近紅外無創(chuàng)血糖檢測(cè)——基于蒙特卡羅模擬的浮動(dòng)基準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量誤差的分析研究.pdf

1、隨著糖尿病患者的日益增多，人們對(duì)近紅外無創(chuàng)血糖檢測(cè)技術(shù)的需求越來越急迫。該技術(shù)面臨的主要難題是，測(cè)量條件的穩(wěn)定性難以保證，加之測(cè)量系統(tǒng)及被測(cè)對(duì)象自身的背景變化大，導(dǎo)致難以提取出葡萄糖濃度變化的信息。針對(duì)上述難題，本課題組經(jīng)過多年研究，提出了浮動(dòng)基準(zhǔn)測(cè)量法以消除干擾因素的影響。本文基于Monte Carlo(MC)模擬，研究了課題組設(shè)計(jì)研發(fā)的多路光纖測(cè)量系統(tǒng)在測(cè)量過程中存在的測(cè)量誤差，以期能夠進(jìn)一步完善浮動(dòng)基準(zhǔn)測(cè)量方法，并盡快將之應(yīng)用于在

2、體血糖測(cè)量。
　　首先，對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的最佳測(cè)量條件進(jìn)行了研究，主要研究了最佳測(cè)量時(shí)長(zhǎng)和適于實(shí)驗(yàn)測(cè)量的最佳濃度等。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，為使光源穩(wěn)定性帶來的粗大誤差降到最低，系統(tǒng)在進(jìn)行測(cè)量前需要預(yù)熱4小時(shí)?？紤]到離體實(shí)驗(yàn)中受儀器測(cè)量精度的限制，同時(shí)也為了保證模擬與溶液實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一致性，在實(shí)際的離體測(cè)量實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用濃度為1000～2500mg/dL的葡萄糖溶液進(jìn)行測(cè)量。
　　其次，基于MC模擬，針對(duì)定位偏差產(chǎn)生的測(cè)量誤差進(jìn)行了定量分析

3、，并提出了細(xì)化計(jì)算法(TCM)。該方法的優(yōu)勢(shì):其一，能夠保證誤差源的單一性;其二，能夠利用一次模擬數(shù)據(jù)進(jìn)行多組誤差分析，提高了效率?；赥CM的研究結(jié)果表明，7μm的定位誤差將會(huì)對(duì)浮動(dòng)基準(zhǔn)點(diǎn)位置的測(cè)定帶來10.63％的相對(duì)誤差。因此，為使得定位偏差引起的測(cè)量相對(duì)誤差控制在10％以內(nèi)，定位偏差須小于7μm。
　　再次，基于MC模擬對(duì)浮動(dòng)基準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量過程中的光源漂移誤差進(jìn)行了定量分析。利用改變MC模擬中入射光子數(shù)來表示光源強(qiáng)度發(fā)生變化。