基于眼血管血液拉曼散射的無(wú)損血糖檢測(cè)儀及檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種血糖檢測(cè)儀及檢測(cè)方法，特別是涉及一種基于眼血管血液拉曼散射的無(wú)損血糖檢測(cè)及檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]血糖檢測(cè)就是對(duì)血糖值的定期檢查。實(shí)施血糖檢測(cè)可以更好地掌握人體的血糖變化。這對(duì)于人們，尤其是對(duì)于糖尿病患者的生活規(guī)律、運(yùn)動(dòng)、飲食及合理用藥都有重要的指導(dǎo)意義，并可以幫助糖尿病患者及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，以降低糖尿病并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，血糖檢測(cè)的結(jié)果被用來(lái)反映飲食控制、運(yùn)動(dòng)治療和藥物治療的結(jié)果，從而可對(duì)治療方案進(jìn)行調(diào)整。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中的血糖檢測(cè)主要包括以下幾種方式:
[0004](1)直接從人體抽取一定的血量，在體外利用生物或者物理的方法來(lái)檢測(cè)血液中的葡萄糖濃度。然而，無(wú)論采取什么方法取血，都是在對(duì)人體有損情況下進(jìn)行，會(huì)給被檢測(cè)者帶來(lái)一定的損傷和精神負(fù)擔(dān)，并有感染的風(fēng)險(xiǎn)。
[0005](2)將光穿過(guò)皮膚照射到皮下血管或毛細(xì)血管等，通過(guò)測(cè)量吸收光或散射光來(lái)判斷血液中的葡萄糖濃度。然而，該方法雖然達(dá)到無(wú)損檢測(cè)血糖的目的，但由于不同人的皮膚、皮下脂肪、肌肉等的厚度不同，以及對(duì)光的吸收能力不同，導(dǎo)致血糖檢測(cè)的偏差較大。
[0006](3)通過(guò)測(cè)定人的唾液、呼氣或者人體血液外其它組織等進(jìn)行達(dá)到血糖的無(wú)損檢測(cè)。盡管唾液或呼氣或其它組織等的有關(guān)分子成分可能與血糖值存在一定的函數(shù)關(guān)系，但在時(shí)相上卻有差別，而且不同個(gè)體的函數(shù)關(guān)系與時(shí)相差異還很不相同，故檢測(cè)偏差較大。因此，到目前為止該方法仍未能實(shí)際用于臨床使用。
[0007]研究表明，人體眼部的結(jié)膜及鞏膜上有好些血管是裸露在表面的。所以光可直接照射到這些血管的血液上，由此便可避免皮膚、皮下脂肪、肌肉等各部分的吸收干擾，從而直接、實(shí)時(shí)地獲得血液中的血糖含量。因此，通過(guò)結(jié)膜或鞏膜血管進(jìn)行血糖的無(wú)損檢測(cè)成為一個(gè)極有前景的研究課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種基于眼血管血液拉曼散射的無(wú)損血糖檢測(cè)儀及檢測(cè)方法，其將低功率激光照射在結(jié)膜或鞏膜血管的血液中，通過(guò)檢測(cè)和分析激光照射血管內(nèi)血液產(chǎn)生的散射光來(lái)達(dá)到對(duì)血糖的實(shí)時(shí)無(wú)損檢測(cè)。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種基于眼血管血液拉曼散射的無(wú)損血糖檢測(cè)儀，包括依次相連的血管尋的模塊、激光聚焦投射模塊和信號(hào)檢測(cè)分析模塊；所述血管尋的模塊用于尋找并選定結(jié)膜或鞏膜表面上的血管，并定位血管坐標(biāo)；所述激光聚焦投射模塊用于根據(jù)所定位的血管坐標(biāo)將激光聚焦投射到所選定血管中的血液上；所述信號(hào)檢測(cè)分析模塊用于采集激光照射所選定血管中的血液產(chǎn)生的散射光，并根據(jù)檢測(cè)到的散射光的拉曼散射光譜分析并顯示出血糖值。
[0010]根據(jù)上述的基于眼血管血液拉曼散射的無(wú)損血糖檢測(cè)儀，其中:所述血管尋的模塊、所述激光聚焦投射模塊和所述信號(hào)檢測(cè)分析模塊均置于箱體中，所述箱體一端開(kāi)有一檢測(cè)窗，所述檢測(cè)窗在檢測(cè)時(shí)對(duì)準(zhǔn)眼珠。
[0011]進(jìn)一步地，根據(jù)上述的基于眼血管血液拉曼散射的無(wú)損血糖檢測(cè)儀，其中:所述檢測(cè)窗上帶有罩膜，用于進(jìn)行檢測(cè)時(shí)檔住外部雜散光。
[0012]根據(jù)上述的基于眼血管血液拉曼散射的無(wú)損血糖檢測(cè)儀，其中:所述血管尋的模塊包括眼珠導(dǎo)引燈、照明燈、攝像頭和血管識(shí)別與定位模塊；
[0013]所述眼珠導(dǎo)引燈用于引導(dǎo)使用者的眼珠向鼻側(cè)靠攏而使結(jié)膜及鞏膜露出；
[0014]所述照明燈用于對(duì)結(jié)膜及鞏膜的血管進(jìn)行照明；
[0015]所述攝像頭用于拍攝結(jié)膜及鞏膜的血管圖像；
[0016]所述血管識(shí)別與定位模塊用于根據(jù)所拍攝的血管圖像中各血管的大小與顏色選定某一位于結(jié)膜或鞏膜的血管并定位其坐標(biāo)。
[0017]進(jìn)一步地，根據(jù)上述的基于眼血管血液拉曼散射的無(wú)損血糖檢測(cè)儀，其中:選定血管的標(biāo)準(zhǔn)為:選擇顏色最為鮮紅且最粗的血管。
[0018]根據(jù)上述的基于眼血管血液拉曼散射的無(wú)損血糖檢測(cè)儀，其中:所述激光聚焦投射模塊包括激光器、兩個(gè)掃描振鏡和掃描振鏡驅(qū)動(dòng)器；所述掃描振鏡驅(qū)動(dòng)器在接收到選定的血管的坐標(biāo)信息后，驅(qū)動(dòng)所述兩個(gè)掃描振鏡，使所述激光器發(fā)射出的聚焦激光投射到所選定的血管上。
[0019]進(jìn)一步地，根據(jù)上述的基于眼血管血液拉曼散射的無(wú)損血糖檢測(cè)儀，其中:所述激光器采用半導(dǎo)體激光器，發(fā)射出波長(zhǎng)為785nm，輸出功率為l_5mW的半導(dǎo)體紅外線激光；所述掃描振鏡米用反射式掃描振鏡。
[0020]根據(jù)上述的基于眼血管血液拉曼散射的無(wú)損血糖檢測(cè)儀，其中:所述信號(hào)檢測(cè)分析模塊包括反射聚焦鏡、聚焦透鏡、濾光器、拉曼光譜儀和分析顯示模塊；
[0021]所述反射聚焦鏡用于反射激光照射血管中的血液產(chǎn)生的散射光；
[0022]所述聚焦透鏡用于聚焦反射聚焦鏡反射的散射光；
[0023]所述濾光器用于將聚焦透鏡聚焦過(guò)來(lái)的光中可能夾雜的入射光或其它雜散光濾除；
[0024]所述拉曼光譜儀用于檢測(cè)聚焦后的散射光的拉曼散射光譜；
[0025]所述分析顯示模塊用于根據(jù)所述拉曼光譜儀的檢測(cè)結(jié)果，比較拉曼散射光中對(duì)應(yīng)血糖的譜峰與對(duì)應(yīng)于血紅素的譜峰的比值，從而根據(jù)預(yù)先獲得的上述兩個(gè)譜峰的比值與血糖關(guān)系的定標(biāo)曲線確定血糖值，并將其顯示出來(lái)。
[0026]進(jìn)一步地，根據(jù)上述的基于眼血管血液拉曼散射的無(wú)損血糖檢測(cè)儀，其中:所述濾光器只通過(guò)波長(zhǎng)大于入射光波長(zhǎng)的光。
[0027]同時(shí)本發(fā)明還提供一種基于眼血管血液拉曼散射的無(wú)損血糖檢測(cè)方法，其包括以下步驟:
[0028]步驟S1、眼珠導(dǎo)引燈在眼睛靠近鼻側(cè)發(fā)光，以引導(dǎo)使用者的眼珠轉(zhuǎn)向鼻側(cè)從而露出結(jié)膜及鞏膜；
[0029]步驟S2、在照明燈的照明下，攝像頭拍攝結(jié)膜與鞏膜的血管圖像，血管識(shí)別與定位模塊根據(jù)血管圖像中各血管的顏色與大小選定某一血管并定位其坐標(biāo)；
[0030]步驟S3、掃描振鏡驅(qū)動(dòng)器接收到選定的血管的坐標(biāo)信息后，控制兩個(gè)掃描振鏡將聚焦激光投射到所述選定的血管上；
[0031]步驟S4、反射聚焦器反射激光照射所選定血管中的血液所產(chǎn)生的散射光，聚焦透鏡將反射來(lái)的散射光聚焦到濾光器中；
[0032]步驟S5、濾光器將聚焦過(guò)來(lái)的光中可能夾雜著的入射光或其它雜散光濾除后送入拉曼光譜儀；
[0033]步驟S6、拉曼光譜儀檢測(cè)散射光的拉曼散射光譜；
[0034]步驟S7、分析顯示模塊分析比較拉曼散射光中對(duì)應(yīng)血糖的譜峰與對(duì)應(yīng)于血紅素的譜峰兩者的比值，再根據(jù)預(yù)先獲得的兩峰比值與血糖關(guān)系的定標(biāo)曲線確定出血糖值，并將其顯示出來(lái)。
[0035]如上所述，本發(fā)明的基于眼血管血液拉曼散射的無(wú)損血糖檢測(cè)儀及檢測(cè)方法，具有以下有益效果:
[0036](1)無(wú)須對(duì)病人取血，在對(duì)人體無(wú)損情況下對(duì)血糖進(jìn)行直接、實(shí)時(shí)地檢測(cè)；
[0037](2)由于對(duì)血糖的檢測(cè)是通過(guò)將激光直接照射在結(jié)膜或鞏膜表面的血管，并從其血液的散射光獲得血糖含量來(lái)實(shí)現(xiàn)的，故可排除皮膚、皮下脂肪與肌肉等的吸收干擾，使得血糖檢測(cè)結(jié)果精確可靠；
[0038](3)檢測(cè)過(guò)程自動(dòng)快捷，且照射的低功率激光對(duì)人體無(wú)害，不會(huì)引起超過(guò)0.5° C的溫升，使用者在不會(huì)有任何不適的情況下即可完成檢測(cè)；
[0039](4)由于是無(wú)損測(cè)量，可按照需要多次反復(fù)進(jìn)行血糖檢測(cè)，更加有利于對(duì)血糖的監(jiān)測(cè)；
[0040](5)結(jié)構(gòu)緊湊，使用方便，且不需要試紙等其他耗材，能夠直接顯示血糖值。
【附圖說(shuō)明】
[0041]圖1顯示為本發(fā)明的基于眼血管血液拉曼散射的無(wú)損血糖檢測(cè)儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖2顯示為本發(fā)明的基于眼血管血液拉曼散射的無(wú)損血糖檢測(cè)儀的工作狀態(tài)示意圖；
[0043]圖3顯示為本發(fā)明的基于眼血管血液拉曼散射的無(wú)損血糖檢測(cè)方法的流程圖。
[0044]元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0045]1 血管尋的模塊
[0046]11眼珠導(dǎo)引燈
[0047]12照明燈
[0048]13攝像頭
[0049]14血管識(shí)別與定位模塊
[0050]2 激光聚焦投射模塊
[0051]21激光器
[0052]22掃描振鏡驅(qū)動(dòng)器
[0053]23兩個(gè)掃描振鏡
[0054]3 信號(hào)檢測(cè)分析模塊
[0055]31反射聚焦鏡
[0056]32聚焦透鏡
[0057]33濾光器
[0058]34拉曼光譜儀
[0059]34分析顯示模塊
[0060]4血管
【具體實(shí)施方式】
[0061]以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0062]需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0063]參照?qǐng)D1，本發(fā)明的基于眼血管血液拉曼散射的無(wú)損血糖檢測(cè)儀包括依次相連的血管尋的模塊1、激光聚焦投射模塊2和信號(hào)檢測(cè)分析模塊3。其中，血管尋的模塊1用于尋找并選定結(jié)膜或鞏膜表面上的血管，并定位血管坐標(biāo)；激光聚焦投射模塊2用于根據(jù)所定位的血管坐標(biāo)將激光聚焦投射到所選定血管中的血液上；信號(hào)檢測(cè)分析模塊3用于采集激光照射所選定血管中的血液產(chǎn)生的散射光，并根據(jù)檢測(cè)到的散射光的拉曼散射光譜分析并顯示出血糖值。
[0064]在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，血管尋的模塊1、激光聚焦投射模塊2和信號(hào)檢測(cè)分析模塊3被封裝在手持便攜式箱體中。箱體一端開(kāi)有一檢測(cè)窗，檢測(cè)窗比人眼稍大并帶有軟性罩膜，以便在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)能對(duì)準(zhǔn)眼球并檔住外部雜散光。
[0065]具體地，血管尋的模塊1包括眼珠導(dǎo)引燈11、照明燈12、攝像頭13和血管識(shí)別與定位模塊14。
[0066]其中，眼珠導(dǎo)引燈11用于引導(dǎo)使用者的眼珠向鼻側(cè)靠攏而使結(jié)膜及鞏膜露出。具體地，眼珠導(dǎo)引燈11