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原文传递肌体产热-散热模型、模拟实验及其无创血糖检测方法

专利名称：	肌体产热-散热模型、模拟实验及其无创血糖检测方法
摘要：	本发明公开了肌体产热‑散热模型、模拟实验及其无创血糖检测方法，肌体产热‑散热模型包括底部密封、顶部敞口的空心圆柱体，空心圆柱体的内壁高度低于外壁高度，空心圆柱体的外壁上粘贴有高分子薄膜，该肌体产热‑散热模型还包括上盖、模拟体液、温度探头和温度传感器导线。上盖盖设在空心圆柱体的敞口处，上盖沿中轴线开设有上盖通孔。模拟体液设置在空心圆柱体的空腔中。温度探头穿过上盖通孔并插入模拟体液中。温度传感器导线的一端与温度探头的顶端连接。利用该模型设计模拟实验，用于无创血糖检测，能够有效减小或消除体温波动、身体状况、生理周期、环境条件和药物影响等传统代谢热方法的干扰因素，提高血糖检测的准确性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	江苏精策医疗科技有限公司
发明人：	何宗彦;王艺融
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-25T00:00:00+0800
申请号：	CN201910230348.2
公开号：	CN109932503A
代理机构：	北京中建联合知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	刘湘舟
分类号：	G01N33/48(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	213000 江苏省常州市武进区常州西太湖科技产业园长扬路9号
主权项：	1.一种肌体产热-散热模型，其特征在于，包括底部密封、顶部敞口的空心圆柱体(1)，空心圆柱体(1)的内壁高度低于外壁高度，所述空心圆柱体(1)的外壁上粘贴有高分子薄膜(2)，该肌体产热-散热模型还包括：上盖(3)，盖设在空心圆柱体(1)的敞口处，所述上盖(3)沿中轴线开设有上盖通孔(8)；模拟体液(4)，设置在空心圆柱体(1)的空腔中；温度探头(5)，穿过上盖通孔(8)并插入模拟体液(4)中；温度传感器导线(7)，其一端与温度探头(5)的顶端连接。 2.根据权利要求1所述的肌体产热-散热模型，其特征在于：所述空心圆柱体(1)的壁厚为外径的1/8～1/3。 3.根据权利要求1所述的肌体产热-散热模型，其特征在于：所述高分子薄膜(2)的厚度为外径的1/150～1/100。 4.根据权利要求3所述的肌体产热-散热模型，其特征在于：所述高分子薄膜(2)为不透明高分子薄膜材料。 5.根据权利要求1所述的肌体产热-散热模型，其特征在于：所述模拟体液(4)为标准生理盐水与葡萄糖的混合液。 6.根据权利要求1所述的肌体产热-散热模型，其特征在于：所述空心圆柱体(1)和上盖(3)的材质相同，其导热系数均为1.0W/(m.K)～3.0W/(m.K)。 7.根据权利要求1～6任意一项所述的肌体产热-散热模型的模拟实验，其特征在于包括以下步骤：步骤一、制作模拟热容体；步骤二、配制模拟体液(4)，将模拟体液(4)注入空心圆柱体(1)的空腔中，盖上上盖(3)，在选定一个体温档次作为模拟热容体的预设温度，将模拟热容体放入保温箱中，使模拟热容体的内部温度达到模拟热容体的预设温度并保温；步骤三、将温度探头(5)与温度记录仪连接，将温度探头(5)加热到探头预热温度并保温；步骤四、在环境条件参数组中选择一组代表性参数组合作为热容体模拟实验的环境参数，将该代表性参数组合输入到环境模拟箱中，环境模拟箱达到预设环境条件；步骤五、计算并称量葡萄糖氧化酶，将葡萄糖氧化酶迅速加入到模拟体液(4)中，盖好上盖(3)；步骤六、将预热好的温度探头(5)迅速插入模拟体液(4)中；步骤七、将模拟热容体放入到预先达到环境条件的环境模拟箱中；步骤八、温度记录仪实时记录模拟体液(4)的温度变化，记录的温度数据存档待分析；步骤九、重复上述步骤二～步骤八，分别完成另外两个体温档次的热容体模拟实验；步骤十、重复上述步骤二～步骤八，完成三个体温档次下所有血糖浓度增量的模拟实验、完成三个体温档次下所有血糖浓度增量在所有代表性环境条件下的模拟实验。 8.根据权利要求7所述的肌体产热-散热模型的模拟实验，其特征在于：所述步骤二中体温档次为三组，第一档的体温为大于等于34.75℃且小于35.75℃，第二档的体温为大于等于35.75℃且36.75℃，第三档的体温为大于等于36.75℃且小于38℃。 9.根据权利要求7所述的肌体产热-散热模型的模拟实验，其特征在于：所述步骤四中所述环境条件参数组以及代表性参数组合见表1：表1.环境条件参数组、代表性参数组合其中，每一组采用一个代表性参数组合用于热容体模拟实验中环境参数的设置。 10.一种基于权利要求1～6任意一项所述的肌体产热-散热模型的无创血糖检测方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、建立肌体产热-散热的热力学模型，设计多组模拟实验，找出在不同环境和初始温度的条件下，不同浓度的葡萄糖溶液氧化产热和散热过程的温度动态变化规律，提取其通用特征参数，建立通用特征参数数据库；步骤二、对受试者个人的本底体温和体温变化特征参数进行测量标定，用测量标定的个人本底体温修正现有的通用本底体温日节律的温度-时间曲线，建立适合受试者个人的个人本底体温数据库；用测量标定的体温变化特征参数修正步骤一中模拟实验得到的通用特征参数，建立适合受试者个人的个人特征参数数据库；步骤三、追踪测量受试者体温的动态变化规律，提取受试者当前特征参数以及当前本底体温变化斜率，根据当前环境和体温档次，在个人特征参数数据库中查找对应的特征参数群，用当前特征参数与特征参数群中的参数进行对比匹配，最接近的参数组所对应的葡萄糖浓度即为受试者血糖增量；步骤四：将受试者血糖增量与空腹血糖相加，得到受试者当前血糖。 11.根据权利要求10所述的基于肌体产热-散热模型的无创血糖检测方法，其特征在于，所述步骤一中通用特征参数包括： (1)葡萄糖浓度为p的体液，从传感器接触体液开始检测后第n分钟的温度Tn(p)(n≥7)与基础浓度体液温度T6j的差(Tn(p)-T6j)； (2)葡萄糖浓度为p的体液，从传感器接触体液开始检测后第n分钟的温度上升斜率Fn(p)，(n≥5)与基础浓度体液上升斜率F6j的差(Fn(p)-F6j)。 12.根据权利要求10所述的基于肌体产热-散热模型的无创血糖检测方法，其特征在于，所述步骤一中建立通用特征参数数据库包括以下步骤：步骤一、采用线性插值法，将模拟实验获得的有限个葡萄糖浓度下的通过特征参数扩展到全部浓度范围；步骤二、对N种体温档次，M种葡萄糖浓度增量和S种环境条件参数组合的模拟实验数据进行线性插值处理，得到全部葡萄糖浓度对应的通用特征参数；步骤三、按照热容体模拟实验的体温档次、葡萄糖浓度增量、环境条件组别，建立按三变量分类的通用特征参数数据库，以方便后续个性化处理时的查找。 13.根据权利要求10所述的基于肌体产热-散热模型的无创血糖检测方法，其特征在于，所述步骤二中建立个人本底体温数据库包括以下步骤：步骤一、选取多个接近空腹状态的时间段来测量受试者个人的体温，用测出的体温替代原通用本底体温曲线上相应时刻的通用本底体温值；步骤二、用插值法计算出通用本底体温曲线上相邻两个修改时间点之间所有未修的时间点的体温值，用其替代原通用本底体温曲线上的通用本底体温值；步骤三、重复步骤二，将通用本底体温曲线上的所有通用本底体温修改为适合受试者个人的个人本底体温，以此建立适合受试者个人的个人本底体温数据库。 14.根据权利要求10所述的基于肌体产热-散热模型的无创血糖检测方法，其特征在于，所述步骤二中建立个人特征参数数据库包括以下步骤：步骤一、选择标定时间，测量并记录受试者口腔温度的变化并提取个人特征参数；步骤二、获取受试者的空腹血糖值和当前血糖值，监测并记录环境参数值；步骤三、利用步骤一和步骤二获取的个人特征参数、环境参数、空腹血糖值和当前血糖值找出通用特征参数数据库中对应的通用特征参数，并用标定得到的个人特征参数替代通用特征参数数据库中对应的通用特征参数；步骤四、重复步骤一至步骤三，将通用特征参数数据库中所有标定时间的通用特征参数修正为适合受试者个人的个人特征参数；步骤五、采用线性插值法，将通用特征数据库改造为适合于受试者个人的个人特征参数数据库。 15.根据权利要求14所述的基于肌体产热-散热模型的无创血糖检测方法，其特征在于，所述步骤一中个人特征参数包括从传感器接触检测部位的t时刻开始的第6分钟温度T6(t)、从传感器接触检测部位的t时刻开始的的第n分钟温度Tn(p)(n≥7)与t时刻对应的个人本底体温T0(t)之差(Tn(p)-T0(t))、从传感器接触检测部位的t时刻开始的第n分钟温度上升斜率Fn(p)(n≥5)与t时刻对应的个人本底体温变化斜率F0(t)之差(Fn(p)-F0(t))。 16.根据权利要求10所述的基于肌体产热-散热模型的无创血糖检测方法，其特征在于，所述步骤三中最接近的参数是指准确匹配的参数比例超过80％或者准确匹配的参数比例超过60％，且基本匹配的参数比例超过30％，其中准确匹配是指两个对比参数之间相对误差的绝对值小于等于10％；基本匹配是指两个对比参数之间相对误差的绝对值大于10％，但小于20％。
所属类别：	发明专利