组织仿体的光学特性对糖信号检测灵敏度的影响分析

1

作者 葛晴 刘瑾 +3 位作者 韩同帅 刘文博 刘蓉 徐可欣 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1262-1268,共7页

由于经人体组织的传输光子携带的血糖信号非常微弱,近红外光谱法测量血糖的灵敏度不高,难以获得较高的准确度。因此通过优化测量波长、测量距离等尝试提高测量灵敏度的研究一直在进行。然而,这些研究多倾向于关注血糖引起的组织吸收系... 由于经人体组织的传输光子携带的血糖信号非常微弱,近红外光谱法测量血糖的灵敏度不高,难以获得较高的准确度。因此通过优化测量波长、测量距离等尝试提高测量灵敏度的研究一直在进行。然而,这些研究多倾向于关注血糖引起的组织吸收系数和散射系数的变化,而忽视了不同部位组织本身的光学特性对灵敏度的影响,缺乏比较不同部位之间的灵敏度差异。实际上,组织本身的光学参数会通过影响光程来影响吸收变化、散射变化作用于光强变化的系数的大小,因此,综合考虑上述两方面的因素后确定出的血糖测量灵敏度是更合理的。为了探究这种综合作用,选取2%、5%、10%和20%四种浓度的intralipid溶液作为人体组织仿体,通过蒙特卡洛模拟的方法,探讨了在1000~1660 nm波段,四种溶液中糖的吸收作用、散射作用和两者综合作用下的糖灵敏度,以及各部分灵敏度与其本身光学参数的关系。结果表明,在散射系数最大的20%intralipid溶液中检测到的糖信号也最强。据此,该研究将为部位优选提供依据,以获得较大的糖灵敏度。同时,对1000~1660 nm波段内的糖信号进行分析,发现在1000~1350 nm波段,糖引起的吸收作用基本可以忽略,信号的差异主要来自于散射的变化;而在1350~1660 nm,散射和吸收共同作用,其中散射的贡献大于吸收,散射最优的测量波长在1450 nm附近;而考虑散射和吸收的共同作用时,最优的测量波长在1400 nm附近。最后,为了验证理论分析的有效性,对四种溶液进行了实验,采用了1000~1660 nm波段中的六个典型波长,结果表明四种溶液中糖信号最大的检测波长均为1409 nm,且在20%intralipid中的糖信号灵敏度最大,说明实验结果与理论分析吻合较好。综上,该研究可为人体无创血糖检测合适的测量部位、合适的波长选择提供借鉴。 展开更多

关键词 近红外光谱法 无创血糖测量 散射介质 蒙特卡洛模拟

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基于OCT高危人群糖尿病筛查方法

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作者 何松 苏亚 +4 位作者 姚晓天 郝鹏 崔省伟 蔡开明 孙金豪 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期312-317,共6页

为了能够筛查出高危人群中潜在糖尿病患者,使患者得到早期治疗和减少并发症产生,提出了一种基于光学相干层析成像(OCT)的高危人群糖尿病无创筛查方法。首先将3维OCT图像进行区域划分,利用主成分分析法,将众多血糖敏感区域散射系数转变... 为了能够筛查出高危人群中潜在糖尿病患者,使患者得到早期治疗和减少并发症产生,提出了一种基于光学相干层析成像(OCT)的高危人群糖尿病无创筛查方法。首先将3维OCT图像进行区域划分,利用主成分分析法,将众多血糖敏感区域散射系数转变为一个综合指标S,进而归一化得到0 min~120 min不同时刻的相对量S i(i=0,1,2…,120);然后将健康、轻度糖尿病、重度糖尿病人群在0 min~120 min不同时刻的血糖归一化经验值;最后通过8例临床对照实验验证了方法的可行性,得到了准确的筛查结果。结果表明,判定阈值1为0.47,阈值2为0.78;将S 120与阈值1、阈值2进行比较,得到0<S_(120)<0.47为健康,0.47<S_(120)<0.78为轻度糖尿病,0.78<S_(120)<1为重度糖尿病。该方法具有较高的实用性,对于利用光学无创手段筛查高危人群糖尿病具有重要的意义。 展开更多

关键词 医用光学 生物技术 无创血糖检测 光学相干层析成像 糖尿病筛查 主成分分析

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近红外光谱在无创血糖监测中的应用 被引量：10

3

作者 马海涛 丁东 +1 位作者 崔继承 唐玉国 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第z3期231-233,共3页

糖尿病患者的自我监测是减少由糖尿病引发的并发症的重要手段。现行的检测方法是有创的或微创的 ,给病人带来一定的痛苦 ,并且在使用中有许多不足。在几种光学的监测方法中 ,无创血糖监测的近红外光谱分析的方法是最具有应用前景的一种... 糖尿病患者的自我监测是减少由糖尿病引发的并发症的重要手段。现行的检测方法是有创的或微创的 ,给病人带来一定的痛苦 ,并且在使用中有许多不足。在几种光学的监测方法中 ,无创血糖监测的近红外光谱分析的方法是最具有应用前景的一种。在此介绍了国内外在这方面研究的进展情况、并且提出了一些看法。 展开更多

关键词 糖尿病 血糖 近红外 无创

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基于小波变换的噪声及背景同时去除方法在血糖近红外无创检测中的应用 被引量：17

4

作者 张广军 李丽娜 +1 位作者 李庆波 徐玉坡 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期107-110,共4页

对于血糖近红外无创检测,光谱信号中的各种噪声以及水分等物质的强吸收产生的背景信号,影响了光谱定量校正模型的预测精度.利用小波变换,可将光谱信号分解为多尺度的近似成分与细节成分,根据无用信息变量消除判据可判定代表背景信息的... 对于血糖近红外无创检测,光谱信号中的各种噪声以及水分等物质的强吸收产生的背景信号,影响了光谱定量校正模型的预测精度.利用小波变换,可将光谱信号分解为多尺度的近似成分与细节成分,根据无用信息变量消除判据可判定代表背景信息的高尺度近似成分及代表噪声的低尺度细节系数,去除相应的成分即可同时去除光谱信号中的背景与噪声.本文将这种小波变换与无用信息变量消除判据相结合的预处理方法应用于人体血糖无创检测研究中,并分析了该方法对不确定因素较多的复杂光谱模型的适用性问题.实验结果表明应用小波变换结合无用信息变量消除判据的方法可以有效地同时去除血糖无创检测近红外光谱信号中的背景信息和噪声,提高光谱定量校正模型的预测精度,对于人体血糖无创检测具有重要应用价值. 展开更多

关键词 血糖无创检测 小波变换 背景 噪声 近红外光谱

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近红外光谱技术用于无创生化检验研究的进展 被引量：13

5

作者 丁海泉 卢启鹏 +1 位作者 彭忠琦 陈星旦 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期2107-2110,共4页

20世纪90年代初,近红外光谱技术在人体无创生化检验方面的潜力逐渐获得重视。然而,人体是一个极其复杂多变的检测对象,因此虽然各研究小组在实验模拟和离体分析方面取得了一定成果,但在临床应用上始终没有实质性突破。文章讨论了目前阻... 20世纪90年代初,近红外光谱技术在人体无创生化检验方面的潜力逐渐获得重视。然而,人体是一个极其复杂多变的检测对象,因此虽然各研究小组在实验模拟和离体分析方面取得了一定成果,但在临床应用上始终没有实质性突破。文章讨论了目前阻碍近红外光谱技术实现临床意义上的人体无创生化检验的关键问题,即信号微弱、组织背景干扰、血流容积变化问题。将国际上现有的近红外无创生化检验研究工作的思路按照分析方法大致归为两类,即经典近红外分析法和扣除组织背景干扰分析法。详细介绍了这两类研究思路各自的研究现状,并认为在现有条件下第二类思路更有希望取得临床可以应用的结果。 展开更多

关键词 近红外光谱分析 无创生化检验 血糖 血脂

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近红外光谱无创血糖检测中有效信号提取方法的研究 被引量：13

6

作者 丁海泉 卢启鹏 +1 位作者 王动民 陈星旦 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期50-53,共4页

糖尿病严重危害人类健康,无创血糖检测是医患双方的期望。人体生理背景成分复杂、易变,各种组织信息混杂,导致直接测量人体的近红外光谱很难真实反映血液中血糖浓度变化信息。提出血流容积差光谱相减法,即利用血流容积一直在变而人体组... 糖尿病严重危害人类健康,无创血糖检测是医患双方的期望。人体生理背景成分复杂、易变,各种组织信息混杂,导致直接测量人体的近红外光谱很难真实反映血液中血糖浓度变化信息。提出血流容积差光谱相减法,即利用血流容积一直在变而人体组织背景和血液成分含量短时间不变的事实,通过相似背景扣除,有效消除人体组织背景干扰,获得反映血液成分信息的有效光谱信号。为验证方法的有效性,自行研制相关实验系统,获得系统噪声好于20μAU,并在波长1 250 nm处取得信噪比为20 000:1的有效光谱信号,阐明现有条件下血流容积差光谱相减法在近红外无创血糖检验临床应用的可行性和优势。 展开更多

关键词 近红外光谱 无创血糖检测 血液 血流容积差光谱相减法

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二维相关光谱分析在无创血糖检测特异性研究中的应用 被引量：9

7

作者 胡永翔 刘蓉 +1 位作者 张雯 徐可欣 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期491-496,共6页

主要利用二维相关光谱分析方法考察了血液中主要成分、测量过程中的系统漂移等因素对近红外光谱中的葡萄糖分子特异性的影响。首先测量了葡萄糖水溶液的近红外透射光谱,以葡萄糖浓度为外扰,计算二维相关同步谱及异步谱,通过对比分析确... 主要利用二维相关光谱分析方法考察了血液中主要成分、测量过程中的系统漂移等因素对近红外光谱中的葡萄糖分子特异性的影响。首先测量了葡萄糖水溶液的近红外透射光谱,以葡萄糖浓度为外扰,计算二维相关同步谱及异步谱,通过对比分析确定了葡萄糖在合频和倍频区域的特征吸收峰位置。当葡萄糖水溶液中加入少量白蛋白后,其二维相关谱中葡萄糖的一级倍频吸收峰(1 590nm)和二级倍频吸收峰(1 195nm)出现了不同源的现象,表明白蛋白可能破坏了葡萄糖的特异性;进一步开展了人体口服葡萄糖耐量实验,测量了手掌部位的漫反射光谱,其二维相关谱中葡萄糖的同源性吸收也遭到破坏。另外,由于葡萄糖浓度变化引起的光谱变异信息较小,很容易被系统漂移掩盖,一般需要进行背景修正。在葡萄糖水溶液的透射实验和人体漫反射实验中,分别引入纯水样本和5%标准漫反射板作为参考,以时间为扰动的二维相关光谱分析的结果表明,经过参考样本的背景校正后,系统漂移在二维同步切线谱中引起的谱峰偏移变小,葡萄糖的特征吸收被增强。因此,在近红外光谱无创血糖检测中,应尽量避开与葡萄糖特征吸收不同源的波段,并有必要采取一定的参考测量方法以提高检测的特异性。 展开更多

关键词 二维相关 无创血糖检测 近红外光谱 特异性 系统漂移

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血糖无创伤检测技术的基础研究 被引量：4

8

作者 徐可欣 崔厚欣 王文波 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期135-138,共4页

对人体血糖无创伤检测技术及其进展进行了综述,介绍了有关的基础研究结果.从简单到复杂的模拟样品实验结果表明,近红外吸收光谱无创伤血糖测量方法具有可行性.同时文中讨论了人体血糖测量时测量波段与测量方式的选择、测量部位的选择等... 对人体血糖无创伤检测技术及其进展进行了综述,介绍了有关的基础研究结果.从简单到复杂的模拟样品实验结果表明,近红外吸收光谱无创伤血糖测量方法具有可行性.同时文中讨论了人体血糖测量时测量波段与测量方式的选择、测量部位的选择等一些基础问题,并提出了血糖无创伤测量进一步研究的关键是,将成熟的软硬件技术结合人体特性,综合考虑测量方法,解决人体测量的特殊问题. 展开更多

关键词 血糖 近红外光谱 无创伤 检测

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葡萄糖粉末近红外光谱的测量 被引量：2

9

作者 丁东 赵振武 +1 位作者 崔继承 唐玉国 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第z3期48-49,共2页

糖尿病患者的自我监测是减少由糖尿病引发的并发症的重要手段。无创血糖监测的近红外光谱分析的方法是最具有应用前景的一种。现就葡萄糖粉末近红外光谱的采集方法进行了探索和尝试 ,设计了实验的方法和步骤。对结果做了初步分析。

关键词 糖尿病 近红外 无 创 葡萄糖

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基于近红外光谱技术的人体血糖浓度无创检测系统的研制 被引量：6

10

作者 李庆波 刘杰强 李响 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期642-646,共5页

开发了一种小型化人体血糖浓度无创检测系统,该系统可实现人体血糖浓度的快速、实时、无创检测,主要由嵌入式系统、夹具、光源系统和微型光栅光谱仪四部分组成。提出了一种光源稳压驱动电路方案,可满足多种光谱采集条件对光源的要求。... 开发了一种小型化人体血糖浓度无创检测系统,该系统可实现人体血糖浓度的快速、实时、无创检测,主要由嵌入式系统、夹具、光源系统和微型光栅光谱仪四部分组成。提出了一种光源稳压驱动电路方案,可满足多种光谱采集条件对光源的要求。同时提出了一种一体化夹具设计方案,不仅简化了系统的光学结构,而且提高了测量条件的可重复性。分别用小波去噪和核偏最小二乘法对采集的光谱数据进行预处理和数学建模,并对系统进行性能评价,血糖浓度预测值与标准值的相关系数为0.95,预测均方根误差为0.6mmol.L-1,系统的重复性较好。 展开更多

关键词 近红外光谱 无创检测 血糖浓度 嵌入式系统 核偏最小二乘法

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人工神经网络-红外光谱法对人体血糖的无创监测分析 被引量：3

11

作者 左平 李映红 +1 位作者 韩笑 马驷良 《吉林大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1131-1136,共6页

针对人体血糖无创监测的近红外光谱分析，提出一种血液红外吸收光谱分析的新技术，通过对正常人的全血和血清与高糖全血的红外吸收光谱进行测量，应用人工神经网络BP算法，以16个特征波长处的吸收值作为网络特征参数，进行网络训练．结... 针对人体血糖无创监测的近红外光谱分析，提出一种血液红外吸收光谱分析的新技术，通过对正常人的全血和血清与高糖全血的红外吸收光谱进行测量，应用人工神经网络BP算法，以16个特征波长处的吸收值作为网络特征参数，进行网络训练．结果表明，网络训练11次即可达到误差精度要求，误差在-0．01—0．03mmol／L，达到了国家计量检测规程关于生化分析的要求． 展开更多

关键词 红外吸收光谱 人工神经网络 无创血糖检测

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利用外接CO_2激光源的中红外ATR光谱仪原位无创探测人体血糖浓度 被引量：4

12

作者 张芊茜 范玉玲 +1 位作者 何秀全 孙渝明 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期85-88,共4页

糖尿病是一种严重威胁人类健康的疾病,取血检测人体血糖浓度造成病患痛苦甚至感染。因此人体血糖浓度的无创检测技术在糖尿病的临床诊断、监测和治疗上具有重要的意义,也是一个具有挑战性的热点研究课题。在目前报道的各种测试方法中,... 糖尿病是一种严重威胁人类健康的疾病,取血检测人体血糖浓度造成病患痛苦甚至感染。因此人体血糖浓度的无创检测技术在糖尿病的临床诊断、监测和治疗上具有重要的意义,也是一个具有挑战性的热点研究课题。在目前报道的各种测试方法中,中红外光谱测试技术受到了广泛重视。利用常规光源的中红外ATR光谱仪进行无创血糖检测时,由于探测光在人体组织中穿透深度低,难以到达含有体液的间质层乃至含有血液信息的真皮层,结果导致测试数据与人体实际血糖浓度的相关性差,限制了临床应用。考虑到高强、高纯的中红外激光在人体组织中具有较深的穿透深度,且CO2激光器的1 035cm-1的发射光非常接近葡萄糖在1 029cm-1处的基频特征吸收峰,因此本文使用外接CO2激光器作为中红外ATR光谱仪的自定义外接光源,组装了新型中红外测试系统。利用此设备,测试了人手指在1 035cm-1激光辐照下的吸光度,同时利用普通光源扫描了人手指的中红外吸收光谱,记录其在1 492cm-1的吸光度。利用常规医学方法测定了人体实际血糖值。结果显示,人手指处受1 035cm-1激光辐照的吸光度与常规光源的红外光谱中1 492cm-1处吸光度的相对强度与人体血糖浓度同步改变,两波数处吸光度的比值与人体实际血糖浓度具有一定的正相关性(R=0.812 5)。测量结果可作为人体血糖值的一个新型指标,显示了外接CO2激光源的中红外ATR光谱仪在无创探测人体血糖浓度方面的临床诊断潜力。 展开更多

关键词 中红外光谱 自定义外接激光源 人体血糖 无创探测

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近红外光谱无创血糖检测中体温变化的影响分析 被引量：4

13

作者 刘蓉 徐可欣 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期1-6,共6页

利用光学方法无创伤地检测人体血糖浓度是目前的一个研究热点.分析了经皮漫反射光谱测量人体血糖的原理,针对信号微弱、生理背景噪声难以直接定量等现状,利用Monte Carlo模拟方法初步计算了血糖浓度和人体温度变化导致的漫反射光强,并... 利用光学方法无创伤地检测人体血糖浓度是目前的一个研究热点.分析了经皮漫反射光谱测量人体血糖的原理,针对信号微弱、生理背景噪声难以直接定量等现状,利用Monte Carlo模拟方法初步计算了血糖浓度和人体温度变化导致的漫反射光强,并通过葡萄糖水溶液实验对模拟计算的有效性进行了验证,最后根据两名糖尿病患者的口服葡萄糖耐量实验,估计了活体实验中的温度变化对血糖浓度模型误差的影响.结果表明,在37℃附近,体温降低0.1℃引起的漫反射光强与血糖浓度升高2.7 mmol/L相当,而对基于近红外光谱的无创血糖预测,体温是一个非常重要的误差源,它对模型的影响占总误差的50%以上. 展开更多

关键词 血糖 近红外光谱 体温 无创测量

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中红外无创血糖测量中光程变化对PLSR模型的影响研究 被引量：2

14

作者 王动民 卢启鹏 +1 位作者 丁海泉 黄富荣 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期930-933,共4页

在测量人体皮肤中红外光谱的过程中,皮肤与ATR晶体之间的接触面积很难保持一致,导致倏逝波与人体皮肤的作用光程会产生差异。以光程变化信息与葡萄糖浓度信息之间的相关性为基础,建立了两个分析葡萄糖含量的偏最小二乘回归(PLSR)模型,RM... 在测量人体皮肤中红外光谱的过程中,皮肤与ATR晶体之间的接触面积很难保持一致,导致倏逝波与人体皮肤的作用光程会产生差异。以光程变化信息与葡萄糖浓度信息之间的相关性为基础,建立了两个分析葡萄糖含量的偏最小二乘回归(PLSR)模型,RMSECV分别为31.3和4.52mg.dL-1;RMSEP分别为30.3和98.7mg.dL-1。结果表明,当光程变化信息与葡萄糖浓度信息之间偶然相关时,所建PLSR模型的预测精度与稳健性会受到不同程度的影响,随着二者之间相关性的增强,最优模型对葡萄糖信息的识别能力越来越弱。为提高中红外无创血糖测量分析结果的可靠性,避免获得伪优定标模型提供了实验依据。 展开更多

关键词 中红外光谱 无创血糖测量 糖尿病 偏最小二乘回归

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基于有效衰减系数直接测量的人体光谱特征分析 被引量：1

15

作者 刘瑾 付润娟 +2 位作者 韩同帅 刘蓉 孙迪 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期2746-2751,共6页

在活体成分无创测量中,人体组织的漫射光谱之间存在千差万别,即使同一组织的光谱也时刻发生着变化,这是影响活体组织成分测量精度的重要原因。通过漫射光谱实时监测组织的光学特性非常重要。由于漫射光的吸光度光谱沿光源-探测器距离不... 在活体成分无创测量中,人体组织的漫射光谱之间存在千差万别,即使同一组织的光谱也时刻发生着变化,这是影响活体组织成分测量精度的重要原因。通过漫射光谱实时监测组织的光学特性非常重要。由于漫射光的吸光度光谱沿光源-探测器距离不再呈现线性变化,不同距离下的测量结果不易相互借鉴,因此不宜采用单一距离的漫反射光测量方式。采用双光源-探测器距离的测量方式,通过差分测量获得了组织有效衰减系数,其与测量距离无关,是反映组织吸收、散射的综合光学参数。实验系统采用中心光纤入射,距中心0.6和2.0 mm的两个环状分布的光纤束接收漫反射光,并据此推测出被测组织的有效衰减系数。通过实时监测组织的有效衰减系数,可以监测组织的状态与成分变化信息。采用Intralipid脂肪乳作为组织仿体,考察了其中的葡萄糖浓度、血红蛋白浓度、颗粒密度、温度四个因素变化时在1000~1300 nm波段的有效衰减系数光谱,比较了它们的光谱特征。结果表明,有效衰减系数的光谱形状主要由介质的吸收变化决定。其中血红蛋白的有效衰减系数光谱显示出其在1000~1200 nm波段吸收显著,1200~1300 nm吸收减弱,这与血红蛋白的吸收特征一致;温度的光谱显示出与温度对水吸收光谱影响的光谱形状一致;葡萄糖与颗粒密度引起的有效衰减系数光谱相似,原因在1000~1300 nm波段葡萄糖吸收较弱,其主要影响介质散射特性。最后测量了不同人体的手指、手掌、手背、手臂外侧、手臂内侧的有效衰减系数光谱,比较了部位差异和个体差异。从人体光谱差异上很明显地看到了血红蛋白、散射特性不同引起的光谱差异。综上,提出的有效衰减系数光谱测量方法特别适用于活体组织的成分测量,为实时监测组织的散射、吸收变化提供了一条新途径。 展开更多

关键词 近红外光谱 有效衰减系数 活体组织 无创成分测量 血红蛋白 血糖 温度

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近红外光谱无创伤血糖浓度测量的内部干扰因素分析 被引量：6

16

作者 罗云瀚 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期465-467,471,共4页

生理变化是血糖无创伤测量过程中重要的干扰因素,而且不受人为控制。分析了温度变化对于组织的近红外吸收和散射特性的影响机制、特点和定量关系,以及对比研究了体内非糖成分变化与葡萄糖变化对组织光学特性的影响比例和速度。这些内部... 生理变化是血糖无创伤测量过程中重要的干扰因素,而且不受人为控制。分析了温度变化对于组织的近红外吸收和散射特性的影响机制、特点和定量关系,以及对比研究了体内非糖成分变化与葡萄糖变化对组织光学特性的影响比例和速度。这些内部干扰因素的研究有助于探索新的光谱信号采集和处理方法,从而促进血糖无创伤测量的实现。 展开更多

关键词 内部干扰 血糖浓度 无创测量 近红外光谱

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连续幂系数回归在人体血糖无创检测中的应用研究

17

作者 李庆波 刘杰强 张广军 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1481-1485,共5页

血糖浓度的准确检测对于糖尿病的治疗具有重要的意义。本文采用连续幂系数回归方法有效地提高了近红外无创检测人体血糖浓度的预测精度。该方法是传统偏最小二乘法(PLS)的扩展,实现简易,且当幂系数选取恰当时,能够明显地提高预测精度。... 血糖浓度的准确检测对于糖尿病的治疗具有重要的意义。本文采用连续幂系数回归方法有效地提高了近红外无创检测人体血糖浓度的预测精度。该方法是传统偏最小二乘法(PLS)的扩展,实现简易,且当幂系数选取恰当时,能够明显地提高预测精度。应用该方法分别建立了四成分葡萄糖实验和人体口服葡萄糖实验的定量分析模型,并利用该模型对预测集样本进行预测。实验结果表明,与PLS相比,该方法建立的定量分析模型不仅可以提高预测精度,而且可以针对不同的测量对象设定不同的幂系数以达到最佳的建模效果。根据不同个体灵活地选取幂系数,对于人体血糖浓度近红外无创检测研究具有很大的应用价值。 展开更多

关键词 连续幂系数回归 近红外光谱 血糖浓度 偏最小二乘法 无创检测

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基于近红外反射光谱的无损血糖分析（英文） 被引量：6

18

作者 吕晓凤 张婷琳 +2 位作者 肖锋 李光 王酉 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期2312-2317,共6页

无损血糖监测是一种方便且无痛的血糖监测方法。目前,大部分的血糖检测方法都是有损的。提出了一种基于近红外反射光谱的无损血糖检测方法。近红外反射光谱是一种安全、简单并且有效的方法,被应用于很多领域。采用口服葡糖糖耐量试验来... 无损血糖监测是一种方便且无痛的血糖监测方法。目前,大部分的血糖检测方法都是有损的。提出了一种基于近红外反射光谱的无损血糖检测方法。近红外反射光谱是一种安全、简单并且有效的方法,被应用于很多领域。采用口服葡糖糖耐量试验来采集数据,用偏最小二乘回归方法来建模。使用市售血糖仪采指尖血作为参考值,同时用光谱仪提取手掌光谱,共取得42组样本。血糖浓度范围在5~12 mmol·L^(-1)。采用留一法交叉验证,获得所有数据的交叉验证的均方根误差为1.16mmol·L^(-1)。通过归一化和无关变量消除的预处理方法来减少噪声并消除一些额外因素,优化的均方根误差为0.79 mmol·L^(-1)。基于个人的数据进行建模,得到了远小于整体数据的结果:0.41 mmol·L^(-1)。该方法在个人血糖检测的市场化方面有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 近红外 血糖 无损

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一种活体多通道生理生化检测仪的设计

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作者 陈真诚 魏子宁 +1 位作者 严波文 张悦 《现代电子技术》 2021年第4期27-31,共5页

为了在无创伤且易操作的情况下获得糖尿病患者的多种重要生理参数,设计一种基于单一无创检测血糖探头的活体多通道生理生化检测仪。该仪器以S5PV210处理器(ARM Cortex⁃A8)为控制核心,完成各功能模块的设计,给出H桥光电驱动电路、电源模... 为了在无创伤且易操作的情况下获得糖尿病患者的多种重要生理参数,设计一种基于单一无创检测血糖探头的活体多通道生理生化检测仪。该仪器以S5PV210处理器(ARM Cortex⁃A8)为控制核心,完成各功能模块的设计,给出H桥光电驱动电路、电源模块、存储模块和串口转换电路等硬件电路的设计方案,所得数据在串口屏上显示,同时介绍基于USART HMI的人机交互界面实现方案。使用该仪器对10名志愿者进行实验验证,测得各项生理参数的真实值与测量值的相关性均在0.8以上。结果表明,活体多通道生理生化检测仪具有很好的准确性、稳定性和可操作性,在糖尿病药效学研究有着广阔的应用前景。 展开更多

关键词 糖尿病 多通道生理生化检测仪 无创检测血糖探头 功能设计 人机交互 实验验证

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泪液葡萄糖检测研究进展

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作者 温鑫(综述) 张铭志(审校) 《中华实验眼科杂志》 2025年第4期368-372,共5页

糖尿病视网膜病变(DR)是糖尿病常见的眼部微血管并发症,是引起工作年龄段人群首位的致盲眼病。在众多因素中,高血糖水平是影响DR进展的关键危险因素。因此,血糖监控对于DR患者至关重要。目前在临床和家庭中普遍采用血糖仪和连续的血糖... 糖尿病视网膜病变(DR)是糖尿病常见的眼部微血管并发症,是引起工作年龄段人群首位的致盲眼病。在众多因素中,高血糖水平是影响DR进展的关键危险因素。因此,血糖监控对于DR患者至关重要。目前在临床和家庭中普遍采用血糖仪和连续的血糖监测系统对其血液中葡萄糖水平进行监测,由于这2种方式均有创,且检测高频、需要定期校准和更换,因而众多研究者致力于葡萄糖连续且无创检测的研究。研究发现,生物体液中的某些代谢物水平可能与眼部或全身疾病的状态显著相关,可作为无创检测的生物学指标。泪液葡萄糖浓度与血液葡萄糖浓度呈现确定的线性正相关关系,可反映眼部及全身葡萄糖水平的波动情况。加之泪液可通过非侵入性的方法收集获得,因此围绕葡萄糖生物标志物结合生物材料和物理传感器形成了新的研究热点。本文就泪液葡萄糖的来源与转运、泪液葡萄糖与血糖以及DR的关系、泪液葡萄糖的无创检测等研究进展进行综述。 展开更多

关键词 糖尿病视网膜病变 血糖 泪液葡萄糖 无创 检测

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