近紅外無(wú)創(chuàng)血糖測(cè)量——浮動(dòng)基準(zhǔn)方法的基礎(chǔ)及應(yīng)用研究.pdf

1、活體自身背景變化是目前影響無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)精度的重要干擾因素，浮動(dòng)基準(zhǔn)參考測(cè)量方法將有助于解決該問題，但尚處初步研究階段，技術(shù)不成熟。針對(duì)該現(xiàn)狀，本文以“理論推導(dǎo)”--“模擬分析”--“實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”為主線，系統(tǒng)研究了基于浮動(dòng)基準(zhǔn)的參考測(cè)量方法。
　　 論文首先介紹了無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)的研究進(jìn)展，分析了當(dāng)前該領(lǐng)域的技術(shù)難題，其中如何解決測(cè)量背景變化的影響是關(guān)鍵。在離體葡萄糖測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，采用扣背景的方法可取得好的效果，但活體測(cè)量時(shí)無(wú)法找到可替代

2、的背景物質(zhì)。本課題組提出的浮動(dòng)基準(zhǔn)參考測(cè)量方法可解決該問題。
　　 論文從位置浮動(dòng)基準(zhǔn)點(diǎn)和波長(zhǎng)浮動(dòng)基準(zhǔn)點(diǎn)兩個(gè)方向進(jìn)行了研究，采用漫反射光相對(duì)于葡萄糖濃度變化的靈敏度推導(dǎo)了浮動(dòng)基準(zhǔn)方法的原理，根據(jù)Boltzmann傳輸方程及其定態(tài)漫射方程在無(wú)限介質(zhì)中的解析解，分析了位置浮動(dòng)基準(zhǔn)點(diǎn)和波長(zhǎng)浮動(dòng)基準(zhǔn)點(diǎn)的存在條件。
　　 基于蒙特卡羅的模擬方法，論文研究了脂肪乳溶液中葡萄糖位置浮動(dòng)基準(zhǔn)點(diǎn)的存在特性，其在不同波長(zhǎng)下的分布與理論計(jì)算結(jié)

3、果近似一致；在三層皮膚模型中，分析了皮膚組織光學(xué)特性和組織結(jié)構(gòu)特性對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)的影響，為在體測(cè)量中光學(xué)測(cè)頭的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　 設(shè)計(jì)了用于離體浮動(dòng)基準(zhǔn)點(diǎn)驗(yàn)證的光纖測(cè)頭，該測(cè)頭可通過(guò)更換光闌而實(shí)現(xiàn)不同徑向位置的漫反射光檢測(cè)?；诼暪饪烧{(diào)諧濾光器的近紅外光譜測(cè)量系統(tǒng)，首次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了葡萄糖位置浮動(dòng)基準(zhǔn)點(diǎn)的存在，結(jié)果表明：在1200～1600nm波段，10％Intralipid溶液中位置浮動(dòng)基準(zhǔn)點(diǎn)距光源中心的距離為1.3-1.6mm

4、。
　　 首次通過(guò)漫反射的測(cè)量方式研究了渾濁介質(zhì)中葡萄糖的波長(zhǎng)浮動(dòng)基準(zhǔn)點(diǎn)的存在特性，給出了脂肪乳溶液中波長(zhǎng)浮動(dòng)基準(zhǔn)點(diǎn)的模擬結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，討論了被測(cè)對(duì)象的光學(xué)特性對(duì)波長(zhǎng)浮動(dòng)基準(zhǔn)點(diǎn)的影響。在三層皮膚模型中，得出了波長(zhǎng)浮動(dòng)基準(zhǔn)點(diǎn)會(huì)隨徑向檢測(cè)距離的增加和表皮層厚度的減小向短波長(zhǎng)方向變化的結(jié)論。
　　 最后，論文研究了一種基于浮動(dòng)基準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理方法，進(jìn)行了葡萄糖離體建模實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：該方法能夠提高校正模型的穩(wěn)定性和預(yù)測(cè)精度