【摘要】：近紅外光譜無創(chuàng)血糖測量技術(shù)是至今尚未實現(xiàn)臨床應(yīng)用的國際前沿課題。活體自身背景變化是目前影響近紅外無創(chuàng)血糖測量的重要干擾因素,位置基準(zhǔn)參考測量方法將有助于解決該問題。論文圍繞位置浮動基準(zhǔn)點展開,從模擬、理論和實驗三方面對位置浮動基準(zhǔn)點進行研究,重點分析了基準(zhǔn)光譜修正方法。 基于蒙特卡羅模擬方法,論文研究了三層皮膚模型的位置浮動基準(zhǔn)點的存在特性,結(jié)果驗證了位置浮動基準(zhǔn)點在皮膚模型中存在。分析了皮膚組織光學(xué)特性(吸收系數(shù)和散射系數(shù))和皮膚組織結(jié)構(gòu)特性(表皮層厚度和真皮層厚度)與位置浮動基準(zhǔn)點的關(guān)系,得出位置浮動基準(zhǔn)點隨皮膚組織特征而變化的范圍,模擬結(jié)果為光學(xué)檢測探頭結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù)。 論文分析了人體無創(chuàng)血糖檢測中的各種干擾因素及其消除方法,介紹了近紅外無創(chuàng)血糖檢測中常用的數(shù)學(xué)建模方法,及光譜數(shù)據(jù)處理方法,并分析了這些方法的優(yōu)點和不足。在此基礎(chǔ)上,理論推導(dǎo)了基準(zhǔn)光譜修正方法,分析了利用該方法消除人體背景噪聲干擾的優(yōu)點。 根據(jù)蒙特卡羅模擬結(jié)果,論文設(shè)計了用于位置浮動基準(zhǔn)點實驗的光纖測頭,并基于5%的Intralipid葡萄糖溶液,完成了葡萄糖濃度梯度實驗。根據(jù)實驗得到的基準(zhǔn)光譜和測量光譜,論文研究了基準(zhǔn)光譜修正方法,結(jié)果表明:與應(yīng)用原始的測量光譜的模型相比,該方法建立的偏最小二乘模型的預(yù)測誤差平均減小了35%。該方法能夠提高校正模型的穩(wěn)定性和葡萄糖的預(yù)測精度。
[Abstract]:Non-invasive near-infrared spectroscopy (NIR) measurement of blood glucose is an international frontier subject that has not yet been applied in clinical practice. Background change in vivo is an important interference factor affecting NIR noninvasive blood glucose measurement. The reference method of position reference will be helpful to solve this problem. This paper focuses on the position floating datum, and studies the position floating datum from three aspects: simulation, theory and experiment. Based on the Monte Carlo simulation method, the existence characteristics of the position floating reference point of the three-layer skin model are studied, and the results verify the existence of the position floating reference point in the skin model. The relationship between the optical properties of skin tissue (absorption coefficient and scattering coefficient) and skin tissue structure (epidermis thickness and dermis thickness) and the position floating reference point are analyzed. The range of the position floating reference points varying with the skin tissue characteristics is obtained, and the simulation results provide the basis for the structural design of the optical detection probe. In this paper, the interference factors and their elimination methods in noninvasive blood glucose detection of human body are analyzed. The mathematical modeling methods and spectral data processing methods commonly used in NIR noninvasive blood glucose detection are introduced. The advantages and disadvantages of these methods are also analyzed. On this basis, the reference spectral correction method is derived theoretically, and the advantages of using this method to eliminate human background noise interference are analyzed. Based on the Monte Carlo simulation results, the optical fiber probe used in the position floating reference point experiment is designed, and the glucose concentration gradient experiment is completed based on the 5% Intralipid glucose solution. According to the experimental datum spectrum and measurement spectrum, this paper studies the correction method of datum spectrum. The results show that compared with the original model, the prediction error of the partial least square model is reduced by 35% on average. This method can improve the stability of calibration model and the precision of glucose prediction.
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：R318.51

【參考文獻】

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本文編號：2285179