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生物医学工程学杂志 2023年第2期40卷 365-372页

作者：高鑫禹徐泽楷(综述) 陈力群(审校) 天津大学医学工程与转化医学研究院天津300072 天津大学精密仪器与光电子工程学院生物医学工程系天津300072

血糖检测已成为我国糖尿病综合管理中最薄弱的环节,对糖尿病患者的血糖水平进行长期监测是控制糖尿病及其并发症发展的重要手段,血糖检测方法的技术革新对实现血糖精准检测有着深远意义。本文论述了微创及无创血糖检测方法包括尿糖检测... 详细信息

血糖检测已成为我国糖尿病综合管理中最薄弱的环节,对糖尿病患者的血糖水平进行长期监测是控制糖尿病及其并发症发展的重要手段,血糖检测方法的技术革新对实现血糖精准检测有着深远意义。本文论述了微创及无创血糖检测方法包括尿糖检测法、泪液检测法、组织液外渗法以及光学检测等方法的基本原理,重点分析了微创及无创血糖检测方法的优势及最新成果,归纳总结了各类检测方法目前存在的问题并对未来发展趋势进行展望。

关键词：糖尿病综合管理血糖检测方法微创血糖检测无创血糖检测动态血糖监测

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基于PDMS的微流量计的研制

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传感器与微系统 2012年第7期31卷 117-119,125页

作者：栗大超刘宇于海霞梁文帅徐可欣天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072

通过检测透皮抽取出的人体细胞间液中葡萄糖浓度来预测血糖浓度是一种重要的微创血糖检测技术。但由于抽取出的细胞间液量很少,需要进行稀释以便输送和收集,然后根据稀释后的体积来计算稀释前的细胞间液浓度。设计和加工了一种微流量计... 详细信息

通过检测透皮抽取出的人体细胞间液中葡萄糖浓度来预测血糖浓度是一种重要的微创血糖检测技术。但由于抽取出的细胞间液量很少,需要进行稀释以便输送和收集,然后根据稀释后的体积来计算稀释前的细胞间液浓度。设计和加工了一种微流量计用以测量稀释后细胞间液的体积,并搭建了性能测试实验平台,测试了流量计测量结果的重复性和线性相关性。实验表明:流量计测量范围为4～16μL;对15μL的样品10次测量的变异系数为6.2%;13个不同体积样品的测量结果相关系数为0.988。微流量计能够满足测量要求。

关键词：微创血糖检测微流量计细胞间液透皮抽取细胞间液体积

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组织液的透皮抽取与血糖预测技术研究

组织液的透皮抽取与血糖预测技术研究

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作者：孙岳天津大学

学位级别：硕士

血糖监测是糖尿病治疗中血糖控制的基础,连续、动态的血糖监测可以为患者提供详细、完整和全面的血糖信息,能够更好地指导糖尿病的临床治疗与患者的自我管理,是血糖监测技术的研究热点。和传统的有创血糖检测技术相比,微创血糖检测技术... 详细信息

血糖监测是糖尿病治疗中血糖控制的基础,连续、动态的血糖监测可以为患者提供详细、完整和全面的血糖信息,能够更好地指导糖尿病的临床治疗与患者的自我管理,是血糖监测技术的研究热点。和传统的有创血糖检测技术相比,微创血糖检测技术对人体带来的创伤小,不会给患者带来痛苦,和发展中的无创血糖检测技术相比,现阶段微创血糖检测技术的测量精度和测量可靠性更高,因此微创血糖检测技术逐渐成为当前连续、动态血糖监测中的研究热点。本文围绕基于组织液透皮抽取与分析的微创血糖检测技术进行了深入研究。采用低频超声对皮肤进行预处理提高了皮肤表层对组织液的通透性,设计了基于文氏管真空负压系统的组织液透皮抽取装置,测量了组织液抽取过程中的皮肤阻抗变化,提出了由皮肤阻抗推算组织液渗出体积的方法,通过人体实验研究分析了影响组织液透皮抽取和血糖预测精度的因素。本文完成的工作主要包括:(1)在对现有微创血糖检测技术进行调研的基础上,分析了基于组织液透皮抽取与分析的微创血糖检测技术的研究现状与应用瓶颈;(2)采用低频超声对皮肤进行预处理提高了皮肤表层对组织液的通透性,设计了基于小型文氏管真空负压系统的组织液抽取、收集和输运的一体化装置,开展了人体组织液透皮抽取和收集的实验,通过实验研究了抽取时机和抽取间隔等因素对组织液透皮抽取过程的影响,最后进一步开展了利用文氏管真空负压控制流体流速的实验,为组织液向葡萄糖检测装置的输运奠定了基础。(3)研究了由稀释组织液样品的葡萄糖浓度预测血糖浓度的数学模型中渗出组织液的体积变化对血糖预测精度的影响,提出了由皮肤阻抗推算组织液渗出体积的方法,提出了基于三电极皮肤电阻模型的单点皮肤阻抗测量方法,开展了皮肤阻抗的测量实验,验证了皮肤阻抗与葡萄糖渗透系数间的线性关系,分析了皮肤阻抗测量实验结果,讨论了影响皮肤阻抗测量结果的因素。(4)针对低频超声皮肤预处理实验和皮肤阻抗测量实验中发现的问题,设计了集成化的低频超声皮肤预处理装置和皮肤阻抗测量装置,开发了低频超声探头的高压驱动和控制电路,开发了皮肤低频激励电路和皮肤阻抗测量电路,为开展进一步的实验工作奠定了基础。

关键词：微创血糖检测组织液透皮抽取低频超声真空负压文氏管皮肤阻抗

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关于组织液抽取和血糖连续检测的研究

关于组织液抽取和血糖连续检测的研究

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作者：于海霞天津大学

学位级别：硕士

实现连续血糖检测对于有效的控制糖尿病患者的血糖水平,进而有效的降低或者延缓糖尿病并发症的发病率具有重大意义。现阶段,通过检测组织液中的葡萄糖浓度来实现血糖检测的微创血糖检测系统是最有希望实现连续血糖检测的。而且基于低频... 详细信息

实现连续血糖检测对于有效的控制糖尿病患者的血糖水平,进而有效的降低或者延缓糖尿病并发症的发病率具有重大意义。现阶段,通过检测组织液中的葡萄糖浓度来实现血糖检测的微创血糖检测系统是最有希望实现连续血糖检测的。而且基于低频超声皮肤预处理的组织液抽取方法与其他方法相比具有超声处理时间短且无痛、皮肤增透效果好且持续时间长、便于与其他组织液抽取方法结合以及便于血糖检测与胰岛素透皮导入的结合等众多优点。正是基于以上的这种情况,才提出了本课题的研究。本文根据国外相关的研究经验,搭建了一套微创血糖检测系统,并通过实验评估了这套系统的检测精度,最后给出了小型化微创血糖检测系统的总体设计思想和具体设计工作。本文主要完成了以下的几项工作:(1)系统的调研和分析了连续血糖检测技术和基于低频超声皮肤处理的组织液抽取技术研究的重要意义、研究现状和发展趋势。(2)讨论和分析了超声的各种生物效应,并着重讨论和分析了超声的空化作用、超声提高皮肤通透性的机制及影响因素。(3)搭建了包含低频超声皮肤处理装置、真空负压组织液抽取装置和样品溶液葡萄糖浓度检测装置三部分的微创血糖检测系统。(4)建立了微创血糖检测的校正模型和方法流程,并采用多种方法评估了微创血糖检测系统的检测精度。(5)基于小型化微创血糖检测系统的整体构想,设计制作了超声换能器及其电端匹配电路和驱动电路,设计了稳定的真空负压装置,设计了皮肤阻抗检测控制装置。

关键词：连续血糖检测糖尿病组织液微创血糖检测低频超声

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组织液透皮抽取中若干关键技术的研究

组织液透皮抽取中若干关键技术的研究

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作者：刘同坤天津大学

学位级别：硕士

在糖尿病的治疗中,血糖检测起着举足轻重的作用,它给糖尿病的诊断和治疗提供数据依据。目前,血糖检测技术主要分为:有创血糖检测,微创血糖检测和无创血糖检测。其中,微创血糖检测以其原理简单,性能可靠和实施方便等优点,成为血糖检测领... 详细信息

在糖尿病的治疗中,血糖检测起着举足轻重的作用,它给糖尿病的诊断和治疗提供数据依据。目前,血糖检测技术主要分为:有创血糖检测,微创血糖检测和无创血糖检测。其中,微创血糖检测以其原理简单,性能可靠和实施方便等优点,成为血糖检测领域的研究热点。本课题组研究的微创血糖检测技术首先需要以微创伤的方式,透皮抽取人体组织液,然后通过检测组织液中葡萄糖的浓度来预测血糖浓度。本文围绕组织液透皮抽取中的若干关键技术展开研究,调研和总结了当前国内外关于单点皮肤法向阻抗的测量方法,进行动物实验确定了最优化的皮肤法向阻抗测量方法,设计制作了低频超声和阻抗测量集成化系统,搭建了针对微型透皮抽取系统的实验平台,并对其性能进行了评价。本论文完成的工作: ⑴在进行单点皮肤法向阻抗测量的研究之前,对当前国内外关于单点皮肤法向阻抗的测量方法进行了调研和总结。 ⑵基于生物体中组织液和唾液等电位理论,提出了口含电极法对单点皮肤法向阻抗进行测量,通过与皮下植入电极方法进行对比实验,验证了其性能效果,并进一步提出大面积电极法对单点皮肤法向阻抗进行测量,开展与皮下植入电极方法的对比实验。同时,研究了皮肤湿度和压力对口含电极方法测量结果的影响。 ⑶针对商业化仪器体积大,操作无法实现自动化等问题,设计了基于DDS技术的双通道信号源电路,高压超声驱动电路和皮肤阻抗测量电路,制作了各模块电路的印制电路板,调试了各电路模块,最后使用该电路进行了阻抗测量模拟实验并取得良好效果。 ⑷由于抽取出的组织液量少,造成输送和收集困难,课题组设计了微型化与集成化的组织液透皮抽取、收集和测量系统,本论文针对该系统中的微流量计搭建了实验平台,并开展了性能分析实验。同时,对该微型化与集成化系统进行了整体性能评价实验,分析了系统的合理性与可行性。

关键词：微创血糖检测组织液透皮抽取单点皮肤法向阻抗测量小型化与集成化

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