散射介質(zhì)中葡萄糖的等漫反射波長的存在特性及應(yīng)用.pdf

1、人體無創(chuàng)血糖檢測無痛便捷,可實現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測,對于提高糖尿病患者的生活質(zhì)量和減少并發(fā)癥的發(fā)生具有重要意義。為消除近紅外無創(chuàng)血糖測量中漂移等干擾因素影響,課題組提出基于基準(zhǔn)波長的光譜修正方法,并發(fā)現(xiàn)純吸收介質(zhì)(葡萄糖水溶液)中存在吸光度不隨葡萄糖濃度變化而變化的等吸收波長。本文在前期研究的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)地探究了不同散射介質(zhì)中,不同徑向檢測距離下,葡萄糖的等漫反射波長(即散射介質(zhì)中葡萄糖的基準(zhǔn)波長)的存在特性、影響因素及應(yīng)用,為實現(xiàn)浮動基準(zhǔn)法無創(chuàng)

2、血糖檢測技術(shù)在多波長、多徑向檢測距離下的應(yīng)用提供依據(jù)。
　　首先,本文分別通過理論推導(dǎo)、蒙特卡洛模擬及仿體實驗系統(tǒng)地證明了在1100 nm-1400 nm范圍內(nèi),不同散射介質(zhì)中,不同徑向檢測距離下,均存在葡萄糖的等漫反射波長,且該波長隨徑向檢測距離變化成曲線分布。通過蒙特卡洛模擬探究了組織光學(xué)參數(shù)對葡萄糖的等漫反射波長存在特性的影響,發(fā)現(xiàn)1135 nm、1185 nm、1300 nm和1370 nm附近存在對吸收系數(shù)變化不顯著的葡

3、萄糖等漫反射波長。散射系數(shù)對葡萄糖等漫反射波長存在曲線的影響表現(xiàn)為沿徑向檢測距離方向的近似平行。同時,蒙特卡洛模擬及仿體實驗證明了在1140 nm-1150 nm、1190 nm-1200 nm、1300 nm-1310 nm附近存在受系統(tǒng)信噪比水平影響不顯著的葡萄糖等漫反射波長,得出等漫反射波長的最優(yōu)化選擇。
　　其次,本文提出了應(yīng)用葡萄糖等漫反射波長的光譜修正方法。仿體實驗證明,5％ intralipid散射介質(zhì)中,以1300

4、nm附近作為最優(yōu)化葡萄糖的等漫反射波長對2.1 mm-2.9 mm徑向檢測距離范圍內(nèi)的原始光譜均具有修正效果。偏最小二乘建模結(jié)果表明應(yīng)用葡萄糖等漫反射波長光譜修正方法,相比傳統(tǒng)扣背景法,能夠顯著消除測量過程中漂移等干擾因素的影響。同一天建模實驗中,校正均方差與預(yù)測均方差可分別減少52.3%和54.0%。多天建模實驗中,校正均方差與預(yù)測均方差分別減少26.1%和31.4%,且預(yù)測模型的線性相關(guān)系數(shù)均達(dá)到0.99。
　　該研究提高了散