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能测试［Ｊ］．传感技术学报，２０１０，２３（７）：９０３—９∞． ［５］ 王弟亚，陈真诚，朱健铭。等．基于无刨血糖检测技术的数据处 理算法［Ｊ］．中国生物医学工程学报，２０１０，２９（１）：１００一１０５． ［６］
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两路双波长光衰减量数据表征红光和近红外光 透射强度，采用光电法测量血氧饱和度理论一一川依
据朗伯一比尔（Ｌａｍｂｅｒｔ Ｂｅｅｒ）法则，应用红光和近红 外光检测脉搏波信号原理，血氧饱和度计算如
的数字量值，口：，，口幡为参考电压标准模拟量值，根
据式（４）进行Ａ／Ｄ校正：
分具有代表性受试者检测数据。
由表ｌ测试结果可知无创血糖样机检测试验中，
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［７］
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Ａｐｐａｍｔｕｓ［Ｐ］．Ｕｎｉｔｅｄ
ＳｔａＩｅ８：２００４／０２２５２０９，２００４．
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失明等疾病，从而成为致死致残的主要原因。由于
目前，血糖检测手段分为有创、微创和无创三 种，前两种检测手段给患者带来疼痛感，感染机会 大。市场急需一种无创伤、精度高的血糖检测仪 器［３圳。本文介绍一种基于能量代谢守恒定律”１的 便携式无创血糖仪的关键技术，采用这种技术研制 的仪器可实现多参数、可重复、无创血糖检测，对糖 尿病监测具有重要的意义和价值。
ｎｌｍｏＬ／Ｌ一０．５
单结构以及算法实现过程。通过２０位受试者样机 检测实验数据与生化分析仪检测结果比较得出相关 系数达到０．８７。由此表明，该仪器体积小，操作简 便，检测速度快，结果较为准确、可靠，对于实现血糖 无创检测有重要意义。 后续研究中，还需改进传感器集成器结构，选取 精度合适的传感器，以减小输入量误差；改进手指算 法模型，提高算法精度；增加临床实验受试者数量， 特别是增加糖尿病患受试者以保证有针对性校正仪 器参数，提高疾病的检出率。
关键词：传感器应用；无创血糖检测；能量代谢守恒；ＤｓＰ 中图分类号：ＴＰ２１２．９ 文献标识码：Ａ
文章编号：１０咐一１６９９（２０１１）０７一凹４６一舛
成为亟待突破的研究重点。
糖尿病作为世界范围内的流行疾病，是威胁人 类健康四大疾病之一。它是一种内分泌障碍性疾 病，更可导致感染、心脑血管病变、肾功能衰竭、双目
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位Ａ／Ｄ转换器以１ ３２０点阵液晶显示。 ２．２系统软件设计
０００
图２菜单结构图图
血糖测量软件系统流程图如图３所示。由于目
标辐射传感器的响应时间短，一旦手指放人传感器 集成器，则目标辐射传感器电压产生突变。因此系 统以目标辐射传感器的温度值骤变作为测量开始的 判断条件。系统将Ａ／Ｄ通道转换完成的８路传感 器数据和２路双波长光衰减量信号数据分区域存储
表ｌ 便携式无创血糖检测样机实验数据
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１９９５—２０２５：Ｐ陀ｖａｌ即ｃｅ。Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ
Ｅｓｔｉ帆蛔跚ｄ Ｐａｍ，１９９８，（２１）：１４１４—１４３１． ［３］ 陈真诚，金星亮，徐效文，等．一种无创血糖检测仪的初步研究 ［Ｊ］．传感技术学报，２∞８，２ｌ（７）：ｌｌｌ９一１１２３．
结果显示和诊断结果说明，液晶菜单结构如图２
所示。
仪器硬件检测电路分为：电源；复位；ｕｓＢ传 输；串口传输；ＡＤ校正；光电法测量血氧饱和度、脉 率；键盘；液晶显示八部分。 传感器将采集到的十路信号并行传输到检测电 路板，检测电路分两部分处理：首先，两路双波长光 衰减量信号通过两级放大和光强调制电路，实现对 传感器光源强度、显示器件的控制，使测量量在合理 范围内。同时指导手指合理放置，从而获得亮度合 适、放置时间适宜的手指脉搏波信号；其余八路温 度、湿度传感器的电压信号经过硬件分压，从而控制 其输入电压值小于３ Ｖ以保证满足ＤｓＰ的Ｌ／Ｏ口 输入电压范围要求，并进行模拟滤波电路工频去噪。 信号经过上述处理后，通过Ｆ２８１２的１６通道１２
（Ｍｅｔａｂｏｌｉｃ
Ｃｏｎｆｂｍａｔｉｏｎ。ＭＨＣ）无创血糖检测。
本文以在此基础上改进的能量代谢守恒法为无创血 糖检测算法核心，将血糖值与其他生理参数关系表
示如下式： ＧＬＵ－．，ＩＳｐ０２，ＢＦ，ＰＦ，亭） （１）
温度。测量量通过以ＴＭＳ３２０Ｆ２８１２为主控芯片的
其中ＧＬＵ为血糖浓度水平，ｓｐＯ：为动脉血氧饱和
到片外存储器中。
Ｈｚ频率采样进入ＤＳＰ，再由
软件处理实现算法。最终血糖测量结果通过２４０×
无创血糖检测软件系统针对ＤＳＰ分成信号处 理和液晶控制两大部分。其中信号处理部分负责 Ａ／Ｄ转换、Ａ／Ｄ校准、数字滤波、Ｄ／Ａ转换、算法实 现和发送数据控制；液晶控制部分负责液晶菜单显 示、外部参数按键输入、传感器测量数据显示、血糖 万方数据
感器集成器采集的多路湿度、温度和双波长光衰减量信号计算出血氧饱和度，血流量，脉率等，综合得出血糖浓度。介绍了仪 器检测原理。硬软件结构和算法实现过程。采用仪器样机进行临床实验，测量所得血糖值与ＡｕＴｏＬＡＢｌ８全自动生化分析仪 检测结果相关系数达到Ｏ．８７，绝对误差在±Ｏ．５ｍｍｏＬ／Ｌ范围内。实验表明：采用能量代谢守恒法进行无创血糖检测是可行的； 利用能量代谢守恒法研制的便携式无创血糖检测仪检测速度快，结果精确度较高，对人体血糖值检测有一定的临床价值。
万方数据
第７期
周茗思，陈真诚等：便携式无创血糖检测仪的研制 ＢＦ，ｓｐｏｚ，ＰＦ便可以推算出血糖水平。
９４７
１
检测原理
日本Ｏｋ Ｋｙｕｎｇ Ｃｈｏ等人提出代谢热整合法【６－７１
Ｈｅａｔ
２系统结构与实现
系统原理图如图ｌ所示。由传感器集成器【８１进 行多参数测量，测量量包括双波长光透射衰减量、指 表温度、手指近端温度、手指远端温度、环境温度、集 成器内部湿度、环境湿度、目标辐射温度、环境辐射
糖尿病的遗传性和现阶段人们饮食生活习惯的改 变，资源环境受污染程度的增加，使得糖尿病的发病 几率呈上升趋势，预计２０２５年全世界糖尿病患者人 数将逾３亿¨≈Ｊ。对于糖尿病的预防、检测和治疗
项目来源：国家８６３重点项目（２００７ＡＡ０２２００６） 收稿日期：２０ｌｌ—Ｏｌ—０８ 修改日期：２０ｌｌ—０３—１０
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参考文献：
［１］姜利英，任丽洁，陈青华。等．血糖检测技术研究进展［Ｊ］．传感 器世界，２００９，１０：６一１０． ［２］
Ｋｉｎｇ Ｈ，Ａｕｋ毗Ｒ
精度导致检测生理信号电压量误差；电路元件及环境 噪声干扰；算法模型建立过程中忽略了部分生化反应 微量能量；数据处理过程对于浮点数小数部分的舍入 误差；受试对象个体差异引起的误差，如手指直径、皮 肤厚度等。
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ｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ｐ盯ａｍｅｔｅ璐硒ｔｌｌｅ
第２４卷第７期 ２０１１年７月
传感技术学报
ＣＨＩＮＥＳＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＳＥＮＳＯＲＳ ＡＮＤ ＡＣｌｌＪＡ．ＩＤＲＳ
Ｖ０１．２４
Ｎｏ．７
Ｊｕｌｖ ２０１１
Ｔｈｅ ＤｅＶｅｌｏｐｍｅｎｔ ０ｆ
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Ｐｏｒｔａｂｌｅ
ＮｏｌｌｉｎＶ嬲ｉＶｅ Ｂｌｏｏｄ Ｇｌｕｃｏｓｅ