一種基于陣列CCD的無創便攜式血糖儀制造技術

本實用新型專利技術公開了一種基于陣列CCD的無創便攜式血糖儀，包括LED光源，透鏡，光纖距離傳感器，手指槽，驅動電路，陣列CCD傳感器，ARM芯片，存儲器，藍牙芯片，電源模塊。本實用新型專利技術基于Beer?Lambert定律，利用陣列CCD傳感器分別記錄測試光源和參考光源兩種情況下手指的透射光的圖像數據，通過數據處理得到葡萄糖對吸光度的影響大小。利用光纖距離傳感器測量光程長度的大小，通過曲線擬合方法得到葡萄糖濃度與吸光度、光程長度兩者間的表達式，利用該表達式即可根據吸光度、光程長度的數據計算得到測試者的血糖濃度，通過移動設備顯示并保存結果。本實用新型專利技術具有便攜、成本低廉、簡單的優點。

A noninvasive portable blood glucose meter based on array CCD

The utility model discloses a non-invasive portable blood glucose meter based on CCD array, including LED light source, lens, optical distance sensor, finger groove, drive circuit, CCD sensor array, ARM chip, memory, Bluetooth chip, power supply module. The utility model has the advantages of Beer Lambert respectively based on the law, record the image data transmitted light and reference light source test finger two cases using CCD sensor array, get the effect of glucose on absorbance size through data processing. The use of optical fiber sensor to measure the distance of optical path length the size of obtained glucose concentration and absorbance, optical path length between the two by curve fitting method, the blood glucose concentration by the expression can be calculated according to the absorbance, optical path length data test, display and save the results through mobile devices. The utility model has the advantages of portability, low cost and simple.

【技術實現步驟摘要】
一種基于陣列CCD的無創便攜式血糖儀
本專利技術涉及一種血糖濃度檢測裝置，尤其涉及一種基于陣列CCD的無創便攜式血糖儀。
技術介紹
根據2015年統計，我國目前有糖尿病患者約為1.14億人，糖尿病成為嚴重影響我國公民健康的主要問題之一。糖尿病危害巨大，主要是其嚴重的并發癥，如心血管疾病、腎臟、眼病、神經病變及糖尿病足等。目前糖尿病沒有有效根治的辦法，控制血糖濃度是唯一的治療方案。及時進行血糖濃度檢測，對于控制糖尿病、防止并發癥的發生，提高糖尿病患者的生活質量具有十分重要的意義。目前，在血糖濃度的檢測領域，絕大多數都是通過有創血糖儀進行檢測，在檢測過程中需要采血，會給人們帶來創傷和疼痛感，以及傷口被感染的風險。目前市面上的無創血糖儀價格昂貴，例如以色列盈通格利有限公司研制的糖無忌(GlucoTrack)無創血糖儀，在市面上的售價為17500元。目前對無創血糖濃度的測量方案有很多，主要是通過掃描人體皮膚、皮下組織液、血液或者唾液。例如申請號為201110234694.1的專利涉及一種便攜式無創血糖監測儀，采取人的唾液進行血糖濃度的測量，這種測量方法受測試者測試前是否進食的影響較大。又例如申請號為201210390767.0的專利涉及到一種便攜式拉曼光譜無創傷血糖儀，測量光斑照射到手臂上產生的拉曼散射光，然后采用拉曼光譜分析方法計算得到血糖濃度。這種方法的缺點是拉曼光譜信號非常微弱，儀器成本高昂，在實際使用中受到限制。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種基于陣列CCD的無創便攜式血糖儀，該血糖儀具有無創、便攜、成本低的優點。為了解決上述技術問題，本專利技術所采用的技術方案為：一種基于陣列CCD的無創便攜式血糖儀，由LED光源(1)，透鏡(2)，光纖距離傳感器(3)，手指槽(4)，驅動電路(5)，陣列CCD傳感器(6)，ARM芯片(7)，存儲器(8)，藍牙芯片(9)，電源模塊(10)構成；其特征在于，所述的LED光源(1)安裝在血糖儀的頂部，透鏡(2)安裝在LED光源(1)的正下方，光纖距離傳感器(3)安裝在手指槽(4)的上表面，手指槽(4)安裝在透鏡(2)的正下方，驅動電路(5)與各電路部件相連，陣列CCD傳感器(6)安裝在手指槽(4)正下方，陣列CCD傳感器(6)與ARM芯片(7)相連，ARM芯片(7)安裝在血糖儀的底端，存儲器(8)與ARM芯片(7)相連，藍牙芯片(9)與存儲器(8)相連，藍牙芯片(9)與移動設備進行無線傳輸連接，電源模塊(10)安裝在血糖儀的邊緣并與整個電路相連。所述的LED光源(1)包括白光光源(101)用于發射白光，測試光源(102)用于發射1610nm的近紅外光，參考光源(103)用于發射1310nm的近紅外光，三個光源并排安裝。所述的透鏡(2)安裝在LED光源(1)下方，使測試光源(102)和參考光源(103)發出的光通過透鏡(2)后形成光強相同，寬度相等的兩束平行光。所述的光纖距離傳感器(3)包括光纖(301)、Y型光纖探頭(302)、光纖(303)、探測器(304)，其中光纖(301)與白光光源(101)和Y型光纖探頭(302)的輸入端相連，Y型光釬探頭(302)安裝在手指槽(4)的上表面，光纖(303)與Y型光纖探頭(302)的輸出端和探測器(304)相連，探測器(304)和陣列CCD傳感器(6)相連；所述的光纖距離傳感器(3)用于測量光程長度的大小。所述的手指槽(4)的大小為深度2cm，寬度2cm，高度2cm的方槽，手指槽(4)的材料為亞克力板，具有良好的透光性。所述的驅動電路(5)與LED光源(1)、光纖距離傳感器(3)、陣列CCD傳感器(6)、APM芯片(7)、存儲器(8)、藍牙芯片(9)、電源模塊(10)相連，用于驅動各部分電路工作。所述的陣列CCD傳感器(6)型號為TCD-1304，3648像素，最小單元為8um，安裝在手指槽(4)正下方，用于獲取平行光經過手指吸收后的透射光的圖像數據，并將數據傳輸給APM芯片(7)。所述的ARM芯片(7)與陣列CCD傳感器(6)相連，用于驅動陣列CCD傳感器(6)工作，獲取透射光的圖像數據和光纖距離傳感器(3)獲得的光程長度的數據，并對獲得的數據進行處理。所述的存儲器(8)與ARM芯片(7)相連，用于存儲處理后的血糖濃度數據。所述的藍牙芯片(9)與存儲器(8)相連，通過藍牙無線傳輸，將處理后的血糖濃度數據傳輸給移動設備，并通過移動設備顯示出來，將血糖濃度數據保存在移動設備中。所述的電源模塊(10)為整個裝置供電。所述的血糖儀的尺寸為長8cm，寬6cm，高5cm。本專利技術的有益之處在于：1.利用陣列CCD傳感器記錄透射光強，測量范圍大，避免了單點測量帶來的誤差。2.利用光纖距離傳感器測量光程長度大小，自動補償由于手指厚度不同導致的誤差，提高了測量準確度。3.血糖儀的體積小，通過藍牙芯片與移動設備進行無線連接，并在移動設備中顯示血糖濃度，使用方便，便于攜帶。附圖說明下面結合附圖及其具體實施方式對本專利技術作進一步說明。圖1為本專利技術的示意圖；圖2為本專利技術的白光光源工作示意圖；圖3為本專利技術的測試光源工作示意圖；圖4為本專利技術的參考光源工作示意圖。1為LED光源，101為白光光源，102為測試光源，103為參考光源，2為透鏡，3為光纖距離傳感器，301為光纖，302為Y型光纖探頭，303為光纖，304為探測器，4為手指槽，5為驅動電路，6為陣列CCD傳感器，7為ARM芯片，8為存儲器，9為藍牙芯片，10為電源模塊。具體實施方法如圖1所示的一種基于陣列CCD的無創便攜式血糖儀，由LED光源1，透鏡2，光纖距離傳感器3，手指槽4，驅動電路5，陣列CCD傳感器6，ARM芯片7，存儲器8，藍牙芯片9，電源模塊10構成。所述的LED光源1安裝在血糖儀的頂部，透鏡2安裝在LED光源1的正下方，光纖距離傳感器3安裝在手指槽4的上表面，手指槽4安裝在透鏡2的正下方，驅動電路5與各電路部件相連，陣列CCD傳感器6安裝在手指槽4正下方，陣列CCD傳感器6與ARM芯片7相連，ARM芯片7安裝在血糖儀的底端，存儲器8與ARM芯片7相連，藍牙芯片9與存儲器8相連，藍牙芯片9與移動設備進行無線傳輸連接，電源模塊10安裝在血糖儀的邊緣并與整個電路相連。近紅外光譜進行葡萄糖濃度測量的理論依據為Beer-Lambert定律，血液中的葡萄糖在倍頻區的主要吸收峰為1613nm，在1310nm處葡萄糖的吸收很小，而血液中的血紅蛋白、血漿、血細胞以及其他成分在這兩種波長下的吸收均很小，因此我們選用波長為1610nm的LED光源作為測試光源，波長為1310nm的LED光源作為參考光源。根據Beer-Lambert定律：其中A是吸光度，I是透射光強，I0是入射光強，T是透過率，ε是摩爾吸光系數，b是光程長度，C是溶液的摩爾濃度。對于1610nm吸收波長，葡萄糖的摩爾吸光系數ε為常數。如圖2所示，白光光源101發射白光，通過光纖301將光傳輸到Y型光纖探頭302，光從Y型光纖探頭302傳輸到手指槽4下表面后發生反射，反射光通過光纖303傳輸到探測器304，探測器304將電壓信號通過導線傳輸到ARM芯片7中，ARM芯片7對獲得的電壓信號進行處理，得到Y型光纖探頭302到手指槽4下表面的距本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于陣列CCD的無創便攜式血糖儀，由LED光源(1)，透鏡(2)，光纖距離傳感器(3)，手指槽(4)，驅動電路(5)，陣列CCD傳感器(6)，ARM芯片(7)，存儲器(8)，藍牙芯片(9)，電源模塊(10)構成；其特征在于，所述的LED光源(1)安裝在血糖儀的頂部，透鏡(2)安裝在LED光源(1)的正下方，光纖距離傳感器(3)安裝在手指槽(4)的上表面，手指槽(4)安裝在透鏡(2)的正下方，驅動電路(5)與各電路部件相連，陣列CCD傳感器(6)安裝在手指槽(4)正下方，陣列CCD傳感器(6)與ARM芯片(7)相連，ARM芯片(7)安裝在血糖儀的底端，存儲器(8)與ARM芯片(7)相連，藍牙芯片(9)與存儲器(8)相連，藍牙芯片(9)與移動設備進行無線傳輸連接，電源模塊(10)安裝在血糖儀的邊緣并與整個電路相連。

【技術特征摘要】
1.一種基于陣列CCD的無創便攜式血糖儀，由LED光源(1)，透鏡(2)，光纖距離傳感器(3)，手指槽(4)，驅動電路(5)，陣列CCD傳感器(6)，ARM芯片(7)，存儲器(8)，藍牙芯片(9)，電源模塊(10)構成；其特征在于，所述的LED光源(1)安裝在血糖儀的頂部，透鏡(2)安裝在LED光源(1)的正下方，光纖距離傳感器(3)安裝在手指槽(4)的上表面，手指槽(4)安裝在透鏡(2)的正下方，驅動電路(5)與各電路部件相連，陣列CCD傳感器(6)安裝在手指槽(4)正下方，陣列CCD傳感器(6)與ARM芯片(7)相連，ARM芯片(7)安裝在血糖儀的底端，存儲器(8)與ARM芯片(7)相連，藍牙芯片(9)與存儲器(8)相連，藍牙芯片(9)與移動設備進行無線傳輸連接，電源模塊(10)安裝在血糖儀的邊緣并與整個電路相連。2.根據權利要求1所述的一種基于陣列CCD的無創便攜式血糖儀，其特征在于，所述的LED光源(1)包括白光光源(101)用于發射白光，測試光源(102)用于發射1610nm的近紅外光，參考光源(103)用于發射1310nm的近紅外光，三個光源...

【專利技術屬性】
技術研發人員：褚鑫磊，俞菲菲，方維，鄭冬，李林沛，
申請(專利權)人：中國計量大學，
類型：新型
國別省市：浙江,33