CN101968450B

CN101968450B - 一种基于嵌入式卟啉阵列传感器的唾糖尿糖检测仪

Info

Publication number: CN101968450B
Application number: CN2010102966920A
Authority: CN
Inventors: 罗小刚; 张亚; 侯长军; 霍丹群; 法焕宝; 杨眉; 刘静静
Original assignee: Chongqing University
Current assignee: Chongqing University
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2030-09-29
Also published as: CN101968450A

Abstract

本发明公开了一种基于嵌入式卟啉阵列传感器的唾糖尿糖检测仪，包括卟啉阵列传感器、图像采集仪、照明装置和嵌入式处理控制器；图像采集仪和照明装置分别与嵌入式处理控制器连接；卟啉阵列传感器包括有机玻璃板和卟啉单元，有机玻璃板上设有数个卟啉单元安装孔，每个卟啉单元安装孔的顶部均密封安装有卟啉单元。本发明将采集的唾液或者尿液输入卟啉阵列传感器，通过图像采集仪采集卟啉单元反应后的颜色图像并将采集的数字图像输入嵌入式处理控制器，嵌入式处理控制器对数字图像进行分析处理，直接检测出唾液和尿液的含糖量。因此，本发明的检测仪能够提供无创伤、连续、直接的检测手段，检测出的糖尿病的唾液和尿液的含糖量更准确。

Description

一种基于嵌入式卟啉阵列传感器的唾糖尿糖检测仪

技术领域

本发明涉及一种唾糖尿糖检测仪，具体涉及一种基于嵌入式卟啉阵列传感器的唾糖尿糖检测仪。

背景技术

糖尿病（diabetes）是由遗传因素、免疫功能紊乱、微生物感染及其毒素、自由基毒素、精神因素等等各种致病因子作用于机体导致胰岛功能减退、胰岛素抵抗(Insulin Resistance，IR)等而引发的糖、蛋白质、脂肪、水和电解质等一系列代谢紊乱综合征，临床上以高血糖为主要特点，典型病例可出现多尿、多饮、多食、消瘦等表现，即“三多一少”症状。

在当前全球糖尿病形式恶化的大环境下,中国糖尿病的发病率也呈现飞速增长的发展趋势,目前中国已成为仅次于印度的世界第二糖尿病大国。而且,不仅糖尿病发病形势十分严峻,对糖尿病病情的控制也不容乐观。糖尿病被称作无声的杀手，是因为高血糖对人体有害，却常无感觉。因此，及时、准确地监测血糖是确保治疗达标的重要手段。但是，血糖监测现状还令人很不满意。在美国，15％－20％的糖尿病患者进行血糖自我监测；在我国香港地区约为10％，而大陆地区仅为1％。在美国每位糖尿病患者的平均监测频率为30.1次／月，香港地区为8-10次／月，而我国大陆地区仅为2.5次／月。我国仅有1％的患者进行自我血糖监测。

传统的检测血糖浓度的方法需要取血化验，检测周期长，给人体造成创伤和伤痛，同时增加了感染和交叉传染的途径。

现有的电子血糖检测仪（如美国强生***的血糖仪：“随手测”）仍然属于有损检测或者间接检测的医学设备，还有一些采用直接测量手段的电子血糖检测仪（授权公开号：CN201233368Y；授权公开号：CN1300025A），直接采用以葡萄糖酶作为血糖传感器对唾液的含糖量进行检测，将测得的电流信号转换成计算机可以处理的数字信号，通过数字计算机的分析，处理，直接测得血糖的含量，这种血糖仪虽然能够快速的得到所需要的数据，但是数据采集过程繁复，硬件采集电路复杂：首先要把通过葡萄糖传感器检测的生物信号转换成电信号，再经过数模转换把模拟信号转换成数字信号，最后送入计算机进行处理分析。这样的繁复的数据采集过程，降低了原始信号的真实度，增加了外界干扰信号对原始信号的污染的机率，进而降低了信号的准确度和精度。若是对信号进行直接采集，即可以直接输入计算机进行分析和处理的数字信号，这样将会大大的降低信号采集的过程的繁琐以及简化采集硬件电路，最主要的是减少了信号转换的级次，降低了信号在转换过程中的真实度的损失和干扰机率。

传统的葡萄糖酶的试纸由于工作环境温度的影响，精度不是太高，而且不易储存，易在空气中发生氧化，造成试纸的失效；现有的血糖酶电极探针，需要***人体表皮，给人体造成创伤和伤痛。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种无创伤、连续、直接的检测，且能够准确的测量出糖尿病的唾液和尿液的含糖量，便于家庭个人和社区义务人员的使用和操作的基于嵌入式卟啉阵列传感器的唾糖尿糖检测仪。该仪器检测快速、准确、便携、操作简单便捷。

本发明提供的一种基于嵌入式卟啉阵列传感器的唾糖尿糖检测仪，包括卟啉阵列传感器、图像采集仪、照明装置、嵌入式处理控制器和LCD触控显示屏；所述照明装置设置在卟啉阵列传感器的下方，所述图像采集仪设置在卟啉阵列传感器的上方；所示图像采集仪、照明装置和LCD触控显示屏分别与嵌入式处理控制器连接；所述卟啉阵列传感器包括有机玻璃板和卟啉单元，所述有机玻璃板的上部呈阵列设有数个卟啉单元安装孔，相邻的卟啉单元安装孔的底部通过沟道连通；每个卟啉单元安装孔的顶部均安装有卟啉单元，所述卟啉单元与卟啉单元安装孔的顶部密封配合；所述有机玻璃板上还设有与卟啉单元安装孔内连通的用于输送唾糖或尿糖的进液管和出液管。

进一步，还包括密封容器，所述卟啉阵列传感器设置在密封容器的中部，所述照明装置设置在密封容器的底部，所述图像采集仪设置密封容器的顶部。

再进一步，还包括打印机，所述打印机与嵌入式处理控制器连接。

与现有技术相比，本发明的一种基于嵌入式卟啉阵列传感器的唾糖尿糖检测仪具有如下优点：

1、本发明采用的卟啉阵列传感器光敏性好，性能稳定，易于修饰，采用紫外，红外，荧光，磷光，等光谱技术和电化学方法都可以检测到它的微小变化；卟啉阵列传感器对葡萄糖的检测下限可以达到5.0×10^-7mol/L，和传统的葡萄糖氧化酶相比具有更高的灵敏度，稳定性和抗干扰能力。

2、本发明只需将采集的唾液或者尿液通过进液管进入卟啉阵列传感器，并与卟啉单元反应，通过图像采集仪采集卟啉单元反应后的颜色图像并将采集的数字图像输入嵌入式处理控制器，嵌入式处理控制器对反应前后的数字图像进行分析处理，直接检测出糖尿病的唾液和尿液的含糖量。因此，本发明的检测仪能够提供无创伤、连续、直接的检测手段，检测出的糖尿病的唾液和尿液的含糖量更准确。

3、LCD触控显示屏具有友好的人机交互界面，易于操作，使用方便，便于家庭个人和社区义务人员的使用和操作。

附图说明

图1为基于嵌入式卟啉阵列传感器的唾糖尿糖检测仪的结构示意图；

图2为卟啉阵列传感器的结构示意图。

附图中， 1—卟啉阵列传感器； 2—图像采集仪； 3—照明装置； 4—嵌入式处理控制器； 5—有机玻璃板； 6—卟啉单元； 7—卟啉单元安装孔； 8—沟道； 9—进液管； 10—出液管； 11—密封容器； 12—LCD触控显示屏； 13—打印机； 14—USB接口； 15—接口电路； 16—VGA接口； 17—串口驱动电路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

图1为基于嵌入式卟啉阵列传感器的唾糖尿糖检测仪的结构示意图，图2为卟啉阵列传感器的结构示意图，如图所示。基于嵌入式卟啉阵列传感器的唾糖尿糖检测仪，包括密封容器11、卟啉阵列传感器1、图像采集仪2、照明装置3、嵌入式处理控制器4和LCD触控显示屏12。

卟啉阵列传感器1设置在密封容器11的中部，所述照明装置3设置在密封容器11的底部，所述图像采集仪2设置密封容器11的顶部。本实施例中，图像采集仪2采用CCD图像传感器，CCD图像传感器成像的质量高，灵敏度高，图像色彩分辨率好，能很好的完成图像信号的采集，获取图像数据，图像采集仪2通过USB接口14与嵌入式处理控制器4电连接，通过USB接口14将图像采集仪2采集的数字图像发送给嵌入式处理控制器4。照明装置3通过接口电路15与嵌入式处理控制器4电连接，本实施例中，照明装置3采用LED灯，嵌入式处理控制器4控制照明装置3，以向密封容器11内提高光源，便于CCD图像传感器的摄像头采集卟啉阵列传感器1反应后的数据图像，在嵌入式处理控制器4的协调下与CCD图像传感器同步工作；同时可根据图像清晰度的要求，照明装置3的照明强度可通过嵌入式处理控制器4控制进行调整，从而可以根据图像的要求采用不同的强度照射图像。

卟啉阵列传感器1包括有机玻璃板5和卟啉单元6，所述有机玻璃板5的上部呈阵列设有数个卟啉单元安装孔7（本实施例中，仅画出36个卟啉单元安装孔），相邻的卟啉单元安装孔7的底部通过微细的沟道8连通；每个卟啉单元安装孔7的顶部均安装有卟啉单元6，所述卟啉单元6与卟啉单元安装孔7的顶部密封配合；所述有机玻璃板5上还设有与卟啉单元安装孔7内连通的进液管9和出液管10。卟啉阵列传感器1光敏性好，性能稳定，卟啉阵列传感器1对葡萄糖的检测下限可以达到5.0×10^-7mol/L，具有更高的灵敏度，稳定性和抗干扰能力。

LCD触控显示屏12通过VGA接口16与嵌入式处理控制器4连接，LCD触控显示屏12具有友好的人机交互界面，易于操作，使用方便，便于家庭个人和社区义务人员的使用和操作。在嵌入式处理控制器4还通过串口驱动电路17与打印机13连接，本实施例中，打印机13采用热敏微型打印机，用于打印最后测量的数据。

使用本发明的检测仪时，首先对预先放置在密封容器11内的卟啉阵列传感器1，通过图像采集仪2采集初始数字图像，并输入嵌入式处理控制器4内的储存器中储存。通过LCD触控显示屏12对该检测仪进行操作和控制，通过嵌入式处理控制器4启动照明装置3和图像采集仪2，将采集的唾液或者尿液通过进液管9送入卟啉阵列传感器1，唾液或者尿液通过卟啉单元安装孔7时与预先设置的卟啉单元6发生反应，图像采集仪2采集卟啉单元6反应后的图像，并将处理成能够被嵌入式处理控制器4处理的数字图像，传输到嵌入式处理控制器4的存储器中存储。随后嵌入式处理控制器4对反应前后的数字图像进行分析处理，最后检测出糖尿病的唾液和尿液的含糖量，并通过LCD触控显示屏12显示，还可以通过打印机13将检测的结果打印出。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种基于嵌入式卟啉阵列传感器的唾糖尿糖检测仪，其特征在于：包括卟啉阵列传感器（1）、图像采集仪（2）、照明装置（3）、嵌入式处理控制器（4）和LCD触控显示屏（12）；所述照明装置（3）设置在卟啉阵列传感器（1）的下方，所述图像采集仪（2）设置在卟啉阵列传感器（1）的上方；所示图像采集仪（2）、照明装置（3）和LCD触控显示屏（12）分别与嵌入式处理控制器（4）连接；

所述卟啉阵列传感器（1）包括有机玻璃板（5）和卟啉单元（6），所述有机玻璃板（5）的上部呈阵列设有数个卟啉单元安装孔（7），相邻的卟啉单元安装孔（7）的底部通过沟道（8）连通；每个卟啉单元安装孔（7）的顶部均安装有卟啉单元（6），所述卟啉单元（6）与卟啉单元安装孔（7）的顶部密封配合；所述有机玻璃板（5）上还设有与卟啉单元安装孔（7）内连通的用于输送唾液或尿液的进液管（9）和出液管（10）。

2.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式卟啉阵列传感器的唾糖尿糖检测仪，其特征在于：还包括密封容器（11），所述卟啉阵列传感器（1）设置在密封容器（11）的中部，所述照明装置（3）设置在密封容器（11）的底部，所述图像采集仪（2）设置密封容器（11）的顶部。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于嵌入式卟啉阵列传感器的唾糖尿糖检测仪，其特征在于：还包括打印机（13），所述打印机（13）与嵌入式处理控制器（4）连接。