无创血糖检测中背景变动影响去除方法的初步研究

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基于近红外光谱法的无创血糖测量有望实现对糖尿病人血糖水平的无创伤、连续监测,具有好的应用前景和社会价值。基于位置差分的近红外漫反射光谱测量在人体本身设置测量基准,可以降低长时间测量中光源漂移以及人机接口变动对测量的干扰,提高血糖连续监测的准确性。在实际应用中,长时间的测量可由离散的多次短时间测量组成,每次从进食开始的2~3小时均可以看作是一次短时间测量。不同次测量间皮肤、人机接口可能出现的较大随机变动,会造成较大的测量误差。本文针对这一问题展开研究,研究了长时间测量中人体光谱的变化特征,并基于这些变动提出了初步的光谱校正方法,消除多次短时间测量之间的差异,提高血糖测量的准确性。本文的主要工作如下:首先,对基于位置差分漫反射光谱的测量理论进行了研究,提出了该方法用于线性吸光度提取的适用范围。进一步,提出了两种光谱校正的策略,一种是采用正交化方法进行光谱校正,一种是采用线性校正。然后,对人体测量中多种干扰因素的光谱特征进行了研究,包括皮肤散射系数、血红蛋白浓度、人机接口之间的接触压力、体温和测量部位的差异。研究手段包括蒙特卡洛模拟和人体实验。进一步,应用本文所提出的光谱校正方法对存在干扰的光谱数据进行了校正,考察了校正方法的有效性。包括利用采用基于正交化的化学计量学方法和线性校正的方法,并将线性校正方法用于OGTT人体实验中,初步取得了较好的实验效果。综上,本文采用基于位置差分的漫反射光谱测量方法,分析了多种人体干扰因素的光谱特征,还重点对光谱的校正方法进行了初步研究。本文的研究成果有望应用于长时间的人体血糖测量,推动无创血糖测量向临床应用方向发展。
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