0 导言
糖尿病是一种常见的代谢内分泌疾病，是因为人体内缺少胰岛素或其受体反常所形成的，以高血糖为首要特征，为一种世界规模内的盛行疾病。近年来其发病呈明显上升趋势，现在全世界约有10% 的成年人身患此病[1]。在我国，糖尿病患者约有4000万人，现在的医治方法首要是对患者体内的葡萄糖代谢进行调控，临床医治给药的重要依据是患者的血液葡萄糖含量。因此，通过自我监测血糖仪来追寻、评价糖尿病的操控是很重要的。特别是自我监测血糖仪能够在医院乃至家中便利、迅速地检出成果，现在市场血糖仪产品只能给出血糖值，患者要据此调整医治计划、饮食操控还存在必定困难。别的，测验精度、测验规模都存在缺乏。因此，研讨精度高、智能化的血糖监测仪器有重要的含义。
1 检测原理
临床确诊中所用到的大型检测仪器因为体积大、价格昂贵、检测进程繁琐，不适用于中小医院、急诊和患者对病况长时刻的自我监测，生物传感器中酶电极的实用化便有了快速的前进，如葡萄糖、乳酸、胆固醇、尿素、氨基酸用的酶电极正被广泛地应用于医疗检测之中。这些传感器的一个共性便是使用微生物、酶、抗体等生物资料的分子辨认才能，并以生物资料作为分子辨认元件的传感器;然后使用试样液中含有的被检测物质与酶的反响生成的电子来复原受电子体，测定设备使用电化学方法，即测该受电子体的复原量，进行检测物质的定量剖析。
本仪器的检测原理是依据在电极外表固化上葡萄糖氧化酶(GOD)，当血液滴入血糖测验电极后，发生了氧化复原反响，在反响进程中传输介质中的二价铁离子失掉电子，发生了氧化反响，葡萄糖氧化酶氧化葡萄糖生成H2O2和葡萄糖酸，H2O2将二价铁离子氧化，氧化复原进程中发生了电子得失现象，在必定电压的效果下，形成了氧化电流。通过检测电流改变与葡萄糖浓度近似呈线性关系，然后到达检测血糖浓度的意图。详细的反响方程式如下：
2 仪器规划与完结
2.1 硬件结构
整个仪器体系由酶电极传感部分、信号调度(电流电压转化、扩大滤波部分)、温度补偿部分、液晶显现部分、单片机、智能芯片组成，如图1所示。滴血在酶电极后发生的微电流较小，只能到达微安量级，不便于丈量和剖析，所以将其先转化成电压信号，然后再进行电压扩大。因为来自电源和各种因素搅扰信号发生的体系噪声影响测验精度，因此应规划滤波电路去除搅扰信号，使得测验愈加精确。通过处理后的电压值传送给内置A/D 转化的单片机MSP430中，单片机通过核算得出血糖的浓度值，再使用液晶将成果显现出来。
2.2 首要测验进程
检测体系中信号调度电路如图2所示。仪器开机上电后，单片机操控多路开关S1闭合，前级运放输入为R1和R2分压值，设定为0.4V。依据跟从器和抱负运放特性，此刻后级输出不变也为0.4V，通过A/D 改换输入单片机，操控显现屏显现“请刺进试纸”。当体系刺进血糖试纸时，S2闭合，R4引进电路。后级运放构成同相扩大器，调整R4使电路输出值为 0.6V。通过A/D 改换输入单片机，并操控显现屏显现“请滴血”。滴血后发生的电流信号从“Input”输入，输出电压信号骤变并改换后输入单片机，反响完毕后依据电压改变核算出血糖值并显现。
2.3 温度补偿
环境温度的改变引起检测体系零点漂移和灵敏度的改变而形成丈量差错。为消除环境温度的影响，体系中温度补偿电路选用DALLAS公司的单总线微型温度传感器DS18B20完结，其测温规模为-55～+125℃，丈量分辨率为0.0625℃，测温精度为±0.5℃。温度信号通过多路开关输入单片机，CPU依据血糖测验电极的温度特性进行测验成果差错的主动批改。
2.4 智能芯片
为了进一步进步仪器的实用性，尽或许地便利患者，仪器中引进了人工智能原理，患者可在检测本身血糖浓度的一起得到个人病况信息和显现简略的处理方法和注意事项。此功用首要是通过调用固化了的带有糖尿病知识库的智能芯片中的信息来完结的。该芯片中所固化的知识库是依据世界卫生组织、世界糖尿病联盟和我国糖尿病学会同意出书的医治攻略制成的，攻略在糖尿病剖析方面具有权威性。患者可在测得血糖值后，在操作界面挑选“推理”功用。
3 仪器功能剖析与测验
3.1 操作便利、低功耗
患者开机后只需依照提示即可完结测验全进程，操作界面简捷、友爱。依据测验调度的输出电压如图2所示，可知从滴血后20s左右反响趋于平稳，患者在正确操作过程下测验时刻不超越25s。因为采血选用虹吸试纸，单次采血量仅需约3～ 5μL。选用MSP430系列低功耗单片机，仪器可依据测验进程中电压的改变，在取出试纸后主动断电，有效地节约能耗。
3.2 测验规模宽
依照1998年WTO 引荐的非胰岛素依靠型糖尿病(NIDDW)的确诊规范，血糖小于7mmol/L为非糖尿患者(空腹血糖3。5～ 7 mmol/L 为正常规模)，7～11。1mmol/L为糖耐量低下，大于11。1mmol/L为糖尿患者。通过不同样本的测验，本仪器的测验规模能够到达2。 2～27。8mmol/L，彻底覆盖了人体血糖或许值的规模。
3.3 测验数据牢靠
为验证该血糖检测仪测定数据的实在牢靠性，在山西大学榜首医院研讨室进行了临床测验。分别用智能血糖仪和意大利大型生化剖析仪 (BT?3000)对血糖浓度不同的测验样本进行检测。检测成果表明：二者具有很好的一致性，高血糖值处差错比低血糖和正常血糖处大，需求进一步标定和校准。把大型生化剖析的测验值作为规范值，30组测验成果如表1所示。对测验数据进行回归剖析，拟合成果如图3所示。回归方程为
公式
式中：回归系数b=0.9851，截距a=-0。0806，相关系数R=0。9962，规范差SD=0。2378。
表1 智能血糖仪与规范血糖值比较成果
4 定论
智能血糖自我监测仪测得的血糖浓度成果与高精度血糖仪丈量成果有明显的相关性，而且具有操作简洁，丈量时刻短，成果较精确牢靠，高智能，低功耗等长处，通过优化和改善可成为一种供糖尿病患者在家庭中监测操控本身血糖浓度的抱负仪器。
