專利名稱：一種基于糖化終末產(chǎn)物熒光光譜的糖尿病無創(chuàng)檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對人體皮膚進行光學(xué)檢測裝置，特別是一種基于糖化終末產(chǎn)物熒光光譜的糖尿病無創(chuàng)檢測裝置，幫助醫(yī)務(wù)人員檢測受試者是否患有糖尿病，并評估受試者患糖尿病及其并發(fā)癥的風(fēng)險。
背景技術(shù)：
涉及199個國家共270萬人口 O 25歲)的大型糖尿病研究顯示，全球糖尿病人口已由1980年的1.53億增至2008年的3.47億，其中，男性年齡標(biāo)化患病比率由1980年的8.3%增至2008年的9.8%，女性則由7.5%增至9.2%0此外，2007年6月至2008年5月，在中國人群(年齡> 20歲)中開展的糖尿病流行病學(xué)調(diào)查表明，糖尿病和糖尿病前期的年齡標(biāo)化患病率分別為9.7% (男、女性分別為10.6%和8.8%)和15.5% (男、女性分別為16.1% 和 14.9%) ο糖尿病患者體內(nèi)長期高血糖會對其身體造成較大損傷，并常伴有腎病變、視網(wǎng)膜病變、神經(jīng)病變、下肢血管病變、糖尿病足等多種并發(fā)癥，對患者的生命和生活質(zhì)量威脅極大，給患者個人以及家庭帶來了沉重的經(jīng)濟負擔(dān)。有很大比例的糖尿病患者被確診時已發(fā)生了一種(甚至更多)糖尿病并發(fā)癥。2010年全世界11.6%的醫(yī)療衛(wèi)生費用花費在防治糖尿病上，世界衛(wèi)生組織估計2005年至2015年中國由于糖尿病及相關(guān)心血管疾病導(dǎo)致的經(jīng)濟損失達5577億美元。糖尿病已成為中國的重要公共衛(wèi)生問題。目前，糖尿病的臨床診斷主要依據(jù)靜脈血漿血糖。中國采用WHO(1999年)糖代謝狀態(tài)分類標(biāo)準(zhǔn)和診斷標(biāo)準(zhǔn)。糖代謝狀態(tài)可分為四類，分別為正常血糖、空腹血糖受損、糖耐量減低和糖尿病。糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)可分為三類:(I)糖尿病癥狀(高血糖所導(dǎo)致的多飲、多食、多尿、體重下降、皮膚瘙癢、視力模糊等急性代謝紊亂表現(xiàn))，且隨機血糖> 11.1rnmol/L ; (2)空腹血糖(FPG)彡7.0mmol/L;(3)葡萄糖負荷后2h血糖彡11.lmmol/L。其中，空腹?fàn)顟B(tài)是指至少8h沒有進食熱量，隨機血糖指不考慮上次用餐時間，一天中任意時間的血糖。FPG或75g葡萄糖OGTT后2hPG值可以單獨用于流行病學(xué)調(diào)查或人群篩查。常規(guī)的糖尿病檢測方法中，空腹血糖法(FPG)的敏感性低，變異系數(shù)較大，需要空腹8小時以上，且受到患者依從性、血液離心時間、實驗室誤差以及藥物的影響；口服葡萄糖耐量實驗(OGTT)則存在影響因素多、重復(fù)性差等不足。近年來人們越來越傾向?qū)bAlc作為篩查糖尿病高危人群和檢測糖尿病的一種方法。HbAlc較OGTT試驗簡便易行，結(jié)果穩(wěn)定，變異性小，且不受進食時間及短期生活方式改變的影響，患者依從性好。此外，上述糖尿病檢測方法均需要采集血樣，給受試者帶來疼痛的同時也增加了被感染的風(fēng)險。我國人口眾多，在全人群中通過血糖檢測來篩查糖尿病前期患者并系統(tǒng)性地發(fā)現(xiàn)其他高危人群不具有可行性。許多糖尿病患者是在感覺身體明顯不適時才去進行血樣測試，在一定程度上拖延了糖尿病確診時間，對治療非常不利。我國60.7%的糖尿病患者未被診斷而無法及早進行有效的治療。隨著人 民生活水平的提高、健康意識的增強，糖尿病的檢測與預(yù)防已成為社會關(guān)注的重要課題，迫切需要一種無創(chuàng)、快捷的糖尿病檢測，糖尿病及其并發(fā)癥的風(fēng)險評估方法，這對糖尿病的防控具有重要意義。糖尿病患者體內(nèi)含有過量的糖化終末產(chǎn)物。在未患糖尿病受試者組織中糖化終末產(chǎn)物緩慢增加，但是在糖尿病患者體內(nèi)，由于循環(huán)中持續(xù)高糖水平加速了糖化終末產(chǎn)物的產(chǎn)生，使其大量蓄積。產(chǎn)生的過量糖化終末產(chǎn)物不僅可以與蛋白質(zhì)交聯(lián)，影響蛋白質(zhì)性能，也可以通過與特異受體結(jié)合，發(fā)生反應(yīng)來改變細胞功能，從而導(dǎo)致機體的病理變化。因而，糖化終末產(chǎn)物與糖尿病腎病、視網(wǎng)膜病變、神經(jīng)病變、動脈粥樣硬化等糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。自上世紀八十年代以來，各國科學(xué)家和技術(shù)人員以多種方案對人體血清或皮膚中的糖化終末產(chǎn)物進行了檢測，如放射受體分析法、放射免疫法、酶聯(lián)免疫吸附法、高效液相色譜法等，但這些方法的操作過程繁瑣，而且都需要離體實驗，阻礙了糖化終末產(chǎn)物指標(biāo)在糖尿病檢測及并發(fā)癥預(yù)測中的應(yīng)用及推廣。糖化終末產(chǎn)物在紫外線照射下具有受激發(fā)射熒光的特性，因此可以通過測量糖化終末產(chǎn)物熒光光譜，來反映其在機體中的濃度和分布。與傳統(tǒng)方法相比，基于熒光光譜法的糖化終末產(chǎn)物檢測不需要采樣化驗，也無需試劑，具備實時、無創(chuàng)、安全等優(yōu)點?；谄つw糖化終末產(chǎn)物熒光，實現(xiàn)糖尿病、糖尿病前期或糖尿病并發(fā)癥的檢測,受試者無需空腹、采血，并實時獲得測量結(jié)果。在實施本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的皮膚糖化終末產(chǎn)物熒光檢測及應(yīng)用存在以下缺點:(I)現(xiàn)有技術(shù)中通常使用較短波長的激發(fā)光照射組織，然后收集組織出射光，用于光譜分析。在此過程中，通常使用多個光源和/或多個濾光片的組合來實現(xiàn)兩種或多種波長的分離檢測。無論使用機械位移平臺來選擇光源還是使用濾光片輪來選擇濾光片，都有可能因為機械振動、耦合損耗等因素導(dǎo)致測試過程中光學(xué)條件改變，給測量結(jié)果帶來誤差；(2)在皮膚表面測得的熒光，是由激發(fā)光穿透到的皮膚組織層面中的熒光物質(zhì)發(fā)出，并逃逸到皮膚表面的。人 體皮膚是一種具有多層結(jié)構(gòu)的混濁介質(zhì)。不同的人、同一人的不同測試位置、同一測試位置的不同深度，對光的吸收及散射均有較大差異。皮膚對激發(fā)光和熒光的雙重吸收散射作用，會隱藏不同受試者皮膚糖化終末產(chǎn)物濃度的真實差異?，F(xiàn)有技術(shù)雖對皮膚吸收散射進行了一定校正，但校正算法中沒有考慮到吸收散射與光波長的關(guān)系，校正效果較差；(3)激發(fā)光的出射和發(fā)射光的收集所采用的幾何結(jié)構(gòu)對測得皮膚糖化終末產(chǎn)物熒光的強度和光譜形狀有很大的影響。出射結(jié)構(gòu)的幾何形狀決定了激發(fā)光的分布特征，從而影響著發(fā)射熒光的三維分布?，F(xiàn)有技術(shù)沒有針對性的根據(jù)人體皮膚組織的多層特性以及糖化終末產(chǎn)物在人體皮膚組織中的分布特性，在探頭部件的設(shè)計上選取合適的激發(fā)光纖和探測光纖分布距離；(4)被測對象皮膚表面物理狀態(tài)如顏色、溫度、濕度、壓力等因素，對熒光測量會有一定的影響，現(xiàn)有技術(shù)沒有對此進行修正；(5)糖化終末產(chǎn)物在不同生理特征的人群中存在一定差異，需要針對被測對象的生理特征進行修正?，F(xiàn)有技術(shù)沒有針對被測對象的年齡、性別、身高、體重等因素進行修正。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明技術(shù)解決問題:克服了現(xiàn)有糖尿病檢測裝置需要采集患者血液的不足，提供一種基于糖化終末產(chǎn)物熒光光譜的糖尿病無創(chuàng)檢測裝置，根據(jù)人體皮膚組織中糖化終末產(chǎn)物的熒光效應(yīng)，實現(xiàn)無創(chuàng)傷快速檢測糖尿病。
本發(fā)明技術(shù)解決方案:一種基于糖化終末產(chǎn)物熒光光譜的糖尿病無創(chuàng)檢測裝置，以確定受試者是否患有糖尿病并預(yù)測糖尿病并發(fā)癥患病風(fēng)險，該檢測裝置包括依次連接的光源部件、光控部件、光源光纖和探頭部件，以及與探頭部件依次連接的探測光纖、光譜部件和數(shù)據(jù)處理部件。1.該檢測裝置中的光源部件為電連接的發(fā)光器和發(fā)光電源，發(fā)光電源提供給發(fā)光器穩(wěn)定的電源，發(fā)光器所發(fā)光的波段為300 400nm和420 780nm ;發(fā)光器可以是發(fā)光二極管、白熾燈、鹵素?zé)?、氖燈中的一種或兩種以上的組合。光源部件附有與發(fā)光器連接的溫度傳感器，該溫度傳感器的輸出端與光源溫度控制器的輸入端相連；光源溫度控制器能夠?qū)崟r測量光源的溫度，并使光源保持溫度恒定，使得光源發(fā)出的光保持穩(wěn)定。2.光控部件包含位于光源部件光路上的聚焦耦合器和分光片，分光片的透射端與光源光纖連接、反射光路上置有其輸出端與光源控制器電連接的光電轉(zhuǎn)換器，所述光源控制器的輸出端與光源部件的輸入端電連接。3.光源光纖為并 聯(lián)連接的第一光源光纖和第二光源光纖,分別用于傳輸波長為300 400nm和420 780nm的光源；所有的光纖在長波紫外及可見波段均具有較低的光傳輸損耗。4.探頭部件在同一平面上放置了與第一光源光纖連通的第一光源光纖端面、與第二光源光纖連通的第二光源光纖端面、與探測光纖連通的探測光纖端面；此外，還安裝了顏色傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器和壓力傳感器；探頭部件上的多根光源光纖和探測光纖之間的距離(邊到邊)皆相同，該距離為0.1mm到3mm之間的固定值，使得收集到的光更多的來自人體皮膚組織真皮層中的糖化終末產(chǎn)物。5.在探測光纖端面與光譜部件之間的探測光纖上置有濾光部件，濾光部件是一種濾光片，在波長420 780nm波段的透過率彡80%,在波長300 400nm波段具有平緩的上升沿且最高透過率彡10%、在波長低于300nm時的透過率彡1%。這種非截止應(yīng)用的濾光片使得在避免激發(fā)光導(dǎo)致光譜部件飽和溢出的同時，也能接收到衰減后的部分激發(fā)光。不完全排除激發(fā)光可以使算法能結(jié)合反射回的激發(fā)光所包含的組織信息對人體皮膚糖化終末產(chǎn)物熒光進行修正。使用這種方法可以避免普通熒光檢測應(yīng)用中的濾光片輪或其他機械部件的動作，以此避免機械動作帶來的干擾。6.該檢測裝置的光譜部件是光纖光譜儀；光纖光譜儀具有光信號輸入端和檢測信號輸出端，光纖光譜儀的光信號輸入端和探測光纖的后段通過濾光片相耦合；光纖光譜儀是工作時可以測量并量化輸入光線各個波長的光強程度的裝置，其測量結(jié)果可以輸出到數(shù)據(jù)傳輸處理及存儲單元；7.數(shù)據(jù)處理部件是微型計算機，使用時可由其檢測信號輸入端接收上述測量結(jié)果；數(shù)據(jù)處理部件可以根據(jù)所測得的光譜分別計算所接收光線中激發(fā)光的信息和發(fā)射光的信息；且可以根據(jù)上述激發(fā)光和發(fā)射光的信息計算出人體皮膚組織固有熒光強度及分布并計算糖化終末產(chǎn)物含量的裝置；還可以根據(jù)用戶輸入的被測對象的年齡、性別、身高、體重等信息以及人體皮膚表面的顏色、溫度、濕度、壓力等信息對計算結(jié)果進行篩選或修正。8.顏色傳感器經(jīng)第一前置放大器和第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器與數(shù)據(jù)處理部件電連接。溫度傳感器經(jīng)第二前置放大器和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器與數(shù)據(jù)處理部件電連接。濕度傳感器經(jīng)第三前置放大器和第三模數(shù)轉(zhuǎn)換器與數(shù)據(jù)處理部件電連接。壓力傳感器經(jīng)第四前置放大器和第四模數(shù)轉(zhuǎn)換器與數(shù)據(jù)處理部件電連接。9.探頭部件附有突出探測光纖端面I 5mm的校準(zhǔn)器，校準(zhǔn)器為對波長為300 780nm的反射率為95 100%的反射片。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:(I)糖化終末產(chǎn)物在人體內(nèi)是長期積累的，因而基于糖化終末產(chǎn)物的檢測結(jié)果穩(wěn)定，并不受季節(jié)、時段的影響；本發(fā)明檢測裝置利用皮膚熒光反映人體是否患有糖尿病并評估發(fā)生并發(fā)癥的可能性，檢測耗時短，且無需對人體進行抽血化驗或皮膚切片采樣，避免了給病人帶來的痛苦及被感染的風(fēng)險。(2)本發(fā)明的檢測裝置采用多種光源的組合，實時測量皮膚在糖化終末產(chǎn)物激發(fā)波段和發(fā)射波段的反射·率，以校正皮膚的吸收散射作用，能降低受試者皮膚差異對測量結(jié)果的影響。(3)本發(fā)明的檢測裝置中采用特定的探頭部件結(jié)構(gòu)，使得收集到的熒光更多的來自人體皮膚組織真皮層中的糖化終末產(chǎn)物，提高測量的準(zhǔn)確性。(4)本發(fā)明中采用了具有傾斜上升沿的長波長通過型濾光片，在實現(xiàn)熒光和寬譜反射光測量的同時，降低了儀器光路結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，保證了光學(xué)條件的穩(wěn)定。(5)本發(fā)明的檢測裝置根據(jù)被測對象的個人信息、生理特征以及皮膚表面的物理狀態(tài)，對測量結(jié)果進行修正，提高了糖尿病檢測的準(zhǔn)確性。


圖1為本發(fā)明檢測裝置的組成框圖；圖2為本發(fā)明中的探頭部件中光纖分布示例；其中〇表示光源光纖； 表示探測光纖;圖3為本發(fā)明中光源光纖與探測光纖間距對反射光和熒光檢測的影響；圖4為接觸壓力對反射光的影響；圖5 Ca)激發(fā)光飽和溢出造成旁帶效應(yīng)；圖5 (b)采用具有傾斜上升沿的長波長通過型濾光片，既能衰減而又不至于完全截止激發(fā)光；圖6具有傾斜上升沿的長波長通過型濾光片的光譜響應(yīng)曲線；圖7為本發(fā)明中采用的校準(zhǔn)器；圖8為本發(fā)明試驗中對照組年齡與測量值之間的關(guān)系；圖9為本發(fā)明中光纖探頭端面上的傳感器分布圖；圖10為本發(fā)明檢測裝置測量時的篩選和測量結(jié)果的判定流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明主要是對人體皮膚組織進行光學(xué)檢測，根據(jù)人體皮膚組織對光源的響應(yīng)進行相應(yīng)處理得到可分辨的結(jié)果，以此幫助醫(yī)務(wù)人員確定被檢人員是否患有糖尿病并預(yù)測其患并發(fā)癥的可能性。如圖1所示，本發(fā)明檢測裝置包括:依次連接的光源部件1、光控部件2、光源光纖3和探頭部件4，以及與探頭部件4依次連接的探測光纖5、光譜部件7和數(shù)據(jù)處理部件8。光源部件I包括發(fā)光器11和發(fā)光電源12 ;光控部件2包括聚焦耦合器21和分光片22 ;分光片22的透光端與光源光纖3連接,反射端與光電轉(zhuǎn)換器23的輸入端連接；光電轉(zhuǎn)換器23的輸出端與光源控制器24的輸入端電連接；光源控制器24的輸出端與光源部件
I的輸入端電連接；光源光纖3為并聯(lián)連接的第一光源光纖31和第二光源光纖32 ;探頭部件4包括與第一光源光纖31連通的第一光源光纖端面41、與第二光源光纖32連通的第二光源光纖端面42、與探測光纖5連通的探測光纖端面43、顏色傳感器44、溫度傳感器45、濕度傳感器46和壓力傳感器47 ;顏色傳感器44經(jīng)第一前置放大器441和第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器442與數(shù)據(jù)處理部件8電連接；溫度傳感器45經(jīng)第二前置放大器451和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器452與數(shù)據(jù)處理部件8電連接；濕度傳感器46經(jīng)第三前置放大器461和第三模數(shù)轉(zhuǎn)換器462與數(shù)據(jù)處理部件8電連接；壓力傳感器47經(jīng)第四前置放大器471和第四模數(shù)轉(zhuǎn)換器472與數(shù)據(jù)處理部件8電連接；探測光纖端面43與光譜部件7之間的探測光纖5上置有濾光部件6 ；光譜部件7的光信號輸入端和探測光纖的后段通過濾光片6相耦合；本發(fā)明裝置使用時，由光源部件I發(fā)出300 400nm和420 780nm的光線。300 400nm光線經(jīng)過聚焦耦合器21使光線集中起來，再經(jīng)過分光片22將光線分成兩束，其中一束通過第一光源光纖31傳輸至第一光源光纖端面41，用于激發(fā)皮膚組織糖化終末產(chǎn)物產(chǎn)生突光并表征皮膚在激發(fā)波段的反射率，另一束通到光電轉(zhuǎn)換器23轉(zhuǎn)換為電信號。420 780nm光線經(jīng)過聚焦耦合器21使光線集中起來，再經(jīng)過分光片22將光線分成兩束，其中一束通過第二光源光纖32傳輸至第二光源光纖端面42,用于測量皮膚在突光波段的反射譜，另一束通到光電轉(zhuǎn)換器23轉(zhuǎn)換為電信號。光電轉(zhuǎn)換器23獲得的電信號用于表征當(dāng)前光源的強度，該電信號接入光源控制器24，在光源控制器24中可根據(jù)光源強弱的浮動修正輸出光線強度，以此保持輸出光線的穩(wěn)定。光源部件I中的發(fā)光器11和發(fā)光電源12都由光源控制器24控制，可根據(jù)需要打開或關(guān)閉某個發(fā)光器11和發(fā)光電源12，用電路控制的方式對發(fā)光器11和發(fā)光電源12進行組合，避免了使用機械調(diào)整方式帶來的振動、不穩(wěn)定等問題。光源光纖3包含并聯(lián)連接的第一光源光纖31和第二光源光纖32,可以是光纖或光纖束，可以是液芯光纖或石英光纖，可以是任何透明材質(zhì)的導(dǎo)光管。如圖2所示，光源光纖3有多根時，以探測光纖5為中心呈中心對稱分布。本實施例中光源光纖3數(shù)值孔徑為
0.22，芯徑為200 μ m。每根光源光纖3到探測光纖5的距離邊到邊是相同的，且為一個固定值。第一光源光纖端面41、第二光源光纖端面42和探測光纖端面43共同組成了探頭部件4，在探頭部件4上探測光纖端面43 —般置于中心部分。本實施例中探測光纖5為石英光纖，其數(shù)值孔徑為0.22，芯徑為800 μ m。光源光纖3中的光線照射到人體皮膚組織表面后，一部分光被皮膚表面漫反射，一部分光射入皮膚組織內(nèi)。射入皮膚組織內(nèi)的光線一部分被組織吸收并導(dǎo)致皮膚組織中的糖化終末產(chǎn)物產(chǎn)生熒光，一部分發(fā)生散射。散射的光傳播方向?qū)l(fā)生改變，一部分光將會經(jīng)過連續(xù)的方向改變后又從皮膚表面透出。由于光在皮膚組織中的傳播總是趨向于前向的，即每次散射發(fā)生的方向改變角度值均比較小。如圖3所示，離光源光纖3較近的透出光將主要是到達或產(chǎn)生于皮膚淺層的光；離光源光纖3較遠的透出光將主要是到達或產(chǎn)生于皮膚深層的光。由于糖化終末產(chǎn)物在皮膚中主要分布在特定深度的真皮層內(nèi)，因此光源光纖3和探測光纖5之間的距離應(yīng)當(dāng)符合使探測光纖中收集到的光中來自于真皮層的糖化終末產(chǎn)物突光的光強最強，本實施例中該距 離為500 μ m。此外，在皮膚組織中產(chǎn)生的糖化終末產(chǎn)物的熒光經(jīng)過皮膚組織后也會發(fā)生散射和吸收，其光譜將會發(fā)生改變。如果要正確的得到皮膚組織中的糖化終末產(chǎn)物熒光光譜，必須根據(jù)光在皮膚組織中的傳播進行修正。因此，在探測光纖5和光譜部件7之間沒有使用一個銳截止的濾光片，而是使用了一個具有傾斜上升沿的長波長通過的濾光部件6。該濾光部件6可以通過大部分420 780nm波長范圍的糖化終末產(chǎn)物熒光，同時也能通過小部分300 400nm波長范圍的光源光線，因此探測光纖5中收集到的光不僅包含熒光，還包含一部分激發(fā)光。而且，采用具有傾斜上升沿的長波長通過的濾光部件6能夠衰減大部分激發(fā)光，避免了激發(fā)光過強造成光譜部件7飽和溢出。被衰減的激發(fā)光將用于對熒光光譜的修正，以得到人體皮膚組織中的糖化終末產(chǎn)物真實熒光光譜。該濾光部件6的非完全截止應(yīng)用避免了現(xiàn)有技術(shù)中通常使用多個光源和/或多個濾光片的組合來實現(xiàn)兩種或多種波長的分離檢測。無論使用機械位移平臺或類似機構(gòu)來選擇光源還是使用濾光片輪或類似機構(gòu)來選擇濾光片，都會因為機械振動等因素導(dǎo)致實驗中光學(xué)條件改變，使測量結(jié)果不準(zhǔn)確。如圖5所示，I為激發(fā)光，2為熒光，3為測得光譜，4為濾光部件，5為經(jīng)過濾光部件6以后的測得光譜。圖6為這種濾光部件6的光譜響應(yīng)曲線。經(jīng)探測光纖5收集并通過濾光部件6的光線輸入到光譜部件7中，在此將各個波長的光強度轉(zhuǎn)化為對應(yīng)各個波長的電信號，該電信號輸入到數(shù)據(jù)處理部件8。采用覆蓋激發(fā)光和發(fā)射光譜范圍的漫反射光譜來校正熒光譜，校正算法中既采用了激發(fā)波段的反射率，又包含了熒光波段的反射率，校正后的熒光光譜Fc^Um)計算為:
權(quán)利要求
1.一種基于糖化終末產(chǎn)物熒光光譜的糖尿病無創(chuàng)檢測裝置，其特征在于包括:依次連接的光源部件(I)、光控部件(2)、光源光纖(3)和探頭部件(4)，以及與探頭部件(4)依次連接的探測光纖(5)、光譜部件(7)和數(shù)據(jù)處理部件(8)； 所述光源部件(I)為電連接的發(fā)光器(11)和發(fā)光電源(12 )，所述發(fā)光器(11)的發(fā)光波段為 300 400nm 和 420 780nm ； 所述光控部件(2 )包含位于光源部件(I)光路上的聚焦耦合器(21)和分光片(22 )，所述分光片(22)的透射端與光源光纖(3)連接、反射光路上置有光電轉(zhuǎn)換器(23),光電轉(zhuǎn)換器(23)的輸出端與光源控制器(24)連接，所述光源控制器(24)的輸出端與光源部件(I)的輸入端電連接； 所述光源光纖(3)為并聯(lián)連接的第一光源光纖(31)和第二光源光纖(32),用于分別傳輸波長為300 400nm和420 780nm的光源； 所述探頭部件(4)為同一平面上置有的與第一光源光纖(31)連通的第一光源光纖端面(41)、與第二光源光纖(32)連通的第二光源光纖端面(42)、與探測光纖(5)連通的探測光纖端面(43)、顏色傳感器(44)、溫度傳感器(45)、濕度傳感器(46)和壓力傳感器(47)；探測光纖端面(43)的周 邊對稱分布第一光源光纖端面(41)和第二光源光纖端面(42)，第一光源光纖端面(41)和第二光源光纖端面(42)和探測光纖端面(43)的相互間的邊距為0.1 3mm ;所述顏色傳感器(44)經(jīng)第一前置放大器(441)和第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器(442)與數(shù)據(jù)處理部件(8)電連接；所述溫度傳感器(45)經(jīng)第二前置放大器(451)和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器(452)與數(shù)據(jù)處理部件(8)電連接；所述濕度傳感器(46)經(jīng)第三前置放大器(461)和第三模數(shù)轉(zhuǎn)換器(462)與數(shù)據(jù)處理部件(8)電連接；所述壓力傳感器(47)經(jīng)第四前置放大器(471)和第四模數(shù)轉(zhuǎn)換器(472)與數(shù)據(jù)處理部件(8)電連接； 所述探測光纖端面(43)與光譜部件(7)之間的探測光纖(5)上置有濾光部件(6)，所述濾光部件(6)為在波長為420 780nm的透過率彡80%，且在波長為300 400nm具有平緩的上升沿且最高透過率彡10%、在波長低于300nm時的透過率彡1%的濾光片； 所述光譜部件(7)的光信號輸入端和探測光纖的后段通過濾光片(6)相耦合；光譜部件(7)測量并量化輸入光線各個波長的光強程度，測量結(jié)果輸出到數(shù)據(jù)處理部件(8)中； 數(shù)據(jù)處理部件(8)接收由光譜部件(7)測量到光譜信號后，計算得到初步結(jié)果，再分別根據(jù)顏色傳感器(44)、溫度傳感器(45)、濕度傳感器(46)和壓力傳感器(47)獲得的數(shù)據(jù)，結(jié)合輸入的被測對象的身高、體重的數(shù)據(jù)對測量結(jié)果進行篩選，根據(jù)被測對象的年齡、性別信息確定判斷閾值，得到最終的糖尿病檢測結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于糖化終末產(chǎn)物熒光光譜的糖尿病無創(chuàng)檢測裝置，其特征在于:所述光源部件(I)附有與發(fā)光器(11)連接的溫度傳感器(13 )，溫度傳感器(13 )的輸出端與光源溫度控制器(14)的輸入端電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于糖化終末產(chǎn)物熒光光譜的糖尿病無創(chuàng)檢測裝置，其特征是發(fā)光器(11)為發(fā)光二極管、白熾燈、鹵素?zé)簟⒛薀糁械囊环N或兩種以上的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于糖化終末產(chǎn)物熒光光譜的糖尿病無創(chuàng)檢測裝置，其特征在于:所述探頭部件(4)附有突出探測光纖端面(43) I 5mm的校準(zhǔn)器(48)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于糖化終末產(chǎn)物熒光光譜的糖尿病無創(chuàng)檢測裝置，其特征在于:所述校準(zhǔn)器(48)為對波長為300 780nm的反射率為95 100%的反射片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于糖化終末產(chǎn)物熒光光譜的糖尿病無創(chuàng)檢測裝置，其特征在于:所述光譜部件(7)為光纖光譜儀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于糖化終末產(chǎn)物熒光光譜的糖尿病無創(chuàng)檢測裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理部件(8 )為微型計算機。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于糖化終末產(chǎn)物熒光光譜的糖尿病無創(chuàng)檢測裝置，包括依次連接的光源部件、光控部件、光源光纖和探頭部件，以及與探頭部件依次連接的探測光纖、光譜部件和數(shù)據(jù)處理部件。本發(fā)明克服了現(xiàn)有糖尿病檢測裝置需要采集患者血液的不足，根據(jù)人體皮膚組織中糖化終末產(chǎn)物的熒光效應(yīng)，實現(xiàn)無創(chuàng)傷快速檢測糖尿病。
文檔編號G01N21/64GK103245650SQ20131017330
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月10日
發(fā)明者劉勇, 朱靈, 王貽坤, 鄧國慶 申請人:銅陵易康達光電科技有限公司