无创近红外透射血糖检测系统的研究

发布时间：2020-04-08 12:27

【摘要】：近年来糖尿病的发病率越来越高,血糖控制是糖尿病患者以及糖尿病前期高危人群的治疗与保健的重要日常工作,血糖监测有助于患者掌握血糖控制状况,从而对其饮食、运动、用药的效果进行评估,进一步帮助患者调整生活方式。但是目前医学上主要通过有创方法来进行血糖检测,频繁的有创检查会给患者心理和生理上带来很大的压力,甚至可能会引发伤口感染。针对该问题,本课题采用光电容积脉搏波和近红外光谱无创检测法相结合的原理,研究一种无创血糖检测系统。具体研究内容和工作结论如下:1)在深入研究近红外光谱分析理论及各人体主要物质的红外吸收峰值的基础上,设计了基于近红外透射法的无创血糖检测系统,确定了检测方式、检测位置和检测波长,完成了系统总体框图的设计。2)根据系统框图需求研制了光路系统以及相应机械支撑结构。3)根据透射出手指的光电脉搏波的信号特点,完成光电探测器的选型及其输出微弱nA级电流信号处理电路的设计。最终选择ADA4530-1、ADA4522-1和ADA4891-2完成一级放大电路、二级放大电路的设计和低通滤波电路的设计,成功将光电二极管输出的nA级电流转化为0.5mV以上的电压信号。4)利用Labview设计了光电容积脉搏波信号的采集系统,并进行了滤波和周期识别,最后利用三次样条插值法拟合基线漂移曲线完成基线漂移的去除,得到脉搏波的峰-峰值。5)将本文设计的无创血糖检测系统采集到的信号和传统血糖检测方法得到的血糖值进行最小二乘法二次拟合分析,得到血糖预测值的误差为14.5%。然后分析峰峰值和光源的稳定性。人体的轻微活动或者检测位置的轻微改变,对峰峰值有很明显的影响,在接下来的工作中需要克服这一困难,才能进一步提高检测效果。本文所研制的基于近红光谱透射法的无创血糖检测的硬件和软件系统亦可用于光学方法检测人体血液成分浓度的其他领域的应用中。
【图文】：

0lgIA EcI 吸光度；浓度；吸收系数，，是摩尔吸收系数 K 与吸收层厚度出射光强度；入射光强度；系数E ，根据吸光度 A求被测目标浓度c，1c E A 消光系数E 的倒数 6 也被称之为反比尔—朗伯定律 中两种物质有不同颜色且相互干扰时，如图用

他成分或组织摩尔吸收系外的其他成分或组织的浓发生了 L的变化，出射 0 0K L L c K L cI I Ie 光度 A为： lgA K L L c K L c 减可以得到：00 lgIA K LcI 射光强的变化与血液容积搏变化时，光电探测器接的信号为具有脉动性的电脉搏波的峰-峰值.
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH77

【参考文献】

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1 杨芳;;近红外光谱分析技术应用[J];中国当代医药;2011年01期

2 李延军;严洪;王增丽;;心电基线漂移去除方法的比较研究[J];航天医学与医学工程;2009年05期

3 陈星旦;;近红外光谱无创生化检验的可能性[J];光学精密工程;2008年05期

4 刘志宏;;人体无创血糖检测方法的研究[J];中国科技信息;2006年02期

5 刘则毅,唐国新,徐可欣;小波变换在血糖浓度检测中的应用[J];天津大学学报;2004年06期

6 刘庆珍,徐可欣,蒋诚志;近红外光谱技术无创测量人体血糖[J];激光生物学报;2004年02期

7 陈文亮,刘蓉,崔厚欣,徐可欣;无创血糖测量的测量界面稳定性研究[J];光电子·激光;2004年02期

8 沙宪政,李明菊;近红外光谱无创血糖检测技术的研究[J];医疗卫生装备;2003年06期

9 孙颖,杨展澜,周勇,吴瑾光;非损伤性血糖检测的研究进展[J];自然科学进展;2002年08期

10 黄岚,丁海曙,王广志;用近红外漫反射光谱无损检测血糖的初步研究[J];光谱学与光谱分析;2002年03期

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1 丁海泉;无创血糖检测中的近红外血流容积光谱基本问题研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2010年

2 张洪艳;近红外光谱技术在人体血糖无创检测中的应用研究[D];中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）;2005年

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1 杨星;基于近红外透射法的血糖无创检测系统的实现[D];重庆大学;2012年

本文编号：2619343