收藏本站
《天津大学》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

近红外无创血糖测量—信号拾取的理论和实验研究

陈文亮  
【摘要】:糖尿病及其并发症已成为严重威胁人类健康甚至生命安全的全球性疑难病症。血糖浓度无创伤检测技术具有无痛苦、无感染危险等优点,对于减轻糖尿病患者的测量痛苦、实现血糖浓度的实时监测和指导临床合理用药,具有非常重要的现实意义。基于此,本课题进行了人体血糖浓度的近红外无创测量方法的系统研究。 文中基于皮肤组织各层中的血糖分布特性,提出了利用真皮漫反射光谱测量血糖浓度的方法。通过近似求解半无限介质中的定态漫射方程,分析了血糖浓度分别通过吸收效应和散射效应作用于漫反射光能的机理,推导得出漫反射光能随血糖浓度变化的近似关系式。依据上述测量原理,研制了适用于手掌部位的近红外无创血糖浓度检测系统。 提出了拾取手掌真皮漫反射信号的有效方案。使用蒙特卡罗模型分析了手掌漫反射光子的径向分布、在组织内的穿透深度及传输程长的分布规律。并综合考虑真皮漫反射光子的数量及其在真皮层内的有效光程长对于有效真皮信息量的影响因子,求解得到真皮信息载荷量随径向检测距离的分布曲线。根据该曲线的峰值分布特性,确定了光学测头的具体结构参数。 研究了接触压力影响漫反射光谱的机理。文中从粒子的散射截面和吸收截面的定义出发,正向求解组织的散射和吸收特性,得到散射系数和吸收系数的基于组织厚度的表达式。并使用有限元模型计算得出不同接触压力下的组织厚度,进而求得散射系数和吸收系数与接触压力之间的关系式。在此基础上,推导出了真皮漫反射光能随接触压力变化的理论公式。 提出了活体漫反射光谱测量受接触压力影响的解决方案。通过实验,本文系统地研究了接触压力变化对漫反射光谱的影响,以及同一接触压力下,漫反射光谱随接触时间波动的特性。根据研究结果,文中首次提出了最佳接触状态和最佳测量时间的论点。在该最佳测量条件下进行光谱采集,有效的提高了光谱测量的稳定性。 最后,本文进行了人体血糖浓度无创测量的临床实验研究。使用文中改进的OGTT(口服葡萄糖耐量试验)方法采集校正集样本,并对单次OGTT实验样本建立PLS(偏最小二乘)校正模型。基于完全交互验证方法对文中50人次OGTT实验所得的校正模型进行评价,其均方根预测误差的范围为0.6773±0.0886mmol/l。该临床实验结果表明了本文的检测方法和系统的有效性。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:R318.51

手机知网App
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 罗云瀚;近红外无创伤血糖浓度测量方法的组织光学基础及应用研究[D];天津大学;2006年
2 刘蓉;近红外无创血糖测量—信号构成和拾取的理论及实验研究[D];天津大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王宏,刘则毅,李庆波,徐可欣;径向基函数网络在近红外人体无创伤血糖浓度检测基础研究中的应用[J];分析化学;2003年04期
2 叶亚彩;血糖仪测定血糖结果的可靠性研究[J];临床医学;2005年01期
3 刘蓉,陈文亮,徐可欣,邱庆军,崔厚欣;奇异点快速检测在牛奶成分近红外光谱测量中的应用[J];光谱学与光谱分析;2005年02期
4 程树英,沈鸿元;用蒙特卡罗法研究面光源在血液中的传播[J];光电子.激光;2002年01期
5 张洪艳,张来明,陈月,刘少明,孙颖,唐玉国;近红外漫反射光谱在人体血糖无创检测中的应用[J];激光与红外;2005年02期
6 林方,丁海曙,苏畅;Monte-Carlo方法研究生物组织内部的光能分布[J];清华大学学报(自然科学版);2000年03期
7 李登道,耿杰,王文涌;光纤的结构及其传输特性分析[J];山东科技大学学报(自然科学版);2004年04期
8 车晓艳,陈雁;急诊快速血糖仪末梢血糖监测的应用研究[J];护理研究;2004年21期
9 马显光,蒲晓允,陈仕国,蒋洪,叶勇;无创血糖仪的研制[J];生物医学工程学杂志;2004年03期
10 李庆波,倪勇,周定文,徐可欣;成分含量近红外快速检测技术及系统的研究[J];仪器仪表学报;2003年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 蒋景英;人体内成分无创光谱检测中测量条件的研究[D];天津大学;2003年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 钟远,封少龙,苏庆,谢朝云,罗屿,孔志明,王恒庆;应用蚕豆根尖微核技术和彗星试验监测扬中地表水遗传毒物污染的研究[J];癌变畸变突变;2000年01期
2 张健,葛淼,葛鑫,任中杰,陈潇潇,吴晓旭;我国中年女性血红蛋白的正常参考值与地理因素关系的研究[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2004年01期
3 张根仓,刘爱绒,李彦芳,赵丽,卢婷,王建华;微板赖氏法酶标仪定量测定ALT酶活力[J];中国输血杂志;2001年02期
4 郭兑山,潘莉莉,王富伟,金东岩;应用酶标仪快速测定丙氨酸氨基转移酶的活性浓度[J];中国输血杂志;1998年02期
5 郝广煜;浅议撰写医学论文应注意的几个问题[J];包头医学院学报;2000年04期
6 王海龙,崔智慧,岳秀兰;氨基酸薄层层析茚三酮显色改良[J];包头医学院学报;2003年04期
7 鲁秀恒;;化学计量学在食品分析中的应用[J];长春大学学报;2006年06期
8 葛淼,靳秀婵,路春爱,章小华,黄萍,殷淑燕;中国青年男性全血比粘度参考值与海拔高度的曲线模型分析[J];成都中医药大学学报;1999年02期
9 黄伟光,冯虎翼,陶世先;双螺旋皮瓣切除乳头缩小[J];重庆医学;2003年05期
10 王玉田,王忠东;一种新型农药浓度荧光测量系统的研究[J];测试技术学报;2005年02期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 刘洁;李小昱;李培武;王为;张荣荣;张军;;数据处理方法在近红外光谱分析中的应用进展[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(三)[C];2007年
2 毕卫红;李超;唐予军;;基于声光可调滤光器的红外在线检测系统的研究[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
3 刘木华;李细荣;黎静;段武茂;;水果组织中光子传输的蒙特卡罗模拟研究[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第四分册[C];2005年
4 兴丽;韩鲁佳;樊霞;;快速预测畜禽粪便肥料成分含量方法的研究进展[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第五分册[C];2005年
5 丁东;赵振武;崔继承;唐玉国;;葡萄糖粉末近红外光谱的测量[A];第三次全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2002年
6 马海涛;丁东;崔继承;唐玉国;;近红外光谱在无创血糖监测中的应用[A];第三次全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2002年
7 Mewis Jan;Van Puyvelde Peter;Vermant Jan;;Rheo-optics as a probing technique for multiphase systems[A];Proceedings of the 4th International Symposium on Measurement Techniques for Multiphase Flows(ISMTMF'2004)[C];2004年
8 Mewis Jan;Van Puyvelde Peter;Vermant Jan;;RHEO-OPTICS AS A PROBING TECHNIQUE FOR MULTIPHASE SYSTEMS[A];Proceedings of the Second International Symposium on Multiphase, Non-Newtonian and Reacting Flows(ISMNRF'2004)[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄乃艳;光动力疗法治疗鲜红斑痣的数学模型的建立及验证[D];中国人民解放军军医进修学院;2005年
2 蒋景英;人体内成分无创光谱检测中测量条件的研究[D];天津大学;2003年
3 李庆波;近红外光谱分析中若干关键技术的研究[D];天津大学;2003年
4 丁东;近红外光谱技术及其在生物医学中的应用研究[D];吉林大学;2004年
5 黄岚;近红外组织氧绝对量检测的研究及应用[D];清华大学;2004年
6 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
7 许棠;生物组织中的光传输及生物组织光学特性参数测量的研究[D];南开大学;2004年
8 陈晓冬;自体荧光法诊断早期胃肠癌的方法和理论研究[D];天津大学;2001年
9 谌雅琴;生物组织化学成分无创分光检测基本传感理论的研究[D];天津大学;2005年
10 韩永辉;牛奶成分近红外测量的光学基础理论与实验研究[D];天津大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗兰;近红外光谱技术用于茶碱浓度检测建模初步研究[D];重庆大学;2007年
2 王颖;两亲性光敏剂血啉甲醚在不同溶液体系中存在状态与光漂白规律的研究[D];中国人民解放军军医进修学院;2005年
3 焦泽龙;兔下肢骨骼肌灌注模型中PDT作用的实验研究[D];中国人民解放军军医进修学院;2005年
4 王素祥;基于遗传算法的模型拟合及其医学应用[D];山西医科大学;2005年
5 常敏;应用红外光谱技术进行牛奶成分检测的研究[D];天津大学;2004年
6 付冠军;近红外无创血糖检测技术研究[D];西北工业大学;2005年
7 刘蓉;近红外光谱分析中模型优化方法的初步研究[D];天津大学;2003年
8 乔海娟;夜蛾科部分属种昆虫酯酶同工酶的比较研究[D];陕西师范大学;2000年
9 官莉莉;尿κ轻链在糖尿病肾病早期诊断中的临床意义[D];浙江大学;2001年
10 高美丽;太白参不同部位对小鼠抗氧化及运动能力影响的研究[D];陕西师范大学;2001年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张军,郑咏梅,王芳荣,陈星旦;谷物近红外光谱分析中常用数据处理方法讨论[J];吉林大学学报(信息科学版);2003年01期
2 叶亚彩;血糖仪测定血糖结果的可靠性研究[J];临床医学;2005年01期
3 赵锁劳,彭玉魁;我国黄土区土壤水分、有机质和总氮的近红外光谱分析[J];分析化学;2002年08期
4 王宏,刘则毅,李庆波,徐可欣;径向基函数网络在近红外人体无创伤血糖浓度检测基础研究中的应用[J];分析化学;2003年04期
5 田地,金钦汉;近红外光谱仪器[J];分析仪器;2001年03期
6 蒋景英,胡晓东,徐可欣,虞启琏;结合遗传算法与方向图法的指纹图像分割[J];工程图学学报;2002年02期
7 赵莹,张元福,杨丽敏,徐怡庄,翁诗甫,杨展澜,武惠忠,周维金,徐端夫,吴瑾光;中红外光谱无创伤检测血糖新方法[J];高等学校化学学报;2005年06期
8 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
9 赵军,丁海曙,赵忠耀,杜鹃;生物组织光学参数的校准模型及测量[J];光电子.激光;2005年04期
10 张洪艳,丁东,崔继承,赵振武,唐玉国;葡萄糖粉末的近红外光谱[J];光谱实验室;2003年04期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 蒋景英;人体内成分无创光谱检测中测量条件的研究[D];天津大学;2003年
2 李庆波;近红外光谱分析中若干关键技术的研究[D];天津大学;2003年
3 丁东;近红外光谱技术及其在生物医学中的应用研究[D];吉林大学;2004年
4 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
5 谌雅琴;生物组织化学成分无创分光检测基本传感理论的研究[D];天津大学;2005年
6 韩永辉;牛奶成分近红外测量的光学基础理论与实验研究[D];天津大学;2005年
7 刘蓉;近红外无创血糖测量—信号构成和拾取的理论及实验研究[D];天津大学;2006年
8 罗云瀚;近红外无创伤血糖浓度测量方法的组织光学基础及应用研究[D];天津大学;2006年
9 刘成林;肿瘤组织的同步辐射X射线成像和谱学研究[D];复旦大学;2006年
10 李晓霞;人体血液成分无创检测的动态光谱理论分析及实验研究[D];天津大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 徐新龙;从THz时间波形中提取材料参数的方法和分析[D];首都师范大学;2003年
2 付冠军;近红外无创血糖检测技术研究[D];西北工业大学;2005年
3 王娅仙;虚拟式多通道动态信号分析仪的研制[D];重庆大学;2005年
4 张振伟;脉冲THz时域光谱成像及连续THz波成像相关技术研究[D];首都师范大学;2006年
5 喻碧莺;生物组织的时间分辨光分布特性及光学参数测量[D];福建师范大学;2006年
6 孙红起;太赫兹时域光谱系统的性能研究[D];首都师范大学;2007年
7 周巍晖;太赫兹脉冲光的传播和成像特性研究[D];首都师范大学;2007年
8 凌明胜;人体血糖光学无损检测实用技术研究[D];南京航空航天大学;2007年
9 肖君;基于近红外三波长血糖检测系统的研制[D];华中科技大学;2006年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 倪惠兰,郑淑香,沈慧安,施莉莉;糖耐量减低及糖尿病患者的血液粘度变化[J];北京医学;1994年01期
2 王海燕,俞群;微量法血糖测定与己糖激酶法血糖测定结果比较[J];护士进修杂志;2002年05期
3 张涛,陶雪斌,邓宏明;血糖仪测定血糖值可靠性研究[J];护士进修杂志;2002年12期
4 沈春苗,陆琴;床边血糖测定中不同部位采血的结果比较[J];护士进修杂志;2004年01期
5 程树英,沈鸿元;用蒙特卡罗法研究面光源在血液中的传播[J];光电子.激光;2002年01期
6 崔继承,丁东,张洪艳,赵振武,黄芳,唐玉国;葡萄糖溶液近红外光谱的测量与分析[J];光谱实验室;2003年02期
7 徐广通,袁洪福,陆婉珍;近红外光谱定量校正模型适用性研究[J];光谱学与光谱分析;2001年04期
8 沈韬,彭卿,翁诗甫,周孝思,吴瑾光;傅立时变换中红外光谱法用于非损伤性血糖测定的研究[J];光谱学与光谱分析;1996年03期
9 赵友全,范世福,曹文新;生物组织光学特性参数及其描述[J];国外医学.生物医学工程分册;2000年02期
10 程广斌,沙宪政,王秀章;无创性血糖监测新技术[J];国外医学.生物医学工程分册;1997年06期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张铮;;近红外漫反射光谱快速测定山茱萸醇提物马钱苷和熊果酸含量方法[J];安徽医药;2011年08期
2 沈漪;潘颖;刘全;项竞佐;;近红外漫反射光谱法对阿莫西林胶囊的定性及定量分析[J];药物分析杂志;2005年04期
3 曲斌;孟庆华;张婷婷;辛妮;胡育筑;;非负矩阵分解在中药鱼腥草近红外光谱定性判别中的应用[J];计算机与应用化学;2009年10期
4 刘蓉;陈文亮;谷筱玉;徐可欣;;人体血糖无创测量中净信号的提取方法[J];纳米技术与精密工程;2008年03期
5 蔡志刚,田丰华,赵福运,丁海曙,王晓霞;近红外光谱系统在游离皮瓣微循环血氧检测中的应用研究[J];中华显微外科杂志;2002年03期
6 郝贵奇;马群;张卓勇;乔延江;;中药材黄连颗粒度对近红外光谱的影响[J];现代仪器;2006年05期
7 钱枫;肖海龙;付永强;周新奇;;近红外光谱快速筛查奶粉中三聚氰胺定性模型研究[J];中国卫生检验杂志;2011年05期
8 彭子明;近红外光谱无创伤实时血糖测定法[J];中国医疗器械杂志;2003年04期
9 孙荣梅;李筠青;相秉仁;于丽燕;;近红外光谱对水中毒死蜱的残留分析[J];时珍国医国药;2009年11期
10 孙荣梅;于丽燕;;近红外光谱对血浆中格列齐特浓度的检测[J];齐鲁药事;2010年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐云;王一鸣;吴静珠;;基于近红外光谱的未知类别样品聚类方法研究[A];中国农业工程学会电气信息与自动化专业委员会、中国电机工程学会农村电气化分会科技与教育专委会2010年学术年会论文摘要[C];2010年
2 王晓燕;韩鲁佳;黄光群;;基于近红外光谱的鸡粪工厂化堆肥过程理化指标速测分析研究[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
3 邵学广;卞希慧;蔡文生;;近红外光谱多元校正方法研究[A];第十一届全国计算(机)化学学术会议论文摘要集[C];2011年
4 熊来怡;胡耀华;刘聪;陈康乐;郭康权;;近红外光谱检测猪肉挥发性盐基氮含量及其品质安全判别研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
5 田高友;;轻质石油燃料质量指标近红外光谱分析方法标准研究[A];科学仪器服务民生学术大会论文集[C];2011年
6 路春霞;刘源;孙晓红;潘迎捷;赵勇;;基于培养液的傅里叶变换近红外光谱指纹区分食源性致病菌的研究[A];中国食品科学技术学会第八届年会暨第六届东西方食品业高层论坛论文摘要集[C];2011年
7 李祥辉;林振宇;林燕琴;林艺冰;杨方;王丹红;陈国南;;傅里叶近红外光谱结合化学计量学快速检测食品中的塑化剂[A];中国化学会第28届学术年会第14分会场摘要集[C];2012年
8 董文江;倪永年;;近红外光谱结合化学计量学检测和定量中药白前的两种混伪品[A];中国化学会第28届学术年会第14分会场摘要集[C];2012年
9 赵艳茹;张淑娟;余克强;;基于近红外光谱的山楂SSC动态检测研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
10 毛志毅;蔡文生;邵学广;;基于小波变换的复杂体系近红外光谱定量分析方法研究[A];中国化学会第28届学术年会第14分会场摘要集[C];2012年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 李犁;近红外光谱专业委员会云南物联站成立[N];云南日报;2011年
2 记者 王晓冬;桂林:近红外初筛中药命中率达90%[N];中国医药报;2010年
3 记者 王丹;我国药品快检技术国际领先[N];健康报;2009年
4 吴玉田殷学平;中药质量控制又添新武器——小波变换近红外光谱分析系统[N];中国医药报;2004年
5 范世福;分析仪器发展应顺应现代科技趋势[N];中国机电日报;2001年
6 记者 余彬 通讯员 张海东 邓小梅;武大千余毕业博士硕士留鄂工作[N];湖北日报;2002年
7 晓艳;激光技术查牙病[N];医药经济报;2003年
8 ;新技术新方法广泛用于抗生素分析[N];中国医药报;2003年
9 记者 李天舒;猪肉牛乳检测有新法[N];健康报;2010年
10 政轩 陈志奎;江大赵杰文教授指导博士论文入选“全国优秀博士学位论文”[N];镇江日报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈文亮;近红外无创血糖测量—信号拾取的理论和实验研究[D];天津大学;2005年
2 樊景超;苹果果实病害近红外光谱信息获取与识别模型研究[D];中国农业科学院;2011年
3 贺英;基于半监督和迁移学习的近红外光谱建模方法研究[D];中国海洋大学;2012年
4 黄富荣;人体血液胆固醇、甘油三酯近红外光谱无试剂分析方法研究[D];暨南大学;2010年
5 樊玉霞;猪肉肉糜品质与安全可见/近红外光谱快速检测方法的实验研究[D];浙江大学;2011年
6 张龙;植源性农产品溯源以及鉴别技术研究[D];浙江大学;2012年
7 柳俊;近红外光谱分析技术在白芍中药配方颗粒制备过程中的应用研究[D];广州中医药大学;2011年
8 谈爱玲;水中石油类污染物光纤光谱检测方法的研究[D];燕山大学;2012年
9 淡图南;基于光谱分析的燃油组分检测技术研究[D];浙江大学;2011年
10 刘蓉;近红外无创血糖测量—信号构成和拾取的理论及实验研究[D];天津大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 闫灵;基于近红外光谱的转基因菜籽油快速鉴别机理研究[D];西南大学;2010年
2 钱磊;基于USB的近红外脑组织血氧检测系统的研制[D];武汉理工大学;2010年
3 丁家欣;中药炮制辅料蜂蜜质量分析的近红外光谱实验研究[D];中国中医科学院;2010年
4 张华秀;近红外光谱法快速检测牛奶中蛋白质与脂肪含量[D];中南大学;2010年
5 惠娜;近红外光谱分析技术在党参及复方丹参片质量控制中的应用[D];兰州大学;2011年
6 朱丽;造纸用毛白杨综纤维素含量的近红外光谱预测模型[D];北京林业大学;2011年
7 王奇云;柴油十六烷值近红外机理模型开发[D];中国石油大学;2010年
8 潘建超;近红外光谱分析技术对痰热清注射液配方药材的质量控制研究[D];华东理工大学;2010年
9 李有志;三倍体毛白杨NIR预测及制浆造纸性能评估[D];北京林业大学;2011年
10 陈玲玲;近红外无创血糖浓度检测技术的初步研究[D];黑龙江大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026