近紅外光譜測(cè)量中溫度修正方法的理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、基于近紅外光譜的人體血糖濃度無(wú)創(chuàng)檢測(cè)技術(shù)已成為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的熱點(diǎn)課題之一。然而，該技術(shù)目前面臨的一個(gè)重要問(wèn)題是：人體溫度變化不可預(yù)測(cè)和控制，而溫度變化會(huì)引起人體測(cè)量光譜的變化，進(jìn)而影響血糖測(cè)量精度?；诖耍菊n題對(duì)近紅外光譜測(cè)量中的溫度修正方法進(jìn)行了研究。 論文首先分析了溫度變化對(duì)于近紅外光譜的影響。基于朗伯-比爾定律，并考慮摩爾吸光系數(shù)的溫度變化特征，得到樣品的近紅外光譜隨溫度和葡萄糖濃度變化的關(guān)系。當(dāng)樣品的葡萄糖濃度和溫度

2、同時(shí)變化時(shí)，其吸光度差值信號(hào)ΔA可由兩部分表示：只與溫度變化相關(guān)的信號(hào)ΔAT（λ）和只與葡萄糖濃度變化相關(guān)的信號(hào)ΔAC（λ）。進(jìn)一步的溫度影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在1200nm-1700nm的波段范圍內(nèi)，溫度變化1℃所引起的光強(qiáng)變化幅度與葡萄糖濃度改變幾十甚至幾百：mmol/L時(shí)產(chǎn)生的效果相當(dāng)，這將嚴(yán)重影響近紅外光譜法無(wú)創(chuàng)血糖測(cè)量的精度和可行性。 論文在課題組陳韻的指導(dǎo)下，對(duì)近紅外光譜的溫度修正方法進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。在葡萄糖的基準(zhǔn)

3、波長(zhǎng)處，光強(qiáng)對(duì)于葡萄糖濃度變化不敏感，該波長(zhǎng)處的光強(qiáng)變化完全由溫度變化引起，因而，可以根據(jù)基準(zhǔn)波長(zhǎng)處的光強(qiáng)變化擬和計(jì)算得到樣品測(cè)量時(shí)的溫度。相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該方法計(jì)算得到的樣品溫度平均誤差不超過(guò)0.04℃。在此基礎(chǔ)上，求得各測(cè)量波長(zhǎng)處的由于溫度變化引起的信號(hào)ΔAT（λ），進(jìn)而求得葡萄糖濃度特征信號(hào)△AC（λ）?；谠摲椒▽?duì)不同溫度下的糖水溶液的光譜進(jìn)行處理，可消除溫度變化對(duì)于光譜的干擾，經(jīng)過(guò)修正后的各譜線按葡萄糖濃度實(shí)現(xiàn)了有效的區(qū)分