[发明专利]一种用于指尖的微波信号无损检测血糖浓度的方法

说明书

本发明涉及一种用于指尖的微波信号（包括反射系数和透射系数的幅值和相位等）无损检测血糖浓度的方法。本发明首先要在人体指尖部位固定一对指尖大小的超宽带天线；将天线与微波发射源连接起来，校准并发射一个超宽带信号；对受试者进行口服葡萄糖耐量实验，并记录实验中检测到的微波信号以及商用血糖仪测得的血糖值；读取测得的不同时间的人体血糖的微波信号；本案以S₂₁的相位为例，对其解包裹操作后选取一个频点观察S₂₁参数的解包裹相位随时间的变化关系，并与商用血糖仪测得血糖随时间变化值进行对比，两者变化趋势一致，则证明可由微波信号的变化来检测人体血糖的变化。

技术领域

本发明属于生物医学检测和超宽带微波无损检测领域，涉及一种新型超宽带微波无创检测血糖浓度装置。

背景技术

糖尿病是一种慢性疾病，导致胰腺不再能够制造胰岛素，或者身体不能很好地利用产生的胰岛素。糖尿病可引起心脑血管疾病、眼病、肾病、糖尿病足等一系列并发症。因此，糖尿病患者需要经常测量血糖水平，以确保及时就医，防止病情恶化和并发症。对于正常人来说，需要定期检查身体的血糖水平，以防止患糖尿病的风险。临床上通过抽取静脉血检测血糖水平，这种方法的检测结果最为标准，在日常生活中，糖尿病患者也可以采用家用血糖仪对指尖采血进行血糖检测。为了实时监测糖尿病患者的血糖水平，并降低患者采血的痛感与感染风险，可采用基于超宽带天线的微波无创血糖检测方法。其检测原理在于，当人体血液中葡萄糖浓度变化时，血液的介电特性也会随之变化，由超宽带天线发射的电磁波穿透介电特性不同的血液层时，得到的接收信号会有所差异。

发明内容

本发明提供一种用于指尖的微波信号（包括反射系数 S₁₁和透射系数 S₂₁的幅值和相位等）无损检测血糖浓度的方法。本方法检测的目标组织是人体血管密集的指尖部位，通过微波发射源提供激励并记录检测的微波信号，并在同一时刻利用有指尖采血的商用血糖仪记录人体血糖浓度值作为参考。本发明的技术方案如下：

一种用于指尖的微波信号无损检测人体血糖水平的方法，包括下列步骤：

（1）将一对指尖大小的超宽带天线贴附在人体指尖上下对齐的位置，利用其中一个天线发射超宽带信号，利用另一个天线接收穿过指尖部位的微波信号；

（2）对被试者进行口服葡萄糖耐量实验，在实验过程中，每间隔一定时间保存测得的微波信号，同时使用商用血糖仪对受试者进行有创血糖检测并进行记录血糖浓度值；

（3）读取采集的不同时间的人体血糖的微波信号（包括反射系数和透射系数的幅值和相位等），本案以 S₂₁的相位为例，画出频域响应的波形图；

（4）选取一个频点给出 S₂₁参数解包裹相位随时间变化图，并与家用血糖仪测得血糖随时间变化值进行对比，得出变化趋势一致的规律，证明微波信号的变化是由于血糖浓度变化引起的。

附图说明

图1不同时间的 S₂₁的解包裹相位

图2 在5.35-5.85GHz频段，不同时间的 S₂₁解包裹相位放大图

图3 5.5GHz处 S₂₁参数解包裹相位与血糖浓度的关系

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明进行说明。