[发明专利]一种基于嘴唇光学无创测量血糖浓度的检测方法

说明书

一种基于嘴唇光学无创测量血糖浓度的检测方法，包括以下步骤：制作人体嘴唇模型；配制不同血糖浓度的测试血液；改变嘴唇模型中血液的血糖浓度，使用不同血糖浓度的血液测试，得到不同血糖浓度的血液的光谱；对得到光谱进行谱归一化处理，根据预设的数据拼成标定光谱矩阵，利用数据融合技术对多种光谱数据进行关联，根据光谱数据和对应的血糖值以及温度值作为输入向量，对预设的数学模型进行训练，得到血糖的测量模型；再使用不同血糖浓度的血液测试，获得一组待测血糖的拉曼光谱和红外吸收光谱，根据预设的方法组成测量矩阵，使用预测模型进行预测血糖值；本发明提高测量的精确性和可靠性；可以无创测量人体的血糖，也可以用于其他参量的测量。

技术领域

本发明属于光学检测技术领域，特别涉及一种基于嘴唇光学无创测量血糖浓度的检测方法。

背景技术

全世界几亿人患有糖尿病，它是由于内分泌代谢调节紊乱所造成的疾病。糖尿病在美国已经成为第二大引起死亡的病因。糖尿病的慢性并发症还没完全了解，它对循环系统和血管的影响将会伤害到身体的组织和器官。为了避免血糖过高或过低，坚持饮食控制包括含有限量蔗糖的碳水化合物和单饱和脂肪，并和胰岛素药物治疗相结合。为了准确知道药物的用量，需要不断检测血糖值，目前使用的方法是频繁刺取少量的血样进行测量血糖。这种方法不方便、脏乱、并且容易感染。

另一方面，我们注意到目前已经公开了多项关于无创血糖仪的发明专利，如：一种《无创式血糖仪》(CN 105193426 A)，利用近红外吸收技术和DSP技术为背景技术，通过收集来自于指尖的红外光(波长为940nm)对人体血糖值进行检测，血糖值与人体温度之间存在较大的相互影响，必然会导致红外光测量方式出现较大误差。《基于代谢热-光学方法的无创血糖检测仪》(CN102293654A)利用红光和红外LD光源(660～940nm)透射手指，根据血糖的吸收光谱，并采用红外辐射传感器、热敏电阻以及湿度传感器进行检测，由于采用多个传感器存在相互信号串扰等问题。《基于眼血管血液拉曼散射的无损血糖检测仪》(CN105266822 A)利用半导体激光器(波长为785nm，功率为1-5mW)，测量部位为眼前房，但受到眼镜的安全剂量限制，发射光的信号非常微弱。

血糖测量组织成分复杂且血糖含量相对较低，单纯依靠某一个或某几个峰强度进行定量分析，准确度和可重复性不佳。针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方法。

发明内容

为了解决现有无创伤血糖仪检测方法单一，受各种因素影响测量精度低的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于嘴唇光学无创测量血糖浓度的检测方法，将拉曼光谱与红外光谱相互补充，具有测量误差小的特点。

一种基于嘴唇光学无创测量血糖浓度的检测方法，包括以下步骤：

步骤(一)制作嘴唇模型11；

步骤(二)配制不同血糖浓度的测试血液；

步骤(三)在嘴唇模型11的下嘴唇上表面设置A耦合器3以及温度传感器8,下嘴唇的下表面设置B耦合器4；红外光源1和激光光源2由光纤输出到A耦合器3再到达需探测的嘴唇部位，A耦合器3的反射光到达拉曼光谱仪5，B耦合器4的反射光到达红外光谱仪6，温度传感器8、拉曼光谱仪5、红外光谱仪6信号输出端均连接至计算机7进行处理；

步骤(四)改变嘴唇模型中血液的血糖浓度，使用不同血糖浓度的血液进行测试，得到拉曼光谱和红外吸收光谱数据；

步骤(五)对得到的拉曼光谱和红外吸收光谱数据进行归一，根据预设的数据拼成标定光谱矩阵；根据光谱数据和对应的血糖值以及温度值作为输入向量，对预设的数学模型进行训练，得到血糖的测量模型；

步骤(六)再使用不同血糖浓度的血液测试，获得一组待测血糖的拉曼光谱和红外吸收光谱，根据预设的方法组成测量矩阵，将测量矩阵的数据使用预测模型进行预测血糖值。

所述步骤(五)的具体方式是：