探索DIY制作红外血糖仪

ID:343102 · 发表于 2022-11-10 12:09

家里有糖尿病人，经常需要测血糖。现在测血糖方法一种是扎针出血测量，痛感较强，而且糖尿病人伤口不易愈合。另一种是采用葡萄糖酶测量，号称无创，其实也要刺入皮肤，可以保持14天，价格昂贵。某一个宝上还有一种无创测血糖手表，但据说是收智商税。
葡萄糖对不同波长红外线吸收率不同，现在可以用红外线测血氧，不知是否可以测血糖。
在网上搜了一下，还真有红外测血糖的研究，敏感波长主要有1-1.16um，1.176-1.333um。考虑到降低成本，最好使用普通光敏二极管接收，红外线波长不易超过1.2um，网上恰好有1050nm即1.05um的红外发光led，但是比常用的940nm的led有些小贵，不过看介绍这是给摄像头补光用的，应该可以在废摄像头上找到，哪天找个试试。
测试方法，计划先配制0.1%的葡萄糖溶液(相当于5.55mmol，与3.9-6.1mmol/l
的正常空腹血糖相近)，这个用5%葡萄糖注射液稀释50倍即可得到。用来做对比的纯水计划用瓶装纯净水代替，只要用万用表测量一下电阻大小就能判断出是不是纯水，纯水不易导电，电阻较高。
然后用不同摄像头拆下的红外led分别照射葡萄糖溶液和纯水，用万用表电阻档连接光敏二极管测量导通电阻。葡萄糖溶液和纯水相差较大的就是敏感波长led。
筛选出红外led后，再进行皮肤测试，这时要有一个对葡萄糖溶液不敏感的led做参照，可用红光led。再利用单片机轮流测量红外线和红光的导通数据，并记录显示在12864液晶屏上，或通过8266传送到手机上。

这个方法不要求血糖结果十分准确，只要能定性显示血糖变化曲线，就能有针对性的挑选食物搭配。
现在这个情况，不方便找硬件，单片机程序和手机程序我正在编制，欢迎有兴趣的爱好者共同寻找合适型号的红外发光led。
单片机+数码管显示程序已编好，可根据情况调整血糖算法。

ID:230742 · 发表于 2022-11-11 02:06

加油。我先占个沙发。

ID:169968 · 发表于 2022-11-11 07:51

听起来很有前途的样子。支持你早日做出产品。

ID:965189 · 发表于 2022-11-11 09:21

估计夜视监控摄像头的红外发光管也可以。

ID:1048901 · 发表于 2022-11-11 10:02

好像已经有类似产品了。智能手表有测血糖的。也有专门的血糖仪。

ID:1051362 · 发表于 2022-11-11 13:05

加油，其实我也想作个差不多的练练手

ID:1042619 · 发表于 2022-11-11 16:20

STC8H8K64U，硬件USB直接下载，硬件USB直接仿真，速度快，抗干扰强，有 DMA 支持 TFT/串口/SPI/ADC，USB-CDC 就是串口！！！配套的开天斧-STC8H8K64U核心功能实验板，现在包车马费送；做科学计算器，用 STC-ISP 电脑端的调试接口，虚拟键盘，虚拟OLED12864等；另有LCD段码驱动、RTC万年历、DMA支持TFT、专业级12位 ADC等资源的STC8H4K64TLCD也不错

ID:844772 · 发表于 2022-11-12 19:54

信号太弱了，我觉得用光敏二极管很难测吧，应该几个峰值点都测，最好直接用红外摄像头拍下来，然后用卷积神经网络分析图片。另外，葡萄糖水也不导电啊。

ID:205485 · 发表于 2022-11-13 17:50

确实有这类的无创检测手段，但精度都比较一般。红外法多少会受到穿透力的影响，可以考虑用微波法。

ID:343102 · 发表于 2022-11-13 18:48

124277 发表于 2022-11-11 13:05
加油，其实我也想作个差不多的练练手

一起努力。

ID:343102 · 发表于 2022-11-13 18:54

glinfei 发表于 2022-11-12 19:54
信号太弱了，我觉得用光敏二极管很难测吧，应该几个峰值点都测，最好直接用红外摄像头拍下来，然后用卷积神 ...

是测量葡萄糖溶液对敏感波长红外线的透过率，不是测量导电率。
用摄像头做接收比光敏二极管复杂太多了吧？无论如何谢谢你的想法。

ID:343102 · 发表于 2022-11-13 18:58

红花无常发表于 2022-11-13 17:50
确实有这类的无创检测手段，但精度都比较一般。红外法多少会受到穿透力的影响，可以考虑用微波法。

不知道葡萄糖溶液是否对微波敏感。用红外线测血糖对精度要求不高，只要能显示变化曲线就可以。

ID:844772 · 发表于 2022-11-14 11:08

风158 发表于 2022-11-13 18:54
是测量葡萄糖溶液对敏感波长红外线的透过率，不是测量导电率。
用摄像头做接收比光敏二极管复杂太多了吧 ...

做了吗？有结果也发一下呗。我觉得你说的对，拍图片可能干扰更大。我觉得干扰问题很难处理，所以还有个建议，把发光也调制一下，像测血压的那样。

ID:491875 · 发表于 2022-11-14 15:58

想法很好，我也一直设想利用拉曼原理设计一款无创血糖仪。红外线的吸收最大的障碍是水的吸收干扰问题

ID:879348 · 发表于 2022-11-15 08:13

如果真的这么简单大厂的智能手表早就有了

ID:1042300 · 发表于 2022-11-15 10:02

我有点不明白你这个理论是怎么测出血糖浓度的，怎么看都好像跟血糖浓度没什么关系。还有你用水代替血液也是不准确的,我们能看见血液是红色是因为它吸收了其他颜色，反射红光。你用红外线照射葡萄糖水和照射含葡萄糖的血液，这两种结果我感觉是天差地别，并不能用来做类比。所以你的葡萄糖溶液我建议是模拟血液做成红色。

ID:343102 · 发表于 2022-11-15 16:55

glinfei 发表于 2022-11-14 11:08
做了吗？有结果也发一下呗。我觉得你说的对，拍图片可能干扰更大。我觉得干扰问题很难处理，所以还有个建 ...

现在还在隔离，还没有动手，有了结果会发出来，无论成败。
谢谢你关于调制的建议。

ID:343102 · 发表于 2022-11-15 17:01

老愚童63 发表于 2022-11-14 15:58
想法很好，我也一直设想利用拉曼原理设计一款无创血糖仪。红外线的吸收最大的障碍是水的吸收干扰问题

只要发现不同葡萄糖浓度血液对不同波长红外线吸收存在差异就行了，不管是透过还是反射都行。欢迎积极探索，并共同分享。

ID:343102 · 发表于 2022-11-15 17:05

wufa1986 发表于 2022-11-15 08:13
如果真的这么简单大厂的智能手表早就有了

成不成也浪费不了什么吧？探索过程也是个练手过程。

ID:343102 · 发表于 2022-11-15 17:12

芥末拌饭发表于 2022-11-15 10:02
我有点不明白你这个理论是怎么测出血糖浓度的，怎么看都好像跟血糖浓度没什么关系。还有你用水代替血液也是 ...

葡萄糖溶液对不同波长红外线吸收不同，而且与浓度有关。
血液中其它成分也会吸收红外线，但是吸收光谱并不相同，会存在差异，如果能发现这种差异，就能用来测血糖。

ID:1025635 · 发表于 2022-11-17 13:45

期待试验成功

ID:205485 · 发表于 2022-11-17 15:37

我觉得你最好先描述清楚实验原理。
一，你的实验是无创的，不用刺破皮肤；还是需要取血出来测试？
二，如果是无创的，难度有点大，用近红外光谱无创测血糖原理上也可行，也有人搞过，但那一套系统可不简单。红外光要透过皮肤角质层和真皮层，每个人的组织结构，测试部位尺寸差异太大，足以抵消实验精度。
三，红外光和血液样本的作用机制，应该是透射，红外的波长反射不太好搜集。
四，红外光透射过血液样本发生了变化，另一侧的采集红外光是用什么？据我所知一些大学实验室有过这类的实验，只不过测的是别的液体，采集方式很多，最容易做到的用的是CCD。
五，我在前面提过，微波的方法可能更好，网上可以搜索一下，有几个大学在做微波测血糖的研究，我感觉这套系统比近红外光谱要简单，不管是结构还是算法。
仅供参考，希望能够有所帮助。

ID:343102 · 发表于 2022-11-17 19:22

zpxm01 发表于 2022-11-17 13:45
期待试验成功

欢迎共同探索。筛选出合适的红外发光LED是关键一步。

ID:343102 · 发表于 2022-11-17 19:50

谢谢你的关注。
用红外线测血糖是立足于无创的，目的是解决伤痛及伤口难愈合问题。有创的针式测血糖已经不算昂贵，又比较准。把血取出来再用红外线测，实用价值不大。
用红外线测血糖的原理是葡萄糖对不同波长的红外线存在吸收高峰，具有吸收光谱。我真的没听说过葡萄糖对微波也存在吸收高峰。从微波波长远大于葡萄糖分子看，估计葡萄糖分子对微波段电磁波没有共振可能。如果有，请指出来。
红光和红外线都是能透过人体组织的，红外测血氧用的就是这个原理。只要找到对葡萄糖敏感的红外发光LED就能成功。衰减大不用怕，可以放大。
欢迎共同探索筛选合适的红外发光LED。

ID:584814 · 发表于 2022-11-18 08:11

红外血糖仪？当下技术只能是呵呵，当下业余技术应该是呵呵呵呵呵。
话说玩具么，有个样子就可以，程序可以随意的，能唬人就好

PS：此刚需超想象，真的可以也轮不到你懂的，技术这东东目标看医，搜索引擎上这病能治愈。

ID:844772 · 发表于 2022-11-18 08:34

风158 发表于 2022-11-17 19:50
谢谢你的关注。
用红外线测血糖是立足于无创的，目的是解决伤痛及伤口难愈合问题。有创的针式测血糖已经不 ...

很难有非常合适的LED，激光更好点但又贵。感觉应该有那几个波长的滤光片，但我没找到。

ID:343102 · 发表于 2022-11-18 10:50

glinfei 发表于 2022-11-18 08:34
很难有非常合适的LED，激光更好点但又贵。感觉应该有那几个波长的滤光片，但我没找到。

现在生产的红外发光LED已有很多波长类型，有的厂家还能定制，但是价格小贵，能从废摄像头找到更好。单色LED应该都属半导体激光，色纯度较高。用分光器选择性接收红外线也行，但是更昂贵。

ID:205485 · 发表于 2022-11-18 11:35

风158 发表于 2022-11-17 19:50
谢谢你的关注。
用红外线测血糖是立足于无创的，目的是解决伤痛及伤口难愈合问题。有创的针式测血糖已经不 ...

微波法，共振频率法，还有阻抗法，理论上都是可以用来无创检测血糖的，原理上基本都是立足于电容的变化，实际则是测的介电常数的变化。血液里葡萄糖不同，产生的钠离子和钾离子浓度不同，反应在细胞膜上的导电性就不同。

ID:400169 · 发表于 2023-2-14 17:21

期待后续优化，加油

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