近紅外無(wú)創(chuàng)血糖測(cè)量——基準(zhǔn)波長(zhǎng)浮動(dòng)基準(zhǔn)法的研究.pdf

1、近紅外光譜無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)技術(shù)是至今尚未實(shí)現(xiàn)臨床應(yīng)用的國(guó)際前沿課題，其關(guān)鍵問(wèn)題在于光譜容易受到人體生理?xiàng)l件變化等的干擾，導(dǎo)致血糖濃度的測(cè)量精度無(wú)法達(dá)到要求。針對(duì)該問(wèn)題，本文基于葡萄糖與水的分子置換原理，通過(guò)研究不同波長(zhǎng)下吸收系數(shù)與散射系數(shù)的變化規(guī)律，驗(yàn)證了溶液吸光度變化量與葡萄糖濃度無(wú)關(guān)的基準(zhǔn)波長(zhǎng)的存在特性，并提出了以基準(zhǔn)波長(zhǎng)處的光信號(hào)作為內(nèi)部參考對(duì)光譜進(jìn)行修正的解決方案。
　　 本文首先系統(tǒng)研究了葡萄糖基準(zhǔn)波長(zhǎng)的存在特性?；谄咸?/p>

2、糖分子與水分子之間的氫鍵鍵合原理，研究了葡萄糖與水之間的分子置換機(jī)理。理論推導(dǎo)了純吸收介質(zhì)和混濁介質(zhì)條件下基準(zhǔn)波長(zhǎng)的存在公式。分別基于葡萄糖水溶液和2％Intralipid溶液的實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了葡萄糖基準(zhǔn)波長(zhǎng)的存在特性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果相符：純吸收介質(zhì)中的基準(zhǔn)波長(zhǎng)位于1525nm、1832nm和2062nm，2％Intralipid溶液中的基準(zhǔn)波長(zhǎng)位于2090nm和2180nm。在人體皮膚光學(xué)參數(shù)范圍內(nèi)，研究了樣品散射狀態(tài)變化對(duì)基準(zhǔn)波

3、長(zhǎng)的影響，為人體無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)中基準(zhǔn)波長(zhǎng)的選擇提供了理論依據(jù)。
　　 提出了利用基準(zhǔn)波長(zhǎng)對(duì)待測(cè)對(duì)象進(jìn)行高精度溫度測(cè)量的方法。理論分析了溫度影響近紅外光譜的物理基礎(chǔ)，并研究了溫度變化對(duì)葡萄糖濃度測(cè)量精度的影響。利用基準(zhǔn)波長(zhǎng)處的吸光度變化量與葡萄糖濃度無(wú)關(guān)的特性，提出一種基于基準(zhǔn)波長(zhǎng)的溫度測(cè)量方法。分別在純吸收介質(zhì)樣品和混濁介質(zhì)樣品中對(duì)上述溫度測(cè)量方法進(jìn)行了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，該方法對(duì)兩種介質(zhì)樣品的測(cè)溫精度分別為0.037℃和0.1℃

4、，且測(cè)溫結(jié)果不受溶質(zhì)濃度的影響。該方法能直接測(cè)量得到樣品內(nèi)部的溫度，因此有可能應(yīng)用于人體無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)中，用來(lái)對(duì)光譜的真實(shí)溫度進(jìn)行測(cè)量。此外，其它物質(zhì)在近紅外波段也存在相應(yīng)的基準(zhǔn)波長(zhǎng)，因此本文提出的方法也適用于對(duì)這些物質(zhì)的水溶液樣品進(jìn)行溫度測(cè)量。
　　 提出了一種利用基準(zhǔn)波長(zhǎng)對(duì)樣品光譜進(jìn)行修正的基準(zhǔn)波長(zhǎng)內(nèi)部參考檢測(cè)技術(shù)。分析了人體光譜測(cè)量中的干擾因素，以及常用的光譜數(shù)據(jù)處理方法。推導(dǎo)了利用基準(zhǔn)波長(zhǎng)消除光譜中外界干擾的理論公式，并對(duì)