[發明專利]基于指關節多光譜影像的無創血糖檢測裝置及其檢測方法

在審

• 申請號: 201811035671.6
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109381197A
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 王平;劉偉杰;黃安鵬
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: A61B5/1455
• 分類號: A61B5/1455
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理有限公司 11360
• 代理人: 王巖

本發明公開了一種基于指關節多光譜影像的無創血糖檢測裝置及其檢測方法。本發明采用將手指伸入測量腔體，近紅外寬光源發出寬帶的入射光，從手指穿出由微型多光譜攝像頭接收，各點光強轉化為影像經微控制器傳輸至計算機，根據皮膚背景和毛細血管處不同波長的透射光強解算出對應的血糖濃度；本發明能夠適應不同粗細的手指，方便測量，提高無創血糖儀使用的便捷性和通用性；能夠克服不同人群組織層厚度、膚色不同的個體差異，具有更高的準確性和魯棒性，適用不同人群；由計算機計算，對設備裝置的性能和功耗要求較低，節省了成本，便于家庭使用；血糖解算工作交由計算機軟件完成，因此能夠不斷更新，使用者不需要重復購買設備，只需更新軟件即可。

技術領域

本發明涉及醫療檢測領域，具體涉及一種基于指關節多光譜影像的無創血糖檢測裝置及其檢測方法。

背景技術

血糖檢測是糖尿病患者進行自我血糖管理的必備工具。目前，市面上可購買到的血糖儀主要是有創或微創的血糖儀。無論是有創還是微創血糖儀，都屬于侵入式血糖儀，需要采集患者的血液作為測量樣本，因此需要刺破患者手指或小臂采集血液樣本。這種血糖檢測方法不僅會給患者帶來疼痛，還容易導致傷口感染，給患者帶來二次傷害。不僅如此，侵入式血糖儀中使用的血液采集工具(針管和試紙)屬于一次性耗材，使得每次測量的成本消耗量大，給糖尿病患者帶來一定的經濟壓力。基于以上考慮，一種不需要以血液作為測量樣本的血糖檢測設備成為廣大糖尿病患者和醫生的迫切需求。

2014年，美國雅培糖尿病護理公司推出了用于動態實時監測血糖的儀器——瞬感動態血糖儀獲得了歐洲的CE認證，并于2016年獲得了美國的FDA認證和中國國家食品藥品監督管理局批準(注冊證號：國械注進20163212472)。瞬感動態血糖儀的測量方式是將一個圓形小傳感器安裝在患者上臂上，用膠布固定，傳感器通過一個長5毫米、寬0.4毫米的小毛細管測量上臂皮膚皮下組織液中的葡萄糖水平。瞬感動態血糖儀的缺點主要有三個，第一個缺點是同樣需要搓破皮膚采集體液樣本，給患者帶來傷害。第二個缺點是傳感器一次最長只能佩戴14天，14天后需要重新佩戴。第三個缺點在于瞬感動態血糖儀測量的是皮下組織液葡萄糖濃度，并不是血液葡萄糖濃度，兩者之間存在時間上的滯后，無法準確獲得當前時刻的血糖濃度。

2017年，天津大學的張瑞峰和舒子蕓提交了一種基于微波的無創血糖檢測裝置(專利申請號：201711137560.1)，使用微波腔測量患者測試部位的諧振頻率和諧振振幅來推算血糖濃度。這種檢測方法的缺點在于不同的患者、不同測試部位組織厚度不同，此發明需要改變微波的頻率以應對不同的使用場景，這其中引入了大量的測量噪聲，使得測量精度過低，無法滿足血糖自我監測的需求。

發明內容

針對以上現有技術中存在的問題，本發明提出了一種基于指關節多光譜影像的無創血糖檢測裝置及其檢測方法。

本發明的一個目的在于提出一種基于指關節多光譜影像的無創血糖檢測裝置。

本發明的基于指關節多光譜影像的無創血糖檢測裝置包括：測量腔體、近紅外寬光源、微型多光譜攝像頭、微控制器、計算機和顯示器；其中，測量腔體為內部中空的殼體；在測量腔體的一對相對的側壁上，分別設置有相對的通孔；在測量腔體內的頂壁設置有近紅外寬光源；在測量腔體內的底壁與近紅外寬光源相對，設置有微型多光譜攝像頭；近紅外寬光源連接至微控制器，微型多光譜攝像頭經數據線連接至微控制器；微控制器經數據線連接至計算機；顯示器連接至計算機；被測人員的手指通過一個側壁上的通孔進入測量腔體，指尖從另一側壁上的通孔伸出，從而手指位于測量腔體內的近紅外寬光源與微型多光譜攝像頭之間；近紅外寬光源發出寬帶的入射光，照射至手指，透射光從手指穿出，由微型多光譜攝像頭接收；微型多光譜攝像頭將各點光強轉化為影像并傳輸至微控制器；微控制器將影像傳輸至計算機，計算機通過圖像分割技術，對影像中的皮膚背景和靜脈毛細血管分割進行提取，根據皮膚背景和毛細血管處不同波長的透射光強解算出對應的血糖濃度。