基于浮動基準點的無創(chuàng)血糖檢測系統(tǒng)長期穩(wěn)定性實驗研究.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)用浮動基準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基準點存在位置的影響,確定各個波長處浮動基準點的檢測位置,并對所搭建的系統(tǒng)光路系統(tǒng)進行標定,對光源,電路模塊和數(shù)據(jù)采集模塊進行性能評價和系統(tǒng)整體評價,設(shè)計相關(guān)實驗,初步驗證和探索出一套基于浮動基準點的血糖預測系統(tǒng)的評價方案。論文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　論文首先通過蒙特卡羅模擬研究浮動

2、基準點的存在特性,在波長范圍為1200nm-1700nm,葡萄糖濃度分別為50mg/dL,100mg/dL,150mg/dL時,濃度為5％的intralipid皮膚模擬溶液中進行模擬,確定5%的intralipid溶液中浮動基準點的存在位置變化情況,根據(jù)模擬結(jié)果進行環(huán)形光纖探頭的設(shè)計。
　　根據(jù)AOTF分光原理和幾何光學原理對系統(tǒng)進行整體設(shè)計,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)計中,根據(jù)近紅外光譜特性,選擇光電檢

3、測器和運算放大器,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)評價階段首先驗證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)動頻率的關(guān)系進行標定,并用海洋光學光譜儀驗證標定結(jié)果,驗證結(jié)果與標定結(jié)果的平均偏差為6.1nm,屬于晶體衍射波長的波動范圍。在暗背景的條件下,采集4000個數(shù)據(jù)點評價數(shù)據(jù)采集卡的穩(wěn)定性,變異系數(shù)為7.0847E-06,滿足實驗要求。采集暗背景,評價光電轉(zhuǎn)換器

4、輸出電壓的穩(wěn)定性,在開機兩小時之后的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)動器的電源電壓變化的影響。在系統(tǒng)整體信噪比評價過程中,采集標準反射物漫反射信息,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)計離體實驗,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)用浮動基準點光譜修正方法對光譜進行修正。用偏最小二乘法進行數(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,并用所建模型預測糖濃度,評價系統(tǒng)的可用性。
　　通過對系統(tǒng)的評價數(shù)據(jù)可知,系統(tǒng)在開機兩小時以后穩(wěn)定性達到最佳狀態(tài),超過八小時以后系統(tǒng)漂移較大,選擇性的分析特定時間段產(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