一种发射检测一体化的连续血糖检测仪

本发明属于血糖检测设备，具体涉及一种发射检测一体化的连续血糖检测仪。

背景技术：

1、糖尿病是一种以高血糖为特征的代谢性疾病，目前全球约有5亿糖尿病患者。血糖水平的定期检测对于糖尿病的诊断和控制至关重要。然而，现有的血糖检测技术存在一些明显的不足，限制了其在实际应用中的效率和接受度。现有的连续血糖检测设备大多存在以下缺陷：

2、1.分为相互独立的传感器部分和发射器部分；需要使用发射器部分将传感器部分中的检测针植入人体，这增加了使用的复杂性，同时也增加了成本和维护难度，限制了血糖监测技术的普及和应用。

3、2.通常使用发射器来发射包含微针的整个传感器部分；为了保证微针能够快速刺入皮肤，导致发射器部分需要提供更大的弹射力，导致发射器部分结构复杂度高。

4、3.需要利用弹簧推动钢针刺入人体的方式实现cgm传感器的植入，且在植入后需要再拔出钢针；该过程中，钢针刺入和拔出过程的力均较大，用户痛感强烈。

5、4.金属结构的电极与人体组织直接接触，容易引起皮肤过敏、红肿等不良反应，这不仅影响了用户的舒适度，也可能对监测结果的准确性造成影响。

技术实现思路

1、本发明的目的在于针对上述技术问题，提供一种发射检测一体化的连续血糖检测仪。

2、本发明提供的一种发射检测一体化的连续血糖检测仪，包括壳体、蝶形双金属片、检测针和生物敷贴。蝶形双金属片和检测针均安装在壳体内部；所述的生物敷贴固定在壳体底面。所述壳体的底面上开设有穿过生物敷贴的让位孔。所述的检测针的尖端与让位孔对齐。

3、所述的检测针包括蛋白针体，以及附着在蛋白针体外侧的cgm传感器。所述的蛋白针体的材质为丝素蛋白；丝素蛋白初始状态下呈刚性，在刺入人体后，与组织液接触后能够快速软化。

4、所述的蝶形双金属片能够加热。蝶形双金属片的边缘处与壳体的内侧壁固定。蝶形双金属片包括层叠设置的第一金属层和第二金属层；第一金属层位于第二金属层背离压电振子的一侧；第一金属层的热膨胀系数小于第二金属层的热膨胀系数，使得蝶形双金属片在温度跨越临界温度时发生快速变形。初始状态下，蝶形双金属片凸向背离检测针的一侧。蝶形双金属片升温至临界温度时，蝶形双金属片由凸向背离检测针的一侧突变为凸向靠近检测针的一侧，推动检测针从让位孔射出。

5、作为优选，还包括压电振子和压电陶瓷。所述的压电陶瓷和压电振子设置在蝶形双金属片与检测针之间，用于带动检测针进行轴向振动。高频的振动能够使得蛋白针体能在较小推力下轻松刺入皮肤。

6、作为优选，检测针的长度等于共振的压电陶瓷内传播的机械波的波长的整数倍。

7、作为优选，所述的压电振子位于蝶形双金属片与检测针之间；其包括边缘固定部、弹性连接件和中心振动部。边缘固定部的中心孔与中心振动部的外边缘之间通过弹性连接件连接。压电陶瓷固定在中心振动部上。壳体的内侧壁上设置有振子轨道。边缘固定部与振子轨道滑动连接。检测针的内端与压电陶瓷或中心振动部固定。振子轨道最远离让位孔的端部设有锁定段。初始状态下，边缘固定部处于振子轨道的锁定段并保持静止；蝶形双金属片变形时能够推动压电振子脱离锁定段。

8、作为优选，所述中心振动部的中部与蝶形双金属片的中心位置对齐；中心振动部的中部靠近蝶形双金属片的侧面设置垫块。初始状态下，蝶形双金属片的中心位置与垫块存在间隙，该间隙的宽度l满足以下条件： l＞ s； s为压电振子的振动幅值；振动幅值 s的很小，约为020μm。

9、使用过程中，压电振子和压电陶瓷带动检测针进行轴向往复振动；蝶形双金属片加热至高于临界温度，蝶形双金属片发生形状突变，通过推动压电振子推动检测针穿过让位孔，刺入人体。

10、中心振动部、压电陶瓷、检测针组成的振动结构的固有频率取值为20khz～30khz；工作过程中，输入压电陶瓷的电信号频率等于中心振动部、压电陶瓷、检测针组成的振动结构的固有频率。

11、作为优选，所述的压电陶瓷固定在压电振子的中心振动部背离蝶形双金属片的侧面；

12、作为优选，所述蝶形双金属片上设有两个接线接口。工作过程中，通过向蝶形双金属片通电，使得蝶形双金属片升温。

13、作为优选，还包括电源模块和pcb板。pcb板固定在壳体内，且位于蝶形双金属片背离的检测针的一侧。电源模块安装在pcb板上。pcb板上设有控制器、驱动模块和双极性驱动电路。驱动模块用于接收检测针测得的信号，生成检测数据，并发送至控制器；控制器与上位机无线通信。双极性驱动电路用于生成驱动压电陶瓷振动的交流信号。

14、作为优选，所述的cgm传感器的外侧包裹有生物相容膜。

15、作为优选，所述的cgm传感器包括柔性的工作电极、参比电极、对电极和绝缘层。工作电极、参比电极和对电极均设置在蛋白针体外侧，并沿着检测针的长度方向间隔排列。相邻两个电极之间设置有绝缘层。

16、作为优选，还包括安装在壳体的侧面上的触发按钮。

17、作为优选，所述的电源模块采用纽扣电池。

18、本发明具有的有益效果是：

19、1.本发明实现了发射与检测一体化：本发明在连续血糖检测仪中引入蝶形双金属片，利用蝶形双金属片升温至临界温度时瞬间形变将检测针植入人体，使得本发明提供的连续血糖检测仪不需要单独配备发射装置，降低了设备成本，且简化了操作流程，节省了工序，提高了系统的集成度。

20、2.本发明减少了对人体组织的损害：本发明将柔性的cgm传感器搭载在材质为丝素蛋白的针体上；检测针刺入人体后，针体的自动软化，不需要通过刚性针刺入并马上拔出的方式植入cgm传感器，从而减小了使用者的痛感；此外，本发明在cgm传感器表面包裹生物相容性膜，有效隔离了金属与人体组织的直接接触，减小了皮肤红肿和过敏现象的发生概率，降低了对人体的损害，提高了生物相容性。

21、3.本发明提高了扎针效率与舒适度：本发明采用压电驱动技术，通过压电陶瓷振动带动检测针进行轴向振动；该振动能够帮助检测针更轻易、顺畅地刺入人体；减少了使用者的痛感，提升了血糖监测的便捷性和用户体验。

22、4.本发明减小了压电振动导致的针尖摆动：本发明将检测针长度设计为振子共振波长的整数倍，使得针尖位于驻波的波节部位，从而减小了压电振动导致的针尖摆动，使得检测针能够平稳地刺入人体，进一步减小使用者的痛感。

技术特征：

1.一种发射检测一体化的连续血糖检测仪，包括壳体（1）、检测针（7）和生物敷贴（8）；其特征在于：还包括蝶形双金属片（4）；蝶形双金属片（4）和检测针（7）均安装在壳体（1）内部；所述的生物敷贴（8）固定在壳体（1）底面；所述壳体（1）的底面上开设有穿过生物敷贴（8）的让位孔（1-1）；所述的检测针（7）的尖端与让位孔（1-1）对齐；

2.根据权利要求1所述的一种发射检测一体化的连续血糖检测仪，其特征在于：还包括压电振子（5）和压电陶瓷（6）；所述的压电陶瓷（6）和压电振子（5）设置在蝶形双金属片（4）与检测针（7）之间，用于带动检测针（7）进行轴向振动。

3.根据权利要求2所述的一种发射检测一体化的连续血糖检测仪，其特征在于：检测针（7）的长度等于共振的压电陶瓷（6）内传播的机械波的波长的整数倍。

4.根据权利要求2所述的一种发射检测一体化的连续血糖检测仪，其特征在于：所述的压电振子（5）位于蝶形双金属片（4）与检测针（7）之间；其包括边缘固定部（5-1）、弹性连接件（5-2）和中心振动部（5-3）；边缘固定部（5-1）的中心孔与中心振动部（5-3）的外边缘之间通过弹性连接件（5-2）连接；压电陶瓷（6）固定在中心振动部（5-3）上；壳体（1）的内侧壁上设置有振子轨道（1-3）；边缘固定部（5-1）与振子轨道（1-3）滑动连接；检测针（7）的内端与压电陶瓷（6）或中心振动部（5-3）固定；振子轨道（1-3）最远离让位孔（1-1）的端部设有锁定段；初始状态下，边缘固定部（5-1）处于振子轨道（1-3）的锁定段并保持静止；蝶形双金属片（4）变形时能够推动压电振子（5）脱离锁定段。

5.根据权利要求4所述的一种发射检测一体化的连续血糖检测仪，其特征在于：所述中心振动部（5-3）的中部与蝶形双金属片（4）的中心位置对齐；中心振动部（5-3）的中部靠近蝶形双金属片（4）的侧面设置垫块（5-4）；中心振动部（5-3）、压电陶瓷、检测针（7）组成的振动结构的固有频率取值为20khz～30khz；工作过程中，输入压电陶瓷的电信号频率等于中心振动部（5-3）、压电陶瓷、检测针（7）组成的振动结构的固有频率。

6.根据权利要求2至5中任意一项所述一种发射检测一体化的连续血糖检测仪，其特征在于：使用过程中，压电振子（5）和压电陶瓷（6）带动检测针（7）进行轴向往复振动；蝶形双金属片（4）加热至高于临界温度，蝶形双金属片（4）发生形状突变，通过推动压电振子（5）推动检测针（7）穿过让位孔（1-1），刺入人体。

7.根据权利要求2至5中任意一项所述的一种发射检测一体化的连续血糖检测仪，其特征在于：还包括电源模块（2）和pcb板（3）；pcb板（3）固定在壳体（1）内，且位于蝶形双金属片（4）背离的检测针（7）的一侧；电源模块（2）安装在pcb板（3）上；pcb板（3）上设有控制器、驱动模块和双极性驱动电路；驱动模块用于接收检测针（7）测得的信号，生成检测数据，并发送至控制器；控制器与上位机无线通信；双极性驱动电路用于生成驱动压电陶瓷（6）振动的交流信号。

8.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种发射检测一体化的连续血糖检测仪，其特征在于：所述的cgm传感器的外侧包裹有生物相容膜。

9.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种发射检测一体化的连续血糖检测仪，其特征在于：所述的cgm传感器包括柔性的工作电极（7-2）、参比电极（7-3）、对电极（7-4）和绝缘层（7-5）；工作电极（7-2）、参比电极（7-3）和对电极（7-4）均设置在蛋白针体（7-1）外侧，并沿着检测针（7）的长度方向间隔排列；相邻两个电极之间设置有绝缘层（7-5）。

10.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种发射检测一体化的连续血糖检测仪，其特征在于：还包括安装在壳体（1）的侧面上的触发按钮（9）。

技术总结本发明公开了一种发射检测一体化的连续血糖检测仪；该连续血糖检测仪包括壳体、蝶形双金属片、检测针和生物敷贴。蝶形双金属片和检测针均安装在壳体内部；所述的生物敷贴固定在壳体底面。所述壳体的底面上开设有穿过生物敷贴的让位孔。所述的检测针的尖端与让位孔对齐。检测针包括蛋白针体，以及附着在蛋白针体外侧的CGM传感器。本发明在连续血糖检测仪中引入蝶形双金属片，利用蝶形双金属片升温至临界温度时瞬间形变将检测针植入人体，使得本发明提供的连续血糖检测仪不需要单独配备发射装置，降低了设备成本，且简化了操作流程，节省了工序，提高了系统的集成度。技术研发人员：李懿霖,金子艺,陈子欣受保护的技术使用者：杭州电子科技大学技术研发日：技术公布日：2024/8/16