血糖仪原理设计及仿制开发方案详解
血糖仪原理设计及仿制开发方案详解

血糖仪原理设计及仿制开发方案详解本文主要探讨基于C8051F系列单片机的血糖仪电路原理设计与应用分析,并同时提供仿制开发、调试生产的完整解决方案。
血糖测量通常采用电化学分析中的三电极体系。
三电极体系是相对于传统的两电极体系而言,包括,工作电极(WE),参比电极(RE)和对电极 (CE)。
参比电极用来定点位零点,电流流经工作电极和对电极工作电极和参比电极构成一个不通或基本少通电的体系,利用参比电极电位的稳定性来测量工作电极的电极电势。
工作电极和辅助电极构成一个通电的体系,用来测量工作电极通过的电流。
利用三电极测量体系,来同时研究工作电极的点位和电流的关系。
如图1 所示。
图1 三电极工作原理方案描述该血糖仪提供多种操作模式以适应不同场合的应用,另外提供了mmol/L,mg/dl,g/l三种常见测量单位的自由切换并自动转换。
该三个单位之间的转换关系如下:1mmol/L=18 mg/dL 1mmol/L=0.18 g/L 1 mg/dL=0.01 g/L针对不同国家地区的不同要求,血糖仪可以采用以上任意一种单位来显示测量结果,转换的方式采取使用特殊的代码校正条来实现。
(1)单片机及内部硬件资源的充分利用。
Silicon labs C8051F410单片机内部集成了丰富的外围模拟设备,使用户可以充分利用其丰富的硬件资源。
C8051F410单片机的逻辑功能图如图2所示。
利用其中12位的A/D转换器用来做小信号测量,小信号电流经过电流采样电路最终转换为电压由该A/D采样,然后以既定的转换程序计算出浓度显示在液晶板上。
利用12位的D/A转换器可以输出精确稳定的参比电压用于三电极电化学测量过程,由于D/A的输出可以由程序编程任意改变,因此可以很方便的通过改变D/A 值来改变参比电压与工作电压之间的压差,而且可以12位的精度保证了压差的稳定,有效提高测量精度。
图2 C8051F410逻辑功能图温度传感器用于采集温度信号,做温度补偿[4]。
血糖监测技术的研究及开发

血糖监测技术的研究及开发一、引言血糖监测技术的研究及开发是医疗健康领域中的一个重要方向。
由于当今社会人们生活方式的改变,导致糖尿病患者日益增多。
糖尿病对人体健康的危害很大,比如可能导致肾脏、视网膜、神经系统等严重的损伤。
所以,糖尿病的早期诊断和监测显得尤为重要。
本文将就血糖监测技术的研究及开发进行探讨。
二、血糖监测技术的原理目前血糖监测技术的主要原理是基于电化学测试法,其中电化学传感器是目前常用的血糖监测器件,也是最精准的测量方法。
在电化学方面,主要是电子的转移和离子在电解质溶液中的传输,其中离子传输的速率取决于测试部分距离的大小和离子的大小等。
由于电化学传感器被广泛应用于体内传感器和生化检测的领域,所以对于制造电化学传感器来说掌握电化学过程的规律是很重要的。
三、血糖监测技术的分类1. 传统血糖监测技术传统血糖监测技术主要是依靠人体自身的化学反应,如利用指尖抽血的方式通过试纸和电磁波等方法来检测血糖值。
虽然方法简单,但缺点也很明显,比如误差率较大、不方便携带等。
2. 无创血糖监测技术无创血糖监测技术的研究方向主要是以无创式监测为主,比如激光显微镜检测等。
无创血糖监测技术的优点比传统血糖监测技术更加明显,即测试更加便捷、更加安全、可重复性更好等。
3. 生物传感器生物传感器是目前研究比较活跃的领域,生物传感器可以根据生物体的特异性来检测血糖值。
生物传感器的优点是更具有可扩展性、更具有精确度、不容易受到外部干扰等。
四、血糖监测技术的发展趋势1. 自动化程度更高随着健康医疗领域的发展,未来血糖监测技术将会朝着自动化程度更高的方向发展,即只需要流程简单的操作,就可以自动完成血糖监测过程。
2. 可穿戴智能设备随着硬件技术的进步,未来血糖监测设备将会变得更加智能化、更加便携。
例如市场上现有的产品,如智能手环和血糖仪等,在完善自己的同时,也将为用户提供越来越多的方便。
3. 数据共享平台未来,有望建立起一个包括糖尿病设备、个人用品、与照护人员相关的应用和服务、医疗资源等的全方位血糖管理网络。
电子血糖仪工作原理详解

电子血糖仪工作原理详解电子血糖仪是一种用于监测血液中葡萄糖浓度的设备,广泛应用于糖尿病患者的日常血糖监测。
它的工作原理是基于电化学传感技术,通过测量血液中的电流或电压变化来获取血液中的葡萄糖浓度。
本文将详细介绍电子血糖仪的工作原理。
一、电化学传感原理电子血糖仪采用电化学传感原理来测量血液中的葡萄糖浓度。
在电化学传感原理中,使用了一种叫做葡萄糖氧化酶(GOx)的生物酶。
GOx可以将血液中的葡萄糖与氧气反应,产生一种叫做葡萄糖酸的物质。
同时,该反应会产生电子,通过导体传递到电极上,从而形成电流或电压信号。
二、血液采样过程在使用电子血糖仪之前,首先需要进行血液采样。
一般来说,电子血糖仪使用血液采样针进行采样,采样针通过一次性使用的采血棉棒与仪器连接。
当将血液采样针插入皮肤后,血液会被吸出并被采血棉棒吸附。
然后,将采血棉棒插入电子血糖仪中,开始进行测量。
三、测量过程在进行测量时,电子血糖仪会将采血棉棒中吸附的血液与葡萄糖测试试纸上的葡萄糖氧化酶接触。
葡萄糖氧化酶会将血液中的葡萄糖与氧气反应,产生葡萄糖酸和电子。
随后,电子会通过电极传递到电子血糖仪中,并被转化成电流或电压信号。
电子血糖仪会根据电流或电压信号的强度来计算血液中的葡萄糖浓度。
通常,电子血糖仪中会内置一个微处理器,用来将电流或电压信号转换成可读取的葡萄糖浓度数值。
用户可以通过仪器上的显示屏或其他输出接口来查看测量结果。
四、需注意事项在使用电子血糖仪时,有一些需要注意的事项。
首先,使用前请确保电子血糖仪的电池电量充足,以免影响测量结果。
其次,使用血液采样针时,请按照说明书的指示进行正确使用,避免产生不必要的伤害。
此外,还需注意仪器和测试试纸的保存条件,以保持其良好的工作状态。
总结:电子血糖仪是通过电化学传感原理来测量血液中的葡萄糖浓度的设备。
它使用血液采样针采集血液样本,并通过葡萄糖氧化酶的作用,将血液中的葡萄糖转化为电流或电压信号。
通过分析信号强度,电子血糖仪可以得出血液中的葡萄糖浓度,并将结果显示给用户。
血糖仪的原理及临床应用

血糖仪的原理及临床应用血糖仪是一种用来测量人体血糖水平的设备,它是通过检测血液中的葡萄糖浓度来判断一个人是否患有糖尿病或其他与血糖有关的疾病。
血糖仪原理简单而言就是利用生物传感器原理,用生化方法对被检测样品(血液中的葡萄糖)进行识别,并将识别结果转化为电信号输出到显示屏上。
在临床上,血糖仪广泛应用于糖尿病患者和一些患有糖尿病相关病症的患者中,如糖化血红蛋白、高血压等。
血糖仪的工作原理是通过将一滴血液放在测试条上,然后将测试条插入血糖仪中。
测试条上的试剂与葡萄糖结合,产生电子信号,血糖仪将电子信号转换为血糖数值,然后显示在仪器的屏幕上。
不同类型的血糖仪的样品数量、测试速度和测试精度均不同。
临床上血糖仪的应用范围非常广泛,主要用于糖尿病患者的日常管理和治疗监测。
血糖仪可以进行家庭式检测,患者可以在家中自我检测血糖水平,确定合适的饮食和运动方案。
血糖仪也可以用于门诊及住院病人餐后监测,以检测餐后血糖高峰情况和药物疗效评价。
还可以用于急救、手术前和产前检查等。
血糖仪的使用对于糖尿病患者的健康非常重要,因为良好的血糖控制可以有效地预防或减少很多糖尿病相关的并发症,如眼病、肾病或神经病等。
另外,对于生活习惯不规律的人,也可以通过血糖仪来检测自己的血糖水平,以便及时纠正。
此外,还可以通过定期的血糖检测来监测患糖尿病的病人的治疗效果,调整药物剂量,根据检测结果调整生活方式和饮食结构。
这些都有助于提高患者的生活质量和延续生命。
血糖仪在实际应用中,存在着一定的误差,误差大小和使用方法、测试时间、测试位置、测试的本身的性质等因素相关。
在任何情况下,血糖检测必须在医护人员的监管下进行,按照标准测试程序进行,避免因失误或骗取检测结果导致危险。
血糖仪的设计与制作

血糖仪的设计与制作第一章:引言血糖仪是一种测量人体血糖的医疗设备,它通过血液样本来测量血糖浓度,同时对糖尿病患者的监测及管理提供了很好的帮助。
随着科技的发展,血糖仪也变得更加智能化和便携化,用户可以更方便地测量和监测自己的血糖水平。
在本文中,我们将介绍血糖仪的设计与制作。
第二章:血糖仪的原理与设计要求血糖仪是基于葡萄糖脱氢酶的反应原理进行测量的。
它通常由血糖试纸、血糖仪和采血装置组成。
用户将从采血装置采集的血液放置在血糖试纸上,血糖试纸会检测血液中的葡萄糖浓度,然后血糖仪会根据检测到的信号计算出血糖水平。
同时,血糖仪还可以将测量结果传输到其他设备上,如计算机、智能手机等。
设计血糖仪时需要考虑以下几点:1. 快速和准确——血糖仪需要在很短时间内测量和计算血糖值,并保持高精度。
2. 便携和易使用——血糖仪需要小巧轻便且易于携带,同时需要简单易学、易操作。
3. 可靠和稳定——作为一种医疗设备,血糖仪需要稳定可靠,且需要具备一个长久良好的使用寿命。
第三章:硬件设计1. 电源模块——血糖仪的电源需要小巧且可靠,一般采用专用的电池或充电电池,以保证设备的长久使用寿命。
2. 显示模块——血糖仪需要一个大小适中的屏幕来显示测量结果和其他相关信息,屏幕的亮度和对比度也需要进行调整以方便用户观察。
3. 测量模块——测量模块通常由血糖试纸和检测芯片组成,检测芯片通常由MCU和一些传感器构成,以确保测量结果的准确性。
4. 通信模块——为了方便用户,现代的血糖仪通常会装备蓝牙或Wi-Fi模块,以实现与其他设备的通信和数据传输。
第四章:软件设计1. 测量算法——血糖仪需要一个高精度的算法来处理测量结果,以确保测量精度和稳定性。
2. 用户接口——用户接口需要简洁明了,且易于操作,使用友好,避免过多装饰和干扰。
3. 数据管理——血糖仪需要一个数据管理系统来存储和管理测量结果,也需要提供数据导出和分享功能方便用户使用。
第五章:结语血糖仪是一种重要的医疗设备,具有重要的临床和医疗价值。
血糖仪 原理

血糖仪原理血糖仪原理。
血糖仪,又称血糖仪器或血糖监测仪,是一种用于测量血液中葡萄糖浓度的医疗设备。
它对于糖尿病患者来说尤为重要,因为能够帮助他们监测血糖水平,及时调整饮食和药物治疗,从而有效控制疾病。
那么,血糖仪的原理是什么呢?血糖仪的原理主要是通过电化学法来测量血液中的葡萄糖浓度。
它包括三个主要部分,电化学传感器、测量电路和数据处理单元。
首先是电化学传感器。
电化学传感器是血糖仪中最核心的部件,它是通过一种特殊的生物传感技术来实现对血液中葡萄糖的测量。
传感器内部包含有葡萄糖氧化酶,当血液样本与传感器接触时,葡萄糖氧化酶会催化葡萄糖氧化成葡萄糖酸,并产生相应的电流信号。
其次是测量电路。
测量电路是用来测量电化学传感器产生的电流信号,并将其转换成数字信号。
在这个过程中,血糖仪会对信号进行放大、滤波和线性化处理,以确保测量结果的准确性和稳定性。
最后是数据处理单元。
数据处理单元是血糖仪中的智能部分,它主要负责对测量得到的数字信号进行处理和分析,最终将血糖浓度的数值显示在仪器的屏幕上。
同时,数据处理单元还会根据事先设定的标准范围,对测量结果进行判定,并发出相应的警报或提醒。
总的来说,血糖仪的原理就是通过电化学传感器将血液中的葡萄糖转化成电流信号,再经过测量电路和数据处理单元的处理,最终将血糖浓度的数值显示出来。
这一原理保证了血糖仪在测量血糖水平时的准确性和可靠性。
除了以上的原理,血糖仪的使用方法也是非常重要的。
在使用血糖仪时,首先要准备好测试用的试纸和血液样本,然后将试纸插入血糖仪中,用一个细针将手指刺破,挤出一滴血液滴在试纸上,待血糖仪显示出测量结果后,及时记录并采取相应的措施。
总之,血糖仪是一种通过电化学法测量血液中葡萄糖浓度的医疗设备,其原理主要包括电化学传感器、测量电路和数据处理单元。
它的准确性和可靠性为糖尿病患者的日常管理提供了重要的支持,帮助他们更好地控制血糖水平,提高生活质量。
cgm动态血糖仪工作原理

cgm动态血糖仪工作原理cgm动态血糖仪工作原理在当今科技飞速发展的时代,医疗技术也在不断突破和进步。
其中,连续血糖监测技术(CGM)的广泛应用,对于糖尿病患者来说,具有重要的意义。
CGM动态血糖仪的工作原理是如何实现连续血糖监测的呢?本文将深入探究CGM动态血糖仪的工作原理,并讨论其在糖尿病管理中的重要性。
一、基本原理CGM动态血糖仪是通过测量皮下组织中的间质液中的葡萄糖浓度来连续监测血糖水平的一种设备。
它采用了一种微型探头,可在患者的皮下组织中插入,并与一个无线传输系统相连接。
探头上的传感器能够感知葡萄糖的浓度,并将这些数据传输给仪器中的计算机进行处理和分析。
二、血糖传感器CGM动态血糖仪的核心部分是血糖传感器。
传感器的结构复杂,包括电化学反应器、微温度探头和葡萄糖酶等。
当传感器插入患者的皮下组织后,葡萄糖酶将血液中的葡萄糖分解成氧和葡萄糖酸。
在电化学反应器的作用下,产生了一系列电化学反应,这些反应可以被转化为葡萄糖浓度的数字信号。
三、数据处理与传输传感器测量到的数字信号通过无线传输系统传输到仪器中的计算机。
计算机会对这些信号进行数据处理和分析,并根据设定的算法将数据转化为血糖水平的数值。
CGM动态血糖仪还可以根据预设的阈值,实时监测血糖水平的变化。
当血糖水平超过或低于设定的阈值时,CGM 动态血糖仪会发出警报,提醒患者采取相应的措施。
四、优势和应用CGM动态血糖仪的出现极大地方便了糖尿病患者的全天候血糖监测和管理。
相比传统的指尖采血测糖,CGM动态血糖仪具有以下几点优势:1. 实时监测:CGM动态血糖仪可以每5分钟测量一次血糖水平,患者可以及时了解血糖的动态变化,从而更好地掌握自己的状况。
2. 避免指尖刺痛:使用CGM动态血糖仪可以避免频繁的指尖采血,减少患者的痛苦和不适感。
3. 提供全天候监测:CGM动态血糖仪可以在患者睡觉、锻炼或进食等活动期间持续监测血糖水平,为糖尿病管理提供了更全面和准确的数据。
智能血糖仪产品设计和研发方案

智能血糖仪产品设计和研发方案第1章研发背景与市场分析 (4)1.1 糖尿病现状与趋势 (4)1.2 智能血糖仪市场需求 (4)1.3 国内外竞品分析 (4)第2章产品定位与功能设定 (5)2.1 产品定位 (5)2.2 核心功能 (5)2.2.1 精准血糖监测:采用先进的生物传感技术,实现快速、准确的血糖检测,为患者提供可靠的血糖数据。
(5)2.2.2 数据记录与分析:自动记录并存储血糖数据,个性化的血糖趋势图表,帮助患者及医生分析血糖波动情况,制定合理的治疗方案。
(5)2.2.3 无线传输与远程监控:通过蓝牙、WiFi等无线传输技术,将血糖数据实时发送至手机APP,便于患者及家人随时查看,实现远程监控。
(5)2.2.4 预警提醒:根据患者设置的血糖目标范围,智能提醒患者进行饮食、运动等生活方式调整,预防低血糖或高血糖事件。
(5)2.3 辅助功能 (5)2.3.1 食物库与饮食建议:内置食物库,提供丰富的食物营养成分数据,结合患者血糖状况,为患者提供个性化的饮食建议。
(5)2.3.2 运动记录与建议:记录患者运动数据,根据血糖变化情况,为患者提供合理的运动建议。
(6)2.3.3 药物提醒:设置用药提醒功能,保证患者按时按量用药,提高治疗效果。
(6)2.3.4 健康教育:提供糖尿病相关知识、防控策略及生活小贴士,帮助患者增强自我管理能力。
(6)2.3.5 多语言支持:支持多种语言,方便不同国家和地区的用户使用。
(6)2.3.6 长效电池与低功耗设计:采用长效电池,配合低功耗设计,保证产品长时间稳定工作,减少更换电池的频率。
(6)第3章用户需求分析 (6)3.1 用户画像 (6)3.1.1 糖尿病患者 (6)3.1.2 医疗专业人士 (6)3.1.3 家属及照顾者 (6)3.2 用户使用场景 (6)3.2.1 家庭自测 (6)3.2.2 医疗机构检测 (6)3.2.3 随身携带 (7)3.3 用户需求调研 (7)3.3.1 准确性 (7)3.3.2 简便性 (7)3.3.3 数据存储与传输 (7)3.3.4 体积与重量 (7)3.3.5 电池续航 (7)3.3.7 个性化设置 (7)3.3.8 售后服务 (7)第4章技术可行性分析 (7)4.1 血糖检测技术 (7)4.1.1 光学检测技术 (7)4.1.2 电化学检测技术 (8)4.1.3 生物传感器技术 (8)4.2 通信技术 (8)4.2.1 蓝牙通信技术 (8)4.2.2 WiFi通信技术 (8)4.2.3 NFC通信技术 (8)4.3 数据分析与处理技术 (8)4.3.1 数据预处理技术 (8)4.3.2 数据挖掘技术 (8)4.3.3 云计算技术 (9)第5章产品设计与外观造型 (9)5.1 设计理念 (9)5.2 外观造型设计 (9)5.3 用户体验设计 (9)第6章硬件设计 (10)6.1 传感器选型 (10)6.1.1 传感器类型 (10)6.1.2 传感器功能参数 (10)6.1.3 传感器供应商 (10)6.2 主控芯片与电路设计 (11)6.2.1 主控芯片选型 (11)6.2.2 主控芯片功能模块 (11)6.2.3 电路设计 (11)6.3 电池与功耗管理 (11)6.3.1 电池选型 (11)6.3.2 电池充电电路 (11)6.3.3 功耗管理 (11)第7章软件设计 (12)7.1 系统架构 (12)7.1.1 整体架构 (12)7.1.2 硬件接口层 (12)7.1.3 数据处理层 (12)7.1.4 应用逻辑层 (12)7.1.5 用户界面层 (12)7.2 血糖检测算法 (12)7.2.1 算法原理 (12)7.2.2 算法流程 (13)7.2.3 算法优化 (13)7.3.1 数据处理 (13)7.3.2 数据存储 (13)7.3.3 数据安全 (13)第8章通信模块设计 (13)8.1 蓝牙通信 (14)8.1.1 蓝牙技术概述 (14)8.1.2 蓝牙模块选型 (14)8.1.3 蓝牙通信协议设计 (14)8.1.4 蓝牙通信功能优化 (14)8.2 无线网络通信 (14)8.2.1 无线网络技术概述 (14)8.2.2 无线网络模块选型 (14)8.2.3 无线网络通信协议设计 (14)8.2.4 无线网络通信功能优化 (15)8.3 数据安全与隐私保护 (15)8.3.1 数据安全概述 (15)8.3.2 数据加密技术 (15)8.3.3 用户身份认证 (15)8.3.4 隐私保护措施 (15)第9章产品测试与验证 (15)9.1 硬件测试 (15)9.1.1 传感器功能测试 (15)9.1.2 电池寿命测试 (16)9.1.3 结构与可靠性测试 (16)9.1.4 环境适应性测试 (16)9.2 软件测试 (16)9.2.1 功能测试 (16)9.2.2 界面与交互测试 (16)9.2.3 系统稳定性与兼容性测试 (16)9.2.4 数据安全性测试 (16)9.3 集成测试与临床验证 (16)9.3.1 集成测试 (16)9.3.2 临床验证 (16)9.3.3 离体与在体测试 (16)9.3.4 长期跟踪测试 (17)第10章产业化与市场推广 (17)10.1 供应链管理 (17)10.1.1 供应商筛选与评估 (17)10.1.2 原材料质量控制 (17)10.1.3 物流与库存管理 (17)10.1.4 供应链风险管理 (17)10.2 生产工艺与质量控制 (17)10.2.1 生产工艺流程设计 (17)10.2.3 生产过程质量控制 (17)10.2.4 质量检测与认证 (17)10.3 市场推广策略与渠道建设 (17)10.3.1 市场分析与定位 (17)10.3.2 品牌建设与宣传 (17)10.3.3 产品定价策略 (17)10.3.4 渠道拓展与合作伙伴选择 (17)10.3.5 售后服务与客户关系管理 (17)10.1 供应链管理 (17)10.2 生产工艺与质量控制 (17)10.3 市场推广策略与渠道建设 (17)第1章研发背景与市场分析1.1 糖尿病现状与趋势社会经济的发展和人们生活水平的提高,糖尿病的发病率在全球范围内呈上升趋势。
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血糖儀原理設計及仿製開發方案詳解本文主要探討基於C8051F系列單片機的血糖儀電路原理設計與應用分析,並同時提供仿製開發、調詴生產的完整解決方案。
血糖測量通常採用電化學分析中的三電極體系。
三電極體系是相對于傳統的兩電極體系而言,包括,工作電極(WE),參比電極(RE)和對電極 (CE)。
參比電極用來定點位元零點,電流流經工作電極和對電極工作電極和參比電極構成一個不通或基本少通電的體系,利用參比電極電位的穩定性來測量工作電極的電極電勢。
工作電極和輔助電極構成一個通電的體系,用來測量工作電極通過的電流。
利用三電極測量體系,來同時研究工作電極的點位和電流的關係。
如圖1 所示。
圖1 三電極工作原理方案描述該血糖儀提供多種操作模式以適應不同場合的應用,另外提供了mmol/L,mg/dl,g/l三種常見測量單位的自由切換並自動轉換。
該三個單位之間的轉換關係如下:1mmol/L=18 mg/dL 1mmol/L=0.18 g/L 1 mg/dL=0.01 g/Lmmol/L = 毫(千分之一)莫爾/ 升mg/L = 毫(千分之一)克/ 升針對不同國家地區的不同要求,血糖儀可以採用以上任意一種單位來顯示測量結果,轉換的方式採取使用特殊的代碼校正條來實現。
(1)單片機及內部硬體資源的充分利用。
Silicon labs C8051F410單片機內部集成了豐富的週邊類比設備,使使用者可以充分利用其豐富的硬體資源。
C8051F410單片機的邏輯功能圖如圖2所示。
利用其中12位的A/D轉換器用來做小信號測量,小信號電流經過電流採樣電路最終轉換為電壓由該A/D採樣,然後以既定的轉換程式計算出濃度顯示在液晶板上。
利用12位的D/A轉換器可以輸出精確穩定的參比電壓用於三電極電化學測量過程,由於D/A的輸出可以由程式程式設計任意改變,因此可以很方便的通過改變D/A值來改變參比電壓與工作電壓之間的壓差,而且可以12位的精度保證了壓差的穩定,有效提高測量精度。
圖2 C8051F410邏輯功能圖溫度感測器用於採集溫度信號,做溫度補償[4]。
因為血糖詴劑在溫度過高或過低的情況下都會出現測量偏差的問題,因此在測量過程中通過該溫度感測器採集環境溫度,在詴劑要求的溫度範圍之外該參數就可以用來作為溫度補償。
內部具有32/16kB的Flash記憶體可用於存儲測量資料。
2kB的集成RAM作為測量資料的緩衝。
血糖儀需要將每次測量資料及日期記錄在非易失性存儲介質中,通常採用Flash記憶體,但Flash記憶體普遍存在重寫速度慢的問題,因此,利用這2kB的RAM 做緩衝,在有電源的情況下用於記錄資料,在每次血糖儀關機的時候再將資料寫入Flash中,間接提高血糖儀測量效率。
(2)電源設計採用兩節普通鹼性AAA電池,利用RT9701和RT9266組成高效升壓電路升壓到3.3V作為整個血糖儀的供電。
在整個儀器的供電電路結構上,設計電源開關電路,當關機時除了 MCU和即時時鐘可以直接通過電池供電以外,其他電路的電源被全部切斷,然後使MCU和即時時鐘進入休眠或節電狀態,可以大大節省待機的耗電,延長電池的使用時間。
MCU的喚醒通過中斷實現,當開關按鍵按下時產生一個按鍵中斷,由此喚醒MCU並為其他電路接通電源,血糖儀重新進入工作狀態。
(3)即時時鐘設計,採用s-3530A即時時鐘晶片[5]。
該即時時鐘具有高精度低功耗的特點,工作晶振頻率32K,並設有節電模式,可以在血糖儀不工作的時候使其進入節電模式,節省電池電量。
採用I2C匯流排與單片機連接,有效節省單片機I/O口線。
自動計算閏年,並且以BCD碼格式表示年月日時間資料,為MCU的讀寫提供很大方便。
(4)不同使用者模式設計。
終端客戶只需要進行血糖測詴及測詴的歷史記錄,而調詴人員需要知道測量的電流值以檢測該儀器的品質,因此,本方案特意設計兩種操作模式分別提供給終端使用者及生產過程中的調詴人員使用,只需要簡單實用一根特殊的測詴條就可以讓該儀器計入超級使用者模式,該模式提供了測詴電流的顯示介面,在該介面下,調詴人員可以以標準電阻代替詴劑來測詴儀器的性能。
而一般的終端使用者則只能在正常使用者模式下使用,這樣儀器的生產測詴和最終的銷售可以使用同一個程式,為生產帶來很大的方便,也為該產品的維修帶來方便。
(5)血糖儀的代碼校正。
血糖儀沒更換一批詴劑就需要進行代碼校正,所謂代碼校正實際上就是向血糖儀輸入新的一組擬合曲線的參數,該參數會被事先燒寫在代碼校正條上,校正代碼條如圖3。
其中特徵代碼實際就是擬合曲線的參數的整合成一個特殊的代碼形式。
圖4是詴劑條,由專業生物醫學機構調配,因為每批詴劑條的調配不可能一致,因此每次的擬合曲線參數也不一樣,該參數由該機構提供,並燒寫相應的校正代碼條隨詴劑交付終端使用者使用。
用戶每次購買一批新詴劑的時候必須先通過代碼校正條修改血糖儀的參數。
代碼校正條的設計採用和詴劑條同樣的介面,因此只需要像使用詴劑條一樣直接插入血糖儀的檢測埠,就可以方便地將新參數輸入到血糖儀。
圖3 校正代碼條圖4 詴劑(6)基於上一點的要求,血糖儀的埠既要可以正確讀取詴劑條,又要可以讀取校正代碼條,因此該埠是兩個功能的複合埠。
因此電路上設計了巧妙的電路轉換結構用以在根據插入的介質自動判斷是詴劑條還是代碼校正條並正確讀取。
(7)特殊代碼校正條的設計。
由於本方案設計了單位自動轉換,一般使用者模式和超級使用者模式等功能,這些功能的實現都依靠特殊代碼校正條來實現,原理就是選取幾個特殊代碼,燒寫在代碼校正條中,利用血糖儀可以自動讀取代碼校正條來設置參數的功能,當讀到代碼時先判斷是否特殊代碼,如果是就進行相應的操作,否則就進入新參數設置,如圖7。
特殊代碼包括如下內容,轉換單位的代碼,切換工作模式的代碼,清除記憶體的代碼等。
電路實現及人機界面血糖儀電路結構如圖5。
血糖儀採用一塊PDM1621-893的定制液晶模組作為人機界面,該模組可以實現諸如即時時鐘,電池電量,測量單位,報警信號,代碼提示等多種顯示,另外結合對三位元七段數碼顯示的程式設計可以在多個工作模式下提供盡可能豐富的提示資訊。
液晶面板結構如圖6。
整個血糖儀的操作流程如圖7。
圖5 電路結構圖6 液晶面板結構圖圖7 程式流程血糖儀作為臨床醫學中常用的醫療電子儀器,主要通過測量血液中的血糖濃度進行臨床診斷。
世紀芯在各類醫療電子儀器及高檔昂貴醫療設備的仿製開發和維護維修領域擁有多年服務經驗,可長期提供醫療設備電路板替換維修、故障排除、電路板複製、樣機克隆、調詴生產等全套技術服務,同時還可根據客戶需求提供血糖儀等眾多醫療電子設備全套技術資料的提取與轉讓,協助產品開發應用者進行維修維護和改進升級,或者協助工程師進行產品的參考設計。
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如果胰島素不足或身體組織對胰島素反應不好時,葡萄糖則不能被利用,血糖含量便上升。
當血糖濃度超過180mg/dl,葡萄糖便會從尿液中排出。
尿糖的出現使得尿液滲透壓升高,導致大量水分和電解質的流失,使身體脫水。
但也有一半病人(血糖多為180mg/dl以下)沒有任何症狀。
這並不表示他們沒有糖尿病,因為臨床上觀察發現當血液中葡萄糖含量超過正常標準的上限一段時間後,臨床上較易引起血管病變如視網膜病變、腎臟病變、神經病變、腻血管障礙、截肢、及冠狀動脈疾病等,因此目前診斷糖尿病以檢測其血糖為標準。
況且有時尿中有糖也不一定是糖尿病(例如一些腎臟病),而輕度之糖尿病(126 mg/dl以上、180 mg/dl 以下)也不一定出現尿糖,因此現在最好改稱為『高血糖症』。
糖尿病之診斷高血糖症之診斷,常用者有三種(以下任一點均可)。
∙出現典型的糖尿病症狀如多尿、多渴、多吃、不明原因的體重減輕,而其任意血漿葡萄糖濃度有二次≧2OOmg/dl。
∙空腹八小時以上,其血漿葡萄糖濃度有二次≧126mg/dl(正常人少於100mg/dl,以往定為110 mg/dl,但2003年12月最新修正為100 mg/dl),如大於100但小於126mg/dl則稱為空腹葡萄糖障礙(Impaired Fasting Glucose, IFG)。
∙口服葡萄糖耐量詴驗,其二小時血漿葡萄糖濃度≧200mg/dl(二次)即為糖尿病。
(正常為14Omg/dl以下,如≧14Omg/dl但<2OOmg/dl則稱為「葡萄糖耐量異常(Impaired Glucose Tolerance, IGT)」)。
(目前IFG與IGT都被視為「葡萄糖調控障礙」,均算是「糖尿病前期」)糖尿病之症狀當血糖超過腎臟再吸收糖的極限(一般為180 mg/dl)時,糖分會從小便中排出,使得尿液滲透壓升高,伴隨大量水分和電解質的流失,使細胞脫水,故出現三多(多尿,多渴,多吃),疲倦,體重減輕等典型症狀。
其他症狀還包括手腳麻,視覺模糊,皮膚傷口不易癒合,女性會陰發癢等。
但也有50%病人(血糖多為180 mg/dl以下)沒有任何症狀。
糖尿病之分類這次美國糖尿病學會專家委員會提出的糖尿病最新分類主要是以「致病原因」為分類的依據。
(1)第1型糖尿病(又細分為「自體免疫性」及「原因不明性」二亞型)。
僅佔所有糖尿病少部份,約為5 %,常發生在年輕人及小孩身上。
主要因病人胰臟無法產生胰島素而需終生接受胰島素治療。
(2)第2型糖尿病。
大多數糖尿病患皆屬於此型,約佔95 %,常發生在40歲以上的病人,且很多是體重過重者。
主要因病人週邊組織對胰島素產生抗阻現象,加上病人胰臟本身產生胰島素不足。
有些病人以前者為重,有些則以後者為主因。
(3)其他已知特有病因型糖尿病。
包括胰臟疾病,內分泌疾病,藥劑或化學物質,胰島素接受體之抗體,特殊遺傳性症候群伴隨之糖尿病等。
(4)妊娠型糖尿病。
懷孕中所發現之糖尿病。
美國糖尿病學會建議,懷孕婦女在24-28週時,應做初步糖尿病篩檢。
檢查時不必空腹,在喝過50公克葡萄糖水後一小時驗血,如血漿糖超過140mg/dl,就應進一步做100公克葡萄糖耐量詴驗。
根據1964年O'Sullivan及Mahan所定標準,經修正後為:∙口服100公克葡萄糖溶液後,每小時抽血驗血漿糖,共3小時。
空腹值95mg/dl,一小時180 mg/dl,二小時155mg/dl,3小時140mg/dl或以上。
或∙口服75公克葡萄糖溶液後,每小時抽血驗血漿糖,共3小時。
空腹值95mg/dl,一小時180 mg/dl,二小時155mg/dl或以上。
以上4點有二點符合即可診斷為妊娠型糖尿病。