[發(fā)明專利]一種光致超聲的血糖無創(chuàng)檢測裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710599767.4
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107228904B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任重;劉國棟
• 申請（專利權(quán)）人: 江西科技師范大學(xué)
• 主分類號: G01N29/24
• 分類號: G01N29/24;G01N29/07
• 代理公司: 南昌大牛知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 36135
• 代理人: 喻莎

本發(fā)明提供的一種光致超聲的血糖無創(chuàng)檢測裝置及方法，包括光源單元、被測組織、環(huán)形超聲探測器和信號處理裝置，光源單元沿光傳播方向由激光器、準直透鏡和聚焦透鏡構(gòu)成，激光器的出口與準直透鏡和聚焦透鏡的中心在一條軸線上。信號處理裝置包括信號放大器、數(shù)字示波器、GPIB?USB接口卡、計算機和焦距控制器，并依次電氣連接；激光器與數(shù)字示波器電氣連接，環(huán)形超聲探測器與信號放大器電氣連接，聚焦透鏡與計算機之間通過焦距控制器電氣連接，環(huán)形超聲探測器與被測組織之間均勻涂抹超聲耦合液，環(huán)形超聲探測器的前端面與被測組織的表面平行緊密接觸。本發(fā)明公開的一種光致超聲的血糖無創(chuàng)檢測裝置及方法，結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)、適用性強。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物醫(yī)療檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光致超聲的血糖無創(chuàng)檢測裝置及方法。

背景技術(shù)

糖尿病正嚴重威脅著人們的生命健康和生存質(zhì)量。到目前為止，醫(yī)學(xué)上還沒有任何一種特效藥或方法可以根治糖尿病，只能是對糖尿病患者自身的血糖濃度和血糖值進行長期監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測病情變化來通過藥物來加以控制，以此來穩(wěn)定血糖濃度和避免并發(fā)癥的產(chǎn)生。因此，血糖濃度及變化趨勢進行準確地監(jiān)測，這對于合理地控制糖尿病來講至關(guān)重要。目前，醫(yī)學(xué)上對血糖濃度進行監(jiān)測基本上采用的是針刺和靜脈抽血檢測法，這種方法首先是需要利用針刺破人體皮膚或靜脈血管采血，然后利用生化分析儀器(如：酶免反應(yīng)法或電化學(xué)法)來對全血或經(jīng)過離心機分離的血清進行生化指標分析，獲得相應(yīng)的血糖濃度值，這種方法存在一些弊端，一方面，該方法是對人體組織有損傷的檢測方法；另一方面，該檢測方法過程繁瑣、樣品制備復(fù)雜、可操作性不高；并且，對于病情嚴重的糖尿病患者和需要經(jīng)常監(jiān)測血糖值變化的患者而言，頻繁地進行針刺或靜脈抽血，會帶來巨大的身心和經(jīng)濟負擔(dān)，而且易引發(fā)二次感染的風(fēng)險。因此，對血糖濃度進行無損傷地監(jiān)測是未來治療糖尿病的發(fā)展趨勢。目前，已有多種無損檢測方法運用于血糖濃度的檢測，如：近紅外光譜法、中紅外光譜法、偏振光法、光學(xué)相干層析法、太赫茲法和光致超聲法等。其中，光致超聲法(又稱“光聲法”)由于融合了光學(xué)和超聲技術(shù)，利用脈沖激光激發(fā)被測組織，由于組織吸收或者釋放能量而產(chǎn)生攜帶能表征被測組織某種屬性的超聲信號，經(jīng)過采用高靈敏度的超聲探測器捕獲產(chǎn)生的超聲信號，再通過數(shù)據(jù)分析處理算法便可以對被測組織中攜帶某些特征的信號進行解析，從而了解被測組織的具體屬性。雖然激發(fā)光源是脈沖激光，從激發(fā)光源來講與光譜法類似，但是從捕獲的信號來講，與光譜法截然不同，光聲法是利用探測超聲信號來代替光譜法的探測光子信號的特點，從而從原理上避開了組織中散射光對有用信號帶來的強烈干擾，可以提高光致超聲信號的信噪比和測量準確度。過去，對血糖進行光聲檢測，人們主要是采用光路和探測單元固定的檢測方式來對被測對象進行血糖光聲檢測，雖然有一定的效果，但是該結(jié)構(gòu)過于單一，無法滿足不同形狀檢測對象和不同檢測部位的需求。并且，這種固定的檢測方式，只能對組織中某一個固定深度的血糖濃度進行檢測，但是由于不同檢測對象和同一檢測對象的不同檢測部位，其內(nèi)部深度方向的組織結(jié)構(gòu)是不同的，如果依然采用固定光路和探測單元固定的檢測方式，勢必會造成不同檢測部位檢測的結(jié)果存在很大差異。另外，到目前為止，人們對利用光聲技術(shù)來檢測血糖濃度，主要是利用光聲信號的幅值或者峰峰值來作為光聲信號研究的對象。由于實際情況中，系統(tǒng)穩(wěn)定性(如：脈沖激光器能量穩(wěn)定性、超聲探測器相應(yīng)頻率匹配度和光路系統(tǒng)等)、測量環(huán)境(溫度、濕度等)和其他信號干擾等，使得所得到的血糖光聲信號的幅值和峰峰值存在漂移或不穩(wěn)定現(xiàn)象，這大大地影響了血糖光聲值和血糖濃度預(yù)測的準確性。因此，除了對光聲檢測系統(tǒng)的穩(wěn)定性、消除測量環(huán)境以及其他信號干擾等方面進行提高之外，還需要從技術(shù)和方法上來對光聲血糖無損檢測進行探究。另外，由于實際光聲血糖測試時，超聲探頭的位置和角度會與入射到樣品中的光聲源產(chǎn)生一定的偏移，使得探測到的血糖光聲信號與實際真實血糖光聲信號在時間分辨和光聲強度等方面存在一定的偏差，從而使得血糖光聲測量會造成誤差。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決血糖光聲無創(chuàng)檢測存在的上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)的光致超聲的血糖無創(chuàng)檢測裝置及方法。