21824

21824

اندازه گيري دقيق و غيرمخرب قند خون با استفاده از سنسورهاي متامتريالي غيرخطي

كارشناسي ارشد

مخابرات - ميدان

1393

1397/8/21

دكتر علي عبدالعالي

دكتر مجيد طيراني

برق

اندازه¬گيري گلوكز خون مهم¬ترين نياز بيماران ديابتي است. اين بيماران براي كنترل مقدار گلوكز خون مجبور به تزريق انسولين هستند. امروزه روش¬هاي غيرمخرب گوناگوني براي اندازه¬گيري گلوكز خون آزمايش شده است كه متاسفانه هيچ¬كدام داراي دقت كافي نيست. تغييرات گلوكز خون يك شخص كاملا منحصر به فرد است و بستگي به پارامترهاي گوناگوني مثل متابوليزم بدن، شاخص توده¬ي بدن و مشخصات شيميايي بدن فرد دارد. از اين رو، روش اندازه¬گيري درون¬تني تغييرات مقدار گلوكز خون را بهتر از روش¬هاي برون¬تني نشان مي¬دهد. هدف اين پروژه پيشنهاد روش جديد اندازه¬گيري گلوكز خون است كه به طور غيرمخرب اين اندازه¬گيري را انجام مي¬دهد. با مطالعات گسترده بهترين روش اندازه¬گيري غيرمخرب خون كه با استفاده از پراب كواكسيال انتها باز انجام مي¬شود، انتخاب شده است. مدل¬هاي متعدد استخراج خواص دي¬الكتريك كه براي نمونه¬هاي پر تلف استفاده مي¬شود آزمايش شده و بهترين مدل انتخاب گرديده است. كد برنامه¬نويسي متلب براي اين مدل نوشته شده و از صحت آن اطمينان حاصل گشته است. به كمك خط انتقال غيرخطي چندين اندازه¬گيري¬هاي در هارمونيك¬هاي متعدد يك فركانس انجام شده است. اين كار براي بالا بردن دقت اندازه¬گيري در هر يك اندازه¬گيري و اطمينان از عدم بروز خطاي تصادفي انجام شده است. پراب كواكسيال انتها باز پارامتر پراكندگي را از روي پوست اندازه¬گيري مي¬كند. سپس به كمك خط انتقال غيرخطي اندازه¬گيري در فركانس¬هاي متعدد (هارمونيك¬ها) انجام مي¬شود. ستاپ اندازه¬گيري مايكروويوي كه شامل تركيب¬كننده، آشكار¬ساز فاز نمونه¬برداري و آشكارساز فاز حساس است، اندازه¬گيري در تك فركانس و هارمونيك¬هاي آن را تفكيك فركانسي نموده و اطلاعات دامنه و فاز را جداگانه به ما مي¬دهد. سپس به كمك كد متلب خواص دي¬الكتريك استخراج مي-شود. تا بحال استفاده از سنسورهاي متامتريالي غيرخطي براي اين كاربرد انجام نشده است و اين روش ميتواند باب جديدي را براي اندازه¬گيري غيرمخرب گلوكز خون بگشايد.

1398/12/13

Non-invasive and Precise Measurement of Blood Glucose Using Nonlinear Metamaterial Sensors

11/11/2020 12:00:00 AM

Blood Glucose measurement is the most important need of Diabetes patients. These patients need to inject insulin into their bodies in order to control the concentration of their Blood Glucose level. Nowadays, different non-invasive methods are used for the measurement of Blood Glucose Level but unfortunately, non of these methods have sufficient accuracy. Changes in Blood Glucose Concentration are person-specific and depends on different parameters such as the metabolism of body, body mass and other chemical specifications of body. That’s why in-vivo measurement techniques can better show the changes in Blood Glucose Concentration than in in-vitro measurement techniques. The aim of this project is to propose a novel non-invasive Blood Glucose measurement technique. Through comprehensive studies, Blood Glucose measurement using open-ended coaxial probe is selected. Different dielectric extraction models that are used for samples with high loss are tested and the best model is selected. MATLAB code for this model is written and verified. With the help of NLTL many measurements in different harmonics of a frequency is carried out. This is done in order to make the measurement more accurate and prevent any errors from occurring. Open-ended Coaxial probe measures the scattering parameter by being put on the skin. Then, using NLTL measurement in different frequencies (harmonics) is carried out. The microwave measurement setup that consists of synthesizers, sampling phase detector and Phase sensitive detector measures the Amplitude and phase separately for the single frequency and its harmonics. Then, using MATLAB code the dielectric constants are extracted. The use of Non-linear metamaterial sensors for this application is a new topic and this method can open new doors for non-invasive Blood Glucose measurement.