雙波長(zhǎng)差分近紅外無(wú)創(chuàng)傷血糖儀的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種雙波長(zhǎng)差分近紅外無(wú)創(chuàng)傷血糖儀，它：包括激光器一(11)、平面鏡一(12)、保護(hù)層(13)、樣品(14)、函數(shù)發(fā)生器(15)、激光器二(16)、光學(xué)中性密度濾光片(17)、拋面鏡一(18)、平面鏡二(19)、鎖相放大器(110)、寬帶光學(xué)近紅外探測(cè)器(111)、雙通道光學(xué)濾波器(112)、拋面鏡二(113)，其中光學(xué)中性密度濾光片可以調(diào)節(jié)激光器二(16)的功率，從而調(diào)整激光器一(11)和激光器二(16)的輸出功率比；相位差通過(guò)函數(shù)發(fā)生器(15)和鎖相放大器(110)來(lái)控制。本實(shí)用新型結(jié)合了近紅外光的幅度和相位特征，利用吸收光譜的波峰和波谷變化差，使得它不僅具有無(wú)創(chuàng)傷檢測(cè)的能力，而且測(cè)量精度高尤其是在低血糖范圍內(nèi)，同時(shí)攜帶保護(hù)層，避免激光器誤傷皮膚組織。
【專(zhuān)利說(shuō)明】雙波長(zhǎng)差分近紅外無(wú)創(chuàng)傷血糖儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于醫(yī)學(xué)檢測(cè)糖尿病患者血糖水平的測(cè)量?jī)x，具體涉及一種雙波長(zhǎng)差分近紅外無(wú)創(chuàng)傷血糖儀。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)已成為全球糖尿病患者最多的國(guó)家，總糖尿病患病人數(shù)將近一億，糖尿病前期人數(shù)達(dá)1.5億左右。而糖尿病患者為了控制其病情發(fā)展，需要不間斷地進(jìn)行測(cè)量其血糖水平，以達(dá)到使得血糖值保持在正常范圍的目的。目前臨床上常用的血糖測(cè)試儀都是創(chuàng)傷性的，給患者帶來(lái)一定的痛苦。同時(shí)，我們注意到人們正在研制無(wú)創(chuàng)傷性血糖測(cè)定方法和檢測(cè)儀器，并公開(kāi)了多項(xiàng)專(zhuān)利，如《無(wú)創(chuàng)式近紅外電子血糖儀》(CN102198004A)利用紅外光源(600?2500nm)透射手指，根據(jù)血糖的吸收光譜，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的混合專(zhuān)家算法對(duì)紅外傳感陣列中各傳感器的信號(hào)進(jìn)行加權(quán)平均后得到血糖值，該發(fā)明專(zhuān)利的缺點(diǎn)是考慮的光譜范圍太廣，這樣勢(shì)必會(huì)受到來(lái)自于皮膚、水、脂肪以及蛋白質(zhì)等成分的影響；《無(wú)創(chuàng)傷性血糖監(jiān)測(cè)儀》(CN201295231Y)是通過(guò)與患者皮膚接觸的兩個(gè)電極測(cè)量患者的電容量從而得到患者的血糖值；《無(wú)創(chuàng)傷自測(cè)血糖儀》(CN1271562A)是利用紅外光發(fā)射管作為紅外光源(波長(zhǎng):1000?2900nm)，采用透射式測(cè)量血糖值，其將光路分為兩路通過(guò)不同的濾光片進(jìn)入人體同一部位,進(jìn)行定標(biāo)測(cè)量患者的血糖值。
[0003]上述的這些技術(shù)，無(wú)一例外地均測(cè)量幅度來(lái)得到對(duì)應(yīng)的血糖值，但受限于其他組織(皮膚、脂肪等)的影響，使得準(zhǔn)確度不高，為了提高準(zhǔn)確度，降低其他組織的影響。本發(fā)明專(zhuān)利采用差分方式測(cè)量近紅外光幅度和相位相結(jié)合，減少其他組織的影響，從而得到準(zhǔn)確的血糖值。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的問(wèn)題是:提供一種用于醫(yī)學(xué)檢測(cè)糖尿病患者血糖水平的無(wú)創(chuàng)傷測(cè)量?jī)x，具體是提高無(wú)創(chuàng)傷血糖儀的檢測(cè)精度，尤其是低血糖范圍內(nèi)的準(zhǔn)確度。
[0005]本實(shí)用新型所提供的技術(shù)問(wèn)題是這樣解決的:提供一種雙波長(zhǎng)差分近紅外無(wú)創(chuàng)傷血糖儀，其特征在于:包括激光器一 11、平面鏡一 12、稱合材料13、樣品14、函數(shù)發(fā)生器15、激光器二 16、光學(xué)中性密度濾光片17、拋面鏡一 18、平面鏡二 19、鎖相放大器110、寬帶光學(xué)近紅外探測(cè)器111、雙通道光學(xué)濾波器110、拋面鏡二 113，其中光學(xué)中性密度濾光片17可以調(diào)節(jié)激光器二 16的功率，從而調(diào)整激光器A和激光器B的輸出功率比；相位差通過(guò)函數(shù)發(fā)生器15和鎖相放大器110來(lái)控制；
[0006]所述的激光器一 11、平面鏡一 12、保護(hù)層13、樣品14、激光器二 16、光學(xué)中性密度濾光片17、拋面鏡一 18、平面鏡二 19以及拋面鏡二 113的中心位置在同一水平面上，函數(shù)發(fā)生器15分別與激光器一 11和激光器二 16相連并對(duì)激光器一 11和激光器二 16進(jìn)行調(diào)制；函數(shù)發(fā)生器15與鎖相放大器110相連并作為參考信號(hào)輸入到鎖相放大器110中；寬帶光學(xué)近紅外探測(cè)器111與雙通道光學(xué)濾波器112相連，雙通道光學(xué)濾波器112與鎖相放大器110相連，并將寬帶光學(xué)近紅外探測(cè)器111探測(cè)到的光信號(hào)輸入到鎖相放大器110中。
[0007]進(jìn)一步地，所述的激光器一 11和激光器二 16是LED激光器，也可以是半導(dǎo)體激光器，中心波長(zhǎng)范圍為：930~1300nm。
[0008]進(jìn)一步地，所述的光學(xué)中性密度濾光片17可以調(diào)節(jié)激光器二 16的功率，從而調(diào)整激光器一 11和激光器二 16的輸出功率比，使得兩個(gè)激光器輸出功率比在I附近，具體變化范圍為O. 98~I. 02之間。
[0009]進(jìn)一步地，所述的函數(shù)發(fā)生器15和鎖相放大器110可以鎖定激光器一 11和激光器二 16的相位差，相位差在180度附近，具體變化范圍為179. 9~180. I之間。
[0010]進(jìn)一步地，所述的雙通道光學(xué)濾波器112的濾波波長(zhǎng)分別與激光器一 11和激光器二 16的工作波長(zhǎng)相一致。
[0011]進(jìn)一步地，所述的保護(hù)層13是由軟聚氯乙烯溶膠制成，具有各向同性的特征，厚度小于O. 2_。
[0012]進(jìn)一步地，所述的寬帶光學(xué)近紅外探測(cè)器111的工作波長(zhǎng)范圍至少包含900~IlOOnm0
[0013]本實(shí)用新型提出了一種雙波長(zhǎng)差分近紅外無(wú)創(chuàng)傷血糖儀，本實(shí)用新型的有益效果是：
[0014](I)不僅具有無(wú)創(chuàng)傷檢測(cè)的能力，而且測(cè)量精度高尤其是在低血糖范圍內(nèi)，采用幅度和相位相結(jié)合的方法，可有效提高檢測(cè)精度，使得測(cè)量精度達(dá)到98. 5%以上。
[0015](2)同時(shí)攜帶保護(hù)`層，避免激光器誤傷皮膚組織。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為兩種不同濃度的葡萄糖溶液的吸收光譜；
[0018]圖3為功率比R=I. 004且相位差dP = 179. 56°，血糖密度與測(cè)量幅度的關(guān)系圖；
[0019]圖4為功率比R = O. 988且相位差dP = 179. 56°，血糖密度與測(cè)量相位的關(guān)系圖。
[0020]其中，11、激光器一 ；12、平面鏡一 ；13、保護(hù)層；14、樣品；15、函數(shù)發(fā)生器；16、激光器二 ；17、光學(xué)中性密度濾光片；18、拋面鏡一 ；19、平面鏡二 ；110、鎖相放大器；111、寬帶光學(xué)近紅外探測(cè)器；110、雙通道光學(xué)濾波器；113、拋面鏡二。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述，一種雙波長(zhǎng)差分近紅外無(wú)創(chuàng)傷血糖儀：
[0022]本實(shí)用新型主要特點(diǎn)是使用兩個(gè)激光器即激光器一 11和激光器二 16，利用光學(xué)中性密度濾光片17使得兩個(gè)激光器的出射光功率一致，同時(shí)使用鎖相放大器110和函數(shù)發(fā)生器15使得兩個(gè)激光器的相位相反，即相位差在180度附近，具體變化范圍為179. 9~180. I之間。
[0023]由于兩激光器的工作相位正好相反，理論上在整個(gè)周期O≤t ( τ C1里入射到樣品上的光功率可以表達(dá)為:
【權(quán)利要求】
1.一種雙波長(zhǎng)差分近紅外無(wú)創(chuàng)傷血糖儀，其特征在于:包括激光器一(11)、平面鏡一(12)、保護(hù)層(13)、樣品(14)、函數(shù)發(fā)生器(15)、激光器二 (16)、光學(xué)中性密度濾光片(17)、拋面鏡一(18)、平面鏡二(19)、鎖相放大器(110)、寬帶光學(xué)近紅外探測(cè)器(111)、雙通道光學(xué)濾波器(112)、拋面鏡二(113)，其中光學(xué)中性密度濾光片(17)可以調(diào)節(jié)激光器二(16)的功率，從而調(diào)整激光器一(11)和激光器二(16)的輸出功率比；相位差通過(guò)函數(shù)發(fā)生器(15)和鎖相放大器(110)來(lái)控制； 所述的激光器一(11)、平面鏡一(12)、保護(hù)層(13)、樣品(14)、激光器二(16)、光學(xué)中性密度濾光片(17)、拋面鏡一(18)、平面鏡二(19)以及拋面鏡二(113)的中心位置在同一水平面上，函數(shù)發(fā)生器(15)分別與激光器一(11)和激光器二(16)相連并對(duì)激光器一(11)和激光器二(16)進(jìn)行調(diào)制；函數(shù)發(fā)生器(15)與鎖相放大器(110)相連并作為參考信號(hào)輸入到鎖相放大器(110)中；寬帶光學(xué)近紅外探測(cè)器(111)與雙通道光學(xué)濾波器(112)相連，雙通道光學(xué)濾波器(112)與鎖相放大器(110)相連，并將寬帶光學(xué)近紅外探測(cè)器(111)探測(cè)到的光信號(hào)輸入到鎖相放大器(110)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙波長(zhǎng)差分近紅外無(wú)創(chuàng)傷血糖儀，其特征在于:所述的激光器一(11)和激光器二(16)可以是LED激光器,也可以是半導(dǎo)體激光器，中心波長(zhǎng)范圍為:900 ?IlOOnnio
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙波長(zhǎng)差分近紅外無(wú)創(chuàng)傷血糖儀，其特征在于:所述的光學(xué)中性密度濾光片(17)可以調(diào)節(jié)激光器二(16)的功率，從而調(diào)整激光器一(11)和激光器二(16)的輸出功率比，使得兩個(gè)激光器輸出功率比在I附近，具體變化范圍為0.98?1.02之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙波長(zhǎng)差分近紅外無(wú)創(chuàng)傷血糖儀，其特征在于:所述的函數(shù)發(fā)生器(15)和鎖相放大器(110)可以鎖定激光器一(11)和激光器二(16)的相位差，相位差在180度附近，具體變化范圍為179.9?180.1之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙波長(zhǎng)差分近紅外無(wú)創(chuàng)傷血糖儀，其特征在于:所述的雙通道光學(xué)濾波器(112)的濾波波長(zhǎng)分別與激光器一(11)和激光器二(16)的工作波長(zhǎng)相—致。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙波長(zhǎng)差分近紅外無(wú)創(chuàng)傷血糖儀，其特征在于:所述的保護(hù)層(13)是由軟聚氯乙烯溶膠制成，具有各向同性的特征，厚度小于0.2_。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙波長(zhǎng)差分近紅外無(wú)創(chuàng)傷血糖儀，其特征在于:所述的寬帶光學(xué)近紅外探測(cè)器(111)的工作波長(zhǎng)范圍至少包含900?llOOnm。
【文檔編號(hào)】A61B5/1455GK203619562SQ201320467753
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2013年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月1日
【發(fā)明者】趙巍 申請(qǐng)人:趙巍