一种时间门控拉曼无创血糖检测装置及其检测方法与流程

本发明涉及血糖检测的领域，尤其涉及一种时间门控拉曼无创血糖检测装置及其检测方法。

背景技术：

1、无创血糖检测具有非侵入以及操作灵活方便等特点，已经成为重要的血糖检测方式。拉曼血糖检测作为一种常用的无创血糖检测方式，其通过测试在手指、手臂、虎口、手腕、大鱼际等人体部位的拉曼信号，得到相应的血糖值。由于人体皮肤组织存在自发荧光特性，当光线照射到人体部分时，会同时产生拉曼散射光和皮肤自发荧光，而皮肤自发荧光的强度高于拉曼散射光的强度，使得拉曼散射光淹没在皮肤自发荧光中，无法准确检测到拉曼散射光。为了提高拉曼散射光的信号强度，一方面可增大激发光功率来提高人体血糖检测对应的拉曼散射光信号强度，但是过高功率的激发光容易灼伤皮肤，另一方面可采用近红外波长的激发光降低皮肤自发荧光的产生，但是皮肤自发荧光仍然存在并干扰，无法有效提高拉曼散射光信号的信噪比，降低拉曼血糖检测的准确性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种时间门控拉曼无创血糖检测装置及其检测方法，包括激发光路，用于向标对象的身体部位照射激发光，从而使所述身体部位产生拉曼信号；接收光路，用于接收拉曼信号；时间门控调制模块，用于对激发光路和/或接收光路进行调制，从而使激发光路发射的激发光脉冲与接收光路的拉曼信号脉冲之间形成固定的时间门控延时，其利用拉曼信号寿命小于自发荧光信号寿命的特点，从时间维度上利用拉曼信号与自发荧光信号之间的寿命长短差异进行有效区分，降低在拉曼血糖检测过程中的皮肤自发荧光背景干扰，有效降低或消除在获取人体血糖拉曼信号时的皮肤自发荧光影响，提高拉曼血糖检测的准确性。

2、本发明是通过以下技术方案实现：

3、一种时间门控拉曼无创血糖检测装置，包括：

4、激发光路，用于向目标对象相应的身体部位照射激发光，从而使所述身体部位产生拉曼信号；

5、接收光路，用于接收所述拉曼信号；

6、时间门控调制模块，用于对所述激发光路和/或所述接收光路进行调制，从而使所述激发光路发射的激发光脉冲与所述接收光路的拉曼信号脉冲之间形成固定的时间门控延时。

7、可选地，所述固定的时间门控延时等于所述身体部位的皮肤在所述激光作用下产生自发荧光信号的寿命与所述拉曼信号的寿命之间的时间差。

8、可选地，所述激发光路包括调制光源和拉曼探头单元；其中，

9、所述调制光源发出的激发光传输至所述拉曼探头单元，使得所述拉曼探头单元向所述身体部位照射激发光。

10、可选地，所述接收光路包括分光器件、第一光学斩波器和光子探测器；其中，

11、所述拉曼探头单元生成的拉曼信号依次传输经过所述分光器件、所述第一光学斩波器和所述光子探测器。

12、可选地，所述时间门控调制模块包括传感器和延时电路；其中，

13、所述传感器用于检测所述第一光学斩波器的受光面上的光信号脉冲的时间间隔或相位信息；

14、所述延时电路用于根据所述时间间隔或相位信息，向所述调制光源发送延时控制信号，调整所述调制光源的激发光发射时间间隔，从而使所述激发光路发射的激发光脉冲与所述接收光路的拉曼信号脉冲之间形成固定的时间门控延时。

15、可选地，所述接收光路还包括第一控制器；所述第一控制器用于调整所述第一光学斩波器的斩波时空占比；

16、所述时间门控调制模块包括函数发生器和延时电路；其中，

17、所述函数发生器用于根据所述调制光源的激发光脉冲发射时间间隔，向所述延时电路发送相应的脉冲信号；

18、所述延时电路用于根据所述脉冲信号，向所述第一光学斩波器发送延时控制信号，调整所述第一光学斩波器的斩波时空占比，从而使所述激发光路发射的激发光脉冲与所述接收光路的拉曼信号脉冲之间形成固定的时间门控延时。

19、可选地，所述激发光路还包括第二光学斩波器和第二控制器；其中，

20、所述调制光源发出的激发光依次传输经过所述第二光学斩波器和所述拉曼探头单元，使得所述拉曼探头单元向所述身体部位照射激发光；

21、所述第二控制器用于调整所述第二光学斩波器的斩波时空占比。

22、可选地，所述接收光路还包括第一控制器；所述第一控制器用于调整所述第一光学斩波器的斩波时空占比；

23、所述时间门控调制模块包括函数发生器和延时电路；其中，

24、所述延时电路和所述函数发生器分别向所述第一控制器和所述第二控制器发送信号，使所述第一控制器和所述第二控制器联动调整所述第一光学斩波器和所述第二光学斩波器各自的斩波时空占比，从而使所述激发光路发射的激发光脉冲与所述接收光路的拉曼信号脉冲之间形成固定的时间门控延时。

25、可选地，所述接收光路包括分光器件和光子探测器；

26、所述时间门控调制模块包括第一光学斩波器和第一控制器；

27、其中，所述第一光学斩波器对所述激发光路和所述接收光路进行联动调制，从而使所述激发光路发射的激发光脉冲与所述接收光路的拉曼信号脉冲之间形成固定的时间门控延时。

28、可选地，所述第一光学斩波器的叶片在所述第一控制器作用进行旋转，所述叶片在旋转过程中能够联动改变所述激发光脉冲和所述拉曼信号脉冲经过所述第一光学斩波器的相对位置，从而使所述激发光脉冲与所述拉曼信号脉冲之间形成固定的时间门控延时。

29、一种时间门控拉曼无创血糖检测装置的检测方法，包括：

30、获取所述激发光路的激发光脉冲的第一时间特征信息和所述接收光路的拉曼信号的第二时间特征信息；

31、基于所述第一时间特征信息和/或所述第二时间特征信息，对所述激发光路和/或所述接收光路进行调制，从而使所述激发光路发射的激发光脉冲与所述接收光路的拉曼信号脉冲之间形成固定的时间门控延时。

32、可选地，所述第一时间特征信息是所述激发光路的调制光源产生激发光脉冲的时间时间间隔信息；

33、所述第二时间特征信息是所述接收光路的拉曼信号脉冲的时间间隔或相位信息。

34、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

35、本申请提供的一种时间门控拉曼无创血糖检测装置及其检测方法，包括激发光路，用于向标对象的身体部位照射激发光，从而使所述身体部位产生拉曼信号；接收光路，用于接收拉曼信号；时间门控调制模块，用于对激发光路和/或接收光路进行调制，从而使激发光路发射的激发光脉冲与接收光路的拉曼信号脉冲之间形成固定的时间门控延时，其利用拉曼信号寿命小于自发荧光信号寿命的特点，从时间维度上利用拉曼信号与自发荧光信号之间的寿命长短差异进行有效区分，降低在拉曼血糖检测过程中的皮肤自发荧光背景干扰，有效降低或消除在获取人体血糖拉曼信号时的皮肤自发荧光影响，提高拉曼血糖检测的准确性。

技术特征：

1.一种时间门控拉曼无创血糖检测装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的时间门控拉曼无创血糖检测装置，其特征在于：所述固定的时间门控延时等于所述身体部位的皮肤在所述激光作用下产生自发荧光信号的寿命与所述拉曼信号的寿命之间的时间差。

3.如权利要求1所述的时间门控拉曼无创血糖检测装置，其特征在于：所述激发光路包括调制光源和拉曼探头单元；其中，

4.如权利要求3所述的时间门控拉曼无创血糖检测装置，其特征在于：所述接收光路包括分光器件、第一光学斩波器和光子探测器；其中，所述拉曼探头单元生成的拉曼信号依次传输经过所述分光器件、所述第一光学斩波器和所述光子探测器。

5.如权利要求4所述的时间门控拉曼无创血糖检测装置，其特征在于：所述时间门控调制模块包括传感器和延时电路；其中，

6.如权利要求4所述的时间门控拉曼无创血糖检测装置，其特征在于：所述接收光路还包括第一控制器；所述第一控制器用于调整所述第一光学斩波器的斩波时空占比；

7.如权利要求4所述的时间门控拉曼无创血糖检测装置，其特征在于：所述激发光路还包括第二光学斩波器和第二控制器；其中，

8.如权利要求7所述的时间门控拉曼无创血糖检测装置，其特征在于：所述接收光路还包括第一控制器；所述第一控制器用于调整所述第一光学斩波器的斩波时空占比；

9.如权利要求3所述的时间门控拉曼无创血糖检测装置，其特征在于：所述接收光路包括分光器件和光子探测器；

10.如权利要求9所述的时间门控拉曼无创血糖检测装置，其特征在于：所述第一光学斩波器的叶片在所述第一控制器作用进行旋转，所述叶片在旋转过程中能够联动改变所述激发光脉冲和所述拉曼信号脉冲经过所述第一光学斩波器的相对位置，从而使所述激发光脉冲与所述拉曼信号脉冲之间形成固定的时间门控延时。

11.一种使用如权利要求1-10中任一项所述的时间门控拉曼无创血糖检测装置的检测方法，其特征在于，包括：

12.如权利要求11所述的检测方法，其特征在于：

技术总结本发明提供一种时间门控拉曼无创血糖检测装置及其检测方法，包括激发光路，用于向标对象的身体部位照射激发光，从而使身体部位产生拉曼信号；接收光路，用于接收拉曼信号；时间门控调制模块，用于对激发光路和/或接收光路进行调制，从而使激发光路发射的激发光脉冲与接收光路的拉曼信号脉冲之间形成固定的时间门控延时，其利用拉曼信号寿命小于自发荧光信号寿命的特点，从时间维度上利用拉曼信号与自发荧光信号之间的寿命长短差异进行有效区分，降低在拉曼血糖检测过程中的皮肤自发荧光背景干扰，有效降低或消除在获取人体血糖拉曼信号时的皮肤自发荧光影响，提高拉曼血糖检测的准确性。技术研发人员：郭若峰受保护的技术使用者：斯维生（湖州）智能科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/26