[發明專利]一種基于光電容積脈搏波的無創糖尿病預測系統及方法

有效

• 申請號: 202011002263.8
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112120711B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 唐飛;吳晨陽;耿占瀟;邱贊;王曉浩
• 申請（專利權）人: 博邦芳舟醫療科技（北京）有限公司
• 主分類號: A61B5/1455
• 分類號: A61B5/1455;A61B5/02;A61B5/00
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 王金雙

一種基于光電容積脈搏波的無創糖尿病預測系統，包括，光信號發射器、驅動電路、接收電路和處理器模塊，其中，所述光信號發射器，其在所述驅動電路的驅動下，獲取固定波長和強度的光信號并發射；所述接收電路，其將接收的光電容積脈搏波的光信號轉換為光電容積脈搏波的電信號，并進行放大濾波、數模轉換，將數字光電容積脈搏波信號發送給所述處理器模塊；所述處理器模塊，其對所述數字光電容積脈搏波信號進行信號處理、特征提取和建模預測，并可視化顯示。本發明的基于光電容積脈搏波的無創糖尿病預測系統及方法，能夠實現無創、實時和便捷的糖尿病篩查和患病風險預測。

技術領域

本發明涉及醫療健康技術領域，尤其涉及光學傳感器實現無創糖尿病篩查和患病風險預測系統及方法。

背景技術

糖尿病是全球范圍內最嚴重的慢性代謝疾病之一，截至2019年，全球范圍內已經有4.6億的糖尿病患者，而預計到2045年，這個數字將增長到7億，糖尿病及其并發癥對個人和社會造成負擔。據統計，目前約有50％的糖尿病患者(大多數為2型糖尿病)未的得到確診，因此，需要迫切地對這未確診人群進行診斷，以便提供合適的護理，防止病情惡化。

目前，葡萄糖耐量試驗是糖尿病診斷“金標準”,但該方法需要受試者前往醫院進行有創的血糖采集，流程繁瑣且成本較高，限制了更多糖尿病患者確診病情。

目前使用的無創糖尿病篩查方法集中在將受試者的生活數據、病例數據或者醫療數據作為輸入，預測糖尿病的概率。例如中國專利CN107680676A《一種基于電子病歷數據驅動的妊娠期糖尿病預測方法》和CN106682412A《一種基于醫療體檢數據的糖尿病預測方法》，但存在信息不易獲取，不便于家用等不足，無法滿足日常的糖尿病健康管理。

發明內容

為了解決現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種基于光電容積脈搏波的無創糖尿病預測系統及方法，利用可穿戴的紅光-近紅外光傳感器設備，采集人體脈搏波信號，能夠實現無創、實時和便捷的糖尿病篩查和患病風險預測。

為實現上述目的，本發明提供的基于光電容積脈搏波的無創糖尿病預測系統，包括，光信號發射器、驅動電路、接收電路和處理器模塊，其中，

所述光信號發射器，其在所述驅動電路的驅動下，獲取固定波長和強度的光信號并發射；

所述接收電路，其將接收的光電容積脈搏波的光信號轉換為光電容積脈搏波的電信號，并進行放大濾波、數模轉換，將數字光電容積脈搏波信號發送給所述處理器模塊；

所述處理器模塊，其對所述數字光電容積脈搏波信號進行信號處理、特征提取和建模預測，并可視化顯示。

進一步地，所述光信號發射器，還包括，2個或2個以上波長的可見光發射器和2個或2個以上波長的近紅外發射器。

進一步地，所述接收電路，包括光信號接收器，放大濾波電路和模數轉換電路，其中，

所述光信號接收器，其將接收的光電容積脈搏波的光信號轉換為光電容積脈搏波的電信號發送給所述放大濾波電路；

所述放大濾波電路，其將光電容積脈搏波的電信號進行放大濾波，消除高頻噪聲；

所述模數轉換，其將光電容積脈搏波的電信號轉換為數字光電容積脈搏波信號后發送給所述處理器模塊。

進一步地，所述處理器模塊，其進行低頻呼吸擾動消除、基于小波變換，從數字光電容積脈搏波信號中獲取多重分形譜特征、進行特征空間降維和聚類、構建并訓練篩查模型，并根據所述篩查模型進行新樣本的預測。

進一步地，所述處理器模塊，其采用小波變換模極大方法，計算出多重分形譜坐標和累計系數，從數字光電容積脈搏波信號中獲取多重分形譜特征。