一种改进的能量代谢守恒法无创检测血糖算法

为了提升基于能量代谢守恒方法无创检测血糖的精度,设计新型无创血糖检测探头,采集300组临床试验数据,提出决策树和偏最小二乘法方法相结合的DE-PLS算法建立预测血糖值的模型。并采用多参数相关性分析,得出代谢率M和血糖浓度真值BG显著相关,验证了能量代谢守恒法无创检测血糖理论的可行性。最终结果表示,DE-PLS算法计算出的血糖浓度与真实血糖值的相关性达到了88.5%,证实该算法的精度高于应用于该领域的其他算法。

能量代谢守恒法无创血糖检测算法研究

根据能量代谢守恒法无创血糖检测的基本原理,设计出无创血糖检测探头并推导出血糖检测的数学模型。采用了多元线性回归和主分量分析方法处理数据,得出了计算血糖值的多元线性表达式,获得了对血糖值贡献最大的两个分量。实验结果显示,采用上述算法计算得出的血糖值与血糖真实值之间的相关系数R=0.86,表明了采用主分量分析和多元线性回归求解无创血糖检测模型的方法是可行的。

基于能量代谢守恒法的无创血糖检测仪

为方便地检测血糖,设计了一种无创血糖检测仪。基于双波长红外透射衰减原理,测量血氧饱和度、血流速度和心率,通过温度传感器、湿度传感器、辐射温度传感器检测散热量,并加入代谢率等参数实现回归方程优化。与美国Abbott Diabetes Care公司生产的Freestyle Freedom血糖仪进行对比实验,结果表明,该设计和数据处理方法拟合优度达0.839,具有较高的准确性和稳定性。

基于能量守恒的无创血糖检测传感器的设计

根据人体摄取的能量和代谢消耗的能量守恒原理,建立了对流、蒸发、辐射等与血糖浓度之间的关系,提出了一种基于能量守恒的无创血糖检测传感器的设计。设计中将湿度、温度、血氧饱和度、热辐射等传感器集成封装成一个内径Φ为15mm×50 mm无创血糖检测传感器。该传感器性能稳定,测得的数据经多项式拟合后较为理想。

人体局部代谢率监测系统设计

在实现将温度、湿度及辐射传感器集成于独立检测探头基础上,设计了一种人体局部代谢率监测系统。系统通过采集人体指端生理参数,根据人体能量代谢守恒法,建立数学模型并计算静息代谢率。经过实验验证:该系统可以实现代谢率的方便测量,测试结果能够反映人体正常的代谢情况。由于系统设计简便、成本低,可被广泛用于人体的能量代谢率检测。

基于无创血糖检测技术的数据处理算法

无创血糖检测仪的研究,对于糖尿病的治疗具有重要意义。该研究的原理是基于血糖是人体代谢的主要能源物质的能量代谢守恒法,通过测量人体指部的代谢率、血氧饱和度、脉率、血流量来估算血糖水平。由辐射散热、对流散热、蒸发散热量来确定代谢率,由热流温度场分布原理来测量血流量。最后通过多元回归分析的方法,建立血糖浓度的数学模型。经前后2组共30例临床初步实验,表明测试结果与AMS-AUTOLAB18全自动生化分析仪所测结果的相关系数达到了0.862 1,具有很好的相关性和一致性。同时,经误差统计分析得到检测结果的平均相对误差仅为0.039,平均相对误差界ε<0.5,表明整数部分均为有效数字位,且无显著性差异。多参数相关性分析结果表明,代谢率对血糖值的贡献是最大的,其相关系数达到了0.92,其他参数对血糖值的相关系数依次减弱。实验证明,所建立的基于能量代谢守恒法来无创伤地间接检测血糖值的方法是可行的。

基于无创血糖检测的传感器集成设计

根据能量代谢守恒法无创检测血糖浓度的原理,设计出一规格为60 mm×30 mm×85.5 mm的无创血糖检测传感器集成器。主要由底座、指表血流流速检测区、人体指部代谢率检测区、指端血氧红外检测区、电路连接区和信号输入输出区组成。由温度传感器、湿度传感器、辐射温度传感器、双波长(660 nm/905 nm)的红外发射及接收传感器在一定实施条件下集成得到。通过本集成器实现了对血糖浓度的无创伤检测,经20例临床初步实验,结果表明:与AMS-AUTOLAB18全自动生化分析仪的相关系数R达到了0.807,具有较好的相关性和一致性。经误差统计分析发现其平均相对误差为7.0%,平均绝对误差小于0.5,证明检测结果具有较高的精确度。

基于DSP技术的便携式无创血糖检测仪

研究了一种基于能量代谢守恒法的便携式无创血糖检测仪,通过集成无创血糖传感器检测人体手指表面的温度、湿度、辐射以及人体血氧饱和度、脉率等参数,采用DSP处理器分析计算出血糖浓度。介绍了该血糖仪的检测原理、硬件结构、软件和算法流程。用所研制的血糖仪进行了临床实验,得到的血糖值与用大型生化分析仪测得的血糖值的相关系数达到0.862,绝对误差范围是?0.75mmol/L^0.5mmol/L,但大部分结果的误差不超过0.3mmol/L。实验证明,能量代谢守恒法无创血糖检测技术是可行的。

便携式无创血糖检测仪的研制

以能量代谢守恒法为基础,研制出以DSP(数字信号处理器)为主控芯片的便携式无创血糖检测仪器。仪器采用传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AUTOLAB18全自动生化分析仪检测结果相关系数达到0.87,绝对误差在±0.5mmol/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。