血糖仪介绍

系统设计
电路设计：
血糖测量通常采用电化学分析
中的三电极体系。三电极体系是相 对于传统两电极体系而言，包括， 工作电极(WE)，参比电极(RE)和对 电极 (CE)。参比电极用来定点位零 点，电流流经工作电极和对电极工 作电极和参比电极构成一个不通或 基本少通电的体系，利用参比电极 电位的稳定性来测量工作电极的电 极电势。工作电极和辅助电极构成 一个通电的体系，用来测量工作电 极通过的电流。利用三电极测量体 系，来同时研究工作电极的点位和 电流的关系。
人口老龄化加速是我国糖尿病患
病率持续升高的主要因素之一
老年人群（60 以上）糖尿病患病率在18%以上，是 20-30 岁年龄段患病率的8-10 倍。2013年，我国60 岁以上的老年人口超过2 亿，老年糖尿病患者保守 估计就有3600 万人。中国人口老龄化蓝皮书调查 显示，2013-2020 年中国老龄化水平从14.9%上升到 17.5%，平均每年增长老年人口多大700 万人。由 于糖尿病的无法治愈性和随着年龄的增加患病率的 提高，保守估计老龄化带来的年均新增老年糖尿病 患者就多达30-40 万人。
显示和背光
大多数血糖仪均使用简单的约100段液晶显示（LCD），可由集成 至微处理器的LED驱动器驱动。一些血糖仪具有更复杂的点阵LCD， 通常要求使用玻璃、偏压和驱动器组装而成的模块。点阵显示器 还要求附加存储器以储存显示内容。还存在彩色显示器，要求比 段式或点阵LCD更多、更高的电压。可通过使用两个白光LED （WLED）或电致发光源来添加背光照明。
准百度文库度和精度
光学反射法和电化学血糖仪需要解析几纳安范围的电流。如果 血糖仪要求在生产过程中校准，为了满足血糖仪的误差指标， 器件必须具有极低的漏电流和电源电压、温度以及时间漂移。 运算放大器的主要技术指标为连接电容式电化学试纸时应具有 极低的输入偏置电流（《 1nA）、高线性度和稳定性。对于两 种类型的血糖仪，运算放大器通常均配置为TIA。电压基准的主 要技术指标包括：温度系数低于50ppm/°C、低时间漂移和良好 的线性、负载调节。10位或12位DAC用于设置电化学试纸的偏压 并设置光反射法试纸的LED电流。有时，电化学试纸采用比较器， 以探测血液何时加入试纸。以节省等待采血期间的功耗，确保 反应区域填满血液。血糖仪类型不同，ADC要求也不同，但是大 多数要求分辨率不低于14位，并要求低噪声，以实现可重复测 试结果。有些应用在ADC前增加可编程增益级，以扩展动态范围， 这种情况下可使用12位分辨率。
采血方式
血糖仪从采血方式上有两种，一是抹血式，一是吸血 式。
抹血的机器一般采血量比较大，患者比较痛苦。如果 采血偏多，还会影响测试结果，血量不足，操作就会 失败，浪费试纸，这种血糖仪多为光电式的。
吸血式的血糖仪，试纸自己控制血样计量，不会因为 血量的问题出现结果偏差，操作方便，用试纸点一下 血滴就可以了。
光学反射试纸利用颜色确定血液的血糖浓度。经过校准的电流通常流 过两个发光二极管（LED），该发光二极管交替照射彩色试纸。一个光 电二极管监测反射光强度，由试纸颜色确定，而试纸的颜色取决于血 液的血糖含量。光电二极管电流通过TIA转换为电压，以利用ADC进行 测量。光电二极管的满量程电流范围为1μA至5μA，分辨率低于5nA。 此方法需要测量环境温度。
形势分析
糖尿病成为在世界范围内威胁人类健康的多发慢性病。 全球糖尿病患者超过3.8 亿，患病率8.3%，到2035 年这 患者达到5.9 亿，患病率上升到10.1%。据统计，我国 20 岁以上的糖尿患病率从1986 年的1%上升到2013 年 的10.3%，现有患者接近1 亿。在老龄化和生活习惯改 变的双重夹击下，糖尿病患病率持续攀升。根据IDF 预 测，到2035 年我国糖尿病患者上升到1.43 亿，中国将 长期占据世界糖尿病患者第一大国的位置。
糖尿病是危害人类健 康的四大疾病之一 , 其症状表现为血液和
尿液中葡萄糖含量异 常 。目前全世界已
有一亿两千万糖尿病 患者 , 国内该病群体 规模也已超过 4000 万人 , 并以每年 10% 的速度增长 。 近代
医学研究发现 , 不论 是第一型糖尿病还是 第二型糖尿病 , 对血 糖进行良好地控制可
温度测量
理想情况下，应测量试纸上的血液温度，但是通常测量的是试纸 周围的环境温度。温度测量精度随指示类型和化学成分的不同而 变化，典型为±1°C 至±2°C之间。利用独立的温度传感器IC或远程 热敏电阻或带有PN结的ADC进行温度测量。利用与ADC具有相同参 考驱动的半桥配置热敏电阻将提供更准确的结果，因为这种设计 消除了所有电压基准误差。远程或内置PN结可利用高精度集成模 拟前端（AFE）进行测量。
以减少糖尿病并发症 的发生 。
血糖仪
血糖仪又称血糖计，是一种测量血糖水平的电子 仪器。
工作原理
采血方式
血糖监测 原理
工作原理
现在，市场上存在连续和离散（单次）测试两种仪器，植入式和无创 式仪器正在推进。连续测试血糖仪只能凭处方使用，利用皮下电化学 传感器设置测试间隔。单次测试血糖仪使用电化学或光学反射法测量 血糖水平，单位为mg/dL或mmol/L。绝大多数血糖仪为电化学仪器。 电化学测试试纸具有电极，在数 /模转换器（DAC）提供精确偏压，利 用试纸的电化学反应测量与血糖成正比的电流。可能存在一路或多路 通道，通常互阻放大器（TIA）将电流转换为电压，然后利用模/数转 换器（ADC）进行测量。试纸的满幅电流测量值为10μA至50μA，分辨 率小于10nA。由于试纸对温度敏感，所以需要测量环境温度。
血糖检测原理
血糖值的检测方法是生物电化学方法, 即用生物传感器葡萄糖氧化酶电极进 行血糖测试。其中酶电极由酶膜和电 极结合而成,血糖试纸如图所示。在血 糖试纸的葡萄糖氧化酶电极两端施加 恒定电压,然后向电极间滴入血液,固定 在电极上的葡萄糖氧化酶与血液中的 葡萄糖发生氧化还原反应,由化学反应 所产生的自由电 子在电场的作用下将 发生定向移动,从而形成响应电流。这 就是血糖仪测试的基本原理。