论文摘要
利用近红外光谱法进行人体血糖无创检测具有测量快速、无创伤、无痛等优点,对于治疗糖尿病以及提高糖尿病患者的生活质量具有重要的意义。但由于受到生理背景等因素变化的干扰,其测量精度尚无法达到临床应用的要求。浮动基准检测技术是解决背景干扰问题的有效方案之一。本文针对浮动基准检测技术中的关键因素——基准位置的特性进行了研究。论文首先基于漫射传输方程,理论推导了对葡萄糖浓度变化不敏感的漫反射光的径向检测基准位置的存在条件,并计算得到不同波长下的基准位置曲线。进一步采用蒙特卡罗模拟算法,分别基于intralipid溶液和皮肤模型,模拟计算了样品在不同葡萄糖浓度和波长下的漫反射光径向空间分布规律,结果表明:存在葡萄糖测量的径向检测基准位置,且该基准距离的大小与波长相关。基于Intralipid样品,模拟研究了光学参数变化对于基准位置的影响规律。背景样品的吸收系数、散射系数和各向异性因子分别改变时的模拟结果表明:基准位置与光源之间的径向距离随着散射系数的增大而减小,随着各向异性因子的增大而增大,但不随吸收系数的变化而改变。当固定μt的取值时,基准位置不随散射系数的变化而改变。当改变Intralipid母液浓度时,葡萄糖的基准位置随着Intralipid溶液的浓度增加而偏向光源方向。构建漫反射光径向空间检测实验装置,利用2%intralipid溶液实验分析了漫反射光随葡萄糖浓度的变化规律。实验结果表明,在径向检测空间存在漫反射光对葡萄糖浓度变化不敏感的基准位置,且其特性与模拟结果一致。在上述研究的基础上,设计了可应用于浮动基准检测实验的光学测头,为下一步的研究提供了实验条件。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 人体血糖浓度无创伤检测的意义1.2 血糖浓度无创伤测量的方法概述及研究进展1.3 当前无创血糖检测存在的主要问题1.4 本论文的主要研究任务及结构安排第二章 浮动基准方法的测量理论2.1 近红外光谱测量原理2.1.1 近红外光谱的产生及光谱特征2.1.2 近红外光谱血糖检测的理论基础2.1.3 无创血糖检测的漫反射测量方法2.2 近红外光谱多元数据分析方法2.2.1 近红外光谱定量分析的基础模型2.2.2 数据分析方法2.3 浮动基准法的测量理论2.4 本章小结第三章 浮动基准点的存在特性及模拟分析3.1 光在组织体中传播的数学模型3.2 浮动基准点存在条件的理论分析3.3 浮动基准点存在的模拟分析3.3.1 蒙特卡罗方法的基本思想3.3.2 模拟中光学参数的计算3.3.3 径向检测基准位置的存在特性3.4 本章小结第四章 光学参数对基准位置影响的研究4.1 光学参数对浮动基准点影响的理论分析4.2 光学参数对浮动基准点影响的模拟分析4.2.1 吸收系数对浮动基准位置的影响4.2.2 散射系数对浮动基准位置的影响4.2.3 各向异性因子对基准位置的影响a，Δμs 对基准位置的影响'>4.2.4 Δμa，Δμs对基准位置的影响4.2.5 相互作用系数对于基准位置的影响4.3 intralipid 母液浓度对基准位置的影响4.4 本章小结第五章 浮动基准方法的实验研究5.1 双光纤实验系统的实验研究5.1.1 实验系统的搭建及装置说明5.1.2 系统稳定性评价5.1.3 样品测量结果及分析5.2 多光纤实验系统的实验研究5.2.1 多光纤实验系统的搭建及装置说明5.2.2 多光纤系统稳定性评价5.3 应用基准位置特性的光学测头的设计5.4 本章小结第六章 总结与展望6.1 本论文的主要研究内容和结论6.2 今后的工作展望参考文献发表论文和参加科研情况说明致谢
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