[发明专利]基于超宽带微波逆傅里叶变换的血糖浓度检测方法

说明书

本发明涉及一种基于超宽带微波逆傅里叶变换的血糖浓度检测方法，包括下列步骤：制作人体耳垂模型；配制不同血糖浓度的测试血液；校准并设置矢量网络分析仪，矢量网络分析仪的反射信号的带宽设置为3GHz‑10GHz，将得到的S21参数存储起来；读取采集来自矢量网络分析仪探测到的不同浓度的血糖溶液的S21频域响应的数据点，使用plot函数做出该频域响应的波形图；根据快速傅里叶逆变换的相关特点，采集到的数据点来为抽样频率间隔赋值，则在时域对应的时间平移周期即为采样时间间隔的倒数；对不同浓度的血糖溶液的S21频域响应进行快速傅里叶逆变换；得出血糖浓度与超宽带微波时域信号的对应规律。对于血糖被试者进行检测。

技术领域

本发明属于微波无损检测技术领域，涉及一种血糖浓度检测方法。

背景技术

人体血液中各种化学成分含量的变化能真实反映人体的健康状况,是临床诊断和日常监护所必需的重要信息。寻找一种能够便捷、连续、有效、准确、无创地血液成分的方法,是长期以来人类对抗疾病过程中梦寐以求的理想。由于血液中葡萄糖浓度的实时检测对预防和治疗糖尿病具有重要价值,目前的研究主要集中在对血糖的无创检测上。正在研究的可行的血糖无创检测的方法可分为两大类:一类是光学方法,主要包括近红外光谱法、中红外光谱法、光声光谱法、偏振光测量技术等多种方案。光学方法普遍存在的问题是对人体组织的光学特性认识还不够深入,无法消除血压、体温、皮肤状况、测量部位等因素对测量精度的影响。另一类是非光学方法,主要包括体液采集法、离子反渗透法、电磁阻抗谱法。

本文提出使用超宽带电磁波检测血糖浓度的原理在于不同血糖浓度的血液组织对电磁波的吸收、反射及透射特性不同，使得天线发射的脉冲信号在耳垂组织中传播时所产生的电磁场能够反映所需信息。同时超宽带微波信号具有辐射功率低、目标信息携载量大、提供毫米级定位和检测成本较低等优点，能作为无损检测血糖浓度的常规手段。因此有必要开发基于超宽带微波的无损检测血糖浓度的方法。

发明内容

本发明提供一种利用超宽带微波检测系统中对人体血糖浓度进行无损探测的方法。该方法简便快捷，能够通过对接收信号进行逆傅里叶变换对血糖浓度进行判断，避免使用穿刺等对人体有伤害的方法，能够获取足够的信息对血糖浓度进行检测。本发明的技术方案如下：

一种基于超宽带微波逆傅里叶变换的血糖浓度检测方法，包括下列步骤：

1)制作人体耳垂模型；

2)配制不同血糖浓度的测试血液，用于获取S21参数；

3)将耳垂模型，天线，矢量网络分析仪连接起来；

4)校准并设置矢量网络分析仪，矢量网络分析仪的反射信号的带宽设置为 3GHz-10GHz，将得到的S21参数存储起来；

5)读取采集来自矢量网络分析仪探测到的不同浓度的血糖溶液的S21频域响应的数据点，将所有血糖浓度的S21参数均减去血糖浓度为0mg/dl的S21参数做校准，并使用plot函数做出该频域响应的波形图；

6)根据快速傅里叶逆变换的相关特点，采集到的数据点来为抽样频率间隔赋值为35MHz，则在时域对应的时间平移周期即为采样时间间隔的倒数；

7)对不同浓度的血糖溶液的S21频域响应进行快速傅里叶逆变换，实现频域到时域的转换，取傅里叶逆变换后数据的模值，使得得到的时域上的数据能够与原始数据的频率相对应；

8)先通过限制时间范围来消除噪声的干扰，再使用plot函数进行时域波形图的绘制，并将不同浓度的血糖溶液时域响应进行比对，得出血糖浓度与超宽带微波时域信号的对应规律。

9)对于血糖被试者进行检测。

附图说明

图1不同血糖浓度的S21参数。

图2接收信号的时域波形图。