组织液透皮抽取中若干关键技术的研究

摘要

在糖尿病的治疗中,血糖检测起着举足轻重的作用,它给糖尿病的诊断和治疗提供数据依据。目前,血糖检测技术主要分为:有创血糖检测,微创血糖检测和无创血糖检测。其中,微创血糖检测以其原理简单,性能可靠和实施方便等优点,成为血糖检测领域的研究热点。本课题组研究的微创血糖检测技术首先需要以微创伤的方式,透皮抽取人体组织液,然后通过检测组织液中葡萄糖的浓度来预测血糖浓度。
　　 本文围绕组织液透皮抽取中的若干关键技术展开研究,调研和总结了当前国内外关于单点皮肤法向阻抗的测量方法,进行动物实验确定了最优化的皮肤法向阻抗测量方法,设计制作了低频超声和阻抗测量集成化系统,搭建了针对微型透皮抽取系统的实验平台,并对其性能进行了评价。
　　 本论文完成的工作:
　　 (1)在进行单点皮肤法向阻抗测量的研究之前,对当前国内外关于单点皮肤法向阻抗的测量方法进行了调研和总结。
　　 (2)基于生物体中组织液和唾液等电位理论,提出了口含电极法对单点皮肤法向阻抗进行测量,通过与皮下植入电极方法进行对比实验,验证了其性能效果,并进一步提出大面积电极法对单点皮肤法向阻抗进行测量,开展与皮下植入电极方法的对比实验。同时,研究了皮肤湿度和压力对口含电极方法测量结果的影响。
　　 (3)针对商业化仪器体积大,操作无法实现自动化等问题,设计了基于DDS技术的双通道信号源电路,高压超声驱动电路和皮肤阻抗测量电路,制作了各模块电路的印制电路板,调试了各电路模块,最后使用该电路进行了阻抗测量模拟实验并取得良好效果。
　　 (4)由于抽取出的组织液量少,造成输送和收集困难,课题组设计了微型化与集成化的组织液透皮抽取、收集和测量系统,本论文针对该系统中的微流量计搭建了实验平台,并开展了性能分析实验。同时,对该微型化与集成化系统进行了整体性能评价实验,分析了系统的合理性与可行性。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 微创血糖检测与组织液透皮抽取技术

1.1.1 血糖检测技术的意义

1.1.2 微创血糖检测技术及其研究现状

1.1.3 组织液透皮抽取技术及其研究现状

1.2 单点皮肤阻抗的测量

1.2.1 植入式两电极法

1.2.2 非植入式两电极法

1.2.3 三电极法

1.2.4 经穴电阻法

1.2.5 多电极阵列法

1.2.6 叉指电极法

1.3 组织液透皮抽取系统的小型化与集成化

1.4 选题意义及完成的工作

第二章 组织液透皮抽取技术

2.1 低频超声皮肤增透技术

2.1.1 葡萄糖透皮渗透机理

2.1.2 皮肤增透方法

2.1.3 低频超声增透作用的原理

2.2 真空负压组织液透皮抽取技术

2.2.1 基于文氏管的真空负压发生机理

2.2.2 基于文氏管技术的组织液抽取,收集和输送一体化装置

2.3 微量组织液体积测量技术

2.3.1 基于微流量计的直接测量方法

2.3.2 基于皮肤阻抗测量的间接方法

2.4 本章小结

第三章 单点皮肤法向阻抗测量方法

3.1 皮肤法向阻抗模型的建立

3.2 实验动物、药物和设备

3.3 皮肤法向阻抗测量方法研究

3.3.1 基于皮下植入电极的阻抗测量方法

3.3.2 基于口含电极的阻抗测量方法

3.3.3 基于大面积电极的阻抗测量方法

3.3.4 测量点皮肤湿度对测量结果的影响

3.3.5 测量点处压力对测量结果的影响

3.4 本章小结

第四章 低频超声和阻抗测量集成化系统

4.1 低频正弦波和高频方波激励源

4.1.1 DDS技术的工作原理和结构

4.1.2 基于DDS技术的激励源设计

4.2 低频超声处理系统

4.2.1 铙钹型换能器的原理与结构

4.2.2 低频超声处理系统电路的设计

4.3 阻抗测量系统

4.3.1 测量系统电路硬件设计

4.3.2 测量系统软件设计

4.4 本章小结

第五章 微型组织液透皮抽取系统的性能评价

5.1 微型组织液透皮抽取系统实验平台的搭建

5.1.1 气动控制管路的搭建

5.1.2 数据采集系统的搭建

5.2 微流量计的性能评价

5.2.1 微流量计的原理及结构

5.2.2 实验结果及分析

5.3 集成化组织液透皮抽取装置的性能评价

5.3.1 集成化组织液透皮抽取装置的结构

5.3.2 实验结果及分析

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢