調(diào)頻連續(xù)波激光雷達(dá)(FMCW LIDAR)應(yīng)用于無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)的探索研究.pdf

1、糖尿病及其并發(fā)癥極大地影響著人類身體健康，同時(shí)也給社會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。連續(xù)無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)能夠更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)糖尿病的管理和治療。本文中我們提出了一種利用調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)激光雷達(dá)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)血糖測(cè)量的方案，通過(guò)檢測(cè)皮膚散射系數(shù)的改變來(lái)測(cè)量血糖濃度的變化。與傳統(tǒng)的光學(xué)相干層析成像(OCT)血糖檢測(cè)法相比，它的結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，利于實(shí)現(xiàn)儀器的小型化、便攜化。
　　 FMCW激光雷達(dá)無(wú)創(chuàng)血糖測(cè)量系統(tǒng)采用差分干涉的方法，將時(shí)域的信號(hào)轉(zhuǎn)移

2、到頻域，通過(guò)分析頻域信號(hào)斜率來(lái)獲得被測(cè)物體的散射系數(shù)。文章分析頻率調(diào)制信號(hào)為鋸齒波的情況，建立了系統(tǒng)工作過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，并討論了激光器性能對(duì)系統(tǒng)分辨率的影響。
　　 為了驗(yàn)證該方案的可行性，我們利用蒙特卡洛方法對(duì)類人體組織液進(jìn)行仿真，分析了不同葡萄糖濃度時(shí)信號(hào)斜率的變化，并將仿真結(jié)果與基于Mie散射模型所得的結(jié)果進(jìn)行比較。仿真結(jié)果表明系統(tǒng)信號(hào)斜率隨葡萄糖濃度升高而降低，與Mie散射理論計(jì)算值基本符合。理論上系統(tǒng)對(duì)血糖探測(cè)的靈敏度