[發明專利]一種基于血糖無創檢測的代謝率測量方法

無效

• 申請號: 201310296899.1
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN104287693A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 陳真誠;朱健銘;陳剛;殷世民;梁永波;馬進姿
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/145
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 廖世傳

技術領域

本發明涉及生物醫學傳熱領域，特別是涉及一種基于血糖無創檢測的代謝率測量方法。

背景技術

熱量傳遞是由環境與系統間存在溫差而引起的穿過系統邊界的一種能量轉換過程，熱量傳遞方向總是從溫度較高處到較低處，如生物活體內部各器官、組織之間以及生物體與周圍環境之間的傳熱。生物傳熱是以一種非常復雜的幾乎囊括了導熱、對流和輻射三種傳熱方式進行的。而人體基礎代謝在人體的能量轉換和熱傳遞過程中起著核心的作用，其中包含的物理和化學過程也十分復雜。當生物體沒有外部運動時，全部代謝作用都表現為熱效應，而代謝率就是單位體積組織內的產熱率，在生物個體發育過程中，單位體積的產熱率（代謝率）呈現一定規律。生理學家為此定義了一個基礎代謝率，其指“在靜息狀態即基礎狀態下動物個體單位體積單位時間內的代謝產熱量”（單位為：J/m³·s或者W/m³），人體基礎代謝率BMR(basal?metabolic?rate)是一項重要的生理和熱物理參數，在人體熱分析中也起著重要的作用。由于各組織和器官的活動量不同，人體各部分的代謝率存在差異。若能針對不同組織和器官在體測出這些部位代謝率的大小，則具有重要的醫學生理學意義。由于缺少能量代謝率的實驗材料，且常用的估算公式計算代謝率，準確度很難保證，目前的研究主要是對公式的修正，以期獲得更精確的BMR，但人體個體差異極大、同一個體BMR又存在生理周期的變化，同一時的BMR又存在區域和部位的差異。

發明內容

本發明的目的是提拱一種基于能量代謝守恒無創檢測人體局部代謝率的計算方法，該方法可快速實時檢測人體局部代謝率的變化，個體針對性強，檢測參數簡單具有很強的可操作性。

為解決上述技術問題，本發明的具體技術方案如下：

1.將溫度傳感器、濕度傳感器、輻射傳感器集成為一人體局部組織代謝率測量傳感器；

2.利用溫度傳感器獲取人體局部組織表面溫度及環境溫度，利用牛頓冷卻公式進行計算進一步測得人體局部組織與環境的對流散熱量；

3.利用濕度傳感器獲取人體局部組織表面及周圍空氣的相對濕度值，進而得到環境空氣中的水蒸氣分壓力，再利用皮膚溫度可得到皮膚溫度下空氣中水蒸氣的飽和分壓力，最后分別計算并得到皮膚表面水氣擴散散熱量和顯性出汗蒸發散熱量；

4.利用輻射傳感器獲得人體局部組織輻射溫度值，根據修正的普朗克定律獲得人體局部輻射散熱量；

5.根據人體熱平衡方程計算得到人體局部組織總的代謝率。

6.本發明方法要求在環境25℃、餐后兩小時以上并處于靜息狀態下進行測量。

7.測試部位可根據需要選擇在指端、手臂、腹部實現。

本發明的優點是：可快速實時檢測人體局部代謝率的變化，個體針對性強，檢測參數簡單具有很強的可操作性，避免了受性別、情緒、年齡、地域、氣候等復雜參數的影響，可以很好的應用于糖尿病患者的無創血糖檢測領域。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明做進一步詳細的說明。

圖1本發明一種基于血糖無創檢測的代謝率測量方法的人體局部組織代謝能量結構示意圖。

圖2本發明一種基于血糖無創檢測的代謝率測量方法人體檢測血糖值GLU和代謝率BMR關系表。

圖3本發明一種基于血糖無創檢測的代謝率測量方法人體檢測血糖值GLU和代謝率BMR關系的散點圖。

具體實施方式

圖1所示基于血糖無創檢測的代謝率測量方法的的人體局部組織代謝能量結構主要包括對流、輻射和蒸發三個部分。本發明公開的一種基于血糖無創檢測的代謝率測量方法，理論依據為從熱力學第一定律出發建立的人體熱平衡方程：

S=M±E-（±W）±R±C；

式中：S-----人體貯熱率（熱量增加為正）；

M-----代謝率（恒為正）；

E-----蒸發散熱率（失熱為負）；

W-----做功率（對外做功為正）；

R、C-----表面輻射和對流換熱（獲得熱量為正）；

由于測量環境需要在人體靜息狀態下進行，所以方程中的S=0，W=0；通過測量人體局部組織E、R、C的值，即可得到人體局部代謝率。

本發明一種實施例應用時具體步驟如下：

1、根據各個傳感器的特性及測試要求，將溫度傳感器、濕度傳感器、輻射傳感器分別焊接于集成傳感器相應位置。為保證測量的準確性，人體需處于靜息狀態下，室內環境溫度保持在25攝氏度。