[发明专利]一种光致超声的血糖无创检测装置及方法

权利要求书

1.一种光致超声的血糖无创检测方法，其特征在于：所述方法是通过光致超声的血糖无创检测装置实现的，包括以下步骤：

第一步：开启激光器(11)的电源开关，设置激光器(11)的能量、频率和激发波长等参数，将激光器(11)预热约30分钟；

第二步：在已知血糖浓度c₁的被测组织(2)外表面均匀涂抹超声耦合液，再将环形超声探测器(3)前端面与被测组织(2)外表面平行紧密接触；

第三步：点击激光器(11)的光源激发按键，使得一定波长、频率和能量的脉冲激光光束从激光器(11)出口射出，射出的脉冲激光束依次经过准直透镜(12)准直和聚焦透镜(13)聚焦后，将聚焦光束入射到被测组织(2)中；

第四步：由环形超声探测器(3)探测被测组织(2)的血糖光声信号，经过信号放大器(41)放大后，被数字示波器(42)进行采集和显示，并且通过GPIB-USB接口卡(43)将数字示波器(42)采集到的血糖光声信号送入到计算机(44)中进行分析和处理，同时保存该被测组织(2)的时间分辨血糖光声实时信号波形，并记录下被测组织(2)的血糖光声实时信号第一个特征波峰处的时间t₁，根据公式①得到血糖光声信号在被测组织中的声速v₁，即：

v₁＝D/t₁ ①

式中，v₁为血糖光声信号在被测组织中的声速；D为血糖激发光声源与环形超声探测器环形中心轴的空间距离，其中，L为聚焦透镜(13)的焦距，R为聚焦透镜(13)中心至环形超声探测器(3)中心环轴的距离；t₁为被测组织中血糖光声实时信号第一个特征波峰处的时间；

第五步：调节聚焦透镜(13)的焦距，获得并保存不同焦距下血糖光声实时信号和记录下该被测组织的血糖光声实时信号第一个特征波峰处的时间t₁，然后根据公式①得到不同焦距下的血糖光声信号在被测组织中的声速；

第六步：将前一个被测组织(2)换下，重复第二步至第五步，获得已知血糖浓度c₂第二个被测组织(2)的时间分辨血糖光声实时信号，以及记录下第二个被测组织(2)的血糖光声实时信号的第一个特征波长处的时间t₂，然后再利用公式①，得到第二个被测组织(2)血糖光声信号的声速v₂；以此反复，获得n个已知血糖浓度c₁,c₂,...,c_n的被测组织(2)的血糖光声信号的声速v₁,v₂,...,v_n；

第七步：利用数理统计算法，建立上述n个被测组织中不同焦距下的血糖浓度矩阵C和血糖光声信号的声速矩阵V之间的对应关系，即：

C＝A*V ②

其中，被测组织中血糖浓度矩阵C＝[c₁,c₂,...,c_n]，血糖光声信号的声速矩阵V＝[v₁,v₂,...,]，A＝[a₁,a₂,...,a_n]为系数矩阵；

第八步：将未知血糖浓度c_x的被测组织(2)，按照第二步至第五步，获得其被测组织(2)的时间分辨血糖光声实时信号，以及记录下该被测组织(2)的血糖光声实时信号的第一个特征波长处的时间t_x，并根据公式①获得该被测组织(2)血糖光声信号的声速v_x；然后，根据公式②被测组织(2)中对应不同焦距下的血糖浓度矩阵C和血糖光声信号的声速矩阵V之间的对应关系，得到被测组织(2)中不同焦距条件下的血糖浓度值；

光致超声的血糖无创检测装置包括光源单元(1)、被测组织(2)、环形超声探测器(3)和信号处理装置(4)，所述光源单元(1)沿光传播方向由激光器(11)、准直透镜(12)和聚焦透镜(13)构成，所述激光器(11)的出口与所述准直透镜(12)和聚焦透镜(13)的中心在一条轴线上，所述聚焦透镜(13)内嵌于所述环形超声探测器(3)内环中，所述环形超声探测器(3)与所述聚焦透镜(13)为一体化结构；所述聚焦透镜(13)为焦距可调式聚焦透镜，所述环形超声探测器(3)的探测位置随着聚焦透镜(13)的焦距调节而同步调节；所述信号处理装置(4)包括信号放大器(41)、数字示波器(42)、GPIB-USB接口卡(43)、计算机(44)和焦距控制器(45)；所述信号放大器(41)、数字示波器(42)、GPIB-USB接口卡(43)、计算机(44)和焦距控制器(45)之间依次电气连接，所述激光器(11)与数字示波器(42)电气连接，所述环形超声探测器(3)与信号放大器(41)电气连接，所述聚焦透镜(13)与计算机(44)之间通过焦距控制器(45)电气连接；所述环形超声探测器(3)与被测组织(2)之间均匀涂抹超声耦合液，所述环形超声探测器(3)的前端面与所述被测组织(2)的表面平行紧密接触；

所述环形超声探测器(3)内环直径与所述聚焦透镜(13)的外径相等。