基于近紅外三波長(zhǎng)血糖檢測(cè)系統(tǒng)的研制.pdf

1、近紅外(Near Infrared, NIR)的波長(zhǎng)范圍是從0.7到2.5μm，利用近紅外光譜法可以對(duì)特定的功能團(tuán)進(jìn)行定量的測(cè)量，如C-H,O-H，N-H,和C=O等原子團(tuán)。采用近紅外光譜分析樣本濃度的研究工作主要集中在光學(xué)傳感器設(shè)計(jì)與光譜數(shù)據(jù)處理方法上。近紅外連續(xù)無創(chuàng)的血糖檢測(cè)方法是將一束近紅外光通過人體部分血管區(qū)域，從得到的光譜信息中提取相應(yīng)的血糖濃度信息。其關(guān)鍵在于收集具有足夠高信噪比的光譜信息以辨別微弱的葡萄糖吸收以及用復(fù)雜數(shù)據(jù)

2、處理方法選擇性提取葡萄糖濃度的相關(guān)信息。本文圍繞光學(xué)傳感器的設(shè)計(jì)和光譜數(shù)據(jù)處理方法兩個(gè)方面展開研究。 根據(jù)近紅外區(qū)域葡萄糖分子的吸收原理設(shè)計(jì)了一套基于近紅外三波長(zhǎng)的血糖濃度檢測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)主要由光源、斬波器、探頭及鎖定放大器組成。根據(jù)葡萄糖分子在倍頻區(qū)域的吸收峰選定信號(hào)波長(zhǎng)1610nm，然后以去除水分、血色素等干擾物質(zhì)的影響為目的，選定兩個(gè)參考波長(zhǎng)分別為1200nm，1350nm。探頭采用環(huán)-圓式的設(shè)計(jì)，環(huán)形的導(dǎo)光束增大了入射光的

3、照射面積，提高了光源強(qiáng)度，為實(shí)驗(yàn)獲得更高的信噪比提供了基礎(chǔ)。為將散射背景的影響最小化，根據(jù)光子擴(kuò)散傳輸方程求得理論最佳光源-探測(cè)器間距值3-5mm。 采用三種不同濃度間隔對(duì)濃度范圍為0-500mg/dL的葡萄糖水溶液測(cè)量表明：濃度間隔為100mg/dL時(shí)，采用偏最小二乘方法建立預(yù)測(cè)模型，其相關(guān)系數(shù)為0.997，預(yù)測(cè)均方根誤差為17.08mg/dL；濃度間隔為50mg/dL時(shí)，相關(guān)性稍差0.907，預(yù)測(cè)均方根誤差為54.52mg/