[發明專利]一種基于光折射角度測量眼睛房水葡萄糖濃度的方法

在審

• 申請號: 201810669580.1
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN108742646A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 藍銀濤;陳占坤;張建
• 申請（專利權）人: 廣州醫科大學
• 主分類號: A61B5/1455
• 分類號: A61B5/1455
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種利用光折射角度變化測量房水葡萄糖濃度的方法。包括光源模塊、數據采集處理模塊和顯示模塊。光源產生的光以一定角度入射人眼，經角膜和房水折射后，出射的折射光的角度包含房水葡萄糖濃度信息。將測量模塊接收到的角度送入核心控制的單片機，將角度信息轉換為房水的折射率，進步將折射率轉換成葡萄糖濃度，并在LCD屏上顯示。本發明介紹的房水葡萄糖濃度檢測方法是無創的，且具有成本低、裝置便于攜帶等優點。

技術領域

本發明屬于生物組織參數檢測領域，特別涉及一種利用光折射角度測量眼睛房水葡萄糖濃度的方法。

背景技術

糖尿病是當前威脅全球人類健康的最重要的非傳染性疾病之一，根據國際糖尿病聯盟統計，2011年全球糖尿病患者人數已達3.7億，其中80%在發展中國家，估計到2030年全球將有近5.5億糖尿病患者。目前人體血液葡萄糖濃度的測量方法大多是靜脈采血，比如通常在患者手指上直接采血，然后通過化學的方法，利用比色紙進行人體血液葡萄糖濃度測量。這種有創檢測的方法并不適合對糖尿病患者的血糖水平進行及時有效的監測。

房水是由睫狀體產生，經后房-瞳孔-前房角-排出進入血液的無色透明的液體，屬于組織液的一種。血清中的糖稱為血糖，絕大多數情況下都是葡萄糖。房水中葡萄糖的濃度大約為血漿中濃度的80%。

菲涅爾光折射定律指出，光從一個介質進入另一介質，入射角θ₁的正弦值與折射角θ₂的正弦值的比值為一定值，而此一定值等于入射介質折射率n₁與折射介質折射率n₂的反比，如公式sin(θ₁) / sin(θ₂) = n₂ / n₁所示。

研究表明，恒定溫度下葡萄糖溶液的折射率n與濃度c是線性相關的，而人體是一個非常好的恒溫體系，正常體溫維持在37℃。基于此開發了一種利用折射光角度測量房水葡萄糖濃度的方法，該方法具有安全無創，成本低，結構簡單，便攜易操作，用其進行檢測具有實時、準確、快速檢驗的優勢。由于房水葡萄糖濃度與血糖有很高的相關性，本發明很有可能對于即時檢驗血糖水平具有重大意義。

發明內容

本發明擬提供一種利用折射光角度變化測量房水葡萄糖濃度的方法。

本發明包括光源模塊、數據采集處理模塊和顯示模塊。

光源模塊，采用低功率密度，體積較小的固體激光器，或其它類型的準直光源：所述光源的光斑要小，所述激光器用于提供檢測房水葡萄糖濃度所需的光源。

數據采集處理模塊，包括光角度測量電路及數據處理電路：所述光角度測量電路用于測量出射的折射光的角度，所述數據處理電路用于將折射光的角度信息轉換為濃度信息并在顯示模塊上顯示出來。

所述光角度測量電路包括線陣CCD和信號采集和信號濾波電路，所述CCD的單個檢測單元大小與光斑尺寸相當，以便于測量折射光出射的角度。

所述數據處理電路采用單片機，或者FPGA、控制卡等具有程序控制功能的硬件，單片機連接光源模塊、光角度測量電路和顯示屏，實現對光源的控制，對光角度測量電路采集信號的控制，對角度信息的處理以及濃度信息的顯示。

所述測量過程中入射激光的角度θ₁始終保持不變，空氣折射率 n₁保持恒定，由于房水中葡萄糖濃度變化導致折射率 n₂ 改變，進而使得出射光線與線陣CCD的形成不同的夾角。

所述折射角度轉換為濃度的具體過程如下：先將檢測到的角度信息折算出折射率的大小，然后將折射率信息成葡萄糖濃度。

所述顯示模塊為LCD顯示模塊。