一种支持测量数据通过移动短信实时发送的便携式智能血糖仪

一种支持测量数据通过移动短信实时发送的便携式智能血糖仪 

技术领域

医疗测量仪器→具备通信功能的电子医疗测量仪器。 

背景技术

据调查，我国目前糖尿病患者已逾9240万人，占全球总数的四分之一，且快速增长的势头令人非常担忧，糖尿病成为严重影响我国公共卫生的主要问题之一。而在血糖的监测领域，我国仅有1.5％的糖尿病患者有自己的便携式血糖监测仪，而欧美国家90％以上的糖尿病患者都有自己的便携式血糖监测仪。目前我国血糖仪产品市场主要由美国强生、德国罗氏等国外品牌所占领，国产品牌仅仅占有不到10%左右的市场份额，且大多数国产品牌的血糖仪和相应的配套试纸插件都存在不同程度上的配合问题。并且，目前市面上的家用便携式血糖仪功能简单，都不具备把测量数据通过移动短信的方式实时发送给医生和亲人的测量数据通信和管理功能。 

我国便携医疗电子产品的出现和推广，源于家庭医疗护理的兴起、消费者对自身和家人健康关注度的增加、以及个人消费者对医疗保健和简单诊断产品的需求。一方面，我国人口老龄化加剧，对于糖尿病患者，60‑74岁糖尿病患病风险是20‑34岁男性的70倍，这一因素的加重，加快了血糖仪网络化的趋势，子女、医生对老年患者测量使用次数和测试数据的监控需求不断加强。另一方面，随着移动通信技术和物联网技术的发展，已经保证了能够实现对便携式血糖仪等电子医疗器械进行智能化测量、跟踪、监控和管理等业务功能。 

目前医院采用的精确血糖测量的仪器是血糖生化仪，方法是通过抽静脉血后用离心机分离血液得到血浆，血浆通过与葡萄糖氧化酶反应后产生过氧化氢，通过测定过氧化氢的多少，从而得出血糖含量。生化仪的优点是测量非常精确，缺点是测量时间慢，通常第二天才能得到测量结果；用血量多，通常要3000～5000微升；操作复杂，只有受过专业培训的人才能操作；机器价格昂贵，只有部分医院才有配备。 

上世纪70年代发明的袖珍便携式快速血糖仪，可以用一滴血来测定血糖数值，病人可以自测血糖，并快速得出血糖值结果，因而被认为是糖尿病史上的一个里程碑。 由于快速血糖仪可由病人自行操作等优点，故糖尿病协会不但推荐为病人家居自带自测用，而且可以作为住院病人床边检查之用，尤其在急诊室、手术室、社区小型医院等场所更为适用。目前，医药行业要求推广快速便携血糖仪自测血糖，而使用生化仪的静脉血浆测定值作为诊断、校正便携血糖仪的方法，也可进行科研比对和做其它生化检查时附带测定。 

目前强生、罗氏等各大国际医疗器械厂商出品的便携式血糖仪的测量方法主要是葡萄糖氧化酶电极测量法。便携式快速血糖仪产品的葡萄糖氧化酶电极测量法的基本测量原理为：通过测量血液中的葡萄糖与试纸中的葡萄糖氧化酶反应产生的电流量测量血糖。具体为：在滴血后5‑10秒内，血液中葡萄糖与试纸中葡萄糖氧化酶会产生反应，在反应的过程中，一般取5秒到10秒内的任何时间点（各个厂家取得的时间点不一），实测对应的反应电流，通过便携式血糖仪电流传感器获得该反应电流，并通过便携式血糖仪的嵌入式系统的电压放大器电路获得实时放大的电压值，经过嵌入式单片机（8051、ARM或DSP等系列单片机）的模数转换和函数算法转换获得血糖值的测量值，并在便携式血糖仪上实现快速显示或语音提示。 

当前移动网络通信业务和物联网通信技术发展迅猛，目前使用的主要是第二代移动（2G技术）和第三代（3G技术），这两种移动通信技术能很好的支持无线数据的实时发送和接收，前者以GSM(Global System for  Mobile Communication)和IS95‑CDMA为代表，后者以WCDMA和CDMA2000为代表，这些技术成熟稳定，覆盖范围广，电信运营商提供的通信服务规范，并具有测量数据传输速度快、用户短信发送使用费用低等优点，在远程智能控制和数据交互等领域能够得到广泛的应用。无论是GSM/CDMA的短信集成电路SIM卡，还是3G信息终端的宽带信息电子卡，都可以方便经济的嵌入到相关的医疗电子设备的硬件电路中，并通过具体号码设定，实现短信息的快速实时发送。 

本发明专利“一种支持测量数据通过移动短信实时发送的便携式智能血糖仪”，在满足国家质检总局发布的国家标准GB/T 19634‑2005【自测用血糖监测系统通用技术条件】规定的前提下，在保证自主研发便携式系列血糖仪具有携带方便、使用简洁，测量算法精确等特点的基础上，着重完善了GSM等各类短信卡的嵌入式测量数据通信发送功能，本专利的创新点主要为：1）完成本公司研发生产的便携式智能血糖仪测量数据的实时短信发送功能，在血糖仪中增加GSM等短信发送电子模块，以短信息作为数据传输的方式，对于获得的每次血糖测试值数据打包，发送给指定目标(子女、医生等接收端的移动终端)，达到保证患者定期使用血糖仪和数据实时获取的目的。2）在上述创新的基础上，构建基于服务器和智能移动终端的医疗物联网软件平台，具体主要是基于批量的血糖测量数据，开发每个用户的后台服务器软件，实现通过手机或PC机前台查询软件进行数据比对，曲线分析和远程诊断等服务。 

查看相关最新公布技术、文献及最新的血糖仪测量科技查新报告，对比文件1酶电极法血糖仪是采用酶的固化技术以及电检测的方法研制而成的，测量酶的电极上反应产生的微电流转换获得血糖值，并未提及如何改进具体的测量算法，特别是如何提高血糖测量精度和实现短信实时发送的功能。对比文件2提到了将血糖仪测量数据通过蓝牙模块发送到手机上的思想，但是所提到的是以数据包的形式近距离发送到带蓝牙模块的手机中的思想，并未提及通过短信的方式直接发送并直接浏览。对比文件3提供了糖尿病管理的系统和方法，可以通过数据拷贝的方式，用于分析和识别与患者有关的大量血糖浓度测量和其他生理参数模式，不存在实时测量和数据分析的功能。对比文件4提供了一种新的糖尿病管理的系统和方法，可以用于分析和识别与患者有关的大量血糖浓度测量和其他生理参数模式。对比文件5提道了一种便携式血糖仪控制器的硬件设计，包括模数转换器、嵌入式单片机、液晶显示器、存储器、时钟管理器、电压监视器、电平转换器、稳压器等。对比文件6讨论了GSM短信网络数据发送的基本原理及构成GSM网络所必须的条件。对比文件7、8提出将污染源信息和农村基层信息获得后，通过GSM网络短信数据发送给监控平台，平台通过不同终端代码建立相应的数据库，用于分析和查看。对比文件9提出了GSM短信远程控制系统的硬件设计，包括GSM模块、控制模块、显示模块等。 

区别于上述对比血糖仪及无线短信发送的技术文件和技术专利，本发明专利“一种支持测量数据通过移动短信实时发送的便携式智能血糖仪”，在血糖检测领域，创新了血糖值测量和诊断的思想方法和应用领域，能完成不同学科技术的良好融合。开发和生产推广的这种支持测量数据通过移动短信息实时发送的便携式智能血糖仪，具有血糖值测量准确、医生和子女获取短信数据及时、远程诊断便捷等一系列人性化功能优势。并且，本专利的实现和推广，可以作为构建当前国内医疗信息物联网和远程医疗诊断网的一部分。 

对比文件 

[1] 酶电极法血糖仪的研制 仪器仪表学报杂志 于杨春2003年24期

[2] 基于手机的血糖测试仪的研究  吉林大学硕士学位论文 刘俊华 2005年

[3] 在糖尿病管理中用于模式识别的系统和方法 生命扫描有限公司 发明专利 CN200810125865

[4] 用于糖尿病管理的计算机系统 生命扫描有限公司 发明专利 CN200810125872

[5] 便携式血糖仪控制器 上海交通大学 发明专利 CN03116986.4

[6] 关于GSM无线通信技术的网络优化方法探讨 硅谷 潘建 2010年01期

[7] 基于GSM的污染源短信报警系统 现代电子技术 宋榕荣 2010年05期

[8] 基于GSM网络的面向农村基层的信息化政务平台 南京邮电大学 发明专利CN200720036659.8

[9] 基于GSM短信的远程控制系统 浙江树人大学 发明专利CN201020217097。

发明内容

1、要解决的技术问题（即原“发明目的”） 

具体发明目的主要有以下三个部分：

1）本申请专利中，在血糖仪中增加GSM等移动短信发送电子模块，以短信息作为数据传输的方式，对于血糖仪测量获得的每次血糖测试值进行数据打包，设计发送给指定目标(子女、医生等接收端的移动终端)的程序，设定对应的手机号码，达到保证患者定期使用血糖仪和指定目标能获取实时血糖值数据的目的。

2）本申请专利中，不但目标智能手机能接收和查看患者的血糖值短信，还能够在此基础上，通过开发相应的手机上层软件，该软件能对接收到的多用户多组数据，进行数据管理和远程分析诊断。 

3）本申请专利中，对于某区域内的多患者血糖数据，可以通过上述方式获得并构建远程服务器数据库，在此基础上，能够在将来建立本地区血糖患者的医药物联网基础数据平台。 

相对于普通血糖仪等小型医疗器械的处理能力而言，台式计算机的计算和管理等软件功能强大，智能移动终端更具有智能化，轻便化，软件管理功能较强大的优点，都可以提供更强大的对测量数据的查询与管理功能。本申请专利所阐述的支持短信息发送的智能血糖仪，可对全血进行定量的葡萄糖测定；可用于医院和社区医疗站；患者图标可以区分患者各类特征等软件功能。同时具有数据的保存与分析功能，可以分类测量和保存血糖值；可根据医生的需要获得空腹、午餐后、晚餐后、睡前等的血糖数值。台式计算机或智能手机，对本专利申请的血糖仪通过上述短信息方式获取数据后，可以利用相关的软件画出血糖分析曲线，医护人员可以分析出血糖患者的病情，可以据此指导患者的饮食和用药的安排和调整。 这种智能便携式血糖仪使用范围很广，可适用于家庭、个人、小型医疗单位等，能为整个社会的糖尿病人提供最优化的服务。 

本申请专利  “一种支持测量数据通过移动短信实时发送的便携式智能血糖仪”的研发和生产，在满足中华人民质检总局发布的国家标准GB/T 19634‑2005  【自测用血糖监测系统通用技术条件】规定的前提下，实现了便携式血糖仪从简单的血糖的监测上升到糖尿病的病情的远程分析处理的跨越，通过人机交互界面，实现对病情的真正监测，对患者准确了解病情，有针对性的采取手段提供定量的参考，对糖尿病患者来说，是生活中不可缺少的“帮手”。 

2、技术方案（方法发明） 

附图1为本申请专利的技术设计方案总图，图中，1为CPU控制模块，2为带GSM等短信发送等通信功能的通信模块，3为血糖测量插件模块。附图2是血糖测试仪电路设计完成图。所采用的技术设计方案在实现过程中简要的分为两个部分：

部分一）血糖仪通过 GSM 等通信模块将数据以短信的方式发送给手机，并实现相应软件管理：

在新型血糖仪中增加了GSM模块（也可增加CDMA或3G等支持短信发送的通信模块），为附图3，并对新型血糖仪进行硬件电路的改变和嵌入式程序设计。

对应的主要主控制程序流程图，为附图4，该程序能使该血糖仪在测试完成以后自动将测试数据发送到指定手机中。 

GSM模块指令为： 

信号测试：AT+CSQ+<CR>

       数据发送模式：AT+CMGF=0+<CR>

发生数据格式：AT+CMGS=”13988888888”<CR>Send Message by  Text‑Mode<Ctrl/Z>

//目的手机号码|结束符|内容                   |发送符|

相应的软件控制功能详细为本公司已授权的软件著作权《基于智能手机的血糖仪数据管理系统》，软著申请号2011R11L125841。附图5智能手机血糖仪软件的EXE文件和手机软件主界面。附图6 智能手机与血糖仪实现GSM数据传输和血糖测量的示意图。附图7为该 软件著作权示意图。

部分二）血糖仪通过 GSM 等通信模块将数据以短信的方式发送给糖尿病患者数据平台，并实现相应软件管理：

糖尿病患者数据平台的建立以每个不同的血糖仪为节点，通过GSM等移动网络组网管理，附图8为系统结构图。

血糖仪可设定是否将数据发送给数据平台，如需发送GSM模块将会把测试的数据结果发送给数据平台，通过平台对所有的患者进行管理、监控和远程诊断等应用。 

相应的软件控制功能详细为本公司已授权的软件著作权《血糖仪数据交换系统V2.0》，软著申请号2011SR053424。附图9为糖尿病患者数据平台软件主界面。附图10软件著作权示意图。 

3、有益效果 

基于本申请专利 “一种支持测量数据通过移动短信实时发送的便携式智能血糖仪”研发和生产的便携式智能血糖仪，在满足中华人民质检总局发布的国家标准GB/T 19634‑2005  【自测用血糖监测系统通用技术条件】规定的前提下，创新性的改进了具体的血糖测量方式和通信方式，并且能通过血糖仪本身、台式计算机或智能移动终端等器件多方面完成血液的监测、显示储存及分析等功能。实现了便携式血糖仪从简单的血糖测量上升到精确的糖尿病病情的分析的跨越，是糖尿病患者生活中不可缺少的“帮手”，并且实时将测试的结果发送到指定的终端中，达到了对糖尿病患者的实时跟踪和了解，对患者和家人都不错的帮助。所用的电子器件少，造价低，体积小，可以做成和普通的U盘的大小，便于携带。所以说本申请专利对应的产品的生产和推广是立足于人民日益增长的健康需求，立足于医疗改革的新政策，立足于智能化便携化的科技发展的新方向，具有明显的技术创新性和产品竞争优势。 

基于本发明专利的发明方法，得到创新改进后的便携式智能血糖仪的准确度和稳定性指标优于国际标准化组织ISO和国内行业标准指标，具体有益效果可以体现下面医学测量指标参数的改进和人性化智能化医疗的提升： 

当血糖溶度低于4.2mmol/L，检测结果误差在正负0.2mmol/L的范围内；当血糖溶度大于4.2mmol/L ，检测结果误差在正负5%范围内；

医学测量准确度指标为：STDEV标准差小于0.1；医学测量稳定度度指标为：CV（%）小于2%。

在进一步提高用户实时血糖值准确性的基础上，保证在对关键的血糖区间进行区分时，高血糖/正常血糖/低血糖的区分错误率，降低到0.5%（千分之五）以下。 

本专利的实行和推广，能够使用户使用更方便，更人性化。并且可以实现对患者的远程监控和诊断，继而构建社区的远程医疗物联网。 

附图和附表说明 

图1本申请专利的技术设计方案总图

图2血糖测试仪电路设计图

图3 GSM模块外观图

图4主控制程序流程图

图5 智能手机血糖仪的软件EXE文件

图6 智能手机血糖仪的软件主界面

图7智能手机与血糖仪实现GSM数据传输和血糖测量的示意图

图8软件著作权《基于智能手机的血糖仪测量数据管理系统V1.0》

图9 数据平台系统结构图

图10台式计算机的软件主界面

图11软件著作权《血糖仪数据交换系统V2.0》

具体实施方式

在第四部分发明内容中的技术方案和有益效果中，已作具体说明。