РАЗРАБОТКА НЕИНВАЗИВНОГО ГЛЮКОМЕТРА

При тяжелой стадии заболевания инсулинозависимые пациенты сдают кровь до 9 раз в день. Существующие на данный момент инвазивные методы для определения уровня глюкозы в крови являются достаточно болезненными и неоперативными.

Они не позволяют пациентам с тяжелой формой течения болезни заниматься спортом и в целом вести полноценный образ жизни. Поэтому разрабатываемое устройство основано на неинвазивном методе измерения, то есть без забора крови.

Из проведенного патентного поиска можно сделать вывод, что наиболее точным и эффективным неинвазивным методом измерения глюкозы является оптический метод, основанный на расчёте коэффициентов ослабления инфракрасного (ИК) излучения, прошедшего через ткань.

Работа устройства основывается на методе фотоплетизмографии в отраженном свете.

Световой поток излучается с помощью ИК светодиода, который подключен к истоку полевого транзистора VT1. Микроконтроллер DD2 задает мощность излучения лазерного диода VD1. Также с помощью МК можно изменять время и интенсивность излучения за счет подачи на вход транзистора VT1 ШИМ сигнала.

Прием сигнала осуществляется с помощью фототранзистора VT2, который включен по схеме резистивного делителя.

Сопротивление транзистора VT2 изменяется в зависимости от величины падающего светового потока.

Сигнал с фототранзистора усиливается входным усилителем DA1.1, включенным по неинвертирующей схеме, и фильтруется ФНЧ DA1.2, построенным по структуре Саллена-Ки.

После этого усиленный и отфильтрованный сигнал поступает на вход усилителя с программируемым коэффициентом усиления DA1.3. С помощью цифрового потенциометра DD1 изменяется коэффициент усиления каскада. Это нужно для регулировки изменений параметров лазерного диода VD1 во время работы схемы.

Данные с усилителя с программируемым коэффициентом усиления DA1.3 поступают в микроконтроллер DD2 со встроенными для удобства обработки данных Wi-Fi и Bluetooth, а также часами реального времени RTS, которые предназначены для сбора статистики в течение дня. В МК данные оцифровываются и передаются на сенсорный дисплей XS2, который за счет подключения SD-памяти обеспечивает визуализацию графики на дисплее и хранение информации.

Для регулировки нелинейных изменений параметров лазерного диода VD1, связанных с температурным дрейфом во время работы устройства, используется датчик температуры и влажности DD3, подключенный к микроконтроллеру DD2.

Также в схеме используется тензодатчик R12 для защиты от ложных срабатываний устройства.

Питается схема от аккумуляторной батареи XS1 c выходным напряжением 3,7В. Для понижения напряжения до уровня, необходимого для питания модулей схемы и максимального использования емкости батареи, к ней подключен DC/DC преобразователь DD5. Также для контроля заряда батареи к ней подключены микросхема DD6, которая создает задержку включения питания, чтобы включить все устройство только при установившемся напряжении питания, и микросхема DD4, предназначенная непосредственно для заряда батареи.

При замыкании ключа SW1 возможна зарядка батареи с помощью подачи 5В на микросхему заряда.

Рисунок 1. Принципиальная схема разрабатываемого устройства