论文题目: 近红外光谱技术在人体血糖无创检测中的应用研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 光学
作者: 张洪艳
导师: 唐玉国
关键词: 血糖,无创检测,近红外光谱,最小二乘,预处理
文献来源: 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 目前医学上通常通过静脉抽血或微创的指尖采血,用酶催化法来检测血糖浓度,这给病人增加了痛苦和经济负担,且不能实现连续性家庭监测,因而更为完善的无创伤检测方法和技术成为近年来国内外正在积极研究的热点之一。无创血糖检测方法有近红外光谱、中红外光谱、生物传感器、激光拉曼光谱等。但都处于基础研究阶段,没有形成成型的仪器。近红外光谱能穿透皮肤和人体组织,且血糖浓度与其近红外吸收有很好的线性相关性,近红外无创血糖检测成为诸多无创血糖检测方法中最有优势的一种。本文在对此项技术进行理论分析的基础上,建立了以Nicolet 公司的Nexus 870 高精度傅立叶红外光谱仪为核心的近红外光谱分析测试系统,在国内首次对人体血糖检测进行了系统的研究。分析了葡萄糖粉末近红外光谱特性和光程长对排除水的吸收影响的效果,并以葡萄溶液为例详细研究并分析了近红外血糖检测的波段范围、数据的预处理方法和建模所采用的化学计量学方法,选择了含有葡萄糖吸收的7500～8500cm-1和5500～6500cm-1作为全谱分析区域,初步确定了基线校正、平滑和求导的光谱数据的预处理方法及最小二乘的建模方法。在此基础上通过对葡萄糖溶液、离体的血浆和全血及正常人实际的血清和全血进行了建模分析,把建模波段扩展到7500～9500cm-1,进一步确定了血糖无创检测的建模波段和数据的预处理方法。本论文将血糖的离体检测和在体检测结合起来,采用全
论文目录:
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 人体糖的代谢
1.2 糖尿病的血糖检测
1.3 无创血糖检测技术的发展
1.3.1 测定血液代替物及与微渗透技术相结合的方法
1.3.2 生物传感器方法
1.3.3 光谱学的方法
1.4 本文的研究内容
第二章 近红外光谱技术的发展及葡萄糖粉末的光谱特性研究
2.1 近红外光谱技术的发展概况
2.1.1 近红外光谱的产生及光谱特性
2.1.2 近红外光谱特征
2.1.3 近红外光谱的分析基础
2.1.4 近红外光谱技术的特点
2.1.5 近红外光谱仪器的发展
2.1.6 计算技术的发展
2.1.7 应用领域的发展
2.2 葡萄糖粉末近红外光谱特性分析
2.2.1 NICOLET 傅立叶光谱仪简介
2.2.2 葡萄糖近红外光谱特性的研究
第三章 近红外定量分析方法的研究
3.1 近红外光谱的定量分析基础
3.1.1 比耳定律
3.1.2 近红外光谱的定量分析
3.1.3 近红外光谱定量分析的步骤
3.1.4 近红外光谱分析中光谱区域的优化与预处理方法的确定
3.2 建立校正模型的化学计量学算法的选择
3.2.1 多元线性回归法
3.2.2 主成分回归法
3.2.3 偏最小二乘法
3.2.4 Bp 神经网络
3.3 葡萄糖溶液近红外光谱分析中三种常用建模方法比较
3.4 本章小结
第四章 血糖浓度的近红外光谱分析技术
4.1 离体血糖浓度近红外光谱的分析测试
4.1.1 葡萄糖溶液的近红外光谱分析
4.1.2 血浆中葡萄糖浓度的近红外透射光谱分析
4.1.3 全血中葡萄糖浓度的近红外透射光谱分析
4.1.4 人体血清中血糖浓度近红外透射光谱的检测和分析
4.1.5 人体全血中血糖浓度近红外透射光谱分析
4.2 人体血糖浓度无创检测的初步研究
4.2.1 近红外漫反射技术
4.2.2 人体血糖无创检测实验装置
4.2.3 实验方案的制定
4.2.4 样品采集和测试
4.2.5 结果分析与讨论
4.3 小结
第五章 人体血糖近红外检测系统的设计
5.1 血糖近红外检测系统的设计
5.1.1 近红外血糖检测系统的设计原理
5.1.2 检测系统要求的参数指标
5.1.3 各部分的主要器件
5.2 血糖近红外透射检测系统的实现
5.3 近红外血糖检测系统的应用
5.3.1 葡萄糖溶液的近红外透射光谱的建模结果
5.3.2 傅里叶光谱仪系统的建模结果
5.3.3 结果分析
5.4 小结
第六章 全文总结
6.1 本论文工作取得的进展
6.2 深入研究工作的展望
参考文献
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致谢
博士学位论文原创性声明
发布时间: 2006-03-14
参考文献
- [1].光学相干层析无创血糖检测及其影响因素研究[D]. 苏亚.天津大学2014
- [2].近红外无创血糖检测中背景减小方法的理论和实验研究[D]. 谷筱玉.天津大学2007