CN107422026B - 一种通过汗液快速检测人体血糖含量的装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种通过汗液快速检测人体血糖含量的装置及其检测方法，属于医疗器械技术领域，解决侵入性检测血糖的技术问题，其中：壳体前表面设置有开口，壳体左右两侧内壁下部之间平行设置有滑轨，抽屉设置于滑轨上，抽屉底面中部设置有椭球面凹坑，抽屉上方沿水平方向设置有亥姆霍兹线圈；触头包括测试触头与参比触头，触头表面由内而外依次均匀溅射铬元素层与金元素层，测试触头金元素层外还固定有葡萄糖‑6‑磷酸异构酶抗体层。本发明采用亥姆霍兹线圈，通过调节可调恒（交）流源，提供交变电流和直流偏置，通过调节恒流大小及交流频率，调节磁致伸缩体的频率及振幅，通过材料本身的物理特性和结构特性快速实现人体血糖的非侵入性检测。
Description
技术领域
本发明属于基于磁致伸缩微型检测装置的医疗器械技术领域，特别涉及一种通过汗液快速检测人体血糖含量的装置及其检测方法。
背景技术
血液中的糖份称为血糖，绝大多数情况下都是葡萄糖（英文简写Glu）。体内各组织细胞活动所需的能量大部分来自葡萄糖，所以血糖必须保持一定的水平才能维持体内各器官和组织的需要。正常人在空腹血糖浓度为3.9～6.0mmol/L。空腹血糖浓度超过6.0mmol/L称为高血糖。血糖浓度低于3.9mmol/L称为低血糖，而现有技术中往往需要通过采集血样检测人体内的血糖含量，目前尚未见非侵入性的血糖检测装置。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，解决侵入性检测血糖的技术问题，旨在提供一种方便、非侵入性的通过汗液快速检测人体血糖含量的装置及其检测方法。
本发明通过如下技术方案予以实现。
一种通过汗液快速检测人体血糖含量的装置，它包括壳体、电机、抽屉、触头和亥姆霍兹线圈，其中：壳体前表面设置有开口，壳体左右两侧内壁下部之间平行设置有滑轨，抽屉设置于滑轨上，抽屉底面中部设置有椭球面凹坑，抽屉上方沿水平方向设置有亥姆霍兹线圈；
在壳体后侧壁上部垂直于壳体后侧壁平面设置有电机，电机输出轴上同轴地设置有第一驱动齿轮与第二驱动齿轮，第一驱动齿轮两侧与第一驱动齿轮相啮合地分别设置有第一从动齿轮，与第一从动齿轮同轴地设置有驱动链轮；壳体左右侧壁上部分别设置有触头固定架，触头固定架上设置有滑动齿条的一端，滑动齿条的另一端端部同轴地固定设置有触头，与所述滑动齿条相啮合地设置有齿条驱动齿轮，与齿条驱动齿轮同轴地设置有从动链轮，所述驱动链轮与从动链轮之间通过链条连接，所述触头固定架中部与液压缸活塞杆铰接，液压缸固定设置与壳体侧壁上，齿条驱动齿轮通过滑动齿条驱动触头延伸至凹坑内，液压缸通过触头固定架驱动触头延伸至亥姆霍兹线圈内；与所述第二驱动齿轮相啮合并且轴线方向相互垂直地设置有第二从动齿轮，第二从动齿轮偏心处铰接曲柄连杆机构的一端，曲柄连杆机构的另一端固定设置于抽屉底面上；
所述触头包括测试触头与参比触头，所述触头材质为磁致伸缩材料，其磁致伸缩系数大于20ppm(10-6)，所述触头表面由内而外依次均匀溅射铬元素层与金元素层，所述测试触头金元素层外还固定有抗体层，所述抗体层为葡萄糖-6-磷酸异构酶抗体层；
所述亥姆霍兹线圈包括两组相对设置的线圈，线圈包括内圈与外圈，内圈连接直流电源，提供水平方向不大于200奥斯特磁场强度的稳恒磁场；外圈连接交流电源，提供水平方向不大于5奥斯特磁场强度的交变磁场。
进一步地，紧贴触头表面还涂覆有铜元素层或者铝元素层。
进一步地，所述触头固定架为T形，触头固定架竖直部上设置有燕尾，所述滑动齿条上设置有与燕尾相配合的燕尾槽，滑动齿条在触头固定架竖直部上滑动。
一种通过汗液快速检测人体血糖含量的装置检测的方法，按下述步骤依次进行：
a、液压缸活塞杆收回，液压缸驱动滑动齿条与齿条驱动齿轮分离，电机转子正转，驱动抽屉伸出壳体外部，向凹坑内滴入人体汗液；
b、液压缸活塞杆伸出，液压缸驱动滑动齿条与齿条驱动齿轮啮合，电机转子反转，驱动抽屉收回壳体内部的同时，第一驱动齿轮通过驱动链轮带动从动链轮转动，从动链轮与齿条驱动齿轮同步转动，齿条驱动齿轮通过滑动齿条驱动测试触头与参比触头同步延伸至与汗液相接触，并且静止1~3分钟，测试触头表面的葡萄糖-6-磷酸异构酶抗体层与汗液中葡萄糖的代谢产物葡萄糖-6-磷酸充分发生特异性结合，抗体层质量增加，参比触头表面未涂覆抗体层，参比触头质量不增加；
c、液压缸通过触头固定架驱动测试触头与参比触头同步延伸至亥姆霍兹线圈内，内圈连接直流电源，提供水平方向不大于200奥斯特磁场强度的稳恒磁场；外圈连接交流电源，提供水平方向不大于5奥斯特磁场强度的交变磁场；调节直流电流大小和交流电流频率，随着亥姆霍兹线圈振幅和频率变化，分别检测测试触头与参比触头的固有频率，确定汗液中葡萄糖的含量。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
本发明提供的一种通过汗液快速检测人体血糖含量的装置及其检测方法，仅仅采用一组亥姆霍兹线圈，通过调节可调恒（交）流源，提供交变电流和直流偏置，通过调节恒流大小及交流频率，调节磁致伸缩体的频率及振幅，通过材料本身的物理特性和结构特性快速实现人体血糖的非侵入性检测。
附图说明
图1为本发明整体结构透视示意图。
图2为本发明亥姆霍兹线圈结构示意图。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种通过汗液快速检测人体血糖含量的装置，它包括壳体1、电机2、抽屉3、触头27和亥姆霍兹线圈4，其中：壳体1前表面设置有开口，壳体1左右两侧内壁下部之间平行设置有滑轨，抽屉3设置于滑轨上，抽屉3底面中部设置有椭球面凹坑，抽屉3上方沿水平方向设置有亥姆霍兹线圈4；
在壳体1后侧壁上部垂直于壳体后侧壁平面设置有电机2，电机2输出轴上同轴地设置有第一驱动齿轮21与第二驱动齿轮22，第一驱动齿轮21两侧与第一驱动齿轮21相啮合地分别设置有第一从动齿轮23，与第一从动齿轮23同轴地设置有驱动链轮24；壳体1左右侧壁上部分别设置有触头固定架25，触头固定架25上设置有滑动齿条26的一端，滑动齿条26的另一端端部同轴地固定设置有触头27，与所述滑动齿条26相啮合地设置有齿条驱动齿轮28，与齿条驱动齿轮28同轴地设置有从动链轮29，所述驱动链轮24与从动链轮29之间通过链条连接，所述触头固定架25中部与液压缸活塞杆铰接，液压缸固定设置与壳体1侧壁上，齿条驱动齿轮28通过滑动齿条26驱动触头27延伸至凹坑内，液压缸通过触头固定架25驱动触头27延伸至亥姆霍兹线圈4内；与所述第二驱动齿轮22相啮合并且轴线方向相互垂直地设置有第二从动齿轮210，第二从动齿轮210偏心处铰接曲柄连杆机构的一端，曲柄连杆机构的另一端固定设置于抽屉3底面上；
所述触头27包括测试触头271与参比触头272，所述触头27材质为磁致伸缩材料，其磁致伸缩系数大于20ppm(10-6)，所述触头27表面由内而外依次均匀溅射铬元素层与金元素层，所述测试触头271金元素层外还固定有抗体层，所述抗体层为葡萄糖-6-磷酸异构酶抗体层；
所述亥姆霍兹线圈4包括两组相对设置的线圈，线圈包括内圈与外圈，内圈连接直流电源，提供水平方向不大于200奥斯特磁场强度的稳恒磁场；外圈连接交流电源，提供水平方向不大于5奥斯特磁场强度的交变磁场。
进一步地，紧贴触头27表面还涂覆有铜元素层或者铝元素层。
进一步地，所述触头固定架25为T形，触头固定架25竖直部上设置有燕尾，所述滑动齿条26上设置有与燕尾相配合的燕尾槽，滑动齿条26在触头固定架25竖直部上滑动。
一种通过汗液快速检测人体血糖含量的装置检测的方法，按下述步骤依次进行：
a、液压缸活塞杆收回，液压缸驱动滑动齿条26与齿条驱动齿轮28分离，电机2转子正转，驱动抽屉3伸出壳体1外部，向凹坑内滴入人体汗液；
b、液压缸活塞杆伸出，液压缸驱动滑动齿条26与齿条驱动齿轮28啮合，电机2转子反转，驱动抽屉3收回壳体1内部的同时，第一驱动齿轮21通过驱动链轮带动从动链轮转动，从动链轮与齿条驱动齿轮28同步转动，齿条驱动齿轮28通过滑动齿条26驱动测试触头271与参比触头272同步延伸至与汗液相接触，并且静止1~3分钟，测试触头表面的葡萄糖-6-磷酸异构酶抗体层与汗液中葡萄糖的代谢产物葡萄糖-6-磷酸充分发生特异性结合，抗体层质量增加，参比触头272表面未涂覆抗体层，参比触头质量不增加；
c、液压缸通过触头固定架25驱动测试触头271与参比触头272同步延伸至亥姆霍兹线圈4内，内圈连接直流电源，提供水平方向不大于200奥斯特磁场强度的稳恒磁场；外圈连接交流电源，提供水平方向不大于5奥斯特磁场强度的交变磁场；调节直流电流大小和交流电流频率，随着亥姆霍兹线圈4振幅和频率变化，分别检测测试触头271与参比触头272的固有频率，确定汗液中葡萄糖的含量。
本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于前述的细节，而应在权利要求所限定的范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的变化和改型都应为权利要求所涵盖。
Claims (4)
1.一种通过汗液快速检测人体血糖含量的装置，它包括壳体（1）、电机（2）、抽屉（3）、触头（27）和亥姆霍兹线圈（4），其特征在于：壳体（1）前表面设置有开口，壳体（1）左右两侧内壁下部之间平行设置有滑轨，抽屉（3）设置于滑轨上，抽屉（3）底面中部设置有椭球面凹坑，抽屉（3）上方沿水平方向设置有亥姆霍兹线圈（4）；
在壳体（1）后侧壁上部垂直于壳体后侧壁平面设置有电机（2），电机（2）输出轴上同轴地设置有第一驱动齿轮（21）与第二驱动齿轮（22），第一驱动齿轮（21）两侧分别设置有与第一驱动齿轮（21）相啮合的第一从动齿轮（23），与第一从动齿轮（23）同轴地设置有驱动链轮（24）；壳体（1）左右侧壁上部分别设置有触头固定架（25），触头固定架（25）上设置有滑动齿条（26）的一端，滑动齿条（26）的另一端端部同轴地固定设置有触头（27），与所述滑动齿条（26）相啮合地设置有齿条驱动齿轮（28），与齿条驱动齿轮（28）同轴地设置有从动链轮（29），所述驱动链轮（24）与从动链轮（29）之间通过链条连接，所述触头固定架（25）中部与液压缸活塞杆铰接，液压缸固定设置与壳体（1）侧壁上，齿条驱动齿轮（28）通过滑动齿条（26）驱动触头（27）延伸至凹坑内，液压缸通过触头固定架（25）驱动触头（27）延伸至亥姆霍兹线圈（4）内；与所述第二驱动齿轮（22）相啮合并且轴线方向相互垂直地设置有第二从动齿轮（210），第二从动齿轮（210）偏心处铰接曲柄连杆机构的一端，曲柄连杆机构的另一端固定设置于抽屉（3）底面上；
所述触头（27）包括测试触头（271）与参比触头（272），所述触头（27）材质为磁致伸缩材料，其磁致伸缩系数大于20ppm(10-6)，所述触头（27）表面由内而外依次均匀溅射铬元素层与金元素层，所述测试触头（271）金元素层外还固定有抗体层，所述抗体层为葡萄糖-6-磷酸异构酶抗体层；
所述亥姆霍兹线圈（4）包括两组相对设置的线圈，线圈包括内圈与外圈，内圈连接直流电源，提供水平方向不大于200奥斯特磁场强度的稳恒磁场；外圈连接交流电源，提供水平方向不大于5奥斯特磁场强度的交变磁场。
2.根据权利要求1所述的一种通过汗液快速检测人体血糖含量的装置，其特征在于：紧贴触头（27）表面还涂覆有铜元素层或者铝元素层。
3.根据权利要求1所述的一种通过汗液快速检测人体血糖含量的装置，其特征在于：所述触头固定架（25）为T形，触头固定架（25）竖直部上设置有燕尾，所述滑动齿条（26）上设置有与燕尾相配合的燕尾槽，滑动齿条（26）在触头固定架（25）竖直部上滑动。
4.一种根据权利要求1所述的通过汗液快速检测人体血糖含量的装置检测的方法，其特征在于按下述步骤依次进行：
a、液压缸活塞杆收回，液压缸驱动滑动齿条（26）与齿条驱动齿轮（28）分离，电机（2）转子正转，驱动抽屉（3）伸出壳体（1）外部，向凹坑内滴入人体汗液；
b、液压缸活塞杆伸出，液压缸驱动滑动齿条（26）与齿条驱动齿轮（28）啮合，电机（2）转子反转，驱动抽屉（3）收回壳体（1）内部的同时，第一驱动齿轮（21）通过驱动链轮带动从动链轮转动，从动链轮与齿条驱动齿轮（28）同步转动，齿条驱动齿轮（28）通过滑动齿条（26）驱动测试触头（271）与参比触头（272）同步延伸至与汗液相接触，并且静止1~3分钟，测试触头表面的葡萄糖-6-磷酸异构酶抗体层与汗液中葡萄糖的代谢产物葡萄糖-6-磷酸充分发生特异性结合，抗体层质量增加，参比触头（272）表面未涂覆抗体层，参比触头质量不增加；
c、液压缸通过触头固定架（25）驱动测试触头（271）与参比触头（272）同步延伸至亥姆霍兹线圈（4）内，内圈连接直流电源，提供水平方向不大于200奥斯特磁场强度的稳恒磁场；外圈连接交流电源，提供水平方向不大于5奥斯特磁场强度的交变磁场；调节直流电流大小和交流电流频率，随着亥姆霍兹线圈（4）振幅和频率变化，分别检测测试触头（271）与参比触头（272）的固有频率，确定汗液中葡萄糖的含量。
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Granted publication date: 20180227 Termination date: 20210524 |