实时动态血糖监测系统的设计及算法研究.doc

中文摘要

I

摘要

随着我国社会经济的发展、生活方式的改变以及人口老龄化进程的加速，糖尿病及其并发症的患病率和致死率逐年升高。近年来兴起的动态血糖监测技术以其数据量更大更全、能反映血糖波动特征等优势，较传统的指血测量方法对血糖控制的效果更为显著,对于缓解糖尿病有重要意义。目前国内针对动态血糖监测的研究日益增多，但大多集中于传感器、微透析技术及无创监测等领域，而较少研究实用性更强的皮下植入式动态监测系统，致使其产品大多依赖进口，且精度不高，缺乏智能化的统计分析功能，不利于在我国糖尿病人群中的推广。

鉴于此，本文研究设计一种实时动态血糖监测系统，旨在现有的研究基础上，利用实时自调整校准算法结合移动窗双层筛选处理算法的双重校准模式来提高系统整体精度；同时，增加血糖指标的统计、分析功能，简化操作，以便于患者更好地利用动态监测数据来指导血糖调控。

本文完成的主要研究工作包括：首先，基于葡萄糖传感器工作原理对监测系统进行整体设计，系统包括传感器、监测器和智能终端三部分；其次，完成监测器的设计与制作，实现对传感器微弱电流信号的采集、存储和蓝牙发送功能，体外葡萄糖实验结果表明，其检测电流的稳定性和一致性良好；再次，针对传感器实际工作中出现的信号漂移、灵敏度衰减问题提出一种基于单点校准技术优化的实时自调整校准算法，经3天的在体试验表明，其能有效提高校准精度；然后，利用Android智能手机作为数据可视化平台设计了动态监测的应用软件，经校准算法将从监测器端接收到的电流信号实时换算为血糖值并进行图谱展示，使设计的监测系统具备实时动态监测、数据统计分析、图谱解读指南等功能。最后，从系统整体运行功能、系统准确性和软件兼容性三个方面对整个系统进行了测试分析。

测试结果表明：设计的功能均可正确实现，统计分析的血糖指标有助于用户更便捷地了解自我血糖控制情况；系统准确性基本达到实际应用要求，志愿者验证试验所测的精度与市场上较新的同类产品结果较为接近；基于Android设计开发的软件能兼容大部分机型。该系统的实用性有助于动态血糖监测技术在我国糖尿病人群中的使用和推广。

关键词：葡萄糖传感器，校准算法，Android应用软件，动态血糖监测

III

ABSTRACT

Withthedevelopmentofsocietyandeconomy,thechangesoflifestyleandtheaccelerationofpopulationagingprocessinourcountry,theprevalenceandmortalityofdiabetesanditscomplicationsincreasedyearbyyear.Inrecentyears,continuousglucosemonitoringtechnology,withtheadvantageoflargerandmorefull-scaledata,theabilityofreflectingthecharacteristicsofbloodglucosefluctuationsandsoon,ismoreeffectiveincontrollingandalleviatingdiabetescomparedwiththetraditionalSMBGmeasurementmethod.Atpresent,thedomesticresearchaimingatcontinuousglucosemonitoringisincreasing.However,mostofthemarefocusonthefieldsofsensors,microdialysistechnologyandnoninvasivemonitoring,lessstudyonsubcutaneousimplantablecontinuousglucosemonitoringsystem(CGMS)whichismorepractical,resultinginthatmostofproductsrelyonimports,withlowprecision,andthelackofintelligentstatisticalanalysisfunctions,whichisnotconductivetothepromoti