近紅外無創(chuàng)血糖測量——浮動基準方法的基礎及應用研究.pdf

1、活體自身背景變化是目前影響無創(chuàng)血糖檢測精度的重要干擾因素，浮動基準參考測量方法將有助于解決該問題，但尚處初步研究階段，技術不成熟。針對該現(xiàn)狀，本文以“理論推導”--“模擬分析”--“實驗驗證”為主線，系統(tǒng)研究了基于浮動基準的參考測量方法。
　　 論文首先介紹了無創(chuàng)血糖檢測的研究進展，分析了當前該領域的技術難題，其中如何解決測量背景變化的影響是關鍵。在離體葡萄糖測量實驗中，采用扣背景的方法可取得好的效果，但活體測量時無法找到可替代

2、的背景物質(zhì)。本課題組提出的浮動基準參考測量方法可解決該問題。
　　 論文從位置浮動基準點和波長浮動基準點兩個方向進行了研究，采用漫反射光相對于葡萄糖濃度變化的靈敏度推導了浮動基準方法的原理，根據(jù)Boltzmann傳輸方程及其定態(tài)漫射方程在無限介質(zhì)中的解析解，分析了位置浮動基準點和波長浮動基準點的存在條件。
　　 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基準點的存在特性，其在不同波長下的分布與理論計算結

3、果近似一致；在三層皮膚模型中，分析了皮膚組織光學特性和組織結構特性對基準點的影響，為在體測量中光學測頭的設計提供了理論依據(jù)。
　　 設計了用于離體浮動基準點驗證的光纖測頭，該測頭可通過更換光闌而實現(xiàn)不同徑向位置的漫反射光檢測?；诼暪饪烧{(diào)諧濾光器的近紅外光譜測量系統(tǒng)，首次實驗驗證了葡萄糖位置浮動基準點的存在，結果表明：在1200～1600nm波段，10％Intralipid溶液中位置浮動基準點距光源中心的距離為1.3-1.6mm

4、。
　　 首次通過漫反射的測量方式研究了渾濁介質(zhì)中葡萄糖的波長浮動基準點的存在特性，給出了脂肪乳溶液中波長浮動基準點的模擬結果。在此基礎上，討論了被測對象的光學特性對波長浮動基準點的影響。在三層皮膚模型中，得出了波長浮動基準點會隨徑向檢測距離的增加和表皮層厚度的減小向短波長方向變化的結論。
　　 最后，論文研究了一種基于浮動基準點的數(shù)據(jù)處理方法，進行了葡萄糖離體建模實驗，結果表明：該方法能夠提高校正模型的穩(wěn)定性和預測精度