[发明专利]基于肌体产热-散热模型的模拟实验及无创血糖检测方法

说明书

本发明的基于肌体产热‑散热模型的模拟实验及无创血糖检测方法属于血糖检测技术领域，利用该模型设计模拟实验，用于无创血糖检测，能够有效减小或消除体温波动、身体状况、生理周期、环境条件和药物影响等传统代谢热方法的干扰因素，提高血糖检测的准确性。这是一种完全无创的检测方法。在标定过程完成之后，可以长期进行无创的血糖测量，不需再次标定。而且本发明操作简单，不需耗材。设备省电，成本低。

技术领域

本发明涉及血糖检测技术领域，具体为一种基于肌体产热-散热模型的模拟实验及无创血糖检测方法。

背景技术

通过人体代谢热测量来计算当前血糖值已成为无创血糖检测的主流方法之一。它是根据能量守恒理论,使用温度传感器、湿度传感器、辐射传感器和血氧传感器采集皮肤表面(主要是手指表面)的温度和生理信号，再结合数字信号处理器，即可制作出无创血糖检测设备。人们采用MEMS技术将多种传感器集成化,尽量提高其可靠性,尤其是提高传感器的灵敏度和信噪比，优化算法的数学模型,将更多与血糖浓度有关的变量(如手指表面粗糙度和角质层厚度)纳入检测范围，使得这类产品比光学谱学法产品更为实用，也更接近商业化。

但上述传统的代谢热方法仍然存在不少问题，比如只考虑产热-散热绝对平衡状态(空腹)条件下的血糖计算。而在非热平衡状态(进餐后)，这种计算理论难以成立。此外，仅仅通过血流量和血氧浓度的变化来修正代谢热的测量结果，并不能完全反映生理或病理状态的变化，但这些变化却可能影响通过代谢热检测获得的血糖值。所以按传统代谢热法计算餐前空腹血糖的准确性尚可，但餐后血糖的计算误差很大。

有鉴于此，一种改进的代谢热整合方法(申请号CN201110098409.8)被公开，其要点包括：(1)产热和散热的平衡是动态过程。传统代谢热法在热平衡状态下计算出的血糖只是基础血糖。人体当前血糖是基础血糖和非热平衡状态下的血糖增量之和。(2)用测量口腔体温并计算人体热容增量的方式代替测量手指皮肤温度的代谢热计算。(3)采用基于机体激素分泌特征的体温波动非线性动力学理论，计算出每个人的深部体温昼夜节律曲线。(4)放弃皮下毛细管血流量的测量，代之以确定或测量各种影响深部体温和散热条件的干扰因素，然后给予排除的方法。(5)通过预先对使用者个体生理参数的全面了解，以及仪器正式使用前的标定过程，确定当前人体体温和血糖之间的定量关系。

上述方法的实现使得餐后血糖计算的准确性大幅提高。但人体体温因环境因素，生理周期和身体状况出现的波动，降糖药和胰岛素的使用，运动以及喝茶洗浴等生活习惯，都会对最终的计算结果造成影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于肌体产热-散热模型的模拟实验及无创血糖检测方法，以解决环境因素、生理周期、身体状况出现的波动、降糖药和胰岛素的使用、运动以及喝茶洗浴等生活习惯影响人体体温，使得血糖计算的存在误差的技术问题。

为了解决上述技术问题，一种基于肌体产热-散热模型的模拟实验，包括以下步骤：

步骤一、制作肌体产热-散热的热力学模型，该热力学模型包括底部密封、顶部敞口的空心圆柱体(1)，空心圆柱体(1)的内壁高度低于外壁高度，所述空心圆柱体(1)的外壁上粘贴有高分子薄膜(2)，还包括上盖(3)、模拟体液(4)、温度探头(5)和温度传感器导线(7)，所述上盖(3)盖设在空心圆柱体(1)的敞口处，所述上盖(3)沿中轴线开设有上盖通孔(8)；所述模拟体液(4)设置在空心圆柱体(1)的空腔中；所述温度探头(5)穿过上盖通孔(8)并插入模拟体液(4)中；所述温度传感器导线(7)的一端与温度探头(5)的顶端连接；

步骤二、配制模拟体液(4)，将模拟体液(4)注入空心圆柱体(1)的空腔中，盖上上盖(3)，在选定一个体温档次作为模拟热容体的预设温度，将模拟热容体放入保温箱中，使模拟热容体的内部温度达到模拟热容体的预设温度并保温；

步骤三、将温度探头(5)与温度记录仪连接，将温度探头(5)加热到探头预热温度并保温；