近紅外無(wú)創(chuàng)血糖測(cè)量——參考測(cè)量方法的選擇與應(yīng)用研究.pdf

1、近紅外無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)目前面臨的主要難題之一是儀器背景變化對(duì)光譜測(cè)量的影響。選擇與被測(cè)對(duì)象性質(zhì)相似的物質(zhì)作為參考物，通過(guò)扣除該相似參考物的光譜來(lái)消除該影響是常用的手段之一。目前，對(duì)該基于參考物扣除的背景修正方法的有效性以及不同參考測(cè)量方法的選擇原則尚缺乏系統(tǒng)的分析。針對(duì)該現(xiàn)狀，本文系統(tǒng)的研究了基于參考物扣除的單光路分時(shí)測(cè)量和雙光路同時(shí)測(cè)量的參考測(cè)量方法。
　　首先，論文概述了無(wú)創(chuàng)血糖測(cè)量的研究進(jìn)展，分析了近紅外無(wú)創(chuàng)血糖測(cè)量技術(shù)至今未取

2、得臨床應(yīng)用的主要障礙，即復(fù)雜而無(wú)規(guī)律的背景變化對(duì)光譜的影響。針對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的主要背景變化來(lái)源，定量分析了光源漂移和系統(tǒng)硬件噪聲對(duì)有用信號(hào)的特異性、極限檢測(cè)精度以及多變量校正模型的測(cè)量精度的影響，研究結(jié)果表明光源漂移的影響尤其顯著。
　　其次，論文以朗伯-比爾定律和傳輸方程為理論依據(jù)，從漫透射和擴(kuò)散漫反射測(cè)量?jī)煞矫鎸?duì)基于參考物扣除的單光路和雙光路測(cè)量方法進(jìn)行了系統(tǒng)的分析：（1）首次理論推導(dǎo)了基于參考物扣除的參考測(cè)量方法中的光譜信號(hào)構(gòu)成

3、；（2）系統(tǒng)的研究了單光路分時(shí)和雙光路同步參考測(cè)量方法對(duì)光源漂移的修正效果；（3）針對(duì)兩種參考測(cè)量方法中不同的噪聲來(lái)源，給出了它們各自的極限檢測(cè)精度的理論計(jì)算公式；（4）針對(duì)不同精度測(cè)量系統(tǒng)，首次給出了最佳參考測(cè)量方法的選擇依據(jù)。
　　然后，首次對(duì)采用最佳測(cè)量方法實(shí)現(xiàn)葡萄糖濃度的長(zhǎng)期穩(wěn)定測(cè)量的可行性和有效性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究：（1）基于課題組自制的基于AOTF分光的近紅外光譜測(cè)量系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)結(jié)果，根據(jù)最佳參考測(cè)量方法的定量選擇公式給

4、出了實(shí)現(xiàn)光譜準(zhǔn)確測(cè)量的具體方案，即雙光路參考測(cè)量方法；（2）設(shè)計(jì)了用于雙光路透射實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的光纖測(cè)頭，搭建了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)；（3）在純吸收介質(zhì)中開(kāi)展了短期和長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)，對(duì)兩種參考測(cè)量方法消除光源漂移影響的有效性、最佳參考測(cè)量方法選擇依據(jù)的正確性以及采用最佳參考測(cè)量方法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定測(cè)量的可行性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　最后，在強(qiáng)散射介質(zhì)中對(duì)最佳參考測(cè)量方法的有效性進(jìn)行了初步研究。針對(duì)雙光路方法中樣品路和測(cè)量路分光特性和硬件隨機(jī)噪聲的固有差異對(duì)信號(hào)特異