專利名稱：一種基于嵌入式卟啉陣列傳感器的唾糖尿糖檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種唾糖尿糖檢測(cè)儀，具體涉及一種基于嵌入式卟啉陣列傳感器的唾 糖尿糖檢測(cè)儀。
背景技術(shù)：
糖尿病(diabetes)是由遺傳因素、免疫功能紊亂、微生物感染及其毒素、自由基 毒素、精神因素等等各種致病因子作用于機(jī)體導(dǎo)致胰島功能減退、胰島素抵抗(Insulin Resistance, IR)等而引發(fā)的糖、蛋白質(zhì)、脂肪、水和電解質(zhì)等一系列代謝紊亂綜合征，臨床 上以高血糖為主要特點(diǎn)，典型病例可出現(xiàn)多尿、多飲、多食、消瘦等表現(xiàn)，即“三多一少”癥 狀。在當(dāng)前全球糖尿病形式惡化的大環(huán)境下，中國(guó)糖尿病的發(fā)病率也呈現(xiàn)飛速增長(zhǎng) 的發(fā)展趨勢(shì)，目前中國(guó)已成為僅次于印度的世界第二糖尿病大國(guó)。而且，不僅糖尿病發(fā)病 形勢(shì)十分嚴(yán)峻，對(duì)糖尿病病情的控制也不容樂(lè)觀。糖尿病被稱作無(wú)聲的殺手，是因?yàn)楦哐?糖對(duì)人體有害，卻常無(wú)感覺(jué)。因此，及時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)血糖是確保治療達(dá)標(biāo)的重要手段。但 是，血糖監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀還令人很不滿意。在美國(guó)，15% — 20%的糖尿病患者進(jìn)行血糖自我監(jiān)測(cè)； 在我國(guó)香港地區(qū)約為10%，而大陸地區(qū)僅為1%。在美國(guó)每位糖尿病患者的平均監(jiān)測(cè)頻率 為30. 1次/月，香港地區(qū)為8-10次/月，而我國(guó)大陸地區(qū)僅為2. 5次/月。我國(guó)僅有1 % 的患者進(jìn)行自我血糖監(jiān)測(cè)。傳統(tǒng)的檢測(cè)血糖濃度的方法需要取血化驗(yàn)，檢測(cè)周期長(zhǎng)，給人體造成創(chuàng)傷和傷痛， 同時(shí)增加了感染和交叉?zhèn)魅镜耐緩健，F(xiàn)有的電子血糖檢測(cè)儀(如美國(guó)強(qiáng)生第四代的血糖儀“隨手測(cè)”)仍然屬于有損檢 測(cè)或者間接檢測(cè)的醫(yī)學(xué)設(shè)備，還有一些采用直接測(cè)量手段的電子血糖檢測(cè)儀(授權(quán)公開(kāi)號(hào) CN201233368Y ；授權(quán)公開(kāi)號(hào)CN1300025A)，直接采用以葡萄糖酶作為血糖傳感器對(duì)唾液的 含糖量進(jìn)行檢測(cè)，將測(cè)得的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以處理的數(shù)字信號(hào)，通過(guò)數(shù)字計(jì)算機(jī) 的分析，處理，直接測(cè)得血糖的含量，這種血糖儀雖然能夠快速的得到所需要的數(shù)據(jù)，但是 數(shù)據(jù)采集過(guò)程繁復(fù)，硬件采集電路復(fù)雜首先要把通過(guò)葡萄糖傳感器檢測(cè)的生物信號(hào)轉(zhuǎn)換 成電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，最后送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理分析。這 樣的繁復(fù)的數(shù)據(jù)采集過(guò)程，降低了原始信號(hào)的真實(shí)度，增加了外界干擾信號(hào)對(duì)原始信號(hào)的 污染的機(jī)率，進(jìn)而降低了信號(hào)的準(zhǔn)確度和精度。若是對(duì)信號(hào)進(jìn)行直接采集，即可以直接輸入 計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析和處理的數(shù)字信號(hào)，這樣將會(huì)大大的降低信號(hào)采集的過(guò)程的繁瑣以及簡(jiǎn)化 采集硬件電路，最主要的是減少了信號(hào)轉(zhuǎn)換的級(jí)次，降低了信號(hào)在轉(zhuǎn)換過(guò)程中的真實(shí)度的 損失和干擾機(jī)率。傳統(tǒng)的葡萄糖酶的試紙由于工作環(huán)境溫度的影響，精度不是太高，而且不易儲(chǔ)存， 易在空氣中發(fā)生氧化，造成試紙的失效；現(xiàn)有的血糖酶電極探針，需要插入人體表皮，給人 體造成創(chuàng)傷和傷痛。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本發(fā)明提供了一種無(wú)創(chuàng)傷、連續(xù)、直接的檢測(cè)，且能 夠準(zhǔn)確的測(cè)量出糖尿病的唾液和尿液的含糖量，便于家庭個(gè)人和社區(qū)義務(wù)人員的使用和操 作的基于嵌入式卟啉陣列傳感器的唾糖尿糖檢測(cè)儀。該儀器檢測(cè)快速、準(zhǔn)確、便攜、操作簡(jiǎn) 單便捷。本發(fā)明提供的一種基于嵌入式卟啉陣列傳感器的唾糖尿糖檢測(cè)儀，包括卟啉陣列 傳感器、圖像采集儀、照明裝置、嵌入式處理控制器和LCD觸控顯示屏；所述照明裝置設(shè)置 在卟啉陣列傳感器的下方，所述圖像采集儀設(shè)置在卟啉陣列傳感器的上方；所示圖像采集 儀、照明裝置和LCD觸控顯示屏分別與嵌入式處理控制器連接；所述卟啉陣列傳感器包括 有機(jī)玻璃板和卟啉單元，所述有機(jī)玻璃板的上部呈陣列設(shè)有數(shù)個(gè)卟啉單元安裝孔，相鄰的 卟啉單元安裝孔的底部通過(guò)溝道連通；每個(gè)卟啉單元安裝孔的頂部均安裝有卟啉單元，所 述卟啉單元與卟啉單元安裝孔的頂部密封配合；所述有機(jī)玻璃板上還設(shè)有與卟啉陣元安裝 孔內(nèi)連通的用于輸送唾糖或尿糖的進(jìn)液管和出液管。進(jìn)一步，還包括密封容器，所述卟啉陣列傳感器設(shè)置在密封容器的中部，所述照明 裝置設(shè)置在密封容器的底部，所述圖像采集儀設(shè)置密封容器的頂部。再進(jìn)一步，還包括打印機(jī)，所述打印機(jī)與嵌入式處理控制器連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種基于嵌入式卟啉陣列傳感器的唾糖尿糖檢測(cè)儀具 有如下優(yōu)點(diǎn)
1、本發(fā)明采用的卟啉陣列傳感器光敏性好，性能穩(wěn)定，易于修飾，采用紫外，紅外，熒 光，磷光，等光譜技術(shù)和電化學(xué)方法都可以檢測(cè)到它的微小變化；卟啉陣列傳感器對(duì)葡萄糖 的檢測(cè)下限可以達(dá)到5. 0 X liTmol/L，和傳統(tǒng)的葡萄糖氧化酶相比具有更高的靈敏度，穩(wěn)定 性和抗干擾能力。2、本發(fā)明只需將采集的唾液或者尿液通過(guò)進(jìn)液管進(jìn)入卟啉陣列傳感器，并與卟啉 單元反應(yīng)，通過(guò)圖像采集儀采集卟啉單元反應(yīng)后的顏色圖像并將采集的數(shù)字圖像輸入嵌入 式處理控制器，嵌入式處理控制器對(duì)反應(yīng)前后的數(shù)字圖像進(jìn)行分析處理，直接檢測(cè)出糖尿 病的唾液和尿液的含糖量。因此，本發(fā)明的檢測(cè)儀能夠提供無(wú)創(chuàng)傷、連續(xù)、直接的檢測(cè)手段， 檢測(cè)出的糖尿病的唾液和尿液的含糖量更準(zhǔn)確。3、LCD觸控顯示屏具有友好的人機(jī)交互界面，易于操作，使用方便，便于家庭個(gè)人 和社區(qū)義務(wù)人員的使用和操作。


圖1為基于嵌入式卟啉陣列傳感器的唾糖尿糖檢測(cè)儀的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為卟啉陣列傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中，1 一卟啉陣列傳感器；2 —圖像采集儀；3—照明裝置；4一嵌入式處 理控制器；5—有機(jī)玻璃板；6—卟啉單元；7—卟啉單元安裝孔；8—溝道；9一進(jìn)液 管；10—出液管；11 一密封容器；12 — LCD觸控顯示屏；13—打印機(jī)；14一USB接口； 15—接口電路；16 — VGA接口； 17—串口驅(qū)動(dòng)電路。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。圖1為基于嵌入式卟啉陣列傳感器的唾糖尿糖檢測(cè)儀的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為卟啉陣列 傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示。基于嵌入式卟啉陣列傳感器的唾糖尿糖檢測(cè)儀，包括密封容 器11、嚇啉陣列傳感器1、圖像采集儀2、照明裝置3、嵌入式處理控制器4和LCD觸控顯示屏12。卟啉陣列傳感器1設(shè)置在密封容器11的中部，所述照明裝置3設(shè)置在密封容器11 的底部，所述圖像采集儀2設(shè)置密封容器11的頂部。本實(shí)施例中，圖像采集儀2采用CCD 圖像傳感器，CCD圖像傳感器成像的質(zhì)量高，靈敏度高，圖像色彩分辨率好，能很好的完成圖 像信號(hào)的采集，獲取圖像數(shù)據(jù)，圖像采集儀2通過(guò)USB接口 14與嵌入式處理控制器4電連 接，通過(guò)USB接口 14將圖像采集儀2采集的數(shù)字圖像發(fā)送給嵌入式處理控制器4。照明裝 置3通過(guò)接口電路15與嵌入式處理控制器4電連接，本實(shí)施例中，照明裝置3采用LED燈， 嵌入式處理控制器4控制照明裝置3，以向密封容器11內(nèi)提高光源，便于CCD圖像傳感器的 攝像頭采集卟啉陣列傳感器1反應(yīng)后的數(shù)據(jù)圖像，在嵌入式處理控制器4的協(xié)調(diào)下與CCD 圖像傳感器同步工作；同時(shí)可根據(jù)圖像清晰度的要求，照明裝置3的照明強(qiáng)度可通過(guò)嵌入 式處理控制器4控制進(jìn)行調(diào)整，從而可以根據(jù)圖像的要求采用不同的強(qiáng)度照射圖像。卟啉陣列傳感器1包括有機(jī)玻璃板5和卟啉單元6，所述有機(jī)玻璃板5的上部呈 陣列設(shè)有數(shù)個(gè)卟啉單元安裝孔7 (本實(shí)施例中，僅畫(huà)出36個(gè)卟啉單元安裝孔)，相鄰的卟啉 單元安裝孔7的底部通過(guò)微細(xì)的溝道8連通；每個(gè)卟啉單元安裝孔7的頂部均安裝有卟啉 單元6，所述卟啉單元6與卟啉單元安裝孔7的頂部密封配合；所述有機(jī)玻璃板5上還設(shè)有 與卟啉陣元安裝孔7內(nèi)連通的進(jìn)液管9和出液管10。卟啉陣列傳感器1光敏性好，性能穩(wěn) 定，嚇啉陣列傳感器1對(duì)葡萄糖的檢測(cè)下限可以達(dá)到5. OX liTmol/L，具有更高的靈敏度， 穩(wěn)定性和抗干擾能力。IXD觸控顯示屏12通過(guò)VGA接口 16與嵌入式處理控制器4連接，IXD觸控顯示屏 12具有友好的人機(jī)交互界面，易于操作，使用方便，便于家庭個(gè)人和社區(qū)義務(wù)人員的使用和 操作。在嵌入式處理控制器4還通過(guò)串口驅(qū)動(dòng)電路17與打印機(jī)13連接，本實(shí)施例中，打印 機(jī)13采用熱敏微型打印機(jī)，用于打印最后測(cè)量的數(shù)據(jù)。使用本發(fā)明的檢測(cè)儀時(shí)，首先對(duì)預(yù)先放置在密封容器11內(nèi)的卟啉陣列傳感器1， 通過(guò)圖像采集儀2采集初始數(shù)字圖像，并輸入嵌入式處理控制器4內(nèi)的儲(chǔ)存器中儲(chǔ)存。通 過(guò)IXD觸控顯示屏12對(duì)該檢測(cè)儀進(jìn)行操作和控制，通過(guò)嵌入式處理控制器4啟動(dòng)照明裝置 3和圖像采集儀2，將采集的唾液或者尿液通過(guò)進(jìn)液管9送入卟啉陣列傳感器1，唾液或者尿 液通過(guò)卟啉單元安裝孔7時(shí)與預(yù)先設(shè)置的卟啉單元6發(fā)生反應(yīng)，圖像采集儀2采集卟啉單 元6反應(yīng)后的圖像，并將處理成能夠被嵌入式處理控制器4處理的數(shù)字圖像，傳輸?shù)角度胧?處理控制器4的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)。隨后嵌入式處理控制器4對(duì)反應(yīng)前后的數(shù)字圖像進(jìn)行分析 處理，最后檢測(cè)出糖尿病的唾液和尿液的含糖量，并通過(guò)LCD觸控顯示屏12顯示，還可以通 過(guò)打印機(jī)13將檢測(cè)的結(jié)果打印出。最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較 佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技 術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本 發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
一種基于嵌入式卟啉陣列傳感器的唾糖尿糖檢測(cè)儀，其特征在于包括卟啉陣列傳感器(1)、圖像采集儀(2)、照明裝置(3)、嵌入式處理控制器(4)和LCD觸控顯示屏(12)；所述照明裝置(3)設(shè)置在卟啉陣列傳感器(1)的下方，所述圖像采集儀(2)設(shè)置在卟啉陣列傳感器(1)的上方；所示圖像采集儀(2)、照明裝置(3)和LCD觸控顯示屏(12)分別與嵌入式處理控制器(4)連接；所述卟啉陣列傳感器(1)包括有機(jī)玻璃板(5)和卟啉單元(6)，所述有機(jī)玻璃板(5)的上部呈陣列設(shè)有數(shù)個(gè)卟啉單元安裝孔(7)，相鄰的卟啉單元安裝孔(7)的底部通過(guò)溝道(8)連通；每個(gè)卟啉單元安裝孔(7)的頂部均安裝有卟啉單元(6)，所述卟啉單元(6)與卟啉單元安裝孔(7)的頂部密封配合；所述有機(jī)玻璃板(5)上還設(shè)有與卟啉陣元安裝孔(7)內(nèi)連通的用于輸送唾液或尿液的進(jìn)液管(9)和出液管(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于嵌入式卟啉陣列傳感器的唾糖尿糖檢測(cè)儀，其特征 在于還包括密封容器(11)，所述卟啉陣列傳感器(1)設(shè)置在密封容器(11)的中部，所述照 明裝置(3 )設(shè)置在密封容器(11)的底部，所述圖像采集儀(2 )設(shè)置密封容器(11)的頂部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于嵌入式卟啉陣列傳感器的唾糖尿糖檢測(cè)儀，其 特征在于還包括打印機(jī)(13)，所述打印機(jī)(13)與嵌入式處理控制器(4)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于嵌入式卟啉陣列傳感器的唾糖尿糖檢測(cè)儀，包括卟啉陣列傳感器、圖像采集儀、照明裝置和嵌入式處理控制器；圖像采集儀和照明裝置分別與嵌入式處理控制器連接；卟啉陣列傳感器包括有機(jī)玻璃板和卟啉單元，有機(jī)玻璃板上設(shè)有數(shù)個(gè)卟啉單元安裝孔，每個(gè)卟啉單元安裝孔的頂部均密封安裝有卟啉單元。本發(fā)明將采集的唾液或者尿液輸入卟啉陣列傳感器，通過(guò)圖像采集儀采集卟啉單元反應(yīng)后的顏色圖像并將采集的數(shù)字圖像輸入嵌入式處理控制器，嵌入式處理控制器對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行分析處理，直接檢測(cè)出唾液和尿液的含糖量。因此，本發(fā)明的檢測(cè)儀能夠提供無(wú)創(chuàng)傷、連續(xù)、直接的檢測(cè)手段，檢測(cè)出的糖尿病的唾液和尿液的含糖量更準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)G01N21/78GK101968450SQ20101029669
公開(kāi)日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者侯長(zhǎng)軍, 劉靜靜, 張亞, 楊眉, 法煥寶, 羅小剛, 霍丹群 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)