[发明专利]一种基于电子鼻检测呼吸气体的糖尿病诊断系统

权利要求书

1.一种基于电子鼻检测呼吸气体的糖尿病诊断系统，其特征在于,包括呼吸气体收集模块、气体信息采集模块、特征提取和筛选模块、模式识别模块；

所述呼吸气体收集模块使用呼吸气体交换装置将呼吸气体收集在气袋中，收集好气体之后再送至所述气体信息采集模块；

所述气体信息采集模块具有基于MEMS的微悬臂梁谐振式气敏传感器阵列，所述微悬臂梁谐振式气敏传感器阵列对所述气袋送来的呼吸气体中的敏感气体发生反应，将所述敏感气体的浓度信息转换为对应的谐振频率信号，并对谐振频率信号进行采样；

所述特征提取和筛选模块对采样的信号进行特征提取和特征筛选，将经特征提取与筛选后的信号传递给所述模式识别模块；

所述模式识别模块使用模式识别方法对所采集的数据进行训练和识别；最终识别出所述敏感气体的种类和浓度；

所述微悬臂梁谐振式气敏传感器阵列根据所述呼吸气体中的若干VOCs成分的含量来检测所述敏感气体，检测作为糖尿病的呼吸气体标识物的VOCs成分包括甲苯、乙苯、二甲苯、甲醇、乙醇、丙酮、异丙醇，所述微悬臂梁谐振式气敏传感器阵列含有六个微悬臂梁谐振式气敏传感器，每个微悬臂梁谐振式气敏传感器上分别涂有以下不同材料形成的气体敏感层，分别是环氧丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯—醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚醋酸乙烯酯。

2.如权利要求1所述的糖尿病诊断系统，其特征在于,所述呼吸气体交换装置包括呼吸共用通道、吸入空气通道和呼出气体通道，所述呼吸共用通道连接供人使用的气嘴，所述吸入空气通道和所述呼出气体通道与所述呼吸共用通道形成三通结构，所述吸入空气通道连接大气，所述呼出气体通道连接气袋，所述气袋连接所述气体信息采集模块。

3.如权利要求1所述的糖尿病诊断系统，其特征在于,所述微悬臂梁谐振式气敏传感器阵列的传感器包括气体敏感膜、热激励电阻、谐振元件和拾振电阻，所述谐振元件由设置在所述气体敏感膜下方的所述热激励电阻驱动，所述拾振电阻进行振荡信号检测，拾振的信号经过多级放大、移相、整形、功放后反馈至热激励电阻，实现闭环谐振。

4.如权利要求3所述的糖尿病诊断系统，其特征在于,各传感器设置在同一硅基底上。

5.如权利要求1所述的糖尿病诊断系统，其特征在于,所述气体信息采集模块包括频率采集卡，所述频率采集卡对谐振频率信号进行采样。

6.如权利要求1至5任一项所述的糖尿病诊断系统，其特征在于,还包括信号预处理模块，所述气体信息采集模块将采样的谐振频率信号传给所述信号预处理模块，所述信号预处理模块对信号进行包括滤波、去噪、基线修正在内的预处理，再将经预处理后的信号传送给所述特征提取与筛选模块。

7.如权利要求1至5任一项所述的糖尿病诊断系统，其特征在于,所述特征提取和筛选模块使用主成分分析法对采样的信号进行特征提取，使用独立成分分析法分解出多通道信号中的独立成分，进行特征筛选。

8.如权利要求1至5任一项所述的糖尿病诊断系统，其特征在于,所述模式识别方法采用人工神经网络算法。