[发明专利]一种基于拉曼散射光谱的无创血糖检测装置及检测方法

说明书

本发明公开的基于拉曼散射光谱的无创血糖检测装置包括半导体激光器、光纤分束器、光纤探头、滤光片、拉曼光谱仪、第一电路开关、第二电路开关、锁相放大器、心率测量仪和计算机；本发明利用拉曼散射光中所包含的丰富的分子振动信息，并利用不同分子的拉曼散射光谱具有不同的特征的特点，凭借拉曼散射光谱来识别分子，通过纯血液中拉曼散射光谱中1125cm^‑1处葡萄糖特征峰对于1549cm^‑1处的血红蛋白特征峰值的相对值与血糖生化仪测量的实时人体血糖浓度数据，建立1125cm^‑1处葡萄糖特征峰的相对峰值与人体血糖浓度关系标准直线L，最终实现了对人体血糖的无创、实时检测；本发明具有精度高、无污染、对人体无害等优点，在生物无创检测领域有着广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及生物无创检测技术领域，具体是一种基于拉曼散射光谱的无创血糖检测装置及检测方法。

背景技术

全球糖尿病患者人口日益剧增，中国的糖尿病患者人口更是居全球前三。糖尿病对人体健康的危害包括：导致胰岛功能衰竭、肾衰竭；使得大量的葡萄糖随着尿液排出人体外，引起渗透性利尿，从而导致人体的大量脱水；损坏血管，引起其他并发病，比如视网膜病变、心脑血管疾病等；引发神经病变。糖尿病的危害性如此之大，及时发现并就医对于患者来说至关重要，否则将会错过医治的最佳时间而到达严重的病态。就目前而言，由于医疗水平有限，糖尿病无法得到根治，患者只能通过口服或者注射胰岛素来控制血糖，因此对血糖的实时检测就显得尤为重要。

目前，对于血糖的检测主要采用有创或者微创的方法，这些方法需要消耗大量的生化试剂并且检测时间长，同时采样会给患者带来不可避免的痛苦，更为关键的是采样可能会引发感染。目前正规医院对于血糖的检测大多采用血糖生化仪，通过对患者血液离心分离得到血浆，再将血浆与葡萄糖氧化酶反应，测量反应产生的过氧化氢含量，从而得到血糖的含量。这种方法虽然精度高，但是检测时间较长、成本也较高，无法实现对血糖的实时检测。此外市面上也存在一些可以实现微创检测血糖的血糖仪，比如罗氏血糖仪、强生血糖仪等。这些血糖仪需要患者自行采样，利用试纸来实现对血糖的检测，虽然血糖仪相比较去医院检测血糖方便许多，可以实现对血糖的实时检测，但是血糖仪本身是否有校准、试纸是否过期、外界环境干扰等因素往往会导致测量结果不准确，可信度较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种可实现对人体血糖的无创、实时检测的精度高、无污染、对人体无害的基于拉曼散射光谱的无创血糖检测方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于拉曼散射光谱的无创血糖检测装置，包括半导体激光器、光纤分束器、光纤探头、滤光片、拉曼光谱仪、第一电路开关、第二电路开关、锁相放大器、心率测量仪和计算机，所述的光纤分束器包括总光纤束以及自总光纤束分出的第一分叉光纤和第二分叉光纤，所述的半导体激光器的输出端与所述的第一分叉光纤相连，所述的总光纤束与所述的光纤探头相连，所述的第二分叉光纤经所述的滤光片与所述的拉曼光谱仪的信号输入端相连，所述的拉曼光谱仪用于接收拉曼散射光信号、分光得到光谱并将光信号转变为电信号，所述的拉曼光谱仪的一个信号输出端经所述的第一电路开关与所述的计算机的信号输入端相连，所述的拉曼光谱仪的另一个信号输出端经所述的第二电路开关与所述的锁相放大器的检测信号输入端相连，所述的锁相放大器的参考信号输入端与所述的心率测量仪的信号输出端相连，所述的锁相放大器的放大信号输出端与所述的计算机的信号输入端相连，所述的计算机的触发信号输出端与所述的半导体激光器的信号输入端相连，所述的光纤探头用于收集人体检测部位的血液的拉曼散射光信号，所述的心率测量仪用于测量人体的心率。