Low-cost portable microwave sensor for non-invasive monitoring of blood glucose level: novel design utilizing a four-cell CSRR hexagonal configuration
Notice bibliographique
Résumé
This article presents a novel design of portable planar microwave sensor for fast, accurate, and non-invasive monitoring of the blood glucose level as an effective technique for diabetes control and prevention. The proposed sensor design incorporates four cells of hexagonal-shaped complementary split ring resonators (CSRRs), arranged in a honey-cell configuration, and fabricated on a thin sheet of an FR4 dielectric substrate.The CSRR sensing elements are coupled via a planar microstrip-line to a radar board operating in the ISM band 2.4-2.5 GHz. The integrated sensor shows an impressive detection capability and a remarkable sensitivity of blood glucose levels (BGLs). The superior detection capability is attributed to the enhanced design of the CSRR sensing elements that expose the glucose samples to an intense interaction with the electromagnetic fields highly concentrated around the sensing region at the induced resonances. This feature enables the developed sensor to detect extremely delicate variations in the electromagnetic properties that characterize the varying-level glucose samples. The desired performance of the fabricated sensor is practically validated through in-vitro measurements using a convenient setup of Vector Network Analyzer (VNA) that records notable traces of frequency-shift responses when the sensor is loaded with samples of 70-120 mg/dL glucose concentrations. This is also demonstrated in the radar-driven prototype where the raw data collected at the radar receiving channel shows obvious patterns that reflect glucose-level variations. Furthermore, the differences in the sensor responses for tested glucose samples are quantified by applying the Principal Component Analysis (PCA) machine learning algorithm. The proposed sensor, beside its impressive detection capability of the diabetes-spectrum glucose levels, has several other favorable attributes including compact size, simple fabrication, affordable cost, non-ionizing nature, and minimum health risk or impact. Such attractive features promote the proposed sensor as a possible candidate for non-invasive glucose levels monitoring for diabetes as evidenced by the preliminary results from a proof-of-concept in-vivo experiment of tracking an individual's BGL by placing his fingertip onto the sensor. The presented system is a developmental platform towards radar-driven wearable continuous BGL monitors.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».