[发明专利]手表式无创光声血糖监测仪

说明书

技术领域

本发明涉及生物医学测量和医疗器械技术领域，具体涉及一种手表式无创光声血糖监测仪。

背景技术

目前血糖检测仍普遍采用有创或微创的介入型手段，这种方式需要微量的末稍血液和相应的试纸，而未来的发展方向应该是非介入型的无创血糖检测技术，例如光声分析法、光谱分析法、拉曼光谱分析法、光散射谱分析法以及光偏振谱分析法等光学手段。当前光声分析方法还存在很多困难，如由于需要做到无损的检测，入射激光的能量不能超过阀值，因此有效提高光声的激发效率是一个急切需要解决的问题。另外，光声探测还多是采用固体激光器作为激发源，系统的一体化和小型化存在一定的困难。

2001年Z.Zhao and R.Myllyla，“Photoacoustic determination ofglucose concentration in whole blood by a near-infrared laser diode”Proc.SPIE，4256，77-83，2001.报道了基于近红外激光二极管激发的光声血糖浓度的测量方法，但该前向模式的探测方法难以应用于临床，而且未能实现共焦结构，系统的灵敏度很低，采集到的光声信号需要平均上千次。2003年A.A.Bednov，E.V.Savateeva，A.A.Oraevsky，“Glucose monitoring in wholeblood by measuring laser-induced acoustic profiles”Proc.SPIE，4960，21-29，2003.报道了基于侧向探测模式的光声血糖检测方法，采用了高功率的Nd:YAG激光器作为激发源，采集到的光声信号几乎不需要平均，但大体积的固体激光器无法实现真正的小型化和实用性[非专利文献2]。而且上述方法还都存在一个问题，由于都是单个探测器作为传感部分，光声激发与传感未能实现同轴共焦结构，因此光声激发与探测的效率不高，需要较大功率的固体激光器提供光声激励能量，或是需要上千次信号的平均才提高信噪比，而大体积的固体激光器无法实现激励与传感的一体化和小型化，多次的信号平均极大的降低了系统的时间分辨率，前向和侧向的探测模式都缺乏实际操作的方便性，实际推广应用前景受到了很大的限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构小巧、便于携带、操作简便的手表式无创光声血糖监测仪，能同时提供手腕深度方向多个位点的光声血糖监测结果。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种手表式无创光声血糖监测仪，其特征在于：在外壳的表面设有显示屏及控制按钮，外壳的底面为多层粘结板，测量盒安置在多层粘结板上，在测量盒中设有中空的声学绝缘层及吸声垫衬；在声学绝缘层的顶部设有半导体激光管，在半导体激光管的下方设有傅立叶透镜，傅立叶透镜的下方设有透光保护膜及安装在多层粘结板上的中空多环阵列传感器；半导体激光管、傅立叶透镜、透光保护膜和中空多环阵列传感器的中心都位于同一中轴线上，一体化封装于测量盒内，构成一体化的同轴共焦结构，能有效降低激光能量要求的同时提高探测深度；在测量盒的侧面设有控制器及电池，中空多环阵列传感器的各个环圈通过导线分别与控制器的接线柱连接。所述的外壳为手表式，装有佩戴于被检测人员手腕上的表带。所述的半导体激光管为半导体脉冲激光二极管，工作在紫外至红外范围内的一个或多个波长。所述的半导体激光管和傅立叶透镜组成光声激发源和光路透镜系统产生聚焦的激光束，穿过透光保护膜和中空多环阵列传感器的中空内环，射向手腕内的血管。所述的中空多环阵列传感器为中空的平面阵或凹凸阵，采用压电材料，包括铌酸锂、复合材料、压电陶瓷或PVDF薄膜制作；中空多环阵列传感器采用背向模式的串行或并行实时接收光声信号，实现连续A型动态聚焦扫描的光声血糖探测，提供手腕深度方向多个位点的光声血糖结果。

本发明的工作过程为：在控制器触发下，半导体激光管激励产生脉冲激光，其波长、脉宽和重复频率可根据需要选择，激光能量通过光路透镜准直聚焦后，透过保护膜辐射到手腕皮肤下的血管，血糖等功能团吸收光能激发产生光声信号；控制器同时触发多环阵列传感器背向模式探测光声信号，实现光声信号的激发与传感；通过一定的算法处理采集到的光声数据，即可在深度方向实现光声血糖的连续A型动态聚焦扫描探测，得到手腕深度方向多个位点的光声血糖结果。

本发明的有益效果是：