基于浮動(dòng)基準(zhǔn)點(diǎn)的無創(chuàng)血糖檢測系統(tǒng)長期穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、近紅外光譜無創(chuàng)血糖測量方法是目前較有前景的一種人體無創(chuàng)血糖的檢測方法。論文應(yīng)用浮動(dòng)基準(zhǔn)理論搭建了近紅外血糖測量系統(tǒng),通過分析各因素對浮動(dòng)基準(zhǔn)點(diǎn)存在位置的影響,確定各個(gè)波長處浮動(dòng)基準(zhǔn)點(diǎn)的檢測位置,并對所搭建的系統(tǒng)光路系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定,對光源,電路模塊和數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行性能評價(jià)和系統(tǒng)整體評價(jià),設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn),初步驗(yàn)證和探索出一套基于浮動(dòng)基準(zhǔn)點(diǎn)的血糖預(yù)測系統(tǒng)的評價(jià)方案。論文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　論文首先通過蒙特卡羅模擬研究浮動(dòng)

2、基準(zhǔn)點(diǎn)的存在特性,在波長范圍為1200nm-1700nm,葡萄糖濃度分別為50mg/dL,100mg/dL,150mg/dL時(shí),濃度為5％的intralipid皮膚模擬溶液中進(jìn)行模擬,確定5%的intralipid溶液中浮動(dòng)基準(zhǔn)點(diǎn)的存在位置變化情況,根據(jù)模擬結(jié)果進(jìn)行環(huán)形光纖探頭的設(shè)計(jì)。
　　根據(jù)AOTF分光原理和幾何光學(xué)原理對系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì),應(yīng)用正交偏振法,消除摻雜0級光的影響。在電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,根據(jù)近紅外光譜特性,選擇光電檢

3、測器和運(yùn)算放大器,并通過LABVIEW數(shù)據(jù)采集模塊完成數(shù)據(jù)采集工作。
　　在系統(tǒng)評價(jià)階段首先驗(yàn)證AOTF晶體對于輸入頻率有很好的敏感性和穩(wěn)定性,用傅立葉光譜儀對晶體衍射波長與驅(qū)動(dòng)頻率的關(guān)系進(jìn)行標(biāo)定,并用海洋光學(xué)光譜儀驗(yàn)證標(biāo)定結(jié)果,驗(yàn)證結(jié)果與標(biāo)定結(jié)果的平均偏差為6.1nm,屬于晶體衍射波長的波動(dòng)范圍。在暗背景的條件下,采集4000個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)評價(jià)數(shù)據(jù)采集卡的穩(wěn)定性,變異系數(shù)為7.0847E-06,滿足實(shí)驗(yàn)要求。采集暗背景,評價(jià)光電轉(zhuǎn)換器

4、輸出電壓的穩(wěn)定性,在開機(jī)兩小時(shí)之后的120分鐘內(nèi)測量路和參考路漂移分別為2.3%和1.1%,并分析檢測器的輸出電壓隨驅(qū)動(dòng)器的電源電壓變化的影響。在系統(tǒng)整體信噪比評價(jià)過程中,采集標(biāo)準(zhǔn)反射物漫反射信息,分析系統(tǒng)短期信噪比和長期信噪比。6分鐘內(nèi)參考路和測量路的短期變異系數(shù)均別為0.0004左右。8小時(shí)內(nèi)參考路和測量路的長期變異系數(shù)均為0.012左右。
　　設(shè)計(jì)離體實(shí)驗(yàn),將糖量為100 mg/dL到2000mg/dL5%的intralip

5、id溶液作為人體組織血液的模擬溶液,應(yīng)用浮動(dòng)基準(zhǔn)點(diǎn)光譜修正方法對光譜進(jìn)行修正。用偏最小二乘法進(jìn)行數(shù)據(jù)建模,模型中RMSEP和RMSEC分別為95.4225 mg/dL和85.5487 mg/dL,相關(guān)系數(shù)R為0.9889,并用所建模型預(yù)測糖濃度,評價(jià)系統(tǒng)的可用性。
　　通過對系統(tǒng)的評價(jià)數(shù)據(jù)可知,系統(tǒng)在開機(jī)兩小時(shí)以后穩(wěn)定性達(dá)到最佳狀態(tài),超過八小時(shí)以后系統(tǒng)漂移較大,選擇性的分析特定時(shí)間段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)對于今后無創(chuàng)血糖的研究有較為重要的意義