[發(fā)明專利]一種多技術(shù)融合的無創(chuàng)血糖檢測(cè)裝置及測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010324644.1
• 申請(qǐng)日: 2020-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN111513728B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何志平;李津?qū)?/a>;趙海艇;楊秋杰;李飛飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
• 主分類號(hào): A61B5/1455
• 分類號(hào): A61B5/1455;G06K9/62;G06N20/20;G06N5/00
• 代理公司: 上海滬慧律師事務(wù)所 31311
• 代理人: 郭英

1.一種多技術(shù)融合的無創(chuàng)血糖檢測(cè)裝置，包括主控制器模塊(1)、顯示器模塊(2)、AOTF單色光源模塊(3)、檢測(cè)探頭模塊(4)以及數(shù)據(jù)處理模塊(5)；其特征在于：

所述的主控制器模塊(1)控制AOTF單色光源模塊(3)產(chǎn)生近紅外正交偏振單色光，近紅外正交偏振單色光通過光纖傳遞給所述的檢測(cè)探頭模塊(4)，所述的檢測(cè)探頭模塊(4)將近紅外偏振單色光發(fā)射到檢測(cè)部位上，經(jīng)過檢測(cè)部位反射的近紅外偏振單色光由檢測(cè)探頭模塊(4)采集并將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成帶有近紅外強(qiáng)度數(shù)據(jù)以及偏振角度數(shù)據(jù)的電信號(hào)，所述的檢測(cè)探頭模塊(4)將電信號(hào)傳遞給所述的數(shù)據(jù)處理模塊(5)，所述的數(shù)據(jù)處理模塊(5)將電信號(hào)進(jìn)行處理和A/D轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換好的信號(hào)傳遞給所述的主控制器模塊(1)，所述的主控制器模塊(1)對(duì)血糖值進(jìn)行預(yù)測(cè)并將預(yù)測(cè)的血糖值通過所述的顯示器模塊(2)進(jìn)行顯示；

所述無創(chuàng)血糖檢測(cè)裝置的無創(chuàng)血糖測(cè)量方法步驟如下：

步驟1：以t為步長，改變AOTF單色光源模塊(3)輸出的近紅外正交雙偏振單色光波長，共采集m個(gè)采樣點(diǎn)的近紅外強(qiáng)度數(shù)據(jù)以及偏振角度數(shù)據(jù)，將m個(gè)采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到所述的主控制器模塊(1)，t為波長，單位nm；

步驟2：所述的主控制器模塊通過隨機(jī)森林算法與數(shù)據(jù)融合算法預(yù)測(cè)出最終的血糖值，其中所述的步驟2通過如下步驟實(shí)現(xiàn)血糖濃度的預(yù)測(cè)：

步驟2-1：所述的主控制器模塊(1)對(duì)儲(chǔ)存的m個(gè)近紅外光強(qiáng)數(shù)據(jù)以及m個(gè)光束偏振角度數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波與校正；

步驟2-2：經(jīng)過所述的數(shù)字濾波與校正后，利用隨機(jī)森林算法，分別得出近紅外光譜法預(yù)測(cè)得到的血糖值BG1，與旋光法預(yù)測(cè)得到的血糖值BG2；

步驟2-3：所述的主控制器模塊(1)對(duì)兩種方法預(yù)測(cè)得到的血糖值進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析，并根據(jù)關(guān)聯(lián)性分析結(jié)果分配權(quán)值，按下式進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，計(jì)算最終的血糖濃度：

BG＝a*BG1+b*BG2+c

式中，a、b為關(guān)聯(lián)性分析得到的權(quán)值，c為校正系數(shù)，進(jìn)而得到的血糖值BG通過所述的主控制器模塊(1)控制顯示在顯示器模塊(2)上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多技術(shù)融合的無創(chuàng)血糖檢測(cè)裝置，其特征在于：

所述的AOTF單色光源模塊(3)包括鹵鎢燈(3-1)、準(zhǔn)直透鏡(3-2)、AOTF(3-3)、聚焦纖維透鏡(3-4)、光纖合路器(3-5)、保偏光纖(3-6)、射頻功放(3-7)、射頻發(fā)生器(3-8)；所述的主控制器模塊(1)控制所述的射頻發(fā)生器(3-8)生成指定頻率的信號(hào)并通過所述的射頻功放(3-7)將信號(hào)放大輸入到AOTF(3-3)；主控制器模塊控制鹵鎢燈(3-1)打開并發(fā)射復(fù)色光束，所述的復(fù)色光束經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡(3-2)準(zhǔn)直后，入射到所述的AOTF(3-3)，復(fù)色光束經(jīng)過所述的AOTF(3-3)后產(chǎn)生兩束偏振態(tài)正交的正負(fù)1級(jí)近紅外單色光，兩束光經(jīng)過所述的聚焦纖維透鏡(3-4)耦合進(jìn)入保偏光纖(3-6)，光束經(jīng)過所述的光纖合束器(3-5)后形成一束近紅外正交偏振單色光，所述的近紅外正交偏振單色光由保偏光纖(3-6)傳遞給檢測(cè)探頭模塊(4)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多技術(shù)融合的無創(chuàng)血糖檢測(cè)裝置，其特征在于：

所述的檢測(cè)探頭(4)包括發(fā)射探頭單元(4-1)、接收探頭單元(4-2)、Y型保偏光纖(4-3)、近紅外光電探測(cè)器(4-4)、檢偏器(4-5)以及光電接收器(4-6)組成；所述的AOTF單色光源模塊(3)將近紅外正交偏振單色光通過保偏光纖傳遞給發(fā)射探頭單元(4-1)，經(jīng)過檢測(cè)部位反射的光束由接收探頭單元(4-2)接收，并將光束耦合進(jìn)入Y型保偏光纖(4-3)，Y型保偏光纖(4-3)將光束分為兩束，其中一束光進(jìn)入到所述的近紅外光電探測(cè)器(4-4)，產(chǎn)生近紅外強(qiáng)度信號(hào)，另一束光進(jìn)入到所述的檢偏器(4-5)后，由光電接收器(4-6)接收，所述的光電接收器(4-6)產(chǎn)生帶有偏轉(zhuǎn)角度信息的光強(qiáng)信號(hào)，所述的近紅外光強(qiáng)信號(hào)與偏振角度信號(hào)被傳遞到數(shù)據(jù)處理模塊(4)進(jìn)行處理；所述的數(shù)據(jù)處理模塊(5)將近紅外光電強(qiáng)度信號(hào)與偏振角度信號(hào)進(jìn)行放大濾波處理，并對(duì)經(jīng)過處理后的近紅外光電強(qiáng)度信號(hào)與偏振角度信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將模數(shù)轉(zhuǎn)換后的信號(hào)傳遞給所述的主控制器模塊(1)，主控制器模塊(1)對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，并預(yù)測(cè)血糖數(shù)值。