發(fā)布時(shí)間：2023-06-10 15:16

　　快速實(shí)時(shí)地?zé)o創(chuàng)監(jiān)測(cè)葡萄糖濃度在生物分析、臨床監(jiān)測(cè)、食品加工業(yè)等方面都具有非常重要的意義,尤其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,葡萄糖無創(chuàng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)μ悄虿〉脑\療以及控制起到重要作用。無創(chuàng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)主要由具有信號(hào)的發(fā)射和接收功能的傳感器、用于檢測(cè)頻譜信息的頻譜特性分析儀、電腦這三部分構(gòu)成,具有無創(chuàng)、快速實(shí)時(shí)、穩(wěn)定性好、簡便等優(yōu)點(diǎn)。本文自主研究設(shè)計(jì),成功的構(gòu)建了一套用于葡萄糖無創(chuàng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的微波傳感系統(tǒng)。微波傳感系統(tǒng)的構(gòu)建過程,首先是通過對(duì)各種葡萄糖無創(chuàng)檢測(cè)方法的對(duì)比,確定了基于微波傳感的檢測(cè)方法,再依據(jù)葡萄糖無創(chuàng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的原理、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)和方法,對(duì)構(gòu)成微波傳感系統(tǒng)的核心部件天線進(jìn)行自主設(shè)計(jì),并且為滿足葡萄糖無創(chuàng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的要求,選擇了微帶貼片天線,再根據(jù)對(duì)微波波譜信息分析的需要,先后選擇N型頻譜特性分析儀與T型(USB Mini頻譜分析儀)作為頻譜特性分析儀器,最后完成系統(tǒng)的初步構(gòu)建。通過對(duì)葡萄糖水溶液、模擬血液、手指等進(jìn)行一系列的實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證該系統(tǒng)的用于葡萄糖無創(chuàng)監(jiān)測(cè)的可行性,得到如下結(jié)果:(1)在0-2 GHz頻段下對(duì)葡萄糖水溶液、模擬血液、手指等進(jìn)行連續(xù)掃頻實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn),葡萄糖水溶液、模擬血液、...

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 葡萄糖無創(chuàng)檢測(cè)的意義
    1.2 無創(chuàng)葡萄糖的檢測(cè)方法
        1.2.1 光學(xué)法
            1.2.1.1 光聲光譜法
            1.2.1.2 近紅外光譜法
            1.2.1.3 拉曼光譜法
            1.2.1.4 光學(xué)層析成像法(OCT)
            1.2.1.5 偏振光旋光法
            1.2.1.6 熒光技術(shù)
        1.2.2 阻抗法
        1.2.3 電化學(xué)法
        1.2.4 微波法
    1.3 論文的概要和安排
第二章 微波傳感系統(tǒng)構(gòu)建的理論基礎(chǔ)
    2.1 前言
    2.2 微波
        2.2.1 微波的特點(diǎn)
        2.2.2 微波的物理特性
        2.2.3 微波檢測(cè)的原理
            2.2.3.1 微波檢測(cè)的物理基礎(chǔ)
            2.2.3.2 介電常數(shù)、復(fù)介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切
            2.2.3.3 介質(zhì)極化
            2.2.3.4 德拜馳豫方程
            2.2.3.5 水和葡萄糖的物理特性
            2.2.3.6 微波檢測(cè)葡萄糖的方法
    2.3 天線
        2.3.1 天線的概述
        2.3.2 微帶貼片天線
        2.3.3 微帶貼片天線的基本特性
        2.3.4 微帶貼片天線的作用機(jī)制
        2.3.5 微帶貼片天線的饋電結(jié)構(gòu)
        2.3.6 貼片的形狀
        2.3.7 介質(zhì)基板
        2.3.8 微帶貼片天線的分析方法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建
    3.1 前言
    3.2 技術(shù)路線
    3.3 系統(tǒng)的搭建
        3.3.1 N型頻譜分析儀
        3.3.2 微波傳感器
        3.3.3 屏蔽箱
        3.3.4 傳輸電纜
    3.4 天線的設(shè)計(jì)
        3.4.1 HFSS軟件仿真設(shè)計(jì)流程
        3.4.2 天線的設(shè)計(jì)
            3.4.2.1 天線的設(shè)計(jì)滿足的要求
            3.4.2.2 天線的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)
            3.4.2.3 天線的性能
            3.4.2.4 天線實(shí)物圖
        3.4.3 測(cè)試管的組裝
        3.4.4 測(cè)試管的仿真結(jié)果
    3.5 實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái)的搭建
    3.6 本章小結(jié)
第四章 葡萄糖無創(chuàng)檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 前言
    4.2 葡萄糖檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)圖
    4.3 實(shí)驗(yàn)材料
    4.4 樣品的準(zhǔn)備
    4.5 葡萄糖的無創(chuàng)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)
    4.6 數(shù)據(jù)分析處理
        4.6.1 多元線性回歸
        4.6.2 不同濃度的葡萄糖水溶液的檢測(cè)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析
        4.6.3 模擬血液的檢測(cè)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析
        4.6.4 手指無創(chuàng)檢測(cè)結(jié)果與數(shù)據(jù)分析
    4.7 本章小結(jié)
第五章 葡萄糖無創(chuàng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立
    5.1 前言
    5.2 無創(chuàng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本裝置結(jié)構(gòu)圖
    5.3 實(shí)驗(yàn)條件的摸索
        5.3.1 T型頻譜分析儀
        5.3.2 測(cè)試頻率范圍的探索
            5.3.2.1 在0.8-3.8 GHz的頻率范圍內(nèi)的檢測(cè)分析
            5.3.2.2 在3.8-4.8 GHz的頻率范圍內(nèi)的檢測(cè)分析
            5.3.2.3 在5.1-6.15 GHz的頻率范圍內(nèi)的檢測(cè)分析
            5.3.2.4 小結(jié)
        5.3.3 檢測(cè)精度的探索
            5.3.3.1 濃度梯度為100mg/dL的葡萄糖水溶液檢測(cè)結(jié)果及分析
            5.3.3.2 濃度梯度為10mg/dL的葡萄糖水溶液檢測(cè)結(jié)果及分析
            5.3.3.3 濃度梯度為1mg/dL的葡萄糖水溶液檢測(cè)結(jié)果及分析
        5.3.4 小結(jié)
    5.4 葡萄糖無創(chuàng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立
        5.4.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的改進(jìn)
            5.4.1.1 注射泵
            5.4.1.2 樣品管
            5.4.1.3 改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置
        5.4.2 關(guān)系模型的建立
            5.4.2.1 不同濃度的葡萄糖水溶液檢測(cè)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析
        5.4.3 算法的研究
        5.4.4 無創(chuàng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)性能的實(shí)現(xiàn)
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 不足之處與未來的展望
        6.3.1 不足之處
        6.3.2 未來的展望
參考文獻(xiàn)
附錄
    附錄A 原始數(shù)據(jù)
致謝



本文編號(hào)：3833098