基于微波谐振特性及DSP技术的葡萄糖浓度检测系统的研究与实现

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随着现在人类劳动强度显著下降和和饮食习惯的改变,无论发达国家还是发展中国家,糖尿病的发病率日趋增加,全世界糖尿病患者达到3亿,我国的糖尿病患者超过4000万,糖尿病及其并发症已成为危害人类健康的四大疾病之一。美国糖尿病控制与并发症试验中心(DCCT)表明:频繁的检测血糖浓度及胰岛素水平能有效的避免由糖尿病及其并发症引起的危害。糖尿病的临床检测需要采集患者的血液,即便现在广泛采用的微创血糖检测方法也需要采集患者手指末端血液,这不仅给病人带来痛苦,而且创口有感染的危险。无创血糖检测就是在这一背景下应运而生的。目前无创血糖检测方法多样,而血糖的主要成分是葡萄糖,本文介绍一种基于微波特性的葡萄糖浓度检测方法,并与DSP技术结合,自行设计了一套葡萄糖浓度检测系统。首次提出在3G频段对葡萄糖浓度进行检测,系统通过DSP控制微波扫频源产生中心频率为3GHz的扫频信号来激励谐振腔振荡,通过同轴电缆将受到不同浓度葡萄糖溶液微扰后的谐振腔的电磁场信息输出,经微波检波板处理后输入DSP中进行采样、分析得出葡萄糖的浓度信息,并将最终结果显示在LCD上。本论文实现在3G频段对葡萄糖溶液的浓度检测,大量的实验表明:随着葡萄糖溶液浓度的不断增大,信号中心频率和幅度值均增大;目前自行设计的系统能最低检测到以浓度10mmol/1间隔的葡萄糖溶液,测量快速、便捷、可靠性高。本文为无创血糖检测的基础研究,为微波法测量血糖浓度提供了有利的理论依据及大量的实验数据,有较好的参考和应用价值。
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