)與常規(guī)葡萄糖 氧化酶法得到的血糖值有很好的相關(guān)性。
本發(fā)明提出的無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)儀器與已有的各種血糖檢測(cè)技術(shù)相比，具有以下先進(jìn)性。
1. 無(wú)創(chuàng)檢測(cè)，不需頻繁地抽取患者或儀器使用者的血液，減輕了痛苦，避免了抽血過(guò)程 帶來(lái)的感染風(fēng)險(xiǎn)。
2. 不需易耗材料或配件，不需頻繁使用價(jià)格高昂的葡萄糖氧化酶試紙或探頭。
3. 簡(jiǎn)潔實(shí)用，安全性好，可靠性高。
4. 操作方便，檢測(cè)快速，成本低于其他大多數(shù)檢測(cè)產(chǎn)品。
5. 在本發(fā)明的基礎(chǔ)上容易實(shí)現(xiàn)血糖的實(shí)時(shí)監(jiān)控。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
圖l為本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例一中所用的電橋連接圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例三所使用的監(jiān)測(cè)的貼塊-溫度探頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

l-外殼、2-探測(cè)頭、3-耳孔適配器、3. l—熱敏電阻溫度傳感器、3.2 -填 料、3.3-金屬外皮、4-導(dǎo)線、5-加熱-冷卻單元、6-用于標(biāo)定的有創(chuàng)檢測(cè)血糖值輸入鍵、7-
操作按鍵、8-電池。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一參見(jiàn)圖l，圖l是一種臺(tái)式無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)儀的結(jié)構(gòu)原理圖，其檢測(cè)部位是耳孔， 由一支耳朵對(duì)溫度探測(cè)頭作預(yù)加熱，用另一支耳孔進(jìn)行正式檢測(cè)。它包括外殼l、外殼內(nèi)部 的機(jī)芯和與外殼連接的探測(cè)頭，其特征在于
外殼表面上有操作按鍵7和用于標(biāo)定的有創(chuàng)檢測(cè)血糖值輸入鍵8;用于標(biāo)定的有創(chuàng)檢測(cè)血 糖值輸入鍵有兩個(gè)，分別標(biāo)有上下箭頭。通過(guò)按鍵，可以將有創(chuàng)血糖值輸入儀器中，以便標(biāo) 定。
機(jī)芯由以下順次連接的組件
(a) 、用于將探測(cè)頭輸入的微弱溫度電信號(hào)放大的前置放大器。前置放大器的作用是 將前端送入的微弱溫度電信號(hào)放大。為了確保信號(hào)的線性補(bǔ)償特征不受后繼電路的影響，在 溫度信號(hào)的輸出端接一跟隨器，將通過(guò)跟隨器的溫度電壓反向放大，使隨溫度升高而遞減的 電壓變?yōu)檫f增。形成溫度與電壓之間的正的線性關(guān)系。
(b) 、內(nèi)設(shè)參考電壓和時(shí)鐘的A/D轉(zhuǎn)換電路。采用MAX1911的12位集成電路作為A/D轉(zhuǎn) 換電路，電路內(nèi)設(shè)參考電壓和時(shí)鐘。A/D轉(zhuǎn)換受單片機(jī)(中央控制-處理單元)的控制，后 者通過(guò)片選口和讀寫(xiě)口啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完畢又單片機(jī)分兩次讀出轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的低8位和高 4位。當(dāng)然也可采用其他更好或較差的轉(zhuǎn)換集成電路。
(c) 、用于數(shù)據(jù)處理的單片機(jī)系統(tǒng)，該單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)含有控制器、用于儲(chǔ)存檢測(cè)數(shù)據(jù) 和儲(chǔ)存有檢測(cè)程序和定量關(guān)系式的存儲(chǔ)器、用于將檢測(cè)數(shù)據(jù)與預(yù)存關(guān)系式進(jìn)行比較、分析和 處理的計(jì)算器，數(shù)據(jù)處理包括對(duì)溫度無(wú)效數(shù)據(jù)的去除，溫度增加速率，最高溫度，平均溫 度，最高溫度持續(xù)時(shí)間等參數(shù)的提取和誤差分析。
上述定量關(guān)系式是在離檢測(cè)較接近的時(shí)間內(nèi)(如10分鐘內(nèi))，對(duì)同一患者采用標(biāo)準(zhǔn)有創(chuàng) 血糖檢測(cè)方法得到的血糖值與溫度變化特征參數(shù)的相互關(guān)系式。上述定量關(guān)系式可以是簡(jiǎn)單 的系數(shù)、解析公式、經(jīng)驗(yàn)公式或存于數(shù)據(jù)庫(kù)中的曲線形式以及其它類似的數(shù)學(xué)關(guān)系。
上述標(biāo)準(zhǔn)有創(chuàng)血糖檢測(cè)方法可以是葡萄糖氧化酶法的靜脈全血檢測(cè)方法或毛細(xì)管全血檢 測(cè)方法。與有創(chuàng)式的血糖檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行對(duì)比是用在同一時(shí)刻或基本上同一時(shí)間段，對(duì)同 一患者采用葡萄糖氧化酶法的靜脈全血檢測(cè)(通常在醫(yī)院進(jìn)行)或毛細(xì)管全血(通常在家由患 者用小型血糖檢測(cè)儀檢測(cè))檢測(cè)得到的血糖值作為標(biāo)準(zhǔn)，將該標(biāo)準(zhǔn)與得到的溫度變化特征參 數(shù)作比較，以得到一個(gè)或多個(gè)定量關(guān)系。前述用本技術(shù)得到的"血糖值"是指患者在某一 檢測(cè)時(shí)刻的毛細(xì)血管全血葡萄糖值，用mmol/L或mg/dL為單位表示。
可采用80C31單片機(jī)作為檢測(cè)控制和數(shù)據(jù)處理的中央單元。當(dāng)然也可采用其他更好或較 差的單片機(jī)或集成電路及芯片。
單片機(jī)系統(tǒng)的基本功能如下確定溫度電壓采集的正確步驟，判斷采集時(shí)初始條件的正 確與否。對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和計(jì)算。將計(jì)算結(jié)果送至顯示器顯示。存儲(chǔ)檢測(cè)結(jié)果或通過(guò)接 口連接RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。標(biāo)定時(shí)，判斷有創(chuàng)血糖值輸入是否正確，并自動(dòng)計(jì)算出針 對(duì)儀器使用者個(gè)人的血糖濃度和溫度特征參數(shù)之間的定量關(guān)系。檢測(cè)提示音響或報(bào)警控制。 其他參數(shù)預(yù)設(shè)和按鍵控制。
上述機(jī)芯內(nèi)還可以置有時(shí)鐘、收音機(jī)和/或手機(jī)芯片。實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，即測(cè)血糖，時(shí)間 顯示，收聽(tīng)廣播和手機(jī)通訊。使在血糖檢測(cè)完成后，存儲(chǔ)在中央芯片中過(guò)去一段時(shí)期內(nèi)的 若干檢測(cè)結(jié)果，可通過(guò)手機(jī)功能發(fā)送到醫(yī)院或給家人供參考。
為進(jìn)一步提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性，可以通過(guò)對(duì)環(huán)境溫度的檢測(cè)，修正獲得的溫度變化特征 參數(shù)。即通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，了解環(huán)境溫度對(duì)血糖檢測(cè)準(zhǔn)確性的影響，再詳細(xì)分析處理獲得的溫 度數(shù)據(jù)，然后用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法建立環(huán)境溫度與人體溫度特征參數(shù)之間的關(guān)系式。在此后的 檢測(cè)中，通過(guò)考慮這種關(guān)系，就可以在環(huán)境溫度變化較大的情況下也能得到較準(zhǔn)確的血糖 值。上述存儲(chǔ)器內(nèi)還可存有環(huán)境溫度與人體溫度特征參數(shù)之間的關(guān)系式，用于輸入計(jì)算器， 對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校正。
(d) 、顯示器。顯示器可采用4位或4位以上高亮度LED，也可采用較廉價(jià)的數(shù)碼管。分 辨率至少保留小數(shù)點(diǎn)后一位。每位LED受一個(gè)CD4511BCD碼驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，單片機(jī)的P1口向各 驅(qū)動(dòng)器提供數(shù)據(jù)。
(e) 、聲響提示/報(bào)警電路。聲響提示/報(bào)警電路可通過(guò)將蜂鳴器與單板機(jī)的INTO口連 接來(lái)組成。當(dāng)條件合適時(shí)，蜂鳴器發(fā)聲，提示檢測(cè)可以開(kāi)始。檢測(cè)完成或標(biāo)定完成時(shí)，提示 可以結(jié)束。當(dāng)操作失誤或血糖嚴(yán)重超標(biāo)時(shí)，還能自動(dòng)報(bào)警。
(f) 、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源電路；開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源電路可直接購(gòu)買(mǎi)合適的產(chǎn)品安裝。要求輸出 的直流電壓穩(wěn)定性好，功率足以滿足所有部件需求。
(g) 、電源開(kāi)關(guān)和交流電源插座，電源可以是交流電源或電池8。 探測(cè)頭2連接前端的溫度傳感器測(cè)溫觸頭和后部的耳孔適配器3，耳孔適配器3由中部的
熱敏電阻溫度傳感器3. 1、包覆的良導(dǎo)熱體填料3.2和與金屬外皮3.3組合而成，熱敏電阻溫 度傳感器3. 1由導(dǎo)線4與將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的轉(zhuǎn)換電路和機(jī)芯內(nèi)的前置放大器連接。
耳孔適配器3由裝入金屬外皮中的熱敏電阻傳感器和良導(dǎo)熱體填料3.2澆鑄后凝固所組 成。良導(dǎo)熱體填料3.2可以是導(dǎo)熱良好的樹(shù)脂。
上述金屬外皮是與耳孔或腋下相配的貼塊式金屬外皮。耳孔適配器與溫度傳感器探測(cè)頭 相連，其形狀和尺寸應(yīng)與耳孔相配，其功能是使探頭固定在耳孔內(nèi)一定位置，保證每次檢測(cè) 的條件(探頭進(jìn)入深度和接觸狀況) 一致，以提高檢測(cè)準(zhǔn)確性。
上述探測(cè)頭2與加熱-冷卻單元5連接，可用于對(duì)測(cè)溫探頭進(jìn)行加熱和冷卻，使其達(dá)到預(yù) 設(shè)的初始溫度。加熱單元或冷卻單元是半導(dǎo)體器件或外加冷源或外加熱源。合適的初始溫度 的預(yù)熱，預(yù)冷方式?？刹捎冒雽?dǎo)體器件來(lái)預(yù)熱或預(yù)冷，也可直接采用外加熱源做短時(shí)加熱。 也可直接采用人體對(duì)測(cè)溫體進(jìn)行預(yù)熱。比如，先將測(cè)溫體放入腋窩，待其溫度達(dá)到要求的初 始溫度后在放入耳孔進(jìn)行正式測(cè)試。類似地，還可用一只耳孔預(yù)熱，然后放入另一只耳孔檢
上述探測(cè)頭內(nèi)的溫度傳感器測(cè)溫觸頭是指能通過(guò)接觸熱傳導(dǎo)，對(duì)流或/和輻射方式正確 檢測(cè)溫度變化的儀器，包括熱敏電阻傳感器、熱電偶傳感器、半導(dǎo)體PN結(jié)型傳感器、石英 晶體振蕩測(cè)溫傳感器或熱釋電紅外傳感器，采用熱電偶，半導(dǎo)體PN結(jié)，石英振蕩和紅外等 方式檢測(cè)溫度變化，再通過(guò)電橋等方式將其轉(zhuǎn)換為電壓或電流值。對(duì)其性能的要求是(l)精 度不低于O. IOC。 (2)對(duì)溫度變化的響應(yīng)時(shí)間短，最好不大于5秒。(3)檢測(cè)探頭對(duì)被檢測(cè)溫度 場(chǎng)影響盡可能小(即探頭的熱容量應(yīng)越小越好)。(4)工作可靠，體積以小為好。
參見(jiàn)圖2，上述轉(zhuǎn)換電路是惠斯通電橋(wheatstone bridge)或非電橋方式連接熱敏電 阻，通過(guò)它將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。圖中R1， R2， R3為固定電阻，Rt為熱敏電阻，Vs是 外加電壓，Vout是輸出電壓。若取R^R2，當(dāng)R3二Rt時(shí)，電橋輸出電壓Vout^;但當(dāng)人體 血糖變化引起耳孔溫度升降時(shí)，Rt將大于或小于R2，電橋輸出Vout將不為零，于是可將此輸 出電壓放大后作進(jìn)一步處理。
實(shí)施例二，參見(jiàn)圖3，圖3顯示的是另一種設(shè)計(jì)的無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)儀。它與圖l所示設(shè)計(jì)不 同之處僅僅在于采用電池8代替交流電源。相應(yīng)的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源電路6也要做一些改變，以適 應(yīng)電池電壓在使用過(guò)程中不斷下降的特點(diǎn)?？梢再?gòu)買(mǎi)現(xiàn)成的穩(wěn)壓集成電路進(jìn)行組裝，這類產(chǎn) 品市場(chǎng)有售。
實(shí)施例三，參見(jiàn)圖4，圖4顯示的是又一種設(shè)計(jì)的無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)儀。它與前兩種不同之處 在于溫度探頭不是由一支耳朵加熱來(lái)達(dá)到所需的初始溫度，而是由設(shè)在儀器內(nèi)的加熱-冷卻 單元來(lái)控制的。圖中14是加熱-冷卻單元，它由單板機(jī)系統(tǒng)4控制，由穩(wěn)壓電源6供電，并利 用半導(dǎo)體通電生熱或冷卻。此種半導(dǎo)體可以購(gòu)買(mǎi)組裝。
第四種無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)儀設(shè)計(jì)與前面三種的不同之處在于溫度探頭改成一種貼塊形式，緊 貼于身體某一部位(如腋下)的皮膚上，讓儀器一天24小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)貼塊的溫度變化。這
并非每隔一段時(shí)間檢測(cè)一次體溫，而是監(jiān)測(cè)由于血糖濃度的變化引起的產(chǎn)熱變化，它反映在 貼片溫度的起伏上，而不是體溫的波動(dòng)。比如說(shuō)，餐后血糖升高，產(chǎn)熱量增大，人體通過(guò)出 汗方式發(fā)散多余的熱能，以保持相對(duì)恒定的體溫。但與此同時(shí)，發(fā)散出的多余熱能會(huì)引起貼 塊溫度的升高，監(jiān)測(cè)貼塊溫度的變化就能間接獲得血糖動(dòng)態(tài)變化信息。因此，這種貼塊與普 通體溫計(jì)不同，它應(yīng)具有一定的熱容，其溫度變化與測(cè)量區(qū)域附近的體表溫度并不一致，也 不同步。為了準(zhǔn)確地檢測(cè)貼塊的溫度，可將溫度傳感器探頭置于貼塊內(nèi)部。
參見(jiàn)圖5，圖5顯示的是一種貼塊-探頭設(shè)計(jì)方案。圖中l(wèi)是貼塊金屬外殼，用銅或鋁合金 制造。3是熱敏電阻傳感器。2是填料，用導(dǎo)熱良好的樹(shù)脂澆鑄后凝固而成。4是導(dǎo)線。為了 監(jiān)測(cè)方便，這種設(shè)計(jì)的儀器最好用電池作為電源，而不用交流電。每次檢測(cè)的間隔時(shí)間可以 通過(guò)輸入單板機(jī)(中央單元)的程序預(yù)先確定，也可以通過(guò)按鍵輸入。由于整個(gè)儀器小巧， 可以隨身攜帶。作為一種優(yōu)化組合，還可以將這種檢測(cè)儀與時(shí)鐘，收音機(jī)和手機(jī)結(jié)合在一 起。實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，即測(cè)血糖，時(shí)間顯示，收聽(tīng)廣播和手機(jī)通訊。這種設(shè)計(jì)的一個(gè)顯著 優(yōu)點(diǎn)是:檢測(cè)完成后，存儲(chǔ)在中央芯片中過(guò)去一段時(shí)期內(nèi)的若干檢測(cè)結(jié)果，均可很方便地通 過(guò)手機(jī)功能發(fā)送到醫(yī)院或給家人供參考。
上述幾種設(shè)計(jì)中涉及的大部分部件都可以在市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)或請(qǐng)專業(yè)廠家制造。所謂中央 單元可以買(mǎi)普通的工況單片機(jī)來(lái)完成全部所需功能。比如，采用型號(hào)為89S52的單片機(jī)，其 主頻是24兆，可以輸入8K的控制程序，并自帶A-D轉(zhuǎn)換。溫度檢測(cè)傳感器可以直接購(gòu)買(mǎi)溫度 檢測(cè)芯片，也可自己買(mǎi)材料組裝。比如，采用銅-康銅熱電偶(很容易在市場(chǎng)上買(mǎi)到)時(shí)，從 接觸皮膚的探頭傳出的模擬信號(hào)(電壓值)先要放大，再進(jìn)行A-D轉(zhuǎn)換。所以不論采用哪擂溫 度檢測(cè)傳感器，都應(yīng)包括放大和數(shù)字轉(zhuǎn)換部分，這些都是常規(guī)的部件，很容易從市場(chǎng)上買(mǎi) 到。如采用前述89S52單片機(jī)，貝UA-D轉(zhuǎn)換也可省掉，因單片機(jī)已自帶此功能。同樣液晶 顯示屏也可直接從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)。比如，128X128圖形點(diǎn)陣液晶模塊，帶中英文字庫(kù)，可顯 示8行漢字或英文，有內(nèi)置T6963C控制器，自帶負(fù)壓和LED背光。可由前述單片機(jī)提供的編 程，讓液晶顯示屏自動(dòng)顯示所需的界面(如血糖值和檢測(cè)時(shí)間)。也可由以前的血糖檢測(cè)數(shù) 據(jù)等)。也可由顯示屏控制單元(或按鍵)人為控制其它功能，如調(diào)出以前的血糖檢測(cè)數(shù)據(jù) 等。預(yù)設(shè)初始溫度選擇可有多種方式，最簡(jiǎn)單的是僅設(shè)計(jì)幾個(gè)預(yù)設(shè)溫度檔，如23'C， 28°C 和32'C，用普通的換檔開(kāi)關(guān)或波段開(kāi)關(guān)連接單片機(jī)即可。半導(dǎo)體加熱-冷卻單元可以買(mǎi)零件 自制，也可請(qǐng)專業(yè)廠家按要求定制，這類產(chǎn)品已很普遍，價(jià)格不高。關(guān)鍵還是需通過(guò)合適 的編程，輸入單片機(jī)后實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的預(yù)熱-預(yù)冷控制。其它零件，如電源開(kāi)關(guān)，保險(xiǎn)管，機(jī) 箱，計(jì)算機(jī)接口，插座等都很容易購(gòu)買(mǎi)后組裝。上述臺(tái)式檢測(cè)儀已由發(fā)明人造出，并已用它
進(jìn)行了大量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。效果很好。
應(yīng)用本發(fā)明的無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)方法包括以下主要技術(shù)步驟
I、 選擇適用于普通人群的檢測(cè)部位，器官或組織。
II、 針對(duì)選定的檢測(cè)部位，器官或組織，通過(guò)對(duì)普通人群的調(diào)査，得到該部位，器官 或組織的日平均溫度。
III、 由上述平均溫度來(lái)確定普適的測(cè)溫體的預(yù)設(shè)初始溫度。
IV、 根據(jù)該初始溫度，設(shè)計(jì)出使測(cè)溫體在正式檢測(cè)或監(jiān)測(cè)前能達(dá)到該溫度的技術(shù)或方法。
V、 用具有確定材質(zhì)，結(jié)構(gòu)，質(zhì)量，形狀和尺寸，熱參數(shù)和初始溫度的測(cè)溫體接觸或接 近選擇好的檢測(cè)部位，器官或組織，進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)檢測(cè)或監(jiān)測(cè)。
VI、 對(duì)檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)或曲線進(jìn)行分析處理，找出具有代表性的溫度變化特征參數(shù)。
VII、按照預(yù)先得到的血糖值和溫度變化特征參數(shù)的相互關(guān)系，導(dǎo)出此時(shí)患者或儀器使用 者的毛細(xì)血管全血葡萄糖值。
由于個(gè)體之間的差異，血糖值和溫度變化特征參數(shù)之間的定量關(guān)系是因人而異的。所以 儀器使用者需預(yù)先確定這種適合于自己的定量關(guān)系。該過(guò)程稱為"標(biāo)定"，其步驟如下。、選擇血糖波動(dòng)較小的時(shí)間段，如清晨，夜晚，飯前空腹或飯后3小時(shí)以后。、按前述無(wú)創(chuàng)快速血糖檢測(cè)方法的技術(shù)步驟l-6得到溫度變化特征參數(shù)。、在溫度檢測(cè)的同時(shí)或幾乎同時(shí)，采用常規(guī)血糖檢測(cè)方法(葡萄糖氧化酶法)檢測(cè)毛
細(xì)血管全血的葡萄糖濃度(一般是先抽少量的毛細(xì)血，再用葡萄糖氧化酶作特異性分析)。 [4]、仔細(xì)分析處理得到的各種特征參數(shù)，找出與用葡萄糖氧化酶法得到的濃度值有明
確相干關(guān)系的一個(gè)或多個(gè)特征參數(shù)，用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法建立特征參數(shù)與葡萄糖濃度之間的定量關(guān)系。
為了快速，方便地得到準(zhǔn)確可靠的血糖值，本發(fā)明采用了下列措施。、盡可能選擇受環(huán)境溫度影響較小，容易操作，便于溫度測(cè)量的且適用于普通人群 的檢測(cè)部位，器官或組織，比如耳孔，腋窩或口腔。、選擇合適的測(cè)溫體初始溫度。對(duì)于耳孔檢測(cè)，合適的初始溫度可在25-32'C，之間 選擇。對(duì)于腋窩，合適的溫度范圍是20-3(TC，對(duì)于口腔，該范圍是25-35r。、選擇合適的使測(cè)溫體達(dá)到合適的初始溫度的預(yù)熱，預(yù)冷方式。比如可采用半導(dǎo)體 器件來(lái)預(yù)熱或預(yù)冷(如美國(guó)KITSRUS公司的KIT66型127P-N結(jié)單元，外加電壓13V，正向通電 生熱，反向通電降溫)。當(dāng)然，單純預(yù)熱也可直接采用外加熱源做短時(shí)加熱。另一個(gè)選擇是
直接采用人體對(duì)測(cè)溫體進(jìn)行預(yù)熱。比如，先將測(cè)溫體放入腋窩，待其溫度達(dá)到要求的初始溫 度后在放入耳孔進(jìn)行正式測(cè)試。類似地，還可用一只耳孔預(yù)熱，然后放入另一只耳孔檢測(cè)。、盡可能保證每次檢測(cè)都在完全相同的初始條件下進(jìn)行。這些初始條件包括同一 人，同一檢測(cè)部位，器官或組織，同一檢測(cè)儀器，相同的初始溫度等。、盡可能建立準(zhǔn)確的血糖值和溫度變化特征參數(shù)之間的相互關(guān)系。首先要保證作為 標(biāo)準(zhǔn)用的常規(guī)血糖檢測(cè)儀器的質(zhì)量。其工作應(yīng)穩(wěn)定可靠，檢測(cè)精度高，最好不低于 0. lmmol/L或0. lmg/dL;其次要使兩種檢測(cè)法能在完全相同的條件下進(jìn)行。這些條件包括同 一被測(cè)試人和同 一檢測(cè)時(shí)刻等。、為進(jìn)一步提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性，可以通過(guò)對(duì)環(huán)境溫度的檢測(cè)，修正獲得的溫度變化 特征參數(shù)。即通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，了解環(huán)境溫度對(duì)血糖檢測(cè)準(zhǔn)確性的影響，再詳細(xì)分析處理獲得 的溫度數(shù)據(jù)，然后用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法建立環(huán)境溫度與人體溫度特征參數(shù)之間的關(guān)系式。在此 后的檢測(cè)中，通過(guò)考慮這種關(guān)系，就可以在環(huán)境溫度變化較大的情況下也能得到較準(zhǔn)確的血 糖值。
除了上述適合于普通人群使用的檢測(cè)方式外，本發(fā)明還提出針對(duì)具體患者或儀器使用者 不同狀況的檢測(cè)方式，其主要內(nèi)容包括、針對(duì)患者或儀器使用者的工作生活狀況，設(shè)計(jì)不同類型的無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)儀。比如 說(shuō)，對(duì)于長(zhǎng)期在室內(nèi)工作，有固定的工作學(xué)習(xí)環(huán)境，生活較安定的患者或儀器使用者，可采 用體積稍大的臺(tái)式檢測(cè)儀。這種儀器可采用室內(nèi)交流電源，由于體積不受限制，器件(如交 直流轉(zhuǎn)換電源，預(yù)熱，預(yù)冷元件，溫度探頭，控制線路和芯片等)有較大選擇余地，質(zhì)量會(huì) 較高，檢測(cè)精度有保證，數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)量大，能與計(jì)算機(jī)接口。對(duì)于長(zhǎng)期在室外工作， 工作環(huán)境流動(dòng)性大的患者或儀器使用者，可采用便攜式，手持式或佩戴式檢測(cè)儀。采用自帶 直流電源，由于體積小，使用更方便。、針對(duì)患者或儀器使用者的身體狀況，確定合適的檢測(cè)區(qū)域。比如對(duì)于耳孔有缺 陷，疤痕或病變等的情況，可以選擇手腕，手臂或腳部等區(qū)域。、為進(jìn)一步提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性，可以針對(duì)具體的患者或儀器使用者，確定預(yù)設(shè)初 始溫度。比如對(duì)于血管末稍循環(huán)較差，手腳溫度通常較低的患者，如果檢測(cè)區(qū)域?yàn)槭种付?部，可將預(yù)設(shè)初始溫度適當(dāng)降低。對(duì)于情緒容易激動(dòng)，體表溫度通常較高的患者，預(yù)設(shè)溫度 可以適當(dāng)降低。、對(duì)于嚴(yán)重的糖尿病人，需要一天24小時(shí)監(jiān)測(cè)血糖的變化?？梢圆捎觅N塊形式的測(cè) 溫體，緊貼于患者身體某一部位(如腋下)的皮膚上。每隔一段時(shí)間(如10分鐘)檢測(cè)一次
貼塊溫度的變化。貼塊的初始溫度定義為每次檢測(cè)前的溫度。
本發(fā)明采用一個(gè)或多個(gè)具有確定材質(zhì)，上述確定材質(zhì)可以是金屬，陶瓷，塑料或其他材 料類別。本發(fā)明采用確定結(jié)構(gòu)，所說(shuō)的確定結(jié)構(gòu)可以是物體與探頭并列，也可以是探頭在中 心物體在外層的圓筒狀或柱狀等結(jié)構(gòu)。本發(fā)明采用確定質(zhì)量，確定形狀和尺寸，本發(fā)明還采 用了確定熱參數(shù)和確定初始溫度的物體，確定熱參數(shù)是指該物體包括探頭的整體熱容量，比 熱和熱傳導(dǎo)能力等參數(shù)。確定的初始溫度是指該物體包括探頭在正式檢測(cè)或監(jiān)測(cè)前的整體溫 度。接觸或接近人體一個(gè)或多個(gè)部位，器官或組織，人體部位是指所有體表中具有皮膚的任 何區(qū)域，器官是指四肢，耳孔，口腔，鼻腔等體表或體表開(kāi)口器官，所說(shuō)的組織是指外層皮 膚，真皮，皮下血管等人體組織。接觸是指該物體包括探頭與前述部位，器官或組織緊密靠 在一起，人體產(chǎn)熱主要通過(guò)接觸傳導(dǎo)方式進(jìn)入該物體。所說(shuō)的"接近"是指該物體包括探頭 與前述部位，器官或組織靠得很近。人體產(chǎn)熱主要通過(guò)輻射和/或?qū)α鞣绞竭M(jìn)入該物體。檢 測(cè)或監(jiān)測(cè)在人體這些部位。器官或組織產(chǎn)熱作用下的該物體溫度變化的狀況。在不同時(shí)刻， 由于血糖濃度的不同，人體這些部位，器官或組織的產(chǎn)熱率或代謝率不同，導(dǎo)致該物體溫度 變化的不同。檢測(cè)或監(jiān)測(cè)出這些變化，在對(duì)溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理的基礎(chǔ)上，提取出一個(gè)或 多個(gè)特征參數(shù)，并與同一時(shí)刻有創(chuàng)式的血糖檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行對(duì)比，建立血糖值與該物體溫 度變化特征參數(shù)之間的定量關(guān)系。所說(shuō)的"溫度變化特征參數(shù)"是指包括溫度變化速率，某 一時(shí)段最高溫度與初始溫度之差，到達(dá)某一指定溫度所需時(shí)間等參數(shù)。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)這種 關(guān)系，在以后的檢測(cè)中可直接通過(guò)檢測(cè)或監(jiān)測(cè)獲得的物體溫度變化特征參數(shù)，導(dǎo)出不同時(shí)刻 的人體血糖濃度值。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)儀，包括外殼(1)、外殼內(nèi)部的機(jī)芯和與外殼連接的探測(cè)頭，其特征在于外殼表面上有操作按鍵(7)和用于標(biāo)定的有創(chuàng)檢測(cè)血糖值輸入鍵(6)；機(jī)芯由以下順次連接的組件(a)、用于將探測(cè)頭輸入的微弱溫度電信號(hào)放大的前置放大器；(b)、內(nèi)設(shè)參考電壓和時(shí)鐘的A/D轉(zhuǎn)換電路；(c)、用于數(shù)據(jù)處理的單片機(jī)系統(tǒng)，該單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)含有控制器、用于儲(chǔ)存檢測(cè)數(shù)據(jù)和儲(chǔ)存有檢測(cè)程序和定量關(guān)系式的存儲(chǔ)器、用于將檢測(cè)數(shù)據(jù)與預(yù)存關(guān)系式進(jìn)行比較、分析和處理的計(jì)算器，上述定量關(guān)系式是在離檢測(cè)較接近的時(shí)間內(nèi)，對(duì)同一患者采用標(biāo)準(zhǔn)有創(chuàng)血糖檢測(cè)方法得到的血糖值與溫度變化特征參數(shù)的相互關(guān)系式；(d)、顯示器；(e)、聲響提示/報(bào)警電路；(f)、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源電路；(g)、電源開(kāi)關(guān)和交流電源插座；探測(cè)頭由前端的溫度傳感器測(cè)溫觸頭和后部的耳孔適配器(3)連接而成，耳孔適配器(3)由中部的熱敏電阻溫度傳感器(3.1)、包覆的良導(dǎo)熱體填料(3.2)和與金屬外皮(3.3)組合而成，熱敏電阻溫度傳感器(3.1)由導(dǎo)線(4)與將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的轉(zhuǎn)換電路和機(jī)芯內(nèi)的前置放大器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求l中所述的無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)儀，其特征在于上述探測(cè) 頭內(nèi)的溫度傳感器測(cè)溫觸頭是熱敏電阻傳感器、熱電偶傳感器、半導(dǎo)體PN結(jié)型傳感器、石 英晶體振蕩測(cè)溫傳感器或熱釋電紅外傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)儀，其特征在于上述將溫 度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的轉(zhuǎn)換電路是惠斯通電橋轉(zhuǎn)換電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)儀，其特征在于上述探測(cè)頭與加熱-冷卻單元(5)連接，加熱-冷卻單元(5)用于對(duì)測(cè)溫探頭進(jìn)行加熱和冷卻，使其 達(dá)到預(yù)設(shè)的初始溫度，加熱-冷卻單元是半導(dǎo)體器件，或者是外加冷源或/和外加熱源。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)儀，其特征在于上述金屬 外皮是與耳孔或腋下相配的貼塊式金屬外皮。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)儀，其特征在于上述顯示 器是LCD顯示器或數(shù)碼管顯示器，電源是交流電源或電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)儀，其特征在于上述機(jī)芯內(nèi) 還置有時(shí)鐘、收音機(jī)和/或手機(jī)芯片。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)儀，其特征在于上述(c) 中的定量關(guān)系式是簡(jiǎn)單的系數(shù)、解析公式、經(jīng)驗(yàn)公式或存于數(shù)據(jù)庫(kù)中的曲線形式。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)儀，其特征在于上述(c)中的標(biāo)準(zhǔn)有創(chuàng)血糖檢測(cè)方法是葡萄糖氧化酶法的靜脈全血檢測(cè)方法或毛細(xì)管全血檢測(cè)方法。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)儀，其特征在于上述(C)中的存儲(chǔ)器內(nèi)存有環(huán)境溫度與人體溫度特征參數(shù)之間的關(guān)系式，用于輸入計(jì)算器，對(duì)計(jì)算結(jié) 果進(jìn)行校正。
全文摘要
一種無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)儀，包括外殼、外殼內(nèi)部的機(jī)芯和與外殼連接的探測(cè)頭，其外殼表面上有操作按鍵和用于標(biāo)定的有創(chuàng)檢測(cè)血糖值輸入鍵；機(jī)芯內(nèi)有前置放大器、A/D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)系統(tǒng)、顯示器、聲響提示/報(bào)警電路、開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源電路、電源開(kāi)關(guān)和交流電源插座。探測(cè)頭由前端的溫度傳感器測(cè)溫觸頭和后部的耳孔適配器連接而成，耳孔適配器由中部的熱敏電阻溫度傳感器、包覆的良導(dǎo)熱體填料和與金屬外皮組合而成，熱敏電阻溫度傳感器由導(dǎo)線與將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的轉(zhuǎn)換電路和機(jī)芯內(nèi)的前置放大器連接。解決了無(wú)創(chuàng)、低價(jià)、精確檢測(cè)血糖值的問(wèn)題。
文檔編號(hào)A61B5/145GK101194838SQ20071020339
公開(kāi)日2008年6月11日 申請(qǐng)日期2007年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月25日
發(fā)明者何宗彥 申請(qǐng)人:何宗彥