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[導(dǎo)讀]血液中的糖份稱為血糖,絕大多數(shù)情況下都是葡萄糖(英文簡寫Glu)。體內(nèi)各組織細(xì)胞活動所需的能量大部分來自葡萄糖,所以血糖必須保持一定的水平才能維持體內(nèi)各器官和組織的需要。正常人在空腹血糖濃度為3.61~6.11mmol/L.空腹血糖濃度超過7.0mmol/L稱為高血糖。血糖濃度低于3.61mmol/L稱為低血糖。

糖是我們身體必不可少的營養(yǎng)之一。人們攝入谷物、蔬果等,經(jīng)過消化系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為單糖(如葡萄糖等)進(jìn)入血液,運送到全身細(xì)胞,作為能量的來源。當(dāng)食物消化完畢后,儲存的肝糖即成為糖的正常來源,維持血糖的正常濃度。人體的血糖是由一對矛盾的激素調(diào)節(jié)的:他們就是胰島素和胰高血糖素,當(dāng)感受到血液中的血糖低的時候,胰島的A細(xì)胞會分泌胰高血糖素,動員肝臟的儲備糖原,釋放入血液,導(dǎo)致血糖上升;當(dāng)感受到血液中的血糖過高的時候胰島的B細(xì)胞會分泌胰島素,促進(jìn)血糖變成肝糖原儲備或者促進(jìn)血糖進(jìn)入組織細(xì)胞。

血糖儀測試原理

血糖值的檢測方法采用的是生物電化學(xué)方法,其原理:血糖測試條插入血糖儀后,在測試條的頂端滴入血樣,血液中的葡萄糖與血糖測試條上的酶發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生電子或微電流,

電子數(shù)量或者微電流的強弱隨著血液中血糖濃度的增加而增加。

普通血糖儀的測試方法:

通過精確測量微弱電流的大小,并根據(jù)電流值和血糖濃度的關(guān)系,反算出相應(yīng)的濃度。為了測量精確的電流值,往往需要強大的模擬信號調(diào)理電路。如圖1:

 

 

圖1

由圖1看出,普通血糖儀的模擬電路要求:1.至少2個以上低偏移、低溫度系數(shù)、低偏置電流的運算放大器。2.至少1路12bit 以上的ADC,最好是16 bit,滿足這2個條件是普通血糖儀的基本要求,但這樣的方案的成本非常高。

PIC24 CTMU血糖儀方案描述

PIC24 CTMU血糖測試方法:

模擬信號調(diào)理電路無需外加,只需MCU內(nèi)部集成的CTMU單元和高精度來ADC完成。如下圖2:

 

 

圖2

該方案也是基于血糖測量的電化學(xué)原理,但其實現(xiàn)方法顛覆了以往血糖的測試方法。本設(shè)計介紹了的是一款單芯片設(shè)計方案,以Microchip最新的PIC24F“GC” 系列MCU為核心,外圍電路設(shè)計簡單,測試條直接與MCU I/O口連接完成一個快速、高精度、低成本、低功耗的血糖測試。如下圖3是血糖儀的硬件框圖:

 

 

圖3

具體原理:當(dāng)測試條上滴入血樣,血液中的葡萄糖與測試條上的酶發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生電荷Q,而電荷與血糖濃度呈線性關(guān)系,所以,只需測出紙條上的電荷量就可以知道血糖的濃度。這里與大多數(shù)血糖測試方法稍有不同的是測量電荷量,而不是電流值。測量電荷Q用到模擬裝置,完全由MCU內(nèi)部提供,主要包括:高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、可編程的恒流源、數(shù)字處理器和存儲器、高精度定時器、參考電壓源等。如下圖4是測量電荷MCU內(nèi)部邏輯圖:

 

 

圖4

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