[发明专利]一种基于耳垂血液层的微波能量谱无创血糖浓度检测法

说明书

本发明涉及一种基于耳垂血液层的微波能量谱无创血糖浓度检测法，包括下列步骤：制作耳垂模型；配制不同血糖浓度的测试血液；将两个天线置于耳垂模型的两侧，发射天线发射高频正弦波信号，接收天线接收穿过耳垂模型的高频正弦波信号；改变耳垂模型中血液的血糖浓度，使用不同血糖浓度的血液测试，接收到穿过不同血糖浓度的血液的正弦波；对接收到的信号进行能量谱分析，找出能量谱信息中的最大能量，总结出能量谱最大能量值关于被测血液血糖浓度的变化规律。根据这一规律，测量出待测血液的能量谱幅值，即可计算出被测血液的血糖浓度。

技术领域

本发明属于微波无创检测技术领域，涉及一种血糖浓度检测方法。

背景技术

目前，糖尿病已经成为一种全世界范围内流行的非传染性疾病，空腹检测血糖水平已经成为体检的常规项目，有助于初步筛查糖尿病早期患者。目前临床上使用的血糖检测方法主要为葡萄糖氧化酶(GOD)法，它被称为临床检测上的金标准，检测结果十分准确。除此之外，血糖检测法还包括了有创检测中的光学法，微创检测中的皮下植入法和透皮取样法。这些方法都给患者带来了极大痛苦，特别是对于糖尿病患者而言，每天需要进行数次的血糖检测，一种无创无痛的血糖检测方法亟待开发。目前的无创检测法主要是通过检测身体其他组织(例如皮肤、角膜、口腔粘膜、舌和鼓膜等)或者体液(例如尿液、唾液、汗液、泪液)中的葡萄糖含量，通过数学方法间接计算而得，这些方法准确率低，与临床方法实际测量结果相差较大。

发明内容

本发明提供一种利用高频正弦波无创检测人体血糖浓度的方法。该方法检测的目标组织为耳垂组织，通过比较发射和接收波形的能量谱在特征频率处的幅值，计算耳垂组织血液层的相对介电常数值，通过血糖浓度与相对介电常数的对应关系，间接计算出患者的血糖浓度水平。这样的方法避免了对人体有害的有创检测方法，本发明的技术方案如下：

一种基于耳垂血液层的微波能量谱无创血糖浓度检测法，包括下列步骤：

1)制作耳垂模型；

2)配制不同血糖浓度的测试血液；

3)将两个天线置于耳垂模型的两侧，发射天线发射高频正弦波信号，接收天线接收穿过耳垂模型的高频正弦波信号；

4)改变耳垂模型中血液的血糖浓度，使用不同血糖浓度的血液测试，接收到穿过不同血糖浓度的血液的正弦波；

5)对接收到的信号进行能量谱分析，找出能量谱信息中的最大能量，总结出能量谱最大能量值关于被测血液血糖浓度的变化规律。根据这一规律，测量出待测血液的能量谱幅值，即可计算出被测血液的血糖浓度。

附图说明

图1简化耳垂组织模型及天线结构示意图

图2介电常数在68-70之间变化时，接收波的时域图

图3介电常数在68-70之间变化时，接收波的能量谱

具体实施方式

图1为耳垂组织结构的简单模型，为了简单起见，模型中分成了血液层和皮肤层，来验证该方法的有效性。两个天线分别放置在耳垂组织的两侧，分别用于发射和接收高频正弦波。血液层的浓度范围为0～4000mg/dL，对应不同浓度的血液层电测参数如表1所示。

表1不同血糖浓度的血液层对应电磁参数

具体过程如下：

1.建立耳垂组织模型如图1所示，发射天线和接收天线都位于皮肤层表面。

2.设置发射天线发出的波形为频率为1GHz的单频正弦波，得到接收波形。

3.改变血液层的相对介电常数值，使得相对介电常数在68-70之间变化，代表了血液层血糖浓度值的变化。