[發(fā)明專利]血糖檢測(cè)方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710664260.2
• 申請(qǐng)日: 2017-08-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107505268A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李衛(wèi)軍;于麗娜;覃鴻;徐健;張亞坤;林劍楚;王磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類號(hào): G01N21/25
• 分類號(hào): G01N21/25
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司11021
• 代理人: 任巖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于健康監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種血糖檢測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，糖尿病已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)危害人類健康的主要疾病之一。血糖的過(guò)高或過(guò)低，不僅影響患者的新陳代謝，還有可能引起一些并發(fā)癥，例如心血管疾病和神經(jīng)病變，這些并發(fā)癥對(duì)患者的身體健康均有著很大的威脅。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的報(bào)告，到2025年全世界將會(huì)有3億糖尿病患者，其中，中國(guó)的糖尿病患者將占據(jù)絕大部分；且近年來(lái)，糖尿病的患者不僅存在于一些老年人當(dāng)中，一些年輕人也開(kāi)始出現(xiàn)糖尿病病癥。

糖尿病是一種慢性疾病，很難通過(guò)一次性的治療達(dá)到很好的效果，所以糖尿病患者需要實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的了解自己的血糖水平。而目前對(duì)于血糖檢測(cè)的方法，不論在醫(yī)院或者患者自己在家中，均采用有創(chuàng)的血糖檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè)，即直接抽取患者血液，根據(jù)電化學(xué)的方法檢測(cè)患者的血糖水平。這種檢測(cè)方法會(huì)對(duì)患者造成一定的生理痛苦，而且由于經(jīng)常檢測(cè)需反復(fù)抽血，這容易造成感染，且電化學(xué)反應(yīng)試紙價(jià)格昂貴，對(duì)于糖尿病患者而言，也是一種較大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

針對(duì)上述有創(chuàng)檢測(cè)血糖存在的問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)，即不損傷人體組織而獲得血糖濃度，一般的采用光譜分析技術(shù)對(duì)人體的待測(cè)部位進(jìn)行紅外光掃描，再根據(jù)光譜圖分析人體的血糖濃度。但是，人體血糖含量低，且生物組織復(fù)雜，其中含有大量水分、蛋白質(zhì)、脂肪等，使得能夠反應(yīng)血糖濃度變化的有效信號(hào)非常微弱，故而血糖濃度的光譜分析結(jié)果不夠準(zhǔn)確且穩(wěn)定性較差。

發(fā)明內(nèi)容

基于以上問(wèn)題，本發(fā)明的主要目的在于提出一種血糖檢測(cè)方法及系統(tǒng)，用于解決以上技術(shù)問(wèn)題的至少之一。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出一種血糖檢測(cè)方法，包括以下步驟：

S1、獲取待檢測(cè)部位的高光譜圖像數(shù)據(jù)；

S2、提取高光譜圖像數(shù)據(jù)中的靜脈區(qū)域光譜圖像數(shù)據(jù)；

S3、基于靜脈區(qū)域光譜圖像數(shù)據(jù)，計(jì)算得到血糖濃度。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上述步驟S1包括：近紅外光照射待檢測(cè)部位，以反射/透射得到近紅外反射/透射光；基于該近紅外反射/透射光，獲取待檢測(cè)部位的光譜圖像數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上述步驟S2包括：提取所述高光譜圖像數(shù)據(jù)的靜脈圖像特征；基于所述靜脈圖像特征，提取得到靜脈區(qū)域光譜圖像數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上述步驟S2之前，血糖檢測(cè)方法還包括：從高光譜圖像數(shù)據(jù)中包含的所有波段的光譜圖像數(shù)據(jù)中，基于預(yù)設(shè)的選取條件，確定優(yōu)選光譜圖像數(shù)據(jù)；對(duì)所述優(yōu)選光譜圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；其中，預(yù)設(shè)的選取條件包括靜脈目標(biāo)信息量大、相關(guān)性小、光譜差異大或可分性好。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上述對(duì)優(yōu)選光譜圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括以下步驟：從優(yōu)選光譜圖像數(shù)據(jù)中，提取圖像中的感興趣區(qū)域；對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行歸一化，使得歸一化后的圖像數(shù)據(jù)與優(yōu)選光譜圖像數(shù)據(jù)尺寸一致；對(duì)歸一化后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪；其中去噪采用的方法包括基于濾波、直方圖、同態(tài)濾波(Retinex)或全局閾值與局部均值去噪，優(yōu)選采用基于全局閾值和局部均值去噪。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上述步驟S3包括：基于靜脈區(qū)域光譜圖像數(shù)據(jù)，獲取靜脈區(qū)域光譜圖像數(shù)據(jù)在各個(gè)波長(zhǎng)下的光譜強(qiáng)度均值；基于光譜強(qiáng)度均值，計(jì)算血糖濃度。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上述步驟S3之后還包括：獲取待檢測(cè)部位的溫度和濕度信息；基于溫度和濕度信息，對(duì)血糖濃度進(jìn)行修正。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提出一種血糖檢測(cè)系統(tǒng)，包括：獲取單元，用于獲取待檢測(cè)部位的高光譜圖像數(shù)據(jù)；圖像處理單元，用于提取高光譜圖像數(shù)據(jù)中的靜脈區(qū)域光譜圖像數(shù)據(jù)；預(yù)測(cè)單元，用于基于靜脈區(qū)域光譜圖像數(shù)據(jù)，計(jì)算得到血糖濃度。

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，上述系統(tǒng)還包括：修正單元，用于獲取待檢測(cè)部位的溫度和濕度信息，并基于該溫度和濕度信息，對(duì)血糖濃度進(jìn)行修正。

本發(fā)明提出的一種血糖檢測(cè)方法及系統(tǒng)，具有以下有益效果：

1、通過(guò)識(shí)別采集的高光譜圖像中的人體靜脈區(qū)域，提取位于靜脈區(qū)域中像元點(diǎn)光譜數(shù)據(jù)的特征，對(duì)血糖數(shù)據(jù)進(jìn)行定量分析，相比于使用全部區(qū)域光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的傳統(tǒng)方法，該方法降低了不含血糖成分的脂肪、肌肉等人體組織光譜數(shù)據(jù)對(duì)分析結(jié)果的影響，使得光譜分析更加準(zhǔn)確和穩(wěn)定；

2、本采用高光譜成像得到高光譜圖像數(shù)據(jù)，可以豐富成像信息，且分辨率更高，有利于后續(xù)對(duì)圖像數(shù)據(jù)處理的進(jìn)行；