[发明专利]基于心冲击图的无创血糖监测装置及方法

说明书

本发明涉及一种基于心冲击图的无创血糖监测装置及方法，包括光电收发模块、传感模块、MCU以及终端；所述光电收发模块包括光源和光电探测器；所述光源发射的光通过光纤或光纤连接器入射到传感模块一个端口；所述传感模块输出的光从另一个端口通过光纤或光纤连接器到达光电探测器；所述光电探测器将数据传送至MCU；所述MCU通过无线模块与终端连接。本发明通过光纤传感器采集心冲击图（BCG）信号，结合深度学习算法分析，获得了人体连续的血糖值，实现无创、无感和连续的血糖水平监测。

技术领域

本发明涉及血糖监测仪领域，具体涉及一种基于心冲击图的无创血糖监测装置及方法。

背景技术

心电图（ECG）是通过电流信号来记录人体心脏每次心动的电位变化，心脏产生的电流大小变化因人而异，因此从心电图的特征中可反映出个人心脏的健康状况。根据发表的论文（Tobore I, Li J, Kandwal A, et al. Statistical and spectral analysis ofECG signal towards achieving non-invasive blood glucose monitoring[J]. BMCMed Inform Decis Mak,19, 266, 2019.），ECG信号也可以反应出人体血糖的信息。如当低血糖时，反映在ECG信号上的是QT间隔延长，同时可观察到心率增加。然而，ECG信号的采集需要对身体多个部位进行贴片，与人体皮肤直接接触并且需要专业的医护人员来操作，所以不利于患者血糖的无感、实时监测。

心冲击图（BCG）是一种描述心脏在跳动过程中对人体表面产生力作用的方法。由于心脏在正常工作时血液会随着其收缩与舒张对血管造成压力，随着心脏的跳动过程，血液在流动时引起人体质心的改变使人体表面发生了微小的运动。血糖的变化会影响这些运动。如图1所示，在这段BCG信号中存在H、I、J、K、L、M和N波。一段标准的BCG信号形状与ECG信号形状大体一致，如J波与ECG信号中的R波对应，但在具体波形细节会有一些不同。一段稳定的BCG信号中包含了大量的心脏健康信号以及其他生命体征信号包括血糖信息。

目前心电信号检测设备体积较大，操作比较复杂；可穿戴设备尽管操作简单但是不能做到无感；并且基于BCG信号的装置的应用只限于心跳与呼吸信号的采集和监测，尚未探究完全由光纤传感器记录的BCG波的特征与血糖的相关应用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于心冲击图的无创、无感血糖监测装置及方法，通过光纤传感器采集BCG信号，结合深度学习算法分析，获得了人体连续的血糖值，实现无创、无感和连续的血糖水平监测。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于心冲击图的无创血糖监测装置，包括光电收发模块、传感模块、MCU以及终端；所述光电收发模块包括光源和光电探测器；所述光源发射的光通过光纤或光纤连接器入射到传感模块一个端口；所述传感模块输出的光从另一个端口通过光纤或光纤连接器到达光电探测器；所述光电探测器将数据传送至MCU；所述MCU通过无线模块与终端连接。

进一步的，所述传感模块包括两个端口和一个模式干涉光纤组件。

进一步的，所述光源采用激光光源或发光二极管。

进一步的，所述传感模块采用具有近周期滤波光谱特性的光纤干涉仪或弯曲构件产生的光谱特性器件。

进一步的，所述光电探测器采用PIN光电二极管探测器、APD光电探测器或单光子光电探测器。

一种基于心冲击图的无创血糖监测装置的血糖监测方法，包括以下步骤：

步骤S1:待测人员躺或背靠在传感模块上，心脏搏动会对传感模块产生压力，使得光在传输过程中的能量发生损耗变化；

步骤S2:光电探测器中接收到带有患者特征信息的光信号,并传送至MCU；