基于位置差分的近紅外漫反射光譜法是近年來本課題組提出的一種用于血糖監(jiān)測的光譜測量方法,它在被測物本身設(shè)置測量基準,可以消除長時間測量中光源漂移的干擾,有望實現(xiàn)真正的長時間血糖連續(xù)監(jiān)測。采用該方法進行無創(chuàng)血糖測量時,由于葡萄糖信號微弱,因此研究提高葡萄糖測量靈敏度的策略變得尤為重要。本文通過優(yōu)化測量位置與測量基準,提出了最佳測量位置的選擇方法以獲得最優(yōu)的物質(zhì)成分測量靈敏度,不僅如此,本文還提出了采用多位置測量進一步提高靈敏度的策略,以最終滿足葡萄糖測量極限的要求。本文的主要工作包括:首先,借鑒純吸收介質(zhì)的最佳光程長理論,提出了基于位置差分的近紅外漫反射光譜測量的最佳測量位置理論。該理論給出了基準位置和測量位置的選擇依據(jù),最佳位置組合可使得物質(zhì)成分測量的靈敏度取得極大值。對無限介質(zhì)的漫射方程進行推導,獲得了最佳差分距離的公式。進一步,采用蒙特卡洛模擬和仿體實驗對半無限介質(zhì)的所有測量位置,即光源-探測器距離下的葡萄糖靈敏度進行了測試,獲得了1000-1350 nm范圍內(nèi)的最佳測量位置。然后,本文采用該方法對最佳測量位置處葡萄糖測量進行了測試,得到了此處的葡萄糖測量靈敏度。根據(jù)儀器的信噪比水平... 

【文章來源】：天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 無創(chuàng)血糖檢測的意義
    1.2 無創(chuàng)血糖檢測的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 無創(chuàng)血糖檢測方法介紹
        1.2.2 近紅外光譜法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 近紅外光譜法無創(chuàng)血糖測量的技術(shù)難關(guān)
        1.2.4 近紅外光譜法提高測量靈敏度的方法
    1.3 本課題研究的目的和意義
    1.4 論文的主要研究內(nèi)容
第二章 基于位置差分的近紅外漫反射光譜測量理論及優(yōu)化
    2.1 基于位置差分的漫反射光譜測量靈敏度與測量極限
        2.1.1 測量靈敏度的定義
        2.1.2 純吸收介質(zhì)的透射差分測量
        2.1.3 純吸收介質(zhì)的透射差分測量的靈敏度與測量極限分析
        2.1.4 渾濁介質(zhì)的漫反射差分測量的靈敏度與測量極限分析
    2.2 漫反射差分光譜的物理意義討論
    2.3 最佳差分測量的理論研究
        2.3.1 透射測量的最佳差分光程長
        2.3.2 漫反射光譜測量的最佳差分位置
    2.4 組織仿體與人體皮膚的最佳差分測量位置
        2.4.1 理論計算的最佳差分位置
        2.4.2 蒙特卡洛模擬的最佳差分位置
    2.5 最佳差分測量位置處的測量極限
    2.6 本章小結(jié)
第三章 基于位置差分的漫反射光譜的葡萄糖測量靈敏度分析
    3.1 實驗儀器與試劑
        3.1.1 儀器
        3.1.2 試劑及實驗流程
    3.2 葡萄糖的最佳測量位置及此時的靈敏度
        3.2.1 實驗測量的最佳測量位置
        3.2.2 最佳測量位置差分光譜建模評價
        3.2.3 測量儀器的信噪比要求
    3.3 渾濁介質(zhì)散射特性微變的葡萄糖測量精度
    3.4 其他成分變化時葡萄糖的測量精度
    3.5 本章小結(jié)
第四章 多位置疊加提高極限測量精度的方法研究
    4.1 葡萄糖現(xiàn)階段測量極限水平與信噪比要求
    4.2 多位置疊加測量提高靈敏度的方法
        4.2.1 純吸收介質(zhì)中的多光程疊加方法
        4.2.2 散射介質(zhì)中的多位置疊加方法
    4.3 多位置疊加方法的MC模擬驗證
    4.4 實驗驗證
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 本文的主要研究內(nèi)容與結(jié)論
    5.2 未來研究工作展望
參考文獻
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于人體血清熒光光譜和改進變量選擇方法對血糖濃度測定的研究[J]. 桂銘成,朱衛(wèi)華,朱峰,耿穎,華偉豪,唐春梅,趙志敏.  光譜學與光譜分析. 2017(09)
[2]以組織液為替代媒介的無創(chuàng)血糖檢測研究進展[J]. 劉振堯,盧啟鵬,高洪智,丁海泉,溫江北.  分析試驗室. 2016(08)
[3]基于近紅外反射光譜的無損血糖分析（英文）[J]. 呂曉鳳,張婷琳,肖鋒,李光,王酉.  光譜學與光譜分析. 2016(07)
[4]人體無創(chuàng)血糖測量的現(xiàn)狀和研究進展[J]. 彭凡立,彭丹紅,周洋,馬依拉·買買提,艾力夏提·努爾丁.  東南大學學報(醫(yī)學版). 2013(02)
[5]近紅外光譜無創(chuàng)生化檢驗的可能性[J]. 陳星旦.  光學精密工程. 2008(05)
[6]血糖儀測定血糖結(jié)果的可靠性研究[J]. 葉亞彩.  臨床醫(yī)學. 2005(01)
[7]紅外多波長無創(chuàng)人體血糖檢測陣列模型的研究[J]. 王煒,卞正中,張大龍.  生物醫(yī)學工程學雜志. 2003(04)
[8]兩種血糖測定方法的比較[J]. 李向英,張玉華.  中華臨床與衛(wèi)生. 2004 (05)

博士論文
[1]近紅外無創(chuàng)血糖測量—浮動基準位置的在體驗證及其初步應用[D]. 韓廣.天津大學 2017
[2]近紅外無創(chuàng)血糖測量[D]. 楊越.天津大學 2011
[3]基于P3近似的混合漫射近似模型及其實驗研究[D]. 田會娟.天津大學 2009
[4]近紅外光譜技術(shù)在人體血糖無創(chuàng)檢測中的應用研究[D]. 張洪艷.中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所） 2005



本文編號：3159445